CN105451787A - 与用于医疗设备的自动防故障泵相关的方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

此处的各种实施例涉及使用于各种医疗设备的泵。所述泵能够是正位移泵或者齿轮泵。每个泵具有限定在泵中的至少一个流体传递开口，所述流体传递开口允许以预定流量传递流体，这提供了以预定量的时间对所述设备进行放气。

Description

与用于医疗设备的自动防故障泵相关的方法、系统和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2013年3月5日、标题为“与用于心脏辅助设备的自动防故障泵相关的方法、系统和设备”的美国临时申请61/772,707的优先权保护，这里其整体通过参考并入于此。

技术领域

此处公开的各种实施例涉及使用在医疗设备中的各种自动防故障泵。更具体来说，每个泵具有流体传递开口，在泵发生不期望的或者非计划的停止时，该流体传递开口允许流体的一些回流(或者“渗漏”)，从而允许降低这种停止导致的潜在破坏或者危险压力。

背景技术

各种心脏辅助设备能够用以治疗末期心力衰竭，包括例如左心室辅助器(“LVADs”)、主动脉内囊设备、主动脉压缩设备以及其他反搏设备。

许多这些辅助设备通过由泵生成的流体压力致动。在一些情况下泵被植入患者的身体内部，而在其他情况下泵定位在身体外部。泵为设备提供了流体压力，从而对设备充气，然后主动地或者被动地降低对设备的流体压力。

这些压力致动系统的一个的风险涉及可能的放气故障。也即，如果泵或者整个系统在充气周期期间无意地或者不期望地产生故障，则已充气的设备保持充气，这会导致设备破坏或者甚至导致患者损伤或甚至死亡。

在本领域中需要一种用于心脏辅助设备的改进泵。

发明内容

此处讨论的是与位移泵和齿轮泵相关的各种系统和设备，每个位移泵和齿轮泵具有至少一个流体传递开口，所述流体传递开口允许一些预定量的流体渗漏以在无意的或者不期望的停止的情况下降低流体压力。

在例子1中，用于医疗设备的泵包括：主体，其限定出内部；位移部件，其布置在所述内部内；第一室；第二室；导管；以及至少一个流体传递开口。第一室由所述主体的远侧部分和所述位移部件的远侧限定。导管流体连通第一室并且进一步流体连通医疗设备。第二室由主体的近侧部分和位移部件的近侧限定。至少一个流体传递开口限定在第一室和第二室之间。

例子2涉及例子1中所述的泵，其中，医疗设备是可充气压缩设备。

例子3涉及例子2中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口的尺寸和形状构造成允许压缩设备在大约10秒至大约30秒范围的时间段内放气。

例子4涉及例子2中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口的尺寸和形状构造为允许通过开口的最大流量大约为每秒2cc。

例子5涉及例子1中所述的泵，其中，位移部件包括位移壁。

例子6涉及例子5中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口包括限定在位移壁中的开口。

例子7涉及例子6中所述的泵，进一步包括非刚性联接部件，其可操作地联接至位移壁以及主体的内壁。

例子8涉及例子5中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口包括位于位移壁以及主体的内壁之间的间隙。

例子9涉及例子5中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口包括限定在主体中的旁通室。

例子10涉及例子9中所述的泵，其中，当位移壁处于放气位置时位移壁定位成邻近旁通室。

例子11涉及例子5中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口包括限定在位移壁中的至少一个狭槽，其中，可植入式泵进一步包括形状构造成装在狭槽内的至少一个突起。

例子12涉及例子11中所述的泵，其中，当位移壁处于充气位置时至少一个突起布置在至少一个狭槽内。

例子13涉及例子1中所述的泵，其中，位移部件包括至少一个转子。

例子14涉及例子1中所述的泵，其中，位移部件包括第一转子和第二转子。

在例子15中，用于医疗设备的泵包括：主体，其限定出内部；位移壁，其布置在内部内；第一室；第二室；导管；顺应腔；以及至少一个流体传递开口。第一室由主体的远侧部分和位移壁的远侧限定。导管流体连通第一室以及流体连通医疗设备。第二室由主体的近侧部分和位移壁的近侧限定。顺应腔流体连通第二室。至少一个流体传递开口限定在第一室和第二室之间。

例子16涉及例子15中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口包括限定在位移壁中的开口。

例子17涉及例子15中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口包括位于位移壁以及主体的内壁之间的间隙。

在例子18中，用于医疗设备的齿轮泵包括：主体，其限定出内部；布置在内部内的至少一个转子；第一室；第二室；导管；以及至少一个流体传递开口。第一室由主体的远侧部分和至少一个转子的远侧部分限定。导管流体连通第一室，导管流体连通医疗设备。第二室由主体的近侧部分和至少一个转子的近侧部分限定。至少一个流体传递开口限定在第一室和第二室之间。

例子19涉及例子18中所述的泵，其中，至少一个转子包括第一转子和第二转子。

例子20涉及例子15中所述的泵，其中，至少一个流体传递开口包括位于至少一个转子以及主体的内壁之间的间隙。

尽管公开了多个实施例，但是对本领域的技术人员来说通过下文的特定实施方式，本发明的其他实施例仍将变得明显，下文的特定实施方式示出了并且描述了本发明的示意实施例。正如将认识到的，本发明能够在各种显而易见的方面修改，所有这些修改并不超出本发明的精神和范围。因此，附图和特定实施方式被视为是示意性的而非约束性的。

附图说明

图1A示出根据一个实施例的心脏辅助设备系统的立体图。

图1B示出根据图1A实施例的心脏辅助设备系统的示意图。

图2示出根据一个实施例的正位移泵的剖视截面图。

图3示出根据另一实施例的正位移泵的剖视截面图。

图4示出已知的滚柱丝杠驱动系统的立体图。

图5示出根据一个实施例的内齿轮泵的剖视截面图。

图6示出根据另一实施例的内齿轮泵的剖视截面图。

图7示出已知的外齿轮泵的剖视截面图。

图8示出根据一个实施例的外齿轮泵的剖视截面图。

图9A示出根据一个实施例的马达组件的可旋转的内磁体组的剖视截面图。

图9B示出根据图9A实施例的马达组件的剖视截面图。

图10示出根据一个实施例的正位移泵的剖视截面侧视图。

图11A示出根据一个实施例的正位移泵的一部分的剖视截面的分解立体图。

图11B示出根据图11A实施例的正位移泵的另一剖视截面的分解立体图。

图12A示出根据一个实施例的正位移泵的俯视图。

图12B示出根据图12A实施例的正位移泵的剖视截面侧视图。

图12C示出根据图12A和图12B实施例的正位移泵的另一剖视截面侧视图。

图13A示出根据一个实施例的正位移泵的剖视截面俯视图。

图13B示出图13A实施例的正位移泵的剖视截面侧视图。

图14A示出根据另一实施例的正位移泵的剖视截面侧视图。

图14B示出图14A实施例的正位移泵的另一剖视截面侧视图。

具体实施方式

此处公开的各种实施例涉及使用于各种医疗设备系统的泵，例如，所述系统包括机械心脏辅助设备系统。

图1A和图1B描绘了根据一个实施例的心脏辅助设备系统10。在该特定实施例中，设备12是主动脉压缩设备12，其构造为靠着患者的升主动脉定位，并且能够压缩升主动脉，从而辅助于推动血通过主动脉而进入患者的身体。主动脉压缩设备12联接至流体泵14，并且经由第一流体联接部件28与流体泵14流体连通，流体泵14构造为以重复的方式或者周期性的方式经由联接部件28在泵14和压缩设备12之间传递流体，从而提供引起设备12充气的动力，从而压缩主动脉，然后要么引起设备12放气，要么允许设备12经由主动脉压力而放气。泵14还联接至顺应腔16并且与顺应腔16流体连通。顺应腔16构造为允许由于泵与压缩设备12相互传递流体的行为而改变泵的体积。根据一个实施方式，顺应腔16接触患者的肺，因为，正如在本领域理解的，肺的体积能够易于改变，相比于肺体积，室16的体积是相对较小的，从而在患者的身体中提供用于定位的顺应腔16的顺应区域。

在特定实施方式中，顺应腔16是泵14的组成部分，如图1A所示。也即，在该示例中，室16是泵14的柔性壁。可替换地，顺应腔16能够是与泵14流体连通的独立部件。在进一步实施例中，顺应腔能够是在美国专利7,306,558中描述的顺应腔的任何实施例，此处该美国专利整体通过参考并入此处。

可替换地，对于此处公开的或者想到的任何实施例，系统能够具有压缩设备，所述压缩设备定位成靠着血囊、心室或者患者的任何血导管(包括任何血管或者动脉)并且构造为压缩所述血囊、心室或者导管，从而辅助于推动血通过患者的身体。根据特定实施方式，该设备为反搏设备。可替换地，设备能够为共搏设备。

此处公开的各种实施例涉及泵，其中任何泵都能够用作图1A和图1B的系统10中的泵14。应理解的是，此处使用的术语“泵”不旨在限制，而是旨在意味着能够生成流体压力从而致动压缩设备以周期性地或者重复压缩患者的血囊、心室、任何血导管或者主动脉的任何设备或者部件。还理解的是，泵能够进一步为任何下述的泵，其构造为联接至医疗设备，目的是以某种方式致动设备，包括任何可植入式泵或者任何不植入患者的身体的泵。

图2描绘了根据一个实施例的泵20。泵20是正位移泵20，在正位移泵20中，接触流体21(正如下文进一步详细描述的其被识别为流体21A和流体21B)的部件26移动了已知并且可控制的距离，因而使流体21移走了已知并且可控制的体积。更特定来说，图2中的泵20是具有包含两个室24A、24B的泵主体22的双室泵20。两个室24A、24B通过可移动壁26分离。为了本应用的目的，“可移动壁”意味着分隔两个室并且能够在泵主体22内的两个位置之间移动的任何表面、壁或者部件，所述两个位置为：充气位置(在该位置，压缩设备12是充气的)和放气位置(在该位置，压缩设备12是放气的)。在图示于图2的特定实施例中，正如下文更详细描述的，可移动壁26在主体22中的两个位置之间横向移动。第一室24A包含第一体积的流体21A并且经由第一流体联接部件28流体连通压缩设备12。第二室24B包含第二体积的流体21B并且经由第二流体联接部件30流体连通顺应腔，诸如图1A的顺应腔16。

根据此处公开的或者想到的任一实施例，主体(诸如主体22)能够由任何生物相容性金属、聚合材料或者陶瓷材料制成。在某些特定实施方式中，主体能够由特定生物相容性金属制成，诸如钛合金(诸如Ti6A14V)、商用可获得的纯钛或者类似金属。可替换地，主体能够由特定聚合材料制成，诸如聚醚醚酮(“PEEK”)、聚酰胺(“PAI”)或者类似聚合材料。在进一步可替换实施例中，主体能够由制成。

此处任一实施方式中的可移动壁(包括，例如，壁26)能够由使用于医疗设备的任何已知材料制成，材料包括非生物相容性材料。在特定示范实施例中，壁能够由与上述制成主体的材料相同的材料制成。在一个例子中，壁能够由不锈钢或者任何其他类似金属制成。可替换地，壁能够由非生物相容性金属制成。在进一步可替换实施例中，壁能够被处理或者涂覆以增加耐磨性。例如，壁能够经历诸如表面渗氮等的处理或者用于医疗设备部件的任何其他已知的处理以增加耐磨性。在其他例子中，壁能够涂覆有涂层(诸如类金刚石薄膜涂层)或者用于医疗设备部件的任何其他已知涂层以增加耐磨性。

可替换地，如上所述，顺应腔是泵20的组成部分(诸如柔性壁)。在这种实施例中，不存在第二流体联接部件30。

在进一步可替换实施例中，第一流体联接部件28构造为具有顺应壁。也即，部件28的壁由柔性、弹性或者其他方式的顺应材料制成，所述顺应材料允许在第一室24A的压力超过预定压力水平的情形下壁是顺应的，该情形会潜在地破坏泵20或者联接至联接部件28的医疗设备。

可移动壁26分隔分别位于第一室24A和第二室24B中的第一流体21A和第二流体21B。为了维持期望的分隔，壁26具有附接在壁26的每个端部的非刚性联接部件32，其中，每个这种联接部件32的另一端附接至泵主体22的内壁。这样，非刚性联接部件32使得壁26能够在泵主体22内横向移动，同时维持可移动壁26和泵主体22的内壁之间的流体密封。第一流体21A在泵14和压缩设备12之间被推动。第二流体21B在泵14和顺应腔16之间被推动。根据一个实施例，第一流体21A和第二流体21B能够是相同的流体或者相同类型的流体。

根据一个实施方式，非刚性联接部件(诸如非刚性联接部件32)是柔性部件。在图2示出的实施方式中，部件20是已知的滚动隔膜(rollingdiaphragm)构造，并且由用弹性体浸渍的织物或者类似材料制成。可替换地，非刚性联接部件32由聚氨酯段或者类似材料制成。可替换地，部件32是弹性的。在进一步实施方式中，部件32是具有高挠曲寿命的任何已知的柔性材料。

应理解的是，使用在此处公开的或者想到的任何正位移泵中的一种或多种流体(诸如流体21A、21B)能够是任何已知的用于利用流体压缩力的医疗设备的液体或者气体。在一个实例中，流体21是硅油。一个特定硅油例子是MED-368。可替换地，流体21是盐溶液。在进一步可替换实施例中，流体21由提供了良好摩擦学性能的任何已知流体组成，其是疏水性的或者生物相容性的。在进一步实施方式中，流体粘性在大约5mPa-s至大约60mPa-s的范围内。在进一步实施例中，流体21是任何生物相容性以及具有灭菌性的流体，其能够使用于植入人类身体内部的医疗设备中。

在图2描绘的实施例中，可移动壁26在第一室24A和第二室24B之间不提供完全的流体密封。而是，壁26具有限定在壁26中的一个或多个流体传递孔、间隙或者开口34，通过一个或多个开口34允许一些量的流体21从室24A、24B的其中一个室行进至另一室。应理解的是，用于此应用的目的，术语“流体传递孔”以及“流体传递开口”旨在意味着限定在可移动壁26中或者限定在第一室24A和第二室24B之间的任何种类或者形状的任何开口，其构造为允许在两个室24A、24B之间传递流体。在描绘的实施方式中，可移动壁26具有四个流体传递孔34。可替换地，壁26能够具有数个流体传递孔，数量范围从一个孔至任何数量的孔，孔的数量允许适当量流体21以期望速率从一个室流动至另一室。根据一个实施例，流体21从更高压力的室流动至更低压力的室。

根据一个实施方式，可移动壁26中的一个或多个流体传递孔34构造为在泵14发生不期望的或者非计划的停止时允许压缩设备12在相对短时间段中放气。也即，如果泵14不期望地在一位置停止操作，使得例如可移动壁26定位在充气位置或者靠近充气位置以使得压缩设备12充气(或者处于从部分充气至完全充气的任何充气状态)，因而压缩主动脉，则以预定流量或者渗漏率从第一室24A流动至第二室24B的流体21将第一室24A中的压力降低了预定的量。尽管可移动壁26未退向放气位置，第一室24A中的预定压力降低引起压缩设备12以预定最小速率放气，从而防止主动脉的任何长期局部阻塞，因而防止由于泵停止导致的任何对患者有害的影响。类似地，上文描述的用于任何血囊、心室或者任何血导管的任何压缩设备也得益于该预定流量或者渗漏率，从而防止任何这种囊、心室或者导管的任何长期局部阻塞，因而防止对患者的任何有害影响。

在一个实施例中，一个或多个流体传递孔34使得压缩设备12在泵停止的情形下在大约30秒内充分放气。可替换地，压缩设备12在范围为大约10秒至大约30秒的时间内充分放气。在进一步可替换实施例中，设备12在大约15秒、20秒或者25秒或者任何范围内充分放气。在进一步实施例中，设备12以大约2cc每秒的最大速率充分放气。应理解的是，在特定实施方式中，此处公开的放气率应用于下文讨论的齿轮泵实施例。

当然，可移动壁26中存在的一个或多个流体传递孔34使得在泵20的正常使用期间流体21从一个室渗漏至另一室，从而引起已充气的压缩设备12稍微放气。如果在正常使用期间不核查放气量，在放气量超出特定水平时，已充气的压缩设备12将不再充分压缩囊、心室或者导管以辅助于推动血通过患者的身体，或者诸如辅助将达到最小从而变得无效。因而，在特定实施方式中，流体传递孔34的数量和尺寸是基于泵的尺寸、系统10中流体21的量以及某些其他参数来确定的，以确保在正常操作期间放气可忽略或者最小(不影响压缩设备12的正常压缩行为)，同时确保在发生泵20停止的事件时设备12在期望的时间量内放气。正常使用期间的该最小化放气率解释了上述特定实施例中的最大放气率为每秒大约2cc。可替换地，最大放气率能够是任何这样的放气率，压缩设备12以该放气率仍能够有效地压缩囊、心室或者导管，但是超出该放气率的话渗漏将使得设备12不能够充分压缩囊、心室或者导管以辅助于推动血通过患者的身体。

在一个实施例中，使用马达36使泵20(或者任何其他正位移泵实施例)中的可移动壁26在横向上来回移动，马达36经由致动臂38联接至壁26。在一个特定实施方式中，如图4所示，使用已知的滚柱丝杠驱动系统50致动可移动壁26。系统50具有旋转驱动部件52，旋转驱动部件52联接至驱动臂54使得部件52的旋转引起驱动臂54横向移动。也即，联接旋转驱动部件52的马达(未示出)引起驱动部件52旋转。驱动部件52联接至驱动臂54，使得部件52的旋转引起臂54沿着系统50的纵向轴线横向移动。臂54联接可移动壁26，使得臂54的横向移动引起壁26朝向马达52以及远离马达52横向移动。

可替换地，滚珠丝杠驱动系统能够使用于任何正位移泵实施方式。在进一步可替换实施例中，此处想到的任何正位移泵能够使用用于医疗设备的能够致动壁26横向移动的任何已知的马达。

返回至图2，根据一个实施方式，设置在泵主体22中的压力传感器23感测系统内的流体压力。在一个实施例中，压力传感器23能够用以防止系统压力超出预定限值。在另一实施例中，压力传感器23还能够用以确定何时压缩设备12已经完全放气。可替换地，传感器23能够是位置传感器23，其构造为监控可移动壁26的位置使得传感器能够感测何时可移动壁26处于充气位置和/或放气位置。在又一可替换实施例中，能够提供压力传感器和位置传感器两者。根据额外实施方式，传感器23能够是组合式压力以及温度传感器23。在进一步可替换实施例中，马达功率信号能够代替传感器用作相同目的。此外，应理解的是，任何这些传感器实施例能够用于任何正位移泵实施方式。

在图3所示的可替换实施方式中，泵40大致类似于上述正位移泵20，所有上文讨论的内容同样应用于该泵40。但是，在该实施例中可移动壁42具有限定在可移动壁26的端部和泵主体46的内壁之间的流体传递间隙44代替如上所述的流体传递孔。由于具有上述孔34，流体传递间隙44是流体传递开口44，其允许一些预定量的流体通过间隙44从室48A、48B中的一个室行进入至另一室。

图10描绘了正位移泵130的进一步可替换实施例。泵130具有泵主体132和可移动壁134，可移动壁134将主体132分隔为第一室136A和第二室136B并且在放气位置134A和充气位置134B之间移动(用虚线描绘)。该泵130实施例具有流体传递开口138代替壁134中的流体传递孔(类似于图2的壁26中的流体传递孔34)，流体传递开口138是限定在主体132壁中的流体传递室138(此处还称为“流体传递旁通室”或者简单称为“旁通室”)，其允许主体132内的一些量的流体通过旁通室138从室136A、136B中的一个室行进至另一室。具体来说，在使用中，随着壁134移动至充气位置134B，壁134非常接近泵主体132的壁，从而降低但不消除流体从室136A、136B中的一个室至另一室的流动。可替换地，只要在两个壁之间未建立流体密封，壁134能够充分接触主体132的壁，使得仍允许一些最小量流体从室136A、136B中的一个室行进至另一室。

但是，在该实施方式中，随着壁134移动至放气位置134A，壁134移动成接近旁通室138，从而导致壁134和泵主体132之间的较大间隙，因而允许流体以比壁不接近旁通室138时更高的速率从室136A、136B中的一个室流动至另一室。

在使用中，流体传递室138的定位使得泵在充气位置134B中具有最小渗漏，这导致已充气的压缩设备12慢慢放气。相反，相比于充气位置134B，在放气位置134A中，旁通室138引起更快速率的较大渗漏，从而导致流体更快从第二室136B流动至第一室136A。该增加的渗漏率或者流量允许当壁134处于充气位置134B时从第一室136A泄漏至第二室136B的流体回流至第一室136A，从而允许两个室136A、136B之间的压力相等。该急速流量很快消除室136A或者136B中的任何多余流体，从而消除或者至少降低下述风险，即：可移动壁134退回充气位置134B并且在第一室136A中存在的流体量降低，这使得壁134接近充气位置134B时室136A中的压力不能够达到期望压力。在一个实例中，当患者的心脏以很快速度(诸如160bpm，例如)跳动时，该流体传递室138特别有效，使得可移动壁134在充气位置134B和放气位置134A之间很快地移动。在这种实施例中，在壁134接近旁通室138的短时间期间，很快平衡两个室136A、136B中压力的能力是重要的。

本领域的技术人员应理解的是，在特定实施例中，对平衡两个室136A、136B之间的压力的需求可能涉及在其他方向上的流动。也即，在特定实施例中，压缩设备12可能要求力不仅能够使设备充气，而且能够使设备12放气，使得当壁134移动至放气位置134A时流体从第二室136B泄漏至第一室136A。

图11A和11B描绘了正位移泵150的进一步可替换实施方式，图11A和11B是泵150的放大图。尽管未描绘整个泵150，应理解的是，根据特定实施例，泵150具有类似于图2、3和10的一般构造。泵150具有泵主体152和可移动壁154，可移动壁154将主体152分隔为第一和第二室156A、156B，并且在放气位置(如图11A所示)和充气位置(如图11B所示)之间移动。正如最好从图11A所示，该泵150实施例具有一个或多个流体传递开口158取代壁中的流体传递孔或者流体传递室(类似于图10所示的主体132的壁中的室138)，流体传递开口158是限定在可移动壁154的外周中的流体传递狭槽158(此处还称为“旁通狭槽”158)。这些狭槽158允许主体152内的一些量流体通过流体传递狭槽158从室156A、156B中的一个室行进至另一室。在一个示出的实施例中，壁154具有至少两个狭槽158。可替换地，壁154能够具有任何数量的预定狭槽158，狭槽158允许适当量的流体从室156A、156B中的一个室流动至另一室。在该实施例中，泵主体152还具有突起160，其限定在主体152的对应于狭槽158的内壁中。如图11A和11B所示，突起160定位在主体152上，使得当可移动壁154处于图11B的充气位置时突起160定位在流体传递狭槽158内。

这样，在使用中，随着壁154移动至充气位置(图11B)，突起160定位在狭槽158内，从而减少从室156A、156B中的一个室流动至另一室的流体流动。但是，随着壁移动至放气位置(图11A)，突起160不再定位在狭槽158内，从而允许流体通过狭槽158从室156A、156B中的一个室流动至另一室，其速率比当突起160定位在狭槽158内时的速率更大。

图12A、12B和12C描绘了具有泵主体172和可移动壁174的正位移泵170的另一实施例。该泵实施例构造为防止可移动壁154相对于主体172的旋转。正如最好从图12A和12B示出的，泵170具有马达或者类似于美国专利7,306,558描述的致动部件的致动装置，该美国专利整体通过参考并入于此。更具体来说，泵170具有固定地联接至可移动壁174的螺纹轴176。在该实施例中，类似于上述系统并且描绘在图4中的滚柱丝杠驱动系统182联接至马达，螺纹轴176能够以螺纹连接方式联接至驱动系统182。当马达旋转如上所述的驱动系统182时，轴176在平行于轴176的纵向轴线的方向上被横向推动，这引起壁174在放气位置(图12B中)和充气位置(图12C中)之间移动。因为滚柱丝杠驱动系统182的一部分的旋转，而轴176和壁174不旋转，所以发生该致动。因而，为了确保壁174在放气位置和充气位置之间移动，抑制壁174和轴176旋转是重要的。

可替换地，滚珠丝杠驱动系统也能够使用在该实施例中。在进一步可替换实施例中，在当前实施方式中，能够使用用于医疗设备的任何已知的能够致动壁174使其横向移动的马达。

在如上所述的特定正位移泵实施例中(诸如，例如图2描绘的泵20)，通过非刚性联接部件(诸如图2的部件32)约束可移动壁的旋转，非刚性联接部件将可移动壁联接至泵主体的壁(此外维持泵的两个室之间的流体密封)。但是，在不具有这种非刚性联接部件的实施例(诸如图12A、12B和12C的泵170)中，必须设置另一机构或者结构以约束可移动壁174。因而，正如最好从图12A示出的，泵170具有从泵主体172的内壁突出的两个磁体狭槽178。正如最好从图12B和12C示出的，可移动壁174具有至少一个活塞180，正如示出的，上述活塞180联接至壁174并且从壁174延伸，并且每个这种活塞180构造为定位成通过磁体狭槽178中的一个。活塞180与狭槽178磁性地相互作用，使得狭槽178将活塞180约束在通过狭槽178的位置中，因而约束可移动壁174旋转。在一个实施方式中，每个狭槽178和活塞180之间的磁性交流(magneticcommunication)施加磁性力至每个活塞180，这有助于于防止活塞180物理接触狭槽178。尽管有旋转约束，但是允许活塞180通过狭槽178上下移动，使得可移动壁174能够在图12B的放气位置和图12C的充气位置之间移动。

在图12A至12C描绘的特定实施例中，正位移泵170具有两个磁体狭槽178(正如最好从图12A示出的)和两个活塞180，每个狭槽178使用一个活塞180(图12B和12C中仅描绘出一个活塞180)。可替换地，泵170能够具有一个狭槽178(以及一个对应活塞180)。在进一步可替换实施例中，泵170能够具有三个或多个狭槽178以及三个或多个对应活塞180。一个或多个狭槽178还能够是任何其他已知的结构特征，所述结构特征能够保持活塞180因而防止壁174旋转。此外，狭槽178还能够是非磁体。

在示出于图13A和13B的另一实施方式中，泵170不具有非刚性联接部件，而是具有机械的、非磁体、能够滑动的联接，这允许可移动壁174在放气位置和充气位置之间移动，同时防止壁174旋转。更具体来说，在该实施例中，泵170具有狭槽190，其限定在主体172(正如图13A的截面剖视俯视图与图13B的截面剖视侧视图相结合最好示出的)的内壁的一部分中并且沿着壁延伸，使得狭槽190平行于示出的螺纹轴176。泵170的可移动壁174具有突起192，突起192构造为能够匹配主体172中的狭槽190并且装在主体172中的狭槽190内。在一个实施例中，突起192由杆、螺栓或者销194组成，利用绕着销194布置的轴承196，销194轴向延伸至狭槽190中。根据一个实施方式，轴承196是可旋转的轴承196，使得随着可移动壁174在其放气位置和充气位置之间移动，轴承196能够在狭槽190内旋转。突起192与狭槽190机械地相互作用，使得当可移动壁174在放气位置和充气位置之间移动时将突起192约束在狭槽190内，从而防止壁174旋转。在图13A和13B描绘的特定实施例中，泵170具有一个狭槽190。可替换地，泵170能够具有两个或多个狭槽190并且具有对应数量突起192。

在图14A和14B示出的可替换实施方式中，螺纹轴176构造为使得其不能够横向移动但允许其旋转，可移动壁174构造为经由能够以螺纹接合螺纹轴176的螺母200沿着轴176横向移动。螺母200联接至可移动壁174，使得螺母200与壁174两者都不能够旋转。因而，轴176的旋转引起螺母200横向移动，从而引起可移动壁174在图14A的充气位置和图14B的放气位置之间横向移动。驱动系统182固定地联接至设备主体172。在使用中，轴176通过驱动系统182旋转，从而引起不可旋转的螺母200横向移动，从而引起可移动壁174横向移动，从而在放气位置(图14B)和充气位置(图14A)之间推动壁174。驱动系统182能够具有使用于医疗设备的任何已知的能够使壁174致动以使其横向移动的马达。

在其他实施例中，此处想到的泵是齿轮泵。例如，根据一个实施例，图5描绘了使用于以上讨论的系统(诸如心脏辅助系统10)中的另一泵60。该泵60是内齿轮泵60，其还已知为内齿轮油泵60。内齿轮油泵60是正位移泵设备，其具有内转子62以及外转子64。如图5所示，外转子64所具有的齿比内转子62的齿多一个，并且其轴线相对于内转子62的轴线以固定的偏心距定位。

根据一个实施例，内齿轮泵60能够是自吸式的并且能够在短周期内干式运行。此外，该泵60是双旋转式的，双旋转意味着转子62、64能够在两个方向上旋转。这样，转子62、64能够沿一个方向旋转以充气压缩设备12以及在另一方向旋转以放气压缩设备12。根据一个实施方式，该泵60以及其他内齿轮泵仅具有两个移动部分。这样，相比于具有更多移动部件的泵，它们通常可靠、操作简单以及易于维持。

在使用中，流体进入外转子64和内转子62齿之间的吸力端口66。如图5所示，箭头指示流体的方向。转子62、64的旋转促使液体在转子62、64的齿之间行进通过泵60。

图6描绘了泵70的可替换实施例。该内齿轮泵70是内齿轮油泵70的可替换版本。如同图5的泵，该泵70具有外转子72以及内转子74(还称为“惰轮”)。惰轮74的轴线相对于外转子72的轴线以固定的偏心矩定位，使得惰轮74的齿和外转子72的齿啮合以在进入端口76和排放端口78之间形成密封，这迫使液体离开排放端口78。应理解的是，在特定实施例中，形成在惰轮74和外转子72的齿之间的密封不是完全的密封而是有效的(effective)密封，从而允许下文讨论的一些流动。此外，惰轮74的齿和转子72的齿相互啮合可形成用于流体的有效但不完全的流体密封容器(pockets)，这确保了体积控制。

以上讨论的泵实施例60、70两者都构造为允许流体从转子的高压力侧泄漏或者回流至低压力侧，从而允许压缩设备12在类似于上述不期望的泵停止的情形下放气。也即，每个泵60、70具有类似于以上讨论的各种流体传递开口的流体传递开口，流体传递开口允许流体流动。下文将进一步详细讨论这些回流构造。

在一个实例中，齿轮泵(诸如此处描述的齿轮泵)的优势为，相比于一些其他类型的泵，齿轮泵能够较小，因为转子的每次旋转时可多次利用置换容积。这样，齿轮泵能够有助于优化整个心脏辅助系统(诸如上述系统10)所需的空间量。

图7描绘了齿轮泵80的可替换实施例。不同于图5和图6描绘的泵60、70以及以上讨论的泵(其是内齿轮泵)，该泵80是外齿轮泵80。如同内齿轮泵，该外齿轮泵80具有两个齿轮82、84，它们在单个区域或者接触点啮合于一起以产生流动。但是，外齿轮泵80具有沿相反方向旋转的两个齿轮82、84。根据一个实施例，两个齿轮中的一个可操作地联接至马达(未示出)使得马达驱动该齿轮，该齿轮又驱动另一齿轮。根据一个实施方式，每个齿轮82、84由在齿轮的两侧具有轴承(未示出)的轴86、88支撑。

在使用中，随着两个齿轮82、84旋转以及齿轮82、84的齿脱离其彼此啮合的区域，齿的移动在进入端口90内部创建扩大了的容积。这引起流体流动至进入端口90。齿轮齿朝向泵80的内壁抽吸流体，因而引起绕着齿和泵主体94的内壁之间的齿轮82、84的外侧拉动流体。齿轮82、84的旋转和齿的啮合促使流体通过排放端口92流出泵。

应理解的是，此处描述的齿轮泵实施例均具有致动泵的旋转运动的马达。还理解的是，此处公开的各种齿轮泵实施例均能够在两个方向上操作，从而允许通过泵使压缩设备12充气以及放气。此外，应理解的是，因为这些齿轮泵是正位移泵，导致已知数量的齿轮旋转可置换已知量液体(考虑到有一些渗漏)。

图8描绘了外齿轮泵100的特定实施例，外齿轮泵100已经构造为允许流体从泵的高压力侧流动至低压力侧。也即，泵100已经被制成允许流体回流，或者换句话说，“有意地泄漏”。正如上文讨论的实施例，允许“回流”解决了与泵100的长时间停止(相对于心动周期)相关的风险，该停止是由于泵100阻塞或者完全电力故障或者任何其他使压缩设备12停留在充气状态的问题。在该实施例中，设备100构造为通过在两个齿轮102、104的齿和泵主体108的内壁之间创建预定尺寸的流体传递开口或者流体传递间隙106来允许“回流”。正文上文所讨论的，能够预先确定流体传递间隙106的尺寸，以创建从高压力侧回流至低压力侧的预定量的流体，从而导致以预定速率使压缩设备12放气。

类似地，正如上文提到的图5以及图6描绘的实施例，泵实施例60、70还都构造为允许流体从转子的高压力侧泄漏或者回流至低压力侧。也就是说，正如图8和以上讨论的外泵100，每个泵60、70都能够以特定实施方式构造以允许经由流体传递开口或者预定尺寸的间隙进行“回流”。对于图5中的泵60，流体传递间隙106将位于内转子62以及外转子64之间。相对于图6中的泵70，流体传递间隙106将位于外转子72和泵70的内壁之间。尽管图5和图6所示的间隙106相对较小，应理解的是，每个实施例中的间隙106能够是允许适当量“回流”的任何适当尺寸，如其他上述实施例那样。也即，正如上文所讨论的，在每种情况下，能够预先确定流体传递间隙的尺寸以创建从高压力侧至低压力侧的预定量的流体回流，从而导致以预定速率使压缩设备12放气。

对于齿轮泵，在一个实施例中，来自泵马达(未示出)的电功率抽吸(electricalpowerdraw)以及速度信号能够用以确定压缩设备12内的压力。这能够允许控制压力极限并且确定何时所有流体都已经从压缩设备12移除。可替换地，压力传感器(未示出)能够定位在任何齿轮泵实施例的液体内以感测压力，从而被用以防止超过预定压力极限并且进一步确定何时已经实现对整个设备12的放气。

在一个实施例中，与齿轮泵实施例一起使用的流体是硅油。可替换地，流体是盐溶液。在另一可替换实施例中，流体能够是以上讨论的位移泵实施例的任何流体。在进一步实施例中，流体是任何生物相容性以及具有灭菌性的流体，其能够使用于植入人类身体内部的医疗设备中。

根据一个实施方式，任何齿轮泵实施例中的联接至齿轮的马达(未示出)定位在流体中，使得轴和泵之间的密封不需要是气密的。类似地，任何正位移泵实施例中的马达能够定位在流体中。

可替换地，如图9A和图9B所示，马达组件能够设置成致动齿轮泵，而无需马达和流体之间的直接接触。在该实施例中，马达组件110(正如最好从图9B示出的)具有主体112，主体112流体地密封，使得主体112内部的部件不接触流体并且流体不能够流过主体112的任何内部部分，使得布置在主体112中的马达114不接触流体。马达114以下列方式致动泵(未示出)。马达114可操作地联接至轴116，轴116在其另一端部可操作地联接至一组可旋转的内磁体118，正如最好从图9A示出的。此外，组件110还具有一组可旋转的外磁体120。在使用中，马达114经由轴116致动内磁体118的旋转。由于在两组磁体118、120之间相互作用的磁性力，内磁体118的旋转引起外磁体120的旋转。因而，流体密封的主体112的内部的马达114的致动引起外磁体120的旋转，从而致动了机械联接至马达组件110的泵(未示出)。

在一个实施例中，该基于磁体的马达组件的一个优势是其限制能够被传递的转矩量，从而限制泵(未示出)能够施加的压力。

可替换地，泵齿轮(未示出)还能够用作马达的转子，定子线圈能够定位成围绕在转子外部。在该布置中，齿轮是电动马达的一部分，而不是独立元件。

应理解的是，图9A和图9B描绘的该马达组件110还能够使用于此处公开的或者想到的任何正位移泵实施例。

尽管公开了多个实施例，通过详细说明，对本领域的技术人员来说还有其他实施例将变得明显，详细说明示出并且描述了本发明的示意实施例。正如将实现的，各种实施例能够在各种显而易见的方面修改，这些修改都不超出本发明的精神和范围。因此，附图以及特定实施方式将被视为示意性的而非约束性的。

Claims (20)

1.一种用于医疗设备的泵，所述泵包括：

(a)主体，其限定出内部；

(b)位移部件，其布置在所述内部内；

(c)第一室，其由所述主体的远侧部分和所述位移部件的远侧限定；

(d)导管，其流体连通所述第一室，所述导管流体连通所述医疗设备；

(e)第二室，其由所述主体的近侧部分和所述位移部件的近侧限定；以及

(f)至少一个流体传递开口，其限定在所述第一室和所述第二室之间。

2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述医疗设备是可充气压缩设备。

3.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口的尺寸和形状构造成使压缩设备在大约10秒至大约30秒范围的时间段内放气。

4.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口的尺寸和形状构造成允许通过所述开口的最大流量为大约每秒2cc。

5.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述位移部件包括位移壁。

6.根据权利要求5所述的泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口包括限定在位移壁中的开口。

7.根据权利要求6所述的泵，其特征在于，进一步包括非刚性联接部件，其可操作地联接至所述位移壁以及所述主体的内壁。

8.根据权利要求5所述的泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口包括位于所述位移壁与所述主体的内壁之间的间隙。

9.根据权利要求5所述的泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口包括限定在主体中的旁通室。

10.根据权利要求9所述的泵，其特征在于，当所述位移壁处于放气位置时所述位移壁邻近所述旁通室定位。

11.根据权利要求5所述的泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口包括限定在位移壁中的至少一个狭槽，其中，可植入式泵进一步包括形状构造成装在所述狭槽内的至少一个突起。

12.根据权利要求11所述的泵，其特征在于，当所述位移壁处于充气位置时所述至少一个突起布置在所述至少一个狭槽内。

13.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述位移部件包括至少一个转子。

14.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述位移部件包括第一转子和第二转子。

15.一种用于医疗设备的泵，所述泵包括：

(a)主体，其限定出内部；

(b)位移壁，其布置在所述内部内；

(c)第一室，其由所述主体的远侧部分和所述位移壁的远侧限定；

(d)导管，其流体连通所述第一室，所述导管流体连通所述医疗设备；

(e)第二室，其由所述主体的近侧部分和所述位移壁的近侧限定；

(f)顺应腔，其流体连通所述第二室；以及

(g)至少一个流体传递开口，其限定在所述第一室和所述第二室之间。

16.根据权利要求15所述的泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口包括限定在位移壁中的开口。

17.根据权利要求15所述的泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口包括位于所述位移壁和所述主体的内壁之间的间隙。

18.一种用于医疗设备的齿轮泵，所述泵包括：

(a)主体，其限定出内部；

(b)至少一个转子，其布置在所述内部内；

(c)第一室，其由所述主体的远侧部分和所述至少一个转子的远侧部分限定；

(d)导管，其流体连通所述第一室，所述导管流体连通所述医疗设备；

(e)第二室，其由的所述主体近侧部分和所述至少一个转子的近侧部分限定；以及

(f)至少一个流体传递开口，其限定在所述第一室和所述第二室之间。

19.根据权利要求18所述的齿轮泵，其特征在于，所述至少一个转子包括第一转子和第二转子。

20.根据权利要求18所述的齿轮泵，其特征在于，所述至少一个流体传递开口包括位于所述至少一个转子与所述主体的内壁之间的间隙。