CN107735117B - 用于利用泵输送介质的方法及带有转子、壳体和驱动部的泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用血液泵输送作为介质的血液或灌注液体的方法，在其中在至泵的导入部中，在泵中或在泵处在介质中测量气体且泵功率取决于测得的气体仅短暂地提高，且血液泵、尤其离心泵或混流泵，带有转子、壳体和驱动部，其具有气体探测器，该气体探测器在探测气体时作用到驱动部上。

Description

用于利用泵输送介质的方法及带有转子、壳体和驱动部的泵

技术领域

本发明涉及一种用于利用血液泵输送作为介质的血液或灌注液体的方法及一种带有转子、壳体和驱动部的泵。

背景技术

泵、例如尤其离心泵或混流泵在医学技术中用于输送血液。所述泵相对于辊式泵(Rollerpumpe)具有如下基本优点，即，其是节省血液的。在离心泵中的缺点在于，其不可继续输送到达到离心泵中的空气。空气在大多数情况下在转子中捕获且损害离心泵的效率。甚至可出现在转子轴承处的过热，其可导致血液泵和血液的损坏。

对于较大的回转泵而言，在Johann Friederich Güllich所著的:回转泵，第三版，海德堡:斯普林格,2010.298,680–681,772–780.–ISBN 978-3-642-05478-5中描述，泵可调节到确定的输送流上且然后在气泡的情形中强制提高输送效率。这样的调节在血液泵的情形中导致，在气体在泵中的情形中输送效率提高且血液损坏。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种用于利用血液泵、例如尤其离心泵或混流泵输送介质的方法，这所引起的是排除了这样的损坏。此外，本发明的任务在于，如此继续发展这种类型的泵，使得可不再担心这样的损害。

该任务在方法技术方面利用专利权利要求1的特征且在装置方面利用专利权利要求18的特征来解决。

已经证实，泵的效率通过提高转速的短暂的提高已实现的是，使在转子轴承的区域中积累的气泡向外离心分离，从而其利用血液的流动从泵中输送出去。因此提出，在经输送的介质中气体被测量且泵的功率取决于测量的气体仅短暂地提高。这所实现的是，提早地识别可导致功率下降或导致泵损坏的气体输入且借助于短暂的速度提高经由泵叶片的加速将积累的气泡向外离心分离或已经避免了气体的积累。

根据本发明的方法可用于每个泵，在其中液体通过转子驱动由流入口输送到排出口。优选地，该方法用于在离心泵或混流泵处的使用。

特别有利的是在泵处或在血液流中的脉动模式。这导致，空气在下降的容积流的短暂的瞬间中具有从转子松开的可能性。接着的碰撞通过提高的血液流输送气泡然后通过血液出口从泵中离开。由此泵以简单的方式变成无空气的。

为了可提早对气体输入做出反应，可在至泵的导入部中测量气体。测量装置可调整到气泡的特定的直径上，其发掘如下危险，即，带有该直径的气泡在血液泵中粘附。此外测量可在时间段上累加地加至引导至血液泵的泡容积，以便自预确定的边界值起短暂地提高泵的效率，从而将在泵中积累的空气从泵中输送出去。

备选地或累加地提出了，在泵中或泵处、例如在泵壳体处测量气体。这简化了测定实际粘附在泵中的气体量，以便在超过临界量的情况中通过泵功率的提高对其做出反应。

泵功率的提高导致特别的离心力，其不仅使血液而且使在血液泵中积累的气体径向地向外离心分离且随着流动的血液一起拖走。对此通常足够的是，泵功率仅短暂地提高。作为血液泵因此提出了如下泵，其在最大10000 l/min的转速的情况中输送约0至8 i/min。

试验已经显示出，足够的是，泵功率提高经小于5s且优选地直到2s的时间间隔。每个功率提高所导致的是，功率提高的时间间隔大于0s。在实践中功率提高的时间间隔处于超过0.1s且约处于0.1至2s。

除了提高的功率的持续时间以外，泵功率的升高的斜率尤其也是重要的，以便通过容积流的提高在尽可能短暂的时间内将气体积累从离心泵中移除。因此提出，泵功率在小于5s且优选地直到2s的时间内提高以直至100%。也就是说，泵功率应优选地在小于2s的时间内提高到双倍的功率上，以便通过强烈的加速将血液从泵中输送。

尤其为了得到这样的加速，而不由于过高的功率输入损坏经输送的介质，提出，泵功率在提高前下降。在提高前短暂的下降实现经短暂的时间段的经济的功率提高。每个功率下降所导致的是，功率下降的时间间隔大于0s。在实践中功率下降的时间间隔处于超过0.1s且约处于0.1至2s。

相应于在提高功率的情况中的动力学也有利的是，功率在提高前快速地下降。因此提出了，泵功率在提高前在小于5s且优选地直到2s的时间内以直至100%来下降。由此出现短暂的或时间上受限的脉动运行

简单的方法技术上的调节设置成，在探测到气体输入时提高泵功率。然而这可导致，泵功率在许多较小的气泡的情况下以快速的间隔相继一再提高。因此作为有利的实施变型方案提出，泵功率在探测到规定的气体量后提高。该规定的气体量可为单次地通过仅一个气泡供应的气体量或在较长的测量方法的范围中增长的被加上的气体量。

尤其当与血液泵间隔开地在导入部中进行检测时，有利的是，泵功率在时间间隔后提高，该时间间隔相应于介质为了从探测器到达到泵的转子所需要的时间。转子的加速因此几乎设置在这样的时刻中，在其中气泡到达到转子的区域中。

为了实现气体在泵中的积累且为了降低血液泵的脉动使用的频繁性，提出了，泵功率在规定的跟随探测的第一气体输入的时间间隔的结束后才提高。该时间间隔可例如大于3s或处于大约5至30s。

为了将气泡从泵中去除，单次的提高或优选地单次的下降连同容积流的接着的提高可足够。然而有利的是，该过程多次相继进行。在该情况中谈及脉动的泵功率。因此有利的是，泵功率在多于3s、优选地多于5s的时间上脉动。

当在泵的情形中泵功率以脉动的方式变化时，谈及脉动运行。刚好在利用液态的介质填充泵期间存在气体输入的提高的危险。因此提出了，泵在灌注期间以脉动的方式运行。

存在用于探测在泵或导入部内的气体的不同的方法。为了探测气体或空气包含物(Lufteinschluss)适用例如电容式传感器、电阻传感器、热电偶、万用表、超声传感器或磁感应传感器。特别地适用无触碰地测量的传感器。探测器应探测至少0.2ml和优选地至少0.1ml、例如0.5ml，以便特别良好地适用于结合血液泵的使用。

通过以下方式提供了一种用于探测气体的间接的方法，即，关于泵的能量输出来测量泵的功率消耗。当例如输送的介质的容积流下降且在泵处的电流消耗升高时，这是对于以下而言的迹象，即，气体在泵内积累。因为通常容积流应保持恒定，因此当探测到泵的功率消耗的提高时，就足以倒推到在泵内的气体积累上。

备选地或累加地提出，由此来探测气体，即，测量在转子轴承处的温度。在转子轴承处的温度的提高也指明气体积累。

结构上，本发明的任务利用带有转子、壳体和驱动部的离心泵解决，其具有气体探测器，其在探测气体的情况中作用到驱动部上。

该探测器可布置在泵的导入部中或泵的壳体中或壳体处。备选地或累加地设置成，探测器布置在转子处或转子支承部处。

探测器的一有利的设计方案设置成，探测器是电容式传感器。这样的传感器可测量在液态的介质中的气体，而不与介质处于触碰。

有利的是，传感器和血液泵如此联接，以至于在传感器故障的情形中泵以正常运行中驱动，从而泵在传感器故障的情形中不持久地脉动地运行。这由此实现，即，传感器在输送介质时不发送信号且在空气输入时发送信号。

附图说明

在附图中呈现且随后更详细地说明根据本发明的血液泵的不同的实施例。其中：

图1示意性地示出了带有调节部的泵头，

图2示意性地示出了朝向在图1中示出的泵头的俯视图且

图3示意性地示出了穿过在图1中示出的泵头的剖面图。

具体实施方式

在图1中示出的泵1是混流泵，因为输送介质倾斜于泵轴从工作轮离开。根据泵的构造可可改变工作轮的输送角，从而泵可在整个范围中由径向实施直至轴向，以便根据相应的应用按照尺寸制作。然而泵1具有占优势的径向的输送份额，以便在中间将在入口2处进入的血液借助于转子3输送至出口4。

在此，血液5流动穿过壳体6，而驱动部7无触碰地作用于转子3的磁体8,9，以便使转子3运动。转子3利用球体10支承在销钉11上。在销钉11中布置有金属锥12，其将热量由球体10导出至壳体的基面13。

血液入口2形成导入部14，其在当前的情形中构造为软管15。在该软管15处设置有作为探测器的电容式开关传感器16。该电容式开关传感器16经由管道17与泵控制部18处于连接，泵控制部又经由管道19与转子3的驱动部7处于连接。此外控制部18具有另一管道20，以便将控制部的值通知到上一级的设备处(未示出)且由该处接收调节参数和控制参数。控制部例如设置在泵托架中。

可选的另一电容式开关传感器21作为在泵壳体6处的探测器测量空气输入，以便将其经由管道22通知到控制部18处。

在壳体6的基面13处的温度测量装置23用作可选的第三探测器，其通过如下方式测量在轴承10,11处的温度，即，其在金属的锥体12处量取温度。该值还可经由管道24传达到控制部18处。

当气泡25随着介质(其在当前的情况中为血液5)到达到血液泵1的壳体6中时，该气泡25可已经在穿过软管15的情况中由探测器16测定。另一电容式开关传感器21提供发现该气泡15的另一可能性。当气泡在中间在转子3的支承部的轴线的区域中积累时，由此泵功率下降，其可由控制部18测定。此外在支承部处的温度改变，其利用温度测量设备23测定。

在当前的情况中可产生在销钉11和转子3的内部区域之间的空气积累，其在该处可借助于电容式传感器来测定。在该处被捕入的空气泡可如此被捕获，即，使得其不再被继续输送至出口4。

当现在脉动模式或血液流在驱动部7处借助于调节部18接通时，空气在较低的流的短暂的瞬间中具有从转子松开的可能性。接着的碰撞然后将气泡通过血液出口4从泵1中输送出去。由此血液泵又变成没有空气。在0.1至2s上的下降及然后在0.1至2s上的提高对于约5至30s的脉动的运行的整个持续时间而言是有利的。

在实践中，在由出口4向前引导的、引导至患者的管道(未示出)中大多已存在经带有集成的泡探测器的流传感器、例如作为钳式变换器IPX4。为了不使患者遭受危险，该传感器此外应朝向患者定位。第二传感器那么可直接定位在泵1前。当该传感器识别出气泡时，系统可生成固定地调整的脉动性，以便将在转子处的空气从壳体中输送。通常，血液与空气之后被继续导引至和氧器，在其处空气最终可漏出。用于去除空气的脉动性在实施例中被调整到10秒上。

备选于设置在导入软管处的钳式传感器，电容式传感器16可定位在泵壳体的表面上。这样的电容式开关探测介电常数的改变且将该变化转变成开关信号。当例如空气在转子的区域中存在多于5秒时，可执行泵1的脉动的运行方式。在此开关功能应是是如此的，即，使得传感器在空气中是激活的且在正常的运行中关闭(开关功能“开启工具”是)。由此克服如下风险，即，传感器在故障时持久地脉动。

Claims (19)

1.一种用于利用血液泵(1)输送作为介质的血液或灌注液体的方法，其中所述方法包括：

(a) 在至所述血液泵的导入部中经由探测器探测到在所述介质(5)中的气体(25)，

(b) 通过控制部(18)使所述血液泵的泵功率下降持续0.1至2s的时间，

(c) 在下降后，当探测到所述介质(5)中的所述气体(25)时，通过所述控制部(18)提高所述血液泵的泵功率持续0.1至2s的时间间隔，且

(d) 当进一步探测到所述气体(25)时，依次重复步骤(b)和(c)，作为脉动的泵功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述血液泵(1)是离心泵或混流泵。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述泵功率在0.1至2s的时间之内以直至100%来提高。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述泵功率在提高前在0.1至2s的时间之内以直至100%来下降。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述泵功率在探测到气体输入的情况下提高。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述泵功率在探测到规定的气体量之后提高。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述泵功率在一时间间隔后提高，该时间间隔相应于所述介质(5)为了从探测器(16)到达至所述血液泵(1)的转子(3)所需要的时间。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述泵功率在规定的跟随探测的第一气体输入的时间间隔结束之后提高。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述泵功率在多于3s的时间上脉动。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述血液泵(1)在灌注期间脉动地运行。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过如下方式探测所述气体(25)，即，关于所述血液泵(1)的功率输出来测量所述血液泵(1)的功率消耗。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过如下方式探测所述气体(25)，即，测量在所述血液泵(1)的转子(3)的轴承(10,11)处的温度。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述泵功率在多于5秒的时间上脉动。

14.一种血液泵(1)，其带有转子(3)、壳体(6)和驱动部(7)，其特征在于，其具有气体探测器(16,21,23)，其在探测到气体(25)的情况下作用到所述驱动部(7)上，其中所述血液泵(1)构造成用于实施根据权利要求1-13中任一项所述的方法。

15.根据权利要求14所述的血液泵，其特征在于，所述探测器(21)布置在所述血液泵(1)的壳体(6)中或壳体(6)处。

16.根据权利要求14或15所述的血液泵，其特征在于，所述探测器(23)布置在所述转子(3)处或布置在所述转子(3)的轴承(10,11)处。

17.根据权利要求14或15所述的血液泵，其特征在于，所述探测器(16,21)是非触碰式测量传感器。

18.根据权利要求14或15所述的血液泵，其特征在于，所述探测器(16,21,23)的传感器在输送所述介质(5)时不发送信号且在空气输入时发送信号。

19.根据权利要求14所述的血液泵，其特征在于，所述血液泵(1)是离心泵或混流泵。

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