CN109793953A - 一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，其技术方案要点是：一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，包括泵体，所述泵体内设置有供血液存储的存储腔，所述存储腔受压力变化而变大或变小，所述泵体外部包覆缠绕有导电线圈，所述泵体内腔设置有沿泵体长度方向滑移的磁体，所述磁体一端抵接于所述存储腔，所述磁体相对于所述泵体滑移并挤压存储腔，所述磁体背离存储腔一端设置有拉簧，所述导电线圈供电或断电驱动所述磁体沿泵体长度方向往复移动。本发明达到模拟了心脏搏动规律，能够避免连续灌注对目标器官造成损伤。

Description

一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵

技术领域

本发明涉及一种医用血泵，尤其涉及到一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵。

背景技术

临床上心脏病患者需要对心脏进行心内直视手术，这就需要满足短期内体外循环完全代替心肺功能的要求，血泵作为一种人工装置应运而生。

目前国内用于术中体外辅助循环的多为辊压式和离心式血泵。辊压泵通过周期性对泵管进行压迫来提供血液动力，流量恒定且可以调节，但是泵头对泵管造成挤压，对红细胞的破坏较大，泵管损耗也很快。离心泵通过泵体的旋转，在其中心和边缘形成压力差，驱动血液从旋转体中心向边缘流动。离心式相比辊压式减少了血液的溶血现象，但对于血液的破坏依旧无法忽视，而且离心泵工作时血液为连续搏出，与自然心脏的搏动式泵血不一致，这对于人体微循环及器官会造成一些损伤。

因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，达到模拟了心脏搏动规律，能够避免连续灌注对目标器官造成损伤。

本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，包括泵体，所述泵体内设置有供血液存储的存储腔，所述存储腔的容量受压力变化而变大或变小，所述泵体外部包覆缠绕有导电线圈，所述泵体内腔设置有沿泵体长度方向滑移的磁体，所述磁体一端抵接于所述存储腔，所述磁体相对于所述泵体滑移并挤压存储腔，所述磁体背离存储腔一端设置有拉簧，所述导电线圈供电或断电驱动所述磁体沿泵体长度方向往复移动。

本发明的进一步设置为：所述导电线圈呈阶梯设置，所述导电线圈采用单根导线阶梯型叠加绕制成且方向一致，所述导电线圈靠近于所述存储腔一段的圈数多于远离存储腔一段的圈数。

本发明的进一步设置为：所述磁体与所述存储腔之间设置有实心弹性体，所述实心弹性体固定于所述磁体。

本发明的进一步设置为：所述存储腔由波纹软管制成，波纹软管的夹层包覆有镍钛记忆合金金属线。

本发明的进一步设置为：所述泵体包括呈管状的泵壳、螺纹连接于所述泵壳一端的端盖、设置于所述泵壳与所述端盖之间的垫片，所述拉簧内嵌螺纹连接于所述端盖，所述存储腔位于所述磁体背离所述端盖的一侧。

本发明的进一步设置为：所述拉簧由碳钢合金制成，一端与所述端盖在的内嵌螺纹固定，另一端与所述磁体相连。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1)当导电线圈通电后，导电线圈产生磁场，并驱动磁体背离泵体底面移动，并挤压存储腔，血液存储腔受到外力压缩，体积变小，压强变大，压力差达到一定程度时，出血液管中的单向阀打开，血液从血液存储腔中流出；当导电线圈断电后，通过拉簧的拉力作用驱动磁体复位，使得血液存储腔体积变大，压强变小，压力差达到一定程度时，血液管中的单向阀打开，血液从外界流入血液存储腔中，完成泵血往复直线运动；与滚柱泵、离心泵相比，不需要直接对血液进行挤压或离心推动血液流动，在很大程度上减少了对血细胞的破坏；

2)每层导电线圈在在泵体内均产生磁场，相互叠加后就可以得到逐渐增加的非均匀磁场，非均匀磁场形式上与磁感应强度斜率相对恒定，大大增加了磁体在运动过程中的稳定性，在泵体内腔产生相同方向的磁场，且磁场强度与位移呈线性递增关系，由于力的作用方向相同，在磁场力的作用下，磁体先做向右做匀加速运动，由于同时受到拉簧的作用力，后做减速运动，当拉簧拉力与磁场力达到平衡时，磁体停止运动；

3)实心弹性体采用具有优良生物相容性、可粘合性和抗血栓性的医用聚氨酯材料制成，代替磁体面与血液直接接触，可有效地减小在一定血压下磁体对于血液的物理伤害；

4)血液存储腔外部采用弹性较好的镍钛记忆合金弹簧线进行固定，以增加水平方向刚性；

5)采用装在泵体内部的拉簧作为储能元件进一步减小了体积，能吸收一部分震动和冲击，使运行过程更加平稳，而且只需给单组线圈通断电，便于控制。

附图说明

图1是本发明的剖视图；

图2是本发明导电线圈截面示意图；

图3是本发明中磁体运动示意图一，用于表现拉簧收缩状态；

图4是本发明中磁体运动示意图二，用于表现拉簧拉长状态。

图中数字所表示的相应部件名称：1、垫片；2、导电线圈；3、存储腔；4、泵壳；5、进血液口；6、出血液口；7、实心弹性体；8、磁体；9、拉簧；10、端盖。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明提出的一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，包括泵体，泵体呈桶状，泵体安装由供血液存储的存储腔3，呈圆柱状，存储腔3由波纹软管制成，波纹软管采用具有良好生物相容性的医用软质高分子材料所制成，并且存储腔3远离泵体内腔一侧有对称的进血液口5和出血液口6；波纹软管夹层中固定有镍钛记忆合金金属线，金属线位于软管收缩时的外突边缘部分，不与血液发生直接接触，增加了波纹软管伸缩时水平方向的刚性。泵体内沿泵体长度方向滑动连接有磁体8，采用钕铁硼稀土材料制成，磁体8位于存储腔3与泵体底部之间，并且磁体8与泵体底部之间安装有拉簧9，在泵体的外侧壁包覆缠绕有导电线圈2。

当导电线圈2通电后，导电线圈2产生磁场，并驱动磁体8背离泵体底部移动，并挤压存储腔3，血液存储腔3受到外力压缩，体积变小，压强变大，压力差达到一定程度时，出血液管中的单向阀打开，血液从血液存储腔3中流出；当导电线圈2断电后，通过拉簧9的拉力作用驱动磁体8复位，使得血液存储腔3体积变大，压强变小，压力差达到一定程度时，血液管中的单向阀打开，血液从外界流入血液存储腔3中，完成泵血往复直线运动。与滚柱泵、离心泵相比，不需要直接对血液进行挤压或离心推动血液流动，在很大程度上减少了对血细胞的破坏。

导电线圈2呈阶梯设置，导电线圈2采用单根导线阶梯型叠加绕制成且方向一致，导线线圈靠近于存储腔3一段的圈数多于远离存储腔3一段的圈数。在本实施例中，导电线圈2分为有规律递增的5层，其中1a-5b表示该导线的两极，通过给两极供电断电可以控制磁场的产生和消失，将导电线圈2中的1a连接电源正极，5b连接电源负极，采用间歇通电-断电模式，通过程序对通电时间的控制，以及传感器的检测使磁体8按照需要的频率往复运动，可以通过改变导电线圈2的绕制长短来调整磁体8移动距离范围，在频率不变的情况下，可以控制血泵每分钟泵血流量；并且每层导电线圈2在在泵体内均产生磁场，相互叠加后就可以得到逐渐增加的非均匀磁场，非均匀磁场形式上与磁感应强度斜率相对恒定，大大增加了磁体8在运动过程中的稳定性，在泵体内腔产生相同方向的磁场，且磁场强度与位移呈线性递增关系，由于力的作用方向相同，在磁场力的作用下，磁体8先做向右做匀加速运动，由于同时受到拉簧9的作用力，后做减速运动，当拉簧9拉力与磁场力达到平衡时，磁体8停止运动。

磁体8与存储腔3之间设置有实心弹性体7，实心弹性体7采用聚氨酯材料制成，并且实心弹性体7固定于磁体8上。实心弹性体7代替磁体面与血液直接接触，可有效地减小在一定血压下磁体8对于血液的物理伤害。

为了便于装配泵体，泵体包括呈管状的泵壳4，泵壳4一端螺纹连接有端盖10，即泵壳4设置有内螺纹，泵壳4的内螺纹与端盖10的外螺纹连接，在泵壳4与端盖10之间设置有密封功能的垫片1，拉簧9内嵌螺纹连接于端盖10。这样达到方便装配泵体，提高泵体生产效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，包括泵体，所述泵体内设置有供血液存储的存储腔(3)，所述存储腔(3)的容量受压力变化而变大或变小，其特征在于：所述泵体外部包覆缠绕有导电线圈(2)，所述泵体内腔设置有沿泵体长度方向滑移的磁体(8)，所述磁体(8)一端抵接于所述存储腔(3)，所述磁体(8)相对于所述泵体滑移并挤压存储腔(3)，所述磁体(8)背离存储腔(3)一端设置有拉簧(9)，所述导电线圈(2)供电或断电驱动所述磁体(8)沿泵体长度方向往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，其特征在于：所述导电线圈(2)呈阶梯设置，所述导电线圈(2)采用单根导线阶梯型叠加绕制成且方向一致，所述导电线圈(2)靠近于所述存储腔(3)一段的圈数多于远离存储腔(3)一段的圈数。

3.根据权利要求1或2所述的一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，其特征在于：所述磁体(8)与所述存储腔(3)之间设置有实心弹性体(7)，所述实心弹性体(7)固定于所述磁体(8)。

4.根据权利要求1所述的一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，其特征在于：所述存储腔(3)由波纹软管制成，波纹软管的夹层包覆有镍钛记忆合金金属线。

5.根据权利要求3所述的一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，其特征在于：所述泵体包括呈管状的泵壳(4)、螺纹连接于所述泵壳(4)一端的端盖(10)、设置于所述泵壳(4)与所述端盖(10)之间的垫片(1)，所述拉簧(9)内嵌螺纹连接于所述端盖(10)，所述存储腔(3)位于所述磁体(8)背离所述端盖(10)的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种磁力与弹力联动的单腔往复式血泵，其特征在于：所述拉簧(9)由碳钢合金制成，一端与所述端盖在(10)的内嵌螺纹固定，另一端与所述磁体(8)相连。