CN109876218A - 一种植入式心室辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种植入式心室辅助装置，包括上泵壳、下泵壳、电机壳、叶轮、电机定子、液力轴承、导流锥、永磁体和密封腔体，所述上泵壳与所述下泵壳紧密连接在一起，所述电机壳置于所述下泵壳正下方并与所述下泵壳紧密连接，所述叶轮置于所述上泵壳与所述下泵壳之间的密封腔内，所述叶轮上盖板靠近中心孔处设有第一径向悬浮永磁环，所述上泵壳与血泵入口处设有与所述第一径向悬浮永磁环配合的第二径向悬浮永磁环，所述电机定子置于所述电机壳中并紧固于所述下泵壳下端面，所述叶轮下端面镶嵌着周向均匀分布的所述永磁体，所述永磁体下方于所述叶轮下表面设有对称分布的所述液力轴承。本发明具有血液相容性、悬浮性能良好，结构紧凑的优点。

Description

一种植入式心室辅助装置

技术领域

本发明涉及机械循环辅助装置领域，更具体地是涉及一种植入式心室辅助装置。

背景技术

人工心脏，是一种部分或完全替代自然心脏的泵血机能，维持全身血液循环的装置，植入人工心脏是治疗心力衰竭首选的方法。然而现有的人工心脏泵存在着溶血、发热高、体积大等问题，因此有必要研制出一种综合性能优良适用于人体植入的人工心脏泵。

最新一代的人工心脏泵通过液力或磁力实现叶轮在泵腔中悬浮，克服了第二代人工心脏机械摩擦大、血液损伤大的问题。但是目前的人工心脏往往由于设置了位移传感器、电磁轴承、控制器等一套伺服系统，因而增大了心脏泵的体积，增加了系统能耗和成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种植入式心室辅助装置，具有血液相容性、悬浮性能良好，结构紧凑的优点。本发明包括如下技术方案：

一种植入式心室辅助装置，包括上泵壳、下泵壳、电机壳、叶轮、电机定子、液力轴承、导流锥、永磁体和腔体；所述上泵壳与下泵壳紧密连接在一起，所述上泵壳设有入口，所述下泵壳设有出口；所述导流锥设置于下泵壳底部；所述电机壳置于所述下泵壳正下方并与下泵壳紧密连接；所述叶轮置于所述上泵壳与所述下泵壳之间，并围绕所述导流锥竖直中心线旋转，所述叶轮下端面镶嵌着周向均匀分布的永磁体；所述永磁体下方于所述叶轮下表面设有对称分布的所述液力轴承，所述叶轮上盖板靠近中心孔处嵌入第一径向悬浮永磁环，在所述上泵壳与血泵入口处设有与所述第一径向悬浮永磁环配合的第二径向悬浮永磁环；所述电机定子置于所述电机壳中并紧固于所述下泵壳下端面；所述上泵壳、下泵壳、叶轮、液力轴承和永磁体共同形成腔体。

其中，所述的叶轮下端面镶嵌的所述永磁体充磁方向与所述导流锥轴线方向一致，相邻两个所述永磁体磁性相反，共4个所述永磁体在圆周方向依次排列。

其中，所述的相邻两个永磁体在周向存在间隙，在径向远离所述叶轮中心方向间隙不断变大。

其中，所述的第一径向悬浮永磁环与第二径向悬浮永磁环在理论悬浮位置上绕所述导流锥中心线旋转和同心排列，所述的第一径向悬浮永磁环和所述第二径向永磁环厚度在轴向相同。所述的第一径向悬浮永磁环与第二径向悬浮永磁环的自身N极及S极均沿各自的轴轴向分布。所述的第一径向悬浮永磁环与第二径向悬浮永磁环磁极朝向相反，使得第一径向悬浮永磁环与第二径向悬浮永磁环处于同极吸引状态。

其中，所述的液力轴承在心脏泵正常工作时产生的轴向力沿着血泵轴向。

本发明通过所述叶轮下端面的所述永磁体与所述电机定子配合，另外加上所述液力轴承，使所述叶轮转动的同时，在轴向上实现液力和磁力的双悬浮，通过固定于所述上泵壳的第一径向悬浮永磁环与固定于所述叶轮的第二径向悬浮永磁环配合，在径向上实现叶轮的磁力悬浮。本发明的有益效果在于结构紧凑，血液相容性好，省去了位移传感器、电磁铁等装置，可移植性高，而且采用磁液双悬浮的方法，可靠性提高。

附图说明

图1是本发明一种植入式心室辅助装置的剖面示意图。

图2是本发明一种植入式心室辅助装置的侧面示意图。

图3是本发明一种植入式心室辅助装置的叶轮的外形示意图。

图4是本发明一种植入式心室辅助装置的叶轮下方永磁体的磁性布置图。

图5是本发明一种植入式心室辅助装置的径向悬浮磁体悬浮原理图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，一种植入式心室辅助装置，包括上泵壳1、下泵壳2、电机壳3、叶轮4、电机定子5、液力轴承6、导流锥10、永磁体9和腔体11；所述上泵壳1与下泵壳2紧密连接在一起，所述上泵壳1设有入口，所述下泵壳2设有出口；所述导流锥10设置于下泵壳2底部；所述电机壳3置于所述下泵壳2正下方并与下泵壳2紧密连接；所述叶轮4置于所述上泵壳1与所述下泵壳2之间，并围绕所述导流锥10竖直中心线旋转，所述叶轮4下端面镶嵌着周向均匀分布的永磁体9；所述永磁体9下方于所述叶轮下表面设有对称分布的所述液力轴承6，所述叶轮4上盖板靠近中心孔处嵌入第一径向悬浮永磁环7，在所述上泵壳1与血泵入口处设有与所述第一径向悬浮永磁环7配合的第二径向悬浮永磁环8；所述电机定子5置于所述电机壳3中并紧固于所述下泵壳2下端面；所述上泵壳1、下泵壳2、叶轮4、液力轴承5和永磁体9共同形成腔体11。

如图1至图5所示，所述的叶轮4下端面镶嵌的所述永磁体9充磁方向与所述导流锥10轴线方向一致，相邻两个所述永磁体9磁性相反，共4个所述永磁体9在圆周方向依次排列。

如图1至图5所示，所述的相邻两个永磁体9在周向存在间隙，在径向远离所述叶轮4中心方向间隙不断变大。

如图1至图5所示，所述的第一径向悬浮永磁环7与第二径向悬浮永磁环8在理论悬浮位置上绕所述导流锥10中心线旋转和同心排列，所述的第一径向悬浮永磁环7和所述第二径向永磁环8厚度在轴向相同。所述的第一径向悬浮永磁环7与第二径向悬浮永磁环8的自身N极及S极均沿各自的轴轴向分布。所述的第一径向悬浮永磁环7与第二径向悬浮永磁环磁极8朝向相反，使得第一径向悬浮永磁环7与第二径向悬浮永磁环8处于同极吸引状态。

如图1至图5所示，所述的液力轴承6在心脏泵正常工作时产生的轴向力沿着血泵轴向。

如图1至图5所示，所述液力轴承6的轴承槽形设置为螺旋形或锥形。

如图1至图5所示,所述第一径向悬浮磁环7嵌入在叶轮盖板12中。所述第二径向悬浮磁环8嵌入在所述上泵壳1的内壁上，其作用是为所述叶轮4提供径向悬浮力，在所述叶轮4受到冲击产生轴向位移或者倾斜时，所述第二径向悬浮磁环8可为所述叶轮4提供一定的回复力和扭矩，将所述叶轮4拉回平衡位置。所述液力轴承6为所述叶轮4提供轴向力，与电机定子5通电时的磁悬浮轴向力和叶轮4的重力平衡，使所述叶轮4悬浮在腔体11中，不与上泵壳1和下泵壳2接触。同时由于第一径向悬浮磁环7和第二径向悬浮磁环8的配合作用，使得叶轮4与导流锥10保持一定的径向间距。

如图1至图5所示，本发明心脏泵工作时，所述电机定子5通电，驱动所述叶轮4旋转并悬浮在腔体11中。血液通过所述入口13进入心脏泵的所述腔体11中，经过所述导流锥10分流进入所述叶轮4的流道中，血液经过高速旋转的所述叶轮4时被加速，从所述出口14流出时速度降低，而具备了一定的压力，满足临床生理要求。

Claims (5)

1.一种植入式心室辅助装置，其特征在于：包括上泵壳、下泵壳、电机壳、叶轮、电机定子、液力轴承、导流锥、永磁体和腔体；所述上泵壳与下泵壳紧密连接在一起，所述上泵壳设有入口，所述下泵壳设有出口；所述导流锥设置于下泵壳底部；所述电机壳置于所述下泵壳正下方并与下泵壳紧密连接；所述叶轮置于所述上泵壳与所述下泵壳之间，并围绕所述导流锥竖直中心线旋转，所述叶轮下端面镶嵌着周向均匀分布的永磁体；所述永磁体下方于所述叶轮下表面设有对称分布的所述液力轴承，所述叶轮上盖板靠近中心孔处嵌入第一径向悬浮永磁环，在所述上泵壳与血泵入口处设有与所述第一径向悬浮永磁环配合的第二径向悬浮永磁环；所述电机定子置于所述电机壳中并紧固于所述下泵壳下端面；所述上泵壳、下泵壳、叶轮、液力轴承和永磁体共同形成腔体。

2.如权利要求1所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：所述的叶轮下端面镶嵌的所述永磁体充磁方向与所述导流锥轴线方向一致，相邻两个所述永磁体磁性相反，共4个所述永磁体在圆周方向依次排列。

3.如权利要求2所述的永磁体，其特征在于：所述的相邻两个永磁体在周向存在间隙，在径向远离所述叶轮中心方向间隙不断变大。

4.如权利要求1所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：所述的第一径向悬浮永磁环与第二径向悬浮永磁环在理论悬浮位置上绕所述导流锥中心线旋转和同心排列，所述的第一径向悬浮永磁环和所述第二径向永磁环厚度在轴向相同;所述的第一径向悬浮永磁环与第二径向悬浮永磁环的自身N极及S极均沿各自的轴轴向分布;所述的第一径向悬浮永磁环与第二径向悬浮永磁环磁极朝向相反，使得第一径向悬浮永磁环与第二径向悬浮永磁环处于同极吸引状态。

5.如权利要求1所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：所述的液力轴承在心脏泵正常工作时产生的轴向力沿着血泵轴向。