CN110711275A - 用于体外血泵的马达、体外血泵、和体外血泵系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于体外血泵的马达、体外血泵、和体外血泵系统。所述用于体外血泵的马达包括：壳体；位于所述壳体内的执行机构，所述执行机构用于驱动所述体外血泵的泵头中的叶轮；位于所述壳体内的至少一个传感器；和位于所述壳体内的马达驱控组件，所述马达驱控组件用于控制所述马达的运行。通过将马达驱控组件集成至马达的壳体，能够显著降低马达对体外血泵的控制主机的依赖性、并能够显著降低马达与控制主机之间出现通信问题的风险和马达驱控组件出现故障的风险，从而能够极大地提高体外血泵的安全性和可靠性。

Description

用于体外血泵的马达、体外血泵、和体外血泵系统

技术领域

本公开总体上涉及医疗器械领域。更特别地，本公开涉及一种用于体外血泵的马达、包含该马达的体外血泵、以及包含该体外血泵和控制主机的体外血泵系统。

背景技术

在心脏失去泵血功能(例如停跳心脏手术、急性心源性休克等)的情况下，可以使用血泵来代替心脏，以便辅助维持人体血液循环。根据植入性和临床用途，血泵可以分为可植入血泵和体外血泵。可植入血泵能够被植入到患者体内，以暂时地或长期地维持人体血液循环，其主要用于终末期心衰患者的移植替代治疗。体外血泵可以在体外使用，以便用较小的创伤来提供过渡性生命支持和治疗。

如图1所示，完整的体外血泵系统通常包括泵头1、用于驱动泵头1的马达2、用于操控马达2的控制主机3、以及用于实现泵头1和患者5之间的血液联通的管道4。其中，马达2和控制主机3属于可重复使用的设备，而泵头1和管道4属于接触血液的一次性用品。

泵头1的内部设置有叶轮，叶轮通过转动或其它推动液体的机械运动来促进血液的流动，从而辅助或替代心脏来维持血液的循环。

马达2的内部设置有执行机构。执行机构可以是能够通过感应电磁场产生力的线圈或其它形式的力发生器，以使得马达2能够通过磁力耦合或直接驱动的方式驱动泵头1内的叶轮旋转。为了驱动泵头1内的叶轮旋转，马达2的内部一般还包括接触式机械轴承、主动或被动的磁悬浮轴承、或其他类型的悬浮轴承。

控制主机3可以包括系统控制器和使用者界面。系统控制器是整个体外血泵系统的核心，用于控制马达的操作、使用者界面的显示、数据处理、电源管理、以及执行临床需要的各种报警和提示功能等。使用者界面可以包括输入部件6和显示器7。输入部件6用于供使用者进行输入操作，以控制马达或进行其它功能的操作；而显示器7可以显示患者5的重要血流动力学参数(比如，血压和流量等)以及报警信息。

控制主机3需要与外部交流电源连接。在一些情况下，控制主机3的内部也可以设置有不间断电源(例如，可充电电池等直流电源)。交流或直流电源可以与系统控制器连接，以通过系统控制器对控制主机本身和/或马达供电。

在使用时，将泵头1和管道4通过插管与患者的循环系统相连接，然后医护人员通过操作控制主机3的使用者界面设定辅助模式和程度。控制主机3根据所设定的辅助模式和程度而将相应的控制信号传输至马达2，以便控制马达2执行相应的操作。

然而，实践中发现，在目前的体外血泵系统中，控制主机3容易出现故障且控制主机3和马达2之间经常出现通信问题，从而导致整个体外血泵系统不能正常运行并因此危及病人的生命。为此，目前采用的唯一保障方式是置换整套的控制主机3和马达2(在使用过程中出现问题时，一般情况下难以诊断确切的失效原因且情况紧急，所以只能置换整套控制主机和马达)。从风险控制的角度来说，这样的保障方式意味着需要随时提供备用的控制主机和马达。这不仅限制了体外血泵在临床上的使用(例如，在救护车中通常不具有同时配备两套控制主机的空间)、增加了病人在置换过程时丧生的风险，而且增加了使用成本。

发明内容

本公开的目的之一是解决以上问题中的一个或多个并实现其它额外的优点。

在本公开的第一方面，提供了一种用于体外血泵的马达。所述用于体外血泵的马达可以包括：壳体；位于所述壳体内的执行机构，所述执行机构用于驱动所述体外血泵的泵头中的叶轮；位于所述壳体内的至少一个传感器；和位于所述壳体内的马达驱控组件，所述马达驱控组件用于控制所述马达的运行。

根据本公开的一个实施例，所述马达驱控组件可以包括传感器交互电路和马达控制器，所述传感器交互电路接收来自所述传感器的感测信号并将所述感测信号传输至马达控制器，所述马达控制器基于所接收到的感测信号而向所述执行机构发出相应的控制信号。

根据本公开的一个实施例，所述马达驱控组件还可以包括放大器，所述放大器将来自所述马达控制器的控制信号放大后传输至所述执行机构。

根据本公开的一个实施例，所述马达还可以包括集成至所述壳体的备用电源，所述备用电源在外部电源出现故障时向所述马达驱控组件和所述执行机构供电，以维持所述马达的正常运行。

根据本公开的一个实施例，所述马达驱控组件可以集成在电路板上。

根据本公开的一个实施例，所述电路板可以构造成一体式结构。

根据本公开的一个实施例，所述电路板可以以圆形、矩形、或异形的形状围绕在所述执行机构的周围。

根据本公开的一个实施例，所述电路板可以直立地或平躺地围绕在所述执行机构的周围。

根据本公开的一个实施例，所述电路板可以平躺在所述执行机构的一侧。

根据本公开的一个实施例，所述电路板可以包括至少两个刚性区段和用于连接所述至少两个刚性区段的连接元件。

根据本公开的一个实施例，每个刚性区段可以分别用于执行所述马达驱控组件的一部分驱控功能。

根据本公开的一个实施例，所述连接元件可以构造成用于在所述至少两个刚性区段之间传递信号和/或电力的柔性电路板。

根据本公开的一个实施例，所述连接元件可以构造成用于在所述至少两个刚性区段之间传递信号和/或电力的连接插头。

根据本公开的一个实施例，所述连接元件可以构造成用于执行所述马达驱控组件的一部分驱控功能的柔性电路板。

根据本公开的一个实施例，所述至少两个刚性区段中的每一个均可以包括刚性电路板层和延伸的柔性电路板层，所述刚性电路板层布置在所述柔性电路板层的至少一侧，所述柔性板层经由所述连接元件而连接在一起。

根据本公开的一个实施例，所述电路板可以包括刚性电路板层和延伸的柔性电路板层，所述刚性电路板层布置在所述柔性电路板层的至少一侧并且包括彼此分开的两个或更多个刚性区段，以使得所述电路板能够借助于所述柔性电路板层弯曲或折叠。

根据本公开的一个实施例，所述延伸的柔性电路板层用于传输信号和/或电力，所述刚性电路板层用于执行所述马达驱控组件的一部分驱控功能。

根据本公开的一个实施例，所述电路板可以以大体“U”形、矩形、圆形、半圆形、或异形的形状围绕在所述执行机构的周围。

根据本公开的一个实施例，所述电路板可以以堆叠的方式平躺在所述执行机构的一侧。

根据本公开的一个实施例，所述马达驱控组件可以包括晶体管和/或功率集成电路，所述晶体管和/或功率集成电路安装在所述电路板上。所述晶体管和/或功率集成电路与所述壳体可以接触，使得来自所述晶体管和/或功率集成电路的热量能够通过所述壳体散发出去；或者所述电路板与所述壳体可以接触，使得来自所述晶体管和/或功率集成电路的热量能够通过形成在所述电路板和所述壳体上的热路径散发出去。

根据本公开的一个实施例，所述壳体的外侧可以设置有散热增强结构。

根据本公开的一个实施例，所述散热增强结构可以包括至少一个散热鳍片或散热肋片。

根据本公开的一个实施例，所述壳体可以呈鼎形结构。

根据本公开的一个实施例，所述壳体可以构造成一体件。

根据本公开的一个实施例，所述壳体可以由多个部件形成。

根据本公开的一个实施例，所述壳体可以包括第一壳体和第二壳体，所述第二壳体的外周小于所述第一壳体的外周。

根据本公开的一个实施例，所述马达驱控组件可以至少部分位于所述第二壳体内。

根据本公开的一个实施例，所述壳体可以包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体均呈鼎形结构。

根据本公开的一个实施例，所述传感器可以包括位移传感器。

根据本公开的一个实施例，所述传感器可以包括温度传感器。

根据本公开的一个实施例，所述马达可以构造成具有磁悬浮轴承的磁悬浮马达，所述磁悬浮轴承用于悬浮所述叶轮的转子。

根据本公开的一个实施例，所述传感器可以包括用于感测所述转子的转速的转动位移传感器。

根据本公开的一个实施例，所述传感器包括用于感测所述转子的悬浮位置的轴向位置和/或位移传感器、和/或径向位置和/或位移传感器。

根据本公开的一个实施例，所述轴向位置和/或位移传感器和/或所述径向位置和/或位移传感器是电涡流感应式位置和/或位移传感器。

根据本公开的一个实施例，所述马达可以包括使用者界面。所述使用者界面可以包括输入部件和输出部件。

根据本公开的一个实施例，所述输入部件可以包括速度设定元件，以便实施所述马达的速度调节和/或所述马达的启动和停止。

根据本公开的一个实施例，所述输出部件可以包括显示器、指示器、和报警器中的至少一者。

根据本公开的一个实施例，所述马达还可以包括信号转换器。

在本公开的第二方面，提供了一种体外血泵。所述体外血泵可以包括泵头和根据本公开所述的用于体外血泵的马达。所述泵头可以包括带转子的叶轮，所述马达经由所述转子驱动所述叶轮旋转。

根据本公开的一个实施例，所述泵头和所述马达可以构造成能够彼此分离。

根据本公开的一个实施例，所述泵头可以包括两个半壳体。所述叶轮可以容纳在由所述两个半壳体所形成的内部空间内。

在本公开的第三方面，提供了一种体外血泵系统。所述体外血泵系统可以包括控制主机和根据本公开所述的体外血泵。所述控制主机可以包括电力电子电路，以便向所述体外血泵传输电力和指令信号。

根据本公开的一个实施例，所述控制主机和所述体外血泵的马达可以仅经由一条连接导线连接。所述连接导线既能够向所述体外血泵的马达传输电力，也能够向所述体外血泵的马达传输指令信号。

本公开的附加和/或其他方面和优点将在下文的描述中阐述，或者从描述中显而易见或者可以通过本发明的实践来学习。本公开的各种技术特征可以任意组合，只要它们不相互矛盾即可。

附图说明

结合附图，参考下面对本公开的具体实施方式的详细描述，本公开的上面提到的特征和优点和其他特征和优点、以及实现它们的方式将会变得更加显而易见。在附图中：

图1是现有的体外血泵系统的示意图。

图2是根据本公开的一个实施例的体外血泵系统的原理图。

图3是根据本公开的另一个实施例的体外血泵的原理图。

图4示出了根据本公开的一个实施例的体外血泵的具体结构。

图5示出了图4所示的体外血泵的泵头的具体结构。

图6a和图6b示出了根据本公开的一个实施例的体外血泵的马达的外观图。

图7示出了根据本公开的一个实施例的体外血泵的马达的内部结构的示意图，其示出了“围绕式”马达驱控组件。

图8示出了图7所示的“围绕式”马达驱控组件的一种布置样式。

图9至图13示出了根据本公开的其它实施例的“围绕式”马达驱控组件的布置样式。

图14示出了根据本公开的一个实施例的马达驱控组件的具体结构。

图15示出了根据本公开的另一个实施例的体外血泵的马达的内部结构的示意图，其示出了“堆叠式”马达驱控组件。

图16示出了根据本公开的又一个实施例的体外血泵的马达的内部结构的示意图，其示出了“平躺式”马达驱控组件。

在附图中，相应的附图标记表示相应的部件。这里描述的示例用于阐述本发明的示例性方面，这些示例不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下将参考附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。

出于描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“横向”、“纵向”以及它们的派生词均与本公开的附图中的取向有关。然而应该理解的是，本公开可以采用各种替代性的变型，除非明确相反地说明。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。

说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。

在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“联接”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接联接”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。

申请人研究发现，用于控制马达的马达驱控组件是体外血泵系统能否可靠运行的关键所在。

具体地，在现有的体外血泵系统中，受限于马达的复杂结构和体积限制，马达驱控组件均被集成在控制主机内。这样的布置能够让控制主机的控制信息以及交流或直流电源方便且有效地传输到马达驱控组件，进而通过连接线将比如脉冲宽度调制(PWM)信号和电力传输到马达的执行机构上。

然而，申请人发现，在将马达驱控组件集成在控制主机中的情况下，马达对控制主机具有很强的依赖性。一旦控制主机发生故障或者控制主机与马达之间出现通信问题，则马达就会停止运行并导致整个体外血泵系统不能工作。由于控制主机具有较低的环境防护等级并且经常遭遇粗暴的使用条件，其故障发生率在体外血泵中是很高的，因此也容易导致马达不能正常运行。

其次，在体外血泵的马达中越来越多地采用主动或被动的磁悬浮轴承以降低血液的机械损伤。与传统的使用接触式机械轴承的马达相比，采用磁悬浮轴承的马达需要执行更多的自由度控制。这要求在马达内集成更多的传感器，并因此需要增加控制主机和马达之间的连接线。增加控制主机和马达之间的连接线会极大降低连接线的稳定性，从而显著增加控制主体和马达之间出现通信问题的风险。

鉴于此，提出了根据本公开的体外血泵系统。图2示出了根据本公开的一个实施例的体外血泵系统的示意性原理图。体外血泵系统可以包括体外血泵10和控制主机11。体外血泵10可以包括泵头12和用于驱动泵头12的马达13。控制主机11用于操控体外血泵10的马达13。

马达13可以包括执行机构14、传感器15、以及集成至马达13的马达驱控组件16。执行机构14用于驱动泵头12的叶轮旋转，以促进血液的流动并因此辅助或替代心脏来维持血液的循环。传感器15用于感测控制马达13所必需的信息并将其传输至马达驱控组件16。马达驱控组件16用于控制马达13的运行。

在根据本公开的实施例中，马达驱控组件16可以包括传感器交互电路17、马达控制器18、以及可能的放大器19。马达驱动组件16可以对马达13进行闭环控制。在进行闭环控制时，传感器15将其感测到的信息(比如叶轮的位置信息、速度信息、力信息、马达内的温度信息等)以电信号的形式传输到马达驱控组件16的传感器交互电路17上。这些电信号经滤波、放大后被传输至马达控制器18。马达控制器18具有相应的算法软件，其将接收到的电信号与目标值进行比较并产生相应的控制指令。控制指令被转化成电流、电压等控制信号，这些控制信号可以经放大器19放大后传送至马达13的执行机构14，从而实现马达13的闭环控制。

控制主机11可以包括系统控制器20和使用者界面21。控制主机11还可以包括备用电源22，以在外部电源出现故障时向控制主机11和马达13供电并维持体外血泵系统的正常运行。备用电源22可以是无间断电源，比如，可充电电池。系统控制器20可以包括电力电子电路。电力电子电路可以通过脉冲宽度调制将交流电转换成直流电(AC/DC转换模块)、和/或将直流电转换成合适的电压(DC/DC变压模块)，然后将转换后的电力以低频宽、高幅值的信号传输至马达13的马达驱控组件16。在根据本公开的实施例中，控制主机11和马达13之间可以仅通过一条连接导线连接。该连接导线既可以向马达13传输电力，又可以向马达13传输来自控制主机11的指令信号。

将马达驱控组件16集成到马达13中，高频宽信号(例如驱动信号和传感器信号)的处理能够在马达13自身完成，而只留下低频宽信号(例如电力信号以及使用者界面信号)的处理)在控制主机11中完成，这大大降低了马达13对控制主机11的依赖性以及对连接导线抗干扰的要求。另外，将马达驱控组件16集成到马达13中之后，控制主机11和马达13之间只需要一条连接导线即可实现电力和控制指令的传输，而无需增加更多的连接导线，这会显著降低控制主机11和马达13之间的通信故障并因此降低马达13不能正常工作的概率。再者，通过将马达驱控组件16集成到马达13中，能够更好地保护马达驱动组件16。这是因为与控制主机11相比，马达13通常具有更高的环境防护等级且马达13通常会被更小心地使用，从而使得马达驱控组件16发生故障的概率大大降低。

图3示出了根据本公开的另一个实施例的体外血泵50的示意性原理图。体外血泵50可以包括泵头51和用于驱动泵头51的马达52。马达52可以包括执行机构53、传感器54、以及集成至马达52的马达驱控组件55。马达驱控组件55可以包括传感器交互电路56、马达控制器57、以及可能的放大器58。马达驱控组件55可以对马达52进行闭环控制。

与体外血泵10不同，体外血泵50的马达52还包括集成至马达52的备用电源59。备用电源59可以是无间断电源，比如，可充电电池。备用电源59可以在外部电源出现故障时向马达驱控组件55和执行机构53供电，以维持马达52的正常运行。

体外血泵50的马达52可以设置有使用者界面。使用者界面可以包括输入部件和输出部件。输入部件可以包括供使用者输入任何必要参数的输入元件。比如，输入部件可以包括速度设定元件60，以用于实施马达52的速度调节和/或马达52的启动和停止等操作。速度设定元件60可以呈按钮、旋钮、推扭、摇杆、数字设定元件、以及其它任何适当的形式。输出部件可以包括向使用者传递信息以满足必要监控功能的任何输出元件。比如，输出部件可以包括显示器，以向使用者显示马达转速、温度、运行状态等信息。输出部件也可以包括指示器(比如发光二极管(LED))或报警器(比如蜂鸣器)，以便以光学信号或声音信号向使用者提供指示或警报。

体外血泵50的马达52可以包括集成至马达52的信号转换器61。当使用者通过使用者界面的输入部件进行马达的输入操作时，信号转换器61可以将该输入操作转换成马达控制器57所需的控制信号并将控制信号传输至马达控制器57；并且当马达控制器57向用户反馈比如马达52的运行情况时，信号转换器61可以将马达控制器57所反馈的运行情况转换成相应的指示信号并将指示信号传送给使用者界面的输出部件(比如，显示器、指示器、报警器等)。

通过将备用电源59、使用者界面、和/或信号转换器61等集成至马达52，体外血泵50可以包括马达正常运转所需要的更完备的功能和可操作性，从而使得体外血泵50在控制主机失效的紧急情况下可以独立地安全运行至少一段时间。

图4至图8示出了根据本公开的一个实施例的体外血泵100的具体结构。体外血泵100可以包括泵头101和马达102。泵头101可以包括带转子的叶轮103和两个半壳体104和105(如图5所示)。叶轮103被容纳在由半壳体104和105所形成的内部空间中。半壳体104和105中的没有被叶轮103所占据的内部空间形成用于血液流动的血流通道。泵头101可以设置有入口106和出口107。血液可以经由入口106流入泵头101内、在叶轮103的旋转推动下经由血流通道从出口107流出，从而实现血液的循环。

参照图4，马达102与泵头101构造成能够彼此分离，使得马达102可以搭配不同的泵头101重复使用。医护人员可以在现场对马达102和泵头101进行组装或拆卸，以便将新的泵头101组装在马达102上并在使用后丢弃使用过的泵头101。

马达102可以包括壳体、执行机构112、传感器116、和马达驱控组件118。马达102的执行机构112和传感器116可以布置在马达102的壳体内。马达102的马达驱控组件118也集成在马达102的壳体内。

马达102的壳体可以构造成上部大而下部小的大体鼎形的结构。这样的鼎形结构能够给使用者提供更好的手持空间或者使得使用者能够以端盘式的方式握持马达102，从而便于手形大小不同的使用者在各种环境下方便地握持马达102或者调整马达102的方向，因此显著增加了马达102的使用便捷性。

马达102的壳体可以构造成一体件，也可以构造成由两个或更多个单独的部件构成。比如，在图4所示的实施例中，马达102的壳体被构造成包括上壳体108和下壳体109，其中，下壳体109的外周可以小于上壳体108的外周，从而使得马达102呈大体鼎形的结构。参照图6a和图6b，在根据本公开的实施例中，上壳体108的横截面可以呈大体圆形的形状，而下壳体109的横截面可以呈大体圆角矩形的形状。然而，本公开不局限于此，可以将下壳体109的横截面构造成正方形、椭圆形、五边形、六边形、八边形、圆形、不规则多边形、异形等各种形状。

在本公开的其它实施例中，马达102的壳体还可以构造成由左右两个壳体构成。左壳体和右壳体可以均呈现上部大而下部小的大体鼎形的结构。另外，马达102的壳体还可以以任何其它合适的方式构造。

参照图7描述马达102的具体结构。在根据本公开的实施例中，马达102可以构造成磁悬浮马达。磁悬浮马达的执行机构112可以包括旋转执行机构110和悬浮执行机构111。旋转执行机构110用于通过驱动泵头101的叶轮103的转子113而驱动叶轮103旋转。悬浮执行机构111可以包括磁悬浮轴承，以用于悬浮叶轮103的转子113。在马达102构造成磁悬浮马达的情况下，叶轮103在工作过程中不与任何其它部件进行物理接触或碰擦，从而不会对血液造成机械损伤。当然，马达102也可以是其它类型的马达，比如，马达102可以是具有传统的机械接触式轴承的马达。

图7还示出了位于马达102的壳体内的传感器116。在根据本公开的实施例中，传感器116可以包括位移传感器，比如，传感器116可以包括用于感测转子113的转速以进行转速回馈控制的转动位移传感器。在马达102构造成磁悬浮马达的情况下，传感器116还可以包括用于感测转子113的悬浮位置以进行转子悬浮位置控制的径向位置和/或位移传感器、和/或轴向位置和/或位移传感器。用于进行转子悬浮位置控制的径向位置和/或位移传感器和/或轴向位置和/或位移传感器可以是电涡流感应式位置和/或位移传感器，其具有很高的灵敏度，非常适用于感测转子的悬浮位置。在根据本公开的其它实施例中，传感器116还可以包括温度传感器或用于感测其它参数的传感器。

参照图4、图7和图8来描述马达102的马达驱控组件118的具体结构和布置。马达驱控组件118可以采用“围绕式”的设计，以最小化马达驱控组件118所占据的空间。马达驱控组件118可以集成在电路板上。电路板可以构造成包括两个或更多个刚性区段以及用于连接所述刚性区段的连接元件。每个刚性区段可以分别用于执行马达驱控组件118的一部分功能。连接元件可以以各种适当的角度连接每个刚性区段，以使得电路板可以形成各种不同的构造。马达驱控组件118可以以有线或无线的方式与马达102的执行机构112(包括旋转执行机构110和悬浮执行机构111)以及传感器116进行信号的相互传输(如图7中的带箭头的虚线所示)。

在图4、图7和图8所示的实施例中，马达驱控组件118集成于其上的电路板包括三个刚性区段119、120、121。马达驱控组件118的部件可以被分成执行不同功能的三个组并被分别布置在所述三个刚性区段上，使得所述三个刚性区段结合起来实现马达驱控组件118的整个驱控功能。比如，马达驱控组件118的传感器交互电路可以布置在刚性区段119上，马达控制器可以布置在刚性区段120上，而放大器可以布置在刚性区段120上。又或者可以将马达驱控组件118以功能类型划分，将马达驱控组件118的综合控制部件布置在刚性区段119上、传感器驱动部件布置在刚性区段120上、电源管理部件布置在刚性区段121上，等等。马达驱控组件118的部件可以是晶体管和/或功率集成电路等。将马达驱控组件118的部件分组，并将各组部件布置在电路板的不同刚性区段上，能够使得一些比较敏感的部件远离大功率部件，从而最小化了部件之间的相互干扰以及所产生的噪音。

在图4、图7和图8所示的实施例中，用于连接刚性区段119、120和121的连接元件为柔性电路板122。在该实施例中，柔性电路板122不执行马达驱控组件118的驱控功能，而仅用于在刚性区段119、120和121之间传递信号和/或电力。由于柔性电路板122的存在，马达驱控组件118可以以任何适当的形状弯曲或折叠，从而使得马达驱控组件118可以更好地适配马达壳体的内部空间。在该实施例中，刚性区段119、120和121构造成大体U形的形状并且直立地围绕在执行机构112(在图7所示的实施例中为旋转执行机构110)的周围。当然，本公开不局限于此，刚性区段119、120和121也可以平躺地或者以其它方式围绕在执行机构112的周围。

在根据本公开的其它实施例中，用于连接刚性区段的连接元件可以是连接插头。连接插头可以构造成能够以适当的角度连接任意两个刚性区段，以便将马达驱控组件构造成适当的形状，以适配马达壳体的内部空间。连接插头可以用于在刚性区段之间传递信号和/或电力。连接插头可以是刚性的。

在根据本公开的其它实施例中，用于连接刚性区段的连接元件还可以是用于执行马达驱控组件118的一部分功能的柔性电路板。

在根据本公开的实施例中，马达驱控组件118的晶体管和/或功率集成电路等部件可以与马达102的壳体接触，以使得来自晶体管和/或功率集成电路等部件的热量能够经由马达102的壳体散发出去。马达驱控组件118也可以布置成使得电路板与马达102的壳体接触(在该情况下，电路板和马达102的壳体之间可以存在其它热传导材料，比如，薄的热传导片材等)，以使得来自晶体管和/或功率集成电路等部件的热量能够通过形成在电路板和马达102的壳体上的热路径散发出去。在电路板包括刚性区段的情况下，可以使电路板的刚性区段与马达102的壳体接触(在该情况下，刚性区段和马达102的壳体之间可以存在其它热传导材料，比如薄的热传导片材等)，以使得来自晶体管和/或功率集成电路等部件的热量能够通过形成在电路板的刚性区段和马达102的壳体上的热路径散发出去。为了增强散热，还可以在马达102的壳体外侧设置散热增强结构123(如图6所示)。散热增强结构123可以包括至少一个散热鳍片或散热肋片。散热增强结构123可以与马达102的壳体一体形成。散热增强结构123可以设置在马达102的壳体的与马达驱控电路118的晶体管和/或功率集成电路等部件接触的区域或者与电路板的刚性区段接触的区域的外侧，以便更快速地散热。

参照图9至图13，示出了根据本公开的其它实施例的“围绕式”马达驱控组件的布置样式。在图9所示的实施例中，马达驱控组件集成于其上的电路板124包括四个刚性区段，在马达102的执行机构112的相对两侧各布置有两个刚性区段。四个刚性区段之间通过连接元件126进行连接。在图10所示的实施例中，马达驱控组件集成于其上的电路板124包括两个刚性区段。每个刚性区段构造成大体“L”形的形状，使得所述两个刚性区段可以被连接元件126连接成大体矩形的形状。在图11所示的实施例中，马达驱控组件集成于其上的电路板124包括三个刚性区段。每个刚性区段构造成弧形的形状，使得所述三个刚性区段可以被连接元件126连接成大体圆形或半圆形的形状。在图12和图13所示的实施例中，马达驱控组件集成于其上的电路板124具有一体式结构。在图12所示的实施例中，具有一体式结构的电路板124被构造成大体矩形的形状；而在图13所示的实施例中，具有一体式结构的电路板124被构造成圆形的形状。

在图9至图13所示的实施例中，电路板124或者电路板124的每个刚性区段可以直立地围绕在马达102的执行机构的周围，也可以平躺地或者以其它方式围绕在马达102的执行机构的周围。电路板124还可以构造成与图9至图13所示的样式不同的其它样式，比如具有异形形状的其它样式等。另外，连接元件126可以构造成柔性电路板或连接插头。连接插头可以是刚性的。

参照图14，在根据本公开的一个实施例中，马达驱控组件集成于其上的电路板128可以包括用于传输信号/或电力的延伸的柔性电路板层130和用于执行马达驱控组件的驱控功能的刚性电路板层132。刚性电路板层132可以布置在柔性电路板层130的至少一侧(在图14所示的实施例中，布置在柔性电路板层130的两侧)并且包括彼此分开的两个或更多个刚性区段。这样的多层结构设计使得电路板128形成一个完整的电路系统，其不能通过非破坏性手段直接分开；同时，使得电路板128能够更容易地弯曲或折叠。这样的多层结构设计至少提供了如下优点：1)能够在紧凑的结构下避免信号之间的干扰，从而更好地完成信号的传输；2)避免了使用连接元件(比如连接插头，其容易在多次使用后松脱)，从而具有更高的可靠性；以及3)在空间排布上提供更优的柔性和灵活性，从而能够最大程度地缩小体积。

在电路板包括两个或更多个刚性区段的实施例中，也可以将每个刚性区段设计成包括用于传输信号和/或电力的延伸的柔性电路板层和用于执行马达驱控组件的一部分驱控功能的刚性电路板层。刚性电路板层可以布置在柔性电路板层的至少一侧(比如，布置在柔性电路板层的两侧，从而形成夹心饼干的结构)。柔性电路板层可以经由连接元件而连接在一起，从而实现各个刚性区段之前的互连。这样的多层结构设计能够在避免信号之间的干扰的情况下进一步增强电路板的柔性和灵活性。

图15和图16示出了马达驱控组件的另外两种布置方式。在图15所示的实施例中，马达驱控组件集成于其上的电路板134包括多个刚性区段。所述多个刚性区段以堆叠的方式平躺在马达的执行机构112的下方。在图16所示的实施例中，马达驱控组件集成于其上的电路板136具有一体式结构并且电路板136平躺在马达的执行机构112的下方。

上文结合附图描述了本公开的示范实施例。然而，本领域技术人员应当理解的是，本公开不局限于所公开的具体结构。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。所有这些变化和改变均包含在由本公开的权利要求所限定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于体外血泵的马达，包括：

壳体；

位于所述壳体内的执行机构，所述执行机构用于驱动所述体外血泵的泵头中的叶轮；

位于所述壳体内的至少一个传感器；和

位于所述壳体内的马达驱控组件，所述马达驱控组件用于控制所述马达的运行。

2.根据权利要求1所述的用于体外血泵的马达，其中，所述马达驱控组件包括传感器交互电路和马达控制器，所述传感器交互电路接收来自所述传感器的感测信号并将所述感测信号传输至马达控制器，所述马达控制器基于所接收到的感测信号而向所述执行机构发出相应的控制信号。

3.根据权利要求2所述的用于体外血泵的马达，其中，所述马达驱控组件还包括放大器，所述放大器将来自所述马达控制器的控制信号放大后传输至所述执行机构。

4.根据权利要求1所述的用于体外血泵的马达，其中，所述马达还包括集成至所述壳体的备用电源，所述备用电源在外部电源出现故障时向所述马达驱控组件和所述执行机构供电，以维持所述马达的正常运行。

5.根据权利要求1所述的用于体外血泵的马达，其中，所述马达驱控组件集成在电路板上。

6.根据权利要求5所述的用于体外血泵的马达，其中，所述电路板构造成一体式结构。

7.根据权利要求6所述的用于体外血泵的马达，其中，所述电路板以圆形、矩形、或异形的形状围绕在所述执行机构的周围。

8.根据权利要求7所述的用于体外血泵的马达，其中，所述电路板直立地或平躺地围绕在所述执行机构的周围；和/或

所述电路板平躺在所述执行机构的一侧；和/或

所述电路板包括至少两个刚性区段和用于连接所述至少两个刚性区段的连接元件；和/或

每个刚性区段分别用于执行所述马达驱控组件的一部分驱控功能；和/或

所述连接元件构造成用于在所述至少两个刚性区段之间传递信号和/或电力的柔性电路板；和/或

所述连接元件构造成用于在所述至少两个刚性区段之间传递信号和/或电力的连接插头；和/或

所述连接元件构造成用于执行所述马达驱控组件的一部分驱控功能的柔性电路板；和/或

所述至少两个刚性区段中的每一个均包括刚性电路板层和延伸的柔性电路板层，所述刚性电路板层布置在所述柔性电路板层的至少一侧，所述柔性板层经由所述连接元件而连接在一起；和/或

所述延伸的柔性电路板层用于传输信号和/或电力，所述刚性电路板层用于执行所述马达驱控组件的一部分驱控功能；和/或

所述电路板包括刚性电路板层和延伸的柔性电路板层，所述刚性电路板层布置在所述延伸的柔性电路板层的至少一侧并且包括彼此分开的两个或更多个刚性区段，以使得所述电路板能够借助于所述柔性电路板层弯曲或折叠；和/或

所述延伸的柔性电路板层用于传输信号和/或电力，所述刚性电路板层用于执行所述马达驱控组件的驱控功能；和/或

所述电路板以大体“U”形、矩形、圆形、半圆形、或异形的形状围绕在所述执行机构的周围；和/或

所述电路板直立地或平躺地围绕在所述执行机构的周围；和/或

所述电路板以堆叠的方式平躺在所述执行机构的一侧；和/或

所述马达驱控组件包括晶体管和/或功率集成电路，所述晶体管和/或功率集成电路安装在所述电路板上；并且

其中，所述晶体管和/或功率集成电路与所述壳体接触，使得来自所述晶体管和/或功率集成电路的热量能够通过所述壳体散发出去；或者所述电路板与所述壳体接触，使得来自所述晶体管和/或功率集成电路的热量能够通过形成在所述电路板和所述壳体上的热路径散发出去；和/或

所述壳体的外侧设置有散热增强结构；和/或

所述散热增强结构包括至少一个散热鳍片或散热肋片；和/或

所述壳体呈鼎形结构；和/或

所述壳体构造成一体件；和/或

所述壳体由多个部件形成；和/或

所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第二壳体的外周小于所述第一壳体的外周；和/或

所述马达驱控组件至少部分位于所述第二壳体内；和/或

所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体均呈鼎形结构；和/或

所述传感器包括位移传感器；和/或

所述传感器包括温度传感器；和/或

所述马达构造成具有磁悬浮轴承的磁悬浮马达，所述磁悬浮轴承用于悬浮所述叶轮的转子；和/或

所述传感器包括用于感测所述转子的转速的转动位移传感器；和/或

所述传感器包括用于感测所述转子的悬浮位置的轴向位置和/或位移传感器、和/或径向位置和/或位移传感器；和/或

所述轴向位置和/或位移传感器和/或所述径向位置和/或位移传感器是电涡流感应式位置和/或位移传感器；和/或

所述马达还包括使用者界面，所述使用者界面包括输入部件和输出部件；和/或

所述输入部件包括速度设定元件，以便实施所述马达的速度调节和/或所述马达的启动和停止；和/或

所述输出部件包括显示器、指示器、和报警器中的至少一者；和/或

所述马达还包括信号转换器。

9.一种体外血泵，包括泵头和根据权利要求1至8中的任意一项所述的用于体外血泵的马达，其中，所述泵头包括带转子的叶轮，所述马达经由所述转子驱动所述叶轮旋转；和/或

所述泵头和所述马达构造成能够彼此分离；和/或

所述泵头包括两个半壳体，所述叶轮容纳在由所述两个半壳体所形成的内部空间内。

10.一种体外血泵系统，包括控制主机和根据权利要求9所述的体外血泵，其中，所述控制主机包括电力电子电路，以便向所述体外血泵传输电力和指令信号；和/或

所述控制主机和所述体外血泵的马达仅经由一条连接导线连接，所述连接导线既能够向所述体外血泵的马达传输电力，又能够向所述体外血泵的马达传输指令信号。

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