CN111249551A - 一种用于人工心脏的蜗式泵头、人工心脏泵和ecmo设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于人工心脏的蜗式泵头，包括一蜗壳，包括血液入口和血液出口，所述蜗壳内具有一个固定轴，所述固定轴上套设一磁性体，在所述磁性体外侧安装一开口结构的锥形叶轮，当所述磁性体转动时，带动所述锥形叶轮转动；所述固定轴与所述磁性体之间具有第一缝隙，当磁性体带动锥形叶轮转动时，部分血液通过所述第一缝隙向上流动，所述锥形叶轮悬浮于血液中。本发明还提供了一种人工心脏泵和ECMO设备，本发明提供的一种用于人工心脏的泵头，第一叶片和第二叶片的高度及倾斜设计，利于充分冲洗和降低血栓和血细胞破坏；锥形叶轮和蜗壳内固定轴的设计，有效减少热量产生，降低血栓的形成，有效避免血细胞破坏。

Description

一种用于人工心脏的蜗式泵头、人工心脏泵和ECMO设备
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种用于人工心脏的蜗式泵头、人工心脏泵和ECMO设备。
背景技术
ECMO是体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation)的英文简称，是对严重心肺功能衰竭的重症患者的重症病人进行生命支持的一种重要技术，ECMO设备主要包括人工心脏泵、氧合器、和供氧管。
动力泵的泵头配合动力泵使用，用于在心脏手术中的体外循环或循环辅助，在现有技术中的泵头在临床应用过程中存在诸多问题，例如容易产生血栓，血细胞破坏，预充排气复杂，血流阻力较大等问题。在现有技术中，专利申请CN201510272655.9公开了一种离心式磁悬浮人工心脏泵的血流引导装置，一定程度上缓解了血液滞流的问题，但是其主要从引流的角度消除血液流动滞止，消除血栓，但是其依然存在血液中血细胞破坏，血液损伤，以及血栓形成的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种缓解或解决常规方案的缺点和问题的概念。
本发明的另一个目的是提供一种新型的一种用于人工心脏的蜗式泵头、动力泵和ECMO设备。
根据本发明的第一方面，使用用于人工心脏的蜗式泵头实现上述及其它目的，泵头包括一蜗壳，包括血液入口和血液出口；
所述蜗壳内中心具有一个固定轴，所述固定轴上套设一磁性体，在所述磁性体外侧安装一开口结构的锥形叶轮，当所述磁性体转动时，带动所述锥形叶轮转动；
所述固定轴与所述磁性体之间具有第一缝隙，当所述磁性体带动所述锥形叶轮转动时，部分血液通过所述第一缝隙向上流动，所述锥形叶轮悬浮于血液中。
在一些优选的实施例中，所述锥形叶轮外布置多个叶片，包括相互间隔第一叶片和第二叶片，所述第一叶片顶部通过一开口向下的第一碗部结构连接；
所述固定轴端部呈开口向上的第二碗部结构，所述第一碗部结构和第二碗部结构之间嵌入一球体，当磁性体带动锥形叶轮转动时，所述球体与所述第一碗部结构和第二碗部结构之间具有第二缝隙，血液填充所述第二缝隙。
在一些优选的实施例中，所述第一叶片和第二叶片向同一侧倾斜一定角度，并且所述第一叶片的高度大于第二叶片的高度。
在一些优选的实施例中，所述磁性体包括中空的安装轴，在所述安装轴底部具有环形轮状结构，所述环形轮状结构的直径与所述锥形叶轮底部的开口直径相同。
在一些优选的实施例中，所环形轮状结构表面间隔开设多个安装槽，所述安装槽内安装磁性件。
在一些优选的实施例中，所述安装轴的外侧直径与锥形叶轮顶部的开口直径相同。
在一些优选的实施例中，所述球体为陶瓷球轴承。
在一些优选的实施例中，所述血液入口垂直于蜗壳平面，所述血液出口相切于所述蜗壳平面。
与现有技术相比，本发明提供的一种用于人工心脏的蜗式泵头，配合人工心脏的动力泵使用，针对现有技术的缺陷和不足，设计合理的体外血液循环环境，用于ECMO便携式急救设备，本发明提供的泵头容积小，有效介绍减少预充量；采用开放式锥形叶轮，使血液中的气泡更容易排出；第一叶片和第二叶片的高度及倾斜设计，利于充分冲洗和降低血栓和血细胞破坏；锥形叶轮和蜗壳内固定轴的设计，有效减少热量产生，降低血栓的形成，有效避免血细胞破坏。
第二方面，本发明还提供了一种人工心脏泵，所述人工心脏泵包括第一方面提供的任一技术方案所述用于人工心脏的蜗式泵头。
与现有技术相比，本发明提供的一种人工心脏泵的有益效果与第一方面提供的用于人工心脏的蜗式泵头的有益效果相同，在此不再赘述。
第三方面，本发明还提供了一种ECMO设备，所述ECMO设备包括上述第二方面提供的任一技术方案所述人工心脏泵。
与现有技术相比，本发明提供的一种ECMO设备的有益效果与上述第一方面提供的用于人工心脏的蜗式泵头的有益效果相同，在此不再赘述。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1是本发明实施例提供的一种用于人工心脏的蜗式泵头的整体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种用于人工心脏的蜗式泵头的立体结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种人工心脏的蜗式泵头的爆炸分解示意图；
图4是本发明实施例提供的的人工心脏的蜗式泵头的截面剖视图；
图5是本发明实施例公开的人工心脏泵的部分结构示意图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
为了解决现有技术中用于人工心脏的泵头容易产生血栓，血细胞破坏，预充排气复杂，血流阻力较大等技术问题，通过下文的实施例使本发明提供技术方案得以清晰的阐释。
如图1所示，本发明公开的一种用于人工心脏的蜗式泵头的整体结构示意图，根据本发明实施例，本发明公开了一种用于人工心脏的泵头，包括一个蜗壳1，蜗壳1包括血液入口101和血液出口102，在紧急手术时，人体血液从血液入口101流入蜗壳内，经血液出口102流出，流出的血液进入到氧合器进行血液氧合，从氧合器流出的血液流入人体。
根据本发明的一些实施例，血液入口101垂直于蜗壳平面，血液出口102相切于蜗壳平面，即血液入口101与血液出口102相互垂直，蜗壳平面是指，蜗壳横切面所在的平面。在优选的实施例中，血液入口101位于的中心位置。
如图2至图3所示，在蜗壳1内具有一个固定轴103，一个磁性体2和一个开口结构的锥形叶轮3。
其中，蜗壳1由下蜗壳和上蜗壳组成，固定值103固定于下蜗壳的中心位置且垂直于下蜗壳，磁性体2中空，固定轴103上套设磁性体2，磁性体2外侧安装一个开口结构的锥形叶轮3，当磁性体2转动时，带动安装在磁性体2上的锥形叶轮3转动，需要说明的是，对于磁性体2的转动，本发明实施例根据具体的驱动方式进行合理设置，例如可以在与本发明实施例提供的泵头配合的电机上安装一个与本发明实施例中的磁性体2磁性相同的磁体，由电机带动转动磁体，磁体产生磁场带动蜗壳1内的磁性体2实现转动。根据本发明的实施例，固定轴103与磁性体2之间具有第一缝隙，当磁性体2带动锥形叶轮3转动时，部分血液通过第一缝隙向上流动，部分血液向上流动促使锥形叶轮3具有向上的动力，所以锥形叶轮3被提起，锥形叶轮3悬浮于血液中，由于锥形叶轮3悬浮于血液中，所以锥形叶轮3与其它部件因此几乎没有摩擦，降低血液流经时形成血栓的机率，减少血细胞破坏。
根据本发明的实施例，锥形叶轮3外布置多个叶片，包括相互间隔第一叶片303和第二叶片304。本实施例中，以布置三个第一叶片和三个第二叶片为例进行说明，为了清晰的说明，第一叶片分别命名为1号第一叶片303a、2号第一叶片303b、3号第一叶片303c，同样地，第二叶片分别命名为1号第二叶片304a、2号第二叶片304b、3号第二叶片304c。
第一叶片和第二叶片间隔布置在锥形叶轮3的外部锥面301上，第一叶片的高度大于第二叶片的高度，第一叶片和第二叶片向同一侧倾斜一定角度，例如三个第一叶片和三个第二叶片均向同一个方向倾斜30度。第一叶片顶部通过一开口向下的第一碗部结构305连接，即1号第一叶片303a、2号第一叶片303b、3号第一叶片303c顶部通过开口向下的第一碗部结构305连接在一起，第一叶片和第二叶片结构设计利于充分冲洗和降低血栓和血细胞破坏，采用开放式锥形叶轮，使血液中的气泡更容易排出，有效减少热量产生，降低血栓的形成，有效避免血细胞破坏。
在一些优选地的实施例中，第一叶片和第二叶片间隔的距离相同或不同。
根据本发明的实施例，磁性体2包括中空的安装轴201，安装轴201中套设置有固定轴103，在安装轴201底部具有环形轮状结构202，安装轴201的外侧直径与锥形叶轮3顶部的开口306的直径相同。环形轮状结构202的直径与锥形叶轮3底部的开口(图中未示出)直径相同，环形轮状结构202表面间隔开设多个安装槽2021，安装槽内安装磁性件5，磁性件可以为任何具有磁性的结构，如磁铁等等。
根据本发明的实施例，固定轴103端部104向内凹陷呈开口向上的第二碗部结构308，第一碗部结构305和第二碗部结构308之间嵌入一球体4，球体4与第一碗部结构305和第二碗部结构308之间具有第二缝隙，当磁性体2带动锥形叶轮转动时，部分血液通过上述第一缝隙向上流动，部分血液填充第二缝隙，使球体4半悬浮于血液中，此时球体4不接触固定轴103，从而减少球体4与固定轴103端部104的摩擦，所以与球体4接触的血液有助于降低球体4的温度，同时减少了血液的创伤。同时，锥形叶轮3被提起，此时锥形叶轮3在旋转时悬浮于血液中，由于锥形叶轮3悬浮于血液中，由于锥形叶轮3不与球体4摩擦，因此降低了球体4的温度，温度的降低减少了血栓形成和创伤。
在一个优选的实施例中，球体4为陶瓷珠，陶瓷珠4相当于锥形叶轮3上部旋转的轴承，有利于锥形叶轮3的转动，提高了血液流动的效率。本发明公开的实施例中蜗壳1内部各个部件装配后，固定轴103插入到磁性体2的安装轴201的中间通道203内，锥形叶轮3扣合在磁性体2上，固定轴上的球体4嵌入到开口向下的第一碗部结构305和开口向上的第二碗部结构308的凹槽内，安装轴201外侧边缘与锥形叶轮3顶部的开口306的边缘307齐平，环形轮状结构202外侧边缘与锥形叶轮3底部的边缘302齐平。
如图4所示，在蜗壳1底部的驱动磁体带动下，磁性体2转动，进而带动锥形叶轮3转动，锥形叶轮3的转动产生的离心力使得血液从血液入口101流入到蜗壳1的空腔内，最后通过锥形叶轮3转动产生的离心力由血液出口102流出。
血液填充满蜗壳1的内部空腔，大部分血液通过锥形叶轮3转动血液做离心运动并从血液出口102流出，一小部分血液流至蜗壳1底部时，血液通过固定轴103与磁性体2之间的第一缝隙向上移动，锥形叶轮3通过离心力和机械力将锥形叶轮3从球体4(陶瓷珠)中抬起，机械力是通过陶瓷珠4固定在固定轴103上产生，使锥形叶轮3悬浮在血液中，从而减少球体4负荷和摩擦，本发明球体4不与锥形叶轮3开口向下的第一碗部结构305摩擦，降低了温度，温度的降低极大地减少了血栓形成和血液的创伤。
本发明实施例公开的一种用于人工心脏的蜗式泵头体积小，血液流动大部分是通过离心力从血液入口到血液出口流出，小部分血液在内部流动，小部分血液可以对内部部件保护，把锥形叶轮和球体提起，减少血栓，减少部件发热，对部件起润滑作用。
本发明提供的一种用于人工心脏的蜗式泵头，配合人工心脏的动力泵使用，针对现有技术的缺陷和不足，设计合理的体外血液循环环境，用于ECMO便携式急救设备，本发明提供的泵头容积小，有效介绍减少预充量；采用开放式锥形叶轮，使血液中的气泡更容易排出；第一叶片和第二叶片的高度及倾斜设计，利于充分冲洗和降低血栓和血细胞破坏；锥形叶轮和蜗壳内固定轴的设计，有效减少热量产生，降低血栓的形成，有效避免血细胞破坏。
第二方面，如图5所示，本发明还提供了一种人工心脏泵，人工心脏泵包括上述第一方面提供的任一技术方案的泵头。
从图5中可以看出，在泵头下部安装有固定在驱动装置上的磁性体6，驱动装置运动时，驱动装置上磁性体旋转，从而通过磁场磁力驱动泵头内的磁性体转动，此处的驱动装置可以为电动机，本发明对此不作限制。
与现有技术相比，本发明提供的一种人工心脏泵的有益效果与上述第一方面提供的任一技术方案的泵头的有益效果相同，在此不再赘述。
第三方面，本发明还提供了一种ECMO设备，ECMO设备包括上述第二方面提供的任一技术方案的动力泵。
与现有技术相比，本发明提供的一种用于ECMO设备的有益效果与上述第一方面提供一种用于人工心脏的泵头的有益效果相同，在此不再赘述。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种用于人工心脏的蜗式泵头，其特征在于，所述泵头包括一蜗壳，包括血液入口和血液出口；
所述蜗壳内中心具有一个固定轴，所述固定轴上套设一磁性体，在所述磁性体外侧安装一开口结构的锥形叶轮，当所述磁性体转动时，带动所述锥形叶轮转动；
所述固定轴与所述磁性体之间具有第一缝隙，当所述磁性体带动所述锥形叶轮转动时，部分血液通过所述第一缝隙向上流动，所述锥形叶轮悬浮于血液中。
2.根据权利要求1所述的泵头，其特征在于，所述锥形叶轮外布置多个叶片，包括相互间隔第一叶片和第二叶片，所述第一叶片顶部通过一开口向下的第一碗部结构连接；
所述固定轴端部呈开口向上的第二碗部结构，所述第一碗部结构和第二碗部结构之间嵌入一球体，当磁性体带动锥形叶轮转动时，所述球体与所述第一碗部结构和第二碗部结构之间具有第二缝隙，血液填充所述第二缝隙。
3.根据权利要求2所述的泵头，其特征在于，所述第一叶片和第二叶片向同一侧倾斜一定角度，并且所述第一叶片的高度大于第二叶片的高度。
4.根据权利要求1或2所述的泵头，其特征在于，所述磁性体包括中空的安装轴，在所述安装轴底部具有环形轮状结构，所述环形轮状结构的直径与所述锥形叶轮底部的开口直径相同。
5.根据权利要求4所述的泵头，其特征在于，所述环形轮状结构表面间隔开设多个安装槽，所述安装槽内安装有磁性件。
6.根据权利要求4所述的泵头，其特征在于，所述安装轴的外侧直径与锥形叶轮顶部的开口直径相同。
7.根据权利要求2所述的泵头，其特征在于，所述球体为陶瓷珠。
8.根据权利要求1所述的泵头，其特征在于，所述血液入口垂直于蜗壳平面，所述血液出口相切于所述蜗壳平面。
9.一种人工心脏泵，其特征在于，所述人工心脏泵包括权利要求1至8任一项所述用于人工心脏的蜗式泵头。
10.一种ECMO设备，所述ECMO设备包括权利要求9所述一种人工心脏泵。
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