CN112915293B - 用于体外膜肺氧合的离心泵泵头及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于体外膜肺氧合的离心泵泵头及设备，其中，泵头包括壳体，设于壳体内的离心件，壳体对外设有血液入口和血液出口；离心件包括叶轮和磁性件，叶轮设置在磁性件上方，磁性件设有倾斜设置的磁体，当磁性件转动时，带动离心件转动，离心件悬浮于血液中，本发明实施例提出的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头及设备，由于磁性件设有倾斜设置的磁体，当磁性件转动时，带动离心件转动，离心件悬浮于血液中，不易对血液性能造成破坏，产生血栓。

Description

用于体外膜肺氧合的离心泵泵头及设备

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，是涉及一种用于体外膜肺氧合的离心泵泵头及设备。

背景技术

ECMO是体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation)的英文简称，ECMO急救设备主要包括管内插管、动力泵、氧合器和检测系统，动力泵一般采用离心泵，离心泵中的泵头是ECMO中重要的组成部分。

现有技术中，泵头的工作原理通常是通过离心泵驱动器中的磁体与泵头中磁体相互作用，使泵头中的离心件旋转进而给血液提供动力实现人工心脏的功能，现有的泵头结构中，泵头中磁体一般为水平设置，这种结构导致泵头内活动安装的离心件与泵头壳体的底部容易出现接触摩擦，这种接触摩擦容易对血液性能造成破坏，产生血栓，从而导致整个体外血液氧合过程受阻，安全性不高，因此，需要进一步地改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于体外膜肺氧合的离心泵泵头及设备，以解决现有技术中存在的容易对血液性能造成破坏，产生血栓，安全性不高的问题。

为了实现上述的目的，本发明实施例提供了一种用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，包括壳体，设于壳体内的离心件，壳体对外设有血液入口和血液出口；离心件包括叶轮和磁性件，叶轮设置在磁性件上方，磁性件设有倾斜设置的磁体，当磁性件转动时，带动离心件转动，离心件悬浮于血液中。

作为本发明的一个优选实施例，壳体内部设置有第一固定轴，第一固定轴顶端设置有凹陷部，凹陷部上方设置有滚珠，叶轮设置在滚珠上方，当离心件转动时，滚珠悬浮于血液中。

作为本发明的一个优选实施例，壳体内部设置有第一固定轴，第一固定轴顶端可拆卸设置有固定件，固定件靠近叶轮一端设置有凹槽，叶轮设置在凹槽上方，滚珠设于凹槽与叶轮之间，当离心件转动时，滚珠悬浮于血液中。

作为本发明的一个优选实施例，磁性件还包括磁体固定件，磁体固定件内设置有具有轴向通孔的第二固定轴，磁体固定件套设在固定座上。

作为本发明的一个优选实施例，固定座外径与叶轮的外径相匹配。

作为本发明的一个优选实施例，磁体倾斜固定在磁体固定件外侧面或镶嵌在磁体固定件中。

作为本发明的一个优选实施例，磁体为多个，磁体沿着磁体固定件周向间隔均匀分布，任意相邻两个磁体之间的磁极相反设置。

作为本发明的一个优选实施例，磁体固定件为具有轴向通孔的正锥体结构或倒锥体结构。

作为本发明的一个优选实施例，第一固定轴顶端穿过第二固定轴的轴向通孔。

作为本发明的一个优选实施例，叶轮包括锥形叶轮本体和叶轮盖，叶轮盖盖设在锥形叶轮本体上方。

作为本发明的一个优选实施例，锥形叶轮本体上相互间隔设置有第一叶片和第二叶片，第一叶片顶部通过一开口向下的碗状结构连接，碗状结构设置在叶轮盖顶部开口处，碗状结构设置在第一固定轴顶端的滚珠的正上方，当磁性体带动叶轮转动时，碗状结构与第一固定轴顶端分别与滚珠间隙配合，血液填充间隙。

作为本发明的一个优选实施例，第一叶片和第二叶片为径向叶片或弯曲状叶片，当第一叶片和第二叶片为弯曲状时，第一叶片和第二叶片的弯曲方向与叶轮旋转方向一致或相反。

作为本发明的一个优选实施例，壳体四周边缘设置有具有多个第一凹槽的凸沿，在部分第一凹槽对应位置上设置有突出部，突出部设置在与壳体相对的一侧面，突出部上设置有与第一凹槽贯通的第二凹槽。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于体外膜肺氧合的设备，包括上述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明实施例提出的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头及设备，由于磁性件设有倾斜设置的磁体，当磁性件转动时，带动离心件转动，离心件悬浮于血液中，不易对血液性能造成破坏，产生血栓。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的泵头的一种角度的结构示意图；

图2是本发明的泵头的另一种角度的结构示意图；

图3是本发明的主视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明的泵头的爆炸示意图；

图6是本发明的一种磁体结构的装配示意图一；

图7是本发明的一种磁体结构的装配示意图二；

图8是本发明的另一种磁体结构的装配示意图一；

图9是本发明的另一种磁体结构的装配示意图二；

图10是本发明的泵头中磁体和滚珠受力示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明有关的部分而非全部结构。

如图1-5所示，在本发明的一个具体实施例中，提供了一种用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，该泵头包括壳体，设于壳体内的离心件，壳体对外设有血液入口11和血液出口82，离心件包括叶轮2和磁性件，叶轮2设置在磁性件上方，磁性件设有倾斜设置的磁体4，当磁性件转动时，带动离心件转动，离心件悬浮于血液中。

泵头的壳体包括上壳1和下壳8，血液入口11设于上壳1的顶部中间位置，用于将血液输入到壳体内，血液出口82设置在壳体的侧面，用于流出经过壳体的血液。

壳体四周边缘设置有具有多个第一凹槽13的凸沿12，在部分第一凹槽13对应位置上设置有突出部14，突出部14设置在与壳体相对的一侧面，突出部上14设置有与第一凹槽13贯通的第二凹槽15，第一凹槽13用于与其他部件配合固定泵头以避免泵头的周向移动，突出部14用于与其他部件配合固定泵头以避免泵头轴向移动。

在本发明一优选方案中，壳体内的底部中间设置有第一固定轴81，离心件可以围绕第一固定轴81转动，第一固定轴81顶端设置有凹陷部811，凹陷部811上方设置有滚珠6，叶轮2设置在滚珠6上方，当离心件转动时，滚珠6与凹陷部811和叶轮2之间均留有间隙，滚珠6悬浮于血液中，与滚珠6接触的血液有助于降低滚珠的温度，减少血栓形成的机会。

在本发明另一优选方案中，在第一固定轴81顶端可拆卸设置有固定件7，固定件7靠近叶轮2一端设置有凹槽9，叶轮2设置在凹槽9上方，凹槽9上方设置有滚珠6，叶轮2设置在滚珠6上方，当离心件转动时，滚珠6与凹槽9和叶轮2之间均留有间隙，滚珠6悬浮在血液中，通过本实施例设置的固定件7可以减少滚珠6与第一固定轴81之间的摩擦，这样可以延长滚珠6的使用时间，滚珠6为圆球形，可采用不锈钢、硬塑料或陶瓷等耐磨材料制成，凹槽9优选采用圆弧形凹槽，可以使得凹槽9与滚珠6平滑接触，减少接触时的摩擦力，滚珠6的转动更加灵活，还可以减少血液流过凹槽9时的阻力。

磁性件包括磁体4和磁体固定件3，磁体固定件3套设在具有轴向通孔52的第二固定轴51上，第二固定轴51设于底座5内的底部中间位置，磁性件活动安装在叶轮2与底座5之间包围的空腔中。

如图4所示，第一固定轴81顶端穿过第二固定轴51的轴向通孔52，并伸出该轴向通孔52。

优选地，磁体4为一个或多个，多个磁体4沿着磁体固定件3周向间隔均匀分布，任意相邻两个磁体4之间的磁极相反设置，磁体4为永久磁铁，磁体4为方形结构、正锥体结构或倒锥体结构，磁体固定件3为具有轴向通孔的正锥体结构或倒锥体结构。

如图5所示，在一优选方案中，磁体固定件3为金属环，金属环外侧面上倾斜设置有四个磁铁，该四个磁铁优选采用两两相对设置，一个磁铁的S极与相邻的另一个磁铁的N极邻近设置，从而使得磁性件可以周向移动，磁铁优选为四方形。

金属环上端的直径大于下端的直径，上大下小，呈倒扣的锥形结构，磁铁斜设于金属环的外侧壁上，即磁铁固定在金属环的斜面上，金属环优选采用铁制成，多个磁铁沿着金属环的周向间隔均匀分布。

如图5所示，叶轮2包括锥形叶轮本体24和叶轮盖23，叶轮盖23盖设在锥形叶轮本体24上方，当磁体4受外部旋转磁场影响带动叶轮2转动时，叶轮2与滚珠6间隙配合，血液填充间隙。

锥形叶轮本体24上相互间隔设置有第一叶片21和第二叶片22，第一叶片21顶部通过一开口向下的碗状结构连接，碗状结构与叶轮盖23顶部的开口连接，碗状结构设置在第一固定轴81顶端的滚珠6的正上方，当磁性体带动叶轮2转动时，碗状结构与第一固定轴81顶端分别与滚珠6间隙配合，血液填充间隙。

第一叶片21和第二叶片22为径向叶片或弯曲状叶片，当第一叶片21和第二叶片22为弯曲状时，第一叶片21和第二叶片22的弯曲方向与叶轮2旋转方向一致或相反，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，通过径向叶片和弯曲状叶片设置可以有较高的液压效率，减少了血栓形成的机会。

当血液被输入泵头时(同时驱动器定子磁铁的旋转磁场带动磁体转动，从而带动离心件转动)，会流过叶轮的内外两侧，外侧液体将在离心件的旋转方向以高速旋转，叶轮的转动产生的离心力使得血液从血液入口流入到壳体的空腔内，最后通过叶轮转动产生的离心力由血液出口流出，内侧血液通过离心件与第一固定轴之间的间隙向上流动，血液向上流动促使叶轮和滚珠具有向上的推力，所以叶轮被提起，叶轮悬浮于血液中，所以叶轮与滚珠和第一固定轴端部几乎没有摩擦，有利于降低形成血栓的机会，减少血细胞破坏，与滚珠接触的血液有助于降低滚珠的温度，同时减少了血液的创伤，未流出泵头的血液会通过离心件与壳体之间的间隙循环一次，以消除流滞区域，防止血液凝固，确保离心件底部未有静态或缓慢移动的血流存在，从而进一步降低血栓形成的机会。

如图6-9所示，在本发明的一些优选方案中，磁体4倾斜固定在磁体固定件3外侧面，或也可以镶嵌在磁体固定件3中，其中，磁体4与水平方向的夹角a为：5°≤a≤85°。

如图10所示，图10以磁体倾斜向下进行详细说明其受力情况，通过本发明实施例的磁体倾斜设置，磁体本身会受重力G1和泵头驱动器的磁体的磁力F，由于磁体倾斜放置受到的磁力会分解到水平方向分力F2和竖直方向分力F1，磁体倾斜放置的竖直方向受重力G1和竖直方向磁力分力F1，所以磁体倾斜放置的在竖直方向受力相对于磁体水平放置在竖直方向受力减小，磁体倾斜放置滚珠向下受叶轮的压力F2和滚珠自身的重力G2，其中F2包括G1和F1，滚珠向上受第一固定轴对支撑力F3，在平衡状态下，支撑力F3＝F2+G2，由于磁体倾斜放置磁体竖直方向受力相对于磁体水平放置在竖直方向受力减小，所以滚珠向下受力减小，即，滚珠对第一固定轴的压力减小，向上流动的部分血液会使球体悬浮于血液中，此时滚珠不接触第一固定轴，从而减少球体与第一固定轴端部的摩擦，减少了血栓形成。

本发明实施例提供的泵头减少了泵头体积，以减少预充量；倾斜的磁性耦合，第一固定轴上受力减小，从而减少球体与第一固定轴端部的摩擦，从而减少血栓形成；离心件顶部设置叶轮盖利于充分冲洗和降低血栓；离心件与壳体之间的间隙设置可以消除流滞区域，防止血液凝固；本发明的叶片设置方式有较高的液压效率；本发明提供的泵头只设置一个滚珠，可减少热量生成，减少血栓形成。

另外，本发明还提供了一种用于体外膜肺氧合的设备，该用于体外膜肺氧合的设备包括上述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头。

以上实施例和附图仅用于说明本发明的技术方案，并非构成对本发明的限制。应当说明的是，本领域普通技术人员可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换应包括在本发明权利要求书保护的范围内。

Claims (8)

1.一种用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，其特征在于，包括壳体，设于壳体内的离心件和第一固定轴，壳体对外设有血液入口和血液出口；离心件包括叶轮和磁性件，叶轮设置在磁性件上方，磁性件上设有多个磁体；

所述磁性件包括磁体固定件和多个磁体，所述磁体固定件套设在具有轴向通孔的第二固定轴上，第一固定轴顶端穿过第二固定轴的轴向通孔，所述第二固定轴设置在固定座上，所述磁体固定件为具有轴向通孔的倒锥体结构，多个所述磁体沿所述磁体固定件外侧壁倾斜设置，多个磁体沿着所述磁体固定件周向间隔均匀分布，任意相邻两个磁体之间的磁极相反设置；

当磁性件转动时，带动离心件转动，离心件悬浮于血液中；

所述第一固定轴顶端设置有凹陷部，凹陷部上方设置有滚珠，叶轮设置在滚珠上方，当离心件转动时，滚珠悬浮于血液中。

2.根据权利要求1所述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，其特征在于，第一固定轴顶端可拆卸设置有固定件，固定件靠近叶轮一端设置有凹槽，叶轮设置在凹槽上方，滚珠设于凹槽与叶轮之间，当离心件转动时，滚珠悬浮于血液中。

3.根据权利要求1所述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，其特征在于，固定座外径与叶轮的外径相匹配。

4.根据权利要求1所述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，其特征在于，叶轮包括锥形叶轮本体和叶轮盖，叶轮盖盖设在锥形叶轮本体上方。

5.根据权利要求4所述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，其特征在于，锥形叶轮本体上相互间隔设置有第一叶片和第二叶片，第一叶片顶部通过一开口向下的碗状结构连接，碗状结构设置在叶轮盖顶部开口处，碗状结构设置在第一固定轴顶端滚珠的正上方，当磁性体带动叶轮转动时，碗状结构与第一固定轴顶端分别与滚珠间隙配合，血液填充间隙。

6.根据权利要求5所述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，其特征在于，第一叶片和第二叶片为径向叶片或弯曲状叶片，当第一叶片和第二叶片为弯曲状时，第一叶片和第二叶片的弯曲方向与叶轮旋转方向一致或相反。

7.根据权利要求1至6任一项所述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头，其特征在于，壳体四周边缘设置有具有多个第一凹槽的凸沿，在部分第一凹槽对应位置上设置有突出部，突出部设置在与壳体相对的一侧面，突出部上设置有与第一凹槽贯通的第二凹槽。

8.一种用于体外膜肺氧合的设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的用于体外膜肺氧合的离心泵泵头。

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