CN114177516B - 一种用于左心室辅助的大流量两级导管泵及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于左心室辅助的大流量两级导管泵及其使用方法，包括泵壳、叶轮、导叶、径向导流器和电机；所述泵壳一端为血泵入口，从股动脉或腋动脉微创植入，经由主动脉瓣插入左心室，所述泵壳的侧面设有血泵出口，连通主动脉，所述泵壳另一端内安装电机，其转子与传动轴连接，所述血泵入口与出口之间设有两级叶轮、两级导叶和一个径向导流器；所述传动轴穿过叶轮、导叶和一个径向导流器的中心孔，与叶轮为传动连接，与导叶和径向导流器为非传动连接；所述的电机产生的动力带动叶轮旋转将血液从左心室输送到主动脉，起到左心辅助的作用。本发明通过采用两级叶轮的方式满足了血泵辅助的工况要求，提高了辅助的成活率。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械或心脏辅助设备领域，特别涉及一种用于左心室辅助的大流量两级导管泵及其使用方法。
背景技术
心脏辅助装置是指能部分或完全替代自然心脏功能，维持人体正常血液循环的一种人工脏器。实际上它是一种输送血液流动的机械装置，可以把它理解为一种机械泵，也称为血泵。部分代替自然心脏功能的称为心室辅助装置(Ventricular Assist Device，VAD)，主要用于急性心肌炎、心肌梗塞、心脏暂时性功能丧失等病症，辅助心脏恢复正常的功能；全部代替心脏功能的称为全人工心脏(Total Artificial Heart，TAH)，可以作为终末期心衰患者等待心脏移植期间的过渡手段，更重要的是用于无供心提供患者，或者心脏移植禁忌者，代替自然心脏，进行长期辅助。就技术层面而言，人工心脏的研究类型主要有两种：一、是利用仿生学原理研制的人工心脏，工作原理和自然心脏类似；二、是与自然心脏机理不同的血泵，主要为旋转血泵(又称叶轮泵)。前者最典型的是隔膜泵，它有进出口瓣膜，靠血泵容腔变化来输送血液，通常由体积庞大的驱动装置。目前，比较著名的商业化的隔膜泵有Berlin Heart，TCI和Novacor三类。然而，由于体积庞大，隔膜泵无法实现植入性，其发展受到很大的限制。后者最典型的有轴流泵、离心泵等，它们利用电机带动叶轮等部件旋转，推动血液流动，达到输送血液的目的。这类血泵不需要瓣膜，具有体积小，重量轻，结构简单，可靠性高，造价低等优点，是植入型人工心脏的主要发展方向。轴流血泵中商品化的有Jarvik2000、MicroMed DeBakey以及Thoratec Heartmate II等，离心血泵中商品化的有Biomedicus BP系列、Thoratec Heartmate III、Tokyo Medical/Dental Centrifugal等。
上述所提到的商品化的血泵大多是有创植入的血泵，这些血泵的辅助基本上是作为最后的治疗手段用于重症患者。随着心衰病人的增加和科技的进步，微创植入血泵由于创伤小、植入时间短，越来越受到研究人员的青睐，成为主要研究方向之一。对于旋转叶轮血泵来说，轴流血泵的体积可以比离心泵做的更小，更满足微创植入的条件，所以微创血泵的研究大多数采用轴流血泵。但目前微创血泵由于受微创植入尺寸的限制，轴流血泵的叶轮直径都非常小，要想满足基本的辅助要求，必须提高血泵的转速。如目前国际上用于临床应用的左心辅助导管泵(Impella)，由于受直径的限制，转速达到20000rpm以上，而流量也仅有2L/min左右，抢救病人的效率较低。所以，在满足微创植入的前提下，提高流量，满足左心辅助的工况要求是微创血泵亟待解决的一个难题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于左心室辅助的大流量两级导管泵及其使用方法，在满足微创植入的基础上通过采用两级叶轮的方式满足了血泵辅助的工况要求，提高了辅助的成活率。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种用于左心室辅助的大流量两级导管泵，包括泵壳、叶轮、导叶、径向导流器和电机，
所述泵壳一端为血泵入口，用于连通心脏的左心室，所述泵壳侧面设有血泵出口，用于联通主动脉，所述泵壳另一端内安装电机，所述电机的转子与传动轴连接，所述传动轴穿过叶轮、导叶和径向导流器的中间孔，且所述叶轮与传动轴之间为传动连接，所述导叶和径向导流器分别与传动轴之间为非传动连接，且所述的导叶和径向导流器分别与泵壳紧密配合；所述径向导流器位于泵壳上的血泵出口位置；所述血泵入口与血泵出口之间设有叶轮和导叶，电机的转子产生的动力通过传动轴带动叶轮旋转，用于将左心室的血液输入到主动脉。
进一步，所述泵壳为管状结构，所述泵壳一端为圆锥状，若干所述血泵入口设置在圆锥面上，所述泵壳的侧面设有若干血泵出口。
进一步，所述叶轮为两级结构，包括一级叶轮和二级叶轮，所述一级叶轮和二级叶轮均与传动轴传动连接。
进一步，所述导叶为两级结构，包括一级导叶和二级导叶，所述一级导叶位于一级叶轮后端，所述二级导叶位于二级叶轮后端，所述传动轴分别穿过一级导叶和二级导叶，且所述一级导叶和二级导叶均与泵壳内壁紧密配合。
进一步，所述径向导流器的外径与泵壳密封配合，所述径向导流器的内径和传动轴密封配合，防止血液从叶轮区域流入电机内部。
进一步，所述泵壳另一端密封安装泵壳后堵头，堵头后端与植入装置连接，便于导管泵的植入。
一种用于左心室辅助的大流量两级导管泵的使用方法，包括如下步骤：
在肱动脉或者腋动脉穿刺，在腔镜的监视下通过植入装置使大流量两级导管泵进入主动脉；
所述大流量两级导管泵经过主动脉瓣将血泵入口插入左心室，使血泵入口连通心脏的左心室，所述血泵出口连通主动脉，通过大流量两级导管泵进行左心室辅助工作。
本发明的有益效果在于：
本发明所述的用于左心室辅助的大流量两级导管泵及其使用方法，在满足微创植入的基础上通过采用两级叶轮的方式满足了血泵辅助的工况要求，提高了辅助的成活率。导管泵作为一种轴流泵，具有十分敏感的流量随压力的改变而变化的特性，当轴流泵输送压力减半时，其流量增加约一倍。单级心室辅助导管泵输送压力为80mmHg左右的血流时，流量只有2L/min左右，当压力降低到40mmHg时，流量即可加倍，达到约4L/min；通过在第一级叶轮后再安装一个二级叶轮，设计成二级血泵，根据相同条件下一级血泵和二级血泵之间的关系，将输送的血液压力再提升40mmHg，那么加入二级叶轮后的血泵流量和压力就能达到生理需求的4L/min和80mmHg，满足临床辅助的基本要求。
附图说明
图1为本发明所述的用于左心室辅助的大流量两级导管泵结构示意图。
图2为本发明所述的大流量两级导管泵植入位置图。
图3为本发明所述的泵壳结构图。
图4为本发明所述的一级叶轮结构图。
图5为本发明所述的二级叶轮结构图。
图6为本发明所述的导叶结构图。
图7为本发明所述的径向导流器结构图。
图中：
1-左心室；2-右心室；3-主动脉；4-肺动脉；5-大流量两级导管泵；5.1-泵壳；5.11-血泵入口；5.12-血泵出口；5.2-一级叶轮；5.3-一级导叶；5.4-二级叶轮；5.5-二级导叶；5.6-径向导流器；5.7-电机；5.71-转子；5.72-定子；5.8-传动轴；5.9-泵壳后堵头；6-主动脉瓣；7-肺动脉瓣。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明所述的用于左心室辅助的大流量两级导管泵，包括泵壳5.1、叶轮、导叶、径向导流器5.6和电机5.7，所述泵壳5.1一端为血泵入口5.11，用于连通心脏的左心室1，如图3所示，所述泵壳5.1为管状结构，所述泵壳5.1一端为圆锥状，若干所述血泵入口5.11设置在圆锥面上。所述泵壳5.1侧面设有血泵出口，用于连通主动脉。所述泵壳5.1另一端内安装电机5.7，所述电机5.7的转子5.71与传动轴5.8连接，可以理解为电机5.7的转子5.71与传动轴5.8为一体结构。所述传动轴5.8穿过叶轮、导叶和径向导流器5.6中间孔，且所述叶轮与传动轴之间为传动连接，所述导叶和径向导流器5.6分别与传动轴之间为非传动连接，而所述导叶和径向导流器5.6分别与泵壳5.1紧密配合固定；所述径向导流器5.6位于泵壳5.1上的血泵出口5.12位置，所述径向导流器5.6将血液由轴向流动导向径向出口，其内径和传动轴、外径和泵壳之间为密封连接，防止血液进入血泵电机内部。所述血泵入口5.11与血泵出口5.12之间设有叶轮和导叶，用于将左心室1的血液输入到动脉3。
如图4和图5所示，所述叶轮为两级结构，包括一级叶轮5.2和二级叶轮5.4，所述一级叶轮5.2和二级叶轮5.4均与传动轴5.8传动连接，所述一级叶轮5.2和二级叶轮5.4均与传动轴5.8同轴转动。
如图6所示，所述导叶为两级结构，包括一级导叶5.3和二级导叶5.5，所述一级导叶5.3位于一级叶轮5.2后端，所述二级导叶5.5位于二级叶轮5.4后端，所述传动轴5.8分别穿过一级导叶5.3和二级导叶5.5，且所述一级导叶5.3和二级导叶5.5均与泵壳5.1内壁紧密配合。可以理解为一级导叶5.3和二级导叶5.5均与轴之间为非固定连接，不随轴一块转动。所述泵壳5.1另一端密封安装泵壳后堵头5.9，所述泵壳后堵头5.9可以呈锥形，其顶端能够和植入装置连接，便于两级导管泵5的植入。
所述电机5.7由转子5.71和定子5.72组成，位于泵壳内部，其转子5.71用于带动传动轴5.8旋转。传动轴5.8为转动传动装置，传动轴5.8一端与各级叶轮固定连接，传动轴5.8另一端和电机转子固定连接；所述传动轴5.8与各级导叶之间有一定间隙，为非固定连接；所述传动轴5.8与径向导流器5.6之间为密封配合，防止血液流入电机内部。
如图2所示，本发明所述的用于左心室辅助的大流量两级导管泵的使用方法，包括如下步骤：
S01：在肱动脉或者腋动脉穿刺，在腔镜技术的监视下通过植入装置使大流量两级导管泵5进入主动脉3；
S02：所述大流量两级导管泵5经过主动脉瓣6将血泵入口5.11插入左心室1，使血泵入口5.11连通心脏的左心室1，所述血泵出口5.12连通主动脉3；
S03：将大流量两级导管泵5进行固定处理，防止移动；
S04：缝合股动脉或肱动脉穿刺的小切口，植入过程结束；
S05：大流量两级导管泵5的电机通电工作，使大流量两级导管泵5进行左心辅助工作。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于左心室辅助的两级导管泵，其特征在于，包括泵壳(5 .1)、叶轮(5 .2、5.4)、导叶(5 .3、5 .5)、径向导流器(5 .6)和电机(5 .7)，所述泵壳(5 .1)一端为血泵入口(5 .11)，用于连通心脏的左心室(1)，所述泵壳(5 .1)侧面设有血泵(5.12)出口，用于连通主动脉(3)，所述泵壳 (5 .1)另一端内安装电机(5 .7)，所述电机(5 .7)的转子与传动轴(5 .8)连接，所述传动轴(5 .8)穿过叶轮(5 .2、5 .4)、导叶(5 .3、5 .5)和径向导流器(5.6)的中间孔，且所述叶轮(5 .2、5 .4)与传动轴（5.8）之间为传动连接，所述的导叶(5 .3、5 .5)和径向导流器(5 .6)分别与传动轴（5.8）之间为非传动连接，且所述的导叶(5 .3、5.5)和径向导流器(5 .6)分别与泵壳(5 .1)紧密配合；所述径向导流器(5 .6)位于泵壳(5.1)上的血泵出口(5 .12)位置；所述血泵入口(5 .11)与血泵出口(5 .12)之间设有叶轮(5.2、5 .4)和导叶(5 .3、5 .5)，所述电机(5 .7)的转子产生的动力通过传动轴(5 .8)带动叶轮(5 .2、5 .4)旋转，用于将左心室(1)的血液输入到主动脉(3)；
所述泵壳(5 .1)为管状结构，所述泵壳(5 .1)一端为圆锥状，若干所述血泵入口(5.11)设置在圆锥面上；
所述导叶(5 .3、5 .5)为两级结构，包括一级导叶 (5 .3)和二级导叶 (5 .5)，所述一级导叶 (5 .3)位于一级叶轮(5 .2)后端，所述二级导叶(5 .5)位于二级叶轮(5 .4)后端，所述传动轴(5 .8)分别穿过一级导叶(5 .3)和二级导叶(5 .5)，且所述一级导叶(5 .3)和二级导叶(5 .5)均与泵壳(5 .1)内壁紧密配合；所述叶轮(5 .2、5 .4)为两级结构，包括一级叶轮(5 .2)和二级叶轮(5 .4)，所述一级叶轮(5 .2)和二级叶轮(5 .4)均与传动轴(5.8)传动连接。
2.根据权利要求1所述的用于左心室辅助的两级导管泵，其特征在于，所述径向导流器(5 .6)的外径与泵壳（5.1）密封配合，所述径向导流器(5 .6)的内径和传动轴(5 .8)密封配合。
3.根据权利要求1所述的用于左心室辅助的两级导管泵，其特征在于，所述泵壳(5 .1)另一端密封安装泵壳后堵头(5 .9)，所述堵头(5 .9)后端和植入装置连接。
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