CN115245626A - 一种泵血导管及心室辅助装置 - Google Patents
一种泵血导管及心室辅助装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115245626A CN115245626A CN202110459055.9A CN202110459055A CN115245626A CN 115245626 A CN115245626 A CN 115245626A CN 202110459055 A CN202110459055 A CN 202110459055A CN 115245626 A CN115245626 A CN 115245626A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arc
- point
- window
- connecting point
- blood
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000008280 blood Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title claims abstract description 69
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 108700041286 delta Proteins 0.000 claims description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000013146 percutaneous coronary intervention Methods 0.000 description 7
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 4
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 4
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 230000008590 mechanical hemolysis Effects 0.000 description 2
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 2
- 206010000891 acute myocardial infarction Diseases 0.000 description 1
- 210000001765 aortic valve Anatomy 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 208000029078 coronary artery disease Diseases 0.000 description 1
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002949 hemolytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
本发明公开了一种泵血导管及心室辅助装置，所述泵血导管包括圆形导管，所述圆形导管中设置有泵血叶轮，所述圆形导管对应泵血叶轮的血液流入段/血液流出段设置有多个过流窗口，相邻的所述过流窗口由支撑连接杆分隔，所述过流窗口形状为矩形或近似矩形，所述过流窗口的拐角处呈弧形；所述过流窗口与圆形导管的内壁形成有内边缘，所述过流窗口与圆形导管的外壁形成有外边缘；所述过流窗口的内边缘和外边缘均形成有倒角。本发明采用多个过流窗口结构提供足够大的过流面积，保证泵血流量和扬程；内边缘和外边缘形成倒角保证了血液相容性；支撑连接杆的多点支撑增加了整个结构的机械强度的均衡性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种泵血导管及心室辅助装置。
背景技术
经皮冠状动脉介入手术(PCI)是一种常用的治疗冠心病的有效方法，与心脏搭桥手术相比，PCI手术风险更低，创伤更小，手术难度更低，术后恢复更快。此外，PCI手术同样适用于急性心梗的抢救，通过快速恢复堵塞血管的血流灌注以恢复患者的心肌状态。
可经皮植入的人工心室辅助装置是一种小型化的泵血设备，其泵血性能完全由血泵运行模式决定，不依赖于患者身体状态，属于主动型血运循环支持设备，克服了主动脉反搏球囊(IABP)等被动型血运循环支持设备的缺陷。人工心室辅助装置可通过PCI手术植入，可在高危PCI手术中向患者提供更稳定的血运循环支持，改善冠脉和远端器官灌注的同时减轻心脏负担，有利于术中患者体征稳定和术后康复。
期望通过PCI植入的短期辅助LVAD设备对规格有更高的需求，核心部件叶轮要求具有微小尺寸，在高速运转下和体内正常压差下，达到所需泵血流量。在这种情况下，除了叶轮结构需要创新，也需要与其搭配的新型的泵血导管过流窗口结构，通过共同协作，达到所需泵血流量。同时，过流窗口结构设计不当，不仅影响泵血流量，还会造成严重机械性溶血，这是人工心室辅助装置所不允许的。
因此，在LVAD产品的技术领域中，需要一种小规格的外径在3mm-8mm之内，具有加工可行性和良好的血液相容性，同时可与微型泵血叶轮搭配工作，实现血运循环支持所需泵血流量，并能保持良好溶血要求的导管过流窗口结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种泵血导管及心室辅助装置，解决现有泵血导管过流窗口结构不合理，机械溶血性能差的问题。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种泵血导管，包括圆形导管，所述圆形导管中设置有泵血叶轮，所述圆形导管沿周向设置有多个过流窗口，所述过流窗口位于泵血叶轮的血液流入段和/或血液流出段，相邻的两个过流窗口由支撑连接杆进行分隔，所述过流窗口形状为矩形或近似矩形，所述过流窗口的拐角处呈弧形；所述过流窗口与圆形导管的内壁形成有内边缘，所述过流窗口与圆形导管的外壁形成有外边缘；所述过流窗口的内边缘和外边缘均形成有倒角；所述过流窗口的内边缘和外边缘交汇处形成分隔线，所述分隔线将管壁厚度δ分为δ1和δ2，δ1为分割线与圆形导管外壁之间的厚度，δ2为分割线与圆形导管内壁之间的厚度，k＝δ1/δ2，δ1+δ2＝δ；其中，k值的范围为0.8-3.5。
进一步地，所述过流窗口内边缘和外边缘的倒角均为椭圆角，所述过流窗口内边缘的椭圆轨迹为最大内椭圆圆弧或者由最大内椭圆圆弧按比例缩小并向远离支撑连接杆中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口切面和圆形导管内壁同时相切得到；所述过流窗口外边缘的椭圆轨迹为最大外椭圆圆弧或者由最大外椭圆圆弧按比例缩小并向远离支撑连接杆中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口切面和与圆形导管外壁同时相切得到。
进一步地，所述过流窗口内边缘和外边缘的倒角均为斜倒角，所述斜倒角轨迹形成有四个连接点；所述内边缘的斜倒角轨迹的四个连接点分别为第一连接点、第二连接点、第三连接点和第四连接点，所述第一连接点为内边缘和外边缘交汇点，所述第二连接点为支撑连接杆与圆形导管内壁交汇的中点，所述第三连接点和第四连接点为第一连接点与第二连接点连线的平行线与最大内椭圆圆弧的交点；所述第三连接点和第四连接点之间为直线，所述第一连接点与第三连接点之间为与最大内椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述第二连接点与第四连接点之间为与最大内椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述外边缘的斜倒角轨迹的四个连接点分别为第五连接点、第六连接点、第七连接点和第八连接点，所述第五连接点为内边缘和外边缘交汇点，所述第六连接点为支撑连接杆与圆形导管外壁交汇的中点，所述第七连接点和第八连接点为第五连接点与第六连接点连线的平行线与最大外椭圆圆弧的交点；所述第七连接点和第八连接点之间为直线，所述第五连接点与第七连接点之间为与最大外椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述第六连接点与第八连接点之间为与最大外椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm。
进一步地，所述过流窗口内边缘倒角为斜倒角，所述过流窗口外边缘倒角为椭圆角或者标准圆角，所述内边缘的斜倒角轨迹形成有四个连接点分别为第一连接点、第二连接点、第三连接点和第四连接点，所述第一连接点为内边缘和外边缘交汇点，所述第二连接点为支撑连接杆与圆形导管内壁交汇的中点，所述第三连接点和第四连接点为第一连接点与第二连接点连线的平行线与最大内椭圆圆弧的交点；所述第三连接点和第四连接点之间为直线，所述第一连接点与第三连接点之间为与最大内椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述第二连接点与第四连接点之间为与最大内椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm；所述外边缘倒角为椭圆角时，所述外边缘的椭圆轨迹为最大外椭圆圆弧或者由最大外椭圆圆弧按比例缩小并向远离支撑连接杆中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口切面和与圆形导管外壁同时相切得到；所述外边缘倒角为标准圆角时，所述过流窗口外边缘的圆角半径为0.01mm-δ1。
进一步地，所述过流窗口内边缘倒角为椭圆角或者标准圆角，所述过流窗口外边缘倒角为斜倒角，所述内边缘倒角为椭圆角时，所述内边缘的椭圆轨迹为最大内椭圆圆弧或者由最大内椭圆圆弧按比例缩小并向远离支撑连接杆中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口切面和与圆形导管内壁同时相切得到；所述内边缘倒角为标准圆角时，所述过流窗口内边缘的圆角半径为0.01mm-δ2；所述外边缘的斜倒角轨迹形成有四个连接点分别为第五连接点、第六连接点、第七连接点和第八连接点，所述第五连接点为内边缘和外边缘交汇点，所述第六连接点为支撑连接杆与圆形导管外壁交汇的中点，所述第七连接点和第八连接点为第五连接点与第六连接点连线的平行线与最大外椭圆圆弧的交点；所述第七连接点和第八连接点之间为直线，所述第五连接点与第七连接点之间为与最大外椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述第六连接点与第八连接点之间为与最大外椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm。
进一步地，所述过流窗口内边缘和外边缘的倒角均为标准圆角，所述过流窗口内边缘的标准圆角半径为0.01mm-δ2，所述过流窗口外边缘的标准圆角半径为0.01mm-δ1。
进一步地，所述过流窗口的数量由泵血叶轮半径与圆形导管的外部半径的比值决定，所述过流窗口的数量n计算公式如下：
n≥180°/arc cos(r/R)；
其中，r为泵血叶轮半径，R为圆形导管的外部半径，n取大于等于计算结果的整数值。
进一步地，所述圆形导管的外径D为3mm-8mm，所述圆形导管的管壁厚度δ为0.1mm-0.5mm，所述圆形导管的管壁厚度δ与外径D呈正比。
进一步地，所述支撑连接杆对应圆形导管轴线的中心角θ1的角度为10°-20°。
进一步地，所述过流窗口对应圆形导管轴线的中心角θ2小于θ0，θ2和θ0计算公式如下：
θ2＝360°/n-θ1；
其中，n为过流窗口数量，θ1为支撑连接杆对应圆形导管轴线的中心角；
θ2<θ0＝arccos(r/R)；
其中，r为泵血叶轮半径，R为圆形导管的外部半径。
进一步地，所述过流窗口的宽度b和高度h的计算公式如下：
其中，θ2为过流窗口对应圆形导管轴线的中心角，D为圆形导管的外径；
其中，vm为过流窗口远端出处泵血叶轮的轴向速度，v0为泵血叶轮轮毂处径向速度，r0为泵血叶轮轮毂处半径，R1为圆形导管内部半径。
进一步地，所述过流窗口在拐角处的弧形半径为0.3mm-1.5mm。
本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种心室辅助装置，包括上述的泵血导管。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的泵血导管，采用多个过流窗口结构提供足够大的过流面积，保证泵血流量和扬程；内边缘和外边缘形成倒角保证了血液相容性；支撑连接杆的多点支撑增加了整个结构的机械强度的均衡性。与微型泵血叶轮装配工作，在相同转速、运行条件下比传统过流窗口结构可提供更高的泵血效率。
附图说明
图1为本发明提供的圆形导管示意图；
图2为本发明提供的圆形导管主视图；
图3为本发明提供的圆形导管的横截图；
图4为本发明提供的圆形导管的过流窗口处横截面图；
图5为本发明提供的最大内椭圆圆弧与最大外椭圆圆弧示意图；
图6为本发明提供的内边缘与外边缘倒角均为椭圆角的截面图；
图7为本发明提供的内边缘与外边缘倒角均为斜倒角的截面图；
图8为本发明提供的内边缘倒角为斜倒角且外边缘倒角为椭圆角的截面图；
图9为本发明提供的内边缘倒角为椭圆角且外边缘倒角为斜倒角的截面图；
图10为本发明提供的内边缘与外边缘倒角均为标准圆角的截面图；
图11为心室辅助装置结构示意图。
图中：
1、圆形导管；2、过流窗口；2-1、圆弧倒角；2-2、内边缘；2-3、外边缘；2-4、支撑连接杆；4、最大内椭圆圆弧；5、最大外椭圆圆弧；11、第一连接点；12、第二连接点；13、第三连接点；14、第四连接点；15、第五连接点；16、第六连接点；17、第七连接点；18、第八连接点。
具体实施方式
下面结合附图和提供对本发明作进一步的描述。
图1为本发明提供的泵血导管及心室辅助装置示意图；图2为本发明提供的泵血导管及心室辅助装置主视图；图3为本发明提供的圆形导管的横截图；图4为本发明提供的圆形导管的过流窗口处横截面图。
请参见图1-图4，本发明提供的泵血导管，包括圆形导管1，圆形导管1中设置有泵血叶轮，圆形导管1沿周向设置有多个过流窗口2，过流窗口2位于泵血叶轮的血液流入段和/或血液流出段，相邻的两个过流窗口2由支撑连接杆2-4进行分隔，过流窗口2形状为矩形或近似矩形，过流窗口2在拐角处形成圆弧倒角2-1；过流窗口2与圆形导管1内壁形成有内边缘2-2，过流窗口2与圆形导管1外壁形成有外边缘2-3，过流窗口2的内边缘2-2和外边缘2-3均形成有倒角；过流窗口的内边缘和外边缘交汇处形成分隔线，分隔线将管壁厚度δ分为δ1和δ2，δ1为分割线与圆形导管外壁之间的厚度，δ2为分割线与圆形导管内壁之间的厚度，k＝δ1/δ2，δ1+δ2＝δ；其中，k值的范围为0.8-3.5。当k取值小于0.8或者大于3.5时，都会使得叶轮在周期性转过窗口时的平均最大剪切应力急剧增大，使得血液相容性变差。随着管壁厚度δ增加，k值逐渐增大，且δ1和δ2逐渐增大。
具体地，过流窗口2的数量由泵血叶轮半径与圆形导管1的外部半径的比值决定，过流窗口2的数量n计算公式如下：
n≥180°/arc cos(r/R)；
其中，r为泵血叶轮半径，R为圆形导管1的外部半径，n取大于等于计算结果的整数值。过流窗口2数量n的取值在5-8之间，n值取值太小，窗口数量少，易造成整体结构在进入血管和心脏过程中，刮伤血管壁和主动脉瓣，n值取值过大，窗口数量多，易造成圆形导管1运行过程中流量偏小，溶血值增大。
具体地，圆形导管1的外径D为3mm-8mm，圆形导管1的管壁厚度δ为0.1mm-0.5mm，圆形导管1的管壁厚度δ与外径D呈正比。支撑连接杆2-4对应圆形导管1轴线的中心角θ1的角度在10°-20°之内，θ1取值偏小，易造成支撑连杆2-4强度不够，部件易损坏，θ1取值偏大，易造成过流窗口2过小，造成流量偏小，溶血值增大。
具体地，过流窗口2对应圆形导管1轴线的中心角θ2小于θ0，θ2和θ0计算公式如下：
θ2＝360°/-θ1；
其中，n为过流窗口2数量，θ1为支撑连接杆2-4对应圆形导管1轴线的中心角；
θ2<θ0＝arccos(r/R)；
其中，r为泵血叶轮半径，R为圆形导管1的外部半径。
具体地，过流窗口2的宽度b和高度h的计算公式如下：
其中，θ2为过流窗口2对应圆形导管1轴线的中心角，D为圆形导管1的外径；
其中，vm为过流窗口2远端出处泵血叶轮的轴向速度，v0为泵血叶轮轮毂处径向速度，r0为泵血叶轮轮毂处半径，R1为圆形导管1内部半径。
具体地，过流窗口2在拐角处的圆弧倒角2-1的半径为0.3mm-1.5mm。
请同时参见图5，本发明提供的泵血导管，过流窗口2的内边缘2-2设定有最大内椭圆圆弧4，最大内椭圆圆弧4为由过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3交汇点、相邻过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3交汇点以及过流窗口2所在支撑连接杆2-4与圆形导管1内壁交汇的中点三点共同确定的椭圆圆弧。过流窗口2的外边缘2-3设定有最大外椭圆圆弧5，最大外椭圆圆弧5为由过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3交汇点、相邻过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3交汇点以及过流窗口2所在支撑连接杆2-4与圆形导管1外壁交汇的中点三点共同确定的椭圆圆弧。
具体地，过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3根据k值确定的交汇点，支撑连接杆2-4相邻的过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3根据k值确定的交汇点，以及支撑连接杆2-4与圆形导管1内壁和外壁交汇的中点，确定最大内椭圆圆弧4与最大外椭圆圆弧5的长轴和短轴长度及其位置。过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3的交汇点和支撑连接杆2-4相邻的过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3交汇点连线为最大内椭圆圆弧4长轴，同时为最大外椭圆圆弧5长轴；支撑连接杆2-4与圆形导管1外壁交汇的中点到最大外椭圆圆弧5长轴的垂直距离为最大外椭圆圆弧5短轴；支撑连接杆2-4与圆形导管1内壁交汇的中点到最大内椭圆圆弧4长轴的垂直距离为最大内椭圆圆弧4短轴。
请同时参见图6，本发明提供的泵血导管，过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3处的倒角均为椭圆角，过流窗口2内边缘2-2的椭圆轨迹为最大内椭圆圆弧4或者由最大内椭圆圆弧4按比例缩小并向远离支撑连接杆2-4中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口2切面和圆形导管1内壁同时相切得到；过流窗口2外边缘2-3的椭圆轨迹为最大外椭圆圆弧5或者由最大外椭圆圆弧5按比例缩小并向远离支撑连接杆2-4中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口2切面和与圆形导管1外壁同时相切得到。
椭圆轨迹在加工时，存在一定的难度，考虑到降低加工难度的同时保证溶血性能，采用部分直线切割代替弧形切割，形成接近椭圆轨迹的斜倒角轨迹。
请同时参见图7，本发明提供的泵血导管，过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3的倒角均为斜倒角，斜倒角轨迹均形成有四个连接点；过流窗口2内边缘2-2的斜倒角轨迹的四个连接点分别为第一连接点11、第二连接点12、第三连接点13和第四连接点14，第一连接点11为内边缘2-2和外边缘2-3交汇点，第二连接点12为支撑连接杆2-4与圆形导管1内壁交汇的中点，第三连接点13和第四连接点14为第一连接点11与第二连接点13连线的平行线与最大内椭圆圆弧4的交点；第三连接点13和第四连接点14之间为直线，第一连接点11与第三连接点13之间为与最大内椭圆圆弧4的对应的弧线；第二连接点12与第四连接点14之间为与最大内椭圆圆弧4对应的弧线；
过流窗口2外边缘2-3的斜倒角轨迹的四个连接点分别为第五连接点15、第六连接点16、第七连接点17和第八连接点18，第五连接点15为内边缘2-2和外边缘2-3交汇点，第六连接点16为支撑连接杆2-4与圆形导管1外壁交汇的中点，第七连接点17和第八连接点18为第五连接点15与第六连接点16连线的平行线与最大外椭圆圆弧5的交点；第七连接点17和第八连接点18之间为直线，第五连接点15与第七连接点17之间为与最大外椭圆圆弧5对应的弧线；第六连接点16与第八连接点18之间为与最大外椭圆圆弧5对应的弧线。
具体地，为了进一步降低加工难度，第一连接点11与第三连接点13之间可以为标准圆弧；第二连接点12与第四连接点14之间可以为与标准圆弧；第五连接点15与第七连接点17之间可以为标准圆弧；第六连接点16与第八连接点18之间可以为标准圆弧；标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm。
请同时参见图8，本发明提供的泵血导管，过流窗口2内边缘2-2倒角为斜倒角，过流窗口2外边缘2-3倒角为椭圆角，内边缘2-2的斜倒角轨迹形成有四个连接点分别为第一连接点11、第二连接点12、第三连接点13和第四连接点14，第一连接点11为内边缘2-2和外边缘2-3交汇点，第二连接点12为支撑连接杆2-4与圆形导管1内壁交汇的中点，第三连接点13和第四连接点14为第一连接点11与第二连接点12连线的平行线与最大内椭圆圆弧4的交点；第三连接点13和第四连接点14之间为直线，第一连接点11与第三连接点13之间为与最大内椭圆圆弧4对应的弧线或者为标准圆弧；第二连接点12与第四连接点14之间为与最大内椭圆圆弧4对应的弧线或者为标准圆弧；外边缘2-3的椭圆轨迹为最大外椭圆圆弧5或者由最大外椭圆圆弧5按比例缩小并向远离支撑连接杆2-4中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口2切面和与圆形导管1外壁同时相切得到；标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm。
具体地，为了降低加工难度，外边缘2-3倒角可以为标准圆角，过流窗口2外边缘2-3的标准圆角半径为0.01mm-δ1。
请同时参见图9，本发明提供的泵血导管，过流窗口2内边缘2-2倒角为椭圆角，过流窗口2外边缘2-3倒角为斜倒角，内边缘2-2的椭圆轨迹为最大内椭圆圆弧4或者由最大内椭圆圆弧4按比例缩小并向远离支撑连接杆2-4中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口2切面和与圆形导管1内壁同时相切得到；外边缘2-3的斜倒角轨迹形成有四个连接点分别为第五连接点15、第六连接点16、第七连接点17和第八连接点18，第五连接点15为内边缘2-2和外边缘2-3交汇点，第六连接点16为支撑连接杆2-4与圆形导管1外壁交汇的中点，第七连接点17和第八连接点18为第五连接点15与第六连接点16连线的平行线与最大外椭圆圆弧5的交点；第七连接点17和第八连接点18之间为直线，第五连接点15与第七连接点17之间为与最大外椭圆圆弧5对应的弧线或者为标准圆弧；第六连接点16与第八连接点18之间为与最大外椭圆圆弧5对应的弧线或者为标准圆弧；标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm。
具体地，为了降低加工难度，内边缘2-2倒角可以为标准圆角，内边缘2-2的标准圆角半径为0.01mm-δ2。
请同时参见图10，本发明提供的泵血导管，过流窗口内边缘2-2和外边缘2-3的倒角均为标准圆角，过流窗口内边缘的标准圆角半径为0.01mm-δ2，过流窗口外边缘的标准圆角半径为0.01mm-δ1。标准圆角相对椭圆角降低了加工难度。
本发明提供的泵血导管，通过流体仿真实验测量多种状态下的最大剪切应力，包括测量过流窗口2内边缘2-2和外边缘2-3选取相同的倒角方式，不同的k值的多种状态的最大剪切应力；采用相同k值，不同的倒角方式的多种状态的最大剪切应力；以及内边缘2-2和外边缘2-3不进行倒角的状态的最大剪切应力，对比结果如下表1：
表1最大剪切应力表：
状态1：内边缘2-2和外边缘2-3的倒角均采用椭圆角：取k＝2.5，表中数据表示不同位置的最大剪切应力，平均最大剪切应力为470Pa；
状态2：内边缘2-2和外边缘2-3的倒角均采用椭圆角：取k＝0.8，表中数据表示不同位置的最大剪切应力，平均最大剪切应力为552.5Pa；
状态3：内边缘2-2和外边缘2-3的倒角均采用椭圆角：取k＝3.5，表中数据表示不同位置的最大剪切应力，平均最大剪切应力为545Pa；
状态4：内边缘2-2和外边缘2-3的倒角均采用标准圆角：取k＝2.5，表中数据表示不同位置的最大剪切应力，平均最大剪切应力为573Pa；
状态5：内边缘2-2和外边缘2-3的倒角均采用斜倒角：取k＝2.5，表中数据表示不同位置的最大剪切应力，平均最大剪切应力为559Pa；
状态6：内边缘2-2的倒角采用斜倒角，外边缘2-3的倒角采用椭圆角：取k＝2.5，表中数据表示不同位置的最大剪切应力，平均最大剪切应力为558Pa；
状态7：内边缘2-2的倒角采用椭圆角，外边缘2-3的倒角采用斜倒角：取k＝2.5，表中数据表示不同位置的最大剪切应力，平均最大剪切应力为486Pa；
状态8：内边缘2-2和外边缘2-3不倒角，表中数据表示不同位置的最大剪切应力，平均最大剪切应力为684.5Pa。
由上述对比可知k值为2.5的内边缘2-2和外边缘2-3均为椭圆倒角的效果最好，外边缘2-3斜倒角与内边缘2-2椭圆倒角组合次之，然后是其他k值下的内边缘2-2和外边缘2-3均为椭圆倒角，再之是k值为2.5时内边缘2-2和外边缘2-3均为标准圆角，然后是k值为2.5时内边缘2-2和外边缘2-3均为斜倒角和内边缘2-2斜倒角与外边缘2-3椭圆倒角组合，最差的是不做倒角处理的矩形方案；由此可见，k值的取值以及倒角方式对溶血性能的提升有很大帮助。
请参见图11，本发明提供的心室辅助装置，圆形导管1的过流窗口2位于泵血叶轮的血液流入段和血液流出段。
综上所述，本发明提供的泵血导管及心室辅助装置，配合泵血叶轮对血液做功，采用多个过流窗口2结构提供足够大的过流面积，保证泵血流量和扬程；内边缘2-2和外边缘2-3形成倒角保证了血液相容性；支撑连接杆2-4的多点支撑增加了整个结构的机械强度的均衡性。与微型泵血叶轮装配工作，在相同转速、运行条件下比传统流出结构可提供更高的泵血效率。
虽然本发明已以较佳提供揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (12)
1.一种泵血导管，其特征在于，包括圆形导管，所述圆形导管中设置有泵血叶轮，所述圆形导管沿周向设置有多个过流窗口，所述过流窗口位于泵血叶轮的血液流入段和/或血液流出段，相邻的两个过流窗口由支撑连接杆进行分隔，所述过流窗口形状为矩形或近似矩形，所述过流窗口的拐角处呈弧形；所述过流窗口与圆形导管的内壁形成有内边缘，所述过流窗口与圆形导管的外壁形成有外边缘；所述过流窗口的内边缘和外边缘均形成有倒角；
所述过流窗口的内边缘和外边缘交汇处形成分隔线，所述分隔线将管壁厚度δ分为δ1和δ2，δ1为分割线与圆形导管外壁之间的厚度，δ2为分割线与圆形导管内壁之间的厚度，取k＝δ1/δ2，δ1+δ2＝δ，k值的范围为0.8-3.5。
2.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述过流窗口内边缘和外边缘的倒角均为椭圆角，所述过流窗口内边缘的椭圆轨迹为最大内椭圆圆弧或者由最大内椭圆圆弧按比例缩小并向远离支撑连接杆中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口切面和圆形导管内壁同时相切得到；所述过流窗口外边缘的椭圆轨迹为最大外椭圆圆弧或者由最大外椭圆圆弧按比例缩小并向远离支撑连接杆中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口切面和与圆形导管外壁同时相切得到。
3.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述过流窗口内边缘和外边缘的倒角均为斜倒角，所述斜倒角轨迹形成有四个连接点；所述内边缘的斜倒角轨迹的四个连接点分别为第一连接点、第二连接点、第三连接点和第四连接点，所述第一连接点为内边缘和外边缘交汇点，所述第二连接点为支撑连接杆与圆形导管内壁交汇的中点，所述第三连接点和第四连接点为第一连接点与第二连接点连线的平行线与最大内椭圆圆弧的交点；所述第三连接点和第四连接点之间为直线，所述第一连接点与第三连接点之间为与最大内椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述第二连接点与第四连接点之间为与最大内椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；
所述外边缘的斜倒角轨迹的四个连接点分别为第五连接点、第六连接点、第七连接点和第八连接点，所述第五连接点为内边缘和外边缘交汇点，所述第六连接点为支撑连接杆与圆形导管外壁交汇的中点，所述第七连接点和第八连接点为第五连接点与第六连接点连线的平行线与最大外椭圆圆弧的交点；所述第七连接点和第八连接点之间为直线，所述第五连接点与第七连接点之间为与最大外椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述第六连接点与第八连接点之间为与最大外椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm。
4.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述过流窗口内边缘倒角为斜倒角，所述过流窗口外边缘倒角为椭圆角或者标准圆角；
所述内边缘的斜倒角轨迹形成有四个连接点分别为第一连接点、第二连接点、第三连接点和第四连接点，所述第一连接点为内边缘和外边缘交汇点，所述第二连接点为支撑连接杆与圆形导管内壁交汇的中点，所述第三连接点和第四连接点为第一连接点与第二连接点连线的平行线与最大内椭圆圆弧的交点；所述第三连接点和第四连接点之间为直线，所述第一连接点与第三连接点之间为与最大内椭圆圆弧的对应弧线或者为标准圆弧；所述第二连接点与第四连接点之间为与最大内椭圆圆弧的对应弧线或者为标准圆弧；所述标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm；
所述外边缘倒角为椭圆角时，所述外边缘的椭圆轨迹为最大外椭圆圆弧或者由最大外椭圆圆弧按比例缩小并向远离支撑连接杆中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口切面和与圆形导管外壁同时相切得到；
所述外边缘倒角为标准圆角时，所述过流窗口外边缘的圆角半径为0.01mm-δ1。
5.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述过流窗口内边缘倒角为椭圆角或者标准圆角，所述过流窗口外边缘倒角为斜倒角，
所述内边缘倒角为椭圆角时，所述内边缘的椭圆轨迹为最大内椭圆圆弧或者由最大内椭圆圆弧按比例缩小并向远离支撑连接杆中心点的方向移动，使得椭圆轨迹与过流窗口切面和与圆形导管内壁同时相切得到；
所述内边缘倒角为标准圆角时，所述过流窗口内边缘的圆角半径为0.01mm-δ2；
所述外边缘的斜倒角轨迹形成有四个连接点分别为第五连接点、第六连接点、第七连接点和第八连接点，所述第五连接点为内边缘和外边缘交汇点，所述第六连接点为支撑连接杆与圆形导管外壁交汇的中点，所述第七连接点和第八连接点为第五连接点与第六连接点连线的平行线与最大外椭圆圆弧的交点；所述第七连接点和第八连接点之间为直线，所述第五连接点与第七连接点之间为与最大外椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述第六连接点与第八连接点之间为与最大外椭圆圆弧对应的弧线或者为标准圆弧；所述标准圆弧的半径范围为0.005mm-0.1mm。
6.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述过流窗口内边缘和外边缘的倒角均为标准圆角，所述过流窗口内边缘的标准圆角半径为0.01mm-δ2，所述过流窗口外边缘的标准圆角半径为0.01mm-δ1。
7.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述过流窗口的数量由泵血叶轮半径与圆形导管的外部半径的比值决定，所述过流窗口的数量n计算公式如下：
n≥180°/arc cos(r/R)；
其中，r为泵血叶轮半径，R为圆形导管的外部半径，n取大于等于计算结果的整数值。
8.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述圆形导管的外径D为3mm-8mm，所述圆形导管的管壁厚度δ为0.1mm-0.5mm，所述圆形导管的管壁厚度δ与外径D呈正比。
9.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述支撑连接杆对应圆形导管轴线的中心角θ1的角度为10°-20°；所述过流窗口对应圆形导管轴线的中心角θ2小于θ0，θ2和θ0计算公式如下：
θ2＝360°/n-θ1；
其中，n为过流窗口数量，θ1为支撑连接杆对应圆形导管轴线的中心角；
θ2＜θ0＝arccos(r/R)；
其中，r为泵血叶轮半径，R为圆形导管的外部半径。
10.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述过流窗口的宽度b和高度h的计算公式如下：
其中，θ2为过流窗口对应圆形导管轴线的中心角，D为圆形导管的外径；
其中，vm为过流窗口远端出处泵血叶轮的轴向速度，v0为泵血叶轮轮毂处径向速度，r0为泵血叶轮轮毂处半径，R1为圆形导管内部半径。
11.如权利要求1所述的泵血导管，其特征在于，所述过流窗口在拐角处的弧形半径为0.3mm-1.5mm。
12.一种心室辅助装置，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的泵血导管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110459055.9A CN115245626A (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种泵血导管及心室辅助装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110459055.9A CN115245626A (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种泵血导管及心室辅助装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115245626A true CN115245626A (zh) | 2022-10-28 |
Family
ID=83696419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110459055.9A Pending CN115245626A (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种泵血导管及心室辅助装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115245626A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117959585A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-05-03 | 生命盾医疗技术(苏州)有限公司 | 低剪切应力的非对称式出血窗及介入式导管泵 |
-
2021
- 2021-04-27 CN CN202110459055.9A patent/CN115245626A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117959585A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-05-03 | 生命盾医疗技术(苏州)有限公司 | 低剪切应力的非对称式出血窗及介入式导管泵 |
| CN117959585B (zh) * | 2024-03-27 | 2024-05-31 | 生命盾医疗技术(苏州)有限公司 | 低剪切应力的非对称式出血窗及介入式导管泵 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105498002B (zh) | 泵血叶轮 | |
| US10220184B2 (en) | Multi-lumen catheter | |
| JP4121709B2 (ja) | クロスフロー原理を使用する血液ポンプ | |
| EP3797810A1 (en) | Catheter pump assembly including a stator | |
| CN113153804B (zh) | 一种泵血叶轮及心室辅助装置 | |
| AU2017251692B2 (en) | Multi-lumen catheter | |
| US20230330410A1 (en) | Impeller and ventricular assist device | |
| US20230310831A1 (en) | Centrifugal impeller for blood pump, and blood pump | |
| CN115245626A (zh) | 一种泵血导管及心室辅助装置 | |
| CN219001739U (zh) | 介入式血泵 | |
| CN115364367A (zh) | 一种心脏辅助装置 | |
| WO2024037119A1 (zh) | 具有出口导流结构的介入式血泵 | |
| WO2023174019A1 (zh) | 叶轮结构、心脏泵以及心脏辅助系统 | |
| CN115779257B (zh) | 一种介入导管泵 | |
| EP4344727A1 (en) | Impeller of cardiac assistance device, and cardiac assistance device | |
| IL305813A (en) | Improved centrifugal blood pump | |
| CN116262159A (zh) | 具有出口导流结构的介入式血泵 | |
| CN221601053U (zh) | 用于心脏辅助装置的叶轮及心脏辅助装置 | |
| Liu et al. | Numerical design of a partial-support axial blood pump | |
| CN113153805B (zh) | 一种泵血叶轮及心室辅助装置 | |
| US20230201561A1 (en) | Re-sealable member of distal bearing support | |
| CN218220816U (zh) | 一种叶轮及心室辅助装置 | |
| US20230201564A1 (en) | Re-sealable member and nose member of distal bearing support | |
| CN117959585B (zh) | 低剪切应力的非对称式出血窗及介入式导管泵 | |
| CN219539243U (zh) | 一种用于心室辅助装置的流出室及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: No.36, Lane 100, Banxia Road, Pudong New Area, Shanghai, 201318 Applicant after: Fengkaili medical instrument (Shanghai) Co.,Ltd. Address before: No.36, Lane 100, Banxia Road, Pudong New Area, Shanghai, 201318 Applicant before: FORQALY MEDICAL (SHANGHAI) Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CB02 | Change of applicant information |