CN115999044B - 一种泵血叶轮及辅助血液循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵血叶轮及辅助血液循环装置。泵血叶轮包括轮毂和连接于轮毂的至少一个叶片，叶片在轮毂的驱动下旋转将血液从血液的进口端输送到血液的出口端，叶片的轮廓边缘包括轮毂边缘、外缘、前缘和后缘；轮毂边缘连接于轮毂的外表面，自进口端向出口端呈平滑曲线地延伸；外缘远离轮毂的外表面，自进口端向出口端呈平滑曲线地延伸；所述前缘自轮毂边缘的靠近进口端的端点向外缘的靠近进口端的端点延伸；后缘自轮毂边缘的靠近出口端的端点向外缘的靠近出口端的端点延伸。采用本发明，可以在确保血液在限定的叶轮转速下平稳流过、溶血性能满足医疗要求的情况下，保证更高效的泵血扬程和泵血效率，在小尺寸的介入式医疗领域表现优异。

Description

一种泵血叶轮及辅助血液循环装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种泵血叶轮及辅助血液循环装置。

背景技术

心力衰竭患者由于心脏泵血量不能维持身体组织正常代谢所需的血液供应，全球每年有数千万患者因此而死亡，目前心力衰竭较为普遍的治疗方式有：药物治疗，心脏移植，心室辅助装置治疗法等。对于重症心衰患者，药物治疗的治疗效果相当有限，多数需要利用心脏移植和心室辅助装置来进行治疗，但是心脏移植来源有限，因此心室辅助装置成为了患者和医生的主要选择。可经皮植入的人工心室辅助装置是一种小型化的泵血装置，可以被引入心脏中并且可以被构造为通过血液的循环泵送或连续泵送来辅助或代替自然的心脏功能，为心源性休克和急性心力衰竭提供血流动力支持。泵血装置的血流动力来源于叶轮的高速旋转，在限定的叶轮转速下，如何通过叶轮的结构设计更好地增大泵血装置的扬程、提高泵血装置的效率是目前棘手的问题。

发明内容

本发明实施例解决的技术问题主要在于，如何通过叶轮的结构设计更好地增大泵血装置的扬程、提高泵血装置的效率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种改进的泵血叶轮。该泵血叶轮，包括轮毂和连接于轮毂的至少一个叶片，叶片适于在轮毂的驱动下旋转，以将血液从血液的进口端输送到血液的出口端，叶片的轮廓边缘包括轮毂边缘、外缘、前缘和后缘；轮毂边缘连接于轮毂的外表面，并适于自进口端向出口端呈平滑曲线地延伸；外缘远离轮毂的外表面，并适于自进口端向出口端呈平滑曲线地延伸；前缘自轮毂边缘的靠近进口端的端点向外缘的靠近进口端的端点呈直线地延伸；后缘自轮毂边缘的靠近出口端的端点向外缘的靠近出口端的端点呈直线地延伸；

其中，外缘和轮毂边缘之间的径向距离为叶高，叶片的轴向截面和轮毂边缘之间的径向距离与叶高的比值为相对叶高，位于不同相对叶高处的叶片的轴向截面，其曲率随相对叶高的增大而增大。

可选地，轴向截面上的任一点的切线与轮毂的径向截面之间的夹角为叶片角；叶片角自轴向截面靠近进口端的端点向轴向截面靠近出口端的端点逐渐增加，且叶片角由轴向截面靠近进口端的端点至轴向截面的中间位置的增加值占叶片角由轴向截面靠近进口端的端点至轴向截面靠近出口端的端点的增加值的比例范围为40%-70%。

可选地，叶片的轴向截面靠近进口端的端点的切线与轮毂的径向截面之间的夹角为进口叶片角；进口叶片角随相对叶高的增大而减小。

可选地，所述进口叶片角计算公式为：

，

式中，为所述进口叶片角；/>为血液在进口端的轴向速度；/>为所述叶片在不同相对叶高处的线速度；/>为冲角，范围为-20°- 10°；

所述叶片在不同相对叶高处的线速度的计算公式为：

，

式中，为所述叶片的转速；/>为所述叶高；/>为所述相对叶高；/>为所述轮毂的半径。

可选地，所述相对叶高无限趋于0时，所述进口叶片角的范围为50°- 75°；所述相对叶高为0.5时，所述进口叶片角的范围为30°- 50°；所述相对叶高为1时，所述进口叶片角的范围为18°- 38°。

可选地，相对叶高无限趋于0时，进口叶片角的范围为55°- 60°；相对叶高为0.5时，进口叶片角的范围为35°- 40°；相对叶高为1时，进口叶片角的范围为21°- 26°。

可选地，叶片的轴向截面的曲率自靠近进口端的端点向靠近出口端的端点逐渐减小。

可选地，前缘和后缘之间的轴向长度为6mm -7mm。

可选地，前缘与外缘连接的一端比前缘与轮毂边缘连接的另一端更靠近进口端。

可选地，同一叶片的前缘和后缘沿轮毂的周向间隔的弧长所对的圆心角为55°-90°。

可选地，叶片的数量为2片或3片，叶片沿轮毂的周向均匀分布。

可选地，外缘上的每一点距离轮毂的中心轴的距离相等。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种辅助血液循环装置，其特征在于，包括如上所述的泵血叶轮。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有有益效果。

例如，本发明泵血叶轮的叶片结构，可以在确保血液在限定的叶轮转速下平稳流过、溶血性能满足医疗要求的情况下，保证更高效的泵血扬程和泵血效率，使泵血量和溶血性能在小尺寸的介入式医疗领域表现优异。

又例如，轮毂边缘和外缘自进口端向出口端呈平滑曲线地延伸，使血液在流经叶片时流动顺畅，位于不同相对叶高处的轴向截面，其曲率随所述相对叶高的增大而增大，使血液流速变化平缓，叶片的叶片角自轴向截面靠近进口端的端点向轴向截面靠近出口端的端点逐渐增加，并进一步控制叶片角由轴向截面靠近进口端的端点至轴向截面的中间位置的增加值占叶片角由轴向截面靠近进口端的端点至轴向截面靠近出口端的端点的增加值的比例范围，使血液流经叶片时所受压力更加均匀，降低血液的流动损失、降低血液损伤以及避免流动死区的形成，还可以有效调整血液流出方向，使血液沿轴向流出，减少流动的掺混损失，进一步提高泵血效率，增大泵血量。

又例如，在保证更高效的泵血扬程和泵血效率的前提条件下，可通过对叶片的进口叶片角的角度选择、曲率等设计，将同一叶片的前缘和后缘沿轮毂的周向间隔的弧长所对的圆心角降低到较低值，即减小叶片面积，从而进一步降低泵血叶轮对血液的破坏，确保溶血性能满足医疗要求。

附图说明

图1是本发明实施例中泵血叶轮的结构示意图；

图2是图1所示泵血叶轮的叶片的轴向截面示意图；

图3是本发明实施例中泵血叶轮的另一角度结构示意图；

图4是本发明实施例中，A型叶轮的叶片角β′分布曲线；

图5是本发明实施例中，B型叶轮的叶片角β′分布曲线；

图6是本发明实施例中，A型叶轮和B型叶轮在同一相对叶高h/H处的叶片角β′分布曲线；

图7是本发明实施例中，选取相对叶高h/H为0.5时，不同进口叶片角β的叶片结构的压头曲线图；

图8是本发明实施例中，选取相对叶高h/H为0.5时，不同进口叶片角β的叶片结构的效率曲线图；

图9本发明实施例中叶片轴向投影示意图；

图10是本发明实施例中，选取不同轴向长度的叶片结构的压头曲线图；

图11是本发明实施例中，选取不同轴向长度的叶片结构的效率曲线图；

图12本发明另一实施例中叶片的轴向投影示意图；

图13是本发明实施例中泵血叶轮的另一角度结构示意图；

图14是本发明实施例中，选取不同包络角的叶片结构的压头曲线图；

图15是本发明实施例中，选取不同轴向长度的叶片结构的效率曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。可以理解的是，以下所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而非是对本发明的限定。并且，图中可能使用相同、类似的标号指代不同实施例中相同、类似的元件，也可能省略不同实施例中相同、类似的元件的描述以及现有技术元件、特征、效果等的描述。

如本说明书和权利要求书中所示，除非特别指出或从上下文中显而易见，否则本文提供的所有数值都用术语“约”来修改，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内。“约”可以理解为所述数值允许存在其数值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%等百分比的公差。

参照图1至图3，本发明实施例提供一种泵血叶轮。

具体而言，该泵血叶轮10，包括轮毂11和连接于轮毂11的至少一个叶片12，叶片12适于在轮毂11的驱动下旋转，以将血液从血液的进口端21输送到血液的出口端22，叶片12的轮廓边缘包括轮毂边缘121、外缘122、前缘123和后缘124；轮毂边缘121连接于轮毂11的外表面111，并适于自进口端21向出口端22呈平滑曲线地延伸；外缘122远离轮毂11的外表面111，并适于自进口端21向出口端22呈平滑曲线地延伸；前缘123自轮毂边缘121的靠近进口端21的端点1211向外缘122的靠近进口端21的端点1221延伸；后缘124自轮毂边缘121的靠近出口端22的端点1212向外缘122的靠近出口端22的端点1222延伸。

在一些实施例中，叶片的数量为2片或3片，叶片沿轮毂11的周向均匀分布。

在具体实施例中，叶片的数量为2片，2片叶片围绕轮毂11呈中心对称排列。

在一些实施例中，选取沿平行于轮毂11的轴向方向延伸的面对叶片12进行切割，且切割形成的切面上的每一点距离轮毂11的中心轴113的距离相等，从而将该切面定义为上述叶片12的轴向截面120（如图2和图3所示）。

在一些实施例中，选取垂直于轮毂11的中心轴113的面对轮毂11进行切割，从而将该切面定义为下述轮毂11的径向截面112。

在一些实施例中，外缘122和轮毂边缘121之间的径向距离为叶高H，叶片12的任一轴向截面120和轮毂边缘121之间的径向距离h与叶高H的比值h/H为相对叶高。叶片12的每一相对叶高处，均对应一轴向截面120，同一轴向截面120上的每一点距离轮毂11的中心轴113的距离相等。

在一些实施例中，位于不同相对叶高处的叶片12的轴向截面120，其曲率随相对叶高的增大而增大。也就是说，位于不同相对叶高处的叶片12的轴向截面120的曲率，沿径向自轮毂边缘121向外缘122，逐渐增大。

在一些实施例中，轴向截面120上的任一点的切线与轮毂11的径向截面112之间的夹角为叶片角β′；叶片角β′自轴向截面120靠近进口端21的端点1201向轴向截面120靠近出口端22的端点1202逐渐增加，且叶片角β′由轴向截面120靠近进口端21的端点1201至轴向截面120的中间位置的增加值占叶片角β′由轴向截面120靠近进口端21的端点1201至轴向截面120靠近出口端22的端点1202的增加值的比例范围为40%-70%。

如图4至图6，选取A型、B型两种叶轮结构进行模拟实验，以实现对A、B两种叶轮结构所达到的泵血扬程和泵血效率的比对。

具体的，图4所示为A型叶轮自靠近进口端21的端点（即，图4中横坐标M为0%处）向靠近出口端22的端点（即，图4中横坐标M为100%处）的叶片角β′分布曲线，图4中的曲线a1、曲线a2和曲线a3分别为相对叶高h/H为无限趋于0处、为0.5处、和为1处的轴向截面120的叶片角β′分布曲线。图5所示为B型叶轮自靠近进口端21的端点（即，图5中横坐标M为0%处）向靠近出口端22的端点（即，图5中横坐标M为100%处）的叶片角β′分布曲线，图5中的曲线b1、曲线b2和曲线b3分别为相对叶高h/H为无限趋于0处、为0.5处、和为1处的轴向截面120的叶片角β′分布曲线。图6所示为A型叶轮和B型叶轮的叶片在同一相对叶高h/H处，对应的轴向截面120的叶片角β′分布曲线，图6中的曲线a_n和曲线b_n分别为该同一叶高h/H处A型叶轮的叶片角β′分布曲线和B型叶轮的叶片角β′分布曲线。

图4至图6中，横坐标M理解为轴向截面120上的任一点与靠近进口端21的端点1201的距离占靠近进口端21的端点1201与靠近出口端22的端点1202的距离的百分比，叶片12的轴向截面120的中间位置对应的横坐标M为50%；叶片角β′分布曲线的斜率和轴向截面120的曲率存在对应关系，即叶片角β′分布曲线的斜率越大，轴向截面120的曲率越大，反之，则轴向截面120的曲率越小。

在保证血液流速和叶轮转速相同的模拟条件下，对A型叶轮和B型叶轮的泵血扬程和泵血效率进行测试，得到实验数据如表1所示：

表1

叶轮类型	A型	B型
			泵血扬程/m	2.7051	2.0628
泵血效率%	66.9991	60.1783

由图4可以看出，曲线a1、曲线a2、曲线a3在同一横坐标M处的斜率逐渐增大，也就是说，A型叶轮的叶片12的位于不同相对叶高处的轴向截面120的曲率，满足沿径向自轮毂边缘121向外缘122逐渐增大的特征。

经过上述模拟实验可以看出，满足上述叶片12结构特征的A型叶轮的泵血扬程为2.7051m、泵血效率66.9991%，超过本领域现有叶轮所能达到的不超过2.3m的泵血扬程及不超过64%的泵血效率。进一步的，满足上述叶片12结构特征的A型叶轮相较于B型叶轮，能够实现更大的扬程和更高的效率。

具体而言，轮毂边缘121和外缘122自进口端21向出口端22呈平滑曲线地延伸，使血液在流经叶片12时流动顺畅，位于不同相对叶高处的叶片12的轴向截面120的曲率，随着相对叶高的增大而增大，使叶片12表面负荷分布更加均匀，血液在流经叶片12时，流速变化平缓，降低血液的流动损失、降低血液损伤以及避免流动死区的形成，还可以有效调整血液流出方向，使血液沿轴向流出，减少流动的掺混损失，进一步提高泵血效率，增大泵血量。

由图6可以看出，曲线a_n及曲线b_n的叶片角β′随横坐标M变大而逐渐增加，即叶片12在一相对叶高处的轴向截面120的叶片角β′，满足自轴向截面120靠近进口端21的端点1201向轴向截面120靠近出口端22的端点1202逐渐增大的特征。进一步的，曲线a_n的叶片角β′满足由轴向截面120靠近进口端21的端点1201至轴向截面120的中间位置的增大值占叶片角β′由轴向截面120靠近进口端21的端点1201至轴向截面120靠近出口端22的端点1202的增大值的比例为62.76%，落在40%-70%的范围内，而曲线b_n的叶片角β′由轴向截面120靠近进口端21的端点1201至轴向截面120的中间位置的增大值占叶片角β′由轴向截面120靠近进口端21的端点1201至轴向截面120靠近出口端22的端点1202的增大值的比例为87.04%，超出40%-70%的范围。

经过上述模拟实验可以看出，满足上述叶片12结构特征的A型叶轮相较于B型叶轮，能够实现更大的扬程和更高的效率。

具体而言，叶片12的叶片角β′自轴向截面120靠近进口端21的端点1201向轴向截面120靠近出口端22的端点1202逐渐增加，并进一步控制叶片角β′由轴向截面120靠近进口端21的端点1201至轴向截面120的中间位置的增加值占叶片角β′由轴向截面120靠近进口端21的端点1201至轴向截面120靠近出口端22的端点1202的增加值的比例范围，使血液流经叶片12时所受压力更加均匀，降低血液的流动损失、降低血液损伤以及避免流动死区的形成，还可以有效调整血液流出方向，使血液沿轴向流出，减少流动的掺混损失，进一步提高泵血效率，增大泵血量。

在一些实施例中，叶片12的轴向截面120靠近进口端21的端点1201的切线1203与轮毂11的径向截面112之间的夹角为进口叶片角β；进口叶片角β随相对叶高h/H的增大而减小。

在一些实施例中，进口叶片角β计算公式为：

，

式中，为进口叶片角；/>为血液在进口端21的轴向速度；/>为叶片12在其不同相对叶高处的线速度；/>为冲角，范围为-20°- 10°；

叶片12在不同相对叶高处的线速度的计算公式为：

，

式中，为叶片12的转速；/>为叶高；/>为所述相对叶高h/H；/>为轮毂的半径。

由此可知，在已知选定的血液在进口端21的轴向速度、叶片12的转速/>、叶高/>、轮毂半径/>、冲角/>的条件下，可根据上述计算公式计算得到叶片12在不同的相对叶高h/H处的进口叶片角β。

在一些具体实施例中，相对叶高h/H无限趋于0时，进口叶片角β的范围为50°-75°；相对叶高h/H为0.5时，进口叶片角β的范围为30°- 50°；相对叶高h/H为1时，进口叶片角β的范围为18°- 38°。 需要说明的是，上述进口叶片角β允许一定范围的公差存在。在一些具体实施例中，该公差可以为0.8°。

优选的，相对叶高h/H无限趋于0时，进口叶片角β的范围为55°- 60°；相对叶高h/H为0.5时，进口叶片角β的范围为35°- 40°；相对叶高h/H为1时，进口叶片角β的范围为21°-26°。 需要说明的是，上述进口叶片角β允许一定范围的公差存在。在一些具体实施例中，该公差可以为0.8°。

如图7至图8，选取相对叶高h/H为0.5时，进口叶片角β为19.6°、24.6°、29.6°、34.6°、39.6°、44.6°、49.6°、54.6°的八种叶轮结构进行模拟实验，以实现对八种叶轮结构所达到的泵血扬程和泵血效率的比对。

由图7可以看出，在进口叶片角β为24.6°、29.6°、34.6°、39.6°的结构中，叶轮的扬程（压头）相较于进口叶片角β为19.6°、44.6°、49.6°、54.6°的叶轮结构，能够实现较大扬程。

由图8可以看出，在进口叶片角β为34.6°、39.6°、44.6°、49.6°的结构中，叶轮的效率相较于进口叶片角β为19.6°、24.6°、29.6°、54.6°的叶轮结构，能够实现较大效率。

经过上述模拟实验可以看出，综合考虑叶轮所能实现的所达到的泵血扬程和泵血效率，进口叶片角β为34.6°、39.6°的叶轮结构，能够同时实现较大泵血扬程和泵血效率，相较于本领域现有叶轮所能达到的不超过2.3m的泵血扬程及不超过64%的泵血效率，泵血效果得到了更大程度的提升。

具体而言，本发明实施例提供的泵血叶轮10的叶片12结构，可以在确保血液在限定的叶轮转速下平稳流过、溶血性能满足医疗要求的情况下，保证了更高效的泵血扬程和泵血效率，使泵血量和溶血性能在小尺寸的介入式医疗领域表现优异。

在一些实施例中，叶片12的轴向截面120的曲率自靠近进口端21的端点1201向靠近出口端22的端点1202逐渐减小。

在一些实施例中，轮毂边缘121的曲率自其靠近进口端21的端点1211向靠近出口端22的端点1212逐渐减小。

在一些实施例中，外缘122的曲率自其靠近进口端21的端点1221向靠近出口端22的端点1222逐渐减小。

具体而言，叶片12的轴向截面120的曲率自其靠近进口端21的端点1201向靠近出口端22的端点1202逐渐减小，进一步使血液流经叶片12时所受压力更加均匀，降低血液的流动损失、降低血液损伤以及避免流动死区的形成，还可以有效调整血液流出方向，使血液沿轴向流出，减少流动的掺混损失，进一步提高泵血效率，增大泵血量。

如图9所示，在一些实施例中，前缘123和后缘124之间的轴向长度L为6mm -7mm。需要说明的是，上述轴向长度L允许一定范围的公差存在。在一些具体实施例中，该公差可以为0.2mm。

如图10至图11，选取前缘123和后缘124之间的轴向长度L为5.9mm、6.4mm、6.9mm、的三种叶轮结构进行模拟实验，以实现对三种叶轮结构所达到的泵血扬程和泵血效率的比对。

由图10可以看出，前缘123和后缘124之间的轴向长度L越大，叶轮的扬程（压头）越大。

由图11可以看出，前缘123和后缘124之间的轴向长度L越大，叶轮的效率越大。

经过上述模拟实验可以看出，综合考虑叶片12所能实现的所达到的泵血扬程和泵血效率，以及辅助血液循环装置整体的刚性长度限制，尽可能增加叶片的轴向长度。

具体而言，本发明实施例提供的泵血叶轮10的叶片12结构，可以在确保血液在限定的叶轮转速下平稳流过、溶血性能满足医疗要求的情况下，保证了更高效的泵血扬程和泵血效率，使泵血量和溶血性能在小尺寸的介入式医疗领域表现优异。

如图12所示，在一些实施例中，前缘123与外缘122连接的一端比前缘123与轮毂边缘121连接的另一端更靠近进口端21。

具体而言，通过前缘123与外缘122连接的一端比前缘123与轮毂边缘121连接的另一端更靠近进口端21的设计，进一步增大了叶片的作功能力，提高泵血装置的扬程，进而提高泵血装置的效率，提高泵血量。

如图13所示，在一些实施例中，同一叶片12的前缘123和后缘124沿轮毂11的周向间隔的弧长所对的圆心角α（即同一叶片12的包络角α）为55°- 90°。需要说明的是，上述包络角α允许一定范围的公差存在。在一些具体实施例中，该公差可以为2°。

如图14至图15，同一叶片12的前缘123和后缘124沿轮毂11的周向间隔的弧长所对的圆心角α为50°、55°、60°、70°、80°、90°、100°的六种叶轮结构进行模拟实验，以实现对六种叶轮结构所达到的泵血扬程和泵血效率的比对。

由图14可以看出，同一叶片12的前缘123和后缘124沿轮毂11的周向间隔的弧长所对的圆心角α在50°-100°的范围内，随着圆心角α逐渐增大，叶轮的扬程（压头）逐渐减小。

由图15可以看出，同一叶片12的前缘123和后缘124沿轮毂11的周向间隔的弧长所对的圆心角α为55°、60°、70°、80°、90°的结构中，叶轮的效率相较于圆心角α为50°、100°的叶轮结构，能够实现较大效率。

经过上述模拟实验可以看出，综合考虑叶片12所能实现的所达到的泵血扬程和泵血效率，同一叶片12的前缘123和后缘124沿轮毂11的周向间隔的弧长所对的圆心角α在55°- 90°的范围内的叶轮结构，相较于本领域现有叶轮所能达到的不超过2.3m的泵血扬程及不超过64%的泵血效率，泵血效果得到了更大程度的提升。

另一方面，在保证更高效的泵血扬程和泵血效率的前提条件下，可通过上述对叶片12的进口叶片角β的角度选择、曲率等设计，将同一叶片12的前缘123和后缘124沿轮毂11的周向间隔的弧长所对的圆心角α降低到较低值，即减小叶片12的面积，从而进一步降低泵血叶轮10对血液的破坏，确保溶血性能满足医疗要求。

如图13所示，在一些实施例中，外缘122上的每一点距离轮毂11的中心轴113的距离相等。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种辅助血液循环装置，其特征在于，包括如上所述的泵血叶轮。辅助血液循环装置为用于导入心衰患者的主动脉(或其他血管部位)并为其心脏提供循环支持的泵送装置，能够辅助心脏增加主动脉的灌注压力，从而达到治疗心衰目的。血管可以包括动脉或静脉。动脉可以包括但不限于升主动脉、降主动脉、腹主动脉、肺主动脉等。静脉可以包括但不限于上腔静脉或下腔静脉等。

在一些实施例中，辅助血液循环装置可以通过导管等输送装置经皮股动脉或者腋动脉穿刺进入人体主动脉(或其他血管部位)，接着沿主动脉逆行主动脉弓穿过主动脉瓣进入左心室，定位准确后，通过旋转的叶轮，能够将左心室的富氧血泵送至升主动脉，从而在短期内稳定患者的血液动力、减轻心室的负荷使得心肌、心室功能得到恢复，并增加各器官的动脉血灌注避免各器官因供血不足出现功能异常甚至导致不可逆的损伤。

在一些实施例中，辅助血液循环装置可以植入到左心室或右心室内。其中，当辅助血液循环装置应用于与左心室连接的主动脉内时，流体入口与左心室连通，辅助血液循环装置能够改善心脏内部血流动力学性能，增大心输出量或者用于辅助高风险的心脏手术。在一些实施例中，辅助血液循环装置应用于与肾血管连通的降主动脉内，可以提高降主动脉内的肾脏灌注压，用于防止急性心衰导致的肾衰竭。在一些实施例中，辅助血液循环装置应用于上腔静脉、下腔静脉或者肺动脉内部等，可增加血管内部压力，提高血流灌注。本说明书的患者包括但不限于心衰患者、肾衰竭患者、肝病患者和脑梗患者等。

上述实施例的辅助血液循环装置依靠前述任一实施例中相应的叶轮实现泵送血液，并且具有相应的叶轮实施例的有益效果，在此不再赘述。

最后，需要说明的是，本发明实施例所述的轴向、径向和周向分别表示轮毂11的轴向、径向和周向。

尽管上文已经描述了具体实施方案，但这些实施方案并非要限制本发明公开的范围，即使仅相对于特定特征描述单个实施方案的情况下也是如此。本发明公开中提供的特征示例意在进行例示，而非限制，除非做出不同表述。在具体实施中，可根据实际需求，在技术上可行的情况下，将一项或者多项从属权利要求的技术特征与独立权利要求的技术特征进行组合，并可通过任何适当的方式而不是仅通过权利要求书中所列举的特定组合来组合来自相应独立权利要求的技术特征。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种泵血叶轮，包括轮毂和连接于所述轮毂的至少一个叶片，所述叶片适于在所述轮毂的驱动下旋转，以将血液从所述血液的进口端输送到所述血液的出口端，其特征在于，所述叶片的轮廓边缘包括轮毂边缘、外缘、前缘和后缘；所述轮毂边缘连接于所述轮毂的外表面，并适于自所述进口端向所述出口端呈平滑曲线地延伸；所述外缘远离所述轮毂的外表面，并适于自所述进口端向所述出口端呈平滑曲线地延伸；所述前缘自所述轮毂边缘的靠近所述进口端的端点向所述外缘的靠近所述进口端的端点延伸；所述后缘自所述轮毂边缘的靠近所述出口端的端点向所述外缘的靠近所述出口端的端点延伸；

其中，所述外缘和所述轮毂边缘之间的径向距离为叶高，所述叶片的轴向截面和所述轮毂边缘之间的径向距离与所述叶高的比值为相对叶高，位于不同相对叶高处的轴向截面，其曲率随所述相对叶高的增大而增大；

所述轴向截面上的任一点的切线与所述轮毂的径向截面之间的夹角为叶片角；所述叶片角自所述轴向截面靠近所述进口端的端点向所述轴向截面靠近所述出口端的端点逐渐增加，且所述叶片角由所述轴向截面靠近所述进口端的端点至所述轴向截面的中间位置的增加值占所述叶片角由所述轴向截面靠近所述进口端的端点至所述轴向截面靠近所述出口端的端点的增加值的比例范围为40%-70%。

2.如权利要求1所述的泵血叶轮，其特征在于，所述叶片的轴向截面靠近所述进口端的端点的切线与所述轮毂的径向截面之间的夹角为进口叶片角；所述进口叶片角随所述相对叶高的增大而减小。

3.如权利要求2所述的泵血叶轮，其特征在于，所述进口叶片角计算公式为：

，

式中，为所述进口叶片角；/>为血液在进口端的轴向速度；/>为所述叶片在不同相对叶高处的线速度；/>为冲角，范围为-20°- 10°；

所述叶片在不同相对叶高处的线速度的计算公式为：

，

式中，为所述叶片的转速；/>为所述叶高；/>为所述相对叶高；/>为所述轮毂的半径。

4.如权利要求2所述的泵血叶轮，其特征在于，所述相对叶高无限趋于0时，所述进口叶片角的范围为50°- 75°；所述相对叶高为0.5时，所述进口叶片角的范围为30°- 50°；所述相对叶高为1时，所述进口叶片角的范围为18°- 38°。

5.如权利要求4所述的泵血叶轮，其特征在于，所述相对叶高无限趋于0时，所述进口叶片角的范围为55°- 60°；所述相对叶高为0.5时，所述进口叶片角的范围为35°- 40°；所述相对叶高为1时，所述进口叶片角的范围为21°- 26°。

6.如权利要求1所述的泵血叶轮，其特征在于，所述叶片的轴向截面的曲率自其靠近所述进口端的端点向靠近所述出口端的端点逐渐减小。

7.如权利要求1所述的泵血叶轮，其特征在于，所述前缘和所述后缘之间的轴向长度为6mm -7mm。

8.如权利要求1所述的泵血叶轮，其特征在于，所述前缘与所述外缘连接的一端比所述前缘与所述轮毂边缘连接的另一端更靠近所述进口端。

9.如权利要求1所述的泵血叶轮，其特征在于，同一所述叶片的前缘和后缘沿所述轮毂的周向间隔的弧长所对的圆心角为55°- 90°。

10.如权利要求1所述的泵血叶轮，其特征在于，所述叶片的数量为2片或3片，所述叶片沿所述轮毂的周向均匀分布。

11.如权利要求1所述的泵血叶轮，其特征在于，所述外缘上的每一点距离所述轮毂的中心轴的距离相等。

12.一种辅助血液循环装置，其特征在于，包括：如上权利要求1-11中任一项所述的泵血叶轮。