CN211157661U - 血泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种血泵，其包括壳体及转子组件，转子组件设置于所述壳体内，转子组件包括转动座、多个叶片及顶盖，转动座具有第一表面，多个叶片设置于转动座的第一表面上，每个叶片远离转动座的表面为抛物线面，顶盖设置于多个叶片上，顶盖垂直转动座的截面为抛物线面，相邻的两个叶片与转动座及顶盖之间具有血液流动空间，血液流动空间从转动座的中心往周缘等分为多个流动空间截面，多个流动空间截面与转动座的径向平行，沿著所述转动座的径向的多个所述流动空间截面的面积的一阶导数为连续且其二阶导数为零，如此使转子组件的流场分布均匀，提升整体的血液驱动效率。

Description

血泵

技术领域

本申请涉及用于体外生命支持的医疗器械的技术领域，尤其涉及一种血泵。

背景技术

体外心肺支持辅助(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)，为一种可经皮置入的机械循环辅助技术。体外心肺支持辅助系统通常由主机、泵头和膜式氧合器三个部分构成。主机对体外心肺支持辅助系统的运行进行控制和监测，泵头用于使体内外的血液进行循环，膜式氧合器用于提供氧气并交换体内排出的血液内的二氧化碳。体外心肺支持辅助系统主要引流患者体内的静脉血液至体外，经过膜式氧合器氧合并排除血液中的二氧化碳后的血液回输患者体内。目前血泵中的流道有着多处死区，例如流道为了方便制作而使用直角角落，直角角落容易产生流阻而使血液于其中低速流动，所以目前血泵的流场分布不均匀，血液驱动效率不佳。

发明内容

本申请提供一种血泵，以解决目前体血泵的流场分布不均，导致血液驱动效率不佳，需要较大的预充量的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

提供了一种血泵，其包括壳体及转子组件，转子组件设置于所述壳体内，转子组件包括转动座、多个叶片及顶盖，转动座具有第一表面，多个叶片设置于转动座的第一表面上，每个叶片远离转动座的表面为抛物线面，顶盖设置于多个叶片上，顶盖垂直转动座的截面为抛物线面，相邻的两个叶片与所述转动座及所述顶盖之间具有血液流动空间，血液流动空间从所述转动座的中心往其周缘等分为多个流动空间截面，多个流动空间截面与所述转动座的径向平行，沿著转动座的径向的多个所述流动空间截面的面积的一阶导数为连续且其二阶导数为零。

在本申请实施例中，通过转子组件的顶盖的截面根据叶片远离转动座的表面而形成抛物线面，转子组件具有多个血液流动空间，每个血液流动空间具有与转动座的径向平行的多个流动空间截面，沿著转动座的径向的多个流动空间截面的面积的一阶导数为连续且其二阶导数为零，如此依序流经从转动座的中心至其周缘的多个流动空间截面，每个流动空间截面内的血液流量相同，使转子组件的流场分布均匀，提升整体的血液驱动效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例的血泵的立体图；

图2是本申请一实施例的血泵的示意图；

图3是图2中AA方向的剖视图；

图4是本申请一实施例的转子组件的示意图；

图5是本申请一实施例的壳体的另分解图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1、图2及图3，其是本申请一实施例的血泵的立体图、示意图和图2中AA方向的剖视图；如图所示，本实施例提供一种血泵1，血泵1是应用于体外心肺支持辅助系统。本实施例的血泵1包括壳体10及转子组件11，壳体10具有壳体本体101和蜗壳式血液流出管102，蜗壳式血液流出管102沿着壳体本体101的周缘设置，壳体本体101内具有转子容置空间1011，蜗壳式血液流出管102环绕着转子容置空间1011，蜗壳式血液流出管102靠近转子容置空间1011的侧壁具有血液流通缺口1021，蜗壳式血液流出管102通过血液流通缺口1021与转子容置空间1011连通。壳体本体101的顶部上具有血液输入管1012，血液输入管1012与转子容置空间1011连通。壳体10的底部中心具有转子支撑部103。转子组件11设置于转子支撑部103上，并且位于转子容置空间1011内。本实施例的壳体10的最大直径介于70mm与85mm之间。

请一并参阅图4，其是本申请一实施例的转子组件的示意图；如图所示，转子组件11包括转动座111、多个叶片112、顶盖113和磁性体114，转动座111具有第一表面1111及第二表面1112，第一表面1111与第二表面1112相对，第一表面1111为平整表面，多个叶片112间隔设置于第一表面1111上，每个叶片112平行于第一表面1111的截面为弧形，多个叶片112以转动座111的中心作辐射状排列，也表示每个叶片112的一端朝向转动座111的中心，每个叶片112的另一端朝向转动座111的周缘，多个叶片112的凹部朝向同一方向。在每个叶片112平行于第一表面1111的截面中，每个叶片112的两端的宽度小于每个叶片112的中间的宽度。每个叶片112朝向转动座111的中心的一端的宽度大于每个叶片112朝向转动座111的周缘的一端的宽度。每个叶片112的高度是从其朝向转动座111的中心的一端往其朝向转动座111的周缘的一端渐减，每个叶片112远离转动座111的表面为抛物面。

顶盖113设置于多个叶片112的顶面上。顶盖113垂直于转动座111的截面与每个叶片112远离转动座111的表面相符，即表示每个叶片112远离转动座111的表面为抛物面，顶盖113垂直于转动座111的截面也为抛物面。顶盖113的中心具有血液进口1131，血液进口1131与血液输入管1012对应，顶盖113的周缘与转动座111之间具有血液出口115，相邻两个叶片112、转动座111和顶盖113形成血液流动空间，血液进口1131和血液出口115与血液流动空间连通。因顶盖113垂直于转动座111的截面为抛物面，每个血液流动空间的死区较少，血液能顺畅地流动于血液流动空间中。于本实施例中，叶片112的数量为四个，所以本实施例的转子组件11具有四个血液流动空间，四个血液流动空间的容积是相同的，相邻的两个叶片112与转动座111及顶盖113之间具有血液流动空间，血液流动空间从其中心往周缘等分为多个流动空间截面，多个流动空间截面与所述转动座111的径向平行，沿著转动座111的径向的多个流动空间截面的面积的一阶导数为连续且其二阶导数为零，其中沿著转动座111的径向的多个流动空间截面的面积的一阶导数是指沿著转动座111的径向的多个流动空间截面的面积的变化量；沿著转动座111的径向的多个流动空间截面的面积的二阶导数是指沿著转动座111的径向的多个流动空间截面的面积的变化量的变化率。于本实施例中，多个流动空间截面的面积相同，此符合沿著转动座111的径向的多个流动空间截面的面积的一阶导数为连续且其二阶导数为零的条件，如此血液流至每个流动空间截面的面积均相同，血液能顺畅地流经每个流动空间截面，也表示转子组件11的流场分布均匀，增加血液驱动效率。本实施例的转子组件11的直径介于40mm与50mm之间。

优选地，本实施例的顶盖113的内侧表面上设置有多个凸部1132，每个叶片112远离转动座111的表面具有多个凹槽1121，顶盖113的多个凸部1132分别插设于对应的凹槽1121内，使顶盖113组装于多个叶片112上，如此便于生产组装。

转动座111的第二表面1112上具有连接部11121及磁性体设置部11122，连接部11121位于转动座111的中心，磁性体设置部11122环绕连接部11121的周围，其中心与转动座111的中心对应，磁性体设置部11122的外径小于转动座111的直径，优选地，磁性体设置部11122的外径小于转动座111的直径的3/4倍。于本实施例中，磁性体设置部11122为环形凹槽，磁性体114设置于为环形凹槽的磁性体设置部11122内，也表示磁性体114的直径小于转动座111的直径，尤其磁性体114的外径也小于转动座111的直径的3/4倍；磁性体114的高度小于或等于磁性体设置部11122的高度，如此磁性体114的体积更小，其重量减少，其更靠近转动座111的中心，如此降低转子组件11的转动惯量，减少转子组件11于加减速时对血液的影响，也可实现搏动功能，避免于实现搏动功能时发生高热而破坏血液。

当转子组件11设置于壳体10的转子容置空间1011内时，转动座111的连接部11121设置于壳体10的底部的转子支撑部1013上，于本实施例中，连接部11121为半球形槽，转子支撑部1013包括半球形支撑槽10131及球体10132，球体10132设置于半球形支撑槽10131内，当连接部11121设置于转子支撑部101时，转子支撑部1013的球体1032与连接部11121活动连接，即球体10132位于连接部11121的半球形槽内。转子组件11设置于壳体10的转子容置空间1011内后，蜗壳式血液流出管102靠近转子容置空间1011的侧壁上的血液流通缺口1021与血液出口115对应，从转子组件11的血液出口115流出的血液从血液流通缺口1021流入蜗壳式血液流出管102，最后从蜗壳式血液流出管102流出。

优选地，连接部11121与磁性体设置部11122之间还设有血液通孔11123，使转子组件11内的血液可往转动座111的第二表面1112与壳体10之间流动而往血液流出管102流出，或者使转动座111的第二表面1112与壳体10之间的血液可从血液通孔11123进入并且通过转子组件11往蜗壳式血液流出管102流出，避免血液累积于转子组件11内或转子组件11与壳体10之间，进而避免血栓的产生。

本实施例中，从磁性体设置部11122的外侧至转动座111的周缘的第二表面1112可为抛物面，壳体10对应转动座111的第二表面1112的表面形状与转动座111的第二表面1112的表面形状相符，即壳体10对应从磁性体设置部11122的外侧至转动座111的周缘的第二表面1112的表面也为抛物面，如此血液流经从磁性体设置部11122的外侧至转动座111的周缘的第二表面1112时，血液能顺畅的流动，有效降低血液的流阻。

本实施例的蜗壳式血液流出管102具有第一端102a及第二端102b，蜗壳式血液流出管102的第二端102b为血液出口端，蜗壳式血液流出管102的第一端102a与蜗壳式血液流出管102的第二端102b连通。蜗壳式血液流出管102沿着壳体本体101的中心进行截面的截面积从其第一端102a往其第二端102b逐渐增加。本实施例的蜗壳式血液流出管102沿着壳体本体101的中心进行截面的截面具有三个角落，如图中位于左侧的截面具有三个角落，每个角落具有圆弧面1022，当转子组件11的血液流入蜗壳式血液流出管102时，血液流至于具有圆弧面1022的每个角落，如此血液沿着圆弧面1022流动，有效降低流阻并且保持流场流速，使血液不会累积于每个角落中。

此外，蜗壳式血液流出管102的侧壁都维持垂直平面，如此避免增加流阻，同时也容易生产。请一并参阅图5，其是本申请一实施例的壳体的分解图；如图所示，本实施例的壳体10具有下壳体104及上壳体105，下壳体104具有下壳体本体1041及围绕下壳体本体1041周缘设置的下蜗壳式血液流出管路1042，转子支撑部1013设置于下壳体本体1041上。上壳体105具有上壳体本体1051和围绕上壳体本体1051周缘设置的上蜗壳式血液流出管路1051，血液输入管1012设置于上壳体本体1051的顶面上。当上壳体105组装于下壳体104上时，上壳体本体1051与下壳体本体1041对应形成壳体本体101，转子容置空间1011位于上壳体本体1051与下壳体本体1041之间，上蜗壳式血液流出管路1041与下蜗壳式血液流出管路1061接合而形成蜗壳式血液流出管102，蜗壳式血液流出管102围绕位于上壳体本体1051与下壳体本体1041之间的转子容置空间1011。

本实施例的血泵1通过预充量的测量，所测得的预充量为24ml，其小于目前市面上的血泵的预充量，尤其本实施例的血泵1的预充量仅为目前市面上的血泵的预充量的60％。本实施例的血泵1的预充量小，可以减少血液与高速转动的转子组件11接触的面积，减少血液破坏。预充量的测量为灌入血液至血泵1内并将血液输入管1011的开口及蜗壳式血液流出管102的第二端102b密封以测得血泵1的预充量。

综上所述，本申请提供一种用于体外心肺支持辅助系统的血泵，转子组件的顶盖的截面根据叶片远离转动座的表面而形成抛物线面，相邻的两个叶片与转动座及顶盖之间具有血液流动空间，血液流动空间从其中心往周缘等分为多个流动空间截面，多个流动空间截面与转动座的径向平行，沿著转动座的径向的多个流动空间截面的面积的一阶导数为连续且其二阶导数为零，如此使转子组件的流场分布均匀，提升整体的血液驱动效率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (12)

1.一种血泵，其特征在于，包括壳体及转子组件，所述转子组件设置于所述壳体内，所述转子组件包括转动座、多个叶片及顶盖，所述转动座具有第一表面，多个所述叶片设置于所述转动座的所述第一表面上，每个所述叶片远离所述转动座的表面为抛物线面，所述顶盖设置于多个所述叶片上，所述顶盖垂直所述转动座的截面为抛物线面，相邻的两个叶片与所述转动座及所述顶盖之间具有血液流动空间，所述血液流动空间从其中心往周缘等分为多个流动空间截面，多个所述流动空间截面与所述转动座的径向平行，沿着所述转动座的径向的多个所述流动空间截面的面积的一阶导数为连续且其二阶导数为零。

2.如权利要求1所述的血泵，其特征在于，多个所述流动空间截面的面积相同。

3.如权利要求1所述的血泵，其特征在于，所述转动座具有第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对，所述第二表面上具有磁性体设置部，所述转子组件还包括磁性体，所述磁性体设置于所述磁性体设置部内。

4.如权利要求3所述的血泵，其特征在于，所述磁性体设置部的直径小于所述转动座的直径。

5.如权利要求4所述的血泵，其特征在于，所述磁性体的高度小于或等于所述磁性体设置部的高度。

6.如权利要求3所述的血泵，其特征在于，所述磁性体设置部的外侧至所述转动座的周缘的所述第二表面为抛物线面。

7.如权利要求3所述的血泵，其特征在于，所述第二表面上还具有连接部，所述连接部位于所述磁性体设置部内，所述壳体的底部上设置有转子支撑部，所述连接部与所述转子支撑部活动连接。

8.如权利要求7所述的血泵，其特征在于，所述连接部与所述磁性体设置部之间具有血液通孔。

9.如权利要求1所述的血泵，其特征在于，所述壳体包括壳体本体及蜗壳式血液流出管，所述蜗壳式血液流出管沿着所述壳体本体的周缘设置。

10.如权利要求9所述的血泵，其特征在于，所述蜗壳式血液流出管具有第一端和第二端，所述蜗壳式血液流出管沿着所述壳体本体的中心进行截面的截面积从其第一端往其第二端逐渐增加。

11.如权利要求10所述的血泵，其特征在于，所述蜗壳式血液流出管沿着所述壳体本体的中心进行截面的截面的角落具有圆弧面。

12.如权利要求10所述的血泵，其特征在于，所述蜗壳式血液流出管的侧壁为垂直平面。

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