CN219539243U - 一种用于心室辅助装置的流出室及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于心室辅助装置的流出室及装置，包括：流出室腔体，所述流出室腔体包括近端的第一环状部、远端的第二环状部以及设置于所述第一环状部和所述第二环状部之间的多个支杆；所述多个支杆与所述第一环状部和所述第二环状部围合成多个流出窗口；所述多个支杆相对于所述第一环状部或所述第二环状部具有倾斜角，且所述支杆与所述第一环状部和所述第二环状部衔接部位为圆角。本实用新型提出流出室的支杆与流出室腔体具有倾斜角，且支杆与第一环状部和第二环状部衔接部位为圆角，能够更好的提高泵血效率。

Description

一种用于心室辅助装置的流出室及装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于心室辅助装置的流出室及装置。

背景技术

心衰主要特征是心脏无法充分正常的工作，导致血液无法从静脉中排出，同时动脉中无法获得充足的血液。常规情况下，左心衰更为常见。

目前临床主要使用的是一种经导管心室辅助装置——主动脉内球囊泵(Intra-aortic ballon pump，IABP)，其经股动脉穿刺，在主动脉内置入带气囊的导管，根据心动周期对气囊进行相应的充盈、扩张和排空，实现辅助泵血功能。但这种装置使用时需要心律同步，并且辅以对心脏有正性肌力作用的药物，增强心肌收缩力，提高心输出量，所以增加了IABP临床操作的复杂性和局限性，特别是针对心脏功能严重缺失的患者，IABP无法提供有效的治疗环境，同时气囊的引入增加了手术风险。

现存在一种左心室辅助的血管内微型轴流泵，经皮输送至主动脉升部，通过体外控制单元，实现其独立运行、高效泵血并且结构简单稳定，降低手术风险。

具体地，在轴流泵的一端具有流出室，流出室能够连接微型轴流泵与设备的其他部件，一般而言，流出室通常含有五根支杆，然而不同的支杆结构对经轴流泵流出的液体流场有着显著而不同的影响。

目前较为常见的流出室支杆结构为垂直设置，垂直支杆的壁切应力(WSS)较小，对于改善溶血有所帮助，且具有较大的流体压力，但是在仿真结果中可得出，传统垂直支杆的轴向速度具有一定的不连续性，流场均匀性较差，在实际体内会加剧血液聚集，影响泵血效率。

实用新型内容

本实用新型提出一种用于心室辅助轴流泵的流出室及装置，提出支杆与流出室腔体底面之间具有倾斜角，且支杆与第一环状部和第二环状部衔接部位为圆角，用以更好的优化轴流泵送血流后的流场收敛性，同时提升泵血流量。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于心室辅助装置的流出室，包括：

流出室腔体，流出室腔体包括近端的第一环状部、远端的第二环状部以及设置于第一环状部和第二环状部之间的多个支杆；

多个支杆与第一环状部和第二环状部围合成多个流出窗口；

多个支杆相对于第一环状部或第二环状部具有倾斜角，且支杆与第一环状部和第二环状部衔接部位为圆角。

作为优选的技术方案，支杆与第二环状部之间的倾斜角为60-62度。

作为优选的技术方案，支杆至少部分位置处的横截面轮廓具有四条边，四条边围合成四边形，四边形具有至少一个圆弧状顶角。

作为优选的技术方案，流出室腔体包括内环壁和外环壁，四边形相对的两条边与内环壁的外侧以及外环壁的内侧相切。

作为优选的技术方案，圆弧状顶角靠近流出室腔体外环壁的内侧。

作为优选的技术方案，所述流出窗口包括第一边和第二边，所述第一边在所述流出室腔体内轴切面方向的投影为凸曲线；所述第二边在所述流出室腔体内轴切面方向的投影为直线。

作为优选的技术方案，多个支杆位于流出室腔体的中部，并沿流出室腔体周向方向均匀分布。

作为优选的技术方案，流出室腔体为空心圆柱体。

作为优选的技术方案，多个支杆具体包括3-6个支杆。

本申请还提供一种心室辅助装置，包括如上任一的流出室。

本实用新型采用的技术方案达到的有益效果：本实用新型提出支杆与流出室腔体底面之间具有倾斜角，且支杆与第一环状部和第二环状部衔接部位为圆角，当倾斜角为60-62度时，该流出室具有较小的壁切应力，轴向速度分布也较均匀，流体压力适中，不仅对于改善溶血有所帮助，还可以提高泵血效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实施例1-2公开的夹角为60-62度流出室示意图；

图2为本实施例1-2公开的夹角为60-62度流出室剖位图；

图3为本实施例1-2公开的心室辅助轴流泵仿真图；

图4为本实施例1-2公开的心室辅助轴流泵的无流出室仿真图；

图5为本实施例3公开的心室辅助装置。

附图标记说明：

第一环状部10；第二环状部20；支杆30；猪尾管40；流入室50；插管60；流出室70；驱动电机80；导管90。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

根据图1-图2，本实施例提供一种用于心室辅助装置的流出室，包括：

流出室腔体，流出室腔体包括近端的第一环状部10、远端的第二环状部20以及设置于第一环状部10和第二环状部20之间的多个支杆30；

多个支杆30与第一环状部10和第二环状部20围合成多个流出窗口；

多个支杆30相对于第一环状部10或第二环状部20具有倾斜角，且支杆30与第一环状部10和第二环状部20衔接部位为圆角。倾斜角有两种出现形式，一种是支杆为直杆式，当直杆式的支杆发生倾斜时，直杆式的支杆相对于第一环状部10或第二环状部20会出现倾斜角，倾斜的幅度越大，则形成的倾斜角的角度越小；另一种是支杆为弯曲式，弯曲式的支杆的外表面同流出室腔体的外壁属于一个环面，比如C形式支杆，我们将C形式支杆的曲率半径与第一环状部10或第二环状部20之间形成的夹角称为倾斜角，由于第一环状部10或第二环状部20之间间隔的距离保持不变，以及C形式支杆的外表面同流出室腔体的外壁属于一个环面，则形成的倾斜角的角度保持不变。

需要说明的是，无论是直杆式的支杆，还是弯曲式的支杆，从支杆的一端延伸到另一端的过程中保持不变。

根据图1-图2，流出室腔体为空心圆柱体，其包括近端的第一环状部10、远端的第二环状部20以及设置于第一环状部10和第二环状部20之间多个支杆30。流出室腔体的第一环状部10具有外径较小的连接部，用于插管套设在连接部外周，实现流出室和与心室辅助装置插管的连接，其连接部外表面至少部分具有一定粗糙度，以便于经皮输送左心室辅助微型轴流泵的输送导管与流出室的连接，粗糙部分嵌入导管，通过胶粘固定；流出室腔体的第二环状部20用于连接微型电机，微型轴流泵位于电机前端，安装后位于流出室内部；多个支杆30设于第一环状部10和第二环状部20之间，并且沿流出室腔体周向方向均匀分布，使得各个方向的流出窗口泵血量一致。流出室腔体旨在连接轴流泵和设备的其他部件，故支杆30是必然存在的结构型零件。

需要说明的是，为了能够明确支杆30的截面形状，将本图1中支杆30与第一环状部10和第二环状部20连接部分进行了省略，得到剖位图2。另外，图1结构中所有与血流接触的连接角、边均进行了圆润处理，用以减小血流与支杆的之间的摩擦力，不仅可以确保血液中的细胞完整，还可以确保血流流动顺畅。

优选地，支杆30与第二环状部20之间的倾斜角为60-62度。

具体的，根据图1，多个支杆30位于流出室腔体的中部，并沿着腔体周向方向均匀分布。多根支杆30均朝第二环状部20方向倾斜，倾斜角度为60-62度，该方式对改善溶血有所帮助，其轴向速度分布也较为均匀，流体压力适中。

优选地，支杆30至少部分位置处的横截面轮廓具有四条边，四条边围合成四边形，四边形具有至少一个圆弧状顶角。

优选地，流出室腔体包括内环壁和外环壁，四边形相对的两条边与内环壁的外侧以及外环壁的内侧相切。

具体的，由于流出室腔体整体为圆柱体，可以将流出室腔体设想为是由两个不同直径的空心圆柱体嵌套在一起，直径较小的圆柱体处于腔体内部，称为腔体的内环壁，直径较大的圆柱体是腔体的外环壁，无论是内环壁还是外环壁，将朝向腔体中心的一面称为内侧，远离腔体中心的一面称为外侧。

优选地，圆弧状顶角靠近流出室腔体外环壁的内侧。

具体的，根据图1，在本实施例中选取支杆30中部位置，中部位置的支杆30的横截面轮廓具有四条边，四条边围合成四边形，四边形位于两个不同直径的空心圆柱体之间，其中，四边形具有一个圆弧状顶角，四边形相对的两条边与腔体的内环壁的外侧以及外环壁的内侧相切，另外相对的两条边与腔体的外环壁和外环壁均相交，相交的点为圆弧状顶角，或锐角状顶角，或钝角状顶角，其中圆弧状顶角靠近流出室腔体外环壁的内侧。优选地，流出窗口包括第一边和第二边，第一边在流出室腔体内轴切面方向的投影为凸曲线；第二边在流出室腔体内轴切面方向的投影为直线。

具体的，根据图1，多个支杆30与第一环状部10和第二环状部20围合成多个流出窗口，流出窗口位于流出室腔体侧部的中部位置，且沿着腔体周向方向均匀分布，当倾斜角度60-62度时，每个流出窗口的形状为四边形，其四边形的左右两条边相互平行，即相邻的两根支杆30相互平行，四边形的上下两条边依次为凸曲线和直线，其中，第一边是围合成流出窗口的第一环状部的凸曲线边，第二边是围合成流出窗口的第二环状部的直线边此种设置方式，不仅能够增大轴流泵送至血管内的血液流量，还对血液流动的稳定性发挥作用。为便于血液从流出窗口平滑地流出，将四边形的上边内侧和下边外侧均有圆角，可以有效地防止导丝穿过流出窗口的时候损坏导丝，另外，流出窗口的外侧边缘均做圆角处理，可以有效地防止划伤血管。

需要说明的是，在本实施例中上下、左右方向的设定，是以流出室腔体的中心点为原点，朝向第一环状部10的方向为上，朝向第二环状部20的方向为下，朝向支杆30的方向为左右。

优选地，多个支杆30位于流出室腔体的中部，并沿流出室腔体周向方向均匀分布。

具体的，多个支杆30位于流出室腔体的中部，多个支杆30之间相互平行，且每相邻两个支杆30之间的距离相同，多个支杆30与第一环状部10和第二环状部20围合成多个流出窗口尺寸一致，使得流体在各个流出窗口以及各个方向的流速均相同，以提高流出室利用效率。

在本实施例中还对图1结构进行流体仿真，设定在40000r/min的恒定转速设定下进行流体仿真，仿真结果分析如下：

根据图3，近端的第一环状部10、远端的第二环状部20以及设置于第一环状部10和第二环状部20之间的多个支杆30构成的流出室腔体，其轴向速度分布均匀性好，水利性能更佳，通过该流出室腔体的流体的平均速度在4.4-4.5m/s，60-62度支杆30产生的流体压力在4200pa左右。

壁切应力(WSS)为血液动力学一项重要力学指标，壁切应力越大，可能产生的溶血会更为严重。对于该参数，60-62度支杆30的壁切应力是在290-295pa左右，有利于改善溶血现象发生，其轴向速度分布均匀性好，流体压力适中。

为了更突出流出室支杆30必不少的作用，本实施例还引入无流出室(图4)与有流出室(图3)进行比较，从仿真结果图中，很显然得出具有流出室的流场均匀性更好。

实施例2

本实施例提出一种用于心室辅助装置的流出室，与实施例1不同在于流出室支杆数量，以进一步优化流出室结构。

优选地，多个支杆30具体包括3-6个支杆30。在一种优选的实施方式中，多个支杆30的数量为5根，或者6根，其中6根支杆30对经轴流泵流出的液体流场的作用更好，具有更稳定的流场，其流场的均匀性更好，能够进一步提高泵血效率。

实施例3

本实施例提供一种心室辅助装置，其包括实施例1-2的一种用于心室辅助装置的流出室。

图5为流出室与心室辅助设备的装配示意图，包括：猪尾管40；流入室50；插管60；流出室70；驱动电机80；导管90。其中流出室内采用本实施例1-2中提供的心室辅助轴流泵，结构简单稳定，更有利于提高泵血流量，降低风险。

优选地，60-62度的倾斜角的支杆30具有较小的平均壁切应力及更稳定的流场，更有利于提高泵血效率。

优选地，68-75度倾斜角的支杆30具有较大的绝对速度，更有利于提高泵血输送量。

优选地，68-70度倾斜角的支杆30具有较大的流速及流场分布着更为均匀的轴向速度，更有利于提升泵血输送稳定性。

以上对本申请实施例一种用于心室辅助装置的流出室及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，包括：

流出室腔体，所述流出室腔体包括近端的第一环状部、远端的第二环状部以及设置于所述第一环状部和所述第二环状部之间的多个支杆；

所述多个支杆与所述第一环状部和所述第二环状部围合成多个流出窗口；

所述多个支杆相对于所述第一环状部或所述第二环状部具有倾斜角，且所述支杆与所述第一环状部和所述第二环状部衔接部位为圆角。

2.根据权利要求1所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述支杆与所述第二环状部之间的倾斜角为60-62度。

3.根据权利要求1所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述支杆至少部分位置处的横截面轮廓具有四条边，所述四条边围合成四边形，所述四边形具有至少一个圆弧状顶角。

4.根据权利要求3所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述流出室腔体包括内环壁和外环壁，所述四边形相对的两条边与所述内环壁的外侧以及所述外环壁的内侧相切。

5.根据权利要求4所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述圆弧状顶角靠近所述流出室腔体外环壁的内侧。

6.根据权利要求1所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，

所述流出窗口包括第一边和第二边，所述第一边在所述流出室腔体内轴切面方向的投影为凸曲线；所述第二边在所述流出室腔体内轴切面方向的投影为直线。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述多个支杆位于所述流出室腔体的中部，并沿所述流出室腔体周向方向均匀分布。

8.根据权利要求1-6任一项所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述流出室腔体为圆柱体。

9.根据权利要求1-6任一项所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述多个支杆具体包括3-6个支杆。

10.一种心室辅助装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的用于心室辅助装置的流出室。