CN219539244U - 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多个支杆；多个所述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；所述支杆至少部分位置处的横截面轮廓具有三条边，包括第一边、第二边和第三边；所述第一边、所述第二边和/或所述第三边为直线和/或曲线。本实用新型通过改变支杆的横截面形状，很好的提高了泵血效率。

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四边形截面，但是四边形支杆的流场均匀性较差，在实际体内会加剧血液聚集，可能不利于防止血栓形成，且泵血效率可能也会受影响。

从流速角度分析，由于流速可分为轴向流速与径向流速两个分量，为提高轴流泵泵血效率，降低径向速度，提升轴向速度而降低径向速度较为关键。但是根据观测，四边形支杆的径向流速峰值偏大，影响了其轴向流速，从了对泵血效率产生了消极影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于心室辅助轴流泵的流出室及装置，通过改变流出室的几何结构，来提升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：

一种用于心室辅助轴流泵的流出室，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；

支杆至少部分位置处的横截面轮廓具有三条边，包括第一边、第二边和第三边；第一边、第二边和/或第三边为直线和/或曲线。

作为优选的技术方案，第一边与第二边相交于第一交点，第一交点朝向流出室腔体内部方向，第一边和第二边之间的交角为锐角。

作为优选的技术方案，第一边和第二边均为直线，第三边为凸曲线。

作为优选的技术方案，第三边与流出室腔体外壁所在表面相切。

作为优选的技术方案，锐角为15-45度。

作为优选的技术方案，交角的平分线方向偏离室腔体的轴线20-50度。

作为优选的技术方案，第一边和/或第二边为凸曲线和/或凹曲线，第三边为凸曲线。

作为优选的技术方案，第二边和第三边之间的夹角为大致直角或钝角。

作为优选的技术方案，支杆与第一环状部和/或第二环状部相互垂直。

作为优选的技术方案，第一边与第二边之间，和/或第二边与第三边之间，和/或第三边与第一边之间，为平滑过渡。

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，包括如上任一所述的流出室。

本实用新型采用的技术方案达到的有益效果：支杆的横截面具有三条边的流出室，其流出端的动脉流场均匀，径向流速较低，对流体具有一定的导流作用，更有利于防止血栓形成，且泵血效率高。

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公开的心室辅助轴流泵结构示意图；

图2为本实施例1-2公开的心室辅助轴流泵剖位图；

图3为本实施例1-2公开的支杆的横截面具有三条边结构示意图；

图4为本实施例1-2公开的用于心室辅助轴流泵的流出室仿真图；

图5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6为本实施例1-2公开的心室辅助轴流泵的流出室径向流速仿真图；

图7为本实施例3公开的用于心室辅助轴流泵的流出室装置示意图。

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；第一边a；第二边b；第三边c。

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3，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之间多个支杆；

多个支杆与第一环状部10和第二环状部20围合成多个流出窗口；

支杆至少部分位置处的横截面轮廓具有三条边，包括第一边a、第二边b和第三边c；第一边a、第二边b和/或第三边c为直线和/或曲线。

根据图1，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。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，第一边a与第二边b相交于第一交点，第一交点朝向流出室腔体内部方向，第一边a和第二边b之间的交角为锐角。

根据图2和图3，支杆横截面轮廓具有三条边，包括第一边a、第二边b和第三边c，第一边a与第二边b相交于第一交点，并且第一交点朝向流出室腔体内部方向，第一边a要短于第二边b，第一边a和第二边b之间的交角为锐角，此种设置方式，更有利于改善血泵的流场流动状况，提高血液泵的各方面性能。

优选地，第一边a和第二边b均为直线，第三边c为凸曲线。

优选地，第三边c与流出室腔体外壁所在表面相切。

具体的，根据图2和图3，支杆横截面轮廓具有三条边，第一边a、第二边b和第三边c围合为三角形，其中，第一边a和第二边b为直线，第三边c为向外凸起的曲线。第一边a要短于第二边b，且第一边a与第二边b相交的第一交点与流出室内壁表面相接，第三边c的曲面与流出室外壁表面相切。每个支杆均以相同的方式分布于流出室腔体的周向方向，整体呈现有序性。

优选地，锐角为15-45度。

具体的，第一边a和第二边b之间的交角为锐角，其锐角的角度为15-45度，且锐角朝向流出室腔体的内壁，更有利于将流经流出室内的血液经轴流泵作用，顺势从流出窗口流出。在一种优选的实施方式中，锐角为20-35度，泵血效率最优。

优选地，交角的平分线方向偏离室腔体的轴线20-50度。

具体的，根据图2，为使血流能够更好地顺势从流出窗口流出，第一边a和第二边b之间的交角的平分线方向要偏离室腔体的轴线20-50度。

优选地，第一边a和/或第二边b为凸曲线和/或凹曲线，第三边c为凸曲线。

具体的，支杆至少部分位置处的横截面轮廓具有的三条边还可以为：第一边a、第二边b和第三边c均为凸曲线；或者第一边a、第二边b均为凹曲线，第三边c为凸曲线；或者第一边a为凸曲线，第二边b为凹曲线，第三边c为凸曲线；或者第一边a长为凹曲线，第二边b为凸曲线，第三边c为凸曲线。无论哪种设计方式，支杆的第一边a、第二边b以及第三边c衔接部位均采用平滑过渡设计。上述支杆的设计均有助于提高泵血效率，在实际应用中可以根据实际所需进行选择。

优选地，第二边b和第三边c之间的夹角为大致直角或钝角。

优选地，支杆与第一环状部和/或第二环状部相互垂直。

具体的，多个支杆垂直于流出室腔体的底面，且每个支杆之间相互平行，相邻支杆之间的距离相同。

优选地，第一边a与第二边b之间，和/或第二边b与第三边c之间，和/或第三边c与第一边a之间，为平滑过渡。

具体的，为了降低轴流泵的血栓形成概率和溶血风险，提升辅助泵供血效率，需要将支杆与血流接触的部位进行圆润处理，比如，支杆第一边a与第二边b之间，和/或第二边b与第三边c之间，和/或第三边c与第一边a之间，为平滑过渡设计；流出窗口与血流接触的地方也同样进行圆角处理。

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，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。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。

本实施例还对图1结构进行仿真，设定在40000r/min的恒定转速下，进行流体仿真后得到图4-6，根据仿真结果分析如下：

从流场角度分析，根据图4，具有三条边的支杆流出室流出端的动脉流场相对均匀，在实际应用场景中，更有利于防止血栓形成，提升泵血效率。

从流速角度分析，由于流速可分为轴向流速与径向流速两个分量，为提高轴流泵泵血效率，降低径向速度，提升轴向速度而降低径向速度较为关键。根据图6，图中的箭头表示流速强度分布信息，箭头越密集的地方流速强度越大，图中的灰色深度越深则代表流速强度越大，三条边的支杆的径向流速峰值为11.06m/s，圆周内不存在流速较低的区域，具有较稳定的流场，以及较小的径向速度。

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5)与有流出室(图4)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30数量，以进一步优化图1结构的仿真效果。

优选地，多个支杆30具体包括3-6个支杆。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的心室辅助装置的流出室。

图7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。

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 (12)

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多个支杆；

多个所述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；

所述支杆至少部分位置处的横截面轮廓具有三条边，包括第一边、第二边和第三边；所述第一边、所述第二边和/或所述第三边为直线和/或曲线。

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，所述第一边与所述第二边相交于第一交点，所述第一交点朝向所述流出室腔体内部方向，所述第一边和所述第二边之间的交角为锐角。

3.根据权利要求2所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述第一边和所述第二边均为直线，所述第三边为凸曲线。

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，所述第三边与所述流出室腔体外壁所在表面相切。

5.根据权利要求2所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述锐角为15-45度。

6.根据权利要求2所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述交角的平分线方向偏离所述室腔体的轴线20-50度。

7.根据权利要求2所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述第一边和/或所述第二边为凸曲线和/或凹曲线，所述第三边为凸曲线。

8.根据权利要求2所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述第二边和所述第三边之间的夹角为大致直角或钝角。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述支杆与所述第一环状部和/或第二环状部相互垂直。

10.根据权利要求1-8任一项所述的用于心室辅助装置的流出室，其特征在于，所述第一边与第二边之间，和/或所述第二边与第三边之间，和/或所述第三边与第一边之间，为平滑过渡。

11.根据权利要求1-8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。

12.一种心室辅助装置，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的流出室。