CN2504815Y - 动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍型体外驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种动脉内永磁蜗轮泵的体外驱动装置,在动脉内设有永磁转子式蜗轮,而在体外作为驱动定子的驱动装置是由类似于双极电动机的定子,由铁心,和导线线圈绕组组成,铁心呈马鞍型,两端相对磁极的距离相距20—25厘米。其可跨越人体胸部前后,对应于人体内升主动脉的体表位置。绕组中通过可调频率电源的交流电流时,在铁心中产生交变磁场,推动动脉内的永磁蜗轮旋转,置入到人体升主动脉内的永磁转子蜗轮旋转时推动血流,实现血泵功能,以辅助衰竭心脏。由于前,后磁极的磁场穿过胸腔形成闭合磁路,即可与主动脉内的永磁蜗轮实现对称偶合,可避免外界的磁干扰,具有多方面的优越性。
Description
技术领域
本实用新型属于生物医学工程领域中植入式心脏辅助血泵的技术，确切地说是涉及一种新型动脉内永磁蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置。
背景技术
众所周知，晚期心衰严重威胁病人生命，是心血管内、外科的重要课题，心衰的有效治疗方法目前仍需探索。采用机械性血泵辅助甚至完全替代自然心脏，是一种重要的探索途径。在生物医学工程领域是多年持续的研究热点。而作为“人工心脏”和“机械性心脏辅助装置”的核心部分则是一具性能良好的植入式血泵。近年来轴流式血泵的研究逐步兴起，由于这类泵具有体积小，效率高等诸多优点，极有可能发展成为下一代可长期甚至永久植入的心脏辅助装置，世界各国不少多研究者正在致力于发展可植入式的轴流血泵。轴流血泵与船用螺旋浆式推进器利用叶轮转动产生推力而传输液体的基本原理十分接近，但良好的可植入性，稳定可靠的机械性能，尽可能小的血液干扰性等诸多因素是轴流式血泵设计是更应该考虑的问题。要充分改善轴流血泵的这些特性，就必须对其结构尽可能简化，减小植入时对机体的损伤。
基于以上考虑，本申请人曾经提出了一种实现植入式心脏辅助技术的设想——“动力性主动脉瓣”，其特征是将一螺旋浆式推进叶轮直接植入到自然心脏升主动脉内，在该蜗轮主动旋转时即可直接推动血液流动。只要增加叶轮转动速度即可加大推动血流的压力和流量。根据需要调节，即可以辅助也可以代替心脏泵血功能。为保持螺旋浆式叶轮在主动脉内的固定位置，采用了刚性的支架笼支持叶轮，协助实现泵功能。刚性的支架笼中心有轴穿过叶轮中心，以将其固定。该支架笼的外形适于植入到升主动脉腔内，并有逢合环可固定于主动脉瓣环上。另外，为了对叶轮提供转动力矩，还在叶轮一端设置了转子，转子由永磁材料制成，充磁后产生一对磁极，方向与转轴垂直。当周围空间中有适当的交变磁场出现时，转子可被驱动旋转，完成向叶轮提供转矩的功能。由此，必须在转子周围产生驱动磁场。在升主动脉腔内植入磁转子蜗轮后，可以在相应动脉段的壁外设置“定子”，通电后产生电磁场，驱动永磁蜗轮转动泵血。该发明已申报专利(申请号：97104137.7)。为了避免导线穿入体内，进一步的改进将定子置于人体的胸壁外，(发明专利申请号：00124718.2)。但这种定子不对称，驱动时可产生偏心力，使蜗轮转轴磨擦加大，还可大大减低驱动效率，使装置体积大，耗能多。
发明内容
本实用新型的目的就是克服现有技术的缺点，提高一种动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置，该装置是将定子为马鞍型，两极对称，可跨越人体胸部前后，对应于人体内升主动脉的位置，由此实现对动脉内的永磁转子蜗轮的对称驱动，其前、后磁极的磁场穿过胸腔形成闭合磁路，即可与主动脉内的永磁蜗轮实现对称偶合，即可避免外界的磁干扰，具有多方面的优越性，同时又可避免在体内置入大量异物，又可避免电源线导入体内，是较好的驱动方式。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的，本实用新型的动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置是包括一个马鞍型铁心，在该马鞍型外部包绕有漆包导线绕组线圈，所述的马鞍型铁心包括前磁极，后磁极，铁心前臂和铁心后臂；马鞍型定子的铁心的前磁极和后磁极安置在人体胸部前后壁外，位于升动脉相应的位置处；可调频率电源连接绕组线圈。当绕组线圈中通过交流电流时，在铁心中产生交变磁场，由此推动人体动脉内的永磁蜗轮旋转；前、后磁极的磁场穿过胸腔形成闭合磁路，即可与主动脉内的永磁蜗轮实现对称偶合，置入到主动脉内的永磁蜗轮旋转时推动血流，实现血泵功能以辅助衰竭心脏工作。在较佳的实施例中，铁心的前磁极和后磁极相距20-15厘米。铁心可由薄膜矽钢片叠置而成。
本实用新型的优点是本实用新型的动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置由于采用180度相位差的对称交变磁场来驱动人体动脉内永磁蜗轮转动，能使得利用动脉内永磁涡轮受血流的顺向流动产生的对转子的扰动力而启动，可保证蜗轮泵顺向旋转，在省略传感器和方向控制系统时可保证不会发生逆向驱动，其别于其他体外磁驱动装置产生的旋转磁场或不对称交变磁场以控制永磁蜗轮转向的技术和装置，该装置是将定子为马鞍型，两极对称，可跨越人体胸部前后，对应于人体内升主动脉的位置，由此实现对动脉内的永磁转子蜗轮的对称驱动，其前、后磁极的磁场穿过胸腔形成闭合磁路，即可与主动脉内的永磁蜗轮实现对称偶合，即可避免外界的磁干扰，具有多方面的优越性，同时又可避免在体内置入大量异物，又可避免电源线导入体内，是较好的驱动方式。
下面结合附图进一步描述本实用新型的动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置，其中：
附图说明
图1为本实用新型的动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置的结构示意图；
图2为沿图1中A-A线所剖的截面示意图；
图3为本实用新型的动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置在体表(胸、背部)的位置上的示意图。
具体实施方式
参看附图，附图示出了本实用新型的一个实施例，本实用新型的动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置是包括一个马鞍型铁心2，在该马鞍型铁心2外部包绕有漆包导线绕组线圈1，所述的马鞍型铁心2包括前磁极3，后磁极4，铁心前臂5和铁心后臂6；马鞍型定子的铁心2的前磁极3和后磁极4安置在人体胸部前壁7和人体胸部后壁8外，位于升动脉9相应的位置处(如附图3所示)。整个马鞍形体外驱动装置尺寸要与人体相适应；可调频率电源(未图示)连接绕组线圈1。在本实施例中，其马鞍型铁心2的为长轴半径R为20厘米，前、后磁极3和4的距离为L：22厘米(如附图1所示)。铁心2截面呈长方型，如图2所示，在本实施例中其规格为2×5厘米。当绕组线圈1中通过交流电时，铁心2中产生磁场，由两磁极导出后通过胸腔形成闭合磁路。铁心由互相绝缘的薄夕钢片(0.2豪米)叠制而成，以减小涡流耗损。绕组线圈1中的交流电频率决定驱动转速，因此可通过调节交流电的频率来调节动脉内永磁转子蜗轮10的转速度。
Claims (3)
1.一种动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置，其特征是它是包括一个马鞍型铁心，在该马鞍型外部包绕有漆包导线绕组线圈，所述的马鞍型铁心包括前磁极，后磁极，铁心前臂和铁心后臂；马鞍型定子的铁心的前磁极和后磁极安置在人体胸部前后壁外，位于升动脉相应的位置处；可调频率电源连接绕组线圈。
2.根据权利要求1所述的动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置，其特征是铁心的前磁极和后磁极相距20-15厘米。
3.根据权利要求1所述的动脉内永磁转子蜗轮泵的马鞍形体外驱动装置，其特征是铁心可由薄膜矽钢片叠置而成。
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