JP2022525461A - 血液ポンプ - Google Patents

血液ポンプ Download PDF

Info

Publication number
JP2022525461A
JP2022525461A JP2021555616A JP2021555616A JP2022525461A JP 2022525461 A JP2022525461 A JP 2022525461A JP 2021555616 A JP2021555616 A JP 2021555616A JP 2021555616 A JP2021555616 A JP 2021555616A JP 2022525461 A JP2022525461 A JP 2022525461A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blood pump
intravascular blood
pillar
impeller
back plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021555616A
Other languages
English (en)
Inventor
マリウス グラウヴィンケル
ヴォルフガング ケルクホフス
Original Assignee
アビオメド オイローパ ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アビオメド オイローパ ゲーエムベーハー filed Critical アビオメド オイローパ ゲーエムベーハー
Publication of JP2022525461A publication Critical patent/JP2022525461A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/40Details relating to driving
    • A61M60/403Details relating to driving for non-positive displacement blood pumps
    • A61M60/422Details relating to driving for non-positive displacement blood pumps the force acting on the blood contacting member being electromagnetic, e.g. using canned motor pumps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/10Location thereof with respect to the patient's body
    • A61M60/122Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body
    • A61M60/126Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel
    • A61M60/13Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel by means of a catheter allowing explantation, e.g. catheter pumps temporarily introduced via the vascular system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/10Location thereof with respect to the patient's body
    • A61M60/122Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body
    • A61M60/126Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel
    • A61M60/135Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel inside a blood vessel, e.g. using grafting
    • A61M60/139Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel inside a blood vessel, e.g. using grafting inside the aorta, e.g. intra-aortic balloon pumps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/20Type thereof
    • A61M60/205Non-positive displacement blood pumps
    • A61M60/216Non-positive displacement blood pumps including a rotating member acting on the blood, e.g. impeller
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/20Type thereof
    • A61M60/205Non-positive displacement blood pumps
    • A61M60/216Non-positive displacement blood pumps including a rotating member acting on the blood, e.g. impeller
    • A61M60/221Non-positive displacement blood pumps including a rotating member acting on the blood, e.g. impeller the blood flow through the rotating member having both radial and axial components, e.g. mixed flow pumps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/20Type thereof
    • A61M60/205Non-positive displacement blood pumps
    • A61M60/216Non-positive displacement blood pumps including a rotating member acting on the blood, e.g. impeller
    • A61M60/237Non-positive displacement blood pumps including a rotating member acting on the blood, e.g. impeller the blood flow through the rotating member having mainly axial components, e.g. axial flow pumps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/50Details relating to control
    • A61M60/508Electronic control means, e.g. for feedback regulation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/80Constructional details other than related to driving
    • A61M60/802Constructional details other than related to driving of non-positive displacement blood pumps
    • A61M60/804Impellers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/02General characteristics of the apparatus characterised by a particular materials
    • A61M2205/0272Electro-active or magneto-active materials

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本発明は、患者の血管に経皮的に挿入する血管内血液ポンプ1に関する。この血液ポンプ1は、血流入口21および血流出口22を有するポンプケーシング2と、前記ポンプケーシング2内に、回転軸10を軸に回転することができるように配置されたインペラ3とを備える。インペラ3は、血流入口21から血流出口22まで血液を運ぶようにサイズおよび形状が決定されたブレード31を有する。この血液ポンプは、インペラ3を回転させる駆動ユニット4を備え、駆動ユニット4は、回転軸10の周りに配置された複数の柱40およびバックプレートを備える。それぞれの柱40の周囲にはコイル巻線44が配されており、コイル巻線44は、インペラ3の方を向いたインペラ側端420を有する。コイル巻線44は、回転磁場を生み出すように制御可能であり、インペラ3は、インペラ3を回転させるように回転磁場と相互作用するよう配置された磁性構造体32を備える。柱40の後端面45はバックプレート50と接触している。

Description

本発明は、血液ポンプ(blood pump)に関し、詳細には、患者の血管に経皮的に挿入する、患者の血管内の血流を補助するための血管内血液ポンプ(intravascular blood pump)に関する。この血液ポンプは、改良された駆動ユニットを有する。
軸流血液ポンプ、遠心(すなわち半径流)血液ポンプまたは混合型血液ポンプなど、さまざまなタイプの血液ポンプが知られている。混合型血液ポンプは、軸方向力と半径方向力の両方によって血流が引き起こされる血液ポンプである。血管内血液ポンプは、カテーテルによって大動脈などの患者の血管に挿入される。血液ポンプは通常、通路によって連結された血流入口および血流出口を有するポンプケーシングを備える。この通路に沿った血流入口から血流出口への血流を生じさせるため、ポンプケーシング内に、インペラ(impeller)またはロータ(rotor)が回転可能に支持されており、インペラは、血液を運ぶためのブレード(blade)を備える。
血液ポンプは通常、駆動ユニットによって駆動される。駆動ユニットは電動機とすることができる。例えば、米国特許出願公開第2011/0238172A1号は、電動機に磁気的に結合することができるインペラを有する体外血液ポンプを開示している。このインペラは、電動機内の磁石の隣に配された磁石を備える。インペラの磁石と電動機の磁石との間の引力によって、電動機の回転がインペラに伝えられる。米国特許出願公開第2011/0238172A1号から、回転部品の数を減らすために回転磁場を利用することも知られており、駆動ユニットは、回転軸の周りに配置された動かない複数の柱(post)を有し、柱はそれぞれ、電線コイル巻線を担持しており、磁心の働きをする。回転磁場を生み出すため、制御ユニットがコイル巻線に電圧を逐次的に供給する。十分に強い磁気結合を提供するためには、磁力が十分に高くなければならない。これは、駆動ユニットに十分に大きな電流を供給することによって、または大きな磁石を提供することによって達成することができる。しかしながら、大きな磁石は、血液ポンプの大きな全径につながる。
欧州特許第3222301B1号は、駆動ユニットとインペラの間に磁気結合を有する血液ポンプ、特に、駆動ユニットとインペラの間に磁気結合を有する血管内血液ポンプを開示しており、この血液ポンプはコンパクトな設計を有し、特に、ポンプのポンピングパワーとサイズの比が大きく、その結果、血液ポンプを経血管的に、経静脈的に、経動脈的にもしくは経弁的に挿入することを可能にする十分に小さな外寸法、またはハンドリングおよび便宜上の理由からよりいっそう小さな外寸法を有する。
より詳細には、欧州特許第3222301B1号の血液ポンプは、血流入口および血流出口を有するポンプケーシングと、インペラと、インペラを回転させる駆動ユニットとを備える。ポンプケーシングの内側でインペラを回転軸を軸に回転させることにより、血液を、インペラのブレードによって血流入口から血流出口まで運ぶことができる。駆動ユニットは、複数の柱、好ましくは6つの柱と、継鉄(yoke)の働きをする柱の後端を連結しているバックプレート(back plate)とを備える。これらの柱は、回転軸に対して垂直な平面内で見たときに、回転軸の周囲に円形に配置されており、これらの柱はそれぞれ縦軸(longitudinal axis)を有し、縦軸は、前記回転軸に対して平行であることが好ましい。これらの柱はそれぞれ、シャフトおよびそれぞれの柱の周囲に配されたコイル巻線を有する。インペラを駆動するための回転磁場を発生させるため、コイル巻線を、コヒーレント(coherent)なやり方で制御することができる。インペラは、回転磁場の回転にインペラが追従するように回転磁場と相互作用するよう配置された磁石の形態の磁性構造体(magnetic structure)を備える。バックプレートは貫通開口を有し、それぞれの貫通開口の中には、柱の後端が、それぞれの柱の後端の端面がバックプレートの後面と同一平面をなすような態様で、ぴったりと合うように受け取られている。このようにすると、柱の周囲とバックプレートの開口の内側輪郭との間に、柱とバックプレートとの間の磁気連結(magnetic connection)が生み出される。
この構造の短所は、その連結が、柱とバックプレートとの間に良好な機械的結合を提供せず、さらに不良な磁気結合を意味する動きばめ(loose fit)であるか、または良好な機械的結合および良好な磁気結合を提供すると考えられるが、開口の形状と柱の断面とが互いに正確に一致している必要がある締まりばめ(tight fit)であるかのどちらかであることである。同様に、中間ばめ(intermediate fit)は正確な公差を要求し、それによりその製造費用が高くなる。
本発明の血液ポンプは上述の血液ポンプに対応する。これに応じて、本発明の血液ポンプは、軸流血液ポンプまたは斜流血液ポンプであることがある(純粋な遠心血液ポンプの直径は普通、血管内用途には大きすぎる)。斜流血液ポンプは、部分的に軸方向にポンピングし、部分的に半径方向にポンピングする血液ポンプである。しかしながら、本発明の一態様によれば、少なくとも1つの柱、好ましくは全ての柱が、対応するそれぞれの柱の後端の表面(以後、後端面)で、バックプレートと接触している。このことは、柱とバックプレートとの間の磁気連結の質を、柱をバックプレートに固定する機械的固定の質から独立させることができるという利点を提供する。例えば、バックプレートの対応する凹部の中で、または柱の後端の周囲に提供された接着剤によって、柱をバックプレートに機械的に固定することができる。このようにすると、柱とバックプレートとの間の機械的連結の機械的特性に関する制約を受け入れるよう強制されることなしに、バックプレート内へ入る柱の後端面を介して、良好な磁気連結、したがって良好な磁束を直接に達成することができる。さらに、磁束を伝達するための磁路(magnetic path)が確立される。この磁路は、適切にサイズが決定されたバックプレートの凹部に柱の後端が受け取られている場合に、磁束の周囲伝達に加えて存在することができる。
本発明によれば、少なくとも1つの柱の後端面、好ましくは全ての柱の後端面を、その少なくとも1つの柱の縦軸に対して実質的に垂直に配置することができる。この少なくとも1つの柱、好ましくは全ての柱はさらに、柱の縦軸の周りに配された、前記縦軸に沿って延びる周囲面/周縁面を備えることができ、後端面は、前記周囲面の縦方向の後端に提供されており、後端面は、インペラから遠ざかる方向を向いている。後端面は、周囲面に対して実質的に垂直であることが好ましい。
したがって、バックプレートの対応する接触平面において、柱をバックプレートに磁気的に連結することができる。この接触平面は、柱の後端面に対して平行に配置されていることが好ましい。この接触平面は、回転軸に対して垂直に配置されていることが好ましい。いずれにせよ、柱の後端面の表面エリア全体がバックプレートと接触していることが好ましい。このことは、柱とバックプレートとの間の連結の磁気抵抗をかなり低減させる。後端面およびバックプレートの接触平面が平坦でない度合いは、結果として生じる隙間が10μm以下となるようなものであることが好ましい。
柱はそれぞれ縦軸を有する。それぞれの柱の縦軸は回転軸に対して平行であることが好ましい。柱はそれぞれ、対応するそれぞれの柱の縦軸を横切る断面内、好ましくは対応するそれぞれの柱の縦軸に対して垂直な断面内において不連続である軟磁性材料を含むことができる。言い換えると、柱の軟磁性材料は、柱の対応するそれぞれのコイル巻線によって生じる磁束の方向を横切る断面内、好ましくは柱の対応するそれぞれのコイル巻線によって生じる磁束の方向に対して垂直な断面内において不連続である。断面内において軟磁性材料を分割または中断することにより、発熱およびエネルギー消費を低減させることができるような態様で、柱内の渦電流を低減させること、または防ぐことができる。患者に移動性を与えるために血液ポンプがバッテリ給電式であることが望ましい血液ポンプの長期適用に関しては、エネルギー消費を低減させることが特に有用である。さらに、長期適用では、パージ(purge)なしで血液ポンプを動作させることができ、これは、発熱が小さい場合にのみ可能である。
本明細書の意味において「不連続な」は、軟磁性材料の厳密に分離されたエリアまたは中断されているが別の位置で連結されているエリアを形成するために、軟磁性材料が、縦軸を横切る断面内で見たときに、絶縁材料もしくは他の材料または隙間によって中断、分離または分断されていることを意味する。
磁束の方向を横切る断面内において不連続な軟磁性材料を提供すると、上で説明したとおり、渦電流が低減し、したがって発熱およびエネルギー消費が小さくなる。連続した軟磁性材料またはフルボディ(full body)の(すなわちソリッドな(solid))軟磁性材料に比べて磁場を大幅に弱くしないために、軟磁性材料の総量を最大化し、その一方で軟磁性材料の連続エリアを最小化する。これは例えば、軟磁性材料を、電気鋼(electric steel)などの軟磁性材料の複数の板(sheet)の形態で提供することによって達成することができる。特に、それらの板が板のスタックを形成していてもよい。それらの板は、互いに電気的に絶縁されていることが好ましく、例えば、隣り合う板間に接着剤、ラッカー、焼付けエナメル(baking enamel)などを提供することによって互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。そのような配置を、「スロット入りの(slotted)」と表現することができる。スロット入りの柱によって生じる磁場がソリッドな柱によって生じる磁場と実質的に同じであるような態様で、軟磁性材料の量は、フルボディの軟磁性材料に比べてわずかしか低減されず、絶縁材料の量は少なく維持される。言い換えると、発熱およびエネルギー消費をかなり低減させることができるが、その一方で、絶縁材料に起因する磁場の損失はわずかである。
これらの板は、対応するそれぞれの柱の縦軸に対して実質的に平行に広がっていることが好ましい。言い換えると、これらの板は、これらの柱が、磁束の方向を横切る断面内または磁束の方向に対して垂直な断面内において不連続であるような態様で、磁束の方向に対して実質的に平行に広がることができる。軟磁性材料が、縦軸を横切る断面内において不連続である限りにおいて、これらの板は、対応するそれぞれの柱の縦軸に対して斜めに広がることができることが理解されるであろう。これらの板は、25μmから約1mmの範囲の厚さを有することが好ましく、50μmから450μmの範囲の厚さ、例えば200μmの厚さを有するとより好ましい。
渦電流を防ぎまたは低減させるために、電気用鋼(electrical steel)などのスロット入り軟磁性材料を電動機内に配置することは一般的に知られている。しかしながら、この技術は、板が普通は約500μm以上の範囲の厚さを有する大型装置に対して適用されている。1つの柱が普通、前記の大きさ程度の直径を有し、投入電力が比較的に小さい(例えば最大20ワット(W))本発明の血液ポンプなどの小型用途において、渦電流および関連問題は予想されなかった。驚くべきことに、柱の直径が小さいにも関わらず、スロット入りの柱を提供することによって渦電流を低減させることができ、したがって発熱およびエネルギー消費を小さくすることができる。最高50,000rpm(毎分回転数)の高速で動作させることがある血液ポンプの動作にとって、このことは有利である。
柱内に不連続な軟磁性材料を提供する上述のスロット入り配置以外の他の配置が可能であることもあることが理解されるであろう。例えば、複数の板の代わりに、複数の線材(wire)、繊維、柱または他の細長い要素を使用して、駆動ユニットのそれぞれの柱を形成することができる。これらの線材などは、線材が互いに電気的に絶縁された束の形態で提供することができ、例えば、それぞれの線材を取り囲むコーティングによってまたは線材が埋め込まれた絶縁性のマトリックス(matrix)によって線材が互いに電気的に絶縁された束の形態で提供することができ、円形、丸みを帯びた形状、長方形、正方形、多角形など、さまざまな断面形状を有することができる。同様に、軟磁性材料のエリア間の空間が接着剤、ラッカー、ポリマーマトリックスなどの電気絶縁材料を含む、軟磁性材料の粒子、軟磁性材料のワイヤウールまたは他のスポンジ状もしくは多孔性の構造体を提供することもできる。焼結材料またはプレスされた材料によって、軟磁性材料の多孔性構造体、したがって軟磁性材料の不連続な構造体を形成することもできる。空気暴露による軟磁性材料の酸化に起因する酸化物層によって絶縁層を自動的に形成することができるため、このような構造体では追加の絶縁材料を省くことができる。
軟磁性材料の板もしくは他の構造体は均一に形成されたものとすることができるが、すなわち、1つの柱の板の厚さもしくは全ての柱の板の厚さを同じにすること、または線材の直径を同じすることができるが、均一でない配置を提供することもできる。例えば、板がさまざまな厚さを有することができ、または線材がさまざまな直径を有することができる。より詳細には、特に板のスタックに関して、中心の1枚以上の板がより大きな厚さを有し、スタックの端に向かうにつれて隣の板がより小さな厚さを有することができる。すなわち、板の厚さが、スタックの中心から端に向かって、すなわちスタックの中心から最も外側の板に向かって薄くなる。同様に、線材の束の中の中心の1本以上の線材がより大きな直径を有し、柱の縁の線材がより小さな直径を有することもできる。すなわち、線材の直径を、束の中心から縁に向かって、すなわち束の中心から最も外側の線材に向かって小さくすることができる。柱の縦軸を横切る断面に関して、柱の中心に軟磁性材料のより大きな連続エリアを提供すること、すなわち、柱の中心に比較的に厚い板または比較的に太い線材を提供することが有利なことがある。これは、これによって、それぞれの柱の縦軸に沿って中心を通る磁束を強化することができ、中心の渦電流は、柱の側部の渦電流ほどには関連しないためである。言い換えると、このような配置が有利なことがあるのは、柱の側部領域の渦電流の方がより重大であり、側部領域の薄い板または細い線材によってこの渦電流を低減させることができるためである。
柱と同様に、バックプレートも、不連続な軟磁性材料を含むことができる。バックプレート内の磁束は、回転軸を実質的に横切っているか、または回転軸に対して実質的に垂直であるため、バックプレートの軟磁性材料は、回転軸に対して平行な断面内において不連続であることが好ましい。これに加えて、柱の不連続な材料に関して上で述べた実質的に全ての特徴および説明は、バックプレートに対しても有効である。例えば、柱と同様に、バックプレートもスロット入りとすることができ、すなわち、バックプレートも、積み重ねられた複数の板で形成されたものとすることができ、バックプレートのそれらの板も互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。バックプレートの板は、柱の板に対して実質的に垂直に広がることができる。上で説明したとおり、渦電流を低減させることができ、それによって発熱および電力消費を小さくすることができる。しかしながら、代替として、バックプレートを、連続した軟磁性材料で形成されたもの、すなわちソリッドな軟磁性材料で形成されたものとすることもできる。
柱と同様に、バックプレートも、電気用鋼(磁性鋼)などの軟磁性材料または磁束回路を閉じるのに適した他の材料、好ましくはコバルト鋼(cobalt steel)でできていることが好ましい。バックプレートの直径は、5mmまたは6mmから7mmなど、3mmから9mmの範囲とすることができる。バックプレートの厚さは、1.5mmなど、0.5mmから2.5mmの範囲とすることができる。血液ポンプの外径は、4mmから10mmの範囲とすることができ、約7mmであると好ましい。これらの複数の柱の配置体(arrangement)の外径は、4mmから7.5mmの範囲など、3mmから8mmの範囲とすることができ、6.5mmであると好ましい。
上述のとおり、柱は、電気用鋼(磁性鋼)などの軟磁性材料でできている。柱およびバックプレートは同じ材料でできたものとすることができる。柱およびバックプレートを含む駆動ユニットは、コバルト鋼でできていることが好ましい。コバルト鋼の使用は、ポンプサイズ、特に直径を低減させることに寄与する。全ての磁性鋼の中で最も高い透磁率および最も高い飽和磁束密度を有するため、コバルト鋼は、同じ量の材料を使用した場合に、最も多くの磁束を生み出す。
バックプレートは、柱の後端が挿入された凹部を有することが好ましい。それぞれの柱は、対応する凹部の底でバックプレートと接触している。この場合には、柱の周囲および後端面を介して磁束を伝達することができる。さらに、この配置では、柱の周囲において、柱をバックプレートに機械的に固定することができる。
バックプレートは少なくとも2つの層を含むことが好ましい。第1の層は、柱の後端を挿入することができる貫通穴を有することができ、この貫通穴は、第1の層を貫いて垂直に延びていることが好ましい。第2の層は、柱の後端面が接触する接触平面を提供する。積み重ねられているとき、これらの2つの層は一緒に、前述の凹部を、第1の層の貫通穴の位置に形成する。第1の層と第2の層との間の接触平面は、回転軸を横切って広がっていることが好ましい。バックプレートが上述の2つの層を含む場合には、一方の層、または好ましくは両方の層が、上述の不連続な軟磁性材料を、好ましくは軟磁性の板の積層の形態で含むことができる。さらに、代替として、第1の層および第2の層は互いに対して電気的に絶縁されており、それぞれが軟磁性材料を含み、したがって、一緒に組み立てられたときに、バックプレートの不連続な軟磁性材料を形成する。
凹部の断面が、形態およびサイズに関して、凹部に挿入された柱の後端の断面と一致しているとさらに好ましい。このことは、柱の周囲において、柱とバックプレートとの間のぴったりと合った連結を実現し、それによって、柱の後端の適正な機械的連結および柱の後端の周囲を通る高い磁束を達成することを可能にする。
柱の寸法、特に柱の長さおよび断面積はさまざまとすることができ、それらはさまざまな因子に依存する。用途に依存する血液ポンプの寸法、例えば血液ポンプの外径とは対照的に、柱の寸法は、電磁的特性によって決まり、それらの電磁的特性は、駆動ユニットの所望の性能を達成するように調整される。それらの因子のうちの1つの因子が、柱の最も小さな断面積によって達成される磁束密度である。断面積が小さいほど、所望の磁束を達成するのに必要な電流は大きくなる。しかしながら、電流が大きくなるほど、電気抵抗によりコイルの電線内で発生する熱も大きくなる。このことは、全体サイズを低減させるためには「細い」柱が好ましいが、柱を細くすると必要な電流が大きくなり、その結果、望んでいない熱が発生するということを意味する。電線内で発生する熱は、コイル巻線に使用される電線の長さおよび直径にも依存する。巻線損失(通常のケースである銅線が使用される場合には「銅損」または「銅電力損」と呼ばれる)を最小化するためには、短い電線長および大きな電線径が好ましい。言い換えると、電線径が小さい場合には、より太い電線に比べて、同じ電流でより多くの熱が発生する。好ましい電線径は例えば0.5mmから0.2mm、例えば0.1mmである。柱の寸法および駆動ユニットの性能に影響を与えるさらなる因子は、コイルの巻線の数および巻線の外径、すなわち巻線を含む柱の外径である。多数の巻線を、それぞれの柱の周囲の2つ以上の層として配置することができる。例えば2つまたは3つの層を提供することができる。しかしながら、層の数が多いほど多くの熱が発生する。これは、より大きな巻線径を有する外側層の電線の長さが長くなるためである。長い電線は、短い電線に比べて抵抗が大きいことにより、より多くの熱を発生させることがある。したがって、巻線径が小さい単一の巻線層が好ましいと考えられる。柱の長さに依存する巻線の典型的な数は、約50から約150、例えば56または132とすることができる。巻線の数とは無関係に、コイル巻線は、導電性材料、特に金属、例えば銅または銀でできている。銀の電気抵抗は銅の電気抵抗よりも約5%小さいため、銅に比べて銀の方が好ましいことがある。
好ましい実施形態の上記の概要および以下の詳細な説明は、添付図面を参照して読んだときにより十分に理解される。本開示を図解する目的で図面を参照する。しかしながら、本開示の範囲は、図面に開示された特定の実施形態だけに限定されない。
血液ポンプの断面図である。 駆動ユニット-インペラ配置体(drive unit-impeller-arrangement)の第1の実施形態の断面図である。 図2による駆動ユニット-インペラ配置体用のスペーサを示す透視図である。 図3Aのスペーサの正面図である。 図3Aおよび3Bのスペーサの側面図である。 図2による配置体の駆動ユニットの柱のための開口を有するバックプレートの第1の層の透視図である。 図2の配置体の駆動ユニットの柱のための開口がないバックプレートの第2の層の透視図である。 図4Aおよび4Bの第1および第2の層を含む、組み立てられたバックプレートの断面図である。 図2による配置体の駆動ユニットの柱をさらに製造するための中間製品を製造する段階を示す図である。 図2による配置体の駆動ユニットの柱をさらに製造するための中間製品を製造する段階を示す図である。 図2による配置体の駆動ユニットの柱をさらに製造するための中間製品を製造する段階を示す図である。 図2による配置体の駆動ユニットの柱をさらに製造するための中間製品を製造する段階を示す図である。 図5Cによる中間製品上の溶接部(weld)を示す図である。 図5Cによる中間製品上の溶接部(weld)を示す図である。 図5Cによる中間製品上の溶接部(weld)を示す図である。 図5Aから6Cに従って準備された中間製品から切り出された柱の透視図である。 2本の溶接シーム(weld seam)および中間製品から切り出される柱の2つの断面を有する、図6Aの中間製品の平面の正面図である。 溶接部を有する柱の端面の正面図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。 さまざまな実施形態による柱の断面を示す図である。
図1を参照すると、血液ポンプ1の断面図が示されている。血液ポンプ1は、血流入口21および血流出口22を有するポンプケーシング2を備える。血液ポンプ1は、カテーテルポンプとも呼ばれる血管内ポンプとして設計されており、カテーテル25によって患者の血管内に展開される。血流入口21は、フレキシブルカニューレ23の端にあり、フレキシブルカニューレ23は、使用中、大動脈弁などの心臓弁を貫いて配置することができる。血流出口22は、ポンプケーシング2の側面に位置し、大動脈などの心臓血管内に配置することができる。血液ポンプ1は、駆動ユニット4によってポンプ1を駆動するための電力を血液ポンプ1に供給する、カテーテル25内を延びる電線路26に電気的に接続されている。この駆動については後により詳細に説明する。
長期適用で血液ポンプ1が使用されることが意図されている場合、すなわち血液ポンプ1が患者に植え込まれた状況で数週間または数か月間、血液ポンプ1が使用されることが意図されている場合には、バッテリによって電力が供給されることが好ましい。ケーブルによって患者がベースステーションにつながれることがないため、こうすることにより患者は移動することができる。患者はバッテリを持ち運ぶことができ、バッテリは、血液ポンプ1に電気エネルギーを、例えば無線で供給することができる。
血液は、血流入口21と血流出口22とを結ぶ通路24に沿って運ばれる(矢印によって血流が示されている)。通路24に沿って血液を運ぶためにインペラ3が提供されており、インペラ3は、第1の軸受11および第2の軸受12によって、ポンプケーシング2内に、回転軸10を軸に回転することができるように取り付けられている。回転軸10はインペラ3の縦軸であることが好ましい。この実施形態では、軸受11、12がともに接触型の軸受である。しかしながら、軸受11、12のうちの少なくとも一方を、磁気軸受または流体軸受(hydrodynamic bearing)などの非接触型の軸受とすることもできる。第1の軸受11は、ある程度の回転運動およびピボット運動を可能にする球面軸受面を有するピボット軸受である。一方の軸受面を形成するピン15が提供されている。第2の軸受12は、支持部材13内に、インペラ3の回転を安定させるように配されており、支持部材13は、血流のための少なくとも1つの開口14を有する。インペラ3が回転したときに血液を運ぶためブレード31がインペラ3上に提供されている。インペラ3の回転は、インペラ3の端部の磁石32に磁気的に結合された駆動ユニット4によって引き起こされる。図示の血液ポンプ1は混合型血液ポンプであり、流れの主方向は軸方向である。インペラ3の配置、特にブレード31の配置によっては、血液ポンプ1が、純粋に軸方向の血液ポンプにもなりうることが理解される。
血液ポンプ1は、インペラ3および駆動ユニット4を備える。駆動ユニット4は、複数の柱40、例えば6つの柱40備え、図1の断面図には、そのうちの2つの柱40だけが示されている。柱40は、回転軸10に対して平行に配置されており、より詳細には、それぞれの柱40の縦軸が回転軸10に対して平行である。柱40の一端420は、インペラの隣に配されている。柱40の周りにはコイル巻線44が配置されている。コイル巻線44は、回転磁場を生み出すために制御ユニットによって逐次的に制御される。制御ユニットの一部は、電線路26に接続されたプリント回路板6である。インペラは磁石32を有し、この実施形態では磁石32が多片磁石として形成されている。磁石32は、インペラ3の、駆動ユニット4に面した端に配されている。磁石32は、インペラ3を回転軸10を軸に回転させるように回転磁場と相互作用するよう配置されている。
磁束通路を閉じるため、柱のインペラ側端とは反対の側の柱40の端に、バックプレート50が置かれている。柱40は磁心の働きをし、適当な材料、特に、鋼または適当な合金などの軟磁性材料でできており、適当な合金は特にコバルト鋼である。同様に、バックプレート50も、コバルト鋼などの適当な軟磁性材料でできている。バックプレート50は磁束を強化し、磁束の強化は血液ポンプ1の全径の低減を可能にし、血液ポンプ1の全径の低減は、血管内血液ポンプにとって重要である。同じ目的で、磁石32の、駆動ユニット4から遠ざかる方向を向いた面のところのインペラ3内に、継鉄37、すなわち追加のインペラバックプレートが提供されている。この実施形態の継鉄37は、インペラ3に沿って血流を導くために円錐の形状を有する。継鉄37も、コバルト鋼でできたものとすることができる。継鉄37内または磁石32内に、中央軸受11に向かって延びる1つ以上のウォッシュアウトチャネル(wash-out channel)が形成されていてもよい。
図2は、図1による血液ポンプの駆動ユニット-インペラ配置体の好ましい実施形態の断面図を示している。図2から分かるとおり、柱40のインペラ側端420は、巻線44の上に半径方向に延びていない。むしろ、柱40の縦軸LAの方向において柱40の断面は一定である。したがって、柱40が互いに接近することが回避される。柱40が互いに接近すると部分的な磁気短絡が生じることがあるため、その結果として、血液ポンプの電動機のパワーが低下する。
図2による駆動ユニットは、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、または好ましくは6つの柱40を備えることができる。9つまたは12個にするなど、柱40の数をこれよりも多くすることが可能なことがある。断面図であるため、2つの柱40だけが示されている。柱40とバックプレート50は駆動ユニット4の磁心400を形成する。磁心400は、10mmよりも小さい直径を有することができる。
柱40は、示されているとおり、電気伝導性(electric conductivity)に関して不連続である不連続な軟磁性材料からなるものとすることができる。この不連続な軟磁性材料は、強磁性材料でできた複数の板85を互いに積層したものを含む。積層方向(direction of lamination)は、柱40の縦軸LAの方向に配置されており、矢印DLによって示されている。示されているとおり、柱40は、回転軸10に対して平行に配置されている。
柱40の周囲にスペーサ7が配されている。スペーサ7は、磁気的に不活性の材料でできており、スペーサ7の目的は、インペラ側端420における柱40の距離を一定に保つことである。スペーサ7については、図3Aから3Cに関してさらに詳細に説明する。スペーサ7まで、コイル巻線44のインペラ側端424が延びている。柱40の他端にはバックプレート50が提供されている。図2に示された実施形態によれば、バックプレート50は、柱40をその中に受け取るための凹部を有する。より詳細には、バックプレート50は、柱40の後端450を受け取るための開口511を有する第1の層51を備える。バックプレート50については、図4Aから4Cに関してさらに詳細に説明する。
上述の3つの特徴、すなわち、柱のインペラ側端424が巻線44のインペラ側端の上に半径方向に延びていないこと、柱40間に磁気的に不活性のスペーサ7が提供されていること、およびバックプレート50が、柱40の後端450を受け取るための凹部を有することの任意の組合せを有する血液ポンプ1の実施形態を実現することが考えられる。
図3Aから3Cはそれぞれ、スペーサ7の透視図、正面図および側面図を示している。スペーサ7は全体に、中央に貫通穴75を有する円板または車輪の形態を有する。スペーサ7は、それぞれの柱のための開口71を備える。6つの柱40を有する実施形態に関しては、示されているように、6つの開口71が存在する。開口71間には、ディスタンシングスポーク(distancing spoke)72が配置されている。開口71に柱40が挿入されているとき、ディスタンシングスポーク72は、柱40間の距離を一定に保つ。さらに、スペーサ7は、外側リム(rim)73および内側リム74を備え、外側リム73および内側リム74は、隣り合うディスタンシングスポーク72を連結し、スペーサを安定させる。スペーサ7は、常磁性材料であるチタンでできており、常磁性材料は、柱40のインペラ側端420間に配置されたときに磁気短絡を防ぐ。チタンは、小さな厚さを有するスペーサ7の製造を可能にするような高い機械的強度を提供する。このことは、構造空間の消費に関して有利である。
図4Aは、バックプレート50の第1の層51の透視図を示している。第1の層51は全体に、中心穴515を有する円板または車輪の形状を有する。第1の層52は、その中に柱40の後端450が配置される開口511を備える。第1の層51は、開口511間に配置されたディスタンシングスポーク512を備える。ディスタンシングスポーク512の1つの目的は、柱40の後端450の距離を互いに対して一定に保つことである。さらに、第1の層51は、外側リム513および内側リム514を備え、外側リム513および内側リム514はそれぞれ、開口511の外側半径方向端および内側半径方向端においてディスタンシングスポーク512を連結する。第1の層51は、電気伝導性に関して不連続である不連続な軟磁性材料でできたものとすることができる。第1の層51は、強磁性のいくつかの板85からなるものとすることができ、特に、図4Aに示されているように3枚の板からなるものとすることができる。不連続な軟磁性材料を形成するため、板85は、非導電性材料とともに積層されている。積層方向DLは板85に対して概ね平行であり、板が主として広がる方向が積層面を規定する。バックプレート50内において、板85は、回転軸10に対して垂直である。第1の層51の中央には穴515が配置されている。穴515の目的は、第1の層51と第2の層52との組立てを容易にすること、例えば、第1および第2の層51、52の心合わせを容易にすることであることがある。
図4Bには、バックプレート50の第2の層52の透視図が示されている。第2の層52は実質的に、第1の層51の穴515と一致した穴525を中央に有する円板の形態を有する。第2の層52には、柱40の後端のための開口がない。その代わりに、第2の層52は、柱40の後端450に面する接触平面526を有する。組み立てられた状態の駆動ユニットでは、柱40の後端450とバックプレート50との間で磁束を伝えるために、柱の後端450が、バックプレート50の第2の層52の接触平面526と接触している。柱40の全ての後端450が接触平面526と接触しているため、柱40間で磁束を交換することができ、第2の層52内に磁気ゼロ点(magnetic zero point)を形成することができる。これを可能にするため、第2の層52は軟磁性材料でできている。この軟磁性材料は、電気伝導性に関して不連続である不連続な軟磁性材料とすることができ、第1の層51に関して上で説明した構造体と同様に、一緒に積層された板85を含むことができる。一例として、図4Bに示されているように、3枚の板85が第2の層52を構成してもよい。第2の層52では、積層方向DLが、回転軸10に対して垂直である。板85は、強磁性かつ導電性であり、一方、板85間の明示されていない中間層は非強磁性かつ非導電性である。このタイプの不連続な軟磁性材料は、そうでなければ磁束の変化によってより大量に生み出されるであろう渦電流を低減させる。第2の層52の中央の穴525の目的は、第1の層51と第2の層52との組立てを容易にすること、例えば、第1および第2の層51、52の心合わせを容易にすることであることがある。
図4Cは、バックプレート50の断面図を示している。バックプレート50は、第1の層51および第2の層52からなり、第1の層51および第2の層52は、最も大きな広がりを有するそれらの層の主表面において、互いに結合されている。バックプレート50の第1の層51と第2の層52の間のこの結合は、第1および第2の層51、52の板85間の結合と同じ手法で確立することができる。第1の層51の貫通穴515および第2の層52の貫通穴525は互いに整列して、第1の層51と第2の層52とを心合わせしている。第1の層51と第2の層52とを積み重ねることにより、柱40の後端450を収容するための凹部501が形成されるような形で、開口511の一端が第2の層52によって閉じられる。凹部501の底に接触平面526が形成される。柱40が凹部501に挿入されると、柱40の後端450は接触平面526と接触する。さらに、それぞれの柱40を一緒に取り囲むディスタンシングスポーク512ならびに外側および内側リム513、514によって、柱40の位置が固定される。このようにすると、接触平面526において第2の層52と柱40の後端面45との間に磁気連結(magnetic connection)が確立され、さらに、柱40と第1の層51の柱40を取り囲む上述の部分との間に第2の磁気連結が確立される。しかしながら、磁束の主要な部分は、接触平面526を介して伝達される。柱40の後端450の表面は所定の平坦性(evenness)を有することが好ましく、接触平面526も所定の平坦性を有することが好ましい。このようにすると、柱40の後端450の表面45と接触平面526との間の隙間を、あるサイズ、好ましくは10μmよりも小さいあるサイズよりも小さく保つことができる。このことは、柱40とバックプレート50との間の磁束の伝達を改善する。柱40の後端450の表面45と接触平面526との間には、追加の材料が存在しないことが好ましい。本発明のこの実施形態では、表面45およびバックプレート50を介した磁束の伝達が、柱40をバックプレート50に固定する手法から独立している。
図5Aから5Dは、柱40を生産するための準備ステップを示している。図5Aは、電気伝導性に関して不連続である不連続な軟磁性材料のプレート8の透視図を示している。プレート8は以後、ワークピース(work piece)とも呼ばれる。
図5Aでは、プレート8に、プレート8からワークピースロッド(work piece rod)81を切り離す幅Wが示されている。ワークピースロッド81の幅Wは、ワークピースロッド81から製造される柱40の長さと同一である。図5Aの長方形Rによって示された部分の拡大図が図5Bに示されている。この図には、不連続な軟磁性材料の積み重ねられた板85が示されている。積層方向DLは、プレート8の主平面に沿って走っており、したがって積層方向DLが積層面を形成する。
図5Cは、プレート8から切り離されたワークピースロッド81を、不連続な材料の分離片として示している。図5Cの長方形Rによって示された部分の拡大図が図5Dに示されている。この拡大図には、ワークピースロッド81の板85が示されている。
図6Aは、ロッド81から柱40を切り出す準備における溶接ステップの基礎をなす、図5Cおよび5Dのワークピースロッド81を示している。図6Aの左側を向いたロッド81の側面には、ロッド81から製造される柱40の複数の断面84が示されている。ロッド81からこれらの断面84を切り出すことによって柱40が製造される。ロッド81の幅Wは柱40の長さと一致しているため、ロッド81の側面811および812は、柱40のインペラ側端420および後端450の端面になる。
図6Bは、柱40を切り出す前の次の準備ステップを示している。ロッド81の面811に、切り出す柱40のそれぞれの断面84を横切って、2本の溶接シーム82および83が、互いに距離を置いて溶接されている。溶接シーム82および83は、板85の積層方向DLに対して垂直に走っている。このようにすると、不連続な材料の板が互いに連結される。2本の溶接シームの代わりに単一の溶接シームを提供することもできる。さらに、ロッド81の反対側の面812に同様の溶接シームを提供することもできる。溶接シーム82および83があることにより、板85は、互いに対してより良好な機械的連結を有し、電気的にも連結されている。この電気的連結には、柱40になると想定される不連続な軟磁性材料の任意の位置から、例えば放電加工のために必要となることがあるロッド81のそれぞれの電気接続位置まで、電流が流れることができるという利点がある。このようにすると、放電加工がかなり容易になる。さらに、切り出された柱40が積層剥離によってばらばらになることがないため、より高い加工信頼性が達成される。レーザ溶接が適用されることが好ましい。同じ溶接部に2回またはそれ以上の頻度で溶接パワーを適用すると有利なことがある。長方形Rによって示されたロッド81の部分が、図6Cに拡大されて示されている。
したがって、図6Cは、ロッド81から切り出す柱40の複数の断面84を示している。断面84は、実質的に三角形の形状を有する。示されているように、かどを丸くすることができる。図6Cの断面84の左側に示されている三角形の凸形の辺842は凸形態を有する。円筒形のポンプハウジング2の内側の使用可能な構造空間を十分に利用するのに、このタイプの断面84は有利である。断面84の凸形辺842の反対側の断面84のかど841の2等分線は、積層方向DLと整列している。このようにすると、板85は、断面84を貫いて対称に走る。
図7は、ロッド81から切り出された柱40を示している。ロッド81の後端450の表面45に示されているとおり、この表面に溶接シーム82および83は依然として存在している。柱40は、その全長に沿って一定の断面84を有する。溶接シーム82および83は、柱40を切り出した後に取り除かれる。
図8は、ワークピースロッド81の側面811の2つの断面84の別の配置を示している。図6Aから6Cに示されたワークピースロッド81とは対照的に、図8のワークピースロッド81の側面811は、2つの断面84を、積層方向DLに対して垂直な方向に互いに並べて配することを可能にするサイズを有する。断面84は、積層方向DLに対して、それぞれの断面84の対応するそれぞれの凸形辺842の反対側のかどの2等分線Bが積層方向DLと整列するような向きに向けられている。ロッド81に沿って断面84をこのように配すると材料を節約することができる。生み出される廃材がより少なくなる。ロッド81の厚さおよび柱40の必要な断面寸法によっては、積層方向DLに対して垂直な方向に柱40の断面84をより多く積み重ねることも考えられる。溶接シーム82および83はそれぞれ、それぞれの断面84を横切って走っている。溶接シーム82、83はさらに、積層方向DLに対して垂直な方向に、ロッド81の側面811全体を横切って走っている。このようにすると、ロッド81の不連続な軟磁性材料の全ての板85が互いに連結される。
図9は、溶接されたロッド81から切り出された柱40の一例、すなわち、溶接されたロッド81から切り出された柱40の一方の端面の正面図を示している。図9に示されているように、かなりの幅の単一の溶接シーム86が、断面84の凸形辺842に沿って走っている。溶接シーム86は、三角形の断面84の高さの約1/3を超える部分を覆っていてもよい。溶接シーム86は、柱40の全ての板を連結するように、積層方向DLに対して垂直に走っている。この場合も、凸形辺842の反対側のかど841の2等分線Bは積層方向DLと整列している。
図10Aから10Jは、柱のさまざまな実施形態の断面を示している。図10Aから10Dは、柱がスロット入りである実施形態、すなわち、絶縁層172によって互いに絶縁された複数の板171から柱が形成された実施形態を示している。絶縁層172は、接着剤、ラッカー、焼付けエナメルなどを含むことができる。図10Aおよび10Bは、板171の厚さが均一である実施形態を示している。この厚さは、25μmから450μmの範囲とすることができる。図10Aに示された板171は、図10Bに示された板171よりも大きな厚さを有する。図10Cの板は異なる厚さを有しており、中心の板の厚さが最も大きく、最も外側の板の厚さが最も小さい。柱の側部領域の渦電流の方がより重大であり、薄い板によってこの渦電流を低減させることができるため、このことが有利なことがある。中心エリアの渦電流は側部領域の渦電流ほど重大ではなく、中心の比較的に厚い板は磁束を改善するのに役立つことがある。図10Dに例示的に示されているように、示された断面の軟磁性材料、すなわち磁束の方向を横切る断面の軟磁性材料が不連続である、または中断されている限りにおいて、板171の向きを異なるものにすることができる。
図10Eおよび10Fは、絶縁材料182によって互いに絶縁された線材181の束によって柱141が形成された実施形態を示している。絶縁材料182は、それぞれの線材181のコーティングとして存在することができ、または、線材181が埋め込まれたマトリックスとすることができる。図10Eの実施形態では全ての線材が同じ直径を有し、一方、図10Fの実施形態では、板の厚さが異なる図10Cに示された実施形態と同様に、中心の線材が最も大きな直径を有し、外側の線材がより小さな直径を有する。図10Gに示されているように、異なる直径の線材181を混合することもでき、このようにすると、全ての線材が同じ直径を有する実施形態に比べて、軟磁性材料の全断面積を増大させることができる。あるいは、線材183間の絶縁層184をさらに最小化するために、線材183は、長方形、正方形などの多角形の断面エリアを有することができる。
あるいは、図10Iに示されているようなポリマーマトリックス186に埋め込まれた金属粒子185によって、または絶縁性マトリックスを含浸させたスチールウールもしくは他の多孔性構造体によって、柱141の不連続な断面を形成することもできる。焼結工程または高圧成形工程によって、軟磁性材料の多孔性構造体、したがって軟磁性材料の不連続構造体を生産することもできる。その際には、空気暴露による軟磁性材料の酸化によって絶縁層が自動的に形成されるため、絶縁性マトリックスを省くことができる。あるいは、軟磁性材料の丸められた板187であって、図10Jに示されているように丸められた板187の層が絶縁層188によって分離された丸められた板187から、柱141を形成することもできる。これも、柱141または柱40内の渦電流を低減させる、本発明の意味での不連続断面を提供する。

Claims (13)

  1. 患者の血管に経皮的に挿入する血管内血液ポンプ(1)において、
    血流入口(21)および血流出口(22)を有するポンプケーシング(2)と、
    前記ポンプケーシング(2)内に、回転軸(10)を軸に回転することができるように配置されたインペラ(3)であり、前記血流入口(21)から前記血流出口(22)まで血液を運ぶようにサイズおよび形状が決定されたブレード(31)を有するインペラ(3)と、
    前記インペラ(3)を回転させる駆動ユニット(4)であり、前記回転軸(10)の周りに配置された複数の柱(40)および前記柱(40)の後端を連結しているバックプレート(50)を備え、前記柱(40)の前記後端(450)がそれぞれ後端面(45)を有する、駆動ユニット(4)と、
    それぞれの前記柱(40)の周囲に配されたコイル巻線(44)であり、回転磁場を生み出すように制御可能なコイル巻線(44)と
    を備え、
    前記インペラ(3)が、前記インペラ(3)を回転させるように前記回転磁場と相互作用するよう配置された磁性構造体(32)を備える、
    血管内血液ポンプ(1)であって、
    前記柱(40)のうちの少なくとも1つの柱(40)の前記後端面(45)が前記バックプレート(50)と接触している
    ことを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  2. 請求項1に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記柱(40)のうちの前記少なくとも1つの柱(40)が、対応するそれぞれの柱(40)の縦軸(LA)を横切る断面内において電気伝導性に関して不連続である軟磁性材料を含み、または前記軟磁性材料からなることを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  3. 請求項2に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記柱(40)のうちの前記少なくとも1つの柱(40)が、電気絶縁に関して不連続である不連続な軟磁性材料を含み、または前記不連続な軟磁性材料からなり、不連続の方向が、前記回転軸(10)を横切る向きであることを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記バックプレート(50)が、前記柱(40)のうちの前記少なくとも1つの柱(40)の前記後端(450)が挿入された凹部(501)を有することを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  5. 請求項4に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記柱(40)のうちの前記少なくとも1つの柱(40)が、前記凹部(501)の底で前記バックプレート(50)と接触していることを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  6. 請求項4または5に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記バックプレート(50)が、前記凹部(510)を一緒に形成している少なくとも2つの層(51、52)を含み、前記少なくとも2つの層(51、52)が、前記柱(40)のうちの前記少なくとも1つの柱(40)が挿入された貫通穴(511)を有する第1の層(51)、および前記柱(40)のうちの前記少なくとも1つの柱(40)の前記後端面(45)が接触した第2の層(52)を含むことを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  7. 請求項6に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記第1の層(51)と前記第2の層(52)との間に配置された連結平面(526)が前記回転軸(10)を横切って広がっていることを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  8. 請求項4から7のいずれか1項に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記凹部(501)の断面が、形態およびサイズに関して、前記凹部(501)に挿入された、前記柱(40)のうちの前記少なくとも1つの柱(40)の前記後端(450)の断面(84)と一致していることを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  9. 請求項1から8のいずれか1項に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記バックプレート(50)が、軟磁性材料の積層された板(85)を含むことを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  10. 請求項9に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、軟磁性材料の前記板(85)が、前記回転軸(10)に対して垂直に向けられていることを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  11. 請求項1から10のいずれか1項に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、前記柱(40)のうちの少なくとも1つの柱(40)が、軟磁性材料の積層された板(85)を含むことを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  12. 請求項11に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、軟磁性材料の積層された前記板(85)が、前記柱(40)の縦軸(LA)に対して平行に向けられていることを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
  13. 請求項9または12に記載の血管内血液ポンプ(1)であって、軟磁性材料の前記板(85)のうちの少なくとも1枚の板(85)の厚さが、350μmから1mmの間、好ましくは500から700μmの間にあり、最も好ましくは約600μmであることを特徴とする血管内血液ポンプ(1)。
JP2021555616A 2019-03-19 2020-03-13 血液ポンプ Pending JP2022525461A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19163667.9A EP3711786A1 (en) 2019-03-19 2019-03-19 Blood pump
EP19163667.9 2019-03-19
PCT/EP2020/056987 WO2020187800A1 (en) 2019-03-19 2020-03-13 Blood pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022525461A true JP2022525461A (ja) 2022-05-16

Family

ID=65903921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021555616A Pending JP2022525461A (ja) 2019-03-19 2020-03-13 血液ポンプ

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20220126083A1 (ja)
EP (2) EP3711786A1 (ja)
JP (1) JP2022525461A (ja)
KR (1) KR20210142686A (ja)
CN (1) CN113613706A (ja)
AU (1) AU2020244120A1 (ja)
CA (1) CA3129555A1 (ja)
IL (1) IL285224A (ja)
SG (1) SG11202108407PA (ja)
WO (1) WO2020187800A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018201030A1 (de) 2018-01-24 2019-07-25 Kardion Gmbh Magnetkuppelelement mit magnetischer Lagerungsfunktion
DE102018207611A1 (de) 2018-05-16 2019-11-21 Kardion Gmbh Rotorlagerungssystem
DE102018211327A1 (de) 2018-07-10 2020-01-16 Kardion Gmbh Laufrad für ein implantierbares, vaskuläres Unterstützungssystem
DE102020102474A1 (de) 2020-01-31 2021-08-05 Kardion Gmbh Pumpe zum Fördern eines Fluids und Verfahren zum Herstellen einer Pumpe

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996031934A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Sulzer Electronics Ag Rotationsmaschine mit elektromagnetischem drehantrieb
ATE406685T1 (de) * 2003-10-03 2008-09-15 Foster Miller Inc Drehpumpe mit elektromagnetischem lcr-lager
DE102006036948A1 (de) 2006-08-06 2008-02-07 Akdis, Mustafa, Dipl.-Ing. Blutpumpe
JP2010017072A (ja) * 2008-06-06 2010-01-21 Daikin Ind Ltd 電機子コア、電機子、電機子コアの製造方法及び電機子の製造方法
JP5693812B2 (ja) * 2008-12-11 2015-04-01 ソーラテック コーポレイション 遠心式ポンプ装置
JP4710993B2 (ja) * 2009-02-26 2011-06-29 ダイキン工業株式会社 電機子用コア
JP5576246B2 (ja) * 2010-01-06 2014-08-20 株式会社神戸製鋼所 アキシャルギャップ型ブラシレスモータ
JP5531841B2 (ja) * 2010-07-23 2014-06-25 Jfeスチール株式会社 電動機
JP5859297B2 (ja) * 2011-12-07 2016-02-10 株式会社日立製作所 回転電機
US9192706B2 (en) * 2012-08-29 2015-11-24 Oran Bulent Trans arterial permanent heart assist device with double stators
EP2719403B1 (en) * 2012-10-12 2016-09-28 Abiomed Europe GmbH Centrifugal blood pump
JP6557526B2 (ja) * 2014-06-26 2019-08-07 株式会社神戸製鋼所 軟磁性鋼板およびそれを用いた積層鋼板、ならびに軟磁性鋼板の製造方法
EP3222301B1 (en) * 2016-03-23 2018-05-09 Abiomed Europe GmbH Blood pump
EP3232549B1 (de) * 2016-04-14 2020-12-16 Levitronix GmbH Elektromagnetischer drehantrieb und rotationsvorrichtung
GB2550593A (en) * 2016-05-24 2017-11-29 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg Soft magnetic laminated core, method of producing a laminated core for a stator and/or rotor of an electric machine
EP3456367A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-20 Abiomed Europe GmbH Blood pump

Also Published As

Publication number Publication date
IL285224A (en) 2021-09-30
AU2020244120A1 (en) 2021-08-26
EP3941547A1 (en) 2022-01-26
WO2020187800A1 (en) 2020-09-24
CN113613706A (zh) 2021-11-05
CA3129555A1 (en) 2020-09-24
SG11202108407PA (en) 2021-10-28
KR20210142686A (ko) 2021-11-25
EP3711786A1 (en) 2020-09-23
US20220126083A1 (en) 2022-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220288379A1 (en) Blood pump
JP2022525461A (ja) 血液ポンプ
JP2022525951A (ja) 血液ポンプ
US20220161015A1 (en) Blood pump
US20220161020A1 (en) Blood pump
US20230347133A1 (en) Blood pump

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240408