JP2023511385A - 血液ポンプのための磁束強化部を有する磁気駆動装置 - Google Patents

Abstract

本開示の様々な態様は、血液ポンプの磁気駆動システムを含むことができる装置、システム、及び方法に関する。磁気駆動システムは、インペラと、駆動シャフトと、従動磁石アセンブリと、駆動磁石アセンブリと、磁束強化部とを含むことができる。

Description

本開示は、経皮的循環補助装置に関する。より具体的には、本開示は、経皮的循環補助装置で使用される磁気駆動装置に関する。

血液ポンプ等の経皮的循環補助装置は、通常、モータを使用してインペラアセンブリを駆動し、装置を通る流れを提供する。装置の動作を容易にするために、こうしたモータ及びアセンブリとともに磁石アセンブリも使用される場合がある。

例１では、血液ポンプの磁気駆動システムにおいて、磁気駆動システムは、インペラと、駆動シャフトと、従動磁石アセンブリと、従動磁石アセンブリを駆動するように構成された駆動磁石アセンブリとを含み、従動磁石アセンブリ及び駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、磁束強化部を含む。

例２では、例１の磁気駆動システムにおいて、磁束強化部は、軟磁性材料を含む。
例３では、例２の磁気駆動システムにおいて、従動磁石アセンブリは、第１磁束強化部を含み、及び駆動磁石アセンブリは、第２磁束強化部を含む。

例４では、例３の磁気駆動システムにおいて、従動磁石アセンブリは、近位端及び遠位端を有する第１円筒体を含み、及び駆動磁石アセンブリは、近位端及び遠位端を有する第２円筒体を含む。

例５では、例４の磁気駆動システムにおいて、第１円筒体は、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクションと、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクションと、第１セクションと第２セクションとの間に配置されるとともに近位端と遠位端との間に延びる第３セクションとを含む。

例６では、例４又は５のいずれかの磁気駆動システムにおいて、第１磁束強化部は、第１円筒体の遠位端に配置されるとともに第１円筒体の遠位端の少なくとも一部を覆う。
例７では、例５の磁気駆動システムにおいて、第１円筒体の第３セクションは、第１端及び第２端を有し、第１端が第１円筒体の遠位端に配置されるとともに遠位端から第２端まで延びる第１部分と、第１端及び第２端を有し、第１端が第１部分の第２端に隣接して配置されるとともに第１端から第１円筒体の近位端まで延びる第２部分とを含み、第１円筒体の第３セクションの第１部分は、第１磁束強化部を含む。

例８では、例７の磁気駆動システムにおいて、第１円筒体の第３セクションの第２部分は、第３セクションの第１部分の軸方向長さよりもおよそ２倍長い軸方向長さを有する。
例９では、例４～８のいずれかの磁気駆動システムにおいて、第２円筒体は、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクションと、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクションと、第１セクションと第２セクションとの間に配置されるとともに近位端と遠位端との間に延びる第３セクションとを含む。

例１０では、例４又は９のいずれかの磁気駆動システムにおいて、第２磁束強化部は、第２円筒体の近位端に配置されるとともに第２円筒体の近位端の少なくとも一部を覆う。
例１１では、例９の磁気駆動システムにおいて、第２円筒体の第３セクションは、第１端及び第２端を有し、第１端が第２円筒体の近位端に配置されるとともに近位端から第２端まで延びる第１部分と、第１端及び第２端を有し、第１端が第１部分の第２端に隣接して配置されるとともに第１端から第２円筒体の遠位端まで延びる第２部分とを含み、第２円筒体の第３セクションの第１部分は、第２磁束強化部を含む。

例１２では、例４の磁気駆動システムにおいて、従動磁石アセンブリは、第３磁束強化部をさらに含むとともに、駆動磁石アセンブリは、第４磁束強化部をさらに含み、第１磁束強化部及び第３磁束強化部は、第１円筒体の外側において反対の磁極に隣接して配置された側部鉄材を含み、第２磁束強化部及び第４磁束強化部は、第２円筒体の外側において反対の磁極に隣接して配置された側部鉄材を含む。

例１３では、例１～１２のいずれかの磁気駆動システムにおいて、従動磁石アセンブリ及び駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、２つ以上の極対を含む。
例１４では、磁気駆動システムを有する血液ポンプにおいて、磁気駆動システムは、インペラと、駆動シャフトと、従動磁石アセンブリと、モータに結合され、且つ従動磁石アセンブリを駆動するように構成された駆動磁石アセンブリとを含み、従動磁石アセンブリ及び駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、磁束強化部を含む。

例１５では、例１４の磁気駆動システムにおいて、磁束強化部は、軟磁性材料を含む。
例１６では、血液ポンプの磁気駆動システムにおいて、磁気駆動システムは、インペラと、インペラに結合され、且つインペラとともに回転するように構成された駆動シャフトと、駆動シャフト及びインペラの少なくとも一方に結合された従動磁石アセンブリと、従動磁石アセンブリを駆動するように構成された駆動磁石アセンブリとを含み、従動磁石アセンブリ及び駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、磁束強化部を含む。

例１７では、例１６の磁気駆動システムにおいて、磁束強化部は、軟磁性材料を含む。
例１８では、例１７の磁気駆動システムにおいて、従動磁石アセンブリは、第１磁束強化部を含み、及び駆動磁石アセンブリは、第２磁束強化部を含む。

例１９では、例１８の磁気駆動システムにおいて、従動磁石アセンブリは、近位端及び遠位端を有する第１円筒体を含み、及び駆動磁石アセンブリは、近位端及び遠位端を有する第２円筒体を含む。

例２０では、例１９の磁気駆動システムにおいて、第１円筒体は、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクションと、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクションと、第１セクションと第２セクションとの間に配置されるとともに近位端と遠位端との間に延びる第３セクションとを含む。

例２１では、例１９の磁気駆動システムにおいて、第１磁束強化部は、第１円筒体の遠位端に配置されるとともに第１円筒体の遠位端の少なくとも一部を覆う。
例２２では、例２０の磁気駆動システムにおいて、第１円筒体の第３セクションは、第１端及び第２端を有する第１部分であって、第１端は、第１円筒体の遠位端に配置され、第１部分は、遠位端から第２端まで延びる、第１部分と、第１端及び第２端を有する第２部分であって、第１端は、第１部分の第２端に隣接して配置され、第２部分は、第１端から第１円筒体の近位端まで延びる、第２部分とを含み、第１円筒体の第３セクションの第１部分は、第１磁束強化部を含む。

例２３では、例２２の磁気駆動システムにおいて、第１円筒体の第３セクションの第２部分は、第３セクションの第１部分の軸方向長さよりもおよそ２倍長い軸方向長さを有する。

例２４では、例１９の磁気駆動システムにおいて、第２円筒体は、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクションと、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクションと、第１セクションと第２セクションとの間に配置されるとともに近位端と遠位端との間に延びる第３セクションとを含む。

例２５では、例２４の磁気駆動システムにおいて、第２磁束強化部は、第２円筒体の近位端に配置されるとともに第２円筒体の近位端の少なくとも一部を覆う。
例２６では、例２４の磁気駆動システムにおいて、第２円筒体の第３セクションは、第１端及び第２端を有する第１部分であって、第１端は、第２円筒体の近位端に配置され、第１部分は、近位端から第２端まで延びる、第１部分と、第１端及び第２端を有する第２部分であって、第１端は、第１部分の第２端に隣接して配置され、第２部分は、第１端から第２円筒体の遠位端まで延びる、第２部分とを含み、第２円筒体の前３セクションの第１部分は、第２磁束強化部を含む。

例２７では、例１９の磁気駆動システムにおいて、従動磁石アセンブリは、第３磁束強化部をさらに含み、及び駆動磁石アセンブリは、第４磁束強化部をさらに含み、第１磁束強化部及び第３磁束強化部は、第１円筒体の外側において反対の磁極に隣接して配置された側部鉄材を含み、第２磁束強化部及び第４磁束強化部は、第２円筒体の外側において反対の磁極に隣接して配置された側部鉄材を含む。

例２８では、例１６の磁気駆動システムにおいて、従動磁石アセンブリ及び駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、２つ以上の極対を含む。
例２９では、磁気駆動システムを有する血液ポンプにおいて、磁気駆動システムは、インペラと、インペラに結合され、且つインペラとともに回転するように構成された駆動シャフトと、駆動シャフト及びインペラの少なくとも一方に結合された従動磁石アセンブリと、モータに結合され、且つ従動磁石アセンブリを駆動するように構成された駆動磁石アセンブリとを含み、従動磁石アセンブリ及び駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、磁束強化部を含む。

例３０では、例２９の血液ポンプにおいて、磁束強化部は、軟磁性材料を含む。
例３１では、例３０の血液ポンプにおいて、従動磁石アセンブリは、第１磁束強化部を含み、及び駆動磁石アセンブリは、第２磁束強化部を含む。

例３２では、例３１の血液ポンプにおいて、従動磁石アセンブリは、近位端及び遠位端を有する第１円筒体を含み、及び駆動磁石アセンブリは、近位端及び遠位端を有する第２円筒体を含む。

例３３では、例３２の血液ポンプにおいて、第１円筒体は、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクションと、近位端と遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクションと、第１セクションと第２セクションとの間に配置されるとともに近位端と遠位端との間に延びる第３セクションとを含む。

例３４では、例３２の血液ポンプにおいて、第１磁束強化部は、第１円筒体の遠位端に配置されるとともに第１円筒体の遠位端の少なくとも一部を覆う。
例３５では、磁気駆動システムを有する血液ポンプにおいて、磁気駆動システムは、インペラと、インペラに結合され、且つインペラとともに回転するように構成された駆動シャフトと、駆動シャフト及びインペラの少なくとも一方に結合された従動磁石アセンブリと、モータに結合され、且つ従動磁石アセンブリを駆動するように構成された駆動磁石アセンブリとを含み、従動磁石アセンブリは、第１磁束強化部を含み、及び駆動磁石アセンブリは、第２磁束強化部を含み、第１及び第２磁束強化部は、それぞれ軟磁性材料を含み、従動磁石アセンブリ及び駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、２つ以上の極対を含む。

複数の実施形態について開示するが、現時点で開示する主題のさらに他の実施形態は、開示する主題の例示的な実施形態を示し、記載する以下の詳細な説明から当業者に明らかとなるであろう。従って、図面及び詳細な説明は、限定的ではなく、本質的に例示的であるとみなされるべきである。

本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な経皮的機械的循環補助装置（本明細書では同義で「血液ポンプ」とも称する）の一部の側断面図。 本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システムの上面概略図。 本明細書に開示する主題の実施形態による、図２Ａに示す磁気駆動システムの概略側面図。 本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システムの上面概略図。 本明細書に開示する主題の実施形態による、図３Ａに示す磁気駆動システムの概略側面図。 本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システムの上面概略図。 本明細書に開示する主題の実施形態による、図４Ａに示す磁気駆動システムの概略側面図。 本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システムの上面概略図。 本明細書に開示する主題の実施形態による、図５Ａに示す磁気駆動システムの概略側面図。 本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システムの上面概略図。 本明細書に開示する主題の実施形態による、図６Ａに示す磁気駆動システムの概略側面図。

開示する主題は、様々な変更形態及び代替形態に適用可能であるが、図面には例として具体的な実施形態を示しており、そうした具体的な実施形態について以下で詳細に説明する。しかしながら、本発明は、本明細書に開示する主題を、記載する特定の実施形態に限定するものではない。逆に、本開示は、本明細書に開示する主題の範囲内にあるすべての変更形態、均等物及び代替形態を、添付の特許請求の範囲によって定義するように包含するように意図されている。

本明細書に開示する主題の実施形態は、循環補助装置のための効率的な磁気駆動システムを促進することができる磁気結合設計を含む。実施形態によれば、磁気結合を強化するように磁場を集中させるために、磁束強化部が使用される。

図１は、本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な経皮的機械的循環補助装置１００（本明細書では同義で「血液ポンプ」とも称する）の一部の側断面図を示す。図１に示すように、循環補助装置１００は、モータハウジング１０４内に配置されたモータ１０２を含む。モータ１０２は、装置１００を通る血液の流れを提供するようにインペラアセンブリ１０６を駆動するように構成される。インペラアセンブリ１０６は、インペラアセンブリハウジング１０８内に配置され、インペラアセンブリハウジング１０８内に複数の出口開口１１０が画定される。実施形態によれば、モータハウジング１０４及びインペラアセンブリハウジング１０８は、互いに一体化され得る。他の実施形態では、モータハウジング１０４及びインペラアセンブリハウジング１０８は、取外し可能に又は恒久的に互いに結合されるように構成された別個の構成要素であり得る。

モータ１０２にコントローラ（図示せず）が動作可能に結合され、コントローラは、モータ１０２を制御するように構成される。コントローラは、実施形態では、モータハウジング１０４に配置され得るか、又は他の実施形態ではハウジング１０４の外側に（例えば、カテーテルハンドル、独立したハウジング等の中に）配置され得る。実施形態では、コントローラは、複数の構成要素を含むことができ、それらの１つ又は複数は、ハウジング１０４内に配置され得る。実施形態によれば、コントローラは、１つ若しくは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、１つ若しくは複数のプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、１つ若しくは複数のコンプレックスＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ ＰＬＤ）（ＣＰＬＤ）、１つ若しくは複数のカスタム特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、１つ若しくは複数の専用プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）、１つ若しくは複数の中央処理装置（ＣＰＵ：ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア又はこれら及び／若しくは他の構成要素の任意の組合せであり得るか、それを含み得るか、又はそれに含まれ得る。本明細書では、コントローラは、単数形で言及するが、コントローラは、複数のインスタンスで実装し、複数のコンピューティング装置にわたって分散し、複数の仮想マシン内でインスタンス化することなどができる。

図１に示すように、インペラアセンブリ１０６は、駆動シャフト１１２と、該駆動シャフト１１２に結合されたインペラ１１４とを含み、駆動シャフト１１２は、インペラ１１４とともに回転するように構成される。図示するように、駆動シャフト１１２は、少なくとも部分的にインペラ１１４内に配置される。実施形態では、駆動シャフト１１２は、例えば、鋼、チタン合金、コバルトクロム合金、ニチノール、高強度セラミック等、任意の数の異なる剛性材料から作製することができる。インペラアセンブリ１０６は、駆動シャフト１１２に結合され、且つ少なくとも部分的に駆動シャフト１１２を包囲する従動磁石アセンブリ１１６をさらに含む。実施形態では、従動磁石アセンブリ１１６は、駆動シャフト１１２及び／又はインペラ１１４に結合することができる。従動磁石アセンブリ１１６は、モータ１０２の一部である駆動磁石アセンブリ１１８によって駆動することができる任意のタイプの磁気ロータであり得る。このように、モータ１０２内の駆動磁石アセンブリ１１８によって従動磁石アセンブリ１１６に磁場が印加されると、従動磁石アセンブリ１１６が回転し、駆動シャフト１１２及びインペラ１１４を回転させる。実施形態では、モータ１０２、駆動シャフト１１２、インペラ１１４、従動磁石アセンブリ１１６及び駆動磁石アセンブリ１１８は、磁気駆動システムと称することができる。

本明細書に記載するように、従動磁石アセンブリ１１６及び駆動磁石アセンブリ１１８の少なくとも一方は、磁束強化部を含む。実施形態では、従動磁石アセンブリ１１６及び／又は駆動磁石アセンブリ１１８は、２つ以上の磁束強化部を含むことができる。加えて、従動磁石アセンブリ１１６及び／又は駆動磁石アセンブリ１１８は、２つ以上の磁極対を含むことができる。磁束強化部は、例えば、鉄、鉄－ケイ素合金、ニッケル－鉄合金及びソフトフェライト等の軟磁性材料を含むことができる。

図示するように、インペラアセンブリ１０６は、駆動シャフト１１２によってその向きが維持され、駆動シャフト１１２は、第１端１２０が第１軸受アセンブリ１２２によって保持され、第２端１２４が第２軸受アセンブリ１２６によって保持される。実施形態によれば、第１軸受アセンブリ１２２及び第２軸受アセンブリ１２６は、異なるタイプの軸受を含むことができる。実施形態によれば、第１軸受アセンブリ１２２及び／又は第２軸受アセンブリ１２６は、潤滑を含み得、他の実施形態では、一方及び／又は他方は、潤滑を含まなくてもよい。

図１に示す例示的な循環補助装置１００は、本開示の実施形態の使用又は機能性の範囲に関して、いかなる限定も示唆するように意図されない。例示的な循環補助装置１００はまた、そこに図示する任意の単一の構成要素又は構成要素の組合せに関連するいかなる依存性又は要件も有するものとして解釈されるべきではない。さらに、図１に示す様々な構成要素は、実施形態では、当該実施形態に示す他の構成要素（及び／又は図示しない構成要素）の様々なものと統合することができ、それらのすべてが本開示の範囲内にあるとみなされる。

図２Ａは、本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システム２００の上面概略図を示し、図２Ｂは、本明細書に開示する主題の実施形態による、図２Ａに示す磁気駆動システム２００の概略側面図を示す。実施形態によれば、磁気駆動システム２００及び／又はその任意の数の様々な構成要素は、図１に示す循環補助装置１００の対応する構成要素と同じであるか又は同様であり得る。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、磁気駆動システム２００は、駆動磁石アセンブリ２０４によって駆動されるように構成された従動磁石アセンブリ２０２を含む。実施形態によれば、従動磁石アセンブリ２０２及び駆動磁石アセンブリ２０４の各々は、任意の数（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等）の極対を含むことができる。従動磁石アセンブリ２０２は、近位端２０８及び遠位端２１０を有する第１円筒体２０６を含む。同様に、駆動磁石アセンブリ２０４は、近位端２１４及び遠位端２１６を有する第２円筒体２１２を含む。

第１円筒体２０６は、近位端２０８と遠位端２１０との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクション２１８と、近位端２０８と遠位端２１０との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクション２２０と、第１セクション２１８と第２セクション２２０との間に配置されるとともに近位端２０８と遠位端２１０との間に延びる第３セクション２２２とを含む。図示するように、第１セクション２１８は、近位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる一方、第２セクション２２０は、遠位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる。

図２Ｂに示すように、第１円筒体２０６の第３セクション２２２は、第１端２２６及び第２端２２８を有する第１部分２２４を含み、第１端２２６は、第１円筒体２０６の遠位端２１０に配置される。第１部分２２４は、第１円筒体２０６の遠位端２１０から第２端２２８まで延びる。第１円筒体２０６の第３セクション２２２は、第１端２３２及び第２端２３４を有する第２部分２３０も含み、第１端２３２は、第１部分２２４の第２端２２８に隣接して配置される。第２部分２３０は、第１端２３２から第１円筒体２０６の近位端２０８まで延びる。

実施形態では、第１円筒体２０６の第３セクション２２２の第１部分２２４は、第１磁束強化部であり得るか、又は第１磁束強化部を含み得る。例えば、第１部分２２４は、軟磁性材料の部分であり得る。第１円筒体２０６の第３セクション２２２の第１部分２２４のサイズ（例えば、体積、長さ及び／又は他の寸法）は、従動磁石アセンブリ２０２と駆動磁石アセンブリ２０４との磁気結合を最大化、最適化又は他の方法で促進するために、第１部分２２４を通る磁束を最大化するように設計することができる。例えば、実施形態では、第１円筒体２０６の第３セクション２２２の第２部分２３０は、第３セクション２２２の第１部分２２４の軸方向長さ２３８よりもおよそ２倍長い軸方向長さ２３６を有する。第３セクション２２２の第２部分２３０は、非磁性材料を含む。

上述したような従動磁石アセンブリ２０２と同様に、駆動磁石アセンブリ２０４は、近位端２１４及び遠位端２１６を有する第２円筒体２１２を含む。第２円筒体２１２は、近位端２１４と遠位端２１６との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクション２４０と、近位端２１４と遠位端２１６との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクション２４２と、第１セクション２４０と第２セクション２４２との間に配置されるとともに近位端２１４と遠位端２１６との間に延びる第３セクション２４４とを含む。図示するように、第１セクション２４０は、近位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる一方、第２セクション２４２は、遠位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる。このように、駆動磁石アセンブリ２０４が回転し、各磁極が、従動磁石アセンブリ２０２のセクションに関連付けられた反対の磁極と整列する方向に移動する際、駆動磁石アセンブリ２０４は、従動磁石アセンブリ２０２の回転をもたらす。

図２Ｂに示すように、第２円筒体２１２の第３セクション２４４は、第１端２４８及び第２端２５０を有する第１部分２４６を含み、第１端２４８は、第２円筒体２１２の近位端２１４に配置される。第１部分２４６は、第２円筒体２１２の近位端２１４から第２端２５０まで延びる。第２円筒体２１２の第３セクション２４４は、第１端２５４及び第２端２５６を有する第２部分２５２も含み、第１端２５４は、第１部分２４６の第２端２５０に隣接して配置される。第２部分２５２は、第１端２５４から第２円筒体２１２の遠位端２１６まで延びる。

実施形態では、第２円筒体２１２の第３セクション２４４の第１部分２４６は、第２磁束強化部であり得るか、又は第２磁束強化部を含み得る。例えば、第１部分２４６は、軟磁性材料の部分であり得る。第２円筒体２１２の第３セクション２４４の第１部分２４６のサイズ（例えば、体積、長さ及び／又は他の寸法）は、従動磁石アセンブリ２０２と駆動磁石アセンブリ２０４との磁気結合を最大化、最適化又は他の方法で促進するために、第１部分２４６を通る磁束を最大化するように設計することができる。例えば、実施形態では、第２円筒体２１２の第３セクション２４４の第１部分２４６及び第２部分２５２は、第１円筒体２０６の対応する部分と同じ又は同様の長さ比を有することができる。第３セクション２４４の第２部分２５２は、非磁性材料を含む。

実施形態によれば、上述したように、従動磁石アセンブリ２０２及び／又は駆動磁石アセンブリ２０４は、２つ以上の極対を含むことができる。すなわち、例えば、各円筒体は、複数のセクションを含むことができ、セクションの各対は、反対の磁極と、それらの間に配置された磁束強化部とを有する。従って、実施形態では、各セクションは、例えば、パイ片形状等、弓形と異なる形状である断面を有することができる。いくつかの実施形態では、各セクションは、円筒状であり得る。製造を容易にするために、実施形態では、磁石アセンブリの円筒体は、非磁性材料から作製することができ、その中に画定された、磁石が配置されるチャンバを含むことができる。磁束強化部（軟磁性材料の部分）は、磁石チャンバの隣接する対間に配置された他のチャンバに配置することができる。

図２Ａ及び図２Ｂに示す例示的な磁気駆動システム２００は、本開示の実施形態の使用又は機能性の範囲に関して、いかなる限定も示唆するように意図されない。例示的な磁気駆動システム２００はまた、そこに図示する任意の単一の構成要素又は構成要素の組合せに関連するいかなる依存性又は要件も有するものとして解釈されるべきではない。さらに、図２Ａ及び図２Ｂに示す様々な構成要素は、実施形態では、当該実施形態に示す他の構成要素（及び／又は図示しない構成要素）の様々なものと統合することができ、それらのすべてが本開示の範囲内にあるとみなされる。

実施形態では、磁束強化部は、円筒体の端部に配置することができる。図３Ａは、本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システム３００の上面概略図を示し、図３Ｂは、本明細書に開示する主題の実施形態による、図３Ａに示す磁気駆動システムの概略側面図を示す。実施形態によれば、磁気駆動システム３００及び／又はその任意の数の様々な構成要素は、図１に示す循環補助装置１００の対応する構成要素と同じであるか又は同様であり得る。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、磁気駆動システム３００は、駆動磁石アセンブリ３０４によって駆動されるように構成された従動磁石アセンブリ３０２を含む。実施形態によれば、従動磁石アセンブリ３０２及び駆動磁石アセンブリ３０４の各々は、任意の数（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等）の極対を含むことができる。従動磁石アセンブリ３０２は、近位端３０８及び遠位端３１０を有する第１円筒体３０６を含む。同様に、駆動磁石アセンブリ３０４は、近位端３１４及び遠位端３１６を有する第２円筒体３１２を含む。

第１円筒体３０６は、近位端３０８と遠位端３１０との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクション３１８と、近位端３０８と遠位端３１０との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクション３２０と、第１セクション３１８と第２セクション３２０との間に配置されるとともに近位端３０８と遠位端３１０との間に延びる第３セクション３２２とを含む。図示するように、第１セクション３１８は、近位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる一方、第２セクション３２０は、遠位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる。第３セクション３２２は、非磁性材料から形成することができる。

同様に、第２円筒体３１２は、近位端３１４と遠位端３１６との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクション３２４と、近位端３１４と遠位端３１６との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクション３２６と、第１セクション３２４と第２セクション３２６との間に配置されるとともに近位端３１４と遠位端３１６との間に延びる第３セクション３２８とを含む。図示するように、第１セクション３２４は、近位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる一方、第２セクション３２６は、遠位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる。第３セクション３２８は、非磁性材料から形成することができる。

第１円筒体３０６の遠位端３１０に第１磁束強化部３３０が配置され、該第１磁束強化部３３０は、第１円筒体３０６の遠位端３１０の少なくとも一部を覆う。同様に、第２円筒体３１２の近位端３１４に第２磁束強化部３３２を配置することができ、該第２磁束強化部３３２は、第２円筒体３１２の近位端３１４の少なくとも一部を覆うことができる。磁束強化部３３０及び３３２は、例えば、軟磁性材料から作製されたディスクであり得る。

実施形態によれば、上述したように、従動磁石アセンブリ３０２及び／又は駆動磁石アセンブリ３０４は、２つ以上の極対を含むことができる。すなわち、例えば、各円筒体は、複数のセクションを含むことができ、セクションの各対は、反対の磁極と、それらの間に配置された磁束強化部とを有する。従って、実施形態では、各セクションは、例えば、パイ片形状等、弓形と異なる形状である断面を有することができる。いくつかの実施形態では、各セクションは、円筒状であり得る。製造を容易にするために、実施形態では、磁石アセンブリの円筒体は、非磁性材料から作製することができ、その中に画定された、磁石が配置されるチャンバを含むことができる。

図３Ａ及び図３Ｂに示す例示的な磁気駆動システム３００は、本開示の実施形態の使用又は機能性の範囲に関して、いかなる限定も示唆するように意図されない。例示的な磁気駆動システム３００はまた、そこに図示する任意の単一の構成要素又は構成要素の組合せに関連するいかなる依存性又は要件も有するものとして解釈されるべきではない。さらに、図３Ａ及び図３Ｂに示す様々な構成要素は、実施形態では、当該実施形態に示す他の構成要素（及び／又は図示しない構成要素）の様々なものと統合することができ、それらのすべてが本開示の範囲内にあるとみなされる。

実施形態では、磁束強化部は、それぞれの隣接するセクション間に非磁性材料がわずかにのみ設けられるか又はまったく設けられていない１つ又は複数の極対を有するように構成される円筒体の端部に設けることができる。図４Ａは、本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システムの上面概略図を示し、図４Ｂは、本明細書に開示する主題の実施形態による、図４Ａに示す磁気駆動システム４００の概略側面図を示す。実施形態によれば、磁気駆動システム４００及び／又はその任意の数の様々な構成要素は、図１に示す循環補助装置１００の対応する構成要素と同じであるか又は同様であり得る。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、磁気駆動システム４００は、駆動磁石アセンブリ４０４によって駆動されるように構成された従動磁石アセンブリ４０２を含む。実施形態によれば、従動磁石アセンブリ４０２及び駆動磁石アセンブリ４０４の各々は、任意の数（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等）の極対を含むことができる。従動磁石アセンブリ４０２は、近位端４０８及び遠位端４１０を有する第１円筒体４０６を含む。同様に、駆動磁石アセンブリ４０４は、近位端４１４及び遠位端４１６を有する第２円筒体４１２を含む。

図示するように、第１円筒体４０６は、近位端４０８と遠位端４１０との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクション４１８と、近位端４０８と遠位端４１０との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクション４２０とを含む。図示するように、第１セクション４１８は、近位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる一方、第２セクション４２０は、遠位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる。

同様に、第２円筒体４１２は、近位端４１４と遠位端４１６との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクション４２２と、近位端４１４と遠位端４１６との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクション４２４とを含む。図示するように、第１セクション４２２は、近位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる一方、第２セクション４２４は、遠位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる。

第１円筒体４０６の遠位端４１０に第１磁束強化部４２６が配置され、それは、第１円筒体４０６の遠位端４１０の少なくとも一部を覆う。同様に、第２円筒体４１２の近位端４１４に第２磁束強化部４２８を配置することができ、それは、第２円筒体４１２の近位端４１４の少なくとも一部を覆うことができる。磁束強化部４２６及び４２８は、例えば、軟磁性材料から作製されたディスクであり得る。磁束強化部のサイズ（例えば、体積、長さ及び／又は他の寸法）は、従動磁石アセンブリ４０２と駆動磁石アセンブリ４０４との磁気結合を最大化、最適化又は他の方法で促進するために、磁束強化部を通る磁束を最大化するように設計することができる。

実施形態によれば、上述したように、従動磁石アセンブリ４０２及び／又は駆動磁石アセンブリ４０４は、２つ以上の極対を含むことができる。すなわち、例えば、各円筒体は、複数のセクションを含むことができ、セクションの各対は、反対の磁極を有する。従って、実施形態では、各セクションは、例えば、パイ片形状等、弓形と異なる形状である断面を有することができる。いくつかの実施形態では、各セクションは、円筒状であり得る。製造を容易にするために、実施形態では、磁石アセンブリの円筒体は、非磁性材料から作製することができ、その中に画定された、磁石が配置されるチャンバを含むことができる。

図４Ａ及び図４Ｂに示す例示的な磁気駆動システム４００は、本開示の実施形態の使用又は機能性の範囲に関して、いかなる限定も示唆するように意図されない。例示的な磁気駆動システム４００はまた、そこに図示する任意の単一の構成要素又は構成要素の組合せに関連するいかなる依存性又は要件も有するものとして解釈されるべきではない。さらに、図４Ａ及び図４Ｂに示す様々な構成要素は、実施形態では、当該実施形態に示す他の構成要素（及び／又は図示しない構成要素）の様々なものと統合することができ、それらのすべてが本開示の範囲内にあるとみなされる。

実施形態では、磁束強化部は、円筒体の側部に取り付けられた機構であるか又はそれを含み得る。図５Ａは、本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システム５００の上面概略図を示し、図５Ｂは、本明細書に開示する主題の実施形態による、図５Ａに示す磁気駆動システムの概略側面図を示す。実施形態によれば、磁気駆動システム５００及び／又はその任意の数の様々な構成要素は、図１に示す循環補助装置１００の対応する構成要素と同じであるか又は同様であり得る。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、磁気駆動システム５００は、駆動磁石アセンブリ５０４によって駆動されるように構成された従動磁石アセンブリ５０２を含む。実施形態によれば、従動磁石アセンブリ５０２及び駆動磁石アセンブリ５０４の各々は、任意の数（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等）の極対を含むことができる。他の実施形態では、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、磁場が駆動シャフト（図示せず）に対して垂直に整合した単一の永久磁石を含むことができる。従動磁石アセンブリ５０２は、近位端５０８及び遠位端５１０を有する第１円筒体５０６を含む。同様に、駆動磁石アセンブリ５０４は、近位端５１４及び遠位端５１６を有する第２円筒体５１２を含む。

従動磁石アセンブリ５０２は、第１磁束強化部５１８を含み、駆動磁石アセンブリ５０４は、対応する第２磁束強化部５２０を含む。同様に、従動磁石アセンブリ５０２は、第３磁束強化部５２２をさらに含み、駆動磁石アセンブリ５０４は、第４磁束強化部５２４をさらに含む。図示するように、第１磁束強化部５１８及び第３磁束強化部５２２は、第１円筒体５０６の外側において反対の磁極に隣接して配置された側部鉄材であり、第２磁束強化部５２０及び第４磁束強化部５２４は、第２円筒体５１２の外側において反対の磁極に隣接して配置された側部鉄材である。図示するように、磁束強化部は、それぞれの円筒体５０６及び５１２の軸方向長さ全体には延びない。磁束強化部のサイズ（例えば、体積、長さ及び／又は他の寸法）は、従動磁石アセンブリ５０２と駆動磁石アセンブリ５０４との磁気結合を最大化、最適化又は他の方法で促進するために、磁束強化部を通る磁束を最大化するように設計することができる。

図５Ａ及び図５Ｂに示す例示的な磁気駆動システム５００は、本開示の実施形態の使用又は機能性の範囲に関して、いかなる限定も示唆するように意図されない。例示的な磁気駆動システム５００はまた、そこに図示する任意の単一の構成要素又は構成要素の組合せに関連するいかなる依存性又は要件も有するものとして解釈されるべきではない。さらに、図５Ａ及び図５Ｂに示す様々な構成要素は、実施形態では、当該実施形態に示す他の構成要素（及び／又は図示しない構成要素）の様々なものと統合することができ、それらのすべてが本開示の範囲内にあるとみなされる。

実施形態において、磁束強化部は、軟磁性材料の代わりの永久磁石を含むことができる。図６Ａは、本明細書に開示する主題の実施形態による例示的な磁気駆動システム６００の上面概略図を示し、図６Ｂは、本明細書に開示する主題の実施形態による、図６Ａに示す磁気駆動システム６００の概略側面図を示す。実施形態によれば、磁気駆動システム６００及び／又はその任意の数の様々な構成要素は、図１に示す循環補助装置１００の対応する構成要素と同じであるか又は同様であり得る。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、磁気駆動システム６００は、駆動磁石アセンブリ６０４によって駆動されるように構成された従動磁石アセンブリ６０２を含む。実施形態によれば、従動磁石アセンブリ６０２及び駆動磁石アセンブリ６０４の各々は、任意の数（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等）の極対を含むことができる。従動磁石アセンブリ６０２は、近位端６０８及び遠位端６１０を有する第１円筒体６０６を含む。同様に、駆動磁石アセンブリ６０４は、近位端６１４及び遠位端６１６を有する第２円筒体６１２を含む。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、従動磁石アセンブリ６０２及び駆動磁石アセンブリ６０４の各々は、ハルバッハ配列を含む。

第１円筒体６０６は、近位端６０８と遠位端６１０との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクション６１８と、近位端６０８と遠位端６１０との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクション６２０と、第１セクション６１８と第２セクション６２０との間に配置されるとともに近位端６０８と遠位端６１０との間に延びる第３セクション６２２とを含む。図示するように、第１セクション６１８は、近位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる一方、第２セクション６２０は、遠位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる。第３セクション６２２は、第１セクション６１８及び第２セクション６２０の磁場に対して垂直に向けられた磁場を有する永久磁石を含むことができる。

同様に、第２円筒体６１２は、近位端６１４と遠位端６１６との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクション６２４と、近位端６１４と遠位端６１６との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクション６２６と、第１セクション６２４と第２セクション６２６との間に配置されるとともに近位端６１４と遠位端６１６との間に延びる第３セクション６２８とを含む。図示するように、第１セクション６２４は、近位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる一方、第２セクション６２６は、遠位方向に向けられる磁場を有する永久磁石を含むことができる。第３セクション６２８は、第１セクション６２４及び第２セクション６２６の磁場に対して垂直に向けられた磁場を有する永久磁石を含むことができる。

図６Ａ及び図６Ｂに示す例示的な磁気駆動システム６００は、本開示の実施形態の使用又は機能性の範囲に関して、いかなる限定も示唆するように意図されない。例示的な磁気駆動システム６００はまた、そこに図示する任意の単一の構成要素又は構成要素の組合せに関連するいかなる依存性又は要件も有するものとして解釈されるべきではない。さらに、図６Ａ及び図６Ｂに示す様々な構成要素は、実施形態では、当該実施形態に示す他の構成要素（及び／又は図示しない構成要素）の様々なものと統合することができ、それらのすべてが本開示の範囲内にあるとみなされる。

本開示の範囲から逸脱することなく、考察した例示的な実施形態に対する様々な変更形態及び追加形態がなされ得る。例えば、上述した実施形態は、特定の特徴について言及しているが、本開示の範囲は、特徴の異なる組合せを有する実施形態及び記載した特徴をすべて含むわけではない実施形態も含む。従って、本開示の範囲は、請求項の範囲内にあるすべてのそうした代替形態、変更形態及び変形形態をそのすべての均等物とともに包含するように意図されている。

Claims (15)

1. 血液ポンプの磁気駆動システムであって、該磁気駆動システムは、
   インペラと、
   駆動シャフトと、
   従動磁石アセンブリと、
   前記従動磁石アセンブリを駆動するように構成された駆動磁石アセンブリと
   を備え、前記従動磁石アセンブリ及び前記駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、磁束強化部を含む、磁気駆動システム。
2. 前記磁束強化部は、軟磁性材料からなる、請求項１に記載の磁気駆動システム。
3. 前記従動磁石アセンブリは、第１磁束強化部を含むとともに、前記駆動磁石アセンブリは、第２磁束強化部を含む、請求項２に記載の磁気駆動システム。
4. 前記従動磁石アセンブリは、近位端及び遠位端を有する第１円筒体からなり、前記駆動磁石アセンブリは、近位端及び遠位端を有する第２円筒体からなる、請求項３に記載の磁気駆動システム。
5. 前記第１円筒体は、前記近位端と前記遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクションと、前記近位端と前記遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクションと、前記第１セクションと前記第２セクションとの間に配置されるとともに前記近位端と前記遠位端との間に延びる第３セクションとを含む、請求項４に記載の磁気駆動システム。
6. 前記第１磁束強化部は、前記第１円筒体の前記遠位端に配置されるとともに前記第１円筒体の前記遠位端の少なくとも一部を覆う、請求項４又は５に記載の磁気駆動システム。
7. 前記第１円筒体の前記第３セクションは、
   第１端及び第２端を有し、前記第１端が前記第１円筒体の前記遠位端に配置されるとともに前記遠位端から前記第２端まで延びる第１部分と、
   第１端及び第２端を有し、前記第１端が前記第１部分の前記第２端に隣接して配置されるとともに前記第１端から前記第１円筒体の前記近位端まで延びる第２部分と
   を備え、前記第１円筒体の前記第３セクションの前記第１部分は、前記第１磁束強化部を備える、請求項５に記載の磁気駆動システム。
8. 前記第１円筒体の前記第３セクションの前記第２部分は、前記第３セクションの前記第１部分の軸方向長さよりもおよそ２倍長い軸方向長さを有する、請求項７に記載の磁気駆動システム。
9. 前記第２円筒体は、前記近位端と前記遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第１セクションと、前記近位端と前記遠位端との間に延びるとともに弓形断面を有する第２セクションと、前記第１セクションと前記第２セクションとの間に配置されるとともに前記近位端と前記遠位端との間に延びる第３セクションとを含む、請求項４～８のいずれか一項に記載の磁気駆動システム。
10. 前記第２磁束強化部は、前記第２円筒体の前記近位端に配置されるとともに前記第２円筒体の前記近位端の少なくとも一部を覆う、請求項４又は９に記載の磁気駆動システム。
11. 前記第２円筒体の前記第３セクションは、
    第１端及び第２端を有し、前記第１端が前記第２円筒体の前記近位端に配置されるとともに前記近位端から前記第２端まで延びる第１部分と、
    第１端及び第２端を有し、前記第１端が前記第１部分の前記第２端に隣接して配置されるとともに前記第１端から前記第２円筒体の前記遠位端まで延びる第２部分と
    を備え、前記第２円筒体の前記第３セクションの前記第１部分は、前記第２磁束強化部を備える、請求項９に記載の磁気駆動システム。
12. 前記従動磁石アセンブリは、第３磁束強化部をさらに備え、前記駆動磁石アセンブリは、第４磁束強化部をさらに備え、前記第１磁束強化部及び前記第３磁束強化部は、前記第１円筒体の外側において反対の磁極に隣接して配置された側部鉄材からなり、前記第２磁束強化部及び前記第４磁束強化部は、前記第２円筒体の外側において反対の磁極に隣接して配置された側部鉄材からなる、請求項４に記載の磁気駆動システム。
13. 前記従動磁石アセンブリ及び前記駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、２つ以上の極対を備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載の磁気駆動システム。
14. 磁気駆動システムを有する血液ポンプであって、前記磁気駆動システムは、
    インペラと、
    駆動シャフトと、
    従動磁石アセンブリと、
    モータに結合されるとともに前記従動磁石アセンブリを駆動するように構成された駆動磁石アセンブリと
    を備え、前記従動磁石アセンブリ及び前記駆動磁石アセンブリの少なくとも一方は、磁束強化部を含む、血液ポンプ。
15. 前記磁束強化部は、軟磁性材料を含む、請求項１４に記載の磁気駆動システム。

Images