JP3730304B2

JP3730304B2 - Centrifugal blood pump device

Info

Publication number: JP3730304B2
Application number: JP03885196A
Authority: JP
Inventors: 利彦野尻; 嗣人中関
Original assignee: Terumo Corp; NTN Corp
Current assignee: Terumo Corp; NTN Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH09206373A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液を搬送するための磁気軸受型遠心式ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液及び血漿等の生物学的流体を搬送する磁気軸受型ポンプ装置としては、特公平３−７０５００号公報、特公平７−５１９５５号公報などのものが知られている。これらは、インペラを構成する磁性部材を電磁石等の磁力により位置制御することでインペラが他の構成要素に全く接触しない状態で回転する磁気軸受型の遠心式もしくは軸流式のターボポンプであり、電磁石、位置センサー等を備えるインペラ位置制御部（言い換えれば、制御式磁気軸受構成部）およびインペラ回転トルク発生部（言い換えれば、非制御式磁気軸受構成部）は、ポンプハウジングと一体化した構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
血液の搬送に当たっては、赤血球や血小板の様な血球成分を破壊しないようにすること、および、異物反応等により、血液が凝固しないようにすることが必要である。血液接触面に摩擦界面が存在しない磁気軸受型血液ポンプ装置は、この点で非常に有利であり、月単位の長期使用血液ポンプとして有望視されている。しかし、これらの血液ポンプ装置では、電磁石、センサー等の部材を含めて一体となっているため、数時間で終了する開心術や数日程度の短期使用のためのディスポーザブル血液ポンプとしては、高価であり、内部が血液に接触するため感染等の理由により、再利用も困難であり、すべてを廃棄しなければならない。しかし、このような使用済み医療器具は、産業廃棄物であり、その廃棄処理を考えると、できるかぎり少量であることが望ましい。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、遠心式血液ポンプにおいて、再利用の困難な血液ポンプ部分のみを容易に廃棄でき、血液ポンプのための制御式磁気軸受構成部（インペラ位置制御部）および非制御式磁気軸受構成部（インペラ回転トルク発生部）を再利用でき、医療器具の産業廃棄物の発生を少なくできる遠心式血液ポンプ装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するものは、血液流入ポートと血液流出ポートを有するハウジングと、該ハウジング内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを有する遠心式血液ポンプと、該インペラのための非制御式磁気軸受構成部と、該インペラのための制御式磁気軸受構成部とを備え、該非制御式磁気軸受構成部および前記制御式磁気軸受構成部の作用により前記インペラが前記ハウジング内の所定位置に保持された状態で回転する血液ポンプ装置であり、前記非制御式磁気軸受構成部および前記制御式磁気軸受構成部は、前記血液ポンプに着脱可能であるとともに、前記制御式磁気軸受構成部は、前記インペラの磁性部材を吸引するための固定された電磁石と、該インペラの磁性部材の位置を検出するための位置センサーを備えるインペラ位置制御ユニットであり、さらに、前記インペラ位置制御ユニットは、前記血液流入ポートを側面より、該ユニットのほぼ中心まで挿入可能な切欠部を有し、前記血液流入ポートは、環状リブを有するとともに、該リブより下方のポートは、多角筒状となっており、さらに、前記切欠部の閉塞部の内側面は、前記血液流入ポートの前記環状リブより下方のポート形状に対応して、半多角柱状となっている遠心式血液ポンプ装置である。
【０００６】
そして、前記インペラは、例えば、一方の面側に設けられた磁性部材と、他方の面側に設けられた永久磁石を備えるものである。また、前記非制御式磁気軸受構成部は、例えば、前記インペラの永久磁石を吸引するための永久磁石を備えるローターと、該ローターを回転させるモーターとからなるインペラ回転トルク発生ユニットである。また、前記非制御式磁気軸受構成部は、例えば、前記インペラの永久磁石を吸引しつつ回転駆動するための複数のステーターコイルを備えるインペラ回転トルク発生ユニットである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の一実施例の断面図である。図２は、図１に示した本発明の遠心式血液ポンプ装置の平面図である。図３は、図１に示した遠心式血液ポンプ装置の血液ポンプ部分の中央付近で切断した状態の断面図である。図４は、図１に示した本発明の血液ポンプ装置を分解した状態を示す断面図である。
【０００９】
本発明の遠心式血液ポンプ装置１は、血液流入ポート２１と血液流出ポート２２を有するポンプハウジング２０と、ハウジング２０内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラ２３を有する遠心式血液ポンプ２と、インペラ２３のための非制御式磁気軸受構成部４と、インペラ２３のための制御式磁気軸受構成部３とを備え、非制御式磁気軸受構成部４および制御式磁気軸受構成部３の作用によりインペラ２３がハウジング２０内の所定位置に保持された状態で回転する血液ポンプ装置１である。そして、非制御式磁気軸受構成部４および制御式磁気軸受構成部３は、血液ポンプ２より着脱可能である。
言い換えれば、遠心式血液ポンプ装置１は、血液ポンプ２と、制御式磁気軸受構成部であるインペラ位置制御ユニット３と、非制御式磁気軸受構成部であるインペラ回転トルク発生ユニット４からなり、ユニット３、４は、血液ポンプ２に対して着脱可能となっている。
【００１０】
図面を用いて、詳細に説明する。
図１ないし図４に示す実施例の遠心式血液ポンプ装置１は、血液ポンプ２、インペラ位置制御ユニット３、インペラ位置制御ユニット３を血液ポンプ２に固定するための固定部材５、インペラ回転トルク発生ユニット４を備える。
【００１１】
血液ポンプ２は、血液流入ポート２１と血液流出ポート２２を備え、非磁性材料からなるポンプハウジング２０と、このハウジング内に収納されたインペラ２３からなる。血液流入ポート２１の中央付近の側面には、固定部材５のねじ溝５ａと螺合するためのねじ山２０ａが形成されている。血液流入ポート２１は、ほぼ円盤状に形成されたハウジング２０の上面の中央付近よりほぼ垂直に突出するように設けられている。血液流出ポート２２は、ほぼ円盤状に形成されたハウジング２０の側面より接線方向に突出するように設けられている。また、ハウジング２０の下端部には、インペラ回転トルク発生ユニット４への装着のための円盤状の突出部２０ｂが形成されている。
【００１２】
インペラ２３は、円盤状に形成されており、一方の面（血液流入ポート側の面、上面側）に設けられた磁性部材２６を、他方の面（下面側）に設けられた永久磁石２７を備える。磁性部材２６は、後述するインペラ位置制御ユニット３の電磁石３３によりインペラを血液流入ポート側に吸引するために設けられている。永久磁石２７は、後述するインペラ回転トルク発生ユニット４のロータ４１に設けられた永久磁石４１ｂによりインペラを血液流入ポートと反対側に吸引しつつ回転トルクを伝達可能にするために設けられている。インペラ位置制御ユニット３およびインペラ回転トルク発生ユニット４により、非接触式磁気軸受が構成され、インペラ２３は、相反する方向より引っ張られることにより、ハウジング２０内において、ハウジングの内面と接触しない適宜位置にて安定し、非接触状態にてハウジング内を回転する。磁性部材２６としては、磁性ステンレスまたはニッケルまたは軟鉄部材等が使用され、等角度間隔にて複数設けてもよく、またドーナツ板状のものでもよい。永久磁石２７は、インペラ２３の底面付近に等角度間隔にて複数設けられてもよく、またドーナツ板状のものに多極着磁を施したものを用いてもよい。
【００１３】
インペラ２３は、図３および図２に示すように、血液流入ポート２１に対応する位置となるインペラの中央付近に形成された開口２４と、開口２４の周縁よりその接線方向にかつ湾曲してインペラの周縁まで延びる複数の仕切部２５を備える。そして、インペラ２３は、隣り合う仕切部２５間により形成され、血液流入ポート２１およびハウジング２０の血液通路２９と連通する複数の血液誘導路２８を備える。
【００１４】
インペラ位置制御ユニット３は、図１および図３に示すように、ハウジング３１と、ハウジング内に収納された複数の電磁石３３と、複数の位置センサ３２を有する。ハウジング３１は、血液ポンプ２のハウジング２０のほぼ垂直に突出する血液流入ポート２１が貫通可能な開口３１ａを有する。このため、ユニット３は、血液ポンプ２の上方より、ポンプの上面に装着（被嵌）することおよび取り外すことができる。ユニット３をポンプ２に装着した状態において、ポンプ２のハウジング２０のねじ山２０ａは、ユニット３の上端付近に位置しており、板状（具体的には、多角形板状）の固定部材５の開口５１に形成されたねじ溝５ａをねじ山２０ａと螺合させることにより、ユニット３は、固定部材５とポンプ２間に挟まれ固定される。逆に、固定部材５を取り外すことにより、ポンプ２よりユニット３を離脱させることができる。
【００１５】
ユニット３の複数（３つ）の電磁石３３および複数（３つ）の位置センサ３２は、それぞれ等角度間隔にて設けられており、電磁石３３と位置センサ３２も等角度間隔にて設けられている。電磁石３３は、鉄心３３ａとコイル３３ｂからなる。鉄心３３ａの下端およびセンサ３２の下端は、ハウジング３１の下面にて露出している。電磁石３３は、この実施例では、図２に示すように、３個設けられている。電磁石は、３個以上でもよい。３個以上設け、これらの電磁力を後述する位置センサ３２の検知結果を用いて調整することにより、インペラの中心軸（ｚ軸）方向の力を釣り合わせ、かつ中心軸（ｚ軸）に直交するｘ軸およびｙ軸まわりのモーメントを０にすることができる。
【００１６】
位置センサ３２は、電磁石３３と磁性部材２６との隙間の間隔を検知し、この検知出力は、電磁石のコイル３３ｂに与えられる電流を制御する制御部（図示せず）にフィードバックされる。また、インペラ２３に重力等による半径方向の力が作用しても、インペラ２３の永久磁石２７とロータ４１の永久磁石４１ｂとの間の磁束の剪断力および電磁石３３と磁性部材２６との間の磁束の剪断力が作用するため、インペラ２３はハウジング２の中心に保持される。
【００１７】
インペラ回転トルク発生ユニット４は、図１および図４に示すように、ハウジング４０と、ハウジング内に収納されたインペラ回転トルク発生機構を備える。ハウジング４０の上端部には、血液ポンプ２の下端突出部２０ｂを収納（係合）する円盤状の凹部４０ａを備えている。血液ポンプ２の下端突出部２０ｂとこの凹部４０ａとの係合により、ユニット４は、血液ポンプ２に装着される。また、両者の係合を解除することにより、血液ポンプ２よりユニット４を容易に取り外すことができる。
【００１８】
インペラ回転トルク発生機構は、ロータ４１とロータを回転させるためのモータ４２（内部構造を省略する）からなる。ロータ４１は、回転板４１ａと回転板の一方の面（血液ポンプ側の面）に設けられた複数の永久磁石４１ｂからなる。ロータ４１の中心は、モータ４２の回転軸に固定されている。永久磁石４１ｂは、インペラ２３の永久磁石の配置形態（数および配置位置）に対応するように、複数かつ等角度ごとに設けられている。
【００１９】
次に、図５ないし図７に示す実施例の血液ポンプ装置１０について説明する。この実施例の血液ポンプ装置１０の基本構成は、図１に示した血液ポンプ装置１と同じである。以下、相違点のみを説明する。
インペラ位置制御ユニット５２は、複数（具体的には、２つに）に分割可能な構造となっている。ユニット５２は、ユニット第１分割部５３とユニット第２分割部５４に分割可能であり、それぞれは略半円状となっており、両者は端部に固定されたヒンジ部材５６により、開閉可能に固定され、半円状の直線部分が当接面を形成している。なお、図７の状態が開いた状態（もしくは、分割された状態）であり、図６の状態が閉じた状態（もしくは、組み立てられた状態）である。また、図６および図７に示すように、第２ユニット分割部５４の端部には、ユニット組み立て用ネジ部材５５と、ネジ部材５５のねじ山に対応したねじ溝を備えるネジ部材取付部５４ｂが設けられ、ユニット第１分割部５３の端部であり組み立て時に、ネジ部材取付部５４ｂと当接する部分には、ネジ部材５５のねじ山に対応したねじ溝を備えるネジ部材取付部５３ｂが設けられている。
【００２０】
よって、ネジ部材５５により、図６に示すように、ユニット第１分割部５３とユニット第２分割部５４は、開放しない状態に保持される。また、図７に示すように、ユニット第１分割部５３の直線部分の中央には、血液流入ポート収納用の凹部５３ａを、直線部分の端部には、突起５３ｄと凹部５３ｅを備える。ユニット第２分割部５４の直線部分の中央には、血液流入ポート収納用の凹部５４ａを、直線部分の端部には、ユニット第１分割部５３の突起５３ｄに対応する凹部５４ｄと、ユニット第１分割部５３の凹部５３ｅに対応する突起５４ｅを備え、これらにより、分割ユニットの組み立てを容易かつ確実なものとしている。また、組み立てられたユニットには、４つの位置検出センサー３２および４つの電磁石３３の内それぞれ二つが分割されたユニット内に配分されるため、各分割ユニットのそれぞれに配線ケーブル５３ｆ，５４ｆが設けられている。
【００２１】
これらの実施例によれば、ポンプハウジングの血液流入口側に配置されるインペラ位置制御ユニットが分割可能であるので、ポンプハウジングへのユニットの装着および離脱がより容易である。特に、使用時に、インペラ位置制御ユニットに不調が生じた場合でも、体外循環回路中より血液ポンプを離脱することなく、ユニットのみの交換ができる。
血液ポンプ２の血液流入ポート２１の中央付近には、環状リブ２０ｂが設けられており、組み立て装着されたユニット５２が血液ポンプより離脱することを防止してる。
【００２２】
なお、インペラ位置制御ユニットは、図８に示すような形態としてもよい。このユニット６２の基本構成は、上述したユニット５２と同じであり、相違は、ユニット第１分割部５３およびユニット第２分割部５４の直線部分の端部に設けられた、突起６２ａおよびこれに対応する凹部６２ｃもしくは凹部６２ｂおよびこれに対応する突起６２ｄのいずれかもしくは両者を電気コネクター機能を有するピンおよび受け部とし、ユニット第２分割部５４内の電気信号をユニット第１分割部５３内に伝達し、２つの分割ユニット内の配線を唯一の配線ケーブル６２ｅとした点である。
この実施例によれば、分割されたインペラ位置制御ユニットの一方のみから電気配線が可能となるため、外部の配線コード等の部品点数を減らすことができる。
【００２３】
また、インペラ位置制御ユニットは、図９に示すような形態としてもよい。このユニット６５の基本構成は、上述したユニット５２と同じであり、相違は、組み立てられたユニット６５は、３つの位置検出センサー３２および３つの電磁石３３を有する点であり、ユニット第１分割部５３およびユニット第２分割部５４には、組み立てられた状態にて、３つの位置検出センサー３２および３つの電磁石３３がそれぞれ等角度ごとに配置された状態となるように、配置されている。
【００２４】
次に、図１０に示す実施例の血液ポンプ装置について説明する。
図１０では、この実施例の血液ポンプ装置に用いられるインペラ位置制御ユニット７０および血液ポンプの血液流入ポート付近のみを図示している。
図１０の左図に示すように、ユニット７０は、血液流入ポートを側面より、ユニットのほぼ中心まで挿入可能な切欠部７２を有する。血液流入ポート２１は、図１０の右図に示すように、中央付近に環状リブ２０ｂを有し、リブ２０ｂより下方のポート２１は、多角筒状（具体的には、８角柱状）となっている。切欠部７２の閉塞部の内側面は、リング状リブ２０ｂより下方のポート２１の形状に対応して、半多角柱状となっている。血液ポンプに装着されたユニット７０は、切欠部７２の閉塞部の内側面とリング状リブ２０ｂより下方のポート２１の側面の係合により、ポンプに対して回転することが規制され、かつ、リブ２０ｂにより、ポンプからの離脱も規制されている。
【００２５】
そして、ユニットには、図１０に示すように、切欠部を除く部分に４つの位置検出センサー３２および等角度間隔となるように３つの電磁石３３が配置されている。また、図１１のように、５つの位置検出センサー３２および等角度間隔となるように４つの電磁石３３を配置してもよい。これらの実施例においても、使用時に、インペラ位置制御ユニットに不調が生じた場合でも、体外循環回路中より血液ポンプを離脱することなく、ユニットのみの交換ができる。さらに、これら実施例によれば、インペラ位置制御ユニットを血液流入ポートの横からスライドさせるのみで装着可能であり、着脱がより容易である。
【００２６】
次に、図１２に示す実施例の血液ポンプ装置８０について説明する。
この血液ポンプ装置８０は、血液ポンプ８２、インペラ位置制御ユニット８３、インペラ回転トルク発生ユニット８４、インペラ回転トルク発生ユニット８４を血液ポンプ８２に固定するための固定部材８６を備える。
血液ポンプ８２は、血液流入ポート２１の側面に設けられたねじ山８２ｂの位置が、若干血液流入口側にある以外は、図１ないし図４に示した血液ポンプと同じである。簡単に説明すると、血液流入ポート２１と血液流出ポート（図示せず）を備え、非磁性材料からなるポンプハウジング８２ａと、このハウジング内に収納されたインペラ２３からなる。血液流入ポート２１の血液流入口より若干下方の側面には、固定部材８６のねじ溝８６ｂと螺合するためのねじ山８２ｂが形成されている。血液流入ポート２１は、ほぼ円盤状に形成されたハウジング８２ａの上面の中央付近よりほぼ垂直に突出するように設けられている。血液流出ポートは、ほぼ円盤状に形成されたハウジングの側面より接線方向に突出するように設けられている。また、ハウジング８２ａの下端部には、インペラ位置制御ユニット８３の装着のための円盤状の突出部８２ｃが形成されている。インペラ２３としては、上述したものと同じである。
【００２７】
インペラ位置制御ユニット８３は、血液流入ポートを貫通する開口を備えない点および血液ポンプハウジング８２ａの下端部に設けられた円盤状の突出部８２ｃと係合する円盤状凹部８３ｂを備える以外は、図１ないし図４に示したインペラ位置制御ユニット３と同じであり、複数の電磁石３３および位置センサ３２を備えている。
【００２８】
インペラ回転トルク発生ユニット８４は、ハウジング８４ａと、ハウジング内に収納されたインペラ回転トルク発生機構を備える。ハウジング８４ａは、血液ポンプ８２のハウジング８２ａのほぼ垂直に突出する血液流入ポート２１が貫通可能な開口８４ｂを有する。このため、ユニット８４は、血液ポンプ８２の上方より、ポンプの上面に装着（被嵌）することおよび取り外すことができる。ユニット８４をポンプ８２に装着した状態において、ポンプ８２のハウジングのねじ山８２ｂは、ユニット８４の上端付近に位置しており、板状（具体的には、多角形板状）の固定部材８６の開口８６ａに形成されたねじ溝８６ｂをねじ山８２ｂと螺合させることにより、ユニット８４は、固定部材８６とポンプ８２間に挟まれ固定される。逆に、固定部材８６を取り外すことにより、ポンプよりユニットを離脱させることができる。
【００２９】
インペラ回転トルク発生機構８５は、円筒状のロータ８５ｂとロータマグネット８５ｃおよびステータコイル８５ｄからなる。ロータ８５ｂの一端には、フランジが形成されており、このフランジの表面（血液ポンプ側の面）には複数の永久磁石８５ａが設けられている。永久磁石８５ａは、インペラ２３の永久磁石２７の配置形態（数および配置位置）に対応するように、複数かつ等角度ごとに設けられている。
【００３０】
次に、図１４に示す実施例の血液ポンプ装置９０について説明する。
図１３には、血液ポンプ装置９０に用いられるインペラ回転トルク発生ユニット９１が示されている。
この血液ポンプ装置９０は、血液ポンプ９６、インペラ位置制御ユニット８３、インペラ回転トルク発生ユニット９１を備える。
【００３１】
血液ポンプ９６は、血液流入ポート２１の側面に設けられたねじ山８２ｂではなく、環状リブ９６ｂとなっていることおよびその位置が若干下方となっている以外は、上述した図１２の血液ポンプと同じであり、組み立て装着されたインペラ回転トルク発生ユニット９１が血液ポンプより離脱することを防止している。インペラ２３としては、上述したものと同じである。さらに、インペラ位置制御ユニット８３は、上述した図１２のものと同じである。
【００３２】
インペラ回転トルク発生ユニット９１は、インペラの永久磁石を吸引しつつ回転駆動するための複数のステーターコイル９４を備えるインペラ回転トルク発生ユニットであり、このような偏平型ブラシレスモーター機構を用いることにより、回転トルク発生ユニット内の可動部材を排除し、物理的に分割可能な構造としている。これにより、ユニット９１は、図１３に示すように、複数（具体的には、２つに）に分割可能な構造となっている。ユニット９１は、ユニット第１分割部９２とユニット第２分割部９３に分割可能であり、それぞれは略半円状となっており、両者は端部に固定されたヒンジ部材５６により、開閉可能に固定され、半円状の直線部分が当接面を形成している。なお、図１３の状態が開いた状態（もしくは、分割された状態）を示している。
【００３３】
また、図１３に示すように、ユニット第１分割部９２の直線部分の中央には、血液流入ポート収納用の凹部９２ａを有する。ユニット第２分割部９３の直線部分の中央には、血液流入ポート収納用の凹部９３ａを有する。さらに、第２ユニット分割部９３の端部には、ユニット組み立て用ネジ部材９５と、ネジ部材９５のねじ山に対応したねじ溝を備えるネジ部材取付部９３ｂが設けられ、ユニット第１分割部９２の端部であり組み立て時に、ネジ部材取付部９３ｂと当接する部分には、ネジ部材９５のねじ山に対応したねじ溝を備えるネジ部材取付部９２ｂが設けられている。よって、ネジ部材９５により、ユニット第１分割部９２とユニット第２分割部９３は、開放しない状態に保持される。
【００３４】
この実施例によれば、ポンプハウジングの入り口側に配置されるインペラ回転トルク発生ユニットが分割可能となるため、ポンプハウジングへのユニットの装着および離脱がより容易である。特に、使用時に、インペラ回転トルク発生ユニットに不調が生じた場合でも、体外循環回路中より血液ポンプを離脱することなく、ユニットのみの交換ができる。
【００３５】
次に、図１５および図１６に示す本発明の血液ポンプ装置１００について説明する。
この実施例の血液ポンプ装置１００の基本構成は、図１ないし図４に示した血液ポンプ装置１と同じであり、相違点は、インペラ位置制御ユニット３と血液ポンプ２の当接部分の形状のみである。この血液ポンプ装置１００のユニット３では、複数（３つ）の電磁石３３の下端部３３ｃおよび複数（３つ）の位置センサ３２の下端部３２ａは、ハウジング３１の下面より突出している。これに対応して、血液ポンプ２の上面には、電磁石３３の突出する下端部３３ｃ（鉄心の下端）を収納する凹部２０ｃおよび位置センサ３２の突出する下端部３２ａを収納する凹部２０ｄを有する。このような突出部およびそれを収納する凹部を備えることにより、血液ポンプに装置されたユニット３のガタツキを防止できる。さらに、電磁石の鉄心の下端とインペラの磁性部材間の距離を短くすることもでき、電磁石によるインペラの磁気吸引をより確実に行うことができる。
【００３６】
なお、以上示した実施例において、インペラ位置制御ユニット、トルク発生ユニットのポンプハウジングへの固定および、分割可能なインペラ位置制御ユニット、トルク発生ユニットの結合手段としては、ねじ結合、ヒンジ部材を用いたものを例示しているが、これらに限定されるものではなく、ラッチ機構等の他の公知の手段を用いてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の遠心式血液ポンプ装置は、血液流入ポートと血液流出ポートを有するハウジングと、該ハウジング内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを有する遠心式血液ポンプと、該インペラのための非制御式磁気軸受構成部と、該インペラのための制御式磁気軸受構成部とを備え、該非制御式磁気軸受構成部および前記制御式磁気軸受構成部の作用により前記インペラが前記ハウジング内の所定位置に保持された状態で回転する血液ポンプ装置であり、前記非制御式磁気軸受構成部および前記制御式磁気軸受構成部は、前記血液ポンプに着脱可能である。
【００３８】
この遠心式血液ポンプ装置では、インペラは実施的に非接触状態で回転し、血液を送液できるので、血球成分に与える影響、具体的には、赤血球、血小板の損傷が生じることが少ない。使用後には、血液ポンプ部分のみを廃棄でき、血液ポンプのための制御式磁気軸受構成部（インペラ位置制御ユニット）および非制御式磁気軸受構成部（インペラ回転トルク発生ユニット）を再利用でき、医療器具の産業廃棄物の発生を少なくできる。
【００３９】
さらに、前記インペラ位置制御部もしくはインペラ回転トルク発生部のうち前記血液ポンプの血液流入口側に装着されるもの（ユニット）は、複数に分割可能な構造を有していることが好ましい。使用時に、インペラ位置制御部もしくはインペラ回転トルク発生部に不調が生じた場合、血液が充満した体外循環回路中より血液ポンプを離脱するというきわめて繁雑な作業を行う必要がなく、不調のユニットを容易に交換できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の一実施例の断面図である。
【図２】図２は、図１に示した本発明の遠心式血液ポンプ装置の平面図である。
【図３】図３は、図１に示した遠心式血液ポンプ装置の血液ポンプ部分の中央付近で切断した状態の断面図である。
【図４】図４は、図１に示した本発明の血液ポンプ装置を分解した状態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の他の実施例の断面図である。
【図６】図６は、図５に示した本発明の遠心式血液ポンプ装置の平面図である。
【図７】図７は、図６に示した遠心式血液ポンプ装置に使用されるインペラ位置制御ユニットの分割状態を示す平面図である。
【図８】図８は、本発明の遠心式血液ポンプ装置に使用されるインペラ位置制御ユニットの他の例の分割状態を示す平面図である。
【図９】図９は、本発明の遠心式血液ポンプ装置に使用されるインペラ位置制御ユニットの他の例の組み立て状態を示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の遠心式血液ポンプ装置に用いられるインペラ位置制御ユニットの他の例の平面図およびこの例のユニットが用いられる血液ポンプの血液流入ポート付近を示す説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の遠心式血液ポンプ装置に用いられるインペラ位置制御ユニットの他の例の平面図およびこの例のユニットが用いられる血液ポンプの血液流入ポート付近を示す説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の実施例の遠心式血液ポンプ装置を分解した状態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の用いられるインペラ回転トルク発生ユニットの一例の分割状態を示す平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の他の実施例の遠心式血液ポンプ装置を分解した状態を示す断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の他の実施例の断面図である。
【図１６】図１６は、図１５に示した本発明の遠心式血液ポンプ装置の平面図である。
【符号の説明】
１遠心式血液ポンプ装置
２遠心式血液ポンプ
３制御式磁気軸受構成部（インペラ位置制御ユニット）
４非制御式磁気軸受構成部（インペラ回転トルク発生ユニット）
５固定部材
２１血液流入ポート
２２血液流出ポート
２３インペラ
２６磁性部材
２７インペラの永久磁石
３３電磁石
４１ロータ
４１ｂロータの永久磁石[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic bearing type centrifugal pump device for transporting blood.
[0002]
[Prior art]
As a magnetic bearing type pump device for transporting biological fluids such as blood and plasma, those disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-70500 and Japanese Patent Publication No. 7-51955 are known. These are magnetic bearing type centrifugal or axial flow turbo pumps that rotate in a state where the impeller is not in contact with other components at all by controlling the position of the magnetic member constituting the impeller by a magnetic force such as an electromagnet, An impeller position control unit (in other words, a controlled magnetic bearing component) including an electromagnet, a position sensor, and the like, and an impeller rotational torque generating unit (in other words, a non-control type magnetic bearing component) are integrated with the pump housing. It has become.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In transporting blood, it is necessary not to destroy blood cell components such as red blood cells and platelets, and to prevent blood from coagulating due to a foreign body reaction or the like. A magnetic bearing blood pump device that does not have a friction interface on the blood contact surface is very advantageous in this respect, and is regarded as a promising blood pump for long-term use on a monthly basis. However, since these blood pump devices are integrated, including members such as electromagnets and sensors, they are expensive as disposable blood pumps for open heart surgery that can be completed in a few hours or for short-term use of several days. In addition, because the inside comes into contact with blood, it is difficult to reuse due to infection and the like, and everything must be discarded. However, such a used medical device is an industrial waste, and it is desirable that the used medical device is as small as possible in view of its disposal.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to easily discard only a blood pump portion that is difficult to reuse in a centrifugal blood pump, and to provide a control type magnetic bearing component (impeller position control unit) and a non-control type for the blood pump. It is an object of the present invention to provide a centrifugal blood pump device that can reuse a magnetic bearing component (impeller rotational torque generator) and reduce the generation of industrial waste of medical instruments.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a housing having a blood inflow port and a blood outflow port, a centrifugal blood pump having an impeller that rotates in the housing and feeds blood by centrifugal force at the time of rotation, and the impeller A non-controllable magnetic bearing component for the impeller and a controllable magnetic bearing component for the impeller, and the impeller is moved into the housing by the action of the non-controllable magnetic bearing component and the controllable magnetic bearing component. The blood pump device that rotates while being held at a predetermined position, wherein the non-controllable magnetic bearing component and the controllable magnetic bearing component are detachable from the blood pump. The control type magnetic bearing component is an impeller position control unit including a fixed electromagnet for attracting the magnetic member of the impeller and a position sensor for detecting the position of the magnetic member of the impeller. Furthermore, the impeller position control unit has a cutout portion into which the blood inflow port can be inserted from the side to the center of the unit, and the blood inflow port has an annular rib and a port below the rib. Is a polygonal cylinder, and the inner surface of the closed part of the notch is a semi-polygonal column corresponding to the port shape below the annular rib of the blood inlet port It is a centrifugal blood pump device.
[0006]
The impeller includes, for example, a magnetic member provided on one surface side and a permanent magnet provided on the other surface side. Further, the non-control type magnetic bearing component is, for example, an impeller rotational torque generating unit including a rotor having a permanent magnet for attracting the permanent magnet of the impeller and a motor for rotating the rotor. Further, the non-control type magnetic bearing component is, for example, an impeller rotational torque generating unit including a plurality of stator coils for rotationally driving while attracting the permanent magnet of the impeller.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a centrifugal blood pump device of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the centrifugal blood pump apparatus of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device shown in FIG. 1 cut in the vicinity of the center of the blood pump portion. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the blood pump device of the present invention shown in FIG. 1 is disassembled.
[0009]
The centrifugal blood pump device 1 according to the present invention includes a pump housing 20 having a blood inflow port 21 and a blood outflow port 22, and a centrifuge having an impeller 23 that rotates in the housing 20 and feeds blood by centrifugal force during rotation. Blood pump 2, non-control type magnetic bearing component 4 for impeller 23, and control type magnetic bearing component 3 for impeller 23, including non-control type magnetic bearing component 4 and control type magnetic bearing The blood pump device 1 rotates in a state where the impeller 23 is held at a predetermined position in the housing 20 by the action of the component 3. The uncontrolled magnetic bearing component 4 and the controlled magnetic bearing component 3 are detachable from the blood pump 2.
In other words, the centrifugal blood pump apparatus 1 includes a blood pump 2, an impeller position control unit 3 that is a control type magnetic bearing component, and an impeller rotational torque generation unit 4 that is a non-control type magnetic bearing component. 3 and 4 can be attached to and detached from the blood pump 2.
[0010]
This will be described in detail with reference to the drawings.
The centrifugal blood pump device 1 of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 includes a blood pump 2, an impeller position control unit 3, a fixing member 5 for fixing the impeller position control unit 3 to the blood pump 2, and generation of impeller rotational torque. A unit 4 is provided.
[0011]
The blood pump 2 includes a blood inflow port 21 and a blood outflow port 22, and includes a pump housing 20 made of a nonmagnetic material and an impeller 23 housed in the housing. On the side surface near the center of the blood inflow port 21, a screw thread 20 a for screwing with the screw groove 5 a of the fixing member 5 is formed. The blood inflow port 21 is provided so as to protrude substantially vertically from the vicinity of the center of the upper surface of the housing 20 formed in a substantially disc shape. The blood outflow port 22 is provided so as to protrude in a tangential direction from the side surface of the housing 20 formed in a substantially disc shape. In addition, a disc-shaped protrusion 20 b for mounting on the impeller rotational torque generating unit 4 is formed at the lower end of the housing 20.
[0012]
The impeller 23 is formed in a disk shape, and includes a magnetic member 26 provided on one surface (a blood inflow port side surface, an upper surface side) and a permanent magnet 27 provided on the other surface (lower surface side). Prepare. The magnetic member 26 is provided for attracting the impeller to the blood inflow port side by an electromagnet 33 of the impeller position control unit 3 described later. The permanent magnet 27 is provided so that rotational torque can be transmitted while attracting the impeller to the side opposite to the blood inflow port by a permanent magnet 41b provided on the rotor 41 of the impeller rotational torque generating unit 4 described later. The impeller position control unit 3 and the impeller rotational torque generating unit 4 constitute a non-contact type magnetic bearing, and the impeller 23 is pulled in an opposite direction, so that the impeller 23 is placed in an appropriate position in the housing 20 so as not to contact the inner surface of the housing. Rotate in the housing in a non-contact state. As the magnetic member 26, magnetic stainless steel, nickel, a soft iron member, or the like is used. A plurality of magnetic members 26 may be provided at equal angular intervals, or may be in the shape of a donut plate. A plurality of the permanent magnets 27 may be provided near the bottom surface of the impeller 23 at equal angular intervals, or a donut plate-like one that has been subjected to multipolar magnetization may be used.
[0013]
As shown in FIGS. 3 and 2, the impeller 23 has an opening 24 formed near the center of the impeller at a position corresponding to the blood inflow port 21, and the impeller is curved in a tangential direction from the peripheral edge of the opening 24. A plurality of partition portions 25 extending to the peripheral edge are provided. The impeller 23 includes a plurality of blood guide paths 28 that are formed between the adjacent partition portions 25 and communicate with the blood inlet port 21 and the blood passage 29 of the housing 20.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 3, the impeller position control unit 3 includes a housing 31, a plurality of electromagnets 33 housed in the housing, and a plurality of position sensors 32. The housing 31 has an opening 31a through which the blood inflow port 21 protruding substantially perpendicularly to the housing 20 of the blood pump 2 can pass. For this reason, the unit 3 can be attached (fitted) to and removed from the upper surface of the pump from above the blood pump 2. In a state where the unit 3 is mounted on the pump 2, the screw thread 20 a of the housing 20 of the pump 2 is located near the upper end of the unit 3, and is a plate-like (specifically, polygonal plate-like) fixing member 5. The unit 3 is sandwiched and fixed between the fixing member 5 and the pump 2 by screwing the screw groove 5a formed in the opening 51 of the screw 5a with the screw thread 20a. Conversely, the unit 3 can be detached from the pump 2 by removing the fixing member 5.
[0015]
The plural (three) electromagnets 33 and the plural (three) position sensors 32 of the unit 3 are provided at equal angular intervals, and the electromagnet 33 and the position sensor 32 are also provided at equal angular intervals. . The electromagnet 33 includes an iron core 33a and a coil 33b. The lower end of the iron core 33 a and the lower end of the sensor 32 are exposed on the lower surface of the housing 31. In this embodiment, three electromagnets 33 are provided as shown in FIG. Three or more electromagnets may be used. Three or more are provided, and these electromagnetic forces are adjusted using detection results of a position sensor 32 described later, thereby balancing the forces in the central axis (z-axis) direction of the impeller and orthogonal to the central axis (z-axis). The moment around the x axis and the y axis can be made zero.
[0016]
The position sensor 32 detects the gap interval between the electromagnet 33 and the magnetic member 26, and this detection output is fed back to a control unit (not shown) that controls the current applied to the coil 33b of the electromagnet. Even if a radial force due to gravity or the like acts on the impeller 23, the magnetic flux shear force between the permanent magnet 27 of the impeller 23 and the permanent magnet 41 b of the rotor 41 and the force between the electromagnet 33 and the magnetic member 26. Since the shearing force of the magnetic flux acts, the impeller 23 is held at the center of the housing 2.
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 4, the impeller rotational torque generating unit 4 includes a housing 40 and an impeller rotational torque generating mechanism housed in the housing. The upper end portion of the housing 40 is provided with a disk-shaped recess 40 a that houses (engages) the lower end protruding portion 20 b of the blood pump 2. The unit 4 is attached to the blood pump 2 by the engagement between the lower end protrusion 20b of the blood pump 2 and the recess 40a. Further, the unit 4 can be easily detached from the blood pump 2 by releasing the engagement between the two.
[0018]
The impeller rotational torque generating mechanism includes a rotor 41 and a motor 42 for rotating the rotor (the internal structure is omitted). The rotor 41 includes a rotating plate 41a and a plurality of permanent magnets 41b provided on one surface (the surface on the blood pump side) of the rotating plate. The center of the rotor 41 is fixed to the rotating shaft of the motor 42. The permanent magnets 41b are provided in plural and at equal angles so as to correspond to the arrangement form (number and arrangement position) of the permanent magnets of the impeller 23.
[0019]
Next, the blood pump device 10 of the embodiment shown in FIGS. 5 to 7 will be described. The basic configuration of the blood pump device 10 of this embodiment is the same as that of the blood pump device 1 shown in FIG. Only the differences will be described below.
The impeller position control unit 52 has a structure that can be divided into a plurality (specifically, two). The unit 52 can be divided into a unit first division part 53 and a unit second division part 54, each of which is substantially semicircular, and both can be opened and closed by a hinge member 56 fixed to the end. The semicircular straight portion is fixed and forms a contact surface. Note that the state of FIG. 7 is an open state (or a divided state), and the state of FIG. 6 is a closed state (or an assembled state). As shown in FIGS. 6 and 7, the end of the second unit dividing portion 54 includes a screw member 55 for unit assembly and a screw member mounting portion 54b having a screw groove corresponding to the thread of the screw member 55. A screw member mounting portion 53b having a thread groove corresponding to the thread of the screw member 55 is provided at a portion that contacts the screw member mounting portion 54b during assembly. It has been.
[0020]
Therefore, as shown in FIG. 6, the unit first divided portion 53 and the unit second divided portion 54 are held by the screw member 55 so as not to be opened. Further, as shown in FIG. 7, a blood inflow port accommodating recess 53a is provided at the center of the straight portion of the unit first dividing portion 53, and a protrusion 53d and a recess 53e are provided at the end of the straight portion. At the center of the straight portion of the unit second dividing portion 54, a concave portion 54a for storing a blood inflow port is provided, and at the end of the straight portion, a concave portion 54d corresponding to the protrusion 53d of the unit first dividing portion 53 and Protrusions 54e corresponding to the concave portions 53e of the one divided portion 53 are provided, thereby making it easy and reliable to assemble the divided units. In addition, since the assembled unit is distributed among the divided units of the four position detection sensors 32 and the four electromagnets 33, wiring cables 53f and 54f are provided in each of the divided units. ing.
[0021]
According to these embodiments, since the impeller position control unit arranged on the blood inlet side of the pump housing can be divided, it is easier to mount and remove the unit from the pump housing. In particular, even when an impeller position control unit malfunctions during use, only the unit can be replaced without removing the blood pump from the extracorporeal circuit.
An annular rib 20b is provided near the center of the blood inlet port 21 of the blood pump 2 to prevent the assembled unit 52 from being detached from the blood pump.
[0022]
The impeller position control unit may be configured as shown in FIG. The basic configuration of the unit 62 is the same as that of the unit 52 described above, and the difference is that the protrusion 62a provided at the end of the straight portion of the unit first divided portion 53 and the unit second divided portion 54 and the projection 62a correspond thereto. One or both of the concave portion 62c or the concave portion 62b and the corresponding projection 62d are used as a pin and a receiving portion having an electrical connector function, and an electric signal in the unit second divided portion 54 is transmitted into the unit first divided portion 53. The wiring in the two divided units is the only wiring cable 62e.
According to this embodiment, since electrical wiring is possible only from one of the divided impeller position control units, the number of parts such as external wiring cords can be reduced.
[0023]
Further, the impeller position control unit may be configured as shown in FIG. The basic configuration of the unit 65 is the same as that of the unit 52 described above, and the difference is that the assembled unit 65 includes three position detection sensors 32 and three electromagnets 33. And in the unit 2nd division | segmentation part 54, it arrange | positions so that it may be in the state by which the three position detection sensors 32 and the three electromagnets 33 are each arrange | positioned for every equal angle in the assembled state.
[0024]
Next, the blood pump device of the embodiment shown in FIG. 10 will be described.
FIG. 10 shows only the impeller position control unit 70 used in the blood pump device of this embodiment and the vicinity of the blood inlet port of the blood pump.
As shown in the left diagram of FIG. 10, the unit 70 has a notch 72 through which the blood inflow port can be inserted from the side to the center of the unit. As shown in the right view of FIG. 10, the blood inflow port 21 has an annular rib 20b near the center, and the port 21 below the rib 20b has a polygonal cylinder shape (specifically, an octagonal column shape). ing. The inner side surface of the closed portion of the notch 72 has a semi-polygonal column shape corresponding to the shape of the port 21 below the ring-shaped rib 20b. The unit 70 attached to the blood pump is restricted from rotating with respect to the pump by the engagement of the inner surface of the closed portion of the notch 72 and the side surface of the port 21 below the ring-shaped rib 20b. The separation from the pump is also regulated by 20b.
[0025]
And in the unit, As shown in FIG. On the part excluding the notch 4 Two position detection sensors 32 and To be equiangularly spaced Three electromagnets 33 are arranged. Also, as shown in FIG. 5 Two position detection sensors 32 and To be equiangularly spaced Four electromagnets 33 The You may arrange. Also in these embodiments, even if the impeller position control unit malfunctions during use, only the unit can be replaced without removing the blood pump from the extracorporeal circuit. Furthermore, according to these embodiments, the impeller position control unit can be mounted simply by sliding it from the side of the blood inlet port, and can be easily attached and detached.
[0026]
Next, the blood pump device 80 of the embodiment shown in FIG. 12 will be described.
The blood pump device 80 includes a blood pump 82, an impeller position control unit 83, an impeller rotation torque generation unit 84, and a fixing member 86 for fixing the impeller rotation torque generation unit 84 to the blood pump 82.
The blood pump 82 is the same as the blood pump shown in FIGS. 1 to 4 except that the position of the thread 82b provided on the side surface of the blood inflow port 21 is slightly on the blood inlet side. Briefly, the pump housing 82a is provided with a blood inflow port 21 and a blood outflow port (not shown) and is made of a nonmagnetic material, and an impeller 23 housed in the housing. On the side surface slightly below the blood inlet of the blood inflow port 21, a screw thread 82 b for screwing with the screw groove 86 b of the fixing member 86 is formed. The blood inflow port 21 is provided so as to protrude substantially vertically from the vicinity of the center of the upper surface of the housing 82a formed in a substantially disc shape. The blood outflow port is provided so as to protrude in a tangential direction from the side surface of the housing formed in a substantially disc shape. In addition, a disc-shaped protrusion 82c for mounting the impeller position control unit 83 is formed at the lower end of the housing 82a. The impeller 23 is the same as that described above.
[0027]
The impeller position control unit 83 is not provided with an opening penetrating the blood inflow port, and includes a disk-shaped recess 83b that engages with a disk-shaped protrusion 82c provided at the lower end of the blood pump housing 82a. It is the same as the impeller position control unit 3 shown in FIGS. 1 to 4 and includes a plurality of electromagnets 33 and a position sensor 32.
[0028]
The impeller rotational torque generation unit 84 includes a housing 84a and an impeller rotational torque generation mechanism housed in the housing. The housing 84a has an opening 84b through which the blood inflow port 21 protruding substantially perpendicularly to the housing 82a of the blood pump 82 can pass. For this reason, the unit 84 can be attached (fitted) to and removed from the upper surface of the pump from above the blood pump 82. In a state where the unit 84 is mounted on the pump 82, the screw thread 82b of the housing of the pump 82 is located near the upper end of the unit 84, and the plate-like (specifically, polygonal plate-like) fixing member 86 is located. The unit 84 is sandwiched and fixed between the fixing member 86 and the pump 82 by screwing the thread groove 86b formed in the opening 86a with the thread 82b. Conversely, by removing the fixing member 86, the unit can be detached from the pump.
[0029]
The impeller rotational torque generating mechanism 85 includes a cylindrical rotor 85b, a rotor magnet 85c, and a stator coil 85d. A flange is formed at one end of the rotor 85b, and a plurality of permanent magnets 85a are provided on the surface of the flange (the surface on the blood pump side). The permanent magnets 85a are provided at a plurality of equal angles so as to correspond to the arrangement form (number and arrangement position) of the permanent magnets 27 of the impeller 23.
[0030]
Next, the blood pump device 90 of the embodiment shown in FIG. 14 will be described.
FIG. 13 shows an impeller rotational torque generation unit 91 used in the blood pump device 90.
The blood pump device 90 includes a blood pump 96, an impeller position control unit 83, and an impeller rotational torque generation unit 91.
[0031]
The blood pump 96 is not the thread 82b provided on the side surface of the blood inflow port 21, but an annular rib 96b and the position thereof is slightly below. It is the same, and prevents the impeller rotational torque generating unit 91 assembled and mounted from being detached from the blood pump. The impeller 23 is the same as that described above. Further, the impeller position control unit 83 is the same as that in FIG.
[0032]
The impeller rotational torque generating unit 91 is an impeller rotational torque generating unit that includes a plurality of stator coils 94 for rotationally driving while attracting the permanent magnets of the impeller. By using such a flat type brushless motor mechanism, the impeller rotational torque generating unit 91 is rotated. The movable member in the torque generating unit is excluded, and the structure is physically separable. Thereby, as shown in FIG. 13, the unit 91 has a structure that can be divided into a plurality (specifically, two). The unit 91 can be divided into a unit first division unit 92 and a unit second division unit 93, each of which is substantially semicircular, and both can be opened and closed by a hinge member 56 fixed to the end. The semicircular straight portion is fixed and forms a contact surface. Note that the state of FIG. 13 shows an open state (or a divided state).
[0033]
Further, as shown in FIG. 13, a central portion of the straight portion of the unit first division portion 92 has a concave portion 92 a for storing a blood inflow port. In the center of the straight line portion of the unit second divided portion 93, there is a concave portion 93a for storing a blood inflow port. Furthermore, a screw member 95 for unit assembly and a screw member attachment portion 93 b having a screw groove corresponding to the thread of the screw member 95 are provided at the end of the second unit dividing portion 93, and the unit first dividing portion 92 is provided. A screw member mounting portion 92b having a thread groove corresponding to the thread of the screw member 95 is provided at a portion that is in contact with the screw member mounting portion 93b during assembly. Therefore, the unit first division part 92 and the unit second division part 93 are held by the screw member 95 so as not to be opened.
[0034]
According to this embodiment, since the impeller rotational torque generating unit arranged on the inlet side of the pump housing can be divided, it is easier to mount and remove the unit from the pump housing. In particular, even if the impeller rotational torque generating unit malfunctions during use, only the unit can be replaced without removing the blood pump from the extracorporeal circuit.
[0035]
Next, the blood pump device 100 of the present invention shown in FIGS. 15 and 16 will be described.
The basic configuration of the blood pump device 100 of this embodiment is the same as that of the blood pump device 1 shown in FIGS. 1 to 4, and the only difference is the shape of the contact portion between the impeller position control unit 3 and the blood pump 2. It is. In the unit 3 of the blood pump device 100, the lower end portions 33 c of the plural (three) electromagnets 33 and the lower end portions 32 a of the plural (three) position sensors 32 protrude from the lower surface of the housing 31. Correspondingly, the upper surface of the blood pump 2 has a recess 20c for storing the lower end 33c (the lower end of the iron core) from which the electromagnet 33 protrudes and a recess 20d for storing the lower end 32a from which the position sensor 32 protrudes. By providing such a protrusion and a recess for storing the protrusion, rattling of the unit 3 installed in the blood pump can be prevented. Furthermore, the distance between the lower end of the iron core of the electromagnet and the magnetic member of the impeller can be shortened, and the magnetic attraction of the impeller by the electromagnet can be performed more reliably.
[0036]
In the above-described embodiments, the impeller position control unit and the torque generation unit are fixed to the pump housing, and the separable impeller position control unit and the torque generation unit are coupled using a screw connection or a hinge member. However, the present invention is not limited thereto, and other known means such as a latch mechanism may be used.
[0037]
【The invention's effect】
The centrifugal blood pump device of the present invention includes a housing having a blood inflow port and a blood outflow port, a centrifugal blood pump having an impeller that rotates in the housing and feeds blood by centrifugal force during rotation, A non-controllable magnetic bearing component for the impeller and a controllable magnetic bearing component for the impeller, and the impeller is moved by the action of the non-controllable magnetic bearing component and the controllable magnetic bearing component. The blood pump device rotates while being held at a predetermined position in the housing, and the non-controllable magnetic bearing component and the controllable magnetic bearing component are detachable from the blood pump.
[0038]
In this centrifugal blood pump device, since the impeller can effectively rotate in a non-contact state and can send blood, the influence on blood cell components, specifically, damage to red blood cells and platelets is less likely to occur. After use, only the blood pump part can be discarded, and the control type magnetic bearing component (impeller position control unit) and the non-control type magnetic bearing component (impeller rotational torque generation unit) for the blood pump can be reused. The generation of industrial waste of equipment can be reduced.
[0039]
Furthermore, it is preferable that the unit (unit) mounted on the blood inlet side of the blood pump among the impeller position control unit or the impeller rotational torque generation unit has a structure that can be divided into a plurality of parts. If the impeller position control unit or impeller rotational torque generation unit malfunctions during use, it is not necessary to perform the extremely complicated work of removing the blood pump from the extracorporeal circuit filled with blood, making it easy to perform the malfunctioning unit. Can be replaced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a centrifugal blood pump apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the centrifugal blood pump device of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device shown in FIG. 1 cut in the vicinity of the center of the blood pump portion.
4 is a cross-sectional view showing a state where the blood pump device of the present invention shown in FIG. 1 is disassembled. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of another embodiment of the centrifugal blood pump device of the present invention.
6 is a plan view of the centrifugal blood pump device of the present invention shown in FIG.
7 is a plan view showing a divided state of an impeller position control unit used in the centrifugal blood pump apparatus shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a plan view showing a divided state of another example of the impeller position control unit used in the centrifugal blood pump device of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing an assembled state of another example of the impeller position control unit used in the centrifugal blood pump device of the present invention.
FIG. 10 is a plan view of another example of an impeller position control unit used in the centrifugal blood pump device of the present invention and an explanatory view showing the vicinity of a blood inlet port of the blood pump in which the unit of this example is used. is there.
FIG. 11 is a plan view of another example of the impeller position control unit used in the centrifugal blood pump apparatus of the present invention and an explanatory diagram showing the vicinity of the blood inlet port of the blood pump in which the unit of this example is used. is there.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an exploded state of a centrifugal blood pump device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view showing a divided state of an example of an impeller rotational torque generating unit used in the centrifugal blood pump device of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an exploded state of a centrifugal blood pump apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view of another embodiment of the centrifugal blood pump apparatus of the present invention.
16 is a plan view of the centrifugal blood pump device of the present invention shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Centrifugal blood pump device
2 Centrifugal blood pump
3 Control type magnetic bearing components (impeller position control unit)
4 Non-control type magnetic bearing component (impeller rotational torque generation unit)
5 Fixing member
21 Blood inflow port
22 Blood outflow port
23 Impeller
26 Magnetic members
27 Permanent magnet of impeller
33 Electromagnet
41 rotor
41b Permanent magnet of rotor

Claims

A housing having a blood inflow port and a blood outflow port, a centrifugal blood pump having an impeller that rotates in the housing and feeds blood by centrifugal force at the time of rotation, and a non-controllable magnetic bearing configuration for the impeller And a controlled magnetic bearing component for the impeller, and the impeller is held at a predetermined position in the housing by the action of the non-controllable magnetic bearing component and the controlled magnetic bearing component The non-controllable magnetic bearing component and the controllable magnetic bearing component are attachable to and detachable from the blood pump, and the controllable magnetic bearing component is magnetized by the impeller. Impeller position control unit comprising a fixed electromagnet for attracting a member and a position sensor for detecting the position of the magnetic member of the impeller And the impeller position control unit has a cutout portion into which the blood inflow port can be inserted from a side surface to almost the center of the unit. The blood inflow port has an annular rib and is below the rib. The port has a polygonal cylindrical shape, and the inner surface of the closed portion of the notch has a semi-polygonal column shape corresponding to the port shape below the annular rib of the blood inflow port. A centrifugal blood pump device characterized by that.

The centrifugal blood pump device according to claim 1, wherein the impeller includes a magnetic member provided on one surface side and a permanent magnet provided on the other surface side.

3. The centrifugal control unit according to claim 2, wherein the non-control type magnetic bearing component is an impeller rotational torque generating unit including a rotor including a permanent magnet for attracting the permanent magnet of the impeller and a motor that rotates the rotor. Blood pump device.

The centrifugal blood pump device according to claim 2 or 3 , wherein the non-control type magnetic bearing component is an impeller rotational torque generating unit including a plurality of stator coils for rotationally driving the permanent magnet of the impeller while attracting it. .