KR101099832B1 - 터보식 혈액 펌프 - Google Patents

Abstract

임펠러(22)는, 상부 베어링(9)과 하부 베어링(10)에 의해 상하단에서 회전 가능하게 지지된 회전축(7)과, 복수의 베인(6)과, 베인의 내주측을 회전축에 결합하는 아암(18)과, 각 베인의 외주측에 연결된 환상 연결부(8)와, 환상 연결부의 하부에 배치된 종동 자석(12)를 가진다. 로터(13)에 설치된 구동 자석부(16)와 종동 자석부(12)가 하우징의 바닥부벽을 사이에 두고 대항하고, 자기 결합을 통하여 로터의 회전이 임펠러에 전달된다. 베인의 아래쪽에 봉쇄 부재(23)가 배치되고, 회전축과 환상 연결부 사이에 걸친 영역의 공간을, 적어도 회전축의 주위에 개구부(24)를 남기고 봉쇄하고 있다. 임펠러의 회전축이 상하의 베어링으로 지지되고, 베인의 외주연부의 하부가 환상 연결부에 의해 연결된 구조에 있어서, 하부 베어링의 근방에 있어서의 혈전의 형성을 억제할 수 있다.

Description

터보식 혈액 펌프{TURBO TYPE BLOOD PUMP}

본 발명은, 혈액을 반송하기 위한 혈액 펌프, 특히, 임펠러의 회전에 의해 혈액에 원심력을 부여하여 유동시키는 방식의 터보식 혈액 펌프에 관한 것이다.

혈액 펌프는, 인공 심폐 장치 등에 있어서의 체외 혈액 순환을 행하기 위해 불가결하다. 혈액 펌프의 하나로서, 터보식 혈액 펌프가 알려져 있다. 터보식 혈액 펌프는, 입구 및 출구 포트를 가지는 펌프실 내에서 임펠러(날개바퀴)를 회전시킴으로써, 원심력에 의해, 혈액을 송액하기 위한 차압을 발생시킨다.

터보식 혈액 펌프는, 혈액 펌프의 소형화, 경량화, 저비용화가 가능하다. 또, 롤러 펌프형의 혈액 펌프와 같이 튜브의 손상 등이 없고, 혈액 펌프의 내구성이 뛰어나므로, 장시간의 연속 운전에 적합하게 사용할 수 있다. 그러나, 터보식 혈액 펌프는, 인공 심폐 장치나 개심술 후의 심보조 장치의 체외 순환 회로용의 혈액 펌프로서 주류가 되고 있다.

예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있는 터보식 혈액 펌프의 예에서는, 임펠러는, 원추형의 대좌의 원추면 상에 복수개의 날개가 방사상으로 설치된 구조를 가진다. 이 대좌의 바닥면은, 하우징의 바닥면의 거의 전체를 덮을 정도의 면적을 가지므로, 대좌 근방에 있어서의 와류의 발생이 없어, 와류에 의한 용혈의 문제는 없 다.

그러나, 대좌의 하면과 하우징 사이에 필연적으로 존재하는 간극에, 혈액이 체류하는 고임부가 형성되고, 임펠러의 베어링부에 발생한 열이 고임부의 혈액에 축적된다. 그리고, 임펠러의 회전에 의한 전단력(剪斷力)과 합한 영향에 의해, 고임부에 있어서 용혈이 생긴다는 문제가 발생한다. 이것을 해결하기 위해서 특허 문헌 1에서는, 대좌에, 상면에서 하면까지 관통하는 혈액 유통 구멍이 설치되어 있다. 그것에 의해, 고임부의 혈액은 베어링부의 근방을 통과하여 혈액 유통 구멍을 지나 대좌의 상면에 이르고, 날개바퀴의 외경 방향을 향해 매끄럽게 흘러 체류 방지 효과를 얻을 수 있다.

한편, 특허 문헌 1의 터보식 혈액 펌프에서는, 임펠러의 구동력을 하우징벽을 통하여 자기 결합에 의해, 외부로부터 부여하는 구조가 이용되고 있다. 즉 임펠러의 원추형 대좌의 하부에 자석이 장착되고, 하우징의 외부 아래쪽에 구동용의 자석이 배치되어 임펠러의 자석과 대향하고 있다. 구동용의 자석은 모터에 의해 회전 구동되고, 자기 결합에 의해 임펠러의 자석을 통하여 임펠러가 회전 구동된다.

그런데, 임펠러를 회동 가능하게 지지하기 위한 구조, 즉 베어링 구조는, 임펠러의 하단부에 배치되어 있는 것뿐이다. 또, 원추형 대좌의 바닥면은, 하우징의 바닥면의 거의 전체를 덮는 크기를 가지기 때문에, 임펠러를 회전시키기 위해서 외부로부터 부여하는 구동력은 큰 것이 된다. 그 결과, 구동력을 부여하기 위한 자기 결합에 의한 인력이 작용하면, 하단부만의 지지 구조이기 때문에 임펠러의 지지 상태가 불안정해지기 쉽다.

이 문제를 해소하기 위해서, 특허 문헌 2에 기재된 터보식 혈액 펌프에서는, 도 6에 나타내는 바와 같은 횡단면 구조를 가진다. 동 도면에 있어서, 1은 하우징이며, 혈액을 통과시켜 유동시키기 위한 펌프실(2)을 형성하고, 펌프실(2)의 상부에 연통하는 입구 포트(3)와, 펌프실(2)의 측부에 연통하는 출구 포트(4)가 설치되어 있다. 펌프실(2) 내에는 임펠러(5)가 배치되어 있다. 임펠러(5)의 상면도를 도 7에 나타낸다. 임펠러(5)는, 6장의 베인(6), 회전축(7), 및 링형상의 환상 연결부(8)를 가진다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 6장의 베인(6)은, 큰 베인(6a)과 작은 베인(6b)의 2종류의 형상인 것을 포함하며, 그들이 교호로 배치되어 있다. 큰 베인(6a)은, 중심측 단부가 아암(18)에 의해 회전축(7)에 결합되고, 주연(周緣)측 단부가 환상 연결부(8)에 결합되어 있다. 작은 베인(6b)은, 중심측 단부가 회전축(7)에는 결합되지 않고 자유단이 되어 있으며, 주연측 단부만이 환상 연결부(8)에 결합되어 있다. 베인(6) 모두를 회전축(7)에 결합하면, 아암(18)의 수가 많아져 유로의 방해가 되므로 바람직하지 않기 때문이다. 아암(18)은 임펠러의 회전을 회전축(7)에 전하기 위해서 필요한, 최소한의 수를 가지고 있으면 된다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 임펠러(5)는, 환상 연결부(8)의 내측의 영역에 공간(19)을 가지며, 베인(6) 사이를 상하로 관통하는 유로가 형성된다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 회전축(7)은, 하우징(1)에 설치한 상부 베어링(9) 및 하부 베어링(10)에 의해, 회전 가능하게 지지되어 있다. 환상 연결부(8)에는, 자석 케이스(11)가 설치되고, 자석 케이스(11)에는 종동 자석(12)이 매설되 어 고정되어 있다. 종동 자석(12)은, 원기둥 형상이며, 환상 연결부(8)의 둘레방향으로 6개, 일정 간격을 가지고 배치되어 있다. 환상 연결부(8) 및 자석 케이스(11)는 원통형 내주면을 형성하고 있다.

하우징(1)의 하부에는, 로터(13)가 배치되어 있다. 로터(13)는, 구동축(14)과, 대략 원기둥 형상의 자기 결합부(15)를 가지며, 양자는 서로 결합되어 있다. 구동축(14)은, 도시하고 있지 않지만, 회전 가능하게 지지됨과 함께, 모터 등의 회전 구동원에 연결되어 회전 구동된다. 또, 로터(13)와 하우징(1)은, 도시하고 있지 않지만, 상호의 위치 관계가 일정하게 유지된다. 자기 결합부(15)의 상면부에는 구동 자석(16)이 매설되어 고정되어 있다. 구동 자석(16)은 원기둥 형상이며, 둘레방향으로 6개, 일정 간격을 가지고 배치되어 있다.

구동 자석(16)은, 하우징(1)의 벽을 사이에 두고 종동 자석(12)과 대향하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있다. 따라서, 로터(13)와 임펠러(5) 사이는, 자기적으로 연결된 상태가 형성되고, 로터(13)를 회전시킴으로써, 임펠러(5)가 자기 결합을 통하여 회전 구동된다.

하우징(1)의 바닥부의 중앙부에는, 윗쪽, 즉 펌프실(2) 내부로 돌출한 원통형 외주면을 가지는 대좌(20)가 형성되어 있다. 대좌(20)는, 임펠러(5)의 하부의, 종동 자석(12) 및 환상 연결부(8)의 내측의 영역의 공간(19)을 메우도록 형성되어, 공간의 체적을 최소한으로 제한하고 있다. 그것에 의해, 펌프실(2) 내의 혈액 충전량이 저감된다.

상부 베어링(9)은, 입구 포트(3)의 아래쪽이며, 펌프실(2)로 들어간 위치에 배치되어 있다. 입구 포트(3)의 하단부 내면에 3개의 베어링 지주(17)가 설치되고, 비스듬하게 아래쪽으로 연장되어 펌프실(2) 내로 들어가, 입구 포트(3)의 유로 단면의 중심부에 있어서 그 선단에 상부 베어링(9)이 지지되어 있다. 하부 베어링(10)은, 대좌(20)의 상면부 중앙에 설치되어 있다.

이상과 같은 구조의 터보식 혈액 펌프는, 임펠러(5)가 상부 베어링(9)과 하부 베어링(10)에 의해 상하로 지지되어 있다. 그 때문에, 임펠러(5)의 지지 상태는 안정되어, 안정된 혈액 공급 기능을 얻을 수 있다. 또한, 환상 연결부(8)는, 특허 문헌 1에 있어서의 원추형 대좌와 같이 하우징(1)의 바닥면 전체를 덮는 크기는 아니며, 임펠러(5)는, 회전축(7)과 환상 연결부(8) 사이에 걸친 영역에 공간을 가진다. 따라서, 임펠러(5)는 경량이며, 구동력이 작아도 된다.

또, 회전축(7)과 환상 연결부(8)의 사이에 걸친 영역에, 베인(6)의 사이를 상하로 관통하는 유로가 형성되므로, 특허 문헌 1에 있어서의 혈액 유통 구멍의 작용과 마찬가지로, 임펠러(5)의 하부에 형성되는 고임부의 혈액은, 하부 베어링(10)의 근방을 통과하여 임펠러(5)의 상부에 이르고, 날개바퀴의 외경 방향을 향해 흐른다.

특허 문헌 1: 일본국 공개특허 평4－224760호 공보

특허 문헌 2: 일본국 공개특허 2002－85554호 공보

<발명이 해결하려고 하는 과제>

그러나, 특허 문헌 2에 개시된 종래예의 혈액 펌프의 구조의 경우, 회전축(7)의 주변, 예를 들면 대좌(20)의 상면의 하부 베어링(10)의 근방에, 혈전의 형성이 많이 보이는 것이 판명되었다.

실험의 결과, 임펠러(5)와 하우징(1) 바닥면 사이의 간극에 있어서의 혈액은, 임펠러(5)의 중심을 향해 유동하지만, 환상 연결부(8)의 내측의 간극부(21)에 있어서는 혈액류의 유속이 작아지고, 특히, 대좌(20)의 상면의 하부 베어링(10)의 근방에서는 충분한 속도의 혈액류가 형성되지 않는 것을 알았다. 그 때문에 혈액이 체류하여, 하부 베어링에 발생하는 열이 주요한 원인이 되어, 용혈이 발생한다. 또, 상기 체류에 의해, 하부 베어링 근방에서는, 혈전을 형성하기 쉬운 상태로 되어 있다.

본 발명은, 임펠러의 회전축이 상하의 베어링으로 지지되고, 베인의 외주연부의 하부가 환상 연결부에 의해 연결된 구조를 가지며, 하부 베어링의 근방에 있어서의 혈전의 형성이 억제된 터보식 혈액 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명의 터보식 혈액 펌프는, 펌프실, 입구 포트 및 출구 포트를 가지는 하우징과, 상기 펌프실 내에 회전 가능하게 지지된 임펠러와, 상기 임펠러를 회전 구동하기 위한 구동력 전달 요소를 구비한다. 상기 임펠러는, 상부 베어링과 하부 베어링에 의해 상하단에서 회전 가능하게 지지된 회전축과, 복수의 베인과, 적어도 일부의 상기 베인의 내주측을 상기 회전축에 결합하는 아암과, 상기 베인의 각각의 외주측에 연결된 환상 연결부와, 상기 환상 연결부의 하부에 배치된 종동 자석부를 가진다. 상기 구동력 전달 요소는, 상기 하우징의 외측 하부에 배치되어 회동 가능한 로터에 설치된 구동 자석부와 상기 임펠러의 상기 종동 자석부가, 상기 하우징의 바닥부벽을 사이에 두고 대향하고, 자기 결합을 통하여 상기 로터의 회전이 상기 임펠러에 전달됨으로써 구성된다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 상기 임펠러는, 상기 회전축과 상기 환상 연결부의 사이에 걸친 영역의 상기 베인의 아래쪽에 배치된 봉쇄 부재를 구비하고, 상기 봉쇄 부재는, 상기 회전축과 상기 환상 연결부의 사이에 걸친 영역의 공간을, 적어도 상기 회전축의 주위에 개구를 남기고 봉쇄하고 있다.

<발명의 효과>

상기 구성에 의하면, 임펠러와 하우징 바닥면의 사이의 간극에 있어서의 혈액은, 봉쇄 부재의 하면을 따라 임펠러의 중심을 향해 유동한 후, 봉쇄 부재의 개구를 지나 상승한다. 봉쇄 부재의 개구 면적은 한정되어 있기 때문에, 하부 베어링에 인접하여 회전축을 따라 충분한 속도의 혈액류가 형성되어, 혈액의 체류를 발생시키는 일이 없다. 따라서, 종래예의 구조에서는, 혈액이 체류하여 하부 베어링에 발생하는 열에 의해 혈전이 형성되기 쉬웠던 영역도, 항상 씻어 내는 상태가 되기 때문에, 혈전의 형성이 억제된다. 또, 당해 부위에서는, 상기 서술한 혈액의 흐름에 의해, 하부 베어링에 발생하는 열에 의한 혈액의 온도 상승도 억제된다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 터보식 혈액 펌프의 단면도

도 2는 도 1의 터보식 혈액 펌프의 임펠러의 상면도

도 3은 동 임펠러의 단면도

도 4는 도 1의 터보식 혈액 펌프에 있어서의 혈전 형성을 억제하는 효과를 시험한 실험 결과를 나타내는 도

도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 터보식 혈액 펌프의 임펠러를 나타내는 상면도

도 6은 종래예의 터보식 혈액 펌프의 단면도

도 7은 도 6의 터보식 혈액 펌프의 임펠러의 상면도

<부호의 설명>

1: 하우징 2: 펌프실

3: 입구 포트 4: 출구 포트

5, 22, 25: 임펠러 6: 베인

6a: 큰 베인 6b: 작은 베인

7: 회전축 8: 환상 연결부

9: 상부 베어링 10: 하부 베어링

11: 자석 케이스 12: 종동 자석

13: 로터 14: 구동축

15: 자기 결합부 16: 구동 자석

17: 베어링 지주 18: 아암

19: 공간 20: 대좌

21: 간극부 23, 26: 봉쇄 부재

24: 개구부 27: 원형의 영역

28: 방사상 영역

본 발명의 터보식 혈액 펌프는, 상기 구성을 기본으로 하고, 이하와 같이 변경된 형태를 취할 수 있다.

즉, 상기 환상 연결부 및 상기 종동 자석부가 형성하는 원통형 내주면으로 포위된 상기 임펠러의 하부의 영역의 공간에 대응시켜, 상기 하우징의 바닥부 중앙부에 윗쪽으로 돌출한 원통형 외주면을 가지는 대좌가 형성되고, 상기 대좌에 상기 하부 베어링이 설치된 구성으로 하는 것이 바람직하다.

상기 봉쇄 부재의 개구부는, 상기 회전축과 동심의 원형이며, 상기 봉쇄 부재의 개구부의 직경을 d, 상기 대좌의 원통면의 직경을 D로 했을 때, 상기 개구부의 직경 d는, 0.12D≤d≤0.3D의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 개구부의 직경 d는, 0.12D≤d≤0.225D의 범위로 설정된다.

또, 상기 봉쇄 부재의 상기 개구부는, 상기 회전축과 동심의 원형의 영역으로부터 방사상으로 연장된 복수의 방사상 영역을 포함하는 구성으로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 터보식 혈액 펌프에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시의 형태 1)

본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 터보식 혈액 펌프의 기본적인 구조는, 도 6 및 도 7에 나타낸 종래예의 것과 마찬가지이다. 따라서, 도 6 및 도 7에 나타낸 요소와 동일한 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명의 반복을 간 략화한다.

도 1은, 본 실시의 형태에 있어서의 터보식 혈액 펌프를 나타내는 단면도이다. 하우징(1)은 펌프실(2)을 형성하고, 펌프실(2)의 상부에 입구 포트(3)가, 펌프실(2)의 측부에 출구 포트(4)가 설치되어 있다. 임펠러(22)는, 베인(6)이 아암(18)을 통하여 회전축(7)에 장착되고, 베인(6)의 주연부측이 환상 연결부(8)에 결합된 구조를 가진다.

도 2에 임펠러(22)의 상면도, 도 3에 동 단면도를 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 6장의 베인(6)은, 큰 베인(6a)과 작은 베인(6b)으로 이루어지며, 교호로 배치되어 있다. 큰 베인(6a)은, 중심측 단부가 아암(18)에 의해 회전축(7)에 결합되고, 작은 베인(6b)은, 중심측 단부가 회전축(7)에는 결합되지 않고 자유단이 되어 있으며, 주연측 단부만이 환상 연결부(8)에 결합되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 회전축(7)은, 하우징(1)에 설치한 상부 베어링(9) 및 하부 베어링(10)에 의해, 회전 가능하게 지지되어 있다. 환상 연결부(8)에는, 자석 케이스(11)가 설치되고, 자석 케이스(11)에는 종동 자석(12)이 매설, 고정되어 있다. 하우징(1)의 하부에는, 서로 결합된 구동축(14)과 대략 원기둥 형상의 자기 결합부(15)를 가지는 로터(13)가 배치되어 있다. 자기 결합부(15)의 상면부에는 구동 자석(16)이 매설, 고정되어 있다. 구동 자석(16)은, 하우징(1)의 벽을 사이에 두고 종동 자석(12)과 대향하는 위치 관계가 되도록 배치되고, 로터(13)와 임펠러(22) 사이는, 자기적으로 연결된 상태가 형성된다.

종동 자석(12)이 설치된 환상 연결부(8)의 면은, 회전축(7)에 대해서 직교하 지 않고, 소정의 각도를 가지는 경사면이다. 마찬가지로 구동 자석(16)이 설치된 자기 결합부(15)의 상면도 경사면이다. 이와 같이, 종동 자석(12)과 구동 자석(16)이, 임펠러(22)의 회전축에 대해서 경사진 면에 있어서 자기 결합을 형성하고 있음으로써, 임펠러(22)와 로터(13) 사이에 작용하는 자기 흡인력은, 임펠러(22)의 회전축에 대해서 경사진 방향으로 발생한다. 그 결과, 하부 베어링(10)에 대한 하향 부하가 경감된다. 따라서, 하부 베어링(10)의 마모가 완화되어, 자기 결합의 강도를 충분한 크기로 할 수 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 임펠러(22)는, 환상 연결부(8)의 내측의 영역에 공간(19)을 가진다. 환상 연결부(8) 및 자석 케이스(11)의 내주면은, 원통면을 형성하고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 하우징(1)의 바닥부의 중앙부에는, 윗쪽, 즉 펌프실(2) 내부에 돌출된 원통형 외주면을 가지는 대좌(20)가 형성되어 있다. 대좌(20)는, 임펠러(22)의 하부의, 종동 자석(12) 및 환상 연결부(8)의 내측의 영역의 공간(19)을 메우도록 형성되어 공간의 체적을 최소한으로 제한하고 있다.

상부 베어링(9)은, 입구 포트(3)의 하단부 내면에 설치된 3개의 베어링 지주(17)의 선단에 지지되어 있다. 하부 베어링(10)은, 대좌(20)의 상면부 중앙에 설치되어 있다.

도 2, 도 3에 명료하게 나타내는 바와 같이, 임펠러(22)는, 회전축(7)과 환상 연결부(8)의 사이에 걸친 영역의 베인(6)의 아래쪽에 배치된 봉쇄 부재(23)를 가진다. 봉쇄 부재(23)는, 회전축(7)과 환상 연결부(8)의 사이에 걸친 영역의 공간으로부터 베인(6)의 사이를 지나 관통하는 유로를, 회전축(7)의 주위에 일부의 개구부(24)를 남기고 봉쇄하고 있다. 봉쇄 부재(23)를 설치함으로써, 회전축(7)의 주변, 예를 들면, 대좌(20)의 상면의 하부 베어링(10)의 근방에 있어서의, 혈전의 형성을 이하에 설명하는 대로 억제할 수 있다.

즉, 봉쇄 부재(23)를 설치함으로써, 임펠러(22)와 하우징(1) 바닥면의 사이의 간극에 있어서의 혈액은, 봉쇄 부재(23)의 하면을 따라 임펠러(5)의 중심을 향해 유동한 후, 봉쇄 부재(23)의 개구부(24)를 지나 상승한다. 그 때, 개구부(24)의 면적이 제한되어 있으므로, 하부 베어링(10)에 인접하여 회전축(7)을 따라, 충분한 속도의 혈액류가 형성되어 혈액의 체류를 발생시키는 일이 없다. 따라서, 종래예의 구조에서는 혈액이 체류하여 혈전이 형성된 영역도, 항상 씻어 내는 상태가 되기 때문에, 혈전의 형성이 억제되는 것으로 생각된다.

봉쇄 부재(23)에 의해 얻어지는 효과를 확인하기 위한 실험의 결과에 대해서 도 4에 나타낸다. 혈전 형성의 평가용의 시험액으로서, 유화구(油畵具)와 오일을 6：4의 중량비로 혼합한 액체를 이용했다. 도 1에 나타내는 터보식 혈액 펌프의 구조에 있어서의, 봉쇄 부재(23)의 개구부(24)의 직경을 바꾸면서, 시험액을 펌프 구동에 의해 순환시키고, 대좌(20)의 상면에 형성된 유막의 크기를 검사했다. 펌프 유량은 2.OL/min, 회전수는 4000/min-1, 순환 시간은 2분으로 했다.

도 4에 나타내는 그래프에 있어서, 횡축은, 봉쇄 부재(23)의 개구부(24)의 직경 d이다. 종축은, 형성된 유막(잔존 유막)의 직경의, 대좌(20)의 직경에 대한 비율(%)을 나타낸다. 단, 대좌(20)의 직경은, 대좌(20)의 원통면의 직경 D(=20㎜)으로 나타낸다. 회전축(7)의 직경은 2㎜, 환상 연결부(8)의 내주면의 직경은 22㎜ 이다. 따라서, 개구부(24)의 직경 d는, 2mm~22㎜의 사이에서 변화시켰다.

개구부(24)의 직경 d를 22㎜(봉쇄 부재(23) 없음)로부터 작게 함에 따라, 13㎜ 부근으로부터 잔존 유막의 비율이 감소하기 시작한다. 그리고, 직경 d=6㎜가 되면, 직경 d를 작게 하는 것에 의한 잔존 유막의 감소의 효과가 완만해진다. 직경 d=2.4㎜~4.5㎜의 범위에서, 잔존 유막의 감소의 효과가 가장 컸다. 2.4㎜보다 작아지면, 반대로 잔존 유막의 비율은 증대했다. 이것은 혈액의 유로가 너무 작아지기 때문이다.

이상과 같이, 개구부(24)의 직경 d는, 혈전의 형성을 억제하기 위해서는 2.4㎜~4.5㎜의 범위로 하는 것이 적합하다. 한편, 다른 조건을 고려하여, 개구부(24)의 직경 d를 상기 최적의 범위보다도 큰, 즉 4.5mm를 초과하여 6mm까지의 크기로 해도, 혈전의 형성을 억제하는 효과는 실용상은 충분히 얻어진다. 또한, 개구부(24)의 직경 d의 적당한 범위는, 터보식 혈액 펌프의 치수에 따라 약간 바뀌지만, 통상 이용되는 범위의 터보식 혈액 펌프이면, 이하와 같이 규격화된 범위로 하면, 원하는 효과를 얻는 것이 가능하다.

즉, 대좌(20)의 원통면의 직경 D에 대해서, 개구부(24)의 직경 d는, 0.12D≤d≤0.3D의 범위, 바람직하게는, 0.12D≤d≤0.225D의 범위로 설정하면 된다.

(실시의 형태 2)

본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 터보식 혈액 펌프에 대해서, 도 5에 나타내는 임펠러(25)의 상면도를 참조하여 설명한다. 본 실시의 형태에 있어서의 터보식 혈액 펌프의 구조는, 대체로 실시의 형태 1에서의 것과 동일하다.

본 실시의 형태에 있어서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 임펠러(25)의 봉쇄 부재(26)의 형상만이 실시의 형태 1과는 상이하다. 즉, 봉쇄 부재(26)의 개구부는, 회전축(7)과 동심의 원형의 영역(27)을 가짐과 함께, 또한, 원형의 영역(27)으로부터 방사상으로 연장된 복수의 방사상 영역(28)을 포함한다.

봉쇄 부재(26)의 개구부를 이러한 형상으로 해도, 원형의 영역(27)에 의한 혈전의 형성을 억제하는 효과를 실용상 충분한 정도로 얻는 것이 가능하다. 이에 더하여, 방사상 영역(28)을 설치함으로써, 프라이밍의 효율을 향상시키는 것이 가능하다. 단, 방사상 영역(28)의 개구율을 크게 너무 크게 하면, 혈전의 형성을 억제하는 효과가 감소되는 영향이 발생한다. 따라서, 각 부분의 형상·치수에 맞추어 양쪽 효과의 밸런스를 고려하여 방사상 영역(28)의 개구율을 결정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 터보식 혈액 펌프에 의하면, 임펠러가 상하의 베어링으로 지지되고, 베인의 외주연부의 하부가 환상 연결부에 의해 연결된 구조에 있어서의, 하부 베어링의 근방에 있어서의 혈전의 형성이 억제되어, 인공 심폐 장치 등에 있어서의 체외 혈액 순환을 행하기 위한 혈액 펌프로서 적합하다.

Claims (5)

1. 펌프실, 입구 포트 및 출구 포트를 가지는 하우징과,

   상기 펌프실 내에 회전 가능하게 지지된 임펠러와,

   상기 임펠러를 회전 구동하기 위한 구동력 전달 요소를 구비하고,

   상기 임펠러는, 상부 베어링과 하부 베어링에 의해 상하단에서 회전 가능하게 지지된 회전축과, 복수의 베인과, 적어도 일부의 상기 베인의 내주측을 상기 회전축에 결합하는 아암과, 상기 베인의 각각의 외주측에 연결된 환상 연결부와, 상기 환상 연결부의 하부에 배치된 종동 자석부를 가지며,

   상기 구동력 전달 요소는, 상기 하우징의 외측 하부에 배치되어 회동 가능한 로터에 설치된 구동 자석부와 상기 임펠러의 상기 종동 자석부가, 상기 하우징의 바닥부벽을 사이에 두고 대향하고, 자기 결합을 통하여 상기 로터의 회전이 상기 임펠러에 전달됨으로써 구성된 터보식 혈액 펌프에 있어서,

   상기 임펠러는, 상기 회전축과 상기 환상 연결부의 사이에 걸친 영역의 상기 베인의 아래쪽에 배치된 봉쇄 부재를 구비하고,

   상기 봉쇄 부재는, 상기 회전축과 상기 환상 연결부의 사이에 걸친 영역의 공간을, 적어도 상기 회전축의 주위에 개구부를 남기고 봉쇄하고 있는 것을 특징으로 하는 터보식 혈액 펌프.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 환상 연결부 및 상기 종동 자석부가 형성하는 원통형 내주면으로 포위된 상기 임펠러의 하부의 영역의 공간에 대응시켜, 상기 하우징의 바닥부 중앙부에 윗쪽으로 돌출한 원통형 외주면을 가지는 대좌가 형성되고, 상기 대좌에 상기 하부 베어링이 설치된 터보식 혈액 펌프.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 봉쇄 부재의 개구부는, 상기 회전축과 동심의 원형이며,

   상기 봉쇄 부재의 개구부의 직경을 d, 상기 대좌의 원통형 외주면의 직경을 D로 했을 때, 상기 개구부의 직경 d는, 0.12D≤d≤0.3D의 범위로 설정되어 있는 터보식 혈액 펌프.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 개구부의 직경 d는, 0.12D≤d≤0.225D의 범위로 설정되어 있는 터보식 혈액 펌프.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 봉쇄 부재의 상기 개구부는, 상기 회전축과 동심의 원형의 영역으로부터 방사상으로 연장된 복수의 방사상 영역을 포함하는 터보식 혈액 펌프.

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