KR101905781B1 - Centrifugal blood pump - Google Patents
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Abstract
원심형 혈액 펌프는 하우징, 상기 하우징의 상부에 구비되어 혈액을 유입시키는 흡입 인렛, 상기 하우징 내에 회전 가능하게 배치되며 회전에 의해 상기 유입된 혈액에 원심 흐름을 부여하는 임펠러, 그리고 상기 하우징의 측면에 구비되어 상기 혈액을 배출시키는 배출 아웃렛을 포함한다. 상기 임펠러는 상부 피봇 돌기 및 하부 피봇 돌기에 의해 상기 하우징에 더블 피봇 구조로 지지되며, 상기 하우징은 상기 임펠러의 반경방향 외측 단의 외측에 형성되는 벌루트 공간을 형성한다.The centrifugal blood pump includes a housing, a suction inlet provided at an upper portion of the housing for introducing blood, an impeller rotatably disposed in the housing and applying centrifugal flow to the introduced blood by rotation, And a discharge outlet for discharging the blood. The impeller is supported in the housing by a double pivot structure by an upper pivot projection and a lower pivot projection, and the housing forms a vaulting space formed outside the radially outer end of the impeller.
Description
본 발명은 심폐 체외 순환용으로 사용될 수 있는 원심형 혈액 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a centrifugal blood pump which can be used for cardiopulmonary bypass.
원심력을 이용해 혈액을 순환시키는 원심형 혈액 펌프가 사용되고 있다. 통상적으로 원심형 혈액 펌프는 혈액의 원심 흐름을 유발시키기 위한 임펠러(impeller)를 포함한다. 임펠러는 통상적으로 콘 형상(conical shape)을 가지며, 콘 형상의 하우징 내에 배치된다. 임펠러는 회전 가능하게 하우징 내에 설치되며, 통상적으로 임펠러에 자석이 설치되어 외부의 전자기 코일에 의해 형성되는 자기장에 의해 회전하거나 외부의 회전하는 자석에 의해 회전하도록 구성될 수 있다.A centrifugal blood pump is used in which blood is circulated by centrifugal force. Typically, a centrifugal blood pump includes an impeller for inducing centrifugal flow of blood. The impeller typically has a conical shape and is disposed within a cone-shaped housing. The impeller is rotatably installed in the housing, and may be configured to rotate by a magnetic field, usually formed by an external electromagnetic coil, or by an external rotating magnet, provided with a magnet on the impeller.
또한 원심형 혈액 펌프는 하우징 내에 혈액을 유입시키기 위한 흡입 인렛(suction inlet)과 하우징에서 혈액을 배출하기 위한 배출 아웃렛(discharge outlet)을 포함한다. 통상적으로, 흡입 인렛은 콘 형상의 하우징의 상부 정점 근처에 구비되고, 배출 아웃렛은 하우징의 측면 하부에 구비된다. 흡입 인렛으로 유입된 혈액은 임펠러에 의해 원심 흐름을 갖게 된 후 배출 아웃렛을 통해 배출된다. 이때, 흡입 인렛과 배출 아웃렛에는 혈액이 흐르는 튜브가 각각 연결될 수 있다.The centrifugal blood pump also includes a suction inlet for introducing blood into the housing and a discharge outlet for discharging blood from the housing. Typically, the suction inlet is provided near the upper vertex of the cone-shaped housing, and the outlet outlet is provided at the lower side of the housing. The blood that has flowed into the suction inlet is centrifuged by the impeller, and then discharged through a discharge outlet. At this time, a tube through which blood flows can be connected to the suction inlet and the discharge outlet, respectively.
이러한 원심형 혈액 펌프는 임펠러의 회전에 의해 혈액의 원심 흐름이 야기되는 방식을 갖기 때문에 혈액의 파괴에 의한 용혈(hemolysis) 현상을 필수적으로 가지게 된다. 많은 용혈이 있는 경우 문제가 되기 때문에, 원심형 혈액 펌프에서 용혈 현상을 줄이기 위한 방안이 필요하다.Such a centrifugal blood pump has a method in which the centrifugal flow of blood is caused by the rotation of the impeller, and therefore hemolysis due to the destruction of the blood is essential. Since there is a problem when there is a lot of hemolysis, a method for reducing hemolysis in the centrifugal blood pump is needed.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 용혈 현상을 억제할 수 있는 구조를 가지는 원심형 혈액 펌프를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a centrifugal blood pump having a structure capable of suppressing hemolysis.
본 발명의 실시예에 따른 원심형 혈액 펌프는 하우징, 상기 하우징의 상부에 구비되어 혈액을 유입시키는 흡입 인렛, 상기 하우징 내에 회전 가능하게 배치되며 회전에 의해 상기 유입된 혈액에 원심 흐름을 부여하는 임펠러, 그리고 상기 하우징의 측면에 구비되어 상기 혈액을 배출시키는 배출 아웃렛을 포함한다. 상기 임펠러는 상부 피봇 돌기 및 하부 피봇 돌기에 의해 상기 하우징에 더블 피봇 구조로 지지되며, 상기 하우징은 상기 임펠러의 반경방향 외측 단의 외측에 형성되는 벌루트 공간을 형성한다.A centrifugal type blood pump according to an embodiment of the present invention includes a housing, a suction inlet provided at an upper portion of the housing for introducing blood, an impeller rotatably disposed in the housing and applying centrifugal flow to the inflow blood by rotation, And a discharge outlet provided on a side surface of the housing to discharge the blood. The impeller is supported in the housing by a double pivot structure by an upper pivot projection and a lower pivot projection, and the housing forms a vaulting space formed outside the radially outer end of the impeller.
상기 벌루트 공간은 상기 임펠러의 외측 단을 둘러싸도록 원주 방향으로 연장될 수 있으며, 상기 벌루트 공간은 상기 혈액의 흐름 방향을 따라 단면적이 점차로 증가하도록 형성될 수 있다.The vaulting space may extend in a circumferential direction so as to surround the outer end of the impeller, and the vaulting space may be formed such that the sectional area gradually increases along the flow direction of the blood.
상기 임펠러는 콘 형상을 가지는 몸체, 상부에 상기 혈액이 유입되는 혈액 유입공을 구비하며 상기 몸체의 상면에서 이격되어 배치되는 덮개, 그리고 상기 몸체의 상면과 상기 덮개의 하면을 각각 연결하는 복수의 베인을 포함한다.The impeller includes a body having a cone shape, a cover having a blood inlet hole through which the blood flows into the upper portion, a cover disposed apart from the upper surface of the body, and a plurality of vanes connecting the upper surface of the body and the lower surface of the cover .
상기 베인은 구부러진 형상을 가질 수 있다.The vane may have a curved shape.
상기 상부 피봇 돌기는 상기 몸체의 상면에서 상방향으로 돌출되어 상기 하우징의 상부 내주면에 지지될 수 있고, 상기 하부 피봇 돌기는 상기 몸체의 하면에서 하방향으로 돌출되어 상기 하우징의 하부 내주면에 지지될 수 있다.The upper pivot projection may protrude upward from an upper surface of the body and may be supported on an upper inner peripheral surface of the housing, and the lower pivot projection may protrude downward from a lower surface of the body to be supported on a lower inner peripheral surface of the housing. have.
상기 몸체의 상면 중 상기 혈액 유입공의 중심부에 대응하는 영역에는 상기 베인이 형성되지 않을 수 있다.The vane may not be formed in a region of the upper surface of the body corresponding to the central portion of the blood inflow hole.
상기 몸체는 상기 베인이 형성되지 않은 영역에 상하로 관통되는 혈액 순환 구멍을 구비할 수 있다.The body may have a blood circulation hole passing vertically through an area where the vane is not formed.
상기 흡입 인렛은 상기 임펠러의 상하 방향에 대해 미리 정해진 각도로 기울어지게 구비될 수 있다.The suction inlet may be inclined at a predetermined angle with respect to the vertical direction of the impeller.
본 발명에 의하면, 임펠러가 더블 피봇 구조로 지지되고 임펠러 외측에 벌루트 공간이 구비됨으로써, 용혈 현상을 최소화할 수 있다.According to the present invention, since the impeller is supported in a double pivot structure and the vortex space is provided outside the impeller, the hemolysis phenomenon can be minimized.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원심형 혈액 펌프의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원심형 혈액 펌프의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원심형 혈액 펌프의 임펠러의 평면도이다.1 is a perspective view of a centrifugal blood pump according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a centrifugal blood pump according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in Fig.
4 is a plan view of an impeller of a centrifugal blood pump according to an embodiment of the present invention.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 하우징(10)은 상부 하우징 멤버(11)와 하부 하우징 멤버(12)로 구성될 수 있으며, 상부 및 하부 하우징 멤버(11, 12)는 서로 체결되어 혈액 펌핑 공간(13)을 형성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 혈액 펌핑 공간(13)은 상부가 뾰족한 콘(cone) 형태를 가질 수 있다. 상부 및 하부 하우징 멤버(11, 12)는 밀봉이 이루어지도록 서로 체결될 수 있으며, 예를 들어 볼트와 같은 체결 부재에 의해 서로 체결될 수 있다.1 to 3, the
흡입 인렛(suction inlet)(14) 및 배출 아웃렛(discharge outlet)(15)이 하우징(10)에 구비된다. 도면에 도시된 바와 같이, 흡입 인렛(14)은 하우징(10)의 상부에 구비될 수 있고, 배출 아웃렛(15)은 하우징(10)의 측면에 구비될 수 있다. 혈액이 흡입 인렛(14)을 통해 하우징(10) 내의 혈액 펌핑 공간(13)으로 유입된 후 배출 아웃렛(15)을 통해서 외부로 배출된다. 혈액이 흐르는 튜브(도시되지 않음)가 흡입 인렛(14)과 배출 인렛(15)에 각각 연결되어 혈액의 유입 및 배출이 이루어질 수 있다.A suction inlet (14) and a discharge outlet (15) are provided in the housing (10). As shown in the drawing, the
한편, 임펠러(impeller)(20)가 하우징(10) 내에 회전 가능하게 배치된다. 즉, 임펠러(20)는 하우징(10)의 혈액 펌핑 공간(13)에 회전 가능하게 배치된다. 임펠러(20)는 회전에 의해 유입된 혈액에 원심 흐름을 부여할 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 임펠러(20)에 자석(27)을 매설하고, 외부에 배치되는 전자기 코일 또는 모터에 설치된 자석을 이용하여 자기 인력에 의해 자석(27)을 회전시킬 수 있다.On the other hand, an
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 흡입 인렛(14)은 임펠러(20)의 상항 방향에 대해 미리 정해진 각도로 기울어지게 구비될 수 있다. 기울어진 흡입 인렛(14)에 의해 펌프 내부의 혈액 압력의 균일화 및 용혈 현상의 저감이 이루어질 수 있다.At this time, as shown in the drawing, the
임펠러(20)는 콘 형상을 가지는 몸체(21)를 구비할 수 있다. 몸체(21)의 바닥면(211)은 하우징(10)의 하부 내주면(121)의 형상에 대응하여 대략 평평하게 형성될 수 있으며, 몸체(21)의 상면(212)은 하우징(10)의 상부 내주면(111)의 형상에 대응하여 중심부가 위로 돌출되도록 형성될 수 있다. 이에 의해 몸체(21)는 대략 위로 뾰족한 콘 형상을 가질 수 있다.The
임펠러(20)는 몸체(21)의 상면(212)에서 이격되도록 배치되는 덮개(22)를 포함한다. 덮개(22)의 중심부에는 혈액이 유입되는 혈액 유입공(221)이 구비된다. 덮개(22)는 중심부가 위로 돌출되는 형태를 가질 수 있으며, 혈액 유입공(221)은 덮개(22)의 중심부에 형성될 수 있다. 혈액 유입공(221)은 흡입 인렛(14)의 바로 아래에 배치될 수 있으며, 흡입 인렛(14)을 통해 유입된 혈액이 혈액 유입공(221)을 통해 임펠러(20)로 유입된다.The
몸체(21)의 상면(212)과 덮개(22)의 하면(222)을 연결하는 복수의 베인(vane)(23)이 구비된다. 이에 의해 혈액 유입공(221)으로 유입된 혈액은 베인(23) 사이의 공간을 통과하여 몸체(21)와 덮개(22) 사이의 외측 가장자리를 통해서 배출된다.A plurality of
이때, 베인(23)은 구부러진 형상을 가질 수 있다. 도 4에서 임펠러(20)의 회전 방향은 시계 방향이며, 도 4에 도시된 바와 같이 베인(23)은 외측단이 임펠러(20)의 회전 방향의 반대 쪽으로 휘어지도록 형성될 수 있다. 베인(23)의 구부러진 형상에 의해 용혈 현상을 줄일 수 있다.At this time, the
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 베인(20)은 몸체(21)의 상면(211) 중 혈액 유입공(221)의 중심부에 해당하는 영역에는 형성되지 않을 수 있다. 이에 의해 혈액의 안정적인 유입이 이루어지고 용혈 현상이 감소될 수 있다.4, the
몸체(21)의 바닥면(211)과 상면(212)을 연결하는 혈액 순환 구멍(213)이 구비될 수 있다. 이때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 혈액 순환 구멍(213)은 베인(20)이 형성되지 않은 영역에 형성될 수 있다. 임펠러(20)가 회전하는 동안 임펠러(20)의 하부의 혈액이 혈액 순환 구멍(213)을 통해 임펠러(20)의 상부 공간으로 이동하게 된다. 혈액 순환 구멍(213)은 임펠러(20)의 하부에 혈액이 고여 응고되는 것을 방지할 수 있도록 임펠러(20)의 하부의 혈액을 상부로 순환시키는 기능을 한다.A
한편, 임펠러(20)는 상부 피봇 돌기(24) 및 하부 피봇 돌기(25)에 의해 하우징(10)에 더블 피봇 구조로 지지될 수 있다. 도 3을 참조하면, 상부 피봇 돌기(24)와 하부 피봇 돌기(25)는 상방향 및 하방향으로 각각 돌출되어 하우징(10)의 상부 내주면(111) 및 하부 내주면(121)에 각각 지지될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 피봇 돌기(24)는 몸체(21)의 상면에서 상방향으로 돌출되는 돌출부(28)의 상단에 구비될 수 있으며 상방향으로 돌출되어 하우징(10)의 상부 내주면(111)에 지지된다. 이때, 상부 피봇 돌기(24)가 접촉하는 부분에 피봇 베어링(115)이 구비될 수 있다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 피봇 돌기(25)는 하방향으로 돌출되어 하우징(10)의 하부 내주면(121)에 지지된다. 이때, 하부 피봇 돌기(25)가 접촉하는 부분에 피봇 베어링(215)이 구비될 수 있다. On the other hand, the
도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(10)은 임펠러(20)의 반경방향 외측 단의 외측에 형성되는 벌루트(volute) 공간(16)을 형성한다. 벌루트 공간(16)은 임펠러(20)의 외측 단을 둘러싸도록 원주 방향으로 연장된다. 예를 들어, 벌루트 공간(16)은 배출 아웃렛(15)이 구비되는 지점에서부터 시작되어 하우징(10)의 원주 방향을 따라 연장되어 배출 아웃렛에 연결되도록 형성될 수 있다. 이때, 도 2를 참조하면, 벌루트 공간(16)은 혈액의 흐름 방향(도 4에서 시계 방향)을 따라 단면적이 점차로 증가하도록 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의해 혈액의 안정적인 흐름이 가능해지고 용혈 현상을 최소화할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes and modifications to the scope of the invention.
10: 하우징
11: 상부 하우징 멤버
12: 하부 하우징 멤버
13: 혈액 펌핑 공간
14: 흡입 인렛
15: 배출 아웃렛
16: 벌루트 공간
20: 임펠러
21: 몸체
22: 덮개
23: 베인
27: 자석
213: 혈액 순환 구멍
24: 상부 피봇 돌기
25: 하부 피봇 돌기10: Housing
11: upper housing member
12: Lower housing member
13: Blood pumping space
14: Suction inlet
15: Discharge outlet
16: Bullroot space
20: Impeller
21: Body
22: Cover
23: Vane
27: Magnet
213: blood circulation hole
24: upper pivot projection
25: lower pivot projection
Claims (8)
상기 하우징의 상부에 구비되어 혈액을 유입시키는 흡입 인렛,
상기 하우징 내에 회전 가능하게 배치되며 회전에 의해 상기 유입된 혈액에 원심 흐름을 부여하는 임펠러, 그리고
상기 하우징의 측면에 구비되어 상기 혈액을 배출시키는 배출 아웃렛을 포함하고,
상기 임펠러는 상부 피봇 돌기 및 하부 피봇 돌기에 의해 상기 하우징에 더블 피봇 구조로 지지되며,
상기 하우징은 상기 임펠러의 반경방향 외측 단의 외측에 형성되는 벌루트 공간을 형성하고,
상기 벌루트 공간은 상기 임펠러의 외측 단을 둘러싸도록 원주 방향으로 연장되며,
상기 벌루트 공간은 상기 혈액의 흐름 방향을 따라 단면적이 점차로 증가하도록 형성되고,
상기 임펠러는
콘 형상을 가지는 몸체,
상부에 상기 혈액이 유입되는 혈액 유입공을 구비하며 상기 몸체의 상면에서 이격되어 배치되는 덮개, 그리고
상기 몸체의 상면과 상기 덮개의 하면을 각각 연결하는 복수의 베인을 포함하는 원심형 혈액 펌프.housing,
A suction inlet provided at an upper portion of the housing for introducing blood,
An impeller rotatably disposed within the housing and imparting centrifugal flow to the introduced blood by rotation, and
And a discharge outlet provided on a side surface of the housing for discharging the blood,
The impeller is supported in the housing by a double pivot structure by an upper pivot projection and a lower pivot projection,
Wherein the housing defines a vaulting space formed outside the radially outer end of the impeller,
Wherein the vaulting space extends in the circumferential direction so as to surround the outer end of the impeller,
Wherein the vaulting space is formed to gradually increase in cross-sectional area along the flow direction of the blood,
The impeller
A body having a cone shape,
A cover having a blood inflow hole through which the blood flows into the upper portion and spaced from the upper surface of the body,
And a plurality of vanes connecting the upper surface of the body and the lower surface of the lid, respectively.
상기 베인은 구부러진 형상을 갖는 원심형 혈액 펌프.The method of claim 1,
The vane has a bent shape.
상기 상부 피봇 돌기는 상기 몸체의 상면에서 상방향으로 돌출되어 상기 하우징의 상부 내주면에 지지되고,
상기 하부 피봇 돌기는 상기 몸체의 하면에서 하방향으로 돌출되어 상기 하우징의 하부 내주면에 지지되는 원심형 혈액 펌프.The method of claim 1,
The upper pivot projection is protruded upward from the upper surface of the body and supported by the upper inner peripheral surface of the housing,
Wherein the lower pivot projection is protruded downward from a lower surface of the body and is supported on a lower inner peripheral surface of the housing.
상기 몸체의 상면 중 상기 혈액 유입공의 중심부에 대응하는 영역에는 상기 베인이 형성되지 않는 원심형 혈액 펌프.The method of claim 1,
Wherein the vane is not formed in a region of the upper surface of the body corresponding to a central portion of the blood inflow hole.
상기 몸체는 상기 베인이 형성되지 않은 영역에 상하로 관통되는 혈액 순환 구멍을 구비하는 원심형 혈액 펌프.The method of claim 6,
Wherein the body has a blood circulation hole vertically passing through an area where the vane is not formed.
상기 흡입 인렛은 상기 임펠러의 상하 방향에 대해 미리 정해진 각도로 기울어지게 구비되는 원심형 혈액 펌프.The method of claim 1,
Wherein the suction inlet is inclined at a predetermined angle with respect to a vertical direction of the impeller.
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- 2017-03-06 KR KR1020170028412A patent/KR101905781B1/en active IP Right Grant
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