[发明专利]离心血泵

说明书

一种没有机械轴承的离心血泵，包括：泵壳体(1)、设置在所述泵壳体中的叶轮(9)，其绕中心轴线可旋转且在有限的间隙内轴向地和径向地自由地可移动。叶轮具有永磁体或永久磁化的磁性区域(N/S)，其与电磁驱动器配合以使叶轮旋转。圆形壁(12)或圆形设置的壁区段设置在泵壳体内，它们的内表面与叶轮的外周边一起限定径向间隙以形成用于叶轮的流体动力学的径向轴承。

本申请是申请日为2013年10月11日，申请号为201380053302.9，发明名称为“离心血泵”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

本发明涉及一种离心血泵，即具有旋转叶轮的泵，血液通过离心血泵在向外的径向方向输送。

血泵特别地适合于长期的血液运输，但同样地可仅暂时使用，且提供每分钟至少4升且多达10升的输出速率。

例如美国专利6,623,475 B1中描述了用于长期使用的离心血泵。为了使得血泵适合于长期使用，这类的血泵省略了机械轴承，以避免轴承的磨料颗粒污染血液的危险且进一步防止血栓形成在轴承处。另外，轴承磨损通常是血泵的最重要的寿命缩短参数。反而，泵的叶轮在泵壳体中的有限的间隙内自由地可移动。叶轮通过外部电磁驱动器与设置在叶轮的叶片上的磁体配合而旋转。叶轮的径向定中心是由于叶轮磁体与驱动装置轴向配合而形成。然而，叶轮磁体的磁力趋于朝向电磁驱动器轴向牵拉叶轮，且由此，抵靠将驱动器与叶轮分离的壁。为了克服这样的轴向吸引力，叶轮叶片包括支撑表面，其在旋转期间流体动力学地提升叶轮，以使得叶轮在流体缓冲上滑动，流体缓冲即血液缓冲，由此与所述壁保持轴向距离。以此方式，叶轮无需任何轴承且无需任何叶轮安装轴即可在径向和轴向两者上在泵壳体中定中心。

前述所提出的类型的血泵可与左心室的心尖部附接。血泵的流出移植物可与升主动脉或降主动脉附接。一旦就位，来自左心室的血液流动通过血泵进入主动脉且循环进入身体。电力地驱动泵，驱动缆线接近患者的皮肤且将植入的泵连接至戴在外部的控制器，该控制器可由电池供电。所需要的耗电量低于10W，在生理学相关的操作条件下优选地在6W的范围内，使得即使当构造为电池供电的便携式设备或当与无线TET(经皮能量输送)或TEIT(经皮能量和信息输送)设备一起使用时，泵也具有长使用寿命。

电磁驱动器的类马蹄形电磁铁的磁极在叶轮的磁体的各自的磁极上方和下方设置在泵壳体的外侧。电磁体的磁极的循环改变引起它们形成沿叶轮运送的旋转磁场。当电磁体的磁极的改变协调地接近极限转矩时，即，在运送的电磁体和叶轮的各自承载的磁体之间具有相对大距离，此类型的电磁驱动器可达到最大效率。然而，这具有副作用：在电磁体和叶轮磁体之间的轴向吸引力变得相对小，以使得叶轮上的径向自动定中心效果同样小。由此，为了维持径向自定中心效果，血泵不以其最大效率运行。

为了增加现有技术的叶轮上的转矩，可增加叶轮磁体的强度，即叶轮上的磁性材料的总量，但这由于血泵的尺寸和最大重量而被限制，对于本发明，血泵的尺寸和最大重量不应当超过40mm的直径和12mm的高度且其重量应少于50克，优选地少于40克。另外，磁体越强，使泵启动越难，因为在启动阶段叶轮的磁体依附电磁驱动装置的类马蹄电磁体。

可替换地，可增加供应至电磁体的能量。但这难以实现，因为泵的能量消耗应当保持为低于10W，优选地不超过6W，以使得当构造为电池供电的便携式设备时泵具有长使用寿命，或使其可由TET或TEIT设备驱动。

由此存在普遍问题：增加血泵的叶轮上的转矩的同时保证叶轮轴向和径向保持居中而不使用任何机械轴承。