[发明专利]心脏泵驱动器和轴承

说明书

一种心脏泵，包含限定腔体的外壳，腔体包含至少一个与腔体的轴线对准的入口和至少一个被设置在所述腔体的圆周外壁中的出口。叶轮设置在所述腔体内，所述叶轮包含转子和安装在所述转子上的叶片，用于将流体从所述入口径向向外推动到所述出口。驱动器用于在所述腔体中旋转所述叶轮，所述驱动器包含：多个周向间隔开的永久驱动器磁体，其被安装在所述转子的第一面内并紧邻转子的第一面，相邻的驱动器磁体具有相反的磁极；和多个周向间隔开的驱动器线圈，其被安装在所述外壳内，紧邻所述腔体的第一端，每个线圈缠绕在驱动器定子的相应的驱动器定子极上，并且与所述驱动器磁体基本径向对准，所述驱动器线圈被配置为产生与所述驱动器磁体协作的驱动器磁场，从而使所述叶轮旋转。还提供了磁性轴承，从而实现以下操作中至少一项：控制叶轮的轴向位置和至少部分地限制叶轮的径向运动。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年4月5日提交的美国临时专利申请No.62/482,048，和2017年7月31日提交的美国临时专利申请No.62/539,083的权益和优先权，上述每个美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种心脏泵，尤其涉及一种包含改善的流动特性的心脏泵。

背景技术

在本说明书中，对任何先前出版物(或从其获得的信息)或任何已知问题的引用均不是，也不应该被视为承认或认可或以任何形式暗示先前出版物(或从其获得的信息)或已知问题构成了本说明书所涉领域的公知常识。

随着普通人群的年龄增长以及用于心脏移植的供体器官数量仍然有限，基于旋转叶轮的机械泵在治疗心力衰竭方面的应用正在增加。设备可被用于将患者桥接至心脏移植以康复或实际上作为替代的目的。

WO2004098677和WO2006053384A1均描述了以相同速度旋转的双侧叶轮，叶轮的每一侧分别被配置为辅助左右心脏。这有效地引入了关于独立控制并因此平衡从设备的左侧和右侧流出的能力的固有问题，即，叶轮转速的增加将使两个腔体的流出量相应地增加。

WO2006053384A1通过引入使旋转的叶轮在腔体内轴向移位从而同时更改设备每一侧的相对效率的能力，解决了这一问题。然而，当激活用于实现该轴向移位的控制方法时，此类泵需要使用来自压力传感器等的反馈信号来主动控制和维持所需的设定轴向位置。这种控制方法将固有地消耗过多量的电功率，并引入与血液接触传感器的长期可靠性有关的问题。

US-8,636,638描述了用于心脏泵的控制器，该控制器确定叶轮在腔体内沿第一轴向方向的运动，所述腔体包含至少一个入口和至少一个出口，并且所述叶轮包含叶片，用于将所述流体从所述入口推动到所述出口，从而促使磁性轴承使所述叶轮沿与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向移动，所述磁性轴承包含至少一个用于控制所述叶轮在腔体内的轴向位置的线圈，确定指示所述磁性轴承所用功率的指示器，并使所述磁性轴承根据所述指示器控制所述叶轮的所述轴向位置从而控制所述入口与所述出口之间的流体流动。

US-7,435,059描述了一种用于泵送血液以辅助或承担患者心脏功能的系统，特征是，血泵呈现出陡峭的泵曲线，使得对于所述泵两端的压差大变化，泵流量只会发生很小的变化。因此，所述泵显示出限流特性，可以保护所述生理系统免受有害流量的影响。也可以通过控制从电源提供给驱动器的电流或通过泵壳内部或外部的适当限制来限制泵流量。

当创建这样的心脏泵时，所述泵的特殊设计可能对所述心脏泵的性能产生重大影响，尤其是，根据所述泵所适应的对象的生理要求，以不同的流速泵送血液的能力。

传统的观点是生产一种泵，该泵在对象的典型流量(通常对应于每分钟约5至6升的流量)下具有最佳的工作效率，从而将泵的能耗降至最低。另外，典型的是设计对预载具有相对较低的流量敏感性的泵，如在US-7,435,059中所述，使得所述泵表现出限流特性，以保护所述生理系统免受有害的流量或压力的伤害。