免清洗的小型旋转式泵的制作方法
【专利说明】免清洗的小型旋转式泵
[0001]本申请是申请号200880114288.8、申请日2008年10月27日、发明名称“免清洗的小型旋转式栗”的中国发明专利申请的分案申请。
【背景技术】
[0002]本发明的实施例总体涉及，但不限于，提供和使用医疗设备，并且更具体地涉及提供和使用小型的、可植入式的血栗以协助或补充心脏功能。
【发明内容】
[0003]本发明的至少一些方面和实施例涉及用于协助人心脏功能的系统和方法。特别地，一个实施例涉及使用具有管状壳体的小型血栗来栗血的系统和方法，所述壳体包括支撑叶轮的驱动单元，其中该驱动单元无需使用清洗液而保持不具有血块或其他血液沉淀物。
[0004]现有的小型血栗，诸如美国专利N0.6，942，611，采用清洗液以保持电机组没有会损害性能或长期导致栗卡死的障碍物。尽管清洗液的配置比较有效，当其长期使用时，例如超过30天时，其所需的附加结构可能增加栗失灵的风险。
[0005]根据本发明的一个实施例包括血栗，其可包括其中定位电动驱动单元的管状壳体。该驱动单元可同轴布置在壳体中，在驱动单元和壳体的内表面之间的环形空间形成主要的血流通道。在这种构造中，血液被布置在驱动单元上游侧的叶轮通常以螺旋运动驱动，沿着流动通道流通并且从横向分支的出口管排出壳体。
[0006]壳体和出口管可具有L形构造，籍此栗可插入到形成在心脏壁的端口中，而出口管可与目标血管连接。在这种构造中，血栗可起到暂时支撑心脏的作用而不像较大的心内血栗一样完全插入到心脏内。
[0007]本发明的一个方面涉及无需使用清洗液而保持不具有血块或其他血液沉淀物或堆积物的小型血栗。该血栗可包括环形的、构造在转子和定子之间的次要流动通道，血流通过该通道持续冲洗转子和定子的相对移动部分之间的区域。该次要血流可大致与主要血流反向。
[0008]本发明的另一方面涉及小型轴向血栗，其中承载叶轮的转子不需要在轴向方向上的支撑。该血栗可应用在轴向方向上支撑转子和叶轮的磁轴承。在一些实施例中，该轴向磁轴承可以至少部分是有源的。
[0009]本发明的另一个方面提供了基于导管的栗，其应用清洗液使如上所述布置的次要血流通道畅通。在该装置中，主要血流定向为朝外并且紧接在叶轮后面围绕壳体，并且另一个端口定位在转子后面允许血液流入以形成次要血流。
[0010]本发明的另一个方面可提供基于导管的栗，其应用磁轴承以控制承载叶轮的转子的轴向位置。该磁轴承可以是有源的，或无源的或两者均可。
[0011]本发明另一个方面涉及通过使用小型血栗来提供心脏辅助的方法，所述血栗包括壳体、定位在壳体内并且具有转子和定子的驱动单元、定位在驱动单元一端并且与转子连接的叶轮，以及从壳体最靠近叶轮的一端延伸的套管。可运行该栗以产生围绕驱动单元的主要血流以及形成在转子和定子之间的环形空间内的次要血流。该次要血流可大致与主要血流反向。可通过机械轴承及/或通过有源或无源磁轴承提供轴向支撑。
【附图说明】
[0012]附图并非想要按比例绘制。在附图中，在不同图中显示的每个相同或几乎相同的组件由相同数字表示。为了清晰的目的，可能不是每个组件在每个图中均被标识。图中:
[0013]图1为根据本发明的血栗的一个实施例的横截面示意图；以及图2为根据本发明的基于导管的血栗的一个实施例的横截面示意图；
【具体实施方式】
[0014]现在将参考附图更详细地描述各种实施例和它们的各方面。应当理解本发明的应用并不限于在下面描述中所阐述或附图所示的关于组件构造及布置的细节。本发明能具有其他实施例并且能以各种方式实施或实现。在此提供特定实施方式的范例仅仅为了说明的目的而并非想要进行限制。特别地，针对任何一个或多个实施例所述的动作、元件及特征并非想要在任何其他实施例中排除类似的作用。同样，在此使用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应被认作限制。“包括”、“包含”、“具有”、“含”、“包括了”以及它们的变型的使用是为了包围其后所列的项以及它们的等价物和其他项。
[0015]图1显示了根据本发明一个实施例的血栗的横截面示意图。
[0016]该示意性实施例的血栗100具有细长的、基本圆柱状的壳体200，其中基本同轴地定位驱动单元210。该驱动单元210包括具有定子部分300和转子部分400的电动机。穿过导管230的电导体220对电动机提供电能及控制信号。
[0017]在驱动单元210和壳体的内部之间的环形空间形成主要的血流通道240。在一个实施例中，主要血流通道的内径和外径可分别大约为7.0和10.0mm，在主要血流通道中提供大约160mm2的横截面。
[0018]定子部分300包括一对永久定子轴承磁体310a、310b。一个定子轴承磁体310a靠近定子的上游端定位，而另一个定子轴承磁体310b靠近下游端固定。
[0019]定子轴承磁体310a、310b与永久转子轴承磁体410a、410b配合以形成一对径向磁轴承。该径向轴承允许转子相对于定子转动而没有明显的径向接触并产生环形空间以实现次要血流通道255。该定子轴承磁体310a、310b和转子轴承磁体410a、410b可包括叠层薄盘磁体、具有轴向磁化的管状磁体或任何其他合适的磁体布置。
[0020]在所示的实施例中，次要血流通道255的内径和外径可分别大约为3.2和3.8mm，提供大约3.3mm2的横截面。
[0021]定子电机磁体320位于定子部分300上的定子轴承磁体310a、310b之间。该定子电机磁体320结合转子电机磁体420以形成可由常规装置驱动以使转子400旋转的电磁电机。
[0022]在该实施例中，叶轮500连接在转子400上。叶轮500包括毂510和多个从毂510突出的叶片520。所述叶片可以为任何合适的形状并且可以是任何合适的数目。叶轮500在圆柱状栗环530中旋转，该栗环的直径与叶轮500的包络线的直径大约相同。栗环530的上游端具有包括输入斜面545的轴向入口 540。紧跟着栗环530的下游端的为不含叶轮的过渡区域550，其中内侧直径从栗环530到围绕驱动单元210的壳体200的内径连续变大。
[0023]转子400的操作产生向前，即在与血流相反的方向上，牵引转子的力。为了防止转子400被向前牵引得太远以至于接触壳体，轴向液压轴承260可定位在包括了叶轮500的转子400的一端。轴向液压轴承260起到阻止转子400向前移动的作用。在该实施例中，轴向液压轴承260提供有多个允许血液通过轴承的开口。在一些实施例中，轴向轴承也可构造为接触球轴承，从而物理地阻止转子400的向前运动，特别在外力施加在装置上的地方或当转子启动或逐渐结束时。
[0024]在一些实施例中，可通过定位在转子任一端的轴向磁轴承控制转子400的轴向位置，包括或不包括另外使用机械接触球轴承。例如，在一个实施例中，轴向磁轴承可包括永久轴向壳体磁体270，其定位在壳体200内靠近背离叶轮500的转子400 —端，并且与永久轴向转子磁体410配合，其定位在背离叶轮500的转子一端上。在另一个实施例中，轴向轴承可包括有源磁轴承，其单独或与无源磁轴承及/或机械接触球轴承联合操作。在一个实施例中，轴向磁轴承包括设计为抵消当转子400提速时产生的轴向力的圆柱状无源磁体，其由有源磁体围绕，设计为补偿诸如那些在叶轮预负载和后负载期间所出现的那些额外的轴向负载。在一些情况中，可通过测量系统内的反电动势而确定叶轮的轴向位置，因而消除对附加位置传感器的需要。在其他情况中，可应用单独的位置传感器以提供关于转子位置的反馈并便于通过有源磁轴承控制。
[0025]出口管600朝流动通道240的下游端从栗壳200横向地分出。该出口管600在基本垂直于流动通道240的方向延伸。在一些实施例中，出口管600的内径可在流动方向上放大。这种放大可为大约5-10度，或者在一个特定实施例中，大约8度。
[0026]在特定实施例中，在壳体的内壁中可能具有与主要流动通道240连通的压力探测开口。从所述压力探测开口，压力通道可与延伸通过导管230的软管的内腔连通。压力传感器可连接在导管的近端以探测位于主要流动通道240内的压力探测开口处的压力。作为备选，局部压力传感器可安装在血栗100内。
[0027]在一些实施例中，管状套管700可安装在栗环530上并且从壳体200延伸。套管700可具有围绕其外围布置的纵向延伸的槽710，以及/或位于前端的轴向开口 720。在一些情况中，套管700的长度可不超过包括栗环530的壳体200的长度。
[0028]在所示实施例中，壳体200的外径大约为11mm。壳体在流动通道240区域的内径大约为10mm。驱动单元210具有大约7.0mm的外径。栗环530的内径大约为6mm，套管700的外径大约为10mm，并且套管700的内径大约为8mm。
[0029]在该实施例中，包括栗环530的整个壳体200，具有大约50mm的长度，并且套管700突出栗环530的部分具有大约35mm的长度。
[0030]前述的大约尺寸仅用于所示实施例，并且应当理