CN110325228A - 具有驱动单元和导管的导管泵 - Google Patents

具有驱动单元和导管的导管泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有驱动单元和导管的导管泵，所述导管具有用于***动脉的泵头并且具有用于驱动设置在泵头上的可扩展泵送元件的可旋转安装的转子轴，所述导管在其近端具有耦合部，所述耦合部与转子轴连接以用于联合旋转，并且所述耦合部能够围绕耦合轴线旋转，并且所述驱动单元具有驱动器和驱动部，所述驱动部能够由驱动器围绕驱动轴线旋转驱动，耦合部和/或驱动部具有磁元件，用于非接触相互旋转耦合，并且耦合轴线和驱动轴线在横向方向上彼此间隔开距离a，使得磁元件的磁场在横向于耦合轴线延伸的方向上推动耦合部。

Description

具有驱动单元和导管的导管泵
本发明涉及一种具有驱动单元和导管的导管泵，其中导管具有：泵头，用于***动脉血管***(例如动脉或心脏)；可旋转安装的转子轴，用于驱动设置在泵头上的可扩展泵送元件；以及在其自由端处的耦合部，所述耦合部围绕耦合轴线旋转并且旋转地固定连接到转子轴，并且其中驱动单元具有驱动器和驱动部，所述驱动部通过驱动器能围绕驱动轴线旋转地驱动。
例如，这些类型的导管泵从EP 2 288 392 B1已知，并且在图1a示出。作为旋转泵送元件，例如，如EP 2 288 392 B1中描述的，可以使用具有展开螺旋桨的转子，所述转子设置在导管的远端。还可以想到，可以使用不同形状的泵送元件，例如形成螺旋形状的螺旋。
导管泵被***患者的动脉作为临时循环支撑***，尤其是当自然心脏不能够提供给身体足够的含氧血时。泵送元件和转子轴以每分钟7,000至15,000转(特别是每分钟10,000至13,000转)的比较高的速度操作。已经发现噪声是有问题的，特别是在耦合部和驱动部的耦合附近。特别是以这些高速时，会出现干扰振动和啸声。导管泵的泵头可以在动脉中保留几天，特别是在手术后。
因此，本发明的目的是提供一种如上所述的导管泵头，所述导管泵头具有耦合部与驱动部的可靠耦合并且还能安静地操作。
通过具有权利要求1的特征的导管泵实现这个目的。因此，本发明提供了耦合部和/或驱动部具有用于非接触相互旋转耦合的磁元件，并且耦合轴线和驱动轴线在横向方向上彼此间隔开距离a，使得磁元件的磁场在横向于耦合轴线延伸的方向上推动耦合部。这导致耦合部由于磁体而在限定方向上被推动并且在额定速度范围内(即，特别是8000至13000rpm的速度)占据稳定位置。结果，一方面，保证了可靠的磁耦合，另一方面，使得导管泵非常安静的操作成为可能。已经发现，当耦合轴线相对于驱动轴线没有偏移时，由于磁元件的旋转磁场，耦合部在旋转期间未占据限定的径向位置，并且在不同的非限定位置之间移动，这总体上导致干扰振动和噪声。设置了距离a为0.7mm至3.5mm，优选地为1mm至3mm，更优选地为在2mm范围。这个相对较小的中心距离足以保证导管泵以较少的噪声操作。
有利的是，在轴向上耦合部到驱动部具有距离m，其中距离m为1mm至6mm，优选地为3mm至5mm，更优选地为在3.5mm范围。特别地，该距离m允许提供耦合部对驱动部的流体密封布置，同时仍然可以传送足够的转矩。
此外，已经发现有利的是，转子轴具有直径d，其中距离a为直径d的0.25倍至1.5倍，优选地为直径d的0.5至1.2倍。这种组合还导致导管泵的比较安静的操作。
直径d可以优选地为0.7mm至4.5mm，优选地为1.5mm至3mm，更优选地为在2mm范围。这还导致安静的操作。
为了保证耦合部与驱动部的可靠耦合，有利的是，驱动单元具有用于耦合部的容器，其中耦合部占据在横向方向上相对于驱动部偏移距离a的操作位置。通过设置容器，最终能够保证耦合部相对于驱动部的限定布置。
根据本发明，还可以设置了容器或界定容器的壁提供一个或更多个阻尼元件，一个或更多个阻尼元件抵靠耦合部作为减振器。结果，耦合部不希望的剩余振动能够被安全避免。
在这种情况下，耦合部可以具有设置在转子轴的自由端的磁体保持器，磁体保持器具有设置在其上的磁元件。磁元件可以设置成围绕耦合轴线以环形延伸。除了磁元件，金属元件或金属环也可以用于磁场的限定扩展。
此外，有利的是，耦合部由流体密封盖封闭。所述盖可以设置为封闭转子轴或对应套筒的外导管的延伸，以便整个泵轴流体密封地设置在导管内，并且耦合部也流体密封地设置在盖中。
根据本发明，还可以想到，所述盖在面向驱动部的侧面上和/或所述容器在面向耦合部的侧面上具有对中斜面，用于在操作位置将所述盖并且因此对耦合部居中。以这种方法，能够保证盖并且因此与驱动轴线偏移距离a的耦合部能够***容器。
导管可以设置有外导管和内导管，其中转子轴可旋转地设置在内导管内。此外，可以设置冲洗和润滑流体，在操作期间将所述冲洗和润滑流体提供给泵头以便冲洗和润滑设置在所述泵头处的轴承。特别地，冲洗和润滑流体可以经由设置在外导管和内导管之间的腔引导到泵头。循环的冲洗和润滑流体可以经由设置在转子轴和内导管之间的腔循环。这样可以阻止传送到泵头的冲洗流体与循环的冲洗流体的混合。
所述盖可以具有出口，并且导管可以被设计为使得在操作期间围绕转子轴流动的冲洗和润滑流体通过盖并且经由出口从盖并且因此从导管排出。在导管中的转子轴的这样的冲洗特别地用于润滑和清除杂物，因而允许转子轴在导管中平滑旋转。
为了阻止驱动部接触污染物，有利的是，驱动单元具有在容器和驱动部之间的流体密封壁部。根据实施例，壁部和盖均可以设置在耦合部和驱动部之间。然而，由于在驱动部和耦合部之间依然小的距离以及磁体的合适选择，能够保证驱动部与耦合部的可靠旋转耦合。
此外，能够进行如下设置：耦合部和/或驱动部上的磁元件被设计用于旋转耦合，使得磁耦合在极限转矩下脱落。结果，可以提供过载保护。
本发明的其它实施例和有利实施例将从以下描述中变得显而易见，参考该描述将更详细地描述和解释本发明的实施例。
在附图中：
图1示出具有驱动单元和导管的导管泵；
图2示出根据本发明的处于操作位置的导管泵的驱动单元；以及
图3示出根据图2的驱动单元的耦合部和驱动部的纵剖面的放大细节。
图1示出导管泵10，其具有驱动单元12和耦合到驱动单元12的导管18。导管18在其远端具有用于***动脉血管(例如动脉或心脏)的泵头15。在导管18中设置有转子轴32，通过所述转子轴32，设置在泵头15中的泵送元件(例如具有可折叠螺旋桨的转子)适于设定为旋转的。导管18在近端16提供耦合部30，所述耦合部可***驱动单元12，通过所述驱动单元，最终转子轴32并由此泵送元件可操作以设定成旋转的。
图2示出根据本发明的导管泵10的驱动单元12。驱动单元12具有容器14。此外，导管18的近端16被示出，所述导管在其远端(未示出)具有在操作期间旋转的泵送元件。
导管18的近端16设置在容器14中，并且通过保持元件20牢固地保持在所述容器14中。
在近端16处设置两个软管22、24。冲洗和润滑流体可以经由入口26通过软管22引入导管18。这种冲洗和润滑流体通过导管18送入泵头15。在泵头15中，这种冲洗和润滑流体的一部分再次通过导管18回流并且通过出口28和软管24排出。循环的冲洗和润滑流体因此在转子轴32和内导管33之间回流，转子轴32操作期间旋转。内导管33由外导管35封闭，因此冲洗和润滑流体经由内导管33和外导管35之间的腔朝向泵头15传送。
在图3示出的细节中，示出了容器14中具有出口28的近端16。
能够清楚地看出导管18的近端16具有耦合部30，耦合部30旋转地固定连接到转子轴32。为此，耦合部30提供磁体保持器34，具有磁元件的磁环36和用于影响磁场的软铁环38均设置在保持器34上。在操作期间，耦合部30或磁环36围绕耦合轴线40旋转，所述耦合轴线位于转子轴的轴线中。因此，转子轴32由轴42和位于导管18的近端16的轴承套筒46中的轴承44可旋转地支撑。
如图3所示，封闭耦合部30的盖48设置在导管的自由端，所述盖以液体密封方式设置在容纳套筒46的套筒壳体50上。盖48提供出口28和用于管24的容纳喷嘴52。总的来看，在导管泵10的操作期间，如由箭头54所示，冲洗和润滑流体能够朝向耦合部32沿轴向在轴承套筒46和旋转的转子轴32之间流动穿过轴承44，并且通过出口28排出到管24中。
同样在图3中清楚地看出，以电动马达形式的驱动器56设置在驱动单元12中。驱动器56可以包括合适的传送单元。驱动器对驱动部59进行驱动，驱动部提供驱动轴58和磁体保持器62，驱动轴58可围绕驱动轴线60驱动，磁环64和软铁环66设置在磁体保持器上。
磁环36和64彼此互补地形成，使得在驱动部59的旋转转动中，当耦合部30转动时，所述耦合部因互相旋转耦合而偏移。磁环64的直径优选地对应于磁环36的直径。
在图3还清楚地看出，耦合轴线40和驱动轴线60在横向方向上彼此间隔距离a或相对彼此偏移。距离a被选择为使得在磁环36和64中产生的磁场提供在横向于耦合轴线40的方向上推动耦合部36的力。通过提供横向于耦合轴线的力，甚至当转子轴高速运转时，也可以提供具有相对小的噪声的导管泵的操作。
磁环36和64相对彼此的轴向距离m优选地为3mm至4mm。两个轴线40和60的距离a优选地哦1.5mm至2.5mm。距离a略小于转子轴32的直径。然而，根据本发明距离a和m可以改变，并且依赖于磁力、磁元件的设计和数量或传送的转矩。
为了防止流体或者介质渗透进驱动部59或驱动器56中，液体密封壁68设置在容器14和驱动部59之间。
为了保证导管18的近端16位置正确地***容器14，盖48在面向驱动部59的侧面上具有对中斜面70，所述对中斜面70与设置在壁68上的对中斜面72相对应。
为了抑制可能的残余振动或消除其谐振体，容器14和限制容器14的壁具有一个或更多个阻尼元件74，所述一个或更多个阻尼元件74作用于耦合部30和其盖48。
磁环36和64的磁元件被设计为使得通过壁部68和面向盖48的部分的壁部的旋转耦合是可能的。
当设计旋转耦合时，可以利用过高的扭矩或过高的速度来实现解耦的特性。随着负荷增加，两个对应磁环36和64越来越多地相对于彼此旋转，其中高于极限转矩或当超过极限速度时，转角过大，并且因此发生解耦。该特性可以用做过载保护。

Claims (13)

1.一种导管泵(10)，所述导管泵具有驱动单元(12)和导管(18)，其中，导管(18)具有：泵头(15)，所述泵头用于***动脉血管***；可旋转安装的转子轴(32)，所述可旋转安装的转子轴用于驱动设置在泵头(10)处的可扩展泵送元件；以及在导管的近端(16)处的耦合部(30)，所述耦合部能操作以围绕耦合轴线(40)旋转并且旋转地固定连接到转子轴(32)，并且其中，驱动单元(12)具有驱动器(56)和驱动部(59)，所述驱动部能操作以通过驱动器(56)来围绕驱动轴线(60)旋转地驱动，其特征在于，耦合部(30)和/或驱动部(59)具有用于非接触相互旋转耦合的磁元件，并且其中，耦合轴线(40)和驱动轴线(56)在横向方向上彼此间隔开距离a，使得磁元件的磁场在横向于耦合轴线(40)延伸的方向上推动耦合部(30)。
2.根据权利要求1所述的导管泵(10)，其特征在于，距离a为0.7mm至6.5mm，优选地为1mm至3mm，更优选地为2mm。
3.根据权利要求1或2所述的导管泵(10)，其特征在于，耦合部(30)在轴向上与驱动部(59)具有距离m，其中距离m为2mm至6mm，优选地为3mm至5mm，更优选地为3.5mm。
4.根据权利要求1、2或3之一所述的导管泵(10)，其特征在于，转子轴(32)具有直径d，其中距离a为直径d的0.5至1.5倍，优选地为直径d的0.8至1.2倍。
5.根据权利要求4所述的导管泵(10)，其特征在于，所述直径d为0.7mm至4.5mm，优选地为1.5mm至3mm，更优选地为2mm。
6.根据前述权利要求之一所述的导管泵(10)，其特征在于，驱动单元(12)具有用于耦合部(30)的容器(14)，其中容器(14)中的耦合部(30)占据在横向方向上相对于驱动部(59)偏移距离a的操作位置。
7.根据权利要求6所述的导管泵(10)，其特征在于，容器(14)或限制容器(14)的壁提供一个或更多个阻尼元件(74)，所述阻尼元件作用于耦合部(30)以用于减振。
8.根据前述权利要求之一所述的导管泵(10)，其特征在于，耦合部(30)具有磁体保持器(34)，所述磁体保持器设置在转子轴(32)的自由端并且具有设置在其上的磁元件(36)。
9.根据前述权利要求之一所述的导管泵(10)，其特征在于，耦合部(30)由流体密封盖(48)封闭。
10.根据权利要求9所述的导管泵(10)，其特征在于，所述盖(48)在面向驱动部(59)的侧面上和/或所述容器(14)在面向耦合部(30)的侧面上具有对中斜面(70)，用于在操作位置中将所述盖(48)居中。
11.根据权利要求9或10所述的导管泵(10)，其特征在于，所述盖(48)具有出口(28)，并且在于，导管(18)被设计成使得转子轴(32)在操作期间由冲洗流体冲洗，其中冲洗流体经由出口(28)排放。
12.根据前述权利要求之一所述的导管泵(10)，其特征在于，驱动单元(12)具有位于容器(14)和驱动部(59)之间的流体密封壁部(68)。
13.根据前述权利要求之一所述的导管泵(10)，其特征在于，耦合部(30)上和/或驱动部(59)上的磁元件被设计用于旋转耦合，使得磁耦合在极限转矩下脱落。
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