CN110841123A - 一种心血管治疗用血液循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，具体公开了一种心血管治疗用血液循环装置，包括套筒、设在套筒内的转子及设在套筒外用于驱动转子旋转的驱动装置，套筒的轴向两端分别设有进液口及出液口，转子包括与套筒同轴设置的转子圆筒及固定在转子圆筒内壁的转子叶片，转子的中部形成中空血液流道；套筒的进液口以可拆卸方式连接进液管道，套筒的出液口以可拆卸方式连接出液管道；进液管道的内壁粘贴有第一光纤光栅，出液管道的内壁粘贴有第二光纤光栅，第一光纤光栅、第二光纤光栅分别通过第一光纤、第二光纤从进液管道、出液管道引出后连接于解调仪。本发明能够实时检测血液在泵送前后的温度。

Description

一种心血管治疗用血液循环装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种心血管治疗用血液循环装置。

背景技术

世界卫生组织统计显示，心血管疾病一直是威胁人类健康的第一杀手，占全球总死亡人数的30％左右，治疗终末期心衰的有效途径是心脏移植或采用植入式辅助人工心脏。虽然心脏移植已经获得很大成功，但心脏供体问题难以解决，研制长期可植入式微型血泵(即血液循环装置)极为重要和迫切。现在临床应用的血液循环装置主要以轴流泵结构为主，轴流泵结构的流量性能比离心泵结构好，可以提供较大的血流量。

现有的血液循环装置如专利CN 201894758 U所示，包括套筒、设在套筒内的转子及设在套筒外用于驱动转子旋转的驱动装置，转子包括与套筒同轴设置的转子圆筒及固定在转子圆筒内壁的转子叶片，转子的中部形成中空血液流道。然而，血泵在工作过程中对血液温度具有影响，而温度变化对恒温动物来讲影响较大，因为温度作为血红蛋白和红细胞的一个重要变构因子，其微小变化即可引起从血红蛋白的分子结构、浓度、功能以至红细胞的形态、结构、功能的显著改变；因此，血泵的血液温度检测显得越发重要，而上述血液循环装置则显然缺乏这一功能。

因此，为解决上述问题，就需要一种心血管治疗用血液循环装置，能够实时检测血液在泵送前后的温度。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种心血管治疗用血液循环装置，能够实时检测血液在泵送前后的温度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种心血管治疗用血液循环装置，包括套筒、设在套筒内的转子及设在套筒外用于驱动转子旋转的驱动装置，所述套筒的轴向两端分别设有进液口及出液口，所述转子包括与套筒同轴设置的转子圆筒及固定在转子圆筒内壁的转子叶片，所述转子的中部形成中空血液流道；

所述套筒的进液口以可拆卸方式连接进液管道，所述套筒的出液口以可拆卸方式连接出液管道；所述进液管道的内壁粘贴有第一光纤光栅，所述出液管道的内壁粘贴有第二光纤光栅，所述第一光纤光栅、第二光纤光栅分别通过第一光纤、第二光纤从进液管道、出液管道引出后连接于解调仪。

优选地，所述套筒的轴向两端均一体化设有第一法兰盘，所述进液管道及出液管道上与套筒连接的一端也设有与第一法兰盘对应连接的第二法兰盘。

优选地，所述出液管道内设有引流通道，所述引流通道沿血流方向逐渐收窄并用于将周围血流引流至中间血流。

优选地，所述引流通道呈圆台状且与套筒同轴设置。

优选地，所述出液管道内同轴固定有一圆台状的引流筒，所述引流筒的两端开口、内部中空，且所述引流筒的中空部分形成所述引流通道。

优选地，所述引流筒通过支架固定在出液管道内，且所述引流筒的侧壁与出液管道内壁之间具有间隙。

优选地，所述支架包括至少三根支杆，各所述支杆的一端固定于引流筒的侧壁、另一端固定于出液管道内壁，且各所述支杆沿周向均匀分布。

优选地，所述引流筒的小径端开口直径与其大径端开口直径的比例为1:(3-6)。

优选地，用于形成所述引流筒两端口部的侧壁部分均为圆弧过渡结构。

优选地，所述转子叶片为设于转子圆筒内壁的螺旋叶片式结构，且所述转子叶片的侧壁与转子圆筒的内壁之间形成螺旋血液流道；

所述驱动装置包括电磁驱动线圈及控制器，所述转子圆筒的外表面嵌有永磁体，所述控制器控制电磁驱动线圈内的电流大小和方向产生与永磁体配合的交变磁场以驱动转子圆筒旋转；

所述套筒的内壁设有转子安装槽和位于转子安装槽两端并与转子安装槽连通的轴承安装槽，所述转子圆筒通过设于轴承安装槽的陶瓷轴承安装在转子安装槽中，且安装后所述转子圆筒的内壁与套筒的内壁相平齐。

与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

本发明提供的一种心血管治疗用血液循环装置，装置工作时，转子在驱动装置的作用下旋转并产生负压，由此形成血液流动的驱动力，使得血液从进液管道通过套筒流至出液管道，而由于在进液管道、出液管道的内壁设置了第一光纤光栅、第二光纤光栅，光纤光栅对温度敏感，通过相应的光纤可将相应位置处的血液温度数据传至解调仪，以此实时检测血液在泵送前后的温度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的引流筒的左视图；

图3为本发明的引流筒的右视图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1至图3所示：本实施例提供了一种心血管治疗用血液循环装置，包括套筒1、设在套筒1内的转子及设在套筒1外用于驱动转子旋转的驱动装置，所述套筒1的轴向两端分别设有进液口11及出液口12，所述转子包括与套筒1同轴设置的转子圆筒21及固定在转子圆筒21内壁的转子叶片22，所述转子的中部形成中空血液流道23；本实施例的血泵可在专利CN 201894758 U所公开的微型轴流血泵的基础上改进而得，因而二者可共用部分结构，例如转子的结构及驱动装置的结构。

本实施例的一种心血管治疗用血液循环装置，其关键改进点就在于，所述套筒1的进液口11以可拆卸方式连接进液管道3，所述套筒1的出液口12以可拆卸方式连接出液管道4；所述进液管道3的内壁粘贴有第一光纤光栅31，所述出液管道的内壁粘贴有第二光纤光栅41，所述第一光纤光栅31、第二光纤光栅41分别通过第一光纤32、第二光纤42从进液管道3、出液管道4引出后连接于解调仪5。第一光纤32、第二光纤42从进液管道3、出液管道4引出的同时保持引出孔的密封。所述套筒1的轴向两端均一体化设有第一法兰盘13，所述进液管道3及出液管道4上与套筒1连接的一端也设有与第一法兰盘13对应连接的第二法兰盘14，以便于套筒1与进液管道3、出液管道4之间的连接。光纤光栅采用常温下的石英光纤。具体使用时解调仪5还需连接设有专门软件的计算机。

装置工作时，转子在驱动装置的作用下旋转并产生负压，由此形成血液流动的驱动力，使得血液从进液管道3通过套筒1流至出液管道4，而由于在进液管道3、出液管道4的内壁设置了第一光纤光栅31、第二光纤光栅41，光纤光栅对温度敏感，通过相应的光纤可将相应位置处的血液温度数据传至解调仪5，以此实时检测血液在泵送前后的温度。

所述出液管道4设有引流通道7，所述引流通道7沿血流方向逐渐收窄并用于将周围血流引流至中间血流；该结构的血液循环装置利于形成生理层流；具体而言，转子在驱动装置的作用下旋转并将血液由前往后进行输送，在此过程中由于是周围血流带动中间血流，周围血流的流速大于中间血流的流速，呈现出与正常血液流动相反的层流状态，而由于增设了引流通道7，引流通道7沿血流方向逐渐收窄，当血液从转子流出后，流速较快的周围血流进入引流通道7并沿引流通道7朝中间血流方向流动且最终汇集于中间血流，周围血流的压力能转化成中间血流的动能，中间血流的流速大于周围血流，使得从引流通道7流出的血液可恢复正常的层流状态，有效降低了随后流动过程中产生血液成分破坏和血栓发生的可能性。

本实施例中，所述引流通道7呈圆台状且与出液管道4同轴设置；圆台状即用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥后所形成的形状；血液从圆台状引流通道7的底面进入并从顶面流出，在此过程中完成利用周围血流压力推动并加速中间血流的流动；引流通道7与出液管道4、套筒1及中空血液流道23同轴设置，有利于实现对周围血流的均匀引流，减少紊流，避免血液破坏。

本实施例中，所述出液管道4内同轴固定有一圆台状的引流筒8，所述引流筒8的两端(在图1中为左右两端)开口、内部中空，且所述引流筒8的中空部分形成所述引流通道7；使用独立设置的引流筒8形成引流通道7，有利于降低改进成本，只需在现有的血泵结构的基础上即可改进获得；引流筒8的内壁与外壁平行，形成形状均匀的回转体结构；所述引流筒8的小径端(右端)开口直径与其大径端(左端)开口直径的比例例如可为1:(3-6)；同时为了减少对血液的扰动及剪切作用，用于形成所述引流筒8两端口部的侧壁部分均为圆弧过渡结构。

在连接方式方面，引流筒8可直接通过其大径端口部的侧壁固定连接(例如焊接)于套筒1内壁，此时套筒1内壁可设置与引流筒8适配的固定槽；然而这一结构也使得在引流筒8侧壁与套筒1内壁之间形成血液滞留区，容易产生血栓；因此，作为优选方式，本实施例中，所述引流筒8通过支架固定在套筒1内，且所述引流筒8的侧壁与套筒1内壁之间具有间隙；引流筒8通过支架可浮置于引流筒8内，从而避免在引流筒8侧壁与套筒1内壁之间形成血液滞留区；如图1所示，这一间隙是逐渐增大的，其大小可根据需要而定，但应保证在血液经过引流筒8的作用后其中心血流的流速是大于周围血流流速的，即仅设置较小的间隙以驱动引流筒8侧壁与套筒1内壁之间的血液流动即可。

本实施例中，所述支架包括至少三根支杆9，各所述支杆9的一端固定于引流筒8的侧壁、另一端固定于套筒1内壁，且各所述支杆9沿周向均匀分布；支杆9的结构及数量应考虑引流筒8的稳固定位及减少对血液造成扰流及剪切，本实施例将支杆9设置为圆杆结构，且三根支杆9构成三角定位结构共同支撑引流筒8。

本实施例中，所述转子叶片22为设于转子圆筒21内壁的螺旋叶片式结构，且所述转子叶片22的侧壁与转子圆筒21的内壁之间形成螺旋血液流道；转子叶片22旋转时，血液的周围血流部分先进入螺旋血液流道并在该流道中加速输送，血液的中间血流部分则在转子叶片22的余压及周围血流的作用下沿中空血液流道23输送；该结构的转子叶片22有利于降低对血液的破坏。

本实施例中，所述驱动装置包括电磁驱动线圈61及控制器62，所述转子圆筒21的外表面嵌有永磁体24，所述控制器62控制电磁驱动线圈61内的电流大小和方向产生与永磁体24配合的交变磁场以驱动转子圆筒21旋转；电磁驱动线圈61电磁驱动线圈61与永磁体24构成磁耦合驱动的结构，此为现有技术，在此不再赘述；在控制器62的控制下，可根据需要调节转子圆筒21的转速及转动方向。

本实施例中，所述套筒1的内壁设有转子安装槽和位于转子安装槽两端并与转子安装槽连通的轴承安装槽，所述转子圆筒21通过设于轴承安装槽的陶瓷轴承25安装在转子安装槽中，且安装后所述转子圆筒21的内壁与套筒1的内壁相平齐；该结构有利于避免血液与转子圆筒21的端口接触，减少对血液的剪切破坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变、修改，甚至等效替换，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种心血管治疗用血液循环装置，包括套筒、设在套筒内的转子及设在套筒外用于驱动转子旋转的驱动装置，所述套筒的轴向两端分别设有进液口及出液口，所述转子包括与套筒同轴设置的转子圆筒及固定在转子圆筒内壁的转子叶片，所述转子的中部形成中空血液流道；其特征在于：

所述套筒的进液口以可拆卸方式连接进液管道，所述套筒的出液口以可拆卸方式连接出液管道；所述进液管道的内壁粘贴有第一光纤光栅，所述出液管道的内壁粘贴有第二光纤光栅，所述第一光纤光栅、第二光纤光栅分别通过第一光纤、第二光纤从进液管道、出液管道引出后连接于解调仪。

2.根据权利要求1所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：所述套筒的轴向两端均一体化设有第一法兰盘，所述进液管道及出液管道上与套筒连接的一端也设有与第一法兰盘对应连接的第二法兰盘。

3.根据权利要求1所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：所述出液管道内设有引流通道，所述引流通道沿血流方向逐渐收窄并用于将周围血流引流至中间血流。

4.根据权利要求3所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：所述引流通道呈圆台状且与套筒同轴设置。

5.根据权利要求4所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：所述出液管道内同轴固定有一圆台状的引流筒，所述引流筒的两端开口、内部中空，且所述引流筒的中空部分形成所述引流通道。

6.根据权利要求5所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：所述引流筒通过支架固定在出液管道内，且所述引流筒的侧壁与出液管道内壁之间具有间隙。

7.根据权利要求6所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：所述支架包括至少三根支杆，各所述支杆的一端固定于引流筒的侧壁、另一端固定于出液管道内壁，且各所述支杆沿周向均匀分布。

8.根据权利要求7所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：所述引流筒的小径端开口直径与其大径端开口直径的比例为1:(3-6)。

9.根据权利要求8所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：用于形成所述引流筒两端口部的侧壁部分均为圆弧过渡结构。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种心血管治疗用血液循环装置，其特征在于：所述转子叶片为设于转子圆筒内壁的螺旋叶片式结构，且所述转子叶片的侧壁与转子圆筒的内壁之间形成螺旋血液流道；

所述驱动装置包括电磁驱动线圈及控制器，所述转子圆筒的外表面嵌有永磁体，所述控制器控制电磁驱动线圈内的电流大小和方向产生与永磁体配合的交变磁场以驱动转子圆筒旋转；

所述套筒的内壁设有转子安装槽和位于转子安装槽两端并与转子安装槽连通的轴承安装槽，所述转子圆筒通过设于轴承安装槽的陶瓷轴承安装在转子安装槽中，且安装后所述转子圆筒的内壁与套筒的内壁相平齐。

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