血泵制造技术

血管内血泵(1)包括具有血液流动入口(21)和血液流动出口(22)的泵壳体(2)，以及排列在所述泵壳体(2)中从而是围绕旋转轴线可旋转的叶轮(3)，其中叶轮(3)具有被控制大小和形状以将血液从血液流动入口(21)输送至血液流动出口(22)的桨叶(31)。血泵(1)还包括用于旋转叶轮(3)的驱动单元(104)，驱动单元(104)包括围绕旋转轴线(10)排列的多个柱(140)。围绕柱的线圈绕组(47)是顺序地可控制的从而创造旋转磁场。柱(140)中的每个的轴部分(141)包含在横向于分别的柱(140)的纵向轴线的横截面中不连续的软磁性材料。

Blood pump

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】血泵
技术介绍
本专利技术涉及用于支持患者的血管中的血液流动的血泵，具体地涉及一种用于向患者的血管中的经皮插入的血管内血泵。血泵具有允许血泵的外径的减少的改进的驱动单元。不同的类型的血泵是已知的，例如轴流式血泵、离心(即径向)式血泵或混合型血泵，在混合型血泵中血液流动由轴向和径向力二者导致。血管内血泵被借助于导管插入患者的诸如主动脉的血管中。血泵典型地包括具有被通路连接的血液流动入口和血液流动出口的泵壳体。为了导致沿着通路从血液流动入口至血液流动出口的血液流动，叶轮或转子被可旋转地支撑在泵壳体内，其中叶轮设置有用于输送血液的桨叶。血泵典型地被驱动单元驱动，驱动单元可以是电动机。例如，US2011/0238172A1公开了具有叶轮的体外血泵，叶轮可以磁性地耦合至电动机。叶轮包括布置为毗邻于在电动机中的磁体的磁体。由于叶轮中的和电动机中的磁体之间的吸引力，电动机的旋转被传输至叶轮。为了减少旋转零件的数目，也从US2011/0238172A1已知的是利用旋转磁场，其中驱动单元具有围绕旋转轴线排列的多个静电柱，并且每个柱承载线线圈绕组并且作为磁心起作用。控制单元顺序地供应电压至线圈绕组以创造旋转磁场。为了提供足够地强的磁耦合，磁力必须是足够高的，这能够通过被供应至驱动单元的足够高的电流或通过提供大的磁体被实现，然而，这导致血泵的大的总直径。然而，高的能量消耗和热量产生可能在这样的驱动单元中发生。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供具有驱动单元和叶轮之间的磁耦合的血泵，优选地血管内血泵或跨瓣血泵，其中血泵具有紧凑的设计，特别是足以允许血泵被经血管地、经静脉地、经动脉地或跨瓣地插入的小的外径。本专利技术的一个另外的目的是减少血泵的热量和能量消耗，这是对于长期应用特别地有用的，在其中血泵能够是电池供能的以向患者提供活动性。根据本专利技术，该目的通过具有独立权利要求1的特征的血泵实现。本专利技术的优选的实施方式和进一步展开在其从属权利要求中详细说明。根据本专利技术，血泵优选地是血管内血泵并且可以是轴流式血泵或部分地轴向地并且部分地径向地泵送的对角血泵，(纯离心血泵的直径对于血管内应用通常是过于大的)，血泵包括用于旋转叶轮的驱动单元。驱动单元包括围绕旋转轴线排列的多个柱，例如至少两个、至少三个、至少四个、至少五个或优选地六个柱。柱的更高的数目，例如八个、十个或十二个，可以是可能的。柱的数目优选地是偶数，用于叶轮的平衡控制，但是其可以也是奇数，例如三个或五个。柱中的每个包括轴部分和头部部分，其中头部部分指向叶轮。为了创造旋转磁场，线圈绕组布置为围绕柱中的每个的轴部分，其中线圈绕组是顺序地可控制的从而创造旋转磁场。叶轮包括至少一个磁体，其被排列为将叶轮磁性地耦合至驱动单元，即以与旋转磁场相互作用从而导致叶轮的旋转。创造旋转电磁场的驱动单元通过与普通的电动机比较减少运动零件的数目允许血泵的机械结构的简单化。这也减少磨损，因为用于电动机的接触式轴承不是必需的。驱动单元和叶轮之间的磁耦合不但导致叶轮的旋转而且允许叶轮的正确的对准。柱中的每个具有纵向轴线，并且柱中的每个的轴部分沿着分别的柱的纵向轴线延伸。优选地，每个柱的纵向轴线平行于旋转轴线。柱中的每个的轴部分包含在横向，优选地垂直，于分别的柱的纵向轴线的横截面中不连续的软磁性材料。换句话说，柱的软磁性材料是在横向，优选地垂直，于被轴部分中的分别的线圈绕组导致的磁通量的方向的横截面中不连续的。通过分割或中断在横截面中的软磁性材料，柱的轴部分中的涡电流能够被减少或避免，使得热量产生和能量消耗能够被减少。减少能量消耗是对于血泵的长期应用特别地有用的，在其中是期望的是血泵是电池供能的以向患者提供活动性。此外，在长期应用中，血泵可以在没有吹扫的情况下被操作，这仅在热量产生是低的时是可能的。“不连续”在本专利技术的意义上意指如在任何横向于纵向轴线的横截面中看到的软磁性材料借助于绝缘材料或其他的材料或缝隙是间断的、分离的、交叉的或类似的，以形成软磁性材料的严格地分离的区域或是间断的但是在不同的位置被连接的区域。提供在横向于磁通量的方向的横截面平面中的不连续的软磁性材料减少涡电流以及因此热量产生和能量消耗，如上文解释的。为了与连续的或完全体(即实心的)软磁性材料比较不实质上弱化磁场，软磁性材料的总的量待被最大化同时最小化软磁性材料的连续的区域。这可以例如通过提供以软磁性材料的多个片材的形式的软磁性材料例如电工钢被实现。具体地，片材可以形成片材的堆叠物。片材优选地是与彼此电绝缘的，例如通过将粘合剂、漆、烘烤搪瓷或类似的提供在片材的毗邻的片材之间。这样的排列可以被表示为“凹槽化(slotted)”。与完全体软磁性材料比较，软磁性材料的量被减少仅很少并且绝缘材料的量被保持为小的，使得被凹槽化的柱导致的磁场基本上与被实心的柱导致的磁场相同。换句话说，虽然热量产生和能量消耗能够被显著地减少，但是被绝缘材料导致的磁场的损失是非显著的。片材优选地基本上平行于分别的柱的纵向轴线地延伸。换句话说，片材可以基本上平行于磁通量的方向地延伸，使得轴部分是在横向或垂直于磁通量的方向的横截面中不连续的。将意识到，片材可以相对于分别的柱的纵向轴线成角度延伸，只要软磁性材料是在横向于纵向轴线的横截面中不连续的。片材优选地具有在约25μm至约350μm的范围内的厚度，更优选地约50μm至约200μm，例如100μm。通常是已知的是在电动机中提供凹槽化的软磁性材料例如电工钢以避免或减少涡电流。然而，这种技术已经被应用于在其中片材通常具有在约500μm或更高的范围内的厚度的大的装置。在小的应用中，例如本专利技术的血泵，在其中柱中的一个，更具体地分别的轴部分，通常具有在所述的数量级中的直径，并且在其中功率输入是相对低的(例如高至20瓦特(W))，涡电流和相关联的问题不被预期。出人意料地，尽管有轴部分的小的直径，涡电流以及因此热量产生和能量消耗能够通过提供凹槽化的轴部分被减少。这是对于血泵的操作有利的，其可以以高至50,000rpm(每分钟转数)的高的速度被操作。将意识到，除了上文提到的凹槽化排列以外的用于提供柱的轴部分中的不连续的软磁性材料的排列可以是可能的。例如，代替多个片材，多个线、纤维、柱或其他的长形的元件可以被提供以形成驱动单元的柱中的每个。线或类似的可以被以束的形式提供，其中线是与彼此电绝缘的，例如借助于围绕每个线的覆层或线被嵌入在其中的绝缘基质，并且可以具有各种横截面形状，例如类圆形的、圆形的、矩形的、正方形的、多边形的等等。同样地，软磁性材料的颗粒、软磁性材料的绒线或其他的海绵状的或多孔的结构可以被提供，在其中在软磁性材料的区域之间的空间包括电绝缘材料，例如粘合剂、漆、聚合物基质或类似的。软磁性材料的多孔的并且因此不连续的结构可以也由被烧结的材料或被压制的材料形成。在这样的结构中，另外的绝缘材料可以被省略，因为绝缘层可以通过由于软磁性材料的通过暴露至空气的氧化导致的氧化物层被自动地形成。虽然软磁性材料的片材或其他的结构可以被均一地形成，即柱中的一个或所有的柱内的片材可以具有相同的厚度或线可以具有相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向患者的血管中的经皮插入的血管内血泵(1)，包括：/n-泵壳体(2)，具有血液流动入口(21)和血液流动出口(22)，/n-叶轮(3)，排列在所述泵壳体(2)中从而是围绕旋转轴线(10)可旋转的，所述叶轮(3)具有被控制大小和形状以将血液从所述血液流动入口(21)输送至所述血液流动出口(22)的桨叶(31)，以及/n-用于旋转所述叶轮(3)的驱动单元(104)，所述驱动单元(104)包括围绕所述旋转轴线(10)排列的多个柱(140)，其中所述柱(140)中的每个具有纵向轴线并且包括沿着所述纵向轴线延伸的轴部分(141)和指向所述叶轮(3)的头部部分(142)，其中线圈绕组(47)布置为围绕所述柱(140)中的每个的所述轴部分(141)，所述线圈绕组(47)是顺序地可控制的从而创造旋转磁场，其中所述叶轮(3)包括排列为与所述旋转磁场相互作用从而导致所述叶轮(3)的旋转的至少一个磁体(132)，其中所述柱(140)中的每个的所述轴部分(141)包含在横向于所述分别的柱(140)的所述纵向轴线的横截面中不连续的软磁性材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170919 EP 17191940.01.一种用于向患者的血管中的经皮插入的血管内血泵(1)，包括：
-泵壳体(2)，具有血液流动入口(21)和血液流动出口(22)，
-叶轮(3)，排列在所述泵壳体(2)中从而是围绕旋转轴线(10)可旋转的，所述叶轮(3)具有被控制大小和形状以将血液从所述血液流动入口(21)输送至所述血液流动出口(22)的桨叶(31)，以及
-用于旋转所述叶轮(3)的驱动单元(104)，所述驱动单元(104)包括围绕所述旋转轴线(10)排列的多个柱(140)，其中所述柱(140)中的每个具有纵向轴线并且包括沿着所述纵向轴线延伸的轴部分(141)和指向所述叶轮(3)的头部部分(142)，其中线圈绕组(47)布置为围绕所述柱(140)中的每个的所述轴部分(141)，所述线圈绕组(47)是顺序地可控制的从而创造旋转磁场，其中所述叶轮(3)包括排列为与所述旋转磁场相互作用从而导致所述叶轮(3)的旋转的至少一个磁体(132)，其中所述柱(140)中的每个的所述轴部分(141)包含在横向于所述分别的柱(140)的所述纵向轴线的横截面中不连续的软磁性材料。


2.根据权利要求1所述的血泵，其中所述软磁性材料以软磁性材料的多个片材(171)的形式提供，优选地电工钢。


3.根据权利要求2所述的血泵，其中所述片材(171)是与彼此电绝缘的(172)。


4.根据权利要求3所述的血泵，其中所述片材(171)通过绝缘层(172)与彼此电绝缘，每个绝缘层(172)具有约1μm至约50μm的厚度。


5.根据权利要求2或4所述的血泵，其中所述片材(171)平行于所述分别的柱(40)...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·西斯，W·克尔霍夫斯，P·斯克罗茨基，王俊博，M·格劳温克尔，
申请(专利权)人：阿比奥梅德欧洲股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE