具有多层无芯线圈的血管内血液泵制造技术

提供一种用于插入患者的心脏中的血管内血液泵。该血液泵包括包含在壳体内的无槽式永磁马达，该马达具有p个磁极对和n个相，其中p是大于零的整数，并且n是≥3的整数。马达包括定子，该定子沿壳体的纵轴线延伸，并且具有2np个缠绕线圈，以形成每磁极对每相两个线圈。定子包括内绕组和外绕组，每个绕组包括电连接的np个线圈，使得流过线圈的电流沿相同方向，外绕组的线圈被布置在内绕组的线圈的外表面上。组的线圈被布置在内绕组的线圈的外表面上。组的线圈被布置在内绕组的线圈的外表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多层无芯线圈的血管内血液泵
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年6月28日提交的美国临时申请号62/868530的权益，该申请通过引用并入本文。


[0003]本技术涉及具有永磁马达和具有线圈的定子的血管内血液泵系统。

技术介绍

[0004]血管内血液泵(诸如位于美国马萨诸塞州丹弗斯市的阿比奥梅德公司生产的泵)正迅速成为当前的心室辅助装置的标准。目前，泵的范围包括泵、泵、Impella 泵和Impella 泵。这些泵通过单个入路点(例如桡骨入路、股骨入路、腋窝入路)经皮地插入患者体内，使得泵头部就可以经由小直径(6
‑
7Fr)导管置入患者的心脏的左心室。泵头部包括电动马达，该马达包括定子，该定子被配置为与转子磁性相互作用以使转子旋转，从而导致一定体积的血液流通过转子，从而通过患者的心脏。
[0005]目前，泵能够以在每分钟约1.0升(lpm)至每分钟约6.0升之间的流速输送血液。然而，随着越来越多的外科手术程序增加使用对增加超过这些水平的产生的血液流速的需求提出更高要求。这本质上意味着电动马达需要更高的转子速度。然而，由于涉及较小的几何尺寸，因此提高转子速度可能会产生某些影响，可能影响此类小型泵的操作。例如，提高转子速度可能涉及增加电动马达内的热量(焦耳热)产生。随着装置经皮地被插入心脏，任何这种热量产生的增加都可能造成灾难性后果。另一个考虑因素是放置在装置上的电阻负载，其中对电动马达进行任何修改以实现更高的流速都可能造成更高的电阻损耗。/>[0006]已使用各种技术来增加马达的转矩常数和/或效率，包括增加绕组匝数和马达内的线圈装载密度。然而，这种拓扑结构受到放置在马达上的约束的限制，诸如马达的尺寸(例如直径和/或长度)。这导致了后处理方法的实施，例如机械挤压线圈，以符合马达尺寸的约束，但是这些方法已损害了马达的可靠性，例如损坏形成线圈的导线的绝缘，导致短路。
[0007]鉴于上文所述的现有技术的缺点，明显需要在保持或提高马达效率的同时，增加由电动马达产生的流速。

技术实现思路

[0008]如上所述，本文公开的装置用于解决现有技术的各种问题和缺点。更具体地，本文公开的血管内血液泵用于插入患者的心脏中。该血液泵包括细长壳体，该细长壳体具有连接到导管的近端和耦接到泵的远端，该壳体具有纵轴线。该血液泵还包括包含在壳体内的
无槽式永磁马达，该马达具有p个磁极对和n个相，其中p是大于零的整数，并且n是≥3的整数。马达包括定子，该定子沿壳体的纵轴线延伸，并且具有2np个线圈，该线圈经缠绕以形成每永磁极对每相两个线圈。定子包括含有np个线圈的内绕组，其中每相的一个线圈以每极对的相序列顺序被布置相邻于不同相的线圈，对于所有极对，围绕定子圆周重复该布置，使得内绕组的每个线圈围绕定子的横截面跨360/(np)机械角度，内绕组具有外表面。定子还包括外绕组，外绕组还包括布置在内绕组的外表面上的np个线圈，外绕组中的每相的线圈与具有每极对同相的内绕组中的线圈圆周对齐，使得外绕组的每个线圈也绕定子的横截面跨360/(np)机械角度。在定子中，每极对同相的线圈被连接，使得流过线圈的电流方向相同。本文所述的线圈绕组由磁线形成。本领域技术人员熟知磁线，本文不详细描述。此外，马达包括磁体，该磁体在与定子磁性相互作用时被支撑旋转，从而促进血液流通过泵。
[0009]在另一个实施例中，提供一种具有p个磁极对和n个相的无槽式永磁电动马达，其中p是大于零的整数，并且n是≥3的整数，马达具有纵轴线。该马达包括定子，该定子沿壳体的纵轴线延伸，并且具有2np个线圈，该线圈经缠绕以形成每永磁极对每相两个线圈。定子包括含有np个线圈的内绕组，其中每相的一个线圈以每极对的相序列顺序被布置相邻于不同相的线圈，对于所有极对，围绕定子圆周重复布置，使得内绕组的每个线圈围绕定子横截面跨360/(np)机械角度，内绕组具有外表面。定子还包括外绕组，该外绕组还包括布置在内绕组的外表面上的np个线圈，外绕组中的每相的线圈与具有每极对同相的内绕组中的线圈圆周对齐，使得外绕组的每个线圈也绕定子的横截面跨360/(np)机械角度。在定子中，每极对同相的线圈连接，使得流过线圈的电流方向相同。此外，马达包括磁体，该磁体被支撑用于在与定子磁性相互作用时旋转，从而促进转子的旋转。
[0010]在一些实施方式中，外绕组包括至少与内绕组相同数量的绕组匝数。在某些实施方式中，每个线圈包括两层磁线，每层磁线沿定子的长度纵向延伸。在一些实施方式中，每个线圈中的磁线沿线圈的跨度以序列顺序彼此相邻布置。在进一步的实施方式中，线圈的内绕组建立均匀的基础结构，线圈的外绕组被覆盖在该基础结构上。在其他实施方式中，一个相的线圈以星形或三角形配置被连接到其他相的线圈。在一些实施方式中，每相的线圈串联或并联连接。
[0011]在某些实施方式中，2np个线圈包括螺旋绕组、菱形绕组、常规绕组和混合绕组中的任何一种。在进一步实施方式中，马达包括三相单极对机。在其他实施方式中，马达包括六线圈双极机，每个线圈围绕定子的横截面跨120机械角度。在一些实施方式中，转子以约1.0lpm到约6.0lpm之间的速率泵送血液。在其他实施方式中，泵可插入患者心脏的右心室中。在进一步实施方式中，泵可插入患者心脏的左心室中。
[0012]在内绕组中包括np个线圈和外绕组中包括np个线圈的双绕组中，2np个线圈经缠绕以形成每磁极对每相两个线圈的配置，使得更多导线在电动马达内的可用空间内使用，从而提供马达空间设计的更好利用。与使用单绕组定子的马达相比，这提高了马达的效率。
[0013]在进一步的实施例中，提供一种形成用于无槽式永磁马达的定子的方法，该马达具有p个磁极对和n个相，其中p是大于零的整数，并且n是≥3的整数，该定子纵向延伸并包括2np个线圈，该线圈经缠绕以形成每永磁极对每相两个线圈。该方法包括形成包含np个线圈的内绕组，其中每相的一个线圈以每极对的相序列顺序布置相邻于不同相的线圈，对于所有极对，围绕定子圆周重复该布置，使得内绕组的每个线圈围绕定子的横截面跨360/
(np)机械角度，内绕组具有外表面。然后，该方法包括形成外绕组，该外绕组还包括布置在内绕组的外表面上的np个线圈，外绕组中的每相的线圈与具有每极对同相的内绕组的线圈圆周对齐使得外绕组的每个线圈也绕定子横截面跨360/(np)机械角度。接下来，该方法包括电连接每极对同相的线圈，使得流过线圈的电流在相同的方向上。
[0014]在一些实施方式中，该方法进一步包括形成外绕组，使得外绕组包括至少与内绕组相同数量的绕组匝数。在某些实施方式中，该方法还包括形成线圈，使得每个线圈包括两层磁线，每层磁线沿着定子的长度纵向延伸。在其他实施方式中，每个线圈中的磁线沿对应的线圈的跨度以序列顺序彼此相邻布置。这为定子线圈中的磁线提供了精确顺序且紧凑的布置，从而使线圈厚度最小，而无需机械挤压即可装配入电动马达的磁轭中。定子是线圈和磁轭的组合。定子厚度是线圈厚度和磁轭厚度的共同的厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于插入患者的心脏中的血管内血液泵，所述泵包括：细长壳体，其具有连接到导管的近端和耦接到所述泵的远端，所述壳体具有纵轴线；以及包含在所述壳体内的无槽式永磁马达，所述马达具有p个磁极对和n个相，其中p是大于零的整数，并且n是≥3的整数，所述马达包括：定子，其沿所述壳体的所述纵轴线延伸，并且具有2np个线圈，所述线圈经缠绕以形成每磁极对每相两个线圈，所述定子包括：内绕组，其包括np个线圈，其中每相的一个线圈以每极对的相序列顺序被布置相邻于不同相的线圈，对于所有极对围绕所述定子的圆周重复所述布置，使得所述内绕组的每个线圈围绕所述定子的横截面跨360/(np)机械角度，所述内绕组具有外表面，以及外绕组，其还包括布置在所述内绕组的所述外表面上的np个线圈，所述外绕组中的每相的所述线圈与来自具有每极对同相的所述内绕组中的所述线圈圆周对齐，使得所述外绕组的每个线圈也围绕所述定子的所述横截面跨360/(np)机械角度；其中，所述每极对同相的所述线圈电连接，使得流过所述线圈的电流方向相同；并进一步包括：磁体，其在与所述定子发生磁相互作用时被支撑旋转。2.根据权利要求1所述的血管内血液泵，其中所述内绕组的每个线圈和所述外绕组的每个线圈包括两层磁线，每层磁线沿所述定子的长度纵向延伸。3.根据权利要求2所述的血管内血液泵，其中每个线圈中的所述磁线沿所述线圈的所述跨度按序列顺序彼此相邻布置。4.根据上述权利要求之一所述的血管内血液泵，其中所述线圈的内绕组建立均匀的表面，所述线圈的外绕组被覆盖在所述表面上。5.根据上述权利要求之一所述的血管内血液泵，其中一个相的所述线圈以星形配置或三角形配置与其他相的所述线圈电连接。6.根据权利要求5所述的血管内血液泵，其中每相的所述线圈串联或并联连接。7.根据上述权利要求之一所述的血管内血液泵，其中所述2np个线圈中的每个线圈具有从由螺旋绕组模式、菱形绕组模式和混合绕组模式组成的组中选择的线圈绕组模式。8.根据上述权利要求之一所述的血管内血液泵，其中所述马达包括三相单极对机。9.根据上述权利要求之一所述的血管内血液泵，其中所述马达包括六线圈双极机，每个线圈围绕所述定子的所述横截面跨120机械角度。10.根据上述权利要求之一所述的血管内血液泵，其中所述转子以约1lpm到约6lpm之间的速率泵送血液。11.一种具有p个磁极对和n个相的无槽式永磁电动马达，其中p是大于零的整数，并且n是≥3的整数，所述马达具有纵轴线并且包括：定子，其沿壳体的所述纵轴线延伸，并且具有2np个线圈，所述线圈经缠绕以形成每个磁极对每相两个线圈，所述定子包括：内绕组，其包括np个线圈，其中每相的一个线圈以每极对的相序列顺序被布置相邻于不同相的线圈，对于所有极对围绕所述定子的圆周重复所述布置，使得所述内绕组的每个线圈围绕所述定子的横截面跨360/(np)机械角度，所述内绕组具有外表面，以及
外绕组，其还包括布置在所述内绕组的所述外表面上的np个线圈，所述外绕组中的每相的所述线圈与具有每极对同相的所述内绕组的线圈圆周对齐，使得所述外绕组的每一个线圈也围绕所述定子的所述横截面跨360/(np)机械角度，其中，每极对同相的所述线圈进行电连接，使得流过所述线圈的电流方向相同，并且进一步包括：磁体，其在与所述定子发生磁相互作用时被支撑旋转。12.根据权利要求11所述的电动马达，其中所述内绕组的每个线圈和所述外绕组的每个线圈包括两层磁线，每层磁线沿所述定子的长度纵向延伸。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：阿比奥梅德公司，
类型：发明
国别省市：