血泵制造技术

本发明专利技术涉及用于经皮插入患者的血管中的血管内血泵。血泵包括具有血液流动入口(21)和血液流动出口(22)的泵壳(2)以及布置在所述泵壳(2)中以绕旋转轴线(10)可旋转的叶轮(3)。叶轮(3)具有大小和形状设计为用于将血液从血液流动入口(21)输送到血液流动出口(22)的叶片(31)。血泵包括用于使叶轮(3)旋转的驱动单元(4)，驱动单元(4)包括绕旋转轴线(10)布置的多个柱(40)。柱(40)中的每个都具有指向叶轮(3)的叶轮侧端部(420)，叶轮侧端部具有面向叶轮(3)的前表面。线圈绕组(44)围绕柱(40)中的每个设置以产生穿过每个柱(40)的前表面(42)的磁场线(500)，并且线圈绕组(44)能够被控制以产生旋转磁场，其中叶轮(3)包括布置成与旋转磁场相互作用以引起叶轮(3)旋转的磁性结构(32)。至少一个柱(40)的前表面(42)包括凹面，在凹面中，前表面(42)朝向前表面(42)的中心区域向下倾斜，以使穿过前表面(42)的磁场线(500)的至少部分集中。(500)的至少部分集中。(500)的至少部分集中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】血泵


[0001]本专利技术涉及一种血管内血泵，具体地涉及一种用于经皮插入患者的血管中的血管内血泵，以支持患者的血管中的血液流动。该血泵具有改进的驱动单元。

技术介绍

[0002]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力和径向力二者引起。血管内血泵借助于导管被插入到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。为了引起沿着通路从血液流动入口至血液流动出口的血液流动，叶轮或转子可旋转地被支撑在泵壳内，其中叶轮设置有用于输送血液的叶片。
[0003]血泵典型地被驱动单元驱动，该驱动单元可以是电动机。例如，WO 2017/162619 A1公开了一种血管内血泵，其具有磁耦合至电动机的叶轮。叶轮包括邻接电动机中的电磁区布置的磁铁。由于叶轮中的磁铁和电动机中的电磁区之间的吸引力，电动机的旋转被传递至叶轮。即，驱动单元具有围绕叶轮的旋转轴线排列的多个定子柱，并且每个柱承载线圈绕组并用作磁芯。控制单元依次地向线圈绕组供应电压以产生旋转磁场，这使磁耦合的叶轮旋转。
[0004]更具体地，WO 2017/162619 A1中的血管内血泵包括具有血液流动入口和血液流动出口的泵壳、叶轮和用于旋转叶轮的驱动单元。通过叶轮的在泵壳内围绕旋转轴线的旋转，血液可以被叶轮的叶片从血液流动入口输送到血液流动出口。驱动单元包括六个柱和连接柱的后端以用作磁轭的背板。在垂直于旋转轴线的平面中观察，柱围绕旋转轴线布置成圆形，其中每个柱均具有平行于所述旋转轴线的纵向轴线。每个柱都具有杆部和在杆部的指向叶轮的叶轮侧的端部倾斜的头部部分，该头部部分径向延伸超出杆部以形成肩部，该肩部可以用作围绕每个柱布置的线圈绕组的轴向止挡。控制单元依次地向线圈绕组供应电压以产生旋转磁场。叶轮包括磁性结构，该磁性结构布置成与旋转磁场相互作用，从而使叶轮跟随其旋转。
[0005]在操作中，相邻的柱可能具有不同的磁化。结果，穿过柱的磁通量趋向于在那些相邻的柱之间流动而避开叶轮。这样的磁通量对于产生转矩而言是损失。现有技术的缺点是径向延伸超出杆部的头部部分彼此之间的距离特别小。因此，在头部部分之间存在相当大的寄生磁通量，这对于产生转矩而言是损失。虽然可以通过在头部部分之间放置诸如磁体的磁绝缘材料来抵消这种寄生磁通，但可用空间会非常有限，并且磁体的极化将必须周期性地改变以实现合理的绝缘，这很困难。本专利技术的一个目的是在这方面改进驱动单元。

技术实现思路

[0006]本专利技术的血泵可以对应于上述的血泵。因此，它可以是轴流式血泵或或部分地轴向地并且部分地径向地泵送的对角血泵(纯离心式血泵的直径对于血管内应用通常过大)。然而，根据本专利技术的一个方面，至少一个柱的——优选地每个柱的——叶轮侧端部的前表
面包括凹面，在该凹面中，前表面朝向前表面的中心区域向下倾斜，以使穿过前表面的磁场线的至少部分集中。
[0007]从由磁性材料制成的部件的表面流出和进入该表面的磁通量的磁场线垂直于该表面延伸，即它们垂直地流出和进入该表面平面。通过为柱的前表面设置凹面，即具有在其中前表面朝向前表面的中心向下倾斜的区域的凹陷，通过前表面进入和离开柱的磁场线被迫朝向柱的中心轴线更靠近地延伸。由于磁场线从不相互交叉，结果它们被集中在柱的叶轮侧端部的前面，并作为一束指向叶轮。相邻柱之间的寄生通量因此而减少。
[0008]凹面的倾斜度相对于表面平面小于90
°
，优选地在0
°
和30
°
之间。
[0009]优选地，凹面延伸至前表面的外周。换言之，凹面可以从前表面的外边界开始。这具有的效果是，最外侧的磁场线也会受到凹面倾斜的影响。最外侧的磁场线是那些最趋于衔接相邻柱的磁场线。因此，如果凹面延伸到柱的前表面的外周，则凹面是最有效的。
[0010]凹面在前表面的至少两个、优选正好两个相对侧面上，即在最靠近相邻柱的那些侧面上延伸到柱的前表面的外周可能就足够了。这可能是有利的，特别是当柱例如为圆柱形，因而截面为圆形时。也就是说，磁场线衔接相邻柱的危险在柱彼此之间几乎没有距离的情况下是最大的。因此，如果凹面仅在位于最靠近各自相邻柱的两侧面上延伸到柱的前表面的外周，则该凹面就足够有效。
[0011]然而，优选的是凹面的外周与前表面的外周重合。这样，由于凹面的倾斜，最外侧的磁场线沿着前表面的整个外周指向前表面的中心。如前所述，最外侧的磁场线是最容易避开叶轮而转向的磁场线。因此，如果凹面的外周与前表面的外周重合，则该凹面最有效。
[0012]凹面可以具有平直底部，因为它可足以将最外侧的磁场线引向中心。因此，在凹面的外周至少有一个区域是向下倾斜的。在这种情况下，当在竖向穿过前表面的截面平面中观察时，凹面可以具有直线倾斜的侧壁，或者当在竖向穿过前表面的截面平面中观察时，凹面可以具有弯曲的倾斜侧壁。具有向凹面的外周增加的倾斜度的弯曲的倾斜侧壁具有最大化最外侧磁场线的束集效果的效果。
[0013]可替代地，当在竖向穿过前表面的截面平面中观察时，凹面可以具有带有弯曲底部、而不是平直底部的弯曲截面。这样，对磁场线的集中效果从凹面的外周向其中心逐渐减小。
[0014]进一步可替代地，当在竖向穿过前表面的截面平面中观察时，凹面可以具有三角形的截面。这样，可以增加凹面的最大深度。凹面越深，柱的前表面的对应部分与叶轮的磁性结构之间的距离越大，从而导致在柱与叶轮之间产生的轴向磁力减小。特别地，通过减小轴向磁力可以增加磁转矩和轴向磁力之间的比率，所述比率是磁驱动式血管内血泵开发中的重要指标。所述比率很重要，因为可以产生的磁通量通常是有限的，因此希望尽可能多地使用它来产生转矩。凹面的技术效果是减小了在轴向作用在转子上的轴向力而不损失电机功率，或者说，在总磁通量相同的情况下增加了电机功率。
[0015]根据本专利技术的优选方面，该比率甚至可以通过使凹面内的前表面(除了朝向其中心区域向下倾斜之外还)在径向向外方向向下倾斜而进一步增加。因此，相对于旋转轴线，凹面中的前表面的径向靠内区域轴向凸出于凹面中的前表面的径向靠外区域。同样，其结果是增加了凹面的最大深度。如前所述，凹面越深，柱的前表面的对应部分与叶轮的磁性结构之间的距离越大，从而导致柱与叶轮之间产生的轴向磁力减小。因此，通过使凹面中的前
表面在径向向外方向向下倾斜，能够进一步增大磁转矩与轴向磁力之间的比率。
[0016]与水平前表面相比，通过前表面在径向向外方向向下倾斜实现的另一个重要效果是被集中的磁场线的线束指向径向向外，因此对叶轮的磁性结构的影响也是径向向外的。这对可实现的磁转矩具有积极影响。同样，这使得磁转矩和轴向磁力之间的比率得到提高。因此，凹面内的前表面在径向向外方向的向下倾斜对磁转矩和轴向磁力之间的比率的积极影响是双重的。
[0017]根据本专利技术的优选实施例，凹面中的前表面在中心和径向向外两个方向上的倾斜的组合，导致凹面朝向柱的侧表面开放，即朝向相对于旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于经皮插入患者的血管中的血管内血泵(1)，包括：泵壳(2)，所述泵壳(2)具有血液流动入口(21)和血液流动出口(22)，叶轮(3)，所述叶轮(3)布置在所述泵壳(2)中以绕旋转轴线(10)可旋转，所述叶轮(3)具有大小和形状被设计为用于将血液从所述血液流动入口(21)输送到所述血液流动出口(22)的叶片(31)，驱动单元(4)，所述驱动单元(4)用于使所述叶轮(3)旋转，所述驱动单元(4)包括绕所述旋转轴线(10)布置的多个柱(40)，其中，所述柱(40)中的每个都具有指向叶轮(3)的叶轮侧端部(420)，所述叶轮侧端部(420)具有面向叶轮(3)的前表面(42)，以及线圈绕组(44)，所述线圈绕组(44)围绕所述柱(40)中的每个设置以产生穿过每个所述柱(40)的前表面(42)的磁场线(500)，并且所述线圈绕组(44)能够被控制以产生旋转磁场，其中所述叶轮(3)包括布置成与所述旋转磁场相互作用以引起所述叶轮(3)旋转的磁性结构(32)，并且其中至少一个所述柱(40)的前表面(42)包括凹面，在所述凹面中，所述前表面(42)朝向所述前表面(42)的中心区域向下倾斜，以使穿过所述前表面(42)的所述磁场线(500)的至少部分集中。2.根据权利要求1所述的血管内血泵(1)，其中所述凹面延伸至所述前表面(42)的外周。3.根据权利要求2所述的血管内血泵(1)，其中所述凹面在前表面的最靠近多个所述柱(40)中的相邻的柱(40)的至少两个或正好两个相对侧上延伸至所述前表面(42)的外周。4.根据权利要求2或3所述的血管内血泵(1)，其中所述凹面的外周与所述前表面(42)的外周重合。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的血管内血泵(1)，其中所述凹面具有平直底部(42b)。6.根据权利要求5所述的血管内血泵(1)，其中当在竖向穿过所述前表面(42)的截面平面中观察时，所述凹面具有直线倾斜的侧壁(42a)。7.根据权利要求5所述的血管内血泵(1)，其中当在竖向穿过所述前表面(42)的截面平面中观察时，所述凹面具有弯曲倾斜的侧壁(42a)。8.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的血管内血泵(1)，其中当在竖向穿过所述前表面(42)的截面平面中观察时，所述凹面具有带有弯曲底部的弯曲截面。9.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的血管内血泵(1)，其中当在竖向穿过所述前表面(42)的截面平面中观察时，所述凹面具有三角形的截面。10.根据权利要求1
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9中任一项所述的血管内血泵(1)，其中在所述凹面中，所述前...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
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：