一种螺旋离心叶轮及血泵制造技术

本发明专利技术公开了一种螺旋离心叶轮，包括轮毂及与轮毂同轴设置并且固定安装在轮毂上的至少一片连续的螺旋叶片，轮毂开设有与螺旋叶片同轴的通孔，每片螺旋离心叶片包括工作面和背面，的工作面为三维空间曲面，工作面的轮廓线包括进口边、外缘型线、轮毂型线和出口边，进口边和出口边呈直线设置，螺旋离心叶片的厚度截面沿外缘至轮毂方向收窄设置，工作面与背面之间在外缘型线处由一连接面连接，连接面沿背面至工作面方向上下倾斜设置并且具有倾斜角α，的倾斜角α在进口边至出口边的螺旋方向上逐渐减小为0

A spiral centrifugal impeller and blood pump

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋离心叶轮及血泵


[0001]本专利技术属于医疗器械
，尤其涉及一种螺旋离心叶轮及血泵。

技术介绍

[0002]本部分的描述仅提供与本专利技术公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
[0003]心脏辅助装置是指能部分或完全替代自然心脏功能，维持人体正常血液循环的一种人工脏器。实际上它是一种输送血液流动的机械装置，可以把它理解为一种机械泵，也称为血泵。部分代替自然心脏功能的称为心室辅助装置(Ventricular Assist Device，VAD)，主要用于急性心肌炎、心肌梗塞、心脏暂时性功能丧失等病症，辅助心脏恢复正常的功能；全部代替心脏功能的称为全人工心脏(Total Artificial Heart，TAH)，可以作为终末期心衰患者等待心脏移植期间的过渡手段，更重要的是用于无心脏供体的心衰患者，或者心脏移植禁忌者，代替自然心脏，进行长期辅助。就技术层面而言，人工心脏的研究类型主要有两种：一、是利用仿生学原理研制的人工心脏，工作原理和自然心脏类似；二、是与自然心脏机理不同的血泵，主要为旋转血泵(又称叶轮泵)。前者最典型的是隔膜泵，它有进出口瓣膜，靠血泵容腔变化来输送血液，通常由体积庞大的驱动装置。目前，比较著名的隔膜泵有Berlin Heart，TCI和Novacor三类。然而，由于体积庞大，隔膜泵无法实现植入性，其发展受到很大的限制。后者最典型的有轴流血泵、离心血泵等，它们利用电机带动叶轮等部件旋转，推动血液流动，达到输送血液的目的。后者这类血泵不需要瓣膜，具有体积小，重量轻，结构简单，可靠性高，造价低等优点，是植入型人工心脏的主要发展方向。轴流血泵主要有Jarvik2000、MicroMed DeBakey以及Thoratec Heartmate II等，离心血泵应用比较广的有Biomedicus BP系列、Thoratec Heartmate III、Tokyo Medical/Dental Centrifugal等。
[0004]但是，目前的离心式血泵的叶片大多为完全径向叶片，径向叶片在与血液接触时由于具有较大剪切应力，因此会有较为严重的溶血情况发生，从而导致患者发生脑卒中。随着目前心衰病人的急剧增加和技术的推进，亟需提供一种螺旋离心叶轮来降低血泵内溶血水平，提高血泵的性能和可靠性，让更多的心衰患者受益。
[0005]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种螺旋离心叶轮及血泵，能够避免溶血的产生，并且极大地提高了血泵的血液相容性。
[0007]为了达到以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种螺旋离心叶轮，包括轮毂以及与所述轮毂同轴设置并且可拆卸式固定安装在所述轮毂上的至少一片连续的螺旋叶片，所述轮毂开设有与所述螺旋叶片同轴的通孔，每片所述螺旋离心叶片包括工作面和与所述工作面相背设置的背面，所述的工作面为三维空
间曲面，所述工作面的轮廓线包括进口边、外缘型线、轮毂型线和出口边，所述进口边和出口边呈直线设置，所述外缘型线和所述轮毂型线均为阿基米德螺旋线，所述螺旋离心叶片的厚度截面沿外缘至轮毂方向收窄设置，工作面与背面之间在外缘型线处由一连接面连接，所述连接面沿背面至工作面方向上下倾斜设置并且具有倾斜角α，所述的倾斜角α在进口边至出口边的螺旋方向上逐渐减小为0
°
，所述出口边长度小于所述进口边长度。
[0009]进一步的，所述螺旋叶片的安放角由出口边至进口边的方向逐渐减小，位于同一轴向平面上的所述轮毂型线的叶片安放角小于外缘型线的叶片安放角。
[0010]进一步的，位于出口边处的轮毂型线及外缘型线的安放角均为15
‑
45
°
。
[0011]进一步的，位于出口边处的轮毂型线及外缘型线的安放角均为25
°
。
[0012]进一步的，所述螺旋离心叶轮的轴向长度为12
‑
17mm，出口边长度为4
‑
6mm，进口边长度为6
‑
8mm，螺旋叶片的外径为25
‑
35mm，螺旋叶片进口处直径为10
‑
12mm。
[0013]进一步的，外缘侧叶片倾角为87
°
，轮毂侧叶片倾角为90
°
，外缘侧圆弧半径为6.4mm,轮毂侧圆弧半径为11.8mm。
[0014]进一步的，螺旋叶片靠近外缘处的厚度为1
‑
2mm，靠近轮毂处的厚度为1.5
‑
3mm。
[0015]进一步的，所述轮毂朝向所述螺旋叶片的一面具有锥形凹槽，所述螺旋叶片安装于所述锥形凹槽内，所述轮毂的直径与所述螺旋叶片的直径适配。
[0016]进一步的，所述螺旋离心叶片包括两片，两片所述螺旋离心叶片沿圆周间隙均匀布置并且相扣合设置。
[0017]一种血泵，包括上述的螺旋离心叶轮，还包括泵壳和驱动电机，所述泵壳与所述电机的外壳密封连接并且所述泵壳具有容置所述螺旋离心叶轮的内腔，所述轮毂与所述驱动电机的输出轴连接以被所述输出轴带动转动。
[0018]借由以上的技术方案，本专利技术专利的有益效果如下：
[0019]1、本专利技术的螺旋叶片结构可以使血液以平滑的角度被吸入叶片中，血液与叶片间的剪切力较小，可以降低溶血水平。同时叶片工作面与背面通过斜面连接使得叶片与泵壳之间的间隙为恒定的值，降低了叶片因震动与泵壳发生摩擦的可能。
[0020]2、本专利技术采用较小的出口安放角角度可以提高叶片的工作效率，减少泵内涡流的严重程度。
[0021]3、本专利技术几乎与水平线平行的叶片倾角使得血液流出叶轮时压力均匀分布于蜗壳中，泵内流场顺畅。
[0022]4、本专利技术螺旋叶片靠近外缘处的厚度为1
‑
2mm，靠近轮毂处的厚度为1.5
‑
3mm，使得其在高速旋转的形况下可以维持足够强度，不会发生碎裂。
[0023]5、本专利技术的所述轮毂的直径与所述螺旋叶片的直径适配，使得轮毂直径与叶片直径相同易于加工，整体性好。锥形凹槽使得叶片在高速旋转时可以做到足够稳定。
[0024]6、本专利技术的双叶片设计可以使叶片更好的控制血液，极大减小了叶片背面低速区，降低了血栓发生的可能。
[0025]7、本专利技术的泵壳与电机外壳之间采用密封连接使得到血液不会泄露至电机内部及泵壳外，密封性好。切输出轴带动叶轮旋转可以使电机损失降低至较低的水平。
[0026]8、本专利技术所述的螺旋离心叶片可作为ECMO循环血泵中的叶片使用，也可以用于作为左心辅助的离心血泵的叶轮使用，螺旋离心式的结构设计可以降低叶片工作面与背面的
剪切应力降低，减小对血细胞造成的破坏，在满足需要的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺旋离心叶轮，其特征在于，包括轮毂以及与所述轮毂同轴设置并且可拆卸式固定安装在所述轮毂上的至少一片连续的螺旋叶片，所述轮毂开设有与所述螺旋叶片同轴的通孔，每片所述螺旋离心叶片包括工作面和与所述工作面相背设置的背面，所述的工作面为三维空间曲面，所述工作面的轮廓线包括进口边、外缘型线、轮毂型线和出口边，所述进口边和出口边呈直线设置，所述外缘型线和所述轮毂型线均为阿基米德螺旋线，所述螺旋离心叶片的厚度截面沿外缘至轮毂方向收窄设置，工作面与背面之间在外缘型线处由一连接面连接，所述连接面沿背面至工作面方向上下倾斜设置并且具有倾斜角α，所述的倾斜角α在进口边至出口边的螺旋方向上逐渐减小为0
°
，所述出口边长度小于所述进口边长度。2.根据权利要求1所述的螺旋离心叶轮，其特征在于，所述螺旋叶片的安放角由出口边至进口边的方向逐渐减小，位于同一轴向平面上的所述轮毂型线的叶片安放角小于外缘型线的叶片安放角。3.根据权利要求1所述的螺旋离心叶轮，其特征在于，位于出口边处的轮毂型线及外缘型线的安放角均为15
‑
45
°
。4.根据权利要求1所述的螺旋离心叶轮，其特征在于，位于出口边处的轮毂型线及外缘型线的安放角均为25
°
。5.根据权利要求1所述的螺旋离心叶轮，其特征在于，所述螺旋离心叶轮的轴向长度为12
...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆腾，孙浩然，
申请(专利权)人：中科润腾医疗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：