本實用新型屬于醫療器械技術領域，涉及一種血泵，尤其涉及一種可植入人體的旋轉式血泵。

背景技術：

心力衰竭(Heart failure)簡稱心衰，通俗來說即是自然心臟無法泵出維持全身血液循環的足夠血流。據世界衛生組織WTO統計表明，約有15％～20％的人會患有不同程度的心衰，65歲以上因心衰而住院的人數占總住院人數50％以上，同時5年后病死率超過50％。對于心衰患者來說，只有保守藥物治療、心臟移植和心室輔助三種治療途徑。藥物治療的效果較差，心臟移植由于供體受限非常困難，因此心室輔助裝置(Ventricular Assist Device，VAD)成為全世界公認的各類終末期心衰最有效的治療途徑。心室輔助裝置的主要部件是一個血泵(Blood Pump)。一般是將血泵的流入管道與人心臟左心室或右心室相連，通過流出管道與主動脈或肺動脈相連，泵與控制驅動器(帶有電力供應設備)相連，由控制驅動器控制血泵輸出具有一定壓力(一般在80～120mmHg)和流量(一般在2～10L/min)的血液，分擔人體正常活動對人心臟的功率需求。根據血泵輔助的心臟位置分為左心室輔助(LVAD)、右心室輔助(RVAD)和雙心室輔助(BiVAD)。血泵從最早期的搏動式脈動流血泵逐漸過渡到現在的旋轉式連續流血泵，在歐美國家早已從實驗室走入臨床。第一代搏動式血泵于1994年經由FDA批準進行BTT過渡治療(bridge-to-transplant)。DeBakey axial-flow LVAD是第一個在歐洲和美國進行臨床實驗的旋轉式血泵，HeartMate II是第一個被FDA批準用于BTT的旋轉式血泵，批準時間是2008年。常見的Jarvik2000和HeartMate II采用的是機械式軸承支撐，HeartWare采用的是液浮軸承和永磁軸承組合支撐，HeartMate III和DuraHeart為主動式磁浮支撐。目前，旋轉式血泵一般分為殼體和葉輪轉子兩個主要部件，葉輪轉子在殼體內的支撐軸承可分為機械式軸承、動壓液浮軸承、主動或被動式磁浮軸承幾大類型；而機械式軸承運轉穩定但易產生血栓同時會發生磨損；動壓液浮軸承必須在轉子高速旋轉情況下才可以產生作用，限制了血泵調速范圍；主動式磁浮軸承因為要引入傳感器等，體積和功耗相對增大；被動式磁浮軸承不能實現全自由度的穩定懸浮，需與其它形式軸承配合使用。為此，需要一種旋轉式血泵及其使用方法，使其解決現有技術中所存在的機械式軸承運轉穩定但易產生血栓同時會發生磨損，動壓液浮軸承必須在轉子高速旋轉情況下才可以產生作用，從而限制了血泵調速范圍，主動式磁浮軸承因為要引入傳感器等，從而使得體積和功耗相對增大，被動式磁浮軸承不能實現全自由度的穩定懸浮，從而導致需與其它形式軸承配合使用等問題，使血泵具有集成度高、體積小同時壽命長的特性。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種旋轉式血泵,解決現有技術中所存在的機械式軸承運轉穩定但易產生血栓同時會發生磨損，動壓液浮軸承必須在轉子高速旋轉情況下才可以產生作用，從而限制了血泵調速范圍，主動式磁浮軸承因為要引入傳感器等，從而使得體積和功耗相對增大，被動式磁浮軸承不能實現全自由度的穩定懸浮，從而導致需與其它形式軸承配合使用等問題，使血泵具有集成度高、體積小同時壽命長的特性。

為實現上述目的，本實用新型提供一種旋轉式血泵，包括設有殼體的血泵，血泵的一端設有入口段，血泵的另一端設有出口段，血泵上連接設有電纜，血泵的內部設有葉輪轉子；殼體和葉輪轉子內分別安裝有永磁磁環，永磁磁環形成徑向永磁軸承,徑向永磁軸承提供徑向剛度且將葉輪轉子徑向懸浮在平衡位置。

在以上方案中優選的是，殼體內安裝有第一永磁磁環、第二永磁磁環、第三永磁磁環和第四永磁磁環；葉輪轉子的內部安裝有第五永磁磁環、第六永磁磁環、第七永磁磁環和第八永磁磁環；第一永磁磁環、第二永磁磁環、第三永磁磁環和第四永磁磁環,以及第五永磁磁環、第六永磁磁環、第七永磁磁環和第八永磁磁環形成徑向永磁軸承。

還可以優選的是，葉輪轉子內部安裝的第五永磁磁環、第六永磁磁環、第七永磁磁環和第八永磁磁環設有軸向偏移，且形成一定的軸向偏移預緊磁力f0，此磁力f0指向Z軸負向。

還可以優選的是，徑向永磁軸承形成兩對雙磁環相斥型軸承,或只要葉輪轉子一端的永磁軸承,或單對軸承,或單磁環,或三個以上的磁環,或相吸型軸承。

還可以優選的是，入口段靠近入口處設有一組導流片，導流片的軸向設為錐形結構；葉輪轉子的靠近入口處設有一個錐體結構，錐體結構采用陶瓷、鈦合金或類金剛石涂層制成；導流片與錐體結構的接觸面設為楔形面的結構。

還可以優選的是，殼體靠近葉輪轉子后端位置處設有一個頂錐。

還可以優選的是，殼體靠近葉輪轉子后端處設有一組錐形整流葉片。

還可以優選的是，入口段的內壁限定形成血液的流入通道；出口段的內壁限定形成血液的流出通道；葉輪轉子設為可在殼體內旋轉的結構,葉輪轉子上設有將血液由流入通道抽入并將血液通過壓力和流量從流出通道送出的葉片，葉片固定在葉輪轉子上，和葉輪轉子一起旋轉，葉片相對葉輪轉子不旋轉。

還可以優選的是，葉輪轉子通過殼體內設置的線圈和轉子內的電機磁鋼的共同作用產生旋轉運動,并通過電纜傳入控制驅動信號。

還可以優選的是，入口段設置為殼體的一部分；入口段設為圓筒形；入口段采用不銹鋼、鈦合金的人體相容材料制成；入口段的直徑設為25mm或15mm；入口段的入口處設有圓弧形的過渡段；入口段的外壁采用粗糙多孔的表面或適合細胞生長的相容性表面；出口段設置為殼體的一部分；出口段通過外接人造血管與人體血管相連接。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

本實用新型提供了一種旋轉式血泵,其能夠解決現有技術中所存在的機械式軸承運轉穩定但易產生血栓同時會發生磨損，動壓液浮軸承必須在轉子高速旋轉情況下才可以產生作用，從而限制了血泵調速范圍，主動式磁浮軸承因為要引入傳感器等，從而使得體積和功耗相對增大，被動式磁浮軸承不能實現全自由度的穩定懸浮，從而導致需與其它形式軸承配合使用等問題，其揚長避短，能夠實現血泵的小型化，使血泵具有集成度高、體積小、穩定性好和使用壽命長的特性。

附圖說明

圖1為本實用新型的旋轉式血泵的結構示意圖；

圖2為本實用新型的旋轉式血泵的第一種橫截剖面示意圖；

圖3為本實用新型的旋轉式血泵的第二種橫截剖面示意圖；

圖4為本實用新型的旋轉式血泵的第三種橫截剖面示意圖。

圖中,10為血泵，12為入口段，14為出口段，15為頂錐，17為錐形整流葉片，18為電纜，20為葉輪轉子，22為錐體結構，24為葉輪轉子后端，26為葉片，30為線圈，32為第一永磁磁環，34為第二永磁磁環，36為第三永磁磁環，38為第四永磁磁環，40為電機磁鋼，42為第五永磁磁環，44為第六永磁磁環，46為第七永磁磁環，48為第八永磁磁環，50為導流片，62為流入通道，64為流出通道，

具體實施方式

為了更好地理解本實用新型，下面結合具體實施例對本實用新型作了詳細說明。但是，顯然可對本實用新型進行不同的變型和改型而不超出后附權利要求限定的本實用新型更寬的精神和范圍。因此，以下實施例具有例示性的而沒有限制的含義。

實施例:

一種旋轉式血泵,包括設有殼體的血泵10，血泵10的一端設有入口段12，血泵10的另一端設有出口段14，血泵10上連接設有電纜18，血泵10的內部設有葉輪轉子20。

在上述實施例中，入口段12是圓筒形的結構，是殼體的一部分，可采用不銹鋼、鈦合金等可植入人體的相容性材料制成；入口段12將插入人體心尖，收集心室中的血液，其直徑可以根據應用于成人、兒童和嬰兒而有所不同，例如針對成人的一種尺寸可以是直徑25mm；入口段12的入口處設為圓弧形過渡，從而避免插入心尖時損傷心肌，入口段12的外壁設為適合細胞生長的相容性表面，例如可以為一種粗糙多孔的鈦合金表面。

在上述實施例中，出口段14也是殼體的一部分，出口段14外接人造血管等其它類似連接裝置連接到人體血管上。

在上述實施例中，入口段12的內壁限定形成血液的流入通道62；出口段64的內壁限定形成血液的流出通道64。

在上述實施例中，葉輪轉子20是能夠在殼體內旋轉，葉輪轉子20上設有葉片26，葉片26的旋轉能夠將血液由流入通道62抽入并將血液以一定的壓力和流量從流出通道64送出。

在上述實施例中，葉輪轉子20的旋轉運動是在殼體內的線圈30和轉子內的電機磁鋼40的共同作用下產生，控制驅動信號是通過電纜18傳入；葉輪轉子20的轉速可以在較大范圍內調節，以輸出不同的流量壓力從而適應不同的患者需求。

在上述實施例中，殼體內安裝有第一永磁磁環32、第二永磁磁環34、第三永磁磁環36、第四永磁磁環38；葉輪轉子20的內部安有第五永磁磁環42、第六永磁磁環44、第七永磁磁環46、第八永磁磁環48；圖1中磁環上的箭頭表明磁力線方向；這幾組磁環形成了一種徑向永磁軸承，能夠提供較大的徑向剛度以將葉輪轉子20徑向懸浮在平衡位置。如圖1所示，葉輪轉子20中的磁環與殼體內的磁環有一定的軸向偏移，從而形成一定的軸向偏移預緊磁力f0，此磁力f0指向Z軸負向。

圖1中僅表示出了一種優選的徑向永磁軸承情況，是兩對雙磁環相斥型軸承；也可以采用其它方式的徑向永磁軸承，例如可以是單對(只要葉輪轉子一端的永磁軸承)，可以是單磁環或者是更多的磁環，可以是相吸型，以及以上的各種組合形式。

在上述實施例中，入口段12靠近入口處設有一組導流片50，其軸向是一種錐形結構。

在上述實施例中，葉輪轉子20的靠近入口部分是一個錐體結構22，其材質可以是耐磨材料例如陶瓷、鈦合金、類金剛石涂層或其它耐磨且生理相容的材質或涂層。

在上述實施例中，由于偏置的徑向永磁軸承產生了軸向的預緊力f0，所以初始狀態時葉輪轉子20是通過錐體結構22壓緊在導流片50上，這樣葉輪轉子20的軸向主要是在預緊力f0和錐形結構處產生的彈性反作用力作用下平衡；葉輪轉子20的徑向主要是在上述徑向永磁軸承的徑向永磁力作用下平衡；葉輪轉子20平衡在圖中所示的位置。

當靜止狀態下葉輪轉子20受到沖擊時，特別是軸向沖擊時，例如葉輪轉子20向Z正向偏移，只要保證設計時，葉輪轉子后端24的頂點接觸到殼體內壁時，其徑向永磁軸承產生的軸向偏置力方向仍然是朝向Z軸負向，那么當外部沖擊消除后，葉輪轉子20可以在永磁偏置力的作用下恢復到初始位置，同時由于錐形的特性可以自動對中。

也可以如圖3所示，在殼體靠近葉輪轉子后端24處增設一個頂錐15，初始狀態時與24不接觸，之間有一定間隙，只有當葉輪轉子20受到較大沖擊向Z軸正向偏移時才發生接觸，阻擋葉輪轉子20的繼續偏移。

也可以如圖4所示，在殼體靠近葉輪轉子后端24處增加一組類似于導流片50的錐形整流葉片17，初始狀態時與葉輪轉子后端24不接觸，之間有一定間隙，只有當葉輪轉子20受到較大沖擊向Z軸正向偏移時才發生接觸，阻擋葉輪轉子20的繼續偏移，此時葉輪轉子后端24的頂點與殼體內壁不用發生接觸。

當葉輪轉子20工作時旋轉起來之后，由于流出通道64處的壓力高于流入通道62處的壓力，那么血液壓差將產生朝向Z軸負向的壓緊力，這樣葉輪轉子20的旋轉時軸向剛度比不工作時要大，更加穩定。

當工作很長時間之后(一般在數年以上)，導流片50和錐體結構22的接觸面發生一定的磨損，但是由于錐體結構22的特點以及軸向預緊力f0的存在，葉輪轉子20與導流片50之間會自動預緊，這樣就避免了很多兩端都采用機械軸承血泵需要增加彈性預緊元件的缺點，降低了失效風險。

圖2是入口段12的剖面結構，導流片50是一組導流葉片，圖2僅表示一種形式，導流葉片數量可以是二、三、四等多個，但是導流葉片不構成整圓。

導流片50的一個作用是對流入的血液進行整流，另一個作用是對葉輪轉子20進行支撐；導流葉片的接觸端不構成整圓的目的是要避免常見機械式軸承易形成血栓的缺點，錐體結構22與導流片50接觸面上即使形成一定的血細胞堆積，但是隨著旋轉，接觸面變成了非接觸面，堆積的細胞將被流經非接觸面的血液沖刷掉，因此難以形成連續的一圈血栓。

另外可以如圖2所示，導流片50與錐體結構22的接觸面可以是類似于楔形面的結構，即當高速旋轉時在接觸面處形成動壓液浮力，降低兩者之間的接觸甚至懸浮，這樣的好處是雖然低速時導流片50與錐體結構22之間有接觸，但是低速時摩擦小，損耗也小；當轉速較高時，由于液浮力的存在，兩者之間的接觸反而減小，因此可降低磨損。