1.2:1?1.5:1。所述輪轂優選為三段式輪轂結構，即所述軸流輪轂段I包括軸流輪轂前段11和軸流輪轂后段12，軸流輪轂后段12的輪轂比為0.25-0.6，優選為0.35-0.45;斜流輪轂段2輪轂直徑由遠端到近端逐漸變大，斜流輪轂段2直徑變化可以是線性漸變的，也可以是沿某種公式的特定曲線漸變增大的，斜流輪轂段2的遠端直徑與軸流輪轂后段12的輪轂直徑相同，斜流輪轂段2的直徑在近端增大至最大值并與葉輪外徑D相同。軸流輪轂前段11作為入口段輪轂，軸流輪轂前段11的外徑由遠端到近端逐漸變大至與軸流輪轂后段12的直徑相同，軸流輪轂前段11可以是子彈型尖端、線性漸變型尖端、球形圓頂，或是通過對圓柱體外緣進行倒圓角處理獲得的近似球形圓頂的尖端。所述子彈型尖端是指圓頂錐形狀尖立而O
[0042]本發明提供的栗血葉輪，葉片結構由至少一個由遠端軸流段至近端斜流段連續且葉片角平滑過渡變化的葉片組成。首先連續葉片3劃分為軸流段(軸流葉片4)和后導葉段(斜流葉片5)，分別對應輪轂結構中的軸流輪轂段I及斜流輪轂段2，其次軸流葉片4中由入口段和主體段在軸向上按一定長度比例配合構成。因此，由遠端到近端，連續葉片3優選劃分為軸流入口葉片41、軸流主體葉片42、斜流葉片5三部分，葉片角逐漸增大。
[0043]請參見圖7，葉片角為葉片骨線沿葉輪內液流方向反向的切線與圓周速度方向的夾角，不同的葉片角使葉片具有不同的流體特質，如圖5所示。葉輪遠端的小葉片角預防汽蝕產生，通過更平穩的流場將血液吸入葉輪中，入口段軸流入口葉片41的葉片角范圍為5°?65° ;主體段軸流主體葉片42構成主要流通通道，對血液做功，軸流主體葉片42的葉片角范圍為30°?70° ;尾端后導葉段斜流葉片5將主體段栗出血液的旋轉動能轉化為壓力能，斜流葉片5的葉片角范圍為55°?85°。各段葉片角可以是固定的，也可以是連續變化的。當葉片角為連續漸變時銜接角度以軸流主體葉片42角度為主，軸流入口葉片41近端的葉片角度與軸流主體葉片42遠端的葉片角度相同，斜流葉片5遠端的葉片角度與軸流主體葉片42近端的葉片角度相同。葉片角角度漸變的方式可以是線性漸變或指數型漸變的。連續葉片3的厚度可以不變，或者具有一定翼型特征的；較佳地，葉片厚度不超過0.8_;輪轂上可加載I個或I個以上的連續葉片，優選的葉片數范圍為2?4片。
[0044]本發明提供的輪轂結構，相對于傳統的純軸流和斜流葉輪在微型血栗領域提供更優秀的栗血效率。同時軸流吸入斜流栗出的流場特征更符合基于導管植入的微型血栗的結構特征，在保證栗血效率的同時提供更穩定的流場分布和更優秀的血液相容性。本發明提供的葉片結構，簡化整體結構并降低加工難度的同時保證栗血效率，改善葉輪的血液相容性。
[0045]由本發明提供的輪轂及葉片結構組成的微型葉輪，是針對基于導管的經皮左心室輔助裝置進行優化的葉輪結構，相對于普通微型軸流葉輪更適合在醫療領域內應用。針對外徑D規格為1mm以下的微型葉輪，具有加工可行性，作為過流部件在相同轉速、運行條件下，本發明的葉輪相對傳統葉輪可提供更高的栗血效率。
[0046]下面以三段式輪轂結構及三段式變化葉片為例，與血流通道7、流出窗口8配合側面流出的栗血葉輪，對照采用傳動軸流結構及固定葉片葉片角的軸流葉輪在流體力學仿真測試中栗血性能顯著提高。
[0047]實施例1
[0048]本實施例中，4mm微型血栗葉輪采用6:1的軸流段-斜流段比例，0.4的輪轂比，葉片角為30°、60°、85°的三段式連續葉片，斜流段與流出窗口長度比例為1:1。在CFD模擬中60mmHg的壓差條件下，3萬rpm、4萬rpm、5萬rpm分別可實現1.0L/min、2.5L/min、3.5L/min的栗血流量。
[0049]相同葉輪規格和CFD模擬條件下，采用傳統軸流結構輪轂，單一60°軸流葉片，但有斜流段漸變輪轂形成后擴段的一個對照葉輪，在3萬rpm、4萬rpm、5萬rpm分別可實現0.5L/min、1.0L/min、2.0L/min的栗血流量。
[0050]相同葉輪規格和CFD模擬條件下，采用傳統軸流結構輪轂，單一60°軸流葉片，無斜流段的另一個對照葉輪，在3萬rpm、4萬rpm、5萬rpm分別可實現0.2L/min、0.7L/min、1.8L/min的栗血流量。
[0051]上述實施例中，本發明公布葉輪和對照葉輪在不同轉速下的流量-揚程曲線對比如附圖6所示，圖6中由上至下分別為50000、40000、30000rpm轉速下的流量-揚程曲線。相同轉速、壓差條件下，本發明葉輪栗血性能對照采用后擴段輪轂的軸流葉輪和傳統軸流葉輪在40000rpm運行狀態下，栗血性能分別提升至對照葉輪設計的250%和357%。
[0052]實施例2
[0053]本實施例中，微型血栗葉輪采用三段式輪轂結構及三段式變化葉片，與血流通道配合側面流出的栗血葉輪，軸流段前端采用子彈型漸變直徑，斜流段直徑按指數型曲線變換形成后擴曲線。葉輪采用6:1的軸流段-斜流段比例，0.4的輪轂比，葉片角為20°、60°、85°的三段式連續漸變葉片，斜流段與流出窗口長度比例為1.3:1。在CFD模擬中，60mmHg壓差條件下，3萬印!11、4萬印1]1、5萬印1]1分別可實現1.禮/111；[11、2.317/111；[11、3.517/111；[11的栗血流量。
[0054]相同葉輪規格和CR)模擬條件下，采用相同的輪轂結構設計，葉片為葉片角固定的連續葉片，在3萬rpm、4萬rpm、5萬rpm分別可實現1.0L/min、1.6L/min、2.5L/min的栗血流量。
[0055]本實施例中，相同轉速、壓差條件下，本發明葉輪栗血性能對照采用相同輪轂結構固定葉片角的葉輪設計，在40000rpm運行狀態下，栗血性能提升至對照葉輪設計的144%。
[0056]雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
【主權項】
1.一種栗血葉輪，包括輪轂和葉片，其特征在于，所述輪轂由遠端的軸流輪轂段和近端的斜流輪轂段構成。2.如權利要求1所述的栗血葉輪，其特征在于，所述軸流輪轂段和斜流輪轂段在軸向上的長度比例范圍為9:1?1:1，所述斜流輪轂段近端斜流擴散結構與流出窗口配合構成流出通道，所述斜流輪轂段與流出窗口在軸向上的長度比例范圍為0.5:1?3:1。3.如權利要求2所述的栗血葉輪，其特征在于，所述斜流輪轂段與流出窗口在軸向上的長度比例范圍為0.6:1?1.4:1。4.如權利要求1所述的栗血葉輪，其特征在于，所述斜流輪轂段輪轂直徑由遠端到近端逐漸變大，所述斜流輪轂段的遠端直徑與所述軸流輪轂后段內的輪轂直徑相同，所述斜流輪轂段的近端直徑與所述葉輪的外徑相同。5.如權利要求2所述的栗血葉輪，其特征在于，所述軸流輪轂段包括軸流輪轂前段和軸流輪轂后段，所述軸流輪轂前段的外徑由遠端到近端逐漸變大至與所述軸流輪轂后段直徑相同，所述軸流輪轂后段內的輪轂比為0.25?0.6。6.如權利要求5所述的栗血葉輪，其特征在于，所述軸流輪轂后段內的輪轂比為0.35?0.45ο7.如權利要求5所述的栗血葉輪，其特征在于，所述軸流輪轂前段為子彈型尖端、線性漸變型尖端、球形圓頂，或者是通過對圓柱體外緣進行倒圓角處理獲得的近似球形圓頂的尖立而O8.如權利要求1所述的栗血葉輪，其特征在于，所述葉片為至少一片連續葉片，所述連續葉片由遠端到近端包括軸流葉片和斜流葉片，所述軸流葉片對應設置在所述軸流段的輪轂上，所述斜流葉片對應設置在所述斜流輪轂段的輪轂上，所述軸流葉片由遠端到近端包括軸流入口葉片和軸流主體葉片，所述連續葉片的葉片角由遠端到近端逐漸增大。9.如權利要求8所述的栗血葉輪，其特征在于，所述軸流入口葉片的葉片角范圍為5°?65°，所述軸流主體葉片的葉片角范圍為30°?70°，所述斜流葉片的葉片角范圍為55°?85。。10.如權利要求8所述的栗血葉輪，其特征在于，所述連續葉片各段的葉片角連續變化，所述軸流入口葉片近端的葉片角度與軸流主體葉片遠端的葉片角度相同，所述斜流葉片遠端的葉片角度與主體段近端的葉片角度相同。11.如權利要求10所述的栗血葉輪，其特征在于，所述連續葉片各段葉片角連續變化方式是線性漸變或指數型漸變。12.如權利要求8所述的栗血葉輪，其特征在于，所述連續葉片的厚度不超過0.8mm，所述連續葉片的數目為2-4片。13.如權利要求1?12任一項所述的栗血葉輪，其特征在于，所述葉輪的外徑小于10mm。
【專利摘要】本發明公開了一種泵血葉輪，包括輪轂和葉片，其中，所述輪轂由遠端的軸流輪轂段和近端的斜流輪轂段構成；所述軸流輪轂段和斜流輪轂段在軸向上的長度比例范圍為9:1～1:1，所述斜流輪轂段近端斜流擴散結構與流出窗口配合構成流出通道，所述斜流輪轂段與流出窗口在軸向上的長度比例范圍為0.5：1-3：1。本發明提供的泵血葉輪由軸流輪轂段和斜流輪轂段按一定長度比例配合構成輪轂，配合連續葉片，軸流吸入斜流泵出的結構特征使血泵內流場特征更符合基于導管植入的微型血泵的內部結構特征，通過簡化葉片結構，降低加工難度，同時保證泵血效率，改善葉輪的血液相容性。
【IPC分類】A61M1/10, A61M1/12
【公開號】CN105498002
【申請號】CN201510976718
【發明人】陳一婷, 張玉琴
【申請人】豐凱醫療器械（上海）有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月23日