[发明专利]一种单支点磁动力离心式血泵

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说，是一种单支点磁动力离心式血泵。

背景技术

心脑血管疾病在发达国家早已位居人类死亡原因的首位，约占46%的死亡率，美国统计资料显示每年心脏手术数量约为35万例。目前国内每年心内直视手术数量约为10万台，随着经济的高速发展和医疗水平的不断提高，国内心脏外科手术数量必将有一个不断增加的过程。根据统计资料显示，心脏手术以后有部分病人（0.6-2%）因心功能受损严重，即使在药物支持下仍不能维持机体最低要求。这部分病人不得不采用辅助循环设备暂时支持心脏功能，维持生命，等待心功能恢复。其中部分患者还需要使用长期循环辅助设备替代心脏功能。此外，治疗慢性不可逆心功能衰竭的最有效方法是心脏移植，但供体心脏的不足限制心脏移植疗法在临床的普遍应用，基因工程、细胞工程等新疗法在可见的将来尚不能大范围开展。因此，心室辅助技术在很多时候也成为了唯一的选择。

血泵（又名心脏泵）是心脏辅助循环装置的核心，近年来，一直是发达国家辅助循环研究的重点，并取得了一定的进展。

最早的第一代血泵是仿照心脏研制的搏动泵，此类血泵采用气动或电动挤压泵腔，通过泵腔容积的改变搏出血液。第二代连续流叶轮血泵兴起于上世纪80年代早期，此类血泵的叶片通过机械轴承安装在血泵转子上，转子带动叶片旋转从而推动血液沿螺旋线方向前向运动。第三代血泵以悬浮技术为特点，因此凡采用磁悬浮和／或液悬浮技术研发的血泵都称为第三代血泵。

第三代血泵一般具有悬浮和驱动两个系统：悬浮系统使叶轮悬浮，叶轮直接永磁化或在塑形的叶轮内嵌入永磁体。血泵的定子或泵壳内置入永磁或电磁线圈，通过磁化的叶轮与定子或泵壳之间轴向及径向磁场相互作用，使叶轮悬浮于泵壳中间；驱动系统驱动叶轮旋转。在定子或泵壳内置入另一组电磁线圈，通过电磁线圈电流的变化产生磁力推动磁化的叶轮旋转。

第三代血泵有三个发展阶段：第一个阶段是悬浮和驱动系统分离的外马达间接驱动叶轮阶段。血泵的悬浮技术较为简单，悬浮系统与驱动系统分离，血泵采用外马达驱动技术，叶轮是由一个独立的外马达来驱动；外马达通过机械轴承旋转连接磁化的外叶轮，外叶轮通过磁力驱动另一个悬浮的磁化内叶轮旋转；内叶轮是主要的驱动部分，它的旋转可推动血液流动。第二个阶段是悬浮和驱动系统分离的马达直接驱动叶轮阶段，采用血泵马达直接驱动叶轮悬浮技术。悬浮系统与驱动系统也是分离的，但马达取消了外叶轮，将悬浮叶轮直接作为马达的转子，马达直接通过磁力的变化驱动悬浮的叶轮转动来推动血液流动。泵仍需要另外一个独立的磁悬浮系统来悬浮血泵叶轮。第三阶段是悬浮与驱动系统融合阶段，即血泵的悬浮与驱动系统融合起来，血泵设计将悬浮与驱动系统的电磁线圈融合组成定子，用一个定子来兼做驱动与悬浮叶轮的功能，因此泵的设计更加简洁，其代表血泵为VentrAssist。

第三代血泵多数设计成离心泵，少数为轴流泵，有代表性的第三代血泵有数种，例如：（1）Berlin Heart Incor泵：是由Berlin Heart公司研发的磁悬浮轴流泵，血泵由钛合金制成，泵体内唯一运动的叶轮设计成阿基米德螺旋，叶轮通过轴向及径向磁力悬浮于泵壳内，通过电磁场的变化，驱动悬浮的叶轮轴向旋转，从而推动血液向前流动；（2）HeartWare 泵：泵的叶轮通过磁悬浮与液悬浮技术使泵叶悬浮，泵的总定子由2个相互独立的线圈组合而成，在运转时2个线圈可以同时工作，也可以单独工作；（3）VentrAssist泵：泵与血液接触的部位均有热解碳涂层，可减少血栓发生率，但该泵流入道较长，因此，植入后仍需在后腹直肌鞘或腹直肌后制作小囊袋放置泵体；（4）NovacorVAD泵：具有特殊的流入系统，该泵的流入管道与泵体平行设计，外形成扁平形状。

血栓是由血小板的聚集和沉积形成的，血泵中一般发于较少受血流冲刷的滞塞区和与血液接触面的低速区。溶血是指湍流运动或机械运动产生的高速或高压破坏了血液内的红细胞，致使血红蛋白分散到血浆中，主要由不规则的流动和湍流运动区内高剪切应力引起。溶血和血栓现象对病人的危害巨大，在临床应用中，心脏辅助循环装置引起的血栓和溶血会导致患者生理紊乱，进而引发患者在术中和术后的并发症，甚至危及患者生命，尤其是对于需要长期辅助循环支持的患者的影响更大。可见，减少心脏泵的血栓和溶血的发生是辅助循环系统研发中亟待解决的问题。

第三代血泵相比于第一和第二代血泵，由于应用磁悬浮技术，叶轮悬浮于血泵体内，没有摩擦和挤压，溶血明显减少，血栓的发生率显著降低，同时无轴承磨损问题，提高了血泵使用的耐久性，更适合于长期的循环辅助。