[发明专利]一种非接触式驱动磁悬浮章动血泵

说明书

本发明涉及一种非接触式驱动磁悬浮章动血泵，包含具有流体容腔的壳体、以及章动机构；章动机构将流体容腔分隔成第一腔室和第二腔室，章动机构包含有章动盘、磁悬浮构件和驱动构件，章动盘通过相对流体容腔摆动以改变第一腔室和第二腔室的大小；磁悬浮构件包含章动盘上下两侧的两个半球壳磁体、分别内嵌于两个半球壳磁体的内磁组件、以及外磁组件，外磁组件的磁性相反于内磁组件；驱动构件包含：旋转组件，以能够转动的方式支撑于壳体上；多个扇形磁铁块配置于章动盘的外周端；磁铁对，包含在周向上对置的两个磁铁；两个磁铁能够在旋转组件转动时吸引扇形磁铁块以使悬浮的章动盘的外周端沿周向依序上摆或下摆。

技术领域

本发明涉属于磁悬浮人工心脏泵技术领域，涉及一种非接触式驱动磁悬浮章动血泵。

背景技术

心力衰竭是严重威胁人类生命的疾病,全世界每年约有1/5的血病患者最终会发展为心力衰竭,目前我国心衰发病率达到0.9％，且5年的死亡率超过60％。当传统的药物治疗有一定局限性,不能达到满意疗效，心脏移植又面临供体缺乏,术后排斥反应等困难的时候，研究学者们提出利用机械装置来帮助心脏恢复的方法开发出了心室辅助装置(VAD)。自上个世纪60年代在临床应用以来经过多年研究和临床应用，VAD的应用已从心血管手术后复苏、心脏移植过渡或替代，拓展至心肌功能的恢复乃至心力衰竭的永久性治疗。VAD可被认为是治疗心力衰竭的可行的替代方案,并为成千上万不能获得捐献心脏的心力衰竭患者提供了希望。

作为心室辅助装置最为关键的部件—血泵，目前应用最广泛的是旋转式和容积式两种。旋转式血泵是依靠叶轮在壳体中旋转产生连续流动的血液。在旋转过程中，由于叶轮处于高速状态，这会很容易使血液中的湍流产生很大的剪应力，导致溶血和血栓的形成。有鉴于此，发明人提出了本发明。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了非接触式驱动磁悬浮章动血泵。

本发明提供一种非接触式驱动磁悬浮章动血泵，包含具有流体容腔的壳体、以及章动机构；所述章动机构将所述流体容腔分隔成第一腔室和第二腔室，所述章动机构包含有章动盘、磁悬浮构件和驱动构件，所述章动盘通过相对所述流体容腔摆动以改变第一腔室和第二腔室的大小；其特征在于，

所述磁悬浮构件包含对置配置在章动盘上下两侧的两个半球壳磁体、分别内嵌于两个半球壳磁体的内磁组件、以及分别配置于流体容腔内上端和下端的外磁组件，所述外磁组件的磁性相反于所述内磁组件以使章动盘和两个所述半球壳磁体悬浮于两个所述外磁瓦间；

所述驱动构件包含：

旋转组件，以能够转动的方式支撑于所述壳体上；

多个扇形磁铁块，沿周向等间隔配置于所述章动盘的外周端；以及

磁铁对，包含在周向上对置、且沿轴向上下的方式配置于旋转组件上的两个磁铁；

两个所述磁铁能够在旋转组件转动时吸引所述扇形磁铁块以使悬浮的所述章动盘的外周端沿周向依序上摆或下摆。

较佳地，所述内磁组件包含有构成为弧形结构的多个内磁瓦，所述外磁组件包含有构成为弧形结构的多个外磁瓦。

较佳地，所述章动机构受到的径向力等于章动机构的重力与章动机构受到的流体力之和、以使所述章动盘和两个所述半球壳磁体稳定地悬浮于两个所述外磁瓦间。

较佳地，所述径向力其中，Fy和Fz分别为以磁悬浮构件中心为坐标中心、以平行于章动盘的端面为xy平面建立的坐标系的在y轴和z轴上的磁力。

较佳地，弧形结构的所述外磁瓦具有扇形结构的第一扇形表面和第二扇形表面，弧形结构的所述内磁瓦具有具有扇形结构的第三扇形表面和第四扇形表面，所述Fy和Fz根据所述内磁瓦和外磁瓦的磁荷方向、第一扇形表面和第二扇形表面上的微元表面积上的磁荷到第三扇形表面和第四扇形表面上的微元表面积上的磁荷的大小获得，Fy的计算公式为：