一種人工心臟泵體外驅(qū)動方法
【專利摘要】一種人工心臟泵體外驅(qū)動方法，屬于人工心臟領域，特別針對人工心臟泵的無接觸式體外磁驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明采用體外的驅(qū)動裝置和位于升主動脈血管中的泵體，所述驅(qū)動裝置為至少一對，且位于所述泵體兩側(cè)與泵體呈一線形式。其中，所述驅(qū)動裝置由驅(qū)動電機與高剩磁的永磁圓柱體組成，其中永磁圓柱體徑向充磁，驅(qū)動電機帶動永磁圓柱體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化的磁場；所述泵體為圓柱形外殼，其中安裝絞龍形葉輪，該葉輪采用高剩磁的永磁體，并且徑向充磁。本發(fā)明與現(xiàn)有的單級驅(qū)動方式相比，具有傳遞轉(zhuǎn)矩能力大和穩(wěn)定性高的優(yōu)點；與現(xiàn)有的兩級驅(qū)動方式相比，具有人體內(nèi)部異物體積小，可靠性高，驅(qū)動力強，以及人工心臟泵體所受磁場力平衡的優(yōu)點。
【專利說明】ー種人工心臟泵體外驅(qū)動方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于人工心臟領域，特別涉及人工心臟泵的無接觸式體外磁驅(qū)動系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]心カ衰竭(心衰)是ー種嚴重威脅人類健康的疾病。針對晚期心衰最有效的治療方法是心臟移植與人工心臟輔助。由于心臟移植遠遠無法滿足心衰治療的需要，市場對于人エ心臟的需求不斷増加，因而它的市場前景非?？春谩榱藴p小傳統(tǒng)人工心臟對于患者的損傷，采用體外磁驅(qū)動方式的人工心臟驅(qū)動裝置被設計出來。這種設計從根本上解決了傳統(tǒng)人工心臟的體內(nèi)人工心臟的溫升以及經(jīng)皮導線引起的感染等問題。由于體外磁驅(qū)動裝置與體內(nèi)人工心臟之間距離較大(通常在150_-180_之間)，體外磁驅(qū)動裝置傳遞到人工心臟的能量會迅速衰減，從而導致人工心臟的穩(wěn)定性與性能大幅降低。為了解決這ー問題，專利申請《一種用于人工心臟的永磁磁體體外驅(qū)動系統(tǒng)》(申請?zhí)?200910089092.4)提出采用兩級傳動方式，即在體外磁驅(qū)動裝置與人工心臟之間的胸腔內(nèi)部放置第一被動磁體來提高轉(zhuǎn)矩傳遞效率。這種方式雖然能夠增大人エ心臟的轉(zhuǎn)矩，但是在植入物體積與人工心臟的受カ方面具有以下潛在風險:首先，第一被動磁體増加了植入體內(nèi)的異物體積。一方面增大了患者的手術損傷以及術后感染幾率，另ー方面増加了體內(nèi)部件發(fā)生故障的幾率；其次，由于第一被動磁體位于體外磁驅(qū)動裝置與人工心臟之間，因此造成人工心臟受到的磁場カ不平衡，而是朝向第一被動磁體ー側(cè)，這樣會對升主動脈血管產(chǎn)生牽拉作用，從而增加升主動脈血管病變的幾率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有體外磁驅(qū)動裝置傳動距離小和導致人工心臟所受磁場力不平衡的缺點，提供一種用于人工心臟體外磁驅(qū)動的驅(qū)動方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案:
[0005]ー種人工心臟泵體外驅(qū)動方法，采用體外的驅(qū)動裝置和位于升主動脈血管中的泵體，其中所述驅(qū)動裝置為至少ー對，分別位于所述泵體兩側(cè)，與泵體呈ー線形式。
[0006]所述驅(qū)動裝置由驅(qū)動電機與高剩磁的永磁圓柱體組成,其中永磁圓柱體徑向充磁，驅(qū)動電機帶動永磁圓柱體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化的磁場；所述泵體為圓柱形外殼，其中安裝絞龍形葉輪，該葉輪采用高剩磁的永磁體，并且徑向充磁。
[0007]為了提高驅(qū)動カ，所述永磁圓柱體充兩對以上的磁極，NS極交替排列，且磁極數(shù)為偶數(shù)。[0008]為了提高驅(qū)動力，所述葉輪充兩對以上的磁極。
[0009]為了提高相互作用，所述永磁圓柱體與所述泵體平行設置。
[0010]為了提高泵體的工作效率，所述葉輪為雙絞龍或三絞龍形葉輪。。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有的單級驅(qū)動方式(一個驅(qū)動裝置和人工心臟泵體)相比，具有傳遞轉(zhuǎn)矩能力大和穩(wěn)定性高的優(yōu)點。與現(xiàn)有的兩級驅(qū)動方式相比，具有人體內(nèi)部異物體積小，可靠性高，驅(qū)動力強，以及人工心臟泵體所受磁場力平衡的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明一種人工心臟泵體外驅(qū)動方法的原理示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明一種人工心臟泵體外驅(qū)動方法的一個實施例的示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明中各永磁體的一種充磁方式的橫截面示意圖。
[0015]圖中:1、第一對驅(qū)動裝置，2、第二對驅(qū)動裝置，3、第三對驅(qū)動裝置，4、泵體，5體表。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖1-3對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0017]本發(fā)明中的人工心臟泵體外驅(qū)動方法是以驅(qū)動裝置成對地布置，使位于升主動脈血管中的人工心臟的泵體所受磁場力處于平衡狀態(tài)，從而避免升主動脈血管長期受到人工心臟泵體的牽拉而引起病變，并且增加對泵體中葉輪的驅(qū)動力。圖1中驅(qū)動裝置有三對，分別是第一對驅(qū)動裝置1、第二對驅(qū)動裝置2、第三對驅(qū)動裝置3，三對驅(qū)動裝置盡量均勻分布，并且盡量使泵體4位于兩個驅(qū)動裝置之間的中點位置，還要使各驅(qū)動裝置盡量位于同一個平面內(nèi)，這樣布置的人工心臟系統(tǒng)最好。
[0018]驅(qū)動裝置由驅(qū)動電機與高剩磁的永磁圓柱體組成，其中永磁圓柱體徑向充磁,驅(qū)動電機帶動永磁圓柱體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化的磁場；所述泵體為圓柱形外殼，其中安裝絞龍形葉輪，該葉輪采用高剩磁的永磁體，并且徑向充磁。為了提高驅(qū)動力，永磁圓柱體可以均勻充兩對以上的磁極；并且葉輪也可以均勻充兩對以上的磁極，NS極交替排列，但兩對以上需是偶數(shù)對的磁極(如圖3)。為了使驅(qū)動力最強，永磁圓柱體和泵體要盡量成平行設置。
[0019]圖2是采用本發(fā)明人工心臟泵體外驅(qū)動方法的一個實施例，驅(qū)動裝置只有一對，驅(qū)動裝置的永磁圓柱體的直徑為50mm,長度為100mm,泵體的直徑為20mm,長度30mm。一對驅(qū)動裝置分別安置于人體的左右腋下的體表5。其中一個驅(qū)動裝置距離人工心臟約130_，另一個驅(qū)動裝置距離人工心臟約150mm。通過試驗證明，這樣的實施例能夠為葉輪傳遞
0.26N.m的轉(zhuǎn)矩，遠遠高于傳統(tǒng)的體外磁驅(qū)動方式。
[0020]為了更大地提高轉(zhuǎn)矩，可以在人體的前胸和后背再安裝一對驅(qū)動裝置，這樣的實施例能夠為葉輪傳遞0.5N.m的轉(zhuǎn)矩。
[0021]要想再提高轉(zhuǎn)矩，可以在人體的前胸的左側(cè)和后背的右側(cè)，以及在前胸的右側(cè)和后背的左側(cè)再安裝兩對驅(qū)動裝置，這樣的實施例能夠為葉輪傳遞1.0N.m的轉(zhuǎn)矩。
【權利要求】
1.ー種人工心臟泵體外驅(qū)動方法，采用體外的驅(qū)動裝置和位于升主動脈血管中的泵體，其特征在干:所述驅(qū)動裝置為至少ー對，分別位于所述泵體兩側(cè)，與泵體呈ー線形式。
2.根據(jù)權利要求1所述的ー種人工心臟泵體外驅(qū)動方法，其特征在于:所述驅(qū)動裝置由驅(qū)動電機與高剩磁的永磁圓柱體組成，其中永磁圓柱體徑向充磁，驅(qū)動電機帶動永磁圓柱體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化的磁場；所述泵體為圓柱形外殼，其中安裝絞龍形葉輪，該葉輪采用高剩磁的永磁體,并且徑向充磁。
3.根據(jù)權利要求2所述的ー種人工心臟泵體外驅(qū)動方法，其特征在于:所述永磁圓柱體充兩對以上的磁極，NS極交替排列，且磁極數(shù)為偶數(shù)。
4.根據(jù)權利要求2所述的ー種人工心臟泵體外驅(qū)動方法，其特征在于:所述葉輪充兩對以上的磁極。
5.根據(jù)權利要求2-4中任一項所述的ー種人工心臟泵體外驅(qū)動方法，其特征在于:所述永磁圓柱體與所述泵體平行設置。
6.根據(jù)權利要求5所述的ー種人工心臟泵體外驅(qū)動方法，其特征在于:所述葉輪為雙絞龍或三絞龍 形葉輪。
【文檔編號】A61M1/12GK103446635SQ201310405623
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權日:2013年9月9日
【發(fā)明者】常宇, 谷凱云, 高斌, 曾毅 申請人:北京工業(yè)大學