[发明专利]涡轮式血液泵

说明书

技术领域

本发明涉及用于输送血液的血液泵，特别是涉及通过涡轮转动使血液流动的涡轮式血液泵。

背景技术

血液泵对于进行人工心肺装置中的体外血液循环是不可缺少的。作为血液泵，涡轮式泵占主流。涡轮式泵具有如下述的结构，即内部形成有泵室的外壳的中央部分具有血液导入用的入口，在其外周部具有血液流出用的出口，在泵室内配置涡轮，通过涡轮的转动将离心力、轴向力或斜向的驱动动力传给血液使其流动。

为通过电动机驱动涡轮转动，必需把配置在壳体外面的电动机的转动传递给壳体内的涡轮。作为这样的传递机构的一例，通过在壳体上形成孔、利用轴密封使转动轴从壳体外向壳体内贯通而与涡轮结合的构造是公知的。这时，由于轴密封处发热可引起血液损伤，血栓形成等而发生危险。此外，通过轴密封并不能完全使壳体内外隔绝，因而存在细菌侵入的危险。

为了解决这些问题，有人考虑采用磁耦合方法作为血液泵中涡轮和电动机结合的机构，如果利用磁耦合，还必使用为将电动机的转动传递给涡轮使驱动轴贯通壳体壁的结构。

在用于磁耦合的一般结构中，在涡轮和设置在壳体外部的转子上分别安装磁铁，并使两磁铁靠近。如果通过电动机使转子转动，则由于磁铁的吸力而使涡轮随着转子转动。

在特开平9-313600号公报中记载了具有磁耦合的涡轮式泵的一例。在该例子中，在涡轮的下部安装磁铁，在转子的上面部分安装磁铁。因此两磁铁隔着壳体的壁上下方向对置，靠作用在上下方向的磁吸引力把转子的转动传递给涡轮。在这类血液泵中，轴承负荷集中，磁铁的引力沿上下方向作用。从而使自由转动支持涡轮的下侧，因此如果想获得相当强的磁耦合力将使下侧的轴承磨损变大，使泵的性能下降，或者给泵的寿命带来负面影响。

另外，作为磁耦合的另一个例子，本发明人研究了将涡轮的磁铁和转子的磁铁沿径向对置的构造。图3示出了该例子。在图3中，壳体21具有入口21a和出口(未示出)。在壳体21的内部的泵室22中配置涡轮23，涡轮23由上部轴承24和下部轴承25可自由转动地支承。在形成在壳体21的下部中央上的凹部21b配置转子26。转子26通过与图中未示出的电动机相连而被转动驱动。在涡轮23的下部安装驱动磁铁27，以使从动磁铁27位于壳体21的凹部21a的侧壁内侧的位置。在转子26上安装驱动磁铁28，以使其位于凹部21a的侧壁外侧，因此靠通过作用在从动磁铁27和驱动磁铁28之间的径向磁吸引力把转子26的转动传递给涡轮23。

在这种血液泵中，为了获得相当大的磁耦合力，如果想把从动磁铁27与驱动磁铁28的相对的面积变得相当大，则必需两磁铁沿涡轮轴方向具有足够长度。从而使涡轮23的最外的周面23a的面积B增大。最外周面23a是圆周速度最大的部分，使这个面积增大意味着对血液的剪切刀增大，而增大剪切力将增加血球被破坏(溶血)的危险。并且在安装从动磁铁27的部分与凹部21b的侧壁之间的空间容易形成血液滞留部29，在这个区域体积变大往往导致形成血栓的危险增加，这是不可取的。

发明概述

本发明的目的是提供一种涡轮式血液泵，该泵配置在涡轮与壳体外部的转子之间磁耦合相当强，但却能减小支承涡轮的下侧轴承的负载集中，并能减少溶血和血液滞留部问题发生的危险。

本发明的涡轮式血液泵包括具有泵室、入口和排出口的壳体，在上述泵室内可转动地配置的涡轮，可转地支承上述涡轮的轴承，通过配置在上述壳体的外侧上的电动机可转动地驱动的转子、设置在上述涡轮上的从动磁铁和设置在上述转子上的驱动磁铁，还包括通过使上述从动磁铁和上述驱动磁铁隔着上述壳体壁相对形成磁耦合，通过上述磁耦合把上述转子的转动转递给上述涡轮的结构；根据作用在上述从动磁铁和驱动磁铁之间的引力的磁耦合的方向相对上述涡轮的回转轴线倾斜的方式配置从动磁铁和驱动磁铁。

按照上述结构，因为磁耦合方向倾斜可以减轻作用在涡轮与转子之间的磁吸引力对下部轴承的向下的负载，因此可以使磁耦合的强度相当强，但因为从动磁铁和驱动磁铁配置的平面是斜面，所以不增大涡轮的轴向尺寸，就可以容易使相对的面积变大。因此，使在大圆周速度下与血液接触的面积变小，从而可以减少溶血危险，并且使血液滞留部也变小，还可减少血栓形成的可能性。

在上述结构中最好使上述磁耦合的方向相对上述涡轮的回转轴线构成的角度在30°±15°的范围。

另外，最好分别设置4～8个从动磁铁和驱动磁铁，它们在以上述涡轮的回转轴为中心的圆周上大致等间隔地配置。