專利名稱：管軸式離心氧合血泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種醫(yī)用離心氧合血泵，同時兼具血液驅(qū)動與氧合兩種功能，主用于體外循環(huán)、輔助循環(huán)及體外膜氧合的血液驅(qū)動與氧合及二氧化碳排除，即可用于呼吸支持，也可用于循環(huán)支持，還可用于呼吸、心跳驟停病人的急救復(fù)蘇。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外心臟直視手術(shù)體外循環(huán)所使用的血泵主要有兩種類型，一種是滾壓式血泵，另一種為離心式血泵。兩種血泵都只有血液驅(qū)動功能，而無氧合或氣體交換功能，用于體外循環(huán)，輔助循環(huán)及體外膜氧合時都需與氧合器配套使用。并且目前常用的各種氧合器一般使用時間都在6小時以內(nèi)，長時間體外循環(huán)時氧合功能逐漸下降，甚至需要更換氧合器，而更換氧合器操作復(fù)雜，還需要停止體外循環(huán)，會對病人造成不同程度的影響。本發(fā)明之管軸式離心氧合血泵兼具血液驅(qū)動與氧合兩種功能，可用于長時間血液驅(qū)動與氧合， 即可用于循環(huán)支持，也可用于呼吸支持，并且無需另用氧合器及人工心肺機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之管軸式離心氧合血泵以管軸式離心血泵為基本結(jié)構(gòu)，該血泵主要由管軸、防回流緩沖部分、電機、泵殼、泵蓋、軸承、密封及儲液室等部分組成。該血泵采用離心力原理，但其對液體做功的部件不是葉輪，而是一段可高速旋轉(zhuǎn)的管道，可稱之為管軸。此管軸可看做由做為旋轉(zhuǎn)軸的直管和與之相通連的向遠(yuǎn)離軸心的徑向延伸的側(cè)管兩部分所形成，此兩部分可以是一體鑄成，或為分體連接而成。將此管軸固定于一豎直圓筒形密閉泵殼內(nèi)，位置在該泵殼內(nèi)的上部中心處，使管軸直管的一部分穿過密封和軸承開口于泵外的儲血室內(nèi)，電機軸與管軸的直管同軸與管軸相連接.。血液自儲血室入口進(jìn)入儲血室,并經(jīng)管軸在儲血室的開口進(jìn)入管軸及管軸側(cè)管。當(dāng)管軸被電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，管軸側(cè)管即繞直管做圓周運動，其內(nèi)的液體也隨之做圓周運動并受到離心力的作用而被拋甩到側(cè)管開口外的泵殼內(nèi)。管軸及儲血室內(nèi)的液體將因管軸側(cè)管內(nèi)液體的排出所產(chǎn)生的負(fù)壓吸引而進(jìn)入側(cè)管，并重復(fù)上述受力過程而不斷進(jìn)入泵殼內(nèi)，使泵內(nèi)壓力不斷增加，最終液體經(jīng)泵底部的出泵口排出到泵殼外的動脈系統(tǒng)內(nèi)，完成血液的輸送。泵內(nèi)壓力的大小與管軸側(cè)管的長度及泵的轉(zhuǎn)速成正相關(guān)。將血泵設(shè)計為立式，并將管軸側(cè)管部分設(shè)計為位于泵殼內(nèi)的上部，目的為使管軸的側(cè)管始終旋轉(zhuǎn)于泵殼內(nèi)液體平面上方的氣體中，從而避免旋轉(zhuǎn)的管軸側(cè)管對進(jìn)入泵殼內(nèi)的血液的攪拌破壞作用，同時使泵的效率明顯提高。為了軸對稱，管軸的側(cè)管可以是兩條、三條或多條，使其在同一平面成軸對稱的向遠(yuǎn)離軸心的徑向延伸。為了防止血液自管軸側(cè)管高速噴出而造成血液破壞，以及防止氣、血反流，該血泵在管軸側(cè)管出口處設(shè)置有防回流緩沖部分。本發(fā)明之管軸式離心氧合血泵是在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再加上氧合部分和氣體交換系統(tǒng)兩項功能設(shè)置而形成。氧合部分是寬約1(Γ15厘米，長約3飛米的硬質(zhì)無毒醫(yī)用材料制成的薄片，可稱之為氧合薄片，該薄片的一端與管軸側(cè)管的防回流緩沖部分平滑相連接，實施時可將此兩部分作為一個整體，是防回流緩沖部分的延續(xù)。薄片的其余部分以管軸為軸心以接近泵殼內(nèi)壁的曲度平滑向外呈螺旋形展開，使該薄片的另一端在螺旋數(shù)圈后逐漸貼向泵殼內(nèi)壁。距泵殼內(nèi)壁的距離以管軸旋轉(zhuǎn)時薄片不會刮擦到泵殼內(nèi)壁為宜，每圈螺旋之間至少保持3毫米的間距。血液自防回流緩沖部分流出后即沿此薄片向外周運動，由于氧合部分與管軸側(cè)管及防回流緩沖部分是作為一個整體同步旋轉(zhuǎn)于氣體中，血液在流經(jīng)此薄片時便形成了一層薄薄的血膜，大大增加了與氣體的接觸面積。在流經(jīng)此薄片后血液即被氧合，血液中的二氧化碳則彌散到氣體中，最后以最短的距離流到泵殼內(nèi)壁上，并沿泵殼內(nèi)壁流到泵下部。每一防回流緩沖部分都連接著上述氧合部分，使氧合薄片的總面積達(dá)到廣2平方米。與氧合部分配套的是氣體交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置于泵殼的上部，要求即不影響泵內(nèi)的壓力，同時又能更換泵內(nèi)氣體，使泵內(nèi)氧氣得到補充，二氧化碳得以排除。為了能夠調(diào)節(jié)血液的溫度，還可設(shè)置一氣體溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入泵內(nèi)氣體的溫度和流量，達(dá)到間接調(diào)節(jié)血液溫度的作用。與現(xiàn)有離心血泵及滾壓式血泵相比，本發(fā)明之管軸式離心氧合血泵采用可旋轉(zhuǎn)的管軸作為動力部件，管軸的側(cè)管旋轉(zhuǎn)于泵內(nèi)液體平面上方的氣體中，其對血液無攪拌和碾壓作用，不使血液產(chǎn)生渦流，或湍流，也不會產(chǎn)生流動滑移及反向旋渦，泵的效率高，無需過高的轉(zhuǎn)速即可達(dá)到所需流量，對血液無熱效應(yīng)。因此，該血泵最大限度地減小了對血液的破 壞作用，同時由于該血泵的特殊設(shè)計，即使管軸側(cè)管排出的液體中含有氣泡，氣泡也會在血液沿泵殼內(nèi)壁向下流動的過程中破裂，并溢出到液體平面上方的氣體中，因此該血泵有防止氣栓的作用。該血泵管軸側(cè)管末端的氧合部分及氣體交換系統(tǒng)使之兼具血液氧合功能，即該血泵具有“心、肺”合一的功能，用于體外循環(huán)、輔助循環(huán)、體外膜氧合時無需另用氧合器與人工心肺機，可同時支持呼吸與循環(huán)兩大功能。該血泵結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶，還可作為呼吸、心臟驟停病人現(xiàn)場急救的最有效措施使用。


圖1、實施例1結(jié)構(gòu)示意圖 圖2、實施例2結(jié)構(gòu)示意圖
圖3、管軸末端出口防回流緩沖及氧合部分部分俯視圖
圖中I泵殼，2泵蓋，3管軸，4軸承，5密封，6電機，7儲液室，8防回流緩沖部分，9儲液室入口，10泵出口，11排氣口，12管軸側(cè)管，13氧合部分，14氣體交換系統(tǒng)
具體實施例方式有兩種實施方式，分別為將電機置于泵殼內(nèi)如圖1和將電機置于泵殼外如圖2 實施例1為將電機(6)置于泵殼內(nèi)(1)，泵設(shè)計為立式，儲液室(7)位于泵殼內(nèi)的中
央。管軸(3)的直管部分穿過儲液室頂部的軸承(4)和密封(5)開口于儲液室內(nèi)，管軸的側(cè)管(12)末端設(shè)置有防回流緩沖部分(8)，氧合薄片即氧合部分(13)與防回流緩沖部分平滑銜接，或者與防回流緩沖部分制成一個整體，是防回流緩沖部分的延續(xù)。管軸側(cè)管及防回流緩沖部分為液體進(jìn)入泵內(nèi)的通道，密封將儲液室與泵殼內(nèi)分隔開。電機(6)固定于泵蓋(2)的中央，電機軸與管軸的直管同軸并與管軸相連接。液體自儲液室入口(9)進(jìn)入儲液室及管軸內(nèi)，開啟電機后，電機驅(qū)動管軸旋轉(zhuǎn)，管軸的側(cè)管(12)即做圓周運動。側(cè)管內(nèi)的液體受到離心力的作用即從側(cè)管末端的防回流緩沖部分(8)經(jīng)氧合部分流入到泵殼內(nèi)壁上，并沿泵殼內(nèi)壁流到泵的底部。血液在流經(jīng)氧合部分時在氧合薄片上形成一層薄薄的血膜，與氣體的接觸面積大大增加，氣體中的氧氣使血液氧合成為動脈血，血液中的二氧化碳則彌散到氣體中，并經(jīng)氣體交換系統(tǒng)被排除。隨著泵的運轉(zhuǎn)，儲液室內(nèi)的液體將被不斷抽吸到泵殼內(nèi)并被氧合為動脈血，使泵內(nèi)壓力逐漸增加，進(jìn)入泵內(nèi)的液體因重力積存在泵的下部，最終經(jīng)泵下部的泵出口(10)進(jìn)入動脈管路。泵殼內(nèi)液體的上方為氣體，管軸的側(cè)管及防回流緩沖與氧合部分作為一個整體旋轉(zhuǎn)于液體上方的氣體中。在泵殼的上部泵殼壁上設(shè)置有氣體交換系統(tǒng)(14)，用以補充氧氣、排除二氧化碳。在儲液室的上部開有排氣口( 11 )，用于儲液室的預(yù)充排氣。
實施例2與實施例1不同之處為電機不是位于泵殼內(nèi)，而是位于泵殼外，固定在泵蓋上的中央，電機軸穿過泵蓋的中心與管軸相連接，為了防止漏氣還需一密封罩將電機密封于泵蓋上。其他結(jié)構(gòu)與實施例1相同。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明之管軸式離心氧合血泵主要由泵殼(I)、泵蓋(2)、管軸(3)、管軸側(cè)管(12)軸承(4)、密封(5)、電機(6)、儲液室(7)、防回流緩沖部分(8)、儲液室入口(9)、泵出口(10)、排氣管(11 )、氧合部分(13)、氣體交換系統(tǒng)(14)等部分組成，其特征在于該血泵每條管軸側(cè)管末端出口處的防回流緩沖部分都延續(xù)連接著氧合部分，管軸內(nèi)的血液被離心排出后流經(jīng)該氧合部分時被氧合，而血液中的二氧化碳則在該部分排出到氣體中，即該氧合血泵兼具血液驅(qū)動與氣體交換兩種功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管軸式離心氧合血泵，其特征還在于所述管軸的側(cè)管及側(cè)管末端的防回流緩沖部分和氧合部分是作為一個整體旋轉(zhuǎn)于泵殼內(nèi)液體上方的氣體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管軸式離心氧合血泵，其特征還在于該血泵泵殼的上部設(shè)計有氣體交換系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明之管軸式離心氧合血泵是以管軸式離心血泵為基本結(jié)構(gòu)，該血泵驅(qū)動液體流動的動力部件是一可高速旋轉(zhuǎn)的T字形管軸，血液經(jīng)此管軸進(jìn)入泵殼內(nèi)，并在管軸的側(cè)管部分受到離心力的作用而獲得動能，在該血泵管軸側(cè)管末端出口處設(shè)置有防回流緩沖部分。在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在該血泵的每一防回流緩沖部分延續(xù)連接上氧合薄片，即氧合部分，并在泵殼上部加設(shè)氣體交換系統(tǒng)后即形成了本發(fā)明之氧合血泵。該氧合血泵即具有血液驅(qū)動功能，同時還具有血液氣體交換功能，用于體外循環(huán)、體外膜氧合時無需另用氧合器及人工心肺機。
文檔編號A61M1/10GK103007368SQ20131001319
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者楊愛民, 辛國華, 李汝泓, 李艷 申請人:楊愛民