Устройство для перекачивания крови

Изобретение относится к устройствам для перекачивания крови и может быть использовано в качестве вспомогательного устройства при недостаточной работе сердца, а также в качестве основного насоса в системах вспомогательного кровообращения. Устройство включает размещенные внутри статорной обмотки электропривода ротор 6 с осевым рабочим колесом и спрямляющим аппаратом 12. Лопатки 7 рабочего колеса имеют корневые 16 и свободные периферийные 13 части. Ротор 6 снабжен постоянными магнитами. Развертки корневых 16 и свободных периферийных 13 частей лопаток 7 осевого рабочего колеса выполнены в форме сопряженных отрезков логарифмических спиралей. Изобретение обеспечивает минимизацию гемолиза и тромбоза крови при заданных параметрах производительности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для перекачивания крови и может быть использовано в качестве внутрикорпорального вспомогательного устройства при недостаточной работе сердца, а также в качестве основного насоса в системах вспомогательного интеркорпорального кровообращения.

Известны устройства, применяемые по указанному назначению, описанные в патентах №6652447 и №7264606.

Общим для этих устройств является применение насоса с осевым рабочим колесом в качестве основного органа для перекачивания крови. При этом лопатки колеса имеют традиционное исполнение и поэтому форма лопаток в описаниях не оговаривается.

Наиболее близким техническим решением, направленным на достижение минимальных гемолиза и тромбоза крови, является решение по патенту США №5951263. Оно является близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату. Однако, из-за несовершенной формы лопаток рабочего колеса, данное техническое решение является недостаточно эффективным.

Под эффективностью устройства для перекачивания крови понимается минимизация гемолиза и тромбоза крови при заданных параметрах производительности.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности устройства для перекачивания крови путем изменения формы лопаток осевого рабочего колеса насоса.

Согласно изобретению в устройстве для перекачивания крови, включающем размещенные внутри статорной обмотки электропривода ротор с осевым рабочим колесом и спрямляющим аппаратом, с лопатками рабочего колеса, имеющими корневые и свободные периферийные части, с установленными в роторе постоянными магнитами, развертки корневых и свободных периферийных частей лопаток рабочего колеса выполнены в форме сопряженных отрезков логарифмических спиралей. При этом формы разверток корневой и свободной периферийной частей выполняются отличными одна от другой.

Одним из важнейших медицинских требований к устройствам для перекачивания крови является требование минимизации гемолиза и тромбоза крови, что может быть достигнуто только уменьшением возмущений, вихреобразований и сдвиговых напряжений потока крови в пограничных слоях лопастей осевого насоса. Для выполнения данного требования предлагается иметь специальную, отличную от обычной, форму лопаток рабочего колеса осевого насоса.

Для повышения эффективности устройства необходимо, чтобы профиль лопастей (2-я производная кривизны, а желательно и более высокие производные) плавно менялся. Как известно, отличительной особенностью логарифмической спирали является то, что она в каждой точке имеет бесконечное число производных, т.е. она имеет более высокий порядок плавности изменения по сравнению со сплайнами.

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 изображен продольный разрез устройства для перекачивания крови, а фиг.2 - развертка поверхности вращения, проходящей через периферию и корневые участи лопаток рабочего колеса, где:

1 - корпус;

2 - обмотка электродвигателя;

3 - кабель;

4 - входной участок насоса;

5 - выходной участок насоса;

6 - ротор;

7 - лопатки;

8 - подшипники;

9 - пилоны;

10 - поверхность вращения;

11 - поверхность вращения;

12 - спрямляющий аппарат;

13 - периферийная часть лопатки;

14 - точки сопряжения отрезков логарифмической спирали;

15 - точки сопряжения отрезков логарифмической спирали;

16 - корневая часть лопатки.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором находится статорная обмотка 2 электродвигателя, запитанная по кабелю 3, входного 4 и выходного 5 участков насоса. Внутри корпуса 1 расположен ротор 6 с осевым рабочим колесом с лопатками 7. Ротор опирается на подшипники 8, которые расположены в пилонах 9 на входном 4 и выходном 5 участках насоса. В центральной осевой части ротора размещены постоянные магниты (не показаны).

Развертки пересечений свободной периферийной 13 и корневой 16 частей лопаток рабочего колеса с поверхностями вращения 10 и 11, проходящими через наружные и внутренние диаметры лопаток рабочего колеса, представляют собой сопряженные отрезки логарифмической спирали, а 14 и 15 - точки сопряжения отрезков логарифмической спирали. Непосредственно за лопатками рабочего колеса расположен спрямляющий аппарат 12, прикрепленный к корпусу 1.

Устройство работает следующим образом. Вращающееся электромагнитное поле, генерируемое электротоком, поступающим в статорную обмотку 2, взаимодействует с постоянными магнитами и приводит во вращение ротор 6. Кровь поступает через входной участок 4 на лопатки 7 осевого рабочего колеса ротора 6. Входной участок лопаток, обеспечивающий безударное натекание жидкости и имеющий минимальную кривизну поверхностей с плавным изменением ее, минимально возмущает и, следовательно, минимально повреждает форменные элементы крови. Плавные, без разрывов кривизны, рабочие поверхности лопаток 7, обеспечиваемые профилированием их из сопряженных отрезков логарифмической спирали, подводят энергию к жидкости (крови) без существенного вихреобразования и с минимальными возмущениями. Особенно важно это в зоне максимальных скоростей потока на периферийных участках лопаток рабочего колеса. Выходящий из лопаток 7 закрученный поток попадает в неподвижный спрямляющий аппарат 12, раскручивающий поток до осевого направления. Радиальные и осевые силы, действующие на ротор 6, воспринимаются подшипниками 8 в пилонах 9 во входном 4 и выходном 5 участках насоса.

Таким образом, достигается технический результат изобретения: обеспечиваются минимальные возмущения в пограничных слоях лопаток, а также минимальные вихреобразование потока и сдвиговые напряжения, что в конечном итоге решает поставленную задачу - повышение эффективности устройства для перекачивания крови.

Для построения поверхностей лопаток, с образующими из сопряженных отрезков логарифмической спирали, разработана специальная компьютерная программа.

Наиболее эффективно применение данного изобретения в медицинских устройствах, перекачивающих кровь, а также в насосах, где требуется минимальная деструкция перекачиваемого продукта.

Источники информации

1. Патент США №6652447.

2. Патент США №7264606.

3. Патент США №5951263 - прототип.

1. Устройство для перекачивания крови, включающее размещенные внутри статорной обмотки электропривода ротор с осевым рабочим колесом и спрямляющим аппаратом, причем лопатки рабочего колеса имеют корневые и свободные периферийные части, а ротор снабжен постоянными магнитами, отличающееся тем, что развертки корневых и свободных периферийных частей лопаток осевого рабочего колеса выполнены в форме сопряженных отрезков логарифмических спиралей.

2. Устройство для перекачивания крови по п.1, отличающееся тем, что формы разверток корневой и свободной периферийной частей лопаток осевого рабочего колеса выполнены отличными одна от другой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к роторному объемному насосу с малыми радиальными размерами. .

Изобретение относится к медицинской технике. .

Изобретение относится к медицине, в частности у кардиологии и трансплантологии. .

Изобретение относится к медицине, в частности к кардиохирургии. .

Изобретение относится к медицине и касается способов приведения в действие систем искусственного кровообращения. .

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для перекачивания крови в условиях полной и частичной замены функции сердца. .

Изобретение относится к кардиохирургии, в частности к механической помощи сердцу. .

Изобретение относится к хирургии

Изобретение относится к кардиохирургии

Изобретение относится к медицинским насосам и предназначено для введения в систему кровообращения млекопитающего с целью поддержки сердца в осуществлении кровообращения. Катетерный насос содержит полый катетер, приводной стержень, находящийся в просвете полого катетера, приводной вал, присоединенный к дистальному концу приводного стержня для приведения его во вращение посредством приводного стержня, проксимальный и дистальный корпусы, группу нитей, протянутых между проксимальным и дистальным корпусами, и пропеллер, установленный на приводном валу между проксимальным и дистальным корпусами. Дистальный и проксимальный подшипники несут приводной вал и установлены в дистальном и в проксимальном корпусах. Система промывки предназначена для подачи жидкости по полому катетеру к проксимальному подшипнику с целью его промывки и смазывания. Средство для промывки и смазывания дистального подшипника выполнено в виде каналов для подачи жидкости от проксимального подшипника к дистальному. Технический результат состоит в повышении срока службы. 8 з.п.ф-лы, 22 ил.

Представленная группа изобретений относится к области биотехнологии и касается способов сбора функциональных клеток (варианты). Охарактеризованные решения заключаются в имплантации имплантируемой медицинской емкости под кожу на срок не более двух недель, где популяция клеток мобилизована в емкость с помощью любого из белков HMGB1, HMGB2, HMGB3, S100A8, S100A9 или гиалуроновой кислоты или смеси любых двух или более из указанных. Указанные факторы обладают активностью привлечения конкретных функциональных клеток в организм. Представленные изобретения позволяют эффективно и безопасно собирать биологически функциональные клетки, в частности, такие как стволовые клетки. 6 н. и 1 з.п. ф-лы, 37 ил., 1 табл., 12 пр.

Изобретение относится к медицинской технике. Кардиоваскулярное устройство устанавливается в полость желудочка сердца, имеющую объем, в котором протекает кровь, которая ограничена стенками желудочка и имеет больший продольный размер и меньший поперечный размер. Кардиоваскулярное устройство включает средство диафрагмы, выполненное с возможностью установки внутри упомянутой полости желудочка в сущности поперечно упомянутому большему продольному направлению, чтобы уменьшить упомянутый объем. Средство диафрагмы имеет периферический край, выполненный с возможностью входить в уплотненное зацепление с упомянутыми стенками желудочка. Средство диафрагмы выполнено с возможностью попеременного движения между активным сдвигом для выталкивания крови и неактивным обратным сдвигом. 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к устройствам для локальной или регионарной доставки лекарства. Предложенное устройство содержит расширяемый элемент, имеющий внешнюю поверхность и выполненный так, что внешняя поверхность контактирует с окружающей тканью, когда расширяемый элемент расширяется. В устройстве имеется жидкий состав, содержащий таксан, этанол, полиэтиленгликоль, витамин Е TPGS и воду. При этом этанол содержится в остаточной концентрации от приблизительно 0,5% в по массе до приблизительно 2% по массе, полиэтиленгликоль - в диапазоне концентраций от приблизительно 25% по массе до приблизительно 50% по массе, витамин Е TPGS - в количестве от приблизительно 3,75% по массе до приблизительно 7,5% по массе, вода - в диапазоне концентраций от приблизительно 1% по массе до приблизительно 70% по массе. Причем жидкий состав содержит окончательный раствор таксана в диапазоне концентраций от приблизительно 0,05 мг/мл до приблизительно 15 мг/мл. Устройство обеспечивает лечение атеросклероза, в т.ч. у пациентов с диабетом типа 2, в т.ч. рестеноза коронарных сосудов. 3 з.п. ф-лы, 111 ил., 23 табл., 10 пр.

Изобретение относится к медицинской технике. Катетерный насос предназначен для введения в систему кровообращения млекопитающего с целью поддержки сердца. Насос содержит полый катетер, гильзу, окружающую полый катетер и выполненную подвижной в осевом направлении относительно полого катетера. Приводной стержень находится в просвете полого катетера. Приводной вал присоединен к дистальному концу приводного стержня для приведения его во вращение. Пропеллер установлен на приводном валу. Проксимальный и дистальный корпуса находятся на проксимальном и дистальном концах приводного вала. Группа нитей расположена между проксимальным и дистальным корпусами. Проксимальный корпус связан с полым катетером, а дистальный корпус связан с приводным валом. Гильза выполнена с возможностью обеспечения сближения дистального и проксимального корпусов за счет осевого перемещения гильзы на первом отрезке относительно полого катетера, обеспечивающего развертывание нитей с формированием клетки. Приводной вал снабжен осью, обеспечивающей возможность разворота пропеллера с переходом между его первым, сложенным состоянием, в котором пропеллер параллелен приводному валу, и развернутым состоянием, в котором он перпендикулярен приводному валу. Приводной вал охвачен трубкой, несущей активирующие штифты, выполненные подвижными в осевом направлении для взаимодействия с соответствующей каждому активирующему штифту кулачковой поверхностью пропеллера для осуществления его развертывания. Активирующие штифты связаны с трубкой, выполнены с возможностью воздействия на кулачковую поверхность пропеллера, обеспечивая его раскрытие, за счет осевого перемещения гильзы на втором отрезке, следующем за первым отрезком. Изобретение обеспечивает повышение безопасности. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Система управления насосом для нагнетания крови содержит локальный и дистанционный терминалы обработки. Локальный терминал обработки выполнен с возможностью передавать в дистанционный терминал обработки собранные параметры о текущем состоянии насоса для нагнетания крови и показатели активности сердца; и приводить в движение и управлять насосом для нагнетания крови в соответствии с параметрами регулирования насоса для нагнетания крови, принятыми из дистанционного терминала обработки. Дистанционный терминал обработки выполнен с возможностью получать текущие параметры регулирования насоса для нагнетания крови в соответствии с текущими параметрами состояния и показателями активности сердца, принятыми из локального терминала обработки, и установленными условиями регулирования; и передавать параметры регулирования насоса для нагнетания крови обратно в локальный терминал обработки. Локальный терминал обработки дополнительно содержит источник питания, при этом источник питания локального терминала обработки содержит источник питания постоянного тока (DC) и/или источник питания от сети переменного тока (АС). Локальный терминал обработки дополнительно содержит: локальный модуль предупреждения о низком уровне заряда, выполненный с возможностью генерирования локальной информации предупреждения о низком уровне заряда или запроса подтверждения предупреждения о низком уровне заряда, если общее значение заряда или напряжения источника питания DC и источника питания АС ниже, чем установленный уровень заряда или значение напряжения. Раскрыты способ управления насосом и система насоса для нагнетания крови. Изобретения обеспечивают повышение надежности вспомогательного кровообращения при изменении физиологического состояния пациента. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к осевому насосу вспомогательного кровообращения. Насос состоит из трубчатого полого корпуса. Внутри корпуса установлен с возможностью вращения нагнетательный элемент с лопатками, ориентированный вдоль оси. Нагнетательный элемент образует зазор между нагнетательным элементом и полым корпусом. Насос содержит установленные по ходу потока направляющие блоки с лопатками. Блоки с лопатками жестко закреплены на внутренней стенке корпуса и расположены спереди и позади нагнетательного элемента. Электродвигатель размещен в одном из направляющих блоков. Между направляющими блоками и рабочим колесом установлено лабиринтное уплотнение. Нагнетательный элемент установлен на валу ротора и выполнен в виде рабочего колеса. Техническим результатом является упрощение конструкции осевого насоса и уменьшение электропотребления за счет исключения магнитных опор. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для перекачивания крови и может быть использовано в качестве вспомогательного устройства при недостаточной работе сердца, а также в качестве основного насоса в системах вспомогательного кровообращения

Наверх