Катетерный насос с блоком привода и катетер
Изобретение относится к медицинской технике. Катетерный насос имеет блок привода и катетер. Катетер имеет головку насоса для введения в артериальную сосудистую систему, поворотно выполненный вал ротора для приведения в действие расширяемого насосного элемента, предусмотренного на головке насоса, и на его проксимальном конце сопрягающий участок, который выполнен с возможностью приведения в действие для вращения вокруг оси сопряжения, вращательно фиксированной, в соединении с валом ротора. Блок привода имеет привод и участок привода, приводимый в действие для вращательного движения вокруг приводной оси посредством привода. Сопрягающий участок и/или участок привода имеют магнитные элементы для бесконтактного взаимного вращательного зацепления. Ось сопряжения и приводная ось разнесены друг от друга в поперечном направлении на расстояние a, так что магнитное поле магнитных элементов толкает сопрягающий участок в направлении, идущем поперек оси сопряжения. Технический результат состоит в обеспечении надежного сопряжения сопрягающего участка с участком привода при малошумной работе. 11 з.п .ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к катетерному насосу с блоком привода и катетеру, где катетер имеет головку насоса для введения в артериальную сосудистую систему, такую как аорта или сердце, поворотно установленный вал ротора для приведения в действие расширяемого насосного элемента, предусмотренного на головке насоса, и на его свободном конце сопрягающий участок, который вращают вокруг оси сопряжения и имеет вращательно фиксируемое соединение с валом ротора, и где блок привода имеет привод и участок привода, который можно приводить в действие при вращательном движении вокруг приводной оси.
Эти типы катетерного насоса известны, например, из EP 2288392 B1 и показаны здесь на фиг. 1a. В качестве поворотного насосного элемента, например, как описано в EP 2288392 B1, можно использовать ротор с раскладываемыми пропеллерами, который предусмотрен на дистальном конце катетера. Также возможно, что можно использовать насосные элементы различной геометрической формы, такие как спираль, которой придали геометрическую форму улитки.
Катетерный насос с признаками введения из патента п. 1 известен из WO 2010/127871 A1. Дополнительные схожие насосы раскрыты в WO 2016/118781 A1 и WO 2009/046790 A2. Насос для крови с магнитным сопряжением известен из DE 102006036948 A1.
Катетерные насосы вставляют в аорту пациентов в качестве системы временной циркуляторной поддержки, в частности, когда природное сердце неспособно снабжать организм достаточно оксигенированной кровью. Насосный элемент и вал ротора работают на сравнительно высоких скоростях в диапазоне от 7000 до 15000 оборотов в минуту и, в частности, в диапазоне от 10000 до 13000 оборотов. Обнаружено, что шум является проблемой, в частности, около сопряжения сопрягающего участка и участка привода. В частности, на этих высоких скоростях возникают возмущающие вибрации и свистящий шум. Головка насоса катетерного насоса может оставаться в аорте в течение нескольких дней, в частности, после хирургического вмешательства.
Следовательно, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить катетерный насос, как описано выше, который имеет надежное сопряжение сопрягающего участка с участком привода и все еще может работать тихо.
Эту цель достигают с использованием катетерного насоса, который имеет признаки по п. 1. Этим обеспечивают то, что сопрягающий участок толкают в определенном направлении благодаря магнитам и занимают стабильное положение, находясь в диапазоне номинальных скоростей, т.е., в частности, при скорости от 8000 до 13000 об./мин. Как результат, с одной стороны, обеспечивают надежное магнитное сопряжение и, с другой стороны, делают возможной очень тихую работу катетерного насоса. Обнаружено, что когда ось сопряжения не имеет смещения относительно приводной оси, из-за вращающегося магнитного поля магнитных элементов, сопрягающий участок не занимает определенное радиальное положение в ходе вращения и двигается между различными не определенными положениями, что в целом ведет к возмущающим вибрациям и шуму. Предусмотрено, что расстояние a находится в диапазоне от 0,7 мм до 3,5 мм, предпочтительно в диапазоне от 1 мм до 3 мм и более предпочтительно в диапазоне 2 мм. Этого сравнительно малого расстояния между центрами достаточно для того, чтобы гарантировать, что катетерный насос работает с небольшим шумом.
Также благоприятно, если сопрягающий участок до участка привода в осевом направлении имеет расстояние m, где расстояние m находится в диапазоне от 1 мм до 6 мм, предпочтительно в диапазоне от 3 мм до 5 мм, и более предпочтительно в диапазоне 3,5 мм. Такое расстояние m, в частности, допускает герметичную компоновку сопрягающего участка с участком привода, которая должна быть обеспечена, при этом все еще с возможности передачи достаточных крутящих моментов.
Кроме того, обнаружено, что благоприятно, если вал ротора имеет диаметр d, где расстояние a находится в диапазоне от 0,25 до 1,5 крат и предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 1,2 крат относительно диаметра d. Эта комбинация также приводит к сравнительно тихой работе катетерного насоса.
Диаметр d предпочтительно может находиться в диапазоне от 0,7 мм до 4,5 мм, предпочтительно в диапазоне от 1,5 мм до 3 мм и более предпочтительно в диапазоне 2 мм. Это также ведет к тихой работе.
Для того чтобы обеспечивать надежное сопряжение сопрягающего участка с участком привода, благоприятно, если блок привода имеет вместилище для сопрягающего участка, где сопрягающий участок занимает рабочее положение, которое смещено относительно участка привода в поперечном направлении на расстояние a. Следовательно, предоставляя вместилище, можно обеспечивать определенную компоновку сопрягающего участка в отношении участка привода.
В соответствии с изобретением, это также может быть при условии, что вместилище или стенка, ограничивающая вместилище, предусматривает один или несколько демпфирующих элементов, которые действуют в качестве вибрационных демпферов напротив сопрягающего участка. Как результат, можно безопасно избегать нежелательных остаточных вибраций сопрягающего участка.
В этом случае сопрягающий участок может иметь магнитный держатель, имеющий магнитные элементы, расположенные на нем, которые расположены на свободном конце вала ротора. Магнитные элементы можно располагать идущими по кольцу вокруг оси сопряжения. В дополнение к магнитным элементам, металлические элементы или металлические кольца также можно использовать для определенного распространения магнитного поля.
Кроме того, благоприятно, если сопрягающий участок закрывают герметичной крышкой. Крышка может быть устроена в качестве продолжения внешнего катетера, окружающего вал ротора или соответствующую муфту, с тем, чтобы весь вал насоса располагать герметично внутри катетера, и сопрягающий участок также располагают герметично в крышке.
В соответствии с изобретением, кроме того возможно, что крышка имеет центровочные скосы на стороне, обращенной к участку привода и/или вместилищу на стороне, обращенной к сопрягающему участку для центровки крышки и, таким образом, сопрягающего участка в рабочем положении. Таким образом, можно обеспечивать, что крышку и, таким образом, сопрягающий участок, смещаемые на расстояние a к приводной оси, можно вставлять во вместилище.
Катетер может предусматривать внешний катетер и внутренний катетер, где вал ротора поворотно располагают внутри внутреннего катетера. Кроме того, можно предусматривать смазывающую и споласкивающую жидкость, которую подают в головку насоса в ходе работы для того, чтобы смазывать и промывать несущие, предусмотренные там. В частности, смазывающую и споласкивающую жидкость можно направлять в головку насоса через просвет, предусмотренный между внешним катетером и внутренним катетером. Рециркулируемую смазывающую и промывающую жидкость можно рециркулировать через просвет, предусмотренный между валом ротора и внутренним катетером. Это может предотвращать смешивание споласкивающей жидкости, которую транспортируют к головке насоса, со споласкивающей жидкостью, которую рециркулируют.
Крышка может иметь выпуск и катетер можно разрабатывать так, что смазывающую и споласкивающую жидкость, которая течет около вала ротора в ходе работы, выгружают через крышку и через выпуск из крышки и, таким образом, из катетера. Такое споласкивание вала ротора в катетере служит, в частности, для того, чтобы смазывать и удалять дебрис, таким образом позволяя валу ротора плавно вращаться в катетере.
Для того чтобы не позволять контаминантам достигать участка привода, благоприятно, если блок привода имеет секцию герметичной стенки между вместилищем и участком привода. В соответствии с этим вариантом осуществления, секцию стенки и крышку можно предоставлять между сопрягающим участком и участком привода. Однако из-за все еще небольшого расстояния между участком привода и сопрягающим участком и подходящего выбора магнитов можно обеспечивать надежное вращательное сопряжение участка привода с сопрягающим участком.
Кроме того, можно предусмотреть, что магнитные элементы на сопрягающем участке и/или на участке привода для вращательного сопряжения разрабатывают так, что магнитное сопряжение разрывается при предельном крутящем моменте. Как результат, можно обеспечивать защиту от перегрузки.
Дополнительные варианты осуществления и благоприятные варианты осуществления изобретения будут видны из следующего описания, со ссылкой на которое вариант осуществления изобретения описан и объяснен более подробно.
На фиг.:
на фиг. 1 представлен катетерный насос с блоком привода и катетером;
на фиг. 2 представлен блок привода катетерного насоса в соответствии с изобретением в рабочем положении и
на фиг. 3 представлена увеличенная деталь продольного сечения через сопрягающий участок и участок привода блока привода в соответствии с фиг. 2.
На фиг. 1 представлен катетерный насос 10 с блоком 12 привода и катетер 18, который можно сопрягать с блоком 12 привода. Катетер 18 имеет на его дистальном конце головку 15 насоса для введения в артериальное сосудистое русло, например, в аорту или сердце. В катетере 18 предусмотрен вал 32 ротора, посредством которого насосный элемент, предусмотренный в головке 15 насоса, такой как ротор со складываемыми пропеллерами, адаптируют для того, чтобы приводить во вращение. На его проксимальном конце 16 катетер 18 предусматривает сопрягающий участок 30, который можно вставлять в блок 12 привода, посредством которого в конечном итоге вал 32 ротора и, таким образом, насосный элемент можно приводить в действие для того, чтобы приводить во вращение.
На фиг. 2 представлен блок 12 привода катетерного насоса 10 в соответствии с изобретением. Блок 12 привода имеет вместилище 14. Кроме того, показан проксимальный конец 16 катетера 18, который имеет на своем дистальном конце (не показано) насосный элемент, который вращают в ходе работы.
Проксимальный конец 16 катетера 18 располагают во вместилище 14 и надежно удерживают там посредством удерживающего элемента 20.
На проксимальном конце 16 предусмотрены две трубки 22, 24. Промывающее и смазывающее текучее вещество можно вводить в катетер 18 через шланг 22 через впуск 26. Это споласкивающее и смазывающее текучее вещество подают через катетер 18 в головку 15 насоса. В головке 15 насоса часть этого смазывающего и споласкивающего текучего вещества возвращают снова через катетер 18 и выгружают через выпуск 28 и шланг 24. Рециркулируемую смазывающую и споласкивающую жидкость тем самым возвращают между валом 32 ротора, вращающимся в ходе работы, и внутренним катетером 33. Внутренний катетер 33 окружен внешним катетером 35, в соответствии с чем смазывающее и споласкивающее текучее вещество переносят через просвет между внутренним катетером 33 и внешним катетером 35 к головке 15 насоса.
На фиг. 3 подробно показан проксимальный конец 16 с выпуском 28 во вместилище 14.
Можно ясно видеть, что проксимальный конец 16 катетера 18 имеет сопрягающий участок 30, который вращательно фиксируют в соединении с валом 32 ротора. С этой целью, сопрягающий участок 30 предусматривает магнитный держатель 34, на котором располагают как магнитное кольцо 36 с магнитными элементами, так и мягкое железное кольцо 38 для воздействия на магнитное поле. В ходе работы, сопрягающий участок 30 или магнитное кольцо 36 можно вращать вокруг оси 40 сопряжения, которая расположена на оси вала ротора. По существу, вал 32 ротора поворотно опирается на вал 42 и несущую 44 в несущей муфте 46 на проксимальном конце 16 катетера 18.
С фиг. 3 также ясно, что крышка 48, закрывающая сопрягающий участок 30, предусмотрена на свободном конце катетера, эту крышку располагают герметичным образом на корпусе 50 муфты, вмещающем муфту 46. Крышка 48 предусматривает выпуск 28 и приемное сопло 52 для трубки 24. В целом, в ходе работы катетерного насоса 10, смазывающая и споласкивающая жидкость способна течь между несущей муфтой 46 и поворотным валом 32 ротора в осевом направлении, как показано стрелками 54, через несущую 44 к сопрягающей части 32 и вытекать через выпуск 28 в трубку 24.
Аналогичным образом, на фиг. 3 ясно, что привод 56 в форме электродвигателя предусмотрен в блоке 12 привода. Привод 56 может содержать подходящий блок передачи. Привод 56 приводит в действие участок 59 привода, который предусматривает приводной вал 58, который можно приводить в движение вокруг приводной оси 60, и магнитный держатель 62, на котором располагают магнитное кольцо 64 и мягкое железное кольцо 66.
Магнитные кольца 36 и 64 формируют комплементарными друг другу так, что при вращательном повороте участка 59 привода, сопрягающий участок 30 смещают для взаимного вращательного сопряжения, когда его поворачивают. Диаметр магнитного кольца 64 предпочтительно соответствует диаметру магнитного кольца 36.
Также с фиг. 3 ясно, что ось 40 сопряжения и приводную ось 60 разносят друг от друга на расстояние a в поперечном направлении или смещают друг относительно друга. Расстояние a выбирают так, что магнитное поле, генерируемое в кольцевых магнитах 36 и 64, обеспечивает усилие, которое толкает сопрягающий участок 36 в направлении, поперечном оси 40 сопряжения. Предоставляя усилие поперек оси сопряжения, можно обеспечивать работу катетерного насоса при относительно небольшом шуме, даже когда вал ротора работает на более высоких скоростях.
Осевое расстояние m магнитных колец 36 и 64 друг до друга предпочтительно находится в диапазоне от 3 мм до 4 мм. Расстояние a двух осей 40 и 60 предпочтительно находится в диапазоне от 1,5 мм до 2,5 мм. Расстояние a слегка меньше чем диаметр вала 32 ротора. Однако расстояния a и m также могут варьировать в соответствии с изобретением и зависят от магнитной силы, конструкции и числа магнитных элементов или крутящего момента, подлежащего передаче.
Для того чтобы предотвращать проникновение жидкости или сред в участок 59 привода или привод 56, герметичную стенку 68 предоставляют между вместилищем 14 и участком 59 привода.
Для того чтобы обеспечивать позиционно точное введение проксимального конца 16 катетера 18 во вместилище 14, крышка 48 на сторонах, обращенных к участку 59 привода, имеет центровочные скосы 70, которые соответствуют центровочным скосам 72, предусмотренным на стенке 68.
Для того чтобы демпфировать возможные остаточные вибрации, или уводить их резонирующий корпус, вместилище 14 и стенка 14, ограничивающая вместилище, имеют один или несколько демпфирующих элементов 74, которые действуют против сопрягающего участка 30 и его крышки 48.
Магнитные элементы магнитных колец 36 и 64 разрабатывают так, что возможно вращательное сопряжение через секцию 68 стенки и секцию стенки, обращенную к секции крышки 48.
При конструировании вращательного сопряжения, можно использовать свойство устранения сопряжения с использованием крутящего момента, который слишком велик, или скорости, которая слишком велика. С повышением нагрузки два соответствующих магнитных кольца 36 и 64 поворачиваются все больше и больше друг относительно друга, где по превышении предельного крутящего момента или по превышении предельной скорости, угол поворота слишком велик и, таким образом, происходит устранение сопряжения. Это свойство можно использовать в качестве защиты от перегрузки.
1. Катетерный насос (10), имеющий блок (12) привода и катетер (18), где катетер (18) имеет головку (15) насоса для введения в артериальную сосудистую систему, поворотно выполненный вал (32) ротора для приведения в действие расширяемого насосного элемента, предусмотренного на головке насоса (10), и на его проксимальном конце (16) сопрягающий участок (30), который выполнен с возможностью приведения в действие для вращения вокруг оси (40) сопряжения, вращательно фиксированной, в соединении с валом (32) ротора, и где блок (12) привода имеет привод (56) и участок (59) привода, приводимый в действие для вращательного движения вокруг приводной оси (60) посредством привода (56), причем сопрягающий участок (30) и/или участок (59) привода имеют магнитные элементы для бесконтактного взаимного вращательного зацепления, отличающийся тем, что ось (40) сопряжения и приводная ось (56) разнесены друг от друга в поперечном направлении на расстояние a, которое находится в диапазоне от 0,7 до 6,5 мм, предпочтительно в диапазоне от 1 до 3 мм и более предпочтительно в диапазоне 2 мм, так что магнитное поле магнитных элементов толкает сопрягающий участок (30) в направлении, идущем поперек оси (40) сопряжения.
2. Катетерный насос (10) по п. 1, отличающийся тем, что сопрягающий участок (30) имеет расстояние m до участка (59) привода в осевом направлении, где расстояние m находится в диапазоне от 2 до 6 мм, предпочтительно в диапазоне от 3 до 5 мм и более предпочтительно в диапазоне 3,5 мм.
3. Катетерный насос (10) по одному из пп. 1 или 2, который отличается тем, что вал (32) ротора имеет диаметр d, где расстояние a находится в диапазоне от 0,5 до 1,5 крат и предпочтительно в диапазоне от 0,8 до 1,2 крат относительно диаметра d.
4. Катетерный насос (10) по п. 3, который отличается тем, что диаметр d находится в диапазоне от 0,7 до 4,5 мм, предпочтительно в диапазоне от 1,5 до 3 мм и более предпочтительно в диапазоне 2 мм.
5. Катетерный насос (10) по одному из предшествующих пунктов, который отличается тем, что блок (12) привода имеет вместилище (14) для сопрягающего участка (30), где сопрягающий участок (30) во вместилище (14) занимает рабочее положение, смещенное относительно участка (59) привода в поперечном направлении на расстояние a.
6. Катетерный насос (10) по п. 5, который отличается тем, что вместилище (14) или стенка, ограничивающая вместилище (14), предусматривает по меньшей мере один демпфирующий элемент (74), причем демпфирующие элементы выполнены с возможностью воздействия на сопрягающий участок (30) для демпфирования вибраций.
7. Катетерный насос (10) по одному из предшествующих пунктов, который отличается тем, что сопрягающий участок (30) имеет магнитный держатель (34), расположенный на свободном конце вала (32) ротора и имеющий магнитные элементы (36), расположенные на нем.
8. Катетерный насос (10) по одному из предшествующих пунктов, который отличается тем, что сопрягающий участок (30) выполнен с возможностью закрывания герметичной крышкой (48).
9. Катетерный насос (10) по п. 8, который отличается тем, что крышка (48) на стороне, обращенной к участку (59) привода, и/или вместилище (14) на стороне, обращенной к сопрягающему участку (30), имеет центровочные скосы (70) для центровки крышки (48) в рабочем положении.
10. Катетерный насос (10) по п. 8 или 9, который отличается тем, что крышка (48) имеет выпуск (28) и что катетер (18) выполнен с возможностью промывки вала (32) ротора в ходе работы споласкивающей жидкостью, с возможностью выгрузки споласкивающей жидкости через выпуск (28).
11. Катетерный насос (10) по одному из предшествующих пунктов, который отличается тем, что блок (12) привода имеет секцию (68) герметичной стенки между вместилищем (14) и участком (59) привода.
12. Катетерный насос (10) по одному из предшествующих пунктов, который отличается тем, что магнитные элементы на сопрягающем участке (30) и/или на участке (59) привода выполнены с возможностью вращательного сопряжения, с возможностью разрыва магнитного сопряжения при предельном крутящем моменте.
