0050] 例如，通过心室辅助装置的常规方式将所述栗植入到人体或其他动物受试者的体 内，所述壳体连接到循环系统，在运转中，对线圈114进行激励以提供一个定向为横向于转 子中心轴线34的磁场，并使该磁场绕该轴线快速旋转。该磁化的转子跟随旋转磁场一起旋 转。该磁场的旋转方向选择为使得转子绕向前的圆周方向F(图1)转动。旋转的转子沿图6所 示的下游方向D栗送血液。旋转的转子还赋予了血液一些围绕转子中心轴线34的角动量。可 选择地，壳体可包括示意性地标示为67的附加组件，用于将此角动量转换成额外的压力，正 如在上述专利和公开说明书中所讨论的那样。下面所要讨论的栗送性能是由具有以下组件 的栗来确定。这样的组件可以包括安装在壳体内并位于转子下游的固定叶片，并且还可以 包括大致螺旋形的蜗壳，该蜗壳定向于一个横向于轴线34的平面上，这样的蜗壳连接到所 示管状壳体的下游端。例如，如果使用固定叶片，它们可以为大致螺旋形，并且可以具有与 叶片的倾斜方向(pitch direction)相反的倾斜方向。
[0051] 典型地，转子的转速为大约几千转/分钟（"RPM"），例如，每分钟一万多转。在这些 条件下，限定在转子的流体动力承载面48、50(图1，图2)与限定壳体的内腔112的壁之间的 血液能使转子基本上保持与壳体的内腔同轴并使转子保持与内腔壁之间脱离接触。
[0052] 所述流体动力承载并不会控制转子的轴向位置。相反地，转子通过与结合线圈114 的定子铁芯之间的磁相互作用而沿轴线保持在适当的位置。这样，转子悬置在壳体内，在正 常运转期间不与任何固体表面接触。该壳体可设置有安全止动器(未示出），以限制转子的 轴向运动。然而，这些安全止动器在正常运转过程中不会接触转子。
[0053]图21示出了具有根据本发明实施方式的上述转子的栗与具有现有技术转子的相 同栗的栗送性能之间的一个比较。曲线150表示了包含本发明转子的栗运转于15000RPM时 的容积与压头之间的关系，通过计算流体动力学来确定。曲线152表示了具有图19和20所示 现有技术转子而其它方面都相同的栗运转于18000RPM时的同样的关系，也是通过计算流体 动力学来确定。包含本发明转子的栗提供了更好的性能，即使它以相当低的速度运转。通过 图23进一步示出了根据本发明的栗和转子的优异性能。在图23中标记为"原始的"的实线曲 线表示具有图19和20的现有技术转子的栗运转于所示速度时的性能。标记为"改进的"虚线 曲线表示具有根据本发明实施例的上述转子的相同的栗的性能。需要注意的是，对于任何 给定的压头，根据本发明的栗和转子在以相同的速度运转时能够提供更多的流量，或者，在 以较低的速度运行时能达到相同的流量。图23的曲线表示的是为了模拟血液而采用具有 2.7cP(厘泊)粘度的37摄氏度的水/甘油溶液而进行的实际流量测量。
[0054]如在本发明中所使用的，术语"特定血液流速"指的是（i)血液或具有2.7cP(厘泊） 粘度的流体的流速与（ii)直径等于转子最大直径的圆的面积之间的比率。优选的是，根据 本发明的栗和转子在75毫米汞柱压头以及15000转/分钟的转速条件下，可具有至少50000 毫米/分钟的特定血液流速，更优选的是至少55000毫米/分钟或至少60000毫米/分钟，最优 选的是至少68000毫米/分钟。
[0055] 特别地，对于给定的流速和给定的压头，根据本发明的栗和转子在运转时可以大 幅地减少高剪切工况对于血液的作用。如图22所示。纵轴表示在转子内和转子周围的血液 (包括转子与壳体之间的血液)的体积，这部分血液承受150帕或更大的剪切应力。此参数在 本文中称为"Vi5〇"。曲线160表示对于具有图19和20所示现有技术转子的栗在以18000RPM的 转速进行运转时的V 15Q。曲线162表示具有按照本发明上述实施例的转子的栗在以15000RPM 的转速进行运转时的V15Q，以便在与现有技术的栗流速相同的条件下提供相同或更大的压 差。
[0056] 此外，根据本发明的栗使用较少的电力以提供给定的流速。例如，根据本发明的上 述实施例的栗在75毫米汞柱压差下实现每升/分钟的栗血流速需要消耗0.96瓦特的电力。 而同样的栗在使用现有技术转子时，在相似的条件下需要消耗1.18瓦特/升/分钟。
[0057] 本发明的实施例可以在许多方面进行变化。例如，转子可以制成不同的直径、不同 的长度，不同数量的叶片和通道等等。此外，转子和壳体不必是圆柱形的。例如，壳体的内腔 可以是锥形的，并且在叶片的末端表面也可以是锥形的。此外，上面所讨论的转子和栗的个 别物理特征可以省略或改变。
[0058]尽管本发明不受任何工作原理的限制，通过本发明的某些转子所实现的改进性能 可参照通常被称为"速度三角形"的理论进行理解。图24示意性地示出一对转子叶片336的 展开图，这是假设转子为平面而非圆柱形的情况下它们所呈现的形态。转子的旋转速度由 箭头ω表示，使得位于转子的上游或入口端处且距离轴线为第一半径的一个点301以矢量 山所表示的速度移动，而位于转子的下游或出口端处且距离轴线为第二半径的另一个点 303具有速度矢量1] 2。山和1]2均定向为垂直于转子的旋转轴线。以速率Q流入转子的流体相对 于所述栗的壳体的速度为矢量&，在本文中称为"绝对"流入速度。流入的流体相对于转子 叶片上的点301的速度由矢量W1表示，在本文中称为"相对"流入速度。相对流入速度W1与垂 直于旋转轴线的平面305之间的角度扮在本文中称为"流入角"。类似地，流出转子的流体具 有相对于所述栗的壳体的速度矢量C 2，在本文中称为"绝对"流出速度。流出的流体相对于 转子叶片上的点303的速度由矢量W2表示，在本文中称为"相对"流出速度。相对流出速度％ 与垂直于旋转轴线的平面307之间的角度β 2在本文中称为"流出角"。在理论上，该栗所产生 的压头Η由下式得到： H= (u22-Ul2+Wl2-W22+C2 2-Cl2)/2g 其中，111、112、《1、《2、(：1和〇2为上述的相应矢量的大小4是重力加速度。
[0059] 转子的各种设计因素都能够影响矢量以及理论扬程(theoretical head)。这里再 次说明，虽然本发明不受任何工作原理的限制，但是据信，由本发明优选的转子所实现的改 进性能与由这样的转子所实现的流出角β 2的减小有关。因此，根据本发明的优选的转子可 提供小于30度的平均流出角β2,更优选的是约25度。相比之下，图19和20所示的现有技术的 转子提供了约45度的平均流出角。根据本发明的优选的转子具有小于30度的平均流入角 ，更优选的是约25度或更小，而相比之下，相同的现有技术转子的平均流入角约为45度。
[0060]虽然本发明在本文中参考了特定实施例进行描述，但是应当理解的是，这些实施 例仅仅是用于说明本发明的原理和应用。因此，应当理解的是，可以对这些说明性的实施例 作出各种修改，并且可以采用其它的布置方式。
[0061 ]例如，图1-17所示的转子包括许多特征，其中每一个特征都有助于提高转子和包 含该转子的栗的性能。这些特征当中的一个或多个可以省略。以举例的方式来说，流出角部 表面70(图1)可以没有流出勺圆角96(图4,图15)，反之亦然。这些特征的其中一个或二者可 以没有吸力面的流入端区域88(图1)，反之亦然。
【主权项】
1. 用于轴流式血栗的转子，所述转子具有沿上游和下游轴线方向延伸的轴线和多个大 致呈螺旋形的叶片，所述叶片从所述转子的流入端延伸到所述转子的流出端，所述叶片沿 叶展方向远离所述轴线向外突伸，所述叶片在轴线方向上彼此具有共同的延伸范围，并且 在绕所述轴线的圆周方向上彼此间隔开，以便限定相邻叶片之间的大致螺旋形的通道，每 个所述叶片具有面朝向前的圆周方向的压力面、面朝向后的圆周方向的吸力面以及在所述 叶片的压力面和吸力面之间延伸的末端表面，每个所述通道的边界由一个叶片的压力面和 相邻的下一个叶片的的吸力面所限定，所述叶片的末端表面限定了能够悬置所述转子的流 体动力承载区域，其中所述转子适于提供以下至少一种： (a) 在75毫米汞柱的压头且V15Q小于25立方毫米的情况下至少5升的血流量;和 (b) 在75毫米汞