用于心脏辅助装置的驱动电机及心脏辅助装置的制作方法

本发明涉及心脏术用医疗器械领域，尤其涉及一种用于心脏辅助装置的驱动电机及心脏辅助装置。

背景技术：

1、心力衰竭(heart fai lure)简称心衰，是指由于心脏的收缩功能和(或)舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，导致静脉系统血液淤积，动脉系统血液灌注不足，从而引起心脏循环障碍症候群，此种障碍症候群集中表现为肺淤血、腔静脉淤血。为解决心脏供血不足的问题，国内外已经开始使用心脏辅助装置来代替心脏进行泵血，并逐渐成为了除心脏移植之外最优选的治疗方案之一。

2、目前，介入式经皮心脏辅助装置得到了快速的发展及推广。与传统心室辅装置相比，介入式心脏辅助装置无需经过开胸手术植入，可通过股动脉穿刺或切开等微创方式植入心脏，其主要优势包括：通过经皮微创植入，可大大降低手术风险；经动脉进入心室，不会对心脏组织造成物理创伤，为患者心功能恢复提供了可能。这种优势使它可以用于维持严重心衰患者的生命体征，或是在高危pci手术中辅助治疗。

3、轴流泵内的微型电机是心脏辅助装置的核心部件，其作用是通过高速旋转带动叶轮产生压力，将血液从左心室泵入主动脉，进而保证心衰患者在心功能不足的情况下，仍然能够产生人体所需循环血流量，维持心衰患者的生命体征。

4、一般轴流泵内使用的微型电机是直流无刷电机，根据现有技术所披露的问题，在满足泵血需求的前提下，介入式心脏辅助装置的外径应该尽量小，而限制外径尺寸的最主要因素就是微型电机，例如，当介入式心脏辅助装置的外径需要达到4mm时，那对于微型电机的外径限制也是4mm。正是因为该原因，所以用于介入式心室辅助的微型驱动电机往往长径比较大，这种特点很适合使用直流无刷电机作为介入式心室辅助微型驱动电机的基本结构。但是常见的直流无刷电机的直径一般在8-10mm以上，所以如果设计并制作直径4mm且满足作为介入式心室辅助动力源使用的驱动电机，需要在一般直流无刷电机结构的基础上重新设计，使其在直径缩小的同时不损失性能，并满足介入式心室辅助驱动电机的需求。

技术实现思路

1、本发明公开了一种用于心脏辅助装置的驱动电机及心脏辅助装置，旨在解决现有技术中存在的技术问题。

2、本发明采用下述技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种用于心脏辅助装置的驱动电机，包括：机壳、定子、转子及转轴；

4、定子为无磁轭结构，定子包括绕组，绕组同轴设置于机壳的内壁；

5、转子包括永磁体，永磁体设有轴向贯通的轴孔，轴孔的至少其中部区段被配置为整体周向向内延伸的结构，以增加永磁体的体积；

6、转轴穿设于轴孔中，转轴的轴颈相对于轴肩周向向内凹陷，并与轴孔相适配；

7、机壳呈圆筒状，机壳的直径小于股动脉或主动脉的内径，机壳的内壁设有数条轴向延伸的导流槽，导流槽用于灌注冷却液或药液。

8、作为优选的技术方案，轴孔包括轴向设置的第一区段、第二区段及第三区段；

9、第一区段与第三区段分别设置于轴孔轴向的两端，第一区段与第三区段均呈扩孔状，二者的大直径端与转轴所连接的轴承的内孔尺寸相同，二者的小直径端与第二区段的内径尺寸相同；

10、第二区段在整个长度范围内的内径相等，且第二区段的内径小于转轴所连接的轴承的内孔尺寸。

11、作为优选的技术方案，第二区段的长度大于第一区段和/或第三区段的长度。

12、作为优选的技术方案，转轴为分体式结构；

13、转轴被配置为由轴颈中部对称分体的两段式分体结构，或者，转轴被配置为轴颈与两个轴肩分别连接的三段式分体结构。

14、作为优选的技术方案，永磁体为分体式结构；

15、永磁体被配置为径向对称分体的两段式分体结构。

16、作为优选的技术方案，驱动电机的尾部设有灌注管路，灌注管路与导流槽相连通，用于向导流槽灌注冷却液或药液；

17、多条导流槽周向分布于机壳的内壁，导流槽呈直线形、扭转形或螺旋形轴向设置。

18、作为优选的技术方案，转轴的前端穿设于前端轴承中，前端轴承为滑动轴承，滑动轴承中部设有扩口槽，扩口槽用于容纳由导流槽流出的冷却液或药液。

19、作为优选的技术方案，转轴的后端穿设于后端轴承中，后端轴承为滚动轴承，后端轴承与转轴的后端过盈配合。

20、作为优选的技术方案，机壳包括导磁性的合金材料，机壳的外表面覆有一层超薄的绝缘耐腐蚀层。

21、另一方面，本申请提供了一种心脏辅助装置，包括如上任一项所述的驱动电机，还包括叶轮、插管及猪尾管；其中，叶轮与驱动电机相连；插管设置于叶轮外周，插管近驱动电机的一端为流出室，另一端为流入室；猪尾管与流入室相连。

22、本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

23、本发明主要提供了一种用于心脏辅助装置的驱动电机，该驱动电机采用了无磁轭的结构，可以在保持永磁体尺寸不变的情况下大大减小驱动电机直径，从而实现驱动电机的小型化；与此同时，为了满足介入式心室辅助需要，通过减小转子的轴孔内径增加了永磁体的体积，以进一步提高电机的负载转速。

24、在将永磁体的轴孔内径减小后，为了满足最小规格轴承内孔为1mm的要求，将转轴两端的轴肩维持在原有尺寸，中部的轴颈直径缩小至与轴孔内径相适配，同时采用分体式装配方案，以便于转轴的安装。

25、在驱动电机移除磁轭后，选用具有一定导磁性能的合金材料作为机壳，替代磁轭补偿引导磁场的作用，降低电机效率损失，并通过在机壳外层喷涂超薄的陶瓷层来提高绝缘性和耐腐蚀性；为了解决由于磁轭移除带来的发热问题，通过在机壳内侧设置多个导流槽并灌注生理盐水或葡萄糖等液体，实现绕组和电机外壳的降温，提高散热效果。

26、进一步地，转轴的后端轴承采用滚动轴承，前端轴承采用滑动轴承；滚动轴承能够代替限位块限制转轴的轴向窜动，滑动轴承能够避免血流倒灌进入驱动电机内部，为了降低滑动轴承的摩擦力，减少阻力，滑动轴承采用内壁开槽的结构，并在中间部位设置一个灌注液储存腔，起到润滑和储存灌注液的作用。

技术特征：

1.一种用于心脏辅助装置的驱动电机，其特征在于，包括：机壳、定子、转子及转轴；

2.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述轴孔包括轴向设置的第一区段、第二区段及第三区段；

3.根据权利要求2所述的驱动电机，其特征在于，所述第二区段的长度大于所述第一区段和/或所述第三区段的长度。

4.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述转轴为分体式结构；

5.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述永磁体为分体式结构；

6.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述驱动电机的尾部设有灌注管路，所述灌注管路与所述导流槽相连通，用于向所述导流槽灌注冷却液或药液；

7.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述转轴的前端穿设于前端轴承中，所述前端轴承为滑动轴承，所述滑动轴承中部设有扩口槽，所述扩口槽用于容纳由所述导流槽流出的冷却液或药液。

8.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述转轴的后端穿设于后端轴承中，所述后端轴承为滚动轴承，所述后端轴承与所述转轴的后端过盈配合。

9.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述机壳包括导磁性的合金材料，所述机壳的外表面覆有一层超薄的绝缘耐腐蚀层。

10.一种心脏辅助装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的驱动电机，还包括：

技术总结
本发明涉及一种用于心脏辅助装置的驱动电机及心脏辅助装置，前述驱动电机包括：机壳、定子、转子及转轴；定子为无磁轭结构，定子的绕组同轴设置于机壳的内壁；转子包括永磁体，永磁体设有轴向贯通的轴孔，轴孔的至少其中部区段被配置为整体周向向内延伸的结构，以增加永磁体的体积；转轴穿设于轴孔中，转轴的轴颈相对于轴肩周向向内凹陷，并与轴孔相适配；机壳呈圆筒状，机壳的直径小于股动脉或主动脉的内径，机壳的内壁设有数条轴向延伸的导流槽，导流槽用于灌注冷却液或药液。本发明能够在满足驱动电机负载转速要求和散热要求的前提下，保证了电机小型化的可行性。

技术研发人员：杨云骢,李洋洋,刘曦,杨夏燕,虞奇峰
受保护的技术使用者：上海焕擎医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15