CN119327031B - 左心室辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种左心室辅助装置,包括:驱动控制机构,包括加捻壳驱动模块和芯轴驱动模块;传动轴,包括加捻壳与芯轴,加捻壳可活动地套设于芯轴外;微型泵头,包括泵头叶轮和泵头传动组件,泵头叶轮近端通过加捻壳与加捻壳驱动模块传动连接,泵头传动组件远端与泵头叶轮远端固定连接,泵头传动组件近端通过芯轴与芯轴驱动模块传动连接,通过芯轴驱动模块驱动芯轴与加捻壳同步转动以带动泵头叶轮远端与近端共同转动,以使泵头叶轮以固定外径转动;通过加捻壳驱动模块驱动加捻壳与芯轴相对转动以带动泵头叶轮近端相对远端转动,以使泵头叶轮折叠或展开。本发明提供的方案可以实现左心室辅助装置中微型泵头外径的调整,以提高其使用效率及安全性。
Description
技术领域
本发明涉及辅助装置技术领域,具体涉及一种左心室辅助装置。
背景技术
近十几年来国内外高危心血管介入手术例数逐年增长,为了降低患者在手术过程中因血液循环受阻或停止引起的死亡风险,介入式左心室辅助装置已被大量应用于高危心血管介入手术。介入式左心室辅助装置是一种通过机械微型泵为高危心血管介入手术患者在术中和术后提供辅助血流量的经皮机械循环辅助系统,可以部分或完全辅助左心室的功能,帮助心脏将氧合血液输送至全身。现有的介入式左心室辅助装置主要使用的是配备不可变形刚性叶轮的微型泵头,受限于设备尺寸,其可产生的辅助流量较小。为了达成在高危介入手术中维持患者血液循环的需求,对叶轮尺寸固定的介入式左心室辅助装置,普遍采用的解决方案是提高叶轮转速,然而高速转动的叶轮不可避免的会造成血液内部剪切力过高,导致红细胞通透性变化和不可逆的细胞破坏,从而增加了患者出现溶血的风险。
因此亟待设计一种可同时兼顾器械微体积、供血高流量与溶血低风险的配备高折展比主动折展叶轮的介入式左心室辅助装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种左心室辅助装置,以提高左心室辅助装置使用效率及安全性。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种左心室辅助装置,包括:
驱动控制机构,
包括加捻壳驱动模块和芯轴驱动模块;
传动轴,包括加捻壳与芯轴,所述加捻壳可活动地套设于所述芯轴外;以及
微型泵头,包括泵头叶轮和泵头传动组件,其中
所述泵头叶轮近端通过所述加捻壳与所述加捻壳驱动模块传动连接,所述泵头传动组件远端与所述泵头叶轮远端固定连接,所述泵头传动组件近端通过所述芯轴与所述芯轴驱动模块传动连接,
通过所述芯轴驱动模块驱动所述芯轴与所述加捻壳同步转动以带动所述泵头叶轮的远端与近端共同转动,以使所述泵头叶轮以固定外径转动;以及通过所述加捻壳驱动模块驱动所述加捻壳与所述芯轴相对转动以带动所述泵头叶轮的近端相对远端转动,以使所述泵头叶轮折叠或展开。
在一个实施例中,所述加捻壳包括加捻壳微型泵头连接段、加捻壳柔性段以及加捻壳驱动控制机构连接段;
所述加捻壳柔性段分别与所述加捻壳微型泵头连接段和所述加捻壳驱动控制机构连接段通过焊接固定连接;其中
所述加捻壳微型泵头连接段远端用于与所述泵头叶轮近端固定连接,所述加捻壳驱动控制机构连接段近端用于与所述加捻壳驱动模块传动连接;
在一个实施例中,所述传动轴还包括:
保护套,所述保护套可活动地套设于所述加捻壳外,所述保护套近端与所述驱动控制机构的保护套驱动模块传动连接,所述保护套远端与所述微型泵头的泵头保护组件近端固定连接,所述驱动控制机构通过控制所述保护套在所述加捻壳上滑动以控制所述泵头保护组件的外径大小;
可选地,所述的左心室辅助装置还包括压力传感器,所述压力传感器包括光纤,所述保护套上开设有光纤孔,所述光纤穿设于所述光纤孔内;
可选地,所述压力传感器还包括光纤光栅解调仪,所述光纤与所述光纤光栅解调仪通过螺纹连接器通信连接;
可选地,所述光纤包括压力监测光纤以及信号传递光纤,所述信号传递光纤与所述压力监测光纤一体成型,所述信号传递光纤近端与所述光纤光栅解调仪通过螺纹连接器固定并通信连接;
可选地,所述保护套由医用Pebax管进行制备,所述加捻壳由多股双层同步扭矩弹簧管进行制备,和/或所述芯轴由包塑钢丝绳进行制备。
在一个实施例中,所述泵头叶轮包括:
可折展叶轮,所述可折展叶轮远端通过所述泵头传动组件与所述芯轴固定连接;以及
加捻连接件,所述加捻连接件远端与所述可折展叶轮近端卡接,所述加捻连接件近端与所述加捻壳固定连接。
在一个实施例中,所述可折展叶轮包括:
叶轮骨架,所述叶轮骨架近端通过所述加捻连接件与所述加捻壳固定连接,所述叶轮骨架远端通过所述泵头传动组件与所述芯轴固定连接;以及
叶轮叶面,所述叶轮叶面包覆于所述叶轮骨架外;
可选地,所述叶轮骨架包括:
近端固定环,所述近端固定环通过所述加捻连接件与所述加捻壳固定连接;
远端固定环,所述远端固定环近端通过所述泵头传动组件与所述芯轴固定连接;以及
叶轮骨架丝,所述叶轮骨架丝呈螺旋状设于所述近端固定环和所述远端固定环之间;
可选地,所述叶轮骨架丝由弹性材料制成;
可选地,所述加捻连接件远端设有多个转动限位凸台,所述近端固定环近端外缘相应开设有多个限位槽,所述加捻连接件与所述近端固定环通过所述转动限位凸台与所述限位槽插接配合进行转动限位;
可选地,所述叶轮叶面的远端和近端分别包覆于所述远端固定环和所述近端固定环外,并被所述叶轮骨架丝向外顶起形成叶轮。
在一个实施例中,所述泵头传动组件包括:
芯轴套,所述芯轴套贯穿所述叶轮骨架,所述芯轴套远端与所述远端固定环固定连接,所述芯轴套近端套设于所述近端固定环内并与所述芯轴固定连接;
顶轴,所述顶轴近端固定嵌入所述芯轴套远端;
顶轴轴承,所述顶轴轴承套设于所述顶轴远端,且所述顶轴轴承近端端面与所述芯轴套远端端面接触;
顶轴轴套,所述顶轴轴套固定套设于所述顶轴远端,且所述顶轴轴承内缘限位于所述芯轴套远端端面与所述顶轴轴套近端端面之间;以及
顶套,所述顶套近端套设于所述顶轴远端;
可选地,所述芯轴套近端固定套设有芯轴套环,所述芯轴套环近端端面与所述芯轴套近端端面平齐,且限位于所述近端固定环近端与所述加捻连接件远端之间;
可选地,所述芯轴套上套设有顶套环,所述顶套环套设于所述芯轴套远端,且所述顶套环远端端面与所述顶套近端端面固定连接;
可选地,所述顶套近端设有与所述顶轴轴承相适配的环槽,所述顶轴轴承嵌设于所述顶套近端环槽内,且所述顶轴轴承的外缘限位于所述顶套近端环槽和所述顶套环之间。
在一个实施例中,所述微型泵头还包括:
泵头保护组件,所述泵头保护组件同轴罩设于所述泵头叶轮外,且所述泵头保护组件近端通过所述保护套与所述驱动控制机构中的保护套驱动模块传动连接,所述泵头保护组件远端与所述泵头传动组件远端固定连接;
可选地,所述泵头保护组件包括:
锚固支架,所述锚固支架近端与所述保护套远端固定连接,所述锚固支架远端套设固定于所述泵头传动组件远端;以及
顶套尖,所述顶套尖设置于所述锚固支架远端,所述顶套尖近端与所述泵头传动组件远端固定连接;
可选地,所述泵头保护组件还包括支架保护套连接环,所述支架保护套连接环远端内嵌固定于所述锚固支架环状近端,且所述支架保护套连接环远端端面与所述锚固支架环状近端的远端端面平齐,以及
所述支架保护套连接环滑动套设于所述加捻壳外,且与所述保护套远端固定连接;
可选地,所述顶套远端开设有锚定槽,所述顶套尖近端设有锚定杆,所述锚定杆与所述锚定槽插接配合,以将所述顶套尖近端与所述泵头传动组件远端的固定连接;
可选地,所述锚固支架包括:
锚固支架骨架,所述锚固支架骨架近端与所述保护套远端固定连接,所述锚固支架骨架远端套设固定于所述泵头传动组件远端;以及
锚固支架膜,所述锚固支架膜套设于所述锚固支架骨架外;
可选地,所述锚固支架骨架包括锚固支架骨架近端环、锚固支架骨架远端环以及多个并列设于所述锚固支架骨架近端环与所述锚固支架骨架远端环之间的锚固支架骨架丝,所述锚固支架骨架丝在所述锚固支架骨架近端环与所述锚固支架骨架远端环相互靠近时向外弯曲以使所述泵头保护组件的结构外扩,以及所述锚固支架骨架丝在所述锚固支架骨架近端环与所述锚固支架骨架远端环相互远离时向内绷紧以使所述泵头保护组件的结构内收;
可选地,所述锚固支架骨架丝由弹性材料制成。
在一个实施例中,所述驱动控制机构还包括:
壳体;所述加捻壳驱动模块设置于所述壳体内,所述加捻壳驱动模块远端与所述加捻壳近端传动连接;所述芯轴驱动模块设置于所述壳体内并布置在所述加捻壳驱动模块近端,所述芯轴驱动模块远端与所述芯轴近端传动连接,且所述芯轴驱动模块远端与所述加捻壳驱动模块近端可分离连接,其中
当所述芯轴驱动模块与所述加捻壳驱动模块连接时,所述芯轴驱动模块驱动所述芯轴与所述加捻壳同步转动;以及当所述芯轴驱动模块与所述加捻壳驱动模块分离时,所述加捻壳驱动模块驱动所述加捻壳相对于所述芯轴转动。
在一个实施例中,所述加捻壳驱动模块包括:
加捻壳连接件,所述加捻壳连接件与所述加捻壳固定连接,且加捻壳连接件近端与所述芯轴驱动模块远端可分离连接;以及
加捻齿轮组,所述加捻齿轮组设置于所述加捻壳连接件远端并用于在所述芯轴驱动模块远端与所述加捻壳驱动模块近端分离时控制所述加捻壳连接件转动;
可选地,所述加捻齿轮组包括:
第一加捻齿轮轴;
第一加捻齿轮,所述第一加捻齿轮套设于所述第一加捻齿轮轴并通过所述第一加捻齿轮轴与所述加捻壳连接件固定连接;
第一加捻齿轮轴轴承,所述第一加捻齿轮轴轴承设置于所述第一加捻齿轮轴远端并将所述第一加捻齿轮轴可转动地支撑于所述壳体内;
加捻壳连接件轴承,所述加捻壳连接件轴承设置于所述加捻壳连接件中段并将所述加捻壳连接件可转动地支撑于所述壳体内;以及
第二齿轮组,所述第二齿轮组与所述第一加捻齿轮可分离啮合并在所述第二齿轮组与所述第一加捻齿轮啮合时控制所述第一加捻齿轮转动;
可选地,所述第一加捻齿轮轴设置为具有多级台阶状的轴体,第一加捻齿轮轴近端套设并固定于加捻壳连接件远端;
可选地,所述加捻壳驱动模块还包括加捻壳轴套以及加捻壳轴套轴承,所述加捻壳轴套两端分别套设有所述加捻壳轴套轴承,所述加捻壳轴套套设于所述加捻壳近端,并设置于所述第一加捻齿轮轴近端;
可选地,所述第二齿轮组包括:
第二加捻齿轮轴;
第二加捻齿轮,所述第二加捻齿轮套设于所述第二加捻齿轮轴并与所述第一加捻齿轮可分离啮合;
第二加捻齿轮轴轴承,所述第二加捻齿轮轴轴承设置于所述第二加捻齿轮轴与所述第二加捻齿轮之间;
第二加捻齿轮限位件,所述第二加捻齿轮限位件分别设置于所述第二加捻齿轮轴两端并与所述第二加捻齿轮轴固定连接,所述第二加捻齿轮限位件一侧插入所述壳体内,所述第二加捻齿轮限位件的另一侧伸出所述壳体外并将所述第二加捻齿轮支撑在所述壳体外侧;以及
第二加捻齿轮复位弹性件,所述第二加捻齿轮复位弹性件设置于所述第二加捻齿轮限位件与所述壳体之间并将所述第二加捻齿轮与所述第一加捻齿轮分离。
在一个实施例中,所述芯轴驱动模块包括:
芯轴连接件,所述芯轴连接件套设于所述芯轴的外部并与所述芯轴固定连接;
联轴器,所述联轴器远端与所述芯轴连接件固定连接,所述联轴器近端与驱动电机固定连接;
离合器,所述离合器设置于所述芯轴连接件远端并套设于所述芯轴外部,所述离合器与所述芯轴连接件同步转动连接,所述离合器与所述加捻壳连接件可分离连接;以及
离合器复位弹性件,所述离合器复位弹性件设置于所述芯轴连接件与所述离合器之间;
可选地,所述芯轴驱动模块还包括芯轴连接件轴承,所述芯轴连接件轴承套设于所述芯轴连接件近端并将所述芯轴连接件可转动地支撑于所述壳体内;
可选地,所述芯轴驱动模块还包括:
制动组件,所述制动组件成对设置于所述联轴器两侧并用于对所述联轴器进行制动;
可选地,所述制动组件包括:
制动件滑块,所述制动件滑块设置于所述壳体外;
制动件,所述制动件设置于所述制动件滑块内侧,所述制动件大端伸出所述壳体外与所述制动件滑块可滑动连接,所述制动件小端插入所述壳体内并与所述联轴器外壁配合;以及
一对制动件复位弹性件,所述一对制动件复位弹性件设置于所述制动件与所述壳体之间,所述一对制动件复位弹性件的一端插入所述制动件对应的安装孔中,所述一对制动件复位弹性件的另一端插入所述壳体的对应安装孔中;
可选地,所述制动件滑块具有楔形底面,所述制动件大端设有限位槽,所述制动件滑块的楔形底面以及两侧面分别与所述限位槽的弧形顶面以及两侧面接触;
可选地,所述芯轴驱动模块还包括:
离合器拨环,所述离合器拨环滑动套设于所述壳体外并沿径向设有离合器拨叉安装孔;以及
离合器拨叉,所述离合器拨叉设置于所述离合器拨叉安装孔内并穿过所述壳体与所述离合器配合,使得通过操作所述离合器拨环能够带动所述离合器运动从而使所述离合器与所述加捻壳连接件分离或连接;
可选地,所述离合器拨环包括第一离合器拨环以及第二离合器拨环,所述第一离合器拨环与所述第二离合器拨环相对设置构成环状的所述离合器拨环。
可选地,所述的驱动控制机构还包括:
保护套驱动模块,所述保护套驱动模块套设于所述保护套近端并与所述保护套近端传动连接,通过所述保护套驱动模块驱动所述保护套运动;
可选地,所述保护套驱动模块包括保护套滑块、保护套滑块轴承以及保护套滑块端盖,所述保护套滑块套设于所述保护套近端并与所述保护套固定连接;所述保护套滑块轴承嵌设于所述保护套滑块近端环槽内,同时所述保护套滑块轴承外缘限位于所述保护套滑块近端环槽和所述保护套滑块端盖之间;所述保护套滑块端盖设置于所述保护套滑块近端并与所述保护套滑块固定连接;
可选地,所述保护套驱动模块包括至少两个保护套滑块轴承,所述至少两个保护套滑块轴承嵌设于所述保护套滑块近端环槽内并使得远离所述保护套滑块端盖的所述保护套滑块轴承远端端面与所述保护套近端端面接触;
可选地,所述保护套滑块设有保护套滑块锁定件,所述保护套滑块锁定件与所述壳体不同位置的对应结构配合以将所述保护套滑块锁定在所述壳体的不同位置。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果:
本发明的上述方案提供的左心室辅助装置,包括:驱动控制机构、传动轴及微型泵头;其中驱动控制机构包括加捻壳驱动模块和芯轴驱动模块;传动轴包括芯轴及可活动地套设于芯轴外的加捻壳;微型泵头包括泵头叶轮和泵头传动组件,泵头叶轮近端通过加捻壳与加捻壳驱动模块传动连接,泵头传动组件远端与泵头叶轮远端固定连接,泵头传动组件近端通过芯轴与芯轴驱动模块传动连接,通过芯轴驱动模块驱动芯轴与加捻壳同步转动以带动泵头叶轮的远端与近端共同转动,以使泵头叶轮以固定外径转动;通过加捻壳驱动模块驱动加捻壳与芯轴相对转动以带动泵头叶轮的近端相对远端转动,以使泵头叶轮折叠或展开;通过驱动控制机构、传动轴以及微型泵头的相互配合,可以实现左心室辅助装置的微型泵头中泵头叶轮的展开与折叠,以调整微型泵头中泵头叶轮的外径,进而提高左心室辅助装置的使用效率及安全性。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的左心室辅助装置的整体结构示意图;
图2是本发明一可选实施例提供的传动轴的立体结构示意图;
图3是图2的主视剖面图;
图4是本发明一可选实施例提供的保护套的立体结构示意图;
图5是本发明一可选实施例提供的加捻壳的立体结构示意图;
图6是本发明一可选实施例提供的芯轴的立体结构示意图;
图7是本发明一可选实施例提供的压力传感器的整体结构示意图;
图8是本发明一可选实施例提供的压力传感器中光纤与壳体的安装示意图;
图9是本发明一可选实施例提供的微型泵头与传动轴连接的剖面示意图;
图10是本发明一可选实施例提供的泵头叶轮展开时(常态)的立体结构示意图;
图11是图10的爆炸图;
图12是本发明一可选实施例提供的叶轮骨架展开时(常态)的立体结构示意图;
图13是本发明一可选实施例提供的叶轮叶面的立体结构示意图;
图14是本发明一可选实施例提供的叶轮骨架折叠时的立体结构示意图;
图15是本发明一可选实施例提供的可折展叶轮在常态下按图示方向旋转加捻的示意图;
图16是图15旋转加捻后折叠状态下的可折展叶轮的示意图;
图17是本发明一可选实施例提供的泵头传动组件的立体结构示意图;
图18是图17的爆炸图;
图19是本发明一可选实施例提供的泵头保护组件的立体结构示意图;
图20是图19的爆炸图;
图21是本发明一可选实施例提供的驱动控制机构的主视剖面图;
图22是本发明一可选实施例提供的壳体的立体结构示意图;
图23是本发明一可选实施例提供的第一壳体与离合器拨叉的装配示意图;
图24是本发明一可选实施例提供的第二壳体与离合器拨叉的装配示意图;
图25是图22的爆炸图;
图26是本发明一可选实施例提供的保护套驱动模块的立体结构示意图;
图27是图26的爆炸图;
图28是本发明一可选实施例提供的加捻壳驱动模块的立体结构示意图;
图29是本发明一可选实施例提供的第二齿轮组的立体结构示意图;
图30是图29的爆炸图;
图31是图29的主视剖面图;
图32是图28中加捻壳驱动模块的部分组件爆炸图;
图33是本发明一可选实施例提供的芯轴驱动模块的立体结构示意图;
图34是图33的爆炸图;
图35是本发明一可选实施例提供的离合器拨环的爆炸图;
图36是本发明一可选实施例提供的制动组件的爆炸图;
图37是本发明一可选实施例提供的制动组件主视剖面图;
图38是本发明一可选实施例提供的制动组件与第一壳体装配的剖面示意图;
图39是本发明一可选实施例提供的制动组件与第二壳体装配的剖面示意图;
图40是本发明一可选实施例提供的离合器与芯轴连接件的装配示意图;
图41是本发明一可选实施例提供的离合器与加捻壳连接件的装配示意图;
图42是本发明一可选实施例提供的左心室辅助装置的使用流程示意图;
图43是本发明一可选实施例提供的左心室辅助装置中泵头叶轮处于展开状态时驱动控制机构与传动轴、微型泵头的连接示意图;
图44是本发明一可选实施例提供的向远端滑动制动件滑块的示意图;
图45是本发明一可选实施例提供的在图中所示方向上旋转离合器拨环的示意图;
图46是本发明一可选实施例提供的向近端滑动离合器拨环的示意图;
图47是本发明一可选实施例提供的在图中所示方向上旋转离合器拨环的示意图;
图48是本发明一可选实施例提供的向驱动控制机构内侧推动第二齿轮组的示意图;
图49是本发明一可选实施例提供的在图中所示方向上旋转第二加捻齿轮的示意图;
图50是本发明一可选实施例提供的向近端滑动保护套滑块的示意图。
附图标号说明:1、左心室辅助装置;
2、微型泵头;21、泵头保护组件;211、顶套尖;212、锚固支架;2121、锚固支架骨架;2122、锚固支架膜;213、支架保护套连接环;
22、泵头叶轮;221、可折展叶轮;2211、叶轮骨架;2212、叶轮叶面;22111、远端固定环;22112、叶轮骨架丝;22113、近端固定环;222、加捻连接件;
23、泵头传动组件;231、顶套;232、顶轴轴套;233、顶轴轴承;234、顶套环;235、顶轴;236、芯轴套,237、芯轴套环;
3、传动轴;31、保护套;311、光纤孔;312、远端槽口;313、近端槽口;32、加捻壳;321、加捻连接件安装槽口;322、加捻壳微型泵头连接段;323、加捻壳柔性段;324、加捻壳驱动控制机构连接段;33、芯轴;34、光纤压力传感器;
4、驱动控制机构;40、壳体;401、第一壳体;4011、第一凸起;4012、第二凸起;4013、第三凸起;4014、第一光纤槽;402、第二壳体;4021、第四凸起;4022、第五凸起;4023、第六凸起;4024、第二光纤槽;403、远端盖;404、近端盖;405、制动组件盖;406、第二齿轮组盖;
41、保护套驱动模块;411、保护套滑块;4111、保护套滑块锁定件;412、保护套滑块轴承;413、保护套滑块端盖;
42、加捻壳驱动模块;421、第二齿轮组;4211、第二加捻齿轮限位件;4212、第二加捻齿轮轴轴承;4213、第二加捻齿轮;4214、第二加捻齿轮轴;4215、第二加捻齿轮复位弹性件;422、加捻壳轴套轴承;423、加捻壳轴套;424、第一加捻齿轮轴轴承,425、第一加捻齿轮;426、第一加捻齿轮轴;427、加捻壳连接件轴承;428、加捻壳连接件;
43、芯轴驱动模块;431、离合器拨叉;432、离合器拨环;4321、第一离合器拨环;4322、第二离合器拨环;4323、离合器拨叉安装孔;433、离合器;434、离合器复位弹性件;435、芯轴连接件;436、芯轴连接件轴承;437、联轴器;438、制动组件;4381、制动件滑块;43811、第七凸起;43812、楔形底面;4382、制动件;43821、限位槽;4383、制动件复位弹性件;439、电机法兰盘;4310、驱动电机;
5、压力传感器;51、光纤;511、压力监测光纤;512、信号传递光纤;52、光纤光栅解调仪;
6、导管;
A、近端;B、远端。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下文的描述中,出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是,相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下,与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外,特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
在以下描述中,为了清楚展示本发明的结构及工作方式,将借助诸多方向性词语进行描述,但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语,而不应当理解为限定性词语。
如图1至18所示,本发明的实施例提出一种左心室辅助装置1,包括驱动控制机构4、传动轴3以及微型泵头2,其中,驱动控制机构4用于为微型泵头2的运转提供驱动力并包括加捻壳驱动模块42和芯轴驱动模块43,传动轴3用于传递驱动控制机构4提供的驱动力并包括加捻壳32与芯轴33,微型泵头2包括泵头叶轮22和泵头传动组件23,其中,泵头传动组件23贯穿泵头叶轮22设置,泵头叶轮22近端通过加捻壳32与加捻壳驱动模块42传动连接,泵头传动组件23远端与泵头叶轮22远端固定连接,泵头传动组件23近端通过芯轴33与芯轴驱动模块43传动连接。通过芯轴驱动模块43驱动芯轴33与加捻壳32同步转动以带动泵头叶轮22的远端与近端共同转动,以使泵头叶轮22以固定外径转动;以及通过加捻壳驱动模块42驱动加捻壳32与芯轴33相对转动以带动泵头叶轮22的近端相对远端转动,以使泵头叶轮22折叠或展开。
在该实施例中,驱动控制机构4作为整个左心室辅助装置1中的驱动控制模块,通过传动轴3与微型泵头2传动连接,当芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端连接时,芯轴驱动模块43驱动芯轴33转动并带动加捻壳驱动模块42同步转动,加捻壳驱动模块42进一步带动加捻壳32转动,从而实现加捻壳32与芯轴33的同步转动,进而带动泵头叶轮22整体以固定的外径转动(这里的同步转动指的是以相同的角速度转动)。当芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端分离时,加捻壳驱动模块42驱动加捻壳32相对芯轴33转动(此时芯轴驱动模块43停止运行,芯轴33固定不动),在加捻壳32相对芯轴33转动时可带动泵头叶轮22的近端相对远端转动,泵头叶轮22的近端相对远端转动可以使泵头叶轮22展开或折叠,以改变泵头叶轮22的外径。
通过控制微型泵头2中泵头叶轮22的折叠或展开(泵头叶轮22折叠时,整体外径减小;泵头叶轮22展开时,整体外径远大于折叠时的外径),有助于实现微型泵头2以折叠状态经微创介入手术植入到人体内的指定位置,随后泵头叶轮22可在人体内变形展开为具备较大外径的螺旋状,以使左心室辅助装置1具备在低转速下即可为患者提供充足辅助血流量的能力,进而提高左心室辅助装置1的供血效率与使用安全性。同时可调整外径的泵头叶轮22还有助于降低整个微型泵头2进入和通过导管时的阻力,更有利于实现左心室辅助装置1的快速安全部署和回收。
这里,传动轴3作为整个左心室辅助装置1中驱动控制机构4与微型泵头2之间的连接件,可在患者体外实现通过辅助装置近端的驱动控制机构4对进入患者体内的辅助装置远端的微型泵头2的驱动控制,可以避免驱动控制机构4随微型泵头2一起进入患者体内,不仅减小了介入创口的大小,而且可以避免驱动控制机构4中电机产热可能对患者造成的危害,同时驱动控制机构4置于患者体外可以重复使用,进而降低了整个左心室辅助装置1的使用成本。
优选地,芯轴33远端与泵头传动组件23近端粘接固定,加捻壳32远端与泵头叶轮22近端粘接固定(泵头叶轮22远端与泵头传动组件23远端粘接固定);更优选地,这里的粘接固定均可以通过生物相容性胶水粘接,以避免对人体造成伤害。
这里,芯轴33与加捻壳32均为圆柱体,且加捻壳32为环形圆柱体,其内径与芯轴33的外径匹配,以便于套设于芯轴33的外部;其中,芯轴33的长度长于加捻壳32的长度,二者长度可以依据应用时的实际需求设置。
优选地,芯轴33可以由包塑钢丝绳制成,加捻壳32可以由多股双层同步扭矩弹簧管制成。
如图5所示,在本发明的一可选实施例中,加捻壳32可以包括加捻壳微型泵头连接段322、加捻壳柔性段323以及加捻壳驱动控制机构连接段324。加捻壳柔性段323分别与加捻壳微型泵头连接段322和加捻壳驱动控制机构连接段324通过焊接固定连接;其中,加捻壳微型泵头连接段322远端用于与泵头叶轮22近端固定连接,加捻壳驱动控制机构连接段324近端用于与加捻壳驱动模块42传动连接。这里,加捻壳柔性段323可以是由多股双层同步扭矩弹簧管一体成型制成,以保证整个传动轴3在使用过程中的柔韧性。
优选地,加捻壳微型泵头连接段322远端开设有与泵头叶轮22近端适配的加捻连接件安装槽口321,在进行泵头叶轮22与加捻壳32装配时,将加捻壳32远端的加捻连接件安装槽口321与泵头叶轮22近端的加捻壳连接槽口卡接,以实现加捻壳32与泵头叶轮22之间扭矩的稳定传递;更优选地,可以在卡接处使用生物相容性胶水进行粘接,在提高二者稳固连接的同时也可以避免对人体造成伤害。
如图2至图4所示,在本发明的一可选实施例中,传动轴3还可以包括保护套31,保护套31可活动地套设于加捻壳32外,保护套31近端与保护套驱动模块41传动连接,保护套31远端与泵头保护组件21近端固定连接,通过保护套驱动模块41控制保护套31在加捻壳32上滑动以控制泵头保护组件21的外径大小。
该实施例中,保护套31作为芯轴33与加捻壳32的保护层,整体为环形圆柱体,并套设于加捻壳32的外部,保护套31的内径略大于加捻壳32的外径,以便于保护套31套设于加捻壳32的外部,并在保护套31与加捻壳32之间填充润滑液,进而减小传动轴3在运行过程中的产热;其中,加捻壳32略长于保护套31,二者长度可以依据应用时的实际需求设置。优选地,保护套31可以由医用Pebax管制成,当然不限于医用Pebax管,也可以选择其他对人体无害的合适的材料均可;优选地,保护套31远端与泵头保护组件21近端可以通过生物相容性胶水固定粘接,以避免对人体造成伤害。
如图7至图8所示,在本发明的一可选实施例中,左心室辅助装置1还可以包括压力传感器5,该压力传感器5包括光纤51和光纤光栅解调仪52,光纤51与光纤光栅解调仪52通过螺纹连接器通信连接。保护套31上开设有光纤孔311,光纤51穿设于光纤孔311内。在使用左心室辅助装置1时,压力传感器5中的一部分随微型泵头2一起进入患者体内,可以实时采集患者的血流压力数据,以精准捕捉血流压力变化。
在本发明的一可选实施例中,保护套31远端和近端分别开设有便于装配和固定光纤51的远端槽口312和近端槽口313,优选地,远端槽口312设置于保护套31远端的侧壁上并沿轴向延伸,以及近端槽口313设置于保护套近端的侧壁上并位于远端槽口312的延伸方向上,光纤51远端由保护套31的近端槽口313穿入光纤孔311,并由保护套31的远端槽口312穿出。
如图7所示,光纤光栅解调仪52固定于驱动控制机构4上并与左心室辅助装置1的控制器模块通信连接。光纤51远端依次穿过驱动控制机构4的光纤槽和保护套31的光纤孔311,使得整个光纤51敷设于驱动控制机构4的第一光纤槽4014、第二光纤槽4024以及保护套31的光纤孔311内;光纤51近端与光纤光栅解调仪52通过螺纹连接器通信连接。
这里,光纤51具体可以包括压力监测光纤511以及与压力监测光纤511一体成型的信号传递光纤512,信号传递光纤512近端与光纤光栅解调仪52通过螺纹连接器通信连接。
该实施例中,压力监测光纤511为光纤刻写段,用于实时监测患者体内的血流压力数据。信号传递光纤512为光纤非刻写段,且信号传递光纤512近端与光纤光栅解调仪52通过螺纹连接器通信连接,用于将压力监测光纤511监测的血流压力数据实时传输至光纤光栅解调仪52。压力监测光纤511靠近微型泵头2敷设,在使用辅助装置时,随微型泵头2一起进入患者体内,以便于实时监测。
在进行光纤51敷设时,将压力监测光纤511由保护套31近端槽口313穿入光纤孔311,并由保护套31远端槽口312穿出,同时在保证压力监测光纤511完全穿出光纤孔311且刚好置于远端槽口312内时,将信号传递光纤512与光纤孔311粘接固定,以避免使用时脱落,进而实现对血流压力的实时监测并提高监测的准确性;优选地,可以使用生物相容性胶水将信号传递光纤512与光纤孔311粘接固定,以避免对人体造成伤害。
如图10至图11所示,本发明的一可选实施例中,泵头叶轮22包括可折展叶轮221以及加捻连接件222;可折展叶轮221远端通过泵头传动组件23与芯轴33固定连接,可折展叶轮221近端与加捻连接件222远端卡接,加捻连接件222近端与加捻壳32固定连接。
该实施例中,可折展叶轮221近端与加捻连接件222远端卡接固定,并通过加捻连接件222近端与加捻壳32远端固定连接,加捻壳32近端与驱动控制机构4中的加捻壳驱动模块42传动连接。通过加捻壳驱动模块42驱动加捻壳32转动,加捻壳32转动带动加捻壳连接件222转动,并通过加捻壳连接件222带动可折展叶轮221近端转动。由于可折展叶轮221远端通过泵头传动组件23与芯轴33远端固定连接,芯轴33近端与驱动控制机构4中的芯轴驱动模块43传动连接,通过芯轴驱动模块43驱动芯轴33转动,芯轴33转动带动泵头传动组件23转动,并通过泵头传动组件23带动可折展叶轮221远端转动。
当芯轴33与加捻壳32同步转动时,可折展叶轮221远端与近端同步转动,以使得泵头叶轮22整体在外径尺寸固定的情况下转动。当加捻壳32相对芯轴33转动时,可折展叶轮221近端相对远端转动,可折展叶轮221在近端相对远端转动的情况下会展开或折叠,以改变整个泵头叶轮22的外径(展开时外径增大,折叠时外径减小)。
可选地,加捻连接件222上开设有供芯轴33穿过的芯轴孔,以便于芯轴33远端穿过加捻连接件222,并通过泵头传动组件23与可折展叶轮221远端固定连接。
如图12至图13所示,本发明的一可选实施例中,可折展叶轮221包括叶轮骨架2211以及叶轮叶面2212,叶轮骨架2211近端通过加捻连接件222与加捻壳32固定连接,叶轮骨架2211远端通过泵头传动组件23与芯轴33固定连接,叶轮叶面2212包覆于叶轮骨架2211外。
该实施例中,叶轮骨架2211整体上可以实现加捻折叠或加捻展开,叶轮叶面2212包覆于叶轮骨架2211的外部,且叶轮叶面2212远端与近端分别粘接固定于叶轮骨架2211远端与近端,以保证叶轮叶面2212不会在折展和辅助供血过程中脱落。
优选地,叶轮叶面2212可以通过具备生物相容性的超弹性医用硅胶材料进行制备,一方面可以降低泵头叶轮22在使用过程中对人体以及血细胞造成的伤害,另一方面可以使得泵头叶轮22具备大折展比变形能力(在叶轮骨架2211加捻展开时,叶轮叶面2212可以被叶轮骨架2211向外顶起形成螺旋状叶轮并增大整体泵头叶轮22的外径,在叶轮骨架2211加捻折叠时,叶轮叶面2212会向内收缩为圆柱状并减小整体泵头叶轮22的外径);优选地,这里,医用硅胶材料可由质量配比为2:1的Dragon Skin硅酮和Slic Thinner稀释剂常温搅拌调配、加热固化成膜;该医用硅胶材料具有较好的弹性变形能力,其100%杨氏模量为21.75kPa,能够达到的最大应变为1328.2%,能够承受的最大应力为675.3kPa,以满足整个微型泵头2在使用时的需求。
可选地,叶轮骨架2211包括近端固定环22113、远端固定环22111以及叶轮骨架丝22112。近端固定环22113近端通过加捻连接件222与加捻壳32固定连接。远端固定环22111通过泵头传动组件23与芯轴33固定连接。叶轮骨架丝22112呈螺旋状设于近端固定环22113和远端固定环22111之间。
该实施例中,近端固定环22113和远端固定环22111均为环状圆柱体,且近端固定环22113和远端固定环22111的外径可以根据使用时医用导管的内径进行设置。优选地,近端固定环22113的外径和远端固定环22111的外径相等且略小于医用导管的内径。近端固定环22113和远端固定环22111的设置,可以保证可折展叶轮221在折叠状态下整体为圆柱状,且可折展叶轮221在折叠状态下的外径小于医用导管内径,以便于通过微创介入手术将可折展叶轮221经人体血管植入到合适的位置。
这里,远端固定环22111、近端固定环22113以及叶轮骨架丝22112可以通过金属3D打印以一体成型的方式进行制备,并得到叶轮骨架2211。远端固定环22111、近端固定环22113以及叶轮骨架丝22112也可以通过飞秒激光切割镍钛合金管进行制备,并得到叶轮骨架2211。
设置于近端固定环22113与远端固定环22111之间的叶轮骨架丝22112有多条,多条叶轮骨架丝22112沿同一螺旋方向并列连接于近端固定环22113与远端固定环22111之间。优选地,多条叶轮骨架丝22112可以是通过插入远端固定环22111近端装配孔和近端固定环22113远端装配孔,以形锁合的方式分别与远端固定环22111和近端固定环22113进行装配,更优选地,在装配处可以涂抹生物相容性胶水进行粘接固定。
在一个实施例中,叶轮骨架丝22112由具备一定刚度的超弹性材料制成,优选地,该弹性材料为具备一定刚度的超弹性镍钛金属材料,叶轮骨架丝22112可以通过模具热处理镍钛金属丝进行制备。该超弹性镍钛金属材料制成的叶轮骨架丝22112可以为展开后的可折展叶轮221提供一定的刚度,保证可折展叶轮221在旋转过程中的稳定性。
可折展叶轮221在展开状态下(常态),叶轮骨架丝22112呈螺旋状,优选为少周期螺旋状,例如可以是单周期螺旋或双周期螺旋,并且螺旋外缘向外伸出。可折展叶轮221在展开状态下,当近端固定环22113相对远端固定环22111沿螺旋方向转动时,叶轮骨架丝22112的螺旋周期会增加,叶轮骨架丝22112进一步加捻折叠,使得螺旋外缘向内收回,可折展叶轮221外径减小。
这里,可折展叶轮221可以通过以下方式制备:将展开状态下(如图12所示)的叶轮骨架2211加捻预紧至折叠状态(如图14所示),并将叶轮叶面2212套至叶轮骨架2211表面,得到如图16所示折叠状态下的可折展叶轮221。按照如图16所示的旋转方向释放预紧力,使叶轮骨架丝22112在弹性作用下恢复至少周期螺旋状,螺旋外缘向外伸出,可折展叶轮221外径增大,即可获得如图15所示的可折展叶轮221。反之,按照如图15所示的旋转方向进行加捻,便可得到如图16所示折叠状态下的可折展叶轮221。
在本发明的一可实现示例中,加捻连接件222远端可以设有多个转动限位凸台,近端固定环22113近端外缘相应开设有多个限位槽,加捻连接件222与近端固定环22113通过转动限位凸台与限位槽插接配合进行转动限位。加捻连接件222与近端固定环22113之间的转动限位凸台、限位槽装配连接可以更好的通过加捻连接件222向可折展叶轮221传递加捻扭矩,以实现可折展叶轮221的一步式加捻折展。
在本发明的一可实现示例中,叶轮叶面2212的远端和近端分别包覆于远端固定环22111和近端固定环22113外,并被叶轮骨架丝22112向外顶起形成叶轮。这里,叶轮叶面2212与远端固定环22111和近端固定环22113之间可以分别通过生物相容性胶水进行粘接,以保证叶轮叶面2212不会在折展和辅助供血过程中脱落,同时生物相容性胶水也可以避免对人体造成伤害。
如图17至图18所示,本发明的一可选实施例中,泵头传动组件23包括芯轴套236、顶轴235、顶轴轴承233、顶轴轴套232以及顶套231。芯轴套236贯穿叶轮骨架2211,芯轴套236远端与远端固定环22111固定连接,芯轴套236近端套设于近端固定环22113内并与芯轴33固定连接。顶轴235近端固定嵌入芯轴套236远端,顶轴轴承233套设于顶轴235远端,且顶轴轴承233近端端面与芯轴套236远端端面接触。顶轴轴套232固定套设于顶轴235远端,且顶轴轴承233内缘限位于芯轴套236远端端面与顶轴轴套232近端端面之间。顶套231近端套接于顶轴235远端,且顶套231近端开设有与顶轴轴承233相适配的环槽。
该实施例中,芯轴套236穿过近端固定环22113与远端固定环22111,且芯轴套236远端与远端固定环22111固定连接,芯轴套236近端套设于传动轴3中芯轴33远端外部。优选地,芯轴套236近端上固定套设有芯轴套环237,芯轴套环237在其近端端面与芯轴套236近端端面平齐的前提下固定套设于芯轴套236近端,且芯轴套环237限位于近端固定环22113近端与加捻连接件222远端之间。这里可以使用生物相容性胶水将芯轴套236与芯轴套环237进行粘接固定,以保证芯轴套环237不会从芯轴套236上脱落。
优选地,可以通过芯轴套环237远端端面对可折展叶轮221进行轴向定位,在此基础上可以使用生物相容性胶水将远端固定环22111与芯轴套236进行粘接,由于芯轴33插接固定于芯轴套236内,在将芯轴33插入芯轴套236内至芯轴33远端端面与顶轴235近端端面接触时,可以使用生物相容性胶水将芯轴套236和芯轴33进行粘接固定。
可选地,芯轴套236上套设由顶套环234,顶套环234套设于芯轴套236远端,且顶套环234远端端面与顶套231近端端面固定连接。
可选地,顶套231近端通过顶轴轴承233套设于顶轴235远端;顶轴轴承233嵌设于顶套231近端开设的环槽内,且顶轴轴承233的外缘限位于该环槽与顶套环234之间。这里,可以使用生物相容性胶水将顶轴轴套232与顶轴235进行粘接固定,以保证顶轴轴套232不会从顶轴235上脱落。在将顶套231套至顶轴轴承233外后,在确保顶套231与顶轴轴承233远端端面接触的情况下以及顶套环234与顶轴轴承233近端端面接触的情况下,可以使用生物相容性胶水将顶套231和顶套环234进行粘接固定。
通过将芯轴套236远端与可折展叶轮221的远端固定环22111固定连接,将芯轴套236近端与芯轴33远端固定连接(芯轴套236近端套设在芯轴33远端外并固定连接),可以通过驱动控制机构4中的芯轴驱动模块43驱动芯轴33转动。在芯轴33转动时,在泵头传动组件23中部件的配合作用下,使可折展叶轮221远端与芯轴33保持同步转动。当通过驱动控制机构4中的加捻壳驱动模块42驱动加捻壳32转动时,加捻壳32转动并通过加捻连接件222带动可折展叶轮221近端与加捻壳32保持同步转动。当芯轴33与加捻壳32同步转动时,可折展叶轮221远端与近端保持同步转动,进而实现可折展叶轮221整体以固定的外径在单一方向上转动。在芯轴33与加捻壳32相对转动时,可折展叶轮221远端与近端保持相对转动,进而实现可折展叶轮221的折叠与展开,以调整整个可折展叶轮221的外径。
如图19至图20所示,本发明的一可选实施例中,微型泵头2还可以包括泵头保护组件21,泵头保护组件21同轴罩设于泵头叶轮22外,且泵头保护组件21近端通过保护套31与保护套驱动模块41传动连接,泵头保护组件21远端与泵头传动组件23远端固定连接。
该实施例中,泵头保护组件21同轴罩设于泵头叶轮22外,以实现对泵头叶轮22的保护。这里,泵头保护组件21近端与保护套31远端固定连接,泵头保护组件21远端与泵头传动组件23远端固定连接。由于保护套31套设于加捻壳32外,且保护套31近端与保护套驱动模块41传动连接,在保护套驱动模块41驱动保护套31在加捻壳32上滑动时,可以控制泵头保护组件21的近端与远端之间的相对距离,进而控制泵头保护组件21折叠或展开,以调整泵头保护组件21的外径。具体的,当保护套驱动模块41驱动保护套31向远端滑动时,泵头保护组件21的近端与远端相对距离减小,泵头保护组件21的外径增大;当保护套驱动模块41驱动保护套31向近端滑动时,泵头保护组件21的近端与远端相对距离增大,泵头保护组件21的外径减小,以匹配泵头叶轮22外径的增大或减小。
进一步的,泵头保护组件21可以包括锚固支架212和顶套尖211,锚固支架212近端与保护套31远端固定连接,锚固支架212环状远端套设固定于泵头传动组件23远端。顶套尖211设置于锚固支架212远端,且顶套尖211近端与泵头传动组件23远端固定连接。
该实施例中,锚固支架212近端与远端均可以设置为环状,顶套尖211近端与泵头传动组件23中顶套231远端固定连接;可选地,顶套231远端设有锚定槽,顶套尖211近端设有锚定杆,通过锚定杆与锚定槽插接配合以将顶套尖211近端安装于顶套231内。可选地,顶套尖211远端设置为平滑圆顶状,以便于整个微型泵头2通过微创介入进入患者体内,并降低血流流经微型泵头2时所受到的阻力。
可选地,泵头保护组件21还可以包括支架保护套连接环213,支架保护套连接环213远端内嵌固定于锚固支架212环状近端内,且支架保护套连接环213远端端面与锚固支架212环状近端的远端端面平齐。此外,支架保护套连接环213滑动套设于加捻壳32外,且与传动轴3的保护套31远端固定连接,以进一步加强保护套31远端与锚固支架212近端的固定连接。
这里,在将锚固支架212环状近端套至支架保护套连接环213外,且确保支架保护套连接环213远端端面与锚固支架212环状近端的远端端面平齐的条件下,可以使用生物相容性胶水将锚固支架212近端与支架保护套连接环213粘接固定。随后将保护套31套至支架保护套连接环213近端,并在确保保护套31远端端面与锚固支架212环状近端的近端端面接触的情况下,可以使用生物相容性胶水先后将保护套31与支架保护套连接环213和锚固支架212粘接固定。
在本发明的一可选实施例中,锚固支架212包括锚固支架骨架2121和锚固支架膜2122,锚固支架骨架2121近端与保护套31远端固定连接,锚固支架骨架2121远端套设固定于泵头传动组件23远端,锚固支架膜2122套设于锚固支架骨架2121外。
该实施例中,锚固支架骨架2121为整个泵头保护组件21提供一定的锚固支撑力,锚固支架膜2122套设于锚固支架骨架2121外,可以用于降低锚固支架212与血管之间接触应力;优选地,锚固支架骨架2121与锚固支架膜2122可以通过生物相容性胶水进行粘接固定。这里,锚固支架骨架2121可以通过激光切割镍钛合金管进行制备,锚固支架膜2122可以通过倒模医用硅胶材料进行制备;优选地,医用硅胶材料可由质量配比为2:1的DragonSkin硅酮和Slic Thinner稀释剂常温搅拌调配、加热固化成膜;该医用硅胶材料具有较好的弹性变形能力,其100%杨氏模量为21.75kPa,能够达到的最大应变为1328.2%,能够承受的最大应力为675.3kPa,以满足整个微型泵头2在使用时的需求。
在本发明的一可选实施例中,锚固支架骨架2121包括锚固支架骨架近端环、锚固支架骨架远端环以及多个并列设于锚固支架骨架近端环、锚固支架骨架远端环之间的锚固支架骨架丝;锚固支架骨架丝在锚固支架骨架近端环与锚固支架骨架远端环相互靠近时向外弯曲,以使泵头保护组件21的结构外扩,以及锚固支架骨架丝在锚固支架骨架近端环与锚固支架骨架远端环相互远离时向内绷紧以使泵头保护组件21的结构内收。
该实施例中,锚固支架骨架近端环内嵌支架保护套连接环213,并通过支架保护套连接环213进一步加强与保护套31的固定连接,锚固支架骨架远端环套设固定于顶套231远端外。
锚固支架骨架丝设置为多个,多个锚固支架骨架丝并列设于锚固支架骨架远端环与锚固支架骨架近端环之间,并形成具有笼状结构的锚固支架骨架2121;该锚固支架骨架丝在锚固支架骨架近端环和锚固支架骨架远端环相互靠近时,可以向外弯曲,以使笼状结构向外扩张;反之,锚固支架骨架丝可以向两端拉伸,以使笼状结构向内收缩。
本发明的实施例提供的微型泵头2,在具体应用到左心室辅助装置中时,需要与传动轴3远端进行装配,装配过程具体如下:
步骤11,将芯轴套236和芯轴套环237近端端面对齐并粘接固定,随后将可折展叶轮221套至芯轴套236,并通过芯轴套环237远端端面对可折展叶轮221进行轴向定位,并将远端固定环22111与芯轴套236进行粘接固定;
步骤12,将顶轴235插入芯轴套236至特定位置并将两者进行粘接固定,然后先后将顶套环234套至芯轴套236、顶轴轴承233套至顶轴235,并使用芯轴套236远端端面对顶轴轴承233进行轴向定位;随后将顶轴轴套232套至顶轴235,并在通过顶轴轴承233远端端面对顶轴轴套232进行轴向定位的基础上将顶轴轴套232与顶轴235进行粘接固定;最后将顶套231套至顶轴轴承233,并在确保顶套231和顶套环234分别与顶轴轴承233远端端面和近端端面接触的情况下,将顶套231和顶套环234进行粘接固定;
步骤13,将锚固支架212环状近端套至支架保护套连接环213,并在支架保护套连接环213远端端面与锚固支架212环状近端的远端端面平齐的条件下,将锚固支架212近端与支架保护套连接环213粘接固定;随后将保护套31套至支架保护套连接环213近端,并在确保保护套31远端端面与锚固支架212环状近端的近端端面接触的情况下,先后将保护套31与支架保护套连接环213和锚固支架212粘接;将加捻连接件222近端装配至加捻壳32远端,并对装配处进行粘接固定;将芯轴33插入芯轴套236至芯轴33远端端面与顶轴235近端端面接触,并将芯轴套236和芯轴33进行粘接固定;
步骤14,将芯轴33插入加捻壳32,将加捻连接件222远端插接装配至近端固定环22113近端,并对装配处进行粘接固定;随后再将加捻壳32插入保护套31的同时,将锚固支架212环状远端套至顶套231远端,并将锚固支架212与顶套231粘接;最后将顶套尖211装配至顶套231远端;至此传动轴3与微型泵头2装配完毕;
通过驱动控制机构4驱动加捻壳32与芯轴33同步转动或相对转动;在加捻壳32与芯轴33同步转动时,泵头叶轮22整体以固定的外径在单一方向上转动,以实现泵血功能;在加捻壳32与芯轴33相对转动时,泵头叶轮22近端相对于远端转动,可折展叶轮221会展开或折叠,进而改变整个泵头叶轮22的外径(展开时增大外径,折叠时减小外径);
在可折展叶轮221折叠时,整个泵头叶轮22的外径减小,泵头叶轮22处于折叠状态,此时配合保护套驱动模块41驱动保护套31向近端滑动,以使泵头保护组件21的结构向内收缩,进而可以使整个微型泵头2处于折叠状态,微型泵头2整体以折叠状态通过微创介入方式进入患者体内,可以提高使用的安全性及便捷性;折叠状态的泵头叶轮22进入患者体内后,通过在体内变形展开为具备较大外径的展开状态,且此时泵头叶轮22的外径远大于折叠状态下的外径,进而使左心室辅助装置1在低转速下即可为患者提供充足辅助血流量的能力,从而提高左心室辅助装1置的供血效率,并降低溶血风险;同时可调整外径的泵头叶轮22和泵头保护组件21可有效降低整个微型泵头2进入和通过导管时的阻力,更有利于实现左心室辅助装置1的快速安全部署和回收。
如图21至图24所示,本发明的一可选实施例中,驱动控制机构4还包括具有空腔结构的壳体40。其中,加捻壳驱动模块42设置于壳体40内,加捻壳驱动模块42远端与加捻壳32近端传动连接。芯轴驱动模块43设置于壳体40内并布置在加捻壳驱动模块42近端,芯轴驱动模块43远端与芯轴33近端传动连接,且芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端可分离连接。
在芯轴驱动模块43与加捻壳驱动模块42连接时,芯轴驱动模块43驱动芯轴33与加捻壳32同步转动,并带动泵头叶轮22远端与近端共同转动,泵头叶轮22整体以固定的外径在单一方向上转动,实现泵血功能;以及在芯轴驱动模块43与加捻壳驱动模块42分离时,加捻壳驱动模块42驱动加捻壳32相对于芯轴33转动,并带动泵头叶轮22近端相对于远端转动,泵头叶轮22折叠或展开,从而可以调整泵头叶轮22的外径。
该实施例中,加捻壳驱动模块42以及芯轴驱动模块43依次设置于壳体40内,且芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端可分离连接;当芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端连接时,芯轴驱动模块43驱动芯轴33转动并带动加捻壳驱动模块42同步转动,加捻壳驱动模块42进一步带动加捻壳32转动,从而实现加捻壳32与芯轴33的同步转动,在加捻壳32与芯轴33同步转动时,可以带动整个泵头叶轮22整体以固定的外径转动;当芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端分离时,加捻壳驱动模块42驱动加捻壳32相对于芯轴33转动(此时芯轴驱动模块43停止运行,芯轴53固定不动),在加捻壳32相对于芯轴33转动时,会带动泵头叶轮22近端相对于远端转动,泵头叶轮22近端相对于远端转动时可以使泵头叶轮22展开或折叠,有助于实现微型泵头2以折叠状态经微创介入手术植入到人体内的指定位置,随后泵头叶轮22可在人体内变形展开为具备较大外径的螺旋状,以使左心室辅助装置1具备在低转速下即可为患者提供充足辅助血流量的能力,进而提高辅助装置的供血效率与使用安全性;同时可调整外径的泵头叶轮22还有助于降低整个微型泵头2进入和通过导管时的阻力,更有利于实现左心室辅助装置1的快速安全部署和回收。
如图26至图27所示,本发明的一可选实施例中,驱动控制机构4还可以包括保护套驱动模块41,该保护套驱动模块41套设于保护套31近端并与保护套31近端传动连接,通过保护套驱动模块41驱动保护套31运动。由于保护套31套设于加捻壳32外,在保护套驱动模块41驱动保护套31在加捻壳32上运动时,可以控制泵头保护组件21的近端与远端之间的相对距离,进而控制泵头保护组件21折叠或展开,以调整泵头保护组件21的外径,以匹配泵头叶轮22外径的增大或减小。具体地,保护套驱动模块41驱动保护套31向远端滑动时,泵头保护组件21的近端与远端相对距离减小,泵头保护组件21的外径增大,保护套驱动模块41驱动保护套31向近端滑动时,泵头保护组件21的近端与远端相对距离增大,泵头保护组件21的外径减小。
优选地,上述保护套驱动模块41可以包括保护套滑块411、保护套滑块轴承412以及保护套滑块端盖413,其中,保护套滑块411套设于保护套31近端并与保护套31固定连接。保护套滑块411近端设有与保护套滑块轴承412相适配的环槽,保护套滑块轴承412嵌设于保护套滑块411近端环槽内且保护套滑块轴承412外缘限位于保护套滑块411近端环槽和保护套滑块端盖413之间,在保证保护套31近端端面与保护套滑块411近端所设环槽远端端面平齐的情况下,可以使用胶水将保护套滑块411与保护套31粘接固定。保护套滑块端盖413设置于保护套滑块411近端并与保护套滑块411固定连接。其中,保护套滑块411、保护套滑块端盖413可以通过光固化3D打印医用硬质树脂进行制备。
可选地,保护套驱动模块41包括至少两个保护套滑块轴承412,至少两个保护套滑块轴承412嵌设于保护套滑块411近端环槽内并使得远离保护套滑块端盖413的保护套滑块轴承412远端端面与保护套31近端端面接触;且至少两个保护套滑块轴承412外缘限位于保护套滑块411近端环槽和保护套滑块端盖413之间,保护套滑块端盖413套设在传动轴3近端,在保证保护套滑块轴承412远端端面与保护套滑块411环槽远端端面接触且保护套滑块轴承412近端端面与保护套滑块端盖413远端端面接触的情况下,可以优选使用胶水将保护套滑块411与保护套滑块端盖413粘接固定。
优选地,保护套滑块411设有保护套滑块锁定件4111,保护套滑块锁定件4111与壳体40上的不同位置的对应结构配合以将保护套滑块411锁定在壳体40的不同位置,优选地,保护套滑块锁定件4111为设置在保护套滑块411表面的凹槽,下文还会进一步详细描述。
优选地,壳体40上沿轴向方向开设有滑动通槽,保护套滑块411的两侧滑动设于滑动通槽内,以实现整体保护套滑块411在壳体40内沿轴向方向滑动,并通过保护套滑块锁定件4111将保护套滑块411锁定在壳体40的不同位置。
如图22至图25所示,本发明的一可选实施例中,壳体40包括第一壳体401以及与第一壳体401配合安装的第二壳体402,第一壳体401与第二壳体402相对设置并在内部形成空腔结构。
可选地,壳体40还包括远端盖403、第二齿轮组盖406、制动组件盖405以及近端盖404。远端盖403和近端盖404分别设置于壳体40的远端和近端,第二齿轮组盖406设置于加捻壳驱动模块42中的第二齿轮组外侧,以及制动组件盖405设置于制动组件438外侧。这里,第一壳体401、第二壳体402、远端盖403、近端盖404、制动组件盖405以及第二齿轮组盖406均可以通过开模注塑进行制备。
优选地,第一壳体401与第二壳体402相对接的配合面上设置有凸台;第二壳体402与第一壳体401相对接的配合面上、与凸台对应的位置上设置有凹槽,在第一壳体401配合面的凸台与第二壳体402配合面的凹槽对齐的前提下将第一壳体401装配至第二壳体402上,并使用螺钉对两者进行固定;如图23所示,优选地,第一壳体401配合面开设有第一光纤槽4014,如图24所示,第二壳体402配合面开设有第二光纤槽4024;在第一壳体401与第二壳体402相对设置形成空腔结构的壳体40时,第一光纤槽4014与第二光纤槽4024也相互对接形成用于敷设光纤51的光纤槽。
优选地,第一壳体401远端与第二壳体402远端、第一壳体401近端与第二壳体402近端分别设置有相互对接的外螺纹,第一壳体401远端与第二壳体402远端与远端盖403螺接固定,第一壳体401近端与第二壳体402近端与近端盖404螺接固定,以进一步保证第一壳体401与第二壳体402连接的稳固性。
更优选地,在第一壳体401的外壁上设置有第一凸起4011、第二凸起4012、第三凸起4013,在第二壳体402的外壁上设置有第四凸起4021、第五凸起4022、第六凸起4023;其中,第一凸起4011、第二凸起4012、第四凸起4021、第五凸起4022与保护套驱动模块41中保护套滑块411上的保护套滑块锁定件4111相配合以将保护套滑块411锁定在壳体40的不同位置;第三凸起4013和第六凸起4023与芯轴驱动模块43中的相关部件相配合,下文还会进一步详细描述。
如图28至图32所示,本发明的一可选实施例中,加捻壳驱动模块42包括加捻壳连接件428以及加捻齿轮组。加捻壳连接件428与加捻壳32固定连接,同时加捻壳连接件428近端与芯轴驱动模块43远端可分离连接。加捻齿轮组设置于加捻壳连接件428远端并用于在芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端分离时控制加捻壳连接件428转动。
在该实施例中,加捻壳连接件428配合加捻壳32,使得驱动控制机构4可以通过加捻的方式来实现泵头叶轮22的受控折叠或展开,以便于临床操作;同时在泵头叶轮22折叠或展开过程中,仅有外径发生变化,其轴向尺寸不变,使得泵头叶轮22的变形过程具有较高的可控性。
在本发明的一可选实施例中,加捻齿轮组可以包括第一加捻齿轮轴426、第一加捻齿轮425、第一加捻齿轮轴轴承424、加捻壳连接件轴承427以及第二齿轮组421。其中,第一加捻齿轮425套设于第一加捻齿轮轴426并通过第一加捻齿轮轴426与加捻壳连接件428固定连接,第一加捻齿轮轴轴承424设置于第一加捻齿轮轴426远端并将第一加捻齿轮轴426可转动地支撑于壳体40内,加捻壳连接件轴承427设置于加捻壳连接件428中段并将加捻壳连接件428可转动地支撑于壳体40内,第二齿轮组421与第一加捻齿轮425可分离啮合并在第二齿轮组421与第一加捻齿轮425啮合时控制第一加捻齿轮425转动。其中第一加捻齿轮425、第一加捻齿轮轴426及加捻壳连接件428可通过机加工铝合金进行制备。
如图32所示,第一加捻齿轮轴426可以设置为具有多级台阶状的轴体,在进行装配时,将第一加捻齿轮425装配至第一加捻齿轮轴426的D型轴段,并优选使用尖端机米进行固定;然后将第一加捻齿轮轴轴承424套至第一加捻齿轮轴426远端,再将第一加捻齿轮轴426套至加捻壳32近端;将加捻壳连接件轴承427从加捻壳连接件428远端至加捻壳连接件428中段,然后将加捻壳连接件428套至加捻壳32近端,并在保证加捻壳连接件428近端端面与加捻壳32近端端面对齐的情况下,优选使用尖端机米对加捻壳连接件428与加捻壳32进行固定,此后将第一加捻齿轮轴426近端套至加捻壳连接件428远端,优选地,可以使用尖端机米对第一加捻齿轮轴426和加捻壳连接件428进行固定。优选地,加捻齿轮组还可以包括加捻壳轴套423以及两组加捻壳轴套轴承422。加捻壳轴套423的两端分别套设有两组加捻壳轴套轴承422,加捻壳轴套423套设于加捻壳32近端,并设置于第一加捻齿轮轴426近端。其中加捻壳轴套423可通过机加工铝合金进行制备。
如图29至图31所示,在本发明的一可选实施例中,第二齿轮组421包括第二加捻齿轮轴4214、第二加捻齿轮4213、第二加捻齿轮轴轴承4212、第二加捻齿轮限位件4211以及第二加捻齿轮复位弹性件4215。其中,第二加捻齿轮4213套设于第二加捻齿轮轴4214并与第一加捻齿轮425可分离啮合;第二加捻齿轮轴轴承4212设置于第二加捻齿轮轴4214与第二加捻齿轮4213之间;第二加捻齿轮限位件4211分别设置于第二加捻齿轮轴4214两端并与第二加捻齿轮轴4214固定连接,第二加捻齿轮限位件4211一侧插入壳体40内,第二加捻齿轮限位件4211的另一侧伸出壳体40外并将第二加捻齿轮4213支撑在壳体40外侧,第二加捻齿轮复位弹性件4215设置于第二加捻齿轮限位件4211与壳体40之间并用于将第二加捻齿轮4213与第一加捻齿轮425分离。优选地,第二加捻齿轮复位弹性件4215可以包括两组第二加捻齿轮复位弹簧,其中,每组第二加捻齿轮复位弹簧均包括两根弹簧。
在进行第二齿轮组421装配时,首先将两个第二加捻齿轮轴轴承4212分别嵌入第二加捻齿轮4213的两侧,并使第二加捻齿轮轴轴承4212的外侧端面与第二加捻齿轮4213的端面对齐;其次将第二加捻齿轮轴4214依次插入两个第二加捻齿轮轴轴承4212,并使第二加捻齿轮轴4214的中心与第二加捻齿轮4213的中心重合;随后将两个第二加捻齿轮限位件4211的小端朝内分别套至第二加捻齿轮轴4214的两端,并在保证第二加捻齿轮限位件4211的大端端面与第二加捻齿轮轴4214的端面对齐,同时两个第二加捻齿轮限位件4211的顶面也对齐的前提下,可以优选使用尖端机米分别将两个第二加捻齿轮限位件4211与第二加捻齿轮轴4214进行固定;最后将第二加捻齿轮复位弹性件4215插入第二加捻齿轮限位件4211的对应安装孔中,并优选使用生物相容性胶水将第二加捻齿轮复位弹性件4215的端面与第二加捻齿轮限位件4211的对应安装孔底面进行粘接。其中第二加捻齿轮限位件4211、第二加捻齿轮4213、第二加捻齿轮轴4214可以通过机加工铝合金进行制备。
优选地,两个第二加捻齿轮限位件4211上端可以覆盖第二齿轮组盖406,用于对第二齿轮组421进行限位,防止第二齿轮组421从壳体40脱落,同时以避免对第二齿轮组421的误操作。
通过设置第二齿轮组421,在芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端分离时,通过向内按压第二加捻齿轮4213至第二加捻齿轮4213与第一加捻齿轮425啮合,此时通过拨动第二加捻齿轮4213,可以实现对第一加捻齿轮425的操作,并通过第一加捻齿轮425驱动与第一加捻齿轮425固定连接的加捻壳连接件428与第一加捻齿轮425同步转动,并带动加捻壳32与第一加捻齿轮425同步转动,并通过加捻壳32驱动泵头叶轮22的近端相对于远端转动,进而可以控制泵头叶轮22展开或折叠。
如图33至图34所示,本发明的一可选实施例中,芯轴驱动模块43包括芯轴连接件435、联轴器437、离合器433以及离合器复位弹性件434,其中,芯轴连接件435套设于芯轴33的外部并与芯轴33固定连接;联轴器437远端与芯轴连接件435固定连接,联轴器437近端与驱动电机4310固定连接;离合器433设置于芯轴连接件435远端并套设于芯轴33外部,离合器433与芯轴连接件435同步转动连接,离合器433与加捻壳连接件428可分离连接;离合器复位弹性件434设置于芯轴连接件435与离合器433之间。优选地,该离合器复位弹性件434可以包括三个离合器复位弹簧。
优选地,芯轴驱动模块43还包括芯轴连接件轴承436,芯轴连接件轴承436套设于芯轴连接件435近端并将芯轴连接件435可转动地支撑于壳体40内。在进行芯轴连接件435、联轴器437与驱动电机4310的装配时,可以使用螺钉将电机法兰盘439与驱动电机4310进行固定,随后将芯轴连接件435近端插入联轴器437远端、驱动电机4310的转轴插入联轴器437近端,并使用螺钉进行固定。其中离合器433、芯轴连接件435、联轴器437及电机法兰盘439可通过机加工铝合金进行制备
可选地,如图40至图41所示,离合器433与加捻壳连接件428和芯轴连接件435之间均通过槽口进行配合,以实现旋转运动的传递,其中离合器433与芯轴连接件435之间始终保持连接状态,而离合器433与加捻壳连接件428之间存在连接和非连接两种状态,加捻壳连接件428近端设置有坡口,可便于实现离合器433与加捻壳连接件428的插接。
优选地,芯轴连接件435上设置有供离合器复位弹性件434插入的对应安装孔,在进行装配时,该离合器复位弹性件434近端插入芯轴连接件435的对应安装孔中,优选地,可以使用胶水将离合器复位弹性件434近端端面与芯轴连接件435的对应安装孔底面进行粘接。由于离合器433近端套设在芯轴连接件435远端(离合器433近端端面上开设有对应安装孔,在进行装配时离合器复位弹性件434远端插入离合器433的对应安装孔中),离合器433远端套至加捻壳连接件428近端,在离合器复位弹性件434的作用下,可以实现离合器433与加捻壳连接件428的插接;
如图34所示,本发明的一可选实施例中,芯轴驱动模块43还可以包括制动组件438,制动组件438成对设置于联轴器437两侧并用于对联轴器37进行制动。
该实施例中,两个制动组件438相对设置于第一壳体401和第二壳体402上,且两个制动组件438的内侧分别与联轴器437相对的外壁配合,用于对联轴器437进行制动;优选地,第一壳体401、第二壳体402上分别开设有制动通孔,制动组件438一侧穿过制动通孔并可以在制动通孔处沿径向平移。
进一步的,如图36至图37所示,制动组件438包括制动件滑块4381、制动件4382以及制动件复位弹性件4383。其中,制动件滑块4381设置于壳体40外,制动件4382的大端伸出壳体40外与制动件滑块4381可滑动连接,制动件4382的小端插入壳体410内并与联轴器437外壁配合;制动件复位弹性件4383设置于制动件4382与壳体40之间并用于将制动件4382与联轴器437分离;优选地,制动件复位弹性件4383可以是一对制动件复位弹簧,制动件复位弹性件4383的一端插入制动件4382对应的安装孔中,制动件复位弹性件4383的另一端插入壳体40的对应安装孔中。
该实施例中,壳体40的第一壳体401、第二壳体402上分别开设有制动通孔,制动件4382的小端穿过制动通孔并可以在制动通孔处沿径向平移,制动件4382的大端设置于制动通孔外侧并与制动件滑块4381接触;壳体40的第一壳体401、第二壳体402上还分别开设有制动滑槽,制动件滑块4381设置于制动滑槽内并可以在制动滑槽内沿轴向平移;优选地,制动件滑块4381具有楔形底面43812,制动件4382大端设有限位槽43821,制动件滑块4381的楔形底面43812以及两侧面分别与限位槽43821的弧形顶面以及两侧面接触。
装配时,在将制动件复位弹性件4383的两端分别插入制动件4382和壳体40的对应安装孔后,优选使用胶水将制动件复位弹性件4383的端面与制动件4382的对应安装孔底面进行粘接;优选地,制动件滑块4381、制动件4382均可以通过开模注塑进行制备。
如图38至图39所示,优选地,两个制动组件438中的每个制动件滑块4381上均沿平移方向设置有两个第七凸起43811,其中一个制动组件438中的制动件滑块4381上的两个第七凸起43811分别与第一壳体401上的两个第三凸起4013卡接配合;另一个制动组件438中的制动件滑块4381上的两个第七凸起43811分别与第二壳体402上的两个第六凸起4023卡接配合。在滑动制动件滑块4381并下压或释放制动件复位弹性件4383时,第七凸起43811与第三凸起4013、第六凸起4023之间的卡接配合用于实现在制动组件438中的制动件4382抱死联轴器437和释放联轴器437两种状态下制动件滑块4381的锁定;
优选地,两个制动组件438外设有制动组件盖405,两个制动组件盖405分别装配置第一壳体401和第二壳体402的对应位置,并使用螺接进行固定,以限位制动组件438和避免对制动件滑块4381的误操作。
如图34所示,本发明的一可选实施例中,芯轴驱动模块43还包括离合器拨环432以及离合器拨叉431。离合器拨环432滑动套设于壳体40外并沿径向设有离合器拨叉安装孔4323,离合器拨叉431设置于离合器拨叉安装孔4323内并穿过壳体40与离合器433配合,使得通过操作离合器拨环432能够带动离合器433运动从而使离合器433与加捻壳连接件428分离或连接,进而实现芯轴驱动模块43远端与加捻壳驱动模块42近端的分离或连接。
优选地,如图35所示,离合器拨环432包括第一离合器拨环4321以及与第一离合器拨环4321配合安装的第二离合器拨环4322,第二离合器拨环4322与第一离合器拨环4321相对设置构成环状的离合器拨环432。更优选地,第一离合器拨环4321与第二离合器拨环4322相对接的配合面上设置有凸台;第二离合器拨环4322与第一离合器拨环4321相对接的配合面上、与凸台对应的位置上设置有凹槽,在第一离合器拨环4321配合面的凸台与第二离合器拨环4322配合面的凹槽对齐的前提下将第一离合器拨环4321装配至第二离合器拨环4322上,并使用胶水对两者进行固定。
该实施例中,第一离合器拨环4321和第二离合器拨环4322从两个相反方向装配至壳体40并形成套设于壳体40的离合器拨环432,随后将两个离合器拨叉431装配至离合器拨环432,并优选使用胶水进行粘接,在装配过程中需保证离合器拨叉431可插入第一壳体401和第二壳体402,并且离合器433近端轴段需处于离合器拨叉431的两个拨指之间。
优选地,如图23至图24所示,第一壳体401、第二壳体402上分别开设有用于限制离合器拨环432运动轨迹和锁定离合器拨叉431的Z形槽,按图45所示方向旋转离合器拨环432,解除离合器拨叉431在离合器433连接加捻壳连接件428和芯轴连接件435时的锁定状态,然后如图46所示,向近端滑动离合器拨环432,离合器拨环432带着两个离合器拨叉431一起向近端移动,当离合器拨叉431远端拨指与离合器433接触时便会在压缩离合器复位弹性件434的同时推动离合器433向近端移动,直至离合器拨环432不能再进一步向近端移动,按图47所示方向再次旋转离合器拨环432,使离合器拨叉431进入另一种锁定状态,此时离合器433与加捻壳连接件428已处于非连接状态。可选地,离合器拨叉431、第一离合器拨环4321及第二离合器拨环4322均可以通过光固化3D打印医用硬质树脂进行制备。
本发明的上述实施例提供的左心室辅助装置1在具体应用时,如图42所示,其具体使用的流程主要包括:经导管6植入折叠状态的微型泵头2,之后回撤导管6;在撤除导管6后微型泵头2的泵头叶轮22及泵头保护组件21在体内通过传动轴3以及体外的驱动控制机构4之间的配合受控展开;泵头叶轮22受控展开后保持固定外径在单一方向上旋转,实现辅助供血;完成辅助供血后泵头叶轮22停止旋转,之后插入导管6;此时泵头叶轮22及泵头保护组件21在体内通过传动轴3以及体外的驱动控制机构4之间的配合受控折叠;泵头叶轮22及泵头保护组件21受控折叠后,微型泵头2为折叠状态,将折叠状态的微型泵头2收纳入导管6;最后将折叠状态的微型泵头2随导管6一同撤除;
如图43所示,当左心室辅助装置1处于辅助供血状态时,微型泵头2中的泵头叶轮22和泵头保护组件21受自身弹性作用处于展开状态,此时,在第二加捻齿轮复位弹性件4215、离合器复位弹性件434以及制动件复位弹性件4383的作用下,第二加捻齿轮4213与第一加捻齿轮425处于非啮合状态,制动件4382与联轴器437处于非接触状态,离合器433与加捻壳连接件428和芯轴连接件435均处于连接状态;驱动电机4310带动联轴器437旋转,联轴器437带动芯轴连接件435旋转,芯轴连接件435带动芯轴33和离合器433同步旋转,离合器433带动加捻壳连接件428并通过加捻壳连接件428带动加捻壳32与芯轴33同步旋转,加捻壳32与芯轴33同步旋转时带动微型泵头2中展开的泵头叶轮22的远端与近端同步旋转,进而保证整个泵头叶轮22整体与加捻壳32、芯轴33同步转动,此时泵头叶轮22整体在外径固定的情况下转动,实现泵血功能;此外,在辅助供血过程中,加捻壳连接件428还会带动第一加捻齿轮轴426和第一加捻齿轮425旋转,以及加捻壳32会带动加捻壳轴套423旋转。
以微型泵头2由展开状态转换至折叠状态为例,具体展开状态与折叠状态之间的转换可通过以下步骤实现:
步骤21,如图44所示,向远端滑动制动件滑块4381,在压缩制动件复位弹性件4383的同时将两个制动件4382推至抱死联轴器437状态,此时联轴器437、芯轴连接件435、芯轴33均不可旋转;此时,制动件滑块4381依靠自身表面的第七凸起43811与第一壳体401表面对应的第三凸起4013和第二壳体402表面对应的第六凸起4023之间的相互配合可以实现在制动组件438抱死联轴器437状态下制动件滑块4381的锁定。
步骤22,按图45所示方向旋转离合器拨环432,解除离合器拨叉431在离合器433连接加捻壳连接件428和芯轴连接件435时的锁定状态;然后按如图46所示方向,向近端滑动离合器拨环432,离合器拨环432带着两个离合器拨叉431一起向近端移动,当离合器拨叉431远端拨指与离合器433接触时,便会在压缩离合器复位弹性件434的同时推动离合器433向近端移动,直至离合器拨环432不能再进一步向近端移动,按图47所示方向再次旋转离合器拨环432,使离合器拨叉431进入另一种锁定状态,此时离合器433与加捻壳连接件428处于非连接状态。
步骤23,如图48所示,向内侧推动第二齿轮组421,直至第二加捻齿轮4213与第一加捻齿轮425完全啮合,然后按图49所示方向旋转第二加捻齿轮4213,第二加捻齿轮4213带动第一加捻齿轮425反向旋转,第一加捻齿轮425带动第一加捻齿轮轴426旋转,第一加捻齿轮轴426带动加捻壳连接件428旋转,加捻壳连接件428带动加捻壳32旋转,加捻壳32带动泵头叶轮22近端旋转,从而实现泵头叶轮22的折叠。
步骤24,如图50所示,向近端滑动保护套滑块411,保护套滑块411带动保护套31向近端移动,保护套31带动泵头保护组件21近端向近端移动,实现泵头保护组件21的折叠;保护套滑块411依靠自身表面的保护套滑块锁定件4111与第一壳体401和第二壳体402表面对应的第一凸起4011、第二凸起4012、第四凸起4021和第五凸起4022相互配合实现在泵头保护组件21折叠状态下保护套滑块411的锁定。
至此完成了左心室辅助装置1中微型泵头2由展开状态到折叠状态的转换,而将上述步骤反转即可实现左心室辅助装置1中微型泵头2由折叠状态到展开状态的转换;
由于展开状态(常态)是左心室辅助装置1中微型泵头2的主要状态,因此在第二加捻齿轮复位弹性件4215、离合器复位弹性件434、制动件复位弹性件4383的作用下,第二加捻齿轮4213与第一加捻齿轮425常态下处于非啮合状态,离合器433与加捻壳连接件428常态下处于连接状态,制动件4382与联轴器437常态下处于非接触状态。使用完并撤除左心室辅助装置1后,将微型泵头2、传动轴3、保护套驱动模块41、离合器拨叉431以及离合器拨环432拆除更换便可实现驱动控制机构4的可重复使用。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (39)
1.一种左心室辅助装置,其特征在于,包括:
驱动控制机构(4),包括加捻壳驱动模块(42)和芯轴驱动模块(43);
传动轴(3),包括加捻壳(32)与芯轴(33),所述加捻壳(32)可活动地套设于所述芯轴(33)外;以及
微型泵头(2),包括泵头叶轮(22)和泵头传动组件(23),其中,所述泵头叶轮(22)近端通过所述加捻壳(32)与所述加捻壳驱动模块(42)传动连接,所述泵头传动组件(23)远端与所述泵头叶轮(22)远端固定连接,所述泵头传动组件(23)近端通过所述芯轴(33)与所述芯轴驱动模块(43)传动连接,所述泵头叶轮(22)包括:可折展叶轮(221)以及加捻连接件(222),可折展叶轮(221)包括叶轮骨架(2211),叶轮骨架(2211)包括近端固定环(22113)、远端固定环(22111)以及呈螺旋状设于近端固定环(22113)和远端固定环(22111)之间的叶轮骨架丝(22112),远端固定环(22111)通过所述泵头传动组件(23)与所述芯轴(33)固定连接,近端固定环(22113)通过加捻连接件(222)与加捻壳(32)固定连接;可折展叶轮(221)在展开状态下,叶轮骨架丝(22112)呈少周期螺旋状,且螺旋外缘向外伸出,当近端固定环(22113)相对远端固定环(22111)沿螺旋方向转动时,叶轮骨架丝(22112)的螺旋周期增加,叶轮骨架丝(22112)加捻预紧至折叠状态,呈折叠状态的可折展叶轮(221)具有预紧力,且泵头叶轮(22)的可折展叶轮(221)在折展过程中轴向尺寸不变;
通过所述芯轴驱动模块(43)驱动所述芯轴(33)与所述加捻壳(32)同步转动以带动所述泵头叶轮(22)的远端与近端共同转动,以使所述泵头叶轮(22)以固定外径转动;以及通过所述加捻壳驱动模块(42)驱动所述加捻壳(32)与所述芯轴(33)相对转动以带动所述泵头叶轮(22)的近端相对远端转动,以使所述泵头叶轮(22)折叠或展开。
2.根据权利要求1所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述加捻壳(32)包括加捻壳微型泵头连接段(322)、加捻壳柔性段(323)以及加捻壳驱动控制机构连接段(324),
所述加捻壳柔性段(323)分别与所述加捻壳微型泵头连接段(322)和所述加捻壳驱动控制机构连接段(324)通过焊接固定连接;其中
所述加捻壳微型泵头连接段(322)远端用于与所述泵头叶轮(22)近端固定连接,所述加捻壳驱动控制机构连接段(324)近端用于与所述加捻壳驱动模块(42)传动连接。
3.根据权利要求1所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述传动轴(3)还包括保护套(31),所述保护套(31)可活动地套设于所述加捻壳(32)外,所述保护套(31)近端与所述驱动控制机构(4)的保护套驱动模块(41)传动连接,所述保护套(31)远端与所述微型泵头(2)的泵头保护组件(21)近端固定连接,所述驱动控制机构(4)通过控制所述保护套(31)在所述加捻壳(32)上滑动以控制所述泵头保护组件(21)的外径大小。
4.根据权利要求3所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述的左心室辅助装置(1)还包括压力传感器(5),所述压力传感器(5)包括光纤(51),所述保护套(31)上开设有光纤孔(311),所述光纤(51)穿设于所述光纤孔(311)内。
5.根据权利要求4所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述压力传感器(5)还包括光纤光栅解调仪(52),所述光纤(51)与所述光纤光栅解调仪(52)通过螺纹连接器通信连接。
6.根据权利要求5所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述光纤(51)包括压力监测光纤(511)以及信号传递光纤(512),所述信号传递光纤(512)与所述压力监测光纤(511)一体成型,所述信号传递光纤(512)近端与所述光纤光栅解调仪(52)通过螺纹连接器固定并通信连接。
7.根据权利要求3所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述保护套(31)由医用Pebax管进行制备,所述加捻壳(32)由多股双层同步扭矩弹簧管进行制备,和/或所述芯轴(33)由包塑钢丝绳进行制备。
8.根据权利要求1所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述可折展叶轮(221)还包括:
叶轮叶面(2212),所述叶轮叶面(2212)包覆于所述叶轮骨架(2211)外。
9.根据权利要求1所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述叶轮骨架丝(22112)由弹性材料制成。
10.根据权利要求1所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述加捻连接件(222)远端设有多个转动限位凸台,所述近端固定环(22113)近端外缘相应开设有多个限位槽,所述加捻连接件(222)与所述近端固定环(22113)通过所述转动限位凸台与所述限位槽插接配合进行转动限位。
11.根据权利要求8所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述叶轮叶面(2212)的远端和近端分别包覆于所述远端固定环(22111)和所述近端固定环(22113)外,并被所述叶轮骨架丝(22112)向外顶起形成叶轮。
12.根据权利要求3所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述泵头传动组件(23)包括:
芯轴套(236),所述芯轴套(236)贯穿所述叶轮骨架(2211),所述芯轴套(236)远端与所述远端固定环(22111)固定连接,所述芯轴套(236)近端套设于所述近端固定环(22111)内并与所述芯轴(33)固定连接;
顶轴(235),所述顶轴(235)近端固定嵌入所述芯轴套(236)远端;
顶轴轴承(233),所述顶轴轴承(233)套设于所述顶轴(235)远端,且所述顶轴轴承(233)近端端面与所述芯轴套(236)远端端面接触;
顶轴轴套(232),所述顶轴轴套(232)固定套设于所述顶轴(235)远端,且所述顶轴轴承(233)内缘限位于所述芯轴套(236)远端端面与所述顶轴轴套(232)近端端面之间;以及
顶套(231),所述顶套(231)近端套设于所述顶轴(235)远端。
13.根据权利要求12所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述芯轴套(236)近端固定套设有芯轴套环(237),所述芯轴套环(237)近端端面与所述芯轴套(236)近端端面平齐,且限位于所述近端固定环(22113)近端与所述加捻连接件(222)远端之间。
14.根据权利要求12所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述芯轴套(236)上套设有顶套环(234),所述顶套环(234)套设于所述芯轴套(236)远端,且所述顶套环(234)远端端面与所述顶套(231)近端端面固定连接。
15.根据权利要求14所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述顶套(231)近端设有与所述顶轴轴承(233)相适配的环槽,所述顶轴轴承(233)嵌设于所述顶套(231)近端环槽内,且所述顶轴轴承(233)的外缘限位于所述顶套(231)近端环槽和所述顶套环(234)之间。
16.根据权利要求12所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述微型泵头(2)还包括:
泵头保护组件(21),所述泵头保护组件(21)同轴罩设于所述泵头叶轮(22)外,且所述泵头保护组件(21)近端通过所述保护套(31)与所述驱动控制机构(4)中的保护套驱动模块(41)传动连接,所述泵头保护组件(21)远端与所述泵头传动组件(23)远端固定连接。
17.根据权利要求16所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述泵头保护组件(21)包括:
锚固支架(212),所述锚固支架(212)近端与所述保护套(31)远端固定连接,所述锚固支架(212)远端套设固定于所述泵头传动组件(23)远端;以及
顶套尖(211),所述顶套尖(211)设置于所述锚固支架(212)远端,所述顶套尖(211)近端与所述泵头传动组件(23)远端固定连接。
18.根据权利要求17所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述泵头保护组件(21)还包括支架保护套连接环(213),所述支架保护套连接环(213)远端内嵌固定于所述锚固支架(212)环状近端,且所述支架保护套连接环(213)远端端面与所述锚固支架(212)环状近端的远端端面平齐,以及
所述支架保护套连接环(213)滑动套设于所述加捻壳(32)外,且与所述保护套(31)远端固定连接。
19.根据权利要求17所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述顶套(231)远端开设有锚定槽,所述顶套尖(211)近端设有锚定杆,所述锚定杆与所述锚定槽插接配合,以将所述顶套尖(211)近端与所述泵头传动组件(23)远端固定连接。
20.根据权利要求17所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述锚固支架(212)包括:
锚固支架骨架(2121),所述锚固支架骨架(2121)近端与所述保护套(31)远端固定连接,所述锚固支架骨架(2121)远端套设固定于所述泵头传动组件(23)远端;以及
锚固支架膜(2122),所述锚固支架膜(2122)套设于所述锚固支架骨架(2121)外。
21.根据权利要求20所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述锚固支架骨架(2121)包括锚固支架骨架近端环、锚固支架骨架远端环以及多个并列设于所述锚固支架骨架近端环与所述锚固支架骨架远端环之间的锚固支架骨架丝,所述锚固支架骨架丝在所述锚固支架骨架近端环与所述锚固支架骨架远端环相互靠近时向外弯曲以使所述泵头保护组件(21)的结构外扩,以及所述锚固支架骨架丝在所述锚固支架骨架近端环与所述锚固支架骨架远端环相互远离时向内绷紧以使所述泵头保护组件(21)的结构内收。
22.根据权利要求21所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述锚固支架骨架丝由弹性材料制成。
23.根据权利要求3所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述驱动控制机构(4)还包括壳体(40);所述加捻壳驱动模块(42)设置于所述壳体(40)内,所述加捻壳驱动模块(42)远端与所述加捻壳(32)近端传动连接;所述芯轴驱动模块(43)设置于所述壳体(40)内并布置在所述加捻壳驱动模块(42)近端,所述芯轴驱动模块(43)远端与所述芯轴(33)近端传动连接,且所述芯轴驱动模块(43)远端与所述加捻壳驱动模块(42)近端可分离连接,其中
当所述芯轴驱动模块(43)与所述加捻壳驱动模块(42)连接时,所述芯轴驱动模块(43)驱动所述芯轴(33)与所述加捻壳(32)同步转动;以及当所述芯轴驱动模块(43)与所述加捻壳驱动模块(42)分离时,所述加捻壳驱动模块(42)驱动所述加捻壳(32)相对于所述芯轴(33)转动。
24.根据权利要求23所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述加捻壳驱动模块(42)包括:
加捻壳连接件(428),所述加捻壳连接件(428)与所述加捻壳(32)固定连接,且所述加捻壳连接件(428)近端与所述芯轴驱动模块(43)远端可分离连接;以及
加捻齿轮组,所述加捻齿轮组设置于所述加捻壳连接件(428)远端并用于在所述芯轴驱动模块(43)远端与所述加捻壳驱动模块(42)近端分离时控制所述加捻壳连接件(428)转动。
25.根据权利要求24所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述加捻齿轮组包括:
第一加捻齿轮轴(426);
第一加捻齿轮(425),所述第一加捻齿轮(425)套设于所述第一加捻齿轮轴(426)并通过所述第一加捻齿轮轴(426)与所述加捻壳连接件(428)固定连接;
第一加捻齿轮轴轴承(424),所述第一加捻齿轮轴轴承(424)设置于所述第一加捻齿轮轴(426)远端并将所述第一加捻齿轮轴(426)可转动地支撑于所述壳体(40)内;
加捻壳连接件轴承(427),所述加捻壳连接件轴承(427)设置于所述加捻壳连接件(428)中段并将所述加捻壳连接件(428)可转动地支撑于所述壳体(40)内;以及
第二齿轮组(421),所述第二齿轮组(421)与所述第一加捻齿轮(425)可分离啮合并在所述第二齿轮组(421)与所述第一加捻齿轮(425)啮合时控制所述第一加捻齿轮(425)转动。
26.根据权利要求25所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述第一加捻齿轮轴(426)设置为具有多级台阶状的轴体,第一加捻齿轮轴(426)近端套设并固定于加捻壳连接件(428)远端。
27.根据权利要求25所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述加捻壳驱动模块(42)还包括加捻壳轴套(423)以及加捻壳轴套轴承(422),所述加捻壳轴套(423)两端分别套设有所述加捻壳轴套轴承(422),所述加捻壳轴套(423)套设于所述加捻壳(32)近端,并设置于所述第一加捻齿轮轴(426)远端。
28.根据权利要求25所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述第二齿轮组(421)包括:
第二加捻齿轮轴(4214);
第二加捻齿轮(4213),所述第二加捻齿轮(4213)套设于所述第二加捻齿轮轴(4214)并与所述第一加捻齿轮(425)可分离啮合;
第二加捻齿轮轴轴承(4212),所述第二加捻齿轮轴轴承(4212)设置于所述第二加捻齿轮轴(4214)与所述第二加捻齿轮(4213)之间;
第二加捻齿轮限位件(4211),所述第二加捻齿轮限位件(4211)分别设置于所述第二加捻齿轮轴(4214)两端并与所述第二加捻齿轮轴(4214)固定连接,所述第二加捻齿轮限位件(4211)一侧插入所述壳体(40)内,所述第二加捻齿轮限位件(4211)的另一侧伸出所述壳体(40)外并将所述第二加捻齿轮(4213)支撑在所述壳体(40)外侧;以及
第二加捻齿轮复位弹性件(4215),所述第二加捻齿轮复位弹性件(4215)设置于所述第二加捻齿轮限位件(4211)与所述壳体(40)之间并将所述第二加捻齿轮(4213)与所述第一加捻齿轮(425)分离。
29.根据权利要求24所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述芯轴驱动模块(43)包括:
芯轴连接件(435),所述芯轴连接件(435)套设于所述芯轴(33)的外部并与所述芯轴(33)固定连接;
联轴器(437),所述联轴器(437)远端与所述芯轴连接件(435)固定连接,所述联轴器(437)近端与驱动电机(4310)固定连接;
离合器(433),所述离合器(433)设置于所述芯轴连接件(435)远端并套设于所述芯轴(33)外部,所述离合器(433)与所述芯轴连接件(435)同步转动连接,所述离合器(433)与所述加捻壳连接件(428)可分离连接;以及
离合器复位弹性件(434),所述离合器复位弹性件(434)设置于所述芯轴连接件(435)与所述离合器(433)之间。
30.根据权利要求29所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述芯轴驱动模块(43)还包括芯轴连接件轴承(436),所述芯轴连接件轴承(436)套设于所述芯轴连接件(435)近端并将所述芯轴连接件(435)可转动地支撑于所述壳体(40)内。
31.根据权利要求29所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述芯轴驱动模块(43)还包括:
制动组件(438),所述制动组件(438)成对设置于所述联轴器(437)两侧并用于对所述联轴器(437)进行制动。
32.根据权利要求31所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述制动组件(438)包括:
制动件滑块(4381),所述制动件滑块(4381)设置于所述壳体(40)外;
制动件(4382),所述制动件(4382)设置于所述制动件滑块(4381)内侧,所述制动件(4382)大端伸出所述壳体(40)外与所述制动件滑块(4381)可滑动连接,所述制动件(4382)小端插入所述壳体(40)内并与所述联轴器(437)外壁配合;以及
一对制动件复位弹性件(4383),所述一对制动件复位弹性件(4383)设置于所述制动件(4382)与所述壳体(40)之间,所述一对制动件复位弹性件(4383)的一端插入所述制动件(4382)对应的安装孔中,所述一对制动件复位弹性件(4383)的另一端插入所述壳体(40)的对应安装孔中。
33.根据权利要求32所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述制动件滑块(4381)具有楔形底面(43812),所述制动件(4382)大端设有限位槽(43821),所述制动件滑块(4381)的楔形底面(43812)以及两侧面分别与所述限位槽(43821)的弧形顶面以及两侧面接触。
34.根据权利要求29所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述芯轴驱动模块(43)还包括:
离合器拨环(432),所述离合器拨环(432)滑动套设于所述壳体(40)外并沿径向设有离合器拨叉安装孔(4323);以及
离合器拨叉(431),所述离合器拨叉(431)设置于所述离合器拨叉安装孔(4323)内并穿过所述壳体(40)与所述离合器(433)配合,使得通过操作所述离合器拨环(432)能够带动所述离合器(433)运动从而使所述离合器(433)与所述加捻壳连接件(428)分离或连接。
35.根据权利要求34所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述离合器拨环(432)包括第一离合器拨环(4321)以及第二离合器拨环(4322),所述第一离合器拨环(4321)与所述第二离合器拨环(4322)相对设置构成环状的所述离合器拨环(432)。
36.根据权利要求23所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述的驱动控制机构(4)还包括:
保护套驱动模块(41),所述保护套驱动模块(41)套设于所述保护套(31)近端并与所述保护套(31)近端传动连接,通过所述保护套驱动模块(41)驱动所述保护套(31)运动。
37.根据权利要求36所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述保护套驱动模块(41)包括保护套滑块(411)、保护套滑块轴承(412)以及保护套滑块端盖(413),所述保护套滑块(411)套设于所述保护套(31)近端并与所述保护套(31)固定连接;所述保护套滑块轴承(412)嵌设于所述保护套滑块(411)近端环槽内,同时所述保护套滑块轴承(412)外缘限位于所述保护套滑块(411)近端环槽和所述保护套滑块端盖(413)之间;所述保护套滑块端盖(413)设置于所述保护套滑块(411)近端并与所述保护套滑块(411)固定连接。
38.根据权利要求37所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述保护套驱动模块(41)包括至少两个保护套滑块轴承(412),所述至少两个保护套滑块轴承(412)嵌设于所述保护套滑块(411)近端环槽内并使得远离所述保护套滑块端盖(413)的所述保护套滑块轴承(412)远端端面与所述保护套(31)近端端面接触。
39.根据权利要求37所述的左心室辅助装置,其特征在于,所述保护套滑块(411)设有保护套滑块锁定件(4111),所述保护套滑块锁定件(4111)与所述壳体(40)不同位置的对应结构配合以将所述保护套滑块(411)锁定在所述壳体(40)的不同位置。
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