KR100805268B1

KR100805268B1 - Rotary Blood Pump

Info

Publication number: KR100805268B1
Application number: KR1020067007459A
Authority: KR
Inventors: 선경; 황창모; 이정주; 정기석
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2008-02-25
Anticipated expiration: 2026-03-15

Abstract

A rotary blood pump for transplantation with a large blade is provided to allow generating sufficient flow by low speed rotation of motor and maintaining efficiency of motor in spite of large blade. A rotary blood pump for transplantation comprises: a cylinder shaped case(10) having an inlet and an outlet which are projected from both ends of the cylinder; the first fixation body(20) established in the case, which includes a base part linked to the inner wall of the case through multiple fixation blades and a projection part(22) projected toward the outlet; a cylinder shaped impeller(30) rotatably inserted into the top of projection part in the first fixation body; a blade with longitudinal spiral shape formed on the external surface of the impeller; the second fixation body(40) linked to the inner wall of the case through multiple fixation blades; a magnetic bearing(60) which enables the impeller to maintain a certain location between the first and the second fixation body; a gap sensor(70) established on the wall near to the inlet of the second fixation; and a motor(50) to rotate the impeller centering on the above cylinder.

Description

Rotary blood pump

본 발명은, 환자의 몸에 이식되어 심장의 피를 대동맥으로 박출하는 데 도움을 주는 회전식 혈액펌프(rotary blood pump)에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 큰 블레이드(blade)를 가지면서 모터의 효율을 유지하며 저속회전으로 충분한 혈류량을 생성할 수 있는 회전식 혈액펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary blood pump implanted in the patient's body to help eject blood from the heart into the aorta, and more particularly, to improve the efficiency of the motor while having a large blade. The present invention relates to a rotary blood pump that can maintain and generate sufficient blood flow at low speed.

일반적으로 심실보조장치로서의 혈액펌프는 박동식 유동형(pulsatile flow type)과 연속류형(continuous flow type)으로 나누어지는데, 연속적인 혈류를 생성하는 회전식 혈액펌프(rotary blood pump)는 박동식에 비해 크기가 작다는 장점을 가지고 있어서 환자에게 이식하기가 용이하여 주로 많이 이용되고 있다.In general, a blood pump as a ventricular assist device is divided into a pulsatile flow type and a continuous flow type. A rotary blood pump that generates continuous blood flow is smaller than a pulsatile type. It is easy to be transplanted to a patient because of its advantages, and is used a lot.

그러나, 종래의 회전식 혈액펌프는 회전하는 임펠러(impeller)에 의해서 혈액이 박출되므로 임펠러와 케이스에 의해 형성되는 혈류통로(pathway)의 형태와 임펠러의 회전속도에 따라 혈액이 파괴되거나 혈류의 정체구간에서 혈전이 생성되는 등의 문제점이 있었으며, 또한 접촉식 베어링(hard-contact bearing)을 사용함으로써, 그에 따른 혈구 손상 또는 혈전 생성을 유발할 수 있는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 자기 베어링을 사용하여 임펠러가 다른 구조물과 접촉하지 않고 회전할 수 있는 장치들이 개발되어 왔다.However, in the conventional rotary blood pump, the blood is ejected by the rotating impeller, and thus the blood is destroyed or the blood flow is stagnated according to the shape of the pathway formed by the impeller and the case and the rotational speed of the impeller. There was a problem such as generating a thrombus, and also by using a hard-contact bearing, there was a problem that can cause blood cell damage or thrombus formation accordingly. As a method for solving this problem, devices have been developed in which magnetic impellers can rotate without contact with other structures.

도 1에 개략적으로 도시한 바와 같이, 미국특허번호 US 6,527,699, US 6,742,999 등에는 영구자석(5)과 전자석(6)을 이용하여 임펠러(4)가 케이스(1)내에서 자력에 의한 부양상태에서 회전하도록 구성된 비접촉식 로터리펌프가 개시되어 있는데, 상기의 특허들은 혈액이 유동하는 케이스(1)의 중심부에 로터(3)를 포함하는 임펠러(4)가 배치되고 상기 케이스(1)의 외주에 스테이터(2)가 설치되어 있는 구조이다.As schematically shown in Figure 1, US Patent Nos. US 6,527,699, US 6,742,999, etc., using the permanent magnet 5 and the electromagnet 6, the impeller 4 in the case of the flotation by the magnetic force in the case (1) A non-contact rotary pump configured to rotate is disclosed, wherein the patents include an impeller 4 including a rotor 3 at the center of the case 1 through which blood flows, and a stator (3) on the outer periphery of the case 1. 2) is installed.

회전식 혈액펌프(Rotary blood pump)의 성능에 있어서는 혈류역학적 성능과 혈액 적합성이 특히 중요한데, 충분한 혈류량을 생성하기 위해서는 큰 블레이드(blade)를 가지는 임펠러를 고속으로 회전시켜야 하지만, 임펠러의 고속회전은 혈구손상을 유발하여 혈액 적합성이 나빠질 수도 있으므로, 큰 블레이드를 가지는 임펠러를 저속으로 회전시켜야 혈류역학적 성능과 혈액 적합성을 동시에 만족시킨다.Hemodynamic performance and blood compatibility are particularly important for the performance of rotary blood pumps. To generate sufficient blood flow, the impeller with large blades must be rotated at high speed, but the high speed rotation of the impeller is a blood cell damage. Blood compatibility may deteriorate, causing impellers with large blades to rotate at low speed to satisfy both hemodynamic performance and blood compatibility.

상기 미국특허에서 개시된 펌프구조는 임펠러(4)의 외부면에 형성되어 혈류를 생성하는 블레이드(7)의 크기가 임펠러(4)와 스테이터(2)사이에 형성되는 공간에 의해 제약을 받는다. 즉, 스테이터(2)에 의한 로터(3)의 자기력은 상호간의 거리에 큰 영향을 받는데, 거리가 멀어질수록 거리의 제곱에 반비례하여 자기력이 줄어든다.The pump structure disclosed in the above-described US patent is limited by the space formed between the impeller 4 and the stator 2 in the size of the blade 7 formed on the outer surface of the impeller 4 to generate blood flow. That is, the magnetic forces of the rotor 3 by the stator 2 are greatly influenced by the mutual distance. As the distance increases, the magnetic force decreases in inverse proportion to the square of the distance.

따라서, 모터에 있어서 로터(3)를 포함하는 임펠러(4)를 회전시키기 위한 스테이터(2)를 상기 임펠러(4) 외부의 케이스(1)에 배치하게 되면, 스테이터(2)와 로터(3) 사이의 자기력의 효율을 일정수준 이상 유지하기 위해서 임펠러(4)와 케이스(1) 내부면 사이의 간격에 제한을 가지게 되며, 그에 따라 임펠러(4)의 외부면에 형성되는 블레이드(7)의 크기도 작아질 수밖에 없다.Therefore, when the stator 2 for rotating the impeller 4 including the rotor 3 in the motor is disposed in the case 1 outside the impeller 4, the stator 2 and the rotor 3 are disposed. In order to maintain the efficiency of the magnetic force therebetween a certain level has a limit on the gap between the impeller 4 and the inner surface of the case 1, and thus the size of the blade (7) formed on the outer surface of the impeller (4) You can not but smaller.

그러므로, 상기의 펌프들은 모터의 효율을 높이기 위해 작은 크기의 블레이드(7)를 고속으로 회전시켜야만 하며, 그러한 경우 혈구손상이 유발될 수 있는 문제점을 가지고 있었다.Therefore, the above pumps have to rotate the blade 7 of a small size at a high speed in order to increase the efficiency of the motor, in which case there is a problem that can cause blood cell damage.

한편 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 미국특허번호 US 6,015,272는 케이스(1)내에 곡선부를 가지며 스테이터(2)가 내장된 중간부(8)를 고정설치하고, 상기 스테이터(2)의 외부에 상기 곡선부와 일치하는 곡선부를 가진 원통형의 임펠러(4)가 자기부양상태로 삽입된 구조를 가진 펌프를 개시하고 있다. 또한, 임펠러(4)의 방사방향 위치는 중간부(8)의 직선부와 임펠러(4)의 직선부에 설치된 영구자석(5)간의 척력에 의해 일정하게 유지하고, 임펠러(4)의 축방향 위치는 양측의 곡선부에 설치된 전자석(6)과 영구자석(9)간의 힘과 직선부에 설치된 영구자석(5)간의 자기력에 의해 일정하게 유지하도록 구성되어 있다.On the other hand, as shown in Figure 2, US Patent No. US 6,015,272 is fixed to the intermediate portion (8) having a curved portion in the case 1, the stator (2) is built, the outside of the stator (2) Disclosed is a pump having a structure in which a cylindrical impeller 4 having a curved portion coinciding with a curved portion is inserted in a magnetic levitation state. Further, the radial position of the impeller 4 is kept constant by the repulsive force between the straight portion of the intermediate portion 8 and the permanent magnet 5 provided in the straight portion of the impeller 4, and the axial direction of the impeller 4 is maintained. The position is configured to be kept constant by the force between the electromagnet 6 and the permanent magnet 9 provided on both curved portions and the magnetic force between the permanent magnet 5 provided on the straight portion.

이러한 구조로 이루어지는 경우 스테이터(2)와 임펠러(4)가 근접하여 설치될 수 있고 임펠러(4)와 케이스(1) 내부면사이의 간격을 넓힐 수 있어서 임펠러(4)의 외부표면에 돌출형성되는 블레이드(7)를 더 크게 만들 수 있다.In this structure, the stator 2 and the impeller 4 may be installed in close proximity, and the gap between the impeller 4 and the inner surface of the case 1 may be widened to protrude on the outer surface of the impeller 4. The blade 7 can be made larger.

그러나, 상기 특허는 임펠러(4)의 방사방향 및 축방향 위치 유지를 위해, 방사방향에 있어서는 영구자석(5)간의 척력을 이용하고 축방향에 있어서는 전자석(6)에 의한 자기력을 이용하는데, 전자석(6)의 자기력의 조절을 통해 임펠러(4)의 위치 유지를 위해서는 임펠러(4)의 축방향(y), 두 방사방향(x, z)으로의 위치 측정이 이루어져야 하며, 이를 통하여 전자석(6)의 코일에 의한 세 방향 자기력 조절이 이 루어져야 한다. 이러한 구성은 위치 측정 및 제어의 복잡도를 증가시키고, 안정성을 잃어버리는 경우에 발생되는 임펠러(4)의 축방향 이탈 및 케이스(1)와의 접촉을 막기 위해서 정밀제어가 이루어져야 하는 단점이 있다.However, the patent uses the repulsive force between the permanent magnets 5 in the radial direction and the magnetic force by the electromagnet 6 in the axial direction to maintain the radial and axial positions of the impeller 4. In order to maintain the position of the impeller 4 through the adjustment of the magnetic force of (6), the position measurement of the impeller 4 in the axial direction (y) and the two radial directions (x, z) should be made, and through this the electromagnet (6) The three-way magnetic force must be controlled by the coil of. This configuration increases the complexity of position measurement and control and has the disadvantage of precise control in order to prevent the axial deviation of the impeller 4 and the contact with the case 1 which occur when the stability is lost.

또한, 펌프가 인체에 이식되기 위해 소형의 크기를 유지하기 위해서는 펌프 중간부(8)의 크기에도 제한이 있는데, 이렇게 제한된 크기의 중간부(8)에 스테이터(2) 뿐만 아니라 영구자석(5)들을 원주방향으로 정밀하게 설치하는 것은 용이하지 않다는 문제점이 있다.In addition, in order to maintain a small size for the pump to be implanted in the human body, there is a limit to the size of the pump middle portion 8, the stator (2) as well as the permanent magnet (5) in the middle portion (8) of this limited size There is a problem that it is not easy to install them precisely in the circumferential direction.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 자기부상된 임펠러와 다른 구조물간의 기계적 접촉없이 임펠러의 회전을 통해 혈류를 생성하면서, 임펠러의 외부면에 큰 블레이드를 가지면서도 모터의 효율을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 저속회전으로도 충분한 혈류량을 생성할 수 있는 회전식 혈액펌프를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem of the present invention for solving the above problems is to generate a blood flow through the rotation of the impeller without mechanical contact between the magnetically inflated impeller and other structures, while having a large blade on the outer surface of the impeller efficiency of the motor In addition to maintaining it, it is to provide a rotary blood pump that can generate a sufficient blood flow even at low speed rotation.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,The present invention to solve the above technical problem,

원통형상을 이루고 있으며, 상기 원통의 양단에서 각각 절단된 원추형상으로 돌출된 유입구와 유출구가 형성되어 있는 케이스;A case having a cylindrical shape and having inlets and outlets protruding into cones respectively cut at both ends of the cylinder;

다수의 고정블레이드로 상기 케이스의 내벽에 연결된 베이스부와, 상기 베이스부보다 단면이 축소된 원기둥 형상을 이루어 상기 유출구쪽으로 뻗은 돌출부를 구비하여, 상기 케이스내에 설치되어 있는 제1 고정체;A first fixing body installed in the case, having a base portion connected to an inner wall of the case by a plurality of fixing blades, and a protruding portion extending toward the outlet through a cylindrical shape having a smaller cross section than the base portion;

유입구쪽은 개방되고 유출구쪽은 폐쇄되어 있으며, 상기 제1 고정체의 돌출부 위로 회전가능하게 삽입된 원통형의 임펠러;A cylindrical impeller open at the inlet side and closed at the outlet side, the cylindrical impeller rotatably inserted over the protrusion of the first fixture;

상기 임펠러의 외부면에 종방향의 나선형으로 형성된 블레이드;A blade formed in a longitudinal spiral on an outer surface of the impeller;

상기 임펠러와 일정간격을 이루며, 다수의 고정블레이드로 상기 케이스의 내벽에 연결된 제2 고정체;A second fixture formed at a predetermined interval with the impeller and connected to an inner wall of the case by a plurality of fixing blades;

상기 베이스부의 유출구쪽 환형 단면부와 상기 임펠러의 유입구쪽 환형 단부면 사이와, 제2 고정체의 유입구쪽 벽면과 상기 임펠러의 유출구쪽 단부면 사이에, 축방향 자기력을 인가하여 상기 임펠러를 제1 및 제2 고정체 사이에서 축방향 및 방사방향으로 일정위치를 유지시키면서 자기부양시키는 자기베어링; 및Between the outlet side annular cross section of the base portion and the inlet side annular end face of the impeller, and between the inlet side wall surface of the second fixture and the outlet side end surface of the impeller, an axial magnetic force is applied to the first impeller. And a magnetic bearing for self-supporting while maintaining a predetermined position in the axial direction and the radial direction between the second fixing body; And

상기 제1 고정체의 돌출부내에 스테이터를 구비하고, 상기 임펠러의 내부에 로터를 구비하여, 상기 원기둥을 중심으로 임펠러를 회전시키는 모터; 를 포함하는 회전식 혈액펌프를 제공한다.A motor having a stator in the protruding portion of the first fixture, and having a rotor inside the impeller to rotate the impeller about the cylinder; It provides a rotary blood pump comprising a.

상기 임펠러의 유출구쪽 단부면에는 제1 고정체의 돌출부와 임펠러 사이로 유입되는 혈액이 유입구와 유출구사이를 흐를 수 있도록 중앙홀이 천공될 수 있다.A central hole may be drilled in the outlet end side of the impeller so that blood flowing between the protrusion of the first fixture and the impeller flows between the inlet and the outlet.

상기 임펠러의 내면에는 유입되는 혈액의 이송을 용이하게 안내하도록 종방향으로 나선형의 돌출부 또는 그루브가 형성될 수 있다.The inner surface of the impeller may be formed with a helical protrusion or groove in the longitudinal direction to easily guide the transfer of the incoming blood.

또한, 제1 고정체의 돌출부 외면에는 유입되는 혈액의 이송을 용이하게 안내하도록 종방향으로 나선형의 돌출부 또는 그루브가 형성될 수 있다.In addition, a helical protrusion or groove may be formed on the outer surface of the protrusion of the first fixing body in a longitudinal direction so as to easily guide the transfer of the incoming blood.

상기 제1 고정체의 돌출부는 외부면의 일측에 임펠러의 회전속도를 감지하는 홀센서를 구비할 수 있다.The protrusion of the first fixture may include a hall sensor for detecting a rotational speed of the impeller on one side of the outer surface.

상기 제2 고정체의 유입구쪽 벽면에는 임펠러와의 간격을 감지하는 갭센서를 구비할 수 있다.The inlet side wall surface of the second fixture may be provided with a gap sensor for detecting the gap with the impeller.

상기 자기베어링은 베이스부의 유출구쪽 환형 단면부와 제2 고정체의 유입구쪽 벽면 중 어느 한쪽에 영구자석을 포함하는 전자석을 설치하고, 상기 중 나머지와 상기 임펠러의 유입구쪽 환형 단부면 및 유출구쪽 단부면에는 영구자석과 강자성체를 설치하여 이루어질 수 있다.The magnetic bearing is provided with an electromagnet including a permanent magnet on either the outlet side annular cross section of the base portion and the inlet side wall of the second fixture, and the rest of the above and the inlet side annular end surface and the outlet side end of the impeller. The surface can be made by installing a permanent magnet and a ferromagnetic material.

또한, 상기 자기베어링은 베이스부의 유출구쪽 환형 단면부와 제2 고정체의 유입구쪽 벽면에 모두 영구자석을 포함하는 전자석을 설치하고, 상기 임펠러의 유입구쪽 환형 단부면 및 유출구쪽 단부면에는 영구자석과 강자성체를 설치하여 이루어질 수 있다.In addition, the magnetic bearing is provided with an electromagnet including permanent magnets on both the outlet side annular cross section of the base portion and the inlet side wall of the second fixture, and the permanent magnet on the inlet side annular end surface and the outlet side end surface of the impeller. It can be achieved by installing a ferromagnetic material.

상기 유출구의 일측에는 혈액펌프의 혈류역학적 성능을 예측하여 임펠러의 회전속도 제어에 의한 박출유량을 조절할 수 있도록 압력센서와 유량센서를 설치할 수도 있다.One side of the outlet may be provided with a pressure sensor and a flow sensor to predict the hemodynamic performance of the blood pump to adjust the discharge flow rate by controlling the rotational speed of the impeller.

도 1은 종래의 회전식 혈액펌프를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional rotary blood pump.

도 2도 종래의 회전식 혈액펌프를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a conventional rotary blood pump.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 회전식 혈액펌프의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a rotary blood pump according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 자기베어링 부분을 확대하여 도시한 부분단면도이다.4 is an enlarged partial sectional view showing a magnetic bearing portion according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 제1 고정체의 사시도이다.5 is a perspective view of a first fixture according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 임펠러의 사시도이다.6 is a perspective view of an impeller according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 제2 고정체의 사시도이다.7 is a perspective view of a second fixture according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시에에 의한 제1 고정체, 임펠러 및 제2 고정체가 결합된 상태를 보여주는 사시도이다.8 is a perspective view illustrating a state in which the first fixture, the impeller, and the second fixture are coupled according to one embodiment of the present invention.

도 9는 블레이드의 크기에 따른 임펠러의 회전속도와 혈액 송출량에 대한 측정값을 나타내는 그래프로서, 도 9a는 블레이드의 높이가 2mm인 경우이고, 도 9b는 블레이드의 높이가 3mm인 경우이며, 도 9c는 블레이드의 높이가 4mm인 경우이다.Figure 9 is a graph showing the measured value for the impeller rotational speed and blood delivery amount according to the size of the blade, Figure 9a is the case of the blade height of 2mm, Figure 9b is the case of the blade height of 3mm, Figure 9c Is the case that the height of the blade is 4mm.

[발명의 실시를 위한 최선의 형태]Best Mode for Implementation of the Invention

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 회전식 혈액펌프에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a rotary blood pump according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전식 혈액펌프의 내부구조를 나타내기 위한 단면도이고, 도 4는 도 3의 자기베어링 부분을 확대하여 내부구성을 더욱 자세하게 도시한 일부단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the rotary blood pump according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a partial cross-sectional view showing the internal configuration in more detail to enlarge the magnetic bearing portion of FIG.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 원통형의 케이스(10), 그 내부에 고정설치된 제1 및 제2 고정체(20,40), 제1 고정체(20)의 돌출부(22) 위에 삽입되는 임펠러(30), 상기 임펠러(30)를 상기 제1 고정체(20)의 돌출부(22)를 중심으로하여 회전시키는 모터(50), 상기 임펠러(30)를 자기부상시켜 축방향 및 방사방향의 일정위치로 유지시키는 자기베어링(60), 및 상기 임펠러(30)와 제2 고정체(40) 사이의 간격을 감지하는 갭센서(70)를 포함함으로써, 케이스(10) 내부에서 임펠러(30)가 자기부상되어 회전하고, 상기 임펠러(30)가 회전함에 따라 입구쪽에서 출구쪽으로 혈액을 박출하는 장치이다.As can be seen in Figure 3, the present invention is a cylindrical case 10, the first and second fixing body 20, 40 fixed to the inside, on the protrusion 22 of the first fixing body 20 The impeller 30 to be inserted, the motor 50 for rotating the impeller 30 around the protrusion 22 of the first fixing body 20, the magnetic impeller is raised in the axial direction and radiation By including a magnetic bearing 60 to maintain at a predetermined position in the direction, and a gap sensor 70 for detecting the gap between the impeller 30 and the second fixed body 40, the impeller (in the case 10) 30 is a magnetic levitation is rotated, as the impeller 30 rotates the device for ejecting blood from the inlet side to the outlet side.

본 발명은 제1 고정체(20)가 케이스(10) 내의 일측에 위치하여 유입 혈액의 유로를 형성하고, 타측에는 제2 고정체(40)가 케이스(10) 내에 위치하여 박출혈액의 유로를 형성한다. 두 고정체(20,40) 사이에 임펠러(30)가 위치하며, 임펠러(30)는 원통형상 구조물 외부면에 블레이드(31)가 달려 있어서, 회전시 혈액을 유출구(12) 방향으로 밀어주는 역할을 하게 된다.In the present invention, the first fixture 20 is located on one side of the case 10 to form a flow path of inflow blood, and on the other side, the second fixture 40 is located in the case 10 to draw the flow path of the extracted blood. Form. The impeller 30 is positioned between the two fixtures 20 and 40, and the impeller 30 has a blade 31 attached to the outer surface of the cylindrical structure, which serves to push blood toward the outlet 12 during rotation. Will be

이하 도면을 참조하여 본 발명의 회전식 혈액펌프의 일실시예에 대한 각 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, each configuration of an embodiment of the rotary blood pump of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기 케이스(10)는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 혈액의 유입구(11)와 유출구(12)를 구비한 원통형상을 이루고 있고, 양 단부는 상기 원통으로부터 단면이 축소되는 형태의 원추형상으로 돌출되어 있으며, 양 끝에는 혈액이 유입 또는 유출될 수 있는 유입구(11)와 유출구(12)가 형성되어 있다.As can be seen in FIG. 3, the case 10 has a cylindrical shape having an inlet 11 and an outlet 12 of blood, and both ends thereof have a conical shape in which a cross section is reduced from the cylinder. It protrudes, and both ends are formed with an inlet 11 and an outlet 12 through which blood can flow in or out.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 제1 고정체(20)를 도시한 사시도로서, 상기 제1 고정체(20)는 상기 케이스(10) 내부의 유입구(11) 쪽에 설치되며, 베이스부(21)와 돌출부(22)로 이루어져 있다. 상기 베이스부(21)는 유입되는 혈액의 유동저항을 줄이기 위하여 유입구(11)쪽으로 돌출된 유선형을 이루며, 외부면에는 케이스(10)의 내부면과 연결된 다수개의 고정블레이드(23)가 종방향으로 형성되어 있다. 상기 베이스부(21)의 유입구(11)쪽은 도면상으로는 유선형으로 도시하였으나, 원추형으로 형성될 수도 있다.5 is a perspective view showing a first fixture 20 according to an embodiment of the present invention, the first fixture 20 is installed on the inlet 11 side of the case 10, the base portion It consists of 21 and the protrusion 22. The base portion 21 forms a streamlined shape protruding toward the inlet 11 to reduce the flow resistance of the incoming blood, the outer surface has a plurality of fixed blades 23 connected to the inner surface of the case 10 in the longitudinal direction Formed. Inlet 11 of the base portion 21 is shown in a streamlined shape, but may be formed in a conical shape.

상기 다수개의 고정블레이드(23)는 제1 고정체(20)를 케이스(10)에 고정연결시키는 역할을 함과 동시에, 케이스(10)와 베이스부(21)사이로 유입되는 혈액을 유 출구(12) 쪽으로 안내하는 역할을 한다. 상기 돌출부(22)는 베이스부(21)의 유출구(12) 쪽 단부면으로부터 베이스부(21)보다 축소된 단면을 가지면서 종방향으로 돌출된 원기둥 형상을 이루고 있는데, 그 내부에는 스테이터(51)가 설치되어 있어서 모터(50)의 고정자 역할을 한다.The plurality of fixing blades 23 serves to fix the first fixing body 20 to the case 10, and at the same time, the blood flowing between the case 10 and the base part 21 flows out of the milk outlet 12. To guide). The protruding portion 22 has a cylindrical shape which protrudes in the longitudinal direction while having a cross-section smaller than the base portion 21 from an end surface of the outlet portion 12 side of the base portion 21, and a stator 51 therein. Is installed to act as a stator of the motor (50).

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 임펠러를 도시한 사시도로서, 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.6 is a perspective view illustrating an impeller according to an embodiment of the present invention, which will be described below with reference to the accompanying drawings.

상기 임펠러(30)는 원통형상을 이루고 있는데, 일단부(32)는 개방되어 있으나 타단부(33)는 폐쇄되어 있어서 상기 개방된 단부(32)를 통하여 제1 고정체(20)의 돌출부(22)가 임펠러(30)내로 삽입된다. 또한, 상기 돌출부(22)와 대면하는 임펠러(30)의 내부측면에는 영구자석(52)이 설치되어 있어서 모터(50)의 회전자 역할을 하므로, 상기 임펠러(30)는 제1 고정체(20)의 돌출부(22)를 중심으로 회전할 수 있다.The impeller 30 has a cylindrical shape, and one end 32 is open but the other end 33 is closed, so that the protrusion 22 of the first fixing body 20 is opened through the open end 32. ) Is inserted into the impeller 30. In addition, since the permanent magnet 52 is installed on the inner side surface of the impeller 30 facing the protrusion 22 to serve as a rotor of the motor 50, the impeller 30 is the first fixed body 20. It can rotate about the protrusion 22 of the).

또한, 상기 임펠러(30)의 외부측면에는 종방향으로 다수개의 나선형 블레이드(31)가 형성되어 있어서, 혈액이 유입구(11)를 통하여 유입된 후 회전하는 임펠러(30)의 블레이드(31)에 의해 유출구(12) 쪽으로 가압송출된다.In addition, the outer side of the impeller 30 is formed with a plurality of spiral blades 31 in the longitudinal direction, by the blade 31 of the impeller 30 is rotated after the blood flows through the inlet (11) Pressure is sent out toward the outlet (12).

대부분의 혈액은 케이스(10)와 제1 고정체(20)의 고정블레이드(23) 사이에 형성되는 공간을 통하여 유입된 후, 케이스(10)와 임펠러(30) 외부면의 블레이드(31) 사이에 형성되는 공간을 통하여 유출구(12) 쪽으로 송출되지만, 소량의 혈액은 제1 고정체(20)와 임펠러(30) 내부측면 사이의 틈(24)을 통해 유입구(11)와 유출구(12)사이를 흐를 수 있도록, 임펠러(30)의 유출구(12)쪽 단부면에 중앙홀(35) 을 천공할 수 있다.Most of the blood flows through the space formed between the case 10 and the fixed blade 23 of the first fixture 20, and then between the case 10 and the blade 31 on the outer surface of the impeller 30. Although it is sent out toward the outlet 12 through the space formed in the small amount of blood between the inlet 11 and the outlet 12 through the gap 24 between the first fixing body 20 and the inner side of the impeller 30 In order to flow, the central hole 35 may be drilled in the end surface of the impeller 30 toward the outlet 12.

또한, 제1 고정체(20)의 돌출부(22)와 임펠러(30) 내부측면 사이의 틈(24)으로 흐르는 상기 소량의 혈액의 이송을 도모하기 위하여 상기 임펠러(30)의 내부측면에 종방향으로 나선형의 돌출부 또는 그루브를 형성할 수 있다. 따라서, 틈사이로 유입된 혈액은 정체됨이 없이 용이하게 이송된다.Further, in order to facilitate the transfer of the small amount of blood flowing in the gap 24 between the protrusion 22 of the first fixing body 20 and the inner side surface of the impeller 30, the inner side of the impeller 30 is longitudinally directed. To form a spiral protrusion or groove. Therefore, blood flowing between the gaps is easily transferred without stagnation.

뿐만 아니라, 제1 고정체(20)의 돌출부(22) 외부측면에도 상기와 같이 유입되는 혈액의 이송을 용이하게 안내하도록 종방향으로 나선형의 돌출부 또는 그루브를 형성할 수 있다.In addition, the helical protrusion or groove may be formed in the longitudinal direction to easily guide the transfer of the blood introduced as described above on the outer side of the protrusion 22 of the first fixing body 20.

상기 돌출부 또는 그루브는 도면상에 도시하지 않았으나, 그 형상은 쉽게 이해될 수 있으며 임펠러(30) 또는 돌출부(22)에 형성하는 것도 용이하게 실시할 수 있다.Although the protrusion or groove is not shown in the drawings, the shape thereof can be easily understood and can be easily formed on the impeller 30 or the protrusion 22.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 제2 고정체(40)를 도시한 사시도로서, 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.7 is a perspective view illustrating the second fixing body 40 according to an embodiment of the present invention.

제2 고정체(40)는 제1 고정체(20)와 분리된 구조로서 유입구(11)쪽은 평면으로 형성되어 있어서, 제1 고정체(20)와의 사이에 임펠러(30)의 단부벽(33)이 일정 간격을 이루며 개재되어 있다. 상기 제2 고정체(40)의 외부면에는 다수개의 고정블레이드(41)가 종방향으로 형성되어 있어서, 상기 고정블레이드(41)에 의해 케이스(10)의 내벽에 고정연결된다. 따라서, 상기 고정블레이드(41)는 제2 고정체(40)를 케이스(10)에 고정연결시키는 역할을 함과 동시에, 케이스(10)와 베이스부(21)사이로 유입되는 혈액을 유출구(12)쪽으로 안내하는 역할을 한다. 제2 고정체(40)의 유 출구(12)쪽은 유출되는 혈액의 유동저항을 줄이기 위하여 유출구(12)쪽으로 돌출된 원추형을 이루고 있다. 이는 도면상으로는 원추형으로 도시되어 있으나, 유선형으로 형성될 수도 있다.The second fixing body 40 is separated from the first fixing body 20, and the inlet 11 is formed in a flat surface, so that the end wall of the impeller 30 is disposed between the first fixing body 20 and the first fixing body 20. 33) are intervened at regular intervals. A plurality of fixing blades 41 are formed in the longitudinal direction on the outer surface of the second fixing body 40, and are fixedly connected to the inner wall of the case 10 by the fixing blades 41. Accordingly, the fixing blade 41 serves to fix the second fixing body 40 to the case 10, and at the same time, the blood flowing between the case 10 and the base part 21 flows out of the outlet 12. It serves as a guide. The oil outlet 12 side of the second fixture 40 has a conical shape protruding toward the outlet 12 to reduce the flow resistance of the outflowing blood. This is illustrated as a cone in the drawing, but may be formed in a streamlined form.

이와 같이 형성된 제1 고정체(20), 임펠러(30) 및 제2 고정체(40)는 상호 결합된 상태에서 케이스(10)내에 배치되며, 도 8은 상기 결합된 상태를 보여주기 위하여 도시한 사시도이다.The first fixture 20, the impeller 30, and the second fixture 40 formed as described above are disposed in the case 10 in a coupled state, and FIG. 8 is illustrated to show the coupled state. Perspective view.

이와 같이 구성되는 본 발명의 회전식 혈액펌프는 제1 및 제2 고정체(20,40), 케이스(10) 및 블레이드(23,31,41)에 의해 결정되는 유로를 가지게 되어서, 펌프의 한쪽 끝에서 유입된 혈액은 제1 고정체(20)와 케이스(10) 내부면 사이의 유로를 거쳐서 임펠러(30)의 회전에 의해 유출구(12)쪽으로 밀려가며, 제2 고정체(40)와 케이스(10) 내부면 사이의 유로를 거쳐서 유출구(12)를 통하여 펌프 외부로 박출된다. 또한, 혈액은 임펠러(30) 안쪽의 제1 고정체(20)의 돌출부(22) 표면과 임펠러(30) 사이의 틈으로도 지나갈 수 있게 된다. 이 틈의 간격이 크면 임펠러(30)내의 영구자석(52)과 제1 고정체 돌출부(22)내의 스테이터(51)간의 거리가 멀어져서 임펠러(30)의 회전 토크가 줄어들 뿐만 아니라, 모터 시스템의 효율이 떨어지고, 반대로 틈 간격이 좁아지면, 혈액이 지나갈 수 있는 틈이 작아져서 혈류가 정체되어 혈전을 형성할 수도 있으므로, 틈 간격을 최적으로 조정하여야 한다. 따라서, 상기에서 설명한 바와 같이 임펠러(30)의 내부측면에 돌출부 또는 그루브를 만들거나 또는 제1 고정체 돌출부(22)의 외부측면에 돌출부 또는 그루브를 만들어서, 임펠러(30)의 회전시 임펠러(30)와 제1 고정체 돌출부(22) 사이의 유로에서 혈 류가 더욱 쉽게 이동하는 것을 도모할 수도 있다.The rotary blood pump of the present invention configured as described above has a flow path determined by the first and second fixtures 20 and 40, the case 10, and the blades 23, 31 and 41, so that one end of the pump The blood flowed in from is pushed toward the outlet 12 by the rotation of the impeller 30 through the flow path between the first fixture 20 and the inner surface of the case 10, the second fixture 40 and the case ( 10) It is ejected to the outside of the pump through the outlet 12 through the flow path between the inner surface. In addition, the blood may pass through the gap between the surface of the protrusion 22 of the first fixture 20 inside the impeller 30 and the impeller 30. If the gap is large, the distance between the permanent magnets 52 in the impeller 30 and the stator 51 in the first fixture projection 22 is increased so that the rotational torque of the impeller 30 is reduced, as well as in the motor system. If the efficiency decreases and conversely, the gap is narrowed, the gap through which the blood can pass may become small, and the blood flow may stagnate and form a blood clot. Therefore, the gap gap should be optimally adjusted. Therefore, as described above, by making a protrusion or groove on the inner side of the impeller 30 or by making a protrusion or groove on the outer side of the first fixture protrusion 22, the impeller 30 during the rotation of the impeller 30 ) And the flow of blood between the first fixture protrusion 22 may be more easily moved.

다음으로, 도 3과 도 4를 참조하여 자기베어링을 도면에 개시된 실시예에 의하여 설명하면 다음과 같다.Next, the magnetic bearing will be described with reference to FIGS. 3 and 4 by the embodiment disclosed in the drawings.

자기베어링(60)은 제1 고정체(20)의 베이스부(21)와 제2 고정체(40)의 내부에 설치된 영구자석을 포함한 전자석(61,62)과, 임펠러(30)의 유입구쪽 단부면(32) 및 유출구쪽 단부면(33)에 설치된 영구자석(63,64)에 의하여 이루어지는데, 상기 제1 및 제2 고정체(20,40)의 내부에는 축방향으로 설치된 영구자석(63,64) 주위에 코일(65,66)이 감겨져 있어서 코일에 흐르는 전류를 조절하여 임펠러(30)의 양쪽 단부면(32,33)에 설치된 영구자석(63,64)과의 인력을 조절하게 된다. 이러한 인력은 제1 고정체(20)와 제2 고정체(40)에서 각각 작용하므로 양자가 평형을 이룰 경우 임펠러(30)는 일정한 위치를 유지하면서 자기부상 상태로 유지될 수 있다.The magnetic bearing 60 includes electromagnets 61 and 62 including permanent magnets installed in the base part 21 of the first fixture 20 and the second fixture 40, and the inlet side of the impeller 30. Permanent magnets 63 and 64 are provided on the end face 32 and the outlet end face 33, and the permanent magnets axially installed inside the first and second fixtures 20 and 40. The coils 65 and 66 are wound around the 63 and 64 to adjust the current flowing through the coil so as to adjust the attraction force with the permanent magnets 63 and 64 installed at both end faces 32 and 33 of the impeller 30. do. Since the attraction force acts on the first fixture 20 and the second fixture 40, respectively, when the two are in equilibrium, the impeller 30 may be maintained in a magnetic levitation state while maintaining a constant position.

상기 자기베어링(60)은, 도면에서와 같이, 베이스부(21)의 유출구쪽 환형 단면부(26)와 제2 고정체(40)의 유입구쪽 벽면(42)의 양쪽에 모두 영구자석을 포함하는 전자석을 설치하고, 상기 임펠러(30)의 유입구쪽 환형 단부면(32) 및 유출구쪽 단부면(33)에는 영구자석과 강자성체를 설치하여 이루어질 수도 있다.As shown in the drawing, the magnetic bearing 60 includes permanent magnets on both the outlet side annular cross-section 26 of the base portion 21 and the inlet side wall 42 of the second fixture 40. To install an electromagnet, the inlet end annular end face 32 and the outlet end face 33 of the impeller 30 may be made by installing a permanent magnet and a ferromagnetic material.

뿐만 아니라, 상기 자기베어링(60)은 도면에 예시된 바와 달리, 베이스부(21)의 유출구쪽 환형 단면부(26)와 제2 고정체(40)의 유입구쪽 벽면(42) 중 어느 한쪽에 영구자석을 포함하는 전자석을 설치하고, 상기 중 나머지 한쪽과 상기 임펠러(30)의 유입구쪽 환형 단부면(32) 및 유출구쪽 단부면(33)에는 영구자석과 강자성체를 설치하여 이루어질 수 있다.In addition, the magnetic bearing 60 is different from the one illustrated in the drawing, either the outlet side annular cross-section 26 of the base portion 21 and the inlet side wall 42 of the second fixture 40. An electromagnet including a permanent magnet may be installed, and a permanent magnet and a ferromagnetic body may be installed at the other end of the inlet and the inlet side annular end surface 32 and the outlet side end surface 33 of the impeller 30.

이와 같이 임펠러(30)가 양쪽의 인력에 의해 자기부상되면 축방향으로의 위치뿐만 아니라 방사방향으로의 위치도 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 임펠러(30)는 축방향 뿐만 아니라 방사방향으로도 일정위치를 유지하면서 자기부상되며, 상기 모터의 작동에 따라 자기부상된 상태에서 회전하면서 혈액을 송출할 수 있다.As such, when the impeller 30 is magnetically injured by the attraction of both sides, not only the position in the axial direction but also the position in the radial direction can be kept constant. Therefore, the impeller 30 is magnetically injured while maintaining a predetermined position not only in the axial direction but also in the radial direction, and can transmit blood while rotating in the magnetically injured state according to the operation of the motor.

즉, 임펠러(30)의 축방향 위치를 고정시키기 위한 자기베어링(60)은 전기코일(65,66)을 이용하여 자기력을 능동적으로 조절하는 것으로서, 능동형 축방향 자기베어링이다. 양쪽 고정체(20,40)의 중간에 위치한 임펠러(30)에 대하여 양쪽 축방향으로 인력을 가함으로써, 임펠러(30)는 수동적으로 방사방향으로도 위치가 고정되게 된다. 임펠러(30)의 방사방향 위치고정은 능동형 축방향 자기베어링에 의하여 수동적으로 방사방향으로도 고정되려는 힘을 이용한 것이다.That is, the magnetic bearing 60 for fixing the axial position of the impeller 30 actively adjusts the magnetic force by using the electric coils 65 and 66, and is an active axial magnetic bearing. By applying attractive force in both axial directions to the impeller 30 located in the middle of both fixtures 20 and 40, the impeller 30 is passively fixed in the radial direction as well. The radial positioning of the impeller 30 utilizes a force to be passively fixed in the radial direction by an active axial magnetic bearing.

따라서, 임펠러(30)는 일정위치로 유지될 수 없거나 불안정한 상태에 있어서 외부의 충격 등으로 자기부상되어야 할 위치에서 쉽게 이탈되지 않고, 균일하게 위치를 유지할 수 있다.Therefore, the impeller 30 may not be easily held at a predetermined position or may not be easily separated from a position to be magnetically injured due to external impact in an unstable state, and may maintain a uniform position.

또한 도 3에 예시되어 있는 바와 같이, 임펠러(30)와 대면하고 있는 제2 고정체(40)의 벽면에는 갭센서(70)가 설치될 수 있는데, 이는 임펠러(30)와 제2 고정 체(40)사이의 간격을 감지하는 역할을 한다. 따라서, 임펠러(30)의 위치가 정위치에서 벗어날 경우 갭센서(70)에 의하여 감지되며, 이 경우 제어부에 의하여 제1 및 제2 고정체(20,40)의 전기코일(65,66)에 인가되는 전류량을 증감함으로써 전자석(61,62)의 인력을 조절하여 임펠러(30)가 정위치로 복귀하도록 동작된다.In addition, as illustrated in FIG. 3, a gap sensor 70 may be installed on a wall of the second fixture 40 facing the impeller 30, which is an impeller 30 and a second fixture. It serves to detect the gap between 40). Therefore, when the position of the impeller 30 is out of the correct position is detected by the gap sensor 70, in this case by the control unit to the electric coil (65, 66) of the first and second fixing body (20, 40) The impeller 30 is operated to return to the home position by adjusting the attraction force of the electromagnets 61 and 62 by increasing or decreasing the amount of applied current.

상기 갭센서(70)는 임펠러(30)와 제2 고정체(40)사이의 거리를 측정하기 위한 비접촉 거리 센서로서, 상기 갭센서(70)로는 와상전류 갭센서(eddy current gap sensor), 초음파 갭센서(ultrasonic gap sensor), 적외선광학 갭센서(infrared optic sensor), 인덕티브 센서(inductive sensor) 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기의 제어부는 당업계의 기술자에 의하여 용이하게 구성될 수 있는 일반적인 회로를 이용하여 설치할 수 있다.The gap sensor 70 is a non-contact distance sensor for measuring the distance between the impeller 30 and the second fixed body 40. The gap sensor 70 includes an eddy current gap sensor and an ultrasonic wave. Ultrasonic gap sensors, infrared optic sensors, inductive sensors, and the like may be used. In addition, the control unit may be installed using a general circuit that can be easily configured by those skilled in the art.

다음으로, 도 3을 참조하여 모터에 대하여 설명하면 다음과 같다.Next, the motor will be described with reference to FIG. 3.

모터(50)는 제1 고정체(20)의 돌출부(22) 내부에 설치된 스테이터와 임펠러(30)의 내부에 설치된 로터로 이루어지는데, 돌출부(22)내에는 원기둥 형태의 스테이터(51)가 설치되어 있고, 임펠러(30)에는 내주면을 따라 영구자석(52)이 원통형으로 설치되어 있다. 따라서, 스테이터(51)의 단자(53)에 전원이 인가되면 스테이터(51)가 동작하므로, 영구자석(52)이 설치된 임펠러(30)가 상기 제1 고정체(20)의 돌출부(22)를 중심으로 회전하게 되고, 그에 따라 유입구(11)로 유입된 혈액이 임펠러(30)의 블레이드(31)에 의해 유출구(12)쪽으로 송출된다.The motor 50 is composed of a stator installed inside the protrusion 22 of the first fixing body 20 and a rotor installed inside the impeller 30, and a stator 51 having a cylindrical shape is installed in the protrusion 22. The impeller 30 is provided with a permanent magnet 52 in a cylindrical shape along an inner circumferential surface thereof. Therefore, when the power is applied to the terminal 53 of the stator 51, the stator 51 is operated, so that the impeller 30 provided with the permanent magnet 52 opens the protrusion 22 of the first fixture 20. It rotates to the center, and thus the blood flowing into the inlet 11 is sent out toward the outlet 12 by the blade 31 of the impeller 30.

한편, 도 3에 예시되어 있는 바와 같이, 상기 임펠러(30)의 회전속도는 돌출부(22)의 외측면 일측에 설치될 수 있는 홀센서(25)에 의하여 감지되며, 도면상에 도시되지 않은 제어부에 의하여 임펠러(30)의 회전속도를 적절하게 제어를 할 수 있다. 상기 홀센서(25)는 일반적으로 이용되는 것을 사용할 수 있고, 상기 제어부는 당업계의 기술자가 일반적으로 이용하는 제어회로를 이용하여 용이하게 구성할 수 있다.On the other hand, as illustrated in Figure 3, the rotational speed of the impeller 30 is sensed by the Hall sensor 25 that can be installed on one side of the outer surface of the protrusion 22, the control unit not shown in the figure By this, it is possible to appropriately control the rotation speed of the impeller 30. The Hall sensor 25 may be used generally used, the control unit can be easily configured using a control circuit commonly used by those skilled in the art.

제어부는 도면에 도시되지 않았으나, 임펠러(30)의 자기부상과 회전을 위하여 외부에 구성되며, 제1 고정체(20)의 돌출부(22)내에 설치된 스테이터(51)에 인가되는 전류량, 홀센서(25)에 의한 모터(50)의 회전속도, 제1 및 제2 고정체(20,40)내에 설치된 전자석(61,62)에 인가되는 전류량을 조절하여, 임펠러(30)가 정위치에서 적절한 속도로 회전하여 필요한 양으로 혈액을 송출하도록 피드백 제어(feedback control)하는 역할을 하며, 당업계의 기술자가 일반적으로 이용하는 제어회로를 이용하여 용이하게 구성할 수 있다.Although not shown in the drawings, the magnetic force of the impeller 30 is configured externally for rotation and rotation, and the amount of current applied to the stator 51 installed in the protrusion 22 of the first fixing body 20 and the hall sensor ( By adjusting the rotational speed of the motor 50 and the amount of current applied to the electromagnets 61 and 62 installed in the first and second fixtures 20 and 40 by means of 25, the impeller 30 is set at an appropriate speed. It serves as a feedback control to feed the blood in the required amount by rotating to, it can be easily configured using a control circuit commonly used by those skilled in the art.

위와 같이 구성된 본 발명의 회전식 혈액펌프는 모터(50)의 스테이터(51)와 로터(52)가 일전간격을 두고 인접하게 설치될 수 있고, 임펠러(30)의 블레이드(31) 크기가 임펠러(30)와 케이스의 내부벽면(13) 사이에 형성되는 공간크기에 따라 형성될 수 있어서, 블레이드(31)가 스테이터(51)와 로터(52)사이에 설치된 종래의 펌프와는 달리 블레이드(31) 크기에 대한 제약에서 벗어날 수 있다.In the rotary blood pump of the present invention configured as described above, the stator 51 and the rotor 52 of the motor 50 may be installed adjacent to each other at an interval, and the size of the blade 31 of the impeller 30 is the impeller 30. ) And the size of the blade 31, unlike the conventional pump installed between the stator 51 and the rotor 52, according to the space size formed between the inner wall surface 13 of the casing and the case. You can escape the constraints on

도 9는 블레이드(31)의 크기에 따라 원하는 압력을 얻는데 필요한 임펠러(30)의 회전속도와 혈액 송출량에 대하여 실험에 의하여 측정한 값을 나타낸 그래프이다. 이는 블레이드(31)의 크기에 따라 동일한 송출량에 대하여 임펠러(30)의 회전속도가 저속으로 됨을 보여 주는데, 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 대동 맥 압력에 해당하는 100mmHg 정도의 유입 유출 압력차에 대하여 5L/min의 박출량을 얻는데 있어서, 블레이드(31)의 높이가 2mm인 경우에는 약 6700RPM이고(도 9a), 3mm인 경우에는 약 5400RPM이며(도 9b), 4mm인 경우에는 약 4800RPM이다(도 9c). 즉, 블레이드(31)의 크기가 클수록 동일한 혈류량에 대하여 임펠러(30)의 회전속도가 저속으로 됨을 알 수 있다.9 is a graph showing experimentally measured values of the rotational speed and the blood delivery amount of the impeller 30 required to obtain a desired pressure according to the size of the blade 31. This shows that the rotational speed of the impeller 30 is slow for the same discharge amount according to the size of the blade 31. As can be seen from the figure, for the inflow and outflow pressure difference of about 100 mmHg corresponding to the large sinus pressure In obtaining the ejection amount of 5 L / min, when the height of the blade 31 is 2 mm, it is about 6700 RPM (FIG. 9A), when it is 3 mm, about 5400 RPM (FIG. 9B), and when it is 4 mm, it is about 4800 RPM (FIG. 9C). ). That is, it can be seen that the larger the size of the blade 31, the lower the rotational speed of the impeller 30 with respect to the same blood flow.

위의 실험결과가 암시하는 바와 같이, 본 발명의 회전식 혈액펌프에 의하면 임펠러(30)가 혈구손상을 방지할 수 있는 낮은 속도에 알맞도록 블레이드(31)의 크기를 충분히 크게 형성할 수 있다.As the above experimental results suggest, according to the rotary blood pump of the present invention, the size of the blade 31 may be sufficiently large so that the impeller 30 is suitable for a low speed that can prevent blood cell damage.

또한, 상기와 같이 구성된 회전식 혈액펌프에 압력과 유량을 측정하기 위한 압력센서(14)와 유량센서(15)를 유출구(12)의 일측에 설치하여 혈액펌프의 혈류역학적 성능을 예측하고, 그에 따라 임펠러(30)의 회전속도를 조절하여 박출유량을 조절할 수 있게 할 수도 있다.In addition, by installing the pressure sensor 14 and the flow sensor 15 for measuring the pressure and the flow rate in the rotary blood pump configured as described above on one side of the outlet 12 to predict the hemodynamic performance of the blood pump, accordingly It is also possible to adjust the ejection flow rate by adjusting the rotational speed of the impeller 30.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명은 환자의 몸에 이식되어 저속회전으로 충분한 혈류량을 생성하여 심장의 피를 대동맥으로 박출하는 회전식 혈액펌프(rotary blood pump)에 관한 것으로서 산업상 이용가능성이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary blood pump that is implanted in the body of a patient to produce sufficient blood flow at low speed to eject blood from the heart into the aorta.

Claims

A case having a cylindrical shape and having inlets and outlets protruding into cones respectively cut at both ends of the cylinder;

A first fixing body installed in the case, having a base portion connected to an inner wall of the case by a plurality of fixing blades, and a protruding portion extending toward the outlet through a cylindrical shape having a smaller cross section than the base portion;

A cylindrical impeller open at the inlet side and closed at the outlet side, the cylindrical impeller rotatably inserted over the protrusion of the first fixture;

A blade formed in a longitudinal spiral on an outer surface of the impeller;

A second fixture formed at a predetermined interval with the impeller and connected to an inner wall of the case by a plurality of fixing blades;

Between the outlet side annular cross section of the base portion and the inlet side annular end face of the impeller, and between the inlet side wall surface of the second fixture and the outlet side end surface of the impeller, an axial magnetic force is applied to the first impeller. And a magnetic bearing for self-supporting while maintaining a predetermined position in the axial direction and the radial direction between the second fixing body;

A gap sensor installed on an inlet side wall of the second fixture to detect a gap between the second fixture and the impeller; And

A motor having a stator in the protruding portion of the first fixture, and having a rotor inside the impeller to rotate the impeller about the cylinder; Rotary blood pump comprising a.

The method of claim 1,

The base portion is a rotary blood pump, characterized in that forming a streamlined or conical protruding toward the inlet.

The method of claim 1,

The second fixed body is a rotary blood pump, characterized in that forming a streamlined or conical projecting toward the outlet.

The method of claim 1,

The magnetic bearing is provided with an electromagnet including a permanent magnet on one of the outlet side annular cross-section of the base portion and the inlet side wall of the second fixture, and the other side and the inlet side annular end surface and the outlet side of the impeller. Rotating blood pump, characterized in that the end surface is made of a permanent magnet and a ferromagnetic material.

The method of claim 1,

The magnetic bearing is provided with an electromagnet including permanent magnets on both the outlet side annular cross section of the base part and the inlet side wall of the second fixture, and the permanent magnet and ferromagnetic material on the inlet side annular end face and the outlet side end face of the impeller. Rotary blood pump, characterized in that made by installing.

The method of claim 1,

Rotating blood pump, characterized in that the pressure sensor and the flow sensor is installed on one side of the outlet.

The inlet side is open and the outlet side is closed and the outlet end face

A cylindrical impeller in which a central hole is drilled so that blood flowing between the protrusion and the impeller of the first fixture flows between the inlet and the outlet, and is rotatably inserted over the protrusion of the first fixture;

A blade formed in a longitudinal spiral on an outer surface of the impeller;

The method of claim 7, wherein

The inner side of the impeller is a rotary blood pump, characterized in that the helical protrusions or grooves are formed in the longitudinal direction to guide the introduced blood flow between the inlet and outlet.

The method according to claim 7 or 9,

A rotary blood pump, characterized in that a spiral protrusion or groove is formed in the longitudinal direction on the outer surface of the protrusion of the first fixture to guide the incoming blood to flow between the inlet and the outlet.

The method of claim 7, wherein

One side of the outlet is a rotary blood pump, characterized in that the pressure sensor and the flow sensor is installed.