Катетерный микронасос для механической поддержки кровообращения

Изобретение относится к области медицины, в частности к устройствам для механической поддержки кровообращения и перекачивания крови. Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является создание устройства, имеющего минимальные размеры для механической поддержки кровообращения и перекачивания крови, вводимого через бедренную артерию в полость левого желудочка, размещаемого в аорте и левом желудочке сердца, обеспечивающего физиологичность нагнетания крови, минимизацию гемолиза и тромбоза крови при работе микронасоса. Катетерный микронасос для механической поддержки кровообращения состоит из рабочего колеса с лопатками, соединенного с валом, установленным в подшипниках, которые запрессованы во втулке спрямляющего аппарата имеющего лопатки. При этом с целью достижения требуемых расходно-напорных параметров в малых размерах, минимизации травмы крови и тромбообразования углы установки лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата на входе выполняются равными углу натекания потока, а их выходные углы - в интервале от 85 до 95°. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области медицины, а именно к медицинской технике, в частности к устройствам для механической поддержки кровообращения и перекачивания крови.

Уровень техники

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является создание устройства, имеющего минимальные размеры для механической поддержки кровообращения и перекачивания крови, вводимого через бедренную артерию в полость левого желудочка, размещаемого в аорте и левом желудочке сердца, обеспечивающего физиологичность нагнетания крови, минимизацию гемолиза и тромбоза крови при работе микронасоса. Технология применения катетерного осевого микронасоса (КМН) для механической поддержки кровообращения, введенного в полость левого желудочка с использованием стандартной методики катетеризации полостей сердца по Сельдингеру, способна быстро обеспечить необходимый минутный объем крови для восстановления системной гемодинамики. Применение устройства не требует кардиохирургической поддержки и может быть использовано сотрудниками интервенционной кардиологии в отделениях интенсивной терапии, в условиях ангиографического кабинета и др. Катетерный микронасос для механической поддержки кровообращения, временно замещающий насосную функцию больного сердца, крайне востребован в различных областях практической медицины: кардиологических, кардиохирургических клиниках и, особенно, в работе ангиографических кабинетов благодаря простоте применения и обслуживания.

Известны устройства, применяемые по указанному назначению, описанные, например, в патентах США №US 2012/0226097 А1 и РФ 2637605 С1. Во всех этих устройствах применяют осевой насос, как основной нагнетательный элемент для перекачивания крови, для медицинских систем разного назначения. При этом формы, число лопаток элементов осевых насосов этих устройств не оговариваются, что имеет принципиальное значение для работы микронасосов в системе кровообращения.

Наиболее близким техническим решением, направленным на достижение минимального уровня гемолиза и тромбоза крови, является патент РФ 2637605 С1. Однако, из-за габаритных размеров предлагаемых решений, такие насосы не могут вводиться через артерии диаметром менее 10 мм, т.е. их имплантация требует сложной хирургической операции.

Раскрытие сущности изобретения

Предлагаемое изобретение позволяет вводить катетерный микронасос через артерии диаметром менее 8 мм, тем самым исключить проведение сложной хирургической операции. Микронасос размещается в левом желудочке сердца, таким образом, что область выхода крови располагается в аорте, за аортальным клапаном, а область всасывания крови, в полости левого желудочка.

Отличительной особенностью предлагаемой конструкции являются малые осевые и диаметральные габариты КМН по сравнению с выбранным и другими прототипами.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан продольный разрез КМН, фиг. 2 - геометрия профиля лопатки рабочего колеса, фиг. 3 - геометрия профиля лопатки спрямляющего аппарата, где 1 - корпус, 2 - втулка рабочего колеса, 3 - лопатки рабочего колеса, 4 - вал, 5 - лопатки спрямляющего аппарата, 6 - втулка спрямляющий аппарат, 7 и 8 - подшипники.

Устройство работает следующим образом. Кровь поступает в корпус КМН (фиг. 1, поз. 1), а затем в проточную часть насоса. На втулке рабочего колеса (поз. 2) размещены лопатки (поз. 3), которые передают энергию вращательного движения от вала (поз. 4) в энергию поступательного движения крови. Из рабочего колеса кровь поступает на лопатки (поз. 5) спрямляющего аппарата (СА), в котором происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную энергию движения крови. Во втулке СА (поз. 6) установлены подшипники скольжения (поз. 7) и качения (поз. 8), которые воспринимают осевые и радиальные усилия и моменты, возникающие при работе насоса.

На фиг. 2 и 3 показаны профили лопаток РК и СА, соответственно, где β_1л, β_2л - углы установки лопаток на входе и выходе РК, β_3л, β_4л - углы установки лопаток на входе и выходе СА, соответственно.

Осуществление изобретения

Результат изобретения достигается тем, что предложенное устройство имеет лопатки рабочего колеса и спрямляющего аппарата спрофилированные таким образом, чтобы обеспечить необходимый напор и подачу при условии обеспечения минимальных отрывных и застойных зон, вызывая минимальные напряжения в эритроцитах и тромбоцитах крови. Для этого угол установки лопаток РК и СА на входе выполняется равным углу натекания потока, а выходные углы РК и СА в интервале от 85 до 95°. При этом изменение угла установки лопаток РК и СА по радиусу выполняется по закону rtg βл = const (r). Еще одной особенностью предлагаемого устройства является то, что СА выполнен с числом лопаток большим и некратным числу лопаток РК.

Предлагаемое устройство промышленно реализуемо, практически опробовано и найдет широкое применение в здравоохранении. Микронасос изготовлен, испытан на специально спроектированном стенде. Получены необходимые для медицинского применения расходно-напорные характеристики, не выявлено заметного динамического роста гемолиза и тромбоза крови после прохождения через проточную часть КМН.

1. Катетерный микронасос для механической поддержки кровообращения, состоящий из рабочего колеса с лопатками, соединенного с валом, установленным в подшипниках, которые запрессованы во втулке спрямляющего аппарата, имеющего лопатки, отличающийся тем, что с целью достижения требуемых расходно-напорных параметров в малых размерах, минимизации травмы крови и тромбообразования углы установки лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата на входе выполняются равными углу натекания потока, а их выходные углы в интервале от 85 до 95°.

2. Катетерный микронасос по п. 1, отличающийся тем, что с целью достижения требуемых расходно-напорных параметров в малых размерах и минимизации травмы крови и тромбообразования изменение угла установки лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата по радиусу выполняется по закону rtgβл=const (r).

3. Катетерный микронасос по п. 1, отличающийся тем, что с целью предупреждения вибрации число лопаток спрямляющего аппарата больше и не кратно числу лопаток рабочего колеса.