用于可植入式心脏辅助泵的外部驱动单元

文档序号:1509487 发布日期:2020-02-07 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 用于可植入式心脏辅助泵的外部驱动单元 (External drive unit for an implantable heart assist pump ) 是由 克莱纳·斯帕尼尔 马克西姆·达舍夫斯基 于 2018-04-06 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种用于可植入式心脏辅助泵(4)的外部驱动单元(7)。所提出的驱动单元(7)包括马达壳体(51)、经皮驱动轴(3)以及用于驱动心脏辅助泵(4)的马达(35)。马达(35)通过驱动轴(3)与心脏辅助泵(4)连接,并且马达(35)布置在马达壳体(51)内。驱动单元(7)还包括围绕驱动轴(3)的导管(2)以及用于将吹扫介质注射至导管(2)内腔中或导管(2)与驱动轴(3)之间空隙(41)中的吹扫管(53)。吹扫管(53)与马达壳体(51)的外表面和/或与导管(2)的近端部分(52)的外表面热接触(54,55)。由于热接触(54,55),热量可从导管(2)近端部分(52)的外表面和/或从马达壳体(51)的外表面传递至吹扫介质。(The application relates to an external drive unit (7) for an implantable cardiac assist pump (4). The proposed drive unit (7) comprises a motor housing (51), a transcutaneous drive shaft (3) and a motor (35) for driving a heart assist pump (4). The motor (35) is connected to the heart assist pump (4) via the drive shaft (3), and the motor (35) is arranged in a motor housing (51). The drive unit (7) further comprises a conduit (2) surrounding the drive shaft (3) and a purge tube (53) for injecting a purge medium into the inner lumen of the conduit (2) or into a space (41) between the conduit (2) and the drive shaft (3). The purge tube (53) is in thermal contact (54,55) with an outer surface of the motor housing (51) and/or with an outer surface of the proximal portion (52) of the conduit (2). Due to the thermal contact (54,55), heat may be transferred from the outer surface of the proximal end portion (52) of the conduit (2) and/or from the outer surface of the motor housing (51) to the purge medium.)

用于可植入式心脏辅助泵的外部驱动单元

技术领域

本申请涉及医疗技术领域。本申请涉及一种用于可植入式心脏辅助泵的外部驱动单元以及包括所述驱动单元和所述可植入式心脏辅助泵的心脏辅助装置。本申请涉及受让人的于2017年4月7日提交的序列号为15/482,513、发明名称为“用于可植入式心脏辅助泵的外部驱动单元的方法及系统”的美国专利申请,其通过引用结合于此。

背景技术

从现有技术已知一种用于辅助患者心脏功能的心脏辅助装置。所述装置可包括植入式血泵,所述血泵通过微创手段可***至心脏心室。进一步地,可提供外部(或体外)马达来驱动血泵。所述马达通过经皮柔性驱动轴连接至血泵;所述驱动轴可可旋转安装在经皮导管内。所述装置的可植入式配件可经由穿刺部位***患者的腹股沟。相关装置在,例如,US8,489,190B2中有描述。

对于这种心脏辅助装置,可能出现与外部马达散热有关的问题。在一些申请中,当操作血泵时,马达可设置得靠近患者身体,特别是靠近患者腿部。如果马达产生的热量没有得到有效的去除,则马达可能过热,这会造成马达故障。此外,当马达的热壳体接触患者皮肤时,马达的过热可能对患者构成健康风险,特别是当患者例如,由于***不能注意到热量并且适当地做出反应时,例如,由于***。已经在由超声和磁共振成像探针产生的热量的背景下研究了人体皮肤的安全吸热量。例如,在“Human Skin Temperature Response toAbsorbed Thermal Power”(SPIE Proceedings–The International Society forOptical Engineering 3037:129-134,March 1997)中,描述了一种确定安全吸热等级的方法。

为防止心脏辅助装置的马达过热,这种马达的壳体可设置多个散热片从而使热量有效地从马达排出并散到周围空气中。然而,如果马达在密闭的环境中操作,例如在患者休息时的被子下面或在手术期间的手术布下面,则可传递至空气中的热量可能是不够的。此外,具有散热片的壳体的表面可能难以清洁。

发明内容

鉴于上述现有技术,本申请的目的是提供一种用于可植入式心脏辅助泵的改进的外部驱动单元及一种改进的心脏辅助装置。尤其是,本申请的目的是提供一种热管理得以改进的驱动单元和心脏辅助装置。进一步地,本申请的目的是提出一种可安全有效操作心脏辅助装置的驱动单元。

这些目的可通过独立权利要求1中的外部驱动单元的技术特征得以实现。从属权利要求以及说明书并结合说明附图,使可选的进一步特征和进一步改进变得显而易见。

所提出的用于可植入式心脏辅助泵的外部,即体外驱动单元包括马达壳体、经皮驱动轴以及用于驱动心脏辅助泵的马达。马达通过驱动轴与心脏辅助泵连接,并且马达布置在马达壳体内。驱动单元还包括围绕驱动轴的导管以及用于将吹扫介质注射至导管的内腔内中或导管与驱动轴之间空隙中的吹扫管。吹扫介质可为溶液,例如葡萄糖溶液或生理盐水。吹扫管与马达壳体的外表面和/或与导管的近端部分的外表面热接触。由于热接触,热量可从导管近端部分的外表面和/或从马达壳体的外表面传递至吹扫介质。

导管通常包括旨在布置在患者体内的一部分以及旨在布置在患者体外的另一部分。导管的近端部分通常旨在布置在患者体外。将吹扫介质注射至导管的内腔中内或导管与驱动轴之间空隙中内防止了血液渗透至导管内腔或空隙中以及削弱了驱动轴的可旋转性。

在大多数实施方式中,吹扫管被配置为引导吹扫介质使其首先与马达壳体的外表面和/或与导管近端部分的外表面热接触,并且随后吹扫介质被注射至导管内腔中或导管与驱动轴之间的空隙中。如下所述,在吹扫介质被注射至导管内腔或导管与驱动轴之间的空隙中之前并且在其与马达壳体的外表面和/或与导管近端部分的外表面热接触后,吹扫介质可以另外注射至马达的定子和转子之间的流体间隙中。心脏辅助装置和/或驱动单元可包括流体输送器,例如,被配置为如上述和/或下述任一方式使吹扫介质流动的泵。

在操作包括驱动单元的心脏辅助装置期间,马达可能因散热而变热。进一步地,在一些实施方式中,可布置得靠近马达的导管近端部分也在操作期间可能会变热。具体地,操作期间,热量可能从马达传递至导管的近端部分并且至邻近导管近端部分的部分,该部分可能没有被壳体覆盖并且可能与患者皮肤相接触。因吹扫管与马达外表面和/或与导管的近端部分的外表面热接触,热量可能从马达,和/或导管的近端部分传递至吹扫管内的吹扫介质。因此,马达,和/或导管的近端部分可能降温从而减少驱动单元过热的风险。尤其是在驱动单元布置在毯子下方时(其可能不会被周围空气充分冷却的情况下),并且当驱动单元与患者身体接触使得患者组织灼伤的风险增加时,所提出的驱动单元提高了心脏辅助装置操作的安全性。

与现有技术相比,所提出的驱动单元无需额外部件,因吹扫管同时用于两个目的:第一,吹扫管引导吹扫介质进入患者体内进而防止血液渗透至导管内腔或导管与驱动轴之间的空隙内。第二,根据本发明的吹扫管提高了驱动单元的热管理。此外,吹扫介质可通过与马达和/或与导管的近端部分热接触来预热。因此,吹扫介质的粘稠性可降低,使得驱动轴的可旋转性得到提升。因吹扫介质首先与马达壳体的外表面和/或与导管的近端部分的外表面热接触,并且因吹扫介质随后被注射至导管内腔或导管与驱动轴之间的空隙内并最终注射至患者体内,进而可以实现驱动轴可旋转性的提升。进一步地,因吹扫介质仅在与马达壳体或与导管的近端部分热接触后才进入患者体内,所以吹扫介质在进行热接触时的初始温度可能相对较低,进而能够实现远离于马达壳体或导管的近端部分的有效热传递。

在心脏辅助装置操作期间,马达壳体的外表面通常比导管近端部分的外表面更热。在一些实施方式中,吹扫管与马达壳体外表面以及导管近端部分的外表面都热接触。在这些实施方式中,冷却驱动单元和预热吹扫介质可能特别有效。吹扫管可被配置为引导吹扫介质首先与导管近端部分的外表面热接触,随后与马达壳体的外表面热接触,以实现吹扫介质的逐渐预热并且能够有效的冷却导管的近端部分。如下述解释,在一些实施方式中,吹扫介质可注射至马达的流体间隙中。然后,吹扫介质可注射至导管内腔中或导管与驱动轴之间的空隙中。

导管可包括一个或多个内腔。在一些实施方式中,心脏辅助装置可被配置为,使得吹扫介质首先在远端方向经导管的一个内腔流至患者体内,然后经导管的另一个内腔从患者体内流出。在大多数实施方式中,导管内腔或导管与驱动轴之间的空隙延伸至导管的近端部分中。尤其是内腔或空隙可在导管近端部分的整个长度上延伸以及在一些实施方式中在导管的整个长度上延伸。在该实施方式中,热量可通过在内腔或空隙内的吹扫介质传递至导管的近端部分或传递至邻近近端部分的部分。因此,通过吹扫管冷却导管的近端部分可为该实施方式中极为有利的。

在大多数实施方式中,吹扫管不是由导管的一部分形成的。尤其地,在大多数实施方式中,吹扫管不是由导管的内腔形成的。吹扫管可为布置在导管外壁之外的单独的管。

吹扫管通常为完全体外的,使得其不包括任何植入式部分。吹扫管通常布置为,使得其与导管内腔或空隙流体连接。驱动单元通常包括与空隙或内腔流体连接的吹扫口。吹扫管可附接到吹扫口,使得吹扫管与空隙或内腔流体连接。通常地,在心脏辅助装置操作期间,吹扫介质在空隙或内腔内在远端方向流动。

所述马达可为电动机。在一些实施方式中,马达包括定子和转子。转子可与驱动轴相连接。转子通常包括磁体,尤其是永磁体。定子包括多个绕组。定子通常围绕转子,使得转子的磁体和定子的绕组之间形成磁隙。转子可旋转地安装。流体间隙在转子和定子之间形成。流体间隙可与用于将吹扫介质注射至流体间隙的吹扫口流体连接。吹扫管可与吹扫口连接或可连接至吹扫口。吹扫介质可注射至流体间隙和导管内腔内或导管与驱动轴之间的空隙内。马达的流体间隙通常与导管内腔或导管与驱动轴之间的空隙流体连接。在

具体实施方式

中,吹扫管和流体间隙被配置为引导吹扫介质,使其首先与马达壳体的外表面和/或与导管近端部分的外表面热接触,随后被注射至转子与定子之间的流体间隙内,并且随后被注射至导管内腔或导管与驱动轴之间的空隙内。

当未经吹扫的马达被使用时,可能需要密封件来将马达和导管与驱动轴之间的间隙分隔开来,进而避免空气进入空隙内并最终进入患者体内。使用经吹扫的马达的优点在于可能无需会产生摩擦力以及将马达和导管与驱动轴之间的间隙分隔开来的复杂密封件。因此,马达易生产并且可减小摩擦力的损失,从而使马达以更有效的方式操作。进一步地,因密封件通常易于失效,当不提供密封件时,心脏辅助装置的失效风险会降低。

当使用吹扫介质吹扫马达时,马达可有效地冷却。进一步地,因吹扫介质与导管的近端部分和/或马达壳体热接触而被预热,所以当吹扫介质进入马达的流体间隙时,其粘度已降低。因此,驱动单元降低了流体间隙和/或马达轴承的摩擦力损耗并提高了马达效率。

在一些实施方式中,吹扫管被配置为首先引导吹扫介质流动至与导管近端部分的外表面热接触的区域,然后流动至与马达壳体的外表面热接触的区域,然后流动至转子与定子之间的流体间隙内,然后流动至导管内腔中或导管与驱动轴之间的空隙中和/或马达的流体间隙中(如下述)。惊喜地发现,当使用根据该实施方式的驱动单元时,使用可植入式心脏辅助泵输送定量血液所需的马达电流,即施加在定子绕组的电流,与吹扫介质的流速无关。相反地,在吹扫管和马达壳体的外表面和/或与导管近端部分的外表面没有热接触的情况下,马达电流将随着吹扫流速的增加而增加,大概因为在流体间隙内的吹扫介质因升高的流速而更冷,进而导致粘稠度增加,并因此增加了马达的摩擦力损耗。根据本发明的吹扫介质的预热随后导致不同吹扫流速的马达电流恒定不变。因此,由于不必考虑吹扫流速对马达电流的不期望的影响,马达电流可有利地用作心脏辅助装置的控制参数。因此,可显著地简化心脏辅助装置的电子控制。

在一些实施方式中,吹扫管被配置为在将吹扫介质注射至导管内腔或注射至导管与驱动轴之间的空隙之前,引导吹扫介质在吹扫管与马达壳体的外表面和/或与导管的近端部分的外表面热接触的区域中在近端方向流动。在这种逆流流动布置下的热传递尤其有效。在该布置下,相比于在导管内腔或导管与驱动单元之间的空隙中流动(远端方向的流动),吹扫介质沿相反方向在与导管近端部分的外表面热接触的区域中流动(近端方向的流动);和/或相比于在定子与转子之间的流体间隙中流动(远端方向的流动),吹扫介质沿相反方向在与马达壳体的外表面热接触的区域中流动(近端方向的流动)。尤其是,流体输送器可被配置为使得吹扫介质在流体间隙内远端地流动。

在一些实施方式中,吹扫管在吹扫管与马达壳体的外表面和/或与导管近端部分的外表面热接触的区域中至少部分围绕马达壳体,和/或导管的近端部分。通过围绕马达壳体,和导管近端部分,热传递区域将增加,并因此提升了热传递的效率。吹扫管通常与马达壳体和/或与导管的近端部分从多个侧面(例如至少在180°角度范围内)热接触。吹扫管尤其可在整个角度范围内完全围绕马达壳体,和/或导管的近端部分。

在一些实施方式中,吹扫管是柔性的。吹扫管可具有管状形状以及可进一步地具有圆形切面。吹扫管的外直径可至少为1mm,优选地,至少为2mm和/或至多为5mm,优选地,至多为3mm。吹扫管的内直径可至少为0.3mm,优选地,至少为0.7mm和/或至多为2mm,优选地,至多为1.5mm。吹扫管可包含或由生物相容性材料组成。在一些实施方式中,吹扫管包含塑性材料(例如PU、PEEK),或金属(例如不锈钢),或由塑性材料(例如,PU、PEEK),或金属(例如,不锈钢)组成。吹扫管材料的高导热系数可提升吹扫介质和马达壳体和/或导管的近端部分之间的热接触。

吹扫管可在吹扫管与马达壳体的外表面和/或与导管的近端部分的外表面热接触的区域中以螺旋方式围绕马达壳体和/或导管的近端部分。当吹扫管以明确限定的螺旋方式延伸时,可防止吹扫管内的倒凹区,并且降低吹扫管充满吹扫介质时吹扫管内存在气阱残留的风险。例如,出于此目的,吹扫管的吹扫介质可包括仅一个连续流道,并且不包括平行流道。因此,可实现吹扫管的可靠排气。例如,吹扫管可包裹围绕马达壳体和/或导管的近端部分。在该实施方式中,驱动单元易于生产。进一步地,仅通过选择合适的吹扫管匝数就可以容易地制造出具有所需热传递效率的驱动单元,并因此产生所需的热传递区域。在一些实施方式中,吹扫管围绕导管的近端部分形成至少4圈,优选地,至少8圈,和/或围绕马达壳体形成至少3圈,优选地,至少5圈。

吹扫管可附接到马达壳体和/或导管的近端部分。在大多数实施方式中,吹扫管在热接触区域中抵靠马达壳体的外表面和/或导管的近端部分的外表面,使得马达壳体和/或导管的近端部分直接与吹扫管相接触。然而,在其他实施方式中,导热元件可布置在马达壳体,和/或导管的近端部分与吹扫管之间。吹扫管和马达壳体和/或导管的近端部分此时可与导热元件直接接触。这种布置能够实现可靠地热接触。在一些实施方式中,吹扫管至少部分集成在马达壳体内。例如,吹扫管的一部分可由马达壳体内嵌入的内腔形成。吹扫管的内表面和马达壳体的内表面之间的总热导率(W/K)可为吹扫管的内表面与驱动单元壳体的内表面之间的总热导率的至少5倍,优选至少10倍。进一步地,吹扫管内表面与马达内部之间的总热导率,尤其是马达的绕组,可相当于至少吹扫管的内表面与马达壳体的内表面之间的总热导率。该总热导率考虑了布置在吹扫管内表面和马达壳体内表面之间的一系列材料的热导率、横截面积、厚度以及接触热导率。由于吹扫管和驱动单元壳体之间相对高的导热系数,马达产生的热量可分散至驱动单元壳体内,例如,通过空气对流,并且可避免驱动单元壳体的局部热点。进一步地,马达的内部与马达壳体热接触使得马达产生的热量传递至马达壳体的外表面。为了实现从马达流体间隙至马达壳体外表面的足够的热传递,可将绕组铸成铸造材料,例如,环氧树脂,进而防止流体间隙和马达壳体外表面之间的空气空隙。在一些实施方式中,铸造材料直接将绕组和马达壳体结合在一起。

在一些实施方式中,驱动单元还包括散热器。所述散热器可包括接触表面,该接触表面被配置为接触和/或直接接触患者皮肤和/或平放在患者皮肤上。所述接触表面以热传导的方式与马达连接或可连接至马达从而将马达产生的热量传递至患者组织。

包括散热器的驱动单元提供一种与现有技术的普遍观念相反的方案,如美国专利US2016/0213827 A1中所讨论的,必须有效移除心脏辅助泵的马达中的热量。相反,通过将热量传递至患者组织可至少部分地实现上述驱动单元的热量的有效移除。因此,在心脏辅助泵操作期间,热量可从马达传递至散热器的接触表面。马达和接触表面之间热接触的热导率可足够大以允许马达产生的热量能够经散热器传递到达患者组织。

接触表面可为平面或曲面。在典型的实施方式中,接触表面为无级的(stepless)。在优选实施方式中,接触表面为柔性的从而将与组织的接触最大化。接触表面可被提供用于将热量从马达传递至组织。当使用驱动单元时,整个接触表面可与皮肤接触。驱动单元还可包括底部表面,所述底部表面由设计成与患者皮肤接触的驱动单元的整个所有区域形成。接触表面通常形成底部表面的一部分。然而,在一些实施方式中,接触表面形成整个底部表面。

本申请还涉及心脏辅助装置,其包括上述或下述的驱动单元以及还包括可植入式心脏辅助泵。心脏辅助泵可与驱动单元的驱动轴连接,例如,不可分离地连接。在另一个实施方式中,马达可通过耦合件(例如通过磁性离合器)与驱动轴连接。

根据心脏辅助装置的操作方法,驱动单元驱动心脏辅助泵。吹扫介质被注射至导管内腔或注射至导管与驱动轴之间的空隙。马达产生热量并传递至马达壳体。进一步地,热量从马达壳体的外表面和/或导管的近端部分的外表面传递至吹扫管。在一些实施方式中,提供散热器并且马达产生的热量被传递至散热器。在进一步实施方式中,散热器的接触表面接触和/或直接接触患者皮肤和/或平放在患者皮肤上,使得马达产生的热量传递至患者组织。在进一步实施方式中,散热器的接触表面直接与患者皮肤相接触。然而,在一些情况下,皮肤与接触表面之间可布置另一种材料,例如,患者的一件衣服。

驱动单元可包括驱动单元的壳体。马达壳体,和/或导管的近端部分可布置在驱动单元壳体内。吹扫管的一部分可在马达壳体和驱动单元壳体之间延伸进而实现如上所述的至吹扫管的热传递。进一步地,吹扫管的一部分可在导管的近端部分和驱动单元壳体之间延伸,进而实现如上述所述的至吹扫管的热传递。邻近于导管近端部分的部分可布置在驱动单元壳体之外。进一步地,吹扫管可包括布置在驱动单元的壳体之外的部分。该部分通常附接到吹扫介质的供给件。对于驱动单元的简单且成本有效的制造,吹扫管被布置在驱动单元壳体之外的部分的直径可以相同于与马达壳体和/或导管近端部分热接触的部分的直径。

散热器可附接至驱动单元的壳体。在典型实施方式中,当驱动单元被装配时,驱动单元壳体为可至少部分可见的外壳体。散热器可布置在驱动单元壳体之外。散热器可被配置为能够实现从马达至患者组织的热传导。在大多数实施方式中,散热器为无需电能供应的无源元件。进一步地,在大多数实施方式中,散热器不依赖于移动部件和/或移动流体。散热器可刚性地或移动地连接至驱动单元壳体。在一些实施方式中,散热器可拆卸地与驱动单元壳体连接。例如,在不连接散热器的情况下,可方便地在导管***术实验室植入心脏辅助泵。在这种情况下,驱动单元壳体可作为心脏辅助装置的手柄。在植入过程之后,驱动单元壳体可与散热器连接使得马达产生的热量可有效地传递至患者组织。热量可从马达传递至马达壳体。马达壳体可与驱动单元壳体热接触从而使马达产生的热量可从马达壳体传递至驱动单元壳体。进一步地,该热量可从驱动单元壳体传递至散热器。

驱动单元可包括被配置为将驱动单元附接至患者大腿的保持装置。当使用心脏辅助装置时,在通常的应用场景下,至少驱动单元的底部表面与患者皮肤接触。接触表面也可随后与皮肤接触。在操作马达期间,驱动单元然后允许从马达显著有效地移除热量。因此,可防止发生马达过热。

散热器与所提出的吹扫管和马达壳体和/或导管近端部分热接触一起作用,以优化心脏辅助装置的热管理。在很多实施方式中,当操作心脏辅助装置时,无需从驱动单元到周围空气的热传递。因此,甚至当驱动单元被被子或手术布覆盖时,也可以可靠地操作心脏辅助装置而不会过热。在典型实施方式中,无需散热片。因此,所提出的驱动单元可以相对紧凑的方式被设计,进而提高了驱动单元附接的容易度以及穿戴驱动单元的舒适度。进一步地,从马达移除的热量量是可预知的,并且与周围空气的温度或周围空气的流速关系不大。因此,可以以可靠的方式控制驱动单元的热管理。此外,因无需散热片,驱动单元壳体可具有部分或完全连续的和/或无级的表面。因此,驱动单元可易于清洗。

因此,驱动单元可有利地使用在不同的应用场景下:

第一应用场景,在导管***术实验室中植入心脏辅助装置期间,马达可置于无菌布上,因为无菌布下面的区域可能被认为是非无菌的。在这种情况下,马达周围空气的对流是可能的,其降低了过热的风险。此外,患者与马达的意外接触是不可能的,并且使用者(医生)与马达的接触通常带有手套。因此,可接受的马达温度高于下述的第二应用场景。进一步地,因使用者可能用感染的,尤其是带血的手套触碰马达,所以驱动单元的污染风险相对较高。

第二应用场景,在患者运输或重症监护期间,泵保持其在患者体内的位置是尤为重要的。在这种情况下,马达因其重量应相对于穿刺部位可靠地固定。为此目的,马达通常设置在毯子或者被子下。因此,通过对流从马达进行的热传递效率不高,并且必须考虑操作期间马达过热的风险。进一步地,在这种场景下,患者可能与泵直接接触。因此,上述或下述的驱动单元所确保的从马达至吹扫介质和/或患者组织的有效热传递是非常有益的。进一步地,因马达在长时间使用后可能需要清洗,因此,与现有技术已知的散热器设计(例如,包括散热片)相比,利用所提出的驱动单元所得到的表面几何图形是有益的。

散热器的接触表面的表面积可大于驱动单元壳体的表面的表面积,驱动单元壳体所述表面为在操作期间朝向患者的壳体表面。散热器的尺寸可以设置得使其延伸超出驱动单元壳体。在一些实施方式中,接触表面的表面积至少为25cm2,优选地,至少为50cm2或至少为100cm2。表面积通常小于400cm2。需要足够大的表面积来实现从马达至患者组织的有效热传递。此外,足够大的表面积对于防止组织局部过热和发生组织损害是至关重要的。至患者组织的热传递量通常是接触表面的表面积的最多80mW/cm2,优选最多60mW/cm2或最多40mW/cm2。进一步地,当设计驱动单元的热管理时,表面积是构成的重要因素并且能够使马达在所需温度下操作。在大多数实施方式中,在驱动单元操作期间,接触表面的表面积与马达散出的热量的比值为至少13cm2/W,优选地为25cm2/W以及更优选地为50cm2/W,从而避免组织局部过热。

散热器的某些区域可以是柔性的。因此,接触表面可适应皮肤轮廓表面。例如,当驱动单元附接至患者大腿时,接触表面能适应大腿的轮廓。因此,驱动单元的穿戴舒适度可被提升并且可确保散热器和患者皮肤之间的热接触。散热器的所有区域可以是柔性的。

传递至组织的热量通常不用于治疗目的。为了能够将热量从马达有效地传递至患者组织,热交换器可包括至少一段具有相对高的导热系数的材料。该区域可完全在接触表面上延伸。该区域的导热系数可至少为1W/(m·K),优选地至少为10W/(m·K),至少为50W/(m·K),或至少为100W/(m·K)。在优选实施方式中,散热器在平行于散热器接触表面方向上的导热系数高于垂直于接触表面方向上的导热系数,以确保热能广泛地分布在表面上并且避免热点。

为了将热量从马达安全有效地传递至患者组织,表面积的热量分布是最重要的,通过设计散热器,可降低驱动单元的重量和所需材料量使其为扁平状。因此,散热器可包括厚度小于2cm,尤其小于1cm或小于0.5cm。例如,散热器为箔。

散热器可包括导热层。导热层可以快速有效地在接触表面的区域上实现热传递,从而避免皮肤上的热点。散热器还可包括载体层。载体层可具有比导热层低的导热系数。载体层可包含弹性体和/或塑料。在该方式下,导热层,尤其是相对薄和/或柔性的层可实现足够的热传递,同时载体层可提供散热器的足够机械稳定性。导热层可包含金属,尤其为铜、铝和/或热解碳。在一些实施方式中,散热器可包括多个导热层。

此外,散热器可包括生物相容性涂层。例如,散热器的接触表面可包括生物相容性涂层。所述涂层可形成散热器的底部表面的一部分或完全形成为散热器的底部表面。所述涂层可覆盖和/或围绕导热层。尤其地,如果散热器或其导热层包括可溶于汗液的有害物质,则可提供所述涂层。所述涂层此时可防止有害物质到达患者皮肤。例如,生物相容性涂层可包含聚对二甲苯、聚氨酯、硅酮、PEEK,或生物性金属,例如可植入式金属。生物相容性涂层可具有小于2mm的厚度,优选地小于0.5mm或小于0.1mm。生物相容性涂层可与构建生物相容性载体的载体材料相同。

进一步地,马达和/或马达壳体和/或驱动单元壳体可以是细长的。当驱动单元附接到患者大腿时,马达和/或马达壳体和/或驱动单元壳体的伸长方向可与大腿的轴向方向一致。保持装置通常与驱动单元壳体相连接。驱动单元的保持装置可包括束带和/或钩环紧固装置。保持装置还可包括粘合剂。粘合剂将驱动单元附接到大腿实现驱动单元相对于穿刺部位尤其可靠地固定。尤其地,当驱动单元附接到患者大腿时,粘合剂固定可形成有效的保持装置,所述保持装置防止驱动单元沿大腿的锥形部分朝向膝盖滑落。例如,可通过所建议的保持装置来减小在穿刺部位上施加的机械应力。在一些实施方式中,散热器包括用于将散热器附接到皮肤的粘合表面。例如,散热器可由粘合贴片形成。根据该实施方式,马达产生的热量可通过贴片传递至患者组织。贴片的热导率可以足够大从而有效地将热量传递至组织。粘合表面可形成一部分接触表面和/或整个接触表面。粘合剂可以为生物相容性粘合剂,例如熟知的伤口闭合粘合贴片。

进一步地,驱动单元可包括用以防止驱动单元移动到患者皮肤的不同位置的紧固装置。例如,固定装置可包括涂橡胶区域。驱动单元的底部表面还可包括凸块。

散热器可包括开口或凹部,尤其是通孔或凹槽,以允许汗液从皮肤蒸发。开口或凹部可设置为至少部分地邻近接触表面。在典型实施方式中,散热器包括至少三个,至少五个或至少八个开口或凹部。在操作马达期间,传递至组织的热量可能导致患者排汗加剧。因此,开口或凹部可显著地提高驱动单元的穿戴舒适度。为了实现将水蒸气有效地传递至周围空气中,开口或凹部的最小或统一直径通常为至少1mm或至少5mm。开口或凹部的最大或统一直径通常为至多20mm或80mm。

在一些实施方式中,开口是细长的。最大直径与最小直径的比值可为至少1.2或至少2。在这种方式下,汗液(水蒸气形式)可从身体有效地传递至周围空气中,同时确保散热器足够的机械稳定性和有效的二维热传导。例如,开口可以是细长的,使得当驱动单元附接到患者大腿时,开口沿大腿的周向呈现较大的直径且沿大腿的轴向呈现较小的直径。如果马达沿轴向是细长的,孔的伸长可允许热量沿周向有效地传递,同时水蒸气从皮肤上有效地移除。

在一些实施方式中,散热器包括用以允许蒸发的汗液从皮肤传递至周围空气中的孔。散热器可包括具有孔的薄膜。孔可具有至少0.02μm和/或至多0.3μm的直径。

散热器可包括吸汗材料,尤其为织物或棉。吸汗材料可形成散热器底部表面的一部分。吸汗材料可从患者皮肤上吸收汗液,且因此提升驱动单元的穿戴舒适度。

在一些实施方式中,散热器包括热管。热管可为扁平的。例如,热管可为热扩散器。通常,热管底部表面与患者皮肤相接触。在其他实施方式中,热管可布置在马达和散热器之间并且与马达和散热器连接。热管的顶部表面可与马达热接触。热管可实现从马达至组织或至接触表面的有效热传递。

与未经吹扫的马达相比,可预期在吹扫介质中的摩擦力损耗导致经吹扫的马达效率降低。令人惊喜的是,马达不利的低效率可通过上述或下述任一个特征以及这些特征的结合规避掉。流体间隙的宽度可至少为0.1mm,优选地至少为0.2mm,和/或至多为1mm,优选地至多为0.5或至多为0.3mm。必须考虑到磁隙的最小尺寸受到流体间隙的尺寸的限制。通常地,转子和/或定子包括套管或涂层,其可限制流体间隙。流体间隙的限制表面可为光滑和/或无级的并且可避免底切表面从而确保可靠地排气过程。由此,可保护转子磁体和/或定子绕组免受吹扫介质的腐蚀。因此,磁隙通常大于流体间隙。尽管预期磁损耗随着流体间隙(磁隙)宽度的增加而增加,惊奇的发现相对较宽的流体间隙导致马达效率的整体改善。该改善与减少吹扫介质中的摩擦力损耗有关。

如上述解释,所提出的驱动单元允许在各种应用场景下精确地控制心脏辅助装置的热管理。尤其地,流体间隙内吹扫介质的温度可以是可精确控制的。可以通过吹扫介质由于与导管的近端部分的外表面和/或马达壳体的外表面热接触而进行的预热来实现该效果或通过将热量从马达移除至吹扫管和/或散热器来实现该效果。在典型实施方式中,在操作的稳定状态下,流体间隙中的吹扫介质温度至少为50℃,优选地至少为60℃。进一步地,在操作的稳定状态下,流体间隙中的吹扫介质的温度为至多100℃,优选地为至多90℃。通过相应地控制吹扫介质的温度,可降低吹扫介质的粘稠度同时保持吹扫介质的温度对于患者而言是安全的并且防止吹扫介质沸腾。因此,可通过控制吹扫介质的温度使得流体中的摩擦力损耗变低来以特别有效的方式操作马达。

为了精确地控制吹扫流体的温度,必须分析和调整预热流体介质的温度以及流体间隙和患者皮肤之间的热传递和/或流体间隙和吹扫管之间的热传递。例如,从流体间隙至吹扫管之间的热传递可能受马达壳体的材料的影响。马达壳体可包含金属(例如不锈钢或铝)或由金属(例如不锈钢或铝)组成。在一些实施方式中,马达绕组可布置在马达壳体内。在一些实施方式中,马达壳体可部分或完全由封装绕组的塑料铸造材料形成。绕组可包括一个或多个铜线。进一步地,从流体间隙至散热器的热传递可受到驱动单元壳体材料的影响。驱动单元壳体可包含塑料材料(例如PEEK或ABS)或由塑料材料(例如PEEK或ABS)组成。塑料材料尤其适合在所需温度范围内实现马达的操作。在一些实施方式中,驱动单元壳体被塑形使其能够用作驱动单元的手柄。

在一些实施方式中,驱动单元包括布置在吹扫管和驱动单元壳体之间的热绝缘件。热绝缘件可布置在与导管近端部分和驱动单元壳体发生热接触的区域。另外或可替代地,热绝缘件可布置在与马达壳体和驱动单元壳体发生热接触的区域。热绝缘件可围绕吹扫管。此外,热绝缘件可为管状。热绝缘件可包括塑料材料,尤其是泡沫塑料材料。在一些实施方式中,在吹扫管和驱动单元壳体之间形成气隙或真空间隙以实现任一个或两个热接触区域与驱动单元壳体之间的热绝缘。气隙能够将马达产生的热量通过对流在驱动单元壳体内均匀分布,从而避免驱动单元壳体上的局部热点。进一步地,吹扫管可在与马达壳体和/或导管近端部分热接触的区域中部分围绕在热收缩管内从而改善热接触。

根据心脏辅助装置的一些实施方式,驱动单元可以包括或可以不包括与导管的近端部分和/或与马达壳体热接触的吹扫管。进一步地,驱动单元可以不包括上述或下述的散热器和/或驱动单元可包括不旨在与患者皮肤接触的散热器。从马达移除热量的装置可,例如,通过吹扫管形成或通过上述或下述散热器形成,通过附接到马达壳体或附接到驱动单元壳体的散热片形成,或通过以热导方式连接至马达的热管形成。通过各方面相互结合和/或与上述或下述描述的结合,进一步的实施方式变得显而易见。

尤其地,本申请除其他外进一步涉及下列方面:

1、一种心脏辅助装置操作方法,所述心脏辅助装置包括外部驱动单元和可植入式或植入式心脏辅助泵,其中,所述驱动单元包括用于驱动心脏辅助泵的马达,并且其中马达通过经皮驱动轴与心脏辅助泵连接,其中,马达包括定子和可与驱动轴连接的可旋转安装的转子,其中,在转子和定子之间形成流体间隙,其中,流体间隙与用于注射吹扫介质至流体间隙内的吹扫口流体连接,其中,心脏辅助装置包括围绕驱动轴的导管,其中,吹扫介质被注射至流体间隙中以及导管和驱动轴之间的空隙中或导管内腔中。

2、根据第一方面所述的方法,其中,流体间隙中的吹扫介质的温度在操作的稳定状态下至少为50℃,优选地至少为60℃。

3、根据前述任一方面所述的方法,其中,流体间隙中的吹扫介质的温度在操作的稳定状态下至多为100℃,优选地至多为90℃。

4、根据前述任一方面所述的方法,其中,吹扫介质为葡萄糖溶液或生理盐水。

5、根据前述任一方面所述的方法,其中,驱动单元包括附接到吹扫口的吹扫管,其中吹扫管与马达壳体外表面和/或导管近端部分的外表面热接触,并且其中在将吹扫介质注射至流体间隙中之前,吹扫介质通过与马达壳体外表面和/或导管近端部分的外表面热接触而预热。

6、一种用于可植入式心脏辅助泵的外驱动单元,所述外驱动单元包括用于驱动心脏辅助泵的马达,其中,马达通过经皮驱动轴与心脏辅助泵连接或可连接至心脏辅助泵,其中,驱动单元包括以热导方式与马达连接的热管。

7、根据第六方面所述的驱动单元,其中,驱动单元包括壳体,尤其是马达壳体或驱动单元壳体,并且其中热管以热导方式与壳体相连接。

8、一种心脏辅助系统,包括根据第六方面或第七方面中任一方面所述的驱动单元,并且还包括具有散热器的控制台或控制单元,其中,热管的一部分以热导方式与散热器相连接,以将热量从马达移除。

9、一种用于可植入式心脏辅助泵的外部驱动单元,所述外部驱动单元包括用于驱动心脏辅助泵的马达,其中,马达通过经皮驱动轴与心脏辅助泵相连接,其特征在于散热器,所述散热器包括被配置为与患者皮肤接触的接触表面,其中,接触表面以热导方式连接至马达或可与马达相连接,以将马达所产生的热量传递至患者组织。

10、一种心脏辅助装置的操作方法,所述心脏辅助装置包括外部驱动单元以及可植入式或植入式心脏辅助泵,其中,驱动单元包括驱动心脏辅助泵的马达,并且其中马达通过经皮驱动轴连接至心脏辅助泵,其中,驱动单元还包括马达壳体,其中,马达布置在马达壳体内,驱动单元还包括围绕驱动轴的导管以及将吹扫介质注射至导管内腔或导管与驱动轴之间空隙中的吹扫管,其中

吹扫管与马达壳体的外表面和/或吹扫管与导管的近端部分的外表面热接触,使得热量从导管近端部分的外表面和/或从马达壳体的外表面传递至吹扫介质。

11、根据第十方面所述的方法,其中,吹扫管引导吹扫介质使其首先与马达壳体外表面和/或与导管的近端部分的外表面热接触,并且随后被注射至导管内腔中或导管与驱动轴之间的空隙中。

12、根据第十一方面所述的方法,其中,吹扫管引导吹扫介质使其首先与马达壳体外表面热接触,并且随后被注射至导管内腔中或导管与驱动轴之间的空隙中。

13、根据第十方面所述的方法,其中,马达包括定子以及与驱动轴连接的可旋转安装的转子,其中,在转子与定子之间形成流体间隙,其中,流体间隙与用于将吹扫介质注射至流体间隙中的吹扫口流体连接,其中,吹扫管与吹扫口相连接。

14、根据第十三方面所述的方法,其中,吹扫管和流体间隙引导吹扫介质,使其首先与马达壳体外表面和/或与导管的近端部分的外表面热接触,随后被注射至转子与定子之间的流体间隙内,并且随后被注射至导管内腔中或导管与驱动轴之间的空隙中。

15、根据第十三方面所述的方法,其中,吹扫介质在流体间隙中在远端方向流动。

附图说明

将结合以下附图描述示例性实施方式:

图1为具有植入式心脏辅助泵以及体外驱动单元的心脏辅助装置的示意图。

图2为驱动单元的示意图。

图3为驱动单元的另一个示意图。

图4为驱动单元的另一个示意图。

图5为散热器与驱动单元壳体的剖视图。

图6为散热器的剖视图。

图7为驱动单元壳体与马达的剖视图。

图8为根据另一个实施方式的驱动单元的剖视图。

图9为吹扫管与马达壳体的透视图。

图10为示出了在吹扫管和马达壳体以及导管的近端部分之间具有热接触和不具有热接触的驱动单元的测量操作参数的比较的曲线图。

图11为根据另一个实施方式的驱动单元的示意图。

具体实施方式

图1中描绘了心脏辅助装置1的示意图。心脏辅助装置1包括导管2。柔性驱动轴3被引导在导管2内。导管2以及驱动轴3的远端均与心脏辅助泵4的泵头连接。心脏辅助泵4包括壳体5和推进器6。推进器6与驱动轴的远端相连接。驱动轴3的近端与包括马达的体外驱动单元7连接。驱动单元7被配置为驱动推进器的旋转运动以移动患者血液。

心脏辅助泵4以及导管2和驱动轴3经由位于患者腹骨沟中的穿刺部位8***至患者股动脉。所述布置示出了使用心脏辅助装置1来辅助心脏的左心室功能,其中,心脏辅助泵4部分地布置在患者的左心室10内的主动脉瓣膜11的区域中。当操作心脏辅助装置1时,驱动轴3通过驱动单元7的马达驱动,并且心脏辅助装置1在朝向近端14的方向将血液从左心室10输送至主动脉12,即,从心脏辅助装置1的远端13输送至主动脉12。在其他实施方式中,心脏辅助装置1可被配置为将血液沿从心脏辅助装置1的近端14向远端13的方向输送。这种布置尤其适用于辅助心脏的右心室功能。

如图2中示意性描绘的,驱动单元7可附接至患者的大腿15。图2和以下附图中的重复特征使用相同的附图标记表示。在所示实施方式中,驱动单元7通过束带16,例如弹性束带,相对于穿刺部位8保持在适当位置。在大多数实施方式中,束带的长度在45到60cm之间。然而,如下所述,其他固定装置也是可能的。马达布置在马达壳体内。马达壳体布置在驱动单元7的壳体17内,例如,通过注塑的ABS部件形成。驱动单元7的壳体17表面在大多数实施方式中为平滑且无级的从而使驱动单元7的壳体17易于清洗并且可用作心脏辅助装置1的手柄。导管2以流体密封方式与驱动单元7的壳体17的近端部分刚性连接。进一步地,图中示意性地示出了供应管线18,在所示实施方式中,供应管线18与驱动单元7的壳体17的近端连接,并且包含用于马达的电源管线以及用于吹扫介质的流体供应管线或吹扫管。在其他实施方式中,流体供应管线或吹扫管以及电源管线各自在多个单独的供应管线之一内被引导。进一步地,在一些实施方式中,供应管线18和/或流体供应管线或吹扫管在驱动单元7的壳体17的远端或侧表面处穿出。

驱动单元7还包括散热器19。散热器19与驱动单元7的壳体17刚性连接使得马达操作期间产生的热量被传递至散热器19。散热器19可以是薄的并且其厚度为4mm或更小。例如,散热器19可通过下述的贴片或通过扁的二维热管形成。散热器19的底部表面平放于或直接与患者的皮肤接触表面接触,从而使热量可从散热器19传递至患者组织。在操作马达期间,在将散热器19固定至大腿15之前,驱动单元7的壳体17的外表面温度可能超过43℃。然而,散热器19的导热系数确保热量均匀分布在足够的区域上,并且被传递至大腿15从而使驱动单元7的壳体17的表面温度快速降低至42℃以下,该温度定义了组织损坏的临界温度。

散热器19包括导热系数大于100W/(m·k)用以横向地散布热量的区域,从而使热量有效地传递至整个接触表面。在一些实施方式中,接触表面的表面积可大到200cm2。散热器19还包括开口(通孔),其中两个开口用附图标记20和20′标记。开口20和20′允许蒸发的汗液传递至周围空气并且因此提升穿戴舒适度。

图3中示出了驱动单元7的透视图。在所示实施方式中,散热器19具有用于容纳驱动单元7壳体17的凹部22。束带16包括钩环紧固机构,所述钩环紧固机构具有用于与设置在束带端部且未在图中示出的相应钩形表面啮合的环形表面23。当使用心脏辅助装置1时,驱动单元7的壳体17容纳在凹部22中,并且束带16沿周向包裹围绕大腿使得驱动单元7的壳体17被束带16的一部分覆盖且驱动单元7保持在适当位置。

图4中示意性地示出了散热器19的开口20和20′可以是细长的。在这种情况下,开口20和20′相对于大腿15沿周向24呈现更大的直径以使得散热器19在该方向24上进行有效的热传递。驱动单元7的壳体17在与大腿15的轴向25相对应的垂直方向25上是细长的。

散热器19可以是弯曲的和/或柔性的以适应大腿15的形状。例如,散热器19可包括箔或贴片。图5描绘了第一贴片26和第二贴片27以及驱动单元7的壳体17形成的散热器19的示例性横截面。贴片26、27均可弯曲且均包括朝向大腿15的粘合性底部表面28、29。贴片26、27在所示实施方式中围绕驱动单元7的壳体17以有效地移除马达的热量。在所示实施方式中,散热器19的粘合表面形成用以相对于穿刺部位8将驱动单元7保持在适当位置的保持装置。因此,诸如上述束带16之类的另一种保持装置可能不是必需的,但在一些实施方式中仍可提供。

图6中示出了散热器19的示例性横截面。散热器19可以是多层结构。散热器19包括载体层30,所述载体层30形成散热器19的顶层。载体层30可通过弹性体和/或塑料材料形成。为了在接触表面区域上进行有效的热传递,即在图中所示的水平方向上,散热器19还包括薄的导热层31,所述导热层31可通过具有高导热系数的薄层材料形成,例如,铜、铝或热解碳。导热层31的任一侧被惰性及生物相容性涂层32包裹,所述生物相容性涂层32由对二甲苯、聚氨酯、硅树脂、PEEK或生物相容性,例如可植入式金属组成。生物相容性涂层32还覆盖散热器19的开口20的内壁上的导热层31。无级的散热器底部表面通过粘合层33形成,所述粘合层33,例如包含胶水,以将散热器19粘附在患者皮肤上。

进一步地,图6中示意性地示出了散热器19或驱动单元7的吸汗部34。吸汗部34可由,例如织物和/或棉制成。此外,散热器19或驱动单元7包括具有橡胶块49、49′的涂橡胶区域48以防止散热器19相对于穿刺部位8滑落。吸汗部34以及涂橡胶区域48可均匀分布在散热器19的底部表面上。

图7中示出了马达35的示意图。马达35布置在马达壳体内,马达壳体布置在驱动单元7的壳体17内。马达35包括具有永磁体的转子36以及具有绕组38的定子37。转子36使用第一轴承39和第二轴承40可旋转地安装并且可在电流流过定子37的绕组时旋转。转子36与驱动轴3刚性连接以驱动推进器6。

导管2与驱动单元7的壳体17刚性连接,并且在导管2与驱动轴3之间形成空隙41。该空隙41与在转子36与定子37之间形成的流体间隙43、与吹扫口42以及与供应管线18流体连接。流体间隙43在径向的宽度可在0.2mm至0.3mm之间。当操作心脏辅助装置1时,吹扫介质,例如葡萄糖溶液,通过供应管线18供应并且流过流体间隙43以及导管2与驱动轴3之间的空隙41(最终在心脏辅助装置1的近端处流入患者体内)。

在马达35的操作过程中,例如2W的功率耗散,可能导致马达35变热。如附图标记为44的箭头所示意性示出的,将热量从马达35中移除以在操作的稳定状态下将流体间隙43内的葡萄糖溶液的温度恒定在75℃。为了移除热量,热量可以,例如使用上述的散热器19传递至患者组织45,例如使用驱动单元7的壳体17上的散热片传递至周围空气46,和/或例如通过连接至驱动单元7的壳体17的细长热管传递至控制台或控制单元的散热片47。进一步地,另外或可替代地,热量可传递至如下述的流体供应管线或吹扫管。这些热量移除机构的任意组合均是有可能的。

进一步地,当未以全块换相(full block commutation)驱动马达35时,可提供电感器50来减小涡流损耗。这些电感器50也能位于驱动单元7的壳体17内,但在优选的实施方式中,电感器50位于马达电缆18的端部(或位于控制单元本身内),马达电缆18连接至马达35的控制单元,以避免在马达35和患者腿部增加额外的重量和热源。

结合下列附图描述吹扫管的热量移除。图8示意性地示出驱动单元7的另一个实施方式。该驱动单元7可包括前述驱动单元7的任一特征。进一步地,在图8的驱动单元7中,吹扫管53起到了双重作用,即作为吹扫介质的供应管线并作为热量移除装置。如图8所示,定子37的绕组38被包裹在马达壳体51内。马达壳体51被布置在驱动单元7的壳体17的中心位置。然而,在其他实施方式中,马达壳体51被布置在驱动单元7的壳体17的近端位置。进一步地,导管2包括近端部分52,所述近端部分52布置在驱动单元7的壳体17内。如图所示,供应管线18附接至驱动单元7的壳体17的近端。供应管线18包含用于马达35的电力供应的电引线。在该实施方式中,吹扫管53不包含在供应管线18内。吹扫管53在驱动单元7的壳体17的远端区域中延伸穿过驱动单元7的壳体17的侧表面上的开口。

吹扫管53的端部附接至吹扫介质供应源(未示出)。吹扫管53延伸进驱动单元7的壳体17的内部。在驱动单元7的壳体17内,吹扫管53抵靠导管2的近端部分52的外表面。因此,如附图标记为54的箭头所示,在导管2的近端部分52与吹扫管53之间形成热接触。进一步地,吹扫管53抵靠马达壳体51的外表面。因此,如附图标记为55的箭头所示,在马达壳体51和吹扫管53之间形成热接触。吹扫管53进一步附接于吹扫口42。当供应吹扫介质时,其如图箭头所示(部分箭头由附图标记56标记)流过驱动单元7。吹扫介质首先经过热接触54、55区域,然后进入流体间隙43以及随后进入导管2和驱动轴3之间的空隙41。在进一步实施方式中,吹扫介质进入导管2的内腔。吹扫介质当经过热接触54、55时主要在近端方向流动。然后,当吹扫介质流过流体间隙43以及导管2和驱动轴3之间的间隙41时,吹扫介质在远端方向流动。

在心脏辅助泵操作期间,注射的吹扫介质因热接触54、55以及其相对低的温度冷却导管2的近端部分52以及马达35。因此,显著地冷却了导管2的部分63,所述部分63布置得在远端邻近于导管2的近端部分52并且布置在驱动单元7的壳体17之外,使得没有布置在驱动单元7的壳体17内的导管2的部分63可以被触碰而无受伤的风险。进一步地,降低了导管2因导管2的部分63变热而发生变形的风险(并且因此布置在导管2内的柔性驱动轴3发生变形和失效的风险)。进一步地,在吹扫介质进入流体间隙43之前,其因热接触54、55而预热。因此,吹扫介质以更高的温度和更低的粘稠度进入流体间隙43,从而使得马达35内的摩擦力损耗降低并且马达35更有效地操作。

在大多数实施方式中,马达壳体51为圆柱形。如图9所示,吹扫管53为管状并且包裹围绕马达壳体51,使得吹扫管53直接与马达壳体51的外表面接触,进而实现良好的热接触55。进一步地,吹扫管53以相似方式包裹围绕导管2的近端部分52。为了制造驱动单元7,吹扫管53可通过热压成形来预成型进而形成吹扫管53的螺旋形状。在吹扫管53包裹围绕导管2的近端部分52以及马达壳体51后,吹扫管53可嵌入至柔性硅树脂铸造材料中,或通过围绕吹扫管53的热缩管或通过布置在马达壳体51和吹扫管53之间的粘合剂紧固到马达壳体51上。在大多数实施方式中,导管2的近端部分52也为圆柱形。吹扫管53的直径可以是均匀的。导管2和尤其是导管2的近端部分52可包括塑料材料,例如PU或聚醚嵌段酰胺(PEBA),例如

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导管2可用金属编织。

驱动单元7还可包括布置在吹扫管53和驱动单元7的壳体17之间的热绝缘件(未示出),从而防止驱动单元7的壳体17变热。进一步地,可以以这种方式通过热接触54、55提高热交换器的效率。热绝缘件可完全围绕热接触54、55区域中的吹扫管53并且可以为塑料制成的隔热泡沫管。热绝缘件也可通过在吹扫管53和驱动单元7的壳体17之间的气隙形成。

图10示出了不同心脏辅助装置1的测量操作参数的曲线图:第一种心脏辅助装置具有根据图8的驱动单元7,即包括热接触54、55(叉),第二种心脏辅助装置具有相对于驱动单元7的,然而,其吹扫管53既不与导管2的近端部分52热接触,也不与马达壳体51热接触(圈)。左纵轴57表示温度,而右纵轴58表示为了实现预定血液传递率而必须施加的马达电流。横轴59表示吹扫介质的流速。最上面的测量值60、60′对应于表示马达电流的右纵轴。中间的值61、61′以及最底下的测量值62、62′对应于左纵轴并且表示马达35的温度61、61′以及导管2的部分63的温度62、62′,导管2的部分63布置得邻近导管2的近端部分52。马达温度61、61′随着吹扫率的升高而降低,而导管2的部分63的温度62、62′随着吹扫率的升高而升高。这些测量值显示马达和导管2的部分63均通过使用吹扫管与马达壳体51和与导管2的近端部分52的热接触54、55能够有效地冷却。当不提供热接触54、55时,马达电流60随着吹扫率而升高。相反,当使用了所提出的热接触54、55时,马达电流60′能够在合理的吹扫率下显著地降低。因此,所提出的热接触54、55使心脏辅助装置1更有效。惊喜地是,因热接触54、55,马达电流60′完全没有依赖于流速。因此,吹扫率对马达电流60′的影响可以忽略不计,当马达电流60′被用作心脏辅助装置1的重要控制参数时(例如,指示心脏辅助装置1出现故障)。因此,所提出的热接触54、55能够简化心脏辅助装置1的监测电路。

图11示出了根据另一个实施方式的驱动单元7。该驱动单元7可包括上述任一个或全部特征。驱动单元7的壳体17的上部未在附图中示出,从而使驱动单元7的内部可见。驱动单元7的壳体17用作驱动单元7的手柄,出于这个原因呈现出一只手能够很容易举起的弯曲形状。包括马达的电源电引线的供应管线18(未示出)可附接到设置在驱动单元7的壳体17的近端处的电源插头64。其他电引线(为清楚起见未示出)将供应管线与马达35相连接,马达35布置在马达壳体51内。导管2包括布置得邻近壳体17并且布置在壳体17之外的部分63,并且还包括布置在壳体17内并将部分63与马达35连接的近端部分52。

吹扫管53进入壳体17近端部分中的驱动单元7的壳体17。此外,如上所述,吹扫管53包裹围绕导管2的近端部分52以及马达壳体51从而形成热接触54、55。吹扫管53进一步地与马达壳体51的近端连接从而形成与马达35的流体间隙43的流体连接。为了进一步地提高吹扫管53与马达壳体51的热接触,吹扫管53被包裹在热缩管65内(用虚线表示在热缩管65下方的吹扫管53的位置)。热缩管65将吹扫管53推向马达壳体51,因此改善了热接触。吹扫管53被包裹在导管2的近端部分52的部分也可以包裹在热缩管内(未示出)。进一步地,在驱动单元7的壳体17和吹扫管53与马达壳体51和导管2的近端部分52形成热接触的部分之间形成气隙66、66′。气隙66、66′形成对马达壳体51热绝缘(上述的绝热泡沫管可替代地或可附加地提供)。进一步地,气隙66、66′通过对流在某种程度上允许马达产生的热量分散至壳体17内,从而避免局部热点。

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