1.本实用新型涉及一种用于磁悬浮血泵的泵头结构，属于医疗器械技术领域。
背景技术：
2.在危重症晚期心功能衰竭疾病的治疗中，辅助循环的应用越来越多，尤其是新一代的磁悬浮血泵逐渐走向了临床应用。目前主要采用的磁悬浮血泵为离心式，磁悬浮离心式血泵的特点是磁悬浮功能较易实现且叶轮能在较低的转速下提供足够的血流量，离心式血泵的缺陷是增压能力不如轴流式血泵，而轴流式血泵的结构特点又制约了磁悬浮技术在轴流血泵上的应用。
3.磁悬浮技术的应用，有效降低了血泵内的血液破坏，但如果血泵内结构设计较差依然无法达到较优的血液相容性，磁悬浮血泵的血液损伤水平仍有可能高于采用机械轴承的血泵，所以目前磁悬浮血泵的血液相容性仍有赖于能产生良好血液流动的叶轮、流道设计和血液相容性设计。较差结构、不良流动导致的血液破坏的主要原因是泵内中复杂的几何结构和高速旋转，产生较强的非生理性剪切应力，造成红细胞的损伤，主要表现为溶血、凝血等。其中溶血是指血红细胞破裂，血红蛋白释放到血浆中的过程。流动致凝血大多是由流场死区导致的，因而设计能产生优异血液相容性的血泵就需要进行结构设计和流场的优化。
4.目前的磁悬浮离心血泵存在多种问题，例如叶片和流道设计存在缺陷，导致心室辅助泵在辅助人体循环期间就产生溶血和凝血等问题，而将磁悬浮技术用于轴流血泵则又存在实现难度大、即使实现也无法解决转子与壳体之间流动死区或低速流动的问题。
5.为了改善目前磁悬浮离心血泵的水力学性能和降低泵内溶血和血栓发生率，综合离心和轴流泵的优点，降低心室辅助泵临床应用的不良事件发生率，设计实用新型一种可供磁悬浮心室辅助泵使用的、能提供混流式血流的、转子叶轮的轮毂与叶片分离的泵头结构，且对心室辅助泵降低患者的并发症和死亡率具有重要意义。
技术实现要素：
6.鉴于现有技术中所存在的磁悬浮离心血泵增压能力不强、流动致血液损伤大、冲刷不充分等缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可提供混流式血流的磁悬浮血泵的泵头结构，集合轴流和离心水力学优势，改善泵内血液流动以降低泵内的溶血、凝血。
7.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
8.一种用于磁悬浮血泵的泵头结构，该泵头结构包括上壳、下壳、转子叶轮和转子永磁体；上壳、下壳组装构成血泵腔体，所述转子叶轮位于该血泵腔体内，包括多个悬臂叶片、密闭的永磁体腔；多个悬臂叶片位于永磁体腔的外壁上表面，永磁体腔被收容在下壳内，该永磁体腔内安装有转子永磁体；下壳包括轮毂，该轮毂与多个悬臂叶片之间具有间隙；
9.所述多个悬臂叶片分别在轮毂的轴向和上壳、下壳的径向上延伸，在沿从上壳至下壳的方向上由轴流部分和离心部分组合而成；
10.所述多个悬臂叶片的端部与所述血泵腔体内壁之间具有间隙；
11.在上壳的轴向上设有入口流道，在下壳的径向方向设有出口流道，出口流道的液体流向垂直于入口流道的液体流向。
12.在本实用新型的一种实施方式中，所述多个悬臂叶片形状和尺寸相同，均匀分布在所述永磁体腔的外壁上表面，并与所述永磁体腔的外壁上表面一体成型。悬臂叶片的数量可以为4片、6片或8片。
13.在本实用新型的一种实施方式中，所述上壳与所述下壳通过焊接的方式组装构成血泵腔体。
14.在本实用新型的一种实施方式中，所述转子永磁体为环形，通过过盈配合的方式安装于永磁体腔内。
15.在本实用新型的一种实施方式中，所述永磁体腔在其中心轴位置具有供轮毂穿过的通道。
16.在本实用新型的一种实施方式中，所述多个悬臂叶片与所述血泵腔体内壁之间的间隙尺寸大于所述轮毂与多个悬臂叶片之间的间隙尺寸。
17.在本实用新型的一种实施方式中，所述多个悬臂叶片由样条曲线拟合而成，所述轴流部分与所述离心部分连接处相切，光滑过渡。
18.本实用新型的有益效果是：
19.本实用新型的磁悬浮血泵的泵头结构中叶片和轮毂设计既有轴流特征也有离心特征，具有优良的水力学特性，可有效冲刷泵内血液低速流动区，泵头中的磁悬浮转子叶轮是通过磁悬浮轴承原理悬浮在血泵腔体(泵壳)中运转，没有任何机械接触导致的血液损伤，可有效解决血栓形成问题，既可作为体外循环膜肺(ecmo)治疗中的辅助循环，也可独立进行循环辅助。
附图说明
20.图1为本实用新型的泵头结构的立体图。
21.图2为本实用新型的泵头结构沿入口流道所在轴向的剖面图。
22.图3为本实用新型的泵头结构中转子叶轮的立体图。
23.图4为本实用新型的泵头结构中下壳的立体图。
24.附图标记：
25.1上壳；2下壳；3转子叶轮；4转子永磁体；5悬臂叶片；6永磁体腔；7轮毂；8入口流道；9出口流道。
具体实施方式
26.以下，结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。
27.如图1～4所示，本实用新型的用于磁悬浮混流血泵的泵头结构包括上壳1、下壳2、转子叶轮3和转子永磁体4；上壳1、下壳2通过焊接的方式组装构成血泵腔体，转子叶轮3位于该血泵腔体内，包括多个悬臂叶片5、密闭的永磁体腔6；多个悬臂叶片5位于永磁体腔6的外壁上表面，永磁体腔6被收容在下壳2内，该永磁体腔6内以过盈配合的方式安装有转子永磁体4；下壳2具有轮毂7，该轮毂7沿着下壳2的中心轴向延伸，且与多个悬臂叶片5之间具有
间隙；多个悬臂叶片5分别在轮毂7的轴向和上壳1、下壳2的径向上延伸，在沿从上壳1至下壳2的方向上由轴流部分和离心部分组合而成；多个悬臂叶片5的端部与血泵腔体内壁之间具有间隙；在上壳1的轴向上设有入口流道8，在下壳2的径向方向设有出口流道9，出口流道9的液体流向垂直于入口流道8的液体流向。
28.如图2、3所示，转子叶轮3具有环形槽结构(在相邻悬臂叶片之间形成环形槽)且具有中空的永磁体腔结构用于安装转子永磁体。多个悬臂叶片5彼此之间形状和尺寸相同，均匀分布在永磁体腔6的外壁上表面，并与永磁体腔的外壁上表面一体成型，悬臂叶片5的数量可以为4片、6片或8片，图中所示为4片。永磁体腔在其中心轴位置具有供轮毂穿过的通道10。结合图2、4所示，轮毂7穿过通道向上壳方向延伸，而在轮毂与悬臂叶片之间也形成有间隙，即轮毂与叶片之间是分离的。转子叶轮3与下壳2之间采用间隙结构，优选地是，以上所述的多个悬臂叶片与血泵腔体内壁之间的间隙尺寸要大于轮毂与多个悬臂叶片之间的间隙尺寸。
29.如3所示，多个悬臂叶片分别由靠近上壳的轴流部分和靠近下壳的离心部分组合而成，轴流部分与离心部分在连接处是相切的，并且光滑过渡。多个悬臂叶片由样条曲线拟合而成，具体的拟合方法例如可以采用6次多项式函数拟合。关于轴流部分与离心部分的连接处的位置以及悬臂叶片整体的尺寸等均可根据实际需要进行调整。
30.例如作为本实用新型的一个具体实施例，多个悬臂叶片围绕轮毂处形成的叶轮入口直径(也称为叶轮内径)为10mm，多个悬臂叶片在靠近血泵腔体内壁处形成叶轮出口直径(也称为叶轮外径)为45mm；每个悬臂叶片沿轮毂轴线的宽度即入口宽度为16mm，靠近血泵腔体内壁处的出口宽度为6.6mm；叶片进口角为17
°
，叶片出口角为32
°
，前半部轴流外径l为28mm。叶片型线拟合曲线采用6次多项式函数拟合，多项式公式为：y＝4e-06x^6-0.0008x^5+0.0666x^4-3.0135x^3+75.337x^2-983.64x+5229.5；r＝0.9995；其中x、y为叶片型线上点的坐标，r为置信度，r越接近于1，越准确。
31.本实用新型的泵头结构的安装过程为：
32.将转子永磁体安装在永磁体腔内，密闭永磁体腔，例如可以是将永磁体通过过盈配合的方式安装于转子叶轮的永磁体腔内并用底盖密封住；然后将永磁体腔置于下壳内，将多个悬臂叶片置于永磁体腔的外壁上表面，调节悬臂叶片与轮毂及下壳内壁之间的间隙大小；最后将上盖与下盖焊接在一起，完成泵头结构的组装。
33.本实用新型的泵头结构的工作原理是：
34.本实用新型的泵头结构在运行时，血液从位于上壳轴向的入口流道进入血泵腔体内，外部电磁线圈作用于磁悬浮转子叶轮的转子永磁体，使得悬臂叶片在磁力作用下悬浮于血液中运转，悬臂叶片为具有轴流与离心两段式流线型叶片，血液同时受到轴流部分的推力作用以及离心部分的离心作用而形成混流式血流。另外轮毂与悬臂叶片分离，由于二者之间存在间隙，使得该混流式血流更能够有效冲刷泵内血液低速流动区。具体来说，离心血泵流量小、压升高，轴流血泵流量大、压升低，而本实用新型中采用的转子叶轮为混流泵叶轮，悬臂叶片高速旋转既产生离心泵的离心力，又具有轴流泵的推升力，混流泵靠这两种力的混合作用做功，它和离心泵比较，压升低一些，而流量大一些；它与轴流泵比较，压升高一些，但流量又小一些。另外，一般轴流部分叶片生长于轮毂上，如果没有轮毂结构则轴流部分起不到作用，但长于轮毂上则叶片就无法旋转，所以采用叶片与轮毂之间有间隙的结
构就能解决这个问题，间隙间的二次流动又能起到冲刷血液的作用。
35.在本实用新型的泵头结构中，采用轴流与离心两段式叶片、轮毂与叶片分离结构取代了传统离心血泵的泵内结构，提升了血泵的水力学性能，转子叶轮悬浮在泵壳中与泵壳无任何机械接触且轮毂与叶片之间也有间隙，间隙内的血流可有效冲刷泵内流道降低凝血发生概率，最大程度地降低了泵内较差流动对血液的破坏。另外，磁悬浮转子叶轮通过磁悬浮原理悬浮在血泵腔体内，与血泵腔体无任何机械接触导致的血液损伤，可有效解决血栓形成问题。