特表 2024-513493 血管内血液ポンプロータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-25

(54)【発明の名称】血管内血液ポンプロータ

(51)【国際特許分類】

   A61M 60/174 20210101AFI20240315BHJP

   A61M 60/221 20210101ALI20240315BHJP

   A61M 60/419 20210101ALI20240315BHJP

   A61M 60/411 20210101ALI20240315BHJP

   A61M 60/824 20210101ALI20240315BHJP

   A61M 60/82 20210101ALI20240315BHJP

   A61M 60/806 20210101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

A61M60/174

A61M60/221

A61M60/419

A61M60/411

A61M60/824

A61M60/82

A61M60/806

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023561861

(86)(22)【出願日】2022-04-05

(85)【翻訳文提出日】2023-12-06

(86)【国際出願番号】 US2022023486

(87)【国際公開番号】W WO2022216713

(87)【国際公開日】2022-10-13

(31)【優先権主張番号】63/172,393

(32)【優先日】2021-04-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510121444

【氏名又は名称】アビオメド インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】グラウウィンケル，マリウス

(72)【発明者】

【氏名】ワン，ジム－ポウ

(72)【発明者】

【氏名】ケルクホフス，ウルフギャング

【テーマコード（参考）】

4C077

【Ｆターム（参考）】

4C077AA04

4C077BB10

4C077DD10

4C077EE01

4C077KK23

(57)【要約】

開示されるのは、血液ポンプロータ、及びロータを用いる血管内血液ポンプである。血液ポンプロータは、回転軸の周りを回転するように構成されるとともに先端部分と基端部分とを含む。先端部分は、先端方向において先細になっているロータハブを含む。ロータハブは、ロータハブから外向きに延在する少なくとも１つのブレードを有する。さらに、前記ロータハブの先端部は、少なくとも１つのブレードの最先端部分を越えて先端側に延在する。先端部分に接続される基端部分は、先端方向における磁束より大きい基端方向における磁束を有する磁界を生じる修正ハルバッハ配列を形成するように配置された永久磁石を有し、前記第１磁束は前記第２磁束より大きい。ハルバッハ配列は、（ａ）少なくとも１つの軸方向着磁磁石が、少なくとも１つの円周方向着磁磁石の表面の最も基端側のポイント又は部分と比べて前記先端部から異なる距離の表面の最も基端側のポイント又は部分を有する、（ｂ）少なくとも１つの軸方向着磁磁石が、少なくとも１つの円周方向着磁磁石の対応する物理的寸法と異なる物理的寸法を有する、又は（ｃ）その組合せのいずれかであるように修正される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

血管内血液ポンプロータであって、
先端方向において先細であるとともに回転軸の周りを回転するように構成されたロータハブを有する先端部分であって、少なくとも１つのブレードが前記ロータハブから外向きに延在し、前記ロータハブの先端部が、前記少なくとも１つのブレードの最先端部分を越えて先端側に延在する、先端部分と、
基端方向における第１磁束と先端方向における第２磁束とを有する磁界を生じる修正ハルバッハ配列を形成するように配置された永久磁石を有する前記先端部分に接続された基端部分であって、前記第１磁束が前記第２磁束より大きく、前記修正ハルバッハ配列が、軸方向着磁磁石と円周方向着磁磁石との交互の配置構成を含む、基端部分と
を含み、
前記軸方向着磁磁石の少なくとも１つが、前記円周方向着磁磁石の少なくとも１つの表面の最も基端側のポイント又は部分と比べて前記先端部から異なる距離の表面の最も基端側のポイント又は部分を有する血管内血液ポンプロータ。

【請求項2】

各円周方向着磁磁石の基端面が前記先端部から軸方向に第１距離のところにあり、各軸方向着磁磁石の基端面が前記先端部から軸方向に第２距離のところにあり、前記第２距離が前記第１距離より大きい、請求項１に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項3】

前記第１距離と前記第２距離との差が１～７ｍｍである、請求項１に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項4】

前記円周方向着磁磁石の前記基端面のうちの少なくとも２つが同一平面にない、請求項１に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項5】

血流入口と血流出口とを有するポンプケーシングと、
請求項１に記載の血管内血液ポンプロータと、
前記血管内血液ポンプロータと磁気的に相互作用することができる電気駆動ユニットと
を含む血管内血液ポンプ。

【請求項6】

前記電気駆動ユニットが２、４、又は６極の固定子を含む、請求項５に記載の血管内血液ポンプ。

【請求項7】

各円周方向着磁磁石が、各軸方向着磁磁石よりも前記電気駆動ユニットの先端部からさらに離れている、請求項５に記載の血管内血液ポンプ。

【請求項8】

前記血管内血液ポンプが軸方向タイプの血液ポンプである、請求項５に記載の血管内血液ポンプ。

【請求項9】

血管内血液ポンプロータであって、
先端方向において先細であるとともに回転軸の周りを回転するように構成されたロータハブを有する先端部分であって、少なくとも１つのブレードが前記ロータハブから外向きに延在し、前記ロータハブの先端部が、前記少なくとも１つのブレードの最先端部分を越えて先端側に延在する、先端部分と、
基端方向における第１磁束と先端方向における第２磁束とを有する磁界を生じる修正ハルバッハ配列を形成するように配置された永久磁石を有する前記先端部分に接続された基端部分であって、前記第１磁束が前記第２磁束より大きく、前記修正ハルバッハ配列が、軸方向着磁磁石と円周方向着磁磁石との交互の配置構成を含む、基端部分と
を含み、
前記軸方向着磁磁石の少なくとも１つが、前記円周方向着磁磁石の少なくとも１つの対応する物理的寸法と異なる物理的寸法を有する血管内血液ポンプロータ。

【請求項10】

前記永久磁石の各々が、前記回転軸から離れるように半径方向に延在する２つの側面を含み、前記複数の永久磁石の各々の前記２つの側面が、２つの平行な平面、２つの非平行な平面、又は凹形曲面及び凸形曲面のいずれかを形成する、請求項９に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項11】

前記永久磁石が各々、前記回転軸を中心とした円の弧を形成する断面形状を備えた外面を有し、前記回転軸から各弧がなす角度が１°～８９°である、請求項９に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項12】

前記永久磁石が第１磁石と第２磁石とを含み、前記第１磁石から弧がなす角度が、前記第２磁石から弧がなす角度と異なる、請求項１１に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項13】

前記角度の少なくとも１つが４５°より大きい、請求項１２に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項14】

前記角度の少なくとも１つが４５°未満である、請求項１３に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項15】

前記物理的寸法が、各磁石の外面の断面により形成された弧の長さを含む、請求項９に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項16】

前記物理的寸法が軸方向における各磁石の長さを含む、請求項９に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項17】

前記物理的寸法が、各磁石の外面の断面により形成された弧の長さと、軸方向における各磁石の長さとを含む、請求項９に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項18】

少なくとも１つの円周方向着磁磁石の基端面に、基端方向において軸方向に延在するブレードをさらに含む、請求項９に記載の血管内血液ポンプロータ。

【請求項19】

血流入口と血流出口とを有するポンプケーシングと、
請求項９に記載の血管内血液ポンプロータと、
前記血管内血液ポンプロータと磁気的に相互作用することができる電気駆動ユニットと
を含む血管内血液ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
この出願は、２０２１年４月８日に出願された米国仮特許出願第６３／１７２，３９３号の優先権を主張し、この仮特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

背景
本開示は、患者の血管における血流を支持するための血液ポンプ、特に、患者の血管内への経皮挿入のための血管内血液ポンプのためのロータに関する。血液ポンプは、効率が高まり血液ポンプの外径が減少することを可能にする改良されたロータを有する。

【背景技術】

【0003】

異なるタイプの血液ポンプ、例えば軸方向血液ポンプ、遠心力（すなわち半径方向）血液ポンプ又は混合タイプの血液ポンプが知られており、血流は軸方向力及び半径方向力の両方により引き起こされる。血管内血液ポンプはカテーテルにより患者の血管、例えば大動脈に挿入される。血液ポンプは典型的には、通路により接続された血流入口と血流出口とを有するポンプケーシングを含む。血流入口から血流出口への通路に沿った血流を引き起こすために、ロータがポンプケーシング内に回転可能に支持され、ロータには血液を搬送するためのブレードが設けられる。

【0004】

血液ポンプは典型的には、電気モータであり得る駆動ユニットにより駆動される。例えば、米国特許出願公開第２０１１／０２３８１７２Ａｌ号は、電気モータ磁気的に結合され得る羽根車を有する体外血液ポンプを開示する。ロータは、電気モータにおける磁石に隣接して配置された磁石を含む。羽根車及びモータにおける磁石間の引力を原因として、モータの回転がロータに伝えられる。回転部品の数を減らすために、回転磁界を用いることが米国特許出願公開第２０１１／０２３８１７２Ａｌ号から同様に知られており、駆動ユニットは回転軸を中心として配置された複数の静止ポストを有し、各ポストは、巻き付いており磁気コアとして機能するワイヤコイルを担持する。制御ユニットが電圧をコイル巻線に順次供給して回転磁界を作り出す。十分に強い磁気的結合を提供するために、磁力は十分に高くなければならず、これは駆動ユニットに供給された十分に大きい電流により又は大きい磁石を提供することにより達成され得るが、しかしながらこれにより血液ポンプの全径が大きくなる。しかしながら、高いエネルギー消費及び発熱がそのような駆動ユニットにおいて生じ得る。

【0005】

駆動効率を高めるため、血液ポンプは、典型的には、一般に強磁性鉄からなるとともにロータと固定子の組合せの両側に配置された磁気ヨークを用いる。例えば、米国特許第８，８７０，５５２号は、前側及び後ろ側巻線の間に挟まれたロータを備えた回転血液ポンプを開示し、ポンプは、前側巻線の外側に円すい形強磁性鉄ヨーク、及び後ろ側巻線の外側に環状の鉄の強磁性ヨークを使用する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

概要
したがって、駆動ユニットと羽根車との間に磁気的結合を有する血液ポンプ、好ましくは血管内血液ポンプ又は経弁血液ポンプを提供することが本開示の目的であり、血液ポンプは、血液ポンプが経血管的に、経静脈的に、経動脈的に又は経弁的に挿入されることを可能にするようにコンパクトな設計、特に十分に小さい外径を有する。さらに、血液ポンプが長期間にわたる用途にとって特に有用である、磁気ヨークを必要とせずに患者の可動性を提供するためにバッテリ駆動式であり得る血液ポンプの熱及びエネルギー消費を減少させることが本開示の目的である。

【0007】

この目的は、独立項の特徴を有する血液ポンプロータにより本開示により達成される。本開示の好ましい実施形態及びさらなる展開形態はそれに従属するクレームにおいて特定される。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示によると、血液ポンプロータは回転軸の周りを回転するように構成される。これは先端部分と基端部分とを含む。先端部分は、先端方向において先細になっているロータハブを含む。ロータハブは、ロータハブから外向きに延在する少なくとも１つのブレードを有する。さらに、前記ロータハブの先端部は、少なくとも１つのブレードの最先端部分を越えて先端側に延在する。先端部分に接続される基端部分は、先端方向における磁束より大きい基端方向における磁束を有する磁界を生じる修正ハルバッハ配列を形成するように配置された永久磁石を有し、前記第１磁束は前記第２磁束より大きい。

【0009】

修正ハルバッハ配列は、軸方向着磁磁石と円周方向着磁磁石との交互の配置構成を用い、ハルバッハ配列は、３つの方法のうちの１つで修正され得る。

【0010】

第１態様において、少なくとも１つの軸方向着磁磁石は、少なくとも１つの円周方向着磁磁石の最も基端側の面と比べて先端部から異なる距離の最も基端側の面を有する。第１態様の好ましい実施形態において、各円周方向着磁磁石の表面の最も基端側のポイントは、各軸方向着磁磁石の表面の最も基端側のポイントよりも先端部により近く、一般に１ｍｍ～７ｍｍの範囲でより近い。換言すると、軸方向着磁磁石は、円周方向着磁磁石よりも血液ポンプの電気駆動ユニットのより近くにあるように構成される。さらに、基端面は回転軸に直交し得るが、いくつかの実施形態において、磁石の基端面は成形されてもよく、したがって、基端面は非回転軸に直交してもよく、場合により、円周方向着磁磁石の少なくとも２つは同一平面上になくてもよい。

【0011】

非修正ハルバッハ配置構成において、配列における各磁石の物理的寸法は同一であり、磁化の方向のみ異なる。修正ハルバッハ配列の第２態様において、少なくとも１つの軸方向着磁磁石は、少なくとも１つの円周方向着磁磁石の対応する物理的寸法と異なる物理的寸法を有する。例えば、いくつかの実施形態において、各永久磁石は回転軸から離れるように半径方向に延在する２つの側面を含み、各磁石のための２つの側面は、（ａ）２つの平行な平面、（ｂ）２つの非平行な平面、又は（ｃ）凹形曲面及び凸形曲面のいずれかを形成する。

【0012】

磁石に沿った所与の軸方向距離において、半径方向における各磁石の外面は、磁石間で長さが異なり得る弧を形成し（すなわち外面は回転軸を中心とした円の弧を形成する断面形状を有する）。いくつかの実施形態において、回転軸から各弧がなす角度は１°～８９°であり、２つの異なる磁石はなす角度が異なり得る。いくつかの実施形態において、角度の少なくとも１つは４５度より大きく、及び／又は角度の少なくとも１つは４５度未満である。追加的に、又は代替的に、磁石の１つ又は複数は、軸方向において、配列における１つ又は複数の他の磁石より長くてもよい。

【0013】

第３態様において、第１及び第２態様が組み合わされる、すなわち、少なくとも１つの軸方向着磁磁石は、少なくとも１つの円周方向着磁磁石の最も基端側の面と比べて先端部から異なる距離である最も基端側の面を有し、少なくとも１つの軸方向着磁磁石は、少なくとも１つの円周方向着磁磁石の対応する物理的寸法と異なる物理的寸法を有する。

【0014】

これらの血液ポンプロータは、部分的に軸方向に及び部分的に半径方向に圧送する軸方向血液ポンプ又は斜流血液ポンプであり得る血管内血液ポンプに組み込まれることができる、（純粋な遠心力血液ポンプの直径は、通常は血管内用途には大きすぎる）。典型的には、血液ポンプは、血流入口と血流出口とを有するポンプケーシング、血管内血液ポンプロータ、及び前記血管内血液ポンプロータと磁気的に相互作用することができる電気駆動ユニット（これは２、４、又は６極の固定子を含み得る）を含む。いくつかの実施形態において、各円周方向着磁磁石は、各軸方向着磁磁石よりも電気駆動ユニットの先端部からさらに離れている。

【0015】

電気駆動ユニットは回転電磁界を作り出し、一般的な電気モータと比べて移動部品の数を減らすことにより血液ポンプのメカニクスの単純化を可能にする。これはまた、電気モータのための接触軸受が必要無いため摩耗を減少させる。駆動ユニットと羽根車との間の磁気的結合は、羽根車の回転を引き起こすだけでなく、羽根車の正しい整列も可能にする。

【0016】

駆動ユニットの先端面は、平らであり得る又は回転軸に直交し得る、又は斜め又は傾斜し得る。駆動ユニットの先端面は、回転軸を含む平面に沿った断面において実質的に三角形又は台形である。組み立てられた状態において、駆動ユニットの先端面は、円すい形表面又は実質的に円すい形の表面、例えば小平面を有するが略円すい形の表面を形成する表面を形成し得る。概して、形成された表面の形状は凸形であり得る。例証として言えば、駆動ユニットの部分は、円すい形頂部表面を有する円形の配置構成を形成するようにパイのスライスのように合わせられ得る。

【0017】

ロータの磁石は、駆動ユニットの先端面により形成された円すい形表面にサイズ及び形状において実質的に対応する円すい形又は実質的に円すい形の凹部を有し得るか形成し得る。概して、磁石は、駆動ユニットにより形成された凸形表面の方を向いている凹形表面を形成し得、磁気的結合を向上させ得る。別の実施形態において、凹形及び凸形表面の配置構成は逆もまた同様であり得る、すなわち、ロータ磁石が凸形円すい形表面を形成する一方で、駆動ユニットの先端面は円すい形凹部を形成し得る。

【0018】

駆動ユニットの先端面及び基端面はロータは間隙により分離される。ロータと駆動ユニットとの間の間隙の形状及び寸法は流体力学軸受能力に寄与し得る。

【0019】

ハルバッハ配列は一般に、複数の磁石、例えば４つ以上、及び好ましくは少なくとも８つの磁石として提供される。様々な実施形態は、回転軸を中心として羽根車において配置された６つの磁石、８つ、１０個、１２個、１４個、１６個、又は２４個の磁石を用いる。好ましくは、偶数の磁石が提供される、より好ましくは、固定子の極の数の倍数の数がデッドゾーンを回避する又は最小化するのに有利である。磁気材料の量を増加するために、磁石は、個々の磁石間に間隙が実質的に無い状態で配置され得る。しかしながら、磁石が間隙、特に半径方向に延在する間隙により分離される場合、磁気的結合の効率は低減しないことが分かっている。これは磁界の特徴及び駆動ユニットと羽根車との間の間隙のためである。ロータにおける磁石が互いに近くにある場合、１つの磁石（北）から隣接する磁石（南）へ弧を描いて延在する最内磁界線は、駆動ユニットと羽根車との間の間隙を越えて延在せず、したがって、駆動ユニットに到達しない、すなわち、それらは羽根車の駆動に寄与しない。したがって、羽根車における磁石の間に提供される場合、効率の損失は無い。駆動の効率の損失無しに設けられ得る羽根車における磁石間の間隙のサイズは、当業者が算出し得るとおり、羽根車と駆動ユニットとの間の間隙のサイズに依存する。羽根車磁石間の間隙はこのとき、例えば洗い出しチャネルとして使用され得る。

【0020】

ロータと駆動ユニットとの間の間隙を通る洗い出し流を高めるために、ブレードの補助セットがロータに提供され得る。特に、補助ブレードが、駆動ユニットの方を向く１つ又は複数の磁石の側面に、すなわち、ロータと駆動ユニットとの間の間隙において提供され得る。好ましい実施形態において、円周方向着磁磁石の１つ又は複数は、磁石の基端面に接続されたか磁石の基端面上で形成された１つ又は複数の補助ブレードを含み得る、基端方向において基端面から離れるように軸方向に延在する。軸方向及び円周方向着磁磁石の基端面が駆動ユニットから異なる距離にある実施形態において、補助ブレードは好ましくは、軸方向着磁磁石の最も基端側の部分を越えて延在しない。

【0021】

洗い出し流は、追加的に又は代替的に、駆動ユニットの方を向いた磁石の表面において凹まされたチャネルにより増加し得る。チャネルは例えば半径方向に又はらせん状に延在し得る。

【図面の簡単な説明】

【0022】

図面の簡単な説明

【図1】血液ポンプロータ及び駆動ユニットの実施形態の図である。

【図2A】円筒形ハルバッハ配列を形成する磁石の配置構成の図である。

【図2B】ハルバッハ配列をもたらす磁石の磁化のための一実施形態及び結果としての磁束の図である。

【図3A】配列の端部分に焦点を合わせた、修正ハルバッハ配列の実施形態の投影図である。

【図3B】修正ハルバッハ配列の一実施形態の側面図の単純化した図である。

【図3C】修正ハルバッハ配列の代替的実施形態の側面図の単純化した図である。

【図3D】配列の端部分に焦点を合わせた、修正ハルバッハ配列の別の実施形態の投影図である。

【図4A】修正ハルバッハ配列の実施形態における磁石の単純化した図である。

【図4B】修正ハルバッハ配列の実施形態のための磁石の代替的構成の断面図である。

【図4C】修正ハルバッハ配列の実施形態のための磁石の代替的構成の断面図である。

【図4D】修正ハルバッハ配列の実施形態のための磁石の代替的構成の断面図である。

【図4E】修正ハルバッハ配列の実施形態のための磁石の代替的構成の断面図である。

【図4F】修正ハルバッハ配列の実施形態のための磁石の代替的構成の断面図である。

【図5A】修正ハルバッハ配列の代替実施形態の投影図である。

【図5B】修正ハルバッハ配列の代替実施形態の投影図である。

【図5C】修正ハルバッハ配列の代替実施形態の投影図である。

【図6A】補助ブレードが円周方向着磁磁石にある修正ハルバッハ配列の一実施形態の投影図である。

【図6B】補助ブレードの代替的実施形態の断面図を示す。

【図6C】補助ブレードの代替的実施形態の断面図を示す。

【図6D】補助ブレードの代替的実施形態の断面図を示す。

【図7】本開示による血液ポンプの断面図を示す。

【図8A】図７の血液ポンプの拡大図を示す。

【図8B】代替実施形態による図８Ａと同じ図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0023】

詳細な説明
図１Ａを参照すると、血管内血液ポンプロータの断面図が示されている。ロータ１は先端部分１０と基端部分２０とを有する。基端部分２０は先端部分１０の基端に接続される。

【0024】

ロータ１（これは羽根車と呼ばれることもあり得る）は、第１軸受３１及び第２軸受３２により回転軸５を中心として回転するように構成される。軸受３１、３２は両方ともこの実施形態において接触タイプの軸受である。しかしながら、軸受３１、３２の少なくとも１つは、磁気又は流体力学軸受など非接触タイプの軸受であり得る。第１軸受３１は、いくらかの程度枢動運動のみならず回転運動も可能にする球状の軸受表面を有する枢動軸受である。

【0025】

先端部分１０は、ロータハブ１１の最先端部１２に向かって先端方向において先細であるロータハブ１１を含む。第２軸受３２は典型的には、ロータハブ１１の最先端部１２でロータ１に接続される。ロータ１が回転したときに血液を搬送するために、少なくとも１つのブレード１５がロータ１に提供される。ブレード１５はいずれも、一般にロータハブ１１に接続される。ロータハブ１１の先端部１２は、ブレード１５の最先端部分を越えて先端側に延在する。

【0026】

基端部分２０は、修正ハルバッハ配列を形成するように配置された永久磁石２１を含む。

【0027】

図２Ａを手短に参照すると、標準的な円筒形ハルバッハ配列は典型的には複数の磁石５１、５２、５３、５４からなる。各磁石は一般に磁化方向を除いて同一である。標準的な円筒形ハルバッハ配列において、全ての磁石の基端面は概ね整列させられており、各磁石は、外面５５と、回転軸５に最も近い内面５８と、回転軸５から離れるように半径方向に延在する２つの側面５６、５７とを有する。各磁石の外面５５は、概して、回転軸５を中心とした円の弧を形成する断面形状を有し、各回転軸５から弧がなす角度５９がある。

【0028】

図２Ｂを参照すると、従来のハルバッハ配列１００は、円周方向着磁磁石１０１（例えば２つの極１０５、１０６が実質的に円周方向に分離されている）及び軸方向着磁磁石１０２（例えば２つの極が実質的に軸方向に分離されている）の交互の配置構成を含む。各磁石の基端面１０３及び先端面１０４は、配列における他の磁石の基端及び先端面と（形状及び軸方向／半径方向位置において）実質的に同一である。全ての磁石の基端面１０３は、配列におけるどの磁石のいずれの部分も配列における別の磁石のそれぞれの部分を越えて延在しないように、典型的には実質的に整列させられている。この配置構成において、ハルバッハ配列は、一方側で比較的強い磁束及び反対側で比較的弱い磁束を呈する。

【0029】

強い／弱い磁束を、典型的になされるように半径方向に生じさせるよりむしろ、本開示の修正ハルバッハ配列は、これらの強い／弱い磁束を軸方向に生じさせる。すなわち、ここで開示されたロータにおける修正ハルバッハ配列は、基端方向における第１磁束１２０と先端方向における第２磁束１１０とを有する磁界を生じさせる。第１磁束１２０は第２磁束１１０より大きい。

【0030】

追加的に、図２Ａ及び２Ｂに示された従来の円筒形ハルバッハ配列は、本開示における使用のために３つの方法のうちの１つで修正される。

【0031】

第１修正アプローチ
第１修正アプローチは軸方向における磁石の配置構成を修正することである。この技術は、ハルバッハ配列における軸方向及び円周方向着磁磁石の基端面の位置付け及び／又は向きに違いを作り出すことを伴う。

【0032】

特に、図３Ａに示されるとおり、本開示のハルバッハ配列２００は、回転軸２２０の周りで円筒形配置構成になっている交互の円周方向着磁磁石２０１と軸方向着磁磁石２０２とを含む。少なくとも１つの軸方向着磁磁石２０２の基端面２１２は、少なくとも１つの円周方向着磁磁石２０１の基端面２１１とは軸方向に沿って異なる距離である。図３Ａにおいて分かるとおり、軸方向着磁磁石の外面２０５の一部は、少なくとも１つの円周方向着磁磁石２０１の基端面２１１を越えて基端側に延在し得る。

【0033】

これの様々な実施形態は、図３Ｂ、３Ｃ、及び３Ｄを参照して示され得る。これらの２つの図は、本開示による修正ハルバッハ配列の実施形態における磁石の最も基端側の部分の単純化された図である。

【0034】

特に、図３Ｂは、２つの軸方向着磁磁石３０１、３０５及び１つの円周方向着磁磁石３０３の基端部の側面図を示す単純化された図を提供し、各磁石の最も基端側の面は回転軸３１０に直交する。この実施形態における各磁石の基端面は回転軸に直交しているため、基端面の任意のポイント又は部分が当該磁石の最も基端側のポイント又は部分とみなされることに留意されたい。

【0035】

図における最も基端側の面３０２、３０４、３０５が平らであるため、任意のポイントが最も基端側の部分とみなされることができ、したがって、軸方向着磁磁石３０１及び円周方向着磁磁石３０３の最も基端側の部分の軸方向位置の差３０９が容易に決められ得る。

【0036】

磁石の物理的寸法が同一である場合、軸方向位置付けのこの差は、単純に円周方向着磁磁石と比較して軸方向着磁磁石の軸方向位置付けをオフセットすることにより作り出され得る。これは図３Ｂに示されており、磁石３０１の最も先端側の面３０７は磁石３０３の最も先端側の面３０８から軸方向にオフセットされている。

【0037】

図３Ｂは同様の図を提供するが、この実施形態においては、軸方向着磁磁石３１３及び円周方向着磁磁石３１１、３１５の最も基端側の面３１２、３１４、３１６は成形されるとともに必ずしも回転軸に直交しない。本例において、成形された面は単純な角度が付いた平面として示されているが、当業者は曲線又は複雑な形が適切な場合は容易に組み込まれ得ることを認める。回転軸３２０及びロータの回転３２１の方向もまた参照のために提供されている。

【0038】

図３Ｂにおいて分かるとおり、軸方向着磁磁石３１３の最も基端側のポイント又は部分３１８（ここでは、磁石の後縁）が円周方向着磁磁石３１１の最も基端側の部分３１７に加えて特定される。好ましい実施形態において、円周方向着磁磁石の最も基端側のポイント又は部分３１７は、軸方向着磁磁石の最も基端側のポイント又は部分３１８と基端面の同じ相対的位置にある。例えば、軸方向着磁磁石の最も基端側のポイント又は部分３１８が軸方向着磁磁石の最外面の後縁（ロータの回転３２１の方向による）にある場合、円周方向着磁磁石の最も基端側のポイント又は部分３１７は好ましくは、円周方向着磁磁石の最外面の後縁にある。最も基端側のポイント又は部分３１７、３１８の軸方向位置の差３１９はしたがって、決定され得る。図３Ａにおける実施形態と同様に、磁石の物理的寸法が同一である場合、軸方向位置付けのこの差は、単純に円周方向着磁磁石と比較して軸方向着磁磁石の軸方向位置付けをオフセットすることにより位置し得る。

【0039】

好ましい実施形態において、軸方向位置の差は１ｍｍ～７ｍｍである。換言すると、円周方向着磁磁石の最も基端側の部分は好ましくは、軸方向着磁磁石の最も基端側の部分よりロータの先端部に１ｍｍ～７ｍｍより近い。いくつかの実施形態において、この差は、少なくとも０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、又は５ｍｍ、及び１０ｍｍ、８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、又は２ｍｍ以下であり、全ての可能な組合せ及びその部分的な範囲を含む。

【0040】

好ましい実施形態において、各円周方向着磁磁石の最も基端側の部分はロータの先端部から同一距離であり、各軸方向着磁磁石の最も基端側の部分はロータの先端部から同一距離である。しかしながら、いくつかの実施形態において、これは望ましくない場合があり、したがって他の組合せも想定される。

【0041】

例えば、いくつかの実施形態において、円周方向着磁磁石の最も基端側の面はロータの先端部から全てが均一に離れているわけではない一方で、全ての軸方向着磁磁石の最も基端側の面はそうである。他の実施形態において、逆も真実であり、全ての円周方向着磁磁石の最も基端側の面がロータの先端部から等しい距離にある一方で、軸方向着磁磁石の最も基端側の面の少なくとも一部はそうではない。そして、なお他の実施形態において、円周方向着磁磁石の最も基端側の面はロータの先端部から全てが均一に離れているわけではなく、全ての軸方向着磁磁石の最も基端側の面もまたロータの先端部から全てが均一に離れているわけではない。

【0042】

追加的に、いくつかの実施形態において、円周方向着磁磁石の最も基端側の面の少なくとも２つは同一平面にない。これは、例えば、円周方向及び／又は半径方向において角度が付いている又は湾曲している基端面を有する磁石に起因し得る。例えば、図３Ｂにおいて分かるとおり、円周方向着磁磁石３１１、３１５（これらは同一の物理的寸法を有する）の基端面３１２、３１６は円周方向において角度が付いており、したがって同一平面にない。代替的に、磁石の基端面が円すい形又は実質的に円すい形の面を形成するとき、基端面は同一平面にないことは明らかである。

【0043】

図３Ｃにおいて、図３Ａ及び３Ｂにおいて見られた特徴のいくつかを組み合わせた実施形態が見られ得る。具体的には、図３Ｄにおいて分かるとおり、磁石は、中心軸３３１の周りで時計回りの方向３３２に回転するように配置される。内面３３３は第１直径を有する中心開口を画定し、外面３３４は、第１直径より大きい第２直径を有する磁石配列の外縁を画定する。この図において、いくつかの第１部分３３５はいくつかの第２部分３４０と交互になっている。各第１部分は実質的に平らであるとともに回転軸３３１に直交している。各第２部分３４０は第１部分３３５から軸方向にオフセットされている。第２部分は先導面３４４と後面３４５とを有する。

【0044】

各第２部分３４０の最も基端側の面の第１下位部分３４３は第１部分に平行であり得る。すなわち、いくつかの実施形態において、圧力が表面上で分配され得るとともに流体が第２部分３４０から流れ出得る平らな振れゾーンがあってもよい。

【0045】

各セクション部分３４０の最も基端側の面の第２下位部分３４２は曲線を付けて作られ得る。いくつかの実施形態において、輪郭は反時計回りの方向（回転方向の反対）における上昇曲線である。輪郭は、最も先端側のポイント３４９（例えば先導面３４４に近いポイント）から最も基端側のポイント３５０（例えば後面３４５又は第１下位部分３４３の又は近くのポイント）への距離３４８だけ先細になり得る。すなわち、第２部分３４０の最も基端側の面の１つの部分（例えば参照符号３４９）は、第２部分の最も基端側の面の第２部分（例えば参照符号３５０）よりも距離３４８だけ軸方向において第１部分３３５により近くてもよい。

【0046】

いくつかの実施形態において、第２下位部分３４２のどの部分も第１下位部分３４３と同一平面にない。いくつかの実施形態において、第２下位部分３４２は湾曲した面（例えば凹形又は凸形面）を含む。いくつかの実施形態において、第２下位部分３４２は、第１部分３４０に対して固定された角度で実質的に平らな面を含む。

【0047】

いくつかの実施形態において、第２下位部分３４０は、側壁、例えば後面３４５の後側壁３４６、又は配列の外面３３４の外壁３４７を含み得る。これらの側壁は、血流を制御する、半径方向における血流を低減させるなどのために使用され得る。

【0048】

さらに、当業者は、図に示された磁石は鋭角を有しているとして示されているが、縁は完全に又は部分的に傾斜した形、面取りした形、丸い形などであってもよいことを認める。

【0049】

第２修正アプローチ
第２修正アプローチは、少なくとも１つの軸方向着磁磁石の物理的寸法を少なくとも１つの円周方向着磁磁石の対応する物理的寸法と異なるように構成することである。すなわち、全ての磁石が磁化方向を除けば概ね同一であるよりむしろ、物理的寸法は、軸方向着磁磁石が円周方向着磁磁石と物理的に異なるように微調整される。

【0050】

図４Ａを参照すると、修正ハルバッハ配列における個々の磁石４０１の図が提供されている。各磁石４０１について、外面４０２、内面４０７、及び回転軸４９９から離れるように半径方向に外向きに延在する側面４０３、４０４がある。各磁石はまた基端面４０６を有する。

【0051】

好ましい実施形態において、各永久磁石は、前記回転軸４９９を中心とした円の弧を形成する断面形状を備えた外面４０２を有する。弧の物理的寸法は、回転軸４９９から各弧がなす角度４０５が最も好ましくは１°～８９°であるようなものである。いくつかの実施形態において、角度は、少なくとも１°、５°、１０°、１５°又は２０°、及び８９°、８０°、７０°、６０°、５０°、又は４０°以下であり、全ての可能な組合せ及びその部分的な範囲を含む。例えば、いくつかの実施形態において、角度は５°～７０°、１０°～８０°、又は２０°～７０°である。

【0052】

いくつかの実施形態において、磁石が修正ハルバッハ配列において配置されるとき、配列における第１磁石の外面の弧がなす角度は、配列における第２磁石の外面の弧がなす角度と異なる。いくつかの実施形態において、角度の少なくとも１つはしきい値より大きく、角度の少なくとも１つはしきい値未満である。しきい値は３６０°／ｎに等しく、ｎは配列における磁石の数である。したがって８つの磁石からなるハルバッハ配列について、しきい値は４５°であり、１６個の磁石の場合はしきい値は２２．５°であり、２４個の磁石の場合はしきい値は１５°である。いくつかの実施形態において、全ての軸方向着磁磁石は、全ての円周方向着磁磁石とは異なるそれらの弧がなす角度を有する。いくつかの実施形態において、全ての軸方向着磁磁石は、全ての円周方向着磁磁石より大きいそれらの弧がなす角度を有する。いくつかの実施形態において、全ての軸方向着磁磁石は、全ての円周方向着磁磁石より小さいそれらの弧がなす角度を有する。

【0053】

いくつかの実施形態において、円周方向着磁磁石又は軸方向着磁磁石（しかし両方ではない）の角度は４０°未満である。いくつかの実施形態において、角度は３０°未満である。いくつかの実施形態において、角度は未満２０°未満である。いくつかの実施形態において、角度は１０°未満である。

【0054】

弧を形成する外面４０２はまた、磁石によって異なり得る最大弧長さ４０８（すなわち、回転軸に直交する平面により形成され得る外面の最も長い弧長さ）を有する。好ましい実施形態において、配列における各磁石の弧長さは１ｍｍ～５ｍｍである。いくつかの実施形態において、配列における各磁石の弧長さは１ｍｍ～４ｍｍ又は１ｍｍ～３ｍｍである。いくつかの実施形態において、配列における各磁石の弧長さは２～３ｍｍである。第２の技術を使用する最も好ましい実施形態において、少なくとも１つの軸方向着磁磁石の最大弧長さは少なくとも１つの円周方向着磁磁石の最大弧長さと異なる。

【0055】

各磁石の基端面４０６は表面積を有する。好ましい実施形態において、少なくとも１つの軸方向着磁磁石の表面積は少なくとも１つの円周方向着磁磁石の表面積と異なる。

【0056】

最も好ましい実施形態において、各軸方向着磁磁石は、（ａ）各円周方向着磁磁石より大きい最大弧長さ及びより大きい表面積を有するか、又は（ｂ）各円周方向着磁磁石より小さい最大弧長さ及びより小さい表面積を有するかのいずれかである。

【0057】

各磁石４０１はまた、軸方向長さ４０９（すなわち、磁石の最も基端側のポイントと磁石の最も先端側のポイントとの間の距離）を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの軸方向着磁磁石の軸方向長さは少なくとも１つの円周方向着磁磁石の軸方向長さと異なる。

【0058】

修正ハルバッハ配列において配置されるとき、配列は実質的に円筒形の断面を有する。修正ハルバッハ配列の最大外径は、概して７ｍｍ未満、例えば６．７５ｍｍ以下、又は６．５ｍｍ以下である。この構成において、各磁石の内面は、修正ハルバッハ配列を少なくとも部分的に通って延在し得る、好ましくは修正ハルバッハ配列全体を通って延在する開口を形成する。開口は概して０．５ｍｍ～２ｍｍの直径を有する。したがって、各磁石の内面４０７は、０．２５ｍｍ～１ｍｍの回転軸４９９からの距離４１０である。

【0059】

追加的に、各側面４０３、４０４は内面と外面との間に延在する長さを有する。図４Ａにおいて、側面４０３は、内面４０７から外面４０２へ測定する長さ４１１を有するとして示される。この長さは内面からの外面の半径方向距離と同じであっても無くてもよいことが認められ、例えば、側面が湾曲している場合、長さ４１１は内面と外面との間の半径方向距離より大きくなる。一般に、各磁石の各側面は１ｍｍ～５ｍｍ、例えば１ｍｍ～４ｍｍ、又は２ｍｍ～４ｍｍの長さを有する。

【0060】

当業者は、物理的寸法のこれらの違いのいくつかの全ては、単一の配列において組み合わせられ得ることを認める。例えば、いくつかの実施形態において、弧長さ及び軸方向長さの両方が軸方向着磁磁石と円周方向着磁磁石との間で異なり得る。

【0061】

図４Ｂ～４Ｅを参照すると、修正ハルバッハ配列における磁石の様々な代替的物理的構成が示されている。

【0062】

図４Ｂにおいて、修正ハルバッハ配列は、回転軸４９９の周りに構成された円周方向着磁磁石４２１及び軸方向着磁磁石４３１の交互の配置構成を有するとして示されており、配列における各磁石４２１、４３１は、各磁石の内面４２７から、回転軸４９９から離れるように半径方向に外向きに延在する２つの非平行な平らな側面４２３、４２４、４３３、４３４を有する。各磁石は外面４２２、４３２と、最も基端側の面４２６、４３６とを有する。外面４２２、４３２は、前記回転軸４９９を中心とする、回転軸４９９から各弧がなす角度４０５、４１５の円の弧を形成する断面形状を有する。好ましい実施形態において、各側面は、配列における所与の磁石の側面に沿って延在する架空の平面が回転の角度と交差するように、外面に実質的に垂直であるように構成される。

【0063】

図４Ｂは、軸方向着磁磁石４３１より大きい弧がなす角度及び／又はより大きい弧長さを有する円周方向着磁磁石４２１を有するとして示されている。しかしながら、当業者は、反対もまた真実であり得ること－軸方向着磁磁石は円周方向着磁磁石より大きいそれらの弧がなす角度及び／又はより大きい弧長さを有し得ること、を認める。

【0064】

好ましい実施形態において、各側面は、外面に実質的に垂直であるように構成されず、所与の磁石の各平らな側面に沿って延在する架空の平面は回転の角度と交差しない。

【0065】

図４Ｃにおいて、修正ハルバッハ配列は、回転軸４９９の周りで構成された円周方向着磁磁石４４１及び軸方向着磁磁石４５１の代替的配置構成を有するとして示されているが、ここでは軸方向着磁磁石４５１が平行な平らな側面４５３、４５４を有する一方で、円周方向着磁磁石４４１は非平行な平らな側面４４３、４４４を有する。当業者は、反対もまた真実であり得ること－軸方向着磁磁石が非平行な平らな側面を有し得る一方で、円周方向着磁磁石は平行な平らな側面を有すること、を認める。

【0066】

修正ハルバッハ配列は、回転軸４９９により外面４４２、４４２の弧がなす角度４４５、４５５を有する。例えば角度４０５（図４Ｂから）及び角度４４５（図４Ｃから）が同一である一方、側面の長さが極めて異なり得ることが可能であることが認められるべきである。

【0067】

図４Ｄにおいて、修正ハルバッハ配列は、回転軸４９９の周りで構成された円周方向着磁磁石４６１及び軸方向着磁磁石４７１の交互の配置構成を有するとして示されているが、ここでは各磁石４６１、４７１は２つの平らでない側面４６３、４６４、４７３、４７４を有する。特に、各磁石は凹形曲面４６３、４７３と凸形曲面４６４、４７４とを有する。

【0068】

当業者は、変更形態は様々な実施形態において組み合わせられ得ることを認める。例えば、図４Ｅにおいて分かるとおり、修正ハルバッハ配列は、円周方向着磁磁石４８２及び軸方向着磁磁石４８１、４８３の交互の配置構成を有するとして示されている。しかしながら、第１磁石４８１は２つの平行な平らな側面４８３、４８６を有する。第２磁石４８２は、磁石の外面に垂直でない１つの平らな側面４８４を有する（すなわち、平らな側面に沿って延在する架空の平面が回転軸と交差しない）。第２磁石４８２はまた凹形曲面４８７を有する。第３磁石４８３は凹形曲面４８８と凸形曲面４８５とを有する。

【0069】

図４Ｆにおいて、別の配置構成が見られる。ここで、全ての磁石が平行な平らな側を有している一方で、当該側は、図４Ｃにおいて見られるとおり中心に置かれていない。むしろ、第１磁石４９１の１つの側４９２により画定される平面は、回転軸４９９と交差するように構成される一方で、第１磁石４９１の他の側４９３により画定される平面は磁石の内面４０７と接線方向に交差するように構成される。

【0070】

第３修正アプローチ
第３修正アプローチは第１及び第２修正アプローチを組み合わせる。すなわち、基端面の軸方向位置付けを第１修正技術により達成されるとおりに操作することに加え、これは磁石の物理的寸法の調整も含む。

【0071】

例えば、図５Ａは、各軸方向着磁磁石の基端面５０１が各円周方向着磁磁石の基端面５０２よりも（ロータの基端部に向かって）回転軸にさらに沿って位置し、各軸方向着磁磁石の外面は各円周方向着磁磁石の外面の弧長さより大きい弧長さを有する磁石の配置構成を示す。各磁石は２つの非平行な平らな側面を有する。

【0072】

図５Ｂにおいて、各軸方向着磁磁石の基端面５０３は各円周方向着磁磁石の基端面５０４より（ロータの基端部に向かって）回転軸にさらに沿って位置し、各軸方向着磁磁石の外面は各円周方向着磁磁石の外面の弧長さより小さい弧長さを有する。

【0073】

図５Ｃは各磁石が凹形側面と凸形側面とを有する磁石の配置構成を示す。各軸方向着磁磁石の基端面５０５は、各円周方向着磁磁石の基端面５０６より（ロータの基端部に向かって）回転軸にさらに沿って位置する。各軸方向着磁磁石の外面は、各円周方向着磁磁石の外面の弧長さより大きい弧長さを有する。

【0074】

さらに、他の修正形態が作られ得る。例えば、いくつかの実施形態において、基端方向において軸方向に延在する少なくとも１つの補助ブレードが、少なくとも１つの円周方向着磁磁石の基端面に提供される。

【0075】

ハルバッハ配列の実施形態の基端面の図が図６Ａに示される。特に、修正配列は、軸方向着磁磁石６０１であって、各円周方向着磁磁石６０２の最も基端側の面６０４よりも基端方向において回転軸６９９にさらに沿って軸方向に延在する最も基端側の面６０３を有する軸方向着磁磁石６０１を含む。各ブレード６０５の最も基端側の面６０６は好ましくは各軸方向着磁磁石６０１の最も基端側の面６０３を越えて延在しない。

【0076】

ブレードの断面形状は半径方向及び／又は軸方向において変わり得る。例えば、いくつかの実施形態において、各ブレード６０５は、ブレードが回転軸６９９から離れるように延在する際、半径方向において僅かに先細になっている。いくつかの実施形態において、各ブレード６０５は、ブレードが円周方向着磁磁石６０２の基端面６０４から離れるように延在する際、軸方向において僅かに先細になっている。いくつかの実施形態において、ブレードは半径方向及び軸方向の両方において先細になっている。いくつかの実施形態において、基端面６０６は、ブレード６０５の基端面６０６の、回転軸に最も近い部分６０７が、ブレード６０５の基端面６０６の、回転軸６９９からさらに離れる部分６０８よりも円周方向着磁磁石の基端面６０４からさらに離れるように、角度が付いている。換言すると、回転軸６９９に近い部分６０７でのブレード６０５の高さは、回転軸から半径方向にさらに離れる部分６０８でのブレード６０５の高さより大きい。

【0077】

ブレードのおおよその断面形状は、必要に応じて著しく変わり得る。例えば、各ブレードが略長方形であってもよい一方で、他のブレードは曲がった形、台形若しくは三角形、楕円形、又はさらには均一な幾何学的スタジアム形を有してもよい。

【0078】

好ましい実施形態において、各ブレードは同じ形状を有するが、いくつかの実施形態において、１つ又は複数のブレードは形状が異なり得る。

【0079】

さらに、いくつかの実施形態において、補助ブレードが用いられる場合、各円周方向着磁磁石での補助ブレードの数は、好ましくは同一である。しかしながら、他の実施形態において、各円周方向着磁磁石は独立して０、１、２、又は３つのブレードを有し得る。

【0080】

図６Ｂは、磁石の基端面６１１及び補助ブレード６１５を見る円周方向着磁磁石６１０の断面図を示す。ブレードの形状は、磁石の内面から距離６１７だけ半径方向にオフセットされた略長方形であり、ブレードの外面６１６は磁石の外面６１２と実質的に同一平面にある。

【0081】

好ましい実施形態においてはいずれのブレードも少なくとも内面から半径方向にオフセットされているが、磁石の内面及び／又は外面から半径方向にオフセットされたブレードを有することは不要であることが認められるべきである。ブレードが内面及び／又は外面からオフセットされているとき、いずれの半径方向オフセット距離も好ましくは磁石の基端面の半径方向長さの２５％未満であり、典型的には１ｍｍ以下である。

【0082】

図６Ｃは磁石６２０の基端面６２１の同様の図を示す。しかしながら、ここで、磁石は２つの補助ブレード６２５、６２６を有し、各々は異なる形状（この実施形態において、長方形ブレード６２５及び任意の湾曲したブレード６２６が示されている）である。長方形ブレード６２５は磁石６２０の外面６２２と実質的に同一平面にある外縁又は表面を有するが、曲線ブレード６２６は磁石の外面から距離６２８だけ半径方向にオフセットされている。両方のブレードは磁石の内面から半径方向にオフセットされている。

【0083】

図６Ｄは磁石６３０の基端面６３１の同様の図を示す。しかしながら、ここで、磁石は２つの同一の補助ブレード６３５、６３６を有し、各補助ブレードは幾何学的スタジアム形である。補助ブレード６３５、６３６は両方とも磁石６３０の内面及び外面の両方から半径方向にオフセットされている。

【0084】

これらの補助ブレードの使用、及び磁石の基端面の輪郭形成又は成形は、１つ又は複数の軸受への軸方向の力を減少させるように構成され得る。理解されるとおり、軸受にかかる力が大きいほど、摩擦力などを原因として回転により生じる熱は増加する。ポンプの増大した摩損を超えると、血液への熱伝達はさらなる複雑さの原因となり得る。したがって、いくつかの実施形態において、磁石の基端面は曲線を付けて作られるか１つ又は複数の補助ブレードを含むかのいずれかであり、このことは１つ又は複数の軸受への軸方向の負荷を減少させるように構成され得る。いくつかの実施形態において、回転速度が高いほど負荷の減少は大きくなる。

【0085】

図７を参照すると、血液ポンプ７００の断面図が示されている。血液ポンプ７００は上述のとおりのロータ７１１と、電気駆動ユニット７５０とを含む。血液ポンプ７００は、血流入口７４１と血流出口７４２とを備えたポンプケーシング７０２をさらに含む。血液ポンプ７００は、カテーテルポンプとも呼ばれる血管内ポンプとして設計されるとともに、カテーテル７４５により患者の血管内に展開される。血流入口７４１は、使用中心臓弁、例えば大動脈バルブを通じて配置され得る可撓性カニューレ７４３の端にある。血流出口７４２は、ポンプケーシング７０２の側面に位置するとともに、心臓血管、例えば大動脈に配置され得る。血液ポンプ７００は、駆動ユニット７５０によりポンプ７００を駆動するために血液ポンプ７００に電力を供給するためのカテーテル７４５を通じて延在する電気ライン７４６と電気的に接続される。

【0086】

血液ポンプ７００が、長期間にわたる用途において、すなわち、血液ポンプ７００が数週間又はさらには数か月にわたって患者に埋め込まれる状況において使用されることを意図されている場合、電力は好ましくはバッテリにより供給される。患者がケーブルによりベースステーションに接続されないため、これは患者が移動可能であることを可能にする。バッテリは、患者により担持され得るとともに、電線を血液ポンプ７００へ、例えば無線により供給し得る。

【0087】

血液は、血流入口７４１及び血流出口７４２を接続する通路７４４に沿って搬送される（血流は矢印により示される）。上述のとおりのロータ７１１は、通路７４４に沿って血液を搬送するために提供されるとともに、第１軸受７３１及び第２軸受７３２によりポンプケーシング７０２内で回転軸７０５を中心として回転可能となるように取り付けられる。回転軸７０５は好ましくは羽根車７１１の長手方向軸である。軸受７３１、７３２は両方ともこの実施形態において接触タイプの軸受である。軸受７３１、７３２の少なくとも１つは非接触タイプの軸受であり得るが、しかしながら、例えば磁気又は流体力学軸受である。第１軸受７３１は、いくらかの程度枢動運動のみならず回転運動も可能にする球状の軸受表面を有する枢動軸受である。軸受表面のうちの１つを形成するピン７３３が提供される。第２軸受７３２は、羽根車７１１の回転を安定されるために支持部材７１３に配置され、支持部材７１３は、血流のための少なくとも１つの開口７１４を有する。ブレード７１５は、ロータ７１１が回転すると血液を搬送するためにロータ７１１に提供される。ロータ７１１の回転は、ロータ７１１の基端部で磁石７３１に磁気的に結合された駆動ユニット７５０により引き起こされる。図示された血液ポンプ７００は、血流の主方向が軸方向である混合タイプの血液ポンプである。ロータ７１１、及び特にブレード７１５の配置構成に依存して、血液ポンプ７００はまた、純粋に軸方向血液ポンプであり得ることが理解されよう。

【0088】

当業者は、前記血管内血液ポンプロータと磁気的に相互作用することができるように電気駆動ユニットをどのように構成するかを理解する。

【0089】

開示されたロータで作業可能とするために。電気駆動ユニットは、ロータ７１１に隣接しているがロータ７１１から物理的に分離されるように構成されなければならない。好ましい実施形態において、電気駆動ユニットは、２、４、又は６極の固定子を含む又はから本質的になる。

【0090】

図８Ａは、図７の血液ポンプの一実施形態のより詳細な内部を示す。特に、血液ポンプ８０１の内部は羽根車８１１と駆動ユニット８６０とを含む。いくつかの実施形態において、駆動ユニット８６０は複数のポスト８５０、例えば６つのポスト８５０を含み、そのうち２つのみが図８Ａの断面図において見えている。ポスト８５０はシャフト部分８５１とヘッド部分８５２とを有する。ヘッド部分８５２は、駆動ユニット８６０をロータ８１１に磁気的に結合するために、ロータ８１１に隣接して配置されるがロータ８１１から分離されている。この目的のために、ロータ８１１は、上述のとおり修正ハルバッハ配列８２１を有する。磁石８２１は、駆動ユニット８６０の方を向くロータ８１１の端に配置される。すなわち、磁石８２１はロータ８１１の基端部にある。駆動ユニットの形状を原因として、磁石８２１は、駆動ユニットの形状を実質的にミラーリングする傾斜した基端面を有する。

【0091】

ポスト８５０は、血液ポンプ８００の駆動のための回転磁界を作り出すために、制御ユニット（図示せず）により順次制御される。磁石８２１は、回転軸８０５を中心としたロータ８１１の回転を引き起こすように回転磁界と相互作用するように配置される。コイル巻線はポスト８５０のシャフト部分８５１を中心として配置される。ポスト８５０は回転軸８０５に平行に配置され、より具体的には、ポスト８５０の各々の長手方向軸は回転軸８０５に平行である。

【0092】

磁束経路を閉鎖するために、バックプレート８５９が典型的には使用される。バックプレート８５９は、ヘッド部分８５２の反対側にあるシャフト部分８５１の端に位置する。ポスト８５０は、磁気コアとして機能するとともに、好適な材料、特に、やわらかい磁気材料、例えば鋼又は好適な合金、特にコバルト鋼でできている。同様に、バックプレート８５９は、好適なやわらかい磁気材料、例えばコバルト鋼でできている。バックプレート８５９は磁束を強化し、これは血液ポンプ８００の直径全体の減少を可能にし、このことは血管内血液ポンプにとって重要である。修正ハルバッハ配列の使用を原因として、ロータ磁石８２１の他の側には磁気ヨークは求められない。

【0093】

図８Ｂは、磁石８２１の方を向くヘッド部分８５２の上面が傾斜しておらず回転軸に垂直な平面に延在することを除いて図８Ａの実施形態と実質的に同様の代替的実施形態を示す。相応して、磁石８２１は傾斜した基端面を有しない。磁石８２１の基端面と駆動ユニット８６０の先端面との間の最小間隙８３９は容易に測定され得る。いくつかの実施形態において、各円周方向着磁磁石の最も基端側の面は、各軸方向着磁磁石の最も基端側の面よりも前記電気駆動ユニットの先端部からさらに離れる。

【0094】

当業者は、通常の実験のみを使用して本明細書において説明された本開示の特定の実施形態の多くの均等物を認めるか解明することができる。そのような均等物は以下の特許請求の範囲に包含されることを意図される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【国際調査報告】