JP2000514687A - 大動脈外拡張期バルーンポンピングに対するバイオメカニカル心臓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気パルスで励起される筋（８）により作動される大動脈シャント（６）の２本のダクト（５，９）の間に配置されたポンプハウジング（７）からなる大動脈外拡張バルーンポンピング手段を備えるタイプのバイオメカニカル心臓。実質的なリング形状の断面形状をもつバルーン（１５）がポンプハウジング（７）の内壁の間にインサートされ、大動脈シャント（６）の前記のダクト（５，９）と連通する軸方向チャンネル（１７）を構成する。前記チャンネルは、フレキシブルチューブ（１９）を介して前記バルーン（１５）へガス流を噴射して、これを膨らませ、前記軸方向チャンネル（１７）のフローの断面領域を減らし、ついで前記バルーンをしぼませて前記軸方向チャンネル（１７）のフローの断面領域を増やす手段（２０）と接続している。

Description

【発明の詳細な説明】 名称 大動脈外拡張期バルーンポンピングに対するバイオメカニカル心臓 本発明は、モーター要素として骨格筋を使用するバイオメカニカル心 臓の改良に関し、さらに詳しくは、そのような心臓に含まれる大動脈外拡張期バ ルーンポンピング（対脈動）システムに関するものである。 バイオメカニカル心臓は、既知のものであり、これらは、特に末期欝 血性心麻痺の症状において患者の胸郭の胸腔に完全にインプラントすることがで きる循環ポンプの形態をしたものである。このポンプは、骨格筋、例えば、闊背 筋により作動されるもので、該筋は、電気刺激を受け、この結果、前記ポンプの すべての脈動エネルギーは、或る程度ポンプのモーターを構成する前記筋のメタ ボリズムから発生する。 バイオメカニカル心臓は、該バイオメカニカル心臓をインプラントし た患者から前記筋を採取するので、生体拒絶反応をひきおこさない利点があるこ とが知られている。そのようなバイオメカニカル心臓を使用できるようにするた めには、前記心臓を動作させる前に動的トレイニングを前記心臓に行う必要があ ることが証明されている。この目的のためには、収縮に対する抵抗に抗しながら 収縮し、そして原形に復元することができる変形可能なトレイニング装置のまわ りに前記骨格筋を巻き付け、前記骨格筋を定期的な電気パルスで刺激し、該筋と 変形可能なトレイニング装置を収縮するようにし、そして、それらを続いて弛緩 させるようにする。 特許出願ＷＯ ９４／２６３２８は、時間を関数として増える周波数 をもつ電気パルスの手段により第１ステップのコースにおいて骨格筋を刺激し、 第２ステップのコースにおいて変形可能なトレイニング装置の収縮に対する抵抗 を徐々に増加させ、前記第１と第２ステップとはある程度重なることもあること を提案している。 このシステムの大きな欠点は、効果を十分に上げるようにするため には、骨格筋に対し上記のトレイニングに前以て行う必要があり、その結果、８ 週間から１２週間のオーダーの期間経過後でのみ有効であり、そのため、末期に 至らない欝血性心麻痺にかかった患者のみにしか使用できない。したがって、即 座の治療を必要とするひどく進行した欝血性心麻痺の患者には使用できない。 この後者の場合においては、所謂大動脈内拡張期バルーンポンピング システムが通常要求され、該システムは、心拡張時点においては、冠動脈流れを 増やし、心収縮の時点では、心臓から血液を吸うことによりポストチャージ（拡 張後における血液の充満）を減らす作用を有する。このような装置を設置するた めには、バルーンを患者の大腿動脈から大動脈内に導入し、このバルーンを心拡 張の時点で膨らませ、心収縮の時点でしぼませる。患者の大動脈システムへこの バルーンを導入することは、その使用が長引くとき、出血、感染、下肢の虚血及 び大腿腸骨血栓症を誘発する欠点を呈する。 本発明は、インプラントするや否や直ちに操作可能になり、この結果 即座の機械的治療が要求される極めて進んだ欝血性心麻痺にかかっている患者に 使用できるバイオメカニカル心臓を提案することによって、上記した二つの介入 技術の欠点を克服するようにしたものである。 かくして、本発明は、電気パルスで励起される筋により作動される大 動脈シャントの２本のダクトの間に配置されたポンプハウジングからなる大動脈 外拡張バルーンポンピング手段を備えるタイプのバイオメカニカル心臓であって 、前記ポンプハウジングの内壁が大動脈シャントの前記２本のダクトと連通する 軸方向チャンネルを構成するため実質的なリング形状の断面形状をもつバルーン を受け、該バルーンは、フレキシブルチューブを介して前記バルーンへガス流を 噴射して、これを膨らませ、前記軸方向チャンネルのフローの断面領域を減らし 、ついで前記バルーンをしぼませて前記フローの断面領域を増やす手段と接続し ているものを、その目的とする。 本発明は、筋８のトレイニング期間を待たずにバイメカニカル心臓を 直ちに役立たせることができる点で関心をひくものである。さらに、発明に よる大動脈外拡張期バルーンポンピングシステムは、筋８の筋トレイニングの段 階の中断を必要とせず、そのトレイニングの改善に貢献するものでもある。 本発明の実施例の種々の態様を限定でない実施例により添付の図面を 参照しながら以下に記載するもので、図面において： 図１は、大動脈−大動脈施術に用いられる従来技術によるバイオメカ ニカル心臓の説明図である。 図２は、発明によるバイオメカニカル心臓の長さ方向の断面図である 。 図３は、発明による図２に示したようなタイプのもので、図１に示さ れた大動脈−大動脈施術に用いられるもののバイオメカニカル心臓の説明図であ る。 図４は、図２に示されたバイオメカニカル心臓の尖端−大動脈施術に おける実施形態の説明図である。 図１は、心臓１と、その大動脈３とを示し、大動脈には、シャント（ 分岐路）６が接続し、これは、大動脈３の上流からスタートするダクト５によっ て形成され、該ダクトは、筒状のポンプハウジング７を通り、そこから抜け出て 、大動脈３の下流部に接続するダクト９へ至る。ポンプハウジング７は、全体的 には、その目的のために、ポンプハウジング７のまわりに巻き付けられている筋 ８、特に闊背筋タイプの骨格筋により作動されるポンプを形成する変形可能なエ ンクロージャーによって構成されている。筋８の収縮は、筋剌激器１１により引 き起こされ、筋刺激器それ自体は、心臓１に固定され、筋刺激器に接続している センサー１３により、心臓の動きと同期している。筋８が励起されないとき、即 ち、リラックスしたとき、そのような場合におけるハウジング７は、直径が大き く、筋８が励起されたとき、そのような場合は、収縮してハウジング７の流れの 断面領域が減少することになる。 これらの状態においては、大動脈弁１０が閉じ（これは、センサー１ ３により検知され、拡張期に相当する）、筋刺激器１１が電気パルスを筋８へ送 り、これは、拡張期と同期している。ついで、筋８が励起され、ポンプハ ウジング７を圧縮すると、そこを流れる血液が上流と下流とへ供給される。上流 に向け、この血液の注流で冠動脈における血液の循環が増え、下流に向け、大動 脈３を経る血液の循環が改善される。大動脈弁１０が開くと（心収縮に相当する ）、筋８は、電気的に励起されず、その結果弛緩してハウジング７は、そのヴォ リュウムを取り戻し、かくて、大動脈３における血液循環を促進する圧力低下を 生じさせる。 図２は、拡張期バルーンポンピングに対するバイオメカニカル心臓を 略図的に示すもので、これは、大動脈−大動脈施術（図３）と尖端−大動脈施術 （図４）にも同じように使用できる。この心臓は、２本のダクト５，９により大 動脈３に作られたシャント６内に配置され、ポンプハウジング７のまわりに骨格 筋が巻き付けられ、前記したように該筋が電気的に励起されたとき、ポンプハウ ジング７を圧縮するようになっている。 この発明によれば、ポンプハウジング７は、その内面１２に実質的に 断面がリング形状のバルーン１５を備え、シャント６の上流ダクト５と下流ダク ト９に接続する軸方向チャンネル１７が形成される。バルーン１５は、長い皮下 パスを通って皮膚から突出するフレキシブルチューブ１９により外部の圧力及び ヴァキュウムゼネレーター２０に接続しているもので、このゼネレーターは、心 臓の拡張と収縮に同期して、バルーン１５内に特にヘリウウムのようなガスを噴 出して圧力を、そして、吸引により減圧を連続的に発生させ、バルーン１５を膨 らませたり、しぼませたりする。このような同期を行うためには、圧力及びヴァ キュウムゼネレーター２０は、連結体２０とインプラントできる又は皮下のモニ ター電極２４により生体心臓１に連通している。図３に示す大動脈−大動脈実施 例においては、デバイスの機能は、図１に示したものと同じであるが、それとは 別に、シャント６に含まれている血液を追い出すためにポンプハウジング７を圧 縮するのに電気ディスチャージにより筋８を励起せずに、チューブ１９を介して ヘリウムをブローすることによりバルーン１５を膨らませる。同様に、ポンプハ ウジングをそのヴォリュウムに戻すようにする筋８を弛緩する代わりに、ダクト ５を介して吸引を起こし、バルーン１５内に ヴァキュウムを作って、これを収縮させる。 本発明は、いくつかの利点を与えるもので、その第１は、筋８をトレ イニングする期間を待たずに、バイオメカニカル心臓を直ちに有効なものにでき る点である。さらに、発明による大動脈外拡張期バルーンポンピングシステムは 、筋８の筋トレイニングフェーズの中断を必要とせず、そのトレイニングの改善 に貢献する。筋８のトテイニングフェーズが終われば、チューブ１９は、皮膚オ リフィスから除去するか、又は、皮膚のレベルで該チューブを切断して留置し、 皮下組織に埋め込めばよい。 発明による拡張期バルーンポンピングシステムは、また、流入弁と排 出弁をもつバイオメカニアル心臓並びに所謂尖端−大動脈構成において使用され ているものにも用いられる。この構成においては、心臓１の左心室からくる血液 の流れは、収縮の時点では、チャンネル１７内に入り、拡張期の時点では、大動 脈３内に放出される。 流入弁２５と排出弁２６は、血液力学の観点から極めて有害になる左 心室における逆流を除く。心収縮の時点では、流入弁２５は、オープンであり、 排出弁２６は、クローズしている。心拡張の時点では、流入弁２５は、クローズ であり、排出弁２６は、オープンしている。大動脈外反対搏動バルーン１５は、 大動脈−大動脈形状におけると同様にこの尖端−大動脈形状においても同じ効果 をもつ。心収縮の間、バルーン１５がしぼみ、排出弁２６が閉じることで、ヴァ キュウムの発生により吸引される血液でチャンネル１７内が容易に満たされる。 心拡張の間、バルーン１５が膨らみ、流入弁２５が閉じることで、オープンにな る排出弁２６を経て前記のヴォリュウムの血液が大動脈３に注入される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スアド，シルバン フランス国 エフ―14480 ル フレスン カミリイ カイネ リュ デュ ブィウ ラバール（番地無し) (72)発明者 フッツェンラウブ，イェンス ドイツ連邦共和国 ディー―52064 アー ヘン ストロームガッセ 11

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 電気パルスで励起される筋（８）により作動される大動脈シャント（ ６）の２本のダクト（５，９）の間に配置されたポンプハウジング（７）からな る大動脈外拡張バルーンポンピング手段を備えるタイプのバイオメカニカル心臓 であって、前記ポンプハウジング（７）の内壁が大動脈シャント（６）の前記２ 本のダクト（５，９）と連通する軸方向チャンネル（１７）を構成するため実質 的なリング形状の断面形状をもつバルーン（１５）を受け、該バルーンは、前記 バルーン（１５）へガス流を噴射して、これを膨らませ、前記軸方向チャンネル （１７）のフローの断面領域を減らし、ついで前記バルーンをしぼませて前記フ ロー（１７）の断面領域を増やす手段（２０）とフレキシブルチューブ（１９） を介して接続しているもの。 ２． 前記ガス流がヘリウムにより構成されている請求項１による心臓。