JP2001061956A - 心拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置 - Google Patents

心拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置

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JP2001061956A JP2000186098A JP2000186098A JP2001061956A JP 2001061956 A JP2001061956 A JP 2001061956A JP 2000186098 A JP2000186098 A JP 2000186098A JP 2000186098 A JP2000186098 A JP 2000186098A JP 2001061956 A JP2001061956 A JP 2001061956A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高度な技巧を要した心拍動下冠動脈バイパス
手術を簡易化し、より安全に行わせるとともに、潅流と
同時に血管局所を閉塞し、出血を手術に殆ど影響を与え
ない程度にまで抑制すること。 【解決手段】 脱血用カテーテル8と軟質の脱血チュー
ブ11から成り所定の動脈血管から血液を抜き出す脱血
手段101と、心拍同期する反復駆動型のシリンジポン
プ1から成り抜き出された血液を送り出すポンプ102
と、送血チューブ16および潅流カテーテル19から成
り人体の血管から動脈血を抜き出し、動脈血を送り出す
潅流手段103と、体表面または心表面から直接もしく
は心拍監視装置を経由して取り込んだ心電図信号に基づ
き、その拡張期内において前記送り出された血液を微小
の所定容量であって所定速度で拍出させるように前記シ
リンジポンプ1を制御するポンプ制御装置104とを備
えた心拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、心拍動下冠動脈バ
イパス手術において使用される医療用機器であって、詳
しくは局所的心筋保護のために自己動脈血を心拍拡張期
に関連して微量注入して潅流する心拍動下冠動脈バイパ
ス手術用自己血潅流装置(心拍動下冠動脈バイパス手術
用心拍拡張期微量注入式の自己血潅流装置)に関する。
【0002】
【従来の技術】冠動脈は、心臓の筋肉へ血液を供給する
動脈であり、その血液供給量の減少による心臓疾患は、
虚血性冠動脈疾患と呼ばれる。
【0003】冠動脈血流の障害は、冠動脈内に、例えば
血液中のコレステロール等が沈着(アテローム性動脈硬
化)し、器質的狭窄を形成することによって生ずる。血
流が障害されると血流の流れに乱流が生じ、さらに閉塞
し易くなる。冠動脈の血流障害は、さらに進むと内皮細
胞損傷を引き起こし、血小板などを引き付けて血液凝固
を発生させ、そして最終的には動脈を完全に閉塞してし
まう。
【0004】また、アテローム性動脈硬化は、冠動脈の
いかなる場所にも発生し得るが、一般的には血流の剪断
力の大きなところ、つまり冠動脈分枝の分岐部で発生し
易い。
【0005】冠動脈疾患の症状の主なものとして、心臓
発作(心筋梗塞)と狭心症が挙げられる。
【0006】心臓発作は、冠動脈が閉塞して心臓の筋肉
に送られる血液量が減少または完全に停止し、心筋の一
部領域が壊死することにより発症する。医学的には心筋
梗塞と呼ばれる。これは、突然発症する重度の症状であ
り、発汗、ショックを伴い、ときには意識不明に陥るこ
ともある。心臓発作によって完全に心臓が停止してしま
った場合は、心停止と呼ばれ死に至る。
【0007】壊死の重度は、影響を受けた筋肉の量によ
り異なり、心臓発作が起こった場合に、損傷を受けた筋
肉は血液中にある種の酵素を放出するので、この酵素の
活動を測定すれば心筋の損傷の程度を判定する際の指標
が得られる。
【0008】心臓発作の症状は、必ずしも肉体的または
精神的またはその両方の労作によって生じるものではな
く、また狭心症と異なり、一般に休息によって軽減され
るわけではない。
【0009】一方、狭心症は、冠動脈が閉塞し心筋への
血液の供給が不足し、酸素及びグルコースの供給量が減
少することに起因して発症する。このような場合、心臓
は酸素が十分に供給されているときとは異なる化学的過
程によってエネルギーを生成しようとする。しかし、こ
れにより少ない血流では適切に排除できない老廃物が生
成し、この老廃物により痛みが発現する。この狭心症の
症状は、典型的には胸骨下部の締厄感を伴う胸痛で、通
常肉体的労作に関連するため、通常は休息により軽減さ
れる。
【0010】心筋梗塞および狭心症のどちらも症状が高
度に進行した場合には、狭窄または閉塞した冠動脈に対
して冠動脈血行再建術が必要になる。冠動脈血行再建術
としては、(a)経皮的血管形成術(PTCA)による
内科的治療術、および(b)冠動脈バイパス術(CAB
G)による外科的な治療術とがある。
【0011】(a)経皮的血管形成術(PTCA)は、
バルーンカテーテルを利用して冠動脈狭窄部の断面積を
押し広げる方法である。この方法は、動脈の狭窄部が1
箇所である患者に適しており、かつ手術に耐えられない
(つまり進行した肺疾患やその他の疾患を持つ)患者に
好ましい方法である。
【0012】(b)冠動脈バイパス術(CABG)は、
狭窄または閉塞した血管をバイパスする外科的技術であ
り、主として経皮的血管形成術が不可能な患者、または
複数の閉塞部をもつ患者の、重度に狭窄または閉塞した
冠動脈に適用する。その方法を図11により説明する。
【0013】一般的には、図11(b)に示すように下
肢部分から剥離した静脈血管(SVG)を用いたバイパ
ス管25aを中枢側(大動脈側)と目標冠動脈24の狭
窄または閉塞部位26より下流部の吻合部位27に吻合
し、これにより抹消側(冠動脈側)にバイパスさせるた
めの迂回管路を形成する所謂、(バイパス移植法bypass
grafting)と、図11(a)に示すように内胸動脈(I
TA)を用いたバイパス管25などの適当な動脈血管を
導引して冠動脈の抹消側に吻合し、別ルートの動脈から
動脈血を補給する所謂(有茎動脈移植法insitu arteria
l grafting) が知られている。
【0014】静脈管バイパス移植法は使用する静脈血管
(SVG)25aに静脈弁が内在しているため長期のグ
ラフト開存率が良いとはいえないので最近では有茎動脈
移植法へと手術方式が変遷してきている。また、そのほ
かに静脈管バイパス移植法の場合と同様に動脈血管を切
り取って中枢側を大動脈へ、抹消側を冠動脈側にバイパ
スさせる所謂(遊離動脈管バイパス移植法free arteria
l grafting) も一部に行われているが、この場合、グラ
フト材として使用するのが動脈血管であっても、切り離
した後に血管壁細胞が死滅してしまうために静脈管バイ
パス移植法よりは良好ではあるが、有茎動脈移植法には
遠く及ばない。
【0015】このような最新技術の有茎動脈移植法であ
っても、直径が1mm〜2.5mmφと小径の冠動脈の
縫合処置は緻密であるうえに、吻合部の血管には動脈血
が圧送されてくるため血流を停止しておく必要がある。
このため人工心肺装置を用いて心停止させた状態で実行
せざるをえない。このような、人工心肺装置使用による
心停止下バイパス手術は一般に次の手順で行われる。
【0016】まず患者の予備措置を行う。一般的な麻酔
のあと、胸骨に沿って切開し、胸骨を切断して胸部を開
く、心膜(心臓を取り囲む袋)を開いて、心臓を露出さ
せる。同時に、バイパス用に胸部から内胸動脈を剥離す
るか、または、下肢より静脈の一部を取り出す。患者に
ヘパリンを投与し、上行大動脈および右心房にカニュー
レを挿入して、患者に心肺バイパスを取り付ける。患者
の血液は心肺バイパスへ送られ、ここでは血液は濾過さ
れ、酸素供給装置および人工心肺によって酸素が送り込
まれる。大動脈をクランプして血液が心臓に達するのを
防ぎ、かつ心臓を停止させるための溶液を注射する。心
臓が停止している間、循環は人工心肺装置によって維持
する。外科医は、大動脈と狭窄または閉塞した冠動脈の
遠位部との間に静脈または動脈を吻合し、閉塞部をバイ
パスする。動脈の閉塞部が2箇所以上の場合は、同様の
処置を行って別のバイパスを形成する。手術および吻合
(接続)が終了すると、心肺装置を分離して胸部を閉じ
る。患者は回復室へ運ばれ気管内チューブの抜管までに
は数日を必要とする。
【0017】このような心停止下冠動脈バイパス手術で
は、時間的制限がなく、しかも静止させた心壁上で確実
な吻合作業ができるが、下記のようにいくつかの重大な
危険性及び問題点も指摘されている。すなわち、心停止
下で手術を行うため特に必要となる大動脈のクランプ、
および人工心肺は、患者に悪影響(血管の物理的外傷、
出血傾向、酸素供給量減少等)を及ぼす場合がある。例
えば、脳梗塞、出血合併症、胸骨の傷の感染症、肺炎、
腎臓の機能不全等を引き起こす危険性の増大、および人
工心肺から人体の免疫および補体系を破壊することによ
る全身の炎症反応等の問題が生じ、また装置中で失われ
た血液および血液成分を補うために輸血が必要となり、
これがまたエイズおよびその他の感染症をさらに増大さ
せる要因となる。
【0018】さらに、この人工心肺装置自体が高価かつ
複雑なため、この装置の使用はより大規模な医療機関に
限定されてしまうとともに、より費用が高く、増大する
医療費に対する関心が高まると同時に医源性合併症を排
除可能な技術の開発が必要とされている。
【0019】このような背景から1994年頃より欧米
で心臓を拍動させた状態で冠動脈のバイパス手術を行う
心拍動下冠動脈バイパス術が提唱され始め、近年、日本
でも試みられる様になってきている。これによれば、人
工心肺装置接続のための手術創がないこと、また人工肺
のために使われるヘパリンなどの薬剤などによる患者へ
の侵襲が少なく、術後の回復が早い。例えば、従来では
手術後3〜7日間を集中治療室で厳重な監視管理した
後、一般病棟にて約1ケ月の治療を行い、その社会復帰
までには更に約2ケ月もの養生を通常必要とするが、こ
の方法では、手術後2〜3日で退院し1週間目には社会
復帰ができる場合も報告されている。また人工心肺装置
使用による血液希釈や空気塞栓形成などのリスクを低減
できる。また、術中の出血が減少するので輸血量も抑制
できる。いうまでもなく患者の痛みやリハビリの苦痛も
軽減される。また、高価な人工心肺材料も不要となる。
【0020】この心拍動下冠動脈バイパス手術は、例え
ば次のように行われる。患者に麻酔をかけ、胸骨正中切
開をするか、あるいは左乳頭第4肋間を10cm切開し
て目標冠動脈を露出する。その後、バイパス血管を用意
し、目標冠動脈の吻合部位の上流側を糸で系締してお
く。固定器具を用いて、拍動で動いている心臓の術野部
分だけを固定する。その後、冠動脈の吻合部を切開し、
極めて細いナイロン縫合糸を用いて内胸動脈または伏在
静脈との吻合を行う。手術および吻合(接続)が終了す
ると、目標冠動脈上流側の系締を開放し、プロタミンを
投与して切開部を閉じる。患者は手術台の上で気管内チ
ューブを抜管され、回復室へ運ばれ数日後には退院可能
となる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】このように、心拍動下
冠動脈バイパス手術は革新的なアプローチとして注目さ
れているが、この心拍動下冠動脈バイパス術においても
いくつかの危険性および問題点が指摘されている。
【0022】心拍動下で手術を行うため、拍動により絶
え間なく揺れ動く心壁上にて小径の血管を切開し、しか
もその出血によって視認に難する状況での吻合作業を余
儀なくされる。更に、出血防止のために施される冠動脈
吻合部より上流側の遮断により、下流部で血流欠乏によ
る心筋虚血を起こし心停止に陥る恐れがあるので、極め
て迅速且つ確実な縫合作業が必要であり、一般に広く普
及しにくい。また、術前にプレコンディショニング(一
時的遮断による状態チェック)等の数十分にわたる余計
な予防措置を施す必要がある。
【0023】そしてこれらの危険性に対して、心肺装置
担当者および輸血担当者を従来の手術同様に待機させな
ければならないことから予防措置を余計に必要とするた
め、費用の増大が考えられる。
【0024】そこで、このような心筋虚血に伴う不備を
改善するには、吻合部位に近い下流側の冠動脈内に動脈
血を潅流することが望ましい。その方法のひとつとして
大腿動脈に一端を挿入されたチューブの他端を所定の冠
動脈部位に挿入し、自己の血圧によって潅流する方法が
研究されているが、冠動脈へ挿入するためにチューブが
細く、流れ抵抗が高いために流量が不十分にならざるを
えない。またその他の方法として、米国特許50662
82に記載の心拍に同期しないポンプによる潅流装置も
考えられたが、心拍に同期しない連続的注入法において
は、その上流が遮断される閉鎖的な冠動脈内を、高圧で
強制的に潅流させようとするので、非生理的でかえって
危険な状態を引き起こす要因となる。
【0025】そこで本発明者は、上記問題点を解消する
ために、心拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置
において、所定の動脈血管から血液を抜き出され送り出
された血液を冠動脈の所定の部位に戻し潅流させるに当
たり、心臓の拡張期間に関連して、前記送り出された血
液を微少の所定容量だけ拍出させるという本発明の技術
的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、高度な技
巧を要した心拍動下冠動脈バイパス手術を簡易化し、よ
り安全に行わせるとともに、潅流と同時に血管局所を閉
塞し、出血を手術に殆ど影響を与えない程度にまで抑制
するという目的を達成する本発明に到達した。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明(請求項1に記載
の第1発明)の心拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅
流装置は、所定の動脈血管から血液を抜き出す脱血手段
と、抜き出された血液を送り出すポンプと、前記ポンプ
から送り出された血液を冠動脈の所定の部位に戻す潅流
手段と、心臓の拡張期間に関連して、前記送り出された
血液を微少の所定容量だけ拍出させるポンプ制御装置を
備えたものである。
【0027】本発明(請求項2に記載の第2発明)の心
拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第
1発明において、前記心臓の拡張期間内毎に、前記ポン
プ制御装置によって前記送り出された所定容量の血液を
所定速度で拍出させるものである。
【0028】本発明(請求項3に記載の第3発明)の心
拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第
2発明において、前記拍出される血液の微少の所定容量
が、前記冠動脈の血流障害部位に応じて定まる目標潅流
量を考慮して決定されるものである。
【0029】本発明(請求項4に記載の第4発明)の心
拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第
3発明において、前記拍出させる血液の所定速度が、前
記拍出される血液の容量および前記潅流手段の弾性度に
基づいて定められるものである。
【0030】本発明(請求項5に記載の第5発明)の心
拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第
1発明において、前記潅流手段が、前記冠動脈に挿入で
きる細い挿入カテーテル部を有し、前記挿入カテーテル
部の一部に冠動脈内壁に密封的に係合する外径に拡大さ
れた拡大部が形成されるとともに、手術野における識別
のための識別色が付与され、さらに縫合針による損傷を
防ぐための補強部材が配設されているものである。
【0031】本発明(請求項6に記載の第6発明)の心
拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第
5発明において、前記潅流手段が、前記挿入カテーテル
部より長く太い柔軟な送血チューブを有し、該送血チュ
ーブが、前記挿入カテーテル部内の血流を生理的脈流に
類似させるための弾性度を有するものである。
【0032】
【発明の作用および効果】上記構成より成る第1発明の
心拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記
脱血手段によって所定の動脈血管から血液を抜き出し、
ポンプによって抜き出された血液を送り出し、前記ポン
プから送り出された血液を前記潅流手段によって冠動脈
の所定の部位に戻し、前記ポンプ制御装置によって心臓
の拡張期間に関連して、前記送り出された血液を微少の
所定容量だけ拍出させるので、高度な技巧を要した心拍
動下冠動脈バイパス手術を簡易化するという効果を奏す
る。
【0033】上記構成より成る第2発明の心拍動下冠動
脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第1発明にお
いて、前記心臓の拡張期間内毎に、前記ポンプ制御装置
によって前記送り出された所定容量の血液を所定速度で
拍出させるので、心拍動下冠動脈バイパス手術をより安
全に行わせるという効果を奏する。
【0034】上記構成より成る第3発明の心拍動下冠動
脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第2発明にお
いて、前記拍出される血液の微少の所定容量が、前記冠
動脈の血流障害部位に応じて定まる目標潅流量を考慮し
て決定されるので、前記血液の潅流を調整し、より安全
に行わせるという効果を奏する。
【0035】上記構成より成る第4発明の心拍動下冠動
脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第3発明にお
いて、前記拍出させる血液の所定速度が、前記拍出され
る血液の容量および前記潅流手段の弾性度に基づいて定
められるので、前記血液の潅流を最適にし、より安全に
行わせるという効果を奏する。
【0036】上記構成より成る第5発明の心拍動下冠動
脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第1発明にお
いて、前記潅流手段が、前記冠動脈に挿入できる細い挿
入カテーテル部を有し、前記挿入カテーテル部の一部に
冠動脈内壁に密封的に係合する外径に拡大された拡大部
が形成されるとともに、手術野における識別のための識
別色が付与され、さらに縫合針による損傷を防ぐための
補強部材が配設されているので、潅流と同時に血管局所
の閉塞を可能にするとともに、縫合時に伴う縫合針の貫
通を防止して、前記冠動脈への前記挿入カテーテル部の
挿入を容易かつ安全で確実にするという効果を奏する。
【0037】上記構成より成る第6発明の心拍動下冠動
脈バイパス手術用自己血潅流装置は、前記第5発明にお
いて、前記潅流手段が、前記挿入カテーテル部より長く
太い柔軟な送血チューブを有し、該送血チューブが、前
記挿入カテーテル部内の血流を生理的脈流に類似させる
ための弾性度を有するので、自己の血液の潅流を生理的
脈流に類似させることが出来るという効果を奏する。
【0038】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。
【0039】(実施形態)本実施形態の心拍動下冠動脈
バイパス手術用自己血潅流装置は、図1に示されるよう
に所定の動脈血管から血液を抜き出す脱血手段101
と、抜き出された血液を送り出すポンプ102と、前記
ポンプ102から送り出された血液を冠動脈の所定の部
位に戻す潅流手段103と、心臓の拡張期間内ごとに、
前記送り出された血液を微少の所定容量であって所定速
度で拍出させるポンプ制御装置104を備えたものであ
る。
【0040】本実施形態の自己血潅流装置は、前記ポン
プ制御装置が、前記所定容量を目標潅流量と心拍数に基
づいて定められるとともに、前記所定速度を前記所定容
量および前記潅流手段の弾性度に基づいて定められるも
のである。
【0041】また本実施形態の自己血潅流装置は、前記
潅流手段が、内径1mmφまでの冠動脈に挿入できる細
い挿入カテーテル部を有し、前記挿入カテーテルの一部
に冠動脈内径に密封的に係合し得る外径に拡大された拡
大部が形成されているとともに、手術野における識別の
ための挿入用マークが配設されている複数の挿入用目盛
マークを有するとともに、縫合に伴う縫合針貫通等を防
ぐための補強部材が配設されている潅流手段によって構
成されるものである。
【0042】さらに本実施形態は、前記潅流手段が、前
記挿入カテーテルより長く太い柔軟な送血チューブを有
し、前記送血チューブは前記挿入カテーテル内の血流を
生理的脈流に類似させるための弾性度を有する自己血潅
流装置によって構成されるものである。
【0043】上述した本実施形態の自己血潅流装置は、
1回当たり0.05〜0.5mlの微少の注入量にて吐
出するポンプを用いて、心臓の拡張期に潅流するととも
に、更には、従来困難であった1mmφ程度の前記冠動
脈にも簡単に挿入できる細いチューブでも潅流しうる手
段を実現するものである。
【0044】本実施形態の自己血潅流装置は、これによ
り、従来における高度な技巧を要した心拍動下冠動脈バ
イパス手術を簡易化し、より安全に行わせるという効果
を奏する。
【0045】また、本実施形態の自己血潅流装置は、吻
合のための冠動脈の切開孔からの出血を抑制することに
あり、潅流と同時に血管局所を閉塞し、出血を手術に殆
ど影響を与えない程度にまで抑制する出血固定部を提供
するという効果を奏する。
【0046】
【発明の実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用
いて説明する。
【0047】(実施例)本実施例の心拍動下冠動脈バイ
パス手術用自己血潅流装置は、図2に示されるように脱
血用カテーテル8と軟質の脱血チューブ11から成り所
定の動脈血管から血液を抜き出す脱血手段101と、心
拍同期する反復駆動型のシリンジポンプ1から成り抜き
出された血液を送り出すポンプ102と、送血チューブ
16および潅流カテーテル19から成り人体の血管から
動脈血を抜き出し、動脈血を送り出す潅流手段103
と、体表面または心表面から直接もしくは心拍監視装置
を経由して取り込んだ心電図信号に基づき、その拡張期
内において前記送り出された血液を微少の所定容量であ
って所定速度で拍出させるように前記シリンジポンプ1
を制御するポンプ制御装置104とを備えたものであ
る。
【0048】本実施例の心拍動下冠動脈バイパス手術用
自己血潅流装置は、心拍同期する反復駆動型のシリンジ
ポンプ1および流路切換弁2により、脱血用カテーテル
8と軟質の脱血チューブ11からなる前記脱血手段10
1を介し、人体の血管から動脈血を抜き出し、体表面ま
たは心表面から直接もしくは心拍監視装置を経由して取
り込んだ心電図信号に基づき、その拡張期に動脈血を送
り出し、送血チューブ16さらに潅流カテーテル19か
らなる前記潅流手段103を介してバイパス吻合部より
遠位部の冠動脈内へ自己動脈血を潅流する。
【0049】また返血チューブ18は、一端を三方活栓
17を介して前記潅流手段に接続され他端を脱血用カテ
ーテル8に接続されている。潅流時には三方活栓17に
より送血チューブ16は潅流カテーテル19に連通さ
れ、返血チューブ18は遮断される。また返血時には三
方活栓17により送血チューブ16は潅流カテーテル1
9と遮断され、返血チューブ18に連通される。
【0050】本実施例のシリンジポンプ1は、心拍動下
で、健康な冠動脈に流れる血液と同じように、心拍と同
期した脈流で所定の流量を送り出すものである。従っ
て、例えば心電図等の外部の心拍監視装置から送られる
心拍情報に基づき、周期および流量と拍出速度を自動制
御し得る手段としてポンプ制御装置104を有する。
【0051】また極端な除脈や心停止下では、あらかじ
め設定された分間流量に基づき計算される周期と一回拍
出量の脈流を送る手段を有する。
【0052】このような目的を達成できるのであれば数
々のポンプを使用しうるが、本発明者の検討によれば、
反復駆動型小型シリンジと流路切り換え弁とを備えたも
のが、心臓の動きに近い脈流を容易に達成でき、また微
量の流量制御も容易に行えるので好ましい。すなわち、
後述するように血液潅流部に細くて長いチューブを用い
た場合にも必要な最大50ml/分を120回/分の注
入回数で近生理的脈流で潅流を行わせるために、高レス
ポンスの微量注入が必要となるが、小型シリンジによる
方式はそれらを容易に得ることができるので、この点に
おいても極めて好ましいものである。
【0053】図2における反復駆動型のシリンジポンプ
1およびポンプ制御装置104の例の詳細を図4に示
す。患者より取り込まれた心電図および血圧波形等の心
拍情報を心拍連動部3にて連続的に表示し、その情報に
より注入のタイミングを制御する。このように心拍情報
を表示する機能を有していると、血液の送り出しと心拍
のタイミングを目視によっても確認できるので好ましい
が、このような表示部を必ずしも備えていなくてもよ
い。
【0054】注入操作部4では、冠動脈の病変部の部位
毎によって異なる注入量を設定できるようになってい
る。その注入量の設定値により注入部5に組み込まれた
ピストンの前後の移動量および移動速度が決められ、ま
た心拍情報により反復のタイミングが決められる。
【0055】次に図4に示される前記心拍連動部3に表
示されるディスプレイ画面の詳細を図5に示す。患者か
ら図示しない信号ケーブルを介して導かれた心電図波形
105および血圧波形等106を連続的に表示する。ト
リガーマーク30は、心電図のR波105aを検出した
時点を示し、また潅流カテーテル内の流れが開始する拍
出タイミング100Tと流れが終了する拍出終了タイミ
ング101Tが表示される。
【0056】また、心拍毎に検出されるトリガーマーク
30から送血方向へピストンを起動させるまでの遅延時
間が図示しないダイヤルスイッチにより設定されてお
り、これにより心拍毎にシリンジが送血方向に移動開始
する。また、送血チューブに弾性をもたせているで、シ
リンジの移動開始から潅流カテーテルへの吐出開始まで
に遅れ時間が生じる。そこでこの遅れ時間を、ピストン
起動までの遅延時間に加味して、拍出タイミング100
Tを表示する。同様に、またはシリンジが停止してから
潅流カテーテル内の流れが停止するまでの遅れ時間を加
味して、拍出終了タイミング101Tは表示される。
【0057】なお、シリンジの送血方向への移動時間
は、1回拍出量とピストン速度から自動的に決定され
る。血圧波形106は一般的に得られるものであるが、
心収縮開始点106bと心拡張開始点106aが現れる
ので、心拡張期間を容易に目視できる。遅延時間の調節
は、このように血圧波形から容易に判断され、心臓拡張
期間内に拍出タイミング100Tおよび拍出終了タイミ
ング101Tが入るように行われる。このように心拍情
報とタイミングの表示により、同期の適正さを目視によ
っても確認でき、タイミングの微調整も簡便に行うこと
ができるので好ましい。
【0058】なお、拍出終了タイミング101Tでは、
送血チューブの圧力は減少してきており心収縮期に重な
っても問題は少ないので、簡素化のため表示しない場合
もある。なお、極端な心拍低下および心停止時の場合
は、拍出タイミング100Tは、例えば分間80回のご
とく固定的な回数を手動で設定することにより決定され
る。なお、シリンジの逆方向への移動は、送る方向への
移動終了後、ただちに、あるいは一定の時間後に開始す
る。
【0059】更に、図4に示される注入部5は、図6に
詳細が示されるように、シリンジ12を装着するシリン
ジホルダー6とピストン13を保持するピストンホルダ
ー7を有しており、内部のモータによりピストンホルダ
ーと共にピストンを前後に動かすことができる。ピスト
ンを後退させるとシリンジ内に血液が吸い込まれ、前進
させると血液が送り出される。
【0060】ピストンの移動によりシリンジに吸引およ
び送り出される血液量は0.05〜0.5m1/1回程
度で、またその移動量は往復同一であり、吸引量と吐出
量は均等である。また、通常1分間50〜120回で変
動する心拍動に同期させ、拡張期間内に送り出し、余っ
た時間に吸引を行うようにピストンはストロークする。
【0061】本実施例に用いられるシリンジは、内径1
6mmφ・断面積2cm2 ・容量5ml程度の小型のも
のが適しており、特に、高頻度の反復動作による微量の
高圧注入を行わせる為には図7に示されるように、ダン
ピングの少ない硬質ピストンヘッド15が必要となる。
またシリンジ筒の先端部には次に説明する弁に接続する
ロックコネクタ12aを備えていることが好ましい。
【0062】このとき用いられるシリンジのピストン部
としては、同じく図7に示されるようにパッキン15a
と15bのダブルパッキン付きのものが好ましい。そし
て、ピストンの前後の移動距離を、パッキン15aと1
5bの間の距離と同じかそれより小さい距離にすると、
血液と接触するシリンジ壁は、ピストンが前進した状態
でも外部大気に直接接触せず、パッキン15aと15b
の間の空間(クリーンスペース14)にとどまる。従っ
て、往復運動に対して起こり得る空気感染を効果的に防
止しながら血液の吸引と送り出しを行うことができる。
またピストンの後端部にはピストンホルダーに接続する
ロックコネクタ13a等を備えていることが好ましい。
【0063】図8に、流路切り換え弁2の例を示す。流
路切り換え弁2は3つのポートを有し、第一のポートは
シリンジ接続用ロックコネクタ2aによりシリンジに、
第二のポートは脱血チューブ11に、第三のポートは送
血チューブ16に接続される。第二のポート側には脱血
チューブ11からの流れのみを通過させる一方向弁が組
みこまれ、第三のポート側には送血チューブ16方向へ
の流れのみを通過させる一方向弁が組みこまれている。
【0064】これによりピストンが後退するときの陰圧
により脱血チューブ11側の弁が開き(このとき送血チ
ューブ16側の弁は閉じる)、血液がシリンジ中に吸引
される。続いてピストンが前進するときの陽圧により、
送血チューブ16側の弁が開き(この時脱血チューブ1
1側の弁は閉じる)、送血チューブ16に血液が送り出
される。このような一方向弁は、陽圧と陰圧によって作
動するので外部からの駆動力を必要としない。
【0065】本実施例において用いられる潅流手段は、
冠動脈に挿入する潅流カテーテル19と血液を輸送する
ための送血チューブ16とで構成される。潅流カテーテ
ル19は、柔軟で弾性的な0.8mmφの細さで長さ3
0cmのシャフトが用いられる。これによれば内径1m
mφ程度までの冠動脈に挿入でき、潅流が行える。送血
チューブ16はショア硬度83A程度の材料で、外径4
mm内径3mmφ程度の長さ150cm程度のチューブ
である。
【0066】これにより0.05〜0.5ml程度の少
量の血液が70PSI程度の高圧で0.2秒程度の瞬時
に打ち込まれても、潅流部から血管内への吐出は、図9
の(a)および(b)の相関にて示すように近生理的脈
流にとどめられるとともに、前述したシリンジの移動開
始から潅流カテーテルへの吐出開始までの遅れ時間が2
00ミリ秒程度に抑えられる。
【0067】生理的脈流を得るためには、例えば60心
拍で所定容量0.1mlを注入する場合の速度は0.5
ml/sec以上、120心拍で所定容量0.4mlを
注入する場合の速度は3.9ml/sec以上が適切で
あった。
【0068】図9に、本実施例における潅流波形と生理
的血流波形を示す。(a)は、SVGによる左冠動脈左
前下行枝(LAD)と大動脈(AO)の間のバイパス血
管の血流を、超音波ドップラー血流計にて測定したもの
で、生理的血流波形の例を示している。心拡張期間の流
量波形a2に比べ、心収縮期間の流量波形a1は低く、
心筋の収縮により冠動脈の血流量が制限されていること
がわかる。(b)は、右冠動脈(RCA)へ吻合された
SVGバイパス管に本システムを接続した時にSVGバ
イパス管にながれる血流を同様に測定した人工的血流波
形の例を示す。心拡張期間の流量波形b2に比べ、心収
縮期間の流量波形b1は低く、(a)の生理的血流波形
に類似していることを示している。すなわち、一般的に
バイパス血流としては生理的とされる拡張期優位の波形
となっている。
【0069】図10に、本実施例において血液潅流部と
して用いるのに好ましい潅流カテーテル19を冠動脈に
挿入した例を示す。この潅流カテーテル19は、カテー
テルのシャフト21の径0.8mmより太い挿入固定部
20を先端に有しており、冠動脈に挿入したときに血管
壁に接触する。このように挿入固定部が挿入する部位の
血管径より少し大きめのものを選ぶことで、挿入時にお
けるカテーテルの安定を保つと共に血液逆流を防止する
ことができる。
【0070】また、1cm毎に着色された挿入マーカー
21aは、挿入深度の確認を容易にさせるものである。
また白色のシャフト21bは、血液で赤色になった術野
において、カテーテルシャフト21の抜けを目視しやす
くさせるものである。更に、手持ち操作部22は、手術
用のゴム手袋にての操作においても滑りにくいように表
面に細かい凹凸が付与されヤスリ状の加工が施されてい
ることが好ましく、その端部には接続用のロックコネク
ター23を有し、これにより送血チューブと接続され
る。
【0071】このように、挿入固定部20の外径は、使
用する適用する部位の血管の太さに合わせて適宜選ぶこ
とができるが、一般的な例としては1.25、1.5、
1.75、2.0、2.5mmφの直径のものが使用さ
れる。また、挿入固定部20の軸方向の形状は例えば楕
円状等のように径が緩やかに変化しているものが好まし
い。カテーテルのシャフト21の太さを血管の太さに合
わせて設定すれば最大300ml/分程度の潅流が可能
であるが、外径0.8mm(最大50ml/分)のもの
で、実用的にはほとんど問題無い。また、潅流カテーテ
ル19の先端側5cm程度は、縫合時に誤って縫合針を
貫通させることがないように、図示してはいないが、そ
の内腔に細い螺旋状の補強部材としての補強金具がはめ
込まれている。この補強金具は螺旋状でなく網目形状で
もよく、またカテーテル外側またはカテーテル壁内に配
設することもできる。
【0072】このような潅流カテーテルを用いると、冠
動脈切開部より遠位部1mmφ以上の血管において、局
所的な閉塞および潅流を同時に行うことが可能になり、
これにより、冠動脈、遠位部での心筋虚血を防止するた
めの潅流は維持したままで、血液の逆流を防ぎ、無血野
を確保した局所手術を行うことができる。
【0073】脱血用カテーテル8の一例を図3に示す。
この脱血用カテーテル8は、外径2.3mmの同軸二層
のカテーテルシャフト8aを有し、先端部は開孔してお
りカテーテルシャフト8aの中心の内空を介して接続用
ロックコネクタ10aに連通している。使用時にはコネ
クタ10aは返血チューブ18に接続される。また端部
付近に開けられた複数のサイドホール8bは外空を介し
て接続用ロックコネクタ9aに連通している。使用時に
は接続用ロックコネクタ9aは脱血チューブ11に接続
される。
【0074】本実施例の心拍動下冠動脈バイパス手術用
自己血潅流装置は、図11に一例が示されるような冠動
脈バイパス手術に用いることにより、バイパス管の吻合
部より遠位の冠動脈に対して、止血状態を保ちながら心
拍と同期して動脈血を送ることができるという効果を奏
する。
【0075】図11(a)、(b)において、24は目
標冠動脈であり、25はITAバイパス管であり、25
aはSVGバイパス管であり、26は狭窄または閉塞部
位であり、27は吻合部位である。
【0076】また本実施例の自己血潅流装置は、止血状
態を保ちながら心拍と同期して動脈血を送ることができ
るため、血液の一時的遮断から発生するショックを予防
することで、縫合時に伴う時間的な制約から術者を開放
することができるという効果を奏する。
【0077】さらに本実施例の自己血潅流装置は、また
同時に、術中、術後における余計な予防措置が不要とな
り、人工心肺および交差クランプに関連して従来問題と
なっていたあらゆる合併症を回避することができるの
で、心拍動下冠動脈バイパス手術に伴う利点を享受しな
がら、より安全に手術を行うことができるという効果を
奏する。
【0078】上述の実施形態および実施例は、説明のた
めに例示したもので、本発明としてはそれらに限定され
るものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明お
よび図面の記載から当業者が認識することができる本発
明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の自己血潅流装置の概要を示
すプロック図である。
【図2】本発明の実施例の自己血潅流装置および使用例
を示す図である。
【図3】本実施例に用いられる脱血用カテーテルを示す
斜視図である。
【図4】本実施例の自己血潅流装置の概略を示す斜視図
である。
【図5】本実施例の自己血潅流装置の心拍連動部におけ
るディスプレイ画面の例を示す線図である。
【図6】本実施例における反復駆動型のシリンジポンプ
の注入部を示す部品図である。
【図7】前記反復駆動型のシリンジポンプに用いられる
シリンジを示す部品図である。
【図8】流路切り換え弁および血液輸送部との組み合わ
せを示す説明図である。
【図9】本実施例の潅流法による注入波形と生理的波形
との比較を示す線図である。
【図10】使用中の潅流カテーテルの使用状態を示す説
明図である。
【図11】冠動脈バイパス手術の2つの例を示す斜視図
である。
【符号の説明】
101 脱血手段 102 ポンプ 103 潅流手段 104 ポンプ制御装置 1 シリンジポンプ 8 脱血用カテーテル 11 脱血チューブ 16 送血チューブ 19 潅流カテーテル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 392022260 溝口 一昭 岡山県岡山市松新町163−8 (71)出願人 500277906 斉藤 太郎 熊本県熊本市上水前寺2丁目21−8 (72)発明者 鈴木 晃 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 高橋 政夫 神奈川県茅ヶ崎市東海岸南2丁目9番16号 (72)発明者 溝口 一昭 岡山県岡山市松新町163−8 (72)発明者 根本 茂 東京都文京区本郷3丁目26番4号 株式会 社根本杏林堂内 (72)発明者 斉藤 太郎 熊本県熊本市上水前寺2丁目21−8 Fターム(参考) 4C077 AA11 AA30 CC01 DD01 EE01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の動脈血管から血液を抜き出す脱血
    手段と、 抜き出された血液を送り出すポンプと、 前記ポンプから送り出された血液を冠動脈の所定の部位
    に戻す潅流手段と、 心臓の拡張期間に関連して、前記送り出された血液を微
    少の所定容量だけ拍出させるポンプ制御装置を備えたこ
    とを特徴とする心拍動下冠動脈バイパス手術用自己血潅
    流装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記心臓の拡張期間内毎に、前記ポンプ制御装置によっ
    て前記送り出された所定容量の血液を所定速度で拍出さ
    せることを特徴とする心拍動下冠動脈バイパス手術用自
    己血潅流装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 前記拍出される血液の微少の所定容量が、前記冠動脈の
    血流障害部位に応じて定まる目標潅流量を考慮して決定
    されることを特徴とする心拍動下冠動脈バイパス手術用
    自己血潅流装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 前記拍出させる血液の所定速度が、前記拍出される血液
    の容量および前記潅流手段の弾性度に基づいて定められ
    ることを特徴とする心拍動下冠動脈バイパス手術用自己
    血潅流装置。
  5. 【請求項5】 請求項1において、 前記潅流手段が、前記冠動脈に挿入できる細い挿入カテ
    ーテル部を有し、前記挿入カテーテル部の一部に冠動脈
    内壁に密封的に係合する外径に拡大された拡大部が形成
    されるとともに、手術野における識別のための識別色が
    付与され、さらに縫合針による損傷を防ぐための補強部
    材が配設されていることを特徴とする心拍動下冠動脈バ
    イパス手術用自己血潅流装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、 前記潅流手段が、前記挿入カテーテル部より長く太い柔
    軟な送血チューブを有し、該送血チューブが、前記挿入
    カテーテル部内の血流を生理的脈流に類似させるための
    弾性度を有することを特徴とする心拍動下冠動脈バイパ
    ス手術用自己血潅流装置。
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