JP2003515392A - 血管内血液ポンプ - Google Patents
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Abstract
Description
ンプを把持する、電動機を収容するハウジングを備える血管内血液ポンプに関す
る。血管内血液ポンプは、患者の脈管系を通って進められ、患者の心臓において
、または、体の別の部位において作動する。
いる。この血液ポンプは、最大7mmの直径を有し、ポンプの羽根車を駆動する
ために配置された電動機を収容するハウジングを備える。電動機は、内部の巻き
線と外部の磁気逆流金属シートを持つ固定子を備える。逆流金属シートは、プラ
スチックで作られたハウジング内の固定子巻き線とともに鋳造される。逆流金属
シートは、循環する磁場の流れを集中させ、また、磁気散逸損失を避けることに
より、電動機の効率を上げるために機能する。
た原動機により駆動されるポンプを備えるバルーンカテーテルを記載している。
カテーテル管を通って延び、ポンプを通って同軸で延びる、ガイドワイヤのため
の案内導管が配置されている。このように、バルーンカテーテルは、ポンプとと
もに、既に取り付けられたガイドワイヤ上で位置を変えられ、患者の体の所望の
部位にポンプを配置する。
、心臓内血管ポンプを備え、切開部位を通して心臓に導入されるために備えられ
た心臓支持装置を記載している。血液ポンプは、9〜12mmの外径を有する。
このポンプは、血管内血液ポンプに提示されている要求に応えられない。
子を備える。回転子は、固定子と回転子の間の環状空間に突き出るブレードを備
える。このために、環状空間は、広い幅を有さなければならず、それにより、回
転子と固定子の間の磁気空隙がより大きくなり、電動機の性能とその効率をそれ
ぞれ減ずるようになる。
り小さい最大の外径と小さな固定部長さを有さなければならない。これまでのと
ころ、5mmより小さい外径を有しながら、所望の効率で動作するのに適した血
液ポンプの設計に対する努力は成功していない。血管内血液ポンプは、生理学的
圧力(60〜80mmHg)に対して、毎分1.5リットルの送出率が可能であ
ることが要求される。
安全に進めることができる血管内血液ポンプを提供することである。
本発明の血液ポンプの特別な特徴は、電動機の固定子がどんな磁気逆流装置(ma
gnetic reflux device)も用いない、鉄なしの設計である点および固定子巻き線
が原動機ハウジングの構造上の要素である点にある。本発明によれば、原動機ハ
ウジングの構造上の要素は、合成樹脂で作られたマトリクスに埋め込まれた固定
子巻き線により形成される。固定子巻き線に流れる電流は、循環する磁場を生成
し、回転子に取り付けられた磁気装置が動くようになる。磁極部品および鉄で被
覆された逆流装置を省略することにより、固定子巻き線において生成された磁場
は、固定子巻き線の外側に追い出されず、これにより、外部への散逸損失が生ず
るという効果を有するであろう。この効果を特に考えて行った試験により、高い
回転速度で循環する磁場は、患者の心臓律動に有害な影響を与えないことが明ら
かになった。磁場の、したがってまた電動機の回転速度は、50,000rpm
の大きさであり、また、どんな場合でも30,000rpmを超えるであろう。
こうした高い回転速度により、回転する磁場は、患者の体に有害な効果を与えな
い。本発明の血液ポンプにおいては、逆流装置に対する場所が節約される。した
がって、回転子はより大きな直径を与えられ、その結果、回転の動きを増すこと
が可能になる。さらに、鉄で構成される磁気逆流装置において起こるであろう磁
気反転損失が避けられる。したがって、上述した高い回転速度により増えた散逸
損失は、充分に補償されるであろう。さらに、原動機の重量もまた減ぜられる。
固定子の鉄なしの設計により、固定子巻き線に対してより大きなワイヤの厚みを
使用することが可能になり、電流強度を増やせるが、固定子巻き線における抵抗
性損失は小さいままにとどめることができる。
減ぜられ、その外径は12F(F=フレンチ)のカテーテルに対応する。ポンプ
全体の、すなわち、原動機ハウジングとポンプユニットの固定した軸方向長さは
、≦20mmに減ずることができる。したがって、血管内血液ポンプは、患者の
血管系を通して進められ、所望の部位に配置されることができる。寸法もまた、
大動脈弓を通して、妨げられないで、制御された方法で、血液ポンプを操作する
ことを可能にする。
も80%を占める。樹脂マトリクスとともに固定子巻き線は、ハウジング壁の負
荷を支持する構造上部分を形成する。一般に、樹脂マトリクスと結合した固定子
巻き線によりハウジングを形成すれば十分であろう。しかし、ハウジング壁の内
面に保護絶縁層を備えることが適切であることは明らかであり、絶縁層は、巻き
線を摩擦から保護するのに役立ち、また、したがって、回転子が機械的接触時に
巻き線を傷つけるのを防ぐ。さらに、ハウジングの外側は、さらに保護箔を備え
ることができ、その箔は、固定子巻き線において生成される熱を外側に沿って流
れる血液に伝えるために、良好な熱伝導特性を有しなければならない。
り付けるために、血液ポンプは、ガイドワイヤがそこを通過するように設計され
た案内導管を備えなければならない。そういうわけで、血液ポンプは患者の脈管
系においてガイドワイヤに沿って進めることができる。本発明の血液ポンプは、
上述のタイプの案内導管を備えることが適当であり、案内導管は、回転子のシャ
フトを通り、また、ポンプの羽根車の軸を通るように配置される。対応するシー
リング要素が備えられ、案内導管内に漏れる血液がハウジングの近位に配置され
たカテーテル内に入いらず、ポンプの構造内に侵入しないことを保証する。
。
ト11を備える。原動機ユニット10は、固定子13および回転子14を含む電
動機12を備える。固定子13はまたハウジング15の外壁を形成する。すなわ
ち、固定子を取り巻く、別のハウジングは存在しない。固定子13を形成するハ
ウジング壁16は、合成樹脂マトリクス18に埋め込まれたワイヤで作られた固
定子巻き線17を備える。巻き線17は、いわゆる、かご状巻き線で、ワイヤが
ハウジング15の長手方向に斜めに延びている。固定子巻き線17は、固定子の
周囲に沿って配置され、星形または三角形の形状で互いに結合された複数のコイ
ルを含み、コイルは、逐次駆動され、循環磁場を生成する。これらコイルのセン
サなし整流は、多芯ワイヤ線24により原動機に接続された外部制御装置を通し
て行われる。巻き線17は、循環磁場が50,000rpmの回転速度で回転す
るように駆動される。
北極Nをシャフトの外面の一方の側に配置され、南極Sをシャフトの外面の他方
の側に配置されている。
ハウジング15の近端を閉じるために配置されたキャップ22内で保持される。
ハウジング15の近端は、可撓性の管を備えるカテーテル23により結合される
。カテーテル23の壁を通して延びているのは、固定子巻き線17に対する給電
線24である。実施形態において、ハウジングキャップ22は、高い機械的安定
性を得るために、カテーテル23の中に突き出る突出部材25に連結されている
。
遷移部品26により終端される。シャフト19は、このシーリングを通してポン
プユニット11に延び、ポンプユニット11で、羽根車28がシャフトの遠端に
取り付けられている。羽根車28は、円筒形ポンプハウジング29内で回転し、
ポンプハウジング29は、長手方向に配置された少なくとも1つのウェブ30に
よりハウジング15に結合される。ポンプユニット11は、軸方向の取り込み口
開口31を介して血液を吸引して取り込み、開口32から横方向に流出させ、ま
た、ハウジング15に沿って軸方向に流れる血液を軸方向に運搬して、流れる熱
がハウジング15から奪われるように設計されている。別法として、ポンプはま
た、反対方向に動作可能である。
ユニットとポンプユニット11に沿った血液ポンプ全体の固定した長さは、約2
0mmである。最大外径は4mmである。
き線17のワイヤが図2に示されている。これらのワイヤは絶縁被覆33aで取
り巻かれる。次に、絶縁被覆は加熱乾燥塗料33bで被覆される。固定子巻き線
17を製作した後、ワイヤは、熱をかけられながら、互いに接着される。すなわ
ち、工程中に、隣接するワイヤの加熱乾燥塗料層は、互いに融着し、したがって
、安定したワイヤ構造を形成する。その後、このワイヤ構造は、射出成形されて
いる間に、エポキシド樹脂である合成樹脂18により成形されるであろう。巻き
線とエポキシド樹脂を含む複合物は、高い機械的安定性を有し、加熱乾燥塗料(
stoving paint)33bは巻き線のワイヤをあらかじめ固定するために独占的に
役立ち、製作工程中のコイルの操作を容易にする。加熱乾燥塗装は、相応して薄
い壁により形成されることができ、したがって、銅、加熱乾燥塗料、絶縁および
エポキシド樹脂の間の最適な関係を得ることを可能にする。原動機の効率を決定
するのは、巻き線における銅の割合のみであることに注目すべきである。
グに取り付けることができる。軸受け21は、ハウジング15の内径より小さな
外径を有し、したがって、遠端からハウジングに挿入されることができる。
リイミド)の薄い絶縁層34を備えている。この絶縁層は、ワイヤを絶縁し、ワ
イヤが磨耗することを防ぎ、したがって、回転子により起こる損傷を防ぐために
役立ち、さらに、すべり層として働く。
の、好ましくはチタンなどの金属の遮蔽箔35である。こうした遮蔽箔の別法と
して、樹脂マトリクス18を外側に広げてもよい。
するデュロマを備えて、外側への熱移動を増やす。層34と35を含めたハウジ
ング壁16の厚みは、約0.3mmである。固定子巻き線17は、ハウジング壁
16の壁の厚みの少なくとも70%および、好ましくは、少なくとも80%を占
める。
状態で、周囲に配置された極部品を備えていない。その代わり、固定子巻き線は
、管状ハウジング15の壁に一体化され、この領域において、ハウジング壁16
の機械的安定性に寄与する。
トの全長に沿って延びる案内導管36を含む点で、第1の実施形態と異なる。案
内導管36は、別の管40を介してカテーテル23の内腔と連通する。
は、案内導管36に漏れ入いることができる。この血液が電動機の内部に入るこ
とを防ぐために、シーリング38が軸受け21の近位に備わっている。
かじめ患者の体の中に配置されるガイドワイヤ(図示せず)の上で位置を変えら
れる。この変更を除いて、第1の実施形態に関連して記載された構造上の特徴お
よび効果は図3の実施形態にも当てはまる。
1を通して延び、ガイドワイヤ用の案内導管36を形成する中空シャフト19を
備える。シャフト19の近端は、カテーテル23を通過する管40により連結さ
れ、その管はハウジング15に結合され、シャフト19に沿って回転しない。
備えられている。このシーリング41は、自己閉鎖式口部シーリングである。開
口は、ガイドワイヤ42がそこを通るために、シーリング内に形成される。図5
は、ガイドワイヤ42がシーリング41の開口を押し開けた方法を説明していな
い。こうして、ガイドワイヤ42は、シーリング41内で軸方向に偏移すること
ができる。近端方向へ引っ込む時に、ガイドワイヤは自動的にシーリング41を
閉じるであろう。
。このシーリング43は、別のシーリング効果のために備わっている。案内導管
36の内腔は、0.6mmの直径を有し、したがって、対応する直径を有するガ
イドワイヤがそこを通ることを可能にする。
る。
である。
方向の図である。
プの変更された図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 電動機(12)を収容する細長いハウジング(15)と、カ
テーテル(23)に結合されるハウジング(15)の近端と、ポンプ(11)を
把持するハウジングの遠端とを備える血管内血液ポンプであって、電動機(12
)が、合成樹脂で作られたマトリクス(18)に埋め込まれた固定子巻き線(1
7)と、回転可能に保持された羽根なし磁気回転子(14)とを備え、 固定子巻き線(17)が、ハウジング(15)の負荷保持要素を形成し、ハウ
ジングは、磁気逆流装置を使用せず鉄が存在しないことを特徴とする血管内血液
ポンプ。 - 【請求項2】 固定子巻き線(17)が、ハウジング(15)の壁の厚みの
少なくとも70%、好ましくは、少なくとも80%を占めることを特徴とする、
請求項1に記載の血液ポンプ。 - 【請求項3】 ハウジング(15)の壁の厚みが、0.5mmより小さいこ
とを特徴とする、請求項1または2に記載の血液ポンプ。 - 【請求項4】 電動機(12)が、中空シャフト(19)を備えていること
、および、ポンプ(11)の羽根車(28)の軸は、ガイドワイヤ用の案内導管
(36)により形成されていることを特徴とする、請求項1から請求項3のいず
れか一項に記載の血液ポンプ。 - 【請求項5】 ハウジング(15)とシャフト(19)の間でハウジング(
15)の遠端と近端に配置されたシーリング(27、38)を特徴とする、請求
項1から請求項4のいずれか一項に記載の血液ポンプ。 - 【請求項6】 ハウジングとシャフト(19)の間でハウジング(15)の
遠端に配置されたシーリング(27)と、案内導管(36)の進路に配置され、
ガイドワイヤ(42)がそこを通過できる少なくとも1つの別のシーリング(4
1、43)を特徴とする、請求項4に記載の血液ポンプ。 - 【請求項7】 ハウジング(15)の内側に、固定子巻き線(17)を保護
する絶縁層(34)が配置されていることを特徴とする、請求項1から請求項6
のいずれか一項に記載の血液ポンプ。 - 【請求項8】 ハウジング(15)の外側に、固定子巻き線(17)を保護
し、電気絶縁と放熱のために設けられた遮蔽層(35)が配置されていることを
特徴とする、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の血液ポンプ。 - 【請求項9】 固定子巻き線(17)のワイヤが、加熱乾燥塗料層(33b
)により囲まれた絶縁被覆(33a)を備えることを特徴とする、請求項1から
請求項8のいずれか一項に記載の血液ポンプ。 - 【請求項10】 シャフト(19)の近端が、固定子(13)の内径より小
さい外径を有する軸受け(21)で支持されていることを特徴とする、請求項1
から請求項9のいずれか一項に記載の血液ポンプ。
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