JP2005348996A - Artificial heart pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人工心臓ポンプに関するものである。 The present invention relates to an artificial heart pump.
従来、医療用の代替心臓或いは補助心臓として、羽根車の回転により血液を圧送する人工心臓ポンプが利用されている。図14に従来の人工心臓ポンプの軸方向断面図を示す。人工心臓ポンプHは、ハウジング91と、ハウジング91内に固定されている固定軸92と、ハウジングの内部に配置される回転体93と、回転体93を駆動する駆動装置94とを有している。
Conventionally, an artificial heart pump that pumps blood by rotating an impeller has been used as an alternative heart or auxiliary heart for medical use. FIG. 14 shows an axial sectional view of a conventional artificial heart pump. The artificial heart pump H has a
ハウジング91は上流側ハウジング911と下流側ハウジング912とを有しており、上流側ハウジング911と下流側ハウジング912は同一中心軸上に嵌合し溶接等の接合方法にて一体的に固定される。上流側ハウジング911は軸方向に開口した吸入口913を有し、下流側ハウジング912の側周部には外部に貫通した吐出口914を有している。下流側ハウジング912には上流側ハウジング911と嵌合する側と反対側の端部に閉じた平面915が形成されている。吐出部914は後述するインペラ931とシュラウド932で囲まれた空間の開口部に面する位置に形成されている。固定軸92は下流側ハウジング912の閉じた平面915の中心部に下流側ハウジング912の中心軸と同一中心軸上に下流側ハウジング912の内部に向けて立設固定されている。
The
回転体93はインペラ931と、インペラ931を挟むように配置されるシュラウド932と、中心部に貫通孔933を有している。回転体93はハウジング91の内部にハウジング91と同一中心軸上に配置されており、貫通孔933を固定軸92が貫通している。回転体93の外周面934と下流側ハウジング912の内周面916は第1の間隙961を形成しており、回転体93の貫通孔933の内周面935と固定軸92の外周面921は第2の間隙962を形成している。回転体93の背面936と下流側ハウジング912の平面部915との間にも第3の間隙963が形成されている。シュラウド932はL字型に湾曲した形状を有している。インペラ931とシュラウド932で囲まれる空間は吸入口913と連絡している。
The rotating
駆動装置94は下流側ハウジング912の壁面内部に等中心角度間隔で配置された電磁石941と、この電磁石941と対面する位置の回転体93の内部に埋め込まれた永久磁石942とを有している。複数の電磁石941は通電することで回転磁界を発生することができ、永久磁石942が同期することで回転体93が回動する。
The
人工心臓ポンプHは駆動装置94によって回転体93を回動させることで吸入口913より取り込まれた血液を圧送するものである。インペラ931が回転することで、インペラ931とシュラウド932で囲まれた空間の血液が遠心力により、シュラウド932に沿って回転体93の外周側に移動する。このとき、インペラ931とシュラウド932で囲まれる空間の中心に近い部分は圧力が低下するので、吸入口913よりインペラ931とシュラウド932で囲まれる空間に血液が流入する。また、外周側の圧力の高い血液は吐出口914より外部に吐出される。
The artificial heart pump H pumps blood taken in from the
第1の間隙961及び第2の間隙962及び第3の間隙963には血液が流入しており、その血液が潤滑剤として働くことで回転体93はハウジング91及び固定軸92と非接触状態で回転可能に配置される。第1の間隙961、第2の間隙962及び第3の間隙963は連結しており、血液が流れるように形成されている。
しかしながら、前記人工心臓ポンプHが駆動しているとき、第1の間隙961、第2の間隙962及び第3の間隙963に流入している血液は第1の間隙961と第2の間隙962の圧力差によってわずかに流れるが、流れる力が弱く血液のよどみが発生する。血液は流れが滞留するその滞留した場所で凝固する、いわゆる、血栓が発生する。
However, when the artificial heart pump H is driven, blood flowing into the
前記血栓が発生すると、回転体93の動作が悪くなり人工心臓ポンプHの血液を圧送する能力が低下する。また、前記血栓が発生することで、合併症が引き起こされる場合もある。また、第1の間隙961、第2の間隙962及び第3の間隙963に滞留する血液が同一方向に撹拌され続けると、血液の粒子が破壊される溶血がおこり、人工心臓ポンプHを取り付けている被装着者の健康を害する恐れがある。
When the thrombus occurs, the operation of the rotating
そこで本発明は、被装着者の体内に埋め込む人工心臓ポンプであって、血栓の発生及び溶血を防止し長期にわたって安全に使用することができる人工心臓ポンプを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an artificial heart pump that is implanted in the body of a wearer and that can be used safely for a long period of time by preventing thrombus generation and hemolysis.
上記目的を達成するため本発明は、軸方向の一方の端部に開口が、他方の端部に閉じた平面が形成されているハウジングと、前記ハウジングの平面中央に内側に向かって立設固定される固定軸と、前記ハウジング内部に収容されるインペラを有する回転体と、前記回転体を前記固定軸周りに回転駆動する駆動装置とを有し、前記インペラが回転することで血液を圧送する人工心臓ポンプであって、前記回転体は中央部に前記固定軸が貫通する貫通孔を有しており、前記回転体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に第1の間隙が、前記貫通孔の内周面と前記固定軸の外周面との間に第2の間隙が形成されており、前記第1の間隙と前記第2の間隙は前記ハウジングの平面と前記回転体との間の第3の間隙を介して連通し、前記各間隙には血液が流れ込んでおり、前記回転体は該間隙の血液によって前記ハウジング及び前記固定軸に対して非接触状態で回動するものであり、前記第1の間隙又は第2の間隙のうち少なくとも一方には前記回転体の回動によって該間隙内の血液を軸方向に流動させる軸流動部を備えていることを特徴とするものである。
を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a housing in which an opening is formed at one end in the axial direction and a closed plane is formed at the other end, and the housing is erected and fixed inward at the center of the plane of the housing. A rotating shaft having an impeller accommodated in the housing, and a driving device that rotationally drives the rotating body around the fixed shaft, and the impeller rotates to pump blood. In the artificial heart pump, the rotating body has a through-hole through which the fixed shaft passes in a central portion, and a first gap is formed between an outer peripheral surface of the rotating body and an inner peripheral surface of the housing. A second gap is formed between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the fixed shaft, and the first gap and the second gap are formed between the plane of the housing and the rotating body. Communicated through a third gap between each of the gaps Liquid is flowing in, and the rotating body is rotated in a non-contact state with respect to the housing and the fixed shaft by the blood in the gap, and is disposed in at least one of the first gap and the second gap. Is characterized in that it is provided with an axial flow section for flowing the blood in the gap in the axial direction by the rotation of the rotating body.
I will provide a.
この構成によると、前記インペラを有する回転体とハウジングの間及び該回転体に備えられた貫通孔と前記固定軸の間の間隙の血液を強制的に循環させることができる。このことにより、前記回転体と前記ハウジングの間隙、前記回転体と前記固定軸の間隙での血液のよどみを抑制することができる。血液のよどみを抑制することで、該よどんだ血液が凝固し血栓となるのを防止することができる。 According to this configuration, blood in the gap between the rotating body having the impeller and the housing and between the through hole provided in the rotating body and the fixed shaft can be forcibly circulated. As a result, stagnation of blood in the gap between the rotating body and the housing and in the gap between the rotating body and the fixed shaft can be suppressed. By suppressing stagnation of blood, it is possible to prevent the stagnation of blood from coagulating and becoming a thrombus.
また、前記回転体が回動するときに、該回転体と前記ハウジング及び固定軸との間が非接触状態で回転するので、各部材が接触することで発生する各部材の磨耗や、血液が破壊される溶血が発生しない。以上のことより、長期にわたって安全に使用することが可能である。 Further, when the rotating body rotates, the rotating body rotates between the housing and the fixed shaft in a non-contact state, so that wear of each member generated by contact of each member and blood There is no hemolysis that can be destroyed. From the above, it can be used safely for a long time.
上記構成の第1の間隙に形成される軸流動部は前記ハウジングの内周面に形成され、前記回転体の回転によって血液が前記開口側から前記平面側にながれる旋回方向の雌ねじ状のらせん溝であってもよく、前記回転体の外周面に形成される前記回転体の回転によって血液が前記開口側から前記平面側にながれる旋回方向の雄ねじ状のらせん溝であってもよい。なお、これらのらせん溝は一条に限らず多条であっても良い。以下らせん溝に関する記述はすべて同様で、単にらせん溝として説明する。 The axial flow portion formed in the first gap having the above-described configuration is formed on the inner peripheral surface of the housing, and the spiral thread groove in the swivel direction in which blood flows from the opening side to the plane side by the rotation of the rotating body. It may be a spiral groove having a male thread shape in a turning direction in which blood flows from the opening side to the plane side by the rotation of the rotating body formed on the outer peripheral surface of the rotating body. In addition, these spiral grooves are not limited to a single line, and may be a multiple line. In the following description, all the descriptions regarding the spiral groove are the same, and are simply described as a spiral groove.
また、前記第1の間隙に形成される軸流動部は、ハウジングの内周面に雌ねじ状のらせん溝を、前記回転体の外周面に雄ねじ状のらせん溝を同時に有しているものであってもよい。このとき、各らせん溝の旋回方向は同一であり、前記回転体が回転したときに、前記第1の間隙の血液が前記開口側から前記平面側に流れる旋回方向であるものが好ましい。 Further, the axial flow portion formed in the first gap has a female screw-like spiral groove on the inner peripheral surface of the housing and a male screw-like spiral groove on the outer peripheral surface of the rotating body at the same time. May be. At this time, the spiral direction of each spiral groove is the same, and it is preferable that the spiral direction is that the blood in the first gap flows from the opening side to the plane side when the rotating body rotates.
この構成によると、第1の間隙は前記人工心臓ポンプの高圧部に配置されており、開口側が高圧になっているので、前記軸流動部は圧力によって血液が流れようとする方向に、血液を送るので効率よく血液を送ることができる。また、前記ハウジングの内周面及び(又は)回転体の外周面に簡単な加工を加えるだけで血液のよどみを防ぐことができる。前記血液のよどみを防ぐことで、人工心臓ポンプ内部での血栓の発生を防止できる。 According to this configuration, the first gap is disposed in the high-pressure portion of the artificial heart pump, and the opening side is at a high pressure. Therefore, the axial flow portion causes the blood to flow in a direction in which blood tends to flow due to pressure. Since it sends, blood can be sent efficiently. Moreover, stagnation of blood can be prevented by simply performing a simple process on the inner peripheral surface of the housing and / or the outer peripheral surface of the rotating body. By preventing the stagnation of the blood, it is possible to prevent thrombus from occurring inside the artificial heart pump.
上記構成において第2の間隙に形成される軸流動部は前記貫通孔の内周面に形成され、前記回転体の回転によって血液が前記平面側から前記開口側にながれる旋回方向の雌ねじ状のらせん溝であってもよく、前記固定軸の外周面に形成される前記回転体の回転によって血液が前記平面側から前記開口側にながれる旋回方向の雄ねじ状のらせん溝であってもよい。 In the above configuration, the axial flow portion formed in the second gap is formed on the inner peripheral surface of the through hole, and the internal thread-like spiral in the swivel direction in which blood flows from the plane side to the opening side by the rotation of the rotating body It may be a groove, or may be a spiral groove with a male thread shape in a turning direction in which blood flows from the flat surface side to the opening side by rotation of the rotating body formed on the outer peripheral surface of the fixed shaft.
また、前記第2の間隙に形成される軸流動部は、前記回転体の前記貫通孔の内周面に雌ねじ状のらせん溝を、前記固定軸の外周面に雄ねじ状のらせん溝を同時に有しているものであってもよい。このとき、各らせん溝の旋回方向は同一であり、前記回転体が回転したときに、前記第2の間隙の血液が前記平面側から前記開口側に流れる旋回方向であるものが好ましい。 In addition, the shaft flow portion formed in the second gap simultaneously has a female threaded spiral groove on the inner peripheral surface of the through hole of the rotating body and a male threaded spiral groove on the outer peripheral surface of the fixed shaft. It may be what you are doing. At this time, the spiral direction of each spiral groove is the same, and when the rotating body rotates, the spiral direction in which the blood in the second gap flows from the plane side to the opening side is preferable.
この構成によると、第2の間隙は前記人工心臓ポンプの低圧部に配置されており、開口側が低圧になっているので、前記軸流動部は圧力によって血液が流れようとする方向に、血液を送るので効率よく血液を送ることができる。また、前記貫通孔の内周面及び(又は)前記固定軸の外周面に簡単な加工を加えるだけで血液のよどみを防ぐことができる。前記血液のよどみを防ぐことで、人工心臓ポンプ内部での血栓の発生を防止できる。 According to this configuration, the second gap is disposed in the low pressure portion of the artificial heart pump, and the opening side is at a low pressure. Therefore, the axial flow portion causes the blood to flow in a direction in which blood tends to flow due to the pressure. Since it sends, blood can be sent efficiently. Moreover, stagnation of blood can be prevented by simply performing a simple process on the inner peripheral surface of the through hole and / or the outer peripheral surface of the fixed shaft. By preventing the stagnation of the blood, it is possible to prevent thrombus from occurring inside the artificial heart pump.
上記構成において、前記第2の間隙に形成される軸流動部のらせん溝は前記第2の間隙の軸方向中央部に形成されるものや、前記第2の間隙の軸方向両端部のうち少なくとも一方の端部に形成されるもの、前記らせん溝形成されていない部分を有しているものを挙げることができる。 In the above configuration, the spiral groove of the axial flow portion formed in the second gap is formed at the axial center portion of the second gap, or at least of both axial ends of the second gap. Examples thereof include those formed at one end and those having a portion where the spiral groove is not formed.
本発明によると、被装着者の体内に埋め込む人工心臓ポンプであって、駆動による溶血を防ぐと共に、内部に血栓が発生するのを防止することができる人工心臓ポンプを提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is an artificial heart pump embedded in a to-be-weared person's body, Comprising: While preventing hemolysis by a drive, the artificial heart pump which can prevent that a thrombus generate | occur | produces inside can be provided.
本発明の最良の実施形態を図面を参照して説明する。図1に本発明にかかる人工心臓ポンプの一例の断面図を、図2(A)〜(C)に本発明にかかる人工心臓ポンプの各構成部材の側面図を示す。図1に示す人工心臓ポンプAはハウジング1と、ハウジング1の内部に固定される固定軸2と、ハウジング1内部に配置される回転体3と、回転体3を回転駆動する駆動装置4とを有している。
The best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an example of an artificial heart pump according to the present invention, and FIGS. 2A to 2C are side views of components of the artificial heart pump according to the present invention. An artificial heart pump A shown in FIG. 1 includes a
ハウジング1は上流側ハウジング11と下流側ハウジング12とを有しており、上流側ハウジング11と下流側ハウジング12は同一中心軸上に隣り合わせに嵌合され溶接等の接合方法にて一体的に固定される。図2(A)はハウジングの分解断面図を示している。下流側ハウジング12の内周面121には軸流動部として左ねじと同じ旋回方向の雌ねじ状のらせん溝51が形成されている。
The
上流側ハウジング11は軸方向に開口した吸入口111を有している。下流側ハウジング12の上流側ハウジング11が嵌合する側と反対側は閉じた平面122が形成されている。また下流側ハウジング12の側周部には外部に貫通した吐出口123を有している。吐出部123は後述するインペラ31とシュラウド2で囲まれた空間34の開口部と面する位置に形成されている。
The
図2(B)に固定軸の側面図を示す。固定軸2は軸本体部21と、曲面状に形成されている先端部22とを有している。軸本体部21は下流側ハウジング12の平面122の中央に平面122に対して直角に立設固定されている。先端部22が曲面状に形成されていることで吸入口111より血液が流入したときの抵抗を減らすことが可能である。
FIG. 2B shows a side view of the fixed shaft. The fixed
図2(C)に図1に示す人工心臓ポンプに備えられた回転体の断面図を示す。回転体3はインペラ31と、インペラ31を挟むように配置されるシュラウド32と、中心部に貫通孔33とを有している。回転体3はハウジング1の内部にハウジング3と同一中心軸上に配置されており、貫通孔33を固定軸2が貫通している。シュラウド32はL字型に湾曲した形状を有している。インペラ31とシュラウド32で囲まれる空間34は吸入口111及び吐出口123と連結している。
FIG. 2C shows a cross-sectional view of the rotating body provided in the artificial heart pump shown in FIG. The
駆動装置4は下流側ハウジング12の壁面内部に等中心角度間隔で配置された電磁石41と、この電磁石41と対面する位置の回転体3の内部に埋め込まれた永久磁石42とを有している。複数の電磁石41は通電することで回転磁界を発生することができ、永久磁石42が同期することで回転体3が回動する。
The
人工心臓ポンプAは駆動装置4によって回転体3が回転することで吸入口111より取り込まれた血液を圧送するものである。回転体3はそれには限定されないがここでは、図中上部が手前に回転するものとする。インペラ31が回転することで、インペラ31とシュラウド32で囲まれた空間34の血液は遠心力により、シュラウド32に沿って空間34の外周側に移動する。このとき、インペラ31とシュラウド32で囲まれる空間34の中心に近い部分は圧力が低下する。インペラ31とシュラウド32で囲まれる空間34は吸入口111に面して開口を有しており、吸入口111よりインペラ31とシュラウド32で囲まれる空間34に血液が流入する。また、外周側の圧力の高い血液は吐出口123より外部に吐出される。
The artificial heart pump A pumps blood taken from the
回転体3の外周面35と下流側ハウジング12の内周面121は第1の間隙61を形成しており、回転体3の貫通孔33の内周面331と固定軸2の軸本体部21の外周面211は第2の間隙62を形成している。回転体3の軸方向背面36と下流側ハウジング12の平面部122との間には第3の間隙63が形成されている。
The outer
第1の間隙61は外周に近い位置に配置されており、第2の間隙62は中心に近い位置に配置されている。このことより、回転体3が回転しているときは第1の間隙61が第2の間隙62よりも静圧が高く、血液は圧力差によって第1の間隙61から第3の間隙63を介して第2の間隙62へ流動する。また、第1の間隙61に流れ込んでいる血液は回転体3が回転することで、第1の間隙61の内部を軸周りに回転する。
The
図2(A)に示すように下流側ハウジング12には左ねじと同じ旋回方向を有するらせん溝51が形成されている。第1の間隙61では血液が軸周りに流れているので、血液はらせん溝51に沿って流れる。このことにより、血液はらせん溝51に押されて第1の間隙61を図中左側から右側に向かって流動する。
As shown in FIG. 2A, the
この血液のらせん溝51に沿って流れようとする力と、第1の間隙61と第2の間隙62の圧力差とによって、第1の間隙61、第2の間隙62及び第3の間隙63内の血液は第1の間隙61から第3の間隙63を経て第2の間隙62に常に流れる。第2の間隙62に流れた血液は固定軸2の先端部22とシュラウド32の隙間より、空間34に流れ出す。
The
また、シュラウド32と下流側ハウジング12の隙間より第1の間隙61に新しい血液が流れ込む。これにより、第1の間隙61、第2の間隙62及び第3の間隙63では絶えず血流が発生しているので、ハウジング1と回転体3の間隙での血液のよどみの発生を抑制し、血栓の発生を防止することができる。
Further, new blood flows into the
図3に本発明にかかる人工心臓ポンプの他の例の断面図を示す。また図4に図3に示す人工心臓ポンプに用いられる回転体の正面図を示す。図3に示す人工心臓ポンプBはハウジング1bと回転体3bの形状が異なる以外は図1に示す人工心臓ポンプAと同一の構造を有しており、同一の部分には同一の符号が付してある。回転体3bはそれには限定されないが、図面上部が手前に回転するものとする。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of another example of the artificial heart pump according to the present invention. FIG. 4 shows a front view of a rotating body used in the artificial heart pump shown in FIG. The artificial heart pump B shown in FIG. 3 has the same structure as that of the artificial heart pump A shown in FIG. 1 except that the shapes of the housing 1b and the
図3に示す人工心臓ポンプBの下流側ハウジング12bの内周面121bには雌ねじ状のらせん溝が形成されていない。また、図4に示すように回転体3bの外周面35bに軸流動部として左ねじと同じ旋回方向の雄ねじ状のらせん溝52が形成されている。
No internal thread-like spiral groove is formed on the inner
駆動装置4にて回転体3bを回転駆動することで、第1の間隙61の血液は回転体3bのらせん溝52によって第3の間隙63側に向けて押される。このらせん溝52が血液を押すことで発生する血流と、第1の間隙61と第2の間隙62の圧力差による血流によってハウジング1bと回転体3bの間隙の血液は常に流動し、第2の間隙62の先端部22とシュラウド32の間隙から流れ出すと共に、常に新しい血液がに流入するので、各間隙61、62、63で血液のよどみが発生せず、血栓の発生を防止することができる。
By rotating the
図3に示す人工心臓ポンプBはハウジング1(下流側ハウジング12b)の内周面121bにらせん溝が形成されていないものを例示しているが、らせん溝が形成されているものであってもよい。このとき旋回方向は、回転体3bに形成されているらせん溝52と同一の旋回方向を有しているもの(図2(A)に示すらせん溝51)を挙げることができる。
The artificial heart pump B shown in FIG. 3 exemplifies a pump in which a spiral groove is not formed on the inner
図5に本発明にかかる人工心臓ポンプのさらに他の例の断面図を示す。また、図6に図5に示す人工心臓ポンプに用いられる回転体の断面図を示す。図5に示す人工心臓ポンプCは回転体3cの形状が異なる以外、図3に示す人工心臓ポンプBと同一の構成を有しており、実質上同一の部分には同一の符号が付してある。回転体3cの回転方向はそれには限定されないが、図面上部が手前側に回転するものとする。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of still another example of the artificial heart pump according to the present invention. FIG. 6 shows a cross-sectional view of a rotating body used in the artificial heart pump shown in FIG. The artificial heart pump C shown in FIG. 5 has the same configuration as the artificial heart pump B shown in FIG. 3 except that the shape of the
図5及び図6に示す回転体3cは貫通孔33cの中央部に軸流動部として右ねじと同じ旋回方向を有する雌ねじ状のらせん溝53を有している。回転体3cが回転することで、第2の間隙62の血液は回転体3cのらせん溝52に沿って移動する。このとき、らせん溝53は右ねじと同じ旋回方向を有しているので、第2の間隙62の血液は平面122側から吸入口111側に向かって流れる。
The
このことより、回転体3cの回転によって第2の間隙62の血液は先端部21とシュラウド32cの間から空間34cに向けて流出する。またこれにより、第1の間隙61と第2の間隙62の圧力差はさらに大きくなり、第1の間隙61の血液は第3の間隙63を経て第2の間隙62に流れ込んで外部に流出する。このとき新たな血液が第1の間隙61に流入するので、第1の間隙61、第2の間隙62及び第3の間隙63を常に血液が循環する。これにより、各間隙61、62、63で血液のよどみが発生するのを抑制することができ、血栓の発生を防止することができる。また、固定軸2と回転体3cの貫通孔33cによって形成される第2の間隙62において、軸方向の両端部にらせん溝53が形成されていないので、回転体3cが安定して回動することが可能である。
Thus, the blood in the
また、図7に図5に示す人工心臓ポンプに用いられる回転体の他の例の断面図を示す。図7に示す回転体3dは貫通孔33dの両端部に軸流動部として右ねじと同じ旋回方向の雌ねじ状のらせん溝54a、54bを備えている。らせん溝54a、54bを備えていることで、回転体3dが回動したときに第2の間隙62の血液がらせん溝54a、54bに沿って平面122側から吸入口111側に向かって流れる。回転体3dの回転方向は図中上部が手前に回転するものとする。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of another example of a rotating body used in the artificial heart pump shown in FIG. The
このことより、回転体3dの回転によって第2の間隙62の血液は先端部22とシュラウド32の間から流出する。これにより第1の間隙61と第2の間隙62の圧力差はさらに大きくなる。第1の間隙61の血液は圧力差により第3の間隙63を通って第2の間隙62に流入する。第1の間隙61に新たな血液が流入するので、各間隙61、62、63では常に血液が循環している。これにより、各間隙61、62、63での血液のよどみが発生するのを抑制することができ、血栓の発生を防止することができる。らせん溝54a、54bが形成されていない部分では、貫通孔33dと固定軸2の軸本体部21との距離を一定に保ちやすく、それだけ、回転体3dの回動が安定する。
Thus, the blood in the
図7に示す回転体3dは、貫通孔33dの両端部にらせん溝54a、54bを備えたものを例示しているが、それに限定されるものではなく、どちらか一方の端部のみにらせん溝が形成されていてもよい。
The
図8に本発明にかかる人工心臓ポンプのさらに他の例の断面図を、図9に図8に示す人工心臓ポンプに用いられる固定軸の正面図を示す。図8に示す人工心臓ポンプEは回転体として図2(B)に示す回転体3を用いており、固定軸2eの形状が異なる以外、図3に示す人工心臓ポンプBと同じ構成である。図9に示す固定軸2eは軸本体部21eの第2の間隙62に配置される領域の中央部に軸流動部として右ねじと同じ旋回方向の雄ねじ状のらせん溝55を有している。回転体3の回転方向はそれには限定されないが、図面上部が手前側に回転するものとする。
FIG. 8 is a sectional view of still another example of the artificial heart pump according to the present invention, and FIG. 9 is a front view of a fixed shaft used in the artificial heart pump shown in FIG. The artificial heart pump E shown in FIG. 8 uses the
回転体3が回動することで第2の間隙62に流入している血液は固定軸2eの軸本体部21eにそって中心軸回りに流動する。このとき、血液は軸本体部21eに形成されたらせん溝55に沿って平面122側から吸入口111側に流動する。第2の間隙62の血液は先端部21eとシュラウド32との間から流出していく。これにより、第1の間隙61と第2の間隙62の圧力差はさらに大きくなり、第1の間隙61の血液は第3の間隙63を通って第2の間隙62に流動する。血液が流出した第1の間隙61には新たな血液が流入する。これにより、第1の間隙61、第2の間隙62及び第3の間隙63には常に血液が循環しており、各間隙61、62、63での血液のよどみが発生するのを抑制することができ、血栓の発生を防止することができる。
As the
固定軸2eはらせん溝55が形成されていない部分を軸本体部21eの両端部に備えているので、貫通孔33と軸本体部21eとの距離を一定に保ちやすく、それだけ、回転体3の回動が安定する。
Since the fixed
図10に図8に示す人工心臓ポンプに用いられる固定軸の他の例の正面図を示す。図10に示す回転軸2fは軸本体部21fの第2の間隙62に配置される領域の両端部に軸流動部として右ねじと同じ旋回方向の雄ねじ状のらせん溝56を有している。
FIG. 10 shows a front view of another example of a fixed shaft used in the artificial heart pump shown in FIG. The
回転体3が回動することで第2の間隙62に流入している血液は固定軸2fの軸本体部21fにそって中心軸回りに流動する。このとき、血液は軸本体部21fに形成されたらせん溝56に沿って平面122側から吸入口111側に流動する。第2の間隙62の血液は先端部21fとシュラウド32との間から流出していく。これにより、第1の間隙61と第2の間隙62の圧力差はさらに大きくなり、第1の間隙61の血液は第3の間隙63を通って第2の間隙62に流動する。血液が流出した第1の間隙61には新たな血液が流入する。これにより、第1の間隙61、第2の間隙62及び第3の間隙63には常に血液が循環しており、各間隙61、62、63での血液のよどみが発生するのを抑制することができ、血栓の発生を防止することができる。
As the
固定軸2fの軸本体部21fはらせん溝56が形成されていない部分を有し回転体3を安定して回動させることができると共に、らせん溝56が形成されている領域が大きいので、第2の間隙62での血液を流動させる作用が高い。図10に示す固定軸2fでは、軸本体部21fの両端部にらせん溝56が形成されているものを例示しているが、それに限定されるものではなく、どちらか一方に形成されているものであってもよい。
The shaft
図5、図8に示す人工心臓ポンプは回転体又は固定軸の一方のみにらせん溝が形成されているものを例示しているが、それに限定されるものではなく、両方にらせん溝が形成されていてもよい。このとき、回転体及び固定軸に形成されるらせん溝の旋回方向は同一方向(ここでは右ねじと同じ旋回方向)である。 The artificial heart pumps shown in FIGS. 5 and 8 exemplify those in which a spiral groove is formed in only one of the rotating body and the fixed shaft, but the invention is not limited to this, and a spiral groove is formed in both. It may be. At this time, the turning direction of the spiral groove formed in the rotating body and the fixed shaft is the same direction (here, the same turning direction as that of the right screw).
図5に示す人工心臓ポンプC、図8に示す人工心臓ポンプEにおいて、ハウジングの内周面にらせん溝が形成されていてもよい。このとき、ハウジングの内周面に形成されるらせん溝は、回転体の貫通孔の内周面に又は固定軸の外周面に形成されたらせん溝の旋回方向(ここでは共に右ねじと同じ旋回方向)と異なる旋回方向(左ねじと同じ旋回方向)で形成される。 In the artificial heart pump C shown in FIG. 5 and the artificial heart pump E shown in FIG. 8, a spiral groove may be formed on the inner peripheral surface of the housing. At this time, the spiral groove formed on the inner peripheral surface of the housing is in the direction of the spiral groove formed on the inner peripheral surface of the through hole of the rotating body or the outer peripheral surface of the fixed shaft (both in this case, the same rotation as the right screw). Direction) and a different turning direction (the same turning direction as the left-hand screw).
図11に本発明にかかる人工心臓ポンプのさらに他の例の断面図を、図12、図13に図11に示す人工心臓ポンプに用いられる回転体の正面図及び断面図を示す。図11に示す人工心臓ポンプGは回転体3gが図中上部が手前に回転するものとする。図11、図12に示すように、回転体3gの外周面35gには軸流動部として図4に示す回転体3bと同様に左ねじと同じ旋回方向の雄ねじ状のらせん溝52が形成されている。また、図11、図13に示すように回転体3gの貫通孔33gの内周面331gには軸流動部として図6に示す回転体33cと同様に右ねじと同じ旋回方向の雌ねじ状のらせん溝53が形成されている。
FIG. 11 is a sectional view of still another example of the artificial heart pump according to the present invention, and FIGS. 12 and 13 are a front view and a sectional view of a rotating body used in the artificial heart pump shown in FIG. In the artificial heart pump G shown in FIG. 11, it is assumed that the
人工心臓ポンプGにおいて回転体3gが回動することで、第1の間隙61の血液は吸入口111側から平面122側へ(図中左から右へ)、第2の間隙62に流れ込んでいる血液は平面122側から吸入口111側へ(図中右から左へ)流動する。第2の間隙62の血液は先端部22とシュラウド32gの間から流出する。第1の間隙61の血液は第3の間隙63を通って第2の間隙62より間隙外部に流出する。このとき、第1の間隙61に新たな血液が流入するので、第1の間隙61、第2の間隙62及び第3の間隙63では常に血液が流動しているので、血液のよどみが発生するのを抑制することができ、血栓の発生を防止することができる。
As the
また、らせん溝52、53の一方だけを利用するものよりも、両方利用するものの方が、血液を流動させる能力が高くなるので、血液のよどみが発生するのを抑制し、血栓の発生を防止する能力が高い。また、貫通孔331gに形成されるらせん溝は図7にしめすらせん溝54a、54bのように両端部に形成されていてもよい。このとき、どちらか一方だけに形成されていてもよい。
In addition, since the ability to flow blood is higher when using both of the
上述の各実施例において、第1の間隙61の血液の流れ方向は吸入口側から平面側であり、第2の間隙62の血液の流れ方向は平面側から吸入口側になっているがそれに限定されるものではない。しかしながら、第1の間隙61が第2の間隙62よりも高圧であることより、上述の方向に血液が流れるほうが効率がよく好ましい。
In each of the above-described embodiments, the blood flow direction in the
1 ハウジング
11 上流側ハウジング
111 吸入口
12 下流側ハウジング
121 内周面
122 平面
123 吐出口
2 固定軸
21 軸本体部
22 先端部
3 回転体
31 インペラ
32 シュラウド
33 貫通孔
34 空間
35 外周面
4 駆動装置
41 電磁石
42 永久磁石
A、B、C、E、G 人工心臓ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記回転体は中央部に前記固定軸が貫通する貫通孔を有しており、
前記回転体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に第1の間隙が、前記貫通孔の内周面と前記固定軸の外周面との間に第2の間隙が形成されており、前記第1の間隙と前記第2の間隙は前記ハウジングの平面と前記回転体との間の第3の間隙を介して連通し、前記各間隙には血液が流れ込んでおり、前記回転体は該間隙の血液によって前記ハウジング及び前記固定軸に対して非接触状態で回動するものであり、
前記第1の間隙又は第2の間隙のうち少なくとも一方には前記回転体の回動によって該間隙内の血液を軸方向に流動させる軸流動部を備えていることを特徴とする人工心臓ポンプ。 A housing in which an opening is formed at one end in the axial direction and a closed plane is formed at the other end; a fixed shaft that is erected and fixed inward at the center of the plane of the housing; An artificial heart pump that has a rotating body having an impeller to be accommodated, and a driving device that rotationally drives the rotating body around the fixed axis, and pumps blood by rotating the impeller;
The rotating body has a through-hole through which the fixed shaft passes in a central portion,
A first gap is formed between the outer peripheral surface of the rotating body and the inner peripheral surface of the housing, and a second gap is formed between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the fixed shaft. The first gap and the second gap communicate with each other via a third gap between the plane of the housing and the rotating body, and blood flows into each of the gaps. It rotates in a non-contact state with respect to the housing and the fixed shaft by the blood in the gap,
An artificial heart pump characterized in that at least one of the first gap and the second gap is provided with an axial flow section for flowing blood in the gap in the axial direction by rotation of the rotating body.
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2004
- 2004-06-11 JP JP2004173742A patent/JP2005348996A/en not_active Withdrawn
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