JP2012249732A - カニューレおよび補助循環装置 - Google Patents

Abstract

【課題】血液の補助循環における循環効率の向上を図ることが可能なカニューレおよび補助循環装置を提供する。
【解決手段】先端３１および基端３２，３３を有する管状に構成され、先端３１側には第１開口部１１および第２開口部２１が設けられ、補助循環を行なうために先端３１が心臓６０に直接穿刺された状態においては、第１開口部１１は大動脈６６内に位置し、第２開口部２１は心室６４内に位置するカニューレ１００は、第１開口部１１を含み、第１開口部３１から基端３２に向かって延在する第１内腔１０と、第１開口部１１よりも基端３３側の部分に形成された第２開口部２１を含み、第２開口部２１から基端３３に向かって第１内腔１０と並んで延在する第２内腔２０と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、血液の補助循環に使用されるカニューレおよび補助循環装置に関し、特に、いわゆるダブルルーメン構造を有するカニューレおよびそのカニューレを備えた補助循環装置に関する。

特開平５−１４６５１３号公報（特許文献１）に開示されるように、心機能不全の治療に用いられるカニューレが知られている。特開平１１−４０２号公報（特許文献２）に開示されるように、いわゆるダブルルーメン構造を備えるカテーテルが知られている。

特開２００７−２３６８１９号公報（特許文献３）に開示されるように、カテーテルを血管に挿入する方法の一つとして、セルジンガー法が知られている。特開平７−１３６２４７号公報（特許文献４）に開示されるように、血液輸送用の遠心ポンプが知られている。

特表２００２−５１０２１６号公報（特許文献５）に開示されるように、カニューレのルーメンを通して心室から動脈へと血液を移送する心臓補助システムが知られる。

特開平５−１４６５１３号公報 特開平１１−４０２号公報 特開２００７−２３６８１９号公報 特開平７−１３６２４７号公報 特表２００２−５１０２１６号公報

本発明は、血液の補助循環における循環効率の向上を図ることが可能なカニューレおよび補助循環装置を提供することを目的とする。

本発明に基づくカニューレは、先端および基端を有する管状に構成されるとともに上記先端側には第１開口部および第２開口部が設けられ、補助循環を行なうために上記先端が心臓に直接穿刺された状態においては、上記第１開口部は大動脈内に位置し、上記第２開口部は心室内に位置するカニューレであって、上記第１開口部を含み、上記第１開口部から上記基端に向かって延在する第１内腔と、上記第１開口部よりも上記基端側の部分に形成された上記第２開口部を含み、上記第２開口部から上記基端に向かって上記第１内腔と並んで延在する第２内腔と、を備える。

好ましくは、上記第１開口部と上記第２開口部との間の間隔は、２０ｍｍ〜１８０ｍｍである。

好ましくは、上記第１内腔および上記第２内腔が延在する方向に直交する断面視においては、上記第１開口部は円形状、楕円状または半円状に形成され、上記第２開口部は三日月状、楕円状または半円状に形成される。

本発明に基づく上記カニューレは、好ましくは、ガイドワイヤと、上記第１内腔に挿通され、上記ガイドワイヤによって案内されるスタイレットと、をさらに備える。

本発明に基づく補助循環装置は、本発明に基づく上記カニューレと、血液ポンプと、上記カニューレおよび上記血液ポンプにそれぞれ接続されるチューブと、を備え、上記血液ポンプが上記チューブを通して上記第１内腔を陽圧とし、且つ上記血液ポンプが上記第２内腔を陰圧とすることによって、上記補助循環が行なわれる。

本発明によれば、血液の補助循環における循環効率の向上を図ることが可能なカニューレおよび補助循環装置を得ることができる。

実施の形態におけるカニューレの外観を示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態におけるカニューレの組立体の一例を示す断面図である。 実施の形態における補助循環装置およびその使用態様を模式的に示す図である。 実施の形態の第１変形例におけるカニューレを示す斜視図である。 図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態の第２変形例におけるカニューレを示す斜視図である。 図９中のＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態の第３変形例におけるカニューレを示す斜視図である。 図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図１１中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態の第４変形例におけるカニューレを示す斜視図である。 実施の形態の第５変形例におけるカニューレを示す斜視図である。

本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。特に制限が無い限り、実施の形態に示す構成を適宜組み合わせて用いることは、当初から予定されていることである。

［カニューレ１００］
図１〜図４を参照して、実施の形態におけるカニューレ１００について説明する。図１は、カニューレ１００の外観を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。図４は、図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。

図１および図２に示すように、カニューレ１００は、管状の部材から構成される。カニューレ１００を構成する部材の材質は、たとえばポリウレタン、ポリカーボネート、テフロン（登録商標）、またはナイロンなどが挙げられる。カニューレ１００は、一方（図２紙面左側）の端部に先端３１を有し、他方（図２紙面右側）の端部に基端３２，３３を有する。カニューレ１００の先端３１から後述する第２内腔２０の開口部２１までの部分については、穿刺する際に刺入箇所を傷つけないようにポリウレタンなどの柔軟な材質を用いるのが好ましく、基端３２については、チューブに接続しやすいようにポリカーボネートなどの硬質な材質を用いるのが好ましい。

カニューレ１００は、いわゆるダブルルーメン構造を有する。このダブルルーメン構造は、第１内腔形成部１２および第２内腔形成部２２から構成される。第１内腔形成部１２は、内部に第１内腔１０を形成する。第２内腔形成部２２は、第１内腔形成部１２の外側に第１内腔形成部１２と並んで一体的に設けられる。第２内腔形成部２２は、内部に第２内腔２０を形成する。

第１内腔形成部１２は、円管状の部材から構成され、先端３１および基端３２との間に延在する。先端３１に形成された開口部１１（第１開口部）は、第１内腔１０の内部に連通している。基端３２に形成された開口部１３（図２参照）も、第１内腔１０の内部に連通している。後述するセルジンガー法により、第１内腔１０は、スタイレット４０およびガイドワイヤ４５が挿通されるため、挿入を容易にするよう、屈曲部のない直線状に設けることが好ましい。

第２内腔形成部２２は、第１内腔形成部１２の先端３１よりも基端３２側の外表面の途中部分と基端３３との間に延在する。上記途中部分に形成された開口部２１（第２開口部）は、第２内腔２０の内部に連通している。基端３３に形成された開口部２３（図２参照）も、第２内腔２０の内部に連通している。第１内腔１０と第２内腔２０とは、互いに連通しておらず、空間的には独立した関係にある。

第１内腔１０の開口部１１と第２内腔２０の開口部２１との間の間隔は、たとえば２０ｍｍ〜１８０ｍｍである。ここで、開口部１１と開口部２１との間隔とは、本実施の形態のように開口部２１が長手方向に延びて開口している場合には、開口部１１と開口部２１の最も先端側との距離が最短でも２０ｍｍであり、開口部１１と開口部２１の最も基端側との距離が最長でも１８０ｍｍであることを意味する。２０ｍｍ〜１８０ｍｍとは、カニューレ１００を心臓に穿刺した際の、新生児から大型の成人までを考慮した大動脈内と心室内との距離に対応している。

図３および図４に示すように、第１内腔１０の断面形状（第１内腔１０および第２内腔２０が延在する方向に直交する断面視における形状）は、カニューレ１００へのスタイレット４０の挿入やカニューレ１００の心臓への挿入を容易にするため、円形状が好ましいが、楕円状や半円状であってもよい。第１内腔１０の内径は、たとえば３ｍｍ〜１０ｍｍである。第２内腔２０の断面形状は、開口部１１および第１内腔１０の形状に合わせて、三日月状、楕円状または半円状などが考えられる。第２内腔２０は、第１内腔１０に対して間隔を空けつつ、第１内腔１０の外周に沿うように湾曲している。第２内腔２０の円周方向における両端は丸みを帯びている。

図５は、セルジンガー法を使用する場合のカニューレ１００を示す図である。セルジンガー法を使用する場合、カニューレ１００の第１内腔１０の内部にスタイレット４０およびガイドワイヤ４５が挿通される。

図６を参照して、カニューレ１００は、補助循環装置２００として組立てられた状態で使用されることができる。補助循環装置２００としては、カニューレ１００の基端３２に、チューブ４２が接続される。チューブ４２は、遠心型の血液ポンプ４４に接続される。当該接続によって、カニューレ１００の第１内腔１０は、血液ポンプ４４に連通する。

同様に、カニューレ１００の基端３３に、チューブ４３が接続される。チューブ４３も、血液ポンプ４４に接続される。当該接続によって、カニューレ１００の第２内腔２０は、血液ポンプ４４に連通する。カニューレ１００、チューブ４３、血液ポンプ４４、チューブ４２、およびカニューレ１００からなる血液の循環回路が構成される。

セルジンガー法を使用して、カニューレ１００が心臓６０に穿刺される場合について説明する。まず、外管とこの外管内を貫通した穿刺針とからなるセルジンガー針（図示せず）を肋間から心臓内に刺し込み、穿刺針を抜去し、外管内にその後端からガイドワイヤ４５を挿入する。そして、外管を抜去した後、ガイドワイヤ４５に沿って、スタイレット４０およびカニューレ１００を挿入する（図５参照）。その後、ガイドワイヤ４５は抜去される。

カニューレ１００は、心臓６０に対して経皮的に直接穿刺された状態となる。カニューレ１００は、開口部１１が大動脈弁６５を通過して上行大動脈６６内に位置する状態においては、開口部２１が左心室６４内に位置するように設計されている。

補助循環装置２００によって行なわれる補助循環の送血および脱血について説明する。右肺静脈６１および左肺静脈６２からの血液は、左心房６３を経て左心室６４に到達する。血液は、左心室６４から開口部２１を通して第２内腔２０内に取り込まれる（脱血）。血液は、カニューレ１００、チューブ４３、血液ポンプ４４、チューブ４２、および第１内腔１０を通過する。

血液は、開口部１１から上行大動脈６６および大動脈弓６７へと順次送り込まれる（送血）。カニューレ１００は、左心室６４内における血栓を抑制するため、左心室６４の一部の血液が上行大動脈６６に直接流れるように設計されてもよい。以上説明したように、カニューレ１００およびカニューレ１００を備えた補助循環装置２００によれば、心筋梗塞または拡張型心筋症などの患者の補助循環に、有効に使用されることができる。

冒頭に説明した特開平５−１４６５１３号公報（特許文献１）における補助循環においては、大腿動脈からカニューレが挿入され、下行大動脈を通して心臓内にその先端が配置される。当該構成では、血液の流路が長くなりやすく、また管径も大きくすることができないため、血液の十分な流量を確保することは難しい。

一方、本実施の形態におけるカニューレ１００は、心臓に対して肋間から経皮的に直接穿刺されることができるため、血液の流路を短く構成することができ、その管径を太くすることによって十分な流量を確保することが可能となる。

冒頭に説明した特表２００２−５１０２１６号公報（特許文献５）における補助循環においては、使用されるカニューレがダブルルーメン構造を有していない。したがって、送血および脱血の２本のカニューレを体内に挿入しなければならない。

一方、本実施の形態におけるカニューレ１００は、ダブルルーメン構造を有しているため、送血および脱血を同時に実施することが可能である。

したがって、本実施の形態におけるカニューレ１００および補助循環装置２００によれば、血液の補助循環における循環効率の向上を図ることが可能となる。また、カニューレを１本挿入することで補助循環が行なえるため、手技にかかる時間を減らすことが可能となる。さらに、心臓の穿孔（傷）が１つだけとなるため、体への侵襲が低減される。

［第１変形例］
図７および図８を参照して、実施の形態の第１変形例におけるカニューレ１００Ａについて説明する。図７は、カニューレ１００Ａを示す斜視図である。図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。

第１変形例におけるカニューレ１００Ａは、上述の実施の形態におけるカニューレ１００（図１参照）の開口部２１（図１参照）の代わりに、開口部２１Ａを有する。開口部２１Ａは、円形の孔であり、その直径はたとえば１ｍｍ〜７ｍｍである。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

［第２変形例］
図９および図１０を参照して、実施の形態の第２変形例におけるカニューレ１００Ｂについて説明する。図９は、カニューレ１００Ｂを示す斜視図である。図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。

第２変形例におけるカニューレ１００Ｂは、上述の実施の形態におけるカニューレ１００（図１参照）の開口部２１（図１参照）の代わりに、開口部２１Ｂを有する。開口部２１Ｂは、４つの円形の孔２１Ｂ１〜２１Ｂ４から構成される。孔２１Ｂ１〜２１Ｂ４の直径はたとえば１ｍｍ〜７ｍｍである。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

［第３変形例］
図１１〜図１３を参照して、実施の形態の第３変形例におけるカニューレ１００Ｃについて説明する。図１１は、カニューレ１００Ｃを示す斜視図である。図１２は、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った矢視断面図である。図１３は、図１１中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。

第３変形例におけるカニューレ１００Ｃは、上述の実施の形態におけるカニューレ１００（図１参照）の開口部２１（図１参照）の代わりに、開口部２１Ｃを有する。開口部２１Ｃは、５つの円形の孔２１Ｃ１〜２１Ｃ５から構成される。孔２１Ｃ１〜２１Ｃ５の直径はたとえば１ｍｍ〜７ｍｍである。孔２１Ｃ１〜２１Ｃ３は、同一直線上に間隔を空けて配置され、孔２１Ｃ４，２１Ｃ５は、当該直線を挟んで対称的に配置される。このように両横に孔２１Ｃ４，２１Ｃ５を設けることによって、血液の滞留を防ぎ、血栓の形成を効果的に防止することが可能となる。孔２１Ｃ４，２１Ｃ５の間の円周上における角度θ（図１３参照）は、たとえば６０°〜１８０°であり、より好ましくは９０°〜１２０°である。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

［第４変形例］
図１４を参照して、実施の形態の第４変形例におけるカニューレ１００Ｄについて説明する。カニューレ１００Ｄは、上述の実施の形態におけるカニューレ１００（図１参照）の開口部２１（図１参照）の代わりに、開口部２１Ｄを有する。開口部２１Ｄは、４つの円形の孔２１Ｄ１〜２１Ｄ４から構成される。孔２１Ｄ１〜２１Ｄ４の直径は、先端側から基端側に向かって徐々に大きくなるように設けられる。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

［第５変形例］
図１５を参照して、実施の形態の第５変形例におけるカニューレ１００Ｅについて説明する。カニューレ１００Ｅは、上述の実施の形態におけるカニューレ１００（図１参照）の開口部２１（図１参照）の代わりに、開口部２１Ｅを有する。開口部２１Ｅは、先端側から基端側に向かって徐々に幅広となるような楕円形状に構成される。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

以上、本発明に基づいた実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 第１内腔、１１ 開口部（第１開口部）、１２ 第１内腔形成部、１３，２３ 開口部、２０ 第２内腔、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ 開口部（第２開口部）、２１Ｂ１〜２１Ｂ４，２１Ｃ１〜２１Ｃ５，２１Ｄ１〜２１Ｄ４ 孔、２２ 第２内腔形成部、３１ 先端、３２，３３ 基端、４０ スタイレット、４２，４３ チューブ、４４ 血液ポンプ、４５ ガイドワイヤ、６０ 心臓、６１ 右肺静脈、６２ 左肺静脈、６３ 左心房、６４ 左心室、６５ 大動脈弁、６６ 上行大動脈、６７ 大動脈弓、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ カニューレ、２００ 補助循環装置。

Claims (5)

1. 先端および基端を有する管状に構成されるとともに前記先端側には第１開口部および第２開口部が設けられ、補助循環を行なうために前記先端が心臓に直接穿刺された状態においては、前記第１開口部は大動脈内に位置し、前記第２開口部は心室内に位置するカニューレであって、
   前記第１開口部を含み、前記第１開口部から前記基端に向かって延在する第１内腔と、
   前記第１開口部よりも前記基端側の部分に形成された前記第２開口部を含み、前記第２開口部から前記基端に向かって前記第１内腔と並んで延在する第２内腔と、を備える、
   カニューレ。
2. 前記第１開口部と前記第２開口部との間の間隔は、２０ｍｍ〜１８０ｍｍである、
   請求項１に記載のカニューレ。
3. 前記第１内腔および前記第２内腔が延在する方向に直交する断面視においては、前記第１開口部は円形状、楕円状または半円状に形成され、前記第２開口部は三日月状、楕円状または半円状に形成される、
   請求項１または２に記載のカニューレ。
4. ガイドワイヤと、
   前記第１内腔に挿通され、前記ガイドワイヤによって案内されるスタイレットと、
   をさらに備える、
   請求項１から３のいずれかに記載のカニューレ。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の前記カニューレと、
   血液ポンプと、
   前記カニューレおよび前記血液ポンプにそれぞれ接続されるチューブと、を備え、
   前記血液ポンプが前記チューブを通して前記第１内腔を陽圧とし、且つ前記血液ポンプが前記第２内腔を陰圧とすることによって、前記補助循環が行なわれる、
   補助循環装置。

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