JP2019103835A - 血液ポンプシステムと方法 - Google Patents
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Abstract
Description
によって流出導管30に取り付けられていてもよい。
WSS(Pa)=4Qμ/πR3[式1]
ここで、
Q=流速(m3/s)
μ=血液の粘度(Pa/s)
R=血管半径(m)
である。
壁剪断応力の制御方法#1:手動方法
壁剪断応力の制御方法#2:血液粘度の間接測定と血流と標的血管直径の直接測定を用いる自動的方法
壁剪断応力の制御方法#3:血液粘度と血流と標的血管直径の間接測定と静脈圧力の直接測定を用いる自動的方法
壁剪断応力の制御方法#4:血液粘度と血流とポンプ圧力水頭と標的血管直径の間接測定を用いる自動的方法
血液ポンプシステム流速と圧力水頭のセンサなしでの決定:
Q=a+b・ln(Pin)+c・ω0.5[式2]
ここで、
Q=流速(L/min)
Pin=モータへの投入電力(W)
ω=ポンプ速度(rpm)
モータへの投入電力は、測定されたモータ電流と電圧から導かれる。a、b、cに対する値は、モータ速度と投入電力の関数としてのポンプ流速のグラフをカーブフィッティングすることで求められる。
Hp=d+e・ln(Pin)+f・ω2.5[式3]、
ここで、d、e、fの値は、ポンプ速度とモータの投入電力の関数としてのポンプの圧力水頭のグラフをカーブフィッティングすることで求められる。ここでHpは流入導管20とポンプ25と流出導管30を横断して測定される。
血管抵抗の決定と血管半径の推定:
Rv=(Pv−CVP)/Q [式4]
ここで、
Hv=血液の心臓への復路上の末梢血管で損失する圧力水頭(mmHg)
Pv=吻合における静脈圧力(mmHg)
CVP=中心静脈圧(mmHg)
Rv=血管抵抗((mmHg・min)/L)
である。通常CVPは2〜8mmHgの間の範囲であり、PvとQの動作範囲は相対的にはるかに大きいので、上式においてはこれを無視することができる。図36Eに示すように、血管抵抗はPv−Q曲線660の勾配としてグラフ上に表すことができる。曲線660は非線形なので、傾斜はQの関数である。次式で表されるように、一時的に速度を数百rpm(Δω)だけ上昇させて、それによる静脈圧力の変化(ΔPv)を測定し、結果としてのポンプ流の変化(ΔQ)を推定することによって、血管抵抗を求めてもよい。
RV(Q)=ΔPV/ΔQ [式5]
血管抵抗は血管直径又は半径に強く依存する関数であって、静脈が小さいほど血管抵抗が高いことに留意されたい。血管抵抗は様々な単位で定量化可能であり、例えばウッド単位((mmHg・min)/L)であれば、8倍すればSI単位((Pa・s)/m3)に変換できる。
Hv=Hp[式6]
末梢血管の半径は、Qに対するHvの比である血管抵抗(Rv)に逆比例する。円形断面の血管内のハーゲンーポアズイユ血液流を仮定すると、血管抵抗は次の式を用いて表現できる。
RV(Pa・s/m3)=Pv/Q=8・μ・L/π・R4[式7]
ここで、
PvはPa単位で表され、
Qは(m3/s)の単位で表され、
μ=血液の粘度(Pa/s)、
R=血管半径(m)、
L=血管長さ(m)
である。実際には、直径が既知の特定の静脈における圧力低下を生体内測定することで、式7の精度が上げられる。こうして次の経験式が得られる。
Rv(Pa・s/m3)=K・μ/R4[式8]
ここで、Kは標的静脈に関する実験定数(m)である。
壁剪断応力の決定:
Q=Pv/Rv[式9]
式8より、血管半径は次式で表される。
R=(K・μ/Rv)0.25[式10]
式1、9、10より、壁剪断応力は次式で表される。
WSS(Pa)=((4・Pv)/(π・K0.75))・(μ/Rv)0.25[式11]
安全機能と警報:
Claims (171)
- 血液ポンプと、
前記血液ポンプに流体接続された動脈又は静脈内の上昇した平均壁剪断応力を維持するために、前記血液ポンプシステムをモニタして、前記血液ポンプの運転を修正する制御システムと、
を備える、血液ポンプシステム。 - 前記血液ポンプは回転血液ポンプである、請求項1に記載の血液ポンプシステム。
- 前記血液ポンプは遠心血液ポンプである、請求項1に記載の血液ポンプシステム。
- 前記血液ポンプシステムは、血液を前記血液ポンプへ、又は前記血液ポンプから輸送するための一つ又は複数の導管を更に備える、請求項1に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは上昇した平均壁剪断応力を少なくとも1日、7日、14日、28日、42日又は84日の間維持するように構成された、請求項1に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、静脈内の平均壁剪断応力を0.76Pa〜23Pa又は2.5Pa〜10Paの範囲に維持するように構成された、請求項1に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、動脈内の平均壁剪断応力を1.5Pa〜23Pa又は2.5Pa〜10Paの範囲に維持するように構成された、請求項1に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、動脈又は静脈内の平均血液速度を10cm/s〜120cm/s又は25cm/s〜100cm/sの範囲に維持するように構成された、請求項1に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は合わせた長さが4cm〜220cmである、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は切り取られ得る、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は2mm〜10mmの間の内径を有する、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は4mmの内径を有する、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は5mmの内径を有する、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は6mmの内径を有する、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管はポリウレタンで構成されている、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管はePTFEで構成されている、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管はポリウレタンとePTFEの接合したセグメントで構成されている、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管の少なくとも1つのセグメントは弾性液溜を備える、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管の少なくとも一部分は、形状記憶合金、自己拡張性材料又は放射方向拡張性材料を備える、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記形状記憶合金はニチノールである、請求項19に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は編み組みされたニチノールを備える、請求項20に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管はコイル状のニチノールを備える、請求項20に記載の血液ポンプシステム。
- 患者の血管系に流体接続するように構成された前記一つ又は複数の導管の一端は、10度〜80度の間の角度で面取りされている、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 患者の血管系に流体接続するように構成された前記一つ又は複数の導管の一端は、複数の孔を備えている、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は半径方向に圧縮性のコネクタを用いて接続される、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は前記一つ又は複数の導管内の流路にアクセスする側部ポートを含む、請求項4に記載の血液ポンプシステム。
- 血液ポンプシステムであって、
回転血液ポンプと、
前記血液ポンプシステムをモニタして、前記血液ポンプに流体接続された動脈又は静脈内の上昇した平均壁剪断応力を維持するために前記回転血液ポンプの運転を変化させる制御システムと、
を備える、血液ポンプシステム。 - 前記血液ポンプシステムは、血液を前記血液ポンプへ、又は前記血液ポンプから輸送するための一つ又は複数の導管を更に備える、請求項27に記載の血液ポンプシステム。
- 血液ポンプと、
前記血液ポンプシステムをモニタして、前記血液ポンプに流体接続された動脈又は静脈内の上昇した平均血液速度を維持するために前記血液ポンプの運転を変化させる制御システムと、
を備える、血液ポンプシステム。 - 前記血液ポンプは回転血液ポンプである、請求項29に記載の血液ポンプシステム。
- 前記血液ポンプは遠心血液ポンプである、請求項29に記載の血液ポンプシステム。
- 前記血液ポンプシステムは、血液を前記血液ポンプへ、又は前記血液ポンプから輸送するための一つ又は複数の導管を更に備える、請求項29に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは上昇した平均血液速度を少なくとも1日、7日、14日、28日、42日又は84日の間維持するように構成された、請求項29に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、前記導管に接続された動脈又は静脈内の平均血液速度を10cm/s〜120cm/s又は25cm/s〜100cm/sの範囲に維持するように構成された、請求項29に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、前記導管に接続された静脈内の平均壁剪断応力を0.76Pa〜23Pa又は2.5Pa〜10Paの範囲に維持するように構成された、請求項29に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、前記導管に接続された動脈内の平均壁剪断応力を1.5Pa〜23Pa又は2.5Pa〜10Paの範囲に維持するように構成された、請求項29に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は合わせた長さが4cm〜220cmである、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は切り取られてもよい、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は2mm〜10mmの間の内径を有する、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は4mmの内径を有する、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は5mmの内径を有する、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は6mmの内径を有する、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管はポリウレタンで構成されている、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管はePTFEで構成されている、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管はポリウレタンとePTFEの接合したセグメントで構成されている、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管の少なくとも1つのセグメントは弾性液溜を備える、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管の少なくとも一部分は、形状記憶合金、自己拡張性材料又は放射方向拡張性材料を備える、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記形状記憶合金材料はニチノールである、請求項47に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は編み組みされたニチノールを備える、請求項48に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管はコイル状のニチノールを備える、請求項48に記載の血液ポンプシステム。
- 患者の血管系に流体接続するように構成された前記一つ又は複数の導管の一端は、10度〜80度の間の角度で面取りされている、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 患者の血管系に流体接続するように構成された前記一つ又は複数の導管の一端は、複数の孔を備えている、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は半径方向に圧縮性のコネクタを用いて前記血液ポンプに接続される、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 前記一つ又は複数の導管は前記一つ又は複数の導管内の流路にアクセスするための側部ポートを含む、請求項32に記載の血液ポンプシステム。
- 遠心血液ポンプと、
インペラと、
少なくとも1つの磁石と、
電気モータと、
を備える血液ポンプシステムであって、
前記遠心血液ポンプは、血液を受けて血液をインペラ上に振り向ける流入ディフューザを備えるポンプ入口を画定するポンプ筐体を備え、前記ポンプ筐体は、頂部ベゼルと前記筐体の頂部から前記入口内部に向かって延伸する頂部ピボットベアリングと、底部ベゼルと前記筐体の底部から前記筐体の内部に向かって延伸する底部ピボットベアリングと、を有し、
前記インペラは前記筐体内に懸吊され、前記インペラは、前記頂部ピボットと係合する第1端部と前記底部ピボットと係合する第2端部とを有するインペラピボットと、前記インペラの頂部表面にあって前記インペラの中心から放射状に延伸する複数のブレードであって、前記入口で受け取った血液を前記ポンプ筐体を通して前記出口に向かって押し出すブレードと、前記インペラの中心軸に平行に前記底面から前記インペラを通って頂部面に延伸する少なくとも1つの内腔と、を有し、
前記少なくとも1つの磁石は、前記インペラと機械的に係合し、
前記電気モータは、前記少なくとも1つの磁石と機械的に係合し、前記少なくとも1つの磁石と前記インペラとを回転させる、
血液ポンプシステム。 - 1つの導管を前記入口に流体接続してそれを血管系に流体接続することができるように構成され、かつ第2の導管を前記入口に流体接続してそれを前記血管系に流体接続することができるように構成されている、請求項55に記載の血液ポンプシステム。
- 前記複数のブレードの少なくとも1つは弓型である、請求項55に記載の血液ポンプ。
- 血液ポンプと、
少なくとも1つの流入導管と流出導管と、
を備えるシステム。 - 前記流入導管と流出導管の一つ又は両方の少なくとも1つのセグメントは弾性液溜を備える、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- ポンプ速度を制御する制御装置であって、
電源と、
メモリと、
前記ポンプ速度を制御し、かつそのフィードバックを解析するためのプロセッサと、
前記制御装置を前記ポンプへ電気的に接続するためのケーブルと、
を含む制御装置を更に備える、請求項58に記載の血液ポンプシステム。 - 前記システムは上昇した血液速度を少なくとも7日、14日、28日、56日又は112日の間維持するように構成された、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、前記導管に動脈又は静脈が接続された状態で平均血液速度を10cm/s〜120cm/s又は25cm/s〜100cm/sの範囲に維持するように構成された、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、前記導管に接続された静脈内の平均壁剪断応力を0.76Pa〜23Pa又は2.5Pa〜10.0Paの範囲に維持するように構成された、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記システムは、前記導管に接続された動脈内の平均壁剪断応力を1.5Pa〜23Pa又は2.5Pa〜10Paの範囲に維持するように構成された、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管は合わせた長さが4cm〜220cmである、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管又は前記流出導管は切り取られてもよい、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、2mm〜10mmの間の内径を有する、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、4mmの内径を有する、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、5mmの内径を有する、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、6mmの内径を有する、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つはポリウレタンで構成されている、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つはePTFEで構成されている、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つはポリウレタンとePTFEの接合したセグメントで構成されている、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは形状記憶又は自己拡張性の材料を備える、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記形状記憶又は自己拡張性の材料はニチノールである、請求項74に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは編組ニチノールを備える、請求項74に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つはコイル状のニチノールを備える、請求項74に記載の血液ポンプシステム。
- 患者の血管系に流体接続するように構成された前記1つの導管の一端は、10度〜80度の間の角度で面取りされている、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 患者の血管系に流体接続するように構成された一つの導管の一端は、複数の孔を備えている、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは半径方向に圧縮性のコネクタを用いて前記血液ポンプに接続されている、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、前記流入導管又は前記流出導管内の流路にアクセスするための側部ポートを含む、請求項58に記載の血液ポンプシステム。
- 血管内の壁剪断応力を決定し、かつ制御する方法であって、
a)血液粘度を測定することと、
b)血液ポンプシステム又は血管内の血流速度を測定することと、
c)血管の半径を測定することと、
d)前記測定した血液粘度と前記測定した流速と前記血管の半径から、前記血管内の壁剪断応力を決定することと、
e)前記決定された壁剪断応力を所定の参照値と比較することと、
f)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近くない場合に血液ポンプ速度を調節することと、
g)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近づくまでa〜fのステップを繰り返すことと、
を含む、方法。 - 1ms、10ms、100ms、1s、1min、1h、1日、7日、14日又は28日の間隔で、前記壁剪断応力が定期的に決定されて、必要があれば調節される、請求項82に記載の方法。
- 前記血流速度が所定の安全参照値より低くなった場合、前記血液ポンプ速度が上げられて警報指示が作動される、請求項82に記載の方法。
- 前記壁剪断応力が所定の安全参照値を超えた場合、前記血液ポンプ速度が下げられて警報指示が作動される、請求項82に記載の方法。
- 血管内の壁剪断応力を計算し、かつ制御する方法であって、
a)血液粘度を推定することと、
b)血液ポンプシステム又は血管内の血流速度を測定することと、
c)血管の半径を測定することと、
d)前記推定した血液粘度と前記測定した血流速度と前記血管の半径から、前記血管内の壁剪断応力を決定することと、
e)前記決定された壁剪断応力を所定の参照値と比較することと、
f)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近くない場合に血液ポンプ速度を調節することと、
g)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近づくまでa〜fのステップを繰り返すことと、
を含む、方法。 - 前記壁剪断応力が、1ms、10ms、100ms、1s、1min、1h、1日、7日、14日又は28日の間隔で定期的に決定されて、必要があれば調節される、請求項86に記載の方法。
- 測定されたヘマトクリット値と近似的な壁剪断応力との間の周知の関係に基づいて、約1〜28日の間隔で前記血液粘度を定期的に推定する、請求項86に記載の方法。
- 前記血流速度が所定の安全参照値より低くなった場合、前記血液ポンプ速度が上げられて警報指示が作動される、請求項86に記載の方法。
- 前記壁剪断応力が所定の安全参照値を超えた場合、前記血液ポンプ速度が下げられて警報指示が作動される、請求項86に記載の方法。
- 血管内の壁剪断応力を推定し、かつ制御する方法であって、
a)血液粘度を推定することと、
b)電圧、電流又はポンプ速度から選択される血液ポンプシステムの少なくとも1つのモータ状態変数を測定することと、
c)前記血液ポンプシステム内の血流速度を推定することと、
d)前記血管内の圧力を測定することと、
e)前記推定した血流速度及び前記血管内の測定した圧力とから前記血管の血管抵抗を決定することと、
f)前記血管の半径を推定することと、
g)前記推定した血液粘度と前記推定した血流速度と前記血管の半径から、前記壁剪断応力を決定することと、
h)前記決定された壁剪断応力を所定の参照値と比較することと、
i)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近くない場合に前記ポンプ速度を調節することと、
j)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近づくまでa〜iのステップを繰り返すことと、
を含む、方法。 - 前記壁剪断応力が、1ms、10ms、100ms、1s、1min、1h、1日、7日、14日及び28日の間隔で定期的に決定されて、必要があれば調節される、請求項91に記載の方法。
- 測定されたヘマトクリット値と近似的な壁剪断応力との間の周知の関係に基づいて、約1〜14日の間隔で血液粘度を定期的に推定する、請求項91に記載の方法。
- 前記血液ポンプシステム内の前記血流速度の推定値を、約1〜14日間隔で実際の測定値を利用して定期的に較正する、請求項91に記載の方法。
- 前記血管の半径の推定値を、約1〜14日間隔で実際の測定値を利用して定期的に較正する、請求項91に記載の方法。
- 前記血流速度が所定の安全参照値より低くなった場合、前記血液ポンプ速度が上げられて警報指示が作動される、請求項91に記載の方法。
- 前記壁剪断応力が所定の安全参照値を超えた場合、前記血液ポンプ速度が下げられて警報指示が作動される、請求項91に記載の方法。
- 血液ポンプシステムを利用して血管内の壁剪断応力を推定し、かつ制御する方法であって、
a)血液粘度を推定することと、
b)電圧、電流又はポンプ速度から選択される血液ポンプシステムの少なくとも1つのモータ状態変数を測定することと、
c)前記血液ポンプシステム内の血流速度と圧力水頭を推定することと、
d)前記推定した血流速度及び前記推定した圧力水頭とから前記血管内の血管抵抗を計算することと、
e)前記血管の半径を推定することと、
f)前記推定血液粘度と前記推定血流速度と前記血管半径から、前記壁剪断応力を決定することと、
g)前記決定された壁剪断応力を所定の参照値と比較することと、
h)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近くない場合に前記ポンプ速度を調節することと、
i)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近づくまでa〜hのステップを繰り返すことと、
を含む、方法。 - 前記壁剪断応力が、1ms、10ms、100ms、1s、1min、1h、1日、7日、14日又は28日の間隔で定期的に決定されて、必要があれば調節される、請求項98に記載の方法。
- 測定されたヘマトクリット値と近似的な壁剪断応力との間の周知の関係に基づいて、約1〜14日の間隔で前記血液粘度を定期的に推定する、請求項98に記載の方法。
- 前記血流速度の推定値を、約1〜14日間隔での実際の測定値を利用して定期的に較正する、請求項98に記載の方法。
- 前記圧力水頭の推定値を、約1〜14日間隔での実際の測定値を利用して定期的に較正する、請求項98に記載の方法。
- 前記血管の半径の推定値を、約1〜14日間隔での実際の測定値を利用して定期的に較正する、請求項98に記載の方法。
- 前記血流速度が所定の安全参照値より低くなった場合、前記ポンプ速度が上げられて警報指示が作動される、請求項98に記載の方法。
- 前記壁剪断応力が所定の安全参照値を超えた場合、前記ポンプ速度が下げられて警報指示が作動される、請求項98に記載の方法。
- 血液ポンプシステムを利用して血管内の壁剪断応力を推定し、かつ制御する方法であって、
a)血液粘度、血流速度、前記血液ポンプシステム内の圧力水頭及び前記血管の半径から成る群から選択される少なくとも1つの要素を推定することと、
b)電圧、電流及びポンプ速度から成る群から選択される血液ポンプシステムの少なくとも1つのモータ状態変数を測定することと、
c)前記血管内の壁剪断応力を決定することと、
d)前記決定された壁剪断応力を所定の参照値と比較することと、
e)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近くない場合に前記ポンプ速度を調節することと、
f)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近づくまでa〜eのステップを繰り返すことと、
を含む、方法。 - 血液ポンプシステムの入口における陥没の逼迫度を検出して、前記血液ポンプシステムに流体接続された血管の陥没を回避するためのセンサなしの方法であって、
a)血液ポンプのモータ電流を測定することと、
b)前記血液ポンプモータ電流のスペクトル解析表示をフーリエ級数の形で連続的に決定することと、
c)前記フーリエ級数の第2高調波項の振幅が参照値を超える場合に、検出指示を与えることと、
d)前記フーリエ級数の第2高調波項の振幅が前記参照値を超える場合に、ポンプ速度を漸減させることと、
e)前記第2高調波項の振幅が前記参照値より低くなるまで、a〜dのステップを繰り返すことと、
を含む方法。 - ポリウレタンとePTFEとの接合セグメントを備える、血液ポンプシステムと共に使用される血液ポンプ導管。
- 前記ポリウレタンはPellethane(登録商標)又はCarbothane(登録商標)である、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記導管は切り取ることができる、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記導管は2mm〜10mmの間の内径を有する、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記導管は4mmの内径を有する、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記導管は5mmの内径を有する、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記導管は6mmの内径を有する、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記導管の少なくとも一部は形状記憶又は自己拡張性材料を備える、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記形状記憶又は自己拡張性材料はニチノールである、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記形状記憶又は自己拡張性材料は編組ニチノールである、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記形状記憶又は自己拡張性材料はコイル状のニチノールである、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記血管系に流体接続するように構成された導管の一端は、10度〜80度の間の角度で面取りされている、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記血管系に流体接続するように構成された導管の一端は、複数の孔を備えている、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 前記血液ポンプに流体接続するように構成された導管の一端は、半径方向に圧縮性のコネクタを利用して接続されるように構成された、請求項108に記載の血液ポンプ導管。
- 血液をポンプ輸送するための血液ポンプであって、
インペラ室を含むポンプ筐体と、
前記インペラ室内で、インペラの中心を通るシャフト上に回転可能に支持されたインペラと、
を備え、
前記シャフトは上部ベアリング端部と下部ベアリング端部とを含み、各端部は前記ポンプ筐体に回転自在で動作可能に結合されており、
前記インペラは上面と底面と、前記インペラを前記上面から前記底面まで貫通して延びる複数の穴とを含む、血液ポンプ。 - 複数の穴は、前記インペラの中心の周りに半径方向に概して均一に配置されている、請求項122に記載の血液ポンプ。
- 前記複数の穴は、相互にまた前記シャフトに対して概して平行に前記インペラを貫通して延びている、請求項122に記載の血液ポンプ。
- 前記インペラ室の入口開口に通じる入口流路を更に備え、前記入口流路は前記入口流路に対して概して直交して前記インペラ室内へ開放されている、請求項122に記載の血液ポンプ。
- 前記インペラ室の入口開口に通じる入口流路を更に備え、前記入口開口は前記上部ベアリング端部の近くにおいて前記シャフトの外周面の少なくとも一部に沿って延びている、請求項122に記載の血液ポンプ。
- 前記入口開口と前記穴は、相互に概して平行な方向に開放されている、請求項126に記載の血液ポンプ。
- 前記インペラ室を通って輸送される血液の少なくとも一部は、前記穴を介して、前記インペラの頂面及び底面に沿って循環する、請求項122に記載の血液ポンプ。
- 入口と出口を含む血液ポンプと、
第1端部と第2端部を含む導管であって、前記第1端部は前記出口又は入口に流体結合するように構成され、前記第2端部は血管組織に縫合されるように構成されている導管と、
使用説明書と、
を備える医療キット。 - 前記第1端部はポリウレタンを備え、前記第2端部はePTFEを備える、請求項129に記載の医療キット。
- 前記ポリウレタンとePTFEは、ePTFEの層がポリウレタンの層の間に挟まれた接合部を形成する、請求項129に記載の医療キット。
- 第3端部と第4端部を含む別の導管を更に備え、前記第3端部は前記出口又は入口と流体連結するように構成され、前記第4端部は血管組織に縫合されるように構成されている、請求項129に記載の医療キット。
- 制御装置と電力コードと少なくとも1つのコネクタとを更に備える、請求項132に記載の医療キット。
- 前記血液ポンプと前記導管とを囲む無菌包装を更に備える、請求項129に記載の医療キット。
- 血液をポンプ輸送するための血液ポンプであって、
ケーシングと、
ケーシング内に回転支持されたインペラと、
前記インペラに通じる入口と、
前記インペラから通じる出口と、
前記出口に動作可能に結合した第1端部と血管組織に縫合されるように構成された第2端部とを含む流出導管と、
を備える血液ポンプ。 - 前記第1端部はポリウレタンを備え、前記第2端部はePTFEを備える、請求項135に記載の血液ポンプ。
- 前記ポリウレタンとePTFEは、ePTFEの層がポリウレタンの層の間に挟まれた接合部を形成する、請求項135に記載の血液ポンプ。
- 血液をポンプ輸送するためのポンプシステムであって、
a)入口と、b)出口と、c)前記入口と前記出口の間に流体的に位置するインペラと、d)インペラ駆動部と、を備える血液ポンプと、
a)前記インペラの下流を流れる血液の圧力を表示するために配置された流出圧力センサと、b)前記流出圧力センサと通信するプロセッサと、c)少なくとも1つの記憶された目標流出圧力を有するメモリと、を備える制御システムと、
を備え、
前記プロセッサは、前記流出圧力センサに表示される前記インペラの下流を流れる血液の圧力が、前記少なくとも1つの記憶された目標流出圧力の許容範囲内となるように前記ポンプインペラ駆動部を動作させる、ポンプシステム。 - 前記システムは、前記出口と動作可能に結合された流出導管を更に備え、かつ前記流出圧力センサは前記流出導管上の一点を流れる血液又は受容血管との縫合部における血液の圧力を表示するように配置された、請求項138に記載のポンプシステム。
- 前記流出圧力センサは、前記流出導管と接続された血管との接合部付近を流れる血液の圧力を表示するように配置された、請求項138に記載のポンプシステム。
- 血液をポンプ輸送するためのポンプシステムであって、
a)入口と、b)出口と、c)前記入口と前記出口の間に流体的に位置するインペラと、d)インペラ駆動部と、を備える血液ポンプと、
a)前記インペラの下流を流れる血液の圧力を表示するために配置された流出圧力センサと、b)前記インペラの上流を流れる血液の圧力を表示するために配置された流入圧力センサと、c)前記流出圧力センサ及び流入圧力と通信するプロセッサと、d)少なくとも1つの記憶された目標圧力差を有するメモリと、を備える制御システムと、
を備え、
前記プロセッサは、前記流出圧力センサからの圧力表示と前記流入圧力センサからの圧力表示の両方を読み取って圧力差を算出し、
前記プロセッサは、算出された前記圧力差が前記少なくとも1つの記憶された目標圧力差の許容範囲内となるように、前記ポンプインペラ駆動部を動作させる、ポンプシステム。 - 前記システムは、前記出口と動作可能に結合された流出導管を更に備え、かつ前記流出圧力センサは前記流出導管上の一点を流れる血液又は前記流出導管と接続された血管との接合部付近における血液の圧力を表示するように配置された、請求項141に記載のポンプシステム。
- 前記流出圧力センサは、前記出口上の一点を流れる血液の圧力を表示するように配置された、請求項141に記載のポンプシステム。
- 前記システムは、前記入口と動作可能に結合された流入導管を更に備え、かつ前記流入圧力センサは前記流入導管上の一点を流れる血液の圧力を表示するように配置された、請求項141に記載のポンプシステム。
- 前記流入圧力センサは、前記入口上の一点を流れる血液の圧力を表示するように配置された、請求項141に記載のポンプシステム。
- 1つの導管を前記入口に流体接続してそれを血管系に流体接続することができるように構成され、かつ第2の導管を前記入口に流体接続してそれを前記血管系に流体接続することができるように構成されている、請求項141に記載の血液ポンプシステム。
- 前記複数のブレードの少なくとも1つは弓型である、請求項141に記載の血液ポンプ。
- 血液ポンプと、
カテーテルシステムと、
を備える、遠心血液ポンプシステムであって、
前記血液ポンプは、
入口キャップと頂部インペラケーシングと底部インペラケーシングを有するポンプ筐体と、
頂部ベアリングピンと底部ベアリングピンと、
前記ポンプ筐体内に懸吊されたインペラと、
前記インペラに機械的に係合した少なくとも1つの磁石と、
前記少なくとも1つの磁石に磁気的に係合し、少なくとも1つの磁石と前記インペラとを回転させる電気モータと、
を備え、
前記ポンプ筐体において、前記頂部インペラケーシングと係合する前記入口キャップが入口を画定し、前記底部インペラケーシングと係合する前記頂部インペラケーシングが出口を画定し、前記入口キャップは、頂部ベアリングピンを受ける頂部リセスを更に画定し、前記底部インペラケーシングは、底部ベアリングピンを受ける底部リセスを更に画定し、
前記頂部ベアリングピンと前記底部ベアリングピンは、それぞれが第1端部上に半球状の凹型ベアリング面と反対の第2端部上に概して平坦な面とを有し、各半球状の凹型ベアリング面は0.2mm〜0.6mmの間の半径であって1mm〜3mmの間の最小直径を有し、前記頂部ベアリングピンと前記底部ベアリングピンはそれぞれ約6mm〜8mmの間の長さと、前記頂部リセスと前記底部リセスにそれぞれ機械的に噛み合うための外周溝とを有し、
前記インペラは、
インペラピボットを受容するピボット内孔であって、前記ピボット内孔は前記インペラの中心軸に沿って前記頂部リセスから前記底部リセスの間に延在し、前記インペラピボットは前記頂部ベアリングピンの凹型ベアリング面に係合するための凸型の第1端部と、前記底部ベアリングピンの前記凹型ベアリング面に係合する凸型の第2端部とを有し、前記インペラピボットは8mm〜12mmの間の全体の長さと1mm〜3mmの間のピボット直径とを有し、前記凸型の第1端部は0.3mm〜0.7mmの間の半径を有して前記インペラピボットから0.4mm〜0.6mmの間の長さ離れており、前記凸型の第2端部は0.2mm〜0.4mmの間の半径を有して前記インペラピボットから0.4mm〜0.6mmの間の長さ離れている、ピボット内孔と、
前記インペラの頂部表面上にあって前記インペラの中心から前記インペラの外端に向かって放射状に延びる複数の弓形ブレードであって、前記入口で受け取った血液を前記ポンプ筐体を通して前記出口に押し出す複数の弓形ブレードと、
前記インペラの中心軸に平行にその頂部表面から前記インペラを貫通して底部表面まで延びる、少なくとも1つの洗い流し孔と、
を画定し、
前記カテーテルシステムは、
遠位流入端と近位流入端とを有し、前記近位流入端は前記入口に流体接続された流入カテーテルと、
遠位流出端と近位流出端とを有し、前記近位流出端は前記出口に流体接続している流出カテーテルと、
を備える、
遠心血液ポンプシステム。 - 血管内の壁剪断応力を推定し、かつ制御するセンサなしの方法であって、
a)血液粘度を推定することと、
b)電圧、電流又はポンプ速度から選択される血液ポンプシステムの少なくとも1つのモータ状態変数を測定することと、
c)前記血液ポンプシステム内の血流速度と圧力水頭を推定することと、
d)前記推定した血流速度及び前記推定した圧力水頭とから前記血管内の血管抵抗を決定することと、
e)前記血管の半径を推定することと、
g)前記推定血液粘度と前記推定血流速度と前記血管半径から、前記壁剪断応力を決定することと、
g)前記決定された壁剪断応力を所定の参照値と比較することと、
h)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近くない場合に前記ポンプ速度を調節することと、
i)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近づくまでa〜hのステップを繰り返すことと、
を含む、方法。 - 患者の末梢血管中の血液速度を上昇させるための血液ポンプシステムと共に使用する導管システムであって、前記カテーテルシステムは、
遠位流入端と近位流入端とを有し、前記近位流入端は前記血液ポンプシステムのポンプの入口に流体接続されている、流入導管と、
遠位流出端と近位流出端とを有し、前記近位流出端は前記ポンプの出口に流体接続されている、流出導管と、
を備える、導管システム。 - 前記流入導管と前記流出導管は合わせた長さが4cm〜220cmである、請求項150に記載のカテーテルシステム。
- 前記流入導管又は前記流出導管は切り取られてもよい、請求項150に記載のカテーテルシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、2mm〜10mmの間の内径を有する、請求項150に記載のカテーテルシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、4mmの内径を有する、請求項150に記載の導管システム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、5mmの内径を有する、請求項150に記載のカテーテルシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、6mmの内径を有する、請求項150に記載のカテーテルシステム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、ポリウレタンで構成されている、請求項150に記載の導管システム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、ポリウレタンとePTFEで構成されている、請求項150に記載の導管システム。
- 前記ポンプ筐体に流体接続されている前記近位流入又は流出端は、ポリウレタンで構成され、前記血管系に流体接続されている遠位流入又は流出端は、ePTFEで構成されている、請求項150に記載の導管システム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、ニチノールで強化されている、請求項150に記載の導管システム。
- 前記遠位流出端はニチノールコイルで強化されている、請求項160に記載の導管システム。
- 前記流入導管と前記流出導管の少なくとも1つは、編組ニチノールで強化されている、請求項150に記載の導管システム。
- 前記遠位流入端と前記遠位流出端は10度〜80度の間の角度で面取りされている、請求項150に記載の導管システム。
- 前記遠位流入端と前記遠位流出端は45度の角度で面取りされている、請求項163に記載の導管システム。
- 前記遠位流入又は流出端は、複数の孔を画定する、請求項150に記載の導管システム。
- 前記流入導管又は流出導管の少なくとも1つは、半径方向に圧縮性のコネクタを用いて前記入口に接続されている、請求項150に記載の導管システム。
- 血液ポンプシステムと共に使用するための導管システムであって、
遠位流入端と近位流入端とを有するポリウレタンで構成された流入導管であって、前記近位流入端は第1の半径方向に圧縮性コネクタによって前記血液ポンプシステムのポンプ入口に流体接続され、前記流入導管は更にニチノールコイルで強化され、かつ2mm〜10mmの間の内径と、2cm〜110cmの間の長さを持つポリウレタンで構成され、前記遠位流入端は複数の穴を備える、流入導管と、
遠位流出端と近位流出端とを有する流出導管であって、前記近位流出端はポンプ出口に流体接続され、前記近位流出端は第2の半径方向圧縮性コネクタによって前記血液ポンプシステムの前記ポンプ出口に流体接続され、前記流出導管は更にポリウレタン及びePTFEで構成され、かつ更にニチノールコイルで強化され、前記流出導管は2mm〜10mmの間の内径と、2cm〜110cmの間の長さを有する、流出導管と、
を備える、導管システム。 - 前記流入又は流出導管の遠位部は45度の角度で面取りされている、請求項167に記載の導管システム。
- 血管内の壁剪断応力を決定し制御する方法を、プロセッサにより実行可能な命令で符号化されたコンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
a)血液粘度、血流速度、前記血液ポンプシステム内の圧力水頭、血液ポンプ導管と前記血管との接合部付近の圧力及び前記血管の半径から成る群から選択される少なくとも1つの要素を測定又は推定することと、
b)前記血管内の前記壁剪断応力を決定することと、
c)前記決定された壁剪断応力をデータベース内に格納された所定の参照値と比較することと、
d)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近くない場合に血液ポンプ速度を調節することと、
e)前記決定された壁剪断応力が前記所定の参照値に近づくまでa〜dのステップを繰り返すことと、
を含む、コンピュータ可読媒体。 - 前記方法が、電圧、電流及びポンプ速度から成る群から選択される前記血液ポンプシステムの少なくとも1つのモータ状態変数を測定することを更に含む、請求項169に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記方法が、
前記血液ポンプモータ電流のスペクトル解析表示をフーリエ級数の形で連続的に決定することと、
前記フーリエ級数の第2高調波項の振幅が参照値を超える場合に、検出指示を与えることと、
前記フーリエ級数の第2高調波項の振幅が前記参照値を超える場合に、ポンプ速度を漸減させることと、
を更に含む、請求項170に記載のコンピュータ可読媒体。
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