JP2020163173A - 流体の中に含有されている磁性粒子を保持するための分離デバイスを含むカテーテルデバイスおよび機能要素のための保護デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】磁性粒子を流体フローから取り除くことを可能にするカテーテルデバイスを提供する。【解決手段】カテーテルデバイスは、カテーテル２４の中に、磁性材料から少なくとも部分的に作製された回転シャフト２５が配置されており、カテーテルデバイスは、分離デバイスを含み、分離デバイスは、環状の本体２７を含有しており、環状の本体２７は、回転シャフトを取り囲み、また、磁気的な本体を含有するキャビティーを有しており、磁気的な本体は、カテーテルを通る流体のフローの方向に関して、シャフト２５を取り囲むカテーテル２４をシャフト２５が出ていくポイントから下流に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジニアリングおよびメカニクス、ならびに、流体技術の分野に存し、特に有利には、たとえば、医療技術に適用され得る。具体的には、本発明は、流体、とりわけ液体からの磁性粒子の分離に関する。

フローチャネルを通して流体を輸送するときに、たとえば、摩耗に起因して生じる粒子、または、別の様式で流体循環の中へ入る粒子が、移動されている流体とともに輸送されるということは、一般的に望ましくない。輸送される粒子は、通常必要がなく、たとえば、ボール軸受、滑り軸受、モーター、またはローターなどのような、動かされるパーツの中へそれらが入ることによって、単にリスクだけを伴い、また、そこで、増加した摩擦に起因して、最小でも、さらなる摩耗を引き起こし、または、破壊し、もしくは、動きを妨げる。これは、移動させられる流体の量が小さい場合には、より重要であり、たとえば、カテーテルの中の洗浄剤の循環と同様に、流体の移動速度は遅く、そこでは、通常、数分で数ミリリットルだけが移動させられる。医療用カテーテルの文脈において適用される可動パーツは、望ましくない粒子がそれらの中に入る場合には、通常、非常に敏感である。

いくつかのケースでは、望ましくない粒子は、機械的なフィルター、たとえば、織物によって、流体フローから濾過され得るが、これは、一般的に、流れ抵抗の増加を伴う。

シャフト材料の摩耗破片が時間の経過とともに悪影響を引き起こすということは、とりわけ、それらのカテーテルによくあることであり、それらのカテーテルは、たとえば、血液ポンプまたは血管ミラー（ｍｉｌｌｅｒ）などのような、機能要素の駆動のために高速に回転するシャフトにつながっている。そのようなシャフトは、一般的に、捩じられたストランドから構成されており、とりわけ、屈曲作業に起因して、弓状の様式で、および、高速で、そのようなシャフトを導くときに、損耗の増加が生じる。

基本的に、磁気的なフィルターが、磁性粒子を取り除くためにすでに知られている。しかし、これらは、通常、数秒当たり数ミリリットルの流量には大き過ぎ、そのうえ、生理食塩溶液または他の攻撃的な流体を伴う用途には適切でない。膜フィルターは、通常、導管抵抗を示し、その導管抵抗は、かなり高過ぎ、そのうえ、たとえば、使い捨てのフィルターとして使用されるには大きくて高価過ぎる。そのうえ、膜フィルター、とりわけ、これらの中に収集する粒子量は、たとえば、可撓性のシャフトの機能を著しく損なう可能性があり、それは、可撓性のシャフトの破壊にもつながる可能性がある。

先行技術のこの背景に対して、本特許出願の目的は、流体フローを抑制することなく、またはその速度を遅くすることなく、磁性粒子を流体フローから取り除くことを可能にする保護デバイスまたはカテーテルデバイスまたはカテーテルシステムまたは分離デバイスを創出することであり、その中でも分離デバイスは、攻撃的な流体にも耐えるように構成されているべきである。

この目的は、独立した特許請求項の特徴によって実現される。

本特許出願は、分離デバイスに関連するほか、カテーテルデバイスにも関連し、このカテーテルデバイスは、磁性材料から少なくとも部分的に構成されている回転シャフトが内部に配置されたカテーテルと、分離デバイスとを備えており、分離デバイスは、リング本体を含み、前記リング本体は、回転シャフトを取り囲み、磁石本体を含有するキャビティーを備えており、磁石本体は、カテーテルを通る流体のフロー方向に関して、シャフトを取り囲むカテーテルからシャフトが出ていく箇所の下流に配置されている、カテーテルデバイスにも関する。

これによって、とりわけ、流体フローの中の回転シャフトの摩耗破片が分離されなければならないケースにおいて、対応するカテーテルデバイスを備えた分離デバイスが適用され得るということが明らかである。たとえば、医療用デバイスの中のそのようなカテーテルは、血管のためのミラーまたは心臓ポンプなどのような、機能要素の駆動のために高速に回転するシャフトとともに使用され、発生するシャフト材料の摩耗破片が、非常に微細で正確に構築されているとともに繊細に構築されている機能要素に対して、たとえば、対応する滑り軸受に対して、有害であるようになっている。したがって、とりわけこの文脈において、鉄合金またはコバルト合金の捩じられたストランドから通常構成されたシャフトの摩耗破片を捕捉することが重要である。

本特許出願に開示されているすべての分離デバイスは、たとえそれが詳細な説明の最後に添付されている態様によるものであっても、たとえそれが特許請求の範囲の実施形態によるものであっても、または、図の例によるものであっても、それ自体は全体として、本発明によるカテーテルデバイスの中の分離デバイスとしての役割を果たす可能性があるということが強調されるべきである。

そのうえ、本特許出願によるそれぞれのカテーテルデバイスの一部は、カテーテルデバイスであって、カテーテルデバイスは、カテーテルを通る流体フローを制御するための少なくとも１つのバルブを含み、バルブは、バルブ制御スペースを含み、バルブ制御スペースでは、給送チャネルが給送開口部によって外へ延びており、排出チャネルが排出開口部によって外へ延びており、バルブは、閉鎖要素を含み、閉鎖要素は、制御された様式でバルブ制御スペースの中で移動可能であり、閉鎖要素は、少なくとも１つの第１の位置において、排出開口部を閉じ、少なくとも１つの第２の位置において、給送開口部を閉じ、少なくとも１つの第３の位置において、給送開口部と排出開口部との間の接続チャネルを開いた状態に保持し、閉鎖要素を少なくとも第１、第２、または第３の位置へ選択的に移動させるバルブ駆動体が設けられている、カテーテルデバイスであることも可能である。

適切な制御またはこのバルブによって、輸送チャネルを通る流体フローに所望の方向を与えることが可能である。輸送チャネルを通る流体の速度または異なる速度は、たとえば、流体の方向逆転まで設定され、これは、たとえば、洗浄手順に有用に適用され得る。

そのようなバルブ制御および流体を導くことの例は、たとえば、同日に出願されたＥＣＰ ＧｍｂＨの並列のＥＣＰ４５ＰＣＴ（ファイル番号はまだ知られていない）において説明されている。そのうえ、２つの先行出願ＥＰ１５１５２２０１．８およびＥＰ１５１５２２０５．９の優先権が主張されている。その初期に出願された形態のすべての３つの特許出願の開示の内容が、その全体が、本出願の構成要素として、本願に引用して援用されている（「引用による援用」）。

さらなる発展例は、粒子の中間貯蔵のためのキャビティーおよび／または貯蔵部を含む輸送チャネルを想定している。これによって、粒子の蓄積に起因して、輸送チャネルの断面は、サイズが低減されないということが有利である。これによって、キャビティーおよび／または貯蔵部は、粒子の結合が磁石の影響によって磁気的な作用を受けるように設計されるべきであり、それぞれの粒子が、少なくとも部分的に、好ましくは、それぞれの粒子の大部分が、または、すべての粒子が、キャビティーまたは貯蔵部の中に留まるようになっている。

さらなる発展例は、キャビティーおよび／または貯蔵部が２つの端部を有しており、両方の端部が、流体を導くように輸送チャネルに接続されているということを想定している。キャビティーおよび／または貯蔵部は、たとえば、Ｕ字形状を有しており、その中に粒子が収集することが可能である（「迂回チャネル」）。代替的に、キャビティーおよび／または貯蔵部が、たとえば、「鉄道引き込み線」に対応して、輸送チャネルに対して１つの分岐だけを有することも可能である。これらの上述の変形例の両方の特徴は、輸送チャネルを通るフローが妨害されず、とりわけ摩耗破片のための追加的な貯蔵容量が提供されるということである。とりわけ、貯蔵部および／またはキャビティーの中に収容されたいかなる摩耗破片も、輸送チャネルの中の流れに起因して、再び引き離されたり、輸送チャネルを通る流体フローに追加されたりすべきではない。

さらに有利な発展例は、貯蔵部および／またはキャビティーが、空間的に区切られている（すなわち、特定のフロー長さに限定されている）輸送チャネルの断面拡大部として設計されているということを想定している。

そのうえ、本特許出願は、機能要素のための保護デバイスに関する。そのような機能要素は、とりわけシールまたは軸受（とりわけ、ボール軸受、滑り軸受、ニードル軸受など）であることが可能である。そのうえ、人間または動物の身体のとりわけ繊細な部分も、機能要素として考慮され、摩耗破片はそれから遠ざけられるべきである。

複雑なカテーテルデバイスのケースにおいて、磁気的な摩耗破片の捕捉は、身体の中への磁気的な摩耗破片の進入を回避するための効果的な選択肢を表すので、本解決策は有利である。これは、難しい話は抜きにして、予測可能ではなく、または明らかではない。その理由は、今までのカテーテルデバイスは、多くの場合、材料、コーティング、および／または幾何学形状の適切な選択によって、摩耗破片の完全な回避に向けられてきたからであり、または、パラメーターの適切な制限（回転速度の制限など）に起因して、機能を損なうことを想定しなければならないからであり、または、マルチルーメンカテーテルを通して洗浄溶液を複雑に導くことによって、患者からの粒子のリターンを実現することが試みられたからであり、それによって、これらの選択肢はいずれも、最も遠位の軸受の摩耗破片が患者の中へ侵入することを回避する位置にない。

なかでも、流体の中に存在する磁性粒子を取り除くための分離デバイスが開示されており、この分離デバイスは、流体が通過流方向に移動可能な輸送チャネルと、磁石デバイスとを備え、磁石デバイスは、少なくとも１つの磁石を含み、少なくとも１つの磁石は、透磁性の固体物質層によって流体から分離されている。磁石は、有利には、固体物質層によって流体から完全に隔離され、とりわけすべての面において固体物質層によって取り囲まれ得る。

分離デバイスの磁石デバイスは、たとえば、１つもしくは複数の永久磁石、または、１つもしくは複数の電磁石、または、その両方の混合物を含むことが可能であり、磁界の適用は、流体が輸送チャネルを通って流れるときに、磁性粒子、したがって、たとえば鉄粒子が（それは、磁石に近接して、磁化され得るかまたは非磁化され得る）、フローチャネル／流体チャネルの内側壁部にくっついたままになり、または、磁石の固体物質層に直接的にくっついたままになることを確実にする。それによって、輸送チャネルまたは流体チャネルを通る流体のフローが抑制されない。そのうえ、実際の流体からの１つ以上の磁石の分離によって、流体の高い化学的なまたは物理的な攻撃性によっても、たとえば、生理食塩溶液の使用によっても、および、酸または高温流体の使用も伴う非医療用途によっても、磁石の材料自体は損傷を受けないことが確実にされる。

たとえば、分離デバイスを洗浄するために、電磁石は、スイッチオフされ、または、永久磁石は、輸送チャネルから一時的に除去され得る。これは、輸送チャネルからの分離デバイス自体の除去なしに分離デバイスの洗浄が可能であるという利点を有している。

１つの設計は、磁石が輸送チャネルの中の流体の中の磁性粒子または磁化可能粒子だけと相互作用するということを想定することが可能である。

また、分離デバイスの磁石は、とりわけ追加的な磁石から、またはポンプ駆動のアーマチュアから、および／またはバルブ駆動体から別々に提供され、それは、分離デバイスに隣接して提供され、とりわけ流体の好適なフロー方向に対して分離デバイスの下流に提供され得る。

１つの設計は、第１のおよび第２の流体接続部を含む分離デバイスを想定しており、第１および第２の流体接続部の間で、分離デバイスが流体密封の流体チャネルを形成する。

このケースでは、流体チャネルは、分離デバイスのフレームワークの中の輸送チャネルの中に直接的に形成されており、流体チャネルの中で、流体は、したがって、たとえば液体は、第１および第２の流体接続部で移動させられ、したがって、たとえば、給送チャネルと排出チャネルとの間で移動させられる。このケースでは、流体チャネルは、輸送チャネルを形成することが可能であり、または、たとえば、カテーテルの形態で、輸送チャネルの中に形成され得る。

さらなる設計は、流体チャネルの中に配置されている磁石を想定しており、その磁石は、透磁性の固体物質層によって被覆されており、磁石の周りで流体が少なくとも領域の中を流れることができ、１つの実施形態では、たとえば、すべての側を流れることができる。

このケースでは、磁石は、流体チャネルの中に配置されており、最大の相互作用表面によって流体が通過して流れることを提供することが可能である。それによって、流体チャネルの断面を適切に広げることは有利であり、流体がすべての面において磁石を通過して流れることができるような十分なスペースが存在するようになっている。磁石自体は、すべての面において、または少なくとも流体に曝される面において、たとえば、プラスチック層によってカバーされ、または、十分に表面仕上げされたメタライゼーションによってもカバーされ得る。磁石は、たとえば、支柱または別の保持デバイスによって、流体チャネルの中に、その被覆によって保持されるべきである。

それによって、磁石が円柱または直方体として設計されることが有利である可能性があり、流体チャネルの長手方向におけるその長さは、流体チャネルの横断方向におけるその直径よりも大きくなっており、それは、流体チャネルの円筒形区間の中に配置されている。

このケースでは、流体チャネルおよび磁石の円筒形区間、または断面が長方形の区間は、細長い様式で設計され、十分な相互作用時間が、磁石を通過して流れる流体を結果として生じさせるようになっており、それぞれの磁性粒子を磁石に引き付け、それらがそこにしっかりと保持されるようになっている。

そのうえ、有利には、磁石内の磁力線が、横断方向に、とりわけ流体のフロー方向に対して垂直な方向に延びていることを想定することが可能である。

このケースでは、それぞれの磁気的なパーツをしっかりと保持する磁極が、それぞれのケースにおいて、磁石の側面に形成されており、流体は、それを通過して流体チャネルの長手方向に流れる。しかし、また、磁化は、磁極が流体チャネルの長手方向に整合させられるように設計され得る。流体の中の磁性粒子との磁石の主要な相互作用表面は、次いで、上流および下流に位置している磁石の２つの端部に結果として生じる。

また、磁石が、フロー方向に対して垂直な方向よりもフロー方向において短くなるように、分離デバイスは設計され得る。

このケースでは、磁石は、ディスク形状を形成することが可能であり、磁気的なディスクが、流体チャネルの中の流体方向に対して垂直な方向に設定され、場合によっては、ディスクの周りを流れる流体の渦を作り出す。このケースでは、特定の流れ抵抗が、磁石によって与えられるが、流体の渦巻きに起因して、それがカバーする経路の上において、流体の上に存在するすべての粒子が、遅かれ早かれ、磁石の直ぐ付近に到達し、そこにしっかりと保持され得ることに成功する。

細長い磁石のケースにおいて、渦巻き要素は、流体フローの中に静止しており、非層流を確実にし、粒子が磁石デバイスの近くに来ることを確実にし、渦巻き要素は、分離デバイスの領域の中に提供され得る。

さらなる有利な設計は、たとえば、輸送チャネルを取り囲むリング本体であって、輸送チャネルは、通過流チャネルを備えたカテーテルを受け入れるように構成されており、磁石は、輸送チャネルの隣に位置しているキャビティーの中で、リング本体の中に配置されている、リング本体を想定している。

このケースでは、分離デバイス自体は、流体に直接接触しないが、輸送チャネルは、それが流体チャネルを備えたカテーテルを受け入れることができるように構成されている。これは、流体チャネルの分断なしに、したがって、たとえば、流体フローの分断なしに、分離デバイスがセットアップおよび分解され得るという利点を有している。これに関して、リング本体が周辺方向において１つのピースとして設計されることを想定することが可能である。しかし、リング本体が、周辺方向において少なくとも１回分断されており、また、とりわけカテーテルの上に突き通すために広げることが可能であることを想定することもできる。

このケースでは、カテーテルの上への分離デバイスの適用およびセットアップが、リング本体を備えた分離デバイスが簡単に広げられてカテーテルの上に押されることによって、とりわけ簡単な様式で可能である。したがって、また、分離デバイスの除去も簡単である。しかし、この構造的な形態によって、分離デバイスの構築サイズは、流体チャネルの中に配置された磁石を含む分離デバイスと比較して、いくらか増加する可能性がある。

さらなる設計は、磁石デバイスの領域の中のフローチャネルが、流体のフロー方向において磁石デバイスの領域の上流に配置された領域における断面よりも大きい断面を有しているということを想定している。

この構築によって、分離デバイスの領域の中の流体フローは、拡大された断面によって速度を落とされ、分離デバイスが、輸送チャネルを取り囲み磁石を備えたリング本体を含むか、または、磁石自体が流体チャネルの中に配置された磁石を含むかに関係なく、より高い確率で、磁性粒子が磁石に引き付けられてしっかりと保持され得るようになっている。そのうえ、このように、流体チャネルが遮断されず、つまり、分離された粒子によって、流体フローが抑制されないということが確実にされる。分離デバイスの直ぐ上流の流体チャネルの断面が、分離デバイスの領域と比較して低減され得るが、また、代替的にまたは追加的に、分離デバイスの直ぐ下流の流体チャネルの断面も、分離デバイスの領域と比較して低減され得る。それによって、分離デバイスの領域の中の断面は、流体のフロー方向において、たとえば、分離デバイスの直ぐ上流のサイズの少なくとも２倍、とりわけ、少なくとも３倍または５倍であることが可能であり、また、たとえば、分離デバイスの直ぐ下流の少なくとも２倍、３倍、または５倍であることが可能である。しかし、また、流体チャネルは、磁石がキャビティーまたは貯蔵部の中へ粒子を搬送するように設計され、これらが流体フローを抑制しないようになっている。

上記に説明されているタイプの分離デバイス、および、カテーテルデバイスは別として、本特許出願は、流れる流体に関連している機能要素のための保護デバイスであって、流れる流体に関連している機能要素のための保護デバイスであって、流体の中に存在する粒子を取り除くための、少なくとも１つの磁性要素を備えた分離デバイス、とりわけ上記に説明されているタイプの分離デバイスが、流体のためのフローチャネルに沿って、とりわけカテーテルに沿って、機能要素から距離を置かれた様式で、とりわけ、機能要素から分離された様式で設けられている、保護デバイスにさらに関する。

分離デバイスは、有利には、流体の主要なフロー方向に関して、機能要素の上流に設けられ得るが、２つの上述の要素も、次々に、とりわけ、互いに距離を置かれて簡単に設けられ、また、たとえば、異なるハウジングを備えた２つの別々の構築要素の形態で、互いから構築的に分離されている。

機能要素は、磁性要素、すなわち磁気的に作用する要素がないことが可能であり、たとえば、全体として非磁性であることが可能である。それは、１つ以上のボール軸受および／または滑り軸受を含むことが可能である。たとえば、また、機能要素は、粒子から保護されるべきであるシーリング表面を含むことが可能である。

また、機能要素は、異なるものであることが可能であり、とりわけ、保護を必要とするものであることが可能であり、たとえば、人間または動物の身体の一部であることが可能である。しかし、ほとんどのケースにおいて、機能要素は、軸受、たとえば、滑り軸受もしくはボール軸受であり、および／またはシールである。

また、機能要素は、たとえば、ローターの駆動磁石、または、並進駆動の駆動磁石、または、磁石バルブの駆動磁石などのような、磁気的なコンポーネントを含むことが可能である。分離デバイスの磁性要素は、機能要素の磁気的なコンポーネントから分離されている磁石であることが可能であり、または、粒子分離の機能だけを有する磁気的な構築要素の機能的な表面であることが可能であり、磁気的な構築要素の他の機能的な表面は、たとえば、駆動機能などのような、機能要素の他の機能を実施することが可能である。後者のケースでは、分離デバイスの磁性要素は、機能要素の磁気的な構築要素によって組み合わせられ、これと一緒に接合され、これと一緒にグループ化され、とりわけハウジングの中にこれと一緒にグループ化され得る。したがって、分離デバイスの機能的な表面は、粒子を、とりわけ磁性粒子および／または磁化可能粒子を、それらが機能要素に到達する前に、捕捉および結合させることが可能である。

追加的な態様は、機能要素に関し、機能要素は、とりわけ、本特許出願による分離デバイスに接続されており、とりわけバルブに接続されており、バルブは、閉鎖要素を含み、閉鎖要素は、２つの端部位置で駆動され、磁性材料もしくは磁化可能な材料の１つもしくは複数のアーマチュア、または、とりわけ低い磁気抵抗を有する材料の１つもしくは複数のアーマチュアが、閉鎖要素の中に一体化されており、分離デバイスの磁石は、閉鎖要素と組み合わせられており、とりわけこれに固定して接続されており、有利には、この中に共同で一体化されている。

本発明は、以降では、図面の図における実施形態の例によって、表されて説明されている。

輸送チャネルを備えた分離デバイスを縦断面で示しており、輸送チャネルは、流体チャネルとして設計されており、輸送チャネルの中で、流体が磁石の周りを流れるということを示す図である。 回転シャフトおよび分離デバイスを備えたカテーテルデバイスを縦断面で示す図である。 図２に示されているデバイスの断面を示す図である。 磁石デバイスを示す図であり、磁石デバイスによって、流体が周りを流れる磁石は、流体チャネルの長手方向に対して横断方向に磁化されることを示す図である。 磁石を示す図であり、磁石は、その長手方向に、および、流体チャネルの長手方向に磁化されることを示す図である。 分離デバイスに接続されているバルブを示す図である。 分離デバイスに接続されているさらなるバルブを示す図である。 シャフトがカテーテルの中で回転することによって駆動され得る、機能要素のための駆動ユニットを示す図である。 図８による駆動ユニットの修正例を示す図である。 カテーテルの中で回転するシャフトのための駆動デバイスのさらなる設計を示す図である。 カテーテルの中で回転するシャフトのための駆動デバイスのさらなる設計を示す図である。 図９による駆動ユニットの修正例を示す図である。

図１は、輸送チャネル１を縦断面で示しており、輸送チャネル１は、流体チャネルとして直接的に設計されており、また、たとえば、生理食塩溶液の形態の流体を導く。流体は、給送開口部２において、輸送チャネル１の中へ進入し、排出開口部３において、これから出ていく。フロー方向は、矢印４、５、６によって示されている。磁石デバイスのためのホルダー７が、上流に位置する輸送チャネル１の端部に設けられており、一方、磁石デバイスのためのさらなるホルダー８が、下流に位置する端部に設けられている。ホルダー７、８は、流体貫通開口部９、１０を備えたスターホルダーとして設計され得る。貫通開口部９、１０の断面は、それによって、ホルダー７、８が液体に対して有意な流れ抵抗を表さないように十分に大きくなっているべきである。

給送開口部２は、排出開口部３と全く同じように、それぞれのケースにおいてカテーテルに接続され、カテーテルは、たとえば、接続ピース１１、１２の上に押され得る。

腐食性流体の影響から磁石を保護する被覆１４によってすべての面を取り囲まれている永久磁石１３を備えた磁石デバイスが、輸送チャネルの内側に配置されている。被覆は、たとえば、プラスチック被覆もしくはコーティングとして設計され、または、メタライゼーションとしても設計され、メタライゼーションは、いわゆる貴金属の金属コーティングである。

輸送チャネル１を通る流体のフローは、厳密な層流にはならないこととなり、特定の乱流または渦を有することとなる。いずれのケースでも、たとえば、磁気的なパーツの摩耗に起因して、磁性粒子として流体回路の中に存在する粒子１５、１６が、磁石の特定の領域に引き付けられる。輸送チャネル１の中の追加的な渦巻き要素によって、流体のフローが渦を巻かせられ、流体の中を輸送される粒子が磁石に近接する可能性が増加されるようになるということを確保することも可能である。それによって、「磁性粒子」という用語は、とりわけ、強磁性の粒子だけではなく、磁石によって引き付けられるすべての粒子として理解されるべきである。

粒子が磁石の捕捉領域の中へ入った場合には、それらは、そこにしっかりと保持され、流体フローから取り除かれる。図１に示されている分離デバイスは、たとえば、使い捨ての分離デバイスとして使用され、使用後に廃棄され得る。このケースでは、分離された金属粒子１５、１６は、磁石１３の上に留まることが可能である。また、磁石１３が電磁石として設計されているということ、または、磁石１３が輸送チャネルの外側から磁化デバイスによって磁化されるということを想定することが可能である。これらの両方のケースにおいて、輸送チャネルを、および、磁石１３、１４の外側表面を洗浄するために、ならびに、磁性粒子１５、１６を除去するために、磁石１３の磁化は、一時的に取り除かれ得る。このケースでは、たとえば、別のカテーテルが、接続ピース１２に接続され、これは、洗浄するために使用される流体を粒子とともに捕捉コンテナの中へ導く。

より詳細に図４に示されている磁石１３''は、たとえば、電磁石部分１８およびポールシュー１９、２０を備えた外部磁化デバイス１７によって磁化され、その磁化方向が矢印２１、２２に沿って延びるようになっており、矢印２１、２２は、図４に示されており、輸送チャネルの長手方向に対して横断方向になっている（図４に表されている磁石が図１に表されているデバイスのために使用されていると仮定する）。次いで、電磁石１８は、洗浄するために簡単にスイッチオフされ、または、その効果は、磁石１３の残留磁化を克服するために、少なくとも部分的に逆転させられ得る。

磁石のさらなる構造的な形態が、図５に表されており、その外側の幾何学的形状は、図１に表されている磁石のものに対応しており、矢印２３によって示されている磁化は、磁石１３の長手方向に進行する。

そのような磁石の使用によって、金属粒子は、長手方向に対して横断方向に磁化されており図４に表されている磁石のように長手方向の側面に収集するというよりも、２つの軸線方向端部において収集しようとすることとなる。

図２は、カテーテル２４を備えたカテーテルデバイスを示しており、カテーテル２４の内部には回転金属シャフト２５がガイドされている。輸送チャネル１'を含むカテーテルホルダーが、図２の中の参照番号２６によって示されている。参照番号２７は、ハウジングを示しており、ハウジングは、カテーテルホルダー２６を取り囲み、キャビティーを含むリング本体を形成しており、磁石１３'がキャビティーの中に配置されている。シャフト２５は、ハウジング２７の中でカテーテル２４から出ていく。カテーテル２４は、カテーテルホルダー２６から出ていき、または、カテーテルホルダー２６の一方の端部において終了する。いずれのケースでも、流体が、カテーテル２４の中に存在しており、洗浄流体および潤滑流体としてシャフト２５に沿ってゆっくりと流れ、流体は、流体チャネル２８の中へ進入することが可能であり、流体チャネル２８は、カテーテル２４の端部に形成されており、カテーテル２４の中に導かれているシャフト２５によってすでに低減されているカテーテル２４の自由断面よりもかなり大きい断面を有している。流体チャネル２８は、機械的な軸受２９の上流に配置されており、機械的な軸受２９は、滑り軸受として設計され、磁石１３'の影響の直接的な領域の中にあることが可能である。磁石１３'は、永久磁石として設計されているが、電磁石として設計されることも可能である。

流体チャネル２８の領域の中の磁性粒子３０は、磁石１３'に面するチャネルの壁部の上に収集する。磁性粒子は、このように流体から取り除かれ、軸受２９に到達しない。

シャフト２５のさらなる進路は表されていないが、さらなる機械的に機能するパーツが、さらなる進路における接続カップリングの遠位に設けられ、さらなる機械的に機能するパーツは、たとえば、ポンプまたはミラーなどであり、それらは、シャフトによって駆動され、磁性粒子の影響から保護されなければならない。カテーテルホルダー２６は別として、ハウジング２７は、カテーテル２４を洗浄するために、洗浄流体のための接続ピース３２、３３を備えた洗浄デバイスをさらに収容している。

磁石１３'は、捕捉された磁性粒子３０を除去するようにハウジング２７から引き出され、次いで、磁性粒子が洗い流され得るようになっている。これは、シャフトおよびそれぞれの軸受および機能要素の手入れをするために、これらの動作時間の外側で実現されるべきである。磁石１３'に関して、それが電磁石である場合には、これは、洗浄のために簡単に一時的にスイッチオフされ得る。

図２のカテーテル構成体を通る断面が図３に示されており、ハウジング２７と、カテーテル２４の端部を越えた領域の輸送チャネル２８と、ハウジング２７のキャビティーの中に配置された磁石１３'とを備えている。

図６は、輸送チャネル１''を備えた磁石バルブを示しており、輸送チャネル１''を通って、流体が、給送開口部２'と排出開口部３'との間を流れる。クロージャー本体５０が、第１の閉鎖位置と第２の閉鎖位置との間で、輸送チャネル１''の中で駆動され、第１の閉鎖表面５１は、第１の閉鎖位置においてバルブ開口部５１ａを閉じ、一方、閉鎖表面５２は、第２の閉鎖位置において、バルブ開口部５２ａを閉じる。

２つのアーマチュア本体５３、５４が、クロージャー本体５０の中へ一体化されており、２つのバルブ駆動コイル５５、５６の磁界によって駆動可能である。分離デバイスの磁石１３''は、アーマチュア本体５３、５４の間に、これらに整合させられるように、軸線方向に配置されている。磁石本体１３''を備えたアーマチュア本体には、共通の固体物質被覆が設けられている。

保持スプリング５７、５８は、バルブ駆動コイルの励磁がないときに、クロージャー本体を中間位置に保持し、中間位置では、バルブが開けられている。２つの滑り軸受５９、６０が、クロージャー本体５０をガイドするために、バルブハウジングの端部に設けられている。

図７は、給送開口部２''と、排出開口部３''と、クロージャー本体５０'とを備えたバルブを示している。クロージャー本体５０'は、第１の閉鎖位置と第２の閉鎖位置との間において、輸送チャネル１''の中で駆動され、第１の閉鎖表面５１'が、第１の閉鎖位置において、バルブ開口部５１ａ'を閉じ、一方、閉鎖表面５２'が、第２の閉鎖位置において、バルブ開口部５２ａ'を閉じる。クロージャー本体５０'は、弾性的な透磁性ディスク６１によって、バルブのハウジングの中に装着されており、開いた中間位置に保持されている。ディスク６１は、分離用磁石１３'''、１３''''を担持しており、分離用磁石１３'''、１３''''は、クロージャー本体５０'において、バルブ駆動アーマチュア６２、６３に接続されており、これらとともに、保護層によって被覆されている。

バルブ駆動アーマチュア６２、６３は、コイル６４、６５の磁界の中で駆動可能である。輸送チャネルの中の粒子は、保護層の上で分離用磁石の上に定着することが可能であり、そこにしっかりと保持される。

図８は、駆動アーマチュア６６を備えた駆動デバイスを示しており、駆動アーマチュア６６は、回転方向に駆動され、カテーテル６８の中で回転シャフト６７を駆動する。給送チャネル６９が、半径方向外側に配置されており、リターンチャネル７０が、カテーテル６８の中で互いに同心円状の様式で、半径方向内側に配置されており、カテーテルの外皮へ配置されている。給送チャネル６９およびリターンチャネル７０は、ホース状の分離壁部７１によって互いから分離されている。

洗浄流体は、貯蔵部７３から、カニューレ７４およびバルブ７５を通して、容量制御式の蠕動ポンプ７２によってポンプ送りされる。２つの磁石７６および７７が、バルブの駆動のための役割を果たし、給送チャネル６９の中に一定の圧力を維持することを目的として、圧力スイッチ７８によって活性化される。このための流体は、バルブ７５を通して、駆動アーマチュア６６のハウジングを通して、輸送チャネル９を通して、および、粒子が流体から能動的に濾過される分離デバイス８０を通して導かれる。分離デバイス８０は、図１に示されている分離デバイスと同様に構築され得る。ここから、流体は、給送チャネル６９を通して外向きにカテーテル６８の中へ流れ、また、リターンチャネル７０を通して内向きに流れ、そして、そこから蠕動ポンプ８１へ流れ、蠕動ポンプ８１は、流体を吸い込み、流体を貯蔵部８２の中へ導く。しかし、蠕動ポンプ８１は、逆洗のための役割を果たすことが可能であり、この目的のために、たとえば、捕捉された粒子を分離デバイスから除去するために、それが流体をリターンチャネル７０に送達し、そして、給送チャネル６９を介して、分離デバイスを通して、バルブ７５に戻し、貯蔵部７３の中へ送達するように動作させられ得る。

図９は、図８のものと同様の構築を示しており、駆動アーマチュア６６の前にあり蠕動ポンプ７２の後ろにあるバルブ７５に追加して、第２のバルブ７５'が、リターンチャネル７０とリターンポンプ８０との間に配置されている。図８は、据え付けコンポーネントに起因して、望ましくない真空がリターンの中に作り出されない洗浄システムに適用されているが、図９を、（たとえば、可撓性のシャフトの巻き付け方向に起因して）望ましくない真空がリターンの中に生じる洗浄システムに適用することも可能である。この真空は、センサーによって認識され、次いで、センサーは、バルブ７５'を底まで閉じることによって、媒体がコンテナ８２からポンプ８１を介して洗浄回路の中へ入らないことを確実にする。したがって、分離デバイスは、２つのバルブの間に配置されており、また、２つの流体送達デバイスの間に配置されており、そのうちの少なくとも１つが、とりわけ両方が、フロー方向を逆転させるために、流体の送達方向に関して切り替えられ得る。

図１０による構築に関して、図８の構築と比較して、蠕動ポンプ７２だけが貯蔵部８３によって交換されており、それは、流体が重力に起因してバルブ７５を通りさらにカテーテル６８へ流れることによって、重力フラッシングを可能にする。カテーテル６８の中の回転シャフト８４は、捩じられたストランドに基づくその撚り合わせられた／捩じられた構築に起因して、らせん状の（コイル巻きにされた）外側構造体を有しており、それは、回転すると、駆動アーマチュア６６から離れる方向のポンピング効果をこれ自体に与える。容量制御式の蠕動ポンプ７２および貯蔵部７３を備えた別の変形例が、カテーテル６８への流体の給送に関して、図１９の右側に、点線８５の右側に表されている。そこでの蠕動ポンプは、たとえば、患者の身体の中へ導入される流体をカテーテルの内側に送達し、ローター８５ａを備えた心臓ポンプ８５において終了する。心臓ポンプは、たとえば、半径方向に圧縮させられ、つまり、全体として、それは、とりわけ、粒子を生じやすい傾向がある可能性があり、粒子が、そこに到達する。次いで、流体は、そこから流れて戻る。分離デバイス８０は、それぞれのケースにおいて、フロー方向においてカテーテル６８の上流に、これと送達デバイス７３、８３との間に設けられ、とりわけ、いずれのケースでも、心臓ポンプ８５の上流に設けられ得る。

図１１は、図９のものと同様の配置を示しており、蠕動ポンプ７２の代わりに重力送達８３が想定されており、通常動作のときに、流体は、そこからバルブを介してカテーテル６８の中へ導かれ、それは、第１に給送チャネル６９を通して外向きに導かれ、また、リターンチャネル７０の中へ内向きに導かれ、そして、そこから蠕動ポンプ８１へ導かれ、蠕動ポンプ８１は、流体を吸い込み、流体を貯蔵部８２の中へ導く。リターンチャネル７０と蠕動ポンプ８１との間で、流体は、第１に分離デバイス８０を通過し、分離デバイス８０は、リターンチャネルと駆動アーマチュア６６のハウジングとの間に配置されている。その後に、流体は、駆動アーマチュア６６を越えて蠕動ポンプ８１へ流れる。駆動アーマチュアを装着することは、比較的に感度が低い可能性があり、流体の通過流方向は、ここではあまり重要ではないようになっている。重要なことは、駆動アーマチュアのハウジングに流体が供給され、良好な潤滑を確実にするということである。そのうえ、選択された配置は、回転シャフト８４の磁気的な摩耗粒子が、このケースでは、駆動アーマチュアの軸受を損傷させることができないことを確実にする。

図１２は、図９と同様の構築を示しており、さらなる分離デバイス８０'は、粒子をくっつけることによって、バルブ７５'のシーリング表面の機能が損なわれないことを確実にする。

とりわけ、医療用途において、また、他の用途においても、本発明は、磁石デバイスの助けによって磁性粒子を流体フローから取り除くことを可能にし、磁石デバイスの磁石が、流体の腐食性の影響から保護される。

本発明によるカテーテルデバイスは、ここで表されているすべての分離デバイスと組み合わせられ、したがって、たとえば、下記に特定されている態様１から１１のいずれか１つによる分離デバイス、および／または、図の説明および現在の特許請求の範囲によるさらなる分離デバイスと組み合わせられ得る。このために、提供されるカテーテルデバイス当たり、１つの分離デバイスを提供するだけでなく、いくつかの分離デバイスを提供することも可能である。

分離デバイスに関して、とりわけ、以下の態様が適用される。
１． 流体の中に存在する磁性粒子を取り除くための分離デバイスであって、流体が通過流方向に移動可能な輸送チャネルと、磁石デバイスとを備え、磁石デバイスは、少なくとも１つの磁石を含み、少なくとも１つの磁石は、透磁性の固体物質層によって流体から分離されている分離デバイス。
２． 態様１に記載の分離デバイスであって、磁石は、輸送チャネルの中の流体の中の磁性粒子または磁化可能粒子だけと相互作用することを特徴とする分離デバイス。
３． 態様１または２に記載の分離デバイスであって、
第１および第２の流体接続部を備え、第１および第２の流体接続部の間で、分離デバイスが流体密封の流体チャネルを形成することを特徴とする分離デバイス。
４． 態様１、２、または３に記載の分離デバイスであって、磁石が流体チャネルの中に配置されており、磁石は、透磁性の固体物質層によって包囲され、磁石の周りで流体がすべての側を流れることができることを特徴とする分離デバイス。
５． 態様４に記載の分離デバイスであって、磁石は、円柱または直方体として設計されており、流体チャネルの長手方向における磁石の長さは、磁石の直径よりも大きくなっており、磁石は、流体チャネルの円筒形区間の中に配置されていることを特徴とする分離デバイス。
６． 態様５に記載の分離デバイスであって、磁石内の磁力線は、横断方向に、とりわけ流体のフロー方向に対して垂直な方向に延びていることを特徴とする分離デバイス。
７． 態様４に記載の分離デバイスであって、磁石は、通過流方向に対して垂直な方向よりも通過流方向において短くなっていることを特徴とする分離デバイス。
８． 態様１、２、または３に記載の分離デバイスであって、
輸送チャネルを取り囲むリング本体を備え、輸送チャネルは、通過流チャネルを備えたカテーテルを受け入れるように構成されており、磁石は、輸送チャネルの隣に位置しているキャビティーの中で、リング本体の中に配置されていることを特徴とする分離デバイス。
９． 態様８に記載の分離デバイスであって、リング本体は、周辺方向において１つのピースとして設計されていることを特徴とする分離デバイス。
１０． 態様８に記載の分離デバイスであって、リング本体は、周辺方向において少なくとも１回分断されており、とりわけカテーテルの上に突き通すために広げることが可能であることを特徴とする分離デバイス。
１１． 態様１または態様２〜１０のいずれか１つに記載の分離デバイスであって、磁石デバイスの領域の中のフローチャネルは、流体のフロー方向において磁石デバイスの領域の上流に配置されている領域における断面よりも大きい断面を有していることを特徴とする分離デバイス。
１２． カテーテルデバイスであって、カテーテルデバイスは、カテーテルを備えており、カテーテルの中に、磁性材料から少なくとも部分的に構成されている回転シャフトが配置されており、カテーテルデバイスは、分離デバイスを備えており、分離デバイスは、リング本体を含み、リング本体は、回転シャフトを取り囲み、磁石本体を含有するキャビティーを備えており、磁石本体は、カテーテルを通る流体のフロー方向に関して、シャフトを取り囲むカテーテルからシャフトが出ていく箇所の下流に配置されているカテーテルデバイス。
１３． 流れる流体に関連している機能要素のための保護デバイスであって、流体の中に存在する粒子を取り除くための、少なくとも１つの磁性要素を備えた分離デバイス、とりわけ態様１から１１のいずれか１つに記載の分離デバイスが、流体のためのフローチャネルに沿って、とりわけカテーテルに沿って、機能要素から距離を置かれた様式で、とりわけ、機能要素から分離された様式で設けられていることを特徴とする保護デバイス。
１４． 態様１から１１のいずれか１つに記載の分離デバイス、および／または、態様１３に記載の保護デバイスを含むカテーテルシステムであって、機能要素を制御するための、および／または、磁石制御のための、少なくとも１つの電気的要素が、残りのカテーテルシステムから分離され得ることを特徴とするカテーテルシステム。

Claims (23)

1. 磁性材料から少なくとも部分的に構成されている回転シャフト（２５）が内部に配置されたカテーテル（２４）を備えたカテーテルデバイスであって、
   分離デバイスを備えており、前記分離デバイスは、磁石本体（１３'）を含有するキャビティーを備えたリング本体（２７）を含み、
   前記リング本体（２７）は、前記回転シャフト（２５）を取り囲み、
   前記磁石本体（１３'）は、前記カテーテルを通る流体のフロー方向に関して、前記回転シャフト（２５）を取り囲む前記カテーテル（２４）から前記回転シャフト（２５）が出ていく箇所の下流に配置されていること、
   を特徴とするカテーテルデバイス。
2. 流体の中に存在する磁性粒子（１５、１６）を取り除くためのカテーテルデバイスであって、
   前記流体が通過流方向（４、５、６）に移動可能な輸送チャネル（１、１'）と、磁石デバイス（１３、１３'、１３''、１４、１８、１９、２０）とを備え、
   前記磁石デバイスは、少なくとも１つの磁石（１３、１３'、１３''）を含み、
   前記少なくとも１つの前記磁石（１３、１３'、１３''）は、透磁性の固体物質層（１４）によって前記流体から分離されていること、
   を特徴とするカテーテルデバイス。
3. 請求項２に記載のカテーテルデバイスであって、
   前記磁石は、前記輸送チャネルの中の前記流体の中の磁性粒子または磁化可能粒子とだけ相互作用することを特徴とするカテーテルデバイス。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のカテーテルデバイスであって、
   第１および第２の流体接続部（１１、１２）を備え、前記第１および第２の流体接続部（１１、１２）の間で、分離デバイスが流体密封の流体チャネルを形成すること、
   を特徴とするカテーテルデバイス。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のカテーテルデバイスであって、
   磁石（１３、１３''）が流体チャネルの中に配置されており、
   前記磁石（１３、１３''）は、透磁性の固体物質層（１４）によって包囲され、前記磁石（１３、１３''）の周りを流体が流れることができること、
   を特徴とするカテーテルデバイス。
6. 請求項５に記載のカテーテルデバイスであって、
   前記磁石（１３、１３''）は、円柱または直方体として設計されており、
   前記流体チャネルの長手方向における前記磁石（１３、１３''）の長さは、前記磁石（１３、１３''）の直径よりも大きくなっており、
   前記磁石（１３、１３''）は、前記流体チャネルの円筒形区間の中に配置されていること、
   を特徴とするカテーテルデバイス。
7. 請求項６に記載のカテーテルデバイスであって、
   前記磁石（１３、１３''）内の磁力線は、横断方向に延びていること、
   を特徴とするカテーテルデバイス。
8. 請求項６に記載のカテーテルデバイスであって、
   前記磁石（１３、１３''）内の磁力線は、前記流体のフロー方向に対して垂直な方向に延びていること、
   を特徴とするカテーテルデバイス。
9. 請求項５に記載のカテーテルデバイスであって、
   前記磁石（１３、１３'、１３''）は、通過流方向に対して垂直な方向よりも前記通過流方向において短くなっていること、
   を特徴とするカテーテルデバイス。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のカテーテルデバイスであって、
    輸送チャネル（１'）を取り囲むリング本体（２７）を備え、
    前記輸送チャネルは、通過流チャネルを備えたカテーテル（２４）を受け入れるように構成されており、
    磁石（１３'）は、前記輸送チャネルの隣に位置しているキャビティーの中で、前記リング本体（２７）の中に配置されていること、
    を特徴とするカテーテルデバイス。
11. 請求項１０に記載のカテーテルデバイスであって、
    前記リング本体（２７）は、周辺方向において１つのピースとして設計されていること、
    を特徴とするカテーテルデバイス。
12. 請求項１０に記載のカテーテルデバイスであって、
    前記リング本体（２７）は、周辺方向において少なくとも１回分断されており、カテーテル（２４）の上に突き通すために広げることが可能であることを特徴とするカテーテルデバイス。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のカテーテルデバイスであって、
    磁石デバイス（１３、１３'、１３''、１４、１８、１９、２０）の領域の中のフローチャネルは、前記流体のフロー方向において前記磁石デバイスの前記領域の上流に配置された領域における断面よりも大きい断面を有していること、
    を特徴とするカテーテルデバイス。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のカテーテルデバイスであって、
    カテーテル（２４）を通る流体フローを制御するための少なくとも１つのバルブを含み、
    前記バルブは、バルブ制御スペースを含み、
    前記バルブ制御スペースでは、給送チャネルが給送開口部によって外へ延びており、排出チャネルが排出開口部によって外へ延びており、
    前記バルブは、閉鎖要素を含み、前記閉鎖要素は、制御された様式で前記バルブ制御スペースの中で移動可能であり、前記閉鎖要素は、少なくとも１つの第１の位置において前記排出開口部を閉じ、少なくとも１つの第２の位置において前記給送開口部を閉じ、少なくとも１つの第３の位置において、前記給送開口部と前記排出開口部との間の接続チャネルを開いた状態に保持し、前記閉鎖要素を少なくとも前記第１、第２、または第３の位置へ選択的に移動させるバルブ駆動体が設けられていること、
    を特徴とするカテーテルデバイス。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載のカテーテルデバイスであって、
    輸送チャネル（１、１'）は、粒子の中間貯蔵のための貯蔵部を含むこと、
    を特徴とするカテーテルデバイス。
16. 請求項１５に記載のカテーテルデバイスであって、
    前記貯蔵部は、磁気的な作用を受け、前記輸送チャネル（１、１'）が通過流に曝されるときでも、金属粒子が前記貯蔵部の中に留まるようになっていること、
    を特徴とするカテーテルデバイス。
17. 請求項１５または１６に記載のカテーテルデバイスであって、
    前記貯蔵部は、２つの端部を含み、その両方が、流体を案内するように前記輸送チャネル（１、１'）に接続されていること、
    を特徴とするカテーテルデバイス。
18. 請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のカテーテルデバイスであって、
    前記貯蔵部は、空間的に区切られている前記輸送チャネル（１、１'）の断面拡大部として設計されていること、
    を特徴とするカテーテルデバイス。
19. 流れる流体に関連している機能要素のための保護デバイスであって、
    前記流体の中に存在する粒子を取り除くための、少なくとも１つの磁性要素を備えた分離デバイスが、前記流体のためのフローチャネルに沿って設けられていること、
    を特徴とする保護デバイス。
20. 請求項１９に記載の保護デバイスであって、
    前記分離デバイスが、カテーテルに沿って前記機能要素から距離を置かれた様式で設けられていること、
    を特徴とする保護デバイス。
21. 請求項１９または２０に記載の保護デバイスであって、
    前記分離デバイスが、前記機能要素から分離された様式で設けられていることを特徴とする保護デバイス。
22. 請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の保護デバイスであって、
    前記機能要素は、シールおよび／または軸受であること、
    を特徴とする保護デバイス。
23. 請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の保護デバイスであって、
    前記機能要素は、ボール軸受または滑り軸受であること、
    を特徴とする保護デバイス。

Images