JP2021515603A - 心臓補助装置 - Google Patents
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Abstract
Description
該当せず
該当せず
この特許文書のマテリアルの一部は、米国およびその他の国の著作権法に基づく著作権保護の対象となる場合がある。著作権の所有者は、米国特許庁で公衆に利用可能なファイルまたは記録に掲載された場合には、特許文書または特許開示のいずれかによる複製に異議はないが、それ以外はすべての著作権を留保する。著作権所有者は、特許規則1.14に基づく権利を含むがこれに限定されない、この特許文書を秘密に保持する権利を放棄しないものとする。
軸方向入口ポート24は、循環系の第1の位置に位置するポンプ10でカニューレ(図示せず)の第1の端部に結合されてもよく、出力流Foは、分散されてカニューレの第1の端部に入り、循環系の第2の位置にあるカニューレの第2の端部に血液の出力流を分配する。図1に示すような血流は、環状開口部22が入力であり、端部46の軸方向ポート24が出力であるように(例えば、インペラ16の逆方向またはインペラブレードの配向によって)逆転され得ることも理解される。
しかしながら、ロータの軸方向の並進は、インペラブレード256とシュラウド280の相互作用と幾何学的制約によって制限される。対向する表面は、機械的摩耗を低減するために、材料の選択と幾何学的形状によって最適化され得る。例えば、1つの幾何学的形状は、ブレード256の外側形状のテーパ(図示せず)として実装されて、近接したときに流体力学的ベアリング効果を誘発し得る。ポンプアセンブリ250について上記で詳述した幾何学的および流体力学的相互作用はまた、図5および図7のポンプアセンブリ100および150のために存在または使用され得、軸方向予荷重は、軸方向/径方向の混合磁気結合によって決定される。
横隔膜下の配置では、通常、血管グラフトを経由させるために横隔膜をトンネルで通す必要があり、これは大手術であり、通常は心肺バイパスが必要である。ポンプを心膜腔内に配置すると、横隔膜貫通の必要がなくなり、ポンプ入口の長さが最小限になる。短いポンプ入口は、ポンプで送るために必要な仕事量を減らすことによって、ポンプ内の血栓形成の可能性を低減し得る。
前記ロータが、外面を備えたシャフトと、前記外面の第1の位置で前記シャフトから延出するインペラとを備え、
前記外面が、前記シャフトの第2の位置にある外側ベアリング面を含む、ロータと、
第1の端部と第2の端部とを備えるポンプハウジングであって、
前記ポンプハウジングが、ポンプ室および前記ポンプハウジング内の内側ベアリング面を画定するように構成された1つまたは複数の円筒穴を備える、ポンプハウジングと
を含み、
動作構成において、前記ロータは、前記ロータの作動時に前記インペラが前記ポンプ室内で回転するように、前記1つまたは複数の円筒穴内に位置決めされ、
前記ポンプハウジングの前記内側ベアリング面は、前記ロータの作動中に前記内側ベアリング面と前記外側ベアリング面が流体力学的ジャーナルベアリングを形成するように、間に流体力学的ベアリングのクリアランスを形成するように前記シャフトの前記外側ベアリング面に近接して嵌合し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプハウジングの前記第1の端部に軸方向入口を含み、前記軸方向入口は前記ポンプ室と流体連通し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプ室と連通する環状出口をさらに含み、前記環状出口は、前記ポンプハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に位置し、
前記ポンプハウジングは、流体力学的ベアリングのクリアランスと流体連通する漏出出口を含み、
前記ロータの作動により、血液が前記軸方向入口に入り、前記ポンプ室を通って、実質的に軸方向の出口流れで前記環状出口から流出し、
前記ロータの作動中、前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、血流が前記漏出入口に入り、前記流体力学的ベアリングのクリアランスの長さに沿って流れることを可能にするために、漏出経路として機能する、
心臓補助装置。
前記ポンプハウジングが、前記流体力学的ベアリングのクリアランスから前記1つまたは複数のロータ磁石の反対側に位置決めされたコイルを有するモータステータを含み、
前記ロータの作動が、前記1つまたは複数のロータ磁石を変位させるために前記漏出流路を横切って延在する磁束場を生成するために、前記モータステータを通って流れる電流の影響を受ける、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
前記インペラの回転は、前記軸方向入口ポートを通して血流を引き寄せ、第1の部分を前記ポンプ室内および前記漏出流路内に引き込み、
前記血液の第1の部分は、前記第2の穴の長さに沿って、前記ポンプハウジングの前記第2の端部に向かって配置された出口を通って導かれ、
血液の第2の部分は前記環状出口の外に向けられる、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
前記第1の端部と前記環状出口との間の位置で前記ポンプハウジングの周囲に沿って配置された1つまたは複数の径方向出口ポート
をさらに含み、
血液の第3の部分が、前記1つまたは複数の径方向出口ポートから径方向外側に向けられる、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
前記第2の円錐漏出経路は、前記ロータとポンプハウジングとの間の第2の円錐ベアリングインターフェースから形成され、
前記第2の円錐漏出経路は、前記環状隙間の下流に位置する、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
前記モータステータ1つおよび1つ以上のロータ磁石は、互いに前記円錐ベアリングインターフェースを横切って配置される、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
前記外面が、前記シャフト上の第2の位置に外側ベアリング面を含む、ロータと、
第1の端部と第2の端部とを備えるポンプハウジングであって、
前記ポンプハウジングが、ポンプ室と前記ポンプハウジング内の内側ベアリング面とを画定するように構成された1つまたは複数の円筒穴を備える、ポンプハウジングと
を含み、
動作構成において、前記ロータは、前記ロータの作動時に前記インペラが前記ポンプ室内で回転するように、前記1つまたは複数の円筒穴内に位置決めされ、
前記ポンプハウジングの前記内側ベアリング面は、前記ロータの作動中に前記内側ベアリング面と外側ベアリング面が流体力学的ジャーナルベアリングを形成するように、間に流体力学的ベアリングのクリアランスを形成するように前記シャフトの前記外側ベアリング面に近接して嵌合し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプハウジングの前記第1の端部に軸方向入口を含み、前記軸方向入口は前記循環系の第1の位置および前記ポンプ室と流体連通し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプ室と連通する環状出口をさらに含み、前記環状出口は、前記ポンプハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に位置し、
前記ロータの作動により、血液が前記循環系の前記第1の位置から前記軸方向入口に入り、前記ポンプ室を通って、前記環状出口から前記循環系の第2の位置へ流出し、
前記ロータの作動中、前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、血流が前記漏出入口に入り、前記流体力学的ベアリングのクリアランスの長さに沿って流れることを可能にするために、漏出経路として機能する、
患者の循環系内で循環補助を提供するためのポンプ。
前記インペラの回転は、前記軸方向入口ポートを通して血流を引き寄せ、第1の部分を前記ポンプ室内および前記漏出流路内に引き込み、
前記血液の前記第1の部分は、前記第2の穴の長さに沿って、前記ポンプハウジングの第2の端部に向かって配置された漏出出口を通って導かれ、
血液の第2の部分は前記環状出口の外に向けられる、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
前記第1の端部と前記環状出口との間の位置で前記ポンプハウジングの周囲に沿って配置された1つまたは複数の径方向出口ポート
をさらに含み、
血液の第3の部分が、前記1つまたは複数の径方向出口ポートから径方向外側に向けられる、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
前記第2の円錐漏出経路は、前記ロータと前記ポンプハウジングとの間の第2の円錐ベアリングインターフェースから形成され、
前記第2の円錐漏出経路は、前記環状隙間の下流に位置する、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
前記ロータが、前記シャフトの第2の位置にあるロータベアリング面を含む、ロータと、
第1の端部と第2の端部とを備えるポンプハウジングであって、
前記ポンプハウジングが、ポンプ室および前記ポンプハウジング内の内側ベアリング面を画定するように構成された1つまたは複数の円筒穴を備える、ポンプハウジングと
を含み、
動作構成において、前記ロータは、前記ロータの作動時に前記インペラが前記ポンプ室内で回転するように、前記1つまたは複数の円筒穴内に位置決めされ、
前記ポンプハウジングの前記内側ベアリング面は、前記ロータの作動中に前記内側ベアリング面とロータベアリング面が流体力学的ジャーナルベアリングを形成するように、間に流体力学的ベアリングのクリアランスを形成するようにロータベアリング面に近接して嵌合し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプハウジングの前記第1の端部に軸方向入口を含み、前記軸方向入口は前記ポンプ室と流体連通し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプ室と連通する環状出口をさらに含み、前記環状出口は、前記ポンプハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に位置し、
前記ロータの作動により、血液が前記軸方向入口に入り、前記ポンプ室を通って、実質的に軸方向の出口流れで前記環状出口から流出し、
前記ロータの作動中、前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、血流が前記漏出入口に入り、前記流体力学的ベアリングのクリアランスの長さに沿って流れることを可能にするために、漏出経路として機能する、
心臓補助装置。
前記ポンプハウジングが、前記流体力学的ベアリングのクリアランスから前記1つまたは複数のロータ磁石の反対側に位置決めされたコイルを有するモータステータを含み、
前記ロータの作動が、前記1つまたは複数のロータ磁石を変位させるために前記漏出流路を横切って延在する磁束場を生成するために、前記モータステータを通って流れる電流の影響を受ける、
あらゆる前述したまたは後述する実施の形態による装置またはポンプ。
Claims (30)
- ロータであって、
前記ロータが、外面を備えたシャフトと、前記外面の第1の位置で前記シャフトから延出するインペラとを備え、
前記外面が、前記シャフトの第2の位置にある外側ベアリング面を含む、ロータと、
第1の端部と第2の端部とを備えるポンプハウジングであって、
前記ポンプハウジングが、ポンプ室および前記ポンプハウジング内の内側ベアリング面を画定するように構成された1つまたは複数の円筒穴を備える、ポンプハウジングと
を含み、
動作構成において、前記ロータは、前記ロータの作動時に前記インペラが前記ポンプ室内で回転するように、前記1つまたは複数の円筒穴内に位置決めされ、
前記ポンプハウジングの前記内側ベアリング面は、前記ロータの作動中に前記内側ベアリング面と前記外側ベアリング面が流体力学的ジャーナルベアリングを形成するように、間に流体力学的ベアリングのクリアランスを形成するように前記シャフトの前記外側ベアリング面に近接して嵌合し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプハウジングの前記第1の端部に軸方向入口を含み、前記軸方向入口は前記ポンプ室と流体連通し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプ室と連通する環状出口をさらに含み、前記環状出口は、前記ポンプハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に位置し、
前記ポンプハウジングは、流体力学的ベアリングのクリアランスと流体連通する漏出出口を含み、
前記ロータの作動により、血液が前記軸方向入口に入り、前記ポンプ室を通って、実質的に軸方向の出口流れで前記環状出口から流出し、
前記ロータの作動中、前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、血流が前記漏出入口に入り、前記流体力学的ベアリングのクリアランスの長さに沿って流れることを可能にするために、漏出経路として機能する、
心臓補助装置。 - 前記ロータが、前記ポンプハウジングに対する前記ポンプハウジング内の前記ロータの相対運動によって生成される流体力学的スラスト力によって、前記ハウジング内で径方向に主に懸架される、請求項1に記載の装置。
- 前記ロータが、前記シャフトの前記ベアリング面内に位置する1つまたは複数のロータ磁石を含み、
前記ポンプハウジングが、前記流体力学的ベアリングのクリアランスから前記1つまたは複数のロータ磁石の反対側に位置決めされたコイルを有するモータステータを含み、
前記ロータの作動が、前記1つまたは複数のロータ磁石を変位させるために前記漏出流路を横切って延在する磁束場を生成するために、前記モータステータを通って流れる電流の影響を受ける、
請求項1に記載の装置。 - 前記1つ以上の円筒穴は、前記ポンプハウジングの前記第1の端部に配置された第1の穴を含み、前記第1の穴は、前記インペラおよび前記ポンプ室を収容するように構成され、前記ポンプハウジングの第2の端部には第2の穴を含み、前記第2の穴は、前記ロータの前記外側ベアリング面および漏出流路を収容するように構成された前記内側ベアリング面を画定し、
前記インペラの回転は、前記軸方向入口ポートを通して血流を引き寄せ、第1の部分を前記ポンプ室内および前記漏出流路内に引き込み、
前記血液の第1の部分は、前記第2の穴の長さに沿って、前記ポンプハウジングの前記第2の端部に向かって配置された出口を通って導かれ、
血液の第2の部分は前記環状出口の外に向けられる、
請求項1に記載の装置。 - 前記ポンプハウジングが、
前記第1の端部と前記環状出口との間の位置で前記ポンプハウジングの周囲に沿って配置された1つまたは複数の径方向出口ポート
をさらに含み、
血液の第3の部分が、前記1つまたは複数の径方向出口ポートから径方向外側に向けられる、
請求項4に記載の装置。 - 前記モータステータ1つおよび1つ以上のロータ磁石が、軸方向モータを形成するために互いに対して軸方向に配置される、請求項3に記載の装置。
- 前記流体力学的ベアリングのクリアランスが、前記ポンプの前記内側ベアリング面と前記シャフトの前記外側ベアリング面との間に形成された環状隙間を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記流体力学的ベアリングのクリアランスが、前記環状隙間と流体連通する円錐漏出経路をさらに含み、前記円錐漏出経路が、前記ロータとポンプハウジングとの間の円錐ベアリングインターフェースから形成される、請求項7に記載の装置。
- 前記円錐漏出経路は、前記ポンプ室と環状隙間との間の前記環状隙間から上流に位置する、請求項8に記載の装置。
- 前記円錐漏出経路が、前記環状隙間から前記ポンプ室の反対側にある前記環状隙間から下流に位置する、請求項8に記載の装置。
- 前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、前記環状隙間と流体連通する第2の円錐漏出経路をさらに含み、
前記第2の円錐漏出経路は、前記ロータとポンプハウジングとの間の第2の円錐ベアリングインターフェースから形成され、
前記第2の円錐漏出経路は、前記環状隙間の下流に位置する、
請求項9に記載の装置。 - 前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、前記環状隙間と流体連通する球状漏出経路をさらに含み、前記球状漏出経路は、前記ロータとポンプハウジングとの間の球状ベアリングインターフェースから形成される、請求項7に記載の装置。
- 前記漏出経路は、前記ロータとポンプハウジングとの間の円錐ベアリングインターフェース間に形成され、
前記モータステータ1つおよび1つ以上のロータ磁石は、互いに前記円錐ベアリングインターフェースを横切って配置される、
請求項3に記載の装置。 - 外面を有するシャフトと、前記外面の第1の位置で前記シャフトから延出するインペラとを備えるロータであって、
前記外面が、前記シャフト上の第2の位置に外側ベアリング面を含む、ロータと、
第1の端部と第2の端部とを備えるポンプハウジングであって、
前記ポンプハウジングが、ポンプ室と前記ポンプハウジング内の内側ベアリング面とを画定するように構成された1つまたは複数の円筒穴を備える、ポンプハウジングと
を含み、
動作構成において、前記ロータは、前記ロータの作動時に前記インペラが前記ポンプ室内で回転するように、前記1つまたは複数の円筒穴内に位置決めされ、
前記ポンプハウジングの前記内側ベアリング面は、前記ロータの作動中に前記内側ベアリング面と外側ベアリング面が流体力学的ジャーナルベアリングを形成するように、間に流体力学的ベアリングのクリアランスを形成するように前記シャフトの前記外側ベアリング面に近接して嵌合し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプハウジングの前記第1の端部に軸方向入口を含み、前記軸方向入口は前記循環系の第1の位置および前記ポンプ室と流体連通し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプ室と連通する環状出口をさらに含み、前記環状出口は、前記ポンプハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に位置し、
前記ロータの作動により、血液が前記循環系の前記第1の位置から前記軸方向入口に入り、前記ポンプ室を通って、前記環状出口から前記循環系の第2の位置へ流出し、
前記ロータの作動中、前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、血流が前記漏出入口に入り、前記流体力学的ベアリングのクリアランスの長さに沿って流れることを可能にするために、漏出経路として機能する、
患者の循環系内で循環補助を提供するためのポンプ。 - 前記ポンプハウジングは、前記流体力学的ベアリングのクリアランスと流体連通する漏出出口を含み、前記漏出出口は、血液を前記漏出経路から前記循環系の第3の位置に導く、請求項14に記載のポンプ。
- 前記血液は、実質的に軸方向の出口流れで前記環状出口から出る、請求項14に記載のポンプ。
- 前記1つまたは複数の円筒穴は、前記ポンプハウジングの前記第1の端部に配置された第1の穴を含み、前記第1の穴は、前記インペラおよびポンプ室を収容するように構成され、前記ポンプハウジングの第2の端部には第2の穴を含み、前記第2の穴は、前記ロータの前記外側ベアリング面および漏出流路を収容するように構成された前記内側ベアリング面を画定し、
前記インペラの回転は、前記軸方向入口ポートを通して血流を引き寄せ、第1の部分を前記ポンプ室内および前記漏出流路内に引き込み、
前記血液の前記第1の部分は、前記第2の穴の長さに沿って、前記ポンプハウジングの第2の端部に向かって配置された漏出出口を通って導かれ、
血液の第2の部分は前記環状出口の外に向けられる、
請求項15に記載のポンプ。 - 前記ポンプハウジングが、
前記第1の端部と前記環状出口との間の位置で前記ポンプハウジングの周囲に沿って配置された1つまたは複数の径方向出口ポート
をさらに含み、
血液の第3の部分が、前記1つまたは複数の径方向出口ポートから径方向外側に向けられる、
請求項17に記載のポンプ。 - 前記流体力学的ベアリングのクリアランスが、前記ポンプの前記内側ベアリング面と前記シャフトの前記外側ベアリング面との間に形成された環状隙間を含む、請求項14に記載のポンプ。
- 前記流体力学的ベアリングのクリアランスが、前記環状隙間と流体連通する円錐漏出経路をさらに含み、前記円錐漏出経路が、前記ロータとポンプハウジングとの間の円錐ベアリングインターフェースから形成される、請求項19に記載のポンプ。
- 前記円錐漏出経路が、前記ポンプ室と環状隙間との間の前記環状隙間から上流に位置する、請求項19に記載のポンプ。
- 前記円錐漏出経路が、前記環状隙間から前記ポンプ室の反対側にある前記環状隙間から下流に位置する、請求項19に記載のポンプ。
- 前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、前記環状隙間と流体連通する第2の円錐漏出経路をさらに含み、
前記第2の円錐漏出経路は、前記ロータと前記ポンプハウジングとの間の第2の円錐ベアリングインターフェースから形成され、
前記第2の円錐漏出経路は、前記環状隙間の下流に位置する、
請求項20に記載のポンプ。 - シャフトと、前記シャフトの第1の位置で前記シャフトから延出するインペラとを備えたロータであって、
前記ロータが、前記シャフトの第2の位置にあるロータベアリング面を含む、ロータと、
第1の端部と第2の端部とを備えるポンプハウジングであって、
前記ポンプハウジングが、ポンプ室および前記ポンプハウジング内の内側ベアリング面を画定するように構成された1つまたは複数の円筒穴を備える、ポンプハウジングと
を含み、
動作構成において、前記ロータは、前記ロータの作動時に前記インペラが前記ポンプ室内で回転するように、前記1つまたは複数の円筒穴内に位置決めされ、
前記ポンプハウジングの前記内側ベアリング面は、前記ロータの作動中に前記内側ベアリング面とロータベアリング面が流体力学的ジャーナルベアリングを形成するように、間に流体力学的ベアリングのクリアランスを形成するようにロータベアリング面に近接して嵌合し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプハウジングの前記第1の端部に軸方向入口を含み、前記軸方向入口は前記ポンプ室と流体連通し、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプ室と連通する環状出口をさらに含み、前記環状出口は、前記ポンプハウジングの前記第1の端部と前記第2の端部との間に位置し、
前記ロータの作動により、血液が前記軸方向入口に入り、前記ポンプ室を通って、実質的に軸方向の出口流れで前記環状出口から流出し、
前記ロータの作動中、前記流体力学的ベアリングのクリアランスは、血流が前記漏出入口に入り、前記流体力学的ベアリングのクリアランスの長さに沿って流れることを可能にするために、漏出経路として機能する、
心臓補助装置。 - 前記ロータが、前記シャフトの前記ベアリング面内に位置する1つまたは複数のロータ磁石を含み、
前記ポンプハウジングが、前記流体力学的ベアリングのクリアランスから前記1つまたは複数のロータ磁石の反対側に位置決めされたコイルを有するモータステータを含み、
前記ロータの作動が、前記1つまたは複数のロータ磁石を変位させるために前記漏出流路を横切って延在する磁束場を生成するために、前記モータステータを通って流れる電流の影響を受ける、
請求項24に記載の装置。 - 前記モータステータ1つおよび1つまたは複数のロータ磁石が、軸方向モータを形成するように互いに対して軸方向に配置される、請求項25に記載の装置。
- 前記流体力学的ベアリングのクリアランスが、前記ポンプの前記内側ベアリング面と前記シャフトの前記外側ベアリング面との間に形成された環状隙間を含む、請求項24に記載の装置。
- 前記流体力学的ベアリングのクリアランスが、前記環状隙間と流体連通する円錐漏出経路をさらに含み、前記円錐漏出経路が、前記ロータとポンプハウジングとの間の円錐ベアリングインターフェースから形成される、請求項27に記載の装置。
- 前記流体力学的ベアリングのクリアランスが、前記ロータとポンプハウジングとの間の球状ベアリングインターフェースから形成される球状漏出経路をさらに含む、請求項27に記載の装置。
- 前記内側ベアリング経路およびロータベアリング経路が、平面流体力学的ベアリングを形成する平面と、前記ポンプ室と流体連通する平面漏出経路とを含む、請求項26に記載の装置。
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