JP3174338B2 - 自己調整式の血液ポンプ - Google Patents
自己調整式の血液ポンプInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
- F04B43/1215—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action having no backing plate (deforming of the tube only by rollers)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
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- F04B43/0054—Special features particularities of the flexible members
- F04B43/0072—Special features particularities of the flexible members of tubular flexible members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
- F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
- F16L11/085—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more braided layers
-
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- F16L11/12—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 政府支援の表明 本発明は世界保健機構により認識される承認第5R01HD
15434号に基づいて米国政府の援助を受けてなされた。
15434号に基づいて米国政府の援助を受けてなされた。
発明の背景および概要 1.発明の分野 本発明はポンプに係わり、特にチューブを間隔を隔て
た部分で圧迫しつつ前進させることによってチューブを
通して流体を圧送する蠕動ポンプに関する。この一般的
な形式のポンプは、患者および体外装置の間で血液およ
び他の流体を移送するために医療分野で特に有用であ
る。
た部分で圧迫しつつ前進させることによってチューブを
通して流体を圧送する蠕動ポンプに関する。この一般的
な形式のポンプは、患者および体外装置の間で血液およ
び他の流体を移送するために医療分野で特に有用であ
る。
2.関連技術の説明 様々なポンプがこれまで使用されてきたが、体外循環
に関連して使用されるポンプは蠕動形式のものが最も一
般的である。蠕動ポンプを一般的に使用する医療処置に
は、患者と心肺機械との間で血液を循環させる心臓切開
外科手術、患者と透析器との間で血液を循環させる透析
処置、開放胸腔（open thoracic cavity）から血液を
排除するバイパス手術、および静脈内に溶液をポンプ注
入する連続治療状況が含まれる。
に関連して使用されるポンプは蠕動形式のものが最も一
般的である。蠕動ポンプを一般的に使用する医療処置に
は、患者と心肺機械との間で血液を循環させる心臓切開
外科手術、患者と透析器との間で血液を循環させる透析
処置、開放胸腔（open thoracic cavity）から血液を
排除するバイパス手術、および静脈内に溶液をポンプ注
入する連続治療状況が含まれる。
蠕動ポンプは、直線運動または回転する部材が可撓性
チューブを間隔を隔てた部分で圧迫しつつ前進し、その
チューブを通して流体を推進させるようになされた容積
ポンプである。蠕動ポンプの基本的な利点は作動の簡単
なこと、および様様な危険を招くことになりかねない血
液のような流体と内部バルブのような摩擦面との間の接
触が無いことである。ポンプの回転部材に直接に触れる
代わりに、流体は化学的に不活性なチューブを通して送
られる。
チューブを間隔を隔てた部分で圧迫しつつ前進し、その
チューブを通して流体を推進させるようになされた容積
ポンプである。蠕動ポンプの基本的な利点は作動の簡単
なこと、および様様な危険を招くことになりかねない血
液のような流体と内部バルブのような摩擦面との間の接
触が無いことである。ポンプの回転部材に直接に触れる
代わりに、流体は化学的に不活性なチューブを通して送
られる。
この形式のポンプは、ポンプ自体に固有の或る欠点を
表している。血液を圧送するためにしばしば使用される
現在のローラーポンプは、血液を実質的に一定の速度で
抜き出す定速モーターで典型的に駆動される。ポンプ下
流のラインが詰まると、ポンプはこの下流側の血管の圧
力を過昇させて破裂させてしまう。ポンプ上流のライン
が詰まると、ポンプは危険なほど低い負圧を生じ、血液
を溶血させ、また患者の組織血管が空虚になって血管が
圧潰され、排出カテーテルのチップで組織を損傷させて
しまうことになる。ローラーポンプは一般に作動におい
ても満足できない。ポンプが消費するエネルギーの殆ど
全ては可撓性チューブの厚い壁を変形させることに使わ
れ、この作用自体は流れを出力させることに関与しな
い。更に、患者に長期間の使用の間、ローラーがチュー
ブを圧迫閉塞させる際に大きな曲げ応力が周期的に作用
して磨耗が生じるので、標準的なローラーポンプに現在
使用されているチューブは「調整」または交換が必要と
なる。
表している。血液を圧送するためにしばしば使用される
現在のローラーポンプは、血液を実質的に一定の速度で
抜き出す定速モーターで典型的に駆動される。ポンプ下
流のラインが詰まると、ポンプはこの下流側の血管の圧
力を過昇させて破裂させてしまう。ポンプ上流のライン
が詰まると、ポンプは危険なほど低い負圧を生じ、血液
を溶血させ、また患者の組織血管が空虚になって血管が
圧潰され、排出カテーテルのチップで組織を損傷させて
しまうことになる。ローラーポンプは一般に作動におい
ても満足できない。ポンプが消費するエネルギーの殆ど
全ては可撓性チューブの厚い壁を変形させることに使わ
れ、この作用自体は流れを出力させることに関与しな
い。更に、患者に長期間の使用の間、ローラーがチュー
ブを圧迫閉塞させる際に大きな曲げ応力が周期的に作用
して磨耗が生じるので、標準的なローラーポンプに現在
使用されているチューブは「調整」または交換が必要と
なる。
利用可能なポンプ吐出容積を制御するための調整装置
を備えたポンプが、従来技術において見い出すことがで
きる。例えば、米国特許第3784323号に記載の蠕動ポン
プにおいては、チューブの外部および内部の間に予め定
めた圧力差があるように、チューブの材質および肉厚が
選択される。チューブを通して流れる血液流量を制限す
るチューブ壁の潰れはポンプ入力圧力の関数として生じ
る。従って、血液供給量が減少するならばポンプを通る
流量は少なくなり、チューブは収縮された状態になる。
これは組織血管の圧潰れ、およびその血管に生じ得る損
傷を防止する。しかしながら収縮された状態のチューブ
は部分的にのみ圧潰されて、ポンプが非常に高い負圧を
発生するようにさせる。更に、圧潰れた状態にあるとき
は、チューブの縮められた縁部に大きな曲げ応力が発生
して、使用寿命に制限を加える。
を備えたポンプが、従来技術において見い出すことがで
きる。例えば、米国特許第3784323号に記載の蠕動ポン
プにおいては、チューブの外部および内部の間に予め定
めた圧力差があるように、チューブの材質および肉厚が
選択される。チューブを通して流れる血液流量を制限す
るチューブ壁の潰れはポンプ入力圧力の関数として生じ
る。従って、血液供給量が減少するならばポンプを通る
流量は少なくなり、チューブは収縮された状態になる。
これは組織血管の圧潰れ、およびその血管に生じ得る損
傷を防止する。しかしながら収縮された状態のチューブ
は部分的にのみ圧潰されて、ポンプが非常に高い負圧を
発生するようにさせる。更に、圧潰れた状態にあるとき
は、チューブの縮められた縁部に大きな曲げ応力が発生
して、使用寿命に制限を加える。
米国特許第4515589号に記載されたような他の蠕動ポ
ンプにおいて、ポンプは外側チューブおよび内側チュー
ブで構成されたポンプ推進部材を備えている。内側およ
び外側チューブの間に保持される環状空間は大気解放さ
れている。血液容器の静水頭が与えられたポンプの水頭
レベルより高く保持されると、内側チューブは膨張して
血液で充満される。血液容器のこのレベルがポンプ水頭
レベルより低くなるまで降下されると、内側チューブは
圧潰されてポンプの出力が停止される。しかしながら内
側チューブが「完全」に圧潰されるとき、内側チューブ
の横断面はダンベルまたは∞（無限大の記号）の形状と
なって２つの通路が開いた状態のまま残される。内側チ
ューブはそれ故に「完全」には圧潰されない。また、ロ
ーラーにより強制的に圧潰されるとき、および圧力を失
った結果として圧潰されるときの両方の場合共、内側チ
ューブは圧迫閉塞されたときの縁部に繰り返して大きな
曲げ応力を経験するのであり、これはチューブの疲労お
よび磨耗をもたらす。
ンプにおいて、ポンプは外側チューブおよび内側チュー
ブで構成されたポンプ推進部材を備えている。内側およ
び外側チューブの間に保持される環状空間は大気解放さ
れている。血液容器の静水頭が与えられたポンプの水頭
レベルより高く保持されると、内側チューブは膨張して
血液で充満される。血液容器のこのレベルがポンプ水頭
レベルより低くなるまで降下されると、内側チューブは
圧潰されてポンプの出力が停止される。しかしながら内
側チューブが「完全」に圧潰されるとき、内側チューブ
の横断面はダンベルまたは∞（無限大の記号）の形状と
なって２つの通路が開いた状態のまま残される。内側チ
ューブはそれ故に「完全」には圧潰されない。また、ロ
ーラーにより強制的に圧潰されるとき、および圧力を失
った結果として圧潰されるときの両方の場合共、内側チ
ューブは圧迫閉塞されたときの縁部に繰り返して大きな
曲げ応力を経験するのであり、これはチューブの疲労お
よび磨耗をもたらす。
以上説明した従来技術の考察から、本発明の目的は固
有の圧力調整機能を有し、流出量が入口供給量に応じて
定まる改良された蠕動ポンプを提供することである。本
発明による蠕動ポンプは低い溶血を示し、また反応を発
生しない。
有の圧力調整機能を有し、流出量が入口供給量に応じて
定まる改良された蠕動ポンプを提供することである。本
発明による蠕動ポンプは低い溶血を示し、また反応を発
生しない。
本発明の他の目的は、固有の圧力調整機能を有すると
共に望みとあれば、吸引量を制御することのできる蠕動
ポンプを提供することである。
共に望みとあれば、吸引量を制御することのできる蠕動
ポンプを提供することである。
本発明の更に他の目的は高いポンプ効率を示しかつ長
期間にわたり患者の生命維持を行う状況下において使用
することのできる高い耐久性をもった蠕動ポンプを提供
することである。
期間にわたり患者の生命維持を行う状況下において使用
することのできる高い耐久性をもった蠕動ポンプを提供
することである。
上述の目的を達成するうえで、本発明は組み合わされ
た特徴を使用し、また可撓性チューブが間隔を隔てた部
分でチューブを圧迫しつつ前進するローラーの作用を受
けるようになされた蠕動ポンプを提供する。チューブ自
体は、その内部圧力が大気圧に等しいかそれより低いと
きに自然状態で平坦な閉塞した形状のものとされる。チ
ューブは、閉塞したチューブの平坦側をローラーの幅に
沿って平坦状に位置し、チューブの縁部をローラーの中
心から離して蠕動ポンプの中に配置される。真空源に連
結された気密ハウジングがこの蠕動ポンプを取囲み、ま
たハウジング内部の圧力制御を可能にする。
た特徴を使用し、また可撓性チューブが間隔を隔てた部
分でチューブを圧迫しつつ前進するローラーの作用を受
けるようになされた蠕動ポンプを提供する。チューブ自
体は、その内部圧力が大気圧に等しいかそれより低いと
きに自然状態で平坦な閉塞した形状のものとされる。チ
ューブは、閉塞したチューブの平坦側をローラーの幅に
沿って平坦状に位置し、チューブの縁部をローラーの中
心から離して蠕動ポンプの中に配置される。真空源に連
結された気密ハウジングがこの蠕動ポンプを取囲み、ま
たハウジング内部の圧力制御を可能にする。
ローラーが回転されると、蠕動運動がチューブに伝え
られる。更にこの動作がポンプの入口から出口まで血液
を移動させる。作動中、血液は大気圧より高い圧力で入
口に供給され、チューブの圧迫前進がポンプ推進作用を
生む。大気圧であるハウジング内部圧力によれば、ポン
プに対する血液供給が停止されると、チューブはその自
然すなわち自由な状態へと完全に平坦状に復帰して、血
液がチューブから圧送される。ポンプに対して血液が全
く供給されないときには完全に平坦状に閉塞されるの
で、負圧がローラーによってチューブ内に全く発生しな
い。
られる。更にこの動作がポンプの入口から出口まで血液
を移動させる。作動中、血液は大気圧より高い圧力で入
口に供給され、チューブの圧迫前進がポンプ推進作用を
生む。大気圧であるハウジング内部圧力によれば、ポン
プに対する血液供給が停止されると、チューブはその自
然すなわち自由な状態へと完全に平坦状に復帰して、血
液がチューブから圧送される。ポンプに対して血液が全
く供給されないときには完全に平坦状に閉塞されるの
で、負圧がローラーによってチューブ内に全く発生しな
い。
僅かな真空圧がハウジングに作用して、チューブを非
閉塞状態に付勢するならば、ローラーがチューブ上を転
動する際にこの真空圧に等しい吸引力が発生される。従
って、ポンプは作動時吸引ポンプとして使用することが
できる。
閉塞状態に付勢するならば、ローラーがチューブ上を転
動する際にこの真空圧に等しい吸引力が発生される。従
って、ポンプは作動時吸引ポンプとして使用することが
できる。
更に、本発明におけるチューブの新規な形状は、チュ
ーブがその縁部に沿って大きな曲げ応力を発生させずに
完全な閉塞状態になると仮定できるようにする。それ故
にこの設計は、磨耗および疲労を最少限に抑えると共に
チューブの耐久性を高めて、長期間の使用状況における
使用性を可能且つ向上させる。
ーブがその縁部に沿って大きな曲げ応力を発生させずに
完全な閉塞状態になると仮定できるようにする。それ故
にこの設計は、磨耗および疲労を最少限に抑えると共に
チューブの耐久性を高めて、長期間の使用状況における
使用性を可能且つ向上させる。
ポンプを吸引ポンプとして作動することが望まれると
き、上述した完全に閉塞されたチューブと真空ハウジン
グに代るものとして、自由状態で閉塞されない断面形状
に軽く変形されている弾性チューブを使用することによ
って、チューブ内に僅かな制御可能な吸引力を発生する
ことができる。この変形例では、チューブは軽い変形を
与えられているので、大気圧より低い所定の圧力がチュ
ーブ内に発生するとき、チューブは完全に閉塞した、即
ち平らになった状態に圧潰される。低い負圧でチューブ
が完全に圧潰されることはより高い危険な負圧がチュー
ブ内に発生することを阻止する。
き、上述した完全に閉塞されたチューブと真空ハウジン
グに代るものとして、自由状態で閉塞されない断面形状
に軽く変形されている弾性チューブを使用することによ
って、チューブ内に僅かな制御可能な吸引力を発生する
ことができる。この変形例では、チューブは軽い変形を
与えられているので、大気圧より低い所定の圧力がチュ
ーブ内に発生するとき、チューブは完全に閉塞した、即
ち平らになった状態に圧潰される。低い負圧でチューブ
が完全に圧潰されることはより高い危険な負圧がチュー
ブ内に発生することを阻止する。
チューブはまた変化する断面幅を具備することができ
る。変化する断面をもつチューブはポンプの総呼び水量
を最少にすることを可能にし、チューブの張力の低い状
態でローラー間に高い圧力を保持することを可能にす
る。
る。変化する断面をもつチューブはポンプの総呼び水量
を最少にすることを可能にし、チューブの張力の低い状
態でローラー間に高い圧力を保持することを可能にす
る。
本発明の蠕動ポンプはまた、チューブ内に発生される
正圧を制御する機構も含む。この点に関して、このポン
プはチューブの張力を変化させる機構を備えている。こ
の張力機構はチューブの入口および出口端部の両方の位
置を同時に調整する。このことは、入口または出口を単
独で再位置決めするうえで、同じ張力調整量に関してこ
れまで必要とされていた距離を減少させる。この張力機
構はまた、ローラーの位置を変更することによって生じ
たチューブの変位を「吸収」し、すなわちこれに対抗
し、これによって可撓性ではあるが非弾性のチューブの
使用を可能にする。
正圧を制御する機構も含む。この点に関して、このポン
プはチューブの張力を変化させる機構を備えている。こ
の張力機構はチューブの入口および出口端部の両方の位
置を同時に調整する。このことは、入口または出口を単
独で再位置決めするうえで、同じ張力調整量に関してこ
れまで必要とされていた距離を減少させる。この張力機
構はまた、ローラーの位置を変更することによって生じ
たチューブの変位を「吸収」し、すなわちこれに対抗
し、これによって可撓性ではあるが非弾性のチューブの
使用を可能にする。
一般的な非弾性チューブの一実施例が開示される。こ
の実施例では、チューブは張力作用の下でのチューブの
伸びを実質的に防止する繊維メッシュで補強される。
の実施例では、チューブは張力作用の下でのチューブの
伸びを実質的に防止する繊維メッシュで補強される。
調整可能な閉塞ブロックは、ローラーがポンプ出口付
近のチューブから係合解除されるときに、出口圧力の正
確な制御を可能にするためにポンプを備えられる。
近のチューブから係合解除されるときに、出口圧力の正
確な制御を可能にするためにポンプを備えられる。
本発明の更に他の利益および利点は、本発明が関係す
る分野に熟知した者にとって添付図面に関連する以下の
好ましい実施例の説明および請求の範囲の欄の記載から
明白となろう。
る分野に熟知した者にとって添付図面に関連する以下の
好ましい実施例の説明および請求の範囲の欄の記載から
明白となろう。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理を組入れた蠕動ポンプの前立
面図、 第２図は、第１図に示された蠕動ポンプの側立面図、 第３図は、非閉塞状態のチューブを示す第１図の線３
−３に実質的に沿う横断面図、 第４図は、ポンプ推進流体の供給が停止されたとき
の、本発明の原理を組入れた蠕動ポンプの簡単化した前
面図、 第５図は、閉塞状態のチューブを示す第４図の線５−
５に実質的に沿う横断面図、 第６図は、長縁に沿って互いに結合された２枚のシー
ト材料を特徴とする、本発明に使用されたチューブの第
２実施例を示す分解図、 第７図は、第２実施例のチューブの斜視図、 第８図は、閉塞状態のチューブの、第７図の線８−８
に実質的に沿う横断面図、 第９図は、膨張状態の第２実施例のチューブを示す横
断面図、 第10図は、チューブの張力が枢動取付けプレートを経
て制御され調整されるようになされた本発明の蠕動ポン
プの他の実施例の簡単化された前面図、 第11図は、チューブが不定横断面幅を示している本発
明の蠕動ポンプの他の実施例の簡単化された前面図、 第12図は、第11図に示された蠕動ポンプの側立面図、 第13図は、第11図に見られた蠕動ポンプの底面図、お
よび 第14図は、第11図に示された蠕動ポンプに使用される
ように不定横断面幅を有するチューブの一実施例の平面
図である。
面図、 第２図は、第１図に示された蠕動ポンプの側立面図、 第３図は、非閉塞状態のチューブを示す第１図の線３
−３に実質的に沿う横断面図、 第４図は、ポンプ推進流体の供給が停止されたとき
の、本発明の原理を組入れた蠕動ポンプの簡単化した前
面図、 第５図は、閉塞状態のチューブを示す第４図の線５−
５に実質的に沿う横断面図、 第６図は、長縁に沿って互いに結合された２枚のシー
ト材料を特徴とする、本発明に使用されたチューブの第
２実施例を示す分解図、 第７図は、第２実施例のチューブの斜視図、 第８図は、閉塞状態のチューブの、第７図の線８−８
に実質的に沿う横断面図、 第９図は、膨張状態の第２実施例のチューブを示す横
断面図、 第10図は、チューブの張力が枢動取付けプレートを経
て制御され調整されるようになされた本発明の蠕動ポン
プの他の実施例の簡単化された前面図、 第11図は、チューブが不定横断面幅を示している本発
明の蠕動ポンプの他の実施例の簡単化された前面図、 第12図は、第11図に示された蠕動ポンプの側立面図、 第13図は、第11図に見られた蠕動ポンプの底面図、お
よび 第14図は、第11図に示された蠕動ポンプに使用される
ように不定横断面幅を有するチューブの一実施例の平面
図である。
好ましい実施例の詳細な説明 さて図面を参照すれば、血液のような流体を患者から
体外装置（図示せず）へ、そして患者へ戻すようにポン
プ推進することに使用される蠕動ポンプが第１図に示さ
れており、全体を符号20で示されている。本発明のポン
プ20は、心肺バイパス、血液酸素供給、二酸化炭素除
去、血液透析、血液濾過および他の医療処理を含むが、
それに限定するわけではない様々な体外応用例に使用で
きることが予想される。以下の説明により更に完全に理
解されるように、ポンプ20は正圧ポンプ又は吸引ポンプ
として交替して使用できる。ポンプが吸引ポンプとして
使用されるときの一例はバイパス手術時であり、これに
おいてはポンプ20は開放胸腔から出血（フリー）血液を
抜き出す、すなわち「吸い出す」ことを専用に使用され
る。
体外装置（図示せず）へ、そして患者へ戻すようにポン
プ推進することに使用される蠕動ポンプが第１図に示さ
れており、全体を符号20で示されている。本発明のポン
プ20は、心肺バイパス、血液酸素供給、二酸化炭素除
去、血液透析、血液濾過および他の医療処理を含むが、
それに限定するわけではない様々な体外応用例に使用で
きることが予想される。以下の説明により更に完全に理
解されるように、ポンプ20は正圧ポンプ又は吸引ポンプ
として交替して使用できる。ポンプが吸引ポンプとして
使用されるときの一例はバイパス手術時であり、これに
おいてはポンプ20は開放胸腔から出血（フリー）血液を
抜き出す、すなわち「吸い出す」ことを専用に使用され
る。
一般に、ポンプ20はフレーム22を有して構成され、こ
のフレームは車輪即ち、ローター24を含む。ローター24
はフレーム22に対して回転可能に取付けられ、内部中央
に配置されたシャフト26で定められる軸線のまわりに回
転される。このシャフト26は電気モーターまたは他の適
当な駆動手段で駆動され、この手段はローター24に第１
図に矢印30で示されるような時計方向への回転を生じさ
せる。
のフレームは車輪即ち、ローター24を含む。ローター24
はフレーム22に対して回転可能に取付けられ、内部中央
に配置されたシャフト26で定められる軸線のまわりに回
転される。このシャフト26は電気モーターまたは他の適
当な駆動手段で駆動され、この手段はローター24に第１
図に矢印30で示されるような時計方向への回転を生じさ
せる。
ローター24自体は一対の、すなわち以下に内側プレー
ト32および外側プレート34と示されるプレートを含み、
これらのプレートの間に複数のローラー36が取付けられ
る。（下部構造を説明するうえで明瞭にするために、ポ
ンプ20は外側プレート34を取外して第１図に示され
る。）ローラー36はシャフト26と軸線方向に整合され、
ローター24のまわりに等間隔にて半径方向に変位されて
いる。このようにして、ローター24がモーター28で回転
されると、ローラー36は円形路を移動される。図示実施
例においては３つのローラー36が約120゜の間隔を隔て
て示されている。熟知した技術者は認識されるように、
使用されるローラーの個数は特定の適用例に応じて定め
られ、またローラー24は非円形路に沿ってローラー36を
運ぶように設計できる。
ト32および外側プレート34と示されるプレートを含み、
これらのプレートの間に複数のローラー36が取付けられ
る。（下部構造を説明するうえで明瞭にするために、ポ
ンプ20は外側プレート34を取外して第１図に示され
る。）ローラー36はシャフト26と軸線方向に整合され、
ローター24のまわりに等間隔にて半径方向に変位されて
いる。このようにして、ローター24がモーター28で回転
されると、ローラー36は円形路を移動される。図示実施
例においては３つのローラー36が約120゜の間隔を隔て
て示されている。熟知した技術者は認識されるように、
使用されるローラーの個数は特定の適用例に応じて定め
られ、またローラー24は非円形路に沿ってローラー36を
運ぶように設計できる。
各ローラー36はシャフト26に平行に延在する軸線のま
わりを回転するようにローター24に取付けられる。以下
に更に完全に説明される理由によって、この回転取付け
はローラー36を可撓性導管すなわちチューブ38に沿っ
て、且つまたチューブ38に大きな摩擦引張りを生じない
で、移動させるようにできる。
わりを回転するようにローター24に取付けられる。以下
に更に完全に説明される理由によって、この回転取付け
はローラー36を可撓性導管すなわちチューブ38に沿っ
て、且つまたチューブ38に大きな摩擦引張りを生じない
で、移動させるようにできる。
可撓性チューブ38はローラー36の配列のまわりに配置
され、全体を符号40で示され且つ以下に更に説明される
取付け手段で固定されるのであり、この取付け手段は可
撓性チューブ38の入口端部42および出口端部44の両方共
固定する。チューブ38はポンプ20のポンプ推進室を形成
する。
され、全体を符号40で示され且つ以下に更に説明される
取付け手段で固定されるのであり、この取付け手段は可
撓性チューブ38の入口端部42および出口端部44の両方共
固定する。チューブ38はポンプ20のポンプ推進室を形成
する。
ハウジング100はフレーム22に取付けられてチューブ3
8、ローター32および張力機構58を取囲んでおり、この
張力機構は以下に更に説明される。ハウジング100はフ
レーム22と気密室を形成し、工業分野で広く知られてい
る真空圧供給源102に連結されている。ポンプ20の各種
部材にアクセスするために、ハウジング100はフレーム2
2に対してヒンジ連結101されるか、またはヒンジ連結さ
れたシール可能な扉またはパネルを備えられる。以下の
説明から更に完全に理解されるように、本発明のポンプ
20は、（１）チューブ38の内部に負圧が発生しないか、
または（２）チューブ38の内部に低圧または負圧が発生
して吸引を遂行することができるようにするか、いずれ
かに交替して作動することができる。ここで使用される
負圧は大気圧より低い圧力であると定義される。
8、ローター32および張力機構58を取囲んでおり、この
張力機構は以下に更に説明される。ハウジング100はフ
レーム22と気密室を形成し、工業分野で広く知られてい
る真空圧供給源102に連結されている。ポンプ20の各種
部材にアクセスするために、ハウジング100はフレーム2
2に対してヒンジ連結101されるか、またはヒンジ連結さ
れたシール可能な扉またはパネルを備えられる。以下の
説明から更に完全に理解されるように、本発明のポンプ
20は、（１）チューブ38の内部に負圧が発生しないか、
または（２）チューブ38の内部に低圧または負圧が発生
して吸引を遂行することができるようにするか、いずれ
かに交替して作動することができる。ここで使用される
負圧は大気圧より低い圧力であると定義される。
チューブ38の内部に負圧が全く発生しないようにポン
プ20が作動されるとき、真空ハウジング100の内部圧力
は大気解放されて大気圧とされる。第４図および第５図
に見られるように、チューブ38はポンプ20に血液が全く
供給されておらず、ポンプ推進室内の圧力が大気圧に等
しいときは、自然状態で平坦である。可撓性チューブ38
の自然状態で平坦な形状は以下に「自由」状態と称さ
れ、全体を符号46で示される。可撓性チューブ38は、自
由状態46のチューブ38が示す平坦側47をローラー36の周
面と面接触させてローラー36のまわりに配置される。従
って、自由状態46におけるチューブ38の縁部はローラー
36の回転軸線に沿って長手方向に間隔を隔てられる。
プ20が作動されるとき、真空ハウジング100の内部圧力
は大気解放されて大気圧とされる。第４図および第５図
に見られるように、チューブ38はポンプ20に血液が全く
供給されておらず、ポンプ推進室内の圧力が大気圧に等
しいときは、自然状態で平坦である。可撓性チューブ38
の自然状態で平坦な形状は以下に「自由」状態と称さ
れ、全体を符号46で示される。可撓性チューブ38は、自
由状態46のチューブ38が示す平坦側47をローラー36の周
面と面接触させてローラー36のまわりに配置される。従
って、自由状態46におけるチューブ38の縁部はローラー
36の回転軸線に沿って長手方向に間隔を隔てられる。
ローター24がローラー36を回転させると、蠕動運動が
可撓性チューブ38に伝えられる。血液が大気圧より高い
圧力のもとで可撓性チューブ38の入口端部42に与えられ
ると、チューブ38は第３図に全体的に示される形状とな
るように膨張される。この状態は以下に膨張状態50と称
される。
可撓性チューブ38に伝えられる。血液が大気圧より高い
圧力のもとで可撓性チューブ38の入口端部42に与えられ
ると、チューブ38は第３図に全体的に示される形状とな
るように膨張される。この状態は以下に膨張状態50と称
される。
矢印52で示されるように、血液は供給チューブ53から
入口端部42に受入れられ、矢印54で示されるように出口
端部44から出口チューブ55へ吐出されるまで可撓性チュ
ーブ38の通路通して移動され、この出口チューブが血液
を体外装置へ導く。ポンプ20に対する血液の供給が中断
されると、可撓性チューブ38の中に使用されている血液
はローラー36でポンプ推進されて排出され、また可撓性
チューブ38は完全に閉塞された自由状態46となるように
圧潰される。可撓性チューブ38は自然状態で平坦である
ことから、このチューブは膨張状態50に復帰する傾向を
全く示さず、チューブ内に負圧は全く発生されない。
入口端部42に受入れられ、矢印54で示されるように出口
端部44から出口チューブ55へ吐出されるまで可撓性チュ
ーブ38の通路通して移動され、この出口チューブが血液
を体外装置へ導く。ポンプ20に対する血液の供給が中断
されると、可撓性チューブ38の中に使用されている血液
はローラー36でポンプ推進されて排出され、また可撓性
チューブ38は完全に閉塞された自由状態46となるように
圧潰される。可撓性チューブ38は自然状態で平坦である
ことから、このチューブは膨張状態50に復帰する傾向を
全く示さず、チューブ内に負圧は全く発生されない。
その膨張状態50においては、チューブ38はレモン形と
称され得る形状を呈する。膨張されたチューブ38の側部
47は、増大された内部圧力により外方へ張り出され（be
llowed）、外方へ向いた縁部に収束される。側部47が縁
部48に収束する部分では、チューブが示す彎曲の内径は
ゼロに近付く。この望ましい特性をもったチューブ38を
製造するいくつかの方法を使用することができる。
称され得る形状を呈する。膨張されたチューブ38の側部
47は、増大された内部圧力により外方へ張り出され（be
llowed）、外方へ向いた縁部に収束される。側部47が縁
部48に収束する部分では、チューブが示す彎曲の内径は
ゼロに近付く。この望ましい特性をもったチューブ38を
製造するいくつかの方法を使用することができる。
１つの構成方法においては、ビニールのような可撓性
材料の薄壁チューブが熱処理されて自由状態46の形状と
なるように変形される。この方法で構成されたチューブ
は第３図および第５図の横断面図に示されている。
材料の薄壁チューブが熱処理されて自由状態46の形状と
なるように変形される。この方法で構成されたチューブ
は第３図および第５図の横断面図に示されている。
本発明で使用される可撓性チューブ38を構成する第２
の方法は、２つの平坦な可撓性材料のフィルムまたはシ
ートを長手縁に沿って互いに接着して、所望の自由状態
46の形状を有する可撓性チューブ38を製造することを含
む。シートの縁部は熱シールまたは接着材を使用して接
合される。可撓性チューブ38を通る通路の横断面積は一
定とされるか、或いは先細または末広がりの状態で縁部
をシールすることによって変化され得る。チューブを通
る通路の横断面を変化させる後者の方法はポンプ推進室
を満たすために必要とする呼び水の総量を減少できる。
の方法は、２つの平坦な可撓性材料のフィルムまたはシ
ートを長手縁に沿って互いに接着して、所望の自由状態
46の形状を有する可撓性チューブ38を製造することを含
む。シートの縁部は熱シールまたは接着材を使用して接
合される。可撓性チューブ38を通る通路の横断面積は一
定とされるか、或いは先細または末広がりの状態で縁部
をシールすることによって変化され得る。チューブを通
る通路の横断面を変化させる後者の方法はポンプ推進室
を満たすために必要とする呼び水の総量を減少できる。
横断面幅が不定のチューブ38を有する蠕動ポンプ20が
第11図〜第14図に示されている。横断面幅が不定なこと
はチューブ38を通る通路の横断面積が不定であることに
直接に関係する。第11図〜第14図に見られるように、横
断面の不定なチューブ38の図示実施例は、縁部46に沿っ
てシールされている。ローター24の回転は一定している
から、充填領域118の容積がポンプ20の流量を決定す
る。換言すれば、充填領域118へ進入してローラー36の
間に捕捉される流体の容積が、ポンプ推進される流体の
容積である。充填領域118の終端は一定幅の中間部分119
である。チューブの中央部において、チューブ38は一定
幅の中間部119からチューブ38の出口領域122を形成する
狭い一定幅の部分121に達するまで滑らかに幅の減少し
た、即ち縮小部121を示す。出口領域122は流体の流量の
みに寄与し、ポンプ容量に寄与しないから、出口領域12
2の幅と容積は充填領域118程大きいことを必要としな
い。出口領域122におけるチューブの幅を減少すること
によってポンプの呼び水の総量は減少される。
第11図〜第14図に示されている。横断面幅が不定なこと
はチューブ38を通る通路の横断面積が不定であることに
直接に関係する。第11図〜第14図に見られるように、横
断面の不定なチューブ38の図示実施例は、縁部46に沿っ
てシールされている。ローター24の回転は一定している
から、充填領域118の容積がポンプ20の流量を決定す
る。換言すれば、充填領域118へ進入してローラー36の
間に捕捉される流体の容積が、ポンプ推進される流体の
容積である。充填領域118の終端は一定幅の中間部分119
である。チューブの中央部において、チューブ38は一定
幅の中間部119からチューブ38の出口領域122を形成する
狭い一定幅の部分121に達するまで滑らかに幅の減少し
た、即ち縮小部121を示す。出口領域122は流体の流量の
みに寄与し、ポンプ容量に寄与しないから、出口領域12
2の幅と容積は充填領域118程大きいことを必要としな
い。出口領域122におけるチューブの幅を減少すること
によってポンプの呼び水の総量は減少される。
チューブ38の幅を減少することによって得られる他の
利点は、チューブ38に与えられた所定の張力に対してロ
ーラーの所により高い圧力を与えないですむことであ
る。例えば、ローラー36の所に所定の圧力を維持するた
めには、狭いチューブに対する場合より広いチューブに
対する場合の方がより高い張力を必要とする。
利点は、チューブ38に与えられた所定の張力に対してロ
ーラーの所により高い圧力を与えないですむことであ
る。例えば、ローラー36の所に所定の圧力を維持するた
めには、狭いチューブに対する場合より広いチューブに
対する場合の方がより高い張力を必要とする。
「薄壁圧力容器」の応力を決める等式はT/2＝PWRであ
り、ここでT/2が外側壁に作用するポンプ室の全張力
（1/2全張力）、Ｐはローラーの位置でのポンプ室内
の圧力、Ｒはローラーの位置でローラーの表面に沿った
ポンプ室の壁の曲率半径、およびＷはローラーの位置で
のポンプ室の幅である。全体的に圧迫閉塞される間、室
は閉じられ、すなわち平坦状とされて、曲率半径はロー
ラーの曲率半径とほぼ等しくなる。それ故、もしＷが増
大するなら、同じ圧力を維持するためにはより大きな張
力を必要とするであろう。
り、ここでT/2が外側壁に作用するポンプ室の全張力
（1/2全張力）、Ｐはローラーの位置でのポンプ室内
の圧力、Ｒはローラーの位置でローラーの表面に沿った
ポンプ室の壁の曲率半径、およびＷはローラーの位置で
のポンプ室の幅である。全体的に圧迫閉塞される間、室
は閉じられ、すなわち平坦状とされて、曲率半径はロー
ラーの曲率半径とほぼ等しくなる。それ故、もしＷが増
大するなら、同じ圧力を維持するためにはより大きな張
力を必要とするであろう。
出口領域122の中にはより高い圧力を維持することが
必要であるから狭い出口領域122を維持することが特に
有益である。また、ローラーが丁度充填領域にある流体
を捕捉し始める充填領域118の始まりにおいて比較的狭
い断面積を維持し低い張力で充填圧力を閉塞維持できる
ようにすることが有利である。さもなければチューブ内
のより多くの流体がローラーで捕捉されずにスリップ
し、前方へポンプ輸送されないことになる。このため、
充填領域118はチューブ38の最大幅部分と同じ幅にはさ
れない。
必要であるから狭い出口領域122を維持することが特に
有益である。また、ローラーが丁度充填領域にある流体
を捕捉し始める充填領域118の始まりにおいて比較的狭
い断面積を維持し低い張力で充填圧力を閉塞維持できる
ようにすることが有利である。さもなければチューブ内
のより多くの流体がローラーで捕捉されずにスリップ
し、前方へポンプ輸送されないことになる。このため、
充填領域118はチューブ38の最大幅部分と同じ幅にはさ
れない。
横断面の滑らかな変化はまたこの装置における突然の
膨張または収縮を排除することで流体の動力学を向上さ
せるのであり、この膨張または収縮は流れの分離、逆
流、および渦形成を発生させ、これらの全ては圧力損失
に関与する。横断面の不定なポンプ室の利点は平坦チュ
ーブだけではなく、「丸い」チューブにも同様に与えら
れる。
膨張または収縮を排除することで流体の動力学を向上さ
せるのであり、この膨張または収縮は流れの分離、逆
流、および渦形成を発生させ、これらの全ては圧力損失
に関与する。横断面の不定なポンプ室の利点は平坦チュ
ーブだけではなく、「丸い」チューブにも同様に与えら
れる。
一般に、可撓性チューブの断面形状は、特にチューブ
の縁部48の曲率半径がゼロに近づくと、ローラー36によ
るか、入口圧力の減少により惹起される膨らんだチュー
ブ38の圧潰中チューブ38に加える曲げ応力を減少する、
曲げ応力が減少すると、チューブの磨耗と疲労は最小限
に抑えられる。
の縁部48の曲率半径がゼロに近づくと、ローラー36によ
るか、入口圧力の減少により惹起される膨らんだチュー
ブ38の圧潰中チューブ38に加える曲げ応力を減少する、
曲げ応力が減少すると、チューブの磨耗と疲労は最小限
に抑えられる。
上述の説明から分かるように、チューブ38は可撓性と
されねばならない。しかしながら使用される実際の材料
に応じて、その材料自体が必然的にチューブを弾性また
は非弾性にする。例えばシリコーン（弾性材料）がチュ
ーブ材料として使用される場合は、チューブ38の弾性が
ローラー36の作用に応じてチューブの引き伸ばし、およ
び元の長さへの復元を可能にする。不都合なことにシリ
コーンは理想には及ばない磨耗性を現すことが知られて
いる。他の例で、シリコーンより改良された磨耗性を現
すビニールの場合がチューブ材料として使用されると、
ローラー36の作用で一旦引き伸ばされると伸びたままの
状態を保持する。
されねばならない。しかしながら使用される実際の材料
に応じて、その材料自体が必然的にチューブを弾性また
は非弾性にする。例えばシリコーン（弾性材料）がチュ
ーブ材料として使用される場合は、チューブ38の弾性が
ローラー36の作用に応じてチューブの引き伸ばし、およ
び元の長さへの復元を可能にする。不都合なことにシリ
コーンは理想には及ばない磨耗性を現すことが知られて
いる。他の例で、シリコーンより改良された磨耗性を現
すビニールの場合がチューブ材料として使用されると、
ローラー36の作用で一旦引き伸ばされると伸びたままの
状態を保持する。
都合の良いことに、本発明によればチューブ38が弾性
である必要はない。以下に符号38′で示される実質的に
非弾性のチューブが第６図から第９図に示されている。
一般に非弾性チューブ38′は補強構造体を含み、これは
引き伸ばしに対抗するように構造的に寄与する。非弾性
チューブ38′の製造において、張力作用の下で実質的に
伸びを生じないメッシュ補強材56が可撓性材料のシート
内部に埋め込まれる。このメッシュ補強材56はポリエス
テルまたは同様材料で形成され得る。このメッシュ56は
伸びに対抗するので、ローラー36により張力が発生され
た結果としてチューブ38′の実質的な長手方向の伸びお
よび横方向の縮みを防止する。上述の説明から分かるよ
うに、ビニールはこれにより永久伸びを経験しなくなる
ので、チューブ38′の材料として使用できる。
である必要はない。以下に符号38′で示される実質的に
非弾性のチューブが第６図から第９図に示されている。
一般に非弾性チューブ38′は補強構造体を含み、これは
引き伸ばしに対抗するように構造的に寄与する。非弾性
チューブ38′の製造において、張力作用の下で実質的に
伸びを生じないメッシュ補強材56が可撓性材料のシート
内部に埋め込まれる。このメッシュ補強材56はポリエス
テルまたは同様材料で形成され得る。このメッシュ56は
伸びに対抗するので、ローラー36により張力が発生され
た結果としてチューブ38′の実質的な長手方向の伸びお
よび横方向の縮みを防止する。上述の説明から分かるよ
うに、ビニールはこれにより永久伸びを経験しなくなる
ので、チューブ38′の材料として使用できる。
ポンプ推進室自体の内部に発生する圧力はローラー36
のまわりのチューブ38の張力によって制御される。張力
が大きい場合、チューブ38はローラー36と係合する位置
で次第に圧迫閉塞されて、高い圧力がポンプ推進室内に
保持されるようにする。チューブ38の張力は、ローター
24に対するチューブ38の入口端42および出口端44の位置
を調節することによって変えられる。この調節を行うた
めに、一つの部材がチューブ38の両端42および44に結合
され同時に調節ができるようにする。この形式の張力機
構では可撓性チューブの張力とポンプ室が示す圧力は１
回の動作で同時になされる両端42および44の移動を通し
て迅速に調節される。（この移動距離は従来の設計にみ
られるようにチューブの一端だけを操作する張力機構が
必要とする移動距離の半分である。）また、非弾性チュ
ーブ38′の使用を可能とするために、この張力機構58は
回転中位置を変化するローラー36によって惹起されるチ
ューブ38の変位を「吸収」または変位に対抗するための
手段を備えている。
のまわりのチューブ38の張力によって制御される。張力
が大きい場合、チューブ38はローラー36と係合する位置
で次第に圧迫閉塞されて、高い圧力がポンプ推進室内に
保持されるようにする。チューブ38の張力は、ローター
24に対するチューブ38の入口端42および出口端44の位置
を調節することによって変えられる。この調節を行うた
めに、一つの部材がチューブ38の両端42および44に結合
され同時に調節ができるようにする。この形式の張力機
構では可撓性チューブの張力とポンプ室が示す圧力は１
回の動作で同時になされる両端42および44の移動を通し
て迅速に調節される。（この移動距離は従来の設計にみ
られるようにチューブの一端だけを操作する張力機構が
必要とする移動距離の半分である。）また、非弾性チュ
ーブ38′の使用を可能とするために、この張力機構58は
回転中位置を変化するローラー36によって惹起されるチ
ューブ38の変位を「吸収」または変位に対抗するための
手段を備えている。
張力機構58の２つの実施例がここに開示される。一方
の実施例は第１図、第２図および第４図に示され、他方
の実施例は第10図に全体を示されている。
の実施例は第１図、第２図および第４図に示され、他方
の実施例は第10図に全体を示されている。
両方の実施例において、典型的にはクランプまたは良
く知られている機構である取付け手段40はチューブ38の
端部42および44を固定するために張力プレート60に連結
されている。取付け機構40自体は、張力プレートの中央
に形成されてローター24へ直接向いたＶ形部分62で張力
プレート60と協動し、チューブ38の端部42および44がそ
のＶ形部分62の反対両側のレッグに固定されるようにな
される。Ｖ形部分62の使用において、ローラー36の回転
によってチューブ38が経験する引き伸ばしまたは変位は
低減される。Ｖ形部分62はチューブ38の端部42および44
を互いに接近させ、チューブ38がローラー36のまわりに
更に十分に巻き付くようにさせる一方、端部42および44
が取付け手段40および張力プレート60に対通して直角に
取付けられるようにする。
く知られている機構である取付け手段40はチューブ38の
端部42および44を固定するために張力プレート60に連結
されている。取付け機構40自体は、張力プレートの中央
に形成されてローター24へ直接向いたＶ形部分62で張力
プレート60と協動し、チューブ38の端部42および44がそ
のＶ形部分62の反対両側のレッグに固定されるようにな
される。Ｖ形部分62の使用において、ローラー36の回転
によってチューブ38が経験する引き伸ばしまたは変位は
低減される。Ｖ形部分62はチューブ38の端部42および44
を互いに接近させ、チューブ38がローラー36のまわりに
更に十分に巻き付くようにさせる一方、端部42および44
が取付け手段40および張力プレート60に対通して直角に
取付けられるようにする。
ここで第１図、第２図および第４図に示された張力機
構58の実施例を参照すれば、張力プレート60は２本の平
行シャフト64の間に支持され、シャフト64に対して移動
可能に取付けられる。そうであるので、張力プレート60
は例えばローラー軸受のような軸受66を備えており、こ
れがシャフト64に沿って張力プレート60がスライドでき
るようにしている。スクリュー68がシャフト64の孔（図
示せず）に螺合されて取付けられている。ばねすなわち
押圧部材70が張力プレート60およびスクリュー68の作動
部分の間に配置され、張力プレート60を支持している。
スクリュー68をシャフト64の中にねじ込むことにより、
ばね70は昇降されて張力プレート60をシャフト64に対し
て移動させ、これによりローラー36のまわりのチューブ
38の張力を調整する。また、ローター24が回転すると
き、ばね70はチューブ38の変位を吸収するために張力プ
レート60を伴って伸縮する。
構58の実施例を参照すれば、張力プレート60は２本の平
行シャフト64の間に支持され、シャフト64に対して移動
可能に取付けられる。そうであるので、張力プレート60
は例えばローラー軸受のような軸受66を備えており、こ
れがシャフト64に沿って張力プレート60がスライドでき
るようにしている。スクリュー68がシャフト64の孔（図
示せず）に螺合されて取付けられている。ばねすなわち
押圧部材70が張力プレート60およびスクリュー68の作動
部分の間に配置され、張力プレート60を支持している。
スクリュー68をシャフト64の中にねじ込むことにより、
ばね70は昇降されて張力プレート60をシャフト64に対し
て移動させ、これによりローラー36のまわりのチューブ
38の張力を調整する。また、ローター24が回転すると
き、ばね70はチューブ38の変位を吸収するために張力プ
レート60を伴って伸縮する。
第10図に全体的に示される張力機構38の第２の実施例
においては、張力プレート60は端部72にて枢動可能な取
付け部74を介してポンプ20のフレーム22に取付けられ
る。張力プレート60の反対側の、すなわち自由端部はば
ねまたは押圧部材80により調整ブロック78に連結され
る。調整ブロック78の内部に取付けられたスライダー
（図示せず）が一端でばね80に連結され、反対端部で調
整スクリュー82に連結される。このスライダーを調整ブ
ロック78の内部で垂直方向に矢印84で示されるように移
動させることで、張力プレート60の自由端部76は矢印86
に沿って全体的に移動して、ローラー36の上のチューブ
38の張力を変化させる。第１の実施例に見られたことと
同様に、ばね80はローラーが回転する間のその位置の変
化によってチューブ38の変位が生じるとき、張力プレー
ト60の移動を許容し且つまたこれに対抗する。
においては、張力プレート60は端部72にて枢動可能な取
付け部74を介してポンプ20のフレーム22に取付けられ
る。張力プレート60の反対側の、すなわち自由端部はば
ねまたは押圧部材80により調整ブロック78に連結され
る。調整ブロック78の内部に取付けられたスライダー
（図示せず）が一端でばね80に連結され、反対端部で調
整スクリュー82に連結される。このスライダーを調整ブ
ロック78の内部で垂直方向に矢印84で示されるように移
動させることで、張力プレート60の自由端部76は矢印86
に沿って全体的に移動して、ローラー36の上のチューブ
38の張力を変化させる。第１の実施例に見られたことと
同様に、ばね80はローラーが回転する間のその位置の変
化によってチューブ38の変位が生じるとき、張力プレー
ト60の移動を許容し且つまたこれに対抗する。
ポンプ20が吸引ポンプとして作動されるとき、真空圧
供給源102は真空圧を供給するために作動され、部分真
空圧をチューブ38の外部のハウジング100の内部に発生
させる。ハウジング100に真空圧が供給されると、チュ
ーブ38はその膨張状態を形成するようになされる。膨張
したチューブ38はローラー36の作用と組合ってチューブ
38の中に負圧を発生し、血液または他の体液を供給チュ
ーブ53により吸引させ、出口チューブ55を通して排出さ
せ、これ等の両チューブはハウジング100を通して延び
ている。発生する吸引力の程度は付与される真空圧と等
しくなる。チューブ38の出口端44はその中に発生する正
圧により常に膨張した状態に維持されているから、ハウ
ジング内の真空はチューブ38の出口端44に影響しない。
供給源102は真空圧を供給するために作動され、部分真
空圧をチューブ38の外部のハウジング100の内部に発生
させる。ハウジング100に真空圧が供給されると、チュ
ーブ38はその膨張状態を形成するようになされる。膨張
したチューブ38はローラー36の作用と組合ってチューブ
38の中に負圧を発生し、血液または他の体液を供給チュ
ーブ53により吸引させ、出口チューブ55を通して排出さ
せ、これ等の両チューブはハウジング100を通して延び
ている。発生する吸引力の程度は付与される真空圧と等
しくなる。チューブ38の出口端44はその中に発生する正
圧により常に膨張した状態に維持されているから、ハウ
ジング内の真空はチューブ38の出口端44に影響しない。
真空ハウジングおよび完全に閉塞された自由状態を呈
するチューブ38を使用することの代替例として、第３図
に全体的に示された形状を有する非閉塞の自由状態に軽
く付勢された、弾性材料で作られたチューブ38を備える
ことにより、このチューブ38内には小さな制御可能な吸
引力が発生できる。この実施例では、チューブ38は「膨
張」された自由状態となるように僅かながら仕向けられ
る。１つの製造方法は上述の閉塞チューブ38を形成し、
そのチューブ38の内部を加圧し、チューブ38を膨張状態
に加熱すなわち矯正し、そしてチューブ38を冷却するこ
とで形成される。チューブ38の先の実施例におけるのと
同様に、縁部48における彎曲半径はゼロに近付けられ、
更に負圧を発生させることなくチューブ38が完全に圧潰
されることを保証する。
するチューブ38を使用することの代替例として、第３図
に全体的に示された形状を有する非閉塞の自由状態に軽
く付勢された、弾性材料で作られたチューブ38を備える
ことにより、このチューブ38内には小さな制御可能な吸
引力が発生できる。この実施例では、チューブ38は「膨
張」された自由状態となるように僅かながら仕向けられ
る。１つの製造方法は上述の閉塞チューブ38を形成し、
そのチューブ38の内部を加圧し、チューブ38を膨張状態
に加熱すなわち矯正し、そしてチューブ38を冷却するこ
とで形成される。チューブ38の先の実施例におけるのと
同様に、縁部48における彎曲半径はゼロに近付けられ、
更に負圧を発生させることなくチューブ38が完全に圧潰
されることを保証する。
与えられた負圧にチューブ38が達したならば、チュー
ブ38が閉塞すなわち平坦な状態にまで完全に圧潰される
ことのできる程度の押圧力が与えられる。チューブ38の
圧潰しは、ポンプ推進室の内部に発生されることで血液
を溶血してしまうような危険な大負圧を防止するために
評価（gauged）される。
ブ38が閉塞すなわち平坦な状態にまで完全に圧潰される
ことのできる程度の押圧力が与えられる。チューブ38の
圧潰しは、ポンプ推進室の内部に発生されることで血液
を溶血してしまうような危険な大負圧を防止するために
評価（gauged）される。
本発明の付加的な特徴は調整可能な閉塞ブロック88で
ある。第１図に全体的に示されたこの閉塞ブロック88は
可撓性チューブ38の出口端部44に隣接して配置され、ロ
ーラーがそこから離脱する際にチューブ38に対してその
閉塞に大きな制御を可能にするために調整可能とされ
る。この閉塞ブロック88は周知の形式の調整機構（図示
せず）を備え、これがブロック88をローター24に向け、
またはそれから離れる方向へ移動させて固定的に位置決
めできるようにする。チューブ38の閉塞は閉塞ブロック
88の軌道90の彎曲表面により起り易くされる。この軌道
90は、ローラー36が移動する円形路とは異なる彎曲半径
を呈して、ローラー36がチューブ38の出口端部44に隣接
して係合を開始する際に、更に一層の一定した閉塞を維
持できるようにされることが好ましい。
ある。第１図に全体的に示されたこの閉塞ブロック88は
可撓性チューブ38の出口端部44に隣接して配置され、ロ
ーラーがそこから離脱する際にチューブ38に対してその
閉塞に大きな制御を可能にするために調整可能とされ
る。この閉塞ブロック88は周知の形式の調整機構（図示
せず）を備え、これがブロック88をローター24に向け、
またはそれから離れる方向へ移動させて固定的に位置決
めできるようにする。チューブ38の閉塞は閉塞ブロック
88の軌道90の彎曲表面により起り易くされる。この軌道
90は、ローラー36が移動する円形路とは異なる彎曲半径
を呈して、ローラー36がチューブ38の出口端部44に隣接
して係合を開始する際に、更に一層の一定した閉塞を維
持できるようにされることが好ましい。
上述の説明は本発明の好ましい実施例を構成するが、
本発明が添付の請求の範囲の欄に記載の適当な範囲およ
び適正な意味から逸脱せずに変更、変形および変化され
得ることは認識されよう。
本発明が添付の請求の範囲の欄に記載の適当な範囲およ
び適正な意味から逸脱せずに変更、変形および変化され
得ることは認識されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーズ，スコット，アイザック アメリカ合衆国 48103 ミシガン州ア ン アーバー，フェイェ ドライブ 2219 (72)発明者 バートレット，ロバート，ホゥズ アメリカ合衆国 48105 ミシガン州ア ン アーバー，フォレスト ロード 1024 (56)参考文献 特開 昭58−101282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−176481（ＪＰ，Ａ) 米国特許4515589（ＵＳ，Ａ) 米国特許4954055（ＵＳ，Ａ)
Claims (15)
- 【請求項１】流体をポンプ推進する蠕動吸引ポンプであ
って、 フレーム、 第１の軸線のまわりに回転するように前記フレームに支
持されたローターであって、前記第１の軸線から半径方
向に取付けられた、および前記第１の軸線のまわりのほ
ぼ所定の経路内に前記ローターで担持された複数の回転
可能なローラーを含む、前記ローター、 前記ローターを回転させるために前記ローターに連結さ
れた駆動手段、並びに 壁部、入口端部、出口端部、および内部に形成された流
体を移送するための通路を有する可撓性チューブであっ
て、前記ローラーのまわりに配置され、前記通路内の圧
力が前記壁部の外側に作用する圧力にほぼ等しいときは
自由状態となるチューブであり、前記チューブは、前記
通路が前記自由状態で非閉塞となるように軽く付勢さ
れ、前記チューブは、その長さの一部分に沿って前記ロ
ーラーと協動し、これにより前記ローラーがステーター
（閉塞手段）を使用せずに少なくとも部分的に前記通路
を圧潰してその内部に負圧を発生させると共に、前記チ
ューブ内に前記ポンプを通して前記流体の吸入を生じさ
せ、前記付勢は、前記通路内に予め定めた負圧が発生す
ると閉塞状態となるように通路を圧潰し、これによりポ
ンプで吸入されている前記流体に対して危険な負圧が前
記通路内に発展するのを防止するようになされており、
前記チューブは縁部を全体的に定める部分を含み、前記
チューブは前記自由状態及び前記閉塞状態において前記
縁部にゼロに近い内側曲率半径を呈する、前記可撓性チ
ューブを有することを特徴とする蠕動吸引ポンプ。 - 【請求項２】請求項１に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記閉塞状態で前記チューブは完全に閉塞される蠕
動吸引ポンプ。 - 【請求項３】請求項１に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、 前記チューブは、その長さの少なくとも一部分にわたっ
て前記ローラーと係合する不定の幅寸法を有し、前記幅
は前記ポンプに大きな呼び水容積を定めるために前記入
口領域に隣接した面積部分で増大され、前記増大された
幅は前記チューブの長さの半分よりも長く延在すること
はなく、前記幅は前記出口領域に隣接する面積部分で減
少されて前記ポンプからの流量を増大させるようになさ
れた、蠕動吸引ポンプ。 - 【請求項４】請求項３に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記入口領域が寸法の増大する幅を呈する蠕動吸引
ポンプ。 - 【請求項５】請求項３に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記チューブが前記入口領域に寸法の増大する幅、
これに続く寸法の減少する幅を有する中央部分、および
実質的に一定した寸法の幅を有する出口領域を示す蠕動
吸引ポンプ。 - 【請求項６】請求項１に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、更に、 前記可撓性チューブを前記ローラーのまわりに取付け、
これにより前記チューブが前記ローラーに直接接触し且
つ前記チューブの長さの一部分に沿って前記ローラーと
協動し、これにより前記ローラーは少なくとも部分的に
前記チューブを前記チューブが膨張された状態を呈する
時に圧潰して、これにより前記チューブを通して蠕動運
動で流体を移送させるようになす取付け手段を含む蠕動
吸引ポンプ。 - 【請求項７】請求項１に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記チューブは長手方向の縁部に沿って連結された
２つの側部を有し、この縁部に沿ってゼロに近い内側曲
率半径を示す蠕動吸引ポンプ。 - 【請求項８】請求項１に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記チューブが一体に形成された蠕動吸引ポンプ。 - 【請求項９】請求項１に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記チューブが弾性体である蠕動吸引ポンプ。 - 【請求項１０】請求項１に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記チューブが膨張された状態のときに前記チュー
ブを少なくとも部分的に圧潰すために前記ローラーと調
整可能に協動するステーター（閉塞手段）を更に含む蠕
動吸引ポンプ。 - 【請求項１１】請求項10に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記ステーター（閉塞手段）が前記チューブの長さ
の半分より短い長さに沿って前記ローラーと協動する蠕
動吸引ポンプ。 - 【請求項１２】請求項６に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記チューブが膨張された状態の時に、前記取付け
手段が前記ローラーのまわりの前記チューブが示す張力
を制御し且つ前記ローラーが前記チューブを圧潰す度合
いを制御して、これにより前記蠕動吸引ポンプの内部に
発生された最大圧力を決定するために調整可能である蠕
動吸引ポンプ。 - 【請求項１３】請求項12に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記チューブが示す張力を変化させるために、前記
取付け手段が前記チューブの前記入口端部および出口端
部を前記ローターに対して同時に調整可能である蠕動吸
引ポンプ。 - 【請求項１４】請求項１に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、更に 前記蠕動ポンプの運転中に使用される時前記入口端部を
通して前記チューブ内に流体を吸入して、前記蠕動ポン
プが吸引ポンプとして作動できるようにする負圧を前記
チューブ内部に発生させる前記チューブの全長にわたり
外部まわりに少なくとも部分真空を形成するための真空
圧手段であって、前記チューブを内部に取り込む気密框
体を形成するハウジングを含み、前記ハウジングはまた
前記ローラーおよびローターを保護するように取囲んで
いる真空圧手段を含んで構成された蠕動吸引ポンプ。 - 【請求項１５】請求項14に記載の蠕動吸引ポンプであっ
て、前記ハウジングが前記チューブに対するアクセスを
可能にするための手段を含む蠕動吸引ポンプ。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/841,349 US5222880A (en) | 1991-10-11 | 1992-02-25 | Self-regulating blood pump |
| US926,961 | 1992-08-07 | ||
| US07/926,961 US5281112A (en) | 1992-02-25 | 1992-08-07 | Self regulating blood pump with controlled suction |
| US841,349 | 1997-04-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07506882A JPH07506882A (ja) | 1995-07-27 |
| JP3174338B2 true JP3174338B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=27126252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51479793A Expired - Fee Related JP3174338B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-10-09 | 自己調整式の血液ポンプ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5281112A (ja) |
| EP (1) | EP0628138B1 (ja) |
| JP (1) | JP3174338B2 (ja) |
| DE (1) | DE69220966T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993017240A1 (ja) |
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| US11964145B2 (en) | 2019-07-12 | 2024-04-23 | Shifamed Holdings, Llc | Intravascular blood pumps and methods of manufacture and use |
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