JP3181340B2 - 一体型人工心肺 - Google Patents

一体型人工心肺

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    • Y10S415/90—Rotary blood pump

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は血液を体外に導出して血
液の処理を行い、その後体内に返血するための一体型人
工心肺に関する。
【０００２】従来の体外循環用の人工心肺として、体外
循環回路内に血液を環流させるための血液ポンプと、血
液を酸素化して新鮮血液とするための人工肺と、血液を
所定の温度に維持するために温水等を循環する熱交換部
とを直列的に着脱可能に構成された特公平２−１２１０
８号に開示されたものや、円筒状のハウジングの外側に
血液処理部（人工肺）とその内側に送血機構を配置して
両者を一体的に組み込み、且つ略円錐状の血液案内部材
の頂部から流入する血液を回転体の回転により血液吐出
口から吐出させて前記血液処理部に導入させ下流側の血
流流出口から流出させると共に、該血流処理部の内側に
熱交換用媒体を流入させる熱交換器部を設けた特開平２
−４１１７２号に開示されたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし前者の場合、血
液ポンプと人工肺及び熱交換部が各々個別の機器として
直列に配列されているため血液流路が長くなると共に本
体を保持固定するための専用の架台を必要とし、かくて
患者の近傍の清潔領域へ本体を設置することは不可能で
あり、又熱交換器が熱源を別に必要とする式であるの
で、血液のプライミングボリュームを大幅に減少させる
ことが不可能であると共に熱交換器用の媒体の流入及び
流出用のチューブを接続せねばならず取り扱いが不便で
ある問題点があった。
【０００４】又、後者に開示の送血機構によれば、遠心
ポンプにより遠心力を受けた血液は案内羽根に当ってか
ら案内されて人工肺に到達する式であるので、該血液は
高速状態で人工肺の血液流入口のケーシング及び中空糸
に衝突して物理的ストレスによってダメージを受け血液
破壊（溶血）を引き起こす問題点があった。
【０００５】本発明はこれらの問題点を解消し、取り扱
い容易で血液破壊が生ずることなく更に、スペースをと
らず患者又は手術台近くに設置可能にした一体型人工心
肺を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成すべく本
発明は、カップ状の筐体の一端部に血液の流入口と他端
部にガイドフランジを設けてその中間の内部をポンプ室
として血液ポンプを形成し、該ポンプ室内に存する回転
体を先端部に固着し、且つ該ガイドフランジに軸支され
た回転ロータと該ガイドフランジの血液流路に連接した
ドウナツ状或いは円筒状の人工肺とを同心状に配設し、
該回転ロータと該人工肺との中間部に着脱自在のステー
タを嵌装すると共に前記人工肺の側面部に、該人工肺に
連通する流出口を有する台座を設け、前記血液流路を螺
旋状に形成すると共に、該血液流路に連通する血液チャ
ンバーを、前記ガイドフランジ内に全周わたって形成
し、該血液チャンバーを前記人工肺に略全周において連
通したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】流入口からポンプ室に流入した血液は回転ロー
タの回転が生み出すポンプ作用により運動エネルギーが
与えられてガイドフランジに設けた血液流路を経て血液
チャンバーに入り流速を十分落して圧力に変えて人工肺
に流入し、空気又は酸素により新鮮な血液となると共に
ステータの発する熱により加温されフィルターを通り流
出口より環流される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の１実施例を図１乃至図４によ
り説明する。
【０００９】１は筐体を示し、該筐体１はカップ状をな
し一端部に血液の流入口１ａが突出し他端部にガイドフ
ランジ２が嵌装されており、該ガイドフランジ２の中心
部には透孔２ａが穿設されると共に周縁部に血液流路２
ｂと血液チャンバー２ｃとが形成されている。
【００１０】ここで、該血液流路２ｂはスムーズな流れ
を確保するため螺旋状に後述する人工肺５の内側部にま
で導かれるように形成されていると共に、該血液チャン
バー２ｃは全周にわたって形成されている。
【００１１】３はモータの回転ロータを示し、該回転ロ
ータ３は回転軸３ａと磁石３ｂとからなり、該回転軸３
ａはベアリング３ｃ、３ｃにより軸支されると共にメカ
ニカルシール３ｄにより、前記筐体１とガイドフランジ
２により形成されたポンプ室４とシールされており、該
回転軸３ａには羽根ｅが固定されている。
【００１２】５は人工肺を示し、該人工肺５は外径が前
記筐体１の外径と略等しい外筒５ａと内筒５ｂとの間に
多数本の中空糸５ｃが配設されると共に前記血液チャン
バー２ｃが前記人工肺５内に連通されており、該外筒５
ａの下端及び上端にはそれぞれ空気又は酸素の流入口５
ｄ及び流出口５ｅが設けられている。
【００１３】尚、前記内筒５ｂは熱伝導性の材質、例え
ばステンレスＳＵＳ３０４等で形成されている。
【００１４】６はモータのステータを示し、該ステータ
６は鉄芯６ａと巻線６ｂとからなり該鉄芯６ａは外側ケ
ース６ｃ内に積層固定され、該外側ケース６ｃは把持体
６ｄに螺止されると共に前記人工肺５の内筒５ｂの内面
に接して嵌入可能に形成され、且つ熱伝導性材例えばス
テンレスＳＵＳ３０４等で形成されている。
【００１５】尚、前記ロータ３のキャップ状の外壁と前
記ステータ６の内壁６ｅは非磁性材により形成されてい
る。
【００１６】７は台座を示し、該台座７は台形状をなし
上部は矩形状の凹部７ａを有し、該凹部７ａにはスポン
ジ７ｂとフィルター７ｃが装着されると共に、上面及び
下面にはそれぞれ血液の流入口７ｄと流出口７ｅが設け
られている。そして前記流入口１ａと流出口７ｅは同一
側に形成され、かくて患者に人工心肺を装着したときに
チューブの接続が容易になる。
【００１７】８はリード線、９は流量センサーを示し、
該流量センサー９は例えば電磁流量計或いは超音波ドッ
プラー流量計からなり、前記流出口７ｅの管状部に着脱
自在に形成されている。
【００１８】次に上記実施例の人工心肺の作動を説明す
る。
【００１９】先ず、ステータ６全体を減菌してから、図
２の矢印の如く該ステータ６を内筒５ｂとロータ３の間
に嵌入して第１図の状態にする。そしてリード線８に電
力を供給するとステータ６に回転磁界が発生し、回転ロ
ータ３が回転駆動される。これにより羽根３ｅが所定の
方向に回転し、流入口１ａから流入した血液が血液流路
２ｂより血液チャンバー２ｃに入り流速を十分に弱めた
状態にして人工肺５の内部に流入される。
【００２０】ここで、血液流路２ｂは、螺旋状に形成さ
れているので、羽根３ｅが回転するポンプ室４により吐
出される血液は血液流路２ｂ内をスムーズに流れて、血
液破壊即ち溶血されることなく流動し、更に血液チャン
バー２ｃにおいて速度エネルギーが圧力エネルギーに十
分変換され、その後全周において該血液チャンバー２ｃ
から人口肺５内に流入し、かくて中空糸５ｃを血液が流
れる際のチャネリングが防止される。
【００２１】一方、前記ステータ６は銅損及び鉄損更に
電源装置でコントロール可能な無効電力により発熱さ
れ、該ステータ６の外側ケース６ｃ及び前記人工肺５の
内筒５ｂは適度の温度に上昇し、該人工肺５に流入した
血液と熱交換が行われて該人工肺５内の血液は所望の温
度となる。
【００２２】又、人工肺５に流入した血液は多数本の中
空糸５ｃの管壁を介して該人工肺５に流入した酸素又は
空気と接することにより血液への溶融が行われ、新鮮な
血液として台座７の流入口７ｄに排出され、更に新鮮な
血液はスポンジ７ｂにより気泡が除去され又フィルター
７ｃにより血栓が除去されて流出口７ｅから環流され
る。
【００２３】図５は本発明の第２実施例を示し、回転ロ
ータ３の回転軸３ａの先端部に磁石９を設けると共に、
羽根３ｅを固着した軸の他端に磁石１０を固定すること
により磁気結合し、血液の漏れを完全に防止したもので
ある。
【００２４】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、血液の流
入口とガイドフランジからなるポンプ室の該ガイドフラ
ンジに、血液ポンプから出た血液が溶血することなくス
ムーズに人工肺に流入できるように血液チャンバーを有
する血液流路を設けると共に、回転ロータと人工肺とを
同心状に形成し、該回転ロータと人工肺との中間部に着
脱自在のステータを嵌装し、該人工肺の側面部に血液フ
ィルターと流出口とを有する台座を設けたので、患者と
本装置間の脱血及び送血管からなる血液回路が最短とな
ると共に血液ポンプと人工肺及び血液フィルターをつな
ぐ血液流路が短縮され小型化すると同時に接続部の汚染
や液漏れの防止及び血液破壊を抑制し、且つ患者のベッ
ド上や手術台上等の清潔領域に設置可能となり取扱いが
簡易となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の断面図である。
【図２】ステータ部分を本体から分離した状態の断面図
である。
【図３】図１のIII−III截断面図である。
【図４】図１のIV−IV截断面図である。
【図５】本発明の第２実施例の断面図である。
【符号の説明】
１ 筐体 １ａ 流入口 ２ ガイドフランジ ２ｂ 血液流路 ２ｃ 血液チャンバー ３ 回転ロータ ４ ポンプ室 ５ 人工肺 ６ ステータ ７ 台座 ７ｃ 血液フィルター ７ｅ 流出口 ９ 流量センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 克己 茨城県古河市大字鴻巣771番地の56 (72)発明者 笹川 広志 茨城県古河市大字中田新田61−31 (72)発明者 中西 光 東京都文京区本郷３−23−13 泉工医科 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−41172（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−108592（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−6837（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−16944（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61M 1/10 - 1/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カップ状の筐体の一端部に血液の流入口
    と他端部にガイドフランジを設けてその中間の内部をポ
    ンプ室として血液ポンプを形成し、該ポンプ室内に存す
    る回転体を先端部に固着し、且つ該ガイドフランジに軸
    支された回転ロータと該ガイドフランジの血液流路に連
    接したドウナツ状或いは円筒状の人工肺とを同心状に配
    設し、該回転ロータと該人工肺との中間部に着脱自在の
    ステータを嵌装すると共に前記人工肺の側面部に、該人
    工肺に連通する流出口を有する台座を設け、前記血液流
    路を螺旋状に形成すると共に、該血液流路に連通する血
    液チャンバーを、前記ガイドフランジ内に全周わたって
    形成し、該血液チャンバーを前記人工肺に略全周におい
    て連通したことを特徴とする一体型人工心肺。
  2. 【請求項２】 前記ステータの外筒と前記人工肺の内筒
    とを密着せしめると共に該外筒及び内筒を熱伝導性の材
    質としたことを特徴とする請求項１に記載の一体型人工
    心肺。
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