JP3345721B2 - 皮下埋設可能な冠状動脈の局所灌流ポンプ - Google Patents

皮下埋設可能な冠状動脈の局所灌流ポンプ

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、小さい動脈の血流を増やすための装置に
関する。
発明の背景 例えば心臓に血液を供給している冠状動脈のような小
動脈の部分的または全体のブロックは、虚血性疾患と永
久的な皮下組織の破壊を生じさせることがある。多くの
療法は、冠状動脈の血流れを改善するために用いられ
る。例えば、ある程度まで逆行性脈搏法によって冠状動
脈の循環を増すために、大動脈内バルーンポンプ（IAB
P）が使用される。これらは一般に多くとも72時間にわ
たって使用される。
特定の動脈のブロックに、より永久的溶解が要求され
る箇所においては、外科的処置としては塞がった動脈部
分から血液を動かすために、その場所を『バイパス』さ
せることが行なわれる。このタイプの非常に一般に採用
される処置の１つは、冠状動脈のバイパスである。
他の方法、例えば膨張性の部材を用いるバルーン血管
形成法のような方法は、ブロックエリアを拡大させ閉塞
状態を開放するために使用される。装置の他の部分が狭
窄物質を壊して、動脈から取り除く。これは一般にアテ
レクトミーとして知られている。これはレーザーだけで
なく機械的手段によって成し遂げられる。
冠状動脈の病状がいっそう広い場合、公知の方法で治
療することは難しい。病気が広がれば広がるほど現存す
る療法を使用することが難しくなる。
皮下埋設可能なポンプとして訓練された骨格筋を使用
することが従来知られている。例えば、コックス（Co
x）氏に対する米国特許第4,411,268号には筋肉トレーニ
ング方法が開示されている。医学博士レイC.j. チュー
（RayC.J.Chiu）氏の『生体力学的な心臓の援助』と題
する本に教示されているように、大動脈の血流を改善す
るための心臓の援助分野では筋肉ポンプがよく知られて
いる。
カラファラ（Khalafalla）氏の出願に係る欧州特許公
開公報第EP−Ａ−021602号は、ほぼ全身に対する大動脈
からの血流を援助する筋肉動力を供給されるポンプを開
示している。カラファラ氏の心臓援助装置は、当該技術
分野での技術水準を例証する。カラファラ氏の開示する
構成は、冠状動脈にだけ逆行させるというよりは、むし
ろ末梢の血管に向けて下方へ局所灌流させるものを開示
している。カラファラ氏の開示する筋肉動力を供給され
るポンプは、主に、弱ってしまったか病気にかかった心
室を援助して体組織へ血液を供給するために用いられ
る。
また、カラファラ氏の開示する筋肉動力を供給される
ポンプは、患者の体内のポンプ配置についてあまり大き
な自由度を医師に対して許さない。なぜならば、直接送
り込まれる酸素を加えられた血液を含んでいるバイパス
管を圧縮することができる所にポンプが置かれる必要が
あるからである。
冠状動脈にだけ血流を向けることによって冠状動脈に
局所灌流を集中させている構造は、ポンプで送り込まれ
る血液が小量である点でカラファラ氏の援助装置に改良
を加えており、カラファラ氏の開示するポンプよりいっ
そう小さく発明性があるものとなっている。サイズのそ
のような縮小によって達成される利点は多数にのぼり、
筋肉包み体のサイズを実質的に減少させ、筋肉トレーニ
ング期間を減らし、皮下埋設された冠状動脈援助システ
ムの使用を促進する。さらに外科的手術は簡単になる。
バイパスによって冠状動脈に大動脈から血液を供給す
るという考え方が知られている。種々の動脈へのこのタ
イプのバイパス管の連結吻合手術が、先行技術で論証さ
れている。しかしながらこれらの試みは、これらの冠状
動脈の動脈に血液を供給することに役立つポンプの必要
性を識別しなかった。
カーシャー（Karcher）氏の出願に係る欧州特許公開
公報第EP−Ａ−0192575号は、必要エリアに酸素を加え
られた血液を送るための仮設的な装置を開示する。カー
シャー（Karcher）氏の出願は、心臓同期援助装置の血
流チューブの一端を、局所灌流のために冠状動脈内に位
置させることを提案している。しかしながら上記出願
は、冠状動脈に血液を供給することを援助するための本
願請求項１に係る皮下埋設可能なポンプの必要性を認識
していない。上記出願のバイパス管は、患者の体内で完
結するシステムにはなっていないが、その代わりに、カ
テーテルを経て患者の体外において外部の酸素ポンプに
連結している。
スナップ（Snapp）氏に対する米国特許第4759760号
は、静脈から動脈へ血液をポンピングする構造に関す
る。スナップ氏の構造は、過剰圧力を避けるための補完
室の必要性を認識していない。スナップ氏の米国特許
は、筋肉動力を供給される圧縮室によりバイパス管を通
して血液をポンピングすることを開示しているが、この
ポンプは、カラファラ氏の開示するに類似しており、ポ
ンプ位置は、直接送り込まれる酸素を加えられた血液を
含んでいるバイパス管を圧縮することができる所にポン
プが置かれる必要がある。
一般的に必要とされるのは冠状動脈を通して血流を供
給することができる療法で、治療内容は冠状動脈の動脈
に存在する問題を放散させてしまうことであり、そして
罹患動脈周囲の心筋が弛緩したときかつ所要の時期に心
臓に援助血流を供給する能力を有することである。
発明の開示 本発明は、大きい動脈、例えば大動脈から追加の血流
が必要とされる小さい動脈への血液移動におけるポンプ
援助に係るものである。好ましい実施例は、大動脈また
はその他の適当な酸素を加える血液源から皮下埋設可能
な水圧ポンプで補助する冠状動脈へのバイパス形成を含
む。好ましくはポンプは、心室周囲の訓練された筋肉に
よる包み込みを使用しているタイプのものである。
本発明の好ましい実施例において、嚢状ポンプは訓練
された筋肉の内側の嚢につながっている流体通路と共に
バイパス管の周囲に設けられる。筋肉刺激器は心臓に取
付けられ、装置に同期させる心臓の鼓動を感知する。冠
状動脈の援助が望まれるとき、筋肉刺激器は、訓練され
た筋肉を刺激して容器で流体を圧迫し、それによって嚢
の圧力を増加させ、バイパス管に給送する。
本発明の好ましい他の実施例において、バイパス管はさ
らに、過剰圧力を避けるための補完室として心房を用い
るために、右心房に向けられる。バイパス管は、それ自
身への逆流を防止するために、フローコントロール要素
を含むようにすることができる。フローコントロール要
素にはバルブを含んでも含まなくてもよい。
本発明の重要な特徴としては以下のものが挙げられ
る。即ち、（１）弁の使用、移植片及びポンプ位置によ
る増幅された心臓への局所灌流、及び（２）圧力コント
ロールのための任意のフィードバックである。開示され
た発明は、冠状動脈に直接血流をポンプで送り込むこと
による局所灌流の増幅を重点的に取り扱う。ポンプによ
ってもっぱら冠状動脈にだけ血液をポンプで送り込むこ
との効率は、逆行する局所灌流が大動脈に戻ることを許
さず、その代わりに冠状動脈の方にポンプ中の全ての血
液を押す弁によって増大する。これが従来形または他の
公知の心臓援助システムよりも非常に改善された点であ
る。本発明の援助システムは、酸素を加えられた血液の
新しい供給を要求している所望の場所、例えば冠状動脈
動脈に、直接酸素を加えられた血液を供給するので、ポ
ンプのサイズを減少させる。本発明の他の重要な利点
は、冠状動脈の局所灌流に必要な血液の量をより小量と
し、これによってより小さい筋肉包み体を用いることを
可能にするというものである。
本発明の他の重要な利点は、非常に重要な永久性とい
う点について非常に特徴があるものである。酸素化の手
段が体外にあり、必然的に仮設的なものとなる他の局所
灌流システムより、この点は重要な利点である。本発明
の別の重要な利点は、患者が動けるようにし、そして伝
染病の可能性を減少させるという点である。本発明の別
の重要な利点は、ポンプ配置位置の自由度が大きく、ポ
ンプの作用をする筋肉が、ポンプで送り込まれる酸素を
加えられた血液に直接圧縮力を掛けることを要求され
ず、酸素を加えられた血液源から遠い位置で流体だけを
圧縮することを必要とし、そして図１と２で示されるよ
うに、圧縮力は、酸素を加えられた血液の新しい源を含
む場所に流体管を経て伝えられる。
図面の簡単な説明 図１は、本発明のポンプを使用している心臓の模式図
である。
図２は、弁とフローコントロール要素と補完室を有す
る図１に示す装置の他の実施例である。
好ましい実施例の詳細な説明 図１で示されるように、装置10は、筋肉刺激器12、筋
肉包み体14、流体容器16流体伝送チューブ18、嚢状ポン
プ22を有するポンプ20及びバイパス管21を含む。筋肉刺
激器12は、一般的に従来の心臓病患者援助装置で使用さ
れるタイプのものである。刺激器12は、心臓の鼓動を感
知できるようにライン24によって心臓に接続している。
刺激器12は、電子工学的に収縮のための筋肉14を刺激す
ることができるように、筋肉14にライン26によって接続
している。
装置10は心臓30に接続され、大動脈32と左前側の下降
する動脈（LAD）34と右側の冠状動脈（RCA）36を含む冠
状動脈が描かれている。
この実施例では、動脈34に大動脈32から血液を供給す
るためにバイパス管（移植片）21が公知の方法で連結し
てある。しかしながらこの発明でポンプ20は、血液の移
動を助けるために、バイパス管21と一連になっている。
好ましくは心臓が心弛緩期であるときに筋肉刺激器14
を選択して援助のパラメーターを選定する。公知技術の
一つにおいては、心臓の各脈拍毎に援助を与えない。援
助毎の脈拍数が変えることができる。援助する脈拍の比
率は、刺激器12でプログラムされる。筋肉刺激器12は、
プログラムされた比率で皮下組織14を刺激する。皮下組
織14が縮んで容器16を圧迫してライン18に対する嚢22の
圧力を増加させる。嚢22が縮んでバイパス管21を圧迫す
る。これによって冠状動脈34にバイパス管21から血液を
流出させ、酸素を加えられた血液で心臓組織を浸す。
このシステムは、ある意味では先行技術よりいっそう
効果的に冠状動脈の動脈循環を増加させる。先行技術の
心臓援助装置は、全身にわたる循環を援助するので間接
的かつ副次的に冠状動脈のみに影響を及ぼすだけであ
る。循環システム全体の補完容量が、冠状動脈に対して
効果的でなければならない。本発明の冠状動脈のポンプ
は、直接冠状動脈を灌流させる。
本発明では小量の血液を移動させる必要があるだけで
効果的に冠状動脈を援助できる。例えば、共通の冠状動
脈の流量は、毎分約300mlである。心臓の１サイクルに
つき1mlの血液だけを移動させる本発明の一つの態様で
は、毎分60mlとなる。これは冠状動脈への血流れの20％
の増加である。明らかにこれは、ポンプによる比較的小
さい運動による比較的大きい増加である。小量の血液が
輸送するので、大動脈用システムのために必要とされる
より小さい筋肉包み体を使用することができる。本発明
の追加部分としては、ポンプが活発化されない時間帯で
は、バイパス管21を通しての自己調律血流があり、この
ためポンプサイクリングが存在しないときでも常に血流
が存在する。
図２の実施例は、本発明の追加の特徴を示す。この例
は、大動脈42、右心房44、LAD46及びRCA48を有する心臓
40を示す。装置60は、刺激器62を含んで示されている。
装置60は、刺激器62、感知ライン64、刺激ライン66、筋
肉包み体68、容器70、流体管72体バイパス管76体弁78及
びフローコントロール要素80を含む。ポンプ70は、概ね
先の実施例で示された方法で作動する。しかしながらこ
の実施例でバイパス管76は、右の心房44に向けられてい
る。右心房44は、過剰圧力を防止し、システムを調整し
続けるための補完室として働く。
フローコントロール要素80は、圧力を制御するために
用いられる。適切なフローコントロール装置の１つの例
は、PossisPerma−Flow移植片である。
図示の実施例では、バイパス管76を動脈46側部に公知
の吻合によって取付けてある。他の実施例では、バイパ
ス管76を動脈48のような他の動脈に側吻合によって取付
ける。
この実施例は、好ましくは逆止弁78をバイパス管76に
含める。例えば、本出願人の大動脈用弁付き導管（Hal
l:商標）が利用できるであろう。それで、全ポンピング
圧力は血流が冠状動脈を降下するよう強制し、大動脈内
への逆流を防止する。
ポンピング過程において最小限のエネルギー量を費す
一方で、この装置は、大動脈からの血液に複数の冠状動
脈を浸す。患者の生存のために血液を最も必要とする皮
下組織（冠状動脈の組織）は、可能な限りの最も有用な
方法において必要とされた血液を受ける。これは大きい
筋肉包み体の必要性を減少させる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特表 昭60−500244（ＪＰ，Ａ) 米国特許4804358（ＵＳ，Ａ) 米国特許4459977（ＵＳ，Ａ) 米国特許4813952（ＵＳ，Ａ) 米国特許4759760（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61F 2/22 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】患者の心臓周期の心弛緩期に同期して冠状
    の動脈（34）に血管から血液をポンプで送り込むための
    冠状動脈の局所灌流援助装置であって、近位端で大動脈
    （32）に連結し、遠位端で冠状の動脈（34）に連結する
    皮下埋設可能なバイパス管（21）と、冠状動脈の局所灌
    流ポンプ手段とを有し、さらに、心弛緩期を感知する感
    知手段（24）と、感知手段（24）に感応して心弛緩期に
    応じてコントロール信号を生み出す信号発生手段（12）
    と、及び上記コントロール信号に応じて上記ポンプ手段
    を活発化するために上記冠状動脈局所灌流ポンプ手段に
    連結したコントロール手段（26）とを有する冠状動脈の
    局所灌流援助装置において、調節状態を保持するための
    過剰圧力バイパス管伸張部（80）をさらに有し、上記過
    剰圧力バイパス管伸張部（80）が、皮下埋設可能なバイ
    パス管（21）の伸張部であってその遠位端に心房（44）
    を連結するようにしたものであることを特徴とする冠状
    動脈の局所灌流援助装置。
  2. 【請求項２】上記冠状動脈の局所灌流ポンプ手段が、 a.上記バイパス管（21）を通して動脈の血流を制御する
    ために上記バイパス管（21）の近位端と遠位端との間を
    連結する嚢状ポンプ（22）； b.流体室（16）； c.上記流体室（16）と上記嚢状ポンプ（22）の間を連結
    するを流体導管（18）；及び d.上記流体室（16）に巻きつけられた筋肉（14）； をさらに含み、上記流体導管（18）は上記嚢状ポンプ
    （22）への上記流体心室（16）上の上記筋肉（14）によ
    って加えられた力を伝える請求項１の冠状動脈の局所灌
    流援助装置。
  3. 【請求項３】上記冠状動脈動脈（34）から上記大きい動
    脈（32）への酸素を加えられた血液の逆流を妨げる手段
    を有する請求項１の冠状動脈の局所灌流援助装置。
  4. 【請求項４】上記逆流防止手段は、逆止弁（78）である
    請求項３の冠状動脈の局所灌流援助装置。
JP50159391A 1989-12-07 1990-12-04 皮下埋設可能な冠状動脈の局所灌流ポンプ Expired - Fee Related JP3345721B2 (ja)

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