JP4176251B2 - 血液ポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の心臓に代わって、またはこれを補助して血液を送り出す血液ポンプに関し、特に２カ所に向けて血液を送り出すポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体の心臓の機能低下を補う目的で、血液を送り出す血液ポンプが使用されている。心臓は、左心より肺へ血液を送り、肺から戻った血液を右心により全身へと送る。したがって、左心、右心共に機能が低下している場合、両方の機能を補助するために２個のポンプを用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、左心右心共に機能低下が見られ、その機能低下の程度が左心と右心で異なる場合、それぞれに対しポンプにより補助すべき血流量が異なる。また、機能低下の程度は、患者ごとに異なるので、補助すべき血流量も患者ごとに異なったものとなる。したがって、２個のポンプの流量は、患者ごとに左右個別に調整できることが要求される。また、吐出圧についても、左心は全身循環系であるため１００ｍｍＨｇ程度であり、一方右心は肺循環系であるので２０ｍｍＨｇ程度と、これらも異なっている。
【０００４】
このように、左心と右心に対応して２個のポンプを用いる場合、左心房と右心房でその流量、圧力が大きく異なるために、別々のポンプを用いる必要がある。よって、全体として外形が大きくなり、生体内に埋め込むことが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、左心と右心に対応して、異なる条件で運転可能な２個のポンプであって、小型のもの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】
前述の課題を解決するために、本発明に係る血液ポンプは、隔壁により隔てられた第１および第２の羽根車室を有するケーシングと、第１の羽根車室内に納められた第１の羽根車と、第２の羽根車室内に納められた第２の羽根車と、前記第１および第２の羽根車を支持し、少なくとも一方の羽根車を回動可能に支持する共通の支持軸と、前記第１および第２の羽根車の各々に対して設けられ、独立して前記各々の羽根車を駆動可能な第１および第２の羽根車駆動手段と、前記ケーシングに設けられ、第１の羽根車に対応する第１の吸込管と、前記ケーシングに設けられ、第２の羽根車に対応する第２の吸込管と、前記ケーシングに設けられ、第１の羽根車に対応する第１の吐出管と、前記ケーシングに設けられ、第２の羽根車に対応する第２の吐出管と、を有し、前記第１および第２の羽根車を前記第１および第２の羽根車駆動手段により別個に制御することによって、第１の吐出管と第２の吐出管より別個に血液を送り出す。
【０００７】
さらに、前記支持軸は、それ自身も前記ケーシングに回転可能に支持されるようにすることができる。
【０００８】
さらに、前記第１および第２の羽根車は、羽根車の前面を向かい合わせて配置され、前記第１および第２の羽根車駆動手段は、それぞれの羽根車の、羽根が立設される台座に設けられた永久磁石と、前記永久磁石と、羽根車の軸方向において対向するステータとを有するものとすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。図１には、本実施形態の血液ポンプ１０の概略構成が示されている。血液ポンプ１０は、吸込側を向かい合わせて配置された羽根車１２，１４を有している。羽根車１２，１４は、図示するように羽根１６，１８の前面にシュラウドを持たず、羽根１６，１８が台座２０，２２に立設されたセミオープンインペラ型であり、後面の台座２０，２２内には、永久磁石２３，２４が埋め込まれている。羽根車１２，１４はケーシング２５に設けられた二つの羽根車室２６，２８にそれぞれ納められている。ケーシング２５の中心には、羽根車１２，１４を支持する支持軸３０が配置されている。支持軸３０の両端には球状端部３２，３３が設けられて、この球状端部３２，３３が、ケーシング２５に設けられた保持凹部３４，３５内に納まり、支持軸３０の位置決めが行われる。支持軸３０の長さは、二つの保持凹部３４，３５の間隔より若干短くなっており、このため、球状端部３２，３３と保持凹部３４，３５の間には、わずかの間隙が形成されうる。支持軸３０はさらにその中央付近で、二つの羽根車室を隔てている隔壁３６に設けられた軸保持部３８によっても、緩く保持されている。軸保持部３８と支持軸３０の隙間には、二つの羽根車１２，１４の吸込側の圧力差により血液の流れが発生し、血液の滞留が防止される。このように、二つの羽根車室２６，２８の間で、血液が混流するが、その量はわずかであるので、本実施形態では、血液の滞留を防止するためにこの部分にシールを設けていない。ケーシング２５には、二つの羽根車１２，１４のそれぞれに対応して吸込管４０，４２と吐出管４４，４６が設けられている。これらの吸込管４０，４２、吐出管４４，４６のそれぞれは、羽根車１２，１４の回転軸に略直交する平面内に配置される。よって、これらの管に接続される配管の取り回しが容易となる。
【００１０】
羽根車１２，１４は、支持軸３０に対して回動可能に支持される。また、台座２０，２２の、支持軸３０に隣接する部分には、図２に示すように、これを貫通する貫通孔４８が設けられている。図２は、羽根車１２を示しているが、羽根車１４も全く同様の構成であり、貫通孔４９が設けられている。貫通孔４８，４９は、羽根車１２，１４の支持軸３０が通る孔と連通するよう設けられ、貫通孔４８，４９間の羽根車１２，１４の残っている部分によって支持軸３０に対し位置決めが行われる。羽根車１２，１４の前後の圧力差により、羽根車１２，１４の後ろから前の吸入側に向けて貫通孔４８，４９を通る血流が形成される。これによって、羽根車１２，１４後側の台座２０，２２とケーシング２５の間、特に支持軸３０の周囲に血液が滞留することを防止することができる。
【００１１】
ケーシング２５の軸方向外側には、羽根車１２，１４の各々に対応して、ステータ５０，５２が配置される。ステータ５０，５２は、ステータケース５４，５６内に納められている。ステータのコア５８，６０の先端は、羽根車内に配置された永久磁石２３，２４に対向する位置に配置されている。また、コア５８，６０には、導線が巻回されてコイル６２，６４が形成されている。
【００１２】
ステータ５０，５２に電力を供給することによって、回転磁界が発生し、この回転磁界と永久磁石２３，２４の相互作用により、羽根車１２，１４が回転する。すなわち、ステータ５０，５２と永久磁石２３，２４が羽根車１２，１４を回転駆動する羽根車駆動手段として機能する。この羽根車１２，１４の回転によって血液が送り出される。二つのステータ５０，５２に供給される電力を調整、特にその周波数を調整することによって、二つの羽根車１２，１４を異なる速度で回転させることができる。前述のように、羽根車１２，１４は支持軸３０にそれぞれ回動可能に支持されているので、異なる速度での回転が許容される。なお、二つの羽根車が異なる速度で回転するためには、支持軸に対し少なくとも一方が回動可能となっていればよい。
【００１３】
図３には、本発明の他の実施形態が示されている。前述の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態に特徴的なことは、ステータケース１５４，１５６内の、支持軸の球状端部３２，３３に対向する部分に、ギャップセンサ１６６，１６８が設けられている点である。ギャップセンサ１６６，１６８は、球状端部３２，３３までの距離を検出する。この検出値に基づき、ステータ５０，５２に供給される電力が調整され、羽根車１２，１４を吸引する力が調整される。これによって、球状端部３２，３３と保持凹部３４，３５の接触圧が軽減される。前記接触圧が０となることが好ましい。
【００１４】
以上のように、本実施形態においては、二つの羽根車の回転速度を別個とすることができるので、両羽根車の吐出量を独立して調整することができる。また、羽根車内に永久磁石を埋め込み、羽根車をモータのロータとして機能させることにより、小型化することができる。さらに、羽根車を貫通する孔を設けたので、羽根車背面での血流の滞留を防止することができ、血栓の形成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図２】 羽根車の形状を示す図である。
【図３】 他の実施形態の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 血液ポンプ、１２，１４ 羽根車、２０，２２ 台座、２３，２４ 永久磁石、２５ ケーシング、３０ 支持軸、３２，３３ 球状端部、３４，３５保持凹部、４８，４９ 貫通孔、５０，５２ ステータ、５４，５６ ステータケース。
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の心臓に代わって、またはこれを補助して血液を送り出す血液ポンプに関し、特に２カ所に向けて血液を送り出すポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体の心臓の機能低下を補う目的で、血液を送り出す血液ポンプが使用されている。心臓は、左心より肺へ血液を送り、肺から戻った血液を右心により全身へと送る。したがって、左心、右心共に機能が低下している場合、両方の機能を補助するために２個のポンプを用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、左心右心共に機能低下が見られ、その機能低下の程度が左心と右心で異なる場合、それぞれに対しポンプにより補助すべき血流量が異なる。また、機能低下の程度は、患者ごとに異なるので、補助すべき血流量も患者ごとに異なったものとなる。したがって、２個のポンプの流量は、患者ごとに左右個別に調整できることが要求される。また、吐出圧についても、左心は全身循環系であるため１００ｍｍＨｇ程度であり、一方右心は肺循環系であるので２０ｍｍＨｇ程度と、これらも異なっている。
【０００４】
このように、左心と右心に対応して２個のポンプを用いる場合、左心房と右心房でその流量、圧力が大きく異なるために、別々のポンプを用いる必要がある。よって、全体として外形が大きくなり、生体内に埋め込むことが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、左心と右心に対応して、異なる条件で運転可能な２個のポンプであって、小型のもの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】
前述の課題を解決するために、本発明に係る血液ポンプは、隔壁により隔てられた第１および第２の羽根車室を有するケーシングと、第１の羽根車室内に納められた第１の羽根車と、第２の羽根車室内に納められた第２の羽根車と、前記第１および第２の羽根車を支持し、少なくとも一方の羽根車を回動可能に支持する共通の支持軸と、前記第１および第２の羽根車の各々に対して設けられ、独立して前記各々の羽根車を駆動可能な第１および第２の羽根車駆動手段と、前記ケーシングに設けられ、第１の羽根車に対応する第１の吸込管と、前記ケーシングに設けられ、第２の羽根車に対応する第２の吸込管と、前記ケーシングに設けられ、第１の羽根車に対応する第１の吐出管と、前記ケーシングに設けられ、第２の羽根車に対応する第２の吐出管と、を有し、前記第１および第２の羽根車を前記第１および第２の羽根車駆動手段により別個に制御することによって、第１の吐出管と第２の吐出管より別個に血液を送り出す。
【０００７】
さらに、前記支持軸は、それ自身も前記ケーシングに回転可能に支持されるようにすることができる。
【０００８】
さらに、前記第１および第２の羽根車は、羽根車の前面を向かい合わせて配置され、前記第１および第２の羽根車駆動手段は、それぞれの羽根車の、羽根が立設される台座に設けられた永久磁石と、前記永久磁石と、羽根車の軸方向において対向するステータとを有するものとすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。図１には、本実施形態の血液ポンプ１０の概略構成が示されている。血液ポンプ１０は、吸込側を向かい合わせて配置された羽根車１２，１４を有している。羽根車１２，１４は、図示するように羽根１６，１８の前面にシュラウドを持たず、羽根１６，１８が台座２０，２２に立設されたセミオープンインペラ型であり、後面の台座２０，２２内には、永久磁石２３，２４が埋め込まれている。羽根車１２，１４はケーシング２５に設けられた二つの羽根車室２６，２８にそれぞれ納められている。ケーシング２５の中心には、羽根車１２，１４を支持する支持軸３０が配置されている。支持軸３０の両端には球状端部３２，３３が設けられて、この球状端部３２，３３が、ケーシング２５に設けられた保持凹部３４，３５内に納まり、支持軸３０の位置決めが行われる。支持軸３０の長さは、二つの保持凹部３４，３５の間隔より若干短くなっており、このため、球状端部３２，３３と保持凹部３４，３５の間には、わずかの間隙が形成されうる。支持軸３０はさらにその中央付近で、二つの羽根車室を隔てている隔壁３６に設けられた軸保持部３８によっても、緩く保持されている。軸保持部３８と支持軸３０の隙間には、二つの羽根車１２，１４の吸込側の圧力差により血液の流れが発生し、血液の滞留が防止される。このように、二つの羽根車室２６，２８の間で、血液が混流するが、その量はわずかであるので、本実施形態では、血液の滞留を防止するためにこの部分にシールを設けていない。ケーシング２５には、二つの羽根車１２，１４のそれぞれに対応して吸込管４０，４２と吐出管４４，４６が設けられている。これらの吸込管４０，４２、吐出管４４，４６のそれぞれは、羽根車１２，１４の回転軸に略直交する平面内に配置される。よって、これらの管に接続される配管の取り回しが容易となる。
【００１０】
羽根車１２，１４は、支持軸３０に対して回動可能に支持される。また、台座２０，２２の、支持軸３０に隣接する部分には、図２に示すように、これを貫通する貫通孔４８が設けられている。図２は、羽根車１２を示しているが、羽根車１４も全く同様の構成であり、貫通孔４９が設けられている。貫通孔４８，４９は、羽根車１２，１４の支持軸３０が通る孔と連通するよう設けられ、貫通孔４８，４９間の羽根車１２，１４の残っている部分によって支持軸３０に対し位置決めが行われる。羽根車１２，１４の前後の圧力差により、羽根車１２，１４の後ろから前の吸入側に向けて貫通孔４８，４９を通る血流が形成される。これによって、羽根車１２，１４後側の台座２０，２２とケーシング２５の間、特に支持軸３０の周囲に血液が滞留することを防止することができる。
【００１１】
ケーシング２５の軸方向外側には、羽根車１２，１４の各々に対応して、ステータ５０，５２が配置される。ステータ５０，５２は、ステータケース５４，５６内に納められている。ステータのコア５８，６０の先端は、羽根車内に配置された永久磁石２３，２４に対向する位置に配置されている。また、コア５８，６０には、導線が巻回されてコイル６２，６４が形成されている。
【００１２】
ステータ５０，５２に電力を供給することによって、回転磁界が発生し、この回転磁界と永久磁石２３，２４の相互作用により、羽根車１２，１４が回転する。すなわち、ステータ５０，５２と永久磁石２３，２４が羽根車１２，１４を回転駆動する羽根車駆動手段として機能する。この羽根車１２，１４の回転によって血液が送り出される。二つのステータ５０，５２に供給される電力を調整、特にその周波数を調整することによって、二つの羽根車１２，１４を異なる速度で回転させることができる。前述のように、羽根車１２，１４は支持軸３０にそれぞれ回動可能に支持されているので、異なる速度での回転が許容される。なお、二つの羽根車が異なる速度で回転するためには、支持軸に対し少なくとも一方が回動可能となっていればよい。
【００１３】
図３には、本発明の他の実施形態が示されている。前述の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態に特徴的なことは、ステータケース１５４，１５６内の、支持軸の球状端部３２，３３に対向する部分に、ギャップセンサ１６６，１６８が設けられている点である。ギャップセンサ１６６，１６８は、球状端部３２，３３までの距離を検出する。この検出値に基づき、ステータ５０，５２に供給される電力が調整され、羽根車１２，１４を吸引する力が調整される。これによって、球状端部３２，３３と保持凹部３４，３５の接触圧が軽減される。前記接触圧が０となることが好ましい。
【００１４】
以上のように、本実施形態においては、二つの羽根車の回転速度を別個とすることができるので、両羽根車の吐出量を独立して調整することができる。また、羽根車内に永久磁石を埋め込み、羽根車をモータのロータとして機能させることにより、小型化することができる。さらに、羽根車を貫通する孔を設けたので、羽根車背面での血流の滞留を防止することができ、血栓の形成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図２】 羽根車の形状を示す図である。
【図３】 他の実施形態の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 血液ポンプ、１２，１４ 羽根車、２０，２２ 台座、２３，２４ 永久磁石、２５ ケーシング、３０ 支持軸、３２，３３ 球状端部、３４，３５保持凹部、４８，４９ 貫通孔、５０，５２ ステータ、５４，５６ ステータケース。
Claims (3)
- 隔壁により隔てられた第１および第２の羽根車室を有するケーシングと、
第１の羽根車室内に納められた第１の羽根車と、
第２の羽根車室内に納められた第２の羽根車と、
前記第１および第２の羽根車を支持し、少なくとも一方の羽根車を回動可能に支持する共通の支持軸と、
前記第１および第２の羽根車の各々に対して設けられ、独立して前記各々の羽根車を駆動可能な第１および第２の羽根車駆動手段と、
前記ケーシングに設けられ、第１の羽根車に対応する第１の吸込管と、
前記ケーシングに設けられ、第２の羽根車に対応する第２の吸込管と、
前記ケーシングに設けられ、第１の羽根車に対応する第１の吐出管と、
前記ケーシングに設けられ、第２の羽根車に対応する第２の吐出管と、
を有し、
前記第１および第２の羽根車を前記第１および第２の羽根車駆動手段により別個に制御することによって、第１の吐出管と第２の吐出管より別個に血液を送り出す、
血液ポンプ。 - 請求項１に記載の血液ポンプであって、前記支持軸は、それ自身も前記ケーシングに回転可能に支持されている、血液ポンプ。
- 請求項１または２に記載の血液ポンプであって、
前記第１および第２の羽根車は、羽根車の前面を向かい合わせて配置され、
前記第１および第２の羽根車駆動手段は、それぞれの羽根車の、羽根が立設される台座に設けられた永久磁石と、前記永久磁石と、羽根車の軸方向において対向するステータとを有する、
血液ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23831799A JP4176251B2 (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 血液ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23831799A JP4176251B2 (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 血液ポンプ |
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|---|---|
| JP2001061957A JP2001061957A (ja) | 2001-03-13 |
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Family
ID=17028421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23831799A Expired - Fee Related JP4176251B2 (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 血液ポンプ |
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-
1999
- 1999-08-25 JP JP23831799A patent/JP4176251B2/ja not_active Expired - Fee Related
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