JP5634392B2 - 医療用具に所定の脈圧を適用するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、医療用具に所定の脈圧を適用するための装置に関する。

以下の記述において、「医療用具」という用語は、チューブ、カテーテル、衣服又は他の任意の医療用具を指すものと理解すべきである。

概念的な用語として、心臓血管系とは、内皮細胞によって仕切られた加圧式流体閉回路である。これら内皮細胞の機能は、血管内の圧力変化を引き起こす心臓の脈動によって調節され、したがって細胞の剪断、刺激がもたらされる。これら接線方向の剪断応力は、一酸化窒素合成（ＮＯＳ）による血管緊張、血液凝固、炎症反応、免疫性、アテローム性動脈硬化症、血管形成及びアポトーシスを含む内皮機能を維持するために不可欠である。内皮機能は、胚形成、形態形成、器官形成を制御して身体の健康を保つため、極めて重要である。

例えば疾病又は外科手術など、この回路への介入は、場合によっては厳しい結果を伴う内皮の機能不全を引き起こす。

循環補助の分野では、現在、多数の脈動装置が使用されている。これらには、例えば増強体外式カウンター・パルセイション（ＥＥＣＰ）装置、左心室補助装置（ＬＶＡＤ）、大動脈内バルーン・ポンプ（ＩＡＢＰ）などが含まれる。

しかし、この脈動機能を生成するために、利用可能な現行の脈動装置は、複雑なコンピュータ・システム、心電図、心肺モニタ、警報装置などを備えたコンソールを必要とする。しかし、これらコンソールは全て高価で非常にかさばり、また適切に機能するためには、相応に訓練された看護スタッフ、並びに技術者及び専門家を必要とする。

したがって、本発明は、医療用具に所定の脈圧を適用するための新規な装置によって、既存の装置を簡易化することを提案するものである。

医療用具に所定の脈圧を適用するための前記装置は、
高圧連続流の流体供給源から流体を引き出すのに適した引き出し手段と、
前記流体を低圧脈動流の流体に変換するのに適した変換手段と、
前記流体を低圧脈動流の形で前記医療用具に適用するための少なくとも１つの適用手段と、
前記流体を排出するための手段と
を有している。

前記装置は、既存のコンソールよりずっと単純で、且つサイズが小さいという利点を有している。したがって製造及び操作に関する費用が軽減される。

本発明による装置は、医療用具に適用される脈動を、単一の高圧連続流の流体供給源によって生成するという利点を提供する。この流体供給源は、例えば加圧されたガス又は液体のシリンダなど、任意の医療装備を備えた部屋に見られる流体供給源であってよい。

本発明による装置は、そのサイズにもかかわらず、あらゆるタイプの医療用具、特に既存の医療用具に適するようにすることができる。

例えば、医療用具はバルーン・カテーテルとすることができ、その場合、適用手段は、本発明による装置をカテーテル・バルーンに接続する流体接続ポートに接続される。本発明による装置からの流体は、脈動式にバルーンへ循環し、バルーンが脈動的な拡張／収縮運動を行い、脈動するカテーテルをもたらす。

本発明の一実施例において、本発明による装置はさらに囲い（エンクロージャ）を有し、この囲いは、
有限の液量を引き出すために、高圧連続流の流体供給源に一時的に取り付けるのに適しており、
引き出し手段に取り付けられて、その内部に含まれる有限の液量を引き出すことを可能にするものであり、また
排出手段に取り付けられて、閉じた流体回路を生成する。

この囲いの存在により、有限体積の高圧流体を引き出すことが可能になる。この体積の流体が引き出された後、囲い（すなわち本発明による装置）と流体供給源との間の取り付けを解除することができる。その後、本発明による装置は自律的な装置になる。

囲いの引き出し手段及び排出手段への取り付けは、任意選択で永久的なものにしてもよい。

排出手段が前記囲いに接続されるので、本発明による装置は閉じた流体回路を有する。それゆえ流体の損失がない。本発明による装置は、引き出された体積が囲い−変換手段−適用手段−排出手段の回路全体を満たすのに十分なものであれば、持ち運び可能な形で動作することができる。

本発明の一実施例において、本発明による装置は、２つの端部を有する中空体をさらに有しており、この中空体の周縁から中心に向かって、外壁、中空チャンバ及び可撓性膜が、医療用具を挿入するのに適した両方の端部をつなぐ貫通通路を画定しており、前記適用手段は前記外壁を貫通して中空チャンバに通じ、且つ可撓性膜に脈圧を適用するのに適しており、また排出手段は、中空チャンバから出て前記外壁を貫通している。

動作中、医療用具は貫通通路に挿入され、低圧脈動流の形の流体が、中空チャンバを介して可撓性膜に適用される。可撓性膜は加圧／減圧運動を受け、それが医療用具に伝えられる。したがって医療用具は脈動する装置になる。

他の実施例において、本発明による装置は、先に明示した囲い及び先に明示した中空体をさらに有している。

本発明の一実施例において、前記変換手段は、ピストン−ばね及び区画室のシステムである。

区画室に関連付けられたこのピストン−ばね組立体は、定常的な高圧流体供給源を、律動的な低圧流体の脈動に変換するための比較的単純なシステムである（以下参照）。

一実施例では、前記変換手段は電気機械的に制御される。

電気機械的な制御が存在することにより、オペレータがピストン−ばねの動作を制御すること、したがって所望の脈動周波数及び圧力を選択することが可能になる。

一実施例において、本発明による装置は、監視及び警告手段をさらに有している。こうした監視及び警告手段により、例えば流体の漏出を検知すること、患者の血中の酸素含有量又は患者の心拍数を測定すること、及び危険が生じた場合に警告を発すること、及び／又は装置からの脈動を停止することが可能になる。

特定の一実施例では、電気機械的制御及び／又は監視及び警告手段は、例えばその後のオペレータの問合せに適したデータベースを作成することにより、イベント・ログを記録する。

添付図面を参照することにより、本発明がより明確に理解されるであろう。

脈圧を適用するための本発明の第１の実施例に関する概略図である。 装置が囲いを有している、本発明の第２の実施例に関する概略図である。 装置が中空体を有している、本発明の第３の実施例に関する概略図である。

図面において、同じ参照番号（１の位及び１０の位）は図面間で対応する構造を指し、様々な別の実施例は１００の桁によって識別される。

図面において、流体の循環は矢印によって表されている。

図１は、本発明による装置１０１を縦断面図として概略的に示している。概略的に示した全体的に長い形状を有するこの装置は、一端から他端に向かい連続して、引き出し手段２、変換手段３、この実施例では流体を本発明による装置の外側に排出する流体排出手段１０４、及び適用手段１０５を有している。

引き出し手段２及び適用手段１０５は、一般的に、ただし必ずではないが、引き出し手段を流体供給源に接続する高圧コード、及び適用手段を医療用具に接続する低圧コードによって延長される。

引き出し手段２は、２つの端部を有する（図１ではほぼ台形の形状を有する）チューブの形にすることができる。引き出し手段２の第１の端部６は、高圧コードを介して、又は直接、医療装備の整った部屋の壁に沿って存在するガス・シリンダ又はガス・サプライにしっかりと取り付けるのに適している。引き出し手段の第２の端部７は、変換手段３に取り付けられる。

引き出し手段２及び変換手段３は、一体化してもよい。

変換手段３は、図１の実施例では、ピストン８Ａ（区画室の内側に位置する高圧ピストン）及び８Ｂ（区画室の外側に位置する低圧ピストン）、並びに２つの入口を有する区画室１１のいずれかの側に位置決めされたチューブ１０に挿入されるばね９Ａ（引張ばねである高圧ばね）及び９Ｂ（圧縮ばねである低圧ばね）からなる組立体を有している。ピストン８Ａ及び８Ｂは、動作時に区画室１１の入口を規則正しく開閉する。チューブ１０の一端は引き出し手段２に取り付けられ、他端は、この図では適用手段１０５からなる。変換手段３は、電気機械的に制御してもよい（図１に制御装置は示されていない）。

排出手段１０４は、適用手段１０５からなる端部のところでチューブ１０の部分上に位置している。この排出手段１０４は、例えば一方向弁とすることができる。

動作中、本発明による装置１０１をバルーン式の医療用具と共に使用する場合には、この実施例ではチューブ１０の一端である適用手段１０５が、任意選択の低圧コードを介して流体接続ポート（図示せず）に接続され、次いで医療用具のバルーンに接続される。引き出し手段２は、任意選択の高圧コードを介して、高圧連続流の流体供給源、例えばガス・シリンダ（ここには示されていない）に取り付けられる。この流体供給源は、０．５〜３０バールの圧力を有することができる。実施可能な動作は次の通りである。まず、高圧ピストン８Ａを区画室１１の内側に向かって押し戻すことにより、連続流の高圧流体供給源から引き入れた高圧流体が区画室１１に入る。次いで、区画室１１の内側の圧力が高圧流体の圧力に等しくなると、連続する流体流れと反対の方向に作用する高圧ばね９Ａが、ピストン８Ａを区画室１１の外側に向かって引っ張り、区画室１１を密閉する。区画室１１の他方の側では、区画室１１とチューブ１０の内側との間の圧力差によって、低圧ピストン８Ｂが区画室１１の外側に向かって押し戻される。流体は区画室１１から出て、区画室１１より圧力の低いチューブ１０へ向かう。区画室１１内の圧力が低下するため、低圧ばね９Ｂが低圧ピストン８Ｂを区画室１１に向かって押し戻す。このようにして低圧流体の脈動が生成される。１つの動作順序を記載してきたが、この「ピストン−ばね−区画室システム」は永久的に平衡状態にあり、適用手段１０５に向けられる低圧流体の脈動を規則正しく生成することを理解すべきである。

好ましい一実施例では、ピストン−ばね−区画室システムは、電気機械的な制御装置に結合される。このようにして、オペレータが電気機械的な制御装置に与えた情報に従って、各脈動の脈動周波数及び圧力が、前記制御装置上でこれらのデータをプログラミングすることによって選択されてもよい。例えば脈動速度は、１分当たり１０〜３００回とすることができる。この速度は、患者の心拍数に設定されてもよい。

バルーン式の医療用具の場合、流体は脈動式に適用手段１０５から、流体接続手段を介して医療用具のバルーンへ循環し、排出手段によって排出される。その後のバルーンの拡張／収縮が、医療用具に対する脈圧を生じさせる。

図１は単一の適用手段１０５を示している。しかし、本発明による装置は、１つ又は複数の適用手段を有することができる。例えば、医療用具が衣服であるとき、第１の適用手段を（第１の脈動周波数及び圧力で）下半身着衣に、第２の適用手段を（第２の脈動周波数及び圧力で）腰部分に、第３の適用手段を（第３の脈動周波数及び圧力で）上半身着衣に有するように想定することができる。

図２は、本発明による装置２０１が囲い１２を有し、排出手段２０４が前記囲い１２に接続される点において図１のものと異なる本発明の第２の実施例を示している。

囲い１２は、２つの相対する側に、囲いへの通路を概略的に表す２つの突起１２Ａ及び１２Ｂを有する立方体の形で概略的に示されている。少なくとも端部１２Ｂは、密閉又は開放された位置に存在するのに適した通路である。第１の突起１２Ａは引き出し手段２の端部６に取り付けられ、第２の突起１２Ｂは、高圧連続流の流体供給源への取り付けに適している。

この実施例では、装置２０１は、囲い１２を介し、端部１２Ｂで高圧連続流の流体供給源に取り付けられる。動作中、端部１２Ｂは開放され、有限の液量が流体供給源から引き出され、端部１２Ｂを密閉することによって囲い１２の中に閉じ込められる。次いで、前記囲い１２が流体供給源から取り外される。したがって、装置２０１は自律した状態になる。

この装置２０１の自律性を完全なものにするために、排出手段２０４が前記囲い１２に接続され、したがって閉じた流体回路を生成する（明らかに、流体を低圧の排出手段から高圧の囲い１２の中に押し出すための圧縮手段が認識されるべきである）。

動作中、本発明による装置２０１をバルーン式の医療用具と共に使用する場合には、ピストン−ばね−区画室システムが流体を囲い１２から低圧脈動流に分配する。流体脈動の経路について述べると、脈動は適用手段２０５及び流体接続ポートを介して循環し、医療用具のバルーンを膨張させる。次いでこの流体の脈動は排出手段２０４に戻り、そこで加圧されて囲い１２に経路指定されるが、他の脈動は適用手段２０５を出て医療用具のバルーンに向かう。

図３は、本発明による装置３０１が前記適用手段３０５に取り付けられた中空体１３を有している点において図１のものと異なる本発明の第３の実施例を示している。前記中空体１３は、円形の断面を有する円筒形であることが好ましく、外壁１４、並びに２つの端部１５及び１６を有している。前記中空体１３は可撓性膜１７を含み、可撓性膜１７はやはり円筒形であり、２つの端部１５及び１６に接続し、貫通通路１８を画定する。外壁１４と可撓性膜１７の間に、中空チャンバ１９が作成される。

この実施例は、例えば以下に説明するチューブなど、バルーンのない医療用具に対して脈動を生成する。

前記中空体１３が存在するため、適用手段３０５は流体接続ポートには接続されず、外壁１４を貫通して中空チャンバ１９に通じ、また中空チャンバ１９からの排出手段３０４も外壁１４を貫通している。例えば排出手段３０４は、適用手段３０５の位置に対して正反対の位置に存在することができる。

装置３０１が動作していないとき、貫通通路１８はバーによって占有されていてもよく、それぞれの端部１５、１６には、貫通通路１８を密閉するキャップを取り付けてもよい。このバー及びこれらのキャップが存在することにより、動作していないとき、脈圧を適用する装置に空所（ｖａｃｕｕｍ）の存在が排除される。したがって、どんな種類の汚染物質も、本発明による装置を汚染しないようにすることができる。

動作の際には、バー及びキャップが装置３０１から取り外される。バーの代わりに医療用具が挿入され、流体供給源（図示せず）が開放される。

変換手段３からの低圧脈動流の流体は、適用手段３０５を介して中空チャンバ１９へ循環する。その場合、２つの実施例が想定される。

第１に、中空チャンバ１９に入る低圧流体の脈動は、可撓性膜１７のある点に圧力を加え、前記圧力が医療用具に伝わる。次いで、流体は中空チャンバ１９の中に分散され、医療用具は圧力を受けなくなる。次いで、排出手段３０４のみが装置から流体を流出させるように働く。この動作がそれぞれの脈動に対して繰り返され、したがって、脈動的な加圧／減圧運動を受ける医療用具が得られる。

第２の実施例では、低圧流体の脈動は、前記中空チャンバ１９の容量より大きい流体体積に相当し、それによって可撓性膜１７を医療用具に押し付ける。次いで、排出手段３０４が開放され、中空チャンバ１９からこの過剰な流体を流出させ、膜１７は医療用具の壁に押し付けられなくなる。この動作がそれぞれの脈動に対して繰り返され、やはり脈動的な加圧／減圧運動を受ける医療用具が得られる。

本発明は、記述され図示された実施例に限定されない。例えば変換手段において、ピストン−ばねシステムの代わりに止め弁システムを想定することができる。同様に、本発明による装置の一実施例は、囲い１２及び中空体１３を関係付けることが可能である。

Claims (5)

1. 医療用具に所定の脈圧を適用するための装置であって、
   高圧連続流の流体供給源から流体を引き出すのに適した引き出し手段と、
   前記流体を低圧脈動流の流体に変換するのに適した変換手段と、
   前記流体を低圧脈動流の形で前記医療用具に適用するための少なくとも１つの適用手段と、
   前記流体を排出するための排出手段と
   を有し、
   前記変換手段は、ピストン−ばね及び区画室システム又は止め弁システムであることを特徴とする医療用具に所定の脈圧を適用するための装置。
2. 前記装置が囲いをさらに有し、該囲いが、
   有限の液量を引き出すために、前記高圧連続流の流体供給源に一時的に取り付けるのに適しており、
   前記引き出し手段に取り付けられて、その内部に含まれる前記有限の液量を引き出すことを可能にしており、
   前記排出手段に取り付けられ、閉じた流体回路を生成している
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療用具に所定の脈圧を適用するための装置。
3. 前記装置が、２つの端部を有する中空体をさらに有しており、前記中空体の周縁から中心に向かって、外壁、中空チャンバ及び可撓性膜が、医療用具を挿入するのに適した両方の端部をつなぐ貫通通路を画定しており、前記適用手段が前記外壁を貫通して前記中空チャンバに通じ、そして前記可撓性膜に脈圧を適用するのに適したものになっており、また前記排出手段が前記中空チャンバから出て、やはり前記外壁を貫通していることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用具に所定の脈圧を適用するための装置。
4. 前記変換手段が、電気機械的に制御されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の医療用具に所定の脈圧を適用するための装置。
5. 前記装置が、監視及び警告手段をさらに有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の医療用具に所定の脈圧を適用するための装置。

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