JP6185974B2 - 拡張可能脈管ポンプ - Google Patents
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Description
(項目1)
血管系内で流動を誘発するためのポンプであって、
上記血管系内における展開のための第1の構成と、上記血管系内における流体流動を指向するための第2の構成とを有し、上記第2の構成は、上記第1の構成より大きい直径を有する、カニューレと、
軸を中心とする回転によって、上記カニューレを通して、上記流体流動を誘発するように構成される、インペラであって、上記第1の構成における第1の半径と、上記第2の構成における第2の半径とを有し、上記第2の半径は、上記第1の半径より大きい、インペラと
を備える、ポンプ。
(項目2)
上記カニューレの近位端まで延在するカテーテルをさらに備え、上記カテーテルは、上記血管系内に上記カニューレを位置付けるように構成される、項目1に記載のポンプ。
(項目3)
上記カテーテルと同軸に延在し、上記インペラに回転可能に連結される、駆動シャフトをさらに備える、項目2に記載のポンプ。
(項目4)
上記駆動シャフトは、上記カテーテル内の軸方向運動によって、上記動作可能位置と上記展開用構成との間において、上記カニューレを調節するように構成される、項目3に記載のポンプ。
(項目5)
上記駆動シャフトは、上記カテーテル内の軸方向運動によって、上記動作可能位置と上記展開用構成との間において、上記インペラを位置付けるように構成される、項目3に記載のポンプ。
(項目6)
上記ポンプを上記血管系内に保定するためのバルーンをさらに備える、項目1に記載のポンプ。
(項目7)
上記カニューレは、第1の軸方向区画と第2の軸方向区画との間に首部を備え、上記首部は、上記ポンプを上記血管系内に保定するために構成される、項目1に記載のポンプ。
(項目8)
上記カニューレは、上記カニューレ内外への上記流体の垂直流動のための複数の開口部を備える、項目7に記載のポンプ。
(項目9)
上記インペラのブレード角度は、上記カニューレの入口部分から上記カニューレの出口部分に向かって減少する、項目1に記載のポンプ。
(項目10)
上記ブレード角度は、上記カニューレの入口部分と上記カニューレの出口部分との間で対数的に減少する、項目9に記載のポンプ。
(項目11)
上記カニューレは、実質的に上記インペラ軸に沿って配向される、複数の縦方向フレーム部材を備える、項目1に記載のポンプ。
(項目12)
上記縦方向フレーム部材は、上記カニューレの近位部分および遠位部分内で、軸方向および半径方向に延在し、上記近位部分と遠位部分との間の上記カニューレの中央部分内で、実質的に軸方向に延在する、項目11に記載のポンプ。
(項目13)
上記中央部分内のカニューレを中心として円周方向に延在する、円周方向支持部材をさらに備える、項目12に記載のポンプ。
(項目14)
上記カニューレ内に配置される、整流器をさらに備える、項目1に記載のポンプ。
(項目15)
上記カニューレの遠位先端に位置付けられる、機械的連結要素をさらに備え、上記機械的連結要素は、上記カニューレを上記血管系内の心臓壁に結合するように構成される、項目1に記載のポンプ。
(項目16)
デバイスであって、
循環系内における展開のための圧潰構成と、上記循環系内における流体流動を指向するための拡張構成とを有し、上記拡張構成は、上記圧潰構成より大きい直径を有する、カニューレと、
軸を中心とする回転によって、上記カニューレを通して、上記流体流動を誘発するように構成される、インペラであって、上記圧潰構成より上記拡張構成において、より大きな半径を有する、ブレードを備える、インペラと、
上記カニューレの近位端まで延在するカテーテルであって、上記カニューレを上記循環系内に位置付けるために構成される、カテーテルと
を備える、デバイス。
(項目17)
上記カニューレは、上記カニューレに対して軸方向に固定される第1の端部と、上記第1の端部および上記カニューレに対して軸方向に遊離する第2の端部とを備える、項目16に記載のデバイス。
(項目18)
上記カニューレを支持するための複数の支持部材をさらに備え、上記支持部材は、上記カニューレの上記第1の端部および第2の端部における近位区画および遠位区画内で、軸方向におよび半径方向に延在し、それらの間で、実質的に軸方向に延在する、項目17に記載のデバイス。
(項目19)
上記インペラに回転可能に連結され、上記カテーテルに対して同軸に配向される、駆動シャフトをさらに備え、上記カニューレの上記第1の端部から上記カニューレの上記第2の端部までの軸に沿って延在する、駆動シャフトをさらに備える、項目18に記載のデバイス。
(項目20)
上記カニューレの近位端から遠位端に延在する複数の縦方向部材と、上記近位端と遠位端との間に上記カニューレを中心として円周方向に延在する円周方向支持部材とを備える、支持部材をさらに備える、項目18に記載のデバイス。
(項目21)
方法であって、
展開用構成において、カニューレを血管系内に挿入するステップであって、上記カニューレは、上記展開用構成より実質的に大きい直径を伴う、動作可能構成を有する、ステップと、
上記カニューレを循環系内の所望の場所に誘導するステップと、
上記カニューレを動作構成に拡張するステップと、
インペラを上記カニューレ内に拡張するステップと、
上記カニューレ内の軸を中心として、上記インペラを回転させ、上記血管系を通して、流体を駆動させるステップと
を含む、方法。
(項目22)
上記カニューレを拡張するステップは、上記カニューレの近位端および遠位端の相対的軸方向運動を含む、項目21に記載の方法。
(項目23)
上記カニューレを拡張する間、上記カニューレの近位端および遠位端を半径方向に支持するステップをさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
上記インペラを拡張するステップは、上記インペラに、上記カニューレの入口部分から上記カニューレの出口部分に向かって画定される、減少ブレード角度を提供する、項目21に記載の方法。
(項目25)
上記カニューレの端部を上記血管系に取着するステップをさらに含む、項目21に記載の方法。
一般に、本開示のインペラの種々の実施形態は、1つ以上の概して可動性かつ可撓性の剛性または半剛性支持部材あるいはマストによって、もしくはその間に懸架される材料の薄い可撓性ウェブまたはフィルムから成る、1つ以上のインペラブレードを含んでもよい。本明細書に開示されるインペラの種々の実施形態では、インペラは、可動性の剛性または半剛性支持部材の位置を変化させ、それによって、可撓性ウェブを所望の位置に伸展させ、インペラブレード表面を生成することによって、圧潰された展開用構成と拡張された動作可能構成との間で起動されてもよい。すなわち、可撓性ウェブおよび可動性の剛性または半剛性支持部材によって、インペラは、減少または最小サイズの圧潰された展開用構成および増加または最大サイズの拡張された動作可能構成をもたし得る。
θ(z)=θ1+mz [1]
式中、傾斜は、m=(θ1−θ2)/ΔzおよびΔz=z2−z1であって、それぞれ、第1および第2のブレード角度θ1およびθ2間の軸方向間隔である。
対数プロファイルでは、ブレード角度は、以下のように変動し得る。
θ(z)=θ1+Δθ×log[1+(b−1)(z−z1)/Δz] [2]
式中、Δθ=θ2−θ1およびbは、θ(z1)=θ1+θ2×log(1)(θ1である)となるような、かつθ(z2)=θ1+Δθ×log(b)(θ2である)となるような対数の基数である。代替として、変動は、正弦関数となり得る。θ(z)=θ1+Δθ×sin[(z−z1)π/nΔz] [3]
式中、nは、周期性を判定し、例えば、n=2である。ブレード角度(θ)はまた、指数関数的に変動する、または別の関数形式をとり得る。ブレード角度(θ)はまた、θ1とθ2との間に極小値および極大値を有し得る。
一般に、本開示のカニューレの種々の実施形態は、複数の支持部材またはリブを含んでもよく、リブの相対的位置を変化させることによって、圧潰された展開用構成と拡張された動作可能構成との間で起動されてもよい。いくつかの実施形態では、前述のように、カニューレは、圧潰された展開用構成と拡張された動作可能構成との間のインペラの起動とは別個に、圧潰された展開用構成と拡張された動作可能構成との間で起動されてもよい。
一般に、本明細書に開示されるポンプの種々の実施形態は、血管系内およびそれを通して、所望の解剖学的位置へ、例えば、心臓にカテーテルおよびポンプを指向させるための誘導システムを含んでもよい。図12に図示される、本開示の一実施形態による、好適な誘導システムは、カテーテルおよびポンプ1208が、当業者によって理解されるであろうように、ガイドワイヤ1210を覆って挿入され、それに沿って進行し得るように、カテーテル1206の中心軸1204を通して、またはそれに沿って、開口部または通路1202を含んでもよい。
一般に、本明細書に開示されるポンプの種々の実施形態は、インペラを駆動させるために、カテーテル内に電力伝送システムを含んでもよい。伝送システムは、例えば、カテーテルの外部端に、またはそれに対して動作可能に接続される、制御および/または電力ユニットから、制御されてもよい。電力伝送システムは、概して、外部制御および/または電力ユニットからの電力をポンプまたはインペラによって必要とされる機械的電力に伝送するために提供されてもよい。
Claims (20)
- 血管系内で流動を誘発するためのポンプであって、前記ポンプは、
動作可能構成と前記動作可能構成よりも実質的に小さい直径を有する展開用構成との間で調節可能な少なくとも1つの区画を有するカニューレと、
摺動区画および回転区画を有するカテーテルと、
前記カニューレの前記調節可能な区画内に位置付けられ、かつその内部でインペラ軸を中心として回転可能なインペラであって、前記インペラは、1つ以上の可動支持部材と前記カテーテルとの間に懸架される可撓性ウェブを含み、前記1つ以上の支持部材は、前記カテーテルの前記摺動区画に取り付けられた端部を有し、前記1つ以上の支持部材は、前記1つ以上の支持部材の位置を変化させることによって、前記動作可能構成と前記展開用構成との間で前記カニューレに対して位置付け可能であり、前記動作可能構成は、前記ウェブの少なくとも一部分を前記インペラ軸から第1の半径方向距離まで延在させ、前記展開用構成は、前記インペラ軸から第2の実質的により小さい半径方向距離まで前記ウェブの前記一部分を圧潰する、インペラと
を含み、
前記可撓性ウェブの角度は、前記可撓性ウェブが前記動作可能構成にあるときに、前記摺動区画に対して前記回転区画を回転させることによって修正可能である、ポンプ。 - 前記カニューレは、螺旋支持部材を含み、前記螺旋支持部材は、前記インペラ軸を中心として渦を巻いている、請求項1に記載のポンプ。
- 前記螺旋支持部材は、捩じれによって前記動作可能構成から前記展開用構成に調節可能である、請求項2に記載のポンプ。
- 前記螺旋支持部材は、前記カニューレの近位端および遠位端を互いに対して軸方向に位置付けることによって前記動作可能構成から前記展開用構成に調節可能である、請求項2に記載のポンプ。
- 前記カニューレは、支持構造によって支持されたカバーを含む、請求項1に記載のポンプ。
- 前記カバーは、前記インペラ軸に対して実質的に垂直な前記カニューレの中への流動のための複数の入口開口部を含む、請求項5に記載のポンプ。
- 前記カバーは、前記インペラ軸に対して実質的に垂直な前記カニューレを出る流動のための出口開口部を含む、請求項5に記載のポンプ。
- 前記カニューレは、前記動作可能構成において実質的に異なる直径を有する近位区画および遠位区画を含む、請求項1に記載のポンプ。
- 前記カニューレは、近位区画と遠位区画との間に首部を含む、請求項1に記載のポンプ。
- 前記1つ以上の支持部材は、前記可撓性ウェブを支持する第1のマストおよび第2のマストを含み、前記マストは、前記動作可能構成において、前記インペラ軸に対して実質的に垂直であり、前記展開用構成において、前記インペラ軸に対して実質的に平行であり、
前記カテーテルは、前記第1のマストを支持する遠位カテーテル区画と、前記第2のマストを支持する近位カテーテル区画とを有し、前記遠位カテーテル区画および前記近位カテーテル区画は、前記第1のマストおよび前記第2のマストを半径方向にオフセットするように、互いに対して回転可能である、請求項1に記載のポンプ。 - 前記カテーテルは、前記1つ以上の支持部材の近位端および遠位端に連結された近位部分および遠位部分を有し、前記遠位部分および前記近位部分のうちの一方は、前記ウェブを動作可能位置と展開用位置との間に位置付けるように、前記遠位部分および前記近位部分のうちの他方に対して軸方向に位置付け可能である、請求項1に記載のポンプ。
- 前記遠位部分および前記近位部分のうちの一方は、前記支持部材の前記近位端および前記遠位端を半径方向にオフセットするように、前記遠位部分および前記近位部分のうちの他方に対して回転可能である、請求項11に記載のポンプ。
- 前記インペラを回転させるための駆動シャフトをさらに含み、前記駆動シャフトは、第1の歯車を有する近位区画と、第2の歯車を有する遠位区画とを含み、前記第1の歯車および前記第2の歯車の隣接した位置付けにより、回転運動を前記インペラに伝達する、請求項1に記載のポンプ。
- 前記インペラの回転運動を駆動するための電力伝送システムをさらに含み、前記電力伝送システムは、
流体運動を前記インペラ軸を中心とした回転運動に伝達するための前記インペラに連結された機械的発電機と、
前記流体運動を前記機械的発電機を通して駆動するための第1の内腔および第2の内腔と
を含む、請求項1に記載のポンプ。 - 前記インペラを前記軸を中心として回転させるための磁気的連結器をさらに含み、
前記磁気的連結器は、
機械的発電機に回転可能に連結された第1の磁石筐体と、
前記インペラに回転可能に連結された第2の磁石筐体であって、前記第2の磁石筐体は、回転運動を前記機械的発電機から前記インペラに伝達するために、前記第1の磁石筐体に隣接して位置付け可能である、第2の磁石筐体と
を含む、請求項1に記載のポンプ。 - システムであって、前記システムは、
血管系の中に挿入されるように構成されたカニューレであって、前記カニューレは、動作可能構成と、前記動作可能構成よりも実質的に小さい直径を有する展開用構成との間で調節可能であり、
前記カニューレは、前記血管系内の所望の位置にガイドされるように構成されており、
前記カニューレは、前記展開用構成から前記動作可能構成に拡張させられるように構成されている、カニューレと、
摺動区画および回転区画を有するカテーテルと、
前記カニューレ内で軸に沿って位置付けられたインペラであって、前記インペラは、前記インペラの1つ以上の支持部材の位置を変化させることによって圧潰構成から拡張構成に拡張させられるように構成されており、前記インペラは、1つ以上の可動支持部材と前記カテーテルとの間に懸架される可撓性ウェブを含むブレードを有し、前記ブレードは、前記圧潰構成におけるよりも前記拡張構成において前記軸からより大きい半径方向距離まで延在している、インペラと
を含み、
前記ブレードの角度は、前記可撓性ウェブが前記拡張構成にあるときに前記回転区画を前記摺動区画に対して回転させることによって修正可能である、システム。 - 前記インペラは、前記血管系を通して流体を駆動するように前記軸を中心として回転させられるように構成されている、請求項16に記載のシステム。
- 前記インペラは、所望のブレード角度に調節されるように構成されている、請求項16に記載のシステム。
- 前記インペラは、前記拡張構成から前記圧潰構成に圧潰されるように構成されており、前記カニューレは、前記動作可能構成から前記展開用構成に調節されるように構成されている、請求項16に記載のシステム。
- 前記カニューレおよび前記インペラは、前記血管系から除去されるように構成されている、請求項19に記載のシステム。
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