JPH0370569A - 人工心臓用ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、拍動式の人工心臓用ポンプに関するものであ
る。

（従来の技術） 在来の拍動式の人工心臓用ポンプは、ノ＼ウジング内に
収納された抗血栓性のある形状および材質の弾性嚢体よ
りなる血液チャンバの拡張、収縮の繰り返しにより血液
を循環させるようにしている（発明が解決しようとする
課題） ところが、前記したような人工心臓用ポンプにおいて、
血液の流入、流出量を制御するには、血液チャンバの拡
張量および収縮量を正確に検出しなければならないが、
血液チャンバは抗血栓性が付与されるよう血流によどみ
がない３次元的に変形可能な形状に作成されているため
、血液チャンバの容積変化をセンサで計測することは難
しいうえに精度が低いという問題があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記のような問題点を解決した人工心臓用ポン
プに関するもので、ハウジング内に収納された血液チャ
ンバの拡張、収縮の繰り返しにより血液を循環させる拍
動式の人工心臓用ポンプにおいて、前記ハウジング内に
血液チャンバを包覆する生理食塩水チャンバを設けてそ
の一部を該血液チャンバの３次元的な変形に応し生理食
塩水を介して２次元的に変形する可変容積部に形成する
とともに、該可変容積部の２次元的な変形による変位量
を検出する位置センサを設けて血液の流入、流出量を生
理食塩水チャンバの可変容積部の変位量より計測できる
ようにしたことを特徴とするものである。

（作用） このような拍動式の人工心臓用ポンプは、血液チャンバ
に続かせた血液流入管および血液吐出管を一生体の血管
と接続した状態として生理食塩水チャンバの可変容積部
を空気圧により加圧して収縮すれば、生理食塩水は加圧
されるので該生理食塩水チャンバ内に収納されている血
液チャンバは収縮し、血液チャンバ内の血液は血液吐出
管を介して生体の循環系へ吐出されてゆくことなる。そ
して、可変容積部の２次元的な収縮による変位量が位置
センサにより検出されると、その検出信号によって可変
容積部への加圧が停止され、逆に可変容積部は減圧を受
けて該可変容積部は２次元的に拡張され、同しように血
液チャンバも拡張されて生体内から血液が血液チャンバ
内に充満されることとなり、また、可変容積部の２次元
的な拡張による変位量が位置センサにより検出されると
、その検出信号によって可変容積部への減圧が停止され
、逆に可変容積部は加圧されて収縮されることとなり、
以下、同様の動作が繰り返されて正確なパンピングが行
われる。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図に示す第１の実施例において、（１）は使い捨て
用のポンプ部（１ａ）と再利用ができる透明な駆動部（
ｌｂ）とに分離できるハウジングであり、該ハウジング
（１）のポンプ部（Ｌａ）内には生理食塩水チャンバ（
２）を設け、該生理食塩水チャンバ（２）内には血液流
入管（３ａ）および血液吐出管（３ｂ）を外部に臨ませ
た３次元的に変形可能な抗血栓性のある形状および材質
の血液チャンバ（３）が収納されている。（４ａ）、（
４ｂ）は血液流入管（３ａ）および血液吐出管（３ｂ）
に設けられる逆止弁である。（５）は生理食塩水チャン
バ（２）に混入した血液および気泡を検出する検知機構
であり、該検知機構（５）は透明な検出用チャンバ（５
ａ）を生理食塩水チャンバ（２）に接続しておき、血液
チャンバ（３）や生理食塩水チャンバ（２）にピンホー
ルや亀裂が生じた際に生理食塩水中に混入される血液や
気泡を検出用チャンバー（５ａ）に設けられた光学的セ
ンサーにより検出することによってピンホールや亀裂の
発生を即座に検出するものであるが、光学的センサーの
かわりに化学的センサーを用いれば検出用チャンバー（
５ａ）を透明とする必要がなく、また、透明な検出用チ
ャンバー（５ａ）を生理食塩水チャンバ（２）の一番高
い位置に設ければ、生理食塩水チャンバ（２）のピンホ
ールや亀裂によって生理食塩水中に混入した空気が集ま
り易いのでピンホールの検知を速くできる。（６）は検
知機構（５）に設けられた３方活栓で、生理食塩水チャ
ンバ（２）に生理食塩水を注入する隙に空気を抜きつつ
行えるようにしたものである。（７）はハウジング（１
）の透明な駆動部（１ｂ）内に設けられる生理食塩水チ
ャンバ（２）の可変容積部であり、該可変容積部（７）
は２次元的な変形をする伸縮自在な蛇腹状に成形されて
おり、駆動部（１ｂ）の空気給徘孔（１ｃ）を介して駆
動部（ｌｂ）内を加圧あるいは減圧することによって可
変容積部（７）は拡張、収縮されるようになっている。

０ωは可変容積部（７）の２次元的な変形による変位量
を検出する位置センサであって、該位置センサ（ＩＱ）
は透明な駆動部（ｌｂ）の外周に取付けられる前進位置
検出用の光センサ（８）と、後退位置検出用の光センサ
（９）とよりなり、該光センサ（８）、（９）は可変容
積部（７）の２次元的な伸縮による長さの変化を検出す
る発光素子（８ａ）、（９ａ〉と受光素子（８ｂ）、（
９ｂ）とからなる。また、該児女ンサ（８）、（９）は
検出位置が変更できるように摺動自在に取付けられてい
て、血液の拍出量の設定値を変更、調整できるものであ
る。なお、０４）は光センサ（８）、（９）の位置を表
示する目盛である。

このように槽底されたものは、まず、血液流入管（３ａ
）および血液吐出管（３ｂ）を生体の血管に接続したう
え、ハウジング（１）の駆動部（１ｂ）の空気給排孔（
１ｃ〉から該駆動部（Ｉｂ）内に加圧空気を送り込めば
、可変容積部（７）は２次元的に収縮することとなるか
ら、生理食塩水チャンバ（２）内の血液チャンバ（３）
も加圧されて３次元的に収縮し、血液チャンバ（３）内
の血液は血液吐出管（３ｂ）を介して生体側に吐出され
ることとなる。そして、可変容積部（７）の側端位置を
前進位置検出用の光センサ（８）が検出すると、その検
出信号により駆動部（１ｂ）への加圧空気の供給は停止
され、駆動部（１ｂ）内は逆に減圧されて可変容積部（
７）は２次元的に拡張してゆき、生体より血液流入管（
３ａ）を介して血液チャンバ（３）内には血液が流入す
ることとなり、また、可変容積部（７）の側端位置を後
退位置検出用の光センサ（９）が検出すると、その検出
信号により駆動部（ｌｂ）への減圧は停止され、再び前
記したように加圧されることとなり、以後、同様の作動
が繰り返されて規定された拍出量にしたがった正確なパ
ンピングが行われるものである。なお、長期間のパンピ
ングあるいは血液チャンバ（３）の製造上の欠陥によっ
て血液チャンバ（３）にピンホールあるいは亀裂が発生
すると、血液チャンバ（３）の拡張期に血液が生理食塩
水中に洩れ出て混入し、生理食塩水チャンバ（２）に接
続されている検知機構（５）の透明な検出用チャンバー
（５ａ）内の生理食塩水も赤く染まるから、検出用チャ
ンバー（５ａ）に設けられた光学センサーが血液チャン
バ（３）の損傷を検知してパンピングを停止し、図示し
ない切り換え装置の働きで予備の人工心臓用ポンプに切
り換えればよく、この間に、血液チャンバ（３）の収縮
期にはピンホールあるいは亀裂より生理食塩水が血液中
に混入しても、生理食塩水は生体には無害であるから何
等問題はないものである。また、生理食塩水チャンバ（
２）にピンホールあるいは亀裂が発生すると、拡張期に
おいて生理食塩水中に空気を吸い込み気泡が生じるが、
その気泡は検知機構（５）の透明な検出用チャンバー（
５ａ）に設けられた光学的センサーにより検知して前記
と同様な操作が行われる。　次に、第２図に示す第２の
実施例は、２次元的に変形する可変容積部（７）の側端
にロッド（７ａ）を取付け、該ロッド（７ａ）を駆動部
（１ｂ）の透明な案内筒部（１１）に摺動自在に嵌挿さ
せるとともに、該案内筒部（１１）に光センサ（８）、
（９）を位置調整自在に取付けたものであり、ロッド（
７ａ）を案内筒部（１１）に嵌挿することにより加圧あ
るいは減圧時に可変容積部（７）が歪むことがなくなる
うえに変位量の検出が容易となり、血液の流入量あるい
は吐出量の計測はよづ正確なものとなる。

また、第３図に示す第３の実施例は、２次元的に変形す
る可変容積部（７）の内側端にロッド（７ａ）を取付け
、該ロッド（７ａ）を駆動部（１ｂ）の透明な案内筒部
（１１）に嵌挿させるとともに、該案内筒部（１１）に
位置センサ００）の多数の光ファイバ（１２）を並設し
、該光ファイバ（１２）の端部に光ファイバ（１２）の
本数分の光センサ（８）、（９）を取付けたものであり
、ロッド（７ａ）を案内筒部（１１）に嵌挿することに
より第２の実施例と同様の効果を得るとともに、光ファ
イバ（１２）を介してロッド（７ａ）の先端を光センサ
（８）、（９）により検出するようにしたから、直接光
センサ（８）、（９）によりロッド（７ａ）の位置を検
出するよりもより細いスケールでロッド（７ａ）の位置
を検出することができるし、拍出量を調節するのに直接
光センサを使用しなくても、電気的に光ファイバを選択
すればよく、上位のコンピュータとの接続を容易にする
ものである。さらに、第４図に示す第４の実施例は、２
次元的に変形する可変容積部（７）の側端および駆動部
（１ｂ）に位置センサ００）として磁石（１５ａ）　と
ホール素子（１５ｂ）を取付けたもので、この位置セン
サ００のホール素子（１５ｂ）が磁石（１５ａ）までの
距離に応じて変動する磁気を利用して可変容積部（７）
の移動距離すなわち血液の流入、流出量を計測するもの
としている。なお、前記説明では検知用センサ系として
、光センサや素子センサを示したが、他の組合せ、例え
ば移動部分側壁に磁石を取付けて磁性抵抗素子と組み合
わせてもよく、また、第２、第３および第４の実施例に
おいて、前記第１の実施例と構成および作用が同一の部
分については同一番号を付して説明を省略する（発明の
効果） 本発明は前記説明によって明らかなように、ハウジング
内に設けられている血栓形成のおそれのない３次元的な
形状の血液チャンバを、該血液チャンバ内に流入しても
安全性に問題のない生理食塩水で満たされた生理食塩水
チャンバにより包覆し、この生理食塩水チャンバの一部
を血液チャンバの３次元的な変形に応じ生理食塩水を介
して２次元的に変形する可変容積部に形成しておくこと
により可変容積部の変位量を位置センサにより検出する
ようにしたから、血液の流入、吐出量を正確に計測、設
定することができるもので、抗血栓性の理想的な形の血
液チャンバを選ぶことができるとともに、血液チャンバ
が傷つけられた際に空気が血液中に入る危険がないので
安全性が極めて高くなる利点と相俟ち、従来の拍動式の
人工心臓用ポンプの問題点を解決したものとして極めて
有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、該２図は
同じく第２の実施例を示す断面図、第３図は同じく第３
の実施例を示す断面図、第４図は同じく第４の実施例を
示す断面図である。 （１）：ハウジング、（２）：生理食塩水チャンバ、（
３）：血液チャンバ、（７）　７２次元的に変形する可
変容積部、ａω；位置センサ。 出　　願　　人 理　　　　　人 第１図 １１１２図 １０：　、（シｆ４七〉寸 第 ３ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハウジング（１）内に収納された血液チャンバ（３）の
   拡張、収縮の繰り返しにより血液を循環させる拍動式の
   人工心臓用ポンプにおいて、前記ハウジング（１）内に
   血液チャンバ（３）を包覆する生理食塩水チャンバ（２
   ）を設けてその一部を該血液チャンバ（３）の３次元的
   な変形に応じ生理食塩水を介して２次元的に変形する可
   変容積部（７）に形成するとともに、該可変容積部（７
   ）の２次元的な変形による変位量を検出する位置センサ
   （１０）を設けて血液の流入、流出量を生理食塩水チャ
   ンバ（２）の可変容積部（７）の変位量より計測できる
   ようにしたことを特徴とする人工心臓用ポンプ。