JPH08507117A - 蠕動ポンプアセンブリー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 コンパクトなポンプアセンブリーは、該導管（４４）を通る液体の流れを起こさせるための、複数の軸方向に整列させた嬬動ポンプ（１１２〜１１８）を含む。これらのポンプを収容したハウジングには、閉じているときにはそれらのポンプを該ハウジング内に保持し開いているときにはそれらのポンプの除去を許容するための、除去可能なカバー（１４）が備えられている。逆転可能なモーター（１３２、１３４）が、それらのポンプの各々を駆動するために該ハウジングの外側に取り付けられている。該共通の閉鎖カバーに備えられた個々の解放機構によって、それらのポンプは独立して不活性化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 蠕動ポンプアセンブリー 発明の分野 本発明は、蠕動ポンプ及び関連する装置に関する。より具体的には本発明は、 ポータブルの血液成分分離装置のようなコンパクトなポンプ移送装置を提供する のに適したコンパクトな蠕動ポンプ及び関連装置に関する。 発明の背景 全血を２種又はより多くのその成分へと分離するための種々の自動化された血 液成分分離システムが過去において使用されてきた。そのような装置は、Schoen dorferの米国特許第4,851,126号及びSchoendorfer等の米国特許第5,188,588号に 示されており、参照によりそれらの開示をここに導入する。 そのようなシステムは、血液細胞の分離に一般的に、そしてしばしば血小板の 分離に適合させてある。一般に、そのようなシステムは、通常単一の針を通して 、全血をドナーから収集し、望みの細胞を分離して残りの血液成分をドナーに返 還する。別個の返還針を使用することもできるが、収集と再注入とにただ一つの 静脈穿刺針を使用するのが好ましい。血液成分分離システムは、一般に、使い捨 てのバッグ、貯蔵容器及び導管を含む。無菌の使い捨ての構成要素内（それらは 一般に「ハーネスセット」といわれている）に完全に収容されている間に、血液 及び分離された血液成分を装置を通して移動させることができることから、血液 をシステムを通して移動さ せるための蠕動ポンプの使用が好ましい。ハーネスセットは、少なくとも、一本 の静脈穿剌針、血液を各成分に少なくとも分離するための一つの分離装置、及び 血液を収容するための少なくとも一つの貯蔵容器とを含んでいる。複数の導管が 、該針と該分離装置と該貯蔵容器とを相互に接続している。該導管は、血液を該 導管を通して蠕動ポンプによって移動させることができるよう、可撓性のエラス トマー材料で形成された部分を含んでいる。 この好ましいタイプのシステムは、最低限次のものを含む。すなわち一本の静 脈穿刺針、全血から少なくとも一つの成分を分離するための分離装置、血液を収 容する第１及び第２の貯蔵容器、該針と該第１の貯蔵容器とを相互に接続する第 １の導管、該第１の貯蔵容器と該分離容器とを相互に接続する第２の導管、該分 離容器と該第２の貯蔵容器とを相互に接続する第３の導管、そして該針へと血液 成分を返還するための第４の導管である。好ましくは、血液及び各血液成分をこ れらの導管を通して移動させるために、４つの別個の蠕動ポンプが備えられてい る。 典型的には、この一般的タイプのシステムはまた、該機器にとりつけられたハ ーネスセットを用いたドナーからの全血の収集、該血液の血漿及び細胞濃縮物へ の分離、該血漿の収集及び該細胞濃縮物への該ドナーへの再注入を自動化するた めに、多数のポンプ、クランプ、検出器、モニターシステムその他を制御するた めのマイクロプロセッサを含む。血液ドナーに対して静脈穿剌を行った後、該機 器は、交替する収集サイクル及び再注入サイクルの間で働く。収集サイクルにお いては、抗凝固剤処理された全血が血液ポンプによってハーネスの分離装置へと ポンプ移送され、そこにおいて全血は、 収集容器内へ流入する血漿と再注入貯蔵容器内へ流入する細胞濃縮物へと分離さ れる。再注入サイクルにおいては、該細胞濃縮物を該貯蔵容器から静脈穿刺針を 通してドナーへと流すために、該血液ポンプは逆転する。 蠕動ポンプはまた、医薬品、添加剤のような別の溶液を液体混合工程へと送り だすのにも使用される。コンパクトで使用の容易な装置に対する需要が存在し続 けてきた。 発明の要約 本発明は、共通のシャフト又は心棒上に多数の蠕動ポンプローターが相互に隣 接して重ねられているものであるコンパクトなポータブルのポンプモジュールを 提供する。 本発明の一面は、単一の心棒上に隣り合わせに回転可能に担持された少なくと も２つの、軸上に整列された蠕動ポンプローターを提供する。ローターが回転す るとき蠕動流れを起こさせるよう、可撓性チューブと係合するために、軌道がポ ンプローターの各々と整列される。ポンプローターの各々に一つのモーターが関 連しており、駆動機構が、ポンプローターの各々とモーターの異なった一つとを 連結している。 好ましい一具体例においては、他のローターのポンプ作用を中断させることな く関連するローターのポンプ作用が独立して中断できるように、軌道のうち少な くとも一つは、個々にその関連したローターから解放される。 好ましい一具体例においては、ポンプモジュール全体が、保守点検、修理、又 は交換のためにユニットとして交換可能であることができる。 本発明の別の一面は、蠕動ポンプアセンブリーを提供する。該アセンブリーは 、基底面と、外周の周りに円周方向に間隔をあけてあるローラーを担持したポン プローターとを含む。該ローターは、該基底面に平行に延びる一本の心棒上に回 転するよう取り付けられており、該心棒から放射状に離してあるローラーを備え る。該ポンプローターの少なくとも一部分は、該基底面を通って延びている。該 基底面上のカバーが、ローターと当該軌道との間に配置された可撓性の導管内に 蠕動的な液体流を生じさせるように、ローラーと整列させた軌道を担持する。 好ましい一具体例においては、複数のポンプローターが備えられており、各々 共通の心棒上に隣り合わせに回転可能に取り付けられている。この配列において 、カバーは複数の軌道を有し、そのような各々の軌道はそれらのローターの内の 異なった一つと対応しこれに整列させてある。 本発明のこれらの及び更なる目的及び利点は、以下の詳細な記述、添付の請求 の範囲及び図面を参照して一層明らかとなるであろう。 図面の簡単な記述 図１は、カバーを閉じた状態での本発明のポータブルの自動成分分離装置の透 視図であり、 図２は、本発明との関係において使用できるハーネスセットの一具体例を示す 平面図であり、 図３は、ポンプモジュールカバーが閉じた位置にある状態でのそしてカバーを 開いた配置を一点鎖線で図解する、本発明による一装置の正面立面図であり、 図４は、図３の装置の端面図であり、 図５は、ハーネスセットを取り付けた状態での本発明による装置の透視図であ り、 図６は、本発明によるポンプモジュールアセンブリーの、該アセンブリーの中 心シャフトに沿った断面図であり、 図７は、図６の線７−７に沿ってとった断面図であり、 図８は、図６の線８−８に沿ってとった断面図であり、 図９は、図８の線９−９に沿ってとった断面図であり、 図１０は、血流チューブを加えた状態での且つ個々の解放機構が開放位置にあ る状態での、図６の線10−10に沿ってとった部分的断面図であり、 図１１は、個々の解放機構が閉鎖した配置にあることを示し且つ血流チューブ をも示す、図６の線10−10に沿ってとった断面図であり、 図１２は、明瞭さのために互いに分離して示してある、本発明のポンプモジュ ールアセンブリー及び組織化枠部品の透視図であり、 図１３は、ポンプを覆う所定位置にある該組織化枠及び血液チューブを示すポ ンプモジュールアセンブリーの上面図であり、 図１４は、本発明の装置において使用されているチューブクランプを示す上面 図であり、 図１５は、図１４の線15−15に沿ってとった断面図であり、そして 図１６は、図１５の線16−16に沿ってとった断面図である。 図面の詳細な記述 今や図面を参照して、一般的に１０で示されたポータブルの自動成分分離装置 が図解されている。装置１０は、底部分１２及び軸１６に沿ってヒンジ支持され たカバー部１４を含む。ヒンジ点１９において底部分１２にヒンジ式に連結され た持運びハンドル１８が備えられている。 図２を参照して、一般的に２０で示された使い捨てチューブ又はハーネスセッ トが示されている。本発明によれば、ハーネスセット２０は、単一の針を通した ドナーからの全血の収集と、該全血のパック血球及び血小板プア血漿への分離と 、そして該パック血球のドナーへの再注入を実行するために、図５に示したよう に血液成分分離装置１０に取り付けられる。 交互に全血をドナーから受け取りそしてパック血球をドナーに再注入するため に、チューブセット２０は、単一の静脈穿剌針セット２２を備える。静脈穿剌針 セット２２は、血液ライン２４と連通する。抗凝固ラインは、図５に図解されて いるように抗凝固剤供給容器３０内に受け入れられるための抗凝固スパイク１８ を一端に有している。その反対側末端においては、抗凝固剤ライン２６が該単一 の静脈穿刺針２２に密接した血液ライン２４と、Ｙ字型連結において繋がってい る。 チューブセット２０はまた、貯蔵容器３２を含む。血液ライン２４が、該貯蔵 容器３２の下端にあるポート３８を通して接続している。チューブ４４が、該貯 蔵容器３２の上端にある入口ポート４８を通して該貯蔵容器３２内へと延びてい る。血液ライン２４はＹ字型コネクター５０において、血液ライン２４と貯蔵容 器３２の入口ポート３８を接続する分枝ライン５２と、血液ライン２４を分離装 置入口６０に接続する分枝ライン３４へと分枝している。 チューブセット２０は更に、抗凝固剤処理された全血をパック血球と血漿とへ 分離するための分離装置５６を含む。そのような分離装置は好ましくは、当該分 野において既知の膜タイプのものである。分離装置５６は全血入口ポート６０、 パック血球出口ポート５８及び血小板プア血漿出口ポート６２を有する。ライン ６４は、貯蔵容器３２のパック血球入口ポート４８を分離装置５６の出口ポート ５８と接続している。導管ライン６６は、示したように、Ｙ字型コネクターによ って分離装置５６の全血入口ポート６０をチューブ２４と接続している。Ｙ字型 連結によってチューブ６６もまた、チューブ６９により食塩水バッグスパイク７ １に接続している。ライン２５及び６７は、圧センサへ向かう。チューブ６８は 、分離装置５６の血漿出口ポート６２と血漿収集容器７０との間を接続している 。 チューブ組織化枠７２は、中央の空いている長方形の枠の形に中実の又は透き 目のあるプラスチック材料で形成されていてよいが、種々のチューブを所望の配 向で保持するために備えられている。チューブは、該プラスチック材料に設けら れたスロット７４内へと適所に嵌められる。ポンプアセンブリーと相互作用して いる種々のチューブの部分は、こうしてポンプとの関係において整合させて配置 される。組織化枠は、ポンプが働いているあいだ適所に止まっていることができ 、そしてチューブはユニットとして簡便に除去できる。好ましくは、組織化枠７ ２は、物理的安定性と捩じれに対する抵抗とを提供するためにＬ字型の形状のも のである。以下に更に説明するように、ポンプアセンブリーのカバーにある嵌め 合い窪み内に 嵌まるよう、リップ７６を備えることができる。 米国特許第4,851,126号に記述されているように、第２の代わりのチューブセ ットを実質的に用いてもよい。この第２のチューブ部分は、一般に血液を更に、 血小板濃縮物と血小板プア血漿とに分離するために利用される。この代わりのチ ューブセットは、上記の血漿収集チューブセットに関して上に記述したのと同様 の仕方で、本発明のポンプアセンブリーに取り付けられる。 図３、４及び６〜１２を参照して、数字100で一般的に差し示されているポン プアセンブリーが、一層詳細に示されている。ハウジング１０２が、該血液成分 分離装置の底部分１２内に備えられている。ハウジング１０２には、ブラケット １０５に回動式に取り付けられたカバー１０４が備えられている。カバー１０４ は、ピン１１０の両端と係合するＵ字型鉤１０８の備えられたハンドル１０６に よって、閉鎖された配置に解放可能に係止されている。ハウジング１０２の上部 に取り付けられているのは、一連の蠕動ポンプローターアセンブリー１１２、１ １４、１１６及び１１８であり、以下「ポンプモジュール」というが、それらの 全てが単一の心棒１２２上に取り付けられている。これらのポンプモジュールの 各々には、複数のローラー１２０が備えられており、それらのうち図解されてい る具体例においては４つある。シャフト１２２は、その両端において、ハウジン グ１０２の両端に備えられている軸受構造１２４中に軸支されている。ローラー １２０の各々は、圧縮バネ１２６によって外方へ付勢されている。 図６に見られるように、ローラーポンプのローターは各々、駆動ネジ１２８が それらにボルト止めされているものである２部分より なるスリーブより形成されていてよい。解放可能な軌道表面１３０と固定した軌 道表面１３１とが、図１０及び１１に最もよく示されているように、血流導管上 にローラーが働いたとき血流導管の後退を阻止するために備えられている。ポン プのローラー１２０による可撓性のチューブの圧縮は、該導管を通して液体を移 動させる蠕動ポンプ作用を提供する。逆転可能直流モーター１３２、１３４、１ ３６及び１３８（示さず）が、各ポンプモジュール１１２、１１４、１１６及び １１８を逆転可能に駆動するために備えられている。ギア１４０が、モーターシ ャフト１４２に取り付けられている。ギア１４０の各々は、回転のために支持ブ ラケット１４７を通して軸支された軸１４６上に各々取り付けられている被動ギ ア１４４と、かみ合う。ギア１４４は、今度は、ハウジング１５０の壁１４８を 通して回転のために軸支されているシャフト１５４上に取り付けられているギア １５２を駆動する。シャフト１５４の両端には、ポンプモジュールの各々のギア １２８とかみ合ってこれを駆動する駆動ギア１５６が取り付けられている。 該図面に示されている具体例は、各モーターと対応するポンプモジュールとの 間で同一のギア比を図解しているが、ポンプモジュール１１２、１１４、１１６ 及び１１８のうちの一つがポンプモジュールのうちの他のものから異なった速度 で駆動されることが望ましいならば、ギア比は変更することができるということ は明らかであろう。また、異なったポンプ数例えば２基又は６基をポンプアセン ブリーに組み込み得ることも意図されている。４つのポンプよりなるアセンブリ ーは、単に説明のためにのみ示されているものである。 図１２に最もよく示されているように、レバー１０６を開くことにより、心棒 １２２及びその上に取り付けられているポンプの各々をユニットとして除去する ことができる。例えば、血液がこぼれた場合など、アセンブリー全体を清浄化の ために又は保守点検のために、片手で除去することができる。加えて、窪んだ軌 道表面１３０の各々は、図８、１０及び１１に示されているように、個々に解放 することができる。個々の解放機構は、カバー１０４上に担持された棒１６２に 回動式に取り付けられている解放ハンドル１６０の使用によって提供される。レ バー１６０の偏心した末端１６４が、各部材１３２（その下側の面が軌道１３２ を形成している）の上側表面に対抗して持ちこたえている。こうして、レバー１ ６０が図１１に示された閉鎖位置にあるときには、ローラー１２０は、ローラー と軌道表面１３０との間において導管４４を平たくし、それによって、ローラー が進むとき動的な様式で血液を導管４４を通して移動させる。図１０に示されて いる解放位置においては、導管４４を通して血液を流すのを中断できる。個々に ポンプモジュールを解放できる能力は、システムの故障の単離、緊急時及び他の プログラムされていない作動モードのために有用である。 組織化枠７２のポンプモジュールアセンブリー１００との関係は、図１２及び １３を参照することにより最もよく見られる。内部カバー１３３は、ポンプモジ ュールアセンブリー１００を覆って配置される。内部カバー１３３は、それを通 してローラー１２０が露出されるものである一連の開口１３５を有する。凹ませ た通路１３４が、種々の血液チューブを受けるために開口１３５と整列させてあ る。追加の凹んだ溝１３６が、蠕動ポンプのいずれによっても係合 されない又は作用されない血液チューブを受けるために、カバー１３３の全横断 幅に渡って備えられている。カバー１３３には更に、組織化枠７２の内部表面と 密接に相互密着する外部のショルダー１３８が備えられている。フレーム７２を カバー１３３上に配置すると、従って、必要とされる通りに、そのおかげで血液 チューブが溝と精密に整合させて配置されるものである嵌め合い密着が提供され る。組織化枠７２には、組織化枠枠７２が適所に嵌まり込んで保持されることを 確実に許容するために、カバー１３３の反対側末端にある窪み１４０と係合する 突出したリップ７６が備えられている。 ポンプモジュールアセンブリー１００に加えて、カバー１０４は、一連のスロ ット８２の備えられた突出要素８０の上に置かれている。スロット８２には、図 １４〜１６に見られるように、必要ならば導管３４、５２及び６８をクランプし て閉じることのできるクランプ指８４を受け入れている横方向の開口８３が備え られている。指４は、ソレノイド弁８６及び８７によって作動されるロッカーア ーム８８及び８９によって操作されることができ、装置１０の連続した動作の各 々を操作するソフトウェアによって各々制御される。こうして、例えば、血液が 患者に再注入されているとき、チューブ３４は、食塩溶液がチューブ２４に入る ことができないよう、クランプして閉じられる。同様のクランプ又は非クランプ ステップは当業者に明らかであろう。 好ましい具体例との関係においては、ポンプ駆動モーター１３４及び１３６が ポンプモジュールの長さの約半分であり、従って４台のモーターがポンプモジュ ールアセンブリーの下に配置されること を許容することが認められるであろう。このギア減速アセンブリーは、ポンプモ ジュールアセンブリーの中心平面に関して対称であり、ハウジング１５０の外側 に位置している。シャフト１５４には、こぼれた場合に血液その他の液体がハウ ジング１５０内から機器の本体に入ることを防止するためのシールが備えられて いる。ポンプモジュールはギア列から半径方向に除去することができることから 、それらは、装置のバランスを乱すことなく清浄化及び保守点検のために除去可 能である。 本発明は上記の特定の具体例との関係において記述されてきたが、本発明がそ れに限定されないものであり、逆に、添付の請求の範囲の精神及び範囲内に含ま れる種々の修正及び均等な配列を包含する意図のものであるということが理解さ れなければならない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ポンプモジュールであって、 単一の心棒上に隣り合わせに回転可能に担持された、少なくとも２つの軸方 向に整列された嬬動ポンプローターと、 該ローターが回転するとき蠕動流れを引き起こすために、可撓性チューブに 係合するよう該ポンプローターの各々と整列させた軌道と、 該蠕動ポンプローターの各々と連携したモーターと、そして 該ポンプローターの各々を該モーターの異なった一つに連結するための駆動 機構と、 を含むモジュール。 ２． 他のローターのポンプ作用を中断することなしにその連携したポンプロー ターのポンプ作用が独立して中断できるよう、該軌道のうち少なくとも１つがそ の連携したローターから個々に解放可能である、請求項１のモジュール。 ３． 該単一の心棒に取り付けられたポンプローターの除去を許容するよう開放 した位置へと可動であるカバーに該軌道が担持されているものである、請求項１ のモジュール。 ４． 該モジュール機構がモーターによって駆動される駆動ギアを含みそして被 動ギアが各ポンプモジュールに取り付けられており且つ駆動ギアとかみ合うよう 適合させてあって、該被動ギアが該駆動ギアから半径方向に分離可能なものであ る、請求項１のモジュール。 ５． 血液処理装置であって、 血液を移送するための一並びの可撓性の血流導管と、 該導管との選択的係合のためのそして該導管を通る血液の流れを起こさせる ための少なくとも２つの、軸方向に整列された蠕動ポンプローターを含むポンプ モジュールと、 該ポンプモジュールを収容したハウジングと、そして 該ハウジング上の除去可能なカバーであって、該カバーを閉じたときに該ハ ウジング内に該ポンプモジュールを保持するためのそして該カバーを開いたとき に該ハウジングから該ポンプモジュールの除去を許容するためのものである、カ バーと、 を含む装置。 ６． 該ポンプローターの各々のためのモーターと、そして 該ポンプローターの各々を該モーターの異なった一つに作動的に連結させる ための駆動機構と、 を更に含む、請求項５の装置。 ７． 該駆動機構が該ハウジングの表面に配置されたシールを通って延びるシャ フトを含み、それによって該ポンプモジュールが該モーターから一体のユニット として分離可能なものである、請求項６の装置。 ８． 基底面と、その外周の回りに円周方向に間隔をあけてあるローラーを担持 したポンプローターであって該ポンプローターの少なくとも一部分は該基底面を 通って延びており、該基底面に平行に延びる心棒上に該ローラーが該心棒から放 射状に間隔をあけた状態で回転のために取り付けられているものであるローター と、該ローターを駆動するためのモーターと、そして該基底面上のカバーであっ て該ローラーと当該軌道との間に配置された可撓性導管内に蠕動的 液流を起こさせるために該ローターと整列させた軌道を担持しているカバーと、 を含むポンプアセンブリー。 ９． 該軌道が該ローターと整列するものである閉じた配置と該軌道が該可撓性 導管の装填及び取り外しのために露出されるものである開いた配置との間で回動 可能なものである、請求項８のポンプアセンブリー。 10． 共通の心棒上に回転可能に隣り合わせに取り付けられた複数のポンプロー ターを含んでおり、該カバーに複数の軌道が備えられており、そのような軌道の 各々が該ローラーの異なった一つに対応し且つこれと整列させてあるものである 、請求項８のポンプアセンブリー。 11． 該軌道のうち少なくとも一つが、他の軌道から独立に該軌道をその対応す るローターとの整列から解放させるための手段によって担持されているものであ る、請求項10のポンプアセンブリー。