JPS5816901B2 - 拍動型血液ポンプ - Google Patents

拍動型血液ポンプ

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JPS5816901B2
JPS5816901B2 JP51133785A JP13378576A JPS5816901B2 JP S5816901 B2 JPS5816901 B2 JP S5816901B2 JP 51133785 A JP51133785 A JP 51133785A JP 13378576 A JP13378576 A JP 13378576A JP S5816901 B2 JPS5816901 B2 JP S5816901B2
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link
ratio
pump
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reciprocating
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一瀬俊雄
小原正三
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、生体心臓を代用しあるいは補助的に血液循
環を行う拍動型血液ポンプの改良に関するものである。
人工心臓の主要部をなす血液ポンプは、心臓外科手術等
において、血液を長時間体外循環させるノことができる
ものであることが望まれ、殊に血液が拍動流であること
から、往復動ポンプを使用してポンプ移送流を生体の心
拍波形に近似するように種々の工夫が行われているが、
未だ満足し得るものは開発されていない。
デ このような観点から、出願人は既にポンプ室の一側
。
部を弾性隔膜部材で構成し、こｌ性隔膜部材に拍動波形
に適合した回転駆動を行うカム機構を備えた駆動装置を
接続して作動する拍動型血液ポンプを開発し、特願昭５
０−２２５５４号として特許出願を行った。
フ しかしながら、患者の個体差又は体調によって拍動
波形が多少異なる場合があり、このような場合に特定の
形のカムを使用すると特定の患者に対してのみ有効であ
るため、患者に応じてカムを交換する必要があり、取扱
い上極めて面倒となる欠ｉ点がある。
しかるに、生体の心臓心室におけるポンプ作用は、収縮
期（５ｙｓｔｏｌｅ ： Ｓ と称する）と拡張期（
Ｄ １ａｓｔｏｌｅ ： Ｄと称する）との比率（Ｓ／
Ｄ比と表わす）が一定でな（、生体の状態により変化）
するものである。
従って、血液ポンプを設計する場合、血液の拍動波形そ
のものよりも前記ＳＺＤ比が重要な要素となり、このＳ
／Ｄ比が生体の状態において適宜変化させることができ
るように構成することが望ましい。
ｉ そこで、生体の拍動波形の一サイクルにおいては、
第１図に示すように、Ｓ／Ｄ比（−収縮期時間／拡張期
時間）或いはＳ／Ｔ比（−収縮期時間／■ザイクル時間
）が変動するものであり、Ｓ／Ｄ比は約１：２の近傍で
変動している。
しかしながら、普通のクランク駆動方式の往復動ポンプ
でのＳ／Ｄ比ば１：Ｉであるから、この種の往復動ポン
プを血液ポンプとして使用する場合、Ｓ／Ｄ比変換機構
を付設する必要がある。
このような観点から、発明者等は鋭意研究を重ねた結果
、回転運動を往復運動に変換する機構をリンク機構で構
成し、このリンク機構の構成において、一端部を往復動
部材に連接した第２リンクと、一端部が回転駆動軸に連
結して旋回運動する第１リンクとを設け、前記第２リン
クの他端部を第１リンクに摺動自在に装着した結合部材
に枢着し、さらに前記結合部材に第３リンクの一端部を
枢着すると共にその他端部を第１リンクの回転駆動軸心
に対し半径方向に移動調節自在に設定することにより、
前記第３リンクの移動調節端部を回転駆動軸心に接近す
るに従って往復動ポンプのＳ／Ｄ比を１：１に近づけ、
また、第３リンクの移動調節端部を回転駆動軸心より半
径方向に離間させるに従って往復動ポンプのＳ／Ｄ比を
１：２以上に調節することができることを突き止めた。
従って、本発明の一般的な目的は、可変速モータと往復
動変換機構とストローク長調節機構とによって駆動され
る制御容量型往復動ポンプを拍動型血液ポンプとして適
用するに際し、ポンプの吐出及び吸込の各ストロークの
時間比率を連続的に可変調節自在な機構を付設してなる
拍動型血液ポンプを提供するにある。
前記の目的を達成するため、本発明においては、可変速
モータの回転運動をクランク機構及びストローク長調節
機構を介して往復動に変換して駆動する制御容量型往復
動ポンプからなり、クランク機構は第１リンク、第２リ
ンク及び第３リンクを備え、第１リンクを回転駆動軸に
結合し、第２リンク及び第３リンクの一端部を共に第１
リンクに装着した摺動部材に枢着し、第２リンクの他端
部をストローク長調節機構に結合し、第３リンクの他端
部を回転駆動軸に対し半径方向に移動する調節軸に結合
し、前記調節軸を回転駆動軸に対し変位させることによ
りポンプの往復ストロークの時間比率を可変調節し得る
よう構成することを特徴とする。
また、可変速モータの速度、ストローク長調節機構及び
クランク機構の調節軸をそれぞれ調節自在に構成すれば
、血液心拍数、心拍出量及びＳＺＤ比を任意に変更する
ことが可能となる。
次に、本発明に係る拍動型血液ポンプの実施例につき添
付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第２図は本発明に係る拍動型血液ポンプの基本構成を示
し、参照符号１０はポンプ室であり、このポンプ室１０
は往復動部材１２によって容積変；化を行うピストン型
もしくはダイアフラム型として構成される。
ポンプ室１０には、それぞれ弁装置を介して吸込口１４
及び吐出口１６が設けられる。
前記往復動部材１２の一端部にはクロスヘッド１８及び
連接棒２０を介してストローク長調節機構２２を連結し
、さらにこのストローク長調節機構２２の駆動側には回
転運動を往復運動に変換するクランク作用を有しかつ往
復ストロークの時間比率を連続的に可変調節岨るＳ／Ｄ
比変比変溝機構２４げてこのＳ／Ｄ比変比変溝機構２４
変速モータ２６によって駆動するよう構成する。
しかるに、本発明において使用する前記Ｓ／Ｄ比変換機
構２４の動作原理及びその構成につき以下詳細に説明す
る。
第３図はＳ／Ｄ比変比変溝機構２４作原理を示す説明図
であり、基本的に３個のリンク部材によって構成されて
いる′。
すなわち、第１リンク３０は、一端部を回転駆動軸３２
の軸心と直角に結合して旋回運動するよう構成され、こ
の第１リンク３０にはその長手方向に変位する摺動部材
３４が装着される。
この第１１Ｊンク３０に装着された摺動部材３４に第２
リンク３６及び第３リンク３８の一端部がそれぞれ枢着
され、第２リンク３６は第１リンク３０の旋回運動を往
復運動に変換するクランク機構として作用し、その他端
部は往復運動をポンプ室１０に伝達する連接棒２０もし
くはストローク長調節機構２２に連結する。
また、第３リンク３８の他端部は第１リンク３０の回転
１駆動軸３２に対し半径方向に移動自在な調節軸４０に
対しその軸心と直角に結合固定し、これにより前記第２
リンク３６による往復ストロークの時間比率すなわちＳ
／Ｄ比を調節する。
以上の基本的な構成に基づ〈実施例は、第４図に示す如
くであり、回転駆動３２に適宜の伝動手段によって可変
速モータ２６の駆動軸と連動するよう構成され、調節軸
４０も適宜の調節手段により移動し得るよう構成される
。
従って、このように構成されたＳ／Ｄ比変換機構２４の
作用を説明すれば、まず、調節軸４０を回転駆動軸３２
と所定距離ｄ離間させた場合、第２リンク３６及び第３
リンク３８の共通接続端部においては円運動の軌跡Ａを
描く。
この時の第２リンク３６の往復ストロークは第３リンク
３８が水平となる軌跡Ａ上の２点ａ、 、 ａ２で反転
する。
しかるに、前記２点ａ １ ） ａ ２ ニオイて第２
リンク３６の往復ストロークを反転させる場合の第１リ
ンク３０の回転角の変位は第３図から明らかなように、
往ストローク角θＳ、復ストローク角θＤが決定する。
従って、このθ８．θ０は次式がら明らがなようにＳ／
Ｄ比を決定する。
以上の結果から、調節軸４０と回転駆動軸３２との離間
距離ｄを小さくすることによりｏｓ中θＤとなり、又、
ｄを太き（するに従ってθＳ〈θＤとなり、ポンプのＳ
／Ｄ比が容易に可変調節し得ることが了解されよう。
なお、往ストローク角θＳと、軸間距離ｄと、第３リン
ク３８の長さ１との関係を求めると、次式で表わされる
。
そこで、ｄ ＝ ５．５ｍｍ、 １ ＝ １． Ｏｍ
ｍに設定すればＦＩＧ、４ Ｓ／Ｄ比は次のように求められる。
本発明に係る拍動型血液ポンプによれば、Ｓ／Ｄ比変換
機構２４の調節によりＳ／Ｄ比の変更が容易となり、可
変速モータ２６の速度を調節することにより血液心拍数
を変更し得ると共にストローク長調節機構２２を調節す
ることにより心拍出量を変更することができる。
以上、本発明に係る血液ポンプの好適な実施例について
説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は生体の心臓心室における１サイクルの拍出量を
示す特性曲線図、第２図は本発明に係る拍動型ｎｒ＋液
ポンプの実施例を示す機構図、第３図は本発明の要部で
あるＳ／Ｄ比変換機構の動作原理説明図、第４図は第３
図に示す原理に基づくＳ／Ｄ比変換機構の一実施例を示
す要部斜視図である。 １０・・・・・・ポンプ室、１２・・・・・・往復動部
材、１４・・・・・・吸込口、１６・・・・・・吐出口
、１８・・・・・・クロスヘッド、２０・・・・・一連
接棒、２２・・・・・・ストローク長調節機構、２４・
・・・・・Ｓ／Ｄ比変換機構、２６・・・・・・可変速
モータ、３０・・・・・・第１リンク、３２・・・・・
・回転駆動軸、３４・・・・・・摺動部材、３６・・・
・・・第２リンク、３８・・・・・−第３リンク、４０
・・・・・・調節軸。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 可変速モータの回転運動をクランク機構及びストロ
    ーク長調節機構を介して往復動に変換して駆動する制御
    容量型往復動ポンプからなり、クランク機構は第］リン
    ク、第２リンク及び第３リンクを備え、第１リンクを回
    転駆動軸に結合し、第２リンク及び第３リンクの一端部
    を共に第１リンクに装着した摺動部材に枢着し、第２リ
    ンクの他端部をストローク長調節機構に結合し、第３リ
    ンクの他端部を回転駆動軸に対し半径方向に移動する調
    節軸に結合し、前記調節軸を回転駆動軸に対し変位させ
    ることによりポンプの往復ストロークの時間比率を可変
    調節し得るよう構成してなる拍動型血液ポンプ。 ２ 可変速モータの速度を調節自在に構成して血液心拍
    数を変更し、ストローク長調節機構を調節自在に構成し
    て心拍出量を変更し、クランク機構の調節軸を調節自在
    に構成してＳ／Ｄ比を変更し得るよう構成してなる特許
    請求の範囲第１項記載の拍動型血液ポンプ。
JP51133785A 1976-11-09 1976-11-09 拍動型血液ポンプ Expired JPS5816901B2 (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51133785A JPS5816901B2 (ja) 1976-11-09 1976-11-09 拍動型血液ポンプ
GB8727/77A GB1577344A (en) 1976-11-09 1977-03-02 Pulsatory blood pump
AU22911/77A AU2291177A (en) 1976-11-09 1977-03-03 Peristaltic blood pump
CH281077A CH617495A5 (ja) 1976-11-09 1977-03-07
SE7702507A SE7702507L (sv) 1976-11-09 1977-03-07 Anordning vid pulserande blodpumpar
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