JPS58212451A - 人工心房 - 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】 本発明は人工心臓に関するものである。

例えは心臓手術のため及びその時に心不全で血液の補助
循環を必要とする場合、あるいは長期に亘って心臓機能
の一部又は全部を代のものに代行させる必要がある場合
に人工心臓（血液ポンプ）が使用される。この人工心臓
は従来、自然心臓の心室に相当する人工心室を有する血
液容器を生体の静脈と動脈とに接続し、この血液容器内
の人工心室を拡張してその中に静脈から返ってくる血液
を逆止弁を介して導入充満させ、次いで、上記人工心室
を圧縮して人工心室内の血液を動脈に逆止弁を介して駆
出させるもので、上記、人工心室における血液の充満、
駆出動作を繰り返すことによシ自然心臓の代行を務める
吃のである。そして、人工心臓を収縮、拡張させるため
には、圧縮空気及びこの圧縮空気の減圧吸引手段が用い
られたり、液体が媒体として用いられたり、機械的手段
が用いられｆｒ、すしている。仁のような人工心房とし
ては従来、第１図に示すようなダイアスラム型人工心臓
、第２図に示すようなサック型人工心臓、第３図に示す
ようなプラダ−型人工心臓がある。ダイアスラム型人工
心緘について説明すると、Ｍ１図に示すように上部ハウ
ジング（１ａ）とベースハウジング（１ｂ）からなるハ
ウジング（１）内に隔膜すなわちダイアフラム（２）が
設けられこのダイアフラム（２）により人工心室（３）
及び流体室（４）が形成されている。上部ハウジング（
１ａ）には血液導入路（５）及び血液導出路（６）が設
けられ、血液導入路（５）、血液導出路（６）には、そ
れぞれ流入側弁（逆止弁）＜７）、流出側弁（逆止弁）
（８）が設けられている。まだ、ベースノ・ウジング（
１ｂ）には連通路（９）が設けられている。この連通路
（９）には駆動源（１０）が連結される。この駆動源（
１０）は、例えばｍ４図に示すように高圧空気源（空気
ボンベ、空気圧縮機）　　（１１）から高圧空気が適当
な圧力ＰＡ整器（１２）を通り所定の圧力になって電磁
弁、流体素子などの制御機構（１３）を通って連通路く
９）より流体室（４）に流入し次いで真空ポンプなどの
吸引ボンダ（１４）、吸引圧力調節器０５）によって吸
引され、そして低圧界囲気中又は大気圧下に放出される
ように構成されたものである。なお、血液導入路（５）
は静脈に、血液導出路（６）は動脈に連結される。した
がって、吸引ポンプによシ第１図において流体室（４）
から空気が減圧吸引されるとダイアフラム：１．′１１ （２）が矢印入方向に移動する。すると静脈から血液が
血液導入路（５）、流入側弁（７）を介して人工心室（
３）に導入されて充満する。次いで、駆動源（１０）か
ら所定圧の空気が流体室（４）に流入してダイアフラム
（２）を矢印Ｂ方向に移動させる。これにより人工心室
（３）内の血液は血液導出路ｉ６）流出側弁（８）を介
して動脈に駆出される。次いで吸引ボンダ（１４）によ
り流体室　（４）から空気が吸引され、続いて上記動作
が繰シ返されて自然心臓の代行がなされる。

次に、サック型人工心臓Ｋ）いて説明すると、第２図に
示すようにハウジング（１６）内に隔膜すなわちサック
　（１７）が設けられ、これ罠より人工心室（１８）及
び流体室（１９）が形成されている。その他の構成及び
作用は上記ダイアフラム型人工心臓と同様なので、これ
と略同一部分には同一符号を付してその説明を省略する
。また、ブラング艷型人工心臓について説明すると、第
３図に示すようにハウジング（２０）の両端部に対向し
て血液導入路（５）及び血液導出路（６）が設けられ、
さらにノ・ウジフグ（２０）内には、隔膜すなわちブラ
ダ−（２１）が設けられている。これにより人工心室（
２２）及び流体室（２３）が形成されている。その他の
構成及び作用は上記ダイアフラム型人工心臓と同様なの
で、これと−同一部分には同一符号を付してその説明を
省略する。

ところが上記のようなダイアフラム型人工心臓、サック
屋人工心關、ブラダ−型人工心臓は自然心臓に比較して
伸展拡張性に乏しいもので、たとえある程度の伸展拡張
性を備えたものであっても、生体に移植された場合には
、一定の日時の経過とともに周囲の組織に包囲されて伸
展拡張性を失うのが常である。

このため、人工心室の血液充満時には、生体の静脈側の
血圧が大幅に変動して静脈に大きな陽圧がかかり、管壁
がうすい静脈はその内壁が（＝１着する。それにもかか
わらず、この静脈には、さらＫこの陽圧につづいて血液
の陽圧が加わり、静脈血の還流り著しく困難となる欠点
があった。このため生体の要求に応じた一定量以上の血
液の駆出量を与えることが困難となり、心不全と類似の
状態になるおそれがあった。

不発明は上記４Ｓ情に鑑みてなされたもので、生体の要
求に応じた十分な静脈還流や血液の受納、駆出を行うこ
とができ、したがって、心不全類似の障害を防止するこ
とができるものである。この発明による人工心房は上記
のダイアフラム型人工心臓すック壓人工心臓、ブラダ−
型人工心臓のいずれにも等しく使用することができるの
で、以下の説明では代表としてダイアフラム型人工心臓
を例にとって説明するが、サック型人工心臓、ブラダ型
人工心臓を用いた場合でも、その作用はダイアフラム型
人工心臓を用いる場合と同様である。

本発明の第１実施例（副室を有しない人工心房）を第５
図を聞いて説明する。人工心房はハウジング（２４）　
、血液流入口（２５）、血液流出口（２６）から成り、
ノ・ウジング内に血液室（２７）が形成されている。ハ
ウジング（２４）はポリウレタン系又はシリコーンゴム
系等の合成物質により形成されている。上記血液流入口
（２５）を生体の静脈に接続し、血液流出口（２６）を
ダイアフラム型人工心臓の血液導入路（５）に接続する
。その他の構成は前５Ｃダイアフラム臘人工心臓と同様
なので、略同一部分に１同一部号を付してその説明を省
略する。いま、人工心臓のダイアフラム（２）が矢印入
方向に移動して人工心室（３）が拡張すると、人工心房
の血液室（２７）内の血液は血液流出口（２６）、血液
導入路（５）、流入側弁（７）を介して人工心室（３）
内に導入され充満する。このとき、静脈と人工心室（３
）の間に位置する人工心房の血液室（２７）が人工心室
（３）の陽圧を緩衝するので、不必要な陽圧が静脈に加
わるのを防止し、静脈血の還流障害を緩和する。次いで
ダイアフラム（２）が矢印Ｂ方向に移動すると、人工心
室（３）は収縮し、その中の血液り血流導出路（６）、
流出側弁（８）を介して動脈へと駆出される。この人工
心室収縮期にも、静脈から還流する血液は人工心房の血
ｉ塞（２７）内に充満しつつあるので、静脈血の円滑か
つ効果的な血液還流が実現され、血液駆出流量が増加す
る。

次に、本発明の第２実施例（副室を有する人工心房）を
第６に基づいて説明する。この実施例において、前記第
１実施例（副室を有しない人工心房）と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略する。この実施例におい
ては、人工心房の内部にポリウレタン系又はシリコーン
ゴム系等の合成物質により形成される。伸展性に富む副
室膜（２８）を固着し、これにより血液室（２７）と副
室（２９）を形成している。副室（２９）の一部を形成
しているハウジングには導管（３０）が取り付けてあり
、これにより副室内部と外気（低圧雰囲気又は大気）と
が連絡されている。いま、人工心臓のダイアフラム（２
）が矢印Ａ方向に移動し、人工心室（３）が拡張すると
、人工心房（２４）の血液室（２７）内の血液は血液流
出路（２６）、血液導入路（５）、流入側弁（７）を介
して人工心室（３）内に充満する。このとき副室膜（２
８）は矢印Ｃ方向へ移Ｎｂシ副室（２９）は拡張し、前
記第１実施例（副室を有しない人工心房）よりもより速
やかにより確実に人工心室（３）内に血液が光＾ｆる。

また、静脈へ及はす人工心室（３）の陽圧の影響も、前
記第１実施レリ（副室を有しない人工心房）よりもより
軽減される。次にダイアフラム（２）　ぎ矢印Ｂ方向に
移動すると人工心室（３）内の血液は血、電導出路（６
）、流出側弁（８）を介して動脈へと駆出される。

このとき、人工心号の副室膜は矢印り方向へ移動し副室
は収縮し、静脈からの血液は連続的に血液室（２７）内
へ還流し続けるので、前記第１実施例（副室を有しない
場合）よりもよシ円滑でより効果的な血液還流が実現さ
れ、それだけ血液駆出流量がより増大する。

次に、本発明の第３実施例（副室膜位置検出器を有する
人工心房）を第７図に基づいて説明する。なお、この実
施例において前記第１実施例（副室を有しない人工心房
）及び第２実施例（副室を有する人工心房）と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。この実施例
においては、前記第２実施例（副室を有する人工心房）
において説明したように１人工心室（３）に静脈血が導
入充満される際、副室（２９）は上記静脈血の人工心室
（３）内への受納量に応じて拡張し、副室膜（２８）が
上記受納量に応じた位置に伸展すること及び人工心室か
ら血液が動脈へ駆出されている間は心房の血流室（２７
）へ還流する血液ＪＩＫ応じ４て副室（２９）が最縮し
、副室膜（２８）の位置が変化することを利用し、副室
膜（２８）が人工心房のハウジング（２４）　Ｉｃ対し
て移動、接近、接触するのを電子回路的に検出（赤外線
センサー、超音波センサー、電磁誘導を利用したセンナ
−１静電餞導を応用したセンサー等（３１）をハウジン
グ（２４）に設けその出力を電子回路（３２）　を介し
て検知）する手段、感圧ゴム等の圧力スイッチ（図示せ
ず）等スイッチ機構を介して感知する手段、副室（２９
）の導管（３０）Ｋ流体素子（３３）を連結し、この流
体素子により副室（２９）内の流体の変動を感知する手
段等により感知し、それらの感知信号をトリガー装置（
３４）を介してダイヤスラム（２）の駆動装置Δ（３５
）に伝達し、これにより人工心房の血液室（２７）内に
静脈血が充満される量とタイミングを検出して駆動装置
（３５）による流体室（４）への空気流入量、流入吸引
のタイミングが加減されるようにしてダイヤフラム（２
）の移動を自動制御し、人工心室（３）内の血液の１回
の駆出量及び１分間における駆出回政を自動的に調節し
得るようにしたものである。

以上、この発明による人工心房をダイアフラム型人工心
臓に応用した場合について説明したが、この人工心房は
サック型、プラダ−型等他の型の人工心臓を用した場合
に全く同様に使用できるものである。

以上説明したように本発明によれは、人工心房およびそ
の副室膜が合成物質によシ形成され伸展性に富んでいる
ので、人工心室内への血液の充満時には人工心房の血液
室が静脈から人工諸室への血液の流入量に応じて体、債
変化し、圧力の緩衝作用を発１事し、静脈側の血圧の急
激な変動はなくなり、静脈血の還流を正常に行わせるこ
とができ、かつ人工心室への血液の受納をＩＭＮに行わ
せることができ、したがって生体の要求に応じた一定被
以上の血液の駆出量を得ることができる。また副室膜の
移動部がハウジングに対して移動、接近、接触するのを
感知手段により検出し、この検出信号によシ人工心臓隔
膜の移動を自動制御する仁とにより人工心室の血液の１
回の駆出量及び１分間の駆出回数をｆＡ節することがで
き、したがって自然心１藏に最も近い人工心臓を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は従来の人工心臓の実施９１１を示す
もので、第１図はダイアフラム型人工心臓の断面図。第
２図はサック型人工心臓の断面図、第３図はプラダ−型
人工心臓の断面図、第４図は人工心臓の駆動手段の説明
図である。第５図乃至第７図は本発明の実施例を示すも
ので、第５図は副室を有しない人工心房の説明図、第６
図は副室を有する人工心房の説明図、ｉ８７図は副室膜
位置検出器を有する人工心房を用いて人工心臓の隔膜移
動の自動制御を説明するための図である。 ’（１）　　・・・・・・ハウジング　　　　　（１ｍ
＞　、（１ｂ）　　・−・・・・ベースハウジング（２
）・・・・・・ダイアフラム　　　（３）・・・・・・
人工心室（４）・・・・・・流体室　　　　　　（５）
・・・・・・血液導入路（ｌＯ）・・・・・・駆動源　
　　　　　（１１）・・・・・・高圧空気源（１２）・
・・・・・圧力調整器　　　　（１３）・・・・・・制
御機構（１４）・・・・・・吸引ポンプ　　　　（１５
）・・・・・・吸引圧力調節器（１６）・・・・・・ハ
ウジング　　　　（１７）・・・・・・サック（１８）
・・・・・・人工心室（１９）・・・・・・流体室（２
０）・・・・・・ハウジング　　　　（２１）・・・・
・・ブラダ−（２２）・・・・・・人工心室　　　　　
（２３）・・・・・・流体室（ｚ４）・・・・・・ハウ
ジング　　　　（２５）・・・・・・血液流入口（ｚ６
）・・・・・・血液流出口　　　　（２７）・・・・・
・血液室（２８）・・・・・・副室膜　　　　　　（２
９）・・・・・・副　室（３Ｇ）・・・・・・導　管　
　　　　　（３１）・・・・・・センサー管（３２）・
・・・・・電子回路　　　　　（３３）・・Ｊ・・フ：
１流体素子（３４）・・・・・・トリガー装置　　　（
３５）・・・・・・駆動装置第１目　　茅２貫　　　穿
３回 ｖ４図 ￥５図 茅乙図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）完全置換型人工心臓において、人工心室の収縮期
   に静脈から帰って来る血液を受納し、人工心室拡張期に
   この受納した血液を人工心室内に送り込むことにより血
   液の循環を能率良く行うために、静脈と人工心室の間に
   設置して、自然の心房の機能を代行させるための、血液
   が受納、駆出される少くとも一つの室を具備している事
   を特徴とする人工心房。
2. （２）上記の血液が受納、駆出される人工心房のハウジ
   ングと、血液容器の隔膜より区画される少くとも一つの
   独立した収縮、拡張可能な副室を具備している事を特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の人工心房＠
3. （３）上記副室の隔膜の移動部がハウジングに対して移
   動、近接または接触するのを検出して隔膜の移動機構を
   制御する手段が上記ハウジングに付設されている事を特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の人工
   心房。