JPS61244370A - 血液潅流に用いられるポンプ装置および血液潅流カテ−テルの作動方法 - 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、酸素付加された血液を患者の動脈から切替え
て、通常の動脈による血液供給が妨害されている心臓等
の筋肉領域に、静脈を通じて、血液の供給を行なう血液
後方灌流システムに関する。

即ち、本発明は、通常の酸素付加血液流が、動脈を経て
、筋肉に到達することのできない状態時、その筋肉に酸
素付加された血液を一時間に供給する血液後方灌流シス
テムに間する。

（従来の技術） 例えば、心臓の筋肉の一部に対する適正な血液流と栄養
の供給を妨げる冠状動脈の著しい閉塞があったような場
合、血液後方灌流は効果的である。

この血液後方灌流術は、心筋の該当部分から伸長する冠
状静脈を介して、一時間に、動脈血液を心筋の栄養不足
部分に短絡する段階を備えている。

この技術は、動脈を心筋の該当部分から伸長する静脈に
接続する段階を備えている。血液は、心臓の通常の律動
と同調させたポンプによって、動脈から静脈に送られる
。律動ごとに、所定量の血液が静脈に送られるため、血
液は静脈内での正規な流動方向と逆方流に流動し、心筋
の該当部分に達することができる。心臓の拡張期に、ポ
ンプが律動する毎に、心筋に血液が供給される。心臓の
収縮期には、後方灌流された血液は、その流動方向を変
え、静脈を通って、心筋とは反対の正常の流動方向に流
動することができる。

血液後方灌流術には、特殊な型式の風船カテーテルが使
用される。かかるカテーテルは、米国特許第４，２９０
，４２８号に開示されているが、このカテーテＪＬ／！
寸　盲Ｉ腫を二播人すス六千−テｌしめ宝范嫁すなわち
先端に膨張収縮自在の風船を取付けたものである。この
風船は、カテーテルと静脈の内腔間を一時的に密封でき
る構造を備えている。この密封によって、心臓の拡張期
に潅入する血液の漏洩を防止することができる。膨張し
た風船によって、心臓の拡張期、可、能な限り多量の酸
素付加血液を心筋に流動させることができる。この風船
カテーテルは、また、拡張期後、風船による密封を解除
し、静脈内での血液の流動方向を逆にし、心筋から排除
できる構造にしである。この密封の形成、解除は、心臓
の収縮−拡張律動と同期して行われる。

上記方法並びにその方法に採用することのできる装置は
、アメリカ心臓学ジャーナルの１９７８年６月号１１９
１−１２０１頁に、ファルコット（Ｆａｒｃｏｔ）が発
表した゛°虚血性心筋の血液循環を　探　るための環状
静脈の質請　後　潅流”　（Ｓ　ｙｎｃｈｒｏｎ　１ｚ
ｅｄＲｅｔｒｏｐｅｒｒｕｓｉｏｎ　　ｏｆ　　Ｃｏｒ
ｏｎａｒｙ　　Ｖｅｉｎｓ　　ｆｏｒＣ１ｒｃｕｌａｔ
ｏｒｙ　　Ｓ　ｕｐｐｏｒｔ　　ｏｆ　　Ｊ　ｅｏｐａ
ｒｄｉｚｅｄＩ　ｓｃｂｅｍｉｃ　　Ｍｙｏｃａｒｄｉ
ｕｍ）に記載されている。

血液後方灌流術は、酸素付加血液の心筋への供給が妨害
されている多くの状態下にて、有用である。かかる状態
は、動脈の何れの部位にても生ずる可能性があるが、酸
素付加血液を心筋に供給する冠状動脈自体が閉塞した場
合が特に重大である。

このため、心筋梗塞（心臓発作）に至る危険性のある上
記場合、血液後方灌流術を用いて酸素付加血液の心筋へ
の供給を持続することが極めて重要である。この血液後
方灌流術は、迅速に施し、患者がさらに高度の治療を受
けるか、またはその治療を受は得る状態となる迄、心筋
の該当部分の生存を図ることができる。

上述の如く、緊急時の救命術として採用するのに加えて
、血液後方灌流術は、静脈の閉塞に対するある種の治療
を施す際にも用いることができる。

近年、血管形成法として知られる治療方法が開発されて
いる。これは、上記とは別の型式の風船カテーテルを閉
塞静脈内に挿入し、その風船を狭隘または閉塞領域内に
位置決めし、次いで、風船を膨張させ、静脈内の閉塞物
を静脈壁に対し半径方向外方に圧縮することで、静脈の
内腔を拡大させる方法である。血管形成方法は、より大
規模な冠状動脈バイパス手術の代替手段として、多くの
場合に採用されている。しかし、この血管形成術の場合
、血管形成風船の膨張自体、静脈を閉塞し、治療する狭
窄部分の下流には血液が全く流動しない、血液の流動が
完全に遮断された場合、静脈の閉塞部分より下流の筋肉
は危険な状態になるため、風船は比較的短時間だけ、膨
張するようにしなければならない、しかし、血液後方灌
流を同時に行なうことにより、酸素付加血液を、血管形
成風船が閉塞する慮れのある筋肉部分に供給することが
可能となる。このなめ、血液後方灌流術と血管形成術を
併用することにより、血管形成術は、これまでよりも長
時間に亘る使用が可能となり、よって、従来と比べ、血
管形成による外傷の治療は、より完全且つ良好に行なう
ことができる。

（発明が解決せんとする問題点） これまで提案された血液後方灌流術は、多少の危険が全
くないという訳ではない、後方灌流風船の使用に起因し
て、患者の血液循環系統に蓄積する圧力を極めて慎重に
制御しなければならない。

この圧力が過大であ・れば、出血、その他の問題が生ず
る。従来技術により提案された血液後方灌流術のもう１
つの問題点は、カテーテルの作用を同調化し、制御する
ためのポンプ装置の設計および機能が効率的でないこと
である。

本発明の概括的目的は、血液潅流用の改良したポンプ装
置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、本体と、内腔と、および先端部に位置決めし
た風船とを備えたカテーテルと共に使用することができ
る。この内腔は、カテーテルの基端から先端までカテー
テルの全長に亘って伸長し、先端に開口している。この
内腔は、その基端にて、酸素付加血液を収受し、その血
液を先端すなわち末梢端に供給する。内腔は、風船領域
のカテーテル本体に形成した複数の穴によって、風船の
内部と連通している。風船の内側と連通ずる穴の流動断
面積は、カテーテルの末梢端における内腔出口より大き
いため、流動抵抗は、風船内部への開口部よりも、末梢
端の出口における方が大きい。拡張期、血液は、カテー
テルから送出されると、風船に充満して、これを膨張さ
せ、カテーテルの末梢出口から相当量の血液が流出しな
いうちに、静脈内腔に対する密封形状を形成する。血液
がカテーテルの末梢出口を通って、静脈内に流動し始め
る時には、風船は既に膨張し、所定位置に密封されてい
るため、律動血液は、全て、栄養を与えようとする筋肉
部分に向けて逆方向に流動する。律動が停止し、収縮期
に入ると、カテーテル内の圧力が降下するため、風船内
の血液は、カテーテルの比較的大径の開口から迅速に排
除され、よって、静脈の閉塞物を除去し、静脈を通って
排出される。

本発明の改良したポンプ装置は、後方灌流カテーテルの
内腔の基端に、吐出口を接続したポンプを備えている。

このポンプの吸込口は、別のカテーテルを介して、患者
の動脈等の酸素付加血液源に接続されている。後方灌流
カテーテルを介して、血液を律動送出し得る構造とした
ポンプは、患者の心臓の律動と同調して駆動されるため
、拡張期の所望の時点にて、血液を送出させることがで
きる。

ポンプは、一部、弾性圧縮可能な球によって画成された
一次室を備え、この−洗室の吐出口は、後方灌流カテー
テルに接続されている。−洗室には１方向吸込口から、
血液が充満する。球を圧縮すると、−洗室内の血液は、
後方灌流カテーテルを通って送出され、同時に、一方向
吸込口の逆止め弁を遮断する。圧縮球が弛緩すると、そ
の固有の弾性によって、その弛緩形状に向けて拡大し、
よって、ポンプ室容積は、その元の通常の値となる。こ
の作用によって、ポンプ室内の圧力は降下し、よって、
逆止め弁が開放し、血液がリザーバからポンプ室内に吸
引され、次の送出ストロークの準備が整う、また、後方
灌流カテーテルからも幾分かの血液が吸引され、風船の
収縮が促進される。

ポンプは、１方向弁を介して、−洗室に血液を供給する
リザーバ室を備えている。このリザーバ室は、患者の動
脈から伸長するカテーテルに接続される。リザーバ室は
、弾性球によって、若干の負圧状態に維持され、この弾
性球はポンプの作動中、常時、圧縮されており、その圧
縮程度は、ポンプの作動中変化する。リザーバ室の若干
の負圧は、患者の動脈血液を吸引するのに役立つ。リザ
ーバ宗法は、ポンプ−洗室の圧縮可能な球と比べ、より
弾性で、可撓性を備えるため、後者が撓むことにより、
前者の固有弾性が制御され、打消される。その結果、リ
ザーバ宗法は、一部収縮状態と完全収縮状態の間を反復
するため、リザーバ室内および動脈カテーテルは、常時
、負圧状態に維持される。

本発明はまた、−洗室法を駆動するりニアモータの作動
制御システムを備えている。この制御システムには、患
者の心電図のデータ並らびにリニアモータに接続され、
そのモータの位置および動作を監視する線形動作検知器
のデータが入力される。この制御システムは、ポンプシ
ステムと心臓の律動間の同調を制御すると同時に、血液
送出動作の同期、ストローク当りの吐出量およびストロ
ーク速度等のポンプ動作の幾多の変数を変化させ、制御
するための制御手段を備えている。

本発明の全体的な目的は、改良した血液後方灌流システ
ムを提供することである。

本発明の別の目的は、ポンプおよび協働して、迅速な膨
張、収縮応答動作を行なう血液後方灌流カテーテルを提
供することである。

本発明のもう１つ別の目的は、ポンプが自己充填型で、
動脈から一定量の血液を吸引する血液後方灌流システム
を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、血液乱流の少ない血液後方
灌流システムを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、２室を備え、１方の室の圧
力変化によって他方の室を駆動する血液潅流ポンプを提
供することである。

本発明のさらに別の目的は、動脈から血液を吸引するの
に加えて、血液後方灌流カテーテルからも血液を吸引し
て、風船の収縮を促進する血液後方灌流用ポンプを提供
することである。

本発明のさらに別の目的は、ポンプの一部を低廉な使い
捨て可能な材料で製造することにより、再使用のための
消毒を不要にし、不完全な消毒による危険性を回避する
血液後方灌流用ポンプ装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、ポンプの使い捨て可能な部
分が、ポンプ駆動機構から迅速且つ容易に取外し可能な
血液後方灌流用ポンプ装置を提供することである。

本発明の上記目的、および他の目的並びに利点は、以下
の詳細な説明からより一層良く理解し得るであろう。

（実施例） 第１図は、心臓１０の左心室から伸長する大心臓静脈の
如く、心筋の該当部分に達する静脈に、血液後方灌流シ
ステムを接続し、動脈からその静脈に、酸素付加血液を
供給する状態を示す図である。

このシステムは、患者の大腿動脈から挿入し、下行大動
脈に届く、全体として１２で示した動脈カテーテルを備
える。この動脈カテーテル１２は、リザ−バ室１４と連
通し、このリザーバ室１４は、逆止め弁１８を介して、
全体として１６で示したポンプ室に血液を供給する。ポ
ンプ室１６の吐出口は、全体として２０で示した血液後
方灌流カテーテルに接続される。このカテーテル２０は
、酸素不足を生じ、治療を必要とする心臓等の筋肉部分
に、酸素付加された血液を供給し得る位置にて、患者の
選択した静脈に挿入される。以下により詳細に説明する
ように、このシステムは、カテーテル１２を介して、動
脈血液を吸引し、リザーバ室１４内に一時的に貯蔵しポ
ンプ室１６に送る。血液は、ポンプ室１６から血液後方
灌流カテーテルを介して、規則的な律動状態にて、患者
の静脈■に送られる。ポンプ室１６は、プランジャ２４
によって、交互に、圧縮、解放される可撓球２２を備え
ている。このプランジャ２４は、球２２に係合し、また
球２２に対する前進、離反が可能であって、送出ストロ
ーク時、球２２を圧縮し、充填ストローク時、球２２を
解放する動作を交互に反復する。このプランジャ２４は
、タイミング、速度およびストロークを制御される往復
運動可能なリニアモータ２６によって、駆動される。

第５図に示すように、血液後方灌流カテーテル２０は、
管状体２８を備え、この管状体２８の末梢端すなわち先
端には自動的に、膨張収縮可能な風船３０が取付けであ
る。この風＠３０は、カテーテルから、送出された血液
が、先ず風船に充満し、これによって膨張される構造に
しである。風船３０は、第６図に仮想線で示すように、
静脈の内腔２９の表面に対して膨張し、血液送出ス１〜
ローク中、風船と静脈間を一時的に密封する。送出スト
ロークは、心臓の拡張期とタイミングが合うようにし、
最大限の血液が心筋に逆流し得るようにしである。風船
は、酸素付加血液の逆行注入が完了した後、収縮し得る
構造にしであるため、血液はその流動方向を変え、心筋
から排出される。風船と静脈間の密封は、心臓の律動に
合わせて、形成、解除されるようにすることが重要であ
る。

カテーテルはその末梢端に出口３２を備えている。

風船３０は、カテーテル本体２８の末梢端の基部に取付
けられる。風船３０によって覆われたカテーテル３０の
部分は、風船３０内に開口し、出口３２より総断面績の
大きい多数の穴３４が設けである。出口３２よりも風船
３０内に開口する穴３４の流動断面積が大きいことによ
って、血液に対する流動抵抗は、出口３２の方が穴３４
より大きい。血液送出律動時、カテーテルを介して送出
された血液は、先ず、風船３０内に充満して、これを膨
張させ、相当量の血液が末梢端の出口３２から流出しな
いうちに、静脈の空腔を密封する形状となる。（第６図
で仮想線３１で示す如く）。末梢端出口３２から血液が
流動し始める以前に、風船は既に、膨張し、所定位置に
密封されるため、最大限多量の酸素付加血液が、律動状
態にて、治療せんとする心筋部分に向けて、逆流する。

律動が停止すると、カテーテル内の血圧は降下し、風船
内の血液は比較的大きい風船内開口穴３２を介して、急
速に排出され、風船は収縮する。

風船は縮方向に伸長する折曲げ線に沿って収縮し得る構
造にしであるため、第５図および第６図に示すように、
カテーテルの端部方向がら見た場合、やや星形の形状を
備えるようにみえる。風船の画成する星形または小葉状
の断面形状によって、複数の小葉および溝３８が交互に
形成される。ｉ！ｌ１３８は、複数の相当な流動断面積
を画成するため、血液は、後方灌流部分から急速に排出
される。風船は、風船が収縮したときの形状であること
が望ましい若干星形の形状の成形心棒の周りに、ビニー
ルまたはラテックスを用いて、浸漬成形方法によって成
形する。風船の材料は、心棒上で硬化し、剥難された後
、星形の収縮形状となり、固有の性質によって、その形
状に保持される。

導管４０の末梢端と血液後方灌流カテーテル２０の基端
に取付けたルア・ロック（Ｌ　ｕｅｒ　−Ｌ　ｏｃｋ）
接続手段４２等によって、血液後方灌流カテーテル２０
の基端は、ポンプ室１６の吐出導管４０に接続される。

ポンプ室１６には、逆止め弁１８で画成した１方向吸込
口を介して、血液が充満される。ポンプ室１６の一部を
構成する圧縮可能な弾性球２２が、プランジャ２４のス
Ｉ〜ローク動作によって圧縮されると、ポンプ室１６内
の血液は血液後方灌流カテーテルを介して、送出され、
これと同時に、１方向吸込口の逆止め弁１８を遮断する
。送出ストローク時、風船３０は膨張して、上述の如く
、静脈の空腔を密封し、その後、末梢端吐出口３２から
、酸素付加血液が送出される。プランジャ２４がｆ＆退
し、圧縮可能な球が解放されると、球２２の固有の弾性
によって、球２２は膨張して、弛緩形状となり、よって
、ポンプ室１６の容精はその通常の値に戻る。これによ
って、ポンプ室１６内には減圧が生じ、この圧力で、血
液はリザーバ室１４からポンプ室内に吸引され、ポンプ
室１６はプライムされ、次の送出ストロークを行なうこ
とができる。可撓球２２の膨張動作によって生じた減圧
は、若干の血液を後方灌流カテーテルから吸引し、風船
３０の収縮を促進する。

リザーバ室１４は、１方向逆止め弁１８キ介して、ポン
プ室１６に血液を供給する。このリザーバ室１４は、吸
込導管３０を介して、動脈から伸長する動脈カテーテル
１２に接続されている。この吸込導管１３は、リザーバ
室に恒久的に取付け、その基端には、動脈カテーテル１
２の基端の契合ルアー接続金具と接続可能なルアー接続
金具１５を設けることが望ましい。このルアー接続金具
１５には、側孔１７を設け、リザーバ室１４の上流側で
、動脈血液流と連通させることができる。動脈カテーテ
ル１２は、動脈との連通を図るのに使用可能な様々な市
販のカテーテルの任意のものを選択することができる。

リザーバ室１４は、また、一部分、可撓弾性球４４によ
っても画成される。この可撓弾性球４４は、ポンプの作
動中、常時圧縮されているため、リザーバ室１４は若干
の負圧状態を維持する。可撓弾性球４４の圧縮程度は、
ポンプの作動に応じて変化する。リザーバ室１４の若干
の負圧は、動脈血液を吸引するのに役立つ。

リザーバ家法４４は、ポンプ室１６の圧縮可能な球２２
と較べ、可撓性、弾性とも優るため、ポンプ家法２２が
プランジャ２４で圧縮されると、逆止め弁１８は閉じる
０次いで、リザーバ家法４４は、固有の弾性によって、
通常の伸長形状まで膨張し、動脈血液が、リザーバ室１
４内に吸引される。以下に説明する如く、システムは、
リザーバ家法４４が完全に膨張する前に、プランジャ２
４が後退し、剛性圧縮可能なポンプ家法２２が解放され
るようなタイミングで作動する。剛性圧縮可能なポンプ
家法２２は、可撓性に優り、強度的に劣るリザーバ家法
４４の発生する力よりも大きい力を伴なって膨張する。

このため、ポンプ家法２２が膨張して、酸素付加血液を
リザーバから吸引すると、この膨張するポンプ家法２２
の発生する減圧により、リザーバ球４４の膨張力は打消
される。その結果、ポンプ家法２２が膨張すると、十分
な吸引力が作用し、リザーバ家法４４の一部は収縮する
。プランジャ２４がポンプ家法２２の圧縮および解放を
交互に行なう際、リザーバ家法４４は、一部収縮位置と
を完全収縮位置間で変化する。その結果、リザーバには
負圧が維持され、従って、動脈カテーテルには常時、負
圧が作用する。

第２図、第３図および第４図は、リザーバ１４とポンプ
１６を全体として４６で示した、ポンプモジュールとし
て形成したシステムの実施態様の図である。ポンプモジ
ュール４６は、システムに着脱自在に取付けられ、ポン
プの駆動を行なう。全手順が完了すると、動脈カテーテ
ル１２、ポンプモジュール４６および血液後方灌流カテ
ーテル２０を含むシステムの接血液部分は、ユニットと
して処分し、別の消毒済みのポンプモジュール４６およ
びカテーテル１２．２０と交換することができる。

ポンプモジュール４６は、プラスチックを用いて、成形
または機械加工により製造することが望ましい。図示し
た実施態様において、ポンプモジュール４６は、リザー
バ部分４８およびポンプ部分５０を備えた１対の部分で
形成しである。リザーバ部分４８とポンプ部分５０は、
ネジ５２で連接されている。リザーバ家法４４、ポンプ
モジュール４６のリザーバ部分４８に取付けられ、ポン
プモジュールと協働して、リザーバ室５４を形成する。

リザーバ部分４８には、リザーバ室５４の一部を構成す
る空洞４９を設ける。

吸込導管５６が、リザーバ部分４８に形成され、その吸
込口５８は、リザーバ室５４と連通する。吸込導管５６
は、接着剤等によりリザーバ部分４８に固着した導管を
連通する。

ポンプ宗法２２は、ポンプ部分５０に取付けられ、ポン
プ部分５０と協働して、ポンプ室６０を形成する。

このポンプ室６０の一部は、また、ポンプ部分５０に形
成され、ポンプ・室６０の一部を構成する円錐形の空洞
５１等の空洞によっても形成される。ポンプ室６０は、
ポンプ部分５０に形成した吐出流路６２によって、ポン
プ吐出口４０と連通する。

リザーバ室５４およびポンプ室６０は、内流路６４．６
６によって接続され、血液をリザーバ室５４から、ポン
プ室６０：ｉで流動させることができる。図示した実施
態様において、リザーバ部分４８とポンプ部分５０が交
わる内流路６４．６６の合流点には、シール６８が設け
である。内流路６４．８６に沿って、逆止め弁１８を設
は血液がリザーバ室５４からポンプ室６０方向にのみ流
動するようにしである０図示した実施態様において、逆
止め弁１８は、内流路６４に弁座７０を設けることによ
り形成されている。内流路６４に形成した大径の弁室７
４内には移動自在の玉７２が収容しである。この玉７２
は、ボール室７４内に保持されているため、密封リング
６８に固着され、密封リングの開口を通って伸長する横
ビン７６による内流路６６の妨害の慮れはない。前記説
明から、ポンプ室６０に圧力が作用しなとき、第４図に
仮想線で示した如く、ボール７２は、弁座７０に押圧さ
れ、血液がポンプ室６０からリザーバ室５４まで流動す
るのを阻止する。プランジャ２４が後退した場合の如く
、ポンプ室内の圧力が低下すると、ボール７２は、第４
図に実線で示した開放位置に移動し血液はリザーバ室５
４から、ポンプ室６０に流動することができる。

第２図および第３図は、本発明に従って、作用可能であ
るように、ポンプモジュール４６を取付ける方法を図示
している。このシステムは、台座８０を支持するフレー
ム７８を備えている。モジュールホルダ８２が、この台
座８０上に支持され、モジュール８２を支持する。モジ
ュールホルダ８２は、中空リングの形態にしである。ホ
ルダ８２は、台座８０上に取付けられ、台座８０の開口
８６と整合している。プランジャ２４が整合した開口８
６およびリングを通って、上方に伸長し、可撓ポンプ宗
法２２と係合し得るように、開口８６およびプランジャ
２４に対するモジュールホルダ８２の配設位置が決めら
れている。

クランプ８８によって、モジュール４６は、モジュール
ホルダ８２の所定位置に強固に保持されている。

図示した実施態様において、クランプ８８は、ネジ込ん
でモジュール４６の上面と係合させることのできるネジ
の形態にしである。モジュールの上面には、クランプ８
８の端部と確実に嵌合する刻み目９０を設けることもで
きる。クランプ８８は、フレーム７８に固着した適当な
ブラケット９２によって支持することができる。

このシステムは、便利な方法でフレーム７８に取付けた
りニアモータ２６を備えている。このリニアモータ２６
は、垂直方向に往復運動する出力ロット９４を備えてい
る。この出力ロット９４は、電気コイルで構成した可動
コア９５に接続されている。この電気コイルは、永久磁
石または電磁石で構成した固定子９７の画成する磁界内
にある。可動コア９５のコイルを通過する電流は、スピ
ーカの音声コイルの場合と同様、固定子９７の画成する
磁界と相互作用し、出力ロット９４を駆動する。モータ
２６は、出力ロット９４が、コア９５のコイルに印加す
る電圧に比例して動くよう設計しである。リニアモータ
２６の設計および構造は、周知であり、これ以上、詳細
に説明する必要はないであろう、しかし、リニアモータ
２６の作動を司どる制御回路について、以下、説明する
。

出力ロット９４は、箇所９６にて、駆動リンク９８にビ
ン固着されており、駆動リンク９８は、その他端の枢着
ビン１００にて、台座８０に対して、揺動する。

プランジャ２４は、支点１０２にて、駆動リンク９８に
揺動可能なように接続されている。

接続ロッド１０４がプランジャ２４に接続され、プラン
ジャ２４から下方に伸長している。接続ロッド１０４の
下端は、線形位置変換器１０６に接続されている。この
変換器１０６は、ブラケット１０８等によって、フレー
ムに固着されている。変換器１０６は接続ロッド１０４
およびプランジャ２４の垂直位置を感知して、球２２の
圧縮程度を表示し、接続ロッド１０４の下端の安定化を
図る。

球２２．２４は、共に、適当なシリコンゴム化合物等の
生体的に不活性の材料で形成する。ポンプ室球２２の形
状は、略円筒状であり、また、半球状の閉成端を備えて
いる。この球の開放端には、大径の玉縁部１１０を設け
ることができる。この玉縁部１１０は、環状溝１１２内
に定着し、適正な接着剤等・によって、モジュール４６
に接着可能な相当な面積を提供する０球２２の肉厚は、
略均一であり、以下に説明するリザーバ球４４と比べ、
比較的肥厚である０球２２の形状および寸法は、プラン
ジャ２４の寸法と相俟って、第４図に仮想線で図示する
如く、転動折曲動作が可能であり、このため、球状体２
２は膨張、収縮時、その内面が摩擦されず、よって、球
２２の材料の粒子が磨損し、血液流と共に運ばれる慮れ
ばない。プランジャ２４の直径は、プランジャ球２２の
内径に釣合った値にし、転動折曲動作を実現し得るよう
にする必要がある。プランジャの径が過大な場合、望ま
しくない摩擦が生じる。球２２の底端部は、プランジャ
２４の上端に形成したソケット１１６と係合可能なボス
部１１４を備えるように成形することができる。

リザーバ宗法４４も、また、適当なシリコンゴムで形成
し、相補間する形状の溝１１８内に嵌入させ、モジュー
ル４６に接着的に係合させる。このリザーバ宗法４４は
、図示したテーバ付き係合形状またはポンプ室球２２と
同様の玉縁部を設けた形状とすることができる。リザー
バ宗法４４も、略円筒状の形状であるが、その底壁１２
０は比較的平担で薄厚であり、その側壁１２２は底壁と
比べ肥厚である。リザーバ宗法４４は制御状態にて、比
較的薄厚の底壁１２０において制御状態で収縮する。

第７図は、リニアモータ２６の作動を制御し、所望の後
方灌流動作を提供する制御回路を示す。図示する如く、
制御システムは、カリフォルニア州、サンディエゴのイ
ンテルコーポレーション（ＩｎｔｅｌＣｏｒｐｏｒａｔ
　１ｏｎ）が製造するモデル８０９６等の周知の市販の
プロセサ装置とすることのできるマイクロプロセサ１４
０を備えている。ががるマイクロプロセサ１４０は、一
般に、デジタル単語の形式にて置に伝送され、演算装置
（図示せず）によって処理される。マイクロプロセサは
、デジタル単語の形式にて、出力バス１４３上に情報を
生成する。

幾多のアナログ入力を、マイクロプロセサ１４０の制御
に必要なデジタル単語に変換するＡ／Ｄ変換器１５２が
入力バス１４１に接続されている。Ａ／Ｄ変換器１５２
に対するアナログ信号の入力は、マルチプレクサ１５１
によって行われる。このマルチプレクサ１５１は、マイ
クロプロセサ１４０の発生する信号の制御下において、
Ａ／Ｄ変換器１５２に選択的に接続可能な３つの異なる
アナログ入力端子を備えている。

１つのアナログ入力端子には、患者の心電図の信号およ
び血圧、もしくはその何れが一方を監視する周知の装置
（図示せず）がらの同調化信号が入力される。この血液
後方灌流システムの作動中、上記同調化信号によって、
血液後方灌流ポンプの作動と心臓の収縮／拡張律動とが
同調する。

マルチプレクサ１５１には、また、１組の手動スイッチ
または電位差計からの信号も入力される。

この信号により、リニアモータ２６の所望の作動サイク
ル並びに所望の血液流！（流量派は、モータアクチュエ
ータ２４の速度の関数である）が確立される。

作動中、マイクロプロセサ１４０は、また、接続ロッド
１０４を介して、リニアモータ２６のアクチュエータロ
ツド２４に接続された線形位置変換器１０６からの第３
アナログ位置帰還信号を入力する。

マイクロプロセサ１４０は、この位置（！還信号の入力
によって、接続ロッド２４が所望の移動限界位置に達し
たことを感知することができる。

この入力信号に応答して、マイクロプロセサ１４０は、
デジタル出力信号を発生し、このデジタル信号はＤ／Ａ
変換器１４２によって、アナログ信号に変換される。こ
のアナログ信号は、心臓の収縮／拡張期律動の一定段財
において必要とされる血液流量に該当するモータアクチ
ュエータロッド２４の所要ストローク速度を示す信号で
ある。

アナログ速度信号は、差動増幅器１５０の１入力端子に
入力され、この増幅器１５０の増幅出力によリ、リニア
モータ２６の駆動を行なう。差動増幅器１５０の別の入
力端子には、リード線１４６を介して、微分器１４８の
出力が入力される。この微分器１４８は、変換器１０６
の発生する位置信号を微分し、アクチュエータロッド２
４の実速度に相当する帰還信号を発生する。

差動増幅器１５０の差分入力によって、（Ｄ　／Ａ変換
器１４２による）所要速度の信号と（微分器１４８によ
る）実速度の信号の差に相当する信号がリニアモータ２
６に入力され、そのストローク速度が制御される。この
制御機構は、漂準的な制御機構であり、リニアモータ２
６を制御して、アクチュエータロッド２４のストローク
速度を一定にするものである。

従って、この制御回路の作用によって、マイクロプロセ
サ１４０は、モータアクチュエータロッド２４を定速で
前進させ、アクチュエータロッド２４が所望の移動限界
点に達すると、マイクロプロセサ１４０はその入力端子
に入力された位置信号によって、その状態を感知する。

この時点で、マイクロプロセサ１４０は、速度信号を反
対にし、アクチュエータロッド２４を逆方向に復帰させ
、反対の移動限界点まで後退させる。この動作を反復す
ることにより、アクチュエータロッド２４は往復運動し
、所望の血液後方灌流を可能にする。

上記説明は、本発明の単なる１例に関して行ったもので
あり、当業者なら、本発明の精神から逸脱することなく
、他の実施態様例が容易に案出できるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、患者の動脈に接続された状態を示す、血液後
方灌流システムの図解説明図。 第２図は、ポンプ装置の側面図、 第３図は、第２図の線３−３方向から見た場合のポンプ
モジュールの正面図、 第４図は、第３図の線４−４に関するポンプモジュール
の断面図、 第５図は、風船を示す、血液後方灌流カテーテルの末梢
端の拡大側面図、 第６図は、風船が静脈内で収縮する状態を示す、第５図
の線６−６に関する血液後方灌流カテーテルの断面図、
および 第７図は、システムの制御回路を示す説明図である。 １０・・・心臓　　　　　　　１２・・・動脈カテーテ
ル１４・・・リザーバ室　　　　１６・・・ポンプ室１
８・・・逆止め弁　　２０・・・血液後方灌流カテーテ
ル２２・・・可撓弾性球　　　　２４・・・プランジャ
２６・・・リニアモータ　　　２８・・・管状体２９・
・・内腔　　　　　　　３０・・・風船３１・・・仮想
線　　　　　　３２・・・出口３４・・・穴 （外５名）

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）可撓性を有する弾性材料で少なくとも１部が形成
   された可変容積を有し、血液後方灌流カテーテルに接続
   可能な吐出口および後方灌流する血液を収受し得るよう
   にした吸込口を有するポンプ室と； 後方灌流する血液を収受するように接続可能な入口およ
   び前記ポンプ室への出口を有し、リザーバ室の入口から
   ポンプ室の吸込口まで伸長する流路を画成するリザーバ
   室と； リザーバ室からポンプ室までの流動を許容し、かつポン
   プ室からリザーバ室への流動は阻止する逆止め弁と； ポンプ室の容積を膨張および収縮させ、ポンプ室の容積
   の収縮時、ポンプ室の吐出口から血液を送出しポンプ室
   の容積の膨張時、ポンプ室にリザーバ室からの血液を充
   填する手段と；を備えることを特徴とする血液後方灌流
   用ポンプ装置。
2. （２）さらに、ポンプの作動サイクルの少なくとも１部
   分中、リザーバ室を負圧状態下に維持し、入口を介して
   リザーバ室が充填されるのを助ける手段を備えることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した血液後方灌
   流用ポンプ装置。
3. （３）前記リザーバ室が、少なくとも部分的に、可撓性
   を有する弾性材料で形成され、充填ストローク時におけ
   るポンプ室の膨張に応答して収縮可能になされることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項に記載した血液後方灌
   流用ポンプ装置。
4. （４）さらに、ポンプ作動サイクル中、常時、前記リザ
   ーバ室を負圧状態に維持し、リザーバ室に血液を連続的
   に吸引する手段を備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載した血液後方灌流用ポンプ装置。
5. （５）前記ポンプ室を、少なくとも一部分、固有の弾性
   によって膨張するように構成した可撓性を有する弾性部
   材によって形成することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載した血液後方灌流用ポンプ装置。
6. （６）前記リザーバ室を、少なくとも一部分、可撓性を
   有する弾性部材で形成し、ポンプ室の可撓性を有する弾
   性部材が、リザーバ室の可撓性を有する弾性部材よりも
   剛性で、ポンプ室の容積の膨張時、前記リザーバ室を収
   縮させ得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第５項に記載した血液後方灌流用ポンプ装置。
7. （７）さらに、ポンプ室の可撓性の部材を、交互に、圧
   縮解放する手段を備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項に記載した血液後方灌流用ポンプ装置。
8. （８）ポンプ室の可撓性の部材を、交互に圧縮解放する
   前記手段が、ポンプ室の可撓性の部材に対して前進、離
   反動作可能なアクチュエータと、前記アクチュエータを
   駆動して、ポンプ室に対して前進、離反動作を行わせる
   駆動手段とを備えることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項に記載した血液後方灌流用ポンプ装置。
9. （９）さらに、前記ポンプ室およびリザーバ室の少なく
   とも一部分を形成するハウジングと、ポンプ室を、交互
   に、圧縮解放する前記手段に対して所定位置に、ハウジ
   ングを着脱可能なように支持するフレームとを備えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載した血液後
   方灌流用ポンプ装置。
10. （１０）円筒状部分および前記円筒状部分の端部と連続
    する半球状部分を有し、肉厚が略均一の弾性材料によっ
    て、ポンプ室の前記弾性部材を形成し、前記リザーバ室
    の前記可撓性の弾性部材を弾性材料で形成し、少なくと
    もその一部分をポンプ室の可撓性の弾性部材より薄厚で
    、より可撓性であるように形成することを特徴とする特
    許請求の範囲第６項に記載した血液後方灌流用ポンプ装
    置。
11. （１１）リザーバ室の可撓性の弾性部材が、さらに、比
    較的薄厚で、部材のうち最も可撓性の部分を形成する端
    部壁および相対的に肥厚な円筒状部分を有する円筒状部
    材を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に
    記載した血液後方灌流用ポンプ装置。
12. （１２）さらに、ポンプ室の吐出口に接続した後方灌流
    カテーテルと、リザーバ室に対する入口に接続した動脈
    カテーテルとを備えることを特徴とする特許請求の範囲
    第５項に記載した血液後方灌流用ポンプ装置。
13. （１３）前記ハウジングが部分的にポンプ室を画成する
    第１の空洞を備え、前記ポンプ室の他の部分を、第１空
    洞の上でハウジングに取付けた可撓性の弾性球によって
    画成し、前記ハウジングは更に、リザーバ室の一部を画
    成する第２の空洞を備え、リザーバ室の可撓性の弾性部
    材がこの第２空洞の上でハウジングに取付けた可撓弾性
    球によって形成され、ハウジングを通って伸長し、第１
    および第２の空洞間を連通する導管手段を形成し、更に
    前記逆止め弁手段をこの内部導管に配設することを特徴
    とする特許請求の範囲第９項に記載した血液後方灌流用
    ポンプ装置。
14. （１４）ハウジングと； 前記ハウジング上に画成され、ポンプ室およびリザーバ
    室を備え、各々、少なくとも一部分が可撓性の弾性部材
    によって形成された１対の室と；前記ハウジングに設け
    られ、リザーバ室に対する入口を形成する手段と； ハウジングを通って伸長し、前記１対の室を連通する導
    管手段と； 前記導管手段内に設けられ、リザーバ室からポンプ室へ
    の１方向の流動を許容する逆止め弁と；を備えることを
    特徴とする血液後方灌流用ポンプシステムの使い捨てモ
    ジュール。
15. （１５）さらに、 ポンプ室の吐出口に接続した血液後方灌流カテーテルと
    、および リザーバ室の入口に接続した動脈カテーテルとを備える
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載した使
    い捨てモジュール。
16. （１６）前記ポンプ室および前記リザーバ室の前記可撓
    性の弾性部材が、ハウジングに取付けた球を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載した使い捨
    てモジュール。
17. （１７）前記ポンプ室球が、アクチュエータによって圧
    縮されたとき、内壁が摩擦接触せずに、折れ曲るように
    形成され、前記ポンプ室の球が、半円球端部を有する円
    筒状の形状を備え、前記円筒状部分および半円球部分の
    肉厚が、各々、均一であることを特徴とする特許請求の
    範囲第１６項に記載した使い捨てモジュール。
18. （１８）リザーバ室の球部分が、比較的肥厚の側壁およ
    び可撓性の薄厚の底壁を備え、前記可撓性の薄厚の底壁
    が、ポンプ室球の壁よりも薄厚であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１７項に記載した使い捨てモジュール
    。
19. （１９）内腔が貫通する主軸と、前記主軸の先端領域に
    取付けた血液後方灌流用風船とを備え、前記内腔が、主
    軸の先端で出口部に達し、さらに、内腔と血液後方灌流
    用風船の内側を連通させる流動口を備える血液後方灌流
    カテーテルであって、風船の前記流動口の画成する流動
    面積が、カテーテルの出口に画成される流動面積より大
    きいようになした前記カテーテルの作動方法において、
    血液後方灌流カテーテルを膨張させ、所定量の血液がカ
    テーテルの先端の出口から排出するのに十分な所定時間
    、前記カテーテルを介して正圧下の血液パルスを供給す
    る段階と； 前記正圧下の血液パルスを停止し、内腔に対し、負圧下
    のパルスを作用させ、血液後方灌流風船の収縮を促進さ
    せる段階と；を備えることを特徴とするカテーテルの作
    動方法。