JPS62139648A - 心臓生体代行機器用外部心嚢モジユ−ル - 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、心臓生体代行機器用外部心嚢モジュールに関
し、特に、２個の押板により作動する互いに対面状態の
２個のダイヤフラムにより形成されるポンプにより信頼
性の高い作動を得るようにした構成に関する。

従来の技術 従来の外部心嚢モジュールとしては、１９８３年１１月
１８日に出願されたフランス特許出願第８５−１８３６
８号及び１９８５年１２月１２日に出願されたフランス
特許出願第８５−１８４２５号がある。

前述の特許出願は、右側心臓部と左側心臓部を各々受は
持つ２個のポンプを有し、これらのポンプを制御するた
めの装置を有する総合的な心臓生体代行機器の２つの実
施例を開示しており、前記生体代行機器は、まず一方に
おいて、下記の構成よりなる機能的に分離不能なユニッ
トからなっているニー （ａ）、置換すべき自然心臓の空隙内に収容され、右心
房、肺動脈及び左心房に各々接続するように適合した少
なくとも３個の孔よりなるエンベロープ体を備えた心嚢
モジュールを有し、右心房及び肺動脈に接続するための
前記６孔は前記エンベロープ体内に収容された第１ポン
プのための入口及び出口として各々供するための複数の
弁を有し、前記心嚢モジュールは置換すべき自然心臓の
右側部の機能を遂行する。

（ｂ）、前記心嚢及び外部モジュール間には下記の構成
よりなる機能リンクを有している：前記心嚢モジュール
のエンベロープ体ヲ貫通し、前記外部心嚢モジュールに
設けられた前記第２ポンプの入口孔及び左心房に対応す
る孔に接続された第１ダクトと、 血液が反対ｌこ流れるよう設けられた第１及び第２ポン
プの各側部間における気体通路をなすための第２ダクト
と、 前記各ポンプ参゛互いに反対に作動するための制御装置
。

第１実施例において、心嚢モジュールのエンベロープ体
は、大動脈と接続するための第４孔を有し、前記機能リ
ンクは、心嚢モジュールのエンベロープ体を貫通し、大
動脈に対応する第４孔及び外部心嚢モジュールに設けら
れた第２ポンプの出口孔に接続されている。

又、第２実施例において、外部心嚢モジュールｌこ設け
られた第２ポンプの出口孔は、腹部の大動脈に直接接続
され、この出口孔は心嚢モジュールの第４孔及び機能リ
ンクの第３ダクトの必要性を省略している。

前述の各実施例において、心嚢モジュール及び外部心嚢
モジュールは、ダイヤフラム及び押板ポンプで構成され
ている。

発明が解決しようとする問題点 本発明は２個の押板により作動する対面状態の２個のダ
イヤフラムを有し、血液がこのダイヤフラムの間を流過
することによって、血柱症のない安定した動作が得られ
る心臓生体代行機器用外部心嚢モジュールを提供するこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明による心臓生体代行機器用外部心嚢モジュールは
、置換されるべき自然心臓の空隙内に収容され、右心房
、左心房及び肺動脈に各々接続するための少なくとも３
個の孔を有するエンベロープ体を備えると共に、置換す
べき自然心臓の右側心臓の機能を遂行し、前記エンベロ
ープ体内に収容された第１ポンプに対する入口孔及び出
口孔に設けられた複数の弁とを有する心嚢モジュールと
、 受側患者内の生理学的に中立な場所内に収容され、置換
すべき自然心臓の左側心臓の機能を遂行すると共に、 エンベロープ体内に収容された押板とダイヤフラムを備
えた形式の第２ポンプよりなり、各々弁を備えた入口孔
及び出口孔とを有する外部心嚢千ジュールと、 少なくとも前記心嚢モジュールの前記エンベロープ体を
貫通すると共に、前記外部心嚢モジュール内に設けられ
た第２ポンプの入口孔及び左心房に対応する孔に接続さ
れる第１ダクトと、血液を互いに反対側に通過させる第
１及び第２ポンプの各側部間の気体接続を行うための第
２ダクトとを備え各モジュール間に設けられた機能リン
クとを備えた構成である。

作用 本発明による心臓生体代行機器用外部心嚢モジュールに
おいては、モジュール内に設けられたポンプが２個のダ
イヤフラムからなり、これらのダイヤフラムが押板によ
ってモータの作用下で作動するため、血液が常にこのポ
ンプ内を流過しており、それｌこより血栓症を効果的に
防止することができる。

又、各部品の潤滑作用が十分に得られているため、機械
的ストレスが少なく、高信頼性を確保できる。

又、２個のモータが極めて低回転であるため、振動等が
少なく、患者に安心感をもたせることができる。

実施例 以下、図面と共に本発明による心臓生体代行機器用外部
心嚢モジュールの好適な実施例）こついて詳細に説明す
る。

第１図から第２０図は、本発明を示すためのもので、第
１図は原理的な静脈と動脈を有する自然心臓の概略的な
正面図、第２図は患者に設けた本発明による心臓生体代
行機器を概略的に示す構成図、第３図は大動脈が接続さ
れる場合の外部心嚢モジュールの本発明による第１実施
例を示す分解斜視図、第４図から第７図は、第３図の外
部心嚢モジュールの各断面図、第８図から第１２図は、
大動脈が接続される場合の外部心嚢モジュールの本発明
による第２実施例を示す第３図から第７図に対応する概
略図、第１３図は、第３図から第７図及び第８図から第
１２図の２グループに分けられる２つの実施例のための
外部心嚢モジュールの押板の取付構造を示す拡大断面図
、第１４図は第１３図の取付構造の他の実施例を示す断
面図、第１５図から第２０図は、第３図から第１２図に
示される外部心嚢モジュールの押板を作動するための他
の機構を示す断面図である。

第１図において、人間の心臓１は、心嚢空隙２（破線２
で簡単に示される）内に収容されると共に、互いに区分
され且つ硬い状態の２個の心臓部からなり、右側心臓部
ＣＤは右心房と右心室とからなると共に、左側心臓部Ｃ
Ｇは左心房Ｏａと左心室とからなる。

左側心臓部ＣＤの心房ＯＤは、上位大動脈ＶＣ８及び下
部大動脈ＶＣＩを経て血液を受けると共に、右側心臓部
ＣＤの心室は肺動脈を経て肺に流れる血液を通過させる
。

同様に、左側心臓部ＣＧの心房は、左肺静脈ｖＰＧ及び
右肺静脈ＶＰＤによって肺から来る血液を受け、左側心
臓部ＣＧの心室は大動脈ＡＯにより受ける血液を送出す
る。

本発明による結合されていない複数のポンプを有する生
体代行機器の要旨とするところは、単一の力強いユニッ
トを構成するための２個のポンプＣＤ及びＣａによって
構成され、この心臓１は機能上は２個の独立した組立体
から構成されている。事実、機能的な観点からみると、
右側心臓ＣＤは、零ではないが心臓１のビート周波数が
極めて低い時を除き、その流速が可変である血流を押す
単純な通路である。血管システムの血流率が増加し、さ
らにこれらのビート周波数の増加となる場合、肺回路の
血流における右心臓部の参加は運動エネルギーの故に右
心臓部に到着する血流の速度の増加によって減少するこ
とになる。他方、左心臓部ＣＧは、その力強い心室によ
り、生体の全ての容管及び組織における血液の配分を確
実にするための推進ポンプとしての心臓の作用をなす。

さらに、この発明の要旨とするところは、右心臓部ＣＤ
の心室及び左心臓部ＣＧの心室の各収縮が必ずしも同時
ではなく位相が異なると云う事実に基づいている。

第２図に概略的に示されているように、心臓生体代行機
器は、結合はされていないがチューブ状の機能リンク５
によって互いに接続された２個の心嚢モジュールとして
のポンプモジュール６及び外部心嚢モジュールとしての
ポンプモジュール４によって構成されている。

このポンプモジュール３は、自然心臓１の右心臓ＣＤと
置換されるものであると共に、心嚢空隙２内に収容され
ている。このポンプモジュール３は、自然心房の切断を
した後、右心房ＯＤ（大静脈ｖＣ工とｖＣ８のりザーバ
ー）、肺動脈ＡＰ。

左心房ＯＧ　（肺動脈ＶＰＧとＶＰＤ（７）ＩＪザーハ
ー）及び大動脈ＡＯに対して各々接続するための接続手
段を有するエンベロープ体よりなる。

肺動脈ＡＰ及び左心房ＯＤへ接続するための６孔は、エ
ンベロープ体内に設けられたポンプに対する入口孔及び
出口孔として作用する６弁を有すると共に、置換すべき
自然心臓の右側心臓部の機能を遂行するように構成され
ている。

次に、外部心嚢モジュールであるポンプモジュール４は
、自然心臓１の左側心臓部ａａの役割を遂行すると共に
、心嚢空隙２の外部、すなわち生理学上の中立位置であ
る例えば胸部又は腹部に設けられている。

このポンプモジュール４は、６弁を有する入口孔及び出
口孔を有するポンプを収容する袋状のエンベロープ体（
ケーシング）を有している。

次に、何の問題もなく受側である患者の生体代行機器の
ダイヤフラムを貫通する機能リンク５は次の構成よりな
っている。

ａ、外部心嚢モジュール４に設けられたポンプの入口孔
及び左心房ＯＧに対応する心嚢モジュール３の孔を接続
するダクトと、 ｂ、付加的なものとして、外部心嚢モジュール４のポン
プの出口孔が腹部の大動脈に直接接続されていない場合
に、外部心嚢モジュール４内に設けられたポンプの出口
孔及び大動脈ＡＯに対応する心嚢モジュール５の孔を接
続するためのダクトと、 ｃ、血液が逆に通過する心嚢モジュール３及び外部心嚢
モジュール４の各ポンプの側部間の気体通路を形成する
ためのダクト。

さらに、制御装置（図示せず）は、これらの２個のポン
プを反対方向に作動すると共に、前記６孔に設けられた
６弁を制御する。

第２図では、外部心嚢モジュール４のポンプの出口孔が
腹部の大動脈に直接接続されており、この場合、心嚢モ
ジュール３は大動脈と接続するための孔は有しておらず
、機能リンク５は２個のダクトのみを有している。

従って、外部心嚢モジュール４は置換すべき自然心臓の
左心臓部と置換するように構成されている。それ故、重
要なポンプ作動を遂行し且つ高度の疲労に耐えることが
必要である。さらに、このポンプシステムは、例え、こ
の外部心嚢モジュール４が腹部のような生理学的に中立
な場所に配設されても、極めて信頼性が高く、わずかな
外科手術で埋設ができ、必要であれば直ちに交換が行え
なければならない。又、前記外部心嚢モジュール４は結
構広い容積の場所内に配設されると云う事実に鑑み、こ
のポンプシステムは必らずしも面積的な苦労を伴うこと
はなく、且つ、極めて高い品質基準を得ることができる
。

第６図から第７図に示される外部心嚢モジュール４の実
施例は、前述した生体代行機器の第１実施例を示してお
り、心嚢モジュール３は大動脈に接続されている。それ
は、円板形をなしポンプ機構（第３図から第６図では示
していない）を内蔵すると共に、周辺接続のための首部
７及び８を有するエンベロープ体又はケーシング６より
なり、これらの首部７及び８は互いに１つとなっている
と共にエンベロープ体６において放射方向に形成される
軸部を形成している。

迅速接続システムはこれらの各首部７及び８の接続部に
心嚢モジュール３を有する機能リンク５を接続すること
が−できる。これらの各首部７及び８は、シェル部３５
及び３６を介してエンベロープ体６の内部周辺壁の側部
に接続可能である。

第４図、第５図及び第７図に示されているように、前記
機能リンク５は外部管９、人工共通肺静脈１０及び大動
脈用人工延長管１１とから構成されている。この肺静脈
１０と大動脈１１はこの外部管９によって包囲されて保
護されている。この肺静脈１０は、柔軟なポリウレタン
よりなり、且つ、肺の内部空圧に関連しているが故に、
外部大気圧に対する気圧に適応させるように補助的な左
心房の一部の作用をなす。この機能を十分に達成するた
め、この外部管９は放射方向には硬いが、曲げストレス
下では柔軟で、縦方向にも柔軟である。この効果により
、この外部管９は伸びには柔軟である性質をもつ硬いワ
イヤで螺旋状に構成されている。

肺静脈１０及び大動脈１１は、内部首部７の自由端部上
に固定される部品１４の結合部１２及び１３上に各々固
定されている。機能リンク５を外部心嚢モジュール４に
接続するための迅速接続システムの一部である前記部品
１４は、フランジ１５、複数の開口１６及びカラ一部１
７とからなる、これらの結合部１２及び１３は、例えば
チタンからなると共に、フランジ１５及びカラ一部１７
に溶接される。これらは、蒸着によって形成されるポリ
ウレタン又はカーボンによってその内部に膜が形成され
ている。

この機能リンク５の外部管９は、ナツト１９で締められ
るスリーブ１８に保持されていると共に、外部の首部８
の端部に形成されたねじ部２０を有している。このスリ
ーブ１８は、柔軟リング２２を介してフランジ１５の周
辺部に設けられる肩部２１からなる。他の柔軟リング２
３はスリーブ１８とねじ部２０との間に設けられている
。

従って、ナツト１９を締めることにより、外部の首部８
上の外部管９の緊締、内部の首部Ｚ上における人工の肺
静脈１０と人工の大動脈１１の緊締を行うことができる
。

従って、このナツト１９を締まり方向に回転した場合、
外部の首部８の自由端に対してスリーブ１８が緊締され
、内部の首部７の自由端に対して部品１４のカラ一部１
７が緊締され、接続体２２及び２３によって緊締が確実
化される。

このスリーブ１８とナツト１９は、チタン又はステンレ
スで製作されている。

次に、ダイヤフラム２６及び２７を作動するための押板
２４及び２５は、エンベロープ体６内に配設されている
。これらの押板２４及び２５は、互いに対面すると共に
、エンベロープ体乙の中央面に対して平行に構成されて
いる。これらはエンベロープ体６の内部を、ポンプ動作
用の空隙２８及びこれらの押板２４及び２５を作動する
ための機構（第５図では図示せず）を配設するための２
個の周辺空隙２９及び３０に分割している。これらの機
構の作用下において、これらの押板２４及び２５は接近
及び離間することができる。

前記空隙２８は、弁３１及び３２を介して肺静脈１０及
び大動脈１１に連通しており、周辺空隙２９及び３０は
、肺静脈１０及び大動脈１１によって占有されることの
ない外部管９の内部容積部３４と通路３３を介して気体
通路を形成し、これは前記フランジ１５の開口１６を介
して達成されている。

第８図から第１２図は、部品を除去した状態の斜視図、
正面図、側面図、平面図及び第１０図の■−■線に沿う
断面図を各々示しており、腹部の大動脈に直接接続され
た本発明による生体代行機器用の外部心裏モジュールの
１実施例である。この実施例では、人工の大動脈１１は
省略され、肺静脈１０のみが外部管９内に設けられてい
る。

但し、ここでは、弁８１を有すると共に腹部の大動脈に
接続するための迅速接続体８２を有する側孔８０が設け
られており、シェル８３はエンベロープ体６の内側で側
孔８ｏに接続されている。

第３図から第７図及び第８図から第１２図の各モジュー
ルは類似のものであり、同一の機構及び同一のダイヤフ
ラムを有している。

又、第１３図、第１４図、第１５図、第１６図及び第１
７図に全て開示されているように、各押板２４又は２５
は、伸びることのできない柔軟材料例えば、柔軟材をコ
ーティングした天然又は合成りロスからなる周辺リング
３７を介してエンベロープ体６の内壁に設けられている
。

これらの周辺リング３７は、各押板２４，２５の周辺部
の内端と硬く接合していると共に、エンベロープ体６の
外端と硬く接合している。このエンベロープ体６の内壁
に沿う各周辺リング３７の外端の線は平行で且つ間隔が
設けられている。

従って、外部心裏モジュール４の各押板２４．２５が互
いに当接するような位置にあった場合には、対応する各
周辺リング３７はそれらの間に周辺溝を有するものであ
る。

２個のダイヤフラム２６及び２７は、血液の互換性を持
たせるために、例えば柔かいポリウレタンで構成される
と共に、押板２４及び２５並びに空隙２８内の周７辺リ
ング３７を完全に覆っている。

第１３図に示される実施例によれば、前記周辺リング３
７は周辺空隙２９及び３０の側部に配設されたリング３
８と揃えられている。この付加的な前記リング３８は、
気体（ガス）圧が発生した場合に、押板２４及び２５と
リング３７間の接続部に発生する飛び出し力を減少させ
ることができるような安全機能を有している。

さらに、第１４図に示す他の実施例において、前記リン
グ６８は、鉄又は合成樹脂で構成されたジャバラ形の柔
軟なワッシャ３９に置換されており、このワッシャ３９
は放射方向には大きいストレスを有しておらず、その作
用は各ダイヤフラムの接合を助成すると共に、各押板２
４及び２５とエンベロープ体６の内壁の接合部に各ダイ
ヤフラムと各リング３７が強固に接合できるように構成
されている。

従って、前記各押板２４及び２５が各々の機構（図示せ
ず）の作用下で互いに開く方向に作動し、且つ、弁５１
が開弁すると（第４図及び第９図に示される位置）、人
工静脈１０から送られた血液はその容積が増大する空隙
２８内に吸い込まれる。この空隙２８内へ浸透するため
に、血液は分配用のシェル６５を貫通する。その後、各
押板２４及び２５が閉まる方向に作動し、且つ、放出用
の弁３２又は８１が第４図及び第９図で示すように開弁
されると、空隙２８内に吸い込まれた血液は、出力用の
シェル３６又は８３を経て人工の大動脈１１又は腹部の
大動脈に送られる。

次に、押板ポンプの各シェル３５，３６及び８３．６弁
３１．３２及び８３並びにそる他の要素は生物学的に両
立性のある例えば、チタン、ステンレス及びビタリウム
等の金属、合金から構成され、これらは、多分生物学的
には両立性のない材料と思われるが、生物学的に両立性
のある層を形成しておかなければならない。これらの種
々の要素は、例えば、溶接、プラズマ、電子射突又はレ
ーザーにより組立てられる。

ポンプ動作の間、各押板２４及び２５はほぼ接合するが
、これらは血液のために数１０ミリの間隙を常に保って
いる。圧力による円椎形の変形は血液のよりよい排せつ
作用に有効であり、最終的には、血液が永久的に渦巻状
に流れることができるように、円環状の容積が常に各押
板の周辺に残される。

第４図及び第９図において矢印で示される方向の血流は
、ポンプが充満又は空の位置のいずれでも、入出力用の
各シェル３５，３６及び８３の配置によって常にポンプ
の同じ内側である。

この液圧ポンプ出力は極めて良好で、全ての壁が常に血
流によって洗われているため血栓症の危険は極めて小さ
い。又、前述の対称的な配置によって、各ダイヤフラム
の動きは極めて小さいので、機械的な疲労は極めて少な
い。

前述の各押板２４及び２５を作動するための機械的シス
テム（機構）の例は第１５図から第２０図に示されてい
る。これらの押板、ダイヤフラム及びシェルは、後述す
る５例において同じものである。

まず、第１５図に示す第１例において、このシステムは
各押板２４又は２５、ねじ４０及び板と一体のボールを
有するナツト４１とからなっている。このボールの回転
はねじ４０と永久に結合するナツト４１の中で行われ、
ナツト４１の各端部間で各ボールのダクト４３を介して
行われる。

このねじ４０は幾何学的な跡を残しつつ深溝ボールベア
リング４４の周囲を回転し、最終的には、このねじ１０
は、環状ステータ４６を有する平偏モータのロータ４５
に接続されている。

前記各押板２４及び２５の軸方向の移動は、ねじ体４０
を回転させるためのロータ４５の回転によって得られ、
各押板は各ダイヤフラム２６゜２７．３７．３８及び６
９により回転しないように構成されている。

ボールとベアリング４４を有するねじ体４０は、駆動圧
力がない場合にそれを極めてゆっくりと流すのに好適な
粘性を有する油（１例として）で潤滑されている。この
潤滑剤は各リング４６及び４７をシールしている。

第１６図に示されたシステムは、図を簡略化するため、
潤滑剤に押しつけられる圧力の状態等は避けて用いられ
ている。

このシステムは、各押板２４及び２５の厚さを貫通して
切断し、高い圧力差に耐えられると共にいかなる潤滑剤
も含まないポンプ部品を有するチューブ４９に接続する
ダクト４８よりなり、このチューブ４９は球弁５１に圧
力を加えるスプリング５０を内蔵している。

従って、各押板２４及び２５がポンプ（血液供給時）の
中央から離れると共に気体（ガス）が各シール４６及び
４７によって閉じ込められたねじ体４０の容積内に圧縮
される時、この気体（ガス）は、球弁５１がスプリング
５０を圧縮するため、チューブ４９及びダクト４８を経
て容易に逃げることができる。

逆に、各押板２４及び２５が互いにポンプの中央に近ず
くと、球弁５１は閉弁状態であるため、気体（ガス）は
ねじ体４０が位置する容積内には逃げることができない
。前述のねじ体４０を含む容積内で発生する減圧は、こ
のシーリング用のリング４６及び４７を貫通し前記容積
内を浸透する潤滑剤の作用を助成することになる。

実際には、このシステムの目的が、シーリング用の各リ
ング４６及び４７のレベルで、内側から外側に吐出する
圧力から潤滑剤を防止することであるため、球弁５１は
それほど完全な緊締を行うものではない。

この潤滑剤はポンプの方向に拘わらず球弁５１には到達
しない、つまり、一方において、潤滑剤の容積が各シー
ル４６及び４７による容積に比較して小さく、他方にお
いて、球弁５１が前記容積の中央に位置しており、チュ
ーブ４９の外部体が２個のリブ５２からなると共に、全
体の組立体は潤滑油による湿りから護るための材料でコ
ーティングされている。

又、ボールベアリング４４及びステータ４６は、取付の
ためのいくつかの部品を有するエンベロープ体６内に設
けられており、前記エンベロープ体６は生物学上両立性
のある材料か又は、生物学上両立性のある層が形成され
たもの、又は、ポリカーボネートのような生物学上両立
性のある樹脂材料で構成されている。

いずれの場合においても、このシステムは取り外す必要
がないために、レーザー、電子射突溶接−又は接着手段
によって用いることができる。

尚、図面は不必要なねじ部を省略している。

又、理解を容易にするため、血液のポンプ供給は、ロー
タ４５の一方向回転及び他方向回転によって行われる。

ロータ４５の往復動作により発生するポンプに対する機
械的な反応は、外部心裏モジュール４の２個のロータが
反対方向に回転するために除去されるように構成されて
いる。

ヘリカルスプリング５３は、ねじ体４０の中央における
各押板２４及び２５の軸上に設けられており、その作用
は、モジュールが供給完了（ボンプカがほぼ零）した時
に圧縮し、モジュールが空になった時に延びるが故に、
モータの必要な力を減少させることである。

この外部心裏モジュール４の２個のモータ４５及び４６
は、最も生理学的に好ましい特性の血圧を得るために、
一方において平均速度で制御され、他方において周期的
に制御される。

第１６図に示される作動システムは、”ＴＲＡＭＳＲＯ
Ｌ”型のヘリカルベアリングを形成するためのねじ５４
、ナツト５５及び遊星輪５６を除き、第１５図に示され
るシステムと全ての部分において一致している。

これらの部品５４．５５及び５６からなる組立体は、ヘ
リカルベアリング／スクリューシステムを構成している
。この技術は特に航空機において広範囲に及ぶものであ
り、その目的とするところは、同じ負荷のボールスクリ
ューにおいてより長い寿命を得ることである。しかしな
がら、ここでは、ボールスクリューよりもモータを早く
回転させると共に全体の面積及び重量を減少させるため
にその作用は機構を減速させることであるが故に通常の
使用法が採用されている。

前記組立体の機能は下記の通りである：ｎ個のねじ溝を
有する遊星輪５６は、等距離でかつ平行な状態で、ナツ
ト５５の内側を回転することができるギヤ歯５７をその
両端に有している。前記各遊星輪５６及びナツト５５内
のねじ溝の数は、ナツト５５と関連して遊星輪５６の長
手方向の移動が発生しないことを前提にして決定されて
いる。このねじ体のねじ溝の数及びその方向は、このね
じ体の全ての回転のためにナツトに関してねじ体の軸移
動を最小とするように決められる。この最大の軸移動は
、前述のボールスクリューの場合よりもモータの場合に
多い。

第１７図及び第１８図に概略的に示された作動システム
は、ボールスクリューに関しては、第１５図に示すシス
テムと同一である。前記ボールスクリューは、他方にお
いて、モータのロータに直接接続されていない。

それは極めて小さい直径の歯車５９の数により歯車５８
が速く回転し、これらは小形モータの多くのロータ６０
に接続され、それによって高速回転でモータを用いるこ
とを可能としている。

第１９図及び第２０図に示された作動システムは、常に
同じ方向に回転する２個のモータを用いていることによ
り、前述の各構成とは異っており、各モータのロータ４
５はウオームギヤ６０を、駆動している。

前記ウオームギヤ６０は、軸６３及び６４の位置でロッ
クされる２個の歯車６１及び６２を駆動する。

前記軸６３及び６４は、２組のクランク６５と６６及び
６７と６８を各々駆動し、これらの４個のクランクの各
１個は、ボールベアリング７３を備えたピンを介して接
続ロッド６９　、７０　。

７１及び７２を駆動している。

最終的に、前記４個の接続ロッドは、４個の他のボール
ベアリング７４を介して、前記支持体７５に固定された
４個のピンに負荷を伝達する。

ウオームギヤ６０．２個の歯車６１と６２及び軸６３と
６４を保持する４個のローラーベアリング７６からなる
組立体は、全ての作動する部品に対する機械的支持体と
して用いられる格納体７７内に収容されている。この格
納体７７は、例えば、鉄又はチタンよりなると共にエン
ベロープ体６と一体に設けられた固定ピン７８上に溶接
されている。前記各押板２４と２５の作動に含まれる全
ての機械的力は、固定ピン７８によって支持されている
が、４個の接続ロッド／クランクシステムの対称的な動
作に鑑み、これらの力は、ロータ４５の作動によるわず
かなねじれストレスを伴う純粋な引き力及び圧縮に限ら
れている。

前述の４つの作動システムは、次のような利点を備えて
いる： １、　その形状及び極めて小さい移動により、各ダイヤ
フラム２５と２６にかかる金属疲労は極めて少ない。

２、ミスの防止のため、全ての可動部品へ恒久的な潤滑
を施し、２個のポンプ用板の一方が他の板のリズムを増
加するいかなる不都合もなく作動すると云う可能性によ
り、ストレスが極めて低く機械的な信頼性が良い。

３、　漏れがダイヤフラム上で検出された場合に一方の
モータを停止させ、且つミスを防ぐために、相互移動に
よる各ダイヤフラムの信頼性を高めている。

４．１個のモータが停止した極めて一時的な干渉に相当
する場合のみを除き、駆動トルクからの機械的な反応が
なく、低回転では極めて低いノイズレベルであることに
より、患者に対して安心を与えることができる。

５、低い心臓血流率であり、急激な増加はないため、患
者の手術後徐々に作動を開始できる。

前述の３つのシステムにより、ストロークが任意に調整
できる各押板のストロークを作動することによって、血
流率をリズムとは分離して徐々に増加することができる
。

６、血液の恒久的な循環動作及び入出力用シェルの位置
により極めて良好な液圧出力が得られる。

ｌ　前述の理由により血栓症の効果的な予防ができる。

８、初期に容易に装着でき、外部の血液循環下で患者に
取付の義務を課することなく容−易に置換することがで
きる。

又、種々のミスは下記のようにして防止することができ
る。

１、　ダイヤフラムの悪化について、 第１３図及び第１４図に関し、各押板の背部２９と６０
に漏れがあり、ポンプ動作が不可能の場合には、３つの
分離した厚さを経て血液が流れることが明らかである： つまり、生理上両立性のポリウレタンのダイヤフラム２
６と２７及び２個のリング６７と３８（又は３９）。従
って、安全性は各ダイヤフラム２６，２７及びリング３
７及びリング３８（又は３９）間の漏れを検出すること
からなっている。

この検出は湿度又は媒体（血液は電解質）の導電度を又
は血液中の特殊な化学要素を測定することによって行う
ことができる。

この検出は、各押板及びエンベロープ体間の破損前に良
好に行われる。

もし、このダイヤフラム２６又は２７とリング３７間で
漏れが検出された場合、アラーム信号が発生され、患者
はすみやかに精密な技術検査にいくことになる。

もし、前述と同様に漏れがダイヤフラム２６又は２７と
リング３７と同様にリング６７と３８（又は３９）で同
時に発生した場合、モータは停止し、漏れはそれ以上ひ
どくならないように構成されている。

もし、例外的なこととして、各リング６７と６８（又は
３９）が既に破損し、各ダイヤフラム２４と２５の完全
な破損が発生した場合、極めてまずいことになり、モー
タは自動的に停止する。事実、各ダイヤフラム間の血液
循環は、ポンプ動作なしに、漏れを停止するところの迅
速な血栓症に導かれる。

前述した種々の注意は、ダイヤフラムが不完全であるこ
とにおいて患者のサバイバルに対してかなり絶対的な保
証を与えることになり、第２グループのダイヤフラムは
置換の間では破損しない。

λ　機械的なミス 例えば、ボールベアリングの詰まりのような重大な機械
的なミスが、数日から数週間の間でその交換が行われる
まで、ポンプ動作が不能となるような過電流が発生した
ような場合、このような事態をおさめるため、第１９図
及び第２０図におけるシステムの４個の接続ロッドのう
ち１個のみの破損が、生体代行機器を制御すると共に各
押板を作動する２個のグループを永久に比較するマイク
ロプロセッサ−によって検出することができる。

又、最も発生しそうなミスは潤滑油の漏れであり、これ
に対して最も効果的な特別の予備行為がとられている。

この潤滑油は全体の気体容積に比較するとその量は少な
（、それはポンプ用ダイヤフラムを化学的に攻撃するも
のでもなく、電気的に導電性を有しているものでもない
。

従って、それはその場所における存在を検出することが
できるケミカルマーカーであり、アラーム信号を発する
こさができる。この場合、多数の有機物質又はシリコン
が好適である。

次に、血液ダクト内の空気を排出するための装置を用い
る外部必要モジュール４のための最初の装置又は置換法
は次の通りである。

第３図によれば、部品１４のカラ一体１７はその中に適
合する首部７の上部フランジ８４を受けるように設計さ
れている。

患者は下に横たわると、ポンプの軸は垂直となり、カラ
一体１７の壁によりＵ状に形成された頂部は上方を向い
ている。

結果的に、フランジ部８４は精密にその中に適合し、例
えそれが底部に対して適用されていない場合でも、それ
自身及びカラ一体１７の間で位置決めされる。

透明板８５は溝部８６内に適合し、血液ダクト１２及び
１３が閉弁される。

又、他の透明板８７はその溝部８８によってフランジ部
８４内に適合する。このフランジ部８４の表面は例えば
グリースのような粘性物質がコーティングされ、板８７
の摺動を良くし、その上昇を防止している。

従って、各板８５と８７がその場所に適合した時、フラ
ンジ体８４をカラ一体１７内に挿入することが可能とな
り、もしこれらの板８５と８７が互いに接合した場合、
各部品１７と８４により設定されるＵ形間隙内にはもは
やいかなる空気も存在しない。従って、もしこの血液ポ
ンプ及び各チューブ１２及び１３が血液で満たされ各板
８５と８７によって閉じられたとき（各板の透明度は空
気泡のないことを確認できる）、各板８５と８７を持ち
上げることは血液回路の中にいかなる空気をも入れさせ
ない。次に、各板８５と８７の総厚に等しい厚さでフラ
ンジ８４をカラ一体１７に接合させれば十分である。

ｇ３発明の効果 本発明による心臓生体代行機器用外部心裏モジュールは
、以上のように構成されているため次のような効果を得
ることができる。

（１）、エンベロープ体の中を横切るように血液が流れ
ているため、血栓症を効果的に防止できる。

（２）、各押板が各対応するダイヤフラムのほぼ中央に
位置しているため、各ダイヤフラムの周辺は柔軟となり
、各ダイヤフラムの作動が確実に得られる。

（３）、ダイヤフラムとリングとの間にセンサーを設け
るため、ダイヤフラムの疲労を検出し、血液供給の正常
動作をチェックできる。

又、血液漏れを検出し、ポンプ機能をチェックすること
ができる。

（４）、ダイヤフラムの軸移動が小さいため、金属疲労
が少なく、安定動作が得られる。

（５）、全ての可動部品へ恒久的な潤滑油が施こされて
いるため、機械的ストレスが小さく、高い信頼性が得ら
れる。

（６）、　　２個のモータを用いた場合の干渉がなく、
低回転であるため、ノイズが少なく患者に対して安心感
を与えることができる。

（７）、心臓血流率が低いため、患者の手術後の作動開
始が早くできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による心臓生体代行機器用心裏モジュール
を示すためのもので、第１図は原理的な静脈と動脈を有
する自然心臓の概略的な正面図、第２図は患者に装着し
た状態を示す概略的構成図、第３図は心裏モジュールの
第１実施例を示す分解斜視図、第４図及び第５図は第３
図の断面図、第６図及び第７図は第４図及び第５図のＶ
ｌ−Ｖｌ線及び■−■線による断面図、第８図から第１
２図は心裏モジュールの第２実施例を示すもので、第８
図は分解斜視図、第９図は正面図、第１０図は側面図、
第１１図は第９図の平面図、第１２図は第１０図の■−
■線による断面図、第１３図は心裏モジュールの要部の
拡大断面図、第１４図は第１６図の他の実施例を示す拡
大断面図、第１５図及び第１６図は断面図、第１７図は
他の実施例を示す要部の断面図、第１８図は第１７図の
平面図、第１９図は他の実施例を示す断ｉｎ図、第２０
図は第１９図のＸＶ−ＸＶ線による断面図である。 １は自然心臓、２は心裏空隙、ＣＤは右側心臓部、ＣＧ
は左側心臓部、ＡＯは大動脈、３はポンプモジュール（
心裏モジュール）、４はポンプモジュール（外部心裏モ
ジュール）、５は機能リンク、６はエンベロープ体（ケ
ーシング）、７．８は首部、１７はカラ一部、１８はス
リーブ、１９はナツト、２４．２５は押板、２６．２７
はダイヤフラム、３５．３６はシェル部、３７は周辺リ
ングである。 りγ４　　　　　　　　　　たｒ５ りγ１５ りで１９ 寸４６ ケ２０

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）、右側心臓部及び左側心臓部を各々受けもつ２個
   のポンプを有すると共に、分離不能な機能ユニットを有
   する下記の構成からなる心臓生体代行機器用外部心嚢モ
   ジュール： ａ、置換されるべき自然心臓の空隙内に収容され、右心
   房、左心房及び肺動脈に各々接 続するための少なくとも５個の孔を有する エンベロープ体を備え、右心房及び肺動脈 に接続するための各孔は、前記エンベロー プ体内に収容された第１ポンプに対する入 口孔及び出口孔を供するための複数の弁を 有すと共に、置換すべき自然心臓の右側心 臓の機能を遂行するための心嚢モジュール と： ｂ、受側患者内の生理学的に中立な場所内に収容され、
   置換すべき自然心臓の左側心臓 の機能を遂行すると共に、エンベロープ体 内に収容された押板とダイヤフラムを備え た形式の第２ポンプよりなり、各々弁を備 えた入口孔及び出口孔を有している外部心 嚢モジュールと、 ｃ、少なくとも前記心嚢モジュールの前記エンベロープ
   体を貫通すると共に、前記外部 心嚢モジュール内に設けられた第２ポンプ の入口孔及び左心房に対応する孔に接続さ れる第１ダクトと： 血液を互いに反対側に通過させる第１及 び第２ポンプの各側部間の気体接続を行う ための第２ダクトとを備え、前記各モジュ ール間に設けられた機能リンクとを備え、 前記第１及び第２ポンプは互いに逆に作 動すると共に、前記外部心嚢モジュール内 の第２ポンプは、一方において、前記第２ ポンプの入口孔及び出口孔と連通すると共 に互いに対面して配設された２個の柔軟な ダイヤフラムを少なくともその一部に有す る格納体を有するエンベロープ体を備え、 他方において、前記格納体の押板の側部に 各々配設された機構の作用下で、前後往復 運動を与えると共にダイヤフラムとして前 記格納体のいずれかの側部に位置し、互い に対向して設けられた２個の押板を有する。
2. （２）、大動脈に接続した心嚢モジュールの孔と第２ポ
   ンプの外部孔を接続するダクトである前記第１ダクトは
   、前記第２ダクト内に設けられ、前記第２ポンプのエン
   ベロープ体は前記第２ダクトに接続するための外部首部
   を有し、前記各内部ダクトを接続するための内部首部及
   び通路は前記エンベロープ体の内部で前記各首部の間に
   設けられ、前記機構を有する前記エンベロープ体の各部
   品が前記第２ダクトの内部と結合できるようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の心臓生体代行
   機器用外部心嚢モジュール。
3. （３）、前記モジュールは、それらの各首部で前記各内
   部ダクトと第２ダクトとを同時に接続するための迅速接
   続システムを有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の心臓生体代行機器用外部心嚢モジュール。
4. （４）、前記各ダイヤフラムは、前記機構の作用下で各
   々が同時に最大に接近した位置の時に少なくとも１個の
   周辺溝を形成するように構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の心臓生体代行機器用外部
   心嚢モジュール。
5. （５）、前記各押板は対応するダイヤフラムの少なくと
   もほぼ中央に位置し、このダイヤフラムを部分的にのみ
   覆い、エンベロープ体の内壁とその周辺間におけるダイ
   ヤフラムの自由部分を残存させていることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載の心臓生体代行機器用外部心
   嚢モジュール。
6. （６）、前記ダイヤフラムが最大接近位置にある時、前
   記ダイヤフラムの周辺部分のエンベロープ体への固着は
   前記ダイヤフラムを支持する面から後退していることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項記載の心臓生体代行機
   器用外部心嚢モジュール。
7. （７）、前記格納体と前記第２ポンプの入口孔及び出口
   孔との間の接続は、シェル構造によって行われているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の心臓生体代
   行機器用外部心嚢モジュール。
8. （８）、対応する押板により覆われていない前記ダイヤ
   フラムの周辺部は、柔軟材料よりなる少なくとも１個の
   リングによって強固に設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の心臓生体代行機器用外部心
   嚢モジュール。
9. （９）、前記各押板を作動するための前記各機構は、回
   転時にロックするねじとナット形であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の心臓生体代行機器用外部
   心嚢モジュール。
10. （１０）、前記各押板を作動するための前記各機構は、
    連結ロッド形であることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の心臓生体代行機器用外部心嚢モジュール。