JPS63315060A

JPS63315060A - ポンプ装置用の使い捨てポンプ素子

Info

Publication number: JPS63315060A
Application number: JP63062092A
Authority: JP
Inventors: ケネス　アーサー　ローガン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1988-12-22
Also published as: EP0288145A1

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、血液を揚送するための装置として用いるのに
適したポンプ、例えば、透析ポンプにおける改良に関し
、より具体的には、透析ポンプに用いる使い捨てのポン
プ素子に関する。

〔従来の技術〕

血液の体外循環を必要とする臨床的適用には、はとんど
の場合、螺動ポンプが広く用いられている。肝臓移植手
術や血漿交換手術のように、血液を長時間揚送しなけれ
ばならない手術では、長時間の使用で赤血球が破壊され
てしまうため、螺動ポンプを用いるのは不適当である。

現在、長時間に亘る血液循環は、遠心ポンプを用いて行
なわれているが、その種のポンプは、装置が非常に高価
なことが欠点である・アーチボールド（Ａｒｃｈｉｂａｌｄ）による米国特許
第４４１０３２２号明細書には、使い捨て部材として形
成した、多数の可撓性回転仕切板を設けてなるポンプチ
ャンバを備えた非脈動式■ポンプが開示されている。

この特許では、多数のピストンがポンプチャンバ上で作
動し、内容物を、あるチャンバから別のチャンバに送り
出して、最終的に排出管へと輸送するようになっている
。また、揚送した流体が、確実に排出管の方向だけに移
動するように、弁が設けられている。

前記特許に開示されているポンプは、静脈内の流体を処
理することを目的としており、血液の揚送に用いること
は想定されていない。

同特許によるポンプの最大の欠点は、ピストンと各々の
可撓性回転仕切板式ポンプチャンバが直接接触するため
に、一つあるいはそれ以上のチャンバを損傷する原因と
なり、その結果、流体内容物の損失や汚染が生じること
である。

前記米国特許によるポンプのもう一つの欠点は、使い捨
て部材には、揚送した流体の圧力の直接的測定を容易に
する機能がないことである。

透析ポンプの場合、透析治療のために、揚送した血液の
圧力を知ることが重要である。ギャンブロ（Ｇａ膳ｂｒ
ｏ）透析ポンプのような最新式の透析ポンプには、装置
内の流体の圧力を、装置内の気泡トラップの位置・で測
定する圧力モニターが組み込まれているが、そのような
形式とするためには、気泡トラップに接続する管と圧力
モニターとの間に、モニターアイソレータを設けて、流
体装置を確実に隔離させる必要がある。

装置内での血液の損失や汚染を防止することは、極めて
重要であるから、揚送および圧力測定は、隔離装置を介
在させる必要のない、完全に密閉した一つの装置内で行
なうのが、非常に望ましい。

ランドキスト（Ｌｕｎｄｑｕｉｓｔ）による米国特許第
４４６８２２２号明細書にも、使い捨てポンプ体を備え
たポンプ装置が開示されており、それは可撓性の膜で、
ポンプを作動させるようになっているという点で、アー
チボールド式のものと相違している。

ランドキストの形式は、アーチボールド式の場合に生じ
る直接接触の問題を解決することはできるが、ポンプの
密閉装置の一部をなす圧力モニター装置を備えるには至
っていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の第１の目的は、流体の揚送および圧力測定を行
なう装置が、完全な密閉装置の一部をなす、透析ポンプ
への使用に適した改良型使い捨てポンプ素子を提供する
ことである。

本発明の第２の目的は、従来のポンプの欠点を解決し、
かつ長期間の血液揚送を可能にするための、本発明によ
る使い捨てポンプ素子と共に使用する透析ポンプを提供
することによって、ｍ動ポンプの代替装置として満足し
うる装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段およびその作用〕前記課題
を達成するため、本発明は、可撓性壁または可動壁で閉鎖したポンプチャンバと、ポンプチャンバに接続した流入路および排出路と、可撓性壁または可動壁で閉鎖した圧力モニタチャンバと
。

圧力モニタチャンバ内に開口する流入路および排出路と
を備え。

流体を、密閉装置内部で継続的に揚送するとともに、ポ
ンプチャンバから排出される流体の圧力を、圧力モニタ
チャンバを閉鎖している壁を通してモニターしうるよう
に、ポンプチャンバの排出口と、圧力モニタチャンバの
流入路とを接続可能に設けてなるポンプ装置用使い捨て
ポンプ素子を備えることを主旨とする。

本発明によるポンプ素子は、密閉装置内で、血液などの
流体を揚送することによって、流体の損失や汚染を防止
する装置を提供するだけではなく、その密閉装置の一部
分として、揚送した流体の圧力測定を行なう直接的装置
、を提供することが分かると思う。

そのような形式により、アイソレータを介在させる必要
がなく、かつ汚染を防止した揚送および圧力測定を実施
しうる比較的安価な装置を提供することができる。

本発明の好適な一実施例では、ポンプチャンバと圧力モ
ニタチャンバは、比較的硬質のプラスチック成型物とし
て形成され、かつ両チャンバを収容するための前記プラ
スチック成型物に固着された、可撓性のプラスチックフ
ィルムからなる１つあるいはそれ以上の薄板で１両チャ
ンバは閉鎖されている。

本発明の別の実施例では、ポンプ素子には、互いに接合
して、ポンプチャンバと圧力モニタチャンバ、ならびに
流入路と排出路とを形成する、プラスチックフィルムか
らなる１対の薄板を備え、かつ流入路および排出路は、
流体の排出吸入装置と接続するためのプラスチックチュ
ーブ、ならびにポンプチャンバの排出路を圧力モニタチ
ャンバの流入路に接続するためのプラスチックチューブ
と嵌合するように設けられている。

本発明の好適実施例では、ポンプチャンバと通ずる流入
路及び排出路は、逆止め弁を有し、流体が誤った方向へ
流れるのを防いでいる。

また、本発明は、血液及び別の流体用のポンプ装置を提
供する。このポンプ装置は、使い捨てポンプ素子のポン
プチャンバを閉鎖するための可撓性のある壁体に拍動性
のひずみを発生させるためのポンプ部材を備えている。

ポンプ素子は、ポンプチャンバ内の流体を排出路を介し
て、圧力感知チャンバへ移動させる。圧力感知装置は、
感知チャンバ内の流体の圧力を感知するために、圧力感
知チャンバの可撓性のある壁体と接触するように固定さ
れている。

ポンプ装置は、ポンプ部材及び圧力感知装置と接触する
ように、使い捨てポンプ素子と、その可撓性のある壁体
とを固定するための部材を有する。

本発明の好適実施例においては、ポンプ部材は、可撓性
のある壁体と接触しつつ、ポンプチャンバの内部及び外
部で往復運動をするために取付けられたプレートを備え
ている。プレートは、可撓性のある壁体の損傷を減少さ
せ、ポンプ装置の洗浄を容易にし、かつ汚染を防止する
ために、可撓性のあるダイヤフラムでおおうのが望まし
い。

〔実施例〕

次に、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図乃至第３図示の本発明のポンプは、使い捨てのポ
ンプ素子（４）をポンプ機構（５）（第３図）の上に固
定するための部材（３）を有するほぼ平担な上部パネル
（２）、ポンプスピード調節ノブ（６）、圧力目盛盤（
７）及び注射器、プラスチックチューブ等の使い捨て用
品用のトレーを収容するために、上部パネル（２）に設
けた凹所（８）を有するケーシング（１）を備えている
。

ポンプ機構（５）は、周縁のスロット（１０）と共に形
成された可撓性のあるゴムのダイヤフラム（９）を備え
ている。このスロット（ｌＯ）は、上部パネル（２）の
先端と嵌合しＣおり、上部パネル（２）内に形成された
環状開口部（１１）を取り囲んでいる。

軸受（１４）によって支持された垂直な心棒（１３）に
保持された平らな円板（１２）が、ダイヤフラム（９）
の真下に設けられており、モータ（１７）によって駆動
されるシャフト（１６）に支持され、偏心して取付けら
れたローラー（１５）によって、ダイヤフラム（９）を
広げるために往復運動を行なっている。

このモータ（１７）のスピードは、加減抵抗器（図示せ
ず）に接続されたノブ（６）によって制御される。

圧力感知ダイヤフラム（１８）が、ダイヤフラム（９）
に隣接して、上部パネル（２）の開口部に設けられ、か
つチャンバ（１９）内に満たさ九た液体を密閉している
。このチャンバ（１９）は、モトロラ（Ｍ。ｔｏｒｏｌ
ａ）ＭＰＸ　３１０００等の適切な種類の圧力変換器（
２ｏ）に接続され、この圧力変換器（２０）は、圧力計
（７）に接続される。

第４図乃至第７図示の本発明の使い捨てポンプ素子は、
はぼ円形のポンプチャンバ（３１）と共に射出成形され
た（透明なＡＢＳ樹脂のような）プラスチック体（３０
）を備えており、このプラスチック体（３０）は、それ
ぞれ流入路（３４）及び排出路（３５）を有する。１組
のバルブハウジング（３２）　（３３）を有する。

流入路（３４）及び排出路（３５）は、プラスチック体
（３０）の一端へ突抜け、これら通路（３４）　（３５
）の直径と同様の内径のプラスチックチューブ（Ｔ）を
挿入するために、プラスチック体（３ｏ）の側面付近で
広くナル。チューブ（Ｔ）は、溶剤接着もしくは別の適
切な装置で通路内に固着される。

従って、使用者は、チューブ（Ｔ）を装着したまま、ポ
ンプ素子（４）を使用する。

コンセプト・ポリマーズ（Ｃｏｎｃｅｐｔ　Ｐｏｌｙｍ
ｅｒｓ）社製のＣ−ｆｌｅｘのような重合体で形成され
たバルブフラップ（３６ａ）　（３７ａ）を中央部に保
持し、開口部のある弁体をおおう逆止め弁（３６）　（
３７）が、バルブハウジング（３２）　（３３）の中に
取付けられており、血液が、ポンプチャンバ（３１）の
中を一方向にのみ流れるようにしている。

弁（３６）　（３７）のバルブフラップ（３６ａ）　（
３７ａ）の外面は１円錐状となっているので、弁（３６
）　（３７）の周囲には、あまり気泡は発生しない。

ポンプチャンバ（３１）は、透明で、医学的に使用しう
るＰｖＣよりなる可撓性のあるプラスチックの壁体（３
８）によって密封されており、この壁体（３８）は、ポ
ンプチャンバ（３１）の周囲のプラスチック体（３０）
の表面にヒートシールされている。

プラスチック体（３０）には、透明で医学的に使用しう
るＰｖＣよりなる壁体（４０）によって密封される圧力
感知チャンバ（３９）も設けられており、この壁体（４
０）も、チャンバ（３９）周囲のプラスチック体（３０
）にヒートシールされる。プラスチック体（３０）の中
に、流入器（４１）及び排出路（４２）が形成され、チ
ャンバ（３９）に接続されている。

プラスチックチューブ（Ｔ）は１通路（４１）（４２）
の拡大端部に嵌着され、かつ上で述べたようにして固定
される。

使用時、プラスチックチューブは、流入路（３４）を患
者に接続し、排出路（３５）を透析装置に接続する。こ
の装置の出口は、圧力チャンバ（３９）に対する流入路
（４１）に接続され、圧力チャンバの排出路（４２）は
、患者に接続されて、回路が完成される。

ポンプのより速い初期プライミングを可能にするため、
空気吐出通路（４３）は、圧力チャンバ（３９）の中に
開口しており、また適宜の止め弁（４４）により閉じら
れている。

ポンプ素子（４）を片手で挿入し、保持手段（３）と係
合しうるようにするため、本体（３０）には、外方に広
がる端フランジ（４５）　（４６）が設けられている。

フランジ（４５）（４６）は、保持手段（３）の最前部
により形成される前スロット内部に位置する板ばね（４
７）の作用に抗して、保持手段（３）の下部と係合する
ようになっている。

そのため、使用の際、オペレータは、前フランジ（４５
）を、保持手段（３）の前面下方へ簡単に挿入し、かつ
、ポンプ素子を所定の位置に設置するため、後フランジ
（４６）が、保持手段（３）後部と係合するまで、板ば
ね（４７）に抗して、前方へ押していく。

ポンプ素子（４）が、所定の位置に置かれると、第６図
および第７図から明らかなように、ダイヤフラム（９）
は、ポンプチャンバ（３１）の可撓性壁（３８）と整合
し、また、圧力感知部材の可撓性要素（１８）は、圧力
感知チャンバ（３９）の可撓性壁（４０）と整合状態に
なる。

そこで、プレート（１２）が、ダイヤフラム（９）下方
のローラー（１５）によって往復運動させられるので、
可撓性壁（３８）は、ポンプチャンバ（３１）の中に徐
々に押し込められ、チャンバにたまっていた血液の約９
０％を、逆止め弁（３７）を介し、排出路（３５）の中
へ移動させる。

プレート（１２）は、ダイヤフラム（９）を膨張させ、
可撓性壁（３８）を内方へ押すため、チャンバ（３１）
中の血液が、はぼ心臓の動きと同じく、静かに搏動する
ようにポンプ輸送される。

チャンバ（３１）および排出路（３５）の内部の血液は
、層流になって流れるため、血液中の赤血球は、ポンプ
の作動による悪い影響を受けることはない。

ポンプ素子（４）は、使い捨て式になっており、ポンプ
が運転される都度、交換される。そのため、ポンプを掃
除する負担を減らし、かつ感染の危険性を低下させる。

ポンプ素子（４）、および取付はチューブは、勿論、あ
らゆる適切な方法で、予め滅菌されるとともに、使用前
には、無菌包装されている。

ダイヤフラム（９）は、主に、プレート（１２）に対す
るカバーとして働くようになっているため、ポンプを作
動させるのに不可欠なものではない、しかし、掃除のた
めとか、可撓性壁（３８）に対して損傷を与えないよう
にするため、ダイヤフラム（９）と同じようなカバーを
設けることが望ましい。

上で述べたポンプ素子が好ましいのは、いうまでもない
が、第８図に示すような形式の可撓性ポンプ素子を使用
しても、同様の結果を得ることができる。

この実施例では、可撓性ポンプ素子（４Ａ）は、１対の
医療用ＰｖＣシートの周辺部を熱溶着して形成される柔
軟な第１の血液量はチャンバ（５Ａ）と、可撓性チュー
ブ（Ｔ）を受容しうるようになっている入口通路（６Ａ
）と、同様にプラスチックチューブ（Ｔ）を受容しうる
ようになっている出口通路（７Ａ）とで構成されている
。

圧力監視用チャンバ（８Ａ）は、熱溶着により形成され
、かつ同様に、プラスチックチューブを受容しうるよう
になっている入口通路（９Ａ）および出口通路（ＩＯＡ
）が設けられている。いずれの場合も、チューブ（Ｔ）
は、各通路から外れないようにするため、所定の位置に
熱シールするのが好ましい。

この実施例によるポンプ素子は、チャンバ（５Ａ）（８
Ａ）を形成しているｐｖｃシートが、可撓性壁（３８）
（４０）と同様に撓みを生ずるので、前述の実施例のよ
うに作動する。

しかし、原理的な相違点は、このポンプ素子には、ダイ
ヤフラム（９）が作用し合う面を備えうるよう、ポンプ
素子（４Ａ）の上のところに固定されるべき作用部材が
必要になる点である。

例えば、この作用面には、ポンプ素子（４）と同じよう
に、保持手段（３）と係合しうようになっている透明プ
ラスチックプレートが設けられるとともに、中に大量の
血液が集まってくるのを考慮し、ポンプ用および圧力感
知用チャンバ（５Ａ）および（８Ａ）に整合する凹部が
、設けられている。

ポンプ素子（４Ａ）の位置を確保させるため、ポンプケ
ーシング（１）の頂部パネル（２）に取り付けられるピ
ン（図示せず）に係合しうる位置穴（Ｈ）が設けられる
。

上で述べた監視用圧力感知手段（１８）　（１９）　（
２０）の代わりに、ポンプで圧力変換器（２０）へ送ら
れる流体からの圧力を伝達させるため、流体を必要とし
ないその他の市販のセンサーを使用することができる。

このような機構には、圧力変換器が、可撓性壁（４０）
に直接接触されるという利点がある。

本発明によるポンプ作用を達成しうる別の機構として、
本出願人によるオーストラリア国特許願第ＰＩ　０９３
９号に係る仮明細書に記載のものがある。

その内容は、本明細書に川魚される。

オーストラリア特許庁に提出された特許出願の仮明細書
に対する完全明細書の全内容は、本明細書の中に含まれ
るとともに、本明細書の開示内容の一部を構成するもの
である。特許請求の範囲も。

本明細書の開示内容の一部をなすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のポンプの斜視図である。第２図は、第１図のポンプの部分平面図である。第３図は、第２図の３−３線におけるポンプの部分断面
図である。第４図は、第１図乃至第３図のポンプを使用するための
本発明の使い捨てポンプ素子を下面から見た斜視図であ
る。第５図は、第４図のポンプ素子の横断面図である。第６図及び第７図は、それぞれ第５図の６−６線及び７
−７線における断面図である。第８図は、本発明の変形ポンプ素子の平面図である。（１）ケーシング　　　　　　　（２）上部パネル（３
）部材　　　　　　　　　　（４）ポンプ素子（５）ポ
ンプ機構　　　　　　　（６）ポンプスピード調節ノブ
（７）圧力目盛盤　　　　　　　（８）凹所（９）ダイ
ヤフラム　　　　　　（ｌＯ）スロット（１１）開口部
　　　　　　　　　（１２）円板（１３）心棒　　　　
　　　　　　（１４）軸受（１５）ローラー　　　　　
　　　　（１６）シャフト（１５）モータ　　　　　　
　　　（１８）圧力感知ダイヤプラム（１９）チャンバ
　　　　　　　　（２の圧力変換器（３０）プラスチッ
ク体　　　　　（３１）ポンプチャンバ（３２）　（３
３）バルブハウジング　　（３４）流入器（３５）排出
路　　　　　　　　　（３６）　（３７）逆止め弁（３
６ａ）　（３７ａ）バルブフラップ　　（３８）壁体（
３９）圧力感知チャンバ　　　　（４の壁体（４１）流
入路　　　　　　　　　（４２）排出路（４３）空気吐
出通路　　　　　　（４４）止め弁（４５）　（４６）
端フランジ　　　　　（４力板ばね（４Ａ）ポンプ素子
　　　　　　　（５Ａ）　（８Ａ）チャンバ（６Ａ）入
口通路　　　　　　　　（７Ａ）出口通路（９Ａ）入口
通路　　　　　　　　（ＩＯＡ）出口通路（Ｈ）穴　　
　　　　　　　　　（Ｔ）チューブ−面の浄こ（内容に
変更なし）手続補正書彷式）昭和６３年７月夕　日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）取り換え可能な壁（３８）により閉塞された吸引
チャンバ（３１）と、前記チャンバに接続された導入口
（３４）及び排気出口（３５）と、取り換え可能な壁（
４０）により閉塞された圧力追跡チャンバ（３９）と、
前記追跡チャンバと連通する導入口（４１）及び排出口
（４２）とを備え、前記吸引チャンバ（３１）の前記排
出口（３４）が前記追跡チャンバ（３９）の導入口（４
１）と連通していることにより、前記吸引チャンバ（３
１）を離れた流体の圧力が、前記追跡チャンバ（３９）
を閉塞する壁（４０）と介して追跡されるようになって
いるとともに、閉塞システム内へ流体が吸引されるよう
になっているポンプ装置用の使い捨てポンプ素子。
（２）チャンバ（３１）（３９）、導入口（３４）（４
１）及び排出口（３５）（４２）が、固いプラスティッ
ク成形材（３０）内に形成され、前記チャンバ（３１）
（３９）が、前記成形材（３０）に取り付けた可撓性プ
ラスティック材料の１個以上の薄板（３８）（４０）で
閉塞されている請求項（１）記載のポンプ素子。
（３）成形材（３０）が、吸引チャンバ（３１）への導
入口（３４）と排出口（３５）内に１方向弁（３６）（
３７）を支持し、この１方向弁が、流体が誤った方向に
流れるのを防止している請求項（１）又は（２）記載の
ポンプ素子。
（４）成形材（３０）が、ポンプ素子とポンプ装置に着
脱自在に取り付けるための手段（４５）（４６）を備え
ている請求項（１）乃至（３）のいずれかに記載のポン
プ素子。
（５）チャンバ（５Ａ）（８Ａ）と通路（６Ａ）（７Ａ
）（９Ａ）（１０Ａ）を形成するための２個の可撓性プ
ラスティックフィルムを備え、この通路が、吸引チャン
バ（５Ａ）と圧力追跡チャンバ（８Ａ）に流体を送った
り、戻したりするためのプラスティック管（Ｔ）と接続
されている請求項（１）記載のポンプ素子。
（６）請求項（１）乃至（５）のいずれかに記載の使い
捨て可能なポンプ素子（４）（４Ａ）と、吸引チャンバ
（３１）と閉塞する取り替え可能な壁（３８）の脈動的
な変位を生じさせて、前記吸引チャンバ（３１）に含ま
れた流体を、排出口（３５）を介して、圧力追跡チャン
バ（３９）に送るためのポンプ手段（１２）と、前記圧
力追跡チャンバ（３９）の取り替え可能な壁（４０）と
接触して、チャンバ（３９）内に含まれた流体圧を検知
するための圧力追跡手段（１８）（１９）（２０）と、
ポンプ手段と圧力追跡手段と接触しつつ、前記ポンプ素
子（４）を、壁（３８）に着脱自在に取り付けるための
手段（３）とを備える血液及び他の流体のためのポンプ
装置。
（７）ポンプ手段が、壁（３８）と接触しつつ、吸引チ
ャンバ（３１）に対し往復運動するように取り付けた板
（１２）を備える請求項（６）記載のポンプ装置。
（８）板（１２）が、可撓性ダイヤグラム（９）により
覆われ、取り替え可能な壁（３８）に対する損傷の危険
性を減少させるとともに、ポンプ装置のクリーニングを
容易にしている請求項（７）記載のポンプ装置。
（９）圧力追跡手段が、追跡チャンバ（３９）の壁（４
０）と接触するように設けられたダイヤグラム（１８）
により閉塞され、圧縮不能な液体を含む中空体（１９）
と、この中空体（１９）に連結され、圧力追跡チャンバ
（３９）に含まれた流体圧の変化により引き起こされた
前記液体圧の変化を検知するための圧力トランジューサ
（２０）とを備える請求項（６）乃至（８）のいずれか
に記載のポンプ装置。