JP3351199B2 - 偏心型血液ポンプ - Google Patents
偏心型血液ポンプInfo
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Description
るときに使用する血液ポンプに関する。
液を体外循環させる。その際血液ポンプで体内より脱血
し、人工肺で酸素化したのち、体内に戻している。
広く使用されている血液ポンプはローラータイプのポン
プである。このポンプでは、ローラーに血液回路の一部
である血液ポンプヘッドチューブ部分をセットし、ロー
ラーの回転によってチューブをしごいて血液を体外循環
させている。
され実用化されている。この遠心ポンプはコーン型をし
た外側のハードケースと、同様な材料からなる内部ハー
ドインペラからなり、このインペラに外部の駆動装置と
連動させるための永久磁石または永久磁石を組み込んだ
磁性体を配置して、インペラを回転させ、その遠心力で
血液を送るものである。
ポンプは装置が大きいという問題、ローラー部分でチュ
ーブをしごくため血液中の血球の破壊や溶血が見られる
という問題、また、生体や送血ライン上に何らかのトラ
ブルが発生したときでも、ローラーで強制的に血液を送
ってしまい、生体にとって大きな負担となること、さら
にライン上のチューブの破裂や接続部の抜けにより血液
を流失させる事態が発生するなど種々の問題があった。
そのために操作者は常に血液ポンプの側を離れることが
できない。
ンプが開発され実用化されるようになった。遠心ポンプ
はローラータイプと違い遠心力で血液を送るために、送
血側にトラブルが発生したとしても内部のインペラが空
回りする状態になり、ローラータイプにおけるようなト
ラブルには発展しない。しかし、遠心ポンプの内部に外
部駆動装置と連動させるのに必要な永久磁石を組み込む
ために、装置を小型化するのに限界があった。また、遠
心ポンプは3000回/分前後という回転で使用するた
めに、常に血液中の血球の破壊や溶血という問題をかか
えている。
力抑えられ、吐出側の圧力が一定値以上になったばあい
に生体への負担がなく、さらに小型化が可能な血液ポン
プを提供することを目的とする。
口と血液吐出口を有する硬質ケーシングと、該硬質ケー
シングの内部に偏心して設けられたロータとからなり、
該ロータはその外周部が前記ケーシングの内周面と摺動
接触するように弾性的に変形可能である偏心型血液ポン
プであって、吐出側に一定値以上の圧力が発生したばあ
いに、前記ロータが、血液を実質的に送り出すことなく
空回りするように変形させるための制御手段が設けられ
てなることを特徴とする偏心型血液ポンプに関する。
が前記硬質ケーシングの外部に延びており、駆動装置の
駆動軸に結合されて、該駆動軸の回転により前記ロータ
が回転するように構成されてなることを特徴とする前記
(1)項記載の偏心型血液ポンプに関する。
の、前記ロータの外周部が対向する内周面に環状突起が
設けられてなることを特徴とする前記(1)または(2)項記
載の偏心型血液ポンプに関する。
上に複数のフインが設けられ、該フインの先端と前記硬
質ケーシングの内平面との間隔が0.5mm以下である
ことを特徴とする前記(1)、(2)または(3)項記載の偏心
型血液ポンプに関する。
偏心型血液ポンプは1種の容積式ポンプであり、前記遠
心ポンプにくらべて低速回転で所望の血液量を循環でき
るため、血球の破壊や溶血が防止される。また吐出側圧
力が一定値以上になったばあい、ロータが血液を送り出
さないように変形するため、ローラータイプの血液ポン
プにくらべて、血液に大きな圧力を与えることなく、溶
血を防止すると共に、生体の負担を少なくし、かつ接続
部の抜けなどの事態の発生を防止できる。
軸とロータの回転軸が連結されていることで、前記遠心
ポンプにくらべて装置を小型化できる。
グの内周面に設けた環状突起により、ロータ外周部とケ
ーシング内周面との接触面積を少なくすることができ、
溶血を極力抑えることができる。
側面上に設けたフインにより、血液の滞留を防ぎ、血栓
などを防止できる。
例を図面に基づいて説明する。
例を示す側面図、図2は駆動軸側硬質ケーシングを取外
した状態を示す平面図、図3は図2のX−X線断面図、
図4はロータの断面図である。
本体、20は駆動軸側硬質ケーシングであり、これらで
硬質ケーシングを構成している。ケーシング本体10に
は血液吸込口12と血液吐出口13が設けられている。
吸込口12および吐出口13には、図示されていない
が、血液回路が接続されるようになっている。
ましくは、1個または複数個の環状突起11が設けられ
ている(本実施例では2個の環状突起が設けられてい
る)。この環状突起11はロータ外周部とケーシング本
体10の内周面14との接触面積を少なくして、溶血を
極力抑えるためのものである。
は、ケーシング本体10内の円筒状空間(ロータ回転空
間)の中心に対して偏心して設けられている。
と、該中心体31を囲繞する軟質ロータ本体34とから
構成されている。硬質のロータ中心体31にはケーシン
グ本体10側の軸32と駆動軸側の軸33が設けられて
いる。ケーシング本体10には、該軸32に対応して軸
受16が設けられている。駆動軸側硬質ケーシング20
には、前記軸33の軸受22が設けられている。23は
軸受22の抜出しを防止するための蓋である。前記軸3
3には外部駆動装置の駆動軸が連結され、ロータ30を
回転させるように構成されている。
は、複数のフイン37が設けられている(本実施例では
4個のフイン37が設けられている)。フイン37は、
ロータ30の両側面とケーシング本体10の内平面15
および駆動軸側ケーシング20の内平面21との間に血
液の流れを強制的に起させ、血液が滞留するのを防ぎ、
血栓などを防止するために設けられる。
0を示す断面図である。図4において、円Aはロータ3
0の中心とケーシング本体10の内周面14(正確には
環状突起11の先端11a、以下同様)との最小距離を
半径とする円であり、円Bはロータ30の中心とケーシ
ング本体10の内周面14との最大距離を半径とする円
である。Lは前記最大距離と最小距離の差である。
り、この一般外周面38は円Aに接している。ロータ本
体34からは複数の翼部36が半径方向にかつ回転方向
と反対方向に突出しており(翼部36の先端36aは一
般外周面38から半径方向に距離Lだけ突出してい
る)、翼部36の先端36aは円Bに接している(以
下、翼部36のこのような状態を翼部36が開いた状態
という)。ロータ本体34には、翼部36の後方(回転
方向と反対方向)に切欠き部39が設けられている。こ
の切欠き部39の体積と翼部36の体積はほぼ同じであ
り、翼部36がロータ30の中心とケーシング本体10
の内周面14との距離が最小になる位置の近傍に来たと
きは、翼部36が変形して切欠き部39に収まり、翼部
36の外周面が一般外周面38と一致するようになる
(以下、翼部36のこのような状態を翼部36が閉じた
状態という)。
御するための板バネ100が各翼部36に延びるように
埋込まれている。前記のごとく閉じた状態の翼部36が
ロータ30の中心とケーシング本体10の内周面14と
の距離が最大となる位置の近傍に来たときは、板バネ1
00の反揆力により元の形に復帰させられ、開いた状態
となる。
い定常状態でポンプが運転されている状態を示すもので
ある。
内周面14との最大距離と最小距離の差はLである。ロ
ータ30の中心とケーシング本体10の内周面14との
距離が最大となる側のケーシング本体10のほぼ左右対
称な位置に血液吸込口12と血液吐出口13が設けられ
ている。ロータ30は矢印方向に回転しており、ロータ
30の各翼部36は、ロータ本体34の一般外周面38
とケーシング本体10の内周面14との間隔(以下、間
隔Dという)が大きいところでは、板バネ100の反揆
力により開いた状態で、ケーシング本体10の内周面1
4に設けた環状突起11の先端部11aに接触してシー
ルラインを形成している。一方間隔Dが小さいところで
は板バネ100の反揆力に抗して閉じる方向に変形し、
間隔Dが最小の位置ではその外周部がロータ本体34の
一般外周面38と合致するようになる。
つの翼部36の先端部36aはそれぞれシールラインを
形成するから、血液吸込口12より吸込まれ、隣接する
2つの翼部36の間に留められた血液はロータ30の回
転により血液吐出口13の方に移動され、吐出口13か
ら吐出される。
口12から吸込まれ、吐出口13から吐出される。
ラブルが発生し、吐出側の圧力が一定値以上に高くなっ
たばあいの運転状況を示すものである。
手段としての板バネ100の反揆力は吐出側の負荷圧よ
り小さく設定されているため、間隔Dが大きいところに
位置する翼部36が閉じる方向に変形して、ケーシング
本体10の内周面14とシールラインを形成しえなくな
り、そのため血液を吸込口12から吐出口13の方に送
ることができず、空回りすることになる。
0の種類を変更することによって血液ポンプの機能を変
化させることが可能となる。たとえば、板バネ100の
強さを変えることによって、吐出側圧力の設定最大値を
変更することができる。また、板バネ100の強さを変
えることによって、遠心力(回転数)がある一定値以上
になるまでは翼部36を閉じさせておき、遠心力が該一
定値以上になったとき翼部36を開かせて血液を循環さ
せることができるようにすることができる。
0、駆動軸側硬質ケーシング20の材料としては、ステ
ンレススチール、チタン合金などの金属、ポリカーボネ
ート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂、ポ
リアミド、ポリウレタンなどの硬質プラスチックスなど
が使用できる。必要があれば、血栓の防止のために内面
にヘパリンなどの硫酸化多糖類、ウロキナーゼ、リン脂
質フォスファジルコリン(MPC)、スルフォン化グル
コシルオキシエチルメタクリレート(GEMA)などの
コーティングを施してもよい。
ング本体10、ケーシング20と同様なものが使用でき
る。
ンゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴムなどのゴム類、ポ
リウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化
ビニルなどの軟質プラスチックスなどが使用できる。
下、なかんづく800〜2000回/分の範囲が好まし
く、この範囲の回転数で送血速度を1〜7リットル/分
の範囲とするのが好ましい。回転数が前記範囲より高い
と、血球の破壊や溶血が生じる惧れが大きくなる。一方
回転数が前記範囲より低いと所望の送血速度がえられな
い。
8個が適当である。
環状突起11の高さは、1mm以下、なかんづく0.2
〜0.7mmの範囲が好ましい。環状突起11の高さが
前記範囲より大きいと、翼部36の先端36aとケーシ
ング本体10の内周面14との間のシールが不充分とな
り、送血速度が低下し、一方前記範囲より小さいと、血
球破壊や溶血が生じやすくなる。環状突起11の個数は
1個以上であればよいが、通常2〜8個が好ましい。
37の高さは1mm以下、なかんづく0.2〜0.7m
mの範囲が好ましい。またフイン37の先端37aとケ
ーシング本体10の内平面15または駆動軸側ケーシン
グ20の内平面21との間隙は0.5mm以下、なかん
づく0.2〜0.4mmの範囲が好ましい。前記間隙が
前記範囲より大きいと、血液の流れが生じにくく、血液
の滞留が生じる傾向にある。一方前記間隙が前記範囲よ
り小さいと、血球破壊や溶血が生じやすく、また内平面
15、21に血液が付着しやすくなる。
せるために、ロータ30の側面上に半径方向に沿うよう
にかつ回転方向に突出した弓状の形状とするのがよい。
フイン37の個数は2〜10個が好ましい。通常翼部3
6の個数と同数設けられる。
種の容積式ポンプであり、従来の遠心ポンプにくらべて
低速回転で所望の血液量を循環でき、血球の破壊や溶血
が防止される。また吐出側圧力が一定値以上になったば
あい、ロータが血液を送り出さないように変形するた
め、従来のローラータイプの血液ポンプにくらべて、血
液に大きな圧力を与えることなく溶血を防止すると共
に、生体の負担を少なくし、かつ接続部の抜けなどの事
態の発生を防止できる。
軸とロータの回転軸が連結されていることで、従来の遠
心ポンプにくらべて装置を小型化できる。
グの内周面に設けた環状突起により、ロータ外周部とケ
ーシング内周面との接触面積を少なくすることができ、
溶血を極力抑えることができる。
側面上に設けたフインより、血液の滞留を防ぎ、血栓な
どを防止できる。
面図である。
た状態を示す平面図である。
る。
上になったときの運転状態を示す平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 血液吸込口と血液吐出口を有する硬質ケ
ーシングと、該硬質ケーシングの内部に偏心して設けら
れたロータとからなり、該ロータはその外周部が前記ケ
ーシングの内周面と摺動接触するように弾性的に変形可
能である偏心型血液ポンプであって、吐出側に一定値以
上の圧力が発生したばあいに、血液を実質的に送り出す
ことなく空回りするように前記ロータを変形させるため
の制御手段が設けられてなることを特徴とする偏心型血
液ポンプ。 - 【請求項2】 前記ロータの回転軸が前記硬質ケーシン
グの外部に延びており、駆動装置の駆動軸に結合され
て、該駆動軸の回転により前記ロータが回転するように
構成されてなることを特徴とする請求項1記載の偏心型
血液ポンプ。 - 【請求項3】 前記硬質ケーシングの、前記ロータの外
周部が対向する内周面に環状突起が設けられてなること
を特徴とする請求項1または2記載の偏心型血液ポン
プ。 - 【請求項4】 前記ロータの両側面上に複数のフインが
設けられ、該フインの先端と前記硬質ケーシングの内平
面との間隔が0.5mm以下であることを特徴とする請
求項1、2または3記載の偏心型血液ポンプ。
Priority Applications (1)
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JPH0984872A JPH0984872A (ja) | 1997-03-31 |
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JP24594595A Expired - Fee Related JP3351199B2 (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 偏心型血液ポンプ |
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JP2003052810A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-25 | San Medical Gijutsu Kenkyusho:Kk | 血液ポンプ及び補助人工心臓 |
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-
1995
- 1995-09-25 JP JP24594595A patent/JP3351199B2/ja not_active Expired - Fee Related
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