JPH1099429A - ターボ式血液ポンプ - Google Patents
ターボ式血液ポンプInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、小型化することが可能で、必要な
ら胸腔内に収納可能な程度の大きさにすることもできる
ターボ式血液ポンプの提供にある。 【解決手段】 （Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して
形成された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）
前記回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を
有し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、
および（III）前記回転子（インペラー）を回転させる
駆動手段を有する血液ポンプにおいて、インペラーの羽
根入口最大径は出口最大径より小さく、かつ側面から見
て羽根下面の軸に対する取り付け角度（δ）が、 ０゜＜δ＜６５゜ であることを特徴とするターボ式血液ポンプ。
ら胸腔内に収納可能な程度の大きさにすることもできる
ターボ式血液ポンプの提供にある。 【解決手段】 （Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して
形成された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）
前記回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を
有し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、
および（III）前記回転子（インペラー）を回転させる
駆動手段を有する血液ポンプにおいて、インペラーの羽
根入口最大径は出口最大径より小さく、かつ側面から見
て羽根下面の軸に対する取り付け角度（δ）が、 ０゜＜δ＜６５゜ であることを特徴とするターボ式血液ポンプ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工心肺のみなら
ず各種の循環補助等に使用され、体外もしくは体内に設
置するターボ式血液ポンプに関する。
ず各種の循環補助等に使用され、体外もしくは体内に設
置するターボ式血液ポンプに関する。
【０００２】
【従来技術】従来から存在するターボ型血液ポンプとし
ては、遠心式と軸流式血液ポンプがある。前者はインレ
ットより入った血液がインペラー内で軸に対してほぼ直
角に屈曲し、後者はインレットより入った血液がインペ
ラー内で軸に対して平行に流れる。遠心式血液ポンプの
羽根は軸に対して捻れのない２次元構造を採っており、
従って羽根出口角度は上部と下部で異なることはない。
ては、遠心式と軸流式血液ポンプがある。前者はインレ
ットより入った血液がインペラー内で軸に対してほぼ直
角に屈曲し、後者はインレットより入った血液がインペ
ラー内で軸に対して平行に流れる。遠心式血液ポンプの
羽根は軸に対して捻れのない２次元構造を採っており、
従って羽根出口角度は上部と下部で異なることはない。
【０００３】多数の遠心式血液ポンプは軸シールを有す
る。軸シールを有する遠心式血液ポンプは、軸シールの
耐久性から２週間以上の長期の連続駆動は困難であり、
また、軸シールは血栓の好発生部位でもあり、抗血栓性
にも問題がある。さらに、遠心式血液ポンプの最適な回
転数が低いので、必要とする吐出量を得るためにはイン
ペラーを大きくする必要がある。遠心式ポンプで一般的
なインペラーの直径は４０〜８０ｍｍと比較的大型であ
る。
る。軸シールを有する遠心式血液ポンプは、軸シールの
耐久性から２週間以上の長期の連続駆動は困難であり、
また、軸シールは血栓の好発生部位でもあり、抗血栓性
にも問題がある。さらに、遠心式血液ポンプの最適な回
転数が低いので、必要とする吐出量を得るためにはイン
ペラーを大きくする必要がある。遠心式ポンプで一般的
なインペラーの直径は４０〜８０ｍｍと比較的大型であ
る。
【０００４】軸流式血液ポンプはインペラーの直径が５
〜１６ｍｍと小型であるが、人工心肺を駆動できるほど
の駆出力を持ったものはない。充分な駆出力を得るため
には高回転にする必要があり、そうすると血液損傷を免
れられない。
〜１６ｍｍと小型であるが、人工心肺を駆動できるほど
の駆出力を持ったものはない。充分な駆出力を得るため
には高回転にする必要があり、そうすると血液損傷を免
れられない。
【０００５】また、従来から、人工心肺体外循環回路等
の使用される血液ポンプとしては、溶血が少なく、かつ
微生物汚染防止の機能に優れているという観点から、ロ
ーラ型ポンプが用いられていた。しかし、ローラ型ポン
プは大型であるため患者に近づけにくい等の問題があっ
た。
の使用される血液ポンプとしては、溶血が少なく、かつ
微生物汚染防止の機能に優れているという観点から、ロ
ーラ型ポンプが用いられていた。しかし、ローラ型ポン
プは大型であるため患者に近づけにくい等の問題があっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点に鑑み、下記各課題を解決した血液ポンプを
提供することにある。 〔小型化〕血液ポンプを小型化し、充填量を減らすこと
は極めて大きな意義がある。近年、輸血による感染やア
レルギーを回避するため、無輸血開心術が盛んに行われ
ている。無輸血開心術を成功させるためには回路の充填
量を減らすことが重要である。特に新生児や幼小児の開
心術や補助循環では、充填量を減らし、患者の血液の稀
釈率を減少させることは、生体への侵襲を減らすために
重要である。
術の問題点に鑑み、下記各課題を解決した血液ポンプを
提供することにある。 〔小型化〕血液ポンプを小型化し、充填量を減らすこと
は極めて大きな意義がある。近年、輸血による感染やア
レルギーを回避するため、無輸血開心術が盛んに行われ
ている。無輸血開心術を成功させるためには回路の充填
量を減らすことが重要である。特に新生児や幼小児の開
心術や補助循環では、充填量を減らし、患者の血液の稀
釈率を減少させることは、生体への侵襲を減らすために
重要である。
【０００７】また血液ポンプを小型化し術野に設置する
ことができれば、回路の大幅な短縮も可能となる。この
ためにも、回路の充填量を減少させ、かつ術野の妨げに
ならない小型の血液ポンプが必要である。
ことができれば、回路の大幅な短縮も可能となる。この
ためにも、回路の充填量を減少させ、かつ術野の妨げに
ならない小型の血液ポンプが必要である。
【０００８】血液ポンプを体内に留置する場合にも、出
来うる限り小型化し、埋め込みの解剖学的制約を軽減
し、外科的手技を簡便化することが必要である。特に、
心嚢内に２個の血液ポンプを埋め込み、両心補助を行お
うとする場合には小型化は必須である。近年、ターボポ
ンプを用いた長期使用体内収納型人工心臓の開発が積極
的に行なわれているが、従来の遠心ポンプを用いたもの
はポンプ本体の大きさから解剖学的に胸腔内収納には限
界がある。一方、軸流ポンプは回転子（インペラー）を
高回転にすると充分な流量が得られるが、溶血が大き
い。そのため回転数を低く、インペラーの翼を大きく設
計し、溶血の軽減を図っているが、回転数を低く設計す
ることはポンプの水力効率を低下させる結果となってい
る。したがって、心切除を伴わない胸腔内収納全心機能
置換型人工心臓としての補助能力があり、血液適合性に
も優れた小型血液ポンプの開発が必要である。
来うる限り小型化し、埋め込みの解剖学的制約を軽減
し、外科的手技を簡便化することが必要である。特に、
心嚢内に２個の血液ポンプを埋め込み、両心補助を行お
うとする場合には小型化は必須である。近年、ターボポ
ンプを用いた長期使用体内収納型人工心臓の開発が積極
的に行なわれているが、従来の遠心ポンプを用いたもの
はポンプ本体の大きさから解剖学的に胸腔内収納には限
界がある。一方、軸流ポンプは回転子（インペラー）を
高回転にすると充分な流量が得られるが、溶血が大き
い。そのため回転数を低く、インペラーの翼を大きく設
計し、溶血の軽減を図っているが、回転数を低く設計す
ることはポンプの水力効率を低下させる結果となってい
る。したがって、心切除を伴わない胸腔内収納全心機能
置換型人工心臓としての補助能力があり、血液適合性に
も優れた小型血液ポンプの開発が必要である。
【０００９】〔高効率化と十分な駆出力〕血液ポンプは
本来の機能である十分な駆出力を有していなければなら
ないのは勿論であるが、その上に血液流れの剥離、衝
突、渦流発生、キャビテーション発生等を抑え、効率の
高い羽根構造とする必要がある。すなわち、効率が高い
ということは、回転子（インペラー）の回転が安定し、
耐久性の向上にもつながる。また、下記に述べる通り、
発熱を減少させ、溶血や血栓形成の低下にも寄与する。
本来の機能である十分な駆出力を有していなければなら
ないのは勿論であるが、その上に血液流れの剥離、衝
突、渦流発生、キャビテーション発生等を抑え、効率の
高い羽根構造とする必要がある。すなわち、効率が高い
ということは、回転子（インペラー）の回転が安定し、
耐久性の向上にもつながる。また、下記に述べる通り、
発熱を減少させ、溶血や血栓形成の低下にも寄与する。
【００１０】〔溶血軽減〕溶血軽減には血液にかかる剪
断応力および発熱を極力低下させることが重要である。
例えば、経皮的心肺補助においては、ポンプを高回転で
比較的長期間使用し、かつ患者の中には重症の腎不全や
肝不全を伴っている場合が少なくなく、このような症例
においては、血液ポンプの僅かな溶血も致命的となりう
る。
断応力および発熱を極力低下させることが重要である。
例えば、経皮的心肺補助においては、ポンプを高回転で
比較的長期間使用し、かつ患者の中には重症の腎不全や
肝不全を伴っている場合が少なくなく、このような症例
においては、血液ポンプの僅かな溶血も致命的となりう
る。
【００１１】〔血栓形成〕血栓形成はポンプの耐久性を
極端に低下させる。抗血栓性が十分でないと、ヘパリン
を患者に投与する必要があり、輸液ラインの長期の確保
やヘパリンの合併症である出血傾向が生じ、長期使用は
困難となる。血栓形成の予防には、ポンプ内の血液のよ
どみをなくし、特に軸周囲の血液の洗い流しに優れた構
造とすることが重要である。
極端に低下させる。抗血栓性が十分でないと、ヘパリン
を患者に投与する必要があり、輸液ラインの長期の確保
やヘパリンの合併症である出血傾向が生じ、長期使用は
困難となる。血栓形成の予防には、ポンプ内の血液のよ
どみをなくし、特に軸周囲の血液の洗い流しに優れた構
造とすることが重要である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の１つは、（Ｉ）
回転軸および該回転軸に連結して形成された羽根を有す
る回転子（インペラー）、（II）前記回転子（インペラ
ー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ血液導入口
と血液出口を有するケーシング、および（III)前記回転
子（インペラー）を回転させる駆動手段を有する血液ポ
ンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径は出口最大
径より小さく、かつ側面から見て羽根下面の軸に対する
取り付け角度（δ）が、 ０゜＜δ＜９０゜ であることを特徴とするターボ式血液ポンプを提供する
ことにより前記課題を解決することができた。
回転軸および該回転軸に連結して形成された羽根を有す
る回転子（インペラー）、（II）前記回転子（インペラ
ー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ血液導入口
と血液出口を有するケーシング、および（III)前記回転
子（インペラー）を回転させる駆動手段を有する血液ポ
ンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径は出口最大
径より小さく、かつ側面から見て羽根下面の軸に対する
取り付け角度（δ）が、 ０゜＜δ＜９０゜ であることを特徴とするターボ式血液ポンプを提供する
ことにより前記課題を解決することができた。
【００１３】本発明の他の１つは、ターボ式血液ポンプ
において、（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成
された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記
回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を有
し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、お
よび（III)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動
手段を有する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入
口最大径は出口最大径より小さく、かつ前記回転子（イ
ンペラー）の羽根の少なくとも一部の面が回転軸に対し
て平行でない３次元構造を有する羽根（以下、羽根構造
１とも言う）とするか、前記回転子（インペラー）の羽
根を出口上端部で円周に対してなす角度と出口下端部で
円周に対してなす角度が異なるもの（以下、羽根構造２
とも言う）とするか、あるいは前記回転子（インペラ
ー）の羽根自体が捻じれのある曲面で形成された３次元
構造（以下、羽根構造３とも言う）とすることにより、
血液の流れの無用な乱れを減弱する等の高い効率を奏す
るターボ式血液ポンプを提供することにより前記課題を
解決することができた。
において、（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成
された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記
回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を有
し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、お
よび（III)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動
手段を有する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入
口最大径は出口最大径より小さく、かつ前記回転子（イ
ンペラー）の羽根の少なくとも一部の面が回転軸に対し
て平行でない３次元構造を有する羽根（以下、羽根構造
１とも言う）とするか、前記回転子（インペラー）の羽
根を出口上端部で円周に対してなす角度と出口下端部で
円周に対してなす角度が異なるもの（以下、羽根構造２
とも言う）とするか、あるいは前記回転子（インペラ
ー）の羽根自体が捻じれのある曲面で形成された３次元
構造（以下、羽根構造３とも言う）とすることにより、
血液の流れの無用な乱れを減弱する等の高い効率を奏す
るターボ式血液ポンプを提供することにより前記課題を
解決することができた。
【００１４】さらに、前記回転子（インペラー）の羽根
としては、前記羽根構造１と前記羽根構造２を組み合わ
せた羽根構造（以下、羽根構造４とも言う）、あるいは
前記羽根構造１と前記羽根構造３を組み合わせた羽根構
造（以下、羽根構造５とも言う）、前記羽根構造２と前
記羽根構造３を組み合わせた羽根構造（以下、羽根構造
６とも言う）のものが好ましい。
としては、前記羽根構造１と前記羽根構造２を組み合わ
せた羽根構造（以下、羽根構造４とも言う）、あるいは
前記羽根構造１と前記羽根構造３を組み合わせた羽根構
造（以下、羽根構造５とも言う）、前記羽根構造２と前
記羽根構造３を組み合わせた羽根構造（以下、羽根構造
６とも言う）のものが好ましい。
【００１５】本発明のターボ式血液ポンプにおいて、回
転子（インペラー）空間部の羽根先端と該回転子（イン
ペラー）を回転可能に収納するケーシング外縁部の間に
形成される空間（ボリュートとも言う）は、流れの最適
化の理由から血液出口に向けて断面積が順次広くなるよ
うに形成するのが好ましい。また、ケーシングと回転子
（インペラー）の羽根上部、もしくは下部とのクリアラ
ンス（隙間）は小さい方が効率的であるが、反面剪断力
により血液の損傷が大きくなるので、通常０．１〜１．
０ｍｍ程度である。
転子（インペラー）空間部の羽根先端と該回転子（イン
ペラー）を回転可能に収納するケーシング外縁部の間に
形成される空間（ボリュートとも言う）は、流れの最適
化の理由から血液出口に向けて断面積が順次広くなるよ
うに形成するのが好ましい。また、ケーシングと回転子
（インペラー）の羽根上部、もしくは下部とのクリアラ
ンス（隙間）は小さい方が効率的であるが、反面剪断力
により血液の損傷が大きくなるので、通常０．１〜１．
０ｍｍ程度である。
【００１６】以下、本発明のターボ式血液ポンプの構成
について詳細に説明する。 〔斜流化について〕ターボ式ポンプには遠心ポンプと斜
流ポンプと軸流ポンプがあるが、斜流ポンプでは回転子
（インペラー）内の血液の流れは軸に対して平行でも直
角でもなく、その中間の斜めに流れる。流体にエネルギ
ーを与えるために、遠心力利用するため、回転子（イン
ペラー）は軸流と異なり、羽根入口より羽根出口の方の
直径を大きくする。また、斜流化する場合（以下、斜流
型とも言う。）にはポンプ側面から見て羽根下面の軸に
対する取り付け角度（δ）を、０゜＜δ＜９０゜、好ま
しくは０゜＜δ＜６５゜、さらに好ましくは２５゜＜δ
＜６５゜である。工学的見地から、斜流型ターボ式ポン
プの最適比速度は、遠心式ポンプより高く、したがっ
て、高回転で高い効率が得られる。高回転が可能となる
ことにより、回転子（インペラー）の羽根径を小さくで
き、かつ効率を落とすことなく、ポンプの小型化と駆出
力の確保が可能となる。
について詳細に説明する。 〔斜流化について〕ターボ式ポンプには遠心ポンプと斜
流ポンプと軸流ポンプがあるが、斜流ポンプでは回転子
（インペラー）内の血液の流れは軸に対して平行でも直
角でもなく、その中間の斜めに流れる。流体にエネルギ
ーを与えるために、遠心力利用するため、回転子（イン
ペラー）は軸流と異なり、羽根入口より羽根出口の方の
直径を大きくする。また、斜流化する場合（以下、斜流
型とも言う。）にはポンプ側面から見て羽根下面の軸に
対する取り付け角度（δ）を、０゜＜δ＜９０゜、好ま
しくは０゜＜δ＜６５゜、さらに好ましくは２５゜＜δ
＜６５゜である。工学的見地から、斜流型ターボ式ポン
プの最適比速度は、遠心式ポンプより高く、したがっ
て、高回転で高い効率が得られる。高回転が可能となる
ことにより、回転子（インペラー）の羽根径を小さくで
き、かつ効率を落とすことなく、ポンプの小型化と駆出
力の確保が可能となる。
【００１７】〔回転子（インペラー）の羽根について〕 １．羽根の３次元構造 本発明のターボ式血液ポンプでは、回転子（インペラ
ー）の羽根の上部と下部では入口、出口とも径が異なる
ため、ポンプ内の血液の流れの最適化を検討した結果、
該羽根として、前記羽根構造１〜６、好ましくは羽根構
造３〜６を有するものが斜流型あるいは非斜流型であっ
ても好ましいこと、特に斜流型において好ましいことが
判明した。なお、羽根構造２の場合、通常軸方向平面図
（図５）に示すように、羽根上部端７の方が羽根下部端
８より外側の円周（仮想円周Ｄ）に到達するので、出口
上端部で該円周に対して羽根のなす角度αは、出口下端
部で内側の円周（仮想円周Ｃ）に対して羽根のなす角度
βに比較して小さくなる。すなわち、本発明のターボ式
血液ポンプにおいて、前記のような回転子（インペラ
ー）の羽根を回転軸に対して捻れを持つ３次元構造とす
ることにより、流れの剥離、衝突、渦流発生、キャビテ
ーション発生等の無用な血液流の乱れを減弱することが
でき、また、これらは血液の剪断応力を減らし、ポンプ
内の損失に伴う熱の発生を押さえ、溶血軽減、高回転で
の回転子（インペラー）の羽根と回転軸の耐久性の向
上、血栓予防等の効果を奏する。
ー）の羽根の上部と下部では入口、出口とも径が異なる
ため、ポンプ内の血液の流れの最適化を検討した結果、
該羽根として、前記羽根構造１〜６、好ましくは羽根構
造３〜６を有するものが斜流型あるいは非斜流型であっ
ても好ましいこと、特に斜流型において好ましいことが
判明した。なお、羽根構造２の場合、通常軸方向平面図
（図５）に示すように、羽根上部端７の方が羽根下部端
８より外側の円周（仮想円周Ｄ）に到達するので、出口
上端部で該円周に対して羽根のなす角度αは、出口下端
部で内側の円周（仮想円周Ｃ）に対して羽根のなす角度
βに比較して小さくなる。すなわち、本発明のターボ式
血液ポンプにおいて、前記のような回転子（インペラ
ー）の羽根を回転軸に対して捻れを持つ３次元構造とす
ることにより、流れの剥離、衝突、渦流発生、キャビテ
ーション発生等の無用な血液流の乱れを減弱することが
でき、また、これらは血液の剪断応力を減らし、ポンプ
内の損失に伴う熱の発生を押さえ、溶血軽減、高回転で
の回転子（インペラー）の羽根と回転軸の耐久性の向
上、血栓予防等の効果を奏する。
【００１８】２．羽根の直径（φ） 本発明のターボ式血液ポンプの羽根の直径（φ）は、４
〜８０ｍｍ程度の範囲、より好ましくは１５〜４０ｍｍ
程度の範囲である。回転子（インペラー）の羽根の直径
（φ）が１５〜３０ｍｍ程度の血液ポンプは、長期埋込
人工心臓用として適当であり、また直径（φ）が２０〜
４０ｍｍ程度の血液ポンプは、前記直径（φ）が１５〜
３０ｍｍ程度の血液ポンプに比較して高楊程であるの
で、人工心肺用あるいは体外式補助循環用として好適で
ある。
〜８０ｍｍ程度の範囲、より好ましくは１５〜４０ｍｍ
程度の範囲である。回転子（インペラー）の羽根の直径
（φ）が１５〜３０ｍｍ程度の血液ポンプは、長期埋込
人工心臓用として適当であり、また直径（φ）が２０〜
４０ｍｍ程度の血液ポンプは、前記直径（φ）が１５〜
３０ｍｍ程度の血液ポンプに比較して高楊程であるの
で、人工心肺用あるいは体外式補助循環用として好適で
ある。
【００１９】３．羽根の材質および厚さ 羽根を形成する材質としては、人体に無害であること
（生体適合性に優れる）、長期耐久性に優れること、
精密加工が可能であること、抗血栓性等の血液適合
性に優れていること、適切な硬度を有していること等
のような特性を有する材料、例えばアクリル、ポリカー
ボネート、フッ素樹脂等のような合成樹脂、あるいはス
テンレス、チタン、チタン合金あるいはファインセラミ
ック等が挙げられる。また、羽根の厚さはあまり薄いと
耐久性が問題になるし、厚いと駆動エネルギーがかか
る。例えば材質がアクリルの場合は、１．５〜２．０ｍ
ｍ程度の厚さ、また、ポリカーボネートの場合は、１．
０〜１．５ｍｍ程度の厚さであり、ステンレス、チタン
あるいはチタン合金等の場合は、０．５〜１．５ｍｍ程
度の厚さである。さらに、ポンプ内の流路を維持するた
めに、あるいは流れの効率化のために羽根基部より羽根
先端に向けて羽根の厚さを変えることもできる。羽根の
厚さを羽根基部から先端に向けて順次薄くすると流れの
剥離を減少し、ポンプ出口での乱流を減らすことができ
る。また羽根の厚さを順次厚くすると入口部での縮少率
を小さくして流路を確保できる。
（生体適合性に優れる）、長期耐久性に優れること、
精密加工が可能であること、抗血栓性等の血液適合
性に優れていること、適切な硬度を有していること等
のような特性を有する材料、例えばアクリル、ポリカー
ボネート、フッ素樹脂等のような合成樹脂、あるいはス
テンレス、チタン、チタン合金あるいはファインセラミ
ック等が挙げられる。また、羽根の厚さはあまり薄いと
耐久性が問題になるし、厚いと駆動エネルギーがかか
る。例えば材質がアクリルの場合は、１．５〜２．０ｍ
ｍ程度の厚さ、また、ポリカーボネートの場合は、１．
０〜１．５ｍｍ程度の厚さであり、ステンレス、チタン
あるいはチタン合金等の場合は、０．５〜１．５ｍｍ程
度の厚さである。さらに、ポンプ内の流路を維持するた
めに、あるいは流れの効率化のために羽根基部より羽根
先端に向けて羽根の厚さを変えることもできる。羽根の
厚さを羽根基部から先端に向けて順次薄くすると流れの
剥離を減少し、ポンプ出口での乱流を減らすことができ
る。また羽根の厚さを順次厚くすると入口部での縮少率
を小さくして流路を確保できる。
【００２０】４．羽根の数について 羽根の数は、通常２〜６枚、好ましくは３〜５枚であ
る。２枚未満では安定した駆動はえられず、６枚を越え
ると製作困難である。
る。２枚未満では安定した駆動はえられず、６枚を越え
ると製作困難である。
【００２１】〔回転子（インペラー）の軸について〕 １．軸を形成する材料 回転子（インペラー）の軸は、上記のとのような特
性を有する材料、例えばステンレス、チタン、セラミッ
ク等が挙げられ、また該軸を軸受けする軸受けとして
は、上記の特性（前記と）に加え、特に耐磨耗性に
優れた材料、例えば超高密度ポリエチレンのような高耐
久性プラスチックが挙げられる。 ２．軸受け構造 駆動磁石と従動磁石の磁気結合（マグネットカップリ
ング） 図３に示すように回転子（インペラー）の羽根４に磁石
ケーシング１４を付属させ、磁石ケーシング１４内に従
動磁石１５を付属させ、該従動磁石１５と前記ケーシン
グ１４外に設置した駆動磁石１６とを回転子（インペラ
ー）軸に対して半径方向に磁気結合させることにより、
磁気結合の力が軸１２にかからず、軸に無用なストレス
を与えないので、上部軸の軸端１７と上部軸の軸受け９
は、磨耗や熱の発生が少ない点接触あるいはピポット軸
受けが好ましい。ただ、駆動磁石と従動磁石の磁気結合
を半径方向に磁気結合した場合、半径方向にぶれを生ず
ることがあるので、下部軸端１８は下部軸受け１３と円
筒状の面接触とし、これにより下部軸受けがはずれこと
はなく、フェールセーフ機構として働く。
性を有する材料、例えばステンレス、チタン、セラミッ
ク等が挙げられ、また該軸を軸受けする軸受けとして
は、上記の特性（前記と）に加え、特に耐磨耗性に
優れた材料、例えば超高密度ポリエチレンのような高耐
久性プラスチックが挙げられる。 ２．軸受け構造 駆動磁石と従動磁石の磁気結合（マグネットカップリ
ング） 図３に示すように回転子（インペラー）の羽根４に磁石
ケーシング１４を付属させ、磁石ケーシング１４内に従
動磁石１５を付属させ、該従動磁石１５と前記ケーシン
グ１４外に設置した駆動磁石１６とを回転子（インペラ
ー）軸に対して半径方向に磁気結合させることにより、
磁気結合の力が軸１２にかからず、軸に無用なストレス
を与えないので、上部軸の軸端１７と上部軸の軸受け９
は、磨耗や熱の発生が少ない点接触あるいはピポット軸
受けが好ましい。ただ、駆動磁石と従動磁石の磁気結合
を半径方向に磁気結合した場合、半径方向にぶれを生ず
ることがあるので、下部軸端１８は下部軸受け１３と円
筒状の面接触とし、これにより下部軸受けがはずれこと
はなく、フェールセーフ機構として働く。
【００２２】また、図４に示すように回転子（インペラ
ー）の羽根４に従動磁石１５を直接配置し、該従動磁石
１５と前記ケーシング３外に設置した駆動磁石１６とを
回転子（インペラー）軸に対して垂直方向に磁気結合さ
せたものであっても良い。そして、この垂直方向に磁気
結合させた場合、下部軸端１８は、半径方向にぶれを生
ずることがないので、上部軸の軸端１７と上部軸の軸受
け９と同様に、下部軸端１８と下部軸受け１３は点接触
あるいはピポット軸受け構造で軸結合させても良い。前
記従動磁石１５と駆動磁石１６としては、回転子（イン
ペラー）の慣性重量を減らし、回転数コントロールの応
答性を高め、回転子の安定性を高めると共に軸の耐久性
を向上させ、ポンプ内の剪断応力を低下させて溶血を減
少させ、ポンプ全体の小型化にもつながる等の理由から
希土類磁石が特に好ましく、該希土類磁石としては、ネ
オジニウム、サマリウムコバルト等で作製された磁石が
挙げられる。
ー）の羽根４に従動磁石１５を直接配置し、該従動磁石
１５と前記ケーシング３外に設置した駆動磁石１６とを
回転子（インペラー）軸に対して垂直方向に磁気結合さ
せたものであっても良い。そして、この垂直方向に磁気
結合させた場合、下部軸端１８は、半径方向にぶれを生
ずることがないので、上部軸の軸端１７と上部軸の軸受
け９と同様に、下部軸端１８と下部軸受け１３は点接触
あるいはピポット軸受け構造で軸結合させても良い。前
記従動磁石１５と駆動磁石１６としては、回転子（イン
ペラー）の慣性重量を減らし、回転数コントロールの応
答性を高め、回転子の安定性を高めると共に軸の耐久性
を向上させ、ポンプ内の剪断応力を低下させて溶血を減
少させ、ポンプ全体の小型化にもつながる等の理由から
希土類磁石が特に好ましく、該希土類磁石としては、ネ
オジニウム、サマリウムコバルト等で作製された磁石が
挙げられる。
【００２３】〔回転子（インペラー）の製法について〕 羽根を形成する材質がアクリル、ポリカーボネー
ト、フッソ樹脂等のような場合、該合成樹脂を適当な成
形方法、例えば、ポリカーボネートを射出成形で羽根に
成形し、該羽根に磁石ケーシングを接着剤により接着さ
せるか、あるいは羽根と磁石ケーシングを一体的に成形
して製造された磁石ケーシング付属羽根と軸を組み合わ
せて製造することができる。 羽根を形成する材質がステンレス、チタンあるいは
チタン合金等のような場合、前記合成樹脂と同様な方法
でも製造することができるが、羽根、軸および磁石ケー
シングを含めて一体的に製造、例えばステンレス、チタ
ンあるいはチタン合金等を一体的に削り出して製造すの
が好ましい。
ト、フッソ樹脂等のような場合、該合成樹脂を適当な成
形方法、例えば、ポリカーボネートを射出成形で羽根に
成形し、該羽根に磁石ケーシングを接着剤により接着さ
せるか、あるいは羽根と磁石ケーシングを一体的に成形
して製造された磁石ケーシング付属羽根と軸を組み合わ
せて製造することができる。 羽根を形成する材質がステンレス、チタンあるいは
チタン合金等のような場合、前記合成樹脂と同様な方法
でも製造することができるが、羽根、軸および磁石ケー
シングを含めて一体的に製造、例えばステンレス、チタ
ンあるいはチタン合金等を一体的に削り出して製造すの
が好ましい。
【００２４】本発明のターボ式血液ポンプにおいて、回
転子（インペラー）の羽根の上部および下部に遮蔽板を
有しない完全開放型のもの（フルオープンインペラー）
とすることにより、血液のよどみがない構造となり、血
栓ができる場所がなく、優れた抗血栓性が達成される。
転子（インペラー）の羽根の上部および下部に遮蔽板を
有しない完全開放型のもの（フルオープンインペラー）
とすることにより、血液のよどみがない構造となり、血
栓ができる場所がなく、優れた抗血栓性が達成される。
【００２５】
【実施の形態】以下、本発明のターボ式血液ポンプの実
施の形態を示す。図１は本発明の構成を模式的に示した
ものである。ケーシング３は上端にインレット１、底面
にアウトレット２を有する。回転子（インペラー）の複
数の羽根４は、下部には磁石ケーシング１４とその内部
に従動磁石１５を有し、ケーシング外で従動磁石１５の
内側にある駆動磁石１６と磁気結合し、駆動磁石１６が
ポンプ外に設置されたモーターにより回転されて、従動
磁石１５さらには回転子（インペラー）を回転させて、
血液にエネルギーを与える。回転子（インペラー）は軸
１２により支えられ、軸１２はさらに上部軸受け９、下
部軸受け１３により支えられる。上部軸受け９は上部軸
受け支持１０により支えられている。
施の形態を示す。図１は本発明の構成を模式的に示した
ものである。ケーシング３は上端にインレット１、底面
にアウトレット２を有する。回転子（インペラー）の複
数の羽根４は、下部には磁石ケーシング１４とその内部
に従動磁石１５を有し、ケーシング外で従動磁石１５の
内側にある駆動磁石１６と磁気結合し、駆動磁石１６が
ポンプ外に設置されたモーターにより回転されて、従動
磁石１５さらには回転子（インペラー）を回転させて、
血液にエネルギーを与える。回転子（インペラー）は軸
１２により支えられ、軸１２はさらに上部軸受け９、下
部軸受け１３により支えられる。上部軸受け９は上部軸
受け支持１０により支えられている。
【００２６】羽根入口上部端５と羽根出口上部端７を結
ぶ羽根上面は軸１２に対して４５゜の角度を持ち、羽根
入口下部端６と羽根出口下部端８を結ぶ羽根下面は軸１
２に対して３０゜の角度を持つ。すなわち、回転子（イ
ンペラー）内の流れは軸１２に対して直角でも平行でも
なく、斜めの流れである斜流となる。羽根出口では上部
端７と下部端８で直径が異なっているため、工学的に流
れの最適化を図るために、さらに回転子（インペラー）
の羽根４として、前記羽根構造１〜６のうちの１つを採
用した。図２に前記羽根の一例の斜視図を示す。インペ
ラーに付属した従動磁石１５とケーシング外の駆動磁石
１６は回転軸に対して半径方向の磁気結合であり、該結
合力は回転軸方向の無用な力を発生せず、回転軸に負担
が係らず、回転軸の耐久性を向上させる。上部軸受け９
の材質は耐久性に優れたプラスチック、例えば高密度ポ
リエチレン等が挙げられる。
ぶ羽根上面は軸１２に対して４５゜の角度を持ち、羽根
入口下部端６と羽根出口下部端８を結ぶ羽根下面は軸１
２に対して３０゜の角度を持つ。すなわち、回転子（イ
ンペラー）内の流れは軸１２に対して直角でも平行でも
なく、斜めの流れである斜流となる。羽根出口では上部
端７と下部端８で直径が異なっているため、工学的に流
れの最適化を図るために、さらに回転子（インペラー）
の羽根４として、前記羽根構造１〜６のうちの１つを採
用した。図２に前記羽根の一例の斜視図を示す。インペ
ラーに付属した従動磁石１５とケーシング外の駆動磁石
１６は回転軸に対して半径方向の磁気結合であり、該結
合力は回転軸方向の無用な力を発生せず、回転軸に負担
が係らず、回転軸の耐久性を向上させる。上部軸受け９
の材質は耐久性に優れたプラスチック、例えば高密度ポ
リエチレン等が挙げられる。
【００２７】本実施例では上部軸端１１にファインセラ
ミック球を埋め込み、前記軸受け９と組み合わせて点接
触とすることにより極めて高い耐久性が得られる。また
下部軸受け１３も耐久性に優れたプラスチック、例えば
高密度ポリエチレン等で円筒状に作製し、これに呼応し
た円柱状の軸と面接触で軸受けさせることが好ましい。
前記のような面接触とすることにより、もし上部軸受け
９に僅かな磨耗が生じても、下部軸受け１３が外れるこ
とはなく、フェールセーフ機構として働き、長期の回転
軸の安定性に大きく寄与する。なお、この実施の態様に
おいて、駆動磁石１６の代わりに電磁石を設置し、電磁
石により従動磁石１５を回転させれば、別個にモータを
設置する必要がなくなり、さらなる小型化と耐久性の向
上が可能である。以下、本発明の斜流ターボ式血液ポン
プのポンプ性能を実施例に基づいて具体的に説明する。
ミック球を埋め込み、前記軸受け９と組み合わせて点接
触とすることにより極めて高い耐久性が得られる。また
下部軸受け１３も耐久性に優れたプラスチック、例えば
高密度ポリエチレン等で円筒状に作製し、これに呼応し
た円柱状の軸と面接触で軸受けさせることが好ましい。
前記のような面接触とすることにより、もし上部軸受け
９に僅かな磨耗が生じても、下部軸受け１３が外れるこ
とはなく、フェールセーフ機構として働き、長期の回転
軸の安定性に大きく寄与する。なお、この実施の態様に
おいて、駆動磁石１６の代わりに電磁石を設置し、電磁
石により従動磁石１５を回転させれば、別個にモータを
設置する必要がなくなり、さらなる小型化と耐久性の向
上が可能である。以下、本発明の斜流ターボ式血液ポン
プのポンプ性能を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００２８】
実施例１ 〔使用したターボ式血液ポンプの構成および性能の概
要〕使用したポンプは、ボリュート式斜流ポンプで、高
さ３８ｍｍ、ボリュートケーシングを含めた直径４８ｍ
ｍである。インペラーは抗血栓性を飛躍的に向上させる
ためにフルオープンタイプとし、最大径２０ｍｍ、軸シ
ールのないマグネットカップリングにより駆動される。
このポンプは５，８００ｒｐｍにて、楊程１００ｍｍＨ
ｇに対し流量５Ｌ／ｍｉｎの出力を示し、全心機能を置
換するのに十分な性能を示した。また、ポンプの最高効
率点は、流量６．９Ｌ／ｍｉｎ、全掲程１３６ｍｍＨ
ｇ、回転数７，０００ｒｐｍであり、最高総合水力効率
は６６％、最高効率点から計算された比速度は３６８
（ｍ、ｍ3、ｒｐｍ）であった。
要〕使用したポンプは、ボリュート式斜流ポンプで、高
さ３８ｍｍ、ボリュートケーシングを含めた直径４８ｍ
ｍである。インペラーは抗血栓性を飛躍的に向上させる
ためにフルオープンタイプとし、最大径２０ｍｍ、軸シ
ールのないマグネットカップリングにより駆動される。
このポンプは５，８００ｒｐｍにて、楊程１００ｍｍＨ
ｇに対し流量５Ｌ／ｍｉｎの出力を示し、全心機能を置
換するのに十分な性能を示した。また、ポンプの最高効
率点は、流量６．９Ｌ／ｍｉｎ、全掲程１３６ｍｍＨ
ｇ、回転数７，０００ｒｐｍであり、最高総合水力効率
は６６％、最高効率点から計算された比速度は３６８
（ｍ、ｍ3、ｒｐｍ）であった。
【００２９】〔溶血試験〕ヘバリン加牛新鮮血を血液充
填量４００ｍｌで用い、流量５Ｌ／ｍｉｎ、１００ｍｍ
Ｈｇの条件下で０〜５時間の溶血試験を行った。同様な
試験を市販のＤｅｌｐｈｉｎ Ｐｕｍｐで行い、その結
果を下表１に示した。溶血係数は０．０１５ｇ／１００
Ｌであり、Ｄｅｌｐｈｉｎ Ｐｕｍｐ（０．０３３ｇ／
１００Ｌ）の半分以下であった。
填量４００ｍｌで用い、流量５Ｌ／ｍｉｎ、１００ｍｍ
Ｈｇの条件下で０〜５時間の溶血試験を行った。同様な
試験を市販のＤｅｌｐｈｉｎ Ｐｕｍｐで行い、その結
果を下表１に示した。溶血係数は０．０１５ｇ／１００
Ｌであり、Ｄｅｌｐｈｉｎ Ｐｕｍｐ（０．０３３ｇ／
１００Ｌ）の半分以下であった。
【００３０】
【表１】 ＨＩ＝（１００−Ｈｔ）ＣＶ／１００ＱＴ ＨＩ：溶血係数（ｇ／１００Ｌ） Ｈｔ：ヘマトクリット（％） Ｃ ：遊離ヘモグロビンの上昇分（ｍｇ／ｄｌ） Ｖ ：充填量（ｍｌ） Ｑ ：ポンプ流量（ｍｌ／ｍｉｎ） Ｔ ：駆動時間（ｍｉｎ）
【００３１】以下、本発明の実施態様を示す。 １．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ側面から見て羽根下面の
軸に対する取り付け角度（δ）が、 ０゜＜δ＜９０゜ であることを特徴とするターボ式血液ポンプ。 ２．前記取り付け角度（δ）が０゜＜δ＜６５゜、好ま
しくは２５゜＜δ＜６５゜である前記１のターボ式血液
ポンプ。 ３．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペラー）の
羽根が羽根構造１の羽根であることを特徴とするターボ
式血液ポンプ。 ４．前記３次元構造の羽根が、湾曲羽根である前記３の
ターボ式血液ポンプ。 ５．前記３次元構造の羽根が、非湾曲羽根である前記３
のターボ式血液ポンプ。 ６．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペラー）の
羽根が羽根構造３の羽根であることを特徴とするターボ
式血液ポンプ。 ７．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペラー）の
羽根が羽根構造２の羽根であることを特徴とするターボ
式血液ポンプ。 ８．前記回転子（インペラー）の羽根が、湾曲羽根であ
る前記７のターボ式血液ポンプ。 ９．前記回転子（インペラー）の羽根が、非湾曲羽根で
ある前記７のターボ式血液ポンプ。 10．湾曲羽根が出口上端部で円周に対してなす角度が、
羽根出口下端部で円周に対してなす角度に比較して小さ
いものである前記７〜９のターボ式血液ポンプ。 11．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペラー）の
羽根が羽根構造４〜６より選ばれた羽根であることを特
徴とするターボ式血液ポンプ。 12．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ側面から見て羽根下面の
軸に対する取り付け角度（δ）が、０゜＜δ＜９０゜、
好ましくは０゜＜δ＜６５゜、さらに好ましくは２５゜
＜δ＜６５゜である前記３〜１１のターボ式血液ポン
プ。 13．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、軸上部（インレット）はピポ
ット軸受構造、軸下部は円筒状の面接触であるすべり軸
受構造でそれぞれ軸結合し、かつ回転子（インペラー）
に従動磁石が付属し、該従動磁石が前記ケーシング外に
設置した駆動磁石と回転子（インペラー）軸にたいして
半径方向に磁気結合した軸構造を有することを特徴とす
るターボ式血液ポンプ。 14．前記１３に記載の軸構造を有するものである前記１
〜１２のターボ式血液ポンプ。 15．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、軸上下部ともピポット軸受構
造で軸結合し、かつ回転子（インペラー）に従動磁石が
付属し、該従動磁石が前記ケーシング外に設置した駆動
磁石と回転子（インペラー）軸に対して軸方向垂直に磁
気結合した前記１〜１２のターボ式血液ポンプ。 16．駆動磁石および従動磁石の少なくとも１つが希土類
磁石である前記１〜１５のターボ式血液ポンプ。 17．回転子（インペラー）の羽根が、羽根基部より先端
方向に向って厚みが異なるものである前記１〜１６のタ
ーボ式血液ポンプ。 18．厚みが羽根基部より先端に向って順次薄くなってい
る前記１７のターボ式血液ポンプ。 19．厚みが羽根基部より先端に向って順次厚くなってい
る前記１７のターボ式血液ポンプ。 20．回転子（インペラー）の軸がステンレスおよび／ま
たはセラミックあるいはファインセラミックで形成され
ている前記１〜１９のターボ式血液ポンプ。 21．軸受けが高耐久性プラスチックである前記２０のタ
ーボ式血液ポンプ。 22．高耐久性プラスチックが超高密度ポリエチレンであ
る前記２１のターボ式血液ポンプ。 23．回転子（インペラー）が羽根、磁石ケーシングおよ
び軸を含めて一体的に成形されたものである前記１〜２
２のターボ式血液ポンプ。 24．従動磁石が回転子（インペラー）の羽根に直接に付
着したものである前記１〜２３のターボ式血液ポンプ。 25．駆動モーターは、デイスポのブラシＤＣモーターで
あり、出荷時より血液ポンプに結合されたものである前
記１〜２４のターボ式血液ポンプ。 26．駆動磁石が電動磁石である前記１〜２５のターボ式
血液ポンプ。
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ側面から見て羽根下面の
軸に対する取り付け角度（δ）が、 ０゜＜δ＜９０゜ であることを特徴とするターボ式血液ポンプ。 ２．前記取り付け角度（δ）が０゜＜δ＜６５゜、好ま
しくは２５゜＜δ＜６５゜である前記１のターボ式血液
ポンプ。 ３．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペラー）の
羽根が羽根構造１の羽根であることを特徴とするターボ
式血液ポンプ。 ４．前記３次元構造の羽根が、湾曲羽根である前記３の
ターボ式血液ポンプ。 ５．前記３次元構造の羽根が、非湾曲羽根である前記３
のターボ式血液ポンプ。 ６．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペラー）の
羽根が羽根構造３の羽根であることを特徴とするターボ
式血液ポンプ。 ７．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペラー）の
羽根が羽根構造２の羽根であることを特徴とするターボ
式血液ポンプ。 ８．前記回転子（インペラー）の羽根が、湾曲羽根であ
る前記７のターボ式血液ポンプ。 ９．前記回転子（インペラー）の羽根が、非湾曲羽根で
ある前記７のターボ式血液ポンプ。 10．湾曲羽根が出口上端部で円周に対してなす角度が、
羽根出口下端部で円周に対してなす角度に比較して小さ
いものである前記７〜９のターボ式血液ポンプ。 11．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペラー）の
羽根が羽根構造４〜６より選ばれた羽根であることを特
徴とするターボ式血液ポンプ。 12．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入口最大径
は出口最大径より小さく、かつ側面から見て羽根下面の
軸に対する取り付け角度（δ）が、０゜＜δ＜９０゜、
好ましくは０゜＜δ＜６５゜、さらに好ましくは２５゜
＜δ＜６５゜である前記３〜１１のターボ式血液ポン
プ。 13．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、軸上部（インレット）はピポ
ット軸受構造、軸下部は円筒状の面接触であるすべり軸
受構造でそれぞれ軸結合し、かつ回転子（インペラー）
に従動磁石が付属し、該従動磁石が前記ケーシング外に
設置した駆動磁石と回転子（インペラー）軸にたいして
半径方向に磁気結合した軸構造を有することを特徴とす
るターボ式血液ポンプ。 14．前記１３に記載の軸構造を有するものである前記１
〜１２のターボ式血液ポンプ。 15．（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形成された
羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前記回転子
（インペラー）を回転可能に収納する空間を有し、かつ
血液導入口と血液出口を有するケーシング、および（II
I)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動手段を有
する血液ポンプにおいて、軸上下部ともピポット軸受構
造で軸結合し、かつ回転子（インペラー）に従動磁石が
付属し、該従動磁石が前記ケーシング外に設置した駆動
磁石と回転子（インペラー）軸に対して軸方向垂直に磁
気結合した前記１〜１２のターボ式血液ポンプ。 16．駆動磁石および従動磁石の少なくとも１つが希土類
磁石である前記１〜１５のターボ式血液ポンプ。 17．回転子（インペラー）の羽根が、羽根基部より先端
方向に向って厚みが異なるものである前記１〜１６のタ
ーボ式血液ポンプ。 18．厚みが羽根基部より先端に向って順次薄くなってい
る前記１７のターボ式血液ポンプ。 19．厚みが羽根基部より先端に向って順次厚くなってい
る前記１７のターボ式血液ポンプ。 20．回転子（インペラー）の軸がステンレスおよび／ま
たはセラミックあるいはファインセラミックで形成され
ている前記１〜１９のターボ式血液ポンプ。 21．軸受けが高耐久性プラスチックである前記２０のタ
ーボ式血液ポンプ。 22．高耐久性プラスチックが超高密度ポリエチレンであ
る前記２１のターボ式血液ポンプ。 23．回転子（インペラー）が羽根、磁石ケーシングおよ
び軸を含めて一体的に成形されたものである前記１〜２
２のターボ式血液ポンプ。 24．従動磁石が回転子（インペラー）の羽根に直接に付
着したものである前記１〜２３のターボ式血液ポンプ。 25．駆動モーターは、デイスポのブラシＤＣモーターで
あり、出荷時より血液ポンプに結合されたものである前
記１〜２４のターボ式血液ポンプ。 26．駆動磁石が電動磁石である前記１〜２５のターボ式
血液ポンプ。
【００３２】
【効果】本発明のターボ式血液ポンプは、小型化するこ
とが可能で、必要なら胸腔内に収納可能な程度の大きさ
にすることもできる。ポンプ性能にも優れ、溶血試験の
結果も良好であった。このポンプを両心室心尖部に設置
し、両心室脱血、肺動脈および大動脈送血による全心機
能置換が可能である。流れがスムーズで十分な駆出力
（量）が得られたが、溶血試験の結果にみられるように
血液損傷は低く抑えることができる。また、血液の淀み
が少なく血栓形成が防止できる。さらに本発明のポンプ
は耐久性に優れている。
とが可能で、必要なら胸腔内に収納可能な程度の大きさ
にすることもできる。ポンプ性能にも優れ、溶血試験の
結果も良好であった。このポンプを両心室心尖部に設置
し、両心室脱血、肺動脈および大動脈送血による全心機
能置換が可能である。流れがスムーズで十分な駆出力
（量）が得られたが、溶血試験の結果にみられるように
血液損傷は低く抑えることができる。また、血液の淀み
が少なく血栓形成が防止できる。さらに本発明のポンプ
は耐久性に優れている。
【図１】本発明のターボ式血液ポンプの１例の断面模式
図である。
図である。
【図２】捻じれのある面で形成された３次元構造を有す
る羽根の一例の斜視図である。
る羽根の一例の斜視図である。
【図３】軸半径方向のマグネットカップリングを示す断
面模式図である。
面模式図である。
【図４】軸垂直方向のマグネットカップリングを示す断
面模式図である。
面模式図である。
【図５】軸方向平面図である。
１ インレット ２ アウトレット ３ ケーシング ４ 羽根 ５ 羽根入口上部端 ６ 羽根入口下部端 ７ 羽根出口上部端 ８ 羽根出口下部端 ９ 上部軸受け １０ 上部軸受け支持 １１ 上部軸端 １２ 軸 １３ 下部軸受け １４ インペラ磁石ケーシング １５ 従動磁石 １６ 駆動磁石 １７ 上部軸端（ピポット軸接触あるいは点接触） １８ 下部軸端（面接触） １９ 羽根上部緑 ２０ 羽根下部緑 Ａ 入口最大径 Ｂ 出口最大径 Ｃ 羽根出口下部端を含む仮想円周 Ｄ 羽根出口上部端を含む仮想円周 Ｅ 羽根入口下部端を含む仮想円周 Ｆ 羽根入出口上部端を含む仮想円周 → 磁気結合を表わす ← 磁気結合を表わす α 出口上端部で円周に対して羽根のなす角度 β 出口下端部で円周に対して羽根のなす角度
Claims (9)
- 【請求項１】（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形
成された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前
記回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を有
し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、お
よび（III)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動
手段を有する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入
口最大径は出口最大径より小さく、かつ側面から見て羽
根下面の軸に対する取り付け角度（δ）が、 ０゜＜δ＜６５゜ であることを特徴とするターボ式血液ポンプ。 - 【請求項２】（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形
成された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前
記回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を有
し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、お
よび（III)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動
手段を有する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入
口最大径は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペ
ラー）の羽根の少なくとも一部の面が回転軸に対して平
行でない３次元構造の羽根であることを特徴とするター
ボ式血液ポンプ。 - 【請求項３】（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形
成された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前
記回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を有
し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、お
よび（III)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動
手段を有する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入
口最大径は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペ
ラー）の羽根自体が捻れのある曲面で形成された３次元
構造であることを特徴とするターボ式血液ポンプ。 - 【請求項４】（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形
成された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前
記回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を有
し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、お
よび（III)前記回転子（インペラー）を回転させる駆動
手段を有する血液ポンプにおいて、インペラーの羽根入
口最大径は出口最大径より小さく、かつ回転子（インペ
ラー）の羽根が出口上部端で円周に対してなす角度と羽
根出口下部端で円周に対してなす角度が異った羽根であ
ることを特徴とするターボ式血液ポンプ。 - 【請求項５】 前記羽根が、出口上部端で円周に対して
なす角度が出口下部端で円周に対してなす角度より小さ
いものであることを特徴とする請求項４記載のターボ式
血液ポンプ。 - 【請求項６】 側面から見て羽根下面の軸に対する取り
付け角度（δ）が、 ０゜＜δ＜９０゜ である請求項１、２、３、４または５記載のターボ式血
液ポンプ。 - 【請求項７】（Ｉ）回転軸および該回転軸に連結して形
成された羽根を有する回転子（インペラー）、（II）前
記回転子（インペラー）を回転可能に収納する空間を有
し、かつ血液導入口と血液出口を有するケーシング、お
よび（III）前記回転子（インペラー）を回転させる駆
動手段を有する血液ポンプにおいて、軸上部はピポット
軸受構造、軸下部は面接触であるすべり軸受構造でそれ
ぞれ軸結合し、かつ回転子（インペラー）に従動磁石が
付属し、該従動磁石が前記ケーシング外に設置した駆動
磁石と回転子（インペラー）軸に対して半径方向に磁気
結合した軸構造を有することを特徴とするターボ式血液
ポンプ。 - 【請求項８】 請求項７に記載の軸構造を有するもので
ある請求項１、２、３、４、５、６または７記載のター
ボ式血液ポンプ。 - 【請求項９】 回転子（インペラー）の羽根が上部およ
び下部に遮蔽板を有しない完全開放型である請求項１、
２、３、４、５、６、７または８記載のターボ式血液ポ
ンプ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28146096A JP4016441B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | ターボ式血液ポンプ |
| DE69736213T DE69736213T2 (de) | 1996-10-02 | 1997-09-29 | Turboblutpumpe |
| DE69731709T DE69731709T2 (de) | 1996-10-02 | 1997-09-29 | Turboblutpumpe |
| EP97116905A EP0834326B1 (en) | 1996-10-02 | 1997-09-29 | Turbo blood pump |
| EP04018090A EP1473048B1 (en) | 1996-10-02 | 1997-09-29 | Turbo blood pump |
| US08/942,680 US6135710A (en) | 1996-10-02 | 1997-10-02 | Turbo blood pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28146096A JP4016441B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | ターボ式血液ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1099429A true JPH1099429A (ja) | 1998-04-21 |
| JP4016441B2 JP4016441B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=17639497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28146096A Expired - Fee Related JP4016441B2 (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | ターボ式血液ポンプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6135710A (ja) |
| EP (2) | EP0834326B1 (ja) |
| JP (1) | JP4016441B2 (ja) |
| DE (2) | DE69731709T2 (ja) |
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| US6722863B2 (en) | 2000-09-11 | 2004-04-20 | Jms Co., Ltd. | Turbo blood pump |
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