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技術 血液ポンプ

出願人 日機装株式会社
発明者 小西義昭
出願日 1999年8月25日 (21年4ヶ月経過) 出願番号 1999-238317
公開日 2001年3月13日 (19年9ヶ月経過) 公開番号 2001-061957
状態 特許登録済
技術分野 体外人工臓器
主要キーワード オープンインペラ 両羽根車 羽根車室 ステータケース ギャップセンサ 吸込管 接触圧 肺循環
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年3月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

心臓左心右心吐出量相違に対応した吐出量の異なる二つのポンプを、小型に構成する。

解決手段

羽根車12,14は、それぞれ支持軸30に対し、回動可能に支持されている。羽根車12,14の台座20,22内には、永久磁石23,24が埋設されている。羽根車12,14の、軸方向外側であって、永久磁石23,24と対向する位置には、ステータ50,52が設けられている。ステータ50,52に供給される電力別個に調整可能であり、また羽根車12,14は、支持軸30に対し独立して回転可能であるので、羽根車12,14の回転速度を別個に設定または調整することができる。

概要

背景

生体心臓機能低下を補う目的で、血液を送り出す血液ポンプが使用されている。心臓は、左心よりへ血液を送り、肺から戻った血液を右心により全身へと送る。したがって、左心、右心共に機能が低下している場合、両方の機能を補助するために2個のポンプを用いている。

概要

心臓の左心と右心の吐出量相違に対応した吐出量の異なる二つのポンプを、小型に構成する。

羽根車12,14は、それぞれ支持軸30に対し、回動可能に支持されている。羽根車12,14の台座20,22内には、永久磁石23,24が埋設されている。羽根車12,14の、軸方向外側であって、永久磁石23,24と対向する位置には、ステータ50,52が設けられている。ステータ50,52に供給される電力別個に調整可能であり、また羽根車12,14は、支持軸30に対し独立して回転可能であるので、羽根車12,14の回転速度を別個に設定または調整することができる。

目的

本発明は、左心と右心に対応して、異なる条件で運転可能な2個のポンプであって、小型のものを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

第1および第2の羽根車と、前記第1および第2の羽根車を支持し、少なくとも一方の羽根車を回動可能に支持する共通の支持軸と、前記第1および第2の羽根車の各々に対して設けられ、独立して前記各々の羽根車を駆動可能な第1および第2の羽根車駆動手段と、を有し、前記第1および第2の羽根車によって、別個に血液を送り出す、血液ポンプ

請求項2

請求項1に記載の血液ポンプであって、前記支持軸は、それ自身もケーシングに対し回転可能に支持されている、血液ポンプ。

請求項3

請求項1または2に記載の血液ポンプであって、前記第1および第2の羽根車は、吸込側を向かい合わせて配置され、前記第1および第2の羽根車駆動手段は、それぞれの羽根車の、羽根が立設される台座に設けられた永久磁石と、前記永久磁石と、羽根車の軸方向において対向するステータとを有する、血液ポンプ。

技術分野

0001

本発明は、生体心臓に代わって、またはこれを補助して血液を送り出す血液ポンプに関し、特に2カ所に向けて血液を送り出すポンプに関する。

背景技術

0002

生体の心臓の機能低下を補う目的で、血液を送り出す血液ポンプが使用されている。心臓は、左心よりへ血液を送り、肺から戻った血液を右心により全身へと送る。したがって、左心、右心共に機能が低下している場合、両方の機能を補助するために2個のポンプを用いている。

発明が解決しようとする課題

0003

前述のように、左心右心共に機能低下が見られ、その機能低下の程度が左心と右心で異なる場合、それぞれに対しポンプにより補助すべき血流量が異なる。また、機能低下の程度は、患者ごとに異なるので、補助すべき血流量も患者ごとに異なったものとなる。したがって、2個のポンプの流量は、患者ごとに左右個別に調整できることが要求される。また、吐出圧についても、左心は全身循環系であるため100mmHg程度であり、一方右心は肺循環系であるので20mmHg程度と、これらも異なっている。

0004

このように、左心と右心に対応して2個のポンプを用いる場合、左心房右心房でその流量、圧力が大きく異なるために、別々のポンプを用いる必要がある。よって、全体として外形が大きくなり、生体内に埋め込むことが困難であるという問題があった。

0005

本発明は、左心と右心に対応して、異なる条件で運転可能な2個のポンプであって、小型のものを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

前述の課題を解決するために、本発明に係る血液ポンプは、第1および第2の羽根車と、前記第1および第2の羽根車を支持し、少なくとも一方の羽根車を回転可能に支持する共通の支持軸と、前記第1および第2の羽根車の各々に対して設けられ、独立して前記各々の羽根車を駆動可能な第1および第2の羽根車駆動手段と、を有し、前記第1および第2の羽根車によって、別個に血液を送り出すものである。

0007

さらに、前記支持軸は、それ自身もケーシングに対し回転可能に支持されるようにすることができる。

0008

さらに、前記第1および第2の羽根車は、吸込側を向かい合わせて配置され、前記第1および第2の羽根車駆動手段は、それぞれの羽根車の羽根が立設される台座に設けられた永久磁石と、前記永久磁石と、羽根車の軸方向において対向するステータとを有するものとすることができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。図1には、本実施形態の血液ポンプ10の概略構成が示されている。血液ポンプ10は、吸込側を向かい合わせて配置された羽根車12,14を有している。羽根車12,14は、図示するように羽根16,18の前面にシュラウドを持たず、羽根16,18が台座20,22に立設されたセミオープンインペラ型であり、後面の台座20,22内には、永久磁石23,24が埋め込まれている。羽根車12,14はケーシング25に設けられた二つの羽根車室26,28にそれぞれ納められている。ケーシング25の中心には、羽根車12,14を支持する支持軸30が配置されている。支持軸30の両端には球状端部32,33が設けられて、この球状端部32,33が、ケーシング25に設けられた保持凹部34,35内に納まり、支持軸30の位置決めが行われる。支持軸30の長さは、二つの保持凹部34,35の間隔より若干短くなっており、このため、球状端部32,33と保持凹部34,35の間には、わずかの間隙が形成されうる。支持軸30はさらにその中央付近で、二つの羽根車室を隔てている隔壁36に設けられた軸保持部38によっても、緩く保持されている。軸保持部38と支持軸30の隙間には、二つの羽根車12,14の吸込側の圧力差により血液の流れが発生し、血液の滞留が防止される。このように、二つの羽根車室26,28の間で、血液が混流するが、その量はわずかであるので、本実施形態では、血液の滞留を防止するためにこの部分にシールを設けていない。ケーシング25には、二つの羽根車12,14のそれぞれに対応して吸込管40,42と吐出管44,46が設けられている。これらの吸込管40,42、吐出管44,46のそれぞれは、羽根車12,14の回転軸に略直交する平面内に配置される。よって、これらの管に接続される配管の取り回しが容易となる。

0010

羽根車12,14は、支持軸30に対して回動可能に支持される。また、台座20,22の、支持軸30に隣接する部分には、図2に示すように、これを貫通する貫通孔48が設けられている。図2は、羽根車12を示しているが、羽根車14も全く同様の構成であり、貫通孔49が設けられている。貫通孔48,49は、羽根車12,14の支持軸30が通る孔と連通するよう設けられ、貫通孔48,49間の羽根車12,14の残っている部分によって支持軸30に対し位置決めが行われる。羽根車12,14の前後の圧力差により、羽根車12,14の後ろから前の吸入側に向けて貫通孔48,49を通る血流が形成される。これによって、羽根車12,14後側の台座20,22とケーシング25の間、特に支持軸30の周囲に血液が滞留することを防止することができる。

0011

ケーシング25の軸方向外側には、羽根車12,14の各々に対応して、ステータ50,52が配置される。ステータ50,52は、ステータケース54,56内に納められている。ステータのコア58,60の先端は、羽根車内に配置された永久磁石23,24に対向する位置に配置されている。また、コア58,60には、導線巻回されてコイル62,64が形成されている。

0012

ステータ50,52に電力を供給することによって、回転磁界が発生し、この回転磁界と永久磁石23,24の相互作用により、羽根車12,14が回転する。すなわち、ステータ50,52と永久磁石23,24が羽根車12,14を回転駆動する羽根車駆動手段として機能する。この羽根車12,14の回転によって血液が送り出される。二つのステータ50,52に供給される電力を調整、特にその周波数を調整することによって、二つの羽根車12,14を異なる速度で回転させることができる。前述のように、羽根車12,14は支持軸30にそれぞれ回動可能に支持されているので、異なる速度での回転が許容される。なお、二つの羽根車が異なる速度で回転するためには、支持軸に対し少なくとも一方が回動可能となっていればよい。

0013

図3には、本発明の他の実施形態が示されている。前述の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態に特徴的なことは、ステータケース154,156内の、支持軸の球状端部32,33に対向する部分に、ギャップセンサ166,168が設けられている点である。ギャップセンサ166,168は、球状端部32,33までの距離を検出する。この検出値に基づき、ステータ50,52に供給される電力が調整され、羽根車12,14を吸引する力が調整される。これによって、球状端部32,33と保持凹部34,35の接触圧が軽減される。前記接触圧が0となることが好ましい。

0014

以上のように、本実施形態においては、二つの羽根車の回転速度を別個とすることができるので、両羽根車吐出量を独立して調整することができる。また、羽根車内に永久磁石を埋め込み、羽根車をモータロータとして機能させることにより、小型化することができる。さらに、羽根車を貫通する孔を設けたので、羽根車背面での血流の滞留を防止することができ、血栓の形成を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0015

図1本実施形態の概略構成を示す断面図である。
図2羽根車の形状を示す図である。
図3他の実施形態の概略構成を示す断面図である。

--

0016

10血液ポンプ、12,14羽根車、20,22台座、23,24永久磁石、25ケーシング、30支持軸、32,33 球状端部、34,35保持凹部、48,49貫通孔、50,52ステータ、54,56ステータケース。

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