JPH0435669A - 管状コネクタ - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は第一の流体導管と第二の流体導管とを互いに連
結する管状コネクタに関し、例えば、人工心臓用の血流
ポンプ装置に好適な管状コネクタに関する。

口、従来技術 近年、関心手術やその他の手術の際に、体外において補
助的かつ一時的に心臓の機能を代替するための人工心臓
の開発が進められている。例えば第５図に示すように、
生体の心１１１０の右心房と肺動脈との間や、左心房と
大動脈との間に夫々サック型血液ポンプ装置１１が連結
される。但し、同図では血液ポンプ装置１１は一方のみ
を図示しである。このような血液ポンプ装置は、我国で
も世界に先がけて研究されており、補助心臓として既に
臨床応用にも実施されている。

この血液ポンプ装置１１はサック型と称されるものであ
り、主として耐圧性（例えばポリカーボネート或いはポ
リウレタン製）のハウジングアウターケース１と、この
ハウジングアウターケース内に気密に収納される偏平袋
状のサック型の血液チャンバー２とからなる。この血液
チャンバー２の上部には、血液チャンバーに連通して血
液導入管３と血液排出管４とが上向きにかっ略平行に形
成されている。血液チャンバ一部の上部周囲には、ハウ
ジングの一部をなすフランジ部５を設けてあリ、このフ
ランジ部によって血液チャンバーはハウジングアウター
ケース１内に気密に収納される。

また、血液導入管３と血液排出管４との各内部には、血
液の逆流を防止する人工の逆止弁がリング状の弁座を介
して装着してあり、これにより、血液導入管３から血液
チャンバー２内に導入された血液は、血液排出管４より
拍出されるようになっている。血液の拍出は、ハウジン
グアウターケース１の底部に設けられたボート８を通し
て流体、例えば圧縮空気及び減圧空気の導入、排出を交
互に行い、血液チャンバー外圧の変化に伴って血液チャ
ンバーが膨張、収縮を繰返すことによってなされるもの
である。生体の心臓に結合された各カニユーレ１２と血
液チャンバー２側の各血液導管３及び４とは、各コネク
タ１３の両端部からその中央位置に設けたリング状フラ
ンジ１４の位置まで夫々挿入される。

上記の如き血液ポンプ装置１１には、逆止弁が血液導入
管３及び血液排出管４の各内面に組込まれるために、そ
の組込み位置での寸法精度を十分に出さねばならない。

そのため、弁の各弁座がしっかりと導管３．４の内面（
リング状凸部）に密着できるように、導管３．４の内法
寸法の精度を良くしておくことが必要である。かつその
ために成形時に精度良い中型（コア）が必要となる。ま
た、弁を内蔵する導管３．４はポンプ装置１１内の血液
チャンバー２と一体になっているが、これらは１回の成
形操作で形成することは血液チャンバー２が袋状である
ことから極めて困難であり、このために全体として成形
作業工程を多く要し、コスト高となりがちである。

そこで、コネクタ１３自体に上記弁を内蔵させることが
一案であるが、これによってコネクタ機能と弁機能とを
１つのコネクタに兼備せしめて上記の問題を軽減し、か
つ多種の人工弁をコネクタの交換によって容易に取付け
ることができる。

ところで、上記の如き血液ポンプ装置において、各導管
内の血液量を測定し、適切な流量にコントロールするこ
とが非常に重要である。このために電磁血流計と称され
る流量針を使用し、その測定用のプローブを血液流路に
臨ませて取付けることが行われている。一般にはそうし
たプローブは血液排出側、即ち第５図では排出管４の側
に取付ける。しかしながら、上記した人工弁内蔵型のコ
ネクタを使用する場合、血液排出管４とカニユーレ１２
との間に、コネクタとプローブ付き導管（挿管式プロー
ブ）とを直列に連結することになる。

このため、いわばダブルコネクタ構造となり、かつ各管
間で血栓が生じ易い状況となる。

上記の事情に鑑み、先に本出願人は、製造容易にして人
工弁の取付けを良好に行え、而も流体流量を測定可能で
比較的簡単な構造からなる管状コネクタを提示している
（実願昭６１−１１４４３９号）。

この管状コネクタは、コネクタ本体内部の流体流路に人
工弁が配設され、かつ流体流路に臨むように電磁流量計
用プローブがコネクタ本体に設けられた構造のものであ
る。具体的には、人工弁を血液ポンプ装置の血液導入管
及び血液排出管には設けず、第６図に示すように血液導
入管及び排出管（図面では排出管４側のみを示したが、
導入管側も同様であるので図示及び説明を省略した。）
と生体心臓及び血管に結合されるカニユーレ１２とを連
結する管状コネクタ３３内に、人工弁７を内蔵せしめた
構造を有している。しかも、人工弁７をコネクタ３３に
単に内蔵させただけでなく、その取付は構造に特別な工
夫が施されている。即ち、このコネクタ３３は、カニユ
ーレ１２側の管状部３３ａと血液導管４側の管状部３３
ｂとがねじ部３０を介して着脱可能に構成され、特に管
状部３３ａの管状部３３ｂに対する連結側開口域にはシ
ールリング（又は弾性体マウント）３１を介して人工弁
７が固定されている。図中の３２は、両管状部３３ａと
３３ｂとを密に接合するためのパツキンである。

なお、上記に用いられる逆止弁ＩＮ’７としては、公知
の或いは市販の弁を用いることができる。

このコネクタ３３の本体（具体的には管状部３３ａ側）
には、血液流路４０に臨むように！磁血流針用のプロー
ブ４１が内蔵されている。

コネクタ３３は、一方の管状部３３ａに設けられた雄ね
じ３４に対して他方の管状部３３ｂに設けられた雌ねじ
３５をねじ込むことによって両管状部を相互に結合し、
かつねじ込み方向とは逆方向に回動させることによって
両管状部を互いに分離できるように構成されている。そ
して、両管状部の結合に際しては予め、管状部３３ｂ側
にリング状のパツキン３２を装入し、管状部３３ａ側に
は人工弁７を嵌め込んでおく、この人工弁７は、管状部
３３ａに設けたリング状凹部３６に挿入したシールリン
グ３１の内周に嵌め込まれ、この状態で管状部３３ａに
対し３３ｂをねじ込んで結合することによってコネクタ
内に固定される。

この管状コネクタは、コネクタ自体に人工弁を配してい
るので、従来装置の如くに血液導入管及び排出管に内蔵
する構造に比べて寸法の許容精度が広がり、種々の形状
、サイズの人工弁を固定できるし、各部の寸法にばらつ
きがあってもこれを吸収して所望の位置に確実に固定で
きる。しかも、１つのコネクタに上記の人工弁と電磁流
量計用プローブとを共に設けているので、構造を簡単に
して流体流量も測定することができ、かつ流路中での血
栓等の生じ難い構造であり、流体の流れがスムーズとな
るという利点がある。

然し乍ら、本発明者が検討を加えた結果、上記の管状コ
ネクタには解決すべき次のような問題点が未だ残されて
いることが判明した。

コネクタ本体は、その端部にリング状血栓が付着し難い
形状とする必要があり、そのためには端面の肉厚（第６
図のｄ）を０．１ｉｍ以下にせねばならない。このよう
なエツジ部の鋭角化を図るには、コネクタ本体はエンジ
ニアリングプラスチック製とする必要があり、その成形
は射出成形によるのが加工性及び生産性の観点から有利
である。然し、電磁流量計用プローブを内蔵するコネク
タ本体は、電磁発信コイルの構造と強度の点から、射出
成形によってインサート成形することができない。何故
なら、射出成形ではコイルやヨークが射出圧力によって
動いてしまうからである。そこで、上記プローブは、ク
ランプオン（囲りに嵌め込む）型、プラグイン（管内に
挿入する）型のいずれにあっても、エポキシ樹脂を注型
する方法によってコネクタ本体を成形している。人工弁
内蔵コネクタは、組立て効率上、前述のように雄雌嵌合
体としているので、双方を互いに異なる材料で成形する
（プローブ内蔵側をエポキシ樹脂とし、他方を射出成形
によるエンジニアリングプラスチック製とする）ことが
考えられる。然し、注型法で成形したエポキシ樹脂の側
は成形後に手作業で仕上げ加工を施さねばならず、これ
が多大のコストアップの要因となり、また外観上も好ま
しいものではなくなる。

その上、注型法では端面の肉厚を０．１１以下とするこ
とが困難である。更に、医療器具のうち、血液に直接接
続する部分は、完全なりリーニングが困難なため一旦使
った後は使い捨てとされているので、コネクタ本体に埋
設されたプローブもコネクタ本体と共に使い捨てられる
が、このプローブは高価なものであるので甚だ不経済で
ある。

ハ９発明の目的 本発明は、前述の実願昭６１−１１４４３９号に基く管
状コネクタが有する利点をその侭保有し、かつ、電磁流
量計用プローブを繰返し使用できて経済的であり、コネ
クタ本体の材料に制約を受けることなく製造が一層容易
な管状コネクタを提供することを目的としている。

二０発明の構成 本発明は、第一の流体導管と第二の流体導管とを互いに
連結するコネクタ本体の内部の流体流路に臨むように電
磁流量計用プローブが前記コネクタ本体に設けられてい
る管状コネクタにおいて、前記流体流路に人工弁が配設
され、かつ前記電磁流量計用プローブを構成するコイル
部分が前記コネクタ本体に着脱可能に取付けられている
ことを特徴とする管状コネクタに係る。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は逆止弁としての機能を有する管状コネクタ（以
下、単にコネクタと呼ぶ。）の中心軸線（図示せず）に
沿う拡大断面図、第２図は第１図の■−■線拡線断大断
面図３図は第１図の■−■線断面図である。

コネクタは次のような構成になっている。即ち、下流側
弁座５３Ａｂを有する下流側本体５３Ａと上流側弁座５
３Ｂｂを有する上流側本体５３Ｂとが後述する螺合によ
って結合し、上流側本体５３Ｂの上流側弁座５３Ｂｂの
下流側（図において左側）領域（後述する拡径部５８Ａ
、５８Ｂ）内に可動弁体としてのボール５７が収容され
、コネクタ５３Ｇが構成される。

下流側本体５３Ａの上流側には内径が拡大する拡径部５
８Ａが設けられ、下流側本体後端部の外周面には雄ねじ
５４が螺設されている。拡径部５８Ａの内周面の３箇所
（４箇所以上でも良い）には弁座基部５０が立設し、弁
座基部５０の後端にボール５７が当接してこの接触箇所
が下流側ボール受は部（下流側弁座）５３Ａｂを形成す
る。

血液の順流時には、血液１７は上流側弁座５３Ａｂの間
及び弁座基部５０の間を通って流れる。

上流側本体５３Ｂの下流側には内径が拡大する拡径部５
８Ｂが設けられ、拡径部５８日の上流側後端と円筒部５
８Ｂａとの境界に円周形のボール受は部（上流側弁座５
３日ｂ）が形成される。血液が逆流しようとするとき、
仮想線で示すボール５７が上流側弁座５３Ｂｂに円周上
の線接触で当接して血流１７の逆流を防止する。上流側
本体５３Ｂの先端部には雄ねじ５４に螺合する雌ねじ５
５が螺設されている。

下流側本体５３Ａの後端面と上流側本体５３Ｂの雌ねじ
５５の後端内側に形成された先端面との間には環状のガ
スケット５２が介在する。拡径部５８Ａ、５８日にボー
ル５７を入れ、ガスケット５２を雌ねじ５５の奥に挿入
し、雄ねじ５４と雌ねじ５５とを締め付けることによっ
てコネクタ５３Ｇが組立てられる０以上のように、可動
弁体をボール５７とし、下流側本体５３Ａと上流側本体
５３Ｂとをねじの螺合によって結合する構造とすること
により、コネクタ５３Ｃの組立てが容易になる。

両本体５３Ａ、５３Ｂは、射出成形によって成形され、
その材料には、ポリカーボネート、ポリサルホンその他
のエンジニアリングプラスチックを使用する。然し、他
の硬質なプラスチックとして、硬質塩化ビニル、ポリウ
レタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ナイロン等が使
用可能である。

但し、両本体５３Ａ、５３Ｂ及びボール５７は、血栓の
付着等を外部から監視できるよう、透明な材料を選択す
る。ボール２９は比重１．０３のシリコーン製とした。

そのほか、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリサ
ルホン、ポリウレタン、ナイロン６、ポリ４メチルペン
テン１、ポリプロピレン等が使用可能である。

本例で注目すべきことは、第１図、第２図に示すように
、下流側本体５３Ａの円筒部５３Ａａに、これとは別体
に造られた電磁流量計用プローブ６１０大部分を血液流
路４０に臨むように外嵌、固定していることである。以
下、これについて詳述する。

コの字形のコア４２とコア４２の中央に巻回された電磁
発信用のコイル４３とは、エポキシ樹脂製でコの字形の
被覆材６１ａに埋設され、保護されている。被覆材６１
ａは、円筒部５３Ａａに設けられた環状厚肉部（外径を
大きくして厚肉にしている。）５３Ａｃ（厚肉部５３Ａ
ｃは無くても良い。）を跨ぐようにして取付けられる。

被覆材６１ａの一端側に軸６１ｃによって揺動可能に取
付けられた押さえ部６１ｂがばね６１ｄによって内方に
付勢されることにより、これらが環状厚肉部５３Ａｃに
固定される。円筒部５３Ａａのコイル４３に対向する位
置、この位置から１８０度の位置及び両位置間の中央の
位置には、外方へ向かって縮径する円錐台形状の貫通孔
５３Ａｄ、５３Ａｄ、５３Ａｄが設けられていて、これ
ら貫通孔に円錐台形の白金電極６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ
が嵌入している。貫通孔及び白金電極を上記のような円
錐台形とすることにより、血液の圧力によって白金電極
が円筒部から抜は出ることがなくなる。白金電極６４Ａ
、６４Ｂ、６４Ｃに接触するように接点６５Ａ、６５Ｂ
、６５Ｃが被覆材６１ａ、押さえ部６１ｂに嵌め込まれ
ている。白金電極６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃに対する接点
６５Ａ、６５日、６５Ｃの位置合わせは、第１図のＡの
ように局部的な凹凸嵌合によってなされる。接点６５Ａ
、６５Ｂ、６５Ｃは導線４７によつて、コイル４３の両
端は導線４７によって夫々端子４８として取り出される
。上記各部分によって電磁流量計用プローブ６１が構成
される。電磁流量計用プローブ６１の各構成部分は、プ
ラスチックの被覆材６１ａ、同じく押さえ部６１ｂによ
って互いに磁気シールドされる。また、電磁流量計用プ
ローブ６１の位置は、第１図のようにボール５７の下流
側にあるので、血液１７が整流状態で流動する位置にあ
ることになり、このために電磁力による磁力を旨く作用
させることができる。この点から、電磁流量計用プロー
ブとボールとの距離は、充分にとっておくのが望ましい
。

流体の流量は、流体の粘度、温度、乱流等に関係なく、
電極間に発生する起電力に比例するので、血液流量を正
確かつ容易に電気信号として検出できる。そして、この
検出結果に基いて第５図の血液ポンプ装置！１１を駆動
する駆動装置（図示せず）の駆動を制御する。

被覆材６１ａ、押さえ部６１ｂをインサート成形する際
、コア４２、コイル４３、接点６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ
及び導線４６．４７が動かぬように、このインサート成
形は注型法による。

電磁流量計用プローブ６１を、コネクタ本体とは別体と
し、上記のような構造としているので、電磁流量計用プ
ローブ６１は下流側本体５３Ａに着脱可能である。従っ
て、−旦使用されたコネクタ本体を廃棄しても、高価な
電磁流量計用プローブはコネクタ本体から外して再使用
できるので、頗る経済的である。なお、白金電極６４Ａ
１６４８．６４Ｃは、被覆材６１ａ、押さえ部６１ｂを
取外した後に円筒部５３Ａａ内に簡単に抜いて取出し、
再使用可能である。

更に、このコネクタ５３Ｃによれば、人工弁を内蔵して
いるので、従来装置の如くに血液導入管及び排出管に内
蔵する構造に比べて寸法の許容精度が広がり、種々の形
状、サイズの人工弁を固定できるし、各部の寸法にばら
つきがあってもこれを吸収して所望の位置に確実に固定
できる。しかも、コネクタ５３Ｃ内に可動弁体としての
ボール５７を装入する際、分離した一方の管状部５３Ａ
又は５３Ｂの一端側からボール５７を挿入すれば、両管
状部をねじ込み方式で結合するだけでよいから、人工弁
の取付けが非常に容易になる。

第４図は他の例による管状コネクタの第１図と同様の拡
大断面図である。

この管状コネクタ５３Ｅでは、下流側本体をユニオンネ
ジとし、上流側本体をユニオンツバとし、これらとユニ
オンナットとからなるユニオン継手の構造としている。

即ち、第１図の上流側本体５３Ｂに替えて、先端部にフ
ランジ５３０Ｃを有する上流側本体５３Ｄの先端面と、
第１図の下流側本体５３Ａの後端面との間に環状ガスケ
ット５２を介在させる。そして、内向きフランジ５９ｂ
を有するナツト５９の雌ねじ５９ａを下流側本体５３Ａ
の雄ねじ５４に螺合させ、これらのねじを締め付けてコ
ネクタ本体５３Ｅとする。その他は第１図〜第ｓ図の例
におけると異なるところはない。第４図中、５３Ｄａは
上流側円筒部、５３Ｄｂは上流側弁座である。

このように、コネクタ本体をユニオン継手の構成とする
ことにより、コネクタ本体組立てに際し、上流側本体５
３Ｄ、下流側本体５３Ａを回転させる必要がなく、ナツ
ト５９を回転させることによってコネクタ本体が組立て
られるので、組立て作業が容易である。特に、手術場に
おいて、上流側本体５３Ｅを血液ポンプ装置の血液排出
管４（血液導入管３も同様）に接続させ、下流側本体５
３Ａをカニユーレ１２に接続させておいてからコネクタ
本体５３Ｄを組立てる場合、組立て作業が容易になる。

第１図の例及び第４図の例では、別個に造られた上流側
本体と下流側本体とを結合させてコネクタ本体を組立て
ているが、コネクタ本体全体を一体成形しても良い。こ
の場合は、可動弁体としてのボールはコネクタ本体内で
成形する。この方法は次のような方法によれば良い。

ボール成形材料溶液（或いはボール自体）と比重が略同
じである液体中に中心軸線を垂直にしてコネクタ本体を
浸漬する。そして、対流を生じないように液体を定温に
保持しながら、上方からマイクロシリンジ等の注射器の
注射針から、ボール成形材料溶液をコネクタ本体の拡径
部内に所定量静かに注入する。ここで、液体としては、
ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、
メチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリ
ル酸ソーダ等の保護コロイド又は界面活性剤、更には無
機塩（例えばポリリン酸ソーダ）を添加してなるものを
使用してよい、また、液体は全体を４０〜８０℃に保持
するのが望ましく、対流を起こすことがなければ高温で
あってよい、また、上記の注入される溶液は、二液性の
室温硬化型のモノマー、例えばシリコーン溶液を使用し
てよいが、他のポリウレタン、エポキシ樹脂用のモノマ
ー溶液（但し、溶媒は水板外とする。）を使用すること
もできる。

こうして、注射針から注入された溶液は、コネクタ本体
の拡径部内で浮遊するが、液体と略同比重のためにあら
ゆる方向から均等な圧力を受け、いわば無重力の如き状
態で静止しながら球形となり、このまま硬化せしめられ
る。この結果、所定径で真球度の高いボールが成形され
る。かくして、ボールは、特別な装置なしに成形材料の
注入、静置硬化のみによって成形され、精密な表面仕上
げが不要である。

なお、第１図、第４図の例において、可動弁体は球形の
もののほか、円錐形その他可動弁体として機能し得る適
宜の形状として良い、更には、下流側弁座５３Ａｂ及び
上流側弁座５３Ｂｂ又は５３Ｄｂ並びに可動弁体として
のボール５７に替えて、第６図の人工弁７を使用するこ
ともできる。

この場合は、拡径部５８Ａ、５８Ｂは設ける必要がない
。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明の技術的思想
に基いて上記の実施例に種々の変形を加えることが可能
である。例えば、コネクタ本体に取付ける電磁流量計用
プローブは、上記以外の種々の構造であってよいし、そ
の固定位置も例えば上流側本体の側のように変更してよ
い。また、本発明はサック型以外の血液ポンプ装置、例
えばチューブラ−型、ダイヤフラム型等にも当然用いら
れるものであり、更には人工心臓以外にも例えば人工心
肺等にも適用可能である。

へ０発明の効果 本発明は、電磁流量計用プローブを構成するコイル部分
がコネクタ本体に着脱可能に取付けるようにしているの
で、コネクタ本体を廃棄する際に上記コイル部分をコネ
クタ本体から取り外して再使用することができる。従っ
て、電磁流量計用プローブは高価なものであることから
、経済的に極めて有利である。また、電磁流量計用プロ
ーブは繊細な構造であることからこれをインサートして
成形するには射出成形によることが困難で注型法で成形
していた電磁流量計用プローブ内蔵管状コネクタとは異
なり、上記コイル部分をインサートして成形してなる電
磁流量計用プローブをコネクタ本体とは別体に造ること
になる（着脱可能から）その結果、コネクタ本体を量産
性の高い射出成形によって成形でき、生産性が著しく向
上する。また、本発明は、コネクタ自体に人工弁を配し
ているので、従来装置の如くに血液導入管及び排出管に
内蔵する構造に比べて寸法の許容精度が広がり、種々の
形状、サイズの人工弁を固定できるし、各部の寸法にば
らつきがあってもこれを吸収して所望の位置に確実に固
定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図は管状コネクタの中心軸線に沿う拡大断面図、 第２図は第１図の■−Ｈ−Ｈ線断大断面図３図は第１図
のｍ−■線断面図、 第４図は他の例による管状コネ　フタの第１図と同様の
拡大断面図 である。 第５図及び第６図は従来例を示すものであって１、　　
第５図は血液ポンプ装置の使用状態を示す概略図、 第６図は管状コネクタの第１図と同様の拡大断面図 である。 なお、図面に示した符号において、 ２・・・・・・・・・血液チャンバー ３・・・・・・・・・血液導入管 ４・・・・・・・・・血液排出管 ７・・・・・・・・・人工弁（逆止弁）１２・・・・・
・・・・カニユーレ １７・・・・・・・・・血液 ２０・・・・・・・・・弁座 ４０・・・・・・・・・血液流路 ４２・・・・・・・・・コア ４３・・・・・・・・・コイル ４６．４７−−−−・・・・・導線 ５３Ａａ、５３Ｂａ、５３Ｄａ−−−−−・−円筒部５
３Ａｂ・・・・・・・・・下流側弁座５３Ａｄ・・・・
・・・・・貫通孔 ５３Ｂｂ、５３０ｂ・・・・・・・・・上流側弁座５３
Ｃ，５３Ｅ・・・・・・・・・コネクタ５７・・・・・
・・・・ボール（可動弁体）６１・・・・・・・・・電
磁流量計用プローブ６１ａ・・・・・・・・・被覆材 ６１ｂ・・・・・・・・・押さえ部 ６１ｄ・・・・・・・・・ばね ６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ・・・・・・・・・電極６５Ａ
、６５Ｂ、６５Ｃ−−−−−・・・・接点である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、第一の流体導管と第二の流体導管とを互いに連結す
   るコネクタ本体の内部の流体流路に臨むように電磁流量
   計用プローブが前記コネクタ本体に設けられている管状
   コネクタにおいて、前記流体流路に人工弁が配設され、
   かつ前記電磁流量計用プローブを構成するコイル部分が
   前記コネクタ本体に着脱可能に取付けられていることを
   特徴とする管状コネクタ。