JPH0663124A - 人工心臓装置 - Google Patents
人工心臓装置Info
- Publication number
- JPH0663124A JPH0663124A JP3078342A JP7834291A JPH0663124A JP H0663124 A JPH0663124 A JP H0663124A JP 3078342 A JP3078342 A JP 3078342A JP 7834291 A JP7834291 A JP 7834291A JP H0663124 A JPH0663124 A JP H0663124A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- valves
- pump
- artificial heart
- atrium
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一個の効率の良い連続回転式の血液ポンプを
左右両系統の心臓機能を果たすべく共用できるようす
る。 【構成】 電子制御装置4が前記開閉弁2a、3aを開
き、2b、3bを閉じるように弁を制御すると、右心房
からの血液は弁2aを介してポンプ1により吸引、吐出
され続いて弁3aを介して肺動脈に供給される。この
時、弁2b、3bは閉じているため、左心房と大動脈は
遮断されている。その逆に電子制御装置4が前記開閉弁
2b、3bを開き、2a、3aを閉じるように弁を制御
すると、左心房からの血液は弁2bを介してポンプ1に
より吸引、吐出され続いて弁3bを介して大動脈に供給
される。この時、弁2a、3aは閉じているため、右心
房と肺動脈は遮断されている。上記の作動を繰り返すこ
とにより、右心臓機能と左心臓機能を交互に発揮する。
左右両系統の心臓機能を果たすべく共用できるようす
る。 【構成】 電子制御装置4が前記開閉弁2a、3aを開
き、2b、3bを閉じるように弁を制御すると、右心房
からの血液は弁2aを介してポンプ1により吸引、吐出
され続いて弁3aを介して肺動脈に供給される。この
時、弁2b、3bは閉じているため、左心房と大動脈は
遮断されている。その逆に電子制御装置4が前記開閉弁
2b、3bを開き、2a、3aを閉じるように弁を制御
すると、左心房からの血液は弁2bを介してポンプ1に
より吸引、吐出され続いて弁3bを介して大動脈に供給
される。この時、弁2a、3aは閉じているため、右心
房と肺動脈は遮断されている。上記の作動を繰り返すこ
とにより、右心臓機能と左心臓機能を交互に発揮する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、拍動式液体ポンプに関
し、特に生体心臓の機能回復が充分でなく、必要な血液
循環が維持出来ないような患者に対して有効に機能する
人工心臓装置(血流ポンプ)に関するものである。
し、特に生体心臓の機能回復が充分でなく、必要な血液
循環が維持出来ないような患者に対して有効に機能する
人工心臓装置(血流ポンプ)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】生体心臓の機能回復が充分でなく、必要
な血液循環が維持出来ないような患者を補助するための
手段として、従来より、往復動ポンプ型人工心臓装置や
遠心ポンプ型人工心臓装置など各種の人工心臓装置が研
究開発されてきている(例えば特開昭59−28969
号)。
な血液循環が維持出来ないような患者を補助するための
手段として、従来より、往復動ポンプ型人工心臓装置や
遠心ポンプ型人工心臓装置など各種の人工心臓装置が研
究開発されてきている(例えば特開昭59−28969
号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれまでの人工
心臓装置は何れも効率が低い上にサイズや重量が大きい
ため、患者の体内挿入用或いは携帯用としては必ずしも
十分満足できる装置ではなかった。その原因は、拍動流
を得るためにポンプに不連続回転や往復動をさせるた
め、アクチュエータの効率が低くなること、更に左心臓
用、右心臓用として二室のポンプチャンバーを要するこ
となどによる。そこで、本発明は一個の効率の良い連続
回転式の血液ポンプを左右両系統の機能を果たすべく共
用できるようにして人工心臓装置を構成し、上記の欠点
を解消することを目的とするものである。
心臓装置は何れも効率が低い上にサイズや重量が大きい
ため、患者の体内挿入用或いは携帯用としては必ずしも
十分満足できる装置ではなかった。その原因は、拍動流
を得るためにポンプに不連続回転や往復動をさせるた
め、アクチュエータの効率が低くなること、更に左心臓
用、右心臓用として二室のポンプチャンバーを要するこ
となどによる。そこで、本発明は一個の効率の良い連続
回転式の血液ポンプを左右両系統の機能を果たすべく共
用できるようにして人工心臓装置を構成し、上記の欠点
を解消することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、人工
心臓装置を、ポンプと、前記ポンプの吸入側に接続され
た二つの弁と、前記ポンプの吐出側に接続された二つの
弁と、これらの弁を制御する制御装置とから構成し、前
記吸入側に接続された二つの弁の内一方の弁と前記吐出
側に接続された二つの弁の内一方の弁及び前記吸入側に
接続された二つの弁の内他方の弁と前記吐出側に接続さ
れた二つの弁の内他方の弁とをそれぞれ同期して開閉す
るように前記制御装置にて制御するようにしたものであ
り、これを課題解決のための手段とするものである。
心臓装置を、ポンプと、前記ポンプの吸入側に接続され
た二つの弁と、前記ポンプの吐出側に接続された二つの
弁と、これらの弁を制御する制御装置とから構成し、前
記吸入側に接続された二つの弁の内一方の弁と前記吐出
側に接続された二つの弁の内一方の弁及び前記吸入側に
接続された二つの弁の内他方の弁と前記吐出側に接続さ
れた二つの弁の内他方の弁とをそれぞれ同期して開閉す
るように前記制御装置にて制御するようにしたものであ
り、これを課題解決のための手段とするものである。
【0005】
【作用】電子制御装置4が前記開閉弁2a、3aを開
き、2b、3bを閉じるように弁を制御すると、右心房
からの血液は弁2aを介してポンプ1により吸引、吐出
され続いて弁3aを介して肺動脈に供給される。この
時、弁2b、3bは閉じているため、左心房と大動脈は
遮断されている。その逆に電子制御装置4が前記開閉弁
2b、3bを開き、2a、3aを閉じるように弁を制御
すると、左心房からの血液は弁2bを介してポンプ1に
より吸引、吐出され続いて弁3bを介して大動脈に供給
される。この時、弁2a、3aは閉じているため、右心
房と肺動脈は遮断されている。上記の作動を繰り返すこ
とにより、右心臓機能と左心臓機能を交互に発揮する。
き、2b、3bを閉じるように弁を制御すると、右心房
からの血液は弁2aを介してポンプ1により吸引、吐出
され続いて弁3aを介して肺動脈に供給される。この
時、弁2b、3bは閉じているため、左心房と大動脈は
遮断されている。その逆に電子制御装置4が前記開閉弁
2b、3bを開き、2a、3aを閉じるように弁を制御
すると、左心房からの血液は弁2bを介してポンプ1に
より吸引、吐出され続いて弁3bを介して大動脈に供給
される。この時、弁2a、3aは閉じているため、右心
房と肺動脈は遮断されている。上記の作動を繰り返すこ
とにより、右心臓機能と左心臓機能を交互に発揮する。
【0006】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
すると、図1は本発明に係る人工心臓装置の原理図、図
2は本発明に係る人工心臓装置の断面図、図2は本発明
に係る人工心臓装置の弁機構の断面図である。
すると、図1は本発明に係る人工心臓装置の原理図、図
2は本発明に係る人工心臓装置の断面図、図2は本発明
に係る人工心臓装置の弁機構の断面図である。
【0007】図1において、1は液体ポンプ、2a、2
b、3a、3bは開閉弁、4は電子制御装置を示してお
り、図示しないモータで駆動される一方向回転の液体ポ
ンプ1(例えばBio Medicus社製造の遠心ポ
ンプ)の吸入側は、開閉弁2a、2bを介してそれぞれ
右心房、左心房に接続されている。また液体ポンプ1の
吐出側は開閉弁3a、3bを介してそれぞれ肺動脈、大
動脈に接続されている。開閉弁2a、2b、3a、3b
は何れも電磁弁で構成されており、吸入側に接続された
二つの弁2a、2bの内一方の弁2aと前記吐出側に接
続された二つの弁3a、3bの内一方の弁3a及び前記
吸入側に接続された二つの弁2a、2bの内他方の弁2
bと前記吐出側に接続された二つの弁3a、3bの内他
方の弁3bとはそれぞれ同期して開閉するように電子制
御装置4により開閉制御されるようになっている。
b、3a、3bは開閉弁、4は電子制御装置を示してお
り、図示しないモータで駆動される一方向回転の液体ポ
ンプ1(例えばBio Medicus社製造の遠心ポ
ンプ)の吸入側は、開閉弁2a、2bを介してそれぞれ
右心房、左心房に接続されている。また液体ポンプ1の
吐出側は開閉弁3a、3bを介してそれぞれ肺動脈、大
動脈に接続されている。開閉弁2a、2b、3a、3b
は何れも電磁弁で構成されており、吸入側に接続された
二つの弁2a、2bの内一方の弁2aと前記吐出側に接
続された二つの弁3a、3bの内一方の弁3a及び前記
吸入側に接続された二つの弁2a、2bの内他方の弁2
bと前記吐出側に接続された二つの弁3a、3bの内他
方の弁3bとはそれぞれ同期して開閉するように電子制
御装置4により開閉制御されるようになっている。
【0008】上記基本構成の人工心臓装置の作動を説明
する。電子制御装置4が前記開閉弁2a、3aを開き、
2b、3bを閉じるように弁を制御すると、右心房から
の血液は弁2aを介してポンプ1により吸引、吐出され
続いて弁3aを介して肺動脈に供給される。この時、弁
2b、3bは閉じているため、左心房と大動脈は遮断さ
れている。その逆に電子制御装置4が前記開閉弁2b、
3bを開き、2a、3aを閉じるように弁を制御する
と、左心房からの血液は弁2bを介してポンプ1により
吸引、吐出され続いて弁3bを介して大動脈に供給され
る。この時、弁2a、3aは閉じているため、右心房と
肺動脈は遮断されている。上記の作動を繰り返すことに
より、右心臓機能と左心臓機能を交互に発揮する。
する。電子制御装置4が前記開閉弁2a、3aを開き、
2b、3bを閉じるように弁を制御すると、右心房から
の血液は弁2aを介してポンプ1により吸引、吐出され
続いて弁3aを介して肺動脈に供給される。この時、弁
2b、3bは閉じているため、左心房と大動脈は遮断さ
れている。その逆に電子制御装置4が前記開閉弁2b、
3bを開き、2a、3aを閉じるように弁を制御する
と、左心房からの血液は弁2bを介してポンプ1により
吸引、吐出され続いて弁3bを介して大動脈に供給され
る。この時、弁2a、3aは閉じているため、右心房と
肺動脈は遮断されている。上記の作動を繰り返すことに
より、右心臓機能と左心臓機能を交互に発揮する。
【0009】上記作動中、弁2a、2bと弁3a、3b
間のポンプ1を含むスペース管路による右/左心系の血
液混合を少なくするために、弁2a、2bの開閉切り替
えより、弁3a、3bを所定時間遅らせて切り替えるよ
うにするとなお良い。
間のポンプ1を含むスペース管路による右/左心系の血
液混合を少なくするために、弁2a、2bの開閉切り替
えより、弁3a、3bを所定時間遅らせて切り替えるよ
うにするとなお良い。
【0010】図2及び図3に基づいてポンプ1と弁の機
構をさらに詳しく説明する。図2中、30は遠心ポンプ
のハウジングであり、このハウジング30内のポンプ室
13には遠心ポンプのロータ11が設けられている。遠
心ポンプのロータ11は、軸を介してモータ12に結合
されている。この場合ロータ11とモータ12は伝達ケ
ーブルによりに接続することにより体外に設置すること
も可能である。ポンプ室13の上方向中心は流入ポート
14を介して後述するバルブスプール15の両端の室1
6に接続される。ポンプ室13の外周部は吐出ポート1
7を介してバルブシリンダの中心溝18(図3)に接続
される。
構をさらに詳しく説明する。図2中、30は遠心ポンプ
のハウジングであり、このハウジング30内のポンプ室
13には遠心ポンプのロータ11が設けられている。遠
心ポンプのロータ11は、軸を介してモータ12に結合
されている。この場合ロータ11とモータ12は伝達ケ
ーブルによりに接続することにより体外に設置すること
も可能である。ポンプ室13の上方向中心は流入ポート
14を介して後述するバルブスプール15の両端の室1
6に接続される。ポンプ室13の外周部は吐出ポート1
7を介してバルブシリンダの中心溝18(図3)に接続
される。
【0011】続いて図3に基づいて弁機構を説明する
と、弁機構は、バルブシリンダと、このバルブシリンダ
内を摺動可能に配置されたバルブスプール15と、この
バルブスプールを往復動させる往復動電磁石23とから
構成されている。この弁機構は図3に示すようにバルブ
スプール15がバルブシリンダ内で図中右側に寄った状
態と左側に寄った2位置型スプールバルブとして構成さ
れている。
と、弁機構は、バルブシリンダと、このバルブシリンダ
内を摺動可能に配置されたバルブスプール15と、この
バルブスプールを往復動させる往復動電磁石23とから
構成されている。この弁機構は図3に示すようにバルブ
スプール15がバルブシリンダ内で図中右側に寄った状
態と左側に寄った2位置型スプールバルブとして構成さ
れている。
【0012】バルブスプール15には中心ランド15C
と隣接する溝15L、15Rとが形成されており、中心
ランド15Cに対向するバルブシリンダ部分には中心溝
18を介して吐出ポート17が形成されており、また中
心ランド15Cに隣接する溝15L、15Rに対向する
バルブシリンダ部分には、ポート19L、19Rがそれ
ぞれ形成されている。ポート17はポンプ室13の外周
部と接続されており、ポート19L、19Rは、それぞ
れ大動脈、肺動脈に接続されている。また溝部15L、
15Rに隣接するバルブスプール15の両端部にはラン
ド20L、20Rが形成されており、このランド20
L、20Rに対向するバルブシリンダ側には溝部21
L、21Rが形成されている。溝部21L、21Rはポ
ート22L、22Rを介して左心房、右心房にそれぞれ
接続されて配置されている。バルブスプール15の一端
は、往復動電磁石23に結合されている。
と隣接する溝15L、15Rとが形成されており、中心
ランド15Cに対向するバルブシリンダ部分には中心溝
18を介して吐出ポート17が形成されており、また中
心ランド15Cに隣接する溝15L、15Rに対向する
バルブシリンダ部分には、ポート19L、19Rがそれ
ぞれ形成されている。ポート17はポンプ室13の外周
部と接続されており、ポート19L、19Rは、それぞ
れ大動脈、肺動脈に接続されている。また溝部15L、
15Rに隣接するバルブスプール15の両端部にはラン
ド20L、20Rが形成されており、このランド20
L、20Rに対向するバルブシリンダ側には溝部21
L、21Rが形成されている。溝部21L、21Rはポ
ート22L、22Rを介して左心房、右心房にそれぞれ
接続されて配置されている。バルブスプール15の一端
は、往復動電磁石23に結合されている。
【0013】電磁石23によりスプール15が矢示L方
向へ移動したとき(図3に示す状態の時)、溝21Lは
室16に連通し、左心房からの血液はポート22L、溝
21L、室16、流入ポート14を経てポンプに吸引さ
れる。またこれと同時に溝18は溝15Lに連通し、吐
出ポンプポート17からの血液は、溝18、溝15L、
ポート19を介して大動脈に吐出される。一方、右心房
とポート22Rにより連通する溝21Rは、ランド20
Rにより、室16及び溝15Rから遮断され閉鎖されて
おり、また肺動脈ポート19Rと連通する溝15Rはラ
ンド15Cにより、溝18から遮断され閉鎖されてい
る。即ち、左心房から大動脈へのポンピングが行われ、
右心房と肺動脈は遮断されている。
向へ移動したとき(図3に示す状態の時)、溝21Lは
室16に連通し、左心房からの血液はポート22L、溝
21L、室16、流入ポート14を経てポンプに吸引さ
れる。またこれと同時に溝18は溝15Lに連通し、吐
出ポンプポート17からの血液は、溝18、溝15L、
ポート19を介して大動脈に吐出される。一方、右心房
とポート22Rにより連通する溝21Rは、ランド20
Rにより、室16及び溝15Rから遮断され閉鎖されて
おり、また肺動脈ポート19Rと連通する溝15Rはラ
ンド15Cにより、溝18から遮断され閉鎖されてい
る。即ち、左心房から大動脈へのポンピングが行われ、
右心房と肺動脈は遮断されている。
【0014】この逆にバルブスプールが図中矢示R方向
へ移動した時はその作動が逆となり、右心房から肺動脈
へのポンピングが行われ、左心房と大動脈は遮断され
る。バルブスプールの両方向への保持時間、即ち左心臓
機能期間と右心臓機能期間は両ポンプ拍出量のバランス
をとるように生体に合わせて、例えば両心房の血圧から
決定される。即ち、右心房の血圧が高めになるか、又は
左心房の血圧が低めになれば右心臓機能が弱めてなって
いることを意味するので、右心臓機能期間を長く、左心
臓機能期間を短縮するなどの制御をする。
へ移動した時はその作動が逆となり、右心房から肺動脈
へのポンピングが行われ、左心房と大動脈は遮断され
る。バルブスプールの両方向への保持時間、即ち左心臓
機能期間と右心臓機能期間は両ポンプ拍出量のバランス
をとるように生体に合わせて、例えば両心房の血圧から
決定される。即ち、右心房の血圧が高めになるか、又は
左心房の血圧が低めになれば右心臓機能が弱めてなって
いることを意味するので、右心臓機能期間を長く、左心
臓機能期間を短縮するなどの制御をする。
【0015】本実施例は左右両心臓の機能を代行するも
のであるが、一方の心臓のみを補助又は代行するケース
については、図1において弁2aの流入ポートと弁3a
の吐出ポート、又は弁2bの流入ポートと弁3bの吐出
ポートを短絡すれば容易に実現できる。更にポンプ1と
して遠心ポンプなど内部漏れのあるポンプを使用すれ
ば、一方の経路、即ち弁2aと2bの経路、又は弁3a
と3bの経路を省略することもできる。
のであるが、一方の心臓のみを補助又は代行するケース
については、図1において弁2aの流入ポートと弁3a
の吐出ポート、又は弁2bの流入ポートと弁3bの吐出
ポートを短絡すれば容易に実現できる。更にポンプ1と
して遠心ポンプなど内部漏れのあるポンプを使用すれ
ば、一方の経路、即ち弁2aと2bの経路、又は弁3a
と3bの経路を省略することもできる。
【0016】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明は、
(1)左右の2つの心臓ポンプ室が1つで共用でき、装
置の小型化できる。(2)一方向回転アクチュエータに
よるポンプが使用できることにより、高効率になるの
で、小型化できる。(3)ケーブルで回転力を伝達で
き、モータを体外に置けるので体内留置部分の更なる小
型化が図れる。(4)一組の弁の切り替えタイミングを
変えるだけで簡単に左右拍出量のバランスをとることが
できる。(5)外部に対して容積変化なしに左右拍出量
を吸引、吐出できるので、コンプライアンスチャンバー
(可変容積チャンバー)なしに交閉系で使用できる。等
々の優れた効果を奏することができる。
(1)左右の2つの心臓ポンプ室が1つで共用でき、装
置の小型化できる。(2)一方向回転アクチュエータに
よるポンプが使用できることにより、高効率になるの
で、小型化できる。(3)ケーブルで回転力を伝達で
き、モータを体外に置けるので体内留置部分の更なる小
型化が図れる。(4)一組の弁の切り替えタイミングを
変えるだけで簡単に左右拍出量のバランスをとることが
できる。(5)外部に対して容積変化なしに左右拍出量
を吸引、吐出できるので、コンプライアンスチャンバー
(可変容積チャンバー)なしに交閉系で使用できる。等
々の優れた効果を奏することができる。
【図1】本発明に係る人工心臓装置の原理図である。
【図2】本発明に係る人工心臓装置の断面図である。
【図3】本発明に係る人工心臓装置の弁機構の断面図で
ある。
ある。
1 液体ポンプ 2a、2b、3a、3b 開閉弁 4 電子制御装置 11 ロータ 12 モータ 13 ポンプ室 14 流入ポート 15 バルブスプール 17 吐出ポート 19L、19R ポート 23 往復動電磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井街 宏 埼玉県上福岡市西1丁目5番地2号 (72)発明者 藤正 巌 東京都日野市百草920番地136号
Claims (5)
- 【請求項1】 ポンプと、前記ポンプの吸入側に接続さ
れた二つの弁と、前記ポンプの吐出側に接続された二つ
の弁と、これらの弁を制御する制御装置とからなり、前
記吸入側に接続された二つの弁の内一方の弁と前記吐出
側に接続された二つの弁の内一方の弁及び前記吸入側に
接続された二つの弁の内他方の弁と前記吐出側に接続さ
れた二つの弁の内他方の弁とはそれぞれ同期して開閉す
るように前記制御装置にて制御されることを特徴とする
人工心臓装置。 - 【請求項2】 前記吸入側に接続された二つの弁の内一
方の弁は右心房と、他方の弁は左心房と接続され、前記
吐出側に接続された二つの弁の内一方の弁は肺動脈と、
他方の弁は大動脈と接続されたことを特徴とする請求項
1の人工心臓装置。 - 【請求項3】 前記ポンプの吸入側に接続された二つの
弁と、前記ポンプの吐出側に接続された二つの弁とはバ
ルブシリンダ内に配置された一つのバルブスプールによ
って構成されたことを特徴とする請求項1の人工心臓装
置。 - 【請求項4】 前記吐出側の弁の切り替えが前記流入側
の弁の切り替えよりも所定時間だけ遅れて行われること
を特徴とする請求項1の人工心臓装置。 - 【請求項5】 前記流入側の弁の切り替えと前記吐出側
の弁の切り替とが同時に行われることを特徴とする請求
項1の人工心臓装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3078342A JPH0663124A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 人工心臓装置 |
| US08/008,848 US5263979A (en) | 1991-03-19 | 1993-01-25 | Artificial heart |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3078342A JPH0663124A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 人工心臓装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663124A true JPH0663124A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=13659314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3078342A Withdrawn JPH0663124A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 人工心臓装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663124A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008264512A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-11-06 | Josho Gakuen | 拍動型補助循環システム、拍動流発生制御装置及び拍動流発生制御方法 |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP3078342A patent/JPH0663124A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008264512A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-11-06 | Josho Gakuen | 拍動型補助循環システム、拍動流発生制御装置及び拍動流発生制御方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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