JPS58177662A - カニユ−レ - 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】 本発明は新しいタイプのカニー−レに関し、殊に心臓手
術に用いられる新しい形態のカニユーレに関する〇 従来、心臓手術に関して人工心肺用のカニユーレが開発
され、利用されている。

本発明は従来の心臓手術手法とは異なった全く新しい心
臓手術、すなわち人工心臓又は補助人工心臓（以下（補
助）人工心臓という。）用に開発された新しいカニー−
レ、を提供するものである。

医学の進歩とともに人類の平均寿命は年々延びているが
、心臓病患者のうち、重症で従来の手術方式では救命し
難い慢性のうつ血性心疾患や急性の心筋積重、更には術
後の低心拍出量症候群の患者を救命する新しい治療とし
て（補助）人工心臓の開発が進められている。（補助）
人工石ａ＃は未だに上布されておらず、世界的にみても
（補助）人工心臓の研究開発を行っている数ケ所の研究
機関でこれまでにわずかの臨床例がみられるにすぎない
０（補助）人工心臓にも種々のタイプが開発されつつあ
るが、どのタイプの（補助）人工心臓にしても充分な心
臓機能を（補助）人工心臓にもたせ、その間に重症の患
者の心臓手術を成功させるためには患者自身の心臓が正
常な機能を来すまで補助を行い、患者の救命の役割を果
すために＃ｉ従来存在していない補助人工心臓用の特別
のカニー−レが開発されなければならない。たとえば、
（補助）人工心臓に従来の人工心肺に用いられているカ
ニー−レを使用しても、このカニー−レは内径が細いた
めに圧損が大きく、しかも心臓の形状に対応した形状で
ないため、折角の（補助）人工心臓の機能を充分に発揮
させることが出来ないという問題がある。（補助）人工
心臓の機能を充分に発揮させるためＫまず要求されるこ
とは、カニユーレの形状である。患者の心臓は狭い胸膜
腔間の空間に位置し、激しく拍動している。カニユーレ
は大別して２種類あシ、ひとつは脱血カニーーしであり
、これは右心房、左心房、肺静脈あるいは大静脈より血
液を脱血して（補助）人工心臓内へ導くためのカニー−
レであり、今ひとつは（補助）人工心臓から肺動脈ある
いは大動脈につながる送血カニー−レである。これらの
カニー−レはいづれも患者の心臓の動きを制限せず絶え
ず活動している心臓を迂回し、しかも出来るだけ圧損を
少くする友めに短いことが必要である。そのためにカニ
ー−レの曲り方、形状に特殊なものが要求される。しか
もカニユーレの曲った部分は血液の拍動による脈動やキ
ンー？／ダ現象（折れの現象）を生じさせないことが必
要である〇 また、カニー−レの形状の適用の広さが必要である０患
者は大人、子供、男、女等千差万別であシ、殊に心臓疾
患者の心臓は心臓＋５大と一般に呼ばれる異常な肥大が
みられ、その様相も個個人によって異なるからである。

これらの千差万別の形の異常な心臓にひろく適用される
カニユーレは今までに存在しなかった。しかしく補助）
人工心臓を実際に用いるためには、このような要求を満
たす必要がある。

また、カニー−レが全長に亘って余りに太くなっている
と治療に使用したカニユーレが心臓を圧迫押圧し、心臓
の動きを制限し、心臓補助の機能を低下させることにな
る。したがって（補助）人工６城用のカニユーレは少く
と４患者の心臓に接触する部分は一定の太さ以下に保た
れることが好ましい。更に、心臓からの拍出の圧は２０
０■Ｈ＃［４違し、しかもこの圧は毎分６０〜１２０回
の激しい拍動であシ、この急激な圧の拍出に対してカニ
ユーレが脈動状の膨みを生じてはならないことが必要で
ある０若し、カニー−レが（補助）人工心臓からの血液
の拍出に伴って変形すればその変形によって、血液の拍
動流が吸収されてしまい（補助）人工心臓の折角の機能
を大巾に損ねてしまう０したがって、使用時のカニ、−
レにおいて、血流の拍動による脈動的変形のないことが
必要である〇 なお、（補助）人工心臓との結合部側の内径本一定以上
の大きさにあることが好ましい。この部分が一定以上の
内径を有しない場合は、（補助）人工心臓から拍出され
る血液が大動脈血管ないし肺動脈血管に至る１でに圧損
を生じて（補助）人工石−の機能を激減させ、好ましく
ない。

また、手術の際にカニー−レの長さを瞬時に調節出来る
ことが要求される０すでにのべ友ように患者の心臓の形
は千差万別であるからで、（補助）人工心臓を用いると
きに長さを調節出来るカニー−レでなければならないか
らである。

以上の如き要求性能が満されたカニー−レが提供される
ことによシ、（補助）人工心臓がその機能を好適に発揮
出来ることになる。

本発明は以上のよりなｌ！望に応えて新しく開発され友
ものであって、（補助）人工石−用の、特に脱血用のカ
ニユーレに関するものである。本発明に用いられる脱血
カニー−レは、患者の左心房から脱血して（補助）人工
心臓に導くものであり、優この（補助）人工心臓から拍
出され上行火動脈に送血される。上述の術式は心臓機能
を補助するために（補助）人工心臓を使用する際最も汎
用されると考えられる。すなわち（補助）人工心臓を用
いる手術法は多くの研究者によって多くの手法術式が開
発されつつあるが、実際の手術例としては患者の左心を
補助する疾例が手術数の大部分を占めると思われる。こ
の場合、患者の心臓から（補助）人工心臓への血液の導
入は患者の左心房から脱血し、（補助）人工心臓に導か
れる。これには種々の手法があるが、最も心臓外科医か
ら望まれている手法は、第２図に示す如き患者の心臓の
背側の肺静脈と右心房＋３１の境界面部分か°ら、カニ
ユーレ１１ノを左心房（４）に挿入して該左心房から脱
血する方法である。この場合、カニユーレは患者の心臓
儲）に歯って心臓の正面側１で迂回し、出来るだけ短い
距離で、しかも患者の心臓の動きを妨けないような形状
にする必要がある。

本発明はこのような要望に応えるべく新たに開発された
特殊なカニー−レであって、心臓左心房への挿入先端か
ら（補助）人工心臓への接続口である他端に至る間で方
向を異にして少なくとも２回曲げられた三次元の形状を
有し、前記カニユーレの挿入先端に連なる先端部がなめ
らかな曲線形状を有し、この曲線形状が曲率半径で１Ｏ
Ｒないし９０Ｒである曲線によって構成されていること
を特徴とするものでめるＯ ここでカニユーレの曲線形状とは、カニユーレの民さ方
向のカニユーレの中心線で表わすものとするＵ これまでに本発明に示す如き三次元に曲げられ、かつ、
先端部が本発明に示すように曲けられたカニユーレは存
在しなかった〇 本発明における三次元に曲けられたカニユーレで重要な
ことは、カニユーレの挿入先端から、次の曲り点に至る
カニユーレ先端に最も近い部分の曲り具合である。これ
は患者の心臓を迂回するために一定の曲線を有する必要
があるからである。

すなわち人間の心臓は前記した如く人によって一定して
おらず、その形状、大きさは様々である。

例えば、心臓に疾患を有する患者はその疾例に応じて肥
大していることが多く、肥大の態様も種々である。この
ような多種多様な心臓を、手術に際してその拍動運動を
さまたげず心臓の背面側から右心房に溢って迂回するに
は、先端の形状が非常に重要となる。本発明はこのよう
な重要性を認識して発明されたものであって、カニユー
レ先端部の曲線形状が曲率半径で１０Ｒないし９０Ｈの
曲線の組合せで構成された曲線よりなるものである（こ
こでＳＲとは半径ル■の円の一部であることを示す）０ 本発明におけるカニユーレにお諭で、前記曲騙形状を示
すカニー−レ先端部の長さくカニー−レ先端より最初の
反曲点（第１〜！１図Ｐ点）に至る長さ）は４５〜２５
０ｍである〇 上記％Ｒ（曲率半径）が１ＯＲよシ小さいときは、たと
え対象患者が幼児であっても曲率が大きすぎて心臓を圧
迫し、その拍動を押圧することになシ患者の心１ｉｌ！
ｉ機能の回復をおくらせる。又９０Ｒより大きいとカニ
ー−レの先端部に異常な力がかかつてカニユーレ先端の
左心房への挿入部がはずれたり、肺を圧迫することにな
って好ましくない◎ また、前記カ二一−レの先端部の長さが４５ｍより短い
場合は充分なアールがとれず、そのため叡者の心臓を圧
迫押圧し、心臓の回復を遅らせる。

一方、２５０■よシ長いと逆にアールが大きくなりすぎ
て肺を圧迫した９、カニｓ、−レの先端がカニー−レの
弾力ではずれるおそれがあシ好ましくない。

（補助）人工心臓を用いて脱血用として使用する場合に
おいて重要なことは、カニー−レの左心房への挿入先端
から、患者の右心を迂回する曲シ其合及び右心室に洛っ
て胸青正中切開線付近を通り（補助）人工石１ｉＡＶｒ
−至る曲り具合でこれらよりカニユーレか前記した如き
三次元に曲げられた形、とりわけ左心の迂回する部分の
カニー−レの曲率を本発明に示すような形状であること
が必要であるＯ 本発明におけるカニユーレにおいて、カニユーレの先端
（心臓への挿入部）から右心を迂回する部分の内径は５
■〜１５■、患者の体外へ出た部分から（補助）人工心
臓に至るまでのカニユーレの内径は８■〜２５■の間に
あることが望ましいＯ前者において３■よシ小さいと圧
損が大きく（補助）人工心臓の心機能を低下させ、一方
１５■より大きいと患者の心臓を圧迫することになり好
ましくない。又、後者においては圧損を最少にするため
に内径は８−以上が望ましく、逆に２５閣より太いと（
補助）人工心臓と結合するために、異径のコネクターが
必要になり、血流の滞留部分が生じやすくなり血栓生成
の原因となり好ましくないＯ 本発明において、前者の右心に清っている比較的径の細
い部分←細管部：Ｂ）と、優者の比較的径の太い部分（
太管部：ム）の比、ム／Ｂは１／１〜１／１０の範曲に
あることがｇｉましい。

ｍ１図〜第３図に示すよう、に、本発明に係るカニユー
レは前記比較的に細い三次元に曲げられた管（細管部）
と比較的に太い（補助）人工石１ｍに連なる管（大管部
）が内面シームレスに一体に成また、本発明に係るカニ
ー−レは、使用時の脈動による変形や、キンキング（灯
屈′ｉｊＬ歇）を防ぐために金属性スパイラルで補強さ
れていることが望ましい。

カニユーレを構成する素材は、ポリウレタン又は可塑剤
を含むポリ塩化ビニルが最も望ましい。

ポリウレタンとしては公知のポリエステル系ボリウレタ
／、ポリエーテル系ポリウレタンが汎〈用いられる。

これらのポリウレタンを用いた成形物には、その機械的
強度を増強する為に架橋処理を行なっても良い。

ポリエステル系のポリウレタンは、弾性率の高い、引裂
強度の大きい、固いエラストマーを生成するのに適して
いるので、本発明の素材として好ましい。

架橋剤の割合は、全ポリウレタン成分量に対して［１，
０１〜５重量−であるのが好ましい。

ポリ塩化ビニルの可塑剤としては、ジオクチルフタレー
ト、ジオクチルアジペートなど公知のポリ塩化ビニルの
可塑剤が広く用いられる。この場合、軟質ポリ塩化ビニ
ルは、ポリ塩化ビニルと可塑剤組成物よりなる、いわゆ
るポリ塩化ビニルペーストから成形されても良い。

この場合、可塑剤の混合量は、ポリ塩化ビニルに対して
４０〜１００重量囁であるのが好ましく、５０〜８０重
量−であるのが更に好ましい。

又、このポリ塩化ビールｔ１．公知の適ｉなりｌ−犀剤
、例えば無毒性のカルシウム−亜鉛有機複合体等を含有
していても良い。ポリ塩化ビニルの重合度１ｊ５００〜
２０００のものを用いるのが好ましい０ 本発明のカニー−レは抗血栓性を同上させるために、血
液に接触する内面に公知の抗血栓材をコーティングして
血液適合性を向上させることが出来る〇 以下に図面にもとづき本発明を更に説明する。

＃！１図は、本発明に係るカニユーレの一例を示す斜視
図である。カニー−レを構成する素材は、ｃＩＴ塑剤を
含むポリ塩化ビニルであり、可塑剤としてジエチルへキ
シルフタレートがポリ塩化ビニルに対して７０重量嘩用
量られている。三次元に曲げられた比較的細い管部の内
径は１０閣であシ、カニー−レの挿入部Ｋｒｊｊｌ状の
つばが設けられており挿入部の固定を容易にしている。

形態安定性を保持し、キンキング現象を防ぐために金属
性スパイラルがカニユーレ先端のつば部から約１１離れ
たところから曲けられた管に内設されている。カニー−
レ先端からこの金属性スパイラルで保護された部分の管
の肉厚ＦｉＩ■であり、他端に至るスパイラルのない部
分は２．５ｍであり、この部分の管の内径は１５ｍ５で
ある〇 本例の先端部の曲線形状は曲率半径ｔ−５０Ｒ〜４０Ｒ
として構成されている。カニー−レ先端のつば部から最
初の反曲点Ｐまでのカニー−レ中心線の擾さは１００謹
である。

なお、本例のカニー−レを心ａＩｉｌ＋術に際し、サッ
ク型補助人工心臓を用いて脱血用として用い友ところ、
支障を生じず好適に使用することができ′ｆＩ−Ｏ 第２図は本発明の脱血カニユーレを用いてブック型の（
補助）人工心臓を用いた左心補助の実際の使用中の態様
を示したものである。（−）図はＵｌｉｌした心臓を正
面よりみた図であシ、（ｂ）図はこの時の心臓を背面よ
シみたものである。本例は縮少して書かれているが、カ
ニー−レ先端部の曲線形状は曲率半径で４５Ｒ〜６ＱＲ
の曲線の組合せにより構成されている。脱血は心ｌ＃１
（２）の背側の肺静脈と右心房（３）の境界から左心房
（４）Ｋ挿入され、送血は上行大動脈＋６）に向けられ
ている０本例でＦｉ（補助）人工心臓として受動式のブ
ック型ポンプ１５１を用いた０本例のカニー−レ１１）
では先端部から最初の反曲点（Ｐ）に至る長さは１５０
閣であり、カニーーし先端部から右心周辺を迂回する部
分のカニーーしの内径Ｆｉ１２　ｍ、体外に出た部分か
ら補助ポンプ結合部までのカニユーレの内径は１６■で
あり、この異径カニユーレの内面はシームレスにつなが
っている。

心臓の手術、殊に補助人工心臓を用いるときは、本例の
ように心臓の背ｌ１ｉｉｉ＠から左心房にカニユーレを
挿入する両式が、患者の心臓の動きを妨げずに狭く余裕
のない肩＊腔関の空間を壁側面に肩って脱血を行うのに
最も良策と考えられるが、このためには本発明になる三
次元に曲げられた心臓に無駄なく迂回する従来にないカ
ニユーレの出現があって始めて可能となる。その点本発
明によって（補助）人工心臓がはじめて実用化されうる
のであるＯ 第３図に不発明の第３の例を示す０ 本例では金属性のスパイラルがカニー−レ先端のつば部
まで補強され、一方他端の管の太くなったところまでに
及んだ例である〇三次元に曲けられた状態を（−）図、
（ｂ）図、（ｃ）図によって示したものであシ、１３図
Ｆｉ冑面方向、（ｂ）図は平面方向、（ｃ）図は正面方
向から谷みた図である。

本例はポリ塩化ビニ１ルに対し７６重ｊＩｋｔｓのジエ
チルへギシルフタレートを含んだポリ塩化ビニルで構成
されておシ、カニユーレの細い部分の内径は８Ｍ、厚み
は１５ｍであシ、カニー−レの太い部分の内径＃１１２
ｍ、厚みはｔ８■である。

本例の脱血用カニー−レの先端部の曲線形状は曲率半径
が１８Ｒ〜５５Ｒでおって、先端つげ部から最初の曲折
点Ｐまでの長さは１１０■とじて構成されている〇 本例の実ＩＩｆＡ態様も第２図と同様であり、何ら支障
なく好適に用いることができた〇 第４図は本発明に係る他の実施例であり、本例は左心耳
（２））よシ脱血するためのカニ、−レであって、挿入
先端は心−（２）の正面第２図（−）から左心室を迂回
して左心耳から左心房（４）に挿入される・先端部性左
心房より左心室を迂回してゆくため円弧状の曲線形状を
有して曲げられており、左心室から胸骨の閣を経る部分
で前記円弧状の曲がりと方向を異にして曲りを設け、胸
骨の間を経て体外に出たところで前記した曲９とはいず
れとも方向を異にする曲りを設けて太管部と内面シーム
レスに連設し、互いに方向を異にする三次元のカニユー
レとしたものである。

この場合の先端部の曲線形状は曲率半径が１５〜５０Ｒ
であり、胸骨出口までの細管部の長さは１９０■であっ
て、内儀が１１ｓａ＋＋で構成されている。なお、前記
太管部の向後は１５０Ｍである。

同様のものをポリウレタンで成形することも可能である
０ 本発明の三次元に曲げられ、かつ先端部が一定の曲線形
状を示すカニー−レの出現によって、（補助）人工石ａ
ｌｌは初めて実用化へふみ出すことが出来るのである０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカニユーレの斜視図であり、第２
図は不発明に係るカニユーレを心臓手術に際し、補助人
工石−とともに用いた態様を示す状態図であり、ｗＡ６
図は不発明に係るカニユーレを三方向からみた全体斜視
図で、１ａ＞図Ｆｉ＠面よシ、（１５）図は平面より、
（Ｃ）図は正面より各みた図である。 第４図は不発明に係るカニユーレの他の実施例の全体＠
視図でおり、（−）図は平面より、（ｂ）図ｕｔｓｍよ
り各みた図である。 特許出願人　　日本ゼオン株式会社 寥　１　凹 （ｌｌ’ｊ） ＃　　２　　凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　低下した心機能を一部もしくはすべて代償するため
   に用いられる（補助）人工心臓と接続して用いられるカ
   ニー−レであって、心臓への挿入先端から（補助）人工
   心臓への接続口である他端に至る間で方向を異にして少
   なくとも２回曲けられた三次元の形状を有するカニユー
   レであって、前記挿入先端につながる前記カニー−レの
   先端部が曲線形状を有し、該曲線形状がカニユーレの長
   さ方向の中心線の曲率半径を１ＯＲ乃至９０Ｒとして構
   成されることをｌＦ＃黴とするカニ為−し。 ２、ａｍ形状が挿入先端よ）４５箇乃至２５０■の長さ
   において構成される特許請求の範囲ｊ１１１項に記載の
   カニユーレ。 五　曲線形状を構成する先端部における管の内径が３■
   乃至１５■である特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載のカニユーレ。 ４　曲線形状を構成する先端部が金属性スパイラルで補
   強されてなる特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
   かに記載のカニー−レ。