JPS6231947B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、心臓手術の時や、手術中に心不全を
起こした時に血液の補助循環を必要とする場合、
あるいは長期にわたつて心臓機能の一部又は全部
を他のものに代行させる必要がある場合に使用す
る人工心臓を駆動するための装置に関するもの
で、携帯用に適している。

従来技術 人工心臓は、自然心臓の心室に相当する人工心
臓を有する血液容器を生体の静脈と動脈とに接続
し、この血液容器内の人工心室を拡張してその中
の静脈から返つてくる血液を逆止弁を介して導入
し充満させ、次いで上記人工心室を圧縮して人工
心室を圧縮して人工心室内の血液を動脈に逆止弁
を介して駆出させるもので、上記の人工心室にお
ける血液の充満・駆出を繰り返すことにより自然
心臓の機能を代行するものである。

人工心臓の人工心室を収縮・拡張させるための
手段として、一側部を抗凝血性材料の弾性膜で構
成し、他側部に逆止弁機能を有する血液吸入並び
に吐出管を配設して血液ポンプ室を構成し、前記
弾性膜に対向して弾性隔膜部材を配置することに
より圧力伝達室を設け、前記弾性隔膜部材に脈動
波形に適合して回転駆動を行なうカム機構を備え
た駆動装置を接続した脈動型血液ポンプが知られ
ている（特開昭51−97296）。

発明が解決使用とする問題点 しかしながら、かかる従来の人工心臓の駆動装
置は、カム機構、ストローク変換機構、ロツド、
ピストン等を介してダイアフラムを往復動させる
ように構成されているために、伝達構造が複雑で
あると共に装置全体が大きくなり過ぎて携帯には
不向きなものであつた。

そこで本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、
駆動装置の構造が簡単で、且つ携帯に優れたもの
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 すなわち本発明は、人工心臓内を流体室と血液
室とに区画するダイアフラムを流体室内の作動媒
体により収縮、拡張させることにより血液室内の
血液の送出・吸入を行なう流体作動型の人工心臓
を駆動するための装置において、密閉構造のケー
シングと、該ケーシング内に設置した移動子及び
該移動子を往復動させる固定子とからなるリニア
モータと、往復動する移動子とケーシング内壁と
の間に挾持された作動媒体封入袋とからなり、前
記移動子の袋との当接部がケーシング内断面と同
じ大きさのもので構成され、前記袋が人工心臓の
流体室と駆動チユーブを介して接続されたリニア
モータ型携帯型人工心臓駆動装置により本目的を
達成する。

作動媒体として例えば空気、二酸化炭素、窒
素、アルゴンのような気体又は水、食塩水、シリ
コン油等の液体を使用するる。

作 用 移動子を任意の速度、周期、推力、ストローク
にて往復動させる。すると移動子の当接部はケー
シング内壁に摺接しながら、一方の袋を圧縮する
方向に移動する。この袋の圧縮により袋に封入さ
れた作動媒体が駆動チユーブを介して流体室に入
りダイアフラムを拡張することにより血液室内の
血液を送出させる。また他方の袋は、移動子がケ
ーシング内壁を摺動して袋から離れるためにケー
シング内の気圧が陰圧となるために拡張し、駆動
チユーブを介して流体室内の作動媒体を吸引す
る。この吸引によりダイアフラムが血液室を膨ら
ませるので、血液室内に血液が吸入される。

次に移動子が逆方向に移動すると、前述と逆の
動きをするために一方の袋から作動媒体が駆出さ
れ、他方の袋へ作動媒体が吸引される。

以上のように移動子を往復動させることにより
作動媒体を交互に流体室を充満・駆出し、人工心
臓を作動させる。

実施例 以下に本発明を図面に示された実施例に従つて
詳細に説明する。

第１図において気密に作られたケーシング１の
内部にリニア直流モータ・リニア誘導モータ、リ
ニアパルスモータ、リニア周期モータ、リニア振
動アクチユエータ、リニア直流ソレノイド、リニ
アハイブリツドモータのいずれかの形式のリニア
モータ２が固定され、このリニアモータ２の移動
子３が固定子２ａの電磁誘導により矢印Ａ，Ｂ方
向に往復動できるようになつている。移動子３の
両端には断面がケーシング内断面と同じ大きさ
で、且つケーシング内壁面を摺動する押し板４，
５が取り付けられており、ケーシング１と押し板
４，５との間に挾まれて、袋６，７が位置してい
る。電源８から制御装置９を経てリニアモータ２
に制御された電流を流すことにより、移動子３を
任意の速度、周期、推力、ストロークで第１図の
矢印Ａ，Ｂの方向に往復運動することにより、移
動子に取り付けてある押し板４，５とケーシング
とに挾まれている袋６，７は交互に圧縮され、内
部の作動媒体（例えば空気、二酸化炭素、窒素、
アルゴンのような気体あるいは水、食塩水、シリ
コン油のような液体）は加圧、吸引を繰り返し、
袋６，７に接続してある駆動チユーブ１０，１１
を介して人工心臓１２，１３を駆動する。作動媒
体を圧縮するときは、袋６，７は押し板４，５並
びにケーシング１に接触し機械的に圧縮される。
作動媒体を吸引するときには、袋６，７は押し板
４，５にもケーシング１にも固定されていない
が、ケーシング１を気密に保ち、片方の押し板
（例えば４）がそれの接している袋（例えば６）
を押し、この袋が収縮することによつてケーシン
グ１の内部に生じる陰圧によりもう一方の袋（例
えば７）が全体的に拡張して作動媒体をその中へ
吸引する。このとき、ケーシング１の内部が過度
の陰圧とならないように、例えばベローズのよう
なダンパー機構１４並びに空気ポンプ１５及び圧
力センサー１６からなる陰圧調整機構を有し、ケ
ーシング１内部の陰圧が常に必要な値になるよう
に自動調節する。

以上の構成において本発明にかかる駆動装置で
は、第１図の状態からリニアモータ２の移動子３
が固定子２ａの電磁誘導作用により矢印Ａの方向
に移動した場合、押し板４は袋６を圧縮して、袋
６内の作動媒体は駆動チユーブ１０を通つて人工
心臓１２の流体室１７に入り、ダイアフラム１９
を矢印Ｃの方向に移動させる。すると血液室２１
内部に充満していた血液は逆止弁２３を介して動
脈へと駆出される。この時静脈側に接続されてい
る逆止弁２５は閉じて血液の逆流を防止する。一
方、リニアモータが矢印Ａの方向に移動したと
き、同時に押し板５は袋７から離れるので、袋６
を圧縮したことにより生じるケーシング１内の陰
圧により、袋７が拡張する。すると作動媒体は人
工心臓１３の流体室１８から駆動チユーブ１１を
通つて袋７内部へと吸引され、人工心臓１３のダ
イアフラム２０を矢印Ｅの方向へ移動させる。す
ると上記人工心臓の血液室２２へ静脈側に接続さ
れている逆止弁２６を介して血液が充満する。こ
のとき上記人工心臓の動脈側に接続している逆止
弁２４は閉じている。これにより人工心臓駆動の
半サイクルが終了する。

次に移動子３が固定子２ａの電磁誘導作用によ
り矢印Ｂの方向へ移動すると今まで圧縮されてい
た作動媒体は吸引され、今まで吸引されていた作
動媒体は圧縮されて作動媒体の流れの方向が切り
換わり、人工心臓１２及び１３のダイアフラム１
９，２０はそれぞれ矢印Ｄ及びＦの方向に移動
し、人工心臓１２には静脈側逆止弁２５を介して
血液が充満し、人工心臓１３からは動脈側逆止弁
２４を介して血液が駆出され、残りの半サイクル
が終了する。

このようにリニアモータの移動子が矢印Ａ，Ｂ
の方向に反復移動することにより、上記の各サイ
クルが反復し、人工心臓が駆動され、血液ポンプ
の機能が持続される。

さらに駆動装置は、袋６，７、駆動チユーブ１
０，１１及び人工心臓１２，１３の内部にある作
動媒体の駆動圧をそれぞれ圧力センサー２７，２
８によつて測定し駆動圧が常に適切な値になるよ
うにポンプ２９，３０を駆動し作動媒体をリザー
バー３１、３２から袋６，７へ注入あるいは袋
６，７から抽出することを自動的に行なわせる機
構を備えている。

制御の方法は第２図のブロツク図に示す通りで
ある。制御装置９は電源によりリニアモータ２を
必要な速度、周期、推力、ストロークで作動させ
るだけでなく、圧力センサー１６，２７，２８に
よつてケーシング内圧、駆動圧を検出し、それら
が常に適切な値になるようにポンプ１５，２９，
３０をコントロールするものである。

尚本発明の実施例では、移動子に押し板を取り
付け、該押し板でもつて袋体を圧縮するように構
成したがこれに限定されるものではなく、移動子
における袋との当接部が一体成形によりケーシン
グ断面と同じ大きさとなるように構成してもよ
い。

さらに、袋の圧縮、拡張するために本実施例で
は押し板がケーシングを摺動するようにして拡張
する側のケーシング内を陰圧にするように構成し
ているが、これに限定されるものではなく予めケ
ーシング内を陰圧するならば、同じように作動す
るので押し板はケーシング内壁面に摺接させる必
要はない。

効 果 以上述べたように本発明にかかる人工心臓に駆
動装置は、従来のようにカム、ロツド、ピストン
等の機械的動力伝達機構を用いずに、リニアモー
タの移動子を直線的に往復動させる性質を利用し
て直接袋を圧縮、拡張させるように構成したので
構造が簡単であると共に、駆動装置の小型化が可
能である。さらに、作動媒体を駆出・吸引する袋
を移動子とケーシング内壁との間に挾むように構
成したので、従来のように袋に直接作動部を結合
したものより耐久性が高い。

移動子の作動によりケーシング内が陰圧となる
ように移動子をケーシング内壁と摺接するように
構成しているので、袋を拡張させる際に袋に均等
に圧力がかかり無理なく袋が膨らむので、耐久性
に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる装置の一実施例を示
模式図、第２図はこの発明の制御方法のブロツク
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人工心臓内を流体室と血液室とに区画するダ
   イアフラムを流体室内の作動媒体により収縮、拡
   張させることにより血液室内の血液の送出・吸入
   を行なう流体作動型の人工心臓を駆動するための
   装置において、密閉構造のケーシングと、該ケー
   シング内に設置した移動子及び該移動子を往復動
   させる固定子とからなるリニアモータと、往復動
   する移動子とケーシング内壁との間に挾持された
   作動媒体封袋とからなり、前記移動子の袋との当
   接部がケーシング内断面と同じ大きさのもので構
   成され、前記袋が人工心臓の流体室と駆動チユー
   ブを介して接続されていることを特徴とするリニ
   アモータ型携帯型人工心臓駆動装置。 ２ 移動子が永久磁石からなり、固定子が電磁コ
   イルからなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のリニアモータ型携帯型人工心臓駆動装
   置。 ３ 移動子の当接部が移動子の側面にケーシング
   の断面と同じ大きさの押し板を結合したもので構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載のリニアモータ型携帯型人工
   心臓駆動装置。 ４ 駆動装置にケーシング内部の陰圧が過度の陰
   圧にならないようにする陰圧調節機構が組み込ま
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   から第３項までのいずれか１項記載のリニアモー
   タ型携帯型人工心臓駆動装置。