(57)【要約】      （修正有）【課題】膨張及び収縮サイクルを一層迅速にできる大動脈内バルーンポンプを提供する。【解決手段】バルーン１１０と、比較的小径のルーメンを有するカテーテル１１２と、比較的大径のルーメンを有するエキステンダ１１４とを直列に接続して備え、バルブ１２５が、カテーテルに接続されたエキステンダの端部に隣接してエキステンダに配置された構成とし、バルブにより、エキステンダを、バルーンの膨張に先だって作動気体により加圧することができ、バルーンの収縮に先だって排気することができ、エキステンダの反対側端部に隣接する第２のバルブにより、大動脈内バルーンポンプは、エキステンダ内の圧力に影響を及ぼすことなく、前膨張工程または前収縮工程と始めることができ、別体をなす正圧及び負圧エキステンダを設けて、膨張及び収縮サイクルの際に作動気体の動きを少なくし、空気圧効率を高めることができる構成とする。【選択図】図３
2010005420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比較的大径のルーメンを有する管状のエキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを含む導管に接続された医療装置であって、前記カテーテル部の一端が前記エキステンダ部の一端に流れ連通して接続されかつ前記カテーテル部の別の端部が医療装置に流れ連通して接続されるように前記エキステンダ部とカテーテル部が直列に接続されている、医療装置を膨張及び収縮させる方法であって、
作動気体を前記エキステンダ部に印加して膨張圧を前記エキステンダ部内に形成するとともに、前記エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記カテーテル部と前記医療装置に流れ込まないようにする工程と、
前記エキステンダ部と前記カテーテル部を流れ連通させることにより、前記作動気体が前記エキスパンダ部から前記カテーテル部を介して前記医療装置に流れて、医療装置を前記膨張圧よりも低い作動圧に実質上完全に膨張させる工程と、
前記エキステンダ部内の圧力を前記作動圧よりも低い収縮圧に下げることにより、前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記エキステンダ部へ流れて、前記医療装置を実質上完全に収縮させる工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
比較的大径のルーメンを有する管状のエキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを含む導管に接続された医療装置であって、前記エキステンダ部と前記カテーテル部とが、前記カテーテル部の一端が前記エキステンダ部の一端に流れ連通して接続されかつ前記カテーテル部の別の端部が医療装置に流れ連通して接続されるように直列に接続されている、医療装置を膨張及び収縮させる方法であって、
作動気体を前記エキステンダ部に印加して膨張圧を前記エキステンダ部内に形成することにより、前記作動気体が前記エキステンダ部から前記カテーテル部を介して前記医療装置に流れて、前記医療装置を作動圧に実質上完全に膨張させる工程と、
前記作動気体を前記エキステンダ部から取り出して前記エキステンダ部内に前記作動圧よりも低い収縮圧を形成するとともに、前記エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記カテーテル部及び前記医療装置から流れ出るのを阻止する工程と、
前記エキステンダ部と前記カテーテル部とを流れ連通させることにより、前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記エキステンダ部へ流れて前記医療装置を実質上完全に収縮させる工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項３】
比較的大径のルーメンを有する管状のエキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを含む導管に接続された医療装置であって、前記エキステンダ部と前記カテーテル部とが、前記カテーテル部の一端が前記エキステンダ部の一端に流れ連通して接続されかつ前記カテーテル部の別の端部が医療装置に流れ連通して接続されるように直列に接続されている、医療装置を膨張及び収縮させる方法であって、
作動気体を前記エキステンダ部に印加して膨張圧を前記エキステンダ部内に形成するとともに、前記エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記カテーテル部と前記医療装置に流れ込まないようにする工程と、
前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に第１の流れ連通を形成することにより、前記作動気体が前記エキステンダ部から前記カテーテル部を介して前記医療装置に流れて前記医療装置を前記膨張圧よりも低い作動圧に実質上完全に膨張させる工程と、
前記作動気体を前記エキステンダ部から取り出して前記エキステンダ部内に前記作動圧よりも低い収縮圧を形成するとともに、前記エキステンダ部と前記カテーテル部との第１の流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記カテーテル部及び前記医療装置から流れ出るのを阻止する工程と、
前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に第２の流れ連通を形成することにより、前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記エキステンダ部へ流れて前記医療装置を実質上完全に収縮させる工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項４】
前記エキステンダ部の自由端部に中空素子を配設する工程を更に備え、前記作動気体を前記エキステンダ部に印加する前記工程は前記エキステンダ部において作用する圧力よりも高い圧力で前記作動気体を前記中空素子に供給する工程と、前記中空素子と前記エキステンダ部との間に第１の流れ連通を形成することにより前記作動気体が前記中空素子から前記エキステンダ部へ流れるようにする工程とを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記中空素子と前記エキステンダ部との間に前記第１の流れ連通を形成する前記工程は、前記作動気体を前記中空素子に供給する前記工程の後に行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記作動気体を前記エキステンダ部から取り出す前記工程は、前記作動気体を前記作動気体よりも低い圧力の前記中空素子に供給する工程と、前記中空素子と前記エキステンダ部との間に第２の流れ連通を形成することにより、前記作動気体が前記エキステンダ部から前記中空素子に流れるようにする工程とを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記中空素子と前記エキステンダ部との間に前記第２の流れ連通を形成する前記工程は、前記作動気体よりも低い圧力の前記中空素子に前記作動気体を供給する前記工程の後に行うことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に前記第１の流れ連通を形成する前記工程は、前記中空素子と前記エキステンダ部との間に流れ連通があるときに行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記エキステンダ部と前記カテーテル部とに間に流体連通があるときに前記中空素子と前記エキステンダ部との間の前記第１の流れ連通を遮断する工程と、前記作動気体を前記作動気体よりも低い圧力の前記中空素子に供給する工程とを更に備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記作動気体を前記エキステンダ部から除去する前記工程は、前記中空素子と前記エキステンダ部との間に第２の流れ連通を形成する工程を含むことにより、前記作動気体が前記エキステンダ部から前記中空素子に流れることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記膨張圧が前記エキステンダ部に形成された後でかつ前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に前記第１の流れ連通を形成する前記工程の前に前記中空素子と前記エキステンダ部との間の前記第１の流れ連通を遮断する工程を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記中空素子と前記エキステンダ部との間の前記第１の流れ連通が遮断された後に前記作動気体を前記作動圧よりも低い圧力の前記中空素子に供給する工程を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記作動気体を前記エキステンダ部から取り出す前記工程は前記中空素子と前記エキステンダ部との間に第２の流れ連通を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記収縮圧が前記エキステンダ部に形成された後でかつ前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に前記第２の流れ連通を形成する前記工程の前に前記中空素子と前記エキステンダ部との間の前記第２の流れ連通を遮断する工程を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
可変容積の溜めを前記エキステンダ部と流れ連通して配設する工程を更に備え、前記エキステンダ部に前記作動気体を印加する前記工程は前記収縮圧を前記可変容積の溜めと前記エキステンダ部との双方に形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の流れ連通が前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に形成されかつ前記作動気体が前記エキステンダ部から前記カテーテル部を介して前記医療装置に流れるときに、前記作動気体が前記可変容積の溜めから前記エキステンダ部に流れることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記作動気体を前記エキステンダ部から取り出す前記工程は前記可変容積の溜めと前記エキステンダ部の双方に前記収縮圧を形成することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の流れ連通が前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に形成されかつ前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記エキステンダ部に流れるときに、前記作動気体が前記エキステンダ部から前記可変容積の溜めに流れることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
可変容積の溜めを前記エキステンダ部と流れ連通して配設する工程を更に備え、前記作動気体を前記エキステンダ部から除去する前記工程は前記可変容積の溜めと前記エキステンダ部の双方に前記収縮圧を形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の流れ連通が前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に形成されかつ前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記エキステンダ部に流れときに、前記作動気体は前記エキステンダ部から前記可変容積の溜めに流れることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記中空素子を前記エキステンダ部の自由端部に配設する工程を更に備え、前記作動気体を前記エキステンダ部から取り出す前記工程は前記作動気体を前記作動圧よりも低い圧力の前記中空素子に供給する工程と、前記中空素子と前記エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含み、前記作動気体は前記エキステンダ部から前記中空素子に流れ込むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項２２】
前記エキステンダ部と前記カテーテル部との間に前記第２の流れ連通を形成する前記工程は、前記中空素子と前記エキステンダ部とが流れ連通しているときに行われることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
比較的大径のルーメンを有する管状の膨張エキステンダ部と、比較的大径のルーメンを有する管状の収縮エキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを含む導管に接続された医療装置であって、前記カテーテル部の一端が前記膨張エキステンダ部の一端と前記収縮エキステンダ部の一端の双方に流れ連通して接続されかつ前記カテーテル部の別の端部が前記医療装置に流れ連通して接続されるように、前記カテーテル部と前記医療装置が前記膨張及び収縮エキステンダ部と直列に接続されて構成された、医療装置を膨張収縮させる方法であって、
作動気体を前記膨張エキステンダ部に印加して前記エキステンダ部に膨張圧を形成するとともに、前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記カテーテル部と前記医療装置とに流れるのを阻止する工程と、
前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部とを流れ連通させるとともに、前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記膨張エキステンダ部から前記カテーテル部を介して前記医療装置に流れて、前記医療装置を前記膨張圧よりも低い作動圧に実質上膨張させる工程と、
前記収縮エキステンダ部に前記作動圧よりも低い収縮圧を形成しかつ前記収縮エキステンダ部を前記カテーテル部とを流れ連通させるとともに、前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との間の流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記収縮エキステンダ部に流れて、前記医療装置を実質上完全に収縮させる工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２４】
比較的大径のルーメンを有する管状の膨張エキステンダ部と、比較的大径のルーメンを有する管状の収縮エキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを含む導管に接続された医療装置であって、前記カテーテル部の一端が前記膨張エキステンダ部の一端と前記収縮エキステンダ部の一端の双方に流れ連通して接続されかつ前記カテーテル部の別の端部が前記医療装置に流れ連通して接続されるように、前記カテーテル部と前記医療装置が前記膨張及び収縮エキステンダ部と直列に接続されて構成された、医療装置を膨張収縮させる方法であって、
前記膨張エキステンダ部に作動気体を印加して膨張圧を前記膨張エキステンダ部に形成することにより、前記作動気体が前記膨張エキステンダ部から前記カテーテル部を介して前記医療装置に流れて前記医療装置を作動圧に実質上完全に膨張させる工程と、
作動気体を前記収縮エキステンダ部に印加して前記作動圧よりも低い収縮圧を前記収縮エキステンダ部に形成するとともに、前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記カテーテル部と前記医療装置から流れ出るのを阻止する工程と、
前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部とを流れ連通させるとともに、前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記収縮エキステンダ部に流れて、前記医療装置を実質上完全に収縮させる工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２５】
比較的大径のルーメンを有する管状の膨張エキステンダ部と、比較的大径のルーメンを有する管状の収縮エキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを含む導管に接続された医療装置であって、前記カテーテル部の一端が前記膨張エキステンダ部の一端と前記収縮エキステンダ部の一端の双方に流れ連通して接続されかつ前記カテーテル部の別の端部が前記医療装置に流れ連通して接続されるように、前記カテーテル部と前記医療装置が前記膨張及び収縮エキステンダ部と直列に接続されて構成された、医療装置を膨張収縮させる方法であって、
前記膨張エキステンダ部に作動気体を印加して膨張圧を前記膨張エキステンダ部に形成するとともに、前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記カテーテル部と前記医療装置に流れ込むのを阻止する工程と、
前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部とを流れ連通させるとともに、前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記膨張エキステンダ部から前記カテーテル部を介して前記医療装置に流れて、前記医療装置を前記膨張圧よりも低い作動圧に実質上完全に膨張させる工程と、
作動気体を前記収縮エキステンダ部に印加して前記作動圧よりも低い収縮圧を前記収縮エキステンダ部に形成するとともに、前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記カテーテル部と前記医療装置から流れ出るのを阻止する工程と、
前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部とを流れ連通させるとともに、前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記収縮エキステンダ部に流れて、前記医療装置を実質上完全に収縮させる工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記膨張エキステンダ部の自由端部に中空の膨張素子を配設する工程を更に備え、前記作動気体を前記膨張エキステンダ部に印加する前記工程は前記作動気体を前記膨張エキステンダ部において作用する圧力よりも高い圧力の前記中空膨張素子に供給する工程と、前記中空膨張素子と前記膨張エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含み、前記作動気体は前記中空膨張素子から前記膨張エキステンダ部に流れ込むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記収縮エキステンダ部の自由端部に中空の収縮素子を配設する工程を更に備え、前記作動気体を前記収縮エキステンダ部に印加する前記工程は前記作動気体を前記作動圧よりも低い圧力の前記中空収縮素子に供給する工程と、前記中空収縮素子と前記収縮エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含み、前記作動気体は前記中空収縮素子から前記収縮エキステンダ部に流れ込むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記中空収縮素子は前記中空膨張素子と同じであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記膨張エキステンダ部の自由端部と前記収縮エキステンダ部の自由端部に中空の素子を配設する工程を更に備え、前記作動気体を前記膨張エキステンダ部に印加する前記工程は前記作動気体を前記膨張エキステンダ部において作用する圧力よりも高い圧力の前記中空素子に供給する工程と、前記中空素子と前記膨張エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含むことにより、前記作動気体は前記中空素子から前記膨張エキステンダ部に流れ込み、前記作動気体を前記収縮エキステンダ部に印加する前記工程は前記作動気体を前記作動圧よりも低い圧力の前記中空素子に供給する工程と、前記中空素子と前記収縮エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含むことにより、前記作動気体が前記収縮エキステンダ部から前記中空素子に流れ込むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。 
【請求項３０】
前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との間に前記流れ連通を形成する前記工程は、前記中空素子と前記膨張エキステンダ部との間に流れ連通があるときに行われることを特徴とする請求項２９に記載の方法。 
【請求項３１】
前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部とが流れ連通しているときに前記中空素子と前記膨張エキステンダ部との流れ連通を遮断する工程と、前記作動気体を前記作動圧よりも低い圧力の前記中空素子に供給する工程とを更に備えることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記作動気体を前記収縮エキステンダ部に印加する前記工程は前記中空素子と前記収縮エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程を含み、前記作動気体が前記収縮エキステンダ部から前記中空素子に流れ込むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記膨張圧が前記膨張エキステンダ部に形成された後でかつ前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との間に流れ連通を形成する前記工程の前に前記中空素子と前記膨張エキステンダ部との間の流れ連通を遮断する工程を更に備えることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記中空素子と前記膨張エキステンダ部との間の流れ連通が遮断された後に前記作動気体を前記作動圧よりも低い圧力の前記中空素子に供給する工程を更に備え、前記作動気体は前記膨張エキステンダ部から前記中空素子に流れないことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記作動気体を前記収縮エキステンダ部に供給する前記工程は前記中空素子と前記収縮エキステンダ部とを流れ連通させる工程を含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記収縮圧が前記エキステンダ部に形成された後でかつ前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部との間に流れ連通を形成する前記工程の前に前記中空素子と前記収縮エキステンダ部との間の前記流れ連通を遮断する工程を更に備えることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
可変容積の膨張溜めを前記膨張エキステンダ部と流れ連通して配設する工程を更に備え、前記膨張エキステンダ部に前記作動気体を印加する前記工程は前記膨張圧を前記可変容積の膨張溜めと前記膨張エキステンダ部との双方に形成することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
流れ連通が前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との間に形成されかつ前記作動気体が前記膨張エキステンダ部から前記カテーテル部を介して前記医療装置に流れるときに、前記作動気体が前記可変容積の膨張溜めから前記膨張エキステンダ部に流れることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
可変容積の収縮溜めを前記収縮エキステンダ部と流れ連通して配設する工程を更に備え、前記収縮エキステンダ部に前記作動気体を印加する前記工程は前記収縮圧を前記可変容積の収縮溜めと前記収縮エキステンダ部との双方に形成することを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記流れ連通が前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部との間に形成されかつ前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記収縮エキステンダ部に流れるときに、前記作動気体が前記収縮エキステンダ部から前記可変容積の収縮溜めに流れることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
可変容積の収縮溜めを前記収縮エキステンダ部と流れ連通して配設する工程を更に備え、前記収縮エキステンダ部に前記作動気体を印加する前記工程は前記収縮圧を前記可変容積の収縮溜めと前記収縮エキステンダ部との双方に形成することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４２】
前記流れ連通が前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部との間に形成されかつ前記作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記収縮エキステンダ部に流れるときに、前記作動気体が前記収縮エキステンダ部から前記可変容積の収縮溜めに流れることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記収縮エキステンダ部の自由端部に中空の素子を配設する工程を更に備え、前記作動気体を前記収縮エキステンダ部に印加する前記工程は前記作動気体を前記作動圧よりも低い圧力の前記中空収縮素子に供給する工程と、前記中空素子と前記収縮エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含み、前記作動気体は前記収縮エキステンダ部から前記中空素子に流れ込むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項４４】
膨張状態と収縮状態とを有する膨張自在の部材と、
比較的小さいルーメン、前記膨張自在の部材に接続された第１の端部及び第２の端部を有するカテーテルと、
比較的大きなルーメン、前記カテーテルの前記第２の端部に接続された第１の端部及び第２の端部を有するエキステンダと、
前記膨張自在の部材を膨張させる作動気体と、
前記作動気体を前記エキステンダに供給するとともに前記作動気体を前記エキステンダから取り出すように前記エキステンダの前記第２の端部に接続された圧力源と、前記エキステンダの前記第１の端部に隣接して配置され、開放状態と閉止状態を有する第１のバルブと
を備え、
前記膨張自在の部材が前記収縮状態にありかつ前記第１のバルブが前記閉止状態にあるときに前記作動気体を、前記膨張自在の部材を前記膨張状態におくことなく、前記圧力源により前記エキステンダに供給することができ、
前記膨張自在の部材が前記膨張状態にありかつ前記第１のバルブが前記閉止状態にあるときに前記作動気体を、前記膨張自在の部材を前記収縮状態におくことなく、前記圧力源により前記エキステンダから取り出すことができることを特徴とする医療装置。
【請求項４５】
前記圧力源は一次側、二次側及び一次側を二次側から分離する可動部材を有する室を備え、前記二次側は前記エキステンダの前記第２の端部と流れ連通して接続され、前記圧力源は正圧を前記室の前記一次側へ向けて付勢することにより前記作動気体を前記エキステンダに供給する正圧源と、負圧を前記室の前記一次側に供給して前記可動部材を前記室の前記一次側に動かすことにより前記作動気体を前記エキステンダから前記室の前記二次側に取り出す負圧源とを備えることを特徴とする請求項４４に記載の医療装置。
【請求項４６】
比較的大径のルーメンを有する管状の膨張エキステンダ部と、比較的大径のルーメンを有しかつ収縮圧の作動気体を含む管状の収縮エキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを含む導管に接続された医療装置であって、前記カテーテル部の一端が前記膨張エキステンダ部の一端と前記収縮エキステンダ部の一端の双方に流れ連通して接続されかつ前記カテーテル部の別の端部が前記医療装置に流れ連通して接続されるように、前記カテーテル部と前記医療装置が前記膨張及び収縮エキステンダ部と直列に接続されて構成された、医療装置を膨張収縮させる方法であって、
前記膨張エキステンダ部に作動気体を印加して膨張圧を前記膨張エキステンダ部に形成することにより、前記作動気体が前記膨張エキステンダ部から前記カテーテル部を介して流れて前記医療装置の膨張を開始する工程と、
前記医療装置が完全に膨張された状態に到達する前に前記膨張エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断するとともに前記収縮エキステンダ部と前記カテーテル部とを流れ連通させることにより、作動気体が前記医療装置から前記カテーテル部を介して前記収縮エキステンダ部に流れて前記医療装置の収縮を開始する工程と
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大動脈内バルーンポンプ(intra-aortic balloon pump)、より特定すると、大動脈バルーンを膨張及び収縮させる装置に関する。更に特定すると、本発明は、大動脈内バルーンを一層迅速に膨張収縮させることができる１つ以上の不可欠に配置されるバルブを組み込んだかかる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大動脈内バルーンポンプ治療は、心臓発作その他の形態をなす心不全に罹った患者のためにしばしば処方される。この治療においては、細いバルーンが、患者の大動脈に動脈を介して挿入される。バルーンは、一連のチューブを介して複雑な駆動装置に接続されていて、駆動装置は、患者の心拍に合わせてバルーンを繰り返し膨張収縮させることにより、負荷の幾分かを心臓から除去するとともに、治療期間における心筋への血液の供給を増やす。
【０００３】
膨張／収縮装置は、膨張サイクルの際にバルーンを膨張させる正圧と、収縮サイクルの際のバルーンを収縮させる負圧を供給する。図１に概略示する従来の先行技術の装置においては、大動脈内バルーン１０は、患者の大動脈に外科的に挿入され、小径のルーメンを有するカテーテル１２及び比較的大径のルーメンを有するエキステンダ１４を介して、柔軟な膜２０により一次側２２と二次側２４とに分けられたアイソレータ１８に接続される。膜２０とバルーン１０との間の全容積は、気体源２６により供給される、ヘリウムのような気体で完全に満たされる。正圧源２８が、ソレノイドバルブ３０を介してアイソレータ１８の入力側即ち一次側２２に接続されている。同様に、負圧源３２が、ソレノイドバルブ３４を介してアイソレータ１８の入力側即ち一次側２２に接続されている。アイソレータ１８の一次側２２はまた、ソレノイドバルブ３６を介してベントポート即ち排気口３８に接続されている。かかる装置においては、典型的には、アイソレータ、気体源、負圧源及び正圧源、ベントポート並びにこれらに関連するバルブは、協働して、再使用可能な駆動ユニットを構成し、一方、エキステンダ、カテーテル及びバルーンは、殺菌上の問題に対処するように使い捨てとなっている。
【０００４】
膨張サイクルにおいては、ソレノイドバルブ３０は、開放されて、正圧源２８からの正圧がアイソレータ１８の一次側２２に入る。この正圧により、膜２０が二次側２４へ向けて動くことにより、二次側のヘリウムをバルーン１０へ向けて付勢して、バルーンを膨張させる。収縮の場合には、ソレノイドバルブ３０は閉止され、かつ、ソレノイドバルブ３６が開放されて、気体を一次側から抜き、その後、バルブ３６は閉止される。次に、ソレノイドバルブ３４は開放され、この開放により、負圧源３２は、アイソレータ１８の一次側２２に負圧を形成する。この負圧により、膜２０は一次側２２に引張られるので、ヘリウムはバルーンから引き出される。
【０００５】
大動脈内バルーンポンプ治療においては、バルーンはできるだけ迅速に膨張及び収縮させるのが望ましい。サイクルを迅速にすることにより、治療をより効果的に行うことができるとともに、より小径のカテーテルを使用することができるので、肢の乏血のおそれを少なくすることができるものと考えられる。上記した先行技術は、膨張及び収縮サイクルを迅速に行うことができるが、この装置の構成は、得ることができるサイクル速度に本質的な限界をもたらす。
【０００６】
かくして、典型的な膨張サイクルにおいては、約０．５６ｋｇ／ｃｍ２（約８ｐｓｉ）の初期圧にある正圧源２８からの加圧気体を使用して、バルーン１０を約０．１４ｋｇ／ｃｍ２（約２ｐｓｉ）の最終膨張圧力の膨張させる。（本明細書においては、ｐｓｉは、別に特定されない限り、ゲージ圧に関するものであって、絶対圧に関するものではない。）膨張サイクルの初期の段階においては、アイソレータ１８の一次側２２の約０．５６ｋｇ／ｃｍ２（８ｐｓｉ）の圧力により、膜２０を二次側２４へ向けて押し、二次側２４の気体をエキステンダ１４内へ付勢する。しかしながら、カテーテル１２は、小径であるので、バルーン１０への気体の迅速な流れに対する絞りとして作用する。従って、膜２０が完全に前方へ動く（即ち、膜が二次側２４の壁に当たる）と、カテーテル１２を介して比較的大きな圧力差が生じ、バルーンは部分的に膨張するだけとなる。エキステンダ１４内の気体がカテーテル１２からバルーンに流れて、平衡状態が装置の閉止部おいて得られるまで、バルーンの膨張のプロセスは継続する。従って、カテーテル１２を介しての圧力差は、膨張サイクルのはじめにおいて最も高く、膨張サイクルの最後にゼロに降下する。気体が、エキステンダ１４からバルーン１０へ流れる速度は、カテーテル１２の圧力差によるので、圧力差がこのように徐々に低下することにより、流量は着実に低下し、従って、平衡に達しかつバルーンが完全に膨張するまでの全時間は一層長くなる。
【０００７】
同様の状態が、サイクルの収縮段階においても生ずる。かくして、収縮サイクルが開始すると、大きな負圧が、負圧源３２によりアイソレータ１８の一次側に生ずる。この負圧により、膜２０は一次側に引張られることにより、エキステンダ１４内の気体は、アイソレータの二次側２４に引き入れられる。この場合にも、カテーテル１２が小径であるので、バルーン１０から出る気体の流れを絞ることにより、膜２０は完全に退却した位置（即ち、一次側２２の壁に当接する位置）に動かされると、比較的大きな圧力差がカテーテル１２を介して存在し、バルーン１０はごく一部が収縮するだけとなる。ヘリウムがバルーン１０からカテーテル１２を介してゆっくり流れるので、バルーンは、平衡に達するまで収縮を継続する。この場合にも、バルーンの収縮を行わせるカテーテル１２の圧力差が、収縮サイクルの開始時に最高になり、サイクルの終了時にゼロに低下する。圧力差が徐々に小さくなることにより、カテーテル１２における流量が着実に低下し、バルーンが完全に収縮するまでの全時間が長くなる。
【０００８】
最初のブラッシング(blush)においては、膨張の際により高い正圧を使用し、収縮の際により低い負圧を使用することにより、より迅速な膨張／収縮サイクルを達成することができると考えられる。しかしながら、より高い正圧を使用すると、バルーンを過膨張させて、応力を加える危険性があり、これに付随して、バルーンのアニューライゼーション(aneurization)または破裂の危険性が生ずる。あるいは、カテーテル１２を介して生ずる最大の圧力差が、膜２０が底をつく前に一層長時間保持されるようにアイソレータの容積を大きくすることが考えられるが、これは問題を生ずるものと考えられる。過膨張によりバルーンを損傷する危険性があるだけでなく、収縮の際に大量の気体をバルーンから取り出す必要があるのが、これは、収縮時間を長くする。
【０００９】
大動脈内バルーンポンプの動作に関しては、膨張／収縮のサイクル時間に影響を及ぼす３つの時間、即ち、コントローラから種々のバルブへ電気信号を送る時間、機械的動作即ち開放位置と閉止位置との間でのバルブの作動及びアイソレータ膜の動きを行わせるのに要する時間、並びに、正圧源及び負圧源と一次側のアイソレータとの間またはバルーンと二次側のアイソレータとの間で気体を移動させるのに必要な時間がある。これらの動作のいずれか１つを行うのに必要な時間を短くすることにより、より迅速な膨張／収縮サイクルを達成することができる。
【００１０】
気体の移動時間を短くすることにより膨張及び収縮速度を高める一の方法が、図２に概略示されているとともに、米国特許第４，７９４、９１０、４，７９６，６０６、４，８３２，００５、５，１５８，５２９及び５，１６９，３７９号に記載されている。この方法においては、バルブ２５は、アイソレータ１８の二次側２４とエキステンダ１４との間に配置されて、再使用駆動ユニットを使い捨て構成素子から分けている。バルブ２５は、バルーン１０、カテーテル１２及びエキステンダ１４をアイソレータ１８から隔離することにより、アイソレータ１８の二次側２４を、バルーン１０を膨張させる必要がある前に加圧し、かつ、バルーンを収縮させる必要がある前に減圧することができるようにしている。
【００１１】
図２の装置の動作においては、膨張サイクルは、バルブ２５を閉じかつバルブ３０を閉じることにより開始され、これにより、膜２０はアイソレータ１８の二次側２４に動かされて、この二次側を加圧する。バルブ２５は閉じているので、収縮状態に保持されているバルーン１０へ向けてヘリウムが流れることはない。膨張が必要とされる場合には、バルブ２５は開放され、二次側２４の加圧されたヘリウムはエキステンダ１４及びカテーテル１２を介して流れて、バルーン１０を膨張させる。アイソレータ１８の二次側２４は、バルブ２５が開かれた時点で既に加圧されているので、バルーン１０は、膨張が求められるときに二次側２４を先づ加圧する必要がある図１の装置よりも、一層迅速にバルーン１０を膨張させることができる。バルーンが膨張されると、バルブ２５及び３０は閉じられ、バルブ３６はしばらく(briefly)開かれて、一次側２２から気体を抜き、その後、バルブ３６が閉止される。バルブ２５は依然として閉じた状態にして、バルブ３４を開くすることができ、これにより、負圧が一次側に形成されて、膜２０を一次側２２へ向けて押すことにより、二次側２４に負圧を形成する。収縮が所望される場合には、バルブ２５を開放することができ、これにより、ヘリウムをバルーンから引き出すことができる。収縮サイクルを開始するときには、負圧がアイソレータ１８の二次側２４に既に存在しているので、バルーン１０は、収縮が求められるときに先づ負圧を二次側２４に形成しなければならない図１の装置よりも一層迅速に収縮する。
【００１２】
図２の装置は、このように一層迅速な膨張／収縮サイクルを達成することができるが、サイクル速度のなお一層の改良が、所望されている。膨張及び収縮サイクルを一層迅速にすることにより、高心拍数での動作の信頼性の向上、患者の血圧の上昇及び不整脈の場合の患者の心臓活動の追跡の改善をはじめとする動作における効果を提供することができる。応答時間におけるこれらの改良は、より高い動作圧力を使用することなく、かつ、かかる圧力に伴う漏れ及びバルーンの故障を引き起こすことなく得ることができるのが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、これらの要望を満たすものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一の観点によれば、医療装置を膨張収縮させる方法が提供されていて、この医療装置は、比較的大径のルーメンを有する管状のエキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを有する導管に接続されている。カテーテル部の一端はエキステンダ部の一端に流れ連通(flow communication)して接続され、かつ、カテーテル部の別の端部は医療装置に流れ連通して接続されるように、エキステンダ部とカテーテル部が直列に接続されている。
【００１５】
本発明のこの観点に係る一の実施の形態においては、この方法は、膨張／収縮サイクルの膨張段階(inflation phase)の際に使用することができる。この方法によれば、作動気体(working gas)が前記エキステンダ部に印加されて、膨張圧をエキステンダ部内に形成するとともに、エキステンダ部とカテーテル部との流れ連通を遮断することにより、作動気体がカテーテル部と医療装置に流れ込まないようにしている。次に、流れ連通が、エキステンダ部とカテーテル部との間に形成されることにより、作動気体がエキスパンダ部からカテーテル部を介して医療装置に流れるようにして、医療装置を膨張圧よりも低い作動圧まで実質上完全に膨張させるようにしている。次に、エキステンダ部内の圧力を作動圧よりも低い収縮圧に下げて、作動気体が医療装置からカテーテル部を介してエキステンダ部へ流れることにより医療装置を実質上完全に収縮させるようにしている。
【００１６】
本発明のこの観点に係る他の実施の形態においては、この方法は、膨張／収縮サイクルの収縮段階(deflation phase)において使用することができる。この方法においては、作動気体をエキステンダ部に印加して膨張圧をエキステンダ部内に形成することにより、作動気体がエキステンダ部からカテーテル部を介して医療装置に流れて、医療装置を作動圧まで実質上完全に膨張させる.次に、作動気体をエキステンダ部から取り出してエキステンダ部内に作動圧よりも低い収縮圧を形成するとともに、エキステンダ部とカテーテル部との流れ連通を遮断することにより、作動気体がカテーテル部及び医療装置から流れ出るのを阻止する。次いで、エキステンダ部とカテーテル部とを流れ連通させることにより、作動気体が医療装置からカテーテル部を介してエキステンダ部へ流れて医療装置を実質上完全に収縮させる。
【００１７】
本発明の更に別の実施の形態においては、本発明の方法は、サイクルの膨張と収縮の双方の段階において使用することができる。かかる方法は、エキステンダ部の自由端部に中空の素子を配設する工程を備えることができ、作動気体をエキステンダ部に印加する工程は、エキステンダ部において作用する圧力よりも高い圧力で作動気体を前記中空素子に供給する工程と、中空素子とエキステンダ部との間に第１の流れ連通を形成することにより作動気体が中空素子からエキステンダ部へ流れるようにする工程とを含む。好ましくは、中空素子とエキステンダ部との間に第１の流れ連通を形成する工程は、作動気体を中空素子に供給する工程の後に行われる。好ましい実施の形態においては、作動気体をエキステンダ部から取り出す工程は、作動気体を作動気体よりも低い圧力の中空素子に供給する工程と、中空素子とエキステンダ部との間に第２の流れ連通を形成することにより、作動気体がエキステンダ部から中空素子に流れるようにする工程とを含む。中空素子とエキステンダ部との間の第２の流れ連通は、作動気体よりも低い圧力の中空素子に作動気体を供給する工程の後で行うのが好ましい。 
【００１８】
この実施の形態の変形形態においては、エキステンダ部とカテーテル部との間に第１の流れ連通を形成する工程は、中空素子とエキステンダ部との間に流れ連通があるときに行うことができる。この変形形態は、エキステンダ部とカテーテル部とに間に流体連通があるときに中空素子とエキステンダ部との間の第１の流れ連通を遮断する工程と、作動気体を作動圧力よりも低い圧力の中空素子に供給する工程とを更に備えることができる。作動気体をエキステンダ部から取り出す工程は、中空素子とエキステンダ部との間に第２の流れ連通を形成する工程を含むことにより、作動気体がエキステンダ部から中空素子に流れるようにすることができる。
【００１９】
この実施の形態の他の変形態様においては、膨張圧がエキステンダ部に形成された後で、かつ、エキステンダ部とカテーテル部との間に第１の流れ連通を形成する工程の前に、中空素子とエキステンダ部との間の第１の流れ連通を遮断する工程を更に備えることができる。この変形態様においては、中空素子とエキステンダ部との間の第１の流れ連通が遮断された後に、作動気体を作動圧よりも低い圧力の前記中空素子に供給することにより、作動気体がエキステンダ部から中空素子に流れないようにすることができる。次に、作動気体は、中空素子とエキステンダ部との間に第２の流れ連通を形成することにより、エキステンダ部から取り出すことができる。この変形態様は、収縮圧がエキステンダ部に形成された後で、かつ、エキステンダ部とカテーテル部との間に第２の流れ連通を形成する工程の前に中空素子とエキステンダ部との間の第２の流れ連通を遮断する工程を更に備えることができる。
【００２０】
本発明の更に別の変形態様においては、可変容積の溜めを、エキステンダ部と流れ連通して配設することができ、エキステンダ部に作動気体を印加する工程は、収縮圧を可変容積の溜めとエキステンダ部との双方に形成するようにすることができる。好ましくは、第１の流れ連通が、エキステンダ部とカテーテル部との間に形成され、かつ、作動気体がエキステンダ部からカテーテル部を介して医療装置に流れるときに、作動気体が可変容積の溜めからエキステンダ部に流れるように構成される。作動気体をエキステンダ部から取り出す工程は、可変容積の溜めとエキステンダ部の双方に収縮圧を形成するように構成するのがより好ましい。第２の流れ連通が、エキステンダ部とカテーテル部との間に形成され、かつ、作動気体が医療装置からカテーテル部を介してエキステンダ部に流れるときに、作動気体がエキステンダ部から可変容積の溜めに流れるように構成するのが好ましい。
【００２１】
この実施の形態の更に別の変形態様においては、可変容積の溜めを、エキステンダ部と流れ連通して配設することができ、作動気体をエキステンダ部から取り出す工程は、可変容積の溜めとエキステンダ部の双方に収縮圧を形成する工程を含む。好ましくは、第２の流れ連通がエキステンダ部とカテーテル部との間に形成され、かつ、作動気体が医療装置からカテーテル部を介してエキステンダ部に流れるときに、作動気体が、エキステンダ部から可変容積の溜めに流れるように構成される。
【００２２】
本発明のこの観点に係る更に別の実施の形態においては、中空素子が、エキステンダ部の自由端部に配設され、作動気体をエキステンダ部から取り出す工程は作動気体を作動圧よりも低い圧力の中空素子に供給する工程と、中空素子とエキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含み、作動気体はエキステンダ部から中空素子に流れ込むように構成することができる。エキステンダ部とカテーテル部との間に第２の流れ連通を形成する工程は、中空素子とエキステンダ部とが流れ連通しているときに行われるのが好ましい。
【００２３】
本発明の別の観点によれば、医療装置を膨張収縮させる方法が提供されている。医療装置は、比較的大径のルーメンを有する管状の膨張エキステンダ部と、比較的大径のルーメンを有する管状の収縮エキステンダ部と、比較的小径のルーメンを有する管状のカテーテル部とを含む導管に接続され、カテーテル部の一端が膨張エキステンダ部の一端と収縮エキステンダ部の一端の双方に流れ連通して接続され、かつ、カテーテル部の別の端部が医療装置に流れ連通して接続されるように、カテーテル部と医療装置が膨張及び収縮エキステンダ部と直列に接続されて構成されている。
【００２４】
本発明のこの観点に係る一の実施の形態においては、この方法は、膨張／収縮サイクルの膨張段階の際に使用することができる。この方法においては、作動気体を膨張エキステンダ部に印加してエキステンダ部に膨張圧を形成するとともに、膨張エキステンダ部とカテーテル部との流れ連通を遮断することにより、作動気体がカテーテル部と医療装置との間に流れるのを阻止する。次に、膨張エキステンダ部とカテーテル部とを流れ連通させるとともに、収縮エキステンダ部とカテーテル部との流れ連通を遮断することにより、作動気体が膨張エキステンダ部からカテーテル部を介して医療装置に流れて、医療装置を膨張圧よりも低い作動圧に実質上膨張させる。収縮エキステンダ部に作動圧よりも低い収縮圧を形成し、かつ、収縮エキステンダ部をカテーテル部と流れ連通させるとともに、膨張エキステンダ部とカテーテル部との間の流れ連通を遮断することにより、作動気体が医療装置からカテーテル部を介して収縮エキステンダ部に流れて、医療装置を実質上完全に収縮させる。
【００２５】
本発明のこの観点に係る別の実施の形態においては、この方法は、膨張／収縮サイクルの収縮段階の際に使用することができる。この方法によれば、膨張エキステンダ部に作動気体を印加して、膨張圧を膨張エキステンダ部に形成することにより、作動気体が膨張エキステンダ部からカテーテル部を介して医療装置に流れて、医療装置を作動圧に実質上完全に膨張させる。作動気体を、収縮エキステンダ部に印加して、作動圧よりも低い収縮圧を収縮エキステンダ部に形成するとともに、収縮エキステンダ部と前記カテーテル部との流れ連通を遮断することにより、作動気体がカテーテル部と医療装置から流れ出るのを阻止する。収縮エキステンダ部とカテーテル部とを流れ連通させるとともに、膨張エキステンダ部とカテーテル部との流れ連通を遮断することにより、作動気体が、医療装置からカテーテル部を介して収縮エキステンダ部に流れて、医療装置を実質上完全に収縮させる。
【００２６】
本発明の更に別の実施の形態においては、本発明の方法は、サイクルの膨張及び収縮の双方の段階において使用することができる。この方法は、膨張エキステンダ部の自由端部に中空の膨張素子を配設する工程を更に含むことができ、作動気体を膨張エキステンダ部に印加する工程は、膨張エキステンダ部において作用する圧力よりも高い圧力で作動気体を中空膨張素子に供給に供給する工程と、中空膨張素子と膨張エキステンダ部とを流れ連通させて、作動気体が中空膨張素子から膨張エキステンダ部に流れ込むようにした工程とを含む。この方法の好ましい実施の形態は、収縮エキステンダ部の自由端部に中空の収縮素子を配設する工程を更に備えることができ、作動気体を収縮エキステンダ部に印加する工程は、作動気体を作動圧よりも低い圧力の中空収縮素子に供給する工程と、中空収縮素子と収縮エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含み、作動気体は収縮エキステンダ部から中空収縮素子へ流れる。中空収縮素子は、中空膨張素子と同じとすることができる。
【００２７】
特に好ましい方法においては、中空素子を、膨張エキステンダ部の自由端部と、収縮エキステンダ部の自由端部の双方に配設することができる。本発明のこの方法によれば、作動気体を膨張エキステンダ部に印加する工程は、作動気体を膨張エキステンダ部において作用する圧力よりも高い圧力で中空素子に供給する工程と、中空素子と膨張エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含み、作動気体は、中空素子から膨張エキステンダ部に流れ込む。更に、この方法においては、作動気体を収縮エキステンダ部に印加する工程は、作動気体を作動圧よりも低い圧力の中空素子に供給する工程と、中空素子と収縮エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程とを含み、作動気体は、収縮エキステンダ部から中空素子へ流れる。
【００２８】
膨張エキステンダ部とカテーテル部との流れ連通は、中空素子と膨張エキステンダ部との間に流れ連通があるときに形成するのが好ましい。好ましい方法は、更に、膨張エキステンダ部とカテーテル部とが流れ連通しているときに、中空素子と膨張エキステンダ部との流れ連通を遮断する工程と、作動気体を作動圧よりも低い圧力の中空素子に供給する工程とを更に備えるのが好ましい。より好ましい方法においては、作動気体を収縮エキステンダ部に印加する工程は、中空素子と収縮エキステンダ部との間に流れ連通を形成する工程を含み、作動気体が、収縮エキステンダ部から中空素子に流れ込むように構成される。
【００２９】
本発明のこの実施の形態に係る他の方法は、膨張圧が膨張エキステンダ部に形成された後で、かつ、膨張エキステンダ部とカテーテル部との間に流れ連通を形成する工程の前に、中空素子と膨張エキステンダ部との間の流れ連通を遮断する工程を更に備えることができる。中空素子と膨張エキステンダ部との間の流れ連通が遮断された後に、作動気体を作動圧よりも低い圧力の中空素子に供給することにより、作動気体は膨張エキステンダ部から中空素子に流れないようにすることができる。作動気体を収縮エキステンダ部に供給する工程は、中空素子と収縮エキステンダ部とを流れ連通させる工程を含むのが好ましい。好ましい実施の形態は更に、収縮圧がエキステンダ部に形成された後で、かつ、収縮エキステンダ部とカテーテル部との間に流れ連通を形成する工程の前に、中空素子と収縮エキステンダ部との間の流れ連通を遮断する工程を更に備えることができる。
【００３０】
上記実施の形態の変形形態においては、可変容積の膨張溜めを、膨張エキステンダ部と流れ連通して配設することができ、膨張エキステンダ部に作動気体を印加する工程により、膨張圧が、可変容積の膨張溜めと膨張エキステンダ部との双方に形成される。流れ連通が、膨張エキステンダ部とカテーテル部との間に形成され、かつ、作動気体が、膨張エキステンダ部からカテーテル部を介して医療装置に流れるときに、作動気体が可変容積の膨張溜めから膨張エキステンダ部に流れるように構成するのが好ましい。
【００３１】
別の変形形態においては、可変容積の収縮溜めが、収縮エキステンダ部と流れ連通して配設され、収縮エキステンダ部に作動気体を印加する工程は、収縮圧を可変容積の収縮溜めと収縮エキステンダ部との双方に形成する。流れ連通が収縮エキステンダ部とカテーテル部との間に形成され、かつ、作動気体が医療装置からカテーテル部を介して収縮エキステンダ部に流れるときに、作動気体が収縮エキステンダ部から可変容積の収縮溜めに流れるように構成される。
【００３２】
本発明の更に別の観点によれば、医療装置が提供されている。この医療装置は、膨張状態と収縮状態とを有する膨張自在の部材と、比較的小さいルーメン、膨張自在の部材に接続された第１の端部及び第２の端部を有するカテーテルと、比較的大きなルーメン、カテーテルの第２の端部に接続された第１の端部及び第２の端部を有するエキステンダと、膨張自在の部材を膨張させる作動気体と、作動気体をエキステンダに供給するとともに作動気体をエキステンダから取り出すようにエキステンダの第２の端部に接続された圧力源と、エキステンダの第１の端部に隣接して配置された第１のバルブとを備え、第１のバルブは開放及び閉止状態を有し、膨張自在の部材が収縮状態にあり、かつ、第１のバルブが閉止状態にあるときに、作動気体を、膨張自在の部材を膨張状態におくことなく圧力源によりエキステンダに供給することができ、膨張自在の部材が膨張状態にあり、かつ、第１のバルブが閉止状態にあるときに、作動気体を、膨張自在の部材を収縮状態におくことなく圧力源によりエキステンダから取り出すことができるように構成されている。
【００３３】
本発明の装置の一の実施の形態においては、圧力源は、一次側、二次側及び一次側を二次側から分離する可動部材を有する室を備え、二次側は、エキステンダの第２の端部と流れ連通して接続され、圧力源は更に、正圧を室の一次側へ向けて付勢することにより、作動気体をエキステンダに供給する正圧源と、負圧を室の一次側に供給して可動部材を室の一次側に動かして、作動気体をエキステンダから室の二次側に取り出す負圧源とを備えている。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、医療装置は、エキステンダの第２の端部に隣接して配置された第２のバルブを更に備え、該第２のバルブは開放及び閉止状態を有している。この実施の形態によれば、圧力源は、エキステンダの第２の端部と流れ連通して接続された中空の素子を有し、第２のバルブが閉止状態にあるときには、作動気体をエキステンダに供給することなく、作動気体を膨張圧で中空素子に供給することができるとともに、作動気体をエキステンダから取り出すことなく作動気体を収縮圧で中空素子に供給することができる。特に好ましい実施の形態は、エキステンダと流れ連通して接続された可変容積の溜めを更に備えている。好ましくは、可変容積の溜めは、第１のバルブと第２のバルブとの間でエキステンダに接続される。
【００３５】
本発明の更に別の観点によれば、医療装置が提供されている。この医療装置は、膨張状態と収縮状態とを有する膨張自在の部材と、比較的小さいルーメン、膨張自在の部材に接続された第１の端部及び第２の端部を有するカテーテルと、比較的大きなルーメン、カテーテルの第２の端部に接続された第１の端部及び第２の端部を有する膨張エキステンダと、比較的大きなルーメン、カテーテルの第２の端部に接続された第１の端部及び第２の端部を有する収縮エキステンダと、膨張自在の部材を膨張させる作動気体と、作動気体を膨張エキステンダに供給するように膨張エキステンダの第２の端部に接続されるとともに、作動気体を収縮エキステンダから取り出すように収縮エキステンダの第２の端部に接続された圧力源と、膨張エキステンダの第１の端部に隣接して配置された第１のバルブとを備え、第１のバルブは、膨張エキステンダとカテーテルとの間に流れ連通を形成する第１の位置及び膨張エキステンダとカテーテルとの間の流れ連通を遮断する閉止位置を有し、膨張自在の部材が収縮状態にありかつ第１のバルブが閉止位置にあるときに、作動気体を、膨張自在の部材を膨張状態におくことなく圧力源により膨張エキステンダに供給することができるように構成されている。
【００３６】
本発明のこの観点に係る装置の実施の形態においては、第１のバルブは、収縮エキステンダの第１の端部に隣接して配置され、第１のバルブは、収縮エキステンダとカテーテルとを流れ連通させるとともに、膨張エキステンダとカテーテルとの間の流れ連通を遮断する第２の位置を有することにより、膨張自在の部材が収縮状態にあり、かつ、第１のバルブが第２の位置にあるときに、作動気体を、膨張自在の部材を膨張状態におくことなく、圧力源により膨張エキステンダに供給することができるように構成することができる。第１の位置にある第１のバルブは、収縮エキステンダとカテーテルとの流れ連通を遮断することにより、収縮エキステンダが膨張状態にあり、かつ、第１のバルブが閉止位置及び第１の位置の一方にあるときに、作動気体を、膨張自在の部材を収縮状態におくことなく収縮エキステンダから圧力源により取り出すことができるように構成することができる。
【００３７】
本発明の好ましい実施の形態においては、装置は、膨張エキステンダの第２の端部に隣接して配置された第２のバルブを更に備え、圧力源は膨張エキステンダの第２の端部と流れ連通して接続された中空素子を有し、第２のバルブは、中空素子と膨張エキステンダとを流れ連通させる第１の位置と、中空素子と膨張エキステンダとの流れ連通を遮断する閉止位置とを有し、第２のバルブが閉止位置にあるときに作動気体を、膨張エキステンダに供給することなく中空素子に供給することができ、第２のバルブが第１の位置にあるときに作動気体を中空素子から膨張エキステンダに供給することができるように構成することができる。特に好ましい実施の形態は、膨張エキステンダと流れ連通して接続された可変容積の膨張溜めを更に備えることができる。可変容積膨張溜めは、第１のバルブと第２のバルブとの間で膨張エキステンダに接続することができる。
【００３８】
より好ましい実施の形態においては、第２のバルブは、収縮エキステンダの第２の端部に隣接して配置され、第２のバルブは中空素子と収縮エキステンダとの流れ連通を確立しかつ中空素子と膨張エキステンダとの流れ連通を遮断する第２の位置を有し、第２のバルブが第２の位置にあるときに、作動気体を、膨張エキステンダに供給することなく中空素子に供給することができるように構成することができる。第１の位置にある第２のバルブは、中空素子と収縮エキステンダとの流れ連通を遮断することにより、第２のバルブが閉止位置と第１の位置の一方にあるときに、作動気体を、収縮エキステンダから取り出すことなく中空素子から取り出すことができるように構成することができる。この実施の形態は、収縮エキステンダと流れ連通して、好ましくは、第１のバルブと第２のバルブとの間に接続された可変容積の収縮溜めを更に備えることができる。
【００３９】
別の好ましい実施の形態においては、医療装置は、膨張と収縮エキステンダの双方の第１の端部に隣接して配置された第１のバルブではなく、膨張エキステンダの第１の端部に隣接して配置された第１のバルブを有することができる。この医療装置は、収縮エキステンダの第１の端部に隣接して配置された第３のバルブを更に備え、該第３のバルブは、収縮エキステンダとカテーテルとを流れ連通させる第１の位置と、収縮エキステンダとカテーテルとの流れ連通を遮断する閉止位置とを有することにより、膨張自在の部材が膨張状態にありかつ第３のバルブが閉止位置にあるときに、作動気体を、膨張自在の部材を収縮状態におくことなく圧力源により収縮エキステンダから取り出し、膨張自在の部材が膨張状態にありかつ第３のバルブが第１の位置にあるときに、作動気体を膨張自在の部材からカテーテルを介して収縮エキステンダに取り出して膨張自在の部材を収縮状態におくことができるように構成することができる。かかる実施の形態においては、装置は、膨張と収縮の双方のエキステンダの第２の端部に隣接して第２のバルブを配置するのではなく、膨張エキステンダの第２の端部に隣接して第２のバルブを配置するとともに、収縮エキステンダの第２の端部に隣接して第４のバルブを配置することができる。この第４のバルブは、中空素子と収縮エキステンダとを流れ連通させる第１の位置と、中空素子と収縮エキステンダとの流れ連通を遮断する閉止位置とを有することにより、第４のバルブが閉止位置にあるときに、作動気体を、収縮エキステンダから取り出すことなく中空素子から取り出すことができ、第４のバルブが第１の位置にあるときに、作動気体を収縮エキステンダから中空素子に取り出すことができるように構成することができる。かかる実施の形態は更に、収縮エキステンダと流れ連通して接続された可変容積の収縮溜めを更に備えることができる。望ましくは、可変容積膨張溜めは、第３のバルブと第４のバルブとの間で膨張エキステンダに接続される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】先行技術に係る、大動脈内バルーンを膨張及び収縮させる装置を示す著しく概略的な図である。
【図２】先行技術に係る、別の大動脈内バルーンを膨張及び収縮させる装置を示す著しく概略的な図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る、大動脈内バルーンを膨張及び収縮させる装置を示す著しく概略的な図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る、大動脈内バルーンを膨張及び収縮させる装置を示す著しく概略的な図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る、大動脈内バルーンを膨張及び収縮させる装置を示す著しく概略的な図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る、大動脈内バルーンを膨張及び収縮させる装置を示す著しく概略的な図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る、大動脈内バルーンを膨張及び収縮させる装置を示す著しく概略的な図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係る、大動脈内バルーンを膨張及び収縮させる装置を示す著しく概略的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の構成及び作用効果を添付図面に関して詳細に説明する。
【００４２】
本発明に係る大動脈内バルーンポンプ１００の一の実施の形態が、図３に概略示されている。バルーンポンプ１００の主要部分は、上記した従来のバルーンポンプと同様に構成されている。従って、バルーンポンプ１００は、柔軟な膜１２０により一次側１２２と、二次側１２４とに分割されたアイソレータ１２０を有している。アイソレータ１１８の一次側１２２に接続されているのは、エアコンプレッサその他の空気供給体のような正圧源１２８と、真空ポンプその他の真空源のような負圧源１３２と、ベントポート(vent port)１３８である。ソレノイドバルブ１３０が、正圧源からアイソレータに向けての空気の流れを制御し、ソレノイドバルブ１３４が、アイソレータから真空源に向けての空気の流れを制御し、更に、ソレノイドバルブ１３６が、アイソレータとベントポート１３８との間の空気の流れを制御するように設けられている。コントローラ（図示せず）が、開放状態と閉止状態との間でソレノイドバルブ１３０、１３４及び１３６の動作を制御するように設けられている。
【００４３】
アイソレータ１１８の反対側では、エキステンダ(extender)１１４及びカテーテル１１２が、互いに直列に接続されているとともに、バルーン１１０とアイソレータ１１８の二次側１２４との間で流れ連通を形成するように大動脈内バルーンポンプ１００と直列に接続されている。ヘリウム供給吐出装置１２６のような気体源が、メインアイソレータ１１８の二次側１２４に接続されて、所定容量のヘリウムを膜１２０とバルーン１１０との間の空間に保持している。先行技術の装置と同様に、エキステンダ１１４は、カテーテル１１２よりも実質上大きい直径を有することにより、気体は、エキステンダ１１４を介して実質上制限されずに流れるが、カテーテル１１２を介しての流れは制限されるようになっている。
【００４４】
バルーンポンプ１００はまた、アイソレータ１１８の二次側１２４とバルーン１１０との間に２方向ソレノイドバルブ１２５を有している。しかしながら、バルブ１２５は、図２に関して上記した先行技術の装置のように、アイソレータ１１８に隣接するエキステンダ１１４の端部に配置されるのではなく、患者にできるだけ近接して配置される。バルブ１２５は、エキステンダ１６０がバルブ１２５とカテーテル１１２との間にごく短い距離延びるように、カテーテル１１２との接続部に隣接するエキステンダ１１４の最端部に、またはエキステンダ１１４の端部にごく近接して配置されるのが好ましい。装置の他のバルブと同様に、コントローラは、開放状態と閉止状態との間でソレノイドバルブ１２５の動作を制御する。
【００４５】
以下、大動脈内バルーン１１０を膨張及び収縮させるバルーンポンプ１００の動作について説明する。バルーン１１０が完全に収縮した状態にあり、かつ、エキステンダ１１４とバルーン１１０とが約−０．１４ｋｇ／ｃｍ２（約−２ｐｓｉ）の端部収縮圧力にある状態でシーケンスが開始されるとすると、膜１２０は、アイソレータ１１８の一次側１２２の壁に当接し、ソレノイドバルブ１２５、１３０及び１３６は、閉止した状態にあり、ソレノイドバルブ１３４は、開放された状態にある。前膨張段階(pre-inflation phase)においては、コントローラは、アイソレータ１１８の一次側１２２から負圧をベントするように、最初はバルブ１３４を作動させて閉止するとともにバルブ１３６を作動させてしばらく開放させる。バルブ１３６がしばらく開放することにより、大気圧の空気が、ベントポート１３８を介して一次側１２２に入り、かつ、膜１２０をアイソレータの二次側１２４に向けて動かし始める。次に、バルブ１３６を閉止するとともにバルブ１３０を開放することができ、これにより直ちに、正圧源１２８からの約０．４２乃至０．５６ｋｇ／ｃｍ２（約６乃至８ｐｓｉ）の空気圧がアイソレータ１１８の一次側１２２を加圧して、膜１２０を二次側１２４に向けて更に動かす。膜１２０のこの移動により、二次側１２４内のヘリウムをエキステンダ１１４内に向けて付勢して、エキステンダへ向けてかつエキステンダ内に押し込めて、正圧源１２８により提供される圧力とほぼ等しい圧力をエキステンダ内に形成する。バルブ１２５がこの前膨張段階の際に閉止位置にあるので、ヘリウムは、カテーテル１１２に流れ込まず、バルーン１００は、収縮された状態に保持される。典型的な場合においては、エキステンダ及びアイソレータの二次側において圧力を形成することにより、膜１２０は、アイソレータの二次側の壁に対し完全に延びた位置から離隔した距離の位置において平衡状態に達する（実際には、必ずしもそうではないが、膜１２０は、前膨張段階の際に完全に延びた位置に到達することできる）。ベント工程による前膨張段階の開始は、アイソレータの一次側の容積が小さいので、任意に行われる。このベント工程が行われない場合には、前膨張段階は、上記のようにアイソレータ１１８の一次側１２２を加圧するように、コントローラ作動バルブ１３４を閉止するとともにコントローラ作動バルブ１３０を開放することにより開始することができる。
【００４６】
バルーン１００の膨張が所望される場合には、コントローラが、バルブ１２５を作動させて開放させることができる。バルーン１１０は負圧にあり、かつ、エキステンダ１１４は正圧にあるので、ヘリウムは、カテーテル１１２を介してバルーンに流れ始める。従って、バルーン１１０は、膨張し始めて、患者の血圧、例えば約０．１４ｋｇ／ｃｍ２（約２ｐｓｉ）に略等しい圧力をバルーン内に形成する。ヘリウムがカテーテル１１２を介して流れてバルーン１１０を膨張させると、膜１２０は、前方に動き続けて、エキステンダ１１４を出るヘリウムをアイソレータ１１８の二次側１２４からのヘリウムと置換することにより、膨張サイクルの少なくとも最初の段階の際に、エキステンダ内の圧力を実質上一定のレベルに保持することができる。アイソレータ１１８とエキステンダ１１４との間の容積関係により、膜１２０は、バルーン１１０が完全に膨張する前にアイソレータの二次側１２４の壁に接触することができる。かかる場合においては、バルーン１１０は、エキステンダ内の圧力が減衰し始めるので、バルーン１１０が完全に膨張した状態に到達するまで、膨張し続ける。膨張段階の開始時には、バルブ１３０、１３４及び１３６は、既に膨張のために適正な状態にあり、膜１２０は、アイソレータ１１８の二次側に向けて既に変位されており、更に、二次側１２４及び、特に、エキステンダ１１４は、既に完全に加圧されているので、バルーン１１０の膨張は、図２に示す装置を含む先行技術の装置を用いた場合よりも、一層迅速に進むことができる。
【００４７】
バルーン１１０が所望の膨張状態に到達すると、コントローラが、作動して、バルブ１２５及び１３０を閉止させることができる。バルブ１３０が閉止すると、アイソレータ１１８への正圧の印加を終了させ、かつ、バルブ１２５が閉止すると、エキステンダ１１４とバルーン１１０との間のカテーテル１１２を介する双方向のヘリウムの流れを防止することにより、バルーンの収縮または更なる膨張が起こらないようにしている。次いでまたは同時に、コントローラは、バルブ１３６をしばらく開放して、アイソレータ１１８の一次側からベントポート１３８を介して大気へ正圧を解放することにより、前収縮段階を開始することができる。このベント工程が行われると、膜１２０が、アイソレータ１１８の一次側１２２に向けて動きを開始して、エキステンダ１１４からヘリウムを引き出すことにより、エキステンダ１１４の圧力を減少させることができる。しかしながら、バルブ１２５が閉止状態に保持されているので、バルーン１１０の収縮は行われない。このベント工程により、負圧源１３２が収縮の際に一次側１２２から取り出さなければならない空気の量を減少させ、かくして、収縮サイクルの際に大動脈内バルーンポンプ１００により消費される全体の動力を減少させる。短時間が経過してから、バルブ１３６が閉止され、バルブ１３４が開放されて、真空源１３２からの約−０．２１乃至−０．４９ｋｇ／ｃｍ２（約−３乃至−７ｐｓｉ）の負圧によりアイソレータ１１８の一次側１２２が排気されて、膜１２０を一次側１２２の壁に向けて更に引くことができるが、典型的には当接することはない。膜１２０のこの動きにより、更なる量のヘリウムが、エキステンダ１１４から引き出されるとともに、アイソレータの二次側１２４へ引き込まれて、エキステンダ内の圧力を有意に、即ち、真空源１３２により提供される負圧とほぼ同じ程度まで低下させる。
【００４８】
バルーン１１０の収縮が所望される場合には、バルブ１２５を開放することができ、これによりカテーテル１１２を介して圧力差が生じるので、ヘリウムは、バルーン１１０からカテーテル１１２を介してエキステンダ１１４へ流れ出る。ヘリウムがバルーン１１０からエキステンダ１１４へ流れ込むと、膜１２０は、一次側１２２の壁に向けて動き続けて、アイソレータの二次側１２４へバルーンからエキステンダへ入るのと同じ体積のヘリウムを引き入れる。従って、エキステンダ内の略一定の負圧を、収縮サイクルの有意な部分の全体に亘って保持することができる。この場合にも、アイソレータの容積とエキステンダの容積との関係により、膜１２０は、バルーン１１０が完全に膨張する前に、アイソレータの一次側１２２の壁に接触することができる。かかる場合には、エキステンダ１１４内の圧力は、バルーン１１０の収縮が続くにつれて、増加し始め、これにより、収縮の速度を、バルーン１１０が完全に収縮した状態に到達するまで、収縮サイクルの残りの部分において低下させる。収縮サイクルが開始されると、バルブ１３０、１３４及び１３６は、既に収縮に適した状態にあり、膜１２０は、アイソレータ１１８の一次側１２２に向けて既に変位されており、しかも、二次側１２４及び、特にエキステンダ１１４は、既に真空源１３２とほぼ同じ負圧にされているので、バルーン１１０の収縮は、先行技術の装置を用いた場合よりも一層早く行われる。バルーン１１０が完全に収縮すると、コントローラが作動して、バルブ１２５を閉止し、ヘリウムが、エキステンダ１１４とバルーン１１０との間のカテーテル１１２を介して両方向に流れるのを阻止することにより、一の膨張／収縮サイクルを完了させるとともに、大動脈内バルーンポンプ１００を次の前膨張段階を開始する状態におくことができる。
【００４９】
バルブ１２５をカテーテル１１２に隣接するエキステンダ１１４の端部にまたは端部付近に配置することにより、応答時間をより速くすることに加えて、幾つかの利点を得ることができる。先づ、少量のヘリウムが膨張及び収縮サイクルの際にバルブを通過しなければならないので、バルブのサイズは、図２の装置において要求されるサイズよりも小さくすることができる。このようにサイズを小さくすることにより、開放状態と閉止状態との間のバルブの機械的切り換えをより迅速に行うことができるので、膨張及び収縮サイクルの時間を更に改良することができる。更に、バルブ１２５は、簡単な電気作動のインラインバルブ(in-line)とすることができるので、バルブは、エキステンダ１１４、カテーテル１１２及びバルーン１１０とともに使い捨てとすることができるように安価に製造することができる。更に、電気ワイヤがエキステンダに沿って配置されて電気信号をバルブに送信すると、圧力変換器または血液漏れ検出器のようなセンサをバルブの付近に配置することにより、測定をより正確にし、漏れの検出をより迅速にし、よじれなどの位置に関する情報をより信頼することができるものに容易にすることができる。
【００５０】
上記装置の変形の形態においては、大動脈内バルーンポンプ１００は、オーバーサイズのアイソレータ、二次アイソレータまたは米国特許第５，８１７，００１号に記載のアイソレータのようなオーバードライブ装置(overdrive system)を組み込むことができる。本明細書においては、この特許を引用してその説明に代える。かかる装置は、バルーンをより迅速に膨張または収縮させるように、より長時間に亘って略一定の膨張または収縮圧をエキステンダ内に保持する。かかる装置の一つにおいては、アイソレータは、従来のアイソレータの容積よりも大きい容積を有するように構成することができる。かかる装置の前膨張段階の際には、バルブ１３０を開放することにより、圧力源１２８からの加圧された空気が一次側１２２へ流れ込むときに、膜１２０をアイソレータの二次側１２４に向けて動かすことができる。しかしながら、平衡に達して、膜１２０は、上記装置において利用することができる量よりもアイソレータの二次側１２４で利用することができる気体の量が多くなるので停止する。従って、膜１２０は、アイソレータの二次側で壁に向けて動き続けるとともに、エキステンダ１１４内の圧力が、全膨張段階またはほぼ全膨張段階に亘って略一定のレベルに保持されることにより、膨張の際のエキステンダ内の圧力の低下により生じるサイクル時間の増大を最小にし、またはなくすことができる。アイソレータに適宜の容積を提供することにより、膜１２０がアイソレータの二次側１２４の壁に接触すると、バルブ１２５を閉止することにより膨張サイクルを終了させることができる。
【００５１】
オーバードライブ装置を組み込んだ大動脈内バルーンポンプ１００を使用する収縮工程は、同様の態様で行うことができる。即ち、前収縮段階(pre-deflation phase)の際には、バルブ１３４を開くことにより、真空源１２２が空気を引き出すと、膜１２０をアイソレータの一次側１２２に向けて動かし始める。膜１２０が平衡の状態で停止すると、上記装置の容積よりも大きい容積がアイソレータの一次側に存在するようになる。従って、膜１２０は、一次側１２２の壁に向けて動き続け、エキステンダ１１４の圧力は、全収縮段階またはほぼ全収縮段階に亘って略一定のレベルに保持されて、収縮の際にエキステンダ内の圧力を徐々に増加させることにより生じるサイクル時間増大を最小にし、またはなくすことができる。アイソレータに適宜の容積が提供されると、収縮サイクルは、膜１２０がアイソレータの一次側１２２の壁に接触したときにバルブ１２５を閉じることにより終了する。
【００５２】
図４には、上記装置の更に別の変形態様に係る大動脈内バルーンポンプ２００が示されている。かかる変形態様によれば、大動脈内バルーンポンプ２００は、アイソレータ１１８とバルブ１２５との間のエキステンダ１１４に入口／出口ポート２５４を介して接続されたアキュムレータ２５０を有している。大動脈内バルーンポンプ２００は、アキュムレータ２５０の他に、アイソレータ１１８の二次側１２４とエキステンダ１１４との間に第２の２方向ソレノイドバルブ２２７を有している。
【００５３】
アキュムレータ２５０は、所定の最大容積を有するハウジングからなり、ピストン、即ち、膜２５２が、ポート２５４と流れ連通して容積を変えるようにハウジング内に摺動自在に組み込まれている。アキュムレータ２５０は、ピストン即ち膜２５２が、ばね（図示せず）によりアキュムレータの中央部に近いニュートラル位置に向けて付勢される機械的アキュムレータとすることができる。ピストン即ち膜２５２がニュートラル位置から離れて前方または後方へ動かされると、ばねは、ピストン即ち膜をニュートラル位置に向けて戻すように作用する。
【００５４】
アキュムレータ２５０は、ピストン即ち膜２５２がトラップされた気体によりニュートラル位置に向けて付勢されるガスアキュムレータであるのが好ましく、かくして、機械的アキュムレータよりも圧力変化に一層迅速に反応することができる。ガスアキュムレータにおいては、ピストン即ち膜２５２に作用する圧力をトラップされた気体の圧力よりも大きい圧力に高めることにより、ピストン即ち膜をポート２５４から離れて後方へ動かして、トラップされた気体を圧縮し、その圧力を高めて平衡状態に到達させる。印加された圧力が減少すると、トラップされた気体は、膨張し、ピストン即ち膜をニュートラル位置に向けて後方に押す。これに対して、ピストン即ち膜２５２に作用する圧力をトラップされた気体の圧力よりも低い圧力にすることにより、ピストン即ち膜をポート２５４に向けて前方へ動かし、トラップされた気体の圧力を減少させて平衡状態に到達させる。次に印加された圧力が増大すると、トラップされた気体は、圧縮され、ピストン即ち膜をニュートラル位置に向けて後方に引く。ガスアキュムレータにおいては、アキュムレータの最大容積がトラップされた気体の体積と比較して大きい場合には、ピストン即ち膜２５２に作用する低い圧力が、トラップされた気体の圧力よりも高いか低いかによって、この低い圧力によりピストン即ち膜を前方または後方へ変位させることができる。かかる低い圧力においては、トラップされた気体は、ピストン即ち膜が前方へ押されるとより均一な圧力を作用させ、ピストン即ち膜が後方へ押されるとより均一に圧縮する。
【００５５】
バルーン１１０を膨張させる大動脈バルーンポンプ２００の動作は、前膨張段階をもって開始することができる。この段階は、バルーン１１０を完全に収縮した状態にし、膜１２０をアイソレータ１１８の一次側の壁に対して完全に退却された状態にし、バルブ１３０及び１３６を閉止し、かつ、バルブ１３４、１２５及び２２７を開放した状態にして開始することができる。はじめは、コントローラを動作させて、バルブ１３４、１２５及び２２７を開放し、かつ、所望により、バルブ１３６を短時間開放して、負圧をアイソレータの一次側１２２から抜くことにより、膜１２０の二次側１２４への移動を開始させることができる。次に、バルブ１３６を閉じ、バルブ１３０を開放して、正圧が一次側１２２へ流れ込むときに、膜１２０をアイソレータの二次側１２４へ向けて更に動かす。これにより、バルブ２２７は閉じるので、ヘリウムは、エキステンダ１１４には流れず、アイソレータの二次側における圧力を高める。少し遅れて、バルブ２２７を開放することができるので、膜１２０をアイソレータの二次側へ向けて更に動かすとともに、ヘリウムを二次側１２４で付勢して、エキステンダ１１４だけでなく、アキュムレータ２５０へ流し込むことができる。ヘリウムのアキュムレータ２５０への流入により、双方の側からピストンに作用する力が等しくなる平衡状態に到達するまで、使用されるアキュムレータのタイプにより、付勢ばね即ち気体の力に抗してピストン２５２を後方へ押す。アキュムレータ２５０の容積が追加されるので、膜１２０は、この前膨張段階の際にアイソレータの二次側１２４の壁に当接する完全に引き延ばされた位置に到達し、これにより、バルブ１３０及び２２７は閉じて、アイソレータ１１８を装置の閉止部分から遮断する。バルブ２２７が閉止すると、アイソレータ１１８は、バルーン１１０の膨張が依然として開始されていない場合でも、以下において説明するように、前収縮段階を直ちに開始することができる。
【００５６】
バルブを開いてバルーンを膨張させると直ちに、ヘリウムが、エキステンダ１１４からカテーテルを介してバルーンへ流れる。ヘリウムがエキステンダ１１４とアキュムレータ２５０から流れ出ると、ピストン２５２に作用する力はもはや等しくなくなる。従って、ピストン２５２に作用する付勢力により、ピストンはニュートラル位置へ向けて前方へ押され、エキステンダ／アキュムレータ組み合わせたいの全容積が減少し、内部の圧力を実質上一定のレベルに保持する。アキュムレータ２５０の容積は、退却位置からニュートラル位置へ向けてのまたはニュートラル位置への動きにより、十分な量のヘリウムを排除してエキステンダ内の圧力を全膨張サイクルに亘って略一定のレベルに保持するように設定されるのが好ましい。膜１２０が、前膨張段階において、アイソレータの二次側１２４の壁に当接する完全に延びた位置に到達しない場合には、膜１２０が完全に延びた状態になって、バルブ１３０及び２２７が閉じることができる状態になるまで、バルブ１３０及び２２７は典型的には、膨張の際に開放状態に保持される。バルーン１１０が完全に膨張すると、バルブ１２５は閉じて、バルーンを装置の他の部分から隔離することができる。
【００５７】
上記のように、前収縮段階は、膜１２０が完全に延びた位置に到達してバルブ２２７が閉じると、開始することができる。かくして、この工程は、膨張が行われたかどうかに拘わらず、行われることができる。前収縮段階においては、コントローラは、バルブ１３０を閉じかつバルブ１３６をしばらく開放して、正圧をアイソレータ１１８の一次側からベントし、この時点で、膜１２０は、一次側へ向けて動き始めることができる。次に、バルブ１３６が閉じ、バルブ１３４が開くと、膜１２０は、アイソレータの一次側１２２へ向けて更に動くことにより、負圧を二次側１２４に形成する。しばらく遅れて、かつ、バルブ１２５が閉止位置にくると、バルブ２２７が開いて、ヘリウムがエキステンダ１１４とアキュムレータ２５０から出てアイソレータの二次側１２４に引き込まれるにつれて、膜１２０を一次側１２２へ向けて更に移動させる。ヘリウムがアキュムレータ２５０から流出することにより、ピストン２５２をニュートラル位置から離れてかつ付勢力に抗してポート２５４へ向けて押して、平衡状態に到達させる。アキュムレータ２５０において更なる量のヘリウムを利用することができるので、膜１２０は、この前収縮段階においてアイソレータの一次側１２２の壁に当接し、この時点で、バルブ１３４と２２７は閉じて、アイソレータ１１８を装置の閉止部から再び遮断する。バルブ２２７が前収縮段階後に閉止すると、アイソレータ１１８は、バルーン１１０がまだ収縮しなければならない場合でも、次の前膨張段階を開始することができる。
【００５８】
バルブ１２５を開放してバルーン１１０を収縮させると、ヘリウムは、バルーン１１０からカテーテル１１２を介してエキステンダ１１４に流れ込む。ヘリウムがエキステンダ１１４及びアキュムレータ２５０に流れ込むと、ピストンは平衡状態ではなくなる。ピストン２５２に作用する圧力差により、ピストンはニュートラル位置へ向けて後方へ押され、エキステンダ／アキュムレータ組み合わせ体の全容積が増大して、その圧力を略一定のレベルに保持する。アキュムレータ２５０は、ピストンの前方位置からニュートラル位置へのまたはニュートラル位置へ向けての動きにより、十分な量のヘリウムを排除して、全収縮サイクルにおいて略一定の負圧をエキステンダ内に保持することができるようにする容積を有するのが望ましい。バルーン１１０が完全に収縮した状態に到達すると、バルブ１２５は閉じて、プロセスを繰り返すことができる。
【００５９】
このように、アキュムレータ２５０を大動脈内バルーンポンプ２００に組み込むことにより、前膨張段階をバルーン１１０の膨張の際またはかかる膨張の前に行わせることができる。従って、膨張状態と収縮状態との間でのバルーンの著しく迅速なサイクル動作を行わせることができる。これにより、大動脈内バルーンポンプ２００は、高い心拍数を有する患者をアシストするのに有効に使用することができる。
【００６０】
図４に示す装置の変形の形態においては、アキュムレータ２５０を大動脈内バルーンポンプ２００から除くことができ、これに代えて、長さを大きくするなどして、エキステンダ１１４を大きい容積に形成することができる。エキステンダ１１４の容積を十分に大きくする場合には、膜１２０は、バルブ２２７が前膨張段階において開放され、あるいはバルブ１２５が開放されるとともにバルーン１１０が膨張し始めるが、膨張が完了する前に、アイソレータ１１８の二次側１２４の壁に当接する完全に延びた位置に到達する。膜１２０が完全に延びた位置に到達すると、バルブ１３０及び２２７は閉じることができるが、バルブ１２５は開放状態にされる。バルブ２２７が閉じることにより、コントローラは、バルーン１１０の膨張を完全にすることができない場合、あるいは、実際には、開始することができない場合でも、前収縮段階を開始することができる。膜１２０が完全に延びた状態にあり、かつ、バルブが閉じた状態になると、エキステンダ１１４内の圧力は、バルーン１１０の膨張が所望の度合いになるまで、バルーン１１０の膨張は継続するので、減少し始める。（収縮の際に生じる減少とともに）この減少も、上記したようなオーバードライブ装置を使用することにより、なくすことができる。
【００６１】
エキステンダ１１４の容積が十分に大きい場合には、膜１２０は、バルブ２２７が前収縮工程において開放されるとき、あるいはバルブ１２５が開いて収縮を開始した後であるが、収縮が完了する前に、アイソレータ１１８の一次側１２２の壁に当接する完全に退却した位置に到達する。膜１２０が完全に退却した位置に到達すると、バルブ１３４と２２７は、閉じることができるが、バルブ１２５は、開いた状態に保持される。バルブ２２７が閉じると、コントローラは、バルーン１１０の収縮が終了しない場合、あるいは開始した場合でも、前膨張段階を開始することができる。膜１２０が完全に退却した位置にあり、かつ、バルブ２２７が閉じた状態にあると、バルーン１１０の収縮の速度は、エキステンダ１１４内の圧力が徐々に低下して所望の収縮状態が得られるまで、緩慢になる。上記のように、オーバードライブ装置を使用して、収縮速度のこのような減少をなくすことができる。
【００６２】
このような応答時間の改良にも拘わらず、大動脈内バルーンポンプ１００及び２００の空気圧効率(pneumatic efficiency)は、先行技術のバルーンポンプ装置の場合と同様に、各膨張／収縮サイクルの際に、エキステンダ１１４を加圧しかつ減圧する必要があるので、阻害される。以下において説明する本発明の実施の形態においては、この空気圧の非効率の問題は、１つのエキステンダ１１４を別の加圧及び真空エキステンダで置き換えることにより、低減させあるいはなくすことができる。
【００６３】
この変形の形態に係る大動脈内バルーンポンプ３００の一の実施の形態が、図５に概略示されている。バルーンポンプ３００は、上記したバルーン１００と同様に構成されている。しかしながら、アイソレータ１１８とカテーテル１１２との間に１つのエキステンダ１１４を設けるのではなく、バルーンポンプ３００は、バルーン１１０に正圧を供給する第１のエキステンダ３１４と、負圧または真空をバルーン１１０に印加するように、エキステンダ３１４と並列に接続された第２のエキステンダ３１５とを備えている。エキステンダ３１４及び３１５は、カテーテル１１２に隣接する端部が、ソレノイドバルブ３２５に接続されている。バルブ３２５は、エキステンダ３１４に対して開きかつエキステンダ３１５に対して閉じる第１の位置と、エキステンダ３１４に対して閉じるとともにエキステンダ３１５に対して開く第２の位置と、エキステンダ３１４と３１５の双方に対して閉じる第３の位置とを有する三方弁であるのが好ましい。バルブ３２５は、カテーテル１１２に直接接続することができ、あるいは長さの小さいエキステンダ３６０をバルブ３２５とカテーテル１１２との間に介在配置することができる。エキステンダ３１４及び３１５は、アイソレータ１１８に隣接した端部を、バルブ３２５と同様の三方弁とすることができるソレノイドバルブ３２７に接続することができる。
【００６４】
大動脈内バルーンポンプ１００の場合と同様に、大動脈内バルーンポンプ３００を使用するバルーン１１０の膨張は、前膨張工程をもって開始する。バルーン１１０を完全に収縮した状態にして開始すると、膜１２０は、完全に退却した状態にあり、バルブ１３０及び１３６は閉止され、バルブ１３４は開放し、バルブ３２５及び３２７は開放して、エキステンダ３１５を介して流れるようにする。コントローラは、先づ、バルブ１３４、３２５及び３２７を完全に閉じた位置に作動させ、エキステンダ３１５を隔絶し、真空状態にする。次いで、あるいは同時に、バルブ１３６を、任意に、瞬時に開放して、アイソレータ１１８の一次側から負圧をベントし、二次側１２４へ向けての膜１２０の動きを開始させる。バルブ１３６を閉じた後に、バルブ１３０を開放して、膜１２０を二次側１２４に向けて更に動かすことができる。しかしながら、バルブ３２７は閉じているので、ヘリウムはエキステンダ３１４または３１５には流れ込まず、アイソレータの二次側で圧力を高める。少し遅れて、バルブ３２７を開放し、エキステンダ３１４と流れ連通させ、膜１２０を二次側１２４へ更に動かして、ヘリウムをエキステンダに流すことにより、平衡状態を得ることができ、この場合には、典型的には、膜１２０は、アイソレータの二次側の壁から離隔し、エキステンダ３１４とアイソレータの二次側１２４の双方における圧力は、アイソレータの一次側１２２の圧力と略等しくなる。（以下の説明からわかるように）前回の膨張サイクルからの正圧のヘリウムがエキステンダ３１４内に既に存在しているので、平衡状態を得るために、アイソレータの二次側１２４からエキステンダ３１４へ移動するヘリウムは少ない。この前膨張の段階においてはバルブ３２５は閉止位置にあるので、ヘリウムはカテーテル１１２には流れ込まず、バルーン１１０の膨張は行われない。しかしながら、エキステンダ３１４は、前膨張段階が行われる前は、既に実質上加圧された状態にあるので、ヘリウムガスの移動の必要性は少なく、大動脈内バルーンポンプ３００は、大動脈バルーンポンプ１００よりも大きい空気圧効率でバルーン１１０を膨張させることができる。
【００６５】
膨張を開始するためには、バルブ３２５を開いてエキステンダ３１４と流れ連通させるが、これにより、ヘリウムは、カテーテル１１２を介してバルーン１１０に流れ始める。バルーン１１０が膨張するにつれて、膜１２０は、前方へ動き、エキステンダ３１４を出るヘリウムを、アイソレータの二次側１２４からのヘリウムと置き換えることにより、エキステンダ内の圧力を、膨張サイクルの少なくとも有意の部分に亘って、略一定のレベルに保持することができる。エキステンダ３１４とアイソレータ１１８との容積関係により、膜１２０は、膨張工程において、アイソレータ１１８の二次側１２４の壁と当接する完全に延びた位置に到達することができる場合と、到達することができない場合がある。バルーン１１０が所望の容積に膨張する前に、膜１２０が完全に延びた位置に到達しない場合には、膨張は、バルブ３２５を閉じることにより終了させることができる。また、バルブ１３０及び３２７を閉じて、正圧のヘリウムをエキステンダ３１４内にトラップする即ち閉じ込めることができる。同時にあるいはその後速やかに、コントローラは、バルブ１３６をしばらく開けることにより前収縮段階を開始して、アイソレータ１１８の一次側１２２をベントすることにより、アイソレータの一次側へ向けての膜１２０の動きを開始することができる。バルブ３２７は閉じた状態にあるので、ヘリウムはエキステンダ３１４から引き出されず、かくして正圧に保持され、あるいはエキステンダ３１５から、負圧状態に保持される。バルブ１３６が閉じると、バルブ１３４を開いてアイソレータの一次側１２２の排気を開始することができる。少し遅れて、バルブ３２７をエキステンダ３２７と流れ連通するように開けて、膜１２０を一次側１２２へ向けて更に動かすことにより、平衡を得ることができ、膜２００は、アイソレータの位置側の壁から離隔した位置にある。この場合、エキステンダ３１５とアイソレータの二次側１２４の双方における圧力は、アイソレータの一次側１２２と略同じ負圧となる。負圧のヘリウムが、前回の収縮サイクルからエキステンダに既に存在しているので、この平衡状態を得るのに、エキステンダ３１５から取り出すことが必要となるヘリウムは少なくなり、空気圧効率を高めることができる。バルブ３２５はこの前収縮段階には閉止状態に保持されるので、バルーン１１０が収縮するのを阻止することができる。
【００６６】
バルーン１１０を収縮させようとする場合には、エキステンダ３１５と流れ連通するようにバルブ３２５を開くことにより、ヘリウムを、バルーン１１０からカテーテル１１２を介してエキステンダ３１５へ流し始めることができる。バルーン１１０が収縮すると、膜１２０は、一次側１２２の壁に向けて動き、ヘリウムをエキステンダ３１５からアイソレータの二次側１２４に引き入れることにより、収縮サイクルの少なくとも有意の部分に亘って、略一定の負圧をエキステンダ内に保持することができる。この場合にも、アイソレータ１１８とエキステンダ３１５との容積関係により、膜１２０は、収縮工程において、アイソレータ１１８の一次側１２２の壁と当接する完全に退却した位置に到達することができる場合と、到達することができない場合がある。バルーン１１０が所望の容積に収縮する前に、膜１２０が完全に退却した位置に到達しない場合には、収縮は、バルブ３２５を閉じることにより終了させることができる。また、バルブ１３４及び３２７を閉じて、負圧のヘリウムをエキステンダ３１４内にトラップするとともに、大動脈内バルーンポンプ３００を、次の前膨張段階の状態におくことができる。
【００６７】
別体をなす膨張エキステンダ及び収縮エキステンダを使用することにより、空気圧効率を一層高めることができるが、別の利点も得られる。即ち、この不整脈（即ち、早期心拍の発生）を検出する場合には、コントローラは、バルブ３２５を、エキステンダ３１４との流れ連通から、エキステンダ３１５との流れ連通に切り換えるだけで、膨張及び収縮を直ちに終了させることができる。エキステンダ３１５に負圧が存在する場合には、バルーン１１０の収縮を直ちに開始することができる。この手順により、次の膨張サイクルが抜かされる可能性があるが、かかる能力の重要性は、当業者であれば容易に理解することができる。
【００６８】
上記したように、アイソレータ１１８とエキステンダ３１４及び３１５との容積関係により、膜１２０は、バルーン１１０の膨張の際の完全に延びた位置またはバルーン１１０の収縮の際の完全に退却した位置に到達することができる場合と、到達することができない場合がある。上記した装置の変形態様においては、大動脈内バルーンポンプ３００は、アイソレータ１１８の容積を大きくすることなく、エキステンダ３１４及び３１５の長さを大きくするなどしてエキステンダの容積を大きくすることにより、膜１２０が、膨張の際に完全に延びた位置に到達し、かつ、収縮の際に完全に退却した位置に到達するのを確保するように構成することができる。以下において説明するように、バルーン１１０が完全に膨張する前に膜１２０が完全に延びた位置に到達するとともに、バルーン１１０が完全に収縮する前に膜が完全に退却した位置に到達するように構成することにより、膨張状態と収縮状態との間で行われるバルーン１１０のサイクルを一層迅速に行うことができる。
【００６９】
かくして、エキステンダ３１４の容積が十分に大きい場合には、バルブ３２７が前膨張工程において開いたとき、あるいはバルブ３２５が開いてエキステンダ３１４及びバルーン１１０と流れ連通するが膨張が完了する前に、アイソレータ１１８の二次側１２４の壁と当接する完全に延びた位置に到達する。膜１２０が、完全に延びた位置に到達すると、バルブ３２５を開いた状態にして、バルブ１３０及び３２７を閉じることができる。バルブ３２７を閉じることにより、バルブの膨張が完了しまたは開始していない場合でも、前収縮段階を開始することができる。膜１２０が完全に延びた状態にあり、かつ、バルブ３２７が閉止すると、バルーンが所望の程度に膨張するまでこの膨張が継続すると、エキステンダ３１４の圧力は減少し始める。上記したオーバードライブ装置を使用して、膨張（及び収縮）の際の圧力の減少をなくすことにより、膨張を一層迅速に行わせることができる。
【００７０】
サイクルの収縮段階において、エキステンダ３１５の容積が十分に大きい場合には、膜１２０は、バルブ３２７が前収縮工程において開いているとき、あるいはバルブがエキステンダ３１５と流れ連通するように開いて収縮を開始した後であって収縮が完了する前に、アイソレータの一次側１２２の壁と当接する完全に退却した位置に到達する。膜１２０が、完全に退却した位置に到達すると、バルブ１３４と３２７は閉じることができるが、バルブ３２５は開いた状態に保持される。バルブ３２７を閉じることにより、アイソレータ１１８をエキステンダから隔離し、バルーン１１０の収縮が開始していないまたは完了していない場合であっても、コントローラは、前膨張工程を開始することができる。膜１２０は完全に退却した位置にありかつバルブ３２７は閉じているので、バルーン１１０が所望の度合いに収縮するまでエキステンダ３１５の圧力が徐々に増加すると、バルーンの収縮の速度は徐々に低下する。この場合にも、オーバードライブ装置を使用して、収縮速度が徐々に低下するのをなくすことができる。
【００７１】
上記説明においては、大動脈内バルーンポンプ３００の構成に関して、エキステンダ３１４は常に、実質上正圧のヘリウム含み、エキステンダ３１５は常に実質上負圧のヘリウムを含んでいる。かくして、エキステンダ３１４の長さを大きくすると、正圧のヘリウムの溜めを一層大きく形成することができ、エキステンダ３１５の長さを大きくすると、負圧のヘリウムの溜めを一層大きくすることができるという効果を奏することができる。バルブ３２７が、膨張／収縮サイクルの場面に応じて、正圧または負圧に対して開放されても、各エキステンダの圧力に実質上変化はない。むしろ、アイソレータからエキステンダ３１４へ付勢されるヘリウムは、エキステンダの他端からバルーンへ押し出されるヘリウムの量と略等しくなる。同様に、アイソレータによりエキステンダから引き出されるヘリウムの量は、バルーンからエキステンダに入るヘリウムの量と略等しくなる。各膨張／収縮サイクルにおけるエキステンダ内の圧力の変化は、存在してもわずかであり、しかもエキステンダの容積は、バルーンの膨張及び収縮には実質上影響を及ぼさないので、エキステンダは、所望の限り長く形成することができる。エキステンダの長さを大きくすることにより、幾つかの利点を得ることができ、その１つとして、患者を一の場所から他の場所へ容易に移送することができるように、大動脈バルーンポンプと患者との間で行うことができる移動の量を大きくすることができる点が挙げられる。更にまた、大動脈内バルーンポンプを患者から更に遠くへ動かすことにより、緊急の際に患者に対するアクセスを一層良好に行うことができるとともに、バルーンから放出されるノイズの患者に及ぼす影響を少なくすることができる。
【００７２】
本発明は、バルーンの制御された膨張と収縮を行うためにアイソレータ以外の構成を利用する大動脈内バルーンポンプに関しても適用することができる。かかる一の装置が、マサチューセッツ州、エベレットに所在するアロウ・インターナショナル・インベストメント・コーポレイション(Arrow International Investment Corp.)から商標「KAAT II PLUS」が付されて販売されているが、この装置は、ベローを使用して、膨張と収縮を行うようになっている。ベロー装置を組み込んだ大動脈内バルーンポンプ４００の一の実施の形態が、図６に概略示されているが、本明細書に記載の大動脈内バルーンポンプの全てにおいて、アイソレータの代わりに使用することができるものである。バルーンポンプ４００は、上記したバルーンポンプ３００とは、２つの点で相違する。先づ、バルーンポンプ４００は、アイソレータの代わりに、剛性のある固定前部プレート４０３と、剛性のある可動後部プレート４０３と、伸張及び折り畳み自在の側壁４０７とを含むベロー４０１とを有している。ステップモータ４１１のシャフト４０９は、親ネジ４１３を介して後部プレート４０５に螺合連結されて、ステップモータを正逆回転させることにより、ベローの後部プレート４０５を前方または後方に、対応して直線運動させることができる。
【００７３】
大動脈内バルーンポンプ４００はまた、三方弁３２５及び３２７を使用する代わりに、圧力エキステンダ４１４の各端部と、真空エキステンダ４１５の各端部に、二方向バルブを別々に有する構成が、バルーンポンプ３００とは異なる。かくして、エキステンダ４１４は、ベロー４０１に最も近接した端部にソレノイドバルブ４４０を有するとともに、カテーテル１１２の最も近接した端部に別のソレノイドバルブ４４２を有することができる。同様に、エキステンダ４１５は、ベロー４０１に最も接近した端部にソレノイドバルブ４４４を有するとともに、カテーテル１１２に最も接近した端部に別のソレノイドバルブ４４６を有することができる。バルブ４４０及び４４４は、それぞれのバルブに通じる分枝部４６４及び４６６を有するエキステンダ部４６２により、ベロー４０１の出力部に接続することができる。同様に、バルブ４４２及び４４６は、共通のエキステンダ部４６８によりカテーテル１１２に接続することができる。
【００７４】
他の実施の形態のように、大動脈内バルーンポンプ４００を使用してバルーン１１０を膨張させる第１の工程は、前膨張工程とすることができる。この工程が開始すると、バルーン１１０は、完全に収縮した状態になり、ベロー４０１は容積が拡張し、バルブ４４０及び４４２は閉じ、バルブ４４４及び４４６は開放して、エキステンダ４１５を介して流れが生ずる。コントローラは、バルブ４４４及び４４６を閉じるように作動させて、エキステンダ４１５を真空状態下で隔離する。次に、コントローラは、ステップモータ４１１を作動させて、シャフト４０９を、例えば時計廻り方向に、所定の回転数で回転させて、ベローの後部プレート４０５を前方へ押す。これにより、ベロー４０１の内部容積を所定の量だけ小さくする。バルブ４４０及び４４４は、閉じているので、ヘリウムはエキステンダ４１４または４１５に流れ込むのではなく、ベロー４０１内に圧力を蓄える。少し遅れて、バルブ４４０が開いて、ヘリウムをエキステンダに流し込むことができる。エキステンダ４１４は、（以下の説明から明らかなように）前回の膨張サイクルから正圧のヘリウムを既に含んでいるので、この前膨張段階においてベロー４０１からエキステンダ４１４へ移動するヘリウムはほとんどない。バルブは閉止状態にあるので、ヘリウムがエキステンダ４１４からバルーン１１０へ流れ込むことはない。膨張を行うために、バルブ４４２を開いて、ヘリウムを共通のエキステンダ部４６８及びカテーテル１１２を介してバルーン１１０に流すことができる。バルブ４４６は閉じているので、ヘリウムがエキステンダ４１５に流れ込むことはない。前膨張段階が開始する前にエキステンダ４１４は少なくとも一部が加圧されているので、大動脈内バルーンポンプ４００の空気圧効率を高めることができる。
【００７５】
バルーン１１０の膨張が完了してから、バルブ４４０及び４４２を閉じて、正圧のヘリウムをエキステンダ４１４にトラップすることができる。同時に、あるいはその後直ちに、コントローラは、前収縮段階を開始することができる。アイソレータ１１８を使用する大動脈内バルーンポンプとは異なり、ベロー４０１には空気がないので、収縮段階においてベント工程を開始する必要はない。その代わりに、前収縮段階を開始するためには、ステップモータ４１１を作動させて、シャフト４０９を所定の回転数で反時計廻り方向に回転させ、ベローの後部プレート４０５を後方へ押すことができる。この動作により、ベロー４０１の内容積を所定の量だけ増大させて、ベローに負圧を形成することができる。バルブ４４０及び４４４が閉じると、ヘリウムがエキステンダ４１４または４１５からベロー４０１に流れるのを阻止する。少し遅れて、バルブ４４４を開放して、ヘリウムをエキステンダ４１５からベロー４０１に流すことができる。しかしながら、エキステンダ４１５は、バルブ４４４が開くときには既に負圧となっているので、ヘリウムが、この前収縮段階において、エキステンダ４１５からベローに流れることはほとんどない。バルブ４４６は依然として閉じているので、この段階ではバルーンの収縮は起こらない。収縮を行わせるために、バルブ４４６を開いて、ヘリウムをバルーン１１０からカテーテル１１２及び共通のエキステンダ部４６８を介してエキステンダ４１５に流すことができる。バルブ４４２は閉じているので、ヘリウムはエキステンダ４１４には流れない。エキステンダ４１５は、前収縮段階が開始する前に既に負圧にあるので、大動脈内バルーンポンプ４００の空気圧効率を全体的に高めることができる。上記した大動脈内バルーンポンプ３００の場合と同様に、エキステンダ４１４及び４１５を、ベロー４０１の容積に対して大きい容積に形成し、前収縮段階をバルーン１１０の収縮が完了する前に開始するとともに、前膨張段階をバルーン１１０が完全に収縮する前に開始することができる。
【００７６】
大動脈内バルーンポンプ４００の変形態様が、図７に概略示されている。この変形態様によれば、大動脈内バルーンポンプ５００は、バルブ４４０と４４２との間でエキステンダ４１４に接続された圧力アキュムレータ５５０と、バルブ４４４と４４６との間でエキステンダ４１５に接続された真空エキステンダ５７０とを有している。アキュムレータ５５０と５７０は、上記したアキュムレータ２５０と同様に構成することができるが、中心近くのニュートラル位置へ向けて前方向及び後方向の双方にピストン即ち膜を付勢する必要はない。その代わりに、アキュムレータ５５０は、ピストン即ち膜５５２が、例えばばねからの力のような機械的な力によりまたは気体の力によって、入口／出口ポート５５４へ向けて前方にだけ付勢される圧力アキュムレータとすることができる。これに対して、アキュムレータ５７０は、ピストン即ち膜５７２が入口／出口ポート５５４から離れて後方にのみ付勢される真空アキュムレータとすることができる。アキュムレータ５７０の付勢力はまた、ばねから得られるような機械的な力あるいはトラップされた気体の作用により得られる力とすることもできる。アキュムレータ５５０は、バルーン１１０を膨張させる工程においてアキュムレータ２５０と同様に動作し、アキュムレータ５７０はバルーン１１０を収縮させる工程においてアキュムレータ２５０と同様に動作を行う。 
【００７７】
かくして、前膨張段階においては、バルブ４４０を開くことにより、ヘリウムはエキステンダ４１４に流れ込むだけでなく、アキュムレータ５５０にも流れ込むので、ピストン５５２を入口／出口ポート５５４から離れる方向に押すことができる。ベロー４０１の後部プレート４０５が最も前方の位置にくると、バルブ４４０を閉じて、ヘリウムを加圧下でエキステンダ４１４及びアキュムレータ５５０にトラップすることができる。この時点で、コントローラは、前収縮段階を開始することができる。即ち、ステップモータ４１１を作動させて、ベローの後部プレート４０５を後方に押して、ベロー４０１の容積を大きくすることにより、負圧をベローに形成することができる。バルブ４４０及び４４４は、閉じているので、ベロー４０１は、バルーンポンプの残りの部分から隔離されるので、ヘリウムがエキステンダ４１４または４１５から出てベローに流れ込むことはない。ベロー４０１が、前収縮工程において拡張しているときでも、バルブ４４２を開いて、バルーン１１０を膨張させることができる。ヘリウムが、エキステンダ４１４及びアキュムレータ５５０から出てバルーンに流れ込むと、アキュムレータのピストン５５２は前方へ動いて、エキステンダ４１４の膨張圧を、膨張サイクルの少なくとも有意の部分において略一定のレベルに保持する。好ましくは、アキュムレータ５５０は、エキステンダの圧力を全膨張サイクルに亘って略均一なレベルに保持するのに十分な容積を有するように構成される。
【００７８】
膨張サイクルは、バルーン１１０が所望の膨張の度合いに到達するまで継続される。これは、装置の受動部分、即ち、エキステンダ４１４、アキュムレータ５５０、エキステンダ部４６８、カテーテル１１２及びバルーン１１０が平衡状態に達したときに得られ、この時点で、バルブ４４２は閉止される。あるいは、あるタイミングまたはバルーン１１０内の状態の測定に基づいて、バルブ４４２は、装置の受動部が平衡に達する前に、膨張を終了させるように閉じることができる。平衡に到達する前にバルブ４４２が閉止されると、バルブ４４２が閉止される前に平衡に達する場合よりも高い正圧のヘリウムが、エキステンダ４１４及びアキュムレータ５５０にトラップされる。バルブ４４０と４４２との間にトラップされるヘリウムの圧力が高くなると、装置の空気圧効率は高くなる。
【００７９】
上記のように、バルブ４４０を閉止して前膨張段階を終了させると、コントローラは、ベロー４０１の容積を大きくすることにより前膨張段階を開始し、負圧をベロー内に形成する。次いで、バルブ４４４を開き、ヘリウムをエキステンダ４１５及びアキュムレータ５７０から取り出し、かつ、ピストン５７２を入口／出口ポート５７４へ向けて外方に動かす。バルブ４４０及び４４６が閉止位置にあるので、この処理は、エキステンダ４１４、エキステンダ４６８またはバルーン１１０に存在するヘリウムの圧力に影響を及ぼすことはなく、従って、バルーン１１０が膨張している場合でも行うことができる。ベロー４０１が完全に膨張した状態になると、バルブ４４４を閉じて、負圧のヘリウムをエキステンダ４１５及びアキュムレータ５７０にトラップすることができる。バルブ４４４が閉止されているので、コントローラは、ステップモータ４１１を作動させてベロー４０１を圧縮することにより、前膨張段階を開始することができる。この前膨張段階は、バルブ４４０と４４４が閉じているので、エキステンダ４１４及び４１５の圧力に影響を及ぼすことはない。前膨張段階とは関係なく、バルブ４４６を開いて、バルーン１１０を収縮させることができる。ヘリウムがバルーンから出てエキステンダ４１５及びアキュムレータ５７０に流れ込むと、アキュムレータのピストン５７２は、後方に動いて、エキステンダ４１５の収縮圧を、収縮サイクルの少なくとも有意の部分において略一定のレベルに保持することができる。アキュムレータ５７０は、エキステンダの圧力を全収縮サイクルに亘って略均一なレベルに保持するのに十分な容積を有するのが好ましい。
【００８０】
収縮は、バルーン１１０が所望の収縮の度合いに達するまで継続される。これは、装置の受動部分が、バルブ４４６を閉じる平衡状態に到達するとき、あるいは平衡が得られる前にあるタイミングまたはある測定データに基づいて、バルブ４４６を閉止することにより得られる。
【００８１】
本発明に係る大動脈内バルーンポンプ６００の更に別の実施の形態が、図８に概略示されている。バルーンポンプ６００は、上記したバルーンポンプ４００と同様に構成されている。しかしながら、エキステンダ４１４の端部に二方向バルブを配置し、かつ、エキステンダ４１５の端部に別の二方向バルブを配置する代わりに、バルーンポンプ６００は、エキステンダ４１４及び４１５の端部が接続される１つの二方向バルブ６２５を有している。バルーンポンプ６００はまた、エキステンダ部６８０によりバルブ６２５から分離された第２の二方向バルブ６７５を有している。バルブ６７５は、カテーテル１１２との接続部に隣接したエキステンダの最端部に、またはエキステンダ部６８０の端部に著しく近接して配置することにより、エキステンダ６６０のごく短い長さの部分だけがバルブ６７５とカテーテル１１２との間に介在させるようにすることができる。
【００８２】
大動脈内バルーンポンプ６００を使用する前膨張段階は、バルーン１１０を完全に収縮し、ベローを拡張し、バルブ４４０を閉じ、バルブ６２５を開いてエキステンダを介して流すことができる状態にし、かつ、バルブ４４４及び６７５を開いた状態にして開始される。コントローラは、先づ、バルブ４４４及び６７５を閉じるように作動させ、負圧のヘリウムをエキステンダ４１５及びエキステンダ６８０内にトラップする。次に、ステップモータ４１１を作動させて、ベロー４０１を圧縮し、正圧をベローに蓄える。少し遅れて、バルブ４４０を開き、バルブ６２５を切り換えてエキステンダ４１４と流れ連通させることができる。エキステンダ部６８０に正圧のヘリウムが充填される場合を除き、この前膨張段階においては、ヘリウムがベローからエキステンダ４１４に流れることはほとんどない。バルブ４４４が閉じ、バルブ６２５がエキステンダ４１４と流れ連通しているだけであるので、ヘリウムは、エキステンダに流れ込まない。バルブ６７５は、この前膨張段階において閉止位置に保持されているので、ヘリウムは、エキステンダ部６８０からバルーン１１０へ流れない。膨張が所望される場合には、バルブ６７５を閉じて、ヘリウムをエキステンダ４１４及びエキステンダ部６８０からバルーンへ流すことができる。
【００８３】
バルーン１１０が所望の度合いの膨張に到達すると、バルブ４４０及び６７５を閉じて、正圧のヘリウムをエキステンダ４１４とエキステンダ部６８０にトラップすることができる。（膨張が完了する前にベロー４０１の後部プレート４０５が最も前方位置に到達している場合には、バルブ４４０はより迅速に閉じることができる。）バルブ４４０が閉じると、前収縮段階は、ベロー４０１の容積を大きくして負圧をベローに形成することにより開始することができる。少し遅れて、バルブ４４４を開くとともに、バルブ６２５をエキステンダ４１５と流れ連通するように切り換えて、ヘリウムをエキステンダ４１５及びエキステンダ部６８０からベロー４０１に引き入れることができる。この前収縮段階においては、エキステンダ部６８０が負圧状態におかれる場合を除き、ヘリウムの動きはほとんどない。バルブ６７５は、この前収縮段階においては閉止状態にあるので、バルーンの収縮は行われない。収縮を開始するために、バルブ６７５を開いて、ヘリウムをバルーン１１０からエキステンダ部６８０及びエキステンダ４１５を介してベロー４０１に流すことができる。バルブ４４０が閉じかつバルブ６２５がエキステンダだけと流れ連通しているので、ヘリウムがエキステンダ４１４に流れることはない。
【００８４】
本発明は、上記した別体をなす圧力及び真空エキステンダ、アキュムレータ並びにバルブ構成体を、バルーン１１０の膨張と収縮を制御して行う更に別の構成体と組み合わせる構成を含む。かくして、例えば、バルーン１１０の膨張及び収縮を、アイソレータ１１８またはベロー４０１によるのではなく、ピストンをスリーブ内に往復動自在に組み込んで、このピストンの前方への動きにより気体をエキステンダ内に押し込み、かつ、ピストンの後方への動きにより気体をエキステンダから引き出すようにした装置により行わせることができる。膨張及び収縮はまた、所定容積の室とエキステンダとの間に回転自在に取着されたタービンを組込み、タービンの一の方向への回転により気体を室から取り出してエキステンダに押し込み、タービンの反対方向の回転により気体をエキステンダから取り出して室に押し込むように構成された装置により行うこともできる。更に別の装置として、ソレノイドバルブを介してエキステンダに直接取着された圧力源、真空源及びベントポートを備え、所定の長さの時間に亘る各ソレノイドバルブの動作により、それぞれのエキステンダに所望の圧力を形成するように構成することができる。上記した構成以外の、バルーン１１０の膨張及び収縮を行わせる他の構成も本発明に含まれる。
【００８５】
本発明を特定の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態は本発明を単に例示するものである。従って、数多くの修正を、実施の形態に関して行うことができるものである。例えば、大動脈内バルーンポンプ２００及び５００に関して説明した１つまたは２つのアキュムレータを、上記した他の実施の形態に関して使用することができる。更に別の構成を、特許請求の範囲に記載の本発明の精神と範囲とから逸脱することなく採ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の大動脈内バルーンポンプ及び該バルーンを膨張させる方法によれば、膨張／収縮サイクルを一層迅速に行うことができるとともに、動作を改善することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００  大動脈内バルーンポンプ
１１０  バルーン
１１２  カテーテル
１１４  エキステンダ
１１８  アイソレータ
１２０  膜
１２２  一次側
１２４  二次側
１２５  バルブ
１２８  正圧源
１３０  ソレノイドバルブ
１３２  負圧源
１３４  ソレノイドバルブ
１３６  ソレノイドバルブ
１３８  ベントポート
２００  大動脈内バルーンポンプ
２２７  ソレノイドバルブ
２５０  アキュムレータ
２５２  ピストン即ち膜
３００  大動脈内バルーンポンプ
３１４  エキステンダ
３１５  エキステンダ
３２５  ソレノイドバルブ
３２７  バルブ
３６０  エキステンダ
４００  大動脈内バルーンポンプ
４０１  ベロー
４０７  側壁
４０９  シャフト
４１４  エキステンダ
４１５  エキステンダ
４４０  ソレノイドバルブ
４４２  バルブ
４４４  バルブ
４４６  バルブ
５００  大動脈内バルーンポンプ
５５０  アキュムレータ
５５２  膜
５７０  エキステンダ
５７２  膜
６００  大動脈内バルーンポンプ
６７５  バルブ
６８０  エキステンダ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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