(57)【要約】      （修正有）【課題】２つの血液ポンプをコンパクトに組み合わせた、小型かつ軽量で長寿命な遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓およびその制御システムを提供する。【解決手段】流入口６と、螺旋状流路７と、流出口８とを具備する第１のハウジング９と、この第１のハウジング９に組み合わせられる、インペラ５と、このインペラ５に連結されるロータとしてのマグネット４と、このマグネット４を駆動するステータ２と、軸受部を有する第１のケース３とを具備する左心用血液ポンプ１と、第１のハウジング９と対向して配置される、流入口１３と、螺旋状流路と、流出口１５とを具備する第２のハウジング１２と、インペラ１７と、マグネット１６と、ステータ１８と、軸受部を有する第２のケース１９とを具備する右心用血液ポンプ１１とを具備し、左心用血液ポンプ１と右心用血液ポンプ１１を一体化し、小型軽量化した。【選択図】図１
2011072533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）流入口と、該流入口に接続される螺旋状流路と、該螺旋状流路に接続されるとともに外周辺部から導出される流出口とを具備する第１のハウジングと、該第１のハウジングに組み合わせられる、インペラと、該インペラに連結されるロータとしてのマグネットと、該マグネットを駆動するステータと、軸受部を有する第１のケースとを具備する左心用血液ポンプと、
（ｂ）前記第１のハウジングと対向して配置される、流入口と、該流入口に接続される螺旋状流路と、該螺旋状流路に接続されるとともに外周辺部から導出される流出口とを具備する第２のハウジングと、該第２のハウジングに組み合わせられる、インペラと、該インペラに連結されるロータとしてのマグネットと、該マグネットを駆動するステータと、軸受部を有する第２のケースとを具備する右心用血液ポンプとを具備し、
（ｃ）前記左心用血液ポンプと前記右心用血液ポンプを一体化し、小型軽量化したことを特徴とする遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓。
【請求項２】
請求項１記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、前記左心用血液ポンプの前記流入口は肺静脈に接続され、前記左心用血液ポンプの前記流出口は大動脈に接続され、前記右心用血液ポンプの前記流入口は大静脈に接続され、前記右心用血液ポンプの前記流出口は肺動脈に接続されることを特徴とする遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓。
【請求項３】
請求項１又は２記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、前記左心用血液ポンプの前記流入口と前記右心用血液ポンプの前記流入口とはポンプ周縁部に近接し、かつ同じ方向に導出されることを特徴とする遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、外形寸法が直径６〜８ｃｍ、長さ５〜７ｃｍのサイズであることを特徴とする遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓。
【請求項５】
遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システムであって、請求項１記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、前記左心用血液ポンプ及び前記右心用血液ポンプそれぞれの前記流入口及び前記流出口に血圧及び血液の流量を計測するセンサを配置し、該センサにより、両心房圧、大動脈圧、肺動脈圧、大動脈流量、肺動脈流量を計測することで、血行動態から心血管系のダイナミクス情報を診断し、前記左心用血液ポンプ及び前記右心用血液ポンプの前記マグネットを駆動する前記ステータの制御により、前記インペラの回転数を自動制御することで、両心房の吸着を予防しつつ、人体と同等の心臓の制御を行うことを特徴とする遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システム。
【請求項６】
請求項５記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システムにおいて、前記インペラの回転数はモータ駆動周波数により、前記血圧はダイヤフラム型圧力センサにより、前記血液の流量は電磁流量計により計測することを特徴とする遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システム。
【請求項７】
請求項５記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システムにおいて、前記左心房圧に急激な圧力低下が認められた場合には、前記左心用血液ポンプの前記インペラの回転数を下げて左心房圧の上昇を促し、前記右心房圧に急激な圧力低下が認められた場合には、前記右心用血液ポンプの前記インペラの回転数を下げて右心房圧の上昇を促すことを特徴とする遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全置換型人工心臓およびその制御システムに係り、特に、末期的重症心不全の患者の治療等に用いる遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓およびその制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、重症心不全の患者に対する治療の最終的な救命手段として、心臓移植と並んで人工心臓が開発されている。心臓移植は拒絶反応の問題があり、またドナー心の不足は全世界的に見ても深刻である。補助人工心臓は、既に臨床に供されているが、左心不全はしばしば右心不全を合併し、両心不全の病態に至れば、補助人工心臓だけでは救命できない症例も多い。
【０００３】
小柄な患者や小児の心不全患者には、解剖学的に埋め込みに制限があり、拍動型の人工心臓は小型化の限界がある。小型軽量化を目指して、軸流型、遠心型の無拍動ポンプを応用した補助人工心臓が開発されており、回転式ポンプが人工心臓の小型軽量化の側面において有利である事実は確立している（下記特許文献１参照）。しかしながら、現在まで、拍動型全人工心臓の提案はあるが、埋め込み可能な全置換型の回転式ポンプを用いた人工心臓は開発されていない（下記特許文献２参照）。
【０００４】
まず、正常な心臓の構造について図を参照しながら説明する。
図１４はその正常な心臓の構造を示す模式図、図１５はその心臓の拍動の動作を示す模式図である。
これらの図において、１０１は左心室、１０２は右心室、１０３は心室中隔、１０４は大動脈、１０５は肺動脈、１０６は大動脈弁、１０７は大静脈、１０８は右心房、１０９は三尖弁（右房室弁）、１１０は心房中隔、１１１は肺動脈弁、１１２は肺静脈、１１３は左心房、１１４は僧帽弁（左房室弁）である。
【０００５】
心臓は、血液を体の隅々にまで循環させるためのポンプの役割を果たしている。つまり、心臓は、収縮と拡張を繰り返し、血液を送り出す。
以下、その心臓の拍動について説明する。
まず、図１５（ａ）に示すように、大静脈１０７から流入する血液により右心房１０８が、肺静脈１１２から流入する血液により左心房１１３が満たされている。三尖弁１０９、肺動脈弁１１１、大動脈弁１０６、僧帽弁１１４は全て閉じられている。
【０００６】
次に、図１５（ｂ）に示すように、左右の三尖弁１０９と僧帽弁１１４が開いて、血液が右心室１０２、左心室１０１に流れ込み、右心室１０２と左心室１０１が血液で満たされる〔図１５（ｃ）〕。
次に、図１５（ｄ）に示すように、右心室１０２と左心室１０１が縮んで血液を押し出す。つまり、右心室１０２が縮んで肺動脈弁１１１が開き、血液を肺動脈１０５から肺（図示なし）へ、左心室１０１が縮んで大動脈弁１０６が開き、血液を大動脈１０４から全身（図示なし）にそれぞれ送り出す。
【０００７】
次いで、右心房１０８と左心房１１３が膨らんで、次の血液が流れ込み、図１５（ａ）の状態に戻り、順次、心臓の拍動が継続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３４９４８２号公報
【特許文献２】特表平９−５０９５９５号公報
【特許文献３】特表２００２−５１２３３３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｆｌｏｗ  ｔｏｔａｌ  ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ｈｅａｒｔ：ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ａ  ｍｏｃｋ  ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ．Ｋｈａｌｉｌ  ＨＡ，Ｋｅｒｒ  ＤＴ，Ｆｒａｎｃｈｅｋ  ＭＡ，Ｍｅｔｃａｌｆｅ  ＲＷ，Ｂｅｎｋｏｗｓｋｉ  ＲＪ，Ｃｏｈｎ  ＷＥ，Ｔｕｚｕｎ  Ｅ，Ｒａｄｏｖａｎｃｅｖｉｃ  Ｂ，Ｆｒａｚｉｅｒ  ＯＨ，Ｋａｄｉｐａｓａｏｇｌｕ  ＫＡ，ＡＳＡＩＯ  Ｊ．２００８  Ｍａｙ−Ｊｕｎ；５４（３）：ｐｐ．２４９〜２５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記した従来の回転式ポンプは、流出口、流入口の配置から、解剖学的に胸腔内埋め込みが難しく、全置換型人工心臓としての開発が妨げられてきた。また、完全無拍動の全置換型人工心臓の場合、心臓が存在せず、人体の制御系の関与が期待できないので、自然心臓と同等の制御機能を備える必要がある（上記非特許文献１参照）。
上記したように、従来の心臓移植では、ドナー心の不足から救命できない症例が多く、また、全人工心臓は拍動型のため、ポンプ容積部分が必要で、小型化が難しいという問題があった。さらに、補助人工心臓として、小型遠心型、軸流型のポンプは開発されてきたが、両心不全では、補助人工心臓だけでは救命できない症例が多いという問題があった。
【００１１】
また、ハイブリッド磁性ベアリングを備えた埋め込み可能な遠心型血液ポンプが上記特許文献３に開示されているが、この特許文献３には、単一の遠心型血液ポンプが開示されているのみであり、２つの血液ポンプを組み合わせた全置換型人工心臓については開示されていない。
実際、遠心型血液ポンプは流入口の開口配置が問題となり、２つの血液ポンプをコンパクトに組み合わせた全置換型人工心臓を作製するには、大変な工夫が必要であった。
【００１２】
本発明は、上記状況に鑑みて、遠心型血液ポンプの流入口の開口を工夫して２つの血液ポンプをコンパクトに組み合わせた、小型かつ軽量で長寿命な遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓およびその制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、流入口と、この流入口に接続される螺旋状流路と、この螺旋状流路に接続されるとともに外周辺部から導出される流出口とを具備する第１のハウジングと、この第１のハウジングに組み合わせられる、インペラと、このインペラに連結されるロータとしてのマグネットと、このマグネットを駆動するステータと、軸受部を有する第１のケースとを具備する左心用血液ポンプと、前記第１のハウジングと対向して配置される、流入口と、この流入口に接続される螺旋状流路と、この螺旋状流路に接続されるとともに外周辺部から導出される流出口とを具備する第２のハウジングと、この第２のハウジングに組み合わせられる、インペラと、このインペラに連結されるロータとしてのマグネットと、このマグネットを駆動するステータと、軸受部を有する第２のケースとを具備する右心用血液ポンプとを具備し、前記左心用血液ポンプと前記右心用血液ポンプを一体化し、小型軽量化したことを特徴とする。
【００１４】
〔２〕上記〔１〕記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、前記左心用血液ポンプの前記流入口は肺静脈に接続され、前記左心用血液ポンプの前記流出口は大動脈に接続され、前記右心用血液ポンプの前記流入口は大静脈に接続され、前記右心用血液ポンプの前記流出口は肺動脈に接続されることを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、前記左心用血液ポンプの前記流入口と前記右心用血液ポンプの前記流入口とはポンプ周縁部に近接し、かつ同じ方向に導出されることを特徴とする。
【００１５】
〔４〕上記〔１〕〜〔３〕の何れか一項記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、外形寸法が直径６〜８ｃｍ、長さ５〜７ｃｍのサイズであることを特徴とする遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓。
〔５〕遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システムであって、上記〔１〕記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓において、前記左心用血液ポンプ及び前記右心用血液ポンプそれぞれの流入口及び流出口に血圧及び血液の流量を計測するセンサを配置し、このセンサにより、両心房圧、大動脈圧、肺動脈圧、大動脈流量、肺動脈流量を計測することで、血行動態から心血管系のダイナミクス情報を診断し、前記左心用血液ポンプ及び前記右心用血液ポンプの前記マグネットを駆動する前記ステータの制御により、前記インペラの回転数を自動制御することで、両心房の吸着を予防しつつ、人体と同等の心臓の制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
〔６〕上記〔５〕記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システムにおいて、前記インペラの回転数はモータ駆動周波数により、前記血圧はダイヤフラム型圧力センサにより、前記血液の流量は電磁流量計により計測することを特徴とする。
〔７〕上記〔５〕記載の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓の制御システムにおいて、前記左心房圧に急激な圧力低下が認められた場合には、前記左心用血液ポンプの前記インペラの回転数を下げて左心房圧の上昇を促し、前記右心房圧に急激な圧力低下が認められた場合には、前記右心用血液ポンプの前記インペラの回転数を下げて右心房圧の上昇を促すことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、ポンプの流入口から流出口にかけての流路をヘリカルフローパターン（螺旋状流路）とすることにより、両心房から大動脈・肺動脈へのフローをスムーズに形成させることで、血栓形成を予防して、溶血を防ぐ。同時に、全置換型人工心臓としての解剖学的適合性を向上させることができるので、小型軽量化を具現化でき、全置換型の遠心式人工心臓を実現できる。これと同時に、血圧反射システムを模擬した制御アルゴリズムで、人体と同等の血圧反射メカニズムを具現化することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、遠心型血液ポンプの流入口の開口を工夫して２つの血液ポンプをコンパクトに組み合わせることで、小型かつ軽量で長寿命な遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓およびその制御システムを構築することができる。
また、遠心ポンプの流入口から流出口にかけてスムーズなヘリカルフローを形成することで、血栓と溶血を予防し、解剖学的適合性を大きく向上させることができる。また、両心房圧、肺動脈圧、大動脈圧をモニターし、自動制御システムを使って血行動態を一定の値に保つフィードバック制御を行うことで、人体と遜色のない血行動態自動制御を具現化することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の外観斜視図である。
【図３】本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の側面図である。
【図４】本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視図である。
【図６】本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の模型を示す図面代用写真である。
【図７】本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の制御システムの概略構成図である。
【図８】本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の制御システムブロック図である。
【図９】本発明の実験例を示す左心用血液ポンプ試験用試作ポンプを示す図面代用写真である。
【図１０】本発明の実験例を示す左心用血液ポンプ試験用試作ポンプのパーツ群を示す図面代用写真である。
【図１１】試作ポンプの試験結果を示す血液の流量対圧力特性図である。
【図１２】試作ポンプの試験結果を示す血液の流量対消費電力特性図である。
【図１３】試作ポンプの試験結果を示す血液の流量対効率特性図である。
【図１４】正常な心臓の構造を示す模式図である。
【図１５】正常な心臓の拍動の動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓は、流入口と、この流入口に接続される螺旋状流路と、この螺旋状流路に接続されるとともに外周辺部から導出される流出口とを具備する第１のハウジングと、この第１のハウジングに組み合わせられる、インペラと、このインペラに連結されるロータとしてのマグネットと、このマグネットを駆動するステータと、軸受部を有する第１のケースとを具備する左心用血液ポンプと、前記第１のハウジングと対向して配置される、流入口と、この流入口に接続される螺旋状流路と、この螺旋状流路に接続されるとともに外周辺部から導出される流出口とを具備する第２のハウジングと、この第２のハウジングに組み合わせられる、インペラと、このインペラに連結されるロータとしてのマグネットと、このマグネットを駆動するステータと、軸受部を有する第２のケースとを具備する右心用血液ポンプとを具備し、前記左心用血液ポンプと前記右心用血液ポンプを一体化し、小型軽量化した。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の分解斜視図、図２は本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の外観斜視図、図３はその全置換型人工心臓の側面図、図４はその全置換型人工心臓の正面図、図５は図４のＡ−Ａ線矢視図、図６はその全置換型人工心臓の模型を示す図面代用写真図である。
【００２２】
これらの図において、１は左心用血液ポンプであり、この左心用血液ポンプ１は、ステータ２と、軸受部を有する第１のケース３と、ロータとしてのマグネット４と、このマグネット４と一体化されるインペラ５と、第１のハウジング９とからなる。この第１のハウジング９は、流入口６と、この流入口６から中心部を経由して外周辺部に至る螺旋状流路７と、その外周辺部から導出される流出口８が形成されている。１１は右心用血液ポンプであり、この右心用血液ポンプ１１は、左心用血液ポンプ１と左右対称に設計されており、第１のハウジング５に対向するように第２のハウジング１２が組み付けられる。この第２のハウジング１２には、流入口１３と、この流入口１３から中心部を経由して外周辺部に至る螺旋状流路１４と、その外周辺部から導出される流出口１５が形成される。１６はロータとしてのマグネット、１７はマグネット１６と一体化されるインペラ、１８はステータ、１９は軸受部を有する第２のケースである。
【００２３】
図１に示された各部からなる左心用血液ポンプ１と右心用血液ポンプ１１とを一体に組み合わせることで、図２〜図６に示すようなコンパクトな全置換型人工心臓が得られる。
この左心用血液ポンプ１および右心用血液ポンプ１１において、各インペラ５，１７に連結されるロータとしてのマグネット４，１６は、各ステータ２，１８によって制御される。
【００２４】
また、左心用血液ポンプ１のモータ２，４と右心用血液ポンプ１１のモータ１６，１８がハウジング９，１２を挟み込むように設計されており、心房からの血液流入をスムーズにすることで抗血栓性と溶血の回避を図っている。さらに、流入口６，１３から流出口８，１５までの螺旋状流路７，１４をスムーズなヘリカルフローパターンとすることで、流出口８，１５への流れを澱みなく行うことができる。また、流入口６と流入口１３とは垂直な略同一の平面上に組み付けることができるので、コンパクトな全置換型人工心臓を構成することができる。
【００２５】
図７は本発明の実施例を示す全置換型人工心臓の制御システムの概略構成図、図８はその全置換型人工心臓の制御システムブロック図である。
これらの図において、２１は左心用血液ポンプ１の流入口６の圧力センサ、２２は左心用血液ポンプ１の流出口８の流量センサ、２３は左心用血液ポンプ１のモータ回転数センサ、２４は右心用血液ポンプ１１の流入口１３の圧力センサ、２５は右心用血液ポンプ１１の流出口１５の流量センサ、２６は右心用血液ポンプ１１のモータ回転数センサ、２７は左心用血液ポンプ１１のモータ回転数制御装置、２８は右心用血液ポンプ１１のモータ回転数制御装置である。また、電子制御装置３１は、入力インターフェース３２、中央処理装置（ＣＰＵ）３３、自己感知データなどを記憶するＲＡＭやプログラムを記憶するＲＯＭなどからなる記憶装置３４、出力インターフェース３５などを備えている。
【００２６】
このように、流入口６，１３と流出口８，１５にそれぞれ装着された圧力センサ２１，２４および流量センサ２２，２５により圧力及び流量を監視することで、左心用血液ポンプ１と右心用血液ポンプ１１のポンプ特性の自動制御を行うことができ、左心房と右心房のサッキングを予防する。すなわち、左心用血液ポンプ１の流入口６の圧力センサ２１により左心房圧に急激な圧力低下が認められた場合には、左心房壁と流入カニューレの吸着が起こっている可能性が高いので、左心用血液ポンプのモータ回転数制御装置２７の制御により、左心用血液ポンプ１のモータ２，４の回転数を下げて、左心房圧の上昇を促す。同様に、右心用血液ポンプ１１の流入口１３の圧力センサ２４により右心房圧に急激な圧力低下が認められた場合には、右心用血液ポンプのモータ回転数制御装置２８の制御により、右心用血液ポンプ１１のモータ１６，１８の回転数を下げて、右心房圧の上昇を促す。
【００２７】
また、左心用血液ポンプ１や右心用血液ポンプ１１の流出口８，１５における圧力から、肺動脈圧および大動脈圧を推定し、それらが正常範囲に維持されるように左心用血液ポンプ１や右心用血液ポンプ１１のモータの回転数を制御する。例えば、大動脈圧が上昇した際には左心用血液ポンプ１のモータ２，４の回転数を下げる。これにより、血圧反射と同等の制御機構を具現化することができる。
【００２８】
上記したように、本発明の遠心ポンプを用いた全置換型人工心臓は、流入口と、この流入口に接続される螺旋状流路と、この螺旋状流路に接続されるとともに外周辺部から導出される流出口とを具備する第１のハウジングと、この第１のハウジングに組み合わせられる、インペラと、このインペラに連結されるローターとしてのマグネットと、このマグネットを駆動するステーターと、軸受部を有する第１のケースとを具備する左心用血液ポンプと、前記第１のハウジングと対向して配置される、流入口と、この流入口に接続される螺旋状流路と、この螺旋状流路に接続されるとともに外周辺部から導出される流出口とを具備する第２のハウジングと、この第２のハウジングに組み合わせられる、インペラと、このインペラに連結されるローターとしてのマグネットと、このマグネットを駆動するステーターと、軸受部を有する第２のケースとを具備する右心用血液ポンプとを具備し、左心用血液ポンプと右心用血液ポンプを一体化して小型軽量化した。
【００２９】
左心用血液ポンプの流入口は肺静脈に、左心用血液ポンプの流出口は大動脈に接続され、右心用血液ポンプの流入口は大静脈に、右心用血液ポンプの流出口は肺動脈に接続される。
左心用血液ポンプの流入口と右心用血液ポンプの流入口とはポンプ周縁部に近接し、かつ同じ方向に導出される。
【００３０】
この全置換型人工心臓は、外形寸法が直径６〜８ｃｍ、長さ５〜７ｃｍのコンパクトなサイズである。
左心用血液ポンプ及び右心用血液ポンプそれぞれの流入口及び流出口に圧力及び流量を計測するセンサを配置し、このセンサにより、両心房圧、大動脈圧、肺動脈圧、大動脈流量、肺動脈流量を計測することで、血行動態から心血管系のダイナミクス情報を診断し、左心用血液ポンプ及び右心用血液ポンプのロータとしてのマグネットを駆動するステーターの制御により、インペラの回転数を自動制御することで、両心房の吸着を予防しつつ、人体と同等の心臓の制御を行う。
【００３１】
例えば、インペラの回転数はモータ駆動周波数により、圧力はダイヤフラム型圧力センサにより、流量は電磁流量計により計測する。
左心房圧に急激な圧低下が認められた場合には、左心用血液ポンプのインペラの回転数を下げて、左心房圧の上昇を促し、右心房圧に急激な圧低下が認められた場合には、右心用血液ポンプのインペラの回転数を下げて、右心房圧の上昇を促す。
【００３２】
また、本発明の自動制御装置は、実施例に記載した全置換型人工心臓に限らず、補助人工心臓として用いてもよい。
図９は本発明の実験例を示す左心用血液ポンプ試験用試作ポンプを示す図面代用写真、図１０はそのパーツ群を示す図面代用写真、図１１はその試験結果を示す血液の流量対圧力特性図、図１２はその試験結果を示す血液の流量対消費電力特性図、図１３はその試験結果を示す血液の流量対効率特性図である。
【００３３】
図９において、４１はモータ、４２はカップリング、４３はポンプである。ここでは、ポンプ４３とモータ４１は分離している。
また、図１０において、５１は軸受、５２はインペラ底部、５３はインペラ上部、５４はハウジングである。
ここでは、モータの駆動回路電源入力の直流電圧、電流、ポンプのモータの回転数、差圧、流量を求めた。測定条件としては、モータはｍａｘｏｎ社のＤＣブラシレス  ＥＣ４５、３０Ｗ、駆動回路は同様のものでセンサレス型、カップリングはオルダムカップリング、作動流体はグリセリン３３％，ＮａＣｌ  ０．９％，３７℃、回転数センサはストロボスコープ、圧センサはダイヤフラム型、流量計は電磁流量計、電源電圧は一定、軸受はインペラに加工した動圧軸受である。
【００３４】
図１１では、横軸に流量（Ｌ／ｍｉｎ）、縦軸に圧力（ｍｍＨｇ）を示し、モータの駆動回路の入力電圧（５Ｖ〜１４Ｖ）をパラメータとしており、左心補助として必要とされる５Ｌ／ｍｉｎ及び１００ｍｍＨｇの出力は、入力電圧６．６Ｖ（△印）で得られたことが分かる。
図１２では、横軸に流量（Ｌ／ｍｉｎ）、縦軸に消費電力（Ｗ）を示し、モータの駆動回路の入力電圧（５Ｖ〜１４Ｖ）をパラメータとしており、入力電圧６．６Ｖ（△印）の場合、５Ｌ／ｍｉｎ及び１００ｍｍＨｇの出力は、消費電力５Ｗで得られたことが分かる。
【００３５】
図１３では、横軸に流量（Ｌ／ｍｉｎ）、縦軸に効率（％）を示し、モータの駆動回路の入力電圧（５Ｖ〜１４Ｖ）をパラメータとしており、入力電圧６．６Ｖ（△印）の場合、５Ｌ／ｍｉｎ及び１００ｍｍＨｇの出力における効率は２３．６％であったことが分かる。
両心補助、全置換型人工心臓に用いる左心用血液ポンプによって、以下の結果を得ることができた。
【００３６】
（１）左心補助として必要とされる５Ｌ／ｍｉｎ、１００ｍｍＨｇの出力は、上記のとおり、２０７０ｒｐｍ、入力電圧６．６Ｖ、消費電力５Ｗにて得られた。つまり、効率は、２３．６％〔現行の左心補助人工心臓（ＬＶＡＤ）と同等の性能〕であった。
（２）最大１５Ｌ／ｍｍ以上の流量が得られ、自然心臓の機能を完全に代行することができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る全置換型人工心臓は、重症心不全の患者の治療分野等に利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    左心用血液ポンプ
２，１８    ステータ
３    第１のケース
４，１６    ロータとしてのマグネット
５，１７    インペラ
６，１３    流入口
７，１４    螺旋状流路
８，１５    流出口
９    第１のハウジング
１１    右心用血液ポンプ
１２    第２のハウジング
１９    第２のケース
２１    左心用血液ポンプの流入口の圧力センサ
２２    左心用血液ポンプの流出口の流量センサ
２３    左心用血液ポンプのモータ回転数センサ
２４    右心用血液ポンプの流入口の圧力センサ
２５    右心用血液ポンプの流出口の流量センサ
２６    右心用血液ポンプのモータ回転数センサ
２７    左心用血液ポンプのモータ回転数制御装置
２８    右心用血液ポンプのモータ回転数制御装置
３１    電子制御装置
３２    入力インターフェース
３３    中央処理装置（ＣＰＵ）
３４    記憶装置
３５    出力インターフェース
４１    モータ
４２    カップリング
４３    ポンプ
５１    軸受
５２    インペラ底部
５３    インペラ上部
５４    ハウジング
【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８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１４】
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【図１５】
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