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遠心力の力で、血液を送るポンプ
2010.12.06

代行装置学Ⅱ(体外循環機器)の実習にて、遠心ポンプの実習をおこないました。

遠心ポンプとは
医療現場では心臓手術においてローラーポンプに代わる遠心ポンプが心臓手術に用いられることが多いです。


 
羽根車をケーシング内で回転させ。液体にエネルギーを与える機械(装置)です。遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプなどの総称として使われています。

遠心ポンプ01  遠心ポンプ02

ターボ形ポンプ全般に言える特徴としては、高速回転のため比較的連続流ですが、吸い上げ・押し上げ揚程は比較的低く、送り出した後の負荷によって流量が大きく変動するため、定量性は低いと言えます。でもこれが生体反応と合わせて良い効果を生むこともあります。

<血液ポンプに要求されるポイント>
500mmHgの負荷に対して7L/minの流量を維持できること。
血液損傷が軽度であること。
血液の滞留・乱流の原因となるような死腔がないこと。
Disposableで、かつ安価であること。
送血流量の信頼性・再現性が高いこと。
停電の場合には手動でも流量を確保できること。

遠心ポンプ04  遠心ポンプ07

遠心ポンプは様々な要因により流量が変動します。
そのため、血液流量を監視するため、電磁血流計があります。

遠心ポンプ08(電磁血流計)  遠心ポンプ08(電磁血流計)  遠心ポンプ10遠心ポンプ08(電磁血流計)

また、緊急用として、手動で遠心ポンプを動かすこともできます。
遠心ポンプ05(手回し)  遠心ポンプ05(手回し)

人工心肺装置には、遠心ポンプの他にも様々な種類の血液ポンプがありますので、特徴をまとめます。

<血液ポンプの分類>
血液ポンプは、無拍動流ポンプと、拍動流ポンプに分けられる。

<無拍動ポンプ>
○ローラポンプ
ローラポンプはチューブの圧閉度を適切に調節する必要があり、不完全な圧閉は過度の圧迫による溶血や逆流によるキャビテーションによって溶血や空気塞栓を引き起こす。

ローラポンプは、ローラの1回転によって駆出される血液量はポンプの口径とポンプ用管の内系の2因子によって規定される。

駆出される血液量の規定因子は回転数とチューブの内径で、回転数に正比例することになる。

血液損傷は遠心ポンプより高度である。

しごかれるチューブの内面から微粒子(摩耗粉)が発生する。

チューブをしごいて血液を駆動させるもので、弾性のある材質と、使用時に発生する摩耗粉の出にくい強化ポリ塩化ビニルを用いる。

○遠心ポンプ
回転する2〜3枚のコーン両面の粘性摩耗により血液を引きずりまわすことで遠心力を発生させるタイプと、羽根車により強制的に血液を回転させるタイプがある。

遠心ポンプは遠心力で血液を駆出するポンプであり、回路閉鎖によって後負荷が増大した場合、強制的な駆出をすることが出来ずに、高圧がかからないので、回路破裂の危険がない。

後負荷が変動すると流量が変化する。

温度やヘマトクリットにより血液粘性が変化すると遠心ポンプでは流量に影響が出る可能性がある。

流量を監視するため流量計を用いる(流量計には電磁血流計と超音波血流計がある)。

<拍動流ポンプ>
○拍動流専用ポンプ
流路抵抗が増加し回路やカニューレを太くしなければならない、一方向弁を入口、出口に必要とするなど、装置が複雑かつ高価になる割に拍動流であることにメリットが小さいことなどの理由により現在ではほとんど使用されていない。

○無拍動流ポンプの拍動流モード駆動
ローラポンプや遠心ポンプにおいて、高回転、低回転(停止)を繰り返すことにより拍動流を得るものである。

送血回路内では100〜200mmHgの脈圧が容易に得られる。

○大動脈内バルーンパンピング(IABP)
体外で作成した拍動流ではダンピングが問題となることから、大動脈内バルーンパンピング(IABP)を用いて体内で拍動流を作成する。

送血カニューレによるダンピングがないことから、60〜100mmHgの脈圧を確実に得ることができる。

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遠心力の力で、血液を送るポンプ

代行装置学Ⅱ(体外循環機器)の実習にて、遠心ポンプの実習をおこないました。

遠心ポンプとは
医療現場では心臓手術においてローラーポンプに代わる遠心ポンプが心臓手術に用いられることが多いです。


 
羽根車をケーシング内で回転させ。液体にエネルギーを与える機械(装置)です。遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプなどの総称として使われています。

遠心ポンプ01  遠心ポンプ02

ターボ形ポンプ全般に言える特徴としては、高速回転のため比較的連続流ですが、吸い上げ・押し上げ揚程は比較的低く、送り出した後の負荷によって流量が大きく変動するため、定量性は低いと言えます。でもこれが生体反応と合わせて良い効果を生むこともあります。

<血液ポンプに要求されるポイント>
500mmHgの負荷に対して7L/minの流量を維持できること。
血液損傷が軽度であること。
血液の滞留・乱流の原因となるような死腔がないこと。
Disposableで、かつ安価であること。
送血流量の信頼性・再現性が高いこと。
停電の場合には手動でも流量を確保できること。

遠心ポンプ04  遠心ポンプ07

遠心ポンプは様々な要因により流量が変動します。
そのため、血液流量を監視するため、電磁血流計があります。

遠心ポンプ08(電磁血流計)  遠心ポンプ08(電磁血流計)  遠心ポンプ10遠心ポンプ08(電磁血流計)

また、緊急用として、手動で遠心ポンプを動かすこともできます。
遠心ポンプ05(手回し)  遠心ポンプ05(手回し)

人工心肺装置には、遠心ポンプの他にも様々な種類の血液ポンプがありますので、特徴をまとめます。

<血液ポンプの分類>
血液ポンプは、無拍動流ポンプと、拍動流ポンプに分けられる。

<無拍動ポンプ>
○ローラポンプ
ローラポンプはチューブの圧閉度を適切に調節する必要があり、不完全な圧閉は過度の圧迫による溶血や逆流によるキャビテーションによって溶血や空気塞栓を引き起こす。

ローラポンプは、ローラの1回転によって駆出される血液量はポンプの口径とポンプ用管の内系の2因子によって規定される。

駆出される血液量の規定因子は回転数とチューブの内径で、回転数に正比例することになる。

血液損傷は遠心ポンプより高度である。

しごかれるチューブの内面から微粒子(摩耗粉)が発生する。

チューブをしごいて血液を駆動させるもので、弾性のある材質と、使用時に発生する摩耗粉の出にくい強化ポリ塩化ビニルを用いる。

○遠心ポンプ
回転する2〜3枚のコーン両面の粘性摩耗により血液を引きずりまわすことで遠心力を発生させるタイプと、羽根車により強制的に血液を回転させるタイプがある。

遠心ポンプは遠心力で血液を駆出するポンプであり、回路閉鎖によって後負荷が増大した場合、強制的な駆出をすることが出来ずに、高圧がかからないので、回路破裂の危険がない。

後負荷が変動すると流量が変化する。

温度やヘマトクリットにより血液粘性が変化すると遠心ポンプでは流量に影響が出る可能性がある。

流量を監視するため流量計を用いる(流量計には電磁血流計と超音波血流計がある)。

<拍動流ポンプ>
○拍動流専用ポンプ
流路抵抗が増加し回路やカニューレを太くしなければならない、一方向弁を入口、出口に必要とするなど、装置が複雑かつ高価になる割に拍動流であることにメリットが小さいことなどの理由により現在ではほとんど使用されていない。

○無拍動流ポンプの拍動流モード駆動
ローラポンプや遠心ポンプにおいて、高回転、低回転(停止)を繰り返すことにより拍動流を得るものである。

送血回路内では100〜200mmHgの脈圧が容易に得られる。

○大動脈内バルーンパンピング(IABP)
体外で作成した拍動流ではダンピングが問題となることから、大動脈内バルーンパンピング(IABP)を用いて体内で拍動流を作成する。

送血カニューレによるダンピングがないことから、60〜100mmHgの脈圧を確実に得ることができる。

2010.12.06

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