JPH0257268A - 補助比率設定装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、正圧と負圧を交互に供給して人工心臓や大動
脈内パルエンポンプ等の医療機器を駆動する医療用駆動
装置に接続されて、その補助比率を調整する補助比率設
定装置に関する。

（従来の技術） これらの補助比率設定装置としては、例えば、米国特許
第４，０１６，８７１号に記載されたものがある。この
ものは、大動脈内バルーンポンプの駆動装置に関するも
ので、正圧および負圧を交互に供給する装置を備え、こ
の供給装置とバルーンポンプとの間にバルーン駆動用チ
ャンバーを配している。このバルーン駆動用チャンバー
は、供給装置にて作り出した空気圧パルスをヘリウムガ
ス圧パルスに変換するためのもので、バルーンポンプを
生体にとって安全な駆動媒体であるヘリウムガスにて駆
動するとともに、バルーンポンプへ駆出するヘリウムガ
スの量を調整する。

バルーン駆動用チャンバーはその内部をシリコンダイア
フラムにより分割して、空気とヘリウムガスとが混合し
ないように構成されている。そして、シリコンダイアフ
ラムと外側ケースとの間にさらにダイアフラムにより室
を設けている。この室には、ストロークボリーム設定用
のシリンジが連結されており、このシリンジにより室内
の水の量を調整することにより、シリコンダイアフラム
のストローク量を調整できる。このストローク量を調整
することにより、補助比率を設定する。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、この補助比率設定装置では、バルーン駆動用
チャンバー内の２次側の体積を増減させることによりス
トローク量を調整し、補助比率を設定している。装置が
作動中は、バルーン駆動用チャンバーの１次側には供給
装置にて作り出した空気圧パルスが供給されている。こ
のため、２次側の圧力も１次側の圧力変動に応じて変動
している。このため、シリンジに加わる圧力が刻−刻変
動しストローク量の調整が非常に難しかった。このため
通常は、圧力供給装置を停止させておき、バルーン駆動
用チャンバーの１次側に圧力がかからない状態にしたの
ちシリンジによりストローク量の調整を行っていた。

そこで、本発明は補助比率の設定をチャンバーの１次側
の圧力が変動している状態においても容易に補助比率の
設定を行えるようにすることを、その技術的課題とする
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記技術的課題を解決するために本発明において用いた
技術的手段は、補助比率設定装置として、気体圧力パル
スを発生する医療用ポンプ駆動装置と医療用ポンプとの
間に医療用ポンプ駆動装置と医療用ポンプ間の連通・遮
断を行う開閉弁を設け、更に、開閉弁の遮断のタイミン
グを設定するタイミング設定手段および、医療ポンプ駆
動装置が正圧を供給し始めたとき開閉弁を連通し、医療
ポンプ駆動装置が正圧を供給し始めた後タイミング設定
手段により設定されたタイミングにおいて開閉弁を遮断
する制御装置を設けたことである。

（作用） 前記技術的手段によれば、医療用ポンプには医療ポンプ
駆動装置が正圧を供給し始めてからタイミング設定手段
により設定されたタイミングまでの間だけ正圧が供給さ
れることになる。タイミング設定手段の設定タイミング
を変更すれば、医療ポンプに正圧が供給されている時間
が変わる。設定タイミングが遅ければ医療ポンプに供給
される流量が増大し、設定タイミングが早ければ医療ポ
ンプに供給される流量が減少する。このように、医療ポ
ンプへの供給ガス流量を変化できるので、生体心臓に対
する医療ポンプの補助比率を変えることができる。

（実施例） 以下図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。本発明
の補助比率設定装置は気体圧パルスを発生する医療用機
器駆動装置に接続されて使用されるものである。ここで
、この医療用機器駆動装置としては、従来一般に用いら
れているもので良く、例えば、特開昭５８−１０３４６
６号、特開昭５８−１６９４６０号等に開示されている
医療用機器駆動装置を用いることができる。ここでは、
この医療用機器駆動装置の概略を示して本発明の実施例
との関係を説明する。

医療用機器駆動装置１０は、概略で説明すれば、正圧を
供給する正圧供給手段１１と負圧を供給する負圧供給手
段１２を備え、それぞれに開閉弁１３．１４を接続しで
ある。そして、電子制御手段１５によりこれらの開閉弁
１３．１４を所定のタイミングで交互に切り換えて気体
圧力パルスを発生する。この開閉弁１３．１４と電子制
御手段１５とが気体圧力パルスを発生する切換手段を構
成している。次に本発明の補助比率設定装置２０を説明
する。補助比率設定装置２０は開閉弁２１を備え、この
開閉弁２１の入力端が医療用機器駆動装置１０の気体圧
力パルス出力端である開閉弁１３の出力端に接続されて
いる。そして開閉弁２１の出力端が気体圧力パルスによ
り駆動される医療用機器３０に接続される。補助比率設
定装置２０はさらに電子制御装置２２を備えている。こ
の電子制御■装置２２は、マイクロコンピュータにより
構成されている。開閉弁２１は、電子制御装置２２から
の信号により、パワートランジスタ２３を介して開閉制
御される。電子制御装置２２には、医療用機器駆動装置
１０の切換手段が気体圧力パルスを発生ずるタイミング
を電子側ｉＨ手段１５より信号として入力されており、
さらに生体の血圧を検出する血圧検出装置２６からの血
圧信号が入力されている。また、電子制御装置２２には
、外部スイッチ群２４が接続されて、後述する各種の条
件を設定している。また、電子制御装置２２には、これ
らの信号を表示するだめの表示装置２５が接続されてい
る。

以上の構成により、本発明の補助比率設定装置２０は、
医療用機器駆動装置１０より駆出される圧力パルスを開
閉弁２１の開閉を制御することにより変化させて、補助
比率を制御する。

この開閉弁２１の開閉制御タイミングの制御には各種の
方法があり、次にこれらを説明する。

モード１； 第１のモードは、予め外部スイッチ群２４により駆出正
圧の圧力を設定しておくものである。この制御のタイミ
ングチャートを第２図に示す。

第１のモードでは、医療用機器駆動装置１０の開閉弁１
３が開となって正圧が駆出されると、この開閉弁１３を
開とする信号を電子制御手段１５より受けて、同時に開
閉弁２１を開とする。これにより正圧が医療用機器３０
に供給される。そして、次に予め設定された圧力設定値
Ｐｓと血圧検出装置２６からの血圧信号Ｐｂｍとを比較
する。この時、血圧信号Ｐｂｍが圧力設定値Ｐｓ以上に
なると（Ｐｓ≦Ｐｂｍ）、開閉弁２１を閉とする。そし
て、次に開閉弁２１が開となるタイミングは、医療用機
器駆動装置１０の開閉弁１３が閉となり、開閉弁１４が
開となって、負圧を供給するタイミングに同期している
。これにより負圧の供給は開閉弁２１により妨げられな
い。以上の如く、第１のモードは、医療用機器駆動装置
１０からの駆出正圧を駆出開始より所定のタイミングで
開閉弁２１により遮断することにより、正圧駆出量を調
節する。ここで、正圧の駆出により、医療用機器３０が
膨張する際の膨張量は、供給される圧力の量によって制
御されるため、正圧駆出量を制御することにより、医療
用機器３０の生体に対する補助比率を可変とできる。そ
して、この時の生体の血圧値は、予め設定された設定値
に自動的に制御される。

モード２； 第２のモードは、外部スイッチ群２４により、予め医療
用機器３０の補助比率ｋを設定しておき、この補助比率
に基づいて生体の血圧値を制御するものである。第２の
モードの制御タイミングを第３図に示す。まず、外部ス
イッチ群２４により、補助比率ｋ　（０≦に≦１）を設
定する。次に、１つ前の医療用機器駆動装置１０の駆出
時間、即ち開閉弁１３が開となっていた時間Ｔｍを測定
する。

そして、この駆出時間Ｔｍに補助比率ｋを乗積して設定
時間Ｔｓを算出する（”ｒｓ＝Ｔｍｘ　　ｋ）。

医療用機器駆動装置１０の開閉弁１３が開となって、正
圧の駆出が開始されると、開閉弁２１を開とするととも
に、駆出時間Ｔｎを測定し、駆出時間Ｔｎが設定時間Ｔ
ｓ以上となると（Ｔｎ≦′ＦＳ）、開閉弁２１を閉とし
て正圧の駆出を遮断する。

次に開閉弁２１が開となるタイミングは、第１のモード
と同様に、医療用機器駆動装置１０の開閉弁１３が閉と
なり、開閉弁１４が開となって負圧を供給する信号に同
期する。以上の如く、第２のモードでは、生体の血圧信
号を入力する必要がない。また、このモードでは、医療
用機器駆動装置の制御時間に補助比率を乗積した設定時
間により開閉弁２１の開閉を制御するため、この設定時
間は医療用機器駆動装置自体の制御に追随して設定する
ことができる。医療用機器駆動装置は、一般に生体の各
種の状態によって制御をおこなっているため、従って、
本モードによっても、生体の状態に合わせて自動的に補
助比率を制御できる。

モート３； このモードは、予め、外”部スイッチ群２４により、開
閉弁２１の開時間、即ち駆出設定時間Ｔｃおよびその変
化分子Ｏとを入力しておくものである。

そして、所定のタイミングにより血圧検出装置２６から
得られる血圧値の平均値Ｐｍ２を求め、前回求めた平均
値Ｐｍｌと比較する。この比較により次の制御を行う。

）平均値Ｐｍ２〉平均値Ｐｍｌならば、駆出設定時間Ｔ
ｃを短縮する。

即ち、Ｔ　ｃ−Ｔ　ｃ　−Ｔ　ｏと設定する。

ｉｉ　）平均値Ｐｍ２≦平均値Ｐｍｌならば、駆出設定
時間Ｔｃを拡張する。

即ち、Ｔｃ　　Ｔｃ＋Ｔｏと設定する。

以上により駆出設定時間Ｔｃを設定し、医療用機器駆動
装置１０の開閉弁１３が開となるタイミングに同期して
開閉弁２１を開とし、駆出設定時間Ｔｃが経過すると、
開閉弁２１を閉として、正圧の駆出を遮断する。このモ
ードにおいても、次ぎに開閉弁２１が開となるタイミン
グは、医療用機器駆動装置１０の開閉弁１３が閉となり
開閉弁１−４が開となるタイミング信号に同期する。

なお、上記血圧値の平均値は以下のようにして求めるこ
とができる。まず、所定のタイミングにて、医療用機器
３０を所定時間停止させる。この停止時間としては、例
えば、心拍数で８拍分とする。そして、この停止期間内
の個々の心拍の血圧変化を血圧検出装置２６により読み
取り、１拍の内で検出圧力値のピーク値近傍の値の内の
１０個のデータの平均をその１拍の最大平均圧力とする
。

そして、この８拍の最大圧力の平均を求めて平均値Ｐｍ
２とする。従って、前回の平均値Ｐｍｌは、前回医療用
機器を停止させた時に算出した平均値となる。ここで、
この停止タイミングとしては、例えば１〜２時間おきと
する。

モード４； このモードにおいては、予め外部スイッチ群２４により
、駆出圧力設定値の下限値Ｐｓｄと上限値ＰＳＬＩ（！
：駆出設定時間Ｔｅとその変化分子ｄを人力してお（も
のである。

このモードでは、まず血圧の移動平均値を算出する。こ
の移動平均値は次のようにして算出する。

医療用機器３０を駆動中において、その１拍内に圧力検
出装置２６から入力される信号値より、１拍の中でその
ピーク値近傍のデータ１０個の平均を求めて、１拍の最
大平均圧力とする。そして、８拍分の最大平均圧力の平
均をさらに求めて、これを移動平均値Ｐｍとする。

以上により求められた移動平均値Ｐｍに基づいて以下の
制御を行う。

１）移動平均値Ｐｍ＜圧力設定下限値Ｐｓｄならば、次
の駆出設定時間Ｔｅを拡張する。

即ち、Ｔｅ＝Ｔｅ＋Ｔｄとする。

１１）移動平均値Ｐｍ＞圧力設定上限値Ｐｓｕならば、
次の駆出設定時間Ｔｅを短縮する。

即ち、Ｔｅ＝Ｔｅ−Ｔｄとする。

ｉｉ）圧力設定下限値Ｐｓｄ≦移動平移動平均値Ｐｍ膜
圧力設定上限値ならば、駆出設定時間Ｔｅはそのままと
する。

以上の如く、本モードによれば、駆出圧力の上限値およ
び下限値を設定しておいて、生体の血圧値をこの間に入
るように自動的に制御するものである。

なお、本実施例に於いては、上記モードを全て備えてお
き、これらを生体等の条件により選択して駆動すること
ができるように構成される。

〔効果〕

以上の如く、本発明によれば、医療用ポンプの生体心臓
への補助率をタイミング設定により設定できる。タイミ
ング設定には阻害要因がないため、医療ポンプ駆動装置
が可動中でも容易に補助比率を変更可能となる。このた
め、生体の状態に応した補助比率の変更が行いやすい。

また、迅速に補助比率の変更が行える。

更に、前述の米国特許４，０１６，８６１号に記載され
たようなバルーン駆動用チャンバーを有する装置では、
１次側と２次側を分離する膜の移動を規制するため、１
次側と２次側の室に圧力差が生じ膜に負担がかかる。し
かし、本発明の補助比率設定装置と医療ポンプ駆動装置
との間に流体を分離するためのチャンバーを設置しても
、容易に補助比率を設定できる上に、開閉弁を遮断すれ
ばチャンバーの２次側が密閉され、１次側と２次側の圧
力が等しくなるように膜が移動するので、膜には負担が
かからず、膜の彼れが少なくなるといった効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成Ｍ、第２図および
第３図は本発明の動作モードを示すタイミングチャート
である。 １０・・・医療用機器駆動装置（医療用ポンプ駆動装置
ン、 １１・・・正圧供給手段、 １２・・・負圧供給手段、 １３．１４・・・開閉弁（切換手段）、１５・・・電子
制御手段（切換手段）、２０・・・補助比率設定装置（
補助比率設定装置）、 ２１・・・開閉弁（開閉弁）、 ２２・・・電子制御装置（制御装置１時間算出手段２時
間測定手段、比較手段）、 ２３・・・パワートランジスタ（開閉弁制御手段） ２４　・ 段、スイ ２５・ ２６・ ３０・ ・外部スイッチ群（タイミング設定子 チ）、 ・表示装置、 ・血圧検出装置、 ・医療用機器（医療用ポンプ）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）正圧を供給する正圧供給手段、負圧を供給する負
   圧供給手段、前記正圧供給手段および負圧供給手段の出
   力端に接続され前記正圧供給手段および前記負圧供給手
   段からの供給圧を生体の拍動リズムに応じて切り換えて
   気体圧力パルスを発生する切換手段、を備えており該気
   体圧力パルスを用いて血液の循環を補助する医療用ポン
   プを駆動するための医療用ポンプ駆動装置と医療用ポン
   プとに接続され、前記医療用ポンプ駆動装置と医療用ポ
   ンプとの間の連通・遮断を行う開閉弁；前記開閉弁の遮
   断のタイミングを設定するタイミング設定手段；および
   、 前記開閉弁およびタイミング設定手段に接続され、前記
   医療ポンプ駆動装置が正圧を供給し始めたとき前記開閉
   弁を連通し、前記医療ポンプ駆動装置が正圧を供給し始
   めた後タイミング設定手段により設定されたタイミング
   において前記開閉弁を遮断し、前記医療ポンプ駆動装置
   の負圧供給に同期して前記開閉弁を開とする制御装置； を備えた補助比率設定装置。
2. （２）前記タイミング設定手段は、補助比率を設定する
   スイッチと、該スイッチの状態に応じて時間を算出する
   時間算出手段よりなる、特許請求の範囲第１項記載の補
   助比率設定装置。
3. （３）前記制御手段は、時間測定手段、前記時間設定手
   段の設定時間を前記時間測定手段の測定時間とを比較す
   る比較手段、および、該比較手段の状態に応じて前記開
   閉弁を連通状態・遮断状態に切り換える開閉弁制御手段
   を有する、特許請求の範囲第１項記載の補助比率設定装
   置。