JPH0414036B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0414036B2 JPH0414036B2 JP57218546A JP21854682A JPH0414036B2 JP H0414036 B2 JPH0414036 B2 JP H0414036B2 JP 57218546 A JP57218546 A JP 57218546A JP 21854682 A JP21854682 A JP 21854682A JP H0414036 B2 JPH0414036 B2 JP H0414036B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roller pump
- blood
- wave
- pulse
- roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- External Artificial Organs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は人工心肺装置又は、補助循環用ポン
プとして使用されるローラポンプに関するもので
ある。
プとして使用されるローラポンプに関するもので
ある。
従来、補助循環用ポンプとして使用されている
ポンプとして往復運動型、ダイヤフラム型など
種々のものがあるが、中でも内部に血液を通した
チユーブを回転ローラでしごいて血液を送り出す
型式のローラポンプが多用されている。
ポンプとして往復運動型、ダイヤフラム型など
種々のものがあるが、中でも内部に血液を通した
チユーブを回転ローラでしごいて血液を送り出す
型式のローラポンプが多用されている。
一般に補助循環用ポンプを使用する時には、患
者の体内に送り込む量をその患者の状態に合わせ
て設定し、その必要血流量（ml／min）が得られ
るように、補助循環用ポンプの駆動回転数を設定
して運動するようにしている。また、その血液の
流出形態は、生理的に見て定常流より、心臓と同
じ拍動血流が好ましいとされている。
者の体内に送り込む量をその患者の状態に合わせ
て設定し、その必要血流量（ml／min）が得られ
るように、補助循環用ポンプの駆動回転数を設定
して運動するようにしている。また、その血液の
流出形態は、生理的に見て定常流より、心臓と同
じ拍動血流が好ましいとされている。
そこで、従来ローラポンプを拍動流ポンプとし
て使用するには、予めローラポンプの回転数を必
要とする血流量が得られるように設定、固定して
おき、このローラポンプの回転を開閉器により間
歇的に行なわせ、拍動流を得るようにしている。
そして、上記開閉器の「開」開始時刻は、患者の
心電図波形のＲ波のピーク位置から所要時間（以
下、遅延時間と称す）遅延した位置とし、その
「開」維持時間は、患者の心電図波形のＲ波ピー
クから次のＲ波ピークまでの時間（以下、Ｒ−Ｒ
間隔と称す）の所定％となるように設定してい
る。
て使用するには、予めローラポンプの回転数を必
要とする血流量が得られるように設定、固定して
おき、このローラポンプの回転を開閉器により間
歇的に行なわせ、拍動流を得るようにしている。
そして、上記開閉器の「開」開始時刻は、患者の
心電図波形のＲ波のピーク位置から所要時間（以
下、遅延時間と称す）遅延した位置とし、その
「開」維持時間は、患者の心電図波形のＲ波ピー
クから次のＲ波ピークまでの時間（以下、Ｒ−Ｒ
間隔と称す）の所定％となるように設定してい
る。
このように設定するのは、下記のような生理的
な理由によるものである。
な理由によるものである。
第１図に示すように、心電図波形WHは、周知
のようにPQRSTと名づける棘波から構成されて
おり、Ｐは心房の興奮、QRSは心室の興奮過程、
Ｔは心室の興奮消退過程をあらわしている。上記
QRS過程で心室が収縮し血液を大動脈へ送り出
す訳であるが、この時の心室圧のピークは、図の
心室圧波形WVに見るように、Ｒ波ピークより遅
延し、Ｓ波より幾分Ｔ波寄りのところにあらわ
れ、Ｔ波のピーク後の心室圧が急激に低下する時
点ａで大動脈弁が閉じるようになつている。この
大動脈弁が閉じる前にローラポンプにより血圧を
かけると、大動脈弁を介して左心室に圧力がかか
り、心臓に不必要で危険な負荷をかけることにな
つてしまう。
のようにPQRSTと名づける棘波から構成されて
おり、Ｐは心房の興奮、QRSは心室の興奮過程、
Ｔは心室の興奮消退過程をあらわしている。上記
QRS過程で心室が収縮し血液を大動脈へ送り出
す訳であるが、この時の心室圧のピークは、図の
心室圧波形WVに見るように、Ｒ波ピークより遅
延し、Ｓ波より幾分Ｔ波寄りのところにあらわ
れ、Ｔ波のピーク後の心室圧が急激に低下する時
点ａで大動脈弁が閉じるようになつている。この
大動脈弁が閉じる前にローラポンプにより血圧を
かけると、大動脈弁を介して左心室に圧力がかか
り、心臓に不必要で危険な負荷をかけることにな
つてしまう。
従つて、上記ローラポンプの患者の体内に血液
を送るには、送つた血液の圧力が大動脈に到達し
た時点で既に大動脈弁が閉じていることが肝要で
あり、そのために上記したように、上記遅延時間
を設けている訳である。また、このように大動脈
弁が閉じた後に血圧がかかるようにロープポンプ
を回転させれば、大動脈の起始部（大動脈弁近
傍）に充分血圧をかけることができ、それに伴な
い、この起始部に開口し、心筋に血液を補給する
冠状動脈に血液を圧入・供給するといういわゆる
拡張期冠状動脈血流・血圧増加（diastolic
augme−ntation）効果を得ることもできること
になる。一方、上記Ｒ−Ｒ間隔は、その患者に一
定の値なので、このＲ−Ｒ間隔を基準にその何％
ということで適正送血時間を設定できることにな
る。
を送るには、送つた血液の圧力が大動脈に到達し
た時点で既に大動脈弁が閉じていることが肝要で
あり、そのために上記したように、上記遅延時間
を設けている訳である。また、このように大動脈
弁が閉じた後に血圧がかかるようにロープポンプ
を回転させれば、大動脈の起始部（大動脈弁近
傍）に充分血圧をかけることができ、それに伴な
い、この起始部に開口し、心筋に血液を補給する
冠状動脈に血液を圧入・供給するといういわゆる
拡張期冠状動脈血流・血圧増加（diastolic
augme−ntation）効果を得ることもできること
になる。一方、上記Ｒ−Ｒ間隔は、その患者に一
定の値なので、このＲ−Ｒ間隔を基準にその何％
ということで適正送血時間を設定できることにな
る。
ところで、上記従来のローラポンプは、定常回
転数を予め設定しておき、その後、間歇運転周期
を設定するように構成され、回転、停止が交互に
繰り返されるので、その累計回転数（所定時間内
で実際に回転される回転数）は、上記定常回転数
のほぼ半分になつてしまい、必要とする流量が得
られないことになつてしまつている。また、その
結果、ポンプの１回の拍動血流量として患者の正
常時の心臓の１回の拍出量と同じ量を患者に送り
込めないでいる。また、Ｒ波からの所要遅延時間
と駆動維持時間などから間歇運動周期を算出し、
それに基づいて開閉器を調整しなければならず、
面倒である。
転数を予め設定しておき、その後、間歇運転周期
を設定するように構成され、回転、停止が交互に
繰り返されるので、その累計回転数（所定時間内
で実際に回転される回転数）は、上記定常回転数
のほぼ半分になつてしまい、必要とする流量が得
られないことになつてしまつている。また、その
結果、ポンプの１回の拍動血流量として患者の正
常時の心臓の１回の拍出量と同じ量を患者に送り
込めないでいる。また、Ｒ波からの所要遅延時間
と駆動維持時間などから間歇運動周期を算出し、
それに基づいて開閉器を調整しなければならず、
面倒である。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
遅延時間など所要条件を予め入力しておくだけ
で、後は自動的に必要流量を得るための一拍動回
転数（必要流量を得るために必要なポンプの回転
数）を設定し、この設定値に基づいて間歇運動
（拍動）することのできる拍動血流量自動設定機
構付ローラポンプを提供することを目的とするも
のである。
遅延時間など所要条件を予め入力しておくだけ
で、後は自動的に必要流量を得るための一拍動回
転数（必要流量を得るために必要なポンプの回転
数）を設定し、この設定値に基づいて間歇運動
（拍動）することのできる拍動血流量自動設定機
構付ローラポンプを提供することを目的とするも
のである。
以下、この発明を図面を参照して説明する。第
２図はこの発明の一実施例を示すものである。こ
の発明は、図に示すように、ローラポンプ１と、
このローラポンプ１の間歇運動（所要回転時間と
所要停止を繰り返す）を指令、制御する拍動血流
量自動設定機構（以下、流量設定機構と略称す
る）２とから構成されている。
２図はこの発明の一実施例を示すものである。こ
の発明は、図に示すように、ローラポンプ１と、
このローラポンプ１の間歇運動（所要回転時間と
所要停止を繰り返す）を指令、制御する拍動血流
量自動設定機構（以下、流量設定機構と略称す
る）２とから構成されている。
上記ローラポンプ１は、その一部が湾曲されそ
内部に血液が流通されるチユーブ３と、このチユ
ーブ３の湾曲部を両端部の回転ローラ４ａ，４ａ
によりしごいてチユーブ３内の血液を送り出す回
転棒４とを具備してなるものである。このローラ
ポンプ１によつて拍動血流を形成するには、所定
回転連続して回転させ、次に所定時間停止するこ
とを繰り返すことにより達成される。従つて、こ
のローラポンプ１による一拍動血流量は、チユー
ブ３の湾曲部の内容積に連続して回転する回転数
を乗じることによつて求めることができる。以上
の説明から判るように、このローラポンプ１によ
つて、所定時間内に所要数の拍動をさせ、必要血
流量を流させるためには、ポンプの定常回転数
と、回転開始時点および停止時点を指令する信号
を与え、その条件下で間歇運動させればよいこと
になる。このような指令信号をローラポンプ１に
与え、制御するのが上記流量設定機構２であり、
その構成を次に説明する。
内部に血液が流通されるチユーブ３と、このチユ
ーブ３の湾曲部を両端部の回転ローラ４ａ，４ａ
によりしごいてチユーブ３内の血液を送り出す回
転棒４とを具備してなるものである。このローラ
ポンプ１によつて拍動血流を形成するには、所定
回転連続して回転させ、次に所定時間停止するこ
とを繰り返すことにより達成される。従つて、こ
のローラポンプ１による一拍動血流量は、チユー
ブ３の湾曲部の内容積に連続して回転する回転数
を乗じることによつて求めることができる。以上
の説明から判るように、このローラポンプ１によ
つて、所定時間内に所要数の拍動をさせ、必要血
流量を流させるためには、ポンプの定常回転数
と、回転開始時点および停止時点を指令する信号
を与え、その条件下で間歇運動させればよいこと
になる。このような指令信号をローラポンプ１に
与え、制御するのが上記流量設定機構２であり、
その構成を次に説明する。
上記流量設定機構２は、検出部５、パルス発生
器６、入力部７、演算部８および加算算器９とか
ら構成されている。
器６、入力部７、演算部８および加算算器９とか
ら構成されている。
上記検出部５は患者の心電図波形WHのＲ波ピ
ークとＲ−Ｒ間隔を検出する装置である。
ークとＲ−Ｒ間隔を検出する装置である。
上記パルス発生器６は患者の衰弱などにより心
電図波形WHが微弱となり、読み取るのが困難な
時に患者の心電図波形WHに近似したパルス波
（Ｒ波のみでよい。以下、人工心電図波形と称
す。）を発生する装置である。
電図波形WHが微弱となり、読み取るのが困難な
時に患者の心電図波形WHに近似したパルス波
（Ｒ波のみでよい。以下、人工心電図波形と称
す。）を発生する装置である。
上記入力部７は、必要血流量、前記遅延時間、
維持時間（Ｒ−Ｒ間隔の何％というパーセンテー
ジであらわす）、ローラポンプ１の１回転送血量
（前記チユーブ３の湾曲部の容積）の４条件値の
入力を受け、これを電気信号に変換する装置であ
る。
維持時間（Ｒ−Ｒ間隔の何％というパーセンテー
ジであらわす）、ローラポンプ１の１回転送血量
（前記チユーブ３の湾曲部の容積）の４条件値の
入力を受け、これを電気信号に変換する装置であ
る。
上記演算部８は上記入力値および上記検出部５
から供給されるＲ−Ｒ間隔に基づいて、ローラポ
ンプ１の定常回転数を算出し、この定常回転数お
よび上記維持時間を伝達情報として持つ指令信号
を発する装置である。
から供給されるＲ−Ｒ間隔に基づいて、ローラポ
ンプ１の定常回転数を算出し、この定常回転数お
よび上記維持時間を伝達情報として持つ指令信号
を発する装置である。
上記加算器９は上記指令信号と上記検出部５か
ら供給されるＲ波ピーク位置を知らせる信号（ロ
ーラポンプ１の駆動開始指令信号）とを加算して
ローラポンプ１の駆動源へ供給する装置である。
ら供給されるＲ波ピーク位置を知らせる信号（ロ
ーラポンプ１の駆動開始指令信号）とを加算して
ローラポンプ１の駆動源へ供給する装置である。
しかして、例えば下記条件値を上記構成の流量
調整機構２に入力すると、順次以下に述べる計算
を行ない、定常回転数を設定し、ローラポンプ１
を適切に制御することになる。
調整機構２に入力すると、順次以下に述べる計算
を行ない、定常回転数を設定し、ローラポンプ１
を適切に制御することになる。
〓条件値〓
・Ｒ−Ｒ間隔…0.85秒（心拍数70回／分）
・ローラポンプ１回転送血量…30ml／rpm
・必要流量………6000ml／分
・遅延時間………0.4秒
・維持時間………50％
〓計 算〓
必要流量／心拍数＝6000ml／70回＝85ml／回
85ml／回／１回転送血量＝85ml／回／30ml／rpm＝2.8
rpm 従つて、2.8回がローラポンプ１の１拍動に相
当し、この時85ml送血する。
rpm 従つて、2.8回がローラポンプ１の１拍動に相
当し、この時85ml送血する。
一方、0.4秒（≒0.85秒×50％）で85ml
（2.8rpm）なければならないので、１分間の回転
数（定常回転数）ｘは、 60秒／0.4秒＝xrpm／2.8rpm ｘ＝420rpm このように単に条件値を入力するだけで、後は
自動的に必要血流量を得るために必要な定常回転
数を算出し、この定常回転数でローラポンプ１を
回転させるとともに所定の遅延時間、維持時間に
従い、Ｒ波に同調させて、ローラポンプ１を拍動
させることができる。従つて、ローラポンプを使
用しているにもかかわらず、患者の心臓の１回拍
出量とほとんど同量の血液をローラポンプ１の１
拍動によつて送血することができる。また、その
ため適切に大動脈圧を高めることができ、前記し
た拡張期冠状動脈血流・血圧増加効果をより一層
高めることができる。さらにまた、上記したよう
に、患者の心臓の拍動に同期して拍動送血し、左
心室に不自然な負荷をかけないで済む（左心室補
助効果がある）ので、高価で、特に手術が複雑
で、時間がかかると心筋に損失を得える心配のあ
る心室補助システムを使用しないで済む。従つ
て、手術後、心筋の能力が回復しない可能性があ
る場合などに特に有用である。
（2.8rpm）なければならないので、１分間の回転
数（定常回転数）ｘは、 60秒／0.4秒＝xrpm／2.8rpm ｘ＝420rpm このように単に条件値を入力するだけで、後は
自動的に必要血流量を得るために必要な定常回転
数を算出し、この定常回転数でローラポンプ１を
回転させるとともに所定の遅延時間、維持時間に
従い、Ｒ波に同調させて、ローラポンプ１を拍動
させることができる。従つて、ローラポンプを使
用しているにもかかわらず、患者の心臓の１回拍
出量とほとんど同量の血液をローラポンプ１の１
拍動によつて送血することができる。また、その
ため適切に大動脈圧を高めることができ、前記し
た拡張期冠状動脈血流・血圧増加効果をより一層
高めることができる。さらにまた、上記したよう
に、患者の心臓の拍動に同期して拍動送血し、左
心室に不自然な負荷をかけないで済む（左心室補
助効果がある）ので、高価で、特に手術が複雑
で、時間がかかると心筋に損失を得える心配のあ
る心室補助システムを使用しないで済む。従つ
て、手術後、心筋の能力が回復しない可能性があ
る場合などに特に有用である。
なお、ローラポンプの１回転送血量30ml、心拍
数70回／分、必要血流量6000ml／分として、ロー
ラポンプの定常回転数（rpm）を縦軸に維持時間
（秒）を横軸にプロツトしたものが第３図である
が、図に示す維持時間0.3秒から0.7秒が生理的に
最も好ましい範囲であることが判つている。従つ
て、本装置は維持時間0.3秒から0.7秒の範囲内で
運転することが望ましい。
数70回／分、必要血流量6000ml／分として、ロー
ラポンプの定常回転数（rpm）を縦軸に維持時間
（秒）を横軸にプロツトしたものが第３図である
が、図に示す維持時間0.3秒から0.7秒が生理的に
最も好ましい範囲であることが判つている。従つ
て、本装置は維持時間0.3秒から0.7秒の範囲内で
運転することが望ましい。
以上説明したように、この発明は、遅延時間な
ど所要条件を予め入力しておくだけで、後は自動
的に必要血流量を得るための一拍動回転数を設定
し、この設定値に基づいて患者の心臓の拍動に近
似した自然な拍動血流を得ることができるものな
ので、操作、必要血流量の設定が確実、容易で、
ローラポンプを使用しているにもかかわらず、患
者の心臓の１回拍出量と同じ量を送血することが
でき、優れた拡張期冠状動脈血流・血圧増加効
果、左心室補助効果を得ることができる。
ど所要条件を予め入力しておくだけで、後は自動
的に必要血流量を得るための一拍動回転数を設定
し、この設定値に基づいて患者の心臓の拍動に近
似した自然な拍動血流を得ることができるものな
ので、操作、必要血流量の設定が確実、容易で、
ローラポンプを使用しているにもかかわらず、患
者の心臓の１回拍出量と同じ量を送血することが
でき、優れた拡張期冠状動脈血流・血圧増加効
果、左心室補助効果を得ることができる。
第１図は心電図波形および心室圧波形を示す
図、第２図はこの発明の一実施例を示す構成図、
第３図はローラポンプの定常回転数と維持時間の
関係図である。 １…ローラポンプ、２…拍動血流量自動設定機
構、３…チユーブ、４ａ…回転ローラ。
図、第２図はこの発明の一実施例を示す構成図、
第３図はローラポンプの定常回転数と維持時間の
関係図である。 １…ローラポンプ、２…拍動血流量自動設定機
構、３…チユーブ、４ａ…回転ローラ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部に血液を流通させるチユーブを回転ロー
ラにより間欠的にしごくことによつて拍動血流を
形成するローラポンプと、このローラポンプの単
位時間当たりの拍動血流量を所要流量とするのに
必要なローラポンプの一拍動回転数および間欠運
転周期を決定して前記ローラポンプを間欠運転さ
せる拍動量自動設定機構とからなり、 前記拍動量自動設定機構は、 外部から心電図波形のＲ波ピークとＲ−Ｒ間隔
とを検出する検出部と、 前記心電図波形のＲ波に近似したパルス波を発
生させるパルス発生部と、 外部から必要血流量、遅延時間、維持時間およ
びローラポンプの１回転送血量の各条件値の入力
を受ける入力部と、 前記入力部から電気的信号に変換された前記条
件値と、前記検出部から送られる前記Ｒ波ピーク
および前記Ｒ−Ｒ間隔に関する電気的信号とに基
づいて、前記ローラポンプの定常回転数および間
欠運転周期とを決定する演算部とからなることを
特徴とする拍動量自動設定機構付ローラポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218546A JPS59108559A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 拍動血流量自動設定機構付ロ−ラポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218546A JPS59108559A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 拍動血流量自動設定機構付ロ−ラポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59108559A JPS59108559A (ja) | 1984-06-23 |
| JPH0414036B2 true JPH0414036B2 (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16721623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57218546A Granted JPS59108559A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 拍動血流量自動設定機構付ロ−ラポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59108559A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5080697A (ja) * | 1973-11-21 | 1975-06-30 | ||
| JPS5675161A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-22 | Nikkiso Co Ltd | Pulsation type blood pump |
| JPS6021740B2 (ja) * | 1981-02-23 | 1985-05-29 | 工業技術院長 | 補助循環装置 |
-
1982
- 1982-12-14 JP JP57218546A patent/JPS59108559A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59108559A (ja) | 1984-06-23 |
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