JPH0460670B2 - - Google Patents

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JPH0460670B2
JPH0460670B2 JP60235056A JP23505685A JPH0460670B2 JP H0460670 B2 JPH0460670 B2 JP H0460670B2 JP 60235056 A JP60235056 A JP 60235056A JP 23505685 A JP23505685 A JP 23505685A JP H0460670 B2 JPH0460670 B2 JP H0460670B2
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sac
expansion
pressurizing
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pump
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Hiroyuki Takagi
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は人工心臓用ポンプ装置に関するもので
ある。
(従来の技術) サツク式の脈動型ポンプを2個並列に接続し、
各脈動型ポンプのサツク部の収縮と膨脹とを検出
する検知器により各脈動型ポンプの駆動サイクル
を制御する人工心臓用ポンプは本出願人により提
案され、特公昭56−33106号公報によつて公告さ
れている。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、第6図(動脈圧が一定となるよう維
持されている)のグラフに示されるように、検知
器の収縮、膨脹信号により電磁式の切換弁を切り
換えて1回駆出量を規制して自動的にパンピング
を繰り返させるとき、実際の1回駆出量は空気圧
−動脈圧=駆出力によつて変化し、生体の動脈圧
が変化すれば1回駆出量も変化する。すなわち生
体に発熱や興奮が生じて動脈圧が増加し、静脈帰
来量が増加した場合は駆出力を高めて駆出量を上
昇させねばならないが、空気圧が一定であると駆
出力が不足し、脈動型ポンプの1回駆出量は低下
するから静脈側に血液が貯留して静脈圧が上昇
し、第3図に示すように一方のサツク部が収縮期
(検知器2がL)となるt1、t3、t5時間前に他方の
サツク部が膨脹期(検知器1がH)となり、しか
も他方のサツク部が膨脹期(検知器1がL)とな
るt2、t4、t6時間前に一方のサツク部が膨脹期4
検知器2がH)となつたり、あるいは睡眠中や病
気で動脈圧が低下して静脈帰来量が減少した場合
は駆出力を低めて駆出量を低減させねばならない
が、空気圧が一定であると、いままでの駆出力に
応じた血液が膨脹側の脈動型ポンプに戻されず、
第4図に示すように一方のサツク部が収縮期(検
知器1がL)とななつたt1時間後に他方のサツク
部が膨脹期(検知器2がH)となり、一方のサツ
ク部が膨脹期(検知器1がH)となつたt2時間前
に他方のサツク部が収縮期(検知器2がL)とな
る。このとき脈動型ポンプの復元力によつて負圧
が静脈側にかかり静脈圧が異常に低くなつたり、
静脈壁が虚脱して循環動態を狂わせて生体に危険
をおよぼすなどの問題点があつた。
(問題点を解系決するための手段) 本発明は流入血液量と駆出血液量が等しくなる
よう空気圧を制御するもので、流入側の導管から
分岐されて駆出側の導管に接続される枝管の中間
に加圧装置をもつて交互に駆動される一対のサツ
ク式の脈動型ポンプを並列して設けた人工心臓用
ポンプにおいて、脈動型ポンプにそのサツク部の
収縮および膨脹を検出する検知器を設けるととも
に前記サツク部を圧縮する加圧装置を接続し、ま
た前記検知器の検出信号をもとにサツク部の収縮
と膨脹の時間的ずれを演算処理して算出する制御
装置を検知器と加圧調整器とに接続するととも
に、該制御装置の演算処理結果に基づき前記サツ
ク部に対する加圧力を増減させる加圧力調整器を
前記加圧装置に接続し、前記両脈動型ポンプの駆
出時間を前記した加圧力の増減により変動させる
ことによつて両サツク部の収縮および膨脹の時間
的ずれを補正するようにしたことを特徴とするも
のである。
(作用) このように構成されたものは、並列して設けら
れた一対の脈動型ポンプの一方のサツク部を加圧
装置により圧縮すれば、サツク部内の血液は駆出
側の導管より駆出されてゆき、加圧装置により加
圧されず大気圧下にある脈動型ポンプの他方のサ
ツク部内には流入側の導管より循環中の血液が流
入し、これを交互に繰返すこととなるが、生体の
状態あるいは脈動型ポンプの品質上のバラツキに
より、脈動型ポンプの一方のサツク部と他方のサ
ツク部の収縮および膨脹のタイミングが一致せ
ず、一方のサツク部の圧縮中(血液の駆出時)に
他方のサツク部に血液が充満されたとき、検知器
のL(収縮期)およびH(膨脹期)の検出信号によ
り両サツク部の膨脹期Hの重なり合う時間は制御
装置の演算処理によつて算出れる。そしてその算
出値に基づく膨脹期Hの重なり合う時間だけ、次
に加圧されるサツク部の加圧力を高めるよう加圧
力調整器を制御装置により制御したうえサツク部
を加圧装置により加圧する。そして次に検知器に
より検出されたL―H検出信号から再び膨脹期H
が重なり合うかどうか制御装置によつて演算処理
し、もし膨脹期Hが重なり合うならば、重なり合
う時間だけ、次に加圧されるサツク部の加圧力を
高めるよう加圧力調整器を前記同様制御して両脈
動型ポンプの駆出時間を交互に短くし、時間的ず
れを零にしてゆけばよい。また一方のサツク部が
血液の駆出を終了した時点において他方のサツク
部に血液が充満されないとき、検知器のL―H検
出信号から一方のサツク部が収縮期Lに切り換わ
つてある時間経過後に他方のサツク部が膨脹期H
に切り換わつたことが制御装置によつて算出され
たら、一方のサツク部の収縮時点と他方のサツク
部の膨脹時点との時間的ずれだけ、次に加圧する
サツク部への加圧力を低めるよう加圧力調整器を
制御装置により制御したうえサツク部を加圧装置
により加圧する。そして次に検知器により検出さ
れたL−H検出信号が時間的にずれかどうか制御
装置により演算処理し、もし再び時間的ずれがあ
るならば、ずれ時間だけ次に加圧されるサツク部
の加圧力を低めるよう加圧力調整器を前記同様制
御し、両脈動型ポンプの駆出時間を交互に長くし
て時間的ずれを零にしてゆけばよく、血液の流れ
に重大な影響を与えることなく流入血液量と駆出
血液量を等しくすることができ、収縮と膨脹の時
期ずれを補正することができるものである。
(実施例) 本発明を図示の実施例について詳細に説明す
る。
1はシリコンゴムのような血液に凝固反応を生
じ難い材質よりなる流入側の導管で、該導管1の
先方部は同材よりなる枝管2,2に分岐されたう
え同材よりなる駆出側の導管3に接続集束され、
また、枝管2,2の中間部には各枝管2の流入側
および駆出側にそれぞれ設けらる流入側の弁4,
4および駆出側の弁5,5と、両弁4,5間に拡
大形成されるサツク部6,7と、該サツク部6を
包覆する殻体8,9とよりなる一対の脈動型ポン
プ10,11が並列して設けられている。12は
管13を介して殻体8,9に接続される圧縮空気
供給用の加圧装置であり、該加圧装置12に接続
される管13には後記する制御装置21と電気的
に接続される電磁式の三方切換弁14,15が設
けられ、該三方切換弁14,15は脈動型ポンプ
10,11のサツク部6,7を交互に圧縮するよ
う切り換えられるとともにサツク部6,7の非圧
縮時に殻体8,9内の圧縮空気を排気するよう切
り換えられて殻体8,9内を大気圧とする。16
は加圧装置12に管13を介して接続される加圧
力調整器で、該加圧力調整器16は制御装置21
に電気的に接続されるステツプモータ17および
圧力調整弁18とよりなり、制御装置21からの
信号により駆動されるステツプモータ17によつ
て圧力調整弁18が調整され、脈動型ポンプ1
0,11の殻体8,9に供給される加圧装置12
の圧縮空気圧を調整するものであり、空気圧を高
くすることにより血液の駆出量を増大させ、また
空気圧を低くすることにより血液の駆出量を低減
させて脈動型ポンプ10,11の血液の駆出時間
を短くしたり長くしたりする働きをする。19,
20は脈動型ポンプ10,11に取付けられ制御
装置21に電気的に接続される検知器であり、該
検知器19,20は脈動型ポンプ10,11のサ
ツク部6,7の収縮と膨脹を殻体8,9とサツク
部6,7間の間隔から検出し、予め設定された電
圧レベルにより収縮期をL、膨脹期をHとするよ
う波形成形してデジタル化するもので、実施例で
は脈動型ポンプ10,11の殻体8,9に取付け
られるホール素子19a,20aと脈動型ポンプ
10,11のサツク部6,7に取付けられる磁石
19b,20bとよりなるものである。21は加
圧装置12の電磁式の三方切換弁14,15と加
圧力調整器16のステツプモータ17および検知
器19,20に電気的に接続される制御装置で、
該制御装置21は検知器19,20からの収縮期
Lおよび膨脹期Hの検出信号をもとにサツク部
6,7がどのようなタイミングで収縮と膨脹を行
つているかを演算処理して算出し、その算出値に
基づいてサツク部6,7に対する加圧タイミング
と加圧力を調整して脈動型ポンプを交互に制御す
るものである。そして生体の変動や脈動型ポンプ
の特性等により血液の駆出量を流入量が一致せ
ず、第2図に示すように脈動型ポンプ10のサツ
ク部6の圧縮中に、脈動型ポンプ11のサツク部
7内に血液が充満された状態、すなわち検知器1
9の検出信号がL(収縮期)に切り換わる前に検
知器20の検出信号がut1AAだけ早くH(膨脹期)
に切り換わつたことが、制御装置21の演算処理
により算出されたら、制御装置21は算出値に応
じて加圧力調整器16のステツプモータ17を駆
動して加圧力調整器16を調整し、サツク部7に
対する加圧力を進んだ時間ut1に対応する時間だ
け高めてサツク部7の血液の駆出時間を短くする
よう脈動型ポンプ11を制御する。そして次の検
出信号によつても収縮に対する膨脹の時期が早い
ことが算出されたら、次に加圧を行う脈動型ポン
プ10を前記と同様に作動させて駆出時間を短く
してゆき、流入血液量と駆出血液量を等しくして
時間的ずれを補正てゆくものである。また逆に脈
動型ポンプ10のサツク部6の圧縮が終了した時
点においても脈動型ポンプ11のサツク部7内に
血液が充満されない状態、すなわち検知器19の
検出信号がLに切り換わつても検出器20の検出
信号がLの状態でdt1後に検知器20がHに切り
換わることが、制御装置21の演算処理により算
出されたら、制御装置21は算出値に応じて加圧
力調整器16のステツプモータ17を駆動して加
圧力調整器16を調整し、サツク部7に対する加
圧力を遅れ時間dt1に対応する時間だけ低めてサ
ツク部7の血液の駆出時間を長くするよう脈動型
ポンプ11を制御する。そして次の検出信号によ
つても収縮に対して膨脹の時期が遅いことが算出
されたら、次に加圧を行う脈動型ポンプ10を前
記と同様に作動させて駆出時間を長くしてゆき流
入血液量と駆出血液量をひとしくして時間的ずれ
を補正してゆくものである。また三方切換弁1
4,15の切換えは駆出されている脈動型ポンプ
が優先するものであり、一方の脈動型ポンプの駆
出が終了しなければ、他方の脈動型ポンプに血液
がすでに充満されていても作動しないようにして
ポンピングが交互に行われるようにしている。さ
らに、第5図に示すようにポンピングの1サイク
ル中、収縮の時期と膨脹の時期に時間的進みut1
と遅れdt1とが混在するような場合は、次のサイ
クルに生じた時間的進みut2を無視する。また、
時間的進みutを無視しても時間的遅れdtが生じる
場合には、時間的遅れdtに基づいて遅れdt1中n
時間(10msec〜30msec)だけ無反応期を設けて
n以上に遅れが生じた場合にのみdt1−n分だけ
加圧力調整器16のステツプモータ17を逆作動
させて加圧力を低めるようにすれば系全体はより
安定することとなる。なお、検知器は実施例のよ
うなホール素子と磁石の組合せによるものの他、
赤外線を用いた光透過型のものや光反射型でもよ
く、要はサツク部の収縮と膨脹とがサツク部の外
側で検出できるものならばいかなるものでもよ
く、また実施例のように圧縮空気によりサツク部
を圧縮し、ステツプモータにより圧力調整弁を調
整して加圧力を変えるものの他、モータとカムを
用いてサツク部を圧縮し、モータの回転数を変え
ることにより加圧力を変えるようにしてもよいこ
とは勿論である。
(発明の効果) 本発明は前記説明によつて明らかなように、並
列に設けられた一対の脈動型ポンプの収縮および
膨脹の時期を検出した検知器の検出信号を制御装
置により演算処理して算出された時間的ずれに基
づいて、該制御装置は加圧力調整器を調整してサ
ツク部に対する加圧力を増減させて脈動型ポンプ
の駆出時間を短くしたり長くしてゆき、流入血液
量と駆出血液量を等しくし、収縮および膨脹時期
の時間的ずれを補正するようにしたから、静脈側
に血液が貯滞して静脈圧が異常に上昇したり、静
脈側に負圧が生じて静脈圧が異常に低下したり、
静脈壁が虚脱して循環動態を狂わせ生体に危険を
およぼすことがなくなる利点があり、従来の人工
心臓用ポンプ装置の問題点を解決したものとして
医学にもたらす益極めて大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す一部切欠正面
図、第2図は本発明のタイムチヤート図、第3図
は血液の流入量がポンプの駆出能力より大となつ
た場合のタイムチヤート図、第4図はポンプの駆
出能力が血液の流入量を上まわつた場合のタイム
チヤヤート図、第5図は血液の流入量がポンプの
駆出能力より大となつたり、ポンプの駆出能力が
血液の流入量を上まわることが1サイクル中に混
在した場合のタイムチヤート図、第6図は1個の
空気駆動のポンプを検知器からの信号によつて電
磁弁式の切換弁を切り換えて自走させた場合、空
気圧の変化によつて生じるポンプの各パラメータ
ーの変化を示すグラフである。 1:流入側の導管、2:枝管、3:駆出側の導
管、6,7:サツク部、10,11:脈動型ポン
プ、12:加圧装置、16:加圧力調整器、1
9,20:検知器、21:制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 流入側の導管1から分岐されて駆出側の導管
    3に接続される枝管2の中間に加圧装置12をも
    つて交互に駆動される一対のサツク式の脈動型ポ
    ンプ10,11を並列して設けた人工心臓用ポン
    プにおいて、脈動型ポンプ10,11にそのサツ
    ク部6,7の収縮および膨脹を検出する検知器1
    9,20を設けるとともに前記サツク部6,7を
    圧縮する加圧装置12を接続し、また前記検知器
    19,20の検出信号をもとにサツク部6,7の
    収縮と膨脹の時間的ずれを演算処理して算出する
    制御装置21を検知器19,20と加圧力調整器
    16とに接続するとともに、該制御装置21の演
    算処理結果に基づき前記サツク式6,7に対する
    加圧力を増減させる加圧力調整器16を前記加圧
    装置12に接続し、前記両脈動型ポンプ10,1
    1の駆出時間を前記した加圧力の増減により変動
    させることによつて両サツク部6,7の収縮およ
    び膨脹の時間的ずれを補正するようにしたことを
    特徴とする人工心臓用ポンプ装置。
JP60235056A 1985-10-21 1985-10-21 人工心臓用ポンプ装置 Granted JPS6294171A (ja)

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JP60235056A JPS6294171A (ja) 1985-10-21 1985-10-21 人工心臓用ポンプ装置

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JPS6294171A JPS6294171A (ja) 1987-04-30
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10174713A (ja) * 1996-12-17 1998-06-30 Buaayu:Kk 心臓補助装置

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