JPH0518586B2 - - Google Patents
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- JPH0518586B2 JPH0518586B2 JP61152177A JP15217786A JPH0518586B2 JP H0518586 B2 JPH0518586 B2 JP H0518586B2 JP 61152177 A JP61152177 A JP 61152177A JP 15217786 A JP15217786 A JP 15217786A JP H0518586 B2 JPH0518586 B2 JP H0518586B2
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- A61M60/135—Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel inside a blood vessel, e.g. using grafting
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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
臓ポンプや大動脈内バルーンポンプ等の血液ポン
プを膨張・収縮させる血液ポンプ駆動装置に関す
る。
臓ポンプや大動脈内バルーンポンプ等の血液ポン
プを膨張・収縮させる血液ポンプ駆動装置に関す
る。
（従来の技術）
血液ポンプ駆動装置は、血液ポンプの膨張およ
び収縮速度を早めることが要求されている。この
ためには、血液ポンプに供給される圧力の立ち上
がり（立ち下がり）を急峻なものとすることが望
ましい。そこでアキユムレータを用いることによ
り、圧力の変動を防止するものがある。ところ
が、膨張から収縮あるいはその逆に切り換わる際
にアキユムレータに生ずる圧力上昇あるいは低下
を吸収するためには、アキユムレータの容量をか
なり大きくする必要がある。このため、駆動装置
の小型化が困難なものであつた。
び収縮速度を早めることが要求されている。この
ためには、血液ポンプに供給される圧力の立ち上
がり（立ち下がり）を急峻なものとすることが望
ましい。そこでアキユムレータを用いることによ
り、圧力の変動を防止するものがある。ところ
が、膨張から収縮あるいはその逆に切り換わる際
にアキユムレータに生ずる圧力上昇あるいは低下
を吸収するためには、アキユムレータの容量をか
なり大きくする必要がある。このため、駆動装置
の小型化が困難なものであつた。
そこで、圧力調整弁と並列に電磁弁を配設し、
この電磁弁を所定のタイミングで開閉制御するこ
とにより、コンプレツサまたは負圧ポンプの圧力
源の圧力を直接供給することで、立ち上がりを補
償するものがある。
この電磁弁を所定のタイミングで開閉制御するこ
とにより、コンプレツサまたは負圧ポンプの圧力
源の圧力を直接供給することで、立ち上がりを補
償するものがある。
例えば、特開昭59−177062号公報に示されたも
のは、血液ポンプに負圧が供給されている間に、
電磁弁によりコンプレツサの正圧を直接導いて、
調圧弁で調圧される設定圧よりも高くしておき、
血液ポンプに正圧が供給される際の立ち上がりを
補償するものである。
のは、血液ポンプに負圧が供給されている間に、
電磁弁によりコンプレツサの正圧を直接導いて、
調圧弁で調圧される設定圧よりも高くしておき、
血液ポンプに正圧が供給される際の立ち上がりを
補償するものである。
特開昭59−206698号公報および特開昭59−
207158号公報に示されたものは、血液ポンプに正
圧が供給される際に、電磁弁によりコンプレツサ
の正圧を所定時間、直接供給して立ち上がりを補
償するものである。
207158号公報に示されたものは、血液ポンプに正
圧が供給される際に、電磁弁によりコンプレツサ
の正圧を所定時間、直接供給して立ち上がりを補
償するものである。
特開昭59−206699号公報および特開昭59−
207158号公報に示されたものは、調圧された圧力
を貯えるアキユムレータとは別に、コンプレツサ
の正圧を貯える補助アキユムレータを備えるもの
である。血液ポンプに調圧された圧を供給する際
に、補助アキユムレータの圧を供給することで、
立ち上がりを補償している。
207158号公報に示されたものは、調圧された圧力
を貯えるアキユムレータとは別に、コンプレツサ
の正圧を貯える補助アキユムレータを備えるもの
である。血液ポンプに調圧された圧を供給する際
に、補助アキユムレータの圧を供給することで、
立ち上がりを補償している。
特開昭60−106462号公報に示された駆動装置
は、血液ポンプに正圧が供給される際に、電磁弁
によりコンプレツサの正圧を直接供給して立ち上
がりを補償し、血液ポンプの圧力が所定値となる
とこの電磁弁を閉じるものである。
は、血液ポンプに正圧が供給される際に、電磁弁
によりコンプレツサの正圧を直接供給して立ち上
がりを補償し、血液ポンプの圧力が所定値となる
とこの電磁弁を閉じるものである。
（発明が解決しようとする問題点）
これらの駆動装置と全て、立ち上がりを補償す
るため、圧力源の圧力を直接導いている。したが
つて、膨張時には管路内等の負圧分を補うための
正圧流体が必要であり、また収縮時には正圧分を
補うための負圧流体が必要である。このため、膨
張・収縮の切り換わり時の、立ち上がりに若干の
鈍りが残るのは避けられなかつた。
るため、圧力源の圧力を直接導いている。したが
つて、膨張時には管路内等の負圧分を補うための
正圧流体が必要であり、また収縮時には正圧分を
補うための負圧流体が必要である。このため、膨
張・収縮の切り換わり時の、立ち上がりに若干の
鈍りが残るのは避けられなかつた。
そこで、本発明は、この立ち上がりをより鋭く
することをその目的とする。
することをその目的とする。
また、従来の駆動装置においては、コンプレツ
サ等の正圧源や負圧ポンプ等の負圧源の出力をア
キユムレータに安定して蓄圧するために調圧用の
電磁弁とアキユムレータ内に配置された圧力セン
サを必要としている。アキユムレータ内の圧力を
圧力センサにより測定し、調圧用電磁弁を開閉し
て正圧源または負圧源の吐出圧力を調整する。ア
キユムレータは正圧用と負圧用の２つを要する。
アキユムレータに蓄圧された圧力は正圧切換弁お
よび負圧切換弁により交互にアイソレータ手段の
入力室に印加される。
サ等の正圧源や負圧ポンプ等の負圧源の出力をア
キユムレータに安定して蓄圧するために調圧用の
電磁弁とアキユムレータ内に配置された圧力セン
サを必要としている。アキユムレータ内の圧力を
圧力センサにより測定し、調圧用電磁弁を開閉し
て正圧源または負圧源の吐出圧力を調整する。ア
キユムレータは正圧用と負圧用の２つを要する。
アキユムレータに蓄圧された圧力は正圧切換弁お
よび負圧切換弁により交互にアイソレータ手段の
入力室に印加される。
しかし、アキユムレータに安定した圧力を蓄圧
するためにはアキユムレータを大型化しなければ
ならない。しかし、血液ポンプおよびその駆動装
置は病室や治療室で使用されるため、医師による
治療の邪魔にならないように小型であることが望
ましい。更に、駆動装置が大型であると病室と治
療室間等での移動に不便である。
するためにはアキユムレータを大型化しなければ
ならない。しかし、血液ポンプおよびその駆動装
置は病室や治療室で使用されるため、医師による
治療の邪魔にならないように小型であることが望
ましい。更に、駆動装置が大型であると病室と治
療室間等での移動に不便である。
そこで、本発明においては、駆動装置を小型に
することを目的とする。
することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記問題点を解決するために本発明において講
じた技術的手段は、血液ポンプ駆動装置として、
正圧を供給する正圧源と、負圧を供給する負圧源
と、内部空間が移動隔膜により入力室および出力
室に区画されたアイソレータ手段と、前記正圧源
とアイソレータ手段の入力室間に配置され、両者
間を開閉する正圧調圧弁と、前記負圧源とアイソ
レータ手段の入力室間に接続され、両者間を開閉
する負圧調圧磁弁と、前記アイソレータ手段の入
力室内に配置され、入力室内の圧力を検出する圧
力センサと、前記アイソレータ手段の出力室と血
液ポンプとの間に接続された保圧弁と、前記正圧
調圧弁、負圧調圧弁、圧力センサおよび保圧弁に
接続され、正圧調圧値および負圧調圧値を設定
し、正圧印加時において、圧力センサの検出圧力
値が正圧調圧値に等しくなるように正圧調圧弁を
開閉制御するとともに保圧弁を開とし、その後、
血液ポンプが膨張した後に保圧弁を閉として正圧
調圧弁を閉じ圧力センサの検出圧力値が負圧調圧
値に等しくなるよう負圧調圧弁を開閉制御し、負
圧印加時において、圧力センサの検出圧力値が負
圧調圧値に等しくなるよう負圧調圧弁を開閉制御
するとともに保圧弁を開とし、その後、血液ポン
プが収縮した後に保圧弁を閉として負圧調圧弁を
閉じ圧力センサの検出圧力値が正圧調圧値に等し
くなるよう正圧調圧弁を開閉制御する電子制御手
段とを備えたことである。
じた技術的手段は、血液ポンプ駆動装置として、
正圧を供給する正圧源と、負圧を供給する負圧源
と、内部空間が移動隔膜により入力室および出力
室に区画されたアイソレータ手段と、前記正圧源
とアイソレータ手段の入力室間に配置され、両者
間を開閉する正圧調圧弁と、前記負圧源とアイソ
レータ手段の入力室間に接続され、両者間を開閉
する負圧調圧磁弁と、前記アイソレータ手段の入
力室内に配置され、入力室内の圧力を検出する圧
力センサと、前記アイソレータ手段の出力室と血
液ポンプとの間に接続された保圧弁と、前記正圧
調圧弁、負圧調圧弁、圧力センサおよび保圧弁に
接続され、正圧調圧値および負圧調圧値を設定
し、正圧印加時において、圧力センサの検出圧力
値が正圧調圧値に等しくなるように正圧調圧弁を
開閉制御するとともに保圧弁を開とし、その後、
血液ポンプが膨張した後に保圧弁を閉として正圧
調圧弁を閉じ圧力センサの検出圧力値が負圧調圧
値に等しくなるよう負圧調圧弁を開閉制御し、負
圧印加時において、圧力センサの検出圧力値が負
圧調圧値に等しくなるよう負圧調圧弁を開閉制御
するとともに保圧弁を開とし、その後、血液ポン
プが収縮した後に保圧弁を閉として負圧調圧弁を
閉じ圧力センサの検出圧力値が正圧調圧値に等し
くなるよう正圧調圧弁を開閉制御する電子制御手
段とを備えたことである。
（作用）
上記技術的手段によれば、保圧弁が開の状態の
とき、アイソレータ手段の出力室と血液ポンプが
接続される。保圧弁を閉じると、アイソレータ手
段の出力室と血液ポンプの間が遮断され、血液ポ
ンプの内部空間が密閉される。したがつて、血液
ポンプの内部圧力は保持される。
とき、アイソレータ手段の出力室と血液ポンプが
接続される。保圧弁を閉じると、アイソレータ手
段の出力室と血液ポンプの間が遮断され、血液ポ
ンプの内部空間が密閉される。したがつて、血液
ポンプの内部圧力は保持される。
負圧調圧弁を閉じ、正圧調圧弁を開くと、正圧
源とアイソレータ手段の入力室が接続され、入力
室が加圧される。また、正圧調圧弁を閉じるとア
イソレータ手段の入力室内の圧力は保持される。
正圧調圧弁を閉じ、負圧調圧弁を開くと、負圧源
とアイソレータ手段の入力室が接続され、入力室
が減圧される。
源とアイソレータ手段の入力室が接続され、入力
室が加圧される。また、正圧調圧弁を閉じるとア
イソレータ手段の入力室内の圧力は保持される。
正圧調圧弁を閉じ、負圧調圧弁を開くと、負圧源
とアイソレータ手段の入力室が接続され、入力室
が減圧される。
電子制御手段は、
入力室を正圧調圧値に調圧し、保圧弁を開け
る、 保圧弁を閉じ、入力室を負圧調圧値に調圧す
る、 入力室を負圧調圧値に調圧し、保圧弁を開け
る、 保圧弁を閉じ、入力室を正圧調圧値に調圧す
る、 の４つのサイクルを繰り返す。のステツプで血
液ポンプが膨張し、のステツプで血液ポンプの
内部が保圧され、血液ポンプは膨張したままにな
る。また、アイソレータ手段の入力室が負圧調圧
値に達するまで負圧調圧弁が開となり、入力室が
負圧調圧値に調圧される。のステツプで負圧調
圧値への調圧は継続しており、保圧弁が開かれる
ので、血液ポンプの内部が急激に減圧され血液ポ
ンプが収縮する。のステツプで血液ポンプの内
部が保圧され、血液ポンプは収縮したままにな
る。また、アイソレータ手段の入力室が正圧調圧
値に達するまで正圧調圧弁が開となり、入力室が
正圧調圧値に調圧される。再びのステツプに戻
ると、正圧調圧値への調圧は継続しており、保圧
弁が開かれるので、血液ポンプの内部が急激に増
圧され血液ポンプが膨張する。
る、 保圧弁を閉じ、入力室を負圧調圧値に調圧す
る、 入力室を負圧調圧値に調圧し、保圧弁を開け
る、 保圧弁を閉じ、入力室を正圧調圧値に調圧す
る、 の４つのサイクルを繰り返す。のステツプで血
液ポンプが膨張し、のステツプで血液ポンプの
内部が保圧され、血液ポンプは膨張したままにな
る。また、アイソレータ手段の入力室が負圧調圧
値に達するまで負圧調圧弁が開となり、入力室が
負圧調圧値に調圧される。のステツプで負圧調
圧値への調圧は継続しており、保圧弁が開かれる
ので、血液ポンプの内部が急激に減圧され血液ポ
ンプが収縮する。のステツプで血液ポンプの内
部が保圧され、血液ポンプは収縮したままにな
る。また、アイソレータ手段の入力室が正圧調圧
値に達するまで正圧調圧弁が開となり、入力室が
正圧調圧値に調圧される。再びのステツプに戻
ると、正圧調圧値への調圧は継続しており、保圧
弁が開かれるので、血液ポンプの内部が急激に増
圧され血液ポンプが膨張する。
（実施例）
以下図面に基づいて、本発明の一実施例を説明
する。第１図に血液ポンプ駆動装置のブロツク図
を示す。正圧源であるコンプレツサ１０の出力は
正圧調圧弁１１に接続されている。
する。第１図に血液ポンプ駆動装置のブロツク図
を示す。正圧源であるコンプレツサ１０の出力は
正圧調圧弁１１に接続されている。
調圧弁１１の出力は、アイソレータ手段である
アイソレータ２０に接続されている。このアイソ
レータ２０は、血液ポンプの駆動媒体を空気より
ヘリウム等のガスに変換するものである。これに
より、駆動媒体を生体にとつて安全なものとす
る。
アイソレータ２０に接続されている。このアイソ
レータ２０は、血液ポンプの駆動媒体を空気より
ヘリウム等のガスに変換するものである。これに
より、駆動媒体を生体にとつて安全なものとす
る。
ここで、第２図にアイソレータ２０の詳細を示
す。第２図において、アイソレータ２０は、ハウ
ジング２１および２２により挟持されたダイアフ
ラム２３で、入力室２４および出力室２５に分割
されている。ダイアフラム２３の中央部両側には
プレート２６および２７が装着されている。この
ダイアフラム２３およびプレート２６および２７
が、移動隔膜を形成している。ハウジング２１の
中央部には、プレート２６の移動量を規制するた
めの規制部材２８が装着されている。規制部材２
８は、螺子２８ａによりハウジング２１に螺合さ
れている。この規制部材２８を回動すると、規制
部材２８が図示左右に移動する。左側に移動すれ
ば、プレート２６および２７の移動範囲が大きく
なり、右側に移動すれば、プレート２６および２
７の移動範囲は小さくなる。
す。第２図において、アイソレータ２０は、ハウ
ジング２１および２２により挟持されたダイアフ
ラム２３で、入力室２４および出力室２５に分割
されている。ダイアフラム２３の中央部両側には
プレート２６および２７が装着されている。この
ダイアフラム２３およびプレート２６および２７
が、移動隔膜を形成している。ハウジング２１の
中央部には、プレート２６の移動量を規制するた
めの規制部材２８が装着されている。規制部材２
８は、螺子２８ａによりハウジング２１に螺合さ
れている。この規制部材２８を回動すると、規制
部材２８が図示左右に移動する。左側に移動すれ
ば、プレート２６および２７の移動範囲が大きく
なり、右側に移動すれば、プレート２６および２
７の移動範囲は小さくなる。
また、ハウジング２１の入力室２４側には、圧
力検出手段である圧力センサ２９が配設されてい
る。
力検出手段である圧力センサ２９が配設されてい
る。
再度第１図を参照する。アイソレータ２０の出
力室２５は、ヘリウムガス吸排機構３２および弁
手段である電磁弁５０に接続されている。電磁弁
５０の出力が血液ポンプである大動脈内バルーン
ポンプ３３に接続されている。このヘリウムガス
吸排機構３２は、アイソレータ２０およびバルー
ンポンプ３３内のヘリウムガスの量を一定に保も
のである。
力室２５は、ヘリウムガス吸排機構３２および弁
手段である電磁弁５０に接続されている。電磁弁
５０の出力が血液ポンプである大動脈内バルーン
ポンプ３３に接続されている。このヘリウムガス
吸排機構３２は、アイソレータ２０およびバルー
ンポンプ３３内のヘリウムガスの量を一定に保も
のである。
次に、負圧源である負圧ポンプ４０の出力は調
圧弁４１に接続されている。調圧弁４１の出力は
アイソレータ２０の入力室２４に接続されてい
る。
圧弁４１に接続されている。調圧弁４１の出力は
アイソレータ２０の入力室２４に接続されてい
る。
電子制御手段であるマイクロコンピユータ６０
の入力には、圧力センサ２９が接続されており、
出力には調圧弁１１および４１、および電磁弁５
０が接続されている。また、生体からの信号とし
て、心電図信号および血圧信号が入力されてい
る。
の入力には、圧力センサ２９が接続されており、
出力には調圧弁１１および４１、および電磁弁５
０が接続されている。また、生体からの信号とし
て、心電図信号および血圧信号が入力されてい
る。
次に、マイクロコンピユータ６０の作動を第３
図に示すフローチヤートに基づいて説明する。
図に示すフローチヤートに基づいて説明する。
第３図において、ステツプS10では、バルーン
ポンプ３３が吸縮期にあるか否かを判断する。こ
のバルーンポンプ３３の収縮期の判定は、例えば
外部よりマイクロコンピユータ６０に入力される
生体の心電図信号（ECG）および／または血圧
信号に基づいて生体の状態に適切な収縮期・膨張
期のタイミングを演算している。この演算等につ
いては、ここでは省略する。
ポンプ３３が吸縮期にあるか否かを判断する。こ
のバルーンポンプ３３の収縮期の判定は、例えば
外部よりマイクロコンピユータ６０に入力される
生体の心電図信号（ECG）および／または血圧
信号に基づいて生体の状態に適切な収縮期・膨張
期のタイミングを演算している。この演算等につ
いては、ここでは省略する。
ステツプS10にて、バルーンポンプ３３が膨張
期であると判定されると、ステツプS11以下で示
される、正圧供給制御を行う。正圧供給制御は、
まずステツプS11にて、膨張タイマTiが作動して
いるか否かを判定し、作動していなければステツ
プS12で膨張タイマTiをスタートさせる。この
時、後に説明する収縮タイマTdをクリアする。
ステツプS11にて、膨張タイマTiが既に作動中で
あれば、ステツプS13へ進む。ステツプS13では、
膨張タイマTiが所定の時間Ｔ１以上経過したか
否かを判定する。この状態では、タイマTiがス
タートした所であるため、ステツプS14へ進む。
ステツプS14では、電磁弁５０を開として、出力
室２５をバルーンポンプ３３と連通させる。ここ
で、後述するようにアイレータ手段２０の入力室
２４は、既に調圧弁１１により所定の正圧P2set
に調圧されている。即ち、入力室２４には正圧が
供給されて与圧状態となつている。従つて、電磁
弁５０が開となると、直ちにプレート２７はバル
ーンポンプ３３を膨張させる方向に移動して、バ
ルーンポンプ３３の膨張を開始する。なお、ステ
ツプS15で調圧弁４１を閉として負圧の供給の遮
断を確実にする。
期であると判定されると、ステツプS11以下で示
される、正圧供給制御を行う。正圧供給制御は、
まずステツプS11にて、膨張タイマTiが作動して
いるか否かを判定し、作動していなければステツ
プS12で膨張タイマTiをスタートさせる。この
時、後に説明する収縮タイマTdをクリアする。
ステツプS11にて、膨張タイマTiが既に作動中で
あれば、ステツプS13へ進む。ステツプS13では、
膨張タイマTiが所定の時間Ｔ１以上経過したか
否かを判定する。この状態では、タイマTiがス
タートした所であるため、ステツプS14へ進む。
ステツプS14では、電磁弁５０を開として、出力
室２５をバルーンポンプ３３と連通させる。ここ
で、後述するようにアイレータ手段２０の入力室
２４は、既に調圧弁１１により所定の正圧P2set
に調圧されている。即ち、入力室２４には正圧が
供給されて与圧状態となつている。従つて、電磁
弁５０が開となると、直ちにプレート２７はバル
ーンポンプ３３を膨張させる方向に移動して、バ
ルーンポンプ３３の膨張を開始する。なお、ステ
ツプS15で調圧弁４１を閉として負圧の供給の遮
断を確実にする。
次に、ステツプS40に示される正圧調圧制御
AdjP1を行う。これを、第４図のフローチヤート
に示す。第４図において、ステツプS41は、アイ
ソレータ２０の入力室２４に配された圧力センサ
２９の検出値の示す圧力Pmeasが正圧設定値
P1set以下であるか否かを判定する。圧力Pmeas
が正圧設定値P1setに達していない場合は、ステ
ツプS43にて、調圧弁１１を開としてコンプレツ
サ１０の圧を入力室２４に導入する。そして、圧
力Pmeasが正圧設定値P1setに達すると、ステツ
プS42にて、調圧弁１１を閉とする。
AdjP1を行う。これを、第４図のフローチヤート
に示す。第４図において、ステツプS41は、アイ
ソレータ２０の入力室２４に配された圧力センサ
２９の検出値の示す圧力Pmeasが正圧設定値
P1set以下であるか否かを判定する。圧力Pmeas
が正圧設定値P1setに達していない場合は、ステ
ツプS43にて、調圧弁１１を開としてコンプレツ
サ１０の圧を入力室２４に導入する。そして、圧
力Pmeasが正圧設定値P1setに達すると、ステツ
プS42にて、調圧弁１１を閉とする。
この正圧設定値P1setの値は、バルーンポンプ
３３が収縮から膨張に切換わつた後の、バルーン
ポンプ３３の膨張動作を確実にするとともに、後
述するようにバルーンポンプ３３を膨張した状態
で保持するように充分な値とする。
３３が収縮から膨張に切換わつた後の、バルーン
ポンプ３３の膨張動作を確実にするとともに、後
述するようにバルーンポンプ３３を膨張した状態
で保持するように充分な値とする。
第３図にもどると、ステツプS31にて、その他
の処理を行い、リターンする。
の処理を行い、リターンする。
次に、ステツプS13にて、タイマTiが所定時間
Ｔ１経過したと判定されると、ステツプS16に進
む。ステツプS16では、電磁弁５０を閉として以
降の正圧供給を遮断する。これにより、バルーン
ポンプ３３の圧力は保持されて、膨張した状態で
保持される。この時の圧力が、前述した正圧設定
値P1setである。
Ｔ１経過したと判定されると、ステツプS16に進
む。ステツプS16では、電磁弁５０を閉として以
降の正圧供給を遮断する。これにより、バルーン
ポンプ３３の圧力は保持されて、膨張した状態で
保持される。この時の圧力が、前述した正圧設定
値P1setである。
そして、ステツプS17で調圧弁１１を閉として
入力室２４への制圧の供給を遮断する。
入力室２４への制圧の供給を遮断する。
次にステツプS50の負圧調圧制御AdjV2を行
う。これは、バルーンポンプ３３が正圧にあり膨
張した状態に保持されている間に、次の収縮期に
切換わる際に必要な負圧を入力室２４内に設定し
ておくための制御である。
う。これは、バルーンポンプ３３が正圧にあり膨
張した状態に保持されている間に、次の収縮期に
切換わる際に必要な負圧を入力室２４内に設定し
ておくための制御である。
第５図に示したフローチヤートで説明する。第
５図において、ステツプS51にて、入力室２４に
配された圧力センサ２９の検出値の示す入力室圧
力Vmeasが負圧設定値V2set以下であるか否かを
判定する。圧力Vmeasが負圧設定値V2setより大
の場合は、ステツプS52にて、調圧弁４１を開と
して負圧ポンプ４０の圧を入力室２４に導入す
る。圧力Vmeasが負圧設定値V2setに達すると、
ステツプS53にて、調圧弁４１を閉とする。従つ
て、バルーンポンプ３３が膨張を保持されている
間に、入力室２４は負圧応対に与圧されている。
この負圧設定値V2setが、膨張から収縮への切換
えの際の立ち上がりを補償するための圧力であ
る。この状態で次の収縮期まで待機する。
５図において、ステツプS51にて、入力室２４に
配された圧力センサ２９の検出値の示す入力室圧
力Vmeasが負圧設定値V2set以下であるか否かを
判定する。圧力Vmeasが負圧設定値V2setより大
の場合は、ステツプS52にて、調圧弁４１を開と
して負圧ポンプ４０の圧を入力室２４に導入す
る。圧力Vmeasが負圧設定値V2setに達すると、
ステツプS53にて、調圧弁４１を閉とする。従つ
て、バルーンポンプ３３が膨張を保持されている
間に、入力室２４は負圧応対に与圧されている。
この負圧設定値V2setが、膨張から収縮への切換
えの際の立ち上がりを補償するための圧力であ
る。この状態で次の収縮期まで待機する。
次に第３図により、収縮期の制御を説明する。
ステツプS10にて、バルーンポンプ３３が収縮
期であると判定されると、ステツプS21以下で示
される、負圧供給制御を行う。負圧供給制御は、
まずステツプS21にて、収縮タイマTdが作動して
いるか否かを判定し、作動していなければステツ
プS22で収縮タイマTdをスタートさせる。この
時、膨張タイマTiをクリアする。ステツプS21に
て、収縮タイマTdが既に作動中であれば、ステ
ツプS23へ進む。ステツプS23では、収縮タイマ
Tdが所定の時間Ｔ２以上経過したか否かを判定
する。この状態では、タイマTdがスタートした
所であるため、ステツプS24へ進む。ステツプ
S24では、電磁弁５０を開として、出力室２５を
バルーンポンプ３３と連通させる。
期であると判定されると、ステツプS21以下で示
される、負圧供給制御を行う。負圧供給制御は、
まずステツプS21にて、収縮タイマTdが作動して
いるか否かを判定し、作動していなければステツ
プS22で収縮タイマTdをスタートさせる。この
時、膨張タイマTiをクリアする。ステツプS21に
て、収縮タイマTdが既に作動中であれば、ステ
ツプS23へ進む。ステツプS23では、収縮タイマ
Tdが所定の時間Ｔ２以上経過したか否かを判定
する。この状態では、タイマTdがスタートした
所であるため、ステツプS24へ進む。ステツプ
S24では、電磁弁５０を開として、出力室２５を
バルーンポンプ３３と連通させる。
ここで、前述したようにアイソレータ手段２０
の入力室２４は、ステツプS50により負圧設定値
V2setに設定されている。即ち、入力室２４には
負圧が供給されて与圧状態となつている。従つ
て、電磁弁５０が開となると、直ちにプレート２
７はバルーンポンプ３３を収縮させる方向に移動
して、バルーンポンプ３３の収縮を開始する。な
お、ステツプS25は調圧弁１１を閉に保持させる
ためのステツプである。
の入力室２４は、ステツプS50により負圧設定値
V2setに設定されている。即ち、入力室２４には
負圧が供給されて与圧状態となつている。従つ
て、電磁弁５０が開となると、直ちにプレート２
７はバルーンポンプ３３を収縮させる方向に移動
して、バルーンポンプ３３の収縮を開始する。な
お、ステツプS25は調圧弁１１を閉に保持させる
ためのステツプである。
この時、ステツプS70に示される負圧調圧制御
AdjV1を行う。これを、第７図のフローチヤー
トに示す。第７図において、ステツプS71にて入
力室２４に配された圧力センサ２９の検出値の示
す入力室圧力Vmeasが負愛設定値V1set以下であ
るか否かを判定する。圧力Vmeasが負圧設定値
V1setより大の場合は、ステツプS71にて、調圧
弁４１を開として負圧ポンプ４０の圧を入力室２
４に導入する。圧力Vmeasが負圧設定値V1setに
達すると、ステツプS73にて、調圧弁４１を閉と
する。これにより、バルーンポンプ３３が膨張状
態から収縮へ切り換わつた後の負圧を設定値、即
ちV1setに設定する。
AdjV1を行う。これを、第７図のフローチヤー
トに示す。第７図において、ステツプS71にて入
力室２４に配された圧力センサ２９の検出値の示
す入力室圧力Vmeasが負愛設定値V1set以下であ
るか否かを判定する。圧力Vmeasが負圧設定値
V1setより大の場合は、ステツプS71にて、調圧
弁４１を開として負圧ポンプ４０の圧を入力室２
４に導入する。圧力Vmeasが負圧設定値V1setに
達すると、ステツプS73にて、調圧弁４１を閉と
する。これにより、バルーンポンプ３３が膨張状
態から収縮へ切り換わつた後の負圧を設定値、即
ちV1setに設定する。
再び、第３図にもどると、ステツプS30にてそ
の他の処理を行いリターンする。
の他の処理を行いリターンする。
次に、ステツプS23にて、タイマTdが所定時間
T2経過したと判定されると、ステツプS26に進
む。ステツプS26では、電磁弁５０を閉として以
降の負圧供給を遮断する。これにより、バルーン
ポンプ３３の圧力は保持されて、収縮した状態で
保持される。
T2経過したと判定されると、ステツプS26に進
む。ステツプS26では、電磁弁５０を閉として以
降の負圧供給を遮断する。これにより、バルーン
ポンプ３３の圧力は保持されて、収縮した状態で
保持される。
そして、ステツプS27で調圧弁４１を閉として
入力室２４への負圧の供給を遮断する。
入力室２４への負圧の供給を遮断する。
次にステツプS60にて、タンク１２内の圧力を
次回の膨張期に備えて、圧力値を設定圧力P2set
に設定する。これは、バルーンポンプ３３を収縮
状態に保持している間に、次回の膨張状態に切換
わる際に必要な正圧を入力室２４内に設定してお
くための制御である。
次回の膨張期に備えて、圧力値を設定圧力P2set
に設定する。これは、バルーンポンプ３３を収縮
状態に保持している間に、次回の膨張状態に切換
わる際に必要な正圧を入力室２４内に設定してお
くための制御である。
これを、第６図に示したフローチヤートで説明
する。第６図において、ステツプS61にて、入力
室に配された圧力センサ２９の検出値の示す圧力
Pmeasが正圧設定値P2set以下であるか否かを判
定する。圧力Pmeasが正圧設定値P2setに満たな
い場合は、ステツプS62にて、調圧弁１１を開と
してコンプレツサ１０の圧を入力室２４に導入す
る。圧力Pmeasが正圧設定値P2setに達すると、
ステツプS63にて、調圧弁１１を閉として正圧の
導入を停止する。
する。第６図において、ステツプS61にて、入力
室に配された圧力センサ２９の検出値の示す圧力
Pmeasが正圧設定値P2set以下であるか否かを判
定する。圧力Pmeasが正圧設定値P2setに満たな
い場合は、ステツプS62にて、調圧弁１１を開と
してコンプレツサ１０の圧を入力室２４に導入す
る。圧力Pmeasが正圧設定値P2setに達すると、
ステツプS63にて、調圧弁１１を閉として正圧の
導入を停止する。
上述したように、正圧設定値P2setがバルーン
ポンプ３３の収縮から膨張への切換わり時の正圧
値であり、正圧設定値P1setがその後の膨張動作
および膨張保持に必要な正圧値である。また、負
圧設定値V2setがバルーンポンプ３３の膨張状態
から収縮への切換わり時の負圧値であり、負圧設
定値V1setがその後の収縮動作および収縮保持に
必要な負圧値である。従つて、これら設定値の関
係は次の通りである。
ポンプ３３の収縮から膨張への切換わり時の正圧
値であり、正圧設定値P1setがその後の膨張動作
および膨張保持に必要な正圧値である。また、負
圧設定値V2setがバルーンポンプ３３の膨張状態
から収縮への切換わり時の負圧値であり、負圧設
定値V1setがその後の収縮動作および収縮保持に
必要な負圧値である。従つて、これら設定値の関
係は次の通りである。
（正圧設定値）
０＜P1set＜P2set
（負圧設定値）
V2set＜V1set＜０
次に、第８図にそれぞれの電磁弁の開閉状態の
タイミングチヤートを示す。これにより、本実施
例の動作を要約する。
タイミングチヤートを示す。これにより、本実施
例の動作を要約する。
バルーンポンプ３３の膨張期：
まず膨張に切り替わる際には、電磁弁５０
は閉でありバルーンポンプ３３は収縮状態で
保持されている。この時には、入力室２４の
圧力は、電磁弁１１により正圧設定値P2set
（例えば、400mmHg）に設定されている。こ
の状態で電磁弁５０が開となると、プレート
２７のバルーンポンプ３３を膨張させる方向
に移動する。その後は、バルーンポンプ３３
内に高すぎる圧力が加わることを防止すると
ともに、膨張に必要な圧を確保するために、
入力室２４の圧力を正圧設定値P1set（例え
ば、200mmHg）に設定する。
は閉でありバルーンポンプ３３は収縮状態で
保持されている。この時には、入力室２４の
圧力は、電磁弁１１により正圧設定値P2set
（例えば、400mmHg）に設定されている。こ
の状態で電磁弁５０が開となると、プレート
２７のバルーンポンプ３３を膨張させる方向
に移動する。その後は、バルーンポンプ３３
内に高すぎる圧力が加わることを防止すると
ともに、膨張に必要な圧を確保するために、
入力室２４の圧力を正圧設定値P1set（例え
ば、200mmHg）に設定する。
バルーンポンプ３３が充分膨張した時点、
即ち膨張タイマTiが所定時間Ｔ１（例えば
80ｍsec）経過すると、電磁弁５０を閉とし
てバルーンポンプ３３の膨張を保持し、収縮
のタイミングまで待機する。そして、調圧弁
１１を閉、調圧弁４１を開として、入力室２
４の圧力を次回の収縮への切換わり時に必要
な圧力値V2set（例えば、−200mmHg）に設定
しておく。
即ち膨張タイマTiが所定時間Ｔ１（例えば
80ｍsec）経過すると、電磁弁５０を閉とし
てバルーンポンプ３３の膨張を保持し、収縮
のタイミングまで待機する。そして、調圧弁
１１を閉、調圧弁４１を開として、入力室２
４の圧力を次回の収縮への切換わり時に必要
な圧力値V2set（例えば、−200mmHg）に設定
しておく。
(ii) バルーンポンプ３３の収縮期：
まず収縮に切り替わる際には、電磁弁５０
は閉でありバルーンポンプ３３は膨張状態で
保持されている。この時には、入力室２４の
圧力は、調圧弁４１により設定された負圧設
定値V2set（例えば、−200mmHg）に設定され
ている。この状態で、電磁弁５０が開となる
と、プレート２７はバルーンポンプ３３を収
縮させる方向に移動する。その後は、バルー
ンポンプ３３内に過度な圧力が加わることを
防止するとともに、確実な収縮が得られるよ
うに、入力室２４の圧力を負圧設定値V1set
（例えば、−50mmHg）に設定する。
は閉でありバルーンポンプ３３は膨張状態で
保持されている。この時には、入力室２４の
圧力は、調圧弁４１により設定された負圧設
定値V2set（例えば、−200mmHg）に設定され
ている。この状態で、電磁弁５０が開となる
と、プレート２７はバルーンポンプ３３を収
縮させる方向に移動する。その後は、バルー
ンポンプ３３内に過度な圧力が加わることを
防止するとともに、確実な収縮が得られるよ
うに、入力室２４の圧力を負圧設定値V1set
（例えば、−50mmHg）に設定する。
バルーンポンプ３３が充分収縮した時点、
収縮タイマTdが所定時間Ｔ２（例えば、80
ｍsec）経過すると、電磁弁５０を閉として
バルーンポンプ３３の収縮を保持し、膨張の
タイミングまで待機する。そして、調圧弁１
４開、調圧弁４４を閉として、入力室２４の
圧力を次回の膨張への切換わり時に必要な圧
力値P2set（例えば、400mmHg）に設定してお
く。
収縮タイマTdが所定時間Ｔ２（例えば、80
ｍsec）経過すると、電磁弁５０を閉として
バルーンポンプ３３の収縮を保持し、膨張の
タイミングまで待機する。そして、調圧弁１
４開、調圧弁４４を閉として、入力室２４の
圧力を次回の膨張への切換わり時に必要な圧
力値P2set（例えば、400mmHg）に設定してお
く。
以上の如く、本実施例によれば、血液ポンプの
膨張あるいは収縮を保持したまま、アイソレータ
２０の入力室２４を負圧源あるいは正圧源に連通
できる。このため、血液ポンプの膨張から収縮あ
るいは収縮から膨張への切換えを素早くすること
ができる。加えて、切換え時の圧力消費を入力室
の与圧により補うことができるため、その後のバ
ルーンポンプの収縮あるいは膨張に伴う圧力変化
に対し調圧弁のみで充分対応することができる。
従つて、本実施例では圧力源の圧力を蓄えておく
ためのタンクを特に必要としない。
膨張あるいは収縮を保持したまま、アイソレータ
２０の入力室２４を負圧源あるいは正圧源に連通
できる。このため、血液ポンプの膨張から収縮あ
るいは収縮から膨張への切換えを素早くすること
ができる。加えて、切換え時の圧力消費を入力室
の与圧により補うことができるため、その後のバ
ルーンポンプの収縮あるいは膨張に伴う圧力変化
に対し調圧弁のみで充分対応することができる。
従つて、本実施例では圧力源の圧力を蓄えておく
ためのタンクを特に必要としない。
以上説明したように、本発明によれば、保圧弁
を閉じることにより血液ポンプの内部圧力を保持
し、アイソレータ手段の入力室の圧力を切り換え
る。これにより、次に保圧弁を開いたときにはア
イソレータ手段の入力室の圧力は完全に切り替わ
つているので、血液ポンプの内部圧力が急激に切
り換わる。
を閉じることにより血液ポンプの内部圧力を保持
し、アイソレータ手段の入力室の圧力を切り換え
る。これにより、次に保圧弁を開いたときにはア
イソレータ手段の入力室の圧力は完全に切り替わ
つているので、血液ポンプの内部圧力が急激に切
り換わる。
大動脈内バルーンポンプの場合、バルーンポン
プの膨張速度が速いと、血圧の昇圧効果が高くな
り、性能が向上する。また、収縮期において、収
縮速度が遅いと心臓収縮の際に血液を遮断してし
まうため、速やかなバルーンポンプの収縮が望ま
れる。本発明は収縮期においても速やかに収縮す
るため都合がよい。
プの膨張速度が速いと、血圧の昇圧効果が高くな
り、性能が向上する。また、収縮期において、収
縮速度が遅いと心臓収縮の際に血液を遮断してし
まうため、速やかなバルーンポンプの収縮が望ま
れる。本発明は収縮期においても速やかに収縮す
るため都合がよい。
人工心臓ポンプの場合、圧力の切り換わりの速
度が高いと、高心拍にも追従でき、広い心拍数変
化に追従できる。
度が高いと、高心拍にも追従でき、広い心拍数変
化に追従できる。
このように、本発明によれば、性能のよい血液
ポンプ駆動装置が得られる。
ポンプ駆動装置が得られる。
更に、本発明によれば、アイソレータ手段の入
力室に圧力センサを配置し、アイソレータ手段の
入力室を正圧または負圧に調圧する。アイソレー
タ手段の入力室を従来のアキユムレータの代わり
として使用し、正圧調圧弁および負圧調圧弁を従
来の正圧切換弁および負圧切換弁の代わりとして
使用するため、正圧切換弁、負圧切換弁および正
圧、負圧を蓄圧するアキユムレータが不要にな
り、装置の小型化が図れる。装置が小型になるこ
とにより病室、治療室等での配置スペースが減少
し、診療、治療の邪魔にならなくなる。また、病
室、治療室等の間での移動も楽になる。
力室に圧力センサを配置し、アイソレータ手段の
入力室を正圧または負圧に調圧する。アイソレー
タ手段の入力室を従来のアキユムレータの代わり
として使用し、正圧調圧弁および負圧調圧弁を従
来の正圧切換弁および負圧切換弁の代わりとして
使用するため、正圧切換弁、負圧切換弁および正
圧、負圧を蓄圧するアキユムレータが不要にな
り、装置の小型化が図れる。装置が小型になるこ
とにより病室、治療室等での配置スペースが減少
し、診療、治療の邪魔にならなくなる。また、病
室、治療室等の間での移動も楽になる。
尚、本発明においては、保圧の開始を移動隔膜
の端部までの移動を検出して行うようにすればよ
い。しかし、保圧の開始は圧力切り換えから所定
時間後に行つても構わない。移動隔膜の移動を検
出して保圧を行うことで、効率のよい制御ができ
る。所定時間後に保圧を行うようにすれば、移動
隔膜の移動を検出する必要がないため、装置が簡
単になる。
の端部までの移動を検出して行うようにすればよ
い。しかし、保圧の開始は圧力切り換えから所定
時間後に行つても構わない。移動隔膜の移動を検
出して保圧を行うことで、効率のよい制御ができ
る。所定時間後に保圧を行うようにすれば、移動
隔膜の移動を検出する必要がないため、装置が簡
単になる。
第１図は本発明の血液ポンプ駆動装置の一実施
例を示すブロツク図、第２図は第１図のアイソレ
ータ手段を示す断面図、第３，４，５，６および
第７図は実施例の動作を示すフローチヤートで、
第８図は実施例の動作を示すタイミングチヤート
である。尚、以下の符号の説明において、括弧内
は特許請求の範囲に記載された構成を示す。 １０……コンプレツサ（正圧源）、１１……調
圧弁（正圧調圧弁）、２０……アイソレータ（ア
イソレータ手段）、２４……入力室（入力室）、２
３……ダイアフラム、２５……出力室（出力室）、
２６，２７……プレート、２３，３６，２７……
（移動隔膜）、２９……圧力センサ、３３……大動
脈内バルーンポンプ（血液ポンプ）、４０……負
圧ポンプ（負圧源）、４１……調圧弁（負圧調圧
弁）、５０……電磁弁（保圧弁）、６０……マイク
ロコンピユータ（電子制御手段）。
例を示すブロツク図、第２図は第１図のアイソレ
ータ手段を示す断面図、第３，４，５，６および
第７図は実施例の動作を示すフローチヤートで、
第８図は実施例の動作を示すタイミングチヤート
である。尚、以下の符号の説明において、括弧内
は特許請求の範囲に記載された構成を示す。 １０……コンプレツサ（正圧源）、１１……調
圧弁（正圧調圧弁）、２０……アイソレータ（ア
イソレータ手段）、２４……入力室（入力室）、２
３……ダイアフラム、２５……出力室（出力室）、
２６，２７……プレート、２３，３６，２７……
（移動隔膜）、２９……圧力センサ、３３……大動
脈内バルーンポンプ（血液ポンプ）、４０……負
圧ポンプ（負圧源）、４１……調圧弁（負圧調圧
弁）、５０……電磁弁（保圧弁）、６０……マイク
ロコンピユータ（電子制御手段）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 正圧を供給する正圧源； 負圧を供給する負圧源； 内部空間が移動隔膜により入力室および出力室
に区画されたアイソレータ手段； 前記正圧源とアイソレータ手段の入力室間に配
置され、両者間を開閉する正圧調圧弁； 前記負圧源とアイソレータ手段の入力室間に接
続され、両者間を開閉する負圧調圧磁弁； 前記アイソレータ手段の入力室内に配置され、
入力室内の圧力を検出する圧力センサ； 前記アイソレータ手段の出力室と血液ポンプと
の間に接続された保圧弁； 前記正圧調圧弁、負圧調圧弁、圧力センサおよ
び保圧弁に接続され、正圧調圧値および負圧調圧
値を設定し、正圧印加時において、圧力センサの
検出圧力値が正圧調圧値に等しくなるように正圧
調圧弁を開閉制御するとともに保圧弁を開とし、
その後、血液ポンプが膨張した後に保圧弁を閉と
して正圧調圧弁を閉じ圧力センサの検出圧力値が
負圧調圧値に等しくなるよう負圧調圧弁を開閉制
御し、負圧印加時において、圧力センサの検出圧
力値が負圧調圧値に等しくなるよう負圧調圧弁を
開閉制御するとともに保圧弁を開とし、その後、
血液ポンプが収縮した後に保圧弁を閉として負圧
調圧弁を閉じ圧力センサの検出圧力値が正圧調圧
値に等しくなるよう正圧調圧弁を開閉制御する電
子制御手段； を備えた血液ポンプ駆動装置。 ２ 前記電子制御手段は、切換弁を切り換えた
後、アイソレータ手段の移動隔膜の位置を測定
し、移動隔膜の移動を確認したのち保圧弁を閉じ
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
の血液ポンプ駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152177A JPS639447A (ja) | 1986-06-28 | 1986-06-28 | 血液ポンプ駆動装置 |
| US07/067,042 US4794910A (en) | 1986-06-28 | 1987-06-29 | Medical appliance driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152177A JPS639447A (ja) | 1986-06-28 | 1986-06-28 | 血液ポンプ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639447A JPS639447A (ja) | 1988-01-16 |
| JPH0518586B2 true JPH0518586B2 (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=15534732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61152177A Granted JPS639447A (ja) | 1986-06-28 | 1986-06-28 | 血液ポンプ駆動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4794910A (ja) |
| JP (1) | JPS639447A (ja) |
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1986
- 1986-06-28 JP JP61152177A patent/JPS639447A/ja active Granted
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1987
- 1987-06-29 US US07/067,042 patent/US4794910A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4794910A (en) | 1989-01-03 |
| JPS639447A (ja) | 1988-01-16 |
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