JPS62249655A - 補助循環機器駆動装置 - 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ポンプ
や大動脈内バルーンポンプ等の補助循環機器を膨張・収
縮させる補助循環機器駆動装置に関するもので、特に駆
動装置自身の異常を監視する機能を備えたものに関する
。

（従来の技術） これらの補助循環機器駆動装置は、正圧を供給する正圧
源と負圧を供給する負圧源とを備え、これらの供給圧力
を切換えて補助循環機器の膨張・収縮を行う。

この種の医療用補助循環機器を駆動する駆動装置は、高
い精度が要求される。また他方では、充分にに高い信頼
性が要求される。従って、駆動装置自身が故障する確率
は極めて小さい。しかし、装置である以上絶対的ではな
い。そこで、駆動装置の動作状態を監視する機能を備え
ている。

この−例として、本出願人が先に提案した特開昭６１−
１０６４６４号に示されたものがある。

これは、メインの駆動装置の他にサブの駆動装置を用意
する。そして、メインの駆動装置の駆動状態を監視して
、異常が発生した際にサブの駆動装置に切換えてこれに
対処するものである。駆動状態を監視する信号として、
駆動装置が補助循環機器に供給する圧力信号を検出して
いる。

（発明が解決しようとする問題点） この他に監視を要する情報として、駆動装置の電源の状
態が挙げられる。ところが、電源電圧が低下したり、あ
るいは遮断したりすると駆動装置自身への電源の供給も
影響される。このため、電源状態の監視が困難なもので
あった。

そこで本発明は、電源系に異常が生じた場合でも、サブ
の駆動装置に切換えて補助循環機器の作動を維持するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明では、正圧および負圧を切換えて出力ポートに出
力する制御手段、および電源供給手段を備えた第１の駆
動装置と、正圧および負圧を切り換えて出力ポートに出
力する制御手段、および電源供給手段を備えた第２の駆
動装置と、前記第１の駆動装置の出力と第２の駆動装置
の出力を切り換えて補助循環機器に供給する切換手段と
、前記第１の駆動装置の電源供給手段の出力状態を示す
信号を出力する状態信号出力手段と、該出力手段の出力
信号に応じて、前記切換手段を動作させる切換制御手段
とを備える。

（作用） これによれば、通常は第１の駆動装置により補助循環機
器を駆動するとともに、第１の駆動装置に電源を供給す
る電源供給手段の出力状態を監視する。また、予備とし
て第２の駆動装置を用意しておく。そして、前記電源供
給手段の出力状態を示す信号が電源系の異常を示す際に
は、第１の駆動装置を第２の駆動装置に切り換える。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図に実施例のシステム構成を示す。

第１の補助循環機器駆動装置１は２つの出力ポートロａ
および６ｂを備えている。出力ポートロａ、５ｂには、
駆動装置ｌ内部で所定の圧に調圧された正圧および負圧
が交互に出力される。所定の正圧および負圧を得る手段
については、例えばコンプレッサおよび真空ポンプを備
え、該発生圧力を調圧弁にて調圧する。また、これらを
制御する制御回路としてマイクロ・コンピュータ１４ａ
を備えている。これらの手段に関しては、従来周知の技
術であるのでこれを省略する。なお、出力ポートロａ、
６ｂの２つの出力を備え、同時に２つの補助循環機器を
駆動できるようになっている。

また、駆動装置１は電源回路１０ａを備えており、外部
電源または内部バッテリより供給される電力を所定の電
圧に調整している。この電源回路１０ａが電源供給手段
である。電源回路１０ａには、状態信号出力手段である
、状態監視回路９ａが接続されている。

同様に、第２の補助循環機器駆動装置２は２つの出力ポ
ードアａ、７ｂを備えており、同時に２つの補助循環機
器を駆動できる。駆動装置２は、電源回路１０ｂおよび
状態信号出力手段である状態監視回路９ｂを備えている
。

切換装置３が切換手段を構成している。切換装置３は、
３方向電磁弁４ａ、４ｂを備えている。

そして、電磁弁４ａの入力側に第１および第２の駆動装
置の出カポ−）６ａおよび７ａが接続されている。電磁
弁４ａの出力は、補助循環機器５ａに接続されている。

同様に、電磁弁４ｂの入力側には、第１および第２の駆
動装置の出力ポートロｂ、７ｂが接続されている。そし
て、電磁弁４ｂの出力は、他の補助循環機器５ｂに接続
されている。切換装置３は、切換制御手段である切換制
御回路８および独自の電源回路１１を備えている。

切換制御回路８には、電源監視回路９ａおよび９ｂの出
力が状態信号線１２および１３により入力されている。

また、切換制御回路８により電磁弁４ａおよび４ｂは制
御される。

第２図に状態監視回路９ａを示す。なお、状態監視回路
９ｂについても同じであるため、ここでは状態監視回路
９ａについてのみ説明する。

状態監視回路９ａには、電源回路１１の出力とマイクロ
・コンピュータ１４ａの出力とが入力されている。マイ
クロ・コンピュータ１４ａからは駆動装置１の補助循環
機器への圧力供給状態を監視した結果が出力される。こ
の信号については、後述する。この信号は、ワンショッ
ト・マルチバイブレーク１９に入力される。一方、電源
回路１１よりの定電圧出力ＤＣ５Ｖは、ダイオード１５
を介して、光変換器２０への電源として供給される。な
お、ダイオードの出力側には、コンデンサ１６および抵
抗１７．１８が接続されている。そして、抵抗１７．１
８の接続点にワンショット・マルチバイブレーク１９の
出力が接続され、この信号が光変換器２０に入力されて
いる。光変換器２０の出力は、信号線１２を介して、切
換え制御回路８へ供給される。従って、信号線１２は光
ファイバを用いている。

次に、マイクロ・コンピュータ１４ａのシステム診断動
作を第３図のフローチャートにより説明する。マイクロ
・コンピュータ１４ａは、出カポ−）６ａの出力圧力を
検出する圧力検出器（図示せず）を備えている。そして
、この圧力信号ＰＧｌをチェックして正常な圧力が現れ
ているかどうかをやＩ断じ、もし異常があれば異常状態
信号を出力する。そして、異常がなければ正常状態信号
を出力する。ここは、異常状態信号を所定レベルの電圧
出力（Ｈｉｇｈ　　レベル信号）とし、正常状態信号は
この信号を反転することで信号を発生している。

周期のチェックは次のようにする。所定圧力（例えば５
■■Ｈｇ）をスレシホールドレベルとして圧力の正圧か
ら負圧への変化（立下がり）および負圧から正圧への変
化（立上がり）を検出する。

圧力の立上がりから立下がりまでの時間および立下がり
から立上がりまでの時間をそれぞれタイマでカウントし
、その結果を予め設定した異常判別参照値と比較する。

また、圧力レベルのチェックは、立上がり時のオーバシ
ュート等の影響をなくするため、立上がりおよび立下が
りから所定時間を経過した時を圧力チェックタイミング
とし、その時にサンプリングした圧力ＰＣＩ　　（正圧
および負圧）を予め設定した異常判別レベルと比較する
。これらのシステムチェックの後、駆動装置のメインの
処理を行う。

再度、第２図を参照して状態検出回路９ａの動作を説明
する。第２図において、マイクロ・コンピュータ１４ａ
は上述した制御に基づいてシステム制御の正常時は所定
のタイミングで反転する反転信号を出力し、異常時はＨ
信号を出力する。ワンショット・マルチバイブレーク１
９は、この信号に応じて信号を出力する。従って、マル
チバイブレータ１９の出力が光変換器２０により光信号
に変換されて出力される。

電源回路１０ａの故障等により定電圧が供給されなくな
ると、マイクロ・コンピュータ１４ａも同時に機能が低
下する。従って、マイクロ・コンピュータ１４ａからの
状態信号もなくなる。

この時、コンデンサ１６に蓄積された電荷によより、光
変換器２０の駆動電源が供給されるとともに、光変換器
２０の入力としてＨ信号が供給される。従って、定電圧
が低下すると、光変換器２０は所定の時間（コンデンサ
１６により決まる時間）異常状態信号を出力する。ここ
で、第４図に各部の波形を示したタイミングチャートを
示す。

第４図に示したように、電源電圧Ａが低下すると、マイ
クロ・コンピュータ１４ａおよびマルチバイブレーク１
９の出力は同時に低下するが、光変換器２０の出力り即
ち切換信号は、異常状態信号を所定時間ｔだけ維持する
。

以上の構成により、状態検出回路９ａは、電源またはシ
ステムが正常な際には所定のタイミングで反転する正常
信号を、また異常を検出するとＨ信号を出力する。従っ
て、後述する切換え手段は正常・異常にかかわらず状態
信号を受信してこれを判断することができる。このこと
から、本実施例では、もう一つの状態を検出することが
できる。

即ち、切換え手段が信号を受信しない場合である。

この時は、信号線１２が断線していると判断することが
できる。以上の３つの状態信号を第５図に示す。

次に、切換制御について説明する。第６図に切換制御回
路８のブロック図を示す。第１の駆動装置ｌの状態検出
回路９ａおよび第２の駆動装置２の状態検出回路９ｂか
らの状態信号は、それぞれ光変換器２１．２２により電
気信号に変換される。

この信号は、判定回路２３．２４によりそれぞれ状態を
解読・判定される。そして、判定結果が各ポートに対応
して出力される。各出力ポートはそれぞれの状態を表示
する表示器２５．２６．２７．２８．２９および３０を
点燈する。また、判定回路２３の異常出力ポートと判定
回路２４の正常出力ポートは論理積回路３１に入力され
ている。

この論理積回路３１の出力が、判定信号Ｅとして切換回
路３２に入力される。第７図に状態検出回路９ａおよび
９ｂ（第１の駆動装置１および第２の駆動装置２）の状
態信号と判定信号との関係を示す。第７図に示した如く
、第１の駆動装置１に異常が検出され、かつ第２の駆動
装置２が正常の場合のみ、切換回路３２に判定信号（こ
こでは”１”）が出力される。これは、切換えが適切な
場合のみ切換え動作を行うためである。電磁弁駆動回路
３３は、切換回路３２の出力Ｆにより電磁弁４ａおよび
４ｂを切り換える。ここでは、出力Ｆが”０”の時、第
１の駆動装置１の出力ポートロａおよび６ｂが補助循環
機器５ａおよび５ｂに接続される。出力Ｆが１”の時、
逆に第２の駆動装置２の出力ポードアａおよび７ｂが補
助循環機器５ａおよび５ｂに接続される。

なお、切換回路３２は、第１の駆動装置１を第２の駆動
装置２に切換え指示する切換指示スイッチ３４、第２の
駆動装置２を第１の駆動装置１に切換え指示する切換指
示スイッチ３５、および上記切換えを自動で行うための
自動切換指示スイッチ３６を備えている。また、第１の
駆動装置１の動作中を示す表示器３７、第２の駆動装置
２の動作中を示す表示器３８、切換えが自動制御されて
いることを示す表示器３９を備えている。第８図にこれ
らのスイッチ３４，３５．３６の動作状態と切換え信号
Ｅとの状態による、切換回路３２の出力Ｆの状態を示す
。

なお、以上に説明した実施例では、状態信号線として光
ファイバを用いるものである。これは、通常の電気信号
を伝達する信号線を利用しても良い。但し、光ファイバ
を用いると外部雑音等にたいする影響を最小限に抑える
ことができる。

また、駆動装置の電源電圧が低１した際に、光変換器へ
の供給電圧および異常状態信号をコンデンサにＭｌｍさ
れた電荷により供給している。このコンデンサの代わり
にバッテリを備えてこれに代えることもできる。

以上のように、マイクロ・コンピュータ１４ａのシステ
ムチェック機能に加え、電源回路等の電源供給手段の異
常にたいしても、本発明は対応することができる。また
、これらの正常、異常を示す状態信号を常に出力するこ
とにより、信号が入力されない場合、即ちＬレベル信号
が続いた際には、信号線の断線として判断することがで
きる。

〔発明の効果〕 以上の如（、本発明によれば動作中の駆動装置の電源供
給手段の出力状態を監視し、電源供給手段の機能が低下
した際には、予め用意された第２の駆動装置に切換える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の補助循環機器駆動装置の一実施例を示
すシステム図、第２図は第１図の状態監視回路９ａを示
す回路図、第３図は第１図のマイクロ・コンピュータ１
４ａのシステム診断動作ヲ示すフローチャート、第４図
は第２図の状態監視回路９ａの各部波形を示すタイミン
グチャート、第５図は状態信号を示す波形図、第６図は
第１図の切換制御回路８を示すブロック図、第７図は第
６図の状態信号と判定信号Ｅとの関係を示す図、第８図
は第６図の各スイッチの関係を示す図である。 １・・・第１の駆動装置、２・・・第２の駆動装置、３
・・・切換装置（切換手段）、４ａ、４ｂ・・・３方向
電磁弁（切換手段）、５ａ、５ｂ・・・補助循環機器、
６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ−・・出力ポート、８・・・切
換制御回路（切換制御手段）、９ａ、９ｂ・・・状態監
視回路（状態信号出力手段）、１０ａ、１０ｂ・・・電
源回路（電源供給手段）、１２．１３・・・状態信号線
、１４ａ、１４ｂ・・・マイクロ・コンピュータ（制御
手段）、１５・・・ダイオード、１６・・・コンデンサ
、１９・・・ワンショット・マルチバイブレータ、２０
・・・光変換器　２１．２２・・・光変換器、２３．２
４・・・判定回路、３１・・・論理積回路、３２・・・
切換回路、３３・・・電磁弁駆動回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）正圧および負圧を切換えて出力ポートに出力する
   制御手段、および電源供給手段を備えた第１の駆動装置
   と、正圧および負圧を切り換えて出力ポートに出力する
   制御手段、および電源供給手段を備えた第２の駆動装置
   と、前記第１の駆動装置の出力と第２の駆動装置の出力
   を切り換えて補助循環機器に供給する切換手段と、前記
   第１の駆動装置の電源供給手段の出力状態を示す信号を
   出力する状態信号出力手段と、該出力手段の出力信号に
   応じて、前記切換手段を動作させる切換制御手段とを備
   えた、補助循環機器駆動装置。
2. （２）前記状態信号出力手段は、電源供給手段の出力の
   正常、異常を示す信号を出力し、前記切換制御手段は、
   前記異常を示す信号に応じて前記切換手段を動作させる
   、前記特許請求の範囲第１項記載の補助循環機器駆動装
   置。
3. （３）前記状態信号出力手段は、電源供給手段の出力が
   低下すると、前記異常を示す信号を出力する、前記特許
   請求の範囲第２項記載の補助循環機器駆動装置。
4. （４）前記切換制御手段は、前記正常、異常を示す信号
   のいずれも入力されない場合は、断線が発生したと判断
   する、前記特許請求の範囲第２項記載の補助循環機器駆
   動装置。
5. （５）前記第１の駆動装置の制御手段は、出力ポートの
   出力状態を監視する監視手段を備え、該出力状態が異常
   と判断される時には、異常信号を前記切換制御手段に出
   力する、前記特許請求の範囲第１項記載の補助循環機器
   駆動装置。