JPS6384561A - 人工臓器試験用拍動流発生装置 - Google Patents
人工臓器試験用拍動流発生装置Info
- Publication number
- JPS6384561A JPS6384561A JP61232146A JP23214686A JPS6384561A JP S6384561 A JPS6384561 A JP S6384561A JP 61232146 A JP61232146 A JP 61232146A JP 23214686 A JP23214686 A JP 23214686A JP S6384561 A JPS6384561 A JP S6384561A
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- Japan
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- pressure
- accumulator
- pulsatile flow
- artificial organ
- flow
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は１人体に使用する循環器系の人工臓器の耐久
性を試験し或いは研究するために使用する拍動流発生装
置に関する。
性を試験し或いは研究するために使用する拍動流発生装
置に関する。
ある一定の圧力範囲で周期的に所定の圧力変動を生じる
流体の流れを拍動流という。例えば人体の血液が心臓か
ら人体の各所へ流れ再び心臓へ入る循環器系の流れは拍
動流による流れである。拍動流は無拍動に比べて臓器循
環や末梢循環を良好に維持出来るため、心機能の面から
も有利であるとされている。
流体の流れを拍動流という。例えば人体の血液が心臓か
ら人体の各所へ流れ再び心臓へ入る循環器系の流れは拍
動流による流れである。拍動流は無拍動に比べて臓器循
環や末梢循環を良好に維持出来るため、心機能の面から
も有利であるとされている。
従来、医療機器技術の分野では心臓手術の際人体の各所
へ血液を送る必要から短期間心臓の機能を代替させるた
めの拍動流発生装置もい（っか提案されて来た。
へ血液を送る必要から短期間心臓の機能を代替させるた
めの拍動流発生装置もい（っか提案されて来た。
ローラポンプを使用した拍動流発生装置もそのようなも
のの一つである。第５図はローラポンプの概略図である
が、原理はこの図に示すようにローラＲとポンプチェン
バーＷとを回転の途中まで接触させてローラＲを回転さ
せつつポンプチェンバーＷをしごくものである。例えば
医器学（ＶｏＬ、５６．Ｎｏ、５ （１９８６））にお
いて提案されている拍動流発生装置は、このようなロー
ラポンプを電圧制御機器及び演算回路に接続し、ローラ
Ｒが一回転する間の一回か二回成る角度範囲で回転速度
を急に早めて拍動流を発生させる装置である。前記研究
論文によればこの装置によって比較的簡単に良好な拍動
流の発生が可能であることが確認されている。
のの一つである。第５図はローラポンプの概略図である
が、原理はこの図に示すようにローラＲとポンプチェン
バーＷとを回転の途中まで接触させてローラＲを回転さ
せつつポンプチェンバーＷをしごくものである。例えば
医器学（ＶｏＬ、５６．Ｎｏ、５ （１９８６））にお
いて提案されている拍動流発生装置は、このようなロー
ラポンプを電圧制御機器及び演算回路に接続し、ローラ
Ｒが一回転する間の一回か二回成る角度範囲で回転速度
を急に早めて拍動流を発生させる装置である。前記研究
論文によればこの装置によって比較的簡単に良好な拍動
流の発生が可能であることが確認されている。
上記するローラポンプによる拍動流発生装置は拍動流の
発生は可能であるが１人体の実際の生理的現象１例えば
心筋拘束状態の血管、高血圧状態、高圧と低圧との拍動
流変動等を再現することは複雑な制御をしなければ出来
ない。
発生は可能であるが１人体の実際の生理的現象１例えば
心筋拘束状態の血管、高血圧状態、高圧と低圧との拍動
流変動等を再現することは複雑な制御をしなければ出来
ない。
人工臓器は現在開発の段階にあり、上記する拍動流発生
装置も人体に必要がある場合２例えば手術などのときに
短時間使用されされているだけである。それ故人工臓器
そのものの耐久性はあまり問題にならず、耐圧性のよう
な静的な強度の短期間的性能を問題としていた。しかし
ながら人工臓器の性能が完成されれば、その次に問題と
なって来るのは長期間の使用による耐久性である。
装置も人体に必要がある場合２例えば手術などのときに
短時間使用されされているだけである。それ故人工臓器
そのものの耐久性はあまり問題にならず、耐圧性のよう
な静的な強度の短期間的性能を問題としていた。しかし
ながら人工臓器の性能が完成されれば、その次に問題と
なって来るのは長期間の使用による耐久性である。
かかる耐久性は使用している素材２強度設計等が重要な
要素となるが、特に疲労強度が最も重要な課Ｊとなる。
要素となるが、特に疲労強度が最も重要な課Ｊとなる。
素材そのものの強度試験や疲労試験は種々考案されて利
用出来るが、内圧により発生する応力を考散した人工臓
器の強度試験や疲労試験を行う方法は未だ開発されてい
ない。従って。
用出来るが、内圧により発生する応力を考散した人工臓
器の強度試験や疲労試験を行う方法は未だ開発されてい
ない。従って。
今後人体の生理的現象と同等もしくはそれに近い状態、
特に拍動流を含む状態での人工臓器の耐久試験が問題と
なってくる。
特に拍動流を含む状態での人工臓器の耐久試験が問題と
なってくる。
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものでありそ
の目的とするところは８人工臓器を人体に装着した場合
と同様な条件で疲労試験を行うことのできる試験機、特
に人体と同−或いは類似の循環器系の機構を想定して、
病理的現象の再現を含めて実際の条件に近い拍動流発生
装置を提供することを目的とする。
の目的とするところは８人工臓器を人体に装着した場合
と同様な条件で疲労試験を行うことのできる試験機、特
に人体と同−或いは類似の循環器系の機構を想定して、
病理的現象の再現を含めて実際の条件に近い拍動流発生
装置を提供することを目的とする。
即ちこの発明は上記する目的を達成するために、液体を
収容するタンクと、駆動装置によって駆動されるプラン
ジャポンプと、アキュームレータと各種人工臓器と、流
路断面積調節弁とを管路で連結してなることを特徴とす
る。
収容するタンクと、駆動装置によって駆動されるプラン
ジャポンプと、アキュームレータと各種人工臓器と、流
路断面積調節弁とを管路で連結してなることを特徴とす
る。
駆動装置によってプランジャポンプが駆動されると吐出
された液体は一定の圧力幅で変動しつつアキュムレータ
を通り人工臓器へ送り出される。
された液体は一定の圧力幅で変動しつつアキュムレータ
を通り人工臓器へ送り出される。
ポンプからの急な圧力上昇はアキュムレータで吸収され
、変動する圧力幅はアキュムレータのバネ定数で決定さ
れる。また人工臓器入口での圧力変動の基準位置は流路
断面積調節弁の調節によって可変し、絞ると循環回路の
圧力は上昇し、アキュムレータによって持続する。
、変動する圧力幅はアキュムレータのバネ定数で決定さ
れる。また人工臓器入口での圧力変動の基準位置は流路
断面積調節弁の調節によって可変し、絞ると循環回路の
圧力は上昇し、アキュムレータによって持続する。
更に圧力変動の周期はプランジャポンプを駆動するモー
タの回転数を変化させることによって変化させることが
出来る。そしてプランジャポンプからの吐出による急な
圧力上界を吸収したアキュムレータが元に戻るまでに次
の吐出を行えば管路即ち人工臓器での拍動流を発生させ
ることが出来る〔実施例〕 以下この発明の具体的実施例について図面を参照して説
明する。
タの回転数を変化させることによって変化させることが
出来る。そしてプランジャポンプからの吐出による急な
圧力上界を吸収したアキュムレータが元に戻るまでに次
の吐出を行えば管路即ち人工臓器での拍動流を発生させ
ることが出来る〔実施例〕 以下この発明の具体的実施例について図面を参照して説
明する。
第１図はこの発明にかかる装置の全体概略図である。１
はンａ体タンク、３はプランジャポンプはアキュムレー
タ、７は人工臓器，９はバルブでありこれらは管路１０
によって連結され一つの循環回路を構成している。
はンａ体タンク、３はプランジャポンプはアキュムレー
タ、７は人工臓器，９はバルブでありこれらは管路１０
によって連結され一つの循環回路を構成している。
タンク１内の液体２は血液に相当するものであり、この
タンク１は心房に相当する。
タンク１は心房に相当する。
プランジャポンプ３は，液体２を液送するための機構で
あり，モータ１１に直結させたクランク１３によって，
レバー１５に連結した連結棒１７。
あり，モータ１１に直結させたクランク１３によって，
レバー１５に連結した連結棒１７。
を介してプランジャロッド４を上下させるレシプロ方式
で駆動するようになっている。またこのプランジャポン
プ３は部屋の入口と出口に弁６と弁８を設は図に示すよ
うに一方向にのみ流れるようになっている。即ちこのプ
ランジャポンプ３は人体で言えば心臓に相当するもので
ある。
で駆動するようになっている。またこのプランジャポン
プ３は部屋の入口と出口に弁６と弁８を設は図に示すよ
うに一方向にのみ流れるようになっている。即ちこのプ
ランジャポンプ３は人体で言えば心臓に相当するもので
ある。
アキュームレータ５にはバネ１９があり，このバネ１９
は荷重を調節するネジ２０の一端に連結され．このネジ
２０はブラケット２１に螺合され支持される。即ちこの
アキュムレータ５は人体で言えば血管の弾力性に相当す
る。７は耐久試験用人工臓器であり，液体流入口に圧力
計３０を設置し液圧Ｐを測定する。
は荷重を調節するネジ２０の一端に連結され．このネジ
２０はブラケット２１に螺合され支持される。即ちこの
アキュムレータ５は人体で言えば血管の弾力性に相当す
る。７は耐久試験用人工臓器であり，液体流入口に圧力
計３０を設置し液圧Ｐを測定する。
バルブ９は液体２の流れる流路断面積を拡大したり縮小
したり調節するための管路に設けたオリフィスの役目を
するものであり、管路に抵抗を付与する作用をする。即
ちこのバルブ９は人体で言えば末梢血管における血圧の
高い状態と低い状態を再現するためのものである。
したり調節するための管路に設けたオリフィスの役目を
するものであり、管路に抵抗を付与する作用をする。即
ちこのバルブ９は人体で言えば末梢血管における血圧の
高い状態と低い状態を再現するためのものである。
以上のように構成した循環回路において、モータ１１を
駆動しクランク１３．連結棒１７．レバー１５等を介し
てこのレバー１５の端部に回転自在に枢着したプランジ
ャポンプ３のプランジャ口・７ド４を上下させ液体２を
吐出させる。上記したようにこのプランジャポンプ３は
タンク１から入った液体２をアキュムレータ５の一方向
にのみ吐出し逆流はさせない。また支点１６を移動させ
ることによって吐出量を変化させることが出来る。液体
２は管路１０の途中に設けたアキュムレータ５に入る。
駆動しクランク１３．連結棒１７．レバー１５等を介し
てこのレバー１５の端部に回転自在に枢着したプランジ
ャポンプ３のプランジャ口・７ド４を上下させ液体２を
吐出させる。上記したようにこのプランジャポンプ３は
タンク１から入った液体２をアキュムレータ５の一方向
にのみ吐出し逆流はさせない。また支点１６を移動させ
ることによって吐出量を変化させることが出来る。液体
２は管路１０の途中に設けたアキュムレータ５に入る。
このアキュムレータ５はプランジャポンプ３からの急な
圧力上昇を吸収する役目と、バルブ９でオリフィスの液
体流通断面を拡大したり縮小したりした場合管路での圧
力をある一定水準に維持する役目をする。液体２は人工
臓器７に入り、そしてこの人工臓器７を出てバルブ９を
通りタンク１に入る。ここでバルブ９を絞り流路断面積
を小さくすると管路１０の圧力は上昇し、アキュムレー
タ５により管路の圧力変動の基準が裔く持続される。
圧力上昇を吸収する役目と、バルブ９でオリフィスの液
体流通断面を拡大したり縮小したりした場合管路での圧
力をある一定水準に維持する役目をする。液体２は人工
臓器７に入り、そしてこの人工臓器７を出てバルブ９を
通りタンク１に入る。ここでバルブ９を絞り流路断面積
を小さくすると管路１０の圧力は上昇し、アキュムレー
タ５により管路の圧力変動の基準が裔く持続される。
次に人工臓器入口の圧力計に表示される管路の圧力Ｐの
変化について説明する。
変化について説明する。
第２図は人工臓器７に設置した圧力計３０の圧力Ｐの変
化を示すものである。この圧力Ｐの振幅りはアキュムレ
ータ５のバネ１９のバネ荷重によって決まる。このバネ
１９に掛る荷重はネジ２０により変動可能である。圧力
変動の周期はモータの回転数によって決定される。
化を示すものである。この圧力Ｐの振幅りはアキュムレ
ータ５のバネ１９のバネ荷重によって決まる。このバネ
１９に掛る荷重はネジ２０により変動可能である。圧力
変動の周期はモータの回転数によって決定される。
第３図は、第２図の状態でモータ１１の回転数を上げた
り下げたりした場合の圧力変動の状態を示す。このよう
にモータ１１の回転数を変化させることによって圧力変
動の周期Ｈを変化させることが出来る。
り下げたりした場合の圧力変動の状態を示す。このよう
にモータ１１の回転数を変化させることによって圧力変
動の周期Ｈを変化させることが出来る。
第４図は圧力変動の基準位置の移動を示すものである。
即ちこの基準となる位置はバルブ９によって流路断面積
をしぼると、上の方にＺだけ上へ位置し拡げると下の方
に位置するようになる。
をしぼると、上の方にＺだけ上へ位置し拡げると下の方
に位置するようになる。
しかして基本的には流路の圧力は以上のように変動する
が、プランジャポンプからの吐出による急な圧力上昇を
吸収したアキュムレータ５の圧力が元に戻るまでに次の
吐出を行うことによって拍動流が得られるのである。ま
た以上のような装置は高血圧等各種の循環器系の症状に
応じた拍動流を作ることが出来るので便利である。尚、
第１図においてアキュムレータ５は人工臓器７とバルブ
９との間に配置しても良い。
が、プランジャポンプからの吐出による急な圧力上昇を
吸収したアキュムレータ５の圧力が元に戻るまでに次の
吐出を行うことによって拍動流が得られるのである。ま
た以上のような装置は高血圧等各種の循環器系の症状に
応じた拍動流を作ることが出来るので便利である。尚、
第１図においてアキュムレータ５は人工臓器７とバルブ
９との間に配置しても良い。
以上詳述したようにこの発明では２拍動流発生装置とし
て、液体を収容するタンクと、駆動装置によって駆動さ
れるプランジャポンプと、アキュムレータと各種人工臓
器と、流路断面積調節弁とを管路で連結してなることを
特徴とする拍動流発生装置としたので２人体での構造や
機能に近いシステムによる拍動流かえられる。また構造
も比較的シンプルであり安価に制作することが可能であ
る。更に以上のような構成ではポンプやアキュムレータ
の特性を変化させることも出来２人体の現状に合致した
拍動流を得ることが出来る。
て、液体を収容するタンクと、駆動装置によって駆動さ
れるプランジャポンプと、アキュムレータと各種人工臓
器と、流路断面積調節弁とを管路で連結してなることを
特徴とする拍動流発生装置としたので２人体での構造や
機能に近いシステムによる拍動流かえられる。また構造
も比較的シンプルであり安価に制作することが可能であ
る。更に以上のような構成ではポンプやアキュムレータ
の特性を変化させることも出来２人体の現状に合致した
拍動流を得ることが出来る。
第１図はこの発明の構成を示す全体概要図、第２図は管
路での基本的圧力変動を示しＬは振幅を示す。第３図は
駆動用モータの回転数を変化させる場合の管路での基本
的圧力変動の周期の変化を示す。第４図はバルブ開度を
変化させる場合の管路での基本的圧力変動の基準位置の
変化を示す。 第５図はローラポンプの原理図である。 １・−・・・液体用タンク ３・・・・−プランジャ
ポンプ４・−・−・・プランジャロフト ５・−・−・
アキュムレータ６．８・・−・弁 ９・−・・・−バ
ルブ １０−・−・−・管路１１−・−・・−モータ
１３−−−−−・クランク１５・・−・−・プランジ
ャポンプ駆動用レバー１６・−・・プランジャポンプ用
駆動レバー回転支点１９−−−−−・アキュムレータ用
バネ２０・−・調節ネジ ２１−・・−・・調節ネジ取付用ブラケット３０・・・
・・−・圧力計
路での基本的圧力変動を示しＬは振幅を示す。第３図は
駆動用モータの回転数を変化させる場合の管路での基本
的圧力変動の周期の変化を示す。第４図はバルブ開度を
変化させる場合の管路での基本的圧力変動の基準位置の
変化を示す。 第５図はローラポンプの原理図である。 １・−・・・液体用タンク ３・・・・−プランジャ
ポンプ４・−・−・・プランジャロフト ５・−・−・
アキュムレータ６．８・・−・弁 ９・−・・・−バ
ルブ １０−・−・−・管路１１−・−・・−モータ
１３−−−−−・クランク１５・・−・−・プランジ
ャポンプ駆動用レバー１６・−・・プランジャポンプ用
駆動レバー回転支点１９−−−−−・アキュムレータ用
バネ２０・−・調節ネジ ２１−・・−・・調節ネジ取付用ブラケット３０・・・
・・−・圧力計
Claims (1)
- 液体を収容するタンクと、駆動装置によって駆動される
プランジャポンプと、アキュームレータと各種人工臓器
と、流路断面積調節弁とを管路で連結してなることを特
徴とする拍動流発生装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232146A JPS6384561A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 人工臓器試験用拍動流発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232146A JPS6384561A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 人工臓器試験用拍動流発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6384561A true JPS6384561A (ja) | 1988-04-15 |
| JPH0422105B2 JPH0422105B2 (ja) | 1992-04-15 |
Family
ID=16934716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61232146A Granted JPS6384561A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 人工臓器試験用拍動流発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6384561A (ja) |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP61232146A patent/JPS6384561A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0422105B2 (ja) | 1992-04-15 |
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