JPS647789B2 - - Google Patents

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、医療用の補助循環機器である人工心
臓ポンプ、大動脈内バルーンポンプ等の血液ポン
プを駆動するための血液ポンプ駆動装置に関す
る。 （従来技術） 従来より生体の循環器の病気に対して治療を行
うために、例えば補助人工心臓やパルーンポンプ
を用いて生体の心臓の補助を行う装置が開発され
ている。この種の装置において、人工心臓ポンプ
やパルーンポンプ等の血液ポンプを駆動するため
に圧力パルスを発生する駆動装置が、例えば特開
昭58−169460号公報や特開昭58−169462号公報等
に開示されている。この種の駆動装置において
は、コンプレツサにより正圧を、真空ポンプによ
り負圧を発生させ、この正圧と負圧をタンクに貯
蓄し、更に電磁弁により正圧と負圧を交互に切り
換え、圧力パルスを発生させ、人工心臓ポンプに
供給するようにしている。 （発明が解決しようとする問題点） 従来の装置においては、例えば血液ポンプへの
供給圧を負圧から正圧に切り換えるときには負圧
タンクから血液ポンプへの連通を遮断し、正圧タ
ンクから血液ポンプへの連通を開放する。正圧タ
ンクから血液ポンプへの連通を開放したとき、血
液ポンプには負圧が蓄圧されているため、血液ポ
ンプに必要な正圧が供給されるまでには時間がか
かる。正圧から負圧へ切り換えるときも同様であ
る。このように、血液ポンプへ供給される圧力パ
ルスの立ち上がり・立ち下がりの波形はなだらか
になる。 人工心臓ポンプのように直接血液に圧力を与え
る血液ポンプでは、ポンプに流れる血液の流量が
少ないと血液ポンプ内に血栓が形成され、生体に
危険が生ずる。したがつて、血液ポンプに流れる
血液の流量を少なくしないため、血液ポンプの駆
動装置が血液ポンプへ正圧または負圧を供給する
時間は所定値以上でなければならない。 ここで、生体心臓が血液を拍出しようとしてい
るときに血液ポンプによる拍出が重なると生体心
臓に余分な負荷がかかり、回復が遅れる恐れがあ
る。したがつて、血液ポンプの駆動装置は、通常
は、生体心臓の拍出と血液ポンプの拍出が重なら
ないように圧力パルスを制御している。しかし、
前述したように、血液ポンプの駆動装置が血液ポ
ンプへ正圧または負圧を供給する時間は所定値以
上でなければならないことと、血液ポンプへ供給
される圧力パルスの立ち上がり・立ち下がりの波
形はなだらかになることから、血液ポンプが血液
を拍出する時間が長くなつてしまい、生体心臓の
拍出と血液ポンプの拍出が重なつてしまうことが
ある。特に、人工心臓ポンプと大動脈内パルーン
ポンプを同時に生体に取りつけているときには、
生体の心臓が一拍する間に人工心臓ポンプによる
拍出と大動脈内パルーンポンプによる拍出と生体
の心臓による拍出をずらして行わなければならな
い。 そこで本発明においては、血液ポンプの駆動装
置が血液ポンプへ供給する圧力パルスの立ち上が
り・立ち下がりを鋭くし、十分にポンプに流れる
血液の流量を確保したうえで血液ポンプが血液を
拍出する時間を短くできるようにすることを課題
とする。 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） この課題を解決するために本発明で講じた手段
は、正圧源、一端が該正圧源の出力端に接続され
た正圧調整用電磁弁、該正圧調整用電磁弁の他端
に接続された正圧用蓄圧器、一端が該正圧用蓄圧
器に接続された正圧切換用電磁弁、負圧源、一端
が該負圧源の出力端に接続された負圧調整用電磁
弁、該負圧調整用電磁弁の他端に接続された負圧
用蓄圧器、一端が該負圧用蓄圧器に接続され、他
端が前記正圧切換用電磁弁の他端に接続された負
圧切換用電磁弁、前記正圧調整用電磁弁と正圧切
換用電磁弁の間の圧力を検出する正圧検出手段、
前記負圧調整用電磁弁と負圧切換用電磁弁の間の
圧力を検出する負圧検出手段、および、前記正圧
切換用電磁弁および負圧切換用電磁弁を生体の拍
動タイミングに基づいて開閉制御する電子制御手
段、を備え、前記正圧切換用電磁弁の他端に発生
する圧力パルスにより血液ポンプを駆動する血液
ポンプ駆動装置において、前記電子制御手段は、
第１正圧設定値、該第１正圧設定値よりも高く設
定された第２正圧設定値、第１負圧設定値および
該第１負圧設定値よりも低く設定された第２の負
圧設定値を備えており、前記正圧切換用電磁弁が
開で負圧切換用電磁弁が閉の時は、前記正圧検出
手段の検出圧力と第１正圧設定値とを同じにする
ように前記正圧調整用電磁弁を制御するととも
に、前記負圧検出手段の検出圧力と第２負圧設定
値とを同じにするように前記負圧調整用電磁弁を
制御し、また、前記正圧切換用電磁弁が閉で負圧
切換用電磁弁が開の時は、前記負圧検出手段の検
出圧力と第１負圧設定値とを同じにするように前
記負圧調整用電磁弁を制御するとともに、前記正
圧検出手段の検出圧力と第２正圧設定値とを同じ
にするように前記正圧調整用電磁弁を制御するこ
ととしたことである。 （作用） 本発明の手段によれば、血液ポンプへの正圧供
給時と負圧供給時では、正圧用蓄圧器と負圧用蓄
圧器に蓄圧される圧力値が変えられる。正圧供給
時は負圧用蓄圧器に蓄圧される圧力値は低く（負
圧は高く）、負圧供給時は正圧用蓄圧器に蓄圧さ
れる圧力値は高くなる。このため、負圧から正圧
に切り換わるときの圧力パルスの立ち上がり、正
圧から負圧へ切り換わるときの圧力パルスの立ち
下がりは鋭くなる。切り換わつたあとは目的とす
る圧力にて蓄圧器の圧力が調整される。 （実施例） 以下図面に従つて、本発明の好ましい一実施例
について説明する。 第１図は、医療用機器を示し、医療用機器本体
たる人工心臓ポンプ１１を有する。人工心臓ポン
プ１１には、圧搾用の陽圧側システムと、膨張用
の陰圧側システムとが夫々配設されている。そし
て、陽圧及び陰圧側の各システムから交互に陽圧
あるいは陰圧が供給され、人工心臓ポンプ１１が
作動する。 陽圧側システムは、陽圧発生源たるエアポンプ
１と、該エアポンプ１からの陽圧を蓄圧する蓄圧
器７と、該蓄圧器７を人工心臓ポンプ１１と連通
せしめる駆動用開閉弁たる常閉式電磁弁４とを具
備する。更に、陽圧側システムには、エアポンプ
１を蓄圧器７と連通せしめる供給用開閉弁たる常
閉式電磁弁３が配設されると共に、蓄圧器７には
蓄圧されている陽圧値を検知する圧力センサ９が
付設されている。 同様に、陰圧側システムには、陰圧発生源たる
真空ポンプ２、該真空ポンプ２からの陰圧を蓄圧
する蓄圧器８と、該蓄圧器８を人工心臓ポンプ１
１と連通せしめる駆動用開閉弁たる常閉式電磁弁
３、更に、真空ポンプ２を蓄圧器８と連通せしめ
る供給用開閉弁たる常閉式電磁弁６が配設される
と共に、蓄圧器８には蓄圧されている陰圧値を検
知する圧力センサ１０が付設されている。 上述した医療用機器は、第２図に示した制御装
置により制御作動される。 該制御装置は、マイクロコンピユータCPUを
持ち、該マイクロコンピユータCPUには、夫々
インターフエイス１２，１３，１４，１５を介し
て、一連の設定値用スイツチ１６、蓄圧器７，８
に付設された圧力センサ９，１０、一連の電磁弁
３，４，５，６を作動させるパワートランジスタ
ー群１８及びモニター２０が接続されている。 ここで、設定値用スイツチ１６は、後述するよ
うに、蓄圧器７，８に蓄圧する陽及び陰圧値を規
定する基準圧力値を設定する。この基準圧力値に
は、駆動用電磁弁４が開弁し且つ駆動用電磁弁５
が閉弁した時に設定される第１設定陽圧値Pset１
は、第２陰圧設定値Vset２と、駆動用電磁弁４
が閉弁し且つ駆動用電磁弁５が開弁した時に設定
される第２設定陽圧値Pset２、第１陰圧設定値
Vset１とがあり、そして、各設定値は、第２陽
圧設定値Pset２≧第１陽圧値Pset１≧０mmHg≧
第１陰圧設定値Vset１≧第２陰圧設定値Vset２
の関係をもつ。 本実施例では、第１陽圧及び陰圧設定値Pset
１，Vset１と該第１陽圧及び陰圧設定値Pset１，
Vset１に対しての増加率α、βにて第２陽圧及
び陰圧設定体Pset２，Vset２を設定するように
している。従つて、設定値スイツチ１６では、第
１陽圧及び陰圧設定値Pset１，Vset１と増加率
α，βと設定し、マイクロコンピユータCPUに
付与する。そして、マイクロコピユータCPU内
で、 Pset２＝Pset１（１＋α） Vset２＝Vset１（１＋β） として自動的に第２陽及び陰圧設定値Pset２，
Vset２を設定する。 マイクロコピユータCPUは、第４図に図示し
たようなメインフローをもつ。更に、第５図に図
示したような２ｍsec毎に行われる割り込みフロ
ーをもつ。そして、フローには次のようなフラ
グ、メモリ、カウンタが用いられている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、血液ポ
ンプへ供給する圧力パルスの立ち上がり・立ち下
がりが鋭くなる。したがつて、血液ポンプポンプ
に流れる血液の流量を十分確保できるので、血液
ポンプ内に血栓が形成される可能性が少なくな
る。 また、血液ポンプへ正圧または負圧を供給する
時間をぎりぎりまで短くすることができるので、
生体心臓の拍出と血液ポンプの拍出が重ならなく
することができる。 更に、人工心臓ポンプと大動脈内パルーンポン
プを同時に使用し、生体の心臓が一拍する間に人
工心臓ポンプによる拍出と大動脈内パルーンポン
プによる拍出と生体の心臓による拍出をずらして
行わなうことができるので、人工心臓ポンプと大
動脈内パルーンポンプを同時に生体に取りつけて
も問題ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による駆動装置のシステムを示
すブロツク図、第２図は本発明による駆動装置の
制御部を示すブロツク図、第３図および第６図は
本発明の駆動における流体圧力の変化を示す特性
図、そして、第４図並びに第５図は制御部の作動
を示すメインフローと割り込みフロー・チヤート
である。 １……陽圧源（正圧源）、２……陰圧源（負圧
源）、３……陽圧側供給用電磁弁（正圧調整用電
磁弁）、４……陽圧側駆動用電磁弁（正圧切換用
電磁弁）、５……陰圧側駆動用電磁弁（負圧切換
用電磁弁）、６……陰圧側供給用電磁弁（負圧調
整用電磁弁）、７……陽圧側蓄圧器（正圧用蓄圧
器）、８……陰圧側蓄圧器（負圧用蓄圧器）、９…
…陽圧側圧力センサ（正圧検出手段）、１０……
陰圧側圧力センサ（負圧検出手段）、１１……人
工心臓ポンプ（血液ポンプ）、CPU……制御手段
（電子制御手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 正圧源、一端が該正圧源の出力端に接続され
   た正圧調整用電磁弁、該正圧調整用電磁弁の他端
   に接続された正圧用蓄圧器、一端が該正圧用蓄圧
   器に接続された正圧切換用電磁弁、負圧源、一端
   が該負圧源の出力端に接続された負圧調整用電磁
   弁、該負圧調整用電磁弁の他端に接続された負圧
   用蓄圧器、一端が該負圧用蓄圧器に接続され、他
   端が前記正圧切換用電磁弁の他端に接続された負
   圧切換用電磁弁、前記正圧調整用電磁弁と正圧切
   換用電磁弁の間の圧力を検出する正圧検出手段、
   前記負圧調整用電磁弁と負圧切換用電磁弁の間の
   圧力を検出する負圧検出手段、および、前記正圧
   切換用電磁弁および負圧切換用電磁弁を開閉制御
   する電子制御手段、を備え、前記正圧切換用電磁
   弁の他端に発生する圧力パルスにより血液ポンプ
   を駆動する血液ポンプ駆動装置において、前記電
   子制御手段は、第１正圧設定値、該第１正圧設定
   値よりも高く設定された第２正圧設定値、第１負
   圧設定値および該第１負圧設定値よりも低く設定
   された第２の負圧設定値を備えており、前記正圧
   切換用電磁弁が開で負圧切換用電磁弁が閉の時
   は、前記正圧検出手段の検出圧力と第１正圧設定
   値とを同一とするように前記正圧調整用電磁弁を
   制御するとともに、前記負圧検出手段の検出圧力
   と第２負圧設定値とを同一とするように前記負圧
   調整用電磁弁を制御し、また、前記正圧切換用電
   磁弁が閉で負圧切換用電磁弁が開の時は、前記負
   圧検出手段の検出圧力と第１負圧設定値とを同一
   とするように前記負圧調整用電磁弁を制御すると
   ともに、前記正圧検出手段の検出圧力と第２正圧
   設定値とを同一とするように前記正圧調整用電磁
   弁を制御する、血液ポンプ駆動装置。