JPS647790B2 - - 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
臓ポンプを駆動するための人工心臓ポンプ駆動装
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
装置として、人工心臓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、例えば特願昭58
−169460号公報に開示されている。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それぞれ発生させ、この正
圧と負圧をそれぞれ正圧用および負圧用タンクに
貯蔵し、更に電磁弁により正圧と負圧の供給を交
互に切り換えることにより、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、例えば人工心臓ポンプ
への供給圧を負圧から正圧に切り換えるときに
は、負圧タンクから人工心臓ポンプへの連通を遮
断し、正圧タンクから人工心臓ポンプへの連通を
開放する。正圧タンクから人工心臓ポンプへの連
通を開放したとき、人工心臓ポンプには負圧が蓄
圧されているため、人工心臓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、
人工心臓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。この
波形のなまりのために正確に圧力パルスを切り換
えても、正圧印加時に人工心臓ポンプに供給され
る流体の流量には若干の変動が生じる。上記の場
合だけでなく、駆動装置と人工心臓ポンプの配線
の加減や生体の状態によつても流量の変動が生じ
る。人工心臓ポンプへの流量の変動は、直接人工
心臓ポンプを通過する血液の流量の変動となる。
人工心臓ポンプを通過する血液の流量が増減した
場合、数々の問題点が生じる。例えば、人工心臓
ポンプにより右心補助を行つている場合、人工心
臓ポンプにより駆出される血量が多いと、左心に
て駆出される血液量が決まつていることから、肺
に血液が溜まりすぎてしまい、肺水腫になる恐れ
がある。また、人工心臓ポンプを通過する血液の
流量が少ないと、例えば生体の心臓の大動脈弁等
に人工弁を装着している場合等では血栓ができや
すく、また他の臓器への血液の循環が維持できな
くなる。 これに対して本出願人は、電子制御手段が正圧
切換用電磁弁に開としたあとの血液の駆出流量が
設定流量を越えたとき正圧切換用電磁弁を閉とす
るようにした人工心臓の駆動装置を特願昭60−
166399号において提案した。実際の血液の駆出量
を測定し、設定流量と同じになつたときに正圧切
換用電磁弁を閉とすれば、血液の駆出量は設定流
量に近くなる。しかし、正圧切換用電磁弁を閉と
したあとにおいても、人工心臓ポンプには依然と
して正圧がかかつており、人工心臓ポンプは血液
を駆出しているので、一回の駆出流量には若干の
誤差が生じる。 そこで、本発明においては、人工心臓ポンプの
駆出する血液の流量を安定させたうえで、その誤
差を少なくすることをその課題とする。 〔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、作動流体の流出および流出停止を交互に行い
圧力パルスを発生させ、該圧力パルスにより人工
心臓ポンプを駆動する圧力パルス発生手段；前記
人工心臓ポンプの駆出流量を設定する設定手段；
前記人工心臓ポンプの出力端に配置され、前記人
工心臓ポンプの駆出流量を測定する流量測定手
段；前記圧力パルス発生手段の作動流体の流出停
止中の前記流量測定手段の測定値を累計する流出
停止中流量累計手段；前記圧力パルス発生手段の
作動流体の流出中の前記流量測定手段の測定値を
累計する流出中流量累計手段；および前記設定手
段の設定値より前記流出停止中流量累計手段の累
計値を引いた値を制御目標値とし、次回の前記圧
力パルス発生手段の作動流体の流出中において前
記流出中流量累計手段の累計値が前記制御目標値
を越えたとき前記圧力パルス発生手段の作動流体
の流出を停止させる制御手段；を備えたことであ
る。 （作用） 本発明の手段によれば、圧力パルス発生手段が
作動流体の流出を開始すると流体が人工心臓ポン
プへ送出され、血液が駆出される。流出中流量累
計手段は圧力パルス発生手段の作動流体の流出中
に流量測定手段の測定値を累計する。この累計値
が制御目標値を越えると、圧力パルス発生手段は
人工心臓ポンプへの作動流体の流出を停止する。
このため、作動流体の流出中における人工心臓ポ
ンプの血液駆出量は制御目標値と同じになるよう
に制御される。 人工心臓ポンプへの流体の流出を停止しても急
には血液の駆出は止まらないので、圧力パルス発
生手段の作動流体の流出停止中にも人工心臓ポン
プからは血液が駆出されてしまう。流出停止中流
量累計手段は、圧力パルス発生手段の作動流体の
流出停止中に流量測定手段によつて測定された駆
出血液流量を累計し、圧力パルス発生手段の作動
流体の流出停止中の血液駆出量を求める。そして
流出停止中の血液駆出量を設定値から引いた値を
次の制御目標値とする。次の圧力パルス発生手段
の作動流体の流出時には更新された制御目標値に
よつて作動流体の流出中の血液駆出量が制御され
る。 したがつて、次の１回の人工心臓ポンプからの
血液のの駆出流量は、設定値から前回の流量停止
中に駆出された流量を引き、今回の流出停止中に
駆出された流量を加えた値になる。圧力パルス発
生手段が流体の流出を停止してから駆出された血
液流量は生体の状態等によつて変化するが、その
変化は急には起こらないので、前回と今回の流出
停止中の血液流量はほぼ同じになる。このため、
一回に人工心臓ポンプから駆出される血液の流量
はほぼ設定値と同じになる。 （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、循環器を示し、該循環器は本体たる
人工心臓ポンプ１２を有する。人工心臓ポンプ１
２は、付勢手段たる作動圧力供給システムと連結
されている。該供給システムから繰り返し作動圧
力が供給され、人工心臓ポンプ１２が作動する。
更に、人工心臓ポンプ１２の流出側には電磁血流
計２０のプローブ１９が付設されている。 作動流体供給システムは、陽圧発生制御装置た
るガスパルス発生装置１０と、制御装置１０から
の流体圧の人工心臓ポンプ１２への供給を制御す
る開閉弁たる常開式電磁弁１５をもつ。電磁弁１
５とガスパルス発生装置１０或いは人工心臓ポン
プ１２との間は、配管１３，１４で連結されてい
る。 ガスパルス発生装置１０は、所定の周期TRで
作動し、一周期の前半50％で作動流体を流出
（systole状態）し、その後半50％で作動流体の流
出を停止（diastole状態）する。尚、周期TRは
適宜設定可能である。また、後述する制御部１１
に作動流体の流出停止状態を示す駆出信号を付与
する（第２図参照）。 上述した循環器は、制御装置１１により制御作
動される。 該制御装置１１は、制御部たるマイクロコンピ
ユータ１７を持ち、該マイクロコンピユータ１７
には、夫々インターフエイス（図示省略）を介し
て、設定値用スイツチ部１６、電磁弁１５、電磁
血流計２０、ガスパルス発生装置１０及びモニタ
ー１８が接続されている。 設定値用スイツチ部１６は、１分間辺りの流出
流量Ｑ１／minを設定する。電磁血流計２０から
は、２ｍsec毎の流出流量が入力される。ガスパ
ルス装置１０からは、作動流体の供給状態（第２
図参照）たる駆出信号が付与される。流体供給時
にはhigh信号が、停止時にはlow信号になる。 次に制御部１１に内臓されている処理フローに
ついて説明する。 処理フローは、メインフロー（第４図）と１ｍ
sec毎に処理されるタイマ割り込みフロー（第５
図）とから成る。そして、各フローは、次の表に
まとめて示したメモリ、フラグ、及びカウンタを
持つ。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の人工心臓駆動装
置は、作動流体の流出および流出停止を交互に行
い圧力パルスを発生させ、該圧力パルスにより人
工心臓ポンプ１２を駆動する圧力パルス発生手段
１０；前記人工心臓ポンプの駆出流量を設定する
設定手段１６；前記人工心臓ポンプの出力端に配
置され、前記人工心臓ポンプの駆出流量を測定す
る流量測定手段１９；前記圧力パルス発生手段の
作動流体の流出停止中の前記流量測定手段の測定
値を累計する流出停止中流量累計手段（マイクロ
コンピユータ１７のフローチヤート中のステツプ
Ｓ６２、累計値はqc）；前記圧力パルス発生手段
の作動流体の流出中の前記流量測定手段の測定値
を累計する流出中流量累計手段（マイクロコンピ
ユータ１７のフローチヤート中のステツプＳ６
１、累計値はｑ）；および前記設定手段の設定値
qiより前記流出停止中流量累計手段の累計値qcを
引いた値を制御目標値qsとし（フローチヤート中
のステツプＳ３２）、次回の前記圧力パルス発生
手段の作動流体の流出中において前記流出中流量
累計手段の累計値ｑが前記制御目標値qsを越えた
とき（フローチヤート中のステツプＳ７）、前記
圧力パルス発生手段の作動流体の流出を停止させ
る（圧力パルス発生手段と人工心臓ポンプ間に配
置された電磁弁を１５を閉とする）制御手段１
７；を備えている。 したがつて、圧力パルス発生手段の作動流体の
流出停止中に人工心臓ポンプが血液を駆出して
も、人工心臓ポンプが駆出する血液の流量はその
駆出の度に一定になり、安定する。このとき、設
定値と実際の駆出量はほぼ同じになる。このた
め、他の臓器に影響を与えることなく生体の心臓
を回復させることができるようになる。 例えば、人工心臓ポンプにより右心補助を行つ
ている場合、人工心臓ポンプにより駆出される血
液量が多いと、左心にて駆出される血液量が決ま
つていることから、肺に血液が溜まりすぎてしま
い、肺水腫になる恐れがあつたり、人工心臓ポン
プを通過する血液の流量が少ないと、例えば生体
の心臓の大動脈弁等に人工弁を装着している場合
等では血栓ができやすく、また他の臓器への血液
の循環が維持できなくなつたりするが、本発明を
用いれば血液の駆出量を正確に制御できるため、
上記問題は発生しない。、

【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図は本発明の駆動装置におけ
る作動状態を示すタイミングチヤート、第３図は
流出流量の計測方法を示した説明図、そして、第
４図及び第５図は制御部の作動を示すメインフロ
ー、割り込みフローである。 １０……ガスパルス発生装置（圧力パルス発生
手段）、１２……人工心臓ポンプ、１５……電磁
弁、１６……設定スイツチ部（設定手段）、１７
……制御部（制御手段）、１９……血流計（流量
測定手段）、Ｓ３２……算出手段、Ｓ７……監視
手段、Ｓ６１……流出中流量累計手段、Ｓ６２…
…流出停止中流量累計手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作動流体の流出および流出停止を交互に行い
   圧力パルスを発生させ、該圧力パルスにより人工
   心臓ポンプを駆動する圧力パルス発生手段； 前記人工心臓ポンプの駆出流量を設定する設定
   手段； 前記人工心臓ポンプの出力端に配置され、前記
   人工心臓ポンプの駆出流量を測定する流量測定手
   段； 前記圧力パルス発生手段の作動流体の流出停止
   中の前記流量測定手段の測定値を累計する流出停
   止中流量累計手段； 前記圧力パルス発生手段の作動流体の流出中の
   前記流量測定手段の測定値を累計する流出中流量
   累計手段；および 前記設定手段の設定値より前記流出停止中流量
   累計手段の累計値を引いた値を制御目標値とし、
   次回の前記圧力パルス発生手段の作動流体の流出
   中において前記流出中流量累計手段の累計値が前
   記制御目標値を越えたとき前記圧力パルス発生手
   段の作動流体の流出を停止させる制御手段； を備える人工心臓ポンプ駆動装置。