JPS6357058A - 血液ポンプの駆動装置 - 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、例えば補助人工心臓、大動脈内バルーンポン
プのような人体の循環器系のための医療分ポンプを駆動
する装置に関し、特に、該ポンプに正圧と負圧とを交互
に印加してそれを駆動する医療用ポンプの駆動装置に関
する。

［従来の技術］ 例えば大動脈内バルーンポンプでは、それに正圧が印加
されると膨張し、負圧が印加されると収縮する。従って
、この種の医療用ポンプでは、それに正圧と負圧とを交
互に繰り返し印加することによりポンプとして動作する
。この正圧及び負圧は、所定の駆動装置から、空気、ガ
ス等の流体を介してポンプに印加される。

この種の医療用ポンプのための駆動装置は、例えば、特
開昭６０−１０６４６４号公報に開示されている。

［発明が解決しようとする問題点１ ところで、大動脈内バルーンポンプは、使用者の体の大
きさに合うように、様々な容量のものが用意されている
。バルーンポンプを駆動する場合、拡張時には、駆動す
るバルーンポンプの容量に応じて必要最小限の流体をバ
ルーンポンプに供給すべきである。また、拡張時、収縮
時ともに、バルーンの拡張、収縮の変化は速い方が良い
。

特開昭６０−１０６４６４号公報に開示された装置にお
いては、ダイアフラムで一次側と二次側とが分離された
流体アイソレータを用い、該アイソレータの一次側に空
気圧を印加し、二次側に接続されるバルーンポンプを、
二次側に充填されたヘリウムガスを介してｇ動するよう
に構成されている。

また、バルーンポンプの容量の変化に対応するため、流
体アイソレータの一次側にダイアフラムの移動範囲を規
制する規制部材を設け、該規制部材の位置をＷＲ整する
ことにより、ダイアフラムの移動ストロークを調整可能
にしである。しかし、これにおいても、バルーンポンプ
を交換する場合には、新しいバルーンポンプの容量に応
じた値を、ストローク調整の設定値として再セットしな
ければならない。また、バルーンポンプと駆動装置とを
接続するホースの長さが変わると、バルーンポンプ容量
とダイアフラムのストロークとの関係が狂うのでホース
の長さを変えることはできない。

更に、バルーンポンプに印加される負圧の大きさが、ダ
イアフラムと規制部材とが当接すると、飽和して小さく
制限されるので、ストロークを小さく設定した場合には
、負圧が小さくなり、バルーンポンプの収縮速度が遅く
なるという不都合がある。

本発明は、バルーンポンプなどの医療ポンプの容量及び
ホースの長さく容量）が変化した場合の調整作業を不要
に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］ 上記目的を達成するために、本発明においては、医療ポ
ンプに印加される圧力を検出する圧力検出手段、流体ア
イソレータの二次側の流体量を１５５Ｉ整する第１の弁
手段及び第２の弁手段を設ける。そして、流体アイソレ
ータの一次側に正圧が印加される時に、医療ポンプに印
加される圧力を測定し、その測定結果に基づいて第１の
弁手段及び第２の弁手段を制御する。

［作用］ 流体アイソレータの一次側に正圧が印加される時、バル
ーンポンプは拡張状態になる。この時、アイソレータの
一次側の圧力が二次側の圧力よりも大きいと、アイソレ
ータ内のダイアフラムは、二次側のアイソレータ壁面に
当接した状態で静止する。ダイアプラムが静止すると、
それ以上二次側の圧力が上昇することはない。この時の
流体アイソレータの二次側流路の容量は、バルーンポン
プの容量及び駆動ホースの長さく容量）に応じて変化す
る。

バルーンポンプを適正に拡張させるためには、所定の正
圧をバルーンポンプに印加すればよいが、この正圧は、
バルーンポンプの容量とは無関係に略一定である。従っ
て例えば、アイソレータの一次側に正圧を印加する時に
、アイソレータニ次側の圧力が予め定めた目標値と一致
するように、二次側流路の流体量を制御すれば、バルー
ンポンプの容量及び駆動ホースの長さが変化しても、バ
ルーンポンプは適正な拡張状態になる。

またこのようにすれば、アイソレータの一次側でダイア
フラムの動きを規制する必要がない。アイソレータの一
次側にダイアフラムの動きを規制する規制部材が存在し
なければ、一次側に負圧が印加される時に、二次側の圧
力は一次側の圧力と同一になる。従って、バルーンポン
プを速く収縮させることができる。

後述する１つの好ましい実施例においては、アイソレー
タの一次側の圧力が正圧がら負圧に切換わる直前の二次
側の圧力（正圧）を所定の上限値及び下限値と比較して
第１の弁手段及び第２の弁手段を制御し、二次側の圧力
を上限値と下限値との範囲内に維持している。

また、別の好ましい実施例においては、正圧時のアイソ
レータニ次側圧力と血圧の最大値との差圧を検出し、該
差圧を所定範囲内に維持するように第１の弁手段及び第
２の弁手段を制御して、二次側の流体量を調整している
。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照した
実施例説明により明らかになろう。

［実施例コ 第１図に、本発明を実施するバルーンポンプ駆動装置の
外観を示す。この駆動装置は、図示しない駆動ホースを
介して、バルーンポンプ６０Ｂと連結される。駆動装置
の上部に、入力機能及び表示機能を備えた操作ボード２
００が設けられている。

この操作ボード２００は、液晶表示ユニットと、その表
面に重ねて配置した２枚のマトリクス状の透明電極板で
構成されるキースイッチマトリクスでなっており、表示
部と入力部が一体化されている。

操作ボード２００の外観を第２図に示す。第２図を参照
すると、操作ボード２００の左側半分には、バルーンポ
ンプ６０Ｂを装着した患者の血圧（ＡＯＰ）の時間変化
をグラフ表示する血圧表示部、及びバルーンポンプ６０
Ｂを駆動する流体圧（ＰＲＥ）の波形を表示する圧力表
示部が備わっている。

操作ボードの右側には、多数の記号と数値が表示されて
いる。各記号について説明する。′″ＥＸＨ”はバルー
ンポンプ内のガスの排気を指示するキースイッチ、”Ｂ
ＳＴＯＰ”はバルーンポンプの駆動停止を指示するキー
スイッチ、”５ＴＡＲＴ”はバルーンポンプの駆動開始
を指示するキースイッチ、”ＳＥＴ”は駆動パラメータ
の変更開始を指示するキースイッチ、”ＥＮＤ”は駆動
パラメータの変更終了を指示するキースイッチをそれぞ
れ示しており、これらの記号は液晶表示ユニットにより
表示されている。

また、”ＡＯＰ　　ｌ　００”及び’ＡＯＰＯ３６”は
、そ九ぞれ、最高血圧が１００　［ｍｍ！（ｇｌ及び最
低血圧が３６　［ｍｌｌ１１１ｇコであることを示し、
”ＰＰＲ２００″及び”ＮＰＲＯ７０”は、それぞれ駆
動系の正圧が２００　［ｍｍ）Ｉｇコ及び負圧が７０　
［＋ｎｎｍ１（コであることを示している。

”Ｄ　ＬＹ　　ＯＩ　Ｏ”は、心電図にＲ波が現われて
からバルーンポンプを拡張させるまでの時間（ＤＬＹ）
が、心拍周期に対するデユーティで１０％であることを
示し、”ＤＴＹ　　Ｏ５０”は、バルーンポンプを拡張
させる期間（ＤＴＹ）が、心拍周期に対するデユーティ
で５０％であることを示している。

”ＭＳＫ　　１　：　１”は、心拍信号の発生数とバル
ーンポンプ駆動トリガ回数との比率（ＭＳＫ）が１対１
であることを示しており、マスクを行なう場合には、こ
の比率が変化する。

”ＵＰ”及び”　Ｄ　Ｎ　”は、それぞれパラメータの
アップ及びダウン方向の更新を指示するキースイッチを
示している。例えば、キースイッチ”ＳＥＴ”を押した
後”ＤＬＹ”を押し、次にｒｒ　Ｕ　Ｐ　ｎを押すと、
パラメータＤＬＹがインクリメントされる。キースイッ
チ”ＥＮＤ″を押すと、更新した結果が新しいパラメー
タとして登録される。

第３図に、第１図に示す駆動装置の機構部の内部構成を
示す。第３図を参照して説明する。７３は正圧源として
動作するコンプレッサ、７２は負圧源として動作する真
空ポンプである。空気圧制御機構ＡＤＵには、正圧系と
負圧系が備わっている。

正圧系は、アキュームレータＡＣＩ、ｍ磁弁５１及び５
２で構成されている。電磁弁５１及び５２は、アキュー
ムレータＡｃｔ内部に配置されている。電磁弁５１は、
入口がコンプレッサ７３の出力と接続され、出口がアキ
ュームレータＡｃｔ内に開放されている。電磁弁５２は
、入口がアキュームレータＡＣＩ内に開放され、出口が
アキュームレータ外に引き出されている。

負圧系は、アキュームレータＡＣ２，電磁弁５４及び５
５で構成されている。電磁弁５４及び５５は、アキュー
ムレータＡＣ２内部に配置されている。電磁弁５４は、
入口が真空ポンプ７２の出力と接続され、出口がアキュ
ームレータＡＣ２内に開放されている。電磁弁５５は、
入口がアキュームレータＡＣ２内に開放され、出口がア
キュームレータ外に引き出されている。

アキュームレータＡＣＩの内部には、正圧系の圧力を検
出する圧力センサＰＳ１が備わっており。

アキュームレータＡＣ２の内部には、負圧系の圧力を検
出する圧力センサＰＳ２が備わっている。

正圧系の電磁弁５２の出口と負圧系の電磁弁５５の出口
は、互いに接続され、ガス駆動機構ＧＤＵの入口に連結
されている。

ガス駆動機構ＧＤＵは、流体アイソレータＡＧＡ。

電磁弁５６，５７．５８及び５９．チェック弁７０及び
圧力センサＰＳ３．ＰＳ４で構成されている。流体アイ
ソレータＡＧＡは、中空のハウジング内に偏移可能なダ
イアフラム８３を配置して、ハウジングの内空間を一次
側と二次側に分離したものであり、具体的な構成は１例
えば特開昭６０−１−０６４６４号公報に開示されてい
る。但し、この例ではダイアフラム８３の一次側の移動
ストロークを規制する機構は備わっていない。このアイ
ソレータの一次側流路に、前記空気圧制御機構ＡＤＵの
出力、即ち電磁弁５２．５５の出口が接続されている。

流体アイソレータＡＧＡの二次側空間に、圧力センサＰ
Ｓ３が設けである。流体アイソレータＡＧＡの二次側流
路７１は、電磁弁５６及び５７を介して、バルーンポン
プ６０Ｂに接続されている。

また、電磁弁５９は、一端が流路７１と接続され、他端
が、減圧弁５３を介して、ヘリウムガスボンベＨＴＡと
連結されている。電磁弁５８は、一端が、チェック弁７
０を介して流路７１と接続され、他端は大気に開放され
ている。圧力センサＰＳ４は、′？ｒＬ磁弁５６と５７
の間の流路に配置されている。

第１図に示す駆動装置の電気回路の構成を第４図に示す
。第４図を参照すると、この電気回路には、マイクロコ
ンピュータ１００．検出電極１１０、心電計１２０　＋
　（Ｕ号処理回路１３０．血圧計１４０、信号処理回路
１５０．　ＡＩＤ　（アナログ／デジタル）コンバータ
１６０９発振器１７０゜バッファ１８０．バライバ１８
５，１９０．ブザー１９５．操作ボード２００．操作ボ
ード制御ユニット３００及び表示制御ユニット４００が
備わっている。

ここで用いているマイクロコンピュータ１００は、日立
（株）製のＨＤ６３７０１である。検出電極１１０は、
患者の体に装着され、患者の心臓の動きに対応する電気
信号を検出する。心電計１２０は、一般に心電図を得る
ために利用されるものと同様な構成であり、検出電極１
１０から得られる電気信号の増幅及びノイズの除去を行
ない、信号ｖｅｃｇを出力する（第８ａ図参照）。信号
処理回路１３０は、周波数選別によって信号Ｖｅｃｇか
らＲ波（Ｗｒ）成分を抽出し、それを予め定めたしきい
値レベルで二値化した信号Ｖｒｗを出力する。従って、
信号Ｖｒνは、心電図のＲ波のタイミングで現われるパ
ルス信号である。この信号Ｖｒ％１は、マイクロコンピ
ュータ１００の割込要求端子に印加される。

血圧計１４０は、患者の血圧に応じた電気信号を出力す
るトランスデユーサである。血圧計１４０゜圧力センサ
Ｐｓｉ、ＰＳ２．ＰＳ３及びＰＳ４の各出力端子が、信
号処理回路１５０に接続されている。信号処理回路１５
０は、入力される信号の増幅及びノイズの除去を行なう
。信号処理回路１５０の出力端子は、Ａ／Ｄコンバータ
１６０の各アナログ入力端子に接続されている。Ａ／Ｄ
コンバータ１６０は、マイクロコンピュータ１００の入
力ポート及び出力ポートと接続されており、マイクロコ
ンピュータ１００からの指示に応じて、アナログ入力端
子の選択された１つに印加される電気信号の電圧をＡ／
Ｄ変換し、生成したデジタルデータをマイクロコンピュ
ータ１００に出力する。

マイクロコンピュータ１００の出力ポートと接続された
ドライバ１８５の出力端子は、電磁弁５１゜５２．５４
，５５，５６，５７．５８及び５９の駆動用ソレノイド
と接続されている。マイクロコンピュータ１００の出力
ポートと接続されたドライバ１９０の出力端子は、ブザ
ー１９５の制御端子と接続されている。

操作ボード制御ユニット３００は、パスバッファ１８０
を介して、マイクロコンピュータ１００のシリアル通信
用バスと接続されている。

操作ボード制御ユニット３００の構成を第５ａ図に示す
。第５ａ図を参照すると、このユニットには、マイクロ
コンピュータ３１０．バッファ３２０、発振器３３０．
アドレスデコーダ３４０゜Ａ／Ｄコンバータ３５０．Ｉ
１０ボート３６０゜デコーダ３７０．Ｉ１０ボート３８
０及びＲＯＭ（読み出し専用メモリ）３９０が備わって
いる。

マイクロコンピュータ３１０は、日立（株）製のＨＤ６
３７０１である。マイクロコンピュータ３１０のシリア
ル通信用バスは、パスバッファ３２０を介して、パスバ
ッファ１８０と接続されている。マイクロコンピュータ
３１０には、表示制御ユニット４００も接続されている
。

アドレスデコーダ３４０は、マイクロコンピュータ３１
０が出力するアドレス情報をデコードし、Ａ／Ｄコンバ
ータ３５０．Ｉ１０ポート３６０゜３８′Ｏ，ＲＯＭ３
９０及び表示制御ユニット４００の各デバイスを選択す
る多数のチップセレクト信号を生成する。

Ｉ１０ポート３６０は、出力ポートとして動作し、それ
が出力する信号は、デコーダ３７０によってデコードさ
れ、操作ボードのキースイッチマトリクス２１０に走査
信号として印加される。Ｉ／○ポート３８０は、入力ポ
ートとして動作し、キースイッチマトリクス２１０に備
わった各キースイッチの状態に応じた電気信号を、該マ
トリクス２１０から入力する。従って、マイクロコンピ
ュータ３１０は、Ｉ１０ポート３６０，３８０を介して
、キースイッチマトリクス２１０を走査制御し、その各
キーの状態を読取ることができる。

ＲＯＭ３９０には、マイクロコンピュータ３１０の動作
プログラムデータ及び表示用データが予め格納されてい
る。

第５ｂ図に、表示制御ユニット４００の構成を示す。第
５ｂ図を参照すると、このユニットには。

ＬＣＤコントローラ４１０，４２０．発振器４３０．デ
コーダ４４０．ＲＡＭ（読み書きメモリ）４５０．４６
０及びスイッチングレギュレータ４７０が備わっている
。ＬＣＤコントローラ４１０及び４２０は、日立（株）
製のＨＤ６１８３０である。

ＬＣＤコントローラ４１０及び４２０は、操作ボード制
御ユニット３００と接続されている。ＬＣＤコントロー
ラ４１０及び４２０は、それぞれ。

ＲＡＭ４５０及び４６０にストアされたデータに応じた
可視情報を、操作ボードの液晶表示ユニット２２０に表
示する。スイッチングレギュレータ４７０は、液晶表示
ユニット２２０が必要とする電力を生成し該ユニットに
供給する。

第６図に、操作ボード制御ユニット３００のマイクロコ
ンピュータ３１０の動作を示す、第６図を参照する。こ
のマイクロコンピュータ３１０は、電源がオンすると、
入出力ポートを初期状態にクリアし、メモリの内容をク
リアし、各種パラメータに、予め定められた初期値をセ
ットする６次に、キースキャン処理２衷示処理及び通信
処理を行なう。キースキャン処理では、キースイッチマ
トリクス２１０の走査制御及びキー状態の読取処理を行
なう。表示処理では、キースイッチの操作、パラメータ
の更新、異常の発生等々があった場合に、新しい表示情
報に応じたデータを９表示制御ユニット４００にセット
する。通信処理では、キースイッチの操作により、動作
モードの変更。

パラメータの更新等が指示された場合に、その指示に応
じた新しい情報をマイクロコンピュータ１００に送信す
る。

キー人力があると、各キーに対応付けられた処理を実行
する。パラメータ更新指示の場合には、更新希望値をそ
のパラメータに予め定められた上限値及び下限値と比較
し、上限値と下限値の範囲内である場合に、パラメータ
の更新を行なう。パラメータを更新した場合には、新し
いパラメータをマイクロコンピュータ１００に送信する
。

また、マイクロコンピュータ１００からデータが到来し
た場合には、割込処理によって、そのデータを受信し、
該データを所定のメモリにストアする。

第７ａ図に、マイクロコンピュータ１００の概略動作を
示す。第７ａ図を参照する。マイクロコンピュータ１０
０は、電源がオンすると、入出力ボートを初期状態にク
リアし、メモリの内容をクリアし、動作パラメータに予
め定めた初期値をセットする。

次に、圧力・血圧サンプリング、空気圧制御、ガス圧制
御、バルーン制御及び通信の各処理を順次に実行し、そ
れを繰り返す。また、異常が発生した場合には、ブザー
１９５を付勢する。

また、信号Ｖｒνによる割込要求があった場合には″ト
リガ″処理を割込み動作により処理し、操作ボード制御
ユニット３００からの通信割込み要求があった場合には
、″キー人力″処理を割込み動作により処理する。

トリガ割込み処理Ａ９の内容を第７ｂ図に示す。

第７ｂ図を参照する。この処理では、まず、トリガ用タ
イマＴＭｔｒｉｇを停止し、該タイマの計数値をレジス
タＲｔｒｒにストアし、タイマＴＭｔ、ｒｉｇをクリア
及び再スタートする。従って、このタイマＴＭｔｒｉｇ
は、信号Ｖｒｗによる割込みが発生してから次の割込み
が発生するまでの時間を計数する。

信号Ｖｒｗには、第８ａ図に示すように心電図にＲ波Ｗ
ｒが現われる毎にパルスが現われ、そのパルスの立ち上
がりによって割込みが発生するので。

タイマＴＭｔｒｉｇは、Ｒ波の発生周期Ｔｒｒ、即ち心
拍周期を計数する。

そこで、タイマＴＭｔ、ｒｉｇによって測定された周期
Ｔｒｒに基づいて、次に心拍数、バルーン拡張期間ＤＴ
Ｙ及び遅れ時間ＤＬＹを演算する。つまり、操作ボード
２００からの操作では、ＤＴＹ及びＤＬＹを心拍周期Ｔ
ｒｒに対するデユーティ　（％）で設定するので、心拍
周期が変わるとＤＴＹ及びＤＬＹの時間も変化する。そ
こで、心拍周期Ｔｒｒを測定する度に、ＤＴＹ及びＤＬ
Ｙの時間を演算する。

キー人力割込み処理ＡＩＯの内容を第７ｃ図に示す。第
７ｃ図を参照する。この処理では、マイクロコンピュー
タ３１０から送られるデータを受信してそれを所定のメ
モリにストアした後、そのデータを識別し、その識別結
果に応じた処理を行なう。データがパラメータ更新コマ
ンドである場合には、変更希望値をそのパラメータの上
限値及び下限値と比較してそれらの範囲内にあるかどう
かをチェックする。範囲内の値であれば、パラメータの
更新を行なう。

再び第７ａ図を参照する。圧力・血圧サンプリング処理
では、血圧計１４０．圧力センサＰｓｉ。

ＰＳ２．ＰＳ３及びＰＳ４の出力する電気信号に対して
サンプリング及びＡ／Ｄ変換を順次行ない、血圧及び各
圧力のデジタルデータを得る。

空気圧制御Ａ３では、上記圧力・血圧サンプリング処理
によって得られるアキュームレータＡＣＩ。

ＡＣ２内の圧力データを予め設定された目標圧力と比較
し、その結果に応じて電磁弁５１及び５４を開閉制御す
る。即ち、圧力センサＰＳ１の検出圧力が目標圧力より
大きい時は、電磁弁５１を閉に設定し、目標圧力よりも
小さい時は電磁弁５１を開に設定する。この制御につり
）では、特じｉ】昭６０−１０６４６４号公報に開示さ
れている。従って、アキュームレータＡＣＩ内の圧力は
、予め設定した正圧目標値に維持され、アキュームレー
タＡＣ２内の圧力は、負圧目標値に維持される。

ステップＡ４のガス圧制御の内容を第７ｄ図に示す。第
７ｄ図を参照する。まず、フラグＦｉｄをチェックする
。このフラグＦｉｄは、ノくルーンボンプが拡張してい
る時はｒｚ　１７１にセットされ、収縮している間は′
Ｏ″になる。ＦｉｄがｒＬ　Ｑ　１１．即ちノベルーン
ボンプが収縮期であると、次にフラグＦ　ｄｅｆをチェ
ックし、それが′″０″であると次の処理を実行する。

まず、フラグＦ　ｄｅｆをＩｔ　Ｉ　Ｊｊにセットし、
ガス供給時間計数用タイマＴＭｓｕｐを停止及びクリア
し、ガス排気時間計数用タイマＴＭｅｘｈを停止及びク
リアし、電磁弁５８及び５９を閉にセットし、フラグＦ
　ｓｕｐ　、　Ｆ　ｅｘｈ　、　Ｆ　ｔｍｓ及びＦ　ｔ
、ｍｅを１１０　″にクリアする。

次に、レジスタＲｐｈｅの内容を予め定めた圧力上限値
Ｐｍａｘと比較し、Ｒｐｈｅ　）　Ｐ　ｗａｘであると
、排気フラグＦ　ｅｘｈを″１″にセットする。　Ｒｐ
ｈｅ＞Ｐｍａｘでなければ、更にＲｐｈｅの内容を予め
定めた圧力下限値Ｐ　ｌｌ１ｉｎを比較する。そして、
Ｒｐｈｅ＜Ｐｌｌｉｎであると、給気フラグＦ　ｓｕｐ
をｘｉ　１．１にセットする。

なお、Ｒｐｈｅの内容がＰ　ｗａｘとＰ　ｗｉｎの間の
値である場合には、フラグＦ　ｅｘｈ及びＦｓｕｐは、
共に′０″である。

後述するように、この時のレジスタＲｐｈｅの内容は、
流体アイソレータＡ　Ｇ　Ａの一次側に印加される空気
圧が正圧から負圧に切換わる直前に、圧力センサＰＳ３
が検出した圧力である。従って、流体アイソレータＡＧ
Ａに正圧が印加される時のアイソレータＡＧＡの二次側
の圧力が所定範囲内かどうかに応じて、フラグＦ　ｓｕ
ｐ及びＦ　ｅｘｈの状態がセットされる。

この処理を実行すると、フラグＦ　ｄｅｆがＩＩ　Ｉ　
ＩＩにセットされるので、他の処理によってそれが′０
′”にクリアされるまで、上記処理は実行しない、つま
り。

この処理は、バルーンポンプが収縮期になる毎に、１回
だけ実行される。

フラグＦｉｄが′１′″であると、即ちバルーンポンプ
の拡張期間中は、ステップＤ８に進む。そして、フラグ
Ｆ　ｄｅｆを“０″にクリアし、給気フラグＦｓｕρを
チェックする。　Ｆｓｕｐが“１″の場合には、給気処
理サブルーチン５ＵＰＦＬＹを実行する。次に排気フラ
グＦ　ｅｘｈをチェックし、それがｒｅ　１　ｎの場合
には、排気処理サブルーチンＥＸＨＡＵＳＴを実行する
。

給気処理サブルーチン５ＵＰＰＬＹ及び排気処理サブル
ーチンＥＸＨＡＵＳＴの内容を、そ九ぞれ第７ｅ図及び
第７ｆ図に示す。

まず第７ｅ図を参照してサブルーチンＳＵＰ　Ｆ　ＬＹ
を説明する。この処理では、まずフラグＦｔ、ｍｓをチ
ェックする。このフラグＦ　シｒｎｓは初期状態ではｄ
Ｌ　Ｏ′ｇである。フラグＦＬＩＩＩＳが＃　０７）で
あると、給気用タイマＴＭＳｕｐをスタートし、電磁弁
５９を開状態に設定し、フラグＦ　シｍｓに“１″をセ
ットする。

次に、タイマＴＭｓｕｐの内容を、予め定めた時間Ｔｓ
ｕρと比較する。ＴＭｓｕｐ≧Ｔ　ｓｕｐであると、電
磁弁５９を閉状態に設定し、フラグＦ　ｓｕｐを’ｔ　
Ｏｎにクリアする。

つまり、サブルーチン５ＵＰＦＬＹでは、最初にタイマ
ＴＭｓｕｐをスタートさせると同時に電磁弁５９を開き
、それから所定時間ＣＴｓｕρ）を経過すると電磁弁５
９を閉じる。電磁弁５９が開いている間、減圧弁５３を
介して、ヘリウムガスボンベＨＴ　Ａから、流路７１に
ヘリウムガスが供給される。従って、サブルーチン５Ｕ
ＰＦＬＹを実行すると流路７１内のガス量が増大する。

次に、第７ｆ図を参照してサブルーチンＥＸＨＡＵ　Ｓ
　Ｔを説明する。この処理では、まずフラグＦヒｍｅを
チェックする。このフラグＦ　シｍｅは初期状態ではＩ
Ｉ　ＯＨである。フラグＦ　ｔｍｅが１１０　、、であ
ると、排気用タイマＴＭｅｘｈをスタートし、電磁弁５
８を開状態に設定し、フラグＦ　ｊｍｅに′１″をセッ
トする。

次に、タイマＴＭｅｘｈの内容を、予め定めた時間Ｔ　
ｅｘｈと比較する。ＴＭｅｘｈ≧Ｔ　ｅｘｈであると、
電磁弁５８を閉状態に設定し、フラグＦ　ｅｘｈを′０
″にクリアする。

つまり、サブルーチンＥＸＨＡＵＳＴでは、最初にタイ
マＴＭｅｘｈをスタートさせると同時に電磁弁５８を開
き、それから所定時間（Ｔｅｘｈ）を経過すると電磁弁
５８を閉じる。電磁弁５８が開いている間、それによっ
て、流路７１内のヘリウムガスが大気中に放出される。

従って、サブルーチンＥＸＨＡＵＳＴを実行すると、流
路７１内のガス量が減小する。

この実施例では、流体アイソレータＡＧＡの一次側に印
加する正圧は、バルーンポンプが拡張する時の二次側の
圧力よりも十分大きい。従って、バルーンポンプが拡張
状態の時、流体アイソレータのダイアフラム８３は、ア
イソレータニ次側の壁面８４に当接した状態で静止する
。この場合、アイソレータニ次側流路７１の容積は、バ
ルーンポンプ６０Ｂ自体の拡張時の容積及びバルーンポ
ンプとアイソレータニ次側とを接続する流路の容積とで
定まる。後者は容積が一定であるから、流路７１の容積
は、バルーンポンプ６０Ｂの容量に応じて変化する。

バルーンポンプには様々な容量のものがあるが、それら
を十分に拡張させるために必要な圧力は略一定である。

そこで、この実施例では、流体アイソレータＡＧＡの一
次側に正圧が印加された時にダイアフラムを静止させ、
その状態でアイソレータ二次側の圧力がＰ　ｗａｘとＰ
ｍ１ｎとの範囲内に維持されるように、流路７１内のヘ
リウムガス量を自動的に調整している。

従って、使用するバルーンポンプの容量が変化しても、
特別な調整は不要である。なお、この例では、流体アイ
ソレータＡＧＡの一次側には、十分広い空間を設けて、
それに負圧が印加された時に、ダイアフラム８４の動く
範囲が壁面との当接等によって規制されないように構成
しである。もしダイアプラムの動作が規制されると、規
制されない場合に比べ、二次側に印加される負圧が小さ
くなる。

従って、アイソレータＡ　Ｇ　Ａに負圧が印加される時
のアイソレータニ次側の圧力は、一次側の圧力と実質上
同一になり十分大きい（絶対値が）ので、負圧が印加さ
れると、バルーンポンプ６０Ｂは短時間で収縮を完了す
る。

上記ガス圧制御に関する動作タイミングの例を第８ｂ図
に示すので参照されたい。

第７ａ図に示すバルーン制御Ａ５の内容の詳細を第７ｇ
図に示す。

第７ｇ図を参照する。この処理では、まずトリガタイマ
ＴＭｔｒｉｇの内容を遅れ時間ＤＬＹと比較する。信号
Ｖｒｗによる割込み（トリガ）が発生してからの経過時
間が、遅れ時間ＤＬＹと一致すると。

ステップＧ２に進む。

ステップＧ２では、デフレーションタイマＴＭｄｅｆを
ストップ及びクリアし、インフレーションタイマＴＭｉ
ｎｆをスタートし、フラグＦｉｄを１１１　ｕにセット
する。

Ｔ　Ｍｔｒｉｇ＝　Ｄ　Ｌ　Ｙでない場合、インフレー
ションタイマＴ　Ｍ　ｉｎ　ｆの内容を拡張時間ＤＴＹ
と比較する。Ｔ　Ｍｉｎｆ＝　Ｄ　Ｔ　Ｙの場合、ステ
ップＧ４に進む。そして、インフレーションタイマＴＭ
ｉｎｆをストップ及びクリアし、デフレーションタイマ
ＴＭｄｅｆをスタートし、フラグＦｉｄを“０″にクリ
アする。

つまり、タイマＴＭｔ、ｒｉｇは信号Ｖｒｗによる割込
みが発生してから所定時間ＤＬＹを経過するまでの量計
数を行ない、タイマＴＭｉｎｆは、Ｔ　Ｍｔ、ｒｉｇ＝
　Ｄ　Ｌ　Ｙになってから所定時間ＤＴＹを経過するま
での間、即ちバルーンポンプが拡張している時に計数を
行ない、タイマＴＭｄｅｆは、ＴＭｉｎｆが停止してか
らＴＭｔ、ｒｉｇの内容がＤＬＹになるまでの間、即ち
バルーンポンプが収縮している時に計数を行なう。フラ
グＦｉｄの状態は、バルーンポンプ６０Ｂが拡張してい
る時に１１１　Ｂになり、収縮している時にＩＩ　０７
７になる。

また、各タイマＴＭｔｒｉｇ及びＴＭｉｎｆの値とは関
係なく、フラグＦｉｄが１１　Ｉ　ｎなら拡張期処理サ
ブルーチンを実行し、Ｆｉｄが０′″なら収縮期処理サ
ブルーチンを実行する。

拡張期処理サブルーチンの内容を第７ｈ図に示し、収縮
期処理サブルーチンの内容を第７ｉ図に示す。

まず第７ｈ図を参照して拡張期処理を説明する。

この処理では、まずタイマＴＭｉｎｆの内容をチェック
する。　ＴＭｉｎｆ　＜Ｔ　Ｉ、即ちバルーンポンプの
拡張期になってからの経過時間がＴ１未満であると、ス
テップＨ２に進む。そして、電磁弁５２゜５６及び５７
を開状態に設定し、電磁弁５５を閉状態に設定する。こ
れによって、アキュームレータＡＣＩ内の正圧が、電磁
弁５２．アイソレータＡＧＡ、電磁弁５６，５７を介し
て、バルーンポンプ６０Ｂに印加され、バルーンポンプ
６０Ｂは拡張状態になる。次に、圧力センサＰ３が出力
する信号をサンプリングした結果をレジスタＲｍにスト
アし、圧力センサＰ２が出力する信号をサンプリングし
た結果を前記レジスタＲｐｈｅにストアする。レジスタ
Ｒｐｈｅの内容は、前記ガス圧制御において参照される
。

ＴＭｉｎｆ≧Ｔ１、即ちバルーンポンプの拡張期になっ
てからの経過時間がＴ１以上になると、ステップＨ４に
進む。そして、電磁弁５２．５６及び５７を閉状態に設
定し、電磁弁５５を開状態に設定する。バルーンポンプ
は、時間ＴＩの間所定の正圧が印加されると十分に拡張
するので、その後で電磁弁５６及び５７を閉状態に設定
しても拡張状態を維持する。

電磁弁５６を閉状態にすると、それによって＠磁弁５６
の入口側流路７１とバルーンポンプ６０Ｂとが分離され
るので、流路７１内の圧力を負圧に切換えても、バルー
ンポンプは拡張状態を維持する。そこで、この例では電
磁弁５６．５７を閉状態にするのと実質上同時に、電磁
弁５２及び５５の状態を切換えて、流路７１より上流の
流路を負圧に切換えている。

これにより、次の収縮開始時までに十分な時間的余裕が
できるので、その間に、駆動系の負圧を十分に安定させ
て次の収縮動作に備えることができる。

但し、電磁弁５６の入口側と出口側との差圧がかなり大
きくなるので、電磁弁５６のシールが不完全な場合、電
磁弁５６の入口側と出口側との間に。

流体漏れが生じる危険がある。そこで、この実施例にお
いては、電磁弁５６と５７との間の流路に配置した圧力
センサＰＳ４を利用して圧力の変化を検知し、それによ
って流体漏れの有無を判定している。

即ち、ステップＨ５では、圧力センサＰＳ４がその時に
検出した圧力Ｐ３とレジスタＲｍにストアした圧力との
差をレジスタＲｄにストアし、ステップＨ６及びＨ８で
、レジスタＲｄの内容を参照値と比較して異常の有無を
判定している。

具体的には、この例では、レジスタＲｄの内容が１０　
［ｍｍＨｇ１を越えるとフラグＦｗｌを”　１　”にセ
ットし、２０　［ｍｍｔ！ｇｌを越えると更にフラグＦ
ｗ２を＃　１　ｇｇにセットする。フラグＦｗｌがｒｔ
　１　ｒｔにセットされると、マイクロコンピュータ１
００は、操作ボード制御ユニット３００に所定の表示コ
マンドを送信して操作ボード２００の表示部に、パ流体
漏れ発生″を表示する（図示せず）。また、フラグＦｗ
２が”　１　”にセットされると、マイクロコンピュー
タ１００は、重大な異常が発生したと判断し、第７ａ図
のステップＡ８でブザー１９５を付勢する。

なお、レジスタＲｍの内容は、タイマＴＭｉｎｆがＴ１
未満の時に、短い周期で常時更新されるので、ステップ
Ｈ５を実行する場合、レジスタＲｍの内容は、ＴＭｉｎ
ｆの値がＴ１になる直前にサンプリングされた圧力（Ｐ
３）の値である。

なお、電磁弁５７がない場合でもこの装置は正常に動作
するが、次の理由により、電磁弁５７を設けるのが望ま
しい。

（ａ）電磁弁５７があると、電磁弁５６に流体漏れが生
じた場合でも、その圧力変化がバルーンポンプ６０Ｂに
伝わらないので、安全である。電磁弁５６に流体漏れが
生じた場合でも、電磁弁５７の入口側と出口側との差圧
は小さいので、電磁弁５６と５７の両者が同時に流体漏
れを生じる可能性は非常に小さい。

（ｂ）圧力センサＰＳ４の配置される電磁弁５６と５７
の間の流路の容積が小さくなるので、流体漏れが生じた
場合に、該流路の圧力変化が大きく、異常の検出感度が
高くなる。

次に、第７１図を参照して、収縮期処理サブルーチンを
説明する。この処理では、まずデフレーションタイマＴ
Ｍｄｅｆの内容をＴ１と比較する。そして、　Ｔ　Ｍｄ
ｅｆ　＜　Ｔ　Ｉ、即ちバルーンポンプの収縮期になっ
てからの経過時間がＴ１未満であると、ステップエ２に
進む。そして、電磁弁５５．５６及び５７を開状態に設
定し、電磁弁５２を閉状態に設定する。これによって、
アキュームレータＡＣ２内の負圧が、電磁弁５５．アイ
ソレータＡＧＡ、電磁弁５６．５７を介して、バルーン
ポンプ６０Ｂに印加され、バルーンポンプ６０Ｂは収縮
状態になる。次に、圧力センサＰＳ４が出力する信号を
サンプリングした結果をレジスタＲｍにストアする。

ＴＭｄｅｆ≧Ｔ１、即ちバルーンポンプが収縮期になっ
てからの経過時間がＴ１以上になると、ステップ■４に
進む。そして、電磁弁５５９　Ｄ　６及び５７を閉状態
に設定し、電磁弁５２を開状態に設定する。バルーンポ
ンプは、時間Ｔ１の間所定の負圧が印加されると十分に
収縮するので、その後で電磁弁５６及び５７を閉状態に
設定しても収縮状態を維持する６ 電磁弁５６を閉状態にすると、それによって電磁弁５６
の入力側流路７１とバルーンポンプ６０Ｂとが分前され
るので、流路７１内の圧力を正圧に切換えても、バルー
ンポンプは収縮状態を維持する。そこで、前記拡張時と
同様に、この例では電磁弁５６．５７を閉状態にするの
と実質上同時に、電磁弁５２及び５５の状態を切換えて
、流路７１より上流の流路を正圧に切換えている。

これにより、次の拡張開始時までに十分な時間的余裕が
できるので、その間に、駆動系の正圧を十分に安定させ
て次の拡張動作にグａえることができる。

この場合も、拡張時と同様に、電磁弁５６において流体
漏れの可能性があるので、圧力センサＰＳ４を利用して
圧力の変化を検知し、流体漏れの有無を判定している。

即ち、ステップエ５では、圧力センサｐ　ｓ　＝ｉがそ
の時に検出した圧力Ｐ３とレジスタＲｍにストアされた
圧力との差をレジスタＲｄにストアし、ステップＩ６及
びＴ８で、レジスタＲｄの内容を参照値と比較して異常
の有無を判定している。

具体的には、この例では、レジスタＲｄの内容がｌ　Ｑ
　［ｍｍ１１ｇコを越えるとフラグＦｔｚｌをＩＩ　Ｉ
　ＩＩにセットし、圧力Ｐ３が５　［ｍｍＨｇ１を越え
ると、更にフラグＦｗ２を１１１　Ｈｌにセットする。

上記バルーン制御における装置各部の動作と各種信号の
タイミングの例を第８ａ図に示すので参照されたい。

なお、第７ａ図にステップＡ６で示す通信処理では、検
出した圧力、異常の有無等の情報を操作ボード制御ユニ
ット３００のマイクロコンピュータ３１０に送信する。

第９ａ図及び第９ｂ図に、ガス圧制御の処理の変形例を
示す。ガス圧制御以外の動作及び装置構成は前記実施例
と同一である。

この実施例を簡単に説明すると、電磁弁５８，５９を制
御するパラメータとして、圧カセンサＰＳ３が出力する
圧力（Ｐ２）の他に、血圧計１４０から得られる血圧の
情報を利用している。即ち、この例では、拡張期間中の
血圧Ｐｂｌの最大値をレジスタＲｐｂｌにストアし、拡
張期から収縮期に変化した直後に、Ｒｐｈｅの内容とＲ
Ｐｂｌの内容との差をレジスタＲｓｕｂにストアし、レ
ジスタＲｓｕｂの内容を上限値ＰＵＬ及び下限値ＰＬＬ
と比較し、それらの結果に応じて排気フラグＦ　ｅｘｈ
及び給気フラグＦ　ｓｕｐをセットしている。

つまり、この実施例では、バルーンポンプの駆動圧力と
生体の血圧との差が所定範囲内に維持されるように、ア
イソレータニ次側のガス量を調整している。

［効果］ 以上のとおり本発明によ九ば、容量の異なる様々なバル
ーンポンプを駆動する場合でも、圧力調整が自動的に行
なわれるので、オペレータの調整操作が不要である。ま
た、流路容積の分からない任意の長さのホースをバルー
ンポンプ駆動用ホースとして用いることができる。更に
、アイソレータのダイアフラムの動きが規制されないの
で、バルーンポンプに印加される負圧（絶対値）が大き
く、収縮動作に要する時間が短い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する医療ポンプ駆動装置の外観
を示す斜視図である。 第２図は、第１図の装置の操作ボードを示す平面図であ
る。 第３図は、第１図の装置の内部機構部の構成を示すブロ
ック図である。 第４図は、第１図の装置の電気回路を示すブロック図で
ある。 第５ａ図及び第５ｂ図は、それぞれ、第４図の操作ボー
ド制御ユニット３００及び表示制御ユニット４００を示
すブロック図である。 第６図は、マイクロコンピュータ３１０の概略動作を示
すフローチャートである。 第７ａ図、第７ｂ図、第７ｃ図、第７ｄ図、第７ｅ図、
第７ｆ図、第７ｇ図、第７ｈ図及び第７１図は、第４図
のマイクロコンピュータ１００の動作を示すフローチャ
ートである。 第８ａ図及び８ｂ図は、第１図の装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。 第９ａ図は、１つの変形実施例を示すフローチャートで
ある。 第９ｂ図は、第９ａ図の変形実施例における装置のタイ
ミングチャートである。 ５１．５２，５４，５５，５６，５７，５８，５９　：
電磁弁５８：　（第２の弁手段） ５９：　（第１の弁手段） ５３：減圧弁 ６０Ｂ二大動脈内バルーンポンプ（医療ポンプ）７０：
チェック弁　　　７１：流路 ７２：真空ポンプ　　　７３：コンプレッサ８３：ダイ
アフラム　　９０：管路（連結手段）１００：マイクロ
コンピュータ（電子制御手段）１１０：検出電極　　　
１４０：血圧計１６０　：　Ａ／Ｄコンバータ エ９５：ブザー　　　　２００　：操作ボード２１０：
キースイッチマトリクス ２２０：液晶表示ユニット ＡＤＵ：空気圧制御機構（駆動圧力発生手段）ＧＤＵ：
ガス駆動機構 ＰＳ３：圧力センサ（圧力検出手段） ＡＧＡ　：流体アイソレータ（流体アイソレータ手段）
ＨＴＡ　：ヘリウムガスボンベ ＡＣＩ、ＡＣ２：アキュームレータ 憾　６■図 障７ａ１３ 葛７ｃ区 第７ｅ図　　　　　　　　　東７ｆ図 第７９圀 第９ａ図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）正圧と負圧とを交互に発生する駆動圧力発生手段
   ； 内部が一次側と二次側に分離され、一次側が前記駆動圧
   力発生手段の出力に接続された流体アイソレータ手段； 内部に流体通路を有し、前記流体アイソレータ手段の二
   次側と医療ポンプとを連結する連結手段； 前記連結手段の内部に所定の流体を供給する第１の弁手
   段； 前記連結手段の内部の流体を外部に排出する第２の弁手
   段； 前記連結手段の内部の圧力に応じた電気信号を出力する
   圧力検出手段；及び 前記駆動圧力発生手段が正圧を出力する時に前記圧力検
   出手段が出力する電気信号を監視して前記連結手段内部
   の圧力を把握し、該圧力の状態に応じて、前記第１の弁
   手段及び第２の弁手段を制御する、電子制御手段； を備える医療用ポンプの駆動装置。
2. （２）前記電子制御手段は、前記駆動圧力発生手段が正
   圧を出力する時に、前記圧力検出手段が出力する電気信
   号を周期的に繰り返しサンプリングし、前記駆動圧力発
   生手段が出力する圧力が負圧に変化すると、最後にサン
   プリングした電気信号によって前記連結手段内の圧力を
   把握し、該圧力が所定の上限値と下限値の範囲内である
   と前記第１の弁手段及び第２の弁手段を閉状態に制御し
   、該圧力が上限値を越えると、少なくとも所定時間、第
   ２の弁手段を開状態に制御し、該圧力が下限値を未満で
   あると、少なくとも所定時間、第１の弁手段を開状態に
   制御する、前記特許請求の範囲第（１）項記載の医療用
   ポンプの駆動装置。
3. （３）前記電子制御手段は、前記医療ポンプが装着され
   た生体の血圧を検出する血圧検出手段を備え、前記駆動
   圧力発生手段が正圧を出力する時に、前記血圧検出手段
   が出力する血圧情報の最大値を測定し、該血圧情報の最
   大値と前記圧力検出手段から得られる圧力情報との差に
   応じて、前記第１の弁手段及び第２の弁手段を制御する
   、前記特許請求の範囲第（１）項記載の医療用ポンプの
   駆動装置。
4. （４）前記電子制御手段は；前記医療ポンプが装着され
   た生体の血圧を検出する血圧検出手段を備え；前記駆動
   圧力発生手段が正圧を出力する時に、前記血圧検出手段
   が出力する血圧情報の最大値を測定し；前記駆動圧力発
   生手段が正圧を出力する時に、前記圧力検出手段が出力
   する電気信号を周期的に繰り返しサンプリングし、前記
   駆動圧力発生手段が出力する圧力が負圧に変化すると、
   最後にサンプリングした電気信号によって前記連結手段
   内圧力を把握し；該連結手段内圧力と前記血圧情報の最
   大値との差が所定の上限値と下限値との範囲内であると
   、前記第１の弁手段及び第２の弁手段を閉状態に制御し
   、前記上限値よりも大きいと、少なくとも所定時間、前
   記第１の弁手段を開状態に制御し、前記下限値よりも小
   さいと、少なくとも所定時間、前記第２の弁手段を開状
   態に制御する、前記特許請求の範囲第（１）項記載の医
   療用ポンプの駆動装置。