JPS642387B2 - - Google Patents
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Landscapes
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Description
〔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
貯蓄し、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のへ連通を遮断
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概に負圧が
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
負圧に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。
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、正圧源、一端が該正圧源の出力端に接続され
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、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、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人
工心臓ポンプを駆動する人工心臓ポンプ駆動装置
において、前記人工心臓ポンプが作動1回当たり
に駆出する血液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設され人工心臓ポンプ
の血液駆出流量を検出する流量検知センサ、およ
び前記電子制御手段が前記正圧切換用電磁弁を開
とした後の前記流量検知センサの検出した血液流
量を累計する流量累計手段、を備え、前記流量累
計手段の累計流量が前記設定手段の設定流量値を
越えた時前記正圧切換用電磁弁を閉にするように
したことである。
(作用)
本発明の手段によれば、正圧切換用電磁弁を開
とすると駆動流体が人工心臓ポンプへ送出され、
血液が駆出されるが、正圧印加時に人工心臓ポン
プの血液駆出量の累計が設定手段の設定した血液
流量を越えると正圧切換用電磁弁が閉じられ、人
工心臓ポンプへの駆動流体の送出が停止される。
したがつて、人工心臓ポンプの駆出する血液の流
量はその駆出の度に一定になる。
(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11を有する。人工心臓ポンプ1
1には、付勢手段たる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が繰り返し作動する。更に、循環器本体
11の流出側には流量検知センサ11aが付設さ
れている。
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。
陽及び陰圧システムに於いて、供給用電磁弁
3,6は、夫々、圧力センサ9,10により測定
される蓄圧器7,8内の圧力が低下(絶対値)し
た時開弁し蓄圧器7,8に陽或いは陰圧源1,2
から作動圧力を補給する。
尚、電磁弁3,6の開閉作動は、後述する制御
部CPU(制御手段)で制御されるが、その詳細に
ついては説明を省略する。
上述した循環器は、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、制御部たる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(図示省略)を介し
て、設定値用スイツチ部13、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及びモニター14が接続されている。
更に、増幅器12を介して循環器本体11からの
流出流量を検知する流量検知センサ11a及び生
体の心臓の脈動タイミング(E.C.G処理波形)を
心電図(E.C.G波形)から検知する脈動検知装置
ECGも制御部CPUに接続されている(第2図参
照)。
設定値用スイツチ部13は、駆動用電磁弁5の
閉弁から開弁迄の時間間隔SYS0を設定する。こ
の時間間隔で、駆動用電磁弁4の開弁タイミング
と最大許容開弁時間間隔SYS0を設定する(第2
図参照)。
更に、設定値用スイツチ部13は、1分間当り
の流出流量Ql/minの設定機能を持つ。また、生
体の心臓の脈動後から人工心臓ポンプ11の脈動
開始迄の遅延時間delay0も設定する。
次に制御部CPUに内蔵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)、1m
sec毎に処理されるタイマ割り込みフロー(第6
図)、及び、脈動検知装置ECGから生体心臓の脈
動検知毎に割り込み処理される設定値フロー(第
5図)とから成る。
各フローは、次の表にまとめて示したフラグ、
カウンタ及びメモリを持つ。
[Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an artificial heart pump drive device for driving an artificial heart pump, which is an auxiliary circulation device for medical use. (Prior Art) Conventionally, in order to treat diseases of the circulatory system of a living body, devices have been developed that assist the heart of the living body using, for example, an auxiliary artificial heart. As an example of this type of device, a drive device that generates pressure pulses to drive an artificial heart pump is proposed, for example, in a patent application filed in 1983.
-Disclosed in Publication No. 169460. In this type of drive device, a compressor generates positive pressure and a vacuum pump generates negative pressure, the positive pressure and negative pressure are stored in tanks for positive pressure and negative pressure, respectively, and the solenoid valves are used to generate positive and negative pressure. By alternately switching the pressure supply, pressure pulses are generated and supplied to the artificial heart pump. (Problems to be Solved by the Invention) In conventional devices, for example, when switching the supply pressure to an artificial heart pump from negative pressure to positive pressure, communication from the negative pressure tank to the artificial heart pump is cut off, and when the supply pressure to the artificial heart pump is switched from negative pressure to positive pressure, Open communication from to the artificial heart pump. When the connection from the positive pressure tank to the artificial heart pump is opened, since negative pressure is generally accumulated in the artificial heart pump, it takes time until the necessary positive pressure is supplied to the artificial heart pump. The same applies when switching from positive pressure to negative pressure. In this way, the rising and falling waveforms of the pressure pulses supplied to the artificial heart pump become gentle.
Due to this rounding of the waveform, even if the pressure pulses are switched accurately, there will be some fluctuation in the flow rate of fluid supplied to the artificial heart pump when positive pressure is applied. Fluctuations in the flow rate occur not only in the above case but also depending on the wiring between the drive device and the artificial heart pump and the condition of the living body. Variations in the flow rate to the artificial heart pump directly result in variations in the flow rate of blood passing through the artificial heart pump. A number of problems arise when the flow rate of blood through an artificial heart pump increases or decreases. For example, when using an artificial heart pump to assist the right heart, if the amount of blood ejected by the artificial heart pump is large,
Since the amount of blood ejected from the left side of the heart is fixed, too much blood may accumulate in the lungs, leading to pulmonary edema. In addition, if the flow rate of blood passing through an artificial heart pump is low, for example when an artificial valve is attached to the aortic valve of a living heart, blood clots are likely to form, and blood circulation to other organs cannot be maintained. become unable. Therefore, an object of the present invention is to stabilize the flow rate of blood pumped by an artificial heart pump. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The means taken in the present invention to solve this problem include a positive pressure source, and a positive pressure switch whose one end is connected to the output end of the positive pressure source. a negative pressure switching solenoid valve, one end of which is connected to the output end of the negative pressure source, and the other end of which is connected to the other end of the positive pressure switching solenoid valve;
An artificial heart pump comprising electronic control means for controlling opening and closing of the positive pressure switching solenoid valve and the negative pressure switching solenoid valve, and driving the artificial heart pump by a pressure pulse generated at the other end of the positive pressure switching solenoid valve. In the drive device, a setting means for setting a blood flow rate ejected per operation of the artificial heart pump, and a flow rate detection sensor disposed at an output end of the artificial heart pump to detect the blood ejection flow rate of the artificial heart pump. , and a flow rate accumulating means for accumulating the blood flow rate detected by the flow rate detection sensor after the electronic control means opens the positive pressure switching solenoid valve, and the cumulative flow rate of the flow rate accumulating means is set by the setting means. The positive pressure switching solenoid valve is closed when the flow rate exceeds the set flow rate value. (Operation) According to the means of the present invention, when the positive pressure switching solenoid valve is opened, the driving fluid is sent to the artificial heart pump,
Blood is ejected, but when the cumulative amount of blood ejected by the artificial heart pump exceeds the blood flow rate set by the setting means when positive pressure is applied, the positive pressure switching solenoid valve is closed, and the driving fluid to the artificial heart pump is closed. Sending is stopped.
Therefore, the flow rate of blood ejected by the artificial heart pump remains constant each time it ejects. (Embodiment) A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circulatory system, and the circulatory system has an artificial heart pump 11 as a main body. artificial heart pump 1
1 is provided with a positive pressure side system for compression and a negative pressure side system for expansion, which are biasing means. Then, positive pressure or negative pressure is alternately supplied from the positive pressure and negative pressure systems, and the artificial heart pump 11 repeatedly operates. Further, a flow rate detection sensor 11a is attached to the outflow side of the circulatory system main body 11. The positive pressure side system includes an air pump 1 that is a positive pressure generation source, a pressure accumulator 7 that accumulates the positive pressure from the air pump 1, and a normally closed solenoid valve that is a driving on-off valve that connects the pressure accumulator 7 with an artificial heart pump 11. 4. Further, the positive pressure side system is provided with a normally closed solenoid valve 3 which is a supply on-off valve that communicates the air pump 1 with the pressure accumulator 7, and a pressure sensor that detects the positive pressure value accumulated in the pressure accumulator 7. A sensor 9 is attached. Similarly, the negative pressure side system includes a vacuum pump 2 as a negative pressure generation source, a pressure accumulator 8 that accumulates negative pressure from the vacuum pump 2, and an artificial heart pump 1
1, a normally closed solenoid valve 3 is a driving on-off valve that communicates with the vacuum pump 2, and a normally closed solenoid valve 6 is a supply on-off valve that connects the vacuum pump 2 with the pressure accumulator 8. A pressure sensor 10 is attached to detect the negative pressure value. In positive and negative pressure systems, the supply solenoid valves 3 and 6 open when the pressure in the pressure accumulators 7 and 8, measured by pressure sensors 9 and 10, respectively, decreases (absolute value). Positive or negative pressure sources 1 and 2 for 7 and 8
Replenish operating pressure from. The opening and closing operations of the electromagnetic valves 3 and 6 are controlled by a control unit CPU (control means), which will be described later, but detailed explanation thereof will be omitted. The above-mentioned circulatory system is controlled and operated by the control device shown in FIG. The control device has a microcomputer CPU as a control section, and the microcomputer CPU is connected to a set value switch section 13 and pressure sensors attached to the pressure accumulators 7 and 8 via interfaces (not shown), respectively. 9, 10, a series of solenoid valves 3,
4, 5, 6 and a monitor 14 are connected.
Furthermore, a flow rate detection sensor 11a that detects the outflow flow rate from the circulatory system main body 11 via the amplifier 12, and a pulsation detection device that detects the pulsation timing (ECG processing waveform) of the heart of the living body from an electrocardiogram (ECG waveform).
The ECG is also connected to the control CPU (see Figure 2). The set value switch section 13 sets a time interval SYS0 from closing to opening of the driving solenoid valve 5. At this time interval, the valve opening timing of the drive solenoid valve 4 and the maximum allowable valve opening time interval SYS0 are set (second
(see figure). Furthermore, the set value switch section 13 has a function of setting the outflow flow rate Ql/min per minute. Further, a delay time delay0 from the start of pulsation of the heart of the living body to the start of pulsation of the artificial heart pump 11 is also set. Next, the processing flow built into the control unit CPU will be explained. The processing flow is the main flow (Figure 4), 1m
Timer interrupt flow processed every sec (6th
(Fig. 5), and a setting value flow (Fig. 5) that is interrupted every time the pulse detection device ECG detects the pulsation of the living heart. Each flow has flags summarized in the table below,
It has a counter and memory.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
先ず、メインフローでは、スタートすると初期
化(図示せず)をする。この初期化により、フラ
グCは00に設定される。ステツプS1で、フラグ
Cが00であると(YES)、次のステツプ以降で、
前8拍の生体心臓脈動時間R間隔TRに基づいて
現時点iでの1分間の脈動数N(回/min)の算
出、設定流量Qの取込み、1分間の脈動数N
(回/min)と設定流量Qから次の算出式
qi=Q×1000/N(c.c.)
に基づいて現時点iでの脈動1回当りの流出量i
の計算、更に、電磁弁4の最大許容開弁時間間隔
SYS0及びdelay0を取り込む。しかる後、フラグ
Cを01に変更してメインフローの冒頭に戻る。
ステツプ1で、フラグCが01であると、常に格
別な処理をせず(NO)、待機状態となる。
メインフロー処理中に於いて、脈動検知装置
ECGから脈動検知信号が入力されると、設定値
フローが実行される。
スタートすると前回i−1での脈動時間間隔に
相当する値TRを先ず、メモリTR′に記憶する。
メモリTR′はシフトレジスタで構成され現在から
過去の8個の脈動時間間隔TRを記憶している。
このメモリTR′内に記憶されている過去のTR値
により、メインフローで現時点iの1分間の脈動
数N(回/min)を算出する。
更に、メモリTRを00とし、次に、設定遅延時
間delay0をセツトすると共に、カウンタdelayを
0に設定する。しかる後に、メインフローに戻
る。
同様に、メインフロー処理中に1msec毎にタ
イマ割り込みフローが実行される。
スタートすると、カウンタTRが1(即ち1m
sec)だけ計数アツプされる。次に、ステツプS2
で、設定遅延時間delay0と遅延時間用カウンタ
delayの計数値とを比較する。遅延時間用カウン
タdelayの計数値が遅延設定時間delay0より小さ
い間(NO)は、遅延時間用カウンタdelayを1
(即ち1msec)だけ計数アツプさせ、後述する後
半のステツプを処理する。
遅延時間用カウンタdelayの計数値が遅延設定
時間delay0より大きくなると(YES)、ステツプ
S3で、電磁弁4開弁用フラグ2を判別し、当該
フラグ2が01ならば(YES)次の処理を実行す
る。先ず、電磁弁4の最大許容開弁時間間隔
SYS0のセツト、開弁時間間隔用カウンタSYS、
流量一致点Tc以後の流出流量メモリqc、脈動開
始以降の流出流量メモリqを夫々0に設定。更
に、2msec用、流出流量一致点用、開弁用、及
び計算用の各フラグ0、1、2、Cを夫々00に設
定する。
その上、後述するフローの後半部分で計測がな
される一致点TR通過後の計測流量値qc(i−1)
(前回の脈動時の測定値)と算出された現時点i
での1回当りの流出流量qiとの差分を、今回iの
開弁時設定流出流量qs(i)としてメモリqs(i)に設定
する。
更に、予め設定された遅延時間delay0を経過し
たので、人工心臓ンプ11を脈動させるよう、電
磁弁4,5を夫々開及び閉弁させる。
割り込みフローの後半では、電磁弁4の開弁時
間が最大許容時間SYS0を越えないようにするた
め、先ず、ステツプS4で、開弁時間間隔用カウ
ンタSYSを1(即ち1msec)だけ計数アツプす
る。次に、ステツプS5で、最大許容時間SYS0と
開弁時間間隔用カウンタSYSの計数値とを比較
する。開弁時間間隔用カウンタSYSの計数値が
最大許容開弁時間間隔SYS0より大きくなると
(YES)、開弁している電磁弁4を閉弁させ、閉
弁している電磁弁5を開弁させる。これにより、
人工心臓ポンプ11には、陽圧に代え陰圧が印加
されるので流体の流出が停止される、1回当りの
作動が完了する。
開弁時間間隔用カウンタSYSの計数値が最大
許容開弁時間間隔SYS0より小さい間(NO)は、
2msecタイマ用フラグ0が01であるか否かを、
ステツプS6で判別する。当該フラグ0が01
(YES)ならば該フラグ0を00と、該フラグ0が
01ならば00と再設定する。更に、ステツプS8で、
再度フラグ0が01であるか否かを判別し、フラグ
0が00(NO)ならば、そのままメインフローに
復帰する。フラグ0が01ならば、一致点TR通過
以前か否かをフラグ1に基づいて判別する。フラ
グ1が00(TR通過前、YES)ならば、メモリq
に現時点iでの流量qkを加算する。これにより、
設定遅延時間delay0後から流出した流量が計測さ
れる。ステツプS9で、当該計測流量qが設定さ
れた開弁時間中の流量値qs(i)と一致すると
(YES)、最大許容開弁設定時間間隔に達してな
くとも電磁弁4を閉弁する。更に、フラグ1を01
に設定し、流量一致点TRを通過した状態を示
す。
然るに、流量一致点TR通過後には、フラグ1
が01に設定されているので(ステツプS8でNOと
判断)、以後、一致点TR通過後の流量qc(i)を現
時点iでの流量qkのメモリqc(i)への加算により
計測する。流量qc(i)の計測は、電磁弁4の次回
i+1の開弁に伴つてフラグ1が00に設定される
迄継続される。このような、流出流量qs(i)或いは
qc(i)の計測後メインフローに復帰する。
尚、ステツプS7、8で、2msec用フラグ0の
値をタイマ割り込みフロー処理毎(1msec)に
00と01との間で入れ換えるので、流出流量qs(i)及
びqc(i)の計測は2msecのサンプリングタイム毎
になされる(第3図参照)。
以上からなる本発明の実施例は次のように作用
する(第2図参照)。
先ず、制御部CPUが作動すると、設定値スイ
ツチ部13で設定された、生体が必要としている
1分間当りの平均的流出流量Ql/min、駆動用電
磁弁4,5の作動即ち人工心臓ポンプ11の圧搾
期間に相当する最大許容開弁時間間隔SYS0、及
び生体の心臓の脈動後人工心臓本体11の作動即
ち電磁弁4を開弁させる迄の遅延時間delay0を
夫々取り込む(第4図)。
最大許容開弁時間間隔SYS0、及び遅延時間
delay0から、電磁弁4の開弁と電磁弁5の開閉タ
イミンが定められる。電磁弁4の閉弁に関して
は、設定流出量Qを達成できるよう、タイミング
が制御される。
このような状態にある制御部CPUに対して、
生体心臓で脈動があると、該脈動を脈動検知装置
ECGが検知し、そのタイミングRiたるE.C.G処理
波形が立ち下がると、設定値フローが割り込み処
理され、今回iの脈動期間が開始される。
設定値フローで前回i−1の脈動期間たるカウ
ンタTRの計数値がシフトレジスタTR′に取り込
まれる。今回iの脈動期間を計測するため、カウ
ンタTRを0に設定すると共に、設定遅延時間
delay0をメモリにセツトする。シフトレジスタ
TR′には、前回i−1を含めて過去8個の脈動期
間TRが記憶されている。
メインフローで、前回迄の8個の脈動期間TR
から現時点iにおける生体心臓の1分間当りの脈
動回数Nを算出し、設定流量Qを得るに必要な今
回iでの流出流量qiを出す。
1msec割り込みフローで、その割り込み毎に
カウンタTRを1だけ計数アツプして今回iの脈
動間隔を測定する。更に、カウンタdelayも1だ
け計数アツプして、該カウンタdelayが設定遅延
時間delay0になるのを待つ(ステツプS2)。
カウンタdelayが設定遅延時間delay0になると、
電磁弁4,5を夫々開弁及び閉弁して、人工心臓
ポンプ11を圧搾作動即ち流体を流出させる。同
時に、今回iでの脈動期間中に流出させるべき流
出流量qiと前回i−1で電磁弁4閉弁後即ち人工
心臓ポンプ11の圧縮停止後に流出した流量qc
(i−1)の差を算出する(ステツプS31)。
尚、この差たる流量qs(i)が流出した時電磁弁4
を閉弁し、残りの流量分を電磁弁4閉弁後に自然
に流れ出す流出流量として確保する。生体の状態
が急変しない限り前回i−1と今回iでも電磁弁
閉弁後略同程度の流出流量が得られるので、流量
qs(i)に基づいて電磁弁4を閉弁させたとしても
(ステツプS91)必要としている今回iの流量qiを
精度良く流出させられる。
流量検知センサ11aからの測定値に基づき、
電磁弁4開弁後の流量をメモリqで計測し(ステ
ツプS81)、該メモリqの値が今回電磁弁4開弁
中に流出すべき流量値qs(i)となつたら(ステツプ
S91)、電磁弁4を閉弁させる。電磁弁4が閉弁
したら、流量センサ11aからの測定値に基づ
き、電磁弁4閉弁後から次回i+1開弁迄の流量
をメモリqc(i)で計測し(ステツプS8、82)、次回
i+1での電磁弁4開弁から閉弁迄の流出流量qs
(i+1)の算出に利用する。
尚、電磁弁4の最大許容開弁間隔SYS0になつ
たら、電磁弁5は常に開弁されると共に、流出流
量が不足していても電磁弁4が閉弁される(ステ
ツプS51、52)。人工心臓ポンプ11が膨脹作動
に入る。
以後、この作動を繰り返し、人工心臓ポンプ1
1を作動させ、流体を脈動的に流出させつづけ
る。
以上説明したように、本発明によれば、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。[Table] First, in the main flow, when started, initialization (not shown) is performed. This initialization sets flag C to 00. If flag C is 00 at step S1 (YES), from the next step onwards,
Calculate the number of pulsations per minute N (times/min) at the current time i based on the biological heart pulsation time R interval TR of the previous 8 beats, take in the set flow rate Q, and calculate the number of pulsations per minute N
(times/min) and the set flow rate Q, based on the following calculation formula qi = Q × 1000/N (cc), the flow rate i per pulsation at the current time i
calculation, and also the maximum allowable opening time interval of solenoid valve 4.
Import SYS0 and delay0. After that, the flag C is changed to 01 and the process returns to the beginning of the main flow. In step 1, if flag C is 01, no special processing is performed (NO) and the system is in a standby state. During main flow processing, pulsation detection device
When a pulsation detection signal is input from the ECG, the set value flow is executed. When started, the value TR corresponding to the pulsation time interval at the previous time i-1 is first stored in the memory TR'.
The memory TR' is composed of a shift register and stores eight pulsation time intervals TR from the present to the past.
Based on the past TR value stored in this memory TR', the number of pulsations per minute N (times/min) at the current time i is calculated in the main flow. Furthermore, the memory TR is set to 00, and then the set delay time delay0 is set and the counter delay is set to 0. After that, return to the main flow. Similarly, a timer interrupt flow is executed every 1 msec during main flow processing. When starting, counter TR is 1 (i.e. 1m)
sec) is counted up. Next, step S2
So, set delay time delay0 and delay time counter
Compare with the count value of delay. While the count value of the delay time counter delay is smaller than the delay setting time delay0 (NO), the delay time counter delay is set to 1.
(i.e., 1 msec), and the latter step described later is processed. When the count value of the delay time counter delay becomes larger than the delay setting time delay0 (YES), the step
In S3, the flag 2 for opening the solenoid valve 4 is determined, and if the flag 2 is 01 (YES), the next process is executed. First, the maximum allowable opening time interval of solenoid valve 4
Set SYS0, counter SYS for valve opening time interval,
The outflow flow rate memory qc after the flow rate matching point Tc and the outflow flow rate memory q after the start of pulsation are each set to 0. Further, flags 0, 1, 2, and C for 2 msec, outflow flow rate matching point, valve opening, and calculation are set to 00, respectively. Moreover, the measured flow rate value qc (i-1) after passing the coincident point TR, which is measured in the latter half of the flow described later.
(measured value during the previous pulsation) and the calculated current i
The difference between the outflow flow rate qi and the outflow flow rate qi per time is set in the memory qs(i) as the set outflow flow rate qs(i) when the valve is opened this time i. Furthermore, since the preset delay time delay0 has elapsed, the electromagnetic valves 4 and 5 are opened and closed, respectively, so that the artificial heart pump 11 is pulsated. In the second half of the interrupt flow, in order to prevent the opening time of the solenoid valve 4 from exceeding the maximum allowable time SYS0, first, in step S4, the valve opening time interval counter SYS is incremented by 1 (ie, 1 msec). Next, in step S5, the maximum allowable time SYS0 is compared with the count value of the valve opening time interval counter SYS. When the count value of the valve opening time interval counter SYS becomes larger than the maximum allowable valve opening time interval SYS0 (YES), the open solenoid valve 4 is closed and the closed solenoid valve 5 is opened. . This results in
Since negative pressure is applied to the artificial heart pump 11 instead of positive pressure, the outflow of fluid is stopped and one operation is completed. While the count value of the valve opening time interval counter SYS is smaller than the maximum allowable valve opening time interval SYS0 (NO),
Check whether flag 0 for 2msec timer is 01 or not.
It is determined in step S6. The flag 0 is 01
If (YES), set the flag 0 to 00, and set the flag 0 to 00.
If it is 01, reset it to 00. Furthermore, in step S8,
It is determined again whether flag 0 is 01 or not, and if flag 0 is 00 (NO), the process returns to the main flow. If flag 0 is 01, it is determined based on flag 1 whether or not it is before passing the matching point TR. If flag 1 is 00 (before passing TR, YES), memory q
Add the flow rate qk at the current moment i to . This results in
The flow rate flowing out is measured after the set delay time delay0. In step S9, if the measured flow rate q matches the flow rate value qs(i) during the set valve opening time (YES), the solenoid valve 4 is closed even if the maximum allowable valve opening set time interval has not been reached. Additionally, set flag 1 to 01
, and the state where the flow rate matching point TR has been passed is shown. However, after passing the flow rate matching point TR, flag 1 is set.
is set to 01 (determined as NO in step S8), henceforth, the flow rate qc(i) after passing the matching point TR is measured by adding the flow rate qk at the current time i to the memory qc(i). The measurement of the flow rate qc(i) is continued until the flag 1 is set to 00 with the next opening of the solenoid valve 4 i+1. Such an outflow flow rate qs(i) or
After measuring qc(i), return to the main flow. In addition, in steps S7 and S8, the value of the 2 msec flag 0 is set every timer interrupt flow processing (1 msec).
Since they are exchanged between 00 and 01, the outflow flow rates qs(i) and qc(i) are measured every 2 msec sampling time (see Figure 3). The embodiment of the present invention constructed as described above operates as follows (see FIG. 2). First, when the control unit CPU operates, the average outflow flow Ql/min per minute required by the living body, which is set by the set value switch unit 13, and the operation of the driving solenoid valves 4 and 5, that is, the artificial heart pump 11 The maximum allowable valve opening time interval SYS0, which corresponds to the compression period of , and the delay time delay0 until the operation of the artificial heart main body 11, that is, the opening of the electromagnetic valve 4 after the pulsation of the heart of the living body, are respectively taken in (FIG. 4). Maximum allowable valve opening time interval SYS0 and delay time
The opening timing of the solenoid valve 4 and the opening/closing timing of the solenoid valve 5 are determined from delay0. Regarding the closing of the electromagnetic valve 4, the timing is controlled so that the set outflow amount Q can be achieved. For the control unit CPU in this state,
When there is a pulsation in the living heart, the pulsation is detected by a pulsation detection device.
When the ECG is detected and the ECG processing waveform, which is the timing Ri, falls, the set value flow is interrupted and the current i pulsation period is started. In the set value flow, the count value of the counter TR corresponding to the previous pulsation period i-1 is taken into the shift register TR'. In order to measure the pulsation period of i this time, we set the counter TR to 0 and set the delay time
Set delay0 in memory. shift register
TR' stores eight past pulsation periods TR including the previous time i-1. In the main flow, 8 pulsation periods TR until the previous time
From this, the number of pulsations per minute N of the living heart at the current time i is calculated, and the outflow flow rate qi at the current time i necessary to obtain the set flow rate Q is determined. In the 1 msec interrupt flow, the counter TR is incremented by 1 for each interrupt to measure the pulse interval of this time i. Further, the counter delay is also incremented by 1, and the CPU waits until the counter delay reaches the set delay time delay0 (step S2). When the counter delay reaches the set delay time delay0,
The electromagnetic valves 4 and 5 are opened and closed, respectively, to cause the artificial heart pump 11 to perform a compressing operation, that is, to cause fluid to flow out. At the same time, the flow rate qi that should flow out during the pulsation period at this time i and the flow rate qc that flowed out after the solenoid valve 4 was closed in the previous time i-1, that is, after the compression of the artificial heart pump 11 was stopped.
(i-1) is calculated (step S31). Furthermore, when this differential flow rate qs(i) flows out, solenoid valve 4
The remaining flow rate is secured as an outflow flow rate that naturally flows out after the solenoid valve 4 is closed. As long as the condition of the living body does not suddenly change, approximately the same outflow flow rate will be obtained after closing the solenoid valve in the previous i-1 and this time i, so the flow rate
Even if the solenoid valve 4 is closed based on qs(i) (step S91), the required flow rate qi of the current time i can be accurately flowed out. Based on the measured value from the flow rate detection sensor 11a,
The flow rate after the solenoid valve 4 is opened is measured in the memory q (step S81), and when the value in the memory q becomes the flow rate value qs(i) that should flow out while the solenoid valve 4 is opened this time (step
S91), closes the solenoid valve 4. When the solenoid valve 4 closes, based on the measured value from the flow sensor 11a, the flow rate from the time the solenoid valve 4 closes to the next i+1 opening is measured in memory qc(i) (steps S8, 82), Outflow flow rate qs from opening to closing of solenoid valve 4 at
Used to calculate (i+1). When the maximum allowable opening interval SYS0 of the solenoid valve 4 is reached, the solenoid valve 5 is always opened and even if the outflow flow rate is insufficient, the solenoid valve 4 is closed (steps S51 and 52). The artificial heart pump 11 enters the inflation operation. After that, this operation is repeated until the artificial heart pump 1
1 and continue to flow out the fluid in a pulsating manner. As explained above, according to the present invention, the flow rate of blood ejected by the artificial heart pump becomes constant and stable each time it ejects. Therefore, it becomes possible to restore the heart of the living body without affecting other organs.
第1a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1b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図乃至に第6図は制御部の作動
を示すメインフロー、割り込みフロー並びに設定
値フローである。
1……陽圧源(正圧源)、2……陰圧源(負圧
源)、3,6……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)、7,8……蓄圧器、
9,10……圧力センサ、11……人工心臓ポン
プ、11a……流量検知センサ、12……増幅
器、13……設定スイツチ部(設定手段)、CPU
……制御手段(電子制御手段、流量累計手段)、
ECG……脈動検知装置。
FIG. 1a is a block diagram showing the system of the drive device according to the invention, FIG. 1b is a block diagram showing the control section of the drive device according to the invention, and FIG. 2 is a timing cheat showing the operating state of the drive device according to the invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method of measuring the outflow flow rate, and FIGS. 4 to 6 are a main flow, an interrupt flow, and a set value flow showing the operation of the control section. 1... Positive pressure source (positive pressure source), 2... Negative pressure source (negative pressure source), 3, 6... Solenoid valve, 4... Positive pressure side drive solenoid valve (positive pressure switching solenoid valve), 5... Solenoid valve for negative pressure side drive (solenoid valve for negative pressure switching), 7, 8... Pressure accumulator,
9, 10...Pressure sensor, 11...Artificial heart pump, 11a...Flow rate detection sensor, 12...Amplifier, 13...Setting switch section (setting means), CPU
...control means (electronic control means, flow rate accumulation means),
ECG...pulsation detection device.
Claims (1)
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、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、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人
工心臓ポンプを駆動する人工心臓ポンプ駆動装置
において、前記人工心臓ポンプが作動1回当たり
に駆出する血液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設され人工心臓ポンプ
の血液駆出流量を検出する流量検知センサ、およ
び前記電子制御手段が前記正圧切換用電磁弁を開
とした後の前記流量検知センサの検出した血液流
量を累計する流量累計手段、を備え、前記電子制
御手段は、前記流量累計手段の累計流量が前記設
定手段の設定流量値を越えた時前記正圧切換用電
磁弁を閉にする、人工心臓ポンプ駆動装置。1 A positive pressure source, one end of which is connected to the output end of the positive pressure source, a positive pressure switching solenoid valve, a negative pressure source, one end of which is connected to the output end of the negative pressure source, and the other end of which is connected to the positive pressure switching solenoid valve. A negative pressure switching solenoid valve connected to the other end of the solenoid valve, and
An artificial heart pump comprising electronic control means for controlling opening and closing of the positive pressure switching solenoid valve and the negative pressure switching solenoid valve, and driving the artificial heart pump by a pressure pulse generated at the other end of the positive pressure switching solenoid valve. In the drive device, a setting means for setting a blood flow rate ejected per operation of the artificial heart pump, and a flow rate detection sensor disposed at an output end of the artificial heart pump to detect the blood ejection flow rate of the artificial heart pump. , and a flow rate accumulating means for accumulating the blood flow rate detected by the flow rate detection sensor after the electronic control means opens the positive pressure switching solenoid valve, and the electronic control means is configured to accumulate the blood flow rate detected by the flow rate detection sensor after the electronic control means opens the positive pressure switching solenoid valve. An artificial heart pump driving device that closes the positive pressure switching solenoid valve when the cumulative flow rate exceeds a set flow rate value of the setting means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60166399A JPS6226074A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Flow controller for artificial recirculator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60166399A JPS6226074A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Flow controller for artificial recirculator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6226074A JPS6226074A (en) | 1987-02-04 |
JPS642387B2 true JPS642387B2 (en) | 1989-01-17 |
Family
ID=15830694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60166399A Granted JPS6226074A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Flow controller for artificial recirculator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6226074A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6234570A (en) * | 1985-08-07 | 1987-02-14 | アイシン精機株式会社 | Flow controller for artificial recirculator |
JPH03210272A (en) * | 1990-01-16 | 1991-09-13 | Nippon Zeon Co Ltd | Adaptive controller for auxiliary artificial heart |
-
1985
- 1985-07-26 JP JP60166399A patent/JPS6226074A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6226074A (en) | 1987-02-04 |
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