JP2004147721A - Blood pump driver - Google Patents

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Hideki Wakui
秀樹 和久井
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blood pump driver which can control the total stroke volume of the diaphragm of the blood pump to a fixed value without getting the motion of patients restricted. <P>SOLUTION: The total stroke volume of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is calculated from the variance of the capacity of the second sealed air chamber made up of a gas compartment 52 of a separation chamber 50 and a fluid drive chamber 13 of the blood pump 10 while the blood chamber 12 of the blood pump 10 is filled with the blood to the full capacity when the output in the reversion of a motor 22 for an oil pump 20 begins to lower during each suction period. The diaphragm 11 of the blood pump 10 is positioned at a location where it is in contact with the wall surface of the blood pump 10 on the side of the separation chamber 50 thereby holding the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御することができる血液ポンプ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人工心臓に利用する血液ポンプを空気圧で駆動する血液ポンプ駆動装置では、液圧媒体用のポンプを駆動源とすることにより、陽圧と陰圧の空気圧を血液ポンプに交互に供給している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このとき、血液ポンプ駆動装置では、拍動数（回／ｍｉｎ）や、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）、陽圧（ｍｍＨｇ）、陰圧（ｍｍＨｇ）といった条件を手動で設定し、その条件下で駆動が行われれる。もっとも、このように、駆動条件が設定されていても、血液ポンプのダイアフラムの動きは、患者の血圧変化に影響されることになる。そこで、血液ポンプのダイアフラムの動作を自動的に把握し、患者の血圧変化に影響されることなく、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御することが求めらている。
【０００４】
そのためには、血液ポンプの流入ポートと流出ポートに電極を設け、両電極間の電気抵抗に変化によって、血液ポンプのダイアフラムの位置を検出する方法の利用が考えられる（例えば、特許文献２参照）。この方法を利用すれば、両電極間の電気抵抗に基づいて、拍出期間と吸引期間を切り換えることによって、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４３２９７号公報（第６−７頁、第３図）
【特許文献２】
特開平４−２６６７４０号公報（第２−３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法を利用した場合には、計測装置に配線された電極を患者に近接させることになるため、安全確保の観点から、患者の動きが制限されてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、患者の動きが制限されることになく、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御することができる血液ポンプ駆動装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、蓄圧室と、前記蓄圧室に連通する空気室及び液体室がダイアフラムで区画されたオイルリザーバと、前記オイルリザーバの液体室に連通するポンプ室が設けられたオイルポンプと、前記オイルポンプのポンプ室に連通する液体室及び気体室がダイアフラムで区画された分離室と、前記分離室の気体室に連通する流体駆動室及び血液室がダイアフラムで区画された血液ポンプと、を有し、前記オイルポンプの正回転により前記血液ポンプの血液室から血液が吐き出される拍出期間と、前記オイルポンプの逆回転により前記血液ポンプの血液室に血液が吸い込まれる吸引期間とを交互に繰り返す血液ポンプ駆動装置において、前記分離室の空気室及び前記血液ポンプの流体駆動室に充満する気体の容積を使用することにより、前記血液ポンプのダイアフラムの総移動量を算出しつつ、各吸引期間の所定のタイミングで前記血液ポンプの血液室の血液を満タン状態にすることにより、前記血液ポンプのダイアフラムの総移動量を一定に制御すること、を特徴としている。
【０００９】
このような特徴を有する本発明の血液ポンプ駆動装置では、オイルポンプが逆回転する吸引期間になると、分離室の液体室からポンプ室に流体が吸入されるので、分離室のダイアフラムがポンプ室側に移動して、分離室の液体室の容積が縮小するとともに分離室の空気室の容積が拡大する。そのため、分離室の空気室と連通する血液ポンプの流体駆動室は、減圧してその容積を縮小しようとし、血液ポンプのダイアフラムの曲率が分離室側から見て凹の状態から凸の状態に反転する。この曲率の反転によって拍動が生じ、血液ポンプの血液室に血液が吸い込まれる。
【００１０】
一方、オイルポンプが正回転する拍出期間になると、ポンプ室から分離室の液体室に流体が吐出されるので、分離室のダイアフラムが血液ポンプ側に移動して、分離室の液体室の容積が拡大するとともに分離室の空気室の容積が縮小する。そのため、分離室の空気室と連通する血液ポンプの流体駆動室は、増圧してその容積を拡大しようとし、血液ポンプのダイアフラムの曲率が分離室側から見て凸の状態から凹の状態に反転する。この曲率の反転によって拍動が生じ、血液ポンプの血液室から血液が吐き出される。
【００１１】
従って、本発明の血液ポンプ駆動装置では、逆回転と正回転をオイルポンプが交互に繰り返すことにより、血液ポンプによる血液の拍動を繰り返すことができる。
【００１２】
このとき、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）は、分離室の空気室及び血液ポンプの流体駆動室に充満する気体の容積の変化により算出することになるが、これだけでは、血液ポンプのダイアフラムの絶対的な位置を把握することができないので、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を制御することができない。
【００１３】
この点、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にある場合には、いずれの吸引期間であっても、血液ポンプのダイアフラムは常に所定の場所に位置するものと考えられることから、各吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプの血液室の血液を満タン状態にし、各吸引期間の所定のタイミングに血液ポンプのダイアフラムを所定の場所に位置させて、血液ポンプのダイアフラムの絶対的な位置を把握することにより、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御する。
【００１４】
すなわち、本発明の血液ポンプ駆動装置では、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を、分離室の空気室及び血液ポンプの流体駆動室に充満する気体の容積の変化により算出する一方で、各吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプの血液室の血液を満タン状態にし、各吸引期間の所定のタイミングに血液ポンプのダイアフラムを所定の場所に位置させて、血液ポンプのダイアフラムの絶対的な位置を把握することにより、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御しており、配線を必要とする計測センサーなどを患者に近接させることは不要なため、患者の動きが制限されることになく、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御することができる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する血液ポンプ駆動装置であって、前記オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間が経過するまでに、前記分離室の気体室の圧力が所定範囲内で上昇した場合に、当該吸引期間の所定のタイミングで前記血液ポンプの血液室の血液が満タンの状態にあると判断すること、を特徴としている。
【００１６】
このような特徴を有する本発明の血液ポンプ駆動装置では、各吸引期間の所定のタイミングとして、オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めたときとしている。このとき、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にない場合には、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にある場合と比べて、血液ポンプのダイアフラムに生じる張力が小さく、血液ポンプのダイアフラムの動きが遅いので、オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めた後も、しばらくの間は、血液ポンプの流体駆動室の体積が維持され、よって、オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めた瞬間から、血液ポンプの流体駆動室に連通する分離室の気体室の圧力が上昇し始めると考えられる。
【００１７】
一方、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にある場合には、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にない場合と比べて、血液ポンプのダイアフラムに生じる張力が大きく、血液ポンプのダイアフラムの動きが速いので、オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めた瞬間から、血液ポンプの流体駆動室の体積が増加し、オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めた後も、しばらくの間は、血液ポンプの流体駆動室に連通する分離室の気体室の圧力が維持されると考えられる。
【００１８】
そこで、オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間が経過するまでに、分離室の気体室の圧力が所定範囲を越えて上昇した場合には、当該吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にないと判断し、分離室の気体室の圧力が所定範囲内を越えずに上昇した場合には、当該吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にあると判断することが可能となる。
【００１９】
すなわち、本発明の血液ポンプ駆動装置では、各吸引期間の所定のタイミングとして、オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めたときとし、このときは、血液ポンプのダイアフラムに生じる張力の影響から、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にあるか否かで、分離室の気体室の圧力の上昇の割合が異なることから、当該吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にあるか否かを判断することが可能となる。
【００２０】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載する血液ポンプ駆動装置であって、前記血液ポンプのダイアフラムが前記分離室の気体室側に最も移動した後に、前記分離室のダイアフラムが前記オイルポンプ側に最も移動した場合に、当該吸引期間の所定のタイミングで前記血液ポンプの血液室の血液が満タンの状態にあると判断すること、を特徴としている。
【００２１】
このような特徴を有する本発明の血液ポンプ駆動装置では、分離室のダイアフラムが血液ポンプ側に移動することにより、血液ポンプの流体駆動室と連通する分離室の気体室の圧力が上昇すると、血液ポンプのダイアフラムの曲率が分離室側から見て凸の状態から凹の状態に反転し、この曲率の反転によって拍動が生じ、血液ポンプの血液室から血液が吐き出される。一方、分離室のダイアフラムがオイルポンプ側に移動することにより、血液ポンプの流体駆動室と連通する分離室の気体室の圧力が低下すると、血液ポンプのダイアフラムの曲率が分離室側から見て凹の状態から凸の状態に反転し、この曲率の反転によって拍動が生じ、血液ポンプの血液室に血液が吸い込まれる。つまり、血液ポンプの流体駆動室と分離室の気体室が連通していることから、血液ポンプのダイアフラムと分離室のダイアフラムは関連して動作する。この点、分離室のダイアフラムが先ず動作し、その動作により生じる分離室の気体室の圧力の変化により、血液ポンプのダイアフラムが動作するため、血液ポンプのダイアフラムの動作は、分離室のダイアフラムの動作よりも僅かに遅れることになる。
【００２２】
従って、分離室のダイアフラムがオイルポンプ側に最も移動した後に、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動した場合は、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に移動する余裕が存在する可能性があると考えられるので、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動したときは、血液ポンプの血液室の血液が満タンの状態にないと判断することが可能である。一方、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動した後に、分離室のダイアフラムがオイルポンプ側に最も移動した場合は、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に完全に移動しきっていると考えられるので、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動したときは、血液ポンプの血液室の血液が満タンの状態にあると判断することが可能である。
【００２３】
尚、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動したことは、血液ポンプのダイアフラムの移動量の極大値又は極小値により特定することができる。また、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）の極大値又は極小値により特定することもできる。また、分離室のダイアフラムがオイルポンプ側に最も移動したことは、オイルリザーバの空気室の圧力の極大値により特定することができる。
【００２４】
すなわち、本発明の血液ポンプ駆動装置では、各吸引期間の所定のタイミングとして、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動したときとし、このときは、血液ポンプのダイアフラムの動作が分離室のダイアフラムの動作よりも僅かに遅れることから、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動したときと分離室のダイアフラムがオイルポンプ側に最も移動したときの前後関係により、血液ポンプの血液室の血液が満タンの状態にあるか否かを判断することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。そこで、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置の概要を図１０に基づいて説明する。
【００２６】
図１０の血液ポンプ駆動装置１は、蓄圧室３４と、オイルリザーバ３０、オイルポンプ２０、分離室５０、血液ポンプ１０、制御装置４０などから構成される。
この点、蓄圧室３４には、蓄圧室３４の内部の空気圧を測定するための圧力センサ３５と、蓄圧室３４の内部を大気に開放又は大気から遮断させるための開閉弁３６が設けられており、圧力センサ３５及び開閉弁３６は、いずれも、制御装置４０に接続されている。
【００２７】
また、オイルリザーバ３０は、ダイアフラム３１により、空気室３３と液体室３２に分離されている。尚、空気室３３は、チューブを介して、蓄圧室３４の内部と連通している。
【００２８】
また、オイルポンプ２０は、図示しないロータ及びハウジングを有するポンプ室２１と、当該ロータを回転させるためのモータ２２で構成されており、モータ２２は、制御装置４０に接続されている。さらに、ポンプ室２１には、第２ポート２１２及び第１ポート２１１が設けられている。そして、モータ２２が正方向・逆方向に交互に回転にすると、ポンプ室２１の内部では、第２ポート２１２より吸入した流体を第１ポート２１１から吐出する正方向ポンピングと、第１ポート２１１より吸入した流体を第２ポート２１２から吐出する逆方向ポンピングとが交互に行われる。尚、ポンプ室２１の第２ポート２１２は、チューブを介して、オイルリザーバ３０の液体室３２と連通している。また、ポンプ室２１の内部に充満する流体は、例えば、非圧縮性の液体のシリコンオイルなどである。また、モータ２２の出力は、モータ２２が正方向・逆方向に交互に変更される付近を除いて、一定に制御される（図３，図５参照）。
【００２９】
また、分離室５０は、ダイアフラム５１により、空気室５２と液体室５３に分離されている。さらに、空気室５２には、空気室５２の内部の空気圧を測定するための圧力センサ５５が設けられ、液体室５３には、液体室５３の内部の圧力を測定するための圧力センサ５４が設けられており、圧力センサ５５及び圧力センサ５４は、いずれも、制御装置４０に接続されている。尚、液体室５３は、チューブを介して、オイルポンプ２０のポンプ室２１の第１ポート２１１と連通している。
【００３０】
また、血液ポンプ１０は、ダイアフラム１１により、血液室１２と流体駆動室１３に分離されている。さらに、血液室１２には、吸入方向への一方向弁１４を介して血液吸入ポート１５が設けられるとともに、吐出方向への一方向弁１６を介して血液吐出ポート１７が設けられている。尚、血液室１２の血液吸入ポート１５は、図示しないチューブにより、生体（患者）の心房に接続されるとともに、血液室１２の血液吐出ポート１７は、図示しないチューブにより、生体（患者）の大動脈に接続されている。
【００３１】
また、血液ポンプ１０の流体駆動室１３は、チューブにより、分離室５０の空気室５２と連通している。さらに、当該チューブには、血液ポンプ１０の流体駆動室１３と分離室５０の空気室５２を大気に開放又は大気から遮断させるための開閉弁５６が設けられており、開閉弁５６は、制御装置４０に接続されている。
【００３２】
また、制御装置４０は、上述したように、圧力センサ３５と、開閉弁３６、モータ２２、圧力センサ５４、圧力センサ５５、開閉弁５６などが接続されたものであり、圧力センサ３５と、圧力センサ５４、圧力センサ５５などからの電気信号に基づいて、開閉弁３６と、モータ２２、開閉弁５６などを制御するものである。これにより、開閉弁３６や開閉弁５６を開閉したり、オイルポンプ２０を正方向ポンピング又は逆方向ポンピングすることができる。
【００３３】
そして、図１０の血液ポンプ駆動装置１では、オイルポンプ２０が逆方向ポンピングする吸引期間になると、ポンプ室２１の第１ポート２１１より吸入した流体が第２ポート２１２から吐出するので、分離室５０のダイアフラム５１がポンプ室２１側に移動して、分離室５０の液体室５３の容積が縮小するとともに分離室５０の空気室５２の容積が拡大する。そのため、分離室５０の空気室５２と連通する血液ポンプ１０の流体駆動室１３は、減圧してその容積を縮小しようとし、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の曲率が分離室５０側から見て凹の状態から凸の状態に反転する。この曲率の反転によって拍動が生じ、血液ポンプ１０の血液室１２に、血液吸入ポート１５を介して血液が吸い込まれる。
【００３４】
一方、図１０の血液ポンプ駆動装置１では、オイルポンプ２０が正方向ポンピングする拍出期間になると、ポンプ室２１の第２ポート２１２より吸入した流体が第１ポート２１１から吐出するので、分離室５０のダイアフラム５１が血液ポンプ１０側に移動して、分離室５０の液体室５３の容積が拡大するとともに分離室５０の空気室５２の容積が縮小する。そのため、分離室５０の空気室５２と連通する血液ポンプ１０の流体駆動室１３は、増圧してその容積を拡大しようとし、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の曲率が分離室５０側から見て凸の状態から凹の状態に反転する。この曲率の反転によって拍動が生じ、血液ポンプ１０の血液室１２から、血液吐出ポート１７から血液が吐き出される。
【００３５】
従って、図１０の血液ポンプ駆動装置１では、逆方向ポンピングと正方向ポンピングをオイルポンプ２０が相互に繰り返すことにより、血液ポンプ１０による血液の拍動を繰り返すことができる。
【００３６】
また、図１０の血液ポンプ駆動装置１では、通常、開閉弁３６及び開閉弁５６は閉じられている。この点、血液ポンプ１０を分離室５０に接続する前の準備操作においては、蓄圧室３４の開閉弁３６を開けた後に、オイルポンプ２０のモータ２２を正方向に回転させて、分離室５０のダイアフラム５１がストローク終端まで移動した状態を維持させつつ、蓄圧室３４の開閉弁３６を閉じる。このとき、オイルリザーバ３０の空気室３３及び蓄圧室３４で構成される第１密封空気室の空気圧は、最小圧Ｐ３５ｍｉｎでかつ大気圧と等しくなり、また、当該第１密封空気室の容積は最大容積Ｖ３３ｍａｘとなる。次に、蓄圧室３４の圧力センサ３５を介して、予め設定されたＰｓｅｔに当該第１密封空気室の空気圧が移行・維持されるように、オイルポンプ２０のモータ２２を逆方向に回転させる。このとき、当該第１密封空気室の容積Ｖｓｅｔは、ポリトロープ変化の式から、次式により表すことができる。
Ｖｓｅｔ＝Ｖ３３ｍａｘ×（Ｐ３５ｍｉｎ／Ｐｓｅｔ）＾（１／ｎ）
この点、このようにして求められるＶｓｅｔを適正に設定していれば、分離室５０の気体室５２の容積も適正にすることができる。そこで、当該第１密封空気室が容積Ｖｓｅｔで空気圧Ｐｓｅｔに維持された状態で、血液ポンプ１０と分離室５０を接続すれば、血液ポンプ１０の流体駆動室１３及び分離室５０の気体室５２で構成される第２密封空気室の空気量を適正な状態にした下で、図１０の血液ポンプ駆動装置１の駆動を開始することができる。
【００３７】
また、図１０の血液ポンプ駆動装置１の駆動中は、分離室５０の液体室５３の圧力センサ５４の圧力波形及び分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力波形を制御装置４０が比較しており、圧力センサ５４の圧力値が圧力センサ５５の圧力値を超えているときは、駆動の条件や生体（患者）の状態の変化により、血液ポンプ１０の流体駆動室１３及び分離室５０の気体室５２で構成される第２密封空気室の空気量が不足しているので、分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力値が負圧になっているタイミングに合わせて、開閉弁５６を開けることにより、当該第２密封空気室に大気を吸い込ませる。一方、圧力センサ５５の圧力値が圧力センサ５４の圧力値を超えているときは、駆動の条件や生体（患者）の状態の変化により、血液ポンプ１０の流体駆動室１３及び分離室５０の気体室５２で構成される第２密封空気室の空気量が過剰になっているので、分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力値が正圧になっているタイミングに合わせて、開閉弁５６を開けることにより、当該第２密封空気室から大気を吐き出させる。これにより、駆動の条件や生体（患者）の状態の変化に応じて、当該第２密封空気室の空気量を適正なものにすることができる。
【００３８】
そして、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１が駆動中は、蓄圧室３４の圧力センサ３５の圧力波形及び分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力波形は、例えば、図１１に示すように測定される。図１１において、点線は、分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力波形を示しており、オイルポンプ２０により流体が分離室５０の液体室５３に流されると、分離室５０の空気室５２の空気が圧縮されて空気圧が上昇して正圧となり、オイルポンプ２０により流体がオイルリザーバ３０の液体室３２に流されると、分離室５０の空気室５２の空気が膨張されて空気圧が下降して負圧となる。尚、実線は、分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力波形の微分波形を示すものである。一方、一点鎖線は、蓄圧室３４の圧力センサ３５の圧力波形を示しており、オイルポンプ２０により流体が分離室５０の液体室５３に流されると、オイルリザーバ３０の空気室３３の空気が膨張されて空気圧が下降して負圧となり、オイルポンプ２０により流体がオイルリザーバ３０の液体室３２に流されると、オイルリザーバ３０の空気室３３の空気が圧縮されて空気圧が上昇して正圧となる。
【００３９】
そして、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量を求めるにあたっては、先ず、オイルリザーバ３０の液体室３２及び、オイルポンプ２０のポンプ室２１、分離室５０の液体室５３に充満された流体の移動量（以下、「オイル移動量」という）ＶＯを、蓄圧室３４の内部の空気圧が大気圧のときを基準にして、以下の式（１）により求める。
ＶＯ＝ＶＲ−ＶＲ×（ＰＡ／（ＰＡ＋ＰＲ））＾（１／Ｃ１） … 式（１）
ここで、「ＶＲ」は、オイルリザーバ３０の空気室３３及び蓄圧室３４で構成される第１密封空気室の大気圧における容積（設計的既知事項）である。また、「ＰＡ」は、大気圧である。また、「ＰＲ」は、蓄圧室３４の圧力センサ３５の圧力値であって、当該第１密封空気室の空気圧である。また、「Ｃ１」は、１より大きくかつ１．４以下の正の定数である。
【００４０】
次に、血液ポンプ１０の流体駆動室１３及び分離室５０の気体室５２で構成される第２密封空気室の空気量ＶＡを求める。この点、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量は、当該第２密封空気室の圧力上昇率が最大のときには非常に小さいと考えられることから、当該第２密封空気室の圧力上昇率が最大になるタイミングに着目し（図１１参照）、その微小期間におけるオイル移動量ＶＯの変化及び、その微小期間における分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力変化などから、以下の式（２）により求める。
ＶＡ＝Ｃ２×（ＶＯ２−ＶＯ１）／［｛（ＰＡ＋ＰＩ２）／（ＰＡ＋ＰＩ１）｝＾（１／Ｃ３）−１］ … 式（２）
ここで、「ＰＩ」は、分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力値であって、当該第２密封空気室の空気圧である。また、「Ｃ２」は、負の定数である。また、「Ｃ３」は、１より大きくかつ１．４以下の正の定数である。また、添字の「１」はその微小期間の始点（測定開始時）を意味し、添字の「２」はその微小期間の終点（測定終了時）を意味する。
【００４１】
ただし、上式で求められた当該第２密封空気室の空気量ＶＡは、その微小期間の終点（測定終了時）に対応するものであって、当該第２密封空気室の空気圧ＰＩ２のときのものであるから、以下の式（３）により、大気圧換算された当該第２密封空気室の空気量ＶＡＳを求める。
ＶＡＳ＝ＶＡ×｛（ＰＡ＋ＰＩ２）／ＰＡ｝＾（１／Ｃ４） … 式（３）
ここで、「Ｃ４」は、１より大きくかつ１．４以下の正の定数である。
【００４２】
もっとも、大気圧換算された当該第２密封空気室の空気量ＶＡＳは、分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力値（当該第２密封空気室の空気圧）の変化（図１１の点線）に伴って変動するものであるから、その変動量ＤＶＡを以下の式（４）により求める。
ＤＶＡ＝ＶＡＳ−ＶＡＳ×｛ＰＡ／（ＰＡ＋ＰＩ）｝＾（１／Ｃ５）… 式（４）
ここで、「Ｃ５」は、１より大きくかつ１．４以下の正の定数である。
【００４３】
図１２の実線は、大気圧時における当該第２密封空気室の空気量ＶＡＳを０ｃｃとし、分離室５０の空気室５２の圧力センサ５５の圧力値（当該第２密封空気室の空気圧）の変化（図１１の点線）に伴って、当該第２密封空気室の空気量ＶＡＳがどれだけ変動したかを大気圧換算で示したものであり、上記の変動量ＤＶＡの実測値から大気圧換算されたものである。この点、当該第２密封空気室を構成する血液ポンプ１０の流体駆動室１３と分離室５０の気体室５２は、軟質樹脂部品のチューブなどで連通されるとともに、軟質樹脂部品のダイアフラム５１，１１で区画されており、それらの軟質樹脂部品は圧力と共に変形することから、その変形量も含くまれている。そして、当該変形量ＶＴは、以下の式（４の２）で求まる。
ＶＴ＝Ｃ６×ＰＩ … 式（４の２）
ここで、「Ｃ６」は、定数である。
【００４４】
また、図１２の点線は、オイル移動量ＶＯであり、分離室５０の液体室５３に最も流体が流れたときを０ｃｃとして、そのときからオイルリザーバ３０の液体室３２にどれだけ流体が流れたかを示しており、オイルリザーバ３０の空気室３３の容積変化を示すものでもある。また、図１２の一点鎖線は、オイル移動量ＶＯ（図１２の点線）に対して、大気圧換算された当該第２密封空気室の空気量ＶＡＳの変動量ＤＶＡ（図１２の実線）をたしたものであり、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量を意味している。従って、図１２の一点鎖線における最大値と最小値の差は、１回の拍動における血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量を意味している。
【００４５】
よって、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢは、以下の式（５）により求まる。
ＶＢ＝ＶＯ＋ＤＶＡ＋ＶＴ … 式（５）
そして、１回の拍動で血液ポンプ１０が吐出する血液量ＳＶは、図１２の一点鎖線で示される波形により、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量として、以下の式（６）により求まる。
ＳＶ＝ＶＢｍａｘ−ＶＢｍｉｎ … 式（６）
ここで、「ＶＢｍａｘ」は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢの最大値であり、「ＶＢｍｉｎ」は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢの最小値である。
【００４６】
次に、本実施の形態において、図１０の血液ポンプ駆動装置１における血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量を求めるまでの過程をフローチャートで説明する。図１３は、血液ポンプ１０の流体駆動室１３及び分離室５０の気体室５２で構成される第２密封空気室の大気圧換算された空気量ＶＡＳを算出するためのフローチャート図である。
【００４７】
図１３に示すように、先ず、Ｓ１１において、規定のサンプリング間隔（例えば、２ｍｓｅｃ）をもって、圧力センサ５５の圧力値ＰＩ及び、大気圧ＰＡを測定する。ここで、大気圧ＰＡは、制御装置４０に備えられた圧力センサで測定する。次に、Ｓ１２では、規定のサンプリング間隔をもって、上述した式（１）により、オイル移動量ＶＯを算出する。次に、Ｓ１３では、規定のサンプリング間隔において、圧力センサ５５の圧力値ＰＩの圧力値変化ＤＰＩを、次式（９）により算出する。
ＤＰＩ＝ＰＩ２−ＰＩ１ … 式（９）
【００４８】
そして、算出された圧力値変化ＤＰＩは、Ｓ１４において、その時点での圧力値変化の最大値ＤＰＩｍａｘと比較される。ここで、圧力値変化ＤＰＩが最大値ＤＰＩｍａｘよりも大きい場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、Ｓ１５に進んで、最大値ＤＰＩｍａｘに圧力値変化ＤＰＩを代入する。その後、Ｓ１６において、上述した式（２）により、血液ポンプ１０の流体駆動室１３及び分離室５０の気体室５２で構成される第２密封空気室の空気量ＶＡを算出する。また、Ｓ１７において、次式（１０）により、圧力値変化ＤＰＩの算出時における分離室５０の気体室５２の絶対圧ＰＶＡを算出する。
ＰＶＡ＝ＰＡ＋ＰＩ２ … 式（１０）
【００４９】
さらに、Ｓ１８において、当該第２密封空気室の空気量ＶＡ及び、圧力値変化ＤＰＩの算出時における分離室５０の気体室５２の絶対圧ＰＶＡを、それぞれ最新の値に置き換えた後、Ｓ１９に進む。また、上述したＳ１４において、圧力値変化ＤＰＩが最大値ＤＰＩｍａｘよりも以下である場合にも（Ｓ１４：Ｎｏ）、Ｓ１９に進む。
【００５０】
次に、Ｓ１９では、１回の拍動が終了しているか否かを判断する。ここで、１回の拍動が終了していると判断する場合には（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、Ｓ２０に進んで、当該第２密封空気室の空気量ＶＡ及び、圧力値変化ＤＰＩの算出時における分離室５０の気体室５２の絶対圧ＰＶＡを、それぞれ確定する。そして、Ｓ２１において、１回の拍動が行われている間に開閉弁５６が作動したか否かを判断する。ここで、１回の拍動が行われている間に開閉弁５６が作動していたと判断する場合には（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、Ｓ２３に進んで、圧力値変化の最大値ＤＰＩｍａｘをリセットし、その後に、Ｓ１１に戻る。
【００５１】
一方、１回の拍動が行われている間に開閉弁５６が作動していないと判断する場合には（Ｓ２１：Ｎｏ）、Ｓ２２に進んで、上述した式（３）により、大気圧換算された当該第２密封空気室の空気量ＶＡＳを求め、その後に、Ｓ１１に戻る。尚、Ｓ２２では、「ＰＡ＋ＰＩ２」として、Ｓ１８で求めた絶対圧ＰＶＡを使用している。また、上述したＳ１９において、１回の拍動が終了していないと判断する場合には（Ｓ１９：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ１１に戻る。
【００５２】
図２は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを制御するためのフローチャート図である。図２に示すように、先ず、Ｓ３１において、上述した規定のサンプリング間隔をもって、圧力センサ３５の圧力値ＰＲ及び、圧力センサ５５の圧力値ＰＩ、大気圧ＰＡを測定する。ここで、大気圧ＰＡは、制御装置４０に備えられた圧力センサで測定する。次に、Ｓ３２では、規定のサンプリング間隔をもって、上述した式（１）により、オイル移動量ＶＯを算出する。次に、Ｓ３３では、樹脂製部品の容積変化ＶＴを、上述した式（４の２）により算出する。
【００５３】
次に、Ｓ３４では、大気圧換算された当該第２密封空気室の空気量ＶＡＳ（図１３のＳ２２で算出したものを使用）の変動量ＤＶＡを、上述した式（４）により算出する。また、Ｓ３５では、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢを、上述した式（５）により算出する。
【００５４】
そして、算出された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢは、Ｓ３５において、その時点での、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量の最大値ＶＢｍａｘと比較される。ここで、算出された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢが最大値ＶＢｍａｘより大きい場合には（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、Ｓ３７に進んで、算出された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢを最大値ＶＢｍａｘに置き換えた後に、Ｓ３８に進む。一方、算出された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢが最大値ＶＢｍａｘ以下の場合には（Ｓ３６：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ３８に進む。
【００５５】
また、算出された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢは、Ｓ３８において、その時点での、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量の最小値ＶＢｍｉｎと比較される。ここで、算出された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢが最小値ＶＢｍｉｎより小さい場合には（Ｓ３８：Ｙｅｓ）、Ｓ３９に進んで、算出された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢを最小値ＶＢｍｉｎに置き換えた後に、Ｓ４０に進む。一方、算出された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢが最小値ＶＢｍｉｎ以上の場合には（Ｓ３８：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ４０に進む。
【００５６】
次に、Ｓ４０では、１回の拍動が終了しているか否かを判断する。ここで、１回の拍動が終了していると判断する場合には（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、Ｓ４１に進んで、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢの最大値ＶＢｍａｘ及び最小値ＶＢｍｉｎをそれそれ確定する。そして、Ｓ４２において、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを、上述した式（６）により算出する。その後は、Ｓ４３において、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢの最大値ＶＢｍａｘ及び最小値ＶＢｍｉｎをそれぞれリセットし、Ｓ４４に進む。一方、１回の拍動が終了していないと判断する場合には（Ｓ４０：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ３１に戻る。
【００５７】
次に、Ｓ４４では、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶが設定値より小さいか否かを判断する。ここで、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶが設定値より小さいと判断した場合には（Ｓ４４：Ｙｅｓ）、Ｓ４５に進んで、拍動数（回／ｍｉｎ）を低下させた後に、Ｓ４６に進む。これにより、１分間当たりの拍動数が低下して、１回当たりの拍出期間・吸引期間を長くすることができるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを設定値に近づけることができる。一方、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶが設定値より小さいと判断しない場合には（Ｓ４４：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ４６に進む。
【００５８】
次に、Ｓ４６では、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶが設定値より大きいか否かを判断する。ここで、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶが設定値より大きいと判断した場合には（Ｓ４６：Ｙｅｓ）、Ｓ４７に進んで、拍動数（回／ｍｉｎ）を上昇させた後に、Ｓ３１に戻る。これにより、１分間当たりの拍動数が上昇して、１回当たりの拍出期間・吸引期間を短くすることができるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを設定値に近づけることができる。一方、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶが設定値より大きいと判断しない場合には（Ｓ４６：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ３１に戻る。
【００５９】
すなわち、図２のフローチャートでは、上述した式（６）を用いて、分離室５０の気体室５２及び血液ポンプ１０の流体駆動室１３で構成される第２密封空気室の容積ＶＡＳの変動量ＤＶＡを使用することにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを算出している（Ｓ４２）。そして、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶと設定値との大小関係により、拍動数（回／ｍｉｎ）を上昇・低下させて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを設定値に近づけている（Ｓ４４〜Ｓ４７）。そして、１回の拍動毎に、図２のフローチャートを繰り返して行えば、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを設定値に維持することが可能となる。
但し、これだけでは、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することができないので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを制御することができない。
【００６０】
なぜなら、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量（ストローク・ボリューム）ＳＶを大きくすることは、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動距離を長くすることを意味するので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することなく、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを大きくすれば、そのときの血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置によっては、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０側又は血液ポンプ１０の血液室１２側に完全に移動しきってしまい、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを大きくできないケースがあるからである。
【００６１】
この点、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にある場合には、いずれの吸引期間であっても、血液ポンプ１０のダイアフラム１１は、分離室５０側の血液ポンプ１０の壁面に接触した状態にあり、常にその場所に位置するものと考えられる。そこで、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、各吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプ１０の血液室１２の血液を満タン状態にし、各吸引期間の所定のタイミングに血液ポンプ１０のダイアフラム１１をその場所に位置させて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御する。
【００６２】
そして、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態になる各吸引期間の所定のタイミングとしては、例えば、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときがある。この点を詳しく説明すると、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にない場合には、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にある場合と比べて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に生じる張力が小さく、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の動きが遅いので、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めた後も、しばらくの間は、血液ポンプ１０の流体駆動室１３の体積が維持され、よって、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めた瞬間から、血液ポンプ１０の流体駆動室１３に連通する分離室５０の気体室５２の圧力が上昇し始めると考えられる。
【００６３】
一方、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にある場合には、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にない場合と比べて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に生じる張力が大きく、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の動きが速いので、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めた瞬間から、血液ポンプ１０の流体駆動室１３の体積が増加し、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めた後も、しばらくの間は、血液ポンプ１０の流体駆動室１３に連通する分離室５０の気体室５２の圧力が維持されると考えられる。
【００６４】
図５は、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にない場合の圧力センサ５５の圧力波形に対して、オイルポンプ２０のモータ２２の出力波形と正逆転信号とを同期させて示したものであり、図６は、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めた付近（図５のＡ）の、圧力センサ５５の圧力波形を拡大したものである。ここで、圧力センサ５５の圧力波形は、分離室５０の気体室５２の圧力を意味するものである。図６に示すように、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にない場合には、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたとき（図５及び図６のＡ１）から微小時間ｄｔ（２０ｍｓｅｃ）が経過するまでにおいて、分離室５０の気体室５２の圧力上昇値ｄｐが約８．５ｍｍＨｇであることがわかる。
【００６５】
図３は、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にある場合の圧力センサ５５の圧力波形に対して、オイルポンプ２０のモータ２２の出力波形と正逆転信号を同期させて示したものであり、図４は、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めた付近（図３のＢ）の、圧力センサ５５の圧力波形を拡大したものである。ここで、圧力センサ５５の圧力波形は、分離室５０の気体室５２の圧力を意味するものである。図４に示すように、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にある場合には、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたとき（図３及び図４のＢ１）から微小時間ｄｔ（２０ｍｓｅｃ）が経過するまでにおいて、分離室５０の気体室５２の圧力上昇値ｄｐが約２ｍｍＨｇであることがわかる。
【００６６】
従って、図３〜図６により、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にない場合には、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めた瞬間から、血液ポンプ１０の流体駆動室１３に連通する分離室５０の気体室５２の圧力が上昇し始める一方（図５、図６参照）、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にある場合には、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めた後も、しばらくの間は、血液ポンプ１０の流体駆動室１３に連通する分離室５０の気体室５２の圧力が維持される（図３、図４参照）、という上述した考え方は妥当であることがわかる。
【００６７】
そこで、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間ｄｔが経過するまでの、分離室５０の気体室５２の圧力上昇値ｄｐが所定範囲を越えた場合には、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときに血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないと判断する一方、分離室５０の気体室５２の圧力上昇値ｄｐが所定範囲を越えない場合には、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときに血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあると判断することが可能となる。
【００６８】
よって、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間ｄｔが経過するまでの分離室５０の気体室５２の圧力上昇値ｄｐと所定範囲を比較することにより、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあるか否かを判断し、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないと判断した場合には、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）を低下させて、拍出期間に対する吸引期間の割合を上昇させることにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときにおいて、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態になるように調整する。これにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときにおいて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０側の血液ポンプ１０の壁面に可能な範囲で最大限近づいた状態にあるとみなすことができ、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することができる。
【００６９】
但し、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあると判断した場合であっても、満タン状態が過剰になると、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に過大な張力が生じて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の耐久性を低下させる一因となるため、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）を上昇させて、拍出期間に対する吸引期間の割合を低下させることにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときにおいて、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないようにする。
【００７０】
もっとも、１回の拍動の毎に、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあると判断した場合と、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないと判断した場合とを繰り返すので、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときにおいて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に過大な張力が生じない程度で、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態となることを維持させることができる。
【００７１】
尚、具体的には、図１のフローチャートを制御装置４０が実行することにより行われる。先ず、Ｓ５１において、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたか否かを判断する。ここで、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたと判断しない場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、Ｓ５１に戻って、上述した判断を再び行う。一方、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたと判断する場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、Ｓ５２に進んで、分離室５０の気体室５２の圧力を圧力センサ５５で測定して、「ＰＩＡ１」として記憶する。これにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときの、分離室５０の気体室５２の圧力が取得される。
【００７２】
その後は、Ｓ５３において、タイマーをスタートさせ、Ｓ５４において、微小時間ｄｔが経過するまで待つ（Ｓ５４：Ｎｏ）。微小時間ｄｔが経過したら（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、Ｓ５５において、分離室５０の気体室５２の圧力を圧力センサ５５で測定して、「ＰＩＡ２」として記憶する。これにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間ｄｔが経過したときの、分離室５０の気体室５２の圧力が取得される。そして、Ｓ５６において、「ＰＩＡ２」から「ＰＩＡ１」を差し引くことにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間ｄｔが経過するまでの分離室５０の気体室５２の圧力上昇値ｄｐを算出する。
【００７３】
その後は、Ｓ５７において、当該圧力上昇値ｄｐが規定圧較差より大きいか否かを判断する。ここで、当該圧力上昇値ｄｐが規定圧較差より大きいと判断しない場合には（Ｓ５７：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ５９に進む。一方、当該圧力上昇値ｄｐが規定圧較差より大きいと判断する場合には（Ｓ５７：Ｙｅｓ）、Ｓ５８において、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）を低下させて、拍出期間に対する吸引期間の割合を上昇させた後に、Ｓ５９に進む。これにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときに、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態になるようにする。
【００７４】
また、Ｓ５９では、当該圧力上昇値ｄｐが規定圧較差より小さいか否かを判断する。ここで、当該圧力上昇値ｄｐが規定圧較差より小さいと判断しない場合には（Ｓ５９：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ５１に戻る。一方、当該圧力上昇値ｄｐが規定圧較差より小さいと判断する場合には（Ｓ５９：Ｙｅｓ）、Ｓ６０において、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）を上昇させて、拍出期間に対する吸引期間の割合を低下させた後に、Ｓ５１に戻る。これにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときに、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないようにする。
【００７５】
この点、上述した図１のフローチャートは、１回の拍動が終了する度に行われる。その結果、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあると判断した場合（Ｓ５９：Ｙｅｓ）と、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないと判断した場合（Ｓ５７：Ｙｅｓ）とを、１回の拍動毎に繰り返すことになることから、各吸引期間において、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときに、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に過大な張力が生じない程度で、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態となることを維持させることが可能となり、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０側の血液ポンプ１０の壁面に接触した状態にあるとみなすことができるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することができる。これにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することができるので、図２のフローチャートにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを制御することができる。
【００７６】
すなわち、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、図２のフローチャートにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）を、分離室５０の気体室５２及び血液ポンプ１０の流体駆動室１３で構成される第２密封空気室の容積ＶＡＳの変動量ＤＶＡにより算出する一方、図１のフローチャートにより、各吸引期間においてオイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときに、血液ポンプ１０の血液室１２の血液を満タン状態にし（図１のＳ５７〜Ｓ６０）、血液ポンプ１０のダイアフラム１１を分離室５０側の血液ポンプ１０の壁面に接触した状態にある場所に位置させて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握している。従って、図１及び図２のフローチャートにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）を一定に制御することが可能となる。これにより、配線を必要とする計測センサーなどを患者に近接させることは不要なため、患者の動きが制限されることにない。
【００７７】
また、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、各吸引期間の所定のタイミングとして、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときとするが、このときは、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に生じる張力の影響から、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあるか否かで、分離室５０の気体室５２の圧力の上昇の割合が異なることから（図３〜図６参照）、当該吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあるか否かを判断することが可能である。
【００７８】
さて、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態になる各吸引期間の所定のタイミングとしては、上述した、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときがあるが、その他に、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときがある。
【００７９】
この点を詳しく説明すれば、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、分離室５０のダイアフラム５１が血液ポンプ１０側に移動することにより、血液ポンプ１０の流体駆動室１３と連通する分離室５０の気体室５２の圧力が上昇すると、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の曲率が分離室５０側から見て凸の状態から凹の状態に反転し、この曲率の反転によって拍動が生じ、血液ポンプ１０の血液室１２から血液が吐き出される。一方、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に移動することにより、血液ポンプ１０の流体駆動室１３と連通する分離室５０の気体室５２の圧力が低下すると、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の曲率が分離室５０側から見て凹の状態から凸の状態に反転し、この曲率の反転によって拍動が生じ、血液ポンプ１０の血液室１２に血液が吸い込まれる。つまり、血液ポンプ１０の流体駆動室１３と分離室５０の気体室５２が連通していることから、血液ポンプ１０のダイアフラム１１と分離室５０のダイアフラム５１は関連して動作する。この点、分離室５０のダイアフラム５１が先ず動作し、その動作により生じる分離室５０の気体室５２の圧力の変化により、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が動作するため、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の動作は、分離室５０のダイアフラム５１の動作よりも僅かに遅れることになる。
【００８０】
従って、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動した後に、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動した場合は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に移動する余裕が存在する可能性があると考えられるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときは、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タンの状態にないと判断することが可能である。一方、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動した後に、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動した場合は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に完全に移動しきっていると考えられるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときは、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タンの状態にあると判断することが可能である。
【００８１】
尚、ここでは、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したことは、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）の極大値により特定することができる。また、分離室５０のダイアフラム１１がオイルポンプ２０側に最も移動したことは、オイルリザーバ３０の空気室３３の圧力の極大値により特定することができる。
【００８２】
図９は、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にない場合の圧力センサ３５の圧力波形に対して、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）を同期させて示したものである。ここで、圧力センサ３５の圧力波形は、オイルリザーバ３０の空気室３３の圧力を意味するものである。従って、図９では、オイルリザーバ３０の空気室３３の圧力が極大値となった時間ｔ１の後に、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）が極大値となった時間ｔ２があるので、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動した後に、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動した場合を示している。また、図９は、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にない場合であり、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に移動する余裕が存在する。
【００８３】
従って、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動した後に、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動した場合は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に移動する余裕が存在する可能性があると考えられるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときは、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タンの状態にないと判断することは妥当である。
【００８４】
図８は、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にある場合の圧力センサ３５の圧力波形に対して、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）を同期させて示したものである。ここで、圧力センサ３５の圧力波形は、オイルリザーバ３０の空気室３３の圧力を意味するものである。従って、図８では、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）が極大値となった時間ｔ２の後に、オイルリザーバ３０の空気室３３の圧力が極大値となった時間ｔ１があるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動した後に、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動した場合を示している。また、図１０は、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にある場合であり、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に完全に移動しきっている。
【００８５】
従って、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動した後に、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動した場合は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に完全に移動しきっていると考えられるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときは、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タンの状態にあると判断することは妥当である。
【００８６】
そこで、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動した後に、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動した場合において、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときは、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タンの状態にないと判断する一方、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動した後に、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動した場合において、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときは、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タンの状態にあると判断することが可能となる。
【００８７】
よって、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動したときと、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときの前後関係により、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときに、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあるか否かを判断し、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないと判断した場合には、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）を低下させて、拍出期間に対する吸引期間の割合を上昇させることにより、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときにおいて、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態になるように調整する。これにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときにおいて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０側の血液ポンプ１０の壁面に可能な範囲で最大限近づいた状態にあるとみなすことができ、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することができる。
【００８８】
但し、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあると判断した場合であっても、満タン状態が過剰になると、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に過大な張力が生じて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の耐久性を低下させる一因となるため、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）を上昇させて、拍出期間に対する吸引期間の割合を低下させることにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときにおいて、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないようにする。
【００８９】
もっとも、１回の拍動の毎に、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあると判断した場合と、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないと判断した場合とを繰り返すので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときにおいて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に過大な張力が生じない程度で、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態となることを維持させることができる。
【００９０】
尚、具体的には、図７のフローチャートを制御装置４０が実行することにより行われる。先ず、Ｓ７１において、タイマーをスタートさせる。次に、Ｓ７２において、オイルリザーバ３０の空気室３３の圧力及び、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢを監視する。この点、オイルリザーバ３０の空気室３３の圧力は、圧力センサ３５の圧力ＰＲにより取得される。また、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢは、図２のフローチャートのＳ３５により算出される。
【００９１】
その後、Ｓ７３では、上述したＳ７２で取得された圧力センサ３５の圧力ＰＲを「ＰＲｍａｘ」と比較する。ここで、上述したＳ７２で取得された圧力センサ３５の圧力ＰＲが「ＰＲｍａｘ」より大きいと判断した場合には（Ｓ７３：Ｙｅｓ）、Ｓ７４に進んで、上述したＳ７２で取得された圧力センサ３５の圧力ＰＲを「ＰＲｍａｘ」に代入する。そして、Ｓ７５において、上述したＳ７２で圧力センサ３５の圧力ＰＲを取得したときのタイマー時間を「ｔ１」に代入した後、Ｓ７６に進む。一方、上述したＳ７２で取得された圧力センサ３５の圧力ＰＲが「ＰＲｍａｘ」より大きいと判断しない場合には（Ｓ７３：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ７６に進む。
【００９２】
Ｓ７６では、上述したＳ７２で取得された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢを「ＶＢｍａｘ」と比較する。ここで、上述したＳ７２で取得された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢが「ＶＢｍａｘ」より大きいと判断した場合には（Ｓ７６：Ｙｅｓ）、Ｓ７７に進んで、上述したＳ７２で取得された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢを「ＶＢｍａｘ」に代入する。そして、Ｓ７８において、上述したＳ７２で血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢを取得したときのタイマー時間を「ｔ２」に代入した後、Ｓ７９に進む。一方、上述したＳ７２で取得された血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢが「ＶＢｍａｘ」より大きいと判断しない場合には（Ｓ７６：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ７９に進む。
【００９３】
次のＳ７９では、１回の拍動が終了したか否かを判断している。ここで、１回の拍動が終了したと判断しない場合には（Ｓ７９：Ｎｏ）、上述したＳ７２に戻って、上述した処理を繰り返す。これにより、「ＰＲｍａｘ」は、オイルリザーバ３０の空気室３３の圧力の極大値になることから、「ｔ１」は、分離室５０のダイアフラム１１がオイルポンプ２０側に最も移動したときを示すことになる。また、「ＶＢｍａｘ」は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の移動量ＶＢの極大値になることから、「ｔ２」は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときを示すことになる。一方、１回の拍動が終了したと判断する場合には（Ｓ７９：Ｙｅｓ）、Ｓ８０に進む。
【００９４】
その後は、Ｓ８０において、「ｔ２」が「ｔ１」よりも後であるか否かを判断する。ここで、「ｔ２」が「ｔ１」よりも後であると判断しない場合には（Ｓ８０：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ８２に進む。一方、「ｔ２」が「ｔ１」よりも後であると判断する場合には（Ｓ８０：Ｙｅｓ）、Ｓ８１において、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）を低下させて、拍出期間に対する吸引期間の割合を上昇させた後に、Ｓ８２に進む。これにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときに、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態になるようにする。
【００９５】
また、Ｓ８２では、「ｔ２」が「ｔ１」よりも前であるか否かを判断する。ここで、「ｔ２」が「ｔ１」よりも前であると判断しない場合には（Ｓ８２：Ｎｏ）、何もすることなく、Ｓ８４に進む。一方、「ｔ２」が「ｔ１」よりも前であると判断する場合には（Ｓ８２：Ｙｅｓ）、Ｓ８３において、％−ｓｙｓｔｏｌｅ（拍出期間と吸引期間の和に対する拍出期間の割合）を上昇させて、拍出期間に対する吸引期間の割合を低下させた後に、Ｓ８４に進む。これにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときに、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にならないようにする。
【００９６】
この点、上述した図７のフローチャートは、Ｓ８４において、タイマー及び、「ＰＲｍａｘ」、「ＶＢｍａｘ」をリセットし、その後に、Ｓ７２に戻り、上述した処理を繰り返すことから、１回の拍動が終了する度にＳ８４まで行われる。その結果、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にあると判断した場合（Ｓ８２：Ｙｅｓ）と、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態にないと判断した場合（Ｓ８０：Ｙｅｓ）とを、１回の拍動毎に繰り返すことになることから、各吸引期間において、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときに、血液ポンプ１０のダイアフラム１１に過大な張力が生じない程度で、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タン状態となることを維持させることが可能となり、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０側の血液ポンプ１０の壁面に可能な範囲で最大限近づいた状態にあるとみなすことができるので、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することができる。これにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握することができるので、図２のフローチャートにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶを制御することができる。
【００９７】
すなわち、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、図２のフローチャートにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）を、分離室５０の気体室５２及び血液ポンプ１０の流体駆動室１３で構成される第２密封空気室の容積ＶＡＳの変動量ＤＶＡにより算出する一方、図７のフローチャートにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときに、血液ポンプ１０の血液室１２の血液を満タン状態にし（図７のＳ８０〜Ｓ８３）、血液ポンプ１０のダイアフラム１１を分離室５０側の血液ポンプ１０の壁面に可能な範囲で最大限近づいた状態にある場所に位置させて、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の絶対的な位置を把握している。従って、図１及び図７のフローチャートにより、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の総移動量ＳＶ（ストローク・ボリューム）を一定に制御することが可能となる。これにより、配線を必要とする計測センサーなどを患者に近接させることは不要なため、患者の動きが制限されることにない。
【００９８】
また、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、各吸引期間の所定のタイミングとして、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときとし、このときは、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の動作が分離室５０のダイアフラム５１の動作よりも僅かに遅れることから、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときと分離室５０のダイアフラム５１がオイルポンプ２０側に最も移動したときの前後関係により（図８、図９参照）、血液ポンプ１０の血液室１２の血液が満タンの状態にあるか否かを判断することが可能となる。
【００９９】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１において、各吸引期間の所定のタイミングとして、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときとする場合、図３や図５とは異なって、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が急激に低下する条件では、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときを、オイルポンプ２０のモータ２２の正逆転信号の立ち上がり部分（正逆転信号が逆転から正転に変わる部分）に重なるものとみなすことができるので、図１のフローチャートのＳ５１を、「オイルポンプ２０のモータ２２の正逆転信号が逆転から正転に変わったか？」に置き換えてもよい。
【０１００】
また、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１において、各吸引期間の所定のタイミングとして、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときとする場合、図１のフローチャートでは、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときの分離室５０の気体室５２の圧力を取得するとともに（Ｓ５２）、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間ｄｔが経過したときの分離室５０の気体室５２の圧力を取得し（Ｓ５５）、それらの差から、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間ｄｔが経過するまでの分離室５０の気体室５２の圧力上昇値ｄｐを算出していたが（Ｓ５６）、この点、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間ｄｔが経過するまでの間で、分離室５０の気体室５２の圧力の最大値・最小値を取得し、それらの差から、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間ｄｔが経過するまでの分離室５０の気体室５２の圧力上昇値ｄｐを算出してもよい。
【０１０１】
また、本実施の形態の血液ポンプ駆動装置１では、各吸引期間の所定のタイミングとして、オイルポンプ２０のモータ２２の逆回転時の出力が低下し始めたとき又は、血液ポンプ１０のダイアフラム１１が分離室５０の気体室５２側に最も移動したときのいずれかを使用していたが、両者を同時に使用してもよい。
【０１０２】
尚、本明細書において、「拍動」とは、血液ポンプ１０のダイアフラム１１の曲率が反転する意味として使われている以外の箇所では、連続する拍出期間と吸引期間が１回行われたことを意味する（図３，図５参照）。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明の血液ポンプ駆動装置では、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を、分離室の空気室及び血液ポンプの流体駆動室に充満する気体の容積の変化により算出する一方で、各吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプの血液室の血液を満タン状態にし、各吸引期間の所定のタイミングに血液ポンプのダイアフラムを所定の場所に位置させて、血液ポンプのダイアフラムの絶対的な位置を把握することにより、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御しており、配線を必要とする計測センサーなどを患者に近接させることは不要なため、患者の動きが制限されることになく、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を一定に制御することができる。
【０１０４】
また、本発明の血液ポンプ駆動装置では、各吸引期間の所定のタイミングとして、オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めたときとし、このときは、血液ポンプのダイアフラムに生じる張力の影響から、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にあるか否かで、分離室の気体室の圧力の上昇の割合が異なることから、当該吸引期間の所定のタイミングで血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にあるか否かを判断することが可能となる。
【０１０５】
また、本発明の血液ポンプ駆動装置では、各吸引期間の所定のタイミングとして、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動したときとし、このときは、血液ポンプのダイアフラムの動作が分離室のダイアフラムの動作よりも僅かに遅れることから、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動したときと分離室のダイアフラムがオイルポンプ側に最も移動したときの前後関係により、血液ポンプの血液室の血液が満タンの状態にあるか否かを判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、各吸引期間の所定のタイミングとして、オイルポンプのモータの逆回転時の出力が低下し始めたときとした際のフローチャート図である。
【図２】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、１回の拍動における血液ポンプのダイアフラムの総移動量を算出する際のフローチャート図である。
【図３】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にある場合の圧力センサの圧力波形に対して、オイルポンプのモータの出力波形と正逆転信号を同期させて示したものである。
【図４】図３において、オイルポンプのモータの逆回転時の出力が低下し始めた付近の、圧力センサの圧力波形を拡大したものである。
【図５】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にない場合の圧力センサの圧力波形に対して、オイルポンプのモータの出力波形と正逆転信号とを同期させて示したものである。
【図６】図５において、オイルポンプのモータの逆回転時の出力が低下し始めた付近の、圧力センサの圧力波形を拡大したものである。
【図７】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、各吸引期間の所定のタイミングとして、血液ポンプのダイアフラムが分離室の気体室側に最も移動したときとした際のフローチャート図である。
【図８】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にある場合の圧力センサの圧力波形に対して、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を同期させて示したものである。
【図９】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、血液ポンプの血液室の血液が満タン状態にない場合の圧力センサの圧力波形に対して、血液ポンプのダイアフラムの総移動量（ストローク・ボリューム）を同期させて示したものである。
【図１０】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置の概要を示した図である。
【図１１】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、蓄圧室の圧力センサの圧力波形及び分離室の空気室の圧力センサの圧力波形の一例を示した実測波形の図である。
【図１２】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、１回の拍動における血液ポンプのダイアフラムの総移動量などの一例を示した実測波形の図である。
【図１３】本発明の一実施形態による血液ポンプ駆動装置において、第２密封空気室の大気圧換算された空気量を算出するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 血液ポンプ駆動装置
１０ 血液ポンプ
１１ 血液ポンプのダイアフラム
１２ 血液ポンプの血液室
１３ 血液ポンプの流体駆動室
２０ オイルポンプ
２１ オイルポンプのポンプ室
３０ オイルリザーバ
３１ オイルリザーバのダイアフラム
３２ オイルリザーバの液体室
３３ オイルリザーバの空気室
３４ 蓄圧室
３５ 圧力センサ
５０ 分離室
５１ 分離室のダイアフラム
５２ 分離室の気体室
５３ 分離室の液体室
５５ 圧力センサ
ＶＡＳ 分離室の空気室及び血液ポンプの流体駆動室に充満する気体の容積
ＳＶ 血液ポンプのダイアフラムの総移動量[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a blood pump driving device capable of controlling a total movement amount (stroke volume) of a diaphragm of a blood pump to be constant.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a blood pump driving device that drives a blood pump used for an artificial heart by air pressure, a pump for a hydraulic medium is used as a driving source, so that positive pressure and negative pressure are alternately supplied to the blood pump. (For example, see Patent Document 1).
[0003]
At this time, in the blood pump driving device, the number of beats (times / min),% -system (the ratio of the ejection period to the sum of the ejection period and the suction period), the positive pressure (mmHg), and the negative pressure (mmHg) Are manually set, and driving is performed under those conditions. However, even if the driving conditions are set as described above, the movement of the diaphragm of the blood pump is affected by the change in the blood pressure of the patient. Therefore, it is required that the operation of the diaphragm of the blood pump be automatically grasped and the total movement amount (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump be controlled to be constant without being affected by a change in the blood pressure of the patient. .
[0004]
To this end, it is conceivable to use a method in which electrodes are provided at the inflow port and the outflow port of the blood pump, and the position of the diaphragm of the blood pump is detected by changing the electrical resistance between the two electrodes (for example, see Patent Document 2). . By using this method, it is possible to control the total movement amount (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump by switching between the ejection period and the suction period based on the electric resistance between the two electrodes. Become.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-143297 (pages 6 to 7, FIG. 3)
[Patent Document 2]
JP-A-4-266740 (page 2-3, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when this method is used, the electrodes wired to the measuring device are brought close to the patient, so that the movement of the patient is restricted from the viewpoint of ensuring safety.
[0007]
In view of the above, the present invention has been made in view of the above points, and the total movement amount (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump can be controlled to be constant without restricting the movement of the patient. It is an object to provide a blood pump driving device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 made in order to solve this problem is characterized in that a pressure accumulating chamber, an oil chamber and a liquid chamber communicating with the pressure accumulating chamber are partitioned by a diaphragm, and a liquid chamber of the oil reservoir. An oil pump having a pump chamber communicating therewith; a separation chamber in which a liquid chamber and a gas chamber communicating with the pump chamber of the oil pump are partitioned by a diaphragm; a fluid drive chamber and blood communicating with a gas chamber of the separation chamber A blood pump partitioned by a diaphragm; a pumping period in which blood is discharged from the blood chamber of the blood pump by forward rotation of the oil pump; and a blood pump of the blood pump by reverse rotation of the oil pump. In a blood pump driving device that alternately repeats a suction period during which blood is sucked into a chamber, the air chamber of the separation chamber and the fluid driving chamber of the blood pump are filled. By calculating the total amount of movement of the diaphragm of the blood pump by using the volume of the gas, the blood in the blood chamber of the blood pump is filled at a predetermined timing during each suction period, It is characterized in that the total movement amount of the diaphragm of the blood pump is controlled to be constant.
[0009]
In the blood pump driving device of the present invention having such features, during the suction period in which the oil pump rotates in the reverse direction, the fluid is sucked into the pump chamber from the liquid chamber of the separation chamber, so that the diaphragm of the separation chamber is located on the pump chamber side. The volume of the liquid chamber of the separation chamber is reduced, and the volume of the air chamber of the separation chamber is increased. Therefore, the fluid drive chamber of the blood pump, which communicates with the air chamber of the separation chamber, attempts to reduce the volume by reducing the pressure, and the curvature of the diaphragm of the blood pump reverses from a concave state to a convex state when viewed from the separation chamber side. I do. This reversal of curvature causes pulsation, and blood is sucked into the blood chamber of the blood pump.
[0010]
On the other hand, during the pumping period during which the oil pump rotates forward, fluid is discharged from the pump chamber to the liquid chamber of the separation chamber, so that the diaphragm of the separation chamber moves to the blood pump side, and the volume of the liquid chamber of the separation chamber is increased. And the volume of the air chamber of the separation chamber is reduced. Therefore, the fluid drive chamber of the blood pump, which communicates with the air chamber of the separation chamber, attempts to increase its volume by increasing the pressure, and the curvature of the diaphragm of the blood pump reverses from a convex state to a concave state when viewed from the separation chamber side. I do. The reversal of the curvature causes pulsation, and blood is discharged from the blood chamber of the blood pump.
[0011]
Therefore, in the blood pump driving device of the present invention, the blood pump can repeat the pulsation of blood by the oil pump alternately repeating the reverse rotation and the forward rotation.
[0012]
At this time, the total movement amount (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump is calculated based on a change in the volume of gas filling the air chamber of the separation chamber and the fluid driving chamber of the blood pump. Since the absolute position of the diaphragm of the pump cannot be ascertained, the total displacement (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump cannot be controlled.
[0013]
In this regard, when the blood in the blood chamber of the blood pump is full, the diaphragm of the blood pump is considered to be always located at a predetermined position regardless of the suction period. At a predetermined timing of the period, the blood in the blood chamber of the blood pump is filled up, and at a predetermined timing of each suction period, the diaphragm of the blood pump is positioned at a predetermined position, and the absolute position of the diaphragm of the blood pump is determined. By grasping, the total movement amount (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump is controlled to be constant.
[0014]
That is, in the blood pump driving device of the present invention, the total movement amount (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump is calculated based on the change in the volume of gas filling the air chamber of the separation chamber and the fluid driving chamber of the blood pump. Then, at a predetermined timing of each suction period, the blood in the blood chamber of the blood pump is filled to a full state, and at a predetermined timing of each suction period, the diaphragm of the blood pump is positioned at a predetermined position, and the absolute value of the diaphragm of the blood pump is changed. The total movement (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump is controlled to be constant by grasping the position of the blood pump, and it is not necessary to bring measurement sensors that require wiring close to the patient. Control the total movement (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump without restricting the movement of the blood pump Door can be.
[0015]
The invention according to claim 2 is the blood pump driving device according to claim 1, wherein the separation of the oil pump is started from when the output of the oil pump at the time of reverse rotation starts to decrease until a minute time elapses. When the pressure of the gas chamber of the chamber rises within a predetermined range, it is determined that the blood in the blood chamber of the blood pump is full at a predetermined timing of the suction period.
[0016]
In the blood pump driving device of the present invention having such features, the predetermined timing of each suction period is when the output of the oil pump at the time of reverse rotation starts to decrease. At this time, when the blood in the blood chamber of the blood pump is not full, the tension generated in the diaphragm of the blood pump is smaller than when the blood in the blood chamber of the blood pump is full. Since the diaphragm moves slowly, the volume of the fluid drive chamber of the blood pump is maintained for a while even after the output of the oil pump in the reverse rotation starts to decrease, so It is considered that the pressure of the gas chamber of the separation chamber communicating with the fluid driving chamber of the blood pump starts to increase from the moment the output starts to decrease.
[0017]
On the other hand, when the blood in the blood chamber of the blood pump is full, the tension generated in the diaphragm of the blood pump is greater than when the blood in the blood chamber of the blood pump is not full, and Since the diaphragm moves fast, the volume of the fluid drive chamber of the blood pump increases from the moment the output during the reverse rotation of the oil pump starts to decrease, and even after the output during the reverse rotation of the oil pump starts to decrease. It is considered that the pressure of the gas chamber of the separation chamber communicating with the fluid driving chamber of the blood pump is maintained for a while.
[0018]
Therefore, if the pressure in the gas chamber of the separation chamber rises beyond a predetermined range from when the output of the oil pump at the time of reverse rotation starts to decrease until a minute time elapses, a predetermined period of the suction period is reduced. When the blood in the blood chamber of the blood pump is determined not to be full at the timing and the pressure of the gas chamber of the separation chamber rises without exceeding the predetermined range, the blood pump is determined at the predetermined timing of the suction period. It can be determined that the blood in the blood chamber is full.
[0019]
That is, in the blood pump driving device of the present invention, the predetermined timing of each suction period is when the output at the time of reverse rotation of the oil pump starts to decrease, and in this case, due to the effect of the tension generated on the diaphragm of the blood pump. Since the rate of increase in the pressure of the gas chamber of the separation chamber differs depending on whether or not the blood in the blood chamber of the blood pump is full, the blood in the blood chamber of the blood pump is determined at a predetermined timing during the suction period. It is possible to determine whether or not is full.
[0020]
Further, the invention according to claim 3 is the blood pump driving device according to claim 1, wherein the diaphragm of the blood pump is moved to the gas chamber side of the separation chamber most, and then the diaphragm of the separation chamber is moved to the gas chamber side. When the blood pump is moved to the oil pump side the most, it is determined that the blood in the blood chamber of the blood pump is full at a predetermined timing during the suction period.
[0021]
In the blood pump driving device of the present invention having such features, when the pressure of the gas chamber of the separation chamber communicating with the fluid driving chamber of the blood pump increases due to the diaphragm of the separation chamber moving toward the blood pump, The curvature of the diaphragm of the pump is inverted from a convex state to a concave state when viewed from the separation chamber side, and this inversion of the curvature causes pulsation, and blood is discharged from the blood chamber of the blood pump. On the other hand, when the pressure of the gas chamber of the separation chamber communicating with the fluid drive chamber of the blood pump decreases due to the movement of the diaphragm of the separation chamber toward the oil pump, the curvature of the diaphragm of the blood pump becomes concave when viewed from the separation chamber side. From the state (1) to the convex state, and the reversal of the curvature causes pulsation, and blood is sucked into the blood chamber of the blood pump. That is, since the fluid driving chamber of the blood pump and the gas chamber of the separation chamber communicate with each other, the diaphragm of the blood pump and the diaphragm of the separation chamber operate in association with each other. At this point, the diaphragm of the separation chamber operates first, and the diaphragm of the blood pump operates due to the change in the pressure of the gas chamber of the separation chamber caused by the operation. Therefore, the operation of the diaphragm of the blood pump depends on the operation of the diaphragm of the separation chamber. Will be slightly delayed.
[0022]
Therefore, if the diaphragm of the blood pump moves most to the gas chamber side of the separation chamber after the diaphragm of the separation chamber moves to the oil pump side the most, there is room for the diaphragm of the blood pump to move to the gas chamber side of the separation chamber. When the diaphragm of the blood pump has moved to the gas chamber side of the separation chamber the most, it is possible to determine that the blood in the blood chamber of the blood pump is not full. is there. On the other hand, when the diaphragm of the separation chamber moves to the oil pump side most after the diaphragm of the blood pump moves to the gas chamber side of the separation chamber, the diaphragm of the blood pump completely moves to the gas chamber side of the separation chamber. Therefore, when the diaphragm of the blood pump has moved most toward the gas chamber side of the separation chamber, it can be determined that the blood in the blood chamber of the blood pump is full.
[0023]
The fact that the diaphragm of the blood pump has moved to the gas chamber side of the separation chamber most can be specified by the maximum value or the minimum value of the moving amount of the diaphragm of the blood pump. Further, it can be specified by the maximum value or the minimum value of the total movement amount (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump. Further, the fact that the diaphragm of the separation chamber has moved most toward the oil pump can be specified by the maximum value of the pressure of the air chamber of the oil reservoir.
[0024]
That is, in the blood pump driving device of the present invention, the predetermined timing of each suction period is when the diaphragm of the blood pump is moved to the gas chamber side of the separation chamber most. In this case, the operation of the diaphragm of the blood pump is separated. Since the operation of the diaphragm in the chamber is slightly delayed, the blood pump is determined by the front-rear relationship between when the diaphragm of the blood pump moves to the gas chamber side of the separation chamber most and when the diaphragm of the separation chamber moves to the oil pump side most. It is possible to determine whether or not the blood in the blood chamber is full.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Therefore, an outline of the blood pump driving device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0026]
The blood pump driving device 1 in FIG. 10 includes a pressure accumulation chamber 34, an oil reservoir 30, an oil pump 20, a separation chamber 50, a blood pump 10, a control device 40, and the like.
In this regard, the accumulator 34 is provided with a pressure sensor 35 for measuring the air pressure inside the accumulator 34 and an on-off valve 36 for opening or shutting off the interior of the accumulator 34 to the atmosphere. , The pressure sensor 35 and the on-off valve 36 are all connected to the control device 40.
[0027]
The oil reservoir 30 is separated by a diaphragm 31 into an air chamber 33 and a liquid chamber 32. The air chamber 33 communicates with the inside of the accumulator 34 via a tube.
[0028]
The oil pump 20 includes a pump chamber 21 having a rotor and a housing (not shown) and a motor 22 for rotating the rotor. The motor 22 is connected to a control device 40. Further, a second port 212 and a first port 211 are provided in the pump chamber 21. When the motor 22 alternately rotates in the forward direction and the reverse direction, inside the pump chamber 21, forward pumping for discharging the fluid sucked from the second port 212 from the first port 211 and Reverse pumping for discharging the sucked fluid from the second port 212 is performed alternately. The second port 212 of the pump chamber 21 communicates with the liquid chamber 32 of the oil reservoir 30 via a tube. The fluid filling the inside of the pump chamber 21 is, for example, incompressible liquid silicon oil or the like. The output of the motor 22 is controlled to be constant except for the vicinity where the motor 22 is alternately changed in the forward direction and the reverse direction (see FIGS. 3 and 5).
[0029]
Further, the separation chamber 50 is separated by a diaphragm 51 into an air chamber 52 and a liquid chamber 53. Further, the air chamber 52 is provided with a pressure sensor 55 for measuring the air pressure inside the air chamber 52, and the liquid chamber 53 is provided with a pressure sensor 54 for measuring the pressure inside the liquid chamber 53. The pressure sensor 55 and the pressure sensor 54 are both connected to the control device 40. The liquid chamber 53 communicates with the first port 211 of the pump chamber 21 of the oil pump 20 via a tube.
[0030]
The blood pump 10 is separated by a diaphragm 11 into a blood chamber 12 and a fluid driving chamber 13. Further, the blood chamber 12 is provided with a blood suction port 15 via a one-way valve 14 in the suction direction and a blood discharge port 17 via a one-way valve 16 in the discharge direction. The blood suction port 15 of the blood chamber 12 is connected to the atrium of a living body (patient) by a tube (not shown), and the blood discharge port 17 of the blood chamber 12 is connected to the aorta of the living body (patient) by a tube (not shown). It is connected to the.
[0031]
The fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 communicates with the air chamber 52 of the separation chamber 50 by a tube. Further, the tube is provided with an opening / closing valve 56 for opening or closing the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 and the air chamber 52 of the separation chamber 50 to or from the atmosphere. 40.
[0032]
Further, as described above, the control device 40 is connected to the pressure sensor 35, the open / close valve 36, the motor 22, the pressure sensor 54, the pressure sensor 55, the open / close valve 56, and the like. The on / off valve 36, the motor 22, the on / off valve 56, and the like are controlled based on electric signals from the sensor 54, the pressure sensor 55, and the like. Thereby, the on-off valve 36 and the on-off valve 56 can be opened and closed, and the oil pump 20 can be pumped in the forward direction or the backward direction.
[0033]
In the blood pump driving device 1 shown in FIG. 10, during the suction period in which the oil pump 20 performs reverse pumping, the fluid sucked from the first port 211 of the pump chamber 21 is discharged from the second port 212, so that the separation chamber 50 Moves to the pump chamber 21 side, and the volume of the liquid chamber 53 of the separation chamber 50 is reduced, and the volume of the air chamber 52 of the separation chamber 50 is expanded. Therefore, the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 communicating with the air chamber 52 of the separation chamber 50 attempts to reduce the volume by reducing the pressure, and the curvature of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is concave when viewed from the separation chamber 50 side. Invert from state to convex state. Pulsation is caused by the reversal of the curvature, and blood is sucked into the blood chamber 12 of the blood pump 10 via the blood suction port 15.
[0034]
On the other hand, in the blood pump driving device 1 shown in FIG. 10, in the pumping period in which the oil pump 20 performs the forward pumping, the fluid sucked from the second port 212 of the pump chamber 21 is discharged from the first port 211, so that the separation chamber The diaphragm 51 moves to the blood pump 10 side, and the volume of the liquid chamber 53 of the separation chamber 50 increases, and the volume of the air chamber 52 of the separation chamber 50 decreases. Therefore, the fluid drive chamber 13 of the blood pump 10 that communicates with the air chamber 52 of the separation chamber 50 attempts to increase its volume by increasing the pressure, and the curvature of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is convex when viewed from the separation chamber 50 side. Invert from state to concave state. Pulsation is caused by the reversal of the curvature, and blood is discharged from the blood chamber 12 of the blood pump 10 from the blood discharge port 17.
[0035]
Therefore, in the blood pump driving device 1 of FIG. 10, the pumping of blood by the blood pump 10 can be repeated by the oil pump 20 repeating the backward pumping and the forward pumping mutually.
[0036]
In the blood pump driving device 1 of FIG. 10, the on-off valve 36 and the on-off valve 56 are normally closed. In this regard, in the preparatory operation before connecting the blood pump 10 to the separation chamber 50, the motor 22 of the oil pump 20 is rotated in the forward direction after the opening / closing valve 36 of the pressure accumulating chamber 34 is opened, and The on-off valve 36 of the accumulator 34 is closed while maintaining the state in which the diaphragm 51 has moved to the end of the stroke. At this time, the air pressure of the first sealed air chamber constituted by the air chamber 33 and the pressure accumulating chamber 34 of the oil reservoir 30 is equal to the minimum pressure P35min and the atmospheric pressure, and the volume of the first sealed air chamber is the maximum. The volume becomes V33max. Next, the motor 22 of the oil pump 20 is rotated in the reverse direction via the pressure sensor 35 of the pressure accumulating chamber 34 so that the air pressure of the first sealed air chamber is shifted to and maintained at a preset Pset. At this time, the volume Vset of the first sealed air chamber can be expressed by the following equation from the equation of the polytrope change.
Vset = V33max × (P35min / Pset) ＾ (1 / n)
In this regard, if the Vset obtained in this way is set appropriately, the volume of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 can also be made appropriate. Therefore, if the blood pump 10 and the separation chamber 50 are connected in a state where the first sealed air chamber is maintained at the air pressure Pset with the volume Vset, the fluid drive chamber 13 of the blood pump 10 and the gas chamber 52 of the separation chamber 50 are connected. The driving of the blood pump driving device 1 in FIG. 10 can be started with the air volume of the second air chamber configured in an appropriate state.
[0037]
While the blood pump driving device 1 in FIG. 10 is being driven, the control device 40 compares the pressure waveform of the pressure sensor 54 of the liquid chamber 53 of the separation chamber 50 and the pressure waveform of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50. When the pressure value of the pressure sensor 54 exceeds the pressure value of the pressure sensor 55, the fluid driving chamber 13 and the separation chamber 50 of the blood pump 10 are changed due to a change in driving conditions or a state of a living body (patient). Since the amount of air in the second sealed air chamber constituted by the gas chamber 52 is insufficient, the second closed air chamber is opened and closed in accordance with the timing when the pressure value of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50 becomes negative. By opening the valve 56, the air is sucked into the second sealed air chamber. On the other hand, when the pressure value of the pressure sensor 55 exceeds the pressure value of the pressure sensor 54, the gas in the fluid driving chamber 13 and the separation chamber 50 of the blood pump 10 is changed due to a change in driving conditions or a state of a living body (patient). Since the amount of air in the second sealed air chamber constituted by the chamber 52 is excessive, the on-off valve is opened and closed in accordance with the timing when the pressure value of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50 is positive. By opening 56, the air is discharged from the second sealed air chamber. This makes it possible to make the amount of air in the second sealed air chamber appropriate in accordance with driving conditions and changes in the state of the living body (patient).
[0038]
During the operation of the blood pump driving device 1 of the present embodiment, the pressure waveform of the pressure sensor 35 of the pressure accumulating chamber 34 and the pressure waveform of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50 are shown in, for example, FIG. Is measured as In FIG. 11, a dotted line indicates a pressure waveform of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50, and when a fluid flows into the liquid chamber 53 of the separation chamber 50 by the oil pump 20, the air chamber of the separation chamber 50 When the air in the air chamber 52 is compressed and the air pressure rises to a positive pressure, and the fluid is caused to flow into the liquid chamber 32 of the oil reservoir 30 by the oil pump 20, the air in the air chamber 52 of the separation chamber 50 is expanded and the air pressure decreases. Negative pressure. Note that the solid line shows a differential waveform of the pressure waveform of the pressure sensor 55 in the air chamber 52 of the separation chamber 50. On the other hand, the one-dot chain line shows the pressure waveform of the pressure sensor 35 in the pressure accumulating chamber 34. When the fluid is flowed into the liquid chamber 53 of the separation chamber 50 by the oil pump 20, the air in the air chamber 33 of the oil reservoir 30 expands. As a result, the air pressure drops to a negative pressure, and when the fluid is caused to flow into the liquid chamber 32 of the oil reservoir 30 by the oil pump 20, the air in the air chamber 33 of the oil reservoir 30 is compressed, and the air pressure increases to increase the positive pressure to the positive pressure. Become.
[0039]
In determining the total movement amount of the diaphragm 11 of the blood pump 10, first, the movement of the fluid filled in the liquid chamber 32 of the oil reservoir 30, the pump chamber 21 of the oil pump 20, and the liquid chamber 53 of the separation chamber 50. The amount (hereinafter, referred to as “oil movement amount”) VO is obtained by the following equation (1) based on the time when the air pressure inside the pressure accumulating chamber 34 is the atmospheric pressure.
VO = VR−VR × (PA / (PA + PR)) ＾ (1 / C1) Equation (1)
Here, “VR” is the volume at atmospheric pressure of the first sealed air chamber including the air chamber 33 and the pressure accumulating chamber 34 of the oil reservoir 30 (design known matter). “PA” is the atmospheric pressure. “PR” is the pressure value of the pressure sensor 35 of the pressure accumulation chamber 34, and is the air pressure of the first sealed air chamber. “C1” is a positive constant larger than 1 and equal to or smaller than 1.4.
[0040]
Next, the air amount VA of the second sealed air chamber constituted by the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 and the gas chamber 52 of the separation chamber 50 is determined. In this regard, the amount of movement of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is considered to be very small when the pressure rise rate of the second sealed air chamber is maximum, so that the pressure rise rate of the second sealed air chamber is maximized. Focusing on the timing (see FIG. 11), the following equation (2) is obtained from the change in the oil movement amount VO during the short period and the pressure change of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50 during the short period. Ask by
VA = C2 × (VO2-VO1) / [{(PA + PI2) / (PA + PI1)} (1 / C3) -1] Equation (2)
Here, “PI” is the pressure value of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50, and is the air pressure of the second sealed air chamber. “C2” is a negative constant. “C3” is a positive constant greater than 1 and less than or equal to 1.4. The suffix “1” means the start point of the minute period (at the start of measurement), and the suffix “2” means the end point of the minute period (at the end of measurement).
[0041]
However, the air amount VA of the second sealed air chamber obtained by the above equation corresponds to the end point (at the end of the measurement) of the minute period, and is the value at the time of the air pressure PI2 of the second sealed air chamber. Therefore, the atmospheric pressure-converted air amount VAS of the second sealed air chamber is obtained by the following equation (3).
VAS = VA × {(PA + PI2) / PA} (1 / C4) Equation (3)
Here, “C4” is a positive constant greater than 1 and less than or equal to 1.4.
[0042]
However, the air amount VAS of the second sealed air chamber converted into the atmospheric pressure is a change in the pressure value (air pressure of the second sealed air chamber) of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50 (dotted line in FIG. 11). ), The amount of variation DVA is obtained by the following equation (4).
DVA = VAS−VAS × {PA / (PA + PI)} (1 / C5) Equation (4)
Here, “C5” is a positive constant greater than 1 and less than or equal to 1.4.
[0043]
The solid line in FIG. 12 indicates a change in the pressure value (air pressure of the second sealed air chamber) of the pressure sensor 55 of the air chamber 52 of the separation chamber 50 when the air amount VAS of the second sealed air chamber at atmospheric pressure is 0 cc. FIG. 11 shows how the air amount VAS of the second sealed air chamber fluctuates along with the atmospheric pressure in accordance with (dotted line in FIG. 11), and is converted from the measured value of the fluctuation amount DVA to the atmospheric pressure. It is something. In this regard, the fluid drive chamber 13 of the blood pump 10 and the gas chamber 52 of the separation chamber 50, which constitute the second sealed air chamber, are communicated with each other by a tube or the like of a soft resin component, and the diaphragms 51 and 11 of the soft resin component. Since these soft resin parts are deformed with pressure, the deformation amount is also included. Then, the deformation amount VT is obtained by the following equation (4-2).
VT = C6 × PI Expression (4-2)
Here, “C6” is a constant.
[0044]
The dotted line in FIG. 12 indicates the amount of oil movement VO. The flow rate of the fluid in the liquid chamber 53 of the separation chamber 50 is defined as 0 cc. And also indicates a change in volume of the air chamber 33 of the oil reservoir 30. The dashed line in FIG. 12 represents the variation DVA (solid line in FIG. 12) of the air amount VAS of the second sealed air chamber converted to the atmospheric pressure with respect to the oil movement amount VO (dotted line in FIG. 12). It means the amount of movement of the diaphragm 11 of the blood pump 10. Therefore, the difference between the maximum value and the minimum value in the dashed line in FIG. 12 indicates the total movement amount of the diaphragm 11 of the blood pump 10 in one pulsation.
[0045]
Therefore, the moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is obtained by the following equation (5).
VB = VO + DVA + VT Equation (5)
Then, the blood volume SV discharged by the blood pump 10 in one pulsation is obtained by the following equation (6) as the total movement amount of the diaphragm 11 of the blood pump 10 by the waveform shown by the dashed line in FIG. .
SV = VBmax−VBmin Equation (6)
Here, “VBmax” is the maximum value of the movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10, and “VBmin” is the minimum value of the movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10.
[0046]
Next, in the present embodiment, a process until obtaining the total movement amount of the diaphragm 11 of the blood pump 10 in the blood pump driving device 1 of FIG. 10 will be described with a flowchart. FIG. 13 is a flowchart for calculating the atmospheric pressure-converted air amount VAS of the second sealed air chamber including the fluid drive chamber 13 of the blood pump 10 and the gas chamber 52 of the separation chamber 50.
[0047]
As shown in FIG. 13, first, in S11, the pressure value PI of the pressure sensor 55 and the atmospheric pressure PA are measured at a specified sampling interval (for example, 2 msec). Here, the atmospheric pressure PA is measured by a pressure sensor provided in the control device 40. Next, in S12, the oil movement amount VO is calculated at a specified sampling interval by the above-described equation (1). Next, in S13, the pressure value change DPI of the pressure value PI of the pressure sensor 55 is calculated by the following equation (9) at a specified sampling interval.
DPI = PI2-PI1 Equation (9)
[0048]
Then, in S14, the calculated pressure value change DPI is compared with the maximum value DPImax of the pressure value change at that time. Here, when the pressure value change DPI is larger than the maximum value DPImax (S14: Yes), the process proceeds to S15, where the pressure value change DPI is substituted for the maximum value DPImax. Then, in S16, the air amount VA of the second sealed air chamber including the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 and the gas chamber 52 of the separation chamber 50 is calculated by the above-described equation (2). In S17, the absolute pressure PVA of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 at the time of calculating the pressure value change DPI is calculated by the following equation (10).
PVA = PA + PI2 Equation (10)
[0049]
Further, in S18, the air amount VA of the second sealed air chamber and the absolute pressure PVA of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 at the time of calculating the pressure value change DPI are respectively replaced with the latest values, and then the process proceeds to S19. . Also, in S14 described above, when the pressure value change DPI is smaller than the maximum value DPImax (S14: No), the process proceeds to S19.
[0050]
Next, in S19, it is determined whether or not one beat has ended. Here, when it is determined that one pulsation is completed (S19: Yes), the process proceeds to S20, where the air amount VA of the second sealed air chamber and the pressure value change DPI are calculated. The absolute pressure PVA of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 is determined. Then, in S21, it is determined whether or not the on-off valve 56 has been operated during one pulsation. Here, when it is determined that the on-off valve 56 has been operated during one pulsation (S21: Yes), the process proceeds to S23, and the maximum value DPImax of the pressure value change is reset. Thereafter, the process returns to S11.
[0051]
On the other hand, when it is determined that the on-off valve 56 is not operated during one pulsation (S21: No), the process proceeds to S22, and the atmospheric pressure conversion is performed by the above-described equation (3). The calculated air amount VAS of the second sealed air chamber is obtained, and thereafter, the process returns to S11. In S22, the absolute pressure PVA obtained in S18 is used as “PA + PI2”. If it is determined in S19 that one pulsation has not been completed (S19: No), the process returns to S11 without doing anything.
[0052]
FIG. 2 is a flowchart for controlling the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10. As shown in FIG. 2, first, at S31, the pressure value PR of the pressure sensor 35, the pressure value PI of the pressure sensor 55, and the atmospheric pressure PA are measured at the above-described prescribed sampling intervals. Here, the atmospheric pressure PA is measured by a pressure sensor provided in the control device 40. Next, in S32, the oil movement amount VO is calculated at a specified sampling interval by the above-described equation (1). Next, in S33, the volume change VT of the resin component is calculated by the above equation (4-2).
[0053]
Next, in S34, the variation amount DVA of the air amount VAS of the second sealed air chamber converted to the atmospheric pressure (using the one calculated in S22 of FIG. 13) is calculated by the above-described equation (4). In S35, the movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is calculated by the above-described equation (5).
[0054]
Then, the calculated movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is compared with the maximum value VBmax of the movement amount of the diaphragm 11 of the blood pump 10 at that time in S35. Here, if the calculated movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is larger than the maximum value VBmax (S36: Yes), the process proceeds to S37, and the calculated movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is calculated. After the replacement with the maximum value VBmax, the process proceeds to S38. On the other hand, if the calculated movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is equal to or less than the maximum value VBmax (S36: No), the process proceeds to S38 without performing any operation.
[0055]
Further, the calculated movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is compared with the minimum value VBmin of the movement amount of the diaphragm 11 of the blood pump 10 at that time in S38. Here, if the calculated moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is smaller than the minimum value VBmin (S38: Yes), the process proceeds to S39, and the calculated moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is calculated. After replacing with the minimum value VBmin, the process proceeds to S40. On the other hand, if the calculated moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is equal to or more than the minimum value VBmin (S38: No), the process proceeds to S40 without doing anything.
[0056]
Next, in S40, it is determined whether or not one beat is completed. Here, when it is determined that one pulsation has been completed (S40: Yes), the process proceeds to S41, in which the maximum value VBmax and the minimum value VBmin of the moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 are set. Determine it. Then, in S42, the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is calculated by the above-described equation (6). Thereafter, in S43, the maximum value VBmax and the minimum value VBmin of the moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 are reset, and the process proceeds to S44. On the other hand, if it is determined that one beat has not been completed (S40: No), the process returns to S31 without doing anything.
[0057]
Next, in S44, it is determined whether or not the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is smaller than a set value. Here, when it is determined that the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is smaller than the set value (S44: Yes), the process proceeds to S45, and after reducing the number of beats (times / min), Proceed to S46. As a result, the number of beats per minute is reduced and the ejection period / suction period per stroke can be extended, so that the total movement SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 approaches the set value. Can be. On the other hand, when it is not determined that the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is smaller than the set value (S44: No), the process proceeds to S46 without doing anything.
[0058]
Next, in S46, it is determined whether or not the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is larger than a set value. Here, when it is determined that the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is larger than the set value (S46: Yes), the process proceeds to S47, and after increasing the number of beats (times / min), It returns to S31. As a result, the number of beats per minute increases and the ejection period and suction period per stroke can be shortened, so that the total movement SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 approaches the set value. Can be. On the other hand, when it is not determined that the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is larger than the set value (S46: No), the process returns to S31 without doing anything.
[0059]
That is, in the flowchart of FIG. 2, the variation amount DVA of the volume VAS of the second sealed air chamber including the gas chamber 52 of the separation chamber 50 and the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 is obtained by using the above-described equation (6). Is used to calculate the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 (S42). Then, the number of beats (times / min) is increased or decreased according to the magnitude relationship between the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 and the set value, and the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is set. It approaches the value (S44 to S47). Then, by repeating the flowchart of FIG. 2 for each pulsation, the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be maintained at the set value.
However, this alone cannot grasp the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10, and therefore cannot control the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10.
[0060]
The reason is that increasing the total movement amount (stroke volume) SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 means increasing the moving distance of the diaphragm 11 of the blood pump 10, so that the absolute displacement of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is If the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is increased without grasping the actual position, the diaphragm 11 of the blood pump 10 may be separated depending on the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10 at that time. This is because, in some cases, the blood has completely moved to the chamber 50 side or the blood chamber 12 side of the blood pump 10 and the total movement SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 cannot be increased.
[0061]
In this regard, when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full, the diaphragm 11 of the blood pump 10 is attached to the wall of the blood pump 10 on the separation chamber 50 side in any suction period. It is considered to be in contact with and always located at that location. Therefore, in the blood pump driving apparatus 1 of the present embodiment, the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is filled at a predetermined timing during each suction period, and the diaphragm of the blood pump 10 is controlled at a predetermined timing during each suction period. The total displacement (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is controlled to be constant by positioning the position of the diaphragm 11 at that position and grasping the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10.
[0062]
The predetermined timing of each suction period during which the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 becomes full is, for example, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease. To explain this point in detail, when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full, the blood in the blood pump 12 is less than when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full. Since the tension generated in the diaphragm 11 is small and the movement of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is slow, even after the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease, the fluid of the blood pump 10 remains for a while. From the moment when the volume of the drive chamber 13 is maintained and the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease, the gas chamber 52 of the separation chamber 50 communicating with the fluid drive chamber 13 of the blood pump 10 is started. It is believed that the pressure starts to rise.
[0063]
On the other hand, when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full, the tension generated in the diaphragm 11 of the blood pump 10 is greater than when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full. Since the movement of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is fast, the volume of the fluid drive chamber 13 of the blood pump 10 increases from the moment the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease. It is considered that the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 communicating with the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 is maintained for a while even after the output of the pump 20 during the reverse rotation of the motor 22 starts to decrease. Can be
[0064]
FIG. 5 shows the output waveform of the motor 22 of the oil pump 20 and the normal / reverse rotation signal in synchronization with the pressure waveform of the pressure sensor 55 when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full. FIG. 6 is an enlarged view of the pressure waveform of the pressure sensor 55 around the time when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease (A in FIG. 5). Here, the pressure waveform of the pressure sensor 55 means the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50. As shown in FIG. 6, when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease (see FIGS. 5 and 6). It can be seen that the pressure rise value dp of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 is about 8.5 mmHg from the time A1) to the elapse of the minute time dt (20 msec).
[0065]
FIG. 3 shows the output waveform of the motor 22 of the oil pump 20 and the normal / reverse rotation signal synchronized with the pressure waveform of the pressure sensor 55 when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full. FIG. 4 is an enlarged view of the pressure waveform of the pressure sensor 55 in the vicinity where the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation of the oil pump 20 starts to decrease (B in FIG. 3). Here, the pressure waveform of the pressure sensor 55 means the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50. As shown in FIG. 4, when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease (see FIGS. 3 and 4). It can be seen that the pressure rise value dp of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 is about 2 mmHg from the time B1) to the elapse of the minute time dt (20 msec).
[0066]
Therefore, according to FIGS. 3 to 6, when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full, the blood pump 20 starts rotating at the moment when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease. While the pressure in the gas chamber 52 of the separation chamber 50 communicating with the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 starts to increase (see FIGS. 5 and 6), when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full, After the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease, the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 communicating with the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 is maintained for a while. (See FIG. 3 and FIG. 4).
[0067]
Therefore, when the pressure increase value dp of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 exceeds a predetermined range from when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease until the minute time dt elapses. Determines that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease, while the pressure in the gas chamber 52 of the separation chamber 50 is low. If the rise value dp does not exceed the predetermined range, it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease. It becomes possible.
[0068]
Therefore, in the blood pump driving device 1 of the present embodiment, the pressure in the gas chamber 52 of the separation chamber 50 from the time when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease until the minute time dt elapses. By comparing the rising value dp with a predetermined range, it is determined whether or not the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full, and if the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full, If it is determined, the motor 22 of the oil pump 20 is increased by decreasing% -system (the ratio of the pumping period to the sum of the pumping period and the suction period) and increasing the ratio of the suction period to the pumping period. Is adjusted so that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 becomes full when the output at the time of the reverse rotation starts to decrease. Thereby, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease, the diaphragm 11 of the blood pump 10 is as close as possible to the wall surface of the blood pump 10 on the separation chamber 50 side. And the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be ascertained.
[0069]
However, even if it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full, if the full state is excessive, excessive tension is generated in the diaphragm 11 of the blood pump 10, and the blood pump 10 In order to reduce the durability of the diaphragm 11, the% -system (the ratio of the ejection period to the sum of the ejection period and the suction period) is increased to decrease the ratio of the suction period to the ejection period. By doing so, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease, the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is prevented from being full.
[0070]
However, it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full and that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full every one beat. When the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease, the excessive tension is not generated in the diaphragm 11 of the blood pump 10 and the blood chamber 12 of the blood pump 10 The blood can be maintained to be full.
[0071]
Note that, specifically, the control is performed by the control device 40 executing the flowchart of FIG. First, in S51, it is determined whether or not the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation has started to decrease. Here, when it is not determined that the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation has started to decrease (S51: No), the process returns to S51 and the above-described determination is performed again. On the other hand, if it is determined that the output of the oil pump 20 during the reverse rotation of the motor 22 has started to decrease (S51: Yes), the process proceeds to S52, where the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 is measured by the pressure sensor 55. Then, it is stored as “PIA1”. Thus, the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 at the time when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease.
[0072]
Thereafter, in S53, the timer is started, and in S54, the process waits until the short time dt elapses (S54: No). After the elapse of the minute time dt (S54: Yes), in S55, the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 is measured by the pressure sensor 55 and stored as "PIA2". As a result, the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 at the time when the minute time dt has elapsed from when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease is obtained. Then, in S56, by subtracting "PIA1" from "PIA2", the gas chamber of the separation chamber 50 from when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease until the minute time dt elapses. The pressure rise value dp of 52 is calculated.
[0073]
Thereafter, in S57, it is determined whether or not the pressure increase value dp is larger than the specified pressure difference. Here, when it is not determined that the pressure increase value dp is larger than the specified pressure difference (S57: No), the process proceeds to S59 without performing any operation. On the other hand, when it is determined that the pressure increase value dp is larger than the specified pressure difference (S57: Yes), in S58,% -systemole (the ratio of the ejection period to the sum of the ejection period and the suction period) is decreased. Then, after increasing the ratio of the suction period to the ejection period, the process proceeds to S59. Thus, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease, the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is made full.
[0074]
In S59, it is determined whether or not the pressure increase value dp is smaller than a specified pressure difference. Here, when it is not determined that the pressure increase value dp is smaller than the specified pressure difference (S59: No), the process returns to S51 without doing anything. On the other hand, when it is determined that the pressure rise value dp is smaller than the specified pressure difference (S59: Yes), in S60,% -system (the ratio of the ejection period to the sum of the ejection period and the suction period) is increased. Then, after reducing the ratio of the suction period to the ejection period, the process returns to S51. This prevents the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 from being full when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease.
[0075]
In this regard, the above-described flowchart of FIG. 1 is performed each time one beat is completed. As a result, when it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full (S59: Yes), when it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full (S57). : Yes) is repeated for each pulsation. Therefore, during each suction period, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease, the diaphragm of the blood pump 10 It is possible to keep the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 full, to the extent that excessive tension does not occur in the blood pump 10, and the diaphragm 11 of the blood pump 10 Can be regarded as being in contact with the wall surface of the blood pump 10, so that the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be grasped. Thereby, since the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be grasped, the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be controlled according to the flowchart of FIG.
[0076]
That is, in the blood pump driving device 1 of the present embodiment, the total movement SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is determined by the flow chart of FIG. On the other hand, according to the flowchart of FIG. 1, the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation of the oil pump 20 decreases during each suction period according to the flowchart of FIG. At the beginning, the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is filled up (S57 to S60 in FIG. 1), and the diaphragm 11 of the blood pump 10 is brought into contact with the wall surface of the blood pump 10 on the separation chamber 50 side. The blood pump 10 is located at a certain position, and the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is known. Therefore, according to the flowcharts of FIGS. 1 and 2, the total movement amount SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be controlled to be constant. Thus, it is unnecessary to bring a measurement sensor or the like that requires wiring close to the patient, so that movement of the patient is not limited.
[0077]
In the blood pump driving device 1 according to the present embodiment, the predetermined timing of each suction period is when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease. From the influence of the tension generated in the diaphragm 11 of the pump 10, the rate of increase in the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 differs depending on whether or not the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full ( It is possible to determine whether or not the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full at a predetermined timing during the suction period (see FIGS. 3 to 6).
[0078]
The predetermined timing of each suction period during which the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 becomes full is when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease. However, there is another case where the diaphragm 11 of the blood pump 10 has moved to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most.
[0079]
To explain this point in detail, in the blood pump driving device 1 of the present embodiment, the diaphragm 51 of the separation chamber 50 moves toward the blood pump 10 so that the separation chamber communicates with the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10. When the pressure in the gas chamber 52 of the blood pump 50 increases, the curvature of the diaphragm 11 of the blood pump 10 reverses from a convex state to a concave state when viewed from the separation chamber 50 side. Blood is exhaled from 10 blood chambers 12. On the other hand, when the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 communicating with the fluid drive chamber 13 of the blood pump 10 decreases due to the movement of the diaphragm 51 of the separation chamber 50 to the oil pump 20 side, The curvature is inverted from a concave state to a convex state when viewed from the separation chamber 50 side, and the inversion of the curvature causes pulsation, and blood is sucked into the blood chamber 12 of the blood pump 10. That is, since the fluid driving chamber 13 of the blood pump 10 and the gas chamber 52 of the separation chamber 50 communicate with each other, the diaphragm 11 of the blood pump 10 and the diaphragm 51 of the separation chamber 50 operate in association. At this point, the diaphragm 51 of the blood pump 10 operates because the diaphragm 51 of the separation chamber 50 operates first, and the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 changes due to the operation. Is slightly delayed from the operation of the diaphragm 51 in the separation chamber 50.
[0080]
Therefore, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves most to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 after the diaphragm 51 of the separation chamber 50 moves to the oil pump 20 side, the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the separation chamber. It is considered that there is a possibility that there is a margin to move to the gas chamber 52 side of the blood pump 50. Therefore, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most, the blood chamber of the blood pump 10 It is possible to determine that the 12 bloods are not full. On the other hand, when the diaphragm 11 of the separation chamber 50 moves most to the oil pump 20 side after the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50, the diaphragm 11 of the blood pump 10 Since it is considered that the blood has completely moved to the gas chamber 52 side of the blood pump 50, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 has moved to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 It is possible to determine that the state is full.
[0081]
Here, the fact that the diaphragm 11 of the blood pump 10 has moved most toward the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 is specified by the maximum value of the total movement amount SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10. Can be. Further, the fact that the diaphragm 11 of the separation chamber 50 has moved most toward the oil pump 20 can be specified by the maximum value of the pressure of the air chamber 33 of the oil reservoir 30.
[0082]
FIG. 9 synchronizes the total movement amount SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 with the pressure waveform of the pressure sensor 35 when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full. It is shown. Here, the pressure waveform of the pressure sensor 35 means the pressure of the air chamber 33 of the oil reservoir 30. Therefore, in FIG. 9, after the time t1 when the pressure of the air chamber 33 of the oil reservoir 30 reaches the maximum value, the time t2 when the total movement amount SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 reaches the maximum value. Therefore, the case where the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 after the diaphragm 51 of the separation chamber 50 moves to the oil pump 20 side most is shown. FIG. 9 shows a case where the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full, and there is room for the diaphragm 11 of the blood pump 10 to move to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50.
[0083]
Therefore, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves most to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 after the diaphragm 51 of the separation chamber 50 moves to the oil pump 20 side, the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the separation chamber. It is considered that there is a possibility that there is a margin to move to the gas chamber 52 side of the blood pump 50. Therefore, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most, the blood chamber of the blood pump 10 It is reasonable to determine that the 12 bloods are not full.
[0084]
FIG. 8 synchronizes the total displacement SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 with the pressure waveform of the pressure sensor 35 when the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full. It is shown. Here, the pressure waveform of the pressure sensor 35 means the pressure of the air chamber 33 of the oil reservoir 30. Accordingly, in FIG. 8, after the time t2 when the total movement amount SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 has reached the maximum value, the time t1 when the pressure in the air chamber 33 of the oil reservoir 30 has reached the maximum value. Accordingly, the case where the diaphragm 11 of the separation chamber 50 moves most to the oil pump 20 side after the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves most to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 is shown. FIG. 10 shows a case where the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full, and the diaphragm 11 of the blood pump 10 has completely moved to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50.
[0085]
Therefore, if the diaphragm 51 of the separation chamber 50 moves most to the oil pump 20 side after the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50, the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the separation chamber 50 side. Since it is considered that the blood has completely moved to the gas chamber 52 side of the blood pump 50, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 has moved to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 It is reasonable to judge that the tank is full.
[0086]
Therefore, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 after the diaphragm 51 of the separation chamber 50 moves to the oil pump 20 side, the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the separation chamber. When the blood has moved most toward the gas chamber 52 of the blood pump 50, it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full, while the diaphragm 11 of the blood pump 10 has been moved to the gas chamber 52 of the separation chamber 50. If the diaphragm 11 of the blood pump 10 has moved most to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 when the diaphragm 51 of the separation chamber 50 has moved most to the oil pump 20 side after the most movement, the blood of the blood pump 10 It is possible to determine that the blood in the chamber 12 is full.
[0087]
Therefore, in the blood pump driving device 1 of the present embodiment, when the diaphragm 51 of the separation chamber 50 moves to the oil pump 20 side most, the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most. It is determined whether the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full when the diaphragm 11 of the blood pump 10 is moved to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most. When it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full, the% -system (the ratio of the ejection period to the sum of the ejection period and the suction period) is reduced, and the ejection period is reduced. When the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of the reverse rotation starts to decrease by increasing the ratio of the suction period to the Adjusted so as to be in full state. Thereby, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most, the diaphragm 11 of the blood pump 10 approaches the wall surface of the blood pump 10 of the separation chamber 50 as much as possible. Thus, it is possible to recognize that the diaphragm 11 of the blood pump 10 is in an absolute position.
[0088]
However, even if it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full, if the full state is excessive, excessive tension is generated in the diaphragm 11 of the blood pump 10, and the blood pump 10 In order to reduce the durability of the diaphragm 11, the% -system (the ratio of the ejection period to the sum of the ejection period and the suction period) is increased to decrease the ratio of the suction period to the ejection period. By doing so, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most, the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not filled up.
[0089]
However, it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full and that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full every one beat. When the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the side of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 most, excessive tension is not generated in the diaphragm 11 of the blood pump 10. It is possible to keep the twelve blood vessels full.
[0090]
Note that, specifically, this is performed by the control device 40 executing the flowchart of FIG. First, in S71, a timer is started. Next, in S72, the pressure of the air chamber 33 of the oil reservoir 30 and the movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 are monitored. At this point, the pressure of the air chamber 33 of the oil reservoir 30 is obtained by the pressure PR of the pressure sensor 35. Further, the moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is calculated in S35 of the flowchart of FIG.
[0091]
Then, in S73, the pressure PR of the pressure sensor 35 acquired in S72 described above is compared with “PRmax”. Here, when it is determined that the pressure PR of the pressure sensor 35 acquired in S72 described above is greater than “PRmax” (S73: Yes), the process proceeds to S74, and the pressure sensor 35 acquired in S72 described above is determined. The pressure PR is substituted for “PRmax”. Then, in S75, the timer time when the pressure PR of the pressure sensor 35 was acquired in S72 described above is substituted for "t1", and then the process proceeds to S76. On the other hand, when it is not determined that the pressure PR of the pressure sensor 35 acquired in S72 described above is greater than “PRmax” (S73: No), the process proceeds to S76 without performing anything.
[0092]
In S76, the moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 acquired in S72 described above is compared with "VBmax". Here, when it is determined that the movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 acquired in S72 described above is larger than “VBmax” (S76: Yes), the process proceeds to S77, and acquired in S72 described above. The movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is substituted for “VBmax”. Then, in S78, the timer time when the movement amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is acquired in S72 described above is substituted for "t2", and the process proceeds to S79. On the other hand, when it is not determined that the moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10 acquired in S72 described above is larger than “VBmax” (S76: No), the process proceeds to S79 without doing anything.
[0093]
In the next S79, it is determined whether or not one beat is completed. If it is not determined that one beat has ended (S79: No), the process returns to S72, and repeats the above-described processing. Accordingly, “PRmax” becomes the maximum value of the pressure of the air chamber 33 of the oil reservoir 30, and “t1” indicates that the diaphragm 11 of the separation chamber 50 has moved to the oil pump 20 side most. Become. Further, since “VBmax” is the maximum value of the moving amount VB of the diaphragm 11 of the blood pump 10, “t2” is when the diaphragm 11 of the blood pump 10 has moved to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most. Will be shown. On the other hand, if it is determined that one beat has ended (S79: Yes), the process proceeds to S80.
[0094]
Thereafter, in S80, it is determined whether or not “t2” is later than “t1”. Here, if it is not determined that “t2” is later than “t1” (S80: No), the process proceeds to S82 without doing anything. On the other hand, when it is determined that “t2” is later than “t1” (S80: Yes), in S81,% -system (the ratio of the ejection period to the sum of the ejection period and the suction period) is decreased. After increasing the ratio of the suction period to the ejection period, the process proceeds to S82. Thus, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 the most, the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is made full.
[0095]
In S82, it is determined whether or not “t2” is before “t1”. Here, if it is not determined that “t2” is earlier than “t1” (S82: No), the process proceeds to S84 without doing anything. On the other hand, when it is determined that “t2” is earlier than “t1” (S82: Yes), in S83, the% -system (the ratio of the ejection period to the sum of the ejection period and the suction period) is increased. Then, after reducing the ratio of the suction period to the ejection period, the process proceeds to S84. This prevents the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 from becoming full when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most.
[0096]
In this regard, in the flowchart of FIG. 7 described above, in S84, the timer and “PRmax” and “VBmax” are reset, and thereafter, the process returns to S72, and the above-described processing is repeated. Each time the process is performed, the process is performed until S84. As a result, when it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full (S82: Yes), when it is determined that the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is not full (S80). : Yes) is repeated for each pulsation. Therefore, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most during each suction period, the blood pump 10 The blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 can be maintained in a full state to the extent that excessive tension does not occur in the diaphragm 11 of the blood pump 10. Since it can be regarded as being as close to the wall of the pump 10 as possible, the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be ascertained. Kill. Thereby, since the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be grasped, the total movement amount SV of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be controlled according to the flowchart of FIG.
[0097]
That is, in the blood pump driving device 1 of the present embodiment, the total movement SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is determined by the flow chart of FIG. The volume DAS of the volume VAS of the second sealed air chamber constituted by the fluid drive chamber 13 is calculated based on the fluctuation amount DVA, while the diaphragm 11 of the blood pump 10 has moved most toward the gas chamber 52 of the separation chamber 50 according to the flowchart of FIG. Sometimes, the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is filled up (S80 to S83 in FIG. 7), and the diaphragm 11 of the blood pump 10 is moved to the maximum extent possible on the wall surface of the blood pump 10 on the separation chamber 50 side. The blood pump 10 is located at a position close to the blood pump 10, and the absolute position of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is grasped. Therefore, according to the flowcharts of FIGS. 1 and 7, the total movement amount SV (stroke volume) of the diaphragm 11 of the blood pump 10 can be controlled to be constant. Accordingly, it is unnecessary to bring a measurement sensor or the like that requires wiring close to the patient, so that movement of the patient is not limited.
[0098]
In the blood pump driving apparatus 1 according to the present embodiment, the predetermined timing of each suction period is when the diaphragm 11 of the blood pump 10 moves to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 most. Since the operation of the diaphragm 11 of the pump 10 is slightly delayed from the operation of the diaphragm 51 of the separation chamber 50, when the diaphragm 11 of the blood pump 10 is moved most toward the gas chamber 52 side of the separation chamber 50, It is possible to determine whether or not the blood in the blood chamber 12 of the blood pump 10 is full based on the front-rear relationship when the 51 moves to the oil pump 20 side most (see FIGS. 8 and 9). Become.
[0099]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, in the blood pump driving apparatus 1 according to the present embodiment, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease as the predetermined timing of each suction period, FIG. Under the condition that the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation suddenly decreases, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease, 22 can be regarded as overlapping with the rising portion of the forward / reverse rotation signal (the portion where the forward / reverse rotation signal changes from reverse rotation to forward rotation), so that S51 in the flowchart of FIG. Has changed from reverse rotation to normal rotation? "
[0100]
In the blood pump driving apparatus 1 according to the present embodiment, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation starts to decrease as the predetermined timing of each suction period, the flowchart of FIG. The pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease (S52), and the output at the time of the reverse rotation of the motor 22 of the oil pump 20 is obtained. The pressure in the gas chamber 52 of the separation chamber 50 at the time when the minute time dt has elapsed since the start of the reduction is obtained (S55), and the output of the motor 22 of the oil pump 20 during the reverse rotation decreases from the difference therebetween. Although the pressure increase value dp of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 from the start to the elapse of the minute time dt has been calculated (S56), this point is the reverse of the motor 22 of the oil pump 20. The maximum value and the minimum value of the pressure of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 are obtained from the time when the output at the time of rotation starts to decrease until the minute time dt elapses, and the difference between The pressure increase value dp of the gas chamber 52 of the separation chamber 50 from when the output of the motor 22 starts to decrease at the time of reverse rotation until the minute time dt elapses may be calculated.
[0101]
In the blood pump driving device 1 according to the present embodiment, as the predetermined timing of each suction period, when the output of the motor 22 of the oil pump 20 at the time of reverse rotation starts to decrease or when the diaphragm 11 of the blood pump 10 Although either one of the most moved to the gas chamber 52 side of the separation chamber 50 has been used, both may be used simultaneously.
[0102]
In the present specification, “pulsation” means that the continuous pumping period and the suction period are performed once except at the place where the curvature of the diaphragm 11 of the blood pump 10 is used to reverse. (See FIGS. 3 and 5).
[0103]
【The invention's effect】
In the blood pump driving device of the present invention, the total movement amount (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump is calculated by the change in the volume of the gas filling the air chamber of the separation chamber and the fluid driving chamber of the blood pump, At a predetermined timing of each suction period, the blood in the blood chamber of the blood pump is filled, and at a predetermined timing of each suction period, the diaphragm of the blood pump is positioned at a predetermined position, and the absolute position of the diaphragm of the blood pump is changed. By grasping the position, the total movement (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump is controlled to a constant value, and it is not necessary to bring measurement sensors that require wiring close to the patient. The total displacement (stroke volume) of the diaphragm of the blood pump can be controlled to a constant .
[0104]
Further, in the blood pump drive device of the present invention, the predetermined timing of each suction period is when the output of the oil pump at the time of reverse rotation starts to decrease, and in this case, the influence of the tension generated on the diaphragm of the blood pump Since the rate of increase in the pressure of the gas chamber of the separation chamber differs depending on whether or not the blood in the blood chamber of the blood pump is full, the blood in the blood chamber of the blood pump is determined at a predetermined timing during the suction period. It is possible to determine whether or not is full.
[0105]
Further, in the blood pump driving device of the present invention, the predetermined timing of each suction period is when the diaphragm of the blood pump is moved to the gas chamber side of the separation chamber most. In this case, the operation of the diaphragm of the blood pump is separated. Since the operation of the diaphragm in the chamber is slightly delayed, the blood pump is determined by the front-rear relationship between when the diaphragm of the blood pump moves to the gas chamber side of the separation chamber most and when the diaphragm of the separation chamber moves to the oil pump side most. It is possible to determine whether or not the blood in the blood chamber is full.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a case where the predetermined timing of each suction period is when the output of the oil pump motor at the time of reverse rotation starts to decrease in the blood pump driving device according to one embodiment of the present invention. .
FIG. 2 is a flowchart for calculating the total movement amount of the diaphragm of the blood pump in one pulsation in the blood pump driving device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an output waveform of a motor of an oil pump and a pressure waveform of a pressure sensor when a blood in a blood chamber of a blood pump is full in a blood pump driving device according to an embodiment of the present invention; It is shown that the reverse rotation signal is synchronized.
FIG. 4 is an enlarged view of the pressure waveform of the pressure sensor in the vicinity where the output of the oil pump motor at the time of reverse rotation starts to decrease in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing the output waveform of the motor of the oil pump and the pressure waveform of the pressure sensor when the blood in the blood chamber of the blood pump is not full in the blood pump driving device according to the embodiment of the present invention; This is shown in synchronization with the reverse rotation signal.
FIG. 6 is an enlarged view of the pressure waveform of the pressure sensor in the vicinity where the output of the oil pump motor at the time of reverse rotation starts to decrease in FIG. 5;
FIG. 7 is a flowchart in the blood pump driving device according to the embodiment of the present invention when the diaphragm of the blood pump is most moved to the gas chamber side of the separation chamber as the predetermined timing of each suction period. .
FIG. 8 is a diagram showing the total movement amount of the diaphragm of the blood pump in relation to the pressure waveform of the pressure sensor when the blood in the blood chamber of the blood pump is full in the blood pump driving device according to the embodiment of the present invention; Stroke volume) is shown in synchronization.
FIG. 9 is a diagram showing a total movement amount of the diaphragm of the blood pump with respect to the pressure waveform of the pressure sensor when the blood in the blood chamber of the blood pump is not full in the blood pump driving device according to the embodiment of the present invention. Stroke volume) is shown in synchronization.
FIG. 10 is a diagram showing an outline of a blood pump driving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram of an actually measured waveform showing an example of a pressure waveform of a pressure sensor of a pressure storage chamber and a pressure waveform of a pressure sensor of an air chamber of a separation chamber in the blood pump driving device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram of an actually measured waveform showing an example of a total movement amount of a diaphragm of the blood pump in one pulsation in the blood pump driving device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart for calculating an atmospheric pressure-converted air amount of a second sealed air chamber in the blood pump driving device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 blood pump drive
10 blood pump
11 Diaphragm of blood pump
12 Blood chamber of blood pump
13 Fluid drive chamber of blood pump
20 oil pump
21 Pump room of oil pump
30 oil reservoir
31 Oil reservoir diaphragm
32 Oil reservoir liquid chamber
33 Oil reservoir air chamber
34 accumulator
35 Pressure sensor
50 separation chamber
51 Diaphragm of separation chamber
52 Separation chamber gas chamber
53 Liquid chamber of separation chamber
55 pressure sensor
VAS Volume of gas filling the air chamber of the separation chamber and the fluid drive chamber of the blood pump
SV Blood pump diaphragm total displacement

Claims (3)

蓄圧室と、前記蓄圧室に連通する空気室及び液体室がダイアフラムで区画されたオイルリザーバと、前記オイルリザーバの液体室に連通するポンプ室が設けられたオイルポンプと、前記オイルポンプのポンプ室に連通する液体室及び気体室がダイアフラムで区画された分離室と、前記分離室の気体室に連通する流体駆動室及び血液室がダイアフラムで区画された血液ポンプと、を有し、前記オイルポンプの正回転により前記血液ポンプの血液室から血液が吐き出される拍出期間と、前記オイルポンプの逆回転により前記血液ポンプの血液室に血液が吸い込まれる吸引期間とを交互に繰り返す血液ポンプ駆動装置において、前記分離室の空気室及び前記血液ポンプの流体駆動室に充満する気体の容積を使用することにより、前記血液ポンプのダイアフラムの総移動量を算出しつつ、各吸引期間の所定のタイミングで前記血液ポンプの血液室の血液を満タン状態にすることにより、前記血液ポンプのダイアフラムの総移動量を一定に制御すること、を特徴とする血液ポンプ駆動装置。A pressure accumulator, an oil reservoir in which an air chamber and a liquid chamber communicating with the pressure accumulator are partitioned by a diaphragm, an oil pump provided with a pump chamber communicating with the liquid chamber of the oil reservoir, and a pump chamber of the oil pump. A separation chamber in which a liquid chamber and a gas chamber communicating with the separation chamber are partitioned by a diaphragm; and a blood pump in which a fluid drive chamber and a blood chamber communicating with the gas chamber of the separation chamber are partitioned by a diaphragm. A blood pump driving device that alternately repeats a pumping period in which blood is discharged from the blood chamber of the blood pump by forward rotation of the blood pump and a suction period in which blood is sucked into the blood chamber of the blood pump by reverse rotation of the oil pump. By using the volume of gas filling the air chamber of the separation chamber and the fluid drive chamber of the blood pump, By calculating the total amount of movement of the diaphragm and filling the blood in the blood chamber of the blood pump at a predetermined timing during each suction period, the total amount of movement of the diaphragm of the blood pump is controlled to be constant. A blood pump driving device. 請求項１に記載する血液ポンプ駆動装置であって、
前記オイルポンプの逆回転時の出力が低下し始めたときから微小時間が経過するまでに、前記分離室の気体室の圧力が所定範囲内で上昇した場合に、当該吸引期間の所定のタイミングで前記血液ポンプの血液室の血液が満タンの状態にあると判断すること、を特徴とする血液ポンプ駆動装置。The blood pump driving device according to claim 1,
When the pressure of the gas chamber of the separation chamber increases within a predetermined range from when the output of the oil pump at the time of reverse rotation starts to decrease until a minute time elapses, at a predetermined timing of the suction period. The blood pump driving device, wherein it is determined that the blood in the blood chamber of the blood pump is full. 請求項１に記載する血液ポンプ駆動装置であって、
前記血液ポンプのダイアフラムが前記分離室の気体室側に最も移動した後に、前記分離室のダイアフラムが前記オイルポンプ側に最も移動した場合に、当該吸引期間の所定のタイミングで前記血液ポンプの血液室の血液が満タンの状態にあると判断すること、を特徴とする血液ポンプ駆動装置。The blood pump driving device according to claim 1,
After the diaphragm of the blood pump has moved most to the gas chamber side of the separation chamber, if the diaphragm of the separation chamber has moved most to the oil pump side, the blood chamber of the blood pump at a predetermined timing of the suction period. The blood pump is determined to be full.
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