DE10334115A1

DE10334115A1 - Blutpumpenantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE10334115A1
Application number: DE10334115A
Authority: DE
Inventors: Hideki Anjo Wakui
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd Tokio/tok
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2004-03-11
Also published as: JP2004057349A

Abstract

Eine Blutpumpenantriebsvorrichtung, die ein Blutströmungsvolumen von einer Blutpumpe berechnet, hat eine Berechnungsvorrichtung zum Berechnen des Blutströmungsvolumens von der Blutpumpe unter Verwendung eines Gesamtvolumens der Luft, die in die Fluidantriebskammer der Blutpumpe und in die zweite Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, das berechnet wird, wenn ein Druckänderungsverhältnis der gesamten Luft, die in der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und in der Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, maximal wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Blutpumpenantriebsvorrichtung. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Blutpumpenantriebsvorrichtung, die ein Blutströmungsvolumen von einer Blutpumpe erfassen kann.

Der Stand der Technik ist eine das Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe erfassende Blutpumpenantriebsvorrichtung beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Tokukai 2002-143 297 offenbart. Die Beschreibung der Blutpumpenantriebsvorrichtung ist nachstehend auf der Grundlage von 13 erläutert.

Die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 in 13 hat eine Unterbringungskammer 34, einen Ölspeicher 30, eine Ölpumpe 20, eine geteilte Kammer 50, eine Blutpumpe 10 und eine Steuervorrichtung 40 etc.

Ein Drucksensor 35 und ein Öffnungs-Schließ-Ventil 36 sind an der Unterbringungskammer 34 vorgesehen und mit der Steuervorrichtung 40 verbunden. Der Drucksensor 35 misst einen Luftdruck im Inneren der Unterbringungskammer 34, und das Öffnungs-Schließ-Ventil 36 errichtet eine Verbindung der Unterbringungskammer 34 mit der Umgebung oder unterbricht eine Verbindung der Unterbringungskammer 34 mit der Umgebung.

Der Ölspeicher 30 ist in eine Luftkammer 33 und eine Fluidkammer 32 durch eine Membran 31 teilt. Die Luftkammer 33 ist mit der Unterbringungskammer 34 über eine Röhre verbunden.

Die Ölpumpe 20 weist eine Pumpenkammer 21 und einen Motor 22 auf. Die Pumpenkammer 21 hat einen Rotor und ein Gehäuse (nicht gezeigt), und der Motor 22 ist mit der Steuervorrichtung 40 zum Drehen des Rotors verbunden. Die Pumpenkammer 21 ist mit einer zweiten Öffnung 212 und einer ersten Öffnung 211 versehen.

Wenn der Motor 22 in einer Richtung dreht, wird aus der ersten Öffnung 211 Fluid herausgepumpt, das von der zweiten Öffnung 212 hereingepumpt wird (Pumpen in einer Richtung).

Wenn der Motor 22 in die andere Richtung dreht, wird von der zweiten Öffnung 212 Fluid herausgepumpt, das von der ersten Öffnung 211 hineingepumpt wird (Pumpen in der anderen Richtung).

In dieser Weise wird ein Pumpen in einer Richtung und ein Pumpen in der anderen Richtung abwechselnd in Übereinstimmung mit der abwechselnden Drehung des Motors 22 in der einen Richtung und in der anderen Richtung ausgeführt.

Die zweite Öffnung 212 der Pumpenkammer 21 steht mit der Fluidkammer 32 des Ölspeichers 30 über eine Röhre in Verbindung. Das in die Pumpenkammer 21 gefüllte Fluid ist beispielsweise nicht komprimierbares Silikonöl.

Die geteilte Kammer 50 ist durch eine Membran 51 in eine Luftkammer 52 und eine Fluidkammer 53 geteilt. Die Luftkammer 52 ist mit einem Drucksensor 55 versehen, der einen Luftdruck im Inneren der Luftkammer 52 misst, und die Fluidkammer 53 ist mit einem Drucksensor 54 versehen, der einen Druck im Inneren der Fluidkammer 53 misst. Sowohl der Drucksensor 55 als auch der Drucksensor 54 sind mit der Steuervorrichtung 40 verbunden. Die Fluidkammer 53 steht mit der ersten Öffnung 211 der Pumpenkammer 21 bei der Ölpumpe 20 über eine Röhre in Verbindung.

Die Blutpumpe 20 ist in eine Blutkammer 12 und eine Fluidantriebskammer 13 durch eine Membran 11 geteilt. Die Blutkammer 12 ist mit einer Bluthereinpumpöffnung 15 über ein Ein-Wege-Ventil 14 zum Ermöglichen einer Blutströmung in die Blutkammer 12 und mit einer Blutherauspumpöffnung 17 über ein Ein-Wege-Ventil 16 zum Ermöglichen einer Blutströmung aus der Blutkammer 12 versehen.

Die Bluthereinpumpöffnung 15 der Blutkammer 12 ist mit einem Atrium (Vorkammer) eines Patienten über eine (nicht gezeigte) Röhre verbunden und die Blutherauspumpöffnung 17 der Blutkammer 12 ist mit einer Aorta des Patienten verbunden.

Die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 steht mit der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 durch eine Röhre in Verbindung.

Die Röhre ist mit einem Öffnungs-Schließ-Ventil 56 versehen, um eine Verbindung der Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 mit der Umgebung zu errichten oder eine Verbindung der Fluidantriebskammer 18 der Blutpumpe 10 und der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 mit der Umgebung zu unterbrechen. Das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 ist mit der Steuervorrichtung 40 verbunden.

Wie dies vorstehend erwähnt ist, ist die Steuervorrichtung 40 mit dem Drucksensor 35, dem Öffnungs-Schließ-Ventil 36, dem Motor 20, dem Drucksensor 54, dem Drucksensor 55 und dem Öffnungs-Schließ-Ventil 56 verbunden. Die Steuervorrichtung 40 steuert das Öffnungs-Schließ-Ventil 36, den Motor 22 und das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 auf der Grundlage von Signalen, die von dem Drucksensor 35, dem Drucksensor 54 und dem Drucksensor 55 vorgesehen werden. Somit kann die Steuervorrichtung 40 eine Öffnungs-Schließ-Bewegung des Öffnungs-Schließ-Ventils 36 und des Öffnungs-Schließ-Ventils 56 ausführen und ein Pumpen in einer Richtung und ein Pumpen in der anderen Richtung der Ölpumpe 20 ausführen.

Wenn die Ölpumpe 20 der Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 in 13 das Pumpen in der anderen Richtung ausführt, wird aus der zweiten Öffnung 212 der Pumpenkammer 21 das Fluid herausgepumpt, das von der ersten Öffnung 211 der Pumpenkammer 21 hineingepumpt wird, so dass die Membran 51 der geteilten Kammer 50 sich zu der Pumpenkammer 21 hin bewegt. Folglich nimmt das Volumen der Fluidkammer 53 der geteilten Kammer 50 ab und das Volumen der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 nimmt zu.

Somit wird die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10, die mit der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 verbunden ist, dekomprimiert, so dass ihr Volumen abnimmt, und die Membran 11 der Blutpumpe 10, die unter Betrachtung von der geteilten Kammer 50 konkav ist, bewegt sich entgegengesetzt, und die Membran 11 der Blutpumpe 10 wird konvex unter Betrachtung von der geteilten Kammer 5 0 .

Diese Umkehrbewegung der Krümmung der Membran 11 erzeugt eine Pumpenbewegung und das Blut wird in die Pumpenkammer 12 durch die Blutherauspumpöffnung 15 gepumpt.

Andererseits pumpt, wenn die Ölpumpe 20 der Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 in 13 ein Pumpen in der einen Richtung ausführt, die erste Öffnung 211 der Pumpenkammer 21 das Fluid heraus, das von der zweiten Öffnung 212 der Pumpenkammer 21 hineingepumpt wird, so dass die Membran 51 der geteilten Kammer 50 sich zu der Blutpumpe 10 hin bewegt. Folglich nimmt das Volumen der Fluidkammer 53 der geteilten Kammer 50 zu und das Volumen der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 nimmt ab.

Somit wird die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10, die mit der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 verbunden ist, komprimiert, so dass ihr Volumen zunimmt, und die Membran 11 der Blutpumpe 10, die unter Betrachtung von der geteilten Kammer 50 konvex ist, bewegt sich entgegengesetzt, und die Membran 11 der Blutpumpe 10 wird konkav unter Betrachtung von der geteilten Kammer 5 0 .

Dieses Umkehren der Krümmung der Membran 11 erzeugt eine Pumpbewegung und das Blut wird aus der Blutkammer 12 über die Blutherauspumpöffnung 17 herausgepumpt.

Die Ölpumpe 20 der Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 von 13 führt ein Pumpen in der einen Richtung und ein Pumpen in der anderen Richtung wiederholt aus. Als ein Ergebnis werden die Pumpenbewegungen des Blutes durch die Blutpumpe 10 wiederholt ausgeführt.

Das Öffnungs-Schließ-Ventil 36 und das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 der Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 von 13 sind von der normalerweise geschlossenen Art. Eine Vorbereitung vor dem Verbinden der geteilten Kammer 50 mit der Blutkammer 10 geschieht anhand der folgenden Schritte:

1. Öffnen des Öffnungs-Schließ-Ventils 36 der Unterbringungskammer 34.
2. Drehen des Motors 22 der Ölpumpe 20 in der einen Richtung.
3. Schließen des Öffnungs-Schließ-Ventils 36 der Unterbringungskammer 34, während die Membran 51 der geteilten Kammer 50 ihren Zustand beibehält, bei dem sie zu dem Hubende sich bewegt.

Der Luftdruck der ersten abgedichteten Luftkammer, die die Luftkammer 33 des Ölspeichers 30 und die Unterbringungskammer 34 umfasst, wird zu einem minimalen Druck P35 min und gleich einem Umgebungsdruck, und das Volumen der ersten abgedichteten Luftkammer wird zu einem maximalen Volumen V33 max.

Danach wird der Motor 22 der Ölpumpe 20 in der anderen Richtung gedreht, um den Luftdruck in der ersten abgedichteten Luftkammer zu ändern und durch den Drucksensor 35 der Unterbringungskammer 34 so zu halten, dass er bei einem vorbestimmten Druck Pset ist.

Das Volumen Vset der ersten abgedichteten Luftkammer wird zu diesem Zeitpunkt aus der folgenden Formel mit einer Formel einer polytropischen Änderung erhalten: Vset = V33max × (P35min/pset^(1/n)

Wenn der Wert Vset in geeigneter Weise gemäß dieser Formel verwirklicht ist, wird das Volumen der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 geeignet. Wenn die geteilte Kammer 50 mit der Blutpumpe 10 verbunden ist und wenn die erste abgedichtete Luftkammer ihr Volumen bei einem Volumen Vset hält und ihren Luftdruck bei dem Luftdruck Pset hält, beginnt die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 von 13 mit der Antriebsbewegung unter den Umständen, bei denen der Luftdruck einer zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, geeignet wird.

Während die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 von 13 angetrieben wird, vergleicht die Steuervorrichtung 40 eine Druckwellenform des Drucksensor 54 der Fluidkammer 53 der geteilten Kammer 50 mit einer Druckwellenform des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50.

Wenn der Druckwert des Drucksensors 54 den Druckwert des Drucksensors 55 überschreitet, ist das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, knapp auf Grund des Antriebszustandes oder auf Grund einer Änderung des Zustandes des Patienten.

Dann wird die Luft in die zweite abgedichtete Kammer eingebracht, indem das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 geöffnet wird, während der Druckwert des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 ein negativer Druckwert ist.

Andererseits wird, wenn der Druckwert des Drucksensors 55 den Druckwert des Drucksensors 54 überschreitet, das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, übermäßig auf Grund des Antriebszustandes und auf Grund einer Änderung des Zustandes des Patienten.

Dann wird die Luft aus der zweiten abgedichteten Kammer herausgelassen, indem das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 geöffnet wird, während der Druckwert des Drucksensor 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 ein Positivdruckwert ist.

Somit wird das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer geeignet in Übereinstimmung mit dem Antriebszustand und der Änderung des Zustandes des Patienten.

Während die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 von 13 angetrieben wird, wird eine Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe 10 aus dem Luftdruck der ersten abgedichteten Luftkammer, die die Luftkammer 33 des Ölspeichers 30 und die Unterbringungskammer 34 hat, und einem Luftdruck der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 hat, berechnet.

Anders ausgedrückt wird das Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe 10 aus dem Druckwert P35 des Drucksensors 35 der Unterbringungskammer 34 und den Druckwert P55 von dem Drucksensor 55 der Luftkammer 52 berechnet.

Wie dies vorstehend erwähnt ist, wird eine Vorbereitung vor dem Verbinden der geteilten Kammer 50 mit der Blutpumpe 10 durch die folgenden Schritte ausgeführt.

Der Luftdruck der ersten abgedichteten Luftkammer, die die Luftkammer 33 des Ölspeichers 30 und die Unterbringungskammer 34 hat, wird zu einem minimalen Druck P3u5min und gleich einem " Umgebungsdruck. Das Volumen der ersten abgedichteten Luftkammer wird zu einem maximalen Volumen V33 max.

Somit wird, wenn die erste abgedichtete Luftkammer den Luftdruck P35 erhält, das Volumen V33 aus der folgenden Formel mit einer Formel einer polytropischen Änderung erhalten: V33 = V33max × (P35min/P35^(1/n)

In der Formel gibt P35min den Umgebungsdruck wieder und V33max einen in der Technik bekannten Wert. Somit wird das Volumen V33 berechnet, wenn der Luftdruck der ersten abgedichteten Luftkammer P35 beträgt.

Das bei dem Druckwert P35 der ersten abgedichteten Luftkammer erhaltene Volumen V33 wird in ein Volumen der Fluidkammer 32d des Ölspeichers 30, in das Volumen der Fluidkammer 53 der geteilten Kammer 50 und in das Volumen der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umgewandelt.

Außerdem wird das Volumen V52 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 berechnet, indem ein in der Technik bekanntes minimales Volumen V52 zu einer Differenz zwischen dem maximalen Volumen V33max der ersten abgedichteten Luftkammer und dem Volumen V33, das bei dem Druckwert P35 der ersten abgedichteten Luftkammer erhalten wird, hinzu addiert wird. V52 wird aus der folgenden Formel erhalten: V52 = V52min + V33max(1–(P35min/P35)^(1/n))

Der Luftdruck P35 der ersten abgedichteten Luftkammer gibt den Druckwert des Drucksensors 35 der Unterbringungskammer 34 wieder.

Andererseits wird ein Volumen V13 der Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 aus der folgenden Formel erhalten, bei der ein Luftdruck der Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 als [P55] eingestellt ist und ein Volumen der Röhre, die die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 mit der Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 in Verbindung bringt, als ein Wert [Vd] (ein in der Technik bekannter Wert) eingestellt ist.

V13 = (V13max + V52min + Vd) (P55max/P55)^(1/n)–(Vd+V52)

In dieser Formel gibt [V13max] ein maximales Volumen (ein in der Technik bekannter Wert) der Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 wieder und der Wert [P55] gibt den Druckwert des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 wieder.

Das Volumen V13 der Fluidantriebskammer 13 der Fluidpumpe 10 kann in ein Volumen der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 umgewandelt werden, so dass das Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe 10 aus dem Druckwert P35 des Drucksensors 35 der Unterbringungskammer 34 und dem Druckwert P55 des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 berechnet wird.

14 zeigt ein Flussdiagramm zum Erhalten des Blutströmungsvolumens von der Blutpumpe 10.

Die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 von 13 betätigt das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 in Übereinstimmung mit dem Antriebszustand oder der Änderung des Zustandes des Patienten bei einer vorbestimmten zeitlichen Abstimmung zum Korrigieren des Luftvolumens (V13max + V52min+Vd) der zweiten abedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 hat.

Jedoch gibt es eine bestimmte Grenze beim verbessern der Genauigkeit des Blutströmungsvolumens von der Blutpumpe 10, da das Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe 10 unter der Annahme erhalten wird, dass das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer (V13max+V52min+Vd) ein konstantes Volumen ist.

Genauer gesagt steht die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 mit der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50, die in der zweiten abgedichteten Luftkammer enthalten sind, durch eine Röhre in Verbindung, die aus einem weichen Harzelement gestaltet ist und durch die Membran 51 und die Membran 11 geteilt ist, die aus weichen Harzelementen gestaltet sind.

Hierbei ist es erforderlich, die Wirkungen der weichen Harzelemente auf Grund deren veränderliches Verhalten zusammen mit dem Druck zu berücksichtigen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend dargelegten Nachteile zu beseitigen und eine Blutpumpenantriebsvorrichtung zu schaffen, die eine verbesserte Genauigkeit hat, um das Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe und der Berechnungseinrichtung des Blutströmungsvolumens von der Blutpumpe zu erhalten, wobei eine Volumenänderung des Luftvolumens widergespiegelt wird, das in der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der Luftkammer der geteilten Pumpe eingefüllt ist, um das Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe zu berechnen.

Die vorstehend dargelegten und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich hervor, wobei in ihnen mit den gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnet sind.
1 zeigt ein Flussdiagramm des Programms zum Erzielen eines Luftvolumens von einer zweiten abgedichteten Luftkammer mittels des Umwandelns in einen Umgebungsdruck.
2 zeigt ein Flussdiagramm des Programms zum Erhalten eines Blutströmungsvolumens von der Blutpumpe bei einer Herauspumpbewegung.
3 zeigt ein Flussdiagramm des Programms zum Erhalten einer Blutpumpeneffizienz.
4 zeigt ein Flussdiagramm des Programms zum Erhalten eines Pumpvolumens pro Minute von der Blutpumpe.
5 zeigt eine grafische Darstellung von tatsächlichen Wellenformen von Beispielen einer Druckwellenform eines Drucksensors von einer Aufbewahrungskammer und einer Druckwellenform von einem Drucksensor einer Luftkammer einer geteilten Kammer.
6 zeigt eine grafische Darstellung von tatsächlichen Wellenformen von Beispielen eines Gesamtbewegungsvolumens der Membran der Blutpumpe bei einer Herauspumpbewegung.
7 zeigt eine grafische Darstellung eines positiven Durchschnittswertes, der von einem Beispiel einer tatsächlichen Wellenform eines Druckwertes von dem Drucksensor der Luftkammer der geteilten Kammer (ein Luftdruck einer zweiten abgedichteten Luftkammer) erhalten wird.
8 zeigt eine grafische Darstellung einer Druckwellenform von dem Drucksensor der Aufbewahrungskammer und einer Druckwellenform von dem Drucksensor der Luftkammer der geteilten Kammer bei einem Blutpumpenantreiben zum Erhalten von Fehlern, wenn Blutströmungsvolumina pro Minute von der Blutpumpe berechnet werden.
9 zeigt eine Tabelle von Antriebszuständen bei einem Blutpumpenantreiben zum Erhalten von Fehlern, wenn Blutströmungsvolumina pro Minute von der Blutpumpe berechnet werden.
10 zeigt eine Tabelle, bei der Fehler von erhaltenen Blutströmungsvolumina pro Minute von der Blutpumpe verglichen werden.
11 zeigt eine Vorderansicht (a), eine Querschnittsansicht (b) und eine Ansicht von hinten (c) von einem geöffneten Ein-Wege-Ventil.
12 zeigt eine Vorderansicht (a), eine Querschnittsansicht (b) und eine Ansicht von hinten (c) von einem geschlossenen Ein-Wege-Ventil.
13 zeigt einen Überblick über eine Blutpumpenantriebsvorrichtung.
14 zeigt ein Flussdiagramm einer herkömmlichen Berechnungseinrichtung eines Blutströmungsvolumens von einer Blutpumpe.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Der Aufbau einer Blutpumpenantriebsvorrichtung gemäß diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der gleiche wie bei der herkömmlichen Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 in 13, die vorstehend als Hintergrund der Erfindung beschrieben ist. Jedoch unterscheidet sich die vorliegende Einrichtung zum Erzielen des Blutströmungsvolumens von der Blutpumpe 10 von der herkömmlichen Einrichtung, wobei der Unterschied nachstehend detailliert erläutert ist.
Während die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung angetrieben wird, werden eine Druckwellenform eines Drucksensors 35 einer Unterbringungskammer 34 und eine Druckwellenform eines Drucksensors 55 der Luftkammer 52 einer geteilten Kammer 50 gemessen, wie dies in 5 gezeigt ist. Eine gestrichelte Linie in 5 zeigt die Wellenform des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 an.
Wenn eine Ölpumpe 20 das Fluid zu einer Fluidkammer 53 der geteilten Kammer 50 herauspumpt, wird die in der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 befindliche Luft komprimiert. Als ein Ergebnis nimmt der Luftdruck in der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 zu und wird zu einem Überdruck oder zu einem positiven Druck.
Wenn die Ölpumpe 20 das Fluid zu einer Fluidkammer 32 eines Ölspeichers 30 herauspumpt, wird die in der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 befindliche Luft entspannt. Als ein Ergebnis wird der Luftdruck in der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 niedriger und wird zu einem Unterdruck oder zu einem negativen Druck.
Eine durchgehende Linie in 5 zeigt eine abgeleitete Wellenform der Wellenform des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50. Eine gestrichelte Linie in 5 zeigt die Druckwellenform des Drucksensors 35 der Unterbringungskammer 34.
Wenn die Ölpumpe 20 das Fluid zu der Fluidkammer 53 der geteilten Kammer 50 herauspumpt, wird die in der Luftkammer 33 des Ölspeichers 30 befindliche Luft entspannt. Folglich nimmt der Luftdruck in der Luftkammer 33 des Ölspeichers 30 ab und wird zu einem Unterdruck oder zu einem negativen Wert.
Wenn die Ölpumpe 20 das Fluid zu der Fluidkammer 32 des Ölspeichers 30 herauspumpt, wird die in der Luftkammer 33 des Ölspeichers 30 befindliche Luft komprimiert.
Als ein Ergebnis wird der Luftdruck in der Luftkammer 33 des Ölspeichers 30 höher und wird zu einem positiven Wert oder zu einem Überdruck.
Wenn das Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe 10 erhalten wird, werden zunächst ein Bewegungsvolumen des Fluids (Ölbewegungsvolumen) VO, das in die Fluidkammer 32 des Ölspeichers 30, in die Pumpenkammer 21 der Ölpumpe 20 und in die Fluidkammer 53 der geteilten Kammer 50 eingefüllt ist, von der folgenden Formel auf der Grundlage einer Bedingung erhalten, bei der der Luftdruck in der Unterbringungskammer 34 bei einem Umgebungsdruck ist.
Das Ölbewegungsvolumen VO wird aus der folgenden Formel erhalten: VO = VR – VR × (PA/(PA+PR))^(1/C1) Formel (1)
Hierbei zeigt [VR] ein Volumen eines Umgebungsdrucks der ersten abgedichteten Luftkammer (ein in der Technik bekannter Wert), die die Luftkammer 33 des Ölspeichers 30 und die Unterbringungskammer 34 umfasst. [PA] gibt einen Umgebungsdruck an. [PR] gibt einen Druckwert des Drucksensors 35 der Unterbringungskammer 34 an und ist ein Luftdruck der ersten abgedichteten Luftkammer. [C1] gibt eine positive konstante Zahl an, die größer als 1 und gleich wie oder geringer als 1,4 ist.
Danach wird das Luftvolumen VA der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 hat, berechnet.
Ein Bewegungsvolumen der Membran 11 der Blutpumpe 10 wird als ein sehr geringes Volumen erachtet, wenn ein zunehmendes Verhältnis des Drucks in der zweiten abgedichteten Luftkammer maximal wird.
Somit wird das Bewegungsvolumen der Membran 11 der Blutpumpe 10 aus der folgenden Formel gerichtet auf einen Zeitpunkt erhalten, bei dem das Anstiegsverhältnis des Drucks in der zweiten abgedichteten Luftkammer maximal wird (siehe 5) gemäß einer Druckänderung des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 und des Ölbewegungsvolumens VO während der sehr geringen Bewegungsperiode.
VA = C2 × (VO2-VO1)/[{(PA+PI2)/(PA+PI1)}^](1/C3)–1] Formel (2)
Hierbei zeigt [PI] einen Druckwert des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 und [C2] gibt eine negative konstante Zahl an. [C3] gibt eine positive konstante Zahl an, die größer als 1 und gleich wie oder geringer als 1,4 ist. Der Index [1] gibt eine Startzeit der sehr geringen Bewegungsperiode an (Startzeit der Messung) und der Index [2] gibt einen Endzeitpunkt der sehr geringen Bewegungsperiode an (Endzeitpunkt der Messung).
Jedoch entspricht das Luftvolumen VA in der zweiten abgedichteten Luftkammer, das von der vorstehend erwähnten Formel erhalten wird, dem Wert, der bei dem Endzeitpunkt der sehr kleinen Bewegungszeitspanne oder Bewegungsperiode (Endpunkt der Messung) gemessen wird und an diesem Punkt wird der Luftdruck in der zweiten abgedichteten Luftkammer zu Pl2. Somit wird ein Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer VAS mittels eines Umwandelns in einen Umgebungsdruck aus der folgenden Formel erhalten: VAS = VA × {PA+PI2)/PA}^(1/C4) Formel (3)
Das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer VAS mittels eines Umwandelns in einen Umgebungsdruck ändert sich in Übereinstimmung mit der Änderung des Druckwertes des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 (Änderung des Luftdruckwertes der zweiten Abgedichteten Luftkammer), wie dies in 5 gezeigt ist. Ein Änderungsvolumen DVA wird aus der folgenden Formel erhalten: DVA = VAS–VAS × {PA/(PA+PI)}(1/C5) Formel 4
Hierbei ist mit [C5] eine positiv konstante Zahl wiedergegeben, die größer als 1 und gleich wie oder kleiner als 1,4 ist.
Eine durchgehende Linie in 6 zeigt eine Luftvolumenänderung, die erhalten wird, indem ein tatsächlicher Wert des Änderungsvolumens DVA in einen Umgebungsdruckwert umgewandelt wird.
Genauer gesagt zeigt die durchgehende Linie eine Schwankung des Luftvolumens der zweiten abgedichteten Luftkammer VAS gemäß der Änderung des Druckwertes von dem Drucksensor 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 (Änderung des Luftdruckwertes der zweiten abgedichteten Luftkammer), die als eine gestrichelte Linie in 5 gezeigt ist, mittels eines Umwandelns in einen Umgebungsdruck unter der Annahme, dass das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer VAS gleich 0cm³ ist, wenn das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer VAS der Umgebungsdruck ist.
Die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 steht mit der Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 über die Röhre in Verbindung, die aus einem weichen Harzelement hergestellt ist, wobei diese zu der zweiten abgedichteten Luftkammer gehören.
Die geteilte Kammer 50 ist durch die Membran 51 geteilt, die aus einem weichen Harzelement hergestellt ist, und die Blutpumpe 10 ist durch die Membran 11 geteilt, die aus einem weichen Harzelement hergestellt ist.
Diese weichen Harzelemente werden durch den Druck so umgewandelt oder verändert, dass das Veränderungsvolumen ein Änderungsvolumen dieser weichen Harzelemente umfasst. Das Änderungsvolumen VT wird aus der folgenden Formel erhalten.
VT = C6 × PI Formel 4-2 Hierbei gibt [C6] eine konstante Zahl wieder.
Eine gestrichelte Linie in 6 zeigt das Ölbewegungsvolumen VO.
Genauer gesagt zeigt die gestrichelte Linie eine Volumenänderung der Luftkammer 33 von dem Ölspeicher 30, anders ausgedrückt zeigt die gestrichelte Linie ein Fluidvolumenstrom in die Fluidkammer 32 des Ölspeichers 30 unter der Annahme, dass das Ölbewegungsvolumen VO = 0cm³ ist, wenn eine maximale Fluidströmung in die Fluidkammer 53 der geteilten Kammer 50 vorhanden ist.
Eine gestrichelte Linie in 6 zeigt das Bewegungsvolumen der Membran 11 der Blutpumpe 10, das erhalten wird, indem das Ölbewegungsvolumen VO (gestrichelte Linie in 6) zu dem Änderungsvolumen DVA (durchgehende Linie in 6) des Luftvolumens der zweiten abgedichteten Luftkammer VAS umgewandelt in einen Umgebungsdruck hinzugefügt wird.
Somit zeigt eine Differenz zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert der gestrichelten Linie in 6 ein Gesamtbewegungsvolumen der Membran 11 der Blutpumpe 10 bei einem Pumpen.
Somit wird das Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 aus der folgenden Formel erhalten.
VB = VO + DVA + VT Formel (5)
Ein Blutvolumen SV, dass das von der Blutpumpe 10 bei einem Pumpen herausgepumpte Fluidvolumen ist, wird durch die folgende Formel als das Gesamtbewegungsvolumen der Membran 11 der Blutpumpe 10 gemäß der Wellenform der gestrichelten Linie in 6 erhalten.
SV = Vbmax – Vbmin Formel (6)
Hierbei zeigt [VBmax] einen maximalen Wert des Bewegungsvolumens VE der Membran 11 der Blutpumpe 10 und [VBmin] zeigt einen minimalen Wert des Bewegungsvolumens VB der Membran 11 der Blutpumpe 10.
Ein Ergebnis einer weiteren detaillierten Untersuchung zeigt jedoch, dass ein in die Aorta des Patienten durch die Blutherauspumpöffnung 17 der Blutkammer 12 hineingepumptes Blutvolumen nicht genau das gleiche Volumen wie das Gesamtbewegungsvolumen der Membran 11 der Blutpumpe 10 ist, da das Ein-Wege-Ventil 16, das an der Blutherauspumpöffnung 17 der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 vorgesehen ist, und das Ein-Wege-Ventil 14, das an der Bluthereinpumpöffnung 15 der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 vorgesehen ist, einen Klappenaufbau haben, wie dies in den 11 und 12 gezeigt ist.
Das Fluid strömt zurück, wenn die Ventile aus dem geöffneten Zustand so betätigt werden, dass sie geschlossen werden (siehe 12), und das Fluid tritt aus ihnen auf Grund des Vorsehens des Zwischenraums 101 aus (siehe 11).
Somit sollten das Rückströmungsvolumen und das Austrittsvolumen oder Leckagevolumen von der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 von dem Gesamtbewegungsvolumen der Membran der Blutpumpe 10 subtrahiert werden, um ein genaues Blutvolumen zu erhalten, das von der Blutpumpe 10 bei einem Pumpen herausgepumpt wird.
Es wurde durch Versuche bestätigt, dass ein Hinzufügen des Rückströmungsvolumens und des Leckagevolumens von der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 proportional zu einem Durchschnittswert des Überdrucks oder positiven Druckwertes (der Luftdruck der zweiten abgedichteten Luftkammer) des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 ist. Somit wird der Begriff Blutpumpeneffizienz EB bei der vorliegenden Erfindung eingeführt, und die Blutpumpeneffizienz EB wird aus der folgenden Formel erhalten: EB = (SV – C7 × MP)/SV Formel (7)
Hierbei ist [MP] der Durchschnittswert des Überdruckwertes des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 (der Luftdruck der zweiten abgedichteten Luftkammer) und dieser ist als gestrichelte Linie in 7 gezeigt. [C7] zeigt eine konstante Zahl. Die gestrichelte Linie in 7 zeigt den Druckwert des Drucksensors 55 der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 (der Druckwert der zweiten abgedichteten Luftkammer).
Somit wird ein Blutströmungsvolumen pro Minute BF von der Blutpumpe aus der folgenden Formel unter der Berücksichtigung eines Hinzufügens des Rückströmungsvolumens und des Leckagevolumens von der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 in Bezug auf das Blutvolumen SV, das von der Blutpumpe 10 während eines Pumpens herausgepumpt wird, erhalten: BF = SV × HR × EB Formel (8)
Hierbei ist mit [HR] eine Pumpzahl pro Zeiteinheit gezeigt.
10 zeigt Versuchsergebnisse der Berechnungen der Blutströmungsvolumina pro Minute BF von der Blutpumpe und Fehler bei den Berechnungen unter Berücksichtigung des Hinzufügens des Rückströmungsvolumens und des Leckagevolumens der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 und ohne die Berücksichtigung des Hinzufügens.
Anders ausgedrückt zeigt 10 die Versuchsergebnisse bei einem Vergleich des Berechnungsfehlers des Blutströmungsvolumens pro Minute BF von der Blutpumpe mit der Blutpumpeneffizienz EB gegenüber dem Berechnungsfehler des Blutströmungsvolumens pro Minute BF von der Blutpumpe ohne die Blutpumpeneffizienz EB.
Die Antriebsbedingungen sind wie folgt eingestellt (wie dies in 9 gezeigt ist):

I. Ein maximaler und ein minimaler Wert eines Antriebsdrucks, die als Druckwerte des Drucksensors 55 der Luftkammer 12 der geteilten Kammer 50 (der Luftdruckwert der zweiten abgedichteten Luftkammer) angegeben sind, betragen 250 mmHg und –65 mmHg.
II. Die Pumpzahl pro Minute beträgt 75/min.
III. Ein Verhältnis der Herauspumpzeitspanne (%-Systole) von einem Hinzufügen der Herauspumpzeitspanne und der Hereinpumpzeitspanne beträgt 30%.

Die Druckwellenformen des Drucksensors 35 der Unterbringungskammer und der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 zu diesem Zeitpunkt sind jeweils in 8 gezeigt.
10 zeigt das Ergebnis des Vergleichs. Wenn der tatsächliche Wert des Blutströmungsvolumens pro Minute BF von der Blutpumpe 3,88L/min beträgt, beträgt der erhaltene Wert mit der Blutpumpeneffizienz EB gleich 3,98 L/min, und so wird der Berechnungsfehler zu +2,6 L/min. Andererseits beträgt der berechnete Wert ohne die Blutpumpeneffizienz EB gleich 5,09 L/min., so dass der Berechnungsfehler zu +31,2 L/min wird. Somit wird das Erzielen des Blutströmungsvolumens pro Minute BF von der Blutpumpe mit der Blutpumpeneffizienz EB genauer als ohne die Blutpumpeneffizienz EB.
Außerdem kann die Blutpumpeneffizienz EB mit einem Durchschnittswert des Unterdruckwerts des Drucksensors 50 in Abhängigkeit von den Arten der Blutpumpe 10 in Wechselwirkung stehen. Wenn die Blutpumpeneffizienz EB mit dem Durchschnittswert des Unterdruckwertes des Drucksensors 55 in Wechselwirkung steht, muss die Wechselwirkung zwischen dem Druckwert des Drucksensors 55 und dem Durchschnittswert des Unterdrucks berücksichtigt werden.
Nachstehend ist ein Prozess zum Erhalten des Blutströmungsvolumens pro Minute BF von der Blutpumpe der Blutpumpe 10, der durch die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 von 13 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm erläutert.
1 zeigt das Flussdiagramm zum Erhalten des Luftvolumens VAS der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 hat, mittels des Umwandelns in einen Umgebungsdruck.
Wie dies in 1 gezeigt ist, werden der Druckwert Pl des Drucksensors 55 und der Umgebungsdruck PA bei Schritt S11 bei vorbestimmten Probeintervallen (beispielsweise 2 ms) gemessen. Bei diesem Schritt wird der Umgebungsdruck PA durch den Drucksensor gemessen, der an der Steuervorrichtung 40 vorgesehen ist. Der Prozess geht zu Schritt S12 und das Ölbewegungsvolumen VO wird aus der Formel (1) bei vorbestimmten Probeintervallen erhalten. Der Prozess geht zu Schritt S13 und ein Druckänderungswert Epl des Druckwertes Pl des Drucksensors 55 wird aus der folgenden Formel bei vorbestimmten Probeintervallen erhalten: DPI = PI2 – PI1 Formel (9) Bei Schritt S14 wird der erhaltene Druckänderungswert DPl mit einem maximalen Wert des Druckänderungswertes DPlmax zu diesem Zeitpunkt verglichen. Wenn der Druckänderungswert DPl größer als der maximale Wert Dplmax ist (Schritt S14: ja), geht der Prozess zu Schritt S15 und ersetzt den maximalen Wert Dplmax durch den Druckänderungswert DPl. Dann geht der Prozess zu Schritt S16, und das Luftvolumen VA in der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 hat, wird aus der Formel (2) erhalten. Der Prozess geht zu Schritt S17 weiter, und der Absolutdruck PVA in der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 beim Erhalten des Druckänderungswertes DPl wird aus der folgenden Formel erhalten.
PVA=PA+Pl2 Formel (10) Der Prozess zu Schritt S18 und ersetzt das Luftvolumen VA der zweiten abgedichteten Luftkammer und den Absolutdruck PVA der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 beim Erhalten des Druckänderungswertes TPl durch die gegenwärtigen Werte, und dann geht der Prozess zu Schritt S19 weiter.
Wenn bei dem Schritt S14 der Druckänderungswert DPl gleich wie oder geringer als der maximale Wert DPLmax ist (siehe Schritt 514: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S19 weiter.
Bei dem Schritt S19 wird beurteilt, ob eine Pumpenbewegung beendet worden ist oder nicht. Wenn eine Pumpenbewegung beendet worden ist (siehe Schritt S19: JA), geht der Prozess zu Schritt S20 weiter und bestimmt das Luftvolumen VA der zweiten abgedichteten Luft, und den Absolutdruck PVA der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 beim Erhalten des Druckänderungswertes DPl. Dann geht der Prozess zu Schritt S21 weiter und beurteilt, ob das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 bei der Einpumpenbewegung betätigt worden ist oder nicht. Wenn das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 bei der Einpumpenbewegung betätigt worden ist (siehe Schritt S21: JA) geht der Prozess zu Schritt S23 weiter und löscht den maximalen Wert des Druckänderungswertes DPLmax, und dann geht der Prozess zu Schritt S11 zurück.
Andererseits geht, wenn das Öffnungs-Schließventil 56 nicht bei der einen Pumpbewegung betätigt wird (Schritt S21: NEIN), der Prozess zu Schritt S21 weiter, und das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer VAS wird mittels Umwandlung in einen Umgebungsdruck erhalten, und der Prozess geht dann zu Schritt S11 zurück. Bei dem Schritt S21 wird der bei dem Schritt S18 erhaltene Absolutdruck PVA als [PA + Pl2] verwendet. Wenn bei dem Schritt S19 die eine Pumpbewegung nicht beendet ist (s19: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S11 ohne jeglichen Betrieb zurück.
2 zeigt ein Flussdiagramm zu Erhalten des Blutströmungsvolumens SV von der Blutpumpe 10 bei einer Pumpbewegung.
Wie dies in 2 gezeigt ist, wird der Druckwert PR des Drucksensors 35, der Druckwert Pl des Drucksensors 55 und der Umgebungsdruck PA bei vorbestimmten Probeintervallen bei Schritt S31 gemessen.
Bei diesem Schritt wird der Umgebungsdruck PA durch den an der Steuervorrichtung 40 vorgesehenen Drucksensor gemessen. Der Prozess geht zu Schritt S32 weiter und das Ölbewegungsvolumen VO wird aus der Formel (1) bei vorbestimmten Probeintervallen erhalten. Der Prozess geht zu Schritt S33 weiter und das Änderungsvolumen VT des weichen Harzelementes wird aus der Formel (4-2) erhalten.
Der Prozess geht zu Schritt S34 weiter und das Änderungsvolumen DVA des Luftvolumens der zweiten abgedichteten Luftkammer VAS wird (unter Verwendung des bei dem Schritt S22 in 1 erhaltenen Wertes) aus der Formel (4) mittels eines Umwandelns in einen Umgebungsdruck erhalten.
Der Prozess geht zu Schritt S35 weiter und das Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 wird aus der Formel (5) erhalten.
Bei dem Schritt S35 wird das erhaltene Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 mit dem maximalen Wert VBmax des Bewegungsvolumens der Membran 11 der Blutpumpe 10 zu diesem Zeitpunkt verglichen. Wenn das erhaltene Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 größer als der maximale Wert VBmax ist (siehe Schritt S36: JA), geht der Prozess zu Schritt S37 weiter und ersetzt das erhaltene Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 durch den maximalen Wert VBmax, und dann geht der Prozess zu Schritt S38 weiter. Wenn andererseits das erhaltene Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 gleich wie oder geringer als der maximale Wert VBmax ist (siehe Schritt S36: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S38 ohne jeglichen Betrieb weiter.
Bei dem Schritt S38 wird das erhaltene Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 mit dem minimalen Wert VBmin des Bewegungsvolumens der Membran 11 der Blutpumpe 10 zu diesem Zeitpunkt verglichen. Wenn das erhaltene Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 geringer als der minimale Wert Vbmin ist (siehe Schritt S38: JA), geht der Prozess zu Schritt S39 weiter und ersetzt das erhaltene Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 durch den minimalen Wert VBmin, und dann geht der Prozess zu Schritt S40 weiter. Wenn andererseits das erhaltene Bewegungsvolumen VB der Membran 11 der Blutpumpe 10 gleich wie oder größer als der minimale Wert VBmin ist (siehe Schritt S38: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S40 ohne jeglichen Betrieb weiter.
Bei dem Schritt S40 wird beurteilt, ob eine Pumpbewegung beendet ist oder nicht. Wenn eine Pumpbewegung beendet worden ist (siehe Schritt S40: JA), geht der Prozess zu Schritt S41 weiter und bestimmt den maximalen Wert (VBmax) und den minimalen Wert (VBmin) des Bewegungsvolumens VB der Membran 11 der Blutpumpe 10.
Der Prozess geht zu Schritt S42 weiter und erhält das Blutströmungsvolumen SV von der Blutpumpe 10 bei einer Pumpbewegung aus der Formel (6).
Dann geht der Prozess zu Schritt S43 weiter und der maximale Wert (VBmax) und der minimale Wert (VBmin) des Bewegungsvolumens VB der Membran 11 der Blutgruppe 10 wird gelöscht. Der Prozess geht zu Schritt S31 zurück. Wenn andererseits eine Pumpbewegung nicht beendet ist (siehe Schritt S40: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S31 ohne jeglichen Betrieb zurück.
3 zeigt ein Flussdiagramm zum Erhalten der Blutpumpeneffizienz EB. Wie dies in 3 gezeigt ist, wird der Druckwert Pl des Drucksensors 55 bei vorbestimmten Intervallen gemessen. Der Prozess geht zu Schritt S52 weiter und es wird beurteilt, ob der gemessene Druckwert Pl des Drucksensors 55 ein positiver Druck oder Überdruck ist oder nicht. Wenn der gemessene Druckwert Pl des Drucksensors 55 ein positiver Druck ist (siehe Schritt S52: JA), geht der Prozess zu Schritt S53 weiter, und der Druckwert Pl des Drucksensors 55 wird zu PlA gemäß der folgenden Formel aufsummiert. Dann geht der Prozess zu Schritt S54 weiter.
PIA=PIA+PI Formel (12)
[PIA] gibt einen aufsummierten Druckwert PI des Drucksensors 55 wieder.
Wenn andererseits der gemessene Druckwert PI des Drucksensors 55 kein positiver Druck ist (siehe Schritt S52: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S54 ohne jeglichen Betrieb weiter.
Bei Schritt S54 wird beurteilt, ob eine Pumpbewegung vollendet ist oder nicht. Wenn eine Pumpbewegung vollendet worden ist, geht der Prozess zu Schritt S55 weiter, und der Druckwert PI des Drucksensors 55 wird bestimmt. Dann geht der Prozess zu Schritt S56 weiter und die automatischen Einstellbedingungen werden erkannt, wie beispielsweise die Pumpzahl HR pro Minute oder das Verhältnis der Herauspumpperiode (Prozent-Systol) bei der erhaltenen Periode durch ein Addieren der Herauspumpperiode zu der Hineinpumpperiode.
Dann geht der Prozess zu Schritt S57 weiter und es wird beurteilt, ob das Öffnungs-Schließventil 56 bei der einen Pumpbewegung betätigt wird oder nicht. Wenn das Öffnungs-Schließventil 56 bei der einen Pumpbewegung betätigt wird (siehe Schritt S57: JA), geht der Prozess zu Schritt S58 weiter, und der aufsummierte Wert PIA wird gelöscht. Dann geht der Prozess zu Schritt S51 zurück.
Wenn andererseits das Öffnungs-Schließ-Ventil 56 nicht bei der einen Pumpbewegung betätigt wird (siehe Schritt S57: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S59 weiter, und es wird der Durchschnittswert MP des positiven Druckwertes PI (der Luftdruck in der zweiten abgedichteten Luftkammer (des Drucksensors 55 gemäß der folgenden Formel erhalten): MP = PIA/(60000/HR×SD/100) Formel (13)
Dabei ist mit [SD] das Verhältnis der Herauspumpzeitspanne oder Herauspumpperiode (%-Systol) bei der erhaltenen Periode durch ein Addieren der Herauspumpperiode zu der Hineinpumpperiode wiedergegeben.
Der Prozess geht zu Schritt S60 und es wird die Blutpumpeneffizienz EP aus der Formel (7) erhalten. Dann geht der Prozess zu Schritt S51 über Schritt S58 zurück.
4 zeigt ein Flussdiagramm zum Erhalten des Blutströmungsvolumens pro Minute BF von der Blutpumpe. Wie dies in 4 gezeigt ist, wird bei Schritt S71 beurteilt, ob eine Pumpbewegung vollendet ist oder nicht. Wenn die eine Pumpbewegung nicht vollendet ist (Schritt S71: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S71 zurück ohne jeglichen weiteren Betrieb. Wenn andererseits die eine Pumpbewegung vollendet ist (Schritt S71: JA), geht der Prozess zu Schritt S72 weiter. Es werden automatisch die Einstellbedingungen erkannt, beispielsweise die Pumpzahl pro Minute. Der Prozess geht zu Schritt S73 weiter und es wird das Blutströmungsvolumen pro Minute PF von der Blutpumpe von der Formel (8) erhalten (wobei SV bei dem Schritt S42 in 2 erhalten wird und die Blutpumpeneffizienz EB bei dem Schritt S60 in 3 erhalten wird). Dann geht der Prozess zu Schritt S71 zurück.
Wie dies vorstehend detailliert erläutert ist, hat die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 gemäß dem in 13 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Unterbringungskammer 34, den Ölspeicher 30, der durch die Membran 31 in die Fluidkammer 32 und die Luftkammer 33 geteilt ist, die mit der Unterbringungskammer 34 verbunden ist, die Ölpumpe 20, die mit der Pumpenkammer 21 versehen ist, die mit der Fluidkammer 32 des Ölspeichers 30 in Verbindung steht, die geteilte Kammer 50, die durch die Membran 51 in die Luftkammer 42 und in die Fluidkammer 53 geteilt ist, die mit der Pumpenkammer 21 von der Ölpumpe 20 in Verbindung steht, und die Blutpumpe 10, die durch die Membran 11 in die Blutkammer 12 und in die Fluidantriebskammer 13 geteilt ist, die mit der Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 in Verbindung steht, und sieht das Blutströmungsvolumen pro Minute von der Blutpumpe 10 (PF) gemäß der Darstellung der 1 bis 4 vor.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Blutströmungsvolumens pro Minute von Blutpumpe 10 (PF) den Wert des VAS, das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 hat (siehe in 4 den Schritt S73). Der Wert VAS wird erhalten, wenn der Wert DPI, der Druckänderungswert der zweiten abgedichteten Kammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 hat, der in 1 gezeigte maximale Wert ist.
Der Wert VAS (siehe 1 den Schritt S22), das Luftvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, wird als das Volumen der zweiten abgedichteten Luftkammer genau berechnet, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, selbst wenn das Volumen der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, sich ändert.
Die Gründe dieser Genauigkeit sind, dass die Membran 51 der geteilten Kammer 50 und die Membran 11 der Blutpumpe 10 aus weichen Harzelementen gestaltet sind, und das Bewegungsvolumen der Membran 11 der Blutpumpe 10 als minimales Volumen erachtet wird, wenn der Druckänderungswert DPI der zweiten abgedichteten Kammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, maximal wird (siehe beispielsweise 5).
Somit wird die Änderung des Volumens der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, bei der Berechnung des Blutströmungsvolumens pro Minute PF von der Blutpumpe 10 reflektiert (siehe 4 der Schritt S73). Als ein Ergebnis wird die Genauigkeit der Berechnung des Blutströmungsvolumens pro Minute PF von der Blutpumpe 10 verbessert.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der maximale Druckänderungswert DPI der zweiten abgedichteten Kammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, bestimmt, wenn ein wert der charakteristischen Wellenform des Drucks der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, ein maximaler Wert ist (siehe 5), so dass die Bestimmung des maximalen Druckänderungswertes leicht wird.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Blutpumpenvorrichtung 1 das Öffnungs-Schließ-Ventil 56, das das Volumen der zweiten abgedichteten Luftkammer steuert, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpume 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst.
Wie dies bei dem Hintergrund der Erfindung beschrieben ist, wird das Luftvolumen, das in der zweiten abgedichteten Luftkammer eingefüllt ist, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, durch das Öffnungs-Schließventil 56 in Übereinstimmung mit einem Zustand des Patienten, der Blut von der Blutpumpe 10 herauspumpt, unter den Antriebsbedingungen gesteuert, und es gibt viele Möglichkeiten dahingehend, dass das Gesamtvolumen der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, sich ändert. Somit wird die Genauigkeit bei der Berechnung des Blutströmungsvolumens pro Minute PF von der Blutpumpe 10 verbessert.
Die Blutpumpenantriebsvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat das Ein-Wege-Ventil 14 und das Ein-Wege-Ventil 16.
Das Ein-Wege-Ventil 14 ist an der Bluthineinpumpöffnung 15 vorgesehen, um die Blutströmung in die Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 zu ermöglichen, und das Ein-Wege-Ventil 16 ist an der Blutherauspumpöffnung 17 vorgesehen, um die Blutströmung von der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 zu ermöglichen. Diese Ventile führen gleichmäßige Pumpenbewegungen für ein Herauspumpen von Blut aus der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 nach dem Hineinpumpen von Blut von der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 aus.
An dieser Stelle wird berücksichtigt, dass die Rückströmung und die Leckage des Blutes von der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 auf Grund des Klappenaufbaus des Ein-Wege-Ventils 16 und des Ein-Wege-Ventils 14 oder des Zwischenraums oder Spiels 101 erzeugt werden, wie dies in 11 und 12 gezeigt ist.
Jedoch wird durch ein Versuch bestätigt, dass die Rückströmung und die Leckage von Blut aus der Blutkammer 12 der Blutpumpe 10 ungefähr proportional zu MP sind, dem Durchschnittswert des Überdruckwertes der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst.
Somit werden beim Berechnen des Blutströmungsvolumens pro Minute von der Blutpumpe 10 (PF) (siehe 4 der Schritt S73) die Effekte des Klappenaufbaus des Ein-Wege-Ventils 16 und des Ein-Wege-Ventils 14 oder des Spiels 101 beseitigt (siehe 10) unter Verwendung der Blutpumpeneffizienz EB, die auf der Grundlage von dem Wert MP berechnet wird, dem Durchschnittswert des Überdruckwertes der zweiten abgedichteten Luftkammer, die Fluitantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, wie dies in 3 gezeigt ist.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die hierbei vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und Abwandlungen oder Veränderungen sind möglich. Beispielsweise wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung der maximale Druckänderungswert TBI der zweiten abgedichteten Kammer, die die Fluidantriebskammer der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, dann bestimmt, wenn die charakteristische Wellenform des Drucks der zweiten abgedichteten Luftkammer, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, ein maximaler Wert ist (siehe 5). Jedoch wird der maximale Druckänderungswert DPI der zweiten abgedichteten Kammer, die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, ebenfalls dann bestimmt, wenn die charakteristische Wellenform des Drucks der zweiten abgedichteten Luft, die die Fluidantriebskammer 13 der Blutpumpe 10 und die Luftkammer 52 der geteilten Kammer 50 umfasst, ein minimaler Wert ist, so dass die bestimmungsmaximalen Druckänderungswertes leicht wird.
Gemäß der Blutpumpenantriebsvorrichtung und der Einrichtung zum Berechnen des Volumens der Blutströmung von der Blutpumpe verwendet die Berechnungseinrichtung für das Berechnen des Blutströmungsvolumens pro Minute von der Blutpumpe das Gesamtluftvolumen der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer. Das Gesamtvolumen der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer wird erhalten, wenn der Gesamtdruckänderungswert der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer der maximale Wert ist.
Die Membran der geteilten Kammer und die Membran der Blutpumpe sind aus weichen Harzelementen hergestellt, und das Bewegungsvolumen der Membran der Blutpumpe wird als minimales Volumen erachtet, wenn der Druckänderungswert der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und die zweite Luftkammer der geteilten Kammer maximal wird.
Somit wird das Gesamtluftvolumen der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer selbst dann genau berechnet, wenn das Gesamtluftvolumen der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer sich ändert.
In dieser Weise wird die Änderung des Gesamtluftvolumens der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer bei der Berechnung des Blutströmungsvolumens pro Minute von der Blutpumpe reflektiert. Als ein Ergebnis wird die Genauigkeit bei der Berechnung des Blutströmungsvolumens pro Minute von der Blutpumpe verbessert.
Gemäß der Blutpumpenantriebsvorrichtung und der Einrichtung zum Berechnen des Volumens der Blutströmung von der Blutpumpe wird die maximale Druckänderung des Gesamtwertes der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer dann bestimmt, wenn ein Wert der charakteristischen Wellenform des Gesamtluftdrucks der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten geteilten Kammer ein maximaler Wert ist, so dass die Bestimmung des maximalen Druckänderungswertes leicht wird.
Gemäß der Blutpumpenantriebsvorrichtung und der Einrichtung zum Berechnen des Volumens der Blutströmung von der Blutpumpe weist die Blutpumpenantriebsvorrichtung das Öffnungs-Schließ-Ventil auf, das das Gesamtluftvolumen der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer steuert.
Das Gesamtluftvolumen, das in der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, wird durch das Öffnungs-Schließ-Ventil in Übereinstimmung mit einem Zustand des Patienten, der das Blut von der Blutpumpe herauspumpt, oder den Antriebsbedingungen gesteuert, und es gibt viele Möglichkeiten dahingehend, dass das Gesamtluftvolumen der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer sich ändert. Somit wird die Genauigkeit bei der Berechnung des Blutströmungsvolumens von der Blutpumpe verbessert.
Die Blutpumpenantriebsvorrichtung und die Einrichtung zum Berechnen des Volumens der Blutströmung von der Blutpumpe umfassen Ein-Wege-Ventile, die an der Bluthineinpumpöffnung zum Ermöglichen einer Blutströmung in die Blutkammer der Blutpumpe und an der Bluthinauspumpöffnung zum Ermöglichen einer Blutströmung aus der Blutkammer der Blutpumpe vorgesehen sind. Diese Ventile führen gleichmäßige Pumpbewegungen zum Hinauspumpen von Blut aus der Blutkammer der Blutpumpe nach dem Hineinpumpen von Blut aus der Blutkammer der Blutpumpe aus.
An dieser Stelle wird berücksichtigt, dass die Gegenströmung und die Leckage von Blut von der Blutkammer der Blutpumpe auf Grund des Klappenaufbaus der Ein-Wege-Ventile erzeugt werden.
Jedoch werden beim Berechnen des Blutströmungsvolumens pro Minute von der Blutpumpe die Effekte des Klappenaufbaus der Ein-Wege-Ventile unter Anwendung der Blutpumpeneffizienz beseitigt, die auf der Grundlage des Durchschnittes des positiven Gesamtdruckwertes der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer berechnet wird.
Die Blutpumpenantriebsvorrichtung, die ein Blutströmungsvolumen von einer Blutpumpe berechnet, hat eine Berechnungsvorrichtung zum Berechnen des Blutströmungsvolumens von der Blutpumpe unter Verwendung eines Gesamtvolumens der Luft, die in die Fluidantriebskammer der Blutpumpe und in die zweite Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, das berechnet wird, wenn ein Druckänderungsverhältnis der gesamten Luft, die in der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und in der Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, maximal wird.

Claims

Blutpumpenantriebsvorrichtung mit: einer Unterbringungskammer; einem Ölspeicher, der durch eine erste Membran in eine erste Fluidkammer und in eine erste Luftkammer geteilt ist, die mit der Unterbringungskammer verbunden ist; einer Ölpumpe, die mit einer Pumpenkammer versehen ist, die mit der Fluidkammer des Ölspeichers in Verbindung steht; einer geteilten Kammer, die durch eine zweite Membran in eine zweite Luftkammer und eine zweite Fluidkammer geteilt ist, die mit der Pumpenkammer der Ölpumpe in Verbindung steht; und einer Blutpumpe, die durch eine dritte Membran in eine Blutkammer und einer Fluidantriebskammer geteilt ist, die mit der zweiten Luftkammer der geteilten Kammer in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Blutpumpenantriebsvorrichtung des Weiteren folgendes aufweist: eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Blutströmungsvolumens, das von der Blutpumpe gepumpt wird, unter Verwendung eines Gesamtvolumens der Luft, die in die Fluidantriebskammer der Blutpumpe und die zweite Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, das berechnet wird, wenn ein Druckänderungsverhältnis der Luft, die in die Fluidantriebskammer der Blutpumpe und in die Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, maximal wird.
Blutpumpenantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das maximale Druckänderungsverhältnis eines Gesamtvolumens der Luft, die in die Fluidantriebskammer der Blutpumpe und die Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, dann bestimmt wird, wenn eine charakteristische Wellenform des Drucks der Luft, die in die Fluidantriebskammer der Blutpumpe und in die Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, ein maximaler oder ein minimaler Wert ist.
Blutpumpenantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Öffnungs-Schließventil vorgesehen ist, um das Gesamtvolumen der Luft, die in die Fluidantriebskammer der Blutpumpe und in die Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist, zu steuern.
Blutpumpenantriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
Ein-Wege-Ventile an sowohl einer Bluthineinpumpöffnung zum Ermöglichen eines Strömens von Blut in die Blutkammer der Blutpumpe und an einer Bluthinauspumpöffnung zum Ermöglichen eines Strömens von Blut aus der Blutkammer der Blutpumpe vorgesehen sind und
das Blutströmungsvolumen von der Blutpumpe unter Verwendung einer Blutpumpeneffizienz berechnet wird, die auf der Grundlage eines positiven Druckdurchschnittwertes der Luft erhalten wird, die in der Fluidantriebskammer der Blutpumpe und der Luftkammer der geteilten Kammer eingefüllt ist.
Berechnungsverfahren zum Berechnen eines Blutströmungsvolumens gemäß der Blutpumpenantriebsvorrichtung von einem der Ansprüche 1 bis 4.