JP3240167B2 - 医療用ポンプ駆動装置 - Google Patents

医療用ポンプ駆動装置

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JP3240167B2 JP27525491A JP27525491A JP3240167B2 JP 3240167 B2 JP3240167 B2 JP 3240167B2 JP 27525491 A JP27525491 A JP 27525491A JP 27525491 A JP27525491 A JP 27525491A JP 3240167 B2 JP3240167 B2 JP 3240167B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は医療用装置を含む液体流
路内の液体を移送させるためのポンプ手段を駆動する医
療用ポンプ駆動装置に係わり、より具体的には医療用ポ
ンプの回転数を設定する機能、およびこの設定値を表示
する表示手段を備えた医療用ポンプ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、人工肺等の医療用装置を用いた
体外循環、あるいは補助循環において、血液あるいリン
ゲル液等の液体移送手段として遠心ポンプ等の医療用ポ
ンプが用いられている。
【0003】ところで、このような医療用ポンプを駆動
する際には、その前にポンプ流量にほぼ比例するポンプ
回転数を設定している。このポンプ回転数の設定方法と
しては、1回転、あるいは精度を良くする場合には10
回転以上の多回転のつまみを廻して行うのが一般的であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポンプを用いた駆動装置では、実際にポンプを駆動しな
いと、ポンプ回転数が表示されないようになっていた。
したがって、ポンプをいきなり駆動させると、つまみの
位置(設定値)によっては、液体が急激に移送されてし
まうという問題があった。特に人工肺等を用いた体外循
環中には、血液が急激に移送されると、患者が危険な状
態に陥ることがある。そのため、従来では、ポンプを駆
動する際には、安全のために、一旦つまみの位置を最小
値に戻してからポンプを駆動させ、徐々に回転数を上げ
ることにより、希望の回転数に設定していた。
【0005】しかしながら、このような方法は、オペレ
ータが常につまみの位置を気にしながら操作を行う必要
があるため、煩雑であり、手間がかかるという問題があ
った。また、遠心ポンプを用いた場合、低回転にする
と、血液が逆流するという危険性もあった。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、オペレータがつまみの設定位置を気
にすることなく安心して操作を行うことができる医療用
ポンプ駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による医療用ポン
プ駆動装置は、医療用装置を含む液体流路内の液体を移
送させるためのポンプ手段を駆動する医療用ポンプ駆動
装置であって、前記ポンプ手段を駆動させるポンプ駆動
手段と、前記ポンプ手段の回転数を任意に調整しうる回
転数調整手段と、前記ポンプ手段の駆動時における実回
転数を検出する実回転数検出手段と、前記回転数調整手
段により設定された設定回転数と前記実回転数検出手段
により検出された実回転数とから設定回転数の補正値を
算出する補正値算出手段と、前記補正値算出手段により
算出された補正値を記憶する補正値記憶手段と、前記補
正値記憶手段に記憶された補正値により前記設定回転数
を補正する設定回転数補正手段と、前記設定回転数補正
手段により補正された設定回転数を表示する第1の表示
手段と、前記実回転数検出手段により検出された実回転
数を表示する第2の表示手段とを備えたものである。
【0008】
【0009】
【0010】このような構成の医療用ポンプ駆動装置で
は、ポンプ手段の停止時に、回転数調整手段により設定
された現在の設定回転数が第1の表示手段により表示さ
れ、オペレータに報知するとともに、ポンプ手段の駆動
中に実回転数が検出され、この実回転数と設定回転数と
から補正値が算出され、この補正値により設定回転数の
補正が行われる。したがって、ポンプ手段の駆動後にお
いても、第1の表示手段では、その時点の正確な設定回
転数が表示されることとなり、安全性がより向上する。
【0011】また、本発明の医療用ポンプ駆動装置で
は、前記第1の表示手段による表示と、第2の表示手段
による表示とを切り換えて表示する表示切換手段を備え
る構成とし、さらに前記第1の表示手段による表示と第
2の表示手段による表示とを同じ表示部において行うと
ともに、いずれの表示手段による表示であるかを明示す
る明示手段をさらに備える構成とすることもできる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0013】図2は、本発明の一実施例に係わる医療用
ポンプ駆動装置を用いたプライミングシステムの構成を
表すものである。このシステムでは、液体流路を有する
医療用装置として人工肺1を備えている。
【0014】この人工肺1は、ハウジング内に多数本の
多孔質中空糸膜の束が収容されるとともに、上部に血液
流入口11、下部に血液流出口17を有し、これら血液
流入口11と血液流出口17との間で、ハウジングの内
壁面と多孔質中空糸膜の外表面とにより液体通路となる
血液室を構成している。
【0015】この人工肺1は、実際の体外循環使用時に
おいては、人体から取り出された静脈血が血液流入口1
1から流入し、内部に配設した多孔質中空糸膜の外表面
と接触することになる。一方、多孔質中空糸膜内には酸
素含有ガスが流され、多孔質中空糸膜の多数の孔部を介
して酸素が血液中に付加され、血液流出口17から流出
し、人体の動脈へと返血される。
【0016】ここで、人工肺1の多孔質中空糸膜が、気
体は通すが液体は通さない性質を有することと、液体流
路である血液室の一部を構成していることにより、人工
肺1自体が除泡手段を兼ねている。
【0017】人工肺1の血液流入口11は、チューブ1
2を介して医療用ポンプとしての遠心ポンプ2の排出口
13と連通している。この遠心ポンプ2は内部に配設し
た回転体がモータ4により回転駆動されるようになって
いる。このモータ4と回転体とはたとえば磁気結合等の
結合手段により接続されている。
【0018】このモータ4はモータ駆動装置5により駆
動制御されるようになっており、これにより遠心ポンプ
4による液体移送が行われるようになっている。
【0019】遠心ポンプ2の上流側には、リンゲル液等
の生体に対して無害な液体が収容された容器3が配設さ
れている。この容器3は分岐管15を介してチューブ1
6の途中に連通されている。チューブ16の一端は遠心
ポンプ2の流入口14に連通されている。チューブ16
の他端は人工肺1の血液流出口17に接続されている。
【0020】また、遠心ポンプ2の下流側のチューブ1
2には気泡検出センサ6が配設されている。この気泡検
出センサ6はチューブ12内を移動する気泡の有無を検
出するセンサであり、たとえば超音波センサにより構成
されている。
【0021】本実施例のプライミングシステムでは、容
器3内のリンゲル液は、分岐管15を介してチューブ1
6内に流入し、さらにこのチューブ16を介して流入口
14から遠心ポンプ2内に流入する。遠心ポンプ2内に
流入したリンゲル液は、遠心ポンプ2の回転力によって
付勢されて排出口13から排出され、人工肺1の血液流
入口11へ送られる。このとき遠心ポンプ2、あるいは
チューブ12内に付着していた気泡はリンゲル液ととも
に血液流入口11へ送り込まれる。血液流入口11にリ
ンゲル液とともに流入した気泡は、人工肺1内の血液室
から多孔質中空糸膜の多数の孔部を抜けて外部に放散さ
れることになる。リンゲル液はその後、人工肺1の下方
に位置する血液流出口17からチューブ16内へ流出さ
れる。
【0022】図3はポンプ駆動装置5における操作パネ
ル20の構成を表すものである。この操作パネル20に
は、駆動開始を指示するためのスタートキー21、駆動
を停止させるためのストップキー22、オペレータに対
する各種のメッセージを表示するためのメッセージ表示
部23、遠心ポンプ2の回転数を任意に調整するための
回転数調整用つまみ24、遠心ポンプ2の停止時の設定
回転数または遠心ポンプ2の駆動時の実回転数を表示す
る回転数表示部25、およびリンゲル液等の液体流量を
表示するための液体流量表示部26がそれぞれ設けられ
ている。なお、メッセージ表示部24は液晶表示装置
(LCD)により構成されている。
【0023】回転数表示部25の上部には、それぞれ発
光素子(LED)により構成される設定表示部27Aお
よび実測表示部27Bが設けられている。設定表示部2
7Aは回転数表示部25における表示が、遠心ポンプ2
の停止時における設定回転数であることを報知するため
の表示部であり、遠心ポンプ2の停止時に点灯するよう
になっている。一方、実測表示部27Bは回転数表示部
25における表示が、遠心ポンプ2の駆動時における実
回転数であることを報知するための表示部であり、遠心
ポンプ2の駆動時において点灯するようになっている。
【0024】液体流量表示部26にはセットキー28が
設けられている。このセットキー28は遠心ポンプ2の
駆動中に後述の補正動作を指示するためのキーである。
【0025】図1はポンプ駆動装置5の回転数表示部2
5の制御回路を中心とした回路構成を表したものであ
る。このポンプ駆動装置5はCPU(中央処理装置)4
0を備えている。このCPU40はデータバス等のバス
41を介して装置の各部と接続されている。このうちR
OM(リード・オンリ・メモリ)42は、このポンプ駆
動装置5の各種の制御を行うためのプログラムととも
に、モータ4の設定回転数と実回転数との差を検出し
て、補正演算を行うためのプログラムを格納したメモリ
である。RAM(ランダム・アクセス・メモリ)43は
このポンプ駆動装置5の制御を行う上で必要とされる各
種データを一時的に記憶するためのメモリである。
【0026】EEPROM(エレクトリカル・イレーザ
ブル・プログラマブル・リード・オンリ・メモリ)44
は、モータ4の設定回転数と実回転数との誤差に基づく
補正値を記憶するための一部書込み可能なメモリであ
る。なお、この補正値はRAM43をバックアップし
て、これに記憶させるようにしてもよい。
【0027】LED駆動回路45は、図3に表した回転
数表示部25と、設定表示部27Aおよび実測表示部2
7Bからなる報知部46とを、CPU40からの制御信
号に基づいて制御するものである。
【0028】CPU40にはまた、キーボードインター
フェース回路48が接続されている。このキーボードイ
ンターフェース回路48は前述の各種のキー21、2
2、28からなるスイッチ回路47から出力される各種
指示信号をCPU40またはモータ駆動回路50に送る
ようになっている。ここで、セットキー28から出力さ
れるセット信号aはCPU40へ送り、他のスタートキ
ー21から出力されるスタート信号bおよびストップキ
ー22から出力されるストップ信号cはモータ駆動回路
50へ送るようになっている。
【0029】CPU40は、セット信号aを受けて、R
OM42に格納されたプログラムに基づき遠心ポンプ2
の設定回転数の補正演算を行い、その補正値をEEPR
OM44に記憶させるとともに、その後の回転数表示部
25における表示を補正された設定回転数で行うように
なっている。なお、CPU40には内部設定スイッチ4
9が接続されており、この内部設定スイッチ49が押さ
れない場合には、CPU40は補正演算を行わないよう
になっている。
【0030】モータ駆動回路50は、スタートキー21
から出力されたスタート信号bを受けてモータ4の駆動
を開始させ、またストップキー22から出力されるスト
ップ信号cを受けてモータ4の駆動を停止させるように
なっている。
【0031】モータ駆動回路50には可変抵抗器51が
接続されている。この可変抵抗器51には電圧端子52
から基準電圧が印加されており、この基準電圧の分圧値
がモータ駆動回路50によりモータ4に印加されるよう
になっている。この分圧値の変更は、図3に示した回転
数調整用つまみ24を回転させることにより行うことが
できる。
【0032】遠心ポンプ2の駆動源としてのモータ4
は、回転数制御の容易な直流モータを用いるのが一般的
である。直流モータの回転数は、その駆動電圧にほぼ比
例するため、可変な基準電圧を電流増幅してモータに印
加すれば、回転数制御を容易に行うことができる。図4
は直流モータにおける設定電圧とモータの回転数との関
係の一例を表すものである。
【0033】可変抵抗器51から出力された分圧電圧は
演算増幅器(オペアンプ)53の正側入力端子にも印加
されるようになっている。この演算増幅器53の負側入
力端子は出力端子に接続されており、この出力端子はA
/Dコンバータ54の入力端子に接続されている。演算
増幅器53は、可変抵抗器51の分圧電圧をA/Dコン
バータ54へ直接供給するとモータ駆動回路50へ供給
される電圧が変動することから、これを防止するもの
で、A/Dコンバータ54側とモータ駆動回路50側と
を分離する役目を有している。
【0034】A/Dコンバータ54は演算増幅器53か
ら出力された分圧電圧(アナログ値)をデジタル値に変
換してCPU40へ出力するものである。CPU40は
このA/Dコンバータ54の出力を受けて遠心ポンプ2
の設定回転数を算出し、これを回転数表示部25に表示
させるようになっている。このときCPU40は同時に
設定表示部27Aを点灯させるとともに、実測表示部2
7Bを消灯させ、オペレータに設定回転数である旨を報
知するようになっている。
【0035】モータ4の近傍には回転数検出センサ56
が設けられている。この回転数検出センサ56により、
遠心ポンプ2の駆動時におけるモータ4の実回転数が検
出されるようになっている。この回転数検出センサ56
は実回転数に応じた数のパルスdをモータ駆動回路50
を通してカウンタ55に供給するようになっている。カ
ウンタ55はこのパルス数をカウントし、これをCPU
40へ供給する。CPU40はこのパルス数を受けてモ
ータ4の実回転数を算出し、これを回転数表示部25に
表示させるようになっている。このときCPU40は同
時に、設定表示部27Aを消灯させるとともに、実測表
示部27Bを点灯させ、オペレータに実回転数である旨
を報知するようになっている。
【0036】次に、本実施例の医療用ポンプ駆動装置5
の回転数表示動作について図5および図6の流れ図を参
照して説明する。
【0037】まず、図示しない電源スイッチがオンされ
ると(ステップS100;Y)、CPU40は初期化処
理を行う(ステップS101)。初期化処理が終了する
と、CPU40は設定表示部27AのLEDを点灯させ
るとともに、実測表示部27BのLEDは消灯させたま
まとする(ステップS102)。続いて、CPU40
は、可変抵抗器51から出力された分圧値をA/Dコン
バータ54を介して取り込み、設定回転数を算出する
(ステップS103)。そして、この設定回転数を補正
値により除算して補正回転数を算出する(ステップS1
04)。ここで、補正値の初期値は「1」であるので、
補正回転数は設定回転数に等しくなる。続いて、CPU
40はこの補正回転数を回転数表示部25に表示させる
(ステップS105)。
【0038】その後、オペレータがスタートキー21を
オンすると(ステップS106;Y)、スタート信号b
がモータ駆動回路50へ送られる。モータ駆動回路50
はこの信号bを受けてモータ4を設定回転数で回転さ
せ、遠心ポンプ2を駆動させる。
【0039】この遠心ポンプ2の駆動中において、CP
U40は、設定表示部27Aを消灯させるとともに、実
測表示部27Bを点灯させる(ステップS107)。一
定時間経過後(ステップS108)、CPU40は、カ
ウンタ55から出力されるモータ回転パルスdから実回
転数を算出し(ステップS109)、この実回転数を回
転数表示部25に表示させる(ステップS110)。
【0040】その後、CPU40はストップキー22が
オンされたか否かを判断し(ステップS111)、オン
された場合(Y)には、ステップS102へ戻る。スト
ップキー22がオフのままである場合(N)には、CP
U40は、図6へ移行してセットキー28がオンされた
か否かを判断する(ステップS112)。セットキー2
8がオンされた場合(Y)には、CPU40は内部設定
スイッチ49がオンされたか否かを判断し(ステップS
113)、オンされたとき(Y)には、液体(リンゲル
液)の流量が実使用範囲であるか否かを判断する(ステ
ップS114)。
【0041】流量が実使用範囲内であるとき(Y)に
は、CPU40はモータ4の最新の回転パルスdから求
めた実回転数と、設定回転数から補正値(=設定回転数
÷実回転数)を求め(ステップS115)、設定回転数
を補正する。
【0042】なお、この補正演算は、実回転数が実使用
範囲から余り外れた値である場合には、行わないように
することが好ましい。また、算出した補正値が余り大き
な数値である場合には、どこかの箇所に故障が発生した
と考えられるため、やはり行わない構成とすることが好
ましい。
【0043】続いて、CPU40はこの補正値をEEP
ROM44に記憶させ(ステップS116)、その後は
ステップS108へ戻る。なお、セットキー28がオン
されない場合(ステップS112;N)、内部設定スイ
ッチ49がオンされない場合(ステップS113;
N))、および流量が実使用範囲内にない場合(ステッ
プS114;N)には、CPU40はそれぞれ補正を行
う必要がないとして、ステップS108へ移行する。
【0044】このように本実施例のポンプ駆動装置5に
よれば、使用前、すなわち遠心ポンプ2の停止時におい
て設定表示部27Aが点灯するとともに、回転数表示部
25にそのときのEEPROM44に記憶されている補
正値に基づいて補正された設定回転数が表示される。し
たがって、オペレータはその設定回転数に応じて回転数
調整つまみ24を操作すればよく、従来のように一旦最
小値に戻してから徐々に回転数を上げるというような手
間を省くことができる。このため、オペレータは安心し
て操作を開始することができるとともに、煩雑さが解消
される。
【0045】また、遠心ポンプ2の駆動中に、設定回転
数と実回転数との誤差が検出され、この誤差に基づき設
定回転数の補正値が求められ、この補正値がEEPRO
M44に記憶される。したがって、それ以降回転数表示
部25に表示される設定回転数は補正された結果が表示
されることとなり、回転数表示部25における表示精度
が向上するものである。
【0046】また、内部設定スイッチ49が設けられ、
このスイッチ49がオンされない限りは、補正演算が行
われないようになっているので、オペレータ以外の者が
かってに補正するようなことがなく、安全である。
【0047】以上実施例を挙げて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定するものではなく、その要旨
を変更しない範囲で種々変形可能である。
【0048】たとえば、上記実施例においては、安全性
のためにスタートキー21から出力されるスタート信号
bおよびストップキー22から出力されるストップ信号
cをCPU40へ送ることなく、直接にモータ駆動回路
50へ供給させるようにしたが、それ程安全性が問題に
ならないような場合には、セットキー29から出力され
るセット信号aと同様に一旦CPU40へ送り、その後
CPU40から制御信号としてモータ駆動回路50へ供
給させるようにしてもよい。
【0049】また、上記実施例においては、操作パネル
20において回転数表示部25の上に設定表示部27A
および実測表示部27Bを設け、オペレータに報知する
ようにしたが、これら設定表示部27Aおよび実測表示
部27Bを設けることなく、回転数表示部25を実回転
数を表示する場合には点滅表示させることにより設定表
示と実測表示との区別を行うようにしてもよい。さら
に、回転数表示部25を2色発光させて区別するように
してもよく、要は回転数の表示が、ポンプ停止時とポン
プ駆動時のいずれの場合の表示であるを区別できるもの
であればよい。このような構成とすることにより、表示
部のスペースを小さくすることができる。
【0050】以上説明したように本発明の医療用ポンプ
駆動装置によれば、ポンプ手段を駆動させるポンプ駆動
手段と、前記ポンプ手段の回転数を任意に調整しうる回
転数調整手段と、前記ポンプ手段の駆動時における実回
転数を検出する実回転数検出手段と、前記回転数調整手
段により設定された設定回転数と前記実回転数検出手段
により検出された実回転数とから設定回転数の補正値を
算出する補正値算出手段と、前記補正値算出手段により
算出された補正値を記憶する補正値記憶手段と、前記補
正値記憶手段に記憶された補正値により前記設定回転数
を補正する設定回転数補正手段と、前記設定回転数補正
手段により補正された設定回転数を表示する第1の表示
手段と、前記実回転数検出手段により検出された実回転
数を表示する第2の表示手段とを備えるよう構成したの
で、オペレータは設定回転数を容易に認識することがで
き、したがって、オペレータはつまみ等の回転数調整手
段による設定値を気にすることなく、安心して操作を開
始することができるという効果がある。また、ポンプ手
段の設定回転数と、前記実回転数検出手段により検出さ
れた実回転数とから設定回転数の補正値が算出され、こ
の補正値により設定回転数が補正されるので、第1の表
示手段にはその時点での正確な設定回転数が表示されて
安全性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる医療用ポンプ駆動装
置の回路構成を表すブロック図である。
【図2】図1のポンプ駆動装置を用いたプライミングシ
ステムの構成図である。
【図3】図1のポンプ駆動装置における操作パネルの構
成を表す正面図である。
【図4】直流モータにおける設定電圧と回転数との関係
の一例を表す図である。
【図5】図1のポンプ駆動装置の回転数表示動作を説明
するための流れ図である。
【図6】図1のポンプ駆動装置の回転数表示動作を説明
するための流れ図である。
【符号の説明】
2 遠心ポンプ 4 モータ 5 ポンプ駆動装置 20 操作パネル 21 スタートキー 22 ストップキー 24 回転数調整用つまみ(回転数調整手段) 25 回転数表示部 27A 設定表示部 27B 実測表示部 28 セットキー 40 CPU(中央処理装置) 42 ROM(リード・オンリ・メモリ) 45 LED駆動回路 49 内部設定スイッチ 50 モータ駆動回路 55 カウンタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−221364(JP,A) 特開 昭63−289287(JP,A) 特開 平2−286169(JP,A) 実開 昭60−135135(JP,U) 実開 昭60−170081(JP,U) 実開 平2−77050(JP,U) 特公 平3−60505(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61M 1/10 500

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 医療用装置を含む液体流路内の液体を移
    送させるためのポンプ手段を駆動する医療用ポンプ駆動
    装置であって、 前記ポンプ手段を駆動させるポンプ駆動手段と、 前記ポンプ手段の回転数を任意に調整しうる回転数調整
    手段と、 前記ポンプ手段の駆動時における実回転数を検出する実
    回転数検出手段と、 前記回転数調整手段により設定された設定回転数と前記
    実回転数検出手段により検出された実回転数とから設定
    回転数の補正値を算出する補正値算出手段と、 前記補正値算出手段により算出された補正値を記憶する
    補正値記憶手段と、 前記補正値記憶手段に記憶された補正値により前記設定
    回転数を補正する設定回転数補正手段と、前記設定回転数補正手段により補正された設定回転数を
    表示する第1の表示手段と、 前記実回転数検出手段により検出された実回転数を表示
    する第2の表示手段 とを備えたことを特徴とする医療用
    ポンプ駆動装置。
JP27525491A 1991-10-23 1991-10-23 医療用ポンプ駆動装置 Expired - Fee Related JP3240167B2 (ja)

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