JP4192040B2 - バルーンポンプ駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、心機能を補助する方法の一つである大動脈内バルーンポンピングに利用されるバルーンポンプ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大動脈内バルーンポンピング（Intra Aortic balloon pumping、以下、「ＩＡＢＰ」と略称する）とは、心不全等の心機能低下時の治療の際に施される処置である。具体的には、下行大動脈などの大動脈内にバルーンカテーテルを挿入し、心臓の拍動に合わせて、バルーンポンプ駆動装置から圧力流体をバルーンカテーテルに導入又は導出し、大動脈内に位置されたバルーンを膨張・収縮させて大動脈の血圧を上昇あるいは下降させ、これにより、弱っている心臓の機能を助ける補助循環措置である。
【０００３】
バルーンの膨張や収縮は、心臓の拍動に依拠して行われる必要があるため、心臓の拍動に対して急峻な応答性が要求される。斯かる要求を満たすため、バルーンカテーテル内を流動する圧力流体として応答性の高いヘリウムガスを用いる他、駆動方式を改良した様々な技術が開発されてきた。
【０００４】
特許文献１には、上記改良技術のうちの一つが提案されている。即ち、バルーンポンプ駆動装置には、一般的に、入力室空間と出力室空間とが移動隔膜で区画されたアイソレータが配備され、このアイソレータの出力室空間とバルーンカテーテルとが、コモンバルブを介して連通されている。また、入力室空間には、陽圧源又は陰圧源が連通している。このような構成において、特許文献１に記載の発明では、バルーンが収縮している途中若しくは収縮状態を維持している間にコモンバルブを閉じた状態で出力室空間の圧力を上げて陽圧としておく。そして、所定のタイミングでコモンバルブを開くことにより、一気にバルーンカテーテルを陽圧としている。同様に、バルーンが膨張している途中若しくは膨張状態を維持している間にコモンバルブを閉じた状態で出力室空間の圧力を下げて陰圧状態としておく。そして、所定のタイミングでコモンバルブを開くことにより、一気にバルーンカテーテルを陰圧とする。このように、コモンバルブの開閉制御及び出力室空間の圧力制御を連動させて、事前の行程でその次の行程の準備をしておくことにより、急峻な圧力制御を行うことを可能ならしめている。
【０００５】
また、特許文献２には、メインアイソレータ、陽圧アイソレータ、陰圧アイソレータの３つのアイソレータを用意した構成が示されている。そして、バルーンの膨張工程では、まず、メインアイソレータと陽圧アイソレータとをバルーンに連通して陽圧をバルーンに印加させ、その後に陽圧アイソレータの連通を遮断するとともにメインアイソレータで所定量のガスをバルーン側から引き込むことにより、バルーンの完全膨張時に膨張圧を確保できるようにしている。同様に、収縮工程では、まず、メインアイソレータと陰圧アイソレータとをバルーンに連通して陰圧をバルーンに作用させ、その後に陰圧アイソレータの連通を遮断するとともにメインアイソレータで所定量のガスをバルーン側に供給することにより、バルーンの完全収縮時に収縮圧を確保できるようにしている。このように、特許文献２の構成によれば、バルーンの膨張工程（収縮工程）において、メインアイソレータと陽圧アイソレータ（陰圧アイソレータ）との２つのアイソレータで大容量のガスをバルーン側に送り込んでいる（バルーン側から引き込んでいる）ため、バルーン膨張時（収縮時）においてバルーン側とアイソレータ側との差圧を長時間維持することができる。従来の装置においては、経時的にこの差圧が減少し、それに伴ってバルーンの膨張速度（収縮速度）も低下していたが、特許文献２の構成では、バルーンが完全膨張（完全収縮）するまでこの差圧を維持することができるので、従来装置において生じていた差圧の減少がなくなり、その結果、バルーンの完全膨張（完全収縮）までの時間の短縮を図ることができるというものである。
【０００６】
【特許文献１】
特公平５−１６８７０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−３２８２９６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＩＡＢＰによる治療法が普及するにつれて、患者の体格や状態に応じてバルーンのサイズやカテーテルの太さが選定されるようになってきている。また、ＩＡＢＰによる治療の際の便宜や患者の苦痛の低減といった観点から、バルーンやカテーテルの細径化が望まれている。
【０００９】
バルーンやカテーテルの細径化がなされると、これらの内部を圧力流体が流れるときの管路抵抗が増大する。管路抵抗が増大すると、圧力流体の応答性が損なわれる。このため、上記従来技術に示したものよりも、さらなる応答性の向上が要求されている。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みて成されたものであり、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することを、技術的課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するためになされた請求項１の発明は、
血管内に挿入されるバルーンに連通され、該バルーンに所定圧力を印加させて該バルーンを所定のタイミングで膨張及び収縮させるバルーンポンプ駆動装置において、
生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを膨張させるタイミングを判断する膨張判断手段と、
該膨張判断手段がバルーンを膨張させるタイミングであると判断した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させる第１膨張圧力印加手段と、
前記第１膨張圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全膨張したか否かを推定する完全膨張推定手段と、
前記完全膨張推定手段でバルーンが完全膨張したと推定した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ前記第１膨張圧力印加手段により印加した圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させてバルーン内の圧力を降下させる第２膨張圧力印加手段と、
を有することを特徴とするバルーンポンプ駆動装置とすることである。
【００１２】
従来技術では、バルーンを膨張させるときに、バルーンが膨張を維持できる最低圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させ、これによりバルーンを膨張させているが、バルーンが完全膨張状態に近づくにつれて、印加圧力を減少させ、バルーンが完全膨張したときには、バルーン内の圧力をバルーンの膨張を維持できる最低圧力に保つようにしている（例えば、特許文献２の図３参照）。このように膨張時にその膨張が維持できる最低圧力にするのは、次の収縮期でバルーンを収縮させるときの圧力差を最小とし、急峻な収縮応答性を確保するため、及び、過大な圧力をバルーンに作用させることによるバルーンの変形などの不具合を避けるためである。これに対し、上記請求項１の発明によれば、膨張判断手段によってバルーンを膨張させるタイミングであると判断されると、第１膨張圧力印加手段によって、バルーンの膨張が維持できる最低圧力よりも高い圧力がバルーンに印加される。このためバルーンは膨張し、バルーン内圧が、膨張状態を維持するための最低圧力よりも高く、かつ膨張状態が維持できる最高圧力以下の圧力である圧力Ａとされる。このように、第１膨張圧力印加手段からの圧力の印加により、バルーンが完全膨張した状態になったときでも膨張に要する最低圧力よりも高い圧力となるようにされるので、バルーンの膨張をさらに急峻にすることができる。この場合において、バルーン内の圧力がそのままであると、次回の収縮時に圧力差が大きくなって、次回の収縮時の収縮動作を急峻にすることができない。これに対処するため、本発明では、完全膨張推定手段によってバルーンが完全膨張したか否かを推定し、バルーンが完全膨張したと推定された場合に第２膨張圧力印加手段によって圧力をバルーンに印加するようにしている。このときの印加圧力は、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力以上であるが、上記第１膨張圧力印加手段により印加される圧力よりも低い。よって、第２膨張圧力印加手段による圧力の印加により、 バルーン内の圧力が、膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ圧力Ａよりも低い圧力である圧力Ｂに降下する。この圧力降下により、次回の収縮時における圧力差を減少させることができ、次回の収縮時における急峻な収縮動作を可能とする。
【００１３】
したがって、請求項１の発明によれば、膨張時により急峻な膨張応答性を確保しつつ、次回の収縮に急峻な収縮応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【００１４】
上記「膨張状態が維持できる最低圧力」とは、バルーンが血管内に挿入された状態で膨張することができる最低限度の圧力を意味する。血管内の圧力は血圧であるので、血管内でバルーンが膨張するためには、血圧よりも高いバルーン内圧でなければならない。したがって、膨張状態が維持できる最低圧力は、血圧よりも高い最低圧力と言うこともできる。なお、血圧は周期的に変動したり、また人により異なるため、膨張状態が維持できる最低圧力も、一定圧力ではない。
【００１５】
上記「膨張状態が維持できる最高圧力」とは、バルーンが血管内に挿入された状態で、バルーンが変形や破損をしない限度の最高圧力を意味する。血圧とバルーン内圧の差によってバルーンを形成する膜にかかる力が変動するが、バルーン内圧が血圧に対して高すぎると、バルーンを形成する膜に多大な力がかかり、バルーン膜が延びきってしまったり、やぶれてしまったりする。このような状態にならない限度の最高圧力を、膨張が維持できる最高圧力という。
【００１６】
また、上記圧力Ａは、膨張状態が維持できる最低圧力から、膨張状態が維持できる最高圧力までの間の圧力であれば、どのような圧力でも良いが、膨張状態が維持できる最高圧力に近い圧力であるのが好ましい。圧力が高いほど、バルーンが急峻に膨張するからである。なお、第１膨張圧力印加手段によってバルーンに印加される圧力は、バルーンが完全膨張したときのバルーン内の圧力が、上記圧力Ａの範囲内となるように設定される。例えば、上記第１膨張圧力印加手段が、常時一定の圧力を発生するものであれば、印加圧力は圧力Ａと等しくなる。一方、第１膨張圧力印加手段が一定の有限容積を持った空間を備え、空間の連通により圧力を供給するようなものである場合には、空間の連通によりそれ自体の圧力が減少するので、印加直後の印加圧力と、印加後バルーンが完全膨張するときの印加圧力とは異なる（印加圧力が経時的に減少する）。このような場合には、当初の印加圧力は、圧力Ａよりも大きいものとなる。いずれにしても、バルーンが完全膨張したときにバルーン内の圧力が上記圧力Ａになるような圧力を印加すべきである。
【００１７】
また、上記圧力Ｂは、上記圧力Ａよりも低い圧力である限り、膨張状態が維持できる最低圧力から、膨張状態が維持できる最高圧力までの間の圧力であれば、どのような圧力でも良いが、膨張状態が維持できる最低圧力に近い圧力であるのが好ましい。圧力が低いほど、次回の収縮時における圧力差が小さくなり、次回の収縮時における収縮応答性を急峻にすることができるからである。そして、第２膨張圧力印加手段によってバルーンに印加される圧力は、その印加によってバルーン内の圧力が圧力降下した場合におけるバルーンの内圧が、上記圧力Ｂの範囲内となるように設定される。例えば、上記第２膨張圧力印加手段が、常時一定の圧力を発生するものであれば、印加圧力は圧力Ｂと等しくなる。一方、第２膨張圧力印加手段が一定の有限容積を持った空間を備え、空間の連通により圧力を供給するようなものである場合には、空間の連通によりそれ自体の圧力が上昇するので、印加直後の印加圧力と、印加後一定時間経過した後の圧力とは異なる（印加圧力が経時的に上昇する）。このような場合には、当初印加圧力は、圧力Ｂよりも小さいものとなる。いずれにしても、バルーン内の圧力が上記圧力Ｂとなるような圧力を印加すべきである。
【００１８】
また、上記技術的課題を解決するためになされた請求項２の発明は、
血管内に挿入されるバルーンに連通され、該バルーンに所定圧力を作用させて該バルーンを所定のタイミングで膨張及び収縮させるバルーンポンプ駆動装置において、
生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを収縮させるタイミングを判断する収縮判断手段と、
該収縮判断手段がバルーンを収縮させるタイミングであると判断した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させる第１収縮圧力印加手段と、
前記第１収縮圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全収縮したか否かを推定する完全収縮推定手段と、
前記完全収縮推定手段でバルーンが完全収縮したと推定した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力以下でありかつ前記第１収縮圧力印加手段により印加した圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させる第２収縮圧力印加手段と、
を有することを特徴とするバルーンポンプ駆動装置とすることである。
【００１９】
従来技術では、バルーンを収縮させるときに、バルーンが収縮を維持できる最高圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させ、これによりバルーンを収縮させているが、バルーンが完全収縮状態に近づくにつれて、印加圧力を増加させ、バルーンが完全収縮したときには、バルーン内の圧力をバルーンの収縮を維持できる最高圧力に保つようにしている。このように収縮時にその収縮が維持できる最高圧力にするのは、次の膨張期でバルーンを膨張させるときの圧力差を最小とし、急峻な膨張応答性を確保するため、及び、過小な圧力をバルーンに作用させることによるバルーンの変形などの不具合を避けるためである。これに対し、上記請求項２の発明によれば、収縮判断手段によってバルーンを収縮させるタイミングであると判断されると、第１収縮圧力印加手段によって、バルーンの収縮が維持できる最高圧力よりも低い圧力がバルーンに印加される。このためバルーンは収縮し、バルーン内圧が、収縮状態を維持するための最高圧力よりも低く、かつ収縮状態が維持できる最低圧力以上の圧力である圧力Ｃとされる。このように、第１収縮圧力印加手段からの圧力の印加により、バルーンが完全収縮した状態になったときでも収縮に要する最高圧力よりも低い圧力となるようにされるので、バルーンの収縮をさらに急峻にすることができる。この場合において、バルーン内の圧力がそのままであると、次回の膨張時に圧力差が大きくなって、次回の膨張時の膨張動作を急峻にすることができない。これに対処するため、本発明では、完全収縮推定手段によってバルーンが完全収縮したか否かを推定し、バルーンが完全収縮したと推定された場合に第２収縮圧力印加手段によって圧力をバルーンに印加するようにしている。このときの印加圧力は、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力以下であるが、上記第１収縮圧力印加手段により印加される圧力よりも高い。よって、第２収縮圧力印加手段による圧力の印加により、バルーン内の圧力が、収縮状態が維持できる最高圧力以上でありかつ圧力Ｃよりも高い圧力である圧力Ｄに圧力上昇する。この圧力上昇により、次回の膨張時における圧力差を減少させることができ、次回の膨張時における急峻な膨張動作を可能とする。
【００２０】
したがって、請求項２の発明によれば、収縮時により急峻な収縮応答性を確保しつつ、次回の膨張に急峻な膨張応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【００２１】
上記「収縮状態が維持できる最高圧力」とは、バルーンが血管内に挿入された状態で収縮することができる限度の最高圧力を意味する。血管内の圧力は血圧であるので、血管内でバルーンが収縮するためには、血圧よりも低いバルーン内圧でなければならない。したがって、収縮状態が維持できる最高圧力は、血圧よりも低い最高圧力と言うこともできる。なお、血圧は周期的に変動したり、また人により異なるため、収縮状態が維持できる最高圧力も、一定圧力ではない。
【００２２】
上記「収縮状態が維持できる最低圧力」とは、バルーンが血管内に挿入された状態で、バルーンが変形や破損をしない限度の最低圧力を意味する。血圧とバルーン内圧の差によってバルーンを形成する膜にかかる力が変動するが、バルーン内圧が血圧に対して低すぎると、バルーンを形成する膜に多大な力がかかり、バルーンとバルーンカテーテルとの接続部分に応力がかかったりして、寿命の低下を招いたりする。このような状態にならない限度の最低圧力を、収縮が維持できる最低圧力という。
【００２３】
また、上記圧力Ｃは、収縮状態が維持できる最高圧力から、収縮状態が維持できる最低圧力までの間の圧力であれば、どのような圧力でも良いが、収縮状態が維持できる最低圧力に近い圧力であるのが好ましい。圧力が低いほど、バルーンが急峻に収縮するからである。なお、第１収縮圧力印加手段によってバルーンに印加される圧力は、バルーンが完全収縮したときのバルーン内の圧力が、上記圧力Ｃの範囲内となるように設定される。例えば、上記第１収縮圧力印加手段が、常時一定の圧力を発生するものであれば、印加圧力は圧力Ｃと等しくなる。一方、第１収縮圧力印加手段が一定の有限容積を持った空間を備え、空間の連通により圧力を供給するようなものである場合には、空間の連通によりそれ自体の圧力が上昇するので、印加直後の印加圧力と、印加後バルーンが完全収縮するときの印加圧力とは異なる（印加圧力が経時的に上昇する）。このような場合には、当初印加圧力は、圧力Ｃよりも小さいものとなる。いずれにしても、バルーンが完全収縮したときにバルーン内の圧力が上記圧力Ｃになるような圧力を印加すべきである。
【００２４】
また、上記圧力Ｄは、上記圧力Ｃよりも高い圧力である限り、収縮状態が維持できる最高圧力から、収縮状態が維持できる最低圧力までの間の圧力であれば、どのような圧力でも良いが、収縮状態が維持できる最高圧力に近い圧力であるのが好ましい。圧力が高いほど、次回の膨張時における圧力差が小さくなり、次回の膨張時における膨張応答性を急峻にすることができるからである。そして、第２収縮圧力印加手段によってバルーンに印加される圧力は、その印加によってバルーン内の内圧が圧力上昇した場合におけるバルーンの内圧が、上記圧力Ｄの範囲内となるように設定される。例えば、上記第２収縮圧力印加手段が、常時一定の圧力を発生するものであれば、印加圧力は圧力Ｄと等しくなる。一方、第２収縮圧力印加手段が一定の有限容積を持った空間を備え、空間の連通により圧力を供給するようなものである場合には、空間の連通によりそれ自体の圧力が下降するので、印加直後の印加圧力と、印加後一定時間経過した後の圧力とは異なる（印加圧力が経時的に下降する）。このような場合には、当初印加圧力は、圧力Ｄよりも大きいものとなる。いずれにしても、バルーン内の圧力が上記圧力Ｄとなるような圧力を印加すべきである。
【００２５】
また、請求項３の発明は、
血管内に挿入されるバルーンに連通され該バルーン内に所定のタイミングで供給する圧力を蓄圧する蓄圧装置と、該蓄圧装置と前記バルーンとの間に介装される圧力制御弁とを有するバルーンポンプ駆動装置において、
前記バルーンポンプ駆動装置は、補助リザーバタンクと、該補助リザーバタンクと前記バルーンを連通する第１の連通路と、前記第１の連通路の途中に介装された第１補助開閉弁と、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力、前記圧力制御弁の開閉状態、前記第１補助開閉弁の開閉状態を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記圧力制御弁を閉成した状態で、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力が前記バルーンの膨張状態を維持するための最低圧力よりも高い圧力である第１膨張圧力Ｐ１となるように前記蓄圧装置を制御する第１膨張圧力制御と、
前記第１膨張圧力制御で前記蓄圧装置に第１膨張圧力Ｐ１を蓄圧した後に前記圧力制御弁を開成作動させて前記蓄圧装置と前記バルーンとを連通させる膨張時開弁制御と、
前記膨張時開弁制御によって開成作動される前記圧力制御弁の開成時間Ｔ１が所定時間Ｔ１ｓｅｔに達しているか否かを判断するＴ１判断制御と、
前記Ｔ１判断制御により前記圧力制御弁の開成時間Ｔ１がＴ１ｓｅｔに達していると判断された場合に前記圧力制御弁を閉成作動させる膨張時中間閉弁制御と、
前記膨張時中間閉弁制御により圧力制御弁が閉成作動された後に前記蓄圧装置で蓄圧される圧力を降下させる圧力降下制御と、
前記バルーンが完全膨張したか否かを推定する完全膨張推定制御と、
前記完全膨張推定制御によりバルーンが完全膨張したと推定された場合に前記第１補助開閉弁を開成作動させて、内部の圧力が予め所定の第２膨張圧力Ｐ５にされた前記補助リザーバタンクと前記バルーンとを連通させることにより、前記バルーン内の圧力を前記バルーンの膨張状態を維持するための最低圧力よりも高くかつ前記第１膨張圧力Ｐ１よりも低い圧力とする膨張時中間開弁制御と、
前記膨張時中間開弁制御で前記第１補助開閉弁を開成作動させた後所定時間経過後に前記第１補助開閉弁を閉成作動させて前記補助リザーバタンクと前記バルーンとの連通を遮断する膨張時閉弁制御と、
前記補助リザーバタンク内の圧力を所定圧力に設定する補助リザーバ圧設定制御と、
を実行することを特徴とする、バルーンポンプ駆動装置とすることである。
【００２６】
請求項３の発明によれば、蓄圧装置内に第１膨張圧力Ｐ１を蓄圧した後、圧力制御弁を開成作動させると、蓄圧装置内に蓄圧された第１膨張圧力Ｐ１がバルーンに印加され、バルーンが膨張する。その後、所定時間Ｔ１ｓｅｔの経過をまって、圧力制御弁を閉成作動させる。その後、バルーンが完全膨張したか否かを推定し、完全膨張したと推定された場合に、第１補助開閉弁を開成作動させて補助リザーバタンクとバルーンとを連通させる。これにより、補助リザーバタンクとバルーンが連通するが、補助リザーバタンク内の圧力は予め所定の第２膨張圧力Ｐ５に設定されており、この第２膨張圧力Ｐ５がバルーンに印加されることにより、バルーン内の圧力が圧力降下する。その後、所定時間Ｔ２の経過をまって圧力制御弁を閉成作動させる。
【００２７】
上記制御作動によって、バルーンが完全膨張した状態でも膨張に要する最低圧力よりも高い圧力をバルーンに印加することができ、バルーンの膨張をさらに急峻にすることができる。
【００２８】
また、バルーンが完全膨張したか否かを推定し、バルーンが完全膨張したと推定された場合には、第２膨張圧力を印加してバルーン内の圧力を降下させることにより、次回の収縮時における圧力差を減少させて、次回の収縮時における急峻な収縮動作を阻害しないようにしている。
【００２９】
したがって、請求項３の発明によれば、膨張時により急峻な膨張応答性を確保しつつ、次回の収縮に急峻な収縮応答性を阻害しない処置を施すことにより、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【００３０】
また、補助リザーバ圧設定制御によって補助リザーバタンク内の圧力を所定圧力に設定若しくは調圧する制御を行うので、補助リザーバタンクをバルーンに対する所望の圧力の圧力供給源として機能させることができる。
【００３１】
また、上記補助リザーバ圧設定制御を実現する実際の制御及び構成としては、種々考えられるが、例えば、補助リザーバタンクと蓄圧装置とを第２補助開閉弁を介して連通し、所望のタイミングで第２補助開閉弁を開成作動させて補助リザーバタンクと蓄圧装置とを連通し、補助リザーバタンクが所定圧力になった時点で第２補助開閉弁を閉成作動させることにより、補助リザーバタンク内の圧力を所定圧力に設定したり、調圧したりすることができる（後述の第２実施形態例参照）。また、第１補助開閉弁を開成作動させてバルーンへの印加圧を設定する際に同時に補助リザーバタンク内の圧力も所定圧力に設定したり、調圧したりすることもできる（後述の第４実施形態例参照）。
【００３２】
また、請求項４の発明は、
血管内に挿入されるバルーンに連通され該バルーン内に所定のタイミングで供給する圧力を蓄圧する蓄圧装置と、該蓄圧装置と前記バルーンとの間に介装される圧力制御弁とを有するバルーンポンプ駆動装置において、
前記バルーンポンプ駆動装置は、補助リザーバタンクと、該補助リザーバタンクと前記バルーンを連通する第１の連通路と、前記第１の連通路の途中に介装された第１補助開閉弁と、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力、前記圧力制御弁の開閉状態、前記第１補助開閉弁の開閉状態を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記圧力制御弁を閉成した状態で、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力が前記バルーンの収縮状態を維持するための最高圧力よりも低い圧力である第１収縮圧力Ｐ３となるように前記蓄圧装置を制御する第１収縮圧力制御と、
前記第１収縮圧力制御で前記蓄圧装置に第１収縮圧力Ｐ３を蓄圧した後に前記圧力制御弁を開成作動させて前記蓄圧装置と前記バルーンとを連通させる収縮時開弁制御と、
前記バルーンが完全収縮したか否かを推定する完全収縮推定制御と、
前記完全収縮推定制御によりバルーンが完全収縮したと推定された場合に前記圧力制御弁を開成させた状態で前記第１補助開閉弁を開成作動させて、内部の圧力が予め所定の第２収縮圧力Ｐ６にされた前記補助リザーバタンクと前記バルーンとを連通させることにより前記バルーン内の圧力を前記バルーンの収縮状態を維持するための最高圧力よりも低い圧力でありかつ前記第１収縮圧力Ｐ３よりも高い圧力とする収縮時中間開弁制御と、
前記収縮時中間開弁制御で前記第１補助開閉弁を開成作動させた後所定時間経過後に前記圧力制御弁を閉成作動させて前記蓄圧装置と前記バルーンとの連通を遮断する収縮時閉弁制御と、
前記収縮時閉弁制御により前記圧力制御弁を閉成作動させた後に前記蓄圧装置に蓄圧される圧力を上昇させる圧力上昇制御と、
前記収縮時閉弁制御で前記圧力開放弁を閉成作動させると同時に又はその後に前記第１補助開閉弁を閉成作動させて前記補助リザーバタンクと前記バルーンとの連通を遮断する収縮時中間閉弁制御と、
前記補助リザーバタンク内の圧力を所定圧力に設定する補助リザーバ圧設定制御と、
を実行することを特徴とする、バルーンポンプ駆動装置とすることである。
【００３３】
請求項４の発明によれば、蓄圧装置内に第１収縮圧力Ｐ３を蓄圧した後、圧力制御弁を開成作動させると、蓄圧装置内に蓄圧された第１収縮圧力Ｐ３がバルーンに印加され、バルーンが収縮する。その後、バルーンが完全収縮したか否かを推定し、完全収縮したと推定された場合に、第１補助開閉弁を開成作動させて補助リザーバタンクとバルーンとを連通させる。これにより、補助リザーバタンクとバルーンとが連通するが、補助リザーバタンク内の圧力は予め所定の第２収縮圧力Ｐ６に設定されており、この第２収縮圧力Ｐ６がバルーンに印加されることにより、バルーン内の圧力が圧力上昇する。その後、所定時間の経過をまって圧力制御弁を閉成作動させる。
【００３４】
上記制御作動によって、バルーンが完全収縮した状態でも収縮に要する最高圧力よりも低い圧力をバルーンに印加することができ、バルーンの収縮をさらに急峻にすることができる。
【００３５】
また、バルーンが完全収縮したか否かを推定し、バルーンが完全収縮したと推定された場合には、第２収縮圧力を印加してバルーン内の圧力を降下させることにより、次回の膨張時における圧力差を減少させて、次回の膨張時における急峻な膨張動作を阻害しないようにしている。
【００３６】
したがって、請求項４の発明によれば、収縮時により急峻な収縮応答性を確保しつつ、次回の膨張に急峻な膨張応答性を阻害しない処置を施すことにより、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【００３７】
また、補助リザーバ圧設定制御によって補助リザーバタンク内の圧力を所定圧力に設定若しくは調圧する制御を行うので、補助リザーバタンクをバルーンに対する所望の圧力の圧力供給源として機能させることができる。
【００３８】
また、上記補助リザーバ圧設定制御を実現する実際の制御及び構成としては、種々考えられるが、例えば、補助リザーバタンクと蓄圧装置とを第２補助開閉弁を介して連通し、所望のタイミングで第２補助開閉弁を開成作動させて補助リザーバタンクと蓄圧装置とを連通し、補助リザーバタンクが所定圧力になった時点で第２補助開閉弁を閉成作動させることにより、補助リザーバタンク内の圧力を所定圧力に設定したり、調圧したりすることができる（後述の第２実施形態例・第３実施形態例参照）。また、第１補助開閉弁を開成作動させてバルーンへの印加圧を設定する際に同時に補助リザーバタンク内の圧力も所定圧力に設定したり、調圧したりすることもできる（後述の第４実施形態例参照）。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態により具体的に説明する。
【００４０】
（第１実施形態例）
図１は、本例におけるバルーンポンプシステムの回路構成である。バルーンポンプシステム１００は、バルーンカテーテル９０とバルーンポンプ駆動装置１０とから構成されている。
【００４１】
バルーンカテーテル９０は、カテーテル管９１及びバルーン９２を備えて構成されている。カテーテル管９１は、ある程度の可撓性を有する材質で構成された長尺状の中空管である。
【００４２】
カテーテル管９１の遠位端（後述のバルーンポンプ駆動装置１０から遠い側の端部）９１ａには、バルーン９２が装着されている。カテーテル管９１の近位端（前記遠位端９１ａ反対側の端部）９１ｂには、バルーンポンプ駆動装置１０が接続されている。
【００４３】
バルーンポンプ駆動装置１０は、装置ハウジング１１によって外殻が形成され、該装置ハウジング１１内には、オイルリザーバ２０、オイルポンプ３０及びアイソレータ４０が配設されている。
【００４４】
オイルポンプ３０は、第１入出力ポート３１ａ及び第２入出力ポート３１ｂが形成されたポンプハウジング３１を備えている。ポンプハウジング３１内には、インペラ（図示せず）が配設されたポンプ室（図示せず）が形成されているとともに、このインペラに連結された正逆回転可能なモータ等の駆動源（図示せず）が配設されている。また、第１入出力ポート３１ａにはオイルリザーバ２０が、第２入出力ポート３１ｂにはアイソレータ４０がそれぞれ接続されている。
【００４５】
オイルリザーバ２０は、リザーバハウジング２１と該リザーバハウジング２１内に配設されたリザーバダイヤフラム２２とを備えて構成されている。リザーバダイヤフラム２２によって、リザーバハウジング２１内の空間が２つの室に分画され、一方の室がオイル室２３、他方の室が大気開放室２４とされている。図に示すように、オイル室２３はオイルポンプ３１の第１入出力ポート３１ａに連通し、大気開放室２４は、大気開放されて内部の圧力が常に大気圧となるようにされている。
【００４６】
アイソレータ４０は、容量制限装置（ＶＬＤ）とも称され、本発明における蓄圧装置に相当するものである。このアイソレータ４０は、アイソレータハウジング４１と該アイソレータハウジング４１内に配設されたアイソレータダイヤフラム４２とを備えて構成されている。アイソレータダイヤフラム４２によって、アイソレータハウジング４１内の空間が２つの室に分画され、一方の室が入力室４３、他方の室が出力室４４とされている。図に示すように、入力室４３はオイルポンプ３０の第２入出力ポート３１ｂに連通し、出力室４４は出力導管５１の一方端５１ａに連通している。
【００４７】
出力導管５１は、上述のようにその一方端５１ａがアイソレータ４０の出力室４４に連通しているとともに、その他方端５１ｂが装置ハウジング１１の表面に形成された出力ポート１２に連通している。この出力ポート１２には、バルーンカテーテル９０のカテーテル管９１の近位端９１ｂが接続される。この接続によって、バルーンカテーテル９０が出力導管５１と連通される。
【００４８】
出力導管５１の途中には、コモンバルブと称される圧力制御弁５２が介装されている。この圧力制御弁５２は、開成時の流路面積が通常の開閉弁よりも大きくなるように設計されており、このため、開成時における圧力損失が極力抑えられるようになっている。
【００４９】
図に示すように、アイソレータ４０の出力室４４には、ヘリウムガス給排管５３が連通している。このヘリウムガス給排管５３は、途中で分岐しており、一方が排出管５４となり、他方が供給管５５となっている。排出管５４は、その途中に排出用開閉弁５６が介装されているとともに、その先端が大気開放されている。一方、供給管５５は、その途中に供給用開閉弁５７が介装されているとともに、その先端がヘリウムガスタンク５８に連絡している。なお、本例では、排出管５４と供給管５５とが途中で合流して出力室４４に連通している例を示したが、これらが別々に出力室４４に連通している態様でも良い。
【００５０】
アイソレータ４０の出力室４４内には、該出力室４４内の圧力を検出する第１圧力センサー６１が取り付けられている。また、出力導管５１の圧力制御弁５２よりも下流側（バルーンカテーテル９０に近い側）には、第２圧力センサー６２が取り付けられている。なお、この第２圧力センサー６２が取り付けられている出力導管５１の部分は、出力ポート１２にバルーンカテーテル９０が接続された状態でバルーンカテーテル９０に常に連通しているため、この第２圧力センサー６２はバルーン９２に印加する圧力を検出していることになる。
【００５１】
また、バルーンポンプ駆動装置１０は、制御装置７０を有する。この制御装置７０は、オイルポンプ３０の駆動手段、供給用開閉弁５７、排出用開閉弁５６、圧力制御弁５２、第１圧力センサー６１、第２圧力センサー６２と電気的に接続されている。さらに、制御装置７０は、心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）を出力する生体信号出力装置８１及び表示・操作パネル８２にも電気的に接続されている。制御装置７０は、生体信号出力装置８１から出力される心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）、第１圧力センサー６１及び第２圧力センサー６２で検出される圧力情報その他の必要な情報が入力され、かかる入力情報に基づいて、オイルポンプ３０の駆動手段に駆動制御信号を、供給用開閉弁５７、排出用開閉弁５６、圧力制御弁５２に開閉信号を出力する。また、制御装置７０は、通常の交流電源に接続されたＡＣ／ＤＣアダプター８３及び、補助電源用のバッテリー８４にも接続されている。
【００５２】
オイルリザーバ２０のオイル室２３には、オイルが充填されている。このオイルは、オイルポンプ３０によってアイソレータ４０の入力室４３に流入出される。したがって、オイルリザーバ２０のオイル室２３、オイルポンプ３０のポンプ室及びアイソレータ４０の入力室４３内の空間、即ち一次側の空間は、オイルで充満される。使用オイルとしては種々のオイルが使用できるが、安全性や応答性等を考慮すると、シリコンオイルを用いるのが好ましい。
【００５３】
また、アイソレータ４０の出力室４４には、ヘリウムガスが充満している。出力室４４へのヘリウムガスの供給は、供給用開閉弁５７を開くことによって、ヘリウムガスタンク５８から供給される。また、バルーンポンプ駆動装置１０の定常動作中に所定タイミングで検出された第１圧力センサー６１の圧力値から、出力室４４に充填されたヘリウムガスの量を判断し、ヘリウムガスの量が少ないと判断された場合には、供給用開閉弁５７を開いてヘリウムガスを出力室４４内に供給する。
【００５４】
上記構成のバルーンポンプシステム１００において、以下、その運転動作について説明する。図２は、本例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合のバルーン９２の膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプ３０の回転方向（正回転・逆回転）、圧力制御弁（バルーン制御開閉弁）５２の開閉タイミング（開・閉）、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉ（実線で示した折れ線グラフ）の推移、第２圧力センサー６２で検出されるバルーン９２に印加する印加圧力Ｐｂ（点線で示した折れ線グラフ）の推移を併記したタイミングチャートである。図３は、本例におけるバルーンポンプシステム１００を運転させる際の制御装置７０のメインフローチャートである。なお、本システム１００の運転動作はバルーン９２の膨張及び収縮を繰り返す反復動作であり、始点が明確でないため、便宜上、図２のＱの点、即ち、圧力制御弁５２が閉じており、バルーン９２への印加圧力が第２の収縮圧力Ｐ４とされてバルーン９２が収縮している状態からの運転動作を説明する。
【００５５】
まず、上記の状態では、ステップＳ１０１でオイルポンプ３０が正回転方向に駆動している。オイルポンプ３０が正回転方向に駆動すると、オイルリザーバ２０内のオイルが第１入出力ポート３１ａからオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０の第２入出力ポート３１ｂからオイルがアイソレータ４０の入力室４３に排出される。これにより、アイソレータ４０の入力室４３にはオイルが流入し、斯かるオイルの流入によってアイソレータダイヤフラム４２が図１において右方向に変位する。
【００５６】
なお、このステップＳ１０１の操作により、図２に示すように、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉは上昇する。これは、アイソレータダイヤフラム４２が図１において右方向に変位することによって出力室４４内の容積が減少し、容積減少に伴って圧力が上昇するためである。このようにして出力室４４内の圧力が上昇し、出力室４４内の圧力Ｐｉが第１膨張圧力Ｐ１となると、それ以上の圧力上昇を起こさないように、オイルポンプ３０の正回転方向の回転速度を落とし、オイルポンプ３０からアイソレータ４０側へ吐出されるオイル量とアイソレータ４０側からオイルポンプ３０へと逆流するオイル量とをつりあわせる。この操作によって、圧力Ｐｉは第１膨張圧力Ｐ１を維持できる（第１膨張圧力制御）。なお、この第１膨張圧力Ｐ１は、バルーンを膨張させるのに必要な圧力よりもはるかに高い圧力である。
【００５７】
次いで、ステップＳ１０２において、バルーン９２の膨張信号の発生の有無を判断する（膨張判断手段）。制御装置７０は、生体信号出力装置８１から入力される心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）に基づき、生体の状態に適切な膨張タイミングを演算するとともに、この膨張タイミングに従って膨張信号を発生する。この膨張信号が発生していないと判断される場合には、ステップＳ１０１に戻る。膨張信号が発生していると判断される場合は、ステップＳ１０３に進む。なお、適切な膨張タイミングを演算する演算手法については、ここでは省略する。
【００５８】
ステップＳ１０２にて膨張信号の発生が検出されると、膨張期（バルーンを収縮状態から膨張状態へ状態変化させる時期）であると認識し、ステップＳ１０３において制御装置７０から圧力制御弁５２を開成作動する指令が出力される。このため圧力制御弁５２が開成作動する（膨張時開弁制御）。この開成作動によってアイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、出力室４４内で蓄圧された第１膨張圧力Ｐ１がバルーン９２に作用し、圧力Ｐｂが第２収縮圧力Ｐ４からＰ１'まで急激に上昇する。この場合において、上述したように、圧力制御弁５２が開く直前までは、アイソレータ４０の出力室４４内は、バルーン９２を膨張させるのに必要な圧力よりも高い第１膨張圧力Ｐ１が蓄圧されているため、圧力制御弁５２を開くと、一気に出力室４４内のヘリウムガスがバルーン９２内に流入する。よって、バルーン９２の膨張を従来のものよりも急峻に行うことが可能である。
【００５９】
ステップＳ１０３で圧力制御弁５２が開成作動した後、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４においては、圧力制御弁５２の開時間Ｔ１が設定時間Ｔ１ｓｅｔに達しているか否かが判断される（Ｔ１判断制御）。達していないと判断された場合にはステップＳ１０３に戻る。一方、達していると判断された場合には、ステップＳ１０５に進む。なお、設定時間Ｔ１ｓｅｔは、バルーンの材質、生体信号出力装置からの信号情報などにより適宜決定するが、バルーン９２が所定の圧力で完全膨張するのに必要な量のヘリウムが供給されたと推定される時間に設定するのが好ましい。
【００６０】
ステップＳ１０４で圧力制御弁５２の開時間が設定時間Ｔ１ｓｅｔに達したと判断されたら、次のステップＳ１０５において圧力制御弁５２を閉成作動させる（膨張時中間閉弁制御）。圧力制御弁５２を閉じることにより、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２との連通が遮断される。次いで、ステップＳ１０６に進む。
【００６１】
ステップＳ１０６では、オイルポンプ３０を逆回転方向に駆動させる。すると、アイソレータ４０の入力室４３内のオイルが第２入出力ポート３１ｂからオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０内のオイルが第１入出力ポート３１ａからオイルリザーバ２０のオイル室２３に排出される。これにより、アイソレータダイヤフラム４２が図１において左方向に偏移する。
【００６２】
なお、このステップＳ１０６の操作により、図２に示すように出力室４４内の圧力Ｐｉは下降する。これは、アイソレータダイヤフラム４２が図１において左方向に偏移することによって出力室４４内の容積が増加するため、この容積増加に伴って圧力が下降するのである（圧力降下制御）。
【００６３】
その後、ステップＳ１０７を実行する。ステップＳ１０７では、第２圧力センサー６２から入力される印加圧力値Ｐｂの経時的な圧力変化勾配ΔＰｂが０又は所定範囲ε内であるか否かが判断される。この判断は、バルーン９２が完全膨張したか否かの判断をしていることと同じである（完全膨張推定制御）。すなわち、ステップＳ１０５において圧力制御弁５２を閉じた直後は未だバルーン９２は膨張しきれていないため、その後もバルーン９２は膨張し続け、この膨張に伴って出力室４４側からバルーン９２側にヘリウムガスが流入するため、バルーン９２に印加する圧力Ｐｂは降下する。しかし、バルーン９２が完全に膨張する状態に近づくと、バルーン９２に流入するヘリウムガスが減少するため、圧力Ｐｂの低下量は少なくなる（圧力の低下勾配がゆるやかになる。）。そして、バルーン９２が完全に膨張すると、それ以上のヘリウムガスの流入が起こらなくなるため、圧力Ｐｂの圧力低下は停止し、ほぼフラットな圧力となる。従って、圧力値Ｐｂの変化勾配が０又は所定値以下であるか否かを判断することにより、バルーン９２が完全に膨張したか否かを判別できる。なお、図２に示すように、膨張期において印加圧力Ｐｂの変化勾配がほぼ０となったときの圧力Ｐ１'は、バルーン９２の膨張状態が維持できる最低圧力よりも高く、かつ、膨張状態が維持できる最高圧力より低い圧力とされる。これに対し、従来のバルーンポンプ駆動装置では、バルーンが完全膨張するときには、バルーン内圧を膨張状態が維持できる最低圧力付近に設定する。したがって、本例は、従来技術と異なり、バルーンが完全膨張したときでも、従来の圧力よりも高い圧力をバルーンに印加しており、それ故、バルーンの膨張をより急峻に行うことができる。この圧力Ｐ１'は、膨張状態が維持できる最高圧力に近いものであるのが好ましい。即ち、許容範囲でできるだけ高い圧力とすることが好ましい。このように高い圧力とすることにより、バルーンの膨張をより一層急峻とすることができる。
【００６４】
ステップＳ１０７において、第２圧力センサー６２によって入力される圧力値Ｐｂの変化勾配ΔＰｂが０又は所定の範囲εｂに入っていない場合には、未だバルーンが完全に膨張しきれていないと認識し、ステップＳ１０６に戻る。ΔＰｂが０又はεｂに入っていると判断した場合には、ステップＳ１０８に進む。
【００６５】
ステップＳ１０７においてΔＰｂが０又はεｂに入っていると判断されると、次のステップＳ１０８において、圧力制御弁５２が再び開成作動される（膨張時中間開弁制御）。なお、ステップＳ１０５で圧力制御弁が閉成された後に、オイルポンプ３０を逆回転にしているため、アイソレータ４０の出力室４４内は圧力降下されて、第２膨張圧力Ｐ２となっている（図２参照）。したがって、このステップＳ１０８において圧力制御弁５２が再度開くと、圧力降下された出力室４４とバルーン９２とが連通するため、より高圧であるバルーン９２内のヘリウムガスが出力室４４側に引き込まれ、バルーン９２内の圧力が降下する。
【００６６】
ステップＳ１０８で圧力制御弁５２を開成作動させた後、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、圧力制御弁５２の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達しているか否かについて判断する。圧力制御弁５２の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２に達していないと判断されたときは、ステップＳ１０８に戻る。一方、圧力制御弁５２の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達していると判断されたときは、ステップＳ１１０に進む。
【００６７】
ステップＳ１１０では、圧力制御弁５２を閉成作動させる（膨張時閉弁制御）。これにより、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２との連通が遮断される。従って、バルーン９２は、そのときの印加圧力Ｐ２'で膨張状態を維持する。その後、ステップＳ１１１に進む。
【００６８】
なお、図２に示すように、膨張状態を維持しているときの印加圧力Ｐｂは、Ｐ２'で一定であり、この圧力はこのときにおけるバルーン９２内の圧力と推定できる。この圧力Ｐ２'は、膨張状態が維持できる最低圧力に近いものであるのが好ましい。即ち、許容範囲でできるだけ低い圧力とすることが好ましい。このように低い圧力とすることにより、次にバルーンが収縮する際に、圧力差を最小とすることができる。
【００６９】
ステップＳ１１１では、第２圧力センサー６２で検出されるバルーン９２への印加圧力Ｐｂと、本来目標とする適正な設定圧力Ｐｓｅｔとの差の絶対値ΔＰを計算し、ΔＰが０であるか否か、又は、ΔＰが所定範囲ε以内であるか否かが判断される。ΔＰが０、若しくはΔＰがε以下であれば、ステップＳ１１３に進む。一方、ΔＰが０ではない、若しくはΔＰがε以上であると判断された場合には、ステップＳ１１２に進んで設定時間Ｔ２ｓｅｔを補正する（補正制御）。設定時間Ｔ２ｓｅｔに関しては、予め実験等で、ステップＳ１０８で圧力制御弁５２を開く際にバルーン９２に印加する圧力Ｐｂが第２膨張圧力Ｐ２からＰｓｅｔとなるまでの時間を計測しておき、デフォルト値としてその実験結果から得られた値を設定しておく。しかし、最も適正な時間Ｔ２は、生体の状態やバルーンの寸法等によって変化する場合がある。従って、初期のデフォルト値である設定時間Ｔ２ｓｅｔによって必ずしも圧力ＰｂがＰｓｅｔになるとはいえない。よって、このような場合に設定時間を修正する。修正の詳細は省略するが、ステップＳ１１１での判断の結果、ΔＰが正であれば、その度合いに応じて設定時間を長く修正し、ΔＰが負であれば、その度合いに応じて設定時間を短く修正する。その後、ステップＳ１１３に進む。
【００７０】
なお、ステップＳ１１０にて圧力制御弁５２を閉成した後も、オイルポンプは依然として逆回転駆動しており、アイソレータ４０のアイソレータダイヤフラム４２は図示左方向に変位し続けるため、出力室４４の容積が拡大されて圧力Ｐｉがさらに降下する。そして、出力室４４内の圧力Ｐｉが第１収縮圧力Ｐ３となると、それ以下の圧力降下を起こさないように、オイルポンプ３０の逆回転方向の回転速度を落とし、アイソレータ４０側からオイルポンプ３０へ引き込まれるオイル量とオイルポンプ３０側からアイソレータ４０側へと逆流するオイル量とをつりあわせる。この操作によって、圧力Ｐｉは第１収縮圧力Ｐ３を維持できる（第１収縮圧力制御）。なお、この第１収縮圧力Ｐ３は、バルーンを収縮させるのに必要な圧力よりもはるかに低い圧力である。
【００７１】
ステップＳ１１３では、バルーンの収縮信号の発生の有無を判断する（収縮判断手段）。膨張信号の発生の有無を判断する場合と同様に、制御装置７０は、生体信号出力装置８１から制御装置７０に入力される心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）に基づき、生体の状態に適切な収縮タイミングを演算するとともに、この収縮タイミングに従って収縮信号を発生する。この収縮信号が発生していないと判断される場合には、ステップＳ１１３に戻る。収縮信号が発生していると判断される場合は、ステップＳ１１４に進む。
【００７２】
ステップＳ１１３にて収縮信号の発生が検出されると、収縮期（バルーンを膨張状態から収縮状態へ状態変化させる時期）であると認識し、次のステップＳ１１４において、圧力制御弁５２が開成作動する（収縮時開弁制御）。この開成作動によってアイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通する。バルーン９２の圧力は、出力室４４内の圧力Ｐ３よりも高いので、バルーン９２内のヘリウムが出力室４４内に引き込まれ、その結果、印加圧力Ｐｂが第２膨張圧力Ｐ２'からＰ３'まで急激に下降する。この場合において、圧力制御弁５２が開く直前までは、アイソレータ４０の出力室４４内は、バルーン９２を収縮させるのに必要な圧力よりも低い第１膨張圧力Ｐ３が蓄圧されているため、圧力制御弁５２を開くと、一気にヘリウムガスがバルーン９２内から流出する。よって、バルーン９２の収縮を従来のものよりも急峻に行うことが可能である。
【００７３】
ステップＳ１１４で圧力制御弁５２が開成作動した後、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５においては、第２圧力センサー６２から入力される圧力値Ｐｂの圧力変化勾配ΔＰｂが０又は所定範囲εｂ内であるか否かが判断される。この判断は、バルーン９２が完全収縮したか否かの判断をしていることと同じである（完全収縮推定制御）。すなわち、ステップＳ１１４において圧力制御弁５２を開いた直後は未だバルーン９２は収縮しきれていないため、その後もバルーン９２は収縮し続け、この収縮に伴ってバルーン９２側から出力室４４側にヘリウムガスが流入するため、印加圧力Ｐｂは上昇する。しかし、バルーン９２が完全に収縮する状態に近づくと、バルーン９２から流入するヘリウムガスが減少するため、圧力Ｐｂの上昇量は少なくなる（圧力の上昇勾配がゆるやかになる）。そして、バルーン９２が完全に収縮すると、それ以上のヘリウムガスの流入が起こらなくなるため、圧力Ｐｂの圧力上昇は停止し、ほぼフラットな圧力となる。従って、圧力値Ｐｂの変化勾配が０又は所定値以下であるか否かを判断することにより、バルーン９２が完全に収縮したか否かを判別できる。なお、図２に示すように、収縮期において印加圧力Ｐｂの変化勾配がほぼ０となったときの圧力Ｐ３'は、バルーン９２の収縮状態が維持できる最高圧力よりも低く、かつ、収縮状態が維持できる最低圧力より高い圧力とされる。これに対し、従来のバルーンポンプ駆動装置では、バルーンが完全収縮するときには、バルーン内圧を収縮状態が維持できる最高圧力付近に設定する。したがって、本例は、従来技術と異なり、バルーンが完全収縮したときでも、従来の圧力よりも低い圧力をバルーンに印加しており、それ故、バルーンの収縮をより急峻に行うことができる。この圧力Ｐ３'は、収縮状態が維持できる最低圧力に近いものであるのが好ましい。即ち、許容範囲でできるだけ低い圧力とするのが好ましい。このように低い圧力とすることにより、バルーンの収縮をより急峻に行うことができる。
【００７４】
ステップＳ１１５にてΔＰｂが０又はεｂに入っていない場合には、未だバルーンが完全に収縮しきれていないと認識し、ステップＳ１１４に戻る。圧力Ｐｉの変化勾配が０又は所定の範囲に入っている場合には、ステップＳ１１６に進む。
【００７５】
ステップＳ１１６では、オイルポンプ３０を正回転方向に駆動させる。すると、オイルリザーバ２０内のオイルがオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０からオイルがアイソレータ４０の入力室４３に排出される。これにより、アイソレータ４０の入力室４３にはオイルが流入し、斯かるオイルの流入によってアイソレータダイヤフラム４２が図１において右方向に偏移する。このアイソレータダイヤフラム４２の変位によって出力室４４内の容積が減少し、容積減少に伴って出力室４４内の圧力が上昇する（圧力上昇制御）。
【００７６】
ステップＳ１１６の後は、ステップＳ１１７を実行する。ステップＳ１１７では、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉが圧力Ｐ４と等しいか否かが判断される（収縮圧力推定制御）。なお、このときは、圧力制御弁５２が開いているので、圧力Ｐｉと圧力Ｐｂは同圧となっている。圧力ＰｉがＰ４と等しくないと判断されたときは、ステップＳ１１６に戻る。一方、圧力ＰｉがＰ４と等しいと判断されたときは、ステップＳ１１８に進む。
【００７７】
ステップＳ１１８では圧力制御弁５２を閉成作動させる（収縮時閉弁制御）。これにより、出力室４４とバルーン９２との連通が遮断され、バルーン９２に作用する圧力Ｐｂは圧力Ｐ４を維持し、バルーン９２は収縮状態を維持する。そして、ステップＳ１０２に戻り、次回の膨張信号を待つ。
【００７８】
上記のステップを繰り返すことにより、バルーン９２を所定タイミングで膨張及び収縮させる。
【００７９】
以上の説明のように、本例のバルーンポンピング方法は、バルーンを収縮状態から膨張状態とする際に、バルーン９２内の圧力を、膨張状態が維持できる最低圧力よりも高く、かつ、膨張状態が維持できる最高圧力以下である圧力Ｐ１'とする工程と、バルーン９２内の圧力が圧力Ｐ１'で完全膨張したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ前記圧力Ｐ１'よりも低い圧力である圧力Ｐ２'に圧力降下させる工程とを含む。これらの工程を実施することにより、バルーン９２を、膨張が維持できる最低圧力よりも高い圧力Ｐ１'で完全膨張させることができるため、その分バルーン９２の膨張をさらに急峻にすることができる。また、バルーン９２が圧力Ｐ１'で完全膨張したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ圧力Ｐ１'よりも低い圧力である圧力Ｐ２'に圧力降下させているため、次回の収縮時における圧力差が減少し、次回の収縮時に急峻な収縮動作ができるようにしている。したがって、膨張時により急峻な膨張応答性を確保しつつ、次回の収縮に急峻な収縮応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンピング方法を提供することができる。
【００８０】
また、本例のバルーンポンピング方法は、バルーンを膨張状態から収縮状態とする際に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態が維持できる最高圧力よりも低く、かつ、収縮状態が維持できる最低圧力以上である圧力Ｐ３'とする工程と、バルーン９２内の圧力が前記圧力Ｐ３'で完全収縮したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態を維持できる最高圧力以下でありかつ前記圧力Ｐ３'よりも高い圧力である圧力Ｐ４に圧力に上昇させる工程とを含む。これらの工程を実施することにより、バルーン９２を、収縮が維持できる最高圧力よりも低い圧力Ｐ３'で完全収縮させることができるため、その分バルーン９２の収縮をさらに急峻にすることができる。また、バルーン９２が圧力Ｐ３'で完全収縮したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態が維持できる最高圧力以下でありかつ圧力Ｐ３'よりも高い圧力である圧力Ｐ４に圧力上昇させているため、次回の膨張時における圧力差が減少し、次回の膨張時により急峻な膨張動作ができるようにしている。したがって、収縮時により急峻な収縮応答性を確保しつつ、次回の膨張に急峻な膨張応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンピング方法を提供することができる。
【００８１】
また、本例のバルーンポンプ駆動装置は、生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを膨張させるタイミングを判断する膨張判断手段（ステップＳ１０２）と、該膨張判断手段がバルーンを膨張させるタイミングであると判断した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させる第１膨張圧力印加手段（ステップＳ１０３、アイソレータ４０、圧力制御弁５２）と、第１膨張圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全膨張したか否かを推定する完全膨張推定手段（ステップＳ１０７）と、完全膨張推定手段でバルーンが完全膨張したと推定した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ前記第１膨張圧力印加手段により印加した圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させてバルーン内の圧力を降下させる第２膨張圧力印加手段（ステップＳ１０８、アイソレータ４０、圧力制御弁５２）とを有する。このため、膨張時により急峻な膨張応答性を確保しつつ、次回の収縮に急峻な収縮応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【００８２】
また、本例のバルーンポンプ駆動装置は、生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを収縮させるタイミングを判断する収縮判断手段（ステップＳ１１３）と、収縮判断手段がバルーンを収縮させるタイミングであると判断した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させる第１収縮圧力印加手段（ステップＳ１１４、アイソレータ４０、圧力制御弁５２）と、第１収縮圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全収縮したか否かを推定する完全収縮推定手段（ステップＳ１１５）と、完全収縮推定手段でバルーンが完全収縮したと推定した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力以下でありかつ第１収縮圧力印加手段により印加した圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させてバルーン内の圧力を上昇させる第２収縮圧力印加手段（ステップＳ１１６、アイソレータ４０、圧力制御弁５２）とを有する。したがって、収縮時により急峻な収縮応答性を確保しつつ、次回の膨張に急峻な膨張応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【００８３】
（第２実施形態例）
次に、本発明の第２実施形態例について説明するが、本例は、基本的構成については上記第１実施形態例と同一であり、主要な差異は、出力導管に連通する補助リザーバタンクを設けた点である。よって、本例の構成において上記第１実施形態例と同一部分については同一符号で示してその具体的説明は省略し、差異点を中心に説明する。
【００８４】
図４は、本例におけるバルーンポンプシステムの回路構成である。バルーンポンプシステム２００は、バルーンカテーテル９０とバルーンポンプ駆動装置１０とから構成されている。
【００８５】
バルーンカテーテル９０の構成は、上記第１実施形態例と同一であるので、その具体的説明は省略する。
【００８６】
バルーンポンプ駆動装置１０は、装置ハウジング１１によって外殻が形成され、該装置ハウジング１１内には、オイルリザーバ２０、オイルポンプ３０及びアイソレータ４０が配設されている。オイルリザーバ２０、オイルポンプ３０及びアイソレータ４０の構成は、上記第１実施形態例と同一であるので、その具体的説明は省略する。
【００８７】
出力導管５１は、上記第１実施形態例と同様にその一方端５１ａがアイソレータ４０の出力室４４に連通しているとともに、その他方端５１ｂが装置ハウジング１１の表面に形成された出力ポート１２に連通している。この出力ポート１２には、バルーンカテーテル９０のカテーテル管９１の近位端９１ｂが接続される。この接続によって、バルーンカテーテル９０が出力導管５１と連通される。
【００８８】
出力導管５１の途中には、圧力制御弁５２が介装されている。圧力制御弁５２の構造は、上記第１実施形態例と同様である。
【００８９】
アイソレータ４０の出力室４４内には、該出力室４４内の圧力を検出する第１圧力センサー６１が取り付けられている。また、出力導管５１の圧力制御弁５２よりも下流側（バルーンカテーテル９０に近い側）には、第２圧力センサー６２が取り付けられている。
【００９０】
出力導管５１の途中には、第１補助導管１１２及び第２補助導管１１３の一端がそれぞれ連通している。第１補助導管１１２は、圧力制御弁５２と出力ポート１２との間の出力導管５１の部分に、一方、第２補助導管１１３は、アイソレータ４０の出力室４４と圧力制御弁５２との間の出力導管５１の部分に、それぞれ連通している。また、第１補助導管１１２の他端及び第２補助導管１１３の他端は、それぞれ補助リザーバタンク１１１に連通している。第１補助導管１１２の途中には第１補助開閉弁１１４が、第２補助導管１１３の途中には第２補助開閉弁１１５が、それぞれ介装されている。補助リザーバタンク１１１内部には、ヘリウムガスが充填されており、その内部圧力が、第３圧力センサー６３によって検出されている。
【００９１】
また、バルーンポンプ駆動装置１０は、制御装置７０を有する。この制御装置７０は、オイルポンプ３０の駆動手段、供給用開閉弁５７、排出用開閉弁５６、圧力制御弁５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５、第１圧力センサー６１、第２圧力センサー６２、第３圧力センサー６３と電気的に接続されている。さらに、制御装置７０は、心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）を出力する生体信号出力装置８１及び表示・操作パネル８２にも電気的に接続されている。また、制御装置７０は、通常の交流電源に接続されたＡＣ／ＤＣアダプター８３及び、補助電源用のバッテリー８４にも接続されている。
【００９２】
オイルリザーバ２０のオイル室２３には、上記第１実施形態例と同様にオイルが充填されている。したがって、オイルリザーバ２０のオイル室２３、オイルポンプ３０のポンプ室及びアイソレータ４０の入力室４３内の空間、即ち一次側の空間は、オイルで充満される。また、アイソレータ４０の出力室４４には、上記第１実施形態例と同様にヘリウムガスが充満している。
【００９３】
上記構成のバルーンポンプシステム２００において、以下、その運転動作について説明する。図５は、本例におけるバルーンポンプシステム２００を運転させた場合のバルーン９２の膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプ３０の回転方向、バルーン制御開閉弁（圧力制御弁）５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５の開閉タイミング、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉ（実線で示した折れ線グラフ）の推移、第２圧力センサー６２で検出される圧力Ｐｂ（点線で示した折れ線グラフ）の推移並びに第３圧力センサー６３で検出される補助リザーバ１１１内の圧力Ｐｒの推移（一点鎖線で示した折れ線グラフ）を併記したタイミングチャートである。図６は、本例におけるバルーンポンプシステム２００を運転させる際の制御装置７０のメインフローチャートである。なお、本システム２００の運転動作はバルーン９２の膨張及び収縮を繰り返す反復動作であり、始点が明確でないため、便宜上、図５のＱの点、即ち、圧力制御弁５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５が閉じており、バルーン９２内の圧力が第２収縮圧力Ｐ４で収縮しており、補助リザーバタンク１１１内の圧力が膨張時補助圧力Ｐ５となっている状態からの運転動作を説明する。
【００９４】
まず、ステップＳ２０１が実行される。図５のＱ点では、ステップＳ２０１にてオイルポンプ３０が正方向に回転駆動されている。このためオイルリザーバ２０内のオイルが第１入出力ポート３１ａからオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０の第２入出力ポート３１ｂからオイルがアイソレータ４０の入力室４３に排出される。これにより、アイソレータ４０の入力室４３にはオイルが流入し、斯かるオイルの流入によってアイソレータダイヤフラム４２が図４において右方向に偏移する。このステップＳ２０１の操作により、図５に示すように、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉが上昇する。そして、出力室４４内の圧力Ｐｉが第１膨張圧力Ｐ１となると、それ以上の圧力上昇を起こさないように、オイルポンプ３０の正回転方向の回転速度を落とし、オイルポンプ３０からアイソレータ４０側へ吐出されるオイル量とアイソレータ４０側からオイルポンプ３０へと逆流するオイル量とをつりあわせる。この操作によって、アイソレータ４０はその出力室４４に第１膨張圧力Ｐ１を蓄圧する（第１膨張圧力制御）。なお、この第１膨張圧力Ｐ１は、バルーンを膨張させるために必要な圧力よりもはるかに高い圧力である。
【００９５】
次いで、ステップＳ２０２において、バルーン９２の膨張信号の発生の有無を判断する（膨張判断制御）。この膨張信号が発生していないと判断される場合には、ステップＳ２０１に戻る。膨張信号が発生していると判断される場合は、ステップＳ２０３に進む。
【００９６】
ステップＳ２０２にて膨張信号を検出した場合には、膨張期（バルーンを収縮状態から膨張状態へ状態変化させる時期）であると認識し、ステップＳ２０３で、制御装置７０から圧力制御弁５２を開成作動する指令が出力される。この指令によって圧力制御弁５２が開成作動する（膨張時開弁制御）。この開成作動によってアイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、出力室内４４内で蓄圧された第１膨張圧力Ｐ１がバルーン９２に作用し、圧力Ｐｂが第２収縮圧力Ｐ４から急激に上昇する。この場合において、圧力制御弁５２が開く直前までは、アイソレータ４０の出力室４４内は、バルーン９２を膨張させるのに必要な圧力よりも高い第１膨張圧力Ｐ１とされているため、圧力制御弁５２を開くと、一気に出力室４４内のヘリウムガスがバルーン９２内に流入する。よって、バルーン９２の膨張を従来のものよりも急峻に行うことが可能である。
【００９７】
ステップＳ２０３で圧力制御弁５２が開成作動した後、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４においては、圧力制御弁５２の開時間Ｔ１が設定時間Ｔ１ｓｅｔに達しているか否かが判断される（Ｔ１判断制御）。達していないと判断された場合にはステップＳ２０３に戻る。一方、達していると判断された場合には、ステップＳ２０５に進む。
【００９８】
ステップＳ２０４で圧力制御弁５２の開時間が設定時間Ｔ１ｓｅｔに達したと判断されたら、次のステップＳ２０５において圧力制御弁５２を閉成作動させる（膨張時中間閉弁制御）。圧力制御弁５２を閉じることにより、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２との連通が遮断される。次いで、ステップＳ２０６に進む。
【００９９】
ステップＳ２０６では、オイルポンプ３０を逆回転方向に駆動させる。すると、アイソレータ４０の入力室４３内のオイルが第２入出力ポート３１ｂからオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０内のオイルが第１入出力ポート３１ａからオイルリザーバ２０のオイル室２３に排出される。これにより、アイソレータダイヤフラム４２が図４において左方向に偏移する。
【０１００】
なお、このステップＳ２０６の操作により、図５に示すように出力室４４内の圧力Ｐｉは下降する。これは、アイソレータダイヤフラム４２が図４において左方向に偏移することによって出力室４４内の容積が増加するため、この容積増加に伴って圧力が下降するのである（圧力降下制御）。
【０１０１】
その後、ステップＳ２０７を実行する。ステップＳ２０７では、第２圧力センサー６２から入力される印加圧力値Ｐｂの圧力変化勾配ΔＰｂが０又は所定範囲εｂ内であるか否かが判断される。
【０１０２】
ステップＳ２０７において、ΔＰｂが０又はεｂに入っていない場合には、未だバルーン９２が完全に膨張しきれていないと認識し、ステップＳ２０６に戻る。ΔＰｂが０又はεｂに入っていると判断した場合には、ステップＳ２０８に進む。なお、図５に示すように、膨張期において印加圧力Ｐｂの変化勾配がほぼ０となったときの圧力Ｐ１'は、バルーン９２の膨張状態が維持できる最低圧力よりも高く、かつ、膨張状態が維持できる最高圧力より低い圧力とされる。従来のバルーンポンプ駆動装置では、バルーンが完全膨張するときには、バルーン内圧を膨張状態が維持できる最低圧力付近に設定する。したがって、本例は、従来技術と異なり、バルーンが完全膨張したときでも、従来の圧力よりも高い圧力をバルーンに印加しており、それ故、バルーンの膨張をより急峻に行うことができる。この圧力Ｐ１'は、膨張状態が維持できる最高圧力に近いものであるのが好ましい。即ち、許容範囲でできるだけ高い圧力とすることが好ましい。このように高い圧力とすることにより、バルーンの膨張をより一層急峻とすることができる。
【０１０３】
ステップＳ２０７においてΔＰｂが０又はεｂに入っていると判断されると、次のステップＳ２０８において、第１補助開閉弁１１４が開成作動される（膨張時中間開弁制御）。この開成作動により、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。この場合において、第１補助開閉弁１１４が開く直前の補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒは、予め膨張時補助圧力Ｐ５にされている。この圧力Ｐ５は、図５からわかるように、このときの印加圧力Ｐｂの圧力Ｐ１'よりも低い圧力である。したがって、第１補助開閉弁１１４が開くと、より高圧であるバルーン９２内のヘリウムガスが補助リザーバタンク１１１側に流れ込む。このため圧力Ｐｂが急激に降下する。
【０１０４】
ステップＳ２０８で第１補助開閉弁１１４を開成作動させた後、ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９では、第１補助開閉弁１１４の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達しているか否かについて判断する。第１補助開閉弁１１４の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達していないと判断されたときは、ステップＳ２０８に戻る。一方、第１補助開閉弁１１４の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達していると判断されたときは、ステップＳ２１０に進む。
【０１０５】
ステップＳ２０９で第１補助開閉弁１１４の開時間が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達したと判断されたら、次のステップＳ２１０で第１補助開閉弁１１４を閉成作動させる（膨張時閉弁制御）。これにより、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２との連通が遮断される。従って、バルーン９２は、膨張状態でそのときの圧力Ｐ２'を維持する。その後、ステップＳ２１１に進む。
【０１０６】
ステップＳ２０７、Ｓ２０８、Ｓ２０９によって、バルーン９２に印加する圧力Ｐｂが、図５に示すようにＰ２'とされる。この圧力はこのときにおけるバルーン９２内の圧力と推定できる。したがって、バルーン９２は、圧力Ｐ２'で膨張状態を維持する。圧力Ｐ２'は、膨張状態が維持できる最低圧力に近いものであるのが好ましい。即ち、許容範囲でできるだけ低い圧力とすることが好ましい。このように低い圧力とすることにより、次にバルーンが収縮する際に、圧力差を最小とすることができる。
【０１０７】
ステップＳ２１１では、第２補助開閉弁１１５を開く。これにより、補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４内とが連通する。この時点において、オイルポンプ３０は逆回転駆動しているため、アイソレータ４０の出力室４４は圧力降下しており、補助リザーバタンク１１１の圧力（このときの圧力はＰ２'）よりも低くなっている。したがって、第２補助開閉弁１１５の開成作動により補助リザーバタンク１１１と出力室４４とが連通すると、補助リザーバタンク１１１内のヘリウムガスが出力室４４内に引き込まれ、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒが降下する。
【０１０８】
ステップＳ２１１で第２補助開閉弁１１５を開いた後は、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２では、第３圧力センサー６３によって検出される補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒが所定の圧力Ｐ６にまで降下したか否かが判断される。圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ６まで降下していないと判断された場合には、ステップＳ２１２に戻る。一方、圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ６まで降下したと判断された場合には、ステップＳ２１３に進む。
【０１０９】
ステップＳ２１２で圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ６まで降下したと判断されると、次のステップＳ２１３で第２補助開閉弁１１５が閉成作動する。この閉成作動によって、補助リザーバタンク１１１と出力室４４との連通が遮断される。
【０１１０】
なお、ステップＳ２１１、ステップＳ２１２、ステップＳ２１３の制御及びこれに伴う作動によって、補助リザーバタンク１１１内の圧力がほぼ所定圧力Ｐ６に設定される（補助リザーバ圧設定制御）。この所定圧力Ｐ６は、後述するバルーンの収縮時において、バルーン９２内の圧力を第２収縮圧力Ｐ４にするために必要となる圧力である。
【０１１１】
ステップＳ２０６でオイルポンプが逆回転駆動しているが、これはステップＳ２１０にて第２補助開閉弁１１５を閉成した後も続いており、アイソレータ４０のアイソレータダイヤフラム４２は図示左方向に変位し続けるため、出力室４４の容積が拡大されて圧力Ｐｉがさらに降下する。そして、出力室４４内の圧力Ｐｉが第１収縮圧力Ｐ３になると、それ以下の圧力降下を起こさないように、オイルポンプ３０の逆回転方向の回転速度を落とし、アイソレータ４０側からオイルポンプ３０へ引き込まれるオイル量とオイルポンプ３０側からアイソレータ４０側へと逆流するオイル量とをつりあわせる。この操作によって、圧力Ｐｉは第１収縮圧力Ｐ３を維持できる（第１収縮圧力制御）。なお、この第１収縮圧力Ｐ３は、バルーンを収縮させるために発生させる圧力よりも小さい圧力とされている。
【０１１２】
ステップＳ２１３によって補助リザーバタンク１１１内の圧力がＰ６にされた後は、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４では、バルーン９２の収縮信号の発生の有無を判断する（収縮判断手段）。膨張信号の発生の有無を判断する場合と同様に、制御装置７０は、生体信号出力装置８１から制御装置７０に入力される心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）に基づき、生体の状態に適切な収縮タイミングを演算するとともに、この収縮タイミングに従って収縮信号を発生する。この収縮信号が発生していないと判断される場合には、ステップＳ２１２に戻る。収縮信号が発生していると判断される場合は、ステップＳ２１５に進む。
【０１１３】
ステップＳ２１４において収縮信号を検出すると、収縮期（バルーンを膨張状態から収縮状態へ状態変化させる時期）であると認識し、次のステップＳ２１５において、圧力制御弁５２が開成作動する（収縮時開弁制御）。この開成作動によってアイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、出力室４４内で蓄圧された第１収縮圧力Ｐ３がバルーン９２に作用し、圧力Ｐｂが第２膨張圧力Ｐ２'から急激に下降する。この場合において、圧力制御弁５２が開く直前までは、アイソレータ４０の出力室４４内の圧力Ｐｉは、通常の収縮圧力よりも低い第１収縮圧力Ｐ３にされているため、圧力制御弁５２を開くと、一気にヘリウムガスがバルーン９２内から流出する。よって、バルーン９２の収縮を従来のものよりも急峻に行うことが可能である。
【０１１４】
ステップＳ２１５で圧力制御弁５２が開成作動した後、ステップＳ２１６に進む。ステップＳ２１６においては、第２圧力センサー６２によって検出される圧力Ｐｂの圧力変化勾配が０又は所定範囲εｂ内であるか否かが判断される（完全収縮推定制御）。この判断は、上記第１実施形態例で説明したように、バルーン９２が完全収縮したか否かの判断をしていることと同じである。
【０１１５】
ステップＳ２１６において、ΔＰｂが０又はεｂに入っていない場合には、ステップＳ２１６に戻る。ΔＰｂが０又はεｂに入っていると判断した場合には、ステップＳ２１７に進む。なお、図５に示すように、収縮期において印加圧力Ｐｂの変化勾配がほぼ０となったときの圧力Ｐ３'は、バルーン９２の収縮状態が維持できる最高圧力よりも低く、かつ、収縮状態が維持できる最低圧力より高い圧力とされる。この点、従来のバルーンポンプ駆動装置では、バルーンが完全収縮するときには、バルーン内圧を収縮状態が維持できる最高圧力付近に設定する。したがって、本例は、従来技術と異なり、バルーンが完全収縮したときでも、従来の圧力よりも低い圧力をバルーンに印加しており、それ故、バルーンの収縮をより急峻に行うことができる。また、この圧力Ｐ３'は、収縮状態が維持できる最低圧力に近いものであるのが好ましい。このように低い圧力とすることにより、バルーンの収縮をより一層急峻とすることができる。
【０１１６】
ステップＳ２１６において、圧力Ｐｂの圧力変化勾配が０又は所定範囲内であると判断された場合、次のステップＳ２１７において、第１補助開閉弁１１４を開く（収縮時中間開弁制御）。この開成作動により、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。この場合において、第１補助開閉弁１１４が開く直前の補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒは、予め収縮時補助圧力Ｐ６にされている。この圧力Ｐ６は、図５からわかるように、このときの印加圧力Ｐｂの圧力Ｐ３'よりも高い圧力である。したがって、第１補助開閉弁１１４が開くと、より高圧である補助リザーバタンク１１１内のヘリウムガスがバルーン９２側に流れ込む。このため圧力Ｐｂが急激に上昇する。
【０１１７】
ステップＳ２１７において第１補助開閉弁１１４が開成作動した後、ステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８では、第２圧力センサー６２により検出されるバルーン９２内の圧力Ｐｂが設定圧Ｐ４となったか否かについて判断される。圧力Ｐｂが設定圧Ｐ４にはなっていない場合には、ステップＳ２１７に戻る。圧力Ｐｂが設定圧Ｐ４となったと判断される場合には、ステップＳ２１９に進む。
【０１１８】
ステップＳ２１９では、圧力制御弁５２を閉じる（収縮時閉弁制御）。この閉成作動により、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２及び補助リザーバ１１１との連通が遮断され、印加圧力Ｐｂが圧力Ｐ４に維持される。なお、このステップＳ２１７、Ｓ２１８及びステップＳ２１９によって、バルーン９２が収縮している際の印加圧力ＰｂがＰ４とされる。この圧力はこのときにおけるバルーン９２内の圧力と推定できる。したがって、バルーン９２は、圧力Ｐ４で収縮状態を維持する。圧力Ｐ４は、収縮状態が維持できる最高圧力に近いものであるのが好ましい。このように高い圧力とすることにより、次にバルーンが膨張する際に、圧力差を最小とすることができる。
【０１１９】
ステップＳ２１９によって圧力制御弁５２が閉成作動すると同時に又はその後に、ステップＳ２２０において第１補助開閉弁１１４が閉成作動される（収縮時中間閉弁制御）。これにより、バルーン９２と補助リザーバタンク１１１との連通が遮断される。次いで、ステップＳ２２１に進む。
【０１２０】
ステップＳ２２１では、オイルポンプ３０を正回転方向に駆動させる。すると、オイルリザーバ２０内のオイルがオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０からオイルがアイソレータ４０の入力室４３に排出される。これにより、アイソレータ４０の入力室４３にはオイルが流入し、斯かるオイルの流入によってアイソレータダイヤフラム４２が図４において右方向に変位する。このため出力室４４の圧力が上昇する（圧力上昇制御）。
【０１２１】
ステップＳ２２１でオイルポンプ３０を正回転方向に駆動させた後は、ステップＳ２２２に進む。ステップＳ２２２では、第２補助開閉弁１１５を開く。これにより、補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４内とが連通する。ステップＳ２２０でオイルポンプ３０を正回転方向に駆動したため、アイソレータ４０の出力室４４は容積が減少され、それに伴い圧力が上昇している。したがって、このステップで出力室４４と補助リザーバタンク１１１とが連通されると、出力室４４の圧力上昇に伴って、補助リザーバタンク１１１の圧力Ｐｒも上昇する。
【０１２２】
ステップＳ２２１で第２補助開閉弁１１５を開いた後、ステップＳ２２３に進む。ステップＳ２２３では、第３圧力センサー６３によって検出される補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒが所定の圧力Ｐ５に達したか否かが判断される。圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ５に達していないと判断された場合には、ステップＳ２２２に戻る。一方、圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ５に達したと判断された場合には、ステップＳ２２４に進む。
【０１２３】
ステップＳ２２３で圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ５にまで上昇したと判断されると、次のステップＳ２２４では、第２補助開閉弁１１５を閉じる（膨張時補助リザーバ圧設定終了制御）。この閉成作動によって、補助リザーバタンク１１１と出力室４４との連通が遮断される。
【０１２４】
なお、ステップＳ２２２、ステップＳ２２３、ステップＳ２２４の制御及びこれに伴う作動によって、補助リザーバタンク１１１内の圧力がほぼ所定圧力Ｐ５となる（補助リザーバ圧設定制御）。この所定圧力Ｐ５は、次回のバルーンの膨張時において、バルーン９２内の圧力を第２膨張圧力Ｐ２にするために必要となる圧力である。その後、ステップＳ２０２に戻って次の膨張信号の検出を待つ。
【０１２５】
上記のステップを繰り返すことにより、バルーンを所定タイミングで膨張及び収縮させる。
【０１２６】
以上の説明のように、本例のバルーンポンピング方法は、バルーンを収縮状態から膨張状態とする際に、バルーン９２内の圧力を、膨張状態が維持できる最低圧力よりも高く、かつ、膨張状態が維持できる最高圧力以下である圧力Ｐ１'とする工程と、バルーン９２内の圧力が圧力Ｐ１'で完全膨張したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ前記圧力Ｐ１'よりも低い圧力である圧力Ｐ２'に圧力降下させる工程とを含む。これらの工程を実施することにより、バルーン９２を、膨張が維持できる最低圧力よりも高い圧力Ｐ１'で完全膨張させることができるため、その分バルーン９２の膨張をさらに急峻にすることができる。また、バルーン９２が圧力Ｐ１'で完全膨張したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ圧力Ｐ１'よりも低い圧力である圧力Ｐ２'に圧力降下させているため、次回の収縮時における圧力差が減少し、次回の収縮時に急峻な収縮動作ができるようにしている。したがって、膨張時により急峻な膨張応答性を確保しつつ、次回の収縮に急峻な収縮応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンピング方法を提供することができる。
【０１２７】
また、本例のバルーンポンピング方法は、バルーンを膨張状態から収縮状態とする際に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態が維持できる最高圧力よりも低く、かつ、収縮状態が維持できる最低圧力以上である圧力Ｐ３'とする工程と、バルーン９２内の圧力が前記圧力Ｐ３'で完全収縮したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態を維持できる最高圧力以下でありかつ前記圧力Ｐ３'よりも高い圧力である圧力Ｐ４に圧力に上昇させる工程とを含む。これらの工程を実施することにより、バルーン９２を、収縮が維持できる最高圧力よりも低い圧力Ｐ３'で完全収縮させることができるため、その分バルーン９２の収縮をさらに急峻にすることができる。また、バルーン９２が圧力Ｐ３'で完全収縮したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態が維持できる最高圧力以下でありかつ圧力Ｐ３'よりも高い圧力である圧力Ｐ４に圧力上昇させているため、次回の膨張時における圧力差が減少し、時間の膨張時により急峻な収縮動作ができるようにしている。したがって、収縮時により急峻な収縮応答性を確保しつつ、次回の膨張に急峻な膨張応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンピング方法を提供することができる。
【０１２８】
また、本例のバルーンポンプ駆動装置は、生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを膨張させる必要があるか否かを判断する膨張判断手段（ステップＳ２０２）と、該膨張判断手段がバルーンを膨張させる必要があると判断した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させる第１膨張圧力印加手段（ステップＳ２０３、アイソレータ４０、圧力制御弁５２）と、第１膨張圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全膨張したか否かを推定する完全膨張推定手段（ステップＳ２０７）と、完全膨張推定手段でバルーンが完全膨張したと推定した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ前記第１膨張圧力印加手段により印加した圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させてバルーン内の圧力を降下させる第２膨張圧力印加手段（ステップＳ２０８、アイソレータ４０、第１補助開閉弁１１４）とを有する。このため、膨張時により急峻な膨張応答性を確保しつつ、次回の収縮に急峻な収縮応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【０１２９】
また、本例のバルーンポンプ駆動装置は、生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを収縮させる必要があるか否かを判断する収縮判断手段（ステップＳ２１４）と、収縮判断手段がバルーンを収縮させる必要があると判断した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させる第１収縮圧力印加手段（ステップＳ２１５、アイソレータ４０、圧力制御弁５２）と、第１収縮圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全収縮したか否かを推定する完全収縮推定手段（ステップＳ２１６）と、完全収縮推定手段でバルーンが完全収縮したと推定した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力以下でありかつ第１収縮圧力印加手段により印加した圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させてバルーン内の圧力を上昇させる第２収縮圧力印加手段（ステップＳ２１７、アイソレータ４０、第１補助開閉弁１１４）とを有する。したがって、収縮時により急峻な収縮応答性を確保しつつ、次回の膨張に急峻な膨張応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【０１３０】
また、バルーン膨張工程では、第１補助開閉弁１１４を閉成作動させた（ステップＳ２１０）後に第２補助開閉弁１１５を開成作動させて補助リザータタンク１１１とアイソレータ４０とを連通させ、これによって補助リザーバタンク１１１内の圧力を収縮工程で利用する所定の圧力Ｐ６に設定している（ステップＳ２１１，Ｓ２１２，Ｓ２１３）。さらに、バルーン収縮工程で、第１補助開閉弁１１４を閉成作動させた（ステップＳ２２０）後に第２補助開閉弁１１５を開成作動させて（ステップＳ２２２）補助リザータタンク１１１とアイソレータ４０とを連通させ、これによって補助リザーバタンク１１１内の圧力を膨張行程で利用する所定圧力Ｐ５に設定している（ステップＳ２２２，Ｓ２２３，Ｓ２２４）。つまり、膨張行程において補助リザーバタンク１１１内の圧力を収縮工程時に使用する圧力Ｐ６に設定し、一方収縮工程において補助リザーバタンク１１１内の圧力を膨張行程時に使用する圧力Ｐ５に設定している。このように、駆動装置２００の流体回路内で補助リザーバタンク１１１の調圧を実現しているので、補助リザーバタンク１１１の圧力を調圧する装置を別途設ける必要がない。よって、コンパクト化に一層寄与し得る。
【０１３１】
また、本例では、バルーンを膨張及び収縮させるための圧力装置として、アイソレータ４０からの系統と、補助リザーバタンク１１１からの系統との２系統の圧力供給を行っている。このように、２系統以上の圧力供給経路を装置内に設けておくことにより、不整脈等によって期外収縮が行われる場合にも迅速に対応できるシステムを構成することができる。即ち、例えば図６のステップＳ２０３の制御によって圧力制御弁５２が開き、バルーンが膨張をしているときに期外収縮信号が割り込んだ場合に、即座に圧力制御弁５２を閉じるとともに第２補助開閉弁１１４を開いてバルーン９２と補助リザーバタンク１１１とを連通させることによって、膨張を抑制すること又は膨張から収縮動作に転ずることができ、その後に適正な処置によって通常よりもすばやくバルーン９２を収縮させることができる。
【０１３２】
（第３実施形態例）
次に、本発明の第３実施形態例について説明する。なお、本例は、バルーンポンプ駆動装置の装置構成自体は上記第２実施形態例で説明した図４と同一であるので、その具体的説明を省略する。
【０１３３】
本例の制御方式を簡単に言うと、バルーンを膨張させる際には、アイソレータ４０の圧力制御と圧力制御弁５２の開閉制御とにより行い、一方、バルーンを収縮させる際には、アイソレータ４０及び補助リザーバタンク１１１の圧力制御、圧力制御弁５２及び第１補助開閉弁１１４の開閉制御により行うものである。
【０１３４】
図７は、本例におけるバルーンポンプ駆動装置を運転させた場合のバルーン９２の膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプ３０の回転方向、バルーン制御開閉弁（圧力制御弁）５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５の開閉タイミング、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉ（実線で示した折れ線グラフ）の推移、第２圧力センサー６２で検出される圧力Ｐｂ（点線で示した折れ線グラフ）の推移並びに第３圧力センサー６３で検出される補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒの推移（一点鎖線で示した折れ線グラフ）を併記したタイミングチャートである。図８は、本例におけるバルーンポンプ駆動装置の制御フローチャートである。
【０１３５】
まず、図７の点Ｑの時点において、圧力制御弁５２が閉じられた状態で、オイルポンプ３０が正回転方向に駆動しており（ステップＳ３０１）、これによって出力室４４の圧力Ｐｉが高められる。圧力Ｐｉは、第１膨張圧力Ｐ１まで上昇させられる。
【０１３６】
次いで、バルーンの膨張信号が検出されているか否かを判断し（ステップＳ３０２）、検出されている場合には、圧力制御弁５２を開成作動させる（ステップＳ３０３）。この圧力制御弁５２の開成作動により、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、バルーン９２に出力室４４の第１膨張圧力Ｐ１が作用してバルーン９２が膨張する。
【０１３７】
所定時間経過したか否かを判断し（ステップＳ３０４）、所定時間経過後に圧力制御弁５２を閉成作動させる（ステップＳ３０５）とともに、オイルポンプ３０を逆回転駆動させ（ステップＳ３０６）、アイソレータ４０の出力室４４内の圧力を圧力降下させる。ここで、圧力制御弁５２を閉じるときには未だバルーン９２は完全に膨張しきれていないが、時間がたつにつれてバルーン９２が膨張し、やがて完全膨張する。バルーン９２が完全膨張した状態に近づくと、バルーン９２内へのヘリウムの流入が少なくなるため、印加圧力Ｐｂがほぼ一定となる。このＰｂの圧力変化勾配に基づいてバルーン９２が完全膨張したか否かを推定する（ステップＳ３０７）。なお、図７において、圧力Ｐｂがほぼ一定となるときの圧力Ｐ１'は、通常バルーン９２が膨張しているときの圧力（本例ではＰ２'）よりも大きい。このように、本例ではバルーン９２が完全膨張するときまでも、従来よりも高い圧力で印加しているため、バルーン９２をすばやく膨張させることができる。そして、完全膨張したと推定された際に、再度圧力制御弁５２を開く（ステップＳ３０８）。
【０１３８】
圧力制御弁５２が再度開かれたときには、出力室４４内の圧力Ｐｉは圧力降下して圧力Ｐ２となっているので、この開成作動によりバルーン９２側からヘリウムガスが出力室４４内に引き込まれ、そのためバルーン９２への印加圧力Ｐｂは下降する。そして所定時間経過したか判断し（ステップＳ３０９）、所定時間経過後に圧力制御弁５２を閉成作動する（ステップＳ３１０）。これにより、バルーン９２は圧力Ｐ２'を維持し、この圧力で膨張を続ける。
【０１３９】
上記の制御により、バルーン９２の膨張時において、最初はバルーン９２に高い圧力Ｐ１が印加されるため、すばやくバルーン９２を膨張させることができる。また、バルーン９２が完全膨張したときに印加圧力をＰ２'に下げているため、バルーン９２に高い圧力を印加させる時間を短縮させ、バルーン９２の寿命を延ばすことができるとともに、次回の収縮時におけるバルーン内圧の圧力差を少なくできるため、次回の収縮時の収縮応答性を向上させることもできる。
【０１４０】
ステップＳ３１０で圧力制御弁５２を閉じた後、印加圧力Ｐｂの値と目標とする設定圧との差ΔＰが所定範囲ε内であるか否かを判断し（ステップＳ３１１）、その判断結果に応じてステップＳ３０９における所定時間を修正する（ステップＳ３１２）。
【０１４１】
その後、収縮信号が検出されているか否か判断し（ステップＳ３１３）、検出されている場合には、第１補助開閉弁１１４を開閉作動する（ステップＳ３１４）。第１補助開閉弁１１４を開くと、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。補助リザーバタンク１１１は、予め圧力Ｐ５に設定されており、この圧力Ｐ５は、ステップＳ３１４で圧力制御弁５２を開く直前におけるバルーン９２への印加圧力Ｐｂ（＝Ｐ２'）よりも低いため、バルーン９２側からヘリウムガスが補助リザーバタンク１１１に引き込まれ、このためバルーン９２への印加圧力Ｐｂが降下する。
【０１４２】
その後、第１補助開閉弁１１４が開いている時間が所定時間経過しているか否かを判断し（ステップＳ３１５）、経過している場合には、第１補助開閉弁１１４を閉成作動させる（ステップＳ３１６）。なお、このステップＳ３１５及びステップＳ３１６により、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ６に設定される。
【０１４３】
その後、圧力制御弁５２を開成作動させる（ステップＳ３１７）。すると、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通する。ステップＳ３１７で圧力制御弁５２が開く直前では、出力室４４内の圧力Ｐｉは、オイルポンプ３０の逆回転駆動により圧力降下され、通常の収縮圧力よりも低い第１収縮圧力Ｐ３に維持されている。したがって、ステップＳ３１７で圧力制御弁５２を開くと、バルーン９２内のヘリウムガスが出力室４４内に引き込まれ、バルーン９２に印加する印加圧力Ｐｂが急激に降下する。ここで、圧力制御弁５２が開いた直後は未だバルーン９２は完全に収縮しきれていないが、時間がたつにつれてバルーン９２が収縮し、やがて完全収縮する。バルーン９２が完全収縮した状態に近づくと、バルーン９２内からのヘリウムの流出が少なくなるため、印加圧力Ｐｂがほぼ一定となる。このＰｂの圧力変化勾配に基づいて（圧力勾配ΔＰｂが所定範囲εｂ内であるか否かに基づいて）バルーン９２が完全収縮したか否かを推定する（ステップＳ３１８）。なお、図７において、圧力Ｐｂがほぼ一定となるときの圧力Ｐ３'は、通常バルーン９２が収縮しているときの圧力（本例ではＰ４）よりも大きい。このように、本例ではバルーン９２が完全収縮するときまでも、従来よりも低い圧力で印加しているため、バルーン９２をすばやく収縮させることができる。そして、完全収縮したと推定された際に、第２補助開閉弁１１５を開く（ステップＳ３１９）。この制御により補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４とが連通される。
【０１４４】
次に、印加圧力Ｐｂが所定圧力Ｐ５に達しているか否かについて判断され（ステップＳ３２０）、達していると判断された場合に、第２補助開閉弁１１５を閉じる（ステップＳ３２１）。これにより、補助リザーバタンク１１１は出力室４４との連通が遮断され、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒは所定圧力Ｐ５に設定される。
【０１４５】
第２補助開閉弁１１５を閉じた後、オイルポンプ３０を正回転駆動させる（ステップＳ３２２）。これにより、アイソレータダイヤフラム４２が偏移し、これによる出力室４４内の圧力上昇が行われる。また、このときは未だ圧力制御弁５２が開いている状態であるので、出力室４４内の上昇に伴ってバルーン９２への印加圧力Ｐｂも上昇する。
【０１４６】
その後、印加圧力Ｐｂが第２収縮圧力Ｐ４に達しているか否かについて判断され（ステップＳ３２３）、達していると判断された場合には、圧力制御弁５２を閉成作動させる（ステップＳ３２３）。その後ステップＳ３０２に戻る。
【０１４７】
上記の制御により、バルーン９２の収縮時において、まず最初に補助リザーバタンク１１１をバルーン９２に連通させることによってバルーン圧を下げ、次にアイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とを連通させることによってバルーン９２により低い圧力Ｐ３を印加させてバルーン圧を下げている。このためより急峻にバルーン９２を収縮させることができる。また、補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４とを連通させて、補助リザーバタンク１１１内のガスを出力室４４に引き戻すことにより補助リザーバタンク１１１の内圧を次の収縮期に必要とされる圧力に戻すことができる。また、バルーン圧を第２収縮圧力である圧力Ｐ４とし、次の膨張に備えることができる。
【０１４８】
（第４実施形態例）
次に、本発明の第４実施形態例について説明する。なお、本例は、バルーンポンプ駆動装置の装置構成自体は図９に示すごときであるが、図９は、上記第２実施形態例で説明した図４と類似しており、異なるところは、補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４とを連通する導管１１３及びその導管に介装されている第２補助開閉弁１１５が無い構成である。その他の構成は同一であるので、その具体的説明を省略する。
【０１４９】
本例の制御方式の特徴を簡単に言うと、バルーンの膨張時（収縮時）の最初に高い（低い）圧力を印加して、その後に補助リザーバタンク１１１を利用して圧力を降下（上昇）させている点では上記第２実施形態例と同じであるが、膨張時にバルーンに作用させる補助リザーバタンク１１１内の圧力をバルーン９２の収縮圧力と等しくし、また収縮時にバルーンに作用させる補助リザーバタンク１１１内の圧力をバルーン９２の膨張圧力と等しくすることにより、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒを調圧する工程を省略したことである。
【０１５０】
図１０は本例のバルーンポンプ駆動装置を運転させた場合のバルーン９２の膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプ３０の回転方向、バルーン制御開閉弁（圧力制御弁）５２、第１補助開閉弁１１４の開閉タイミング、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉ（実線で示した折れ線グラフ）の推移、第２圧力センサー６２で検出される圧力Ｐｂ（点線で示した折れ線グラフ）の推移並びに第３圧力センサー６３で検出される補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒの推移（一点鎖線で示した折れ線グラフ）を併記したタイミングチャートである。図１１は、本例におけるバルーンポンプ駆動装置の制御フローチャートである。
【０１５１】
まず、図１０のＱの時点において、圧力制御弁５２が閉じられた状態で、オイルポンプ３０が正回転方向に駆動しており（ステップＳ４０１）、これによって出力室４４の圧力Ｐｉが高められる。圧力Ｐｉは、第１膨張圧力Ｐ１まで上昇させられる。
【０１５２】
次いで、バルーンの膨張信号が検出されているか否かを判断し（ステップＳ４０２）、検出されている場合には、圧力制御弁５２を開成作動させる（ステップＳ４０３）。この圧力制御弁５２の開成作動により、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、バルーン９２に出力室４４の第１膨張圧力Ｐ１が作用してバルーン９２が膨張する。
【０１５３】
所定時間経過したか否かを判断し（ステップＳ４０４）、所定時間経過後に圧力制御弁５２を閉成作動させる（ステップＳ４０５）とともに、オイルポンプ３０を逆回転駆動させ（ステップＳ４０６）、アイソレータ４０の出力室４４内の圧力を圧力降下させる。ここで、圧力制御弁５２を閉じるときには未だバルーン９２は完全に膨張しきれていないが、時間がたつにつれてバルーン９２が膨張し、やがて完全膨張する。バルーン９２が完全膨張した状態に近づくと、バルーン９２内へのヘリウムの流入が少なくなるため、印加圧力Ｐｂがほぼ一定となる。このＰｂの圧力変化勾配ΔＰｂに基づいて（例えばΔＰｂが所定範囲εｂ内に入っているか否かに基づいて）バルーン９２が完全膨張したか否かを推定する（ステップＳ４０７）。なお、図１０において、圧力Ｐｂがほぼ一定となるときの圧力Ｐ１'は、通常バルーン９２が膨張しているときの圧力（本例ではＰ２'）よりも大きい。このように、本例ではバルーン９２が完全膨張するときまでも、従来よりも高い圧力を印加しているため、バルーン９２をすばやく膨張させることができる。
【０１５４】
ステップＳ４０７でバルーン９２が完全膨張したと推定された際に、第１補助開閉弁１１４を開く（ステップＳ４０８）。これにより、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。補助リザーバタンク１１１内の圧力は、ステップＳ４０８で第１補助開閉弁１１４が開く直前までは、圧力Ｐ４に設定されている。なお、この圧力Ｐ４は、後述する第２収縮圧力Ｐ４に等しい。また、この圧力Ｐ４は、バルーン９２のそのときの圧力よりも低いので、第１補助開閉弁１１４が開くことにより、バルーン９２側から補助リザーバタンク１１１内にヘリウムガスが引き込まれ、バルーン９２に印加する印加圧力Ｐｂが急激に減少する。そして圧力Ｐｂが第２膨張圧力Ｐ２'に達したか判断し（ステップＳ４０９）、達していると判断された場合に第１補助開閉弁１１４を閉じる（ステップＳ４１０）。これにより、バルーン９２は圧力Ｐ２'を維持し、この圧力で膨張を続けるとともに、補助リザーバタンク１１１内の圧力が圧力Ｐ２'に設定される。
【０１５５】
上記の制御により、バルーン９２の膨張時において、最初はバルーン９２に高い圧力Ｐ１が印加されるため、すばやくバルーン９２を膨張させることができる。また、バルーン９２が完全膨張したときに印加圧力をＰ２'に下げているため、バルーン９２に高い圧力を印加させる時間を短縮させ、バルーン９２の寿命を延ばすことができるとともに、次回の収縮時におけるバルーン内圧の圧力差を少なくできるため、次回の収縮時の収縮応答性を向上させることもできる。
【０１５６】
ステップＳ４１０で第１補助開閉弁１１４を閉じた後、収縮信号が検出されているか否か判断し（ステップＳ４１１）、検出されている場合には、圧力制御弁５２を開閉作動し（ステップＳ４１２）、バルーン９２と出力室４４とを連通させる。ステップＳ４１２で圧力制御弁５２が開くまでは、出力室４４内の圧力はオイルポンプの逆回転駆動により十分圧力が降下され、十分低い圧力である第１収縮圧力Ｐ３となっている。したがって、この圧力制御弁５２の開成作動により、バルーン９２側のヘリウムガスが出力室４４に引き込まれ、このためバルーン９２への印加圧力Ｐｂが降下する。
【０１５７】
その後、印加圧力Ｐｂの圧力変化の勾配ΔＰが所定範囲εｂの範囲内であるか否かを判断することによりバルーン９２が完全収縮しているか否かを判断し（ステップＳ４１３）、完全収縮していると判断されると、第１補助開閉弁１１４を開く（ステップＳ４１４）。これにより、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。補助リザーバタンク１１１内の圧力は、ステップＳ４１４で第１補助開閉弁１１４が開く直前までは、圧力Ｐ２'に設定されている。なお、この圧力Ｐ２'は、前述した第２膨張圧力Ｐ２'に等しい。また、この圧力Ｐ２'は、バルーン９２の圧力よりも高いので、第１補助開閉弁１１４が開くことにより、補助リザーバタンク１１１側からバルーン９２側にヘリウムガスが流れ、バルーン９２に印加する印加圧力Ｐｂが急激に上昇する。そして圧力Ｐｂが第２収縮圧力Ｐ４に達したか判断し（ステップＳ４１５）、達していると判断された場合に圧力制御弁５２を閉じる（ステップＳ４１６）とともに、第１補助開閉弁１１４を閉じる（ステップＳ４１７）。これにより、バルーン９２は圧力Ｐ４を維持し、この圧力で膨張を続けるとともに、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒも圧力Ｐ４に設定される。そして、オイルポンプ３０を正回転方向に駆動し（ステップＳ４１８）、ステップＳ４０２に戻る。
【０１５８】
上記の制御により、バルーン９２の膨張時において、最初はバルーン９２に高い圧力Ｐ１が印加されるため、すばやくバルーン９２を膨張させることができる。また、バルーン９２が完全膨張したときに印加圧力をＰ１'に下げているため、バルーン９２に高い圧力を印加させる時間を短縮させ、バルーン９２の寿命を延ばすことができるとともに、次回の収縮時におけるバルーン内圧の圧力差を少なくできるため、次回の収縮時の収縮応答性を向上させることもできる。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンパクトな構成でバルーンの圧力応答性がより向上したバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態例におけるバルーンポンプシステムの構成概略図である。
【図２】 本発明の第１実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合のバルーンの膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプの回転方向、制御開閉弁の開閉タイミング、第１圧力センサーで検出される出力室内の圧力Ｐｉの推移、第２圧力センサーで検出されるバルーン内の圧力Ｐｂの推移を併記したタイミングチャートである。
【図３】 本発明の第１実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合の、制御装置による制御フローチャートである。
【図４】 本発明の第２実施形態例におけるバルーンポンプシステムの構成概略図である。
【図５】 本発明の第２実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合のバルーンの膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプの回転方向、制御開閉弁、第１補助開閉弁、第２補助開閉弁の開閉タイミング、第１圧力センサーで検出される出力室内の圧力Ｐｉの推移、第２圧力センサーで検出されるバルーン内の圧力Ｐｂの推移並びに第３圧力センサーで検出される補助リザーバ内の圧力Ｐｒの推移を併記したタイミングチャートである。
【図６】 本発明の第２実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合の、制御装置による制御フローチャートである。
【図７】 本発明の第３実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合のバルーンの膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプの回転方向、制御開閉弁、第１補助開閉弁、第２補助開閉弁の開閉タイミング、第１圧力センサーで検出される出力室内の圧力Ｐｉの推移、第２圧力センサーで検出されるバルーン内の圧力Ｐｂの推移並びに第３圧力センサーで検出される補助リザーバ内の圧力Ｐｒの推移を併記したタイミングチャートである。
【図８】 本発明の第３実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合の、制御装置による制御フローチャートである。
【図９】 本発明の第４実施形態例におけるバルーンポンプシステムの構成概略図である。
【図１０】 本発明の第４実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合のバルーンの膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプの回転方向、制御開閉弁、第１補助開閉弁の開閉タイミング、第１圧力センサーで検出される出力室内の圧力Ｐｉの推移、第２圧力センサーで検出されるバルーン内の圧力Ｐｂの推移並びに第３圧力センサーで検出される補助リザーバ内の圧力Ｐｒの推移を併記したタイミングチャートである。
【図１１】 本発明の第４実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合の、制御装置による制御フローチャートである。
【符号の説明】
１０：バルーンポンプ駆動装置
２０：オイルリザーバ
３０：オイルポンプ（流体ポンプ）
４０：アイソレータ（蓄圧装置）
４１：アイソレータハウジング（ハウジング）
４２：アイソレータダイヤフラム（移動隔膜）
４３：入力室（入力室空間）
４４：出力室（出力室空間）
５２；圧力制御弁
６１：第１圧力センサー
６２：第２圧力センサー
６３：第３圧力センサー
７０：制御装置（制御手段）
９０：バルーンカテーテル
９１：カテーテル管
９２：バルーン
１１１：補助リザーバタンク
１１４：第１補助開閉弁
１１５：第２補助開閉弁

Claims (4)

1. 血管内に挿入されるバルーンに連通され、該バルーンに所定圧力を印加させて該バルーンを所定のタイミングで膨張及び収縮させるバルーンポンプ駆動装置において、
   生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを膨張させるタイミングを判断する膨張判断手段と、
   該膨張判断手段がバルーンを膨張させるタイミングであると判断した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させる第１膨張圧力印加手段と、
   前記第１膨張圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全膨張したか否かを推定する完全膨張推定手段と、
   前記完全膨張推定手段でバルーンが完全膨張したと推定した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ前記第１膨張圧力印加手段により印加した圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させてバルーン内の圧力を降下させる第２膨張圧力印加手段と、
   を有することを特徴とするバルーンポンプ駆動装置。
2. 血管内に挿入されるバルーンに連通され、該バルーンに所定圧力を作用させて該バルーンを所定のタイミングで膨張及び収縮させるバルーンポンプ駆動装置において、
   生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを収縮させるタイミングを判断する収縮判断手段と、
   該収縮判断手段がバルーンを収縮させるタイミングであると判断した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させる第１収縮圧力印加手段と、
   前記第１収縮圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全収縮したか否かを推定する完全収縮推定手段と、
   前記完全収縮推定手段でバルーンが完全収縮したと推定した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力以下でありかつ前記第１収縮圧力印加手段により印加した圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させる第２収縮圧力印加手段と、
   を有することを特徴とするバルーンポンプ駆動装置。
3. 血管内に挿入されるバルーンに連通され該バルーン内に所定のタイミングで供給する圧力を蓄圧する蓄圧装置と、該蓄圧装置と前記バルーンとの間に介装される圧力制御弁とを有するバルーンポンプ駆動装置において、
   前記バルーンポンプ駆動装置は、補助リザーバタンクと、該補助リザーバタンクと前記バルーンを連通する第１の連通路と、前記第１の連通路の途中に介装された第１補助開閉弁と、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力、前記圧力制御弁の開閉状態、前記第１補助開閉弁の開閉状態を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、
   前記圧力制御弁を閉成した状態で、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力が前記バルーンの膨張状態を維持するための最低圧力よりも高い圧力である第１膨張圧力Ｐ１となるように前記蓄圧装置を制御する第１膨張圧力制御と、
   前記第１膨張圧力制御で前記蓄圧装置に第１膨張圧力Ｐ１を蓄圧した後に前記圧力制御弁を開成作動させて前記蓄圧装置と前記バルーンとを連通させる膨張時開弁制御と、
   前記膨張時開弁制御によって開成作動される前記圧力制御弁の開成時間Ｔ１が所定時間Ｔ１ｓｅｔに達しているか否かを判断するＴ１判断制御と、
   前記Ｔ１判断制御により前記圧力制御弁の開成時間Ｔ１がＴ１ｓｅｔに達していると判断された場合に前記圧力制御弁を閉成作動させる膨張時中間閉弁制御と、
   前記膨張時中間閉弁制御により圧力制御弁が閉成作動された後に前記蓄圧装置で蓄圧される圧力を降下させる圧力降下制御と、
   前記バルーンが完全膨張したか否かを推定する完全膨張推定制御と、
   前記完全膨張推定制御によりバルーンが完全膨張したと推定された場合に前記第１補助開閉弁を開成作動させて、内部の圧力が予め所定の第２膨張圧力Ｐ５にされた前記補助リザーバタンクと前記バルーンとを連通させることにより、前記バルーン内の圧力を前記バルーンの膨張状態を維持するための最低圧力よりも高くかつ前記第１膨張圧力Ｐ１よりも低い圧力とする膨張時中間開弁制御と、
   前記膨張時中間開弁制御で前記第１補助開閉弁を開成作動させた後所定時間経過後に前記第１補助開閉弁を閉成作動させて前記補助リザーバタンクと前記バルーンとの連通を遮断する膨張時閉弁制御と、
   前記補助リザーバタンク内の圧力を所定圧力に設定する補助リザーバ圧設定制御と、
   を実行することを特徴とする、バルーンポンプ駆動装置。
4. 血管内に挿入されるバルーンに連通され該バルーン内に所定のタイミングで供給する圧力を蓄圧する蓄圧装置と、該蓄圧装置と前記バルーンとの間に介装される圧力制御弁とを有するバルーンポンプ駆動装置において、
   前記バルーンポンプ駆動装置は、補助リザーバタンクと、該補助リザーバタンクと前記バルーンを連通する第１の連通路と、前記第１の連通路の途中に介装された第１補助開閉弁と、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力、前記圧力制御弁の開閉状態、前記第１補助開閉弁の開閉状態を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、
   前記圧力制御弁を閉成した状態で、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力が前記バルーンの収縮状態を維持するための最高圧力よりも低い圧力である第１収縮圧力Ｐ３となるように前記蓄圧装置を制御する第１収縮圧力制御と、
   前記第１収縮圧力制御で前記蓄圧装置に第１収縮圧力Ｐ３を蓄圧した後に前記圧力制御弁を開成作動させて前記蓄圧装置と前記バルーンとを連通させる収縮時開弁制御と、
   前記バルーンが完全収縮したか否かを推定する完全収縮推定制御と、
   前記完全収縮推定制御によりバルーンが完全収縮したと推定された場合に前記圧力制御弁を開成させた状態で前記第１補助開閉弁を開成作動させて、内部の圧力が予め所定の第２収縮圧力Ｐ６にされた前記補助リザーバタンクと前記バルーンとを連通させることにより前記バルーン内の圧力を前記バルーンの収縮状態を維持するための最高圧力よりも低い圧力でありかつ前記第１収縮圧力Ｐ３よりも高い圧力とする収縮時中間開弁制御と、
   前記収縮時中間開弁制御で前記第１補助開閉弁を開成作動させた後所定時間経過後に前記圧力制御弁を閉成作動させて前記蓄圧装置と前記バルーンとの連通を遮断する収縮時閉弁制御と、
   前記収縮時閉弁制御により前記圧力制御弁を閉成作動させた後に前記蓄圧装置に蓄圧される圧力を上昇させる圧力上昇制御と、
   前記収縮時閉弁制御で前記圧力制御弁を閉成作動させると同時に又はその後に前記第１補助開閉弁を閉成作動させて前記補助リザーバタンクと前記バルーンとの連通を遮断する収縮時中間閉弁制御と、
   前記補助リザーバタンク内の圧力を所定圧力に設定する補助リザーバ圧設定制御と、
   を実行することを特徴とする、バルーンポンプ駆動装置。

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