JP4415957B2 - Medical expansion / contraction drive - Google Patents

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Description

本発明は、たとえば陽圧と陰圧を交互に出力して大動脈内バルーンポンプ(IABP)などの医療機器を膨張・収縮駆動する医療用膨張・収縮駆動装置に関する。   The present invention relates to a medical inflation / deflation drive device that inflates / deflates a medical device such as an intra-aortic balloon pump (IABP) by alternately outputting positive pressure and negative pressure, for example.

たとえばIABP用バルーンカテーテルでは、そのバルーンを患者の心臓の近くの動脈血管内に挿入し、心臓の拍動に合わせて膨張および収縮させ、心臓の補助治療を行う。バルーンを膨張・収縮させるための駆動装置として、特開昭60−106464号公報に示す駆動装置が知られている。   For example, in an IABP balloon catheter, the balloon is inserted into an arterial blood vessel near the patient's heart, and inflated and deflated in accordance with the heart beat, thereby performing an adjuvant treatment of the heart. As a drive device for inflating and deflating a balloon, a drive device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-106464 is known.

この公報に示す駆動装置は、一次配管系と、二次配管系とを有し、これら系を圧力伝達隔壁装置(一般的には、容量制限装置(VLD)またはアイソレータと称する)により隔離し、一次配管系に生じる圧力変動を二次配管系に伝達し、二次配管系に生じる圧力変化によりバルーンを膨張および収縮駆動している。このように一次配管系と二次配管系とに分離するのは、バルーンを駆動するための流体と、陽圧および陰圧の発生源となる流体とを別流体にし、バルーンの膨張・収縮の応答性向上を図りつつ、二次配管系を拡散による洩れを除いて気密に保つことにより、比較的高価な二次配管系内の流体ガスを大量に消費せず、低コストで圧力発生を行うためである。また、間に圧力伝達隔壁装置を介在させることで、バルーン膜に損傷が生じた状態でバルーンを膨張および収縮させる時に、一定容量以上のガスがバルーンから体内へ洩れ出す危険を防止するためである。   The drive device shown in this publication has a primary piping system and a secondary piping system, and these systems are isolated by a pressure transmission partition device (generally called a capacity limiting device (VLD) or an isolator), The pressure fluctuation generated in the primary piping system is transmitted to the secondary piping system, and the balloon is inflated and contracted by the pressure change generated in the secondary piping system. In this way, the primary piping system and the secondary piping system are separated from each other by separating the fluid for driving the balloon and the fluid that is the source of the positive pressure and the negative pressure, and expanding and contracting the balloon. By maintaining the secondary piping system airtight except for leakage due to diffusion while improving responsiveness, pressure is generated at low cost without consuming a large amount of fluid gas in the relatively expensive secondary piping system. Because. In addition, by interposing a pressure transmission partition device between them, when the balloon is inflated and deflated in a state where the balloon membrane is damaged, the risk of gas exceeding a certain volume leaking from the balloon into the body is prevented. .

ところで、このようなIABP用バルーンカテーテルでは、二次配管系に封入されるガスとして、質量が小さく応答性に優れたヘリウムガスが好ましく用いられる。ところが、このヘリウムガスは、分子量が小さいことから、二次配管系にピンホールなどが形成されていなくとも、バルーン膜や配管系を構成するチューブの壁を透過して拡散する。たとえば密閉された二次配管系にヘリウムガスを封入しても、20乃至30分バルーンを駆動させるとヘリウム圧は数mmHg低下することがある。   By the way, in such an IABP balloon catheter, helium gas having a small mass and excellent responsiveness is preferably used as the gas sealed in the secondary piping system. However, since this helium gas has a low molecular weight, it diffuses through the balloon membrane and the walls of the tubes constituting the piping system even if pinholes are not formed in the secondary piping system. For example, even if helium gas is sealed in a sealed secondary piping system, the helium pressure may drop by several mmHg when the balloon is driven for 20 to 30 minutes.

このため、バルーンカテーテルの使用中にも、二次配管系の内部へは、適度にヘリウムガスを補充する必要がある。このことを怠ると、ヘリウムガスが二次配管系からなくなり、被駆動装置であるバルーンが十分に膨張しなくなり、心機能補助効果が失われてしまう。このために、ヘリウムガスを補充する装置として、二次配管系の内部圧力を圧力センサで監視し、その検出圧力が所定値以下となった時に、検出圧力が所定値以上になるように、電磁弁を短時間に所定回数だけ開き、高圧のガスシリンダーから、安全のため調圧してあるヘリウムガスタンクを経由してヘリウムガスを補充するようにした装置が知られている。   For this reason, it is necessary to appropriately replenish helium gas into the secondary piping system even during use of the balloon catheter. If this is neglected, the helium gas disappears from the secondary piping system, the balloon as the driven device does not expand sufficiently, and the cardiac function assisting effect is lost. For this reason, as a device for replenishing helium gas, the internal pressure of the secondary piping system is monitored by a pressure sensor, and when the detected pressure becomes a predetermined value or less, the electromagnetic pressure is set so that the detected pressure becomes a predetermined value or more. An apparatus is known in which a valve is opened a predetermined number of times in a short time, and helium gas is replenished from a high-pressure gas cylinder via a helium gas tank that is regulated for safety.

しかし、このようなヘリウムガス補填装置が無制限にガスを補うことは、バルーンにピンホール等の穴が開いた時に、患者の血管内に大量のガスを注入してしまい閉塞のガス栓塞、ひいては生命の危機を及ぼす危険がある。よって、従来よりある装置では、機械式レギュレーター等を用いて、ヘリウムガスを比較的低圧の状態にしておき、これを更に複数回に分けて二次配管系に補うような方法がとられており、一連の充填に伴う電磁弁の開閉回数や、一連の充填から次の一連の充填が始まる迄の時間間隔等を監視して制限する機構が設けられている。   However, such a helium gas replenishment device can supply gas indefinitely, because when a hole such as a pinhole is opened in a balloon, a large amount of gas is injected into the blood vessel of the patient, and the obstruction gas obstruction, and thus life There is a danger of causing a crisis. Therefore, in a conventional apparatus, a method is adopted in which helium gas is kept in a relatively low pressure state using a mechanical regulator or the like, and this is further divided into a plurality of times to supplement the secondary piping system. A mechanism is provided for monitoring and limiting the number of times the solenoid valve is opened and closed during a series of fillings and the time interval between the series of fillings and the start of the next series of fillings.

しかしながら、このような従来例に係る装置では、電磁弁による開閉回数を把握することはできるが、単位時間当りのヘリウムガスの充填容量を正確に把握することはできなかった。たとえばヘリウムガスタンクの内部の圧力が弁の開閉前後で一定に保たれることは不可能であり、また電磁弁の開閉時間のばらつきもあり、しかもバルーン側の圧力は、患者の血圧の影響で変動する。よって電磁弁1開閉当たりのヘリウムの充填容量は、一定せず、当然、ヘリウム充填時の電磁弁開閉回数も、一定しない。このため、電磁弁による開閉回数からヘリウムガスの総充填容量を正確に把握することはできず、当然、充填回数や一連の充填から二次配管系の圧力が下がり次の充填が始まる迄の時間間隔等での監視による制限を厳しく設定すると、前記ばらつきの影響で不安な警告等が発生してしまう。又、上記監視の制限を緩めてしまうと、二次配管系あるいは被駆動機器としてのバルーンカテーテルに形成されたピンホールなどの異常によるガス漏れ(異常ガス漏れ)と、通常動作時の拡散による漏れ(正常ガス漏れ)とを区別することが困難であった。   However, in such a device according to the conventional example, the number of times of opening and closing by the electromagnetic valve can be grasped, but the filling capacity of helium gas per unit time cannot be grasped accurately. For example, the pressure inside the helium gas tank cannot be kept constant before and after opening and closing of the valve, and there is also variation in the opening and closing time of the solenoid valve, and the balloon pressure fluctuates due to the patient's blood pressure. To do. Therefore, the filling capacity of helium per opening and closing of the solenoid valve is not constant, and naturally the number of opening and closing of the solenoid valve when filling with helium is not constant. For this reason, it is not possible to accurately grasp the total filling capacity of helium gas from the number of opening and closing by the solenoid valve. Naturally, the time from the number of fillings or a series of fillings until the pressure in the secondary piping system drops and the next filling starts If the limit by monitoring at an interval or the like is set strictly, an uneasy warning or the like is generated due to the influence of the variation. Also, if the above monitoring restrictions are relaxed, gas leakage due to abnormalities such as pinholes formed in the secondary piping system or balloon catheter as a driven device (abnormal gas leakage), and leakage due to diffusion during normal operation It was difficult to distinguish (normal gas leakage).

たとえば図6(B)に示すように、ヘリウムガス補充のための電磁弁の開閉回数を縦軸に、時間軸を横軸にとってグラフ化しても、弁の開閉回数がヘリウムガスの補充量を正確に反映しているわけではない。そのため、ヘリウムガスの補充時と補充時との間の時間間隔を観察しても、異常ガス漏れと正常ガス漏れとを明確に区別することは困難である。   For example, as shown in FIG. 6B, even if the number of times of opening and closing of the solenoid valve for replenishing the helium gas is plotted on the vertical axis and the time axis is plotted on the horizontal axis, the number of times of opening and closing the valve is accurate. It is not reflected in. For this reason, it is difficult to clearly distinguish between abnormal gas leakage and normal gas leakage even if the time interval between the replenishment of helium gas is observed.

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、使用状態において、正常時のガス漏れと異常時のガス漏れとを容易に区別することが可能な医療用膨張・収縮駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and provides a medical inflation / deflation drive device that can easily distinguish between normal and abnormal gas leaks in use. Objective.

上記目的を達成するために、本発明に係る医療用膨張・収縮駆動装置は、被駆動機器の膨張および収縮を繰り返すように、被駆動機器に連通する配管系に、陽圧と陰圧とを交互に印加する圧力発生手段と、前記配管系の内部圧力を検出する配管系圧力検出手段と、前記配管系にガスを補充するガス補充手段と、前記ガス補充手段により補充されるガスの量を制御する制御手段とを有する医療用膨張・収縮駆動装置であって、
前記ガス補充手段が、比較的高圧のガスが封入された一次ガスタンクと、この一次ガスタンクの出力側に接続された開閉可能な第1弁手段と、この第1弁手段の開閉により前記一次ガスタンクの出力側に連通される二次ガスタンクと、この二次ガスタンク内の圧力を検出するタンク圧力検出手段と、この二次ガスタンクの出力側に接続され、前記配管系の内部への前記二次ガスタンクからのガスの補充を弁開閉により制御する第2弁手段とを有し、
前記制御手段が、前記配管系圧力検出手段により検出された圧力が所定値以下となった場合に、前記第1弁手段を閉状態として、第2弁手段を開状態とし、前記二次ガスタンクから配管系へのガスの補充を行い、前記タンク圧力検出手段により検出された圧力の変動に基づき、ガスの補充量を算出し、前記算出されたガスの補充量に基づいてガスの異常漏れが発生しているか否かの判断をし、前記判断によりガスの異常漏れが発生していると判断した場合には、警報を発するように動作することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the medical expansion / contraction drive device according to the present invention applies a positive pressure and a negative pressure to a piping system communicating with the driven device so as to repeat expansion and contraction of the driven device. The pressure generating means for applying alternately, the piping system pressure detecting means for detecting the internal pressure of the piping system, the gas supplementing means for supplementing the piping system with gas, and the amount of gas supplemented by the gas supplementing means. A medical expansion / contraction drive device having control means for controlling,
The gas replenishing means includes a primary gas tank filled with a relatively high-pressure gas, a first valve means connected to the output side of the primary gas tank, and an openable / closable first valve means. A secondary gas tank communicated with the output side, tank pressure detecting means for detecting the pressure in the secondary gas tank, and connected to the output side of the secondary gas tank, from the secondary gas tank to the inside of the piping system Second gas means for controlling replenishment of the gas by opening and closing the valve,
When the pressure detected by the piping system pressure detection means becomes a predetermined value or less, the control means closes the first valve means, opens the second valve means, and removes the secondary gas tank from the secondary gas tank. Replenish gas to the piping system, calculate the gas replenishment amount based on the pressure fluctuation detected by the tank pressure detecting means, and abnormal gas leakage occurs based on the calculated gas replenishment amount It is determined whether or not the gas is leaking, and when it is determined that an abnormal gas leak has occurred according to the determination, an operation is performed so as to issue an alarm.

中央情報処理装置(CPU)が、前記ガスの異常漏れが発生しているか否かの判断を行うことが好ましい。   It is preferable that the central information processing device (CPU) determines whether or not the abnormal leakage of the gas has occurred.

前記配管系圧力検出手段により、前記被駆動機器を収縮状態から膨張状態に切り換えるタイミングで、前記配管系の圧力を検出し、この検出された圧力が所定値以下か否かを前記制御手段が判断することが好ましい。   The piping system pressure detection means detects the pressure of the piping system at the timing of switching the driven device from the contracted state to the expanded state, and the control means determines whether or not the detected pressure is equal to or less than a predetermined value. It is preferable to do.

被駆動機器としては、たとえばIABP用バルーンカテーテルを好ましく例示することができる。   As the driven device, for example, an IABP balloon catheter can be preferably exemplified.

本発明に係る医療用膨張・収縮駆動装置を用いて、被駆動機器側配管系内へのガス補充量を算出するには、次のようにして行う。   In order to calculate the gas replenishment amount into the driven equipment side piping system using the medical expansion / contraction driving device according to the present invention, the following procedure is performed.

配管系圧力検出手段により検出された圧力が所定値以下となった場合に、第1弁手段を閉状態として、第2弁手段を開状態とする。これにより、二次ガスタンクから配管系へのガスの補充を行うことができる。そのガス補充の前後において、タンク圧力検出手段によりタンク内圧力を検出する。その間、第1弁手段により、二次ガスタンクは一次ガスタンクとは遮断されているので、そのガス補充前後の圧力差(P1−P2)と、二次ガスタンクの容積Vとから、二次タンクから配管系へ移動したガス補充量が求められる。その補充量は、(P1−P2)×Vに比例する。   When the pressure detected by the piping system pressure detecting means becomes a predetermined value or less, the first valve means is closed and the second valve means is opened. Thereby, replenishment of the gas from a secondary gas tank to a piping system can be performed. Before and after the gas replenishment, the tank pressure detecting means detects the tank internal pressure. Meanwhile, since the secondary gas tank is shut off from the primary gas tank by the first valve means, the piping from the secondary tank is calculated from the pressure difference (P1-P2) before and after the gas replenishment and the volume V of the secondary gas tank. The replenishment amount of gas transferred to the system is required. The replenishment amount is proportional to (P1−P2) × V.

このようにして求められたガス補充量を、経時的に記録する。記録手段は、半導体メモリ、磁気ディスク、光記録媒体、あるいはその他の記録媒体などに記録し、必要に応じて画面あるいは紙に出力可能にしておくことが好ましい。そして、この記録されたガス補充量の経時変化を観察し、ガス補充の間隔が縮まり、かつ、算出ガス補充量が増え始めたときに、ガスの異常漏れが発生していると判断し、早めに警報を出すことができる。ガス補充量が増え始めたか否かは、記録手段に記録されたガス補充量の経時変化を、中央情報処理装置(CPU)などが適宜読み取り、判断すれば自動的に警報を出すことができる。   The gas replenishment amount thus determined is recorded over time. The recording means preferably records on a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical recording medium, or other recording medium, and can output to a screen or paper as necessary. Then, the time-dependent change of the recorded gas replenishment amount is observed, and when the gas replenishment interval is shortened and the calculated gas replenishment amount starts to increase, it is determined that an abnormal gas leak has occurred, and the process is advanced. An alarm can be issued. Whether or not the gas replenishment amount has started to increase can be automatically alerted if the central information processing unit (CPU) or the like appropriately reads and judges the change over time of the gas replenishment amount recorded in the recording means.

本発明では、患者側の要因や、機械的ばらつきによらず、被駆動機器側配管系へのガス補充量を正確に把握することが可能になり、被駆動機器あるいは配管系に生じたピンホールなどによる異常な漏れと、正常時の漏れとを明確に区別することができ、異常時に早めに警告を出すことができる。   In the present invention, it becomes possible to accurately grasp the amount of gas replenished to the driven equipment side piping system regardless of patient-side factors and mechanical variations, and pinholes generated in the driven equipment or piping system. It is possible to clearly distinguish between abnormal leakage due to the above and leakage at normal time, and an early warning can be given when abnormal.

本発明によれば、被駆動機器側配管系へのガス補充量を正確に把握することが可能になり、被駆動機器あるいは配管系に生じたピンホールなどによる異常な漏れと、正常時の漏れとを明確に区別することができ、異常時に早めに警告を出すことができる。   According to the present invention, it becomes possible to accurately grasp the amount of gas replenished to the driven equipment side piping system, abnormal leakage due to pinholes or the like generated in the driven equipment or piping system, and leakage during normal operation Can be clearly distinguished, and a warning can be issued early in the event of an abnormality.

以下、本発明に係る医療用膨張・収縮駆動装置を、図面に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。   Hereinafter, a medical expansion / contraction drive device according to the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.

図1は本発明の一実施形態に係る医療用膨張・収縮駆動装置の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a medical inflation / deflation drive device according to an embodiment of the present invention.

図1に示す実施形態に係る駆動装置は、IABP用バルーンカテーテル20のバルーン22を膨張および収縮させるために用いられる。   The drive device according to the embodiment shown in FIG. 1 is used to inflate and deflate the balloon 22 of the IABP balloon catheter 20.

本実施形態に係る医療用膨張・収縮駆動装置について説明するに先立ち、まずIABP用バルーンカテーテル20について説明する。   Prior to describing the medical inflation / deflation drive device according to the present embodiment, the IABP balloon catheter 20 will be described first.

図7に示すように、IABP用バルーンカテーテル20は、心臓の拍動に合わせて拡張および収縮するバルーン22を有する。バルーン22は、膜厚約100〜150μm程度の筒状のバルーン膜で構成される。本実施形態では、拡張状態のバルーン膜の形状は円筒形状であるが、これに限定されず、多角筒形状であっても良い。   As shown in FIG. 7, the IABP balloon catheter 20 has a balloon 22 that expands and contracts in accordance with the heartbeat. The balloon 22 is formed of a cylindrical balloon film having a film thickness of about 100 to 150 μm. In the present embodiment, the shape of the balloon membrane in the expanded state is a cylindrical shape, but is not limited thereto, and may be a polygonal cylindrical shape.

IABP用バルーン22は耐屈曲疲労特性に優れた材質で構成される。バルーン22の外径および長さは、心機能の補助効果に大きく影響するバルーン22の内容積と、動脈血管の内径などに応じて決定される。バルーン22は、通常、その内容積が30〜50ccであり、外径が拡張時14〜16mmであり、長さが210〜270mmである。   The IABP balloon 22 is made of a material excellent in bending fatigue resistance. The outer diameter and length of the balloon 22 are determined in accordance with the inner volume of the balloon 22 that greatly affects the assisting effect on the cardiac function, the inner diameter of the arterial blood vessel, and the like. The balloon 22 usually has an internal volume of 30 to 50 cc, an outer diameter of 14 to 16 mm when expanded, and a length of 210 to 270 mm.

このバルーン22の遠位端は、短チューブ25を介してまたは直接に内管30の遠位端外周に熱融着または接着などの手段で取り付けてある。   The distal end of the balloon 22 is attached to the outer periphery of the distal end of the inner tube 30 through a short tube 25 or directly by means such as heat fusion or adhesion.

バルーン22の近位端には、金属チューブ27などの造影マーカーを介してまたは直接に、カテーテル管24の遠位端に接合してある。このカテーテル管24の内部に形成された第1のルーメンを通じて、バルーン22内に、圧力流体が導入または導出され、バルーン22が拡張または収縮するようになっている。バルーン22とカテーテル管24との接合は熱融着あるいは紫外線硬化樹脂などの接着剤による接着により行われる。   The proximal end of the balloon 22 is joined to the distal end of the catheter tube 24 via a contrast marker such as a metal tube 27 or directly. Through the first lumen formed inside the catheter tube 24, pressure fluid is introduced or led into the balloon 22 so that the balloon 22 is expanded or contracted. The balloon 22 and the catheter tube 24 are joined by heat fusion or adhesion with an adhesive such as an ultraviolet curable resin.

内管30の遠位端はカテーテル管24の遠位端より遠方へ突き出ている。内管30はバルーン22およびカテーテル管24の内部を軸方向に挿通されている。内管30の近位端は分岐部26の第2ポート32に連通するようになっている。内管30の内部には、バルーン22の内部およびカテーテル管24内に形成された第1のルーメンとは連通しない第2のルーメンが形成してある。内管30は、遠位端の開口端23で取り入れた血圧を分岐部26の第2ポート32へ送り、そこから血圧変動の測定を行うようになっている。   The distal end of the inner tube 30 projects farther from the distal end of the catheter tube 24. The inner tube 30 is inserted in the balloon 22 and the catheter tube 24 in the axial direction. The proximal end of the inner tube 30 communicates with the second port 32 of the branch portion 26. A second lumen that does not communicate with the first lumen formed inside the balloon 22 and the catheter tube 24 is formed inside the inner tube 30. The inner tube 30 is configured to send blood pressure taken at the opening end 23 at the distal end to the second port 32 of the branching portion 26 and measure blood pressure fluctuation therefrom.

バルーンカテーテル20を動脈内に挿入する際に、バルーン22内に位置する内管30の第2ルーメンはバルーン22を都合良く動脈内に差し込むためのガイドワイヤー挿通管腔としても用いられる。バルーンカテーテルを血管などの体腔内に差し込む際には、バルーン22は内管30の外周に折り畳んで巻回される。図5に示す内管30は、たとえばカテーテル管24と同様な材質で構成される。内管30の内径は、ガイドワイヤを挿通できる径であれば特に限定されず、たとえば0.15〜1.5mm、好ましくは0.5〜1mmである。この内管30の肉厚は、0.1〜0.4mmが好ましい。内管30の全長は、血管内に挿入されるバルーンカテーテル20の軸方向長さなどに応じて決定され、特に限定されないが、たとえば500〜1200mm、好ましくは700〜1000mm程度である。   When the balloon catheter 20 is inserted into the artery, the second lumen of the inner tube 30 located in the balloon 22 is also used as a guide wire insertion lumen for conveniently inserting the balloon 22 into the artery. When the balloon catheter is inserted into a body cavity such as a blood vessel, the balloon 22 is wound around the outer periphery of the inner tube 30. The inner tube 30 shown in FIG. 5 is made of the same material as the catheter tube 24, for example. The inner diameter of the inner tube 30 is not particularly limited as long as the guide wire can be inserted, and is, for example, 0.15 to 1.5 mm, preferably 0.5 to 1 mm. The wall thickness of the inner tube 30 is preferably 0.1 to 0.4 mm. The total length of the inner tube 30 is determined according to the axial length of the balloon catheter 20 inserted into the blood vessel and is not particularly limited, but is, for example, about 500 to 1200 mm, preferably about 700 to 1000 mm.

カテーテル管24は、ある程度の可撓性を有する材質で構成されることが好ましい。カテーテル管24の内径は、好ましくは1.5〜4.0mmであり、カテーテル管24の肉厚は、好ましくは0.05〜0.4mmである。カテーテル管24の長さは、好ましくは300〜800mm程度である。   The catheter tube 24 is preferably made of a material having a certain degree of flexibility. The inner diameter of the catheter tube 24 is preferably 1.5 to 4.0 mm, and the wall thickness of the catheter tube 24 is preferably 0.05 to 0.4 mm. The length of the catheter tube 24 is preferably about 300 to 800 mm.

カテーテル管24の近位端には患者の体外に設置される分岐部26が連結してある。分岐部26はカテーテル管24と別体に成形され、熱融着あるいは接着などの手段で固着される。分岐部26にはカテーテル管24内の第1のルーメンおよびバルーン22内に圧力流体を導入または導出するための第1ポート28と、内管30の第2ルーメン内に連通する第2ポート32とが形成してある。   Connected to the proximal end of the catheter tube 24 is a bifurcation 26 placed outside the patient's body. The branch portion 26 is formed separately from the catheter tube 24 and fixed by means such as heat fusion or adhesion. The bifurcation 26 includes a first port 28 for introducing or leading a pressure fluid into the first lumen in the catheter tube 24 and the balloon 22, and a second port 32 communicating with the second lumen of the inner tube 30. Is formed.

第1ポート28は、たとえば図8に示すポンプ装置9に接続され、このポンプ装置9により流体圧がバルーン22内に導入または導出されるようになっている。導入される流体は特に限定されないが、ポンプ装置9の駆動に応じて素早くバルーン22が拡張または収縮するように、粘性および質量の小さいヘリウムガスなどが用いられる。   The first port 28 is connected to, for example, a pump device 9 shown in FIG. 8, and fluid pressure is introduced into or led out from the balloon 22 by the pump device 9. The fluid to be introduced is not particularly limited, but helium gas having a small viscosity and mass is used so that the balloon 22 can be expanded or contracted quickly in response to the driving of the pump device 9.

ポンプ装置9の詳細については、図1を参照にして後述する。   Details of the pump device 9 will be described later with reference to FIG.

第2ポート32は図8に示す血圧変動測定装置29に接続され、バルーン22の遠位端の開口端23から取り入れた動脈内の血圧の変動を測定可能になっている。この血圧測定装置29で測定した血圧の変動に基づき、図6に示す心臓1の拍動に応じてポンプ装置9を制御し、0.4〜1秒の短周期でバルーン22を拡張および収縮させるようになっている。   The second port 32 is connected to the blood pressure fluctuation measuring device 29 shown in FIG. 8 and can measure the blood pressure fluctuation in the artery taken from the opening end 23 at the distal end of the balloon 22. Based on the blood pressure fluctuation measured by the blood pressure measuring device 29, the pump device 9 is controlled according to the pulsation of the heart 1 shown in FIG. 6, and the balloon 22 is expanded and contracted in a short cycle of 0.4 to 1 second. It is like that.

IABP用バルーンカテーテル20では、前述したように、バルーン22内に導入および導出する流体として、より高速にバルーンの膨張および収縮を行わせるために、粘性および質量の小さいヘリウムガスなどが用いられる。このヘリウムガスの陽圧および陰圧を直接ポンプやコンプレッサなどで作り出すことは、シール部分からの漏れ等によりヘリウムガスが失われることを考えると経済的でないことから、図1に示すような構造を採用している。すなわち、バルーン22内に連通する二次配管系18と、一次側圧力発生手段としてのポンプ4a,4bに連通する一次配管系17とを、圧力伝達隔壁装置40により分離している。圧力伝達隔壁装置40は、たとえば図2に示すように、ダイヤフラム52およびプレート50により気密に仕切られた第1室46と第2室48とを有する。   In the IABP balloon catheter 20, as described above, helium gas having a small viscosity and mass is used as a fluid to be introduced into and led out from the balloon 22 in order to cause the balloon to expand and contract at a higher speed. Since it is not economical to create the positive and negative pressures of helium gas directly with a pump or a compressor, considering that helium gas is lost due to leakage from the seal portion, the structure shown in FIG. Adopted. That is, the secondary piping system 18 that communicates with the balloon 22 and the primary piping system 17 that communicates with the pumps 4a and 4b as primary pressure generating means are separated by the pressure transmission partition device 40. As shown in FIG. 2, for example, the pressure transmission partition device 40 includes a first chamber 46 and a second chamber 48 that are airtightly partitioned by a diaphragm 52 and a plate 50.

第1室46は、ポート42を通じて図1に示す一次配管系17に連通している。第2室48は、ポート44を通じて二次配管系18に連通している。第1室46と第2室48とは、流体の連通は遮断されているが、第1室46の圧力変化(容積変化)が、ダイヤフラム52の変位により、第2室48の圧力変化(容積変化)として伝達するようになっている。このような構造を採用することにより、一次配管系17と二次配管系18とを連通させることなく、一次配管系17の圧力変動を二次配管系18に伝達することができる。また、二次配管系18に封入されるガスの容量(化学当量)を一定に制御し易い。   The first chamber 46 communicates with the primary piping system 17 shown in FIG. The second chamber 48 communicates with the secondary piping system 18 through the port 44. Although the fluid communication between the first chamber 46 and the second chamber 48 is interrupted, the pressure change (volume change) in the first chamber 46 changes due to the displacement of the diaphragm 52. Change). By adopting such a structure, the pressure fluctuation of the primary piping system 17 can be transmitted to the secondary piping system 18 without causing the primary piping system 17 and the secondary piping system 18 to communicate with each other. Moreover, it is easy to control the volume (chemical equivalent) of the gas sealed in the secondary piping system 18 to be constant.

本実施形態では、一次配管系17の内部流体を空気とし、二次配管系18の内部流体をヘリウムガスとしている。二次配管系18の内部流体をヘリウムガスとしたのは、粘性および質量が小さいガスを用いることで、バルーン22の膨張・収縮の応答性を高めるためである。   In this embodiment, the internal fluid of the primary piping system 17 is air, and the internal fluid of the secondary piping system 18 is helium gas. The reason why the internal fluid of the secondary piping system 18 is helium gas is to increase the response of inflation / deflation of the balloon 22 by using a gas having low viscosity and mass.

図1に示すように、一次配管系17には、一次側圧力発生手段として、二つのポンプ4a,4bが配置してある。一方の第1ポンプ4aは、陽圧発生用ポンプ(コンプレッサとも言う;以下同様)であり、他方の第2ポンプ4bは、陰圧発生用ポンプである。第1ポンプ4aの陽圧出力口には、減圧弁7を介して、陽圧タンクとしての第1圧力タンク2が接続してある。また、第2ポンプ4bの陰圧出力口には、絞り弁8を介して陰圧タンクとしての第2圧力タンク3が接続してある。   As shown in FIG. 1, the primary piping system 17 is provided with two pumps 4a and 4b as primary pressure generating means. One first pump 4a is a positive pressure generating pump (also referred to as a compressor; the same applies hereinafter), and the other second pump 4b is a negative pressure generating pump. A first pressure tank 2 as a positive pressure tank is connected to the positive pressure output port of the first pump 4 a via a pressure reducing valve 7. A second pressure tank 3 serving as a negative pressure tank is connected to the negative pressure output port of the second pump 4b via a throttle valve 8.

第1圧力タンク2および第2圧力タンク3には、それぞれの内部圧力を検出する圧力検出手段としての圧力センサ5,6が装着してある。各圧力タンク2,3には、それぞれ電磁弁11および電磁弁12の入力端に接続してある。これら電磁弁11,12の開閉は、図示省略してある制御手段により制御され、たとえば患者の心臓の拍動に対応して制御される。これら電磁弁11,12の出力端は、二次側圧力発生手段としての圧力伝達隔壁装置40の入力ポート42(図2参照)に接続してある。   The first pressure tank 2 and the second pressure tank 3 are equipped with pressure sensors 5 and 6 as pressure detecting means for detecting respective internal pressures. The pressure tanks 2 and 3 are connected to the input ends of the solenoid valve 11 and the solenoid valve 12, respectively. The opening and closing of the electromagnetic valves 11 and 12 is controlled by a control means (not shown), for example, corresponding to the heartbeat of the patient. The output ends of these solenoid valves 11 and 12 are connected to an input port 42 (see FIG. 2) of a pressure transmission partition device 40 as a secondary pressure generating means.

図2に示す圧力伝達隔壁装置40の出力ポート44が図1に示す二次配管系18に接続してある。二次配管系18は、バルーン22の内部に連通しており、ヘリウムガスが封入された密閉系となっている。この二次配管系18は、ホースまたはチューブなどで構成される。この二次配管系18には、その内部圧力を検出する配管系圧力検出手段としての圧力センサ15が装着してある。この圧力センサ15の出力は、制御手段へ入力するようになっている。   The output port 44 of the pressure transmission partition device 40 shown in FIG. 2 is connected to the secondary piping system 18 shown in FIG. The secondary piping system 18 communicates with the inside of the balloon 22 and is a sealed system in which helium gas is sealed. The secondary piping system 18 is constituted by a hose or a tube. The secondary piping system 18 is equipped with a pressure sensor 15 as piping system pressure detecting means for detecting the internal pressure. The output of the pressure sensor 15 is input to the control means.

また、この二次配管系18には、図示省略してあるが、電磁弁を介して、排気用ポンプが接続してある。電磁弁および排気用ポンプは、バルーンカテーテルの使用前に、二次配管系18の内部を、ヘリウムガスに置換するために、配管系18内を真空引きするためのものであり、通常使用状態では、電磁弁は閉じられ、排気用ポンプは駆動しない。   Further, although not shown in the figure, an exhaust pump is connected to the secondary piping system 18 via a solenoid valve. The solenoid valve and the exhaust pump are for evacuating the inside of the piping system 18 in order to replace the inside of the secondary piping system 18 with helium gas before using the balloon catheter. The solenoid valve is closed and the exhaust pump is not driven.

さらに、この二次配管系18には、電磁弁19が装着してあり、二次配管系18のガス圧が所定値以上に上昇した場合には、この電磁弁19が所定時間開き、内部のガスを逃がすように構成してある。この制御は、制御手段10が行う。   Further, the secondary piping system 18 is equipped with an electromagnetic valve 19, and when the gas pressure in the secondary piping system 18 rises above a predetermined value, the electromagnetic valve 19 opens for a predetermined time, It is configured to let gas escape. This control is performed by the control means 10.

さらにまた、この二次配管系18には、二次配管系18内部に常時ガスの化学当量が一定に保たれるように所定量のヘリウムガスを補充するための補充装置60が接続してある。補充装置60は、一次ガスタンクとしての一次ヘリウムガスタンク61を有する。ヘリウムガスタンク61の出力側には、減圧弁62を介して、第1弁手段としての第1電磁弁63が接続してある。この第1電磁弁63の開閉は、制御手段10により制御される。この第1電磁弁63の出力側には、二次ガスタンクとしての二次ヘリウムガスタンクが接続してあり、この電磁弁63の開閉により、一次ヘリウムガスタンク61の出力側に二次ヘリウムガスタンク64が連通するようになっている。   Furthermore, a replenishing device 60 for replenishing a predetermined amount of helium gas is connected to the secondary piping system 18 so that the chemical equivalent of the gas is always kept constant in the secondary piping system 18. . The replenishing device 60 has a primary helium gas tank 61 as a primary gas tank. A first electromagnetic valve 63 as a first valve means is connected to the output side of the helium gas tank 61 via a pressure reducing valve 62. The opening and closing of the first electromagnetic valve 63 is controlled by the control means 10. A secondary helium gas tank as a secondary gas tank is connected to the output side of the first electromagnetic valve 63, and the secondary helium gas tank 64 communicates with the output side of the primary helium gas tank 61 by opening and closing the electromagnetic valve 63. It is supposed to be.

二次ヘリウムガスタンク64には、タンク圧力検出手段としての圧力センサ65が装着してあり、タンク64内の圧力を検出し、タンク64内の圧力が略一定に保たれるように制御される。たとえばタンク64内の圧力は、100mmHg以下程度に制御される。圧力センサ65により検出された圧力は制御手段10へ入力されるようになっている。   The secondary helium gas tank 64 is equipped with a pressure sensor 65 as tank pressure detecting means, and detects the pressure in the tank 64 and is controlled so that the pressure in the tank 64 is kept substantially constant. For example, the pressure in the tank 64 is controlled to about 100 mmHg or less. The pressure detected by the pressure sensor 65 is input to the control means 10.

二次ヘリウムタンク64には、第2弁手段としての第2電磁弁68が接続してある。電磁弁68は、制御手段10により制御される。また、図示省略してあるが、その電磁弁68と並列に初期充填用電磁弁が接続してある。初期充填用電磁弁は、負圧にされた二次配管系18内に最初にヘリウムガスを充填する際に用いられる。通常使用状態では、この電磁弁は作動しない。   The secondary helium tank 64 is connected to a second electromagnetic valve 68 as second valve means. The electromagnetic valve 68 is controlled by the control means 10. Although not shown, an initial charging solenoid valve is connected in parallel with the solenoid valve 68. The electromagnetic valve for initial filling is used when the helium gas is first filled in the secondary piping system 18 which is set to a negative pressure. In normal use, this solenoid valve does not operate.

次に、本実施形態に係る医療用膨張・収縮駆動装置の動作例について説明する。   Next, an operation example of the medical inflation / deflation drive device according to the present embodiment will be described.

本実施形態では、ポンプ4aを駆動することにより、第1圧力タンク2内の圧力PT1が例えば約300mmHg(ゲージ圧)に設定され、ポンプ4bを駆動することにより、第2圧力タンク3内の圧力PT2が例えば約−150mmHg(ゲージ圧)に設定される。そして、図1に示す圧力伝達隔壁装置40の入力端に加わる圧力を、電磁弁11,12を交互に駆動することで、第1圧力タンク2および第2圧力タンク3の圧力に切り換える。この切り替えのタイミングは、患者の心臓の拍動に合わせて行われるように、制御手段10によって制御される。   In the present embodiment, by driving the pump 4a, the pressure PT1 in the first pressure tank 2 is set to about 300 mmHg (gauge pressure), for example, and by driving the pump 4b, the pressure in the second pressure tank 3 is set. For example, PT2 is set to about -150 mmHg (gauge pressure). And the pressure added to the input end of the pressure transmission partition apparatus 40 shown in FIG. 1 is switched to the pressure of the 1st pressure tank 2 and the 2nd pressure tank 3 by driving the solenoid valves 11 and 12 alternately. The timing of this switching is controlled by the control means 10 so as to be performed in accordance with the heartbeat of the patient.

圧力センサ5,6により検出される圧力変動を図4(A)に示す。また、電磁弁11,12による圧力切り替え駆動の結果、図1に示す二次配管系18内の圧力変動を、圧力センサ15で検出した結果を図4(B)に示す。二次配管系18内の圧力変動の最大値が、たとえば289mmHg(ケージ圧)であり、最小値が−114mmHg(ゲージ圧)である。二次配管系18内が、図4(B)に示す圧力変動を生じる結果、バルーン22では、図4(C)に示すような容積変化が生じ、心臓の鼓動に合わせたバルーン22の膨張および収縮が可能になり、心臓の補助治療を行うことができる。   FIG. 4A shows the pressure fluctuation detected by the pressure sensors 5 and 6. Further, FIG. 4B shows a result of detecting the pressure fluctuation in the secondary piping system 18 shown in FIG. 1 by the pressure sensor 15 as a result of the pressure switching drive by the electromagnetic valves 11 and 12. The maximum value of pressure fluctuation in the secondary piping system 18 is, for example, 289 mmHg (cage pressure), and the minimum value is −114 mmHg (gauge pressure). As a result of the pressure fluctuation shown in FIG. 4 (B) in the secondary piping system 18, the volume change shown in FIG. 4 (C) occurs in the balloon 22, and the balloon 22 is inflated and matched to the heartbeat. The contraction becomes possible, and an auxiliary treatment of the heart can be performed.

次に、図3を参照して、図1に示す制御手段の作用を説明する。   Next, the operation of the control means shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

まずステップS1では、図1に示す圧力センサ15からの二次配管系内の圧力を検出する。その際に、本実施形態では、図5(D)に示すタイミング*2(図5(A),(B)におけるバルーンの収縮状態から膨張状態に切り換えるタイミング)で、図1に示す圧力センサ15による検出圧力を検出し、その検出圧力P3(図5(A))が、所定値Pm1以下であるかを判断する。そうでない場合には、ステップS1を繰り返す。所定値Pm1とは、たとえば0mmHgである。検出圧力P3(図5(A))が、所定値Pm1以下である場合とは、二次配管系18内のヘリウムガスの量が少なくなった場合であり、その場合には、ステップS2以下に進み、ガスの補充を行う。   First, in step S1, the pressure in the secondary piping system from the pressure sensor 15 shown in FIG. 1 is detected. At this time, in the present embodiment, the pressure sensor 15 shown in FIG. 1 at the timing * 2 shown in FIG. 5D (the timing at which the balloon is switched from the deflated state to the inflated state in FIGS. 5A and 5B). Is detected, and it is determined whether the detected pressure P3 (FIG. 5A) is equal to or less than a predetermined value Pm1. Otherwise, repeat step S1. The predetermined value Pm1 is, for example, 0 mmHg. The case where the detected pressure P3 (FIG. 5A) is equal to or less than the predetermined value Pm1 is a case where the amount of helium gas in the secondary piping system 18 is reduced. Proceed and refill with gas.

なお、本実施形態において、図5(C)に示す*1のタイミングで検知されるプラトー圧P4(バルーン膨張時の圧力)を基準圧とすることなく、バルーンが収縮状態での圧力P3を基準圧力として用いたのは、以下の理由による。   In this embodiment, the pressure P3 when the balloon is deflated is used as a reference without using the plateau pressure P4 (pressure at the time of balloon inflation) detected at the timing of * 1 shown in FIG. 5C as the reference pressure. The pressure was used for the following reason.

図5(C)の*1に示すタイミングで、バルーン側圧力を検出し、この圧力を一定に保つように、バルーン側配管内のガス補充を行うようにした場合には、バルーンの繰り返し疲労や、不用意な加圧(間違った圧力の適用、患者の血管の屈曲)や、患者血管内の突起物への挿入時の引っかかりなどの不慮の事態で発生するバルーン容量の変動に気づかずに、バルーン側配管へ、駆動ガスとしてのヘリウムガスを不足分充填し、使用し続ける危険性が内在している。当然、このような変形したバルーンの期待寿命は、本来の場合よりも短くなるため、患者にとっては好ましくない。さらに、患者回復に伴う血圧上昇によって、バルーンの内圧が設定上限値を越えれば、最悪、バルーンからヘリウムガスを抜いてしまうように制御され、バルーンが膨らまらなくなるおそれもある。   When the balloon side pressure is detected at the timing indicated by * 1 in FIG. 5C and the gas in the balloon side piping is replenished so as to keep this pressure constant, , Without being aware of balloon volume fluctuations that occur due to inadvertent pressurization (applying wrong pressure, bending of the patient's blood vessels) or accidental trapping when inserted into a protrusion in the patient's blood vessel, There is a danger of filling the balloon side piping with helium gas as a driving gas in an insufficient amount and continuing to use it. Naturally, the expected life of such a deformed balloon is shorter than the original case, which is not preferable for the patient. Furthermore, if the internal pressure of the balloon exceeds the set upper limit due to an increase in blood pressure due to patient recovery, it is controlled so that helium gas is extracted from the balloon in the worst case, and the balloon may not be inflated.

これに対し、本実施形態では、図5(D)に示すように、バルーン22が萎んだ状態で、このバルーン22に接続される閉鎖配管系18に一定容量(一定モル数:化学当量比)のガスを入れる。その後、バルーン22などからの透過により減少するガスの低減を、必ず、バルーン22が萎んだ状態で監視する。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 5 (D), in a state where the balloon 22 is deflated, the closed piping system 18 connected to the balloon 22 has a certain capacity (a certain number of moles: chemical equivalent ratio). Put in the gas. Thereafter, the reduction of the gas that is reduced due to permeation from the balloon 22 or the like is always monitored while the balloon 22 is deflated.

このため本実施形態では、外力により変形し得るバルーン22部分のガス圧への影響を排除し、任意の駆動配管系18(チューブやホースを含む)とバルーンの容量に応じたガスの化学当量が一定に保たれるようにすることが可能となる。このように制御すれば、プラトー圧(バルーンが膨らんだ状態での圧力)P4をも観測することにより、バルーン22が曲折されてるなどの不測の事態によりバルーン22の容積が変化したことを検出することができる。たとえば、プラトー圧力P4が、通常よりも高くなった場合には、バルーン22が曲折されているなどの判断ができる。また、プラトー圧力P4が、通常よりも小さくなった場合には、ガスが透過以外の不測の事態で漏れていると判断することができる。   For this reason, in this embodiment, the influence on the gas pressure of the portion of the balloon 22 that can be deformed by an external force is eliminated, and the chemical equivalent of the gas according to the capacity of the arbitrary drive piping system 18 (including tubes and hoses) and the balloon is determined. It becomes possible to keep it constant. By controlling in this way, the plateau pressure (pressure when the balloon is inflated) P4 is also observed to detect that the volume of the balloon 22 has changed due to an unexpected situation such as the balloon 22 being bent. be able to. For example, when the plateau pressure P4 becomes higher than usual, it can be determined that the balloon 22 is bent. Further, when the plateau pressure P4 becomes smaller than normal, it can be determined that the gas is leaking due to an unexpected situation other than permeation.

また、本実施形態では、患者血圧がプラトー圧P4より高くなった場合、バルーン22の容積はほぼ一定に保たれ、プラトー圧P4は血圧とほぼ同じ値で推移する。   In the present embodiment, when the patient blood pressure becomes higher than the plateau pressure P4, the volume of the balloon 22 is kept substantially constant, and the plateau pressure P4 changes at substantially the same value as the blood pressure.

次に、図3に示すステップS2以降について説明する。   Next, step S2 and subsequent steps shown in FIG. 3 will be described.

ステップS1にて、ガスの補充が必要と判断された場合には、本実施形態では、ステップS2において、図1に示す第1電磁弁63を閉じる。その結果、一次ヘリウムガスタンク61と二次ヘリウムガスタンク64との連通が遮断される。次に、ステップS3では、図1に示すタンク圧力センサ65の圧力P1を読み込む。次に、ステップS4にて、第2電磁弁68をtミリ秒間n回開けて、二次配管系18内へガスタンク64からヘリウムガスを補充する。tミリ秒とは、特に限定されないが、たとえば8ミリ秒である。また、n回とは、特に限定されないが、1〜10回である。   If it is determined in step S1 that gas replenishment is necessary, in this embodiment, the first electromagnetic valve 63 shown in FIG. 1 is closed in step S2. As a result, communication between the primary helium gas tank 61 and the secondary helium gas tank 64 is blocked. Next, in step S3, the pressure P1 of the tank pressure sensor 65 shown in FIG. 1 is read. Next, in step S 4, the second electromagnetic valve 68 is opened n times for t milliseconds, and helium gas is replenished from the gas tank 64 into the secondary piping system 18. The t millisecond is not particularly limited, but is, for example, 8 milliseconds. Further, n times is not particularly limited, but is 1 to 10 times.

次に、ステップS5では、圧力センサ15により図5(D)に示すタイミング*2で圧力P3を読み取り、この圧力P3が所定値Pm2以上となったかを判断する。このPm2は、たとえば10mmHgである。この圧力P3が所定値Pm2以上となるまで、ステップS4を繰り返し、ガスを補充し続ける。   Next, in step S5, the pressure sensor 15 reads the pressure P3 at the timing * 2 shown in FIG. 5D, and determines whether or not the pressure P3 has reached a predetermined value Pm2. This Pm2 is, for example, 10 mmHg. Step S4 is repeated until the pressure P3 becomes equal to or higher than the predetermined value Pm2, and the gas is continuously replenished.

ステップS5において、検出圧力P3が所定値Pm2以上となった場合には、ガスの補充が十分であると判断できるので、ガスの補充を完了し、次にステップS6では、圧力センサ65による検出圧力P2を読み取る。この圧力センサ65により検出した圧力P1は、ガス補充前の二次ヘリウムタンク64内の圧力であり、検出圧力P2は、ガス補充完了後の二次ヘリウムタンク64内の圧力である。しかも、一次ヘリウムガスタンク61からの二次ヘリウムガスタンク64内への連通は電磁弁63により遮断されている。そのため、この圧力差(P1−P2)と二次ヘリウムガスタンク64の容積V(予め測定してある)とから、二次ヘリウムタンク64から二次配管系18へ移動したガス補充量が求められる。その補充量は、(P1−P2)×Vに比例する。   In step S5, when the detected pressure P3 becomes equal to or higher than the predetermined value Pm2, it can be determined that the gas supply is sufficient, and thus the gas supply is completed. Next, in step S6, the detected pressure by the pressure sensor 65 is detected. Read P2. The pressure P1 detected by the pressure sensor 65 is the pressure in the secondary helium tank 64 before gas replenishment, and the detected pressure P2 is the pressure in the secondary helium tank 64 after completion of gas replenishment. In addition, the communication from the primary helium gas tank 61 into the secondary helium gas tank 64 is blocked by the electromagnetic valve 63. Therefore, the replenishment amount of gas moved from the secondary helium tank 64 to the secondary piping system 18 is obtained from the pressure difference (P1−P2) and the volume V (measured in advance) of the secondary helium gas tank 64. The replenishment amount is proportional to (P1−P2) × V.

次に、ステップS8では、このようにして求められたガス補充量を、経時的に記録する。記録手段は、半導体メモリ、磁気ディスク、光記録媒体、あるいはその他の記録媒体などに記録し、必要に応じて画面あるいは紙に出力可能にしておくことが好ましい。そして、この記録されたガス補充量の経時変化を観察し、図6(A)に示すように、ガス補充の間隔が縮まり、かつガスの補充量が増え始めたときに、ガスの異常漏れが発生していると判断し、早めに警報を出すことができる。ガス補充が増え始めたか否かは、記録手段に記録されたガス補充量の経時変化を、中央情報処理装置(CPU)などが適宜読み取り、判断すれば自動的に警報を出すことができる。   Next, in step S8, the gas replenishment amount thus obtained is recorded over time. The recording means preferably records on a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical recording medium, or other recording medium, and can output to a screen or paper as necessary. Then, the time-dependent change of the recorded gas replenishment amount is observed, and as shown in FIG. 6A, when the gas replenishment interval is shortened and the gas replenishment amount starts to increase, abnormal gas leakage occurs. It can be determined that it has occurred, and an alarm can be issued early. Whether or not the gas replenishment has started to increase can be automatically alerted if the central information processing device (CPU) or the like appropriately reads and determines the change over time of the gas replenishment amount recorded in the recording means.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

たとえば、上述した実施形態では、一次側圧力発生手段として、二つのポンプ4a,4bを用いたが、本発明では、単一のポンプを用い、その陽圧出力端に陽圧タンクとしての第1圧力タンク2を接続し、また、ポンプの陰圧出力端に陰圧タンクとしての第2圧力タンク3を接続しても良い。その場合には、ポンプの台数を削減でき、装置の軽量化および省エネルギー化に寄与する。また、ポンプとしては、ダイヤフラムポンプに限らず、リニアーピストンポンプ、ロータリーベーンポンプ、ピストンポンプ、コンプレッサなどを用いても良い。   For example, in the above-described embodiment, the two pumps 4a and 4b are used as the primary pressure generating means. However, in the present invention, a single pump is used, and a first positive pressure tank is provided at the positive pressure output end thereof. The pressure tank 2 may be connected, and a second pressure tank 3 as a negative pressure tank may be connected to the negative pressure output end of the pump. In that case, the number of pumps can be reduced, which contributes to weight reduction and energy saving of the apparatus. The pump is not limited to a diaphragm pump, and a linear piston pump, a rotary vane pump, a piston pump, a compressor, or the like may be used.

また、上記実施形態では、圧力切替え手段として、第3電磁弁11と第4電磁弁12との二つの電磁弁を用いたが、本発明は、これに限定されず、単一の三方切替弁を用いて、圧力伝達隔壁40の入力端に加わる圧力を切り換えるようにしても良い。   Moreover, in the said embodiment, although two solenoid valves, the 3rd solenoid valve 11 and the 4th solenoid valve 12, were used as a pressure switching means, this invention is not limited to this, A single three-way switching valve May be used to switch the pressure applied to the input end of the pressure transmission partition wall 40.

さらにまた、一次配管系17のガス種は、空気に限定されず、その他の流体であっても良い。また、二次配管系18のガス種もヘリウムガスに限定されず、その他の流体であっても良い。   Furthermore, the gas type of the primary piping system 17 is not limited to air, and may be other fluids. Further, the gas type of the secondary piping system 18 is not limited to helium gas, and may be other fluid.

さらに本発明では、一次配管系17および圧力伝達隔壁装置40を用いることなく、図9に示すように、二次配管系18内に直接に所定容量のガスを往復させる圧力発生手段を用いることもできる。その圧力手段としては、たとえばベローズ40aおよびベローズ40aを軸方向に伸縮駆動する駆動手段(たとえばモータ40b)から成り、ベローズ40aの内部または外部を直接二次配管系18内に連通させる。このベローズ40aをモータ40bなどで軸方向に往復移動させることで、所定のタイミングで二次配管系18内に直接ガスを往復させ、バルーン22の膨張および収縮を行う。その他の構成は、図1に示す実施形態と同様である。   Furthermore, in the present invention, as shown in FIG. 9, pressure generating means for reciprocating a predetermined volume of gas directly into the secondary piping system 18 may be used without using the primary piping system 17 and the pressure transmission partition device 40. it can. The pressure means includes, for example, a bellows 40a and a driving means (for example, a motor 40b) that drives the bellows 40a to extend and contract in the axial direction, and the inside or the outside of the bellows 40a is directly communicated with the secondary piping system 18. By reciprocating the bellows 40a in the axial direction by a motor 40b or the like, gas is reciprocated directly into the secondary piping system 18 at a predetermined timing, and the balloon 22 is expanded and contracted. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG.

また、上述した実施形態では、被駆動機器として、バルーンカテーテルを用いたが、本発明に係る駆動装置は、膨張および収縮を繰り返す医療機器であれば、その他の医療機器の駆動用に用いることもできる。   In the above-described embodiment, the balloon catheter is used as the driven device. However, the driving device according to the present invention may be used for driving other medical devices as long as the medical device repeats expansion and contraction. it can.

図1は本発明の一実施形態に係る医療用膨張・収縮駆動装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a medical inflation / deflation drive device according to an embodiment of the present invention. 図2は圧力伝達隔壁装置の一例を示す要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of a pressure transmission partition device. 図3は本発明の一実施形態に係る医療用膨張・収縮駆動装置の制御例を示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart showing a control example of the medical inflation / deflation drive device according to the embodiment of the present invention. 図4(A)は各圧力タンクの内圧変化を示すグラフ、同図(B)はバルーン側の圧力変化を示すグラフ、同図(C)はバルーンの容積変化を示すグラフである。4A is a graph showing changes in internal pressure of each pressure tank, FIG. 4B is a graph showing changes in pressure on the balloon side, and FIG. 4C is a graph showing changes in volume of the balloon. 図5は圧力検出のタイミングを示すチャート図である。FIG. 5 is a chart showing the timing of pressure detection. 図6(A)はヘリウムガス補充量の経時変化を示すグラフ、同図(B)はヘリウム補充回数の経時変化を示すグラフである。FIG. 6A is a graph showing the change over time in the amount of helium gas replenished, and FIG. 6B is a graph showing the change over time in the number of helium replenishments. 図7はバルーンカテーテルの一例を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of a balloon catheter. 図8はバルーンカテーテルの使用例を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing an example of use of a balloon catheter. 図9は本発明の他の実施形態に係る医療用膨張・収縮駆動装置の概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a medical inflation / deflation drive device according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

2… 第1圧力タンク
3… 第2圧力タンク
4a,4b… ポンプ
5,6… 圧力センサ
10… 制御手段
11,12,,16,19… 電磁弁
15… 圧力センサ(配管系圧力検出手段)
17… 一次配管系
18… 二次配管系
20… バルーンカテーテル
22… バルーン
40… 圧力伝達隔壁
60… 補充装置(ガス補充手段)
61… 一次ヘリウムガスタンク(一次ガスタンク)
63… 第1電磁弁(第1弁手段)
64… 二次ヘリウムガスタンク(二次ガスタンク)
65… 圧力センサ(タンク圧力検出手段)
68… 第2電磁弁(第2弁手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... 1st pressure tank 3 ... 2nd pressure tank 4a, 4b ... Pump 5, 6 ... Pressure sensor 10 ... Control means 11, 12, 16, 16, 19 ... Solenoid valve 15 ... Pressure sensor (piping system pressure detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 ... Primary piping system 18 ... Secondary piping system 20 ... Balloon catheter 22 ... Balloon 40 ... Pressure transmission partition 60 ... Replenishment device (gas replenishment means)
61 ... Primary helium gas tank (primary gas tank)
63 ... 1st solenoid valve (1st valve means)
64 ... Secondary helium gas tank (secondary gas tank)
65 ... Pressure sensor (tank pressure detection means)
68 ... Second solenoid valve (second valve means)

Claims (2)

被駆動機器の膨張および収縮を繰り返すように、被駆動機器に連通する配管系に陽圧と陰圧とを交互に印加する圧力発生手段と、
前記配管系の内部圧力を検出する配管系圧力検出手段と、
前記配管系にガスを補充するガス補充手段と、
前記ガス補充手段により補充されるガスの量を制御する制御手段と
を有する医療用膨張・収縮駆動装置であって、
前記ガス補充手段は、
前記配管系に補充する前記ガスが封入された一次ガスタンクと、
この一次ガスタンクの出力側に接続された開閉可能な第1弁手段と、
この第1弁手段の開閉により前記一次ガスタンクの出力側に連通される二次ガスタンクと、
この二次ガスタンク内の圧力を検出するタンク圧力検出手段と、
この二次ガスタンクの出力側に接続され、前記配管系の内部への前記二次ガスタンクからのガスの補充を弁開閉により制御する第2弁手段とを有し、
前記制御手段は、
前記配管系圧力検出手段により検出された圧力が所定値以下となった場合に、前記第1弁手段を閉状態として、第2弁手段を開状態とし、前記二次ガスタンクから配管系へのガスの補充を行い、
当該ガスの補充の前後において前記タンク圧力検出手段により検出された前記二次ガスタンク内の圧力の変動に基づき、前記配管系へのガスの補充量を算出し、
前記算出したガスの補充量を、経時的に記録し、
前記記録されたガス補充量の経時変化に基づいて、前記ガス補充の間隔が縮まり、前記ガスの補充量が増え始めたときに、ガスの異常漏れが発生していると判断をし、
前記判断によりガスの異常漏れが発生していると判断した場合には、警報を発する
ように動作することを特徴とする医療用膨張・収縮駆動装置。
Pressure generating means for alternately applying a positive pressure and a negative pressure to a piping system communicating with the driven device so as to repeat expansion and contraction of the driven device;
Piping system pressure detecting means for detecting the internal pressure of the piping system;
Gas replenishing means for replenishing the piping system with gas;
A medical expansion / contraction drive device having control means for controlling the amount of gas replenished by the gas replenishing means,
The gas replenishing means includes
A primary gas tank filled with the gas to replenish the piping system;
A first valve means that can be opened and closed connected to the output side of the primary gas tank;
A secondary gas tank communicated with the output side of the primary gas tank by opening and closing the first valve means;
Tank pressure detecting means for detecting the pressure in the secondary gas tank;
A second valve means connected to the output side of the secondary gas tank and controlling replenishment of gas from the secondary gas tank into the piping system by opening and closing the valve;
The control means includes
When the pressure detected by the piping system pressure detecting means becomes a predetermined value or less, the first valve means is closed, the second valve means is opened, and the gas from the secondary gas tank to the piping system is Replenish
Based on fluctuations in pressure in the secondary gas tank detected by the tank pressure detection means before and after replenishment of the gas, calculate the replenishment amount of gas to the piping system,
Record the calculated gas replenishment amount over time,
Based on the change over time of the recorded gas replenishment amount , when the gas replenishment interval is shortened and the gas replenishment amount starts to increase, it is determined that an abnormal gas leakage has occurred ,
A medical expansion / contraction drive device that operates to issue an alarm when it is determined by the above determination that an abnormal gas leak has occurred.
中央情報処理装置(CPU)が、前記ガスの異常漏れが発生しているか否かの判断を行うことを特徴とする請求項1に記載の医療用膨張・収縮駆動装置。
以上
The medical expansion / contraction drive device according to claim 1, wherein a central information processing device (CPU) determines whether or not an abnormal leakage of the gas has occurred.
more than
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