JPH01297073A - Medical pump driver - Google Patents

Medical pump driver

Info

Publication number
JPH01297073A
JPH01297073A JP63129191A JP12919188A JPH01297073A JP H01297073 A JPH01297073 A JP H01297073A JP 63129191 A JP63129191 A JP 63129191A JP 12919188 A JP12919188 A JP 12919188A JP H01297073 A JPH01297073 A JP H01297073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
wave
cardiac
contraction
correlation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63129191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Isoyama
磯山 隆
Toru Sakamoto
徹 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP63129191A priority Critical patent/JPH01297073A/en
Publication of JPH01297073A publication Critical patent/JPH01297073A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To correctly synchronize the heart of an organism and an auxiliary pump even at the time of an arhythmia by switching the expanded condition and contracted condition of the auxiliary pump synchronizing to the time when a heart contraction start time passes and a heart expansion start time passes since an R wave is detected. CONSTITUTION:A correlation between the repeating period (R-R interval) of the R wave to appear on an electrocardiogram and a time PEP(Pre-Ejection Period) since the R wave appears on the electrocardiogram until the heart of the organism starts the contraction, and the correlation between the R-R interval and a time PEP+ET (ET: Ejection Time) since the R wave appears on the electrocardiogram until the heart of the organism starts the expansion are analyzed and obtained beforehand. In the real drive of a baloon pump 60B. The R-R interval is measured each time the R wave appears, the numeric value of the R-R interval measured is applied to the correlation, the times PEP and PE+ET predicted at such a time are obtained, and the baloon pump is contracted when the time PEP passes since the R wave is detected. When a time PEP+HT passes since the R wave is detected, the baloon pump is expanded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ [産業上の利用分野] 本発明は、生体の心臓の機能を補助する、大動脈内バル
ーンポンプや補助人工心臓など医療ポンプを駆動する装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a device for driving a medical pump such as an intra-aortic balloon pump or an auxiliary artificial heart, which assists the function of a living body's heart.

[従来の技術] 衰弱した生体の心臓を補助する医療ポンプとしては、従
来より、大動脈内バルーンポンプや、補助人工心臓が知
られている。
[Prior Art] Intra-aortic balloon pumps and auxiliary artificial hearts have been known as medical pumps that assist the weakened heart of a living body.

大動脈内バルーンポンプや、補助人工心臓を駆動する場
合、それの膨張/収縮のタイミングを生体の心臓の動作
に同期させる必要がある。即ち。
When driving an intra-aortic balloon pump or an auxiliary artificial heart, it is necessary to synchronize the timing of its inflation/deflation with the operation of the heart of the living body. That is.

特に大動脈内バルーンポンプの場合には、そのタイミン
グのずれは、単に補助機能の低下を招くばかりでなく、
生体の心臓のポンプ作用を妨げることになるので、生命
を維持するうえで非常に重要な問題である。
Particularly in the case of intra-aortic balloon pumps, timing discrepancies not only lead to a decline in auxiliary function;
This is a very important problem in maintaining life because it interferes with the pumping action of the heart of living organisms.

大動脈内バルーンポンプを駆動する場合、従来より、バ
ルーンの膨張開始時期及び収縮開始時期は、次のように
設定し、その動作を生体の心臓に同期させている。
When driving an intra-aortic balloon pump, conventionally, the inflation start timing and contraction start timing of the balloon are set as follows, and the operation is synchronized with the heart of the living body.

バルーンの膨張開始時期(2種類): (a)心電図波形を監視して過去数心拍のRR間隔(R
波の周期)の移動平均を測定し、R波出現時と膨張開始
時との時間差を、測定した平均RR間隔に所定の比率を
掛けて求める。
Balloon inflation start timing (2 types): (a) Monitor the electrocardiogram waveform to determine the RR interval (R
The moving average of the wave period) is measured, and the time difference between the appearance of the R wave and the start of expansion is determined by multiplying the measured average RR interval by a predetermined ratio.

(b)R波出現時と膨張開始時との時間差を、絶対時間
として設定する。
(b) Set the time difference between the appearance of the R wave and the start of expansion as an absolute time.

バルーンの収縮開始時期(3種類): (c)心電図波形を監視して過去数心拍のRR間隔(R
波の周期)の移動平均を測定し、R波出現時と収縮開始
時との時間差を、測定した平均RR間隔に所定の比率を
掛けて求める。
Balloon deflation start timing (3 types): (c) Monitor the electrocardiogram waveform to determine the RR interval (R) of the past few heartbeats.
The moving average of the wave period) is measured, and the time difference between the appearance of the R wave and the start of contraction is determined by multiplying the measured average RR interval by a predetermined ratio.

(d)R波出現時と収縮開始時との時間差を、絶対時間
として設定する。
(d) Set the time difference between the appearance of the R wave and the start of contraction as an absolute time.

(e)R波の出現を検出した直後に収縮を開始する。(e) Start contraction immediately after detecting the appearance of the R wave.

[発明が解決しようとする問題点コ 従来のバルーンポンプの制御においては、ポンプの膨張
及び収縮の時期が、平均的又は固定的に設定されるので
、生体の心臓の動きとずれを生じる可能性が高い。即ち
、生体の心臓が規則的に拍動している時には、それとバ
ルーンポンプの動きを同期させるのは容易であるが、不
整脈、特に心房細動(Atrial Fibrilla
tion)時には、心臓が不規則な動きをするので、そ
れらのタイミングにずれが生じるのは、これまでは避け
られない問題であった。
[Problems to be Solved by the Invention] In conventional balloon pump control, the pump's inflation and deflation timings are set on an average or fixed basis, so there is a possibility that the timing may deviate from the movement of the heart of the living body. is high. That is, when the body's heart beats regularly, it is easy to synchronize the movement of the balloon pump with it, but arrhythmia, especially atrial fibrillation,
tion), the heart makes irregular movements, and the occurrence of deviations in their timing has hitherto been an unavoidable problem.

本発明者らが臨床例の大動脈圧及び心電図の波形を検討
した結果によれば、現在市販されている駆動装置を使用
した場合、心臓とバルーンとの膨張タイミングのずれの
分散として1次のような結果が得られることが分かった
According to the results of the inventors' study of aortic pressure and electrocardiogram waveforms in clinical cases, when currently commercially available drive devices are used, the dispersion of the difference in inflation timing between the heart and the balloon is linear. It was found that good results could be obtained.

(a)の方法の機種: 43〜54 m5ec(b)の
方法の機種: 14〜19m5ecなお、(b)の方法
を用いる場合、その時の患者の容体に応じてオペレータ
が時間の設定を行なうので、熟練したオペレータを必要
とする。
Model for method (a): 43 to 54 m5ec Model for method (b): 14 to 19 m5ec When using method (b), the operator sets the time according to the patient's condition at that time. , requires a skilled operator.

いずれにしても、人動扉内バルーンポンプや補助人工心
臓を使用する必要のある患者においては、心房細動が生
じる可能性が高いので、そのような環境においても、心
臓と補助ポンプとの同期のずれを小さくすることが非常
に重要な課題である。
In any case, there is a high possibility that atrial fibrillation will occur in patients who require the use of an in-door balloon pump or an auxiliary artificial heart, so synchronization between the heart and the auxiliary pump should It is a very important issue to reduce the deviation.

本発明は、不整脈時においても、生体の心臓と補助ポン
プとを正確に同期させうる実用的な医療ポンプ駆動装置
を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a practical medical pump drive device that can accurately synchronize the heart of a living body and an auxiliary pump even during arrhythmia.

[発明の構成〕 [問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明においては、心電図波
形に含まれるR波の周期(R−R間隔)と生体の心臓の
収縮開始時点との相関、ならびにR波の周期と生体の心
臓の拡張開始時点との相関を予め定めておき、バルーン
ポンプなどの補助ポンプを制御する時には、直前に測定
したR波の周期と前記相関とに基づいて、心臓収縮開始
時間及び心臓拡張開始時間を求め、R波を検出してから
前記心臓収縮開始時間を経過した時、及び前記心臓拡張
開始時間を経過した時に同期して、補助ポンプの拡張状
態と収縮状態とを切換える。
[Structure of the Invention] [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, the cycle of the R wave (R-R interval) included in the electrocardiogram waveform and the contraction start point of the heart of the living body are The correlation between the cycle of the R wave and the start of expansion of the heart of the living body is determined in advance, and when controlling an auxiliary pump such as a balloon pump, the cycle of the R wave measured just before and the correlation between the above correlation are determined in advance. Based on this, the cardiac systole start time and the cardiac diastole start time are determined, and the auxiliary pump is expanded in synchronization with the time when the cardiac systole start time and the cardiac diastole start time have passed since the detection of the R wave. Switch between the state and the contracted state.

[作用] 本発明者らの分析によれば、R波が現われてから生体の
心臓が収縮を開始するまでの時間とその直前のR波の周
期との間には正の相関が認められ、その相関は所定の二
次式で近似できろことが分かった。また、R波が現われ
てから生体の心臓が拡張を開始するまでの時間とその直
前のR波の周期との間には逆相関が認められ、その相関
は所定の二次式で近似できることが分かった。勿論、こ
れらの相関は各々の患者によって異なるが、同一の患者
であれば、比較的長時間に渡って大きな変化は生じない
[Effect] According to the analysis by the present inventors, there is a positive correlation between the time from when the R wave appears until the heart of the living body starts contracting and the cycle of the R wave immediately before that, It was found that the correlation could be approximated by a predetermined quadratic equation. In addition, an inverse correlation is observed between the time from the appearance of the R wave until the heart of the living body begins to expand and the period of the immediately preceding R wave, and this correlation can be approximated by a predetermined quadratic equation. Do you get it. Of course, these correlations differ for each patient, but for the same patient, large changes do not occur over a relatively long period of time.

そこで、これらの相関を近似式などとして予め決定して
おき、心電図のR波を検出する毎に、R波周期を測定し
、その周期を前記相関に合てはぬれば、R波が発生して
から心臓が収縮を開始するまでの時間Tl、及びR波が
発生してから心臓が拡張を開始するまでの時間T2を知
ることができる。
Therefore, if these correlations are determined in advance as approximate formulas, and each time an R wave of an electrocardiogram is detected, the R wave period is measured, and if the period matches the above correlation, an R wave is generated. It is possible to know the time Tl from when the R wave occurs until the heart starts to contract, and the time T2 from when the R wave occurs until the heart starts to expand.

従って、バルーンポンプを駆動する場合には、例えば、
R波が現われてからT1を経過した時にバルーンの収縮
を開始し、T2を経過した時にバルーンの拡張を開始す
れば、バルーンの収縮/拡張を心臓の収縮/拡張に正確
に同期させうる。
Therefore, when driving a balloon pump, for example,
By starting deflation of the balloon when T1 has elapsed after the R wave appears, and inflating the balloon when T2 has elapsed, deflation/expansion of the balloon can be precisely synchronized with contraction/expansion of the heart.

実際の心臓の収縮/拡張動作は、特に心臓に近い位置の
大動脈における血圧波形から知ることができる。従って
、血圧波形を検出し、その波形から心臓の収縮時点及び
拡張時点を識別し、それらの時点のR波からの時間を測
定し、それらの測定結果とR波の周期とを多数サンプリ
ングすれば、それらの相関を近似的に求めることができ
る。
The actual contraction/diastole operation of the heart can be known from the blood pressure waveform in the aorta, which is located particularly close to the heart. Therefore, by detecting the blood pressure waveform, identifying the points of contraction and diastole of the heart from the waveform, measuring the time from the R wave at those points, and sampling the measurement results and the period of the R wave a large number of times, , their correlation can be approximately determined.

なお、この種の制御は、大動脈内バルーンポンプの駆動
において最も効果的であるが、補助人工心臓のように生
体の大蔵と同期駆動することにより効果の得られろ他の
ポンプを駆動する場合にも適用できる。
This type of control is most effective when driving an intra-aortic balloon pump, but it may be more effective when driving other pumps such as an auxiliary artificial heart by synchronizing the drive with the body's internal organs. can also be applied.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照した
実施例説明により明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

[実施例コ 第2図に、本発明を実施する一形式のバルーンポンプ駆
動装置の機構部の構成を示す。
[Example 2] FIG. 2 shows the structure of a mechanical part of a type of balloon pump driving device for implementing the present invention.

第2図を参照して説明する。患者の大動脈内に挿入され
るバルーンポンプ60Bは、流体を介して交互に印加さ
れる正圧と負圧によって膨張及び収縮を繰り返す。空気
圧制御機構ADUは、予め定めた正圧と負圧とに交互に
変化する駆動空気圧を生成する。即ち、コンプレッサ7
3によって生成される比較的大きい正圧が、調圧用の電
磁弁51を介して蓄圧器ACI内に印加され、電磁弁5
1の開閉制御によってAc1内の圧力が所定の正圧に維
持される。また、真空ポンプ72によって生成される比
較的大きい負圧が、調圧用の電磁弁54を介して蓄圧器
AC2内に印加され、電磁弁54の開閉制御によってA
c2内の圧力が所定の負圧に維持される。PSl及びP
S2は、各々の蓄圧器内の圧力を検出する圧力センサで
ある。
This will be explained with reference to FIG. The balloon pump 60B inserted into the patient's aorta is repeatedly inflated and deflated by positive pressure and negative pressure alternately applied via fluid. The air pressure control mechanism ADU generates driving air pressure that alternately changes between predetermined positive pressure and negative pressure. That is, compressor 7
A relatively large positive pressure generated by the electromagnetic valve 5 is applied to the pressure accumulator ACI via the pressure regulating electromagnetic valve 51.
The pressure in Ac1 is maintained at a predetermined positive pressure by the opening/closing control of Ac1. In addition, a relatively large negative pressure generated by the vacuum pump 72 is applied to the pressure accumulator AC2 via the pressure regulating solenoid valve 54, and A
The pressure within c2 is maintained at a predetermined negative pressure. PSl and P
S2 is a pressure sensor that detects the pressure within each pressure accumulator.

電磁弁52が開いて電磁弁55が閉じる時に所定の正圧
が、また電磁弁52が閉じて電磁弁55が開く時に所定
の負圧が、それぞれ空気圧制御機構ADUから出力され
、ガス駆動機構GDUに入力される。
When the solenoid valve 52 opens and the solenoid valve 55 closes, a predetermined positive pressure is output, and when the solenoid valve 52 closes and the solenoid valve 55 opens, a predetermined negative pressure is output from the pneumatic control mechanism ADU, and the gas drive mechanism GDU is input.

ガス駆動機構GDUには、印加圧力に応じて偏移するダ
イアフラム83によって内部空間が一次側と二次側とに
分離された流体アイソレータAGAが備わっており、そ
れの−次側の空間に、空気圧制御機構ADUからの空気
圧が印加される。流体アイソレータAGAの二次側の空
間には、生体にとって安全なヘリウムガスが充填されて
おり、この空間に接続されたパイプ90に、バルーンポ
ンプ60Bが接続されている。
The gas drive mechanism GDU is equipped with a fluid isolator AGA whose internal space is separated into a primary side and a secondary side by a diaphragm 83 that shifts according to the applied pressure. Air pressure from the control mechanism ADU is applied. A space on the secondary side of the fluid isolator AGA is filled with helium gas that is safe for living organisms, and a balloon pump 60B is connected to a pipe 90 connected to this space.

!−I T Aがヘリウムのタンクである。流体アイソ
レ−タAGAの二次側の空間のヘリウムガス量は、電磁
弁58及び59の開閉制御によって常時一定に維持され
る。
! -ITA is a helium tank. The amount of helium gas in the space on the secondary side of the fluid isolator AGA is always maintained constant by controlling the opening and closing of the solenoid valves 58 and 59.

従って、流体アイソレータAGAの一次側の空間に印加
されろ空気圧が正圧と負圧とに変化すると、その変化に
応じてダイアフラム83が偏移し、バルーンポンプ60
Bに印加される流体圧が変わる。
Therefore, when the air pressure applied to the space on the primary side of the fluid isolator AGA changes between positive pressure and negative pressure, the diaphragm 83 shifts in accordance with the change, and the balloon pump 60
The fluid pressure applied to B changes.

即ち、電磁弁52を開いて電磁弁55を閉じれば、バル
ーンポンプ60Bに正圧が印加され、それが膨張する。
That is, when the solenoid valve 52 is opened and the solenoid valve 55 is closed, positive pressure is applied to the balloon pump 60B, causing it to expand.

また、電磁弁52を閉じて電磁弁55を開けば、バルー
ンポンプ60I3に負圧が印加され、それが縮小する。
Further, when the solenoid valve 52 is closed and the solenoid valve 55 is opened, negative pressure is applied to the balloon pump 60I3, and the pressure is reduced.

第3図に、第2図の駆動装置を制御する電装部の構成を
示す。
FIG. 3 shows the configuration of an electrical component that controls the drive device shown in FIG. 2.

第3図を参照して説明すると、この回路には、マイクロ
コンピュータ100.圧力センサ105゜検出電極11
O2心電計120.信号処理回路130、血圧計140
.信号処理回路tSO。
Referring to FIG. 3, this circuit includes a microcomputer 100. Pressure sensor 105° detection electrode 11
O2 electrocardiograph 120. Signal processing circuit 130, blood pressure monitor 140
.. Signal processing circuit tSO.

Δ/Dコンバータ1609発振器170.バッファ18
0、ドライバ185,1.90.ブザー195゜操作ボ
ード200.操作ボード制御ユニット300及び表示制
御ユニット400が備わってい机 心電計120は、生体の所定位置に装着される検出電極
110から得られる電気信号に基づいて、心電図の信号
Vacgを出力する。この心電図の信号は、信号処理回
路130で波形整形された後、A/Dコンバータ160
によってデジタル信号に変換され、マイクロコンピュー
タ100に印加される。。後述するように、マイクロコ
ンピュータ100は、心電図の信号からR波を検出し、
また、R波の緑り返し周期を測定する。
Δ/D converter 1609 oscillator 170. Buffer 18
0, driver 185, 1.90. Buzzer 195° Operation board 200. The desk electrocardiograph 120, which is equipped with an operation board control unit 300 and a display control unit 400, outputs an electrocardiogram signal Vacg based on an electric signal obtained from a detection electrode 110 attached to a predetermined position of a living body. This electrocardiogram signal is waveform-shaped by the signal processing circuit 130 and then sent to the A/D converter 160.
is converted into a digital signal and applied to the microcomputer 100. . As described later, the microcomputer 100 detects an R wave from an electrocardiogram signal,
Also, measure the green cycle of the R wave.

血圧計140は、圧力センサ105から得られろ電気信
号に基づいて血圧信号を生成する。この例では、血圧を
検出する圧力センサ105は、図示しないカニユーレの
先端に埋込んであり、カニユーレを生体の大動脈内(心
臓になるべく近い所)に挿入することにより、大動脈内
の血圧を検出するようになっている。圧力センサ105
が出力する血圧に応じた電気信号は、カニユーレの周壁
内に埋込まれたリード線を通って、生体外に位置する血
圧計140に導びかれる。血圧計140が出力する血圧
信号は、信号処理回路150を介してA/Dコンバータ
160に印加され、デジタル信号に変換されてマイクロ
コンピュータ100に印加される。
Sphygmomanometer 140 generates a blood pressure signal based on the electrical signal obtained from pressure sensor 105. In this example, a pressure sensor 105 for detecting blood pressure is embedded in the tip of a cannula (not shown), and the blood pressure in the aorta is detected by inserting the cannula into the aorta of the living body (as close as possible to the heart). It looks like this. Pressure sensor 105
An electrical signal corresponding to the blood pressure outputted by the cannula is guided to a blood pressure monitor 140 located outside the living body through a lead wire embedded in the peripheral wall of the cannula. The blood pressure signal output from the blood pressure monitor 140 is applied to the A/D converter 160 via the signal processing circuit 150, converted into a digital signal, and applied to the microcomputer 100.

操作ボード200には、図示しないが多数のキースイッ
チと多数の表示器が備わっている。そのキースイッチに
は、バルーンポンプの駆動開始及び相関式の再設定を指
示するスタートキーが含まれている。第2図に示した電
磁弁51.52,54゜55.58及び59は、ドライ
バ185を介して、マイクロコンピュータ100の出力
ポートに接続されている。
Although not shown, the operation board 200 is equipped with many key switches and many indicators. The key switch includes a start key that instructs to start driving the balloon pump and reset the correlation equation. The solenoid valves 51, 52, 54, 55, 58 and 59 shown in FIG. 2 are connected to the output port of the microcomputer 100 via a driver 185.

第3図に示したマイクロコンピュータ100は、圧力セ
ンサPS1が検出した圧力に応じて電磁弁51を開閉制
御し、蓄圧器Act内の圧力を目標値に維持する。また
、圧力センサPS2が検出した圧力に応じて電磁弁54
を開閉制御し1M圧器AC2内の圧力を目標値に維持す
る。更に、圧力センサPS3が検出した圧力に応じて電
磁弁58及び59を開閉制御し、流体アイソレータAG
Aの二次側のヘリウムガス量を一定に維持する。これら
の制御については、従来より公知のバルーンポンプ用駆
動装置の動作と同様であるので、説明は省略する。
The microcomputer 100 shown in FIG. 3 controls the opening and closing of the solenoid valve 51 according to the pressure detected by the pressure sensor PS1, and maintains the pressure in the pressure accumulator Act at a target value. Further, the solenoid valve 54 is operated according to the pressure detected by the pressure sensor PS2.
The pressure inside the 1M pressure vessel AC2 is maintained at the target value by controlling the opening and closing of the 1M pressure vessel AC2. Furthermore, the opening and closing of electromagnetic valves 58 and 59 is controlled according to the pressure detected by pressure sensor PS3, and fluid isolator AG
The amount of helium gas on the secondary side of A is maintained constant. Since these controls are similar to the operations of conventionally known balloon pump drive devices, explanations will be omitted.

この装置の制御において特徴的なものは、バルーンポン
プ60Bの膨張/収縮を切換えるために駆動空気圧の正
圧/負圧を切換える電磁弁52及び55の開閉制御であ
り、特にそのタイミングの設定に特徴がある。
A characteristic feature of the control of this device is the opening/closing control of the electromagnetic valves 52 and 55 that switch between positive and negative pressures of the drive air pressure in order to switch between inflation and deflation of the balloon pump 60B, and a particular feature is the timing setting. There is.

即ち、この実施例の装置においては、心電図に現われろ
R波の繰り返し周期(R−R間隔)と心電図にR波が現
われてから生体の心臓が収縮を開始するまでの時間P 
E P (Pre−Ejection Period)
との相関、ならびにR−R間隔と心電図にR波が現われ
てから生体の心臓が拡張を開始するまでの時間P E 
P + E T (E T : Ejection T
ime)との相関を予め分析して求めておき、実際のバ
ルーンポンプの駆動においては、R波が現われる毎にそ
のR−R間隔を測定し、前記相関関係に測定したR−R
間隔の数値をあてはめて、その時に予測される時間PE
P及びPEP+ETを求め、R波を検出してから時間P
EPを経過した時にバルーンポンプを収縮させ、また、
R波を検出してから時間PEP+ETを経過した時にバ
ルーンポンプを膨張させるようにしている。つまり、バ
ルーンポンプの収縮/膨張のタイミングは、その直前に
検出されたR−R間隔と、予め測定された相関条件とに
従って設定されるので、不整腿などの理由により心臓の
R−R間隔が変化すれば、それに応じてバルーンポンプ
の収縮/膨張のタイミングも直ちに更新される。
That is, in the device of this embodiment, the repetition period (R-R interval) of the R wave appearing on the electrocardiogram and the time P from when the R wave appears on the electrocardiogram until the heart of the living body starts contracting.
E P (Pre-Ejection Period)
as well as the R-R interval and the time from when the R wave appears on the electrocardiogram until the living heart begins to expand, P E
P + ET (ET: Ejection T
ime) is analyzed and found in advance, and when actually driving the balloon pump, the R-R interval is measured every time an R wave appears, and the measured R-R
Applying the interval value, the predicted time PE at that time
Calculate P and PEP+ET, and calculate the time P after detecting the R wave.
Deflate the balloon pump when the EP has passed, and
The balloon pump is inflated when a time period PEP+ET has elapsed since the R wave was detected. In other words, the timing of deflation/inflation of the balloon pump is set according to the R-R interval detected immediately before and the pre-measured correlation condition, so the R-R interval of the heart may be affected due to reasons such as irregular thighs. If there is a change, the deflation/inflation timing of the balloon pump is immediately updated accordingly.

理想的なバルーンポンプ膨張開始時期は、左室駆出完了
時(D N : Dicrotic Notch)の直
後であり、R波が現われてからPEP+ETの時間を経
過した時である。しかし、PEP+ETの時間は一定で
はなく、R−R間隔の変化に伴なって大きく変動する。
The ideal timing to start inflation of the balloon pump is immediately after the completion of left ventricular ejection (DN: Dicrotic Notch), and when the time period of PEP+ET has elapsed after the appearance of the R wave. However, the PEP+ET time is not constant and varies greatly as the RR interval changes.

即ち、時間ETは、左心室の血液充満時間に関連し、血
液充満時間は先行R−R間隔と大きな関連があるので、
結果的にETは、先行R−R間隔と相関する。
That is, the time ET is related to the blood filling time of the left ventricle, and since the blood filling time is strongly related to the preceding R-R interval,
Consequently, ET is correlated with the preceding RR interval.

また、バルーンポンプの収縮開始時期は、R波出現後に
左心室収縮が開始され、内圧が上昇して大動脈拡張期圧
以上になった時点、即ち大動脈への左心室駆出開始時点
(E D : End−Diast、ole)が理想的
である。ところで、先行R−R間隔が長い程、左心室の
血液充満量が増大し、左心室容積が増大するので、R波
出現後、短い時間(PEP)で左心室から大動脈への駆
出が開始されるものと考えられる。従って5時間PEP
と先行R−R間隔との間に相関が生ずる。
In addition, the contraction start timing of the balloon pump is the point at which left ventricular contraction starts after the appearance of the R wave and the internal pressure rises to exceed the aortic diastolic pressure, that is, the point at which left ventricular ejection into the aorta starts (ED: End-Diast, ole) is ideal. By the way, the longer the preceding RR interval, the more blood fills the left ventricle and the left ventricular volume, so ejection from the left ventricle to the aorta begins in a short time (PEP) after the appearance of the R wave. It is considered that Therefore 5 hours PEP
A correlation occurs between the RR interval and the preceding RR interval.

実際に臨床例の心電図及び大動脈圧の波形を分析した結
果、時間PEP+ETと先行R−R間隔との間には正の
相関が認められ、また時間PEPと先行R−R間隔との
間には逆相関が認められ、これらの相関関係は、症例毎
に異なることが分かった。第6a図にR−R間隔とPE
P+ETとの相関の一例を示し、第6b図にR−R間隔
とPEPとの相関の一例を示す。
As a result of actually analyzing electrocardiograms and aortic pressure waveforms in clinical cases, a positive correlation was observed between time PEP+ET and the preceding RR interval, and a positive correlation was observed between time PEP and the preceding RR interval. An inverse correlation was observed, and these correlations were found to vary from case to case. Figure 6a shows the R-R interval and PE
An example of the correlation with P+ET is shown, and FIG. 6b shows an example of the correlation between the RR interval and PEP.

本発明者の分析によれば、これらの相関は、二次関数を
用いた近似式によって、大きな誤差を生ずることなく近
似できることが分かった。
According to the analysis of the present inventors, it has been found that these correlations can be approximated by an approximation formula using a quadratic function without producing a large error.

そこで、この実施例においては、バルーンポンプを駆動
する前に、予め心電図波形と大動脈圧波形をサンプリン
グして分析し、前記相関を示す近似式(二次関数)を求
め記憶しておき、バルーンポンプの駆動の制御に利用す
る。即ち、バルーンポンプを駆動する時には、心電図の
R波を検出してR−R間隔を測定し、測定したR−R間
隔を先行R−R間隔として前記近似式に代入し、時間P
EP及びPEP+ETを求め、R波を検出してからPE
Pを経過した時にバルーンポンプを収縮させ、R波を検
出してからPEP+ETを経過した時にバルーンポンプ
を膨張させる。
Therefore, in this embodiment, before driving the balloon pump, an electrocardiogram waveform and an aortic pressure waveform are sampled and analyzed in advance, an approximate expression (quadratic function) indicating the correlation is determined and stored, and the balloon pump is Used to control the drive of That is, when driving the balloon pump, the R wave of the electrocardiogram is detected, the R-R interval is measured, and the measured R-R interval is substituted into the above approximate equation as the preceding R-R interval, and the time P
Find EP and PEP+ET, detect R wave, and then calculate PE
The balloon pump is deflated when P has passed, and the balloon pump is inflated when PEP+ET has passed after detecting the R wave.

前記相関関係を示す近似式を求めるための、マイクロコ
ンピュータ100の処理が、第5図に示されている。第
5図を参照して説明する。
FIG. 5 shows the processing performed by the microcomputer 100 to obtain the approximate expression representing the correlation. This will be explained with reference to FIG.

ステップ1ではバルーンポンプ60Bを収縮させた状態
で待機する。
In step 1, the balloon pump 60B is on standby in a deflated state.

ステップ2では、操作ボード200のスタートキーが押
されるのを待つ。
In step 2, the process waits for the start key on the operation board 200 to be pressed.

ステップ3では、サンプリングの回数を保持するレジス
タNの内容を0にクリアする。
In step 3, the contents of register N that holds the number of samplings are cleared to 0.

ステップ4では、心電図波形を監視して、R波が現われ
るまで待つ、R波は、第4図に示すように、非常に大き
な振幅と勾配を有しているので、信号変化の勾配とレベ
ルの識別によってR波とその他の波とを区別する。また
、勾配の正から負への切換わりを検出してR波のピーク
位置、即ちR波出現タイミングを検出する。
In step 4, monitor the electrocardiogram waveform and wait until the R wave appears.As the R wave has a very large amplitude and slope, as shown in Figure 4, the slope and level of the signal change. Discrimination distinguishes R waves from other waves. Furthermore, the switching from positive to negative slope is detected to detect the peak position of the R wave, that is, the timing at which the R wave appears.

ステップ4でR波を検出すると、ステップ5で。If the R wave is detected in step 4, then in step 5.

内部タイマTMの計数をスタートする。Start counting by internal timer TM.

信号のサンプリングを所定回数(MAX回)行なうまで
の間は、N < MAXであり、ステップ6の次にステ
ップ7に進む。
Until the signal is sampled a predetermined number of times (MAX times), N<MAX, and the process proceeds to step 7 after step 6.

ステップ7では、大動脈圧の波形を監視して、第4図に
示す心臓の拡張完了時EDを検出する。
In step 7, the waveform of the aortic pressure is monitored to detect the completion of cardiac expansion ED shown in FIG.

EDは、大動脈圧波形上でそのレベルが最も小さくなっ
た時であり、それの変化が減小から増大に切換わる点で
ある。
ED is the point on the aortic pressure waveform when its level is at its lowest, and the change in it switches from decreasing to increasing.

ステップ7でEDを検出したら、ステップ8に進む。ス
テップ8では、その時のタイマTMの内容を参照し、サ
ンプリングした時間を、レジスタNで示されるメモリM
 e (N)にストアする。即ち。
If ED is detected in step 7, the process proceeds to step 8. In step 8, the contents of the timer TM at that time are referred to, and the sampled time is stored in the memory M indicated by the register N.
e Store in (N). That is.

タイマTMはR波のピークを検出した時にOからスター
トしているので、この時のTMの内容は第4図の時間P
EPに相当し、それがメモリにストアされる。但し、R
波のピーク検出やEDの検出においては、複数回サンプ
リングしたデータに基づいて、信号波形のレベル変化を
識別するので、実際のR波のピークの時間とそれを検出
した時とのずれ、及び実際のEDの時間とそれを検出し
た時との時間ずれが存在する。そこで、補正値αを用い
て時間ずれを補正した値をメモリMe(N)にストアし
ている。
Since the timer TM starts from O when the peak of the R wave is detected, the contents of TM at this time are time P in Fig. 4.
It corresponds to EP and is stored in memory. However, R
In wave peak detection and ED detection, level changes in the signal waveform are identified based on data sampled multiple times, so the difference between the actual R wave peak time and the time it was detected, and the actual There is a time lag between the time of ED and the time of detection. Therefore, a value obtained by correcting the time lag using the correction value α is stored in the memory Me(N).

ステップ9では、大動脈圧の波形を監視して、第4図に
示す心臓の収縮完了時DNを検出する。
In step 9, the waveform of the aortic pressure is monitored to detect the time DN at which the contraction of the heart completes as shown in FIG.

DNは、大動脈圧波形上でそのレベルが最大のピークを
越えた後で現われるノツチ部分であり、レベル変化が減
小から増大に切換わる点である。
DN is a notch portion that appears on the aortic pressure waveform after the level exceeds the maximum peak, and is the point where the level change switches from decreasing to increasing.

ステップ9でDNを検出したら、ステップIOに進む、
ステップ10では、その時のタイマTMの内容を参照し
、サンプリングした時間を、レジスタNで示されるメモ
リM d (N)にストアする。即ち、タイマTMはR
波のピークを検出した時に0からスタートしているので
、この時のTMの内容は第4図の時間PEP+ETに相
当し、それがメモリにストアされる。但し、R波のピー
ク検出やDNの検出においては、複数回サンプリングし
たデータに基づいて、信号波形のレベル変化を識別する
ので、実際のR波のピークの時間とそれを検出した時と
のずれ、及び実際のDNの時間とそれを検出した時との
時間ずれが存在する。そこで、補正値βを用いて前記時
間ずれを補正した値をメモリM d (N)にストアし
ている。
If the DN is detected in step 9, proceed to step IO.
In step 10, the sampled time is stored in the memory M d (N) indicated by register N with reference to the contents of the timer TM at that time. That is, timer TM is R
Since it starts from 0 when the peak of the wave is detected, the contents of TM at this time correspond to time PEP+ET in FIG. 4, and are stored in the memory. However, in R-wave peak detection and DN detection, level changes in the signal waveform are identified based on data sampled multiple times, so there may be a difference between the actual R-wave peak time and the time it is detected. , and a time lag between the actual DN time and the time it is detected. Therefore, a value obtained by correcting the time difference using the correction value β is stored in the memory M d (N).

ステップ11では、再び、心電図波形を監視して、次の
R波が現われるまで待つ。
In step 11, the electrocardiogram waveform is monitored again and waits until the next R wave appears.

ステップ11でR波を検出すると、ステップ12に進み
、タイマTMの内容に応じた値を、レジスタNの内容に
応じたメモリM r (N)にストアする。即ち、タイ
マTMはR波のピークを検出した時にOからスタートし
ているので、この時のTMの内容は前回のR波のピーク
からの経過時間、即ちR−R間隔に相当する。但し、こ
の場合も、複数回サンプリングしたデータに基づいてR
波のピーク検出を行なうので、時間ずれを生ずることが
あり、その時間ずれを補正値γによって補正した値をメ
モリM r (N)にストアする。
When an R wave is detected in step 11, the process proceeds to step 12, where a value corresponding to the contents of the timer TM is stored in the memory M r (N) corresponding to the contents of the register N. That is, since the timer TM starts from O when the peak of the R wave is detected, the contents of TM at this time correspond to the elapsed time from the peak of the previous R wave, that is, the R-R interval. However, in this case as well, R is based on data sampled multiple times.
Since the peak of the wave is detected, a time lag may occur, and the value corrected by the correction value γ is stored in the memory M r (N).

ステップ13では、タイマTMの内容を0にクリアし、
ステップ14ではレジスタNの内容をインクリメントし
、ステップ6に戻る。
In step 13, the contents of the timer TM are cleared to 0,
In step 14, the contents of register N are incremented, and the process returns to step 6.

以後は、ステップ6〜14の処理をMAX回実行するま
でその処理を繰り返し実行する。それが終了すると、即
ちステップ6からステップ15に進む時には、メモリM
 e (N) 、 M d (N)及びM r (N)
に、各々MAX個(例えば50)のサンプリングデータ
が保持される。メモリM 8 (N)、 M d (N
)及びM r (N)の内容は、それぞれ、時間PEP
、時間PEP+ET及びR−R間隔のサンプリングデー
タである。
Thereafter, the processes of steps 6 to 14 are repeatedly executed until they are executed MAX times. When it is finished, i.e. when proceeding from step 6 to step 15, the memory M
e (N), M d (N) and Mr (N)
MAX pieces (for example, 50) of sampling data are each held. Memory M 8 (N), M d (N
) and M r (N) are the time PEP
, sampling data of time PEP+ET and RR interval.

ステップ15の″相関分析処理I IIでは、メモリM
 e (N)にストアされたPEPのサンプリングデー
タとメモリM r (N)にストアされたR−R間隔(
Trr)のサンプリングデータに基づいて、それらの相
関を分析する。この分析は、例えば最小二乗法の計算処
理によって実行しうる。この分析では、計算の結果とし
て、PEPとTrrとの相関関係を示す近似式、即ち二
次関数f 1 (Trr)を求める。得られた関数f1
の一例は次の第(1)式のようになった。
In step 15, “correlation analysis processing I II,” the memory M
The PEP sampling data stored in e (N) and the R-R interval (
The correlation between them is analyzed based on the sampling data of Trr). This analysis can be performed, for example, by a least squares calculation process. In this analysis, an approximate expression indicating the correlation between PEP and Trr, that is, a quadratic function f 1 (Trr) is obtained as a calculation result. Obtained function f1
An example of this is the following equation (1).

PEP= 0.00003 (Trr)” −0,10
53(Trr)+182.43  −(1)但し、45
0≦Trr≦1000 [m5eclステツプ16の″
相関分析処理2″では、メモリM d (N)にストア
されたPEP+ETのサンプリングデータとメモリM 
r (N)にストアされたR −R間隔(Trr)のサ
ンプリングデータに基づいて、それらの相関を分析する
。この分析は1例えば最小二乗法の計算処理によって実
行しうる。この分析では、計算の結果として、PEP+
ETとTrrとの相関関係を示す近似式、即ち、二次関
数f2(Trr)を求める。得られた関数f2の一例は
次の第(2)式のようになった。
PEP= 0.00003 (Trr)” -0,10
53 (Trr) + 182.43 - (1) However, 45
0≦Trr≦1000 [m5ecl step 16''
In the correlation analysis process 2'', the PEP+ET sampling data stored in the memory M d (N) and the memory M
Based on the sampling data of the R - R interval (Trr) stored in r (N), their correlation is analyzed. This analysis can be performed, for example, by a least squares calculation process. In this analysis, as a result of calculation, PEP+
An approximate expression indicating the correlation between ET and Trr, that is, a quadratic function f2(Trr) is obtained. An example of the obtained function f2 is as shown in the following equation (2).

PIEP+1ET=−0,00017(Trr)” +
0.286 (Trr) +243.3   ・・・・
・(2)但し、450≦Trr≦1000 [m5ec
]次のステップ17が、実際にバルーンポンプの膨張/
収縮の制御を行なうサブルーチンである。
PIEP+1ET=-0,00017(Trr)” +
0.286 (Trr) +243.3...
・(2) However, 450≦Trr≦1000 [m5ec
] The next step 17 is actually inflating the balloon pump/
This is a subroutine that controls contraction.

このサブルーチンの内容が第1図に示しである。The contents of this subroutine are shown in FIG.

第1図を参照して各ステップを説明する。Each step will be explained with reference to FIG.

ステップ21では、バルーンポンプを収縮した状態で待
機する。
In step 21, the balloon pump is kept in a deflated state.

ステップ22では、心電図の波形を監視し、R波が現わ
れるまで待つ。
In step 22, the electrocardiogram waveform is monitored and waits until an R wave appears.

ステップ22でR波を検出すると、ステップ23に進み
、タイマTMを0にクリアする。
When an R wave is detected in step 22, the process proceeds to step 23, where the timer TM is cleared to 0.

ステップ24では、再び心電図波形を監視して。In step 24, the electrocardiogram waveform is monitored again.

R波が現われるまで待つ。Wait until the R wave appears.

ステップ24でR波を検出したら、ステップ25に進み
、タイマTMの内容を補正値γで補正した結果、即ちR
−R間隔を時間Trrとして記憶し、タイマTMをOに
クリアする。
When the R wave is detected in step 24, the process proceeds to step 25, where the content of the timer TM is corrected by the correction value γ, that is, the R wave is detected.
- Store the R interval as time Trr and clear timer TM to O.

ステップ26では、直前の測定処理で検出されたR−R
間隔、即ち時間Trrをパラメータとして、関数f2を
計算する。つまり、例えば前記第(2)式で表わされる
ような関数のTrrに測定の結果を代入し、時間PEP
+ETを求め、それをレジスタT2にストアする。
In step 26, the R-R detected in the previous measurement process is
A function f2 is calculated using the interval, ie, time Trr, as a parameter. That is, for example, by substituting the measurement result into Trr of the function expressed by the above equation (2), the time PEP
Find +ET and store it in register T2.

ステップ27では、タイマTMの内容がレジスタT2の
内容以上、即ちPEP+ET以上になるまで待機する。
In step 27, the process waits until the content of the timer TM becomes equal to or greater than the content of the register T2, that is, equal to or greater than PEP+ET.

ステップ27でTM≧T2になると、即ち心臓の収縮期
が完了し拡張期に移動する時点で、ステップ28に進む
。ステップ28では、電磁弁52を開き電磁弁55を閉
じて、バルーンポンプに正圧を印加し、バルーンポンプ
を膨張させる。
When TM≧T2 in step 27, that is, when the systolic phase of the heart is completed and the heart moves to the diastolic phase, the process proceeds to step 28. In step 28, the solenoid valve 52 is opened and the solenoid valve 55 is closed to apply positive pressure to the balloon pump and inflate the balloon pump.

ステップ29では、再び心電図のR波を検出するまで待
機する。
In step 29, the process waits until the R wave of the electrocardiogram is detected again.

ステップ29でR波を検出すると、次はステップ30に
進む。この時、タイマTMの内容は、1つ前のR嫁を検
出してからこの時のR波を検出するまでの時間、即ちR
−R間隔に対応する。従ってステップ30では、タイマ
TMの内容を補正値γで補正した結果、即ちR−R間隔
を時間Trrとして記憶し、タイマTMを0にクリアす
る。
When an R wave is detected in step 29, the process proceeds to step 30. At this time, the content of the timer TM is the time from detecting the previous R wave to detecting the current R wave, that is, R
- Corresponds to the R interval. Therefore, in step 30, the result of correcting the contents of the timer TM by the correction value γ, that is, the R-R interval, is stored as time Trr, and the timer TM is cleared to 0.

ステップ31では、ステップ30で検出された時間Tr
rをパラメータとして1例えば前記第(1)式で表わさ
れるような関数f1を計算し、その結果、即ち時間PE
Pを、レジスタTIにストアする。
In step 31, the time Tr detected in step 30 is
For example, a function f1 as expressed by the above equation (1) is calculated using r as a parameter, and the result, that is, time PE
Store P in register TI.

ステップ32では、タイマTMの内容がレジスタT1の
内容以上、即ちPEP以上になるまで待機する。
In step 32, the process waits until the content of the timer TM becomes equal to or greater than the content of the register T1, that is, equal to or greater than PEP.

ステップ32でTM≧T1になると、ステップ33に進
み、バルーンポンプを収縮させる。即ち、電磁弁52を
閉じて電磁弁55を開き、バルーンポンプに負圧を印加
する。
If TM≧T1 in step 32, the process proceeds to step 33 and the balloon pump is deflated. That is, the solenoid valve 52 is closed and the solenoid valve 55 is opened to apply negative pressure to the balloon pump.

ステップ34では、操作ボード200のスタートキーを
チエツクして、相関式更新指示の有無を調べる1通常は
、スタートキーがオフであるので。
In step 34, the start key on the operation board 200 is checked to see if there is an instruction to update the correlation equation (1) Normally, the start key is off.

次はステップ26に戻り以後ステップ26−34の処理
を繰り返し実行し、バルーンを駆動する。
Next, the process returns to step 26 and thereafter the processes of steps 26-34 are repeated to drive the balloon.

つまり、ステップ30を実行する毎に、心電図波形の最
新のR−R間隔が測定され、その測定結果に基づいて、
時間PEP及びPEP+ETが、それぞれステップ31
及び26で予測値として求められ、R波が現われてから
時間PEPを経過した時にバルーンポンプの収縮が開始
され、R波が現われてから時間PEP+ETを経過した
時にバルーンポンプの膨張が開始される。
That is, each time step 30 is executed, the latest R-R interval of the electrocardiogram waveform is measured, and based on the measurement result,
The times PEP and PEP+ET are set at step 31, respectively.
and 26, deflation of the balloon pump is started when time PEP has elapsed since the appearance of the R wave, and inflation of the balloon pump is started when time PEP+ET has elapsed since the appearance of the R wave.

この制御タイミングの一例を第4図に示すので参照され
たい。
An example of this control timing is shown in FIG. 4, so please refer to it.

ここで予聞値として生成される時間PEPならびにPE
P+ETは、その直前に測定されたR−R間隔に基づい
て、予め測定により得られた相関式から求められるもの
であり、実際の時間との差が極めて小さい、このため、
バルーンポンプの収縮開始及び膨張開始のタイミングが
、それぞれ、心臓の収縮開始及び拡張開始のタイミング
に正確に同期する。この特徴は、心房細動の場合のよう
に、心臓の搏動が不規則になった場合に特に顕著である
Here, the times PEP and PE generated as predicted values
P+ET is calculated from a correlation equation obtained in advance by measurement based on the R-R interval measured immediately before, and the difference from the actual time is extremely small.
The timing of the start of contraction and start of inflation of the balloon pump is precisely synchronized with the start of contraction and expansion of the heart, respectively. This feature is particularly noticeable when the heart beats irregularly, as in atrial fibrillation.

実際に実施例の装置と従来機種の心房細動追従特性を測
定し対比したところ、次のような結果が得られた。
When the atrial fibrillation tracking characteristics of the device of this embodiment and a conventional model were actually measured and compared, the following results were obtained.

心房細動合併例の患者の大動脈圧波形と心電図波形とを
予めデータレコーダに記録し、この情報に基づいて、従
来機種A、B及び実施例の装置Cを模擬駆動し大動脈波
形上のD N (Dicrot、ic Not、ch)
出現点をゼロ点とし、それに対する各機種のバルーン拡
張時点のずれをサンプリングしたところ、第7図に示す
結果が得られた。fA準偏差(S、D、)を数値で対比
すると、従来機種A及びBがそれぞれ54 、4 m5
ec及び43.69m5ecであるのに対し、実施例装
置では8 、50 m5ecである。これは。
The aortic pressure waveform and electrocardiogram waveform of a patient with atrial fibrillation are recorded in advance on a data recorder, and based on this information, the conventional models A and B and the device C of the embodiment are driven in a simulated manner to detect D N on the aortic waveform. (Dicrot, ic Not, ch)
When the appearance point was set as the zero point and the deviation of the balloon expansion time of each model was sampled with respect to the zero point, the results shown in FIG. 7 were obtained. Comparing the fA standard deviation (S, D,) numerically, conventional models A and B have 54 m5 and 4 m5, respectively.
ec and 43.69 m5ec, whereas in the example device it is 8.50 m5ec. this is.

実施例の装置が心房細動に対して極めて追従性が良いこ
とを示している。第7図の比較で使用した従来機種は、
先行する数心拍のR−R間隔の平均値にノルづいてバル
ーンポンプを制御する方式のものである。そこで、制御
上のR−R間隔を固定してバルーンポンプを制御する方
式の従来機種2機種についても測定を行なったところ、
標準偏差は、1つの機種が19.56m5ec、他の機
種で14.89m5ecになった。これらの機種との対
比においても、心房細動追従特性において、実施例の装
置が優れていることが分・かる。
This shows that the device of the example has extremely good tracking ability for atrial fibrillation. The conventional model used for the comparison in Figure 7 is:
This method controls the balloon pump based on the average value of the R-R intervals of the preceding several heartbeats. Therefore, we also measured two conventional models that control the balloon pump by fixing the R-R interval for control.
The standard deviation was 19.56 m5ec for one model and 14.89m5ec for the other model. In comparison with these models, it can be seen that the device of the example is superior in atrial fibrillation tracking characteristics.

この実施例においては、相関関数f1及びf24!、操
作ボード上のスタートキーを押すことにより、随時更新
することができる。即ち、バルーンポンプの駆動を開始
した後でも、操作ボード上のスタートキーを押せば、第
1図のステップ34でバルーン駆動サブルーチンを終了
して第1図のメインルーチンに戻るので、バルーンポン
プの駆動は一時的に中断され、R−R間隔、PEP及び
PEP+ETを所定数サンプリングし、それらの相関を
分析し、関数fl、f2の内容を更新する。
In this example, the correlation functions f1 and f24! , can be updated at any time by pressing the start key on the operation board. That is, even after starting to drive the balloon pump, if you press the start key on the operation board, the balloon drive subroutine will end in step 34 of FIG. 1 and return to the main routine of FIG. 1, so the balloon pump will not be driven. is temporarily interrupted, samples the R-R interval, PEP, and PEP+ET a predetermined number of times, analyzes their correlation, and updates the contents of functions fl and f2.

なお、上記実施例においては、R−R間隔と時間PEP
ならびにR−R間隔と時間PEP+ETの相関を分析し
て、それらを近似した2つの二次関数を生成し、R−R
間隔を測定する度に関数の計算を行なってPEP及びP
EP+ETを求めているが、例えば、それらの関係を示
すデータを参照テーブルとして読み書きメモリ上に設け
、測定したR−R間隔をパラメータとしてそのテーブル
を参照し、PEP及びPEP+ETを求めてもよい。ま
た、相関式の関数を例えば三次関数に変更してもよい。
In addition, in the above embodiment, the R-R interval and the time PEP
Analyze the correlation between the R-R interval and the time PEP+ET, generate two quadratic functions that approximate them, and calculate the R-R
Each time the interval is measured, the function is calculated to calculate PEP and P.
Although EP+ET is being determined, for example, data indicating the relationship between them may be provided as a reference table on a read/write memory, and the table may be referred to using the measured RR interval as a parameter to determine PEP and PEP+ET. Further, the function of the correlation equation may be changed to, for example, a cubic function.

但し、制御上は二次関数を用いた場合と大きな差は生じ
ない。
However, in terms of control, there is no big difference from using a quadratic function.

更に、実施例においては、制御対象として大動脈内バル
ーンポンプを示しであるが、これに代えて補助人工心臓
を制御してもよい。また、大動脈内バルーンポンプと補
助人工心臓とを組合せて用いてもよい。その場合には、
例えば、生体の心臓の収縮(血液駆出)が終了した時点
(DN)で補助人工心臓の収縮を開始し、それから所定
時間k・(Trr−ET)を経過した時(0≦に≦1)
に補助人工心臓の収縮を終了するとともにバルーンポン
プの膨張を開始し、生体の心臓の拡張が終了した時点(
ED)バルーンポンプの収縮を開始すればよい。いずれ
にしても、バルーンポンプ及び/又は補助人工心臓の膨
張/収縮は生体の心臓の拡張終了時点(E D)及び収
縮終了時点(DN)に同期するように切換え制御される
Further, in the embodiment, an intra-aortic balloon pump is shown as the control target, but an auxiliary artificial heart may be controlled instead. Furthermore, an intra-aortic balloon pump and an auxiliary artificial heart may be used in combination. In that case,
For example, the contraction of the auxiliary artificial heart starts at the point when the contraction (blood ejection) of the living heart ends (DN), and then when a predetermined time k·(Trr-ET) has elapsed (0≦to≦1).
At the same time as the auxiliary artificial heart finishes deflating, the balloon pump starts inflating, and when the living heart finishes expanding (
ED) Just start deflating the balloon pump. In any case, the inflation/deflation of the balloon pump and/or the auxiliary artificial heart is controlled so as to be synchronized with the end of diastole (ED) and the end of systole (DN) of the living heart.

[効果] 以上のとおり、本発明によれば、心房細動合併時におい
ても、生体の心臓の動きに正確に追従するようにバルー
ンポンプなどの補助ポンプの膨張/収縮が切換えられる
ので、生体の心臓のポンプ作用の妨げを生じたり、補助
効率が低下するのを防止でき、患者の生命の維持上、顕
著な効果が得られる。
[Effect] As described above, according to the present invention, even when atrial fibrillation occurs, the inflation/deflation of an auxiliary pump such as a balloon pump is switched to accurately follow the movement of the living body's heart, so that the living body's It is possible to prevent interference with the pumping action of the heart and a decrease in assist efficiency, resulting in a significant effect in preserving the patient's life.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第5図は、第3図に示すマイクロコンピュー
タ100の処理の一部を示すフローチャートである。 第2図は、本発明を実施する一形式のバルーン駆動装置
の機構部の構成を示すブロック図である。 第3図は、第2図の装置の電装部の構成を示すブロック
図である。 第4図は、第4図の装置の動作タイミングの一例を示す
タイミングチャートである。 第6a図はR−R間隔と時間PEP+ETとの相関の一
例を示すグラフ、第6b図はR−R間隔と時間PEPと
の相関の一例を示すグラフである。 第7図は、市販の装fi!A、 B及び実施例の装置C
における時間ずれとその時間のばらつきを示すグラフで
ある。 60B:大動脈内バルーンポンプ(医療ポンプ手段)5
1〜59:電磁弁  72:真空ポンプ73:コンプレ
ッサ 100:マイクロコンピュータ(電子制御手段)105
:圧力センサ(血圧検出手段) 110:検出電極(心電図検出手段) 120:心電計    140:血圧計160:A/D
コンバータ ADU:空気圧制御機構(ポンプ駆動手段)GDU:ガ
ス駆動機構 PS1〜PS3:圧カセンサ 戸68図 R−RFfl″I%(msec) 声6b図 R−R11%(msec ) 東7図
1 and 5 are flowcharts showing part of the processing of the microcomputer 100 shown in FIG. 3. FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a mechanical section of one type of balloon driving device that implements the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the electrical equipment section of the device shown in FIG. 2. FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation timing of the device shown in FIG. FIG. 6a is a graph showing an example of the correlation between the RR interval and the time PEP+ET, and FIG. 6b is a graph showing an example of the correlation between the RR interval and the time PEP. Figure 7 shows the commercially available equipment! A, B and Example device C
3 is a graph showing the time lag in and the variation in time. 60B: Intra-aortic balloon pump (medical pump means) 5
1 to 59: Solenoid valve 72: Vacuum pump 73: Compressor 100: Microcomputer (electronic control means) 105
: Pressure sensor (blood pressure detection means) 110: Detection electrode (electrocardiogram detection means) 120: Electrocardiograph 140: Sphygmomanometer 160: A/D
Converter ADU: Pneumatic control mechanism (pump drive means) GDU: Gas drive mechanism PS1 to PS3: Pressure sensor door 68 Figure R-RFfl''I% (msec) Voice 6b Figure R-R11% (msec) East 7 figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)心電図波形を検出する心電図検出手段;生体の心
臓の機能を補助する医療ポンプ手段;前記医療ポンプの
膨張及び収縮の駆動を行なうポンプ駆動手段;前記心電
図検出手段が検出した心電図波形からR波を検出し、R
波の周期を繰り返し測定し、測定した最新の周期と予め
設定した相関関係とに基づいて、心臓収縮開始時間及び
心臓拡張開始時間を決定し、R波を検出してから前記心
臓収縮開始時間を経過した時、及び前記心臓拡張開始時
間を経過した時に同期して、前記医療ポンプ手段の拡張
状態と収縮状態とを切換える、電子制御手段;を備える
医療ポンプ駆動装置。
(1) Electrocardiogram detection means for detecting an electrocardiogram waveform; medical pump means for assisting the function of the heart of a living body; pump drive means for driving expansion and contraction of the medical pump; R from the electrocardiogram waveform detected by the electrocardiogram detection means; Detect the wave and R
The cycle of the wave is repeatedly measured, the cardiac contraction start time and the cardiac diastole start time are determined based on the latest measured cycle and a preset correlation, and after detecting the R wave, the cardiac contraction start time is determined. A medical pump drive device comprising: electronic control means for switching the medical pump means between an expanded state and a contracted state in synchronization with when the cardiac diastole start time has elapsed and when the cardiac diastole start time has elapsed.
(2)前記電子制御手段は、大動脈内の血圧を検出する
血圧検出手段を備え、血圧波形に基づいて心臓収縮開始
時点及び心臓拡張開始時点を識別し、心電図波形のR波
の周期、前記心臓収縮開始時点に応じた時間、及び前記
心臓拡張開始時点に応じた時間を複数回サンプリングし
てそれらを記憶し、記憶した複数のサンプリング結果に
基づいて、R波の周期と前記心臓収縮開始時点に応じた
時間との相関、ならびにR波の周期と前記心臓拡張開始
時点に応じた時間との相関を求め、それを記憶する、前
記特許請求の範囲第(1)項記載の医療ポンプ駆動装置
(2) The electronic control means includes a blood pressure detection means for detecting blood pressure in the aorta, and identifies the start point of cardiac contraction and the start point of cardiac diastole based on the blood pressure waveform, and determines the period of the R wave of the electrocardiogram waveform, A time corresponding to the start of contraction and a time corresponding to the start of cardiac diastole are sampled multiple times and stored, and based on the plurality of stored sampling results, the period of the R wave and the time corresponding to the start of cardiac contraction are determined. The medical pump drive device according to claim 1, wherein the medical pump drive device calculates and stores the correlation between the period of the R wave and the time corresponding to the start of cardiac diastole.
(3)前記電子制御手段は、大動脈内の血圧を検出する
血圧検出手段を備え、血圧波形に基づいて心臓収縮開始
時点及び心臓拡張開始時点を識別し、心電図波形のR波
の周期、前記心臓収縮開始時点に応じた時間、及び前記
心臓拡張開始時点に応じた時間を複数回サンプリングし
てそれらを記憶し、記憶した複数のサンプリング結果に
基づいて、R波の周期と前記心臓収縮開始時点に応じた
時間との相関を示す第1の近似式、ならびにR波の周期
と前記心臓拡張開始時点に応じた時間との相関を示す第
2の近似式を求めてそれらを記憶し、R波を検出する毎
に、R波の周期を測定し、その周期と前記第1の近似式
に基づいて心臓収縮開始時間を計算するとともにR波の
周期と前記第2の近似式に基づいて心臓拡張開始時間を
計算し、R波を検出してから前記心臓収縮開始時間を経
過した時、及び前記心臓拡張開始時間を経過した時に同
期して、前記医療ポンプ手段の拡張状態と収縮状態とを
切換える、前記特許請求の範囲第(1)項記載の医療ポ
ンプ駆動装置。
(3) The electronic control means includes a blood pressure detection means for detecting the blood pressure in the aorta, and identifies the start point of cardiac contraction and the start point of cardiac diastole based on the blood pressure waveform, and determines the period of the R wave of the electrocardiogram waveform, A time corresponding to the start of contraction and a time corresponding to the start of cardiac diastole are sampled multiple times and stored, and based on the plurality of stored sampling results, the period of the R wave and the time corresponding to the start of cardiac contraction are determined. A first approximation equation showing the correlation with the corresponding time and a second approximation equation showing the correlation between the period of the R wave and the time corresponding to the start of cardiac diastole are determined and memorized, and the R wave is Each time the R wave is detected, the cycle of the R wave is measured, and the cardiac contraction start time is calculated based on the cycle and the first approximation formula, and the cardiac diastole start time is calculated based on the R wave cycle and the second approximation formula. calculating time and switching the medical pump means between an expanded state and a contracted state in synchronization with the time when the cardiac contraction start time and the cardiac diastole start time have passed after detecting the R wave; A medical pump drive device according to claim (1).
JP63129191A 1988-05-26 1988-05-26 Medical pump driver Pending JPH01297073A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63129191A JPH01297073A (en) 1988-05-26 1988-05-26 Medical pump driver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63129191A JPH01297073A (en) 1988-05-26 1988-05-26 Medical pump driver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01297073A true JPH01297073A (en) 1989-11-30

Family

ID=15003394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63129191A Pending JPH01297073A (en) 1988-05-26 1988-05-26 Medical pump driver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01297073A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03210272A (en) * 1990-01-16 1991-09-13 Nippon Zeon Co Ltd Adaptive controller for auxiliary artificial heart
US7169109B2 (en) 2000-10-03 2007-01-30 Arrow International, Inc. Methods and apparatus for controlling heart assist devices
JP2007503883A (en) * 2003-08-29 2007-03-01 データスコープ・インヴェストメント・コーポレイション Method and apparatus for setting timing of intra-aortic balloon pump treatment
JP2009522046A (en) * 2006-01-05 2009-06-11 アロウ・インターナショナル・インコーポレイテッド Method and apparatus for selecting deflation timing of an intra-aortic balloon
JP2012213474A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Nippon Zeon Co Ltd Drive device control program and drive device for intraaortic balloon pumping
WO2013180286A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 日本ゼオン株式会社 Timing detection device, timing detection program, iabp driving device, and iabp driving program
KR20190045238A (en) * 2016-08-23 2019-05-02 아비오메드 유럽 게엠베하 Ventricular assist device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03210272A (en) * 1990-01-16 1991-09-13 Nippon Zeon Co Ltd Adaptive controller for auxiliary artificial heart
US7169109B2 (en) 2000-10-03 2007-01-30 Arrow International, Inc. Methods and apparatus for controlling heart assist devices
JP2007503883A (en) * 2003-08-29 2007-03-01 データスコープ・インヴェストメント・コーポレイション Method and apparatus for setting timing of intra-aortic balloon pump treatment
JP2009522046A (en) * 2006-01-05 2009-06-11 アロウ・インターナショナル・インコーポレイテッド Method and apparatus for selecting deflation timing of an intra-aortic balloon
JP4790817B2 (en) * 2006-01-05 2011-10-12 アロウ・インターナショナル・インコーポレイテッド Method and apparatus for selecting deflation timing of an intra-aortic balloon
JP2012213474A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Nippon Zeon Co Ltd Drive device control program and drive device for intraaortic balloon pumping
WO2013180286A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 日本ゼオン株式会社 Timing detection device, timing detection program, iabp driving device, and iabp driving program
KR20190045238A (en) * 2016-08-23 2019-05-02 아비오메드 유럽 게엠베하 Ventricular assist device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2004268630B2 (en) Timing of intra-aortic balloon pump therapy
US5169379A (en) In-series ventricular assist system and method of controlling same
US3835845A (en) Cardiac synchronization system and method
US3985123A (en) Method and means for monitoring cardiac output
US4326536A (en) Sphygmomanometer
US8568328B2 (en) Electronic blood pressure gauge for measuring blood pressure by using volume compensation method
WO1986001704A1 (en) Calibrated arterial pressure measurement device
US6679829B2 (en) Intra-aortic balloon pump having improved automated electrocardiogram based intra-aortic balloon deflation timing
US8016738B2 (en) Methods and apparatus for selecting intra-aortic balloon deflation timing
Schreuder et al. Automatic intraaortic balloon pump timing using an intrabeat dicrotic notch prediction algorithm
JPH01297073A (en) Medical pump driver
WO2010101764A1 (en) Optimization of pacemaker settings
JP6570248B2 (en) IABP drive device and IABP drive program
US20200360583A1 (en) Determining control parameters for cardiac augmentation devices
EP3749382B1 (en) Determining control parameters for cardiac augmentation devices
CN116077785A (en) Rapid heart beat recognition algorithm based on electrocardio vector arcs
JPH04111306U (en) Blood pressure monitoring device with catheter
JPS6133642A (en) Blood pressure wave form signal processing method and apparatus for auxilary circulation
JPH0417836A (en) Natural heart synchronizer and medical pump driver using the same
Yoshizawa et al. Less Invasive Method for Estimating E max Under Cardiac Assistance—Angular Frequency Method
WO2009154520A1 (en) Implantable heart stimulator determining left ventricular systolic pressure