JPH0414036B2 - - Google Patents
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- JPH0414036B2 JPH0414036B2 JP57218546A JP21854682A JPH0414036B2 JP H0414036 B2 JPH0414036 B2 JP H0414036B2 JP 57218546 A JP57218546 A JP 57218546A JP 21854682 A JP21854682 A JP 21854682A JP H0414036 B2 JPH0414036 B2 JP H0414036B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は人工心肺装置又は、補助循環用ポン
プとして使用されるローラポンプに関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a roller pump used as a heart-lung machine or an auxiliary circulation pump.
従来、補助循環用ポンプとして使用されている
ポンプとして往復運動型、ダイヤフラム型など
種々のものがあるが、中でも内部に血液を通した
チユーブを回転ローラでしごいて血液を送り出す
型式のローラポンプが多用されている。 Conventionally, there are various types of pumps used as auxiliary circulation pumps, such as reciprocating type and diaphragm type.Among them, roller pumps pump out blood by squeezing the tube inside which blood is passed with rotating rollers. It is widely used.
一般に補助循環用ポンプを使用する時には、患
者の体内に送り込む量をその患者の状態に合わせ
て設定し、その必要血流量（ml／min）が得られ
るように、補助循環用ポンプの駆動回転数を設定
して運動するようにしている。また、その血液の
流出形態は、生理的に見て定常流より、心臓と同
じ拍動血流が好ましいとされている。 Generally, when using an auxiliary circulation pump, the amount of blood pumped into the patient's body is set according to the patient's condition, and the driving rotation speed of the auxiliary circulation pump is set to obtain the required blood flow rate (ml/min). I set this up and try to exercise. Furthermore, from a physiological point of view, it is said that a pulsating blood flow similar to that of the heart is preferable to a steady flow of blood.
そこで、従来ローラポンプを拍動流ポンプとし
て使用するには、予めローラポンプの回転数を必
要とする血流量が得られるように設定、固定して
おき、このローラポンプの回転を開閉器により間
歇的に行なわせ、拍動流を得るようにしている。
そして、上記開閉器の「開」開始時刻は、患者の
心電図波形のＲ波のピーク位置から所要時間（以
下、遅延時間と称す）遅延した位置とし、その
「開」維持時間は、患者の心電図波形のＲ波ピー
クから次のＲ波ピークまでの時間（以下、Ｒ−Ｒ
間隔と称す）の所定％となるように設定してい
る。 Therefore, in order to use a conventional roller pump as a pulsatile flow pump, the number of rotations of the roller pump is set and fixed in advance to obtain the required blood flow, and the rotation of the roller pump is controlled intermittently by a switch. I have them do this in a controlled manner to get a pulsating flow.
The "open" start time of the switch is set to a position delayed by the required time (hereinafter referred to as delay time) from the peak position of the R wave of the patient's electrocardiogram waveform, and the "open" maintenance time is the position that is delayed from the peak position of the R wave of the patient's electrocardiogram waveform. The time from the R-wave peak to the next R-wave peak in the waveform (hereinafter referred to as R-R
The interval is set to be a predetermined percentage of the interval.
このように設定するのは、下記のような生理的
な理由によるものである。 This setting is based on the following physiological reasons.
第１図に示すように、心電図波形WHは、周知
のようにPQRSTと名づける棘波から構成されて
おり、Ｐは心房の興奮、QRSは心室の興奮過程、
Ｔは心室の興奮消退過程をあらわしている。上記
QRS過程で心室が収縮し血液を大動脈へ送り出
す訳であるが、この時の心室圧のピークは、図の
心室圧波形WVに見るように、Ｒ波ピークより遅
延し、Ｓ波より幾分Ｔ波寄りのところにあらわ
れ、Ｔ波のピーク後の心室圧が急激に低下する時
点ａで大動脈弁が閉じるようになつている。この
大動脈弁が閉じる前にローラポンプにより血圧を
かけると、大動脈弁を介して左心室に圧力がかか
り、心臓に不必要で危険な負荷をかけることにな
つてしまう。 As shown in Figure 1, the electrocardiogram waveform W H is composed of spike waves called PQRST, where P is the atrial excitation process, QRS is the ventricular excitation process, and
T represents the process of excitation and depletion of the ventricle. the above
During the QRS process, the ventricle contracts and pumps blood to the aorta, but the peak of ventricular pressure at this time, as seen in the ventricular pressure waveform WV in the figure, is delayed from the R wave peak and is slightly longer than the S wave. It appears near the T wave, and the aortic valve closes at point a when the ventricular pressure rapidly drops after the peak of the T wave. If blood pressure is applied using a roller pump before the aortic valve closes, pressure will be applied to the left ventricle through the aortic valve, placing an unnecessary and dangerous load on the heart.
従つて、上記ローラポンプの患者の体内に血液
を送るには、送つた血液の圧力が大動脈に到達し
た時点で既に大動脈弁が閉じていることが肝要で
あり、そのために上記したように、上記遅延時間
を設けている訳である。また、このように大動脈
弁が閉じた後に血圧がかかるようにロープポンプ
を回転させれば、大動脈の起始部（大動脈弁近
傍）に充分血圧をかけることができ、それに伴な
い、この起始部に開口し、心筋に血液を補給する
冠状動脈に血液を圧入・供給するといういわゆる
拡張期冠状動脈血流・血圧増加（diastolic
augme−ntation）効果を得ることもできること
になる。一方、上記Ｒ−Ｒ間隔は、その患者に一
定の値なので、このＲ−Ｒ間隔を基準にその何％
ということで適正送血時間を設定できることにな
る。 Therefore, in order for the roller pump to send blood into the patient's body, it is important that the aortic valve is already closed when the pressure of the sent blood reaches the aorta. This is because a delay time is provided. In addition, if the rope pump is rotated so that blood pressure is applied after the aortic valve closes, sufficient blood pressure can be applied to the origin of the aorta (near the aortic valve). The so-called diastolic coronary artery blood flow and blood pressure increase, which presses and supplies blood to the coronary arteries that open at the heart and supply blood to the myocardium.
This means that you can also obtain the effect of augmentation. On the other hand, since the above R-R interval is a fixed value for the patient, what percentage of this R-R interval is used as a reference?
Therefore, an appropriate blood feeding time can be set.
ところで、上記従来のローラポンプは、定常回
転数を予め設定しておき、その後、間歇運転周期
を設定するように構成され、回転、停止が交互に
繰り返されるので、その累計回転数（所定時間内
で実際に回転される回転数）は、上記定常回転数
のほぼ半分になつてしまい、必要とする流量が得
られないことになつてしまつている。また、その
結果、ポンプの１回の拍動血流量として患者の正
常時の心臓の１回の拍出量と同じ量を患者に送り
込めないでいる。また、Ｒ波からの所要遅延時間
と駆動維持時間などから間歇運動周期を算出し、
それに基づいて開閉器を調整しなければならず、
面倒である。 By the way, the above-mentioned conventional roller pump is configured so that the steady rotation speed is set in advance and then an intermittent operation cycle is set, and rotation and stop are repeated alternately. The actual rotational speed) is approximately half of the steady rotational speed, making it impossible to obtain the required flow rate. Furthermore, as a result, the pump is unable to deliver the same amount of blood per stroke to the patient as the patient's normal heart output per stroke. In addition, the intermittent movement cycle is calculated from the required delay time from the R wave and drive maintenance time, etc.
The switch must be adjusted based on that,
It's a hassle.
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
遅延時間など所要条件を予め入力しておくだけ
で、後は自動的に必要流量を得るための一拍動回
転数（必要流量を得るために必要なポンプの回転
数）を設定し、この設定値に基づいて間歇運動
（拍動）することのできる拍動血流量自動設定機
構付ローラポンプを提供することを目的とするも
のである。 This invention was made in view of the above circumstances,
Simply input the required conditions such as delay time in advance, and then automatically set the number of revolutions per beat (the number of revolutions of the pump required to obtain the required flow rate) to obtain the required flow rate. It is an object of the present invention to provide a roller pump with an automatic pulsatile blood flow setting mechanism that can perform intermittent motion (pulsation) based on the value.
以下、この発明を図面を参照して説明する。第
２図はこの発明の一実施例を示すものである。こ
の発明は、図に示すように、ローラポンプ１と、
このローラポンプ１の間歇運動（所要回転時間と
所要停止を繰り返す）を指令、制御する拍動血流
量自動設定機構（以下、流量設定機構と略称す
る）２とから構成されている。 The present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this invention includes a roller pump 1,
It is comprised of a pulsating blood flow rate automatic setting mechanism (hereinafter abbreviated as flow rate setting mechanism) 2 that commands and controls the intermittent movement (repeating the required rotation time and required stop) of the roller pump 1.
上記ローラポンプ１は、その一部が湾曲されそ
内部に血液が流通されるチユーブ３と、このチユ
ーブ３の湾曲部を両端部の回転ローラ４ａ，４ａ
によりしごいてチユーブ３内の血液を送り出す回
転棒４とを具備してなるものである。このローラ
ポンプ１によつて拍動血流を形成するには、所定
回転連続して回転させ、次に所定時間停止するこ
とを繰り返すことにより達成される。従つて、こ
のローラポンプ１による一拍動血流量は、チユー
ブ３の湾曲部の内容積に連続して回転する回転数
を乗じることによつて求めることができる。以上
の説明から判るように、このローラポンプ１によ
つて、所定時間内に所要数の拍動をさせ、必要血
流量を流させるためには、ポンプの定常回転数
と、回転開始時点および停止時点を指令する信号
を与え、その条件下で間歇運動させればよいこと
になる。このような指令信号をローラポンプ１に
与え、制御するのが上記流量設定機構２であり、
その構成を次に説明する。 The roller pump 1 includes a tube 3, a part of which is curved, through which blood flows, and rotating rollers 4a, 4a at both ends of the curved portion of the tube 3.
It is equipped with a rotating rod 4 which is squeezed to pump out the blood in the tube 3. Forming a pulsating blood flow with this roller pump 1 is achieved by repeatedly rotating it for a predetermined number of rotations and then stopping for a predetermined period of time. Therefore, the per-pulse blood flow rate of the roller pump 1 can be determined by multiplying the internal volume of the curved portion of the tube 3 by the number of consecutive rotations. As can be seen from the above explanation, in order to cause the roller pump 1 to make the required number of pulsations within a predetermined time and to flow the necessary blood flow, it is necessary to determine the steady rotation speed of the pump, the point at which the rotation starts, and the point at which it stops. All you have to do is give a signal that commands the point in time and make it move intermittently under that condition. It is the flow rate setting mechanism 2 that gives such a command signal to the roller pump 1 and controls it.
Its configuration will be explained next.
上記流量設定機構２は、検出部５、パルス発生
器６、入力部７、演算部８および加算算器９とか
ら構成されている。 The flow rate setting mechanism 2 includes a detection section 5, a pulse generator 6, an input section 7, a calculation section 8, and an adder 9.
上記検出部５は患者の心電図波形WHのＲ波ピ
ークとＲ−Ｒ間隔を検出する装置である。 The detection unit 5 is a device that detects the R wave peak and the R-R interval of the patient's electrocardiogram waveform W H.
上記パルス発生器６は患者の衰弱などにより心
電図波形WHが微弱となり、読み取るのが困難な
時に患者の心電図波形WHに近似したパルス波
（Ｒ波のみでよい。以下、人工心電図波形と称
す。）を発生する装置である。 When the electrocardiogram waveform W H becomes weak due to the patient's weakness and is difficult to read, the pulse generator 6 generates a pulse wave (only the R wave is sufficient) that approximates the patient's electrocardiogram waveform W H (hereinafter referred to as an artificial electrocardiogram waveform). ).
上記入力部７は、必要血流量、前記遅延時間、
維持時間（Ｒ−Ｒ間隔の何％というパーセンテー
ジであらわす）、ローラポンプ１の１回転送血量
（前記チユーブ３の湾曲部の容積）の４条件値の
入力を受け、これを電気信号に変換する装置であ
る。 The input unit 7 inputs the required blood flow rate, the delay time,
Receives input of four condition values, including maintenance time (expressed as a percentage of the R-R interval) and blood volume transferred once by the roller pump 1 (volume of the curved portion of the tube 3), and converts this into an electrical signal. It is a device that does
上記演算部８は上記入力値および上記検出部５
から供給されるＲ−Ｒ間隔に基づいて、ローラポ
ンプ１の定常回転数を算出し、この定常回転数お
よび上記維持時間を伝達情報として持つ指令信号
を発する装置である。 The calculation unit 8 uses the input value and the detection unit 5
This device calculates the steady rotation speed of the roller pump 1 based on the R-R interval supplied from the roller pump 1, and issues a command signal having this steady rotation speed and the above-mentioned maintenance time as transmission information.
上記加算器９は上記指令信号と上記検出部５か
ら供給されるＲ波ピーク位置を知らせる信号（ロ
ーラポンプ１の駆動開始指令信号）とを加算して
ローラポンプ１の駆動源へ供給する装置である。 The adder 9 is a device that adds the command signal and a signal indicating the R wave peak position supplied from the detection section 5 (drive start command signal for the roller pump 1) and supplies the result to the drive source of the roller pump 1. be.
しかして、例えば下記条件値を上記構成の流量
調整機構２に入力すると、順次以下に述べる計算
を行ない、定常回転数を設定し、ローラポンプ１
を適切に制御することになる。 For example, when the following condition values are input to the flow rate adjustment mechanism 2 configured as described above, the calculations described below are performed in order, the steady rotation speed is set, and the roller pump 1
will be appropriately controlled.
〓条件値〓
・Ｒ−Ｒ間隔…0.85秒（心拍数70回／分）
・ローラポンプ１回転送血量…30ml／rpm
・必要流量………6000ml／分
・遅延時間………0.4秒
・維持時間………50％
〓計 算〓
必要流量／心拍数＝6000ml／70回＝85ml／回
85ml／回／１回転送血量＝85ml／回／30ml／rpm＝2.8
rpm
従つて、2.8回がローラポンプ１の１拍動に相
当し、この時85ml送血する。 〓Condition value〓 ・R-R interval…0.85 seconds (heart rate 70 times/min) ・Blood volume transferred once by roller pump…30ml/rpm ・Required flow rate…6000ml/min ・Delay time……0.4 seconds Maintenance time...50% Calculation Required flow rate/heart rate = 6000ml/70 times = 85ml/times 85ml/times/times Blood volume transferred = 85ml/times/30ml/rpm=2.8
rpm Therefore, 2.8 times corresponds to one pulse of the roller pump 1, and 85 ml of blood is delivered at this time.
一方、0.4秒（≒0.85秒×50％）で85ml
（2.8rpm）なければならないので、１分間の回転
数（定常回転数）ｘは、
60秒／0.4秒＝xrpm／2.8rpm
ｘ＝420rpm
このように単に条件値を入力するだけで、後は
自動的に必要血流量を得るために必要な定常回転
数を算出し、この定常回転数でローラポンプ１を
回転させるとともに所定の遅延時間、維持時間に
従い、Ｒ波に同調させて、ローラポンプ１を拍動
させることができる。従つて、ローラポンプを使
用しているにもかかわらず、患者の心臓の１回拍
出量とほとんど同量の血液をローラポンプ１の１
拍動によつて送血することができる。また、その
ため適切に大動脈圧を高めることができ、前記し
た拡張期冠状動脈血流・血圧増加効果をより一層
高めることができる。さらにまた、上記したよう
に、患者の心臓の拍動に同期して拍動送血し、左
心室に不自然な負荷をかけないで済む（左心室補
助効果がある）ので、高価で、特に手術が複雑
で、時間がかかると心筋に損失を得える心配のあ
る心室補助システムを使用しないで済む。従つ
て、手術後、心筋の能力が回復しない可能性があ
る場合などに特に有用である。 On the other hand, 85ml in 0.4 seconds (≒0.85 seconds x 50%)
(2.8 rpm), the number of rotations per minute (steady rotation number) x is 60 seconds / 0.4 seconds = x rpm / 2.8 rpm Calculate the steady rotational speed necessary to obtain the required blood flow, rotate the roller pump 1 at this steady rotational speed, and synchronize with the R wave according to the predetermined delay time and maintenance time to rotate the roller pump 1. It can be made to pulsate. Therefore, even though a roller pump is used, one roller pump 1 pumps almost the same amount of blood as the stroke volume of the patient's heart.
Blood can be pumped through pulsations. Moreover, it is therefore possible to appropriately increase the aortic pressure, and the effect of increasing the diastolic coronary artery blood flow and blood pressure described above can be further enhanced. Furthermore, as mentioned above, since blood is pumped in synchronization with the patient's heartbeat and does not place an unnatural load on the left ventricle (left ventricular assist effect), it is expensive and especially There is no need to use a ventricular assist system, which can cause damage to the myocardium if the surgery is complicated and time consuming. Therefore, it is particularly useful in cases where there is a possibility that the myocardial capacity will not recover after surgery.
なお、ローラポンプの１回転送血量30ml、心拍
数70回／分、必要血流量6000ml／分として、ロー
ラポンプの定常回転数（rpm）を縦軸に維持時間
（秒）を横軸にプロツトしたものが第３図である
が、図に示す維持時間0.3秒から0.7秒が生理的に
最も好ましい範囲であることが判つている。従つ
て、本装置は維持時間0.3秒から0.7秒の範囲内で
運転することが望ましい。 Assuming that the roller pump's blood volume per transfer is 30 ml, the heart rate is 70 beats/min, and the required blood flow is 6000 ml/min, the steady rotation speed (rpm) of the roller pump is plotted on the vertical axis and the maintenance time (seconds) is plotted on the horizontal axis. The result is shown in FIG. 3, and it has been found that the maintenance time shown in the figure from 0.3 seconds to 0.7 seconds is the physiologically most preferable range. Therefore, it is desirable to operate this device within a maintenance time range of 0.3 seconds to 0.7 seconds.
以上説明したように、この発明は、遅延時間な
ど所要条件を予め入力しておくだけで、後は自動
的に必要血流量を得るための一拍動回転数を設定
し、この設定値に基づいて患者の心臓の拍動に近
似した自然な拍動血流を得ることができるものな
ので、操作、必要血流量の設定が確実、容易で、
ローラポンプを使用しているにもかかわらず、患
者の心臓の１回拍出量と同じ量を送血することが
でき、優れた拡張期冠状動脈血流・血圧増加効
果、左心室補助効果を得ることができる。 As explained above, in this invention, by simply inputting necessary conditions such as delay time in advance, the number of revolutions per beat to obtain the required blood flow is automatically set, and based on this set value. Since it is possible to obtain a natural pulsatile blood flow that approximates the patient's heartbeat, operation and setting of the required blood flow rate is reliable and easy.
Despite using a roller pump, it is possible to send blood at the same volume as the patient's heart's stroke volume, and it has excellent effects on increasing diastolic coronary artery blood flow and blood pressure, as well as assisting the left ventricle. Obtainable.
第１図は心電図波形および心室圧波形を示す
図、第２図はこの発明の一実施例を示す構成図、
第３図はローラポンプの定常回転数と維持時間の
関係図である。
１…ローラポンプ、２…拍動血流量自動設定機
構、３…チユーブ、４ａ…回転ローラ。
FIG. 1 is a diagram showing an electrocardiogram waveform and a ventricular pressure waveform, and FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the steady rotation speed and maintenance time of the roller pump. 1... Roller pump, 2... Pulsatile blood flow rate automatic setting mechanism, 3... Tube, 4a... Rotating roller.
Claims (1)
ラにより間欠的にしごくことによつて拍動血流を
形成するローラポンプと、このローラポンプの単
位時間当たりの拍動血流量を所要流量とするのに
必要なローラポンプの一拍動回転数および間欠運
転周期を決定して前記ローラポンプを間欠運転さ
せる拍動量自動設定機構とからなり、 前記拍動量自動設定機構は、 外部から心電図波形のＲ波ピークとＲ−Ｒ間隔
とを検出する検出部と、 前記心電図波形のＲ波に近似したパルス波を発
生させるパルス発生部と、 外部から必要血流量、遅延時間、維持時間およ
びローラポンプの１回転送血量の各条件値の入力
を受ける入力部と、 前記入力部から電気的信号に変換された前記条
件値と、前記検出部から送られる前記Ｒ波ピーク
および前記Ｒ−Ｒ間隔に関する電気的信号とに基
づいて、前記ローラポンプの定常回転数および間
欠運転周期とを決定する演算部とからなることを
特徴とする拍動量自動設定機構付ローラポンプ。[Claims] 1. A roller pump that forms a pulsatile blood flow by intermittently squeezing a tube through which blood flows with a rotating roller, and a pulsatile blood flow per unit time of the roller pump. The automatic pulse volume setting mechanism determines the number of revolutions per pulse and the intermittent operation cycle of the roller pump necessary to obtain the required flow rate, and operates the roller pump intermittently, and the automatic pulse volume setting mechanism is configured to operate the pulse volume automatically from the outside. a detection unit that detects the R-wave peak and R-R interval of the electrocardiogram waveform; a pulse generation unit that generates a pulse wave that approximates the R-wave of the electrocardiogram waveform; an input section that receives input of each condition value of the amount of blood transferred once by the roller pump; the condition value converted into an electrical signal from the input section; and the R-wave peak and the R- wave sent from the detection section. 1. A roller pump with an automatic pulsation amount setting mechanism, comprising a calculation section that determines a steady rotation speed and an intermittent operation cycle of the roller pump based on an electrical signal related to the R interval.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218546A JPS59108559A (en) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | Roller pump with pulsed blood flow amount automatic seting mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218546A JPS59108559A (en) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | Roller pump with pulsed blood flow amount automatic seting mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59108559A JPS59108559A (en) | 1984-06-23 |
| JPH0414036B2 true JPH0414036B2 (en) | 1992-03-11 |
Family
ID=16721623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57218546A Granted JPS59108559A (en) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | Roller pump with pulsed blood flow amount automatic seting mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59108559A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4532256B2 (en) * | 1997-10-09 | 2010-08-25 | ソーラテック コーポレイション | Implantable cardiac assist device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5080697A (en) * | 1973-11-21 | 1975-06-30 | ||
| JPS5675161A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-22 | Nikkiso Co Ltd | Pulsation type blood pump |
| JPS57139353A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-28 | Kogyo Gijutsuin | Auxiliary recirculation apparatus |
-
1982
- 1982-12-14 JP JP57218546A patent/JPS59108559A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4532256B2 (en) * | 1997-10-09 | 2010-08-25 | ソーラテック コーポレイション | Implantable cardiac assist device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59108559A (en) | 1984-06-23 |
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