JPH0462750B2 - - Google Patents
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- JPH0462750B2 JPH0462750B2 JP63230689A JP23068988A JPH0462750B2 JP H0462750 B2 JPH0462750 B2 JP H0462750B2 JP 63230689 A JP63230689 A JP 63230689A JP 23068988 A JP23068988 A JP 23068988A JP H0462750 B2 JPH0462750 B2 JP H0462750B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、例えば人工心臓、大動脈内バルーン
ポンプのような医療用ポンプを駆動する駆動装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a drive device for driving a medical pump such as an artificial heart or an intra-aortic balloon pump.
（従来の技術）
第２図に従来の大動脈内バルーンポンプの構成
図を示す。このバルーンポンプは、ヘリウムガス
が充填されたバルーン１を膨張、収縮させるもの
である。バルーン１はセフテイチヤンバ２のダイ
ヤフラム３の変位に応じて膨張、収縮するように
なつている。すなわち、バルーン１の内部とセフ
テイチヤンバ２の２次室４とは連通しており、セ
フテイチヤンバ２の１次室５の圧力が変化するこ
とによりダイヤフラム３が変位し、その動きに応
じてバルーン１内の圧力が変化し、バルーン１は
膨張、収縮を行なうのである。バルーン１とセフ
テイチヤンバ２の２次室４には、ヘリウムボンベ
６からヘリウムガスがヘリウムガス充填機構７を
介して予め充填されている。これらに充填された
ガスの圧力は圧力調整機構８によつて調整される
ようになつている。セフテイチヤンバ２の１次室
５は陽圧タンク９、陰圧タンク１０に夫々通路を
介して接続されており、夫々の通路は電磁弁１
１，１２で開閉されるようになつている。コンプ
レツサ１３は陽圧タンク９の内部に圧縮した空気
を供給し、真空ポンプ１４は陰圧タンク１０の内
部の空気を外部に排出させる。電磁弁１５，１６
は夫々陽圧タンク９、陰圧タンク１０の内部を大
気に対し開閉するものである。(Prior Art) FIG. 2 shows a configuration diagram of a conventional intra-aortic balloon pump. This balloon pump inflates and deflates a balloon 1 filled with helium gas. The balloon 1 is configured to expand and contract according to the displacement of the diaphragm 3 of the safety chamber 2. That is, the inside of the balloon 1 and the secondary chamber 4 of the safety chamber 2 are in communication, and as the pressure in the primary chamber 5 of the safety chamber 2 changes, the diaphragm 3 is displaced, and the inside of the balloon 1 is displaced according to the movement. As the pressure changes, the balloon 1 expands and deflates. The secondary chambers 4 of the balloon 1 and the safety chamber 2 are filled with helium gas from a helium cylinder 6 via a helium gas filling mechanism 7 in advance. The pressure of the gas filled in these is adjusted by a pressure adjustment mechanism 8. The primary chamber 5 of the safety chamber 2 is connected to a positive pressure tank 9 and a negative pressure tank 10 through passages, and each passage is connected to a solenoid valve 1.
It is designed to open and close at 1 and 12. The compressor 13 supplies compressed air to the inside of the positive pressure tank 9, and the vacuum pump 14 discharges the air inside the negative pressure tank 10 to the outside. Solenoid valve 15, 16
are for opening and closing the insides of the positive pressure tank 9 and negative pressure tank 10, respectively, to the atmosphere.
制御部２０は各種の与えられたデータに基づ
き、バルーン１の膨張、収縮が最も適切に行われ
るように上記の各部を制御する。すなわち制御部
２０は、心電、血圧入力部２１から入力され心
電、血圧増幅部２２で増幅された心電データ、血
圧データ、操作部２３から入力されたデータ、陽
圧タンク９、陰圧タンク１０およびセフテイチヤ
ンバ２の２次室４夫々の内部の圧力データに基づ
いて、コンプレツサ１３、真空ポンプ１４及び電
磁弁１１，１２，１５，１６を制御する。更に制
御部２０は表示部２５を制御している。表示部２
５では心電図、動脈圧、バルーン内圧が表示され
る。バルーン１の膨張、収縮のタイミングは電磁
弁１１，１２の開閉のタイミングによつて決定さ
れる。制御部２０はこのタイミングを第３図に示
すように心電図データに基づいて決定している。
すなわち制御部２０は、Ｒ波発生後、ある遅れ時
間T1後にバルーンの膨張を開始させ、更に心拍
数（Ｒ波の単位時間あたりの出現回数）によつて
決定される時間T2後にバルーンの収縮を開始さ
せるように電磁弁１１，１２を制御する。 The control section 20 controls each of the above sections so that the balloon 1 is inflated and deflated in the most appropriate manner based on various given data. That is, the control unit 20 receives the electrocardiogram, the electrocardiogram input from the blood pressure input unit 21, the electrocardiogram data amplified by the blood pressure amplification unit 22, the blood pressure data, the data input from the operation unit 23, the positive pressure tank 9, and the negative pressure. The compressor 13, the vacuum pump 14, and the solenoid valves 11, 12, 15, and 16 are controlled based on the pressure data inside the tank 10 and the secondary chamber 4 of the safety chamber 2, respectively. Furthermore, the control section 20 controls the display section 25. Display section 2
5 displays the electrocardiogram, arterial pressure, and balloon internal pressure. The timing of inflation and deflation of the balloon 1 is determined by the timing of opening and closing of the electromagnetic valves 11 and 12. The control unit 20 determines this timing based on electrocardiogram data as shown in FIG.
That is, the control unit 20 starts inflating the balloon after a certain delay time T1 after the R wave occurs, and further inflates the balloon after a time T2 determined by the heart rate (the number of times the R wave appears per unit time). The solenoid valves 11 and 12 are controlled to start contraction.
（発明が解決しようとする課題）
このように従来はバルーンを膨張、収縮させる
ために陽圧を発生するコンプレツサと陰圧を発生
する真空ポンプを必要としていた。なぜならば、
バルーンはその膨張、収縮を急激に行なわなけれ
ばならず、このためセフテイチヤンバの一次室の
圧力も急激に変化させる必要があるからである。
しかしこのような装置は大型であり、設置スペー
スが大きく、また持ち運びに不便である。(Problems to be Solved by the Invention) Conventionally, in order to inflate and deflate a balloon, a compressor that generates positive pressure and a vacuum pump that generates negative pressure are required. because,
This is because the balloon must be rapidly inflated and deflated, and therefore the pressure in the primary chamber of the safety chamber must also be rapidly changed.
However, such devices are large, require a large installation space, and are inconvenient to carry.
本発明の目的は、大動脈内バルーンポンプ、人
工心臓等の医療用ポンプの小型化を図ることであ
る。 An object of the present invention is to miniaturize medical pumps such as intra-aortic balloon pumps and artificial hearts.
（課題を解決するための手段）
本発明では移動させるべき第１の流体を収容す
るベローズと、大気圧とは異なる所定の圧力の第
２の流体を供給する流体供給源と、この流体供給
源から供給される前記第２の流体を導く流体通路
部と、この流体通路部を介して前記流体供給源か
ら前記第２の流体を供給されるシリンダと、この
シリンダ内を摺動自在とされこのシリンダ内を２
つの室に分けるピストンと、前記流体供給源から
供給される前記第２の流体を前記２つの室に交互
に供給すると共に前記２つの室のうち一方の室に
前記第２の流体を供給するときは他方の室を大気
に開放し、前記他方の室に前記第２の流体を供給
するときは前記一方の室を大気に開放するように
前記流体通路部を切換える切換手段と、前記ピス
トンに作用する力を前記ベローズに伝達するロツ
ドと、このロツドに設けられこのロツドの長手方
向に直交する方向に突出した突出部と、この突出
部に当接して前記ロツドの移動範囲を制限するリ
ミツタとを具備する構成となつている。
(Means for Solving the Problems) The present invention includes a bellows that accommodates a first fluid to be moved, a fluid supply source that supplies a second fluid at a predetermined pressure different from atmospheric pressure, and this fluid supply source. a fluid passage section for guiding the second fluid supplied from the fluid supply source; a cylinder that is supplied with the second fluid from the fluid supply source through the fluid passage section; and a cylinder that is slidable within the cylinder. Inside the cylinder 2
a piston that is divided into two chambers, and the second fluid supplied from the fluid supply source is alternately supplied to the two chambers, and the second fluid is supplied to one of the two chambers; a switching means for switching the fluid passage section so as to open the other chamber to the atmosphere and to open the one chamber to the atmosphere when supplying the second fluid to the other chamber; and a switching means acting on the piston. a rod that transmits a force to the bellows, a protrusion provided on the rod and protruding in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rod, and a limiter that comes into contact with the protrusion and limits the range of movement of the rod. It is configured to have the following features:
（作用）
シリンダ内の２つの室には流体供給源から所定
の圧力の第２の流体が交互に与えられ、一方の室
に第２の流体が与えられているときは他方の室が
大気に開放され、この他方の室に第２の流体が与
えられているときは上記一方の室が大気に開放さ
れている。このためピストンはシリンダ内を往復
運動する。このピストに作用する力はロツドを介
してベローズに伝達される。ロツドの移動範囲は
突出部がリミツタに当接することにより制限され
る。これによつてベローズの最大容積、最小容積
が決定される。(Function) A second fluid at a predetermined pressure is alternately supplied from a fluid supply source to the two chambers in the cylinder, and when the second fluid is supplied to one chamber, the other chamber is exposed to the atmosphere. When the chamber is open and the second fluid is supplied to the other chamber, the one chamber is open to the atmosphere. Therefore, the piston reciprocates within the cylinder. The force acting on this piston is transmitted to the bellows via the rod. The range of movement of the rod is limited by the projection contacting the limiter. This determines the maximum volume and minimum volume of the bellows.
（実施例）
第１図に本発明の一実施例を示す。この実施例
は、第２図に示したものと同様に大動脈内バルー
ンポンプの例である。バルーン１、ヘリウムボン
ベ６、ヘリウムガス充填機構７及び圧力調整機構
８は、第２図に示した例の各部と同一のものであ
るので同一の番号を付してその説明は省略する。
３０は、外部から空気を取り入れて圧縮するコン
プレツサ、３１はコンプレツサ３０から与えられ
る空気を蓄える陽圧タンクである。３２はエアシ
リンダ、３３はエアシリンダ３２内を摺動自在と
されエアシリンダ３２内を２つの室に分けるピス
トンである。エアシリンダ３２内の一方の室３４
は通路３６で陽圧タンク３１と接続され、エアシ
リンダ３２内の他方の室３５は通路３７で陽圧タ
ンク３１と接続されている。通路３６，３７夫々
の途中には電磁弁３８，３９が設けられている。
電磁弁３８，３９は図示せぬ制御部によつて制御
されるもので、いずれも三方弁である。電磁弁３
８は制御部から与えられる信号によつて陽圧タン
ク３１と室３４を連通する状態になるか、室３４
を大気に開放する状態になる。電磁弁３９は制御
部から与えられる信号によつて陽圧タンク３１と
室３５を連通する状態になるか、室３５を大気に
開放する状態になる。バルーン１は通路４０を介
してベローズ４１と連通している。ベローズ４１
の押圧部４２は、ロツド４３の一端にロツド４３
の長手方向に直交する方向に周縁部が突出する状
態に設けられている。４４，４５はベローズ４１
の押圧部４２の周縁部に当接してロツド４３の移
動範囲を制限するリミツタである。押圧部４２の
周縁部が突出部である。リミツタ４４はベローズ
４１の容積の最大値を決定するものであり、リミ
ツタ４５はベローズ４１の容積の最小値を決定す
るものであり、いずれも外部からの操作によつて
調整できるようになつている。(Example) FIG. 1 shows an example of the present invention. This embodiment is an example of an intra-aortic balloon pump similar to that shown in FIG. The balloon 1, the helium cylinder 6, the helium gas filling mechanism 7, and the pressure adjustment mechanism 8 are the same as the respective parts of the example shown in FIG. 2, so the same numbers are given and the explanation thereof will be omitted.
30 is a compressor that takes in air from the outside and compresses it, and 31 is a positive pressure tank that stores the air supplied from the compressor 30. 32 is an air cylinder, and 33 is a piston that is slidable within the air cylinder 32 and divides the inside of the air cylinder 32 into two chambers. One chamber 34 in the air cylinder 32
is connected to the positive pressure tank 31 through a passage 36, and the other chamber 35 in the air cylinder 32 is connected to the positive pressure tank 31 through a passage 37. Solenoid valves 38 and 39 are provided in the middle of the passages 36 and 37, respectively.
The electromagnetic valves 38 and 39 are controlled by a control section (not shown), and are both three-way valves. Solenoid valve 3
8 is in a state where the positive pressure tank 31 and the chamber 34 are brought into communication by a signal given from the control section, or the chamber 34 is brought into communication with the positive pressure tank 31
becomes open to the atmosphere. The solenoid valve 39 is placed in a state in which the positive pressure tank 31 and the chamber 35 are communicated with each other, or in a state in which the chamber 35 is opened to the atmosphere, depending on a signal given from the control section. Balloon 1 communicates with bellows 41 via passage 40. bellows 41
The pressing part 42 is attached to one end of the rod 43.
The peripheral edge protrudes in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the housing. 44 and 45 are bellows 41
This is a limiter that limits the movement range of the rod 43 by coming into contact with the peripheral edge of the pressing portion 42 of the rod 43. A peripheral portion of the pressing portion 42 is a protruding portion. The limiter 44 determines the maximum volume of the bellows 41, and the limiter 45 determines the minimum volume of the bellows 41, both of which can be adjusted by external operation. .
この実施例において、コンプレツサ３０及び陽
圧タンク３１が流体供給源であり、通路３６，３
７が通路部であり、電磁弁３８，３９及び図示せ
ぬ制御部が切換手段であり、ロツド４３が伝達手
段である。 In this embodiment, compressor 30 and positive pressure tank 31 are the fluid sources, and passages 36, 3
7 is a passage, solenoid valves 38 and 39 and a control section (not shown) are switching means, and rod 43 is a transmission means.
次に、この装置の動作を説明する。図示せぬ制
御部は陽圧タンク３１内の圧力が所定の圧力とな
るようにコンプレツサ３０を駆動制御している。
更に図示せぬ制御部は第３図に示すタイミングで
電磁弁３８，３９を制御する。すなわち、この場
合、電磁弁３８が第２図に示した電磁弁１１に相
当し、電磁弁３９が第２図に示した電磁弁１２に
相当する。このタイミングで電磁弁３８，３９が
制御されると、ピストン３３はエアシリンダ３２
内を往復する。この運動はベローズ４１の押圧部
４２に伝達され、ベローズ４１内には陽圧、陰圧
が交互に生じる。このためバルーン１は膨張、収
縮をくり返し行なう。 Next, the operation of this device will be explained. A control section (not shown) drives and controls the compressor 30 so that the pressure inside the positive pressure tank 31 becomes a predetermined pressure.
Further, a control section (not shown) controls the solenoid valves 38 and 39 at the timing shown in FIG. That is, in this case, the solenoid valve 38 corresponds to the solenoid valve 11 shown in FIG. 2, and the solenoid valve 39 corresponds to the solenoid valve 12 shown in FIG. When the solenoid valves 38 and 39 are controlled at this timing, the piston 33 is moved to the air cylinder 32.
Go back and forth within. This movement is transmitted to the pressing portion 42 of the bellows 41, and positive pressure and negative pressure are alternately generated within the bellows 41. For this reason, the balloon 1 is repeatedly inflated and deflated.
本実施例によれば、バルーンを膨張、収縮させ
るためにベローズを用い、このベローズの動作を
リミツタで調整できるので、バルーン１の膨張、
収縮の程度を個々の患者に応じて調整することが
できる。 According to this embodiment, a bellows is used to inflate and deflate the balloon, and since the movement of the bellows can be adjusted with a limiter, the inflation and deflation of the balloon 1
The degree of contraction can be adjusted to the individual patient.
ここで例えばベローズ４１がとり得る最小容積
をV0、最大容積をV0＋V1とする。更に、ベロー
ズ４１が最大容積V0＋V1のときバルーン１の容
積を零、ベローズ４１内の圧力をPaとする。一
方、ベローズ４１が最小容積V0のときバルーン
１の容積をｖ、ベローズ４１及びバルーン１内の
圧力をPbとする。このとき、（V0＋V1）×Pa＝
（V0＋ｖ）×Pbが成立する。ここで、ｖ＝40c.c.、
Pa＝１Kgf/cm2、Pb＝1.263Kgf/cm2とすると、V0＝
3.8V1−192（c.c.）が成立する。従つてエアシリン
ダ３２は、このような関係式からそのサイズが決
定される。また、エアシリンダ３２は、0.1sec程
度でバルーン１の容積が零から40c.c.になるものが
適している。コンプレツサ３０は、上記ピストン
３３を１分間に60〜120回往復させるために必要
な空気量から決定する。陽圧タンク３１は、コン
プレツサ３０から排出される空気の脈圧を除去す
るためにあり、１〜２位のものが好適である。 Here, for example, the minimum volume that the bellows 41 can take is V 0 and the maximum volume is V 0 +V 1 . Further, when the bellows 41 has the maximum volume V 0 +V 1 , the volume of the balloon 1 is zero and the pressure inside the bellows 41 is P a . On the other hand, when the bellows 41 has the minimum volume V 0 , the volume of the balloon 1 is v, and the pressure inside the bellows 41 and the balloon 1 is P b . At this time, (V 0 +V 1 )×P a =
(V 0 +v)×P b holds true. Here, v=40c.c.,
If P a = 1Kgf/cm 2 and P b = 1.263Kgf/cm 2 , then V 0 =
3.8V 1 −192 (cc) holds true. Therefore, the size of the air cylinder 32 is determined from such a relational expression. Further, it is suitable that the air cylinder 32 changes the volume of the balloon 1 from zero to 40 c.c. in about 0.1 seconds. The compressor 30 is determined based on the amount of air required to cause the piston 33 to reciprocate 60 to 120 times per minute. The positive pressure tank 31 is provided to remove the pulsating pressure of the air discharged from the compressor 30, and is preferably in the first or second place.
以上は大動脈内バルーンポンプを駆動する例で
あるが、人工心臓であつても同様である。 The above is an example of driving an intra-aortic balloon pump, but the same applies to an artificial heart.
本発明によれば、従来陽圧、陰圧の２つの圧力
発生手段が必要であつたが１つの圧力発生手段で
医療用ポンプを駆動することができ、装置の小型
化を図ることができる。更に本発明によれば駆動
に用いる流体の系と生体側で移動させられる流体
の系がロツドを介して完全に分離されているの
で、駆動に用いる流体が生体側の流体の系に混入
する危険性が皆無となり、生体の安全を図ること
ができる。
According to the present invention, a medical pump can be driven with one pressure generating means, whereas conventionally two pressure generating means, positive pressure and negative pressure, are required, and the device can be downsized. Furthermore, according to the present invention, the fluid system used for driving and the fluid system moved on the living body side are completely separated via the rod, so there is no risk of the fluid used for driving mixing with the fluid system on the living body side. This eliminates all sexual activity, making it possible to ensure the safety of living organisms.
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図は従来例の構成図、第３図はその動作説明図で
ある。
１…バルーン、３０…コンプレツサ、３１…陽
圧タンク、３８，３９…電磁弁、３２…エアシリ
ンダ、３３…ピストン、４３…ロツド、４１…ベ
ローズ。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a configuration diagram of a conventional example, and FIG. 3 is an explanatory diagram of its operation. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Balloon, 30... Compressor, 31... Positive pressure tank, 38, 39... Solenoid valve, 32... Air cylinder, 33... Piston, 43... Rod, 41... Bellows.
Claims (1)
ズと、大気圧とは異なる所定の圧力の第２の流体
を供給する流体供給源と、この流体供給源から供
給される前記第２の流体を導く流体通路部と、こ
の流体通路部を介して前記流体供給源から前記第
２の流体を供給されるシリンダと、このシリンダ
内を摺動自在とされこのシリンダ内を２つの室に
分けるピストンと、前記流体供給源から供給され
る前記第２の流体を前記２つの室に交互に供給す
ると共に前記２つの室のうち一方の室に前記第２
の流体を供給するときは他方の室を大気に開放
し、前記他方の室に前記第２の流体を供給すると
きは、前記一方の室を大気に開放するように前記
流体通路部を切換える切換手段と、前記ピストン
に作用する力を前記ベローズに伝達するロツド
と、このロツドに設けられこのロツドの長手方向
に直交する方向に突出した突出部と、この突出部
に当接して前記ロツドの移動範囲を制限するリミ
ツタとを具備する医療用ポンプの駆動装置。1. A bellows containing a first fluid to be moved, a fluid supply source supplying a second fluid at a predetermined pressure different from atmospheric pressure, and guiding the second fluid supplied from this fluid supply source. a fluid passage, a cylinder supplied with the second fluid from the fluid supply source through the fluid passage; a piston that is slidable within the cylinder and divides the cylinder into two chambers; The second fluid supplied from the fluid supply source is alternately supplied to the two chambers, and the second fluid is supplied to one of the two chambers.
switching of the fluid passage section so that when supplying the second fluid, the other chamber is opened to the atmosphere, and when the second fluid is supplied to the other chamber, the one chamber is opened to the atmosphere; means, a rod for transmitting the force acting on the piston to the bellows, a protrusion provided on the rod and protruding in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rod, and movement of the rod in contact with the protrusion; A drive device for a medical pump, comprising a limiter that limits a range.
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|---|---|---|---|
| JP63230689A JPH02131770A (en) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | Driving device for medical pump |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP63230689A JPH02131770A (en) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | Driving device for medical pump |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH02131770A JPH02131770A (en) | 1990-05-21 |
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Family
ID=16911768
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63230689A Granted JPH02131770A (en) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | Driving device for medical pump |
Country Status (1)
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| JPS61154675A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-14 | アイシン精機株式会社 | Auxiliary circulator driving apparatus |
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1988
- 1988-09-14 JP JP63230689A patent/JPH02131770A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60259781A (en) * | 1984-03-07 | 1985-12-21 | フレゼニウス アクチエンゲゼルシヤフト | Medical pump apparatus |
| JPS61154675A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-14 | アイシン精機株式会社 | Auxiliary circulator driving apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02131770A (en) | 1990-05-21 |
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