JPH0526169A - 流体送りポンピング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生体心臓の送血能力に自動追従したポンピン
グ速度で送血補助するにおいて、送血圧変動ショックを
実質上もたらすことなく、ポンプの送血補助流量を円滑
に調節する。 【構成】 ポンプ7a(7b)が吸入終期となりかつポンプ7b
(7a)が吐出終期になると、ポンプ7a(7b)を吐出にポンプ
7b(7a)を吸入に切換える。吐出終期時刻から吸入終期時
刻の時間差TCMを計測し、TCM>Trであると吐出駆動圧を
高くし逆であると低くする。Trはオペレ-タが設定およ
び調節する不感能期であり、これを大きくするとポンプ
の送血補助流量が下がり、小さくすると上がる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体受口に到来する流
体を加圧送出する流体送りポンピング装置に関し、特に
これに限定する意図ではないが心臓を補助して、それが
左房から送り出す血液を実質上その流量を維持して大動
脈に加圧送出するポンピング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば心臓の動作を補助する場合、心臓
の血液を吸引して大動脈に送出する人工心臓が知られて
いるが、心臓の送血能力よりも高い吸引負圧を心臓に与
えることは、心臓に大きな外部作用を加えることになり
好ましくない。したがって心臓が送り出す量の血液をそ
の量を維持したまま大動脈に加圧送出して、実質上心臓
の吐出のみを補助するポンピングが望まれる場合があ
る。

【０００３】特開昭６２−９４１７１号公報には、２個
のポンプを相互に並列接続して心臓の左房と大動脈の間
に介挿して、一方のポンプが心臓が吐出する血液を収容
している間（吸入期）に他方のポンプを加圧してそれに
収容している血液を大動脈に加圧送出し（吐出期）、こ
れを交互に繰返すポンピング装置が提示されている。各
ポンプは、駆動圧が与えられる作動圧室および該作動圧
室内にあって血液受け空間を包むサックを含む。心臓に
過大な負圧を与えないように吸入期にはポンプの作動圧
室は大気圧に解放され、心臓の吐出圧により血液が自然
にポンプのサック内の血液受け空間に入る。サックは、
作動圧室の圧力に応じてそれが大気圧よりも高いと収縮
して血液受け空間を縮め、作動圧室が大気圧に解放され
るとサックが血液受け空間に流入する血液の圧力により
膨張し血液受け空間が広がる。サックの収縮/膨張運動
をモニタするためサックの、最も大きな往復運動をする
箇所の位置が検出され、一方のポンプが吸入終期になっ
てから他方のポンプが吐出終期になるまでの時間に対応
して、該時間が実質上零になるように、すなわち、一方
のポンプの吸入が終ったときに他方のポンプの吐出が終
了し、このとき両ポンプの吸入期と吐出期が切換わるよ
うに、両ポンプに与えられる正圧値が調整される。これ
により、心臓の吐出流量を乱すことなく、ポンピング装
置により、大動脈に血液が加圧送出され、しかも、心臓
の吐出流量の変動に自動的に追従してポンピング送出流
量(駆動流量)が変化するので、このポンピングにより心
臓に格別な負担をもたらすことがなく、心臓の動作状態
すなわち生体の生理状態、特にその変化、に自動的に適
合する血液送出補助が実現する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで生体（心臓）
が回復するとポンピング装置を生体から外すことになる
が、ポンピング装置で送血を補助している状態での生体
（心臓）の回復具合を判定することは難かしい。

【０００５】ポンピング装置を停止するとその判定は容
易になるが、送血補助が実際には必要なときに停止する
ことになると生体に及ぼす危険が大きい。したがってゆ
るやかにポンピング装置の送血補助機能(駆動流量)を下
げて行って、なおかつ実際の送出流量があまり低下しな
いか、あるいは該下げに連動して実際の送出流量も対応
的に低下するかを見て、あるいは生体の反応を見て、ポ
ンピング装置による補助が必要か否かを判定しなければ
ならない。すなわち、ポンピング装置の送出流量(駆動
流量)を下げても、心臓の吐出圧により血液がポンピン
グ装置を通ってその送出口に出て実際の送出流量が変わ
らず、あるいは送出流量の低下が少く、しかもこれによ
って生体に生理的に悪い兆候が現われないと、生体(心
臓)が十分に回復していると見ることができるが、上述
のポンピング装置では、このような調整、すなわち送血
補助をゆるやかにしかもなめらかに次第に低減するこ
と、が難しい。

【０００６】一般のポンプでは、その駆動圧を下げるこ
とにより送出流量(駆動流量)を調整しうるが、上述のポ
ンピング装置では、駆動圧を変えても、流入流量に送出
流量(駆動流量)が実質上合致するように駆動圧の自動調
整が働くので、駆動圧の変更はポンピング動作を一時的
に乱すだけの結果となり、所期の送出流量(駆動流量）
の調整（補助寄与分の調整）は不可である。

【０００７】本発明は上述の如き、流入流量に実質上等
しい流量で流体を加圧送出するポンピング装置におい
て、ポンピング装置の駆動流量を可調整とすることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のポンピング装置
は、 第1流体受け空間(7fa)と第1作動流体空間(7pa)と
を区分し、第1流体受け空間(7fa)を収縮/膨張する方向
に往復移動しうる第1ポンピング作用体(5a),流体受口(2
3)と第1流体受け空間(7fa)の間に介挿され前者から後者
への流体の通流は許し逆方向への通流は阻止する第1逆
止弁(3a)、および、流体送出口(24)と第1流体受け空間
(7fa)の間に介挿され後者から前者への流体の通流は許
し逆方向への通流は阻止する第2逆止弁(4a)、を有する
第1ポンプ(7a);第1ポンプ(7a)の吐出終期および吸入終
期を検出するための第1検出手段(31a,33a,18/1a,13a,1
8);第2流体受け空間(7fb)と第2作動流体空間(7pb)とを
区分し、第2流体受け空間(7fb)を収縮/膨張する方向に
往復移動しうる第2ポンピング作用体(5b),前記流体受口
(23)と第2流体受け空間(7fb)の間に介挿され前者から後
者への流体の通流は許し逆方向への通流は阻止する第3
逆止弁(3b)、および、前記流体送出口(24)と第2流体受
け空間(7fb)の間に介挿され後者から前者への流体の通
流は許し逆方向への通流は阻止する第4逆止弁(4b)、を
有する第2ポンプ(7b);第2ポンプ(7b)の吐出終期および
吸入終期を検出するための第2検出手段(31b,33b,18/1b,
13b,18);高圧流体源(9,10,11p,m);該高圧流体源(9,10,1
1p,m)の圧力を指定された圧力に定める圧力制御手段(14
c,18);第1ポンプ(7a)の第1作動流体空間(7pa)を、高圧
流体源(9,10,11p,m)と低圧(大気圧）に選択的に接続す
る第1切換手段（８ａ）；第２ポンプ(7b)の第2作動流体
空間(7pb)を、高圧流体源(9,10,11p,m)と低圧(大気圧）
に選択的に接続する第2切換手段(8b);流量を指示する手
段(22);および、前記圧力制御手段(14c,18)に所定の圧
力を指定し、第1切換手段(8a)で第1作動流体空間(7pa)
を高圧流体源(9,10,11p,m)に、第2切換手段(8b)で第2作
動流体空間(7pb)を低圧に、接続し、この接続のときに
第1検出手段(31a,33a,18/1a,13a,18)の吐出終期の検出
に応答して第1切換手段(8a)で第1作動流体空間(7pa)を
低圧(大気圧)に接続し、第1検出手段(31a,33a,18/1a,13
a,18)のこの吐出終期の検出と第2検出手段(31b,33b,18/
1b,13b,18)の吸入終期の検出の二者が共に成立したとき
第2切換手段(8b)で第2作動流体空間(7pb)を高圧流体源
(9,10,11p,m)に接続し、この接続のときに第2検出手段
(31b,33b,18/1b,13b,18)の吐出終期の検出に応答して第
2切換手段(8b)で第2作動流体空間(7pb)を低圧(大気圧)
に接続し、第2検出手段(31b,33b,18/1b,13b,18)のこの
吐出終期の検出と第1検出手段(31a,33a,18/1a,13a,18)
の吸入終期の検出の二者が共に成立したとき第1切換手
段(8a)で第1作動流体空間(7pa)を高圧流体源(9,10,11p,
m)に接続し、吐出終期を検出した時刻と、吸入終期を検
出した時刻との時間差(TCM)を計測し、この時間差を吸
入終期の検出が早いときを正値とし遅いときを負値とす
ると、該時間差(TCM)より前記流量を指示する手段(22)
が指示する値(Tr)を減算した値(TCM-Tr,-TCM-Tr)に応じ
てそれが高いと高く、低いと低く、前記圧力制御手段(1
4c,18)への指定圧力値(Pt)を更新する、流量制御手段(1
8);を備える。なお、カッコ内の記号もしくは言語は、
図面を参照して後述する実施例の対応要素に付した記号
もしくは対応事項である。

【０００９】

【作用】第１ポンプ(7a)と第２ポンプ(7b)が、一方が吐
出のとき他方が吸入となって交互に流体を送出する。吸
入期であるときの第1作動流体空間(7pa)又は第2作動流
体空間(7pb)は低圧(大気圧)であるので、流体受口(23)
には、該低圧以上の圧力で到来する流体がその圧力対応
の速度(流量)で流入する。

【００１０】圧力制御手段(14c,18)への指定圧力値(Pt)
が、第1ポンプ(7a)と第2ポンプ(7b)の一方の吸入終期時
刻から、指示手段(22)が指示する値(Tr)の時間分の遅れ
の後に他方のポンプの吐出が開始するように、高圧流体
源(9,10,11p,m)の圧力が調整される。この値(Tr)で定ま
る時間区間は、不感能期間であり、この値が大きい程ポ
ンプの動作速度が遅くポンプによる送出流量(駆動流量)
は少い。この値(Tr)が零のときには、例えば生体心臓の
左房が流体受口(23)に定常的に供給しょうとする血液流
量とポンプが送出しようとする流量(駆動流量)とが実質
上合致する。

【００１１】上述のように、この値(Tr)は、流量を指示
する手段(22)によって指示されるものであるので、オペ
レ-タは、この手段(22)によって値(Tr)を任意に設定す
ることができる。すなわちポンプの送出流量(駆動流量)
を調整しうる。例えば、オペレ−タが、流量を指示する
手段(22)によって値(Tr)を次第に大きくすると、ポンプ
(7a,7b)の送出流量(駆動流量)が次第に低くなる。この
ように次第に低くしても、ポンプ(7a,7b)から大動脈に
出る実際の血液流量が低下しないときは、ポンプ(7a,7
b)の流体受口(23)に到来する流体圧(心臓の吐出圧)が十
分に高く、ポンプ(7a,7b)の駆動圧によらなくても到来
する流体圧自身で流体が大動脈に送出されることを意味
し、この場合、ポンピング装置の補助は実質上不要であ
る、すなわち心臓が回復している、と判定することがで
きる。流量を指示する手段(22)によって値(Tr)を次第に
大きくするに伴ってポンプ(7a,7b)の流出流量が低下し
てゆくときは、流体(血液)の送出が実際にはポンプ(7a,
7b)(の駆動流量)に依存していることになる(心臓が回復
していない)ので、ポンピング装置の補助がまさに必要
であると判定することができる。

【００１２】このようにポンピング装置の送出流量(駆
動流量)を調整することができ、しかも、流体送出に格
別な動揺やショックを生ずることなくポンピング装置に
よる流体送り駆動の寄与の有無を容易かつ安全に確認し
うる。

【００１３】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１４】

【実施例】

（第１実施例）図１および図２に本発明の第１実施例を
示す。図１はポンプ７ａ，７ｂおよびそれらに大気圧
（低圧）と高圧エア−とを交互に与える電磁切換弁８
ａ，８ｂを示し、図２は、高圧エア−供給源および制御
装置を示す。なお、図１の丸付記号と図２の丸付記号の
同じものを重ね合せることにより、第１実施例の全体図
が現われる。

【００１５】以下、ポンプ７ａ，７ｂが人工心臓（補助
心臓）として製造されその流体受け口２３が生体（患
者）の心臓の左房に接続され、流体送出口２４が大動脈
に接続されているものとして説明する。

【００１６】第１ポンプ７ａの内空間はサック５ａで血
液（流体）受け空間７ｆａとエア−（作動流体）受け空
間７ｐａに区分されている。流体受け口２３に到来した
血液は、第１逆止弁のボ−ル３ａを押して血液受け空間
７ｆａに入り、到来する血液自身の圧力により、あるい
はサック５ａがエア−受け空間７ｐａのエア−圧によっ
て血液受け空間７ｆａを縮めることにより、第２逆止弁
のボ−ル４ａを押して流体送出口２４を通って大動脈に
行く。

【００１７】エア−受け空間７ｐａはエア−ポ−ト６ａ
を通して第１電磁切換弁８ａの出力ポ−トに接続されて
いる。第１電磁切換弁８ａの入力ポ−トにはアキュムレ
−タ９が接続されており、第１電磁切換弁８ａは、その
電気コイルに通電があるときには弁部材が駆動されて出
力ポ−ト（７ｐａ）を入力ポ−ト（アキュムレ−タ９）
に接続するが、非通電のときには圧縮コイルスプリング
が弁部材を戻し駆動して出力ポ−ト（７ｐａ）を大気解
放ポ−ト（大気圧）に接続する。

【００１８】アキュムレ−タ９には電磁開閉弁１０の出
力ポ−トが接続されている。電磁開閉弁１０の入力ポ-
トには電気モ−タ１１ｍで駆動されるエア−ポンプ１１
ｐの吐出口（高圧エア−供給口）が接続されている。電
磁開閉弁１０の電気コイルに通電があるときには弁部材
が駆動されて出力ポ−トを入力ポ−トに接続し、アキュ
ムレ−タ９にはエア−ポンプ１１ｐの吐出圧が与えられ
る。電気コイルが非通電のときには圧縮コイルスプリン
グが弁部材を戻し駆動してポンプ１１ｐとアキュムレ−
タ９の間を遮断する。ポンプ７ａ，７ｂの駆動中には、
アキュムレ−タ９の空気圧は、圧力センサ９ｐｓで検出
され、検出圧が目標圧（Ｐｔ）より低いと電磁開閉弁１
０が開かれ、高いと閉じられて、常時実質上目標圧（Ｐ
ｔ）に維持される。

【００１９】したがって、第１電磁切換弁８ａが通電
（オン）されると第１ポンプ７ａのエア−受け空間７ｐ
ａには目標圧（Ｐｔ）のエア−が供給されてサック５ａ
が血液受け空間７ｆａを縮める方向（第１ａ図に示す２
点鎖線で示す位置に向かう方向）に移動し（吐出工
程）、第１電磁切換弁８ａが非通電（オフ）にされると
エア−受け空間７ｐａは大気圧となり、流体受け口２３
に到来する血液の圧力により、サック５ａがエア−ポ−
ト６ａに近づく方向に移動する（吸入工程）。

【００２０】エア−ポ−ト６ａと第１電磁切換弁８ａの
入力ポ−トの間のエア−管路には、風速センサ３１ａが
装着されている。風速センサ３１ａは、絶縁体棒の尖端
に発熱抵抗体として白金フィルムが接合され、かつ、こ
の白金フィルムに接続した２本のリ−ドが絶縁体棒の周
面に沿って白金フィルムから絶縁体棒の後端まで延びる
ものである。これらのリ−ドが、信号線を介して制御装
置１２の信号処理回路１３ａに接続されている。信号処
理回路１３ａには、該白金フィルムを一辺とし、３辺を
固定抵抗器又は可変抵抗器とするブリッジ回路と、この
ブリッジ回路に該白金フィルムの抵抗値を一定に維持す
るための電流を通電する回路および該電流値に対応する
レベルの風速信号を発生する電気回路が含まれており、
該風速信号が回路１３ａから入出力ポ−ト１６を介して
Ａ／Ｄコンバ−タ１７に与えられる。 第２ポンプ７ｂ
の構造も第１ポンプ７ａのそれと同じである。第２ポン
プ７ｂの、第１ポンプ７ａと対応する箇所には、第１ポ
ンプ７ａに付した記号の中の「ａ」を「ｂ」に代えた記
号を付している。

【００２１】第２ポンプ７ｂは、第２電磁切換弁８ｂの
オン／オフで圧縮／膨張駆動される。第２ポンプ７ｂの
エア−ポ−ト６ｂと第１電磁切換弁８ｂの入力ポ−トの
間のエア−管路には、風速センサ３１ｂが装着され、こ
の風速センサ３１ｂは信号処理回路１３ｂに接続されて
いる。

【００２２】信号処理回路１３ｂも１３ａと同様に、第
２ポンプ７ｂのエア−ポ−ト６ｂと第１電磁切換弁８ｂ
の入力ポ−トの間のエア−管路の風速を示すアナログ信
号を、入出力ポ−ト１６を介してＡ／Ｄコンバ−タ１７
に与える。

【００２３】第１電磁切換弁８ａおよび第２電磁切換弁
８ｂの電気コイルは、それぞれ制御装置１２のソレノイ
ドドライバ１４ａおよび１４ｂに接続されており、ドラ
イバ１４ａおよび１４ｂが、マイクロプロセッサ（以下
ＣＰＵと称す）１８の指示に応じて、電気コイルのオン
（通電）／オフ（非通電）を行なう。

【００２４】電磁開閉弁１０の電気コイルはソレノイド
ドライバ１４ｃに接続されており、ドライバ１４ｃが、
ＣＰＵ１８の指示に応じて電気コイルのオン／オフを行
なう。 エア−ポンプ１１ｐを駆動する電気モ−タ１１
ｍは、モ−タドライバ１５に接続されており、ドライバ
１５が、ＣＰＵ１８の指示に応じて電気モ−タ１１ｍの
オン／オフを行なう。圧力センサ９ｐｓはアキュムレ−
タ９の内圧に対応する電気信号を発生し、これを信号処
理回路１３ｃに与える。信号処理回路１３ｃは、該電気
信号を圧力に対してリニアな関係のレベル変化を示すア
ナログ信号に変換して入出力ポ−ト１６を通してＡ／Ｄ
コンバ−タ１７に与える。

【００２５】制御装置１２には、電源スイッチ，デ−タ
入力用のキ−，２次元ディスプレイ，表示灯およびブザ
−を備える操作／表示ボ−ド２２が接続されており、制
御装置１２のＣＰＵ１８には、システムコントロ−ラ１
９，ＲＡＭ２０およびＲＯＭ２１が接続されている。

【００２６】図３，図４および図５に、ＣＰＵ１８の制
御動作を示し、図６に、この制御動作によって現われ
る、ポンプ７ａ，７ｂの血液受け空間７ｐａ，７ｐｂの
圧力の切換わりおよびポンプ７ａ，７ｂのエア−ポ−ト
６ａ，６ｂのエア−流速（風速）の変化を示す。

【００２７】図３を参照すると、装置電源が投入されそ
れ自身に所定電圧が印加されると（ステップ１）、ＣＰ
Ｕ１８は、内部レジスタ，カウンタ，タイマ等をクリア
し、出力ポ−トにはすべて待機時の信号（電磁弁オフ，
モ−タオフ）を出力し、そして、風速が実質上零か否か
を判定するための参照値を格納するための風速参照値レ
ジスタＰｐに、標準値Ｐｐ（零より少し大きい所定値）
を書込み、不感能期レジスタＴｒをクリア（零書込みと
同義）し、目標圧レジスタＰｔに標準圧Ｐｔｓを書込む
（ステップ２）。そして、操作／表示ボ−ド２２の２次
元ディスプレイに入力項目とそこに設定されている数値
と、それへの入力をうながすガイダンス文章を表示する
（ステップ３）。入力項目と設定されている数値は、 吐出，吸入終期判定用参照値−「Ｐｐ：Ｐｐ」， 不感能期 −「Ｔｒ：０ 」， 目 標 圧 −「Ｐｔ：Ｐｔｓ」 であって、Ｐｐ，０，Ｐｔｓは数字である。ガイダンス
文章は、「☆ 変更があれば、変更箇所にカ−ソルを置
いて変更する数字を入力して下さい。

【００２８】☆ 開始のときはスタ−トキ−を、停止の
ときはストップキ−を、押して下さい。 」である。Ｃ
ＰＵ１８は、変更入力があるとそれを読込み、表示を入
力されたものに変更し、レジスタの内容もそれに更新す
る（ステップ３）。そしてスタ−トキ−が押されるのを
待つ（ステップ３，４，３）。

【００２９】スタ−トキ−が押されると、ＣＰＵ１８
は、電気モ−タ１１ｍに通電してエア−ポンプ１１ｐを
駆動し、次に電磁切換弁１０をオン（開：通流）とす
る。そして圧力センサ９ｐｓの検出圧をＡ／Ｄコンバ−
タ１７を介して読込み、それが目標圧レジスタＰｔの内
容Ｐｔ以上になるのを待つ。圧力センサ９psの検出圧が
Ｐｔ以上になると、図示しない定圧制御（圧力センサ９
ｐｓの検出圧を所定周期で読み、検出圧がＰｔ以上であ
ると電磁開閉弁１０をオフにし、Ｐｔ未満であるとオン
にする）を開始する（ステップ５）。

【００３０】(1) 第１半サイクルの制御 ＣＰＵ１８は、第１ポンプ７ａを吐出に、第２ポンプ７
ｂを吸入に定めて（ステップ６）、吐出に定めたポンプ
７ａに接続した電磁切換弁８ａをオンに、吸入に定めた
ポンプ７ｂに接続した電磁切換弁８ｂをオフにして（ス
テップ７）、Ｔｄタイマをスタ−トし（ステップ３
７）、そのタイムオ−バを待つ（ステップ３８）。Ｔｄ
タイマがタイムオ−バすると、Ｔｓタイマをスタ−トす
る(ステップ８Ａ）。Ｔｄタイマの時限値Ｔｄは、図６
の最下段に示すように吐出に設定したポンプ７ａのエア
−ポ−ト６ａのエア−流速（風速）が、実質上零である
かを判定するための参照値Ｐｐを越えるに十分な時間で
あり、エア−流速読込みを禁止するマスク時間である。
Ｔｓはこの実施例では、Ｔｓ＝１msecである。

【００３１】図３，図４および図５を参照すると、ＣＰ
Ｕ１８は、１msec周期で（Ｔｓタイマがタイムオ−バす
る毎に）、ステップ８ＡでＴｓタイマを再スタ−トする
と共に、風速センサ３１ａ，３１ｂの風速信号のレベル
（風速）を読込み（ステップ８Ｂ）、吐出に定めたポン
プ７ａが吐出終期（３１ａの検出風速がＰｐ以下）にな
ったかをチェックし（ステップ４１）、あるいは吸入に
定めたポンプ７ｂが吸入終期（３１ｂの検出風速がＰｐ
以下）になったかをチェックする（ステップ４２）。そ
していずれか一方が成立するとカウントレジスタＴＣＭ
を１カウントアップし（ステップ９，１５〜２０又はス
テップ９〜１３）、その後１msec（Ｔｓ）の経過毎に１
カウントアップする（ステップ１４Ｂ又は１４Ａ）。な
お、吐出終期になったときには、ＣＰＵ１８は、吐出に
定めたポンプ７ａに接続した電磁開閉弁８ａをオフにす
る（ステップ１５）。

【００３２】そして、吐出終期時刻が吸入終期時刻より
も先のときには、これを示すためフラグレジスタＳＨＦ
に「１」を書込む（ステップ９，１５，１６，１７，１
８）。一方が吐出終期又は吸入終期になるとこれを示す
ためフラグレジスタＣＳＦに「１」を書込む（ステップ
１９又は１２）。

【００３３】(2) 第２半サイクルの制御 一方のポンプが吐出終期になりかつ他方のポンプが吸入
終期になると、ＣＰＵ１８は、そこでカウントレジスタ
ＴＣＭのカウント値ＴＣＭを読取ると共に、ポンプ７ｂ
に接続された電磁開閉弁８ｂをオンにして（ステップ４
１−１５−４３−２１）、ポンプ７ａを吸入に、ポンプ
７ｂを吐出に定める（ステップ２１，２２Ａ，２７，２
８，２９，３０）。

【００３４】この切換えのとき、ＣＰＵ１８は、カウン
ト値ＴＣＭ（msec単位)と、フラグレジスタＦＳＥおよ
びＳＨＦの内容を参照し、ＦＳＥの内容が「０」（目標
圧Ｐｔの変更禁止：第１半サイクルでは、ポンプ７ｂが
吸入に定められ、スタ−ト前からサック５ｂが吸入終期
位置にあり、サック５ｂは変位しないので、カウント値
ＴＣＭはエラ−である）であるので、後述する目標圧Ｐ
ｔの変更は行なわない。第１半サイクルから第２半サイ
クルへの切換えを行なう（ステップ２９，３０）と、フ
ラグレジスタＦＳＥの内容を「１」（目標圧Ｐｔの変更
可能）に変更する（ステップ３２）。

【００３５】ＣＰＵ１８は、Ｔｄタイマの再スタ−ト
（ステップ４４）およびそのタイムオ−バ待ち（ステッ
プ４５）を経て、Ｔｓタイマの再スタ−ト（ステップ８
Ａ），風速センサ３１ａ，３１ｂの検出風速の読込み
（ステップ８Ｂ）、吐出に定めたポンプ７ｂが吐出終期
になったかのチェック（ステップ４１）および吸入に定
めたポンプ７ａが吸入終期になったかのチェック（ステ
ップ４２，４３）を繰返す。そしてポンプ７ｂが吐出終
期に又はポンプ７ａが吸入終期になると、カウントレジ
スタＴＣＭのカウントアップを開始する（ステップ９，
１５〜２０，１４Ｂ又はステップ９〜１３，１４Ａ）。
なお、ポンプ７ｂが吐出終期になったときには、ＣＰＵ
１８は、吐出に定めたポンプ７ｂに接続した電磁開閉弁
８ｂをオフにする（ステップ１５）。

【００３６】そして、ポンプ７ｂが吐出終期になった時
刻が、ポンプ７ａが吸入終期になった時刻よりも先のと
きには、これを示すためフラグレジスタＳＨＦに「１」
を書込む（ステップ９，１５，１６，１７，１８）。ポ
ンプ７ｂが吐出終期になるか、又はポンプ７ａが吸入終
期になったときに、これを示すためフラグレジスタＣＳ
Ｆに「１」を書込む（ステップ１９又は１２）。

【００３７】(3) 第３半サイクルの制御 ポンプ７ｂが吐出終期になりかつポンプ７ａが吸入終期
になったときに、ＣＰＵ１８は、そこでカウントレジス
タＴＣＭのカウント値ＴＣＭを読取ると共に、ポンプ７
ａに接続された電磁開閉弁８ａをオンにして（ステップ
２１）、ポンプ７ｂを吸入に、ポンプ７ａを吐出に定め
る（ステップ２１，２２Ａ，，２２Ｂ，２３，２５，２
７，２８，２９，３１）。

【００３８】−目標圧Ｐｔの変更− この切換えのとき、ＣＰＵ１８は、カウント値ＴＣＭ
（msec単位)と、フラグレジスタＦＳＥおよびＳＨＦの
内容を参照し、ＦＳＥの内容が「１」（目標圧Ｐｔの変
更可能）であるので、次にはフラグレジスタＳＨＦの内
容をチェックして、それが「１」（吐出に定めているポ
ンプの吐出終期時刻が、吸入に定めているポンプの吸入
終期時刻よりも早い：目標圧Ｐｔを下げる必要あり）の
ときには、目標圧レジスタＰｔの内容をＰｔ（mmHg単
位）とすると、 Ｐｔ＋（−ＴＣＭ−Ｔｒ）×0.1 を算出する。Ｔｒは不感能期レジスタＴｒの内容であ
る。この算出値を目標圧レジスタＰｔに更新書込みする
（ステップ２３）。

【００３９】フラグレジスタＳＨＦの内容が「０」（吸
入に定めているポンプの吸入終期時刻が吐出に定めてい
るポンプの吐出終期到達よりも早い）のときには、 Ｐｔ＋（ＴＣＭ−Ｔｒ）×0.1 を算出してこの算出値を目標圧レジスタＰｔに更新書込
みする（ステップ２５）。

【００４０】ＣＰＵ１２は、圧力センサ９ｐｓの検出圧
が目標圧レジスタＰｔのデ−タが示す圧力になるように
電磁開閉弁１０のオン／オフを行なう、図示しない定圧
制御を実行しており、上述の更新書込み（ステップ２
３，２５）で目標圧レジスタＰｔの内容が切換わると、
それに連動してアキュムレ−タ９の圧力、すなわちポン
プ７ａ，７ｂに電磁開閉弁８ａ，８ｂが与える正駆動
圧、が変わる。

【００４１】第２半サイクルから第３半サイクルへの切
換えを行なう（ステップ２９，３０）と、ＣＰＵ１８
は、フラグレジスタＦＳＥの内容を「１」（目標圧Ｐｔ
の変更可能）に変更する（ステップ３２）。 ＣＰＵ１
８は、Ｔｄタイマの再スタ−ト（ステップ４４）および
そのタイムオ−バ待ち（ステップ４５）を経て、Ｔｓタ
イマの再スタ−ト（ステップ８Ａ），風速信号の読込み
（ステップ８Ｂ）、吐出に定めたポンプ７ａが吐出終期
（３１ａの検出風速がＰｐ以下）になったかのチェック
（ステップ４１）および吸入に定めたポンプ７ｂが吸入
終期（３１ｂの検出風速がＰｐ以下）になったかのチェ
ック（ステップ４２）を繰返す。そして吐出終期又は吸
入終期になると、カウントレジスタＴＣＭのカウントア
ップを開始する（ステップ９，１５〜２０，１４Ｂ又は
ステップ９〜１３，１４Ａ）。なお、吐出終期になった
ときには、ＣＰＵ１８は、吐出に定めたポンプ７ａに接
続した電磁開閉弁８ａをオフにする（ステップ１５）。
そして、吐出終期を吸入終期よりも先に検知したときに
は、これを示すためフラグレジスタＳＨＦに「１」を書
込む（ステップ９，１５，１６，１７，１８）。吐出終
期と吸入終期の一方を検知するとこれを示すためフラグ
レジスタＣＳＦに「１」を書込む（ステップ１９又は１
２）。

【００４２】(4) 第４半サイクル制御 吐出終期を検知ししかも吸入終期を検知すると、ＣＰＵ
１８は、そこでカウントレジスタＴＣＭのカウント値Ｔ
ＣＭを読取ると共に、ポンプ７ｂに接続された電磁開閉
弁８ｂをオンにして（ステップ２１）、ポンプ７ａを吸
入に、ポンプ７ｂを吐出に定める（ステップ２１，２２
Ａ，，２２Ｂ，２３，２５，２７，２８，２９，３
０）。この切換えのとき、上述の「目標圧Ｐｔの変更」
を同様に実行する。他は、上述の「第２半サイクルの制
御」と同様である。

【００４３】(5) 第５半サイクル以下の制御 以下、第５半サイクル以下の奇数番半サイクルの制御は
上述の「第３半サイクルの制御」と同様であり、第６半
サイクル以下の偶数番半サイクルの制御は上述の「第４
半サイクルの制御」と同様である。

【００４４】以上の処理が繰返えされることにより、吸
入に定められているポンプが吸入終期になってからＴｒ
の後に、吐出に定められているポンプが吐出終期になり
そこで前者のポンプが吐出に切換えられ後者のポンプが
吸入に切換えられるように、ポンプ駆動圧Ｐｔが自動的
に推移する。このような調圧過程を図６に示す。

【００４５】なお、ステップ３３でＴｓタイマのタイム
オ−バをチェックし、タイムオ−バするとＴｓタイマを
再スタ−トし（ステップ８Ａ）風速を読取る（ステップ
８Ｂ）。タイムオ−バを待っているときには操作／表示
ボ−ド２２の入力を監視し（ステップ３４）、それに入
力があると入力に応じた処理を行なう（ステップ３５）
が、入力がないとタイムオ−バをチェックする（ステッ
プ３３）。タイムオ−バを待っているとき例えばＴｒを
指定する入力があるとそれを読込んでレジスタＴｒに更
新書込みしそしてタイムオ−バチェック（ステップ３
３）に進む。同様に、Ｔｄタイマのタイムオ−バを待っ
ているとき（ステップ３８，４５）にもＣＰＵ１８は、
操作／表示ボ−ド２２の入力を監視し（ステップ３９，
４６）、それに入力があると入力に応じた処理を行なう
（ステップ４０，４７）。したがって、オペレ−タは、
ポンプを駆動している間も、Ｔｒを変更することができ
る。なお、タイムオ−バを待っているときストップキ−
が押されると停止処理を実行してステップ３に進む。

【００４６】図６に示す経過では、スタ−トから数え
て、第２半サイクルにおいて吸入を終了してから吐出を
開始するまでの時間ＴＣＭ−１がＴｒよりも長いので、
そこで目標圧Ｐｔが高く更新されている。

【００４７】これにより第３半サイクルの吐出速度（吐
出駆動圧）が高く、第３半サイクルにおいて吸入を終了
してから吐出を開始するまでの時間ＴＣＭ−２がやや短
くなっている。しかしまだＴｒよりも長いので目標圧Ｐ
ｔが更に高く更新されている。

【００４８】これにより第４半サイクルの吐出速度が高
く、第４半サイクルにおいて吸入を終了してから吐出を
開始するまでの時間ＴＣＭ−３が短くなり過ぎてＴｒよ
りも短くなり、ステップ２５のＴＣＭ−Ｔｒが負値とな
って目標圧Ｐｔが低く更新されている。

【００４９】これにより第５半サイクルにおいて吸入を
終了してから吐出を開始するまでの時間ＴＣＭ−４が長
くなりＴｒに極く近い値となり、目標圧Ｐｔの変更量は
極く小さくなる。

【００５０】このようにして、ＴＣＭがＴｒに収束す
る。したがって、オペレ−タが操作／表示ボ−ド２２を
操作してＴｒを変更すると、これに連動して、ＴＣＭが
Ｔｒに合致するように、目標圧Ｐｔが自動的に推移す
る。

【００５１】例えば心臓の送血流量が高くなると吸入期
間が短くなり、これにより時間ＴＣＭが長くなる。する
と、目標圧Ｐｔが高くなり、ポンプの駆動圧が上昇して
吐出期間が短くなる。逆に、心臓の送血流量が低くなる
と吸入期間が長くなり、これにより時間ＴＣＭが短くな
る。あるいは吸入終期時刻を基点に考えると吸入終期時
刻よりも吐出終期時刻が早くなりＴＣＭが実質上負値に
なる。すると、目標圧Ｐｔが低くなり、ポンプの駆動圧
が低下して吐出期間が長くなる。いずれの変動があって
もある程度の遅れ時間の後に、一方のポンプの吸入終期
時刻からＴｒ後に他方のポンプが吐出終期となるよう
に、流体受け口２３の流入量に正対応してポンプ７ａ，
７ｂの駆動圧が変化し流体送出口２４の送出流量が変化
する。このように、心臓（流体供給側）の供給量の変動
に連動してポンプ７ａ，７ｂの駆動送出量も自動的に変
化する。

【００５２】上述の動作説明から理解されるように、Ｔ
ｒは、１つのポンプが吸入を終えてから該ポンプの吐出
が始まるまでの休止期間であり、このＴｒを大きく設定
すると休止期間が長くなるので、ポンプ駆動による送出
流量（ポンプが補助する流量）は低下する。心臓の吐出
圧が比較的に高いと、このようにポンプの送出流量が低
下しても、心臓の吐出圧により血液はポンプ７ａ，７ｂ
を通して大動脈に流れるので、送出口２４における実送
出流量は格別に低下しない。しかし心臓の吐出圧が低い
と、上述のようにＴｒを長くすると、送出口２４におけ
る実送出流量が低下する。したがってオペレ−タは、心
臓の回復具合を見るときには、ポンプ駆動中に、操作／
表示ボ−ド２２でＴｒを少しづつ長い値に更新し、これ
に伴ってポンプ７ａ，７ｂの実送血流量がどの低度低下
するかを見て、心臓の回復具合を判断することができ
る。

【００５３】（第２実施例）図７および図８に第２実施
例を示す。図７はポンプ７ａ，７ｂおよびそれらに大気
圧（低圧）と高圧エア−とを交互に与える電磁切換弁８
ａ，８ｂを示し、図８は、高圧エア−供給源および制御
装置を示す。なお、図７の丸付記号と図８の丸付記号の
同じものを重ね合せることにより、第２実施例の全体図
が現われる。以下、ポンプ７ａ，７ｂが人工心臓（補助
心臓）として製造されその流体受け口２３が生体（患
者）の心臓の左房に接続され、流体送出口２４が大動脈
に接続されているものとして説明する。

【００５４】第１ポンプ７ａの内空間はサック５ａで血
液（流体）受け空間７ｆａとエア−（作動流体）受け空
間７ｐａに区分されている。流体受け口２３に到来した
血液は、第１逆止弁のボ−ル３ａを押して血液受け空間
７ｆａに入り、到来する血液自身の圧力により、あるい
はサック５ａがエア−受け空間７ｐａのエア−圧によっ
て血液受け空間７ｆａを縮めることにより、第２逆止弁
のボ−ル４ａを押して流体送出口２４を通って大動脈に
行く。

【００５５】エア−受け空間７ｐａはエア−ポ−ト６ａ
を通して第１電磁切換弁８ａの出力ポ−トに接続されて
いる。第１電磁切換弁８ａの入力ポ−トにはアキュムレ
−タ９が接続されており、第１電磁切換弁８ａは、その
電気コイルに通電があるときには弁部材が駆動されて出
力ポ−ト（７ｐａ）を入力ポ−ト（アキュムレ−タ９）
に接続するが、非通電のときには圧縮コイルスプリング
が弁部材を戻し駆動して出力ポ−ト（７ｐａ）を大気解
放ポ−ト（大気圧）に接続する。

【００５６】アキュムレ−タ９には電磁開閉弁１０の出
力ポ−トが接続されている。電磁開閉弁１０の入力ポ-
トには電気モ−タ１１ｍで駆動されるエア−ポンプ１１
ｐの吐出口（高圧エア−供給口）が接続されている。電
磁開閉弁１０の電気コイルに通電があるときには弁部材
が駆動されて出力ポ−トを入力ポ−トに接続し、アキュ
ムレ−タ９にはエア−ポンプ１１ｐの吐出圧が与えられ
る。電気コイルが非通電のときには圧縮コイルスプリン
グが弁部材を戻し駆動してポンプ１１ｐとアキュムレ−
タ９の間を遮断する。ポンプ７ａ，７ｂの駆動中には、
アキュムレ−タ９の空気圧は、圧力センサ９ｐｓで検出
され、検出圧が目標圧（Ｐｔ）より低いと電磁開閉弁１
０が開かれ、高いと閉じられて、常時実質上目標圧（Ｐ
ｔ）に維持される。

【００５７】したがって、第１電磁切換弁８ａが通電
（オン）されると第１ポンプ７ａのエア−受け空間７ｐ
ａには目標圧（Ｐｔ）のエア−が供給されてサック５ａ
が血液受け空間７ｆａを縮める方向（図７に示す２点鎖
線で示す位置に向かう方向）に移動し（吐出工程）、第
１電磁切換弁８ａが非通電（オフ）にされるとエア−受
け空間７ｐａは大気圧となり、流体受け口２３に到来す
る血液の圧力により、サック５ａがエア−ポ−ト６ａに
近づく方向に移動する（吸入工程）。

【００５８】サック５ａの中心位置には磁化した磁性体
（シ−ト状のフェライト永久磁石）２ａが接合されてお
り、その真上にホ−ルＩＣ １ａが配設されている。ホ
−ルＩＣ １ａは、磁性体２ａによる磁界強度を検出し
これを示す電気信号を制御装置１２の信号処理回路１３
ａに与える。

【００５９】第２ポンプ７ｂの構造も第１ポンプ７ａの
それと同じである。第２ポンプ７ｂの、第１ポンプ７ａ
と対応する箇所には、第１ポンプ７ａに付した記号の中
の「ａ」を「ｂ」に代えた記号を付している。

【００６０】第２ポンプ７ｂは、第２電磁切換弁８ｂの
オン／オフで圧縮／膨張駆動される。第２ポンプ７ｂの
ホ−ルＩＣ １ｂの検出信号は、制御装置１２の信号処
理回路１３ｂに与えられる。

【００６１】信号処理回路１３ａおよび１３ｂは、磁界
強度信号を距離信号（アナログ）に変換する。すなわ
ち、ホ−ルＩＣ １ａおよび１ｂを基点とするサック５
ａおよび５ｂの距離すなわち位置を示すアナログ信号を
発生し、これを入出力ポ−ト１６を介してＡ／Ｄコンバ
−タ１７に与える。サック５ａ，５ｂの位置（距離）
が、ホ−ルＩＣ １ａ，１ｂを起点にしており、サック
５ａ，５ｂが収縮位置に近いと該アナログ信号のレベル
が高く、膨張位置に近いと信号レベルが低い点に注意さ
れたい。

【００６２】第１電磁切換弁８ａおよび第２電磁切換弁
８ｂの電気コイルは、それぞれ制御装置１２のソレノイ
ドドライバ１４ａおよび１４ｂに接続されており、ドラ
イバ１４ａおよび１４ｂが、マイクロプロセッサ（以下
ＣＰＵと称す）１８の指示に応じて、電気コイルのオン
（通電）／オフ（非通電）を行なう。

【００６３】電磁開閉弁１０の電気コイルはソレノイド
ドライバ１４ｃに接続されており、ドライバ１４ｃが、
ＣＰＵ１８の指示に応じて電気コイルのオン／オフを行
なう。

【００６４】エア−ポンプ１１ｐを駆動する電気モ−タ
11mは、モ−タドライバ１５に接続されており、ドライ
バ１５が、ＣＰＵ１８の指示に応じて電気モ−タ１１ｍ
のオン／オフを行なう。

【００６５】圧力センサ９ｐｓはアキュムレ−タ９の内
圧に対応する電気信号を発生し、これを信号処理回路１
３ｃに与える。信号処理回路１３ｃは、該電気信号を圧
力に対してリニアな関係のレベル変化を示すアナログ信
号に変換して入出力ポ−ト１６を通してＡ／Ｄコンバ−
タ１７に与える。

【００６６】制御装置１２のＣＰＵ１８には、システム
コントロ−ラ１９，ＲＡＭ２０およびＲＯＭ２１が接続
されている。

【００６７】制御装置１２には、電源スイッチ，デ−タ
入力用のキ−，２次元ディスプレイ，表示灯およびブザ
−を備える操作／表示ボ−ド２２が接続されている。

【００６８】図９，図１０および図１１に、ＣＰＵ１８
の制御動作を示し、図１２に、この制御動作によって現
われる、ポンプ７ａ，７ｂの血液受け空間７ｐａ，７ｐ
ｂの圧力変化およびサック５ａ，５ｂの位置変化を示
す。

【００６９】図９を参照すると、装置電源が投入されそ
れ自身に所定電圧が印加されると（ステップ１）、ＣＰ
Ｕ１８は、内部レジスタ，カウンタ，タイマ等をクリア
し、出力ポ−トにはすべて待機時の信号（電磁弁オフ，
モ−タオフ）を出力し、そして収縮位置レジスタＰｓａ
（７ａ宛て），Ｐｓｂ（７ｂ宛て）に、標準値Ｐｓを書
込み、膨張位置レジスタＰｅａ(7ａ宛て），Ｐｅｂ（７
ｂ宛て）に、標準値Ｐｅを書込み、不感能期レジスタＴ
ｒをクリア（零書込みと同義）し、目標圧レジスタＰｔ
に標準圧Ｐｔｓを書込む（ステップ２）。そして、操作
／表示ボ−ド２２の２次元ディスプレイに入力項目とそ
こに設定されている数値と、それへの入力をうながすガ
イダンス文章を表示する（ステップ３）。入力項目と設
定されている数値は、 収縮位置−第１ポンプ「Ｐｓａ：Ｐｓ」，第２ポンプ
「Ｐｓｂ：Ｐｓ」 膨張位置−第１ポンプ「Ｐｅａ：Ｐｅ」，第２ポンプ
「Ｐｅｂ：Ｐｅ」 不感能期−「Ｔｒ：０ 」 目 標 圧−「Ｐｔ：Ｐｔｓ」 であって、Ｐｓ，Ｐｅ，０，Ｐｔｓは数字である。ガイ
ダンス文章は、「☆ 変更があれば、変更箇所にカ−ソ
ルを置いて変更する数字を入力して下さい。

【００７０】☆ 開始のときはスタ−トキ−を、停止の
ときはストップキ−を、押して下さい。 」である。Ｃ
ＰＵ１８は、変更入力があるとそれを読込み、表示を入
力されたものに変更し、レジスタの内容もそれに更新す
る（ステップ３）。そしてスタ−トキ−が押されるのを
待つ（ステップ３，４，３）。

【００７１】スタ−トキ−が押されると、ＣＰＵ１８
は、電気モ−タ１１ｍに通電してエア−ポンプ１１ｐを
駆動し、次に電磁切換弁１０をオン（開：通流）とす
る。そして圧力センサ９ｐｓの検出圧をＡ／Ｄコンバ−
タ１７を介して読込み、それが目標圧レジスタＰｔの内
容Ｐｔ以上になるのを待つ。圧力センサ９psの検出圧が
Ｐｔ以上になると、図示しない定圧制御（圧力センサ９
ｐｓの検出圧を所定周期で読み、検出圧がＰｔ以上であ
ると電磁開閉弁１０をオフにし、Ｐｔ未満であるとオン
にする）を開始する（ステップ５）。

【００７２】(1) 第１半サイクルの制御 ＣＰＵ１８は、第１ポンプ７ａを収縮（吐出）に、第２
ポンプ７ｂを膨張（吸入）に定めて（ステップ６）、収
縮に定めたポンプ７ａに接続した電磁切換弁８ａをオン
に、膨張に定めたポンプ７ｂに接続した電磁切換弁８ｂ
をオフにして（ステップ７）、Ｔｓタイマをスタ−トす
る(ステップ８Ａ）。この実施例では、Ｔｓ＝１msecで
ある。

【００７３】図９，図１０および図１１を参照すると、
ＣＰＵ１８は、１msec周期で（Ｔｓタイマがタイムオ−
バする毎に）、ステップ８ＡでＴｓタイマを再スタ−ト
すると共に、ホ−ルＩＣ １ａおよび１ｂの位置検出信
号（サック５ａ，５ｂの、ホ−ルＩＣからの距離）を読
込み（ステップ８Ｂ）、収縮に定めたポンプ７ａのサッ
ク５ａが収縮位置に到達した（ポンプ７ａが吐出終期に
なった）かをチェックし（ステップ９）、あるいは膨張
に定めたポンプ７ｂのサック５ｂが膨張位置に到達した
（ポンプ７ｂが吸入終期になった）かをチェックする
（ステップ１０）。そしていずれか一方が成立するとカ
ウントレジスタＴＣＭを１カウントアップし（ステップ
９，１５〜２０又はステップ９〜１３）、その後１msec
（Ｔｓ）の経過毎に１カウントアップする（ステップ１
４Ｂ又は１４Ａ）。なお、収縮位置に到達したときに
は、ＣＰＵ１８は、収縮に定めたポンプ７ａに接続した
電磁開閉弁８ａをオフにする（ステップ１５）。

【００７４】そして、収縮位置到達が膨張位置到達より
も先のときには、これを示すためフラグレジスタSHFに
「１」を書込む（ステップ９，１５，１６，１７，１
８）。収縮位置到達と膨張位置到達の一方が完了すると
これを示すためフラグレジスタCSFに「１」を書込む
（ステップ１９又は１２）。

【００７５】(2) 第２半サイクルの制御 収縮位置到達と膨張位置到達の両者が完了すると、ＣＰ
Ｕ１８は、そこでカウントレジスタＴＣＭのカウント値
ＴＣＭを読取ると共に、ポンプ７ｂに接続された電磁開
閉弁８ｂをオンにして（ステップ２１）、ポンプ７ａを
膨張に、ポンプ７ｂを収縮に定める（ステップ２１，２
２Ａ，２７，２８，２９，３０）。

【００７６】この切換えのとき、ＣＰＵ１８は、カウン
ト値ＴＣＭ（msec単位)と、フラグレジスタＦＳＥおよ
びＳＨＦの内容を参照し、ＦＳＥの内容が「０」（目標
圧Ｐｔの変更禁止：第１半サイクルでは、ポンプ７ｂが
膨張に定められ、スタ−ト前からサック５ｂが膨張位置
にあり、サック５ｂは変位しないので、カウント値ＴＣ
Ｍはエラ−である）であるので、後述する目標圧Ｐｔの
変更は行なわない。第１半サイクルから第２半サイクル
への切換えを行なう（ステップ２９，３０）と、フラグ
レジスタＦＳＥの内容を「１」（目標圧Ｐｔの変更可
能）に変更する（ステップ３２）。

【００７７】ＣＰＵ１８は、Ｔｓタイマの再スタ−ト
（ステップ８Ａ），ホ−ルＩＣ １ａおよび１ｂの位置
検出信号の読込み（ステップ８Ｂ）、収縮に定めたポン
プ７ｂのサック５ｂが収縮位置に到達したかのチェック
（ステップ９）および膨張に定めたポンプ７ａのサック
５ａが膨張位置に到達したかのチェック（ステップ１
０）を繰返す。そして収縮位置又は膨張位置に到達する
と、カウントレジスタＴＣＭのカウントアップを開始す
る（ステップ９，１５〜２０，１４Ｂ又はステップ９〜
１３，１４Ａ）。なお、収縮位置に到達したときには、
ＣＰＵ１８は、収縮に定めたポンプ７ｂに接続した電磁
開閉弁８ｂをオフにする（ステップ１５）。そして、収
縮位置到達が膨張位置到達よりも先のときには、これを
示すためフラグレジスタSHFに「１」を書込む（ステッ
プ９，１５，１６，１７，１８）。収縮位置到達と膨張
位置到達の一方が完了するとこれを示すためフラグレジ
スタCSFに「１」を書込む（ステップ１９又は１２）。

【００７８】(3) 第３半サイクルの制御 収縮位置到達と膨張位置到達の両者が成立すると、ＣＰ
Ｕ１８は、そこでカウントレジスタＴＣＭのカウント値
ＴＣＭを読取ると共に、ポンプ７ａに接続された電磁開
閉弁８ａをオンにして（ステップ２１）、ポンプ７ｂを
膨張に、ポンプ７ａを収縮に定める（ステップ２１，２
２Ａ，，２２Ｂ，２３，２５，２７，２８，２９，３
１）。

【００７９】−目標圧Ｐｔの変更− この切換えのとき、ＣＰＵ１８は、カウント値ＴＣＭ
（msec単位)と、フラグレジスタＦＳＥおよびＳＨＦの
内容を参照し、ＦＳＥの内容が「１」（目標圧Ｐｔの変
更可能）であるので、次にはフラグレジスタＳＨＦの内
容をチェックして、それが「１」（収縮に定めているポ
ンプの収縮位置到達が、膨張に定めているポンプの膨張
位置到達よりも早い：目標圧Ｐｔを下げる必要あり）の
ときには、目標圧レジスタＰｔの内容をＰｔ（mmHg単
位）とすると、 Ｐｔ＋（−ＴＣＭ−Ｔｒ）×0.1 を算出する。Ｔｒは不感能期レジスタＴｒの内容であ
る。この算出値を目標圧レジスタＰｔに更新書込みする
（ステップ２３）。

【００８０】フラグレジスタＳＨＦの内容が「０」（膨
張に定めているポンプの膨張位置到達が収縮に定めてい
るポンプの収縮位置到達よりも早い）のときには、 Ｐｔ＋（ＴＣＭ−Ｔｒ）×0.1 を算出してこの算出値を目標圧レジスタＰｔに更新書込
みする（ステップ２５）。

【００８１】ＣＰＵ１２は、圧力センサ９ｐｓの検出圧
が目標圧レジスタＰｔのデ−タが示す圧力になるように
電磁開閉弁１０のオン／オフを行なう、図示しない定圧
制御を実行しており、上述の更新書込み（ステップ２
３，２５）で目標圧レジスタＰｔの内容が切換わると、
それに連動してアキュムレ−タ９の圧力、すなわちポン
プ７ａ，７ｂに電磁開閉弁８ａ，８ｂが与える正駆動
圧、が変わる。

【００８２】第２半サイクルから第３半サイクルへの切
換えを行なう（ステップ２９，３０）と、ＣＰＵ１８
は、フラグレジスタＦＳＥの内容を「１」（目標圧Ｐｔ
の変更可能）に変更する（ステップ３２）。

【００８３】ＣＰＵ１８は、Ｔｓタイマの再スタ−ト
（ステップ８Ａ），ホ−ルＩＣ １ａおよび１ｂの位置
検出信号の読込み（ステップ８Ｂ）、収縮に定めたポン
プ７ａのサック５ａが収縮位置に到達したかのチェック
（ステップ９）および膨張に定めたポンプ７ｂのサック
５ｂが膨張位置に到達したかのチェック（ステップ１
０）を繰返す。そして収縮位置又は膨張位置に到達する
と、カウントレジスタＴＣＭのカウントアップを開始す
る（ステップ９，１５〜２０，１４Ｂ又はステップ９〜
１３，１４Ａ）。なお、収縮位置に到達したときには、
ＣＰＵ１８は、収縮に定めたポンプ７ａに接続した電磁
開閉弁８ａをオフにする（ステップ１５）。そして、収
縮位置到達が膨張位置到達よりも先のときには、これを
示すためフラグレジスタＳＨＦに「１」を書込む（ステ
ップ９，１５，１６，１７，１８）。収縮位置到達と膨
張位置到達の一方が完了するとこれを示すためフラグレ
ジスタＣＳＦに「１」を書込む（ステップ１９又は１
２）。

【００８４】(4) 第４半サイクル制御 収縮位置到達と膨張位置到達の両者が成立すると、ＣＰ
Ｕ１８は、そこでカウントレジスタＴＣＭのカウント値
ＴＣＭを読取ると共に、ポンプ７ｂに接続された電磁開
閉弁８ｂをオンにして（ステップ２１）、ポンプ７ａを
膨張に、ポンプ７ｂを収縮に定める（ステップ２１，２
２Ａ，，２２Ｂ，２３，２５，２７，２８，２９，３
０）。この切換えのとき、上述の「目標圧Ｐｔの変更」
を同様に実行する。他は、上述の「第２半サイクルの制
御」と同様である。

【００８５】(5) 第５半サイクル以下の制御 以下、第５半サイクル以下の奇数番半サイクルの制御は
上述の「第３半サイクルの制御」と同様であり、第６半
サイクル以下の偶数番半サイクルの制御は上述の「第４
半サイクルの制御」と同様である。

【００８６】以上の処理が繰返えされることにより、膨
張に定められているポンプが膨張位置に達してからＴｒ
の後に、収縮に定められているポンプが収縮位置に達し
そこで前者のポンプが収縮に切換えられ後者のポンプが
膨張に切換えられるように、ポンプ駆動圧Ｐｔが自動的
に推移する。このような調圧過程を第１２図に示す。な
お、ステップ３３でＴｓタイマのタイムオ−バをチェッ
クし、タイムオ−バするとＴｓタイマを再スタ−トし
（ステップ８Ａ）サック位置を読取る（ステップ８
Ｂ）。タイムオ−バを待っているときには操作／表示ボ
−ド２２の入力を監視し（ステップ３４）、それに入力
があると入力に応じた処理を行なう（ステップ３５）
が、入力がないとタイムオ−バをチェックする（ステッ
プ３３）。タイムオ−バを待っているとき例えばＴｒを
指定する入力があるとそれを読込んでレジスタＴｒに更
新書込みしそしてタイムオ−バチェック（ステップ３
３）に進む。したがって、オペレ−タは、ポンプを駆動
している間も、Ｔｒを変更することができる。なお、タ
イムオ−バを待っているときストップキ−が押されると
停止処理を実行してステップ３に進む。

【００８７】この第２実施例でも、第１実施例と同様
に、ＴＣＭがＴｒに収束する。オペレ−タが操作／表示
ボ−ド２２を操作してＴｒを変更すると、これに連動し
て、ＴＣＭがＴｒに合致するように、目標圧Ｐｔが自動
的に推移するので、オペレ−タは、心臓の回復具合を見
るときには、ポンプ駆動中に、操作／表示ボ−ド２２で
Ｔｒを少しづつ長い値に更新し、これに伴ってポンプ７
ａ，７ｂの実送血流量がどの低度低下するかを見て、心
臓の回復具合を判断することができる。

【００８８】なお、上述の第１実施例および第２実施例
は人工心臓であるが、本発明のポンピング装置は、これ
に限らず、流体を供給する側の送出流量を格別に乱さず
に実質上該送出流量と同等の送出流量を加圧送出し、し
かもこれにおいて、ポンピング装置の駆動流量（補助
分）を調整する用途に同様に適用しうる。

【００８９】

【発明の効果】以上の通り本発明のポンピング装置は流
体を供給する側の送出流量を格別に乱さずに、しかも該
送出流量の変動に連動してそれと実質上同等の送出流量
で流体を加圧送出する。これにおいてポンピング装置の
送出流量(駆動流量)を、流量を指示する手段（２２）で
調整することができる。流体送出に格別な動揺やショッ
クを生ずることなくポンピング装置による流体送り駆動
の寄与の有無を容易かつ安全に確認しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す図面であり、第１
実施例の、ポンプおよびそれに接続された電磁切換弁を
示す断面図である。

【図２】 本発明の第１実施例を示す図面であり、第１
実施例の、高圧エア−を供給する圧力源とポンピングを
制御する電気装置を示すブロック図である。

【図３】 図２に示すＣＰＵ１８の制御動作を示すフロ
−チャ−トである。

【図４】 図２に示すＣＰＵ１８の制御動作を示すフロ
−チャ−トである。

【図５】 図２に示すＣＰＵ１８の制御動作を示すフロ
−チャ−トである。

【図６】 図１に示すポンプの作動流体室７ｐａ，７ｐ
ｂの圧力の切換えとポンプのエア−ポ−トの風速の変化
を示すタイムチャ−トである。

【図７】 本発明の第２実施例を示す図面であり、第２
実施例の、ポンプおよびそれに接続された電磁切換弁を
示す断面図である。

【図８】 本発明の第２実施例を示す図面であり、第２
実施例の、高圧エア−を供給する圧力源とポンピングを
制御する電気装置を示すブロック図である。

【図９】 図８に示すＣＰＵ１８の制御動作を示すフロ
−チャ−トである。

【図１０】 図８に示すＣＰＵ１８の制御動作を示すフ
ロ−チャ−トである。

【図１１】 図８に示すＣＰＵ１８の制御動作を示すフ
ロ−チャ−トである。

【図１２】 図７に示すポンプの作動流体室７ｐａ，７
ｐｂの圧力の切換えとサック５ａ，５ｂの位置変化を示
すタイムチャ−トである。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ：ホ−ルＩＣ ２ａ，２
ｂ：磁性体 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ：逆止弁のボ−ル ５ａ，５
ｂ：サック ６ａ，６ｂ：エア−ポ−ト ７ａ，７
ｂ：ポンプ ７ｆａ，７ｆｂ：血液受け空間 ７ｐａ，７
ｐｂ：作動流体室 ８ａ，８ｂ：電磁切換弁 ９：アキュ
ムレ−タ ９ｐｓ：圧力センサ １０：電磁開
閉弁 １１ｐ：エア−ポンプ １１ｍ：電気モ
−タ １２：制御装置 ２２：操作／
表示ボ−ド ２３：血液受け口 ２４：流体送
出口 ３１ａ，３１ｂ：風速センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高 木 啓 之 愛知県名古屋市緑区長根町64番地

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１流体受け空間と第１作動流体空間とを
   区分し、第１流体受け空間を収縮／膨張する方向に往復
   移動しうる第１ポンピング作用体，流体受口と第１流体
   受け空間の間に介挿され前者から後者への流体の通流は
   許し逆方向への通流は阻止する第１逆止弁、および、流
   体送出口と第１流体受け空間の間に介挿され後者から前
   者への流体の通流は許し逆方向への通流は阻止する第２
   逆止弁、を有する第１ポンプ；第１ポンプの吐出終期お
   よび吸入終期を検出するための第１検出手段；第２流体
   受け空間と第２作動流体空間とを区分し、第２流体受け
   空間を収縮／膨張する方向に往復移動しうる第２ポンピ
   ング作用体，前記流体受口と第２流体受け空間の間に介
   挿され前者から後者への流体の通流は許し逆方向への通
   流は阻止する第３逆止弁、および、前記流体送出口と第
   ２流体受け空間の間に介挿され後者から前者への流体の
   通流は許し逆方向への通流は阻止する第４逆止弁、を有
   する第２ポンプ；第２ポンプの吐出終期および吸入終期
   を検出するための第２検出手段；高圧流体源；該高圧流
   体源の圧力を指定された圧力に定める圧力制御手段；第
   １ポンプの第１作動流体空間を、高圧流体源と低圧に選
   択的に接続する第１切換手段；第２ポンプの第２作動流
   体空間を、高圧流体源と低圧に選択的に接続する第２切
   換手段；流量を指示する手段；および、 前記圧力制御手段に所定の圧力を指定し、第１切換手段
   で第１作動流体空間を高圧流体源に、第２切換手段で第
   ２作動流体空間を低圧に、接続し、 この接続のときに第１検出手段の吐出終期の検出に応答
   して第１切換手段で第１作動流体空間を低圧に接続し、
   第１検出手段のこの吐出終期の検出と第２検出手段の吸
   入終期の検出の二者が共に成立したとき第２切換手段で
   第２作動流体空間を高圧流体源に接続し、 この接続のときに第２検出手段の吐出終期の検出に応答
   して第２切換手段で第２作動流体空間を低圧に接続し、
   第２検出手段のこの吐出終期の検出と第１検出手段の吸
   入終期の検出の二者が共に成立したとき第１切換手段で
   第１作動流体空間を高圧流体源に接続し、 吐出終期が検出された時刻と、吸入終期が検出された時
   刻との時間差を計測し、この時間差を吸入終期の検出が
   早いときを正値とし遅いときを負値とすると、該時間差
   より前記流量を指示する手段が指示する値を減算した値
   に応じてそれが高いと高く、低いと低く、前記圧力制御
   手段への指定圧力値を更新する、 流量制御手段；を備える、流体送りポンピング装置。
2. 【請求項２】第１検出手段は、第１作動流体空間と第１
   切換手段の間の流体通流路の流体の通流速度を検出する
   第１速度センサ、および、第１切換手段が第１作動流体
   空間を高圧流体源に接続しているときの第１速度センサ
   が検出する通流速度の所定値以下を第１ポンプの吐出終
   期と検知し、第１切換手段が第１作動流体空間を低圧に
   接続しているときの第１速度センサが検出する通流速度
   の所定値以下を第１ポンプの吸入終期と検知する第１論
   理手段、を含み；第２検出手段は、第２作動流体空間と
   第２切換手段の間の流体通流路の流体の通流速度を検出
   する第２速度センサ、および、第２切換手段が第２作動
   流体空間を高圧流体源に接続しているときの第２速度セ
   ンサが検出する通流速度の所定値以下を第２ポンプの吐
   出終期と検知し、第２切換手段が第２作動流体空間を低
   圧に接続しているときの第２速度センサが検出する通流
   速度の所定値以下を第２ポンプの吸入終期と検知する第
   ２論理手段、を含む；請求項１記載の流体送りポンピン
   グ装置。
3. 【請求項３】第１検出手段は、第１ポンピング作用体の
   第１流体受け空間を収縮／膨張する方向の位置を検出す
   る第１位置検出手段、および、第１位置検出手段が検出
   する位置の所定の収縮領域内存在を第１ポンプの吐出終
   期と検知し、第１位置検出手段が検出する位置の所定の
   膨張領域内存在を第１ポンプの吸入終期と検知する第１
   論理手段、を含み；第２検出手段は、第２ポンピング作
   用体の第２流体受け空間を収縮／膨張する方向の位置を
   検出する第２位置検出手段、および、第２位置検出手段
   が検出する位置の所定の収縮領域内存在を第２ポンプの
   吐出終期と検知し、第２位置検出手段が検出する位置の
   所定の膨張領域内存在を第２ポンプの吸入終期と検知す
   る第２論理手段、を含む；請求項１記載の流体送りポン
   ピング装置。
4. 【請求項４】第１切換手段は、第１ポンプの第１作動流
   体空間に連通した出力ポ−ト，前記高圧流体源に連通し
   た高圧ポ−ト，大気に開いた低圧ポ−ト，出力ポ−トを
   高圧ポ−トと低圧ポ−トに選択的に接続するための弁部
   材、および、通電に応答して出力ポ−トを高圧ポ−トに
   接続する位置に駆動する電気コイル、を含む第１電磁切
   換弁であり；第２切換手段は、第２ポンプの第２作動流
   体空間に連通した出力ポ−ト，前記高圧流体源に連通し
   た高圧ポ−ト，大気に開いた低圧ポ−ト，出力ポ−トを
   高圧ポ−トと低圧ポ−トに選択的に接続するための弁部
   材、および、通電に応答して出力ポ−トを高圧ポ−トに
   接続する位置に駆動する電気コイル、を含む第２電磁切
   換弁である；請求項１，２又は３記載の流体送りポンピ
   ング装置。
5. 【請求項５】高圧流体源は、入力ポ−トと、第１および
   第２電磁弁装置の高圧ポ−トに連通した出力ポ−トと、
   これらのポ−トに連通する蓄圧空間と、該蓄圧空間の圧
   力を検出するための圧力センサと、を含むエア−アキュ
   ムレ−タ；入力ポ−トと、エア−アキュムレ−タの入力
   ポ−トに連通した出力ポ−トと、入力ポ−トと出力ポ−
   トの間を開／閉するための弁部材と、通電に応答して入
   力ポ−トと出力ポ−トとを連通とする位置に弁部材を駆
   動する電気コイルとを含む電磁開閉弁；吐出ポ−トが電
   磁開閉弁の入力ポ−トに接続されたエア−ポンプ；およ
   び、エア−ポンプを駆動する電気モ−タ；を含む、請求
   項４記載の流体送りポンピング装置。