JPH09266636A

JPH09266636A - 医療機器用駆動装置のバッテリー装置

Info

Publication number: JPH09266636A
Application number: JP8073634A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Miyata; 伸一宮田
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】高い信頼性と、十分な駆動能力と、小型・軽
量化とを実現することができる医療機器用駆動装置のバ
ッテリー装置を提供すること。【解決手段】充電が可能な二次電池を、当該二次電池
の特性で許容できる限度以下に直列に接続した複数の蓄
電池列８２ａ〜８２ｄと、これら蓄電池列のうちのいず
れかの列の蓄電池列と医療機器用駆動装置９とを切り替
え自在に接続するスイッチ８５，８７と、医療機器用駆
動装置９と接続されている蓄電池列の電圧を監視する監
視手段と、監視手段で監視した蓄電池列の電圧が所定の
電圧以下に低下した場合に、前記スイッチ８５，８７を
制御し、医療機器用駆動装置９に接続される蓄電池列を
他の列の蓄電池列に切り換える制御手段８３とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば大動脈内
バルーンポンプ（ＩＡＢＰ）あるいは人工心臓（ＡＨ）
などの医療機器を駆動する医療機器用駆動装置のバッテ
リー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＡＢＰ用バルーンカテーテルでは、そ
のバルーンを患者の心臓の近くの動脈血管内に挿入し、
心臓の拍動に合わせて膨張および収縮させ、心臓の補助
治療を行う。バルーンを膨張・収縮させるための駆動装
置として、特開昭６０−１０６４６４号公報に示す駆動
装置が知られている。

【０００３】このようなＩＡＢＰ用駆動装置あるいは補
助人工心臓（ＡＨ）などの医療機器用駆動装置では、
高い信頼性と、十分な駆動能力と、小型・軽量性と
が要求される。特にの小型・軽量性が要求されるの
は、患者と共に移動可能なように構成する必要があるた
めである。このため、医療機器用駆動装置では、内部電
源による駆動が必要となる。また、その使用可能時間と
しては、少なくとも６０分〜１８０分が必要である。

【０００４】一方、ＡＨやＩＡＢＰなどの医療機器で
は、駆動流体の容量は、２０〜１００ｃｃ程度であり、
±０．４ｋｇ／ｃｍ² ・Ｇ程度の陽陰圧を最大毎分約１
５０拍程度の周期で駆動する必要がある。そのため、駆
動装置に用いられるポンプの排気能力としては、２０Ｎ
ｌ／ｍｉｎ程度必要となる。このような能力を持つポン
プ類の消費電力は、ポンプの型式により多少異なるが、
５０〜１００ワット程度になる。一般的に、駆動装置で
は、陽圧と陰圧とを別々のポンプで作り出していること
から、一台の駆動装置当り２台のポンプを必要とする。
したがって、駆動装置に装着された２台のポンプで１０
０〜２００ワットの電力を必要とする。これに加えて、
駆動装置の制御系も電力を必要とすることから、駆動装
置全体としては、１２０〜２７０ワット程度が一般的な
消費電力となっている。

【０００５】一方、これらの駆動装置は、患者の生命維
持装置としての側面から、患者に補助循環が必要な間
は、絶えず動かし続ける必要がある。たとえば患者を手
術室やその他の処置室から集中治療室（ＩＣＵ）などへ
移動する際にも、駆動装置を一緒に運転しながら移送す
る必要がある。

【０００６】このため、このような医療機器用駆動装置
には、バッテリー装置が内蔵してあるのが一般的であ
る。従来の駆動装置では、必要とされる電力容量が１２
０〜８１０Ｗｈと大容量であることから、鉛蓄電池が用
いられてきた。鉛蓄電池が用いられてきたのは、この鉛
蓄電池が低価格で高容量であり、充電により再使用可能
なことからである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この鉛
蓄電池を用いた駆動装置では、駆動装置の高信頼性とい
う観点からは弱点があった。たとえば鉛蓄電池は、過放
電により電極そのものに損傷を被り易く、再使用が不可
能になることがある。すなわち、鉛蓄電池は、サイクル
回数（充放電回数）が、他の二次電池に比べて短いとい
う課題を有する。鉛蓄電池の充放電回数は、一般的に約
２００回程度と言われている。

【０００８】さらに、鉛蓄電池では、電池の残存容量や
期待寿命が簡単に測定できない等々、本来、高信頼性が
要求される機器の電池としては、不満足な部分がある。
また、容量対重量比でも、他の二次電池と比べて著しく
劣る。このことは、本来、患者搬送時や救急医療用に車
載などを考える場合に、可能な限り小さく軽量であるべ
き駆動装置にとって望ましくない特性である。

【０００９】よって、医療機器用駆動装置のバッテリー
装置として、ニッカド（ＮｉＣｄ）蓄電池、ニッケル水
素（ＮｉＭＨ）蓄電池、リチウムイオン（Ｌｉ・ＩＯ
Ｎ）蓄電池などの他種類の二次電池を用いることが検討
されている。これらの二次電池は、鉛蓄電池よりも優れ
た容量対重量比と、サイクル寿命とを持っている。

【００１０】しかしながら、これらの二次電池の内、ニ
ッカド蓄電池は、デンドライトショート（内部ショー
ト）という突発故障の可能性があり、高信頼性が要求さ
れる医療機器用駆動装置のバッテリー装置として用いる
ためには注意を要する。また、ＮｉＣｄ蓄電池およびＮ
ｉＭＨ蓄電池は、セル当りの公称電圧が１．２Ｖであ
り、Ｌｉ・ＩＯＮ蓄電池のそれは４．２Ｖであり、それ
ぞれ最大２０セル、１０セル、３セル程度までの直列接
続しか一般に許容されていない。このように直列接続の
上限が各蓄電池毎に設定されているのは、放電終期にお
いて一部のセルが他のセルにより逆充電されてセルが損
傷することを防止するためである。すなわち、セル間の
特性のばらつきにより、直列に接続されたセル列の放電
中に、放電終期において、一部のセルのみが放電し終
り、他のセルが放電終了となっていない状態が発生す
る。この状態では、一部のセルが他のセルにより逆充電
されてセルが損傷するおそれがある。このことを防止す
るために、各蓄電池毎に、直列接続の上限が設計上定め
られている。

【００１１】さらに、現在の技術では、これらの蓄電池
は、最大に流すことができる電流値も制限されている。
たとえばＮｉＣｄ蓄電池では、１０Ａｈが限界であり、
ＮｉＭＨ蓄電池では、３Ａｈが限界であり、Ｌｉ・ＩＯ
Ｎ蓄電池では０．５Ａｈが限界である。

【００１２】これらの実状を考慮すると、直列接続して
使用する場合に、ＮｉＣｄ蓄電池であれば、２４０Ｗｈ
（２４Ｖ×１０Ａｈ）が限界であり、ＮｉＭＨ蓄電池で
あれば、３６Ｗｈ（１２Ｖ×３Ａｈ）が限界であり、Ｌ
ｉ・ＩＯＮ蓄電池であれば、６．３Ｗｈ（１２．６Ｖ×
０．５Ａｈ）が限界である。

【００１３】ＩＡＢＰ用駆動装置で必要とされる電力容
量は、前述したように、１２０〜８１０Ｗｈと大容量で
あることから電力容量のみの観点からは、ＮｉＣｄ蓄電
池が適切である。ところが、ＮｉＣｄ蓄電池は、前述し
たように、デンドライトショートの点に注意する必要が
あることから、高信頼性の点で難点を有し、医療機器用
駆動装置のバッテリー装置として用いることは、現在の
段階では適切ではない。

【００１４】したがって、ＮｉＭＨ蓄電池またはＬｉ・
ＩＯＮ蓄電池を医療機器用駆動装置のバッテリー装置と
して用いたいが、電力容量が足りないという課題を有し
ていた。本発明は、このような実状に鑑みてなされ、高
い信頼性と、十分な駆動能力と、小型・軽量化とを実現
することができる医療機器用駆動装置のバッテリー装置
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る医療機器用駆動装置のバッテリー装置
は、充電が可能な二次電池を、当該二次電池の特性で許
容できる限度以下に直列に接続した複数の蓄電池列と、
これら蓄電池列のうちのいずれかの列の蓄電池列と医療
機器用駆動装置とを切り替え自在に接続するスイッチ手
段と、前記医療機器用駆動装置と接続されている蓄電池
列の電圧を監視する監視手段と、前記監視手段で監視し
た蓄電池列の電圧が所定の電圧以下に低下した場合に、
前記スイッチ手段を制御し、医療機器用駆動装置に接続
される蓄電池列を他の列の蓄電池列に切り換える制御手
段とを有する。

【００１６】本発明において用いられる二次電池として
は、特に限定されないが、現在のところ、ニッケル水素
（ＮｉＭＨ）蓄電池、リチウムイオン（Ｌｉ・ＩＯＮ）
蓄電池などが好ましく用いられる。ＮｉＭＨ蓄電池の場
合には、現在のところ、１０セルまでが直列に接続する
ことができる。Ｌｉ・ＩＯＮ蓄電池の場合には、現在の
ところ、３セルまでが直列に接続することができる。な
お、高性能の二次電池が開発された場合には、本発明に
おいては、各蓄電池列に単一の二次電池を配置しても良
い。本発明において、「直列に接続した」とは、単一の
二次電池も含む意味で用いる。

【００１７】このような直列接続の限度以下に直列接続
した蓄電池列を、好ましくは３列（３組）以上準備す
る。これら蓄電池列のうちのいずれかの列の蓄電池列と
医療機器用駆動装置とを切り替え自在に接続するスイッ
チ手段としては、特に限定されないが、たとえば機械的
スイッチあるいは半導体スイッチなどが用いられる。

【００１８】医療機器用駆動装置と接続されている蓄電
池列の電圧を監視する監視手段としては、たとえば電圧
計などが用いられる。前記スイッチ手段を制御し、医療
機器用駆動装置に接続される蓄電池列を他の列の蓄電池
列に切り換える制御手段としては、たとえばコンピュー
タ制御装置が好ましく用いられる。

【００１９】この制御手段は、駆動装置のメインスイッ
チのオン・オフを検出するメインスイッチ状態検出手段
と、このメインスイッチ状態検出手段でメインスイッチ
のオフが検出された場合に、現在使用中の蓄電池列の番
号を記憶する記憶手段と、前記メインスイッチ状態検出
手段でメインスイッチのオフの後にオンが検出された場
合に、前記記憶手段に記憶された蓄電池列の番号の次の
番号の蓄電池列から前記医療機器用駆動装置に接続され
るように選択する選択手段とをさらに有することが好ま
しい。

【００２０】また、本発明の別の観点に係る医療機器用
駆動装置のバッテリー装置は、充電が可能な二次電池
を、当該二次電池の特性で許容できる限度以下に直列に
接続した複数の第１蓄電池列と、充電が可能な二次電池
を、当該二次電池の特性で許容できる限度以下に直列に
接続した複数の第２蓄電池列と、これら複数の第１蓄電
池列の負極端子と複数の第２蓄電池列の正極端子とを共
通に接続する基準電位線と、前記第１蓄電池列のうちの
いずれかの列の第１蓄電池列の正極端子と医療機器用駆
動装置の正極入力端子とを切り替え自在に接続する第１
スイッチ手段と、前記第２蓄電池列のうちのいずれかの
列の第２蓄電池列の負極端子と医療機器用駆動装置の負
極入力端子とを切り替え自在に接続する第２スイッチ手
段と、前記医療機器用駆動装置と接続されている第１蓄
電池列および第２蓄電池列の相互の両端電圧を監視する
監視手段と、前記監視手段で監視した第１蓄電池列の電
圧が所定の電圧以下に低下した場合に、前記第１スイッ
チ手段を制御し、医療機器用駆動装置に接続される第１
蓄電池列を他の列の第１蓄電池列に切り換える第１制御
手段と、前記監視手段で監視した第２蓄電池列の電圧が
所定の電圧以下に低下した場合に、前記第２スイッチ手
段を制御し、医療機器用駆動装置に接続される第２蓄電
池列を他の列の第２蓄電池列に切り換える第２制御手段
とを有する。第１制御手段と第２制御手段とは、共通の
制御装置あるいは別々の制御装置で構成される。制御装
置としては、たとえばマイコンまたはパーソナルコンピ
ュータなどを用いた装置が好ましく用いられる。

【００２１】さらに本発明の別の観点に係る医療機器用
駆動装置のバッテリー装置は、充電が可能な二次電池
を、当該二次電池の特性で許容できる限度以下に直列に
接続した複数の蓄電池列と、基準電位に設定してある基
準電位線と、前記各蓄電池列毎に設けられ、各蓄電池列
の正極端子が前記基準電位線に接続される場合に、蓄電
池列の負極端子を医療機器用駆動装置の負極入力端子に
接続し、各蓄電池列の負極端子が前記基準電位線に接続
される場合に、蓄電池列の正極端子を医療機器用駆動装
置の正極入力端子に接続する連動スイッチ手段と、前記
各蓄電池列毎に設けられ、各蓄電池列と前記駆動装置と
を接続状態および非接続状態に切り替える個別スイッチ
手段と、前記医療機器用駆動装置と接続されている蓄電
池列の両端電圧を監視する監視手段と、前記監視手段で
監視した蓄電池列の電圧が所定の電圧以下に低下した場
合に、前記個別スイッチ手段を制御し、医療機器用駆動
装置に接続される蓄電池列を他の列の蓄電池列に切り換
え、前記連動スイッチを制御し、切り替え前の蓄電池列
が接続された医療機器用駆動装置の入力端子の極性と同
じ極性の蓄電池列の端子が接続されるように制御する制
御手段とを有する。

【００２２】本発明に係る医療機器用駆動装置のバッテ
リー装置では、充電が可能な二次電池を、当該二次電池
の特性で許容できる限度以下に直列に接続した複数の蓄
電池列を基本単位として用いるため、セル（蓄電池）間
の特性ばらつきによる放電終期の逆充電によるセルの損
傷を有効に防止することができる。しかも、この基本単
位の蓄電池列を切り替えて連続的に用いるため、ニッケ
ル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池などの小型且つ高
信頼性の二次電池を用いることが可能になり、しかも医
療機器用駆動装置として要求される消費電力に十分対応
することができる。

【００２３】さらに、本発明では、ニッケル水素蓄電
池、リチウムイオン蓄電池などの容量対重量比に優れた
二次電池を用いて十分な駆動能力を実現することが可能
になることから、医療機器用駆動装置全体の小型・軽量
化に多大に寄与する。さらにまた、蓄電池列を切り替え
て使用するので、何れかの列の蓄電池列に故障が発生し
たとしても、他の列の蓄電池列を用いて医療機器用駆動
装置を駆動することができるので、冗長性に優れてい
る。

【００２４】さらにまた、本発明では、使用された蓄電
池列の列数（組数）または使用されていない蓄電池列の
列数を表示することで、ユーザに残存使用可能時間の目
安を与えることができる。特に、駆動装置のメインスイ
ッチがオンされる度に、オフされた時に使用されていた
蓄電池列の次の列の蓄電池列から順次使用するようにし
た本発明では、蓄電池列の使用回数が均一化され、各列
の蓄電池列の均一な充放電が保証される。このため、一
部の蓄電池列のみがサイクル回数の寿命に達することが
なく、一組の蓄電池列が寿命に達するときに全ての組の
蓄電池列を交換すれば良く、メンテナンスが容易であ
る。

【００２５】また、蓄電池列を基準電位線を介して直列
に接続してある本発明のバッテリー装置では、さらに電
力容量が向上するので、さらに消費電力が大きい駆動装
置の駆動も可能になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る医療機器用駆
動装置のバッテリー装置を、図面に示す実施形態に基づ
き、詳細に説明する。第１実施形態図１は本発明の一実施形態に係る医療機器用駆動装置の
バッテリー装置の概略構成図、図２はバッテリー装置の
制御手段の作用を示すフローチャート図、図３はバッテ
リー装置の使用例を示す概略図である。

【００２７】図１に示す実施形態に係る医療機器用駆動
装置のバッテリー装置８０は、たとえば図４に示すＩＡ
ＢＰ用バルーンカテーテル２０のバルーン２２を膨張お
よび収縮させるための駆動装置９に組み込まれて用いら
れる。本実施形態に係るバッテリー装置８０について説
明するに先立ち、まずＩＡＢＰ用バルーンカテーテル２
０（図４，８，９）について説明する。

【００２８】図８に示すように、ＩＡＢＰ用バルーンカ
テーテル２０は、心臓の拍動に合わせて拡張および収縮
するバルーン２２を有する。バルーン２２は、膜厚約１
００〜１５０μｍ程度の筒状のバルーン膜で構成され
る。本実施形態では、拡張状態のバルーン膜の形状は円
筒形状であるが、これに限定されず、多角筒形状であっ
ても良い。

【００２９】ＩＡＢＰ用バルーン２２は耐屈曲疲労特性
に優れた材質で構成される。バルーン２２の外径および
長さは、心機能の補助効果に大きく影響するバルーン２
２の内容積と、動脈血管の内径などに応じて決定され
る。バルーン２２は、通常、その内容積が３０〜５０ｃ
ｃであり、外径が拡張時１４〜１６ｍｍであり、長さが
２１０〜２７０ｍｍである。

【００３０】このバルーン２２の遠位端は、短チューブ
２５を介してまたは直接に内管３０の遠位端外周に熱融
着または接着などの手段で取り付けてある。バルーン２
２の近位端には、金属チューブ２７などの造影マーカー
を介してまたは直接に、カテーテル管２４の遠位端に接
合してある。このカテーテル管２４の内部に形成された
第１のルーメンを通じて、バルーン２２内に、駆動ガス
体が導入または導出され、バルーン２２が拡張または収
縮するようになっている。バルーン２２とカテーテル管
２４との接合は、熱融着あるいは紫外線硬化樹脂などの
接着剤による接着により行われる。

【００３１】内管３０の遠位端はカテーテル管２４の遠
位端より遠方へ突き出ている。内管３０は、バルーン２
２およびカテーテル管２４の内部を軸方向に挿通されて
いる。内管３０の近位端は、分岐部２６の第２ポート３
２に連通するようになっている。内管３０の内部には、
バルーン２２の内部およびカテーテル管２４内に形成さ
れた第１のルーメンとは連通しない第２のルーメンが形
成してある。内管３０は、遠位端の開口端２３で取り入
れた血圧を分岐部２６の第２ポート３２へ送り、そこか
ら血圧変動の測定を行うようになっている。

【００３２】バルーンカテーテル２０を動脈内に挿入す
る際に、バルーン２２内に位置する内管３０の第２ルー
メンは、バルーン２２を都合良く動脈内に差し込むため
のガイドワイヤー挿通管腔としても用いられる。バルー
ンカテーテルを血管などの体腔内に差し込む際には、バ
ルーン２２は内管３０の外周に折り畳んで巻回される。
図８に示す内管３０は、たとえばカテーテル管２４と同
様な材質で構成される。内管３０の内径は、ガイドワイ
ヤを挿通できる径であれば特に限定されず、たとえば
０．１５〜１．５mm、好ましくは０．５〜１mmである。
この内管３０の肉厚は、０．１〜０．４mmが好ましい。
内管３０の全長は、血管内に挿入されるバルーンカテー
テル２０の軸方向長さなどに応じて決定され、特に限定
されないが、たとえば５００〜１２００mm、好ましくは
７００〜１０００mm程度である。

【００３３】カテーテル管２４は、ある程度の可撓性を
有する材質で構成されることが好ましい。カテーテル管
２４の内径は、好ましくは１．５〜４．０mmであり、カ
テーテル管２４の肉厚は、好ましくは０．０５〜０．４
mmである。カテーテル管２４の長さは、好ましくは３０
０〜８００mm程度である。

【００３４】カテーテル管２４の近位端には患者の体外
に設置される分岐部２６が連結してある。分岐部２６は
カテーテル管２４と別体に成形され、熱融着あるいは接
着などの手段で固着される。分岐部２６にはカテーテル
管２４内の第１のルーメンおよびバルーン２２内に圧力
流体を導入または導出するための第１ポート２８と、内
管３０の第２ルーメン内に連通する第２ポート３２とが
形成してある。

【００３５】第１ポート２８は、たとえば図９に示す駆
動装置９に接続され、この駆動装置９により流体圧がバ
ルーン２２内に導入または導出されるようになってい
る。導入される流体は特に限定されないが、ポンプ装置
９の駆動に応じて素早くバルーン２２が拡張または収縮
するように、質量の小さいヘリウムガスなどが用いられ
る。

【００３６】駆動装置９の詳細については、図４を参照
にして後述する。第２ポート３２は図９に示す血圧変動
測定装置２９に接続され、バルーン２２の遠位端の開口
端２３から取り入れた動脈内の血圧の変動を測定可能に
なっている。この血圧測定装置２９で測定した血圧の変
動に基づき、図９に示す心臓１の拍動に応じて駆動装置
９を制御し、０．４〜１秒の短周期でバルーン２２を拡
張および収縮させるようになっている。

【００３７】ＩＡＢＰ用バルーンカテーテル２０では、
前述したように、バルーン２２内に導入および導出する
流体として、応答性などを考慮して、質量の小さいヘリ
ウムガスなどが用いられる。このヘリウムガスの陽圧お
よび陰圧を直接ポンプやコンプレッサなどで作り出すこ
とは、ガス消費量が大きく経済性に難があり又、容量の
制御が困難なことから、図４に示すような構造を採用し
ている。すなわち、バルーン２２内に連通する二次配管
系１８と、圧力発生手段としてのポンプ４ａ，４ｂに連
通する一次配管系１７とを、圧力伝達隔壁装置４０によ
り分離している。圧力伝達隔壁装置４０は、たとえば図
５に示すように、ダイヤフラム５０により気密に仕切ら
れた第１室４６と第２室４８とを有する。

【００３８】図５に示す装置４０の第１室４６は、ポー
ト４２を通じて図４に示す一次配管系１７に連通してい
る。第２室４８は、ポート４４を通じて二次配管系１８
に連通している。第１室４６と第２室４８とは、流体の
連通は遮断されているが、第１室４６の圧力変化（容積
変化）が、ダイヤフラム５０の変位により、第２室４８
の圧力変化（容積変化）として伝達するようになってい
る。このような構造を採用することにより、一次配管系
１７と二次配管系１８とを連通させることなく、一次配
管系１７の圧力変動を二次配管系１８に伝達することが
できる。また、二次配管系１８に封入されるガスの容量
（化学当量）を一定に制御し易い。さらに、仮にバルー
ン２２に異常が生じてガスが漏れたとしても、その漏れ
量が過大になることを防止することができる。

【００３９】本実施形態では、一次配管系１７の内部流
体を空気とし、二次配管系１８の内部流体をヘリウムガ
スとしている。二次配管系１８の内部流体をヘリウムガ
スとしたのは、質量が小さいガスを用いることで、バル
ーン２２の膨張・収縮の応答性を高めるためである。

【００４０】図４に示すように、一次配管系１７には、
圧力発生手段として、二つのポンプ４ａ，４ｂが配置し
てある。一方の第１ポンプ４ａは、陽圧発生用ポンプ
（コンプレッサとも言う；以下同様）であり、他方の第
２ポンプ４ｂは、陰圧発生用ポンプである。第１ポンプ
４ａの陽圧出力口には、減圧弁７を介して、陽圧タンク
としての第１圧力タンク２が接続してある。また、第２
ポンプ４ｂの陰圧出力口には、逆止弁８を介して陰圧タ
ンクとしての第２圧力タンク３が接続してある。

【００４１】第１圧力タンク２および第２圧力タンク３
には、それぞれの内部圧力を検出する圧力検出手段とし
ての圧力センサ５，６が装着してある。各圧力タンク
２，３には、それぞれ第１電磁弁１１および第２電磁弁
１２の入力端に接続してある。これら電磁弁１１，１２
の開閉は、図示省略してある制御手段により制御され、
たとえば患者の心臓の拍動に対応して制御される。これ
ら電磁弁１１，１２の出力端は、二次圧力発生手段とし
ての圧力伝達隔壁装置４０の入力ポート４２（図５参
照）に接続してある。

【００４２】図５に示す圧力伝達隔壁装置４０の出力ポ
ート４４が図４に示す二次配管系１８に接続してある。
二次配管系１８は、バルーン２２の内部に連通してお
り、ヘリウムガスが封入された密閉系となっている。こ
の二次配管系１８は、ホースまたはチューブなどで構成
される。この二次配管系１８には、その内部圧力を検出
する圧力検出手段としての圧力センサ１５が装着してあ
る。この圧力センサ１５の出力は、制御手段へ入力する
ようになっている。

【００４３】また、この二次配管系１８には、二次配管
系１８内部に常時ガスの化学当量が一定に保たれるよう
に所定量のヘリウムガスを補充するための補充装置６０
が接続してある。補充装置６０は、一次ヘリウムガスタ
ンク６１を有する。ヘリウムガスタンク６１には、減圧
弁６２，６３を介して、二次ヘリウムガスタンク６４が
接続してある。二次ヘリウムガスタンク６４には、圧力
センサ６５が装着してあり、タンク６４内の圧力を検出
し、タンク６４内の圧力が一定に保たれるように制御さ
れる。たとえばタンク６４内の圧力は、１００mmＨｇ以
下程度に制御される。

【００４４】二次ヘリウムタンク６４には、絞り弁６７
を介して補充用電磁弁６６が接続してあると共に、その
補充用電磁弁６６と並列に初期充填用電磁弁６８が接続
してある。これら電磁弁６６，６８は、制御手段により
制御される。初期充填用電磁弁６８は、真空引き用ポン
プに連動して開き、負圧にされた二次配管系１８内に最
初にヘリウムガスを充填する際に用いられる。通常使用
状態では、この電磁弁６８は作動しない。

【００４５】本実施形態では、二次配管系１８内を負圧
にし、ヘリウムガス充填（置換）時に、圧力センサ１５
により系内の圧力をモニタリングし、バルーン２２の容
量により決定される圧力となるまでヘリウムガスを封入
する。たとえば４０ｃｃの容量のバルーンカテーテル２
０を用いる場合には、その二次配管系１８の充填時のガ
ス圧を＋１０±４ｍｍＨｇ（ゲージ圧）とし、３０ｃｃ
の容量のバルーンカテーテル２０を用いる場合には、そ
の二次配管系１８の充填時のガス圧を−３０±４ｍｍＨ
ｇ（ゲージ圧）とする。

【００４６】次に、本実施形態に係る医療機器用駆動装
置の動作例について説明する。本実施形態では、図４に
示すポンプ４ａを駆動することにより、第１圧力タンク
２内の圧力ＰＴ１が約３００mmＨｇ（ゲージ圧）に設定
され、ポンプ４ｂを駆動することにより、第２圧力タン
ク３内の圧力ＰＴ２が約−１５０mmＨｇ（ゲージ圧）に
設定される。そして、図４に示す圧力伝達隔壁装置４０
の入力端に加わる圧力を、電磁弁１１，１２を交互に駆
動することで、第１圧力タンク２および第２圧力タンク
３の圧力に切り換える。この切り替えのタイミングは、
患者の心臓の拍動に合わせて行われるように、制御手段
が制御する。

【００４７】圧力センサ５，６により検出される圧力変
動を図６（Ａ）に示す。また、電磁弁１１，１２による
圧力切り替え駆動の結果、図４に示す二次配管系１８内
の圧力変動を、圧力センサ１５で検出した結果を図６
（Ｂ）に示す。二次配管系１８内の圧力変動の最大値
が、たとえば２８９mmＨｇ（ケージ圧）であり、最小値
が−１１４mmＨｇ（ゲージ圧）である。二次配管系１８
内が、図６（Ｂ）に示す圧力変動を生じる結果、バルー
ン２２では、図６（Ｃ）に示すような容積変化が生じ、
心臓の鼓動に合わせたバルーン２２の膨張および収縮が
可能になり、心臓の補助治療を行うことができる。

【００４８】本実施形態では、図７（Ａ），（Ｂ）にお
けるバルーンの収縮状態から膨張状態に切り換える直前
タイミングで、図４に示す圧力センサ１５による検出圧
力を検出し、その検出圧力Ｐ３（図７（Ａ））が、所定
値となるように、図４に示す電磁弁６６を開き、二次配
管系１８にガスを補充する。電磁弁６６の開度制御は、
特に限定されないが、たとえば８ｍｓｅｃ×ｎ回のタイ
ミングで弁６６を開ける制御である。ｎ回は、たとえば
２〜１０回である。検出圧力Ｐ３の所定値は、本実施形
態では、バルーン２２の容積により異なる値であり、た
とえば４０ｃｃの容量の場合には、＋１０±４ｍｍＨｇ
（ゲージ圧）とし、３０ｃｃの容量の場合には、−３０
±４ｍｍＨｇ（ゲージ圧）とする。検出圧力Ｐ３が、こ
れらの値を下回ったときに、制御手段により、電磁弁６
６を駆動し、二次ヘリウムガスタンク６４から二次配管
系１８内にヘリウムガスを補充し、図７（Ａ）に示す検
出圧力Ｐ３が所定値となるように制御する。

【００４９】本実施形態では、バルーン２２が萎んだ状
態で、このバルーン２２に接続される閉鎖配管系１８に
一定容量（一定モル数：化学当量比）のガスを入れる。
その後、バルーン２２などからの透過により減少するガ
スの低減を、必ず、バルーン２２が萎んだ状態で監視す
る。

【００５０】このため本実施形態では、外力により変形
し得るバルーン２２部分のガス圧への影響を排除し、任
意の駆動配管系１８（チューブやホースを含む）とバル
ーンの容量に応じたガスの化学当量が一定に保たれるよ
うにすることが可能となる。このように制御すれば、図
７（Ａ），（Ｂ）に示す膨張から収縮に切り替える直前
タイミングでプラトー圧（バルーンが膨らんだ状態での
圧力）Ｐ４をも観測することにより、バルーン２２が曲
折されてるなどの不測の事態によりバルーン２２の容積
が変化したことを検出することができる。たとえば、プ
ラトー圧力Ｐ４が、通常よりも高くなった場合には、バ
ルーン２２が曲折されているなどの判断ができる。ま
た、プラトー圧力Ｐ４が、通常よりも小さくなった場合
には、ガスが透過以外の不測の事態で漏れていると判断
することができる。

【００５１】次に、本実施形態のバッテリー装置８０に
ついて、図１〜３を参照として詳細に説明する。本実施
形態に係るバッテリー装置８０は、図４に示す駆動装置
９のポンプ４ａ，４ｂや電磁弁１１，１２，６６，６８
などに電力を供給するためのものである。このバッテリ
ー装置８０は、図１に示すように、充電が可能な二次電
池を、当該二次電池の特性で許容できる限度以下に直列
に接続した複数の蓄電池列８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８
２ｄを有する。蓄電池列８２ａ〜８２ｄの個々の二次電
池としては、本実施形態では、ニッケル水素（ＮｉＭ
Ｈ）蓄電池が用いられる。ＮｉＭＨ蓄電池の場合には、
現在のところ、１０セルまでが直列に接続することがで
きる。

【００５２】ＮｉＭＨ蓄電池を１０セル直列に接続した
各蓄電池列８２ａ〜８２ｄは、それぞれ１２Ｖ×３Ａｈ
（３６Ｗｈ）の電力容量を有する。また、ＮｉＭＨ蓄電
池の規格は、現在のところ、セルの発熱を防止する観点
から、３Ｃ（最大９Ａで２０分間で放電）なので、各蓄
電池列では、最大１２Ｖ×９Ａ（１０８Ｗ）で２０分の
駆動が可能である。

【００５３】本実施形態では、図１に示すように、これ
らの蓄電池列８２ａ〜８２ｄを４列（４組）用いてお
り、それぞれの蓄電池列の正極端子を、スイッチ手段と
しての第１切り替えスイッチ８５の選択端子８４ａ〜８
４ｄに接続してある。また、それぞれの蓄電池列８２ａ
〜８２ｄの負極端子を、スイッチ手段としての第２切り
替えスイッチ８７の選択端子８８ａ〜８８ｄに接続して
ある。これらスイッチ８５，８７は、連動して動作し、
選択端子８４ａ〜８４ｄと端子８６との接続切り替えに
連動して、選択端子８８ａ〜８８ｄと端子９０との接続
切り替えが行われるようになっている。これらスイッチ
８５，８７の切り替えは、スイッチ制御手段８３により
行われる。

【００５４】端子８６は、第１充電切り替えスイッチ９
２の端子９５に接続してあり、端子９０は、第２充電切
り替えスイッチ９４の端子９７に接続してある。これら
充電切り替えスイッチ９２，９４は、連動して動作する
ことが好ましく、端子９５を駆動装置９に接続する端子
９６ａに接続した場合には、端子９７が駆動装置９に接
続する端子９８ａに接続するようになっている。また、
スイッチ９２，９４を切り替え制御して、端子９５を充
電用電源１００のための端子９６ｂに接続した場合に
は、端子９７が充電用電源１００のための端子９８ｂに
接続するようになっている。なお、充電用電源１００に
は、ダイオード９９が接続してあり、充電の際に電流が
正常方向にのみ流れるようになっている。

【００５５】次に、図１に示すバッテリー装置８０の作
用を図１〜３に基づき説明する。図４に示す駆動装置９
を駆動する場合には、充電切り替えスイッチ９２，９４
は、端子９５，９７と端子９６ａ，９８ａとをそれぞれ
接続している。制御をスタートすると、図２に示すステ
ップＳ１にて、ｎ＋１番目の列の蓄電池列を選択する。
蓄電池列８２ａ〜８２ｄを最初に使用する状態では、ｎ
＝０であり、図１に示すスイッチ制御手段８３は、端子
８４ａと端子８６とを接続すると共に、端子８８ａと端
子９０とを接続するように、スイッチ８５，８７を制御
する。

【００５６】したがって、図１，３に示すように、１番
目の蓄電池列８２ａが駆動装置９に接続され、この１番
目の蓄電池列８２ａで駆動装置９を駆動する。次に、図
２に示すステップＳ２では、蓄電池列８２ａの両端電圧
Ｖｕを監視し、その電圧Ｖｕが所定電圧α以下であるか
を判断する。蓄電池列８２ａがフル充電状態では、本実
施形態では、Ｖｕ＝１２Ｖであるので、たとえばα＝９
〜１１Ｖに設定する。すなわち、蓄電池列８２ａの電圧
Ｖｕがα＝９〜１１Ｖまで低下した場合には、充電が必
要な時期であるので、この場合には、図２に示すステッ
プＳ３に行き、次の列の蓄電池列８２ｂが駆動装置９に
接続されるように、スイッチ制御手段８３によりスイッ
チ８５，８７の接続状態を切り替える。なお、蓄電池列
の両端電圧の監視は、図１では図示省略してある電圧計
などで行われ、その出力信号がスイッチ制御手段へ入力
するようになっている。

【００５７】図２に示すステップＳ２，Ｓ３は、ステッ
プＳ４にて、駆動装置９のメインスイッチがオフ状態と
なるまで繰り返され、常に、十分な放電能力を持った蓄
電池列が駆動装置９に接続され、駆動装置９の駆動が良
好に行われる。そして、たとえば図３に示すように、蓄
電池列８２ｃが駆動装置に接続されている状態で、駆動
装置のメインスイッチがオフとなった場合には、図２に
示すステップＳ４からステップＳ５へ移り、図１に示す
スイッチ制御手段８３では、現在使用中の列の蓄電池列
の番号をｎとして記憶する。図３に示す場合には、蓄電
池列８２ｃが使用中だったので、ｎ＝３とする。

【００５８】駆動装置のメインスイッチがオフの場合に
は、自動的あるいは手動により、図１に示すスイッチ９
２，９４を制御し、端子９５，９７と端子９６ｂ，９８
ｂとをそれぞれ接続し、充電モードにする。充電モード
では、充電用電源１００が、スイッチ８５，８７を通し
て、充電が必要な蓄電池列８２ａ〜８２ｄの充電を行
う。なお、充電モードでは、充電用電源が、スイッチ８
５，８７を通すことなく、図示しない別の充電用スイッ
チを通して、蓄電池列８２ａ〜８２ｄに接続し、これら
を充電するようにしてもよい。充電の方法は、特に限定
されず、−ΔＶ制御、ΔＴ／ｄｔ制御、タイマー制御な
どの公知の方法が用いられる。

【００５９】全ての蓄電池列への充電が完了したこと
は、ランプの点滅などで使用者が判別できるようにして
おくことが好ましい。充電が完了し、駆動装置９を再度
使用する場合には、駆動装置のメインスイッチをオン状
態にする。その時、自動的にあるいは、手動で、図１に
示すスイッチ９２，９４を制御し、充電モードを解除
し、端子９５，９７と端子９６ａ，９８ａとをそれぞれ
接続状態にする。また、同時に、図２に示すステップＳ
６にて、駆動装置９のメインスイッチがオンとなったこ
とを検知し、ステップＳ１へ行く。ステップＳ１では、
ｎ＋１番目の蓄電池列を選択する。図３に示す例では、
前述したように、ｎ＝３であったので、４番目の蓄電池
列８２ｄが駆動装置９に接続されるように、図１に示す
スイッチ制御手段８３がスイッチ８５，８７を制御す
る。

【００６０】そして、前述と同様にして、ステップＳ２
にて、蓄電池列８２ｄの両端電圧を監視し、電圧が低下
したら、ステップＳ３にて、次の蓄電池列８２ａに切り
替える。その後の制御は、上述したように、図２に示す
ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返すことになる。その制御の
一例に係る蓄電池列の使用状態を図３に示す。

【００６１】図３に示すように、本実施形態では、駆動
装置９のメインスイッチがオンされる度に、オフされた
時に使用されていた蓄電池列の次の列の蓄電池列から順
次使用する。このため、蓄電池列８２ａ〜８２ｄの使用
回数が均一化され、各列の蓄電池列の均一な充放電が保
証される。その結果、一部の蓄電池列のみがサイクル回
数の寿命に達することがなく、一組の蓄電池列が寿命に
達するときに全ての組の蓄電池列を交換すれば良く、メ
ンテナンスが容易である。

【００６２】また、本実施形態に係るバッテリー装置８
０では、充電が可能な二次電池を、当該二次電池の特性
で許容できる限度以下に直列に接続した複数の蓄電池列
８２ａ〜８２ｄを基本単位として用いるため、セル（蓄
電池）間の特性ばらつきによる放電終期の逆充電による
セルの損傷を有効に防止することができる。しかも、こ
の基本単位の蓄電池列を切り替えて連続的に用いるた
め、ニッケル水素蓄電池などの小型且つ高信頼性の二次
電池を用いることが可能になり、しかも医療機器用駆動
装置として要求される消費電力に十分対応することがで
きる。

【００６３】さらに、本実施形態では、ニッケル水素蓄
電池などの容量対重量比に優れた二次電池を用いて十分
な駆動能力を実現することが可能になることから、医療
機器用駆動装置全体の小型・軽量化に多大に寄与する。
さらにまた、蓄電池列を切り替えて使用するので、何れ
かの列の蓄電池列に故障が発生したとしても、他の列の
蓄電池列を用いて医療機器用駆動装置を駆動することが
できるので、冗長性に優れている。

【００６４】さらにまた、本実施形態では、使用された
蓄電池列の列数（組数）または使用されていない蓄電池
列の列数を表示することで、ユーザに残存使用可能時間
の目安を与えることができる。第２実施形態本実施形態では、バッテリー装置の構成を図１０，１１
に示す構成とした以外は、前記実施形態と同様なので、
共通する部分の説明は省略し、その相違点のみに関して
のみ説明する。

【００６５】図１０に示すように、本実施形態のバッテ
リー装置８０Ａは、充電が可能な二次電池を、当該二次
電池の特性で許容できる限度以下に直列に接続した複数
の第１蓄電池列８２ａ〜８２ｄと、充電が可能な二次電
池を、当該二次電池の特性で許容できる限度以下に直列
に接続した複数の第２蓄電池列８２ａ’〜８２ｄ’とを
有する。蓄電池列８２ａ〜８２ｄおよび８２ａ’〜８２
ｄ’の個々の二次電池としては、本実施形態では、ニッ
ケル水素（ＮｉＭＨ）蓄電池が用いられる。ＮｉＭＨ蓄
電池の場合には、現在のところ、１０セルまでが直列に
接続することができる。

【００６６】本実施形態では、１０セルが直列に接続さ
れた４組の第１蓄電池列８２ａ〜８２ｄの負極端子と、
４組の第２蓄電池列８２ａ’〜８２ｄ’の正極端子と
を、共通の基準電位線８９で接続してある。本実施形態
では、この基準電位線８９は、アース接地してあるが、
その他の基準電位に接続しても良い。

【００６７】第１蓄電池列８２ａ〜８２ｄの正極端子
は、第１スイッチ手段としての第１切り替えスイッチ１
０２の選択端子１０４ａ〜１０４ｄにそれぞれ接続して
ある。第２蓄電池列８２ａ’〜８２ｄ’の負極端子は、
第２スイッチ手段としての第２切り替えスイッチ１０８
の選択端子１１０ａ〜１１０ｄに接続してある。これら
スイッチ１０２，１０８は、本実施形態では、連動させ
ない。ただし、連動させてもよい。

【００６８】これらスイッチ１０２，１０８における各
選択スイッチ１０４ａ〜１０４ｄ，１１０ａ〜１１０ｄ
は、それぞれ端子１０６，１１２に対して選択的に接続
されるようになっている。端子１０６および１１２は、
たとえば図４に示す駆動装置９の駆動用メインスイッチ
に接続される。

【００６９】図１０には、図示省略してあるが、駆動装
置に接続される第１蓄電池列８２ａ〜８２ｄの両端電圧
は、電圧計などの電圧監視手段により監視されるように
なっている。また、駆動装置に接続される第２蓄電池列
８２ａ’〜８２ｄ’の両端電圧も、電圧計などの電圧監
視手段により監視されるようになっている。第１切り替
えスイッチ１０２は、図示省略してある第１制御手段に
より制御される。第１制御手段は、前記電圧監視手段で
監視した第１蓄電池列の両端電圧（通常１２Ｖ）が所定
の電圧（たとえば９〜１１Ｖ）以下に低下した場合に、
第１切り替えスイッチ１０２を制御し、駆動装置９に接
続される第１蓄電池列を他の列の第１蓄電池列に自動的
に切り換える。たとえば図１１に示すように、一番目の
列の第１蓄電池列８２ａの両端電圧が所定以下に低下し
た場合には、次の列の第１蓄電池列８２ｂに接続を切り
替える。

【００７０】第２切り替えスイッチ１０８は、図示省略
してある第２制御手段により制御される。第２制御手段
は、前記電圧監視手段で監視した第２蓄電池列の両端電
圧（通常１２Ｖ）が所定の電圧（たとえば９〜１１Ｖ）
以下に低下した場合に、第２切り替えスイッチ１０８を
制御し、駆動装置９に接続される第２蓄電池列を他の列
の第２蓄電池列に自動的に切り換える。たとえば図１１
に示すように、一番目の列の第２蓄電池列８２ａ’の両
端電圧が所定以下に低下した場合には、第１蓄電池列の
切り替えタイミングとは独立して、次の列の第２蓄電池
列８２ｂ’に接続を切り替える。

【００７１】これら蓄電池列の切り替えのタイミング例
を図１１に示す。図１１に示すように、第１蓄電池列と
第２蓄電池列とは、相互に独立して切り替えられ、しか
も、これら蓄電池列の切り替えは、それぞれ図２に示す
フローチャートに基づく規則で、前記第１実施形態と同
様にして切り替え制御される。

【００７２】したがって、本実施形態では、駆動装置９
に接続される端子１０６，１１２間の電圧差は、１２Ｖ
−（−１２Ｖ）であり、常に約２４Ｖに保持され、前記
第１実施形態のバッテリー装置に比較して、約２倍の電
力容量（２４０Ｗｈ）の駆動装置を駆動することができ
る。

【００７３】また、本実施形態では、一つの第１蓄電池
列と、一つの第２蓄電池列とを１対として、この一対以
上の蓄電池列を、バッテリーパックとして、駆動装置の
外部から交換可能に保持しても良い。駆動装置の使用中
に、駆動装置に接続されていない使用済みの一対の蓄電
池列を新たな一対の蓄電池列と交換することで、駆動装
置の可能駆動時間を伸ばすことができる。

【００７４】本実施形態に係るバッテリー装置のその他
の作用は、前記第１実施形態のバッテリー装置と同様で
ある。なお、本実施形態では、第１蓄電池列と第２蓄電
池列とを基準電位線８９を介して接続したが、本発明で
は、第１蓄電池列と第２蓄電池列との間に、さらにその
他の蓄電池列を、基準電位線を介して接続しても良い。

【００７５】第３実施形態本実施形態では、バッテリー装置の構成を図１２に示す
構成とした以外は、前記実施形態と同様なので、共通す
る部分の説明は省略し、その相違点のみに関してのみ説
明する。

【００７６】図１２に示すように、本実施形態のバッテ
リー装置８０Ｂは、充電が可能な二次電池を、当該二次
電池の特性で許容できる限度以下に直列に接続した複数
の第１蓄電池列８２ａ〜を有する。蓄電池列８２ａ〜の
個々の二次電池としては、本実施形態では、ニッケル水
素（ＮｉＭＨ）蓄電池が用いられる。ＮｉＭＨ蓄電池の
場合には、現在のところ、１０セルまでが直列に接続す
ることができる。

【００７７】本実施形態では、１０セルが直列に接続さ
れた８組の蓄電池列８２ａ〜のそれぞれに関して、各蓄
電池列の正極端子が基準電位線８９に接続される場合
に、蓄電池列の負極端子を医療機器用駆動装置の負極入
力端子１４０に接続し、各蓄電池列の負極端子が基準電
位線８９に接続される場合に、蓄電池列８２ａ〜の正極
端子を駆動装置の正極入力端子１２０に接続する連動ス
イッチ手段としてのスイッチ１１６，１１８を有する。
また、各蓄電池列８０ａ〜には、それぞれ各蓄電池列と
連動スイッチ１１６とを接続状態および非接続状態に切
り替える個別スイッチ手段としての個別スイッチ１１４
が装着してある。

【００７８】本実施形態では、この基準電位線８９は、
アース接地してあるが、その他の基準電位に接続しても
良い。図１２には、図示省略してあるが、駆動装置に接
続される蓄電池列８２ａ〜の両端電圧は、電圧計などの
電圧監視手段により監視されるようになっている。ま
た、連動スイッチ１１６，１１８および個別スイッチ１
１４は、図示省略してある制御手段により制御される。

【００７９】制御手段は、前記電圧監視手段で監視した
蓄電池列８２ａ〜の両端電圧（通常１２Ｖ）が所定の電
圧（たとえば９〜１１Ｖ）以下に低下した場合に、個別
スイッチ１１４を制御し、駆動装置９に接続される蓄電
池列を他の列の未使用の蓄電池列に切り換える。同時
に、制御手段は、切り替えられた蓄電池列の連動スイッ
チ１１６，１１８を制御し、切り替え前の蓄電池列が接
続された駆動装置の入力端子の極性と同じ極性の蓄電池
列の端子が接続されるように制御する。

【００８０】たとえば第１番目の蓄電池列８２ａの正極
端子が正極入力端子１２０に接続し、負極端子が基準電
位線８９に接続され、第２番目の蓄電池列８２ｂの負極
端子が負極入力端子１４０に接続されるように、個別ス
イッチ１１４と連動スイッチ１１６，１１８が制御され
ているとする。

【００８１】この場合において、まず第１番目の蓄電池
列８２ａの両端電圧が所定の電圧以下に低下したとす
る。その場合には、図示省略してある制御手段が、個別
スイッチ１１４を制御し、蓄電池列８２ａと駆動装置９
の接続を解除すると同時に、第３番目の蓄電池列８２ｃ
（図示省略）と駆動装置９とを接続する。さらに同時
に、第３番目の蓄電池列の連動スイッチ１１６，１１８
を制御し、その蓄電池列の正極端子を正極入力端子１２
０に接続し、その負極端子を基準電位線８９へ接続す
る。

【００８２】その後、第２番目の蓄電池列８２ｂの両端
電圧が所定の電圧以下に低下したとする。その場合に
は、図示省略してある制御手段が、個別スイッチ１１４
を制御し、蓄電池列８２ｂと駆動装置９の接続を解除す
ると同時に、第４番目の蓄電池列８２ｄ（図示省略）と
駆動装置９とを接続する。さらに同時に、第４番目の蓄
電池列の連動スイッチ１１６，１１８を制御し、その蓄
電池列の負極端子を負極入力端子１４０に接続し、その
正極端子を基準電位線８９へ接続する。

【００８３】本実施形態では、各蓄電池列が駆動装置の
正極入力端子１２０または負極入力端子１４０に接続さ
れるかが予め定まってはいない。したがって、この実施
形態では、前記第２実施形態の場合に比較して、さらに
各蓄電池列の使用回数が均一化され、１組の蓄電池列の
故障の影響は、より少なくなる。

【００８４】本実施形態に係るバッテリー装置のその他
の作用は、前記第１実施形態または第２実施形態のバッ
テリー装置と同様である。第４実施形態医療機器用駆動装置の電源としては、上述した実施形態
の駆動装置内蔵型のバッテリー装置の他に、病院などに
用いられている外部供給交流電源、車や飛行機などの乗
り物に搭載してある外部供給直流電源、駆動装置外部か
ら差替え可能なバッテリーパックなどがある。

【００８５】本実施形態の駆動装置では、上述した実施
形態の駆動装置内蔵型のバッテリー装置の他に、外部供
給交流電源または外部直流電源から電力を供給するため
の端子が装着してある。また、本実施形態のバッテリー
装置は、一部の蓄電池列が、バッテリーパックとして外
部から交換可能になっている。

【００８６】本実施形態では、外部供給交流電源または
外部直流電源と駆動装置とが接続されている場合に、そ
れを監視する装置（たとえば端子電圧による監視、光学
式検出による監視、機械的スイッチによる監視）が装着
してある。そして、外部供給交流電源または外部直流電
源と駆動装置とが接続されている場合には、これら外部
電源に基づき、駆動装置が駆動され、自動的に、本実施
形態のバッテリー装置を充電する機構になっている。

【００８７】外部電源の容量によっては、全ての蓄電池
列に充電を同時に行えない場合があり、その場合に本実
施形態では、バッテリーパックとして交換可能な蓄電池
列以外の組の内蔵蓄電池列の充電を優先して行うように
なっている。また、駆動装置に外部電源が接続されてい
ない場合には、バッテリーパックとして交換可能な蓄電
池列から優先的に使用し、内蔵蓄電池列を次に使用する
ようにスイッチ手段が制御される。これは、バッテリー
パックを交換する際には、内蔵の蓄電池列で駆動装置を
駆動せざるを得ないからである。

【００８８】本実施形態のバッテリー装置では、どの蓄
電池列の組が充電中、充電済み、放電中なのかをユーザ
に表示するために、ＬＥＤなどの発光素子やその他の表
示手段あるいはブザーなどの警告手段が装着してある。
なお、本実施形態に係るバッテリー装置で用いるＮｉＭ
Ｈ蓄電池やＬｉＩＯＮ蓄電池は、浅い充放電を繰り返す
と、メモリー効果と呼ばれる容量の一次的低下現象が発
生する。これはセル当り、１．１Ｖまでの放電により容
易に回復する。前述した第１〜第３実施形態では、蓄電
池列を順次放電させて切り替える構成を採用しているの
で、浅い放電を繰り返す可能性は少なく有利であるが、
仮に、このような現象が生じた場合には、本実施形態の
ように、各蓄電池列を十分に放電させきってから再充電
するリフレッシュ機能付充電方法を採用することが好ま
しい。この充電方法は、コンピュータ制御により端子電
圧を監視しながら行い、公知の方法により容易に実現す
ることができる。

【００８９】また、ＮｉＭＨ蓄電池やＬｉＩＯＮ蓄電池
などは、自己放電率が高く、満充電に近い状態を維持す
るために、パルス放電などの方法が提案されている。こ
れらの方法も、必要に応じて本実施形態のバッテリー装
置に採用することができる。なお、本発明は、上述した
実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で
種々に改変することができる。

【００９０】たとえば、上述した実施形態では、図４に
示すように、圧力発生手段として、二つのポンプ４ａ，
４ｂを用いたが、本発明では、単一のポンプを用い、そ
の陽圧出力端に陽圧タンクとしての第１圧力タンク２を
接続し、また、ポンプの陰圧出力端に陰圧タンクとして
の第２圧力タンク３を接続しても良い。その場合には、
ポンプの台数を削減でき、装置の軽量化および省エネル
ギー化に寄与する。

【００９１】さらに本発明の駆動装置としては、一次配
管系１７および圧力伝達隔壁装置４０を用いることな
く、駆動配管系内に直接に所定容量のガスを往復させる
圧力発生手段を用いることもできる。その圧力手段とし
ては、たとえばベローズおよびベローズを軸方向に伸縮
駆動する駆動手段から成り、内部または外部を直接駆動
配管系内に連通させる。このベローズをモータなどで軸
方向に往復移動させることで、所定のタイミングで駆動
配管系内に直接ガスを往復させ、バルーンの膨張および
収縮を行う。この実施形態では、ベローズを駆動するた
めのモータに対しても、バッテリー装置から電力を供給
する。

【００９２】また、上述した実施形態では、被駆動機器
として、バルーンカテーテルを用いたが、本発明に係る
駆動装置は、陽圧および陰圧により駆動される医療機器
であれば、その他の医療機器の駆動用に用いることもで
きる。その他の医療機器としては、たとえば人工心臓を
例示することができる。

【００９３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、充電が可能な二次電池を、当該二次電池の特性で許
容できる限度以下に直列に接続した複数の蓄電池列を基
本単位として用いるため、セル（蓄電池）間の特性ばら
つきによる放電終期の逆充電によるセルの損傷を有効に
防止することができる。しかも、この基本単位の蓄電池
列を切り替えて連続的に用いるため、ニッケル水素蓄電
池、リチウムイオン蓄電池などの小型且つ高信頼性の二
次電池を用いることが可能になり、しかも医療機器用駆
動装置として要求される消費電力に十分対応することが
できる。

【００９４】さらに、本発明では、ニッケル水素蓄電
池、リチウムイオン蓄電池などの容量対重量比に優れた
二次電池を用いて十分な駆動能力を実現することが可能
になることから、医療機器用駆動装置全体の小型・軽量
化に多大に寄与する。さらにまた、蓄電池列を切り替え
て使用するので、何れかの列の蓄電池列に故障が発生し
たとしても、他の列の蓄電池列を用いて医療機器用駆動
装置を駆動することができるので、冗長性に優れてい
る。

【００９５】さらにまた、本発明では、使用された蓄電
池列の列数（組数）または使用されていない蓄電池列の
列数を表示することで、ユーザに残存使用可能時間の目
安を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施形態に係る医療機器用駆
動装置のバッテリー装置の概略構成図である。

【図２】図２はバッテリー装置の制御手段の作用を示す
フローチャート図である。

【図３】図３はバッテリー装置の使用例を示す概略図で
ある。

【図４】図４はバッテリー装置で駆動される駆動装置の
一例の概略構成図である。

【図５】図５は図４に示す圧力伝達隔壁装置の一例を示
す要部断面図である。

【図６】図６は（Ａ）は図４に示す各圧力タンクの内圧
変化を示すグラフ、同図（Ｂ）はバルーン側の圧力変化
を示すグラフ、同図（Ｃ）はバルーンの容積変化を示す
グラフである。

【図７】図７は圧力検出のタイミングを示すチャート図
である。

【図８】図８はバルーンカテーテルの一例を示す概略断
面図である。

【図９】図９はバルーンカテーテルの使用例を示す概略
図である。

【図１０】図１０は本発明の他の実施形態に係るバッテ
リー装置の概略構成図である。

【図１１】図１１はバッテリー装置の使用例を示す概略
図である。

【図１２】図１２は本発明のさらに他の実施形態に係る
バッテリー装置の概略構成図である。

【符号の説明】

９… 駆動装置２０… バルーンカテーテル２２… バルーン４０… 圧力伝達隔壁８０，８０Ａ，８０Ｂ… バッテリー装置８２ａ〜８２ｄ，８２ａ’〜８２ｄ’… 蓄電池列８３… スイッチ制御手段８５，８７… 切り替えスイッチ８９… 基準電位線９２，９４… 充電切り替えスイッチ１００… 充電用電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０６Ａ６１Ｆ 2/22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充電が可能な二次電池を、当該二次電池
の特性で許容できる限度以下に直列に接続した複数の蓄
電池列と、これら蓄電池列のうちのいずれかの列の蓄電池列と医療
機器用駆動装置とを切り替え自在に接続するスイッチ手
段と、前記医療機器用駆動装置と接続されている蓄電池列の電
圧を監視する監視手段と、前記監視手段で監視した蓄電池列の電圧が所定の電圧以
下に低下した場合に、前記スイッチ手段を制御し、医療
機器用駆動装置に接続される蓄電池列を他の列の蓄電池
列に切り換える制御手段とを有する医療機器用駆動装置
のバッテリー装置。