JPS58127659A - 心臓の細動除去器用の電力源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、短時間強烈な電気的エネルギーのバースト供
給が必要とされる、心臓の細動除去器、その他の装置に
用いて好適な電力源に関する。

従来の細動除去器は高価でかつ極めて重量がある。

コストと重量の増大は、主として現在用いられているエ
ネルギー供給設備に起因している。

従来の細動除去器においては、第１次もしくは第２次バ
ッテリー、または幹線作動の整流器から供される電気的
エネルギーは、巨大容量のコンデンサーを荷電させるの
に用いられる。細動除去器が作動すると、蓄積された電
荷はリレースイッチを介して患者に放出される。しかし
て、エネルギー供給装備、特に上記コンデンサーとリレ
ーは、相対的に大きくなり、コスト及び１廿が増大する
。

幹線操作の細動除去器は、限られた領域内しか可搬性を
有しないという欠点がある。また、バッテリー操作の細
動除去器では、該除去器が非作動状態でもバッテリー容
量が減少するだめ、バッテリー充電器もしくは高価な１
次バッテリーの頻繁な交換が必要となる。

よって、従来の細動除去器は、可搬型のものであっても
限られた利用可能性しかなく、特に普遍的に使用される
には高価すぎるという欠点がある。

本発明によれば、短時間の、激烈な電気的パルスを送給
する電気的動力源は、爆発装置と、該装置に対向する電
気−機械式変換器とからなり、上記装置における爆発に
よシ応力が加わると、電気的出力を発生する。

電気−機械式変換器は圧電変換器が好ましく、なかでも
、チタン酸ジルコン酸バリウムなどのセラミック材料が
特に望ましいものである。該物質は、一般的に高いキャ
パシタンスを有し、応力を加えられると高電圧を発生す
る。

細動除去器の場合には、圧電変換器や他の電気−機械式
変換器は実質的にチョークコイルに直結可能であり、該
コイルを介して電気的エネルギーが患者に適用される。

従来の細動除去器に使用された大容量のコンデンサーと
リレーは、従来の電気的動力源も含めて不要となり、細
動除去器のコスト、重量。

ザイズの著ｌ〜い低減、縮少が可能となる。

上記従来装置に代わって、細動除去器にに１電極付圧電
体、該圧電体に近接配置された小規模の爆発室及び該爆
発室において爆薬を起爆するためのトリガー機構が装備
される。

上記爆発室や圧電変換器の取付は、爆発による圧力に耐
えうるように充分強固になされる必要があるが、最近の
圧電素子を使用すれば、細動除去器に適した電気的出力
は、比較的小型の爆薬を使用しても得ることが可能であ
る。

爆薬はリベット打ちもしくは釘打ち機、又はスタートガ
ンなどに使用される、雷管式まだは中空カートリッジ式
のものが便利で実用的である。

細動除去器は通常４００ジー−ル程度の電気放電を必要
とするが、これはチタン酸バリウムやジルコニウム酸鉛
などを用いたセラミック圧電変換器により得ることがで
きる。

本発明に係る細動除去器は、バッテリーを主電源として
用いた従来の細動除去器に要するコストのほんの一部で
もって大量生産可能である。

５− 上記細動除去器は、持ち運びに便利であシ、めったにし
か使わない状況での待機装置としても使用できる。

バッテリーの充電状態に常に気を配ったシ、信頼性を確
保するために短期間で高価なバッテリーを取シ替える必
要がないので、上記の如き使用態様においてバッテリー
操作の細動除去器に比較してより簡素で、信頼性に富み
、安価である。

上記した爆発用雷管等は、経時的に劣化はするが、非常
に安価で、交換容易であり、たいていの交換式バッテリ
ーよりも有効使用可能な状態を長く持続することが期待
できる。２次バッテリーは長期間の信頼性があるが、絶
えず再充電が必要であシ、繰り返し使用するには限られ
たキャパシティしかない。しかるに、本細動除去器は、
爆薬雷管の挿入により何回でも、また可及的迅速に使用
可能である。

圧電変換器は、スプリングやタービンなどの機械的発振
器と組み合わせて、最大応力を低減−６＝ させ、エネルギーバースト出力を延長さぜるようにする
のが望ｉｔ−い。変換器をスプリング上に装置してもよ
い（７、あるいはスプリング上介して変換器に爆発によ
る圧力を加えるようにしてもよい。１だ、爆風によりタ
ービンを駆動し、該タービンが回転する毎に上記変換器
に衝撃を加えるようにする方法もある。かかる場合には
、変換器から得られる電気的出力を常に全波整流すると
とが必要である。

第１図に示す細動除去器は、本発明の一実施例に係る電
力源（発電機）１を備えている。以下本実施例につき詳
述する。

本実施例においては、発電機はセラミック圧電材料片を
備え、該圧電材料片は爆発室の内部にその一部が露出し
て配設されている。上記爆発室は、爆薬雷管を装着しう
る形状をなし、任意の適宜トリガー機構と協働して上記
露管を起爆させて室内にエネルギーを放出させ、−上記
圧電材料を加圧するようになっている。

上記加圧により、周知の如く圧電材料は分極して電圧を
生起し、該電圧が放電回路へ導かれる。

該放電回路は、整流器３、チョークコイル４及びコンデ
ンサー５からなｐ１公知の電極６に接続されて患者７の
体に適用される。また、抵抗９が電極６と並列に接続さ
れている。

患者７に適用される細動除去パルスのパルス長を制御す
るためにリレー８が配設されており、所定のパルス持続
期間の後に放電を患者７から抵抗９に迂回させるように
なっている。

操作にあたっては、使用者は単に電極を患者に装着し、
爆薬雷管を挿入し、トリガーを作動させるだけでよいの
で、構造及び操作ともに極めて簡潔である。

細動除去器に上記雷管の弾倉及び繰シ上げ機構を装備し
て連続使用に便ならしめることもできる。利用可能な放
電回数は、雷管の利用可能回数でのみ制限されるもので
ある。

爆発室、トリガー、弾倉、繰シ上げ装置等のデザインは
周知のものであるので、これらの詳細についてはここで
は省略する。

防音装置を設けて爆発時の騒音を消去するようにしても
よい。また、必要とされる電力によっては、発電機に複
数の圧電素子を設けたり、同時に複数の雷管を起爆する
ようにしてもよい。

細動除去器のレイアウトは、従来の可搬性細動除去器の
如く設計し、例えばメインケースを設けて発電機、主要
電気回路、トリガー及び一方の電極を装備し、これとと
もに他方の電極を分離させて設け、上記ケース内の回路
と電気的には接続されるようにすることができる。

かかる細動除去器では、操作は非常に簡単である。即ち
、ケースを一方の手に持ち、分離ｌ〜だ電極を他方の手
に持ってケースを該ケース内の電極とともに装着し、分
離電極を患者にセットしてケース上のトリガーを引けば
よい。

あるいは、両方の電極をケースに装備するようにしても
よい。さらに、発電機と回路を内蔵したパワーユニット
と、一対の分離されて該ユニットに接続された電極とい
う組み合せにすることも可能である。

単一のもしくは複数の圧電変換器に該変換器を周期的に
加圧するような中間的機械要素を介してエネルギーを供
与するような方法も望ましい。そうすれば、出力は単一
パルスではなく連続パルスもしくは交番電圧にすること
ができる。

第２図及び第３図はかかる機構を概念的に示したもので
ある３、金属製のハウジングによシ爆発室２が画成され
、該爆発室２の収束端に爆薬雷管もｌ〜くは他の熱感応
型弾薬１０が挿着されており、該弾薬１０には図示しな
い適宜起爆機構が装備されている。

爆発室２には回動自在なタービン回転子１１が配設され
、爆薬の起爆により発生するガスが回転子１１を通過す
ることにより急速に回転させるようになっている。

回転子１１の外周には波形の端縁部１２が形成されてお
り、該端縁部１２は、相互に直列状に複数個接続され回
転子１１に対して軸まわりに放射状に配設された圧電素
子結晶体の箱１４の端部に設けた衝撃受感片１３と噛合
している。

操作に際しては、回転子１１が回転すると上記圧電素子
箱１４に周期的な衝撃応力を力え、圧電素子が電気的連
続パルスを発生し、該パルスは全波整流されて細動除去
器内蔵の回路に充電される。

上記実施例では、圧電変換器に加わる最大応力を低減し
、エネルギーバースト出力を延長しうるという利点があ
る。

第４図は他の実施例を示し、本実施例では、爆発室２は
直線筒形であり、弾薬１０が爆発室２内に配設された中
空状プランジャ１５を駆動するようになっている。該プ
ランジャ１５け波形の表面を備え、放射状に配設された
圧電素子結晶体の箱１４に固着された円錐形衝撃受感部
１３に衝撃を与える。上記箱１４は直列形に接続されて
いる。

プランジャ１５の収納された爆発室の他端には、緩衝体
及び／又はプランジャ戻し部材１６が設けられ、プラン
ジャ１５を最初の位置へ戻す役割を果たす。

上記圧電変換器のかわりに、弾薬１０の膨張ガスでもっ
て電磁発電機を駆動するように構成し７てもよい。例え
ば、上記ガスで小型タービンを駆動して磁石を移動させ
、該磁石が発電機のコイル内を通過することによりバー
スト電流を得るようにする方法がある。

第５図及び第６図は第４図に示された圧電型発電機に類
似した電磁発電機を示している。

上記プランジャ１５にかえて永久磁石又は磁石片１７が
、また圧電素子パックにかえて半径方向に電機子１８が
各々配設きれている。各電機子１８は連続して及び／又
は並列にコイルが巻かれ接続されている。

あるいはまた、第２図及び第３図に示す発電機に市、磁
的に近似させて、電磁石が弾薬により駆動されて、１個
以上の巻線内を回転して電気的出力を発生させる手段も
ある。

第７図及び第８図に示す実施例では、環状の爆発室２内
に回転可能に永久磁石部材１９が配設され、該磁石部材
１９は回転子に接触して、弾薬１０により室２内を回転
駆動させられるようになっている。

爆発室に近接して半径方向に１個以−にの電機子２０が
配設されており、各電機子２０は連続して及び／又は並
列にコイルが巻かれて接続されている。磁極片を通過す
る際に永久磁石部材１９は電機子の巻線内で電流を発生
させるようになっている。回転子内には１個以上の永久
磁石を配備するようにしてもよい。爆発室は環状に成形
するか、もしくは渦巻状に成形し、後者の場合は緩衝材
兼永久磁石の戻し用部材を装備させる。

磁極は第７図の如く半径方向に設けるか、もしくは第８
図の如く円周方向に配設する。

なお、上記した爆発装置及び弾薬には、ロケットの推進
薬、銃砲の発射火薬や他の、蓄積された化学的エネルギ
ーを熱的もしくは機械的エネルギーに迅速に変換しうる
すべての形式の装置を包含するものである。

１３−

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る細動除去器の回路図、第２図及び
第３図は本発明に係る動力源の一実施例を示す概略側面
図及び端部口、第４図は動力源の第２実施例を示す概略
縦断面図、第５図乃至第８図は動力源の他の各実施例を
示す概念図である。 ■・・・・・・動力源、　　　　２・・・・・・爆発室
、３・・・・・・整流器、　　　　４・・・・・・チョ
ークコイル、６・・・・・・電極、　　　　　８・・・
・・・リレー、１０・・・・・・弾薬、　　　　　１１
・・−・・・タービン回転子、１３・・・・・・衝撃感
受片、　１４・・・・・・圧電素子結晶箱、１５・・・
・・・プランジャ、１７・・・・・・磁石、１８・・・
・・・電機子、　　　１９・・・・・・永久磁石部材。 １４−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）爆発装置と該爆発装置に対向配置された電気−機
   械式変換器とからなり、上記装置により放出される爆発
   エネルギーから電気的出力を発生させるようにした、短
   時間の強烈な電気的パルスを供給するだめの電力源。
2. （２）上記変換器は、圧電変換器からなる特許請求の範
   囲第１項記載の電力源。
3. （３）上記圧電変換器は、機械的発振器と組み合わされ
   ている特許請求の範囲第２項記載の電力源。
4. （４）上記電気−機械式変換器は、爆発ガスにより駆動
   きれるように装置された可動体と、該１− 可動体により衝撃を与えられる圧電変換器とからなる特
   許請求の範囲第１項記載の電力源。
5. （５）上記変換器は、電磁発電機であり、該発電機は」
   １記爆発装置により駆動される可動磁石要素と、該可動
   要素と協働１７て電流を発生させる少くとも１個の巻線
   を有する特許請求の範囲第１項記載の電力源。
6. （６）患者の体に適用きれる電極と、チョークコイルと
   、上記各項のいずれかに記載の電力源とからなり、チョ
   ークコイルを介して電気エネルギー出力を電極に供給す
   るように接続された心臓の細動除去器。