JPS60106464A - 医療機器駆動装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、周期的な圧力変動を与えた流体を用いて人工
心臓等医療機器を駆動する駆動装置に関する。

［従来技術］ 人工心臓は、生体の心臓の脈動によく似た脈動流を血液
に与えるように駆動することが安全性の面で重要である
。人工心臓はダイアフラム型、サック型、ピストン型等
種々のものが知られているが、これらは一般に空気等の
流体から所定の圧力を受けて駆動される。生体の状態に
応じた最良の条件で人工心臓を駆動するためには、その
条件に応じた正確°な圧力を所定のタイミングで出力す
る駆動装置が必要である。すなわち、心拍数、陽圧（正
圧）、防圧（負圧）、陽圧および防圧を人工心臓に印加
する継続時間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）又はデユーティ比等
を全て正確に、しかもすばやく所定値にセットしうる駆
動装置がよい。従来の人工心臓駆動装置では、正確な圧
力を得るための手段として機械式減圧弁等が陽圧系と防
圧系にそれぞれ用いられている。しかし、人工心臓駆動
装置においては陽圧系の出力端と防圧系の出力端が互い
に接続されており、防圧は陽圧系の負荷となり陽圧は防
圧系の負荷となるので、たとえば防圧を調整するとそれ
に応じて陽圧系の負荷が変化して陽圧も変化し、陽圧を
調整すると防圧系の負荷が変化して防圧も変化するとい
う不都合がある。このため従来、圧力の調整を行なう場
合には、一方の圧力調整をする場合であっても２つの圧
力表示を確認しながら２つの減圧調整弁を同時に操作し
て、一方の圧力を更新しながら他方の圧力が所定値を維
持するよ３− う番；注意深く行なわなければならず、圧力調整に熟練
を要し時間もかかるという戴点があった。

そこで、本出願人は陽圧系と防圧系にそれぞれ圧力調整
用の電磁弁を設けて、高精度の圧力調整を実現するとと
もに各種パラメータの設定を簡単にした人工心臓駆動装
置（特願昭５７−５２１４１号）を提案した。

ところで、この種の駆動装置は十分高い信頼性を備えて
おり、故障が発生する確率は非常に小さい。しかし絶対
的ではない。特にこの種の駆動装置は、−担駆動を開始
すると、長期間停止させることなく駆動を続けなければ
ならず、途中で点検等を行なって故障を予防することは
できない。しかしながら、万一駆動装置が故障すると、
患者の生命は非常に危険になる。駆動装置が停止状態に
なれば、別の駆動装置を用意してその出力を故障した装
置のかわりに人工心臓に付は換えることになるが、この
種の医療機器を必要とする患者は極めて体力が低下して
いるので、異常の発生から極めて短い時間内で処置を完
了しないと患者を救う４− ことができない。しかし、駆動装置の起動や人工心臓駆
動用チューブの接続等を誤まると人工心臓を正常な駆動
状態に戻すことはできないので、この種の処置は時間を
かけて細心の注意を払いながら行なわざるを得ない。

［目的］ 本発明は、万一駆動系に故障が生じた場合でも、短時間
で駆動状態を元の状態に戻して患者の生命を維持しうる
医療機器駆動装置を提供することを目的とする。

一般に、故障等の対策としては、予備のシステムを予め
用意しておき、異常が発生したら接続を切換えて予備シ
ステムで駆動を行なう構成にする。

しかし、人工心臓駆動装置の場合には、流路の切換えに
１つの問題がある。つまり、一般に流路の開閉を電気的
に行なうには電磁弁を用いるが、電磁弁を特定の状態（
通常はソレノイド付勢状態）に長期間放置するような使
用方法は、電磁弁の構造上好ましくなく、そのようにす
ると電磁弁自体に故障の恐れがある。そこで、本発明に
おいては、電気モータ等の駆動手段に第１の歯車を結合
し、少なくとも２つの弁手段を第１の歯車で同時に機械
的に駆動する構成にした流路切換装置と、複数の流体駆
動装置を用意し、駆動状態を監視して、異常があれば流
路を変更して流体駆動装置を切換える。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に、人工心臓駆動装置（バルーンポンプも駆動で
きる）１の外観を示す。第１図を参照すると、１ａが操
作部、１ｂが表示部、ＩＣが接続部である。装置に向か
って右側の接続部ＩＣには、チューブ２ａ、２ｂおよび
リモコン用光フアイバケーブルＦＢＯが接続されており
、光ファイバＦＢＯの先端にリモート操作ボードＲＥＭ
が接続されている。

チューブ２ａおよび２ｂには、それぞれ人工心臓６０Ｌ
および６０Ｒ（第４図参照）が接続されている。装置に
向かって右側の接続部には、２つの光フアイバケーブル
ＦＢＩおよびＦＢ２が接続されている。後述するように
、光フアイバケーブルＦＢ°ｌにはビデオカメラＣＡＭ
が接続されており、ＦＢ２には照明灯ＬＭＰが接続され
ている。ビデオカメラＣＡＭおよびＬＭＰは、人工心臓
６０Ｌ。

６０Ｒの実際の作動状態を監視するために備わっている
。ビデオカメラＣＡＭの出力を表示するモニタテレビＴ
Ｖが表示部１ｂに備わっている。３はキャスターである
。

第２ａ図および第２ｂ図に、リモート操作ボードＲＥＶ
の機械的な構成を示す。第２ａ図および第２ｂ図を参照
して説明する。操作ボードのケースＲＥａは、合成樹脂
で形成されている。スイッチを操作できるように、パネ
ルの上面のスイッチの部分には四角形の穴がおいており
、その部分は薄い樹脂シートＲＥｂで覆っである。プリ
ント基板ＰＷＢ　１およびＰＷＢ２は互いに接続して一
体にしである。プリント基板ＰＷＢ　１およびＰＷＢ２
上には、１７個のスイッチＳＷＩ、ＢＯ〜Ｂ１５、バッ
テリー、スピーカＳＰ、光／電気変換器。

電気／光変換器等が配置しである。

７− 第３ａ図および第３ｂ図に、人工心臓６０Ｌとその作動
状態を監視する装置の一部を示す。第３ａ図および第３
ｂ図を参照して説明する。人工心臓６０Ｌは、監視用ケ
ース１００に６０ａ、６０ｂの部分でねじ止めされてい
る。この例では、人工心臓６０Ｌの厚み方向と直交する
位置に、人工心臓６０Ｌの可動部分と対向するように、
監視用の光ファイバーＦＢＩおよび照明用の光ファイバ
ーＦＢ　２が互いに直交するように配置しである。

また、光ファイバーＦＢＩおよびＦＢ２の先端に対向す
る位置に反射鏡ＭＲＩを配置しである。光ファイバーＦ
ＢＩは、一般の医療機器で良く知られているように先端
が傾動可動になっており、これは遠隔制御できる。

第４図に、第１図に示す装置のシステム構成を示す。第
４図を参照すると、６０Ｌおよび６０Ｒが人工心臓であ
り、６０Ｂは大動脈内バルーンポンプである。流体駆動
ユニットＦＤＵには３つの流体駆動出力端が備わってい
るが、実際には人工心臓６０Ｌおよび６０Ｒとバルーン
ポンプ６０Ｂを同時に８− 使用する状況は考えられないので、そのうちの２つのみ
が同時に作動しうる構成になっている。流体駆動ユニッ
トＦＤＵを制御する電子制御ユニットＥＣＵには、リモ
ート操作ボードＲＥＭ、照明灯ＬＭＰおよびビデオカメ
ラＣＡＭが接続されている。ビデオカメラの信号出力端
はモニタテレビＴＶに接続されている。リモート操作ボ
ードＲＥＭと電子制御ユニットＥＣＵは、前述のように
光フアイバケーブルＦＢＯで接続されている。なお、後
述するように、流体駆動ユニットＦＤＵの大部分は２組
（メインシステムと予備システム）備わっており、電子
制御ユニットＥＣＵのそれらを制御する部分は、それぞ
れ独立している。

第５ａ図および第５ｂ図に、第４図の流体駆動ユニット
ＦＤＵの構成を示す。まず概略を説明すると、このユニ
ットＦＤＵは、コンプレッサ７１゜真空ポンプ７２．空
気圧制御機構ＡＤＵＬ、ＡＤＵＲ，ガス駆動機構ＧＤＵ
Ｌ、ＧＤＵＲＡ、ＧＤＵＲＢ、ヘリウムガスタンクＨＴ
Ａおよび減圧弁６１が備わっている。コンプレッサ７１
．真空ボンプ７２空気圧制御機構ＡＤＵＬおよびＡＤＵ
Ｒは、メインシステムＭＳＹと予備システムＳＳＹの両
者に備わっており、ＭＳＹとＳＳＹのいずれか一方が、
切換弁装置ＶＡＬＩおよびＶ　Ａ　Ｌ　２を介してガス
駆動機構ＧＤＵＬ、ＧＤＵＲＡ　（又はＧＤＵＲＢ）に
接続される。

ガス駆動機構ＧＤＵＬの入力端は空気圧制御機構Ａ、　
Ｄ　Ｕ　Ｌの出力端に接続されており、ガス駆動機構Ｇ
ＤＵＲＡおよびＧＤＵＲＢの入力端は空気圧制御機構Ａ
ＤＵＲの出力端に共通に接続されている。ガス駆動機構
ＧＤＵＬ、ＧＤＵＲＡおよびＧＤ　Ｕ　Ｒ，Ｂの出力端
は、それぞれ人工心臓６０Ｌ。

６０Ｒおよびバルーンポンプ６０Ｂに接続されている。

空気圧制御機構Ａ　Ｄ　Ｕ　Ｌを説明する。この機構に
は、６つの電磁弁５１，５２，５３，５４．５５および
５６が備わっている。電磁弁５１．５２および５３が正
圧生成用に使用され、電磁弁５４゜５５および５６が負
圧生成用に使用される。電磁弁５１および５２はアキュ
ームレータＡｃｔの内部に備わっており、電磁弁５４お
よび５５はアキュームレータＡＣ２の内部に備わってい
る。電磁弁５１および５３の入力端がコンプレッサ７１
の出力端に接続されており、電磁弁５４および５６の入
力端（流体の流れ方向に関しては下流側）が真空ポンプ
７２の負圧出力端に接続されており、電磁弁５２，５３
．５５および５６の出力端が空気圧制御機構Ａ　Ｄ　Ｕ
　Ｌの出力端に接続されている。

ＰＳｌおよびＰＳ２は、それぞれアキュームレータＡＣ
ＩおよびＡＣ２内部の圧力を検出するための圧力センサ
である。空気圧制御機構ＡＤＵＲの構成はＡＤＵＬと同
一である。

次に、ガス駆動機構Ｇ　Ｄ　Ｕ　Ｌを説明する。この機
構には、電磁弁５７．５８，５９．流体アイソレータＡ
ＧＡ等が備わっている。流体アイソレータＡＧＡの１次
側（空気側）には機械式弁ＶＡＩを介して前記空気圧制
御機構ＡＤＵＬの出力端が接続されている。電磁弁５７
は入力端が流体アイソレータＡＧＡの１次側に接続され
、出力端が大気に開放されている。電磁弁５９は入力端
が減圧弁１１− ６１の出力端に接続され、出力端が流体アイソレータＡ
ＧＡの２次側に接続されている。電磁弁５８は入力端が
流体アイソレータＡＧＡの２次側に接続され、出力端が
前記アキュームレータＡＣ２の内部に接続されている。

流体アイソレータＡＧＡの１次側および２次側には、そ
れぞれ圧力センサＰＳ３およびＰＳ４が備わっている。

ガス駆動機構ＧＤＵＲＡおよびＧＤＵＲＢの構成は、Ｇ
ＤＵＬと同様である。

切換弁装置ＶＡＬＩ、ＶＡＬ２の構成を、第５Ｃ図、第
５ｄ図および第５ｅ図に示す。第５ａ図。

第５ｂ図および第５ｅ図を参照して説明する。ハウジン
グは、２枚の基板２０６および２０７を４つの棒２０８
ａ、２０８ｂ、２０８ｅおよび２０８ｄで結合して構成
しである。中央部に、流路切換駆動をするための電気モ
ータ（直流モータ）Ｍ２が備わっており、とのモータＭ
２の駆動軸に結合された歯車２０１が、基板２０６の上
に配置されている。

歯車２０１は、金属すなわち導電性の物質でなる１２− 領域２０１ｂと、弧状にかつ２つの部分ｌ；分けて形成
し゛た非導電性の領域２０１ａでなっている。

つまり、歯車２０１の歯は、その位置によって導電性の
部分と非導電性の部分がある。この歯車２０１は、次の
ようにして作ることができる。すなわち、まず所定の金
属を円板状に形成し、その一部（非導電性にする領域）
を削除し、これを型にはめてからナイロン樹脂等を流し
込み、固まった後でその円板状物を歯車の形に成形する
。

歯車２０１の周囲に４つの歯車２０２，２０３゜２０４
および２０５が配置されており、これらは常時歯車２０
１と噛み合っている。歯車２０２゜２０３．２０４およ
び２０５は全て金属で構成しである。歯車２０２および
２０３は、少し特殊な構成にしである。歯車２０２につ
いて説明すると、少し薄い同一径の２つの歯車２０２ａ
および２０２ｂを、軸方向に少しすき間をあけて重ね合
わせ。

両者の間に引張りコイルスプリング５ＰＡＩおよび５Ｐ
Ａ２を係合し、両者が互いに逆方向に回転する力を受け
る状態にして、歯車２０１に噛み合わせである。したが
って、歯車２０２ａおよび２０２ｂの歯は、それぞれ歯
車２０１の隣り合う異なる歯車の部分に押し付けられる
ように力を受けるので、歯車２０１と歯車２０２との間
にすき間がおいていても、歯車２０１と歯車２０２は電
気的に確実に接続される。歯車２０３は歯車２０２と同
一構成である。

歯車２０２，２０３，２０４および２０５の中心部に、
それぞれボール弁タイプの弁装置２１３゜２１４．２１
．１および２１２の操作軸（２１３ｃ。

２１．４ｃ、２１］ｃおよび２１２ｃ）を結合しである
。弁装置２１．］、２１．２，２１３および２１４は、
９０度の操作軸回動によりそれぞれの流路を開／閉制御
する。また、弁装置２１３と２１４ならびに２１１と２
１２は、それぞれ互いに操作軸の回動角度が９０度異な
る状態で組み立てである。したがって、弁装置２１３の
流路が開いている時は弁装置２１４の流路は閉じ、弁装
置２１４の流路が開くと弁装置２１３の流路が閉じる。

弁装置２１１と弁装置２１２も同様である。

弁装置２１３の出カポ−１−（入力ポートにもなる二以
下同゛様）と弁装置２１４の出力ポートは、Ｔ字型の流
路を備える管装置２２０を介して互いに結合され、弁装
置２１１の出力ポートと弁装置２１２の出力ポートも同
様にＴ字型の流路を備える管装置２１９髪介して互いに
結合されている。２Ｊ５．２１６，２］７および２１８
は、それぞれ弁装置２１１，２１２，２１．３および２
１４を支持する台である。電気モータＭ２は、支持台２
２１に固定しである。

この例では、歯車２０１，２０２および２０３とそれぞ
れ電気的に導通状態にある電気モータＭ２゜弁装置２１
３および２１４から電線を引き出して、これを位置セン
サ出力端子にしている。この端子に得られる電気信号は
、弁装置２１＋、、２１２゜２１３および２１４の開閉
状態に対応する。第５Ｃ図に示す状態においては、歯車
２０１と２０３が導通状態であり、歯車２０１と２０２
は非導通状態である。流路を切換えれば、逆に歯車２０
１と２０２が導通し、歯車２０１と２０３は非導通１５
− になる。′ したがって、この切換弁装置ＶＡＬ１．．ＶＡＬ２では
、歯車２０１の角度に応じて、第１の入力ポート２１１
ａと第２の入力ポート２１２ａのいずれか一方の流路が
第１の出力ポート２１９ａに連通し、第３の入力ポート
２１３ａと第４の入力ポート２１４ａのいずれか一方の
流路が第２の出力ポート２２０ａに連通する。

第６図に、ガス駆動機構ＱＤＵＲＢに備わった流体アイ
ソレータＡＧＡの構成を示す。第６図を参照して説明す
る。簡単にいうと、ＡＧＡはハウジング８１および８２
に挟んだダイアフラム８３で１次側ボート８１ａに連通
する空間と２次側ボート８２ａに連通ずる空間をしきる
ものであり、ダイアフラム８３は図の左右方向に偏移可
能になっている。

ダイアフラム８３の中央部には、プレート８４および８
５がそれを挟むように装着されている。８６がプレート
８５と８６を固着するためのボルトである。ハウジング
８１の中央部には、プレート１６− ８５の偏移量を調整するための規制部材６３が装着され
ている。規制部材６３にはねじ６３ａおよび６３ｂが形
成してあり、ねじ６３ｂの部分でハウジング８１に係合
している。

規制部材６３を回動すると、係合位置が変化して規制部
材６３が左右に移動する。左側に移動すればプレート８
４．８５の移動範囲が大きくなるし、右側に移動すれば
プレート８４．８５の移動範囲が小さくなる。Ｍｌは直
流モータである。直流モータＭ１の駆動軸にはウオーム
ギア６２を結合してあり、ウオームギア６２は、ねじ６
３ａに噛み合っている。したがって、モータＭ１を駆動
することにより、プレート８４．８５の移動範囲が変化
する。モータＭ１は、ベースプレート９０を介してハウ
ジング８１のフランジ部分８１ｂに固着しである。８９
は０リング、８７および８８はハウジング８１と８２を
固定するためのボルトである。

ガス駆動機構Ｇ　Ｄ　Ｕ　ＬおよびＧＤＵＲＡに備わっ
た流体アイソレータＡＧＡは、モータＭ１が省略されて
いる他は第６図のものと同一構成である。

この実施例で用いている電磁弁５１，５２，５３．５４
，５５，５６，５７．５８および５９は、全て同様の構
成になっている。そのうちの１つの平面図、右側面図、
左側面図および拡大縦断面図を第７ａ図、第７ｂ図、第
７ｃ図および第７ｄ図にそれぞれ示す。第７ａ図、第７
ｂ図、第７ｃ図および第７ｄ図を参照して説明する。電
磁弁の弁ハウジング１１に第１のボート１２と第２のボ
ート１３が形成されている。ハウジング１１の内空間は
弁座１４で、第１のボート１２に連通ずる第１の内室１
５と第２のポー１−１３に連通ずる第２の内室１６に区
分されている。弁ハウジングＩＩにはシール材１７を介
して磁性体コイルケース１８が固着されている。

ケース１８内にはコイル１９を巻回したコイルボビン２
０が挿入されており、これを磁性体ベース２１．２２が
支持している。ベース２１には固定磁性体コア２３が固
着されている。コア２３は中空であり、それを非磁性体
ガイドロッド２４が貫通している。ロッド２４には可動
磁性体コア２５が固着されている。ロッド２４の一端は
コイルスプリング２６で左方に押されている。ロッド２
４の他端は軸受２７およびベローズ２８を貫通し、その
端部に弁体２９が固着されている。ベローズ２８の内空
間は、小孔３０および３７を通して第１の内室１５　（
図示状態）又は第２の内室１６（ロッド２４が右方に駆
動されたとき）に連通する。

コイル１９が付勢されると、コア２３−コア２５−ベー
ス２２−ケース１８−ベース２１−コア２３と循環する
磁束を生じ、コア２５にコア２３に向けての吸引力が作
用し、ロッド２４が、この吸引力とコイルスプリング２
６の反発力とがバランスする点まで右方に移動し、弁体
２９が弁座１４より、吸引力に応じた距離離れる。コア
２３の端面２３ａは山の字形であり、コア２５の端面２
５ａはその中央突部を受ける凹形であり、しかも山の字
形の両端突部内側面２３ｂにはテーパが付されている。

このテーパの存在により、通電レベル対ロッド２４移動
量（２３ａ−２５ａ間のギャップ）１９− が広い範囲で比例関係になっている。また、この種の電
磁弁は可動部の応答性が良く高速で開閉制御を行ないう
る。

第８図に、第４図に示す電子制御ユニットＥＣＵの構成
を示す。第８図を参照すると、電子制御ユニットＥＣＵ
は、制御ユニットＣ０ＮＩ、ＣＯＮ２およびＣ０Ｎ３、
リモコン用受信ユニットＳＲＵ、本体側操作ボードＭＯ
Ｂ、表示ユニットＤＳＰＵおよびスコープ＆ランプ制御
ユニット５ＬＣＵでなっている。なお、図示しないが制
御ユニットＣ０ＮＩおよびＣＯＮ２と同一構成のユニッ
トが、それぞれ予備システムＳＳＹ用に備わっている。

制御ユニットＣ０Ｎ１は、空気圧制御機構ＡＤＵＬおよ
びＡＤＵＲの圧力センサＰＳ１およびＰＳ２の出力信号
を監視して、アキュームレータＡＣ１およびＡＣ２内部
の圧力が設定された圧力と一致するように、電磁弁５１
および５２を開閉制御する。

制御ユニットＣＯＮ２は、空気圧制御機構ＡＤＵ２０− ＬおよびＡＤＵＲの電磁弁５２，５３．５５および、５
６を、設定された心拍周期、左および右のそれぞれの継
続時間（Ｓｙｓｔ、ｏｌｉｃ　Ｄｕｒａｔｉｏｎ）（又
はデユーティ）等に応じた所定タイミングで開閉制御す
る。

制御ユニットＣ０Ｎ３は、ガス駆動機構ＧＤＵＬ。

ＧＤＵＲＡおよびＧＤＵＲＢの電磁弁５７．５８および
５９を制御する。なお、ＧＤＵＲＡとＧＤＵＲＢを同時
に制御することはない。また常時空気圧制御機構ＡＤＵ
Ｌ、ＡＤＵＲからの圧力を監視して、異常が検出される
と前記切換弁装置ＶＡＬ１およびＶＡＬ２を制御して、
駆動システムを切換える。なお、切換弁装置ＶＡＬ２に
は電気モータＭ３が備わっている。ＧＤＵＬとＧＤＵＲ
Ａの制御は、圧力センサＰＳ３およびＰＳ４の出力信号
（ＰＧＩ、ＰＱ２）を監視して行なうが、ＧＤＵＲＢの
制御では圧力センサＰＳ３の出力信号は監視しない。ま
たＧＤＵＲＢの制御においては、モータＭ１を制御する
。

表示ユニットＤＳＰＵは、多数の７セグメント表示器で
なっており、制御ユニットＣ０ＮＩ、ＣＯＮ２およびＣ
０Ｎ３に接続されている。本体側操作ボードＭＯＢは、
制御ユニットＣ０ＮＩ、ＣＯＮ２．Ｃ０Ｎ３およびスコ
ープ及ランプ制御ユニット５ＬＣＵに接続されている。

リモコン用受信ユニットＳＲＵの各々の出力ラインは、
本体側操作ボードＭＯＢの対応する信号ラインと同様に
接続されている。

第９図に、第８図の制御ユニットＣ０Ｎ１の詳細を示す
。第９図を参照して説明する。この制御ユニッ）−ＣＯ
Ｎ１４１、マイクロコンピュータユニットＣＰＵＩを中
心として構成されている。本体側操作ボードＭＯＢおよ
びリモコン用受信ユニットＳＲＵが接続されるコネクタ
Ｊ１は、バッファＢＦ１およびチャタリング除去回路Ｃ
ＨＩを介して、ＣＰＵＩの入力ポートに接続されている
。コネクタＪｌに印加される信号は、Ｒ側（右側）正圧
ＵＰ、Ｒ側正圧ＤＯＷＮ、Ｒ側負圧ＵＰ、Ｒ側負圧ＤＯ
ＷＮ、左側（左側）正圧ＵＰ、Ｌ側正圧ＤＯＷＮ、Ｌ側
負圧ＵＰ、Ｌ側負圧ＤＯＷＮ等の圧力設定用指示信号で
ある。

ＣＰ　Ｕ　’１の４つの出力ポートに、バッファｚ１５
を介してそれぞれソリッドステートリレー５ＳＲ１，５
ＳＲ２，５ＳＲ３および５ＳＲ４が接続されており、各
々のソリッドステートリレー５ＳＲ１〜５ＳＲ４の出力
端が、電磁弁５１（Ｌ、Ｒ）および５４（Ｌ、Ｒ）に接
続されている。

ｚ１６が、Ａ／Ｄ　（アナログ／デジタル）変換器であ
る。このＡ／Ｄ変換器２１６は、８つの入力チャンネル
を備えているが、この実施例ではそのうちの４つを使用
している。信号ＲＦＰ、ＲＮＰ。

ＬＰＰおよびＬ　Ｎ　Ｐは、それぞれ右側正圧、右側負
圧、左側正圧および左側負圧を検出する圧力センサから
のものである。ＣＰＵＩの表示用出力ポートは表示ドラ
イバＤＤＶ１に接続されており、ＤＤＶＩの出力端が表
示ユニットＤＳＰＵに接続されている。

第１０図に、第８図の制御ユニットＣＯＮ２の構成を示
す。第１Ｏ図を参照して説明する。この制御ユニットＣ
ＯＮ２は、マイクロコンピュータ２３− ユニットＣＰＵ２を中心として構成しである。本体側操
作ボードＭＯＢおよびリモコン用受信ユニットＳＲＵが
接続されるコネクタＪ８は、バッファＢＦ２およびチャ
タリング除去回路ＣＨ２を介して、ＣＰＵ２の入力ポー
トに接続されている。

コネクタＪ８に印加される信号は、心拍数ＵＰ。

心拍数ＤＯＷＮ、Ｒ側デユーティＵＰ、Ｒ側デユーティ
ＤＯＷＮ、Ｌ側デユーティＵＰ、Ｌ側デユーティＤＯＷ
Ｎ等の設定指示信号である。ＣＰＵ２の８つの出力ポー
トに、バッファ２１５Ｂ、２１５Ｃを介して、それぞれ
ソリッドステートリレー５ＳＲ５〜５ＳＲＩ　２が接続
されている。ソリッドステートリレー５ＳＲ５〜５ＳＲ
８は空気圧印加用電磁弁５２（Ｌ、Ｒ）および５５（Ｌ
、Ｒ）にそれぞれ接続されており、５ＳＲ９〜５ＳＲ１
２は空気圧補償用電磁弁５３（ＬｔＲ）および５６　（
Ｌ、Ｒ）にそれぞれ接続されている。ＣＰＵ２の表示信
号用出力ポートに表示ドライバＤＤＶ２が接続されてお
り、ＤＤＶ２の出力端に表示ユニットＤＳＰＵが接続さ
れている。

２４− 第１１図に、第８図の制御ユニットＣ０Ｎ３の構成を°
示す。第１１図を参照して説明する。このユニットＣ０
Ｎ３はマイクロコンピュータユニットＣＰＵ３を中心と
して構成しである。本体側操作ボードＭＯＢおよびリモ
コン用受信ユニットＳＲＵが接続されるコネクタＪ１２
は、バッファＢＦ３およびチャタリング除去回路ＣＨ３
を介して、ＣＰＵ３の入力ポートに接続されている。コ
ネクタＪ１２に印加される信号は、本体側操作ボードＭ
ＯＢからの、空気抜き指示信号、補助心臓／バルーンポ
ンプ選択信号等である。

ＣＰＵ３にはｚ１６と同一構成のＡ／Ｄ変換器２１６Ｂ
が接続されており、２１６Ｂのアナログ信号入力端子に
、ガス駆動機構ＧＤＵＬ、ＧＤＵＲＡおよびＧＤＵＲＢ
に備わった圧力センサの出力端子が接続されている。Ｍ
ＤＩ、ＭＤ２およびＭＤ３は、それぞれストローク調整
用モータＭ１流路切換用モータＭ２およびＮ３を駆動す
るための回路である。ＭＤ　Ｉ　ＭＤ　２およびＭＤ３
のそれぞれ２つの入力端子を制御することにより、モー
タＭｌ、Ｍ２およびＭ３を正転、逆転又は停止制御する
ことができる。前記切換弁装［Ｖ　Ａ　Ｌ　１およびＶ
　Ａ　Ｌ　２の位置センサ出力端子が、ＣＰＵ３の入力
ポートに接続しである。

ＣＰＵ３の９つの出力ポートに、バッファｚ１５Ｄ、Ｚ
１．５ＥおよびＺ　］、　５　Ｆを介して、ソリッドス
テートリレー５ＳＲＩ　３〜５ＳＲ２１が接続されてい
る。５ＳＲ１，３，ＳＳＲ，１４および５ＳＲ１５の出
力端子が、それぞれガス駆動機構ＧＤＵＬ、ＧＤＵＲＡ
およびＧＤＵＲＢの電磁弁５７に接続されており、５Ｓ
Ｒ１６，５ＳＲ１７およびＳＳＲ］８の出力端子が、そ
れぞれガス駆動機構ＧＤＵＬ、ＧＤＵＲＡおよびＧＤＵ
ＲＢの電磁弁５９に接続されており、５ＳＲ１９，５Ｓ
Ｒ２０および５ＳＲ２１の出力端子が、それぞれガス駆
動機構ＧＤＵＬ、ＧＤＵＲＡおよびＧＤＵＲＢの電磁弁
５８に接続されている。

第１２図に、第８図のスコープ及ランプ制御ユニットＳ
　Ｌ　ＣＵの構成を示す。このユニット５ＣＬＵは、バ
ッファＢＦ４．ソリッドステートリレー５ＳＲ２２，Ｓ
ＳＲ，２３，インバータＩＮＩ。

ＩＮ２．ＡＣ／ＤＣ変換器（すなわち直流電源装置）ｐ
ｏｌｌ、、ｐＯＷ２等でなっており、５ＳＲ２２の出力
端子が照明灯Ｌ　Ｍ　Ｐに、ＰＯＷＩの出力端子がビデ
オカメラＣＡ、　Ｍに、それぞれ接続されている。ＰＯ
Ｗ２は、バッファＢＦ４．インバータＩＮＩ、ＩＮ２．
ソリッドステートリレー５ＳＲ２２およびＳ　Ｓ　Ｒ，
２３を制御するための直流電圧を生成する。

第１３図に、第８図の本体側操作ボードＭＯＢの構成を
示す。第１３図を参照して説明する。本体側操作ボード
ＭＯＢは、２０個のスイッチＳＯ〜Ｓ１９と抵抗器アレ
イＲＥＡでなっている。スイッチＳＯ〜Ｓ　１．５は、
それぞれ前記リモート操作ボードＲＥ　Ｍに備わったス
イッチＢＯ−８１５と同一の機能を果たす。各スイッチ
５ｏ−３１９の機能は、それぞれ、リモート０Ｎ１０Ｆ
Ｆ（Ｒ，Ｆ　Ｍを有効にするかどうか）、一時停止（電
磁弁５２゜５３．５５および５６の動作を止める）、Ｌ
側圧圧ＵＰ、Ｒ側止圧ＵＰ、Ｌ側圧圧ＤＯＷＮ、Ｒ側２
７− 正圧ＤＯＷＮ、Ｌ側負圧ＵＰ、Ｒ側負圧ＵＰ、Ｌ側角圧
ＤＯＷＮ、Ｒ側角圧ＤＯＷＮ、Ｌ側デユーティＵＰ、Ｒ
側デユーティＵＰ、Ｌ側デユーティＤＯＷＮ、Ｒ側デユ
ーティＤＯＷＮ、心拍数ＵＰ。

心拍数ＤＯＷＮ、ビデオカメラオン、照明灯オン。

空気抜き指示および補助心ｆｉ／バルーン選択指示であ
る。

第１４図に、第８図のリモコン用受信ユニットＳＲＵの
回路構成を示し、これに接続したリモート操作ボードＲ
ＥＭの回路構成を第１５図に示す。

まず、第１５図を参照してリモート操作ボードＲＥＭを
説明する。

ｚ９が遠隔操作信号送信用の集積回路（三菱電機製Ｍ５
８４８４Ｐ）である。この集積回路Ｚ９は、概略でいう
と、キースキャン信号発生回路、キー人力エンコーダ、
命令デコーダ、発振回路、タイミング発生回路、コード
変調回路、出カバソファ等を備えており、６×５のキー
マトリクス入力端子を監視して３０種類の指示を判別し
、その指示に応じた６ビツトのＰＣＭシリアルコードデ
ータ２８− を出力する。

集積回路ｚ９のキースキャン出力端子φａ、φｂ。

φＣ１φｄおよびφｅおよびキー入力端チェ１　＋　Ｉ
２　ｙ■８および工４に、１６個のキースイッチＢＯ〜
Ｂ１５がマトリクス状に接続されている。Ｚ９の電源端
子ＶＣＣには、電源スィッチＳＷＩを介してバッテリー
が接続されている。この電源ラインには、電源オン／オ
フ表示用の発光ダイオードＤＩ、電圧安定化用コンデン
サＣ］　ｓ　Ｇ　２　＋集積回路ｚ１０、電圧降下表示
用発光ダイオードＤ３等が接続されている。

集積回路ｚ１０は電圧降下監視用のもので、この例では
電圧ＶＣＣが４．３ｖ以下になると発光ダイオードＤ３
を点灯する。集積回路ｚ９の信号出力端子ＯＵＴに論理
ゲートＧ８を介して集積回路ｚ１１が接続されている。

集積回路Ｚｌｌは、電気／光変換モジュール（東芝製Ｔ
ＯＴＸ７０）であり、入力端子Ａに印加される電気信号
に応じた光を放出する。

集積回路Ｚｌｌの光出力端子に、光ファイバケーブルＦ
ＢＯの一方が接続されている。光フアイバケーブルＦＢ
Ｏは２組の光ファイバでなっており、ＦＢＯの他方の光
ファイバは集積回路Ｚ１２の光入力端子に接続されてい
る。集積回路ｚ１２は、光／電気変換モジュール（東芝
製ＴＯＲＸ７０）である。

集積回路ｚ１２の電気信号出力端子Ｂには、論理ゲート
Ｇｌｌを介して、論理ゲー１−Ｇ９およびＧｌＯが接続
されている。論理ゲートＧ９の出力端子には発光ダイオ
ードＤ２が接続されており、論理ゲートＧ１０の出力端
子にはコンデンサＣ８を介してスピーカＳＰが接続され
ている。

次に、第１４図を参照してリモコン用受信ユニツ１−８
ＲＣを説明する。Ｚ３が、遠隔操作信号受信用の集積回
路（三菱電機製Ｍ５８４８］、Ｐ）である。この集積回
路Ｚ３は、概略でいうと、入力回路、復調回路、命令デ
コーダ、タイミング発生回路、チャネル制御回路１充振
回路、フリップフロップ等を備えており、伝送信号入力
端子ｓｒに印加される信号を復調および解読して、その
結果を出力端子ＰＯ、Ｐｌ　、Ｐ２　、Ｐ３　ＪＲ，Ｐ
ｏｗｅｒＯＮｌｏＦＦ等にセットする。出力端子ＩＲは
、信号を受信したかどうか、すなわち送信側でキー人力
があったかどうかを示す信号を出力する。出力端子Ｐｏ
υｅｒＯＮ１０ＦＦの信号レベルは、所定の信号（ＲＥ
Ｍ側のスイッチＢＯの操作に対応）を受信するとセット
又はリセッ１−される。

この端子は、ここでは遠隔操作を有効にするかどうかの
制御に用いている。

光フアイバケーブルＦＢＯの各組のファイバには、集積
回路ｚ１およびｚ２が接続されている。集積回路ｚ１は
光／電気変換モジュール（ｚｌ２と同一）であり、その
光入力端子は、ＦＢＯを介して前記集積回路Ｚｌｌの光
出力端子に接続されている。集積回路Ｚ２は電気／光変
換モジュール（Ｚｌｌと同一）であり、その光出力端子
は、ＦＢＯを介して前記集積回路ｚ１２の光入力端子に
接続されている。

受信される光信号は、電気信号に変換され、ｚｌの出力
端子Ｂから、論理ゲートＧ１を介して、集積回路Ｚ３の
信号入力端子Ｓｌに印加される。集積回路ｚ４はＤタイ
プフリップフロップ、Ｚ５は３１− デコーダ（７４１５９）である。集積回路ｚ３の出力端
子ｐｏ−Ｐ３に得られる４ビツトのコードデータは、デ
コーダｚ５で１５種類の指示信号に解読され、コネクタ
ＣＮ１を介して各回路に供給される。

デコーダｚ５はオープンコレクタ出力になっており、こ
の出力ラインは、それぞれ本体側操作ボードＭＯＢの対
応する信号ラインにワイアードオア接続されている。

集積回路ｚ３の出力端子ＰＯνｅｒＯＮ１０ＦＦのレベ
ルは光信号を受信する毎にフリップフロップｚ４にセッ
トされ、この出力信号がデコーダｚ５のゲート入力端子
Ｇ２に印加されるので、遠隔操作が無効にセットされる
と、デコーダｚ５は信号（トランジスタがオン）を出力
しない。

集積回路Ｚ６．Ｚ７およびｚ８は、プログラマブルパル
ス発生器（諏訪精工金製８６４０）である。

これらのパルス発生器は、概略でいうと、内部に水晶発
振器、プログラマブルデバイダ等を備えており、ＣＴＬ
Ｉ〜ＣＴＬ６が周波数設定端子、ＯＵＴが出力端子、Ｅ
ＸＣは外部クロックの入力端子である。こ３２− の例では、遠隔操作が有効な時に光信号を受信すると、
集積回路Ｚ６．Ｚ７およびＺ８のリセットを解除してパ
ルス信号を出力する。

ｚ８はリセットが解除されると比較的周期の長い定周期
のパルス信号をＺ７の周波数制御端子ＣＴＬ２に印加す
る。またｚ３の出力端子Ｐ３からの信号が７６の周波数
制御端子ＣＴＬＩおよびＣＴＬ３に印加される。この例
では、制御パラメータのＵＰ／ＤＯＷＮに応じて伝送コ
ードを分類してあり、遠隔操作ボードのＵＰ側のスイッ
チが操作される場合とＤＯＷＮ側のスイッチが操作され
る場合とで、集積回路Ｚ３の出力端子Ｐ３に得られる信
号レベルが異なる。

したがって、スイッチの種別（ＵＰ／ＤＯＷＮ）に応じ
て集積回路Ｚ６の分周比が変わる。結果的にいうと、こ
の例では、ＵＰ側のパラメータ変更指示又は一時停止指
示があると、３．３ＫＨｚと１．７５ＫＨｚの信号が所
定時間毎に交互に現われ、ＤＯＷＮ側のパラメータ変更
指示があると、１．７０ＫＨｚと０゜８５　Ｋ　Ｈｚの
信号が交互に現われる。この信号は、集積回路Ｚ７の出
力端子ＯＵＴから、論理ゲートＧ５およびＧ４を介して
集積回路ｚ２に印加される。

つまり、リモート操作ボードＲＥＭでスイッチ操作があ
ると、そのスイッチに応じた信号が、光信号として、リ
モコン用受信ユニットＳＲＵからリモート操作ボードＲ
ＥＭに伝送される。

この光信号は、ｚ１２で電気信号に変換され、論理ゲー
トＧｌ　１．Ｇ９およびＧＩＯを介して、発光ダイオー
ドＤ２およびスピーカＳＰを付勢する。

したがって、リモート操作ボードＲＥＭ側で、光と音で
、遠隔操作が行なわれているかどうか、ＵＰ／ＤＯＷＮ
のどちらのスイッチを操作しているか等を確認できる。

第１６ａ図および第１６ｂ図に、マイクロコンピュータ
ユニットｃｒｔｒｔの概略動作を示す。第１６ａ図がメ
インルーチンであり、第１６ｂ図は割込み処理ルーチン
である。第１６ａ図および第１６ｂ図を参照して説明す
る。

電源がオンすると、まず出力ポートを初期レベルにセッ
トし、読み書きメモリ（ＲＡＭ）の内容をクリアし、読
み出し専用メモリ（ＲＯＭ）の予め格納しであるデータ
を読み出してパラメータに初期値をセットする。ＣＰＵ
Ｉのパラメータとしては、右側正圧目標値ｐｉ、右側負
圧目標値Ｐ２゜左側正圧目標値ｐ　３　を左側負圧目標
値Ｐ４等があるが、この実施例では、圧力ＰＬ、Ｐ２．
Ｐ３およびＰ４の初期値を、それぞれ＋３０．−３０゜
＋１００および−５０［ｍｍＨｇ］にセットしである。

またこの処理の後、割り込みを許可する。この例では内
部タイマによって割込みが４ｍ５ｅｃの周期で周期的に
発生するようになっている。割り込み待ちをした後、圧
力データのサンプリングを行なう。

サンプリングした圧力データをチェックし、異常データ
の有無を判別する。すなわち、検出圧力が目標値に対し
て異常に異なる場合には異常とみなす。なお、この実施
例では圧力補償用の電磁弁５３および５６を設けてあり
、一時的に圧力が比較的大きくなる可能性があるが、複
数回のサンブリ３５− ングを行なって各々の圧力データを平均化することで２
これをマスクするようにしている。

万一、異常が発生すると、異常データを数値コードデー
タに変換し、このデータと異常の発生した部分を示す異
常表示データを表示ユニットＤＳＰＵに出力し、表示を
行なう。

異常がなければ、読み書きメ干りに格納しである過去ｍ
回の圧力データを平均化し、平均化したデータを数値コ
ードに変換し、そのコードデータを表示ユニットｎｓｐ
’ｏｉ：：送る。本体側操作ボードＭＯＢ又はリモート
操作ボードＲＥＭでキー操作がある場合には、操作され
たキーに応じて、右側正圧目標圧力ＰＩ、右側負圧目標
圧力Ｐ２．左側正圧目標圧力Ｐ３又は左側負圧目標圧力
Ｐ４の値を所定ステップづつ更新する。ただし、上限と
下限が設定してあり、その範囲を越える圧力設定はでき
ないようになっている。

第１６ｂ図の割込み処理を説明する。まず右側人工心臓
駆動系の正圧ＲＰＰをチェックする。所定圧Ｐ１よりも
小さければ、圧力調整弁５１　（Ｒ）を３６− 開にセットし、それ以外であれば圧力調整弁５１（Ｒ）
を閉にセットする。次いで右側人工心臓駆動系の負圧Ｒ
ＮＰをチェックする。ＲＮＰの値（絶対値）がＰ２より
も小さいと圧力調整弁５４　（Ｒ）を開にセットし、そ
うでなければ圧力調整弁５４（Ｒ）を閉にセットする。

続いて左側の正圧ＬＰＰおよび負圧ＬＮＰを、それぞれ
Ｐ３およびＰ４と比較して、圧力調整弁５１　（Ｌ）お
よび５４　（Ｌ）を開又は閉にセットする。すなわち、
この実施例では目標圧力よりも検出圧力（絶対値）が小
さくなる場合にのみ圧力調整弁５１又は５４を開くよう
になっている。

マイクロコンピュータユニットＣＰＵ２の概略動作を、
第１７ａ図および第１７ｂ図に示す。第１７ａ図がメイ
ンルーチンであり、第１７ｂ図が割り込み処理ルーチン
である。第１７ａ図および第１７ｂ図を参照して説明す
る。

電源がオンすると、マイクロコンピュータＣＰＵ２は、
出力ポートを初期レベルにセットし、読み書きメモリ（
ＲＡＭ）の内容をクリアし、読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）に予め格納されている値を読み出してパラメータに
初期値をセットする。

ＣＰＵ２のパラメータとしては、心拍数ＰＲ，左側人工
心臓のデユーティＤＬ、右側人工心臓のデユーティＤＲ
等があるが、この例では初期値は、ＰＲが１０　Ｏｒｐ
ｍ　、ＤＬが４５％（継続時間２７０ｍ５）、ＤＲが５
５％（継続時間３３０ｍ５）にそれぞれ設定しである。

次いで、割込み待ち、操作ボードからのキー人力チェッ
ク、パラメータ表示等の処理を含む処理ループを実行す
る。キー人力があれば、入カキ−の種別を判別し、パラ
メータ変更希望値の上限値。

下限値との比較、演算を行ない、変更したパラメータと
関連のあるパラメータの演算処理を行なう。

これらの処理は、各種サブルーチンを実行しながら行な
う。

割込み処理を説明する。カウンタＣＯＲおよびＣＯＬの
値は、割り込み処理を行なう度に１つずつカウントアツ
プされる。また、カウント値がＰＲ（心拍数によって定
まる時間のパラメータ）になると、それぞれカウント値
が０にクリアされる。

カウンタＣＯＲの値が０になると、弁５２（Ｒ）、５３
（Ｒ）および５５　（Ｒ）をそれぞれ開、開および閉（
正圧印加モード）にセットする。カウンタＣＯＲの値が
参照値Ｒｅｆｌ（正圧補償用電磁弁５３の開時間を規制
する値）になると、電磁弁５３（Ｒ）を閉にセットする
。カウンタＣＯＲの値がデユーティパラメータの値ＤＲ
になると、弁５５　（Ｒ）、　５６　（Ｒ）および５２
　（Ｒ）をそれぞれ開、開および閉（負圧印加モード）
にセットする。カウンタＣＯＲの値がＲｅｆ２（負圧補
償用電磁弁５６の開時間を規制する値）になると、電磁
弁５６（Ｒ）を閉にセットする。

この処理の後、カウンタＣＯＲがカウントアツプされる
。

同様に、カウンタＣＯＬの値が０になると、弁５　２　
（ｔ、）、　５３　（Ｌ）および５５　（Ｌ）をそれぞ
れ開、開および閉（正圧印加モード）にセットし、ＣＯ
Ｌの値が参照値Ｒｅｆｌ（正圧補償用電磁弁５３の開時
間を規制する値）になると、電磁弁５３　（Ｌ）を閉に
セットし、ＣＯＬの値がデユーティパラメータの値Ｄ３
９− Ｌになると、弁５５　（Ｌ）、　５６　（Ｌ）および５
２　（Ｌ）をそれぞれ開、開および閉（負圧印加モード
）にセットし、ＣＯＬの値がＲｅｆ、２（負圧補償用電
磁弁５６の開時間を規制する値）になると、電磁弁５６
　（Ｌ）を閉にセットしてＣＯＬをカウントアツプする
。

つまり、第１９ａ図に示すように電磁弁５２，５３．５
５および５６が作動する。負圧から正圧への切換の後、
一時的に電磁弁５３を開き、正圧から負圧への切換の後
、一時的に電磁弁５６を開くように制御しているので、
圧力の立ち上がりおよび立ち下がりが急便になり、圧力
波形は方形波になる。なお、圧力を正圧から負圧に切換
る場合（立ち下がり）の速度は人工心臓の駆動に大きな
影響を及ぼさないので電磁弁５６は省略してもよい。ま
た、第１７ａ図および第１７ｂ図には示してないが、一
時停止指示（Ｓｌ又はＢ１がオン）があると、その指示
がある間だけ電磁弁５２，５３．５５および５６の駆動
を停止する。

第１８ａ図、第１８ｂ図および第１８ｅ図に、マイクロ
コンピュータユニットＣＰＵ３の概略動４０− 作を示す。第１８ａ図がメインルーチン、第１８ｂ図が
空気抜きサブルーチン、第１８ｃ図がシステムチェック
サブルーチンである。

まず第１８ａ図を参照して説明する。電源がオンすると
、メモリ、出力ボートの初期設定を行ない、空気抜き指
示（Ｓ１８がオン）があるかどうかをチェックし、指示
があれば後述する空気抜きサブルーチンを実行する。空
気抜き指示がなければ、システムチェックサブルーチン
を実行する。システムチェック動作については後で説明
する。

スイッチ８１９の状態をチェックし、右側駆動系が補助
心臓モードかバルーンポンプモードかを判別する。補助
心臓モードの場合、圧力センサＰＳ３とＰＳ４の出力信
号ＰＧＩおよびＰＯ２を読む。

ＰＧＩのレベルがＰＯ２よりも所定値Ｒｅｆ３だけ大き
いと、電磁弁５９を開にセットして、ヘリウムタンクＨ
ＴＡからヘリウムガスを流体アイソレータＡＧＡの２次
側に供給する。減圧弁６１の出力には比較的高い（例え
ば１５０　ｍｍＨｇ）圧力が呪われるので、電磁弁５９
を開くことによりＡＧＡの２次側圧力が上昇する。

ＰＧＩとＰＯ２の差がＲｅｆ３以下であれば、電磁弁５
９を閉にセットする。また、ＰＯ２のレベルがＰＧＩよ
りもＲｅｆ　４以上大きいと、電磁弁５８を開にセット
してＡＧＡの２次側圧力を低下させる。

ＰＧｌとＰＯ２の差が所定以下であれば電磁弁５８を閉
にセットする。

補助心臓モードの動作タイミングを、第１９ｃ図に示す
。通常は、流体アイソレータＡＧＡのプレート８４．８
５　（およびダイアフラム８３）がハウジング８１．８
２又は規制部材６３に当たることなく、空気圧制御機構
からの圧力変化に応じて振動している。この状態では、
流体アイソレータＡＧＡの１次側と２次側の圧力に大き
な差は生じない。

しかし、流体アイソレータＡＧＡの２次側に流体漏れ（
ヘリウムガスが大気側に漏れる）が生じると、２次側の
圧力が低下し、プレート８４．８５の振動位置は第６図
における右側に移動する。その移動が所定以上になると
、プレート８４がハウジング８２に接触する。プレート
８４がハウジング８°２に接触すると、流体アイソレー
タＡ、　Ｇ　Ａの２次側の流体圧はそれ以上上昇しない
から、１次側の圧力ＰＧ１と２次側の圧力ＰＧ２の間に
差が生ずる。

また電磁弁５９を開いた後でＡＧＡの２次側圧力ＰＧ２
が大きくなり、プレート８４．８５の振動位置は第６図
における左側に移動して、それが所定以上であるとプレ
ート８５が規制部材６３又はハウジング８１に接触し、
ＰＧＩ＜ＰＯ２になる。

したがって、上記のようにＰＧＩとＰＯ２の差が所定以
下に維持されるように電磁弁５８および５９を制御する
ことにより、２次側圧力ＰＧ２を所定範囲に維持して、
プレート８４．８５の振動が停止しないように駆動しう
る。

スイッチ８１９がバルーンポンプ側にセットされている
と、バルーンモードになる。概略でいうと、バルーンモ
ードでは、２次側圧力ＰＧ２のみを監視し、プレート８
４および８５のストロークがハウジング８２と規制部材
６３とで規制される位置４３− 範囲で振動するように電磁弁５８．５９およびモータＭ
１を制御する。

このモードでは、圧力ＰＧ２は第１９ｂ図に示すような
波形になる。すなわち、駆動圧力が負圧から正圧に変化
すると、ＰＧＩと等しい圧力がＰＯ２に現われて、プレ
ート８４がハウジング８２に接触したところで圧力が降
下（飽和）する。また駆動圧力が正圧から負圧に変化す
ると、ＰＧＩと等しい圧力がＰＯ２に現われて、プレー
ト８５が規制部材６３に接触したところで圧力が上昇（
絶対値は低下）（飽和）する。

第１８ａ図に戻って説明すると、まずＰＯ２の上。

下飽和圧力の差、すなわち第１９ｂ図のＰＳＴをめる。

ＰＳＴはプレート８４．８５の移動範囲（ストローク）
に対応する。ＰＳＴがストローク上限値よりも大きいと
、モータＭ１を正転駆動して規制部材６３を第６図にお
ける右側に駆動し、ＰＳＴがストローク下限値よりも小
さいと、モータＭ１を逆転駆動して、規制部材６３を第
６図における左側に駆動する。このようにして、まず最
４４− 初にプレート８４．８５のストロークを所定範囲内に調
整する。

ストローク調整を行なうのには理由がある。すなわち、
１つは患者の区別（大人、小人等）によってバルーンポ
ンプの容量が異なるため、小容量のバルーンポンプを駆
動する場合にはストロークを小さくして無駄な動作をな
くシ、バルーンポンプを動かし易くするためであり、も
う１つは、万一バルーンポンプが破裂した場合のガス流
出量を小さく制限するためである。

次いで、負側の飽和圧力ＰＧ２Ｌ　（絶対値）を予め定
めた上限値および下限値と比較する。ＰＧ２Ｌが上限値
よりも大きいと電磁弁５９を開にセットし、上限値より
も小さければ電磁弁５９を閉にセットする。またＰＧ２
Ｌが下限値よりも小さければ電磁弁５８を開にセットし
、下限値よりも大きければ電磁弁５８を閉にセットする
。これによりＰＧ２Ｌは上限値と下限値との間に維持さ
れ、流体アイソレータＡＧＡの２次側のヘリウムガス量
が大きく変化しないように制御される。

次に空気抜き動作を説明する。スイッチ８１８がオンに
なると、空気抜きサブルーチンを実行する。

第１８ｂ図を参照して説明する。この例では、まず電磁
弁５７　（Ｒ，Ｌ）を開いて流体アイソレータＡＧＡの
１次側を大気に開放する。次いで、カウンタＣＯＸ、（
内部レジスタ）に所定値（この例では１０）をセットす
る。タイマをクリア及スタートし、電磁弁５８を閉、５
９を開にそれぞれセットする。タイマがタイムオーバす
ると、タイマをクリア及スタートした後、電磁弁５８を
開、５９を閉にそれぞれセットする。タイマがタイムオ
ーバすると、カウンタＣＯＸをデクリメントし、ＣＯＸ
が０でなければ上記動作を繰り返す。

すなわち、タイマにセットする所定時間毎に、電磁弁５
８および５９の開、閉および閉、開を繰り返す。したが
って、流体アイソレータＡＧＡの２次側に正圧および負
圧が交互に印加され、また流体アイソレータＡＧＡの１
次側が大気圧であるから、プレート８４および８５が、
ハウジング８１゜８２および規制部材６３で規制される
２つの位置の間を移動し、この結果ＡＱＡ２次側の流路
内には大量の流体の出入りが生じ、この内部の流体は徐
々に空気からヘリウムガスに変わる。

したがって、通常の室内でバルーンポンプ６０Ｂのチュ
ーブを駆動装置本体に取付けるような操作を行なっても
、簡単なスイッチ操作で、流体アイソレータＡＧＡの２
次側から空気を抜くことができる。

なおこの実施例においては、流体アイソレータＡＧＡの
２次側から空気を抜くために、ＡＧＡの１次側に電磁弁
５７を設けているが、空気圧制御機構の電磁弁５２およ
び５５に同期させて電磁弁５８および５９を開閉制御す
れば、電磁弁５７は不要である。その場合の動作タイミ
ングを第２０図に示す。すなわち、電磁弁５２を開いて
ＡＧＡの１次側に正圧を印加するタイミングで電磁弁５
８を開いてプレート８４．８５を２次側に駆動し、電磁
弁５５を開いてＡＧＡの１次側に負圧を印加するタイミ
ングで電磁弁５９を開いてプレート８４．８５をＡ　Ｇ
　Ａの２次側に駆動すればよい。

４７− 次に、第１８ｃ図を参照してシステムチェック動作を説
明する。この動作では圧力信号ＰＧＩおよびＰＯ２をチ
ェックして正常な圧力が現われているかどうかを判定し
、もし異常があれば切換弁装置ＶＡＬＩおよびＶＡＬ２
の流路を切換える。圧力のチェックは、圧力の変動する
周期が所定範囲内かどうか、および検出した正圧および
負圧が所定の圧力範囲かどうかを監視する。

周期のチェックは次のようにする。所定圧力（例えば５
　ｍｍＨｇ）をスレシホールドレベルとして圧力の正圧
から負圧への変化（立下り）および負圧から正圧への変
化（立上り）を検出する。圧力の立」ニリから立下りま
での時間および立下りから立上りまでの時間をそれぞれ
タイマでカウントし、その結果を、予め設定した異常判
別参照値と比較する。

また圧力レベルのチェックは、立上り時のオーバシュー
ト等の影響をなくするため、立上りおよび立下りから所
定時間を経過した時を圧力チェックタイミングとし、そ
の時にサンプリングした圧力４８− ＰＧＩ（正圧および負圧）を予め設定した異常判別レベ
ルと比較する。

異常がなければ、単にタイマの値をインクリメントして
サブルーチンを抜けるが、異常が発生すると次のように
動作する。まず、切換弁装置ＶＡＬ１およびＶＡＬ２の
位置センサ（スイッチ）の状態をチェックする。もし流
路の接続がメインシステム側になフていれば、モータＭ
２およびＭ３を正転駆動にセットしてモータ駆動を開始
する。また流路の接続が予備システム側になっていれば
、モータＭ２およびＭ３を逆転駆動にセットしてモータ
駆動を開始する。駆動開始後、再度位置センサの出力信
号を監視し、状態が切り換わったら（歯車２０１が所定
量回動してスイッチが切換わったら）、システム切換完
了と判別してモータＭ２およびＭ３を停止させる。

第２１ａ図および第２１ｂ図、ならびに第２２ａ図およ
び第２２ｂ図に、ビデオカメラに接続される光ファイバ
ＦＢＩと、照明灯に接続される光ファイバＦＢ２の取付
位置を変更した実施例を示す。

なお、実施例では人工心臓等をヘリウムガス駆動する場
合について説明したが、これに変えて例えば炭酸ガスを
用いてもよい。

［効果］ 以上のとおり、本発明によれば、万一駆動装置に異常が
生じた場合でも、短時間のうちに駆動システムを切換え
て正常な駆動状態に回復しうるので、極めて高い信頼性
が得られる。しかも、流路切換に電磁弁を用いないので
、システム切換後景時間放置しても故障等は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する一形式の人工心臓駆動装置
の本体を示す斜視図である。 第２ａ図および第２ｂ図は、それぞれリモート操作ボー
ドＲＥＭを示す平面図および正面図である。 第３ａ図は光ファイバＦＢＩ、ＦＢ２等を装着した人工
心臓６０　Ｌを示す平面図、第３ｂ図は第３ａ図のｍｂ
−ｍｂ線断面図である。 第４図は、第１図に示す装置のシステム構成を示す°ブ
ロック図である。 第５ａ図および第５ｂ図は、第４図の流体駆動ユニット
ＦＤＵの構成を示すブロック図である。 第５Ｃ図、第５ｄ図および第５ｅ図は、それぞれ第５ａ
図の切換弁装置ＶＡＬＩの構成を示す斜視図、平面図お
よび第５ｄ図のＶ　ｅ　−Ｖ　ｅ線断面図である。 第６図は、第５ｂ図のガス駆動機構ＧＤＵＲＢに備わっ
た流体アイソレータＡＧＡの構成を示す縦断面図である
。 第７ａ図、第７ｂ図、第７ｃ図および第７ｄ図は、それ
ぞれ、実施例で使用した電磁弁の構成を示す平面図、右
側面図、左側面図および拡大縦断面図である。 第８図は、第４図の電子制御ユニットＥＣＵの構成を示
すブロック図である。 第９図、第１０図および第１１図は、それぞれ、第８図
の制御ユニットＣ０ＮＩ、ＣＯＮ２およびＣ０Ｎ３の構
成を示すブロック図である。 ＝５１− 第１２図は、第８図に示すスコープ及ランプ制御ユニッ
ト５ＬＣＵの構成を示すブロック図である。 第１３図は、第８図に示す本体側操作ボードＭＯＢの構
成を示す電気回路図である。 第１４図は、第８図に示すリモコン用受信ユニットＳＲ
Ｕの構成を示す電気回路図である。 第１５図は、リモート操作ボードＲＥＭの構成を示す電
気回路図である。 第１６ａ図および第１６ｂ図は、第９図のＣＰＵ１の概
略動作を示すフローチャートである。 第１７ａ図および第１７ｂ図は、第１０図のＣＰＵ２の
概略動作を示すフローチャートである。 第１８ａ図、第１８ｂ図および第１８ｃ図は、第１１図
のＣＰＵ３の概略動作を示すフローチャートである。 第１９ａ図、第１９ｂ図および第１９ｃ図は、装置の動
作タイミングを示す波形図である。 第２０図は、本発明の他の実施例における動作タイミン
グを示す波形図である。 ５２− 第２１ａ図および第２１ｂ図は、１つの変形例における
人工心臓と光ファイバＦＢＩ、ＦＢ２との取付位置を示
す縦断面図および横断面図である。 第２２ａ図および第２２ｂ図は、もう１つの変形例にお
ける人工心臓と光ファイバＦＢＩ、ＦＢ２との取付位置
を示す縦断面図および横断面図である。 ｌ：人工心臓駆動装置 ２ａ、２ｂ：チューブ ５１．５２，５３，５４，５５，５６，５７゜５８．５
９：電磁弁 ６０Ｌ、６０Ｒ：人工心臓（医療機器）６０Ｂ；大動脈
内バルーンポンプ ７１：コンプレッサ（正圧源） ７２：真空ポンプ（負圧源） ２０１：歯車（第１の歯車） ２０２：歯車（第２の歯車） ２０３：歯車（第３の歯車） ２０４：歯車（第４の歯車） ２０５：歯車（第５の歯車） ２１１．２１３：弁装置（第１の弁手段）２１２，２１
４：弁装置（第２の弁手段）Ｍ２．Ｍ３　：電気モータ
（駆動手段）ＶＡＬＩ、ＶＡＬ２　：切換弁装置（流路
切換手段）ＭＳＹ：メインシステム（第１の流体駆動装
置）ＳＳ’Ｙ：予備システム（第２の流体駆動装置）Ｈ
ＴＡ　：ヘリウムタンク　６１：減圧弁ＡＧＡ：流体ア
イソレータ Ｐｓｉ、ＰＳ２：圧力センサ ＰＳ３．ＰＳ４　：圧力センサ（状態監視手段）ＣＰＵ
Ｉ、ＣＰＵ２　：マイクロコンピュータユニット ＣＰＵ３　：マイクロコンピュータユニット（電子制御
手段） 特許出願人　アイシン精機株式会社他１名東１９ａ図 特開昭ＧＯ−１０６４Ｇ４（３０） 東１８ｂ図 γん薇々 ４ｆ　５７（Ｒ，Ｌ）ｌ＆−セシト カウｙ９ＣＯＸ＋＝１０ｔｔｙト タイマとフリ了ヱズター 弁５８用２５９開Ｉ：七ット ノーーＩノー１−自−−八１−レｒ１ 汁５３，５６だ４市ＵＪｖ場会 １にζ− １−１　具　十　４柑 旧 第２１ａ図 ９．２２ａ図 完２２ｂ図 Ｆ’Ｂ２

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）正圧と負圧を交互に発生する第１および第２の流
   体駆動装置； 駆動手段、該駆動手段に結合された第１の歯車、第１の
   歯車に噛み合う第２の歯車、第１の歯車に噛み合う第３
   の歯車、第２の歯車に結合された第１の弁手段、第３の
   歯車に結合され第１の弁手段の出力ポートに連通ずる出
   力ポートを備える第２の弁手段、および第１の歯車の位
   置に応じた電気信号を出力する位置信号発生手段後備え
   、第１の流体駆動装置の出力ポートが第１の弁手段の入
   力ポートに接続され、第２の流体駆動装置の出力ポート
   が第２の弁手段の入力ポートに接続され、第１の弁手段
   および第２の弁手段の出力ポートが直接もしくは間接的
   に医療機器に接続された、流路切換手段； 第１の流体駆動装置の出力ポートの圧力および第２の流
   体駆動装置の出力ポートの圧力の少なく件も一方を検出
   する状態監視手段；および状態監視手段の出力信号を監
   視し、異常を検出すると、前記位置信号発生手段の出力
   に応じて前記駆動手段を付勢する電子制御手段；を備え
   る医療機器駆動装置。
2. （２）第１の歯車、第２の歯車および第３の歯車の少な
   くとも１つが導電性の歯と非導電性の歯の両者を備え、
   他の少なくとも１つが導電性の歯を備える、前記特許請
   求の範囲第（１）項記載の医療機器駆動装置。
3. （３）第１の歯車、第２の歯車および第３の歯車の少な
   くとも１つが、導電性の歯を有し、実質上同一径の複数
   の歯車を重ね合せ、それらが弾性部材で互いに逆方向の
   力を受ける状態で第１の歯車。 第２の歯車および第３の歯車の他の歯車に噛み合ったも
   のである、前記特許請求の範囲第（１）項記載の医療機
   器駆動装置。
4. （４）第１の歯車に噛み合う第４の歯車、第４の歯車に
   結合された第３の弁手段、第１の歯車に噛み合う第５の
   歯車、および第５の歯車に結合され第３の弁手段の出力
   ボートに連通ずる出力ボートを備える第４の弁手段、を
   備える、前記特許請求の範囲第（１）項記載の医療機器
   駆動装置。
5. （５）駆動手段が電気子−タであり、第１の弁手段およ
   び第２の弁手段がボール弁である、前記特許請求の範囲
   第（１）項、第（２）項、第（３）項又は第（４）項記
   載の医療機器駆動装置。