(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工ポンプに連通する二次側室と、可撓性を有する画成部材で前記二次側室と画成された一次側室と、が形成されたアイソレータと、
前記一次側室に接続され、内部の液媒体を前記一次側室に送出し又は前記一次側室の液媒体を内部に吸入する回転ポンプと、
前記一次側室及び二次側室の圧力をそれぞれ検出する一次側圧力センサ及び二次側圧力センサと、
これら一次側圧力センサ及び二次側圧力センサの出力に基づいて前記回転ポンプの回転数を制御する制御装置と、
を備えていることを特徴とする人工ポンプ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の人工ポンプ駆動装置において、
前記人工ポンプは血液ポンプであることを特徴とする、人工ポンプ駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の人工ポンプ駆動装置において、
前記人工ポンプはバルーンポンプであることを特徴とする、人工ポンプ駆動装置。
【請求項４】
請求項３記載の人工ポンプ駆動装置において、
前記バルーンポンプと前記アイソレータの前記二次側室との間には、保圧用開閉バルブが介装されていることを特徴とする、人工ポンプ駆動装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の人工ポンプ駆動装置において、
前記バルーンポンプと前記アイソレータの前記二次側室との間には、ヘリウムガスが充填されることを特徴とする、人工ポンプ駆動装置。
【請求項６】
請求項５記載の人工ポンプ駆動装置において、
前記バルーンポンプと前記アイソレータの前記二次側室との間に、給排気用バルブを介してヘリウムガス供給手段が接続されていることを特徴とする、人工ポンプ駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか記載の人工ポンプ駆動装置において、
前記回転ポンプは、内部に正逆回転可能な回転体を備えていて、該回転体の一方向への回転により前記液媒体駆動ポンプの内部の液媒体を前記一次側室に送出し、該回転体の他方向への回転により前記一次側室の液媒体を前記液媒体駆動ポンプの内部に吸入するものであることを特徴とする、人工ポンプ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工心臓等に利用する血液ポンプや、心臓機能を補助するためのバルーンポンプ等の、人工ポンプを駆動するための人工ポンプ駆動装置に関し、特に、小型化を図った人工ポンプ駆動装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
人工心臓に利用する血液ポンプ、心臓機能を補助するためのバルーンポンプ等の、人工ポンプの駆動（拍動）及びその制御を行う人工ポンプ駆動装置は、空気圧駆動式の人工ポンプ駆動装置の場合は一般的には生体外に配置される。
【０００３】
従来の空気圧駆動式人工ポンプ駆動装置は、例えば特開平１１−１８８０９１号公報に記載されたごとき構成である。同公報に示されているものも含め、一般的な空気圧駆動式人工ポンプ駆動装置の構造は、コンプレッサと、そのコンプレッサの高圧吐出口に接続された高圧蓄圧室と、コンプレッサの低圧吸入口に接続された低圧蓄圧室とを備えて構成され、高圧蓄圧室及び低圧蓄圧室は切換弁を介して人工ポンプの接続ポートに接続されている。そして、切換弁の切り換え動作によって、高圧蓄圧室と低圧蓄圧室とを適切なタイミングで人工ポンプの接続ポートに連通させ、人工ポンプに伝達する圧力を変動させる。この圧力変動によって、人工ポンプを拍動させる。
【０００４】
上記構成の一般的な空気圧駆動式人工ポンプ駆動装置には、コンプレッサ、高圧蓄圧室、低圧蓄圧室が必要であり、装置の大型化を免れない。このため、米国特許第５，７６６，２０７号明細書に記載されているように、低圧蓄圧室内にコンプレッサを組み込んで装置を小型化する構造も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、米国特許第５，７６６，２０７号明細書記載のものでは、空気圧駆動式人工ポンプ駆動装置の小型化が図られてはいるものの、依然としてコンプレッサ及び低圧蓄圧室が必要であり、小型化には限界がある。上述したように空気圧駆動式人工ポンプ駆動装置は生体外に設置され、人工ポンプの使用者はこの人工ポンプ駆動装置を常に身近に置いておかなければならないことから、動作範囲が制約されるとともに、使用者の移動に伴い人工ポンプ駆動装置も移動させなければならず、人工ポンプ駆動装置が大きな場合には、移動するにも多大な負担がかかる。
【０００６】
故に、本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、人工ポンプ駆動装置をより小型化することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するためになされた請求項１の発明は、人工ポンプに連通する二次側室と、可撓性を有する画成部材で前記二次側室と画成された一次側室と、が形成されたアイソレータと、前記一次側室に接続され、内部の液媒体を前記一次側室に送出し又は前記一次側室の液媒体を内部に吸入する回転ポンプと、前記一次側室及び二次側室の圧力をそれぞれ検出する一次側圧力センサ及び二次側圧力センサと、これら一次側圧力センサ及び二次側圧力センサの出力に基づいて前記回転ポンプの回転数を制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする人工ポンプ駆動装置としたことである。
【０００８】
上記説明した従来の人工ポンプ駆動装置は、人工ポンプを拍動させるための拍動源（駆動源）として、コンプレッサを用いた空気圧駆動方式である。しかし、人工ポンプを拍動させるために必要な圧力は、例えば血液ポンプの場合で−２６．６ＫＰａ〜３９．９ＫＰａ（−２００〜３００ｍｍＨｇ）程度であり、このような比較的小さい圧力差は、コンプレッサでは生成できない。このため、高圧蓄圧室や低圧蓄圧室で圧力を調圧する必要が生じる。したがって、空気圧駆動方式の人工ポンプ駆動装置においては、高圧蓄圧室や低圧蓄圧室は必ず必要であった。これが、装置の大型化となる主要因である。
【０００９】
これに対し、上記請求項１の発明によれば、人工ポンプを拍動させるための駆動源として、液媒体を送出又は吸入する回転ポンプを用いた液圧駆動方式で人工ポンプ駆動装置を構成している。即ち、制御装置からの指令によって回転ポンプが作動すると、該ポンプは液媒体を送出又はポンプ内に吸入する。この液媒体の送出又は吸入により、液媒体駆動ポンプに接続されたアイソレータの一次側室に液媒体が吸入され又は一次側室から液媒体が送出される。これにより一次側室内の圧力変動が生じ、一次側室と二次側室とを画成しているダイヤフラムが変位する。そして、このダイヤフラムの変位によって二次側室内の圧力変動が誘引される。この圧力変動は、二次側室に連通する人工ポンプに伝達され、人工ポンプが拍動駆動される。
【００１０】
このように、液媒体を送出又は吸入する回転ポンプを作動させると、液媒体がそのポンプから送出され又はそのポンプに吸入されて、人工ポンプが駆動される。液媒体を送出又は吸入するポンプは、コンプレッサと異なり、送出又は吸入する液媒体の量をポンプ自身で微妙に調整することで、人工ポンプを拍動させるための圧力を生成することができる。特に、回転ポンプを用いると、その回転数を調整することで液媒体の送出量又は吸入量を容易に調整することができる。したがって、回転ポンプ自身で調圧を行うことができ、調圧のための蓄圧室を必要としない。このため、蓄圧室を必要としない人工ポンプ駆動装置を構成することができ、人工ポンプ駆動装置の小型化を図ることができる。しかも、液媒体を送出又は吸入する回転ポンプはコンプレッサと比較して小さいので、より人工ポンプ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
なお、上記「人工ポンプ」とは、上記「液媒体を送出又は吸入する回転ポンプ」と区別するために便宜上設けた名称であり、本明細書においては、心臓機能を補助するため又は心臓機能を代用するためのポンプの総称として使用している。したがって、この人工ポンプには、血流を制御するための血液ポンプや、心臓の拍動に合わせて拡縮することにより心機能を補助するためのバルーンポンプ等が含まれる。
【００１２】
そして、上記「回転ポンプ」としては、液媒体を送出又は吸入する回転ポンプであれば基本的にはどのような形式の回転ポンプでも用いることができる。例えば、摩擦ポンプ、カスケードポンプ、タービンポンプ、渦ポンプ、渦流ポンプ、再生ポンプ、円周流ポンプ、ボルテックスポンプ等が挙げられる。
【００１３】
また、液媒体としては、液体であれば特に限定されないが、耐食性、安定性の点から、オイルを使用することが好ましい。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記人工ポンプは血液ポンプであることを特徴としている。血液ポンプに本発明を適用することで、血液ポンプ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記人工ポンプはバルーンポンプであることを特徴としている。バルーンポンプに本発明を適用することで、バルーンポンプ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記バルーンポンプと前記アイソレータの前記二次側室との間には、保圧用開閉バルブが介装されていることを特徴としている。
【００１７】
上記請求項４の発明によれば、バルーンポンプとアイソレータの二次側室との間に、保圧用開閉バルブが介装されているので、その保圧用開閉バルブの開閉状態を制御することによって、バルーンポンプの圧力波形を制御することができる。例えば、バルーンポンプ内の圧力が低圧の状態（即ちバルーンポンプが収縮している状態）で保圧用開閉バルブを閉じ、バルーンポンプとアイソレータの二次側室との連通を遮断した状態で二次側室の圧力を高圧にする。そして、二次側室の圧力が十分な高圧となったときに保圧用開閉バルブを開いて二次側室とバルーンポンプとを連通状態にすると、バルーンポンプ内の圧力が低圧から一気に高圧となるので、圧力の急峻な立ち上がりを実現することができる。また、バルーンポンプ内の圧力が高圧の状態（即ちバルーンポンプが拡張している状態）で保圧用開閉バルブを閉じ、バルーンポンプとアイソレータの二次側室側との連通を遮断した状態で二次側室の圧力を低圧にする。そして、二次側室側の圧力が十分な低圧となったときに保圧用開閉バルブを開くと、バルーンポンプ内の圧力が高圧から一気に低圧となるので、圧力の急峻な立ち下がりを実現することができる。このように、圧力の急峻な立ち上がり及び立ち下がりを実現することにより、バルーンポンプの応答性をより良好とすることができる。
【００１８】
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、前記バルーンポンプと前記アイソレータの前記二次側室との間には、ヘリウムガスが充填されることを特徴としている。
【００１９】
上記請求項５の発明によれば、バルーンポンプとアイソレータの二次側室との間には、不活性ガスとして安全性が高く、また圧力に対する応答性が良好なヘリウムガスが充填されるので、安全性が高く、また応答性の高い性能の良好な人工ポンプ駆動装置を構成することができる。
【００２０】
また、請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記バルーンポンプと前記アイソレータの前記二次側室との間に、給排気用バルブを介してヘリウムガス供給手段が接続されていることを特徴としている。
【００２１】
上記請求項６の発明によれば、バルーンポンプとアイソレータの二次側室との間に、給排気用バルブを介してヘリウムガス供給手段が接続されているので、簡単な構成でバルーンポンプとアイソレータの二次側室との間にヘリウムガスを充填することができるとともに、ヘリウムガスが減少したときにも簡単に補給することができる。
【００２２】
また、請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、前記回転ポンプは、内部に正逆回転可能な回転体を備えていて、該回転体の一方向への回転により前記液媒体駆動ポンプの内部の液媒体を前記一次側室に送出し、該回転体の他方向への回転により前記一次側室の液媒体を前記液媒体駆動ポンプの内部に吸入するものであることを特徴としている。
【００２３】
上記請求項７の発明によれば、回転ポンプの内部に正逆回転可能な回転体を設け、該回転体の正逆回転によってポンプ内部の液媒体の送出及びポンプ内部への液媒体の吸入を行うので、上記送出及び吸入の切り換えに切換弁等を要する必要がない。したがって、人工ポンプ駆動装置を構成する際のコスト低減を図ることができる。
【００２４】
なお、上記「一方向への回転」と「他方向への回転」とは、それぞれ相反する方向への回転であることを示す。例えば「一方向への回転」が「正回転」であれば「他方向への回転」は「逆回転」であり、「一方向への回転」が「逆回転」であれば「他方向への回転」は「正回転」である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態により具体的に説明する。
【００２６】
（第１実施形態例）
図１は、本例における血液ポンプ駆動装置の全体概略図である。図に示すように、本例の血液ポンプ駆動駆装置１は、アイソレータ１１、回転ポンプとしての油圧ポンプ１２、制御回路（制御装置）１３、及びリザーバタンク１４を、ハウジング１００の内部に配置して構成されている。
【００２７】
アイソレータ１１は、その内部に空間が形成されており、該空間は可撓性を有するダイヤフラム１１１によって一次側室１１２と二次側室１１３とに画成されている。本例においては、ダイヤフラム１１１として、フッ素ゴムを使用している。
【００２８】
油圧ポンプ１２は、後述の血液ポンプ５１を拍動させるための駆動源として用いられるものであり、本例では、ポンプハウジング１２１と、該ハウジング１２１の内部に配設される正逆回転可能な回転体としての羽根車１２２とを備えた通常の摩擦ポンプである。ハウジング１２１には第１ポート１２１ａ及び第２ポート１２１ｂが形成されている。第１ポート１２１ａは配管２１を通じてアイソレータ１１の一次側室１１２に連通している。第２ポート１２１ｂは配管２２を通じてリザーバタンク１４に連通している。また、羽根車１２２は、モータ１２３からの駆動力で回転するようにされている。このモータ１２３は、羽根車１２２を図示矢印Ａで示す方向に正回転させることも、図示矢印Ｂで示す方向に逆回転させることもできる。さらに、回転速度も可変とすることができる。このようなモータとしては、ブラシレスモータやステッピングモータが挙げられる。
【００２９】
アイソレータ１１の一次側室１１２には一次側圧力センサ３１が、二次側室１１３には二次側圧力センサ３２がそれぞれ取り付けられている。一次側圧力センサ３１で計測された一次側室内の圧力、及び二次側圧力センサ３２で計測された二次側室内の圧力は、制御回路１３に伝達される。
【００３０】
アイソレータ１１の二次側室１１３は、配管２３を通じて血液ポンプ５１と連結している。その配管２３の途中には、給排気用開閉バルブ４１が取り付けられている。この給排気用開閉バルブ４１はＯＮ−ＯＦＦバルブであり、配管２３内の空気圧力が所定の範囲内に収まるように該配管２３内の圧力を調節する役割を果たす。
【００３１】
制御回路１３は、油圧ポンプ１２を駆動するためのモータ１２３及び給排気用開閉バルブ４１と電気的に連結している。そして、一次側圧力センサ３１で計測された一次側室１１２内の圧力、二次側圧力センサ３２で計測された二次側室１１３内の圧力、その他、使用者の様態等の必要な情報を基に、油圧ポンプ１２の回転方向、回転数に関する信号をモータ１２３に送ったり、給排気用開閉バルブ４１のＯＮ、ＯＦＦ信号等を出力したりする。
【００３２】
血液ポンプ５１は、ハウジング５１１、及びそのハウジング５１１内に取り付けられたダイヤフラム５１２を備える。このダイヤフラム５１２によって、ハウジング５１１内の空間は流体室５１３と血液室５１４とに分割されている。なお、アイソレータ１１の二次側室１１３は、配管２３により血液ポンプ５１の流体室５１３側に連通している。
【００３３】
アイソレータ１１の一次側室１１２、配管２１、油圧ポンプ１２、配管２２、及びリザーバタンク１４内には、シリコンオイルが封入されている。また、アイソレータ１１の二次側室１１３、配管２３、血液ポンプ５１の流体室５１３内には、空気が封入されている。したがって、本例では、アイソレータ１１のダイヤフラム１１１よりも上流側（油圧ポンプ１２側）の一次側流体はシリコンオイル、下流側（血液ポンプ５１側）の二次側流体は空気とされている。
【００３４】
上記構成の血液ポンプ駆動装置１において、制御回路１３からの制御信号がモータ１２３に伝達されて該モータ１２３が作動し、このモータ１２３の作動に伴って、例えば油圧ポンプ１２の羽根車１２２が図の矢印Ａで示される方向（反時計回り方向）に正回転すると、油圧ポンプ１２内のオイルが配管２２を通ってリザーバタンク１４に送出されるとともに、アイソレータ１１の一次側室１１２内のオイルが配管２１を通って第１ポート１２１ａから油圧ポンプ１２内に吸入される。このためアイソレータ１１の一次側室１１２は減圧し、アイソレータ１１内のダイヤフラム１１１は図示左方向（矢印Ｄ方向）に移動して一次側室１１２の容積を縮小するとともに二次側室１１３の容積を拡張する。二次側室１１３はその容積の拡張に伴って減圧するが、この圧力減少は配管２３で二次側室１１３に連通した血液ポンプ５１の流体室５１３に伝達される。このため流体室５１３は減圧して容積を縮小しようとし、血液ポンプ５１内のダイヤフラムの曲率が流体室５１３側から見て凹の状態から凸の状態へと反転する。この曲率の反転によって拍動が生じ、血液室５１４内に血液が送り込まれる。
【００３５】
また、例えば油圧ポンプ１２の羽根車１２２が図の矢印Ｂで示される方向（時計回り方向）に逆回転すると、リザーバタンク１４内のオイルが配管２２を通って油圧ポンプ１２に汲み上げられるとともに、油圧ポンプ１２内のオイルが第１ポート１２１ａから配管２１を通ってアイソレータ１１の一次側室１１２に送出される。このため一次側室１１２は増圧し、アイソレータ１１内のダイヤフラム１１１は図示右方向（矢印Ｃ方向）に移動して一次側室１１２の容積を拡張するとともに二次側室１１３の容積を縮小する。二次側室１１３はその容積の縮小に伴って増圧するが、この圧力増加は配管２３で二次側室１１３に連通した血液ポンプ５１の流体室５１３に伝達される。このため流体室５１３は増圧して容積を拡張しようとし、血液ポンプ５１内のダイヤフラムの曲率が流体室５１３側から見て凸の状態から凹の状態へと反転する。この曲率の反転によって拍動が生じ、血液室５１４から血液が送り出される。
【００３６】
以上の動作を繰り返すことによって血液ポンプ５１による血液の拍動が繰り返される。したがって、油圧ポンプ１２の正逆回転動作の周期が血液ポンプ５１の拍動周期となるため、油圧ポンプ１２の正逆回転周期によって拍動数が決定される。
【００３７】
また、血液ポンプ５１の拍動を誘引するダイヤフラム５１２の曲率反転動作は、アイソレータ１１の二次側室１１３及び血液ポンプ５１の流体室５１３内の圧力に依存し、この圧力レベルを例えば−２６．６ＫＰａ〜３９．９ＫＰａ（−２００ｍｍＨｇ〜＋３００ｍｍＨｇ）となるように調整したり、圧力の立ち上がりや立ち下がりを調整したりするには、油圧ポンプ１２の回転速度（単位時間当たりの回転数）を調整してシリコンオイルの送出量又は吸入量を調整することにより行う。この役割は、従来の空気圧駆動式の血液ポンプ駆動装置では、高圧蓄圧室及び低圧蓄圧室が行っていたが、本例では油圧ポンプ１２自身がその回転速度を調整することにより行うことができるので、蓄圧室を不要とすることができ、血液ポンプ駆動装置１の小型化を図ることができる。
【００３８】
（第２実施形態例）
図２は、本例におけるバルーンポンプ駆動装置の全体概略図である。上記第１実施形態例では、図１に示すように配管２３に接続された駆動（拍動）対象が血液ポンプ５１であるのに対し、本例のバルーンポンプ駆動装置２は、図２に示すように配管２３に接続された駆動対象がバルーンポンプ６１である。このバルーンポンプ６１は、人体の例えば下行大動脈等に挿入され、心臓の動きに応じて血管内で収縮・拡張を繰り返すことにより、心臓の負担を軽減し、心機能を補助するためのものである。
【００３９】
また、本例では、アイソレータ１１の二次側室１１３よりも下流側、即ち二次側室１１３、配管２３及びバルーンポンプ６１内に、不活性ガスとして安全性が高く、また圧力に対する応答性が良好なヘリウムガスが充填されている。このため、安全性が高く、また応答性の高い性能の良好なバルーンポンプ駆動装置を構成することができる。
【００４０】
また、図からわかるように、バルーンポンプ６１とアイソレータ１１の二次側室１１３との間の配管２３には、給排気用開閉バルブ４１を介してヘリウムガスボンベ（ヘリウムガス供給手段）４２が取り付けられている。このため、簡単な構成でバルーンポンプ６１とアイソレータ１１の二次側室１１３との間にヘリウムガスを充填することができるとともに、ヘリウムガスが減少したときにも簡単に補給することができる。
【００４１】
また、図に示すように、バルーンポンプ６１とアイソレータ１１の二次側室１１３との間の配管２３には、保圧用開閉バルブ４３が介装されている。この保圧用開閉バルブ４３は、バルーンポンプ６１の圧力変化の状態を制御するために用いられるものであり、制御回路１３に電気的に接続されて、該制御回路１３によって開閉制御される。
【００４２】
その他の構成は、上記第１実施形態例で示した血液ポンプ５１以外の構成と同一であるので、同一構成部分を同一符号で示し、その各構成の具体的な説明は省略する。
【００４３】
上記構成のバルーンポンプ駆動装置２において、制御回路１３からの制御信号がモータ１２３に伝達されて該モータ１２３が作動し、このモータ１２３の作動に伴って、例えば油圧ポンプ１２の羽根車１２２が図の矢印Ａで示される方向（反時計回り方向）に正回転すると、油圧ポンプ１２内のオイルが配管２２を通ってリザーバタンク１４に送出されるとともに、アイソレータ１１の一次側室１１２内のオイルが配管２１を通って第１ポート１２１ａから油圧ポンプ１２内に吸入される。このためアイソレータ１１の一次側室１１２は減圧し、アイソレータ１１内のダイヤフラム１１１は図示左方向（矢印Ｄ方向）に移動して一次側室１１２の容積を縮小するとともに二次側室１１３の容積を拡張する。二次側室１１３はその容積の拡張に伴って減圧するが、この圧力減少は配管２３によりバルーンポンプ６１に伝達される。このためバルーンポンプ６１内の空間は減圧して容積を縮小する。
【００４４】
また、油圧ポンプ１２の羽根車１２２が図の矢印Ｂで示される方向（時計回り方向）に逆回転すると、リザーバタンク１４内のオイルが配管２２を通って油圧ポンプ１２に汲み上げられるとともに、油圧ポンプ１２内のオイルが第１ポート１２１ａから配管２１を通ってアイソレータ１１の一次側室１１２に送出される。このため一次側室１１２は増圧し、アイソレータ１１内のダイヤフラム１１１は図示右方向（矢印Ｃ方向）に移動して一次側室１１２の容積を拡張するとともに二次側室１１３の容積を縮小する。二次側室１１３はその容積の縮小に伴って増圧するが、この圧力増加は配管２３によってバルーンポンプ６１に伝達される。このためバルーンポンプ６１内の空間は増圧して容積を拡張しようとする。
【００４５】
以上のようなバルーンポンプ６１の収縮及び拡張を、患者の心臓の動きに応じて行わしめることにより、心臓が拍動する際の血流の動きを補助して心臓の負担を軽減し、心機能の補助を行う。
【００４６】
バルーンポンプ６１を拡縮させるための圧力レベルは、例えば−１３．３ＫＰａ〜２６．６ＫＰａ（−１００ｍｍＨｇ〜＋２００ｍｍＨｇ）である。この圧力レベルとなるように圧力調整を行ったり、圧力の立ち上がりや立ち下がりを調整したりするには、油圧ポンプ１２の回転速度（単位時間当たりの回転数）を調整してシリコンオイルの送出量又は吸入量を調整することにより行う。この役割は、従来の空気圧駆動式のバルーンポンプ駆動装置では、高圧蓄圧室及び低圧蓄圧室が行っていたが、本例では油圧ポンプ１２自身がその回転速度を調整することにより行うことができるので、蓄圧室を不要とすることができ、バルーンポンプ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、バルーンポンプ６１とアイソレータ１１の二次側室１１３との間の配管２３に、保圧用開閉バルブ４３が介装されているので、保圧用開閉バルブ４３の開閉状態を制御回路１３からの指令信号で制御することによって、バルーンポンプ６１の圧力波形を制御することができる。圧力波形の好適な制御例として、バルーンポンプ６１内の圧力の急峻な立ち上がり及び立ち下がり制御を挙げることができる。以下、この制御について説明する。
【００４８】
バルーンポンプ６１内の圧力が低圧の状態（即ちバルーンポンプ６１が収縮している状態）で、制御回路１３から保圧用開閉バルブ４３にバルブ閉信号を出力し、保圧用開閉バルブ４３を閉じる。これにより、バルーンポンプ６１とアイソレータ１１の二次側室１１３との連通が遮断された状態となる。この状態で、制御回路１３からモータ１２３に逆回転駆動指令信号を出力し、油圧ポンプ１２の羽根車１２２を矢印Ｂ方向に逆回転させる。これにより、油圧ポンプ１２内のシリコンオイルがアイソレータ１１の一次側室１１２に送出され、それに伴い二次側室１１３の圧力は高圧になる。なお、バルーンポンプ６１には、保圧用開閉バルブ４３が閉じているために二次側室１１３の圧力は伝達されず、したがってバルーンポンプ６１内の圧力は低圧のままである。そして、二次側室１１３の圧力が十分な高圧となったときに制御回路１３から保圧用開閉バルブ４３にバルブ開信号を出力し、保圧用開閉バルブ４３を開く。これにより、二次側室１１３とバルーンポンプ６１とが連通状態になるので、バルーンポンプ６１内の圧力が低圧から一気に高圧となり、圧力の急峻な立ち上がりを実現することができる。
【００４９】
また、バルーンポンプ６１内の圧力が高圧の状態（即ちバルーンポンプ６１が拡張している状態）で、制御回路１３から保圧用開閉バルブ４３にバルブ閉信号を出力し、保圧用開閉バルブ４３を閉じる。これにより、バルーンポンプ６１とアイソレータ１１の二次側室１１３との連通が遮断された状態となる。この状態で、制御回路１３からモータ１２３に正回転駆動指令信号を出力し、油圧ポンプ１２の羽根車１２２を矢印Ａ方向に正回転させる。これにより、アイソレータ１１の一次側室１１２内のシリコンオイルが油圧ポンプ１２内に吸入され、それに伴い二次側室１１３の圧力は低圧になる。なお、バルーンポンプ６１には、保圧用開閉バルブ４３が閉じているので二次側室１１３の圧力は伝達されず、したがってバルーンポンプ６１内の圧力は高圧のままである。そして、二次側室１１３の圧力が十分な低圧となったときに制御回路１３から保圧用開閉バルブ４３にバルブ開信号を出力し、保圧用開閉バルブ４３を開く。これにより、二次側室１１３とバルーンポンプ６１とが連通状態になるので、バルーンポンプ６１内の圧力が高圧から一気に低圧となり、圧力の急峻な立ち下がりを実現することができる。
【００５０】
このように、圧力の急峻な立ち上がり及び立ち下がりを実現することにより、バルーンポンプ６１の応答性をより良好とすることができる。
【００５１】
以上のように、第１及び第２実施形態例によれば、人工ポンプ（血液ポンプ５１、バルーンポンプ６１）を駆動（拍動）させるための駆動源として、液媒体（シリコンオイル）を送出又は吸入する回転ポンプである油圧ポンプ１２を用いているので、ポンプ自身で、特にその回転速度を調整することによって、人工ポンプ５１の拍動に必要な圧力を生成することができ、調圧のための蓄圧室を必要としない。このため、蓄圧室を必要としない人工ポンプ駆動装置１、２を構成することができ、人工ポンプ駆動装置の小型化を図ることができる。しかも、油圧ポンプ１２はコンプレッサと比較して小さいので、より人工ポンプ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００５２】
また、第１及び第２実施形態例の人工ポンプ駆動装置１、２は、人工ポンプ（血液ポンプ５１、バルーンポンプ６１）に連通する二次側室１１３と、可撓性を有する画成部材で二次側室１１３と画成された一次側室１１２とが形成されたアイソレータ１１と、一次側室１１２に接続され、内部の液媒体としてのシリコンオイルを一次側室１１２に送出し又は一次側室１１２のシリコンオイルを内部に吸入する油圧ポンプ１２と、その油圧ポンプ１２の回転方向や回転数を制御する制御装置１３とを備えており、油圧ポンプ１２の回転速度を調整してシリコンオイルの送出量又は吸入量を調整することで、人工ポンプの駆動（拍動）を制御することが可能である。したがって、調圧のための蓄圧室を不要とすることができ、人工ポンプ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００５３】
また、第１及び第２実施形態例の油圧ポンプ１２は、内部に正逆回転可能な回転体としての羽根車１２２を備え、羽根車１２２の一方向への回転（例えば図１、２の矢印Ｂで示す逆回転）により油圧ポンプ１２の内部のシリコンオイルを一次側室１１２に送出し、羽根車１２２の他方向への回転（例えば図１、２の矢印Ａで示す正回転）により一次側室１１２のシリコンオイルを油圧ポンプ１２の内部に吸入する。このように、油圧ポンプ内部に正逆回転可能な羽根車１２２を設け、該羽根車１２２の正逆回転によって油圧ポンプ内部のシリコンオイルの送出及び油圧ポンプ内部へのシリコンオイルの吸入を行うので、上記送出及び吸入の切り換えに切換弁等を要することがない。したがって、人工ポンプ駆動装置を構成する際のコスト低減を図ることができる。
【００５４】
また、第１実施形態例によれば、人工ポンプを血液ポンプ５１として血液ポンプ駆動装置１を構成したので、コンパクトな血液ポンプ駆動装置を提供することができる。また、第２実施形態例によれば、人工ポンプをバルーンポンプ６１としてバルーンポンプ駆動装置２を構成したので、コンパクトなバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、人工ポンプ駆動装置をより小型化することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態例における、血液ポンプ駆動装置の全体概略図である。
【図２】  本発明の第２実施形態例における、バルーンポンプ駆動装置の全体概略図である。
【符号の説明】
１・・・血液ポンプ駆動装置（人工ポンプ駆動装置）
２・・・バルーンポンプ駆動装置（人工ポンプ駆動装置）
１１・・・アイソレータ
１１１・・・ダイヤフラム（画成部材）
１１２・・・一次側室
１１３・・・二次側室
１２・・・油圧ポンプ（液媒体を送出又は吸入する回転ポンプ）
１２１・・・ハウジング
１２２・・・羽根車（回転体）
１２３・・・モータ
１３・・・制御回路（制御装置）
１４・・・リザーバタンク
３１・・・一次側圧力センサ
３２・・・二次側圧力センサ
４１・・・給排気用開閉バルブ（給排気用バルブ）
４２・・・ヘリウムボンベ（ヘリウム供給手段）
４３・・・保圧用開閉バルブ
５１・・・血液ポンプ（人工ポンプ）
６１・・・バルーンポンプ（人工ポンプ）
【図１】
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【図２】
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