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ELECTRIC MACHINE-DRIVEN ARTIFICIAL HEART

Patent code P07A012156
File No. P06-038
Posted date Dec 21, 2007
Application number P2003-365183
Publication number P2005-124918A
Patent number P4257418
Date of filing Oct 24, 2003
Date of publication of application May 19, 2005
Date of registration Feb 13, 2009
Inventor
  • (In Japanese)高谷 節雄
  • (In Japanese)坂本 徹
  • (In Japanese)大内 克洋
  • (In Japanese)星 英男
  • (In Japanese)荒井 裕国
  • (In Japanese)中村 真人
  • (In Japanese)片岡 弘之
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 東京医科歯科大学
Title ELECTRIC MACHINE-DRIVEN ARTIFICIAL HEART
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling the motor speed of a capacity variable type artificial heart where long-period durability is obtained.
SOLUTION: The capacity variable type auxiliary artificial heart is provided with: a roller screw; a nut screwed to the roller screw and integrated to the rotor of a motor; a speed controller for controlling the rotational speed of the motor; and a variable capacity chamber where shrinkage and expansion are repeated on the basis of the reciprocating movement of the roller screw. The speed controller accelerates the rotation of the motor in the capacity expansion period of the variable capacity chamber to the prescribed highest speed and thereafter decelerates it continuously to a speed 0. Thus, stopping of the roller screw in the expansion period becomes gentle, and hence a shock at that time is reduced and durability is improved.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


体内完全埋め込み型の人工心臓として、ポンプハウジング内に、モータと、モータのローターと一体化されたナットと、ナットに螺合されるとともに回転不能とされたローラねじと、そのローラねじの先端に固定された押圧板と、押圧板によって駆動させられるダイヤフラムとを備え、ポンプハウジングとダイヤフラムとの間に、血液流入口と血液流出口とを備えた可変容積室が形成されている電気機械駆動式人工心臓が知られている。



上記電気機械駆動式人工心臓では、ナットに螺合されたローラねじが回転不能とされていることから、モータが回転させられることによりナットが回転させられると、ローラねじは直線運動し、ローラねじの先端に固定された押圧板がダイヤフラムを押圧するので、可変容積室の容積が小さくなって、可変容積室内の血液が血液流出口から送り出される。そして、モータが逆方向に回転させられると、押圧板がダイヤフラムから離れる方向に移動して、ダイヤフラムは、血液流入口からの血液流入圧およびダイヤフラム自身の弾性復帰力により可変容積室の容積が大きくなる方向に変形するので、血液流入口から可変容積室内へ血液が流入する。なお、この型式の人工心臓には、可変容積室を1つだけ備え、心臓を切除しないで用いる補助人工心臓と、可変容積室を2つ備え、心臓を切除して、2つの可変容積室の交互の拍動により血液循環を維持する全置換型人工心臓とがある。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、体内に完全に埋め込まれる電気機械駆動式人工心臓に関し、特に、その耐久性を向上させる技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ねじと、該ねじと螺合するナットとを有し、該ナットの回転により、該ナットに対して該ねじが軸方向両側へ相対移動する往復運動装置と、
該往復運動装置を駆動させるモータと、
該モータの回転速度を制御する速度制御装置と、
血液流入口と血液流出口とを有し、該往復運動装置の往復運動に基づいて収縮、拡張が繰り返される可変容積室と
を備えた体内完全埋め込み型の電気機械駆動式人工心臓であって、
前記速度制御装置は、前記可変容積室の容積拡張期におけるモータの回転速度を、所定の最高速度とした後、速度0まで連続的に減少させ
さらに、前記速度制御装置は、前記モータを駆動制御する制御電圧を、前記可変容積室の容積収縮開始時に、前記モータを始動可能な所定の第1電圧値とし、その後は、該可変容積室の容積収縮終了時まで、連続的にまたは段階的に上昇させることを特徴とする電気機械駆動式人工心臓。

【請求項2】
 
ねじと、該ねじと螺合するナットとを有し、該ナットの回転により、該ナットに対して該ねじが軸方向両側へ相対移動する往復運動装置と、
該往復運動装置を駆動させるモータと、
該モータの回転速度を制御する速度制御装置と、
血液流入口と血液流出口とを有し、該往復運動装置の往復運動に基づいて収縮、拡張が繰り返される可変容積室と
を備えた体内完全埋め込み型の電気機械駆動式人工心臓であって、
前記速度制御装置は、前記可変容積室の容積拡張期におけるモータの回転速度を、所定の最高速度とした後、速度0まで連続的に減少させ
さらに、前記速度制御装置は、前記モータを駆動制御する制御電圧を、前記可変容積室の容積収縮開始時に、前記モータを始動可能な所定の第1電圧値とし、その後は、該可変容積室の容積収縮終了時まで、上昇率が漸次小さくなる指数関数的に上昇させることを特徴とする電気機械駆動式人工心臓。

【請求項3】
 
ねじと、該ねじと螺合するナットとを有し、該ナットの回転により、該ナットに対して該ねじが軸方向両側へ相対移動する往復運動装置と、
該往復運動装置を駆動させるモータと、
該モータの回転速度を制御する速度制御装置と、
血液流入口と血液流出口とを有し、該往復運動装置の往復運動に基づいて収縮、拡張が繰り返される可変容積室と
を備えた体内完全埋め込み型の電気機械駆動式人工心臓であって、
前記速度制御装置は、前記可変容積室の容積拡張期における前記モータの回転速度を、所定の最高速度とした後、該最高速度と速度0との間の中間速度を経て、速度0とし、
さらに、前記速度制御装置は、前記モータを駆動制御する制御電圧を、前記可変容積室の容積収縮開始時に、前記モータを始動可能な所定の第1電圧値とし、その後は、該可変容積室の容積収縮終了時まで、連続的にまたは段階的に上昇させることを特徴とする電気機械駆動式人工心臓。

【請求項4】
 
ねじと、該ねじと螺合するナットとを有し、該ナットの回転により、該ナットに対して該ねじが軸方向両側へ相対移動する往復運動装置と、
該往復運動装置を駆動させるモータと、
該モータの回転速度を制御する速度制御装置と、
血液流入口と血液流出口とを有し、該往復運動装置の往復運動に基づいて収縮、拡張が繰り返される可変容積室と
を備えた体内完全埋め込み型の電気機械駆動式人工心臓であって、
前記速度制御装置は、前記可変容積室の容積拡張期における前記モータの回転速度を、所定の最高速度とした後、該最高速度と速度0との間の中間速度を経て、速度0とし、
さらに、前記速度制御装置は、前記モータを駆動制御する制御電圧を、前記可変容積室の容積収縮開始時に、前記モータを始動可能な所定の第1電圧値とし、その後は、該可変容積室の容積収縮終了時まで、上昇率が漸次小さくなる指数関数的に上昇させることを特徴とする電気機械駆動式人工心臓。

【請求項5】
 
前記速度制御装置は、前記可変容積室の容積拡張時には、前記モータを駆動制御する制御電圧を、所定の最高電圧とし、次いで、該最高電圧よりも低い所定の中間電圧にて所定時間保持した後、0とすることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電気機械駆動式人工心臓。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003365183thum.jpg
State of application right Registered
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