JP4778543B2 - バルーンポンプ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、心機能を補助する方法の一つである大動脈内バルーンポンピングに利用されるバルーンポンプ駆動装置に関するものである。

大動脈内バルーンポンピング（Intra Aortic balloon
pumping、以下、「ＩＡＢＰ」と略称する）とは、心不全等の心機能低下時の治療の際に施される処置である。具体的には、下行大動脈などの大動脈内にバルーンカテーテルを挿入し、心臓の拍動に合わせて、バルーンポンプ駆動装置から圧力流体をバルーンカテーテルに導入又は導出し、大動脈内に位置されたバルーンを膨張・収縮させて大動脈の血圧を上昇あるいは下降させ、これにより、弱っている心臓の機能を助ける補助循環措置である。

バルーンの膨張や収縮は、心臓の拍動に依拠して行われる必要があるため、心臓の拍動に対して急峻な応答性が要求される。かかる要求を満たすため、バルーンカテーテル内を流動する圧力流体として応答性の高いヘリウムガスを用いる他、駆動方式を改良した様々な技術が開発されてきた。

特許文献１には、上記改良技術のうちの一つが提案されている。即ち、バルーンポンプ駆動装置には、一般的に、入力室空間と出力室空間とが移動隔膜で区画されたアイソレータが配備され、このアイソレータの出力室空間とバルーンカテーテルとが、コモンバルブを介して連通されている。また、入力室空間には、陽圧源又は陰圧源が連通している。このような構成において、特許文献１に記載の発明では、バルーンが収縮している途中若しくは収縮状態を維持している間にコモンバルブを閉じた状態で出力室空間の圧力を上げて陽圧としておく。そして、所定のタイミングでコモンバルブを開くことにより、一気にバルーンカテーテルを陽圧としている。同様に、バルーンが膨張している途中若しくは膨張状態を維持している間にコモンバルブを閉じた状態で出力室空間の圧力を下げて陰圧状態としておく。そして、所定のタイミングでコモンバルブを開くことにより、一気にバルーンカテーテルを陰圧とする。このように、コモンバルブの開閉制御及び出力室空間の圧力制御を連動させて、事前の行程でその次の行程の準備をしておくことにより、急峻な圧力制御を行うことを可能ならしめている。

また、特許文献２には、メインアイソレータ、陽圧アイソレータ、陰圧アイソレータの３つのアイソレータを用意した構成が示されている。そして、バルーンの膨張工程では、まず、メインアイソレータと陽圧アイソレータとをバルーンに連通して陽圧をバルーンに印加させ、その後に陽圧アイソレータの連通を遮断するとともにメインアイソレータで所定量のガスをバルーン側から引き込むことにより、バルーンの完全膨張時に膨張圧を確保できるようにしている。同様に、収縮工程では、まず、メインアイソレータと陰圧アイソレータとをバルーンに連通して陰圧をバルーンに作用させ、その後に陰圧アイソレータの連通を遮断するとともにメインアイソレータで所定量のガスをバルーン側に供給することにより、バルーンの完全収縮時に収縮圧を確保できるようにしている。このように、特許文献２の構成によれば、バルーンの膨張工程（収縮工程）において、メインアイソレータと陽圧アイソレータ（陰圧アイソレータ）との２つのアイソレータで大容量のガスをバルーン側に送り込んでいる（バルーン側から引き込んでいる）ため、バルーン膨張時（収縮時）においてバルーン側とアイソレータ側との差圧を長時間維持することができる。従来の装置においては、経時的にこの差圧が減少し、それに伴ってバルーンの膨張速度（収縮速度）も低下していたが、特許文献２の構成では、バルーンが完全膨張（完全収縮）するまでこの差圧を維持することができるので、従来装置において生じていた差圧の減少がなくなり、その結果、バルーンの完全膨張（完全収縮）までの時間の短縮を図ることができるというものである。

特公平５−１６８７０号公報 特開平１０−３２８２９６号公報

ところで、ＩＡＢＰの実施中には、期外収縮（生体の不整脈）が起こることもある。そのような場合には、急激なバルーンの収縮が求められるが、上記特許文献に記載されているようなものでは、アイソレータの入力室空間が高い陽圧にある場合などに、バルーンの収縮が大幅に遅れ、時には、生体の下行大動脈等に挿入されているバルーンが膨張することによって血流が妨げられるおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、バルーンの圧力応答性を向上させるとともに、期外収縮（生体の不整脈）が起こった場合など、急激なバルーンの収縮が求められたときには、バルーンの収縮を迅速に開始することのできるバルーンポンプ駆動装置を提供することを、技術的課題とするものである。

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、
血管内に挿入されるバルーンに連通され該バルーン内に所定のタイミングで供給する圧力を蓄圧する蓄圧装置と、該蓄圧装置と前記バルーンとの間に介装される圧力制御弁とを有するバルーンポンプ駆動装置において、
前記バルーンポンプ駆動装置は、補助リザーバタンクと、該補助リザーバタンクと前記バルーンとを連通させる連通路と、前記連通路の途中に介装された補助開閉弁と、前記バルーン、前記蓄圧装置及び前記補助リザーバタンクの圧力をそれぞれ測定するためのセンサーと、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力、前記圧力制御弁の開閉状態、前記補助開閉弁の開閉状態を制御する制御手段と、を有していることを特徴とする、バルーンポンプ駆動装置とすることである。

また、上記技術的課題を解決するためになされた請求項２の発明は、
請求項１において、
前記制御手段は、
前記バルーンの膨張中、期外収縮により前記バルーンの膨張を止め収縮させようとする場合に、前記圧力制御弁を閉成作動させるとともに前記補助開閉弁を開成作動させる期外収縮制御を実行することを特徴とする、バルーンポンプ駆動装置とすることである。

上記請求項１の発明によれば、圧力制御弁が開きバルーンが膨張をしているときでも、例えば期外収縮信号が割り込んだ場合には、即座に圧力制御弁を閉じるとともに補助開閉弁を開いてバルーンと補助リザーバタンクとを連通させることができる。それによって、膨張を抑制し更には膨張から収縮動作に転ずることができ、通常よりもすばやくバルーンを収縮させることができる。

また、上記請求項２の発明によれば、バルーンが膨張期にあるときでも、期外収縮信号が割り込んだ場合には、直ちに期外収縮制御を実行する。これにより、バルーンと補助リザーバタンクとが連通して、膨張から収縮動作に転じ、すばやくバルーンを収縮させることができる。

以下、本発明を実施の形態により具体的に説明する。
（第１実施形態例）

図１は、本例におけるバルーンポンプシステムの回路構成である。バルーンポンプシステム２００は、バルーンカテーテル９０とバルーンポンプ駆動装置１０とから構成されている。

バルーンカテーテル９０は、カテーテル管９１及びバルーン９２を備えて構成されている。カテーテル管９１は、ある程度の可撓性を有する材質で構成された長尺状の中空管である。

カテーテル管９１の遠位端（後述のバルーンポンプ駆動装置１０から遠い側の端部）９１ａには、バルーン９２が装着されている。カテーテル管９１の近位端（前記遠位端９１ａとは反対側の端部）９１ｂには、バルーンポンプ駆動装置１０が接続されている。

バルーンポンプ駆動装置１０は、装置ハウジング１１によって外殻が形成され、該装置ハウジング１１内には、オイルリザーバ２０、オイルポンプ３０及びアイソレータ４０が配設されている。

オイルポンプ３０は、第１入出力ポート３１ａ及び第２入出力ポート３１ｂが形成されたポンプハウジング３１を備えている。ポンプハウジング３１内には、インペラ（図示せず）が配設されたポンプ室（図示せず）が形成されているとともに、このインペラに連結された正逆回転可能なモータ等の駆動源（図示せず）が配設されている。また、第１入出力ポート３１ａにはオイルリザーバ２０が、第２入出力ポート３１ｂにはアイソレータ４０がそれぞれ接続されている。

オイルリザーバ２０は、リザーバハウジング２１と該リザーバハウジング２１内に配設されたリザーバダイヤフラム２２とを備えて構成されている。リザーバダイヤフラム２２によって、リザーバハウジング２１内の空間が２つの室に分画され、一方の室がオイル室２３、他方の室が大気開放室２４とされている。図に示すように、オイル室２３はオイルポンプ３１の第１入出力ポート３１ａに連通し、大気開放室２４は、大気開放されて内部の圧力が常に大気圧となるようにされている。

アイソレータ４０は、容量制限装置（ＶＬＤ）とも称され、本発明における蓄圧装置に相当するものである。このアイソレータ４０は、アイソレータハウジング４１と該アイソレータハウジング４１内に配設されたアイソレータダイヤフラム４２とを備えて構成されている。アイソレータダイヤフラム４２によって、アイソレータハウジング４１内の空間が２つの室に分画され、一方の室が入力室４３、他方の室が出力室４４とされている。図に示すように、入力室４３はオイルポンプ３０の第２入出力ポート３１ｂに連通し、出力室４４は出力導管５１の一方端５１ａに連通している。

出力導管５１は、上述のようにその一方端５１ａがアイソレータ４０の出力室４４に連通しているとともに、その他方端５１ｂが装置ハウジング１１の表面に形成された出力ポート１２に連通している。この出力ポート１２には、バルーンカテーテル９０のカテーテル管９１の近位端９１ｂが接続される。この接続によって、バルーンカテーテル９０が出力導管５１と連通される。

出力導管５１の途中には、コモンバルブと称される圧力制御弁５２が介装されている。この圧力制御弁５２は、開成時の流路面積が通常の開閉弁よりも大きくなるように設計されており、このため、開成時における圧力損失が極力抑えられるようになっている。

図に示すように、アイソレータ４０の出力室４４には、ヘリウムガス給排管５３が連通している。このヘリウムガス給排管５３は、途中で分岐しており、一方が排出管５４となり、他方が供給管５５となっている。排出管５４は、その途中に排出用開閉弁５６が介装されているとともに、その先端が大気開放されている。一方、供給管５５は、その途中に供給用開閉弁５７が介装されているとともに、その先端がヘリウムガスタンク５８に連絡している。なお、本例では、排出管５４と供給管５５とが途中で合流して出力室４４に連通している例を示したが、これらが別々に出力室４４に連通している態様でも良い。

アイソレータ４０の出力室４４内には、該出力室４４内の圧力を検出する第１圧力センサー６１が取り付けられている。また、出力導管５１の圧力制御弁５２よりも下流側（バルーンカテーテル９０に近い側）には、第２圧力センサー６２が取り付けられている。なお、この第２圧力センサー６２が取り付けられている出力導管５１の部分は、出力ポート１２にバルーンカテーテル９０が接続された状態でバルーンカテーテル９０に常に連通しているため、この第２圧力センサー６２はバルーン９２に印加する圧力を検出していることになる。

出力導管５１の途中には、第１補助導管１１２及び第２補助導管１１３の一端がそれぞれ連通している。第１補助導管１１２は、圧力制御弁５２と出力ポート１２との間の出力導管５１の部分に、一方、第２補助導管１１３は、アイソレータ４０の出力室４４と圧力制御弁５２との間の出力導管５１の部分に、それぞれ連通している。また、第１補助導管１１２の他端及び第２補助導管１１３の他端は、それぞれ補助リザーバタンク１１１に連通している。第１補助導管１１２の途中には第１補助開閉弁１１４が、第２補助導管１１３の途中には第２補助開閉弁１１５が、それぞれ介装されている。補助リザーバタンク１１１の内部には、ヘリウムガスが充填されており、その内部圧力が、第３圧力センサー６３によって検出されている。

また、バルーンポンプ駆動装置１０は、制御装置７０を有する。この制御装置７０は、オイルポンプ３０の駆動手段、供給用開閉弁５７、排出用開閉弁５６、圧力制御弁５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５、第１圧力センサー６１、第２圧力センサー６２、第３圧力センサー６３と電気的に接続されている。さらに、制御装置７０は、心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）を出力する生体信号出力装置８１及び表示・操作パネル８２にも電気的に接続されている。制御装置７０は、生体信号出力装置８１から出力される心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）、第１圧力センサー６１、第２圧力センサー６２及び第３圧力センサー６３で検出される圧力情報その他の必要な情報が入力され、かかる入力情報に基づいて、オイルポンプ３０の駆動手段に駆動制御信号を、供給用開閉弁５７、排出用開閉弁５６、圧力制御弁５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５に開閉信号を出力する。また、制御装置７０は、通常の交流電源に接続されたＡＣ／ＤＣアダプター８３及び補助電源用のバッテリー８４にも接続されている。

オイルリザーバ２０のオイル室２３には、オイルが充填されている。このオイルは、オイルポンプ３０によってアイソレータ４０の入力室４３に流入出される。したがって、オイルリザーバ２０のオイル室２３、オイルポンプ３０のポンプ室及びアイソレータ４０の入力室４３内の空間、即ち一次側の空間は、オイルで充満される。使用オイルとしては種々のオイルが使用できるが、安全性や応答性等を考慮すると、シリコンオイルを用いるのが好ましい。

また、アイソレータ４０の出力室４４には、ヘリウムガスが充満している。出力室４４へのヘリウムガスの供給は、供給用開閉弁５７を開くことによって、ヘリウムガスタンク５８から供給される。また、バルーンポンプ駆動装置１０の定常動作中に所定タイミングで検出された第１圧力センサー６１の圧力値から、出力室４４に充填されたヘリウムガスの量を判断し、ヘリウムガスの量が少ないと判断された場合には、供給用開閉弁５７を開いてヘリウムガスを出力室４４内に供給する。

上記構成のバルーンポンプシステム２００において、以下、その運転動作について説明する。図２は、本例におけるバルーンポンプシステム２００を運転させた場合のバルーン９２の膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプ３０の回転方向、圧力制御弁（バルーン制御開閉弁）５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５の開閉タイミング、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉ（実線で示した折れ線グラフ）の推移、第２圧力センサー６２で検出される圧力Ｐｂ（点線で示した折れ線グラフ）の推移並びに第３圧力センサー６３で検出される補助リザーバ１１１内の圧力Ｐｒの推移（一点鎖線で示した折れ線グラフ）を併記したタイミングチャートである。図３は、本例におけるバルーンポンプシステム２００を運転させる際の制御装置７０のメインフローチャートである。なお、本システム２００の運転動作はバルーン９２の膨張及び収縮を繰り返す反復動作であり、始点が明確でないため、便宜上、図２のＱの点、即ち、圧力制御弁５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５が閉じており、バルーン９２内の圧力が第２収縮圧力Ｐ４で収縮しており、補助リザーバタンク１１１内の圧力が膨張時補助圧力Ｐ５となっている状態からの運転動作を説明する。

まず、ステップＳ２０１が実行される。図２のＱ点では、ステップＳ２０１にてオイルポンプ３０が正方向に回転駆動されている。このためオイルリザーバ２０内のオイルが第１入出力ポート３１ａからオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０の第２入出力ポート３１ｂからオイルがアイソレータ４０の入力室４３に排出される。これにより、アイソレータ４０の入力室４３にはオイルが流入し、かかるオイルの流入によってアイソレータダイヤフラム４２が図１において右方向に偏移する。このステップＳ２０１の操作により、図２に示すように、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉが上昇する。そして、出力室４４内の圧力Ｐｉが第１膨張圧力Ｐ１となると、それ以上の圧力上昇を起こさないように、オイルポンプ３０の正回転方向の回転速度を落とし、オイルポンプ３０からアイソレータ４０側へ吐出されるオイル量とアイソレータ４０側からオイルポンプ３０へと逆流するオイル量とをつりあわせる。この操作によって、アイソレータ４０はその出力室４４に第１膨張圧力Ｐ１を蓄圧する（第１膨張圧力制御）。なお、この第１膨張圧力Ｐ１は、バルーンを膨張させるために必要な圧力よりもはるかに高い圧力である。

次いで、ステップＳ２０２において、バルーン９２の膨張信号の発生の有無を判断する（膨張判断制御）。この膨張信号が発生していないと判断される場合には、ステップＳ２０１に戻る。膨張信号が発生していると判断される場合は、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０２にて膨張信号を検出した場合には、膨張期（バルーンを収縮状態から膨張状態へ状態変化させる時期）であると認識し、ステップＳ２０３で、制御装置７０から圧力制御弁５２を開成作動する指令が出力される。この指令によって圧力制御弁５２が開成作動する（膨張時開弁制御）。この開成作動によってアイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、出力室内４４内で蓄圧された第１膨張圧力Ｐ１がバルーン９２に作用して、圧力Ｐｂが第２収縮圧力Ｐ４から急激に上昇する。この場合において、圧力制御弁５２が開く直前までは、アイソレータ４０の出力室４４内は、バルーン９２を膨張させるのに必要な圧力よりも高い第１膨張圧力Ｐ１とされているため、圧力制御弁５２を開くと、一気に出力室４４内のヘリウムガスがバルーン９２内に流入する。よって、バルーン９２の膨張を従来のものよりも急峻に行うことが可能である。

ステップＳ２０３で圧力制御弁５２が開成作動した後、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４においては、圧力制御弁５２の開時間Ｔ１が設定時間Ｔ１ｓｅｔに達しているか否かが判断される（Ｔ１判断制御）。達していないと判断された場合にはステップＳ２０３に戻る。一方、達していると判断された場合には、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０４で圧力制御弁５２の開時間が設定時間Ｔ１ｓｅｔに達したと判断されたときには、次のステップＳ２０５において圧力制御弁５２を閉成作動させる（膨張時中間閉弁制御）。圧力制御弁５２を閉じることにより、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２との連通が遮断される。次いで、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６では、オイルポンプ３０を逆回転方向に駆動させる。すると、アイソレータ４０の入力室４３内のオイルが第２入出力ポート３１ｂからオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０内のオイルが第１入出力ポート３１ａからオイルリザーバ２０のオイル室２３に排出される。これにより、アイソレータダイヤフラム４２が図１において左方向に偏移する。

なお、このステップＳ２０６の操作により、図２に示すように出力室４４内の圧力Ｐｉは下降する。これは、アイソレータダイヤフラム４２が図１において左方向に偏移することによって出力室４４内の容積が増加するため、この容積増加に伴って圧力が下降するのである（圧力降下制御）。

その後、ステップＳ２０７を実行する。ステップＳ２０７では、第２圧力センサー６２から入力される印加圧力値Ｐｂの圧力変化勾配ΔＰｂが０又は所定範囲εｂ内であるか否かが判断される。

ステップＳ２０７において、ΔＰｂが０又はεｂに入っていない場合には、未だバルーン９２が完全に膨張しきれていないと認識し、ステップＳ２０６に戻る。ΔＰｂが０又はεｂに入っていると判断した場合には、ステップＳ２０８に進む。なお、図２に示すように、膨張期において印加圧力Ｐｂの変化勾配がほぼ０となったときの圧力Ｐ１'は、バルーン９２の膨張状態が維持できる最低圧力よりも高く、かつ、膨張状態が維持できる最高圧力より低い圧力とされる。従来のバルーンポンプ駆動装置では、バルーンが完全膨張するときには、バルーン内圧を膨張状態が維持できる最低圧力付近に設定する。したがって、本例は、従来技術と異なり、バルーンが完全膨張したときでも、従来の圧力よりも高い圧力をバルーンに印加しており、それ故、バルーンの膨張をより急峻に行うことができる。この圧力Ｐ１'は、膨張状態が維持できる最高圧力に近いものであるのが好ましい。即ち、許容範囲でできるだけ高い圧力とすることが好ましい。このように高い圧力とすることにより、バルーンの膨張をより一層急峻とすることができる。

ステップＳ２０７においてΔＰｂが０又はεｂに入っていると判断されると、次のステップＳ２０８において、第１補助開閉弁１１４が開成作動される（膨張時中間開弁制御）。この開成作動により、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。この場合において、第１補助開閉弁１１４が開く直前の補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒは、予め膨張時補助圧力Ｐ５にされている。この圧力Ｐ５は、図２からわかるように、このときの印加圧力Ｐｂの圧力Ｐ１'よりも低い圧力である。したがって、第１補助開閉弁１１４が開くと、より高圧であるバルーン９２内のヘリウムガスが補助リザーバタンク１１１側に流れ込む。このため圧力Ｐｂが急激に降下する。

ステップＳ２０８で第１補助開閉弁１１４を開成作動させた後、ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９では、第１補助開閉弁１１４の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達しているか否かについて判断する。第１補助開閉弁１１４の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達していないと判断されたときは、ステップＳ２０８に戻る。一方、第１補助開閉弁１１４の開時間Ｔ２が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達していると判断されたときは、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２０９で第１補助開閉弁１１４の開時間が設定時間Ｔ２ｓｅｔに達したと判断されたときには、次のステップＳ２１０で第１補助開閉弁１１４を閉成作動させる（膨張時閉弁制御）。これにより、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２との連通が遮断される。従って、バルーン９２は、膨張状態でそのときの圧力Ｐ２'を維持する。その後、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０７、Ｓ２０８、Ｓ２０９によって、バルーン９２に印加する圧力Ｐｂが、図２に示すようにＰ２'とされる。この圧力はこのときにおけるバルーン９２内の圧力と推定できる。したがって、バルーン９２は、圧力Ｐ２'で膨張状態を維持する。圧力Ｐ２'は、膨張状態が維持できる最低圧力に近いものであるのが好ましい。即ち、許容範囲でできるだけ低い圧力とすることが好ましい。このように低い圧力とすることにより、次にバルーンが収縮する際に、圧力差を最小とすることができる。

ステップＳ２１１では、第２補助開閉弁１１５を開く。これにより、補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４内とが連通する。この時点において、オイルポンプ３０は逆回転駆動しているため、アイソレータ４０の出力室４４は圧力降下しており、補助リザーバタンク１１１の圧力（このときの圧力はＰ２'）よりも低くなっている。したがって、第２補助開閉弁１１５の開成作動により補助リザーバタンク１１１と出力室４４とが連通すると、補助リザーバタンク１１１内のヘリウムガスが出力室４４内に引き込まれ、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒが降下する。

ステップＳ２１１で第２補助開閉弁１１５を開いた後は、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２では、第３圧力センサー６３によって検出される補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒが所定の圧力Ｐ６にまで降下したか否かが判断される。圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ６まで降下していないと判断された場合には、ステップＳ２１２に戻る。一方、圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ６まで降下したと判断された場合には、ステップＳ２１３に進む。

ステップＳ２１２で圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ６まで降下したと判断されると、次のステップＳ２１３で第２補助開閉弁１１５が閉成作動する。この閉成作動によって、補助リザーバタンク１１１と出力室４４との連通が遮断される。

なお、ステップＳ２１１、ステップＳ２１２、ステップＳ２１３の制御及びこれに伴う作動によって、補助リザーバタンク１１１内の圧力がほぼ所定圧力Ｐ６に設定される（補助リザーバ圧設定制御）。この所定圧力Ｐ６は、後述するバルーンの収縮時において、バルーン９２内の圧力を第２収縮圧力Ｐ４にするために必要となる圧力である。

ステップＳ２０６でオイルポンプが逆回転駆動しているが、これはステップＳ２１０にて第２補助開閉弁１１５を閉成した後も続いており、アイソレータ４０のアイソレータダイヤフラム４２は図示左方向に変位し続けるため、出力室４４の容積が拡大されて圧力Ｐｉがさらに降下する。そして、出力室４４内の圧力Ｐｉが第１収縮圧力Ｐ３になると、それ以下の圧力降下を起こさないように、オイルポンプ３０の逆回転方向の回転速度を落とし、アイソレータ４０側からオイルポンプ３０へ引き込まれるオイル量とオイルポンプ３０側からアイソレータ４０側へと逆流するオイル量とをつりあわせる。この操作によって、圧力Ｐｉは第１収縮圧力Ｐ３を維持できる（第１収縮圧力制御）。なお、この第１収縮圧力Ｐ３は、バルーンを収縮させるために発生させる圧力よりも小さい圧力とされている。

ステップＳ２１３によって補助リザーバタンク１１１内の圧力がＰ６にされた後は、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４では、バルーン９２の収縮信号の発生の有無を判断する（収縮判断手段）。膨張信号の発生の有無を判断する場合と同様に、制御装置７０は、生体信号出力装置８１から制御装置７０に入力される心電図信号（ＥＣＧ）及び／又は血圧信号（Ａｏｐ）に基づき、生体の状態に適切な収縮タイミングを演算するとともに、この収縮タイミングに従って収縮信号を発生する。この収縮信号が発生していないと判断される場合には、ステップＳ２１２に戻る。収縮信号が発生していると判断される場合は、ステップＳ２１５に進む。

ステップＳ２１４において収縮信号を検出すると、収縮期（バルーンを膨張状態から収縮状態へ状態変化させる時期）であると認識し、次のステップＳ２１５において、圧力制御弁５２が開成作動する（収縮時開弁制御）。この開成作動によってアイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、出力室４４内で蓄圧された第１収縮圧力Ｐ３がバルーン９２に作用し、圧力Ｐｂが第２膨張圧力Ｐ２'から急激に下降する。この場合において、圧力制御弁５２が開く直前までは、アイソレータ４０の出力室４４内の圧力Ｐｉは、通常の収縮圧力よりも低い第１収縮圧力Ｐ３にされているため、圧力制御弁５２を開くと、一気にヘリウムガスがバルーン９２内から流出する。よって、バルーン９２の収縮を従来のものよりも急峻に行うことが可能である。

ステップＳ２１５で圧力制御弁５２が開成作動した後、ステップＳ２１６に進む。ステップＳ２１６においては、第２圧力センサー６２によって検出される圧力Ｐｂの圧力変化勾配が０又は所定範囲εｂ内であるか否かが判断される（完全収縮推定制御）。この判断は、バルーン９２が完全収縮したか否かの判断をしていることと同じである。すなわち、ステップ２１５において圧力制御弁５２を開いた直後は未だバルーン９２は収縮しきれていないため、その後もバルーン９２は収縮し続け、この収縮に伴ってバルーン９２側から出力室４４側にヘリウムガスが流入するため、印加圧力Ｐｂは上昇する。しかし、バルーン９２が完全に収縮する状態に近づくと、バルーン９２から流入するヘリウムガスが減少するため、圧力Ｐｂの上昇量は少なくなる（圧力の上昇勾配がゆるやかになる）。そして、バルーン９２が完全に収縮すると、それ以上のヘリウムガスの流入が起こらなくなるため、圧力Ｐｂの圧力上昇は停止し、ほぼフラットな圧力となる。従って、圧力値Ｐｂの変化勾配が０又は所定値以下であるか否かを判断することにより、バルーン９２が完全に収縮したか否かを判別することができる。

ステップＳ２１６において、ΔＰｂが０又はεｂに入っていない場合には、ステップＳ２１６に戻る。ΔＰｂが０又はεｂに入っていると判断した場合には、ステップＳ２１７に進む。なお、図２に示すように、収縮期において印加圧力Ｐｂの変化勾配がほぼ０となったときの圧力Ｐ３'は、バルーン９２の収縮状態が維持できる最高圧力よりも低く、かつ、収縮状態が維持できる最低圧力より高い圧力とされる。この点、従来のバルーンポンプ駆動装置では、バルーンが完全収縮するときには、バルーン内圧を収縮状態が維持できる最高圧力付近に設定する。したがって、本例は、従来技術と異なり、バルーンが完全収縮したときでも、従来の圧力よりも低い圧力をバルーンに印加しており、それ故、バルーンの収縮をより急峻に行うことができる。また、この圧力Ｐ３'は、収縮状態が維持できる最低圧力に近いものであるのが好ましい。このように低い圧力とすることにより、バルーンの収縮をより一層急峻とすることができる。

ステップＳ２１６において、圧力Ｐｂの圧力変化勾配が０又は所定範囲内であると判断された場合、次のステップＳ２１７において、第１補助開閉弁１１４を開く（収縮時中間開弁制御）。この開成作動により、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。この場合において、第１補助開閉弁１１４が開く直前の補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒは、予め収縮時補助圧力Ｐ６にされている。この圧力Ｐ６は、図２からわかるように、このときの印加圧力Ｐｂの圧力Ｐ３'よりも高い圧力である。したがって、第１補助開閉弁１１４が開くと、より高圧である補助リザーバタンク１１１内のヘリウムガスがバルーン９２側に流れ込む。このため圧力Ｐｂが急激に上昇する。

ステップＳ２１７において第１補助開閉弁１１４が開成作動した後、ステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８では、第２圧力センサー６２により検出されるバルーン９２内の圧力Ｐｂが設定圧Ｐ４となったか否かについて判断される。圧力Ｐｂが設定圧Ｐ４にはなっていない場合には、ステップＳ２１７に戻る。圧力Ｐｂが設定圧Ｐ４となったと判断される場合には、ステップＳ２１９に進む。

ステップＳ２１９では、圧力制御弁５２を閉じる（収縮時閉弁制御）。この閉成作動により、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２及び補助リザーバ１１１との連通が遮断され、印加圧力Ｐｂが圧力Ｐ４に維持される。なお、このステップＳ２１７、Ｓ２１８及びステップＳ２１９によって、バルーン９２が収縮している際の印加圧力ＰｂがＰ４とされる。この圧力はこのときにおけるバルーン９２内の圧力と推定することができる。したがって、バルーン９２は、圧力Ｐ４で収縮状態を維持する。圧力Ｐ４は、収縮状態が維持できる最高圧力に近いものであるのが好ましい。このように高い圧力とすることにより、次にバルーンが膨張する際に、圧力差を最小とすることができる。

ステップＳ２１９によって圧力制御弁５２が閉成作動すると同時に又はその後に、ステップＳ２２０において第１補助開閉弁１１４が閉成作動される（収縮時中間閉弁制御）。これにより、バルーン９２と補助リザーバタンク１１１との連通が遮断される。次いで、ステップＳ２２１に進む。

ステップＳ２２１では、オイルポンプ３０を正回転方向に駆動させる。すると、オイルリザーバ２０内のオイルがオイルポンプ３０に吸入されるとともに、オイルポンプ３０からオイルがアイソレータ４０の入力室４３に排出される。これにより、アイソレータ４０の入力室４３にはオイルが流入し、かかるオイルの流入によってアイソレータダイヤフラム４２が図１において右方向に変位する。このため出力室４４の圧力が上昇する（圧力上昇制御）。

ステップＳ２２１でオイルポンプ３０を正回転方向に駆動させた後は、ステップＳ２２２に進む。ステップＳ２２２では、第２補助開閉弁１１５を開く。これにより、補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４内とが連通する。ステップＳ２２０でオイルポンプ３０を正回転方向に駆動したため、アイソレータ４０の出力室４４は容積が減少され、それに伴い圧力が上昇している。したがって、このステップで出力室４４と補助リザーバタンク１１１とが連通されると、出力室４４の圧力上昇に伴って、補助リザーバタンク１１１の圧力Ｐｒも上昇する。

ステップＳ２２１で第２補助開閉弁１１５を開いた後、ステップＳ２２３に進む。ステップＳ２２３では、第３圧力センサー６３によって検出される補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒが所定の圧力Ｐ５に達したか否かが判断される。圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ５に達していないと判断された場合には、ステップＳ２２２に戻る。一方、圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ５に達したと判断された場合には、ステップＳ２２４に進む。

ステップＳ２２３で圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ５にまで上昇したと判断されると、次のステップＳ２２４では、第２補助開閉弁１１５を閉じる（膨張時補助リザーバ圧設定終了制御）。この閉成作動によって、補助リザーバタンク１１１と出力室４４との連通が遮断される。

なお、ステップＳ２２２、ステップＳ２２３、ステップＳ２２４の制御及びこれに伴う作動によって、補助リザーバタンク１１１内の圧力がほぼ所定圧力Ｐ５となる（補助リザーバ圧設定制御）。この所定圧力Ｐ５は、次回のバルーンの膨張時において、バルーン９２内の圧力を第２膨張圧力Ｐ２にするために必要となる圧力である。その後、ステップＳ２０２に戻って次の膨張信号の検出を待つ。

上記のステップを繰り返すことにより、バルーンを所定タイミングで膨張及び収縮させる。

以上の説明のように、本例のバルーンポンピング方法は、バルーンを収縮状態から膨張状態とする際に、バルーン９２内の圧力を、膨張状態が維持できる最低圧力よりも高く、かつ、膨張状態が維持できる最高圧力以下である圧力Ｐ１'とする工程と、バルーン９２内の圧力が圧力Ｐ１'で完全膨張したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ前記圧力Ｐ１'よりも低い圧力である圧力Ｐ２'に圧力降下させる工程とを含む。これらの工程を実施することにより、バルーン９２を、膨張が維持できる最低圧力よりも高い圧力Ｐ１'で完全膨張させることができるため、その分バルーン９２の膨張をさらに急峻にすることができる。また、バルーン９２が圧力Ｐ１'で完全膨張したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ圧力Ｐ１'よりも低い圧力である圧力Ｐ２'に圧力降下させているため、次回の収縮時における圧力差が減少し、次回の収縮時に急峻な収縮動作ができるようにしている。したがって、膨張時により急峻な膨張応答性を確保しつつ、次回の収縮に急峻な収縮応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンピング方法を提供することができる。

また、本例のバルーンポンピング方法は、バルーンを膨張状態から収縮状態とする際に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態が維持できる最高圧力よりも低く、かつ、収縮状態が維持できる最低圧力以上である圧力Ｐ３'とする工程と、バルーン９２内の圧力が前記圧力Ｐ３'で完全収縮したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態を維持できる最高圧力以下でありかつ前記圧力Ｐ３'よりも高い圧力である圧力Ｐ４に圧力に上昇させる工程とを含む。これらの工程を実施することにより、バルーン９２を、収縮が維持できる最高圧力よりも低い圧力Ｐ３'で完全収縮させることができるため、その分バルーン９２の収縮をさらに急峻にすることができる。また、バルーン９２が圧力Ｐ３'で完全収縮したと推定された後に、バルーン９２内の圧力を、収縮状態が維持できる最高圧力以下でありかつ圧力Ｐ３'よりも高い圧力である圧力Ｐ４に圧力上昇させているため、次回の膨張時における圧力差が減少し、時間の膨張時により急峻な収縮動作ができるようにしている。したがって、収縮時により急峻な収縮応答性を確保しつつ、次回の膨張に急峻な膨張応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンピング方法を提供することができる。

また、本例のバルーンポンプ駆動装置は、生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを膨張させる必要があるか否かを判断する膨張判断手段（ステップＳ２０２）と、該膨張判断手段がバルーンを膨張させる必要があると判断した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させる第１膨張圧力印加手段（ステップＳ２０３、アイソレータ４０、圧力制御弁５２）と、第１膨張圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全膨張したか否かを推定する完全膨張推定手段（ステップＳ２０７）と、完全膨張推定手段でバルーンが完全膨張したと推定した際に、バルーンの膨張状態が維持できる最低圧力以上でありかつ前記第１膨張圧力印加手段により印加した圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させてバルーン内の圧力を降下させる第２膨張圧力印加手段（ステップＳ２０８、アイソレータ４０、第１補助開閉弁１１４）とを有する。このため、膨張時により急峻な膨張応答性を確保しつつ、次回の収縮に急峻な収縮応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。

また、本例のバルーンポンプ駆動装置は、生体信号が入力されるとともに入力された生体信号からバルーンを収縮させる必要があるか否かを判断する収縮判断手段（ステップＳ２１４）と、収縮判断手段がバルーンを収縮させる必要があると判断した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力よりも低い圧力をバルーンに印加させる第１収縮圧力印加手段（ステップＳ２１５、アイソレータ４０、圧力制御弁５２）と、第１収縮圧力印加手段による圧力の印加によりバルーンが完全収縮したか否かを推定する完全収縮推定手段（ステップＳ２１６）と、完全収縮推定手段でバルーンが完全収縮したと推定した際に、バルーンの収縮状態が維持できる最高圧力以下でありかつ第１収縮圧力印加手段により印加した圧力よりも高い圧力をバルーンに印加させてバルーン内の圧力を上昇させる第２収縮圧力印加手段（ステップＳ２１７、アイソレータ４０、第１補助開閉弁１１４）とを有する。したがって、収縮時により急峻な収縮応答性を確保しつつ、次回の膨張に急峻な膨張応答を可能とし、バルーンの圧力応答性をより向上させたバルーンポンプ駆動装置を提供することができる。

また、バルーン膨張工程では、第１補助開閉弁１１４を閉成作動させた（ステップＳ２１０）後に第２補助開閉弁１１５を開成作動させて補助リザータタンク１１１とアイソレータ４０とを連通させ、これによって補助リザーバタンク１１１内の圧力を収縮工程で利用する所定の圧力Ｐ６に設定している（ステップＳ２１１，Ｓ２１２，Ｓ２１３）。さらに、バルーン収縮工程で、第１補助開閉弁１１４を閉成作動させた（ステップＳ２２０）後に第２補助開閉弁１１５を開成作動させて（ステップＳ２２２）補助リザータタンク１１１とアイソレータ４０とを連通させ、これによって補助リザーバタンク１１１内の圧力を膨張行程で利用する所定圧力Ｐ５に設定している（ステップＳ２２２，Ｓ２２３，Ｓ２２４）。つまり、膨張行程において補助リザーバタンク１１１内の圧力を収縮工程時に使用する圧力Ｐ６に設定し、一方、収縮工程において補助リザーバタンク１１１内の圧力を膨張行程時に使用する圧力Ｐ５に設定している。このように、駆動装置２００の流体回路内で補助リザーバタンク１１１の調圧を実現しているので、補助リザーバタンク１１１の圧力を調圧する装置を別途設ける必要がない。よって、コンパクト化に一層寄与し得る。

また、本例では、バルーンを膨張及び収縮させるための圧力装置として、アイソレータ４０からの系統と、補助リザーバタンク１１１からの系統との２系統の圧力供給を行っている。このように、２系統以上の圧力供給経路を装置内に設けておくことにより、不整脈等によって期外収縮が行われる場合にも迅速に対応できるシステムを構成することができる。即ち、例えば図３のステップＳ２０３の制御によって圧力制御弁５２が開き、バルーンが膨張をしているときに期外収縮信号が割り込んだ場合に、即座に圧力制御弁５２を閉じるとともに第２補助開閉弁１１４を開いてバルーン９２と補助リザーバタンク１１１とを連通させることによって、膨張を抑制すること又は膨張から収縮動作に転ずることができ、その後に適正な処置によって通常よりもすばやくバルーン９２を収縮させることができる。
（第２実施形態例）

次に、本発明の第２実施形態例について説明する。なお、本例は、バルーンポンプ駆動装置の装置構成自体は上記第１実施形態例で説明した図１と同一であるので、その具体的説明を省略する。

本例の制御方式を簡単に言うと、バルーンを膨張させる際には、アイソレータ４０の圧力制御と圧力制御弁５２の開閉制御とにより行い、一方、バルーンを収縮させる際には、アイソレータ４０及び補助リザーバタンク１１１の圧力制御、圧力制御弁５２及び第１補助開閉弁１１４の開閉制御により行うものである。

図４は、本例におけるバルーンポンプ駆動装置を運転させた場合のバルーン９２の膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプ３０の回転方向、圧力制御弁（バルーン制御開閉弁）５２、第１補助開閉弁１１４、第２補助開閉弁１１５の開閉タイミング、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉ（実線で示した折れ線グラフ）の推移、第２圧力センサー６２で検出される圧力Ｐｂ（点線で示した折れ線グラフ）の推移並びに第３圧力センサー６３で検出される補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒの推移（一点鎖線で示した折れ線グラフ）を併記したタイミングチャートである。図５は、本例におけるバルーンポンプ駆動装置の制御フローチャートである。

まず、図４の点Ｑの時点において、圧力制御弁５２が閉じられた状態で、オイルポンプ３０が正回転方向に駆動しており（ステップＳ３０１）、これによって出力室４４の圧力Ｐｉが高められる。圧力Ｐｉは、第１膨張圧力Ｐ１まで上昇させられる。

次いで、バルーンの膨張信号が検出されているか否かを判断し（ステップＳ３０２）、検出されている場合には、圧力制御弁５２を開成作動させる（ステップＳ３０３）。この圧力制御弁５２の開成作動により、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、バルーン９２に出力室４４の第１膨張圧力Ｐ１が作用してバルーン９２が膨張する。

所定時間経過したか否かを判断し（ステップＳ３０４）、所定時間経過後に圧力制御弁５２を閉成作動させる（ステップＳ３０５）とともに、オイルポンプ３０を逆回転駆動させ（ステップＳ３０６）、アイソレータ４０の出力室４４内の圧力を圧力降下させる。ここで、圧力制御弁５２を閉じるときには未だバルーン９２は完全に膨張しきれていないが、時間がたつにつれてバルーン９２が膨張し、やがて完全膨張する。バルーン９２が完全膨張した状態に近づくと、バルーン９２内へのヘリウムの流入が少なくなるため、印加圧力Ｐｂがほぼ一定となる。このＰｂの圧力変化勾配に基づいてバルーン９２が完全膨張したか否かを推定する（ステップＳ３０７）。なお、図４において、圧力Ｐｂがほぼ一定となるときの圧力Ｐ１'は、通常バルーン９２が膨張しているときの圧力（本例ではＰ２'）よりも大きい。このように、本例ではバルーン９２が完全膨張するときまでも、従来よりも高い圧力で印加しているため、バルーン９２をすばやく膨張させることができる。そして、完全膨張したと推定された際に、再度圧力制御弁５２を開く（ステップＳ３０８）。

圧力制御弁５２が再度開かれたときには、出力室４４内の圧力Ｐｉは圧力降下して圧力Ｐ２となっているので、この開成作動によりバルーン９２側からヘリウムガスが出力室４４内に引き込まれ、そのためバルーン９２への印加圧力Ｐｂは下降する。そして所定時間が経過したかを判断し（ステップＳ３０９）、所定時間経過後に圧力制御弁５２を閉成作動する（ステップＳ３１０）。これにより、バルーン９２は圧力Ｐ２'を維持し、この圧力で膨張を続ける。

上記の制御により、バルーン９２の膨張時において、最初はバルーン９２に高い圧力Ｐ１が印加されるため、すばやくバルーン９２を膨張させることができる。また、バルーン９２が完全膨張したときに印加圧力をＰ２'に下げているため、バルーン９２に高い圧力を印加させる時間を短縮させ、バルーン９２の寿命を延ばすことができるとともに、次回の収縮時におけるバルーン内圧の圧力差を少なくできるため、次回の収縮時の収縮応答性を向上させることもできる。

ステップＳ３１０で圧力制御弁５２を閉じた後、印加圧力Ｐｂの値と目標とする設定圧との差ΔＰが所定範囲ε内であるか否かを判断し（ステップＳ３１１）、その判断結果に応じてステップＳ３０９における所定時間を修正する（ステップＳ３１２）。

その後、収縮信号が検出されているか否かを判断し（ステップＳ３１３）、検出されている場合には、第１補助開閉弁１１４を開閉作動する（ステップＳ３１４）。第１補助開閉弁１１４を開くと、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。補助リザーバタンク１１１は、予め圧力Ｐ５に設定されており、この圧力Ｐ５は、ステップＳ３１４で圧力制御弁５２を開く直前におけるバルーン９２への印加圧力Ｐｂ（＝Ｐ２'）よりも低いため、バルーン９２側からヘリウムガスが補助リザーバタンク１１１に引き込まれ、このためバルーン９２への印加圧力Ｐｂが降下する。

その後、第１補助開閉弁１１４が開いている時間が所定時間経過しているか否かを判断し（ステップＳ３１５）、経過している場合には、第１補助開閉弁１１４を閉成作動させる（ステップＳ３１６）。なお、このステップＳ３１５及びステップＳ３１６により、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒが所定圧力Ｐ６に設定される。

その後、圧力制御弁５２を開成作動させる（ステップＳ３１７）。すると、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通する。ステップＳ３１７で圧力制御弁５２が開く直前では、出力室４４内の圧力Ｐｉは、オイルポンプ３０の逆回転駆動により圧力降下され、通常の収縮圧力よりも低い第１収縮圧力Ｐ３に維持されている。したがって、ステップＳ３１７で圧力制御弁５２を開くと、バルーン９２内のヘリウムガスが出力室４４内に引き込まれ、バルーン９２に印加する印加圧力Ｐｂが急激に降下する。ここで、圧力制御弁５２が開いた直後は未だバルーン９２は完全に収縮しきれていないが、時間がたつにつれてバルーン９２が収縮し、やがて完全収縮する。バルーン９２が完全収縮した状態に近づくと、バルーン９２内からのヘリウムの流出が少なくなるため、印加圧力Ｐｂがほぼ一定となる。このＰｂの圧力変化勾配に基づいて（圧力勾配ΔＰｂが所定範囲εｂ内であるか否かに基づいて）バルーン９２が完全収縮したか否かを推定する（ステップＳ３１８）。なお、図４において、圧力Ｐｂがほぼ一定となるときの圧力Ｐ３'は、通常バルーン９２が収縮しているときの圧力（本例ではＰ４）よりも大きい。このように、本例ではバルーン９２が完全収縮するときまでも、従来よりも低い圧力で印加しているため、バルーン９２をすばやく収縮させることができる。そして、完全収縮したと推定された際に、第２補助開閉弁１１５を開く（ステップＳ３１９）。この制御により補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４とが連通される。

次に、印加圧力Ｐｂが所定圧力Ｐ５に達しているか否かについて判断され（ステップＳ３２０）、達していると判断された場合には、第２補助開閉弁１１５を閉じる（ステップＳ３２１）。これにより、補助リザーバタンク１１１は出力室４４との連通が遮断され、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒは所定圧力Ｐ５に設定される。

第２補助開閉弁１１５を閉じた後、オイルポンプ３０を正回転駆動させる（ステップＳ３２２）。これにより、アイソレータダイヤフラム４２が偏移し、これによる出力室４４内の圧力上昇が行われる。また、このときは未だ圧力制御弁５２が開いている状態であるので、出力室４４内の上昇に伴ってバルーン９２への印加圧力Ｐｂも上昇する。

その後、印加圧力Ｐｂが第２収縮圧力Ｐ４に達しているか否かについて判断され（ステップＳ３２３）、達していると判断された場合には、圧力制御弁５２を閉成作動させる（ステップＳ３２３）。その後ステップＳ３０２に戻る。

上記の制御により、バルーン９２の収縮時において、まず最初に補助リザーバタンク１１１をバルーン９２に連通させることによってバルーン圧を下げ、次にアイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とを連通させることによってバルーン９２により低い圧力Ｐ３を印加させてバルーン圧を下げている。このためより急峻にバルーン９２を収縮させることができる。また、補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４とを連通させて、補助リザーバタンク１１１内のガスを出力室４４に引き戻すことにより補助リザーバタンク１１１の内圧を次の収縮期に必要とされる圧力に戻すことができる。また、バルーン圧を第２収縮圧力である圧力Ｐ４とし、次の膨張に備えることができる。
（第３実施形態例）

次に、本発明の第３実施形態例について説明する。なお、本例は、バルーンポンプ駆動装置の装置構成自体は図６に示すごときであるが、図６は、上記第１実施形態例で説明した図１と類似しており、異なるところは、補助リザーバタンク１１１とアイソレータ４０の出力室４４とを連通する導管１１３及びその導管に介装されている第２補助開閉弁１１５が無い構成である。その他の構成は同一であるので、その具体的説明を省略する。

本例の制御方式の特徴を簡単に言うと、バルーンの膨張時（収縮時）の最初に高い（低い）圧力を印加して、その後に補助リザーバタンク１１１を利用して圧力を降下（上昇）させている点では上記第１実施形態例と同じであるが、膨張時にバルーンに作用させる補助リザーバタンク１１１内の圧力をバルーン９２の収縮圧力と等しくし、また収縮時にバルーンに作用させる補助リザーバタンク１１１内の圧力をバルーン９２の膨張圧力と等しくすることにより、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒを調圧する工程を省略したことに特徴がある。

図７は、本例のバルーンポンプ駆動装置を運転させた場合のバルーン９２の膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプ３０の回転方向、圧力制御弁（バルーン制御開閉弁）５２、第１補助開閉弁１１４の開閉タイミング、第１圧力センサー６１で検出される出力室４４内の圧力Ｐｉ（実線で示した折れ線グラフ）の推移、第２圧力センサー６２で検出される圧力Ｐｂ（点線で示した折れ線グラフ）の推移並びに第３圧力センサー６３で検出される補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒの推移（一点鎖線で示した折れ線グラフ）を併記したタイミングチャートである。図８は、本例におけるバルーンポンプ駆動装置の制御フローチャートである。

まず、図７のＱの時点において、圧力制御弁５２が閉じられた状態で、オイルポンプ３０が正回転方向に駆動しており（ステップＳ４０１）、これによって出力室４４の圧力Ｐｉが高められる。圧力Ｐｉは、第１膨張圧力Ｐ１まで上昇させられる。

次いで、バルーンの膨張信号が検出されているか否かを判断し（ステップＳ４０２）、検出されている場合には、圧力制御弁５２を開成作動させる（ステップＳ４０３）。この圧力制御弁５２の開成作動により、アイソレータ４０の出力室４４とバルーン９２とが連通し、バルーン９２に出力室４４の第１膨張圧力Ｐ１が作用してバルーン９２が膨張する。

所定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ４０４）、所定時間経過後に圧力制御弁５２を閉成作動させる（ステップＳ４０５）とともに、オイルポンプ３０を逆回転駆動させ（ステップＳ４０６）、アイソレータ４０の出力室４４内の圧力を圧力降下させる。ここで、圧力制御弁５２を閉じるときには未だバルーン９２は完全に膨張しきれていないが、時間がたつにつれてバルーン９２が膨張し、やがて完全膨張する。バルーン９２が完全膨張した状態に近づくと、バルーン９２内へのヘリウムの流入が少なくなるため、印加圧力Ｐｂがほぼ一定となる。このＰｂの圧力変化勾配ΔＰｂに基づいて（例えばΔＰｂが所定範囲εｂ内に入っているか否かに基づいて）バルーン９２が完全膨張したか否かを推定する（ステップＳ４０７）。なお、図７において、圧力Ｐｂがほぼ一定となるときの圧力Ｐ１'は、通常バルーン９２が膨張しているときの圧力（本例ではＰ２'）よりも大きい。このように、本例ではバルーン９２が完全膨張するときまでも、従来よりも高い圧力を印加しているため、バルーン９２をすばやく膨張させることができる。

ステップＳ４０７でバルーン９２が完全膨張したと推定された際に、第１補助開閉弁１１４を開く（ステップＳ４０８）。これにより、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。補助リザーバタンク１１１内の圧力は、ステップＳ４０８で第１補助開閉弁１１４が開く直前までは、圧力Ｐ４に設定されている。なお、この圧力Ｐ４は、後述する第２収縮圧力Ｐ４に等しい。また、この圧力Ｐ４は、バルーン９２のそのときの圧力よりも低いので、第１補助開閉弁１１４が開くことにより、バルーン９２側から補助リザーバタンク１１１内にヘリウムガスが引き込まれ、バルーン９２に印加する印加圧力Ｐｂが急激に減少する。そして圧力Ｐｂが第２膨張圧力Ｐ２'に達したか否かを判断し（ステップＳ４０９）、達していると判断された場合に第１補助開閉弁１１４を閉じる（ステップＳ４１０）。これにより、バルーン９２は圧力Ｐ２'を維持し、この圧力で膨張を続けるとともに、補助リザーバタンク１１１内の圧力が圧力Ｐ２'に設定される。

上記の制御により、バルーン９２の膨張時において、最初はバルーン９２に高い圧力Ｐ１が印加されるため、すばやくバルーン９２を膨張させることができる。また、バルーン９２が完全膨張したときに印加圧力をＰ２'に下げているため、バルーン９２に高い圧力を印加させる時間を短縮させ、バルーン９２の寿命を延ばすことができるとともに、次回の収縮時におけるバルーン内圧の圧力差を少なくできるため、次回の収縮時の収縮応答性を向上させることもできる。

ステップＳ４１０で第１補助開閉弁１１４を閉じた後、収縮信号が検出されているか否かを判断し（ステップＳ４１１）、検出されている場合には、圧力制御弁５２を開閉作動して（ステップＳ４１２）、バルーン９２と出力室４４とを連通させる。ステップＳ４１２で圧力制御弁５２が開くまでは、出力室４４内の圧力はオイルポンプの逆回転駆動により十分圧力が降下され、十分低い圧力である第１収縮圧力Ｐ３となっている。したがって、この圧力制御弁５２の開成作動により、バルーン９２側のヘリウムガスが出力室４４に引き込まれ、このためバルーン９２への印加圧力Ｐｂが降下する。

その後、印加圧力Ｐｂの圧力変化の勾配ΔＰが所定範囲εｂの範囲内であるか否かを判断することによりバルーン９２が完全収縮しているか否かを判断し（ステップＳ４１３）、完全収縮していると判断されると、第１補助開閉弁１１４を開く（ステップＳ４１４）。これにより、補助リザーバタンク１１１とバルーン９２とが連通する。補助リザーバタンク１１１内の圧力は、ステップＳ４１４で第１補助開閉弁１１４が開く直前までは、圧力Ｐ２'に設定されている。なお、この圧力Ｐ２'は、前述した第２膨張圧力Ｐ２'に等しい。また、この圧力Ｐ２'は、バルーン９２の圧力よりも高いので、第１補助開閉弁１１４が開くことにより、補助リザーバタンク１１１側からバルーン９２側にヘリウムガスが流れ、バルーン９２に印加する印加圧力Ｐｂが急激に上昇する。そして圧力Ｐｂが第２収縮圧力Ｐ４に達したか否かを判断し（ステップＳ４１５）、達していると判断された場合に圧力制御弁５２を閉じる（ステップＳ４１６）とともに、第１補助開閉弁１１４を閉じる（ステップＳ４１７）。これにより、バルーン９２は圧力Ｐ４を維持し、この圧力で膨張を続けるとともに、補助リザーバタンク１１１内の圧力Ｐｒも圧力Ｐ４に設定される。そして、オイルポンプ３０を正回転方向に駆動し（ステップＳ４１８）、ステップＳ４０２に戻る。

上記の制御により、バルーン９２の膨張時において、最初はバルーン９２に高い圧力Ｐ１が印加されるため、すばやくバルーン９２を膨張させることができる。また、バルーン９２が完全膨張したときに印加圧力をＰ１'に下げているため、バルーン９２に高い圧力を印加させる時間を短縮させ、バルーン９２の寿命を延ばすことができるとともに、次回の収縮時におけるバルーン内圧の圧力差を少なくできるため、次回の収縮時の収縮応答性を向上させることもできる。

本発明の第１実施形態例におけるバルーンポンプシステムの構成概略図である。 本発明の第１実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合のバルーンの膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプの回転方向、制御開閉弁、第１補助開閉弁、第２補助開閉弁の開閉タイミング、第１圧力センサーで検出される出力室内の圧力Ｐｉの推移、第２圧力センサーで検出されるバルーン内の圧力Ｐｂの推移並びに第３圧力センサーで検出される補助リザーバ内の圧力Ｐｒの推移を併記したタイミングチャートである。 本発明の第１実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合の、制御装置による制御フローチャートである。 本発明の第２実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合のバルーンの膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプの回転方向、制御開閉弁、第１補助開閉弁、第２補助開閉弁の開閉タイミング、第１圧力センサーで検出される出力室内の圧力Ｐｉの推移、第２圧力センサーで検出されるバルーン内の圧力Ｐｂの推移並びに第３圧力センサーで検出される補助リザーバ内の圧力Ｐｒの推移を併記したタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合の、制御装置による制御フローチャートである。 本発明の第３実施形態例におけるバルーンポンプシステムの構成概略図である。 本発明の第３実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合のバルーンの膨張・収縮時期及び膨張・収縮状態、オイルポンプの回転方向、制御開閉弁、第１補助開閉弁の開閉タイミング、第１圧力センサーで検出される出力室内の圧力Ｐｉの推移、第２圧力センサーで検出されるバルーン内の圧力Ｐｂの推移並びに第３圧力センサーで検出される補助リザーバ内の圧力Ｐｒの推移を併記したタイミングチャートである。 本発明の第３実施形態例におけるバルーンポンプシステムを運転させた場合の、制御装置による制御フローチャートである。

符号の説明

１０：バルーンポンプ駆動装置
２０：オイルリザーバ
３０：オイルポンプ
４０：アイソレータ（蓄圧装置）
５２；圧力制御弁
６１：第１圧力センサー
６２：第２圧力センサー
６３：第３圧力センサー
７０：制御装置（制御手段）
９０：バルーンカテーテル
９１：カテーテル管
９２：バルーン
１１１：補助リザーバタンク
１１２：第１補助導管（連通路）
１１３：第２補助導管（連通路）
１１４：第１補助開閉弁
１１５：第２補助開閉弁

Claims (2)

1. 血管内に挿入されるバルーンに連通され該バルーン内に所定のタイミングで供給する圧力を蓄圧する蓄圧装置と、該蓄圧装置と前記バルーンとの間に介装される圧力制御弁とを有するバルーンポンプ駆動装置において、
   前記バルーンポンプ駆動装置は、補助リザーバタンクと、該補助リザーバタンクと前記バルーンとを連通させる連通路と、前記連通路の途中に介装された補助開閉弁と、前記バルーン、前記蓄圧装置及び前記補助リザーバタンクの圧力をそれぞれ測定するためのセンサーと、前記蓄圧装置で蓄圧される圧力、前記圧力制御弁の開閉状態、前記補助開閉弁の開閉状態を制御する制御手段と、を有していることを特徴とする、バルーンポンプ駆動装置。
2. 請求項１において、
   前記制御手段は、
   前記バルーンの膨張中、期外収縮により前記バルーンの膨張を止め収縮させようとする場合に、前記圧力制御弁を閉成作動させるとともに前記補助開閉弁を開成作動させる期外収縮制御を実行することを特徴とする、バルーンポンプ駆動装置。
   

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