JPH02213354A - Gas driving type auxiliary circulation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
［産業上の利用分野Ｊ
本発明は、ガス駆動式補助循環装置に関するものであり
、例えば、開胸手術中の血液循環を代行するために、血
液循環回路中の血液ポンプとしてのサック袋にガス圧力
の加圧と減圧を交互にかけることにより、血液を回路に
循環させる人工心臓機器並びに大動脈バルーンパンピン
グなどのように、心臓の血液循環出力の低下をガス圧で
補助するガス駆動式補助循環装置に関するものである。
〔従来の技術］
血液循環に関する医療用機器に、ガスの圧力を駆動源と
して、血液を循環させるものが多い。
例えば、人工心臓では、血液の循環回路にある弁付きの
サック部を密閉容器に入れ、この容器内の圧力を増減さ
せてサック袋の収縮と弛緩を周期的に行わせて、血液を
循環させるものが使用されている。
また、血液の補助循環法として、バルーンを心臓左心室
出口の大動脈血管内に入れ、該バルーンを、ガス圧で膨
張と収縮を周期的に反復して、動脈の血液循環流、特に
、冠状動脈への潅流を補助する治療が広く行われている
。
その他にバルーンを使用する医療機器においても、ガス
圧力を駆動させて速やかな膨張と収縮をさせる方法が行
われており、ガス駆動式補助循環装置は将来において種
々の医療機器に応用される可能性がある。
ここに使用されているサック袋又はバルーンは薄い軟質
プラスチックス又はゴム族であり、しかも形状が膨張時
と収縮時では大きく変化し、使用時間も長時間に及ぶ場
合もあり、しかも、その周期が秒単位であり膨張収縮の
反復頻度も非常に多い。
そのため、過酷な力が使用中に材質にかかり、材質膜に
ピンホールや亀裂等が発生して血液などが漏れたり、血
液中に駆動用加圧ガスが混入したり、又はこの破損箇所
から一気に破裂する危険性があるが、従来はこのような
異常を軽微な段階で迅速に検知することはできなかった
。[Industrial Application Field J] The present invention relates to a gas-driven auxiliary circulation device. For example, in order to perform blood circulation during open-heart surgery, a gas sack is used as a blood pump in a blood circulation circuit. Artificial heart devices that circulate blood through a circuit by applying increased and decreased pressure alternately, and gas-driven auxiliary circulation devices that use gas pressure to assist in reducing the heart's blood circulation output, such as in aortic balloon pumping. It is related to. [Prior Art] Many medical devices related to blood circulation circulate blood using gas pressure as a driving source. For example, in an artificial heart, a valved sac in the blood circulation circuit is placed in a sealed container, and the pressure inside the container is increased or decreased to cause the sac to contract and relax periodically to circulate blood. things are used. In addition, as an auxiliary blood circulation method, a balloon is inserted into the aortic blood vessel at the outlet of the left ventricle of the heart, and the balloon is periodically inflated and deflated using gas pressure to improve blood circulation in the arteries, especially in the coronary arteries. Treatments that assist in perfusion are widely used. Other medical devices that use balloons also use a method of driving gas pressure to quickly inflate and deflate, and there is a possibility that gas-driven auxiliary circulation devices will be applied to various medical devices in the future. There is. The sack bags or balloons used here are made of thin soft plastic or rubber, and their shape changes greatly between when they are inflated and deflated, and they can be used for long periods of time, and their cycles are short. The time is measured in seconds, and the frequency of expansion and contraction is extremely high. Therefore, severe force is applied to the material during use, causing pinholes or cracks to occur in the material membrane, causing blood to leak, pressurized driving gas to mix into the blood, or all at once from this damaged point. There is a risk of rupture, but in the past it was not possible to quickly detect such an abnormality at a minor stage.
本発明は、上記ガス駆動式補助循環装置において、駆動
用ガス循環回路において、系内に体液の漏れが発生した
場合に直ちにこれを検知できるガス駆動式補助循環装置
を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、ガス回路内にリークした血液などの体液
を直ちに検知するため、化学センサをガス循環回路内に
設ける方法を採用して、体液中の物質の種類とこれを検
知する化学センサの種類の組み合わせを選択することに
より本発明を完成しｌこ 。
すなわち、本発明は、ガス圧発生部、膜を介して体液に
ガス圧を伝えるガス圧作動部及びこれら両者をつなぐ連
結部とからなるガス駆動式補助循環装置のガス循環回路
に、体液中に含有される物質を感知する化学センサを設
けたことを特徴とするガス駆動式補助循環装置を提供す
るものである。
本発明の適用される医療機器としては、例えば、人間の
治療及び診断並びに医療の研究のために使用する実験動
物に使用する人工心臓などの機器が挙げられる。
本発明装置のガス圧発生部は、系内のガス圧を加圧した
り減圧したりして、ガスを循環する装置であり、ここに
いう循環には、ガス通路をガスが往復する場合も含まれ
る。
本発明装置のガス循環系内のガス圧力を、通常は−０，
５〜＋１．０気圧（ゲージ圧）の間の２点の圧力に設定
して、一定時間間隔でこの２点の圧力下に系内の圧力を
調節する装置である。
血液循環の場合の圧力変更の周期は、医療又は実験が適
用される人又は動物の脈拍に応じて設定される。
本発明装置に用いるガスとしては、空気、窒素などの無
毒性ガスを使用することができるが、安全性の点及びセ
ンサに対する反応性の点からヘリウム不活性ガスが望ま
しい。
本発明装置において、設定された系内の高圧と低圧の反
復切り換えは、それぞれの圧力に調節された陽圧タンク
と陽圧タンクを設け、両タンクに連結した電磁弁で周期
的に切り換えて、これらタンクをガス循環回路系に接続
して行うことができる。
陽圧タンクは、設定圧力が１気圧の場合は、大気圧を利
用して、省略することができる。
陽圧タンク及び陽圧タンクの圧力は、圧力センサと圧縮
ポンプ又はガスボンベの電磁弁との連動により自動的に
調節することができる。
本発明装置のガス圧を作動させる作動部は、医療機器本
体に応じて種々の形態に別れ、例えば、人工心臓の場合
は、種々の形態の血液循環用サック袋とこれを収納する
容器からなり、この容器の一部にガス圧発生部からの管
が取り付けられていて、ガス圧が陽圧と陽圧に転換され
るのに応じて、血液循環用サック袋が収縮と膨張とを反
復繰り返す。
また、本発明装置では、大動脈バルーンのように、血液
循環補助として血管内に使用するバルーンをガス圧作動
部にする場合もあり、この場合は、血管内部に挿入され
たバルーンが、陽圧と陽圧に応じて、膨張と収縮を反復
して、ガス圧を作動させる。
本発明は、上記のような血液循環補助装置以外に、バル
ーンを作動させる他の医療機器のガス駆動式補助循環装
置にも使用することがでさる。
本発明装置は、ガス圧発生部とガス圧作動部との間はあ
る程度の距離があり、これらを常に連続通気させる管が
必要である。
本発明に用いる連結管は、通気を確保するとともに、圧
力の変化を敏感に伝達する材質である必要がある。
人工心臓の場合は、径が大きくて硬質なものが望ましく
、バルーン用には、血管内を通過するため細く可撓性を
有するものが望ましい。
本発明装置は、これら医療機器のガス駆動式補助循環装
置のガス循環回路内に化学センサを設けたことに特徴が
ある。
本発明装置の化学センサとは、ガスセンサ、イオンセン
サ又はバイオセンサがあり、ガス作動部又は連結管が接
する血液、リンパ液などの体液中に含まれる物質を吸着
又はこれと反応して、電気抵抗、電圧、温度などを変化
させるものを使用することができる。
本発明装置のセンサが検知する体液中に含まれる物質と
しては、水、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素
イオン、酸素（動脈系）、炭酸ガス（静脈系）、グルコ
ースなどを例示することができる。
例えば、血液中のナトリウムイオン又は塩素イオンを検
出するイオンセンサ又は血液中の水分又は溶存酸素若し
くは溶存炭酸ガスの吸着を検出するガスセンサなどを使
用することができる。
このような化学センサとして、例えば、セラミック湿度
センサ、表面制御型半導体ガスセンサ、ＦＥＴ型イオン
センサ、ＦＥＴ型バイオセンサ、ＦＥＴ型湿度センサな
どが適している。
これらの化学センサは、本発明装置のガス循環回路系内
に１個又は複数個設け、該系内にリークした血液などの
体液に存在する物質の種類に応じてこれを検知するに適
しｌ；センサを選択することができる。
例えば、ナトリウムイオン（イオンセンサ）、水分（湿
度センサ）、酸素（酸素ガスセンサ）、炭酸ガス（ガス
センサ）、グルコース（バイオセンサ）などを検知する
ことができる。
これらの中で、体液の中に含まれるナトリウムイオン及
びカリウムイオンを選択的に検知するナトリウム感応膜
を付けたイオンセンナが特に好適である。
本発明において、化学センサはガス圧作動部と連結管の
境界付近又はガス圧発生部と連結管の境界付近に設ける
のが望ましい。
連結管が人体内で体液に接する場合、例えば、大動脈バ
ルーンにおいて、連結管が軟質で細い場合は、ガス圧作
動系内で発生しｊ；ガスは直ちにガス圧発生部まで到達
するので、ガス圧発生部と管の境界付近にセンサを設置
するのが望ましい。この方法により連結管部の漏れも検
知することができる。
また、人工心臓などの場合は、連結管が太いので、セン
サの設置はガス圧作動部の出口付近にする方が速く検知
できるので望ましい。
本発明を実施例の図面によりさらに詳細に説明する。
第１図は、人工心臓機器における本発明の装置の系統図
であり、陽圧タンク１と陽圧タンク２とは電磁弁３を介
して連結管４を経由して人工心臓６中のガス圧作動部５
に接続している。
本実施例の人工心臓は、ガス圧発生部により、周期的に
加圧と減圧を系内に発生させ、この圧力をガス圧作動部
において血液循環系にあるサック袋に作用させて血液を
循環させるものである。
この実施例では、ＦＥＴ型イオンセンサ７がガス圧作動
部の出口に設置されている。
このセンサは、長さ６．５ｒａｍで輻１５０Ｐｍ×５０
０ｐｍという寸法であり、第２〜３図のような構造を有
し、このセンサのＳｉ、Ｎ、絶縁膜上の感応膜として、
アルミノシリケートを含んだガラス膜からなるナトリウ
ムイオン選択性感応膜をつけたものが使用されている。
ナトリウムイオン感応膜としては、他に、例えば、ポロ
ンシリケートのような３価の元素を含んだものを使用す
ることができる。
これらのイオンセンサは微量のナトリウムイオン及びカ
リウムイオンが感応膜に付着すると電位差の変動として
敏感に検知することができる。
このセンサは、例えば、第４図の回路を適用して使用す
ることができる。
この人工心臓の系において血液が血液ポンプのサック袋
からリークした場合に、噴霧状に浮遊又は落下する血液
滴が減圧吸引時にヘリウムガスに流されて本発明装置の
作動部の出口にあるイオンセンサに付着し、該微量の血
液滴中に含有されるナトリウムイオン及びカリウムイオ
ンをイオンセンサが選択的に検知して、サック袋のピン
ホール的破損の段階で、応急修理又は人工心臓の血液ポ
ンプ部品などの取り替えを遅滞なく行うことができる。
リークした血液滴は、ガス圧作動部のヘリウムガス中を
重力により落下するので、センサのあるガスの出口は下
部に設けるのが速く検知できる点で望ましい。複数のセ
ンサを設置すれば、破損を速く検知できる上、破損位置
を発見しやすい利点もある。
本発明装置は、開胸手術において人工心臓を使用中の異
常を検知するｔ；め以外に、使用前に試験して、サック
袋などのガス圧作動部に血液循環系からの微細なピンホ
ールが発生していないことを確認するのに用いることが
できる。
この場合は、血液循環系には、生理食塩水を循環させ、
これによりテストを行い、リークのないことをイオンセ
ンサで確認してから、実際の手術に使用することができ
る。
次に、第５図は、大動脈バルーンに本発明装置を適用し
ｌ；場合の実施例の系統図である。
ガス圧発生部は、第１図と同一であり、細い可撓性管の
先端に、バルーンを設けたものであり、これをガス圧発
生部によるガス圧で膨張又は収縮させ、このバルーンの
体積の増減で血管中に陽圧と防圧を発生させて、血液の
循環を補助するものである。
これは大腿部から血管に挿入されたバルーンが左心室の
出口に到達して作動させるものである。
この実施例の場合は、ガス圧発生部の出口にガスセンサ
が設けられている。
このガスセンサは、半導体に電極を付けて、半導体表面
にガスが吸着すると電気抵抗が低下する現象を利用する
もの又は酸化ジルコニウムの両側に酸素濃度に濃淡がで
きると起電力を発生する現象を利用した酸素を選択的に
検知するセンサを使用することができる。
この大動脈バルーンの内部ガス圧は、ヘリウムガスによ
り作動している。従って、ヘリウム以外の極性ガスを吸
着する半導体を用いて、本発明装置のガスセンサにする
ことができる。
大動脈の血液は、酸素を含有しており、もし、バルーン
が破れて血液がバルーン内に入ると、減圧タンクに接続
して吸引したときに、ヘリウムガスとともに、酸素ガス
がガス圧発生部まで到達する。
これにより、ガスセンサ又は酸素センサが直ちに酸素ガ
スを検知して異常があったことを知ることができる。
本実施例において連結管の径が大きく、減圧によって管
の断面形状があまり変形しないものを使用した場合は、
バルーンの出口にもガスセンサを設けておく方がリーク
を速く検知できるので望ましい。
上記の実施例のセンサの代わりに、湿度センサを設け、
循環ガス中の相対湿度の増加を検出して、異常を察知す
る方法を使用することができる。
湿度センサとしては、セラミックなどの無機材料が水分
を吸着すると電気抵抗が低下する現象を利用するもの及
びＦＥＴ型湿度センサがある。
前者の無機材料湿度センサとしては、セラミック、塩化
リチウム、炭素膜、セレン薄膜、アルマイトなどを使用
することができる。
ＦＥＴ型湿度センサ、例えば、第６図のような構造のも
のを使用して、水分がセンサに吸着するとゲート電位が
負になることにより、相対湿度の増加を検知することが
できる。
このセンサによれば相対湿度の２％程度の増加を検知で
き、これにより、血液がバルーン内部に侵入した場合の
湿度の上昇を感知すれば、血液又は水分を含む体液の存
在を感度よく発見することができる。
本発明装置に用いるセンサは、小皿であるので、ガス回
路のどの位置にも付着させることができ、端子から導線
を気密性を保ちながら外部に引き出して検知回路に接続
することができる。
実施例１
第１図の系統図の人工心臓装置に、第２〜３図のイオン
センサを設けて、第４図の検出回路により検出実験を行
った。この場合、連結管は長さ５ｍで内径８ａ＋ｍのも
のを使用した。
血液の代わりに、生理食塩水を循環させて、圧力作動ガ
スとしてヘリウムガスを用いて１．陽圧タンクと防圧タ
ンクとを、０．８秒の周期で切り換えて交互に作動させ
た。
陽圧タタンクの圧力は０．３気圧とし、防圧タンクの圧
力を−０，１気圧とした。
サック袋からの一回の吐出量７０ｒｍｌで、定常状態で
運転しｔ；が、ナトリウムイオンはセンサに感知されな
かった。
定常運転になってから、容量５ｄの注射器に、循環食塩
水と同じものを、０．１ｍ１Ｅを取り、これをガス圧作
動部の側面のゴム栓から一気に噴射し、ストップウォッ
チによりナトリウムイオン検出までの時間を測定した。
同様に、０．２ｍｌ＋及びＩＩを一気に噴射して注入し
、ストップウォッチにより検出までの時間を測定した。
３回の注入後、それぞれ、、０．８秒後、０．４秒後及
び０．１秒後にナトリウムイオンの存在がセンナにより
検出された。
実施例２
実施例１と同様の循環回路において、湿度センサを使用
して、同様の実験を行い、検出時間として、０．６秒、
０．３秒及び０，１秒を得た。
［発明の効果］
本発明のガス駆動式補助循環装置は、ガス循環系のリー
クを早期に発見でき、破損が使用不能程度になる前に他
の装置に交換又は応急修理できる余地を与える利点があ
る。
まｌ；、医療機器の使用前のリーク試験としても使用で
き、そのため、非常事態のみでなく、手術前に試運転と
して使用する場合も迅速に結果が分かるので便利である
。
本発明では、検出のため化学センサを使用しており、体
液中の検出物質及びそれに対するセンサの種類の適切な
組み合わせを選択すれば、感度が鋭敏な上、検出端子を
非常に小さくできる利点があり医療機器のどの部分にで
も設置できる点で便利である。An object of the present invention is to provide a gas-driven auxiliary circulation device that can immediately detect leakage of bodily fluids in the driving gas circulation circuit in the gas-driven auxiliary circulation device. It is something. [Means for Solving the Problems] In order to immediately detect body fluids such as blood leaking into the gas circuit, the present inventors adopted a method of installing a chemical sensor in the gas circulation circuit, and detected substances in the body fluid. The present invention is completed by selecting a combination of the type of chemical sensor and the type of chemical sensor that detects it. That is, the present invention provides a gas circulation circuit for a gas-driven auxiliary circulation device that includes a gas pressure generating section, a gas pressure operating section that transmits gas pressure to body fluids via a membrane, and a connecting section that connects the two. The present invention provides a gas-driven auxiliary circulation device characterized by being provided with a chemical sensor that detects contained substances. Examples of medical devices to which the present invention is applied include devices such as artificial hearts used in laboratory animals used for human treatment and diagnosis and medical research. The gas pressure generating section of the device of the present invention is a device that increases or decreases the gas pressure in the system to circulate the gas, and the circulation referred to here includes the case where the gas reciprocates in the gas passage. It will be done. The gas pressure in the gas circulation system of the device of the present invention is normally set to -0,
This device sets the pressure at two points between 5 and +1.0 atmospheres (gauge pressure) and adjusts the pressure in the system to these two points at regular time intervals. The period of pressure change in the case of blood circulation is set depending on the pulse of the person or animal to which the medical or experimental treatment is applied. As the gas used in the apparatus of the present invention, non-toxic gases such as air and nitrogen can be used, but helium inert gas is preferable from the viewpoint of safety and reactivity to the sensor. In the device of the present invention, repeated switching between high pressure and low pressure within a set system is achieved by providing a positive pressure tank and a positive pressure tank adjusted to the respective pressures, and periodically switching between them using a solenoid valve connected to both tanks. These tanks can be connected to a gas circulation circuit system. If the set pressure is 1 atm, the positive pressure tank can be omitted by using atmospheric pressure. The pressure of the positive pressure tank and the positive pressure tank can be automatically adjusted by interlocking the pressure sensor and the solenoid valve of the compression pump or gas cylinder. The actuating part that operates the gas pressure of the device of the present invention has various forms depending on the medical device itself. For example, in the case of an artificial heart, it consists of various forms of blood circulation sacks and containers that house them. A pipe from a gas pressure generator is attached to a part of this container, and the blood circulation sack repeatedly contracts and expands as the gas pressure is converted to positive pressure and positive pressure. . In addition, in the device of the present invention, a balloon used inside a blood vessel to support blood circulation, such as an aortic balloon, may be used as a gas pressure operating part. In response to positive pressure, the gas pressure is activated by repeatedly expanding and deflating. The present invention can be used not only for the above-mentioned blood circulation auxiliary device, but also for gas-driven auxiliary circulation devices for other medical equipment that operate balloons. In the device of the present invention, there is a certain distance between the gas pressure generating section and the gas pressure operating section, and a pipe is required to continuously ventilate them. The connecting pipe used in the present invention must be made of a material that not only ensures ventilation but also sensitively transmits changes in pressure. In the case of an artificial heart, it is desirable to have a large diameter and hard material, and for a balloon, it is desirable to have a material that is thin and flexible so that it can pass through the blood vessel. The device of the present invention is characterized in that a chemical sensor is provided in the gas circulation circuit of the gas-driven auxiliary circulation device of these medical devices. The chemical sensor of the device of the present invention includes a gas sensor, an ion sensor, or a biosensor, and adsorbs or reacts with substances contained in body fluids such as blood and lymph with which the gas operating part or connecting pipe comes in contact, thereby increasing electrical resistance and A device that changes voltage, temperature, etc. can be used. Examples of substances contained in body fluids detected by the sensor of the device of the present invention include water, sodium ions, potassium ions, chloride ions, oxygen (arterial system), carbon dioxide gas (venous system), and glucose. For example, an ion sensor that detects sodium ions or chloride ions in blood, or a gas sensor that detects adsorption of moisture, dissolved oxygen, or dissolved carbon dioxide in blood, or the like can be used. Suitable examples of such chemical sensors include ceramic humidity sensors, surface-controlled semiconductor gas sensors, FET-type ion sensors, FET-type biosensors, and FET-type humidity sensors. One or more of these chemical sensors are suitable for installing in the gas circulation circuit system of the device of the present invention and detecting substances depending on the types of substances present in body fluids such as blood leaked into the system. Sensors can be selected. For example, sodium ions (ion sensor), moisture (humidity sensor), oxygen (oxygen gas sensor), carbon dioxide (gas sensor), glucose (biosensor), etc. can be detected. Among these, an ion sensor equipped with a sodium-sensitive membrane that selectively detects sodium ions and potassium ions contained in body fluids is particularly suitable. In the present invention, the chemical sensor is preferably provided near the boundary between the gas pressure operating section and the connecting pipe or near the boundary between the gas pressure generating section and the connecting pipe. When the connecting tube comes into contact with body fluids within the human body, for example, in an aortic balloon, if the connecting tube is soft and thin, gas will be generated within the gas pressure operating system; the gas will immediately reach the gas pressure generating part, so the gas pressure will increase. It is desirable to install the sensor near the boundary between the generating part and the pipe. With this method, leaks in the connecting pipe section can also be detected. Furthermore, in the case of an artificial heart, etc., since the connecting tube is thick, it is preferable to install the sensor near the outlet of the gas pressure actuating part because detection can be made faster. The present invention will be explained in more detail with reference to drawings of embodiments. FIG. 1 is a system diagram of the device of the present invention in an artificial heart device, in which a positive pressure tank 1 and a positive pressure tank 2 are connected to a gas pressure in an artificial heart 6 via a solenoid valve 3 and a connecting pipe 4. Actuation part 5
is connected to. In the artificial heart of this embodiment, the gas pressure generating section periodically generates pressurization and depressurization within the system, and the gas pressure operating section applies this pressure to the sack in the blood circulation system to circulate blood. It is something that makes you In this embodiment, an FET type ion sensor 7 is installed at the outlet of the gas pressure operating section. This sensor has a length of 6.5 ram and a radiation of 150 Pm x 50
It has a dimension of 0 pm and has a structure as shown in Figures 2 and 3, and as a sensitive film on the Si, N, and insulating films of this sensor,
A device equipped with a sodium ion-selective sensitive membrane made of a glass membrane containing aluminosilicate is used. As the sodium ion-sensitive membrane, for example, one containing a trivalent element such as poron silicate can be used. These ion sensors can sensitively detect trace amounts of sodium and potassium ions adhering to the sensitive membrane as changes in potential difference. This sensor can be used, for example, by applying the circuit shown in FIG. In this artificial heart system, when blood leaks from the sack of the blood pump, the blood droplets floating or falling in the form of a spray are swept away by helium gas during vacuum suction, and the ion sensor is located at the outlet of the operating part of the device of the present invention. An ion sensor selectively detects the sodium ions and potassium ions contained in the minute amount of blood droplets, and at the stage of pinhole damage in the sack, emergency repairs or blood pump parts of artificial heart can be carried out. etc. can be replaced without delay. Since leaked blood droplets fall due to gravity in the helium gas of the gas pressure actuated part, it is desirable to provide the gas outlet with the sensor at the bottom for quick detection. Installing multiple sensors not only allows for faster detection of damage, but also has the advantage of making it easier to locate the location of damage. In addition to detecting abnormalities during use of an artificial heart in open-heart surgery, the device of the present invention also tests before use to detect fine pinholes from the blood circulation system in gas pressure operated parts such as sack bags. It can be used to confirm that this has not occurred. In this case, physiological saline is circulated through the blood circulation system,
This allows tests to be performed and the ion sensor to confirm that there are no leaks before use in actual surgery. Next, FIG. 5 is a system diagram of an embodiment in which the device of the present invention is applied to an aortic balloon. The gas pressure generating section is the same as that shown in Fig. 1, and is a thin flexible tube with a balloon provided at the tip, which is inflated or deflated by the gas pressure from the gas pressure generating section, and the volume of the balloon is increased. The increase or decrease in blood pressure generates positive pressure and protective pressure in the blood vessels, supporting blood circulation. This involves a balloon inserted into a blood vessel from the thigh and activated when it reaches the outlet of the left ventricle. In this embodiment, a gas sensor is provided at the outlet of the gas pressure generating section. This gas sensor utilizes the phenomenon that electrical resistance decreases when gas is adsorbed to the semiconductor surface by attaching electrodes to the semiconductor, or the phenomenon that an electromotive force is generated when the oxygen concentration is varied on both sides of zirconium oxide. Sensors that selectively detect oxygen can be used. The internal gas pressure of this aortic balloon is powered by helium gas. Therefore, the gas sensor of the device of the present invention can be made using a semiconductor that adsorbs polar gases other than helium. Blood in the aorta contains oxygen, and if the balloon ruptures and blood enters the balloon, when it is connected to a vacuum tank and suctioned, oxygen gas will reach the gas pressure generator along with helium gas. do. Thereby, the gas sensor or oxygen sensor can immediately detect oxygen gas and know that there is an abnormality. In this example, if the connecting pipe has a large diameter and the cross-sectional shape of the pipe does not change much due to reduced pressure,
It is preferable to provide a gas sensor at the exit of the balloon as well, since leakage can be detected quickly. A humidity sensor is provided instead of the sensor in the above embodiment,
A method of detecting an increase in relative humidity in the circulating gas to detect an abnormality can be used. Humidity sensors include those that utilize the phenomenon that electrical resistance decreases when an inorganic material such as a ceramic absorbs moisture, and FET type humidity sensors. As the former inorganic material humidity sensor, ceramic, lithium chloride, carbon film, selenium thin film, alumite, etc. can be used. By using a FET type humidity sensor, for example, one having a structure as shown in FIG. 6, when moisture is adsorbed to the sensor, the gate potential becomes negative, so that an increase in relative humidity can be detected. This sensor can detect an increase in relative humidity of about 2%, and if it detects an increase in humidity when blood enters the inside of the balloon, it can detect the presence of blood or body fluids containing water with high sensitivity. be able to. Since the sensor used in the device of the present invention is a small plate, it can be attached to any position in the gas circuit, and the conductor can be drawn out from the terminal while maintaining airtightness and connected to the detection circuit. Example 1 The ion sensors shown in FIGS. 2 and 3 were installed in the artificial heart device shown in the system diagram shown in FIG. 1, and a detection experiment was conducted using the detection circuit shown in FIG. 4. In this case, the connecting pipe used had a length of 5 m and an inner diameter of 8 a+m. 1. Circulating saline instead of blood and using helium gas as the pressure working gas. The positive pressure tank and the pressure tank were operated alternately by switching at a cycle of 0.8 seconds. The pressure of the positive pressure tank was 0.3 atm, and the pressure of the pressure tank was -0.1 atm. The system was operated in a steady state with a single discharge amount of 70 rml from the sack bag, but no sodium ions were detected by the sensor. After steady operation, take 0.1ml of the same circulating saline solution into a syringe with a capacity of 5d, inject it all at once from the rubber stopper on the side of the gas pressure operating part, and use a stopwatch to detect sodium ions. The time was measured. Similarly, 0.2 ml+ and II were injected at once and the time until detection was measured with a stopwatch. After three injections, the presence of sodium ions was detected by senna after 0.8 seconds, 0.4 seconds and 0.1 seconds, respectively. Example 2 A similar experiment was conducted using a humidity sensor in the same circulation circuit as in Example 1, and the detection time was 0.6 seconds,
0.3 seconds and 0.1 seconds were obtained. [Effects of the Invention] The gas-driven auxiliary circulation device of the present invention has the advantage of being able to detect leaks in the gas circulation system at an early stage, and providing room for replacement with another device or emergency repair before the damage becomes unusable. be. Also, it can be used as a leak test before using medical equipment, so it is convenient not only in emergencies but also when used as a trial run before surgery because the results can be quickly obtained. In the present invention, a chemical sensor is used for detection, and if an appropriate combination of the detection substance in the body fluid and the sensor type is selected, the sensitivity is high and the detection terminal can be made very small. It is convenient because it can be installed in any part of medical equipment.
第１図は本発明の一実施例の人工心臓用ガス駆動式補助
循環装置の系統図であり、第２図はナトリウムイオンセ
ンサの縦断面図であり、第３図は、その３千面における
横断面図であり、第４図はセンサの検知回路を示す回路
図であり、第５図は本発明の他の実施例である大動脈バ
ルーンの場合の系統図であり、第６図は本発明装置に使
用する湿度センサの構造を示す断面図である。
図中の符号は、ｌ；陽圧タンク、２：防圧タンク、３；
電磁弁、４；連結管、５；ガス圧作動部、６；左心室用
人工心臓、７；センサ、８；圧力センサ、９：サック袋
、１１：ゲート、１２ニドレイン端子、１３：ソース端
子、１４・：ナトリウム感応層、１５；厚さ１０００オ
ングストロームのＳｉ３Ｎい １６；厚さ１０００オン
グストロームｓｉｏ、、１７；厚さ６０００オングスト
ロームの５ｉ０２．１８；ハンダ、１９ＨＣｕ層、２０
；Ｃｒ層、２１；比較電極、２２；イオンセンサ、２３
；電解液、３０；絶縁膜（ＳｉｓＮａ）、３１；ゲート
絶縁膜（Ｓｈｏｔ）、３２；ソース電極、３３；湿度セ
ンサ、３４；二重ゲート電極構造、３５；上部ゲート電
極（透湿性）、３６；下部ゲート電極、３７；ドレイン
電極、３８；電極、３９；シリコン基板、４０；ＰＥＴ
型湿度センサ部、４１；湿度センサ部である。
特許出願人 日本ゼオン株式会社FIG. 1 is a system diagram of a gas-driven auxiliary circulation device for an artificial heart according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a sodium ion sensor, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing the detection circuit of the sensor, FIG. 5 is a system diagram of an aortic balloon according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing the detection circuit of the sensor. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a humidity sensor used in the device. The symbols in the figure are l: positive pressure tank, 2: pressure tank, 3;
Solenoid valve, 4; Connecting pipe, 5; Gas pressure actuating part, 6; Artificial heart for left ventricle, 7; Sensor, 8; Pressure sensor, 9: Sac bag, 11: Gate, 12 Nidrain terminal, 13: Source terminal, 14.: Sodium sensitive layer, 15; 1000 angstrom thick Si3N layer, 16; 1000 angstrom thick sio, 17; 6000 angstrom thick 5i02.18; solder, 19 HCu layer, 20
Cr layer, 21; Reference electrode, 22; Ion sensor, 23
Electrolytic solution, 30; Insulating film (SisNa), 31; Gate insulating film (Shot), 32; Source electrode, 33; Humidity sensor, 34; Double gate electrode structure, 35; Upper gate electrode (moisture permeable), 36 ; lower gate electrode, 37; drain electrode, 38; electrode, 39; silicon substrate, 40; PET
type humidity sensor section, 41; humidity sensor section. Patent applicant Zeon Corporation
Claims (1)
ス圧作動部及びこれら両者をつなぐ連結部とからなるガ
ス駆動式補助循環装置のガス循環回路に体液中に含有さ
れる物質を感知する化学センサを設けたことを特徴とす
るガス駆動式補助循環装置。 ２ 体液が血液である請求項１記載のガス駆動式補助循
環装置。 ３ 化学センサがナトリウムイオンセンサである請求項
２記載のガス駆動式補助循環装置。[Scope of Claims] 1. A gas circulation circuit of a gas-driven auxiliary circulation device consisting of a gas pressure generating section, a gas pressure operating section that transmits gas pressure to body fluids via a membrane, and a connecting section that connects these two. A gas-driven auxiliary circulation device characterized by being equipped with a chemical sensor that detects contained substances. 2. The gas-driven auxiliary circulation device according to claim 1, wherein the body fluid is blood. 3. The gas-driven auxiliary circulation device according to claim 2, wherein the chemical sensor is a sodium ion sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034840A JP2764420B2 (en) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | Gas-driven auxiliary circulation device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1034840A JP2764420B2 (en) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | Gas-driven auxiliary circulation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02213354A true JPH02213354A (en) | 1990-08-24 |
| JP2764420B2 JP2764420B2 (en) | 1998-06-11 |
Family
ID=12425392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1034840A Expired - Lifetime JP2764420B2 (en) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | Gas-driven auxiliary circulation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764420B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9044541B2 (en) | 2005-12-02 | 2015-06-02 | C. R. Bard, Inc. | Pressure activated proximal valves |
| JP2022500121A (en) * | 2018-09-05 | 2022-01-04 | プロコプ メディカル | Blood circulation generator |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP1034840A patent/JP2764420B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9044541B2 (en) | 2005-12-02 | 2015-06-02 | C. R. Bard, Inc. | Pressure activated proximal valves |
| US9943678B2 (en) | 2005-12-02 | 2018-04-17 | C. R. Bard, Inc. | Pressure activated proximal valves |
| US11305102B2 (en) | 2005-12-02 | 2022-04-19 | C. R. Bard, Inc. | Pressure activated proximal valves |
| JP2022500121A (en) * | 2018-09-05 | 2022-01-04 | プロコプ メディカル | Blood circulation generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2764420B2 (en) | 1998-06-11 |
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