JP4076479B2 - 人工心臓用体外バッテリパック及びそれを利用したデータ収集機能付バッテリチャージャ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工心臓ポンプシステムにおけるコントローラ用バッテリパックに関し、特にバッテリパックにデータ蓄積用のメモリ装置を搭載したコントローラ用バッテリパック及びそれを利用したデータ収集機能付バッテリチャージャに関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来の補助人工心臓装置の例(特許文献1を参照。)を示すものであるが、この人工心臓ポンプシステムは、人間の体の中に埋め込まれる機器部分と、人間の体の外部に保有する機器部分を含んでいる。人間の体の中に埋め込まれる部分は回転ポンプ50と流量計51である。そして、外部に保有する部分は、携帯用コントローラ52、臨床データを収集する臨床データ収集装置53、患者の家庭サポートシステム54である。このシステムにおいては、コントローラ52で取得されたデータは、臨床データ収集装置53に送られ、ここで所定の処理が行われる。
【0003】
患者の体内に埋め込まれている回転ポンプ50等の機器は皮膚を通してケーブル55によって携帯用コントローラ52と接続され、このコントローラ52は、例えばベルトのような支持装置56によって保持固定される。このコントローラ52は、電力の供給を受けるための1つ以上のバッテリ57と接続させるため、2つのコネクタ58、59を備えている。
【0004】
ここで、臨床データ収集装置53は、プロセッサと少なくとも1つのメモリ装置を含み、コントローラ52から、血液ポンプ50に供給される電圧、電流、モータの回転数、血液の流量等を取得してメモリ装置に蓄積するようにしている。また、これらのコントローラ52から取得したデータは付属のディスプレイ60に表示されるとともに、不図示のキーボード等の入力装置からコントローラ52に対して制御データを送ることができる。
【0005】
しかし、この臨床データ収集装置53は、台車つきなので病院内を移動することができるにとどまり、患者が帰宅した場合に家庭まで持ち込むことを想定したものではない。そこで、持ち運びが可能な患者の家庭サポートシステム54が必要とされる。この家庭サポートシステム54は、不図示のケーブルによってコントローラ52に接続されるとともに、バッテリコネクタと接続される。
また、この家庭サポートシステム54には、少なくとも一つのコンパートメント61が設けられており、この部分にバッテリを配置することにより、不図示の充電器からバッテリへの充電が行われる。
【0006】
図5は、従来の人工心臓ポンプシステムの全体構成図を示すものである。この人工心臓ポンプシステムは、人体内に埋め込まれたポンプユニット100と、このポンプユニットの稼動状態を制御するコントローラ101及びコントローラ101の電源回路に電力を供給するためのバッテリ102から構成される。そして、コントローラ101は、コントローラ全体の制御を司るプロセッサ103と、血液ポンプの稼動状態の監視結果及び血液ポン部の稼動条件等を保存するメモリ装置104と、血液ポンプ100を構成するインペラを磁気的に浮上させる磁気浮上制御回路105と、インペラを回転させるモータを駆動させるモータ駆動回路106と、プロセッサ103、メモリ装置104、磁気浮上制御回路105、モータ駆動回路106に電力を供給する電源回路107と、血液ポンプのインペラの回転数、血液の流量、または吐出圧力を表示する液晶表示部(LCD)108と、血液ポンプ及び前記コントローラの動作状態を表示する発光素子(LED)109と、血液ポンプ及び前記コントローラの異常を知らせるブザー110と、プロセッサ103に対して血液ポンプの稼動の変更を指示する指示ボタン111を備えている。
【0007】
以下、図5に示される従来の人工心臓ポンプシステムの動作を説明する。血液ポンプ100内に設けられるインペラ(羽根車)は磁気浮上制御回路105によって磁気的に浮上されるように制御され、かつモータ駆動回路106により安定な回転数で回転するように制御される。このインペラを回転させるモータの回転数は、患者の血液の粘度や吐出流量等を勘案して医師が設定するものであるが、通常は1800rpm〜2200rpm程度とされる(例えば、特許文献2を参照。)。
【0008】
また、プロセッサ103は、磁気浮上制御回路105及びモータ駆動回106から信号を受け取り、メモリ装置104に必要な情報を記憶させるとともに、液晶表示装置(LCD)108にその血液ポンプ100の制御状態を表示するようにしている。このLCD108の表示内容としては、インペラの回転数、血液の流量、及び血液ポンプの吐出圧力等が考えられる。
【0009】
更に、プロセッサ103は血液ポンプ100の異常を検出した場合には、LED発光素子109の表示色を、例えば緑から赤に変更したり、ブザー110を作動させて警報音を発生させたりしている。また、メモリ装置104には、血液ポンプ100の稼動状態が記録されるのみならず、予め血液ポンプを稼動させる条件が設定されており、プロセッサ103はこのメモリ装置104に記憶されている設定値を読み込んで、血液ポンプ100の稼動状態を制御するようにしている。
【0010】
【特許文献1】
米国特許6,183,412号明細書
【特許文献2】
特開平8−270595号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の人工心臓ポンプシステムでは、補助人工心臓システムのコントローラ101で取得したデータを外部のシステム(モニタ等)で利用するためにはコントローラに何らかのデバイスを接続してデータを収集しなければならず、専用の処理を必要とするためシステム構成・操作感ともに複雑なものにならざるを得ない。
【0012】
また、データ収集には専用の設備が必要となるためデータ収集はその設備のあるサイト(病院等)へ行ったときにのみ実施される。このため、それ以前にコントローラ101内のメモリ装置104の容量がいっぱいになってしまうという問題があった。すなわち、メモリ装置104の容量がいっぱいになると、それ以上のデータは保存されないか、あるいは古いデータが上書きされることになり、何らかのデータを失うこととなるという問題があった。
【0013】
本発明は、上記問題点を解決するため、日常的に行われるバッテリ充電時にポンプデータやイベントログ等のデータの自動収集を可能とした補助人工心臓用体外バッテリパックを提供するとともに、このバッテリパックからデータを収集蓄積することができるバッテリチャージャを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し本発明の目的を達成するため、本発明の人工心臓用体外バッテリパックは、体内に埋め込まれる血液ポンプと、体外に携帯して配置される血液ポンプを制御するコントローラを備えた人工心臓ポンプシステムに用いられる体外バッテリパックであって、この体外バッテリパックは、コントローラと分離可能に設けられ、コントローラに電力を供給するとともに、血液ポンプの稼動状態を示すデータ及びイベントデータを蓄積するためのメモリ装置を搭載しており、このメモリ装置から血液ポンプの稼働状態を示すデータが血液ポンプの稼働状態を制御するコントローラに送信されることを特徴としている。また、本発明の好ましい形態としては、本発明の人工心臓用体外バッテリパックをコントローラからはずして充電する際に、バッテリパックに搭載されているメモリ装置に蓄積された血液ポンプの稼動状態を示すデータ及びイベントデータが、バッテリの充電器側で収集されるようにしている。
【0015】
また、本発明のバッテリチャージャは、バッテリユニットとメモリ装置を含むバッテリパックとコネクタを介して電気的に接続されるデータ収集機能付バッテリチャージャであって、このバッテリチャージャは、電源回路と、充電回路と、プロセッサと、データ蓄積装置を備えており、ここで利用されるバッテリパックは、上述したように、体内に埋め込まれる血液ポンプと、体外に携帯して配置される前記血液ポンプを制御するコントローラを備えた人工心臓ポンプシステムに用いられる体外バッテリパックである。すなわち、このバッテリパックは、コントローラと分離可能に設けられ、コントローラに電力を供給するとともに、血液ポンプの稼動状態を示すデータ及びイベントデータを蓄積するためのメモリ装置を搭載しており、このメモリ装置は、血液ポンプの稼働状態を示すデータをコントローラに送り、血液ポンプの稼働状態を制御するとともに、バッテリユニットの充電時には、バッテリパックに設けられたメモリ装置に蓄積されたデータがプロセッサの制御下でデータ蓄積装置に転送されることを特徴としている。
【0016】
更に、本発明のバッテリチャージャは、ネットワーク回路を備え、バッテリユニットの充電時に、メモリ装置に蓄積されたデータを、通信回線を介して外部に送信することもできる。
【0017】
本発明によれば、通常、毎日行われるバッテリの充電時にメモリ装置からのデータが充電器側にダウンロードされるので、メモリ装置の容量がいっぱいになって、新しいデータが蓄積されなかったり、古いデータが消去されたりすることがない。
また、充電のために、バッテリパックを充電器に接続するだけで自動的にデータ収集処理を行うことができるので、データ収集のための特定の手続きを必要せず、操作も容易である。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、人工心臓用バッテリパックを用いた人工心臓ポンプシステムの全体構成を示すブロック図である。図5に示す従来の人工心臓ポンプシステムと異なるところは、従来システムにおいてコントローラ101内に設けられているメモリ装置104を、バッテリパック内に設けた点である。
【0019】
コントローラ1は、血液ポンプ2及びコントローラ全体の制御を司るプロセッサ3と、血液ポンプ2内のインペラを磁気的に浮上させる磁気浮上制御回路4と、インペラを回転させるモータを駆動するモータ駆動回路5と、電源回路6と、血液ポンプ2のインペラの回転数、血液の流量、または吐出圧力等を表示する液晶表示部(LCD)7と、血液ポンプ及びコントローラの動作が正常かどうかを表示する発光素子(LED)8と、血液ポンプ及びコントローラの異常を知らせるブザー9と、プロセッサ3に対して血液ポンプ2の稼動の変更を指示する指示ボタン10から構成される。電源回路6は、プロセッサ3、磁気浮上制御回路4、モータ駆動回路5に電力を供給している。図1において、電源の供給は太い実線の矢印で、制御信号の流れは細い実線の矢印で、データの流れは点線の矢印で示されている。
【0020】
本発明の人工心臓用バッテリパック11は、充電用電池からなるバッテリユニット12とメモリ装置13から構成される。メモリ装置13には、バッテリユニット12から電力が供給されるとともに、コントローラ1のプロセッサ3から血液ポンプ2の稼動状態を示すデータを受け取り、それを蓄積する。また、このメモリ装置13に蓄積されている血液ポンプ2の稼動条件等を示すデータはプロセッサ3に送られ、プロセッサ3を通して、磁気浮上制御回路4及びモータ駆動回路5の制御が行われる。
【0021】
次に、本発明の図1に示す人工心臓ポンプシステムの動作について、図2に示すフロー図に基づいて説明する。
図2のフロー図において、まず、コントローラ1内のプロセッサ3により磁気浮上制御回路4から磁気浮上データが取得される(ステップS1)。プロセッサ3はこの取得したデータに基づいて血液ポンプ2内のインペラの浮上状態の制御出力を算出し(ステップS2)、これを磁気浮上制御回路4に出力する(ステップS3)。このステップS1からステップS3まででインペラの磁気浮上制御が完了する。
【0022】
次に、プロセッサ3において、モータ駆動回路5よりモータの回転データが取得される(ステップS4)。プロセッサ3は、この取得したデータに基づいてモータの回転制御データを算出し(ステップS5)、これをモータ駆動回路5に供給する(ステップS6)。このステップS4からステップS6まででモータの回転制御が完了する。
【0023】
インペラの磁気浮上制御及びモータの回転制御が終了すると、次に、プロセッサ3は取得したデータをバッテリパック11内のメモリ装置13に格納する(ステップS7)。その後、コントローラ1のLCD7に表示するデータを変更するか否かが判断される(ステップS8)。表示データを変更する必要がある場合は、コントローラ1のボタン10あるいは不図示のキーボードまたはタッチパネルから表示データの変更をプロセッサ3に指示し、データ表示を更新させる(ステップS9)。ステップS7からステップS9の処理がデータ処理ステップである。
【0024】
続いて、表示データに異常があるかどうかが判断される(ステップS10)。表示データに異常がある場合(エラー有り)は、コントローラ1内のLED8の発光色を、例えば緑から赤色に変えるなどのエラー表示を行い(ステップS11)、同時に、ブザー9を鳴動させる(ステップS12)。そして、異常時のエラーデータはコントローラ1のプロセッサ3を通してバッテリパック11内のメモリ装置13に格納される(ステップS13)。判断ステップS10でエラーが無いと判断された場合は、最初のステップS1に戻り、磁気浮上データの取得が行われる。
【0025】
図3は、本発明の実施の形態である、図1のバッテリパック11のメモリ装置13に蓄積されたデータを収集する、データ収集機能付きチャージャ(充電器)を示すブロック図である。
図3において、チャージャ14は、AC電源が供給される電源回路15と、充電回路16と、プロセッサ17と、プロセッサ17によって制御されるデータ蓄積装置18とネットワーク回路19とから構成される。電源回路15からの電力は太い実線で示すように、充電回路16、プロセッサ17、データ蓄積回路18、ネットワーク回路19に供給される。
【0026】
図3のデータ収集機能付バッテリチャージャにおいて、バッテリパック11が充電のために、不図示のケーブルとコネクタによりチャージャ14に結合されると、充電回路16からバッテリユニット12に対して充電が開始される。
同時に、チャージャ14のプロセッサ17からの読み出し指令を受けて、バッテリパック11に設けられたメモリ装置13に蓄積されているデータがプロセッサ17に送信される。プロセッサ17は、このデータを大容量のデータ蓄積装置18に記憶保存するとともに、必要に応じてネットワーク回路19からLAN等の通信回線に送信する。
【0027】
これにより、バッテリパック11のメモリ装置13に蓄積された血液ポンプ2の稼動状態を示すデータは、毎日のバッテリユニット12の充電時にチャージャ14のデータ蓄積装置18に保存されるので、メモリ装置13の容量をコンパクトにすることができる。また、LAN等の通信回線を通じてこれらの臨床データを遠方の監視部署に送信することができるので、早期の診断に役立てることもできる。
【0028】
上述したように、本発明は、人工心臓ポンプ用コントローラ1の体外バッテリパック11にデータ蓄積用のメモリ装置13を搭載し、コントローラ1から通信回線を用いて血液ポンプ2の稼動状態を示すデータやイベントログ等をバッテリパック11に送り、メモリ装置13に保存するようにしている。
【0029】
また、人工心臓システムのバッテリは、日常的に充電を行う必要があるので、定期的にコントローラ1からはずして、バッテリチャージャ14(図3)に接続される。本発明の実施例では、そのバッテリユニット12への充電時間を利用して、メモリ装置13に蓄積されたデータを、チャージャ14内の大容量のデータ蓄積装置18にダウンロードする。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バッテリチャージャ14側で自動的にバッテリパック11内のメモリ装置13に保存されているポンプ関連データを収集・管理することができるので、特定の操作を必要とせずにポンプのデータを自動収集・一元管理することが可能となる。
また、コントローラ1内にポンプデータ等を記録するための大規模なメモリ装置を持つ必要がなくなるため、コントローラ1の小型化に寄与することができる。更に、コントローラ1内のプロセッサ3が複雑なデータ管理処理をする必要がなくなるため、処理の軽減によるソフトウェアの簡略化が実現される。
【0031】
本発明により、補助人工心臓ポンプシステムにおいて特別な操作を追加することなくシステムのデータを自動収集・管理することが可能となる。また、コントローラからメモリ装置を排除することによりコントローラの小型化が可能となる。さらに構成によってはコントローラプロセッサの負荷を低減することができるため比較的安価なプロセッサを選択することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のメモリ装置搭載型バッテリパックを用いた人工心臓ポンプシステムの全体構成ブロック図である。
【図2】 本発明の人工心臓ポンプシステムの動作を説明するためのフロー図である。
【図3】 本発明のバッテリパックを充電するデータ収集機能付きチャージャのブロック図である。
【図4】 従来の人工心臓ポンプシステムを人体に携帯させた例と、バッテリ充電器及びデータ収集装置を示す図である。
【図5】 従来の人工心臓ポンプシステムを示す全体構成ブロック構成図である。
【符号の説明】
1,101・・・コントローラ、2,50、100・・・血液ポンプ、3、17、103・・・プロセッサ、4、105・・・磁気浮上制御回路、5、106・・・モータ駆動回路、11・・・バッテリパック、13、104・・・メモリ装置、6、15、107・・・電源回路、7、108・・・液晶表示装置(LCD)、8,109・・・発光素子(LED)、9,110・・・ブザー、10,111・・・ボタン(指示用)
Claims (4)
- 体内に埋め込まれる血液ポンプと、体外に携帯して配置される前記血液ポンプを制御するコントローラを備えた人工心臓ポンプシステムに用いられる体外バッテリパックであって、前記体外バッテリパックは、前記コントローラと分離可能に設けられ、前記コントローラに電力を供給するとともに、前記血液ポンプの稼動状態を示すデータ及びイベントデータを蓄積するためのメモリ装置を搭載しており、該メモリ装置は前記血液ポンプの稼働状態を示すデータを前記血液ポンプの稼働状態を制御する前記コントローラに送信することを特徴とする人工心臓用体外バッテリパック。
- 前記体外バッテリパックは、前記コントローラからはずして充電する際に、前記メモリ装置に蓄積された前記血液ポンプの稼動状態を示すデータ及びイベントデータをバッテリの充電器側で収集することを特徴とする請求項1に記載の人工心臓用体外バッテリパック。
- バッテリユニットとメモリ装置を含むバッテリパックとコネクタを介して電気的に接続されるデータ収集機能付バッテリチャージャであって、
前記バッテリチャージャは、電源回路と、充電回路と、プロセッサと、データ蓄積装置を備えており、
充電時に前記バッテリチャージャと接続される前記バッテリパックは、
体内に埋め込まれる血液ポンプと、体外に携帯して配置される前記血液ポンプを制御するコントローラを備えた人工心臓ポンプシステムに用いられる体外バッテリパックであって、
前記コントローラと分離可能に設けられ、前記コントローラに電力を供給するとともに、前記血液ポンプの稼動状態を示すデータ及びイベントデータを蓄積するためのメモリ装置を搭載しており、該メモリ装置は前記血液ポンプの稼働状態を示すデータを前記血液ポンプの稼働状態を制御する前記コントローラに送信する手段を備え、
前記バッテリユニットの充電時に、前記バッテリパックに設けられた前記メモリ装置に蓄積されたデータが前記プロセッサの制御下で前記データ蓄積装置に転送されること
を特徴とするデータ収集機能付バッテリチャージャ。 - 前記バッテリチャージャは、更にネットワーク回路を備え、前記バッテリユニットの充電時に、前記メモリ装置に蓄積されたデータが前記ネットワーク回路と通信回線を介して外部に送信されることを特徴とする請求項3に記載のデータ収集機能付バッテリチャージャ。
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