JP6324797B2 - 体外循環装置及び体外循環装置の制御方法 - Google Patents
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このため、手術中等において患者に対する血液の供給が必要なとき、患者の血液を体外で循環させるため人工心肺装置等を有する体外循環装置が用いられている(例えば、特許文献1)。
このような体外循環装置において重要な役割を果たす遠心ポンプは、ドライブモータ等のモータの駆動により制御されており、このモータの故障等は人命に直結する重大なトラブルとなる。
前記負担程度情報が、患者に対する心肺補助機能の実行時間情報である通常稼働時間情報及び体外循環装置の回路内の異物及び空気等を除去するオートプライミングを含む動作の実行時間情報である特殊稼働時間情報を含み、前記モータ劣化情報が、前記通常稼働時間情報及び前記特殊稼働時間情報に基づく総稼働時間情報を含むことを特徴とする体外循環装置により達成される。
したがって、モータ部の正確な劣化情報を生成することができる。
また、前記構成では、このモータ劣化情報に基づき、警報の報知の可否を判断するので、モータ部の使用者は、適切なタイミングで、モータ部に関する警報を知ることができる。また、使用者は、この警報に基づき、迅速にモータ部の交換等の対応をすることできるので、モータ部の故障等に基づく人命に関わるようなトラブル等の発生を未然に防ぐことができる。
また、前記構成によれば、負担程度情報が、通常稼働時間情報及び特殊稼働時間情報を含み、モータ劣化情報が、これらに基づく総稼働時間情報を含む構成となっている。
このため、モータの劣化情報を、モータ部の稼働時間に基づいて、容易且つ精度良く判断することができる。
また、管理装置がモータ部への警報の可否を判断する構成となっているので、全てのモータ部を統一的に管理し、判断することが可能となる。
このため、各モータ部のモータ劣化情報や警報の報知の有無等の情報を管理装置が統一的に管理することができる。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図1に示す体外循環装置1は、図1に示す患者Pの血液の体外循環を行う装置であるが、この「体外循環」には「体外循環動作」と「補助循環動作」が含まれる。
「体外循環動作」は、体外循環装置1の適用対象である患者(被術者)Pの心臓に血液が循環しないため患者Pの体内でガス交換ができない場合に、この体外循環装置1により、血液の循環動作と、この血液に対するガス交換動作(酸素付加及び/又は二酸化炭素除去)を行うことである。
また、「補助循環動作」とは、体外循環装置1の適用対象である患者(被術者)Pの心臓に血液が循環し、患者Pの肺でガス交換を行える場合で、体外循環装置1によっても血液の循環動作の補助を行うことである。装置によっては血液に対するガス交換動作を行う機能を持つものもある。
すなわち、遠心ポンプ3は、血液を循環させるための重要な役割を果たすが、この遠心ポンプ3は、コントローラ100の指令(SG)を受けて、ドライブモータ4が駆動することで、動作する構成となっている。
このように、ドライブモータ4は、体外循環装置1において、極めて重要な構成要素となっている。
上述のように、ドライブモータ4がコントローラ100の指令SGにより稼働して、遠心ポンプ3を動作させると、遠心ポンプ3は、脱血チューブ11から脱血して人工肺2に通した血液を、送血チューブ12(「送液ライン」とも称する。)を介して患者Pに戻す構成となっている。
脱血チューブ11と送血チューブ12は、例えば、塩化ビニル樹脂やシリコーンゴム等の透明性が高く、可撓性を有する合成樹脂製の管路が使用できる。
脱血チューブ11内では、血液はV方向に流れ、送血チューブ12内では、血液はW方向に流れる。
また、送血チューブ12の患者P側には、「圧力センサ15」が配置されている。
この「圧力センサ15」は、送血チューブ12内の血液の圧力値を検知する構成となっている。すなわち、圧力センサ15は、管路を通る血液の圧力を測定するセンサであり、血液の異常な圧力を検知するためのセンサである。
血液の圧力異常は、循環管路1Rのチューブのキンク、人工肺2の詰まり、遠心ポンプ3の詰まり等で生じることが多く、この圧力異常により、溶血(赤血球の破壊)が発生するおそれがある。また、圧力の上昇でチューブが外れて血液の漏洩等が生じるおそれもある。
そこで、体外循環装置1は、圧力センサ15を有し、管路内の血液の圧力を測定し、循環異常情報である例えば、圧力異常があったときは、一定の条件下で「警告」や「警報」を発するための警報装置(図示せず)がコントローラ100に備えられている。
流量値の異常は、循環管路1Rのチューブのキンク、ドライブモータ4及び遠心ポンプ3の回転数が低下、圧力損失の増大等で生じ、循環管路1R内の血液の循環不良を発生させ、これにより、患者に低酸素症等を招来させるおそれもある。
そこで、体外循環装置1は、血液流量センサ14を有し、管路内の血液の流量を測定し、流量異常があったときは、一定の条件下で「警報」を発するための警報装置(図示せず)がコントローラ100に備えられている。
なお、血液流量センサ14としては,例えば、超音波流量センサ等が用いられる。
なお、コントローラ100には、図1に示すように「入力機能付きディスプレイ(タッチパネル)102が形成されている。
この入力機能付きディスプレイ102は、各種情報を表示すると共に、操作者が画面に触れることで、各種情報の入力が可能なタッチパネル構造となっている。
なお、コントローラ100と管理装置200とは、有線のみならず無線で接続されていてもよく、また、コントローラ100のドライブモータ4等の情報をUSB等の記録媒体に記憶させ、その後、記憶媒体から管理装置200へ情報を入力する構成としても構わない。
さらに、コントローラ制御部101は、図2に示す「コントローラ側第1の各種情報記憶部110」及び「コントローラ側第2の各種情報記憶部120」も制御する。
図3及び図4は、それぞれコントローラ側第1の各種情報記憶部110及びコントローラ側第2の各種情報記憶部120の主な構成を示す概略ブロック図である。これらの具体的な内容は後述する。
さらに、管理装置制御部201は、図5示す「管理装置側第1の各種情報記憶部210」及び「管理装置側第2の各種情報記憶部220」も制御する。
図6及び図7は、それぞれ管理装置側第1の各種情報記憶部210及び管理装置側第2の各種情報記憶部220の主な構成を示す概略ブロック図である。これらの具体的な内容は後述する。
また、本実施の形態では、図1に示す体外循環装置1で使用されているドライブモータ4の動作時間等を取得することで、当該ドライブモータ4の交換等が必要な程度に劣化しているか否かを判断し、交換等が必要な場合、その旨をコントローラ100のタッチパネル102に表示する例を用いて以下説明する。
すなわち、患者Pに対して体外循環装置1を設置するときは、病院等の医療従事者が、コントローラ100、人工肺2、ドライブモータ4等の各部品を組み合わせて、当該患者P用の体外循環装置1を組み立てることになる。このため、ST1では、かかる体外重患装置1の組み立てが実行されたか否かを判断する。
この限界稼働時間は、各ドライブモータ4固有の限界稼働時間であり、この情報により、各ドライブモータ4の稼働時間の限界を正確に把握することができる。
これで、コントローラ100は、現在、コントローラ100に接続されているドライブモータ4のシリアル番号を特定できることになる。また、当該ドライブモータ4の製造年月日も特定することができることになる。
ここで、ドライブモータ4の動作内容について説明する。ドライブモータ4は、上述のように、遠心ポンプ3を動作させるための稼働、すなわち、患者Pの血液を体外循環させ、心肺機能の補助動作を行う「通常稼働」がある。また、ドライブモータ4は、通常稼働以外に、脱血チューブ11や送液チューブ12等の血液回路(管路)内に「プライミング液(例えば、生理食塩水等)」を導入、充填して、ドライブモータ4の回転と停止を繰り返すことで、血液回路内の異物及び空気を除去する処理(プライミング)を自動的に行う、オートプライミング等の「特殊稼働」も行う。
したがって、「通常稼働」及び「特殊稼働」がドライブモータ4の負担程度情報の一例となっている。ここでは、所定の稼働に比べ、発生熱などによるモータへの負担が大きい稼働の場合を特殊稼働、一方、モータへの負担が同等または小さい稼働の場合を通常稼働としている。言い換えると、所定の負担係数より大きいモータの稼働を特殊稼働とし、所定の負担係数と同等または小さいモータの稼働を通常稼働としている。
ST5で、ドライブモータ4の動作が終了したと判断したときは、ST6へ進む。ST6では、図3の「動作内容判断部(プログラム)114」が動作し、動作履歴情報記憶部113を参照して、当該動作が「通常稼働」であるか否かを判断する。
一方、ST6で、当該動作が通常稼働でないと判断されたときは、ST8へ進む。ST8では、計時装置104の動作時間を「特殊稼働時間情報」として、図4の「特殊稼働時間情報記憶部121」に記憶させる。
すなわち、オートプライミング等の特殊稼働では、ドライブモータ4への負担が通常稼働より大きいので、同じ時間稼働していた場合でも特殊稼働の場合は、通常稼働より2.5倍の負担増して計算する。換言すれば、特殊稼働はドライブモータ4の劣化へより貢献するものとして計算する構成となっている。
したがって、ST9では、コントローラ100は、このドライブモータ総稼働時間算出式に、「通常稼働時間情報記憶部115」の通常稼働時間情報及び「特殊稼働時間情報記憶部121」の特殊稼働時間情報を代入して、ドライブモータ総稼働時間を算出する。
また、本実施の形態では、ドライブモータ4の劣化情報を、その稼働で負担が異なる通常稼働や特殊稼働等の稼働の種類に分けて、その稼働時間を判断する。
したがって、例えば、ドライブモータ4への負担が大きい特殊稼働については、通常稼働より例えば、2.5倍の時間を換算して計算するので、より正確な劣化情報を生成することができる。
また、本実施の形態では、全て時間情報を基準に劣化情報を生成するので、その劣化の程度を容易且つ明確に判断することができる。
さらに、本実施の形態では、ドライブモータ総稼働時間は、ドライブモータ4に近いコントローラ100で生成するので、精度の高い劣化情報を生成することができる。
「ドライブモータ4の稼働による発生熱がドライブモータ4に影響する係数β」の場合は、ドライブモータの稼働時間と係数βで演算等することで、発生する熱を求め、これを「特殊稼働時間」に換算するものである。
また、「ドライブモータ4の使用環境の気温による係数γ」は、ドライブモータ4の稼働時間と、その際の使用環境の気温データ、並びに係数γで、ドライブモータ4に対する劣化程度等を「特殊稼働時間」で示すものである。
そして、図6の「使用履歴有無判断部(プログラム)211」が動作し、受信した「当該シリアル番号等付きドライブモータ総稼働時間情報」の「当該シリアル番号が図6の「使用履歴情報記憶部212」に記憶されているか否かを判断する。
このように、管理装置200は、例えば、病院内で使用されている各ドライブモータ4のシリアル番号、製造年月日、限界稼働時間及びドライブモータ総稼働累積時間情報が記憶されているので、管理装置200は、全てのドライブモータ4の状況を統一的且つ集中して管理することが可能となる。したがって、各ドライブモータ4の劣化情報も同一基準等で精度良く判断することが可能となっている。
なお、このドライブモータ総稼働累積時間情報も劣化情報の一例である。
ST12では、「ドライブモータ総稼働時間累積時間生成部(プログラム)213」が動作し、「当該シリアル番号」に記憶されている「ドライブモータ総稼働累積時間」に当該シリアル番号の「ドライブモータ総稼働時間」を足して、新ドライブモータ総稼働累積時間を生成し、「ドライブモータ総稼働累積時間」として、図6の「使用履歴情報記憶部212」に記憶する。
したがって、管理装置200は、当該ドライブモータ4の最新のドライブモータ総稼働累積時間情報を管理することができる。
ST13では、図6の「シリアル番号登録処理部(プログラム)214」が動作し、「当該シリアル番号」を登録して、当該シリアル番号の「ドライブモータ総稼働時間」を「ドライブモータ総稼働累積時間」として、図6の使用履歴情報記憶部212に記憶する。また、当該ドライブモータ4の「製造年月日」及び「限界稼働時間」も使用履歴情報記憶部212に記憶する。
このように、管理装置200は、病院の全てのドライブモータ4の現状を最新の状態で管理することができる。
この警告情報記憶部215には、ドライブモータ4の耐用年数情報及び耐用稼働時間情報が記憶されている。
したがって、「使用履歴情報記憶部212」に記憶されているドライブモータ総稼働累積時間が、耐用稼働時間を超えているか否かを判断することができる。
さらに、「使用履歴情報記憶部212」に記憶されている当該ドライブモータ4の限界稼働時間から、「使用履歴情報記憶部212」に記憶されているドライブモータ総稼働累積時間が、限界稼働時間を超えているか否かも判断することができる。
そこで、ST14では、「耐用年数」及び/又は「耐用稼働時間」及び/又は「限界稼働時間」を超えたドライブモータ4(シリアル番号)が存在するか否かを判断する。
また、本実施の形態では、病院内の全ての複数のドライブモータ4を管理装置200が一元的に一括管理しているので、ドライブモータ4の交換時期等の判断を統一して行うことができるので、交換時期等の判断の精度が向上することになる。
Claims (4)
- モータ部と、
前記モータ部で駆動されるポンプ部と、
人工心肺部と、を有する対象者の血液の体外循環を行う体外循環装置であって、
前記モータ部の動作内容を判断する動作内容判断部を有し、
前記動作内容の相違によって相違する前記モータ部の負担程度情報に基づき、前記モータ部の劣化情報であるモータ劣化情報を生成し、このモータ劣化情報に基づき、警報の報知の可否を判断する構成となっており、
前記負担程度情報が、患者に対する心肺補助機能の実行時間情報である通常稼働時間情報及び体外循環装置の回路内の異物及び空気等を除去するオートプライミングを含む動作の実行時間情報である特殊稼働時間情報を含み、
前記モータ劣化情報が、前記通常稼働時間情報及び前記特殊稼働時間情報に基づく総稼働時間情報を含むことを特徴とする体外循環装置。 - 前記体外循環の動作を管理する体外循環管理装置を有し、
前記体外循環管理装置は、前記モータ劣化情報を生成し、
前記モータ劣化情報を前記体外循環管理装置から受信し、管理する管理装置を備え、
この管理装置が前記警報の可否を判断する構成となっていることを特徴とする請求項1に記載の体外循環装置。 - 前記管理装置は、複数の前記モータ部の各前記モータ劣化情報を有し、各前記モータ部について前記警報の報知の可否を判断する構成となっていることを特徴とする請求項2に記載の体外循環装置。
- モータ部と、
前記モータ部で駆動されるポンプ部と、
人工心肺部と、
前記モータ部を制御する管理装置と、を有する対象者の血液の体外循環を行う体外循環装置の制御方法であって、
前記管理装置が、前記モータ部の動作内容を判断する動作内容判断部を有し、
前記動作内容の相違によって相違する前記モータ部の負担程度情報に基づき、前記モータ部の劣化情報であるモータ劣化情報を生成し、このモータ劣化情報に基づき、警報の報知の可否を判断し、
前記負担程度情報が、患者に対する心肺補助機能の実行時間情報である通常稼働時間情報及び体外循環装置の回路内の異物及び空気等を除去するオートプライミングを含む動作の実行時間情報である特殊稼働時間情報を含み、
前記モータ劣化情報が、前記通常稼働時間情報及び前記特殊稼働時間情報に基づく総稼働時間情報を含む構成となっていることを特徴とする体外循環装置の制御方法。
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