WO2010050273A1 - 補助人工心臓の異常検出装置、補助人工心臓の異常検出方法、及び異常検出プログラム - Google Patents

補助人工心臓の異常検出装置、補助人工心臓の異常検出方法、及び異常検出プログラム Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an auxiliary artificial heart abnormality detection device, an auxiliary artificial heart abnormality detection method, and an auxiliary artificial heart abnormality detection program.
  • auxiliary artificial hearts are also becoming smaller and can be implanted in the user's body.
  • the auxiliary artificial heart is carried by the patient by being implanted in the body.
  • An alarm device is indispensable for an auxiliary artificial heart carried by a patient.
  • the alarm device is usually configured to acquire patient biological information and information indicating the operating state of the device itself.
  • the alarm device notifies the patient of an alarm by a buzzer or a lamp when an abnormality is detected in the biological information or the driving state.
  • the patient contacts a doctor or the like.
  • the doctor who received the communication goes to the patient and takes appropriate measures.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-211579.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes a technique that has a function of determining whether or not a liquid is filled in a pump housing with respect to a liquid pump device for feeding medical liquid such as blood. ing.
  • the countermeasure for the abnormal state can be executed early. As a result, the influence on the patient can be reduced.
  • an object of the present invention is to provide an auxiliary artificial heart abnormality detection device, an auxiliary artificial heart abnormality detection method, and an auxiliary artificial heart abnormality detection program capable of detecting an abnormal state at an early stage.
  • the abnormality detection device for an auxiliary artificial heart acquires, as user information, the driving state of the auxiliary artificial heart embedded in the user's body or the biological state of the user measured by the auxiliary artificial heart, and the user information is obtained.
  • Store in the history information storage means in association with the acquisition time refer to the user information acquisition means and the history information storage means, and determine whether or not it is an abnormal state based on the history of user information up to now, An abnormality determination means.
  • the abnormal state is determined based on the past history of the user information.
  • an abnormal state can be detected earlier than when only the current information is used.
  • the above auxiliary artificial heart abnormality detection device further wirelessly transmits an alarm signal indicating the occurrence of an abnormal state to a contact device provided at a remote place when the abnormality determination means determines that the abnormality is in the abnormal state. It is preferable to provide a wireless communication means for transmitting by. According to the present invention, when an abnormal state is detected, this is automatically notified to the contact device. It is not necessary for the user to contact himself / herself, and it is possible to take measures against the abnormal state at an early stage. In addition, even when the user falls into a serious situation and cannot communicate by himself, the communication is automatically performed.
  • the abnormality detection device for the auxiliary artificial heart further includes location information acquisition means for acquiring the current position as location information, and the wireless communication means transmits a signal including location information as an alarm signal.
  • the user information acquisition means, history information storage means, and abnormality determination means are preferably mounted on a controller device connected to the auxiliary artificial heart by wire.
  • the wireless communication unit preferably includes a first wireless communication unit mounted on the controller device and a second wireless communication unit mounted on the portable terminal.
  • the first wireless communication means preferably transmits an alarm signal to the contact device via the second wireless communication means.
  • the abnormality detecting device for the auxiliary artificial heart further generates first aid information indicating the contents of the first aid when the abnormality judging means judges that it is in an abnormal state, and informs the user of the first aid information. It is preferable to provide first aid notification means.
  • the first-aid measure notifying unit notifies the first-aid measure information by a voice output unit that outputs a voice, and the voice output unit is provided in at least one of the portable terminal and the controller device.
  • the wireless communication means preferably transmits a signal including the type of abnormal state as an alarm signal.
  • the wireless communication means selects a contact device from a plurality of contact device candidates based on the type of abnormal state, and transmits an alarm signal to the selected contact device.
  • an alarm level in the abnormal state is determined, and an alarm notification destination is determined based on the alarm level.
  • the user information acquisition unit acquires the power consumption of the liquid pump as user information.
  • the abnormality determining means determines whether an abnormality has occurred in the blood flow path based on the history of power consumption of the liquid pump.
  • An auxiliary artificial heart system includes the above-described auxiliary artificial heart abnormality detection device and an auxiliary artificial heart that is embedded in a user's body and in which an abnormality is detected by the auxiliary artificial heart abnormality detection device. .
  • the operation information indicating the operation state of the auxiliary artificial heart embedded in the body of the user is acquired as user information, and the user information is stored in association with the acquisition time. And a step of referring to the history information storage means and determining whether or not it is an abnormal state based on the history of the user information up to now.
  • the auxiliary artificial heart abnormality detection program according to the present invention is a program for realizing the above auxiliary artificial heart abnormality detection method by a computer.
  • an auxiliary artificial heart abnormality detection device an auxiliary artificial heart abnormality detection method, and an auxiliary artificial heart abnormality detection program capable of detecting an abnormal state at an early stage are provided.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an auxiliary artificial heart system 7 according to the present embodiment.
  • the auxiliary artificial heart system 7 includes an auxiliary artificial heart 5 and an abnormality detection device 10.
  • the auxiliary artificial heart 5 is embedded in the body of the user 3 (patient).
  • the auxiliary artificial heart 5 includes a liquid pump.
  • the liquid pump sucks and delivers the blood of the user 3.
  • the liquid pump is operated by electric power.
  • the auxiliary artificial heart 5 notifies the abnormality detection apparatus 10 of its own driving state as driving information. Examples of the operation state include a voltage value, a current value, power consumption, the number of rotations of the liquid pump, and a blood flow rate supplied to the liquid pump.
  • the auxiliary artificial heart 5 is equipped with a sensor. This sensor measures the biological state of the user 3. The measured biological state is also notified to the abnormality detection apparatus 10 as biological information. Examples of the biological state include blood pressure, blood glucose level, blood oxygen level, heart rate, and body temperature.
  • the abnormality detection device 10 detects whether there is an abnormality in the operating state of the auxiliary artificial heart 5 or the biological state of the user 3. If the abnormality detection device 10 is in an abnormal state, the abnormality detection device 10 transmits an alarm signal to the contact device 4 provided at a remote place.
  • the abnormality detection device 10 includes an external controller device 1 and a mobile terminal 2 (a mobile terminal) exemplified by a mobile phone terminal (a mobile phone). The abnormality detection device 10 is carried by the user 3.
  • the external controller device 1 is connected to the auxiliary artificial heart 5 by wire.
  • the external controller device 1 controls the operation of the auxiliary artificial heart 5 and detects an abnormal state.
  • the external controller device 1 includes a power supply unit 19, a control unit 20, a sensor 21, an abnormality detection unit 6, a history information storage unit 12, and an output device 18.
  • the control part 20 and the abnormality detection part 6 are implement
  • the abnormality detection portion 6 is realized by an abnormality detection program.
  • the power supply unit 19 is exemplified by a battery, and supplies power to the auxiliary artificial heart 5 and the external controller device 1.
  • the control unit 20 controls the operation of the auxiliary artificial heart 5.
  • Sensor 21 measures the operating state of external controller device 1. It can be said that the operation state of the external controller device 1 also indicates the operation state of the auxiliary artificial heart 5. Therefore, the sensor 21 notifies the abnormality detection portion 6 of the measurement result as driving information.
  • the operation information notified by the sensor 21 includes, for example, a voltage value in the external controller device 1, a current value in the external controller device 1, a temperature of the board built in the external controller device 1, and the external controller device 1. Examples include the continuous operation time, the remaining battery level in the power supply unit 19, and the watchdog timer status.
  • the history information storage unit 12 is realized by a storage device such as a flash memory.
  • the history information storage unit 12 stores driving information and biological information as user information. User information is stored in association with time. That is, the history information storage unit 12 stores a history of user information.
  • the output device 18 includes an audio output device 18-1 (for example, a speaker), and realizes a function of notifying human beings around the user 3 that an emergency has occurred by voice.
  • an audio output device 18-1 for example, a speaker
  • the abnormality detection part 6 detects an abnormal state.
  • the abnormality detection portion 6 includes a user information acquisition unit 11, an abnormal state determination unit 13, a first wireless communication 14, and an emergency measure notification unit 17.
  • the mobile terminal 2 includes a second wireless communication unit 15, a location information acquisition unit 16, and an output device 22.
  • the second wireless communication unit 15 and the location information acquisition unit 16 are realized by an abnormality detection program stored in a ROM (Read Only memory) or the like.
  • the output device 22 includes, for example, a buzzer, a lamp, a vibration mechanism, and a display.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the auxiliary artificial heart system 7.
  • Step S10 Acquisition of User Information
  • the user information acquisition unit 11 acquires driving information and biological information at predetermined time intervals. Further, when the setting of the operation state (the number of rotations of the liquid pump) is changed, or when an abnormal state is detected, the fact is acquired by the user information acquisition unit 11.
  • the user information acquisition unit 11 associates the acquired information with the time and stores it in the history information storage unit 12 as user information.
  • the user information acquisition unit 11 stores the history of user information up to the present in the history information storage unit 12.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an example of data stored in the history information storage unit 12.
  • the user information includes biological information and driving information.
  • the blood pressure and the blood glucose level are included in the biological information.
  • the operation information includes the liquid pump voltage, the liquid pump current, the liquid pump power consumption, the substrate temperature in the external controller device 1, and the battery remaining amount.
  • User information is stored in association with time t.
  • Step S20 Determination of Abnormal State
  • the abnormal state determination unit 13 refers to the history information storage unit 12 and determines whether or not it is an abnormal state based on the history of user information. For example, the abnormal state determination unit 13 obtains current information, information for one month ago, information for one week ago, and information for three days ago for each piece of information included in the user information. Then, a history pattern up to the present is obtained and compared with an abnormality reference value set in advance in a RAM (Random access memory) or the like. The abnormal state determination unit 13 determines that there is an abnormal state when the current user information exceeds the abnormal reference value or when the user information is likely to exceed the abnormal reference value in the future.
  • RAM Random access memory
  • the abnormality reference value may be a constant value, or may be a dynamic value that fluctuates based on a past driving state or the like.
  • the power consumption of the liquid pump of the auxiliary artificial heart 5 may reflect the state of the user's blood flow path if the rotation speed is constant. In such a case, the abnormality reference value regarding power consumption may be set to the maximum value of power consumption until now. In this way, the abnormality reference value is set to a dynamic value.
  • the user information when determining whether or not an abnormal state is present based on the history of user information, it is important to what degree of time scale the user information varies. For example, when the power consumption shows a tendency to increase stepwise in an instant, there may be a thrombus in the blood flow path upstream of the auxiliary artificial heart 5. On the other hand, when the power consumption gradually increases over several days, a thrombus is being formed somewhere in the user 3's body, and there is a possibility that the flow path is narrowed. In addition, when the power consumption increases in several tens of minutes to several hours, the blood viscosity may increase due to dehydration. Therefore, it is possible to identify the type of abnormal state by identifying how the user information is changing.
  • a first order approximation is obtained using user information for the past 3 minutes, and when the abnormality reference value is exceeded within one minute in the future, it is determined that the state is abnormal.
  • a first order approximation is obtained using user information for the past day, and it is determined that an abnormal state is reached when the abnormality reference value is exceeded within the next eight hours.
  • a first order approximation is obtained using user information for the past one week, and an abnormal state is determined when the abnormality reference value is exceeded within the next three days.
  • the abnormal state can be detected earlier than when only the current user information is used by determining the abnormal state based on the history of the user information.
  • Step S30 Identification of Type
  • the abnormal state determination unit 13 determines that the state is abnormal, it further identifies the type of the abnormal state. Specifically, for example, if an abnormality is recognized in the battery remaining amount in the user information, the type of abnormal state is identified as an abnormality of the device.
  • the abnormal state determination unit 13 outputs the fact that the state is abnormal and the type of the abnormal state as determination results.
  • a table indicating the correspondence between each piece of information included in the user information and the type of abnormal state may be prepared in advance.
  • Step S40 Selection of Contact Device
  • the determination result by the abnormal state determination unit 13 is notified to the first wireless communication unit 14.
  • the first wireless communication unit 14 selects an appropriate contact device 4 from a plurality of preset contact device candidates based on the type of abnormal state.
  • a plurality of contact device 4 may be selected.
  • the first wireless communication unit 14 selects a device operated by a technician of the auxiliary artificial heart system as the contact device 4 when the type of abnormal state is a device abnormality. If the type of abnormal condition is an abnormality in the user's biological condition, a device operated by a doctor or nurse is selected as the contact device 4. In order to select the contact device in this way, it is only necessary to set the correspondence between the type of abnormal state and the selected contact device in advance.
  • Step S50 Transmission to the Mobile Terminal Thereafter, the first wireless communication unit 14 generates an abnormal signal and transmits it to the mobile terminal 2 wirelessly.
  • the abnormality signal includes information specifying the type of abnormal condition and the selected contact device 4.
  • Step S60 Acquisition of Location Information
  • the second wireless communication unit 15 receives an abnormal signal via an antenna (not shown).
  • the location information acquisition unit 16 acquires the current position as location information using, for example, a GPS function.
  • the second wireless communication unit 15 acquires location information from the location information acquisition unit 16.
  • Step S70 Transmission to Contact Device
  • the second wireless communication unit 15 adds location information to the abnormality signal and transmits it to the selected contact device 4 as an alarm signal.
  • the alarm signal is transmitted wirelessly via an antenna (not shown).
  • the contact device 4 is realized by, for example, a computer or a mobile phone terminal.
  • the contact device 4 When receiving the alarm signal, the contact device 4 outputs information (abnormal state type, location information, etc.) included in the alarm signal to an output device such as a display.
  • information abnormal state type, location information, etc.
  • the operator of the contact device 4 can recognize that the state of the auxiliary artificial heart system 7 of the user 3 is abnormal and the location of the user 3. Therefore, an appropriate treatment can be performed toward the user 3.
  • Step S80 Generation of First Aid Information
  • the determination result of the abnormal state determination unit 13 is also notified to the first aid notification unit 17.
  • the first aid notification unit 17 generates first aid information indicating the contents of the first aid based on the type of abnormal state. For example, when the type of abnormal state is the biological state of the user 3, the first aid notification unit 17 generates a message such as “Please raise your head and lie down” as first aid information.
  • Step S90 Notification (external controller device)
  • the first aid notification unit 17 outputs the generated first aid information using the output device 18.
  • emergency treatment information is notified to the user 3 by the audio output device 18-1.
  • the output device 18 is not limited to the audio output device 18-1, and may include other output devices such as a buzzer, a lamp, and a display, and emergency treatment information is notified to the surroundings by these other output devices. May be.
  • Step S100 Notification (portable terminal) In the portable terminal 2, when the second wireless communication unit 15 receives the abnormal signal in step S50, the output device 22 notifies the surroundings that the user 3 is in an abnormal state.
  • the abnormal state determination unit 13 detects an abnormal state based on the history of user information. Thereby, an abnormal state can be detected earlier than when only the current information is used.
  • an alarm signal is automatically transmitted to the contact device 4.
  • an alarm is automatically transmitted to the contact device 4.
  • the user 3 may take time until contact is made after an abnormal state is detected.
  • the user 3 may not notice the alarm depending on the surrounding environment such as noise and the user's situation (sleeping).
  • the user 3 may not be able to contact by himself.
  • an alarm signal is automatically transmitted, communication is performed early and reliably.
  • the contact device 4 is selected according to the type of the abnormal state, and an alarm signal is transmitted to the selected contact device 4.
  • the type of abnormal state is an abnormality of the device, it may not be possible to take appropriate measures even if a doctor or nurse is notified of the abnormal state.
  • the first aid information is generated and output by the first aid notification unit 17.
  • the user 3 and surrounding people can know what kind of emergency treatment should be performed, and can take appropriate measures early on the user 3.
  • the abnormality detection device 10 includes the external controller device 1 and the mobile terminal 2 has been described.
  • the abnormality detection device 10 does not necessarily need to be divided into the external controller device 1 and the portable terminal 2.
  • the function of the mobile terminal 2 described in the present embodiment may be built in the external controller device 1.
  • the configuration such as the emergency measure notification unit 17 and the audio output device 18-1 included in the external controller device 1 may be built in the portable terminal 2 side.
  • the abnormal state determination unit 13 may further determine the alarm level by identifying the severity of the abnormal state. Then, based on the determined alarm level, it may be determined where contact is made. For example, when the remaining battery capacity is less than 2 hours, operations such as steps S80, S90 and S100 are executed, and an alarm is notified only to the user (user 3). When the remaining battery capacity is less than one hour, in step S40, a device operated by the technician of the auxiliary artificial heart system is selected as the contact device 4 and an alarm is notified to the technician.
  • step S40 a device operated by the doctor is selected as the contact device, and an alarm is notified to the doctor.
  • the contact device By determining the contact address according to the alarm level, it becomes possible to notify the alarm more appropriately.
  • the driving information may reflect the biological state of the user 3. Therefore, it is possible to determine whether or not there is an abnormality regarding the biological state of the user 3 based on the history of the driving information.
  • the power consumption of the liquid pump reflects the state of the flow path. For example, when a thrombus occurs in the body of the user 3, the power consumption of the liquid pump increases in order to maintain the rotation speed of the liquid pump at a desired rotation speed.
  • the abnormal state determination unit 13 determines whether an abnormality has occurred in the flow path based on the power consumption history. Judgment of abnormal condition related to blood clot. When it is determined that the state is abnormal, the abnormal state determination unit 13 outputs “thrombus” or “biological state” as the type of abnormal state. This makes it possible to more specifically notify the contact device 4 of the type of abnormality. In addition, more appropriate contents can be notified as the emergency treatment information.

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Abstract

早期に異常状態を検出することのできる、補助人工心臓の異常検出装置、補助人工心臓の異常検出方法、及び補助人工心臓の異常検出プログラムを提供するために、ユーザの体内に埋め込まれた補助人工心臓の運転状態を示す情報をユーザ情報として取得し、前記ユーザ情報を取得時刻と対応付けて履歴情報格納手段に格納する、ユーザ情報取得手段と、前記履歴情報格納手段を参照し、現在までの前記ユーザ情報の履歴に基づいて、異常状態であるか否かを判定する、異常判定手段とを具備する。

Description

補助人工心臓の異常検出装置、補助人工心臓の異常検出方法、及び異常検出プログラム
 本発明は、補助人工心臓の異常検出装置、補助人工心臓の異常検出方法、及び補助人工心臓の異常検出プログラムに関する。
 近年、医療機器の高度化が進んでいる。医療機器の高度化により、医療機器の小型化も進んでいる。補助人工心臓も小型化が進み、ユーザの体内に埋め込むことができるようになっている。補助人工心臓は、体内に埋め込まれることにより、患者に携帯される。
 患者によって携帯される補助人工心臓には、アラーム装置が欠かせない。アラーム装置は、通常、患者の生体情報や、装置自体の運転状態を示す情報を取得するように構成されている。アラーム装置は、生体情報や運転状態に異常が検出された場合に、ブザーやランプにより、アラームを患者に報知する。アラームが報知された場合、患者は、医師などに連絡する。連絡を受けた医師などは、患者の元へと向かい、適切な処置を行う。
 アラーム装置を有する医療機器に関する技術が、特許文献1(特開2004-211579)に記載されている。特許文献1には、血液などの医療用液体を送液するための液体ポンプ装置に関して、ポンプのハウジング内に液体が充填されているかどうかを判断する機能を備えることを課題とした技術が記載されている。
特開2004-211579号公報
 異常状態を早期に検出することができれば、異常状態に対する対処を早期に実行できる。その結果、患者に対する影響を低減できる。
 従って、本発明の目的は、早期に異常状態を検出することのできる、補助人工心臓の異常検出装置、補助人工心臓の異常検出方法、及び補助人工心臓の異常検出プログラムを提供することにある。
 本発明に係る補助人工心臓の異常検出装置は、ユーザ情報として、ユーザの体内に埋め込まれた補助人工心臓の運転状態又は補助人工心臓により測定されたユーザの生体状態を取得し、そのユーザ情報を取得時刻と対応付けて履歴情報格納手段に格納する、ユーザ情報取得手段と、履歴情報格納手段を参照し、現在までのユーザ情報の履歴に基づいて、異常状態であるか否かを判定する、異常判定手段とを具備する。
 本発明によれば、ユーザ情報の過去履歴に基づいて、異常状態の判定が行われる。過去履歴を参照することにより、現在の情報だけを用いた場合よりも、早期に異常状態の検出を行うことができる。
 上記の補助人工心臓の異常検出装置は、更に、異常判定手段が異常状態であると判定したときに、遠隔地に設けられた連絡先装置に対して、異常状態の発生を示すアラーム信号を無線により送信する、無線通信手段を具備することが好ましい。この本発明によれば、異常状態が検出されたときに、その旨が自動的に連絡先装置に通知される。ユーザが自身で連絡する必要がなくなり、異常状態に対する処置を早期に行うことが可能となる。また、ユーザが重篤な状況に陥り自力で連絡することができない場合でも、自動的に連絡が行われる。
 上記の補助人工心臓の異常検出装置は、更に、現在位置を所在地情報として取得する所在地情報取得手段を具備し、無線通信手段は、アラーム信号として、所在地情報を含む信号を送信することが好ましい。
 ユーザ情報取得手段、履歴情報格納手段、及び異常判定手段は、補助人工心臓と有線により接続されたコントローラ装置に搭載されていることが好ましい。この場合、無線通信手段は、コントローラ装置に搭載された第1無線通信手段と、携帯端末に搭載された第2無線通信手段とを備えることが好ましい。第1無線通信手段は、第2無線通信手段を介して、アラーム信号を連絡先装置に送信することが好ましい。
 上記の補助人工心臓の異常検出装置は、更に、異常判定手段が異常状態であると判定したときに、応急処置の内容を示す応急処置情報を生成し、応急処置情報を前記ユーザの周囲に報知する、応急処置報知手段を具備することが好ましい。
 応急処置報知手段は、音声を出力する音声出力手段によって、応急処置情報を報知し、音声出力手段は、携帯端末及びコントローラ装置の少なくとも一方に備えられていることが好ましい。
 異常判定手段は、異常状態であると判定した場合に、異常状態の種類を識別することが好ましい。無線通信手段は、アラーム信号として、異常状態の種類を含む信号を送信することが好ましい。
 無線通信手段は、異常状態の種類に基づいて、複数の連絡先装置の候補の中から連絡先装置を選択し、選択された連絡先装置にアラーム信号を送信することが好ましい。
 異常判定手段は、異常状態であると判定した場合に、異常状態のアラームレベルを決定し、そのアラームレベルに基づいて、アラームの通知先が決定されることが好ましい。
 補助人工心臓は、電力によって、回転数が所望の回転数となるように制御される液体ポンプを含んでいる場合、ユーザ情報取得手段は、ユーザ情報として、前記液体ポンプの消費電力を取得することが好ましい。異常判定手段は、液体ポンプの消費電力の履歴に基づいて、血液の流路に異常が発生していないかを判定することが好ましい。
 本発明に係る補助人工心臓システムは、上記の補助人工心臓の異常検出装置と、ユーザの体内に埋め込まれ、前記補助人工心臓の異常検出装置によって異常が検出される、補助人工心臓とを具備する。
 本発明にかかる補助人工心臓の異常検出方法は、ユーザの体内に埋め込まれた補助人工心臓の運転状態を示す運転情報をユーザ情報として取得し、前記ユーザ情報を取得時刻と対応付けて記憶するステップと、履歴情報格納手段を参照し、現在までの前記ユーザ情報の履歴に基づいて、異常状態であるか否かを判定するステップとを具備する。
 本発明に係る補助人工心臓の異常検出プログラムは、上記の補助人工心臓の異常検出方法を、コンピュータにより実現するためのプログラムである。
 本発明によれば、早期に異常状態を検出することのできる、補助人工心臓の異常検出装置、補助人工心臓の異常検出方法、及び補助人工心臓の異常検出プログラムが提供される。
異常検出装置を示す概略構成図である。 異常検出方法を示すフローチャートである。 ユーザ情報を示す概念図である。
 以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る補助人工心臓システム7を示す概略構成図である。補助人工心臓システム7は、補助人工心臓5と、異常検出装置10とを備えている。
 補助人工心臓5は、ユーザ3(患者)の体内に埋め込まれている。補助人工心臓5は、液体ポンプを備えている。その液体ポンプは、ユーザ3の血液を吸い込んで送出する。液体ポンプは、電力によって動作する。また、補助人工心臓5は、自身の運転状態を、運転情報として異常検出装置10に通知する。その運転状態としては、例えば、液体ポンプに供給される電圧値、電流値、消費電力、液体ポンプの回転数、及び血流量が挙げられる。
 また、補助人工心臓5には、センサが搭載されている。このセンサは、ユーザ3の生体状態を測定する。測定された生体状態も、生体情報として、異常検出装置10に通知される。その生体状態としては、例えば、血圧、血糖値、血中酸素量、心拍数、及び体温が挙げられる。
 異常検出装置10は、補助人工心臓5の運転状態又はユーザ3の生体状態に異常があるか否かを検出する。異常検出装置10は、異常状態であった場合には、遠隔地に設けられた連絡先装置4に対して、アラーム信号を送信する。異常検出装置10は、外付けコントローラ装置1と、携帯電話端末(a mobile phone)などに例示される携帯端末2(a mobile terminal)とを備えている。異常検出装置10は、ユーザ3により、携帯される。
 外付けコントローラ装置1は、有線により、補助人工心臓5に接続されている。外付けコントローラ装置1は、補助人工心臓5の動作の制御、及び異常状態の検出を行う。外付けコントローラ装置1は、電力供給部19と、制御部20と、センサ21と、異常検出部分6と、履歴情報格納部12と、出力装置18とを備えている。このうち、制御部20及び異常検出部分6は、ROM(Read Only Memory)などの記憶媒体に格納されたプログラムにより実現される。特に、異常検出部分6は、異常検出プログラムにより、実現される。
 電力供給部19は、バッテリに例示され、補助人工心臓5及び外付けコントローラ装置1に対して電力を供給する。
 制御部20は、補助人工心臓5の動作を制御する。
 センサ21は、外付けコントローラ装置1の運転状態を測定する。外付けコントローラ装置1の運転状態も、補助人工心臓5の運転状態を示していると言える。従って、センサ21は、測定結果を、運転情報として、異常検出部分6に通知する。センサ21により通知される運転情報としては、例えば、外付けコントローラ装置1における電圧値、外付けコントローラ装置1における電流値、外付けコントローラ装置1に内蔵される基板の温度、外付けコントローラ装置1の連続運転時間、電力供給部19におけるバッテリ残量、及びウォッチドッグタイマー状況が挙げられる。
 履歴情報格納部12は、フラッシュメモリなどの記憶装置により実現される。履歴情報格納部12は、運転情報及び生体情報を、ユーザ情報として格納する。ユーザ情報は、時刻と対応付けられて格納されている。すなわち、履歴情報格納部12は、ユーザ情報の履歴を記憶している。
 出力装置18は、音声出力装置18-1(例えばスピーカ)を備えており、音声によってユーザ3の周囲の人間に緊急状態に陥っていることを報知する機能を実現する。
 異常検出部分6は、異常状態の検出を行う。異常検出部分6は、ユーザ情報取得部11と、異常状態判定部13と、第1無線通信14と、応急処置報知部17とを備えている。
 携帯端末2は、第2無線通信部15と、所在地情報取得部16と、出力装置22とを備えている。このうち、第2無線通信部15及び所在地情報取得部16は、ROM(Read Only memory)などに格納された異常検出プログラムにより実現される。出力装置22は、例えば、ブザー、ランプ、バイブレーション機構、及びディスプレイなどを含んでいる。
 続いて、上述の補助人工心臓システム7の動作について説明する。図2は、補助人工心臓システム7の動作を示すフローチャートである。
ステップS10;ユーザ情報の取得
 ユーザ情報取得部11は、所定の時間間隔で、運転情報と、生体情報とを取得する。また、運転状態(液体ポンプの回転数)等の設定が変更されたときや、異常状態が検出されたときにも、その旨がユーザ情報取得部11によって取得される。ユーザ情報取得部11は、取得した情報を時刻と対応付け、ユーザ情報として履歴情報格納部12に格納する。
 ユーザ情報取得部11によって、履歴情報格納部12には、ユーザ情報の現在までの履歴が格納される。図3は、履歴情報格納部12に格納されたデータの一例を示す概念図である。図3に示されるように、ユーザ情報は、生体情報及び運転情報を含んでいる。図3に示される例では、生体情報に、血圧と血糖値とが含まれている。また、運転情報は、液体ポンプ電圧、液体ポンプ電流、液体ポンプ消費電力、外付けコントローラ装置1における基板温度、及びバッテリ残量を含んでいる。ユーザ情報は、時刻tと対応付けられて格納されている。
ステップS20;異常状態の判定
 異常状態判定部13は、履歴情報格納部12を参照し、ユーザ情報の履歴に基づいて、異常状態であるか否かの判定を行う。例えば、異常状態判定部13は、ユーザ情報に含まれる各情報について、現在の情報と、1ヶ月前の情報と、1週間前の情報と、3日前の情報とを取得する。そして、現在までの履歴パターンを求め、予めRAM(Random access memory)などに設定された異常基準値と比較する。異常状態判定部13は、現在のユーザ情報が異常基準値を超えている場合や、ユーザ情報が将来、異常基準値を超えそうである場合に、異常状態であると判定する。
 ユーザ情報が異常基準値が越えそうである場合としては、例えば、ユーザ情報が緩やかながら長期にわたってその異常基準値へ向かって動いている状態である場合や、ユーザ情報が急激に変化しており近いうちに異常基準値を超えそうな状態である場合、などが考えられる。
 異常基準値は、一定値であってもよいが、過去の運転状態などに基づいて変動する動的な値であってもよい。例えば、詳細は後述するが、補助人工心臓5の液体ポンプの消費電力は、回転数が一定であれば、ユーザの血液流路の状態を反映していることがある。このような場合、消費電力に関する異常基準値を、現在までの消費電力の最大値に設定してもよい。このようにすれば、異常基準値が動的な値に設定される。
 また、ユーザ情報の履歴に基づいて異常状態であるか否かを判定する場合には、ユーザ情報の変動がどの程度の時間スケールで発生しているかが重要である。例えば、消費電力が一瞬でステップ状に上昇した傾向を示した場合、補助人工心臓5の上流側で血液の流路に血栓が生じている可能性がある。一方、消費電力が数日をかけて徐々に上昇する場合には、ユーザ3の体内におけるどこかで血栓が形成されつつあり、流路の狭窄が起きている可能性がある。また、数十分から数時間程度で消費電力が上昇した場合には、脱水症状気味で血液の粘度が上がっている可能性がある。従って、ユーザ情報がどのように変動しているかを識別することにより、異常状態の種類を識別することが可能である。
 また、将来に異常基準値を超えるか否かの判定を行うにあたり、ユーザ情報の履歴の一次近似を用いることが考えられる。この際、一次近似を求めるにあたって用いられるユーザ情報の値の数が多いほど、一次近似の信頼性が増す。一次近似を用いる場合の例を以下に示す。
(1)過去3分間のユーザ情報を用いて一次近似を求め、今後一分以内で異常基準値を突破する場合に異常状態であると判定する。
(2)過去一日分のユーザ情報を用いて一次近似を求め、今後八時間以内で異常基準値を突破する場合に異常状態であると判定する。
(3)過去一週間分のユーザ情報を用いて一次近似を求め、今後三日以内で異常基準値を突破する場合に異常状態であると判定する。
 上述のように、ユーザ情報の履歴に基づいて異常状態の判定を行うことにより、現在のユーザ情報だけを利用する場合よりも、早期に異常状態を検出できる。また、将来異常基準値を超えるか否か予想して異常状態であるか否かを判定することにより、異常基準値を超える数日前などに異常状態を検出することが可能となる。それによって、投薬や手術などの対応の選択肢を広げることが可能となる。
ステップS30;種類の識別
 また、異常状態判定部13は、異常状態であると判定した場合に、さらに、その異常状態の種類を識別する。具体的には、例えば、ユーザ情報のうちのバッテリ残量に異常が認められた場合であれば、異常状態の種類が装置の異常であるものと識別する。異常状態判定部13は、異常状態である旨と、異常状態の種類とを、判定結果として出力する。なお、異常状態の種類の識別を行うには、予め、ユーザ情報に含まれる各情報と異常状態の種類との対応関係を示すテーブルが用意されていればよい。
ステップS40;連絡先装置の選択
 異常状態判定部13による判定結果は、第1無線通信部14に通知される。第1無線通信部14は、異常状態の種類に基づいて、予め設定された複数の連絡先装置の候補の中から、適切な連絡先装置4を選択する。選択される連絡先装置4は、複数であってもよい。例えば、第1無線通信部14は、異常状態の種類が装置の異常であった場合に、連絡先装置4として、補助人工心臓システムの技術者により操作される装置を選択する。また、異常状態の種類がユーザの生体状態の異常であった場合には、連絡先装置4として、医者や看護師などにより操作される装置を選択する。このようにして連絡先装置を選択するためには、予め、異常状態の種類と選択される連絡先装置との対応関係が設定されていればよい。
ステップS50;携帯端末に送信
 その後、第1無線通信部14は、異常信号を生成し、携帯端末2に無線で送信する。その異常信号には、異常状態の種類、及び、選択された連絡先装置4を特定する情報が含まれる。
ステップS60;所在地情報の取得
 携帯端末2では、第2無線通信部15が、図示しないアンテナを介して異常信号を受信する。第2無線通信部15が異常信号を受信すると、所在地情報取得部16が、例えばGPS機能を利用して、現在位置を所在地情報として取得する。第2無線通信部15は、所在地情報取得部16から所在地情報を取得する。
ステップS70;連絡先装置へ送信
 第2無線通信部15は、異常信号に所在地情報を付加し、アラーム信号として、選択された連絡先装置4へ送信する。アラーム信号は、図示しないアンテナを介して、無線により、送信される。
 連絡先装置4は、例えばコンピュータや、携帯電話端末により実現される。連絡先装置4は、アラーム信号を受信すると、アラーム信号に含まれる情報(異常状態の種類、所在地情報、など)を、ディスプレイなどの出力装置に出力する。連絡先装置4の操作者は、ユーザ3の補助人工心臓システム7の状態が異常であることと、ユーザ3の所在地とを認識できる。従って、ユーザ3の元へ向かい適切な処置を行うことができる。
ステップS80;応急処置情報の生成
 一方、ステップS30の後には、異常状態判定部13の判定結果が、応急処置報知部17にも通知される。応急処置報知部17は、異常状態の種類に基づいて、応急処置の内容を示す応急処置情報を生成する。例えば、応急処置報知部17は、異常状態の種類がユーザ3の生体状態であった場合に、「頭を高くして寝かせてください」等のメッセージを、応急処置情報として生成する。
ステップS90;報知(外付けコントローラ装置)
 応急処置報知部17は、生成した応急処置情報を、出力装置18により出力する。出力装置18では、音声出力装置18-1により、応急処置情報がユーザ3の周囲に報知される。これによって、ユーザ3の周囲に人間が存在していれば、周囲の人間が、ユーザ3が異常状態であることを識別することができる。そして、応急処置情報に従って、ユーザ3に対する応急処置を施すことができる。なお、出力装置18は、音声出力装置18-1に限らず、ブザー、ランプ、及びディスプレイなどの他の出力装置を備えていてもよく、これらの他の出力装置によって応急処置情報が周囲に報知されてもよい。
ステップS100;報知(携帯端末)
 また、携帯端末2では、ステップS50において第2無線通信部15が異常信号を受信すると、出力装置22によって、ユーザ3が異常状態であることが周囲に報知される。
 以上説明したように、本実施形態によれば、異常状態判定部13が、ユーザ情報の履歴に基づいて、異常状態の検出を行う。これにより、現在の情報だけを利用する場合よりも、早期に異常状態を検出できる。
 また、本実施形態によれば、アラーム信号が自動的に連絡先装置4へ送信される。例えば、アラームがユーザ3自身に報知され、ユーザ3が医者などに連絡する場合について考える。このような場合には、異常状態が検出されてから連絡が行われるまでに時間がかかることがある。また、騒音などの周囲環境及びユーザの状況(睡眠中)等により、ユーザ3がアラームに気づかない場合もある。さらには、ユーザ3が重篤な状況に陥った場合には、自力で連絡できないこともある。これに対して、本実施形態によれば、自動的にアラーム信号の送信が行われるため、早期に且つ確実に、連絡が行われる。
 また、本実施形態によれば、異常状態の種類に応じて連絡先装置4が選択され、選択された連絡先装置4に対してアラーム信号が送信される。例えば、異常状態の種類が装置の異常であった場合、異常状態であることを医者や看護師などに連絡しても、適切な処置を行うことができないことがある。これに対して、本実施形態によれば、異常状態であることを適切な連絡先に連絡することができる。
 また、本実施形態によれば、応急処置報知部17により応急処置情報が生成され、出力される。これにより、ユーザ3や周囲の人間は、どのような応急処置を施すべきかを知ることができ、ユーザ3に対して早期に適切な処置を施すことができる。
 尚、本実施形態では、異常検出装置10が、外付けコントローラ装置1と携帯端末2とを含んでいる場合について説明した。しかし、異常検出装置10は、必ずしも外付けコントローラ装置1と携帯端末2とに分かれている必要はない。例えば、本実施形態で説明した携帯端末2の機能が外付けコントローラ装置1に内蔵されていてもよい。また、外付けコントローラ装置1に含まれる応急処置報知部17や音声出力装置18-1などの構成が、携帯端末2側に内蔵されていてもよい。
 また、上述の実施形態では、ステップS30において、異常状態の種類が識別され、その識別結果に基づいて連絡先装置が選択される(ステップS40)場合について説明した。ここで、ステップS30において、異常状態判定部13が、更に、異常状態の重篤度を識別して、アラームレベルを決定してもよい。そして、決定されたアラームレベルに基づいて、どこへ連絡が行われるかが決定されてもよい。例えば、バッテリ残量が2時間をきったときには、ステップS80、S90及びステップS100などの動作が実行され、使用者(ユーザ3)に対してのみアラームが報知される。バッテリ残量が1時間をきったときには、ステップS40において、連絡先装置4として補助人工心臓システムの技術者により操作される装置が選択され、その技術者に対してアラームが報知される。バッテリ残量が30分をきったときには、ステップS40において、連絡先装置として医師により操作される装置が選択され、医師に対してアラームが報知される。このように、アラームレベルに応じて連絡先が決定されることにより、より適切にアラームを通知することが可能となる。
 続いて、ユーザ情報について詳述する。
 本実施形態では、ユーザ情報として、生体情報及び運転情報の双方が用いられる場合について説明した。但し、ユーザ情報として、必ずしも、生体情報及び運転情報の両方が用いられる必要はなく、どちらか一方を用いていれば、本実施形態による作用効果を享受することは可能である。
 また、運転情報は、ユーザ3の生体状態を反映していることがある。従って、運転情報の履歴に基づいて、ユーザ3の生体状態に関して異常があるか否かを判定することも可能である。
 例えば、補助人工心臓5の液体ポンプの回転数が、制御部20により、所望の回転数に制御されている場合について考える。このような場合、液体ポンプの消費電力は、流路の状態を反映している。たとえば、ユーザ3の体内に血栓が生じた場合には、液体ポンプの回転数を所望の回転数に維持するために、液体ポンプにおける消費電力が大きくなる。
 このような点を利用し、消費電力の履歴に基づいて、血液の流路に異常が発生していないかを、判定することが可能である。すなわち、ユーザ情報取得部11が、ユーザ情報として液体ポンプの消費電力を取得する。異常状態判定部13が、消費電力の履歴に基づいて、流路に異常が発生していないかを判定する。血栓に関する異常状態の判定を行う。異常状態であると判定した場合、異常状態判定部13は、異常状態の種類として、「血栓」又は「生体状態」を出力する。これにより、連絡先装置4に対して、異常の種類をより具体的に通知することが可能となる。また、応急処置情報として、より適切な内容を報知することが可能となる。

Claims (13)

  1.  ユーザの体内に埋め込まれた補助人工心臓の運転状態又は前記補助人工心臓により測定された前記ユーザの生体状態を、ユーザ情報として取得し、前記ユーザ情報を取得時刻と対応付けて履歴情報格納手段に格納する、ユーザ情報取得手段と、
     前記履歴情報格納手段を参照し、現在までの前記ユーザ情報の履歴に基づいて、異常状態であるか否かを判定する、異常判定手段と、
    を具備する
    補助人工心臓の異常検出装置。
  2.  請求の範囲1に記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
    更に、
     前記異常判定手段が異常状態であると判定したときに、遠隔地に設けられた連絡先装置に対して、異常状態の発生を示すアラーム信号を無線により送信する、無線通信手段、
    を具備する
    補助人工心臓の異常検出装置。
  3.  請求の範囲2に記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
    更に、
     現在位置を所在地情報として取得する所在地情報取得手段、
    を具備し、
     前記無線通信手段は、前記アラーム信号として、前記所在地情報を含む信号を送信する
    補助人工心臓の異常検出装置。
  4.  請求の範囲2又は3に記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
     前記ユーザ情報取得手段、前記履歴情報格納手段、及び前記異常判定手段は、前記補助人工心臓と有線により接続されたコントローラ装置に搭載されており、
     前記無線通信手段は、前記コントローラ装置に搭載された第1無線通信手段と、携帯端末に搭載された第2無線通信手段とを備え、
     前記第1無線通信手段は、前記第2無線通信手段を介して、前記アラーム信号を前記連絡先装置に送信する
    補助人工心臓の異常検出装置。
  5.  請求の範囲4に記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
    更に、
     前記異常判定手段が異常状態であると判定したときに、応急処置の内容を示す応急処置情報を生成し、前記応急処置情報を前記ユーザの周囲に報知する、応急処置報知手段、
    を具備する
    補助人工心臓の異常検出装置。
  6.  請求の範囲5に記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
    更に、
     前記応急処置報知手段は、音声を出力する音声出力手段によって、前記応急処置情報を報知し、
     前記音声出力手段は、前記携帯端末及び前記コントローラ装置の少なくとも一方に備えられている
    補助人工心臓の異常検出装置。
  7.  請求の範囲2乃至6のいずれかに記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
     前記異常判定手段は、異常状態であると判定した場合に、異常状態の種類を識別し、
     前記無線通信手段は、前記アラーム信号として、前記異常状態の種類を含む信号を送信する
    補助人工心臓の異常検出装置。
  8.  請求の範囲7に記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
     前記無線通信手段は、前記異常状態の種類に基づいて、複数の連絡先装置の候補の中から前記連絡先装置を選択し、選択された前記連絡先装置に前記アラーム信号を送信する
    補助人工心臓の異常検出装置。
  9.  請求の範囲2乃至8のいずれかに記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
     前記異常判定手段は、異常状態であると判定した場合に、異常状態のアラームレベルを決定し、前記アラームレベルに基づいて、アラームの通知先が決定される
    補助人工心臓の異常検出装置。
  10.  請求の範囲1乃至9のいずれかに記載された補助人工心臓の異常検出装置であって、
     前記補助人工心臓は、電力によって、回転数が所望の回転数となるように制御される液体ポンプを含んでおり、
     前記ユーザ情報取得手段は、前記ユーザ情報として、前記液体ポンプの消費電力を取得し、
     前記異常判定手段は、前記液体ポンプの消費電力の履歴に基づいて、流路に異常が発生していないかを判定する
    補助人工心臓の異常検出装置。
  11.  請求の範囲1乃至10のいずれかに記載された補助人工心臓の異常検出装置と、
     前記ユーザの体内に埋め込まれ、前記補助人工心臓の異常検出装置によって異常が検出される、補助人工心臓と、
    を具備する
    補助人工心臓システム。
  12.  ユーザの体内に埋め込まれた補助人工心臓の運転状態を示す運転情報をユーザ情報として取得し、前記ユーザ情報を取得時刻と対応付けて記憶するステップと、
     前記履歴情報格納手段を参照し、現在までの前記ユーザ情報の履歴に基づいて、異常状態であるか否かを判定するステップと、
    を具備する
    補助人工心臓の異常検出方法。
  13.  請求の範囲12に記載された補助人工心臓の異常検出方法を、コンピュータにより実現するための、補助人工心臓の異常検出プログラム。
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