JP2003019197A - 人工心臓用ポンプの異常判定方法及び異常判定装置 - Google Patents
人工心臓用ポンプの異常判定方法及び異常判定装置Info
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- JP2003019197A JP2003019197A JP2001206189A JP2001206189A JP2003019197A JP 2003019197 A JP2003019197 A JP 2003019197A JP 2001206189 A JP2001206189 A JP 2001206189A JP 2001206189 A JP2001206189 A JP 2001206189A JP 2003019197 A JP2003019197 A JP 2003019197A
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- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に体内埋め込み型人工心臓用ポンプにおい
ては、これを利用する患者の体調の不調時に、人工心臓
が異常であるのか生体内の他の部分が異常であるのか不
明であり、簡単に人工心臓用ポンプの異常を判定する手
法が望まれている。 【解決手段】 人工心臓用ポンプの異常判別処理に際し
て、作動中のポンプの特定の回転数における計測データ
が予め得られている図１（ａ）の「圧力−流量」の特性
曲線にのっていないときは羽根の損傷等のポンプの幾何
学的異常が発生していると判定する。また、「消費電力
−流量」曲線にのっていないときは血栓が形成されてい
る等の血液異常が発生していると判定する。両曲線にの
っているときは人工心臓用ポンプに異常はなく、患者の
他の部分乃至接続チューブ等が異常であると判定する。
ては、これを利用する患者の体調の不調時に、人工心臓
が異常であるのか生体内の他の部分が異常であるのか不
明であり、簡単に人工心臓用ポンプの異常を判定する手
法が望まれている。 【解決手段】 人工心臓用ポンプの異常判別処理に際し
て、作動中のポンプの特定の回転数における計測データ
が予め得られている図１（ａ）の「圧力−流量」の特性
曲線にのっていないときは羽根の損傷等のポンプの幾何
学的異常が発生していると判定する。また、「消費電力
−流量」曲線にのっていないときは血栓が形成されてい
る等の血液異常が発生していると判定する。両曲線にの
っているときは人工心臓用ポンプに異常はなく、患者の
他の部分乃至接続チューブ等が異常であると判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は生体の心臓の代わ
りに、或いは生体の心臓と共に用いる人工心臓用ポンプ
に関し、特にこのような人工心臓用ポンプの異常を判定
する方法、及びこのような異常を判定する装置に関す
る。
りに、或いは生体の心臓と共に用いる人工心臓用ポンプ
に関し、特にこのような人工心臓用ポンプの異常を判定
する方法、及びこのような異常を判定する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】我が国においても、臓器移植法が施行さ
れ、脳死からの心臓移植が可能となっているが、実情は
ドナー不足のため、なお残る患者を救う道は人工心臓し
かない。人工心臓の研究は古くから行われ、臨床使用も
多数報告されている。人工心臓には、生体心臓を切除し
ないで並列に入れる補助人工心臓と、切除して結合する
完全置換人工心臓とがある。従来これらは、ベッドサイ
トに制御装置を設置した空気駆動型のものがほとんどで
あったが、近年は腹部埋め込みが可能で、ベルトないし
リュックにつけたバッテリを用いて電気駆動する補助人
工心臓も開発され、現在の製品ではそのサイズの点から
体格の大きい患者用に限られるものの、在宅治療もでき
る人工心臓が用いられるようになっている。
れ、脳死からの心臓移植が可能となっているが、実情は
ドナー不足のため、なお残る患者を救う道は人工心臓し
かない。人工心臓の研究は古くから行われ、臨床使用も
多数報告されている。人工心臓には、生体心臓を切除し
ないで並列に入れる補助人工心臓と、切除して結合する
完全置換人工心臓とがある。従来これらは、ベッドサイ
トに制御装置を設置した空気駆動型のものがほとんどで
あったが、近年は腹部埋め込みが可能で、ベルトないし
リュックにつけたバッテリを用いて電気駆動する補助人
工心臓も開発され、現在の製品ではそのサイズの点から
体格の大きい患者用に限られるものの、在宅治療もでき
る人工心臓が用いられるようになっている。
【０００３】このような人工心臓をポンプ形式の点から
分類すると、大別して拍動流式及び連続流式の２方式が
存在する。拍動流型は、１回の拍出毎に定量の血液を送
出する方式であり、臨床応用が進んだ補助人工心臓では
年単位の使用実績を有するものもある。連続流型は回転
機構により連続的に血液を送出する方式であり、送出量
がポンプ容積には直接関係せず小型化が容易で、体内埋
め込み型の補助人工心臓用に有望である。無拍動流が生
体に与える影響については、いくつかの動物実験による
と、生理的問題なく生存することが報告されている。た
だし、生理的には拍動流が好ましいとされているため、
連続流ポンプは生体心臓を残して付ける補助人工心臓と
して開発が進められている。
分類すると、大別して拍動流式及び連続流式の２方式が
存在する。拍動流型は、１回の拍出毎に定量の血液を送
出する方式であり、臨床応用が進んだ補助人工心臓では
年単位の使用実績を有するものもある。連続流型は回転
機構により連続的に血液を送出する方式であり、送出量
がポンプ容積には直接関係せず小型化が容易で、体内埋
め込み型の補助人工心臓用に有望である。無拍動流が生
体に与える影響については、いくつかの動物実験による
と、生理的問題なく生存することが報告されている。た
だし、生理的には拍動流が好ましいとされているため、
連続流ポンプは生体心臓を残して付ける補助人工心臓と
して開発が進められている。
【０００４】連続流型人工心臓の開発は我が国が進んで
おり、連続流型ポンプには遠心式、軸流式、回転容積式
などの個別形式があり、いずれもポンプ特性は、圧力、
流量、電力、回転数の関係で特徴づけることができる。
本発明は、この連続流型人工心臓に関するものである。
おり、連続流型ポンプには遠心式、軸流式、回転容積式
などの個別形式があり、いずれもポンプ特性は、圧力、
流量、電力、回転数の関係で特徴づけることができる。
本発明は、この連続流型人工心臓に関するものである。
【０００５】具体例として、本発明者によって図４に示
すような人工心臓用遠心ポンプが発明され、特許第２８
０７７８６号として特許されている（特開平１０−３３
６６４号）。この人工心臓ポンプによると、図４に示す
ように遠心式インペラ２２を２つの軸受２６−２８及び
２５−３０で支えている。ケーシング２７の下部にはイ
ンペラ駆動装置３１を設け、その内部で磁石３３が回転
することにより、インペラ内蔵の磁石群２４を回転駆動
している。それによりケーシング上部に形成した流入口
３４から血液が流入し、ケーシングの下部周囲に設けた
流出口からこれを吐出することができるようになってい
る。なお、上記のような磁気カップリングによりインペ
ラを回転する手段として、可動部分３３を電磁石群に置
換したダイレクトドライブ方式の駆動装置を採用したも
のも開発されている。
すような人工心臓用遠心ポンプが発明され、特許第２８
０７７８６号として特許されている（特開平１０−３３
６６４号）。この人工心臓ポンプによると、図４に示す
ように遠心式インペラ２２を２つの軸受２６−２８及び
２５−３０で支えている。ケーシング２７の下部にはイ
ンペラ駆動装置３１を設け、その内部で磁石３３が回転
することにより、インペラ内蔵の磁石群２４を回転駆動
している。それによりケーシング上部に形成した流入口
３４から血液が流入し、ケーシングの下部周囲に設けた
流出口からこれを吐出することができるようになってい
る。なお、上記のような磁気カップリングによりインペ
ラを回転する手段として、可動部分３３を電磁石群に置
換したダイレクトドライブ方式の駆動装置を採用したも
のも開発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなポンプの
開発によって、連続流型の人工心臓ポンプの実用化が間
近であり、その際には例えば図３に示すような状態で体
内に埋め込んで使用される。即ち、生体心臓１０に対し
て前記のような左右２個の連続流血液ポンプ１１の流入
口及び吐出口を生体心臓１０に連結し、生体心臓の作動
と並列に各ポンプで血液を送る作動をなすように結合す
る。このような連続流血液ポンプ１１は、図示実施例に
おいては患者が着帯して所持しているバッテリ・情報入
出力ユニット１２から腹部外に付着させた体外エネルギ
ー・情報送受信部１３にエネルギー及び各種情報を送
り、腹部内に埋設した体内エネルギー・情報送受信部１
４でこれを電磁力及び電磁信号として取り込み、生体内
に埋め込まれた制御装置１５によってその駆動電力を調
節しつつ前記各血液ポンプを駆動する。なお、本発明に
おいては後述するように、制御装置１５によって各人工
心臓ポンプの作動状態を検出し、そのデータを前記エネ
ルギー・情報送受信系を介して外部に取り出すことが可
能となる。
開発によって、連続流型の人工心臓ポンプの実用化が間
近であり、その際には例えば図３に示すような状態で体
内に埋め込んで使用される。即ち、生体心臓１０に対し
て前記のような左右２個の連続流血液ポンプ１１の流入
口及び吐出口を生体心臓１０に連結し、生体心臓の作動
と並列に各ポンプで血液を送る作動をなすように結合す
る。このような連続流血液ポンプ１１は、図示実施例に
おいては患者が着帯して所持しているバッテリ・情報入
出力ユニット１２から腹部外に付着させた体外エネルギ
ー・情報送受信部１３にエネルギー及び各種情報を送
り、腹部内に埋設した体内エネルギー・情報送受信部１
４でこれを電磁力及び電磁信号として取り込み、生体内
に埋め込まれた制御装置１５によってその駆動電力を調
節しつつ前記各血液ポンプを駆動する。なお、本発明に
おいては後述するように、制御装置１５によって各人工
心臓ポンプの作動状態を検出し、そのデータを前記エネ
ルギー・情報送受信系を介して外部に取り出すことが可
能となる。
【０００７】連続流型の人工心臓ポンプを実際に上記の
ような形態で使用するに際しては、このポンプを体内に
埋め込んで使用するため、頻繁に取り出すことは困難で
あり、一度これを埋め込んだ後はできる限り取り出すこ
とがないように長期間このまま使用することが好まし
い。また、万が一異常が発生したときには、決定的な破
損等に至る前に修理を行う必要があり、そのためこのよ
うなポンプの使用に際して的確なメンテナンスが必要で
あり、また、万が一ポンプに故障が発生したときにはこ
れを直ちに取り出して修理し、或いは交換を行う必要が
ある。
ような形態で使用するに際しては、このポンプを体内に
埋め込んで使用するため、頻繁に取り出すことは困難で
あり、一度これを埋め込んだ後はできる限り取り出すこ
とがないように長期間このまま使用することが好まし
い。また、万が一異常が発生したときには、決定的な破
損等に至る前に修理を行う必要があり、そのためこのよ
うなポンプの使用に際して的確なメンテナンスが必要で
あり、また、万が一ポンプに故障が発生したときにはこ
れを直ちに取り出して修理し、或いは交換を行う必要が
ある。
【０００８】人工心臓用ポンプの不調、或いは故障等の
異常としては、ポンプ機構部分の機械的な破損の他、例
えば軸受部分を初めとするポンプ内部に血流のよどみが
発生し、血液凝固が生じてこれが拡大し、ポンプの機能
に大きな影響を及ぼし、これがポンプから剥がれて流出
するときには重要な血管を閉塞することも考えられる。
したがってこれらのポンプの不調、或いは故障等の異常
をできる限り早く、正確に検出することが重要であり、
その対策が必要となる。
異常としては、ポンプ機構部分の機械的な破損の他、例
えば軸受部分を初めとするポンプ内部に血流のよどみが
発生し、血液凝固が生じてこれが拡大し、ポンプの機能
に大きな影響を及ぼし、これがポンプから剥がれて流出
するときには重要な血管を閉塞することも考えられる。
したがってこれらのポンプの不調、或いは故障等の異常
をできる限り早く、正確に検出することが重要であり、
その対策が必要となる。
【０００９】その対策の一つとして、この人工心臓を使
用している人の体調を、例えば血圧、脈拍、血流中の各
種成分の分析を行ってそのデータを常時計測し、ポンプ
の異常の発生の結果変化すると思われる要素を精密に監
視することによってポンプの不調、或いは故障等の異常
を検出することが考えられる。
用している人の体調を、例えば血圧、脈拍、血流中の各
種成分の分析を行ってそのデータを常時計測し、ポンプ
の異常の発生の結果変化すると思われる要素を精密に監
視することによってポンプの不調、或いは故障等の異常
を検出することが考えられる。
【００１０】しかしながら、上記のような利用者の体調
を種々の手段で計測するものにおいては、その計測値の
変化がポンプの作動不良によるものか、利用者本人の他
の要素によるものかを正確に検出する技術は未だ確立し
ていない。
を種々の手段で計測するものにおいては、その計測値の
変化がポンプの作動不良によるものか、利用者本人の他
の要素によるものかを正確に検出する技術は未だ確立し
ていない。
【００１１】したがって、本発明は人工心臓用ポンプの
不調、或いは故障等の異常を正確に、かつ素早く検出す
ることができるようにした人工心臓用ポンプの異常判定
方法及び異常判定装置を提供することを目的としてい
る。
不調、或いは故障等の異常を正確に、かつ素早く検出す
ることができるようにした人工心臓用ポンプの異常判定
方法及び異常判定装置を提供することを目的としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、請求項１に係る発明は人工心臓用ポンプの
回転数、吐出流量、及び圧力上昇を予め検出して圧力−
流量特性データを取得し、生体に接続し作動中の前記人
工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、及び圧力上昇を検
出して前記記憶した特性データと比較し、両データが所
定の範囲内で一致していないと判別されたとき、作動中
の前記人工心臓用ポンプに幾何学的形状異常が発生した
ものと判定することを特徴とする人工心臓用ポンプの異
常判定方法としたものである。
決するため、請求項１に係る発明は人工心臓用ポンプの
回転数、吐出流量、及び圧力上昇を予め検出して圧力−
流量特性データを取得し、生体に接続し作動中の前記人
工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、及び圧力上昇を検
出して前記記憶した特性データと比較し、両データが所
定の範囲内で一致していないと判別されたとき、作動中
の前記人工心臓用ポンプに幾何学的形状異常が発生した
ものと判定することを特徴とする人工心臓用ポンプの異
常判定方法としたものである。
【００１３】また、請求項２に係る発明は、人工心臓用
ポンプの回転数、吐出流量、及び消費電力を予め検出し
て電力−流量特性データを取得し、生体に接続して作動
中の前記人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、及び消
費電力を検出して前記記憶した特性データと比較し、両
データが所定の範囲内で一致していないと判別されたと
き、作動中の前記人工心臓用ポンプ内で血液異常が発生
したものと判定することを特徴とする人工心臓用ポンプ
の異常判定方法としたものである。
ポンプの回転数、吐出流量、及び消費電力を予め検出し
て電力−流量特性データを取得し、生体に接続して作動
中の前記人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、及び消
費電力を検出して前記記憶した特性データと比較し、両
データが所定の範囲内で一致していないと判別されたと
き、作動中の前記人工心臓用ポンプ内で血液異常が発生
したものと判定することを特徴とする人工心臓用ポンプ
の異常判定方法としたものである。
【００１４】また、請求項３に係る発明は、人工心臓用
ポンプの回転数、吐出流量、圧力上昇、及び消費電力を
予め検出して圧力−流量特性データ、及び電力−流量特
性データを取得し、生体に接続し作動中の前記人工心臓
用ポンプの回転数、吐出流量、圧力上昇、及び消費電力
を検出して前記記憶した特性データと比較し、検出した
データが前記圧力−流量特性データ、及び電力−流量特
性データと所定の範囲内で一致していると判別されたと
き、作動中の前記人工心臓用ポンプは正常であると判定
することを特徴とする人工心臓用ポンプの異常判定方法
としたものである。
ポンプの回転数、吐出流量、圧力上昇、及び消費電力を
予め検出して圧力−流量特性データ、及び電力−流量特
性データを取得し、生体に接続し作動中の前記人工心臓
用ポンプの回転数、吐出流量、圧力上昇、及び消費電力
を検出して前記記憶した特性データと比較し、検出した
データが前記圧力−流量特性データ、及び電力−流量特
性データと所定の範囲内で一致していると判別されたと
き、作動中の前記人工心臓用ポンプは正常であると判定
することを特徴とする人工心臓用ポンプの異常判定方法
としたものである。
【００１５】また、請求項４に係る発明は、人工心臓用
ポンプの回転数、吐出流量、及び圧力上昇を予め検出し
て圧力−流量特性データを取得し記憶する記憶手段と、
生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、及び圧力上昇を検出する各センサと、前記各
センサの検出値と前記記憶した特性データと比較する比
較判別手段とを備え、前記比較判別手段は、各センサの
検出値と前記記憶した特性データが所定の範囲内で一致
していないと判別したとき、作動中の前記人工心臓用ポ
ンプに幾何学的形状異常が発生したものと判定すること
を特徴とする人工心臓用ポンプの異常判定装置としたも
のである。
ポンプの回転数、吐出流量、及び圧力上昇を予め検出し
て圧力−流量特性データを取得し記憶する記憶手段と、
生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、及び圧力上昇を検出する各センサと、前記各
センサの検出値と前記記憶した特性データと比較する比
較判別手段とを備え、前記比較判別手段は、各センサの
検出値と前記記憶した特性データが所定の範囲内で一致
していないと判別したとき、作動中の前記人工心臓用ポ
ンプに幾何学的形状異常が発生したものと判定すること
を特徴とする人工心臓用ポンプの異常判定装置としたも
のである。
【００１６】また、請求項５に係る発明は、人工心臓用
ポンプの回転数、吐出流量、及び消費電力を予め検出し
て電力−流量特性データを取得し記憶する記憶手段と、
生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、及び消費電力を検出する各センサと、前記各
センサの検出値と前記記憶した特性データと比較する比
較判別手段とを備え、前記比較判別手段は、各センサの
検出値と前記記憶した特性データが所定の範囲内で一致
していないと判別したとき、作動中の前記人工心臓用ポ
ンプ内で血液異常が発生したものと判定することを特徴
とする人工心臓用ポンプの異常判定装置としたものであ
る。
ポンプの回転数、吐出流量、及び消費電力を予め検出し
て電力−流量特性データを取得し記憶する記憶手段と、
生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、及び消費電力を検出する各センサと、前記各
センサの検出値と前記記憶した特性データと比較する比
較判別手段とを備え、前記比較判別手段は、各センサの
検出値と前記記憶した特性データが所定の範囲内で一致
していないと判別したとき、作動中の前記人工心臓用ポ
ンプ内で血液異常が発生したものと判定することを特徴
とする人工心臓用ポンプの異常判定装置としたものであ
る。
【００１７】また、請求項６に係る発明は、人工心臓用
ポンプの回転数、吐出流量、圧力上昇、及び消費電力を
予め検出して圧力−流量特性データ、及び電力−流量特
性データを取得し記憶する記憶手段と、生体に接続し作
動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、圧力
上昇、及び消費電力を検出する各センサと、前記各セン
サの検出値と前記記憶した特性データと比較する比較判
別手段とを備え、検出したデータが前記圧力−流量特性
データ、及び電力−流量特性データと所定の範囲内で一
致していると判別されたとき、作動中の前記人工心臓用
ポンプは正常であると判定することを特徴とする人工心
臓用ポンプの異常判定装置としたものである。
ポンプの回転数、吐出流量、圧力上昇、及び消費電力を
予め検出して圧力−流量特性データ、及び電力−流量特
性データを取得し記憶する記憶手段と、生体に接続し作
動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、圧力
上昇、及び消費電力を検出する各センサと、前記各セン
サの検出値と前記記憶した特性データと比較する比較判
別手段とを備え、検出したデータが前記圧力−流量特性
データ、及び電力−流量特性データと所定の範囲内で一
致していると判別されたとき、作動中の前記人工心臓用
ポンプは正常であると判定することを特徴とする人工心
臓用ポンプの異常判定装置としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。図１は本発明による人工心臓用遠心ポンプの一
実施例における駆動特性を示すグラフの例であり、
（ａ）はこのポンプの圧力上昇（ｋＰａ）と流量（Ｌ／
ｍｉｎ）の関係を、ポンプの回転数毎に表した圧力−流
量曲線であり、（ｂ）はこのポンプの作動による吐出血
液の消費電力（ｗ）と流量（Ｌ／ｍｉｎ）の関係を、ポ
ンプの回転数毎に表した消費電力−流量曲線である。
明する。図１は本発明による人工心臓用遠心ポンプの一
実施例における駆動特性を示すグラフの例であり、
（ａ）はこのポンプの圧力上昇（ｋＰａ）と流量（Ｌ／
ｍｉｎ）の関係を、ポンプの回転数毎に表した圧力−流
量曲線であり、（ｂ）はこのポンプの作動による吐出血
液の消費電力（ｗ）と流量（Ｌ／ｍｉｎ）の関係を、ポ
ンプの回転数毎に表した消費電力−流量曲線である。
【００１９】これらのグラフはこの人工心臓用ポンプを
体内に埋め込む前に予め各回転数に設定して、血液また
は血液と同じ性状を有する液体を用い、ポンプから吐出
される流体の流量を０から徐々に上昇させ、各流量にお
ける吐出流体の圧力上昇、及びそのときの消費電力を検
出することにより得られ、このデータを制御装置に記憶
させておく。なお、前記消費電力の検出に際して、これ
をポンプに対して与えた電流を検出することによっても
同様のデータを得ることができる。また、図示されたよ
うな回転数以外の回転数部分については、補完法等によ
りデータを補完し、実質的に全回転数に対応した上記特
性のデータを得ることもできる。
体内に埋め込む前に予め各回転数に設定して、血液また
は血液と同じ性状を有する液体を用い、ポンプから吐出
される流体の流量を０から徐々に上昇させ、各流量にお
ける吐出流体の圧力上昇、及びそのときの消費電力を検
出することにより得られ、このデータを制御装置に記憶
させておく。なお、前記消費電力の検出に際して、これ
をポンプに対して与えた電流を検出することによっても
同様のデータを得ることができる。また、図示されたよ
うな回転数以外の回転数部分については、補完法等によ
りデータを補完し、実質的に全回転数に対応した上記特
性のデータを得ることもできる。
【００２０】上記のようなデータを得た後、この人工心
臓ポンプを図３のように体内に埋め込み使用する。この
ような使用中は常時制御装置１５により各人工心臓用ポ
ンプ１１の作動状態を監視しており、予めポンプの吐出
口内壁に圧力センサを設け、必要に応じてポンプの流入
口にも同様の圧力センサを設けることにより、このポン
プの圧力上昇値を得ることができる。また、流量は同様
にポンプの吐出口に超音波流量計等の任意の流量計を設
けておくことにより、その計測値を得ることができる。
臓ポンプを図３のように体内に埋め込み使用する。この
ような使用中は常時制御装置１５により各人工心臓用ポ
ンプ１１の作動状態を監視しており、予めポンプの吐出
口内壁に圧力センサを設け、必要に応じてポンプの流入
口にも同様の圧力センサを設けることにより、このポン
プの圧力上昇値を得ることができる。また、流量は同様
にポンプの吐出口に超音波流量計等の任意の流量計を設
けておくことにより、その計測値を得ることができる。
【００２１】制御装置１５ではこのような計測データを
常時入力し、この実施例においてはこれを送信用データ
としてエネルギー・情報送受信部１３、１４を介してバ
ッテリ・情報入出力ユニット１２に信号を出力する。バ
ッテリー・情報入出力ユニット１２では、予めプログラ
ムされたデータ監視手段によりこのデータを分析し、現
在作動しているポンプが前記図１に示す特性に対応して
いるか否かを比較して調べる。なお、このようなデータ
の比較に際して、例えばポンプが２０００回転の時図１
（ａ）の２０００ｒｐｍの特性になるはずではあるが、
測定誤差を考慮して、予め定めた許容範囲内にそのデー
タが入っているか否かを判別することが好ましい。
常時入力し、この実施例においてはこれを送信用データ
としてエネルギー・情報送受信部１３、１４を介してバ
ッテリ・情報入出力ユニット１２に信号を出力する。バ
ッテリー・情報入出力ユニット１２では、予めプログラ
ムされたデータ監視手段によりこのデータを分析し、現
在作動しているポンプが前記図１に示す特性に対応して
いるか否かを比較して調べる。なお、このようなデータ
の比較に際して、例えばポンプが２０００回転の時図１
（ａ）の２０００ｒｐｍの特性になるはずではあるが、
測定誤差を考慮して、予め定めた許容範囲内にそのデー
タが入っているか否かを判別することが好ましい。
【００２２】実際の人工心臓用ポンプの使用に際して、
例えば医者が患者の体調が良くないと思ったときにはそ
の原因を探すため、一応ポンプの作動が正常であるか否
か、即ち異常ではないかをチェックする必要がある。そ
のときにはポンプの作動状態を検出したデータと図１
（ａ）及び（ｂ）の特性曲線のデータと各センサの計測
データとを比較し、例えば図２に示す異常判別処理によ
って各種の判別を行うことができる。図２に示す人工心
臓用ポンプの異常判別処理に際しては、最初、作動中の
ポンプの計測データが前記「圧力−流量」の特性曲線に
のっているか否かを判別する（ステップＳ１）。この判
別に際しては、図示する所定の特性曲線に対して誤差の
許容範囲を設定し、その範囲内に入っているか否かによ
り判別を行う。
例えば医者が患者の体調が良くないと思ったときにはそ
の原因を探すため、一応ポンプの作動が正常であるか否
か、即ち異常ではないかをチェックする必要がある。そ
のときにはポンプの作動状態を検出したデータと図１
（ａ）及び（ｂ）の特性曲線のデータと各センサの計測
データとを比較し、例えば図２に示す異常判別処理によ
って各種の判別を行うことができる。図２に示す人工心
臓用ポンプの異常判別処理に際しては、最初、作動中の
ポンプの計測データが前記「圧力−流量」の特性曲線に
のっているか否かを判別する（ステップＳ１）。この判
別に際しては、図示する所定の特性曲線に対して誤差の
許容範囲を設定し、その範囲内に入っているか否かによ
り判別を行う。
【００２３】前記ステップＳ１の判別の結果、「圧力−
流量」の特性曲線にのっていると判別されたときには、
作動中のポンプの計測データが前記「消費電力−流量」
の特性曲線にのっているか否かを判別する（ステップＳ
２）。この判別に際しても前記と同様に、図示する所定
の特性曲線に対して誤差の許容範囲を設定し、その範囲
内に入っているか否かにより判別を行う。
流量」の特性曲線にのっていると判別されたときには、
作動中のポンプの計測データが前記「消費電力−流量」
の特性曲線にのっているか否かを判別する（ステップＳ
２）。この判別に際しても前記と同様に、図示する所定
の特性曲線に対して誤差の許容範囲を設定し、その範囲
内に入っているか否かにより判別を行う。
【００２４】このステップＳ２の判別の結果、「消費電
力−流量」の特性曲線にのっていると判別されたときに
はポンプは正常であると判別し（ステップＳ３）、前記
のような患者の体調の不調はポンプが原因となっている
ものではなく、患者の他の部分の異常、或いはポンプの
接続チューブの異常等が原因であると判定する。それに
対して前記ステップＳ２の判別の結果、「消費電力−流
量」の特性曲線にのっていないと判別されたときには、
現在作動中のポンプ内で、例えば血栓の形成等、血液の
異常が発生していると判定する（ステップＳ４）。
力−流量」の特性曲線にのっていると判別されたときに
はポンプは正常であると判別し（ステップＳ３）、前記
のような患者の体調の不調はポンプが原因となっている
ものではなく、患者の他の部分の異常、或いはポンプの
接続チューブの異常等が原因であると判定する。それに
対して前記ステップＳ２の判別の結果、「消費電力−流
量」の特性曲線にのっていないと判別されたときには、
現在作動中のポンプ内で、例えば血栓の形成等、血液の
異常が発生していると判定する（ステップＳ４）。
【００２５】また、前記ステップＳ１において「圧力−
流量」の特性曲線にのっていないと判別されたときに
は、作動中のポンプの計測データが前記「消費電力−流
量」の特性曲線にのっているか否かを判別する（ステッ
プＳ５）。この判別に際しても前記と同様に、図示する
所定の特性曲線に対して誤差の許容範囲を設定し、その
範囲内に入っているか否かにより判別を行う。
流量」の特性曲線にのっていないと判別されたときに
は、作動中のポンプの計測データが前記「消費電力−流
量」の特性曲線にのっているか否かを判別する（ステッ
プＳ５）。この判別に際しても前記と同様に、図示する
所定の特性曲線に対して誤差の許容範囲を設定し、その
範囲内に入っているか否かにより判別を行う。
【００２６】前記ステップＳ５の判別の結果「消費電力
−流量」の特性曲線にのっていると判別されたときに
は、現在作動中のポンプは前記ステップＳ１で判別した
ように「圧力−流量」の特性曲線にのっていないと判別
されているので、ポンプに例えば羽根損傷のような幾何
学的異常が発生しているものと判定する（ステップＳ
６）。
−流量」の特性曲線にのっていると判別されたときに
は、現在作動中のポンプは前記ステップＳ１で判別した
ように「圧力−流量」の特性曲線にのっていないと判別
されているので、ポンプに例えば羽根損傷のような幾何
学的異常が発生しているものと判定する（ステップＳ
６）。
【００２７】また、ステップＳ５において、「消費電力
−流量」の特性曲線にのっていないと判別されたときに
は、前記ステップＳ１において「圧力−流量」の特性曲
線にのっていないと判別されているので、ポンプに例え
ば羽根損傷のような幾何学的異常が発生しているものと
判定され、更にステップＳ５において、「消費電力−流
量」の特性曲線にのっていないと判別された結果、現在
作動中のポンプ内で例えば血栓の形成等、血液の異常が
発生していると判定する（ステップＳ７）。
−流量」の特性曲線にのっていないと判別されたときに
は、前記ステップＳ１において「圧力−流量」の特性曲
線にのっていないと判別されているので、ポンプに例え
ば羽根損傷のような幾何学的異常が発生しているものと
判定され、更にステップＳ５において、「消費電力−流
量」の特性曲線にのっていないと判別された結果、現在
作動中のポンプ内で例えば血栓の形成等、血液の異常が
発生していると判定する（ステップＳ７）。
【００２８】以上のような判別手法によって人工心臓用
ポンプが異常であるか否か、また異常であるときにはそ
れが羽根の損傷等のポンプ自体の幾何学的な異常である
か否か、更にはポンプ内で血栓等が発生する等による血
液異常が発生していることによるかを容易に判定するこ
とができる。
ポンプが異常であるか否か、また異常であるときにはそ
れが羽根の損傷等のポンプ自体の幾何学的な異常である
か否か、更にはポンプ内で血栓等が発生する等による血
液異常が発生していることによるかを容易に判定するこ
とができる。
【００２９】上記実施例においては、本発明による人工
心臓用ポンプの異常判定方法及び異常判定装置として、
図４に示したような本発明者が先に提案した遠心ポンプ
を用いた例について説明したが、本発明は上記のような
遠心ポンプに限らず、軸流式は回転容積型など各種の形
態の羽根を備え、各種の駆動形式を採用し、更に各種の
軸受構造を備えた連続流型人工心臓に適用することがで
きる。
心臓用ポンプの異常判定方法及び異常判定装置として、
図４に示したような本発明者が先に提案した遠心ポンプ
を用いた例について説明したが、本発明は上記のような
遠心ポンプに限らず、軸流式は回転容積型など各種の形
態の羽根を備え、各種の駆動形式を採用し、更に各種の
軸受構造を備えた連続流型人工心臓に適用することがで
きる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、人
工心臓用ポンプの不調、或いは故障等の異常を人工心臓
を体内から取り出すことなく、正確に、かつ素早く検出
することができる。
工心臓用ポンプの不調、或いは故障等の異常を人工心臓
を体内から取り出すことなく、正確に、かつ素早く検出
することができる。
【図１】本発明による人工心臓用ポンプの異常判定を行
う際に用いる人工心臓用ポンプの特性の例を示すグラフ
である。
う際に用いる人工心臓用ポンプの特性の例を示すグラフ
である。
【図２】本発明を実施する作動フロー図である。
【図３】体内に埋め込む人工心臓用ポンプの使用態様を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図４】本発明者が先に提案した人工心臓用遠心ポンプ
の主要部を示す断面図である。
の主要部を示す断面図である。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０４Ｃ 15/04 ３１１ Ｆ０４Ｃ 15/04 ３１１Ｚ
Ｆ０４Ｄ 13/06 Ｆ０４Ｄ 13/06 Ａ
15/00 15/00 Ａ
Ｚ
15/02 15/02
29/00 29/00 Ｂ
Ｆターム(参考） 3H020 AA01 AA07 BA11 BA18 BA21
CA01 CA04 CA05 CA08 EA10
EA16 EA17
3H022 AA01 BA07 CA50 DA09
3H044 AA00 AA04 BB00 BB08 CC18
CC21 DD00
3H045 AA02 AA06 AA09 AA12 AA22
AA31 BA31 BA41 CA01 CA03
CA06 CA09 CA21 CA23 CA26
CA29 EA36 EA49 EA50
4C077 AA04 DD08 EE01 JJ08 JJ24
JJ25 JJ28 JJ30 KK02 KK21
KK25 KK30
Claims (6)
- 【請求項１】 人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、
及び圧力上昇を予め検出して圧力−流量特性データを取
得し、 生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、及び圧力上昇を検出して前記記憶した特性デ
ータと比較し、 両データが所定の範囲内で一致していないと判別された
とき、作動中の前記人工心臓用ポンプに幾何学的形状異
常が発生したものと判定することを特徴とする人工心臓
用ポンプの異常判定方法。 - 【請求項２】 人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、
及び消費電力を予め検出して電力−流量特性データを取
得し、 生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、及び消費電力を検出して前記記憶した特性デ
ータと比較し、 両データが所定の範囲内で一致していないと判別された
とき、作動中の前記人工心臓用ポンプ内で血液異常が発
生したものと判定することを特徴とする人工心臓用ポン
プの異常判定方法。 - 【請求項３】 人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、
圧力上昇、及び消費電力を予め検出して圧力−流量特性
データ、及び電力−流量特性データを取得し、 生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、圧力上昇、及び消費電力を検出して前記記憶
した特性データと比較し、 検出したデータが前記圧力−流量特性データ、及び電力
−流量特性データと所定の範囲内で一致していると判別
されたとき、作動中の前記人工心臓用ポンプは正常であ
ると判定することを特徴とする人工心臓用ポンプの異常
判定方法。 - 【請求項４】 人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、
及び圧力上昇を予め検出して圧力−流量特性データを取
得し記憶する記憶手段と、 生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、及び圧力上昇を検出する各センサと、 前記各センサの検出値と前記記憶した特性データと比較
する比較判別手段とを備え、 前記比較判別手段は、各センサの検出値と前記記憶した
特性データが所定の範囲内で一致していないと判別した
とき、作動中の前記人工心臓用ポンプに幾何学的形状異
常が発生したものと判定することを特徴とする人工心臓
用ポンプの異常判定装置。 - 【請求項５】 人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、
及び消費電力を予め検出して電力−流量特性データを取
得し記憶する記憶手段と、 生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、及び消費電力を検出する各センサと、 前記各センサの検出値と前記記憶した特性データと比較
する比較判別手段とを備え、 前記比較判別手段は、各センサの検出値と前記記憶した
特性データが所定の範囲内で一致していないと判別した
とき、作動中の前記人工心臓用ポンプ内で血液異常が発
生したものと判定することを特徴とする人工心臓用ポン
プの異常判定装置。 - 【請求項６】 人工心臓用ポンプの回転数、吐出流量、
圧力上昇、及び消費電力を予め検出して圧力−流量特性
データ、及び電力−流量特性データを取得し記憶する記
憶手段と、 生体に接続し作動中の前記人工心臓用ポンプの回転数、
吐出流量、圧力上昇、及び消費電力を検出する各センサ
と、 前記各センサの検出値と前記記憶した特性データと比較
する比較判別手段とを備え、 検出したデータが前記圧力−流量特性データ、及び電力
−流量特性データと所定の範囲内で一致していると判別
されたとき、作動中の前記人工心臓用ポンプは正常であ
ると判定することを特徴とする人工心臓用ポンプの異常
判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001206189A JP3882069B2 (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 人工心臓用ポンプの異常判定方法及び異常判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001206189A JP3882069B2 (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 人工心臓用ポンプの異常判定方法及び異常判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003019197A true JP2003019197A (ja) | 2003-01-21 |
| JP3882069B2 JP3882069B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=19042363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001206189A Expired - Lifetime JP3882069B2 (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 人工心臓用ポンプの異常判定方法及び異常判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3882069B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005066013A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Miwatec:Kk | 定常流ロータリ血液ポンプ制御のための方法及び装置 |
| JP2010517734A (ja) * | 2007-02-09 | 2010-05-27 | マクヴエート・カルデイオプルモナリー・アクチエンゲゼルシヤフト | ポンプにより生じる血液循環を監視しかつ最適化する方法及び装置 |
| JP2012196334A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Kyocera Medical Corp | 遠心血液ポンプ用外部モータシステム |
| JP2013531528A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-08-08 | ソラテック コーポレーション | 流体送達システム及び流体送達システムを監視するための方法 |
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| JP2016027860A (ja) * | 2009-12-28 | 2016-02-25 | フレセニウス メディカル ケア ドイチュランド ゲーエムベーハー | 体外血液処理の監視装置及び方法並びに体外血液処理装置 |
| WO2018128004A1 (ja) * | 2017-01-05 | 2018-07-12 | 日本電産テクノモータ株式会社 | ポンプ装置及びポンプ装置の制御方法 |
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| US11944805B2 (en) | 2020-01-31 | 2024-04-02 | Kardion Gmbh | Pump for delivering a fluid and method of manufacturing a pump |
| US12005248B2 (en) | 2018-05-16 | 2024-06-11 | Kardion Gmbh | Rotor bearing system |
-
2001
- 2001-07-06 JP JP2001206189A patent/JP3882069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9381287B2 (en) | 2012-03-09 | 2016-07-05 | Hiroshima University | Blood feeding flow rate-controlling device and extracorporeal circulation device |
| KR101524052B1 (ko) * | 2014-09-29 | 2015-05-29 | 남택무 | 펌프 유니트 및 그 비상운전방법 |
| WO2018128004A1 (ja) * | 2017-01-05 | 2018-07-12 | 日本電産テクノモータ株式会社 | ポンプ装置及びポンプ装置の制御方法 |
| US11804767B2 (en) | 2018-01-24 | 2023-10-31 | Kardion Gmbh | Magnetic coupling element with a magnetic bearing function |
| US12005248B2 (en) | 2018-05-16 | 2024-06-11 | Kardion Gmbh | Rotor bearing system |
| JP2021528167A (ja) * | 2018-06-21 | 2021-10-21 | カルディオン ゲーエムベーハーＫａｒｄｉｏｎ Ｇｍｂｈ | 心臓補助システムの摩耗の状態を検出するため、およびそれを動作させるための方法および装置、ならびに心臓補助システム |
| US11944805B2 (en) | 2020-01-31 | 2024-04-02 | Kardion Gmbh | Pump for delivering a fluid and method of manufacturing a pump |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3882069B2 (ja) | 2007-02-14 |
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