JP2013184011A - 送血流量制御装置および体外循環装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送血流量制御装置2は、生体10に接続される体外循環装置1の送血流量を制御する装置であり、体外循環装置1の遠心ポンプ40の回転数を検出する回転数検出手段41と、遠心ポンプ40の入口圧力及び出口圧力をそれぞれ検出する入口圧力検出手段81及び出口圧力検出手段82と、血液循環回路20の流路の断面積を調節して生体に送る血液の流量を調整する流量調整手段60と、流量調整手段60を制御する制御手段90とを備える。
【選択図】図1
Description
生体に接続される体外循環装置に用いる送血流量制御装置において、
前記体外循環装置は、血液循環回路を介して血液を循環させる遠心ポンプを備え、
前記送血流量制御装置は、前記遠心ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記遠心ポンプの入口圧力及び出口圧力をそれぞれ検出する入口圧力検出手段及び出口圧力検出手段と、
前記血液循環回路の流路の断面積を調節して生体に送る血液の流量を調整する流量調整手段と、
前記流量調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記流量調整手段が前記遠心ポンプの下流に設置され、
前記制御手段が入力部、記憶部、演算部及び出力部を有し、
前記入力部に操作者から所望の目標送血流量、前記入口圧力検出手段及び前記出口圧力検出手段で検出された入口圧力検出値及び出口圧力検出値、前記回転数検出手段で検出された前記遠心ポンプの検出回転数、並びに、前記入口圧力検出値、前記出口圧力検出値及び前記検出回転数から前記血液循環回路を流れる血液の推定血液流量を算出する推定血液流量演算式が入力され、
前記記憶部が前記目標送血流量、前記入口圧力検出値、前記出口圧力検出値、前記検出回転数、前記推定血液流量演算式を記憶し、
前記演算部が、前記出口圧力検出値から前記入口圧力検出値を引いて差圧を演算し、前記差圧及び前記検出回転数から前記推定血液流量演算式を用いて前記推定血液流量を演算するとともに、前記目標送血流量から前記推定血液流量を引いた流量差を演算し、
前記出力部が、前記流量差が負の値の場合に前記流路の断面積を減少させる制御信号を前記流量調整手段へ出力し、前記流量差が正の値の場合に前記流路の断面積を増加させる制御信号を前記流量調整手段へ出力し、前記推定血液流量が負の値の場合に前記流路の断面積をゼロにする制御信号を前記流量調整手段に出力する、
ことを特徴とする。
Qe(f)=α(f)・ΔP+β(f) …(式1)
(式1中、Qeは推定血液流量、fは遠心ポンプの検出回転数、ΔPは出口圧力検出値から入口圧力検出値を引いた差圧、α及びβはそれぞれ遠心ポンプの検出回転数における差圧ΔPを変数とする遠心ポンプの流量の一次関数の傾き及び切片を表す。)
前記遠心ポンプに供給される電源とは独立した電源で作動してもよい。
本発明の第一の観点に係る送血流量制御装置を備える、
ことを特徴とする。
Qe(f)=α(f)・ΔP+β(f) …(式1)
ここで、Qeは推定血液流量、fは遠心ポンプの検出回転数、ΔPは出口圧力検出値Poutから入口圧力検出値Pinを引いて演算される差圧、α及びβはそれぞれ用いられる遠心ポンプの任意の回転数における第1の校正係数及び第2の校正係数である。第1の校正係数α及び第2の校正係数βは、それぞれ、用いられる遠心ポンプの任意の回転数において差圧ΔPを変数とする遠心ポンプの流量Qの一次関数の傾き及び切片を表す。
(遠心ポンプの回転数f:1500rpm)
Q(L/min)=−0.0749・ΔP+16.056 …(式2)
(遠心ポンプの回転数f:2000rpm)
Q(L/min)=−0.0554・ΔP+21.307 …(式3)
(遠心ポンプの回転数f:2500rpm)
Q(L/min)=−0.0429・ΔP+25.647 …(式4)
α(f)=3e−5・f−0.1217 …(式5)
この式5より、遠心ポンプの任意の回転数fにおける傾きα(f)が求められる。
β(f)=0.0096・f+1.8213 …(式6)
この式6より、遠心ポンプの任意の回転数における切片β(f)が求められる。
(食塩水)比重1.1、粘度1.1cP
(グリセリン水溶液)比重1.1、粘度2.6cP
(水)比重1.1、粘度1.0cP
食塩水:Q=−0.0446ΔP+27.043 …(式7)
グリセリン水溶液:Q=−0.0429ΔP+25.647 …(式8)
水:Q=−0.0302ΔP+18.791 …(式9)
特に、流量が大きいほどズレが大きくなる傾向となっている。
食塩水:Q=−0.0456ΔP+27.613 …(式10)
グリセリン水溶液:Q=−0.049ΔP+28.942 …(式11)
水:Q=−0.043ΔP+25.531 …(式12)
2 送血流量制御装置
10 生体
20 血液循環回路
21 脱血回路
22 送血回路
30 貯血槽
40 遠心ポンプ
41 回転数検出装置
50 人工肺
60 流量調整装置
70 フィルタ
81 入口圧力検出装置
82 出口圧力検出装置
90 制御装置
Claims (5)
- 生体に接続される体外循環装置に用いる送血流量制御装置において、
前記体外循環装置は、血液循環回路を介して血液を循環させる遠心ポンプを備え、
前記送血流量制御装置は、前記遠心ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記遠心ポンプの入口圧力及び出口圧力をそれぞれ検出する入口圧力検出手段及び出口圧力検出手段と、
前記血液循環回路の流路の断面積を調節して生体に送る血液の流量を調整する流量調整手段と、
前記流量調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記流量調整手段が前記遠心ポンプの下流に設置され、
前記制御手段が入力部、記憶部、演算部及び出力部を有し、
前記入力部に操作者から所望の目標送血流量、前記入口圧力検出手段及び前記出口圧力検出手段で検出された入口圧力検出値及び出口圧力検出値、前記回転数検出手段で検出された前記遠心ポンプの検出回転数、並びに、前記入口圧力検出値、前記出口圧力検出値及び前記検出回転数から前記血液循環回路を流れる血液の推定血液流量を算出する推定血液流量演算式が入力され、
前記記憶部が前記目標送血流量、前記入口圧力検出値、前記出口圧力検出値、前記検出回転数、前記推定血液流量演算式を記憶し、
前記演算部が、前記出口圧力検出値から前記入口圧力検出値を引いて差圧を演算し、前記差圧及び前記検出回転数から前記推定血液流量演算式を用いて前記推定血液流量を演算するとともに、前記目標送血流量から前記推定血液流量を引いた流量差を演算し、
前記出力部が、前記流量差が負の値の場合に前記流路の断面積を減少させる制御信号を前記流量調整手段へ出力し、前記流量差が正の値の場合に前記流路の断面積を増加させる制御信号を前記流量調整手段へ出力し、前記推定血液流量が負の値の場合に前記流路の断面積をゼロにする制御信号を前記流量調整手段に出力する、
ことを特徴とする送血流量制御装置。 - 前記推定血液流量演算式が下式1で表される、
ことを特徴とする請求項1に記載の送血流量制御装置。
Qe(f)=α(f)・ΔP+β(f) …(式1)
(式1中、Qeは推定血液流量、fは遠心ポンプの検出回転数、ΔPは出口圧力検出値から入口圧力検出値を引いた差圧、α及びβはそれぞれ遠心ポンプの検出回転数における差圧ΔPを変数とする遠心ポンプの流量の一次関数の傾き及び切片を表す。) - 前記出力部は、前記推定血液流量が、所定の閾値流量を上回る場合、流路断面積をゼロにする制御信号を前記流量調整手段に出力する、
ことを特徴とする請求項2に記載の送血流量制御装置。 - 前記目標血液流量及び前記推定血液流量を表示する表示部を有し、
前記遠心ポンプに供給される電源とは独立した電源で作動する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の送血流量制御装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の送血流量制御装置を備える、
ことを特徴とする体外循環装置。
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