JP2023129141A - Medical equipment and method of issuing alarm - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、医療機器及び警報発報方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a medical device and an alarm issuing method.
患者自身の判断で鎮痛薬などの薬剤を適宜投与する方法としてPCAが知られている。「PCA」は、Patient Controlled Analgesiaの略語である。PCAは、例えば、術後疼痛、がん性疼痛、無痛分娩、又は緊急領域における鎮痛などを目的として行われる。 PCA is known as a method in which drugs such as analgesics are appropriately administered at the patient's own discretion. "PCA" is an abbreviation for Patient Controlled Analgesia. PCA is performed for the purpose of, for example, postoperative pain, cancer pain, painless delivery, or analgesia in the emergency area.
PCAに使用される医療機器として、いわゆるPCAポンプと呼ばれる輸液ポンプが知られている。患者は、PCAポンプを用いて、例えば、医療麻薬注射剤などの薬剤を自身の静脈、硬膜外、あるいは皮下から投与する。 An infusion pump called a so-called PCA pump is known as a medical device used for PCA. Patients use PCA pumps to administer drugs, such as medical narcotic injections, intravenously, epidurally, or subcutaneously.
特許文献1には、主制御回路と、発報制御回路と、AC/DC回路及び内蔵バッテリと、スーパーキャパシタと、放電回路と、を備える電源制御装置が開示されている。「AC」は、alternating currentの略語である。「DC」は、direct currentの略語である。特許文献2には、外部から電力を取得する外部電力取得部と、2つの電池部とを備える医療用ポンプが開示されている。特許文献3には、点滴ポンプ用の安全装置が開示されている。
PCAポンプは、小型軽量化が進んでおり、携帯型のPCAポンプとして、簡易型ディスポーザブルポンプが知られている。携帯型のPCAポンプにおいて、電源喪失による薬剤注入停止などに対する安全対策として、警報発報機能を実装することが求められている。 PCA pumps are becoming smaller and lighter, and simple disposable pumps are known as portable PCA pumps. Portable PCA pumps are required to have an alarm function as a safety measure against stopping drug injection due to power loss.
従来より、例えば、CPUにより電源常時監視及び電源切替制御などを行って警報発報機能を実装することが行われている。「CPU」は、Central Processing Unitの略語である。CPUによる制御では、複雑な制御回路構成が必要とされる。また、警報発報用の予備電源として、CPUを駆動可能なスーパーキャパシタなどの大電流予備電源を搭載しなければならない。しかしながら、携帯型のPCAポンプでは、小型化の観点から、そのような大電流予備電源を搭載することは困難である。 Conventionally, an alarm issuing function has been implemented by, for example, constantly monitoring a power supply and controlling power supply switching using a CPU. "CPU" is an abbreviation for Central Processing Unit. Control by the CPU requires a complicated control circuit configuration. Furthermore, as a backup power source for issuing alarms, a high-current backup power source such as a supercapacitor capable of driving the CPU must be installed. However, from the viewpoint of miniaturization, it is difficult to mount such a high-current backup power source in a portable PCA pump.
本開示の目的は、医療機器において、小型化することと、警報発報機能を実装することとの両立である。 An object of the present disclosure is to achieve both miniaturization and implementation of an alarm function in a medical device.
本開示の一態様としての医療機器は、第1電源から電力を供給されて駆動するプロセッサであって、あるイベントを検知した場合に第1発振信号を生成して出力するプロセッサと、前記第1電源の電圧の値が閾値を下回った場合に前記第1電源とは異なる第2電源から電力を供給されて第2発振信号を生成して出力する発振回路と、前記プロセッサから出力された第1発振信号と、前記発振回路から出力された第2発振信号とが入力され、前記第1発振信号及び前記第2発振信号のいずれかが入力されている間、警報を発報する警報発報回路とを備える。 A medical device as an aspect of the present disclosure includes a processor that is driven by being supplied with power from a first power source and that generates and outputs a first oscillation signal when a certain event is detected; an oscillation circuit that is supplied with power from a second power source different from the first power source to generate and output a second oscillation signal when the voltage value of the power source is less than a threshold; An alarm issuing circuit receives an oscillation signal and a second oscillation signal output from the oscillation circuit, and issues an alarm while either the first oscillation signal or the second oscillation signal is input. Equipped with.
一実施形態として、前記第1発振信号及び前記第2発振信号は、互いに周波数が異なる信号であり、前記警報発報回路は、前記第1発振信号が入力されているときと、前記第2発振信号が入力されているときとでは異なる警報を発報する。 In one embodiment, the first oscillation signal and the second oscillation signal are signals having different frequencies, and the alarm issuing circuit is configured to oscillate the second oscillation signal when the first oscillation signal is input and when the second oscillation signal is input. A different alarm is issued when a signal is input.
一実施形態として、前記プロセッサは、前記第1発振信号を生成して出力しているときに前記第1電源の電圧の値が前記閾値である第2閾値よりも大きい第1閾値を下回った場合に前記第1発振信号の出力を停止し、前記発振回路は、前記プロセッサが前記第1発振信号を生成して出力しているときに前記第1電源の電圧の値が前記第1閾値を下回った場合に、前記第2電源から電力を供給されて、前記プロセッサの代わりに前記第1発振信号を生成して出力し、前記第1電源の電圧の値が前記第2閾値を下回った場合に、前記第2電源から電力を供給されて前記第2発振信号を生成して出力する。 In one embodiment, when the processor generates and outputs the first oscillation signal, when the voltage value of the first power source falls below a first threshold value that is larger than the second threshold value, the processor generates the first oscillation signal. The oscillation circuit stops outputting the first oscillation signal when the processor generates and outputs the first oscillation signal, and the voltage value of the first power supply becomes lower than the first threshold value. when the second power supply generates and outputs the first oscillation signal instead of the processor, and the voltage value of the first power supply falls below the second threshold; , is supplied with power from the second power source to generate and output the second oscillation signal.
一実施形態として、前記医療機器は、患者に薬剤を投与する動作を行う医療用ポンプであり、前記第1電源は、電池であり、前記第1閾値は、前記動作により所望の量の薬剤を投与するのに必要な前記第1電源の残量に対応する値である。 In one embodiment, the medical device is a medical pump that performs an operation to administer a drug to a patient, the first power source is a battery, and the first threshold value is a value for administering a desired amount of the drug by the operation. This value corresponds to the remaining amount of the first power source required for administration.
一実施形態として、前記薬剤を投与する動作は、前記薬剤を複数回に分けて投与することを含み、前記薬剤の所望の量は、Nを1以上の整数としたとき、N回分の薬剤の量である。 In one embodiment, the action of administering the drug includes administering the drug in multiple doses, and the desired amount of the drug is N doses of the drug, where N is an integer greater than or equal to 1. It's the amount.
一実施形態として、前記薬剤を投与する動作は、前記薬剤を持続的に投与することを含み、前記薬剤の所望の量は、単位時間当たりの前記薬剤の流量に猶予時間を乗じた量である。 In one embodiment, the act of administering the drug includes continuously administering the drug, and the desired amount of the drug is a flow rate of the drug per unit time multiplied by a grace period. .
一実施形態として、前記医療機器は、前記第1電源の電圧の値と前記閾値とを比較して比較結果を示す信号を出力する比較回路と、前記第1電源の電圧の値が前記閾値よりも小さいことを示す信号が前記比較回路から出力された場合に、前記第2電源から前記発振回路への電力の供給を開始する負荷スイッチ回路とを更に備える。 In one embodiment, the medical device includes a comparison circuit that compares a voltage value of the first power source with the threshold value and outputs a signal indicating a comparison result, and a voltage value of the first power source that is lower than the threshold value. The oscillator circuit further includes a load switch circuit that starts supplying power from the second power source to the oscillation circuit when a signal indicating that the oscillation circuit is small is output from the comparison circuit.
一実施形態として、前記医療機器は、前記プロセッサ、前記第1電源、前記発振回路、及び前記警報発報回路が搭載された本体部と、前記本体部に着脱可能に装着され、前記第2電源が搭載されたカートリッジ部とを備える。 In one embodiment, the medical device includes a main body in which the processor, the first power source, the oscillation circuit, and the alarm circuit are mounted, and the second power source is removably attached to the main body. and a cartridge section in which a cartridge is mounted.
本開示の一態様としての警報発報方法は、あるイベントが発生した場合に、第1電源からプロセッサに電力を供給して、前記プロセッサにより第1発振信号を生成して警報発報回路に入力し、前記警報発報回路により警報を発報することと、前記第1電源の電圧の値が閾値を下回った場合に、前記第1電源とは異なる第2電源から発振回路に電力を供給して、前記発振回路により第2発振信号を生成して前記警報発報回路に入力し、前記警報発報回路により警報を発報することとを含む。 An alarm issuing method as an aspect of the present disclosure includes, when a certain event occurs, power is supplied to a processor from a first power source, a first oscillation signal is generated by the processor, and the first oscillation signal is input to an alarm issuing circuit. and issuing an alarm by the alarm issuing circuit, and supplying power to the oscillation circuit from a second power source different from the first power source when the voltage value of the first power source is less than a threshold value. and generating a second oscillation signal by the oscillation circuit and inputting it to the alarm issuing circuit, and issuing an alarm by the alarm issuing circuit.
本開示によれば、医療機器において、小型化することと、警報発報機能を実装することとの両立ができる。 According to the present disclosure, it is possible to achieve both miniaturization and implementation of an alarm function in a medical device.
以下、本開示について、図を参照して説明する。 Hereinafter, the present disclosure will be described with reference to the drawings.
各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。本開示の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。 In each figure, the same or corresponding parts are given the same reference numerals. In the description of the present disclosure, the description of the same or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate.
図1及び図2を参照して、本開示の一態様としての医療機器10の構成を説明する。
The configuration of a
医療機器10は、第1電源駆動ブロック20と、第2電源駆動ブロック30と、警報発報ブロック40とを備える。
The
警報発報ブロック40には、第1電源駆動ブロック20又は第2電源駆動ブロック30から電源が供給される。警報発報ブロック40は、第1電源駆動ブロック20又は第2電源駆動ブロック30から信号が入力されると警報を発報する。すなわち、警報発報ブロック40は、第1電源駆動ブロック20と第2電源駆動ブロック30との間で共用されている。
The
第1電源駆動ブロック20は、医療機器10の通常動作時に駆動するシステム回路である。第1電源駆動ブロック20は、医療機器10の主電源としての第1電源22、第1電源22からの電力の供給を制御する第1電源制御回路23、及びプロセッサ21を含む。第1電源22は、電池であり、具体的には、リチウムイオン電池などの二次電池である。
The first power
第2電源駆動ブロック30は、第1電源22の電圧低下時に電力の供給をバックアップする予備電源駆動回路である。第2電源駆動ブロック30は、予備電源としての第2電源33、第2電源33からの電力の供給を制御する第2電源制御回路31、第1電源22の電圧を監視する第1電源監視回路34、第1電源22の電圧に応じて発振信号を生成して出力する発振回路32、及び警報を停止するための警報停止回路35を含む。第2電源33は、第1電源22よりも小さい電池であり、具体的には、ボタン電池又はコイン電池などの一次電池である。
The second power
警報発報ブロック40は、医療機器10の動作異常時及び第1電源22の電圧低下時に警報を発報する。警報発報ブロック40は、第1電源駆動ブロック20又は第2電源駆動ブロック30から信号が入力されて警報を発報する警報発報回路41、及び警報発報回路41に供給される電力を制御する電源冗長回路42を備える。
The
図1において、信号の流れを示す信号ラインを破線の矢印で示す。具体的には、信号は破線の矢印の方向に入力されることを示している。例えば、第1電源監視回路34から出力された信号及び警報停止回路35から出力された信号は第2電源制御回路31に入力される。発振回路32から出力された信号及びプロセッサ21から出力された信号は、警報発報回路41に入力される。
In FIG. 1, signal lines indicating the flow of signals are indicated by broken arrows. Specifically, it shows that the signal is input in the direction of the dashed arrow. For example, the signal output from the first power
図1において、電力供給の流れを示す電源ラインを実線の矢印で示す。具体的には、電力は実線の矢印の方向に供給されることを示している。例えば、第1電源22から第1電源制御回路23に電力が供給される。第1電源制御回路23からプロセッサ21に電力が供給される。第2電源33から第1電源監視回路34及び第2電源制御回路31へ電力が供給される。第2電源制御回路31から警報停止回路35及び発振回路32へ電力が供給される。電源冗長回路42へは、第1電源制御回路23及び第2電源制御回路31から電力が供給される。電源冗長回路42から警報発報回路41へ電力が供給される。
In FIG. 1, power supply lines indicating the flow of power supply are indicated by solid arrows. Specifically, it shows that power is supplied in the direction of the solid arrow. For example, power is supplied from the
医療機器10は、電気で駆動され、患者に薬剤を投与する動作を行う医療用ポンプであり、例えば、輸液ポンプ又はシリンジポンプである。医療機器10は、これに限られず、警報を発報する必要のある任意の医療機器であってよい。以下では、医療機器10は、携帯型のPCAポンプであるとする。
The
医療機器10は、患者、患者の家族、介護者、又は医療従事者などの任意のユーザによって使用されてよいが、以下では、患者自身によって持ち運ばれて使用されるとする。
Although the
図2から図4を参照して、本開示の一態様としての医療機器10の具体的な構成を説明する。
A specific configuration of the
図2において、医療機器10は、本体部10Bと、カートリッジ部10Cとを備える。すなわち、医療機器10は、分離型の電子機器である。本体部10Bは、プロセッサ21により制御されて、カートリッジ部10Cからの薬剤の投与量などを制御する。カートリッジ部10Cには、患者に投与するための薬剤が装填される。カートリッジ部10Cは、本体部10Bに着脱可能に装着されて使用され、使い捨て可能である。
In FIG. 2, the
医療機器10において、プロセッサ21、第1電源22、発振回路32、及び警報発報回路41は本体部10Bに搭載され、第2電源33はカートリッジ部10Cに搭載される。図3及び図4を参照して、第2電源33の搭載箇所について説明する。図3は、カートリッジ部10Cの側面図である。カートリッジ部10Cは、この面を本体部10Bに向けて、本体部10Bに装着される。図4は、開口したカートリッジ部10Cの斜視図である。図3又は図4に示すように、カートリッジ部10Cは、ポンプチューブC1、導液チューブC2、継ぎ管C3、カートリッジC4、AFFクリップC5、麻酔用コネクタC6、及び係止部C7を備える。「AFF」は、Anti-Free Flowの略語である。カートリッジ部10Cにおいて、第2電源33は、防水シール内側又は係止部C7近傍に搭載することが好ましい。防水シールは、カートリッジ部10Cの開口の内周縁部に設けられる。係止部C7は、カートリッジ部10Cの側面に、本体部10Bに向けて突設されたジョイント部である。カートリッジ部10Cは、係止部C7を介して本体部10Bに連結される。具体的には、本体部10Bには爪部が設けられており、カートリッジ部10Cが本体部10Bに装着されると、係止部C7が本体部10Bに挿入されて爪部と嵌合することにより、カートリッジ部10Cが本体部10Bに連結される。カートリッジ部10Cは、医療機器10の使用時に本体部10Bに装着されて通電する。図3及び図4に示すカートリッジ部10Cにおいて、第2電源33の搭載箇所を配置部位P1として示す。しかしながら、配置部位P1は例示であり、第2電源33は、医療機器10の動作を妨げず機能に影響しない箇所であれば、カートリッジ部10Cにおける任意の箇所に搭載することができる。
In the
分離型の医療機器10において、第2電源33をカートリッジ部10Cに搭載したことにより、電圧低下事故が発生しにくいという利点がある。仮に、第2電源33を本体部10Bに搭載すると、医療機器10が動作するための電力が、第2電源33の待機電力として徐々に消費されることになる。本実施形態では、第2電源33をカートリッジ部10Cに搭載しており、カートリッジ部10Cが本体部10Bに装着されなければ、カートリッジ部10Cは本体部10Bと通電しない。したがって、例えば、カートリッジ部10Cを、医療機器10の使用時以外は本体部10Bから外しておけば、医療機器10を動作させるための電力が第2電源33の待機電力として消費されることがない。よって、医療機器10における電圧低下を防止することが可能となる。また、第2電源33をカートリッジ部10Cに搭載しているので、カートリッジ部10Cの交換に合わせて第2電源33を交換できるため、電池交換が容易である。また、カートリッジ部10Cの交換に合わせて第2電源33を交換することで、第2電源33が定期的に交換されることになり、第2電源33において、例えば、自然放電などによる電圧低下が発生しにくくなる。このように、第2電源33をカートリッジ部10Cに搭載したことにより、医療機器10において電圧低下を起因とした事故が発生しにくくなる。
In the separated
図1を参照して、本開示の一態様としての医療機器10の機能を説明する。この機能は、本開示の一態様としての警報発報方法に相当する。
With reference to FIG. 1, functions of a
医療機器10において、プロセッサ21は第1電源22から電力を供給されて駆動する。プロセッサ21は、あるイベントを検知すると第1発振信号OS1を生成して出力する。第1発振信号OS1は、イベントの発生を知らせるイベント警報を発報させるための信号である。第1発振信号OS1の発振周波数は、任意の周波数でよいが、例えば、JIS T0601-2-24:2018に記載の低優先度パルス周波数とする。「JIS」は、Japan Industrial Standardsの略称である。第1電源監視回路34は、第1電源22の電圧の値を監視する。第1電源22の電圧の値が閾値THを下回った場合に、第2電源33から発振回路32に電力が供給される。発振回路32は、第2電源33から電力が供給されると、第2発振信号OS2を生成して出力する。第2発振信号OS2は、第1発振信号OS1とは周波数が異なっており、電源電圧の低下を知らせる緊急警報を発報させるための信号である。すなわち、第2発振信号OS2は緊急警報周波数の信号である。第2発振信号OS2の発振周波数は、任意の周波数でよいが、例えば、JIS T0601-2-24:2018記載の高優先度パルス周波数など緊急性を伝える周波数とする。プロセッサ21から出力された第1発振信号OS1及び発振回路32から出力された第2発振信号OS2は、いずれかも警報発報回路41に入力される。警報発報回路41は、第1発振信号OS1及び第2発振信号OS2のいずれかが入力されている間、警報を発報する。具体的には、警報発報回路41は、第1発振信号OS1が入力されている間、イベント警報を発報し、第2発振信号OS2が入力されている間、緊急警報を発報する。すなわち、警報発報回路41は、第1発振信号OS1が入力されているときと、第2発振信号OS2が入力されているときとでは異なる警報を発報する。JIS T60601-1-8には医用電気機器のアラームに関する規定が定められている。例えば、低優先度パルス周波数をe、cとし、高優先度パルス周波数をc、d、gとすることが定められている。e、c、d、及びgの具体的な周波数は、それぞれ、搭載される発報素子に合わせて決定される。一例として、搭載される発報素子のブザー特性に合わせて、eを2637Hz以下、cを4186Hz以下、dを2349Hz以下、gを3136Hz以下などとすることが好ましい。特に、緊急警報用の周波数としては、高優先度パルス周波数のうち最も音圧の高い周波数とすることが望ましい。
In the
本態様において、プロセッサ21が検知する「イベント」には、医療機器10の動作の異常が含まれる。医療機器10が輸液ポンプである場合、「イベント」には、例えば、医療機器10の故障、気泡の発生、又は導液管の閉塞が含まれる。
In this aspect, the "event" detected by the
上述の態様では、第1電源22の電圧低下時に緊急警報を発報するための第2発振信号OS2を生成する第2電源駆動ブロック30をハードウェアだけで構成している。よって、医療機器10において、CPUによる制御によらずに電源電圧の低下を知らせる警報を発報できる。
In the above embodiment, the second power
さらに、上述の態様によれば、プロセッサ21から出力された第1発振信号OS1及び発振回路32から出力された第2発振信号OS2は、いずれも警報発報回路41に入力される。すなわち、第1電源駆動ブロック20と第2電源駆動ブロック30とで警報発報回路41を共用している。よって、実装面積を小さくすることができる。
Furthermore, according to the above-described aspect, both the first oscillation signal OS1 output from the
以下、上述の態様の具体例としての、いくつかの実施形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, some embodiments as specific examples of the above-mentioned aspects will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図5及び図6を参照して、本実施形態に係る医療機器10の動作を説明する。
(First embodiment)
The operation of the
第1電源監視回路34により、第1電源22の電圧が監視されている。閾値THは任意に定められてよいが、例えば、医療機器10の第1電源駆動ブロック20におけるシステム回路が駆動可能な電圧の下限付近に設定する。これは、第1電源22に蓄えられた電力が全て消費される前に緊急警報が発報されるようにするためである。閾値THは、例えば、第1電源22の総電力量の10%程度の値を目安に任意に設定することができる。一例として、閾値THは、2.0V以上3.0V以下の範囲で任意に設定される。本実施形態では、閾値THを、例えば2.85Vに設定している。
The voltage of the
図7に、第1電源監視回路34の回路構成の例を示す。本実施形態において、第1電源監視回路34は、分圧抵抗、電圧コンパレータ、及びスイッチング素子などから構成される比較回路である。この比較回路は、第1電源22の電圧の値と閾値THとを比較して比較結果を示す信号を出力する。図8に示すように、第1電源監視回路34は、図7に示した回路構成を持つリセットICとして実装することができる。「IC」はIntegrated Circuitの略語である。
FIG. 7 shows an example of the circuit configuration of the first power
第2電源33の消費電力を抑える観点から、第1電源監視回路34のスイッチング素子にはFETを選定することが好ましい。「FET」はField Effect Transistorの略語である。スイッチング素子においては、アクティブ時に電流が流れる箇所の抵抗値を可能な限り大きくすることが好ましい。さらに、未検出時は、論理固定をHighにして電力消費を抑制することが好ましい。
From the viewpoint of suppressing power consumption of the
第1電源22の電圧の値が閾値THを下回ると、第1電源監視回路34のスイッチング素子が駆動し、制御信号が出力され、ステップS101の処理が行われる。
When the voltage value of the
ステップS101において、第2電源駆動ブロック30への電力供給が開始される。医療機器10は、第2電源33から発振回路32への電力の供給を制御する第2電源制御回路31を備える。第2電源制御回路31は、第1電源22の電圧の値が閾値THを下回った場合にオンされて第2電源33から発振回路32への電力の供給を開始する。具体的には、第1電源監視回路34から出力された制御信号が第2電源制御回路31に入力され、第2電源制御回路31は、第2電源33から後段の発振回路32への電力供給を開始する。第2電源制御回路31により第2電源33からの電力供給を制御する理由は、警報発報不要時の第2電源33の消費電力を抑えるためである。
In step S101, power supply to the second power
図9に、第2電源制御回路31の回路構成の例を示す。第2電源制御回路31は、スイッチング素子などから構成される負荷スイッチ回路である。この負荷スイッチ回路は、第1電源22の電圧の値が閾値THよりも小さいことを示す信号が図7の比較回路から出力された場合に、第2電源33から発振回路32への電力の供給を開始する。図10に示すように、第2電源制御回路31は、図9に示した回路構成を持つ負荷スイッチICとして実装することができる。第2電源制御回路31のスイッチング素子にもFETを選定することができる。第2電源制御回路31のスイッチング素子は、第1電源監視回路34からの制御信号が入力されることで、イネーブルに切り替えられるが、後述するように停止スイッチが押されたときなど、必要に応じて制御信号の論理を反転させることで、第1電源監視回路34からの出力に関わらず、ディスエーブルに切り替えられてもよい。
FIG. 9 shows an example of the circuit configuration of the second power
ステップS102において、発振回路32は、第2発振信号OS2を生成して出力する。
In step S102, the
図11に、発振回路32の回路構成の例を示す。発振回路32は、例えば、トランジスタ、抵抗、及びコンデンサなどから構成されるマルチバイブレータ回路又は水晶発振回路などハードウェアで構成され、上記周波数を発振させるように構築される。図12に示すように、発振回路32は、図11に示した回路構成を持つタイマーICとして実装することができる。
FIG. 11 shows an example of the circuit configuration of the
ステップS103において、発振回路32から出力された第2発振信号OS2が警報発報回路41に入力され、警報発報回路41が警報を発報する。警報発報回路41は、入力された第2発振信号OS2の周波数の警報音を、スピーカ又は圧電ブザーなどにより発報する。警報発報回路41は、第2発振信号OS2が入力されている間、警報を発報し続ける。電源喪失時の発報音量は可能な限り大きくするのが好ましく、例えば、イベント警報の発報音量の45dB以上とすることが好ましい。
In step S103, the second oscillation signal OS2 output from the
図13に、警報発報ブロック40の回路構成の例を示す。図13に示すように、警報発報回路41へ電力を供給する電源ルートは、電源冗長回路42を介して形成する。電源冗長回路42は、例えば、ショットキーバリアダイオードなどの逆流防止ダイオードを有する。電源ルート上に逆流防止ダイオードを配置する構成により、第1電源22からの電源電流及び第2電源33からの電源電流のいずれか一方が他方へ逆流するのを防ぐことができる。また、図13に示すように、警報発報回路41へは、プロセッサ21から出力された第1発振信号OS1の入力電流と、発振回路32から出力された第2発振信号OS2の入力電流についても、逆流を防止する構成となっている。当該構成により、第1電源駆動ブロック20と第2電源駆動ブロック30とのいずれか一方からの入力電流が他方へ逆流するのを防ぐことができる。よって、第1電源駆動ブロック20及び第2電源駆動ブロック30のいずれか一方が他方へ与える影響が抑制される。
FIG. 13 shows an example of the circuit configuration of the
ステップS103の後、医療機器10のユーザにより警報の停止スイッチが押されると、ステップS105の処理が行われる。
After step S103, when the user of the
ステップS105において、警報停止回路35に停止信号が入力される。警報停止回路35により、第2電源制御回路31への制御信号をディスエーブルにすることで警報発報回路41への電力の供給が停止される。
In step S105, a stop signal is input to the
警報停止回路35は、第1電源監視回路34からの出力信号と、プッシュスイッチなどのユーザ操作による停止信号とのAND又はORなどの論理ゲート回路を介して第2電源制御回路31へ出力する制御信号を生成する。図14に、警報停止回路35の回路構成の例を示す。ユーザによる警報停止の操作としては、停止操作の操作感から、プッシュスイッチの長押しを要求するのが好ましく、この場合には、遅延回路を設けてもよい。図14に示す回路構成は、プッシュスイッチ長押しによる停止回路の例である。通常、警報発報の停止はCPUを介したユーザインターフェースによる操作で停止するのが一般的であるが、本実施形態では、第2電源33の省電力化のため、ハードウェアのみで警報発報の停止を行う。ユーザ操作による停止信号の論理変化は操作中にのみ生じるため、ラッチ回路により論理固定する。ラッチ回路は遅延回路などで特定時間経過後に論理固定を解除する制御を行ってもよい。この場合、警報は再発報される。
The
ステップS105の後、ステップS106において、警報発報回路41への電力の供給が停止されて警報の発報が停止される。
After step S105, in step S106, the supply of power to the
一方、ステップS103の後、医療機器10のユーザにより警報の停止スイッチが押されない場合には、第2電源33の容量が続く限り警報発報が継続される。第2電源33の容量がなくなると、ステップS106において警報発報回路41への電力の供給が停止されて警報の発報が停止される。
On the other hand, if the user of the
本実施形態の一変形例として、警報停止回路35を設けない構成を採用することもできる。この場合、ステップS105の処理は省略される。警報停止回路35の有無に関わらず、第1電源22が復帰した場合には、第1電源22の電圧が閾値TH以上に戻り、発振回路32からの第2発振信号OS2の出力が停止するため、警報が自動的に停止する。
As a modified example of this embodiment, a configuration in which the
上述のように、本実施形態では、医療機器10において、プロセッサ21は第1電源22から電力を供給されて駆動する。プロセッサ21は、あるイベントを検知すると第1発振信号OS1を生成して出力する。第1電源監視回路34は、第1電源22の電圧の値を監視する。第1電源22の電圧の値が閾値THを下回った場合に、第2電源33から発振回路32に電力が供給される。発振回路32は、第2電源33から電力が供給されると、第2発振信号OS2を生成して出力する。プロセッサ21から出力された第1発振信号OS1及び発振回路32から出力された第2発振信号OS2は、いずれも警報発報回路41に入力される。警報発報回路41は、第1発振信号OS1及び第2発振信号OS2のいずれかが入力されている間、警報を発報する。
As described above, in the present embodiment, in the
本実施形態によれば、医療機器10において、CPUによる制御によらずに電源電圧の低下を知らせる警報を発報することができる。したがって、スーパーキャパシタなどの大電流予備電源が不要となり、省スペースかつ省電力制御が可能な電源喪失時警報発報機能を提供することができる。すなわち、医療機器10において、小型化することと、警報発報機能を実装することとの両立ができる。
According to this embodiment, the
(第2実施形態)
図15を参照して、本実施形態に係る医療機器10の動作について、第1実施形態との差異を説明する。
(Second embodiment)
With reference to FIG. 15, differences in the operation of the
第1発振信号OS1による警報発報は第1電源22を使用して行われるため、第1実施形態では、第1発振信号OS1による警報発報中に、第1電源22の残量がゼロになる可能性がある。第1電源22の残量がゼロになると、医療機器10による薬剤の投与が中断され、場合によっては患者の生命に危険が及びうる。よって、第1発振信号OS1による警報発報時に第1電源22の残量が低下した場合に、第1発振信号OS1による警報発報を、第2電源33を使用して行うことが考えられる。
Since the alarm is issued by the first oscillation signal OS1 using the
本実施形態では、閾値THである第2閾値TH2よりも大きい第1閾値TH1が設定される。本実施形態において、医療機器10は、第1実施形態と同様に、患者に薬剤を投与する動作を行う医療用ポンプである。第1閾値TH1は、当該動作により所望の量の薬剤を投与するのに必要な第1電源22の残量に対応する値である。例えば、薬剤を投与する動作は、薬剤を複数回に分けて投与することを含む。薬剤の「所望の量」は、Nを1以上の整数としたとき、N回分の薬剤の量である。すなわち、第1閾値TH1は、医療用ポンプによりN回分の薬剤を投与するのに必要な第1電源22の電圧残量である。Nは、例えば、突出痛の発生時などに薬剤を早送りして投与する、いわゆる、ボーラス投与の場合、2である。あるいは、薬剤を投与する動作は、薬剤を持続的に投与することを含んでもよい。薬剤の「所望の量」は、薬剤を一定の速度で投与する持続投与の場合には、単位時間当たりの薬剤の流量に猶予時間を乗じた量である。
In this embodiment, a first threshold TH1 is set that is larger than a second threshold TH2, which is the threshold TH. In this embodiment, the
第2閾値TH2は、第1実施形態における閾値THに相当し、医療機器10の第1電源駆動ブロック20におけるシステム回路が駆動可能な電圧の下限付近に設定される。第2閾値TH2は、第1電源22の総電力量の10%程度の値を目安に任意に設定することができる。一例として、第2閾値TH2は、2.0V以上3.0V以下の範囲で任意に設定される。本実施形態では、第2閾値TH2を、例えば2.5Vに設定している。
The second threshold TH2 corresponds to the threshold TH in the first embodiment, and is set near the lower limit of the voltage at which the system circuit in the first power
本実施形態において、プロセッサ21があるイベントを検知し、第1発振信号OS1を生成して出力しているとする。第1実施形態と同様に、第1電源監視回路34は、第1電源22の電圧の値を監視している。第1電源22の電圧の値が第1閾値TH1を下回ると、第1電源監視回路34のスイッチング素子が駆動し、制御信号が出力され、ステップS201の処理が行われる。なお、第1電源監視回路34は、第1電源22の電圧の値の監視を継続する。
In this embodiment, it is assumed that the
ステップS201において、第2電源駆動ブロック30への電力供給が開始される。ステップS201の処理は、第1実施形態におけるステップS101の処理と同様であるので、説明を省略する。
In step S201, power supply to the second power
ステップS202において、発振回路32は、第1発振信号OS1を生成して出力する。ステップS202の処理は、発振回路32が生成して出力するのが第2発振信号OS2ではなく第1発振信号OS1である点以外は、第1実施形態におけるステップS102の処理と同様であるので、説明を省略する。
In step S202, the
ステップS203において、発振回路32から出力された第1発振信号OS1が警報発報回路41に入力され、警報発報回路41が警報を発報する。この場合の警報はイベント警報である。警報発報回路41は、入力した第1発振信号OS1の周波数の警報音を、スピーカ又は圧電ブザーなどにより発報する。警報発報回路41は、第1発振信号OS1が入力されている間、警報を発報する。
In step S203, the first oscillation signal OS1 output from the
ステップS203の後、第1電源22の電圧の値が第2閾値TH2を下回ると、ステップS204の処理が行われる。
After step S203, when the voltage value of the
ステップS204において、発振回路32は、第2発振信号OS2を生成して出力する。ステップS204の処理は、第1実施形態におけるステップS102の処理と同様であるので、説明を省略する。
In step S204, the
ステップS205において、発振回路32から出力された第2発振信号OS2が警報発報回路41に入力され、警報発報回路41が警報を発報する。この場合の警報は緊急警報である。
In step S205, the second oscillation signal OS2 output from the
上述のように、本実施形態では、医療機器10において、プロセッサ21は、第1発振信号OS1を生成して出力しているときに第1電源22の電圧の値が第2閾値TH2よりも大きい第1閾値TH1を下回った場合に第1発振信号OS1の出力を停止する。発振回路32は、プロセッサ21が第1発振信号OS1を生成して出力しているときに第1電源22の電圧の値が第1閾値TH1を下回った場合に、第2電源33から電力を供給されて、プロセッサ21の代わりに第1発振信号OS1を生成して出力する。発振回路32は、第1電源22の電圧の値が第2閾値TH2を下回った場合に、第2電源33から電力を供給されて第2発振信号OS2を生成して出力する。
As described above, in the present embodiment, in the
本実施形態によれば、医療機器10において、プロセッサ21が、例えば、医療機器10の故障、気泡の発生、又は導液管の閉塞などのイベントを検知したことによるイベント警報が発報されている場合、第2電源駆動ブロック30において当該イベント警報の発報を引き継ぐことができる。一方、薬剤の投与は第1電源22を使用して継続されるので、患者の生命に危険が及ぶリスクが軽減される。また、第1発振信号OS1の生成と出力とを第2電源駆動ブロック30で引き継ぐことにより、消費電力が低減され、ソフトウエア障害による誤作動を回避できる。よって、医療機器10の安全性が向上する。
According to the present embodiment, in the
本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、ブロック図に記載の複数のブロックを統合してもよいし、又は1つのブロックを分割してもよい。フローチャートに記載の複数のステップを記述に従って時系列に実行する代わりに、各ステップを実行する装置の処理能力に応じて、又は必要に応じて、並列的に又は異なる順序で実行してもよい。その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above. For example, a plurality of blocks shown in the block diagram may be integrated, or one block may be divided. Instead of performing the steps in the flowchart in chronological order as described, they may be performed in parallel or in a different order depending on the processing power of the device performing each step or as needed. Other changes are possible without departing from the spirit of the present disclosure.
10 医療機器
10B 本体部
10C カートリッジ部
C1 ポンプチューブ
C2 導液チューブ
C3 継ぎ管
C4 カートリッジ
C5 AFFクリップ
C6 麻酔用コネクタ
C7 係止部
20 第1電源駆動ブロック
21 プロセッサ
22 第1電源
23 第1電源制御回路
30 第2電源駆動ブロック
31 第2電源制御回路
32 発振回路
33 第2電源
34 第1電源監視回路
35 警報停止回路
40 警報発報ブロック
41 警報発報回路
42 電源冗長回路
P1 配置部位
10
Claims (9)
前記第1電源の電圧の値が閾値を下回った場合に前記第1電源とは異なる第2電源から電力を供給されて第2発振信号を生成して出力する発振回路と、
前記プロセッサから出力された第1発振信号と、前記発振回路から出力された第2発振信号とが入力され、前記第1発振信号及び前記第2発振信号のいずれかが入力されている間、警報を発報する警報発報回路と
を備える医療機器。 a processor driven by being supplied with power from a first power source, the processor generating and outputting a first oscillation signal when a certain event is detected;
an oscillation circuit that is supplied with power from a second power source different from the first power source to generate and output a second oscillation signal when the voltage value of the first power source is below a threshold;
A first oscillation signal output from the processor and a second oscillation signal output from the oscillation circuit are input, and an alarm is generated while either the first oscillation signal or the second oscillation signal is input. A medical device comprising an alarm circuit that issues an alarm.
前記警報発報回路は、前記第1発振信号が入力されているときと、前記第2発振信号が入力されているときとでは異なる警報を発報する、請求項1に記載の医療機器。 The first oscillation signal and the second oscillation signal are signals having different frequencies,
The medical device according to claim 1, wherein the alarm issuing circuit issues different alarms when the first oscillation signal is input and when the second oscillation signal is input.
前記発振回路は、前記プロセッサが前記第1発振信号を生成して出力しているときに前記第1電源の電圧の値が前記第1閾値を下回った場合に、前記第2電源から電力を供給されて、前記プロセッサの代わりに前記第1発振信号を生成して出力し、前記第1電源の電圧の値が前記第2閾値を下回った場合に、前記第2電源から電力を供給されて前記第2発振信号を生成して出力する、請求項2に記載の医療機器。 When the processor generates and outputs the first oscillation signal and the voltage value of the first power source falls below a first threshold value that is larger than the second threshold value, the processor generates the first oscillation signal. Stop signal output,
The oscillation circuit supplies power from the second power source when the voltage value of the first power source falls below the first threshold while the processor is generating and outputting the first oscillation signal. generates and outputs the first oscillation signal instead of the processor, and when the voltage value of the first power supply is less than the second threshold, the second oscillation signal is supplied with power from the second power supply and the The medical device according to claim 2, which generates and outputs the second oscillation signal.
前記第1電源は、電池であり、
前記第1閾値は、前記動作により所望の量の薬剤を投与するのに必要な前記第1電源の残量に対応する値である、請求項3に記載の医療機器。 The medical device is a medical pump that performs an operation to administer a drug to a patient,
The first power source is a battery,
The medical device according to claim 3, wherein the first threshold value is a value corresponding to a remaining amount of the first power supply necessary to administer a desired amount of medicine by the operation.
前記薬剤の所望の量は、Nを1以上の整数としたとき、N回分の薬剤の量である、請求項4に記載の医療機器。 The operation of administering the drug includes administering the drug in multiple doses,
The medical device according to claim 4, wherein the desired amount of the drug is an amount of the drug for N times, where N is an integer of 1 or more.
前記薬剤の所望の量は、単位時間当たりの前記薬剤の流量に猶予時間を乗じた量である、請求項4に記載の医療機器。 The operation of administering the drug includes continuously administering the drug,
The medical device according to claim 4, wherein the desired amount of the drug is the flow rate of the drug per unit time multiplied by a grace period.
前記第1電源の電圧の値が前記閾値よりも小さいことを示す信号が前記比較回路から出力された場合に、前記第2電源から前記発振回路への電力の供給を開始する負荷スイッチ回路と
を更に備える、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の医療機器。 a comparison circuit that compares the voltage value of the first power supply with the threshold value and outputs a signal indicating the comparison result;
a load switch circuit that starts supplying power from the second power source to the oscillation circuit when a signal indicating that the voltage value of the first power source is smaller than the threshold value is output from the comparison circuit; The medical device according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a medical device according to any one of claims 1 to 6;
前記第1電源の電圧の値が閾値を下回った場合に、前記第1電源とは異なる第2電源から発振回路に電力を供給して、前記発振回路により第2発振信号を生成して前記警報発報回路に入力し、前記警報発報回路により警報を発報することと
を含む警報発報方法。 When a certain event occurs, power is supplied to the processor from a first power supply, the processor generates a first oscillation signal and inputs it to an alarm issuing circuit, and the alarm issuing circuit issues an alarm. And,
When the value of the voltage of the first power supply falls below a threshold value, power is supplied to an oscillation circuit from a second power supply different from the first power supply, and a second oscillation signal is generated by the oscillation circuit to generate the alarm. An alarm issuing method comprising: inputting the input to an alarm issuing circuit, and issuing an alarm by the alarm issuing circuit.
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