JP3105592B2 - 医療用機器の伝送ケーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば送血装置などの
ような医療機器に用いられる伝送ケーブルに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば体外循環装置に使用される送血装
置などのように、手術やその他、患者の病状を把握する
ために設置される各種の医療機器には、電力によって駆
動し、あるいは稼働しうるものが殆どである。

【０００３】このような医療機器の内、手術中に体内器
官の代用として利用されるものや、重症患者の生命維持
に不可欠の医療機器などにおいては、停電等に代表され
る電力の供給ストップによる作動停止が、そのまま患者
の生命に重大な影響を及ぼす。このため、停電などに備
えて二次電源がセットされるなど、各種の安全策が講じ
られている。

【０００４】一方、一般に上記医療機器は、伝送ケーブ
ルを介して電力が供給される。上記のような電力の供給
ストップは、このような伝送ケーブルの断線によっても
生じることがあり、前記のように二次電源を設けること
によって、これを防ぐことはできない。また、伝送ケー
ブルの断線は予測することが難しく、耐用年数から判断
することも可能であるが、繰り替えし湾曲状態で使用す
るなど、使用状態によって耐用年数にも差が生ずる。

【０００５】さらに、ケーブル中には、動力用の電力を
伝達する経路のみならず、各種センサーからの信号用経
路が含まれており、伝送ケーブルはこれらの経路を束ね
て構成されているため、曲げ剛性が大きくなって柔軟性
に欠けるものが多い。このような伝送ケーブルは医療機
器の配置場所に合わせて湾曲させるなどの変形が容易で
なく、また変形させて使用すると断線が生じやすくもな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、送電
経路に断線が生じても電力の供給が止まらず、断線を直
ちに知ることができ、さらに柔軟性のある伝送ケーブル
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（４）の本発明により達成される。

【０００８】（１） 電力を供給する供給部と、前記供
給部から供給される電力によって作動する駆動部との間
に接続され、前記供給部から駆動部への送電のための送
電経路を収容した伝送ケーブルにおいて、前記送電経路
は、相互に絶縁された複数の分岐経路を前記供給部と前
記駆動部での各接続端にて接続することによって構成さ
れ、前記各分岐経路には経路の断線を検出する検出手段
を設けたことを特徴とする医療用機器の伝送ケーブル。

【０００９】（２） 前記駆動部は異なる相の電流が供
給される複数のコイルからなる回転磁界発生手段を有
し、前記送電経路は前記コイルに各相毎に接続されてい
る上記（１）に記載の医療用機器の伝送ケーブル。

【００１０】（３） 上記検出手段は、コイルに生ずる
誘導起電力に基づき、断線した分岐経路と他の分岐経路
との間に生ずる電位差を検出するによって分岐経路の断
線の有無を検出するものである上記（２）に記載の医療
用機器の伝送ケーブル。

【００１１】（４） 前記検出手段は、前記各分岐経路
を流れる電流を検知する電流モニターと、前記各分岐経
路の電流モニターの出力が入力される差動アンプとから
構成され、断線によって生ずる各分岐経路間の電流モニ
ターの出力値の差を検出することによって分岐経路の断
線の有無を検出するものである上記（１）または（２）
に記載の医療用機器の伝送ケーブル。

【００１２】

【作用】駆動部は供給部から供給される電力によって駆
動する。そして、その電力は伝送ケーブルによって送ら
れる。伝送ケーブルは複数の分岐経路から構成される送
電経路を収容した構造となっている。そして、複数の分
岐経路の内、１つの経路が断線しても、他の分岐経路が
導通しているため、電力の供給が停止することなく、駆
動部への電力の供給は維持される。

【００１３】さらに、複数の分岐経路によって送電経路
が構成されているので、伝送ケーブル自体は、従来より
柔軟に湾曲できるようになる。

【００１４】一方、分岐経路が断線すると、その経路に
は電流か流れなくなるため、検出手段によって電流の流
れを検出することにより、分岐経路の断線を検知するこ
とができる。

【００１５】

【具体的構成】以下、添付図面に基づいて、本発明を体
外循環の送血に用いられる送血装置に実施した場合につ
いて詳述する。図１は、送血装置１の部分断面全体側面
図である。図示されているように送血装置１は、ポンプ
部２、駆動部３および制御部４とから構成されており、
前記駆動部３と制御部４は、ケーブル５によって接続さ
れ、図示されている前記ポンプ部２は駆動部３に着脱自
在に装着されている。

【００１６】ポンプ部２には、ハウジング２０によっ
て、その内側にポンプ室２１が形成されている。該ポン
プ室２１内には円板状の回転子２２が収容されている。

【００１７】回転子２２には、ポンプ室２１内の中央に
軸支されている回転軸２３が挿通して嵌合されており、
回転子２２は、該回転軸２３を中心として回転するよう
に構成されている。該回転子２２は、円板状の本体２２
０と、該本体２２０の片側面に等角度間隔で径方向に立
設されている板状の攪拌部材２２１とから構成されてい
る。

【００１８】そして、上記円板状の本体２２０内には、
板状の永久磁石２２３が複数個埋設されており、磁極を
交互に換えて配置されている。このような永久磁石を埋
設することによって、後述する駆動部３の発生させた回
転磁界により、回転子２２が回転駆動することができ
る。

【００１９】なお、ハウジング２０には、ポンプ室２１
の外周端部にに吐出口２４が、前記回転軸２３の支持部
分の近傍に吸入口２５がそれぞれ設けられている。

【００２０】次に、駆動部３の構造について簡単に説明
する。駆動部３は、図１および図２に示されているよう
に、円筒状のハウジング３０内に回転駆動手段３１を収
納して構成されている。また、ハウジング３０の中心に
は前記回転駆動手段３１の中心を規定する円筒体３３が
立設さている。前記円筒体３３の中心は、前記回転子２
２の回転中心線の延長線状に位置している。該円筒体３
３の周囲には、平断面形状がほぼ扇型である電磁石３２
が配置されている。この電磁石３２は、平断面が扇型の
磁心３２１の回りにコイル３２２を巻き付けたものであ
って、隣接する各電磁石３２は、相互に異なる磁極が発
生するようにコイル３２２に電流が流れる。コイル３２
２に流される電流は、例えば３相である。配設位置は、
ポンプ部２の装着時には、各電磁石３２の端面と互いに
対向するように配置されている。

【００２１】このような電磁石３２を収納したハウジン
グ３０の開口部には蓋体３５が覆い被され、前記電磁石
３２は密封される。さらに、ハウジング３０の上端周縁
部３０１には、段部３０２が形成され、その内側に前記
ポンプ部２が装着される平面状の装着部３７が形成され
ている。そして、該装着部３７に、前記ポンプ部２が重
ねられて装着される。

【００２２】前記電磁石３２と蓋体３５の間には、回転
子２２の位置を検出する位置検出素子３４が設けられて
いる。この位置検出素子３４は、磁電変換素子であっ
て、回転子２２内の永久磁石２２３の磁界を検出して、
永久磁石の動きを検出する。そして、検出された回転子
２２の動きに対応して、回転磁界を発生させ、回転子２
２を所望の方向へ回転させる。

【００２３】本実施例の装置においては、磁電変換素子
は、例えばホール素子である。磁電変換素子としては、
この他磁気抵抗素子、ホールエフェクトスイッチ等が挙
げられる。

【００２４】駆動部３のハウジング３０の底部には、図
示されているように、検出手段３４やコイルの送電経路
が挿通するケーブル孔３６が穿設され、該ケーブル孔３
６には、ケーブル５のコネクターが接続されている。

【００２５】該ケーブル５の他端は以下に説明する、駆
動部３への電力の供給部である制御部４に接続されてい
る。

【００２６】本実施例の装置における制御部４は、駆動
部３の各電磁石３２に異なる位相の電流を流すことによ
って、駆動部３に回転磁界を発生させる。図３は制御部
４における回転磁界発生用の回路を示すブロック図であ
る。

【００２７】図示されているように、制御部４内には、
各電磁石３２への送電タイミングを制御する出力制御回
路４２、パワーアンプ４３、断線検出部４４、回転子２
２の位置検出を行なう位置検出回路４１および設定回路
４６とから構成されている。

【００２８】位置検出回路４１は、前記ホール素子３４
ａ、３４ｂ、３４ｃからの出力に基づいて、回転子２２
の位置を知ることができる。

【００２９】出力制御回路４２は、前記各電磁石３２の
磁極が交番するように、電流の向きを所定周期で切り替
え、回転子２２が安定した回転を維持できるように、回
転子２２の位置に応じて、前記電磁石３２に磁極を発生
させる。

【００３０】また、出力制御回路４２では、前記位置検
出回路４１から入力される回転子２２の位置と、設定回
路４６に記憶されている値とを比較して、適正な駆動力
がえられる磁極と、該磁極に切り替えるタイミングを決
定する。

【００３１】該出力制御回路４２は、パワーアンプ４３
に接続されており、該パワーアンプ４３は、断線検出部
４４を介して、駆動部３内に収容されている電磁石３２
の各コイルに、各相毎に接続されている。

【００３２】図４は、駆動部３と制御部４とを接続する
ケーブルの接続状態および断線検出部４４内の回路構成
を示すブロック配線図である。図４中においては、駆動
部３内の回転駆動手段３１を構成する電磁石３２の各相
毎のコイルに、３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃなる符号
を付する。図示されている例ではＹ型結線となってお
り、各コイル３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃには制御部
４から送電経路５１を介して電流が供給される。ここで
コイルの結線方式は、Ｙ型に限らずΔ型であってもよ
い。

【００３３】前記各コイル３２２ａ、３２２ｂ、３２２
ｃに接続されている送電経路５１は、複数の分岐経路に
分割されてケーブル５内を挿通し、その分割された各分
岐経路は並列に接続され、駆動部３側の接続位置はコイ
ルとの接続点、制御部４側の接続位置はパワーアンプ４
３との接続点となっている。経路の断線は、伝送ケーブ
ル５を湾曲変形などさせることによって、該伝送ケーブ
ル５内で起こることが多いので、前記接続位置は伝送ケ
ーブル５内に設けず、各回路の接続端子を分岐経路相互
の接続位置とすることが望ましい。駆動部３のハウジン
グ３０に接続されているケーブル５の先端にはコネクタ
ー５０が設けられ、制御部４側のコネクター４４０と着
脱自在に接続される。

【００３４】上記伝送ケーブル５内を挿通する分岐経路
は、具体的には絶縁電線であって、例えば銅合金、無酸
素銅、銀などの単線やより線などに、ふっ素樹脂、シリ
コーン、塩化ビニル樹脂などの絶縁および保護被覆を施
したものでよい。

【００３５】図４に示されている例では、送電経路５１
は２つの分岐経路５１ａ、５１ｂに分割されており、断
線検出部４４において、各分岐経路５１ａ、５１ｂには
電流モニター４４１ａ、４４１ｂが付設されている。こ
の各電流モニター４４１ａ、４４１ｂによって各分岐経
路５１ａ、５１ｂに電流が流れているか否かを検出する
ことができる。前記各電流モニター４４１ａ、４４１ｂ
のの出力端子は、差動アンプ４４２に接続されている。

【００３６】前記電流モニター４４１においては、測定
された電流値の絶対値を平均化し、これを差動アンプ４
４２へ入力する。各分岐経路が断線していないときは、
各分岐経路から検出される電流値は同じであり、前記差
動アンプ４４２に入力される値は略等しい。

【００３７】このような構成において、ケーブル５内の
１つの分岐経路５１ａが断線すると、その断線した経路
５１ａには電流が流れないが、他の分岐経路５１ｂでコ
イルへの送電は保障されている。一方、断線によって、
断線した分岐経路５１ａに設けられた電流モニター４４
１ａからの出力と、他方の電流モニター４４１ｂの出力
との間に差が生ずるため、差動アンプ４４２が作動して
出力し、どのコイルの送電経路で断線が生じたかを報知
する。報知手段は、前記差動アンプ４４２の出力によ
り、報知音を発したり、報知ランプを点滅または点灯さ
せるなど、公知の手段を用いればよい。また、各コイル
毎にランプを設けるなどして、どのコイルの送電経路で
断線があったかを識別できる報知手段であることが好ま
しい。

【００３８】コイル毎に断線がわかれば、断線した送電
経路５１を交換すればよい。あるいは、伝送ケーブル５
自体を交換してもよいが、この場合にはコイル毎の送電
経路５１の断線を知る必要はなく、全ての分岐経路の電
流モニター４４１からの出力を一つの差動アンプ群やそ
の他の検出ユニット等に入力し、断線が生じたことのみ
が解る構成とすればすればよい。

【００３９】電流モニター４４１としては、例えば分岐
経路５１ａ、５１ｂを電流が流れるときに発生する磁界
を検出するホール素子や磁気抵抗素子、コイルなどの磁
電変換素子により構成し、または、抵抗値の小さい高容
量の抵抗を分岐経路に直列に接続し、その抵抗の電圧降
下量を検出することにより、電流を検出する構成とする
こともできる。

【００４０】上記のように、送電経路５１を構成する分
岐経路の１つが断線しても、他の分岐経路に電流が流れ
ているため、コイルへの送電が止まることはなく、か
つ、断線が報知される。このように、ケーブルの断線に
よる駆動部３の停止といった不測のトラブルを回避し
て、送血装置１を安定的に使用することができる。

【００４１】図５は他の実施例を示すもので、図４と同
様に駆動部３と制御部４とを接続するケーブルの接続状
態および断線検出部４４内の回路構成を示すブロック配
線図である。各送電経路５１の分岐経路５１ａ、５１ｂ
は、各コイル３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃとの接続部
で接続され、他端はそれぞれパワーアンプ４３に接続さ
れている。

【００４２】断線検出部４４において、各送電経路５１
の分岐経路５１ａ、５１ｂには、ゲート回路４４３ａ、
４４３ｂがそれぞれ接続されており、該各ゲート回路４
４３ａ、４４３ｂの出力端は、各コイルの送電経路毎に
差動アンプ４４２に接続されている。前記ゲート回路４
４３ａ、４４３ｂへのゲート信号は、制御回路４４４か
ら入力される。制御回路４４４には、各コイル３２２
ａ、３２２ｂ、３２２ｃに印加される電圧の波形が入力
され、電圧が印加されていないコイルの送電経路５１の
ゲート回路４４３をオンする構成となっている。

【００４３】例えば、コイル３２２ａに印加される電圧
の波形は、図６の上図に示されているように、パルス状
に印加される矩形波Ｐとなる。一方、同図に示されてい
るように、印加電圧の交番によって、上記各矩形波Ｐの
間には、各コイル３２２ａに生じた逆起電力のみが発現
する。この逆起電力の波形Ｓは、図６の上図に重ねて示
されているようなＳＩＮ波形となる。同図に示されてい
るように、印加電圧が加わっていないときには、前記逆
起電力のみが送電経路５１に加わっており、この時、図
６の下図に示されているように、ゲート回路４４３をオ
ンして、逆起電力のみを前記分岐経路５１ａ、５１ｂか
ら別々に取り出し差動アンプ４４２にそれぞれ入力す
る。

【００４４】ここで、一方の分岐経路５１ａが断線して
いる場合には、各分岐経路５１ａ、５１ｂから取り出さ
れた逆起電力の波形が異なるため、差動アンプ４４２が
作動して出力し、報知手段により、何れのコイルの送電
経路が断線したかを報知する。前記制御回路４４４に
は、既述のように印加電圧の波形が入力されているの
で、該波形に基づき各ゲート回路に印加電圧が加わって
いない時間のみゲート信号を送ることができる。

【００４５】以上のような断線検出部４４によって検出
される送電経路５１の断線は、ケーブル５を色々な形状
に変形して使用することによって生じやすくなるが、送
電経路５１を複数の分岐経路に分割することによって、
一つの分岐経路を構成する電線の電気容量を小さくする
ことができ、即ち電線の径を細くできるので、ケーブル
５全体としては従来のケーブルよりも柔軟なものとする
ことができる。従って、ケーブル全体としては、扱いや
すくなるとともに、断線も生じにくくなる。なお、コネ
クターの接続不良も同様にして検出することができる。

【００４６】このようなケーブルの断線は、上記送血装
置に限らず、電力によって駆動する医療機器や、その他
測定機器間に設けられる情報伝送ケーブルなどにおいて
生ずることもあり、これらの機器においても、機器の種
類によっては不慮の断線が患者の生命に危険を及ぼすこ
とがあり、そのような機器の伝送ケーブルとして用いる
ことが特に有効である。

【００４７】

【発明の効果】以上のような構成を有する本発明の伝送
ケーブルによれば、送電経路に断線が生じても電力の供
給が維持され、かつ断線の発生を知ることができ、医療
機器の停止による不慮の事故を未然に防止することがで
きる。

【００４８】さらに、ケーブル自体が柔軟なため取扱が
容易となるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の伝送ケーブルが接続された送血装置の
駆動部を示す部分断面全体側面図である。

【図２】前記駆動部の断面平面図である。

【図３】制御部（供給部）における回転磁界発生用の回
路を示すブロック図である。

【図４】駆動部と制御部（供給部）とを接続するケーブ
ルの接続状態および断線検出部内の回路構成を示すブロ
ック配線図である。

【図５】他の実施例を示すもので、図４と同様に駆動部
と制御部（供給部）とを接続するケーブルの接続状態お
よび断線検出部内の回路構成を示すブロック配線図であ
る。

【図６】駆動部のコイルに印化される電圧波形と、ゲー
ト回路のオンするタイミングを示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１ 送液（送血）装置 ２０ ハウジング ２１ ポンプ室 ２２ 回転子 ２２０ 本体 ２２１ 攪拌部材 ２２３ 永久磁石 ２３ 回転軸 ２４ 吐出口 ２５ 吸入口 ３ 駆動部 ３０ ハウジング ３０１ 上端周縁部 ３０２ 段部 ３０３ 放熱部 ３１ 回転駆動手段 ３２ 電磁石 ３２１ 磁心 ３２２ａ，ｂ，ｃ コイル ３３ 円筒体 ３３１ 孔 ３４ａ，ｂ，ｃ 位置検出素子 ３５ 蓋体 ３６ ケーブル孔 ３７ 装着部 ４ 制御部（供給部） ４１ 位置検出回路 ４２ 出力制御回路 ４３ パワーアンプ ４４ 断線検出部 ４４０ コネクター ４４１ａ，ｂ 電流モニター ４４２ 差動アンプ ４４３ａ，ｂ ゲート回路 ４４４ 制御回路 ４６ 設定回路 ５ 伝送ケーブル ５０ コネクター ５１ 送電経路 ５１ａ，ｂ 分岐経路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 7/32 A61M 1/10 500 G01R 31/02 H01B 7/00 310

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力を供給する供給部と、前記供給部か
   ら供給される電力によって作動する駆動部との間に接続
   され、前記供給部から駆動部への送電のための送電経路
   を収容した伝送ケーブルにおいて、 前記送電経路は、相互に絶縁された複数の分岐経路を前
   記供給部と前記駆動部での各接続端にて接続することに
   よって構成され、 前記各分岐経路には経路の断線を検出する検出手段を設
   けたことを特徴とする医療用機器の伝送ケーブル。
2. 【請求項２】 前記駆動部は異なる相の電流が供給され
   る複数のコイルからなる回転磁界発生手段を有し、 前記送電経路は前記コイルに各相毎に接続されている請
   求項１に記載の医療用機器の伝送ケーブル。
3. 【請求項３】 上記検出手段は、コイルに生ずる誘導起
   電力に基づき、断線した分岐経路と他の分岐経路との間
   に生ずる電位差を検出するによって分岐経路の断線の有
   無を検出するものである請求項２に記載の医療用機器の
   伝送ケーブル。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記各分岐経路を流れ
   る電流を検知する電流モニターと、 前記各分岐経路の電流モニターの出力が入力される差動
   アンプとから構成され、 断線によって生ずる各分岐経路間の電流モニターの出力
   値の差を検出することによって分岐経路の断線の有無を
   検出するものである請求項１または２に記載の医療用機
   器の伝送ケーブル。