JPH04317657A

JPH04317657A - 血液ポンプシステム

Info

Publication number: JPH04317657A
Application number: JP4023844A
Authority: JP
Inventors: Greta L Buck; グレタ　ルイス　ビュック; Richard A Nazarian; リチャード　アーメン　ナザリアン
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1992-11-09
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: EP0498624A1; JP3357387B2; US5171212A; DE69209688T2; DE69209688D1; EP0498624B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非閉塞血液ポンプ内の
血液の逆流を警報する逆流警報を発生する血液ポンプシ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】血液ポンプシステムは、心臓切開手術等
の臨床的状況で、手術中の患者に血液を循環させるため
に用いられる。典型的な血液ポンプシステムは、患者の
静脈系から血液ポンプの入口に接続した外部導管に血液
を引き出す。血液は、血液ポンプの吐出口に接続した第
２の導管を通じて患者の動脈系内に注入される。第１及
び／または第２の導管は、他装置に接続して血液のろ過
、加熱、酸素供給、収集等を行なうことができる。各種
の血液ポンプシステムが利用されているが、全体として
利点が多いとされるタイプは、遠心ポンプである。この
ようなポンプは、クローセン他による米国特許公報第４
５８９８２２号に説明されている。遠心血液ポンプの１
つの特徴は「非閉塞的」なことであり、これは、導管に
接続された場合、ポンプの機械的構造により、血液が血
液ポンピング方向と逆方向に流れることを意味する。その結果、非閉塞血液ポンプを起動、運転していても、
血液が実際にポンプの中を間違った方向に逆流し、患者
に悪影響を与えることがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】周知の通り、このよう
な逆流による主たる悪影響は、ポンプシステム内の血液
に空気が引きこまれ、後に血流が適正な方向に戻った時
、これが患者の体内に注入されることである。還流技師
または医師が、ポンプシステム内に空気が引きこまれた
ことに気づけば、患者の体内への空気の注入を防ぐ手段
をとることは可能である。しかし、このような手段は単
調で時間がかかる。さらに、還流技師または医師が、シ
ステム内に空気が引きこまれたことに気づかないことも
ある。血液ポンプの出力圧力を、患者の負荷圧力が超過
すると、逆流が発生する。この負荷圧力は、患者の身体
的大きさや年齢によって異なる患者の動脈及び静脈系の
抵抗や、外部ポンプシステムの抵抗、血液ポンプシステ
ムに対する患者の相対身長等の要員に左右される。何等
かの理由で負荷圧力がポンプの出力圧力を超過すること
が起これば、逆流が発生する。逆流が発生しているとの
警報を発する血液ポンプシステムが、ハバード他の米国
特許公報第４７７８４４５号に開示されている。このシ
ステムでは、遠心ポンプから患者への血流は、無指向性
流量センサーが感知する。ポンプを駆動するため接続さ
れたモーターのＲＰＭでの速度も感知される。全体とし
て、ハバード他のシステムは、一定期間の実際の流量の
変化を一定期間のモーターの変化と比較することで逆流
があると判定する。例えば、患者への血液流量がモータ
ーのＲＰＭの増加に対応して増加すれば、血流は患者の
体内に入っていると推定される。しかし、モーターのＲ
ＰＭの増加に対応して血液流量が減少すると、逆流があ
ると推定されて、適切な警報が発生される。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、非閉塞血液ポ
ンプを用いる血液ポンプシステムに関し、この血液ポン
プシステムは、患者に接続された１組の導管を含む。一
方の導管は、患者の静脈系からひ閉塞血液ポンプの入口
に血液を供給し、他方の導管は、血液ポンプの吐出口か
ら患者の動脈系に血液を供給する。血液への酸素供給、
その他の機能を実行するため、血液酸素供給器及び／ま
たはその他の設備を任意に利用することが出来る。血液
ポンプシステムには、血液ポンプシステムの操作者また
は還流技師に、逆流または逆流の恐れを警報する一次警
報または二次警報としての警報を発することのできる逆
流警報発生器を含む。逆流警報発生器は、血液ポンプシ
ステム内の様々な条件を感知して警報を発生させる。こ
のような条件には、１）システム内での血液流量の変化
率、２）システム内の血液流量、３）血液ポンプの運転
速度が変化したかどうか、４）血液ポンプの絶対運転速
度が含まれる。血液ポンプシステムは、システム内で実
際に逆流が起こる前に逆流警報を発するため、還流技師
は、血液ポンプシステムの導管の一方を締めつけたり、
血液ポンプの運転速度を上げたりして、実際に逆流が発
生するのを避けるための動作を行うことができる。逆流
警報が発生される方法は、逆流の恐れがあるか逆流が起
こりつつある状況で発生され、逆流が実際に差し迫って
いない状況では発生されないため有利である。本発明を
添付図面に示す好ましい実施例に基づいて詳細に説明す
る。

【０００５】

【実施例】血液ポンプシステム１０の実施例を図１に示
す。血液ポンプシステム１０は、ポンプ１２の吐出口１
８に接続された導管１６を通じて、患者の動脈系に接続
された非閉塞血液ポンプ１２を具備している。前記ポン
プ１２の入口２０は、患者１４の静脈系に接続される導
管２２に接続されている。血液酸素供給器２４は、血液
に酸素を供給するため導管１６に接続され、リザーバー
２５は、余分な血液を一時的に収容するため、導管２２
に接続されている。前記ポンプ１２は、磁気連結手段２
８を介してポンプ１２に連結されたモーター２６によっ
て駆動される。該ポンプ１２は、クローセン他の米国特
許公報第４５８９８２２号、及び第４９８４９７２号に
より開示される遠心ポンプ等如何なるタイプの非閉塞ポ
ンプでもよい。運転中において、血液は患者１４から矢
印３０の方向に導管２２を介してポンプ１２の入口２０
に供給される。この血液は、ポンプ１２の吐出口８から
、酸素供給器２４を通り、矢印３２の方向に導管１６を
介して患者の動脈系に供給される。

【０００６】血液ポンプシステム１０は、一次逆流警報
及び二次警報を発生する逆流警報発生器４０をさらに具
備する。ここで、「一次警報」という言葉は、逆流はま
だ存在しないが差し迫っていることを警告し、「二次警
報」という言葉は、実際に逆流が存在することの警報を
意味する。そのため一次逆流警報は、実際に逆流が存在
する前に差し迫った逆流を警告するものである。逆流警
報発生器４０は、マイクロプロセッサー４２、読み取り
専用メモリ（ＲＯＭ）４４、ランダム・アクセス・メモ
リ（ＲＡＭ）４６、アドレス・バス５０及びデータ・バ
ス５２で相互接続される入出力（Ｉ／Ｏ）回路４８を具
備する。Ｉ／Ｏ回路４８は、両方向バッファのバンク、
汎用非同期レシーバ／送信機（ＵＡＲＴ）等、従来タイ
プのいかなるＩ／Ｏ回路でもよい。Ｉ／Ｏ回路４８は、
流量計等の流量測定装置６０から導管１６内の血流を示
す信号を、ライン６２を介して受け取るよう接続されて
いる。流量計６０は、ライン６６を介して流量センサー
６４に接続されている。

【０００７】導管１６内で感知される血流は、常にポン
プ１２内の血流と実質的に同じである。そのため、導管
１６内に逆流があれば、ポンプ１２内に逆流が生じる。流量測定システム６０及び６４は、血流を示す信号を発
生できるシステムあるいは装置ならいずれのタイプでも
よく、ここでは「流量センサー」と称する。使用できる
流量センサーの一例が、ハバード他の米国特許公報第４
６９０００２号に開示されている。使用する流量センサ
ーのタイプは、本発明とは密接な関係がない。さらに、
本発明の恩典は、流量センサーをまったく使用しなくて
も達成できる。この場合、導管１６内の血液流量は、モ
ーター２６のＲＰＭ及びトルクに基づいて間接的に判定
できる。このように流量を間接的に測定するシステムは
、ハバード他の米国特許公報第４７８１５２５号に開示
されている。Ｉ／Ｏ回路４８はまた、ポンプ１２の速度
を示す信号を受け取るよう接続されている。この信号は
、モーター２６に接続された速度センサー７０によって
発生され、ライン７２を介してＩ／Ｏ回路４８に伝送さ
れる。速度センサー７０は、略図ではモーター２６とは
別に示されているが、速度センサー７０は実際にはモー
ター２６と一体で、モーター２６内の磁石の回転速度を
感知するよう連結された複数のホール効果センサーから
なる。ポンプ１２の速度を感知するのに速度センサーを
使用する場合、どのようなタイプの速度センサーを具備
してもよい。

【０００８】さらに、ポンプ１２の速度は、速度センサ
ーまたは同様の装置を使用しないで判定することができ
る。例えば、ポンプ１２の速度を、血液ポンプシステム
１０の操作者または還流技師の設定する回転式ダイヤル
に接続した電位差計で設定する場合、ポンプ速度は、電
位差計の電圧を読み取ることで容易に得られる。ライン
６２及び７２をそれぞれ介して、導管１６内の血液流量
とポンプ１２の速度を示す信号を受け取ると、逆流警報
発生器４０は、血液ポンプシステムの条件が、逆流が差
迫っている場合には一次逆流警報、実際の逆流の場合に
は二次逆流警報を発生させるべきものかどうかを判定す
る。一次逆流警報条件の場合、Ｉ／Ｏ回路４８は、ライ
ン８２を介して一次警報インジケータ８０に信号を伝送
し、一次逆流警報を発生させる。二次逆流警報条件の場
合、Ｉ／Ｏ回路４８は、ライン９２を介して二次警報イ
ンジケータ９０に信号を伝送し、二次逆流警報を発生さ
せる。一次逆流警報及び二次逆流警報は、せん光または
ブザーのような視覚または聴覚警報等いかなるタイプで
もよい。還流技師が、一次逆流警報と二次逆流警報を容
易に識別できるよう、これら２つの警報は識別可能なも
のであることが望ましい。一次逆流警報及び二次警報が
実質的に同時に起動することも起こり得る。この場合、
二次逆流警報のみを起動して、一次逆流警報に優先させ
ると好都合である。本発明は、特に一次逆流警報を発生
する方法に関し、本発明の恩典は、二次逆流警報を使用
しなくても達成される。二次逆流警報については、この
警報は、例えばハバード他の米国特許公報第４７７８４
４５号を含むあらゆる方法で発生させることができ、ま
た指向性流量センサーを使用する場合、単に血流の方向
が逆転した場合警報を発生することによって発生させる
ことができる。

【０００９】一次逆流警報ルーチン一次逆流警報を発生する方法は、ＲＯＭ５５に記憶され
、マイクロプロセッサー４２によって実行され、これよ
り一次逆流警報ルーチンと称するコンピュータープログ
ラムの一部に制御される。一次逆流警報ルーチンのフロ
ーチャートを図２及び図３に示す。一次逆流警報ルーチ
ンは、全体として下記に説明してから、心臓切開手術等
の臨床的状況で起こり得る各種シナリオと関連して、そ
の動作を説明する。一次逆流警報ルーチンは、次の要素
に基づき一定の場合に一次逆流警報を発生する、１）導
管１６内の血液流量の連続的な変化の平均を算出して判
定するポンプ１２内の血液流量変化率、２）導管１６内
の平均血液流量を算出して判定するシステム内の血液流
量、３）モーター２６の２つの連続するＲＰＭ測定値を取っ
て判定するポンプの運転速度の変化の有無、４）モータ
ー２６のＲＰＭを測定したポンプ１２の運転速度。一次逆流警報ルーチンは、望ましくない逆流状態の有無
を継続してチェックするため、定期的に実行される。実
施例では、ルーチンは１秒につき３回実行される。他の
割合で実行可能であることは言うまでもない。

【００１０】図２を参照すると一次逆流警報ルーチンは
、ステップ１０２から実行を開始し、ステップ１０２で
はモーター２６のＲＰＭ値の最後の値をメモリに保管す
る。ステップ１０４では、ライン７２を介して速度セン
サー７０からＩ／Ｏ回路４８に送信されるＲＰＭ信号を
読み取ることで、モーター２６の現在のＲＰＭ値を判定
する。ステップ１０６では、ステップ１０２で記憶した
最後の値とステップ１０４で読み取った現在の値とのＲ
ＰＭの変化を判定し、メモリに記憶する。ステップ１０
８では、最後の血液流量をメモリに保管する。ステップ
１１０では、流量計６０が発生し、ライン６２を介して
Ｉ／Ｏ回路４８に送信される流量信号を読み取ることで
、導管１６内の現在の血液流量を判定する。ステップ１
１２では、ステップ１１０で読み取った現在の流量と、
ステップ１０８でメモリに記憶した前回の流量との差を
計算することで、導管１６内の血液流量の変化を判定す
る。ステップ１１４では、ステップ１１０の以前の実行
中に行った所定数の以前の読み取りに基づき、導管１６
内の平均血流を判定する。例えば、流量平均を出すのに
１０回続けて流量読み取りを行う。平均流量の判定に利
用する流量読み取り回数は、当然、流量の瞬間的変化に
対する流量平均の感度に影響する。そのため１０回の読
み取りに基づく流量平均は、１００回の読み取りに基づ
く平均より、流量変化で受ける影響が大きい。実施例で
は、平均流量を出すのに６回の流量読み取りを行ってい
る。ステップ１１６では、ステップ１１２の以前の実行
中に判定した所定数の流量変化の平均を算出することに
よって、血流の平均変化率を判定する。この平均の感度
も、平均を出すのに使ったデータサンプルの数に左右さ
れる。実施例では、平均を出すのに５個の流量変化デー
タサンプルを使っている。

【００１１】図３の説明では特定の数値を使用している
が、本発明はそうした数値に限定されるものではない。こうした特定数値は、本発明を説明するための一例とし
てのみ使用している。使用する数値は、患者や、逆流シ
ステムを利用する病院、システムに使われる特定の非閉
塞ポンプ等によって異なる。図３を参照すると、２組の
条件の一方の組で各条件が満足すると、一次逆流警報が
発生される。図３の右側に示すステップ１２０からステ
ップ１２６は、１組の条件の有無をテストし、図３の左
側に示すステップ１３０からステップ１３４は、第２の
組の条件をテストする。一方の組の全条件が満足すると
、一次逆流警報が発生される。ステップ１２０からステ
ップ１２６は、第１の組の各条件の有無を調べる。ステ
ップ１２０では、ステップ１１６で判定した血流の平均
変化率の大きさまたは血流変化率をテストし、これが所
定の数値範囲内かどうかを判定する。図３では範囲上限
０．０７は、リッター毎分／秒（ＬＰＭ／ｓ）で表され
、範囲下限は０．０３ＬＰＭ／ｓである。０．０３ＬＰ
Ｍ／ｓの下限は、一次逆流警報を発生する前に越えなけ
ればならない変化率しきい値を意味する。０．０３ＬＰ
Ｍ／ｓより小さい平均流量変化率は、懸念となるような
大きな変化とならない。そのため、平均流量変化率が０
．０３ＬＰＭ／ｓより小さい場合、テストした第１の条
件がフェイルし、プログラムはステップ１３０に分岐し
て、第２の組の各条件を満たしているかどうかが判定さ
れる。

【００１２】ステップ１２０の０．０７ＬＰＭ／ｓの上
限は、例えば導管１６がクランプされたような場合、一
次逆流警報の発生を防ぐためのものである。導管１６は
、様々な理由から臨床的手続き中に何回か意図的にクラ
ンプされることがある。導管１６をクランプすると、導
管中の流れは直ちにゼロとなり、平均血流変化率が０．
０７ＬＰＭ／ｓより非常に大きくなる。正常な状況で一
次逆流警報を発生するのは好ましくないため、このよう
な場合にステップ１２０が実行されると、第１の組の条
件がフェイルして、プログラムはステップ１３０へ分岐
する。平均流量変化率がステップ１２０の上限と下限の
範囲内の場合、プログラムはステップ１２２に分岐して
、平均血液流量をテストし、１．０ＬＰＭより小さいか
どうかを判定する。通常の人間の血液流量は３ＬＰＭか
ら５ＬＰＭのオーダーである。ステップ１２２の１．０
ＬＰＭという値は、低血液流量とみなせるものを多少任
意に定義するために用いている。平均血液流量が１．０
ＬＰＭより大きい場合、血液流量は低いとはみなされな
いため、逆流は差し迫っていないと推定される。従って、この場合、第１の組の条件がフェイルし、プロ
グラムはステップ１３０に分岐して、プログラムは第２
の組の条件が存在するかどうかを判定する。

【００１３】ステップ１２２で平均血液流量が１．０Ｌ
ＰＭより小さいとされた場合、プログラムはステップ１
２４に分岐し、モーター２６の現在のＲＰＭ値をテスト
して、２０００より小さいかどうかを判定する。ステッ
プ１２４は、スプリアスな一次警報が発生する公算を低
減するために使われる。特に、現在のＲＰＭ値が２００
０より大きく、通常は比較的高い血流を生じるような場
合、一次逆流警報は発生しない。現在のＲＰＭ値が２０
００より小さい場合、プログラムはステップ１２６に分
岐して、ステップ１０６で判定した連続するＲＰＭ値の
変化をテストし、これが５０より大きいかどうかを判定
する。５０というＲＰＭ値は、ポンプ１２を駆動するモ
ーター２６の速度を還流技師が変化させる場合、最小し
きい値として用いている。一定のポンプ速度による通常
の操作中、還流技師がポンプ速度を変更しなくても、ポ
ンプ速度の比較的小さい変動が速度センサー７０に感知
される。このような予想されるＲＰＭ値の変動は５０よ
り小さいため、ＲＰＭ変化をトリガしない。５０より大
きいＲＰＭ変化があり、還流技師がモーター２６のＲＰ
Ｍ設定を変更したことが示されると、第１の組の最後の
条件が満足され、プログラムはステップ１２８に分岐し
て、一次逆流警報が発生する。ＲＰＭ変化が５０ＲＰＭ
より小さい場合、プログラムはステップ１３０に分岐し
て、第２の組の条件が満足されるかどうかを判定する。

【００１４】ステップ１３０からステップ１３４は、第
２の組の各条件の有無をテストする。ステップ１３０で
は、ステップ１１４で判定した平均血液流量をテストし
、ゼロではないかどうか、この場合はゼロより大きいか
どうかを判定する。平均血液流量がゼロの場合は、上述
の通り一次逆流警報を発生すべきでない意図的な行為と
して、導管１６が還流技師によってクランプされたこと
を表す。そのため、平均血液流量がゼロの場合は、第２
の組の条件がフェイルし、プログラムは図２のステップ
１０２に戻って、一次逆流警報ルーチンを繰り返す。ステップ１３０で、平均血液流量がゼロより大きいと判
定した場合、プログラムはステップ１３２に分岐する。ステップ１３２とステップ１３４は共に、ＲＰＭ値が一
定の方法で変化したかどうかを判定する。特に、ステッ
プ１３２とステップ１３４は共に、ＲＰＭ値が１５００
ＲＰＭより大きい初期値から１５００ＲＰＭより小さい
後の値に減少したかどうかをテストする。ステップ１３
２では、ステップ１０２でメモリに記憶した最後のＲＰ
Ｍ値をテストし、１５００より大きいかどうかを判定す
る。１５００より大きい場合、プログラムはステップ１
３４に分岐して、現在のＲＰＭ値をテストし、これが１
５００より小さいかどうかを判定する。１５００という
値は、ゼロ流量に近い比較的低い流量を発生するような
最小ＲＰＭ値を表す。現在のＲＰＭ値が１５００より小
さい場合、プログラムはステップ１３６に分岐して、一
次逆流警報が発生する。

【００１５】真の一次警報シナリオこれまでに述べた一次逆流警報ルーチンの設計利点は、
真の一次逆流警報シナリオを「疑似的な（スプリアスな
）」一次逆流警報シナリオから区別できる点である。この能力によって、システムによる誤った一次警報の発
生を最小限あるいは除去すると同時に、逆流が本当に差
し迫っていたり起こりつつある全てあるいはほとんどの
状況で一次警報を発生させることができる。図２及び図
３のフローチャートに従って一次逆流警報を発生させる
有利な方法をさらに完全に理解するには、心臓切開手術
等の臨床的状況で起こり得る様々なシナリオを理解する
必要がある。下記に述べるシナリオには、一次逆流警報
を発生させるべき真の一次警報シナリオと、一次逆流警
報を発生させるべきでない疑似的な一次警報シナリオの
両方が含まれる。下記に述べるシナリオは、本発明の理
解を助けるためのみに提供されるものであって、臨床的
状況で起こり得る全てのシナリオや、本発明の設計にお
いて考慮した全てのシナリオとすることを意図したもの
ではない。一次逆流警報を発生すべき真の一次警報シナ
リオは、還流技師が患者への血流を急速に減少させる場
合に起こる。血流の急速な減少は、バイパス処置を行う
のに心臓を排液する前等に日常的に行われる。

【００１６】ローラ・ポンプ等の閉塞ポンプを使用する
場合、血流は、ポンプ・モーターのＲＰＭ設定を素早く
低下させるだけで急速に減少する。閉塞ポンプを使用し
ているため、このような行為で逆流が起こることはない
。しかしながら、非閉塞ポンプを使用している場合、還
流技師は、ＲＰＭ設定を所定の最小値より小さくすると
逆流を生じるため、このようなことのないよう、注意し
なければならない。還流技師がＲＰＭ設定を最小設定よ
り落とすと、一次逆流警報が発生する。図３を見ると、
一次逆流警報を発生する方法は次の通りである。一次逆
流警報ルーチンは、ステップ１０２からステップ１１６
を実行して適正な流量値を判定した後、ステップ１２０
に達する。ステップ１２０では、ＲＰＭ設定が還流技師
によって非常に素早く変更されたため、平均血流変か率
が０．０７ＬＰＭ／ｓより大きくなる。そのため、プロ
グラムがステップ１３０に分岐すると、平均流量の算出
に使用した以前の全ての流量値はゼロより大きいため、
平均流量はここでもゼロより大きくなる。そのため、プ
ログラムはステップ１３２に分岐し、最後のＲＰＭ値が
１５００より大きいかどうかをチェックする。１５００
というＲＰＭ値は非常に低い流量を表しており、ＲＰＭ
を落とす前のポンプのＲＰＭ設定は正常な血流を送るよ
うに選択されているため、前回のＲＰＭ値は１５００よ
り大きくなる。その結果、プログラムはステップ１３４
に分岐し、還流技師がＲＰＭ設定を低い設定に落とした
ため、現在のＲＰＭ値が１５００より小さいことがわか
る。そのため、一次逆流警報がステップ１３６で発生さ
れることになる。

【００１７】第２の真の一次警報シナリオとして、患者
への血液流量を減少させるため、還流技師がモーター２
６のＲＰＭ設定を比較的緩やかに変更させる場合がある
。還流技師によるこのような行為は意図的なもので、通
常は一次逆流警報条例を生じないが、ＲＰＭ設定を落と
しすぎると逆流の恐れが出て一次警報が発生する。図３
を見ると、一次警報は次のように発生する。ステップ１
２０では、還流技師が比較的緩やかにＲＰＭ設定を落と
したため、流量に大きな変化があり、流量変化が最大値
より小さいことから、平均流量変化率は指定範囲内に入
る。そのため、プログラムがステップ１２２に分岐する
。ステップ１２２では、１．０ＬＰＭが低流量を定義す
るのに選ばれた数であるため、平均流量は１．０ＬＰＭ
より小さくなる。平均流量が上限より下がる前に、一次
逆流警報ルーチンが何回か実行されたであろうことが理
解されなければならない。これは、例えば流量平均の算
出に使われたデータサンプルの数に左右される。まだ血
流があるので、平均流量は下限の０ＬＰＭより大きくな
る。そのため、プログラムはステップ１２４に分岐する
。現在のＲＰＭ値が２０００ＲＰＭより小さいため、ス
テップ１２４が満足される。ＲＰＭ２０００より大きい
値では、流量が一般的に１．０ＬＰＭより実質的に大き
くなるため、このようになる。実際のＲＰＭ変化があっ
たため、ステップ１２６が満足し、ステップ１２８で一
次逆流警報が発生する。

【００１８】疑似的な一次警報シナリオ逆流が差し迫っ
ていないため、一次逆流警報を発生すべきでない疑似的
な一次警報シナリオも多く存在する。このようなシナリ
オに、還流技師が、モーター２６のＲＰＭ設定を変更せ
ずに導管１６をクランプする場合がある。この場合、導
管がクランプされたため、ポンプ１２内には逆流が生じ
ず、一次逆流警報は発生されない。図３を見ると、逆流
ルーチンにはこのような場合に一次逆流警報の発生を防
止するステップがある。ステップ１２６ではＲＰＭ値の
変化を要求し、流量が直ちにゼロになるため流量変化が
速く、ステップ１２０の０．０７ＬＰＭ／ｓの範囲上限
を越えるので、ステップ１２０からステップ１２８では
一次逆流警報が発生しない。ステップ１３２とステップ
１３４が共に、ＲＰＭ値の変化を要求するので、ステッ
プ１３０からステップ１３６では一次警報は発生しない
。

【００１９】もう１つ別のの疑似的な一次警報シナリオ
には、還流技師が導管１６をクランプして数秒後にモー
ター２６のＲＰＭ設定をゼロにする場合がある。これは
通常、臨床的処置の終了時または終了近くに起こる。こ
のような疑似的なシナリオでは、ＲＰＭ設定がゼロに変
更された時までには平均血液流量がゼロに落ちるため、
一次逆流警報は発生しない。再び図３を見ると、この場
合、ステップ１２６でＲＰＭ値に変化があると判定され
る前にステップ１２２で平均流量がゼロと判定されるた
め、ステップ１２０からステップ１２８では一次逆流警
報は発生しない。同様に、ステップ１３２ステップ１３
４でＲＰＭ変化が判定される前にステップ１３０で平均
流量がゼロと判定されるため、ステップ１３０からステ
ップ１３６では一次逆流警報は発生しない。

【００２０】第３の疑似的な一次警報シナリオには、還
流技師が導管１６から流量センサー６４を取り外す場合
がある。これは、流量センサー６４を導管１６上の新し
い位置に再度位置決めする場合に行われる。この場合、
モーター２６のＲＰＭ設定は通常変更しない。流量セン
サー６４を導管１６から取り外すと、流量信号は直ちに
ゼロを示す。ステップ１２６ではＲＰＭ変化を要求し、
流量変化が速いためステップ１２０の０．０７ＬＰＭ／
ｓの上限を越えるため、ステップ１２０からステップ１
２８では一次逆流警報は発生しない。ステップ１３２と
ステップ１３４が共にＲＰＭ変化を求めるため、ステッ
プ１３０からステップ１３６では一次警報が発生しない
。一次逆流警報ルーチンの真実及び疑似的な一次警報シ
ナリオにおける特定の動作に関する前記説明は、本発明
の理解を助けることのみを目的としていることが理解さ
れなければならない。高しきい値及び低しきい値及び／
またはＲＰＭしきい値が異なる場合等、一定の状況では
、前記シナリオでも一次逆流警報ルーチンが別に動作す
ることもある。平均流量と平均流量変化を判定するのに
使うデータサンプルの数も、一次警報ルーチンの特定の
動作に影響を与え得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に従った血液ポンプシステムの
略図である。

【図２】図１のＲＯＭに記憶され、マイクロプロセッサ
ーによって実行される逆流警報ルーチンのフローチャー
トである。

【図３】図１のＲＯＭに記憶され、マイクロプロセッサ
ーによって実行される逆流警報ルーチンのフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０…ポンプシステム１２…血液ポンプ１４…患者１６…第２導管１８…吐出口２０…入口２２…第１導管４０…警報発生器６４…第１手段７０…第２手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　非閉塞血液ポンプ（１２）内の血液の
差し迫った逆流の警報を発する逆流警報システム（４０
）を有する血液ポンプシステム（１０）であって、入口
（２０）、及び吐出口（１８）を有し、前記入口（２０
）から前記吐出口（１８）に血液を注入する非閉塞血液
ポンプ（１２）と、前記血液ポンプ（１２）の前記入口
（２０）に接続され、そして前記血液ポンプ（１２）の
前記入口（２０）へ血液を流せるよう患者（１４）に接
続可能な第１の導管（２２）と、前記血液ポンプ（１２
）の前記吐出口（１８）から患者（１４）へ血液を流せ
るよう患者（１４）に接続可能な、前記血液ポンプ（１
２）の前記吐出口（１８）に接続された第２の導管（１
６）と、前記血液ポンプシステム（１０）内の血液流量
を示す信号を発生する第１の手段（６４）と、前記血液
ポンプ（１２）の速度を示す信号を発生する第２の手段
（７０）と、前記第１、第２の手段（６４、７０）に接
続され、しきい値を越える血流変化率に対応して逆流警
報を発生させる逆流警報発生器（４０）とを具備する血
液ポンプシステム（１０）。
【請求項２】　　前記非閉塞血液ポンプ（１２）に連結
されたモーター（２６）を具備し、前記第２の手段（７
０）は、前記モーター（２６）のＲＰＭ速度を感知する
ことによって前記血液ポンプ（１２）の速度を示す前記
信号を発生し、前記第１の手段（６４）は、前記第１及
び第２の導管（２２または１６）の一方に連結された流
量センサー（６４）から成り、前記逆流警報発生器（４
０）は、プログラムされたマイクロプロセッサー（４２
）から成ることを特徴とする請求項１に記載の血液ポン
プシステム（１０）。
【請求項３】　　前記逆流警報は、前記非閉塞血液ポン
プ（１２）内の血液の実際の逆流前に発生することを特
徴とする請求項１に記載の血液ポンプシステム（１０）
。
【請求項４】　　前記逆流警報発生器（４０）は、しき
い値より小さい血液流量または平均血液流量に対応して
前記逆流警報を発生することを特徴とする請求項１また
は３に記載の血液ポンプシステム（１０）。
【請求項５】　　前記逆流警報発生器（４０）は、前記
非閉塞血液ポンプの速度が実質的に変更されなかった場
合、前記逆流警報を発生しないことを特徴とする請求項
１に記載の血液ポンプシステム（１０）。
【請求項６】　　前記逆流警報発生器（４０）は、前記
しきい値を越える平均血液流量変化率に対応して前記逆
流警報を発生することを特徴とする請求項１に記載の血
液ポンプシステム（１０）。
【請求項７】　　前記逆流警報発生器（４０）は、前記
しきい値を構成する前記第１のしきい値を越えるが、前
記第１のしきい値より大きい第２のしきい値を越えない
平均血液流量変化率に対応して前記逆流警報を発生する
ことを特徴とする請求項１に記載の血液ポンプシステム
（１０）。
【請求項８】　　非閉塞血液ポンプ（１２）を有する血
液ポンプシステム（１０）の逆流警報発生方法であって
、（ａ）血液ポンプシステム（１０）内の血液流量を示
す信号を発生するスッテプと、（ｂ）血液流量をしきい
値と比較するステップと、（ｃ）前記ステップ（ｂ）で
血液流量がしきい値より小さいと判定されたことに対応
して逆流警報を発生するステップからなる逆流警報発生
方法。
【請求項９】　　（ｄ）非閉塞ポンプ（１２）の運転速
度が実質的に変化したかどうかを判定するステップから
なり、前記ステップ（ｄ）において　　非閉塞血液ポン
プ（１２）の速度が実質的に変化したと判定された場合
にのみ逆流警報を発生させることを特徴とする請求項８
に記載の方法。
【請求項１０】　　（ｄ）血液ポンプシステム（１０）
内の血液流量を示す第２の信号を発生するため前記ステ
ップ（ａ）を繰り返すステップと、（ｅ）前記ステップ
（ａ）で発生した信号と前記ステップ（ｄ）で発生した
第２の信号に基づき平均血液流量を判定するステップか
らなり、前記ステップ（ｂ）の血液流量は、前記ステッ
プ（ｅ）で判定した平均血液流量であり、前記ステップ
（ｃ）の実行中において、しきい値より小さい平均血液
流量に対応して逆流警報を発生することを特徴とする請
求項９に記載の方法。
【請求項１１】　　前記逆流警報は、前記非閉塞血液ポ
ンプ（１２）内の血液の実際の逆流前に逆流警報を発生
することを特徴とした請求項８から１０の何れか１項に
記載の方法。
【請求項１２】　　非閉塞血液ポンプ（１２）を有する
血液ポンプシステム（１０）の逆流警報発生方法あって
、（ａ）第１回目の非閉塞ポンプ（１２）内の血液流量
を示す第１の信号を発生するステップと、（ｂ）第２回
目の非閉塞血液ポンプ（１２）内の血液流量を示す第２
の信号を派生するステップと、（ｃ）非閉塞血液ポンプ
（１２）内の平均血液流量を判定するステップと、（ｄ
）非閉塞血液ポンプ（１２）の運転速度を判定するステ
ップと、（ｅ）前記ステップ（ｃ）で判定した非閉塞血
液ポンプ（１２）内の平均血液流量と、前記ステップ（
ｄ）で判定した血液ポンプ（１２）の運転速度に基づき
逆流警報を発生するステップからなる方法。
【請求項１３】　　前記ステップ（ａ）、（ｂ）の血液
流量を示す第１、及び第２の信号は、流量センサー（６
４）により発生され、そしてゼロではない平均血液流量
と、しきい値より小さい血液ポンプ（１２）運転速度に
対応して逆流警報を発生することを特徴とする請求項１
２に記載の方法。
【請求項１４】　　逆流警報は、前記非閉塞血液ポンプ
（１２）内の実際に血液が逆流する前に発生されること
を特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】　　（ｆ）前記ステップ（ａ）の前記第
１の信号が示す流量と、前記ステップ（ｂ）の前記第２
の信号が示す流量との差を判定することによって血流変
化を判定するステップと、（ｇ）第２の血液流量の変化
を発生させるため前記ステップ（ｆ）を繰り返すステッ
プと、（ｈ）前記ステップ（ｆ）で判定した血流変化と
前記ステップ（ｇ）で判定した第２の血流変化に基づき
平均血液流量変化率を判定するステップと、（ｉ）非閉
塞ポンプ（１２）の運転速度の第２の判定を行うため異
なる時期に前記ステップ（ｄ）を繰り返すステップと、
（ｊ）前記ステップ（ｄ）で判定したポンプ速度と、前
記ステップ（ｉ）で判定したポンプ速度との差に基づい
てポンプ（１２）の運転速度の変化を判定するステップ
から成り、前記ステップ（ｅ）で発生する逆流警報は、
前記ステップ（ｊ）で判定するポンプ（１２）の運転速
度と、前記ステップ（ｈ）で判定する平均血液流量変化
率に基づくことを特徴とする請求項１２または１４に記
載の方法。
【請求項１６】　　（ｆ）非閉塞ポンプの運転速度の第
２の判定を行うため異なる時期にステップ（ｄ）を繰り
返すステップと、（ｇ）前記ステップ（ｄ）で判定した
ポンプの運転速度が所定の速度しきい値より大きいかど
うかを判定するステップと、（ｈ）前記ステップ（ｆ）
で判定したポンプの運転速度が所定の速度しきい値より
小さいかどうかを判定するステップからなり、前記ステ
ップ（ｄ）で判定したポンプの運転速度が所定の速度し
きい値より大きく、前記ステップ（ｆ）で判定したポン
プの運転速度が所定の速度しきい値より小さいという前
記ステップ（ｇ）及び（ｈ）の判定に対応して逆流警報
を発生することを特徴とする請求項１２または請求項１
５に記載の方法。
【請求項１７】　　非閉塞血液ポンプ（１２）を有する
血液ポンプシステム（１０）の逆流警報発生方法で、（
ａ）第１回目のポンプ（１２）の運転速度の第１の判定
を行うため、非閉塞血液ポンプ（１２）の運転速度を判
定するステップと、（ｂ）第２回目のポンプ（１２）の
運転速度の第２の判定を行うため、異なる時期に前記ス
テップ（ａ）を繰り返すステップと、（ｃ）前記ステッ
プ（ａ）で判定したポンプ（１２）の運転速度が所定の
速度しきい値より大きいかどうかを判定するステップと
、（ｄ）前記ステップ（ｂ）で判定したポンプ（１２）
の運転速度が所定の速度しきい値より大きく、前記ステ
ップ（ｂ）で判定したポンプ（１２）の運転速度が所定
の速度しきい値より小さいというステップ（ｃ）及び（
ｄ）の判定に対応して逆流警報を発生するステップから
なる方法。
【請求項１８】　　（ｆ）ポンプ（１２）内の血液流量
または平均血液流量が非ゼロかどうかを判定するステッ
プからなり、前記ステップ（ｅ）で発生する逆流警報が
、前記ステップ（ｆ）で非ゼロと判定した血液流量に基
づくことを特徴とする請求項１７に記載の方法。