JPH04325165A - 体内電子装置 - Google Patents

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、半導体集積回路技術さ
らには半導体装置の故障もしくは電圧異常検出に適用し
て特に有効な技術に関し、例えば生物の体内に埋設され
生体組織または臓器の代行もしくは補佐を行なう体内電
子装置に利用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばペースメーカのように、人
間やペットの体内に埋め込まれて生体組織または臓器の
代行をなす体内電子装置が種々開発されている。この種
の体内電子装置はそれが故障したり、バッテリが消耗す
ると生命の維持が危うくなり、最悪の場合には死に至る
こともある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の体内
電子装置にあっては、故障検出機能や電源電圧の低下を
検出する機能を備えていないため、定期的に通院して検
査を受ける必要があり、利用者の負担が大きいとともに
、故障や電圧異常の発見が遅れ重大な事故が発生するお
それがあるという問題点があった。

【０００４】本発明の目的は、体内電子装置の故障や電
圧異常を速やかに検出して重大な事故の発生を防止する
とともに、定期検診の回数を減らして利用者の負担を軽
減することにある。この発明の前記ならびにそのほかの
目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添
附図面から明らかになるであろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、体内電子装置の故障や電源電圧
の低下等の異常を検出する回路と、この回路によって異
常を検出した場合にそれを知らせる報知手段と、報知し
た事を記憶する手段とを体内電子装置に一体に設け、体
内に埋設するようにしたものである。なお、望ましくは
上記報知手段として、体外の発音手段もしくは発光手段
を起動させる信号を出力する送信回路、または人間用の
体内電子装置の場合には、人体に直接痛みや違和感を生
じさせる圧迫手段を用いる。

【０００６】さらに、上記異常検出手段としては、同一
回路を奇数個持たせておくとともに、それらの出力の多
数決をとる回路を設け、多数側の回路の出力を優先させ
るとともに、いずれかの回路の出力が他の回路の出力と
異なった場合に異常発生と判定させるようにする。さら
にまた、上記記憶手段は記憶情報を体内電子装置の外部
から読み出すことができるようにする。

【０００７】

【作用】上記した手段によれば、定期検診を受ける前で
あっても異常が発生するとそれを知ることができるため
、重大な事故の発生を未然に防止することができるとと
もに、異常検出回路を備えているため定期検診の回数を
減らすことが可能となり、これによって利用者の負担を
軽減することができるようになる。また、異常を検出し
たときの報知手段を備えているため、人間はもちろんペ
ットの体内に埋め込んだ場合にも体内電子装置の異常を
発見することができる。

【０００８】さらに、報知手段として、体外の発音手段
もしくは発光手段を用いた場合には、身に付けるのを忘
れていると異常が発生したことを認知できないおそれが
あるが、人間用の体内電子装置の場合には、人体に直接
違和感を生じさせる圧迫手段を用いているため、就寝中
においても異常が発生したことを知らしめることができ
るとともに、人体に埋設されているため身に付けている
煩わしさがなくしかも異常を確実に知らせることができ
る。

【０００９】また、多数決回路を用いた場合には故障が
発生した場合にも誤動作することが無く、安全性が保証
される。さらに、記憶手段には報知手段が動作した事を
記憶させ、外部から読み出すことによって、体内電子装
置が正しく動作した事を保証できる。

【００１０】

【実施例】図１には、本発明に係る体内電子装置の一実
施例が示されている。図１において、１は例えばペース
メーカのように生体の機能の一部を代行もしくは補佐し
たり、人工臓器等の動作を制御する制御装置のような半
導体チップ、２はその電源電圧を与える電池、３ａ，３
ｂは半導体チップ１に異常が発生したり電池２の電圧が
低下したときに人体の一部に痛み等を感じさせるための
電極である。

【００１１】上記制御用半導体チップ１は、目的とする
生体の機能を維持する上で必要となる信号を形成する機
能制御回路１１と、形成された制御信号の出力端子１２
と、機能制御回路１１の出力信号や内部信号をモニタし
て機能制御回路１１の故障および誤動作を検出する異常
検出回路１３と、上記電池２から供給されている電源電
圧Ｖｃｃのレベルの低下を検出する電圧レベル検出回路
１４とを備えている。

【００１２】また、この実施例の半導体チップ１には、
上記電極３ａ，３ｂに対して電圧を印加するためのスイ
ッチ素子１５と、上記異常検出回路１３や電圧レベル検
出回路１４からの検出信号に基づいて上記スイッチ素子
１５に対する制御信号を形成する信号形成回路１６と、
異常が検出された場合に異常が発生した事実や異常の内
容もしくは異常の発生を外部に知らせたこと等を記憶す
るメモリ回路１７が設けられている。さらに、半導体チ
ップ１には、上記スイッチ素子１５に電流が流れたこと
を検出する電流検出回路１８が設けられており、電流検
出回路１８は電流を検出すると検出信号を上記信号形成
回路１６に送るように構成されている。

【００１３】上記メモリ回路１７は、例えばＥＰＲＯＭ
のような書込み可能な不揮発性メモリにより構成され、
チップ１に設けられた端子１９を介して外部より上記メ
モリ回路１７に記憶されている内容を読みだすことが出
きるように構成されている。上記電極３ａ，３ｂとして
は人体に影響を与えないような材料を用いて形成するの
が望ましい。

【００１４】上記体内電子装置としての半導体チップ１
は、機能制御回路１１の異常もしくは誤動作が発生した
り電源電圧が低下すると、スイッチ素子１５がオンされ
て電極３ａ，３ｂ間に電流が流されるため、人体の神経
に痛みを感じさせたり、筋肉を収縮させることができる
ので、人間に容易に異常を知らしめることができる。ま
た、異常の発生と原因を記憶するメモリ回路１７が設け
られているため、メモリを調べることによって、検診の
際にどのような異常が発生しているのか容易に知ること
ができるとともに、体内電子装置が正常に動作した事を
確認することができる。また、メモリが異常の発生を記
憶しているにもかかわらず本人が認識できなかったとき
は、電極への通電による痛みや違和感の程度が弱かった
ためと推定することができ、その後の対応策を容易に決
定することができるようになる。

【００１５】なお、上記メモリ回路１７の出力端子１９
を生体の表面に露出させておいて制御装置としての半導
体チップを体内に埋設した状態のままで点検を行なえる
ように構成しても良い。

【００１６】図２には上記実施例における異常検出方式
の一例が示されている。この実施例では、同一構成の機
能制御回路１１が３つ設けられ、各回路から抽出された
同一信号が多数決回路２０に入力されており、多数決回
路２０は３つの信号を比較してそのうち一つが他の信号
と異なっている場合に、異常検出信号Ｓｄと選択信号Ｓ
ＥＬを出力する。また、これとともに、３つの機能制御
回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃから出力される制御信号の
うち一つを選択する選択回路２１が設けられており、こ
の選択回路２１は上記多数決回路２０からの選択信号Ｓ
ＥＬによって、互いに一致している制御信号のいずれか
一方を外部へ出力させるように構成されている。機能制
御回路１１は３個に限定されず、奇数個でありさえすれ
ばよい。これによって、例えいずれかの機能制御回路が
故障しても正しい制御信号が出力されるので、フェール
セーフの機能が高くなる。

【００１７】図３には、上記電圧レベル検出回路１４の
一構成例が示されている。すなわち、この電圧レベル検
出回路１４は、予め設定した検出レベルとしての基準電
圧を発生する基準電圧回路４１と、演算増幅器等からな
るコンパレータ４２およびシュミットトリガ回路のよう
なヒステリシス回路からなる信号形成回路４３とによっ
て構成されている。コンパレータ４２は、チップに供給
されている電源電圧Ｖｃｃが基準電圧Ｖｒｅｆよりも下
がると出力が反転する。この出力をヒステリシス回路４
３を通すことによって電源電圧の変動やノイズによる誤
った検出を防止することができる。

【００１８】図４には体内電子装置の異常の発生を人間
に知らせる報知手段の他の実施例が示されている。この
実施例の報知手段は、電磁ソレノイド３１と磁性材料か
らなる磁性片３２とにより構成されており、上記磁性片
３２が人体内の神経細胞Ｃを挾んで上記電磁ソレノイド
３１の先端と対向するように埋設され、電磁ソレノイド
３１がスイッチ１５によって励磁されたときに神経細胞
Ｃに痛みを与えて確実に知らしめることができるように
されている。上記磁性片３２の表面は人体に影響を与え
ない材料で被覆しておくのが望ましい。

【００１９】図５には、報知手段の第３の実施例が示さ
れている。この実施例の報知手段は、圧縮空気を封入し
た容器３３と、この容器の口に接続され途中に電磁バル
ブ３４を有するホース３５と、ホース３５の先端に接続
された膨張体（風船）３６とによって構成されており、
制御用半導体チップ１が異常を検出すると、スイッチ１
５がオンされて信号形成回路１６が電磁バルブ３４の駆
動源３７を作動させてバルブを開放し、膨張体３６をふ
くらせませて、人体に圧迫感を与えることで異常の発生
を知らしめるようになっている。

【００２０】なお、上記実施例では人体に埋め込まれた
体内電子装置の異常を検出する装置を例にとって説明し
たが、この発明は人体用の体内電子装置に限定されるも
のでなく、ペット用の体内電子装置にも適用することが
できる。ただし、ペットは人間と異なり、体への痛みや
違和感を与えても異常の発生に気付くことができない。 そこで、そのような場合には、報知手段として送信器を
用い、飼い主がスピーカもしくは発光ランプ付きの受信
器を持っていることで、体内電子装置の異常の発生を速
やかに知ることができるようにすることが可能である。 また、送信器の代わりにスピーカを直接体内に埋設した
り、発光ランプを生体表面の露出させておくようにして
もよい。

【００２１】以上説明したように、上記実施例は、体内
電子装置の故障や電源電圧の低下等の異常を検出する回
路と、この回路によって異常を検出した場合にそれを知
らせる報知手段とを体内電子装置に一体に設け、体内に
埋設するようにしたので、定期検診を受ける前であって
も異常が発生するとそれを知ることができるため、重大
な事故の発生を未然に防止することができるとともに、
異常検出回路を備えているため定期検診の回数を減らす
ことが可能となり、これによって利用者の負担を軽減す
ることができるようになる。

【００２２】また、上記報知手段として、体外の発音手
段もしくは発光手段を起動させる信号を出力する送信回
路、または人間用の体内電子装置の場合には、人体に直
接痛みや違和感を生じさせる圧迫手段を用いるようにし
たので、異常を検出したときの報知手段を備えているた
め、人間はもちろんペットの体内に埋め込んだ場合にも
体内電子装置の異常を発見することができる。しかも、
報知手段として、体外の発音手段もしくは発光手段を用
いた場合には、身に付けるのを忘れていると異常が発生
したことを認知できないおそれがあるが、人間用の体内
電子装置の場合には、人体に直接違和感を生じさせる圧
迫手段を用いているため、就寝中においても異常が発生
したことを知らしめることができるとともに、人体に埋
設されているため身に付けている煩わしさがなくしかも
異常を確実に知らせることができる。

【００２３】さらに、上記異常検出手段として、同一回
路を奇数個持たせておくとともに、それらの出力の多数
決をとる回路を設け、多数側の回路の出力を優先させる
とともに、いずれかの回路の出力が他の回路の出力と異
なった場合に異常発生と判定させるようにしたので、故
障が発生した場合にも誤動作することが無く、安全性が
保証されるという効果がある。さらにまた、上記実施例
では異常が発生した場合にそれを記憶する記憶手段を設
けているので、万が一、体内電子装置の故障で重大な事
故が発生した場合にも、この記憶装置の内容を調べるこ
とによってその原因を解析したり、装置の改良等のデー
タとして利用することができる。

【００２４】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上
記実施例では制御装置としての半導体チップ１がワンチ
ップで構成されているが、複数のチップで構成されてい
ても良い。以上の説明では主として本発明者によってな
された発明をその背景となった利用分野である体内電子
装置に適用した場合について説明したが、この発明はそ
れに限定されるものでなく、機械式の人工臓器の故障検
出装置等に利用することができる。

【００２５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、体内電子装置の故障や電圧
異常を速やかに検出して重大な事故の発生を防止すると
ともに、定期検診の回数を減らして利用者の負担を軽減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る体内電子装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】実施例における異常検出方式の一例を示すブロ
ック図である。

【図３】電圧レベル検出回路の具体的回路構成例を示す
ブロック図である。

【図４】報知手段の他の実施例を示すブロック図である
。

【図５】報知手段のさらに他の実施例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１　　半導体チップ（制御装置） ３ａ，３ｂ　　電極 １２　　制御信号出力端子 １５　　スィッチ素子 １９　　メモリ出力端子 ３１　　ソレノイド ３２　　磁性片 ３３　　高圧容器 ３４　　バルブ ３５　　ホース ３６　　膨張体（風船） ３７　　バブル駆動源 ４２　　コンパレータ ４３　　信号形成回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも内部回路の故障および電源
   電圧の低下を検出する異常検出回路と、この回路によっ
   て異常が検出された場合にそれを知らせる報知手段とを
   備えてなることを特徴とする体内電子装置。
2. 【請求項２】　　上記報知手段として、体外の発音手段
   もしくは発光手段を起動させる信号を出力する送信回路
   または人体に直接痛みや違和感を生じさせる圧迫手段を
   用いるようにしたことを特徴とする請求項１記載の体内
   電子装置。
3. 【請求項３】　　同一回路を奇数個備えるとともに、上
   記異常検出手段として、上記奇数個の同一回路の出力の
   多数決をとる多数決回路を用い、多数側の回路の出力を
   有効出力として優先的に使用しかつ奇数個の同一回路の
   うちいずれかの回路の出力が他の回路の出力と異なった
   場合に異常発生と判定して上記報知手段を駆動するよう
   にしたことを特徴とする請求項１または２記載の体内電
   子装置。
4. 【請求項４】　　上記異常検出手段によって異常を検出
   し、上記報知手段を動作させた事を記憶する手段を設け
   た事を特徴とする請求項１または２または３記載の体内
   電子装置。