JPS60106463A - 人工臓器監視装置 - Google Patents

人工臓器監視装置

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JPS60106463A
JPS60106463A JP58213749A JP21374983A JPS60106463A JP S60106463 A JPS60106463 A JP S60106463A JP 58213749 A JP58213749 A JP 58213749A JP 21374983 A JP21374983 A JP 21374983A JP S60106463 A JPS60106463 A JP S60106463A
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artificial
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optical
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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】 ［技術分野］ 本発明は、例えば人工心臓のような可動部を有する人工
臓器の動作状態を監視するための監視装置に関する。
［従来技術］ 例えば人工心臓は、長期にわたる使用実績がないのと、
駆動装置を含めた小型化が難しいこと等の理由から、現
在はまだ人体内に埋込む型（完全人工心臓）よりも人体
の外に装着する型（補助心臓）のものが多い。補助心臓
は１手術中および手術後の患者の体力の低下を補うため
に一時的に使用されることが多い。
ところで、この種の人工心臓の使用にあたっては常時そ
の作動状態を監視する必要がある。すなわち、駆動装置
８人工心臓又は患者自体に異常が生ずると、人工心臓の
内部でどのような故障が生ずるか予期できないし、異常
が生じた場合にどのような処置を施せばよいかは人工心
臓の内部を見ないと分からない。
通常の人工心臓は透明のものが多く、このままであれば
その作動状態は外部から直接見ることができる。しかし
ながら、動物実験の場合は別として、実際に人間に補助
心臓を装着する場合には、人工心臓チューブの人体から
の引き出し部分等からの細菌感染の防止等の理由により
、人工心臓を布や包帯で覆わなければならない。このた
め５実際の人工心臓の作動状態は、人体装着後は見るこ
とができない。
［目的］ 本発明は、人体に装着した後に人工臓器が布等で覆われ
ても、その実際の作動状態を常時監視しつる人工臓器監
視装置を提供することを目的とする。
［構成］ 光ファイバを使用すると、局部の像情報をそのまま光と
して離れた位置に伝送することができ、ビデオカメラ等
を使用すると光ファイバによって伝送される光をテレビ
信号等に変換することができる。そこで、本発明におい
ては、人工臓器の可動部すなわち監視すべき部分に向け
て光ファイバの一端を配置するとともに、人工臓器の可
動部を照明する照明灯を設け、光ファイバの他端にビデ
オカメラ等の光／電気変換手段を接続し、その出３− 力信号をモニタテレビ等に可視表示する。
例えば光ファイバ、ビデオカメラ等を備える内視鏡等に
おいては、光フアイバ自体に照明装置が内蔵されている
。しかし、人工心臓等にあってはその可動部分が血液で
満たされるから、内視鏡等では監視すべき部分を全て十
分な解像度で撮像するのは難しい。そこで、本発明の１
つの好ましい態様においては、撮像用光ファイバから独
立した位置に照明灯を少なくとも１つ設け、更に好まし
くは照明灯の光を光ファイバを介して人工臓器に導く。
また本発明の１つの好ましい態様においては、撮像用光
ファイバの光軸に対向する位置に少なくとも１つの反射
鏡を設けて、監視しうる領域を大きくする。
また、人工臓器は一般に比較的大型の駆動装置で駆動さ
れるから、この種の人工臓器を監視する場合には常時そ
の近傍に人工臓器駆動装置が存在する。したがって、本
発明の１つの好ましい態様においては、モニタテレビ、
監視装置制御用スイッチ等を人工臓器駆動装置に設ける
。このようにす４− れば、モニタテレビで実際の人工臓器の作動状態を監視
しながら、その駆動パラメータの設定を変更することが
できる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図に、本発明を実施する一形式の人工心臓駆動装置
（バルーンポンプも駆動できる）■の外観を示す。第１
図を参照すると、１ａが操作部、１ｂが表示部、ｌｃが
接続部である。装置に向かって右側の接続部１ｃには、
チューブ２ａ、２ｂおよびリモコン用光フアイバケーブ
ルＦＢＯが接続されており、光ファイバＦＢＯの先端に
リモート操作ボードＲＥＭが接続されている。
チューブ２ａおよび２ｂには、それぞれ人工心臓６０Ｌ
および６０Ｒ（第４図参照）が接続されている。装置に
向かって右側の接続部には、撮像用の光フアイバケーブ
ルＦＢＩおよび照明用の光フアイバケーブルＦＢ２が接
続されている。後述するように、光フアイバケーブルＦ
ＢＩにはビデオカメラＣＡＭが接続されており、ＦＢ２
には照明灯ＬＭＰが接続されている。ビデオカメラＣＡ
Ｍおよびり、ＭＰは、人工心臓６０Ｌ、６０Ｒの実際の
作動状態を監視するために備わっている。ビデオカメラ
ＣＡＭの出力を表示するモニタテレビＴＶが表示部１ｂ
に備わっている。３はキャスターである。
第２ａ図および第２ｂ図に、リモート操作ボードＲ，Ｆ
　Ｍの機械的な構成を示す。第２ａ図および第２ｂ図を
参照して説明する。操作ボードのケースＲＥａは、合成
樹脂で形成されている。スイッチを操作できるように、
パネルの−Ｌ面のスイッチの部分には四角形の穴がおい
ており、その部分は薄い樹脂シートＲ，Ｅｂで覆っであ
る。プリント基板ＰＷＢ　］およびＰＷＢ２は互いに接
続して一体にしである。プリント基板ＰＷＢ　］および
ＰＷＢ２上には、１７個ノスイソチＳＷＩ、ＢＯ−Ｂ１
５、バッテリー、スピーカＳＰ、光／電気変換器。
電気／光変換器等が配置しである。
第３ａ図および第３ｂ図に、人工心臓６０Ｌとその作動
状態を監視する装置の一部を示す。第３ａ図および第３
ｂ図を参照して説明する。人工心臓６０１−は、監視用
ケース１００に６０ａ、６０ｂの部分でねじ止めされて
いる。この例では、人工心臓６０Ｌの厚み方向と直交す
る平面で、人工心臓６０Ｌの可動部分と対向するように
、撮像用の光ファイバーＦＢＩと照明用の光ファイバー
ＦＢ２が互いに直交するように配置しである。また、光
ファイバーＦＢＩおよびＦＢ２の光軸を延長した位置に
反射鏡ＭＲＩを配置しである。なお、内視鏡と同じよう
に、光ファイバＦＢＩにも照明の機能が備わっており、
また光ファイバーＦＢＩは、先端が傾動可動になってお
り、これは遠隔制御できる。
第４図に、第１図に示す装置のシステム構成を示す。第
４図を参照すると、６０Ｌおよび６０Ｒが人工心臓であ
り、６０Ｂは大動脈内バルーンポンプである。流体駆動
ユニットＦＤＵには３つの流体駆動出力端が備わってい
るが、実際には人工心臓６０Ｌおよび６０Ｒとバルーン
ポンプ６０Ｂを同時に使用する状況は考えられないので
、そのうちの２７一 つのみが同時に作動しうる構成になっている。流体部°
動ユニットＦＤＵを制御する電子制御ユニットＥＣＵに
は、リモート操作ボードＲＥＭ、照明灯ＬＭＰおよびビ
デオカメラＣＡＭが接続されている。ビデオカメラの信
号出力端はモニタテレビＴＶに接続されている。リモー
ト操作ボードＲＥＭと電子制御ユニットＥＣＵは、前述
のように光フアイバケーブルＦＢＯで接続されている。
第５図に、第４図の流体駆動ユニットＦＤＵの構成を示
す。まず概略を説明すると、このユニットＦＤＵにはコ
ンプレッサ７１．真空ポンプ７２゜空気圧制御機構ＡＤ
ＵＬおよびＡＤＵＲ，ガス駆動機構ＧＤＵＬ、ＧＤＵＲ
Ａ、ＧＤＵＲＢ、ヘリウムガスタンクＨＴＡおよび減圧
弁６１が備わっている。ガス駆動機構ＧＤＵＬの入力端
は空気圧制御機構Ａ　Ｄ　Ｕ　Ｌの出力端に接続されて
おり、ガス駆動機構ＧＤＵＲＡおよびＧＤＵＲＢの入力
端は空気圧制御機構ＡＤＵＲの出力端に共通に接続され
ている。ガス駆動機構ＧＤＵＬ、ＧＤＵＲＡおよびＱＤ
ＵＲＢの出力端は、それぞれ人工心臓８− ６０Ｌ、６０Ｒおよびバルーンポンプ６０Ｂに接続され
ている。
空気圧制御機構ＡＤＵＬを説明する。この機構には、６
つの電磁弁５１，５２，５３，５４，５５および５６が
備わっている。電磁弁５１．５２および５３が正圧生成
用に使用され、電磁弁５４゜５５および５６が負圧生成
用に使用される。電磁弁５１および５２はアキュームレ
ータＡＣＩの内部に備わっており、電磁弁５４および５
５はアキュームレータＡＣ２の内部に備わっている。電
磁弁５１および５３の入力端がコンプレッサ７１の出力
端に接続されており、電磁弁５４および５６の入力端（
流体の流れ方向に関しては下流側）が真空ポンプ７２の
負圧出力端に接続されており、電磁弁５２，５３，５５
および５６の出力端が空気圧制御機構ＡＤＵＬの出力端
に接続されている。
ＰＳｌおよびＰＳ２は、それぞれアキュームレータＡＣ
ＩおよびＡＣ２内部の圧力を検出するための圧力センサ
である。空気圧制御機構ＡＤＵＲの構成はＡＤＵＬと同
一である。
次に、ガス駆動機構ＧＤＵＬを説明する。この機構には
、電磁弁５７．５８，５９．流体アイソレータＡＧＡ等
が備わっている。流体アイソレータＡＧＡの１次側（空
気側）には機械式弁ＶＡＩを介して前記空気圧制御機構
ＡＤＵＬの出力端が接続されている。電磁弁５７は入力
端が流体アイソレータＡＧＡの１次側に接続され、出力
端が大気に開放されている。電磁弁５９は入力端が減圧
弁６１の出力端に接続され、出力端が流体アイソレータ
ＡＧＡの２次側に接続されている。電磁弁５８は入力端
が流体アイソレータＡＧＡの２次側に接続され、出力端
が前記アキュームレータＡＣ２の内部に接続されている
。流体アイソレータＡＧＡの１次側および２次側には、
それぞれ圧力センサＰＳ３およびＰＳ４が備わっている
。ガス駆動機構ＧＤＵＲＡおよびＧＤＵＲＢの構成は、
ＧＤＵＬと同様である。
第６図に、第４図に示す電子制御ユニットＥＣＵの構成
を示す。第８図を参照すると、電子制御ユニットＥＣＵ
は、制御ユニットＣ０ＮＩ、ＣＯＮ２およびＣ０Ｎ３、
リモコン用受信ユニットＳＲＵ、本体側操作ボードＭＯ
Ｂ、表示ユニットＤＳＰＵおよびスコープ及ランプ制御
ユニット５ＬＣＵでなっている。
制御ユニットＣ０Ｎ１は、空気圧制御機構ＡＤＵＬおよ
びＡＤＵＲの圧力センサＰＳ１およびＰＳ２の出力信号
を監視して、アキュームレータＡＣ１およびＡＣ２内部
の圧力が設定された圧力と一致するように、電磁弁５１
および５２を開閉制御する。
制御ユニットＣＯＮ２は、空気圧制御機構ＡＤＵＬおよ
びＡＤＵＲの電磁弁５２，５３．５５および５６を、設
定された心拍周期、左および右のそれぞれの継続時間（
Ｓｙｓｔｏｌｉｃ　Ｄｕｒａｔｉｏｎ）（又はデユーテ
ィ）等に応じた所定タイミングで開閉制御する。
ｆｓ制御ユニットＣ０Ｎ３は、ガス駆動機構ＧＤＵＬ。
ＧＤＵＲＡおよびＱＤＵＲＢの電磁弁５７，５８および
５９を制御する。但し、ＧＤＵＲＡとＧＤＵＲＢを同時
に制御することはない。ＧＤＵＬと１ｌ− ＧＤＵＲＡの制御は、圧力センサＰＳ３およびＰＳ４Ω
出力信号（ＰＧＩ、ＰＯ２）を監視して行なうが、ＧＤ
ＵＲＢの制御では圧力センサＰＳ３の出力信号は監視し
ない。
表示ユニットＤＳＰＵは、多数の７セグメント表示器で
なっており、制御ユニットＣ０ＮＩ、ＣＯＮ２およびＣ
０Ｎ３に接続されている。本体側操作ボードＭＯＢは、
制御ユニットＣ０ＮＩ、ＣＯＮ２．Ｃ０Ｎ３およびスコ
ープ及ランプ制御ユニット５ＬＣＵに接続されている。
リモコン用受信ユニットＳＲＵの各々の出力ラインは、
本体側操作ボードＭＯＢの対応する信号ラインと同様に
接続されている。
第７図に、第６図のスコープ及ランプ制御ユニット５Ｌ
ＣＵの構成を示す。このユニット５ＣＬＵは、バッファ
ＢＦ４．ソリッドステートリレー５ＳＲ２２，５ＳＲ２
３，インバータＩＮＩ、ＩＮ２、ＡＣ／ＤＣ変換器（す
なわち直流電源装置）ｐｏｗｌ、ＰＯＷ２等でなってお
り、５ＳＲ２２の出力端子が照明灯ＬＭＰに、ＰＯＷＩ
の出力端１２− 子がビデオカメラＣＡＭに、それぞれ接続されている。
ＰＯＷ２は、バッファＢＦ４．インバータＴＮＩ、ＩＮ
２．ソリッドステートリレー５ＳＲ２２および５ＳＲ２
３を制御するための直流電圧を生成する。
第８図に、第６図の本体側操作ボードＭＯＢの構成を示
す。第８図を参照して説明する。本体側操作ボードＭＯ
Ｂは、２０個のスイッチＳＯ〜Ｓ１９と抵抗器アレイＲ
ＥＡでなっている。スイッチＳＯ〜Ｓ１５は、それぞれ
前記リモート操作ボードＲＥＭに備わったスイッチＢＯ
−Ｂ１５と同一の機能を果たす。各スイッチＳＯ〜８１
９の機能は、それぞれ、リモート０Ｎ１０ＦＦ　（ＲＥ
　Ｍを有効にするかどうか）、一時停止（電磁弁５２，
５３゜５５および５６の動作を止める）、Ｌ側圧圧ＵＰ
。
Ｒ側圧圧ＵＰ、Ｌ側圧圧ＤＯＷＮ、Ｒ側止圧ＤＯＷＮ、
Ｌ側負圧ＵＰ、Ｒ側負圧ＵＰ、Ｌ側角圧ＤＯＷＮ、Ｒ側
角圧ＤＯＷＮ、Ｌ側デユーティＵＰ。
Ｒ側デユーティＵＰ、Ｌ側デユーティＤ　ＯＷ　Ｎ　＋
Ｒ側デユーティＤ　ＯＷＮ　、心拍数ＵＰ、心拍数ＤＯ
ＷＮ、ビデオカメラオン、照明灯オン、空気抜き指示°
および補助心臓／バルーン選択指示である。
ビデオカメラオン信号ラインおよび照明灯オン信号ライ
ンが、第７図のコネクタＪ１３に接続されている。した
がって、スイッチＳＬ６をオンすると、ソリッドステー
トリレー５ＳＲ２３がオンしテＡＣ／ＤＣ変換器ＰＯＷ
１の入力端ニＡｃ１ｏＯＶが印加されて、ビデオカメラ
ＣＡＭに電源（ＤＣ１２Ｖ）が供給され、スイッチ８１
７をオンすると、ソリッドステートリレー５ＳＲ２２が
オンして照明灯ＬＭＰに電源（ＡＣｌｏｏＶ）が供給さ
れる。
監視装置を実際に使用する場合、人工心臓装着時に、第
３ａ図および第３ｂ図に示すように光フアイバケーブル
ＦＢＩおよびＦＢ２と人工心臓とを一体とし、その後で
ケース１００の上から布や包帯を被せる。監視する場合
には、人工心臓駆動装置１の操作部１ａに備わったスイ
ッチＳ１６をオンすれば、表示部１ｂのモニタテレビＴ
ＶにビデオカメラＣＡＭで撮像された像が表示される。
これを見ながら操作部１ａの各種パラメータ設定用スイ
ッチを操作すれば、最良の条件が得られるように人工心
臓を駆動しうる。
なお、光ファイバＦＢＩおよびＦＢ２を配置する位置は
上記実施例の位置に限らず、例えば第９ａ図および第９
ｂ図に示すように互いに対向させてもよいし、第１０ａ
図および第１０ｂ図に示すように互いに直交させてもよ
い。また、実施例では反射鏡を１つのみとしたが、２つ
以上としてもよいし、曲面状のものを用いてもよい。
［効果］ 以上のとおり、本発明によれば患者に装着された状態の
人工臓器の実際の作動状態を常時監視することができる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を実施する一形式の人工心臓駆動装置
の斜視図である。 第２ａ図および第２ｂ図は、それぞれリモート操作ボー
ドＲＥＭの平面図および正面図である。 第３ａ図は、監視装置を装着した人工心臓を示す平面図
、第３ｂ図は第３ａ図のｍｂ−ｍｂ線断−１５＝ 面図である。 第４図は、第１図に示す装置のシステム構成を示すブロ
ック図である。 第５図は、第４図の流体駆動ユニットの構成を示すブロ
ック図である。 第６図は、第４図の電子制御ユニットの構成を示すブロ
ック図である。 第７図は、第６図のスコープ＆ランプ制御ユニットの構
成を示すブロック図である。 第８図は、第６図の本体側操作ボードの構成を示す電気
回路図である。 第９ａ図および第９ｂ図は、それぞれ本発明の変形例に
おける光ファイバの位置を示す横断面図および縦断面図
である。 第１０ａ図および第１０ｂ図は、それぞれ本発明のもう
１つの変形例における光ファイバの位置を示す横断面図
および縦断面図である。 １：人工心臓駆動装置 ６０Ｌ、６０Ｒ：人工心臓（人工臓器）ＦＢＩ：撮像用
光ファイバ（光ファイバ）１６− ＦＢ２：照明用光ファイバ ＣＡＭ：ビデオカメラ（光／電気変換手段）Ｔｖ：モニ
タテレビ（像表示手段） ＬＭＰ　？照明灯（照明手段） ＭＲＩ：反射鏡 特許出願人　アイシン精機株式会社　他１名東７　図 ＰＯＷ２ 東８図 第９ａ図 第１０ａ図 東ｉｏｂ図 −ｂｚ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）可動部を有する人工臓器； 前記人工臓器の可動部に一端を対向させて該人工臓器に
    固定した、像情報を離れた位置に伝送する光ファイバ； 前記光ファイバの他端に結合した、光／電気変換手段； 前記光／電気変換手段に接続した像表示手段；および 前記人工心臓の可動部に向けて光を発する照明手段； を備える人工臓器監視装置。
  2. （２）照明手段は、前記光ファイバの先端に対向する位
    置に配置された、前記特許請求の範囲第（１）項記載の
    人工臓器監視装置。
  3. （３）照明手段は、前記光フアイバ先端の軸と実質上直
    交する位置に配置された、前記特許請求の範囲第（１）
    項記載の人工臓器監視装置。
  4. （４）照明手段は、照明光を人工臓器に導く光ファイバ
    を備え、その光源は人工臓器から離れた位置に配置され
    た、前記特許請求の範囲第（１）項、第（２）項又は第
    （３）項記載の人工臓器監視装置。
  5. （５）人工臓器は、前記光ファイバの光軸の延長線上に
    配置された少なくとも１つの光反射手段を備える、前記
    特許請求の範囲第（１）項記載の人工臓器監視装置。
  6. （６）光／電気変換手段はビデオカメラであり、像表示
    手段はモニタテレビである、前記特許請求の範囲第（１
    ）項記載の人工臓器監視装置。
  7. （７）光／電気変換手段および照明手段の少なくとも一
    方を制御するスイッチ、および像表示手段を人工臓器駆
    動装置に配置した、前記特許請求の範囲第（１）項記載
    の人工臓器監視装置。
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