本發明涉及一種血液循環系統,其用于利用送血泵使被引流出來的血液進行循環。
本申請根據2014年8月20日在日本申請的日本特愿2014-167559號及2015年3月17日在日本申請的日本特愿2015-53600號而主張優先權,將其內容援引于此。
背景技術:
以往,在心臟手術等手術中、手術后,在使心臟成為停止或者接近停止的狀態時,根據需要廣泛使用人工心肺、用于輔助性地使血液循環的血液循環系統。
例如,如圖9所示,以往的具備人工心肺的人工心肺裝置(血液循環系統)500具備引流線501、容器502、血液線503、送血泵504、第一送血線505、人工肺506、以及第二送血線507。
引流線501將從患者(人體)P的靜脈接收到的血液輸送到容器502。引流線501例如由利用聚氯乙烯等樹脂形成的管構成。
容器502在內部具有槽,暫時積存被輸送過來的血液。
送血泵504經由對容器502與送血泵504進行連接的血液線503、及對送血泵504與人工肺506進行連接的第一送血線505,將積存在容器502中的血液輸送到人工肺506。例如,作為送血泵504,使用滾柱泵、離心泵等,利用來自送血泵控制部540的信號輸出來控制送血泵504。
人工肺506例如具備透氣性優異的中空纖維膜或平膜等,具有將血液中的二氧化碳排出并添加氧的功能。
第二送血線507接收在人工肺506中排出了二氧化碳并添加了氧的血液,并將其輸送到患者P的動脈。
為了操作這樣構成的人工心肺裝置500,需要高度的知識、技術,一般而言,根據醫師的指示,臨床工學技師通過手動操作來調整血液流量。
在臨床工學技師通過手動操作來調整血液流量時,例如,需要一邊確認引流的程度、患者的動脈壓,一邊用鉗子夾住引流線501,用鉗子夾住來調整引流線501中的血液流量。
另外,在調整血液流量時,例如,通過手動地操作送血泵(滾柱泵及離心泵)的轉速,從而調整送血泵的噴出量,因此,除了各線的調整之外,還需要復雜且高度的操作技術。
于是,例如,在專利文獻1中公開了如下技術:為了準確且簡易地操作由人工心肺裝置進行的引流流量的調整,通過夾住引流線501并使其變形,從而調整引流流量。
專利文獻1所記載的人工心肺裝置例如通過利用引流調節器操作部520來操作具有由一對夾持部件構成的夾持器和伺服馬達的引流調節器521,從而夾住引流線501并使其變形,調整經由引流線501引流的引流流量。
另外,例如,在專利文獻2中公開了如下技術:通過使引流調節器控制部與送血調節器控制部聯動,操作這些控制部中的任意一個,同時控制引流流量和送血流量,從而有效地調整人工心肺裝置中的血液流量。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國日本特開昭62-027966號公報
專利文獻2:日本國日本特開2006-020712號公報
技術實現要素:
本發明要解決的問題
但是,有的情況下,引流的血液的量根據手術的狀況等而變動,在引流流量大幅變動的情況下,有時難以將與引流流量相應的量的血液迅速且穩定地送血。
于是,尋求如下技術:在利用送血泵使引流出來的血液進行循環的血液循環系統中,使適當的流量的血液穩定地進行循環。
本發明是考慮到這樣的情況而完成的,其目的在于,提供一種在利用送血泵使引流出來的血液進行循環的血液循環系統中,能夠使適當的流量的血液穩定地進行循環的血液循環系統。
用于解決問題的技術方案
為了解決上述問題,本發明提出了以下的手段。
本發明的第一技術方案是一種血液循環系統,其能夠與人體連接,并利用送血泵將引流出來的血液送血到人體,具備:送血泵;引流線,其使引流出來的血液去往送血泵;送血線,其朝向人體輸送從送血泵傳送的血液;引流流量測量機構,其設置于引流線;以及控制部,控制部根據引流流量測量機構測量出的引流流量參數,以流過送血線的送血流量相對于流過引流線的引流流量成為特定范圍內的方式來控制基于送血泵的送血流量。
根據本發明的血液循環系統,由于控制部根據引流流量測量機構測量出的引流流量參數,以流過送血線的送血流量相對于流過引流線的引流流量成為特定范圍內的方式來控制基于送血泵的送血流量,因此能夠相對于引流流量確保特定范圍的送血流量。
其結果是,即使在引流流量發生了變動的情況下,也能夠將相對于引流流量在特定范圍內的血液送血到人體,能夠使適當的流量的血液穩定地循環。
在本發明中,引流線是指,構成血液循環系統的血液線中的、在從人體引流出來的血液去往送血泵的一側形成的血液線,更具體而言,是指去往容器等的血液線。另外,送血線是指,從送血泵去往人體側的血液線。
需要說明的是,在血液循環路中,關于比血液向空間開放的部位(例如容器)等位于更靠下游側、并且喪失了穩定的血液流量的連續性的血液線,有的情況下,不符合引流線或送血線。
另外,在指引流線和送血線中的一部分的情況下,為了便于說明,有的情況下也記載為血液線。
另外,在本發明中,相對于引流流量在特定范圍內是指,相對于引流流量設定的范圍內,利用相對于引流流量的流量差(例如,上限流量差、下限流量差)、比率等來表示送血流量相對于引流流量的偏差量。
在本發明中,所謂引流流量測量機構,當然包含測量引流流量本身的測量機構,但是,也包含用于測量各種引流流量參數的測量機構,該各種引流流量參數用于確定引流流量。
另外,所謂引流流量參數,當然包含引流流量本身,但是,也是與引流流量對應地變動的參數。也就是說,例如,包含引流線的流路截面積為已知的情況下的引流出來的血液的流速、用于確定該流速的參數(例如超聲波的頻率的變化)等、用于確定引流流量的各種參數。
另外,在本發明中,也包含如下技術方案:在根據引流流量參數以送血流量相對于引流流量成為特定范圍內的方式進行控制的情況下,不必算出引流流量,根據引流流量參數的測量值直接控制送血泵。
本發明的第二技術方案如下:在上述第一技術方案中,控制部根據引流流量測量機構測量出的引流流量參數,以流過送血線的送血流量與流過引流線的引流流量同步的方式來控制基于送血泵的送血流量。
根據本發明的血液循環系統,由于控制部根據引流流量測量機構測量出的引流流量參數,以流過送血線的送血流量與流過引流線的引流流量同步的方式,控制基于送血泵的送血流量,因此能夠將與引流出來的血液相等的量的血液送血到人體。
其結果是,即使在引流流量發生了變動的情況下,也能夠將與引流的量相等的量的血液送血到人體,能夠使適當的流量的血液穩定地循環。
在本發明中,流過送血線的送血流量與流過引流線的引流流量同步是指,使基于送血泵的送血流量與引流流量相等。也就是說,例如,容許因對送血泵的控制信號輸出的時間延遲、送血泵的響應時間而引起的誤差。
另外,所謂同步,當然包含引流流量與送血流量完全一致的情況,也包含大致一致的情況。
另外,所謂同步,也包含以下情況:利用送血泵,延遲預先設定的時間來對與引流流量相等的量的血液進行送血。
本發明的第三技術方案如下:在上述第一和第二技術方案中,具備修正處理設定部,控制部根據被輸入到修正處理設定部的修正處理數據,以基于送血泵的送血流量與引流流量對應的方式來進行修正。
根據本發明的血液循環系統,具備修正處理設定部,控制部根據被輸入到修正處理設定部的修正處理數據,以基于送血泵的送血流量與引流流量對應的方式來進行修正。因而,例如,在引流流量測量機構與送血泵的組合被改變,因引流流量測量機構和送血泵的個體差而導致根據引流流量參數控制的送血泵的送血流量不與引流流量對應的情況下,能夠以送血流量與引流流量對應的方式有效地修正。
本發明的第四技術方案如下:在上述第一至第三技術方案中,具備滾柱泵作為送血泵,控制部根據引流流量測量機構測量出的引流流量參數來控制滾柱泵的轉速。
根據本發明的血液循環系統,由于具備滾柱泵作為送血泵,控制部根據引流流量測量機構測量出的引流流量參數來控制滾柱泵的轉速,因此受到壓力的影響的狀況得以抑制,從而能夠通過控制轉速來確保穩定的送血流量。
本發明的第五技術方案如下:在上述第一至第三技術方案中,具備設置于送血線的送血流量測量機構,控制部將送血流量測量機構測量出的送血流量參數與引流流量測量機構測量出的引流流量參數進行對比,從而控制送血泵。
根據本發明的血液循環系統,由于具備設置于送血線的送血流量測量機構,控制部將送血流量測量機構測量出的送血流量參數與引流流量測量機構測量出的引流流量參數進行對比,從而控制送血泵,因此,能夠有效地減小送血流量與引流流量的差。
其結果是,能夠有效地使送血流量與引流流量對應,進行穩定的血液循環。
在本發明中,所謂送血流量測量機構,當然包含測量送血流量本身的測量機構,但是,也包含用于測量各種引流流量參數的測量機構,該各種引流流量參數用于確定送血流量。
另外,所謂送血流量參數,當然包含送血流量本身,但是,也是與送血流量對應地變動的參數。也就是說,例如,送血流量參數也包含送血線的流路截面積為已知的情況下的送血的血液的流速、用于確定該流速的參數(例如超聲波的頻率的變化)等、用于確定引流流量的各種參數。
另外,所謂將送血流量參數與引流流量參數進行對比,包含如下所有對比:在送血流量參數與引流流量參數為相同種類的情況下進行對比、在送血流量參數、引流流量參數為不同種類的情況下將它們直接對比、或者將任意一者或兩者轉換而使其成為能夠進行對比的形態來進行對比。
本發明的第六技術方案如下:在上述第五技術方案中,具備離心泵作為送血泵,控制部控制離心泵的轉速。
根據本發明的血液循環系統,由于具備離心泵作為送血泵,將送血流量測量機構測量出的送血流量參數與引流流量測量機構測量出的引流流量參數進行對比,控制部控制離心泵的轉速,因此能夠將與引流流量對應的送血流量迅速且穩定地送血。
本發明的第七技術方案如下:在上述第一至第六技術方案中,在引流線設置有流量調整機構。
根據本發明的血液循環系統,由于在引流線設置有流量調整機構,因此能夠有效地調整引流流量。
本發明的第八技術方案如下:在上述第一至第三、第五及第六技術方案中,在引流線和送血線這兩者設置有流量調整機構。
根據本發明的血液循環系統,由于在引流線和送血線這兩者設置有流量調整機構,因此能夠有效地調整血液流量。另外,在送血泵為離心泵的情況下,能夠在離心泵停止時防止血液逆流。
發明效果
根據本發明的血液循環系統,能夠使基于送血泵的送血流量與引流流量對應地送血。
其結果是,即使在引流流量發生了變動的情況下,也能夠使適當的流量的血液穩定地循環。
附圖說明
圖1是說明本發明的第一實施方式的人工心肺裝置的概略結構的回路圖。
圖2是說明本發明的第一實施方式的人工心肺裝置的控制部的概略結構的框圖。
圖3是說明在本發明的第一實施方式的人工心肺裝置中未使用修正處理的情況下的控制部的工作步驟的流程圖。
圖4是說明在本發明的第一實施方式的人工心肺裝置中使用修正處理的情況下的控制部的工作步驟的流程圖。
圖5是說明本發明的第二實施方式的人工心肺裝置的概略結構的回路圖。
圖6是說明本發明的第二實施方式的人工心肺裝置的控制部的概略結構的框圖。
圖7是說明在本發明的第二實施方式的人工心肺裝置中未使用修正處理的情況下的控制部的工作步驟的流程圖。
圖8是說明在本發明的第二實施方式的人工心肺裝置中使用修正處理的情況下的控制部的工作步驟的流程圖。
圖9是說明以往的人工心肺裝置的概略結構的圖。
具體實施方式
<第一實施方式>
以下,參照圖1~圖3,說明本發明的第一實施方式的人工心肺裝置(血液循環系統)。
圖1是說明本發明的第一實施方式的人工心肺裝置的概略結構圖,附圖標記100示出人工心肺裝置,附圖標記111示出引流流量傳感器,附圖標記120示出滾柱泵,附圖標記140示出控制部,附圖標記160示出修正處理設定部。
如圖1所示,人工心肺裝置100例如具備引流線101、容器102、血液線103、第一送血線(送血線)104、人工肺105、第二送血線(送血線)106、引流流量傳感器(引流流量測量機構)111、滾柱泵(送血泵)120、引流調節器(流量調整機構)121、控制部140、以及修正處理設定部160。
另外,引流線101、容器102、血液線103、滾柱泵120、第一送血線104、人工肺105、第二送血線106以該順序連接,引流調節器121、引流流量傳感器111以該順序配置在引流線101上。
而且,經由引流線101引流出來的血液經由第一送血線104、第二送血線106循環到患者(人體)P。
引流線101例如由利用聚氯乙烯等樹脂形成的管構成,一端能夠與患者P連接,將從靜脈接收到的血液輸送到容器102。
另外,在引流線101上根據需要而設置有用于監視血液的濃度、氧的濃度的傳感器等(未圖示)。需要說明的是,上述傳感器等也可以不設置在引流線101,取而代之設置在血液線103、第一送血線104。
容器102在內部具有槽,暫時積存被輸送過來的血液。
另外,在容器102上例如連接有:用于對患者P的手術區域的血液進行吸引的吸入線(未圖示);以及用于對右心室內的血液進行吸引的排出線(未圖示)。
血液線103為與引流線101同樣的結構,上游連接于容器102,下游連接于滾柱泵120,將從容器102接收到的血液輸送到滾柱泵120。
滾柱泵120例如具備:旋轉滾子;以及配置在旋轉滾子的外側且由柔軟的樹脂形成的管,通過旋轉滾子旋轉并捋一捋管而吸引、送出血液,從而將積存在容器102中的血液經由血液線103吸引,并且經由第一送血線104將血液輸送到人工肺105。
另外,滾柱泵120根據控制部140所輸出的旋轉控制信號來控制旋轉滾子的轉速,對與旋轉滾子的轉速相應的量的血液進行吸引、送血。
第一送血線104為與引流線101同樣的結構,上游連接于滾柱泵120,下游連接于人工肺105,將從滾柱泵120送出的血液輸送到人工肺105。
人工肺105例如具備透氣性優異的中空纖維膜或平膜等,排出血液中的二氧化碳并添加氧。
需要說明的是,人工肺105例如一體地形成有用于調整血液的溫度的換熱器。
第二送血線106為與引流線101同樣的結構,從人工肺105接收被排出了二氧化碳并添加了氧的血液,輸送到患者P的動脈。
需要說明的是,在第二送血線106上,例如設置有用于去除血栓、氣泡等血液中的異物的過濾器(未圖示)。
引流調節器121設置在引流線101,例如具備:由一對夾持部件構成的夾持器121A;使該夾持器121A動作的伺服馬達(未圖示);以及引流調節器操作部121B。操作者手動操作引流調節器操作部121B,利用伺服馬達調整夾持器121A的夾持量(夾入量),使引流線101的截面積變化來調整流過引流線101的引流流量。
引流流量傳感器(引流流量測量機構)111設置在引流線101上,例如將使用超聲波傳感器測量的引流流量參數信號傳送到控制部140,其中,該超聲波傳感器利用超聲波來測量血液的流速。
接下來,參照圖2,說明控制部140的概略結構。圖2是說明第一實施方式的控制部140的概略結構的框圖。
控制部140例如具備引流流量參數信號接收部141、引流流量算出部142、滾柱泵控制量算出部143、滾柱泵控制部144、以及修正處理數據接收部151。
另外,控制部140與引流流量傳感器111、修正處理設定部160、滾柱泵120由電纜連接。
在修正處理設定部160,例如能夠設定修正處理數據,該修正處理數據用于對引流流量傳感器111的每個個體的測量誤差、滾柱泵120的每個個體的送血流量特性(轉速與送血流量的關系)之差、因引流流量傳感器111與滾柱泵120的組合而產生的送血流量相對于滾柱泵120的轉速的偏差等進行修正、用于進行使送血流量相對于引流流量暫時增減的修正。
另外,修正處理數據例如優選利用送血流量相對于引流流量的偏差量(例如補償量、比率等)來定義,但是,如果能夠使根據滾柱泵120的送血流量相對于引流流量為特定范圍內,則也可以利用其它方法來定義。
另外,在本實施方式中,修正處理設定部160輸出執行修正處理時的修正處理執行指示。
在本實施方式中,修正處理數據例如優選根據預先確認過的引流流量傳感器111的測量誤差、滾柱泵120的每個個體的送血流量特性(轉速與送血流量的關系)與滾柱泵120的基本的送血流量特性的偏差量中的至少任意一者來設定。
另外,修正處理數據例如也可以根據在血液循環開始后產生的容器102中的液位的增減來設定。
引流流量參數信號接收部141與引流流量傳感器111連接,接收從引流流量傳感器111傳送的引流流量參數信號。
引流流量算出部142根據從引流流量參數信號接收部141傳送的信號來算出引流量。具體而言,例如,能夠利用由引流流量參數信號算出的引流流速(流量參數)、和引流線101的流路面積之積來算出引流流量。
修正處理數據接收部151從修正處理設定部160接收被修正處理設定部160設定的修正處理數據及修正處理執行指示。
滾柱泵控制量算出部143根據從引流流量算出部142接收到的引流流量,例如算出用于使基于滾柱泵120的送血流量與引流流量同步的(基于基本的送血流量特性的)轉速。基于基本的送血流量特性的轉速例如能夠使用表示滾柱泵120的轉速與送血流量的關系的數據表、表示滾柱泵120的轉速與送血流量的關系的計算式來算出。
而且,根據基于基本的送血流量特性的轉速和從修正處理數據接收部151接收到的修正處理數據來算出向滾柱泵120輸出的轉速。
需要說明的是,使基于滾柱泵120的送血流量與引流流量同步的技術方案是將送血流量相對于引流流量控制在特定范圍內(例如,用相對于引流流量的比率表示的范圍、用相對于引流流量的流量差表示的范圍內)的技術方案的一個方式。
滾柱泵控制部144將與從滾柱泵控制量算出部143接收到的控制量(修正后轉速)對應的信號輸出到滾柱泵120。
接下來,參照圖3,說明在第一實施方式的人工心肺裝置100中控制部140未進行修正處理的情況下的動作步驟。圖3是說明在人工心肺裝置100中未使用修正處理的情況下的控制部140的動作步驟的流程圖。
(1)首先,控制部140接收引流流量參數信號(S11)。
(2)接下來,控制部140根據接收到的引流流量參數信號來算出引流流量(S12)。
(3)接下來,控制部140根據接收到的引流流量,例如算出滾柱泵120的基于基本的送血流量特性的控制量(轉速)(S13)。
(4)接下來,控制部140對滾柱泵120輸出與控制量對應的信號(S14)。
如果執行了S14,轉移到S11。
上述S11~S14例如以規定的周期重復地被執行,直到手術完成而結束血液循環為止。
接下來,參照圖4,說明在第一實施方式的人工心肺裝置100中控制部140進行修正處理的情況下的動作步驟。圖4是說明在人工心肺裝置100中使用修正處理的情況下的控制部140的動作步驟的流程圖。
(1)首先,控制部140接收引流流量參數信號(S21)。
(2)接下來,控制部140根據接收到的引流流量參數信號來算出引流流量(S22)。
(3)接下來,控制部140根據接收到的引流流量來算出滾柱泵120的基于基本的送血流量特性的轉速(S23)。
(4)接下來,控制部140接收修正處理數據(S24)。
(5)接下來,控制部140根據修正處理數據對在S23中算出的滾柱泵120的基于基本的送血流量特性的轉速進行修正,算出對滾柱泵120輸出的控制量(修正后轉速)(S25)。
(6)接下來,控制部140對滾柱泵120輸出與控制量(修正后轉速)對應的信號(S26)。
如果執行了S26,轉移到S21。
上述S21~S26例如以規定的周期重復地被執行,直到手術完成而結束血液循環為止。
另外,根據第一實施方式的人工心肺裝置100,控制部140以基于滾柱泵120的送血流量與流過引流線101的引流流量同步的方式來控制滾柱泵120。因而,能夠將與引流出來的血液的量相適應的量的血液經由第一送血線104、人工肺105、第二送血線106送血到患者P。
其結果是,即使在引流流量發生了變動的情況下,也能夠使適當的流量的血液穩定地循環。
根據第一實施方式的人工心肺裝置100,具備修正處理設定部160,控制部140根據被輸入到修正處理設定部160的修正處理數據來修正引流流量傳感器111的測量特性、滾柱泵120的送血流量特性的偏差等。因而,根據第一實施方式的人工心肺裝置100,能夠有效地使基于滾柱泵120的送血流量與引流流量同步。
另外,根據第一實施方式的人工心肺裝置100,由于具備滾柱泵120作為送血泵,因此,難以受到壓力的影響,能夠以穩定的送血流量進行送血。
另外,根據第一實施方式的人工心肺裝置100,由于在引流線101上設置有引流調節器121,因此,經由引流線101引流的血液流量被適當調整。
另外,在第一實施方式的人工心肺裝置100中具備容器102,但是,人工心肺裝置100能夠將送血流量調整為與引流流量同步或特定范圍,抑制過度的負壓的發生。因而,在圖1的人工心肺裝置100中也可以不具備容器102,而是應用滾柱泵120,并作為輔助循環裝置(血液循環系統)而使用。
<第二實施方式>
接下來,參照圖5~圖8說明本發明的第二實施方式的人工心肺裝置(血液循環系統)。
圖5是說明本發明的第一實施方式的人工心肺裝置的概略結構圖,附圖標記200示出人工心肺裝置,附圖標記112示出送血流量傳感器(送血流量測量機構),附圖標記220示出離心泵(送血泵),附圖標記260示出修正處理設定部,附圖標記240示出控制部。
如圖5所示,人工心肺裝置200例如具備引流線101、容器102、血液線103、離心泵220、第一送血線(送血線)104、人工肺105、第二送血線(送血線)106、引流流量傳感器111、送血流量傳感器112、引流調節器(流量調整機構)121、送血調節器122、控制部240、以及修正處理設定部260。
另外,引流線101、容器102、血液線103、離心泵220、第一送血線104、人工肺105、第二送血線106以該順序連接,引流調節器121、引流流量傳感器111以該順序配置在引流線101上,送血調節器122、送血流量傳感器112以該順序配置在第一送血線104上。
需要說明的是,對于引流線101、容器102、血液線103、第一送血線104、人工肺105、第二送血線106、引流流量傳感器111、引流調節器121,由于與第一實施方式相同,因此省略說明。
送血流量傳感器(送血流量測量機構)112例如與引流流量傳感器111同樣使用超聲波傳感器,將測量結果傳送到控制部240。
離心泵220例如利用AC伺服馬達或DC伺服馬達來使葉輪葉片旋轉,經由血液線103吸引積存在容器102中的血液,并經由第一送血線104輸送到人工肺105。
另外,離心泵220的轉速通過反饋控制被控制為使由送血流量傳感器112測量的送血流量與由引流流量傳感器111測量的引流流量同步。
送血調節器122設置在第一送血線104,例如具備:由一對夾持部件構成的夾持器122A;使該夾持器122A動作的伺服馬達(未圖示);以及送血調節器操作部122B。而且,操作者通過手動操作送血調節器操作部122B,利用伺服馬達調整夾持器122A的夾持量(夾入量)而使第一送血線104閉塞,從而防止離心泵220停止時的血液的逆流。
接下來,參照圖6,說明控制部240的概略結構。圖6是說明第二實施方式的控制部240的概略結構的框圖。
控制部240例如具備引流流量參數信號接收部141、引流流量算出部142、離心泵控制量算出部243、離心泵控制部244、送血流量參數信號接收部245、送血流量算出部246、以及修正處理數據接收部151。
另外,控制部240與引流流量傳感器111、送血流量傳感器112、修正處理設定部260、離心泵220經由電纜連接。
需要說明的是,對于引流流量參數信號接收部141、引流流量算出部142、修正處理數據接收部151,由于與第一實施方式相同,因此,省略說明。
第二實施方式的離心泵220由于是反饋控制,因此,考慮因送血流量特性而引起的送血流量誤差的必要性較低。但是,引流流量傳感器111、送血流量傳感器112分別根據每個個體具有不同的測量特性。因而,當引流流量傳感器111與送血流量傳感器112的測量特性(測量誤差等)不同時,有的情況下,因引流流量傳感器111與送血流量傳感器112的組合而產生送血流量與引流流量的偏差。于是,優選修正因引流流量傳感器111與送血流量傳感器112的組合而產生的送血流量與引流流量的偏差。
于是,在修正處理設定部260中設定修正處理數據,該修正處理數據例如用于修正因上述引流流量傳感器111與送血流量傳感器112的組合而產生的偏差、修正送血流量相對于引流流量暫時的增減。
另外,修正處理數據例如優選利用送血流量相對于引流流量的偏差量(例如補償量、比率等)來定義。但是,如果能夠使基于離心泵220的送血流量相對于引流流量為特定范圍內,則也可以利用其它方法來定義修正處理數據。
另外,在本實施方式中,修正處理設定部260輸出執行修正處理時的修正處理執行指示。
在本實施方式中,修正處理數據例如優選根據預先確認過的引流流量傳感器111的測量特性與送血流量傳感器112的測量特性的偏差量來設定。
另外,修正處理數據例如也可以根據在血液循環開始后產生的容器102中的液位的增減來設定。
送血流量參數信號接收部245與送血流量傳感器112連接,接收從送血流量傳感器112傳送的送血流量參數信號。
送血流量算出部246根據從送血流量參數信號接收部245傳送的信號來算出送血流量。具體而言,例如利用從送血流量參數信號算出的送血流速(流量參數)、和第一送血線104的流路面積之積來算出送血流量。
離心泵控制量算出部243首先根據從引流流量算出部142接收到的引流流量,算出用于使基于離心泵220的送血流量與引流流量同步的目標送血流量。接下來,根據從修正處理數據接收部151接收到的修正處理數據來修正目標送血流量,算出修正后目標送血流量。對該修正后目標送血流量和從送血流量算出部246接收到的送血流量進行比較,離心泵控制量算出部243對向離心泵220輸出的控制量(修正后轉速)進行增減。
需要說明的是,利用離心泵220使送血流量與引流流量同步的技術方案是將送血流量相對于引流流量控制在特定范圍內(例如,用相對于引流流量的比率表示的范圍、用相對于引流流量的流量差表示的范圍內)的技術方案的一個方式。
另外,也可以不進行修正處理,而是利用在假定為沒有上述測量特性的偏差的情況下的轉速來控制離心泵220。
修正處理數據接收部151從修正處理設定部260接收被修正處理設定部260設定的修正處理數據及修正處理執行指示。
離心泵控制部244根據從離心泵控制量算出部243接收的控制量(修正后轉速),對離心泵220輸出與轉速對應的信號。
接下來,參照圖7,說明在第二實施方式的人工心肺裝置200中控制部240不進行修正處理的情況下的動作步驟。圖7是說明在人工心肺裝置200中不使用修正處理的情況下的控制部240的動作步驟的流程圖。
(1)首先,控制部240接收引流流量參數信號(S31)。
(2)接下來,控制部240根據接收到的引流流量參數信號來算出引流流量(S32)。
(3)接下來,根據在S32中算出的引流流量,控制部240算出目標送血流量(S33)。
(4)接下來,控制部240接收送血流量參數信號(S34)。
(5)接下來,根據接收到的送血流量參數信號,控制部240算出送血流量(S35)。
(6)接下來,對在S33中算出的目標送血流量、和在S35中算出的送血流量進行比較,例如算出(目標送血流量-送血流量),控制部240判斷是否(目標送血流量≧送血流量)(S36)。
在(目標送血流量≧送血流量)的情況下(S36:是),轉移到S37,在不是(目標送血流量≧送血流量)的情況下(S36:否),轉移到S38。
(7)根據S36中的差異(=(目標送血流量-送血流量)),控制部240算出對離心泵220的控制量(增加轉速)(S37)。
需要說明的是,在目標送血流量=送血流量的情況下,將控制量(增加轉速)設為零。
(8)根據S36中的差異(=(目標送血流量-送血流量)),控制部240算出對離心泵220的控制量(減少轉速)(S38)。
(9)接下來,控制部240對離心泵220輸出與在S37或S38中算出的控制量對應的信號(S39)。
如果執行了S39,轉移到S31。
上述S31~S39例如以規定的周期重復地被執行,直到手術完成而結束血液循環為止。
接下來,參照圖8,說明在第二實施方式的人工心肺裝置200中控制部240進行修正處理的情況下的動作步驟。圖8是說明在人工心肺裝置200中使用修正處理的情況下的控制部240的動作步驟的流程圖。
(1)首先,控制部240接收引流流量參數信號(S41)。
(2)接下來,控制部240根據接收到的引流流量參數信號來算出引流流量(S42)。
(3)接下來,控制部240根據在S42中算出的引流流量來算出目標送血流量(S43)。
(4)接下來,控制部240接收修正處理數據(S44)。
(5)接下來,控制部240根據修正處理數據來修正目標送血流量,算出修正后目標送血流量(S45)。
(6)接下來,控制部240接收送血流量參數信號(S46)。
(7)接下來,控制部240根據接收到的送血流量參數信號來算出送血流量(S47)。
(8)接下來,對在S45中修正的修正后目標送血流量、和在S47中算出的送血流量進行比較,例如算出(修正后目標送血流量-送血流量),控制部240判斷是否(修正后目標送血流量≧送血流量)(S48)。
在(修正后目標送血流量≧送血流量)的情況下(S48:是),轉移到S49,在不是(修正后目標送血流量≧送血流量)的情況下(S48:否),轉移到S50。
(9)根據S48中的差異(=(修正后目標送血流量-送血流量)),控制部240算出對離心泵220的控制量(增加轉速)(S49)。
需要說明的是,在修正后目標送血流量=送血流量的情況下,將控制量(增加轉速)設為零。
(10)根據S48中的差異(=(修正后目標送血流量-送血流量)),控制部240算出對離心泵220的控制量(減少轉速)(S50)。
(11)接下來,控制部240對離心泵220輸出與在S49或S50中算出的控制量對應的信號(S51)。
如果執行了S51,則轉移到S41。
上述S41~S51例如以規定的周期重復地被執行,直到手術完成而結束血液循環為止。
根據第二實施方式的人工心肺裝置200,由于控制部240將送血到第一送血線104的送血流量調整為與流過引流線101的引流流量同步,因此能夠將與引流出來的血液相等的量的血液送血到患者P。
其結果是,即使引流流量變動,也能夠確保與引流流量對應的適當的送血流量,從而能夠進行適當的血液循環。
根據第二實施方式的人工心肺裝置200,由于具備修正處理設定部260,控制部240根據被輸入到修正處理設定部260的修正處理數據,修正引流流量傳感器111與送血流量傳感器112的測量特性的偏差,因此,能夠有效地使基于離心泵220的送血流量與引流流量同步。
另外,根據第二實施方式的人工心肺裝置200,由于送血泵由離心泵220構成,因此,能夠以穩定的送血流量迅速地進行送血。
另外,根據第二實施方式的人工心肺裝置200,由于在引流線101設置有引流調節器121,因此,引流流量被適當調整。
另外,由于在第一送血線104設置有送血調節器122,因此,在離心泵220停止時,能夠閉塞第一送血線104來防止血液逆流。
需要說明的是,本發明不限定于上述實施方式,在不脫離發明的主旨的范圍內能夠進行各種變更。
例如,在上述實施方式中,說明了在人工心肺裝置100、200中使送血流量與引流流量同步的情況,但是,也可以調整為送血流量相對于引流流量成為特定范圍。
另外,在上述實施方式中,說明了人工心肺裝置100、200具備修正處理設定部160、260的情況,但是,能夠任意地設定是否具備修正處理設定部160、260。
另外,在具備修正處理設定部160、260的情況下,例如也可以在外部可拆卸地設置。
例如,在上述實施方式中,說明了作為引流流量測量機構、送血流量測量機構,分別使用測量血液的流速的引流流量傳感器111、送血流量傳感器112的情況,但是,也可以測量引流流速以外的引流流量參數(包含引流流量)、送血流速以外的送血流量參數(包含送血流量),來測量引流流量、送血流量。
另外,在上述實施方式中,說明了作為引流流量傳感器111、送血流量傳感器112,使用超聲波傳感器的情況,但是,也可以代替超聲波傳感器,而采用使用了激光、紅外線等公知的各種流量測量機構。
例如,在上述實施方式中,說明了送血泵是滾柱泵120、離心泵220的情況,但是,也可以使用除此以外的送血泵。
另外,在上述第一實施方式中,說明了在送血線上未設置流量調整機構的情況,但是,也可以在第一送血線104、第二送血線106上適當設置超聲波傳感器等流量傳感器(流量參數測量機構)。
另外,在第一實施方式中,說明了作為流量調整機構,設置引流調節器121,在第二實施方式中,設置引流調節器121、送血調節器122的情況。但是,在第一實施方式和第二實施方式中,也可以都不設置引流調節器121、送血調節器122,在設置流量調整機構的情況下,關于設置引流調節器121、送血調節器122中的任一者或者設置兩者、并且將引流調節器121、送血調節器122設置在引流線、送血線的哪個部位,能夠適當地設定。
另外,作為流量調整機構,也可以設置引流調節器121、送血調節器122以外的流量調整機構。
另外,在上述第一、第二實施方式中,說明了引流調節器121、引流流量傳感器111依次配置在引流線101上的情況,但是,也可以以引流流量傳感器111、引流調節器121的順序配置。
另外,在上述第二實施方式中,說明了送血調節器122、送血流量傳感器112依次配置在第一送血線104上的情況,但是,也可以不配置在第一送血線104上,取而代之,配置在第二送血線106上。另外,也可以以送血流量傳感器112、送血調節器122的順序配置。
另外,在上述實施方式中,在圖3、圖4、圖7、圖8中示出了用于控制本發明的滾柱泵120、離心泵220的流程圖的概略結構的例子,但是,也可以使用上述流程圖以外的方法(算法)來控制。
另外,在上述實施方式中,說明了將血液循環系統應用于人工心肺裝置100、200的情況,但是,例如,也可以應用在不具備心臟外科手術中的容器的輔助循環裝置(血液循環系統)等、人工心肺裝置以外的裝置中。
工業實用性
根據本發明的血液循環系統,在利用送血泵使引流出來的血液進行循環的情況下,能夠對適當的流量的血液穩定地進行送血。
附圖標記說明
P:患者(人體),100、200:人工心肺裝置(血液循環系統),101:引流線,102:容器,104:第一送血線(送血線),105:人工肺,106:第二送血線(送血線),111:引流流量傳感器(引流流量測量機構),112:送血流量傳感器(送血流量測量機構),120:滾柱泵(送血泵),121:引流調節器(流量調整機構),122:送血調節器(流量調整機構),140、240:控制部,160、260:修正處理設定部,220:離心泵(送血泵)。