特開 2023-88280 治療補助機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023088280

(43)【公開日】2023-06-26

(54)【発明の名称】治療補助機器

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20230619BHJP

   A61M 1/36 20060101ALI20230619BHJP

【ＦＩ】

H02J1/00 309D

H02J1/00 310L

A61M1/36 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022186747

(22)【出願日】2022-11-22

(31)【優先権主張番号】P 2021202362

(32)【優先日】2021-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000153030

【氏名又は名称】株式会社ジェイ・エム・エス

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(72)【発明者】

【氏名】森 駿太

(72)【発明者】

【氏名】藤綱 伊織

【テーマコード（参考）】

4C077

5G165

【Ｆターム（参考）】

4C077AA03

4C077BB06

4C077CC07

4C077CC09

4C077DD01

4C077DD18

4C077DD21

4C077DD24

4C077EE01

4C077HH03

4C077HH09

4C077HH14

4C077JJ03

4C077JJ08

4C077JJ15

4C077JJ24

4C077KK25

5G165BB02

5G165BB06

5G165EA07

5G165FA01

5G165JA09

5G165KA04

5G165LA03

(57)【要約】

【課題】サイズ及び製造コストを増大させることなく、効果的に瞬時電圧低下への対策ができる治療補助機器を提供すること。
【解決手段】医療に用いられる機器１０を補助するために動作する治療補助機器１は、機器１０を補助するための動作を行う負荷装置１６と、制御装置１５と、制御装置１５及び負荷装置１６に電力を供給する電源装置１３と、を備え、電源装置１３は、制御装置１５に電力を供給する制御側電源１３Ａと、負荷装置１６に電力を供給する負荷側電源１３Ｂと、を有し、負荷側電源３Ｂは、前記制御側電源よりも電源容量が多く、電源装置１３への電力の供給量が急激に低下した場合、負荷側電源３Ｂは、動作を停止し、制御側電源１３Ａのみが動作を継続する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

医療に用いられる機器を補助するために動作する治療補助機器であって、
前記機器を補助するための動作を行う負荷装置と、
制御装置と、
前記制御装置及び前記負荷装置に電力を供給する電源装置と、を備え、
前記電源装置は、
前記制御装置に電力を供給する制御側電源と、
前記負荷装置に電力を供給する負荷側電源と、を有し、
前記負荷側電源は、前記制御側電源よりも電源容量が多く、
前記電源装置への電力の供給量が急激に低下した場合、前記負荷側電源は、動作を停止し、前記制御側電源のみが動作を継続する、
治療補助機器。

【請求項2】

前記制御側電源における消費電力に対する電源容量の割合が、前記負荷側電源における消費電力に対する電源容量の割合よりも大きくなるように設計される、請求項１に記載の治療補助機器。

【請求項3】

前記制御側電源における消費電力に対する電源容量の割合は、３００％以上１２５０％以下である、請求項１又は２に記載の治療補助機器。

【請求項4】

前記治療補助機器は、前記電源装置以外の電力供給装置を備えていない、請求項１から３のいずれか一項に記載の治療補助機器。

【請求項5】

前記治療補助機器は、
冷水又は温水を貯留するタンクと、
前記冷水又は温水を循環させる循環ポンプと、
前記冷水又は温水の温度を調節する温度調節器と、を更に備え、
前記負荷装置は、前記循環ポンプ、送風ファン及びペルチェモジュールを有し、
前記治療補助機器は、前記機器に前記冷水又は温水を供給する機器である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の治療補助機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、治療補助機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、開心術や補助循環等で用いられる医療機器（例えば、人工肺）は、患者の体温（血液の温度）を調整するために熱交換器を備えている。このような熱交換器は、冷水又は温水を必要とするため、冷水又は温水を供給する冷水温水供給装置等の治療補助機器と接続される（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このような治療補助機器には、落雷等で医療機器への電力供給が瞬間的に停止又は減少する瞬時電圧低下（瞬低）現象への対策が必要とされる。従来の治療補助機器の瞬低対策としては、二次電池や無停電電源装置（ＵＰＳ：Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）を搭載することが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０９－０２６２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のように、治療補助機器において、瞬低によって内部の電気部品の動作が停止した場合、患者への危害や治療の遅延等のような重大な問題が発生するため、治療補助機器は瞬低対策を必要とする。一方、瞬低対策として二次電池やＵＰＳ等を搭載することは、治療補助機器のサイズ及び製造コストの増大の観点から望ましくない。また、治療補助機器は、病棟間（例えば、ＩＣＵから一般病棟）を移動させる必要があり、サイズの小型化が求められている。

【0006】

従って、本発明は、サイズ及び製造コストを増大させることなく、効果的に瞬時電圧低下への対策ができる治療補助機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る治療補助機器は、医療に用いられる機器を補助するために動作する治療補助機器であって、前記機器を補助するための動作を行う負荷装置と、制御装置と、前記制御装置及び前記負荷装置に電力を供給する電源装置と、を備え、前記電源装置は、前記制御装置に電力を供給する制御側電源と、前記負荷装置に電力を供給する負荷側電源と、を有し、前記負荷側電源は、前記制御側電源よりも消費電力が多く、前記電源装置への電力の供給量が急激に低下した場合、前記負荷側電源は、動作を停止し、前記制御側電源のみが動作を継続する。

【0008】

また、前記制御側電源は、消費電力に対する電源容量の割合が、前記負荷側電源よりも大きくなるように設計されることが好ましい。

【0009】

また、前記治療補助機器は、前記電源装置以外の電力供給装置を備えていないことが好ましい。

【0010】

また、前記治療補助機器は、冷水又は温水を貯留するタンクと、前記冷水又は温水を循環させる循環ポンプと、前記冷水又は温水の温度を調節する温度調節器と、を更に備え、前記負荷装置は、前記循環ポンプ、送風ファン及びペルチェモジュールを有し、前記治療補助機器は、前記機器に前記冷水又は温水を供給する機器であることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、サイズ及び製造コストを増大させることなく、効果的に瞬時電圧低下への対策ができる治療補助機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係る治療補助機器の物理的な構成を示す模式図である。

【図2】本実施形態に係る治療補助機器の電気的な構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る治療補助機器１の物理的な構成を示す模式図である。治療補助機器１は、医療に用いられる機器を補助するために動作する。例えば、治療補助機器１は、人工肺のような医療機器１０（機器）の熱交換器に冷水又は温水を供給する冷温水槽である。

【0014】

図１に示すように、治療補助機器１は、筐体２と、タンク３と、循環ポンプ４と、温度調節ユニット５と、弁６と、を備える。なお、治療補助機器１は、図１に示される構成以外にも冷温水槽として機能するための他の構成を有するが、本実施形態では、他の構成についての説明を省略する。

【0015】

筐体２は、その内部にタンク３、循環ポンプ４、温度調節ユニット５、弁６等を収容する。
タンク３は、返送ラインＬ１を介して医療機器１０から返送され、後述の温度調節ユニット５において温度調節された冷水又は温水を貯留する。また、タンク３は、貯留した冷水又は温水を、給水ラインＬ２を介して循環ポンプ４に送出する。

【0016】

なお、返送ラインＬ１は、医療機器１０から治療補助機器１に返送される冷水又は温水の経路を示し、給水ラインＬ２は、治療補助機器１から医療機器１０に供給される冷水又は温水の経路を示す。返送ラインＬ１及び給水ラインＬ２は、冷水又は温水を流通させるためのチューブや配管により構成される。

【0017】

循環ポンプ４は、タンク３から供給された冷水又は温水を加圧し、弁６を介して医療機器１０に供給する。
温度調節ユニット５は、医療機器１０から返送された冷水又は温水を加熱又は冷却して所定の温度に調節する。温度調節ユニット５によって温度調節された水は、タンク３に貯留される。

【0018】

図２は、本実施形態に係る治療補助機器１の電気的な構成を示す図である。図２に示すように、治療補助機器１は、電源供給部７と、インレット部１１と、スイッチ部１２と、電源装置１３と、制御装置１５と、負荷装置１６と、シールド部１７と、を備える。

【0019】

電源供給部７は、電源コード及び電源プラグ８と、保護接地線９と、を有し、外部電源から電力（交流電流）を取得し、取得した電力を治療補助機器１の各構成に供給する。
インレット部１１は、ヒューズ、ノイズフィルター、インレットフィルター等を有し、電源供給部７から供給された交流電流に所定の処理を行う。

【0020】

スイッチ部１２は、インレット部１１と電源装置１３との間に設けられ、インレット部１１と電源装置１３と接続のオン・オフを切り替える。

【0021】

電源装置１３は、電源供給部７、インレット部１１及びスイッチ部１２を経由して供給された交流電流を直流電流に変換する。電源装置１３は、制御側電源１３Ａと、負荷側電源１３Ｂと、を有する。

【0022】

制御側電源１３Ａ及び負荷側電源１３Ｂは、それぞれ、一次回路、二次回路及び絶縁トランスを有する。制御側電源１３Ａは、供給された交流電流を直流電流に変換し、変換した交流電流（電力）を制御装置１５に供給する。負荷側電源１３Ｂは、供給された交流電流を直流電流に変換し、変換した交流電流（電力）を負荷装置１６に供給する。

【0023】

制御装置１５は、治療補助機器１の本体を制御する。制御装置１５は、タッチパネル１５１と、温度調節器１５２と、温度警報器１５３と、単相電流リレー１５４と、を有する。制御装置１５は、消費電力の少ない機器により構成される。

【0024】

タッチパネル１５１は、ユーザからの入力操作を受け付け、受け付けた処理内容に応じて各構成を動作させる。
温度調節器１５２は、上述した温度調節ユニット５の一部として機能し、温度調節のための制御を行う。
温度警報器１５３は、冷水又は温水の温度が予め設定された温度を超える又は下回る場合、危険を知らせるための警報音を発生する。
単相電流リレー１５４は、負荷装置１６内の過電流を監視する。

【0025】

負荷装置１６は、医療機器１０を補助するための動作を行う。負荷装置１６は、循環ポンプ４と、第１送風ファン１６１と、第２送風ファン１６２と、第３送風ファン１６３と、第４送風ファン１６４と、第１ペルチェモジュール１６５と、第２ペルチェモジュール１６６と、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）１６７と、を有する。

【0026】

第１送風ファン１６１、第２送風ファン１６２、第３送風ファン１６３及び第４送風ファン１６４は、治療補助機器１内の各構成を冷却するために送風を行う。
第１ペルチェモジュール１６５及び第２ペルチェモジュール１６６は、上述した温度調節ユニット５の一部として機能し、冷水又は温水を加熱又は冷却する。

【0027】

第１ペルチェモジュール１６５及び第２ペルチェモジュール１６６は、それぞれペルチェ素子を有する。ペルチェ素子は、Ｐ型半導体及びＮ型半導体を交互に配列した板状の素子である。ペルチェ素子に直流電流を流すと、ペルチェ素子の両面で熱が移動し、一方の面は、発熱して温度が上がり、他方の面は、吸熱して温度が下がる。第１ペルチェモジュール１６５及び第２ペルチェモジュール１６６は、ペルチェ素子に入力される直流電流の方向を切り替えることで、冷水又は温水を加熱及び冷却する。

【0028】

ＳＳＲ１６７は、入力信号としての直流電流が印加されている間のみ、第３送風ファン１６３、第４送風ファン１６４、第１ペルチェモジュール１６５及び第２ペルチェモジュール１６６をオンとし、入力信号が無くなると、第３送風ファン１６３、第４送風ファン１６４、第１ペルチェモジュール１６５及び第２ペルチェモジュール１６６をオフにする。

【0029】

シールド部１７は、保護接地された金属シールドで構成され、インレット部１１、スイッチ部１２、電源装置１３、制御装置１５及び負荷装置１６を電気的に遮蔽する。

【0030】

本実施形態に係る負荷側電源１３Ｂは、負荷装置１６（特に第１ペルチェモジュール１６５及び第２ペルチェモジュール１６６）において多量の電力を消費するため、制御側電源１３Ａよりも消費電力が多い。そして、落雷等で瞬時電圧低下（瞬低）現象が発生し、電源装置１３への電力の供給量が急激に低下した場合、負荷側電源１３Ｂは、動作を停止し、消費電力の少ない制御側電源１３Ａのみが動作を継続する。

【0031】

このように本実施形態に係る治療補助機器１は、電源装置１３を、消費電力の少ない機器構成とした制御装置１５に電力を供給する制御側電源１３Ａ、及び多量の電力を消費する機器構成とした負荷装置１６に電力を供給する負荷側電源１３Ｂの２つの電源に分割し、電源装置１３への電力の供給量が急激に低下した場合、消費電力が多い負荷側電源１３Ｂは、動作を停止し、消費電力が少ない制御側電源１３Ａのみが動作を継続する。

【0032】

これにより、治療補助機器１は、瞬時電圧低下（瞬低）現象が発生した場合であっても、制御側電源１３Ａによって制御装置１５の動作は継続し、効果的に瞬時電圧低下への対策が可能になる。更に、治療補助機器１は、電源装置１３を、瞬時電圧低下の対策のために余分な装備を追加していないため、治療補助機器１のサイズをコンパクト化でき、製造コストを低減することができる。

【0033】

更に、従来は、瞬停などの際に制御装置等制御系も動作停止していたため、再起動させるためには、人の操作によって電源ボタン等を押す等のような人的な起動動作を必要としていた。しかし、本実施形態に係る治療補助機器１は、瞬低現象回復後も制御装置１５の動作を継続できているので、負荷装置１６の制御を自動的に再稼働させることができる。従って、治療補助機器１は、人の操作を必要とすることなく治療を継続することが可能になる。

【0034】

また、制御側電源１３Ａにおける消費電力に対する電源容量の割合が、負荷側電源１３Ｂにおける消費電力に対する電源容量の割合よりも大きくなるように設計される。例えば、制御側電源１３Ａは、消費電力が１０Ｗである場合、電源容量が１００Ｗに設定され、負荷側電源１３Ｂは、消費電力が３００Ｗである場合、電源容量が４００Ｗに設定される。また、制御側電源１３Ａにおける消費電力に対する電源容量の割合は、３００％以上１２５０％以下であることが好ましい。

【0035】

このように治療補助機器１は、制御側電源１３Ａの消費電力に対する電源容量の割合を負荷側電源１３Ｂの消費電力に対する電源容量の割合よりも余裕を持たせて設計することによって、瞬時電圧低下（瞬低）現象が発生した場合に制御側電源１３Ａの動作を継続させることができる。

【0036】

また、本実施形態に係る治療補助機器１は、電源装置１３以外の電力供給装置（例えば、二次電池、ＵＰＳ等）を備えていない。これにより、治療補助機器１は、電源装置１３以外の電力供給装置を備えていないため、治療補助機器１のサイズをコンパクト化でき、製造コストを低減することができる。

【0037】

また、本実施形態に係る治療補助機器１において、負荷装置１６は、循環ポンプ４、第１送風ファン１６１、第２送風ファン１６２、第３送風ファン１６３及び第４送風ファン１６４、並びに第１ペルチェモジュール１６５及び第２ペルチェモジュール１６６を有し、治療補助機器１は、医療機器１０に冷水又は温水を供給する冷温水槽である。このような構成を有することにより、治療補助機器１は、サイズが小さく、消費電力が少ない冷温水槽として機能することができる。

【0038】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

【0039】

例えば、上述した実施形態において、電源装置１３は、制御側電源１３Ａ及び負荷側電源１３Ｂの２つに分割されたが、これに限らない。即ち、電源装置を、２つ以上の制御側電源及び／又は２つ以上の負荷側電源に分割して構成してもよい。

【0040】

また、上述した実施形態は、治療補助機器１として冷温水槽の例について説明したが、本発明はこれに限定されず、二次電池やＵＰＳを搭載しない他の治療補助機器にも適用することが可能である。なお、治療補助機器は、直接的に治療には関与しないが、治療には必要な情報の検知／表示などを行い、結果的に治療もしくは医療機器に効果をもたらす機器のことを指す。具体的には、治療補助機器としては、ガスブレンダーなどの血中成分をモニタリングする機器や、圧力モニターや点滴モニターなどのようなモニター類などが対象となる。

【符号の説明】

【0041】

１ 治療補助機器
２ 筐体
３ タンク
４ ポンプ
５ 温度調節ユニット
６ 弁
７ 電源供給部
８ 電源ケーブル
９ 電源コード及び電源プラグ
１０ 医療機器（機器）
１１ インレット部
１２ スイッチ部
１３ 電源装置
１３Ａ 制御側電源
１３Ｂ 負荷側電源
１５ 制御装置
１６ 負荷装置
１７ シールド部

【図1】

【図2】