特開 2024-123643 バックアップコントローラー、および体外循環装置

(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】P2024123643

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】バックアップコントローラー、および体外循環装置

(51)【国際特許分類】

   A61M 60/232 20210101AFI20240905BHJP

   A61M 60/113 20210101ALI20240905BHJP

   A61M 60/279 20210101ALI20240905BHJP

   A61M 60/38 20210101ALI20240905BHJP

   A61M 60/416 20210101ALI20240905BHJP

   A61M 60/585 20210101ALI20240905BHJP

   A61M 60/845 20210101ALI20240905BHJP

   A61M 60/441 20210101ALI20240905BHJP

   A61M 1/14 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

A61M60/232

A61M60/113

A61M60/279

A61M60/38

A61M60/416

A61M60/585

A61M60/845

A61M60/441

A61M1/14 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023031237

(22)【出願日】2023-03-01

(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】藤綱 伊織

【テーマコード（参考）】

4C077

【Ｆターム（参考）】

4C077AA03

4C077BB06

4C077DD07

4C077DD08

4C077EE01

4C077EE05

4C077KK23

(57)【要約】

【課題】小型化されたバックアップコントローラーを提供すること。
【解決手段】バックアップコントローラーは、体外循環装置に含まれる遠心ポンプ駆動装置をバックアップするためのバックアップコントローラーであって、内部にバッテリが配置された本体部を備え、本体部の端面には、遠心ポンプの回転数を設定するための回転数設定部と、他端面が遠心ポンプを駆動するためのモーターであるドライブモーターに接続された接続コードの、他端を接続するためのコントローラー側ソケットと、が配置されており、本体部は、平板状の形状を有する。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

体外循環装置に含まれる遠心ポンプ駆動装置をバックアップするためのバックアップコントローラーであって、
内部にバッテリが配置された本体部を備え、
前記本体部の端面には、
遠心ポンプの回転数を設定するための回転数設定部と、
他端面が前記遠心ポンプを駆動するためのモーターであるドライブモーターに接続された接続コードの、他端を接続するためのコントローラー側ソケットと、が配置されており、
前記本体部は、平板状の形状を有する、
バックアップコントローラー。

【請求項2】

前記コントローラー側ソケットが配置されている端面の短手方向の長さは、前記コントローラー側ソケットの直径の３倍以下である、
請求項１に記載のバックアップコントローラー。

【請求項3】

前記回転数設定部と、前記コントローラー側ソケットとは、前記本体部の異なる端面に配置されている、
請求項１または２に記載のバックアップコントローラー。

【請求項4】

請求項１または２に記載のバックアップコントローラーと、
搬送カートと、を含み、
前記搬送カートには、前記バックアップコントローラーがバックアップする遠心ポンプ駆動装置が配置されるとともに、前記バックアップコントローラーが配置されている、
体外循環装置。

【請求項5】

前記バックアップコントローラーは、前記遠心ポンプ駆動装置に接続されている前記接続コードを、前記バックアップコントローラーを移動させることなく、前記バックアップコントローラーの前記コントローラー側ソケットに接続することができる位置に配置されている、
請求項４に記載の体外循環装置。

【請求項6】

前記バックアップコントローラーによる前記遠心ポンプ駆動装置のバックアップを開始する際に、前記バックアップコントローラーは、前記バックアップコントローラーを移動させることなく、前記回転数設定部の操作が可能な位置に配置されている、
請求項４に記載の体外循環装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遠心ポンプ駆動装置用のバックアップコントローラー、およびバックアップコントローラーが供えられた体外循環装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の人工心肺装置は、血液循環回路、血液ポンプ、血液循環回路以外のライン、および血液循環回路以外のラインに配置されるポンプを含む。血液循環回路は、血液を体外循環させるための回路である。血液ポンプは、血液循環回路に血液を循環させるためのポンプである。

【0003】

血液循環回路以外のラインの例として血液回収ラインが挙げられる。血液回収ラインは、出血した血液を術野から回収するため回路である。

【0004】

人工心肺装置において主に用いられるポンプは、遠心ポンプおよびローラーポンプである。遠心ポンプは、血液ポンプとして用いられる。ローラーポンプは、血液循環回路以外のラインに配置されるポンプとして用いられる。ローラーポンプは、血液ポンプとして用いられる場合もある。

【0005】

従来の人工心肺装置は、特許文献１に示すように、電源部、血液ポンプ、血液ポンプ駆動装置、血液ポンプ操作部、および血液ポンプ表示部などを含む。電源部は、非常時に用いられる電源である。血液ポンプ駆動装置は、血液ポンプを制御して駆動させる装置である。操作部は、血液ポンプを操作するための装置である。血液ポンプ表示部は、人工心肺装置の運転状態および患者の状態に関するデータが表示される部分である。従来の人工心肺装置は、このように複数の部品を含む。そのため、従来の人工心肺装置は非常に大型である。

【0006】

人工心肺装置には、制御部が故障した場合、または停電した場合などに備えて、バックアップ用の装置が付属されている場合がある。特許文献２には、回転操作ダイアルなどが備えられたバックアップコントローラーが記載されている。このバックアップコントローラーは、メインコントローラーと同様の形状を有しており、大型である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００３－１０３２１号公報

【特許文献2】特開２０１６－６４０３３号公報

【特許文献3】特開２０１９－５１０２４号公報

【特許文献4】国際公開第２０２２／２０２９７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

前述のように、従来の人工心肺装置は非常に大型である。そのため、従来の人工心肺装置を移動させることは、容易ではない。また、従来の人工心肺装置は、広い設置面積を必要とする。そのため、従来の人工心肺装置は、手術室内に他の装置を配置する際の妨げになる。また、従来の人工心肺装置は、術者の動線を確保する際の妨げとなる。

【0009】

人工心肺装置を小型化する技術が提案されている。特許文献３に記載された人工心肺装置では、血液ポンプ駆動装置は、バッテリの上方に配置されている。また、特許文献３に記載された循環ポンプは、縦方向に並べて配置されている。このように、特許文献３の人工心肺装置では、縦方向の空間が有効利用されている。その結果、特許文献３の人工心肺装置は、人工心肺装置の設置面積を狭めることを可能にしている。

【0010】

また、特許文献４には、陰圧による吸引を用いることによって、ローラーポンプを用いずにローラーポンプの機能を実現する技術が記載されている。特許文献４に記載された技術は、循環ポンプとしてのローラーポンプを含まない人工心肺装置の実現を可能にする。特許文献４に記載された技術は、人工心肺装置の小型化を可能にしている。

【0011】

すなわち、人工心肺装置をより小型化することが求められている。特には、人工心肺装置に含まれる体外循環装置を小型化することが求められている。体外循環装置は、血液ポンプおよび血液ポンプを駆動する装置を含む。

【0012】

特許文献４に記載された技術は、人工心肺装置のなかで、特には、体外循環装置以外の部分の小型化を可能にする。一方、人工心肺装置のなかで、体外循環装置に係る部分については、それを小型化する技術は提案されていない。

【0013】

体外循環装置に含まれる血液ポンプは、一般的に遠心ポンプである。そのため、体外循環装置には、遠心ポンプ駆動装置が含まれている。遠心ポンプ駆動装置は、体外循環装置の中で、大型の装置の一つである。

【0014】

また、体外循環装置には、遠心ポンプ駆動装置が故障した場合などに備えて、バックアップコントローラーが付属されている場合がある。従来のバックアップコントローラーは、遠心ポンプ駆動装置と同様の大きさを有しており、大型である。

【0015】

バックアップコントローラーが大型であるため、遠心ポンプ駆動装置の近傍にバックアップコントローラーを配置することは困難である。通常、バックアップコントローラーは、遠心ポンプ駆動装置が使用される処置室などとは別室の保管室などに置かれている。バックアップコントローラーが別室に置かれている場合、遠心ポンプ駆動装置が故障したときに、迅速なバックアップを行うことが困難である、との問題がある。

【0016】

一方、バックアップコントローラーを遠心ポンプ駆動装置の近傍に配置する場合、システム全体が大きくなり、システムの移動が困難になることや、設置場所が存在しないなどの問題がある。

【0017】

そこで、本発明は、小型化されたバックアップコントローラーを提供することを目的とする。延いては、本発明は、小型化された体外循環装置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】

【0018】

（１）体外循環装置に含まれる遠心ポンプ駆動装置をバックアップするためのバックアップコントローラーであって、内部にバッテリが配置された本体部を備え、前記本体部の端面には、遠心ポンプの回転数を設定するための回転数設定部と、他端面が前記遠心ポンプを駆動するためのモーターであるドライブモーターに接続された接続コードの、他端を接続するためのコントローラー側ソケットと、が配置されており、前記本体部は、平板状の形状を有する、バックアップコントローラー。

【0019】

（２）前記コントローラー側ソケットが配置されている端面の短手方向の長さは、前記コントローラー側ソケットの直径の３倍以下である、（１）に記載のバックアップコントローラー。

【0020】

（３）前記回転数設定部と、前記コントローラー側ソケットとは、前記本体部の異なる端面に配置されている、（１）または（２）に記載のバックアップコントローラー。

【0021】

（４）（１）または（２）に記載のバックアップコントローラーと、搬送カートと、を含み、前記搬送カートには、前記バックアップコントローラーがバックアップする遠心ポンプ駆動装置が配置されるとともに、前記バックアップコントローラーが配置されている、体外循環装置。

【0022】

（５）前記バックアップコントローラーは、前記遠心ポンプ駆動装置に接続されている前記接続コードを、前記バックアップコントローラーを移動させることなく、前記バックアップコントローラーの前記コントローラー側ソケットに接続することができる位置に配置されている、（４）に記載の体外循環装置。

【0023】

（６）前記バックアップコントローラーによる前記遠心ポンプ駆動装置のバックアップを開始する際に、前記バックアップコントローラーは、前記バックアップコントローラーを移動させることなく、前記回転数設定部の操作が可能な位置に配置されている、（４）または（５）に記載の体外循環装置。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、小型化されたバックアップコントローラーを提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施形態１の人工心肺システムの機能ブロック図である。

【図2】実施形態１の人工心肺システムの概要を示す図である。

【図3】実施形態２の人工心肺システムの機能ブロック図である。

【図4】実施形態２の人工心肺システムの概要を示す図である。

【図5】体外循環装置を示す図である。

【図6】遠心ポンプ駆動装置の機能ブロック図である。

【図7】遠心ポンプ駆動装置の外観を示す図である。

【図8】遠心ポンプ駆動装置を表面から見た図である。

【図9】遠心ポンプ駆動装置の内部を裏面から見た図である。

【図10】遠心ポンプ駆動装置の内部を裏面から見た他の図である。

【図11】遠心ポンプ駆動装置の内部を示す図である。

【図12】遠心ポンプ駆動装置の筐体を側面から見た図である。

【図13】バックアップコントローラーを正面から見た図である。

【図14】バックアップコントローラーを背面から見た図である。

【図15】バックアップコントローラーの内部構造を示す図である。

【図16】バックアップコントローラーの機能を示す概念図である。

【図17】遠心ポンプ駆動装置及びバックアップコントローラーに接続される接続コードを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（実施形態１）
発明を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態１の人工心肺システム１の機能ブロック図である。実施形態１の人工心肺システム１は、ローラーポンプを含まない人工心肺システムである。実施形態２の人工心肺システム１は、ローラーポンプを含む人工心肺システムである。ローラーポンプは血液を送るために用いられるポンプである。実施形態１の人工心肺システム１では、ローラーポンプを用いずに血液が送られる。以下、実施形態１の人工心肺システム１を説明する。

【0027】

（人工心肺システム）
図１に示すように、人工心肺システム１は、患者Ｐ、リザーバー８、体外循環装置３、人工肺７、血液循環回路３０、および陰圧調整装置２２を含む。患者Ｐ、リザーバー８、遠心ポンプ１２、および人工肺７は、血液循環回路３０を介して接続されている。図１の矢印は、血液の流れの方向を示す。

【0028】

リザーバー８は、患者Ｐから流出した静脈血および患者Ｐから回収した血液を貯留するための貯血槽である。人工肺７は、リザーバー８から流出した血液に酸素を添加する装置である。陰圧調整装置２２は、リザーバー８内の陰圧を調整する装置である。陰圧調整装置２２は、いわゆるローラーポンプと同様の機能を果たす。陰圧調整装置２２については、後に説明する。

【0029】

（血液循環回路）
血液循環回路３０は、患者Ｐの血液を体外に循環させるための回路である。血液循環回路３０は、脱血ライン３２、血液回収ライン３４、および送血ライン３３を含む。脱血ライン３２および血液回収ライン３４は、患者Ｐからリザーバー８に血液を送るためのラインである。送血ライン３３は、リザーバー８から遠心ポンプ１２を介して患者Ｐに血液を送るためのラインである。

【0030】

脱血ライン３２は、患者Ｐの血液に酸素を添加するために、患者Ｐから意図的に脱血するためのラインである。血液回収ライン３４は、出血した血液などを術野から回収するためのラインである。術野から回収された血液は、リザーバー８において、脱血ライン３２からの流入した血液と合流する。本実施例では血液回収ライン３４は１本のラインで示したが、血液回収ラインは２本など複数のラインが存在していてもよい。

【0031】

送血ライン３３は、患者Ｐに、人工肺７によって酸素が添加された血液を送るためのラインである。送血ライン３３には、人工肺７が配置されている。

【0032】

（体外循環装置）
体外循環装置３は、遠心ポンプ駆動装置１４、駆動モーター１６、第１流量調整装置２４、および第２流量調整装置２５を含む。

【0033】

遠心ポンプ１２は、血液ポンプとして機能する機器である。遠心ポンプ１２は、リザーバー８と人工肺７との間に配置されている。遠心ポンプ１２は、血液循環回路３０における血液の流れを作り出す。血液循環回路３０における血液の流れの順序は、患者Ｐ、リザーバー８、遠心ポンプ１２、人工肺７、および患者Ｐの順である。血液は、この順での流れを繰り返し、血液循環回路３０を循環する。

【0034】

駆動モーター１６は、遠心ポンプ１２を回転させて、遠心ポンプ１２を作動させる装置である。駆動モーター１６は、遠心ポンプ１２に取り付けられた状態で用いられる。

【0035】

遠心ポンプ駆動装置１４は、遠心ポンプ１２を制御する装置である。遠心ポンプ駆動装置１４は、駆動モーター１６を介して、遠心ポンプ１２を制御する。

【0036】

遠心ポンプ駆動装置１４には、駆動モーター１６が接続されている。駆動モーター１６は、遠心ポンプ１２に取り付けられている。遠心ポンプ駆動装置１４は、駆動モーター１６の駆動を制御する。駆動モーター１６の駆動は、遠心ポンプ１２に伝達される。このようにして、遠心ポンプ駆動装置１４は、駆動モーター１６を介して遠心ポンプ１２を制御する。

【0037】

遠心ポンプ駆動装置１４は、駆動モーター１６に加えて、人工心肺システム１に含まれる他の装置を制御する。他の装置としては、センサー部４２およびオートクランプ４０などがある。センサー部４２およびオートクランプ４０については、後に説明する。

【0038】

人工心肺システム１の複数の装置を制御することで、遠心ポンプ駆動装置１４は、人工心肺システム１においてメインコントローラーとして機能する。遠心ポンプ駆動装置１４の構造などについては、後に説明する。

【0039】

第１流量調整装置２４は、脱血ライン３２の流量を調整する装置である。第１流量調整装置２４は、脱血ライン３２における、患者Ｐとリザーバー８との間に配置されている。

【0040】

第２流量調整装置２５は、血液回収ライン３４の流量を調整する装置である。第２流量調整装置２５は、血液回収ライン３４における、患者Ｐとリザーバー８との間に配置されている。

【0041】

第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５については、陰圧調整装置２２とともに、後に説明する。

【0042】

図２は、実施形態１の人工心肺システム１の概要を示す図である。患者Ｐは、送血ライン３３を介して、人工肺７と接続されている。血液は、図２の実線の矢印の方向に血液循環回路３０を流れる。送血ライン３３には、人工肺７に加えて、フィルタ４４、センサー部４２、およびオートクランプ４０が配置されている。

【0043】

（フィルタ、センサー、オートクランプ）
フィルタ４４は、チューブ４６を流れる血液をフィルタリングする部材である。

【0044】

センサー部４２は、脱血ライン３２及び送血ライン３３を流れる血液に関する情報を検知する装置である。センサー部４２は、複数の種類のセンサーを含むことができる。センサー部４２は、血液の流量センサー、血液の温度センサー、血流の圧力センサー、血流中の気泡センサーなどを含むことができる。また、センサー部４２は、リザーバー８中の血液のレベルセンサーを含むことができる。

【0045】

オートクランプ４０は、異常発生時に回路を閉塞させて、血液の循環を停止させる装置である。オートクランプ４０は、例えばチューブ４６の内部に気泡が混入した場合などに、チューブ４６をクランプすることによって血液の流れを停止させる。

【0046】

遠心ポンプ１２には、駆動モーター１６が取り付けられる。駆動モーター１６は、遠心ポンプ１２を回転させて、血液を循環させる。

【0047】

駆動モーター１６、センサー部４２、およびオートクランプ４０は、接続コード４７を介して、遠心ポンプ駆動装置１４に接続されている。遠心ポンプ駆動装置１４は、メインコントローラーとして機能する。遠心ポンプ駆動装置１４は、駆動モーター１６、センサー部４２、およびオートクランプ４０の動作を制御し、また、それらの動作を監視する。

【0048】

遠心ポンプ駆動装置１４には、コントローラー取り付けアーム５０が取り付けられている。遠心ポンプ駆動装置１４は、コントローラー取り付けアーム５０を介して搬送カート６０などに取り付けられる。遠心ポンプ駆動装置１４が搬送カート６０に取り付けられた状態は、図５に示されている。コントローラー取り付けアーム５０については、後に説明する。

【0049】

陰圧調整装置２２、第１流量調整装置２４、および第２流量調整装置２５について説明する。通常、血液回収ライン３４などの流量の制御は、ローラーポンプを用いて行うことが多い。実施形態１の人工心肺システム１は、ローラーポンプを含まない。陰圧調整装置２２が、ローラーポンプと同様の機能を果たすからである。陰圧調整装置２２は、遠心ポンプ１２と協働して、リザーバー８の内部の陰圧を調整する。

【0050】

遠心ポンプ１２が作動すると、リザーバー８から血液が流れだすため、リザーバー８の内部は陰圧になる。

【0051】

リザーバー８の内部が陰圧になると、脱血ライン３２および血液回収ライン３４に血液の吸引力が生じる。この吸引力の大小は、リザーバー８の内部の陰圧の大小に依存する。

【0052】

陰圧調整装置２２が開閉弁などを備えている場合、開閉弁の開閉度を調整することによって、リザーバー８の内部の陰圧を調整することができる。リザーバー８の陰圧を調整することで、脱血ライン３２および血液回収ライン３４の吸引力の大きさを調整することができる。

【0053】

脱血ライン３２には、第１流量調整装置２４が配置されている。血液回収ライン３４には、第２流量調整装置２５が配置されている。第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５は、圧閉器などで構成することができる。圧閉器は、オクルーダーともいわれる。

【0054】

第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５の流量制御は手動で行うが、これに限らず、電動であってもよい。第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５のうちの少なくとも一方を操作することによって、脱血ライン３２または血液回収ライン３４の流量を調整することができる。第１流量調整装置２４及び第２流量調整装置２５は、手動・電動にかかわらず、チューブを外部から狭窄し、その制御を多段階若しくは無段階で簡便にコントロール可能である。

【0055】

以上のようにして、陰圧調整装置２２は、ローラーポンプと同様の機能を果たすことができる。

【0056】

（実施形態２）
実施形態２の人工心肺システム１を説明する。図３は、実施形態２の人工心肺システム１の機能ブロック図である。実施形態２の人工心肺システム１と、実施形態１の人工心肺システム１との違いは、ローラーポンプを含むか含まないかである。実施形態１の人工心肺システム１は、ローラーポンプを含んでいなかった。これに対して、実施形態２の人工心肺システム１は、ローラーポンプを含む。実施形態２の人工心肺システム１のローラーポンプは、流量調整装置として機能する。以下、実施形態２の人工心肺システム１について、実施形態１の人工心肺システム１と異なる点を中心に説明する。

【0057】

実施形態２の人工心肺システム１では、第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５は、ローラーポンプによって構成されている。そのため、第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５を制御する装置が必要となる。また、第１流量調整装置２４は電動オクルーダーで構成されることも可能である。

【0058】

実施形態１の人工心肺システム１のように、第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５が、手動の圧閉器などで構成されている場合には、第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５を制御する装置は必須ではない。

【0059】

これに対して、第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５が、ローラーポンプによって構成されている場合には、ローラーポンプが生じさせる流量を制御する装置が必要となる。この流量を制御する装置がローラーポンプコントローラーである。

【0060】

実施形態２の人工心肺システム１では、体外循環装置３は、流量制御装置２０を含む。この流量制御装置２０は、ローラーポンプコントローラーとして機能する。

【0061】

流量制御装置２０は、第１流量調整装置２４および第２流量調整装置２５に接続されている。流量制御装置２０は、第１流量調整装置２４を制御することによって、脱血ライン３２の流量を調整する。流量制御装置２０は、第２流量調整装置２５を制御することによって、血液回収ライン３４の流量を調整する。

【0062】

図４は、陰圧調整装置２２がリザーバー８に接続されていない構成を示している。ただし、実施形態２の人工心肺システム１においても、陰圧調整装置２２をリザーバー８に接続することは可能である。陰圧調整装置２２をリザーバー８に接続する場合、陰圧調整装置２２の構成は、実施形態１における陰圧調整装置２２と同様の構成にすることができる。

【0063】

陰圧調整装置２２を用いることによって、血液循環回路３０における血液の流量をより精緻に調整することができる。

【0064】

図５は、搬送カート６０に搭載された状態の人工心肺システム１の概要を示す図である。本発明の人工心肺システム１では、人工心肺システム１の構成要素のうち、患者Ｐを除く全ての構成要素を搬送カート６０に搭載することができる。

【0065】

（搬送カート）
搬送カート６０は、複数のポール６２、少なくとも１つの設置台６４、および複数のキャスタ６６を含む。搬送カート６０がキャスタ６６を含むことによって、搬送カート６０を容易に移動させることができる。

【0066】

また、搬送カート６０がポール６２を含むことによって、種々の装置などを、クランプなどを介して、ポール６２に取り付けることができる。図５の例では、遠心ポンプ駆動装置１４が、第１の取り付け部５５を介してポール６２に取り付けらえている。また、オートクランプ４０およびフィルタ４４が、それぞれ、支持アーム５８を介して、ポール６２に取り付けられている。

【0067】

また、搬送カート６０が設置台６４を含むことによって、種々の装置などを、搬送カート６０に配置することができる。図５の例では、バックアップコントローラー１００が、設置台６４に配置されている。バックアップコントローラー１００については、後に説明する。

【0068】

前述のように、本発明の人工心肺システム１では、人工心肺システム１の構成要素のうち、患者Ｐを除く全ての構成要素を搬送カート６０に搭載することができる。以下、患者Ｐを除く人工心肺システム１の全ての構成要素を、人工心肺システム構成部材という。

【0069】

図５では、人工心肺システム構成部材の一部が搬送カート６０に搭載されていない。搬送カート６０の構造をより明確に示すとの観点から、人工心肺システム構成部材の一部の記載を省略している。記載が省略された構成部材としては、人工肺７およびリザーバー８などがある。記載が省略された構成部材も、支持アームまたはクランプなどを用いて、搬送カート６０に搭載することができる。

【0070】

人工心肺システム１の実施形態として、実施形態１および実施形態２を説明した。いずれの実施形態の人工心肺システム１であっても、人工心肺システム構成部材を搬送カート６０に搭載することができる。実施形態２の人工心肺システム１は、実施形態１の人工心肺システム１が含まない構成要素である、ローラーポンプおよび流量制御装置２０を含む。ローラーポンプは、例えばクランプを介してポール６２に取り付けることができる。また、流量制御装置２０は、設置台６４に配置することができる。

【0071】

本発明の人工心肺システム１において、人工心肺システム構成部材を搬送カート６０に搭載することができることの主な要因は、遠心ポンプ駆動装置１４などが小型化および軽量化されていることである。遠心ポンプ駆動装置１４については、後に説明する。
ている。

【0072】

搬送カート６０には、患者Ｐを除く人工心肺システム１の全て、すなわち人工心肺システム構成部材を搭載することができる。その結果、人工心肺システム構成部材の移動が容易になる。その結果、人工心肺システム構成部材が、手術室内などにおいて、患者Ｐの処置などの障害になりにくい。また、人工心肺システム構成部材をカートに乗せたままでの治療を可能にしたことで、患者Ｐの移動や運搬の際にも一緒に移動させることができる。

【0073】

さらには、患者Ｐを除く人工心肺システム１の全てを搬送カート６０に搭載できるため、血液循環回路３０の経路も短縮でき、患者Ｐからの脱血量が低減できるため、低侵襲となる。また、人工心肺システム構成部材の設置面積が少ないため処置の妨げになりにくく、かつ、可搬性が高く運搬も容易であり、安定した治療を継続可能である。

【0074】

図６は、遠心ポンプ駆動装置１４の機能ブロック図である。図６に示すように、遠心ポンプ駆動装置１４は、制御部７０、電源部７１、表示操作部７２、操作部７３、報知部７４、バッテリ７５、およびセンサーコネクタ７６を含む。制御部７０は、駆動モーター１６などを制御する部分である。制御部７０は、電子基板によって構成されてもよい。電源部７１は、制御部７０に電源を供給する部分である。電源部７１は、バッテリ７５から電力の供給を受ける。表示操作部７２は、人工心肺システム１の使用者などに対して、情報を表示する部分である。表示操作部７２は、また、人工心肺システム１の使用者などから、操作を受け付けることが可能なように構成されていてもよい。表示操作部７２は、液晶タッチパネルによって構成されてもよい。操作部７３は、人工心肺システム１の使用者などから、操作を受け付ける部分である。操作部７３は、操作ノブによって構成されてもよい。報知部７４は、人工心肺システム１の使用者などに対して、異常などを知らせる部分である。報知部７４は、ブザーによって構成されてもよい。センサーコネクタ７６は、センサー部４２が接続される接続ポートである。

【0075】

図７は、遠心ポンプ駆動装置１４の外観を示す図である。遠心ポンプ駆動装置１４の各部は、筐体８０の中に納められている。筐体８０は、前側筐体８１および後ろ側筐体８２を含む。また、遠心ポンプ駆動装置１４は、コントローラー取り付けアーム５０を介して、ポール６２に取り付けられている。

【0076】

本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４では、図６に基づいて説明した各機能が、１つの、小型の筐体８０の中に集約されている。すなわち、各機能が、モニタ一体型の小型装置としてまとめられている。そのため、遠心ポンプ駆動装置１４を、コントローラー取り付けアーム５０を介して、ポール６２に容易に取り付けることができる。すなわち、本実施形態においては、ポールマウント式の遠心ポンプ駆動装置１４が実現されている。

【0077】

本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４では、小型の、モニタ一体型の、ポールマウント式の遠心ポンプ駆動装置１４を実現するために、電気回路の小型化、部品の再選定、ノイズ対策の最適化、軽量化と堅牢さを兼ね備えた筐体設計などを行っている。その上で、各部を機能的に重ねて配置することによって、各種の機能を小型の筐体８０の中に集約している。

【0078】

図８、図９、および図１０に基づいて、重ね合わせの配置を説明する。遠心ポンプ駆動装置１４の各部は、筐体８０の内部において、大まかには３層に分かれて配置されている。図８、図９、および図１０は、それぞれ、各層の概要を示している。

【0079】

先述した図７に記載した矢印Ａ２の方向を、表面８３から裏面８４への方向とする。また、図７に記載した矢印Ａ３の方向を、裏面８４から表面８３への方向とする。図８は、遠心ポンプ駆動装置を表面８３から裏面８４の方向に見た図である。図９はおよび図１０は、いずれも、遠心ポンプ駆動装置の内部を裏面８４から表面８３の方向に見た図である。図９はおよび図１０は、後ろ側筐体８２が取り外された状態を示している。図９と図１０とでは、示している層が異なる。図９は、図１０よりも、より裏面８４に近い層を示している。

【0080】

図８は、前述の３層のうち、最も表面８３側の層を示している。図８に示すように、遠心ポンプ駆動装置１４の表面８３には、表示操作部７２が露出している。また、表面８３には、操作部７３および報知部７４が配置されている。

【0081】

図９は、前述の３層のうち、最も裏面８４側の層を示している。図９に示すように、遠心ポンプ駆動装置１４の裏面８４に近い層には、電源部７１、バッテリ７５、およびセンサーコネクタ７６が配置されている。電源部７１およびバッテリ７５は、遠心ポンプ駆動装置１４を矢印Ａ２方向に平面視した場合に、表示操作部７２と重なっている。

【0082】

図１０は、前述の３層のうち、中間の層を示している。図１０に示すように、３層のうちの中間の層には、電源部７１、制御部７０、および報知部７４が配置されている。電源部７１および制御部７０は、遠心ポンプ駆動装置１４を矢印Ａ２方向に平面視した場合に、表示操作部７２と重なっている。また、制御部７０は、遠心ポンプ駆動装置１４を矢印Ａ２方向に平面視した場合に、バッテリ７５と重なっている。

【0083】

図８、図９、および図１０に示すように、遠心ポンプ駆動装置１４の各部は、各部を小型化し薄型化したうえで、重ねて配置することによって、小型の筐体８０の中に集約されることが可能になっている。

【0084】

（筐体設計およびノイズ対策）
つぎに、筐体設計およびノイズ対策を説明する。図１１は、筐体８０の内部における部品の配置の様子を示すモデル図である。遠心ポンプ駆動装置１４の各部を１つの筐体８０に納めて、遠心ポンプ駆動装置１４を小型化するにあたり、ノイズ対策が重要である。遠心ポンプ駆動装置１４に含まれる部品には、ノイズの発生源となる部品、およびノイズの影響を受けやすい部品がある。ノイズの発生源となる部品の例は、制御部７０である。ノイズの影響を受けやすい部品の例は、センサーに関連する部品である。センサーに関連する部品としては、センサーコネクタ７６の周辺に配置される部品がある。

【0085】

図１１に記載された領域Ｒ１および電源部７１は、ノイズの発生源となる領域である。図１１に示された領域Ｒ２は、ノイズの影響を受けやすい領域である。本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４では、領域Ｒ１と領域Ｒ２との間に板金８６が配置されている。板金８６とは、金属製の板状部材をいう。板金８６が電磁波を遮蔽することによって、領域Ｒ２は、領域Ｒ１からノイズの影響を受けにくくなる。その結果、遠心ポンプ駆動装置１４の小型化が可能となっている。

【0086】

また、センサーコネクタ７６は、遠心ポンプ駆動装置１４を表面８３から平面視した場合に、ほぼ四角形状の遠心ポンプ駆動装置１４における隣り合う２辺において、各辺に沿うように配置されている。そのため、領域Ｒ２は、遠心ポンプ駆動装置１４を表面８３から平面視した場合に、Ｌ字型の形状を有している。本実施例では、遠心ポンプ駆動装置１４の裏面８４から平面視した場合、底辺と一方の側辺にセンサーコネクタ７６を配置したが、これに限らない。例えば裏面８４から平面視した場合、上辺と一方の側辺であってもよい。更にはノイズの影響を受けにくくすることができれば、対面する辺、例えば両側辺または上底辺に設置してもよい。

【0087】

センサーコネクタ７６は、遠心ポンプ駆動装置１４を小型化することにともない、遠心ポンプ駆動装置１４における２つの側面に配置されている。

【0088】

従来の遠心ポンプ駆動装置では、センサーコネクタは、２段に重ねて配置されていたり、または、２列に並べて配置されたりしていた。本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４では、センサーコネクタ７６を遠心ポンプ駆動装置１４における２つの側面に配置することで、センサー関連する部品へのノイズの影響を抑制しつつ、小型化を実現している。

【0089】

（筐体の厚さ）
図１２は、筐体８０の厚さを示す図である。筐体８０の厚さとは、表面８３から裏面８４までの距離である。図１２に筐体８０の厚さを厚さｄ１で示す。本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４の厚さｄ１は、９．５ｃｍである。このように、遠心ポンプ駆動装置１４は、その筐体８０の内部に、多層に部品が配置されているにも関わらず、厚さｄ１は、手で把持できる程度の小さい値に抑えられている。

【0090】

（コントローラー取り付けアーム）
図７に基づいて、コントローラー取り付けアーム５０を説明する。本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４（メインコントローラー）は、前述のように非常に小型化されている。そのため、アームなどを介して他の部分に固定することが容易である。図７は、遠心ポンプ駆動装置１４が、コントローラー取り付けアーム５０を介して、搬送カート６０のポール６２に取り付けられている例を示している。遠心ポンプ駆動装置１４にコントローラー取り付けアーム５０が取り付けられたものを、遠心ポンプ駆動装置ユニット１５とする。

【0091】

コントローラー取り付けアーム５０は、第１のアーム部５１、第２のアーム部５２、接続部５３、第１の取り付け部５５、および第２の取り付け部５６を含む。第１のアーム部５１と第２のアーム部５２とは、接続部５３を介して接続されている。接続部５３は、第２のアーム部５２が第１のアーム部５１に対して屈折すること、および第２のアーム部５２が第１のアーム部５１に対して回転することができるように構成されている。接続部５３が存在することによって、第２のアーム部５２は、水平方向、および垂直方向に位置を変えることができる。

【0092】

第１のアーム部５１における、接続部５３とは反対側の端部には、第１の取り付け部５５が配置されている。第１の取り付け部５５は、クランプ機構含む。第１の取り付け部５５は、クランプ機構を介して、ポール６２に取り付けられている。第１の取り付け部５５がポール６２に取り付けられることによって、コントローラー取り付けアーム５０の全体が、ポール６２に固定される。

【0093】

第２のアーム部５２における、接続部５３とは反対側の端部には、第２の取り付け部５６が配置されている。遠心ポンプ駆動装置１４は、第２の取り付け部５６を介してコントローラー取り付けアーム５０に取り付けられている。

【0094】

第２の取り付け部５６は、遠心ポンプ駆動装置１４が、水平方向、および垂直方向に位置を変えることができるように構成されている。

【0095】

なお、コントローラー取り付けアーム５０は、第１のアーム部５１および第２のアーム部５２の２つのアーム部を必ずしも含まなくてもよい。コントローラー取り付けアーム５０が１つのアーム部を含むように、コントローラー取り付けアーム５０を構成することもできる。

【0096】

本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４（メインコントローラー）は、前述のように非常に小型化されている。そのため、遠心ポンプ駆動装置１４の配置の自由度が高い。また、本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４は、処置室などで、処置や、処置員の動線の妨げになりにくい。さらには、別の支柱への移設も容易にすることができるため、各病院に合わせた配置が可能になる。加えて、遠心ポンプ駆動装置１４と併用する機器（ローラーポンプやカート等）の種類やメーカーに問わず、使用形態に合わせて遠心ポンプ駆動装置１４（メインコントローラー）を設置することが可能になる。

【0097】

また、本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４は、コントローラー取り付けアーム５０などを介して、搬送カート６０のポール６２などの他の部品に取り付けることが容易である。そのため、本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４は、搬送カート６０と共に、移動させることが容易である。

【0098】

また、本実施形態の遠心ポンプ駆動装置１４は、コントローラー取り付けアーム５０などを介して他の部品に取り付けられている。そのため、使用者が使用しやすい位置に、使用者が使用しやすい方向を向けて、遠心ポンプ駆動装置１４を固定することが容易になる。

【0099】

また、筐体８０の表面８３に、表示操作部７２、および操作部７３が配置されている。そのため、遠心ポンプ駆動装置１４の使用者は、表示操作部７２に表示された情報を見ながら、容易に操作を行うことができる。

【0100】

さらに、従来の遠心ポンプ駆動装置は移動することを考慮していなかったため、重量が１５ｋｇ以上に設定されていることが多かったが、本発明の遠心ポンプ駆動装置１４はアームへの取り付けと可搬性能向上のため８ｋｇと軽量化されている。アームへの取り付けと可搬性能向上のためには、遠心ポンプ駆動装置は、１２ｋｇ以下であることが好ましい。

【0101】

（バックアップコントローラー）
図１３から図１７などに基づいて、バックアップコントローラー１００を説明する。図１３は、バックアップコントローラー１００を正面１０４から見た図である。図１４は、バックアップコントローラー１００を背面１０６から見た図である。図１５は、バックアップコントローラー１００の内部構造を示す図である。図１５は、図１３に示す矢印Ｔの方向にバックアップコントローラー１００を見た際の、バックアップコントローラー１００の内部の概要を示している。図１６は、バックアップコントローラー１００の機能を示す概念図である。図１７は、接続コード４７を示す図である。

【0102】

バックアップコントローラー１００は、遠心ポンプ駆動装置１４（メインコントローラー）が故障などした場合に、遠心ポンプ１２の回転数を設定し、遠心ポンプ１２の回転を維持するための装置である。

【0103】

バックアップコントローラー１００の本体部１０２の内部には、図１５に示すように、バッテリ１１４および基板１１６などが配置されている。バックアップコントローラー１００の本体部１０２の一つの端面である正面１０４には、図１３に示すように、回転数設定ノブ１１０、電源スイッチ１１１、および表示部１１２が配置されている。

【0104】

回転数設定ノブ１１０は、遠心ポンプ１２の回転を設定するための部品である。回転数設定ノブ１１０は、例えば、回転スイッチによって構成することができる。

【0105】

電源スイッチ１１１は、バックアップコントローラー１００をオンまたはオフするための部品である。電源スイッチ１１１は、例えば、押しボタンスイッチによって構成することができる。

【0106】

表示部１１２は、各種の情報を表示する部分である。表示部１１２は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）ランプによって構成することができる。

【0107】

本体部１０２の他の一つの端面であり、正面１０４と対向する位置にある端面を、背面１０６とする。バックアップコントローラー１００の本体部１０２の背面１０６には、図１４に示すように、複数のコントローラー側コネクタ１２０が配置されている。

【0108】

コントローラー側コネクタ１２０の一つには、図１７に示す接続コード４７のコード側コネクタ１２２を接続することができる。バックアップコントローラー１００が、接続コード４７を介して駆動モーター１６に接続されることによって、バックアップコントローラー１００による遠心ポンプ１２の回転数の設定が可能になる。

【0109】

コントローラー側コネクタ１２０の他の一つは、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ：交流）コネクタとして機能する。ＡＣコネクタをＡＣ電源に接続することによって、バックアップコントローラー１００に内蔵されているバッテリ１１４を充電することができる。

【0110】

バックアップコントローラー１００は、遠心ポンプ駆動装置１４（メインコントローラー）が故障などした場合に、遠心ポンプ駆動装置１４から接続コード４７のコード側コネクタ１２２を抜き取り、抜き取ったコード側コネクタ１２２をバックアップコントローラー１００のコントローラー側コネクタ１２０に差し替えることによって使用される。

【0111】

ここで、図１６に基づいて、バックアップコントローラー１００の機能を説明する。バックアップコントローラー１００には、図１５に示したように基板１１６が備えられている。基板１１６には電力が供給される。電力は、図１５に示したバッテリ１１４から供給される。電力は、コントローラー側コネクタ１２０を介して、外部の電源から供給されてもよい。

【0112】

基板１１６には、回転数設定ノブ１１０を介して設定された回転数が伝達される。バックアップコントローラー１００は、設定された回転数および供給された電力に基づいて、モーターを駆動する。駆動するモーターは、遠心ポンプ１２の駆動モーター１６とすることができる。バックアップコントローラー１００と駆動モーター１６との接続は、接続コード４７を介して行われる。接続コード４７のコード側コネクタ１２２を、バックアップコントローラー１００のコントローラー側コネクタ１２０に接続することによって、バックアップコントローラー１００と駆動モーター１６とが接続される。

【0113】

また、バッテリ１１４の残存容量、バックアップコントローラー１００のＡＣ電源への接続の有無など、バックアップコントローラー１００の状態は、表示部１１２に表示される。

【0114】

本実施形態のバックアップコントローラー１００は、これらの機能を果たしながらも、非常にコンパクトな形状を有している。

【0115】

なお、コントローラー側コネクタ１２０は、バックアップコントローラー１００の背面１０６ではなく、正面１０４に配置されていてもよい。すなわち、回転数設定ノブ１１０と、コントローラー側コネクタ１２０とが、本体部１０２の同じ端面に配置されていてもよい。このような配置にすることによって、遠心ポンプ駆動装置１４における接続コード４７を接続するコネクタが、バックアップコントローラー１００の正面１０４に対応する側に配置されている場合などに、接続コード４７を遠心ポンプ駆動装置１４からバックアップコントローラー１００に容易に差し替えることができる。

【0116】

本実施形態のバックアップコントローラー１００は、非常に小型化されている。これは、バックアップコントローラー１００の機能を絞ったこと、および各部を小型化したことなどによる。具体的には、本実施形態のバックアップコントローラー１００では、それが担う機能が遠心ポンプ１２の回転数の設定に限定されている。本実施形態のバックアップコントローラー１００は、センサーなどに接続される機能を備えていない。

【0117】

本実施形態のバックアップコントローラー１００は、小型であり、かつ平板状の形状を有している。そのため、例えば、図５に示すように、搬送カート６０の設置台６４の上に、他の部品との干渉を避けながら、容易に配置することができる。

【0118】

平板状の形状であるとは、薄型であることを意味する。その薄さは、例えば、バックアップコントローラー１００において、正面１０４の短手方向の長さは、コントローラー側コネクタ１２０の直径の２倍以下であることが好ましい。

【0119】

コントローラー側コネクタ１２０が、バックアップコントローラー１００の背面１０６に配置されている場合を例にして説明する。図１４の長さｄ３は、背面１０６の短手方向の長さを示す。また、図１４の長さｄ２は、コントローラー側コネクタ１２０の直径を示す。端面の短手方向の長さｄ３は、コントローラー側コネクタ１２０の直径ｄ２の２倍以下であることが好ましい。

【0120】

長さｄ３を長さｄ２の２倍以下にすることによって、バックアップコントローラー１００を十分に薄型にすることができる。バックアップコントローラー１００をこのような薄型にすることによって、バックアップコントローラー１００の配置の自由度を高めることができる。

【0121】

本実施形態のバックアップコントローラー１００は、薄型の平板状の形状を有しているため、設置台６４などの上に配置するのではなく、他の装置に立てかける、他の装置と装置との隙間に配置する、アームやクランプなどの治具を介して搬送カート６０の側面に配置するなど、配置の種々の態様を可能にする。

【0122】

本実施形態のバックアップコントローラー１００は、非常に小型であるため、バックアップコントローラー１００を他の部屋に保管しておくのではなく、遠心ポンプ駆動装置１４の近くに常時配置しておくことが可能である。そのため、非常時などに、即座にバックアップコントローラー１００による治療の再開をすることができる。

【0123】

従来のバックアップコントローラーは容積が大きく手術室等に設置しておくことができなかった。そのため、非常時などに、バックアップコントローラーが保管されている別室まで、バックアップコントローラーを取りに行く必要があった。その結果、治療再開までに５分以上の時間を要しており、緊急時対応の際の迅速性に課題があった。

【0124】

これに対して本実施形態のバックアップコントローラー１００は、非常に小型化されており、手術室等の室内に保管することが可能である。さらには、非常に小型化されているため、遠心ポンプ駆動装置１４に極めて近い位置に配置することができる。その結果、緊急時対応の際の迅速性という、重大な課題を解決することができる。

【0125】

本実施形態のバックアップコントローラー１００は、非常に小型であるため、バックアップコントローラー１００を遠心ポンプ駆動装置１４の極めて近くに配置することができる。そのため、接続コード４７の、遠心ポンプ駆動装置１４からバックアップコントローラー１００への差し替えをより素早く行うことができる。

【0126】

また、遠心ポンプ駆動装置１４に接続されている接続コード４７を、バックアップコントローラー１００を移動させることなくバックアップコントローラー１００のコントローラー側コネクタ１２０に接続しなおすことが可能になる。

【0127】

また、バックアップコントローラー１００による遠心ポンプ駆動装置１４のバックアップを開始する際に、バックアップコントローラー１００を移動させることなく回転数設定ノブ１１０の操作が可能な位置に、バックアップコントローラー１００を配置することが可能になる。

【0128】

さらに、遠心ポンプ駆動装置１４の接続コード４７の差し込み用のコネクタと、バックアップコントローラー１００はコントローラー側コネクタ１２０の向きが揃うようにバックアップコントローラー１００を配置することが容易である。そのため、そのため、接続コード４７の、遠心ポンプ駆動装置１４からバックアップコントローラー１００への差し替えを非常に素早く行うことができる。

【0129】

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定されることなく、種々の変更、変形及び組み合わせが可能である。

【符号の説明】

【0130】

１ 人工心肺システム
３ 体外循環装置
７ 人工肺
８ リザーバー
１２ 遠心ポンプ
１４ 遠心ポンプ駆動装置（メインコントローラー）
１５ 遠心ポンプ駆動装置ユニット
１６ 駆動モーター
２０ 流量制御装置
２２ 陰圧調整装置
２４ 第１流量調整装置
２５ 第２流量調整装置
３０ 血液循環回路
３２ 脱血ライン
３３ 送血ライン
３４ 血液回収ライン
４０ オートクランプ
４２ センサー部
４４ フィルタ
４６ チューブ
４７ 接続コード
４８ 配線
５０ コントローラー取り付けアーム
５８ 支持アーム
６０ 搬送カート
６２ ポール
６４ 設置台
６６ キャスタ
７０ 制御部（電子基板）
７１ 電源部
７２ 操作表示部
７３ 操作部（操作ノブ）
７４ 報知部（ブザー）
７５ バッテリ
７６ センサーコネクタ
８０ 筐体
１００ バックアップコントローラー
１０２ 本体部
１０４ 正面
１０６ 背面
１１０ 回転数設定ノブ
１１１ 電源スイッチ
１１２ 表示部
１１４ バッテリ
１２０ コントローラー側コネクタ
１２２ コード側コネクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】