JP5484387B2 - 心臓補助システム - Google Patents

Description

本願は、２００６年１月２７日に出願された米国特許仮出願シリアルナンバー６０／７４３，１８３の利得を主張するものであり、当該出願はここに参照されることによって完全に組み込まれている。

本発明は全体的に患者の体内の血液循環を補助するためのシステムに関するものであり、特に、心室の補助装置および制御システムに関するものである。

心室補助装置（ＶＡＤ）は、様々な制御要素および電力供給要素と接続された心臓ポンプの使用を一般的に伴っている。ＶＡＤシステムは携帯可能であり、患者が通常の日常生活の間動き回ることが可能であることが望ましい。様々な装置が、システムと関連した体内に埋め込み不可能な血流ポンプを制御および監視するために使用されており、患者は恒久的にポンプコントローラにつながれている。したがって、ＶＡＤシステムは可能な限り軽量、小型であり、身に付けるのに便利であるべきである。ポンプに接続されたコントローラは時々任命された者によって調整される。このことは病院や医師のオフィスのような特別な場所で一般的に実施されている。さらに、コントローラは任命されていない者によって調整されるべきではない。これらの問題の扱い方を知っている者はコントロールパネルまたはプログラミングモジュールの使用に関係しており、それらは患者に身につけられたコントローラに組み込まれ、悪用または任命されていない者の使用を防止するためにロックされている。代替的に、コントローラは、（例えばポンプ速度の調整のような）プログラミングの目的のための複雑且つ携帯不可能なベースステーション制御ユニットに接続されている。不幸にも、制御パネルまたはプログラミングモジュールを患者に身につけられる携帯ユニットに組み込んでいる場合、ユニットの複雑さ、サイズおよび重量は増加する。一方で、携帯不可能なベースステーションの使用は、患者にポンプ速度のあらゆる調整のために医師のオフィスまたは病院に行くことを強制する。

米国特許第６，１１６，８６２号明細書

本発明の目的は、上記の課題を解決することである。

全体的に、第１の態様において、患者の体内で血液の循環を補助するための追加の血流システムが提供され、そのシステムは追加の血流装置と、コントローラと、携帯型プログラミングモジュールとを具備している。この態様において、コントローラは電力を追加の血流装置に誘導し、装置を介して血流速度を制御している。コントローラは第１および第２の電力入力部と電力出力部とを含み、電力出力部は送電線に接続されて追加の血流装置に導入されるように適合されている。携帯型プログラミングモジュールは、コントローラの少なくとも１つの第１および第２の電力入力部に連結されて、患者の必要性にしたがってコントローラ内に格納されたポンプの操作パラメータを変化することができるように操作可能であるように構成されている。追加の血流装置は、患者の体内に埋め込み可能なように構成されている。

別の態様において、第１および第２の電力供給ユニットが第１および第２の電力入力部に接続されてもよい。第１および第２の電力供給ユニットはプログラミングモジュールに電気的に接続されている。電力供給ユニットは様々な形態をとってよく、バッテリ、ＡＣ／ＤＣアダプタ、ＤＣ／ＤＣアダプタおよびこれらの結合体または他のタイプの電力供給ユニットのようなものでもよい。コントローラは、無線通信機を介するなどによってコンピュータにデータを送信することが可能であるように構成されてもよい。

別の態様では、患者の体内で血液の循環を補助するための追加の血流システムは、上述の追加の血流装置と、コントローラと、携帯型プログラミングモジュールとを具備し、コントローラの第１および第２の電力入力部に電気的に接続されることが可能な第１および第２の電力供給ユニットを組み合わされている。個々に記載された様々な特徴の他の結合も、本発明の範囲内に含まれている。

本発明の様々な追加の組み合わせ、特徴および利点は、添付とともに示された実施形態の以下の詳細な記載を再検討することで、当業者に用意に明らかにされるだろう。

第１に図示された実施形態にしたがって構成されたシステムの概略を示した図である。 第２に図示された実施形態にしたがって構成されたシステムの概略を示した図である。 第３に図示された実施形態にしたがって構成されたシステムの概略を示した図である。 第４に図示された実施形態にしたがって構成されたシステムの概略を示した図である。 第５に図示された実施形態にしたがって構成されたシステムの概略を示した図である。 第６に図示された実施形態にしたがって構成されたシステムの概略を示した図である。 ２つのバッテリが接続されたバッテリ再充電ユニットの斜視図を示している。

図１は、本発明の図示された実施形態によって構成されたシステム１０を示した図である。具体的には、システム１０は流入口１４と流出口１６とを備えた追加の心臓または血液ポンプ１２を含んでいる。追加の心臓１２は患者の体内に埋め込まれて適応され、例えば、患者の心臓（例えば左心室）の左側から流入口１４を通して血液を受け入れ、流出口１６および取り付けられた導管またはカテーテル（図示略）を通して患者の血液循環システム内に血液を送り込む。心臓ポンプ１２は単に事実上図示されているだけに過ぎず、任意の好適な心臓ポンプまたは追加の血流システムと置換されてもよい。その一例は特許文献１に開示されており、その開示内容はここに引用されることによって本願に組み込まれている。心臓ポンプ１２は送電線２０を介してコントローラ１８に接続されている。コントローラ１８は心臓ポンプ１２に電力を供給しており、患者の医療的要求にしたがってポンプ１２の速度を制御している。第１のバッテリ３０とバックアップまたは第２のバッテリ３２とは電力ライン３４および３６によってコントローラ１８に個々に接続されており、それらの電力ラインはコントローラ１８の電力入力コネクタ３８，４０に接続されている。電力出力コネクタ４１は送電線２０を接続している。コントローラ１８とバッテリ３０，３２とは好適なベルトまたはストラップ（図示略）によって担持されており、患者が、彼または彼女の日常生活の間快適に運搬することが可能であってもよい。全てのデータは、例えばフラッシュメモリ装置または好適な他のメモリ要素によって、コントローラ内に格納されてもよい。

個々のバッテリ３０，３２は充電インジケータライト４２，４４を含んでいる。これらの充電インジケータライトは、ユーザにバッテリの強さまたは充電量を明示するために、例えば赤色、黄色、緑色のライトなどの異なった色のＬＥＤ（発光ダイオード）を具備していてもよい。離間されたインジケータライト４３，４５が個々のバッテリ３０，３２にも設けられてもよい。例えば、これらのインジケータライト４３，４５は赤色のＬＥＤを具備し、それが点灯した場合、バッテリ３０または３２が作動していない、または再充電および／もしくは交換する必要があることをユーザに明示してもよい。この形態における分離された２つのバッテリ３０，３２の使用は、ユーザが、家または他の場所内におけるＡＣまたは主電力供給のような固定電力源から長時間離れていることを可能にしている。第１のバッテリ３０の充電量が所定のレベルよりも下に低下して、例えばコントローラ１８によって検出された場合、コントローラ１８は第２のバッテリ３２にコントローラ１８とポンプ１２とに電力を供給させる。コントローラ１８はインジケータライト４６ａ，４６ｂ，４６ｃを含み、例えば、それらのライトはそれぞれに赤色、黄色および緑色であってもよい。赤色のライト４６ａはポンプ１２が停止していることを明示しおよび／またはシステム１０の問題を解決するために、ある迅速な修理もしくは診断作業の必要があることを明示することが可能である。このことは音響アラームを伴っていてもよい。黄色のライト４６ｂは検査および／または定期的なメンテナンスが要求されていることを明示していてもよく、緑色のライト４６ｃは通常の作動モードを明示していてもよい。ディスプレイ４８は時間と分とにおいて大体の残りのバッテリ寿命を明示している。コネクタ３８，４０に関するそれぞれのインジケータライト４７，４９も設けられてもよく、それらが点灯した場合、これらの赤色のインジケータライト４７,４９はコネクタ３８，４０に関して接続されたバッテリ３０または３２を交換する必要があることを明示することが可能である。

図２は代替的なシステム１０ａを示した図である。個々に記載されたそれぞれの代替的なシステムにおいて、類似の参照符号は様々な図中の類似の要素を示している。したがって、これらの要素はさらなる重複の記載を必要とされない。図２は、バッテリの１つがアダプタユニット５０に置換され、そのアダプタユニットはプラグ５２を介してAC電力供給源に差し込まれてもよく、これによって図１に示されたバッテリ３２と同様の態様でコネクタ４０を介してコントローラ１８およびポンプ１２へ電力を供給することを示している。ユーザに必要とされた場合、アダプタ５０はＡＣ／ＤＣアダプタまたはＤＣ／ＤＣアダプタとされてもよい。同時に、アダプタ５０はコントローラ１８とポンプ１２とに電力を供給しており、バッテリ３０を再充電していてもよい。図２に示された別の態様として、コンピュータ６０は医師による検査のためにコントローラからデータを受け取ってもよい。このデータは無線方式で送信されてもよく、または追加のハードケーブル（図示略）がコントローラ１８とコンピュータ６０との相佐に接続されてもよい。データは取り込まれ、コンピュータは任意の欠陥データを検出し、削除することが可能である。そのようなデータは、例えば、ポンプ速度、モータ電流値、ポンプシリアルナンバー、アラーム状態、または任意のデータを含んでいてもよく、それらのデータは圧力、流れ、温度、心拍数など、および／もしくは得られたデータの任意の結合によって得られたパラメータのような、システムに関連した付加的なセンサもしくは構成要素によって得られるものでもよい。コンピュータ６０は、例えばデータ収集のために使用されることに限定され、ポンプ速度の変更といったようなポンプ操作に関連したコントローラ１８内の任意の設定変更のために使用されなくてもよい。そのような付加的な制御および調整の特徴は別の専用のコンピュータ、コントローラなどに保存されていてもよく、それらは病院および／またはイシノオフィスおよび／または任命された者によってのみ知られたパスワードを使用して保存されてもよい。

図３Ａは別の代替的なシステム１０ｂを示した図であり、プログラミングモジュール７０がアダプタ５０とコネクタ４０とポンプ１２との間に接続されている。電力はコネクタ４０を通してプログラミングモジュール７０を介してコントローラ１８へと供給されている。さらに、プログラミングモジュール７０はポンプ速度のような制御パラメータがコントローラ１８内で変換されることを可能にしている。プログラミングモジュール７０は、より具体的にはボタン７４のようなオン／オフ制御要素、ポンプ速度を増大させるためのボタン７６ａのような調整要素、ポンプ速度を減少させるためのボタン７６ｂのような調整要素、およびモータ電流、アラーム状態、ならびにポンプ速度のようなパラメータを表示するためのディスプレイ７８を含んでいてもよい。アダプタ５０はプログラミングモジュール７０の操作のための電力を供給するだけでなく、上述のように、コントローラ１８および／またはポンプ１２まで電力を供給し、且つ／または同時にバッテリ３０を再充電してもよい。

図３Bは別の代替的なシステム１０ｃを示しており、アダプタ５０とプログラミングモジュール７０とがそれぞれにコネクタ３８とそれに対向したコネクタ４０とに接続されていること以外は、図３Ａに示されたシステム１０ｂと類似である。この実施例において、バッテリ３２は電力ライン３６を介してコネクタ４０に接続されている。したがって、任意のタイプの電源およびプログラミングモジュール７０を接続した場合、コネクタ３８，４０は交換可能に使用されてもよい。この実施例において、ライン７２はモジュール７０とコントローラ１８との間で比較的低電流の電気的データ通信を実行することが可能であり、ポンプ１２の操作のために必要な高電流の電力を搬送することも可能である。

図３Ｃは別の代替的なシステム１０ｄを示しており、アダプタ５０が、プログラミングモジュール７０に電力を供給するためおよびコントローラ１８とポンプ１２まで電力を供給するために、バッテリ３２によって置換されていること以外は、図３Ａに示された例と類似である。

図３Ｄは別の代替的なシステム１０ｅを示しており、アダプタ５０が、プログラミングモジュール７０に電力を供給するためおよびコントローラ１８とポンプ１２まで電力を供給するために、バッテリ３０によって置換されていること以外は、図３Ｂに示された例と類似である。

様々な構成要素の他の形態も実施可能であり、同様に、電力供給要素、制御要素またはアダプタのような他の好適且つ役に立つ構成要素も実施可能であることは、好ましいことである。例えば、１つの代替的な要素は１２ボルトまたは２４ボルトの自動車に使用されるのに好適なプラグを備えたアダプタであり、自動車内で電源コンセントに挿入されてもよい。自動車用のアダプタまたはＡＣアダプタ５０のいずれかが接続された場合、コントローラ１８が認識されるようにデザインされてもよい。したがって、コントローラ１８は接続されたバッテリに対して接続されたアダプタから電力を使用し、バッテリ寿命を持続することが可能である。

図４はバッテリ再充電ユニットを示した図であり、そのユニットは例えば壁のコンセントにプラグを挿入されてもよく、図示されたバッテリ３０，３２のような複数のバッテリを再充電するために使用されてもよい。再充電ユニット８０は、残りの充電時間を明示するためのディスプレイ８２を備えていてもよく、充電状態を明示するための様々な状態のインジケータライト８４を備えていてもよい。例えば、赤色のライトは操作可能でない状態を明示し、黄色のライトはバッテリが充電中であることを明示し、緑色のライトはバッテリが完全に充電された状態を明示してもよい、多数のコネクタ８６が、再充電ユニット８０に複数のバッテリを連結するために設けられてもよい。

本発明が様々な好適な実施形態の記載によって図示され、これらの実施形態が詳細に記載された一方で、そのように詳細に添付された請求の範囲を制限しまたは多少なりとも限定することは、出願人の意図するところではない。付加的な利点および改良が当業者にすでに発生しているだろう。本発明の様々な特徴は、ユーザの必要に応じておよび優先によって単独でまたは結合して使用される。これは、現時点で判明した本発明の好適な実施の方法に沿って、本発明の記載がなされている。しかしながら、発明自身は添付の特許請求の範囲によってのみ定義されている。

１０ システム
１２ 追加の心臓（血液ポンプ）
１４ 流入口
１６ 流出口
１８ コントローラ
２０ 送電線
３０ 第１のバッテリ
３２ 第２のバッテリ
３４，３６ 電力ライン
３８，４０ 電力入力コネクタ
４１ 電力出力コネクタ
４２，４４ 充電インジケータライト
４３，４５ インジケータライト
４６ インジケータライト
４８ ディスプレイ
４７，４９ インジケータライト
５０ アダプタユニット
５２ プラグ
６０ コンピュータ
７０ プログラミングモジュール
７８ ディスプレイ
８０ 再充電ユニット

Claims (9)

1. 患者の体内で血液の循環を補助するための追加の血流システムにおいて、
   患者の体内に埋め込み可能な追加の血流装置と、
   該追加の血流装置に電力を送電し且つ該血流装置を介して血液の流速を制御するためのコントローラであって、該コントローラは第１および第２の電力入力部と電力出力部とを備え、該電力出力部は送電線に接続されて前記追加の血流装置に導入されているコントローラと、
   前記第１および第２の電力入力部に電気的に接続可能な第１および第２の電力供給ユニットと、
   少なくとも１つの前記第１および第２の電力入力部に接続可能であり、前記コントローラ内に格納されたポンプの操作パラメータを患者の必要性にしたがって、変更することが可能な携帯型プログラミングモジュールと、
   を具備しており、
   ここで、前記第１の電力供給ユニットは、電力を、前記コントローラを通じて前記第２の電力供給ユニットに供給し、それにより前記第２の電力供給ユニットを、充電することを特徴とする血流システム。
2. 前記コントローラは、前記第１の電力供給ユニットが電力を適切に供給していない場合に作動されて感知し、それを受けて電力を前記第２の電力供給ユニットから前記追加の血流システムに導くことを特徴とする、請求項１に記載の血流システム。
3. 前記第１および第２の電力供給ユニットの１つはＡＣ／ＤＣアダプタを具備していることを特徴とする、請求項１に記載の血流システム。
4. 前記第１および第２の電力供給ユニットの１つはＤＣ／ＤＣアダプタを具備していることを特徴とする、請求項１に記載の血流システム。
5. 前記コントローラはコンピュータへの一方向データ通信が可能であることを特徴とする、請求項１に記載の血流システム。
6. 前記コントローラは効果的なデータ通信のための無線通信機を含んでいることを特徴とする、請求項５に記載の血流システム。
7. 前記コントローラは、さらに、時間及び分で、推定された残りの電源供給寿命を示すためのディスプレイを備えることを特徴とする請求項１に記載の血流システム。
8. 対応する電源供給ユニットを変える必要性を示すインジケータライトが、それぞれ第１及び第２電源入り口に近接して提供されていることを特徴とする請求項１に記載の血流システム。
9. 前記第１の電力供給ユニットが、それにより前記第２の電力供給ユニットを充電するために、前記コントローラ及び前記携帯型プログラミングモジュールを通じて、前記第２の電力供給ユニットに電力を供給することを特徴とする請求項1に記載の血流システム。

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