JP4076480B2 - Artificial heart pump system and method for controlling artificial heart pump - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工心臓ポンプシステム及びこのシステムの制御方法に関し、特に、このポンプシステムに用いられる制御装置内のプロセッサを複数設け、一つのプロセッサにかかる負荷を軽減させたコントローラに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の補助人工心臓システムにおいては、人工心臓に用いられる血液ポンプ本体とコントローラの互換性を持たせるために、インペラ(羽根車)の浮上位置を判別するセンサ回路をポンプ本体に内蔵させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、人工心臓や人工心肺などに用いられ、生体心をバイパス接続して補助あるいは完全置換する血液ポンプの制御方法として、血液ポンプに流れる電流を一定に制御することにより圧力負荷の変動に対して血液ポンプの流量変化を小さく抑えるようにしたものもある(例えば、特許文献2参照。)。
【0003】
また、人工心肺装置に使用される血液ポンプの制御装置であって、血液ポンプ装置のモータに流れる電流とモータ回転数及び吐出流量の関係を予め記憶しておき、コントローラ内のプロセッサ(CPU)からの指令に基づいて、モータの電流量制御、インペラの浮上位置制御、インペラの回転トルク制御、液体粘度の算出等を行う遠心式血液ポンプ装置が知られている(例えば、特許文献3参照。)。
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載のコントローラは、プロセッサを保有せずに、すべてアナログ回路で行っている。また、特許文献2に記載のコントローラでは、プロセッサを含んではいるが、プロセッサによる制御はモニタだけであり、モータや軸受の制御はアナログ回路で行っている。また、特許文献3に記載の遠心式液体ポンプ装置に用いられるコントローラは、液体ポンプ及び表示手段に対する全ての制御を1つのCPU(プロセッサ)で行っている。
【0005】
図4は、従来の携帯用人工心臓ポンプシステムの例を示したものである。この人工心臓ポンプシステムでは内部にインペラを有する遠心式回転血液ポンプ50が人間の体の中に埋め込まれている。そして、コントローラ51とこれに電力を供給する2個のバッテリ52と53が外部に携帯して保持される。コントローラ51にはユーザインターフェイス用の表示部54が設けられている。
血液ポンプ50は皮膚を貫通するケーブル55により、携帯するコントローラ51に接続されている。
【0006】
図5は、従来の人工心臓ポンプシステムに普通に使用されている、コントローラの内部構成を示すブロック構成図である。この人工心臓ポンプシステムは、人体内に埋め込まれた血液ポンプ100(図4の血液ポンプ50に対応)と、この血液ポンプ100の稼動状態を制御するコントローラ101(図4のコントローラ51に対応)及びコントローラ101の電源回路に電力を供給するためのバッテリ102(図4のバッテリ52、53に対応)から構成される。
【0007】
そして、コントローラ101は、コントローラ全体の制御を司るプロセッサ103と、血液ポンプ100の稼動状態の監視データ及び血液ポンプの稼動条件等を保存するメモリ装置104と、血液ポンプ100を構成するインペラを磁気的に浮上制御させる磁気浮上制御回路105と、インペラを回転させるモータを駆動制御するモータ駆動回路106と、プロセッサ103、メモリ装置104、磁気浮上制御回路105、モータ駆動回路106に電力を供給する電源回路107と、血液ポンプのインペラの回転数、血液の流量、または吐出圧力等を表示する液晶表示部(LCD)108と、血液ポンプ及び前記コントローラの動作が正常か異常かを表示するLED発光素子109と、血液ポンプ及び前記コントローラの異常を知らせるブザー110と、プロセッサ103に対して血液ポンプの稼動の変更を指示する指示ボタン111を備えている。
【0008】
以下、図5に示される従来の人工心臓ポンプシステムの動作を説明する。血液ポンプ100内に設けられるインペラ(羽根車)は磁気浮上制御回路105によって磁気的に浮上されるように制御され、かつモータ駆動回路106により安定な回転数で回転するように制御される。このインペラを回転させるモータの回転数は、患者の血液の粘度や吐出流量等を勘案して医師が設定するものであるが、通常は1800rpm〜2200rpm程度とされている。
【0009】
また、プロセッサ103は、磁気浮上制御回路105及びモータ駆動回路106から信号を受け取り、メモリ装置104に必要な情報を記憶させるとともに、液晶表示装置(LCD)108にその血液ポンプ100の稼動状態を表示する。このLCD108の表示内容は、インペラの回転数、血液の流量、及び血液ポンプの吐出圧力等である。
【0010】
更に、プロセッサ103は、血液ポンプ100の異常を検出した場合にLED発光素子109の表示色を緑から赤に変更するとともに、ブザー110を作動させて警報音を発生させる。また、メモリ装置104には、血液ポンプ100の稼動状態が記録されるのみならず、予め血液ポンプを稼動させる条件設定が記憶されており、プロセッサ103はこのメモリ装置104に記憶されている設定値を読み込んで、血液ポンプ100の稼動状態を制御するようにしている。
【0011】
【特許文献1】
特開2001−327595号公報
【特許文献2】
特開平9−56812号公報
【特許文献3】
特開平11−76394号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5に示す従来の人工心臓ポンプシステムでは、コントローラ101が保有するプロセッサ103は、ただ一つである。このため、コントローラ101内の処理の全てをプロセッサ103が行なわなければならない。
すなわち、プロセッサ103は、ポンプ100の磁気浮上制御、モータ回転数制御、データ保存処理、データ表示処理、アラーム鳴動処理などを全て行なわなければならない。
【0013】
このことは、プロセッサ103に対して非常に重い負荷を要求することになり、それを全部実行できる性能を持つ高性能のプロセッサを搭載しなければならないことを意味する。つまり、プロセッサに対する高いコストを要求することでもある。
【0014】
また、このように全ての処理を1つのプロセッサ103で行なう場合、プロセッサ103上で動作するソフトウエアも複雑なものとなり、このため、生産性・保守性が低下し、それらの確保のためには多大なコストが要求される。
【0015】
更に、何らかのトラブルが元でこのプロセッサ103が停止した場合、コントローラ101は、上記全ての処理を継続できなくなる。こうなると、コントローラ101は、機能を停止して、警報を発することもできなくなる虞がでてくる。人工心臓ポンプシステムにおいては、ポンプの動作を安全に継続させることがもっとも重要であり、シングルプロセッサを用いる上記従来の人工心臓ポンプシステムは、セキュリティーを確保するためにもより高性能のプロセッサを用意する必要があった。
【0016】
本発明は、上記問題点を解決するため、制御系と表示系で2つのプロセッサを設け、各プロセッサの行う処理を軽減させることにより、複雑なソフトウエアを不要とするとともに、ハードウエアの性能を特別に高度なものとする必要がない人工心臓用ポンプシステムのコントローラを提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し本発明の目的を達成するため、本発明の人工心臓ポンプシステムは、体内に埋め込まれる血液ポンプと、体外に設けられ前記血液ポンプを制御する制御用プロセッサと、同じく体外に設けられ前記血液ポンプの稼動状態及び稼動条件を表示する表示部を制御する監視用プロセッサとからなる人工心臓ポンプシステムであって、監視用プロセッサは制御用プロセッサとは分離して設けられ、制御用プロセッサは、血液ポンプから取得した稼動状態の検出信号に基づいて血液ポンプを制御するともに、監視用プロセッサが停止状態にあるか否かを判断して、監視用プロセッサが停止状態にある場合には、前記監視用プロセッサに制御信号を送って、監視用プロセッサを稼動状態にし、監視用プロセッサは、制御用プロセッサに異常が発生して停止状態になった場合に、制御用プロセッサにリセット信号を送信し、稼動状態に復帰させることを特徴としている。
【0018】
また、本発明の好ましい形態としては、血液ポンプから取得した稼働状態の検出信号は、血液ポンプの磁気浮上データであり、この磁気浮上データに基づいて血液ポンプ内のインペラの浮上状態を制御するようにしている。
【0019】
更に、本発明の好ましい形態としては、血液ポンプの稼動状態を記憶するメモリ装置を備えており、監視用プロセッサによってこのメモリ装置が制御されることを特徴とする。
【0021】
更に、本発明の人工心臓ポンプの制御方法は、体内に埋め込まれる血液ポンプと、体外に設けられ前記血液ポンプを制御する制御用プロセッサと、同じく体外に設けられ血液ポンプの稼動状態及び稼動条件を表示する表示部を制御する監視用プロセッサとからなる人工心臓ポンプの制御方法であって、監視用プロセッサとは分離して設けられた制御用プロセッサにより、血液ポンプの稼働状態の検出信号を取得して、その制御出力を算出するステップと、この制御用プロセッサにより、血液ポンプのモータの回転データを取得して該モータの回転制御出力を算出するステップと、このモータの回転制御データにエラーがある場合に、監視用プロセッサにエラー発生フラグを送信して、監視用プロセッサを稼動状態とするステップと、この制御用プロセッサのエラー発生フラグに基づいて監視用プロセッサにより制御用プロセッサの異常を検出するステップと、制御用プロセッサに異常があった場合には、表示部により異常表示を行うステップと、監視用プロセッサにより、制御用プロセッサが停止状態にあるかどうかを判定するステップと、制御用プロセッサが停止状態の場合は、監視用プロセッサから制御用プロセッサにリセット信号を送って、制御用プロセッサを稼動状態に復帰させるステップを含むことを特徴としている。
【0022】
本発明の人工心臓ポンプシステム及びそれに用いられる制御方法によれば、ポンプシステムの制御装置の中枢部として機能するプロセッサを制御系と表示系に分けて複数設け、1つのプロセッサが行う処理を軽減させたので、各プロセッサのソフトウエアの複雑度を低減できる。そして、制御装置に搭載するプロセッサを安価に抑えることができる。
【0023】
更に、プロセッサを複数搭載することにより、1つのプロセッサが稼動停止状態になっても他のプロセッサが独立して動作を継続できるので、システム全体が停止することがなく、安全対策上も有効である。
【0024】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明のマルチプロセッサを用いた人工心臓ポンプシステムの実施の形態を示すブロック構成図である。この人工心臓ポンプシステムは、コントローラ(制御装置)1と血液ポンプ2とバッテリ3より構成される。
【0025】
図1に示すように、コントローラ1は、血液ポンプ2及びコントローラ1内の制御系の制御を司る制御用プロセッサ4と、表示系の制御を司る監視用プロセッサ5の2つのプロセッサを備えている。そして、コントローラ1は、上記制御用プロセッサ4と監視用プロセッサ5の他に、血液ポンプ2内のインペラを磁気的に浮上させてその浮上位置を制御する磁気浮上制御回路6と、インペラを回転させるモータを駆動するモータ駆動回路7と、監視用プロセッサ5から血液ポンプ2の稼動状態を示すデータを受け取って蓄積するメモリ装置8と、これら制御用及び監視用プロセッサ4,5、磁気浮上制御回路6、モータ駆動回路7及びメモリ回路8に電力を供給する電源回路9と、血液ポンプ2のインペラの回転数、血液の流量、または吐出圧力等を表示する液晶表示部(LCD)10と、血液ポンプ2及びコントローラ1の動作が正常かどうかを表示する異常表示手段としての発光素子(LED)11と、血液ポンプ2及びコントローラ1の異常を知らせる異常報知手段としてのブザー12と、監視用プロセッサ5に対して血液ポンプ2の稼動の変更を指示する指示ボタン13から構成される。
図1において、細い実線は制御信号、点線はデータ信号の流れを示し、太い実線は電力の供給を示している。
【0026】
以下、図1に示す本発明の実施の形態の例の動作を説明する。本例においては、制御用プロセッサ4と監視用プロセッサ5は互いに連携をとり、お互いの負荷を軽減させるように動作する。すなわち、制御用プロセッサ4は、図1の細い実線矢印に示すように、磁気浮上制御回路6及びモータ駆動回路7を制御して、血液ポンプ2内のインペラの磁気浮上位置を制御するとともに、インペラを駆動するモータの回転を制御する。
【0027】
一方、血液ポンプ2内のインペラの浮上位置データは不図示の検出器で検出されて、磁気浮上制御回路6を経て制御用プロセッサ4と監視用プロセッサ5に供給される。また、モータの回転数を検出したデータ信号もモータ駆動回路7を介して制御用プロセッサ4と監視用プロセッサ5に供給される。
【0028】
制御用プロセッサ4は、上述したような血液ポンプ2からの稼動状態の検出信号を受けて、磁気浮上制御回路6及びモータ駆動回路7を制御する。そして、監視用プロセッサ5は、上記血液ポンプ2の稼動状態を表すデータ信号を、メモリ装置8に常時記憶するとともに、液晶表示装置(LCD)10に表示する。このLCD10に表示される内容は、ユーザである患者に応じて適宜設定することが可能であるが、設定吐出流量と実行吐出流量、設定吐出圧力と実行吐出圧力、血液の温度、血液の粘度、インペラの回転数等が考えられる。
【0029】
また、血液ポンプ2に異常が生じた場合には、ユーザに異常を知らせるため、監視用プロセッサ5が異常表示手段としてのLED11の表示色を、例えば緑から赤色に変えるとともに、異常報知手段としてのブザー12を作動させて警報音を発する。更に、ユーザや医師が血液ポンプ2の稼動条件等の設定を変更する場合には、変更指示のための指示ボタン13を操作して監視用プロセッサ5に変更指示の制御信号を送る。
そして、この制御信号が、監視用プロセッサ5からメモリ装置8に送られてメモリ装置8に記憶されている設定値を書き換えるとともに、制御用プロセッサ4に送られ、磁気浮上制御回路6及びモータ駆動回路7の稼動条件を変更する。
【0030】
次に、本発明の人工心臓ポンプシステムの動作を、図2と図3のフロー図に基づいて更に詳細に説明する。図2は、本発明システムのコントローラ1の制御用プロセッサ4の動作を説明するフロー図であり、図3は、監視用プロセッサ5の動作を説明するためのフロー図である。
【0031】
最初に、図2のフロー図に基づいて、制御用プロセッサ4の動作を説明する。まず、制御用プロセッサ4により磁気浮上制御回路6から磁気浮上データが取得される(ステップS1)。制御用プロセッサ4はこの取得したデータに基づいて血液ポンプ2内のインペラの浮上状態を制御するための制御出力を算出し(ステップS2)、これを磁気浮上制御回路6に出力する(ステップS3)。このステップS1からステップS3まででインペラの磁気浮上制御が完了する。
【0032】
次に、制御用プロセッサ4において、モータ駆動回路7からモータの回転数データが取得される(ステップS4)。制御用プロセッサ4は、この取得したデータに基づいてモータの回転数を制御するための制御データを算出し(ステップS5)、これをモータ駆動回路7に供給する(ステップS6)。このステップS4からステップS6まででモータの回転数制御が完了する。
【0033】
インペラの磁気浮上制御及びモータの回転制御が終了すると、続いて、取得したデータに異常があるかどうかが判断される(ステップS7)。取得データに異常がなければ(エラーなし)、次に、監視用プロセッサ5が停止状態にあるか否かが判断される(ステップS8)。そして、監視用プロセッサ5が稼動状態にあれば、最初の段階のステップS1に戻り、再び磁気浮上データの取得サイクルに移行するが、監視用プロセッサ5が停止状態のときは、制御用プロセッサ4から監視用プロセッサ5に制御信号(リセット信号)を送り、監視用プロセッサ5をリセットする。すなわち、稼動状態にする(ステップS10)。判断ステップS7において、異常がある(エラー有り)と判断された場合は、エラー発生フラグをONとし(ステップS9)、ステップS8に進む。
【0034】
次に、図3のフロー図に基づいて、監視用プロセッサ5の動作を説明する。
まず、監視用プロセッサ5は取得したデータをメモリ装置8のメモリに格納する(ステップS11)。続いて、LCD10に表示される表示データに変更があるか否かが判断される(ステップS12)。表示データに変更がある場合は、データ表示の更新を行い(ステップS13)、次のステップに進む。ステップS11からステップS13までがデータ処理ステップである。
【0035】
判断ステップS12で表示データに変更がないと判断された場合は、そのまま次のステップに進み、制御用プロセッサ4のエラー発生フラグがONかどうかの確認を行う(ステップS14)。そして、エラー発生フラグの確認の結果、エラーがあったか否かが判断される(ステップS15)。
【0036】
判断ステップS15で、エラーがあると判断されると、ステップS15以降のエラー処理フローに移行する。そして、最初に、LED11の発光色を、例えば緑から赤色に変えるエラー表示を行い(ステップS16)、続いて、ブザー12を鳴動させて警報音を発生する(ステップS17)。最後に、エラーデータをコントローラ1の監視用プロセッサ5を通してメモリ装置8に格納する(ステップS18)。
【0037】
判断ステップS15でエラーが無いと判断された場合は、制御用プロセッサ4が停止状態にあるか否かが判断される(ステップS19)。この判定の結果、制御用プロセッサ4が停止状態にある場合は、監視用プロセッサ5から制御用プロセッサ4に対してリセット信号を送信し、制御用プロセッサ4をリセット状態、すなわち稼動状態とする(ステップS20)。
判断ステップS19において、制御用プロセッサ4が停止状態でないと判断されれば、再びデータ処理ステップに戻る。
【0038】
本発明の実施の形態によれば、以上説明したように、コントローラ1内に血液ポンプ2の稼動状態を制御する制御用プロセッサ4と、血液ポンプ2からの収集データの保存ないし表示を行うための監視用プロセッサ5を配置し、この二つのプロセッサを通信等で連携させるようにした。
この結果、制御用プロセッサ4は、データの表示や保存の処理とは独立してポンプのみを制御することができるため、仮に、監視用プロセッサ5がそのプロセッサ機能を停止した場合にもポンプの機能を維持することができる。
【0039】
また、2つのプロセッサは相互に連携して相互監視を行なうことにより、制御用プロセッサ3がそのポンプ制御機能を停止した場合にも、収集データ表示及び保存のための監視用プロセッサ5が同時に停止しない限り、異常を検知することができ、異常検知をトリガとして復旧処理を実施することが可能である。すなわち、監視している相手のプロセッサが停止したことを検出した場合には、相手に対してリセット信号を送るなどして速やかに元の状態へと復帰させることが可能となる。
【0040】
このため、人工心臓ポンプシステム全体が停止することを避けることができるとともに、収集データの表示と保存は監視用プロセッサ5に、血液ポンプ2の稼動状態の制御は制御用プロセッサ4にさせるなど、その処理を分担させることができるので、各プロセッサの負荷は軽減されることになる。
【0041】
従って、制御用及び監視用の各プロセッサ4、5の動作安定性を向上させることができ、また、各プロセッサに比較的低機能な素子を使用することができるため、人工心臓ポンプシステム全体のコストを低額に抑えることができる。更に、制御用及び監視用のそれぞれのプロセッサに用いられるソフトウエアを小規模なものに抑えることができる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、補助人工心臓ポンプシステムにおいてトラブルが発生した場合にもポンプの動作を極力維持できるような信頼性の高い人工心臓ポンプシステムのコントローラが実現される。
更に、本発明によれば、プロセッサを複数個搭載することにより1つのプロセッサが停止した場合にも他のプロセッサは独立して動作を継続することができるため、システム全体が停止することが殆どなく、安全対策上も効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマルチプロセッサを用いた人工心臓ポンプシステムの実施の形態を示すブロック構成図である。
【図2】本発明の人工心臓ポンプシステムの制御用プロセッサの動作を説明するためのフロー図である。
【図3】本発明の人工心臓ポンプシステムの監視用プロセッサの動作を説明するためのフロー図である。
【図4】従来の人工心臓ポンプシステムを人体に携帯させるときの配置関係を示す図である。
【図5】従来のシングルプロセッサを用いた人工心臓ポンプシステムを示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1、51,101・・・コントローラ、2、50,100・・・血液ポンプ、3、52、53、102・・・バッテリ、54・・・表示部、55・・・皮膚貫通ケーブル、4・・・制御用プロセッサ、5・・・監視用プロセッサ、103・・・プロセッサ、6、105・・・磁気浮上制御回路、7、106・・・モータ駆動回路、8、104・・・メモリ装置、9、107・・・電源回路、10、108・・・液晶表示装置(LCD)、11,109・・・発光素子(LED)、12,110・・・ブザー、13,111・・・ボタン(指示用)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an artificial heart pump system and a control method of the system, in particular, a plurality of processors in the control unit used in the pump system, and controller and reduce the load on a single processor.
[0002]
[Prior art]
In the conventional auxiliary artificial heart system, in order to make the blood pump body used in the artificial heart compatible with the controller, a sensor circuit for determining the floating position of the impeller (impeller) is built in the pump body. (For example, refer to Patent Document 1).
In addition, as a control method for blood pumps that are used in artificial hearts and heart-lung machines, etc., to bypass or replace the living heart, it is possible to control the fluctuation of pressure load by controlling the current flowing through the blood pump constant. There is also one that suppresses a change in the flow rate of the blood pump to be small (for example, see Patent Document 2).
[0003]
In addition, the blood pump control device is used in the heart-lung machine, and the relationship between the current flowing through the motor of the blood pump device, the motor rotation speed, and the discharge flow rate is stored in advance, from the processor (CPU) in the controller. There is known a centrifugal blood pump device that performs motor current amount control, impeller flying position control, impeller rotational torque control, liquid viscosity calculation, and the like (see, for example, Patent Document 3). .
[0004]
However, the controller described in
[0005]
FIG. 4 shows an example of a conventional portable artificial heart pump system. In this artificial heart pump system, a centrifugal
The
[0006]
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a controller that is normally used in a conventional artificial heart pump system. This artificial heart pump system includes a blood pump 100 (corresponding to
[0007]
The controller 101 magnetically connects a
[0008]
The operation of the conventional artificial heart pump system shown in FIG. 5 will be described below. The impeller (impeller) provided in the
[0009]
Further, the
[0010]
Furthermore, when the abnormality of the
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-327595 A [Patent Document 2]
JP-A-9-56812 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-76394
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional artificial heart pump system shown in FIG. 5, the controller 101 has only one
That is, the
[0013]
This means that a very heavy load is required for the
[0014]
In addition, when all the processing is performed by one
[0015]
Furthermore, when this
[0016]
In order to solve the above problems, the present invention provides two processors for the control system and the display system, and reduces the processing performed by each processor, thereby eliminating the need for complicated software and improving the performance of the hardware. It is an object of the present invention to provide a controller for an artificial heart pump system that does not need to be specially sophisticated.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, an artificial heart pump system of the present invention includes a blood pump implanted in the body, a control processor provided outside the body and controlling the blood pump, and also provided outside the body. An artificial heart pump system comprising a monitoring processor for controlling a display unit for displaying the operating state and operating conditions of the blood pump, wherein the monitoring processor is provided separately from the control processor. Controls the blood pump based on the operating state detection signal acquired from the blood pump, determines whether the monitoring processor is in a stopped state, and if the monitoring processor is in a stopped state, A control signal is sent to the monitoring processor to put the monitoring processor in an operating state, and the monitoring processor is different from the control processor. There when the stopped state is generated, and transmits a reset signal to the control processor, it is characterized in that to return to the operating state.
[0018]
In a preferred embodiment of the present invention, the operating state detection signal acquired from the blood pump is magnetic levitation data of the blood pump, and the levitation state of the impeller in the blood pump is controlled based on the magnetic levitation data. I have to.
[0019]
Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention, a memory device for storing the operating state of the blood pump is provided, and this memory device is controlled by a monitoring processor.
[0021]
Furthermore, the method for controlling an artificial heart pump according to the present invention includes a blood pump implanted in the body, a control processor provided outside the body for controlling the blood pump, and an operating state and operating conditions of the blood pump provided outside the body. A method for controlling an artificial heart pump comprising a monitoring processor for controlling a display unit for display, wherein a detection signal for the operating state of a blood pump is obtained by a control processor provided separately from the monitoring processor. There is an error in the step of calculating the control output, the step of obtaining the rotation data of the motor of the blood pump by the control processor and calculating the rotation control output of the motor, and the rotation control data of the motor. In this case, an error occurrence flag is transmitted to the monitoring processor to set the monitoring processor in an operating state, and this control The step of detecting an abnormality of the control processor by the monitoring processor based on the error occurrence flag of the processor, the step of displaying the abnormality by the display unit when there is an abnormality in the control processor, and the monitoring processor, A step of determining whether or not the control processor is in a stopped state; and a step of returning the control processor to an operating state by sending a reset signal from the monitoring processor to the control processor if the control processor is in a stopped state. It is characterized by including.
[0022]
According to the artificial heart pump system and the control method used therefor according to the present invention, a plurality of processors functioning as the central part of the control device of the pump system are divided into a control system and a display system to reduce the processing performed by one processor. Therefore, the software complexity of each processor can be reduced. And the processor mounted in a control apparatus can be restrained cheaply.
[0023]
Furthermore, by installing a plurality of processors, even if one processor is suspended, other processors can continue to operate independently, so the entire system does not stop and is effective for safety measures. .
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an artificial heart pump system using a multiprocessor according to the present invention. This artificial heart pump system includes a controller (control device) 1, a
[0025]
As shown in FIG. 1, the
In FIG. 1, a thin solid line indicates a control signal, a dotted line indicates a data signal flow, and a thick solid line indicates power supply.
[0026]
The operation of the example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described below. In this example, the control processor 4 and the
[0027]
On the other hand, the floating position data of the impeller in the
[0028]
The control processor 4 receives the detection signal of the operating state from the
[0029]
In addition, when an abnormality occurs in the
Then, this control signal is sent from the
[0030]
Next, the operation of the artificial heart pump system of the present invention will be described in more detail based on the flow charts of FIGS. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the control processor 4 of the
[0031]
First, the operation of the control processor 4 will be described based on the flowchart of FIG. First, magnetic levitation data is acquired from the magnetic
[0032]
Next, in the control processor 4, motor rotation speed data is acquired from the motor drive circuit 7 (step S4). The control processor 4 calculates control data for controlling the rotational speed of the motor based on the acquired data (step S5), and supplies this to the motor drive circuit 7 (step S6). The motor speed control is completed in steps S4 to S6.
[0033]
When the impeller magnetic levitation control and motor rotation control are completed, it is subsequently determined whether or not the acquired data is abnormal (step S7). If there is no abnormality in the acquired data (no error), it is next determined whether or not the
[0034]
Next, the operation of the
First, the
[0035]
If it is determined in the determination step S12 that the display data is not changed, the process proceeds to the next step as it is, and it is confirmed whether or not the error occurrence flag of the control processor 4 is ON (step S14). Then, as a result of checking the error occurrence flag, it is determined whether or not there is an error (step S15).
[0036]
If it is determined in step S15 that there is an error, the process proceeds to an error processing flow in step S15 and subsequent steps. First, an error display for changing the emission color of the
[0037]
If it is determined in step S15 that there is no error, it is determined whether or not the control processor 4 is in a stopped state (step S19). If the result of this determination is that the control processor 4 is in a stopped state, a reset signal is transmitted from the
If it is determined in the determination step S19 that the control processor 4 is not stopped, the process returns to the data processing step again.
[0038]
According to the embodiment of the present invention, as described above, the
As a result, the control processor 4 can control only the pump independently of the data display and storage processing. Therefore, even if the
[0039]
The two processors cooperate with each other to perform mutual monitoring, so that even when the control processor 3 stops its pump control function, the
[0040]
For this reason, it is possible to prevent the entire artificial heart pump system from being stopped, and to make the
[0041]
Accordingly, the operational stability of the control and
[0042]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the controller of the highly reliable artificial heart pump system which can maintain the operation | movement of a pump as much as possible also when trouble arises in an auxiliary artificial heart pump system is implement | achieved.
Furthermore, according to the present invention, when one processor is stopped by mounting a plurality of processors, other processors can continue to operate independently, so that the entire system is hardly stopped. It is also effective for safety measures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of an artificial heart pump system using a multiprocessor of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the control processor of the artificial heart pump system of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the monitoring processor of the artificial heart pump system of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement relationship when a conventional artificial heart pump system is carried by a human body.
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional artificial heart pump system using a single processor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記監視用プロセッサは、前記制御用プロセッサとは分離して設けられ、
前記制御用プロセッサは、前記血液ポンプから取得した稼動状態の検出信号に基づいて前記血液ポンプを制御するとともに、前記監視用プロセッサが停止状態にあるか否かを判断して、前記監視用プロセッサが停止状態にある場合には、前記監視用プロセッサに制御信号を送って、前記監視用プロセッサを稼動状態にし、
前記監視用プロセッサは、前記制御用プロセッサに異常が発生して停止状態になった場合に、前記制御用プロセッサにリセット信号を送信し、稼動状態に復帰させる
ことを特徴とする人工心臓ポンプシステム。A blood pump implanted in the body, a control processor provided outside the body for controlling the blood pump, and a monitoring processor also provided outside the body for controlling a display unit for displaying the operating state and operating conditions of the blood pump. An artificial heart pump system comprising:
The monitoring processor is provided separately from the control processor,
The control processor controls the blood pump based on an operating state detection signal acquired from the blood pump, determines whether the monitoring processor is in a stopped state, and the monitoring processor If it is in a stopped state, send a control signal to the monitoring processor to bring the monitoring processor into an operating state,
The artificial heart pump system , wherein the monitoring processor sends a reset signal to the control processor to return to an operating state when an abnormality occurs in the control processor and the monitoring processor is stopped .
前記監視用プロセッサは、前記制御用プロセッサからの変更指示の指令を前記制御用プロセッサに伝達し、
前記制御用プロセッサは、前記監視用プロセッサからの指令を受けて前記血液ポンプの稼動条件の設定変更を行う
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の人工心臓ポンプシステム。When the setting of the operating condition of the blood pump is changed by a user or a doctor , the control processor sends a control signal for a change instruction to the monitoring processor,
The monitoring processor transmits a change instruction command from the control processor to the control processor,
The artificial heart pump system according to any one of claims 1 to 3, wherein the control processor changes a setting of an operating condition of the blood pump in response to an instruction from the monitoring processor .
前記監視用プロセッサとは分離して設けられた前記制御用プロセッサにより、前記血液ポンプの稼動状態の検出信号を取得して、その制御出力を算出するステップと、
前記制御用プロセッサにより、前記血液ポンプのモータの回転データを取得して該モータの回転制御出力を算出するステップと、
前記モータの回転制御データにエラーがある場合に、監視用プロセッサにエラー発生フラグを送信して、監視用プロセッサを稼動状態とするステップと、
前記制御用プロセッサとは分離して設けられた前記監視用プロセッサにより、前記制御用プロセッサのエラー発生フラグに基づいて前記制御用プロセッサの異常を検出するステップと、
前記制御用プロセッサに異常があった場合には、前記表示部により異常表示を行うステップと、
前記監視用プロセッサにより、前記制御用プロセッサが停止状態にあるかどうかを判定するステップと、
前記制御用プロセッサが停止状態の場合は、前記監視用プロセッサから制御用プロセッサにリセット信号を送って、前記制御用プロセッサを稼動状態に復帰させるステップを
含むことを特徴とする人工心臓ポンプの制御方法。 A control method for an artificial heart pump comprising: a blood pump; a control processor for controlling the blood pump; and a monitoring processor for controlling a display unit for displaying an operating state and operating conditions of the blood pump ,
Obtaining a detection signal of the operating state of the blood pump by the control processor provided separately from the monitoring processor, and calculating the control output;
Obtaining rotation data of the motor of the blood pump by the processor for control and calculating a rotation control output of the motor;
If there is an error in the rotation control data of the motor, sending an error occurrence flag to the monitoring processor to put the monitoring processor in an operating state;
Detecting an abnormality of the control processor based on an error occurrence flag of the control processor by the monitoring processor provided separately from the control processor;
If there is an abnormality in the control processor, performing an abnormality display by the display unit;
Determining by the monitoring processor whether the control processor is in a stopped state;
When the control processor is in a stopped state, a step of sending a reset signal from the monitoring processor to the control processor to return the control processor to an operating state.
A method for controlling an artificial heart pump, comprising:
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