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体外循環装置用の訓練装置およびそのプログラム

国内特許コード P110001743
整理番号 S2008-0417-N0
掲載日 2011年3月14日
出願番号 特願2008-061456
公開番号 特開2009-217042
登録番号 特許第4999186号
出願日 平成20年3月11日(2008.3.11)
公開日 平成21年9月24日(2009.9.24)
登録日 平成24年5月25日(2012.5.25)
発明者
  • 末田 泰二郎
  • 黒崎 達也
  • 二宮 伸治
  • 徳嶺 朝子
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 体外循環装置用の訓練装置およびそのプログラム
発明の概要

【課題】導入および維持が容易な、低コストで可搬性が高い、体外循環装置用の訓練装置およびそのプログラムを提供する。
【解決手段】操作訓練時の送血流量および脱血流量を、貯血槽32内の模擬血液量(貯血量)および人工肺35の入口と出口との間の模擬血液の圧力差(差圧)を用いて算出(間接測定)してシミュレーション情報の算出に用いる、体外循環装置用の訓練装置1である。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


重症心疾患の開心術治療において体外循環装置の信頼性は非常に重要であり、更にそれを操作する医療従事者にも高度な技能が求められている。従って、体外循環装置のような生命維持管理装置の操作に従事する臨床工学技師等の技能の習得および維持のため、体外循環技術の教育の重要性が増している。



そこで、本発明者らは、体外循環装置を使用した臨床現場において発生し得る様々なトラブルへの対処方法を習得するための訓練装置として、「人体模擬循環回路に接続した人工心肺装置をパソコンで制御してシミュレーション操作訓練を行う装置」を開発した(例えば、特許文献1参照。)。更に本発明者らは、より臨床の実際に即したシミュレーション操作訓練を可能とするため、人体模擬循環回路の血液回路に流量制御弁を設けて人体側の血流変化や血圧変化をリアルに再現することを可能としたシミュレーション操作訓練装置(例えば、特許文献2参照)、および患者の体格等に依存した適切な血行動態をシミュレーション操作訓練装置に作り出すための血行動態算出方法(例えば、特許文献3参照。)を開発し、様々なトラブル事象の再現が可能な訓練装置も提供している。



また、体外循環技術の教育現場においては、体外循環装置の操作への慣熟および装置の回路構成理解のために、トラブル事象が発生しない通常の体外循環操作を定量的評価に基づく適切な反復訓練で理解、習得した上でトラブルが発生した場合のシミュレーション操作訓練を行う必要性が指摘されている一方で、体外循環技術のシミュレーション教育を行う指導者が不足していることから、本発明者らは、通常の体外循環操作トレーニングをコンピュータ制御によりインストラクター(指導者)無しで反復実施できるシミュレーション操作訓練装置として「ECCSIM-Lite」を開発し、提供している。そしてこの「ECCSIM-Lite」は、図4に示すように、模擬循環部としての生体モデル2と、体外循環装置3と、入力部としての入力装置4と、制御部としての制御装置5と、測定部としての第1圧力センサ61、第2圧力センサ62、マノメータ64を用いた第3圧力センサ63、および3個の流量計10と、リアルタイム数値シミュレーション部としてのコンピュータ7と、モニタ部としてのモニタ8とを具えている。

【特許文献1】特開2005-114764号公報

【特許文献2】特開2007-155897号公報

【特許文献3】特開2007-140268号公報

産業上の利用分野


本発明は、体外循環装置用の訓練装置およびそのプログラムに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
生体の血行動態を模擬する模擬循環部と、
前記模擬循環部から模擬血液を脱血する脱血手段と、前記模擬循環部から脱血された前記模擬血液を貯留する貯血部と、前記貯血部に貯留されている前記模擬血液を、人工肺を通して前記模擬循環部へと送血する送血手段とを備える体外循環装置と、
血液循環に関する操作情報を入力する入力部と、
前記操作情報に基づき前記模擬血液を前記模擬循環部と前記体外循環装置との間で循環させるように前記体外循環装置を制御する制御部と、
前記循環によって発生する物理情報を測定する測定部と、
前記操作情報および前記物理情報に基づき、シミュレーション情報をリアルタイムで算出するリアルタイム数値シミュレーション部と、
前記シミュレーション情報を提示するモニタ部と、
を具える体外循環装置用の訓練装置であって、
前記物理情報には、前記貯血部内の模擬血液量および前記人工肺の入口と出口との間の模擬血液の圧力差に関連する情報が少なくとも含まれ、
前記シミュレーション情報の少なくとも一部が、前記貯血部内の模擬血液量および前記人工肺の入口と出口との間の模擬血液の圧力差を用いてリアルタイムで算出された脱血流量および送血流量を利用して算出される、体外循環装置用の訓練装置。

【請求項2】
請求項1に記載の体外循環装置用の訓練装置において、
前記貯血部内の模擬血液量に関連する情報が、前記貯血部に設置された貯血部圧力センサにより測定された貯血部圧力値であり、
前記人工肺の入口と出口との間の模擬血液の圧力差に関連する情報が、前記人工肺の入口および出口の模擬血液の圧力を測定する人工肺圧力センサにより測定された前記模擬血液の圧力値であり、
前記貯血部圧力値から前記貯血部内の模擬血液量を算出し、その算出された貯血部内の模擬血液量、並びに前記人工肺の入口および出口の模擬血液の圧力値を用いて前記脱血流量および送血流量をリアルタイムで算出する、体外循環装置用の訓練装置。

【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の体外循環装置用の訓練装置において、
前記リアルタイム数値シミュレーション部が、イベント入力、または事前に用意した複数のシナリオから選択されたシナリオを受けて、これを加味した前記シミュレーション情報をリアルタイムで算出する、体外循環装置用の訓練装置。

【請求項4】
体外循環装置用の訓練方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記体外循環装置は、生体の血行動態を模擬する模擬循環部から模擬血液を脱血する脱血手段と、前記模擬循環部から脱血された前記模擬血液を貯留する貯血部と、前記貯血部に貯留されている前記模擬血液を、人工肺を通して前記模擬循環部へと送血する送血手段とを備え、
前記体外循環装置および前記模擬循環部には物理情報を測定する測定部が設けられており、
前記プログラムは、前記コンピュータに、
血液循環に関する操作情報の入力を受け付ける入力ステップと、
前記操作情報に基づき前記模擬血液を前記模擬循環部と前記体外循環装置との間で循環させるように前記体外循環装置を制御するステップと、
前記循環によって発生する前記物理情報を測定するように前記測定部を制御するステップと、
前記操作情報および前記物理情報に基づき、シミュレーション情報をリアルタイムで算出するリアルタイム数値シミュレーションステップと、
前記シミュレーション情報を提示する情報提示ステップと、
を実行させ、更に、
前記物理情報には、前記貯血部内の模擬血液量および前記人工肺の入口と出口との間の模擬血液の圧力差に関連する情報が少なくとも含まれ、
前記リアルタイム数値シミュレーションステップには、前記貯血部内の模擬血液量および前記人工肺の入口と出口との間の模擬血液の圧力差を用いてリアルタイムで算出された脱血流量および送血流量を利用して前記シミュレーション情報の少なくとも一部を算出するステップが含まれる、プログラム。

【請求項5】
請求項4に記載のプログラムにおいて、
前記貯血部内の模擬血液量に関連する情報が、前記貯血部に設置された貯血部圧力センサにより測定された貯血部圧力値であり、
前記人工肺の入口と出口との間の模擬血液の圧力差に関連する情報が、前記人工肺の入口および出口の圧力を測定する人工肺圧力センサにより測定された前記模擬血液の圧力値であり、
前記シミュレーション情報の少なくとも一部を算出するステップが、
前記貯血部圧力値から前記貯血部内の模擬血液量を算出するステップと、
その算出された貯血部内の模擬血液量、並びに前記人工肺の入口および出口の模擬血液の圧力値を用いて前記脱血流量および送血流量をリアルタイムで算出するステップと、
を含む、プログラム。

【請求項6】
請求項4または請求項5に記載のプログラムにおいて、
前記リアルタイム数値シミュレーションステップでは、イベント入力、または事前に用意した複数のシナリオから選択されたシナリオを受けて、これを加味した前記シミュレーション情報をリアルタイムで算出する、プログラム。
産業区分
  • 運動娯楽用
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2008061456thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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