CN101014377A - 药液输入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明以提供即使在环境温度上升的情况下,亦可抑制流量急剧变化且适宜携带的药液输入装置为目的。药液输入装置(1),具有驱动部(2),通过该驱动部的驱动力对药液容器(3)进行加压将该药液容器(3)内的药液向患者输入,上述驱动部(2)包括封入压缩气体的气罐(4),由该气罐(4)内的压力产生上述驱动力。
Description
技术领域
本发明涉及一种将药液容器中容纳的药液向患者进行输入的药液输入装置。
背景技术
一般而言,以往的药液输入装置具有驱动源,利用该驱动源的驱动力排出药液容器内的药液,同时将该药液向患者进行输入(例如,专利文献1)。
上述药液输入装置中,以封入液化碳酸气体的气罐作为驱动源。并且,上述药液输入装置中,通过在可与上述气罐连通的加压室内,达到液化碳酸气体的饱和蒸气压产生的加压条件,使分隔该加压室的蛇纹管容器伸展,由该蛇纹管容器对药液盒进行加压,来排出药液。
而且,上述药液输入装置,由于以无需供给电力的小型气罐作为驱动源,因此可形成适宜患者携带使用的结构。
上述专利文献1的药液输入装置,由于利用了液化碳酸气体的饱和蒸气压产生的压力作为驱动源,因此具有在环境温度上升至比可以排出规定流量的环境温度(以下称为标准动作温度)高的情况下,其驱动力的变化明显增大的特征。
即,由于饱和蒸气压具有伴随温度的上升呈二次曲线型增加的特性(参照图6中的L2),因此,对于例如环境温度由25℃向20℃下降时蒸气压的变化,与环境温度由25℃向30℃上升时蒸气压的变化来说,虽然温度差相同(5℃)但温度上升时蒸气压的变化明显增大。
由此,上述专利文献1的药液输入装置,在环境温度上升至比上述标准动作温度高的情况下,流量的变化会明显增大。并且,对于上述规定流量,一般要设定许可范围,但是上述专利文献1的药液输入装置中,为将实际流量容纳在该许可范围内,在对上述标准动作温度设定许可范围时,不得不减小正侧值、增大负侧值。
但是,上述药液输入装置,被设想为放置在患者的病床边等使用的情况(即在室温条件下使用的情况),与患者携带使用的情况(即在接近患者体温的温度环境下使用的情况),另一方面,作为上述标准动作温度,由于大多按照医疗从业者等易于管理的室温进行设定,因此在患者携带使用的情况下,环境温度则比上述标准动作温度增高。
根据这些情况,就产生希望将上述标准动作温度的许可范围,在正侧尽可能增大设定的要求。
专利文献1:特开平9-262288号公报
发明内容
本发明鉴于上述课题而作,其目的在于提供一种即使在环境温度上升的情况下,亦可抑制流量急剧变化的适宜携带的药液输入装置。
为解决上述课题,本发明的药液输入装置,具有驱动部,通过该驱动部的驱动力对药液容器进行加压,将该药液容器内的药液输入患者体内,其特征在于,上述驱动部包括只封入压缩气体的气罐,由上述气罐内的压力产生上述驱动力。
根据本发明,由于利用压缩气体的压力作为驱动力,因此不管环境温度上升、下降,均可使驱动力的变化是对应于温度差的大致一定的值。
即,气罐内的压缩气体,由于大致呈现出基于气体状态方程式(PV=nRT)的变动,因此在上述气罐内的容积V为一定时的压力P,与温度T的变化呈比例增减。
因此,根据本发明,由于其驱动力大致与温度变化呈比例变化,即使在环境温度上升的情况下,亦可抑制流量的急剧变化。
并且,“只封入压缩气体的气罐”,意味着气罐内不含液化后的气体。
另外,本发明中,由于利用了无需供给电力的气罐,因此可以形成适宜患者携带使用的结构。
附图说明
图1是表示涉及本发明的药液输入装置的整体结构的侧面剖视图。
图2是表示图1中药液输入装置的驱动部的侧面剖视图。
图3是表示图1中药液输入装置的药液容器的侧面剖视图。
图4是表示驱动部与药液容器的连接构造的透视图。
图5是表示驱动部的动作的侧面剖视图,(a)表示保持第一合力与第二合力平衡的状态、(b)表示开放开关阀的状态、(c)表示增强压缩弹簧的弹力的状态。
图6是在环境温度变化的情况下气罐内的压力变化的图表。
图7是在环境温度变化的情况下加压室内的压力与药液流量的图表。
图8是分别表示在环境温度变化的情况下气罐内的压力、加压室内的压力、及药液粘度变化的一览表。
图9是分别表示根据药液筒与输液活塞的滑动阻力的流量变化、及驱动室内的压力变化的图表。
具体实施方式
以下,对本发明优选的实施方式参照附图进行说明。
图1是表示涉及本发明的药液输入装置的整体结构的侧面剖视图,图2是表示图1中药液输入装置的驱动部的侧面剖视图,图3是表示图1中药液输入装置的药液容器的侧面剖视图。
参照各图,由于药液输入装置1利用气罐4中被封入的压缩气体的压力,对药液容器3进行加压,来排出药液,因此即使在环境温度上升的情况下,亦可抑制流量的急剧变化。以下,就具体结构进行说明。
药液输入装置1将驱动部2与药液容器3进行组装后使用。具体来说,药液输入装置1通过上述驱动部2的驱动力对药液容器3进行加压,将该药液容器3内的药液对患者进行输入。
驱动器2包括只封入压缩气体的气罐4。该气罐4包括在没有施加外力的情况下,利用上述压缩气体的压力闭锁气罐4的开关阀4a。
并且,驱动部2还包括容纳气罐4的主体部5,使上述开关阀4a配置在其内部。
上述主体部5包括分三段渐宽的筒状的容纳构件6;和具有底部的容器状的配装构件7。该配装构件7通过以贯穿其底部7a的中央部分的内螺纹7b与上述气罐4的外螺纹4b螺合的状态,嵌入上述容纳构件6的最大的开口部6a内,将气罐4固定于容纳构件6中。另外,上述配装构件7形成有数个贯穿其底部7a的连通孔7c(参照图4)。
而且,上述气罐4与配装构件7之间,以及配装构件7与容纳构件6之间,分别由省略图示的填充(calking)材料等,形成气密状态。
另外,主体部5还包括由具有挠性的硅橡胶等形成的隔膜阀8;和将该隔膜阀8配装于容纳构件6内的夹压构件9。夹压构件9基本形成为筒状,通过在与容纳构件6的肩部6b之间,沿厚度方向对上述隔膜阀8的周边进行夹压,使该隔膜阀8与容纳构件6之间形成气密状态。
并且,主体部5还包括联动构件10;向气罐4一侧对该联动构件10施力的压缩弹簧(施力构件)11;以及对该压缩弹簧11的弹力进行调整的调整旋钮12。上述联动构件10在沿厚度方向夹持上述隔膜阀8的同时,与上述开关阀4a的塞嘴(plunger)4c连接。上述调整旋钮12与容纳构件6的最小开口部6c内面形成的内螺纹螺合,通过调整旋入程度,来改变与上述联动构件10之间的距离,以调整上述压缩弹簧11的弹力。
另外,上述容纳构件6的渐宽的端部的外周面,伸出钩状的配装片6d。如图4所示,该配装片6d上形成有数个切口部6e,在这些切口部6e处,可以装入后述的在药液筒13上形成的卡止片13a。随即,在这些卡止片13a导入各切口部6e后,以错开这两者的旋转位置的方式,旋转驱动部2与药液容器3,由此驱动部2与药液容器3即可进行可拆装地连接。
上述药液容器3,包括具有底部13b的药液筒13;在该药液筒13内可滑动的输液活塞14;设在上述底部13b处的注入口15及药液输入管路16。
药液筒13,其内面以约0.2°的倾斜度形成锥形,使其底部13b一侧的内径尺寸R1与开口部一侧的内径尺寸R2满足R2>R1的关系。
另外,在药液筒13的开口部,沿其圆周方向形成向内侧凸出的定位突起13c,由该定位突起13c来防止输液活塞14滑出药液筒13。并且,定位突起13c在上述驱动部2与输液活塞14连接的情况下,在与上述配装构件7之间夹压O型环(O-ring)17,使与该配装构件7之间形成气密状态。并且,上述O型环17配置在上述配装构件7的各连通孔7c的外侧位置。
输液活塞14是在由较有刚性的合成树脂形成的具有底部的圆柱形的支承体14a的外侧上由较有挠性的刚性树脂形成的衬垫(packing)14b二色成形的构件,该衬垫14b与上述药液筒13的内面之间形成液密状态,并且在该药液筒13内可沿其轴线方向滑动。
注入口15具有众所周知的止回阀,利用注射筒等可在上述底部13b与输液活塞14之间充填药液。
药液输入管路16将药液筒13内充填的药液,通过输液管18引导至患者,在此过程中,在由过滤器19过滤药液的同时,通过流量调整构件20将药液调整至希望的流量。并且,在本实施方式中,流量调整构件20利用药液流过截面积形成得极小的孔后产生的压力损失,来调整流量。
以下,就上述药液输入装置1的使用方法和驱动原理进行说明。
首先,在上述输液活塞14被押入药液筒13的底部13b一侧的状态下,从上述注入口15充填药液。
其次,上述驱动部2与药液容器3组装后,在这两者之间分隔出可封入从上述气罐4流出的压缩气体的加压室S。即加压室S是由上述配装构件7及隔膜阀8分隔出的容纳构件6内的空间,以及通过上述连通孔7c与该空间连接的药液筒13内的比输液活塞14靠前端侧的空间。
随后,上述药液装置1通过上述加压室S内的压力(即驱动力),押入输液活塞14,以排出药液筒13内的药液。另一方面,在加压室内的压力随着上述输液活塞14的移动而下降时,通过上述气罐4对压力的补充,可保持一定的驱动力。
具体来说,如图5(a)所示,上述驱动部2通过联动构件10将开关阀4a与隔膜阀8联动,以使上述开关阀4a的闭锁力F1(压缩气体的压力产生的力)与由加压室S内的压力产生的使隔膜阀8向外扩展的力F2的合力(第一合力)、与由大气压及压缩弹簧11的弹力产生的将隔膜阀8向加压室S一侧按压的合力(第二合力)F3平衡(使得F1+F2=F3)。
为此,通过上述输液活塞14移动使加压室S增大,在该加压室S内的压力随之下降时,则破坏了上述力的平衡(变为F1+F2<F3),如图5(b)所示、使得隔膜阀8向加压室S一侧弯曲,并开放开关阀4a。
因此,上述驱动部2通过适当地开关气罐4的开关阀4a,使加压室S内的压力大致一定后,可将押入上述输液活塞14的驱动力大致保持一定。
另外,在想要变化驱动部2的驱动力的情况时,如图5(C)所示,由于通过旋入调整旋钮12,可增强压缩弹簧11的弹力,即增强上述合力F3,因此可增强要与该合力F3保持平衡的由加压室S内的压力产生的力F2。
另外,上述气罐4内的压缩气体对应于使用环境的温度变化呈现如图6所示的变动。而且,图6中是以封入了氮气的气罐4的压力来例示的。
即,在压缩气体采用氮气的情况下,上述气罐4内的压力L1,大致基于气体的状态方程式(参照以下方程式(1)),与环境温度的变化呈比例增加。
PV=nRT……(1)
P:压力
V:容积(本实施方式中为气罐的容积:一定)
n:摩尔数
T:温度
由此,通过利用上述气罐4内的压缩气体的压力作为驱动力,不管环境温度的上升、下降,驱动力的变化量均可以对应于温度差大致保持一定。而且,在图6中作为压缩气体例示了氮气来进行说明,但也不局限于此,例如亦可采用压缩空气。
此外,以实际上环境温度由20℃上升至40℃的情况为例,关于上述药液输入装置1的加压室S的压力变化、排出流量的变化参照图7进行说明。
在图7中,首先,以20℃的环境温度T1实行了大约1小时的药液输入。其间,加压室内的压力P1为约0.47kg/cm2、流量R1为约0.21ml/min。
随后,环境温度T1上升至40℃时,伴随上述加压室S内的气体的膨胀,压力P1一度上升至0.56kg/cm2,此后对应于押入上述输液活塞14的行程而缓缓下降。根据该压力的推移,流量R1也一度上升至约0.21ml/min,对应于上述行程又缓缓下降。
此外,只以规定行程押入输液活塞14时,压力P1下降至比初始压力(约0.47kg/cm2)低的大约0.35kg/cm2,随后维持该状态。在此,压力P1比初始压力低,是为了维持上述力的平衡(F1+F2=F3)。
另一方面,对应上述压力P1的变化,流量R1在上述规定的行程完成时为0.31ml/min,随后维持该流量。
在此,通过环境温度T的上升,相对于压力P1以比初始压力低的压力保持安定来说,流量R1比初始流量(0.12ml/min)大,是受到了药液粘度变化的影响。
即,通过环境温度T1由20℃向40℃的变化,药液的粘度也上升。以蒸馏水为例来说,20℃时的粘度为1.002(cP),40℃时的粘度为0.653(cP)。此外,尽管药液要通过上述流量调整构件20中的截面积极小的孔,但此时的流动阻力会对应于上述环境温度的上升而下降。
具体来说,根据哈根泊肃叶定律(Hagen-Poiseuille,参照以下方程式(2)),流量Q由于与粘度μ呈反比,因此在上述粘度发生变化时,流量Q理论上应增加1.5倍(1.002÷0.653:增50%)。但在上述药液输入装置1中,由于伴随气罐4内的压力的增加,加压室S内的压力P1会减小,因此该压力的减小与上述粘度变化导致的流量增加相抵后的结果为,流量增加控制在约1.08倍(0.13÷0.12:增8%)。
Q=pπR4/(8μL)……(2)
Q:流量
p:压力
R:流程的半径
μ:粘度
L:流程长度
另外,在图7中,开始药液输入约9个半小时后,环境温度T1再次下降至20℃。随之,压力P1及流量R1恢复到与输入开始后基本相同的值(P1:约0.48kg/cm2、R1:约0.12ml/min)。而且,环境温度T1变为40℃的时间设定约8小时,是设想了患者携带药液输入装置1直接就寝的情况。
在此,就上述药液输入装置1相对环境温度的影响进行总结的话,则为图8所示。即,在环境温度上升的情况下,通过气罐4内压力的增加,加压室S内的压力则减小;另一方面,通过药液粘度的下降,这些压力的减小与粘度下降相抵后,可尽可能地抑制流量的变化。
另一方面,在环境温度下降的情况下,通过气罐4内压力的减小,加压室S内的压力则增大,另一方面,通过药液粘度的增加,这些压力的增大与粘度增加相抵后,可尽可能地抑制流量的变化。
另外,在图7中,压力P2是表示在隔膜阀8由丁腈橡胶(nitrilerubber)形成的情况下的压力的推移。相对上述P1伴随环境温度T1的上升一度增加后的压力以约1.5小时恢复到正常压力来说,在压力P2中,该恢复需要约3个小时。这个差异是受到了隔膜阀8的透气性的影响。
即,作为具有挠性的材料被一般利用的丁基橡胶(butyl rubber)、丁腈橡胶、氟素橡胶、硅橡胶的透气性依次为:0.9~1.0、0.3~3.5、1、400〔分别为×10-13cc·cm/(cm2·sec·atm)〕,硅橡胶与其它橡胶相比明显具有很大的透气性。为此,在上述药液输入装置1中,对应环境温度T1的上升可迅速排出增加的剩余压力。
并且,上述药液输入装置1的驱动部2使用压缩气体的压力作为驱动力,因此随着气罐4内的气体的量(摩尔数)的减少,该气罐4内的压力则降低,加压室S内的压力则相应地增加。
图9是表示药液输入时,药液筒内药液的压力的图,是对利用驱动部2的驱动力对内面未形成锥形的药液筒押入输液活塞时的情况,与对内面形成锥形的上述药液筒14以一定的驱动力押入输液活塞14时的情况进行比较的实验数据。
即,在对于内面平直形成的药液筒,利用上述驱动部2押入输液活塞的情况下,药液筒内药液的压力P3对应于药液输入量的增加而缓缓增加。而另一方面,在对于上述药液筒13以一定的驱动力押入输液活塞14的情况下,输液活塞14随着被押入药液筒13,两者的滑动阻力会增加,其结果是排出药液的压力P4则缓缓减小。
此外,在上述药液输入装置1中,对于内面形成锥形的药液筒13,由于是利用驱动部2的加压室S内的压力来押入输液活塞14,因此与上述压力P3及P4相当的压力变化被分别抵消,可尽可能地抑制伴随药液输入量增加(压缩气体量的减少)的药液流量的变化。
换言之,在使用液化(碳酸)气体来产生驱动力的情况下,具有无论气罐内的液化(碳酸)气体的余量有多少,都不会导致驱动力变化的优点(饱和蒸气压的优点),但其缺点是在药液筒13以合成树脂成型的情况下,由于其制造过程中的限制(模具的脱模倾斜度等),药液筒13的内面设计成锥形的必然性很高,如此驱动力与药液筒13组合时,药液的排出压力会缓缓下降。特别是容纳药液的药液筒13,出于防止感染的观点要求针对不同患者要一次性使用,因此以合成树脂的成形品形成的频度很高。
由此,根据只利用压缩气体作为驱动力的上述药液输入装置1,可尽可能地防止由于药液筒13形成为锥形的影响导致排出压力的下降。
而且,在上述实施方式中,构成为由注入口15向药液容器3内充填药液的结构,但该药液容器3中,可预先充填规定的药液。根据该结构,药液输入装置1不需要在使用时充填药液的作业。并且,采用该结构时,虽然可省略上述注入口15,但在医疗现场中亦有在上述规定的药液中混合其它药液的需要,因此注入口1 5并不一定要省略。
如上所述,根据上述药液输入装置1,由于利用压缩气体的压力作为驱动力,因此不管环境温度上升、下降,其驱动力的变化对应温度差可保持在大致一定的值。
即,气罐4内的压缩气体,由于呈现大致基于气体的状态方程式的变动,因此在上述气罐4内容积为一定时的压力,与温度变化呈比例增减。
由此,根据上述药液输入装置1,由于其驱动力大致与温度变化呈比例变化,因此即使在环境温度上升的情况下,亦可抑制流量的急剧变化。
特别是在使用液化气体的情况下,气罐4内的压力L2如图6所示,伴随环境温度的变化,沿呈二次曲线的饱和蒸气压曲线发生变化,因此在环境温度上升时明显增大,与此相对地,在使用如上述药液输入装置1的压缩气体的情况下,气罐4内的压力L1,由于大致与环境温度呈比例增减,因此即使环境温度上升时,亦可抑制流量的急剧变化。
另外,在上述药液输入装置中,由于利用了无需供给电力的气罐4,因此可形成适宜患者携带使用的结构。
根据上述驱动部2与药液容器3可拆装的结构,通过药液输入后更换药液容器3,至压缩气体用尽为止,可继续使用驱动部2,因此可减少一次性使用的结构,并降低药液输入装置1的成本。
根据在上述药液容器3内预先充填规定的药液的结构,由于可省略在使用药液输入装置时向药液容器3内充填药液的作业,因此可减轻医疗从业人员的负担。
根据包括开关阀4a、隔膜阀8、压缩弹簧11及联动构件11,在保持第一合力(F1+F2)与第二合力F3平衡的状态下利用加压室S内的压力作为驱动力的结构,不仅可将伴随环境温度的变化产生的驱动力的变化对应于温度差大致保持一定,而且可以将气罐4内的压力降低至能产生所期望的驱动力的压力。
即,在此结构中,由于保持了第一合力(F1+F2)与第二合力F3的平衡,因此由加压室S内的压力产生的力为从由气罐4内的压力所产生的力中减去大气压所产生的力及压缩弹簧11的弹力(F2=F3-F1),通过选择适宜的压缩弹簧11的弹力,可将驱动力设定至期望值。
根据包括流量调整构件20的结构,可以在环境温度变化的情况下进一步提高流量精度。
即,随着环境温度的上升,压缩气体的压力增加时,上述第一合力亦会增加,但该第一合力必须与上述第二合力F3保持平衡,第二合力F3又是一定的,因此结果导致隔膜阀8向外侧伸展的力即加压室S内的压力降低。
另一方面,通过环境温度的上升,药液的粘度下降,由此,降低了对药液输入装置20的药液流动阻力,因此该药液的流量则增大。
由此,在上述结构中,由于通过环境温度的上升,向减小药液流量的方向改变(降低)了驱动力,另一方面,向增大药液流向的方向改变(降低)了药液粘度,因此通过相互抵消,可尽可能地抑制环境温度上升导致的药液流量的变化。
根据包括药液筒13与输液活塞14的结构,由于药液筒13的内部形成锥形,因此可以抑制随着药液余量的减少的药液流量的降低。
即,气罐4内的压缩气体的压力,随着押入输液活塞14的行程(压缩气体使用量的增加)而降低,但如上所述,气罐4内的压力降低时,加压室内的压力增大。另一方面,对于药液筒13的输液活塞14的滑动阻力,通过药液筒13内的锥形对应上述行程而增加。
由此,根据该结构,随着药液余量的减少,向增加药液流量方向改变(增加)了驱动力,另一方面,向减小药液流量方向改变了(增加)输液活塞14的滑动阻力,因此通过相互抵消,可抑制药液流量的降低。
根据上述隔膜阀8的至少一部分由透气性高的材料形成的结构,即使在加压室S内的压力增加的情况下,亦可尽可能地维持药液流量的精度。
即,环境温度上升时,加压室S内的压力虽然增加,但是在上述结构中,可使该剩余压力由隔膜阀8主动地排出,因此加压室S内可以迅速恢复至正常压力。
由此,根据上述结构,由于即使在环境温度上升的情况下,亦可暂时抑制流量的上升,因此可尽可能地维持流量精度。
而且,在上述药液输入装置1的通孔7c中,可以设置开关阀。由此,在驱动部2与药液容器3拆装时,可以防止压缩气体的无谓流失。
另外,省略上述连通孔7c,通过上述容纳构件6的内螺纹7b与气罐4的外螺纹4b间流通压缩气体亦可。
即,涉及上述实施方式的本发明的药液输入装置,具有驱动部,通过该驱动部的驱动力对药液容器进行加压,将该药液容器内的药液输入患者体内,上述驱动部包括只封入压缩气体的气罐,通过该气罐内的压力产生上述驱动力。
根据本发明,由于利用压缩气体的压力作为驱动力,因此不管环境温度的上升、下降,均可使驱动力的变化是对应于温度差的大致一定的值。
即,气罐内的压缩气体,由于大致呈现出基于气体状态方程式(PV=nRT)的变动,因此在上述气罐内,容积V为一定的压力P,与温度T的变化呈比例增减。
因此,根据本发明,由于其驱动力大致与温度变化呈比例变化,因此即使在环境温度上升的情况下亦可抑制流量的急剧变化。
另外,在本发明中,使用了无需供给电力的气罐,因此形成适宜患者携带使用的结构。
在上述药液输入装置中,较为理想的是上述驱动部相对于药液容器可以拆装。
采用上述驱动部相对于药液容器可以拆装的结构,可在药液输入后更换药液容器,所以在压缩气体用完之前可继续使用驱动部,因此可减少一次性使用的结构,以降低药液输入装置的成本。
在上述药液输入装置中,优选的是上述药液容器中可预先充填规定的药液。
根据在上述药液容器中预先充填规定的药液的结构,在使用该药液输入装置时可省略向药液容器中充填药液的作业,因此可减轻医疗从业人员的负担。
在上述药液输入装置中,优选的是,上述气罐可设置开关阀,该开关阀在没有施加外力的情况下通过上述压缩气体的压力闭塞该气罐,另一方面,上述驱动部可包括:通过开放上述开关阀可与上述气罐连通的主体部;对位于上述主体部与药液容器之间并可封入从上述气罐流出的气体的加压室进行分隔的隔膜阀;将上述隔膜阀从向大气开放的外侧向上述加压室一侧施力的施力构件;以及使上述开关阀与隔膜阀联动的联动构件,该联动构件使包括要闭锁上述开关阀的作用力和通过加压室内的压力而使隔膜阀要向外扩展的作用力的第一合力,与通过大气压及上述施力构件的弹力将隔膜阀向加压室一侧按压的第二合力相平衡,上述加压室内的压力可作为驱动力予以利用。
根据包括开关阀、隔膜阀、施力构件及联动构件,在保持第一合力与第二合力平衡的状态下利用加压室内的压力作为驱动力的结构,不仅可将随着环境温度的变化所产生的驱动力的变化对应于温度差大致保持一定,而且可以将气罐内的压力降低至能产生所期望的驱动力的压力。
即,在上述结构中,由于保持了第一合力与第二合力的平衡,因此由加压室内的压力所产生的力为从大气压的力及施力构件的弹力中减去由气罐内的压力所产生的力,通过选择适宜的施力构件的弹力,可将驱动力设定至期望值。
在上述药液输入装置中,优选的是,上述药液容器包括流量调整构件,该流量调整构件具有截面积形成得极小的孔,通过使对应于上述驱动力而排出的药液流过该孔以产生压力损失,由此可调整药液的流量。
根据包括流量调整构件的结构,可以在环境温度变化的情况下进一步提高流量精度。
即,上述压缩气体的压力如上所述呈现出伴随温度的上升、压力会增加的变动。产生该压力增加时,上述第一合力亦会增加,但该第一合力必须与上述第二合力保持平衡、第二合力又是一定的(弹力+大气压),因此结果导致隔膜阀向外侧伸展的力、即、加压室内的压力降低。
另一方面,通过环境温度的上升,药液的粘度下降,由此,降低了对药液输入装置的药液流动阻力,因此该药液的流量增大。
由此,在上述结构中,由于环境温度的上升,向减小药液流量方向改变(降低)了驱动力,另一方面,向增大药液流量方向改变(降低)了药液粘度,因此通过相互抵消,可尽可能地抑制环境温度上升导致的药液流量的变化。另外,在环境温度降低时,同样由于驱动力的增加,另一方面,药液粘度亦增加,因此同样可以抑制药液流量的变化。
在上述药液输入装置中,优选的是,上述药液容器包括:容纳药液的药液筒;及输液活塞,通过在上述药液筒内沿轴线方向滑动,使药液从药液筒的顶端排出,上述药液筒的内部形成为顶端变狭窄的锥形。
根据包括药液筒与输液活塞的结构,由于药液筒的内部形成锥形,因此可以抑制随着药液余量减少的药液流量的降低。
即,气罐内的压缩气体的压力,随着押入输液活塞的行程(压缩气体使用量的增加)而降低,但如上所述,气罐内的压力降低时,加压室内的压力增大。另一方面,对于药液筒的输液活塞的滑动阻力,通过药液筒内的锥形对应上述行程而增加。
由此,根据该结构,随着药液余量的减少,向增加药液流量方向改变(增加)了驱动力,另一方面,向减小药液流量方向改变了(增加)输液活塞14的滑动阻力,因此通过相互抵消,可抑制药液流量的降低。
在上述药液输入装置中,优选的是,上述隔膜阀的至少一部分采用透气性较高的材料。
根据上述隔膜阀的至少一部分采用透气性较高的材料的结构,即使在加压室内的压力增加的情况下,亦可尽可能地维持药液流量的精度。
即,环境温度上升时,不仅如上所述的气罐内的压力、加压室内的压力也基于上述气体的状态方程式,只在规定时间内增加。此处所指“规定时间”为,上升后的压力对应于药液容器的加压,恢复至正常压力(上述第一及第二合力平衡状态时的压力)所要的时间。并且,在上述结构中,由于可使上述剩余压力由隔膜阀主动地排出,因此加压室内可以迅速恢复至正常压力。
由此,根据上述结构,由于即使在环境温度上升的情况下,亦可暂时抑制流量的上升,因此可尽可能地维持流量精度。
而且,“透气性较高的材料”是指至少具有可保持上述第一及第二合力的平衡的程度的气密性。
产业上的利用可能性
根据本发明,由于利用压缩气体的压力作为驱动力,因此不管环境温度上升、下降,可使驱动力的变化是对应于温度差的大致一定的值。
Claims (7)
1.一种药液输入装置,其特征在于:
具有驱动部,通过该驱动部的驱动力对药液容器进行加压,将该药液容器内的药液输入患者体内,
上述驱动部,包括只封入压缩气体的气罐,通过该气罐内的压力产生上述驱动力。
2.根据权利要求1所述的药液输入装置,其特征在于:
上述驱动部,相对于上述药液容器可以拆装。
3.根据权利要求1或2所述的药液输入装置,其特征在于:
上述药液容器中预先充填有规定的药液。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的药液输入装置,其特征在于:
上述气罐,设置有开关阀,该开关阀在没有施加外力的情况下通过上述压缩气体的压力闭塞该气罐,
上述驱动部,包括:
主体部,通过开放上述开关阀可与上述气罐连通;
隔膜阀,对位于上述主体部与药液容器之间并可封入从上述气罐流出的气体的加压室进行分隔;
施力构件,将上述隔膜阀从向大气开放的外侧向上述加压室一侧进行施力;以及
联动构件,使上述开关阀与上述隔膜阀联动,由此使包括要闭锁上述开关阀的作用力和通过加压室内的压力而使隔膜阀要向外扩展的作用力的第一合力,与通过大气压及上述施力构件的弹力将隔膜阀向加压室一侧按压的第二合力相平衡,
上述加压室内的压力,作为驱动力使用。
5.根据权利要求4所述的药液输入装置,其特征在于:
上述药液容器,包括流量调整构件,该流量调整构件具有截面积形成得极小的孔,通过使对应于上述驱动力而排出的药液流过该孔以产生压力损失,由此可调整药液的流量。
6.根据权利要求4或5所述的药液输入装置,其特征在于:
上述药液容器,包括:
药液筒,容纳药液;以及
输液活塞,通过在上述药液筒内沿轴线方向滑动,使药液可从该药液筒的顶端排出,
上述药液筒的内部形成为顶端变狭窄的锥形。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的药液注入装置,其特征在于:
上述隔膜阀的至少一部分采用透气性较高的材料。
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