DE112016000229T5

DE112016000229T5 - Tropfraten-Messvorrichtung, Tropfraten-Controller, Tropfinfusionsvorrichtung, und Flüssigkeitstropfen-Volumenmessvorrichtung

Info

Publication number: DE112016000229T5
Application number: DE112016000229.7T
Authority: DE
Inventors: Yuzo Higashiyama; Atsuhiko Hirata; Nobuhiro Kondo; Yoshitaka HANE; Yoshihide Amagai
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2017-09-07
Also published as: CN107106768B; JP6947505B2; US20170304535A1; CN107106768A; WO2016114264A1; US10300197B2; JPWO2016114264A1

Abstract

Eine Tropfratenmessvorrichtung zum Messen einer Fließrate von Flüssigkeitströpfchen, die sich an einem unteren Ende einer Düse bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse tropfen, umfasst eine Bildgebungseinheit, die einen sich an dem unteren Ende der Düse bildenden Flüssigkeitstropfen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten abbildet und eine Vielzahl von Bilddatensätzen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens erlangt, und einen Datenprozessor, der die Fließrate durch Analysieren der Vielzahl von Bilddatensätzen, die durch die Bildgebungseinheit erlangt wurden, berechnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tropfraten-Messvorrichtung, einen Tropfratencontroller, eine Tropfinfusionsvorrichtung und eine Flüssigkeitstropfen-Volumenmessvorrichtung.
Technischer Hintergrund
Wenn einem Patienten vermittels Tropfinfusion eine Transfusion oder dergleichen verabreicht wird, muss eine Pflegekraft die Tropfrate (Fließrate) der Tropfinfusion durch Anpassen der Öffnung eines Tropfinfusionsströmungspfads beim Einrichten eines Transfusionsbeutels anpassen. Ferner muss die Pflegekraft die Tropfrate regelmäßig überprüfen, weil die Tropfrate aufgrund des Verbiegens eines Schlauches oder dergleichen während der Tropfinfusion in manchen Fällen schwankt.
Es ist ein Transfusionssystem bekannt, das die Anzahl von Flüssigkeitströpfchen, die von dem unteren Ende einer Düse in einen Tropfinfusionszylinder tropfen, zählt, und die Tropfrate auf Grundlage der gezählten Anzahl steuert, um die obenbeschriebene Tropfrate automatisch zu regeln.
Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 ( japanisches Patent Nr. 5131894 ) ein Verfahren, bei dem die Gesamtmenge an Tropfinfusionsflüssigkeit, die Tröpfchenmenge pro vorgegebener Zeit und die Anzahl von Tropfen pro Millimeter festgelegt sind, die Anzahl des Tropfens in einen Tropfinfusionszylinder durch Erfassen eines von einer Leuchtdiode emittierten Lichts von einer Fotodiode gezählt wird, und die Öffnung einer mit dem Tropfinfusionszylinder verbundenen Leitung mithilfe eines Linear-Schrittmotors (Aktuators) auf Grundlage der gezählten Anzahl des Tropfens angepasst wird. Patentdokument 3 (ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2012-125450 ) offenbart ebenfalls eine Tropfinfusionsüberwachungsvorrichtung, die Flüssigkeitströpfchen, die in einen lichtdurchlässigen Tropfinfusionszylinder tropfen, durch ein lichtemittierendes Element und ein lichtempfangendes Element erfasst, und die Anzahl der Male des Tropfens und ein Tropfintervall berechnet.
Sind die Größen der Flüssigkeitströpfchen jedoch in Abhängigkeit der Viskositäten und der Oberflächenspannungen von Flüssigkeiten verschieden, kann eine genaue Tropfrate nicht nur durch Zählen der Anzahl des Tropfens in Erfahrung gebracht werden. Das soll heißen, dass die Anzahl von Flüssigkeitströpfchen pro Milliliter in Abhängigkeit der Flüssigkeitsarten unterschiedlich ist und Einstellungen daher gemäß dem Flüssigkeitstyp verändert werden müssen. Eine Bedienung dafür ist jedoch kompliziert und es besteht die Gefahr dahingehendend, dass die Bedienung fehlerhaft durchgeführt wird.
Patentdokument 2 ( japanisches Patent Nr. 5583939 ) offenbart eine Tropfinfusions-Erfassungsvorrichtung, die nicht nur die Anzahl der Male des Tropfens zählen kann, sondern auch die Größe (das Volumen) der Flüssigkeitströpfchen messen kann. Bei der in Patentdokument 2 offenbarten Tropfinfusions-Erfassungsvorrichtung erlangt ein zweidimensionaler Bildsensor einen Zustand, bis ein Flüssigkeitströpfchen das untere Ende einer Düse verlässt und in Form eines Flüssigkeitströpfchens als Abfolge bewegter Bilder oder Vielzahl von Bilddatensätzen für jeden vorgegebenen Zeitraum tropft, die Bilddaten des Flüssigkeitströpfchen unmittelbar nach dem Abtropfen von der Düse spezifiziert, und das Volumen des Flüssigkeitströpfchens aus den Bilddaten berechnet.
Zitatliste
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 5131894
Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. 5583939
Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung-Nr.: 2012-125450

Darstellung der Erfindung
Technisches Problem
Die in Patentdokument 2 offenbarte Tropfinfusions-Erfassungsvorrichtung weist das Problem auf, dass eine teure Kamera und dergleichen mit Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitungseignung (zum Beispiel 120 Bilder/Sekunde) und einer großen Feldansicht erforderlich sind, um Bilddaten des Flüssigkeitströpfchen kurz vor dem Tropfen aus der Düse und die Bilddaten des Flüssigkeitströpfchens unmittelbar nach dem Tropfen auf geeignete Weise bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht der obenstehend-beschriebenen Probleme, und eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Tropfratenmessvorrichtung, einen Tropfratencontroller, eine Tropfinfusionsvorrichtung und eine Flüssigkeitstropfenvolumenmessvorrichtung anzugeben, die eine Fließrate unabhängig von einer Flüssigkeitsart selbst dann messen können, wenn eine kostengünstige Kamera und dergleichen verwendet werden.
Lösung der Aufgabe

[1]
Tropfratenmessvorrichtung zum Messen einer Fließrate von Flüssigkeitströpfchen, die sich an einem unteren Ende einer Düse bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse tropfen, die Vorrichtung umfassend: eine Bildgebungseinheit, die einen sich an dem unteren Ende der Düse bildenden Flüssigkeitstropfen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten abbildet und eine Vielzahl von Bilddatensätzen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens erlangt, und einen Datenprozessor, der die Fließrate durch Analysieren der Vielzahl von Bilddatensätzen, die durch die Bildgebungseinheit erlangt wurden, berechnet.
[2]
Tropfratenmessvorrichtung nach [1], ferner umfassend eine Zähleinheit, die das Ablösen des Flüssigkeitströpfchens von dem unteren Ende der Düse erfasst und die Anzahl der Male des Tropfens der Flüssigkeitströpfchen zählt, wobei der Datenprozessor ein geschätztes Volumen eines tropfenden Flüssigkeitströpfchens nach dem Ablösen von dem unteren Ende der Düse durch Analysieren der Vielzahl von Bilddatensätzen berechnet, und die Fließrate aus der Anzahl von Malen des Tropfens und des geschätzten Volumens berechnet.
[3]
Tropfratenmessvorrichtung nach [2], wobei die Vielzahl von Bilddatensätzen eine Abfolge bewegter Bilder ist, die von der Bildgebungseinheit aufgenommen wurden, und der Datenprozessor durch Erfassen des Ablösens der Flüssigkeitströpfchen von dem unteren Ende der Düse durch Analysieren der Vielzahl von Bilddatensätzen und Zählen der Anzahl von Malen des Tropfens der Flüssigkeitströpfchen ebenfalls als die Zählvorrichtung wirkt.
[4]
Tropfratenmessvorrichtung nach [2], wobei die Zähleinehit umfasst: einen Licht-emittierenden Abschnitt, der Licht an die Flüssigkeitströpfchen emittiert; und einen Licht-empfangenden Abschnitt, der Abweichungen bei einer Übertragungsmenge des Lichts, Abschirmung des Lichts, Abweichung bei einer Reflexionsmenge des Lichts oder Abweichung bei der Brechung des Lichts durch das sich bildende Flüssigkeitströpfchen oder das abtropfende Flüssigkeitströpfchen erfasst, und der Licht-empfangende Abschnitt das Ablösen der Flüssigkeitströpfchen von dem unteren Ende der Düse erfasst.
[5]
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Punkte [2] bis [4], wobei der Datenprozessor: einen für das sich bildende Flüssigkeitströpfchen in jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen passenden Kreis erzeugt, und das geschätzte Volumen des Flüssigkeitströpfchens auf Grundlage von einem Radius des Kreises und/oder einer Mittelpunktposition des Kreises berechnet.
[6]
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Punkte [2] bis [4], wobei der Datenprozessor: einen Umriss des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens in jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen spezifiziert und ein Volumen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens aus dem Umriss berechnet, und das geschätzte Volumen des abtropfenden Flüssigkeitströpfchens auf Grundlage des Volumens des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens berechnet.
[7]
Tropfratenmessvorrichtung nach [1], wobei der Datenprozessor eine Volumenzunahmegeschwindigkeit des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens durch Analysieren von jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen berechnet, und die Volumenzunahmegeschwindigkeit als Fließrate festlegt.
[8]
Tropfratenmessvorrichtung nach [7], wobei der Datenprozessor: einen an das sich in jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen bildenden Flüssigkeitströpfchen angepassten Kreis erzeugt, und die Volumenzunahmegeschwindigkeit basierend auf einer Abweichungsmenge von einem Radius des Kreises und/oder einer Mittelpunktposition des Kreises berechnet.
[9]
Tropfratenmessvorrichtung nach [7], wobei der Datenprozessor: einen Umriss des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens in jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen spezifiziert und ein Volumen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens aus dem Umriss berechnet, und die Volumenzunahmegeschwindigkeit auf Grundlage des Volumens des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens berechnet.
[10]
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Punkte [1] bis [9], ferner umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung, die das sich bildende Flüssigkeitströpfchen beleuchtet.
[11]
Tropfratenmessvorrichtung nach [10], wobei die Beleuchtungsvorrichtung ein Stroboskop ist, das Licht wiederholt mit konstantem Intervall emittiert.
[12]
Tropfratenmessvorrichtung nach [10] oder [11], wobei die Beleuchtungsvorrichtung Licht mit einer Wellenlänge emittiert, die für einen Menschen nicht sichtbar ist.
[13]
Tropfratenmessvorrichtung nach einem von [1] bis [12], wobei die Bildgebungseinheit einen optischen Filter umfasst, der zumindest einen Teilbereich von sichtbarem Licht herausfiltert.
[14]
Tropfratenmessvorrichtung nach einem von [1] bis [13], wobei die Bildgebungseinheit eine Vielzahl von Kameras umfasst.
[15]
Tropfratenmessvorrichtung nach einem von [1] bis [14], wobei dynamische Anteile der Vielzahl von Bilddatensätzen durch Vergleichen der Vielzahl von Bilddatensätzen und Entfernen von Teilen ohne Abweichung aus der Vielzahl von Bilddatensätzen durch Bildbearbeitung extrahiert werden.
[16]
Tropfratencontroller zum Steuern einer Fließrate von Flüssigkeitströpfchen, die sich an einem unteren Ende einer Düse bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse tropfen, der Controller umfassend: die Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Punkte [1] bis [15]; und eine Anpassungsvorrichtung zum Anpassen der Fließrate auf Grundlage der Fließrate des Flüssigkeitströpfchens, die von der Tropfratenmessvorrichtung gemessen wurde.
[17]
Tropfratenmessvorrichtung nach [2], wobei ein Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wird, nachdem das geschätzte Volumen von zumindest einem tropfenden Flüssigkeitströpfchen berechnet wurde.
[18]
Tropfratenmessvorrichtung nach [17], wobei ein Betrieb der Zähleinheit gestoppt wird, bevor der Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wird, und die Zähleinheit betrieben wird, nachdem der Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wurde.
[19]
Tropfratenmessvorrichtung nach [17] oder [18], wobei der Betrieb der Bildgebungsvorrichtung gestoppt wird, nachdem die geschätzten Volumina der Vielzahl von tropfenden Flüssigkeitströpfchen berechnet wurden und ein Durchschnittswert des geschätzten Volumens berechnet wurde, und die Strömungsrate aus der Anzahl von Malen des Tropfens und dem Durchschnittswert der geschätzten Volumina berechnet wird.
[20]
Tropfratencontroller zum Steuern einer Strömungsrate von Flüssigkeitströpfchen, die sich an einem unteren Ende einer Düse bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse tropfen, der Controller umfassend: die Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Punkte [17] bis [19]; und eine Anpassungsvorrichtung zum Anpassen der Fließrate auf Grundlage der Fließrate der Flüssigkeitströpfchen, die von der Tropfratenmessvorrichtung gemessen wurde, wobei die Anpassungsvorrichtung die Fließrate derart anpasst, dass die Fließrate bevor der Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wird niedriger ist als die Fließrate nachdem der Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wird.
[21]
Tropfinfusionsvorrichtung, umfassend: einen Tropfinfusionszylinder; eine Düse, um Flüssigkeitströpfchen dazu zu bringen, intermittierend in den Tropfinfusionszylinder zu tropfen; einen Schlauch zum Ableiten der Flüssigkeitströpfchen, die in den Tropfinfusionszylinder getropft sind, aus dem Tropfinfusionszylinder; und den Tropfratencontroller nach [16] oder [20].
[22]
Tropfinfusionsvorrichtung nach [21], wobei der Tropfinfusionszylinder transparent ist, der Schlauch ein flexibler Schlauch ist, die Anpassungsvorrichtung die Fließrate durch Pressen eines Teils des flexiblen Schlauchs von einer Außenseite durch den Aktuator presst, um eine Öffnung eines Strömungspfads in dem flexiblen Schlauch anzupassen.
[23]
Tropfinfusionsvorrichtung nach [21] oder [22], wobei der Tropfinfusionszylinder transparent ist und die Bildgebungseinheit das sich bildende Flüssigkeitströpfchen von außerhalb des Tropfinfusionszylinders abbildet.
[24]
Tropfinfusionsvorrichtung nach [23], wobei eine Innenwand des Tropfinfusionszylinders hydrophile Eigenschaften besitzt.
[25]
Flüssigkeitstropfen-Volumenmessvorrichtung zum Messen eines geschätzten Volumens eines Flüssigkeitstropfens nach dem Ablösen von einem unteren Ende einer Düse für Flüssigkeitströpfchen, die sich an dem unteren Ende der Düse bilden und von dem unteren Ende der Düse tropfen, die Vorrichtung umfassend: eine Bildgebungseinheit, die einen sich bildenden Flüssigkeitstropfen, der sich an dem unteren Ende der Düse zu einer Vielzahl von Zeitpunkten bildet, abbildet und eine Vielzahl von Bilddatenätzen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens erlangt; und einen Datenprozessor, der das geschätzte Volumen des abtropfenden Flüssigkeitströpfchens durch Analysieren der Vielzahl von durch die Bildgebungseinheit erlangten Bilddatensätzen berechnet.

Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann eine Fließrate exakt und unabhängig von einem Flüssigkeitstyp selbst dann messen, wenn eine kostengünstige Kamera und dergleichen genutzt werden, weil die Größe (das Volumen) eines Flüssigkeitströpfchens durch Aufnahme eines sich bildenden Flüssigkeitströpfchens gemessen werden kann, dessen Bewegungsgeschwindigkeit niedriger ist als diejenige eines tropfenden Flüssigkeitströpfchens.
Kurzbeschreibung von Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, welche die Konfiguration in einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine schematische Ansicht, welche die Konfiguration in einer Variation der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel von Bilddaten eines Flüssigkeitströpfchens in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Beispiel der Bilddaten des Flüssigkeitströpfchens in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Vielzahl von Bilddatensätzen des Flüssigkeitströpfchens in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Beispiel der Vielzahl von Bilddatensätzen des Flüssigkeitströpfchens in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
7 ist eine schematische Ansicht, die an das Flüssigkeitströpfchen angepasste Kreise in der Vielzahl von Bilddaten des in 5 veranschaulichten Flüssigkeitströpfchens veranschaulicht.
8 ist eine schematische Ansicht, die an das Flüssigkeitströpfchen angepasste Kreise in der Vielzahl von Bilddaten des in 6 veranschaulichten Flüssigkeitströpfchens veranschaulicht.
9 ist eine schematische Ansicht, welche die Konfiguration in einer anderen Variante der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist eine schematische Ansicht, die Umrisse eines spezifischen Flüssigkeitströpfchens in der Vielzahl von Bilddatensätzen des in 6 veranschaulichten Flüssigkeitströpfchens veranschaulicht.
11 ist eine schematische Ansicht, die Umrisse eines spezifischen Flüssigkeitströpfchens in der Vielzahl von Bilddatensätzen des in 6 veranschaulichten Flüssigkeitströpfchens veranschaulicht.
12 ist eine andere schematische Ansicht zum Erläutern des Verfahrens des Berechnens des Volumens des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens in der zweiten Ausführungsform.
13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Strömungssteuerung einer Tropfrate in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
14 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Strömungssteuerung einer Tropfrate in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
15 ist ein schematisches Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem Volumen des Flüssigkeitströpfchens und der Zeit pro Bilddaten in einer dritten Ausführungsform zeigt.
16 ist eine teilvergrößerte Ansicht von 15
17 ist ein schematisches Schaubild, das ein Volumen eines Flüssigkeitströpfchens zeigt, das durch eine Vielzahl von Malen von Tropfen bestimmt wurde, in der dritten Ausführungsform.
18 ist eine schematische Ansicht, welche die Konfiguration einer Tropfraten-Messvorrichtung in einem ersten Konfigurationsbeispiel der dritten Ausführungsform zeigt.
19 ist ein Ablaufdiagramm, das Strömungsbetriebe der Tropfratenmessvorrichtung in dem ersten Konfigurationsbeispiel der dritten Ausführungsform zeigt.
20 ist eine schematische Ansicht, welche die Konfiguration eines Tropfratencontrollers in dem ersten Konfigurationsbeispiel der dritten Ausführungsform zeigt.
21 ist ein Ablaufdiagramm, das Strömungsbetriebe des Tropfratencontrollers in dem ersten Konfigurationsbeispiel der dritten Ausführungsform zeigt.
22 ist eine schematische Draufsicht, welche die Konfiguration in einem zweiten Konfigurationsbeispiel der dritten Ausführungsform zeigt.
23 ist eine schematische Vorderansicht, welche die Konfiguration in dem zweiten Konfigurationsbeispiel der dritten Ausführungsform zeigt.
24 ist eine schematische Vorderansicht, welche die Konfiguration in einer Variation des zweiten Konfigurationsbeispiels der dritten Ausführungsform zeigt.
25 ist eine schematische Draufsicht, welche die Konfiguration in einem dritten Konfigurationsbeispiel der dritten Ausführungsform zeigt.
26 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betriebsablauf einer Tropfratenmessvorrichtung in einer vierten Ausführungsform zeigt.
27 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betriebsablauf einer Tropfratenmessvorrichtung in einer Variation der vierten Ausführungsform zeigt.
28 ist eine Vorderansicht, welche die Konfiguration einer existierenden Schlauchklemme vom One-Touch-Typ zeigt.
29 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration in einem ersten Konfigurationsbeispiel einer sechsten Ausführungsform zeigt.
30 ist eine Vorderansicht, die einen Nutzungszustand des ersten Konfigurationsbeispiels der sechsten Ausführungsform zeigt.
31 ist eine Vorderansicht, die eine Anwendung des ersten Konfigurationsbeispiels der sechsten Ausführungsform zeigt.
32 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration in einem zweiten Konfigurationsbeispiel der sechsten Ausführungsform zeigt.
Die 33(a) und 33(b) sind Seitenansichten, welche die Konfigurationen in dem zweiten Konfigurationsbeispiel der sechsten Ausführungsform veranschaulichen. 33(c) ist eine Vorderansicht, welche die Konfiguration in dem zweiten Konfigurationsbeispiel der sechsten Ausführungsform zeigt.
34 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration in einem dritten Konfigurationsbeispiel der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
35 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines Nutzungsverfahrens des dritten Konfigurationsbeispiels der sechsten Ausführungsform.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Abschnitte oder gleichwertige Abschnitte. Größenverhältnisse wie Längen, Breiten, Dicken und Tiefen werden auf angemessene Weise geändert um die Zeichnungen klar und einfach zu halten und zeigen keine tatsächlichen Größenverhältnisse an.
Die jeweiligen Ausführungsformen sind Beispiele und es ist selbstverständlich, dass teilweise Ersetzungen oder Kombinationen von in unterschiedlichen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen vorgenommen werden können. In einer zweiten und in nachfolgenden Ausführungsformen entfallen Beschreibungen von Sachverhalten, die denen in einer ersten Ausführungsform gemeinsam sind und werden nicht in jeder Ausführungsform erwähnt. Insbesondere werden die gleichen Auswirkungen durch die gleichen Konfigurationen nicht in jeder Ausführungsform erwähnt.
[Erste Ausführungsform]
<Tropfinfusionsvorrichtung>
Eine Tropfinfusionsvorrichtung 7 in der Ausführungsform umfasst hauptsächlich einen Tropfinfusionszylinder 11, eine Düse 12, um Flüssigkeitstropfen dazu zu bringen, intermittierend in den Tropfinfusionszylinder 11 zu tropfen, einen Schlauch 15 zum Ableiten der Flüssigkeitströpfchen, die in den Tropfinfusionszylinder 11 eingetropft sind, aus dem Tropfinfusionszylinder 11, und einen Tropfratencontroller 6 unter Bezugnahme auf 1. Es sei angemerkt, dass der Tropfratencontroller 6 später genauer beschrieben wird.
Die Düse 12 (Tropfdüse), die Flüssigkeitströpfchen dazu bringt, intermittierend zu tropfen, ist in einem oberen Abschnitt des Tropfinfusionszylinders 11 vorgesehen. Das Innere der Düse 12 kommuniziert mit dem Innern des Tropfinfusionszylinders 11.
Der Tropfinfusionszylinder 11 ist beispielsweise an einer Position auf halbem Wege an einer Transfusionsleitung zu einem Patienten von einem Transfusionsbeutel, der an einem Ständer an einer höheren Position hängt als der Patient, angeordnet. Das obere Ende der Düse 12 ist mit einem Schlauch 16 verbunden, der die Transfusionsleitung auf der Seite des Transfusionsbeutels ausbildet. Das untere Ende des Tropfinfusionszylinders 11 ist mit dem Schlauch 15 verbunden, der die Transfusionsleitung auf der Seite des Patienten ausbildet.
Eine Transfusion (flüssiges Medikament) in dem Transfusionsbeutel strömt schwerkraftbedingt nach unten in dem Schlauch 16 und erreicht das Innere der Düse 12. Dann bildet sich an dem unteren Ende der Düse 12 ein Flüssigkeitströpfchen 13a (vgl. 3). Wenn das Flüssigkeitströpfchen 13a auf eine vorgegebene Größe angewachsen ist, fällt (tropft) es in den Tropfinfusionszylinder 11 (vgl. 4). Es sei angemerkt, dass das sich bildende Flüssigkeitströpfchen 13a von außen abgebildet werden kann, weil der Tropfinfusionszylinder 11 transparent ist.
Verglichen mit der aus dem Stand der Technik bekannten Tropfinfusionsvorrichtung kann die Tropfinfusionsvorrichtung in der Ausführungsform die Transfusion mit einer exakten Fließrate (Strömungsgeschwindigkeit) für eine exakte Zeit ungeachtet eines Flüssigkeitstyps zuführen.
Die Verwendung eines Transfusionssystems des Typs, der eine Transfusionspumpe nutzt, ermöglicht eine exakte Steuerung der Fließrate. Die Mechanismen der Pumpe und dergleichen sind jedoch kompliziert und eine Vorrichtung nimmt hinsichtlich der Größe und Gewicht zu, was zu erhöhten Kosten führt. Die Tropfinfusionsvorrichtung der Ausführungsform hingegen erfordert keine Pumpe, und somit kann eine Vorrichtung bezüglich Kosten und Gewicht reduziert werden, wodurch eine Kostenersparnis erreicht wird.
Wird die Transfusion zwangsweise mit der Pumpe zugeführt, besteht die Gefahr, dass die Transfusion zugeführt wird, selbst wenn an der Spitze der Transfusionsleitung keine Injektionsnadel in einer vorgegebenen Position in ein Blutgefäß eingeführt ist. Die Tropfinfusionsvorrichtung verringert diese Gefahr hingegen.
<Tropfratencontroller>
Der Tropfratencontroller 6 ist eine Vorrichtung zum Steuern der Fließrate der Flüssigkeitströpfchen, die sich an dem unteren Ende der Düse 12 bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse 12 tropfen. Der Tropfratencontroller 6 umfasst eine Tropfratenmessvorrichtung 1 und eine Anpassungsvorrichtung 3. Es sei angemerkt, dass die Fließrate (Tropfrate) die Menge an Flüssigkeitströpfchen ist, die pro Zeiteinheit tropfen.
Die Anpassungsvorrichtung 3 ist eine Vorrichtung zum Anpassen der Tropfrate der Flüssigkeitströpfchen auf Grundlage der Tropfrate (Tropfgeschwindigkeit), die von der Tropfratenmessvorrichtung 1 gemessen wurde. Die Anpassungsvorrichtung 3 umfasst einen Aktuator 31 und einen Controller 32. Die Tropfratenmessvorrichtung 1 wird später detailliert beschrieben.
Der Aktuator 31 kann die Breite (Öffnung) des Strömungspfads in dem Schlauch 15 durch Pressen und Zusammendrücken des an der Stromabwärtsseite (Unterseite) des Tropfinfusionszylinder 11 angeschlossenen Schlauchs 15 von außen verändern. Der Schlauch 15 ist ein flexibler Schlauch aus einem flexiblen Material, etwa einem Kunstharz bzw. Kunststoff. Als Aktuator 31 kann beispielsweise ein Linearschrittmotor verwendet werden. Der Linearschrittmotor kann den flexiblen Schlauch 15 auf eine gewünschte Breite zusammendrücken, um einen Strömungspfadwiderstand des Schlauchs 15 zu verändern, und dadurch die Fließrate steuern. Der Controller 32 umfasst beispielsweise einen Kodierer, und kann die Position des Aktuators 31 durch den Kodierer präzise steuern.
Wenn die Tropfrate der Flüssigkeitströpfchen, die von der Tropfratenmessvorrichtung 1 gemessen wurde, höher ist als ein Sollwert, steuert der Controller 32 den Aktuator 31 derart an, dass die Tropfgeschwindigkeit durch Erhöhen des Zusammendrückbetrages (Verkleinern der Öffnung) des flexiblen Schlauchs verringert wird. Ist hingegen die von der Tropfratenmessvorrichtung 1 gemessene Tropfrate der Flüssigkeitströpfchen niedriger als der Sollwert, steuert der Controller 32 den Aktuator 31 derart an, dass die Tropfgeschwindigkeit durch Verringern des Zusammendrückbetrages (Vergrößern der Öffnung) des flexiblen Schlauchs erhöht wird.
Es ist nicht erforderlich, dass die obenstehend-beschriebene Anpassung der Tropfrate durch die Anpassungsvorrichtung 3 ununterbrochen durchgeführt wird, sondern sie kann periodisch mit einem Intervall durchgeführt werden. Die periodische Anpassung kann die Messzeit durch die Tropfratenmessvorrichtung 1 und die Ansteuerzeit des Aktuators 31 verringern, wodurch der Stromverbrauch gesenkt wird.
Der Sollwert (festgelegte Fließrate) muss nicht konstant sein und kann bis auf halbem Wege der Tropfinfusion innerhalb eines zulässigen Bereichs unter Berücksichtigung der verbleibenden Zeit zum Vollenden der Tropfinfusion für eine vorgegebene Zeitspanne und eine geschätzte integrierte Strömungsrate (eingetropfter Gesamtbetrag) variieren bzw. abweichen.
Der Tropfratencontroller der Ausführungsform kann die Verabreichungsgeschwindigkeit der Transfusion oder dergleichen automatisch und präzise steuern. Diese Steuerung verringert eine Last umfassend das periodische Überprüfen des Zustands der Tropfinfusion oder dergleichen durch einen Krankenpfleger oder dergleichen.
<Tropfratenmessvorrichtung (Flüssigkeitströpfchen-Volumenmessvorrichtung)>
Die Tropfratemessvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung zum Messen der Strömungsrate der Flüssigkeitströpfchen, die sich an dem unteren Ende der Düse bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse tropfen. Die Tropfratenmessvorrichtung 1 umfasst eine Kamera 21 (Bildgebungseinheit) und einen mit der Kamera 21 verbundenen Datenprozessor 4.
Die Kamera 21 (beispielsweise ein zweidimensionaler Bildsensor) ist nahe der Seitenfläche des Tropfinfusionszylinders 11 derart angeordnet, dass ein Feldwinkel der Kamera 21 einen Raum um das untere Ende der Düse 12 enthält. In diesem Zustand kann die Kamera 21 jedes sich bildende Flüssigkeitströpfchen, das sich an dem unteren Ende der Düse 12 bildet, abbilden bzw. aufnehmen, bis das Flüssigkeitströpfchen bei einer Vielzahl von Zeitpunkten tropft, um eine Vielzahl von Bilddatensätzen (beispielsweise eine Reihe bewegter Bilder) zu erlangen bzw. zu erfassen. Es sei angemerkt, dass „bildend” einen Zustand auf halbem Wege bezeichnet, bei dem sich das Flüssigkeitströpfchen an dem unteren Ende der Düse bildet, also ein Zustand auf halbem Wege, bei dem das Flüssigkeitströpfchen schrittweise größenmäßig anwächst, während es an dem unteren Ende der Düse anhaftet.
Ferner kann als eine Variation der Tropfratenmessvorrichtung in der Ausführungsform eine Beleuchtungsvorrichtung 22 an der Gegenseite der Kamera 21 bezüglich dem Tropfinfusionszylinder 11 vorgesehen sein, wie dies in 2 gezeigt ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 22 kann zumindest das Flüssigkeitströpfchen beleuchten, dass sich an dem unteren Ende der Düse 12 bildet.
Mit der Beleuchtungsvorrichtung 22 kann ein Flüssigkeitspool zuverlässig durch Beleuchtung abgebildet werden, selbst bei einer Störung, wie etwa externem Licht. Ferner können selbst bei einer Störung wie etwa einer Schwingung bzw. Vibration Bilder mit wenig Schlieren bereitgestellt werden, da die Beleuchtung eine Shuttergeschwindigkeit pro Bild erhöhen kann. Daher kann ein abnormes Bild bei Schwingungen oder dergleichen auf einfache Weise festgestellt werden.
Als Beleuchtungsvorrichtung 22 kann ein Stroboskop verwendet werden, das wiederholt Licht mit einem konstanten Intervall emittiert. In diesem Fall kann selbst bei einer externen Störung wie etwa Licht von außen der Flüssigkeitstropfen zuverlässiger durch die Stroboskopbeleuchtung abgebildet bzw. aufgenommen werden. Ferner können Bilder mit weniger Schlieren bereitgestellt werden, da die Stroboskopbeleuchtung die Shuttergeschwindigkeit pro Bild weiter erhöhen kann.
Wenn die Beleuchtungsvorrichtung 22 verwendet wird, besitzt die Kamera 21 eine Empfindlichkeit bezüglich einer Wellenlänge des Lichts, das von der Beleuchtungsvorrichtung 22 emittiert wird. Ist die Beleuchtungsvorrichtung beispielsweise eine Flächenemitter-Infrarot-LED-Beleuchtung, besitzt die Kamera 21 eine Empfindlichkeit bezüglich einer Wellenlänge von Infrarotlichtstrahlen. Die Verwendung einer Infrarot-LED-Beleuchtung verhindert, dass die Beleuchtungsvorrichtung 22 blendendes Licht emittiert, selbst wenn ein Patient der Tropfinfusion bei Nacht oder dergleichen unterzogen wird.
Ist die Beleuchtungsvorrichtung 22 beispielsweise die Flächenemitter-Infrarot-LED-Beleuchtung, kann ein (nicht dargestellter) Filter an der Vorderseite (der Seite des Tropfinfusionszylinders 11) der Kamera 11 vorgesehen sein, der Licht herausfiltert, das eine kürzere Wellenlänge besitzt als diejenige der Infrarotlichtstrahlen. Der Filter kann unnötiges Licht herausfiltern.
Ungeachtet dessen, ob die Beleuchtungsvorrichtung 22 genutzt wird, kann die Kamera 21 einen optischen Filter umfassen, der zumindest einen Teilbereich des sichtbaren Lichts herausfiltert.
Obwohl die Beleuchtungsvorrichtung 22 bei diesem Beispiel Licht von der Rückseite des Flüssigkeitströpfchens emittiert (an der Seite gegenüber der Kamera 21), ist die Position der Beleuchtungsvorrichtung 22 nicht hierauf beschränkt. Die Beleuchtungsvorrichtung 22 kann beispielsweise bezüglich des Flüssigkeitströpfchens das Licht von der gleichen Seite wie die Kamera 21 emittieren oder das Licht aus einer schrägen Richtung bezüglich einer Geraden emittieren, die das untere Ende der Düse 12 und die Kamera 21 verbindet.
Der Datenprozessor 4 berechnet die Tropfrate durch Analysieren der Vielzahl von Bilddatensätzen, die von der Kamera 21 erlangt wurden.
3 veranschaulicht ein Beispiel von durch die Kamera 21 erlangten Bilddaten während der Bildung des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a an dem unteren Ende der Düse 12. 4 veranschaulicht ein Beispiel von durch die Kamera 21 erlangten Bilddaten unmittelbar nachdem der Flüssigkeitstropfen zu tropfen beginnt.
Es sei angemerkt, dass das Bild gemäß 4 nicht immer zu jedem Zeitpunkt des Tropfens erlangt werden kann. Ein tropfender Flüssigkeitstropfen 13b wird nicht oder es wird nur ein oberer Teil des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b in manchen Fällen abgebildet, da eine Framerate bzw. Bildrahmenrate der Kamera 21 begrenzt ist.
Wie in den 5 und 6 veranschaulicht kann ein Zustand, bei dem das Flüssigkeitströpfchen 13a schrittweise in der Größe zunimmt, durch Aufnahme von der Kamera 21, das sich bildende Flüssigkeitströpfchen, das sich an dem unteren Ende der Düse 12 zu einer Vielzahl von Zeitunkten bildet, und durch Erfassen der Vielzahl von Bilddatensätzen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens abgebildet werden. 5 veranschaulicht ein Beispiel, wenn eine Flüssigkeit mit verhältnismäßig niedriger Viskosität und verhältnismäßig hoher Oberflächenspannung verwendet wird. 6 veranschaulicht ein Beispiel, wenn Flüssigkeit mit verhältnismäßig hoher Viskosität und verhältnismäßig geringer Oberflächenspannung verwendet wird. In dem Beispiel aus 5 ist die Größe des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b verhältnismäßig größer.
7 und 8 sind schematische Ansichten, die Kreise 41 angeben, die jeweils in der Abfolge von Wachstumsbildern der Flüssigkeitströpfchens wie in den 5 und 6 dargestellt, durch die Hough-Transformation erzeugt (erfasst) werden. Mithilfe einer Bildverarbeitungstechnik wie etwa der Hough-Transformation kann ein kreisförmiger Bogenabschnitt umfassend das untere Ende des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a erfasst werden, um den an den kreisförmigen Bogenabschnitt angepassten Kreis zu erzeugen.
Beim Fokussieren auf die Mittelpunktpositionen der Kreise 41 bewegen sich die Mittelpunktpositionen schrittweise einhergehend mit der Bildung des Flüssigkeitströpfchens 13a nach unten bzw. abwärts. Nachdem das Flüssigkeitströpfchen getropft ist, kehrt die Mittelpunktposition des Kreises 41 zu einer oberen Position zurück. Entsprechend kann das Auftreten von Tropfen auf Grundlage der Erfassung der Aufwärtsbewegung der Mittelpunktposition des Kreises 41 bestimmt werden. Auf Grundlage der Bestimmung kann der Datenprozessor 4 das Tropfen aus den Bilddatensätzen zählen.
Mit der Hough-Transformation wird das tropfende Flüssigkeitströpfchen 13b in manchen Fällen als Kreis 42 erfasst. In diesem Fall geht die Kontinuität numerischer Werte (welche die Mittelpunktposition des Kreises 41 oder dergleichen abgeben) verloren, wodurch bestimmt werden kann, dass die Erfassung abnorm ist. Es reicht aus, dass die zu diesem Zeitpunkt erlangten Bilddaten nicht genutzt werden.
Der Vergleich zwischen 7 und 8 zeigt an, dass die Radii der erfassten Kreise sich einhergehend mit dem Wachstum des Flüssigkeitströpfchens 13a in 7 vergrößern, wobei sie in 8 nicht so sehr zunehmen. Somit kann die Größe (das Volumen) des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b mithilfe der Abweichung des Radius des erfassten Kreises in einem Zyklus von Tropfen zu aufeinanderfolgendem Tropfen geschätzt werden. Das soll heißen, dass das Volumen des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b unter Bezugnahme darauf geschätzt werden kann.
Es sei angemerkt, dass „tropfen” einen Zustand angibt, bevor das Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit einer anderen Flüssigkeit (beispielsweise einem Flüssigkeitspool 14 in dem Tropfinfusionszylinder 11) oder einem Festkörper nach dem Ablösen von dem unteren Ende der Düse gelangt.
Ferner zeigt der Vergleich zwischen den 7 und 8, dass die Mittelpunktpositionen der erfassten Kreise sich größtenteils einhergehend mit dem Wachstum des Flüssigkeitströpfchens in 7 abwärts bewegen, wohingegen sie sich in 8 nicht so sehr bewegen. Somit kann die Größe (das Volumen) des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b mithilfe einer Distanz einer Abwärtsbewegung der erfassten Kreise in einem Zyklus vom Tropfen zum nachfolgenden Tropfen geschätzt werden. Das soll heißen, dass durch Erlangen von Verhältnissen zwischen den Bewegungsabständen und den Größen der Flüssigkeitströpfchen für verschiedene Flüssigkeitsarten durch im Vorfeld angestellte Versuche das Volumen des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b durch Bezugnahme darauf geschätzt werden kann. Es sei angemerkt, dass die Bewegungsdistanz der Kreise aus der Bewegungsdistanz den Mittelpunktpositionen der Kreise 41 bestimmt werden kann.
Wenn das Volumen des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b mithilfe von sowohl den Radien der Kreise als auch dem Bewegungsabstand der wie obenstehend beschriebenen Kreise gemessen wird, kann das Volumen genauer geschätzt werden als in dem Fall, in dem nur eines von ihnen verwendet wird.
Wenn das Volumen von jedem Flüssigkeitströpfchen und die Tropfgeschwindigkeit (die Anzahl von Malen von Tropfen pro Zeiteinheit) bekannt sind, kann die Tropfrate (Fließrate) durch Multiplizieren von beiden dieser miteinander bestimmt werden. Entsprechend kann zum Schätzen der Tropfrate die Tropfratenmessvorrichtung der Ausführungsform auch benötigt werden, um eine Zähleinheit, die das Ablösen des Flüssigkeitströpfchens von dem unteren Ende der Düse erfasst und die Anzahl von Malen des Tropfens der Flüssigkeitströpfchen zusätzlich zur Messung des Volumens des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b zählt, zu umfassen.
Die Ausführungsform hat das obenstehende Beispiel beschrieben, bei dem das Auftreten des Tropfens mithilfe der Bilddatensätze durch die Kamera 21 erfasst wird, also dem Beispiel, in dem der Datenprozessor 4 auch als Zähleinheit fungiert. Dieser Fall bietet den Vorteil, dass die Zähleinheit nicht gesondert vorgesehen werden muss.
Die Zähleinheit kann jedoch getrennt von dem Datenprozessor 4 vorgesehen sein. Wie in 9 veranschaulicht kann die Zähleinheit durch einen Licht-emittierenden Abschnitt 51 und einen Licht-empfangenden Abschnitt 52 ausgebildet sein (zum Beispiel einen Fototransistor), der in der Umgebung beider Seiten des Tropfinfusionszylinders 11 angeordnet ist. Der Licht-emittierende Abschnitt 51 emittiert Licht an das tropfende Flüssigkeitströpfchen 13b. Der Licht-emittierende Abschnitt 52 erfasst Abweichungen bei der Übertragungsmenge von Licht oder Abschirmung des Lichts durch den tropfende Flüssigkeitstropfen 13b, wobei das Licht von dem Licht-emittierenden Abschnitt 51 emittiert wird.
Obwohl der Licht-emittierende Abschnitt und der Licht-empfangende Abschnitt 52 angeordnet sind, um in 9 einander mit dem zwischen ihnen angeordneten Tropfzylinder 11 gegenüberzuliegen, ist die Anordnung nicht hierauf beschränkt und der Licht-emittierende Abschnitt 52 kann angeordnet sein, um von dem Licht-emittierenden Abschnitt 51 emittiertes und von dem sich bildenden Flüssigkeitströpfchen reflektiertes Licht zu erfassen. Als Lichtquelle des Licht-emittierenden Abschnitts 51 kann beispielsweise eine Infrarot-LED oder ein Laser des sichtbaren Lichts verwendet werden, obwohl dies nicht spezifisch beschränkt ist.
Die wie obenstehend beschriebene Zähleinheit kann das Auftreten des Tropfens (das Ablösen der Flüssigkeitstropfen von dem unteren Ende der Düse) beispielsweise durch Erfassen der Lichtabschirmung durch das Tropfen durch den Licht-empfangenden Abschnitt 52 erfassen, um die Anzahl von Malen des Tropfens zu zählen. Der Licht-emittierende Abschnitt 52 ist nicht darauf beschränkt, die Lichtabschirmung (Verringerung der Lichtübertragung) durch die Flüssigkeitströpfchen zu erfassen. Alternativ kann der Licht-empfangende Abschnitt 52 eingerichtet sein, um in der Lage zu sein, das Tropfen durch Erfassen des von dem Licht-emittierenden Abschnitt emittierten Lichts und von den Flüssigkeitströpfchen reflektierten Lichts zu erfassen.
Wie obenstehend beschrieben werden, wenn die Zähleinheit als ein sich von der Kamera 21 (Bildgebungseinheit) unterscheidendes Bauteil genutzt wird, die von der Kamera 21 bereitgestellten Bilddatensätze nicht zum Zählen der Anzahl der Male des Tropfens genutzt und das Bewegungsbild muss nicht durchgehend die ganze Zeit von der Kamera 21 aufgenommen werden. Die Größe jedes Flüssigkeitströpfchens wird durch den Flüssigkeitstyp und die Art der Tropfdüse bestimmt. Es kann daher in Betracht gezogen werden, dass die Größe des Flüssigkeitströpfchens während einer Abfolge von Tropfinfusionen für einen Zeitpunkt nicht abweicht und eine einmalige Erfassung dessen ausreicht. Beispielsweise ist es ausreichend, dass das bewegte Bild zur Erfassung der Größe (des geschätzten Volumens) des Flüssigkeitströpfchens für einige Sekunden oder einige Minuten unmittelbar nach dem Beginnen der Tropfinfusion oder zu einem anderen geeigneten Zeitpunkt genommen wird, oder periodisch zu einem Intervall. Entsprechend kann eine Rechenlast auf einem Rechner, der den Datenprozessor ausbildet, verringert werden und der Stromverbrauch der Kamera 21 und der Beleuchtungsvorrichtung 22 kann verringert werden, wodurch sich der Stromverbrauch des gesamten Systems verringert.
Bauteile der Tropfratenmessvorrichtung 1, die nicht die Zähleinheit sind, können die Flüssigkeitströpfchen-Messvorrichtung zum Messen des geschätzten Volumens von jedem tropfenden Flüssigkeitstropfen nach dem Ablösen von dem unteren Ende der Düse für die Flüssigkeitströpfchen ausbilden, die sich an dem unteren Ende der Düse bilden und aus dem unteren Ende der Düse tropfen.
Ferner wird bei der Ausführungsform das Volumen des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b aus den Radien oder den Mittelpunktpositionen der durch die Hough-Transformation erzeugten Kreise geschätzt. Das Schätzverfahren ist jedoch nicht hierauf beschränkt und das Volumen des Flüssigkeitströpfchens 13b kann aus einem anderen Analyseergebnis der Bilddatensätze geschätzt werden.
Das Volumen des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b kann beispielsweise aus Abständen zwischen an den kreisförmigen Bogenabschnitt angepassten Kreisen umfassend das untere Ende des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a geschätzt werden, die durch die Hough-Transformation erzeugt werden, und einer Grenzlinie (horizontale Linie), die zwischen dem Flüssigkeitstropfen 13a und dem unteren Ende der Düse 12 erzeugt wird.
Als ein anderes bevorzugtes Verfahren zum Schätzen des Volumens des Flüssigkeitströpfchens 13b gibt es ein Verfahren, bei dem Umrisse des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a in den jeweiligen Bilddatensätzen spezifiziert werden, die Volumina des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a aus den Umrissen berechnet werden und das geschätzte Volumen des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b auf Grundlage der Volumina des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a berechnet wird.
10 ist eine schematische Ansicht die Umrisse 43 des Flüssigkeitströpfchens 13a, die von dem Datenprozessor spezifiziert (erfasst) wurden, in einer Abfolge der Bilddatensätze des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a, das in 6 gezeigt ist. Angenommen, dass das Flüssigkeitströpfchen 13a eine axialsymmetrische Form besitzt, können dreidimensionale Volumina davon aus zweidimensionalen Bildern (von den Umrissen 43 umgebenen Bereichen) berechnet werden, wodurch die Volumina des Flüssigkeitströpfchens 13a in dem jeweiligen Bilddatensatz berechnet werden.
13 ist ein Blockdiagramm, dass ein Beispiel von Steuerablauf der Tropfrate in der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Bezugnehmend auf 13 wird zunächst eine Ziel-Fließrate (Zieltropfrate) bestimmt und die Ziel-Fließrate wird durch das geschätzte Volumen des tropfenden Flüssigkeitströpfchens (ein Flüssigkeitströpfchen) geteilt, das wie obenstehend beschrieben gemessen wurde, um die Sollanzahl von Malen von Tropen pro Zeiteinheit zu berechnen. Andererseits wird die Anzahl von Malen von Tropfen pro Zeiteinheit wie obenstehend aus den von der Kamera 21 erlangten Bilddatensätzen. Der Aktuator wird auf Grundlage eines Wertes gesteuert (beispielsweise PI-Steuerung) der erhalten wurde durch Subtrahieren der tastsächlich gezählten Anzahl von Malen von Tropfen pro Zeiteinheit aus der Zielanzahl von Malen von Tropfen pro Zeiteinheit und ein Aktuatorsteuersignal wird übertragen.
Obgleich die Tropfgeschwindigkeit (die Anzahl von Malen von Tropfen pro Zeiteinheit) wird in einem in 13 veranschaulichten Steuersystem gesteuert, diese Steuerung ist gleichwertig zur Steuerung der Fließrate wie in einem in 14 gezeigten Steuersystem, das später beschrieben werden wird.
Bei der Ausführungsform wird als „tropfen” das Tropfen der Flüssigkeitströpfchen in dem Tropfinfusionszylinder 11 in der Tropfinfusion des Verabreichens der Transfusion oder dergleichen an den Patienten veranschaulicht. „Tropfen” ist jedoch nicht hierauf beschränkt und umfasst auch das Tropfen von Flüssigkeitströpfchens bei der industriellen Anwendung und dergleichen, anders als die medizinische Anwendung.
Obgleich die Kamera 21 in der obenstehenden Beschreibung Eine ist, kann die Vielzahl von Kameras 21 vorgesehen sein (das bedeutet, die Bildgebungseinheit kann die Vielzahl von Kameras umfassen) und die Fließrate kann auf Grundlage von Bilddatensätzen von Informationen (Bilddaten) bestimmt werden, die von den jeweiligen Kameras bereitgestellt werden.
In diesem Fall können selbst dann, wenn ein Bearbeitungsergebnis für die von einer Kamera bereitgestellten Bilddaten einen abnormen Wert angibt, die von anderen Kameras bereitgestellten Bilddatensätze genutzt werden. Ferner können die Verarbeitungsergebnisse der von den beiden Kameras bereitgestellten Bilddatensätze auch gemittelt werden, wodurch von Messpositionen abhängige Fehler oder dergleichen verringert werden und die Tropfrate genauer gemessen wird.
Normalerweise ist der Tropfinfusionszylinder transparent und die Bildgebungseinheit 21 bildet das sich bildende Flüssigkeitströpfchen von außerhalb des Tropfinfusionszylinders 11 ab. Es wird jedoch auch berücksichtigt, dass Flüssigkeitstropfen, die gegen die Innenwand des Tropfinfusionszylinders spritzen, beim Tropfen der Flüssigkeitströpfchens in den Flüssigkeitspool 14 in dem Tropfinfusionszylinder 11 und Staub, Nebel und dergleichen, die an dem Tropfinfusionszylinder 11 anhaften, die Bildverarbeitungsergebnisse als Rauschen beeinflussen.
Um dem zu begegnen wird mithilfe der Vielzahl von durch die Kamera 21 abgebildeten Bilddaten die Verarbeitung des Entfernens von Abschnitten ohne Abweichung durchgeführt. Diese Verarbeitung kann die Beeinflussung durch das Rauschen aufgrund des Staubs, der Flüssigkeitstropfen und dergleichen beseitigen.
Ferner ist es bevorzugt, dass die Innenwand des Tropfinfusionszylinders 11 hydrophile Eigenschaften besitzt. Beispielsweise wird eine hydrophile Verarbeitung bevorzugt an der Innenwand des Tropfinfusionszylinders 11 durchgeführt, oder es wird bevorzugt hydrophiles Beschichten daran durchgeführt. Dies kann beispielsweise die Ausbreitung der Flüssigkeitströpfchen, die an der Innenwand des Tropfinfusionszylinders 11 anhaften und Überresten der Flüssigkeitstropfen mit großen Kontaktwinkeln an der Innenwand des Tropfinfusionszylinders 11 unterbinden, wodurch ein optischer Pfad des von der Kamera, dem Fotosensor und dergleichen zu erfassenden Lichts gestört wird.
Als hydrophiles Beschichten gibt es ein Verfahren, bei dem die Innenwand des Tropfinfusionszylinders 11 beispielsweise mit Silica beschichtet wird. Ferner gibt es als hydrophile Bearbeitung ein Verfahren, bei dem eine Struktur auf einer Form durch Nanodruck oder dergleichen auf Kunstharz übertragen wird. Es sei angemerkt, dass die Beschichtung mit dem menschlichen Körper verträglich ist.
Gemäß der Ausführungsform kann wie obenstehend beschrieben das Volumen jedes Flüssigkeitströpfchens durch Aufnehmen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a, dessen Bewegungsgeschwindigkeit geringer ist als die des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13b, gemessen werden. Entsprechend kann die Tropfrate der Flüssigkeitströpfchen ungeachtet der Art des Flüssigkeitströpfchens exakt gemessen werden, selbst wenn eine kostengünstige Kamera und dergleichen (beispielsweise eine Kamera und eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Bildverarbeitungskapazität von etwa 30 Sheets pro Sekunde) verwendet werden.
[Zweite Ausführungsform]
Die Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass in einer Tropfratenmessvorrichtung ein Datenprozessor Bilddatensätze analysiert, um unmittelbar eine beschleunigte Volumengeschwindigkeit eines sich bildenden Flüssigkeitströpfchens zu berechnen, ohne die Anzahl von Malen des Tropfens zu zählen und die Volumenzunahmegeschwindigkeit als Fließrate festlegt.
Bei der ersten Ausführungsform können, wie obenstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben, die Volumina des Flüssigkeitströpfchens 13a aus den zweidimensionalen Bildern (Bereichen, die von den Umrissen 43 umgeben sind) in den jeweiligen Bilddatensätzen berechnet werden.
Das Volumen des Flüssigkeitströpfchens 13a, das an dem unteren Ende der Düse 12 anhaftet, wird nachdem das Flüssigkeitströpfchen getropft ist, stark verringert. Daher kann ein Zyklus vom Tropfen zum nachfolgenden Tropfen aus einer Abfolge von Bilddatensätzen geschnitten werden. Unter der Abfolge von Bilddatensätzen, die als Zyklus von dem Tropfen zum nachfolgenden Tropfen ausgeschnitten werden, werden die jeweiligen Volumina des Flüssigkeitströpfchens aus den gewünschten Bilddaten und den gewünschten Bilddaten zu einem anderen Zeitpunkt berechnet. Die Differenz (Volumenzunahmebetrag) zwischen den Volumina wird berechnet und der Volumenzunahmebetrag wird durch ein Zeitintervall des Erlangens der Bilddatensätze geteilt, wodurch die Volumenänderungsgeschwindigkeit berechnet wird. Die Volumenänderungsgeschwindigkeit ist gleich der Tropfrate (Fließrate der Tropfinfusion).
Bei der Ausführungsform kann die Tropfrate (Fließrate) unmittelbar aus der Volumenzunahmegeschwindigkeit des tropfenden Flüssigkeitströpfchens 13a in der obenstehend-beschrieben Weise bestimmt werden. Entsprechend ist die Tropfratenmessvorrichtung in der Ausführungsform dahingehend vorteilhaft, dass die Zähleinheit, welche die Anzahl der Male des Tropfens zählt, nicht benötigt wird. Ferner kann bei der Ausführungsform die Fließrate selbst in einem Zeitraum zwischen dem Tropfen und dem nachfolgenden Tropfen ungeachtet des Auftretens des Tropfens bestimmt werden, wodurch Hochgeschwindigkeitssteuerung mit hoher Genauigkeit durchgeführt wird.
Genauer besitzt ein Volumenzunahmeteil 130 des Flüssigkeitströpfchens 13a während des Wachstums grob eine wie in 11 veranschaulichte Form, wenn sich das Flüssigkeitströpfchen aus dem Zustand in 4 in den Zustand aus 3 bildet. Der Volumenzunahmeteil 130 kann durch Berechnung von [einem Volumen B eines Kegelstumpfs 130b] + [einem Volumen C einer Halbkugel 130c] – [einem Volumen A einer Halbkugel 130a] mithilfe der beiden Halbkugeln 103a und 103c und dem wie in 12 veranschaulichten Kegelstumpf 130b angenähert werden.
Genauer kann ein Näherungswert des Volumenzunahmeteils 130 aus einer durch πh(R₁ ² + R₁R₂ + R₂ ²)/3 + 2πR₂ ³/3 – 2πR₁ ³/3 ausgedrückten Gleichung berechnet werden. R₁ ist der Radius der Halbkugel 130a, R₂ ist der Radius der Halbkugel 130c und h ist die Höhe des Kegelstumpfs 130b.
Die Halbkugel 130a entspricht einem von dem Datenprozessor erkannten (erzeugten) Kreis nach dem Tropfen und R₁ entspricht dem Radius des Kreises. Die Halbkugel 130c entspricht einem Kreis, der aktuell durch den Datenprozessor erkannt wird und R₂ entspricht dem Radius des Kreises. h entspricht einem Abstand zwischen den Mittelpunkten beider Kreise.
Diese Kalkulation bzw. Berechnung ermöglicht es, das Volumen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens 13a aus den Bilddatensätzen zu bestimmen. Daher kann kurzzeitig auch die Volumenzunahmegeschwindigkeit (Tropfrate) des Flüssigkeitströpfchens 13a auch auf einfache Weise bestimmt werden.
14 ist ein Blockdiagramm, das einen Steuerungsablauf der Tropfrate in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Bezugnehmend auf 14 wird zunächst eine Ziel-Fließrate (Zieltropfrate) bestimmt. Andererseits wird Tropfrate (Solltropfrate) wie obenstehend beschrieben aus den von der Kamera 21 erlangten Bilddatensätzen gemessen. Der Aktuator wird auf Grundlage eines Wertes gesteuert (beispielsweise PI-Steuerung) der erhalten wurde durch Subtrahieren der tastsächlich gezählten Soll-Fließrate und es wird ein Aktuator-Steuersignal übertagen.
[Dritte Ausführungsform]
Die Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und der zweiten Ausführungsform dahingehend, dass der Betrieb der Bildgebungseinheit 21 gestoppt wird, nachdem das Schätzvolumen von zumindest einem tropfenden Flüssigkeitströpfchens berechnet wurde.
Das Volumen jedes tropfenden Flüssigkeitströpfchens ist stabil, solange der Typ der Flüssigkeitströpfchen (Transfusion) und die Form, das Material und dergleichen der Düse die gleichen sind. Daher kann, nachdem das Volumen von einem tropfenden Flüssigkeitströpfchen mithilfe der Bildgebungseinheit 21 (Kamera) erahnt wurde, zunächst die Fließrate durch Betreiben von nur der Zähleinheit (Tropferfassungseinheit) während der Betrieb der Bildgebungseinheit 21 gestoppt (ausgesetzt) wird, um den Stromverbrauch zu senken, die Fließrate gemessen werden. Damit kann vergleichen mit dem Fall, bei dem die Bildgebungseinheit 21 die ganze Zeit betrieben wird, bei der Ausführungsform der Stromverbrauch verringert werden.
15 veranschaulicht ein schematisches Schaubild, während die Längsachse auf das Volumen des Flüssigkeitströpfchens in jedem Bild festgelegt ist und die Horizontalachse auf die Zeit von zum Beispiel dem Fall festgelegt ist, bei dem das Volumen des Flüssigkeitströpfchens 13a aus den zweidimensionalen Bilder (Bereiche, die von den Umrissen 43 umgeben sind) in den jeweiligen Bilddatensätzen, wie obenstehend in der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 10 beschrieben wurde. Das durch die Längsachse angegebene Volumen wird beispielsweise mithilfe einer Referenz (null) eingezeichnet, dem Volumen, wenn der Datenprozessor den Kreis gleich nach dem Beginn des Bildens des Flüssigkeitströpfchens erkennt.
16 ist eine teilvergrößerte Ansicht von 15. Der Zustand des Flüssigkeitströpfchens in einem N^ten Zyklus wird unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. Der N^te Zyklus gibt einen Zeitraum zum Erfassen von N + 1^tem Tropfen aus der Erfassung des N^ten Tropfen an. Wie in 16 gezeigt ist, setzt sich der N^te Zyklus aus einem Kreiserfassungszeitraum und einem Kreis-Nicht-Erfassungszeitraum zusammen. Der Kreiserfassungszeitraum ist ein Zeitraum, in dem das sich bildende Flüssigkeitströpfchen als die Kreise erkannt wird, und der Kreis-Nicht-Erfassungszeitraum ist ein Zeitraum, in dem das sich bildende Flüssigkeitströpfchen zu klein ist, um als der Kreis erkannt zu werden.
Durch eine Methode der kleinsten Quadrate (KQ-Methode) kann eine Regressionslinie der Grafik für den N^ten Zyklus in 16 gezeichnet werden. Die Steigung der Regressionslinie zeigt die Volumenzunahme pro Zeiteinheit an, also die Fließrate der Flüssigkeitströpfchen.
Das Tropfen des Flüssigkeitströpfchens tritt auf halbem Wege des N^ten Zyklus zu der Zeit auf, die der Grenze zwischen der Kreiserfassungszeitraum und dem Kreis-Nicht-Erfassungszeitraum auf. Selbst in dem Kreis-Nicht-Erfassungszeitraum wird berücksichtigt, dass Flüssigkeit durchgehend von der Stromaufwärtsseite zu einer konstanten Strömungsrate an das Flüssigkeitströpfchen geliefert wird und das Flüssigkeitströpfchen durchgehend wächst. Daher kann das Volumen des Flüssigkeitströpfchen, das zu jeder Zeit tropft, berechnet werden durch Multiplizieren einer Zeit eines Zyklus (Tropfzyklus) einschließlich sowohl den Kreiserfassungszeitraum als auch den Kreis-Nicht-Erfassungszeitraum mit der Fließrate, die aus der Steigung der Regressionslinie erhalten wird.
Es kann berücksichtigt werden, dass das Volumen eines tropfenden Flüssigkeitströpfchens, das wie obenstehend beschrieben erhalten wurde, grundsätzlich konstant ist, solange die Art des Flüssigkeitströpfchens (Transfusion) und die Form, das Material und dergleichen des Düsenbereichs die gleichen sind. Es wird ebenfalls berücksichtigt, dass das Volumen eines Tröpfchens nicht variiert, selbst wenn die Strömungsrate und die Anzahl von Malen des Tropfens pro Zeiteinheit mit Faktoren wie etwa einem Positionsverhältnis zwischen dem Transfusionsbeutel und dem Patienten während der Topfinfusion und dem Ausrichten des Schlauchs variieren.
Entsprechend ist die Bildgebungseinheit 21 nicht notwendigerweise erforderlich, um fortwährend die Bilddatensätze zu erlangen, nachdem das Volumen eines Flüssigkeitströpfchens aus den von durch die Bildgebungseinheit 21 erlangten Bilddatensätzen bestimmt wurde. Indem nur die Zähleinheit zum Messen der Tropfgeschwindigkeit betrieben wird, kann die Fließrate durch Multiplizieren des bestimmten Volumens mit der Tropfgeschwindigkeit berechnet werden.
Wie obenstehend besser beschrieben und beispielsweise in 17 veranschaulicht können die Volumina von jedem einzelnen Flüssigkeitströpfchen, die aus einer Vielzahl von Malen von Tropfen bestimmt werden, geringfügig variieren, ein Durchschnittswert davon wird jedoch auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten. Entsprechend kann die Fließrate mit höherer Genauigkeit gemessen werden, während der Stromverbrauch auf die folgende Weise verringert wird. Das bedeutet, dass die Volumina der Einzel-Flüssigkeitströpfchen durch die Vielzahl von Malen von Tropfen bestimmt werden und ein Durchschnittswert davon (Durchschnittswert der Einzel-Tropfen) berechnet wird. Danach wird der Betrieb der Bildgebungseinheit 21 angehalten und die Fließrate wird auf Grundlage des Durchschnittsvolumens berechnet.
(Erstes Konfigurationsbeispiel)
Als nächstes wird ein Beispiel (erstes Konfigurationsbeispiel) der spezifischen Konfigurationen der Tropfratenmessvorrichtung und dergleichen in der Ausführungsform beschrieben.
Bei der Tropfratenmessvorrichtung in dem ersten Konfigurationsbeispiel ist die Beleuchtungsvorrichtung 22 (Oberflächenemittierende Infrarot-LED-Beleuchtung) an der lateralen Seite (rechte Seite in der Zeichnung) des Tropfinfusionszylinders 11 angeordnet, wie dies in 18 dargestellt ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 22 umfasst eine Vielzahl von Infrarot-LEDs 22a, die auf einem Substrat befestigt sind, und eine Diffusionsplatte 22b, die an der Seite des Tropfinfusionszylinders 11 mit einem vorgegebenen Abstand zu den Infrarot-LEDs 22a angeordnet sind.
Ferner ist die Kamera 21, die das nahe Infrarotlicht erfassen kann, bezüglich dem Tropfinfusionszylinder 11 an der gegenüberliegenden Seite (in der Zeichnung der linken Seite) zu der Beleuchtungsvorrichtung 22 angeordnet. Die Kamera 21 kann die Flüssigkeitströpfchen, die sich an dem unteren Ende der Düse 12 bilden, die von der Beleuchtungsvorrichtung 22 beleuchtet wurde, als bewegtes Bild abbilden.
Der Licht-emittierende Abschnitt 51 (Infrarot-LED) ist unterhalb der Beleuchtungsvorrichtung 22 angeordnet. Der Licht-emittierende Abschnitt 51 und der Licht-empfangende Abschnitt 52 (Fototransistor) der bezüglich des Tropfinfusionszylinders 11 an der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, bilden ein Paar, um einen Fotosensor (Fotounterbrecher) zu bilden. Das soll heißen, wenn das Flüssigkeitströpfchen die Umgebung der Vorderseite des Licht-emittierenden Abschnitts 52 durchquert bzw. kreuzt, wird das Licht aus dem Licht-emittierenden Abschnitt 51 abgeschirmt, um sich abzuschwächen, wodurch es in der Lage ist, das Auftreten des Tropfens zu erfassen.
Die Position des Licht-emittierenden Abschnitts 52 ist wünschenswerter Weise eine Position, an der die Erfassungsempfindlichkeit hoch ist. Das bedeutet, die Position des Licht-empfangenden Abschnitts 52 ist nicht auf die vordere Position des Licht-emittierenden Abschnitts 51 beschränkt und kann hin zu einer Position abweichen, an der die Erfassungsempfindlichkeit zunimmt. Der Licht-empfangende Abschnitt 52 kann an einer geringfügig höheren Position angeordnet sein als der Licht-emittierende Abschnitt 51.
Als nächstes werden Betriebe der Tropfratenmessvorrichtung in dem ersten Konfigurationsbeispiel unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 19 beschrieben.
Zunächst werden die Bildgebungseinheit 21 (Kamera) und die Beleuchtungsvorrichtung 22 (flächenemittierende Infrarot-LED-Beleuchtung) AN-geschaltet, um bewegte Bilddaten der an dem unteren Düsensenden sich bildenden Flüssigkeitstropfen aufzunehmen. Die Fließrate der Flüssigkeitströpfchen wird unmittelbar durch Berechnen der Volumenzunahme des sich bildenden Flüssigkeitströpfchen aus den erhaltenen bewegten Bilddaten auf die gleiche Weise wie in der zweiten Ausführungsform gemessen. Ferner wird das Tropfen der Flüssigkeitströpfchen aus dem Bewegungsbilddaten erfasst, um einen Tropfzyklus (Tropfintervall) zu bestimmen.
Danach wird das Volumen eines Flüssigkeitströpfchens durch Multiplizieren der Fließrate und des Tropfzyklus bestimmt. Auf die gleiche Weise wird das Volumen eines Tröpfchens mehrere Male erhalten, und ein Durchschnittswert (Durchschnittsvolumen der Einzeltröpfchen) davon wird berechnet. Durch Errechnen des Durchschnittsvolumens auf diese Weise werden nachfolgend die Strömungsrate, die integrierte Strömungsrate und dergleichen an dem derzeitigen Zeitpunkt nur mit dem Fotosensor (Zähleinheit) bestimmt, während die Kamera und die Beleuchtungsvorrichtung AUS-geschaltet sind und der Fotosensor AN-geschaltet ist (ein Kameramodus in einen Fotosensormodus umgeschaltet wird).
Dann werden, nachdem das Durchschnittsvolumen der Einzeltröpfchen bestimmt wurde, die Kamera 21 und die Beleuchtungsvorrichtung 22 (LED-Beleuchtung) AUS-geschaltet, um den Stromverbrauch zu senken, und die Zähleinheit (Fotosensor), die durch den Licht-emittierenden Abschnitt 51 (Fototransistor-LED) und den Licht-empfangenden Abschnitt 52 (Fototransistor) ausgebildet wird, wird stattdessen AN-geschaltet.
Nachfolgend erfasst die Zähleinheit das Tropfen, um die integrierte Anzahl von Malen des Tropfens zu bestimmen. Die integrierte Fließrate kann aus der integrierten Anzahl von Malen von Tropfen und dem Durchschnittsvolumen von Einzeltropfen bestimmt werden. Ferner ermöglicht das Bestimmen des Tropfzyklus durch die Zähleinheit auch das Bestimmen der Fließrate zu diesem Zeitpunkt, um durch Teilen des Durchschnittsvolumens der Einzeltröpfchen durch den Tropfzyklus bestimmt zu werden.
Ein Nutzer kann die Fließrate und die integrierte Fließrate in Erfahrung bringen, indem er die Tropfratenmessvorrichtung dazu bringt, die integrierte Fließrate, die Fließrate und dergleichen anzuzeigen. Daher kann der Nutzer die Fließrate durch Bedienen eines manuellen Drosselventils (nicht dargestellt) auf einen geeigneten Wert einstellen.
Unter Bezugnahme auf 20 umfasst der Tropfratenmesscontroller (Tropfinfusionscontroller) in diesem Konfigurationsbeispiel ferner eine Anpassungsvorrichtung (Aktuator 31 und dergleichen) zusätzlich zur Tropfratenmessvorrichtung, die die gleiche ist wie in 18.
Als nächstes werden Betriebe des Tropfratencontrollers in dem ersten Konfigurationsbeispiel unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 21 beschrieben.
Zunächst wird auf die gleiche Weise wie die Tropfratenmessvorrichtung in dem obenstehend beschriebenen ersten Konfigurationsbeispiel die Fließrate der Flüssigkeitströpfchen gemessen. Es wird eine Steuerung durchgeführt, um durch aufeinanderfolgendes Zurückführen der Fließratendaten und das Steuern des Aktuators 31 eine vorgegebene Soll-Fließrate zu erzielen. Ferner wird das Tropfen der Flüssigkeitströpfchen aus den Bewegungsbilddaten erfasst, um die Tropfzyklen zu bestimmen.
Dann wird der Aktuator 31 derart gesteuert, dass die Fließrate in die Zielfließrate konvergiert, während die Fließrate fortwährend gemessen wird.
Danach wird das Volumen eines Flüssigkeitströpfchens durch Multiplizieren der Fließrate und des Tropfzyklus bestimmt, in einem Zustand, in dem die Steuerung bis zu einem gewissen Grad geregelt wurde. Auf dieselbe Weise wird das Volumen eines Tröpfchens für eine Vielzahl von Anzahl von Zeiten bestimmt und es wird ein Volumen eines Einzeltröpfchens aus einem Durchschnittswert davon bestimmt. Ferner kann durch Dividieren der Soll-Fließrate durch das Durchschnittsvolumen von Einzeltröpfchen die Soll-Tropfgeschwindigkeit (die Anzahl von Malen von Tropfen pro Zeiteinheit) berechnet werden.
Nachdem die Soll-Tropfgeschwindigkeit bestimmt wurde, werden die Kamera 21 und die Beleuchtungsvorrichtung 22 (LED-Beleuchtung) AUS-geschaltet, um den Stromverbrauch zu senken, und stattdessen wird der Fotosensor AN-geschaltet.
Nachfolgend wird der Aktuator 31 dahingehend gesteuert, dass die Tropfgeschwindigkeit die Soll-Tropfgeschwindigkeit wird (ein Tropfintervall ein vorgegebenes Intervall wird). Insbesondere werden, wenn jedes Tropfintervall zu größer gleich 5% einem von einem vorgegebenen Sollwert abweicht, ein Impuls oder eine Vielzahl von vorgegeben Impulsen an den Schrittmotor (Aktuator 31) ausgegeben, um den Zusammendrückbetrag des Schlauches zu ändern. Durch Festlegen eines Abweichungs-Grenzwerts auf diese Weise auf einen angemessenen Wert wird kein Impuls ausgegeben, wenn die Abweichung klein ist und die Fließrate mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann, während der Stromverbrauch auf das minimal Notwendige gesenkt wird.
Die integrierte Fließrate der Flüssigkeitströpfchen kann auf dieselbe Weise bestimmt werden wie bei der Tropfmessvorrichtung in dem obenstehend-beschriebenen ersten Konfigurationsbeispiel. Daher kann die Soll-Tropfgeschwindigkeit erneut durch Neuberechnen der Soll-Fließrate aus den Differenzen der Gesamtmenge der Flüssigkeitströpfchen, die schlussendlich tropfen sollten (die Verabreichungsmenge der Tropfinfusion oder dergleichen) berechnet werden, und der integrierten Fließrate und einer Sollzeit, die zum Abschließen des Tropfens erforderlich ist, und Dividieren der Soll-Fließrate durch das Durchschnittsvolumen von Einzeltröpfchen.
(Zweites Konfigurationsbeispiel)
Als nächstes wird ein anderes Beispiel (zweites Konfigurationsbeispiel) der spezifischen Konfigurationen der Tropfratenmessvorrichtung und dergleichen in der Ausführungsform beschrieben. 22 ist eine Draufsicht der Tropfratenmessvorrichtung in dem zweiten Konfigurationsbeispiel. 23 ist eine Vorderansicht, wenn die Konfiguration in einem in 22 veranschaulichten Gehäuse 7 von der Vorderseite aus betrachtet wird.
Bei der Tropfratenmessvorrichtung in dem zweiten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform sind, wie in den 22 und 23 gezeigt, die Beleuchtungsvorrichtung 22 (Nahinfrarotbeleuchtung) und die Kamera 21, die das Nahinfrarotlicht erfassen kann, in dem Gehäuse 7 angeordnet, um einander mit dem zwischengeschalteten Tropfinfusionszylinder 11 gegenüberzuliegen.
Ein Raum zum Platzieren des Tropfinfusionszylinders 11 in der Tropfratenmessvorrichtung und Abnehmens des Tropfinfusionszylinders 11 von der Tropfratenmessvorrichtung muss an der proximalen Seite (Unterseite in 22) festgelegt werden, von der Vorderseite der Vorrichtung aus betrachtet. Daher ist an der distalen Seite (Oberseite in 22) ein Fotosensor 53 vom Reflexionstyp (der durch Integrieren eines Licht-emittierenden Elements und eines Licht-empfangenden Elements als in Körper eingerichtet ist) von der Vorderseite der Vorrichtung aus betrachtet angeordnet. Der Fotosensor 53 vom Reflexionstyp kann durch die sich bildenden Flüssigkeitströpfchen oder die tropfenden Flüssigkeitströpfchen eine Abweichung in der Lichtreflexionsmenge erfassen. 23 veranschaulicht einen Zustand, in dem sich der Fotosensor 53 von Reflexionstyp an der distalen Seite des Tropfinfusionszylinders 11 befindet, der Fotosensor 53 vom Reflexionstyp wird jedoch von der Vorderseite aus gesehen, weil der Tropfinfusionszylinder 11 transparent ist.
Es besteht jedoch die Gefahr, dass Störlicht einschließlich Infrarotlichtstrahlen von der proximalen Seite einfällt, um eine Fehlerfassung und eine Fehlfunktion der Kamera 21 und des Fotosensors 53 vom Reflexionstyp zu verursachen, in einem Zustand, in dem keiner dieser an der proximalen Seite der Vorrichtung vorhanden ist. Um dieser Gefahr zu begegnen, ist an der proximalen Seite der Vorrichtung eine Klappe 71 vorgesehen.
Die Klappe 71 schirmt bevorzugt die Infrarotlichtstrahlen ab und lässt das sichtbare Licht durch. Damit kann ein Nutzer visuell einen Tropfzustand in dem Tropfinfusionszylinder durch die Klappe 71 überprüfen, während die Infrarotlichtstrahlen, die eine Fehlerfassung der Kamera 21 und des Fotosensors 53 vom Reflexionstyp verursachen, von außen abgeschirmt werden. In diesem Fall kann in der Kamera 21 ein Schnittfilter 21a für sichtbares Licht (Filterabschirmung des sichtbaren Lichts und Übertragung der Infrarotlichtstrahlen) vorgesehen sein.
24 veranschaulicht den Zustand, bei dem der Tropfinfusionszylinder 11 als Variation des zweiten Konfigurationsbeispiels in einer Vorderansicht, die die Gleiche ist wie 23, schräg angeordnet ist. Wie in 24 gezeigt fallen bei einem schrägen Einbau des Tropfinfusionszylinders 11 die Flüssigkeitströpfchen, die getropft sind, nicht direkt auf eine Flüssigphase (Flüssigpool 14) der Transfusion in einem unteren Abschnitt des Tropfinfusionszylinders, sondern landen an der Wandfläche des geneigten Tropfinfusionszylinders 11 und fließen das Gefälle hinab in den Flüssigkeitspool 14 in dem unteren Abschnitt des Tropfinfusionszylinders. Dies unterbindet das Anhaften der Flüssigkeitströpfchen, die an die Wandoberfläche des Tropfinfusionszylinders gespritzt sind, um zu verhindern, dass Flüssigkeitströpfchen an der Innenwand des Tropfinfusionszylinders anhaften, und um die Sichtfelder der Kamera 21 und des Fotosensors 53 vom Reflexionstyp abzuschirmen.
In 23 ist die Höhe des Fotosensors 53 vom Reflexionstyp geringer als diejenige der Kamera. In diesem Fall beobachtet die Kamera die sich an dem unteren Ende der Düse bildenden Flüssigkeitströpfchen, um die Fließrate zu erfassen, während der Fotosensor 53 vom Reflexionstyp die Passage der tropfenden Flüssigkeitströpfchen erfasst, um das Tropfen zu erfassen. Alternativ kann die Konfiguration eingesetzt werden, bei der der Fotosensor ein Vorhandensein des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens erfasst, um Tropfen in einem Zustand zu erfassen, in dem der Tropfinfusionszylinder senkrecht angeordnet ist.
24 veranschaulicht ein Beispiel einer Anordnung, bei der die Höhe des Fotosensors 53 vom Reflexionstyp die gleiche ist wie diejenige der Kamera, und der Fotosensor 53 vom Reflexionstyp erfasst das Vorhandensein des Flüssigkeitströpfchens, das sich an dem unteren Ende der Düse bildet. Alternativ kann die Konfiguration eingesetzt werden, bei der der Fotosensor die Passage des tropfenden Flüssigkeitströpfchens erfasst, um Tropfen in einem Zustand zu erfassen, in dem der Tropfinfusionszylinder schräg angeordnet ist.
(Drittes Konfigurationsbeispiel)
Als nächstes wird ein anderes Beispiel (drittes Konfigurationsbeispiel) der spezifischen Konfigurationen der Tropfratenmessvorrichtung und dergleichen in der Ausführungsform beschrieben. 25 ist eine Draufsicht der Tropfratenmessvorrichtung in dem dritten Konfigurationsbeispiel.
Wie in 25 gezeigt unterscheidet sich die Tropfratenmessvorrichtung in dem dritten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform von dem zweiten Konfigurationsbeispiel dahingehend, dass nur der Licht-empfangende Abschnitt 52 (ein Fotosensor mit Infrarotlicht-Empfindlichkeit) an einer Position näher der Kamera 21 an der distalen Seite angeordnet ist, wenn von der Vorderseite der Vorrichtung (Seite der Klappe 71) aus betrachtet. Andere Punkte davon sind die gleichen wie die in dem zweiten Konfigurationsbeispiel.
Bei dem dritten Konfigurationsbeispiel wird die Beleuchtungsvorrichtung 22 allgemein durch die Kamera 21 und den Licht-empfangenden Abschnitt 52 verwendet. Das soll heißen, dass obwohl das Licht von der Beleuchtungsvorrichtung 22 nicht direkt auf den Fotosensor trifft, wenn das Flüssigkeitströpfchen an der Spitze (unteren Ende) der Düse 12 vorhanden ist, ein Teil des Lichts der Beleuchtungsvorrichtung 22, das durch das Flüssigkeitströpfchen gestreut wurde, auf den Licht-empfangenden Abschnitt 52 trifft. Das bedeutet, dass das einfallende Licht an dem Licht-empfangenden Abschnitt 52 einhergehend mit der Bildung des Flüssigkeitströpfchens nach und nach stark wird, und sich das einfallende Licht an dem Licht-empfangenden Abschnitt 52 gleichzeitig mit dem Auftreten des Tropfens abschwächt. Das Tropfen kann auf Grundlage einer solchen Abweichung in dem einfallenden Licht an dem Licht-empfangenden Abschnitt 52 erfasst werden.
Bei dem dritten Konfigurationsbeispiel wird die Beleuchtungsvorrichtung 22 allgemein durch die Kamera 21 und den Licht-empfangenden Abschnitt 52 verwendet. Es besteht daher der Vorteil, dass eine gesonderte Bereitstellung des Licht-emittierenden Abschnitts 51 für den Licht-empfangenden Abschnitt 52 nicht erforderlich ist. Ferner wird Streulicht aus der Nahinfrarot-Beleuchtung verwendet, das eine verhältnismäßig große Fläche besitzt, die für die Kamera angeordnet ist, wodurch das Tropfen verglichen mit dem Fall, in dem der Fotosensor vom Reflexionstyp verwendet wird, leicht erfasst werden kann.
Bei der Ausführungsform kann, nachdem das Durchschnittsvolumen der tropfenden Flüssigkeitströpfchen (Einzeltröpfchen) aus den Bilddatensätzen in einer Vielzahl von die Kamera verwendenden Zyklen bestimmt wurde, wird die Kamera AUS-geschaltet, um den Stromverbrauch zu senken, und die Fließrate wird mithilfe des Licht-empfangenden Abschnitts 52 berechnet. Obgleich sich die Nahinfrarotbeleuchtung in dem AN-Zustand befindet, während sich die Kamera in diesem Konfigurationsbeispiel in dem AUS-Zustand befindet, kann die Helligkeit der Beleuchtungsvorrichtung 22 auf die für die Erfassung des Tropfens durch den Licht-emittieren Abschnitt erforderliche Beleuchtungsstärke abgeschwächt werden, um den Stromverbrauch weiter zu verringern.
[Vierte Ausführungsform]
Die Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform darin, dass die Anpassungsvorrichtung (Aktuator 31) die Fließrate anpasst, um die Fließrate, bevor der Betrieb der Bildgebungseinheit 21 gestoppt wird, zu veranlassen, niedriger zu sein als die Fließrate, nachdem der Betrieb der Bildgebungseinheit 21 gestoppt wird. Andere Punkte sind grundsätzlich die Gleichen, wie jene des Tropfratencontrollers, der in der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 20 beschrieben wurde.
In dem Fall, bei dem die Fließrate (Tropfgeschwindigkeit) hoch ist, müssen unter hoher Geschwindigkeit eine Abfolge von Aufnahmeprozessen unter Einbeziehung der Aufnahme durch die Bildgebungseinheit 21 (Kamera), Übertragung der Bilddatensätze an die Recheneinheit, Bildverarbeitung und dergleichen bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, um die Bilddatensätze der gleichen Anzahl Sheets zu erlangen. Im Allgemeinen erfordern die Prozesse jedoch eine hohe Rechenlast und das System wird teuer, um die Prozesse bei hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Werden die Bildgebungsprozesse bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt, kann die Rechenlast durch Senken der Pixelrauigkeit verringert werden, jedoch erhöht das Senken der Bildgenauigkeit Volumenmessfehler und ist daher nicht wünschenswert.
Andererseits ist es ausreichend, dass nur die Erfassung des Tropfens durch die Tropferfassungseinheit (Zähleinheit) und das Steuern der Fließrate durch den Aktuator 31 (Anpassungsvorrichtung) durchgeführt werden, während die Bildgebungseinheit 21 nicht betrieben wird. Daher wird die Rechenlast verringert und es tritt insbesondere kein Problem auf, selbst wenn die Fließrate hoch ist.
In Anbetracht der obenstehenden Thematik wird bei der Ausführungsform die Fließrate zwischen einem Zustand, in dem die Bildgebungseinheit 21 die Flüssigkeitströpfchen abbildet, und einem Zustand, bei dem nur die Zähleinheit betrieben wird, nachdem der Betrieb der Bildgebungseinheit angehalten wurde, umgeschaltet. Das soll heißen, dass die Fließrate in dem früheren Zustand dahingehend festgelegt werden soll, niedriger zu sein als die Fließrate in dem letzteren Zustand. Die Ausführungsform geht davon aus, dass das Volumen von jedem tropfenden Flüssigkeitströpfchen grundsätzlich konstant ist, selbst wenn die Fließrate der Flüssigkeitströpfchen wie obenstehend beschrieben umgeschaltet wird.
Damit kann bei dieser Ausführungsform das Volumen eines tropfenden Flüssigkeitströpfchens exakt berechnet werden, ohne die Kosten zur Erhöhung der Verarbeitungssätze durch die Bildgebungseinheit 21 und den Datenprozessor zu erhöhen.
26 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betriebsablauf der Tropfratenmessvorrichtung in der Ausführungsform veranschaulicht.
Wie in 26 veranschaulicht, werden Prozesse, bis das Durchschnittsvolumen eines Einzelflüssigkeitströpfchens durch die Bildgebungseinheit 21 (Kamera) bestimmt wurde, auf dieselbe Weise ausgeführt wie die in der dritten Ausführungsform, in einem Zustand, in dem die Fließrate der Flüssigkeitströpfchen auf eine erste Ziel-Fließrate festgelegt wurde, die verhältnismäßig niedrig ist (niedriger als die in einem zweiten Prozess). Die Soll-Tropfgeschwindigkeit zum Einstellen einer zweiten Ziel-Fließrate, die höher ist als die erste Ziel-Fließrate, wird bestimmt durch Dividieren der zweiten Ziel-Fließrate durch das Durchschnittsvolumen von Einzeltröpfchen.
Dann erfasst, nachdem der Kameramodus in den Fotosensormodus (um-)geschaltet wurde (die LED-Beleuchtung und die Kamera AUS-geschaltet und der Fotosensor AN-geschaltet wurde), der Fotosensor das Tropfen der Flüssigkeitströpfchen. Der Aktuator 31 wird dahingehend gesteuert, dass die Tropfgeschwindigkeit in die Ziel-Tropfgeschwindigkeit konvergiert, während durch den Fotosensor die Tropfgeschwindigkeit gemessen wird. Somit kann die Fließrate der Flüssigkeitströpfchen auf die zweite Ziel-Fließrate (beispielsweise die Fließrate der eigentlich zu steuern gewünschten Flüssigkeitströpfchen) angepasst werden.
Es sei angemerkt, dass die integrierte Fließrate auf dieselbe Weise wie in der dritten Ausführungsform bestimmt werden kann durch Messen der integrierten Anzahl von Malen von Tropfen aus der Anzahl der Male von Tropfen, die von dem Fotosensor erfasst wurden und Multiplizieren des Durchschnittsvolumens eines Einzeltröpfchens mit der integrierten Anzahl von Malen von Tropfen.
27 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebsabfolge der Tropfratenmessvorrichtung in einer Abwandlung der Ausführungsform zeigt.
Unter Bezugnahme auf 27 wird bei der Abwandlung zunächst ein geschätztes Volumen (Durchschnittsvolumen) A des tropfenden Flüssigkeitströpfchens in dem Zustand berechnet, bei dem die Fließrate auf die erste Ziel-Fließrate festgelegt wird, die verhältnismäßig niedrig ist. Ferner wird ein geschätztes Volumen (Durchschnittsvolumen) B des Flüssigkeitströpfchens in einem Zustand berechnet, bei dem die Fließrate auf eine dritte Ziel-Fließrate festgelegt wurde, die niedriger ist als die erste Ziel-Fließrate. Dann wird das Volumen des tropfenden Flüssigkeitströpfchens in dem Fall berechnet, bei dem die Fleißrate auf die zweite Ziel-Fließrate (die höher ist als die erste Ziel-Fließrate und die dritte Ziel-Fließrate) festgelegt wird und die Fließrate aus einem Verhältnis zwischen den beiden Durchschnittsvolumina A und B geschätzt wird, wenn die Fließraten unterschiedlich sind und der ersten Fließrate und der dritten Fließrate. Die Ziel-Tropfgeschwindigkeit wird auf Grundlage des geschätzten Volumens des Flüssigkeitströpfchens an der auf diese Weise geschätzten zweiten Ziel-Fließrate bestimmt.
Auf dieselbe Weise wie die dritte Ausführungsform wird der Aktuator 31 derart gesteuert, dass die Tropfgeschwindigkeit, die von dem Fotosensor erfasst wurde, in die Ziel-Tropfgeschwindigkeit konvergiert, nach dem Kameramodus, bei dem die Kamera 21 und die Beleuchtungsvorrichtung 22 für die Kamera AN-geschaltet werden, in den Fotosensormodus umgeschaltet wird, bei dem der Fotosensor (der Licht-emittierende Abschnitt 51 und der Licht-empfangende Abschnitt 52) AN-geschaltet werden.
In der Praxis variiert das Volumen eines tropfenden Flüssigkeitströpfchens geringfügig aufgrund einer Abweichung in der Fließrate, während es durch Viskosität oder dergleichen beeinflusst wird. Wie bei der obenstehend beschriebenen Abweichung wird ein Verhältnis (eine Korrelation) zwischen den Fließraten und den Volumina der Flüssigkeitströpfchen im Vorfeld für zumindest zwei unterschiedliche Fließraten (jede dieser bevorzugt niedriger als die tatsächlich gesteuerte Fließrate) verständlich durch Messen der Volumina der tropfenden Flüssigkeitströpfchen. Dann wird aus dem Verhältnis der geschätzte Wert (korrigierte Wert) der Fließrate des Flüssigkeitströpfchens, die eigentlich gesteuert werden soll, bestimmt, was es ermöglicht, die geringfügige Abweichung bei dem Volumen des Flüssigkeitströpfchens aufgrund der Abweichung bei der Fließrate zu korrigieren, und die Fließrate genauer zu messen und zu steuern.
Obgleich in der Ausführungsform die Fließrate und die Tropfgeschwindigkeit beispielsweise durch die Anpassungsvorrichtung (Aktuator 31) angepasst werden, können die Fließrate und die Tropfgeschwindigkeit manuell eingestellt werden, ohne die Zuhilfenahme einer Vorrichtung, wie etwa dem Aktuator.
[Fünfte Ausführungsform]
Bei der dritten Ausführungsform und dergleichen sind der Kameramodus, bei dem die Kamera 21 und die Beleuchtungsvorrichtung 22 für die Kamera AN-geschaltet sind, und der Fotosensormodus, bei dem der Fotosensor (der Licht-emittierende Abschnitt 51 und der Licht-empfangende Abschnitt 52) AN-geschaltet sind, vertauscht. Die Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform und dergleichen darin, dass auch in dem Kameramodus das Tropfen die ganze Zeit nicht nur von der Kamera sondern auch von dem Fotosensor überwacht wird.
Bei der dritten Ausführungsform, wenn der in 20 veranschaulichte Tropfratencontroller verwendet wird, passt die Anpassungsvorrichtung (der Aktuator 31) der gemäß einem Algorithmus gesteuert wird, die Öffnung des Schlauchs 15 an, während die Fließrate mit der Kamera 21 gemessen wird. Es wird daher berücksichtigt, dass die Fließrate der Flüssigkeitströpfchen verhältnismäßig exakt angepasst werden kann.
Andererseits wird angenommen, dass wenn die in 18 veranschaulichte Tropfratenmessvorrichtung verwendet wird, dass die Fließrate durch Bedienen, durch den Nutzer, eines manuellen Clips (manuellen Drosselventils) oder dergleichen angepasst wird, während die Fließrate mit der Kamera gemessen wird. Es besteht die Möglichkeit, dass der Nutzer die Fließrate (Tropfrate) beim Anpassen der Fließrate versehentlich abnormal hoch ansetzt. In einem solchen Fall kann die Fließrate mit einer Kamera, die ein verhältnismäßig geringes Tropfgeschwindigkeits-Limit besitzt, nicht exakt gemessen werden, und es besteht eine Gefahr dahingehend, dass der Messwert der Fleißrate zu einem abnormen Wert wird. Aufgrund dessen bestehen Gefahren dahingehend, dass die Fließrate nicht ordnungsgemäß angepasst werden kann und das Volumen eines Tröpfchens als eine Referenz bzw. ein Referenzwert von Berechnung der integrierten Fließrate oder dergleichen beim Verlagern von dem Kameramodus in den Fotosensormodus nicht angemessen festgelegt wird.
Bei der Ausführungsform wird, um diese Fehler zu verhindern, dass Tropfen die ganze Zeit nicht nur von der Kamera, sondern auch von dem Fotosensor überwacht, der in der Lage ist, auch im Kameramodus Tropfen bei höherer Geschwindigkeit zu erfassen als die Kamera. Die Tropfratenmessvorrichtung gibt mithilfe eines durch den Fotosensor erfassten Werts bevorzugt einen Alarm für eine abnormal hohe Tropfgeschwindigkeit oder dergleichen aus.
Die Beleuchtungsvorrichtung 22 für die Kamera ist in dem Kameramodus jedoch in dem AN-Zustand, und es besteht daher die Gefahr, dass das Licht von der Beleuchtungsvorrichtung 22 zu einer verringerten Empfindlichkeit führt, wenn der Licht-empfangende Abschnitt 52 eine Abschirmung des Lichts aus dem Licht-emittierenden Abschnitt 51 durch die Flüssigkeitströpfchen erfasst. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass das Licht von der Beleuchtungsvorrichtung 22 für die Kamera und das Licht von dem Licht-emittierenden Abschnitt 51 für den Fotosensor unterschiedliche Peak-Wellenlängen besitzen. Beträgt beispielsweise die Peak-Wellenlänge der Empfindlichkeit des Licht-empfangenden Abschnitts 52 (Fototransistor) 940 nm, wird die Peak-Wellenlänge der Beleuchtungsvorrichtung 22 (LED-Beleuchtung) für die Kamera 22 auf 870 nm festgelegt, und die Peak-Wellenlänge des Licht-emittierenden Abschnitts 51 (LED) für den Fotosensor wird auf 940 nm festgelegt. Mit diesen Einstellungen kann der Licht-empfangende Abschnitt 52 das Verringern der Empfindlichkeit beim Erfassen einer Abschirmung des Lichts von dem Licht-emittierenden Abschnitt 51 durch die Flüssigkeitströpfchen unterbinden.
[Sechste Ausführungsform]
Die Ausführungsform ist eine Ausführungsform, die mit einer Schlauchklemme zum (Ab-)Klemmen eines Schlauchs (flexiblen Schlauchs) wie etwa einem Transfusionsschlauch in Verbindung steht.
Die Schlauchklemme in der Ausführungsform umfasst einen ersten Sperrmechanismus zum Beibehalten eines Zustands, in dem der Schlauch geklemmt ist, und einen zweiten Sperrmechanismus, um zu verhindern, dass sich der erste Sperrmechanismus löst (zum Verhindern des Zustands, bei dem der Schlauch geklemmt ist, gelöst bzw. freigegeben wird) (zum Sperren des ersten Sperrmechanismus). Der zweite Sperrmechanismus ist eingerichtet, um sich, nach dem erstmaligen Sperren des ersten Sperrmechanismus, nicht mehr zu lösen).
Die Schlauchklemme in der Ausführungsform kann medizinische Behandlungsfehler verhindern und die Sicherheit verbessern, da der Schlauch, der einmal geklemmt wurde, nicht erneut verwendet wird. Ferner wird die Sicherheit dadurch verbessert, da der Schlauch nicht durch von Menschen verursachte Nachlässigkeit gelöst wird und eine von einem Hersteller unerwünschte Wiederverwendung vermieden werden kann.
Als nächstes werden das nachfolgende erste bis dritte Konfigurationsbeispiel als spezifische Beispiele der Schlauchklemme in der Ausführungsform beschrieben.
(Erstes Konfigurationsbeispiel)
Die Schlauchklemme in dem ersten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 28 bis 30 beschrieben. Die Schlauchklemme in dem ersten Konfigurationsbeispiel ist ein verbessertes Produkt einer existierenden One-Touch-Schlauchklemme, wie in 28 veranschaulicht.
Wie in 28 veranschaulicht umfasst eine existierende Schlauchklemme 80 vom One-Touch-Typ zwei Druckabschnitte 82a und 82b zum Klemmen des Schlauchs 15 und einen ersten Sperrmechanismus (einen ersten sägezahnförmigen Abschnitt 83 und einen Greifer 84). Der erste sägezahnförmige Abschnitt 83 und der Greifer 84 besitzen Flexibilität. Wird der Greifer 84 in einen sägezahnförmigen Vorsprung 83a des ersten sägezahnförmigen Abschnitts 83 gedrückt, hakt sich die Spitze des Greifers 84 daran ein, um in einem Zustand zu sperren, bei dem ein Innenraum des Schlauchs 15 durch die Druckabschnitte 82a und 82b geschlossen wird.
Im Fall der existierenden Schlauchklemme 80 kann jedoch die Klemmung des Schlauchs 15 erneut gelöst werden, indem der erste sägezahnförmige Abschnitt 83 zum Entsperren und Herausziehen des Greifers 84 daraus hochgedrückt wird. Daher besteht, wenn der Schlauch 15 von dem Tropfratencontroller 6 abgenommen wird, die Gefahr, dass sich die Klemmung versehentlich löst und Flüssigkeit den Schlauch 15 hinabläuft, selbst wenn der Schlauch 15 zunächst geklemmt (geschlossen) ist, um nicht zu veranlassen, dass die Flüssigkeit in dem Schlauch 15 hinabläuft. Der von der Klemme geschlossene Schlauch wird normalerweise entsorgt, es besteht jedoch die Gefahr, dass der Schlauch, an dem die Klemmung versehentlich gelöst wurde, wiederverwendet wird.
Hingegen umfasst eine Schlauchklemme 8 in dem ersten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform, wie in 29 veranschaulicht, nicht nur den ersten Sperrmechanismus (reversibler Sperrmechanismus ähnlich der existierenden Schlauchklemme 80) zum Klemmen des Schlauchs 15, sondern auch einen zweiten irreversiblen Sperrmechanismus (einen zweiten Sägezahnförmigen Abschnitt 85 und ein Sperrglied 85b) um zu verhindern, dass sich der erste Sperrmechanismus löst. Der zweite Sperrmechanismus ist eingerichtet, um nach einmal erfolgtem Sperren nicht gelöst zu werden, d. h. er ist eingerichtet, um in der Lage zu sein, eine irreversible Sperrung herbeizuführen.
30 ist eine Vorderansicht, die einen Nutzungszustand des ersten Konfigurationsbeispiels der Ausführungsform veranschaulicht. 30(a) veranschaulicht einen Zustand, bei dem der Schlauch 15 zur Transfusion oder dergleichen verwendet wird. Der erste Sperrmechanismus (der erste sägezahnförmige Abschnitt 83 und der Greifer 84) werden derart gelöst, dass der Schlauch 15 nicht geschlossen wird. Wie in 30(b) veranschaulicht, wird der Schlauch 15, wenn dessen Verwendung abgeschlossen ist, durch die Druckabschnitte 82a und 82b der Schlauchklemme 8 druckvermindert, und der erste Sperrmechanismus sperrt den geklemmten Zustand des Schlauchs 15, um den Schlauch 15 von dem Tropfratencontroller 15 oder dergleichen abzunehmen.
Bei dem ersten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform wird, wie weiter in 30(c) veranschaulicht, der erste Sperrmechanismus irreversibel durch den zweiten Sperrmechanismus (den zweiten sägezahnförmigen Abschnitt 85 und das Sperrglied 85b) irreversibel gesperrt.
Genauer ist das Sperrglied 85b ein plattenartiges Glied mit einem Loch mit einer Größe, die dahingehend angepasst ist, um nur an dem sägezahnförmigen Abschnitt hinunterbewegt zu werden. Ist das Sperrglied 85b einmal zu einem unteren Abschnitt des zweiten sägezahnförmigen Abschnitts 85 hinuntergedrückt worden, kann es mit dem zweiten sägezahnförmigen Vorsprung 85a nicht an die Oberseite zurückgestellt werden. Wie in 30(c) veranschaulicht, kann das Sperrglied 85b nicht nach oben bewegt werden und der geklemmte Zustand des Schlauchs 15 durch den ersten Sperrmechanismus kann daher verlässlich aufrechterhalten werden, wenn das Sperrglied 85b nachunten gedrückt wird, bis es gegen den ersten sägezahnförmigen Abschnitt 83 anliegt.
Wie obenstehend beschrieben, kann die Schlauchklemme in dem ersten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform den geklemmten Schlauchzustand mit dem zweiten Sperrmechanismus irreversibel sperren.
(Anwendung)
Als nächstes wird eine Anwendung des ersten Konfigurationsbeispiels der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 31 beschrieben. Die Anwendung ist ein Beispiel, bei dem die Schlauchklemme 8 in dem ersten Konfigurationsbeispiel und der Tropfratencontroller 6 kombiniert werden.
Der Schlauch 15 wird in Kombination mit dem Tropfratencontroller 6 verwendet. Der Tropfratencontroller 6 umfasst eine Abdeckung 61, um zu verhindern, dass sich der Schlauch löst. Die Abdeckung 61 wird normalerweise verriegelt, damit sie sich nicht öffnet. Die Öffnung 61 wird entriegelt, um sich dadurch zu öffnen, dass die Spitze des zweiten sägezahnförmigen Abschnitts 95 der Schlauchklemme 8 gegen einen Freigabeknopf 61, der oberhalb eines Einsteckabschnitts 61b vorgesehen ist, gedrückt wird. Wenn die Abdeckung 61 geöffnet ist, kann der Schlauch von dem Tropfratencontroller 6 abgenommen werden.
Ist ein in 31(a) veranschaulichter Nutzungszustand der Schläuche 15 und 16 (Zustand in dem die Tropfinfusion ausgeführt wird) erreicht, wird der erste Sperrmechanismus der Schlauchklemme 8 gesperrt und ein in 31(b) veranschaulichter Zustand wird errichtet. Bei dem in 31(b) veranschaulichten Zustand wird der zweite sägezahnförmige Abschnitt 85 der Schlauchklemme 8 in den Einsteckabschnitt 61b gedrückt und die Spitze des zweiten sägezahnförmigen Abschnitts 85 wird gegen den Freigabeknopf 61a gedrückt (vgl. 31(c)) und die Abdeckung 61 wird entriegelt, wenn die Schläuche 15 und 16 nach oben gezogen werden.
In diesem Fall (selbst wenn der zweite Sperrmechanismus der Schlauchklemme 8 nicht verriegelt ist), wird das Sperrglied 85b durch die Abdeckung 61 heruntergedrückt und der zweite Sperrmechanismus wird verriegelt (vgl. 31(c). Bei dieser Sperrung wird die Schlauchklemme 8 (gesperrter Zustand des Schlauchs 15) wird die Schlauchklemme notwendigerweise irreversibel gesperrt, wodurch sie in der Lage ist, ein Hinabströmen (ungehindertes Strömen) der Flüssigkeit in dem Schlauch zuverlässig zu verhindern, wenn der Schlauch von dem Tropfratencontroller 6 abgenommen wird.
Somit wird bei dieser Anwendung ein Betrieb des Sperrens des zweiten Sperrglieds der Schlauchklemme notwendigerweise erforderlich, um einen Betrieb des Abnehmens des Schlauchs von dem Tropfratencontroller 6 durchzuführen. Daher kann ein ungehindertes Strömen zuverlässig verhindert werden.
Die obenstehende Anmeldung ist nicht auf die in 31 veranschaulichte Konfiguration beschränkt und kann auf verschiedene Konfigurationen angewendet werden, solange der Freigabeknopf nur dann gedrückt werden kann, wenn die Schlauchklemme 8 (zweiter Sperrmechanismus) irreversibel gesperrt bzw. verriegelt ist. Die Abdeckung 61 kann beispielsweise durch eine Wirkweise der charakteristischen Formgebung der Schlauchklemme 8 in dem Zustand geöffnet werden, bei dem der zweite Sperrmechanismus gesperrt ist. Wird das später zu beschreibende dritte Konfigurationsbeispiel verwendet, kann ein Schlüsselloch vorgesehen sein, das eine Form besitzt, die ein Einsetzen nur dann ermöglicht, wenn eine Schiebeplatte in einem Hauptkörper aufgenommen ist.
(Zweites Konfigurationsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf die 32 und 33 wird eine Schlauchklemme in dem zweiten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform beschrieben. Die Schlauchklemme in dem zweiten Konfigurationsbeispiel ist ein verbessertes Produkt einer sogenannten Clip-(Krokodil-)Klemme.
Wie in 32 veranschaulicht umfasst eine Schlauchklemme 91 in dem zweiten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform nicht nur einen ersten Sperrmechanismus (einen ersten Greifer 913 und einen ersten Greifer-Aufnahmeabschnitt 913a) zum Klemmen des Schlauchs 15, der dem Vorhandenen ähnelt, sondern auch einen zweiten Sperrmechanismus (einen zweiten Greifer 914 und einen zweiten Greifer-Aufnahmeabschnitt 915) um zu verhindern, dass sich der erste Sperrmechanismus löst. Der zweite Sperrmechanismus ist eingerichtet, um nach einmal erfolgtem Sperren nicht gelöst zu werden, d. h. er ist eingerichtet, um in der Lage zu sein, eine irreversible Sperrung herbeizuführen.
Wie in 33(a) veranschaulicht werden die Griffabschnitte 911a und 911b der Schlauchklemme 91 von beiden Seiten gedrückt, um den Schlauch 15 durch Druckabschnitte (sägezahnförmige Vorsprünge) 912a und 912b zusammenzudrücken. Damit kann der Schlauch 15 geklemmt werden. Ein gefalzter bzw. umgebogener Abschnitt 913b des ersten Greifers 913 wird an dem ersten Greifer-aufnehmenden Abschnitt 913a eingehakt, um den ersten Sperrmechanismus dazu zu bringen, die Schlauchklemme 91 reversibel zu klemmen. Das Sperren durch den ersten Sperrmechanismus ist jedoch ein reversibles Sperren, das durch Abnehmen des Greifers gelöst werden kann.
Dann wird unter Bezugnahme auf 33(b) ein Widerhakenabschnitt 914a des zweiten Greifers 914 derart geschoben, um in eine perforierten Abschnitt 915a des zweiten Greifer-aufnehmenden Abschnitts 915 eingeführt zu werden. Wie in 33(c) gezeigt besitzt der perforierte Abschnitt 915a eine Form, um an der tiefen Seite eine Größe weiter zu sein als eine Kavität, und der Widerhakenabschnitt 914a ist derart eingerichtet, dass der einmal eingesetzte Greifer 914 nicht herausgezogen wird. Damit sperrt der zweite Sperrmechanismus die Schlauchklemme 91 irreversibel.
Die Gesamtheit der Schlauchklemme 91 wird beispielsweise durch eine Kunstharzform gebildet, und besitzt Abschnitte (einen Verbindungsabschnitt 912c zwischen den Druckabschnitten 912a und 912b, einen Verbindungsabschnitt 913c zwischen dem ersten Greifer 913 und dem Griffabschnitt 911b und einen Verbindungsabschnitt 913c zwischen dem ersten Greifer 913 und dem Griffabschnitt 911b und einen Verbindungsabschnitt 914b zwischen dem zweiten Greifer 914 und dem Griffabschnitt 911b), die eine Plastizität bezüglich der Materialdicke besitzen, und anderen Abschnitte, die steif sind.
(Drittes Konfigurationsbeispiel)
Eine Schlauchklemme in dem dritten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 34 beschrieben. Die Schlauchklemme in dem dritten Konfigurationsbeispiel ist ein verbessertes Produkt einer sogenannten Schiebeschlauchklemme).
Wie in 34 gezeigt umfasst eine Schlauchklemme 92 in dem dritten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform nicht nur einen ersten Sperrmechanismus (eine Schiebeplatte 923 und eine Hauptkörperplatte 921) zum Klemmen des Schlauchs 15, sondern auch einen zweiten Sperrmechanismus (ein Loch 923A der Schiebeplatte 923, ein Loch 921A der Hauptkörperplatte 921 und einen Sperrstift 924), um zu verhindern, dass sich der erste Sperrmechanismus löst. Der zweite Sperrmechanismus ist derart eingerichtet, um sich nicht zu lösen, nachdem er einmal gesperrt wurde, also eingerichtet, und in der Lage zu sein, eine irreversible Sperrung herbeizuführen.
Die Schlauchklemme 92 in diesem Konfigurationsbeispiel umfasst die Hauptkörperplatte 921, die Schiebeplatte 923 und den Sperrstift 924.
Die Schiebeplatte 923 besitzt eine Durchgangsöffnung 923B, die durch einen Einsetzabschnitt 923a und einen schmalen Abschnitt 923b (Drosselabschnitt) und die Öffnung 923A gebildet wird. Die Hauptkörperplatte 921 umfasst einen perforierten Abschnitt 921a, in den die Schiebeplatte 923 eingeführt wird, einen zylindrischen Abschnitt 922 mit einer Einsetzöffnung 922a, und die beide Oberflächen der Hauptkörperplatte 921 durchdringende Öffnung 921A. Der Sperrstift 924 besitzt einen Widerhakenabschnitt 924a und einen Kopfabschnitt 924b.
Als nächstes wird ein Nutzungsverfahren in dem Konfigurationsbeispiel unter Bezugnahme auf 35 beschrieben. Zunächst wird wie in 35 veranschaulicht, die Schiebeplatte 923 in den perforierten Abschnitt 921a der Hauptköperplatte 921 eingeführt, an dem der Einsetzabschnitt 923a und die Einsetzöffnung 922a identisch sind. Dann wird der Schlauch 15 durch die Einführungsöffnung 922a eingesetzt.
Nachdem der Schlauch 15 vollständig eingesetzt wurde, wird die Schiebeplatte 923 veranlasst, zu gleiten und wird weiter zu der tiefen Seite des perforierten Abschnitts 921a gedrückt, so dass der Schlauch 15 durch den schmalen Abschnitt 923b geklemmt werden kann.
Die Schlauchklemme 92 wird in einem Zustand des Klemmens des Schlauchs 15 durch Einsetzen des Sperrstifts 924 in die Öffnung 921A und das Loch 923A in diesem Zustand gesperrt. Der Widerhakenabschnitt 924a an der Spitze des Sperrstifts 924 ist derart eingerichtet, dass der Sperrstift 924, nachdem er diese einmal durchdrungen hat, nicht aus der Öffnung 921A und der Öffnung 923A herausgezogen zu werden.
In dem Konfigurationsbeispiel können alle Bauteile aus verhältnismäßig harten Gliedern ausgebildet werden (Hartplastik oder dergleichen). Es ist somit schwierig, den Sperrmechanismus zu brechen, wodurch die Sperrung der Schlauchklemme zuverlässiger aufrechterhalten werden kann.
Es sei angemerkt, dass die vorliegend offenbarten Ausführungsformen in allen Punkten exemplarisch und nicht beschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht nur durch die obenstehende Beschreibung, sondern durch den Schutzumfang der Erfindung angegeben und soll alle Änderungen innerhalb gleichwertiger Bedeutungen und Bereiche zum Schutzumfang der Erfindung umfassen.
Bezugszeichenliste

1: TROPFRATENMESSVORRICHTUNG (FLÜSSIGKEITSTRÖPCHENMESSVORRICHTUNG)
11: TROPFINFUSIONSZYLINDER
12: DÜSE
13a: (sich BILDENDES) FLÜSSIGKEITSTRÖPFCHEN
13b: (TROPFENDES) FLÜSSIGKEITSTRÖPFCHEN
14: FLÜSSIGKEITSPOOL
15, 16: SCHLAUCH
21: KAMERA
21a: SICHTBARER LICHTSCHNEIDEFILTER
22: BELEUCHTUNGSVORRICHTUNG
22a: INFRAROTLICHT
22b: DIFFUSIONSPLATTE
3: ANPASSUNGSVORRICHTUNG
31: AKTUATOR
32: CONTROLLER
33: CLIP
4: DATENPROZESSOR
41, 42: KREIS
43: UMRISS
51: LICHT-EMITTIERENDER ABSCHNITT
52: LICHT-EMPFANGENDER ABSCHNITT
53: TROPFRATENCONTROLLER
6: TROPFRATENCONTROLLER
61: ABDECKUNG
61a: FREIGABEKNOPF
61b: EINSTECKABSCHNITT
7: GEHÄUSE
71: KLAPPE
8, 80, 91, 92: SCHLAUCHKLEMME
81a, 81b: KAVITÄT
82a, 82b: DRUCKGLIED
83: ERSTER SÄGEZAHNFÖRMIGER ABSCHNITT
83a: SÄGEZAHNFÖRMIGER VORSPRUNG
84: GREIFER
85: ZWEITER SÄGEZAHNFÖRMIGER ABSCHNITT
85a: SÄGEZAHNFÖRMIGER VORSPRUNG
85b: SPERRGLIED
911a, 911b: GRIFFABSCHNITT
913c: VERBINDUNGSABSCHNITT
912a, 912b: DRUCKABSCHNITT
912c: VERBINDUNGSABSCHNITT
913: ERSTER GREIFER
913a: ERSTER GREIFER-AUFNEHMENDER ABSCHNITT
913b: GEFALZTER ABSCHNITT
914: ZWEITER GREIFER
914a: WIDERHAKENABSCHNITT
914b: ERBINDUNGSABSCHNITT
915: ZWEITER GREIFER-AUFNEHMENDER ABSCHNITT
915a: PERFORIERTER ABSCHNITT
921: HAUPTKÖRPERPLATTE
921a: PERFORIERTER ABSCHNITT
921A: ÖFFNUNG
922: ZYLINDRISCHER ABSCHNITT
922a: EINSETZÖFFNUNG
923: SCHIEBEPLATTE
923b: SCHMALER ABSCHNITT
923B: DURCHGANGSÖFFNUNG
924: SPERRSTIFT
924a: WIDERHAKENABSCHNITT

Claims

Tropfratenmessvorrichtung zum Messen einer Fließrate von Flüssigkeitströpfchen, die sich an einem unteren Ende einer Düse bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse tropfen, die Vorrichtung aufweisend: eine Bildgebungseinheit, die einen sich an dem unteren Ende der Düse bildenden Flüssigkeitstropfen zu einer Vielzahl von Zeitpunkten abbildet und eine Vielzahl von Bilddatensätzen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens erlangt, und einen Datenprozessor, der die Fließrate durch Analysieren der Vielzahl von Bilddatensätzen, die durch die Bildgebungseinheit erlangt wurden, berechnet.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Zähleinheit, die das Ablösen des Flüssigkeitströpfchens von dem unteren Ende der Düse erfasst und die Anzahl der Male des Tropfens der Flüssigkeitströpfchen zählt, wobei der Datenprozessor ein geschätztes Volumen eines tropfenden Flüssigkeitströpfchens nach dem Ablösen von dem unteren Ende der Düse durch Analysieren der Vielzahl von Bilddatensätzen berechnet, und die Fließrate aus der Anzahl von Malen des Tropfens und des geschätzten Volumens berechnet.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von Bilddatensätzen eine Abfolge bewegter Bilder ist, die von der Bildgebungseinheit aufgenommen wurden, und der Datenprozessor durch Erfassen des Ablösens der Flüssigkeitströpfchen von dem unteren Ende der Düse durch Analysieren der Vielzahl von Bilddatensätzen und Zählen der Anzahl von Malen des Tropfens der Flüssigkeitströpfchen ebenfalls als die Zählvorrichtung wirkt.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Zähleinehit umfasst: einen Licht-emittierenden Abschnitt, der Licht an die Flüssigkeitströpfchen emittiert; und einen Licht-empfangenden Abschnitt, der Abweichungen bei einer Übertragungsmenge des Lichts, Abschirmung des Lichts, Abweichung bei einer Reflexionsmenge des Lichts oder Abweichung bei der Brechung des Lichts durch das sich bildende Flüssigkeitströpfchen oder das abtropfende Flüssigkeitströpfchen erfasst, und der Licht-empfangende Abschnitt das Ablösen der Flüssigkeitströpfchen von dem unteren Ende der Düse erfasst.
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Datenprozessor: einen für das sich bildende Flüssigkeitströpfchen in jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen passenden Kreis erzeugt, und das geschätzte Volumen des Flüssigkeitströpfchens auf Grundlage von einem Radius des Kreises und/oder einer Mittelpunktposition des Kreises berechnet.
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Datenprozessor: einen Umriss des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens in jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen spezifiziert und ein Volumen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens aus dem Umriss berechnet, und das geschätzte Volumen des abtropfenden Flüssigkeitströpfchens auf Grundlage des Volumens des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens berechnet.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Datenprozessor eine Volumenzunahmegeschwindigkeit des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens durch Analysieren von jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen berechnet, und die Volumenzunahmegeschwindigkeit als Fließrate festlegt.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Datenprozessor: einen an das sich in jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen bildenden Flüssigkeitströpfchen angepassten Kreis erzeugt, und die Volumenzunahmegeschwindigkeit basierend auf einer Abweichungsmenge von einem Radius des Kreises und/oder einer Mittelpunktposition des Kreises berechnet.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Datenprozessor: einen Umriss des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens und ein Volumen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens aus dem Umriss in jedem der Vielzahl von Bilddatensätzen berechnet, und die Volumenzunahmegeschwindigkeit auf Grundlage des Volumens des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens berechnet.
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung, die das sich bildende Flüssigkeitströpfchen beleuchtet.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Beleuchtungsvorrichtung ein Stroboskop ist, das Licht wiederholt mit konstantem Intervall emittiert.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Beleuchtungsvorrichtung Licht mit einer Wellenlänge emittiert, die für einen Menschen nicht sichtbar ist.
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Bildgebungseinheit einen optischen Filter umfasst, der zumindest einen Teilbereich von sichtbarem Licht herausfiltert.
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Bildgebungseinheit eine Vielzahl von Kameras umfasst.
Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei dynamische Anteile der Vielzahl von Bilddatensätzen durch Vergleichen der Vielzahl von Bilddatensätzen und Entfernen von Teilen ohne Abweichung aus der Vielzahl von Bilddatensätzen durch Bildbearbeitung extrahiert werden.
Tropfratencontroller zum Steuern einer Fließrate von Flüssigkeitströpfchen, die sich an einem unteren Ende einer Düse bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse tropfen, der Controller aufweisend: die Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15; und eine Anpassungsvorrichtung zum Anpassen der Fließrate auf Grundlage der Fließrate des Flüssigkeitströpfchens, die von der Tropfratenmessvorrichtung gemessen wurde.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wird, nachdem das geschätzte Volumen von zumindest einem tropfenden Flüssigkeitströpfchen berechnet wurde.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 17, wobei ein Betrieb der Zähleinheit gestoppt wird, bevor der Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wird, und die Zähleinheit betrieben wird, nachdem der Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wurde.
Tropfratenmessvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Betrieb der Bildgebungsvorrichtung gestoppt wird, nachdem die geschätzten Volumina der Vielzahl von tropfenden Flüssigkeitströpfchen berechnet wurden und ein Durchschnittswert des geschätzten Volumens berechnet wurde, und die Strömungsrate aus der Anzahl von Malen des Tropfens und dem Durchschnittswert der geschätzten Volumina berechnet wird.
Tropfratencontroller zum Steuern einer Strömungsrate von Flüssigkeitströpfchen, die sich an einem unteren Ende einer Düse bilden und intermittierend von dem unteren Ende der Düse tropfen, der Controller aufweisend: die Tropfratenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19; und eine Anpassungsvorrichtung zum Anpassen der Fließrate auf Grundlage der Fließrate der Flüssigkeitströpfchen, die von der Tropfratenmessvorrichtung gemessen wurde, wobei die Anpassungsvorrichtung die Fließrate derart anpasst, dass die Fließrate bevor der Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wird niedriger ist als die Fließrate nachdem der Betrieb der Bildgebungseinheit gestoppt wird.
Tropfinfusionsvorrichtung, aufweisend: einen Tropfinfusionszylinder; eine Düse, um Flüssigkeitströpfchen dazu zu bringen, intermittierend in den Tropfinfusionszylinder zu tropfen; einen Schlauch zum Ableiten der Flüssigkeitströpfchen, die in den Tropfinfusionszylinder getropft sind, aus dem Tropfinfusionszylinder; und den Tropfratencontroller nach Anspruch 16 oder 20.
Tropfinfusionsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Tropfinfusionszylinder transparent ist, der Schlauch ein flexibler Schlauch ist, die Anpassungsvorrichtung die Fließrate durch Pressen eines Teils des flexiblen Schlauchs von einer Außenseite durch den Aktuator presst, um eine Öffnung eines Strömungspfads in dem flexiblen Schlauch anzupassen.
Tropfinfusionsvorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Tropfinfusionszylinder transparent ist und die Bildgebungseinheit das wachsende Flüssigkeitströpfchen von außerhalb des Tropfinfusionszylinders abbildet.
Tropfinfusionsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei eine Innenwand des Tropfinfusionszylinders hydrophile Eigenschaften besitzt.
Flüssigkeitstropfen-Volumenmessvorrichtung zum Messen eines geschätzten Volumens eines Flüssigkeitstropfens nach dem Ablösen von einem unteren Ende einer Düse für Flüssigkeitströpfchen, die sich an dem unteren Ende der Düse bilden und von dem unteren Ende der Düse tropfen, die Vorrichtung aufweisend: eine Bildgebungseinheit, die einen sich bildenden Flüssigkeitstropfen, der sich an dem unteren Ende der Düse zu einer Vielzahl von Zeitpunkten bildet, abbildet und eine Vielzahl von Bilddatenätzen des sich bildenden Flüssigkeitströpfchens erlangt; und einen Datenprozessor, der das geschätzte Volumen des abtropfenden Flüssigkeitströpfchens durch Analysieren der Vielzahl von durch die Bildgebungseinheit erlangten Bilddatensätzen berechnet.