JP2000084074A

JP2000084074A - 気泡センサ

Info

Publication number: JP2000084074A
Application number: JP10274311A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Furuhashi; 雅一古橋; Makoto Takayanagi; 真高柳
Original assignee: SHINTEN SANGYO KK; TAKAYANAGI KENKYUSHO KK
Current assignee: SHINTEN SANGYO KK; TAKAYANAGI KENKYUSHO KK
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】気泡が体内に入る直前で気泡を検知し警報を
発して知らせる装置、即ち、気泡センサを提供する。【構成】医療用点滴装置の点滴液袋（ビン）から刺入
装置に至る輸液管内に流れる点滴液に含まれる気泡を検
知するために輸液管に対して気泡センサを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気泡センサに関
し、特に、医療用点滴装置に用いる気泡センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、医療用点滴装置１０は、図７に示
すような構成を用いていた。即ち、懸架装置１２に点滴
液袋（ビン）１４を吊るし、患者より、高い位置に保持
する。点滴液は輸液管２８を通って流量表示器１６を経
由して流量調節器１８に至る。その後、液中の気泡２４
を取り除く気泡トラップ２０を経由して刺入装置２２か
ら人体２６に通常の人の手の静脈を通して注入される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】点滴を行うとき、注意
が必要なことには、患者の体内に気泡が入らないように
することがある。万一、気泡が入ってしまうと、患者の
生命に係わる事故になるため医師や看護婦は、常に気を
使っている。

【０００４】流量表示器１６を垂直に保ち、必ず、空気
層が上にくるようにすることである。気泡トラップ２０
を刺入装置２２の直前に設け、この姿勢を水平にし、空
気留めを上にくるようにすることを守らねばならない。
しかし、患者は無意識にうちにこの水平位置を崩すこと
もあり、医師や看護婦等は目が離せないこともある。

【０００５】したがって、本発明の目的は、気泡が体内
に入らないように、絶えず注意していなければならない
状態、即ち、目が離せない状態から、医師や看護婦等を
解放するため、気泡が体内に入る直前で気泡を検知し警
報を発して知らせる装置、即ち、気泡センサを提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、医療用点滴装置の点滴液袋（ビン）か
ら刺入装置に至る輸液管内に流れる点滴液に含まれる気
泡を検知するために輸液管に対して配置した気泡センサ
を採用するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の気泡センサを使用する状況を示す
図である。刺入装置２２に近いところの輸液管２８に気
泡センサ３０を装着して用いる。何らかの理由で気泡２
４が発生し、流れてきてもこの気泡センサ３０によって
検知され、警報が発せられる。

【０００８】図２は本発明の気泡センサによる気泡検知
の原理を説明するための図である。気泡センサ３０で
は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る光源３
０ａからの光を輸液管（チューブ）２８に向けて出射
し、横断するように透過させ、透過した光を受光素子３
０ｂで受光し、受光した光を電気信号に変換する。本発
明では、チューブ２８は光を透過するように（または一
部は吸収するが、ある程度は通すように）透明または半
透明の管で作られる。

【０００９】なお、チューブによって供給される点滴液
１５は、生理食塩水とか薬剤が入っているが、本発明が
適用される点滴液は、透明または半透明のものであると
考えられる。しかし、人間の目には不透明でも、光の波
長によっては透過する（即ち、透明である）こともある
ので、あくまでも、光の透過または半透過することが必
要である。

【００１０】図２（ａ）は、気泡がないときの光の経路
を示す。チューブ２８と点滴液１５がレンズ作用をし、
光源３０ａから出た光は受光素子３０ｂに集まる。逆
に、図２（ｂ）は、気泡があるときの光の経路を示す。
光は気泡によって曲げられたり、散乱させられたりし
て、受光素子３０ｂに届く割合が少なくなる。したがっ
て、気泡がないときは、受光素子の出力は大きく、気泡
があるときの出力は小さくなる。これらの信号の差を検
知すれば、気泡が流れてきたことを検出できる。

【００１１】図３は、検知システムを示す。この検知シ
ステムでは、一対の光源と受光素子を２組用いる。輸液
管２８の両側に、例えば、一対の光源３０ａと受光素子
３０ｂとが配置され、別の近接した位置に、例えば、一
対の光源３０ａ’と受光素子３０ｂ’が配置される。信
号処理部４０は２つの受光素子３０ｂ、３０ｂ’からの
電気信号を受入れ、処理し、その結果を警報部５０に出
力し、警報部５０は、信号処理部４０からの出力に応答
して、警報を発生する。

【００１２】なお、図３の２組の光源と受光素子とに代
えて、図４に示すように、１つの光源３０ａ（３０
ａ’）と２つの受光素子３０ｂ、３０ｂ’を用いること
もできる。その場合、２つの受光素子を１つのパッケー
ジ３０ｃ内に入れることもできる。

【００１３】別紙の表１は、図３の信号処理部４０で行
う判断処理の仕方を示す表である。表１では、３種類の
判断処理を挙げている。表１（ａ）は、受光素子３０ｂ
と受光素子３０ｂ’の出力の差分を検出し、警報／異常
を出力する方式、即ち、「差分検出方式」である。これ
は、気泡がどちらかのセンサによって検出されたことを
意味する。この方式では、点滴に用いる液の種類が変わ
っても、安定して動作する。また、例えば、温度が変化
しても光の浸透率が変わっても安定的に動作する。ただ
し、表１（ａ）の（４）の場合のように、受光素子１と
２の両方に気泡が入ってしまったときには、警報／異常
出力が出ない。しかし、実際には、気泡が流れてくる
と、最初に受光素子１を通り、次に、受光素子２に達す
るので、その段階で警報が出力されるので、実用上、問
題ない。

【００１４】表１（ｂ）は、受光素子１と２の出力電圧
の変化率を検出する場合を示す。どちらかが急に変化す
れば、即ち、変化率が大きくなれば、気泡が通過中また
は通過したことを示すので、警報を出す。この場合は、
光源と受光素子の組は１つでもよい。

【００１５】表１（ｃ）は、受光素子１と２の出力電圧
の絶対値をチェックする方式を示す。即ち、どちらかが
小さいと気泡があると判断する。また、どちらかが過大
であると、何等かの異常発生と判断する。

【００１６】これらの３つの検出方式があるが、実際に
は、安定性と信頼性を確保するために、併用するのが好
ましい。

【００１７】図５は、光源と受光素子との間の間隔の最
適化法を説明するための断面図である。図５（ａ）は、
光源と受光素子との間の間隔（具体的には、光源３０ａ
を支持する支持体３０ｄと受光素子３０ｂを支持する支
持体３０ｅとの間の間隔）より、チューブ２８の外径が
小さい場合を示し、図５（ｂ）は逆に、間隔より、チュ
ーブの外径が大きい場合を示す。間隔が小さいときに
は、図２に関連して説明したように、レンズ作用を持つ
が、チューブは図示するように振動し易く、信号が不安
定になり、測定に誤差が含まれ易い。一方、図５（ｂ）
に示すように、チューブ２８を光源と受光素子の支持体
の間に嵌め込むようにすれば、安定測定ができる。した
がって、図５（ｂ）に示す構成を採る方が好ましい。

【００１８】図６は、測定装置の駆動するために使用す
る消費電力の節約方法を説明するためのグラフである。
点滴に用いる輸液管中の気泡の動きは、非常に緩やかで
あり、ほとんど止まっているように見える。したがっ
て、測定は常時行う必要はなく、間欠的に行えばよい。
例えば、図６に示すように１秒間に１０ｍｓｅｃだけ通
電し、測定するようにすれば、常時動作させる方法に比
べて１／１００の消費電力にすることができる。特に、
小型電池で、長時間動作させる必要があるためこの間欠
動作が好ましい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
点滴装置で用いる、気泡が体内に入る直前で気泡を検知
し警報を発して知らせる装置、即ち、気泡センサが得ら
れる。

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の気泡センサを使用する状況を
示す図である。

【図２】図２は、本発明の気泡センサによる気泡検知の
原理を説明するための図であり、そのうち、図２（ａ）
は、気泡がないときの光の経路を示し、図２（ｂ）は、
気泡があるときの光の経路を示す。

【図３】図３は、検知システムを示す。

【図４】図４は、図３に示す光源と受光素子の配置に代
わる配置を示す。

【図５】図５は、光源と受光素子との間の間隔の最適化
法を説明するための断面図であり、そのうち、図５
（ａ）は、間隔より、チューブ２８の外径が小さい場合
を示し、図５（ｂ）は逆に、間隔より、チューブの外径
が大きい場合を示す。

【図６】図６は、測定装置の駆動するために使用する消
費電力の節約方法を説明するためのグラフである。

【図７】図７は、従来の点滴装置の斜視図である。

【符号の説明】

１４点滴液袋１５点滴液１６流量表示器１８流量調整器２０気泡トラップ２２刺入装置２４気泡２８輸液管３０気泡センサ３０ａ光源３０ｂ受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C066 AA09 BB02 CC01 DD01 FF01 FF03 FF04 QQ47 QQ52 QQ77 QQ82

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】医療用点滴装置の点滴液袋（ビン）から
刺入装置に至る輸液管内に流れる点滴液に含まれる気泡
を検知するために輸液管に対して配置した気泡センサ。
【請求項２】請求項１記載の気泡センサにおいて、気
泡センサは輸液管を横切って透過する光の透過量を測定
する光量測定手段から成ること特徴とする気泡センサ。
【請求項３】請求項２記載の気泡センサにおいて、前
記光量測定手段は、輸液管を横切るように輸液管に向け
て光を出射するように配置した少なくとも１つの光源
と、出射した光を前記輸液管を通して受光するように、
前記輸液管の前記光源とは反対側に配置した少なくとも
１つの受光素子と、から成ることを特徴とする気泡セン
サ。
【請求項４】請求項２記載の気泡センサにおいて、前
記光量測定手段は、輸液管を横切るように輸液管に向け
て光を出射するように配置した第１光源と、出射した光
を前記輸液管を通して受光するように、前記輸液管の前
記第１光源とは反対側に配置した第１受光素子と、前記
第１光源から間隔を置き、輸液管を横切るように輸液管
に向けて光を出射するように配置した第２光源と、出射
した光を前記輸液管を通して受光するように、前記輸液
管の前記第２光源とは反対側に配置した第２受光素子
と、から成ることを特徴とする気泡センサ。
【請求項５】請求項２記載の気泡センサにおいて、前
記光量測定手段は、輸液管を横切るように輸液管に向け
て光を出射するように配置した１つの光源と、出射した
光を前記輸液管を通して受光するように、前記輸液管の
前記光源とは反対側に配置した第１受光素子と、前記第
１受光素子から間隔を置き、出射した光を前記輸液管を
通して受光するように、前記輸液管の前記光源とは反対
側に配置した第２受光素子と、から成ることを特徴とす
る気泡センサ。
【請求項６】請求項２乃至５のいずれか１つに記載の
気泡センサにおいて、前記光量測定手段は、気泡による
光の散乱効果に起因する光量の変化により、気泡の有無
を判断することを特徴とする気泡センサ。
【請求項７】請求項６記載の気泡センサにおいて、前
記光量測定手段は断面円形リングの輸液管と、その中を
流れる点滴液とによるレンズ効果を利用することを特徴
とする気泡センサ。
【請求項８】請求項３乃至５のいずれか１つに記載の
気泡センサにおいて、２つの受光素子の間の検出光量の
差によって気泡の有無を判断することを特徴とする気泡
センサ。
【請求項９】請求項３乃至５のいずれか１つに記載の
気泡センサにおいて、いずれか一方の受光素子の光量の
変化率によって気泡の有無を判断することを特徴とする
気泡センサ。
【請求項１０】請求項３乃至５のいずれか１つに記載
の気泡センサにおいて、いずれか一方の受光素子の光量
の小、過大によって気泡の有無等を判断することを特徴
とする気泡センサ。
【請求項１１】請求項３乃至５のいずれか１つに記載
の気泡センサにおいて、前記光源を支持する第１支持体
と、前記受光素子を支持する第２支持体をさらに有し、
第１支持体と第２支持体との間の距離を輸液管の外径よ
り小さくして、輸液管をそれらの間に挟んで保持するこ
とを特徴とする気泡センサ。
【請求項１２】請求項２乃至１１のいずれか１つに記
載の気泡センサにおいて、前記光量測定手段を間欠的に
作動させることを特徴とする気泡センサ。