JP2001104478A - 携帯型投液装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストが低く、投液速度が可変であり、薬液
を連続的に投液する携帯型投液装置を提供する。 【解決手段】 携帯型投液装置１の薬液を保持するタン
ク部２と、タンク部２の薬液を生体に送って投液するポ
ンプ部３と、ポンプ部３を制御する制御部４と、を脱着
自在に取り付ける。また、ポンプ部３の駆動源として、
小型（薄型）で単位体積当たりの出力が大きな超音波モ
ータ５を用いると、ポンプ部の体積が小さくなり、携帯
型投液装置の携帯性が向上し、さらに、超音波モータ５
は磁気駆動ではないので、磁気機器の近くでも誤作動す
る可能性はほとんどなく、その信頼性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投液速度が可変で
あり、薬液を連続的に投液する携帯型投液装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば患者の身体に装着可能であって薬
液を患者に投与する携帯用の薬液投与装置は、患者が症
状を抑えたまま日常の仕事などを行うために必要なもの
である。このような携帯型投液装置の従来例としては、
例えば特開平２−２８０７６３号公報に開示された小型
ぜん動ポンプや、特開昭６２−２３６５５８号公報に開
示された輸液ポンプなどがある。特開平２−２８０７６
３号公報に開示された第１の従来例である小型ぜん動ポ
ンプは、第１のモジュールであり薬液を内蔵したポンプ
モジュールと、第２のモジュールであり制御部とモータ
の双方を備えたモータモジュールで構成されており、こ
れらが互いに脱着自在になっている。また、特開昭６２
−２３６５５８号公報に開示された第２の従来例である
輸液ポンプは、一体型であるが、ポンプの駆動源である
モータの回転速度が手動作により設定可能となってお
り、このため投液速度が可変となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、携帯型投液
装置は、患者が日常的に使用するため、ランニングコス
トを低くする必要があり、また、その時々の体調に合わ
せて投液速度を変更する必要がある。しかし、上述した
第１の従来例では、投液速度はモータモジュールによっ
て一義的に決まっており、投液速度を変更するには、薬
液の流路の一部であるモータモジュールそのものを取り
替える必要があったため、投液を完全に中断する必要が
あった。さらに、この場合は複数のモータモジュールを
用意する必要があり、コストがかかっていた。また、第
２の従来例では、投液速度は可変であるが、すべての部
品が一体型であったため、薬液がなくなると全体を交換
する必要があり、投液を中断する時間が長くなると共に
ランニングコストがかかっていた。

【０００４】さらに、上述した２つの従来例は、動力部
として磁力を駆動力源としたモータを使用していたた
め、動力部が大きくなっており、装置の携帯性を損なっ
ていた。また、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）
に代表される磁気医療製品による磁界で誤作動する可能
性もあった。

【０００５】そこで、本発明は、コストが低く、投液速
度が可変であり、薬液を連続的に投液する携帯型投液装
置を提供することを目的とする。また、磁力を用いない
モータを駆動力源として用いて小型化と信頼性向上がで
きる携帯型投液装置を提供することも目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、投液速度が可変であり、薬液を連続的に
生体に投液する携帯型投液装置（１）であって、薬液を
保持するタンク部（２）と、このタンク部の薬液を生体
に送って投液するポンプ部（３）と、このポンプ部を制
御する制御部（４）と、を、脱着自在に取り付けたこと
を特徴とする。

【０００７】この発明によれば、投液速度を変える場合
は制御部を取り替えることにより投液速度を変更でき
る。すなわち、薬液の流路を構成する部品を取り替える
必要はないため、投液速度を変える際に投液を中断する
時間は極めて短くて済む。また、薬液がなくなった場合
はタンク部を取り替えるのみでよく、さらには、比較的
高価な部品であるポンプ部は一定期間同一のものを使用
するため、ランニングコストは低くて済む。

【０００８】ここで、生体としては人間のほか、動物な
どもある。また、生体への装着手段（例えば腕装着用ベ
ルト１１）を備えると、生体への装着は容易になる。こ
の装着手段としては、例えば腕時計のバンドに類似した
ものがある。

【０００９】また、制御部は、通常ＣＰＵや、ＣＰＵの
駆動用基準信号発生回路や、制御プログラムを格納した
ＲＯＭなどを備えているが、この他に、本発明のよう
に、投液条件を外部から入力する投液条件入力手段（例
えばスイッチ４１ｂ）と、投液条件を表示する表示部
（４４）と、を備えており、入力された投液条件に合わ
せてポンプ部を制御する構成にしてもよい。この発明に
よれば、外部から投液速度や投液量などの投液条件を表
示部で確認しながら変更できるため、制御部を取り替え
ることなく容易且つ確実に投液量を変更できる。

【００１０】また、本発明は、前記の携帯型投液装置に
おいて、被投与体の状態を示す状態情報を入力する状態
情報入力手段（４２）を備えており、制御部は、この状
態情報入力手段からの状態情報に従ってポンプ部を制御
することを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、心拍数や血圧、血糖値
などの状態情報を外部から入力すると、制御部が、例え
ばＲＯＭに予め格納されたプログラムを用いて、入力さ
れた状態情報に従ってポンプ部を制御するため、専門的
な知識を持つ者がいなくても投液量を簡単に最適値に調
節できる。

【００１２】また、本発明は、前記の携帯型投液装置に
おいて、タンク部は、伸縮可能であり薬液を内部に保持
する薬液タンク（２１）と、この薬液タンクの内容積を
縮める方向に当該薬液タンクに力を加えて薬液を加圧す
る加力手段（例えば背圧機構部２３）と、を備えること
を特徴とする。

【００１３】この発明によれば、薬液は加圧されて薬液
タンクから流出しやすい状態にあるため、投液時にポン
プ部にかかる負荷は小さくなり、また薬液の逆流も生じ
にくくなる。

【００１４】なお、ポンプ部は、制御部からの駆動信号
に従って駆動するアクチュエータと、このアクチュエー
タの動力を伝達する伝達機構部（例えば歯車伝達機構部
３４）と、この伝達機構部からの動力により回転して薬
液を送液するポンプユニット部（３３）と、を備えた構
成とする。ここで、アクチュエータとしては、超音波モ
ータ（５）あるいは圧電アクチュエータ（６３ａ）を用
いてもよい。この場合は、小型（薄型）で単位体積当た
りの出力が大きいという特性を備えた超音波モータ、圧
電アクチュエータを用いるので、ポンプ部の体積が小さ
くなり、携帯型投液装置の携帯性が向上する。また、圧
電アクチュエータや超音波モータは磁気駆動ではないの
で、磁気機器の近くでも誤作動する可能性はほとんどな
い。従って、携帯型投液装置の信頼性も向上する。

【００１５】また、本発明による携帯型投液装置は、前
記の携帯型投液装置において、ポンプ部の動作状態を検
出して制御部に出力する動作検出手段（例えば回転量検
知手段３７）を備えることを特徴とする。

【００１６】この発明によれば、制御部はポンプ部の動
作状態を認識しつつ当該ポンプ部を制御するので、携帯
型投液装置の信頼性は向上する。

【００１７】また、本発明は、前記の携帯型投液装置に
おいて、ポンプ部が逆送することを防止する逆走防止手
段（例えばラチェット機構３３ｅ）を備えることを特徴
とする。

【００１８】この発明によれば、ポンプ部の逆走すなわ
ち薬液の逆流が生じる可能性は低いため、携帯型投液装
置の信頼性はさらに向上する。

【００１９】また、上記した携帯型投液装置は、被投与
体への投液用の針（１２）を備えた構成としてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１０を用いて本発
明の一実施例である携帯型投液装置１について詳細に説
明する。図１は携帯型投液装置１の概略を示すブロック
図であり、図２は携帯型投液装置１の詳細を示すブロッ
ク図である。図３および図４は携帯型投液装置１を人体
に装着した状態を説明する概略図である。図５はタンク
部２の構成について説明する側面図である。図６はポン
プ部３の詳細を説明する上面図であり、図７はポンプ部
３の動力源である超音波モータ５の詳細を説明する断面
図であり、図８は超音波モータ５の駆動信号発生回路３
６ａを説明する回路図であり、図９はポンプ部３の動作
を検出する駆動状態検出回路３６ｂを説明する回路図で
ある。図１０は制御部４の詳細を説明するブロック図で
ある。

【００２１】携帯型投液装置１は、図１に示すように、
投液される薬液を内部に保持するタンク部２と、タンク
部２の薬液を被投液者に投液するポンプ部３と、ポンプ
部３を制御する制御部４とを備えており、これらは図
２、図３および図４に示すように、互いに脱離可能に腕
装着用ベルト１１に取り付けられている。ここで、詳細
を後述するように制御部４は被投液者の血圧、心拍数、
血糖値などの生体情報に従ってポンプ部３を制御して投
液速度を調節する。また、ポンプ部３の駆動状態も把握
している。また、図４に示すように、ポンプ部３によっ
て送り出された薬液は針部１２によって人体内に投液さ
れる。

【００２２】タンク部２は、図２および図５に示すよう
に、蛇腹状の薬液タンク２１を基板２２の上に載置し、
さらに薬液タンク２１に上から押しつぶす力を加える背
圧機構部２３（加力手段）を設けた構成である。また、
薬液タンク２１の下面には、後述するポンプ部３の入口
部３１と当該薬液タンク２１を接続する薬液取り出し部
２１ａが基板２２を貫いて設けられている。ここで、薬
液タンク２１は、内蔵している薬液によって膨張した状
態にある。従って、薬液タンク２１の薬液は背圧機構部
２３からの力と薬液タンク２１の復帰力の双方により加
圧されている。

【００２３】ポンプ部３は、図２および図６に示すよう
に、薬液をポンプ部３内部に受け入れる入口部３１と、
薬液をポンプ部３外部に出す出口部３２と、入口部３１
から受け入れた薬液を出口部３２から送り出すポンプユ
ニット部３３と、歯車伝達機構部３４を介して当該ポン
プユニット３３を駆動させる超音波モータ５と、超音波
モータ５の電源３５と、超音波モータ５の駆動回路３６
とにより概略構成されている。

【００２４】ポンプユニット部３３は、図６に示すよう
に、入口部３１と出口部３２とを結ぶ柔軟性チューブ３
３ａを中空の円板容器３３ｂの内側壁に沿って配置し、
円板容器３３ｂの内部に超音波モータ５からの駆動力に
よって回転する円板３３ｃを中心軸が一致するように設
け、さらに円板３３ｃの側面に自転可能なローラー部３
３ｄを、柔軟性チューブ３３ａを押しつぶすように１２
０゜おきに設けたものである。すなわち、ポンプユニッ
ト部３３はローラー部３３ｄが柔軟性チューブ３３ａを
押しつぶしながら当該柔軟性チューブ３３ａに沿って回
転することにより柔軟性チューブ３３ａ内の薬液を出口
部３２側に押し進めるポンプである。ここで、円板３３
ｃが逆回転することを機械的に防ぐために、円板３３ｃ
にはラチェット機構３３ｅ（逆流防止手段）が設けられ
ている。

【００２５】また、歯車伝達機構部３４を構成する歯車
の一つには、当該歯車に一定角度毎に複数設けられた孔
３７ａと発光手段とフォトダイオード３７ｂとからなる
回転量検知手段３７（動作検出手段）が設けられてい
る。回転量検知手段３７は、歯車伝達機構部３４すなわ
ち円板３３ｃの回転量を検知して駆動回路３６を介して
制御部４に出力する。

【００２６】また、超音波モータ５は図７に示すよう
に、円板状の圧電素子５１と、圧電素子５１の上面に固
定されている円板状の振動体５２と、振動体５２の上面
に一体的に設けられた複数の突起５３と、圧電素子５１
および振動体５２の中心を貫いて基板上に支持する軸５
４と、軸５４によって回転自在に支えられているロータ
５５と、ロータ５５を突起５３に押しつける板バネ５６
と、圧電素子５１に駆動回路３６からの駆動信号を伝達
するリード線５７と、により概略構成されている。ここ
で、ロータ５５は上部に歯車伝達機構部３４と噛み合う
歯車５５ａを有する。また、圧電素子５１は、例えば円
周方向に６分割して、この分割部を、分極方向が互い違
いになるように分極し、さらに各分割部を二等分割して
あり、また、突起５３は、分極部の境目上に、ひとつお
きに設けられている。この超音波モータ５は電気エネル
ギーを直接機械エネルギーに変換するため、単位体積あ
たりの出力が大きく、また電磁場による影響を受けにく
いという特徴を備えている。

【００２７】また、駆動回路３６は、図８に示す駆動信
号発生回路３６ａと、図９に示す駆動状態検出回路３６
ｂとを備えている。駆動信号発生回路３６ａは一般に超
音波モータの駆動回路として用いられる周知の自励発振
回路であり、駆動信号出力用のトライステートバッファ
３６ｃが制御部４によって制御される構成となってい
る。また、駆動状態検出回路３６ｂはＬＥＤ等の発光手
段３７ｃにより発生された信号をもとにフォトダイオー
ド３７ｂで検出された信号を増幅して出力する回路であ
り、制御部４によってオンオフされる。

【００２８】制御部４は、図２及び図１０に示すよう
に、駆動回路３６を直接制御するＣＰＵ４１と、制御プ
ログラムを予め格納してあるＲＯＭ４１ａと、ＣＰＵ４
１に人為的な信号を入力するボタン４１ｂなどの投液条
件入力手段４１ｃと、ＣＰＵ４１の駆動用基準信号を発
生する基準信号発生回路４３と、ＣＰＵ４１からの指示
に従って投液速度、投液量や生体情報などを表示する表
示部４４と、電源４５とにより概略構成されている。ま
た、被投与体の状態に応じた信号をＣＰＵ４１に入力す
る状態情報入力手段４２を設けることも可能である。こ
こで、図１０に示すように、表示部４４はＬＣＤパネル
４４ａとＬＣＤドライバ４４ｂにより概略構成されてお
り、また、ＣＰＵ４１はオンオフスイッチや投液速度調
節スイッチ、インターバル調節スイッチなどのスイッチ
４１ｂ…（投液条件入力手段）を備えている。すなわ
ち、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４１ａ内のプログラムに従っ
て、スイッチ４１ｂ…や状態情報入力手段４２から入力
される信号に合わせて超音波モータ５を制御して、投液
量や投液速度を調節する。

【００２９】このような構成の携帯型投液装置１によれ
ば、薬液がなくなればタンク部２のみを交換するだけで
よいため、ランニングコストは低くて済む。また、スイ
ッチ４１ｂ…により投液量や投液速度などの投液条件を
表示部４４で確認しながら調節でき、また、制御部４の
みを交換することにより投液条件を調節することもでき
るため、投液条件を変更する際に薬液の流路を構成する
部品を取り替える必要はない。従って、投液速度を変え
る際に投液を中断する時間は極めて短くて済む。

【００３０】また、制御部４が状態情報入力手段４２か
ら入力される生体情報に従って投液条件を自動的に調節
するので、専門的な知識を持つ者がいなくても投液量を
簡単に最適値に調節できる。また、薬液タンク２１内の
薬液は背圧機構部２３や薬液タンク２１によって加圧さ
れて薬液タンクから流出しやすい状態にあるため、超音
波モータ５にかかる負荷は小さくなる。

【００３１】また、ポンプ部３の駆動源として、小型
（薄型）で単位体積当たりの出力が大きな超音波モータ
５を用いることにより、ポンプ部の体積が小さくなり、
携帯型投液装置の携帯性が向上する。また、超音波モー
タ５は磁気駆動ではないので、磁気機器の近くでも誤作
動する可能性はほとんどない。従って、携帯型投液装置
１の信頼性も向上する。

【００３２】また、回転量検知手段３７および駆動状態
検出回路３６ｂによって制御部４はポンプ部３の動作状
態を認識しつつ当該ポンプ部３を制御することが可能と
なり、また、ラチェット機構３３ｅによってポンプ部３
が逆送することを機械的に防止したので、携帯型投液装
置１の信頼性は向上する。

【００３３】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に
変形できる。

【００３４】例えば、ポンプ部３の代わりに図１１に示
すポンプ部６を用いてもよい。ポンプ部６は、図１１
（Ａ）の上面概略図および同図（Ｂ）の断面概略図に示
すように、圧電アクチュエータ６１ａ，６２ａによって
開閉する入口部６１，出口部６２と、入口部６１，出口
部６２につながっていて一時的に薬液を貯める蓄液部６
３と、により概略構成されており、圧電アクチュエータ
駆動回路６４によって動作する。ここで、蓄液部６３は
一面に圧電アクチュエータ６３ａを備えており、この圧
電アクチュエータ６３ａの伸縮によってその体積を変更
する構成となっている。すなわち、ポンプ部６は、入口
部６１のみを開いて蓄液部６３を膨張させて薬液を蓄液
部６３に受け入れた後、入口部６１を閉じて出口部６２
を開いてから蓄液部６３を収縮させて薬液を出口部６２
から排出するポンプである。この場合も上述した効果を
得られる。尚、すべての実施例において、電磁型モータ
を用いた場合でも、本発明における磁気の影響を受けや
すくかつ、装置全体の大型化をきたす以外は、同様の効
果を得られるものであり、モータおよびアクチュエータ
の種類を特定するものではない。

【００３５】

【発明の効果】以上より、本発明によれば、薬液がなく
なればタンク部のみを交換するだけでよいため、ランニ
ングコストは低くて済む。同様に、薬液の種類を変えた
り、消毒したり、さらにはポンプ部の不具合時にはポン
プ部だけを交換することも可能である。また、投液量や
投液速度などの投液条件を表示部で確認しながら調節で
き、また、制御部のみを交換することにより投液条件を
調節することもできるため、投液条件を変更する際に薬
液の流路を構成する部品を取り替える必要はない。従っ
て、投液速度を変える際に投液を中断する時間は極めて
短くて済む。

【００３６】また、制御部が生体情報に従って投液条件
を自動的に調節するので、専門的な知識を持つ者がいな
くても投液量を簡単に最適値に調節できる。また、薬液
タンク内の薬液は加力手段によって加圧されて薬液タン
クから流出しやすい状態にあるため、ポンプ部にかかる
負荷は小さくなる。

【００３７】また、ポンプ部の駆動源として、小型（薄
型）で単位体積当たりの出力が大きな超音波モータや圧
電アクチュエータを用いると、ポンプ部の体積が小さく
なり、携帯型投液装置の携帯性が向上する。また、超音
波モータや圧電アクチュエータは磁気駆動ではないの
で、磁気機器の近くでも誤作動する可能性はほとんどな
い。従って、携帯型投液装置の信頼性も向上する。

【００３８】また、制御部はポンプ部の動作状態を認識
しつつ当該ポンプ部を制御し、また逆流防止手段により
ポンプ部の逆走すなわち薬液の逆流が生じる可能性は低
くなるため、携帯型投液装置の信頼性はさらに向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である携帯型投液装置の概略
を示すブロック図である。

【図２】同携帯型投液装置の詳細を示すブロック図であ
る。

【図３】同携帯型投液装置を人体に装着した状態を説明
する概略図である。

【図４】同携帯型投液装置を人体に装着した状態を説明
する概略図である。

【図５】タンク部の構成について説明する側面図であ
る。

【図６】ポンプ部の詳細を説明する上面図である。

【図７】同ポンプ部の動力源である超音波モータの詳細
を説明する断面図である。

【図８】同超音波モータの駆動信号発生回路を説明する
回路図である。

【図９】ポンプ部の動作を検出する駆動状態検出回路を
説明する回路図である。

【図１０】制御部の詳細を説明するブロック図である。

【図１１】（Ａ）はポンプ部の変形例の上面概略図であ
り（Ｂ）は同断面概略図である。

【符号の説明】

１ 携帯型投液装置 ２ タンク部 ３ ポンプ部 ４ 制御部 ５ 超音波モータ １１ 腕装着用ベルト（装着手段） １２ 針 ２１ 薬液タンク ２３ 背圧機構部（加力手段） ３３ ポンプユニット部 ３３ｅ ラチェット機構（逆流防止手段） ３４ 歯車伝達機構部（伝達機構部） ３７ 回転量検知手段（動作検出手段） ４１ｂ スイッチ（投液条件入力手段） ４２ 状態情報入力手段 ４４ 表示部 ６３ａ 圧電アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 崇史 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 4C066 AA07 AA09 AA10 BB01 CC01 DD11 FF04 HH01 5H680 BB01 BB16 BC00 DD01 DD23 DD53 DD66 DD85 DD92 DD97 EE12 EE22 FF23

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投液速度が可変であり、薬液を連続的に
   生体に投液する携帯型投液装置であって、 薬液を保持するタンク部と、 このタンク部の薬液を生体に送って投液するポンプ部
   と、 このポンプ部を制御する制御部と、 を、脱着自在に取り付けたことを特徴とする携帯型投液
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の携帯型投液装置におい
   て、 生体への装着手段を備えることを特徴とする携帯型投液
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の携帯型投液装置
   において、 制御部は、 投液条件を外部から入力する投液条件入力手段と、 投液条件を表示する表示部と、 を備えており、入力された投液条件に合わせてポンプ部
   を制御することを特徴とする携帯型投液装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の携帯型
   投液装置において、 被投与体の状態を示す状態情報を入力する状態情報入力
   手段を備えており、 制御部は、この状態情報入力手段からの状態情報に従っ
   てポンプ部を制御することを特徴とする携帯型投液装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の携帯型
   投液装置において、 タンク部は、 伸縮可能であり薬液を内部に保持する薬液タンクと、 この薬液タンクの内容積を縮める方向に当該薬液タンク
   に力を加えて薬液を加圧する加力手段と、 を備えることを特徴とする携帯型投液装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の携帯型
   投液装置において、 ポンプ部は、 制御部からの駆動信号に従って駆動するアクチュエータ
   と、 このアクチュエータの動力を伝達する伝達機構部と、 この伝達機構部からの動力により薬液を送液するポンプ
   ユニット部と、 を備えることを特徴とする携帯型投液装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の携帯型投液装置におい
   て、 アクチュエータとして超音波モータを用いることを特徴
   とする携帯型投液装置。
8. 【請求項８】 請求項６記載の携帯型投液装置におい
   て、 アクチュエータとして圧電アクチュエータを用いること
   を特徴とする携帯型投液装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の携帯型
   投液装置において、 ポンプ部の動作状態を検出して制御部に出力する動作検
   出手段を備えることを特徴とする携帯型投液装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の携帯
    型投液装置において、 ポンプ部が逆送することを防止する逆走防止手段を備え
    ることを特徴とする携帯型投液装置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の携
    帯型投液装置において、 被投与体への投液用の針を備えることを特徴とする携帯
    型投液装置。