JP2002136594A - シリンジポンプ - Google Patents

シリンジポンプ

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JP2002136594A
JP2002136594A JP2001247269A JP2001247269A JP2002136594A JP 2002136594 A JP2002136594 A JP 2002136594A JP 2001247269 A JP2001247269 A JP 2001247269A JP 2001247269 A JP2001247269 A JP 2001247269A JP 2002136594 A JP2002136594 A JP 2002136594A
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motor
syringe
plunger
actuator
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Robert James Tribe
ジェームス トライブ ロバート
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Smiths Group PLC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンジを駆動させるアクチュエータに対す
る障害を効果的に検知することのできるシリンジポンプ
を提案する。 【解決手段】 本シリンジポンプは、リードねじ8を回
転させてプランジャヘッドアクチュエータ10を、このリ
ードねじに沿って駆動するモータ9を有する。ヘッドア
クチュエータ10はシリンジ3のプランジャ35と係合し、
薬液を放出させるためにプランジャをシリンジバレルに
沿って移動させる。リードねじ8に取り付けた光学式エ
ンコーダ20は、パルス信号を出力するためにモータ9に
よって回転する。制御ユニット11は、パルス間の間隔を
計時し、これらのタイミングを、予め定めた最小時間の
倍数の代表値である、記憶しておいた値と比較する。ヘ
ッドアクチュエータ10が妨害を受けた場合、モータ9の
回転速度は遅くなり、パルスの間隔は広がる。このパル
ス間隔が、記憶していた値を越えた場合、制御ユニット
11はヘッドアクチュエータ10の駆動を停止し、警報を発
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、バレルに沿って移
動可能なプランジャを有するようなシリンジを収容する
のに適合させたシリンジポンプに関するものであり、本
ポンプは、電動モータと結合して前記バレルに沿って前
記プランジャを移動させるように動作可能なプランジャ
ヘッドアクチュエータを含む。
【０００２】
【従来の技術】シリンジポンプは、薬液を、予めこれを
充填したシリンジから輸液ラインを通して患者へ供給す
るために使用される。シリンジポンプは、薬液を制御さ
れた流量で輸液ラインへ輸送するためにシリンジのプラ
ンジャに力を加えるものである。プランジャの頭部は、
シリンジの軸線に平行に延在するリードねじに沿って移
動可能なプランジャヘッドアクチュエータと係合する。
ヘッドアクチュエータは、プランジャを十分に伸ばした
最大のシリンジをポンプへ装填可能な、ポンプの一端に
ある終端位置から、最小のシリンジがプランジャを十分
縮めた、ポンプの猛一方の端部にある終端位置まで移動
可能である。こうしたポンプにおいては、ヘッドアクチ
ュエータが装填位置へ戻る際に、このヘッドアクチュエ
ータが、使用者の指または、アクチュエータとポンプハ
ウジングとの間にある他の物体に引っ掛かる恐れがあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、新規
なシリンジポンプおよび、その操作方法を提案すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述し
たような種類の、モータの速度の変化を監視することに
よりヘッドアクチュエータに対する障害を検知すること
を特徴とするシリンジポンプが提供される。
【０００５】本ポンプは、モータの速度に依存する周波
数でパルス信号を発生させることが望ましい。本ポンプ
は、パルス信号の間隔のタイミングを取ることにより、
モータの速度の変化を検知することが望ましく、この場
合、前記間隔の最小測定時間を情報として記憶し、その
後の時間間隔を前記最小測定時間と比較して、前記最小
時間の所定の倍数を上回っているか否かを決定すること
が望ましい。また本ポンプは、モータと結合した軸によ
って回転するエンコーダを含み、前記パルス信号がこの
エンコーダから出力されることが望ましい。このエンコ
ーダは光学式エンコーダであることが望ましい。さらに
本ポンプは、障害を検知した時にヘッドアクチュエータ
の移動を停止させ、および／またはこれに代えて、障害
検知の警報を発生することが望ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明に係るシリンジポンプおよ
び操作方法を、添付図面を参照して例示によって説明す
る。
【０００７】本ポンプは外側ハウジング1を含み、この
外側ハウジング1は、その前面に、従来型のシリンジ3を
収容するために形成された窪み2を有する。シリンジ3は
円筒形のバレル30を有し、バレル30は前端に出口または
ノーズ31を、後端にフランジまたは耳状部32を有する。
ノーズ31は輸液ライン5と接続しており、そのためシリ
ンジ3中の薬液は、プランジャ35を押すことにより、輸
液ラインを通して患者へ投与することができる。
【０００８】本ポンプは駆動機構7を有し、駆動機構7は
電動ステップモータ9によって駆動されるリードねじ8を
含む。プランジャヘッドアクチュエータまたは保持機構
10はプランジャ35の頭部36と係合し、プランジャをバレ
ル30に沿って移動させるために、リードねじ8の回転に
より、このリードねじ8に沿って移動可能である。プラ
ンジャヘッドアクチュエータのさらなる詳細について
は、ドイツ特許明細書第2352637号に記載されている。
モータ9は制御ユニット11により駆動されるが、制御ユ
ニット11はキーパッド12または使用者による他の入力手
段および種々のセンサ（図示せず）からの入力を受け取
る。制御ユニット11はまた、表示パネル13への出力も行
う。光センサおよびエンコーダディスク20がリードねじ
8に取り付けられており、これらはプランジャヘッドア
クチュエータ10の位置および移動速度の制御に使用する
ために制御ユニット11への出力を行う。さらに、制御ユ
ニット11は、本ポンプの最も右側の静止若しくは装填位
置に向かってプランジャヘッドアクチュエータ10が戻る
際の、プランジャヘッドアクチュエータ10の移動の障害
を検知するためのエンコーダ20からの出力を用いる。
【０００９】プランジャヘッドアクチュエータ10は、そ
の装填位置へ比較的速い速度で後方へと移動する。図2
に示すように、モータ9の角速度V（および、それによる
アクチュエータ10の速度）が、時間Tと共に最初は急激
に増加し、その後最大速度に達すると比較的一定となる
ことが理解される。この速度はアクチュエータ10が、移
動終了センサ（図示せず）が移動してモータ9の電力供
給が完了した時に、移動の終点に近い位置に到達するま
で継続される。しかしながら、使用者の指が不注意で窪
み2のアクチュエータ10右側に入り込んだ場合のよう
な、アクチュエータ10の移動に対する障害が生じた場
合、モータの速度は図2に破線で示すように急激に落ち
る。制御ユニット11はこうしたモータ速度の低下を直ち
に検知してモータ9への電力供給を停止させる対応を取
り、ブザー（図示せず）による耳に聞こえる警報のよう
な警告を発し、表示パネル13にも表示する。
【００１０】制御ユニット11は、モータ9の減速度を連
続的に測定し、これが所定の限界値を越えた場合に、モ
ータ速度の急激な低下を検知することができる。しかし
ながら、そのための好適な配置は、それほど複雑化せず
に見出される。この場合、制御ユニット11はタイマー21
を含み、タイマー21はエンコーダ20からの出力を受け、
モータの各ステップ間の時間経過を測定する。通常、モ
ータ9は１回転当たり200ステップで動作し、エンコーダ
ディスク20は１回転当たり2000ステップの分解能を有す
る。そのためタイマー21は、各モータステップ間の時間
を測定するために、エンコーダディスク10ステップ毎の
間隔で時間測定を行う。タイマー21は図示のように独立
したユニットとしても良く、あるいは、制御ユニット11
のプロセッサのプログラミングにより、タイミング関数
を実行することとしても良い。タイマー21はメモリ22に
ステップ間の最小時間tｍｉｎを情報として記憶する。
各々の経過時間間隔tを測定すると、コンパレータ23
が、このtの値と、メモリ22内の最小時間tｍｉｎとを比
較する。もし、t＞ntｍｉｎで、n=8の場合、制御ユニッ
ト11はヘッドアクチュエータ10が妨害されていると判断
し、モータ9への電力供給を停止する。検出感度は倍数n
の異なる値を選択することにより変更可能であることが
理解されよう。nの値をより大きくすると感度は減少
し、一方、nの値をより小さくすると感度は増加する。
【００１１】本発明は、プランジャヘッドアクチュエー
タの移動の妨害を素早く検知するポンプを可能とするも
のであり、それによって、何ら追加のセンサを必要とす
ること無く、使用者の怪我やポンプの破損を防ぐ。本発
明は、取り外し時におけるアクチュエータの後方への移
動中の障害を検出することに限定されるものではなく、
これと共に、あるいはこれに代えて、装填時におけるア
クチュエータの前方への移動中の障害を検知することも
可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ポンプの正面を概略示す図である。
【図２】 プランジャヘッドアクチュエータの動作の障
害となるモータ速度の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 外側ハウジング 2 窪み 3 シリンジ 5 輸液ライン 7 駆動機構 8 リードねじ 9 ステップモータ 10 プランジャヘッドアクチュエータ 11 制御ユニット 12 キーパッド 13 表示パネル 20 エンコーダ 21 タイマー 22 メモリ 23 コンパレータ 30 バレル 31 ノーズ 32 フランジ 35 プランジャ 36 プランジャの頭部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H045 AA03 AA09 AA12 AA22 BA07 BA41 CA21 DA02 DA05 EA17 EA26 EA35 EA36 EA38 EA42 EA50 3H075 AA09 BB03 BB13 CC30 DB03 DB49 EE04 EE10 EE12 4C066 AA09 BB01 CC01 DD12 EE14 HH03 QQ17 QQ41 QQ74 QQ77 QQ82 4F042 AA01 BA07 BA11 CB02 CB10 CB11 CB24 DH02

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バレル(30)に沿って移動可能なプランジ
    ャ(35)を有する種類のシリンジ(3)を収容するのに適合
    させた、電動モータ(9)と結合して前記バレル(30)に沿
    って前記プランジャ(35)を移動させるように動作可能な
    プランジャヘッドアクチュエータ(10)を含むシリンジポ
    ンプであって、 前記モータ(9)の速度の変化を監視することにより、前
    記ヘッドアクチュエータ(10)に対する障害を検知するこ
    とを特徴とするシリンジポンプ。
  2. 【請求項２】 前記モータ(9)の速度に依存する周波数
    でパルス信号を発生させることを特徴とする、請求項１
    記載のシリンジポンプ。
  3. 【請求項３】 前記パルス信号の間隔のタイミングを取
    ることにより、前記モータ(9)の速度の変化を検知する
    ことを特徴とする、請求項２記載のシリンジポンプ。
  4. 【請求項４】 前記間隔の最小測定時間を情報として記
    憶し、その後の時間間隔を前記最小測定時間と比較し
    て、前記最小時間の所定の倍数を上回っているか否かを
    決定することを特徴とする、請求項３記載のシリンジポ
    ンプ。
  5. 【請求項５】 モータ(9)と結合した軸(8)によって回転
    するエンコーダ(20)を含み、前記パルス信号がこのエン
    コーダ(20)から出力されることを特徴とする、請求項２
    〜４のいずれか１項記載のシリンジポンプ。
  6. 【請求項６】 前記エンコーダ(20)が光学式エンコーダ
    であることを特徴とする、請求項５記載のシリンジポン
    プ。
  7. 【請求項７】 障害を検知した時に前記ヘッドアクチュ
    エータ(10)の移動を停止させることを特徴とする、請求
    項１〜６のいずれか１項記載のシリンジポンプ。
  8. 【請求項８】 障害検知の警報を発生することを特徴と
    する、請求項１〜７のいずれか１項記載のシリンジポン
    プ。
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