JP2008511378A - 携帯用輸液注入装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、輸液注入装置に関し、より詳細には、輸液収容容器から注射針まで連結される通常のチューブ管路に輸液を供給するための供給ポンプと、前記供給ポンプから排出された輸液を膨張及び収縮可能な弾性チューブに臨時保存し、前記弾性チューブの収縮力によって輸液を一定した圧力で放出させて輸液を人体に注入できるようにする輸液注入装置に関する。このように、本発明によれば、輸液収容容器の位置が輸液注入部（人体）より低くても輸液供給が可能であり、供給ポンプを間欠的に使用するようにして電力消耗を減らし、小型化及び軽量化が図られて携帯性が向上する。さらに、注射針が閉鎖された場合にも、供給ポンプと注射針との間のチューブに過圧が発生することがなく、安全性に優れている輸液注入装置を得ることができる。

Description

本発明は、輸液収容容器から注射針まで連結される通常のチューブ管路に輸液を供給するための携帯用輸液注入装置に関する。より詳細には、本発明は、輸液を人為的に供給するための供給ポンプから排出された輸液を膨張及び収縮が可能な弾性チューブに臨時保存し、前記弾性チューブの収縮力によって輸液を一定した圧力で引出しチューブに放出させて輸液を人体に注入することができるようにする輸液注入装置に関するものである。

輸液を人体に注入するための注入（INFUSION）セットの一般の構成を示す図４を参照すれば、一般に、輸液収容容器１１０から人体の血管に挿入される注射針１７０までシリコン材質のチューブ１８０が連結されており、チューブ１８０の管路のいずれかの地点に輸液の注入量を調節するためのコントローラー１６０を備えているものを使用している。例えば、韓国“Bukwangメディカル”社のアイブイ注入セット（I.V. INFUSION SET）と、“Shinchangメディカル”社のプロフィーアイブイ注入セット（PROFI I.V. INFUSION SET）と、“Hyupsungメディカル”社のアイブイ注入セット（I.V. INFUSION SET）などがある。

一般に、輸液収容容器１１０としては、通常のガラス容器又は柔軟な合成樹脂材の圧縮パック(Pack)のうちのいずれか一つを使用している。コントローラー１６０に関しては、チューブ１８０の周り及び傾斜面に連接してローラが形成されていてチューブは直線に移動可能となる。このように直線に移動するローラを通じ、圧力をかける位置によってチューブ１８０が圧縮されて輸液量を調節できるようになる。

これと異なり、輸液量をより精密に調節できるようにするため、加圧方式の代わりに輸液が通過する通気孔の大きさを調節する技術が提案されており、韓国実用新案登録第０２６５９７２号公報に開示されている。さらに、スペインLEVENTON社のDOSI-FLOWシリーズ（DOSI-FLOW10、DOSI-FLOW20、DOSI-FLOW30）のようなコントローラーが使用されている。

しかし、上記のような注入セットは、輸液を投与する場合、輸液収容容器が人体より高いところに位置しなければならない。このため、輸液収容容器をかけるための引っ掛け部材が必要であり、その場合、保護者の助けが必要であったり、或いは人体より収容容器を上に置くための輪の付いた固定装置を備えている必要があるので使用が面倒である。さらに言えば、前記輸液収容容器は、その溶液が投与されるようにするため、人体より上に位置する必要があることから、輸液収容容器を引っ掛け部材に掛けるなどして高い位置に固定して置かなければならない。このような引っ掛け部材は、寝台の特定位置、或いは移動するための輪の付いた固定装置に設置することができる。

このような問題点を解決するために、図６のような、人為的に輸液を供給することができるように電気的に動作する注入ポンプの利用方法が提示されている。

図６に示すように、注入ポンプは、輸液収容容器２１０から注射針２７０までのチューブ２８０の管路に輸液を人為的に供給するためのポンプ２３０と、ポンプ２３０の前又は後に輸液に含まれている空気を感知するための空気検出センサー２２０とを備えている。

前記従来技術においては、輸液収容容器２１０と注射針２７０の間のチューブ２８０管路に、電気供給による動作を通じて人為的に輸液を供給するポンプ２３０が設けられている。よって、輸液収容容器２１０を必ずしも輸液注入部（人体）より高いところに位置させる必要はなく、使用が便利である。

このような注入ポンプの例として、“Jeong-Sangテクノ”社の注入ポンプ（モデル名:CURE-MATE SM-210）、“DAIWHA CORPORATION”社の注入ポンプ（モデル名:MEDIFUSION DF-1200）が市販されている。

また、この他に、磁石の磁力による回転力で輸液を供給するポンプ技術が韓国公開特許第２００３-００１４１８９号公報に開示されている。

このような市販製品は、供給ポンプ２３０の他に、空気検出センサー２２０をはじめとして、各製品の使用上の便利性及び安全性を図った機能を備えている場合もある。また、供給ポンプ２３０は、ユーザーが入力する値によって予め設定された演算に基づきポンプの稼動速度又はチューブの加圧程度などを調節し、輸液量を調節（例えば、単位時間あたり１００ml投入）設定することができる機能を持つので、従来技術のようなコントローラーを別途設けなくてすむ。

このような注入ポンプは、輸液収容容器２３０の位置に制限がないというメリットを有する一方で、専らポンプによって輸液を供給する構造を有しているので、輸液を投与する間に供給ポンプ２３０を常に稼動しなければならないという問題点がある。

さらに言えば、例えば、長時間にわたって輸液を投与する場合、従来の注入ポンプの場合、稼動時間が長くなり電流消耗量が多くてエネルギー効率が低くなっていた。また、電流消耗量に比例してバッテリーの大きさも大きくなり、携帯性が低下するという問題点があった。

もちろん、前記市販の製品において充電装置を用いる場合、患者は移動することが可能である。しかし、上記のように、供給ポンプは、輸液が投与される間に継続的に動作するので、充電装置の電気供給が可能な時間が短くなる。このようなことから、動作時間を増加させるために充電装置、つまりバッテリーを大型化する必要が生じ、このような注入ポンプを移動できるようにする場合に大きさが大きくなり、ユーザーが移動するとき不便である。

さらに、夜患者が寝るとき、ポンプ稼動による騒音が発生し、患者の熟眠が妨害されるという問題点がある。また、ポンプ稼動による不規則な加圧のため、引出しチューブ２８１内に一定した圧力を提供することができない。また、例えば、注射針が詰まっている場合にも、ポンプが継続して稼動され、チューブの引出しチューブ２８１内に過度な圧力がかかってしまい、人体に害を及ぼすという安全上の問題も発生するおそれがある。これについては、後に図７を参照して詳細に説明する。

上記目的を達成するためになされた本発明による携帯用輸液注入装置は、輸液収容容器に連結されるチューブと、注射針と、前記供給ポンプの前後に設置されており、弾性力のある材質で形成され、その収縮と膨張によって輸液が投入されたり排出されたりする弾性チューブと、前記弾性チューブの収縮及び膨張の程度を感知する供給センサーと、前記供給センサーの信号に基づいて供給ポンプの電源を制御するマイクロコンピューターとで構成されている。

本発明による携帯用輸液注入装置において、前記マイクロコンピューターは、前記弾性チューブが膨張限界範囲に達した場合には、供給ポンプの動作を停止し、逆に、前記弾性チューブの収縮限界に達した場合には、供給ポンプを再び動作させる。

従って、収容容器が人体より低いところに位置していても、輸液を人体に供給することができる。また、前記供給ポンプは間欠動作するので、消費電力が少なく、輸液注入装置の大きさがコンパクトで軽くて移動性に優れている。

また、本発明による携帯用輸液注入装置において、コントローラーは、輸液の投入量を制御するために弾性チューブの前後に設けられた排出チューブの所定位置に設けられている。前記コントローラーは、電気で動作し、自動的にユーザーによって制御されたり、又は、手動で輸液の量を調節することが可能である。

本発明によれば、ある原因で輸液が人体に投入されない場合、引出しチューブ内の圧力が上昇しないようにすると同時に、供給ポンプの不規則な圧力の大きさを一定した大きさにし、人体に害を及ぼすことがないようにすることによって、人体の血圧に影響を与えることなく、安全性を図ることができるという効果がある。

また、本発明による携帯用輸液注入装置は、空気検出センサーが空気が含まれているかどうかを感知するために、供給ポンプの前端又は後端に設置されており、マイクロコンピューターは、前記センサーによって空気が輸液内に含まれていることを感知した場合には、供給ポンプの動作を停止させる機能を有する。

従って、前記溶液内の空気が人体内に投入されないようにし、患者の血管内に空気が入ることによって生じ得る危険を防止できるという効果がある。

以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明による輸液注入装置の構成を示すブロック図である。図１には、輸液収容容器１０から注射針７０までのチューブ８０管における一連の過程と、マイクロコンピューターの制御過程が示されている。

図１に示すように、輸液磁界容器１０と人体の血管に挿入される注射針７０までのチューブ８０管路には、空気検出センサー２０と、輸液を人為的に移動させるための供給ポンプ３０と、供給ポンプから放出した輸液を臨時保存及び排出する弾性チューブ４０と、輸液の供給量を調節するコントローラー６０とが備えられる。前記弾性チューブ４０内には、充填された輸液量を検出する供給センサー５０と、前記供給センサーからの検出信号及びユーザーの入力設定を受信し処理するために所定の演算が記憶されているマイクロコンピューター９０と、ユーザーに設定値などを表示するようにし、設定を操作するようにするための表示/入力部９１をさらに備えている。

前記空気検出センサー２０は、輸液に含まれている空気の有無を感知する装置である。前記センサー２０は、輸液内に空気が含まれている場合、空気検出センサー２０の信号によって供給ポンプの動作を自動的に停止させる安全装置であり、このような空気検出センサー２０は、選択的に付加することが可能である。

前記供給ポンプ３０は、チューブ８０の外面を加圧した状態で移動しながら輸液を人為的に注射針の方向に移動させる装置であって、その詳細な構成については、図２を参照しながら説明する。前記ポンプは、先行技術による通常のポンプを使用しても構わない。

前記供給ポンプ３０から加圧されて流れる輸液は、弾性チューブ４０内に流入する。前記弾性チューブ４０は、輸液が流入する入口側と、輸液を放出する出口側とを有する。膨張チューブの材料は、風船のように伸縮性があって膨張と収縮が可能であり、医療用として安定性が検証され、人体に無害な材料であればどれでも使用することができる。

前記弾性チューブ４０は、供給ポンプ３０から放出された多量の輸液を臨時に保存する膨張手段である。また、弾性チューブ４０の収縮圧力によって臨時保存した輸液を出口側に放出し、注射針７０によって輸液を供給する役割をする。

弾性チューブ４０の一側には、弾性チューブ４０の適正な膨張限度と適正な収縮限度を感知する供給センサー５０が付着されている。前記供給センサー５０の検出信号は、所定の演算が記憶されているマイクロコンピューター９０に送信され、前記供給ポンプ３０を制御する。

即ち、弾性チューブ４０が供給ポンプ３０から放出された輸液を保存することによって膨張し、最大限界に達した場合には、供給センサー５０が弾性チューブ４０の圧力を感知し、マイクロコンピューター９０に信号を送信し、前記マイクロコンピューター９０は、供給ポンプ３０の動作を停止させる。また、弾性チューブ４０の自体弾性力によって輸液が放出され、最小限界に達した場合には、供給センサー５０が前記弾性チューブ４０の圧力を感知してマイクロコンピューター９０に信号を送信し、前記マイクロコンピューター９０は、再び供給ポンプ３０を動作させ、弾性チューブ４０内に輸液を充填する。このように、供給ポンプ３０は、供給センサー５０の信号によるマイクロコンピューター９０の制御に基づいて間欠的に動作するようになる。

一方、コントローラー６０は、弾性チューブ４０と注射針７０を連結する引出しチューブ８１に備えられる。コントローラー６０は、一般に手動で動作するコントローラーを使用したり、又は、電気的に動作する電動式コントローラーを使用することができる。

電動式コントローラーは、引出しチューブ８１の外側を機械的に加圧して押圧する形態や、輸液の通気孔の断面を自動調節する形態であることができる。前記コントローラーは、ユーザーが表示/入力部にセットしたとおりにマイクロコンピューター９０によって動作する。

図２は、本発明による携帯用輸液注入装置の一実施状態を示す図である。図２に示すように、まず、輸液収容容器１０に連結されるチューブ８０の外側には空気検出センサー２０が設けられる。供給ポンプ３０は、弾性板３２にチューブ８０の所定区間が接するようになり、前記弾性板３２の他側には、図面の左側、右側に移動可能な複数個のフィンガー３４が設けられている。

前記フィンガー３４は、上から下のフィンガー３４の順に突出/復帰動作を繰り返し行い、チューブ８０を加圧した状態で下方向に移動する形態となる。これによって、チューブ８０内の輸液が下方へ移動するようになり、人為的な輸液の移動が可能となる。

このような形態の供給ポンプ３０としては、韓国実用新案公告第１９８９-０００４９０１号に開示されているポンプを使用しても構わない。

前記供給ポンプ３０から放出された輸液は、弾性チューブ４０内に充填され、前記弾性チューブ４０が継続的に膨張して限界点に達するようになる。この弾性チューブ４０が限界に達した場合、供給センサー５０が圧力を感知し、マイクロコンピューター９０に信号を送信すれば、供給ポンプ３０に印加される電源を遮断する。

その結果、弾性チューブ４０自体の収縮力と、弾性チューブ４０が収縮して充填された輸液が引出しチューブ８１に放出される。前記弾性チューブ４０が最小限界に達した場合には、供給センサー５０が圧力を感知し、マイクロコンピューター９０に信号を送信すれば、供給ポンプ３０に電源を印加し、再び輸液収容容器１０内に保存されている輸液を弾性チューブ４０内に流入させる。

このように、供給ポンプ３０は継続的に動作するのでなく、供給センサー５０の感知信号によって間欠動作するようになる。このとき、供給ポンプ３０による輸液放出量が、弾性チューブ４０の収縮力による輸液放出量より多いので、弾性チューブ４０による輸液放出が行われる間、供給ポンプは電源を遮断し、電力消耗を大幅に節減できる。また、逆に、供給ポンプ３０の移送能力によって輸液充填時間が決定されるので、弾性チューブ４０の充填稼動時間を最小化することができる。

このように、本発明において、膨張チューブ４０内に充填された輸液が供給ポンプの加圧に伴う圧力によって引出しチューブ８１に放出されるが、弾性チューブ４０内に臨時保存された後に、弾性チューブ４０の収縮力によって一定の圧力で放出されるので、引出しチューブ８１の内の圧力は持続的に均一になる。

次に、本発明及び先行技術に対する理解を容易にするために、時間経過によって加えられる圧力を各々測定したグラフを参照しながら説明する。以下では、先行技術と本発明の技術の安定性を検討する。

図５は、図４の従来の注入装置の引出しチューブ１８１内の時間に対する圧力を圧力計で測定したグラフを示している。図示するように、引出しチューブ１８１内の圧力は、時間と関係なく圧力が一定に維持されている。これは、人体の血圧、つまり心臓の収縮期血圧及び拡張期血圧のような血圧変動に影響を及ぼさない状態で輸液投薬が可能な最も安定的かつ最良の状態であると言える。しかし、従来の輸液注入装置は、輸液の注入圧力が一定でないので望ましくない。前述したように、このような注入装置は、必ず人体より上に位置させなければならず、携帯に不便であるという問題点がある。

図７は、図６の従来の注入装置の引出しチューブ２８１内の時間に対する圧力を圧力計で測定したグラフを示している。このような実験は、BIOTRON社のBIOF3000機器を使用して行った。装置のセッティングによって供給ポンプの稼動速度が変化する場合、時間あたり昇下降の周期が変わってくるので、時間間隙に対する数値表記は省略する。

図７に示すように、引出しチューブ２８１の圧力は、供給ポンプの作動圧力に対応して、ポンプの圧力が上昇及び下降することが反復的に変動することが分かる。

即ち、ポンプ装置の正常な動作状態で圧力を測定した“Ａ”区間は、時間経過によって上下に反復的にグラフが変化している。これは、供給ポンプ２３０の放出圧力によって、或いは供給ポンプの機械的稼動圧力によって、放出の強度が一定しないということを意味する。

収縮時の血圧と言うのは、心臓が人体に血液を供給するために心臓が収縮して血液が動脈内に拍出された時点の血圧を意味する。正常な場合、動脈では１００mmHg以上の圧力が発生し、静脈では３０mmHgまで低下する場合があり、血管の位置によってその数値が変化する。よって、図７のような輸液注入装置の圧力変動は望ましくない。

即ち、人体の血圧は、様々な要因で変化する。上記のような心臓拍動による要因、呼吸による要因、食事の前後及び横になったり、座るなどの姿勢変化による環境的要因によって人体内の血圧は大きく又は小さく変動する。

従って、若し供給ポンプの稼動によって引出しチューブ内の圧力が変動する場合、注射針が挿入された血管の血圧変動に対して供給ポンプによる輸液変動圧が影響を及ぼす可能性がある。また、このような現象が長期間持続する場合、様々な要因により人体に悪影響を与えるおそれがある。

一方、図７の“Ｂ”区間は、注射針２７０を人為的に閉鎖した場合に引出しチューブ２８１内の圧力を測定したものである。血液が凝固した場合や注射針を血管に間違って挿入した場合、その他の様々な原因で注射針が閉鎖された場合には、輸液が人体に投与されなくなる。このような場合、引出しチューブ２８１内の圧力が短時間で急上昇することが確認できる。これは、注射針２７０が閉鎖されたにもかかわらず、供給ポンプ２３０がそれを認知せずに継続して稼動され、引出しチューブ２８１内に輸液を放出するからである。従って、このような状況を感知するための別途の安全装置を備える必要がある。

一方、図３には、本発明の輸液注入装置における引出しチューブ８１内の圧力を圧力計で測定したグラフが示されている。図３のように、輸液注入装置が正常な作動状態で測定された値である“Ａ”区間では圧力の変化がなく、一定した圧力が維持されている。これは、図５に示す注入装置の測定値と同様の結果である。

さらに言えば、本発明による携帯用輸液注入装置は、人体の血圧変動に影響を及ぼさない最善の状態を維持することができる。また、注射針７０を人為的に閉鎖した状態の“Ｂ”区間でも圧力の変化がなく、“Ａ”区間の圧力がそのまま維持されることが確認できる。これは、供給ポンプ３０の変動圧力を膨張ポンプ４０が保存して緩衝し、弾性チューブの収縮力で輸液を人体に投与するからである。これにより、たとえ注射針７０が閉鎖された場合にも人体に害を及ぼさない。

このような本発明の収縮チューブは、チューブの材質、伸縮性、厚さによって必要な適正圧力を有するように設計することができる。これは、輸液が注入される位置の血圧を考慮して収縮力を多様に設計可能であることを意味する。

また、コントローラー６０は、一般に使用される手動式のコントローラーを引出しチューブのいずれか所定の位置に設けてもよく、又は、前記供給ポンプ３０と弾性チューブ４０及び供給センサー５０で構成される一連の自動動作注入装置内においてユーザーの表示/入力部９１の設定によるマイクロコンピューター９０の制御で自動動作する電動式のコントローラーを使用することもできる。

上述したように、本発明による輸液注入装置によれば、輸液収容容器の位置が人体、つまり輸液注入部より低くても輸液を注入することができる。よって、本発明の携帯用注入装置は、患者が移動するとき、つまり寝台上で移動したり、寝台から降りて移動するときに便利である。また、輸液が投与される間に、ポンプが継続的に稼動されるのでなく間欠動作するので、電力消耗量を大幅に減らすことができる。

また、本発明による携帯用注入装置は、電源供給用バッテリーを使用することも可能であり、機器の大きさを最小化することができ、携帯が容易である。

また、本発明による携帯用注入装置は、注射針が詰まって輸液が人体に注入されない場合でも、引出しチューブ内の圧力が上昇することがなく、供給ポンプによる引出しチューブ内の可変圧力が弾性チューブ内に臨時保存されて弾性チューブから一定した圧力が供給されるので、人体の心臓の収縮及び弛緩による血圧に影響を及ぼすことがなく、安全性に優れている。

本発明による携帯用輸液注入装置の構成を示すブロック図。 本発明による携帯用輸液注入装置の一実施状態を示す図。 図２の装置の引出しチューブ内の圧力を測定したグラフ図。 従来技術の携帯用輸液注入装置の構成図。 図４の装置の引出しチューブ内の圧力を測定したグラフ図。 他の従来技術の携帯用輸液自動注入装置の構成を示すブロック図。 図６の装置の引出しチューブ内の圧力を測定したグラフ図。

符号の説明

１０ 輸液収容容器
２０ 空気検出センサー
３０ 供給ポンプ
４０ 弾性チューブ
５０ 供給センサー
６０ コントローラー
７０ 注射針
８０ チューブ

Claims (6)

1. 輸液収容容器から注射針までのチューブ管路に輸液を人為的に供給するための供給ポンプを有する携帯用輸液注入装置において、
   伸縮性のある素材で形成され、輸液を充填/放出するように膨張及び収縮可能な弾性チューブが供給ポンプの後端に設けられ、前記弾性チューブの膨張及び収縮限界を感知する供給センサーを備えており、
   前記供給センサーの信号によって所定の演算で供給ポンプの電源を制御するためにマイクロコンピューターを備えていることを特徴とする輸液注入装置。
2. 前記マイクロコンピューターは、供給センサーによって弾性チューブの膨張限界を感知した場合には、供給ポンプの動作を停止し、前記供給センサーによって弾性チューブの収縮限界を感知した場合には、供給ポンプの動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の携帯用輸液注入装置。
3. 前記弾性チューブの後端の引出しチューブの所定位置に輸液の流量を調節するためのコントローラーが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の携帯用輸液注入装置。
4. 前記コントローラーとしては、手動式コントローラーを使用することができ、又は、前記供給ポンプと弾性チューブ及び供給センサーで構成される自動注入装置内においてユーザーの入力操作によって自動調節される電動式コントローラーを使用することもできる請求項３に記載の輸液注入装置。
5. 前記供給ポンプの前端又は後端のチューブに空気が含まれているかどうかを感知する空気検出センサーを備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の輸液注入装置。
6. 前記空気検出センサーによって輸液内に空気が含まれていることを感知した場合、供給ポンプの動作を停止させる機能を有するマイクロコンピューターを有することを特徴とする請求項５に記載の輸液注入装置。

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