JP2013506469A - ボーラスを防止する制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、シリンジポンプ型のポンプであって、ハウジング１００と、内部にシリンジ４００を設置するシリンジホルダ２００と、ハウジング１００に対して可動式であり、駆動手段によってシリンジの長手軸に対して並進運動をするように駆動することができるプッシャ３００と、プッシャ３００を駆動手段に接続／切断するクラッチ手段３１０、３５０、３５１とを備えるポンプのプッシャの移動を制御する方法に関する。本発明の方法では、まずプッシャ３００を駆動手段との連動から切り離すことによって手動による移動を可能にし、プッシャ３００とシリンジヘッド４０１との間の接触の有無を判断する。プッシャがシリンジヘッドと接触していなければ、プッシャを手動でシリンジヘッドの方へ前進させる。プッシャがシリンジヘッドと接触すると、プッシャが前進する動きを停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンジポンプ型のポンプであって、ハウジングと、内部にシリンジを設置するシリンジホルダと、ハウジングに対して可動式であり、駆動手段によってシリンジの長手軸に対して並進運動をするように駆動することができるプッシャと、プッシャを駆動手段に接続／切断するクラッチ手段とを備えるポンプのプッシャの移動を制御する方法に関する。本発明は、本方法を実施するためのシリンジポンプ型のポンプにも関する。

シリンジポンプは、例えば疼痛治療や麻酔など、比較的緩慢な速度で溶液を投与する医療に広く使用されている。このシリンジポンプは一般に、輸液を含むシリンジを受容するためのホルダを備えたハウジング、および所定の速度でシリンジヘッドを押圧してシリンジ内の液体を吐出させるプッシャで構成されている。プッシャは、通常ねじを切った駆動ロッドで構成されモータで回転駆動する駆動手段によって移動する。ねじを切った駆動ロッドには、プッシャと連動するナットが連結しているため、ロッドが回転することによってナットが並進運動し、それに伴いプッシャも並進運動する。このナットは通常２つのハーフナットで構成されているが、その動作については後述する。

このようなシリンジを設置する際には、まずプッシャを引き離し、シリンジをシリンジホルダに設置し、適切な手段を用いて特に軸方向に対してシリンジが動かないようにし、プッシャがシリンジヘッドと接触するように持って行く必要がある。このヘッドは半径方向の板片で構成され、シリンジのピストンの自由端に配置されている。プッシャをシリンジヘッドの方へ迅速に移動させるのには、手動で行っても自動で行ってもよい。プッシャを手動で移動させる場合、まず駆動手段のクラッチを切断する必要がある。そのために、２つのハーフナットを互いに引き離してねじを切った駆動ロッドとの連動を切断する。このクラッチ切断位置では、ハーフナットはねじを切った駆動ロッドとの連結がなくなるため、プッシャを手動で移動させることができる。

この上記の操作の際に、プッシャがシリンジヘッドに突き当たる瞬間に不慮のボーラス（１回の用量の急速な投与）が生じることがある。その上、このようなボーラスは重大な結果を招くおそれがある。

欧州特許１３２９２３２Ａ１号（特許文献１）および欧州特許１３７４９３２Ａ２号（特許文献２ｓ）には、プッシャがシリンジヘッドに接触する際にピストンの前進を阻止する制動装置が記載されている。シリンジは、従来の方法でシリンジホルダに設置され、その後、薄片形状の制動装置がピストンのフランジを半径方向に押圧してピストンの並進運動を阻止する。プッシャが前進する際、このプッシャはシリンジヘッドに当たることはあってもピストンを動かすことはない。プッシャがシリンジヘッドと接触すると、制動装置が離れ、シリンジポンプのモータが稼働する。このような制動装置の欠点は、ピストンが損傷したり、シリンジの円筒内でピストンが引っ掛かったりするおそれがあるという点である。さらに、正常に動作させるためには、シリンジのピストンに突き刺さるように薄片を十分に尖らせ、ピストンの保持が不十分にならないようにする必要がある。しかし、この薄片が十分に尖っていると、人にとっては凶器となってこの薄片で負傷するおそれがあり、特に装置が故障した場合は危険である。

欧州特許１３２９２３２Ａ１号 欧州特許１３７４９３２Ａ２号

よって本発明の目的は、不慮のボーラス投与を防止することができ、シリンジを損傷することもポンプの使用者を負傷させることもない新たな方法と新たなポンプを開発することである。本発明のもう一つの目的は、その一方で意図的なボーラス投与も可能にすることである。

この目的は、本発明の方法によって達成される。まずプッシャを駆動手段との連動から切り離すことによって手動による移動を可能にし、プッシャとシリンジヘッドとの間の接触の有無を判断する。プッシャがシリンジヘッドと接触していなければ、プッシャを手動でシリンジヘッドの方へ前進させる。プッシャがシリンジヘッドと接触すると、それまで作動していなかったプッシャの動きを阻止する手段が作動してプッシャが前進する動きを停止する。このステップの間は、プッシャがシリンジヘッドと接触したとしても、例えば指などのプッシャ以外の手段を用いてシリンジヘッドをシリンジの方へ移動させることができる。プッシャが前進する動きの阻止は、この操作の最初にプッシャがシリンジヘッドと接触していない場合に限って発動される。先行技術とは異なり、阻止されるのはシリンジのピストンではなく、シリンジとプッシャとの間の接触があると停止するプッシャの動きである。接触が起こらない限りはいかなる部材の動きも阻止されず、いかなる阻止手段も作動しない。

プッシャがシリンジヘッドと接触し、プッシャが前進する動きが阻止されると、プッシャを駆動手段に再度接続することができる。この接続によってプッシャが駆動モータと連結する。よってプッシャは、モータが作動していない限り動くことはできない。よってプッシャを解放することが可能になる。

意図的なボーラス投与が必要なこともある。したがって、プッシャがシリンジヘッドと接触している場合であってもプッシャの移動を可能にする必要がある。そのため、本方法では、プッシャを駆動手段から再度切断し、その後シリンジヘッドと接触しているプッシャを所望の幅だけシリンジの方へ並進移動させ、最後にプッシャの移動を止めて再度プッシャを駆動手段に接続するようにする。これらのステップは、意図的なボーラス投与プロセスの最初にプッシャがすでにシリンジヘッドと接触している場合に限り実行可能である。したがって、プッシャがシリンジヘッドと接触した直後、およびプッシャの動きを解放した直後、または輸液中でも、この意図的なボーラス投与が可能になる。

プッシャとシリンジヘッドとを接触させたのちにプッシャの動きを解放するステップの後、または意図的なボーラス投与ステップの後に、駆動手段を稼働させることができる。

２つのハーフナットを用いてねじを切った駆動ロッドによってプッシャを駆動するポンプであって、２つのハーフナットが互いに接近してねじを切った駆動ロッドを包囲することによってロッドが回転しているときにこの２つのハーフナットがロッド上に移動するクラッチ接続位置と、２つのハーフナットが互いに離れてねじを切った駆動ロッドとの連動を切り離すことによって２つのハーフナットがロッドと協働しなくなるクラッチ切断位置との間を移動することができるポンプに本方法を適用した場合、プッシャをシリンジヘッドに近づけたり、意図的なボーラスを実施したりするために手動で移動させた後、２つのハーフナットがねじを切った駆動ロッドの溝と歯合しないことがある。つまり、ハーフナットが駆動用ビスのねじの凹部に収まらないことがある。そのため、このずれを正すための特別な手順を実施する必要がある。そのために、プッシャをシリンジヘッドに接近させるか意図的なボーラス投与を行うためにプッシャを手動で移動させてからクラッチを接続したのちに、ハーフナットとの相対位置を検知するように設計し、場合によっては、ハーフナットがクラッチ接続位置になっていなければ、プッシャによって生じる外力を制御することによってねじを切った駆動ロッドを回転させるように設計し、これには例えばクラッチ接続位置になっていないときに限って力検知センサを用いる。

また、本発明は、本方法を実施するためのシリンジポンプ型のポンプにも関する。このポンプは、ハウジングと、シリンジを受容するためのシリンジホルダと、ハウジングに対して可動式であり、駆動手段によってシリンジの長手軸に対して並進運動するように駆動することができるプッシャと、プッシャを駆動手段に接続／切断するクラッチ手段とを備え、ポンプは、シリンジヘッドと接触していない位置からシリンジヘッドと接触する位置へ移動する工程で、シリンジヘッドと接触するときにプッシャがシリンジの方へ動くのを阻止する手段を備えている。本発明のポンプは、プッシャの阻止手段が、ねじを切った制御ロッドと、ねじを切ったロッドに嵌合してプッシャと連動するナットと、ねじを切った制御ロッドに対して作用することができる制動器とを有することを特徴とする。したがって、プッシャとシリンジヘッドとの接触を確認すると、制動器はねじを切った制御ロッドの回転を阻止する。ナット自体は、プッシャとの連動により回転を阻止されているため、ねじを切った制御ロッド上に移動することはできない。このナットと連動しているプッシャも同様である。よってプッシャの阻止は、シリンジ自体に手を加えることなく行われる。よって本装置には、プッシャを損傷するリスクもシリンジのピストンが引っ掛かるリスクもない。

本発明の一実施形態では、制動器は、ねじを切った制御ロッドと連動するロータと、ハウジングと一体化したステータとを有する電磁制動器で構成する。

本発明のプッシャには、プッシャとシリンジヘッドとの接触の有無を検知するセンサを備えることが適切である。このセンサが電動であれば、このセンサの信号を直接利用して阻止を示す信号を電磁制動器に送信することができる。

駆動手段は、モータと、このモータによって回転駆動するねじを切った駆動ロッドとで構成することが好ましい。そのため、クラッチ手段は、ハウジング外部にあるレバーと、このレバーに固定したプッシャ軸と、２つのハーフナットとで構成することができ、２つのハーフナットは、ねじを切った駆動ロッドを包囲してこのロッドと協働することができるクラッチ接続位置と、ねじを切った駆動ロッドから離れてこのロッドと協働しなくなるクラッチ切断位置との間を移動することができる。

プッシャがクラッチ手段と接続しているか切断されているかを判断するためのクラッチ検知センサを少なくとも１つ備えることが好ましい。このクラッチ検知センサは、プッシャおよび／またはクラッチ手段に設置することができる。

次の図面を用いて以下に実施例を示す。

図１は本発明のシリンジポンプ型のポンプの主要部材の分解図であり、プッシャの駆動手段を除いた図である。 図２は図１のポンプのフードを除いた上面図である。 図３ａはクラッチ接続位置にある駆動手段を示す全体図である。 図３ｂはクラッチ接続位置にある駆動手段を示すハーフナットの詳細図である。 図３ｃはクラッチ切断位置にある駆動手段を示す全体図である。 図３ｄはクラッチ切断位置にある駆動手段を示すハーフナットの詳細図である。 図１のポンプの部分図であり、制御手段を示す図である。 図５ａは電磁制動器の詳細分解図である。 図５ｂ１は非作動位置にある電磁制動器の詳細断面図である。 図５ｂ２は作動位置にある電磁制動器の詳細断面図である。 図５ｃ１は非作動位置にあるＡの詳細図である。 図５ｃ２は作動位置にあるＡの詳細図である。 図６ａはクラッチ接続位置にある図である。 図６ｂはクラッチ切断位置にある図である。 図６ｃは部分的にクラッチ接続位置にある図である。 図７ａは図６ａの位置にあるクラッチレバーの図である。 図７ｂは図６ｂの位置にあるクラッチレバーの図である。 図７ｃは図６ｃの位置にあるクラッチレバーの図である。 図８ａは図６ａの位置にあるハーフナットの詳細図である。 図８ｂは図６ｂの位置にあるハーフナットの詳細図である。 図８ｃは図６ｃの位置にあるハーフナットの詳細図である。 図９ａは図６ａの位置にあるときのレバーの近辺に位置する光電子センサの詳細図である。 図９ｂは図６ｂの位置にあるときのレバーの近辺に位置する光電子センサの詳細図である。 図９ｃは図６ｃの位置にあるときのレバーの近辺に位置する光電子センサの詳細図である。 図１０ａは上から見た全体の斜視図である。 図１０ｂは下から見た全体の斜視図である。 図１０ｃはレバーの光電子センサの詳細図である。 図１０ｄはハーフナット開閉装置の詳細図である。 図１１ａは駆動手段、制御手段およびクラッチ接続位置にあるクラッチ手段を部分的に示す図である。 図１１ｂは駆動手段、制御手段およびクラッチ切断位置にあるクラッチ手段を部分的に示す図である。

本発明の方法および装置は、シリンジポンプ型のポンプを対象とするものである。あらゆるシリンジポンプと同じく、特に、
・ ハウジング（１００）と、該ハウジングの前方面に位置する
・ シリンジを受容するためのシリンジホルダ（２００）と、
・ シリンジ（４００）のヘッド（４０１）を押圧してシリンジのピストン（４０２）を円筒（４０３）に挿入することによってシリンジの中身を排出するためのプッシャ（３００）と、
・ プッシャ（３００）をシリンジ（４００）の方へ所望の速度で移動させる駆動手段（５００）と
を有する。

ハウジング（１００）は、特にフード（１０１）、２つの側板（１０２、１０３）で構成し、図１の左側の側板（１０２）でモータを備えている方をモータ側板と呼ぶ。

従来のように、シリンジホルダ（２００）は、シリンジ（４００）を半径方向に対しても軸方向に対しても阻止する手段を備えている。この手段は、保持レバー（２１０）およびスリット（２１１）で構成し、スリットにはシリンジの円筒（４０３）のフランジ（４０４）を挿入することができる。

同じくプッシャ（３００）は、シリンジの方を向いているプッシャの前方面（３０１）にシリンジヘッド（４０１）を当接させる手段を備えている。この当接手段は２つの回転アーム（３０４）で構成し、アームは互いに離れてシリンジヘッド（４０１）を通過させたり、互いに接近してシリンジヘッドをプッシャの前方面（３０１）で阻止したりすることができる（図６および９を参照）。

特に図３に示した駆動手段（５００）は、減速機（５０３）を介してモータ（５０２）に連結するねじを切った駆動ロッド（５０１）で構成する。この３つの部品は、ハウジング内部に設置することが好ましい。

プッシャ（３００）は、管状の連結棒（３０３）の端部に固定し、もう一方の端部はハウジング内部で可動式であるキャリッジ（３５０）に固定する。このキャリッジ（３５０）は、ナットを介してねじを切った駆動ロッド（５０１）に連結する。このナット自体は、前記クラッチ接続位置から前記クラッチ切断位置へ、またその逆方向に移動することができる可動式の２つのハーフナット（３５１）で構成する。クラッチ接続位置では、図８ａに示す通り、ハーフナット（３５１）はねじを切った駆動ロッド（５０１）を包囲するため、モータが稼働するとロッドと協働し、キャリッジ（３５０）がねじを切った駆動ロッド（５０１）に沿って並進運動する。一方クラッチ切断位置（図８ｂを参照）では、２つのハーフナット（３５１）は互いに離れるため、ねじを切った駆動ロッド（５０１）とは協働しなくなる。この２つの位置は、特に図３にも示しており、図３ｂはクラッチ接続位置を、図３ｄはクラッチ切断位置を示す。よってクラッチ切断位置では、モータ（５０２）を稼働させることなくキャリッジ（３５０）をねじを切った駆動ロッド（５０１）に沿って手動で移動させることができる。

プッシャは、手動で移動させるためのクラッチ切断手段を備える。このクラッチ切断手段は、プッシャ軸（３１１）の端部に固定するレバー（３１０）で構成し、このプッシャ軸は連結棒（３０３）の内部に設置する。このレバーは、プッシャの後方面（３０２）で、シリンジヘッドを押圧する面とは反対側の面に設置する。プッシャ軸（３１１）のもう一方の端部にはカムがあり（図示せず）、このカムはハーフナット（３５１）と協働してこのハーフナットを引き離す。バネ（３５２）がハーフナットを接近させてクラッチ接続位置に持って行き、レバー（３１０）が作動すると、プッシャ軸（３１１）の端部にあるカムがハーフナットを引き離す。

先行技術のポンプによく用いられるこれらの部品のほか、本発明のシリンジポンプは、プッシャ（３００）がシリンジヘッド（４０１）の方へ近づく動きを即座に阻止することができる制御手段（６００）を備えている。この制御手段は、図５に詳細に示している。この制御手段は、ねじを切った制御ロッド（６１０）と電磁制動器（６２０）とで構成し、制御ロッドには、嵌合連結によってキャリッジ（３５０）に連結するナット（６１１）を取り付ける。この電磁制動器は、モータ側板（１０２）に固定したステータ（６２１）とロータとで構成し、このロータは、ねじを切った制御ロッド（６１０）の軸方向に遊びをある程度持たせてハブ（６２６）を介して固定したパッキン（６２５）で構成する。パッキン（６２５）とハブ（６２６）との間には弾性部材（６２７）を介在させる。電磁制動器（６２０）が作動しない限り、パッキン（６２５）は弾性部材（６２７）によってステータ（６２１）から離れたまま保持され、ねじを切った制御ロッド（６１０）は自由に回転することができる。キャリッジ（３５０）は、駆動手段（５００）の作用によって、あるいは手動で移動させた際にこのねじを切った制御ロッド（６１０）に沿って並進移動することができ、これによってねじを切った制御ロッド（６１０）が回転する。実際、ねじを切った制御ロッド（６００）のねじの輪郭とナット（６０１）の輪郭は逆であってもよい。一方、電磁制動器が作動すると、ステータ（６２１）内にあるボビンは給電されるため、パッキン（６２５）は電磁制動器の固定部分（６２１）に密着する。ねじを切った制御ロッド（６１０）の回転は阻止される。制御ナット（６１１）自体は、キャリッジ（３５０）に嵌合することによって回転を阻止されるため、キャリッジ（３５０）もプッシャ（３００）も並進運動を阻止される。

制御装置は、動作するために複数のセンサを必要とする。第１のセンサによって、プッシャ（３００）がシリンジヘッド（４０１）と接触しているかどうかを検知することができる。この接触検知センサは、切り替え装置（７１１）を切り替えることができる検知フィンガ（７１０）で構成する。この切り替え装置は、光学センサ（７１３）と協働する検知片（７１２）を上方部に備えている。検知フィンガ（７１０）が突出している位置、すなわちシリンジヘッドと接触しない位置では、この検知片は光学センサ（７１３）内を通過する。一方、検知フィンガ（７１０）が押圧されれば、すなわちプッシャ（３００）がシリンジヘッドと接触すれば、検知片（７１２）は光学センサ（７１３）から出て、光学センサの状態が変わる。この変化を利用して電磁制動器（６２０）を作動させる。一実施変形例では、検知片は、検知フィンガが突出している位置にあるときは光学センサの検知範囲外となり、検知フィンガが押圧されているときはこのセンサ内を通過する。

この接触検知センサのほか、制御装置はクラッチ検知センサも備える。クラッチ検知センサは、プッシャ軸（３１１）と一体化したリング（７２０）で構成し、このリングは光学センサ（７２２）と協働する検知片（７２１）を有する。レバー（３１０）が休止位置（クラッチ接続位置）にある限り、検知片（７２１）は光学センサ（７２２）内に位置してクラッチ接続を示す信号を供給する。一方、レバー（３１０）を押さえると（クラッチ切断位置）、検知片（７２１）は光学センサ（７２２）から出て、光学センサはクラッチ切断を示す信号を供給する。レバー（３１０）の位置に応じた光学センサ（７２２）内の検知片（７２１）の位置は、図７ａ／７ｃおよび９ａ／９ｃに示したクラッチ接続位置、および図７ｂおよび９ｂに示したクラッチ切断位置の通りである。

ボーラスを防止する制御プロセスは、次のように動作する。プッシャ（３００）は離れた位置にあり、従来の方法でシリンジホルダ（２００）内に設置したシリンジヘッド（４０１）の後ろから距離を置いたところにある。検知フィンガ（７１０）は、プッシャ（３００）の前方面（３０１）からわずかに突出し、接触検知光学センサ（７１３）は接触なしを示す信号を供給する。レバーは休止位置にあるため、クラッチ検知光学センサ（７２２）はクラッチ接続を示す信号を送信する。電磁制動器は作動していない。

レバー（３１０）は下げることによって作動する。クラッチ検知光学センサ（７２２）はクラッチ切断を示す信号を供給する。プッシャ軸（３１１）は回転し、それに伴ってカムが駆動してハーフナット（３５１）が引き離される。この時に、プッシャ（３００）をシリンジの方へ移動させることができる。プッシャ（３００）を移動させると、キャリッジ（３５０）が連結棒（３０３）を介して移動する。キャリッジ（３５０）が移動すると、今度はねじを切った制御ロッド（６１０）がナット（６１１）を介して回転する。

プッシャ（３００）がシリンジヘッド（４０１）と接触すると、検知フィンガ（７１０）が押圧され、それによって切り替え装置（７１１）が切り替わり、検知片（７１２）が接触検知光学センサ（７１３）から出る。この光学センサは接触を示す信号を発信し、この信号を利用して電磁制動器（６２０）が作動する。ステータ（６２１）内にあるボビンが給電されると、パッキン（６２５）がステータに密着し、ねじを切った制御ロッド（６１０）の回転が阻止される。前述の変形例では、検知フィンガが押圧されることにより検知片が光学センサ内を通過する。

クラッチ検知センサと同時に、ハーフナット（３５１）の位置検知センサ（７３０）も備えている。レバー（３１０）を下げることによってプッシャ軸（３１１）が回転し、引き離す働きをするカムによってハーフナット（３５１）が離れ、レバー（３１０）が休止位置に戻ることによってプッシャ軸（３１１）が逆回転し、カムが休止位置に戻る。バネ（３５２）の作用を受けて、ハーフナット（３５１）はクラッチの閉鎖位置に戻るはずである。しかし、キャリッジ（３５０）を手動で移動させた場合、ハーフナット（３５１）のねじがねじを切った駆動ロッド（５０１）のねじの正面に来ない可能性がある。この場合、レバーが休止位置にあってもハーフナット（３５１）はクラッチ接続位置に戻ることができない。そのため、開閉装置タイプのセンサ（７３０）をハーフナット（３５１）に設けた。図８ｂおよび８ｃのようにハーフナットが離れると、この位置検知センサは開放位置（またはクラッチ切断位置）を示す信号を供給する。逆に、図８ａのようにハーフナットが閉鎖位置にあると、センサは閉鎖位置（またはクラッチ接続位置）を示す信号を供給する。

クラッチの制御は、以下の表のように動作する。

プッシャを手動で移動させたのちに、クラッチ切断位置からクラッチ接続位置へ変化する際に起こることがある中間位置の場合、ハーフナット（３５１）がねじを切った駆動ロッド（５０１）のくぼみに嵌まるように特別な手順を実行する必要がある。このプロセスでは、ねじを切った駆動ロッド（５０１）を、好ましくはプッシャによってシリンジに生じる外力を、プッシャに搭載した力検知センサ（図示せず）を用いて制御することにより回転させ、これをハーフナット（３５１）がクラッチ接続位置に達するまで行う。このようにすると、プッシャは、シリンジヘッドと接触する際にシリンジに対して強すぎず弱すぎない力で作用する。プッシャがシリンジヘッドを押圧する力が強すぎると、不慮のボーラスを引き起こしてしまう。逆に、シリンジヘッドを押圧する力が不十分であれば、輸液の最初の薬剤投与に遅れが生じてしまう。なぜなら、シリンジヘッドを移動させる前にまずプッシャをシリンジの方へ一定時間移動させる必要があるからである。

この制御装置によって、プッシャがシリンジヘッドと接触したときに、直接シリンジに手を加えることなくプッシャの移動を阻止することが可能になる。しかし、意図的なボーラスを実施することが望まれることもある。そのためには、プッシャがシリンジヘッドと接触していても、プッシャを手動で移動できるようにしなければならない。そのため、本方法では、接触検知センサ（７１３）がすでに接触を示す信号を送信していても、レバーが下がっていれば電磁制動器（６２０）は作動しないようにする。このようにすると、輸液中であってもプッシャがシリンジヘッドと接触した直後であっても意図的なボーラスが可能になる。後者の場合、プッシャがシリンジヘッドと接触したのちにプッシャを移動させられるように、最初にレバーを放してクラッチ接続を示す信号を出したのちに再度レバーを下げ、プッシャをシリンジヘッドと一緒にシリンジの方へ移動させる必要がある。

表２は、制御方法をまとめたものであり、初期位置に応じて異なる一連のステップを示している。

*）ハーフナットのねじが、ねじを切った駆動ロッドのねじと歯合しない場合は、歯合プロセスを実施する必要がある。

したがって、制御方法は以下のようになる。

ステップａ）：レバー（３１０）を下げてプッシャ（３００）を駆動手段（５００）から切断する。すると、ハーフナット（３５１）が引き離される。クラッチ切断検知センサ（７２２）はクラッチ切断位置を示し、ハーフナットの位置検知センサ（７３０）は開放位置を示す。

ステップｂ）：装置は、接触検知センサ（７１３）からの接触を示す信号を利用してプッシャ（３００）とシリンジヘッド（４０１）との接触の有無を検知する。接触検知センサが非接触位置を示すと、本プロセスはステップｃ）に続く。接触検知センサが接触位置を示すと、本プロセスはステップｇ’）に続く。

ステップｃ）：接触検知センサ（７１３）が非接触位置を示すと、プッシャ（３００）は、シリンジヘッドと接触するまでシリンジの方へ並進移動し、これによって接触検知センサ（７１３）は接触位置を示すように変化する。このように非接触位置から接触位置に変わることによって、電磁制動器（６２０）が作動するとともに、プッシャの並進移動が阻止される。このステップの間、シリンジのピストン（４０２）は自由であり、例えば指など駆動手段以外の手段によって、シリンジの方またはプッシャの方へ移動させることができる。

ステップｄ）：プッシャ（３００）がシリンジヘッド（４０１）と接触し、電磁制動器（６２０）が作動すると、レバー（３１０）を放すことで再度プッシャを駆動手段（５００）に接続することができる。ハーフナット（３５１）は、再度ねじを切った駆動ロッド（５０１）と協働するところまで接近する。接触検知センサ（７１３）は接触位置を示したままであり、クラッチ検知センサ（７２２）は再度クラッチ接続位置を示すように変化し、位置検知センサ（７３０）は接近位置を示すように再度変化し、場合によっては歯合プロセスのステップｄ’）およびｄ’’）を実施する。

ステップｅ）：プッシャ（３００）は駆動手段（５００）に接続しているため、モータ（５０２）以外の方法でプッシャを移動させることはできない。したがって、電磁制動器（６２０）の動作を停止させることができ、それによってプッシャ（３００）の並進運動を解放することができる。必要に応じて本プロセスは、モータを稼働させて輸液する場合にステップｉ）に続くか、意図的なボーラス投与の場合にステップｆ）に続く。

ステップｆ）：次に、プッシャ（３００）がシリンジヘッド（４０１）と接触している、つまり接触検知センサ（７１３）が接触位置を示し、作業者が意図的なボーラス投与を希望している場合、作業者はレバー（３１０）を下げて再度プッシャを駆動手段から切断する。ここで再びハーフナット（３５１）はねじを切った駆動ロッド（５０１）から離れる。クラッチ検知センサ（７２２）は再度クラッチ切断位置を示し、ハーフナット（３５１）の位置検知センサ（７３０）は開放位置を示すように変化する。このとき、クラッチ検知センサ（７２２）はクラッチ接続位置からクラッチ切断位置を示すように変化し、接触検知センサ（７１３）は接触位置を示しているが、これによって電磁制動器が作動することはない。この接触検知センサ（７１３）はすでに接触位置を示しているからである。

ステップｇ）：プッシャ（３００）およびそれに伴いシリンジヘッド（４０１）をシリンジ（４００）の方へ所望の距離だけ並進移動させ、必要な薬剤量を投与する。このステップの間、レバー（３１０）は下げた位置のままである。

ステップｈ）：必要な薬剤量を投与すると、プッシャ（３００）の移動は停止し、プッシャは駆動手段（５００）に接続される。そのために、レバー（３１０）を放すと、ハーフナット（３５１）は再びねじを切った駆動ロッド（５０１）と協働する位置に戻る。接触検知センサ（７１３）は接触位置を、クラッチ検知センサ（７２２）はクラッチ接続位置を、位置検知センサ（７３０）は接近位置を示すが、場合によってこれはステップｈ’’）およびｈ’’’）の実行後である。

ステップｇ’）：ステップｂ）で接触検知センサ（７１３）が接触位置を示せば、つまりプッシャ（３００）がすでにシリンジヘッドと接触していれば、意図的なボーラス投与が可能である。ステップｂの後、位置検知センサ（７１３）は接触位置を、クラッチ検知センサ（７２２）はクラッチ切断位置を、位置検知センサ（７３０）は開放位置を示す。したがってこの段階で、プッシャおよびそれに伴いシリンジヘッドをシリンジの方へ所望の距離だけ並進移動させて必要な薬剤量を投与することができる。このステップの間、レバー（３１０）は下げた位置のままである。

ステップｈ’）：所望の薬剤量を投与すると、プッシャの移動は停止し、プッシャは駆動手段に接続される。そのために、レバー（３１０）を放すと、ハーフナット（３５１）は再びねじを切った駆動ロッド（５０１）と協働する位置に戻る。接触検知センサ（７１３）は接触位置を、クラッチ検知センサ（７２２）はクラッチ接続位置を、位置検知センサ（７３０）は接近位置を示すが、場合によってこれはステップｈ’’）およびｈ’’’）の実行後である。

ステップｉ）：駆動手段（５００）を稼働させて輸液を実施する。接触検知センサ（７１３）は接触位置を、クラッチ検知センサ（７２２）はクラッチ接続位置を、位置検知センサ（７３０）は接近位置を示す。したがって、プロセスをステップｇ’）に続けることで、輸液中に意図的なボーラス投与を行うことは確実に可能である。

ステップｄ’および
ステップｈ’’）：プッシャを手動で移動させたのち、位置検知センサ（７３０）を用いてハーフナット（３５１）の相対位置を検知する。ハーフナット（３５１）のねじがねじを切った駆動ロッド（５０１）のねじと嵌合すれば問題はなく、プロセスはステップｅ）またはステップｉ）へと続けてよい。

ステップｄ’’）および
ステップｈ’’’）：一方、ハーフナット（３５１）のねじがねじを切った駆動ロッド（５０１）のねじと歯合しなければ、ハーフナットは互いに十分に接近できないため、ロッドと協働できない。クラッチ検知センサ（７２２）はクラッチ接続位置を示すが、位置検知センサ（７３０）は開放位置を示したままである（７ｃ）および８ｃ）を参照）。したがって、歯合プロセスを実施する必要があり、例えばねじを切った駆動ロッド（５０１）を回転させ、好ましくはプッシャによってシリンジに生じる外力を、プッシャに搭載した力検知センサを用いて制御することにより回転させ、これをハーフナットのねじがねじを切った駆動ロッドと歯合するまで行う。この位置では、ハーフナットはバネに押されて接近位置となって再度嵌合する。すると位置検知センサ（７３０）は接近位置を示す信号を送信し、ねじを切った駆動ロッド（５０１）の回転が停止する。よって通常のプロセスをステップｅ）またはステップｉ）に続けてよい。

本制御方法は、常にプッシャのクラッチ切断から開始する（ステップａ）。実際、実施するプロセスがどのようなものであっても（プッシャをシリンジヘッドと接触させてポンプを準備するプロセスや、ボーラス投与のプロセス）、まずプッシャを駆動手段から切断してプッシャの手動での移動を可能にする必要がある。プッシャがクラッチ切断位置になると、本方法は、シリンジヘッドに対するプッシャの位置を判断する（ステップｂ）。

本方法でシリンジヘッドとの接触が検知されなければ、プッシャをシリンジヘッドと接触するまで押してもよい（ステップｃ）。この位置になると、本方法によりプッシャの動きは阻止される。使用者は、再度プッシャを駆動手段に接続する必要がある（ステップｄ）。すると、阻止装置は作動しなくなる（ステップｅ）。必要に応じて、この段階で意図的なボーラス投与を行ったり（ステップｆ、ｇ、ｈ）、ポンプを作動させたり（ステップｉ）することができる。意図的なボーラス投与を行うには、レバーを再度作動させてプッシャを駆動手段から切断する必要がある（ステップｆ）。プッシャをシリンジから放す、つまり後退させてもよい。

一方、本方法によりプッシャとシリンジヘッドとの接触が検知されれば（ステップｂ）、意図的なボーラスを実施することができる（ステップｇ’、ｈ’）。つまり、ポンプを作動させる段階では、レバーを１回のみ作動させるだけで意図的なボーラス投与が可能になる。

本発明の方法および装置により、プッシャがシリンジヘッドの方へ接近する際に、シリンジ自体に手を加えずに不慮のボーラスを回避することができるだけでなく、プッシャをシリンジヘッドに接触させた直後でも輸液中でも、何時でも意図的なボーラス投与を行うことができる。シリンジのピストンには半径方向の力は一切かからないため、ピストンの軸が円筒から外れて動かなくなるリスクは一切ない。

１００・・・ハウジング
１０１・・・フード
１０２・・・側板（モータ側板）
１０３・・・側板
２００・・・シリンジホルダ
２１０・・・保持レバー
２１１・・・保持スリット
３００・・・プッシャ
３０１・・・プッシャの前方面
３０２・・・プッシャの後方面
３０３・・・連結棒
３０４・・・回転アーム
３１０・・・クラッチ切断レバー
３１１・・・プッシャ軸
３５０・・・キャリッジ
３５１・・・ハーフナット
３５２・・・バネ
４００・・・シリンジ
４０１・・・シリンジヘッド
４０２・・・シリンジのピストン
４０３・・・シリンジの円筒
４０４・・・シリンジの円筒のフランジ
５００・・・駆動手段
５０１・・・ねじを切った駆動ロッド
５０２・・・モータ
５０３・・・減速機
６００・・・制御手段
６０１・・・ねじを切った制御ロッド
６１１・・・ナット
６２０・・・電磁制動器
６２１・・・ステータ
６２５・・・パッキン
６２６・・・ハブ
６２７・・・弾性部材
７１０・・・検知フィンガ
７１１・・・切り替え装置
７１２・・・切り替え装置の検知片
７１３・・・接触検知光学センサ
７２０・・・リング
７２１・・・リングの検知片
７２２・・・クラッチ検知光学センサ
７３０・・・ハーフナット位置検知センサ（開閉装置）

Claims (13)

1. シリンジポンプ型のポンプであって、ハウジング（１００）と、内部にシリンジ（４００）を設置するシリンジホルダ（２００）と、前記ハウジング（１００）に対して可動式であり、駆動手段（５００）によって前記シリンジの長手軸に対して並進運動をするように駆動することができるプッシャ（３００）と、前記プッシャ（３００）を前記駆動手段（５００）に接続／切断するクラッチ手段（３１０、３１１、３５０、３５１、３５２）とを備えるポンプのプッシャの移動を制御する方法において、
   ａ）前記プッシャ（３００）を前記駆動手段（５００）から切断するステップ、
   ｂ）前記プッシャ（３００）と前記シリンジヘッド（４０１）との接触の有無を検知するステップ、および
   ｃ）前記プッシャと前記シリンジヘッドとの接触、前記プッシャの前記シリンジヘッドへの接触の検知、およびそれまで作動していなかった前記プッシャの並進運動の阻止手段を即座に作動させる動きがない場合に、前記プッシャ（３００）を前記シリンジ（４００）の方へ並進移動させるステップ
   を特徴とする方法。
2. 前記ステップｃ）の後にさらに、
   ｄ）前記プッシャ（３００）を前記駆動手段（５００）に接続するステップと、
   ｅ）前記プッシャ（３００）の並進運動を阻止するステップと
   を実施することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップｅ）の後にさらに、
   ｆ）前記プッシャ（３００）を前記駆動手段（５００）から切断するステップと、
   ｇ）前記シリンジヘッド（４０１）と接触している前記プッシャ（３００）を所望の幅だけ前記シリンジ（４００）の方へ並進移動させるステップと、
   ｈ）前記プッシャ（３００）の移動を止めて前記プッシャを前記駆動手段（５００）に接続するステップと
   を実施することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記ステップｂ）で前記プッシャ（３００）と前記シリンジヘッド（４０１）との接触を検知した場合、前記ステップｂ）の後にさらに、
   ｇ’）前記シリンジヘッド（４０１）と接触している前記プッシャ（３００）を所望の幅だけ前記シリンジの方へ並進移動させるステップと、
   ｈ’）前記プッシャの移動を止めて前記プッシャを前記駆動手段（５００）に接続するステップと
   を実施することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記ステップｅ）またはｈ）の後にさらに、
   ｉ）前記プッシャ（３００）の駆動手段（５００）を稼働させるステップ
   をそれぞれ実施することを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
6. ２つのハーフナット（３５１）を用いてねじを切った駆動ロッド（５０１）によって前記プッシャ（３００）を駆動するポンプであって、前記２つのハーフナット（３５１）が互いに接近してねじを切った駆動ロッド（４０１）を包囲することによってロッドが回転しているときに前記２つのハーフナットがロッド上に移動するクラッチ接続位置と、前記２つのハーフナット（３５１）が互いに離れてねじを切った駆動ロッド（４０１）からも離れることによって前記２つのハーフナットが前記ロッドと協働しなくなるクラッチ切断位置との間を移動することができるポンプに適用した前記方法において、
   ステップｄ）またはｈ）のクラッチ接続後に、
   ｄ’／ｈ’’）ハーフナット（３５１）の相対位置を検知するステップと、
   ｄ’’／ｈ’’’）ハーフナット（３５１）がクラッチ接続位置に達していない場合に、ねじを切った駆動ロッド（５０１）を、好ましくはプッシャによってシリンジに生じる外力を、プッシャに搭載した力検知センサを用いて制御することにより回転させ、これをハーフナット（３５１）がクラッチ接続位置に達するまで行うステップ
   との中間ステップをそれぞれ実施することを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
7. ハウジング（１００）と、シリンジ（４００）を受容するためのシリンジホルダ（２００）と、前記ハウジング（１００）に対して可動式であり、駆動手段（５００）によって前記シリンジ（４００）の長手軸に対して並進運動するように駆動することができるプッシャ（３００）と、前記プッシャ（３００）を前記駆動手段（５００）に接続／切断するクラッチ手段（３１０、３１１、３５０、３５１、３５２）とを備えるシリンジポンプ型のポンプであって、前記シリンジヘッド（４０１）と接触しない位置から前記シリンジヘッド（４０１）と接触する位置へ移動する工程で、前記プッシャ（３００）が前記シリンジヘッド（４０１）と接触するときに前記シリンジ（４００）の方へ動くのを阻止する手段を備えるポンプにおいて、前記プッシャの前記阻止手段は、ねじを切った制御ロッド（６１０）と、該ねじを切った制御ロッド（６１０）と嵌合して前記プッシャ（３００）と連動するナット（６１１）と、前記ねじを切った制御ロッド（６１０）対して作用する制動器（６２０）とを有することを特徴とするポンプ。
8. 前記制動器（６２０）は、前記ねじを切った制御ロッド（６１０）と連動するロータ（６２５、６２６、６２７）と、前記ハウジング（１００）と一体化したステータ（６２１）とを有する電磁制動器で構成することを特徴とする、請求項７に記載のポンプ。
9. 前記プッシャ（３００）は、該プッシャ（３００）と前記シリンジヘッド（４０１）との接触の有無を検知する接触検知センサ（７１０、７１１、７１２、７１３）を備えることを特徴とする、請求項７または８に記載のポンプ。
10. 前記駆動手段（５００）は、モータ（５０２）と、該モータ（５０２）によって回転駆動するねじを切った駆動ロッド（５０１）とで構成することを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載のポンプ。
11. 前記クラッチ手段は、前記ハウジング（１００）外部にあるクラッチ切断レバー（３１０）と、該レバー（３１０）と連動するプッシャ軸（３１１）と、２つのハーフナット（３５１）とで構成し、該２つのハーフナットは、ねじを切った駆動ロッド（５０１）を包囲して該ロッドと協働することができるクラッチ接続位置と、前記ねじを切った駆動ロッド（５０１）から離れて該ロッドと協働しなくなるクラッチ切断位置との間を移動することができることを特徴とする、請求項１０に記載のポンプ。
12. 前記プッシャ（３００）が前記クラッチ手段と接続しているか切断されているかを判断するためのクラッチ検知センサ（７２０、７２１、７２２、７３０）を少なくとも１つ備えることを特徴とする、請求項７から１１のいずれか一項に記載のポンプ。
13. 前記クラッチ検知センサ（７２０、７２１、７２２、７３０）は、前記プッシャ（３００）および／または前記クラッチ手段（３５０）に設置することを特徴とする、請求項１２に記載のポンプ。

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