JP2018134289A - 点滴筒抱持型滴下検出部および点滴管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】検出部では、輸液の滴下を検出光の光路の輸液による遮りを利用して光学的に検出しており、患者が動いたりして液滴の滴下軌道が検出光の光路から外れると実際に滴下が有っても検出できなくなる。【解決手段】発光光学系として、点光源３９を共通の焦点として配置された複数の凹面鏡、代表的には放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄとで構成されて、当該点光源３９からの発散光Ｌ２を放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄでそれぞれ平行光Ｌ１に変換すると共に当該平行光Ｌ１を反射する反射ツリー２５を備えており、反射ツリー２５は点滴筒に取り付けるケースの内部に配置されている。反射ツリー２５は樹脂成形品の表面がアルミめっきされたものである。放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄを備えた反射ツリー２５を使用することで、所望の光学特性を確保しつつ、反射ツリー２５の内面側と外面側とを略相似形状にして薄肉化することでサイズの小型・軽量化も図れる。また、部品は１個で済む。【選択図】 図５

Description

本発明は、輸液の滴下状態を検出できる検出部、およびその検出部を利用して点滴状態の確認に使用する点滴管理システムに関するものである。

患者へ点滴する場合には、看護師は、医師から指示された投与量と投与時間から１分当たりの滴下数を予め計算しておき、クレンメの調整の際には、時計等を見ながら滴下数を数えて、その計算した滴下数に一致させる作業をしているが、この調整作業は看護師の熟練度合に大きく影響されるので、特に新人看護師にとっては負担となっていた。

実用新案登録第３１９４００８号公報

そのため、最近では、点滴筒に取り付けたセンサーで滴下を検出し、必要な滴下情報を知らせる補助具が種々発明されている。
そのうち、特許文献１は、本出願人が先に提案したものであり、点滴筒に装着して利用するタイプの点滴用ドリップカウンタである。これは、点滴筒に装着して輸液の滴下を検出する検出部と、検出した点滴間隔を目標とする点滴間隔に対する相対的なアナログ量として表示する表示部を備えており、アナログ量としての表示を特徴として、ユーザインターフェースに工夫を凝らしている。

ところで、点滴筒は途中で患者が体位を動かしたり、立ちあがってトイレに移動したり等で容易に傾いてしまい、その場合には輸液の滴下軌道も軸中心からずれることになる。
而して、検出部では、輸液の滴下を検出光の光路の輸液による遮りを利用して光学的に検出しており、上記したような事情で液滴の滴下軌道が検出光の光路から外れると実際に滴下が有っても検出できなくなる。

この課題に対して、複数の発光素子を備え、検出光の光路の幅を広げることで対応しようとすれば、その分消費電力が増え、長時間にわたる連続使用には耐えられなくなる。一方、安易にバッテリーサイズを大きくすることは、検出部の小型・軽量化、更には部品点数の削減の流れに逆行する。更に、有意的な荷重が点滴筒に掛かると点滴筒が点滴バッグから抜け落ちる等点滴の安定性を損なう危険性があり、安全上の観点からも、軽量化の上限は厳しく制限されるべきとなっている。

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、消費電力の抑制や小型・軽量化、更には部品点数の削減の要請を犠牲にせずに、実際の検出状況に対応して、輸液の滴下の検出の信頼性を有意的に高めることができる、新規且つ有用な点滴筒抱持型滴下検出部を提供することを、その目的とする。
また、本発明は、点滴筒抱持型滴下検出部を一要素として利用し、点滴作業における看護師の手間を軽減できる、新規且つ有用な信頼性の高い点滴管理システムを提供することを、その目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、点滴筒を一対のホルダー部の間に差し込んで抱持し、前記一対のホルダー部の間を光路とする検出光の輸液による遮りを利用して前記輸液の滴下を検出する滴下検出部であって、前記一対のホルダー部を外形の一部とするケースと、発光光学系として、点光源と、前記点光源を共通の焦点として配置された複数の凹面鏡とで構成されて、前記点光源からの発散光を前記複数の凹面鏡でそれぞれ平行光に変換すると共に当該平行光を反射するものを備えており、前記複数の凹面鏡は、前記ホルダー部のいずれかの内部で、焦点距離の遠い方から近い方に向かって順に扇状に広がって互いの光路を遮らない位置に配置されていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、点光源は一つで構成されていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、複数の凹面鏡は１つの樹脂成形品の表面に施された鏡面層によって構成されていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部である。

請求項４の発明は、請求項３に記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、樹脂成形品は複数の凹面鏡側とその反対側が略相似形になっていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部である。

請求項５の発明は、請求項３または４に記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、受光光学系として、受光素子と、前記受光素子を共通の焦点として配置された複数の凹面鏡とで構成されて、前記複数の凹面鏡は、発光光学系の複数の凹面鏡と同じ形状で構成されて、他方のホルダー部の内部で配置されていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部である。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、ケースに収納されたバッテリーと、前記バッテリーの充電用の受電端子を一対のホルダー部の間の凹底面に有することを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部である。

請求項７の発明は、請求項１から６のいずれかに記載した点滴筒抱持型滴下検出部に、データ取得のために、前記点滴筒抱持型滴下検出部での結果を利用して、点滴間隔時間と点滴経過時間を計測すると共に点滴数をカウントする点滴状況監視部を備えさせ、前記点滴筒抱持型滴下検出部と、点滴間隔時間の計測値を実際の点滴間隔として、この点滴間隔を目標とする点滴間隔に対する相対的なアナログ量として表示する画面を作成する画面制御処理部と、画面を表示する表示部を備えた携帯機器とで構成され、通信機能を利用して、前記携帯機器からの要求に応じて前記点滴筒抱持型滴下検出部が前記点滴状況監視部の各種データを提供することで、前記表示部でのアナログ量の表示を可能とする点滴管理システムである。

本発明の点滴筒抱持型滴下検出部を使用すれば、消費電力の抑制や小型・軽量化、更には部品点数の削減の要請を犠牲にせずに、液滴の滴下の検出の信頼性を効果的に高めることができる。
また、上記の点滴筒抱持型滴下検出部を利用した点滴管理システムを使用すれば、点滴作業における看護師の手間を軽減できる。

本発明の実施の形態に係る点滴管理システムの使用状態の説明図である。 図１中の点滴筒抱持型滴下検出部の拡大斜視図である。 図２の点滴筒抱持型滴下検出部の一部露出斜視図である。 図３の凹面鏡ツリーの斜視図である。 図３の点滴筒抱持型滴下検出部の検出光の光路説明図である。 図５を別の方向から見た点滴筒抱持型滴下検出部の検出光の光路説明図である。 図１の点滴管理システムの使用時に携帯機器に表示される画面の説明図である。

本発明の実施の形態に係る点滴管理システム１を、図面に従って説明する。
図１は、点滴用スタンド（図示省略）に輸液バッグＢを吊下げた状態を示している。点滴筒抱持型滴下検出部３は、この輸液バッグＢに接続された点滴筒Ｓに装着されている。
点滴筒抱持型滴下検出部３は軽量で、且つその外形をなすケース５の大きさはコンパクトであり、点滴筒Ｓに容易に取付けられ、且つ点滴筒Ｓに有意的な重さを加えるようなことはない。

図２に詳細に示すように、このケース５は、カバー７とキャップ２１に分かれている。カバー７とキャップ２１は嵌合により着脱自在に一体化されている。カバー７、キャップ２１とも薄肉で外形状と内形状が略相似になるように構成されている。

カバー７は、全体が透明になっており、光の透過が可能となっている。
カバー７はキャップ２１に対向する側が開口しており、キャップ２１と嵌合一体化することで内部の収容空間が密封される。
カバー７は、双頭の筒状になっており、軸方向基端側、すなわちキャップ２１との嵌合側は軸方向に垂直な端縁で開口されて、断面円形の開口部９になっている。その開口部９の端縁に沿って扁平な円筒部１１が同径状に形成されている。円筒部１１の天部１３は略平らで軸方向（一点鎖線で図示）に垂直な面となっている。この天部１３の軸中心寄りには、一対の露出孔１５、１５を一組として、合計で二組設けられている。

天部１３からは一対のホルダー部１７、１７が立ち上がっている。ホルダー部１７は、外面側は円筒部１１と略面一で滑らかに連なって曲面になっているが、内面側は軸方向に平行な平面になっている。また、ホルダー部１７は軸方向上の一点を中心とする仮想球面（点線で図示）により閉じられている。これら一対のホルダー部１７、１７は、軸中心を挟んで対向配置されている。
すなわち、一対のホルダー部１７、１７の外形状は、円筒部１１を同軸状に延ばし球面状に閉じた仮想の円柱体が、軸中心を通る長方形の板材より切り欠かれて双頭状に造形されたものとなっている。

ホルダー部１７の内面側平面からは一組の挟持片１９、１９が垂直に突設されている。挟持片１９は幅狭の長板状になっており、その長辺方向が軸方向と略平行になるように配置されている。挟持片１９の軸方向一端側の長辺縁は曲面状に膨らんだ遊端となっており、他端側は円筒部１１の天部１３に連なって一体化している。一組の挟持片１９、１９は軸方向からの距離が等しくなるように対称形に配置されている。
２つのホルダー部１７、１７が備えられているので、合計で４個の挟持片１９、１９、‥‥が内方に向かって張り出した状態になっている。図１では点滴筒Ｓがホルダー部１７、１７の間から差し込まれており、この挟持片１９、１９、‥‥によって四箇所で挟持された状態で抱持されている。挟持片１９の膨らんだ遊端により出入り口が狭められているので、点滴筒Ｓは脱落し難くなっている。

キャップ２１は、全体が遮光用に有色になっており、有底の扁平な円筒状になっている。

図３は、カバー７を外した状態を示している。
符号２３は基板を示し、略円板状をしている。この基板２３の上面、すなわちカバー７側には、一対の反射ツリー２５、２５が取り付けられている。これら一対の反射ツリー２５、２５が上記したホルダー部１７、１７に一対一対応で収容され固定されている。なお、ホルダー部１７は透明で光は透過できるので、反射ツリー２５の光学的特性は損なわれない。

この反射ツリー２５は、本体が射出成形品になっており、その表面全体にアルミめっきが施されて鏡面層になっている。
反射ツリー２５は２つの側部２７、２９と背部３１と上部３３とで箱状に構成されており、その内面側の鏡面層が凹面鏡、この実施の形態では放物面鏡として利用されている。反射ツリー２５は基板２３の周縁部寄りで浮き上がった状態になっており、内面側が軸中心を向いている。そして、一対の反射ツリー２５、２５は軸中心を挟んで直径方向で対向している。

図４に示すように、一つの反射ツリー２５の上部３３および側部２７の内面側の段差面に、４つの放物面鏡３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄが配置されている。これらの放物面鏡３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄはそれぞれの焦点距離に応じて配置されているので、図５に示す方向からは上下方向に並んだ状態に見える。
但し、横方向から見ると、扇状に広がって並んでおり、図６に示す方向でも重なり合ってはいない。
これらの放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄは、１つの焦点を共有しており、この焦点は基板２３側にあるので、焦点距離を違えたことにより、放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄの曲率半径は異なっている。

一方の反射ツリー２５は、発光光学系３７として利用されており、この発光光学系３７では、１つの焦点として発散型の点光源３９が利用されている。図３に示すように、この点光源３９は赤外ＬＥＤで構成されており、反射ツリー２５の手前に取り付けられている。
もう一方の反射ツリー２５は、受光光学系４１として利用されており、この受光光学系４１では、１つの焦点として点光源３９に代えて受光素子４３が基板２３側にある。この受光素子４３は赤外フォトダイオードで構成されている。受光素子４３の感度を高めるために、ゴム製の遮光枠４５の中に収められている。反射ツリー２５と受光素子４３との配置関係は、発光光学系３７と同じになっている。

発光光学系３７の反射ツリー２５の放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄは、この点光源３９からの発散光Ｌ２をそれぞれ平行光Ｌ１に変換すると共に当該平行光Ｌ１を反射させている。一方、受光光学系４１の反射ツリー２５の放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄは、発光光学系３７から入射した平行光Ｌ１を反射させると共に、受光素子４３に向かって収束させている。
発光光学系３７では、点光源３９から１つの放物面鏡３５に向かう発散光Ｌ２の光路とそこから反射する平行光Ｌ１の光路は、他の３つの放物面鏡３５、‥‥に遮られておらず、１つの放物面鏡３５の全体が入射及び出射に利用されている。
また、受光光学系４１でも、１つの放物面鏡３５に入射する平行光Ｌ１の光路とそこから反射する収束光Ｌ２の光路は、発光光学系３７と同様に、１つの放物面鏡３５の全体が入射及び出射に利用されている。

図５、図６で、平行光Ｌ１の光路と、発散（＝収束）光Ｌ２の光路が示されており、平行光Ｌ１が発光光学系３７から出射されて受光光学系４１に入射している。
平行光Ｌ１が検出光として利用されており、図５に示すように、発光光学系３７の放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄから出射された平行光Ｌ１の光路の上下方向の幅寸法が合計されて最終的な検出光の幅寸法となっており、検出幅が有意的に拡大されている。また、隣り合う放物面鏡３５、３５どうしの間に隙間は殆ど形成されていないので、一枚の放物面鏡を使用した場合と同様の光学特性が得られている。

上記のような光路は、放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄが上部３３及び側部２７の内面側の段差面に構成されることで実現されている。
図５では、発散光Ｌ２側でも収束光Ｌ２側でも光路がそれぞれ上下方向で交差しているように見えるが、図６に示すように、扇状に広がっており重なってはいない。なお、図６では収束光Ｌ２を示しているが、発散光Ｌ２も同様になっている。

一つの放物面鏡３５を大きくすることで、平行光Ｌ１の光路の幅寸法を大きくすることもできるが、一つの放物面鏡３５だけで構成すると、基板２３に近づくにつれて背面側に大きく後退することになり、薄肉構造にしても限界があり、結果として検出部が大型化する。
一方、本発明では、複数の放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄを併用し、配置を上手く工夫することで、上記したように所望の光学特性を確保しつつ、反射ツリー２５の内面側と外面側とを略相似形状にして薄肉化することでサイズの小型・軽量化にも成功している。また、本体を樹脂の射出成形により一体化成形できるので、複数の放物面鏡３５Ａ〜３５Ｄを併用していながら、部品は１個で済む。

キャップ２１側には、図３に示すように、基板２３の下側にバッテリーケース４７が備えられており、そこにバッテリーと基板（共に図示省略）が配置されている。このバッテリーケース４７の上には一対のスペーサ４８、４８が縁側に設けられており、基板２３はこのスペーサ４８、４８の上に載せられ固定されている。
基板２３の下面側には、ＣＰＵ、メモリー、タイマー等からなるマイクロコンピュータが実装されており、ＣＰＵで全体を制御させている。バッテリー（パワーサプライ）はリチウムイオン電池で構成されており、バッテリー制御を受けて各部に電源を供給するようになっている。このバッテリーの一対の受電端子４９、４９が天部１３側より突出されている。受電端子４９の遊端側は折り返されており、一対一組の露出孔１５、１５の一方から突出した後に遊端側が再び入り込んで、天部１３上に逆Ｕ字形で突出している。天部１３はホルダー部１７の凹底部に当たるので、点滴筒Ｓを取り付けたときにも邪魔にはならず、また、一対のホルダー部１７、１７の間に有るので、周囲の物に引っ掛かることもない。この一対の受電端子４９、４９を利用することで、バッテリーはケース５に収容した状態のまま充電できる。

ＣＰＵには、無線通信機能として、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））が利用されており、通信相手は、専用の携帯機器５１になっている。
この携帯機器５１には、ＣＰＵ、メモリー等が設けられており、このＣＰＵで全体を制御させている。ＣＰＵには、表面に配置された操作ボタン（操作部）５３（投与量の増分ボタン（△）および減分ボタン（▽）と、時間の増分ボタン（△）および減分ボタン（▽）と、中央の確定ボタン）と、表示部としてのＬＣＤ（ディスプレイ）５５が接続されており、操作ボタン５３の操作を介して入力情報を受け取ると共に、ＬＣＤ５５で画面表示させることができるようになっている。

いずれのＣＰＵにもメモリーに格納された専用のプログラムを実行することにより、各種機能部がそれぞれ実現されている。
検出部３側は、「点滴状況監視部」が実現されている。
この「点滴状況監視部」は、最初の滴下の検出が報知されると、点滴数のカウントを始めると共に、加算タイマーを始動させて、点滴経過時間（言い換えれば、最初の滴下から今までに経過した時間）の計測を始める。さらに、点滴のカウント毎に、点滴間隔時間（言い換えれば、直前の滴下から直後の滴下までに経過した時間）を計測する。
また、携帯機器５１側は、「画面制御処理部」が実現されている。この「画面制御処理部」は、ＬＣＤ５５に表示させる画面を作成するものである。

看護師が、医師からの指示に基づき、操作ボタン５３を操作して、初期設定のために、（１）輸液セット（〇滴／ｍｌ）、（２）投与量（〇ｍｌ）、（３）投与時間（〇ｈ００ｍ）、（４）滴サイズ（標準または大）を入力すると、画面制御処理部が上記入力データを受け取り、演算処理を開始して、１）投与量を総点滴数に換算し、２）最適な点滴間隔を演算する。
この結果に基づいて、画面制御処理部では、メモリーに格納された編集ツール（デザイン、色等）を利用して、検出部３側から点滴間隔時間のデータ提供を逐次受けて、表示用の動画コンテンツを都度作成して、ＬＣＤ５５に表示させる。
看護師が、チューブＴに取り付けたローラークレンメＲを動かして調整を開始していくと、画面制御処理部は、検出部３からのデータを逐次受け取って画面を作成していくので、図７に示すように、ＬＣＤ５５上の画面は遷移していく。
従って、看護師は、画面を参考に、その次の調整を行うことができ、適正範囲に調整し易くなっている。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の具体的構成は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、携帯機器側の外形状や表示画面中の各種画像の大きさやデザインは要求される機能を果たせるものであれば良い。

１‥‥点滴管理システム ３‥‥点滴筒抱持型滴下検出部 ５‥‥ケース
７‥‥カバー ９‥‥開口部 １１‥‥円筒部 １３‥‥天部
１５‥‥露出孔 １７‥‥ホルダー部 １９‥‥挟持片 ２１‥‥キャップ
２３‥‥基板 ２５‥‥反射ツリー ２７‥‥側部 ２９‥‥側部
３１‥‥背部 ３３‥‥上部 ３５Ａ〜３５Ｄ‥‥放物面鏡
３７‥‥発光光学系 ３９‥‥点光源 ４１‥‥受光光学系 ４３‥‥受光素子
４５‥‥遮光枠 ４７‥‥バッテリーケース ４９‥‥受電端子
５１‥‥携帯機器 ５３‥‥操作ボタン ５５‥‥ＬＣＤ
Ｂ‥‥輸液バッグ Ｓ‥‥点滴筒 Ｔ‥‥チューブ Ｒ‥‥クレンメ
Ｌ１、Ｌ２‥‥光路

Claims (7)

1. 点滴筒を一対のホルダー部の間に差し込んで抱持し、前記一対のホルダー部の間を光路とする検出光の輸液による遮りを利用して前記輸液の滴下を検出する滴下検出部であって、
   前記一対のホルダー部を外形の一部とするケースと、
   発光光学系として、点光源と、前記点光源を共通の焦点として配置された複数の凹面鏡とで構成されて、前記点光源からの発散光を前記複数の凹面鏡でそれぞれ平行光に変換すると共に当該平行光を反射するものを備えており、
   前記複数の凹面鏡は、前記ホルダー部のいずれかの内部で、焦点距離の遠い方から近い方に向かって順に扇状に広がって互いの光路を遮らない位置に配置されていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部。
2. 請求項１に記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、
   点光源は一つで構成されていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部。
3. 請求項１または２に記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、
   複数の凹面鏡は１つの樹脂成形品の表面に施された鏡面層によって構成されていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部。
4. 請求項３に記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、
   樹脂成形品は複数の凹面鏡側とその反対側が略相似形になっていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部。
5. 請求項３または４に記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、
   受光光学系として、受光素子と、前記受光素子を共通の焦点として配置された複数の凹面鏡とで構成されて、
   前記複数の凹面鏡は、発光光学系の複数の凹面鏡と同じ形状で構成されて、他方のホルダー部の内部で配置されていることを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部。
6. 請求項１から５のいずれかに記載した点滴筒抱持型滴下検出部において、
   ケースに収納されたバッテリーと、前記バッテリーの充電用の受電端子を一対のホルダー部の間の凹底面に有することを特徴とする点滴筒抱持型滴下検出部。
7. 請求項１から６のいずれかに記載した点滴筒抱持型滴下検出部に、データ取得のために、前記点滴筒抱持型滴下検出部での結果を利用して、点滴間隔時間と点滴経過時間を計測すると共に点滴数をカウントする点滴状況監視部を備えさせ、
   前記点滴筒抱持型滴下検出部と、
   点滴間隔時間の計測値を実際の点滴間隔として、この点滴間隔を目標とする点滴間隔に対する相対的なアナログ量として表示する画面を作成する画面制御処理部と、画面を表示する表示部を備えた携帯機器とで構成され、
   通信機能を利用して、前記携帯機器からの要求に応じて前記点滴筒抱持型滴下検出部が前記点滴状況監視部の各種データを提供することで、前記表示部でのアナログ量の表示を可能とする点滴管理システム。