JP2019030786A - Medical equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば穿刺針を打ち込む際等に生じる穿刺痛を緩和可能な医療機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a medical device that can relieve puncture pain that occurs when, for example, a puncture needle is driven.
当該技術分野において、人工透析時の穿刺痛を緩和する穿刺痛緩和装置が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1に開示された穿刺痛緩和装置によれば、穿刺針を打ち込む部位にペルチェ素子によって摂氏3度から7度に冷却された押圧体を接触させることによって、皮膚の表面温度を摂氏22度から28度に冷却することができるとされる。
In the said technical field, the puncture pain relieving apparatus which relieves the puncture pain at the time of artificial dialysis is proposed (refer patent document 1).
According to the puncture pain alleviating device disclosed in Patent Document 1, the surface temperature of the skin is set to 22 degrees Celsius by bringing the pressing body cooled to 3 to 7 degrees Celsius by the Peltier element into contact with the site where the puncture needle is driven. It can be cooled from 28 degrees to 28 degrees.
特許文献1に開示された穿刺痛緩和装置は、ペルチェ素子が吸収した熱を冷却用のファンの駆動により放熱部から放熱する構成となっている。ファンの駆動には吸気口と排気口が必要となる。
ここで、医療機器は、多くの場合、消毒、滅菌を必要とするが、このように装置外部に吸気口及び排気口を形成せざるを得ない構成においては、消毒及び滅菌作業が困難である。また、吸気口及び排気口が形成されていると、使用者(例えば、医療従事者)又は使用対象者(例えば、患者)の体液等がこの吸気口又は排気口から装置内部に侵入する可能性もあり、医療機器として衛生的でない。
また別の観点に立つと、使用時における医療機器の表面温度には、規格に従った適正値或いは上限値が定められている。装置の外郭部分を形成する筐体に排気口が形成される構成では、この排気口付近の温度がこの種の規格に抵触する可能性がある。このような問題は、排気口が形成されずに放熱板やヒートシンクにより外界に放熱する構成においても何ら変わらず生じ得る。
即ち、特許文献1に開示された穿刺痛緩和装置には、消毒滅菌作業、とりわけ液体を用いた消毒滅菌作業が困難であり、また衛生的でなく、更に装置の表面温度が適正値或いは上限値を超過する可能性がある等、医療機器として遵守すべき条件を満たすことが難しいという技術的問題点がある。
本発明は、例えば係る技術的問題点に鑑みてなされたものであり、例えば、消毒滅菌作業が容易であり、衛生的であり、表面温度の過剰な上昇を抑制し得る医療機器を提供することを少なくとも課題の一つとする。
The puncture pain alleviating device disclosed in Patent Document 1 is configured to dissipate heat absorbed by the Peltier element from the heat radiating unit by driving a cooling fan. An intake port and an exhaust port are required to drive the fan.
Here, medical devices often require disinfection and sterilization. However, in such a configuration in which an air inlet and an air outlet must be formed outside the apparatus, disinfection and sterilization operations are difficult. . In addition, when the air inlet and the air outlet are formed, the body fluid of the user (for example, a medical worker) or the user (for example, a patient) may enter the apparatus from the air inlet or the air outlet. And is not hygienic as a medical device.
From another viewpoint, an appropriate value or an upper limit value according to the standard is determined for the surface temperature of the medical device during use. In a configuration in which an exhaust port is formed in a housing that forms the outer portion of the apparatus, the temperature near the exhaust port may conflict with this type of standard. Such a problem can occur without any change even in a configuration in which heat is radiated to the outside by a heat sink or a heat sink without forming an exhaust port.
That is, the puncture pain alleviating device disclosed in Patent Document 1 is difficult to disinfect and sterilize, in particular, disinfecting and sterilizing using a liquid, is not hygienic, and the surface temperature of the device is an appropriate value or an upper limit. There is a technical problem that it is difficult to satisfy the conditions to be observed as a medical device, such as the possibility of exceeding the value.
The present invention has been made in view of such technical problems, for example, to provide a medical device that is easy to disinfect and sterilize, is hygienic, and can suppress an excessive increase in surface temperature. Is at least one of the issues.
上述した課題を解決するため、請求項1の医療用機器は、第1の面と第2の面とを有するペルチェ素子と、前記ペルチェ素子に対し、前記第1の面が吸熱面、且つ、前記第2の面が放熱面となる第1の通電制御を実行する制御手段と、前記第2の面に熱的接触状態を保って配置された潜熱蓄熱剤と、前記第1の面又は前記第1の面の少なくとも一部を覆う熱伝導性部材が露出した状態で前記ペルチェ素子及び前記潜熱蓄熱剤を収納する筐体とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the medical device according to claim 1 is a Peltier element having a first surface and a second surface, and the first surface is an endothermic surface with respect to the Peltier element, and Control means for performing first energization control in which the second surface becomes a heat radiating surface, a latent heat storage agent arranged in thermal contact with the second surface, the first surface or the And a housing for housing the Peltier element and the latent heat storage agent in a state where a heat conductive member covering at least a part of the first surface is exposed.
<医療機器の実施形態> <Embodiment of Medical Device>
本発明の医療機器に係る実施形態は、第1の面と第2の面とを有するペルチェ素子と、前記ペルチェ素子に対し、前記第1の面が吸熱面、且つ、前記第2の面が放熱面となる第1の通電制御を実行する制御手段と、前記第2の面に熱的接触状態を保って配置された潜熱蓄熱剤と、前記第1の面又は前記第1の面の少なくとも一部を覆う熱伝導性部材が露出した状態で前記ペルチェ素子及び前記潜熱蓄熱剤を収納する筐体とを備える(請求項1)。
医療機器の実施形態において、ペルチェ素子は、制御手段による第1の通電制御により、その第1の面が吸熱面となり、第2の面が放熱面となる。吸熱面となる第1の面は、例えば、医療機器の使用対象者(例えば、患者)の使用対象部位(例えば、皮膚)に直接的又は間接的に押圧される。尚、第1の面が間接的に押圧される場合、この第1の面の少なくとも一部は、当該使用対象者の熱伝導性部材に覆われる。第1の面が使用対象者の使用対象部位に直接的又は間接的に押圧されると、この吸熱面が有する吸熱作用により、当該使用対象部位は熱を奪われ、冷却される。
一方、使用対象部位から奪われた熱は、第1の制御において放熱面となるペルチェ素子の第2の面から放熱され、第2の面に熱的接触状態を保って配置された潜熱蓄熱剤に供給される。
ここで、潜熱蓄熱剤は、供給熱を潜熱として蓄積することができるため、第2の面からの放熱を受けても、非熱飽和状態において潜熱蓄熱剤の温度変化は所定範囲に維持される。また、理想的には、潜熱蓄熱剤の温度は変化しない。即ち、医療機器の実施形態によれば、潜熱蓄熱剤が非熱飽和状態にある期間において、例えば医療行為の一環として使用対象者の使用対象部位から奪った熱を外界に放出する必要が生じない。
従って、医療機器の実施形態によれば、機器の表面温度の点において、医療機器に求められる規格を遵守することが容易となる。また、医療機器の実施形態によれば、ペルチェ素子及び潜熱蓄熱剤を収容する筐体に、外界との熱のやり取りに関連する通気口、例えば、上述した排気口や吸気口を設ける必要がなくなり、消毒滅菌作業を施すことが容易にして可能となる。更には、通気口を設ける必要がないことから、使用者(例えば、医師や看護師、検査技師等の医療従事者)又は使用対象者(例えば、患者や医療行為の対象者)から飛散した体液等が、当該通気口を介して機器内部に侵入することがなく、衛生的である。
尚、「熱的接触状態を保って配置される」とは、好適な一形態として第2の面と潜熱蓄熱剤とが全面的な或いは部分的な面接触状態にあることを意味するが、必ずしもこの種の物理的な接触状態のみを意味しない。即ち、第2の面から放熱される熱の大部分(例えば、放熱量の所定割合以上に相当する熱)が受熱され得る両者の位置関係は、全て「熱的接触状態を保って配置」された状態に含まれる趣旨である。
An embodiment of the medical device according to the present invention includes a Peltier element having a first surface and a second surface, and the first surface is an endothermic surface and the second surface is the Peltier element. Control means for performing first energization control to be a heat radiating surface, a latent heat storage agent arranged in thermal contact with the second surface, and at least the first surface or the first surface And a housing that houses the Peltier element and the latent heat storage agent in a state in which a thermally conductive member that covers a part is exposed (Claim 1).
In the embodiment of the medical device, the first surface of the Peltier element becomes the heat absorbing surface and the second surface becomes the heat radiating surface by the first energization control by the control means. The first surface serving as the heat absorption surface is directly or indirectly pressed against a use target site (for example, skin) of a user (for example, a patient) of the medical device. When the first surface is indirectly pressed, at least a part of the first surface is covered with the heat conductive member of the user. When the first surface is pressed directly or indirectly against the use target portion of the user, the use target portion is deprived of heat and cooled by the endothermic action of the endothermic surface.
On the other hand, the heat deprived from the part to be used is radiated from the second surface of the Peltier element, which becomes the heat radiating surface in the first control, and the latent heat storage agent arranged in thermal contact with the second surface. To be supplied.
Here, since the latent heat storage agent can accumulate supply heat as latent heat, even if it receives heat radiation from the second surface, the temperature change of the latent heat storage agent is maintained within a predetermined range in a non-thermal saturation state. . Ideally, the temperature of the latent heat storage agent does not change. That is, according to the embodiment of the medical device, in the period in which the latent heat storage agent is in the non-heat saturation state, for example, it is not necessary to release the heat taken away from the use target part of the user as a part of the medical action to the outside. .
Therefore, according to the embodiment of the medical device, it becomes easy to comply with the standard required for the medical device in terms of the surface temperature of the device. Further, according to the embodiment of the medical device, it is not necessary to provide a vent hole related to the exchange of heat with the outside world, for example, the above-described exhaust port and intake port, in the housing that accommodates the Peltier element and the latent heat storage agent. This makes it easy to perform disinfection and sterilization work. Furthermore, since there is no need to provide a vent, body fluid scattered from the user (for example, a medical worker such as a doctor, nurse, laboratory technician, etc.) or the target user (for example, a patient or a subject of medical practice) Etc. does not enter the inside of the device through the vent and is hygienic.
Incidentally, “arranged while maintaining a thermal contact state” means that the second surface and the latent heat storage agent are in a full or partial surface contact state as a preferred embodiment, This does not necessarily mean only this type of physical contact. That is, most of the heat radiated from the second surface (for example, heat corresponding to a predetermined ratio or more of the amount of heat radiated) can be received by all of the positional relationships between them being “kept in thermal contact”. Is included in the state.
医療機器に係る実施形態の一の態様では、前記制御手段は、前記第1の通電制御と、前記第1面が放熱面、且つ、前記第2の面が吸熱面となる第2の通電制御との一方を選択的に実行する(請求項2)。
この態様によれば、制御手段は第1の通電制御に加えて第2の通電制御を実行することができる。第2の通電制御においては、ペルチェ素子に対する通電の極性を反転させることにより、第1の面が放熱面となり、第2の面が吸熱面となる。即ち、第2の通電制御においては、潜熱蓄熱剤に蓄積された熱が、ペルチェ素子の第2の面に吸熱され、第1の面から放熱される。
従って、この態様によれば、例えば所望の時期に第2の通電制御により潜熱蓄熱剤の蓄熱量を低下させる、或いは、蓄熱状態をリセットする(即ち、蓄熱量をゼロとする)ことができ、機器の半永続的な使用が可能となる。また、制御手段は、第1の通電制御と第2の通電制御とを、例えば、いずれかを選択する旨の操作入力等に応じて選択的に実行することができるから、医療機器が非使用状態にある期間等にこの第2の通電制御を行うことができ、安全面における配慮を容易に施すことができる。
In one aspect of the embodiment of the medical device, the control unit includes the first energization control, and the second energization control in which the first surface is a heat dissipation surface and the second surface is a heat absorption surface. Is selectively executed (claim 2).
According to this aspect, the control means can execute the second energization control in addition to the first energization control. In the second energization control, by reversing the polarity of energization to the Peltier element, the first surface becomes the heat dissipation surface and the second surface becomes the heat absorption surface. That is, in the second energization control, the heat accumulated in the latent heat storage agent is absorbed by the second surface of the Peltier element and released from the first surface.
Therefore, according to this aspect, for example, the heat storage amount of the latent heat storage agent can be reduced by the second energization control at a desired time, or the heat storage state can be reset (that is, the heat storage amount can be set to zero). Equipment can be used semi-permanently. In addition, since the control unit can selectively execute the first energization control and the second energization control, for example, according to an operation input or the like for selecting one, the medical device is not used. This second energization control can be performed during a period of time and the like, and safety considerations can be easily taken.
尚、この態様では、前記医療機器は充電可能に構成された電源を備え、前記制御手段は、前記電源からの供給電力により前記ペルチェ素子に対す通電を実行し、前記制御手段は、前記電源の充電時に前記第2の通電制御を実行してもよい(請求項3)。
この場合、制御手段は電源からの電力供給により第1の通電制御を行うことができるため、医療機器の操作性が向上し、また使用環境の自由度も向上する。更に、電源の充電時に第2の通電制御が実行されることから、第2の通電制御の実行を指示する特別の操作入力無しに潜熱蓄熱剤のリセットを併せて行うことができ、効率的である。
In this aspect, the medical device includes a power source configured to be rechargeable, the control unit performs energization of the Peltier element with power supplied from the power source, and the control unit includes the power source. You may perform said 2nd electricity supply control at the time of charge (Claim 3).
In this case, since the control means can perform the first energization control by supplying power from the power source, the operability of the medical device is improved and the degree of freedom of the use environment is also improved. Furthermore, since the second energization control is executed when the power supply is charged, the latent heat storage agent can be reset without any special operation input instructing the execution of the second energization control. is there.
医療機器の実施形態の他の態様では、前記筐体は所定規格に準じた密閉構造を有する(請求項4)。
この態様によれば、医療機器の筐体が、例えば、JIS等の所定規格に準じた密閉構造を有する。このため、滅菌消毒等のメンテナンスが容易となり、また衛生的である。尚、このような密閉構造は、ペルチェ素子が第1の通電制御において第2の面から放出した熱を潜熱蓄熱体により吸収する、医療機器の実施形態に特有の構造があって始めて実現することができるものである。
In another aspect of the embodiment of the medical device, the housing has a sealed structure in accordance with a predetermined standard (claim 4).
According to this aspect, the housing of the medical device has a sealed structure conforming to a predetermined standard such as JIS. For this reason, maintenance such as sterilization is easy and hygienic. Such a sealed structure is realized only when there is a structure unique to the embodiment of the medical device in which the Peltier element absorbs heat released from the second surface in the first energization control by the latent heat storage body. It is something that can be done.
医療機器の実施形態の他の態様では、前記筐体は断熱材料で構成される(請求項5)。
この態様によれば、筐体が断熱材料により構成されるため、例えば、潜熱蓄熱剤が熱飽和状態に陥る等して温度が上昇したとしても、筐体の温度変化を抑制することができる。
In another aspect of the embodiment of the medical device, the housing is made of a heat insulating material (Claim 5).
According to this aspect, since the housing is made of the heat insulating material, for example, even if the temperature rises due to the latent heat storage agent falling into a heat saturation state, the temperature change of the housing can be suppressed.
医療機器の実施形態の他の態様では、前記潜熱蓄熱剤が飽和したことを検知する検知手段を備える(請求項6)。
この態様によれば、潜熱蓄熱剤の熱飽和を検出することができるため、潜熱蓄熱剤の温度上昇を未然に防ぐことができる。
In another aspect of the embodiment of the medical device, the medical device includes detection means for detecting that the latent heat storage agent is saturated (Claim 6).
According to this aspect, since the thermal saturation of the latent heat storage agent can be detected, the temperature increase of the latent heat storage agent can be prevented in advance.
尚、この態様では、前記検知された潜熱蓄熱剤の飽和を報知する報知手段を備えていてもよい(請求項7)。
このようにすれば、例えば、アラームやインジケータ等の各種報知手段により、使用者に対して潜熱蓄熱剤の飽和を知らせることができるため、より効果的である。
In addition, in this aspect, you may provide the alerting | reporting means which alert | reports saturation of the detected said latent heat storage agent (Claim 7).
In this way, for example, the user can be notified of the saturation of the latent heat storage agent by various notification means such as an alarm and an indicator, which is more effective.
医療機器の実施形態の他の態様では、前記潜熱蓄熱剤は、前記第2の面に熱的接触状態を保って配置される熱伝導性容器に収容される(請求項8)。
この態様によれば、潜熱蓄熱剤が熱伝導性容器に収容される。この熱伝導性容器は、ペルチェ素子の第2の面に熱的接触状態を保って配置されており、潜熱蓄熱剤とペルチェ素子の第2の面との間の熱交換は滞りなく行われる。
一方、潜熱蓄熱剤が熱伝導性容器に収容されない構成においては、機器内部で潜熱蓄熱剤とペルチェ素子との位置関係や接触状態が変化し、ペルチェ素子に対する潜熱蓄熱剤の吸熱特性が変化する可能性がある。これに対し、潜熱蓄熱剤よりも外形が変化し難い熱伝導性容器に潜熱蓄熱剤を収容する構成とすれば、上記吸熱特性の変化を抑制し、医療機器の性能を長期にわたって担保することができる。
本発明のこのような作用及び他の利得は、これ以降に説明する実施例により明らかにされる。
In another aspect of the embodiment of the medical device, the latent heat storage agent is housed in a thermally conductive container that is placed in thermal contact with the second surface (Claim 8).
According to this aspect, the latent heat storage agent is accommodated in the thermally conductive container. This thermally conductive container is disposed in thermal contact with the second surface of the Peltier element, and heat exchange between the latent heat storage agent and the second surface of the Peltier element is performed without delay.
On the other hand, in a configuration in which the latent heat storage agent is not accommodated in the heat conductive container, the positional relationship and contact state between the latent heat storage agent and the Peltier element change inside the device, and the heat absorption characteristics of the latent heat storage agent with respect to the Peltier element may change. There is sex. On the other hand, if the configuration is such that the latent heat storage agent is housed in a thermally conductive container whose outer shape is less likely to change than the latent heat storage agent, it is possible to suppress the change in the heat absorption characteristics and ensure the performance of the medical device over a long period of time. it can.
These effects and other advantages of the present invention will be made clear by the embodiments described hereinafter.
以下、適宜図面を参照し、本発明を実現するにあたって好適な実施例として、穿刺痛緩和装置10について説明する。穿刺痛緩和装置10は、例えば注射等の各種医療行為における患者の穿刺痛を緩和する手持ち使用可能な、本発明に係る「医療機器」の一例たる医療機器である。
<実施例の構成>
始めに、図1を参照し、穿刺痛緩和装置10の構成について説明する。ここに、図1は、穿刺痛緩和装置10の模式的な平面図である。図1において、図1(a)は正面図であり、図1(b)は背面図である。
図1(a)において、穿刺痛緩和装置10の外郭の一部をなす正面側ケース11Fには、略矩形状の二つの孔が形成されている。この孔のうち、装置上側(図中上側)の一方の孔からは操作部500の一部が露出しており、装置下側(図中下側)の他方の孔からは発光部600の一部が露出している。これら二つの孔と、操作部500及び発光部600の各露出部分とは、後述する密閉構造に準拠した気密を保って接合しており、穿刺痛緩和装置10の内部がこれらの孔を介して外界と連通しない構成となっている。
操作部500は、穿刺痛緩和装置10を操作するためのボタンスイッチであり、吸熱ボタン510と電源ボタン520とを備える。
吸熱ボタン510は、穿刺痛緩和装置10の後述する動作モードの一つである第1動作モード(吸熱モード)の発動を促すボタンスイッチである。電源ボタン520は、穿刺痛緩和装置10の電源投入用のボタンスイッチである。尚、操作部500の構成は一例であり、穿刺痛緩和装置10の使用者に対し各種機能操作を促す操作手段の構成は、如何なるものであってもよい。
発光部600は、穿刺痛緩和装置10の状態を使用者に報知するためのLED(Light Emitting Diode)インジケータであり、インジケータ610、620、630及び640の各LEDインジケータから構成される。
インジケータ610は、穿刺痛緩和装置10の後述するメイン基板15への通電が行われているか否かを表示するインジケータである。
インジケータ620は、後述する潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にあることを報知するインジケータであり、本発明に係る「報知手段」の一例である。尚、本発明に係る「報知手段」は、この種の点灯手段に限らず、例えば、スピーカを介して音声情報を出力する音声報知手段であってもよい。
インジケータ630は、穿刺痛緩和装置10の動作モード告知用の一インジケータであり、穿刺痛緩和装置10が後述する第1動作モードで動作しているか否かを表示するインジケータである。
インジケータ640は穿刺痛緩和装置10の動作モード告知用の他のインジケータであり、穿刺痛緩和装置10が後述する第2動作モードで動作しているか否かを表示するインジケータである。
尚、発光部600の構成は一例であり、穿刺痛緩和装置10の状態を使用者に報知するための手段は、如何なるものであってもよい。
図1(b)において、穿刺痛緩和装置10の外郭の一部をなす背面側ケース11Rには、その装置上側において円形の孔が形成されている。この孔からは押圧部18の一部が露出している。
押圧部18は、穿刺痛緩和装置10の使用時において穿刺痛緩和装置10の使用対象者(例えば、患者)の皮膚と接触する熱伝導性部材であり、露出部分が緩やかな球形状となっている。押圧部18は、例えば、金属材料、熱伝導性セラミック材料又は熱伝導性樹脂材料等、各種熱伝導性材料により構成されている。背面側ケース11Rに形成された孔と押圧部18の露出部分とは、後述する密閉構造に準拠した気密を保って接合しており、穿刺痛緩和装置10の内部がこの孔を介して外界と連通しない構成となっている。
尚、これ以降の説明において、正面側ケース11Fと背面側ケース11Rとから構成された、穿刺痛緩和装置10のケース全体を指し示す場合には、適宜「ケース11」なる言葉を使用することとする。ケース11は、本発明に係る「筐体」の一例である。
次に、図2を参照し、穿刺痛緩和装置10の構成について更に説明する。ここに、図2は、穿刺痛緩和装置10の模式的な側面断面図である。尚、図2において、図1と重複する箇所には相互に同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。図2は、図1(a)におけるA−A’線視断面図に相当する。
図2において、穿刺痛緩和装置10は、ケース11に各部が収容された構成となっている。ケース11を構成する正面側ケース11Fと背面側ケース11Rとは、Oリング12を含む各種シール部材を介して圧接されており、穿刺痛緩和装置10は全体として密閉構造となっている。
本実施例に係る穿刺痛緩和装置10の密閉構造は、JIS規格である「JIS C 0920」の第2特性数字「7」以上の等級を有する防水構造と等価である。尚、JIS規格は、本発明に係る「所定規格」の一例である。
尚、このような、JIS規格に準じた穿刺痛緩和装置10の密閉構造(防水構造)は、例えば、時計やカメラ等の精密機器における密閉構造等、公知の各種密閉構造の構築手法を適用することにより実現された一般的な密閉構造であってよく、穿刺痛緩和装置10は、密閉構造自体には、特別な技術的特徴を有しない。
一方、このような密閉構造は、装置外郭(穿刺痛緩和装置10では正面側ケース11Fと背面側ケース11Rとからなるケース11及びそれらに形成された孔から露出する部分等)に、通気口等、装置内部と必然的に連通する部位がある場合には、根本的にその実現が不可能であることは言うまでもない。即ち、穿刺痛緩和装置10は、装置外郭に装置内部と連通する部位を一切有さぬことによって、この種の密閉構造を実現している。この点は、穿刺痛緩和装置10が有する特別な技術的特徴である。
また、ケース11は、例えば、断熱セラミックや断熱樹脂等の各種断熱材料で構成されており、上記密閉構造を有する穿刺痛緩和装置10は、一種の断熱構造となっている。従って、穿刺痛緩和装置10において、装置内部で発生し得る熱がケース11の表面温度に与える影響は極小さいものとなっている。
尚、本発明に係る「断熱構造」は、装置外郭と装置内部との間の熱伝導が完全に遮断されるといった、厳密な意味での断熱構造に限定されない。即ち、穿刺痛緩和装置10の断熱特性は、ケース11を構成する断熱材料の断熱特性により左右される相対的な意味での断熱特性である。
穿刺痛緩和装置10は医療機器であるので、装置表面の温度には、例えばJIS規格(T0601−1)等に基づいた許容値がある。従って、ケース11に要求される断熱特性は、好ましくは、この許容値と、予め実験的に、経験的に又は理論的に推定され得る、装置内部で発生し得る熱の量又は装置内部の推定最大温度等とに基づいて、装置表面の温度がこの許容値未満となるように決定される。ケース11を構成する断熱材料の選定は、望ましくはこの要求される断熱特性に基づいて行われる。
穿刺痛緩和装置10の内部における、装置下側(図中右側)の空間には、バッテリ200が収容されている。バッテリ200は、例えば複数の二次電池セルが複数個直列に配置された、本発明に係る「電源」の一例たる直流電源である。バッテリ200は、ケーブル(符号省略)によりメイン基板15と電気的に接続されている
また、バッテリ200の下方(図中右側)には、バッテリ200に対して充電を行うためのインタフェイスであるコネクタ300が形成されている。通常、このコネクタ300は、上述した密閉構造を担保するためのシール部材13(即ち、シール部材13もまた、上述した密閉構造を形成する装置外郭の一部である)により外界から隠蔽されている。また、コネクタ300は、メイン基板15と電気的に接続されており、メイン基板に形成された後述する通電制御部800に対して、コネクタ300が外部電源に接続されているか否かを表す電気信号を供給することができる。
図1(a)に示されたように装置正面側に一部が露出する操作部500及び発光部600は、穿刺痛緩和装置10の内部において、スイッチ基板14と電気的に接続されている。スイッチ基板14には、操作部500が操作された際に操作内容に応じた電気信号を生成する操作信号生成部(不図示)や発光部600の発光駆動回路(不図示)等が形成されている。スイッチ基板14は、メイン基板15と電気的に接続されている。
穿刺痛緩和装置10の内部空間において、装置背面側(図中下側)の装置上側(図中左側)には、ペルチェ素子100が設置されている。
ペルチェ素子100は、装置背面側に相当する第1面1001と装置正面側(図中上側)に相当する第2面1002とを有する板状の熱伝素子である。第1面1001は本発明に係る「第1の面」の一例であり、第2面1002は本発明に係る「第2の面」の一例である。ペルチェ素子100は、通電時に、第1面1001と第2面1002とのうち一方の面が吸熱面となり、他方の面が放熱面となる。ペルチェ素子100は、メイン基板15と電気的に接続されている。
ペルチェ素子100の第1面1001は、押圧部18と全面的に面接触しており、ペルチェ素子100の第2面1002は後述する収容部17と全面的に面接触している。
収容部17は、装置正面側に開口した熱伝導性のケースである。収容部17は、例えば、金属材料、熱伝導性セラミック材料又は熱伝導性樹脂材料等、各種熱伝導性材料により構成された、本発明に係る「熱伝導性容器」の一例である。収容部17には、潜熱蓄熱剤16が収容されている。収容部17は、潜熱蓄熱剤16が収容された状態で、その開口部が天蓋部19により閉じられている。
潜熱蓄熱剤16は、外部から供給される熱を潜熱として蓄積(即ち、蓄熱)することが可能な潜熱蓄熱料で構成された蓄熱体である。潜熱蓄熱剤16は、例えば塩化カルシウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物等の無機系材料や、例えばパラフィン等の有機系材料を使用することができる。
潜熱蓄熱剤16は、所定の相変化温度未満の低温領域において固相状態となり、相変化温度より高温の高温領域において液相状態となるが、固相状態から液相状態への相変化過程において、熱エネルギを蓄積することができる。潜熱蓄熱剤16が熱飽和していない状態(即ち、非熱飽和状態)では、相変化過程が継続し、潜熱蓄熱剤16の温度は相変化温度に略一定に維持される。潜熱蓄熱剤16に蓄積限界以上の熱エネルギが与えられると、潜熱蓄熱剤16は熱飽和状態となり、供給熱に応じて潜熱蓄熱剤16の温度は上昇する。
収容部17における、この潜熱蓄熱剤16の収容空間は、潜熱蓄熱剤16の底面及び側面が、この収容空間に間隙無く収容される(別言すれば、面接触する)ように、その形状が決定されている。従って、潜熱蓄熱剤16は、穿刺痛緩和装置10が長期にわたって使用される過程において、その位置は殆ど変化しない。
ここで、ペルチェ素子100の第2面1002と収容部17の外郭底面部分とは図示する通り面接触しており、収容部17は、本発明に係る「第2の面に熱的接触状態を保って配置された」状態となっている。一方、潜熱蓄熱剤16は、収容部17に収容されてはいるものの、収容部17が熱伝導性を有することから、外界に対する熱伝導性は担保されている。即ち、ペルチェ素子100の第2面1002と潜熱蓄熱剤16との間の熱伝導は阻害されておらず、潜熱蓄熱剤16もまた、本発明に係る「第2の面に熱的接触状態を保って配置された」状態となっている。
温度センサ700は、対象物の温度を検出可能に構成されたセンサである。温度センサ700の温度検出用の端子は、潜熱蓄熱剤16に固定されており、温度センサ700は潜熱蓄熱剤16の温度である蓄熱剤温度T1を測定することができる。温度センサ700は、メイン基板15と電気的に接続されている。温度センサ700は、本発明に係る「検知手段」の一例である。
温度センサ900は、対象物の温度を検出可能に構成されたセンサである。温度センサ900の温度検出用の端子は、押圧部18に固定され、押圧部18の温度である押圧部温度T2を検出することができる。尚、先述したように、押圧部18はペルチェ素子100と全面的に面接触しているため、この押圧部温度T2は、ペルチェ素子100の温度としても扱うことができる。温度センサ700は、メイン基板15と電気的に接続されている。
次に、図3を参照し、穿刺痛緩和装置10の構成について更に説明する。ここに、図3は、穿刺痛緩和装置10のブロック図である。尚、同図において、図2と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
図3において、メイン基板15には、ドライバIC400及び通電制御部800が形成されている。
ドライバIC400は、穿刺痛緩和装置10における各部の通電状態を制御するIC(Integrated Circuit)である。ドライバIC400は、不図示のスイッチング素子のスイッチング状態に応じて、ペルチェ素子100における各部の通電状態を切り替え可能に構成される。穿刺痛緩和装置10の通電状態には、ドライバIC400の駆動状態(スイッチング状態)に応じて、電源投入状態、第1通電状態及び第2通電状態の三種類の通電状態が定義される。尚、本実施例では、穿刺痛緩和装置10が手持ち操作可能な医療機器であることを前提としており、装置の小型化に適したドライバICが使用されるが、ペルチェ素子100への通電を制御する装置は、ドライバICの他に、リレー回路等を使用可能である。
電源投入状態では、バッテリ200からメイン基板15への通電が行われる。一方で、ペルチェ素子100に対するバッテリ200からの電力供給は遮断される。即ち、電源投入状態においては、ペルチェ素子100への通電は行われない。電源投入状態は、言わばスタンバイ状態に相当する。
第1通電状態では、上記電源投入状態と同等のメイン基板15への通電に加えて、ペルチェ素子100への通電が行われる。この際、第1通電状態では、ペルチェ素子100の第1面1001が吸熱面に、第2面1002が放熱面になる通電極性で通電が行われる。
第2通電状態では、上記電源投入状態と同等のメイン基板15への通電に加えて、ペルチェ素子100への通電が行われる。この際、第2通電状態では、ペルチェ素子100の第1面1001が放熱面に、第2面1002が吸熱面になる通電極性で通電が行われる。
即ち、第2通電状態は、第1通電状態と通電極性のみが異なる通電状態である。ペルチェ素子100では、このように通電極性を反転させることによって、吸熱面として機能する面と放熱面として機能する面とを切り替えることができる。穿刺痛緩和装置10では、このようなペルチェ素子100の機能反転作用を利用している。
通電制御部800は、充電判定部810、操作判定部820、IC制御部830、発光制御部840、飽和判定部850及び温度制御部860の各サブプロセッサを備え、穿刺痛緩和装置10の動作を制御するコントローラである。
充電判定部810は、バッテリ200が充電状態にあるか否かを判定する。先述したように、バッテリ200に接続されたコネクタ300は、通電制御部800と電気的に接続されており、充電判定部810は、コネクタ300が外部電源に接続されているか否かを表す電気信号を参照することにより、バッテリ200が充電状態にあるか否かを判定することができる。尚、コネクタ300は、充電器CGのコネクタCNを介して外部電源に接続される。
操作判定部820は、操作部500を構成する上述した吸熱ボタン510及び電源ボタン520と電気的に接続され、各ボタンの操作状態を判定する。
IC制御部830は、ドライバIC410の動作状態を制御する、本発明に係る「制御手段」の一例である。IC制御部830は、穿刺痛緩和装置10の各部の状態に応じて、ドライバIC410が穿刺痛緩和装置10における各部の通電状態を制御するための制御用信号を供給する。
発光制御部840は、発光部600を構成する各インジケータと電気的に接続され、これら各インジケータの発光動作を制御する。発光制御部840は、本発明に係る「報知手段」の一例である。
飽和判定部850は、温度センサ700と電気的に接続され、温度センサ700により検出される上述した蓄熱剤温度T1に基づいて、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にあるか否かを判定する。飽和判定部850は、本発明に係る「検知手段」の一例である。
温度制御部860は、温度センサ900と電気的に接続され、温度センサ900により検出される上述した押圧部温度T2に基づいて、ペルチェ素子100の温度状態を制御する。
例えば、温度制御部860は、IC制御部830を介してドライバIC400を制御することにより、ペルチェ素子100の第1面1001の温度が、後述する各種動作モードに応じた所望の温度範囲に維持されるように制御する。また、温度制御部860は更に、ペルチェ素子100の第1面1001の温度が後述する各種動作モードに応じた上下限値を超える場合等に、ペルチェ素子100への通電を停止するよう構成されていてもよい。
<実施例の動作>
次に、本実施例に係る穿刺痛緩和装置10の動作について説明する。
<動作モードの詳細>
穿刺痛緩和装置10には、上述した通電状態に一対一に対応する、電源モード、第1動作モード及び第2動作モードの三種類の動作モードが設定されている。電源モードは、通電状態が上述した電源投入状態に制御される動作モードであり、第1動作モードは同じく上述した第1通電状態に制御される動作モードであり、第2動作モードは同じく上述した第2通電状態に制御される動作モードである。
ここで、図4を参照し、第1及び第2動作モードの詳細について説明する。ここに、図4は、穿刺痛緩和装置10の動作モードの概念図である。図4は、図2におけるペルチェ素子100周辺を拡大したものに相当する。尚、同図において、図2と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
図4(a)は、第1動作モードの概念図である。第1動作モードは、穿刺痛緩和装置10の各部の通電状態が上述した第1通電状態とされる動作モードである。即ち、第1動作モードにおいて、IC制御部830は、ドライバIC400を制御し、第1通電状態を実現する。
図4(a)に示されるように、第1動作モードにおいて、ペルチェ素子100は、第1面1001が吸熱面、第2面1002が放熱面となる。ここで、穿刺痛緩和装置10の使用時において、熱伝導性を有する押圧部18は、使用対象者の使用対象部位に押圧される。従って、第1動作モードにおいて、使用対象者の使用対象部位が有する熱は、押圧部18及び第1面1001を介してペルチェ素子100に吸収される。例えば、穿刺痛緩和装置10が、患者の皮膚への穿刺針の打ち込みに先立って用いられる場合、この第1動作モードにおけるペルチェ素子100の吸熱作用によって、患者の皮膚の温度は低下し、穿刺針を皮膚に打ち込む際の穿刺痛が緩和される。尚、皮膚温度を低下させることによって患者が知覚する穿刺痛を緩和させることができることは、既に各種の研究により明らかとなっている。
また、第1動作モードにおいてペルチェ素子100に吸収された熱は、放熱面となる第2面1002から放射される。ここで、第2面1002は、熱伝導性を有する収容部17に当接しており、また収容部17の内部空間には潜熱蓄熱剤16が収容されている。従って、ペルチェ素子100に吸収された熱は、潜熱蓄熱剤16に蓄積される。既に述べたように、潜熱蓄熱剤16の温度である蓄熱剤温度T1は、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態に達するまで変化しない。このため、穿刺痛緩和装置10は、その通常使用時において発熱することがない。
図4(b)は、第2動作モードの概念図である。第2動作モードは、穿刺痛緩和装置10の各部の通電状態が上述した第2通電状態とされる動作モードである。即ち、第2動作モードにおいて、IC制御部830は、ドライバIC400を制御し、第2通電状態を実現する。
図4(b)に示されるように、第2動作モードにおいて、ペルチェ素子100は、第1面1001が放熱面、第2面1002が吸熱面となる。ここで、第2面1002は、熱伝導性を有する収容部17に当接しており、また収容部17の内部空間には潜熱蓄熱剤16が収容されている。従って、第2動作モードにおいては、第1動作モードにおいて潜熱蓄熱剤16に蓄積された熱が、収容部17及び第2面1002を介してペルチェ素子100に吸収される。
一方、ペルチェ素子100に吸収された熱は、放熱面となる第1面1001から放射される。ここで、第1面1001は熱伝導性を有する押圧部18に当接しており、第1面1001から放射された熱は、最終的に押圧部18を介して外界に放出される。
<動作モード制御の詳細>
次に、図5を参照し、これら動作モードの実行条件について説明する。ここに、図5は、穿刺痛緩和装置10の動作制御に係る制御テーブルを例示する図である。
図5において、左端列は、穿刺痛緩和装置10の制御パターン番号を示している。
また、左から数えて第2列乃至第5列は、穿刺痛緩和装置10の状態を表しており、第2列が電源ボタン520の操作状態に、第3列が吸熱ボタン510の操作状態に、第4列が充電の実行状態(外部電源との接続状態)に、第5列が潜熱蓄熱剤16の熱飽和の有無に夫々対応している。第2列及び第3列において、記号「○」は押下されている(即ち、ONである)ことを表し、記号「×」は押下されていない(即ち、OFFである)ことを表す。第4列において、記号「○」はコネクタ300、コネクタCN及び充電器CGを介してバッテリ200が外部電源と接続されていることを表し、記号「×」はバッテリ200が外部電源と接続されていないことを表す。第5列において、記号「○」は潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にあることを表し、記号「×」は潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態に無いことを表す。また、第2列乃至第5列において、空白は、どちらでもよいことを表す。
また、左から数えて第6列乃至第8列は、穿刺痛緩和装置10の動作モードを表しており、第6列が電源モードに、第7列が第1動作モードに、第8列が第2動作モードに夫々対応している。第6列乃至第8列において、記号「○」は、穿刺痛緩和装置10がその動作モードに制御されることを表し、空白は、その動作モードに制御されないことを表す。
また、左から数えて第9列及び第12列は、発光部600の各インジケータの発光状態を表しており、第9列がインジケータ610に、第10列がインジケータ620に、第11列がインジケータ630に、第12列がインジケータ640に、夫々対応している。これら各列において、記号「○」は、発光することを表し、空白は、発光しないことを表す。また、「点滅」と記載されている場合には、断続的に発光することを表す。
以下、制御パターンP1〜P7の各制御パターンについて、穿刺痛緩和装置10の各部の動作を説明する。尚、制御パターンP1〜P7は、穿刺痛緩和装置10が採り得る動作条件の一例であって、必ずしも穿刺痛緩和装置10が採り得る動作条件の全てではない。
<制御パターンP1>
制御パターンP1は、操作判定部820により、電源ボタン520が押下されていないとの判定がなされ、且つ、充電判定部810により、バッテリ200が外部電源と接続されていないとの判定がなされた場合に該当する制御パターンである。
制御パターンP1において、穿刺痛緩和装置10の動作モードはいずれの動作モードでもなく、穿刺痛緩和装置10は停止状態となる。停止状態においては、発光部600の各インジケータもまた非発光状態となる。
<制御パターンP2>
制御パターンP2は、操作判定部820により、電源ボタン520が押下されていないとの判定がなされ、充電判定部810により、バッテリ200が外部電源と接続されているとの判定がなされ、且つ、飽和判定部850により、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にないとの判定がなされた場合に該当する制御パターンである。
制御パターンP2においては、IC制御部830によるドライバIC400の制御により、第2動作モードが実行される。即ち、図4(b)を参照して説明した、押圧部18を介した放熱動作、言い換えれば、潜熱蓄熱剤16のリセット動作が行われる。
また、制御パターンP2においては、発光制御部840が発光部600のインジケータ640を発光させる。更に、制御パターンP2においては、バッテリ200が外部電源からの電力供給により充電されるため、発光制御部840はインジケータ610を断続的に発光させる。尚、断続的に発光させる理由は、電源ボタン520が押下されている場合の発光状態と区別するためである。
潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にあるか否かは、飽和判定部850により判定される。上述したように、潜熱蓄熱剤16が非熱飽和状態にある場合、蓄熱剤温度T1は相変化温度以下の値となる。従って、温度センサ700により検出される蓄熱剤温度T1が相変化温度よりも高くなった場合に、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態に陥ったとの判定を下すことができる。
尚、本実施例では、飽和判定部850が温度センサ700の検出値を参照して判定動作を行う構成としているが、飽和/非飽和の判定動作は必ずしも必要ではない。例えば、飽和判定部850が、単に温度センサ700により検出される蓄熱剤温度T1と予め設定された相変化温度との比較結果に応じた信号(例えば、Hi/Loの二値信号)を出力する構成となっていてもよい。同様のことは、充電判定部810及び操作判定部820にも適用できる。
<制御パターンP3>
制御パターンP3は、操作判定部820により、電源ボタン520が押下されていないとの判定がなされ、充電判定部810により、バッテリ200が外部電源と接続されているとの判定がなされ、且つ、飽和判定部850により、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にあるとの判定がなされた場合に該当する制御パターンである。
制御パターンP3においては、IC制御部830によるドライバIC400の制御により、第2動作モードが実行される。即ち、図4(b)を参照して説明した、押圧部18を介した放熱動作、言い換えれば、潜熱蓄熱剤16のリセット動作が行われる。
また、制御パターンP3においては、発光制御部840が発光部600のインジケータ640及びインジケータ620を発光させる。更に、制御パターンP2においては、バッテリ200が外部電源からの電力供給により充電されるため、発光制御部840はインジケータ610を断続的に発光させる。
<制御パターンP4>
制御パターンP4は、操作判定部820により、電源ボタン520が押下されているとの判定、及び、吸熱ボタン510が押下されていないとの判定がなされ、飽和判定部850により、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にないとの判定がなされた場合に該当する制御パターンである。尚、電源ボタン520が押下されている場合、バッテリ200と外部電源との接続の有無は制御に影響を与えない。従って、充電判定部810は、バッテリ200が外部電源と接続されているか否かを判定してもよいし、判定しなくてもよい。
制御パターンP4においては、IC制御部830によるドライバIC400の制御により、電源モードが実行されると共に、発光制御部840が発光部600のインジケータ610を発光させる。制御パターンP4に係る穿刺痛緩和装置10の状態は、所謂スタンバイ状態である。
<制御パターンP5>
制御パターンP5は、操作判定部820により、電源ボタン520が押下されているとの判定、及び、吸熱ボタン510が押下されていないとの判定がなされ、飽和判定部850により、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にあるとの判定がなされた場合に該当する制御パターンである。
制御パターンP5においては、IC制御部830によるドライバIC400の制御により、電源モードが実行されると共に、発光制御部840が発光部600のインジケータ610及びインジケータ620を発光させる。制御パターンP5に係る穿刺痛緩和装置10の状態は、所謂スタンバイ状態において穿刺痛緩和装置10の使用者に潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にある旨を報知している状態である。
<制御パターンP6>
制御パターンP6は、操作判定部820により、電源ボタン520が押下されているとの判定、及び、吸熱ボタン510が押下されているとの判定がなされ、飽和判定部850により、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にないとの判定がなされた場合に該当する制御パターンである。
制御パターンP6においては、IC制御部830によるドライバIC400の制御により、第1動作モードが実行される。即ち、図4(a)を参照して説明した、押圧部18を介した吸熱動作が行われる。
また、制御パターンP6においては、発光制御部840が発光部600のインジケータ610及びインジケータ630を発光させる。
<制御パターンP7>
制御パターンP7は、操作判定部820により、電源ボタン520が押下されているとの判定、及び、吸熱ボタン510が押下されているとの判定がなされ、飽和判定部850により、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態にあるとの判定がなされた場合に該当する制御パターンである。
制御パターンP7においては、IC制御部830によるドライバIC400の制御により、第1動作モードが実行される。即ち、図4(a)を参照して説明した、押圧部18を介した吸熱動作が行われる。
また、制御パターンP7では、発光制御部840が発光部600のインジケータ610、インジケータ620及びインジケータ630を発光させる。
<実施例の効果>
穿刺痛緩和装置10は、以下の通り、本発明に係る穿刺痛緩和装置に特有の実践上有益なる効果を有する。
<吸放熱性能維持効果>
穿刺痛緩和装置10は、ペルチェ素子100の第2面1002と潜熱蓄熱剤16との間に熱伝導性の収容部17を備える。即ち、潜熱蓄熱剤16が、この収容部17に収容されている。この収容部17の内部空間は、潜熱蓄熱剤16の体格及び形状に適合するように形成されており、潜熱蓄熱剤16は、ペルチェ素子100の第2面1002との間の熱伝導を阻害することなく、装置の実使用過程における振動や衝撃から守られている。従って、穿刺痛緩和装置10では、潜熱蓄熱剤16とペルチェ素子100との三次元的な位置関係が経時的に変化しない。このため、穿刺痛緩和装置10は、その吸熱及び放熱特性(例えば、ペルチェ素子100の単位面積当たりの吸放熱量)が、経時的に変化しない。即ち、穿刺痛緩和装置10は、時間経過に対して、その吸放熱性能を可及的に維持することができる。
<トラブル防止効果>
上述したように、穿刺痛緩和装置10では、電源ボタン520が押下された状態において吸熱ボタン510が押下された場合に第1動作モードが実行される。また、バッテリ200が外部電源と接続された状態において電源ボタン520が押下されていない場合、即ち、バッテリ200の充電時に、第2動作モードが実行される。即ち、穿刺痛緩和装置10では、ペルチェ素子100に対する通電極性を切り替えることにより押圧部18を吸熱面としても放熱面としても使用することができる点に着眼し、吸熱と放熱とが同時に行われない構成となっている。
例えば、放熱板やヒートシンク等といった、放熱の進捗状況をコントロールできない放熱用部材を利用して潜熱蓄熱剤16のリセットを実現しようとした場合、押圧部18を介した吸熱と、放熱用部材を介した放熱とが同時進行することになる。両者が同時に進行すると、例えば患者が放熱用部材に誤って接触するといった事態を招き得る。この点、穿刺痛緩和装置10では、潜熱蓄熱剤16に蓄積された熱が自由に放熱されることはなく、あくまで第2動作モードの実行時に限って放熱される。即ち、押圧部18は、押圧部18を吸熱部材として使用するか、放熱部材として使用するかに関する使用者の明確な意思の下に、一方の機能部材として機能する。従って、このような事態を招くことがない。
また、穿刺痛緩和装置10において、第2動作モードに対応する操作ボタンが設けられていても全く問題はないが、充電時に限って第2動作モードが実行されるように装置を構成することによって、このような事態が一層強固に防がれる。即ち、一般的に、充電に使用する外部電源の場所は、装置の使用場所とは異なることが多い。必然的に、第2動作モードは、近隣に人体が、少なくとも使用対象者が存在しない場所で粛々と進行する。従って、より安全である。また、そのように装置の使用ルールを定めておくことも容易にして可能である。
<装置内外の温度上昇防止効果>
穿刺痛緩和装置10は、第1動作モードにおける、ペルチェ素子100の第1面1001の吸熱作用により使用対象者の使用対象部位を冷却することができる。この際、この吸収された熱は装置内部においてペルチェ素子100の第2面1002から放出されるが、穿刺痛緩和装置10では、この放出熱を潜熱蓄熱剤16に蓄熱しておくことができる。潜熱蓄熱剤16は、その蓄熱容量が満たされるまで(即ち、熱飽和するまで)の相応の期間において温度上昇を生じない。即ち、穿刺痛緩和装置10は、実質的に、その使用過程において装置内部に熱源を有さない。従って、その外郭温度(主として、ケース11の温度)が、その使用環境の温度(例えば、室内温度)と殆ど等しく維持される。医療機器の温度には、例えばJIS規格(T0601−1)等に基づいた制限が存在するが、装置内部に熱源を有さない穿刺痛緩和装置10においては、その遵守が容易である。
また、穿刺痛緩和装置10においても、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態に陥った場合には、装置の使用過程において潜熱蓄熱剤16の温度は徐々に上昇する。しかしながら、穿刺痛緩和装置10は、温度センサ700と飽和判定部850の作用により、潜熱蓄熱剤16の熱飽和を検出し、更に、インジケータ820と発光制御部840の作用により、検出された熱飽和を使用者に速やかに報知することができる。このため、蓄熱剤温度T1が過剰に上昇する前に然るべき対策(即ち、本実施例では、電源ボタン520を押下せずにバッテリ200を外部電源と接続する動作)を講じることが容易にして可能である。
更に、穿刺痛緩和装置10の外郭を規定するケース11(正面側ケース11F及び裏面側ケース11R)は、断熱材料で構成されており、穿刺痛緩和装置10は全体として断熱構造となっている。従って、穿刺痛緩和装置10において、装置内部の温度は装置表面に伝導し難くなっており、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態に移行してから暫時の期間について装置の使用が継続されたとしても(医療行為の現場では珍しくない状況である)、装置の表面温度の上昇は防がれる。即ち、穿刺痛緩和装置10は、その温度上昇防止効果により、高い実用性を備えている。
<滅菌消毒の容易性担保効果>
穿刺痛緩和装置10は、ペルチェ素子100が有する、吸熱面と放熱面との切り替え機能を利用して、押圧部18を吸熱部材としても放熱部材としても使用することができる。即ち、穿刺痛緩和装置10の通常使用時においては、第1動作モードにより押圧部18を吸熱部材として使用することによって、使用対象者の使用対象部位を冷却し、もって使用対象者における穿刺痛を緩和することができる。また、潜熱蓄熱剤16が熱飽和状態に陥った場合等には、第2動作モードにより押圧部18を放熱部材として使用することによって、潜熱蓄熱剤16が潜熱として蓄積する熱を外界に放出し、潜熱蓄熱剤16の蓄熱量を減少せしめ、理想的には蓄熱量をゼロとする(即ち、リセットする)ことができる。即ち、穿刺痛緩和装置10においては、外界との間で熱のやり取りを行う箇所が、押圧部18のみに限定されている。これは、医療機器として大きな意義を持つ。
即ち、実践的運用面において、医療機器は、滅菌及び消毒を必要とする。また、衛生的であることが求められる。
滅菌及び消毒の方法は各種存在するが、いずれにせよ、装置外郭と装置内部との連通が遮断されていることが必要となる。また、衛生面においても、装置外郭と装置内部との連通は遮断されている必要がある。装置外郭が装置内部と連通していると、患者の体液等が装置内部に侵入或いは浸潤して非衛生的だからである。従って、医療機器として要求される滅菌及び消毒の容易性及び衛生機能は、装置外郭に通気口の類が形成されている段階で消失する。
ここで、押圧部18を吸熱面及び放熱面として使用する技術思想を有さぬ場合、潜熱蓄熱剤16が蓄積する熱を外界に放出するための一の方法として、冷却ファンを使用する方法が考えられる。しかしながら、冷却ファンの動作には、吸気口と排気口が必要であり、上述した滅菌及び消毒の容易性は消失し衛生的でもない。また、他の方法として、放熱板やヒートシンク等の放熱部材を使用する方法が考えられる。この場合、装置外郭と装置内部との連通を遮断することは可能であるものの、上述したように、放熱作用に制御性が皆無であるから、安全面において懸念がある。また、両者の方法ともに、装置表面の温度が装置の実使用環境において規定値を超える可能性を排除することができない。即ち、いずれにせよ、医療機器として遵守すべき事項を遵守することが極めて困難である。
これに対して、穿刺痛緩和装置10によれば、熱のやり取りは、押圧部18を介してのみ行われるため、装置全体を密閉構造とすることができ、滅菌及び消毒が容易である。また、密閉構造であるが故、衛生面においても極めて良好である。更に、穿刺痛緩和装置10では、吸熱/放熱に関する制御性が担保されている。従って、装置外郭(装置表面)の温度が、装置の実使用環境において規定に抵触しない。即ち、穿刺痛緩和装置10では、医療機器として遵守すべき事項が極めて良好にクリアされるのである。
尚、穿刺痛緩和装置10では、ペルチェ素子100の第1面1001が押圧部18に覆われており、外界に露出していない。このような構成は、衛生面においてより望ましい。しかしながらその一方で、本発明に係る医療機器の概念と穿刺痛緩和装置10との対比の上では、穿刺痛緩和装置10は、必ずしも押圧部18を有さずともよい。即ち、ペルチェ素子100の第1面1001は、その一部又は全体が、外界に露出していてもよい。この場合でも、装置全体として密閉構造を実現することには何の問題もない。
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う医療機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
The puncture
<Configuration of Example>
First, the configuration of the puncture
In FIG. 1A, two substantially rectangular holes are formed in the
The
The
The
The indicator 610 is an indicator that displays whether or not energization to a later-described
The
The
The
The configuration of the
In FIG. 1 (b), a circular hole is formed on the
The
In the following description, when referring to the entire case of the puncture
Next, the configuration of the puncture
In FIG. 2, the puncture
The sealing structure of the puncture
In addition, for such a sealing structure (waterproof structure) of the puncture
On the other hand, such a sealing structure has a ventilation hole in the outer shell of the device (in the puncture
Moreover, the
The “heat insulation structure” according to the present invention is not limited to the heat insulation structure in a strict sense that the heat conduction between the apparatus outer shell and the apparatus inside is completely cut off. That is, the heat insulation characteristic of the puncture
Since the puncture
A
In addition, a
As shown in FIG. 1A, the
In the internal space of the puncture
The
The
The
The latent
The latent
The storage space of the latent
Here, the
The
The
Next, the configuration of the puncture
In FIG. 3, a
The
In the power-on state, power is supplied from the
In the first energization state, the
In the second energization state, the
That is, the second energization state is an energization state that is different from the first energization state only in the energization polarity. In the
The energization control unit 800 includes sub-processors of a
The
The operation determination unit 820 is electrically connected to the above-described
The
The light
The saturation determination unit 850 is electrically connected to the
The
For example, the
<Operation of Example>
Next, the operation of the puncture
<Details of operation mode>
The puncture
Here, the details of the first and second operation modes will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram of the operation mode of the puncture
FIG. 4A is a conceptual diagram of the first operation mode. The first operation mode is an operation mode in which the energized state of each part of the puncture
As shown in FIG. 4A, in the first operation mode, the
Further, the heat absorbed by the
FIG. 4B is a conceptual diagram of the second operation mode. The second operation mode is an operation mode in which the energized state of each part of the puncture
As shown in FIG. 4B, in the second operation mode, in the
On the other hand, the heat absorbed by the
<Details of operation mode control>
Next, the execution conditions of these operation modes will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a control table related to the operation control of the puncture
In FIG. 5, the left end column indicates the control pattern number of the puncture
The second to fifth columns from the left represent the state of the puncture
The sixth column to the eighth column from the left represent the operation modes of the puncture
In addition, the ninth column and the twelfth column from the left represent the light emission state of each indicator of the
Hereinafter, the operation of each part of the puncture
<Control pattern P1>
The control pattern P1 is determined when the operation determination unit 820 determines that the
In the control pattern P1, the operation mode of the puncture
<Control pattern P2>
The control pattern P2 is determined by the operation determination unit 820 that the
In the control pattern P2, the second operation mode is executed under the control of the
Further, in the control pattern P2, the light
Whether the latent
In the present embodiment, the saturation determination unit 850 performs the determination operation with reference to the detection value of the
<Control pattern P3>
In the control pattern P3, the operation determination unit 820 determines that the
In the control pattern P3, the second operation mode is executed under the control of the
In the control pattern P3, the light
<Control pattern P4>
In the control pattern P4, the operation determination unit 820 determines that the
In the control pattern P4, the power supply mode is executed under the control of the
<Control pattern P5>
In the control pattern P5, the operation determination unit 820 determines that the
In the control pattern P5, the power supply mode is executed by the control of the
<Control pattern P6>
In the control pattern P6, the operation determination unit 820 determines that the
In the control pattern P6, the first operation mode is executed under the control of the
In the control pattern P6, the light
<Control pattern P7>
In the control pattern P7, the operation determination unit 820 determines that the
In the control pattern P7, the first operation mode is executed under the control of the
In the control pattern P7, the light
<Effect of Example>
The puncture
<Adsorption effect of heat absorption / radiation performance>
The puncture
<Trouble prevention effect>
As described above, in the puncture
For example, when resetting the latent
Further, in the puncture
<Temperature rise prevention effect inside and outside the device>
The puncture
Also in the puncture
Furthermore, the case 11 (the
<Ease of sterilization and disinfection>
The puncture
That is, in practical operation, medical devices require sterilization and disinfection. It is also required to be hygienic.
There are various methods of sterilization and disinfection, but in any case, it is necessary that communication between the outer shell of the device and the inner portion of the device is cut off. Also, in terms of hygiene, the communication between the outer shell of the device and the inner portion of the device needs to be blocked. This is because if the device shell communicates with the inside of the device, the patient's body fluid or the like enters or infiltrates the inside of the device and is unsanitary. Therefore, the ease of sterilization and disinfection required for medical devices and the sanitary function disappear at the stage where the vents are formed in the outer shell of the apparatus.
Here, when there is no technical idea of using the
On the other hand, according to the puncture
In the puncture
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. A medical device accompanying such a change can also be used. It is included in the technical scope of the present invention.
10…穿刺痛緩和装置、100…ペルチェ素子、200…バッテリ、300…コネクタ、400…ドライバIC、500…操作部、510…吸熱ボタン、520…電源ボタン、600…発光部、610、620、630.640…インジケータ、700…温度センサ、800…通電制御部、810…充電判定部、820…操作判定部、830…IC制御部、840…発光制御部、850…飽和判定部、860…温度制御部、1001…第1面(ペルチェ素子)、1002…第2面(ペルチェ素子)、900…温度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ペルチェ素子に対し、前記第1の面が吸熱面、且つ、前記第2の面が放熱面となる第1の通電制御を実行する制御手段と、
前記第2の面に熱的接触状態を保って配置された潜熱蓄熱剤と、
前記第1の面又は前記第1の面の少なくとも一部を覆う熱伝導性部材が露出した状態で前記ペルチェ素子及び前記潜熱蓄熱剤を収納する筐体と
を備えることを特徴とする医療機器。 A Peltier element having a first surface and a second surface;
Control means for performing first energization control with respect to the Peltier element, wherein the first surface is a heat absorbing surface and the second surface is a heat radiating surface;
A latent heat storage agent disposed in thermal contact with the second surface;
A medical device comprising: a housing for storing the Peltier element and the latent heat storage agent in a state where a heat conductive member covering at least a part of the first surface or the first surface is exposed.
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