JP2021040906A - 点滴監視センサ及び点滴監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】点滴監視センサの点滴筒への装着位置を検出可能な点滴監視センサ及び点滴監視システムを提供する。【解決手段】点滴筒に装着可能であり、前記点滴筒の内部を落下する液体を監視する点滴監視センサであって、前記液体に向けて光を照射可能な発光部と、前記発光部が照射した光を受光可能であり、受光した光に応じた受光信号を出力する受光部と、前記受光信号に基づいて、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置に関する情報を算出する制御部とを備える。【選択図】図２

Description

本開示は、点滴監視センサ及び点滴監視システムに関する。

栄養剤や薬液等の液体を、患者等の生体に投与するために、点滴筒を備えた輸液装置が用いられる。輸液装置は、点滴筒、輸液チューブ、及び各種医療機器等を備え、これらにより、液体を輸送するための経路（輸液ライン）が形成されている。輸液チューブには、輸液ラインを流れる液体の流量を調整するための、クランプや輸液ポンプが装着されている。

上述の輸液装置等が備える点滴筒の内部を落下する液体を監視するための点滴監視センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の点滴監視センサは、光軸が単一の平面内となるように配置された発光素子及び受光素子を備え、点滴筒内を液滴が落下すると受光素子が発生する出力電圧が変化し、これによって、液滴を検出することができる。

特開２０１７−２０２２５９号公報

点滴監視センサは、点滴筒に装着された状態で使用されるが、装着された位置によっては、液滴を的確に検出できない場合がある。しかしながら、特許文献１には、点滴監視センサの点滴筒への装着位置を検出することについては記載されていない。

本開示は、点滴監視センサの点滴筒への装着位置を検出可能な点滴監視センサ及び点滴監視システムを提供することを目的とする。

本開示の第１の態様としての点滴監視センサは、点滴筒に装着可能であり、前記点滴筒の内部を落下する液体を監視する点滴監視センサであって、前記液体に向けて光を照射可能な発光部と、前記発光部が照射した光を受光可能であり、受光した光に応じた受光信号を出力する受光部と、前記受光信号に基づいて、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置に関する情報を算出する制御部とを備える。

本開示の１つの実施形態として、前記制御部により算出された前記装着位置に関する情報を報知する報知部をさらに備える。

本開示の１つの実施形態として、前記制御部は、前記装着位置に関する情報として、前記装着位置が適当であるか否かを判定する。

本開示の１つの実施形態として、前記報知部は、前記装着位置が適当であるか否かに関する情報を報知する。

本開示の１つの実施形態として、前記制御部は、前記受光部における受光量の変化が所定時間以上にわたって検出された場合、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置が不適当であると決定する。

本開示の１つの実施形態として、前記受光部は、複数個の受光素子により構成され、前記制御部は、前記複数個の受光素子からの受光信号が示す受光量の変化の時間差に基づいて、前記点滴筒の液滴排出口から前記点滴監視センサの装着位置までの鉛直方向の距離を算出する。

本開示の１つの実施形態として、前記受光部は、複数個の受光素子により構成され、前記制御部は、前記複数個の受光素子からの受光信号が示す受光量の変化の時間差が、所定の時間差以上である場合、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置が不適当であると決定する。

本開示の１つの実施形態として、前記受光部は、２個の受光素子により構成される。

本開示の１つの実施形態として、前記報知部は、前記点滴監視センサの前記点滴筒への装着作業の開始を検出した後、所定時間内にのみ、前記装着位置に関する情報を報知する。

本開示の第２の態様としての点滴監視システムは、点滴筒に装着可能な点滴監視センサと、制御装置と、を備える点滴監視システムであって、前記点滴監視センサは、前記点滴筒の内部を落下する液体に向けて光を照射可能な発光部と、前記発光部が照射した光を受光可能であり、受光した光に応じた受光信号を出力する受光部と、を備え、前記制御装置は、前記受光信号に基づいて、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置に関する情報を算出する制御部を備える。

本開示の点滴監視センサ及び点滴監視システムによれば、点滴監視センサの点滴筒への装着位置を検出可能である。

本開示の第１実施形態の点滴監視センサが点滴筒に装着された状態の輸液装置の正面図である。 図１の輸液装置の一部を拡大して示す図であり、図１に示す点滴監視センサと点滴筒とを示す正面図である。 図１に示す点滴監視センサの概略構成を示す機能ブロック図である。 点滴筒に対する点滴監視センサの装着状態の一例を示す図である。 点滴筒に対する点滴監視センサの装着状態の一例を示す図である。 図４Ａの装着状態における、点滴監視センサによる液滴の検出強度の変化を示す図である。 図４Ｂの装着状態における、点滴監視センサによる液滴の検出強度の変化を示す図である。 図３の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 点滴筒に対する第２実施形態に係る点滴監視センサの装着状態の一例を示す図である。 点滴筒に対する第２実施形態に係る点滴監視センサの装着状態の一例を示す図である。 点滴筒に対する第２実施形態に係る点滴監視センサの装着状態の一例を示す図である。 図７Ａの装着状態における、点滴監視センサによる液滴の検出強度の変化を示す図である。 図７Ｂの装着状態における、点滴監視センサによる液滴の検出強度の変化を示す図である。 図７Ｃの装着状態における、点滴監視センサによる液滴の検出強度の変化を示す図である。 液滴の落下距離と落下速度との関係を示すシミュレーション結果を示す図である。 第２実施形態に係る点滴監視センサの制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 本開示の一実施形態の点滴監視システムの概略構成を示す機能ブロック図である。

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。各図において共通の構成部には、同一の符号を付している。本明細書において、上下方向とは、後述する点滴筒１１０の生体への使用時における鉛直の方向を意味し、上方は排出部１１２から見て滴下部１１１が位置する方向（すなわち、図２における上方）、下方はその反対方向を意味するものとする。

（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態の点滴監視センサ１が点滴筒１１０に装着された状態の輸液装置１００を示す図である。図２は、図１の一部を拡大して示す図であり、点滴監視センサ１と点滴筒１１０とを示す正面図である。図３は、点滴監視センサ１の概略構成を示す機能ブロック図である。図３に示す矢印は、電気信号が流れる方向を示す。

点滴監視センサ１は、点滴筒１１０の内部を落下する液体を監視するセンサである。図１に示すように、本実施形態の点滴監視センサ１は、点滴筒１１０の周囲に装着した状態で使用される。点滴筒１１０は、図１に示すように、例えば輸液装置１００の一部を構成する。

点滴監視センサ１は、点滴筒１１０の内部を落下する薬液等の液体に向けて光を照射可能な発光部１０と、発光部１０が照射した光を受光可能な受光部３０とを備える。より具体的には、本実施形態では、図２に示すように、発光部１０は、点滴筒１１０の内部を落下する薬液等の液体に向けて入射光Ｌ１を照射可能に構成され、受光部３０は、入射光Ｌ１が当該液体により吸収及び／又は屈折されて生じる減衰された透過光Ｌ２を受光可能に構成されている。

点滴監視センサ１は、更に、点滴筒１１０における点滴監視センサ１の装着位置に関する情報を算出する制御部５０を備える。受光部３０は、受光した光に応じた受光信号を制御部５０に出力する。制御部５０は、受光信号に基づいて、点滴筒１１０における点滴監視センサ１の装着位置に関する情報を算出する。

点滴監視センサ１は、更に、報知部８０を備える。報知部８０は、制御部５０により算出された装着位置に関する情報を報知する。図２に示す例では、報知部８０は、発光素子により構成され、発光により情報を報知する。ただし、報知部８０の形態は、詳細については後述するが、これに限られない。

図１に示す輸液装置１００は、栄養剤や薬液等の液体を、患者等の生体に投与するために用いられる。輸液装置１００は、液体を生体まで輸送するための輸液ラインを形成している。具体的には、輸液装置１００は、液体が収容された輸液バッグ等の輸液容器１０１と、輸液容器１０１から供給される液体の流量を視認可能な点滴筒１１０と、生体に留置された留置針等に接続可能なコネクタ１０２と、これら各部材を接続する複数の輸液チューブ１０３と、を備えている。輸液ラインは、輸液容器１０１と、点滴筒１１０と、コネクタ１０２と、輸液チューブ１０３と、により形成されている。図１に示す例では、輸液装置１００は、輸液ラインを流れる液体の流量を調整するための、輸液チューブ１０３に装着されたクランプ１０４及び輸液ポンプ１０５を更に備えている。

図２に示すように、点滴筒１１０は、輸液ラインの上流から輸送される液体を内部の滴下室１１３内に導入する滴下部１１１と、滴下室１１３内の液体を輸液ラインの下流に排出する排出部１１２と、滴下室１１３の周面を区画する周壁部１１４と、を備えている。周壁部１１４は、光透過性の素材で形成された光透過部を少なくとも一部に備えている。具体的には、周壁部１１４の光透過部は、少なくとも、後述する貯留液体１１７の液面よりも上方の位置に備えられている。

点滴筒１１０に輸送された液体は、滴下部１１１の液滴排出口１１１ａから落下液滴１１６として落下し、滴下室１１３内に貯留液体１１７として貯留される。排出部１１２は貯留液体１１７の一部を排出する。これにより、貯留液体１１７は適量に保たれる。

点滴監視センサ１は、点滴筒１１０の内部の滴下室１１３内を落下する落下液滴１１６を監視するために用いられる。図２に示すように、本実施形態の点滴監視センサ１は、点滴筒１１０の周壁部１１４の、貯留液体１１７の液面よりも上方に位置する光透過部の位置で、周壁部１１４を挟み込むようにして装着されている。

図３に示すように、本実施形態の点滴監視センサ１は、発光部１０と、受光部３０と、制御部５０と、記憶部６０と、増幅部７０と、報知部８０と、を備える。

発光部１０は、周壁部１１４の光透過部を通じて、点滴筒１１０の滴下室１１３内を落下する落下液滴１１６に向けて入射光Ｌ１を照射可能である。発光部１０は、例えば、１つ又は複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）又はＬＤ（Laser Diode：レーザダイオード）等の光を出射する発光素子で構成される。本実施形態では、発光部１０が１つのＬＥＤにより構成されているとして、以下説明する。

受光部３０は、発光部１０が照射した光を受光可能である。本実施形態では、受光部３０は、発光部１０からの入射光Ｌ１が落下液滴１１６により吸収及び／又は屈折されて生じる減衰された透過光Ｌ２を受光可能である。ただし、受光部３０は、発光部１０からの入射光Ｌ１が落下液滴１１６により反射されて生じる反射光を検出してもよい。受光部３０は、例えば、１つ又は複数のＰＴ（Photo Transistor：フォトトランジスタ）又はＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）等の受光素子で構成される。本実施形態では、受光部３０が１つのＰＴにより構成されているとして、以下説明する。

受光部３０は、透過光Ｌ２を含む受光した光に基づく受光信号を、増幅部７０を介して、制御部５０に出力する。図２に示すように、本実施形態の点滴監視センサ１では、発光部１０と受光部３０とが同一平面である水平面Ｈ内に位置している。

制御部５０は、点滴監視センサ１の各機能部をはじめとして、点滴監視センサ１の全体を制御及び管理する。制御部５０は、少なくとも１つのプロセッサを含んで構成される。制御部５０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ又は各機能の処理に特化した専用のプロセッサで構成される。このようなプログラムは、記憶部６０又は点滴監視センサ１の外部の記憶媒体に記憶されている。

制御部５０は、受光部３０からの受光信号に基づいて、点滴筒１１０における点滴監視センサ１の装着位置に関する情報を算出する。制御部５０は、装着位置に関する情報として、装着位置が適当であるか否かを判定してよい。制御部５０による装着位置に関する情報の算出処理の詳細については、後述する。制御部５０は、装着位置に関する情報の算出結果を、報知部８０に出力する。また、制御部５０は、受光部３０からの受光信号に基づいて、落下液滴１１６を検出する。

記憶部６０は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成することができる。記憶部６０は、例えば、各種情報、及び点滴監視センサ１を動作させるためのプログラム等を記憶する。具体的には、記憶部６０は、点滴監視センサ１の装着位置に関する情報の算出のために制御部５０が使用する閾値等を記憶する。記憶部６０は、ワークメモリとしても機能してもよい。

増幅部７０は、例えば増幅回路等で構成され、受光部３０からの受光信号を増幅して、制御部５０に出力する。

報知部８０は、制御部５０が算出した、点滴監視センサ１の装着位置に関する情報を、外部に報知する。制御部５０が、装着位置が適当であるか否かを判定する場合、報知部８０は、装着位置が適当であるか否かに関する情報を報知する。報知部８０は、外部に情報を報知可能な任意の態様で構成されていてよい。例えば、報知部８０は、発光素子により構成されており、発光色や点灯状態又は点滅状態等により、情報を外部に出力してよい。また、例えば、報知部８０は、スピーカにより構成されており、アラーム音や音声アナウンス等の音により、情報を外部に出力してよい。また、例えば、報知部８０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、又は無機ＥＬディスプレイ（ＩＥＬＤ：Inorganic Electro-Luminescence Display）等の表示デバイスにより構成されており、種々の表示により、情報を外部に出力してよい。また、例えば、報知部８０は、振動子により構成されており、振動パターンにより、情報を外部に出力してよい。報知部８０は、ここで示した具体例以外の態様により構成されていてもよい。また、報知部８０は、複数の態様を組み合わせて構成されていてもよい。

ここで、点滴監視センサ１の、点滴筒１１０に対する好ましい装着位置について説明する。点滴監視センサ１は、点滴筒１１０において、装着される位置が高い（上方）ほど、好ましい。

点滴監視センサ１が、点滴筒１１０の低い位置（例えば、貯留液体１１７の液面に近い高さ）に装着されたとすると、滴下部１１１の液滴排出口１１１ａから滴下された落下液滴１１６が貯留液体１１７の液面で跳ねた場合、点滴監視センサ１が当該跳ねた液体を落下液滴１１６として検出する、という誤検出が発生する可能性が高まる。点滴監視センサ１が、点滴筒１１０の高い位置に装着されているほど、液跳ねを検出するリスクが小さくなる。

また、点滴監視センサ１が、点滴筒１１０の低い位置に装着されたとすると、液跳ね等により周壁部１１４に付着した液体が、周壁部１１４の内壁を伝って上方から下方に垂れてくるときに、点滴監視センサ１が当該液体を落下液滴１１６として検出する、という誤検出が発生する可能性が高まる。点滴監視センサ１が、点滴筒１１０の高い位置に装着されているほど、周壁部１１４に液体が付着したとしても、そこから周壁部１１４を伝って垂れた液体が、点滴監視センサ１が装着された高さを通過する可能性が低くなる。

さらに、点滴監視センサ１が、点滴筒１１０の低い位置に装着されたとすると、点滴筒１１０が傾いた場合に、点滴監視センサ１が貯留液体１１７を検出する、という誤検出が発生する可能性が高まる。点滴監視センサ１が、点滴筒１１０の高い位置に装着されているほど、点滴筒１１０が傾いたとしても、点滴監視センサ１が貯留液体１１７を検出する可能性が低くなる。

さらにまた、点滴監視センサ１が、点滴筒１１０の低い位置に装着されたとすると、点滴筒１１０が傾いた場合に、落下液滴１１６が点滴監視センサ１に到達する前に周壁部１１４に接触する場合がある。この場合、点滴監視センサ１が装着された位置まで落下液滴１１６が落下しないことにより、点滴監視センサ１が落下液滴１１６を検出できない可能性が高まる。点滴監視センサ１が、点滴筒１１０の高い位置に装着されているほど、点滴筒１１０が傾いたとしても、落下液滴１１６が点滴監視センサ１に到達する前に周壁部１１４に接触する可能性が低くなり、その結果、落下液滴１１６を検出できなくなる可能性が低くなる。

以上のような理由から、点滴監視センサ１は、点滴筒１１０において、装着位置が高い方が好ましい。ただし、装着位置が高すぎて、発光部１０と受光部３０とを含む水平面Ｈが滴下部１１１の先端よりも高い位置に配置されると、点滴監視センサ１は、落下液滴１１６を検出できない。例えば、発光部１０と受光部３０とを含む水平面Ｈが滴下部１１１の先端（液滴排出口１１１ａ）とほぼ同じ高さの場合、点滴監視センサ１は、滴下部１１１の先端で形成されつつある、落下前の液滴を検出することとなり、適切に落下液滴１１６を検出できない。

そこで、本開示に係る点滴監視センサ１は、点滴監視センサ１の点滴筒１１０への装着位置を検出し、装着位置が適当でない場合に報知を行う。これらの処理は、制御部５０により制御される。

次に、制御部５０が実行する、装着位置に関する情報の算出処理の詳細について説明する。

図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ点滴筒１１０に対する点滴監視センサ１の装着状態の一例を示す図である。具体的には、図４Ａは、点滴監視センサ１が適当な装着位置で点滴筒１１０に装着された場合の例を示し、図４Ｂは、点滴監視センサ１が適当な装着位置よりも上方の、不適当な装着位置で点滴筒１１０に装着された場合の例を示している。なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、点滴筒１１０及び点滴監視センサ１を、一部簡略化して示している。

図５Ａは、図４Ａの装着状態における、点滴監視センサ１による液滴の検出強度の変化を示す図である。図５Ａにおいて、縦軸は液滴の検出強度を示し、横軸は時刻を示す。液滴の検出強度は、受光部３０における受光量の変化に応じて算出される指標である。図５Ａにおいて、時刻ｔ_１は、点滴監視センサ１により落下液滴１１６が検出され始めた時刻（検出開始時刻）であり、時刻ｔ_２は、点滴監視センサ１により落下液滴１１６が検出されなくなった時刻（検出終了時刻）である。

図４Ａの装着状態は、点滴監視センサ１が、落下液滴１１６を検出可能な適当な装着位置に装着された場合の例である。この場合、点滴監視センサ１は、自然落下する落下液滴１１６を検出する。点滴監視センサ１は、自然落下する落下液滴１１６が、発光部１０と受光部３０とを含む水平面Ｈを通過する間、図５Ａに示すように、落下液滴１１６を検出する。

図５Ｂは、図４Ｂの装着状態における、点滴監視センサ１による液滴の検出強度の変化を示す図である。図５Ｂにおいても、縦軸は液滴の検出強度を示し、横軸は時刻を示す。図５Ｂにおいて、時刻ｔ_３は、点滴監視センサ１により液滴が検出され始めた時刻（検出開始時刻）であり、時刻ｔ_４は、点滴監視センサ１により液滴が検出されなくなった時刻（検出終了時刻）である。

図４Ｂの装着状態は、点滴監視センサ１が、落下液滴１１６を検出可能な適当な装着位置よりも上方の、不適当な位置に装着された場合の例である。具体的には、図４Ｂに示すように、発光部１０と受光部３０とを含む水平面Ｈが、滴下部１１１の液滴排出口１１１ａに形成される、落下前の液滴と同じ高さとなる位置に、点滴監視センサ１が点滴筒１１０に装着されている。この場合、点滴監視センサ１は、自然落下する前の、液滴排出口１１１ａに形成されつつある液滴を検出する。このように、点滴監視センサ１が液滴排出口１１１ａに形成されつつある液滴を検出している場合、適当に落下液滴１１６を検出することができない。本実施形態では、制御部５０は、装着位置に関する情報の算出処理として、このように点滴監視センサ１が不適当な装着位置に装着されているか否かを検出する。

図５Ａと図５Ｂとを比較すると、点滴監視センサ１が適当な位置に装着されている場合に検出される検出強度のグラフは、点滴監視センサ１が不適当な位置に装着されている場合に検出される検出強度のグラフと比較して、検出開始時刻から検出終了時刻までの時間が短い。この性質を利用して、制御部５０は、例えば、検出開始時刻から検出終了時刻までの時間が、所定時間Ｔａ以上である場合、点滴監視センサ１の装着位置が不適当であると判定する。このときに、装着位置が適当であるか不適当であるかを判定するために制御部５０が基準とする閾値としての所定時間Ｔａは、例えば予め記憶部６０に記憶されている。所定時間Ｔａは、例えば、液滴が自然落下する場合に検出されると考えられる最大の時間、あるいは最大の時間よりも長い時間として設定されてよい。ただし、より高い精度で検出を行うためには、所定時間Ｔａは、液滴が自然落下する場合に検出されると考えられる時間に近いほど好ましい。

図６は、本実施形態において、制御部５０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図６に示すフローは、例えば医療従事者等の操作者が、点滴監視センサ１に対して、所定の入力操作を行った場合に開始されてよい。所定の入力操作は、点滴監視センサ１の点滴筒１１０への装着作業の開始に関連する入力操作であってよい。所定の入力操作は、例えば点滴監視センサ１の電源をオンにする入力操作であってもよく、点滴監視センサ１に対して装着位置に関する情報の算出を開始させる入力操作であってもよく、点滴監視センサ１に対して液滴の検出を開始させる入力操作であってもよい。操作者は、例えば点滴監視センサ１を点滴筒１１０に装着した状態で所定の入力操作を行うか、所定の入力操作を行ってから点滴監視センサ１を点滴筒１１０に装着する。

点滴監視センサ１に対して所定の入力操作が行われると、発光部１０は、例えば制御部５０による制御により発光を開始し、受光部３０は、発光部１０が照射した光の受光を開始する。受光部３０は、受光した光に応じた受光信号を出力する。

制御部５０は、受光部３０が出力した受光信号を取得する（ステップＳ１１）。

制御部５０は、ステップＳ１１で取得した受光信号に基づいて、点滴筒１１０における点滴監視センサ１の装着位置に関する情報を算出する。具体的には、制御部５０は、例えばステップＳ１２の処理により、装着位置に関する情報を算出する。

すなわち、制御部５０は、受光部３０における受光量の変化が、所定時間Ｔａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。受光量の変化の長さは、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明した、検出開始時刻から検出終了時刻までの時間の長さである。

制御部５０は、受光部３０における受光量の変化が、所定時間Ｔａ未満である場合（ステップＳ１２のＮｏ）、装着位置が適当であると判定する（ステップＳ１３）。

一方、制御部５０は、受光部３０における受光量の変化が、所定時間Ｔａ以上にわたる場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、装着位置が不適当であると判定する（ステップＳ１４）。この場合、点滴監視センサ１は、図４Ｂに示したように、発光部１０と受光部３０とを含む水平面Ｈが、液滴排出口１１１ａに形成される落下前の液滴と同じ高さとなる位置で、点滴筒１１０に装着されている状態である。

制御部５０は、装着位置が不適当であると判定した場合、判定結果としての、装着位置に関する情報を、報知部８０から報知する（ステップＳ１５）。操作者は、報知部８０における報知により、装着位置が不適当であることを知ることができる。この場合、操作者は、点滴監視センサ１の点滴筒１１０における装着位置を、調整する（ここでの例では下げる）ことができる。これにより、点滴監視センサ１を点滴筒１１０の適当な位置に装着し得る。

制御部５０は、装着位置が不適当であると判定した場合、図６のフローを繰り返し実行してもよい。このようにして、操作者は、制御部５０により装着位置が適当であると判定されるまで、装着位置を調整することができる。

図６に示した例では、制御部５０は、装着位置が不適当であると判定した場合に判定結果を報知すると説明した。しかしながら、制御部５０は、装着位置が適当であると判定した場合に判定結果を報知してもよい。この場合、操作者は、報知部８０における報知により、装着位置が適当であることを知ることができる。制御部５０は、操作者が認識可能なように、装着位置が適当であるか不適当であるかを、それぞれ区別して報知してもよい。

このように、本実施形態に係る点滴監視センサ１によれば、制御部５０は、受光部３０から受光した受光信号に基づいて、点滴筒１１０における点滴監視センサ１の装着位置に関する情報を算出する。そのため、点滴監視センサ１の点滴筒１１０への装着位置を検出可能である。特に、本実施形態では、点滴監視センサ１は、受光信号に基づいて、点滴筒１１０における点滴監視センサ１の装着位置が不適当であるか否かを判定することができる。

なお、例えば、点滴監視センサ１が、点滴筒１１０に対して図４Ｂに示す位置よりも更に上方に装着され、水平面Ｈが滴下部１１１と交差する場合には、点滴監視センサ１は、液滴を検出しない。この場合も、点滴監視センサ１の装着位置が不適当であると言える。そこで、点滴監視センサ１の制御部５０は、予め定められた所定の時間、液滴を検出しなかった場合、つまり受光部３０における受光量が変化しなかった場合にも、報知部８０からその旨を報知してもよい。また、点滴監視センサ１が、滴下部１１１（透過度の低い遮光物）を検出した場合、つまり受光部３０における受光量の大幅な減少が所定の時間以上連続する場合（例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示すグラフおいて、検出強度が所定の時間以上、予め定められた閾値を超えた場合）にも、報知部８０からその旨を報知してもよい。これにより、操作者は、点滴監視センサ１の装着位置が不適当であることを認識し、装着位置を調整することができる。

（第２実施形態）
図７Ａから図７Ｃは、それぞれ点滴筒１１０に対する第２実施形態に係る点滴監視センサ２の装着状態の一例を示す図である。第２実施形態に係る構成について、第１実施形態と同様の点については適宜説明を省略しながら、説明する。

第２実施形態に係る点滴監視センサ２は、第１実施形態に係る点滴監視センサ２と異なり、受光部３０が２つの受光素子（例えばＰＴ）により構成されている。つまり、本実施形態に係る点滴監視センサ２の受光部３０は、第１受光素子３０ａと第２受光素子３０ｂとにより構成されている。

第１受光素子３０ａと第２受光素子３０ｂとは、点滴監視センサ２が点滴筒１１０に装着された状態において、発光部１０を通る水平面Ｈに対して面対称の位置に設けられている。第１受光素子３０ａと、第２受光素子３０ｂとの間隔Ｗは、後述する時間差を検出可能な範囲で適宜決定されてよく、例えば３〜４ｍｍである。間隔Ｗは、例えば記憶部６０に予め記憶されている。点滴監視センサ２の他の構成については、第１実施形態に係る点滴監視センサ１と同様であるため、その詳細な説明については省略する。

図７Ａから図７Ｃは、点滴監視センサ２をそれぞれ異なる高さに装着した様子を示す図である。図７Ａから図７Ｃを比較すると、図７Ａでは、点滴監視センサ２が最も高い位置に装着され、図７Ｂ、図７Ｃの順に、点滴監視センサ２が装着される位置が低くなる。上述のように、点滴監視センサ２の装着位置は、高いほど好ましいため、図７Ｃに示す装着位置よりも図７Ｂに示す装着位置が好ましく、図７Ａに示す装着位置が、これらの図の中では最も好ましい。

図８Ａから図８Ｃは、それぞれ図７Ａから図７Ｃの装着状態における、点滴監視センサ２による液滴の検出強度の変化を示す図である。図８Ａから図８Ｃでは、液滴の検出強度の変化が、それぞれ上下２段で示されている。上段は、第１受光素子３０ａによる液滴の検出強度を示したものであり、下段は、第２受光素子３０ｂによる液滴の検出強度を示したものである。図８Ａから図８Ｃにおいて、縦軸は液滴の検出強度を示し、横軸は時刻を示す。

図８Ａから図８Ｃを参照すると、いずれも第１受光素子３０ａにより落下液滴１１６が検出された後、第２受光素子３０ｂにより落下液滴１１６が検出されている。しかしながら、第１受光素子３０ａにより落下液滴１１６が検出されてから、第２受光素子３０ｂにより落下液滴１１６が検出されるまでの時間は、点滴監視センサ２の装着位置が下方であるほど、短くなる。

ここで、検出強度のピークの時刻を、受光素子による落下液滴１１６の検出時刻とする。ただし、検出時刻は、検出強度の検出開始時刻であってもよいし、検出終了時刻であってもよい。図７Ａに示す装着位置における、第１受光素子３０ａによる落下液滴１１６の検出時刻をｔ_１１とし、第２受光素子３０ｂによる落下液滴１１６の検出時刻をｔ_１２とし、第１受光素子３０ａにより落下液滴１１６が検出されてから第２受光素子３０ｂにより落下液滴１１６が検出されるまでの時間差をＴ_１０（＝ｔ_１２−ｔ_１１）とする。同様に、図７Ｂに示す装着位置における、第１受光素子３０ａによる落下液滴１１６の検出時刻をｔ_２１とし、第２受光素子３０ｂによる落下液滴１１６の検出時刻をｔ_２２とし、第１受光素子３０ａにより落下液滴１１６が検出されてから第２受光素子３０ｂにより落下液滴１１６が検出されるまでの時間差をＴ_２０（＝ｔ_２２−ｔ_２１）とする。同様に、図７Ｃに示す装着位置における、第１受光素子３０ａによる落下液滴１１６の検出時刻をｔ_３１とし、第２受光素子３０ｂによる落下液滴１１６の検出時刻をｔ_３２とし、第１受光素子３０ａにより落下液滴１１６が検出されてから第２受光素子３０ｂにより落下液滴１１６が検出されるまでの時間差をＴ_３０（＝ｔ_３２−ｔ_３１）とする。この場合、落下液滴１１６は、落下を開始してから時間が経過するほど速度が増加しているため、Ｔ_１０＞Ｔ_２０＞Ｔ_３０が成立する。

制御部５０は、この性質を利用して、各受光素子の受光信号が示す受光量の変化の時間差に基づいて、滴下部１１１の液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２の装着位置までの鉛直方向の距離を算出することができる。ここで、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２の装着位置までの鉛直方向の距離は、液滴排出口１１１ａから、点滴監視センサ２の代表点までの鉛直方向の距離とすることができる。代表点は、適宜定めることができ、例えば水平面Ｈ上の１点とすることができる。

図９は、液滴の落下距離と落下速度との関係を示すシミュレーション結果を示す図である。具体的には、図９は、落下液滴１１６の液滴排出口１１１ａからの距離（落下距離）における、当該落下液滴１１６の速度（落下速度）を示す図である。点滴監視センサ２は、記憶部６０において、図９に示すシミュレーション結果を記憶していてよい。

制御部５０は、図９に一例として示すシミュレーション結果を用いて、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２の装着位置までの鉛直方向の距離を算出することができる。具体的には、制御部５０は、第１受光素子３０ａによる落下液滴１１６の検出時刻と第２受光素子３０ｂによる落下液滴１１６の検出時刻との時間差Ｔと、第１受光素子３０ａと第２受光素子３０ｂとの間隔Ｗと、を用いて、落下液滴１１６の落下速度を算出する。制御部５０は、間隔Ｗを時間差Ｔで割る演算を行うことにより、落下速度Ｖ（＝Ｗ／Ｔ）を算出することができる。そして、制御部５０は、図９に示すシミュレーション結果を参照して、算出した落下速度Ｖにおける落下距離を決定する。決定した落下距離が、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２の装着位置までの鉛直方向の距離である。このようにして、制御部５０は、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２の装着位置までの鉛直方向の距離を算出することができる。

なお、図９に示すシミュレーション結果は、一例に過ぎない。落下液滴１１６の落下距離と落下速度の関係は、例えば落下液滴１１６の体積等に応じて空気抵抗が異なるため、異なり得る。そのため、記憶部６０は、点滴筒１１０及び／又は落下液滴１１６に応じたシミュレーション結果を記憶していてよく、制御部５０は、適切なシミュレーション結果を使用して、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２の装着位置までの鉛直方向の距離を算出することができる。

制御部５０は、上述の性質を利用して、各受光素子の受光信号が示す受光量の変化の時間差に基づいて、当該時間差が所定の時間差Ｔｓ以下である場合、点滴筒１１０に対する点滴監視センサ２の装着位置が不適当である（下方すぎる）と判定することができる。所定の時間差Ｔｓは、点滴筒１１０の大きさや使用態様等に応じて適宜定めることができる。所定の時間差Ｔｓは、例えば予め記憶部６０に記憶されていてよい。

例えば、落下距離が１０ｍｍ以上の場合を、不適当な装着位置であるとする。この場合、落下速度が、図９のシミュレーション結果に示す落下速度Ｖｓよりも早い場合、装着位置が不適当な範囲に属することとなる。そのため、制御部５０は、第１受光素子３０ａによる落下液滴１１６の検出時刻と第２受光素子３０ｂによる落下液滴１１６の検出時刻との時間差Ｔが、所定の時間差Ｔｓ（＝Ｗ／Ｖｓ）以下である場合に、装着位置が不適当であると判定することができる。反対に、制御部５０は、第１受光素子３０ａによる落下液滴１１６の検出時刻と第２受光素子３０ｂによる落下液滴１１６の検出時刻との時間差Ｔが、所定の時間差Ｔｓより大きい場合、装着位置が適当であると判定することができる。

制御部５０は、上述のようにして算出した、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２の装着位置までの鉛直方向の距離、及び／又は、装着位置が適当であるか否かに関する情報を、報知部８０から報知することができる。報知により、操作者は、点滴監視センサ２の装着位置に関する情報を認識できる。

本実施形態においても、第１実施形態で図６のフローを参照して説明した処理を組み合わせて用いることができる。第１実施形態で図６のフローを参照して説明した処理を組み合わせることにより、本実施形態に係る点滴監視センサ２は、落下液滴１１６を検出できないほど装着位置が上方にある場合と、定められた所定の位置よりも装着位置が下方にある場合との、双方の不適当な装着位置を検出することができる。

図１０は、第２実施形態に係る点滴監視センサ２の制御部５０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローは、図６に示したフローと同様に、例えば医療従事者等の操作者が、点滴監視センサ２に対して、所定の入力操作を行った場合に開始されてよい。

点滴監視センサ２に対して所定の入力操作が行われると、発光部１０は、例えば制御部５０による制御により発光を開始し、受光部３０の第１受光素子３０ａ及び第２受光素子３０ｂは、発光部１０が照射した光の受光を開始する。第１受光素子３０ａ及び第２受光素子３０ｂは、受光した光に応じた受光信号を出力する。

制御部５０は、第１受光素子３０ａ及び第２受光素子３０ｂが出力した受光信号を取得する（ステップＳ２１）。

制御部５０は、ステップＳ２１で取得した受光信号に基づいて、点滴筒１１０における点滴監視センサ２の装着位置に関する情報を算出する。ここでは、制御部５０は、ステップＳ２２からステップＳ２８の処理により、装着位置に関する情報を算出する。

すなわち、制御部５０は、第１受光素子３０ａ又は第２受光素子３０ｂにおける受光量の変化が、所定時間Ｔａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。受光量の変化の長さは、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明した、検出開始時刻から検出終了時刻までの時間の長さである。

制御部５０は、第１受光素子３０ａ又は第２受光素子３０ｂにおける受光量の変化が、所定時間Ｔａ以上にわたる場合（ステップＳ２２のＹｅｓ）、装着位置が不適当であると判定する（ステップＳ２８）。

制御部５０は、装着位置が不適当であると判定した場合、判定結果としての、装着位置に関する情報を、報知部８０から報知する（ステップＳ２９）。操作者は、報知部８０における報知により、装着位置が不適当であることを知ることができる。この場合、操作者は、点滴監視センサ２の点滴筒１１０における装着位置を、調整する（ここでの例では下げる）ことができる。これにより、点滴監視センサ２を点滴筒１１０の適当な位置に装着し得る。

一方、制御部５０は、第１受光素子３０ａ又は第２受光素子３０ｂにおける受光量の変化が、所定時間Ｔａ未満である場合（ステップＳ２２のＮｏ）、ステップＳ２３に移行する。

制御部５０は、第１受光素子３０ａ及び第２受光素子３０ｂによる落下液滴１１６の検出時刻の時間差Ｔを算出する（ステップＳ２３）。具体的には、制御部５０は、第２受光素子３０ｂによる落下液滴１１６の検出時刻と、第１受光素子３０ａによる落下液滴１１６の検出時刻との差を算出することにより、時間差Ｔを算出する。

次に、制御部５０は、落下液滴１１６の落下速度Ｖを算出する（ステップＳ２４）。具体的には、制御部５０は、第１受光素子３０ａと第２受光素子３０ｂとの間隔Ｗを時間差Ｔで割る演算を行うことにより、落下速度Ｖを算出する。

そして、制御部５０は、点滴監視センサ２の装着位置に関する情報としての、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２までの鉛直方向の距離を算出する（ステップＳ２５）。具体的には、制御部５０は、図９に一例として示した液滴の落下距離と落下速度との関係を示すシミュレーション結果を参照して、ステップＳ２４で算出した落下速度Ｖに基づき、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２までの鉛直方向の距離を算出することができる。

さらに、制御部５０は、ステップＳ２３で算出した時間差Ｔが、閾値としての所定の時間差Ｔｓ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。

制御部５０は、時間差Ｔが所定の時間差Ｔｓより大きいと判定した場合（ステップＳ２６のＮｏ）、点滴筒１１０における点滴監視センサ２の装着位置が適当であると判定する（ステップＳ２７）。

一方、制御部５０は、時間差Ｔが所定の時間差Ｔｓ以下であると判定した場合（ステップＳ２６のＹｅｓ）、点滴筒１１０における点滴監視センサ２の装着位置が不適当であると判定する（ステップＳ２８）。

制御部５０は、装着位置が不適当であると判定した場合、判定結果としての、装着位置に関する情報を、報知部８０から報知する（ステップＳ２９）。操作者は、報知部８０における報知により、装着位置が不適当であることを知ることができる。この場合、操作者は、点滴監視センサ２の点滴筒１１０における装着位置を、調整する（ここでの例では上げる）ことができる。これにより、点滴監視センサ２を点滴筒１１０の適当な位置に装着し得る。

制御部５０は、装着位置が不適当であると判定した場合、図１０のフローを繰り返し実行してもよい。このようにして、操作者は、制御部５０により装着位置が適当であると判定されるまで、装着位置を調整することができる。

図１０に示した例において、制御部５０は、装着位置が適当であると判定した場合に判定結果を報知してもよい。この場合、操作者は、報知部８０における報知により、装着位置が適当であることを知ることができる。制御部５０は、操作者が認識可能なように、装着位置が適当であるか不適当であるかを、それぞれ区別して報知してもよい。

図１０を参照して説明したフローは、一例にすぎず、制御部５０は、その一部の処理を実行しなくてもよい。例えば、制御部５０は、ステップＳ２２の処理を実行しなくてもよい。例えば、制御部５０は、ステップＳ２４からＳ２５までの処理、又は、ステップＳ２６からステップＳ２８までの処理のいずれかを実行しなくてもよい。

このように、本実施形態に係る点滴監視センサ２によっても、制御部５０は、受光部３０から受光した受光信号に基づいて、点滴筒１１０における点滴監視センサ２の装着位置に関する情報を算出することができる。本実施形態では、２つの受光素子からの受光信号が示す受光量の変化の時間差Ｔを用いて、点滴監視センサ２の装着位置に関する情報として、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ２までの鉛直方向の距離を算出したり、装着位置が適当であるか否かを判定したりすることができる。

なお、本実施形態では、受光部３０が２つの受光素子を備える場合の例に付いて説明したが、受光部３０は、３つ以上の受光素子を備えていてもよい。３つ以上の受光素子は、点滴監視センサ２が点滴筒１１０に装着された状態において、鉛直方向に位置するように配置されていることが好ましい。受光部３０が３つ以上の受光素子を備える場合、制御部５０は、３つ以上の受光素子による落下液滴１１６の検出時刻の時間差を用いて、本実施形態で説明したのと同様の原理を用いて、点滴監視センサ２の装着位置に関する情報を算出することができる。

なお、第１実施形態に係る点滴監視センサ１においても、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ１までの鉛直方向の距離を算出することができる。具体的には、制御部５０は、受光部３０により落下液滴１１６が検出される時間の長さは、落下距離に応じて変化する。そこで、第１実施形態に係る点滴監視センサ１においても、受光部３０により検出された落下液滴１１６の検出開始時刻と検出終了時刻との時間差から、第２実施形態で説明した原理を利用して、液滴排出口１１１ａから点滴監視センサ１までの鉛直方向の距離を算出することができる。

上記各実施形態において、点滴監視センサ１又は点滴監視センサ２は、所定の入力操作としての、点滴筒１１０への装着作業の開始に関連する入力操作を検出した後、所定時間内にのみ、装着位置に関する情報を報知してもよい。点滴監視センサ１又は点滴監視センサ２の制御部５０による落下液滴１１６の検出状況は、点滴監視センサ１又は点滴監視センサ２の使用環境の影響で変化することがあるが、このような使用環境の影響による変化により誤検出が発生し、報知部８０から報知が出力された場合、点滴を受けている患者が不安感を覚える可能性がある。そこで、点滴筒１１０への装着作業の開始に関連する入力操作を検出した後、所定時間内にのみ、装着位置に関する情報を報知することにより、使用開始後に、誤検出によって報知がされることを防止でき、患者に不安感を与えないようにすることができる。所定時間は、この主旨に鑑みて適宜設定することができ、具体的には、点滴監視センサ１又は点滴監視センサ２の点滴筒１１０への取付け作業として想定される時間とすることができる。

本開示は、点滴監視センサと制御装置とを含むシステムとして構成することも可能である。図１１は、本開示をシステムとして構成した場合における、点滴監視システム３の概略構成を示す機能ブロック図である。図１１に示すように、点滴監視システム３は、点滴監視センサ４と、制御装置５とを備える。制御装置５は、例えば、サーバ装置や、コンピュータ等の端末装置により構成することができる。点滴監視センサ４と制御装置５とは、有線通信又は無線通信により、互いに情報通信可能に接続されている。

点滴監視センサ４は、発光部１０と、受光部３０と、増幅部７０と、制御部５０ａと、通信部９０ａとを備える。発光部１０、受光部３０及び増幅部７０の機能は、上述の実施形態と同様である。点滴監視システム３では、点滴監視センサ４が備える制御部５０ａは、発光部１０と受光部３０とを制御して、増幅部７０を介して受光部３０から受光信号を取得する。制御部５０ａは、通信インタフェースである通信部９０ａを介して、制御装置５に受光信号の情報を送信する。

制御装置５は、制御部５０ｂと、記憶部６０と、報知部８０と、通信部９０ｂとを備える。記憶部６０及び報知部８０の機能は、上述の実施形態と同様である。制御装置５は、通信インタフェースである通信部９０ｂを介して、点滴監視センサ４から受光信号の情報を受信する。制御部５０ｂは、通信部９０ｂにおいて受信した受光信号の情報を用いて、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同様の処理を行うことにより、点滴筒１１０における点滴監視センサ４の装着位置に関する情報を算出し、装着位置に関する情報を報知部８０から報知してよい。このようにして、本開示を点滴監視システム３として構成することができる。

本開示に係る点滴監視センサ及び点滴監視システムは、上述した実施形態に示す具体的な構成・工程に限られず、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限り、種々の変形・変更が可能である。

本開示は点滴監視センサ及び点滴監視システムに関する。

１、２、４：点滴監視センサ
３：点滴監視システム
５：制御装置
１０：発光部
３０：受光部
３０ａ：第１受光素子
３０ｂ：第２受光素子
５０、５０ａ、５０ｂ：制御部
６０：記憶部
７０：増幅部
８０：報知部
９０ａ、９０ｂ：通信部
１００：輸液装置
１０１：輸液容器
１０２：コネクタ
１０３：輸液チューブ
１０４：クランプ
１０５：輸液ポンプ
１１０：点滴筒
１１１：滴下部
１１１ａ：液滴排出口
１１２：排出部
１１３：滴下室
１１４：周壁部
１１６：落下液滴
１１７：貯留液体
Ｈ：水平面
Ｌ１：入射光
Ｌ２：透過光

Claims (10)

1. 点滴筒に装着可能であり、前記点滴筒の内部を落下する液体を監視する点滴監視センサであって、
   前記液体に向けて光を照射可能な発光部と、
   前記発光部が照射した光を受光可能であり、受光した光に応じた受光信号を出力する受光部と、
   前記受光信号に基づいて、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置に関する情報を算出する制御部と
   を備える、点滴監視センサ。
2. 前記制御部により算出された前記装着位置に関する情報を報知する報知部をさらに備える、請求項１に記載の点滴監視センサ。
3. 前記制御部は、前記装着位置に関する情報として、前記装着位置が適当であるか否かを判定する、請求項２に記載の点滴監視センサ。
4. 前記報知部は、前記装着位置が適当であるか否かに関する情報を報知する、請求項３に記載の点滴監視センサ。
5. 前記制御部は、前記受光部における受光量の変化が所定時間以上にわたって検出された場合、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置が不適当であると決定する、請求項３又は４に記載の点滴監視センサ。
6. 前記受光部は、複数個の受光素子により構成され、
   前記制御部は、前記複数個の受光素子からの受光信号が示す受光量の変化の時間差に基づいて、前記点滴筒の液滴排出口から前記点滴監視センサの装着位置までの鉛直方向の距離を算出する、
   請求項３から５のいずれか一項に記載の点滴監視センサ。
7. 前記受光部は、複数個の受光素子により構成され、
   前記制御部は、前記複数個の受光素子からの受光信号が示す受光量の変化の時間差が、所定の時間差以上である場合、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置が不適当であると決定する、
   請求項３から５のいずれか一項に記載の点滴監視センサ。
8. 前記受光部は、２個の受光素子により構成される、請求項６又は７に記載の点滴監視センサ。
9. 前記報知部は、前記点滴監視センサの前記点滴筒への装着作業の開始を検出した後、所定時間内にのみ、前記装着位置に関する情報を報知する、請求項２から８のいずれか一項に記載の点滴監視センサ。
10. 点滴筒に装着可能な点滴監視センサと、制御装置と、を備える点滴監視システムであって、
    前記点滴監視センサは、前記点滴筒の内部を落下する液体に向けて光を照射可能な発光部と、前記発光部が照射した光を受光可能であり、受光した光に応じた受光信号を出力する受光部と、を備え、
    前記制御装置は、前記受光信号に基づいて、前記点滴筒における前記点滴監視センサの装着位置に関する情報を算出する制御部を備える、
    点滴監視システム。
    

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