JP2023047201A - 輸液ポンプ及び輸液ポンプの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】輸液の流量をより高い精度で制御することが可能な輸液ポンプを提供する。【解決手段】輸液ポンプ１は、２次元センサ１１２により撮影された輸液チューブ３０の撮影画像を取得し、取得された撮影画像を解析して輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出し、検出された輸液チューブ３０の内径Ｄ２に基づいて、予め設定された送液速度になるように輸液の流量を補正する、制御部１５１を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、輸液ポンプ及び輸液ポンプの制御方法に関する。

輸液ポンプは、輸液チューブを介して、薬液等の輸液を患者の体内へ送り出す装置である。輸液ポンプにおいては、輸液を定められた流量で高精度に体内へ送り出すことが重要である。特許文献１には、輸液の送出量を検出することに関する技術が記載されている。

特開２０１９－２１７０７２号公報

しかしながら、一般に、輸液チューブは使い捨てであり、輸液チューブごとに内径及び外径等の寸法にばらつきが存在する場合がある。そのため、従来の輸液ポンプにおいては、輸液の流量を高い精度で制御することにつき改善の余地があった。

本開示の目的は、輸液の流量をより高い精度で制御することが可能な輸液ポンプ及び輸液ポンプの制御方法を提供することである。

本開示の一実施形態に係る輸液ポンプは、２次元センサにより撮影された輸液チューブの撮影画像を取得し、取得された前記撮影画像を解析して前記輸液チューブの内径を検出し、検出された前記輸液チューブの内径に基づいて、予め設定された送液速度になるように輸液の流量を補正する、制御部を備える。

一実施形態として、前記制御部は、前記撮影画像を解析して、前記輸液チューブが前記輸液ポンプに正しく装着されているか否かを判定し、前記輸液チューブが前記輸液ポンプに正しく装着されていないと判定された場合は、その旨をユーザに通知する。

一実施形態として、前記制御部は、前記輸液で満たされた前記輸液チューブの前記撮影画像を取得し、前記撮影画像を解析して前記輸液チューブの外径を測定し、当該外径に基づき前記輸液チューブの内径を検出する。

一実施形態として、前記制御部は、前記輸液で満たされていない前記輸液チューブの前記撮影画像を取得し、前記撮影画像を解析して前記輸液チューブの内径を測定する。

一実施形態として、前記制御部は、前記撮影画像を解析して、前記輸液チューブ上に表示された、前記輸液チューブのチューブ径に関する情報を取得し、前記輸液チューブのチューブ径に関する情報に基づき前記輸液チューブの内径を検出する。

一実施形態として、前記制御部は、前記輸液チューブの内径と、前記輸液の流量の補正量と、の対応関係を示す予め記憶部に記憶された対応情報を参照して、前記検出された輸液チューブの内径に基づき、前記輸液の流量の補正量を決定し、決定された前記補正量を用いて前記輸液の流量を補正する。

一実施形態として、制御部を備えた輸液ポンプの制御方法であって、前記制御部が、２次元センサにより撮影された輸液チューブの撮影画像を取得する工程と、取得された前記撮影画像を解析して前記輸液チューブの内径を検出する工程と、検出された前記輸液チューブの内径に基づいて、予め設定された送液速度になるように輸液の流量を補正する工程と、前記補正された流量で前記輸液を送液部により送り出す工程と、を含む。

本開示の一実施形態によれば、輸液の流量をより高い精度で制御することが可能である。

一実施形態に係る輸液ポンプの構成例を示す正面図である。 図１の輸液カートリッジの構成例を示す斜視図である。 図１の輸液ポンプにおいて、輸液チューブを撮影するための構成を模式的に示す図である。 図１の輸液チューブの断面図である。 図１の輸液チューブの撮影画像の一例を示す図である。 図１の輸液チューブの撮影画像の一例を示す図である。 図１の輸液チューブの撮影画像の一例を示す図である。 一実施形態に係る輸液ポンプが輸液を送り出すために実行する動作の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る輸液ポンプが実行する流量補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る輸液ポンプが輸液を送り出すために実行する動作の一例を示すフローチャートである。

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。各図面中、同一の構成又は機能を有する部分には、同一の符号を付している。本実施形態の説明において、同一の部分については、重複する説明を適宜省略又は簡略化する場合がある。

（輸液ポンプの構成）
図１は、本開示の一実施形態に係る輸液ポンプ１の構成例を示す正面図である。図１に示すように、輸液ポンプ１は、ポンプ本体１０、及び輸液カートリッジ２０を備える。ポンプ本体１０は、検出部１１、送液部１２、表示部１３、操作部１４、及び処理部１５（図３参照）を備える。図１に示す輸液ポンプ１は、例えばＰＣＡ（Patient Controlled Analgesia）ポンプとして使用してもよいが、用途は特に限定されない。本実施形態の輸液ポンプ１は、一例として、使い捨ての輸液カートリッジ２０を取り替えることで、ポンプ本体１０を再使用することができるＰＣＡポンプである。輸液ポンプ１は、ＰＣＡポンプに限られない。輸液ポンプ１は、一般的な輸液ポンプ、シリンジポンプ、栄養ポンプ、血液ポンプ、又はインスリンポンプであってもよい。一般的な輸液ポンプとは、例えば、輸液カートリッジ２０を備えず、ポンプ外の輸液バッグに接続された輸液チューブ３０を押圧して輸液バッグ内の輸液を送液するポンプである。輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０の撮影画像から輸液チューブ３０の径を検出し、径の情報に基づき予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正することで、輸液の流量を高い精度で制御することを可能にする。

図１に示すように、ポンプ本体１０の正面には、各種情報が表示される表示部１３、及び操作スイッチ類が配列された操作部１４が配置されている。表示部１３は、例えば、送液速度、及び積算投与量等を表示する。表示部１３は、例えば、送液速度等を設定するタッチパネル付きの液晶画面であってもよい。操作部１４の操作スイッチは、例えば、ユーザにより押圧されている間、設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）よりも高い送液速度での送液が可能となる早送りスイッチ、押圧されることで送液が開始される開始スイッチ、押圧されることで送液が強制停止される停止スイッチ、及びポンプ本体１０の電源のＯＮ／ＯＦＦを指示するための電源スイッチ等としてもよい。ただし、操作部１４は、これらのスイッチに代えて、又は、これらのスイッチに加えて、他の操作スイッチを備えてもよい。

送液部１２は、装着される輸液カートリッジ２０の管受け部２４（図２参照）との間で、輸液カートリッジ２０の輸液チューブ３０を挟み込み、輸液チューブ３０内の輸液を流路上流側から流路下流側に送り出す。送液部１２は、複数のフィンガ１２１、及び、各フィンガ１２１を駆動する駆動部を備える。複数のフィンガ１２１は、輸液カートリッジ２０の側面に位置する管受け部２４と対向する、ポンプ本体１０の側面に配置されている。複数のフィンガ１２１は、輸液チューブ３０の延在方向（ｘ方向）に沿って配列されている。各フィンガ１２１は、輸液カートリッジ２０の管受け部２４との対向方向（ｚ方向）に往復移動するように、駆動部により駆動される。駆動部は、例えば、モーターの動力をカム等の機械的部品により各フィンガ１２１のｚ方向の往復移動に変換する構成を有してもよい。各フィンガ１２１が輸液カートリッジ２０に近接するように移動することで、輸液チューブ３０は、各フィンガ１２１と管受け部２４との間に挟み込まれる。これにより、輸液チューブ３０は圧閉される。駆動部は、輸液チューブ３０の延在方向（ｘ方向）において、流路上流側から流路下流側に向かってフィンガ１２１を順次駆動する。これにより、輸液チューブ３０は、流路上流側から流路下流側に向かって順次圧閉され、蠕動運動する。そのため、輸液チューブ３０内の輸液を流路上流側から流路下流側に向かって送り出すことができる。

検出部１１は、輸液カートリッジ２０の導光部２１とともに、輸液チューブ３０を撮影して、輸液チューブ３０のチューブ径に関する情報を取得する。処理部１５は、ポンプ本体１０の各構成要素の動作を制御する。処理部１５は、制御部１５１及び記憶部１５２を備える。検出部１１及び処理部１５の構成及び動作の詳細は、図３を参照して後述する。

ポンプ本体１０は、本実施形態の構成に限定されない。ポンプ本体１０は、他の輸液ポンプと同様に、電源部、検出部１１、送液部１２、表示部１３、操作部１４、処理部１５以外にも、例えば、気泡検出センサ部、閉塞センサ部、及びアラーム等による報知部等を備えてもよい。ポンプ本体１０は、上述した構成要素とは別の構成要素を備えてもよく、同等の機能を有する構成要素に代わられてもよい。また、上述のように、本実施形態の例では、送液部１２は、複数のフィンガ１２１により輸液チューブ３０を押圧するが、送液部１２は、輸液チューブ３０内の輸液を送り出すことが可能であれば、フィンガ１２１とは異なる構成を備えてもよい。

図２は、図１の輸液カートリッジ２０の構成例を示す斜視図である。輸液カートリッジ２０は、導光部２１、収容部２２、充填口２３、及び管受け部２４を備える。導光部２１は、検出部１１が輸液チューブ３０を撮影する際の光路を形成する。導光部２１の構成及び作用の詳細は、図３を参照して後述する。輸液カートリッジ２０には、輸液バッグの内部から輸液を供給する輸液チューブ３０が取り付けられている。ただし、これに代えて、輸液チューブ３０は、輸液バッグに取り付けられてもよい。

収容部２２は、輸液が充填された輸液バッグを内部に収容する。充填口２３、管受け部２４、及び輸液チューブ３０は、輸液カートリッジ２０がポンプ本体１０に装着された場合に、収容部２２の、ポンプ本体１０と対向する側に設けられる。充填口２３は、収容部２２の内部に収容された輸液バッグと接続され、収容部２２の外側から輸液チューブ３０が接続される。管受け部２４は、ポンプ本体１０との間で輸液チューブ３０を挟み込んで輸液チューブ３０を保持する。管受け部２４は、例えば、輸液チューブ３０を嵌め込む溝を含んでもよい。このような構成により、収容部２２に収容された輸液バッグ内の輸液が輸液チューブ３０を介して外部に送液可能になる。

図３は、図１の輸液ポンプ１において、輸液チューブ３０を撮影するための構成を模式的に示す図である。輸液チューブ３０の撮影画像は、輸液チューブ３０の径を検出するために用いられる。図３に示すように、検出部１１は、発光部１１１、及び受光部１１２を備える。導光部２１は、導光板２１１を備える。発光部１１１は、特定の波長を有する撮影用の光束Ｌを導光部２１へ向けて出射する。発光部１１１から出射された光束Ｌは、導光部２１の導光板２１１において反射し、被写体である輸液チューブ３０を通過して、受光部１１２において結像する。受光部１１２は、カメラ（２次元センサ）であり、受光部１１２上に結像した光束Ｌを光電変換して、撮影画像を形成する。受光部１１２は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ、又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等により構成してもよい。輸液チューブ３０を撮影する際に、発光部１１１は、光束Ｌとして任意の波長の光を出射することができるが、例えば、赤外光を出射してもよい。受光部１１２は、例えば、赤外光の波長等の、光束Ｌの特定の波長を検出可能な２次元センサにより構成されてもよい。可視光ではなく赤外光を用いて撮影することで、輸液ポンプ１を使用する室内の照明光等が受光部１１２に到達しても、撮影画像が乱れることを抑制することができると同時に、光エネルギーが低いため輸液への影響を抑制することができ、光が装置外に漏れても人の目に感知されにいという利点が得られる。導光板２１１は、発光部１１１から入射された光束Ｌの大部分が、界面２１１ａ，２１１ｂにおいて反射するような屈折率を有するような材料により構成してもよい。導光板２１１は、例えば、ポリカーボネート、又はアクリル等により構成してもよい。

検出部１１及び導光部２１は、輸液チューブ３０の閉塞、輸液チューブ３０を流れる輸液内の気泡、及び、輸液カートリッジ２０がポンプ本体１０に正しく装着されていること等を検出するためにも用いられてよい。輸液チューブ３０の閉塞等の検出、及び輸液チューブ３０の径の検出を同一の構成により行うことで、輸液ポンプ１の装置構成が複雑化及び大型化したり、製造コストが著しく増大したりすることを防ぐことができる。また、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０の径の検出を自動的に行ってもよい。これにより、ユーザの操作が煩雑化したり、測定時間が著しく増大したりすることを防ぐことができる。なお、本実施形態では、輸液ポンプ１は、検出部１１及び導光部２１により輸液チューブ３０を撮影するが、輸液チューブ３０を撮影する構成は図面に示したものに限られない。例えば、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０を撮影するための装置を、ポンプ本体１０及び輸液カートリッジ２０のいずれか一方に備えてもよい。

検出部１１に含まれる発光部１１１及び受光部１１２の動作は、処理部１５の制御部１５１により制御される。制御部１５１は、１つ以上のプロセッサである。制御部１５１は輸液を患者の体内に送り出したり、ユーザとの間で情報を入出力したりする処理に特化した専用プロセッサにより実現されるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサにより実現されてもよい。制御部１５１には、１つ以上の専用回路が含まれてもよいし、又は制御部１５１において、１つ以上のプロセッサを１つ以上の専用回路に置き換えてもよい。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。制御部１５１は、ポンプ本体１０の各部を制御して、輸液ポンプ１の動作に関わる情報処理を実行する。

記憶部１５２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read-Only Memory）を含む任意の記憶モジュールを含む。記憶部１５２は、輸液ポンプ１の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部１５２は、システムプログラム、及びアプリケーションプログラム等の各種プログラム、並びに、輸液の流量に関する情報、及び輸液チューブ３０の撮影画像等の各種データ等を記憶してもよい。

（流量補正の概要）
次に、輸液ポンプ１が輸液の流量を補正する処理の概要を説明する。輸液ポンプ１の送液部１２が一定時間内に送り出す輸液の流量（輸液ポンプ流量。例えば、ｍＬ／ｈ（１時間当たりのミリリットル量））は、次の式１により算出される。
［式１］
輸液ポンプ流量＝１ストローク吐出量×モーター回転数
ここで、１ストローク吐出量とは、送液部１２の駆動部の駆動により各フィンガ１２１が一往復移動する間に送り出される輸液の量（例えば、ｍＬ／ｒ（１回転当たりのミリリットル量））である。モーター回転数は、例えば、各フィンガ１２１が一往復移動するために必要な回転量が１回転となるように換算した、モーターの回転量である。モーター回転数は、一定時間あたりのモーター回転数（例えば、ｒ／ｈ（１時間当たりの回転数）、ｒｐｍ（１分当たりの回転数））等で表される。

１ストローク吐出量は、装置寸法、及び輸液チューブ３０の寸法等に依存する。図４は、図１の輸液チューブ３０の断面図である。輸液チューブ３０は、輸液が通過する流路３２を形成する管壁３１を備える。図４は、輸液チューブ３０の寸法の一例として、管壁３１により画定される外径Ｄ１及び内径Ｄ２を示している。輸液チューブ３０は、輸液を患者に投与するたびに使い捨てで使用されるため、輸液チューブ３０ごとに外径Ｄ１及び内径Ｄ２等の寸法にばらつきが存在する場合がある。なお、輸液チューブ３０の断面が理想的な真円の形状を有する場合、外径Ｄ１は、内径Ｄ２、及び管壁３１の厚みＤ３は、次の式２で表される関係を有する。
［式２］
Ｄ２＝Ｄ１－２×Ｄ３

本実施形態に係る輸液ポンプ１は、検出部１１及び導光部２１により輸液チューブ３０を撮影し、撮影画像に基づき輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出する。そして、輸液ポンプ１は、検出した内径Ｄ２を基に、輸液を送り出す際のモーターの回転数を調整して、ユーザにより予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液ポンプによる輸液の流量を補正する（モーター回転数の補正）。したがって、本実施形態に係る輸液ポンプ１によれば、輸液チューブ３０の寸法にばらつきが存在するような場合であっても、輸液の流量をより高い精度で制御することが可能である。なお、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０の内径Ｄ２と、モーター回転数の補正量との関係を示す情報を、例えば、テーブル等の形式で予め保持しておき、この情報を参照して輸液の流量補正を行ってもよい。

輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出するために、輸液ポンプ１は、例えば、輸液チューブ３０の撮影画像を解析して輸液チューブ３０の外径Ｄ１を測定し、輸液チューブ３０の外径Ｄ１に基づき内径Ｄ２を検出してもよい。あるいは、輸液ポンプ１は、例えば、輸液チューブ３０の撮影画像を解析して輸液チューブ３０の内径Ｄ２を直接測定してもよい。外径Ｄ１又は内径Ｄ２を輸液ポンプ１が測定するのではなく、輸液チューブ３０の製造時に、製造者が輸液チューブ３０の外径Ｄ１又は内径Ｄ２を測定し、その外径Ｄ１又は内径Ｄ２を示す情報を輸液チューブ３０の特定の場所に表示しておくようにしてもよい。輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０に表示された情報を読み取って、輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出してもよい。

図５Ａ～図５Ｃは、図１の輸液チューブ３０の撮影画像の一例を示す図である。図５Ａは、輸液を満たした状態の輸液チューブ３０の撮影画像の例を示している。図５Ａに示すように、輸液で満たされている輸液チューブ３０の撮影画像においては、輸液チューブ３０の管壁３１と流路３２との区別がつかず、輸液ポンプ１は外径Ｄ１しか測定できない場合がある。このような場合、輸液ポンプ１は、撮影画像を解析して輸液チューブ３０の外径Ｄ１を測定し、予め設定された管壁３１の厚みＤ３を用いて、式２により内径Ｄ２を検出してもよい。輸液ポンプ１により患者の体内に輸液を送り出す場合、患者の体内へ空気を送り出さないように輸液チューブ３０を輸液で満たすプライミングを行った上で、輸液チューブ３０を輸液ポンプ１に装着し、送液を開始する。したがって、プライミングを行った状態で輸液チューブ３０を撮影する場合、送液のために輸液チューブ３０及び輸液カートリッジ２０を装着する一連の操作の中で輸液チューブ３０の撮影を行うことができ、ユーザの手間を増やさずに流量補正を行うことが可能である。

図５Ｂは、輸液が入っていない空の状態の輸液チューブ３０の撮影画像の例を示している。輸液ポンプ１は、空の輸液チューブ３０の撮影画像を取得した場合、撮影画像を解析して内径Ｄ２を直接検出してもよい。輸液ポンプ１は、空の輸液チューブ３０の撮影画像に基づき内径Ｄ２を直接検出し、検出した内径Ｄ２に基づき予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正することで、輸液チューブ３０の管壁３１の厚みＤ３のばらつきによる誤差の影響を受けずに高精度に輸液の流量を制御することが可能である。

図５Ｃは、その輸液チューブ３０の外径Ｄ１又は内径Ｄ２等のチューブ径の情報が表示された輸液チューブ３０の撮影画像の例を示している。図５Ｃの例では、内径Ｄ２の情報５１が、ユーザが読み取ることが可能な数字（「２．２６」ｍｍ）によって示されているが、数字に代えて、又は、数字とともに、特定の文字、記号（例えば、丸印の個数）、線、及びバーコード等により示されてもよい。外径Ｄ１又は内径Ｄ２の情報を線により示す場合、外径Ｄ１又は内径Ｄ２は、例えば、線の本数、並びに、点線、実線及び波線等の線のパターンの組合せ等により示されてもよい。輸液チューブ３０上に表示される情報は、その正確な値でなく、例えば、２～５段階程度の大まかな指標により輸液チューブ３０の外径Ｄ１又は内径Ｄ２を示してもよい。外径Ｄ１又は内径Ｄ２の情報は、輸液チューブ３０上に、例えば、レーザ印字、又はシール貼付等により表示されてもよい。輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０の撮影画像に基づき外径Ｄ１又は内径Ｄ２の情報を読み取り、内径Ｄ２を検出して、予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正することで、外径Ｄ１又は内径Ｄ２の測定誤差を伴わずに、高精度な輸液の流量制御を行うことができる。なお、外径Ｄ１又は内径Ｄ２の情報は輸液チューブ３０上の複数の個所に表示されることで、輸液チューブ３０の取り付け向きにかかわらず、輸液チューブ３０の撮影画像から外径Ｄ１又は内径Ｄ２の情報を取得することが可能になる。また、輸液チューブ３０上にその外径Ｄ１又は内径Ｄ２が表示される場合、輸液ポンプ１は、プライミングを行った後でも輸液チューブ３０を撮影して外径Ｄ１又は内径Ｄ２の情報を読み取ることができる。したがって、輸液ポンプ１は、送液のために輸液チューブ３０及び輸液カートリッジ２０を装着する一連の操作の中で輸液チューブ３０の撮影を行うことができ、ユーザの手間を増やさずに流量補正を行うことが可能である。

（実施例１）
次に、輸液ポンプ１が患者の体内へ輸液を送り出す送液処理の詳細について、図６、図７を参照して説明する。図６は、一実施形態に係る輸液ポンプ１が輸液を送り出すために実行する動作の一例を示すフローチャートである。図７は、一実施形態に係る輸液ポンプ１が実行する流量補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。図６は、輸液チューブ３０を撮影してその外径Ｄ１を測定し、外径Ｄ１に基づき内径Ｄ２を検出して、流量を補正する処理のフローを示している。図６及び図７を参照して説明する輸液ポンプ１の動作は実施例１に係る輸液ポンプ１の制御方法の一つに相当する。図６及び図７の各ステップの動作は、ポンプ本体１０の制御部１５１による制御、又はユーザの操作に基づき実行される。

ステップＳ１において、ユーザは、輸液チューブ３０を輸液で満たすプライミングを行う。

ステップＳ２において、ユーザは、プライミングにより輸液で満たされた輸液チューブ３０を輸液カートリッジ２０の管受け部２４に挟み込んで、輸液カートリッジ２０をポンプ本体１０に設定する。これにより、輸液チューブ３０は輸液ポンプ１にセットされる。

ステップＳ３において、ポンプ本体１０の制御部１５１は、輸液チューブ３０の撮影画像に基づき流量補正を行う流量補正処理を行う。流量補正処理の詳細について、図７を参照して説明する。

図７のステップＳ１１において、制御部１５１は、輸液チューブ３０の撮影画像を取得する。具体的には、制御部１５１は、検出部１１の発光部１１１及び受光部１１２を制御して輸液チューブ３０を撮影させ、検出部１１（受光部１１２）から撮影画像を取得する。制御部１５１は、取得した画像を一次的に記憶部１５２に記憶させる。

ステップＳ１２において、制御部１５１は、撮影画像を解析して輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出する。具体的には、制御部１５１は、撮影画像を解析して輸液チューブ３０の外径Ｄ１を測定する（図５Ａ参照）。制御部１５１は、公知の画像処理の手法を用いて外径Ｄ１を測定してもよい。例えば、制御部１５１は、機械学習により予め生成され、記憶部１５２に予め記憶されているモデル情報を参照して、輸液チューブ３０の外径Ｄ１を測定してもよい。制御部１５１は、測定した外径Ｄ１と、記憶部１５２に予め記憶されている輸液チューブ３０の管壁３１の厚みＤ３とに基づき、式２により輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出する。

ステップＳ１３において、制御部１５１は、ステップＳ１２において内径Ｄ２を検出することに成功したか否かを判定する。例えば、制御部１５１は、ステップＳ１１で輸液チューブ３０の撮影画像を取得できなかった場合、あるいは、ステップＳ１１で取得した撮影画像がプライミングされていない輸液チューブ３０を撮影したものであった場合、内径Ｄ２を検出することに失敗したと判定してもよい。また、制御部１５１は、ステップＳ１２の処理により検出された内径Ｄ２の値と、予め設定された内径Ｄ２が取り得る値の範囲とを比較し、検出された内径Ｄ２の値が予め設定された範囲に含まれる場合は検出に成功したと判定し、そうでない場合は失敗したと判定してもよい。制御部１５１は、内径Ｄ２を検出することに成功したと判定した場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）はステップＳ１５へ進み、そうでない場合（ステップＳ１３でＮＯ）はステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４において、制御部１５１は、輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出することができなかったことを示すエラーを表示部１３に表示させ、ユーザに輸液チューブ３０を再度装着することを促す通知を行う。そして、制御部１５１は、ステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１５において、制御部１５１は、ステップＳ１２において検出した内径Ｄ２の値に基づき、モーター回転数の補正値を決定する。前述のように、制御部１５１は、輸液チューブ３０の内径Ｄ２と、モーター回転数の補正量との関係を示す情報を、例えば、テーブル等の形式で予め記憶部１５２に保持しておき、この情報を参照してモーター回転数の補正値を決定してもよい。これにより、制御部１５１は、これにより、モーター回転数の補正値を迅速に求めることができる。

ステップＳ１６において、制御部１５１は、ステップＳ１５で決定した補正値により、ユーザにより予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）に対応するモーター回転数を補正する。そして、制御部１５１は流量補正処理を終了する。

図６の説明に戻る。ステップＳ４において、制御部１５１は、輸液カートリッジ２０及び輸液チューブ３０がポンプ本体１０に正しく装着されているか否かを判定する。制御部１５１は、検出部１１により撮影された撮影画像を解析して、輸液カートリッジ２０及び輸液チューブ３０がポンプ本体１０に正しく装着されているか否かを判定してもよい。制御部１５１は、判定の結果、セット異常が検出された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）はステップＳ５へ進み、そうでない場合（ステップＳ４でＮＯ）はステップＳ６へ進む。制御部１５１は、セット異常の検出を、ステップＳ３の流量補正処理を実行する際に、図７のステップＳ１２，Ｓ１３で内径Ｄを検出する際に併せて実行してもよい。また、ステップＳ４はステップＳ３よりも先に実施されてもよい。すなわち、制御部１５１は、流量補正処理を行う前にセット異常の有無を判定し、セット異常が検出された場合は後述のステップＳ５でエラーを表示してステップＳ２へ戻り、セット異常が検出されなかった場合は流量補正処理を行ってから後述のステップＳ６で送液を行ってもよい。

ステップＳ５において、制御部１５１は、セット異常を検出したことを示すエラー情報を表示部１３に表示させ、ユーザに輸液カートリッジ２０及び輸液チューブ３０をポンプ本体１０に再度装着することを促す通知を行う。そして、制御部１５１は、ステップＳ２へ戻る。

ステップＳ６において、制御部１５１は、ステップＳ３の流量補正処理により補正されたモーター回転数により輸液を送り出すように送液部１２を制御する。そして、制御部１５１は、処理を終了する。

以上のように、実施例１において、輸液ポンプ１は、輸液で満たされた輸液チューブ３０の撮影画像を取得し、撮影画像を解析して輸液チューブ３０の外径Ｄ１を測定して、外径Ｄ１に基づき輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出する。そして、輸液ポンプ１は、検出された輸液チューブ３０の内径Ｄ２に基づいて、予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正する。このように、実施例１において、輸液ポンプ１は、輸液で満たされた輸液チューブ３０の撮影画像に基づき輸液の流量を補正する。したがって、輸液ポンプ１によれば、送液のために輸液チューブ３０及び輸液カートリッジ２０を装着する一連の操作の中で輸液チューブ３０の撮影を行うことができ、ユーザの手間を増やさずに流量補正を行うことが可能である。

（実施例２）
実施例１において、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０の外径Ｄ１を測定して、外径Ｄ１に基づき輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出した。実施例２では、輸液ポンプ１は、輸液で満たされていない輸液ポンプ１を撮影し、撮影画像に基づき内径Ｄ２を直接測定して検出する。実施例２によれば、輸液チューブ３０の管壁３１の厚みＤ３の誤差によらずにより高い精度で流量補正を行うことが可能である。

図８は、一実施形態に係る輸液ポンプ１が輸液を送り出すために実行する動作の一例を示すフローチャートである。図８を参照して説明する輸液ポンプ１の動作は実施例２に係る輸液ポンプ１の制御方法の一つに相当する。図８の各ステップの動作は、ポンプ本体１０の制御部１５１による制御、又はユーザの操作に基づき実行される。

ステップＳ２１において、ユーザは、輸液で満たされていない空の輸液チューブ３０を輸液カートリッジ２０の管受け部２４に挟み込んで、輸液カートリッジ２０をポンプ本体１０に設定する。これにより、輸液チューブ３０は輸液ポンプ１にセットされる。

ステップＳ２２において、ポンプ本体１０の制御部１５１は、輸液チューブ３０の撮影画像に基づき流量補正を行う流量補正処理を行う。流量補正処理の詳細は、実施例１と同様に、図７により示される。

図７において、ステップＳ１１、及びＳ１３～Ｓ１６の処理は、実施例１と同様である。ステップＳ１２において、制御部１５１は、撮影画像を解析して輸液チューブ３０の内径Ｄ２を測定する（図５Ｂ参照）。制御部１５１は、公知の画像処理の手法を用いて内径Ｄ２を測定してもよい。例えば、制御部１５１は、機械学習により予め生成され、記憶部１５２に予め記憶されているモデル情報を参照して、輸液チューブ３０の内径Ｄ２を測定してもよい。制御部１５１は、ステップＳ１２を含む流量補正処理を終えると、図８のステップＳ２３へ進む。

図８のステップＳ２３において、ユーザは、輸液チューブ３０を輸液で満たすプライミングを行う。ユーザは、必要に応じて、輸液カートリッジ２０及び輸液チューブ３０をポンプ本体１０から取り外して、輸液チューブ３０のプライミングを実行する。

ステップＳ２４において、ユーザは、プライミングにより輸液で満たされた輸液チューブ３０を輸液カートリッジ２０の管受け部２４に挟み込んで、輸液カートリッジ２０をポンプ本体１０に設定する。これにより、輸液チューブ３０は輸液ポンプ１にセットされる。

ステップＳ２５において、制御部１５１は、輸液カートリッジ２０及び輸液チューブ３０がポンプ本体１０に正しく装着されているか否かを判定する。制御部１５１は、検出部１１により撮影された撮影画像を解析して、輸液カートリッジ２０及び輸液チューブ３０がポンプ本体１０に正しく装着されているか否かを判定してもよい。制御部１５１は、判定の結果、セット異常が検出された場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）はステップＳ２６へ進み、そうでない場合（ステップＳ２５でＮＯ）はステップＳ２７へ進む。

ステップＳ２６において、制御部１５１は、セット異常を検出したことを示すエラー情報を表示部１３に表示させ、ユーザに輸液カートリッジ２０及び輸液チューブ３０をポンプ本体１０に再度装着することを促す通知を行う。そして、制御部１５１は、ステップＳ２４へ戻る。

ステップＳ２７において、制御部１５１は、ステップＳ２２の流量補正処理により補正されたモーター回転数により輸液を送り出すように送液部１２を制御する。そして、制御部１５１は、処理を終了する。

以上のように、実施例２において、輸液ポンプ１は、輸液で満たされていない輸液チューブ３０の撮影画像を取得し、撮影画像を解析して輸液チューブ３０の内径Ｄ２を測定する。そして、輸液ポンプ１は、検出された輸液チューブ３０の内径Ｄ２に基づいて、予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正する。このように、実施例２において、輸液ポンプ１は、撮影画像を解析して内径Ｄ２を直接検出して輸液の流量を補正する。したがって、輸液ポンプ１によれば、輸液チューブ３０の厚みＤ３のばらつきによる誤差の影響を受けずに高精度に輸液の流量を制御することが可能である。

（実施例３）
実施例１，２において、輸液ポンプ１は、撮影画像を解析して輸液チューブ３０の外径Ｄ１又は内径Ｄ２を測定した。実施例３では、外径Ｄ１又は内径Ｄ２等のチューブ径の情報がその上に表示された輸液チューブ３０が使用される。輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０上に表示されたチューブ径の情報を撮影画像から読み取って、内径Ｄ２を検出する。実施例３によれば、輸液ポンプ１は、外径Ｄ１又は内径Ｄ２の測定誤差を伴わずに、より高い精度で流量補正を行うことが可能である。また、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０に輸液が満たされているか否かにかかわらず内径Ｄ２を検出することができるため、送液のために輸液チューブ３０及び輸液カートリッジ２０を装着する一連の操作の中で輸液チューブ３０の撮影を行うことが可能である。

実施例３に係る輸液ポンプ１の動作は、実施例１と同様に、図６及び図７により示される。図６及び図７を参照して説明する輸液ポンプ１の動作は実施例３に係る輸液ポンプ１の制御方法の一つに相当する。図６及び図７の各ステップの動作は、ポンプ本体１０の制御部１５１による制御、又はユーザの操作に基づき実行される。

図６のステップＳ１、Ｓ２、及びＳ４～Ｓ６の処理は、実施例１と同様である。ステップＳ３において、ポンプ本体１０の制御部１５１は、輸液チューブ３０の撮影画像に基づき流量補正を行う流量補正処理を行う。流量補正処理の詳細は、実施例１と同様に、図７により示される。

図７において、ステップＳ１１、及びＳ１３～Ｓ１６の処理は、実施例１と同様である。ステップＳ１２において、制御部１５１は、撮影画像を解析して輸液チューブ３０上に表示された、輸液チューブ３０のチューブ径に関する情報を取得する（図５Ｃ参照）。制御部１５１は、公知の画像処理の手法を用いてチューブ径に関する情報を取得してもよい。例えば、制御部１５１は、機械学習により予め生成され、記憶部１５２に予め記憶されているモデル情報を参照して、チューブ径に関する情報を取得してもよい。制御部１５１は、輸液チューブ３０のチューブ径に関する情報に基づき輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出する。チューブ径に関する情報が輸液チューブ３０の外径Ｄ１を示す場合は、予め設定された輸液チューブ３０の管壁３１の厚みＤ３に基づき、式２により輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出する。制御部１５１は、ステップＳ１２を含む流量補正処理を終えると、図６のステップＳ４へ進み、実施例１と同様に、図６の各ステップの処理を実行する。なお、制御部１５１は、ステップＳ１２を含む流量補正処理を終えた後、図８のステップＳ２３へ進んでも良い。

以上のように、実施例３において、輸液ポンプ１は、撮影画像を解析して、輸液チューブ３０上に表示された、輸液チューブ３０のチューブ径に関する情報を取得する。そして、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０のチューブ径に関する情報に基づき輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出する。輸液ポンプ１は、検出された輸液チューブ３０の内径Ｄ２に基づいて、予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正する。このように、実施例３において、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０の製造時に測定されたチューブ径の情報を読み取って内径Ｄ２を検出するため、外径Ｄ１又は内径Ｄ２の測定誤差を伴わずに、より高い精度で流量補正を行うことが可能である。また、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０に輸液が満たされているか否かにかかわらず内径Ｄ２を検出することができるため、送液のために輸液チューブ３０及び輸液カートリッジ２０を装着する一連の操作の中で輸液チューブ３０の撮影を行うことができる。したがって、輸液ポンプ１は、ユーザの手間を増やさずに流量補正を行うことが可能である。

以上のように、本開示の各実施形態に係る輸液ポンプ１は、２次元センサ（受光部１１２）により撮影された輸液チューブ３０の撮影画像を取得し、取得された撮影画像を解析して輸液チューブ３０の内径Ｄ２を検出する。輸液ポンプ１は、検出された輸液チューブ３０の内径Ｄ２に基づいて、予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正する。輸液ポンプ１は、補正された流量で輸液を送液部１２により患者の体内へ送り出す。このように、輸液ポンプ１は、２次元センサにより撮影された輸液チューブ３０の撮影画像に基づき、予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正するため、輸液の流量を高い精度で制御することが可能である。また、２次元センサ（受光部１１２）は、輸液チューブ３０の閉塞、輸液チューブ３０を流れる輸液内の気泡、及び、輸液カートリッジ２０がポンプ本体１０に正しく装着されていること等を検出するためにも用いられてよい。したがって、輸液ポンプ１によれば、コンパクトな構成でコストを著しく増大させずに様々な機能を実装することが可能である。

また、輸液ポンプ１は、撮影画像を解析して、輸液チューブ３０が輸液ポンプ１に正しく装着されているか否かを判定し、輸液チューブ３０が輸液ポンプ１に正しく装着されていないと判定された場合は、その旨をユーザに通知してもよい。したがって、輸液ポンプ１によれば、輸液チューブ３０が輸液ポンプ１に正しく装着されていない場合にそのことを自動的に検出してユーザに通知することが可能である。なお、前述の例では、輸液ポンプ１は、エラーを表示部１３に表示することにより輸液チューブ３０が輸液ポンプ１に正しく装着されていないことをユーザに通知していたが、通知の手法はこれに限られない。例えば、輸液ポンプ１は、エラー表示に加えて、又は、エラー表示に代えて、音声、振動、及びランプの点灯等の少なくともいずれかにより、正しく装着されていないことをユーザに通知してもよい。

また、輸液ポンプ１は、輸液チューブ３０の内径Ｄ２と、輸液の流量の補正量と、の対応関係を示す予め記憶部１５２に記憶された対応情報を参照して、検出された輸液チューブ３０の内径Ｄ２に基づき、輸液の流量の補正量を決定してもよい。そして、輸液ポンプ１は、決定された補正量を用いて予め設定された送液速度（ｍＬ／ｈ）になるように輸液の流量を補正してもよい。このように、輸液ポンプ１は、対応情報を利用することで、輸液の流量補正を迅速に行うことが可能である。

本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、フローチャートに記載の複数のステップは、記述に従って時系列に実行する代わりに、各ステップを実行する装置の処理能力に応じて、又は必要に応じて、並列的に又は異なる順序で実行されてもよい。その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。

１ 輸液ポンプ
１０ ポンプ本体
１１ 検出部
１１１ 発光部
１１２ 受光部
１２ 送液部
１２１ フィンガ
１３ 表示部
１４ 操作部
１５ 処理部
１５１ 制御部
１５２ 記憶部
２０ 輸液カートリッジ
２１ 導光部
２１１ 導光板
２２ 収容部
２３ 充填口
２４ 管受け部
３０ 輸液チューブ
３１ 管壁
３２ 流路
Ｄ１ 外径
Ｄ２ 内径
Ｄ３ 厚み
Ｌ 光束

Claims (7)

1. ２次元センサにより撮影された輸液チューブの撮影画像を取得し、
   取得された前記撮影画像を解析して前記輸液チューブの内径を検出し、
   検出された前記輸液チューブの内径に基づいて、予め設定された送液速度になるように輸液の流量を補正する、
   制御部を備える、輸液ポンプ。
2. 前記制御部は、
   前記撮影画像を解析して、前記輸液チューブが前記輸液ポンプに正しく装着されているか否かを判定し、
   前記輸液チューブが前記輸液ポンプに正しく装着されていないと判定された場合は、その旨をユーザに通知する、
   請求項１に記載の輸液ポンプ。
3. 前記制御部は、
   前記輸液で満たされた前記輸液チューブの前記撮影画像を取得し、
   前記撮影画像を解析して前記輸液チューブの外径を測定し、当該外径に基づき前記輸液チューブの内径を検出する、
   請求項１又は２に記載の輸液ポンプ。
4. 前記制御部は、
   前記輸液で満たされていない前記輸液チューブの前記撮影画像を取得し、
   前記撮影画像を解析して前記輸液チューブの内径を測定する、
   請求項１又は２に記載の輸液ポンプ。
5. 前記制御部は、
   前記撮影画像を解析して、前記輸液チューブ上に表示された、前記輸液チューブのチューブ径に関する情報を取得し、
   前記輸液チューブのチューブ径に関する情報に基づき前記輸液チューブの内径を検出する、
   請求項１又は２に記載の輸液ポンプ。
6. 前記制御部は、
   前記輸液チューブの内径と、前記輸液の流量の補正量と、の対応関係を示す予め記憶部に記憶された対応情報を参照して、前記検出された輸液チューブの内径に基づき、前記輸液の流量の補正量を決定し、
   決定された前記補正量を用いて前記輸液の流量を補正する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の輸液ポンプ。
7. 制御部を備えた輸液ポンプの制御方法であって、
   前記制御部が、
   ２次元センサにより撮影された輸液チューブの撮影画像を取得する工程と、
   取得された前記撮影画像を解析して前記輸液チューブの内径を検出する工程と、
   検出された前記輸液チューブの内径に基づいて、予め設定された送液速度になるように輸液の流量を補正する工程と、
   前記補正された流量で前記輸液を送液部により送り出す工程と、
   を含む、輸液ポンプの制御方法。
   

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