JP2581986B2 - ピロー型圧力検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、使用実績のあるピロー型の圧力反応治具を
用いてリニアーな圧力検出を行うようにした血液処理装
置等に用いられる圧力検出器に関するものである。

〔従来の技術〕

血液処理装置等の医療機器においては、体外へ取り出
した血球や血漿等の血液成分を処理して不要物質を除去
した後、これを体内へ戻して循環させている。而して、
これらの医療機器では、患者の体内から直接血液を取り
出して戻すようにしているため、患者の体に影響を及ぼ
さないようにすることが重要である。そのためには、採
血圧，処理工程における血漿圧や血漿濾過圧，更には返
血圧等を所定の範囲になるように管理しなければならな
い。

例えば、第４図に示す従来の血液処理装置１にあって
は、血液ポンプ２により採血された血液を血液濾過器３
へ供給し、血球成分と血漿とに分離している。分離され
た血漿は、血漿ポンプ４により血漿濾過器５へ供給さ
れ、ここで血漿中に含まれている有害な高分子成分が濾
過される。そして、血漿は濃縮した状態で除血漿ポンプ
６により排出される。この際、必要に応じて除血漿ポン
プ６で排出された濃縮血漿に見合った量の置換液７が置
換液ポンプ８を介して補充される。このような処理のな
された血漿は、先に分離された血球成分と混合された
後、気泡検出器９を経て体内へ返血されるようになって
いる。

而して、前記血液処理装置１にあっては、上述の処理
経路の途中に、採血圧検出器10と、血液濾過圧力計11
と、血漿圧力計12と、血漿濾過圧力計13と、返血圧力計
14との合計５個の圧力検出器を設置し、異常の有無を検
出している。ところが、従来のこれらの圧力検出器は、
第５図に示すように、ドリップチャンバー15を利用した
ものである。すなわち、ドリップチャンバー15の上部に
形成された空気室16を、導圧チューブ17を介して歪ゲー
ジ方式の圧力センサー18へ接続し、導圧チューブ17の途
中に、空気は通過させるが液体の通過は遮断するフィル
ター19を設置している。また前記ドリップチャンバー15
の空気室16を、液体の入口管路20及び空気抜き管路21へ
接続している。一方、ドリップチャンバー15の下端部に
は液体の出口管路22を接続している。前記空気抜き管路
21は、ドリップチャンバー15内の液体の液面の位置決め
を行うためのものであり、通常は閉塞されていると考え
てよい。

圧力の検出は、前記ドリップチャンバー15の空気室16
の圧力を、圧力センサー18で検出することで行ってい
る。従来の血液処理装置１にあっては、このようにして
ドリップチャンバー15を利用した圧力検出器により、前
述した採血圧や血液濾過圧，血漿圧，血漿濾過圧，返血
圧等を検知するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記ドリップチャンバー15を用いた従来の
圧力検出器にあっては、圧力の変動に伴いドリップチャ
ンバー15の液面も変動するのでこの変動幅を吸収するた
めにある容量以上の体積をチャンバーに溜めなければな
らない。このため、プライミングボリュームの増加を余
儀なくされるという欠点があった。また血液処理装置１
の使用前には、空気抜き管路21を調節してドリップチャ
ンバー15の液面の高さ位置を調節することが必要であ
る。これは、液面の位置を、前記ドリップチャンバー15
の液面変動幅の中央に維持するために行うものである。

従来の血液処理装置１にあっては、このようなドリッ
プチャンバー15の液面高さの設定を行う必要があり、こ
れらは装置１の全体において３〜８個設けられる場合が
あり、極めて煩雑な作業となる欠点があった。また前記
液面高さの設定は、熟練を要し、準備時間を長引かせる
原因になっていた。

一方、このドリップチャンバー15を用いる圧力検出器
にあっては、ドリップチャンバー15で何等かの原因によ
り液面の異常上昇が起こり、液体がフィルター19へ達す
ることがある。フィルター19は、そもそも液体が圧力セ
ンサー18へ達しないようにこれを保護するためのもので
あるが、フィルター19が濡れると、空気の通過が妨げら
れ、圧力計の機能を果たさなくなるという欠点があっ
た。そのため、この測定部位の誤動作が、他の部分に重
大な影響を与え、血液処理装置１の全体の故障となり、
治療の中断を余儀なくされるという生命に係わる重大な
問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去し
たものであって、低コストで使い捨てができ、しかも圧
力変動を正確に検出することのできる圧力検出器を提供
せんとするものである。

而して、前記課題を解決するために本発明が採用した
手段は、前面側にロードセル型の荷重センサーが設置さ
れた基板と、該基板に対して所定間隔を保持すべく取り
付けられたホルダーカバーと、前記基板とホルダーカバ
ーとの間に配設された平板状の荷重伝達板及び平板状の
押え板と、これらの荷重伝達板及び押え板の間に配設さ
れたピロー型の圧力反応治具と、前記基板とホルダーカ
バーとに跨って取り付けられた前記圧力反応治具の所定
個所を挟持するピロー保持部材とで構成したことを特徴
とするピロー型圧力検出器である。

〔作用〕

ピロー型の圧力反応治具は、ドリップチャンバーに比
較して低コストに製造できるものである。本発明にあっ
ては、この圧力反応治具を、歪変形が生じないように、
ロードセル型の荷重センサーが設置された基板とホルダ
ーカバーとの間に配設している。従って、前記ピロー型
の圧力反応治具は、その内部圧力に対して姿勢を崩すこ
となく、反応することができ、内部圧力の変動をロード
セル型の荷重センサーへ正確に伝達させることができ
る。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明の一実施例に係るものであ
り、第１図はピロー型圧力検出器23の分解斜視図、第２
図は同組立斜視図である。同図に示す如く、この実施例
にあっては、圧力検出器23の圧力を検知する手段として
ピロー型の圧力反応治具24と、ロードセル型の荷重セン
サー25とを利用するようにしている。ピロー型の圧力反
応治具24は、塩化ビニール等の弾性材料を袋状に加圧成
形したものであり、圧力に応じて断面形状が楕円から円
になろうとする。またこの圧力反応治具24の袋部24aの
四つの隅角部には、平板状の耳部26a乃至26dが形成され
ている。一方、ロードセル型の荷重センサー25は、市販
されているロードセルを利用したものである。その仕組
みは、荷重に応じてロードセルに歪が生じ、これにより
ロードセルの内部抵抗が変化するので、ロードセルの電
気的出力の変化を検出することで、荷重の大きさを正確
に検知するものである。

而して、この実施例のピロー型の圧力検出器23は、基
板27の前面側に前記ロードセル型の荷重センサー25を設
置している。また前記基板27には、所定間隔を保持して
ホルダーカバー28が対向配置され、バックル29（第２図
参照）により取り付けられている。これらの基板27とホ
ルダーカバー28との間には、平板状の荷重伝達板30と、
平板状の押え板31とが配設されている。

荷重伝達板30は、その基端部がピン32を介して基板27
の枢軸部33へ回動自在に枢着され、片持支持されてい
る。また荷重伝達板30の下端側は、基板27から遠く離れ
ないで一定位置を保つように、押え板バネ34により保持
されている。そして、この取付状態にあって、荷重伝達
板30の基板面側は、ロードセル型荷重センサー25の感知
突部25aへ当接するようになっている。一方、押え板31
は、ホルダーカバー28に取り付けられた押え板移動用の
操作ハンドル35へ螺合する螺子部31aを有し、ホルダー
カバー28に対して接近離隔するようになされている。

而して、前記荷重伝達板30と押え板31との間には、前
述したピロー型の圧力反応治具24が配設されるようにな
っている。この圧力反応治具24は、両板30及び31の間に
装着された状態で、その耳部26a乃至26dに設けられた小
孔36a乃至36dが、基板27に立設されたホールドピン37a
乃至37dの小径の先端筒部38a乃至38dへ挿通支持されて
いる。そして、先端筒部38a乃至38dは、ホルダーカバー
28のピンキャップ39a乃至39dへ嵌合装着されるようにな
っている。従って、これらのホールドピン37a乃至37d
と、ピンキャップ39a乃至39dとは、圧力反応治具24を荷
重伝達板30と押え板31との間へ装着し、バックル29を閉
塞した状態で、圧力反応治具24の耳部26a乃至26dを挟持
固定するようになっており、ピロー保持部材として機能
している。

尚、ピロー型の圧力反応治具24には、流体の流入管40
及び流出管41が接続されており、これらの流入管40及び
流出管41は基板27のチューブホルダー42,43へ係止保持
されている。

次に、上述の如く構成されたピロー型圧力検出器23の
動作態様を説明する。先ず、ピロー型の圧力反応治具24
をセットし、バックル29を閉塞する。この状態では、荷
重センサー25の出力値の大きさは、使用する圧力反応治
具24のセット状態によってバラツキを伴っている。その
ため、荷重センサー25から出力される検出値の較正を行
う必要がある。即ち、荷重センサー25の“初期値”の設
定を行う必要がある。この設定は、ホルダーカバー28へ
取り付けた操作ハンドル35を調節し、押え板31をホルダ
ーカバー28に対して接近又は離反させて行う。これによ
り、圧力反応治具24の袋部24aの圧迫状態が変更され、
荷重伝達板30を通じて荷重センサー25を押圧する力が変
化するようになる。それ故、圧力反応治具24へ流体を流
さない非使用状態において、荷重センサー25から出力さ
れる信号の大きさ（初期値）が設定されることになる。
この初期値を設定することにより、圧力反応治具24の出
力信号特性曲線の勾配が決定される。

このようにして荷重センサー25の初期値の設定を行っ
た後は、実際に測定しようとする流体を、流入管40から
圧力反応治具24,流出管41へ通過させればよい。これに
より、荷重センサー25は、圧力反応治具24を通過する流
体の圧力に応じてロードセルが反応し、前記流体の圧力
を接続して検出するようになる。勿論、前記荷重センサ
ー25からの出力信号値が、初期値を設定した特性曲線の
勾配に基づいて内蔵する計算機で自動的に演算され、流
体の検出圧として表示されるものであることは言うまで
もない。

従って、このピロー型圧力検出器23を、第４図に示す
血液処理装置１へ適用した場合は、採血圧，血液濾過
圧，血漿圧，血漿濾過圧，返血圧等の下限値及び上限値
と、下限値から上限値へ至る中間の値を連続して正確に
検出することが可能であり、医療機器の制御用として優
れた機能を有している。また従来の血液処理装置１へ極
めて簡単且つ短時間でセットすることができ、準備時間
の大幅な短縮を行うことが可能である。更には、従来の
ドリップチャンバー15のように、フィルター19が濡れて
故障の原因及び治療の中断となる等のことがない。

またこの場合にあって、患者が交代したときは、血液
処理装置１に新たに装着する使い捨ての血液回路を洗
浄、プライミングするが、前記使い捨ての血液回路に含
まれるピロー型の圧力反応治具24も新しくなるので、そ
れに伴う荷重センサー25の初期値を設定し直すようにす
ればよい。勿論、その準備は操作ハンドル35を調節する
だけであるので極めて簡単である。しかも、前記圧力反
応治具24は、圧力の上限又は下限のみを検出するリミッ
トスイッチの一つとして大量に使用されてきているとい
う実績がある。

ところで、前記実績のある圧力反応治具24は、これを
単に荷重センサー25と組み合わせて用いると、圧力反応
治具24の袋部24aが変な形に変形し、正確な圧力の検出
を行うことは不可能である。この実施例では、前記圧力
反応治具24を、次のように保持することで流体圧力の連
続的且つ正確な検出が行えるように工夫している。すな
わち、その一つは、前述した基板27及びホルダーカバー
28等の特殊な治具を用いて圧力反応治具24の耳部26a乃
至26dを固定し、流体圧力に反応して袋部24aが異形状に
変形することなく、安定した膨脹変化を行うようにした
ことである。また他の一つは、袋部24aの流体圧力によ
る膨脹を、荷重伝達板30を介して荷重センサー25へ伝達
するようにし、しかも荷重伝達板30の基端部をピン32で
枢軸支持することにより、荷重伝達板30が捩れるのを防
止し、正確な荷重の伝達が行えるように工夫したことで
ある。

第３図の図（ａ）乃至図（ｃ）は、この実施例のピロ
ー型圧力検出器23を用いてその流体圧力を実際に検知し
た実験結果を示すものである。同図において、ｔはホル
ダーカバー28と、押え板31との間の間隙を示すものであ
る。これらの各図面から明らかなように、いずれの場合
も、ロードセル型の荷重センサー25で検出された値は、
流体圧力の変化に対して直線的に変化しており、正確な
圧力検知が行われている。また操作ハンドル35を調節し
てｔを変更することにより、荷重センサー25の初期値を
変化させることがてき、荷重センサー25の出力信号特性
曲線の勾配を決定することができる。

ところで、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、基板27及びホルダーカバー28の形状
や大きさ並びに圧力反応治具24の耳部26a乃至26dの形状
や数等は適宜の変更が可能である。また、前記耳部26a
乃至26dを挟持固定する手段もクリップ及びクランプ等
のその他の挟持手段を用いることが可能である。更に
は、この圧力検出器23は、血液処理装置１以外の医療機
器及びその他の流体圧を検出する機器への適用も可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明にあっては、使用実績のあ
る安価なピロー型の圧力反応治具とロードセル型の荷重
センサーとを特殊なホルダー機構により組み合わせて、
高精度且つ信頼性に優れ、使い捨て使用が可能な安価な
圧力検出器を提供することができる。それ故、この圧力
検出器を血液処理装置等の医療機器へ用いた場合は、従
来に比較してその準備時間の大幅な短縮を図ることがで
き、また故障や誤動作が起こり難いので、治療の中断を
余儀無くされる等の問題もない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例に係るものであ
り、第１図はピロー型圧力検出器の分解斜視図、第２図
は同組立斜視図、第３図の図（ａ）乃至図（ｃ）はピロ
ー型圧力検出器の圧力測定結果を示す図面、第４図及び
第５図は従来技術に係るものであり、第４図は血液処理
装置の全体ブロック図、第５図はドリップチャンバーの
正面図である。 23……圧力検出器、24……圧力反応治具 25……荷重センサー、27……基板 28……ホルダーカバー、30……荷重伝達板 31……押え板

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前面側にロードセル型の荷重センサーが設
   置された基板と、該基板に対して所定間隔を保持すべく
   取り付けられたホルダーカバーと、前記基板とホルダー
   カバーとの間に配設された平板状の荷重伝達板及び平板
   状の押え板と、これらの荷重伝達板及び押え板の間に配
   設されたピロー型の圧力反応治具と、前記基板とホルダ
   ーカバーとに跨って取り付けられた前記圧力反応治具の
   所定個所を挟持するピロー保持部材とで構成したことを
   特徴とするピロー型圧力検出器。