JP2583140B2 - 輸液監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、静脈栄養、経腸栄養等の栄養剤や薬剤等
を患者に注入するのに使用される輸液監視装置に関し、
特に、点滴の１滴当りの輸液重量を正確に測定すること
によって、注入量を正確にできる輸液監視装置に関す
る。

【従来の技術】

患者に輸液を注入する場合、患者の健康状態や輸液の
種類によって、最適な注入量が特定される。輸液の注入
量を正確にするために、種々の輸液監視装置が開発され
ている。例えば、点滴監視装置は下記の公報に記載され
ている。 特開昭60−114269号公報 特開昭54−35035号公報 特開昭59−71号公報 特開昭56−140211号公報 特開昭59−166816号公報 これ等の公報に開示され輸液監視装置は、大別する
と、重量の変化を検出するものと、点滴の滴下数をカウ
ントする方式とに分けることができる。 との公報に示す輸液監視装置は、重量変化を測定
している。の公報に示される輸液監視装置は、バネで
輸液容器を吊り下げている。容器に充填された輸液量が
少なくなって軽くなると、バネで輸液容器が持ち上げら
れる。容器の上昇は、センサーで検出される。センサー
は、容器の上昇を検出して、チャイムを鳴らす。この装
置は、容器から輸液が排出されて軽くなると、チャイム
で警報を鳴らして知らせるように構成している。 の公報に記載される輸液監視装置は、輸液容器をバ
ネの下端に吊り下げ、バネの上端をモーターの巻取軸に
巻き付けている。この装置は、点滴状態を監視して、所
定の注入量になったとき、あるいは、なんらかの事故で
点滴が停止された時に警報を発するように構成されてい
る。 さらに、、、の公報には、点滴の数をカウント
する装置が記載されている。の公報に記載される装置
は、点滴の数をカウントする光電手段を備えている。光
電手段がカウントして点滴数を輸液の注入量に変換して
表示している。 また、の公報に開示される装置も、光検出器で点滴
数を検出している。検出された点滴数から１分間の点滴
流量を表示している。 さらに、の公報に示される装置は、点滴数に加えて
点滴の大きさを測定する手段を備えている。すなわち、
この装置は、光源とフォトトランジスタとの間に点滴を
落下させ、点滴が光を遮る時間を測定して、点滴の大き
さを測定している。

【発明が解決しようとする課題】

このように、重量あるいは点滴数をカウントして輸液
の点滴状態を監視する装置が開発されているが、これ等
の装置は、点滴流量を短時間で正確に測定することがで
きない欠点があった。すなわち、重量の変化を測定する
装置は、点滴が完了したことを検出することはできる
が、短い測定時間で流量を正確に調整することが難しい
欠点がある。それは、重量変化が極めて少ないことが理
由である。 例えば、１分間の重量の変化を測定して、流量を測定
し、その流量が設定値の２倍であることがわかったとす
る。輸液を落下させる可撓性チューブを搾って流量を少
なく調整したとする。調整した流量を測定するのにまた
１分かかる。この調整で流量が適正値に調整できない場
合、さらに、可撓性チューブの絞り程度を調整し、１分
かかって流量を測定する必要がある。このため、この方
式では、短時間で流量を正確に調整することができな
い。 点滴の落下数量をカウントする方式は、流量調整を短
時間にできる。点滴が落下する時間のインターバルが流
量の関数となるからである。例えば、点滴が落下する時
間のインターバルが半分になると、流量は２倍になる。
このため、点滴の落下時間を計測して流量を計算するこ
とができる。ところが、流量は点滴の落下数のみの関数
でなく、落下する点滴の１滴の重量も流量の関数とな
る。１滴の重量が重くなると、点滴の落下数が同じであ
っても流量は多くなる。このため、１滴の重量の変動は
流量の誤差となる。 この誤差を少なくするために、の公報に記載される
装置は、点滴の直径を測定している。直径から点滴の重
量を計算で求めている。しかしながら、この構造は、落
下する点滴の形状が誤差の原因となり、輸液の種類によ
って誤差が発生する欠点がある。また、直径を重量に換
算するのに、輸液の種類によって異なる係数をかける必
要がある。 この発明は、従来の輸液監視装置が有するこれらの欠
点を解決することを目的に開発されたもので、この発明
の重要な目的は、流量の調整時間を短くして、しかも正
確に流量調整できる輸液監視装置を提供するにある。

【課題を解決する為の手段】

この発明の輸液監視装置は、前述の目的を達成するた
めに、下記の構成を備えている。 すなわち、この発明の輸液監視装置は、輸液容器から
供給される点滴の落下数をカウントするカウント手段
と、このカウント手段からの信号で輸液の滴下量を演算
する演算手段とを備えた装置を改良したものである。 この発明の輸液監視装置は、カウント手段に加えて、
輸液の重量を検出する重量測定手段を備えている。ま
た、演算手段は、重量測定手段で測定される輸液の重量
変化量と、カウント手段でカウントされた滴下数から、
点滴の単位滴下数当りの輸液重量を演算するように構成
されている。 さらに、この発明の輸液監視装置は、演算手段に制御
されて点滴流量を制御する流量制御手段を備えた装置の
改良を含んでいる。流量制御手段を備える輸液監視装置
は、重量測定手段で測定される輸液の重量変化量と、カ
ウント手段でカウントされた滴下数から、演算手段が、
単位滴下数当りの輸液重量を演算し、さらに、カウント
手段で検出される点滴の滴下時間のインターバルから流
量を計算し、計算された流量が設定された流量となるよ
うに、流量制御手段が点滴流量を制御するように構成さ
れている。

【作用効果】

この発明の輸液監視装置は、下記の状態で輸液の流量
を計算する。 重量測定手段が、一定の時間に於ける輸液の重量変
化を測定する。 カウント手段が、一定の時間における輸液の滴下数
を計測する。 演算手段が、重量変化を輸液の滴下数で割り算をし
て、１滴の重量を計算する。 演算手段は、カウント手段で検出された点滴の滴下
時間のインターバルから流量を計算する。 さらに、必要ならば、演算手段の計算結果から、流
量制御手段が輸液の流量を設定値に調整する。 このように、この発明の輸液監視装置は、重量変化と
滴下数量から点滴１滴の重量を計算している。このた
め、１滴の重量を極めて正確に測定することができる。
１滴の重量測定のためには、多少時間を必要とする。し
かしながら、この測定に多少時間がかかることは、流量
調整の時間をほとんど長引かせることがない。それは、
１滴の重量測定は、最初の１回でよいからである。流量
を調整した後は、点滴の滴下時間から直ちに流量を演算
することができる。すなわち、流量を調整した後は、点
滴が滴下する時間のインターバルを測定するだけで、変
更した流量を正確に知ることができる。このため、流量
調整に必要な最小の時間は、点滴が滴下する時間のイン
ターバルと演算時間の和である。例えば、点滴が１秒イ
ンターバルで滴下するとすれば、流量測定に要する時間
は、滴下インターバルの１秒と、ほとんど無視できる極
めて短い演算時間とである。さらに正確に流量を測定す
るには、点滴を数滴滴下させて、滴下時間の平均をとれ
ばよいが、この場合でも、極めて短時間の測定で正確に
流量を知ることができる。 また、この発明にかかる流量制御手段を備える輸液監
視装置は、流量制御手段が患者に注入する輸液流量を設
定値に調整するので、さらに便利に使用できる特長があ
る。 さらに、流量制御手段が速やかに流量を制御できるの
で、極めて正確に設定時間で輸液を注入できる特長があ
る。それは、１滴の点滴重量を演算した後は、点滴の滴
下時間のインターバルを測定して流量を計算できること
が理由である。滴下時間のインターバルは、２滴の点滴
が落下する時間で測定することも可能である。このた
め、流量制御手段が注入流量を変化させた後、極めて短
時間に変更流量を測定でき、変更した流量と設定値とを
比較してさらに正確に制御できる。 ところで、重量測定手段の重量変化で流量を測定し、
測定値で流量制御手段を制御することも可能である。し
かしながら、この機構では、精密な流量制御が極めて困
難である。それは、流量の測定に時間がかかることが理
由である。流量測定に時間がかかるのは、時間当りの重
量変化が極めて少ないからである。例えば、数秒後にお
ける輸液重量の変化量は、ほとんど重量測定手段の測定
誤差範囲に含まれて、正確に測定できない。重量測定手
段の重量変化で流量を計算するには、重量測定手段が輸
液重量の変化を正確に測定できる時間が必要である。 ところが、この発明の輸液監視装置は、１滴の点滴重
量を測定した後は、点滴が落下する時間のインターバル
を測定するだけで、重量変化を測定することなく流量を
正確に測定できる。このため、流量制御手段は調整後に
おける流量測定が速くでき、測定値を演算手段にフィー
ドバックしてさらに正確な設定値に調整できる特長があ
る。 第６図は、実際にこの発明の輸液監視装置と従来の輸
液監視装置とを使用して輸液を患者に注入したグラフを
示している。 曲線Ａはこの発明の輸液監視装置を使用し、曲線Ｂ、
Ｃ、Ｄは従来の装置を使用した特性を示している。 曲線Ｂは、点滴の落下時間で注入量を計算し、これに
基づいて、１時間毎に流量制御手段を手動で調整した特
性である。 曲線Ｃは、輸液容器の目盛りを基にして、１時間毎に
流量制御手段を手動で調整した例である。 さらに、曲線Ｄは、最初に落下流量をセットし、その
後流量を調整しなかった例である。 曲線Ａで示すように、この発明の輸液監視装置を使用
することによって、設定時間である７時間で正確に注入
できた。 ただし、このグラフは下記の条件で測定した。 輸液には、トリパレン１号（600ml）［大塚製薬］
と、アミパレン（300ml）［大塚製薬］に、オーツカMV
注［大塚製薬］の調剤を使用した。 注入時間の目標値は７時間とした。 この発明の輸液監視装置は、１時間毎に流量制御手
段を手動で調整し、表示装置に指示される点滴数を合わ
せた。

【実施例】

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
但し、以下に示す実施例は、この発明の技術思想を具体
化する為の輸液監視装置を例示するものであって、この
発明の装置は、機械部品の材質、形状、構造、配置を下
記の構造に特定するものでない。この発明の装置は、特
許請求の範囲に記載の範囲に於て、種々の変更が加えら
れる。 第１図と第２図とに示す輸液監視装置は、カウント手
段１と、重量測定手段２と、演算手段３と、表示手段４
と、操作手段５とを備えている。 この輸液監視装置は、重量測定手段２で測定される輸
液の重量変化量と、カウント手段１でカウントされた滴
下数とで、単位滴下数当りの輸液重量、例えば、１滴の
重量を演算して流量を計算する。 カウント手段１は、輸液容器から供給される点滴の滴
下数をカウントする。カウント手段１の一例を第３図に
示している。この図に示すカウント手段１は、発光ダイ
オード６と、光センサー７とを備えている。発光ダイオ
ード６は、点滴８の滴下通路に集束した光を照射するよ
うに、点滴チャンバー９に向けて光を照射するように固
定されている。光センサー７は、発光ダイオード６から
照射される光を受光するように、発光ダイオード６の対
向面に固定されている。 このカウント手段１は、落下する点滴８が発光ダイオ
ード６の光を遮ったことを光センサー７で検出して測定
する。従って、発光ダイオード６は連続して光を照射し
ている。点滴８がない状態にあっては、発光ダイオード
６の光は光センサー７に受光される。ところが、点滴８
が光を遮ると、光センサー７に入射される光が弱くな
る。このため、光センサー７の入射光が一定のレベル以
下になったことで、点滴８の通過を検出できる。 ただ、この発明は点滴のカウント手段を第３図に示す
ものに特定するものではなく、点滴の滴下数をカウント
できる全てのものが採用できる。 カウント手段１は、点滴が通過する毎に、通過信号を
演算手段３に入力する。ただ、カウント手段は、点滴の
滴下数量を電気信号に変換して演算手段に入力すること
も可能である。 たとえば、点滴の滴下数量に比例した電圧の信号を演
算手段に入力することも可能である。この場合、カウン
ト手段は一定の時間に落下する点滴数に比例した電圧を
演算手段に伝送する。 重量測定手段２は、輸液とこれが充填されて容器の重
量を測定する。重量測定手段２は、輸液容器を引っかけ
るフック10を備えている。重量測定手段には、バネの伸
縮量を電気的に検出する機構を利用できるが、機械的な
歪を電気信号に変換する重量−電気量変換素子が最適で
ある。 第２図に示す重量測定手段２は、先端にフック10が設
けられたレバー11と、このレバー11の中間に設けられた
押圧凸起12で押される歪センサー13とを備えている。レ
バー11は、垂直面内で回動できるように、回転軸を介し
て後端を基台に連結している。歪センサー13は、レバー
の押圧凸起12で押圧されると、押圧力に比例した出力信
号を出す。 この重量測定手段２は、レバー11に引掛られた輸液入
り容器14の重量に比例して、押圧凸起12が歪センサー13
を押圧する。このため、歪センサー13は輸液入り容器14
の重量に比例した出力信号を演算手段３に入力する。こ
の状態で重量に比例した出力を出す歪センサー13は、通
常アナログ信号の出力信号を出す。 演算手段３が、デジタル信号を演算処理する場合、A/
Dコンバータ（図示せず）を利用して、重量測定手段の
アナログ信号を、デジタル信号に変換する。A/Dコンバ
ータは、重量測定手段の出力信号をデジタル信号に変換
して演算手段に入力する。 ところで、この発明は、重量測定手段２も前述のもの
に特定しない。重量測定手段には、輸液入り容器の重量
を正確に測定し、測定結果を電気信号で出力する全ての
ものを使用できる。 演算手段３は、重量測定手段２からの信号と、カウン
ト手段１からの信号を演算処理して、１滴の点滴重量を
計算する。 例えば、輸液を一定の流量で体内に注入する状態にお
いて、 カウント手段１が３分間に180の点滴数をカウント
し、 重量測定手段２が検出する重量変化が３分間で4.5g
とすれば、 １滴の点滴の重量は、4.5g/180＝0.025g（25mg）とな
る。 また、流量は4.5/3＝1.5g/分となる。 さらに、３分で180個であるから、点滴時間のインタ
ーバルは１秒となる。 すなわち、この輸液は、１滴の重量が25mgであるか
ら、点滴の落下時間のインターバルを１秒から0.5秒に
すると、流量を２倍の9g/分にでき、輸液注入時間を半
分に調整できる。また、点滴の落下時間を１秒から２秒
にすると、流量は4.5g/分の半分の2.25g/分となり、輸
液の注入時間は倍となる。 このように、演算手段３は、設定された時間における
点滴数と、輸液の重量変化とから１滴の重量を計算す
る。従って、演算手段３は、一定の時間の間に、カウン
ト手段１から送られてくる滴下数を記憶するメモリと、
一定の時間に重量測定手段２から送られてくる重量を記
憶するメモリと、メモリの記憶値から１滴の輸液重量を
計算するCPUとを備えている。 このように、演算手段３には、CPUと、CPUの計算式を
記憶するROMと、カウント手段や重量測定手段からの入
力信号を記憶するメモリであるRAMとを備えたマイクロ
コンピュータが使用できる。 また、演算手段３は、カウント手段１から入力される
信号から、点滴の落下時間のインターバルを測定する。
点滴の落下時間のインターバルは、クロックパルスの数
で計測することができる。クロックパルスはタイマーで
発振させる。クロックパルスの周期は、点滴の落下時間
に対して充分に短く、例えば、0.5μ秒〜数＋μ秒に設
定される。 第４図はクロックパルスをカウントして、点滴の落下
時間のインターバルを測定する原理図を示している。こ
の図に示すように、カウント手段１が点滴の通過を検出
する点滴パルスの間に複数のクロックパルスがあると、
クロックパルスの数が点滴パルスの時間間隔に比例す
る。例えば、ふたつの点滴パルスの間に10000個のクロ
ックパルスがあって、クロックパルスの周期が10μ秒と
すると、点滴の落下時間のインターバルは、10μ秒×10
000＝１秒となる。 このことを実現する演算手段３は、クロックパルスを
発振するタイマーと、カウント手段１から入力される点
滴の通過信号の間にあるクロックパルスをカウントする
カウンターとを備えている。 演算手段３は、最初の一定の時間で１滴の点滴重量を
測定し、その後は、点滴が落下する時間のインターバル
を測定して、流量を計算する。点滴の落下時間のインタ
ーバルが測定できると、１分間に何個の点滴が落下する
かが判る。１分の落下個数が判ると、その落下数量に１
個の点滴重量をかけると１分の注入流量となる。 流量は１分、10分、１時間当りの流量で表示すると判
りやすい。10分の流量を演算するには、点滴の落下時間
から、10分の点滴の落下数を逆算し、その落下数量に１
個の点滴重量を掛ければよい。同様にして、１時間の流
量も演算できる。 演算手段３は、点滴の落下時間のインターバルから、
単位時間当りの流量を計算して、その結果を表示手段４
に送る。表示手段４は、演算手段３の計算結果から、流
量を表示する。演算手段３は、カウント手段１からの入
力信号を演算して、常時流量を計算し、計算結果を表示
手段４に送って表示する。従って、表示手段４は、可撓
性チューブ15を通過して体内に注入される流量を連続的
に表示する。 可撓性チューブ15の絞り具合いを調整すると、体内に
注入する流量が変動する。この場合も、表示手段４は、
変化する流量を連続的に表示する。このため、看護婦
は、表示手段４を見ながら流量を正確に調整することが
できる。 第１図と第２図に示す装置の表示手段４は、流量に加
えて、 輸液残量 投与量 １分間の適正滴下量 現在の１分間の滴下数 残り時間 を表示している。 このように、適正滴下量と現在滴下量とを表示させる
輸液監視装置は特に便利に使用できる特長がある。それ
は、この種の輸液監視装置が、輸液の流量よりも、注入
時間を決めて患者に輸液を注入することが多いからであ
る。１分間の適正落下量は、輸液の総量と注入時間と１
滴の点滴重量から計算できる。 例えば、輸液の総量が720gで、これを６時間で注入す
ると仮定する。この場合、１分間の流量を2gに設定すれ
ば、６時間で720gとなる。最初に適当な流量で輸液を供
給して１滴の点滴重量を計算する。計算結果から１滴の
点滴重量が25mgであったとする。25mgの点滴は80個で2g
となるので、１分間に80個の点滴を滴下すれば、１分に
2g、６時間で720gの輸液を注入できることになる。この
計算は、演算手段３で処理することができる。 第１図と第２図とに示す輸液監視装置は、演算手段３
で適正滴下量を計算させるために、操作手段５を備えて
いる。操作手段５は、キーボードを備えている。キーボ
ードは輸液の適正滴下時間を演算手段３に入力する。演
算手段３は、入力された注入時間から適正滴下数を計算
する。演算手段３が適正滴下数を計算する場合、輸液重
量はキーボードから入力し、あるいは、重量測定手段２
から入力することもできる。 さらに、現在の１分間の滴下数量は、点滴の滴下時間
のインターバルと、１滴の点滴重量から計算される。す
なわち、カウント手段１からの信号で滴下時間のインタ
ーバルが判ると、１分間に滴下される点滴数が判る。１
分間の点滴数は、 １分間の点滴数＝60秒／点滴時間のインターバル
（秒） で計算できる。例えば、点滴時間のインターバルが0.8
秒の場合、１分間の滴下数は、60/0.8＝75個となる。こ
のように、実際の輸液が患者に注入している輸液の点滴
数は、カウント手段１からの入力信号で演算手段３が計
算して、表示手段４に表示する。この表示を見ながら、
現在の滴下数が適正滴下数になるように、滴下数を調整
すると、適正な時間で輸液を注入できる。 さらに、輸液残量は、キーボードから入力された輸液
重量から投与量をマイナスして計算できる。輸液残量は
演算手段３で計算する。輸液の投与量は、最初の輸液重
量から現在の輸液重量をマイナスして計算できる。従っ
て、重量測定手段２からの信号と、キーボードから入力
される輸液重量から、演算手段３が輸液残量を計算し、
計算結果を表示手段４に送って表示手段４が表示する。 また、投与量は、最初の輸液重量から、現在の輸液重
量のマイナスして表示できる。従って、最初の輸液重量
をメモリに記憶しておき、現在の重量を重量測定手段２
で検出してその差を表示して投与量として表示できる。
この演算も演算手段３ですることができる。 さらにまた、残り時間は、輸液残量と流量から演算手
段３が計算する。すなわち、残り時間は、 残り時間＝輸液残量／流量の計算式で計算できる。 第４図と第２図の鎖線で示す輸液監視装置は、第１図
に示す装置に加えて流量制御手段16を備えている。流量
制御手段16は、演算手段３に制御されて輸液の注入量を
制御する。この図に示す流量制御手段16は、サーボモー
ター17と、サーボモーター17に連結されて、可撓性チュ
ーブ15の途中を押圧するロッド18とを備えている。ロッ
ド18が可撓性チューブ15を押圧する状態で流量を制御す
る。ロッド18が可撓性チューブ15を強く押圧して、可撓
性チューブ15の輸液の通路を狭くすると、流量が少なく
なる。反対に、ロッド18が可撓性チューブ15を弱く押圧
すると、流量が多くなる。ロッド18が可撓性チューブ15
を押圧するのはサーボモーター17で制御される。 サーボモータ17は、演算手段３で制御される。演算手
段３は、カウント手段１と重量測定手段２の入力信号か
ら、前述の方法で実際の流量を測定し、その測定値と設
定値とを比較する。測定流量が設定流量よりも少ない
と、演算手段３は、ロッド18の可撓性チューブ15の押圧
力を弱くするように、サーボモーター17を駆動する。反
対に測定流量が設定流量よりも多すぎると、ロッド18が
可撓性チューブ15を強く押圧するようにサーボモーター
17が駆動される。サーボモーター17は、一定時間運転さ
れた後停止する。サーボモーター17か停止された後、点
滴の滴下時間のインターバルから、演算手段３は再び流
量を測定し、測定流量と設定流量とを比較し、測定流量
が設定流量と異なるとサーボモーター17を駆動して、流
量を調整する。 演算手段３は、輸液の総量と、設定された注入時間か
ら設定流量を計算する。また、輸液流量は、点滴の滴下
時間のインターバルの関数となるので、輸液流量に代わ
って、滴下時間を検出し、この測定された滴下時間と、
演算された適正な滴下時間とを比較して、サーボモータ
ー17を駆動することもできるのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第４図はこの発明の実施例を示す輸液監視
装置の正面図、第２図は第１図および第４図に示す輸液
監視装置のブロック線図、第３図はカウント手段の一例
を示す断面図、第５図はクロックパルスから点滴落下時
間のインターバルを測定する原理を示すグラフ、第６図
は本発明の輸液監視装置と従来の装置とを使用して実際
に点滴した状態を示すグラフである。 １……カウント手段、２……重量測定手段、 ３……演算手段、４……表示手段、 ５……操作手段、６……発光ダイオード、 ７……光センサー、８……点滴、 ９……点滴チャンバー、 10……フック、11……レバー、 12……押圧凸起、13……歪センサー、 14……容器、15……可撓性チューブ、 16……流量制御手段、 17……サーボモーター、 18……ロッド。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輸液容器から供給される点滴の滴下数をカ
   ウントするカウント手段と、このカウント手段からの信
   号で輸液の滴下量を演算する演算手段とを備えた装置に
   おいて、 カウント手段に加えて輸液の重量を検出する重量測定手
   段を備えており、重量測定手段で測定される輸液の重量
   変化量と、カウント手段でカウントされた滴下数とで単
   位滴下数当りの輸液重量を演算するように構成されたこ
   とを特徴とする輸液監視装置。
2. 【請求項２】輸液容器から供給される点滴の滴下数をカ
   ウントするカウント手段と、このカウント手段からの信
   号で輸液の滴下量を演算する演算手段と、演算手段に制
   御されて点滴流量を制御する流量制御手段とを備えた装
   置において、 カウント手段に加えて輸液の重量を検出する重量測定手
   段を備えており、重量測定手段で測定される輸液の重量
   変化量と、カウント手段でカウントされた滴下数とで単
   位滴下数当りの輸液重量を演算し、演算手段が流量制御
   手段を制御して点滴流量を制御するように構成されたこ
   とを特徴とする輸液監視装置。