JP3025520B2 - 医療用高精度重量測定装置 - Google Patents

医療用高精度重量測定装置

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JP3025520B2
JP3025520B2 JP02213155A JP21315590A JP3025520B2 JP 3025520 B2 JP3025520 B2 JP 3025520B2 JP 02213155 A JP02213155 A JP 02213155A JP 21315590 A JP21315590 A JP 21315590A JP 3025520 B2 JP3025520 B2 JP 3025520B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は医療機器分野、特に透析等における重量の経
過管理における医療用高精度測定装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の医療用重量測定装置について、透析医療を例に
第11図で述べると、ベッド24の足54,55,56,57にそれぞ
れロードセル等の重量測定装置58,59,60,61を設けてあ
り、それらの合計値を演算器62で求め、表示装置63に表
示する表示器62では初期重量との差重量等が表示され
る。この様な機構、装置で重量を求める為、測定精度お
よび分解能が悪く、ベッド24の重量と測定患者との合計
重量が、最大測定重量320kgの場合、ベッドの足1本に
かかる重量を例えば1/4の80kgとした場合、50kg以下の
患者の場合で測定重量精度約40g、50kg以上の患者の場
合で約80kgとなっていた。
その他、類似のベッドスケール等も多々みられるが、
精度、分解能の点で劣り、一般的に100g程度といわれて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
医療装置の場合、特に透析では、患者の体重増減が非
常に重要であり、そのために測定分解能は20g以下が要
求され、かつその精度も厳しい。前述の如く、現有の装
置では、約40〜80gであり、十分な機能を果たしている
とはいえない。そこで、本発明は約10gの測定分解能、
精度の重量測定装置の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明測定装置は、測定する総重量の大部分を差し引
く為に、支点を介して調整モータにより移動調整される
調整ウエイトを付加する1段側の調整ウエイト機構と、
変位重量を検出する機構と、変位重量が設定値とバラン
スする如く調整ウエイトを制御する2段側の調整ウエイ
ト機構と、調整ウエイト位置の高精度検出機構と、調整
ウエイト位置と測定重量との関係が換算される機構とか
ら成るとともに、測定する総重量の大部分を差し引く為
に、支点を介して付加される調整モータにより移動調整
される調整ウエイトを用いた調整ウエイト機構と、残重
量を直接検出する機構と、調整ウエイト位置の高精度検
出機構と、調整ウエイト位置と測定重量との関係が換算
される機構とから成るものである。
〔作用〕
本発明は約10gの測定精度、分解能が得られるように
測定する総重量より軽い側でほぼバランスする重量を支
点を介して付加し、大部分の重量を調整ウエイトで差引
き、残重量については設定された変位量と合致する如
く、1段側の調整ウエイト機構に装着された2段側の調
整ウエイト機構により、微調整しそれらのウエイト位置
から重量を検出するものである。他の方法としては、残
重量を変位センサにより直接フルスパンで測定するもの
である。
この様に大部分の重量を差引き、残重量をフルスパン
で精密測定することにより、総重量の大小に拘らず、差
引かれた残重量のみを精密測定するため、著しく高分解
能、高精度の測定が可能となる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
(第1実施例) 第1図は本発明の第1実施例を示す要部の側面図、第
2〜5図は重量測定システムの説明図である。
さて、本発明の装置は第1図に示す如く、ベッド24は
ベッドの足26によって秤桿3および4に回動自在に取付
けられている。更に、ベッド24の足26の片側はピン27に
よって回動自在に取付けられている。その理由は秤桿3
および4の回動によってL1が変化するからである。秤桿
3は台枠1にピン5で、秤桿4は台枠1にピン6でそれ
ぞれ回動自在に取付けられている。そして、秤桿3はピ
ン9、リンク8を介して秤桿4にピン10で回動自在に取
付けられている。ベッド24に患者が乗ると、ベッドの足
26、秤桿3および4を介して秤桿連結リンク20を下方に
引き下げるため、梁2にピン23で回動自在に取りつけら
れている秤桿14は傾動する。そして、秤桿4に固着され
ている変位検出板11も傾動変位する。変位検出板11は調
整可能な固定具13で固定されているから、曲がりを生
じ、変位検出板11に歪が生じる。そのためこの検出板5
に歪ゲージ等の変位センサ12を張りつけることにより、
変位、すなわち重量を検出することができる。
しかしながら、測定しようとする患者の重量がすべて
検出板11にかかった場合、測定精度、分解能が著しく悪
くなり、例えば100kgを10g単位で計測しようとすれば、
10000分の1の精度と分解能が要求され到底、実現不可
能であった。
そこで、1段として秤桿14に調整ウエイト15を設け、
このウエイト15を調整モータ16によって移動調整し、変
位センサ12の出力値がほぼ0の値になるように軽い側に
調整する。そして、更に微調整は秤桿14に取付けてある
微小変位調整装置の微小変位調整ウエイト18、調整モー
タ19、秤桿17によって変位センサ12の出力が完全に0の
値になる様に調整する。測定総重量は1段の調整ウエイ
ト15の位置と2段の調整ウエイト18の位置の合計値から
換算して求める。勿論、調整ウエイト15および微小変位
調整ウエイト18の位置と重量の関係は標準ウエイトで前
もって換算されている。第1図中L1およびLはそれぞれ
寸法が等しい事を示している。
一方、微調整ウエイト機構(秤桿17,微小変位調整ウ
エイト18,調整モータ19)を除き、変位検出板11の変位
検出センサ12による出力値を直接検出し、その変位量で
重量を検出する場合もある。
この様に調整ウエイト15で測定総重量に近い、大部分
の重量を差引き、残重量をフルスパンで変位センサ、重
量センサ等の精密測定センサで計測するため、測定の分
解能、精度を著しくあげることができる。
この実施例では簡単な為に変位センサを歪ゲージ等と
したが、その他変位を検出できるものであれば、差動ト
ランス、静電容量、磁気、光等すべて対応できるもので
ある。また、バランス式については、2段としたが必要
に応じて多段とすることも可能である。
以下本発明の重量測定システムについて第2〜第5図
について述べる。
第2図および第3図は測定重量と調整ウエイトを設定
値にバランスさせ、そのウエイト位置から重量を換算す
るシステムを示すブロック図である。
第2図に示す28は変位センサの設定値であり、通常最
も安定した検出領域に設定する。30は1段の調整ウエイ
ト機構であり、この機構でkg単位の測定を行う。31は2
段の調整ウエイト機構であり、この機構でg単位の精密
測定を行う。32は変位センサであり、その出力値は、加
算器29に出力され、設定値28の信号と比較される。そし
て常に偏差値が0になるように30、31の調整機構で調整
ウエイトが調整される。
第3図に示す33は1段の調整ウエイト位置信号であ
り、34は2段の調整ウエイト位置信号である。位置信号
の検出は種々あるが、高精度ロータリーエンコーダを用
いてパルス数をカウントし、位置を割り出す場合、又は
直接ウエイトの位置をマグネスケール等で検出する場合
等がある。実施例ではロータリーエンコーダを用いた
が、初期値の0点補正を実施すれば非常に高精度の測定
が可能である。
これらの位置信号を35の加算器で加算し、36の位置と
重量の換算器で29に示す如く、ウエイト位置と重量の関
係から重量を演算し、更に37の総重量からの重量(椅子
の重量等)を差引く、引算器により求める測定重量(患
者重量)38が得られる。
第4図は前述の方法で2段に相当する機構部を除き、
変位センサで直接重量を検出する方法である。40は変位
位置設定器であり、この設定値はほぼ変位量測定センサ
44の中心値となるように設定する。43の調整ウエイト機
構は変位量測定センサ44の値が設定値範囲に合致したと
ころで、ウエイト固定機構42でロックされる。以後は加
算器41の偏差信号が大幅に設定値範囲を外れない限り、
ロックを続ける。一方、変位量測定センサ44の出力は変
位量表示器45に送られ表示される。
第5図は測定重量と調整ウエイト位置の関係と、重量
と変位量測定センサの関係から測定重量を算出するシス
テムを示すブロック図である。46は調整ウエイト固定位
置信号、48は49に示す重量と調整ウエイトとの換算器、
47は50に示す重量と変位量との換算器である。51は48と
47の信号を加算する加算器、52は51の合計重量から既知
の重量を減する減算器、53は測定重量である。
(第2実施例) 第6図は本発明の第2実施例を示す透析ベッドの斜視
図である。
ベッド24の足26は秤桿3および4上にピンで回動自在
に取付けられる、ベッド24の片側の足26の2本はピン7
で回動自在に連結されている。理由は秤桿3および4の
傾斜によって起こる寸法変化(ベッド24の足26の長さ方
向の寸法変化)に対応する為である。本例では片側の足
26を2本としたが、4本としてもよい。
秤桿3および4はリンク8および回動ピン9,10で回動
自在に連結されている。
秤桿4の一方は、秤桿連結リンク20に、他方は変位測
定板11に、それぞれピン21で連結されている。そして、
リンク20はピン22で調整機構付の秤桿14に回動自在に連
結されている。秤桿14に取付けられた1段の調整機構
は、調整ウエイト15、調整ウエイト15のコントロールモ
ータ16からなり、更に秤桿14に2段の調整機構が取付け
られている。2段側も1段側と同様、秤桿17、調整ウエ
イト18、コントロールモータ19からなっている。
調整ウエイト15および18の位置と、測定重量の関係は
正確に換算されており、本例では、1段側の測定分解能
を1kgとし、2段側の測定分解能を10gとしている。
すなわち、ベッド重量50kg、患者重量最大150kgとし
た場合、総重量が最大200kgとなるから、1kgの分解能を
得るための1段側は1/200となり、又最大重量1kgで10g
の分解能を得るための2段側は1/100となる。
例えば、61,250gの患者を測定する場合、1段の調整
ウエイト15を調整し、最も軽い側に近い値61kgを計量
し、残重量250gは2段の調整ウエイト18の調整で行う。
この様に、測定重量とバランスするように、即ち変位
計12が設定値に合致するように秤桿14および17に装着さ
れたウエイト15および18を調整することで、高精度高分
解能の重量測定が可能になる。
他の実施例は、変位計12の出力を直接検出するもので
あり、前者に比し、2段側の秤桿17、ウエイト18、コン
トロールモータ19が必要なく、装備が簡単になる利点が
ある。反面、変位計12のフルスパンに対する直線性と高
分解能が必須要件となる。
(第3実施例) 第7図は本発明の第3実施例を示すもので、前記第2
実施例のベッドを椅子25とした実施例を示す斜視図であ
る。しかして、当該実施例における重量測定システムの
機構および機能は、第6図と同様である。第8〜10図は
変位検出板11にかわりロードセル64を用いた場合の各種
取付例を示したものである。
〔発明の効果〕
測定総重量の大部分の重量を差引き、残りの重量を精
密測定するため、高分解能、高精度が得られる。例えば
透析患者のように、時々刻々の体重変化を測定し、管理
する必要があるケースなどではその効果が大きい。
一般的に大重量で精密重量測定をする場合には本発明
方法を用いることにより、精密測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す要部の側面図、第2
〜5図は重量測定システムの説明図、第6図a,bは本発
明の第2実施例を示し、第6図aは透析ベッドに適用し
た斜視図、第6図bは部分拡大図、第7図a,bは本発明
の第3実施例を示し、第7図aは透析椅子に適用した斜
視図、第7図bは部分拡大図、第8〜10図は変化検出板
にかわりロードセルを用いた場合の取付例を示す要部の
側面図、第11図は従来技術の透析ベッドの重量測定装置
斜視図である。 1……台枠 2……梁 3,4,14,17……秤桿 5,6,7,9,10,21,22,23,27……ピン 8,20……リンク 11……変位検出板 12……変位センサ 13……調整可能な固定具 15,18……ウエイト 16,19……モータ 24……ベッド 25……椅子 26……ベッドの足 28……変位センサの設定値 29……加算器 30……1段の調整ウエイト機構 31……2段の調整ウエイト機構 32……変位センサ 33……1段の調整ウエイト位置信号 34……2段の調整ウエイト位置信号 35……加算器 36……ウエイト位置と重量の換算器 37……総重量から既知の重量を差引く引算器 38……求める測定重量 40……変位設定器 41……加算器 42……ウエイト固定機構 43……調整ウエイト機構 44……変位量測定センサ 45……変位量表示器 46……調整ウエイト固定信号 47……重量と変位量の換算器 48……重量と調整ウエイト位置の換算器 51……加算器 52……合計重量から既知の重量を求める減算器 53……求める測定重量 54,55,56,57……ベッドの足 58,59,60,61,64……ロードセル 62……演算器 63……表示装置
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭55−168332(JP,U) 実開 昭51−163798(JP,U) 特公 昭60−26966(JP,B2) 特公 昭59−45085(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01G 19/52

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定する総重量の大部分を差し引くために
    ウエイト調整用支点を介して調整ウエイトを付加する1
    段側調整ウエイト機構と、大部分を差し引いた残重量を
    計測するために前記1段側調整ウエイト機構に連結した
    2段側調整ウエイト機構と、ベッドの一方の側の重量負
    荷によりその側の台枠を支点として回動するとともに前
    記台枠支点の内側端部にて前記1段側調整ウエイト機構
    を前記ウエイト調整用支点を介してバランスするべく回
    動自在に連結した秤捍と、前記台枠支点の外側における
    前記秤捍端部に連結するとともにその開放端を前記台枠
    支点の外側に所定の間隔を保って設けた固定具に固定し
    た変位検出板と、前記変位検出板の歪みを検知する変位
    センサと、ベッドの他方の側の重量負荷によりその側の
    台枠を支点として回動するとともに前記秤捍に対しベッ
    ドの中央部にて一端を回動自在に連結した秤捍と、前記
    各調整ウエイト位置の高精度検出機構と、調整ウエイト
    位置と測定重量との関係を換算する機構とから成る医療
    用高精度重量測定装置。
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