JP3199459B2 - 輸液管の閉塞・気泡検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポンプを用いた輸液シ
ステムにおいて、輸液管（輸液チューブ）の閉塞状態お
よび輸液管内の気泡のいずれも検出する手段を有する輸
液管の閉塞・気泡検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の輸液システムでは、輸
液バッグに収容された薬液を患者の血管内に導くための
輸液管を備え、この輸液管の途中に輸液ポンプ、たとえ
ばペリスタリックフィンガポンプを設置している。この
ポンプは、多数のフィンガをカムにより駆動して、その
蠕動運動により輸液バックから輸液管内に送り込まれた
薬液を患者側に送り出すものである。

【０００３】 この輸液システムにおいては、輸液管の
途中にはクレンメが取り付けられるが、送液時において
このクレンメの開放等を忘れることがあり、その場合に
は、輸液管が閉塞状態となり、送液異常が発生する。従
来、この輸液管の閉塞状態を検出するために、内圧変化
による輸液管の膨らみを磁気センサ、ひずみゲージ等で
検出し、その検出信号に基づき警報を発する閉塞状態検
出装置が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この閉塞状態検出装置
では、検出対象となる輸液管としては、閉塞による内圧
上昇時に、検出に足る膨らみがあることと、しかもこの
膨らみ量が輸液セット毎にばらつかないことが要求され
る。

【０００５】しかしながら、輸液管には輸液ポンプに使
用されることを前提として作成されていない、いわゆる
汎用のものがあり、この汎用の輸液管は、閉塞状態が発
生しても、自然状態からの膨らみが殆どなく、しかもメ
ーカー毎に輸液管の硬度が異なるため、その閉塞状態の
検出はきわめて困難であった。

【０００６】また、この種のシステムでは、輸液管内の
薬液には気体が溶け込んでいる場合が多い。この気体は
温度変化により溶解度が変化するために、気泡となって
輸液管の内壁面に付着していることがあり、これをその
まま放置しておくと、患者の血管に気泡が注入されるこ
とになり、極めて危険な状態となる。このため従来で
は、超音波センサあるいは光センサを用いた気泡検出装
置により、輸液管の内壁に付着した気泡を検出すること
が行われている。

【０００７】しかし、従来、上述の閉塞検出装置と気泡
検出装置とは別体となっているため、スペース的に大き
な空間を占め、小型の輸液ポンプを作成する上で障害と
なっていた。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、汎用の輸液セットにおいても輸液管
の閉塞状態を精度良く検出できるとともに、併せて気泡
も検出することができるコンパクトな輸液管の閉塞・気
泡検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による輸液管の閉
塞・気泡検出装置は、一方が固定され、他方が中間部に
設けられた支点を中心に回動可能に支持されるととも
に、前記支点位置から一端部にかけて互いに対向し、輸
液管を偏平状態にして挟み込むための輸液管挟持部を形
成する一対のアームと、該アームの他端部の回転変位を
検出することにより前記輸液管の閉塞状態を検出するた
めに前記他端部に設けられた閉塞状態検出手段と、前記
輸液管挟持部に設けられた気泡検出手段とを備え、前記
支点を中心にした前記アームの回動により前記輸液管挟
持部に押圧力を付勢するために前記他端部に付勢部材を
設けたことを特徴とするものである。

【００１０】この閉塞・ 気泡検出装置では、輸液管に閉
塞状態が発生すると、その内圧が変化し、これにより輸
液管は付勢部材（スプリング）の付勢力に抗して膨張す
る。この輸液管の膨張に伴い、回動可能なアームが中間
部の支点を中心に回動し、これによりアームの他端部が
変位し、この変位が磁気検出センサ等の閉塞状態検出手
段により検出され、この変位量が一定量以上であれば輸
液管に閉塞状態が発生したとされる。また、輸液管内に
気泡が含まれる場合には、この気泡は超音波センサ等の
気泡検出手段により検出される。

【００１１】前記回動可能なア−ムの回動中心となる支
点は、輸液管に閉塞状態が発生したときに、輸液管挟持
部の変位量が、ア−ムの他端部において拡大されるよう
な位置に設けることが好ましい。これにより閉塞状態発
生時の輸液管の微小な変化量が拡大され、閉塞状態検出
手段によるア−ム他端の変位検出が容易になり、検出精
度が向上する。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１３】図２は本発明の一実施例に係る輸液システ
ム全体の構成を表すものである。この輸液システムは、
薬液移送手段としてペリスタリックフィンガポンプ１を
備えている。このペリスタリックフィンガポンプ１は多
数のフィンガ１ａの蠕動運動により輸液管２内の薬液を
一定周期で強制的に移送させるものである。このポンプ
１の上方において、輸液管２の一端部はドロップチャン
バ（点滴筒）３の下端部に接続されている。このドロッ
プチャンバ３には浮力により上昇してきた気泡を除泡す
るための空間部４が設けられている。ドロップチャンバ
３の上部には輸液バッグ５が配置されている。輸液バッ
グ５内には輸液用の薬液６が収容されており、この薬液
６は中空針７を通してドロップチャンバ３内に一定間隔
で落下するようになっている。なお、輸液管２のペリス
タリックフィンガポンプ１の下流側の他端部は、図示し
ないが静脈針を通して患者の血管に接続されている。

【００１４】ペリスタリックフィンガポンプ１の下流側
には閉塞・気泡検出装置９が配置されている。この閉塞
・気泡検出装置９は、後述のように輸液管２の閉塞状態
および輸液管２内の気泡を検出する検出手段を併せもっ
ており、閉塞状態検出信号および気泡検出信号をそれぞ
れ出力するようになっている。この閉塞・気泡検出装置
９から出力される閉塞状態検出信号および気泡検出信号
は、それぞれ増幅器１０により増幅される。この増幅器
１０により増幅された閉塞状態検出信号および気泡検出
信号はそれぞれＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１
１によりデジタル信号に変換された後、マイクロコンピ
ュータ１２に送られる。マイクロコンピュータ１２は入
力した閉塞状態検出信号および気泡検出信号をそれぞれ
予め定めた基準値と比較し、基準値以上であれば、閉塞
状態および気泡が発生したとして、ペリスタリックフィ
ンガポンプ１の駆動を停止させるととともに警報表示部
（ランプ）１３を点灯させ報知するようになっている。

【００１５】図１は閉塞・気泡検出装置９の具体的な構
成を表すものである。この閉塞・気泡検出装置９は、同
一形状のアーム１４、１５を平行に配設して構成されて
いる。アーム１４、１５にはそれぞれ中間部よりもわず
かに下方位置において相手方向に突出した連結部１４
ａ、１５ａが設けられており、これら連結部１４ａ、１
５ａが支点１６で連結されている。一方のアーム１５は
ハウジング２５に固定されている。他方のアーム１４は
支点１６を中心に回動可能になっている。アーム１４、
１５各々の支点１６より図において下方部分は輸液管挟
持部１４ｂ、１５ｂとなっており、これら輸液管挟持部
１４ｂ、１５ｂ間の空間部１７に輸液管２を収容し、一
定の押圧力で偏平状態に挟み込むようになっている。

【００１６】アーム１４の支点１６よりも図において上
方部分の先端部にはマグネット２０が取り付けられてい
る。このマグネット２０に対向して、アーム１４の先端
近傍には、ホール素子等により構成される磁気検出セン
サ２１が配設されており、輸液管２の膨張によるマグネ
ット２０の変位に伴う磁界の変化を検出するようになっ
ている。

【００１７】アーム１４の先端部の近傍には、付勢部材
としてのスプリング２２が取り付けられ、このスプリン
グ２２によりアーム１４は支点１６を中心にして図にお
いて反時計廻り方向に回動するように付勢されている。
このスプリング２２の付勢力により輸液管挟持部１４
ｂ、１５ｂと輸液管２の側面との間に空隙がなく、しか
も輸液管２が偏平する程度の押圧力が付与されている。
アーム１４のスプリング２２の取り付け位置とマグネッ
ト２０との間にはストッパ２３が取り付けられている。
このストッパ２３に対向して係止部材２４が配設されて
いる。ストッパ２３および係止部材２４は、スプリング
２２による過剰な押圧を防止するためのものであり、こ
れによりどのような輸液セットの輸液管２を用いても、
アーム１４側の輸液管挟持部１４ｂとアーム１５側の輸
液管挟持部１５ｂとの間の距離が一定になるように設定
されている。

【００１８】輸液管挟持部１４ｂ、１５ｂそれぞれの内
側には輸液管２の両側面に対向する位置に、気泡検出手
段としての超音波振動子１８、１９が組み込まれてお
り、これら超音波振動子１８、１９により輸液管２内の
気泡を検出するようになっている。ここで、アーム１
４、１５のケースの厚みは輸液管２の肉厚を含めて超音
波振動子駆動の波長（λ）の１／４の奇数倍に設定する
ことが最も効率が良い。

【００１９】次に、本実施例の閉塞・気泡検出装置９の
動作について説明する。

【００２０】今、この閉塞・気泡検出装置９を図２に示
したように、ペリスタリックフィンガポンプ１の下流側
に設置し、その下流側において輸液管２の閉塞状態が発
生したとする。閉塞状態が発生すると、輸液管２の内圧
が上昇し、輸液管２はスプリング２２の付勢力に抗して
膨張しようとする。そのためアーム１４が支点１６を中
心に図において時計廻り方向に回転し、上端部に取り付
けられたマグネット２０が図に実線で示した位置から二
点鎖線で示す位置へ変位する。このマグネット２０の変
位量は、輸液管２の膨張に伴う輸液管挟持部１４ｂの変
位量のほぼＬ₂／Ｌ₁ 倍に拡大されている（Ｌ₁ はアー
ム１４の支点１６と下端部との間の距離、Ｌ₂ は支点１
６と上端部との間の距離を示す。）。

【００２１】このマグネット２０による磁界の変化が、
輸液管２の内圧の変化として磁気検出センサ２１により
検出される。そして、この磁気検出センサ２１の検出信
号が、閉塞状態検出信号として図２に示した増幅器１０
により増幅され、Ａ／Ｄ変換器１１によりデジタル信号
に変換された後、マイクロコンピュータ１２に入力され
る。このマイクロコンピュータ１２では、入力した検出
信号と予め定めた基準値とを比較し、基準値以上であれ
ば、輸液管２が閉塞状態になったとして、プリスタリッ
クフィンガポンプ１の駆動を停止させるとともに、警報
表示部１３に警報表示する。

【００２２】 次に、気泡の検出動作について説明す
る。輸液管２の内部に薬液が満たされているときは、発
振側の超音波振動子１８から発振された超音波は、薬液
等の媒体を通して受信側の超音波振動子１９へ伝播され
る。そして、輸液管２の内部に気泡が混入した場合に
は、送信側の超音波振動子１８から発振された超音波は
輸液管２の界面で反射され、受信側の超音波振動子１９
には到達しない。超音波振動子１９では超音波振動子１
８からの超音波の到達状態を検出し、その検出信号を気
泡検出信号として、増幅器１０およびＡ／Ｄ変換器１１
を介してマイクロコンピュータ１２に送る。マイクロコ
ンピュータ１２では、この気泡検出信号を閉塞状態の場
合と同様に予め定めた基準値と比較し、基準値以上であ
れば、気泡が輸液管２内に混入しているとして、ペリス
タリックフィンガポンプ１の駆動を停止させるととも
に、警報表示部１３に警報表示する。

【００２３】本実施例の閉塞・気泡検出装置９では、予
め輸液管２をア−ム１４、１５の輸液管挟持部１４ｂ、
１５ｂ間で一定の圧力を加えることにより偏平させ、こ
の状態で閉塞による内圧の変化を検出するようにしてい
るので、内圧の変化量を輸液管挟持部１４ｂの変位量と
して具現しやすくなる。したがって、輸液管２として安
価な汎用の輸液セットのものを使用することができる。
さらに、この変位を支点１６を中心としたシーソー型の
アーム１４により拡大させることができるので、輸液管
２の微量な変位も容易に検出することができる。

【００２４】また、この閉塞・気泡検出装置９では、輸
液管挟持部１４ｂ、１５ｂに超音波振動子１８、１９が
組み込まれており、気泡も合わせて検出することができ
る。すなわち、１つの閉塞・気泡検出装置９をもって輸
液管２の閉塞状態および気泡の両方を検出することがで
きるため、輸液装置全体の小型化を図ることができる。

【００２５】以上実施例を挙げて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を変更しない範囲で種々変形可能である。たとえば、
上記実施例では、閉塞・気泡検出装置９を対称形状の２
つのアーム１４、１５により構成したが、これらの形状
は上記実施例のものでなくてもよく、要は輸液管２の内
圧変化による変位を拡大できる構造であればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明による閉塞・
気泡検出装置は、一方が固定され、他方が中間部に設け
られた支点を中心に回動可能に支持されるとともに、前
記支点位置から一端部にかけて互いに対向し、輸液管を
偏平状態にして挟み込むための輸液管挟持部を形成する
一対のアームと、該アームの他端部の回転変位を検出す
ることにより前記輸液管の閉塞状態を検出するために前
記他端部に設けられた閉塞状態検出手段と、前記輸液管
挟持部に設けられた気泡検出手段とを備え、前記支点を
中心にした前記アームの回動により前記輸液管挟持部に
押圧力を付勢するために前記他端部に付勢部材を設ける
構成としたので、簡単な構成で、汎用の輸液セットにお
いても輸液管の閉塞状態を精度良く検出でき、しかも気
泡も検出することができるため、輸液装置全体をコンパ
クトな構成とすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る閉塞・気泡検出装置の
構成を一部断面して表す平面図である。

【図２】図１の閉塞・気泡検出装置を用いた輸液装置の
構成を表す図である。

【符号の説明】

１ ペリスタリックフィンガポンプ ２ 輸液管 １２ マイクロコンピュ−タ １３ 警報表示部 １４、１５ アーム １６ 支点 １８、１９ 超音波振動子 ２０ マグネット ２１ 磁気検出センサ ２２ スプリング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方が固定され、他方が中間部に設けら
   れた支点を中心に回動可能に支持されるとともに、前記
   支点位置から一端部にかけて互いに対向し、輸液管を偏
   平状態にして挟み込むための輸液管挟持部を形成する一
   対のアームと、該 アームの他端部の回転変位を検出することにより前記
   輸液管の閉塞状態を検出するために前記他端部に設けら
   れた閉塞状態検出手段と、前記輸液管挟持部に設けられた 気泡検出手段とを備え、 前記支点を中心にした前記アームの回動により前記輸液
   管挟持部に押圧力を付勢するために前記他端部に付勢部
   材を設けた ことを特徴とする輸液管の閉塞・気泡検出装
   置。