JP4740507B2 - 点滴装置のマノメータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体を注入するためのマノメータに関し、特に患者に注入される流体の流体圧力を測定するためのマノメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
患者の静脈内に流体を注入することは病院の通常の手順である。静脈注入装置は、通常、チューブを介しガラス瓶やプラスチックの袋のような流体源に接続されている内在するカテーテルから成る。
【０００３】
カテーテルやカテーテルのチューブの抵抗及び患者からの戻り圧のため、ハーバードポンプのような電気流体ポンプやポンプ式血圧計（pressure cuff）のような圧力源を供給する必要がしばしばある。血圧計は流体を含んだプラスチックの袋が取り付けられていて膨らませる。このように、注入流体はその流体の所望流量に一致する特定な圧力で運ばれる。
【０００４】
ある状況では注入流体の流量を注意深く制御することが重要である。例えば、ある種類の投薬を適正に施すためには長時間に亘って十分に流量を制御する必要がある。流量は注入流体の流体圧力によるので、流体圧力を継続して監視しなければならない。
【０００５】
過去において患者へ流体を非経口的に投与することに関するある一つの課題は、患者に注入される流体の流体圧力を測定することであった。もともと、血圧計の流体源の袋に働く圧力は、患者に注入される時点に流体に働く圧力と同じであると推定されている。血圧計の圧力の高さは血圧計に連結された計器から直接読み取る。
【０００６】
しかしながら、実際には、患者に注入される流体の流体圧力は血圧計で測定された静水圧と同じでない。チューブとカテーテル装置の抵抗及び患者からの戻り圧の全てが患者に注入される流体の流体圧力に影響を及ぼす。
これらの不整合性を除くために、チューブ線に直接取り付けられ、一時的に流体の流れを中断して静水圧を定期的に測定する静水圧マノメータが開発されている。例えば、ミラーへ付与された米国特許３８０７３８９号を参照のこと。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの直列式マノメータは、注入流体のほぼ正確な圧力値(示度)を提供するけれども、流体圧力を継続して監視するものではない。このようなマノメータは静水圧を測定する代わりに、ストップウオッチのようなもので流体の流れを定期的に中断して圧力値を読み取る必要がある。ある状態ではこれは不都合であり、必要な圧力高さより低下したり上昇した場合には、注入量が増加したり低下したりする結果を引き起こすので危険である。
【０００８】
注入圧力を測定するための直列式流体マノメータは、トッドへ付与された米国特許番号４２４２８８１号に記載されている。このマノメータは、空気の非膨張量を含む閉鎖した圧力測定室を用いており、この圧力測定室は測定されるべき圧力の流体が通る流れの通路に連通している。このようなマノメータの設計にはいくつかの問題がある。
【０００９】
第一に、閉じた圧力測定室が一つしかないので、圧力のある与えられた範囲を測定するのに十分な長さに測定室を合わせなければならない。そのために全体の装置がやや大きくなる。例えば、図１に示す米国特許番号４２８２８８１号のマノメータは、スタンドで支える必要があるほど大きい。
【００１０】
第二に、図２に示す米国特許番号４２８２８８１号のように、伝統的に、マノメータのハウジング上には数種の表示があって、これは通路を通って流れる流体の各種の流体圧力の値に相当する表示である。これはまた相対的に圧力測定室を長くする結果になってマノメータ装置が大きくなる。さらに、静脈注入圧力は、流体源で約６psiから患者の静脈で約０．３psiまでと本来低いので、臨床士は流体の静脈注入の間の絶対流体圧を概して注意しないばかりでなく知る必要がない。
【００１１】
臨床的に重要なことは注入が３つの状態のいずれかであるかその時である。１）比較的に自由に流れている。２）遠位端の障害物に妨害されている（すなわち、マノメータの下流、患者の静脈にカテーテルを挿入する場所）。３）静脈注入がオフにされたか近位に障害物があるかで全く流れない（すなわち、マノメータの上流、流体源に近いか又は静脈のチューブに関連した内部）。このように、広い列で絶対圧力表示部を有する伝統的なマノメータの目盛は、通常は臨床的に不要である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記のように、患者に非経口的に投与される流体の流体圧を継続して監視するために使用され、a)外部の支えなしにカテーテルから吊り下げれるほど小さくて軽量で、ｂ）移動部材なしで使い捨て可能な、ｃ）装置全体のサイズを縮小するように主圧力測定室に続いている、少なくとも一つの追加の閉鎖されたチャンバ（室）をマノメータ内に有していて、ｄ）上記に述べた３つの臨床的に関連する注入の流れ状態を示すため、透明なハウジング上に２，３つの参照用圧力表示部を有する直列式マノメータが必要である。このような発明をここに図示し記述する。
【００１３】
本発明のマノメータは、流体圧力や非経口的に投与した流体の流れを継続的に、直接、直列に表示するものを提供する。このマノメータはそこを通る流体を継続的に流れを許す通路を有する。またマノメータは圧力測定室を備える。この圧力測定室の一端は開放通路に流体連通し、その他端は閉鎖した気室に連通する。この通路を通って流れる流体は圧力室に進入し、開放された通路を通って流れる流体の圧力によるレベルまで上昇する。表示部はマノメータ上に設けられ、開放通路を通って流れる流体の流体圧は、圧力測定室の流体のレベルを参照にして容易く決定され、この通路を通る流れを表示する。
【００１４】
本発明の好ましい形状は、流れの通路は、所望の流量を提供する通路より大きいことである。非常に小さいオリフィスを有する絞り（restrictor）が通路の上流かつ圧力測定室への入口の下流に設置される。絞りは公知の圧力低下及び公知の流量を提供する。これは下流の圧力が大気に近づいた時にも正確な圧力の値を保証し所望の流量を提供するものである。
【００１５】
本発明の目的及び特徴は以下に記載された明細書及び添付された請求項と図面からさらに明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、例えば静脈点滴のように、非経口的に流体を投与する際に使用するマノメータ１を示す。例えば、静脈注射ビン５や袋のような患者の非経口注入源からの流体は、静脈チューブ３を通り、マノメータ１を通って患者の体内７に流れる。
【００１７】
図２から７を参照にして、マノメータ１はハウジング２と、流体入口４と、流体が患者へ流れる通路８に接続された流体出口６とを含む。筒状の圧力測定室又は導管１０は流体中で出口６に燐接した通路８に連通しかつ通路８に対し垂直に延びる。室１０の遠位端１１は閉じていて非膨張容積を画定する。さらに、筒状のスペースセービング室１２又は端部閉鎖導管は、その近位端が圧力測定室１０に空気連通している。図示した実施例では室１２は、室１０から概して離れて延伸し、通路８にやや平行である。これによりコンパクトな配置を提供する。
【００１８】
流体は、注入源５から通路８を通り流体入口４に流れ、流体出口６から出て患者の体内７に入る。圧力測定室１０は、通路８に流体中で連通しているので通路８内の流体の流体圧は閉鎖圧力測定室１０に運ばれる。
【００１９】
表示又は印１４はマノメータ１のハウジング２上に備えられ、通路を通って流れる流体に働く圧力が圧力測定室の流体の高さから直接読み取られる。実施例では幾つかの表示１４がハウジング２上に示されている。これには「０」の表示２０が含まれ、通路を通って流れる流体がないことを示し、「長方形」の表示１８は、流体が通路８を通り流れていることを示し、「X]の表示１６は、通路８からの下流の位置に流体の流れに対する障害物があるので圧力測定室内の流体圧力が高いことを示す。
【００２０】
従来の流体式マノメータ装置では、圧力測定室を相対的に長くする必要があった。すなわち、患者に流れる流体の圧力を測定するために長軸寸法が長いが、本発明では圧力測定室１０は、スペースセービング室１２の存在により相対的に短い。ある実施例では、図２に図示した圧力測定室１０とスペースセービング室１２との両長軸の角度Yは好ましくは約９０°であり、室１２は通路８に対しやや平行に延びて、それによりハウジング２のサイズが縮小する。
【００２１】
スペースセービング室の機能の一つは、圧力測定室１０の長軸の長さを縮小することである。スペースセービング室１２内と圧力測定室１０内との合わさった空気量が圧縮・膨張を経て、通路８内の流れの状態を正確に検知するのに十分であるように スペースセービング室１２が、圧力測定室１０に空気連通することでこの目標に達する。すなわち、室１０の長さはそれ自体で圧力変化を適切に示す空気量を閉じ込めるには十分ではない。
【００２２】
本装置により検知される臨床的に重要な３つの流れの状態がある。
１）通路８の流体は相対的に自由に流れる。
２）通路８を通る流れは遠位端の障害物に妨害される（すなわち、マノメータからの下流、患者の静脈のカテーテルの挿入場所）。
３）流体は通路８を全く流れないか、静脈注入がオフになっているか近位に障害物があるかのどちらかで流量が微弱である（すなわち、マノメータからの上流、流体源に近いか静脈チューブ系に関連した内部）。
【００２３】
通路内８の流れの状態の検知は、通路８内の流体の圧力に負う。通路内の流体圧力が上昇すると、流体の柱は通路８を通る流体の流れの圧力によるレベルまで圧力測定室１０内で上昇する。通路内８の流体の流れの状態は、看護士や世話人のような検査官に検知され、圧力測定室１０内の流体の柱の頂上又は先端と、圧力測定室１０に連携し、又は沿って表示されている参照表示とを比較して確かめる。
【００２４】
図面から明らかなように、ハウジング２は薄い平面な長方形状である。それを使い捨てのものとして実用的である比較的安価な透明のプラスチック製が好ましい。
マノメータ１は小さくて軽量であるので、個別の支えなしで容易に注入用チューブ３に設置され、患者に不便でないようにチューブ３に巻きつける。マノメータ１の原型では、ハウジング２は長さ約３センチ、幅約２センチである。これは、ハウジング２の中心線が図１のチューブ３から約１センチメートルだけ長いので、チューブ３上のトルク負荷を最小にする。図４，６−７から明らかなように、ハウジング２の厚みは、ハウジング２に接続したチューブ３の外径とほぼ同じで、約０．４センチである。
【００２５】
スペースセービング室１２を用いて、従来の装置に較べると、圧力測定室１０の長軸に沿った長さを著しく縮小することが可能である。ある実施例では、通路８から圧力測定室１０の遠位端１１までを測定すると、圧力測定室１０の長軸の長さは３．０センチ未満である。これらの実施例では、圧力測定室１０の長さは２センチ未満で、原型は長軸が約１．５センチしかない。図示した配置では、スペースセービング室１２の長さは圧力測定室１０の２倍以下である。
【００２６】
図８に示すように、他の実施例ではスペースセービング室１２は一部分円弧又はコイル状に湾曲して、その近位端１３で圧力測定室１０と空気連通している。明らかに、その端１３は約９０°の角度Yで室１２から離れて延伸している。その遠位端は通路８に向かって湾曲し、室１０に向かって戻っているので約１８０°曲がっている。この円弧形状の設計はスペースをとらなく、ハウジング２全体のサイズを縮小することを可能にし、室のために必要な長さを提供する。
【００２７】
さらに、図８には幾つかの表示１４が図２のようにハウジング２の上に示されている。この表示１４は、通路を通って流れる流体がないことを示す「０」の表示２０と、流体が通路８を通って流れていることを示す長方形の表示１８と、通路８の下流に流体の流れを妨害するものがあることを示す「X」の表示１６から構成される。
【００２８】
上記の配置は記載されたように機能するが、流量と圧力のより正確な表示、特に低流量、が望ましい。例えば、室１０への入口と患者の静脈との圧力の差は室１０と患者との間のチューブの流れの抵抗で変わる。これは選択したチューブの固定抵抗であるが、様々なサイズ、長さ、材質のチューブを用いてもよい。また、静脈圧は低いが異なる。従って、これらの変数は室１０の液体上昇の高さに影響を及ぼす。
【００２９】
流量が低いのに伴って、通路８の流れの抵抗を十分に計算する必要がある。図９で示す上記配置の変形例は、所望の流量を得るためにプラスチックのマノメータ本体の特徴を算定することよりも、マノメータによる流量に関する所望の正確さ及び圧力表示の正確さを提供する。図示したように、絞り３０は、室１０の入口の上流の通路８に位置し、同様の絞り３２は、室１０の入口下流の通路８に位置している。絞り各々は、ガラスチューブ３４とその周辺環状シール３６とから構成され、シリコンゴム製が好ましい。
【００３０】
このガラスチューブ３４は内径が非常に小さく、０．００１〜０．００４インチの範囲である。この装置の製造では、径は０．００１〜０．００２インチの範囲である。この装置の外径は約０．０５０インチである。ガラスチューブの長さは各絞りの所望の圧力及び所望の流量を提供するものから選ばれる。通路８の直径は絞りのオリフィスに比例して大きいので、絞り３２から下流までの抵抗は非常に低くて、大気の如きである。
【００３１】
この装置の製造では、各々の絞りの長さは約０．３インチであるよう選択された。このマノメータへの入力圧力が約６ｐｓｉであると仮定すると、絞り３０は圧力低下が約３ｐｓｉになるものが選択された。室１０に加えられた圧力は、表示０とＸとの間で所望範囲のレベルを維持するよう通路８を移動する流体を生じる結果となる。同様に、約３ｐｓｉの圧力低下は、下流の絞り３２により作られ、２つの絞りを組み合わせて装置の所望の流量を作り出す。
【００３２】
絞り３２の下流の圧力は本質的に大気の如きであり、絞り３２のオリフィスと通路８の直径とのサイズの差があるので、流れが満足する量である時に、マノメータの正確な値を得るためには、絞り３２が必要である。すなわち、下流に絞りがないと、表示は０になるだろう。同様に、下流絞り３２があって、上流絞り３０がないと、マノメータが示す圧力は流体源の圧力に近いだろう。このように、正常な流れと下流絞りの下流に障害物がある流れとの間には殆ど又は何の差異もない。
【００３３】
圧力低下及び流量の具体的事項については各々の状況により決定される必要があるだろう。
本発明は、ある好ましい実施例をもとに記載されているが、その他の実施例もここに開示したものを考慮すると当業者には明らかになるだろう。従って、本発明の範囲は上記に限定されるものでなく、添付の請求項を参照にされたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 患者に流体を非経口的に投与するために使用されるマノメータ装置を示す。
【図２】 図１のマノメータの正面図。
【図３】 図２に示したマノメータの背面図。
【図４】 図２のマノメータの入口端部。
【図５】 図２のマノメータの出口端部。
【図６】 図２のマノメータの平面図。
【図７】 図２のマノメータの底面図。
【図８】 本発明のマノメータの他の実施例の正面図であり湾曲したスペースセービング室を示す。
【図９】 図１から８のマノメータの変形例を示す。

Claims (12)

1. 患者に非経口的に投与する流体の流体圧力を測定するためのマノメータであって、
   流体入口と流体出口を有するハウジングと、
   前記ハウジングに形成され、前記流体入口から流体出口を通る流体の継続する流れをなすための継続開放通路と、
   前記ハウジングに形成され、その一端が前記通路に流体連通し、他端は非膨張容積を画定する通常閉鎖気室である圧力測定室と、
   前記ハウジングに形成され、その一端が前記圧力測定室に空気連通し、他端は非膨張容積を画定する通常閉鎖気室である端部閉鎖導管と、
   前記通路を通って流れる流体の圧力を示す、前記圧力測定室の流体の高さに連携した表示部と、
   から構成されることを特徴とするマノメータ。
2. 前記圧力測定室は、通常前記通路に対してほぼ垂直に延伸し、前記端部閉鎖導管は、通常前記圧力測定室に対してほぼ垂直に延伸することを特徴とする請求項１に記載のマノメータ。
3. 前記圧力測定室の長さが３．０センチ未満であることを特徴とする請求項１に記載のマノメータ。
4. 前記圧力測定室の長さが２．０センチ未満であることを特徴とする請求項１に記載のマノメータ。
5. 前記圧力測定室の長さが約１．６センチであるか又はそれ未満であることを特徴とする請求項１に記載のマノメータ。
6. 前記端部閉鎖導管の遠位端は、前記圧力測定室に向けて湾曲していることを特徴とする請求項１に記載のマノメータ。
7. 前記表示部は、流体が通路内を実質的に流れていない事を示すマークと、流体の流れに対する障害物があって、その障害物が通路の下流に位置していることを示すマークと、から構成されることを特徴とする請求項１に記載のマノメータ。
8. 前記表示部は、流体が通路を通って流れていることを示すマークを含むことを特徴とする請求項１に記載のマノメータ。
9. 患者に非経口的に投与する流体の流体圧力を測定するためのマノメータであって、
   流体入口と流体出口を有するハウジングと、
   前記ハウジングに形成され、前記流体入口から流体出口を通る流体の継続する流れをなすための継続的開放通路と、
   前記ハウジングに形成され、その一端が前記通路に流体連通し、他端は非膨張容積を画定する通常閉鎖気室である圧力測定室と、
   前記ハウジングに形成された端部閉鎖導管と、
   前記通路を通って流れる流体の圧力を示す、前記圧力測定室の流体の高さに連携した表示部と、
   から構成されることを特徴とするマノメータ。
10. 前記端部閉鎖導管の一端が前記圧力測定室に空気連通し、該端部閉鎖導管の他端は非膨張容積を画定する通常閉鎖気室であることを特徴とする請求項９に記載のマノメ−タ。
11. 前記ハウジングは薄い平面なほぼ長方形状であり、前記圧力測定室は通路から延伸し、前記端部閉鎖導管は圧力測定室よりは通路から実質的に遠く離れていなく延伸してコンパクトな配置を提供することを特徴とする請求項１０に記載のマノメータ。
12. 前記ハウジングは、前記圧力測定室内の流体が見えるよう透明な堅いプラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のマノメータ。

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