JP5963220B2 - 注射ポンプおよびその駆動系統 - Google Patents

Description

本発明は、医療機器の技術分野に関し、より具体的には注射ポンプおよびその駆動系統に関する。

注射ポンプは、臨床において常用する輸液補助装置として知られており、主に特殊な薬物や危険度の高い薬物の精密注入に用いられる。そのため、患者の或る指標値の維持、または薬物の継続的投与に用いることができ、より優れた投薬効果を有する。該装置は、救急患者、重体患者、特殊患者や児童への投薬に有利な条件を提供し、医療介護者の作業効率を向上させている。しかし、このような製品では、注入の流速の制御異常が発生した場合は、患者への投薬の安全性および有効性に直接に影響を与えてしまうため、重要視する必要がある。

２００２年から２０１０年末にかけ、輸液ポンプや注射ポンプに関して、中国国家薬品不良反応監視センターに報告された５７５部の「疑わしい医療機器の不良報告書」のうち、注射ポンプの不良報告は２１６部を占めた。その主な問題は、注入速度の制御異常、薬液のポンピング不能、機器の停止、注入パイプの漏液等であった。また、注入の流速異常を示した２１６部の報告のうち、注射ポンプに関するものは６１部（注射ポンプの総報告数の２８％を占める）であった。

薬物の注入速度が速すぎると、過量投与になり、毒性作用が現れてしまう。また、速度が遅すぎると、薬物の投与量が低くなり、治療効果に達しない。注射ポンプの速度制御の不良は、ソフトウェア設計や、使用される周辺消耗材（例えば輸液パイプ、注射器）の種類、性能等の要因に関係すると考えられる。また、注射ポンプの設計をモニタリングするシステムの不完備により注入速度の正確性が保証されないことが、もう一つの重要な原因である。

市販の注射ポンプは、通常、モーターの尾端に、該モーターの作動状況を測定する電子機器が設けられている。しかし、モーターを作動するときには、減速器、および減速器の出力軸の駆動ネジ山によって投薬プッシュロッドを駆動する必要があるため、一連の運動の転換を経ることになる。そのため、モーターが正常に作動していても、必ずしも投薬プッシュロッドの正常な作動および投薬の正確性を保証できるとは限らず、依然として潜在的な安全問題が存在する。

上記問題を解決するために、本発明は、投薬の正確性を保証した注射ポンプの駆動系統を提供する。また、本発明は、前記駆動系統を含む注射ポンプも提供する。

本発明に係る注射ポンプの駆動系統は、内壁に、軸方向に延びる電気抵抗シート嵌込み槽および導電膜シート嵌込み槽が設けられているジャケット筒と、前記電気抵抗シート嵌込み槽内に設置された電気抵抗シートと、前記導電膜シート嵌込み槽内に設置された導電膜シートと、開口を備えた空室を有し、前記ジャケット筒内にスライド可能に設置された投薬プッシュロッドと、前記投薬プッシュロッドに固定設置され、一端が前記導電膜シートに接触し、他端が前記電気抵抗シートに接触する弾性導電接触片と、前記空室内に設置され、前記投薬プッシュロッドを進退駆動する駆動装置とを含み、前記投薬プッシュロッドは、前記ジャケット筒の内壁との密封性を保っており、前記空室の開口は、前記投薬プッシュロッドの尾端に設置されている。

好ましくは、前記駆動装置は、前記空室内に設置されて且つ前記ジャケット筒に接続しているモーターと、前記モーターに連結した減速器と、前記減速器に連結したリードスピンドルとを含み、前記空室の内壁に、軸方向に延び、前記リードスピンドルと噛み合わせるための雌ねじが設けられており、前記ジャケット筒の内壁に、軸方向に延びる回転制限スライド槽が設けられており、前記投薬プッシュロッドに、前記回転制限スライド槽と噛み合わせるための回転防止ピンが設けられている。

また、好ましくは、前記モーターの外周に固定用スタンドバーが設けられており、前記ジャケット筒の内壁に環状突起が設けられており、前記固定用スタンドバーの内側が前記環状突起に当接しており、前記駆動系統は、さらに、前記固定用スタンドバーの外側に当接する内側キャップと、前記内側キャップを覆い、前記ジャケット筒に固定連結する外側キャップとを含み、前記内側キャップの頂部と前記外側キャップの頂部との間に圧力センサーが設けられている。

また、好ましくは、前記弾性導電接触片は、前記投薬プッシュロッドの外周に巻付けた導電リング部と、前記導電リング部に接続する少なくとも２つの導電接触リード部とを含み、少なくとも１つの前記導電接触リード部が前記電気抵抗シートに接触していると共に、少なくとも他の１つの前記導電接触リード部が前記導電膜シートに接触している。

また、好ましくは、前記ジャケット筒の外周の断面形状は四角形である。

また、好ましくは、前記ジャケット筒の頭部と前記投薬プッシュロッドとの間に密封リングが設けられている。

また、好ましくは、前記モーターの尾端に、該モーターの作動を測定するエンコーダーが設けられている。

本発明に係る注射ポンプは、前記いずれかの駆動系統を含む。

従来の注射ポンプの駆動系統に比べ、本発明に係る駆動系統は、ジャケット筒の内壁に軸方向に延びる電気抵抗シートおよび導電膜シートが固定設置されているため、投薬プッシュロッドは、駆動装置の駆動によりジャケット筒の軸方向に沿ってスライドできる。また、投薬プッシュロッドの外周に、導電膜シートと電気抵抗シートとを導通させる弾性導電接触片が設けられているため、投薬プッシュロッドの移動に伴い、弾性導電接触片が導電膜シートおよび電気抵抗シートとの接触位置が変化する。これにより、電気抵抗シートから導電膜シートまで電気抵抗値が変化する。電気抵抗シートと導電膜シートとの間の電気抵抗値を測定することにより、投薬プッシュロッドの位置を特定できる。したがって、本発明は、電気抵抗シートと導電膜シートとの間の電気抵抗値を測定することにより、投薬プッシュロッドによる薬液注入量を精密に制御することができるという効果を奏する。

本発明に係る注射ポンプは、前記駆動系統を含むため、上記と同様に投薬の正確性を保証できるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る駆動系統の外部構造を示す図である。 図１のＡ−Ａ線における断面を示す図である。 本発明の実施形態に係る駆動系統の分解構造を示す図である。

本実施形態は、投薬の正確性を保証した、注射ポンプの駆動系統を提供する。また、本実施形態は、前記駆動系統を含む注射ポンプを提供する。

以下、本発明の実施例の図面を参考しつつ、本発明の実施例における技術的構成を明確に、漏れなく説明する。なお、言うまでもなく、以下に説明する実施例は、本発明の一部の実施例でしかすぎず、全ての実施例を示すものではない。当業者が本発明の実施例に基づいて、創造的労力なしに得られる全ての他の実施例も、本発明の保護範囲に含まれる。

図１および図３に示すように、本実施形態に係る注射ポンプの駆動系統は、ジャケット筒１１を含む。ジャケット筒１１の内壁には、いずれも軸方向に延びる電気抵抗シート嵌込み槽および導電膜シート嵌込み槽が設けられている。電気抵抗シート嵌込み槽内には、電気抵抗シート１２が固定設置されており、導電膜シート嵌込み槽内には、導電膜シート１３が設置されている。

駆動系統は、ジャケット筒１１内にスライド可能に設置された投薬プッシュロッド１４をさらに含む。投薬プッシュロッド１４とジャケット筒１１の内壁とは、密封性が保たれており、薬液が投薬プッシュロッド１４とジャケット筒１１の内壁との間から漏れるのを防止している。投薬プッシュロッド１４は開口を備えた空室を有し、前記空室の開口は投薬プッシュロッド１４の尾端に設置されている。

投薬プッシュロッド１４には、弾性導電接触片１５が固定されている。弾性導電接触片１５は、一端が導電膜シート１３に接触し、他端が電気抵抗シート１２に接触する。これにより、電気抵抗シート１２、弾性導電接触片１５および導電膜シート１３が閉回路を形成する。

また、駆動系統は、前記空室内に設置され、プッシュロッドの進退運動を制御する駆動装置をさらに含む。

前記のように構成された本実施形態に係る駆動系統によれば、ジャケット筒１１の内壁に、軸方向に延びる電気抵抗シート１２および導電膜シート１３が固定設置されており、投薬プッシュロッド１４は、駆動装置の駆動によりジャケット筒１１の軸方向に沿ってスライドする。また、投薬プッシュロッド１４の外周に、導電膜シート１３と電気抵抗シート１２とを導通させる弾性導電接触片１５が設けられているため、投薬プッシュロッド１４の移動に伴い、弾性導電接触片１５が導電膜シート１３および電気抵抗シート１２との接触位置が変化する。これにより、電気抵抗シート１２から導電膜シート１３までの電気抵抗値が変化する。電気抵抗シート１２と導電膜シート１３との間の電気抵抗値を測定することにより、投薬プッシュロッド１４の位置を特定できる。したがって、本実施形態では、電気抵抗シート１２と導電膜シート１３との間の電気抵抗値を測定することにより、投薬プッシュロッド１４による薬液注入量を精密に制御することができる。

なお、前記駆動装置は、直線型モーター等、安定した直線駆動を提供する駆動装置であってもよい。前記駆動装置は、例えば以下のように構成してもよい。

駆動装置は、前記空室内に設置されて且つジャケット筒１１に接続しているモーター１６と、モーター１６に連結した減速器１７と、減速器１７に連結したリードスピンドル１８とを含む。

前記空室の内壁には、軸方向に延びる雌ねじが設けられており、リードスピンドル１８は該雌ねじと噛み合わせる。また、ジャケット筒１１の内壁には、軸方向に延びる回転制限スライド槽が設けられており、投薬プッシュロッド１４には、回転制限スライド槽と噛み合わせるための回転防止ピンが設けられている。

前記構成によれば、投薬プッシュロッド１４の空室はモーター格納室として用いられ、減速器１７はモーター格納室に実装されたモーター１６と直接に連結しており、減速器１７の出力軸はリードスピンドル１８と連結している。これにより、投薬プッシュロッド１４の内側に設けられている雌ねじは、リードスピンドル１８のネジ山と噛み合わされる。また、投薬プッシュロッド１４の外側に設けられている回転防止ピンは、ジャケット筒１１の内部の回転制限スライド槽と噛み合わされる。また、ジャケット筒１１の頭部に、投薬プッシュロッド１４に合致した密封リングを設けてもよい。これにより、ジャケット筒１１と投薬プッシュロッド１４との間の密封性を実現できる。投薬プッシュロッド１４は、ジャケット筒１１の内部空室において、回転制限スライド槽に沿ってスライドすることができる。

ジャケット筒１１は、投薬プッシュロッド１４の外部に位置する。リードスピンドル１８が回転する際は、ジャケット筒１１内部の回転制限スライド槽と投薬プッシュロッド１４の回転防止ピンとの噛み合わせにより、投薬プッシュロッド１４が、リードスピンドル１８と一緒に回転することなく、回転制限スライド槽に沿ってスライドする。ジャケット筒１１の内表面には、電気抵抗シート嵌込み槽と平行する方向に、少なくとも１つの電気抵抗シート１２が設けられている。電気抵抗シート１２は、ジャケット筒１１上の電極ビア孔を介して、ジャケット筒１１外部の電極に接続されていてもよい。

動作時は、モーター１６が減速器１７を回転させることにより、減速器１７の出力軸がリードスピンドル１８上の駆動ネジ山を回転させる。駆動ネジ山の回転により、投薬プッシュロッド１４が前方へ移動し、薬格納手段内の薬物を一般の輸液装置から定時間、定量に人体に注入する。また、モーター１６が減速器１７を逆回転させることにより、ネジ山が駆動されると共に、投薬プッシュロッド１４が後ろへ移動して元の位置に戻る。すなわち、モーター１６がリセットする。

前記構成によれば、本実施形態に係る駆動系統は、コンパクト化、小体積化および軽量化を実現しているため、便利に使用できる。

また、本実施形態に係る好ましい構成では、投薬プッシュロッド１４の推進力を有効に制御するように、さらに圧力センサー２１が設けられている。具体的な構成は、以下のように設置される。

モーター１６の外周には固定用スタンドバーが設けられており、ジャケット筒１１の内壁には環状突起が設けられており、固定用スタンドバーの内側が環状突起に当接している。これにより、モーター１６はジャケット筒１１の頭部方向へ移動できない。なお、ここで言う固定用スタンドバーの内側とは、固定用スタンドバーの、ジャケット筒１１の頭部に近い側を指す。駆動系統は、固定用スタンドバーの外側に当接する内側キャップ１９と、内側キャップ１９を覆い、且つジャケット筒１１に固定連結可能な外側キャップ２０とをさらに含んでもよい。また、内側キャップ１９の頂部と外側キャップ２０の頂部との間に、圧力センサー２１が設けられている。

なお、前記内側キャップ１９が固定用スタンドバーの外側に当接するとは、外側キャップ２０を外したとき、内側キャップ１９およびモーター１６がジャケット筒１１の尾端へ移動できることを意味する。

前記構成によれば、リードスピンドル１８の駆動により投薬プッシュロッド１４が前方へ移動する際は、リードスピンドル１８からの反動力が減速器１７およびモーター１６に付与され、モーター１６が内側キャップ１９を介して圧力センサー２１へ押圧力を与える。これにより、圧力センサー２１は圧力の大きさを感知できる。これにより、投薬プッシュロッド１４の推進力を制御できる。

本実施形態に係る前記弾性導電接触片１５は、以下のように構成してもよい。

弾性導電接触片１５は、具体的には、投薬プッシュロッド１４の外周に巻付けた導電リング部と、導電リング部に接続する少なくとも２つの導電接触リード部とを含む。少なくとも１つの導電接触リード部が電気抵抗シート１２に接触していると共に、少なくとも他の１つの導電接触リード部が導電膜シート１３に接触している。

弾性導電接触片１５を前記のように投薬プッシュロッド１４の外周に巻付けることにより、弾性導電接触片１５と投薬プッシュロッド１４との連結の安定性が向上する。

また、ジャケット筒１１の内壁に電気抵抗シート嵌込み槽および導電膜シート嵌込み槽を設置しやすくするように、本実施形態に係るジャケット筒１１の外周の断面形状は、四角形であってもよい。この構成によれば、四角形の４つの側壁上、または対向する２つの側壁上に電気抵抗シート嵌込み槽および導電膜シート嵌込み槽を設置すればよい。

なお、ジャケット筒１１と投薬プッシュロッド１４との間の密封は、ジャケット筒１１の頭部と投薬プッシュロッド１４との間に密封リングを設けることで実現できる。

また、本実施形態に係る駆動系統は、モーター１６の尾端に、モーター１６の作動を測定するエンコーダーを設けてもよい。エンコーダーでモーター１６の作動状況を測定することにより、モーター１６が正常に作動しない場合にはモーター１６を適時に修理することができる。

本実施形態は、前記駆動系統を含む注射ポンプも提供する。これにより、本実施形態に係る注射ポンプは、上記と同様に、投薬の正確性を保証できる。

以上は、本発明に係る注射ポンプおよびその駆動系統について詳しく説明した。前記の説明では、具体例を用いて本発明の原理および実施形態を述べたが、前記実施例の説明はあくまでも本発明における方法およびその核心的思想を理解するためのものである。無論、当該技術分野の一般当業者にとっては、本発明の原理から脱逸しない範囲において本発明に対して改良および付加を行うことができ、これの改良および付加も本発明の特許請求の範囲内に含まれる。

本発明は、注射ポンプおよびその駆動系統に利用することができる。

１１ ジャケット筒
１２ 電気抵抗シート
１３ 導電膜シート
１４ 投薬プッシュロッド
１５ 弾性導電接触片
１６ モーター
１７ 減速器
１８ リードスピンドル
１９ 内側キャップ
２０ 外側キャップ
２１ 圧力センサー

Claims (8)

1. 内壁に、軸方向に延びる電気抵抗シート嵌込み槽および導電膜シート嵌込み槽が設けられているジャケット筒と、
   前記電気抵抗シート嵌込み槽内に設置された電気抵抗シートと、
   前記導電膜シート嵌込み槽内に設置された導電膜シートと、
   開口を備えた空室を有し、前記ジャケット筒内にスライド可能に設置された投薬プッシュロッドと、
   前記投薬プッシュロッドに固定設置され、一端が前記導電膜シートに接触し、他端が前記電気抵抗シートに接触する弾性導電接触片と、
   前記空室内に設置され、前記投薬プッシュロッドを進退駆動する駆動装置とを含み、
   前記投薬プッシュロッドは、前記ジャケット筒の内壁との密封性を保っており、
   前記空室の開口は、前記投薬プッシュロッドの尾端に設置されていることを特徴とする、注射ポンプの駆動系統。
2. 前記駆動装置は、前記空室内に設置されて且つ前記ジャケット筒に接続しているモーターと、前記モーターに連結した減速器と、前記減速器に連結したリードスピンドルとを含み、
   前記空室の内壁には、軸方向に延び、前記リードスピンドルと噛み合わせるための雌ねじが設けられており、
   前記ジャケット筒の内壁には、軸方向に延びる回転制限スライド槽が設けられており、
   前記投薬プッシュロッドに、前記回転制限スライド槽と噛み合わせるための回転防止ピンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動系統。
3. 前記モーターの外周に、固定用スタンドバーが設けられており、
   前記ジャケット筒の内壁に、環状突起が設けられており、
   前記固定用スタンドバーの内側が、前記環状突起に当接しており、
   さらに、前記固定用スタンドバーの外側に当接する内側キャップと、前記内側キャップを覆い、前記ジャケット筒に固定連結する外側キャップとを含み、
   前記内側キャップの頂部と前記外側キャップの頂部との間に、圧力センサーが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の駆動系統。
4. 前記弾性導電接触片は、前記投薬プッシュロッドの外周に巻付けた導電リング部と、前記導電リング部に接続する少なくとも２つの導電接触リード部とを含み、
   少なくとも１つの前記導電接触リード部が前記電気抵抗シートに接触していると共に、少なくとも他の１つの前記導電接触リード部が前記導電膜シートに接触していることを特徴とする請求項１に記載の駆動系統。
5. 前記ジャケット筒の外周の断面形状は、四角形であることを特徴とする請求項１に記載の駆動系統。
6. 前記ジャケット筒の頭部と前記投薬プッシュロッドとの間に、密封リングが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動系統。
7. 前記モーターの尾端に、該モーターの作動を測定するエンコーダーが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の駆動系統。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の駆動系統を含む注射ポンプ。

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