JP6549931B2 - 輸液装置および気泡検出方法 - Google Patents

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Description

本発明は、輸液装置および輸液装置における気泡検出方法に関するものである。
医療向け輸液装置において、薬液を送液するチューブ（輸液チューブ）内に混入する気泡を検出する技術が開示されている。たとえば、特許文献１には、輸液チューブを順次押圧（蠕動式）または輸液ポンプの一部に組み込まれた部材を押圧（ピストン式）して送液するとともに輸液中に存在する気泡を検出する輸液ポンプが開示されている。この輸液ポンプでは、超音波センサを用いた気泡検出器を輸液ポンプ内に設け、これにより精度よく気泡を検出することができるとされている。
特開２０００−３２５４７６号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、超音波センサを用いた気泡検出器を設けるための専用のスペースを輸液装置内に確保する必要があるため、輸液装置を小型化する観点で課題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化に適する輸液装置および輸液装置を小型化できる気泡検出方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る輸液装置は、複数のフィンガを備え、前記複数のフィンガと該複数のフィンガに対向配置された押さえ部材とにより、可撓性を有する材料で構成された流路を挟んだ状態で、前記複数のフィンガを進退動作させる蠕動運動によって前記流路の側面を押圧して弾性変形させて、前記流路に充填された液体を送液するフィンガ式ポンプ機構を有する輸液装置であって、前記複数のフィンガの少なくとも一つに設けられた圧力センサと、前記圧力センサが設けられたフィンガが前記流路を押圧して弾性変形させているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて前記流路内における気泡の有無を判断する判断手段と、を備え、前記圧力センサは、前記複数のフィンガのうち、前記流路における液体の送液方向における最上流側に配設された第１フィンガと最下流側に配設された第２フィンガとの間に配設された第３フィンガに設けられており、前記フィンガ式ポンプ機構は、前記流路を閉塞するように前記第１フィンガと前記第２フィンガとを該流路に同時に押圧させている状態で、前記第３フィンガを前記流路に押圧して弾性変形させ、前記判断手段は、前記第３フィンガが前記流路を押圧して弾性変形させているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて前記流路内における気泡の有無を判断することを特徴とする。
本発明の一態様に係る輸液装置は、複数のフィンガを備え、前記複数のフィンガと該複数のフィンガに対向配置された押さえ部材とにより、可撓性を有する材料で構成された流路を挟んだ状態で、前記複数のフィンガを進退動作させる蠕動運動によって前記流路の側面を押圧して弾性変形させて、前記流路に充填された液体を送液するフィンガ式ポンプ機構を有する輸液装置であって、前記複数のフィンガの少なくとも一つに設けられた圧力センサと、前記圧力センサが設けられたフィンガが前記流路を押圧しているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて前記流路内における気泡の有無を判断する判断手段と、を備え、前記圧力センサは、前記複数のフィンガのうち、前記流路における液体の送液方向における最上流側に配設された第１フィンガに設けられており、前記フィンガ式ポンプ機構は、前記流路を閉塞するように最下流側に配設された第２フィンガに押圧させている状態で、前記第１フィンガを前記流路に押圧させ、前記判断手段は、前記第１フィンガが前記流路を押圧しているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて前記流路内における気泡の有無を判断することを特徴とする。
本発明の一態様に係る輸液装置は、前記判断手段は、前記圧力センサにより検知された圧力が所定の値より小さいときに前記流路内に気泡が存在すると判断することを特徴とする。
本発明の一態様に係る輸液装置は、前記圧力センサは、ひずみゲージであることを特徴とする。
本発明の一態様に係る気泡検出方法は、複数のフィンガを備え、前記複数のフィンガと該複数のフィンガに対向配置された押さえ部材とにより、可撓性を有する材料で構成された流路を挟んだ状態で、前記複数のフィンガを進退動作させる蠕動運動によって前記流路の側面を押圧して弾性変形させて、前記流路に充填された液体を送液するフィンガ式ポンプ機構を有する輸液装置において、前記流路内における気泡の有無を検出する方法であって、前記複数のフィンガの少なくとも一つに圧力センサが設けられ、前記圧力センサが設けられたフィンガが前記流路を押圧して弾性変形させているときに前記圧力センサが検知した圧力に基づいて前記流路内の気泡の有無を判断し、前記圧力センサは、前記複数のフィンガのうち、前記流路における液体の送液方向における最上流側に配設された第１フィンガと最下流側に配設された第２フィンガとの間に配設された第３フィンガに設けられており、前記流路を閉塞するように前記第１フィンガと前記第２フィンガとを該流路に同時に押圧させている状態で、前記第３フィンガを前記流路に押圧して弾性変形させ、前記気泡の有無の判断を、前記第３フィンガが前記流路を押圧して弾性変形させているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて行うことを特徴とする。
本発明の一態様に係る気泡検出方法は、複数のフィンガを備え、前記複数のフィンガと該複数のフィンガに対向配置された押さえ部材とにより、可撓性を有する材料で構成された流路を挟んだ状態で、前記複数のフィンガを進退動作させる蠕動運動によって前記流路の側面を押圧して弾性変形させて、前記流路に充填された液体を送液するフィンガ式ポンプ機構を有する輸液装置において、前記流路内における気泡の有無を検出する方法であって、前記複数のフィンガの少なくとも一つに圧力センサが設けられ、前記圧力センサが設けられたフィンガが前記流路を押圧しているときに前記圧力センサが検知した圧力に基づいて前記流路内の気泡の有無を判断し、前記圧力センサは、前記複数のフィンガのうち、前記流路における液体の送液方向における最上流側に配設された第１フィンガに設けられており、前記流路を閉塞するように最下流側に配設された第２フィンガに押圧させている状態で、前記第１フィンガを前記流路に押圧させ、前記気泡の有無の判断を、前記第１フィンガが前記流路を押圧しているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて行うことを特徴とする。
本発明によれば、輸液装置のポンプ機構を構成するフィンガ、またはフィンガとともに流路を挟む押さえ部材に圧力センサを設け、フィンガが流路を押圧しているときに圧力センサが検知した圧力に基づいて流路内における気泡の有無を判断するため、気泡検出のための構成要素を設けるためのスペースを、送液のために必要な構成要素のためのスペースと共用できる。これにより、輸液装置の小型化を実現できるという効果を奏する。
図１は、実施の形態に係る輸液装置の斜視図である。 図２は、図１に示す輸液装置のフィンガ式ポンプ機構に関連する部分の模式的な構成図である。 図３は、圧力センサ部の模式的な断面図である。 図４は、図１に示す輸液装置のフィンガ式ポンプ機構および制御に関連する部分のブロック構成図である。 図５は、図１に示す輸液装置の動作および気泡検出方法を説明する図である。 図６は、図１に示す輸液装置における判断フローの一例を示す図である。 図７は、圧力センサを押さえ板に設けた構成を説明する図である。
以下に、図面を参照して本発明に係る輸液装置および気泡検出方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る輸液装置の斜視図である。この輸液装置１００は、医療用の輸液装置である。輸液装置１００は、後述するフィンガ式ポンプ機構を有しており、これにより、可撓性を有する材料で構成された流路である輸液チューブＴを押圧し、輸液チューブＴ内に充填された薬液Ｌを送液するためのものである。
輸液装置１００は、筐体１と、筐体１上部に取り付けられた運搬用のハンドル２と、輸液装置１００を操作するための各種要素が設けられた操作面３と、輸液チューブＴが載置される輸液チューブ載置面４と、輸液チューブＴを所定の位置にガイドし、保持する輸液チューブガイド５と、輸液チューブ載置面４を覆うように設けられた扉６と、扉６を開閉自在に支持するヒンジ７と、扉６の内面（輸液チューブ載置面４と対向する面）に設けられた押さえ部材である押さえ板８と、輸液チューブ載置面４に形成された開口孔から露出するように設けられたフィンガ部９と、操作面３に設けられた、輸液装置１００を操作するための複数の釦からなるスイッチ群１０と、輸液装置１００に関する各種情報を表示するための表示装置１１と、警告音を発生する警報発生装置１２と、を備えている。図１に示すように、フィンガ部９は、輸液チューブＴが輸液チューブガイド５に保持されたときに、輸液チューブＴの直下になるように位置している。また、液体である薬液Ｌは矢印で示すように紙面上方から下方に向かって送液される。
図２は、輸液装置１００のフィンガ式ポンプ機構に関連する部分の模式的な構成図である。図２は扉６を閉めた状態で矢線Ａ側から見た状態を示している。
フィンガ部９は、複数（本実施の形態では３つ）のフィンガを備えている。具体的には、フィンガ部９は、輸液チューブＴにおける薬液Ｌの送液方向における最上流側（紙面左側）に配設された第１フィンガ１３と、最下流側（紙面右側）に配設された第２フィンガ１４と、第１フィンガ１３と第２フィンガ１４との間に配設された第３フィンガ１５とを備えている。なお、第１フィンガ１３と第２フィンガ１４との先端部は、輸液チューブＴを閉塞しやすいように突出している。また、第３フィンガ１５の先端部には圧力センサ部１６が設けられている。圧力センサ部１６については後述する。
第１フィンガ１３、第２フィンガ１４、第３フィンガ１５は、それぞれの基端部が、カム部材１７、１８、１９に接続されている。カム部材１７、１８、１９は回転軸２０に一体に回転可能に設けられている。回転軸２０は輸液装置１００におけるポンプ駆動源としての減速機付きの電動モータ２１の回転軸に接続されている。また、回転軸２０には電動モータ２１の回転位置を検出するための回転位置センサ２２が設けられている。フィンガ部９、カム部材１７、１８、１９、回転軸２０、電動モータ２１、回転位置センサ２２はフィンガ式ポンプ機構２３を構成している。
電動モータ２１が回転駆動して回転軸２０が軸芯周りに回転すると、その回転運動はカム部材１７、１８、１９により運動方向が変換される。これによりカム部材１７、１８、１９は第１フィンガ１３、第２フィンガ１４、第３フィンガ１５のそれぞれを、輸液チューブＴの延在方向に垂直な方向（図２の紙面上下方向）に進退動作させる。カム部材１７、１８、１９は第１フィンガ１３、第２フィンガ１４、第３フィンガ１５のそれぞれに所望のタイミングで所望の進退動作をさせることができるようにその形状が設定されている。
押さえ板８は、扉６を閉めた状態では、フィンガ部９とともに輸液チューブＴを挟むように構成されている。
その結果、フィンガ式ポンプ機構２３は、フィンガ部９と押さえ板８とにより輸液チューブＴを挟んだ状態で、フィンガ部９の各フィンガを進退動作させる蠕動運動によって輸液チューブＴの側面を押圧して弾性変形させて、輸液チューブＴに充填された薬液Ｌを送液することができる。
つぎに、圧力センサ部１６について説明する。図３は、圧力センサ部１６の模式的な断面図である。圧力センサ部１６は、第３フィンガ１５に設けられており、第３フィンガ側に突出する突起部１６ａａを有する金属板１６ａと、金属板１６ａを保持するとともに、圧力センサ部１６を第３フィンガ１５に保持する保持部材１６ｂと、金属板１６ａの突起部１６ａａの下側に取付られた圧力センサとしてのひずみゲージ１６ｃと、第３フィンガ１５の上面とひずみゲージ１６ｃとの間に配置され、保持部材１６ｂに固定された基台１６ｄとを備えている。
ひずみゲージ１６ｃは、所定のパターンを有する箔型の金属抵抗体からなり、不図示の配線を介して電流が供給されている。金属板１６ａに圧力が掛かると、その圧力に応じて金属板１６ａおよびその突起部１６ａａが弾性変形するとともに突起部１６ａａに取り付けられたひずみゲージ１６ｃが弾性変形し、その変形量に応じてひずみゲージ１６ｃの抵抗値も変化する。これにより、金属板１６ａに掛かる圧力の変化をひずみゲージ１６ｃに流れる電流値の変化として取り出すことができる。
図４は、輸液装置１００のフィンガ式ポンプ機構２３および制御に関連する部分のブロック構成図である。フィンガ式ポンプ機構２３については詳細な説明を割愛する。輸液装置１００の制御は制御装置２４によって行われる。
制御装置２４は、モータ駆動制御部２４ａと、モータ位置検出部２４ｂと、ＡＤコンバータ２４ｃと、センサ信号処理部２４ｄと、制御部２４ｅと、警報信号処理部２４ｆと、表示装置処理部２４ｇと、を備えている。
制御装置２４は、たとえばマイクロコントローラによって実現できる。マイクロコントローラは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ｉ／Ｆ（Interface）、および、これらを相互に接続するバスを有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムおよびデータに基づいて演算処理を行い、各部の機能を実現する。ＲＯＭは、不揮発性の半導体記憶装置であり、プログラムおよびデータを記憶する。ＲＡＭは、揮発性の半導体記憶装置であり、ＣＰＵがプログラムを実行する際のワークエリアとして動作する。Ｉ／Ｆは、ＡＤコンバータ２４ｃを含んでおり、制御装置２４の外部の装置とでデータの入出力を行う。
制御装置２４の各構成要素について説明する。モータ駆動制御部２４ａは、制御部２４ｅからの指令信号に基づいて、フィンガ式ポンプ機構２３の電動モータ２１を駆動制御する。モータ位置検出部２４ｂは、フィンガ式ポンプ機構２３の回転位置センサ２２が出力する信号に基づいて、電動モータ２１の回転位置を検出し、回転位置の情報を含むモータ位置検出信号を制御部２４ｅに出力する。ＡＤコンバータ２４ｃは、ひずみゲージ１６ｃに流れる電流に応じた入力電圧が入力されており、この入力電圧値をデジタル信号に変換してセンサ信号処理部２４ｄに出力する。センサ信号処理部２４ｄは、入力されたデジタル信号を処理してひずみゲージ１６ｃに流れる電流値に応じた電圧信号を生成して制御部２４ｅに出力する。この電圧信号の電圧は金属板１６ａに掛かる圧力に対応するものである。したがって、制御部２４ｅはひずみゲージ１６ｃにより、第３フィンガ１５に設けられた圧力センサ部１６に掛かる圧力を検知できる。なお、センサ信号処理部２４ｄは、ＡＤコンバータ２４ｃの入力電圧に対する調整を行っても良い。例えば、センサ信号処理部２４ｄには、入力電圧にノイズ等が含まれる場合、そのノイズに相当する値を除去する機能、或いはＡＤコンバータ２４ｃの入力電圧値に対してセンサ信号処理部２４ｄの生成する電圧信号の大きさが所定の比率となるように演算する機能があってもよい。
制御部２４ｅは、前述したようにモータ駆動制御部２４ａに電動モータ２１を駆動制御するための指令信号を出力する。また、制御部２４ｅは、モータ位置検出部２４ｂからモータ位置検出信号が、およびセンサ信号処理部２４ｄから電圧信号が、それぞれ入力される。さらに、制御部２４ｅは、後述するように、輸液チューブＴ内における気泡の有無を判断する判断手段としての機能を有する。制御部２４ｅは、後述するステップにより輸液チューブＴ内に気泡が存在することを検出すると、警報信号処理部２４ｆおよび表示装置処理部２４ｇにそれぞれｆａｌｓｅ信号を出力する。
警報信号処理部２４ｆは、制御部２４ｅからｆａｌｓｅ信号を受け付けると、警報発生装置１２に指令信号を出力し、気泡が検出されたことを知らせる警告音を発生させる。同様に、表示装置処理部２４ｇは、制御部２４ｅからｆａｌｓｅ信号を受け付けると、表示装置１１に指令信号を出力し、気泡が検出されたことを知らせる文字や記号等を表示させる。
つぎに、図５は、輸液装置１００の動作および気泡検出方法について説明する図である。図５（ａ）は輸液チューブＴ内に気泡が混入していない場合（平常時）を示し、図５（ｂ）は輸液チューブＴ内に気泡が混入している場合を示し、図５（ｃ）はセンサ信号処理部２４ｄから制御部２４ｅに入力される電圧信号の電圧（信号電圧）を示している。
はじめに、図５（ａ）について説明する。フィンガ式ポンプ機構２３は、フィンガ部９と押さえ板８とにより輸液チューブＴを挟んだ状態で、フィンガ部９の各フィンガを進退動作させ、状態１〜状態５で示される蠕動運動を繰り返し行う。
状態１は、第１フィンガ１３および第２フィンガ１４が輸液チューブＴの側面を同時に押圧して、輸液チューブＴを閉塞している状態である。薬液Ｌは上流側（紙面下側）から供給されている。このとき、第３フィンガ１５は輸液チューブＴの側面を押圧していない状態である。また、輸液チューブＴにおける第３フィンガ１５の直上の領域には薬液Ｌは含まれていない状態にある。このとき、第３フィンガ１５に設けられた圧力センサ部１６には圧力が掛かっていないが、制御部２４ｅには、圧力が掛かっていないことを示す値の電圧信号がセンサ信号処理部２４ｄから入力される（図５（ｃ）参照）。
状態１に続く状態２では、第１フィンガ１３は輸液チューブＴの側面を押圧しない位置に後退する。これにより、第１フィンガ１３による輸液チューブＴの閉塞が解かれ、薬液Ｌは輸液チューブＴにおける第１フィンガ１３および第３フィンガ１５の直上の領域まで送液される。このとき、圧力センサ部１６に圧力が掛かるため、制御部２４ｅには、その圧力に応じた値の電圧信号がセンサ信号処理部２４ｄから入力される（図５（ｃ）参照）。
状態２に続く状態３では、第１フィンガ１３が輸液チューブＴの側面に向かって進行し、再び第１フィンガ１３および第２フィンガ１４が輸液チューブＴの側面を同時に押圧して、輸液チューブＴが閉塞する状態とされる。これとともに、第３フィンガ１５が輸液チューブＴの側面に向かって進行し、輸液チューブＴの側面を押圧する。このとき、圧力センサ部１６に掛かる圧力は状態２の場合よりも高くなるため、制御部２４ｅには状態２の場合よりも高い値の電圧信号がセンサ信号処理部２４ｄから入力される（図５（ｃ）参照）。なお、このとき圧力センサ部１６に掛かる圧力は、閉塞された領域における輸液チューブＴ内の内圧を示す値となる。また、このときの第３フィンガ１５の輸液チューブＴに対する押圧量は、輸液チューブＴがわずかにつぶれる程度であればよい。また、状態３において第３フィンガ１５が輸液チューブＴの側面を押圧した後、第３フィンガ１５が輸液チューブＴの側面を押圧しない位置に、一旦後退するようにしてもよい。
状態３に続く状態４では、第２フィンガ１４が輸液チューブＴの側面を押圧しない位置に後退するとともに、第３フィンガ１５が輸液チューブＴの側面に向かってさらに進行し、第１フィンガ１３および第３フィンガ１５が輸液チューブＴの側面を同時に押圧して、輸液チューブＴが閉塞する状態とされる。これにより、状態３において第１フィンガ１３および第２フィンガ１４により閉塞されていた領域に充填されていた薬液Ｌが下流側（紙面上側）に送液される。このとき、圧力センサ部１６に掛かる圧力は、閉塞された輸液チューブＴと押さえ板８から受ける圧力のため、状態３の場合よりも高くなる。そのため、制御部２４ｅには状態３の場合よりも高い値の電圧信号がセンサ信号処理部２４ｄから入力される（図５（ｃ）参照）。
状態４に続く状態５では、第２フィンガ１４が輸液チューブＴの側面に向かって進行し、第１フィンガ１３、第２フィンガ１４および第３フィンガ１５が輸液チューブＴの側面を同時に押圧して、輸液チューブＴが閉塞する状態とされる。このとき圧力センサ部１６に掛かる圧力は、状態４の場合と同じである（図５（ｃ）参照）。その後、第３フィンガ１５は輸液チューブＴの側面を押圧しない位置に後退し、状態１となる。その後、状態１〜状態５で示される蠕動運動を繰り返し行うことにより、薬液Ｌは継続的に送液される。
つぎに、図５（ｂ）について説明する。図５（ａ）の場合と同様に、フィンガ式ポンプ機構２３は、フィンガ部９と押さえ板８とにより輸液チューブＴを挟んだ状態で、フィンガ部９の各フィンガを進退動作させ、状態１〜状態５で示される図５（ａ）の場合と同様の蠕動運動を繰り返し行う。ただし、図５（ｂ）の場合は輸液チューブＴに気泡Ｂが混入しているとする。
図５（ｂ）の状態１、２において制御部２４ｅに入力される電圧信号の値は図５（ａ）における電圧信号の値と同じである（図５（ｃ）参照）。また、図５（ｂ）に示すように、状態２において薬液Ｌが輸液チューブＴにおける第１フィンガ１３および第３フィンガ１５の直上の領域まで送液されが、このとき同時に気泡Ｂも移動する。
つぎに、状態３において、第１フィンガ１３および第２フィンガ１４が輸液チューブＴの側面を同時に押圧して輸液チューブＴが閉塞する状態とされるとともに、第３フィンガ１５が輸液チューブＴの側面を押圧する。このとき、圧力センサ部１６に掛かる圧力は、図５（ａ）の場合に掛かる圧力より低くなるため、信号電圧も低くなる（図５（ｃ）参照）。その理由は、輸液チューブＴ内の閉塞された領域に、薬液Ｌとともに気体である気泡Ｂが存在するため、図５（ａ）の場合のように閉塞された領域に薬液Ｌのみが充填されている場合よりも内圧が低くなるからである。
その後の図５（ｂ）の状態４、５において制御部２４ｅに入力される電圧信号の値は図５（ａ）における電圧信号の値と同じである（図５（ｃ）参照）。また、図５（ｂ）に示すように、薬液Ｌの送液とともに気泡Ｂも移動する。
以上説明したように、本実施の形態に係る輸液装置１００では、輸液チューブＴに気泡Ｂが混入している場合は、第３フィンガ１５が輸液チューブＴを押圧しているときに圧力センサ部１６（ひずみゲージ１６ｃ）により検知される圧力が気泡が混入していない場合に対して変化する。したがって、制御部２４ｅは、圧力センサ部１６により検知された圧力に基づいて輸液チューブＴ内における気泡の有無を判断することができる。特に、第１フィンガ１３および第２フィンガ１４により輸液チューブＴを閉塞している状態で第３フィンガ１５が輸液チューブＴを押圧しているときの、圧力センサ部１６により検知された圧力に基づいて気泡の有無を判断するので、より確実な気泡の検出を行うことができる。
また、本実施の形態に係る輸液装置１００では、圧力センサ部１６を第３フィンガ１５に設けることにより、気泡検出のための構成要素である圧力センサ部１６のためのスペースを、送液のために必要な構成要素であるフィンガ部９のためのスペースと共用できる。これにより、輸液装置１００の小型化を実現できる。
また、本実施の形態に係る輸液装置１００では、気泡の検出で一般的に使用される超音波センサを使用せずに比較的に安価なひずみゲージによる圧力センサを使用することで輸液装置１００全体のコストを低下させることができる。
なお、制御装置２４において制御部２４ｅは、圧力センサ部１６が設けられた第３フィンガ１５が輸液チューブＴを押圧するタイミング（状態３となるタイミング）を、モータ位置検出部２４ｂから入力されるモータ位置検出信号により判断することができる。以下では、輸液装置１００における判断フローの一例として、第３フィンガ１５が輸液チューブＴを押圧するタイミングで圧力センサ部１６により検知された圧力に基づいて輸液チューブＴ内における気泡の有無を判断するフローについて説明する。
図６は、図１に示す輸液装置における判断フローの一例を示す図である。まず、ステップＳ１０１において、制御部２４ｅは、モータ位置検出信号の入力を受け付ける。続いてステップＳ１０２において、制御部２４ｅは、センサ信号処理部２４ｄからの電圧信号（センサ信号）の入力を受け付ける。
つづいて、ステップＳ１０３において、制御部２４ｅは、気泡検出タイミングか否かを判定する。具体的には、制御部２４ｅは、入力されたモータ位置検出信号が、第３フィンガ１５が輸液チューブＴを押圧する（状態３となる）ときの電動モータ２１の回転位置を示す信号であるか否かを判定する。制御部２４ｅが気泡検出タイミングでないと判定した場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）は、ステップＳ１０１に戻る。制御部２４ｅが気泡検出タイミングであると判定した場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０４に進む。
つづいて、ステップＳ１０４において、制御部２４ｅは、センサ信号の電圧レベルが所定値より低いか否かを判定する。ここで、所定値は、図５（ａ）に示すような平常時の電圧レベルよりも低い値であり、状態３において閉塞した空間に気泡Ｂが混入していると判断されるレベルに設定された値である。このような所定値は、たとえば状態３における第３フィンガ１５による押圧量の設定値や、ひずみゲージ１６ｃの特性、検出対象とする気泡Ｂの大きさ、薬液Ｌの種類などに応じて事前実験にて決定されたものであり、制御装置２４のＲＯＭに記憶されている。
制御部２４ｅが、センサ信号の電圧レベルが所定値より低くないと判定した場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、制御部２４ｅは警報信号処理部２４ｆおよび表示装置処理部２４ｇに、気泡が無いことを示すｐａｓｓ信号を出力し、その後処理を終了する。このとき、表示装置処理部２４ｇは、表示装置１１に指令信号を出力し、気泡が無い状態であることを示す文字や記号を表示させてもよい。
一方、制御部２４ｅが、センサ信号の電圧レベルが所定値より低いと判定した場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、制御部２４ｅは警報信号処理部２４ｆおよび表示装置処理部２４ｇに、気泡が検出されたことを示すｆａｌｓｅ信号を出力し、その後処理を終了する。警報信号処理部２４ｆは、制御部２４ｅからｆａｌｓｅ信号を受け付けると、警報発生装置１２に指令信号を出力し、気泡が検出されたことを知らせる警告音を発生させる。同様に、表示装置処理部２４ｇは、制御部２４ｅからｆａｌｓｅ信号を受け付けると、表示装置１１に指令信号を出力し、気泡が検出されたことを知らせる文字や記号等を表示させる。
なお、上記判断フローでは、第３フィンガ１５が輸液チューブＴを押圧するタイミングで圧力センサ部１６により検知された圧力に基づいて輸液チューブＴ内における気泡の有無を判断しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、状態１〜５の蠕動運動を行う際の、図５（ｃ）に示すような平常時の信号電圧の波形を事前に取得し、制御装置２４のＲＯＭに記憶しておく。そして、制御部２４ｅがセンサ信号処理部２４ｄからの入力により状態１〜５の蠕動運動を行う際の信号電圧の波形を観測し、その波形が平常時の信号電圧の波形と異なっている異常波形である場合（たとえば、観測した波形において平常時の波形における信号電圧より所定値だけ低い信号電圧が観測された場合）に、気泡が混入していると判断するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、第３フィンガ１５にひずみゲージ１６ｃを備えた圧力センサ部１６が設けられているが、このような圧力センサ部はたとえば最上流側に配設された第１フィンガ１３に設けてもよい。第１フィンガ１３に圧力センサ部が設けられた場合、図５に示す状態２の場合に、輸液チューブＴ内に気泡が有る場合と無い場合とでセンサ電圧値が異なり、具体的には気泡が有る場合にはセンサ電圧値が低くなる。したがって、たとえば制御部２４ｅは、第１フィンガ１３に設けた圧力センサ部によるセンサ電圧値が所定値より低い場合は気泡が存在すると判断するようにしてもよい。また、第１フィンガ１３と第３フィンガ１５との両方に圧力センサ部を設けてもよい。
また、上記実施の形態では、フィンガ部９は３つのフィンガで構成されているが、フィンガの数は３に限定されず、４以上の複数のフィンガで構成されていてもよい。この場合も、圧力センサ部は少なくとも一つのフィンガに設けられるが、複数のフィンガのそれぞれに圧力センサ部を設けてもよい。このように複数の圧力センサ部を設ければ、気泡の有無を、複数の圧力センサにおける圧力で判断することとなるので、気泡の検出精度を向上させることができる。また、複数のセンサのうち、同時にいくつのセンサで圧力が小さくなっているかがわかるので、気泡の大きさを判断することもできる。
また、上記実施の形態では、状態１〜状態５の蠕動運動を繰り返すようにフィンガ部９の各フィンガを進退動作させているが、蠕動運動のパターンは状態１〜状態５に限られず、送液が可能な各種パターンにて蠕動運動を行うことができる。
また、圧力センサは上記実施の形態のような構成の圧力センサ部により設けられる場合に限定されない。圧力センサは、フィンガを輸液チューブに押圧させたときにフィンガに掛かる圧力を検出できる態様であれば、様々な態様でフィンガ部に設けることができる。また、圧力センサの種類もひずみゲージに限定されず、静電容量式センサ、ホール素子を用いたセンサ、抵抗膜を用いたセンサ、ピエゾ素子を用いたセンサなど、圧力を検出できるものであれば種類を限定せずに利用できる。
また、上記実施の形態では、圧力センサをフィンガに設けているが、押さえ板に設けてもよい。図７は、圧力センサを押さえ板に設けた構成を説明する図である。図７に示す構成では、押さえ板８Ａに圧力センサ１６Ａが埋設されている。圧力センサ１６Ａがたとえばひずみゲージである。この場合、制御部２４ｅは、圧力センサ１６Ａに対向配置された第３フィンガ１５Ａが輸液チューブＴを押圧しているときに圧力センサ１６Ａにより検知される圧力に基づいて、輸液チューブＴ内における気泡の有無を判断することができる。
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
１ 筐体
２ ハンドル
３ 操作面
４ 輸液チューブ載置面
５ 輸液チューブガイド
６ 扉
７ ヒンジ
８、８Ａ 押さえ板
９ フィンガ部
１０ スイッチ群
１１ 表示装置
１２ 警報発生装置
１３ 第１フィンガ
１４ 第２フィンガ
１５、１５Ａ 第３フィンガ
１６ 圧力センサ部
１６Ａ 圧力センサ
１６ａ 金属板
１６ａａ 突起部
１６ｂ 保持部材
１６ｃ ひずみゲージ
１６ｄ 基台
１７、１８、１９ カム部材
２０ 回転軸
２１ 電動モータ
２２ 回転位置センサ
２３ フィンガ式ポンプ機構
２４ 制御装置
２４ａ モータ駆動制御部
２４ｂ モータ位置検出部
２４ｃ ＡＤコンバータ
２４ｄ センサ信号処理部
２４ｅ 制御部
２４ｆ 警報信号処理部
２４ｇ 表示装置処理部
１００ 輸液装置
Ｂ 気泡
Ｌ 薬液
Ｔ 輸液チューブ

Claims (6)

  1. 複数のフィンガを備え、前記複数のフィンガと該複数のフィンガに対向配置された押さえ部材とにより、可撓性を有する材料で構成された流路を挟んだ状態で、前記複数のフィンガを進退動作させる蠕動運動によって前記流路の側面を押圧して弾性変形させて、前記流路に充填された液体を送液するフィンガ式ポンプ機構を有する輸液装置であって、
    前記複数のフィンガの少なくとも一つに設けられた圧力センサと、
    前記圧力センサが設けられたフィンガが前記流路を押圧して弾性変形させているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて前記流路内における気泡の有無を判断する判断手段と、
    を備え、
    前記圧力センサは、前記複数のフィンガのうち、前記流路における液体の送液方向における最上流側に配設された第１フィンガと最下流側に配設された第２フィンガとの間に配設された第３フィンガに設けられており、
    前記フィンガ式ポンプ機構は、前記流路を閉塞するように前記第１フィンガと前記第２フィンガとを該流路に同時に押圧させている状態で、前記第３フィンガを前記流路に押圧して弾性変形させ、
    前記判断手段は、前記第３フィンガが前記流路を押圧して弾性変形させているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて前記流路内における気泡の有無を判断する
    ことを特徴とする輸液装置。
  2. 複数のフィンガを備え、前記複数のフィンガと該複数のフィンガに対向配置された押さえ部材とにより、可撓性を有する材料で構成された流路を挟んだ状態で、前記複数のフィンガを進退動作させる蠕動運動によって前記流路の側面を押圧して弾性変形させて、前記流路に充填された液体を送液するフィンガ式ポンプ機構を有する輸液装置であって、
    前記複数のフィンガの少なくとも一つに設けられた圧力センサと、
    前記圧力センサが設けられたフィンガが前記流路を押圧しているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて前記流路内における気泡の有無を判断する判断手段と、
    を備え、
    前記圧力センサは、前記複数のフィンガのうち、前記流路における液体の送液方向における最上流側に配設された第１フィンガに設けられており、
    前記フィンガ式ポンプ機構は、前記流路を閉塞するように最下流側に配設された第２フィンガに押圧させている状態で、前記第１フィンガを前記流路に押圧させ、
    前記判断手段は、前記第１フィンガが前記流路を押圧しているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて前記流路内における気泡の有無を判断する
    ことを特徴とする輸液装置。
  3. 前記判断手段は、前記圧力センサにより検知された圧力が所定の値より小さいときに前記流路内に気泡が存在すると判断する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の輸液装置。
  4. 前記圧力センサは、ひずみゲージである
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の輸液装置。
  5. 複数のフィンガを備え、前記複数のフィンガと該複数のフィンガに対向配置された押さえ部材とにより、可撓性を有する材料で構成された流路を挟んだ状態で、前記複数のフィンガを進退動作させる蠕動運動によって前記流路の側面を押圧して弾性変形させて、前記流路に充填された液体を送液するフィンガ式ポンプ機構を有する輸液装置において、前記流路内における気泡の有無を検出する方法であって、
    前記複数のフィンガの少なくとも一つに圧力センサが設けられ、
    前記圧力センサが設けられたフィンガが前記流路を押圧して弾性変形させているときに前記圧力センサが検知した圧力に基づいて前記流路内の気泡の有無を判断し、
    前記圧力センサは、前記複数のフィンガのうち、前記流路における液体の送液方向における最上流側に配設された第１フィンガと最下流側に配設された第２フィンガとの間に配設された第３フィンガに設けられており、
    前記流路を閉塞するように前記第１フィンガと前記第２フィンガとを該流路に同時に押圧させている状態で、前記第３フィンガを前記流路に押圧して弾性変形させ、
    前記気泡の有無の判断を、前記第３フィンガが前記流路を押圧して弾性変形させているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて行う
    ことを特徴とする気泡検出方法。
  6. 複数のフィンガを備え、前記複数のフィンガと該複数のフィンガに対向配置された押さえ部材とにより、可撓性を有する材料で構成された流路を挟んだ状態で、前記複数のフィンガを進退動作させる蠕動運動によって前記流路の側面を押圧して弾性変形させて、前記流路に充填された液体を送液するフィンガ式ポンプ機構を有する輸液装置において、前記流路内における気泡の有無を検出する方法であって、
    前記複数のフィンガの少なくとも一つに圧力センサが設けられ、
    前記圧力センサが設けられたフィンガが前記流路を押圧しているときに前記圧力センサが検知した圧力に基づいて前記流路内の気泡の有無を判断し、
    前記圧力センサは、前記複数のフィンガのうち、前記流路における液体の送液方向における最上流側に配設された第１フィンガに設けられており、
    前記流路を閉塞するように最下流側に配設された第２フィンガに押圧させている状態で、前記第１フィンガを前記流路に押圧させ、
    前記気泡の有無の判断を、前記第１フィンガが前記流路を押圧しているときに前記圧力センサにより検知される圧力に基づいて行う
    ことを特徴とする気泡検出方法。
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