JP7542244B2 - 点滴装置 - Google Patents
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Description
本発明は、静脈圧を観察することができる点滴装置に関する。
医療機関において、患者の状態変化を監視するために、静脈圧を自動的に観察する方法が知られている（特許文献１）。また、この静脈圧をカフを用いて測定するような方法も知られている（特許文献２）
上記の特許文献に記載されたように、静脈圧は患者の心臓や呼吸の状態等の観察に有用であるが、そのために専用の測定装置を必要とする。こうした装置の取り扱いは医師や看護師の負担になる。本発明はこの点に着目してなされたもので、患者の治療に広く利用されている点滴装置の、点滴流量を監視するシステムが、この監視と同時に静脈圧を観察するためのデータを自動的に取得できるようにした装置を提供することを目的とする。
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
＜構成１＞
点滴装置の中の輸液の流れの時間変化を所定時間監視して、監視データを取得する監視装置と、
その監視データから、チャンバで輸液が滴下する時に発生する流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧の周期的な変化による周波数成分を分離抽出する信号処理部と、
その静脈圧のレベルもしくは周期的な変化が、予め設定した許容変動範囲から逸脱したときに、警報を発生させる警報部とを備えたことを特徴とする点滴監視装置。
点滴装置の中の輸液の流れの時間変化を所定時間監視して、監視データを取得する監視装置と、
その監視データから、チャンバで輸液が滴下する時に発生する流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧の周期的な変化による周波数成分を分離抽出する信号処理部と、
その静脈圧のレベルもしくは周期的な変化が、予め設定した許容変動範囲から逸脱したときに、警報を発生させる警報部とを備えたことを特徴とする点滴監視装置。
＜構成２＞
上記信号処理部は、チャンバで滴下する輸滴の滴下周期を含む監視データをフーリエ解析して、チャンバで輸液が滴下する時に発生する周期的な流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧のパワースペクトルを分離抽出することを特徴とする構成１に記載の点滴監視装置。
上記信号処理部は、チャンバで滴下する輸滴の滴下周期を含む監視データをフーリエ解析して、チャンバで輸液が滴下する時に発生する周期的な流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧のパワースペクトルを分離抽出することを特徴とする構成１に記載の点滴監視装置。
＜構成３＞
上記信号処理部は、チャンバ内の輸液の液面のレベル変動の監視による監視データをフーリエ解析して、チャンバで輸液が滴下する時に発生する流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧のパワースペクトルを分離抽出することを特徴とする構成１に記載の点滴監視装置。
上記信号処理部は、チャンバ内の輸液の液面のレベル変動の監視による監視データをフーリエ解析して、チャンバで輸液が滴下する時に発生する流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧のパワースペクトルを分離抽出することを特徴とする構成１に記載の点滴監視装置。
＜構成４＞
上記の警報部は、点滴装置を患者に装着した状態で、一定時間、上記監視データを取得して、これが許容変動範囲から逸脱したときに、警報を発生させることを特徴とする構成１に記載の点滴監視装置。
上記の警報部は、点滴装置を患者に装着した状態で、一定時間、上記監視データを取得して、これが許容変動範囲から逸脱したときに、警報を発生させることを特徴とする構成１に記載の点滴監視装置。
輸液の供給量を正確に監視するとともに、その監視データから得られる信号を利用して、患者の静脈圧の状態を観測し医師にその結果を伝えることができる。また、例えば、点滴の速度が心臓に与える影響等も監視することが可能になる。
点滴装置では、常に設定された一定の流量で輸液を静脈に供給することが要求されている。例えば、後で説明するような装置によりこの流量を精密に自動的に監視することができる。本発明者等は、その輸液の流れの時間変化に静脈圧の影響を及ぼすことを見いだした。以下の装置によれば、この影響を及ぼす信号を抽出して、点滴をしながら患者の静脈圧の状態の変化を観測することができる。
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
図１は、本発明の装置の実施例を示すブロック図である。
図に示すように、輸液バック１２には輸液１４が収容されておりチャンバ１６とクレンメ１８を通じて患者に供給される。チャンバ１６に装着された監視装置２２は、チャンバ１６の内部で滴下する輸滴１５の供給状態を監視するためのものである。
図に示すように、輸液バック１２には輸液１４が収容されておりチャンバ１６とクレンメ１８を通じて患者に供給される。チャンバ１６に装着された監視装置２２は、チャンバ１６の内部で滴下する輸滴１５の供給状態を監視するためのものである。
輸液１４は、チャンバ１６の内部で一定量ずつ滴下されるから、輸滴１５の数をカウントすれば、輸液１４の供給量を正確に算出することができる。この図に示す監視データ２０は、カウントした輸滴数だけでなく輸滴１５の滴下周期を含むデータである。
点滴装置では、輸液の重力を利用して輸液が静脈内部に注入されるが、静脈圧は輸液の流れに影響を与える。この装置は、点滴装置の中の輸液の流れの時間変化を精密に所定時間監視する。取得された監視データを周波数成分抽出部２６でフーリエ解析すると、大きく２種類の周波数成分に分かれる。
周波数成分の一方は、例えば、チャンバ１６で輸液１４が滴下する時に発生する周期的な流量変動による成分である。もう一方は、患者の静脈圧の周期的な変化による成分である。前者は例えば、毎時間３６００回（１Hz）、後者は毎分１６～２０回（0.26-0.33Hz）の割合で、監視信号中に周期的に検出される。これが監視データ２０として記録される。
図２は監視データの説明図である。
図２中の縦軸は輸液１４の供給量で、横軸は経過時間を示している。図２に示すように、輸液１４の供給量（グラフＡ）はＴ時間ごとにＷずつ増加していく。輸滴１５一個の体積は物理的に定まる一定量である。
図２中の縦軸は輸液１４の供給量で、横軸は経過時間を示している。図２に示すように、輸液１４の供給量（グラフＡ）はＴ時間ごとにＷずつ増加していく。輸滴１５一個の体積は物理的に定まる一定量である。
チャンバの中では輸液がほぼ一定のＴ時間ごとに滴下するが、静脈圧が変化すると、その周期Ｔもわずかに変化する。そこで、上記の監視データ２０から所定時間内の静脈圧の変化（グラフＢ）を示すデータを分離抽出する。例えば、ＦＦＴアナライザにより分離抽出した成分のパワースペクトル分析をすると、静脈圧の周期及び強度の変化を検出できる。
静脈圧の周期的な変化は循環器等に関係しているから、その周期やレベル（静脈圧の強さ）の許容変動範囲を定めておく。比較部３２で、観測された静脈圧の変動が許容変動範囲３０から逸脱したと判定したときに、循環器に異常の疑いがあるとして、警報部３４で警報を発生させることができる。
許容変動範囲には個人差が大きく、何が正常かの判断は難しい。従って、点滴装置を患者に装着してすぐに、あるいは医師から静脈圧の観察の指示があったときに、一定時間、静脈圧の状態を示すデータを取得して、これを標準値２８とし、例えば、一律に前後１０％の範囲を許容変動範囲３０に自動設定するとよい。
もちろん、医師から指示された許容変動範囲３０を直接設定してもよい。その後は、この範囲から逸脱した状態になったことを警報部３４により医師に伝えて医師の判断に任せればよい。例えば、図２のグラフＢの信号を取得して、その周期と最大値と最小値を記録しておき、予め設定しておいた基準値と比較をすればよい。
図３は監視装置２２の構造例を示している。監視装置２２は、チャンバ１６に装着されている。送受波機３６は、例えばマイクロ波をチャンバ１６の内部に送信して、その反射波を受信する。トップラー効果により、落下する輸滴１５を漏れなく検出することができる。
あるいは、送受波機３６は、光信号をチャンバ１６の内部に送信してその反射波を受信するものでもよい。この図には示されていないが、チャンバ１６を両側から挟むように光源と受光器を配置しても構わない。
輸滴１５が滴下したことを検出すると、検出器３８がその信号を通信機４０に出力する。通信機４０は 例えば電波を利用して点滴装置の状態を監視するための監視端末４２（図４）に検出信号を送信する。
図４は監視端末４２と、その内部構造を示すブロック図である。
監視端末４２の表示部４４には、点滴開始から積算された点滴総量５６やその時間的な変化を観察するための点滴瞬時流量５７が表示される。医療情報６４には、点滴装置に異常があった場合の情報や、静脈圧の異常などを通知するメッセージが表示される。
監視端末４２の表示部４４には、点滴開始から積算された点滴総量５６やその時間的な変化を観察するための点滴瞬時流量５７が表示される。医療情報６４には、点滴装置に異常があった場合の情報や、静脈圧の異常などを通知するメッセージが表示される。
監視端末４２は、通信部４６と記憶装置４８と演算処理装置５０とを備えている。通信部４６は、監視装置２２から検出信号を受信するための装置である。
記憶装置４８には、滴下回数５４と点滴総量５６と点滴瞬時流量５７と監視データ５８と観測値６０と許容変動範囲６２と医療情報６４とが記憶される。滴下回数５４は監視装置２２が検出した輸滴１５の総数である。点滴総量５６は滴下回数５４に一滴分の輸滴１５の体積を掛け合わせたデータである。点滴瞬時流量５７はクレンメ１８を通じて患者に供給される輸液の流量の瞬時値である。
演算処理装置５０には滴下監視部６６と信号処理部２４と表示制御部６８と警報部３４とが設けられている。滴下監視部６６は監視装置２２の動作を監視制御する機能を備える。表示制御部６８は監視端末４２の表示部４４へのメッセージの表示を制御する機能を持つ。警報部３４は点滴装置と静脈圧の状態を示すメッセージを生成して、表示制御部６８に渡して、医療情報６４に表示するように依頼する機能を持つ。
以上の装置によれば、輸液の供給量を正確に監視してその異常を警告する従来の監視装置としての機能を保持したまま、その装置の監視データから得られる信号を利用して、患者の静脈圧の状態を観測し医師にその結果を伝えることができる。
なお、点滴装置の中の輸液の流れは、必ず静脈圧の変化による影響を受けるが、その変化の程度は非常に小さいので、充分に高い精度で監視データを取得することが好ましい。この機能があれば、監視装置２２の構造は既知の任意のものが採用できる。
また、監視データの周波数成分を抽出するには、解析に充分な所定時間だけアナログデータとして取得した信号をデジタル変換してフーリエ変換回路で処理すればよい。この周波数成分の抽出には、他の既知の回路やコンピュータプログラムを利用することができる。警報部３４による表示メッセージの内容は任意である。
図５は、実施例２の装置の説明図である。
この実施例では、チャンバ１６の内部に現れる輸液１４の液面を監視する。例えば、輸液１４の液面レベルを、液面付近に光線を照射することで検出する。この図面の各グラフの縦軸は液面レベル、横軸は時間を示している。（ａ）は周波数成分を抽出した結果を示す。（ｂ）のグラフは輸液１４の液面の時間的推移を示す。（ｃ）は静脈圧の変化を示す成分を抜き出したグラフである。
この実施例では、チャンバ１６の内部に現れる輸液１４の液面を監視する。例えば、輸液１４の液面レベルを、液面付近に光線を照射することで検出する。この図面の各グラフの縦軸は液面レベル、横軸は時間を示している。（ａ）は周波数成分を抽出した結果を示す。（ｂ）のグラフは輸液１４の液面の時間的推移を示す。（ｃ）は静脈圧の変化を示す成分を抜き出したグラフである。
図５の（ｂ）のグラフに示すように、輸液１４の液面レベルは輸滴１５が落下するたびに一時的に大きく変動するが、その後はほぼ一定の割合で低下する。このグラフは静脈圧の変化によって全体に波打っている。
この液面レベルの変動を示す監視データ２０から周波数成分を抽出すると、輸滴１５が落下したことによって生じる変動と、静脈圧による変動の２種類の変動による信号の周期が異なるために、上記の要領で周波数成分の分離ができる。
この実施例でも、従来の点滴監視装置としての機能を保持したまま、その装置の監視データから得られる信号を利用して、患者の静脈圧の周期の変動やレベルの変化を観測し医師にその結果を伝えることができる。
１２ 輸液バック
１４ 輸液
１５ 輸滴
１６ チャンバ
１８ クレンメ
２０ 監視データ
２２ 監視装置
２４ 信号処理部
２６ 周波数成分抽出部
２８ 観測値
３０ 許容変動範囲
３２ 比較部
３４ 警報部
３６ 送受波機
３８ 検出器
４０ 通信機
４２ 監視端末
４４ 表示部
４６ 通信部
４８ 記憶装置
５０ 演算処理装置
５４ 滴下回数
５６ 点滴総量
５７ 点滴瞬時流量
５８ 監視データ
６０ 観測値
６２ 許容変動範囲
６４ 医療情報
６６ 滴下監視部
６８ 表示制御部
１４ 輸液
１５ 輸滴
１６ チャンバ
１８ クレンメ
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２６ 周波数成分抽出部
２８ 観測値
３０ 許容変動範囲
３２ 比較部
３４ 警報部
３６ 送受波機
３８ 検出器
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４２ 監視端末
４４ 表示部
４６ 通信部
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５０ 演算処理装置
５４ 滴下回数
５６ 点滴総量
５７ 点滴瞬時流量
５８ 監視データ
６０ 観測値
６２ 許容変動範囲
６４ 医療情報
６６ 滴下監視部
６８ 表示制御部
Claims (4)
- 点滴装置の中の輸液の流れの時間変化を所定時間監視して、監視データを取得する監視装置と、
その監視データから、チャンバで輸液が滴下する時に発生する流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧の周期的な変化による周波数成分を分離抽出する信号処理部と、
その静脈圧のレベルもしくは周期的な変化が、予め設定した許容変動範囲から逸脱したときに、警報を発生させる警報部とを備えたことを特徴とする点滴監視装置。 - 上記信号処理部は、チャンバで滴下する輸滴の滴下周期を含む監視データをフーリエ解析して、チャンバで輸液が滴下する時に発生する周期的な流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧のパワースペクトルを分離抽出することを特徴とする請求項１に記載の点滴監視装置。
- 上記信号処理部は、チャンバ内の輸液の液面のレベル変動の監視による監視データをフーリエ解析して、チャンバで輸液が滴下する時に発生する流量変動による周波数成分を除外して、静脈圧のパワースペクトルを分離抽出することを特徴とする請求項１に記載の点滴監視装置。
- 上記の警報部は、点滴装置を患者に装着した状態で、一定時間、上記監視データを取得して、これが許容変動範囲から逸脱したときに、警報を発生させることを特徴とする請求項１に記載の点滴監視装置。
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| JP2003088583A (ja) | 2001-09-19 | 2003-03-25 | Kawasumi Lab Inc | 輸液管理装置 |
| US20130184675A1 (en) | 2012-01-18 | 2013-07-18 | Peng Chen | Infusion Monitoring Device and Method for Monitoring the Infusion Dripping Rate and Alarming for the Irregularities of the Infusion |
| JP2018117657A (ja) | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 合同会社Ｋｓエンジニアリング | 空気混入防止兼液逆流防止装置 |
| JP2021507735A (ja) | 2017-12-15 | 2021-02-25 | バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッドＢａｘｔｅｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃｏｒｐ０Ｒａｔｅｄ | 静脈波形信号から医療機器のノイズ欠陥を取り除くシステム及び方法 |
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