JPH01291873A - 点滴報知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分ツｆ） 本発明は、薬液注入や輸血などの医療点滴に用いる報知
器に関する。詳しくは、光センサーで点滴流路内の液面
低下を検知し点滴の終了や異常を報知する点滴報知器に
関するものである。

（従来の技術） 以下述べるところの光軸とは投光体と受光体を結ぶ一直
線を意味し、光路とは光軸上の薬液や流路壁により屈折
する光の進路を意味し、点滴流路の横断面には流路壁も
含むことを前知願いたい。

従来、点滴の終了や異常を知る手段は、薬瓶や点滴管や
点滴筒などの中の薬液が無くなったことや点滴筒内を液
滴が落下しなくなったことなどを看護婦や患者が目視確
認すること、であった。

近年は、視覚の代わりにフォトトランジスタ等の受光体
と発光ダイオード等の′投光体を肘用した装置の開発が
盛んに行われ、点滴流路内の液滴や液面低下を検知する
装置が提供されている。

液滴を検知する場合、液滴が必ずしも点滴筒の円筒の中
心を通過するとは限らないため、投光体と受光体を複数
対用いて、光軸が円筒の中心だけでなく中心から隔てて
通る装置も存在した。

しかし、液面低下を検知する場合、従来提供された装置
は点滴流路である薬瓶や点滴管や点滴筒などの横断面の
ほぼ中心を光軸が通り、中心から隔てて光軸が通る点滴
報知器は存在しなかった。

光軸が点滴流路の横断面のほぼ中心を通り、液面低下を
検知する従来の方式には数種類ある。

第一は、光軸に透明な薬液が有るときは円柱形である流
路がレンズ作用をして投光体の光を集束するため受光体
の受光照度が高く、薬液が無くなるとレンズ作用が無く
集光されないため照度が低くなり、この照度の低下を検
知するものである。

第二は、流路内の透明な薬液の液面が下降し光軸を通過
するとき、毛管現象や表面張力により凹凸変形した液面
に投光体の光が乱反射され受光体に達しなくなることを
検知するものである。

第三は、流路の上下三箇所に投光体と受光体を各々設け
、上方の光軸に薬液が無くなったときの受光！１＜（度
の変化を丁方の受光照度を基準として高低を判定し検知
するものである。

これら三方式が、ｂ℃来から多用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前記三方式には各々長短所がある。

第一の方式は、投光体の光量が少なくて済み、省電力で
ある反面、不透明な薬液に使えない。

第二の方式は、入光時と遮光時の入力差が大きく人力信
号を扱い易い反面、液面の変形の大きさが薬液により異
なり、液面の揺れなど外乱の影響も受は易い、そして、
不透明な薬液に使えない。

第三の方式は、不透明な薬液にも使える反面、三箇所設
置のためコストが高くなる。

本発明の目的は、検知が確実で、外乱に影響され難く、
コスト高にならず、薬液の透明度に拘らず使用できる点
滴報知器を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的は、入光または遮光の入力と報知出力を入出力
する従来公知であるところの電気回路を用いた点滴報知
器に於いて、点滴流路を介して相対向する投光体と受光
体を結ぶ光軸を点滴流路の中心から隔てて通すことによ
り実現される。

即ち、光軸を流路の中心付近に通した場合は光軸上の透
明な薬液の有無による光路差が殆ど無いのに対し、光軸
を流路の中心から隔てて通すことにより透明な薬液の有
無による光路差を大きくすることができる。この光路差
を利用して投光体と受光体を配置することにより実現さ
れる。

（作用） 光軸を点滴流路の中心から隔てて通した場合、投光体の
光は点滴流路を通過する時に四回の屈折をする。先ず空
気中から流路壁への入光時に第一の屈折を、次に流路壁
から流路への進入時に第二の屈折を、そして流路を横断
した後、流路から流路壁への進出時に第三の屈折を、更
に流路壁がら空気中への出光時に第四の屈折をする。

第一の屈折は、空気に対する流路壁の屈折率に準じて屈
折するが、第二以降の屈折は、薬液の透明・不透明およ
び有無により異なる。

光軸に透明な薬液が有る時は、薬液と流路壁の夫々に対
する屈折率に準じて第二と第三の屈折をし、第四の屈折
は流路壁に対する空気の屈折率に準じて屈折する。但し
流路壁と薬液の屈折率が同じ時は、第二と第三の屈折を
ぜず先は直進する。

不透明な薬液が有る時は、投光体の光が薬液に遮られ流
路を横断できず第三の屈折点に達しない。

光軸に薬液が無い時は空気と流路壁の夫々に対する屈折
率に準じて第一から第四の屈折をする。

この様に、薬液の有無により屈折が異なり当然光路も異
なるので、薬液が有る時と無い時のどちらか片方の光路
上に受光体を設置する。この時、薬液が有る時の光路上
に受光体を設置して投光体の光を受光しなくなった信号
を入力に用いれば、透明な薬液にのみ適用できる９反対
に、薬液が無い時の光路上に受光体を設置して投光体の
光を受光した信号を用いれば、透明だけでなく不透明な
薬液にも適用できるので好ましい。

そして、この入力信号でブザー吹鳴やナース呼び出し発
信などの報知出力を従来公知であるところの電気回路を
用いて出力させる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図に沿って説明する。

但しこれにより本発明は限定されるものでない。

第１図は、投光体と受光体、光軸と点滴流路の位置関係
を示す点滴流路の横断面の一部である。

投光体（１）と受光体（２）を点滴流路（３）を介し相
対向させ、投光体（１）と受光体（２）を結ぶ光軸（４
）を点滴流路（３）の中心（５）から隔てて通す。

この時中心（５）をＩｉ点とし光軸（４）の流路横断面
上の部分を底辺とする二等辺三角形の頂角（６）の大き
さで光軸（４）の位置を示すことができる。

光路は条件により全く異なるので、後述する光路をより
明硲にする為に諸条件について述べる。

投光体（１）には、赤外発光ダイオードが主に用いられ
、この発光の波長は約９５００人である。

また、薬液の溶媒としてＮａＣｌ　Ｏ，９ｗｔ％の生理
食塩水が主に用いられ、光の波長が９５００人の時の２
０°Ｃに於ける生理食塩水の対空気の屈折率は約１，３
３である。尚これは、波長が５８９３人である標準光時
の２０℃での水の対空気の屈折率に近似している。

また、光の波長が９５００人のとき２０℃に於ける流路
壁（１）に用いる合成樹脂の空気に対する屈折率は、樹
脂の種類にもよるが約１．５±０．０５である。

第２図は、光軸上に薬液が無いときの光路を示す点滴流
路の横断面の一部である。

光軸（４）上に薬液が無いときは、光が投光側の流路壁
（７）に入る入光点（８）が中央点（１Ｇ）と成す中心
角は前記条件下では、約２３°以下のとき流路壁（１）
内で全反射されるので２３°以上である。

第３図は、光軸上に透明な薬液がある時の光路を示す点
滴流路の横断面の一部である。

光軸（４）上に透明な薬液が有ると、光が受光側の流路
壁（７）を出る出光点（９）は中央点（１０）から遠ざ
かる。この時出光点（９）が中央点（１０）と成す中心
角は前記条件下では約６１°以上であり、６７゜以下の
流路壁（７）には投光体（１）の光は来ない。

よって、光軸（４）上に薬液が有るときは投光体（１）
の光を受光体（２）が受けず、薬液が無くなると開光を
受けるためには、前記条件下では中央点（１０）と成す
中心角が２３°以上６１°以下である位置つまり中心（
５）を頂点とし光軸（４）の流路横断面上の部分を底辺
とする二等辺三角形の頂角（６）はこの倍角となり４５
〜１３５°即ち９０±４５°である位置に光軸（４）を
通す、更に好ましくは９０±２０°である。レーザー光
と違い発光ダイオードの配光特性は発光に角度があり、
境界付近は受光量が減少され易いため、９０±２０°の
位置は受光体（２）が投光体（１）の光を効率良く受光
できる。

尚、光軸（４）の位置が変らなければ投光体（１）と受
光体（２）の点滴流路（３）との遠近は限定されないが
、検知精度の向」二には受光量は多く光束は狭い方が都
合良いので、近付ける方が好ましい。

尚、例示図では流路壁（７）を厚く表しているが実際の
流路壁（１）が光路に占める割合は点滴流路（３）に比
べて十分小さいので、流路壁（７）の厚薄による光路差
は小さく影響も小さい。

以上の如く光軸（４）を通し投光体（１）と受光体（２
）を配置すれば、点滴の薬液が有るときは受光せず、薬
液が無くなると投光体（１）の光を受光体（２）が受光
する。この受光信号でブザーを鳴らす電気回路は簡単な
従来汎用されるものである。

第４図は、点滴流路が点滴筒であり投光体・受光体・電
源・ブザー・取付手段等を一体に組込んだ点滴報知器に
本発明を適用した実施例を示す。

点滴筒（１１）の中心（５）を頂点とし光軸（４）の点
滴筒（１１）の横断面上の部分を底辺とする二等辺三角
形の頂角（６）が９０°である位置に投光体（１）と受
光体（２）を本体（１２）内に配備する。その他に少な
くともブザー（１３）や電池（１４）や着持体（１５）
を本体（１２）に具備する。そして、バネ付勢した着持
体（１５）により本体（１２）が点滴筒（１１）に抱き
着く、このとき光軸（４）が点滴筒（１１）内の液面の
高さより下になる様に取り付けることに注意されたい。

尚、点滴管は細いため光軸の位置合ぜが難しく誤報し易
く、薬瓶は太細様々であるため装置の汎用性を高めるの
が難しい、よって、細すぎず太さも比較的揃っているの
は点滴筒（１１）であり、本発明を適用する点滴流路（
３）に最も適している。

（発明の効果） 」−述した如く、本発明の点滴報知器によれば、遮光時
から入光時に受光体が受ける光量の差が大きいため確実
な検知が可能になる。そして、検知が薬液の表面゛張力
の大小に影響されることがなく、液面の揺れなどの外乱
の影響も受は難い。

更に、投光体と受光体の偏位で済むため新たな部品の追
加が不要であることと、投光体と受光体が一対でも可能
であるためコスト高にならない。

特に、点滴流路の横断面の中心を頂点とし光軸の流路横
断面上の部分を底辺とする二等辺三角形の頂角が９０±
４５°である位置に投光体と受光体を配置することによ
り、投光体に赤外発光ダイオードを用いた場合と薬液の
溶媒に生理食塩水を用いた場合に適した汎用性の高い点
滴報知器を得る。

更に、受光体が投光体の光を液面低下により受光するよ
うに、薬液が無い時の光路上に受光体を配置することに
より、透明だけでなく不透明な薬液にも使用でき、使用
範囲が薬液の透明度にＩＩＩ限されない、即ち、生理食
塩水の点滴から輸血まで広範囲に使用できる理想的な点
滴報知器を得る。

更に、点滴流路のうち点滴筒に適用することにより、装
置の寸法設計ｌや投光体と受光体の配置設計が容易にな
り、点滴流路が細ずぎることによる誤報がなく、太細様
々な薬瓶を用いる点滴にも使用できる汎用性の高い点滴
報知器が得られる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、点滴流路を介して相対向する投光体と受光体を備え
   該点滴流路内の液面低下を検知する任意形状の点滴報知
   器であって、該投光体と該受光体を結ぶ光軸が該点滴流
   路の横断面上を該横断面の中心から隔てて通る位置に、
   該投光体と該受光体が配置されてなることを特徴とする
   点滴報知器。 ２、該投光体と該受光体が、該横断面の中心を頂点とし
   該横断面上の該光軸を底辺とする二等辺三角形の頂角が
   ９０±４５°である位置に、配置されてなる請求項１記
   載の点滴報知器。 ３、該受光体が、該投光体の光を該液面低下により受光
   する位置に、配置されてなる請求項１または請求項２記
   載の点滴報知器。 ４、該点滴流路が点滴筒である請求項１ないし請求項３
   のいずれかに記載の点滴報知器。