JPH0157584B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はペリスタルテイツク式ポンプを利用し
て薬液を微量づつ間けつ的に長時間に亘つて注入
する装置に関するものである。

ホルモン剤、化学療法剤等の薬液を微量づつ長
時間に亘つて投入するに際して、日常活動性を留
保しつつ効果的な治療を行うために、最近ではこ
の種の装置は携帯型となつており、その必要上電
池を動力源としている。この装置の注入方式は連
続的ではなく間けつ的注入により行われるのが一
般的である。その第１の理由は、長時間に亘る使
用のため、電池の消耗を防ぎ、駆動部を最適の作
動条件で作動させるためである。その第２の理由
は、連続的に薬液を注入したのでは注入量が多く
なりすぎて人体にむしろ害を及ぼし、極めて微量
づつ連続的に注入するには装置の機構上無理があ
るからである。例えば、インスリン注入の場合、
１日に10mlのインスリンを15分間隔で注入してお
り、この量を連続注入に代替することは実質的に
不可能である。このため、注入装置はペリスタル
テイツク式ポンプを間けつ的に作動させて微量で
長時間に亘る薬液注入を行つている。

ペリスタルテイツク式ポンプはチユーブを圧閉
し、その圧閉点を順次吐出側に移動させながら、
チユーブ内の液を送液する。そして、圧閉点が吐
出端へ達すると圧閉点を解放して元の位置を圧閉
し、この動作サイクルを繰り返し行うものであ
る。ところが、圧閉点を解放する時圧閉されてい
たチユーブが復元するために送液が一時的に停止
する。これは吐出端において逆流を生じるからで
ある。こうして、薬液送出に際し脈動が発生する
ことになる。この脈動を防止するめに、従来より
種々の脈動防止方法が考案されている。それらは
いずれも注入する液体の流れそのものを定常流に
近付けることによつて生じる薬液の送出への脈動
の影響を軽減しようとするものであつた。

このように、ペリスタルテイツク式ポンプには
脈動が必ず存在し、これを利用する長時間微量間
けつ注入装置では脈動サイクルの選択次第では１
回当りの注入量に誤差が生ずる。これが生ずると
人体へ有害となることは前述の通りである。この
誤差は、脈動の周期に対して１回の注入時間が十
分に長ければ注入量誤差は使用者が意図した量に
対して大きくはならないが、脈動の周期に対して
１回の注入時間が短いかまたは数倍程度までであ
る場合には脈動によつて実際の注入量誤差は求め
られた精度に対して相当大きくなる。作動方式が
連続式の場合には、注入量に脈動による誤差があ
つてもこれはごく早い時間内に補償されるが、間
けつ作動式の場合には、１回の注入と次の注入と
の時間間隔が開いており、少なくとも次の注入が
開始されるまで注入量の誤差は解消されないこと
になり、脈動による注入量の変動は後述するよう
に不可避であつた。

そこで、本発明者等はペリスタルテイツク式注
入装置において１回当りの注入量に対する不可避
的脈動のの影響をなくすべく鋭意研究を重ねた結
果、次に記すように制御すれば所期の目的が達せ
られることを見い出し、本発明に至つた。

脈動はチユーブを圧閉した点が吐出端まで移動
した後、これを解放する時に生ずる逆流によつて
起こるが、吸入端から吐出端まで圧閉点が移動し
たことによつて吐出側から送液される量は一定で
ある。また、吸入端から吐出端までの圧閉点の移
動が正確に繰り返されるため圧閉点がある任意の
位置から移動を始めて再び元の位置まで戻るまで
に送液する注入量は一定である。すなわち、ペリ
スタルテイツク方式ポンプの脈動周期の一周期間
における薬液の注入量は一定である。

間けつ注入装置の１回の注入量を、上記脈動周
期の一周期分の注入量の整数倍に設定制御できれ
ば、ペリスタルテイツク式注入装置に脈動がある
にしても間けつ注入における一回の薬液注入量は
常に一定にするこができる。従来は、注入量の設
定方法が精密でなく、使用者の意図する設定量へ
の調整が困難であつた。最近になつて、デジタル
電子制御回路により設定したい注入量の数値をそ
のまま入力できる装置が開発されている。これら
の装置では、設定が整数でできるよう構成されて
おり、注入量は設定数値に比例して増減される。
これにより使用者は設定値を容易に設定できると
ともに、デジタル化により注入精度も向上した。
このような制御注入装置では全ての注入可能な設
定値は最低単位の整数倍になつており、これをペ
リスタルテイツク方式ポンプ脈動周期の一周期分
に適合させることにより、注入量は間けつ的各回
分とも常に一定にすることができる。

従つて、本発明の目的は、ペリスタルテイツク
方式の薬液間欠注入装置において、薬液を微量づ
つ間欠的に長期に亘つて注入する際、その間欠的
な１回分の注入量を可変的に選択設定することが
でき、かつ、この設定された注入量を常に正確に
注入する装置を提供しようとすることにある。

本発明によれば、薬液を送り出すポンプ部と、
これを駆動するモータと、このモータの回転駆動
を制御する制御回路からなるペリスタルテイツク
方式ポンプの間欠作動により薬液を微量づつ間欠
的に長時間に亘つて注入する装置において、間欠
注入一回当たりの注入量を前記ペリスタルテイツ
ク方式ポンプの脈動周期一周期の注入量の整数倍
にする設定手段と、該設定手段からの信号に応じ
て前記ポンプの脈動周期一周期の時間の整数倍に
相当する時間前記ポンプを駆動する前記モータを
間欠的に作動させる制御回路を設けたことを特徴
とする薬液微量間欠注入装置が提供される。

以下、本発明に係る薬液微量間欠注入装置につ
いて好適な実施例を挙げ、添付の図面にを参照し
つつ詳細に説明する。

第１図は、第３図に参照番号８で示す４個のロ
ーラを有するローラ式ペリスタルテイツクポンプ
の線図である。ロータ１には４個のローラ２が回
転駆動軸３に対して互いに対称となるように等間
隔で配置され、ステータ４との間でチユーブ５を
圧閉し、ロータ１の回転に伴つてチユーブ５内の
液体は送られていく。脈動ローラ２がステータ４
からはずれることにより発生する。この例ではロ
ーラが４個あるから、ロータ１の１回転につき４
回の脈動が発生する。ローラの配置は対称である
から、生じる脈動波形は同一の波形となる。この
脈動波形を第２図に示す。従来のように、間けつ
注入をｔ、t′で表示する等しい脈動周期部分で行
うと、脈動の影響により１回当りの注入量に差が
生じるのは第２図から明らかである。そこで、本
発明においては、ＴまたはT′で示すペリスタル
テイツクポンプ８の脈動周期の１周期またはその
整数倍の注入が間けつ的に行われるようにする。
これにより各回の注入量は設定した所望の注入量
に長時間に亘つて維持される。

次に、前述の４個のローラを有するローラ式ペ
リスタルテイツクポンプを組み込んだ本発明の薬
液微量間欠注入装置を第３図に基づいて以下に説
明する。第３図において参照番号８はローラ式ペ
リスタルテイツクポンプ（以下、ポンプ８）であ
り、そのロータの回転軸には減速機７の最終段出
力軸が連結され、減速機７の初段入力軸にはDC
モータ６が連結され、モータ６の回転によりポン
プ８が駆動されるよう構成されている（第１図参
照）。また、ポンプ８の回転軸には回転検出器９
が取り付けられ、ポンプ８の回転を検出して回転
数に比例した検出パルスを発生する。回転検出器
９としては例えばパルスエンコーダ等が用いられ
る。

１２は注入量設定器であり、注入量の設定は、
例えば、サム ホイール デジタルスイツチで行
われ、その設定値はBCD（Binary Code of
Decimal）デジタル信号として出力される。１１
は制御回路であり、例えば、プリセツタブル
DOWNカウンタが用いられる。１３はタイマー
であり、間けつ注入の時間間隔毎に制御回路１１
にプリセツト信号を送る。制御回路１１はタイマ
ー１３のプリセツト信号を受けると、注入量設定
器１２からのBCDデジタル信号をカウンタに取
り込み、カウンタの内容は設定値にプリセツトさ
れる。カウンタからの出力はカウンタの内容が
「０」以外の数値の時、モータ駆動回路１０にモ
ータ駆動信号を与え、モータ６を回転させる。プ
リセツトされたカウンタの内容は注入量設定値に
なつており、カウンタの出力はモータ駆動信号を
発生し、モータ６は回転を始め、よつて回転検出
器９は検出パルスを発生する。ここで、脈動数対
検出パルス比が１対ｎの時、１４は１／ｎの分周
器でなければならない。脈動数対検出パルス比が
１対１の時は１４の分周器は省略することができ
る。

分周期１４（あるいは回転検出器９）からの検
出パルスは制御回路１１のプリセツタブル
DOWNカウンタのカウント入力に入力され、検
出パルス１つに対してカウンタはその内容から
「１」を減ずる。このようにしてカウンタの内容
が「０」になつた時、カウンタ出力のモータ駆動
信号を停止し、これによりモータ６は停止する。
また、回転検出器９は検出パルスを発生しなくな
るので、制御回路１１のカウンタの内容は「０」
を保持し、その結果次の注入時間までモータ６は
停止したままであり、ポンプ８も停止している。
そして、次の注入時間がきてタイマ１３がプリセ
ツト信号を出力すると前述の動作を繰り返す。

上述したように構成することにより、制御回路
１１のプリセツタブルDOWNカウンタのカウン
ト入力にはポンプ８の発生する脈動波形上の同じ
位置に対応するところで検出パルスが入力される
ことになる。従つて、ポンプ８は脈動波形上の同
じ位置から送液を始め、同じ位置で停止すること
になり、これは注入量設定器の設定値に関りな
い。これにより、ポンプ８の始動から停止までの
送液量は常に脈動周期１周期分の送液量の整数倍
になり、脈動による誤差は解消される。上記構成
例では、注入量設定値の最低単位の注入量が脈動
周期１周期分と等しい場合を示したが、最低単位
の注入量が脈動周期１周期分のｍ倍（ｍは整数ｍ
＝２、３、４…）と等しい場合、分周器１４の分
周比を１／ｎ×ｍとすれば良い。

次に、モータ６として普通のDCモータの代り
にステツピングモータ６′を使用すれば、回転検
出器９を省略でき、第４図に示すよう構成するこ
とができる。第３図の構成との相違点は上記の他
駆動パルス発生器１５が付加的に設けられた点で
ある。ステツピングモータは普通のDCモータと
異なり、電圧を印加しただけでは回転せず、専用
の駆動回路１０′が必要となるが、入力したパル
ス数に対応して１パルスに対し１ステツプずつ回
転するので回転数は入力パルス数だけでコントロ
ルすることができる。駆動パルス発生器１５は制
御回路１１のプリセツタブルDOWNカウンタの
内容が「０」でない時一定の周波数のパルスを発
生し、「０」の時パルスの発生を停止する。分周
器１４はこの駆動パルスを分周してカウンタのカ
ウント入力に加えている。

ここで、ステツピングモータ６′の１回転当り
のステツプ数Ｐ、減速機の減速比Ｑ、ポンプ８の
１回転当りの脈動発生数をＲとすると、分周器１
４の分周比をＲ／Ｐ×Ｑとすれば注入量設定器１
２で設定される設定値の最低単位と脈動周期１周
期分の注入量とが等しくなり、上記構成例（第３
図参照）と同様脈動による注入量の変動誤差をな
くすことができる。

以上説明した構成例ではローラ式ペリスタルテ
イツクポンプを用いているが、本発明はこれに限
られず、脈動が周期的に発生するポンプであれ
ば、フインガ−ペリスタルテイツクポンプあるい
は他の形式のポンプにも本発明は適用可能であ
る。

上述した処から明らかなように、本発明では間
けつ注入１回当りの薬液注入量を常に所望の一定
値に長時間に亘つて保持することができ、その注
入量は患者の症状、療法等に応じて選択的に所望
値に設定することができ、その制御方式は簡素に
して信頼性大であり、従来のものに比してその実
効性大なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はローラ式ペリスタルテイツクポンプの
線図、第２図はペリスタルテイツクポンプの脈動
波形のグラフ、第３図は普通のDCモータの制御
方式による本発明の構成例のブロツク線図、第４
図はステツピングモータの制御方式による本発明
の構成例のブロツク線図である。 １……ロータ、２……ローラ、３……回転軸、
４……ステータ、５……チユーブ、６，６′……
モータ、７……減速機、８……ペリスタルテイツ
クポンプ、９……回転検出器、１０，１０′……
モータ駆動回路、１１……制御回路、１２……注
入量設定器、１３……タイマ、１４……分周器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 薬液を送り出すポンプ部と、これを駆動する
   モータと、このモータの回転駆動を制御する制御
   回路からなるペリスタルテイツク方式ポンプの間
   欠作動により薬液を微量づつ間欠的に長時間に亘
   つて注入する装置において、間欠注入一回当たり
   の注入量を前記ペリスタルテイツク方式ポンプの
   脈動周期一周期の注入量の整数倍にする設定手段
   と、該設定手段からの信号に応じて前記ポンプの
   脈動周期一周期の時間の整数倍に相当する時間前
   記ポンプを駆動する前記モータを間欠的に作動さ
   せる制御回路を設けたことを特徴とする薬液微量
   間欠注入装置。