JPH04241874A - 点滴の流量測定装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静脈栄養、経腸栄養
等の栄養剤や薬剤等の輸液を患者に注入するとき、ある
いは輸血を患者に施すとき等に使用される点滴の流量測
定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】患者に輸液等の薬液を注入する場合や輸
血を行う場合、患者の健康状態や液の種類によって、最
適な注入量に調整される。輸液の注入量を正確にするた
めに、点滴の滴下数をカウントして流量を測定する装置
が開発されている。例えば、下記の公報に点滴の流量測
定装置が記載されている。 ■　　特開昭５９−７１号公報 ■　　特開昭５６−１４０２１１号公報■　　特開昭５
９−１６６８１６号公報

【０００３】■の公報に記載さ
れる装置は、点滴数をカウントする光電手段を備えてい
る。光電手段がカウントして点滴数を輸液の注入量に変
換して表示している。また、■の公報に開示される装置
も、光検出器で点滴数を検出している。検出された点滴
数から１分間の点滴流量を表示している。さらに、■の
公報に示される装置は、点滴数に加えて点滴の大きさを
測定する手段を備えている。すなわちこの装置は、光源
とフォトトランジスタとの間に点滴を落下させ、点滴が
光を遮る時間を測定して点滴の大きさを測定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】液滴下数をカウントす
る点滴の流量測定装置は、チューブの途中に連結して、
簡単に流量を測定できる。しかしながら、バッテリーを
主電源とする小型ポンプを使用する場合には、ほとんど
使用されていないのが実状である。それは、上記のポン
プが電池で駆動され、しかも、点滴の流量測定装置の消
費電力が大きいことが理由である。すなわち、消費電力
の大きな点滴の流量測定装置を上記ポンプと共に電池駆
動すると、電池の寿命が著しく短くなって、使用時間が
著しく短縮されることが理由である。

【０００５】この発明は、バッテリーを主電源とする小
型ポンプと併用でき、しかも、流量の測定精度を高くし
て、電池の寿命を長くできる点滴の流量測定装置を提供
することを目的に開発されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の点滴の流量測
定装置は、前述の目的を達成するために、下記の構成を
備えている。すなわちこの発明の点滴の流量測定装置は
、薬液または血液を滴下させる点滴チャンバー１と、点
滴チャンバー１に光を照射する発光手段２と、発光手段
２の光を点滴チャンバー１を介在して受光して点滴流量
を測定する受光流量測定手段３と、発光手段２と受光流
量測定手段３とに電力を供給する電源４とを備えている
。

【０００７】さらに、この発明の装置は、電源４が一定
の周期でオン・オフするスイッチング部材５を備えてい
る。電源４のスイッチング部材５は、オン・オフ動作し
て発光手段２と受光流量測定手段３とに同期して電力を
一時的に供給する。

【０００８】さらに、他の構成を有するこの発明は、発
光手段２と受光流量測定手段３と電源４とに加えて、点
滴の流量を制御する流量制御手段６を備えている。この
装置は、電源４のスイッチング部材５がオン・オフ動作
して、発光手段２と受光流量測定手段３と流量制御手段
６とに同期して電力を供給して、輸液の流量を設定値に
調整する。

【０００９】

【実施例】この発明の点滴の流量測定装置は、連続動作
することなく流量を正確に測定する。それは、薬液や血
液を、体内に注入する流量で滴下させて、流量測定でき
ることを上手に利用するからである。

【００１０】点滴チャンバー内で滴下できる流量は、必
然的に特定の範囲に制限される。なぜなら流量が多すぎ
ると、液は水滴状となって滴下することなく、連続流と
なって流下してしまうからである。ところが、輸液療法
や輸血を行う場合、その流量は、好都合なことに、大部
分の場合滴下させて流量測定できる流量範囲にある。ま
た、点滴チャンバー内で滴下する水滴は、１滴の重量が
殆ど同じとなり、流量を水滴が滴下する時間間隔で測定
できる。さらに好都合なことに、流量が一定の時、水滴
は規則正しい時間間隔で滴下する。

【００１１】このため、水滴が落下する時間間隔を測定
し、あるいは、一定の時間に水滴が滴下する数をカウン
トして、流量を測定できる。それは、一定の流量で液を
注入すると、水滴は一定の時間間隔で滴下するからであ
る。水滴が落下する時間間隔と、一定時間に落下する水
滴数とは、互いに逆数の関係にあり、いずれかを測定し
ても液の流量は測定できる。

【００１２】この発明の点滴の流量測定装置は、このこ
とを有効に利用して、少ない消費電力で正確に流量を測
定している。このことを実現するために、この発明の点
滴の流量測定装置は、一定の周期で発光手段２と受光流
量測定手段３を動作させて、点滴の滴下する時間間隔、
または単位時間当りの滴下数をカウントしている。

【００１３】発光手段２と受光流量測定手段３とがオン
状態に保持される時間は、滴下する水滴の滴下時間間隔
を測定できる時間、または、滴下数をカウントできる時
間に設定される。したがって、発光手段２と受光流量測
定手段３との動作時間は、点滴チャンバー１内を少なく
とも２滴の水滴が落下する時間よりも長くする。発光手
段２と受光流量測定手段３とに供給する電力をオン・オ
フする周期は、要求される測定精度と消費電力とを考慮
して決定する。オン・オフの周期が短いと、測定精度は
高くなるが、消費電力が増加する。

【００１４】この発明の点滴の流量測定装置は、発光手
段２と受光流量測定手段３とに同期して、一定の周期で
電力を供給している。すなわち、発光手段２と受光流量
測定手段３とには連続して電力を供給することなく、例
えば１〜数分に１パルスの割合で発光手段２と受光流量
測定手段３とに電力を供給する。電力の供給時間は、パ
ルスのデューティー比で調整する。デューティー比を小
さくすると、平均的な電力供給量を少なくできる。

【００１５】発光手段２と受光流量測定手段３とに同期
して電力を供給するために、この発明の点滴の流量測定
装置は、電源４にオン・オフ動作するスイッチング部材
５を備えている。スイッチング部材５がオン状態の時に
、発光手段２と受光流量測定手段３とに電力が供給され
、オフのときに電力供給が中止される。発光手段２と受
光流量測定手段３とが動作状態にあるとき、点滴チャン
バー１を通過する薬液や血液の流量が測定される。発光
手段２と受光流量測定手段３とを動作状態とする時間は
、点滴チャンバー１内に滴下する水滴の時間間隔、また
は数をカウントして流量を測定できる時間、例えば、数
秒〜十数秒に設計される。

【００１６】また、流量制御手段６を有する点滴の流量
測定装置は、流量を測定する毎に、流量を設定流量に調
整する。この流量制御手段６も発光手段２と受光流量測
定手段３とに同期して一緒に電力供給がオン・オフされ
る。

【００１７】以下、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。但し、以下に示す実施例は、この発明の技術
思想を具体化する為の点滴の流量測定装置を例示すもの
であって、この発明の装置は、構成部品の材質、形状、
構造、配置を下記の構造に特定するものでない。この発
明の装置は、特許請求の範囲に記載の範囲に於て、種々
の変更が加えられる。

【００１８】更に、この明細書は、特許請求の範囲が理
解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号
を、「特許請求の範囲の欄」、「課題を解決する為の手
段の欄」および「作用の欄」に示される部材に付記して
いる。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例
の部材に特定するものでは決してない。

【００１９】図１に示す点滴の流量測定装置は、点滴チ
ャンバー１と、発光手段２と、受光流量測定手段３と、
流量制御手段６と、電源４とを備えている。

【００２０】点滴チャンバー１は輸液チューブ７の途中
に連結されている。点滴チャンバー１は、輸液チューブ
７で移送される輸液を、内部の空隙に滴下させる。

【００２１】発光手段２は、点滴チャンバー１の内部で
落下する水滴に光を照射する発光ダイオード８と、発光
ダイオード８を点灯する点灯回路９とを備えている。発
光ダイオード８は集束した光を点滴チャンバー１の水滴
に向けて照射する。点灯回路９は、電源４から電力が供
給される状態で、発光ダイオード８を発光させる。

【００２２】受光流量測定手段３は、発光ダイオード８
の光を受光する光センサー１０と、光センサー１０の出
力信号から輸液の流量を計算する演算部材１１と、演算
部材１１に設定流量を入力する操作部材１２とを備えて
いる。

【００２３】光センサー１０は、発光ダイオード８の反
対側に配設されて、水滴の通路の両側に対向して、発光
ダイオード８と光センサー１０とが配設されている。発
光ダイオード８と光センサー１０とは、落下する水滴が
、発光ダイオード８の光を遮ったことを検出して水滴の
落下を測定する。従って、発光ダイオード８と光センサ
ー１０との間を水滴が落下しない状態にあっては、発光
ダイオード８から放射された光は、水滴に遮られること
なく光センサー１０に受光される。ところが、点滴チャ
ンバー１を水滴が落下すると、水滴がダイオードの光を
遮り、光センサー１０に入射される光が弱くなる。この
ため、光センサー１０の入射光が一定のレベル以下にな
ったことで、水滴の通過を検出できる。

【００２４】ただ、この発明は、発光ダイオード８と受
光流量測定手段３とをこの構造に特定するものでない。 発光手段と受光流量測定手段とは、水滴の滴下時間間隔
を測定できるもの、あるいは、単位時間に水滴に落下数
をカウントできる全てものが採用できる。

【００２５】光センサー１０は、点滴が点滴チャンバー
１を通過する毎に、通過信号をデジタル信号として演算
部材１１に入力する。ただ、光センサー１０は水滴の滴
下数量をアナログの電気信号に変換して演算部材１１に
入力することも可能である。たとえば、水滴の滴下数量
に比例した電圧の信号を演算部材１１に入力することも
可能である。この場合、光センサー１０は、一定の時間
に落下する点滴数に比例した電圧を演算部材１１に伝送
する。

【００２６】演算部材１１は、光センサー１０から信号
を演算処理して、輸液の流量を計算する。その流量は水
滴が落下する時間間隔に反比例する。例えば、１滴の重
量が２５ｍｇである水滴が、０．５秒間隔で落下すると
すると、１秒間の流量は５０ｍｇ、１分間の流量はその
６０倍の３ｇとなる。水滴の落下時間間隔が、０．５秒
から１秒と２倍になると、流量は１．５ｇ／分と半分に
なる。このように、水滴の落下時間間隔を測定して、流
量を測定できる。また、一定時間に落下する水滴の数を
カウントをして、流量を測定することもできる。例えば
、１滴の重量が２５ｍｇである水滴が、１０秒に２０滴
落下するとすれば、１０秒間の流量は０．５ｇ、１分間
の流量はその３倍の１．５ｇとなる。

【００２７】ただし、水滴の落下時間間隔と、落下数を
カウントして流量を求めるには、水滴の１滴の重量を特
定する必要がある。好ましいことに、水滴の重量は、滴
下する時間間隔に関係なく一定である。このため、一定
の条件で予め水滴の重量を測定し、その重量から流量を
計算することができる。また、図示しないが、輸液を充
填する容器の重量をセンサーで測定し、その重量変化と
滴下した水滴数とを計算して、演算部材１１で１滴の重
量を計算することも可能である。

【００２８】さらに図１の受光流量測定手段３は、流量
の表示手段を備えている。表示手段は、演算部材１１の
計算結果から、輸液の流量を表示する。

【００２９】さらに、演算部材１１は、操作部材１２か
ら入力された設定流量と、実際の測定流量とを比較して
、流量制御手段６を制御する。従って、流量制御手段６
は演算部材１１に制御されて輸液の注入量を制御する。 図１に示す流量制御手段６は、サーボモーター１３と、
サーボモーター１３に連結されて、可とう性のチューブ
７の途中を押圧するロッド１４とを備えている。

【００３０】ロッド１４がチューブ７を押圧する状態で
流量を制御する。ロッド１４がチューブ７を強く押圧し
て、チューブ７の輸液の通路を狭くすると、液の流量が
少なくなる。反対に、ロッド１４がチューブ７を弱く押
圧すると、流量が多くなる。ロッド１４がチューブを押
圧するのはサーボモーター１３で制御される。

【００３１】サーボモーター１３は、演算部材１１で制
御される。演算部材１１は、光センサー１０からの入力
信号から、前述の方法で実際の流量を測定し、その測定
値と設定値とを比較する。測定流量が設定流量よりも少
ないと、演算部材１１は、ロッド１４のチューブ７の押
圧力を弱くするように、サーボモーター１３を駆動する
。反対に測定流量が設定流量よりも多すぎると、ロッド
１４がチューブ７を強く押圧するようにサーボモーター
１３が駆動される。サーボモーター１３は、一定時間運
転された後停止する。サーボモーター１３が停止された
後、一定時間経過すると、演算部材１１は再び流量を測
定し、測定流量と設定流量とを比較し、測定流量が設定
流量と異なるとサーボモーター１３を駆動して流量を調
整する。

【００３２】発光手段２と、受光流量測定手段３と、流
量制御手段６とは、電源４から電力が供給されたときに
動作し、電力供給が停止されると休止する。したがって
、電源４は、一定の周期でオン・オフするスイッチング
部材５を備えている。スイッチング部材５はオン・オフ
動作を繰り返して、発光手段２と受光流量測定手段３と
流量制御手段６とに、同期して電力を一時的に供給する
。

【００３３】スイッチング部材５がオン・オフする時間
、すなわち、オン・オフの周期と、オン時間とは、水滴
が滴下する時間間隔と、測定精度を考慮して最適値に調
整する。オン時間は、少なくとも２滴の水滴が落下する
時間を測定でき、しかも、測定した流量から流量制御手
段６が流量を制御できる時間に調整される。

【００３４】また、スイッチング部材５がオンする時間
と、周期とでデューティー比が決定される。デューティ
ー比は、通常１〜５０％の範囲に調整される。デューテ
ィー比を小さくすると、消費電力を少なくできる。ただ
、デューティー比が小さすぎると、オン時間が短くなっ
て、流量測定精度が低下する。

【００３５】

【発明の効果】この発明の点滴の流量測定装置は、電力
消費を従来の数分の１に極減して、正確に流量を測定で
きる。それは、点滴の流量測定装置の電源に、オン・オ
フ動作するスイッチング部材を装備して、一定の時間毎
に滴下する水滴を測定するからである。スイッチング部
材は、一定の周期でオン・オフして、発光手段と受光流
量測定手段とに同期して電力を供給する。電源のスイッ
チング部材がオフの状態では、発光手段と受光流量測定
手段とに電力を供給しない。このため、この状態で発光
手段と受光流量測定手段とは電力を消費しない。発光手
段と受光流量測定手段とは一定の周期でオフ状態とする
が、薬液や血液等の流量は正確に検出できる。それは、
オフ時間における流量の変化がほとんどなく、点滴チャ
ンバー内に滴下する水滴の時間間隔、あるいは、単位時
間に滴下する滴下数をカウントして液の流量を測定でき
ることが理由である。

【００３６】さらにまた、この発明の点滴の流量測定装
置はオン・オフ制御される電源で、発光手段と受光流量
測定手段と流量制御手段とを制御して、液の注入量を設
定値に設定することができる。この装置も、流量制御手
段を常に動作状態とせずに、オン・オフ動作する電源で
断続的に動作させている。このため、この点滴の流量測
定装置は、体内に注入する薬液や血液の流量を最適値に
調整して、消費電力を極減できる特長がある。本発明者
が実際に試作した流量制御手段を有する装置は、平均消
費電流を５．５ｍＡとして正確に流量を設定値に調整で
きた。これに対して発光手段と受光流量測定手段と流量
制御手段とに同じ回路を使用した従来の装置は、消費電
流が約７０ｍＡもあった。したがって、この発明の点滴
の流量測定装置は、消費電力を１／１３に極減して流量
を制御できた。

【００３７】さらに、この発明の点滴の流量測定装置は
、従来品に匹敵する正確な流量制御能力を実現した。 その結果を図２と図３とに示している。図２はこの発明
の点滴の流量測定装置で制御した輸液の流量を示し、図
３は従来の点滴の流量測定装置で制御した流量を示して
いる。これ等の図に示すように、この発明の装置は、輸
液の流量を極めて正確に設定流量に調整している。

【００３８】さらに、図４はこの発明の装置と、従来の
装置と、流量を制御しないで自然に落下させた時の積算
投与量を示している。この図に示すように、自然落下さ
せて投与すると次第に流量が低下するが、この発明の装
置は、直線的に一定の流量で注入できる。

【００３９】このように、この発明の点滴の流量測定装
置は、消費電力を極減して、流量を正確に測定し、また
は、設定値を精密に制御できる特長がある。このため、
この発明の装置は、消費電力が大きくて使用できなかっ
たバッテリーを主電源とする小型ポンプとも併用可能と
なり、上記ポンプで正確に薬液や血液を患者に注入でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】点滴の流量測定装置の一例を示すブロック線図

【図２】この発明の一実施例にかかる点滴の流量測定装
置の流量制御状態を示すグラフ

【図３】従来の点滴の流量測定装置の流量制御状態を示
すグラフ

【図４】点滴の流量測定装置の輸液注入量を示すグラフ
で

【符号の説明】

１…点滴チャンバー　　　　２…発光手段　　　　　　
　　　　　　３…受光流量測定手段 ４…電源　　　　　　　　　　　　　　５…スイッチン
グ部材　　　　６…流量制御手段 ７…チューブ　　　　　　　　　　８…発光ダイオード
　　　　　　９…点灯回路 １０…光センサー　　　　　　１１…演算部材　　　　
　　　　　　１２…操作部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　薬液または血液を滴下させる点滴チャ
   ンバー（１）と、点滴チャンバー（１）に光を照射する
   発光手段（２）と、発光手段（２）から放射された光を
   点滴チャンバー（１）を介在して受光して点滴流量を測
   定する受光流量測定手段（３）と、発光手段（２）と受
   光流量測定手段（３）とに電力を供給する電源（４）と
   を備える点滴の流量測定装置において、電源（４）が、
   一定の周期でオン・オフするスイッチング部材（５）を
   備えており、スイッチング部材（５）がオン・オフ動作
   して発光手段（２）と受光流量測定手段（３）とに、同
   期して電力を一時的に供給するように構成されたことを
   特徴とする点滴の流量測定装置。
2. 【請求項２】　　薬液または血液を滴下させる点滴チャ
   ンバー（１）と、点滴チャンバー（１）に光を照射する
   発光手段（２）と、発光手段（２）から放射された光を
   点滴チャンバー（１）を介在して受光して点滴流量を測
   定する受光流量測定手段（３）と、受光流量測定手段（
   ３）の出力信号で点滴の流量を制御する流量制御手段（
   ６）と、発光手段（２）と受光流量測定手段（３）と流
   量制御手段（６）とに電力を供給する電源（４）とを備
   える点滴の流量測定装置において、電源（４）が一定の
   周期でオン・オフするスイッチング部材（５）を備えて
   おり、スイッチング部材（５）がオン・オフ動作して発
   光手段（２）と受光流量測定手段（３）と流量制御手段
   （６）とに、同期して電力を一時的に供給するように構
   成されたことを特徴とする点滴の流量測定装置。