JPH0451963A

JPH0451963A - 点滴装置

Info

Publication number: JPH0451963A
Application number: JP2157687A
Authority: JP
Inventors: Osahisa Ohira; 大平　長久; Hiroshi Sakai; 宏酒井; Yutaka Muramoto; 村本　裕
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1992-02-20
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH0744952B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、点滴装置に関する。

［従来の技術］従来の点滴装置は、輸液ポンプ本体と点滴筒と点滴筒に
取り付けられ点滴筒内を落下する液滴数をカウントする
点滴検知器とにより構成され、その点滴検知器内には、
落下液滴数を読み取るフォトセンサが備えられていた。

従来、点滴の流量はフォトセンサにより測定された落下
液滴数とポンプ本体のモータの回転数が連動することに
より制御されてきた。すなわち、フォトセンサで一定時
間内に点滴筒内を落下する液滴数をカウントし、液滴数
が多ければ、モータ回転数を遅くし、落下液滴数が減少
するよう、逆に液滴数が少なければ、モータ回転数を速
（し、落下液滴数が増加するよう調節することにより、
ポンプ本体で設定された輸液流量に合わせた液滴数にな
るよう、かなり精確な精度でポンプ本体のモータを制御
していた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来例では、設定された液滴数に合
わせてモータを正確に制御できたとしても、各液滴の大
きさまで測定することができなかったため、各−滴の大
きさ（容量）にばらつきがあり、かつ輸液が長時間に及
ぶ場合、送液チューブ弾性率の経時変化ともあいまって
、実際の送液量が設定した輸液流量値に対して太き（異
なってしまうという欠点があった。実際、点滴筒内を落
下する液滴の大きさには、点滴の早さ（流量）により、
かなりのばらつきがあり、点滴の間隔が長いと点滴は大
きくなり、間隔が短いと小さ（なる傾向があった。また
、送液チューブの弾性率も長時間の輸液の間に変化し、
点滴開始直後に送液していた所定の量を送液できな（な
るという問題があった。さらに、送液チューブの製品ロ
ット上のばらつきが送液チューブ個々の弾性率の違いと
なって表れ、このことが、実際の送液量を設定した輸液
流量値から大きく異ならせる原因となっていた。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、液滴の数
量と大きさを精度良く検知するセンサを備えることによ
り、液滴の数量とともに液滴の大きさを測定し、輸液さ
れた量を正確にはかり、輸液流量を制御する点滴装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために本発明の点滴装置は以下のよ
うな構成からなる。すなわち、点滴筒内を落下する液滴
の単位時間あたりの落下個数と、各液滴の大きさを測定
する測定手段と、前記液滴の落下個数及び大きさを、所
定の比較値と比較する比較手段と、前記比較手段から出
力される比較結果に従って前記液滴の落下条件を制御す
る制御手段とを有することを特徴とする点滴装置を備え
る。

［作用］以上の構成により、本発明は液滴が点滴筒内を落下する
とき、各落下液滴の大きさと単位時間あたりの落下個数
を測定手段によって測定し、落下流量を算出し、比較手
段によって所定の比較値と比較し、最終的に制御手段が
その比較結果に基づいて液滴の落下条件を制御するよう
動作する。

［実施例］以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。

第１図は本発明の好適な実施例である点滴装置の基本的
な構成を示す構成図である。第１図において、１は輸液
ポンプ本体、２は点滴検知器、３はコード、４はコネク
タ、１０はスタンド、１１は輸液バッグ、１２は送液チ
ューブ、１３は点滴筒、１０１は輸液流量設定ボタンで
ある。ここで、点滴検知器２の出力は、コード３により
コネクタ４を通して輸液ポンプ本体ｌに伝えられる。

第２図はケース９に収容された点滴検知器２の内部構造
を上方より眺めた断面図である。第２図において、５は
液滴、６は点滴５を読み取るための光源、７は液滴５の
大きさを検知するイメージセンサ、８は光源６の光を平
行光にするためのレンズ、１４はイメージセンサ７にタ
イミングパルスを送るタイミングパルス発生回路、１５
はイメージセンサ７で発生した信号をデジタル化して点
滴流量算出処理を行う点滴流量演算処理部である。ここ
で、液滴５が点滴筒１３内を落下するときイメージセン
サ７により、その液滴の大きさが測定される。

第３図は輸液ポンプ本体１の構成と、点滴検知器２の点
滴流量演算処理部１５の構成と、点滴流量演算処理部１
５と輸液流量制御部１６とのインタフェースとを詳細に
示したブロック図である。

ここで、点滴流量演算処理部１５においては、各液滴体
積を求め、それを基に流量データを算出する。一方、輸
液流量制御部１６では、点滴流量演算処理部１５よりコ
ード３を通して送られてくる流量データと、あらかじめ
設定された輸液流量値を比較し、輸液ポンプ本体１内の
モータ回転制御を行う。

このように、本実施例の点滴装置では、点滴筒１３内を
落下する液滴５をイメージセンサ７で読み取ることによ
り、液滴の数および、大きさを読み取り、単位時間あた
りの点滴流量を算出し、輸液ポンプ本体で設定した輸液
流量と比較、モータ回転を制御することができる。

次に、本実施例が液滴体積を算出する手順について、第
４図が示す液滴落下とイメージセンサのスキャニングの
関係図、第５図が示すイメージセンサ出力波形図及び第
６図に示すフローチャートを用いて説明する。液滴体積
の算出は、イメージセンサによる液滴幅の検知、液滴断
面積の計算、モして液滴体積の計算という手順で行われ
る。

まず、輸液ポンプ本体ｌの輸液流量設定ボタン１０１で
、輸液流量値（ｘ）を設定すると、その値（Ｘ）は輸液
ポンプ本体１側のＲＡＭ５３のＸ格納部５９と、輸液流
量値送信ライン４３を通して点滴検知器２のＲＡＭ２４
のＸ格納部３０にセットされる。そして、点滴開始後、
点滴筒１３内を液滴が落下するとき、イメージセンサ７
は第４図に示すように、ある一定の時間間隔Δｔで液滴
をスキャンする（Ｓ１０４）。

液滴は自由落下するのでイメージセンサ７は、それぞれ
の時刻（”ｒ＝”ｒｏ　、Ｔ＝Ｔｏ＋Δｔ。

Ｔ＝Ｔｏ　＋２Δｔ１・・・　Ｔｏ　ニスキャン開始時
刻）において、液滴の異なった場所における幅を測定す
ることができる。第５図は、第４図に示した各スキャン
時刻（”ｒ＝’ｒｏ　、Ｔ＝ＴＯ＋Δｔ、Ｔ＝Ｔｏ　＋
２Δｔ、・・・）に対応して、イメージセンサ７が液滴
な捕らえている様子を示したイメージセンサ出力波形図
である。第５図において、縦軸はイメージセンサ７の出
力電圧（■。ｕｔ　）　、横軸は時間（１）を表してい
る。ライン長がＬであるイメージセンサが、そのライン
の端から端までスキャンに要する時間をＴｃとすると、
イメージセンサライン長（Ｌ）は各液滴の幅に対して長
いので、第５図が示すようにＴｃに比べて短い時間のｔ
ｌだけ各スキャン中、イメージセンサ７は液滴を捕らえ
ることができる。また、液滴は自白落下し、イメージセ
ンサ７が捕らえる液滴の場所も異なるため、イメージセ
ンサ７が液滴な捕らえる時間（ｔｌ）もスキャン時刻に
応じて変化してゆく、この結果は、第５図が示すイメー
ジセンサ７８カ波形として得ることができ、液滴の幅に
したがってイメージセンサ７が液滴を捕らえる時間（ｔ
ｌ）だけ高電圧の出力（Ｖｄ）が得られる。

このようにして得られたイメージセンサ７が液滴を捕ら
える時間を、液滴幅時間（ｔ、）とよぶことにする（Ｓ
　１０５）。

この液滴幅時間（ｔ、）から、次のようにして液滴の各
スキャン時刻に対応する断面積（Ｓ）を求めることがで
きる。まず、イメージセンサ７で測定された液滴幅時間
（ｔｌ）は、点滴流量演算処理部１５の２値化回路２０
でデジタル化され、データバス２５を・通してＲＡＭ２
４のｔ１格納部２７へ送られる。イメージセンサ７がそ
のライン長（Ｌ）にわたってスキャンする速度が一定で
あるとすると、液滴の断面は一般に円形であると考えら
れるため、各スキャン時刻における液滴半径（ｒ）はｒ
　”　Ｌ　ｔ　＋　／　２　Ｔ　ｃとなり、断面積（Ｓ
）はＳ＝π（Ｌｔ、／２Ｔ１１．）　　となる（Ｓ１０
６）、したがって、ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２よりプログ
ラム３７とＬの値３８とπの値３９とを呼び出し、ワー
クメモリ２３を用いてＳの値を計算し、その結果をＲＡ
Ｍ２４のＳ格納部２８へ格納する。

このようなスキャンと断面積（Ｓ）を求める処理を液滴
がイメージセンサ７に入ってくる時刻（Ｔ＝Ｔ、）から
、イメージセンサ７を完全に通過する時刻（Ｔ　＝　Ｔ
０＋　ｔ　ａ　）まで繰り返すことにより（Ｓ１０４〜
５１０８）、最終的に液滴体積（Ｖ）を求めることがで
きる。このとき、各時刻に対応するＳの値は前記の式に
従って計算され、順次ＲＡＭ２４のＳ格納部２８へ格納
されていく。同時に、液滴５がイメージセンサ７を完全
に通過した時刻ｔ、もまた、ＲＡＭ２４のｔ２格納部３
３に格納される。ＶとＳの間には次の関係があるのでＶ
は容易に計算できる。

Ｖ　＝Ｓ　ｏ”　Ｓ　ｄｉ（ｄｌ＝ｖｄｔ　。

ｄｌ：各スキャンの間に液滴が落下する距離Ｖ：液滴の
落下速度ｔ３：液滴がイメージセンサ７に入ってくる時刻から、
イメージセンサ７を完全に通過する時刻までの液滴通過時間ｄｔ：各スキャン間隔）さらにｔｌは、長時間にわたって落下する各液滴につい
ての液滴幅時間であるから、時間ｔの関数であるといえ
るので、ｔｔ　＝ｔ”　（ｔ）とすると、落下液滴の体
積Ｖは、Ｖ　＝　ｖ　５　ｏ”π（Ｌ／　２７　Ｃ）　”　ｆ　
”（ｔ）ｄｔで求められる（Ｓ１０９）。そこで、ＣＰ
Ｕ２１は、時刻Ｔ＝ＴＯからＴ＝Ｔｏ　＋ｔ、に対応す
るＳの値をＲＡＭ２４のＳ格納部２８より呼び出し上記
の式に従ってＶの値を計算し、その結果をＲＡＭ２４の
Ｖ格納部に格納する。

このようにして求められたＶは積算され、第７図が示す
フローチャー）Ｓ２０２〜５２０６で単位時間あたり流
量に換算され、点滴流量測定データ（ｙ）としてＲＡＭ
２４のｙ格納部３１に格納され、輸液ポンプ本体１へ伝
送する準備がなされる。そして、ＣＰＵ２１が輸液ポン
プ本体１からの流量データ送信命令を受は付けたとき、
ＲＡＭ２４から点滴流量測定データ（ｙ）を呼び出し、
データ伝送Ｉ１０部２６及び点滴流量データ送信ライン
４０を経てｙの値を輸液ポンプ本体ｌに送信する（Ｓ　
２０７〜５２０９）。一方、求められた点滴流量測定デ
ータ（ｙ）が、輸液ポンプ本体１からの流量データ送信
命令待ち状態となっている場合、５２１０〜５２１１に
おいて、ＣＰＵ２１はＲＡＭ２４からＸとｙの値を取り
出し、Ｘとｙの比較を行う、その結果、Ｘとｙの差があ
る許容範囲（ε）を超えているなら、警告信号を警告信
号送信ライン４１を用いて輸液ポンプ本体１に発し、流
量データ（ｙ）の取り込みを促す。

次に、点滴流量測定データ（ｙ）と輸液ポンプ本体ｌで
設定された輸液流量（ｘ）とを比較、モータ回転を制御
する手順について第８図と第９図が示すフローチャート
を用いながら説明する。

輸液ポンプ本体１側では、ＣＰＵ５０はＲＡＭ５３のＴ
、格納部６１に設定された一定時間間隔（Ｔ、）の値に
基づいて、Ｔ１間隔毎に点滴検知器２に対して、流量デ
ータ送信依頼命令送信ライン４２を通じて流量データ送
信依頼命令を発行し流量データ＜ｙ）を、輸液ポンプ本
体１のＣＰＵ５０に取り込む（Ｓ３０２〜５３０５）。

このｙの値は、ＲＡＭ５３から読み８されたＸの値と比
較され、ｘ−ｙの値が計算される（６３０６）。

この値に基づいて、ＣＰＵ５０は、モータ制御１１０部
５５及びモータドライバ５６を介してモータ５７を制御
し、ｘ−ｙ）Ｏの場合には輸液量の増加を行う為にモー
タの回転数を増加させ、ｘ−ｙ（Ｏの場合はモータ回転
数を減少させ、Ｘ＝ｙの場合はモータの現回転数を維持
する（３３０７〜Ｓ３１１）　。

しかしながら、一定時刻毎でなくとも、設定流量と実流
量の差（ｌ　ｘ−ｙ　Ｉ）が、許容範囲を超えた場合、
輸液ポンプ本体１は、点滴検知器２から送信されてくる
警告信号を受は付け、流量データ送信以来命令を点滴検
知器２に発行し、流量データ（ｙ）を点滴検知器２から
受信し、そしてモータ回転数の制御を行うことができる
（Ｓ４０１〜５４０３）。

このようにして、本実施例の点滴装置は、実際に点滴筒
１３内を落下する液滴の体積から求めた流量データと輸
液ポンプ本体１に設定された輸液流量値を比較すること
によって、輸液ポンプモータの回転を制御することがで
きるので、輸液ポンプに設定された流量と実流量の差を
少なくし、精度良く輸液出来る点滴装置を提供すること
ができる。

従って、本実施例に従えば輸液注入管理の精度が向上し
、手術後患者や重症の患者等の治療や、輸液時間の管理
にも資する。

また、本実施例では、検出された流量データに基づいて
輸液ポンプのモータ回転数を制御していたが、単に検出
した流量データを表示することももちろん可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、液滴の数と大き
さを検出して輸液流量を制御するので、より精確に輸液
量を制御できる効果がある。従って、送液チューブ弾性
率の経時変化や送液チューブの製品ロットのばらつきと
は関係な（、輸液量を精確に制御できるという利点も有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例である点滴装置の基本的
な構成を示す構成図、第２図は第１図の点滴検知器の内部構造図、第３図は輸
液ポンプ本体の構成と、点滴流量演算処理部の構成と、
点滴流量演算処理部と輸液流量制御部のインタフェース
とを示したブロック図、第４図は液滴落下とイメージセンサの液滴スキャニング
の関係図、第５図はイメージセンサの出力波形図、第６図は液滴１
個についての体積算出手順を示すフローチャート、第７図は単位時間あたりの流量算出手順と流量データ送
信手順と警告信号発信手順を示すフローチャート、第８図は流量データに基づくモータ回転制御を示すフロ
ーチャート、そして、第９図は警告信号量は付けと、それに基づくモータ回転
制御を示すフローチャートである。図中、１・・・輸液ポンプ本体、２・・・点滴検知器、
３・・・コード、４・・・コネクタ、５・・・点滴、６
・・・光源、７・・・イメージセンサ、８・・・レンズ
、９・・・点滴検知器ケース、１０・・・スタンド、１
１・・・輸液バッグ、１２・・・送液チューブ、１３・
・・点滴筒、１４・・・タイミングパルス発生回路、１
５・・・演算処理部、１６・・・輸液流量制御部、２０
・・・２値化回路、２１・・・ＣＰＵ、２４−・・ＲＡ
Ｍ、４０・・・点滴流量データ送信ライン、４１・・・
警告信号送信ライン、４２・・・流量データ送信依頼命
令送信ライン、４３・・・輸液流量値送信ライン、５０
・・・ＣＰＵ、５３・・・ＲＡＭ、５５・・・モータ制
御１１０部、５６・・・モータドライバ、５７・・・モ
ータ、５８・・・ぜん動機構部、１０１・・・輸液流量
設定ボタンである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）点滴筒内を落下する液滴の単位時間あたりの落下
個数と、各液滴の大きさを測定する測定手段と、前記液滴の落下個数及び大きさを、所定の比較値と比較
する比較手段と、前記比較手段から出力される比較結果に従つて前記液滴
の落下条件を制御する制御手段とを有することを特徴と
する点滴装置。
（２）点滴装置は前記点滴筒から輸液を送液するための
輸液ポンプと、該輸液ポンプと前記点滴筒を接続し、輸液を伝達する送
液チューブと、前記点滴筒内を落下する液滴の数とその大きさを読み取
る点滴検知器とを含むことを特徴とする請求項第１項に
記載の点滴装置。
（３）前記測定手段が前記点滴検知器で読み取つた前記
液滴の数とその大きさに基づき点滴流量値を算出するこ
とを特徴とする請求項第１項に記載の点滴装置。
（４）前記比較手段は算出した前記点滴流量値と前記輸
液ポンプ本体に設定された輸液流量値とを比較して前記
制御手段に制御量を出力することを特徴とする請求項第
１項に記載の点滴装置。
（５）前記点滴検知器において液滴の大きさを読み取る
手段として、イメージセンサと、前記イメージセンサが前記液滴を前記点滴筒内で捕捉す
るための光を発光する光源と、前記光源からの光を平行光線にするレンズと、前記イメ
ージセンサに液滴の大きさを測定するタイミングパルス
信号を発信するタイミングパルス発生回路を有すること
を特徴とする請求項第２項に記載の点滴装置。
（６）前記輸液ポンプ本体と前記点滴検知器が着脱可能
なコネクタにより接続され、ポンプ本体のみでの使用を
可能とすることを特徴とする請求項第２項に記載の点滴
装置。