JPH05192400A

JPH05192400A - 輸液装置

Info

Publication number: JPH05192400A
Application number: JP4030043A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Kawasaki; 達郎川崎; Takeu Yamashita; 剛卯山下; Kazuo Matsubara; 一雄松原
Original assignee: Atom Corp; Atom Medical Corp
Current assignee: Atom Corp; Atom Medical Corp
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1993-08-03
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPH0636823B2

Abstract

(57)【要約】【目的】輸液動作の監視が常に正確であると共に、製造
および調整が容易で耐久性に優れた輸液装置を提供す
る。【構成】輸液装置１に載置されるシリンジ３の吸子２３
を移動させるスライダ２４の駆動機構２５の移動部材３
２に発光素子３６と受光素子３７とを備えるピックアッ
プ３５を設け、このピックアップ３５の移動範囲に亙り
反射板３３を配してエンコーダ２７を構成する。【効果】エンコーダ２７が光学式で非接触のピックアッ
プ３５を用いるので外来ノイズに影響されず耐久性に優
れる。また、平板な反射板３３を用いることもでき構造
が簡素で調整が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンジポンプを用い
て各種薬液、血液等を患者に注入する輸液装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】吸子を作動させて薬液等を収容したシリ
ンジをシリンジ装着部に取り付け、モータの回転によっ
て直線運動するスライダで上記吸子を押圧し、輸液動作
を行う輸液装置は例えば、特開昭４８−６２２８９号公
報、実開昭５７−７６６３７号公報、特公昭６２−４４
５０５号公報及び特公昭６３−４４３９０号公報に開示
されている。

【０００３】上記従来の輸液装置では、上記モータのモ
ータ軸に取り付けたロータリーエンコーダ、或いは上記
スライダに取り付けたリニアポテンショメータを介して
輸液動作（上記スライダの移動）を監視するように構成
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ロータリーエンコ
ーダを用いて輸液動作を監視する場合、上記モータとス
ライダとの間の運動変換機構に破損やスリップが生じ、
モータ及びロータリーエンコーダが空転する場合、上記
輸液動作の監視は不可能となるか、或いは不正確とな
る。

【０００５】また上記リニアポテンショメータを用いる
場合、外部からのノイズの影響を直接受け易いという欠
点や、リニアポテンショメータのブラシの機械的接触部
が摩耗し易く、経時的な寿命が短い等の欠点がある。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑み、上記輸液動作
の監視を正確に行えると共に、その寿命についても問題
を生じることのない輸液装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による輸液装置
は、液体が収納されるシリンジと、駆動機構によって第
１位置と第２位置との間を所定の速度で直線的に移動す
る移動部材と、上記移動部材に連動して上記シリンジの
吸子を押圧するスライダと、上記移動部材に取り付けら
れて上記第１、第２位置との間を移動する発光素子及び
受光素子を有するピックアップおよび、上記発光素子か
らの光を上記受光素子に反射させその光路長が上記ピッ
クアップの位置に対応するように上記第１、第２位置と
夫々対応する第３、第４位置の間に延設される反射板と
を備えるエンコーダと、上記ピックアップの位置に対応
する光路長に応じ上記ピックアップから出力される電気
信号に基き、上記吸子の位置等を検出する検出手段とを
夫々具備するものである。

【０００８】なお、上記反射板の反射面が平面に形成さ
れ、その反射面が上記ピックアップの移動方向に対して
所定の角度傾斜して第３及び第４位置の間に延設され上
記ピックアップの位置に対応して上記光路長を増減する
ように構成してもよい。

【０００９】また、上記検出手段は上記ピックアップか
らのアナログ信号が入力されるＡ／Ｄコンバータを備
え、このＡ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号
と所定の値に設定された複数の境界値とを比較すること
により上記吸子の位置等を検出するように構成してもよ
い。

【００１０】さらに、上記検出手段は上記ピックアップ
からのアナログ信号をオフセット及びスパン調整して出
力するプリアンプと、このプリアンプで所定の電圧幅内
に調整された第２のアナログ信号を選択的に出力するマ
ルチプレクサと、上記第２のアナログ信号が入力される
Ａ／Ｄコンバータと、このＡ／Ｄコンバータから出力さ
れるデジタル信号を比較するための複数の境界値を設定
してあるプロセッサとを夫々備えて上記吸子の位置等を
検出するように構成してもよい。

【００１１】

【実施例】以下本発明による輸液装置の実施例を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１に示す輸液装置１は、ケース２の上面
にシリンジ３を装着するための装着部５及びシリンジ３
の輸液操作並びに輸液状態を監視するための操作部４と
が設けられている。

【００１３】シリンジ３は用途によって、総容量が１０
ｍｌ、３０ｍｌ、５０ｍｌ等の規格品が用いられる。こ
のシリンジ３の容量に対する直径及び長さ等の規格は様
々な製造業者毎に異なるので、この輸液装置１は使用す
るシリンジ３の製造業者毎に対応するように調整され
る。

【００１４】また、上記操作部４には、装着されたシリ
ンジ３の容量を表示する容量表示器６と、種々の動作状
態を表示する集中表示器７と、輸液開始表示器８と、輸
液停止表示器９と、輸液中の流量、累積流量をｍｌ／時
あるいはｍｌの単位で表示する４桁の数値表示器１０と
が配置される。

【００１５】なお上記集中表示器７には、この輸液装置
の動作状態等を示す各種の表示器を備える。また、上記
操作部４には、緊急時に通常の輸液量より多い量の薬液
を送り得るワンショットボタン１１、数値表示器１０の
表示内容を選択する輸液量ボタン１２、輸液開始／停止
ボタン１３、早送りボタン１４、学習機能設定ボタン１
７及び電源ボタン１５が配置される。さらに、数値表示
器１０の上下には、桁毎に流量設定が行える流量設定ボ
タン１６が配置される。

【００１６】次に上記ポンプ装着部５には、シリンジ３
の外筒２１が載せられる載置部２２とこのシリンジ３を
上方から押圧して固定する保持部２６とを備え、シリン
ジ３内を摺動自在に移動する吸子２３を押圧してこの吸
子２３を矢印ａ方向に移動させるスライダ２４を更に備
える。なお、上記スライダ２４はベローズ２９で覆われ
た駆動機構２５の一部により移動自在に支持されてい
る。また、この保持部２６の下部にはシリンジ径検出器
（図示せず）が設けられている。

【００１７】従ってシリンジ３はその外筒２１が載置部
２２と保持部２６との間に保持され、吸子２３の後端部
はスライダ２４に当接する。なお、シリンジ３の先端に
は、注射針に連通した柔軟な輸液パイプ（図示せず）が
接続される。従って、シリンジ３が載置部２２に載置さ
れ、駆動手段によりスライダ２４が吸子２３を矢印ａ方
向に所定の速度で押圧すると、シリンジ３内の薬液が所
定流量で押し出されて、輸液パイプ及び注射針を経由し
て患者に注入される。

【００１８】なお、学習機能設定ボタン１７はこの輸液
装置１に載置されるシリンジの設定を変更したり、シリ
ンジの種類の追加をするときに、新たに載置されるシリ
ンジの情報等を後述するプロセッサに入力する際に用い
る。

【００１９】図２は本発明による輸液装置１の要部示す
断面図である。上記吸子２３の駆動機構２５は図２に示
すように装着部５の枠５ａに摺動自在に支持される主軸
３０及び解除軸（図示せず）を備えている。この主軸３
０は一端がスライダ２４に固定され、他端が移動部材３
２に固定される。一方、解除軸は主軸３０の向う側に配
置されて図示されていないが、その一端近傍がスライダ
２４に軸支され、他端近傍が移動部材３２に軸支され、
一端がアームを介して解除ボタン２８に固定され、他端
が移動部材３２の係合爪（図示せず）に固定されてい
る。

【００２０】この移動部材３２も、スライダ２４と同様
に、装着部５の枠５ａ内で摺動自在に支持されると共
に、係合爪と係合し得る送りネジ３４によって往復動作
させられる。即ち、移動部材３２は、各々が装着部５の
枠５ａ内で主軸３０及び解除軸と平行に配置される案内
棒（送りネジ３４の手前に配置されているが図示せず）
及び送りネジ３４に摺動自在に取り付けられる。この送
りネジ３４は装着部５の枠５ａに軸支されると共に軸方
向に僅かに移動自在に支持され、一端３４ａが圧力セン
サ４０に当接し、他端に大歯車４１が固定される。この
大歯車４１は、図示しないモータの回転軸に固定した小
歯車と噛合する。

【００２１】次に上記吸子２３の位置検出のためのエン
コーダ２７は、図２に示すように移動部材３２の下端に
取り付けられたピックアップ３５と、その反射面３３ａ
が、このピックアップ３５と対向するように配された反
射板３３とから成る。なおピックアップ３５は、発光素
子３６と受光素子３７とで構成される。

【００２２】図２に示すように、上記ピックアップ３５
は、送りねじ３４の回転により移動される移動部材３２
と共に移動する。図３に示すように、このピックアップ
３５は２点鎖線で示される左側端の第２位置と、１点鎖
線で示される第１位置との間を移動する。なお、ピック
アップ３５の上記第１、第２位置は吸子２３の移動範囲
よりも広い範囲である。

【００２３】次に上記反射板３３は、上記ピックアップ
３５の移動範囲である上記第１、第２位置に亙りその発
光素子３６からの光を反射できる位置である第１位置と
対応する第３位置および上記第２位置と対応する第４位
置の間に亙り配置される。

【００２４】そして上記反射板３３は、その反射面３３
ａと上記ピックアップ３５との距離がこのピックアップ
３５の移動範囲において変化するように構成されてい
る。実施例においては図２および図３に示すように、平
板な反射板３３はピックアップ３５の移動方向に対して
所定の角度傾斜させて上記第３、第４位置に亙り配置さ
れる。この構成により図３に示すように、ピックアップ
３５が第１位置にあるときにこの反射板３３とピックア
ップ３５との距離が最小となり、ピックアップ３５が第
２位置へ移動するにつれてその距離が漸増して、ピック
アップ３５が第２位置にあるときにはその距離が最大と
なる。

【００２５】つまり、発光素子３６からの光が反射板３
３により反射された後、受光素子３７に達するまでの光
路長はピックアップ３５の占める位置に対応して変化す
ることになる。

【００２６】次に上記吸子２３の位置等を検出する検出
手段３８について図４を参照して説明する。先ず、発光
素子３６は一定の光量で発光するように定電圧電源３９
（以下電源３９と記す）から所定の電力が供給される。
そして、発光素子３６から照射された光は図２および図
３に示す反射板３３で反射され、受光素子３７で受光さ
れる。この受光素子３７は電源３９から抵抗Ｒ（定電流
素子又は回路でもよい）を介して電流が供給されて、受
光した光の強弱に対応するアナログ信号（電圧）を出力
する。

【００２７】上記発光素子３６は常に一定の光量で発光
しており、上記受光素子３７の受光する光量は上記光路
長の変化に応じて増減しする。

【００２８】図４に示す実施例では上記受光素子３７の
受光する光量が低下するとこの受光素子３７から出力さ
れるアナログ信号の電圧が増加し、受光する光量が増加
すると出力されるアナログ信号の電圧は減少する。

【００２９】次に、上記受光素子３７からのアナログ信
号は、抵抗Ｒ２を経てプリアンプ４２に入力される。な
おこのアナログ信号は、抵抗Ｒ３と、両端にそれぞれ＋
Ｖｃｃおよび−Ｖｃｃが印加された可変抵抗Ｒ４とによ
ってオフセット調整されると共に、可変抵抗Ｒ１によっ
てスパン調整されて所定の電圧幅内の第２のアナログ信
号となり、マルチプレクサ４３に入力される。

【００３０】そして、このマルチプレクサ４３から選択
的に出力される上記第２のアナログ信号がＡ／Ｄコンバ
ータ４４に入力されてデジタル信号に変換された後、プ
ロセッサ４５に供給される。このプロセッサ４５には吸
子２３の位置について予め複数の境界値を設定したマッ
プ４６があり吸子２３の位置を示すこのデジタル信号は
それらの境界値と比較される。

【００３１】また、図示しないが、このプロセッサ４５
には前記シリンジ径検出器からの出力信号が供給されて
おり、輸液装置１に載置されたシリンジ３の容量や長さ
等の情報が設定される。このように、プロセッサ４５に
はシリンジ３の容量や長さ等の情報と移動する吸子２３
の位置情報とが入力され、これらの情報を基に表示装置
１８に輸液流量等を表示する。

【００３２】次にこの輸液装置１の動作について説明す
る。先ず所望容量の薬液等を収納させたシリンジ３が図
２に示すように載置部２２に載せられ、その外筒２１が
シリンジ押え２６により上方から押さえられて輸液装置
１に固定される。そして、モータを始動して駆動機構２
５によりスライダ２４を図２の矢印ａ方向に移動させる
とこのスライダ２４が吸子２３の端部に当接し、スライ
ダ２４には負荷が生じる。この負荷により送りねじ３４
は図２において右方向に変位して圧力センサ４０を押圧
する。この圧力センサ４０の出力もプロセッサ４５に供
給され、プロセッサ４５において輸液開始を判断する。

【００３３】以後、吸子２３がスライダ２４に押されて
図２の矢印ａ方向に等速で移動するにつれシリンジ３か
ら一定の流量で薬液等が流出される。そして、吸子２３
の位置を表す信号がエンコーダ２７から連続的に出力さ
れ、Ａ／Ｄ変換の後、プロセッサ４５に供給される。

【００３４】次に、プロセッサ４５において、シリンジ
３から流出された薬液等の流量を上記エンコーダ２７等
からの情報に基づいて計測し、所定の容量を送出した時
点で輸液を完了する。なお、吸子２３が外筒２１の壁面
に当接するとスライダ２４の負荷がさらに上昇すること
から、この負荷の上昇を圧力センサ４０で検知して輸液
を完了することもできる。

【００３５】この実施例の輸液装置１において、プロセ
ッサ４５には吸子２３の位置を表す情報およびシリンジ
３の容量を表す情報が入力されるので、単位時間あたり
の流量や送出した容量を正確に管理でき、さらにスライ
ダ２４の負荷を表す情報もこのプロセッサ４５に入力さ
れるのでシリンジ３からの薬液等の送出状態も監視でき
高精度な輸液を行える。

【００３６】

【発明の効果】本発明による輸液装置は上述のようなエ
ンコーダを用いる構成であるから構造が簡素でありなが
ら輸液動作を正確に監視でき、非接触のピックアップを
用いるので装置の寿命を向上でき、さらにピックアップ
が光学式であるので外来ノイズにも影響されない。

【００３７】また、上記エンコーダに用いる反射板を上
記ピックアップの移動方向に対して所定の角度傾斜して
設ける平板な反射板にすることによりエンコーダの構造
をさらに簡素なものにすることができる。

【００３８】さらに、上記エンコーダから出力されるア
ナログ信号をＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変
換して移動する吸子の位置を検出するので機械的な調整
をほとんどすることなく、回路調整によって上記エンコ
ーダの調整を行うことができ輸液装置の製造工程におけ
る作業を容易にできる。

【００３９】そして、上記エンコーダから出力され、Ａ
／Ｄ変換されたデジタル信号をマルチプレクサを用いて
さまざまな情報と共にプロセッサに入力すれば、吸子の
位置情報をさまざまな情報と共にプロセッサにおいて処
理することができ、より正確な輸液動作を容易に実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンコーダを用いる輸液装置の外観斜
視図である。

【図２】本発明によるエンコーダを輸液装置の一部を破
断して示す側面図である。

【図３】図２に示したエンコーダの要部を拡大して示す
側面図である。

【図４】本発明によるエンコーダからの信号が入力され
る検出手段の一実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

３シリンジ２３吸子２５駆動機構２７エンコーダ３３反射板３３ａ反射面３５ピックアップ３６発光素子３７受光素子３８検出手段４２プリアンプ４３マルチプレクサ４４Ａ／Ｄコンバータ４５プロセッサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体が収納されるシリンジと、駆動機構によって第１位置と第２位置との間を所定の速
度で直線的に移動する移動部材と、上記移動部材に連動して上記シリンジの吸子を押圧する
スライダと、上記移動部材に取り付けられて上記第１位置と第２位置
との間を移動する発光素子及び受光素子を有するピック
アップおよび、上記発光素子からの光を上記受光素子に
反射させその光路長が上記ピックアップの位置に対応す
るように上記第１位置及び第２位置と夫々対応する第３
位置及び第４位置の間に延設される反射板とを備えるエ
ンコーダと、上記ピックアップの位置に対応する光路長に応じ上記ピ
ックアップから出力される電気信号に基き、上記吸子の
位置等を検出する検出手段とを夫々具備する輸液装置。
【請求項２】上記反射板の反射面が平面に形成され、そ
の反射面が上記ピックアップの移動方向に対して所定の
角度傾斜して第３位置及び第４位置の間に延設され上記
ピックアップの位置に対応して上記光路長を増減する請
求項１記載の輸液装置。
【請求項３】上記検出手段は上記ピックアップからのア
ナログ信号が入力されるＡ／Ｄコンバータを備え、この
Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号と所定の
値に設定された複数の境界値とを比較することにより上
記吸子の位置等を検出する請求項１記載の輸液装置。
【請求項４】上記検出手段は上記ピックアップからのア
ナログ信号をオフセット及びスパン調整して出力するプ
リアンプと、このプリアンプで所定の電圧幅内に調整さ
れた第２のアナログ信号を選択的に出力するマルチプレ
クサと、上記第２のアナログ信号が入力されるＡ／Ｄコ
ンバータと、このＡ／Ｄコンバータから出力されるデジ
タル信号を比較するための複数の境界値を設定してある
プロセッサとを夫々備えて上記吸子の位置等を検出する
請求項１記載の輸液装置。