JPH0542211A - 輸液装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】シリンジの押圧力からシリンジと吸子との間の
摩擦係数による押圧力損失値を考慮して、輸液用の正味
の押圧力を求める。 【構成】圧力センサ４０からの圧力信号を、Ａ／Ｄ変換
後に薬液の単位面積当たりの圧力を求める圧力換算回路
４４に入力する。その出力と、シリンジと吸子との間の
摩擦係数に基づいて押圧力損失値を出力する圧損係数器
４６の出力とを減算器４５に入力して、検知された押圧
力から押圧力損失値を引算して正味の押圧力に対応した
値を比較回路４７に入力する。この摩擦係数による押圧
力損失値を、シリンジ種別選択スイッチ４８よる製造メ
ーカ信号Ｍと、シリンジの径信号Ｒとが入力されるＲＯ
Ｍ４９から求める。或は、空のシリンジ内の吸子を一定
速度で押圧して、この時の押圧力を圧損係数器４６のＲ
ＡＭ５０に記憶する学習機能を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンジ式注入ポンプ
を用いて各種薬液或は血液等を人体に注入する輸液装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、薬液を吸い上げたシリンジを
シリンジ式ポンプに装着し、このシリンジの吸子をスラ
イダにより一定速度に押圧することによって自動的に輸
液を行うようにした輸液装置が知られている。この輸液
装置は、特開昭４８−６２２８９号公報、実開昭５７−
７６６３７号公報及び特公昭６３−４４３９０号公報に
開示されている。

【０００３】この種のポンプにおいては、患者に薬液が
無理なく、異状なく注入されることが重要である。そこ
で、薬液が患者に注入される直前の針の部分における圧
力の上限を決定し、この上限値に至る際のシリンジの吸
子に対する押圧力を算出し、この押圧力に達した時に警
報を発したり、ポンプの作動を停止するようにした輸液
装置が提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、この方式
では、吸子に対する押圧力が規定の上限に達する以前に
警報を発して、作動中のポンプを停止させてしまう欠点
があった。これは、シリンジと吸子との間の摩擦係数を
考慮に入れていないからである。即ち、吸子に対する押
圧力によって輸液の正味の注入量を決定するためには、
シリンジと、このシリンジ内に摺動自在に取付けられる
吸子との間の摩擦係数を考慮に入れることが不可欠であ
る。しかも、この摩擦係数は、種々の径のシリンジ及び
製造メーカの仕様によってまちまちである。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、シリンジの押
圧力から、シリンジと吸子との間の摩擦係数を考慮し
て、輸液用の正味の押圧力を求める輸液装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による輸液装置
は、薬液が収納されるシリンジと、このシリンジ内の吸
子を一定速度で押圧する駆動機構と、この吸子に対する
押圧力を検知する圧力センサと、この圧力センサからの
信号に接続される圧力換算回路と、前記シリンジと前記
吸子との間の摩擦係数に基づいて押圧力損失値を出力す
る圧損係数器と、前記圧力換算回路から出力される検知
押圧力値から前記押圧力損失値を引き算して正味の押圧
力を求める減算器とを備えている。この圧力センサから
の信号は、圧力換算回路において例えば８ビットのデコ
ーダ信号にＡ／Ｄ変換される。

【０００７】また、別の態様によれば、空の前記シリン
ジ内の吸子を一定速度で押圧して、この時の押圧力を前
記押圧力損失値とみなして、前記圧損係数器に記憶する
学習機能を更に備えてもよい。前記摩擦係数は、前記シ
リンジの規格及び製造メーカの仕様に基づいて決定さ
れ、従って各値がＲＯＭに記憶される。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１には、本発明による一実施例の輸液装置１
の外観が示される。この輸液装置１のケース２には、シ
リンジ３の輸液操作及び輸液状態を監視する操作部４
と、シリンジ３が装着され得る装着部５とが設けられ
る。まず、シリンジ３は、用途によって例えば総量１０
mm、２０mm、３０mm及び５０mmの規格品が用いられ、従
って、規格に対応した外径を持っている。このシリンジ
３は、例えば５０mmの規格品でも、製造メーカによって
吸子との摩擦係数が異なり、単位流量当たりの押圧力が
異なる。しかしながら、同一規格の同一製造メーカのシ
リンジは、摩擦係数のバラツキが殆どなく、従って摩擦
係数が略一定である。

【０００９】また、操作部４には、装着されたシリンジ
３の大きさを例えばＬＥＤで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
量或はワンショット流量をml／hr（時間）或は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。

【００１０】従って、集中表示器７は、自己診断プログ
ラムの動作中を指示する自己診断表示器と、輸液中の異
常例えば閉塞或は注入針の外れで点灯する閉塞／開放表
示器と、内蔵した二次電池が使用限度に達したことを指
示する低電圧表示器と、操作手順のミスを指示する操作
忘れ表示器と、輸液完了を指示する輸液完了表示器と、
輸液完了１分前を指示する待機表示器とを備える。

【００１１】この操作部４には更に、緊急時に通常の輸
液量より多い量の輸液を送り得るワンショットボタン１
１、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及
び電源ボタン１５が配置される。更に、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１
６が配置されている。これら流量設定ボタン１６は、毎
時０．０〜１９９．９mlの間で設定できる。また、空の
シリンジ３内の吸子を一定速度で押圧して、この時の押
圧力を押圧力損失値とみなして、圧損係数器に記憶する
学習機能設定ボタン１７、或はブザー停止ボタン（図示
略）も配置される。

【００１２】装着部５は、シリンジ３の外筒２１が載せ
られる載置部２２と、シリンジ３内を摺動自在に移動す
る吸子２３を押圧し得るスライダ２４と、図２に示すよ
うに、このスライダ２４を支持しながら載置部２２方向
（矢印ａ方向）に駆動させる駆動機構２５とを備えてい
る。まず、載置部２２には、載せられたシリンジ３を上
から固定する保持部２６と、この保持部２６の下部に配
置されたシリンジ径検出器２７とが設けられる。また、
スライダ２４には、駆動機構２５を解除してスライダ２
４を元の位置に戻させる解除ボタン２８が設けられ、駆
動機構２５の一部はベローズ２９で覆われて、内部が見
えないようなっている。

【００１３】従って、シリンジ３と吸子２３とを備えた
ポンプは、シリンジ３が保持部２６に保持され、吸子２
３の後端部がスライダ２４に当接される。尚、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
示略）が接続される。従って、シリンジ３が載置部２２
に取付けられて、スライダ２４が駆動機構２５によって
吸子２３を矢印ａ方向に所定速度で押された時には、シ
リンジ３内の薬液が所定流量で押出されて、輸液パイプ
及び注射針を経由して患者に注入される。

【００１４】この駆動機構２５は、図２に示すように、
装着部５に摺動自在に支持される主軸３０と、装着部５
に摺動自在に支持されると共に主軸３０と平行に配置さ
れる解除軸とを備えている。この主軸３０は、一端がス
ライダ２４に固定され、他端が係合部材３２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見
えないが、一端近傍がスライダ２４に軸支され、他端近
傍が係合部材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、他端が係合部材の係合爪（図
示略）に固定される。

【００１５】この係合部材３２も、スライダ２４と同様
に、装着部５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、係合部材３２は、各々が装着部５内で主軸３
０及び解除軸と平行に配置される案内棒及び送りネジ３
４に摺動自在に取付けられる。この送りネジ３４は、装
着部５に軸支されると共に軸方向に僅かに移動自在に支
持される。なお、案内棒は、送りネジ３４の手前側に配
置されているが、図示を省略する。また、案内棒は、主
軸３０、解除軸及び送りネジ３４によって係合部材３２
及びスライダ２４が装着部５に摺動自在に支持されるの
で、用いられなくてもよい。

【００１６】また、シリンジ径検出器２７は、保持部２
６のノブに連動して上下する遮蔽板と、この遮蔽板が発
光部と受光部との間を各々横切れる三段のフォトインタ
ラプタとを備える。この遮蔽板には切欠きが設けられ、
切欠きの幅は、シリンジ３の未装着時に全受光部が遮蔽
され、総量１０mmのシリンジ３の装着時に下段の受光部
のみ（００１）が露光され、２０mmのシリンジ３の装着
時に中断及び下段の受光部（０１１）が遮蔽され、３０
mmのシリンジ３の装着時に全受光部（１１１）が露光さ
れ、５０mmのシリンジ３の装着時に下段の受光部のみ
（１１０）が遮光されるように設定される。従って、シ
リンジ径検出器２７は、３段の受光部からの３ビット幅
のデジタル信号が入力されて、これらのデジタル信号を
シリンジの有無を示す１ビットと、シリンジの種類を示
す２ビットの径信号Ｒにデコードして出力するデコーダ
を備えている。

【００１７】一方、送りネジ３４は、図２に示すよう
に、一端３４ａに圧力センサ４０が取付けられ、他端に
減速歯車機構の大歯車４１が固定される。この大歯車と
噛合する小歯車を回転軸に固定したモータ４２は、図３
に示すように、モータ制御回路４３の制御下で、流量設
定ボタン１６からの流量信号及び径信号Ｒにより、設定
された速度で回転駆動される。これら流量信号及び径信
号Ｒはメモリに記憶される。

【００１８】また、圧力センサ４０から出力される圧力
信号は、アンプを介して増幅された後に圧力換算回路４
４に入力される。この圧力換算回路４４は、Ａ／Ｄ変換
後、２ビットの径信号Ｒに基いてシリンジ径の違いによ
る圧力差を換算し、薬液の単位面積当りの圧力を求め
て、その出力が減算器４５に入力される。

【００１９】この減算器４５には、シリンジ３と吸子２
３との間の摩擦係数に基づいて押圧力損失値を出力する
圧損係数器４６の出力も入力される。この圧損係数器４
６は、数社の注射器製造メーカが選択できるシリンジ種
別選択スイッチ４８からの、例えば３ビットの製造メー
カ信号Ｍが入力されるＲＯＭ４９を備える。このＲＯＭ
４９には、例えば４種のシリンジ径に対応した２ビット
の径信号Ｒが入力されて、現在使用中の特定の製造メー
カの特定の径の注射器に対応した押圧力損失値を減算器
４５に入力する。従って、ＲＯＭ４９に記憶される摩擦
係数に関連する値は、シリンジ３の規格及び製造メーカ
の仕様に基づいて決定される。

【００２０】別の実施例においては、空のシリンジ３内
の吸子２３を一定速度で押圧して、この時の押圧力を押
圧力損失値とみなして、圧損係数器４６に記憶する学習
機能を備えている。この場合、圧損係数器４６は、通常
空の状態でシリンジ３内の吸子２３を押圧した時の摩擦
係数に依存した初期圧力値を記憶するＲＡＭ或はレジス
タ５０を備える。

【００２１】このような学習機能は、病院側が特定の指
定メーカのシリンジ３を使用することが通例であり、緊
急時或は在庫管理のミスで他のメーカのシリンジ３を使
用しなければならない場合に有効である。従って、この
学習機能は、納入先の病院側が予め解っている場合工場
出荷時或は病院側での指定メーカの変更時に実施され
る。

【００２２】この圧損係数器４６の出力も、減算器４５
に入力されて、注入時の押圧力値から引き算することに
よって、正味の押圧力を求め、この正味の押圧力信号を
比較回路４７に出力して、シリンジ３内の吸子２３の摩
擦係数による影響を防止している。

【００２３】この比較回路４７には、輸液の注射針が患
者の血管或は筋肉に正常に差し込まれているか否かを示
す閉塞検知用の上限値５１と、この注射針或は輸液パイ
プが寝返り等の外的要因で外れたか否かを示す開放検知
用の下限値５２とが入力されて、正味の押圧力信号と各
々比較される。これらの上限値、下限値は、デジタル信
号の場合、閉塞圧レベル選択スイッチ５３によってディ
ップスイッチ或はＲＯＭで供給され、また、径信号Ｒ及
び輸液の粘性に応じて変更される。

【００２４】また、比較回路４７は、押圧力信号が上下
限値の間を超えることにより、対応の異常状態を検出し
て、アラーム信号を警報回路５４に入力する。この警報
回路５４は、異常状態に応じて図１の閉塞／開放表示器
７で表示すると共に、停止信号ＳＴをモータ制御回路４
３に送ってモータを停止させる。従って、輸液状態を常
に監視することができる。

【００２５】この警報回路５４は、種々の内容を持つ警
報信号を出力する。例えば、輸液が終了したシリンジ３
を、新規な薬液を収容したシリンジ３に交換する場合に
は、予め記憶された前のシリンジ３の直径と、次のシリ
ンジ３の直径とが比較されて、比較結果が異なると、警
報が発せられる。勿論、警報は、その内容に応じて音、
光等による表示状態を変えるようにしてよい。また図２
の各回路はアナログ回路で構成することができ、さらに
モータとしてパルスモータを用いてよい。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による輸液装
置は、シリンジと吸子との間の摩擦係数を考慮した圧損
係数器或は学習機能を用いたので、正確な正味の押圧力
が検出でき、これに基づいて、正確な輸液注入量の検
知、輸液中における針抜け、チューブはずれ、針づまり
等の異常を適確に検出することができ、常に安全に輸液
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の輸液装置の外観斜視図であ
る。

【図２】図１の輸液装置の一部破断断面図である。

【図３】本発明による駆動機構及び輸液制御回路を概略
的に示したブロック図である。

【符号の説明】

１ 輸液装置 ３ シリンジ ２５ 駆動機構 ４０ 圧力センサ ４４ 圧力換算回路 ４５ 減算器 ４６ 圧損係数器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薬液が収納されるシリンジと、 このシリンジ内の吸子を一定速度で押圧する駆動機構
   と、 この吸子に対する押圧力を検知する圧力センサと、 この圧力センサからの信号に接続される圧力換算回路
   と、 前記シリンジと前記吸子との間の摩擦係数に基づいて押
   圧力損失値を出力する圧損係数器と、 前記圧力換算回路から出力される検知押圧力値から前記
   押圧力損失値を引き算して正味の押圧力を求める減算器
   とを備えた輸液装置。
2. 【請求項２】空の前記シリンジ内の吸子を一定速度で押
   圧して、この時の押圧力を前記圧力損失値とみなして、
   前記圧損係数器に記憶する学習機能を更に備えた請求項
   １に記載の輸液装置。
3. 【請求項３】前記摩擦係数は、前記シリンジの規格及び
   仕様に基づいて決定される請求項１に記載の輸液装置。