JPH06190037A - 注射器ポンプ - Google Patents
注射器ポンプInfo
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- JPH06190037A JPH06190037A JP5238271A JP23827193A JPH06190037A JP H06190037 A JPH06190037 A JP H06190037A JP 5238271 A JP5238271 A JP 5238271A JP 23827193 A JP23827193 A JP 23827193A JP H06190037 A JPH06190037 A JP H06190037A
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Abstract
注射器ポンプを提供すること。 【構成】 ハウジング10と、注射器のプランジャ18
を押すモータ駆動によるプッシャ14と、注射器ポンプ
8内における注射器の配置位置、注射器に対するプッシ
ャ14の押し力及びプッシャ駆動機構の不適当な係合状
態を検出する各種の変換器36、38、40、42とを
備える注射器ポンプ8が開示される。該注射器ポンプ8
には、注射器を所定位置に保持するクランプ16、及び
流体が注射器から流出するのを防止する装置20が設け
られる。位置センサ35が外筒12内の注射器プランジ
ャ18の位置を検出する。ディスプレイ24が注射器を
図形で表象する。ディスプレイ24上には、注射器を所
定位置に保持する機構、流体の流出防止装置20、注射
器の駆動係合機構の状態、及び外筒12内におけるプラ
ンジャ18の位置をユーザに警告する標識30、32、
34が設けられる。
Description
関する。特に、本発明は、注射器ポンプ内の作動状態を
表示するディスプレイに関する。
に送出するための装置である。該注射器ポンプは、典型
的に、注射器が固着されるハウジングと、注射器のプラ
ンジャを押して、流体を注射器から押し出し、これによ
り、該流体を患者に注入する機構と、を備えている。該
注射器ポンプの作動中、ポンプの多くの部品に各種の状
態が生ずる。本発明を利用すれば、ユーザは、ディスプ
レイ上の標識によって注射器ポンプ内の不適当な状態を
知ることが出来る。
おいて、ユーザは、注射器ポンプの制御盤上に表示され
る情報から不適当な状態を知ることが出来た。これら情
報は、コード又は発光する標識である。本出願人が知る
限り、検出された全ての不適当な状態を示す標識がその
注射器上にあり、しかも、その不適当な状態が生じた箇
所に該当する箇所にその標識がある、注射器の単一の図
形的表象を備える注射器ポンプは、従来技術に存在しな
い。
を備える注射器ポンプから成る。該注射器ポンプは、注
射器のプランジャを押し出す駆動機構を収容するハウジ
ング内に収容されている。該注射器は、注射器ポンプに
よりハウジングに固着される。ポンプの作動中、注射器
が所定位置に確実に保持されるようにするため、クラン
プが設けられており、該クランプには、該クランプの位
置を検出する検出器が設けられる。該検出器は、クラン
プが適正に位置決めされていないとき、電気信号を発生
させる。
独立して移動しないようにし、これにより、流体が注射
器からサイフォン作用により流出するのを防止し得るよ
うにプランジャを所定位置に保持する機構を備えてい
る。又、この流体の流出防止装置には、この流体の流出
防止装置が適正に位置決めされていないとき、電気信号
を発生する電気センサが設けられている。
ュー及び該リードスクリューに係合する半割りナットに
よって駆動される。注射器に対するプッシャの位置決め
を容易にすべく、該半割りナットは、リードスクリュー
から非係合状態にすることが出来る。該半割りナットが
リードスクリューに係合しているか否かを検出するた
め、変換器が設けられる。又、該ポンプは、外筒に対す
る注射器プランジャの位置を検出する機構を備えてい
る。プランジャが外筒内に完全に入ったとき、一つの標
識が励起される。
はその一部で生ずる不適当な状態をユーザに警告するデ
ィスプレイを備えている。該ディスプレイは、注射器の
図形的表象の形態をしている。この注射器の図形的表象
は、上述の不適当な状態が生ずる注射器の実際の箇所に
略該当する図形的表象上の箇所に配置された標識を備え
ている。このため、該ディスプレイは、次の箇所の全
て、又はその一部に標識がある。即ち、クランプが外筒
を所定位置に保持する注射器外筒上の箇所、流体の流出
防止装置がプランジャに係合するプランジャ上の箇所、
プランジャが注射器のプッシャに接触するプランジャ上
の箇所である。実際の注射器上の上述の何れかの箇所に
不適当な状態が生じたとき、図形的表象上の該当する標
識が励起される。
が注射器外筒に完全に入ったときに、注射器プランジャ
のストッパが位置する箇所に該当する図形的表象上の位
置に一つの標識がある。プランジャが注射器の外筒に完
全に入ったとき、該標識が励起される。
発生した位置、及び注射器ポンプの注入サイクルが終了
したことを表示する簡単で容易に読み取り可能な手段が
提供される。
に示してある。ハウジング10は、注射器外筒12と、
プッシャ14と、注射器クランプ16と、を支持する。
該注射器クランプ16は、注射器外筒12をハウジング
10上の所定位置に保持する。プランジャ18は、リー
ドスクリューを介して電気モータにより駆動されるプッ
シャによって押される(図2参照)。
ランジ18aに係合し、これにより、該プランジャ18
がプッシャ14と独立的に移動するのを阻止する流体の
流出防止押さえ具20が設けられる。又、該プッシャ1
4には、フランジ18aに直接、押し付け、これによ
り、注射器外筒12から流体を送出する圧力板22が設
けられる。
機械的構成要素が示してある。該シャーシ226は、モ
ータ230及びリードスクリュー222を保持する。モ
ータ230は、歯車組立体231を介してリードスクリ
ュー222を駆動する。プッシャ14は、プッシャブロ
ック228がリードスクリュー222と相互作用するこ
とにより駆動される。プッシャブロックは、リードスク
リュー222と相互作用する半割りナット322、32
4を収容する(図3参照)。
がプッシャブロック228と連動して移動するように該
ラック234を保持する。該ラック234は、ピニオン
233を介して、回転電位差計232に結合される。こ
のため、プッシャブロック228の移動により、プッシ
ャ14がプランジャ18を押すとき、プッシャブロック
228、従って、プランジャ18の位置が回転電位差計
232によって検出される。回転電位差計232の出力
は、プランジャ18の位置を示す。回転電位差計232
は、インピーダンス1KΩ、出力値0.25W及び直線性が
全範囲の0.25%よりも長い5回転の回転電位差計であ
る。
パラメータを調節する制御装置が配置される。又、ディ
スプレイ盤24には、注射器外筒12及びプランジャ1
8の図形的表象である図形26が付与される。該図形2
6は、外筒及びプランジャを示す、注射器の輪郭25で
形成される。又、該図形26は、標識30、32、34
を有する。又、注入の終了インジケータ28、流れ方向
矢印29a、29c、29d及び閉塞インジケータ29
bも設けられる。標識30は、クランプ16が注射器外
筒12を所定位置に保持する注射器外筒12上の箇所に
該当する図形26上の箇所に配置される。標識32は、
流体の流出防止押さえ具20がプランジャ18と接触す
るプランジャ18上の箇所に該当する図形26上の箇所
に配置される。標識34は、プッシャ14がプランジャ
18のフランジ18a、即ち、圧力板22を押す箇所に
該当する図形上の箇所に配置される。
16、流体の流出防止押さえ具20及び半割りナット3
22にそれぞれ接続された変換器に、本明細書に記載し
た電子要素を介して、結合される。このように、上述の
何れか一つの位置で何らかの不適当な状態が検出された
場合、該当する標識は、図形26上にその不適当な状態
を表示する。注入の終了インジケータ28は、回転電位
差計232に連結されている。プランジャ18が注射器
外筒12に完全に係合すると、標識28が励起されて、
注入サイクルが終了したことが表示される。
了したときの注射器プランジャ18の位置に該当する図
形26上の位置にある。方向矢印29a、29c、29
dは、注射器外筒12からの注入液の流れ方向を示す。
閉塞インジケータ29bは、供給管内に閉塞が生じたこ
とに起因する力の方向を示す。
すブロック線図である。表示された注射器ポンプのパラ
メータを検出する5つの変換器が設けられる。これら変
換器は、位置センサ35、力変換器36、流体の流出防
止押さえ具検出器38、分離検出器40、及び注射器ク
ランプ検出器42である。これら変換器の出力62、6
4、66は、それぞれ本明細書で詳細に説明する、各種
の信号処理、又はラッチモジュールを介して、中央処理
装置44に送られる。
〜図20に示してある。これら構成要素の定格及び型式
は、概略図的な線図で示してある。
モリ53(図8)、ウォッチドッグ48(図9)、EP
ROM50(図8)、EEPROM52(図10)を有
するマイクロプロセッサ46(図8)を備えている。ウ
ォッチドッグ48は、適正な作動を期すべくマイクロプ
ロセッサ46を監視する。EEPROM52は、注射器
の銘柄、寸法及び型式、注射器の容積、注入されるml
当たりのモータのステップ数、「一定の高さ」(即ち、
プランジャが外筒に完全に入ったときのプランジャのフ
ランジから注射器外筒の開放端までの距離)、注射器の
摩擦力gF(即ち、Ff)、及び負荷5kgのときの注
射器圧力ミリバール(即ち、Pc)のようなポンプで使
用される各種型式の注射器の各々のパラメータに関する
データを有する。EPROM50は、注射器ポンプの作
動を制御するソフトウェアプログラムを有する。
(図11)によって調整され、該信号調整回路は、力変
換器36の出力をアナログデジタルコンバータ56(図
12)への入力に適した形態に変換する。位置センサ3
5の出力61は、信号調整回路55により調整され、次
いで、アナログデジタルコンバータ56に送られる。該
アナログデジタルコンバータ56は、アナログ出力6
0、61をデジタル化して直列出力58を発生させ、該
出力は、マイクロプロセッサ46の入力ポート60に送
られる。
の注射器外筒12にプランジャ18が完全に入った箇所
に対応する位置センサ(即ち、注射器の「一定の高
さ」)の出力を表示するデータを有する。
となったとき、該流体の流出防止押さえ具の検出器38
は、デジタル出力62を発生させる(図16参照)。同
様に、係合分離機構44が開放することにより、係合分
離検出器40が出力64を発生させ(図13)、又、注
射器ポンプ16が開放する結果、注射器クランプ検出器
(図15)は、出力66を発生させる。これら出力6
2、64、66の各々は、ラッチ68(図13)を介し
て、中央処理装置44に送られる。
6、係合分離機構及び流体の流出防止押さえ具20にお
ける不適当な状態をディスプレイ盤24上に表示する
(図14)。該ディスプレイ盤24には、図形的表象2
6があり、該図形的表象26は、注射器の輪郭28、注
射器クランプ16における不適当な状態を表示する標識
30、流体の流出防止押さえ具20における不適当な状
態を表示する標識32、及び係合分離機構44が非係合
状態となったことを表示する標識34から成る。
は、それぞれ発光ダイオードLD2、LD3、LD16
に対応する。これら標識30、32、34は、不適当な
状態が生じたとき、マイクロプロセッサ46に制御され
て励起される。標識30、32、34は、横列及び縦列
ラッチ25(図20にてIC1及びIC6)を通じて励
起される一方、これらラッチ25は、適当なドライバト
ランジスタ(図14)を励起させる。LD2、LD3、
LD16は、発光ダイオードのマトリックスの一部であ
り、該発光ダイオードは、特定の発光ダイオードの位置
に対応するマトリックスの横列及び縦列が励起されたと
きに発光する。本発明では、マトリックス(図示せず)
中の残りの発光ダイオードは利用しない。便宜上、マト
リックスの全体は図示していない。該マトリックス中の
図示しないその他のダイオードは、本発明にとって重要
でない、注射器ポンプの制御盤のその他の標識を発光さ
せる。
てある。該力変換器36は、ホイートストーンブリッジ
型の4つの歪み計から成る。該ホイートストーンブリッ
ジは、インピーダンス350Ω又は1kΩ、許容公差+/- 1
5%である。力の測定範囲は、0乃至150 Nである。ブ
リッジの感度は、20°Cで150 Nの負荷のときに1.7m
V/V乃至2.4mV/Vである。該ホイートストーンブ
リッジは、エネルギを節約すべくマイクロプロセッサ4
6(図8及び図11にて線CDANA)の制御の下、間
欠的に給電される。
る。圧力板22に力を加えると、ビーム114は曲が
り、歪み計112を変形させて、出力60を発生させ
る。
ル54(図11)に送られ、続いてアナログデジタルコ
ンバータ56に送られ、該コンバータは、その調節され
た出力を直列出力58に変換する。次いで、該直列出力
58は、マイクロプロセッサ46の入力60に送られ
る。
号調節回路55によって調節され、アナログデジタルコ
ンバータ56に送られる。
サ46用のソフトウェアプログラムが含まれ、該プログ
ラムは、プランジャ18の力を力変換器36により測定
するときに、注射器12内の圧力を連続的に計算する。
注射器内の圧力を計算するために該プログラムが利用す
る特定のパラメータがEEPROM52内に記憶させて
ある。注射器ポンプ8は、各種型式の注射器に対応し得
るようプログラム可能であるため、EPROM50内に
は、各型式の注射器用の一組みのパラメータが記憶させ
てある。
タは、次のものを含む。
プランジャと注射器外筒との間の平均摩擦力。
の注射器内の圧力。この較正力は、典型的に5kgFで
あり、この力の結果、Pc値は、注入ポンプの通常の閾
値である、約0.7バールとなる。
プランジャに加えられる力。
0内のプログラムを使用して、注射器内の圧力を計算す
る。次に、マイクロプロセッサ46は、その計算した圧
力をユーザが選択した圧力の閾値と比較する。その計算
した圧力が閾値を上廻る場合、マイクロプロセッサ46
は閉塞警報を発する。
は、次の通りである。
り、Fc、Ff及びPcは、上記のパラメータである。
に優るこの等式の主たる利点は、(1)圧力と共に変動
する注射器内の摩擦力に全く依存しないこと。(2)注
射器の断面積を測定する必要がないことである。注射器
内の圧力は、経験的に容易に設定し得るパラメータを使
用して、計算される。
ジャ18の位置は、マイクロプロセッサ46が読み取っ
て、使用される特定型式の注射器用にEEPROM52
内に記憶させた「一定の高さ」と比較する。検出された
位置がこの一定の高さと等しければ、マイクロプロセッ
サ46は、標識28(図15のトランジスタQ14、Q
2によって励起される図17のLD14)を励起させ
る。
り外し得るように、クランプ16を持上げ且つ回転させ
ることを可能にするばね負荷式シャフトを備えている。
該クランプ16には、クランプ16が適正に配置された
か否かを検出する注射器クランプ検出器42(図15)
が設けられる。クランプ16を適正に配置すると、出力
66は低くなる。検出器42は、光検出器42aと、関
係する回路と、を備えている。検出器42は、マイクロ
プロセッサ46により制御される電源から給電される。
ト322、324を備えており、これら半割りナット3
22、324は、該半割りナット322、324(図
2)を保持するプッシャブロック228がカム326の
回転により分離され得るように、リードスクリュー22
2と相互作用する。カム326は、レバー224(図2
及び図4を参照)を押すことによって回転させることが
出来る。即ち、レバー224はシャフト114を回転さ
せ、従って、カム326を回転させる。半割りナット3
22には、係合分離検出器のスイッチ330に結合され
た突起328が設けられる。
ト322、324を非係合状態にすれば、係合分離検出
器のスイッチ330が入る。半割りナット322がリー
ドスクリュー222から非係合状態にある限り、係合分
離検出器のスイッチ330は入ったままで、出力64を
増大させる。
器38の詳細が示してある。該流体の流出防止押さえ具
20は、シャフト442に取り付けられる一方、該シャ
フトは、カム443を介してレバー234(図2)に結
合され、このため、流体の流出防止押さえ具20を非係
合状態にすることが出来る。又、シャフト442には、
タブ444が取り付けられる。該タブ444は、流体の
流出防止押さえ具20と連動して移動する。タブ444
には、空間450だけ離間された耳状部446、448
が設けられる。検出器452は、テキサス州、カールト
ンのオプテック・テクノロジー・インコーポレーテッド
(Optek Technology, Inc.)から部品番号OPB860又はOP
B870として市販されている光検出器である。流体の流出
防止押さえ具がプランジャ18の上に正確に配置されて
いる場合、検出器452はスペース450と整合し、非
作用状態にある。流体の流出防止押さえ具の配置が不適
当である場合、即ち、位置A、又は位置Bの何れかにあ
る場合、耳状部446又は448は、検出器452内で
光ビームを遮断し、検出器が励起されて、出力62を発
生させる。係合分離検出器の電子装置が図19に示して
ある。
13)によりマイクロプロセッサ46に逐次的にラッチ
される。出力62、64、66のラッチにより、力変換
器36、38、40、42は、監視されている間だけ給
電すれば良いから、電力を節約することが可能となる。
電源の供給及び出力62、64、66のラッチングは、
EPROM50に記憶させたプログラムに従いマイクロ
プロセッサ46により制御される。これが実行される方
法の詳細は、本発明にとって重要ではない。
2、64の何れか一つが増大していることを検出したと
き、該マイクロプロセッサは、信号を発生して、ディス
プレイ盤24上の該当する標識を励起させる。このよう
に、出力62(流体の流出防止押さえ具の検出器の出
力)が増大すると、標識32が励起され、出力64(係
合分離検出器の出力)が増大すると、標識34が励起さ
れ、又、出力66(注射器クランプの検出器の出力)が
増大すると、標識34が励起される。このように、不適
当な状態が生じた注射器上の位置を示すディスプレイに
よって、流体の流出防止押さえ具20、注射器のクラン
プ16又は係合分離機構44の何れか一つが不適当な状
態にあることがユーザに警告される。
る。
ドスクリュー及び半割りナット機構の斜視図である。
る。
る。
である。
である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
グ 12 注射器外筒 14 プッシャ 16 注射器クランプ 18 プランジ
ャ 18a フランジ 20 流体の流
出防止押さえ具 22 圧力板 24 ディスプ
レイ盤 26 図形 28 注入終了
インジケータ 29b 閉塞インジケータ 30 標識 32 標識 34 標識 35 位置センサ
Claims (10)
- 【請求項1】 外筒及びプランジャを有し、前記プラン
ジャがフランジを有する注射器から流体を送出する注射
器ポンプにして、 ハウジングと、 前記プランジャを押すプッシャと、 前記注射器外筒に係合し且つ該注射器外筒を前記ハウジ
ングに対する静止位置に保持するクランプ手段と、 前記注射器が前記クランプ手段により前記ハウジングに
対する所定位置に適正に保持されているか否かを検出し
且つ注射器が前記ハウジングに対する所定位置に適正に
保持されているか否かを表示する出力を発生させるクラ
ンプ検出器手段と、 前記プランジャに係合し且つ該プランジャを前記プッシ
ャに対し静止状態に保持し、これにより、プランジャが
前記プッシャと独立的に移動するのを阻止する流体の流
出防止手段と、 前記プランジャが前記流体の流出防止手段と適正に係合
しているか否かを検出し且つプランジャが前記流体の流
出防止手段と適正に係合しているか否かを表示する出力
を発生させる流体の流出防止検出器手段と、 注射器外筒及びプランジャの表示から成る注射器の図形
表示と、クランプ検出器手段の出力を表示する第一の標
識手段であって、前記クランプが注射器外筒に係合する
注射器外筒上の位置に略該当するディスプレイ上の箇所
に配置された第一の標識手段と、流体の流出防止検出器
手段の出力を表示する第二の標識手段であって、該流体
の流出防止手段がプランジャに係合するプランジャ上の
位置に略該当するディスプレイ上の位置に配置された第
二の標識手段と、を有するディスプレイと、 前記クランプ検出器手段及び前記流体の流出防止検出器
手段の出力をそれぞれ前記第一及び第二の標識手段に伝
送し、注射器が前記ハウジングに対して適正に保持され
ているか否か、及びプランジャが前記流体の流出防止手
段と適正に係合しているか否かを前記ディスプレイが表
示するようにする電子回路と、を備えることを特徴とす
る注射器ポンプ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の注射器ポンプにして、
前記プッシャを駆動する駆動手段と、 該駆動手段に係合し且つ該駆動手段を非係合状態にする
分離手段と、 駆動手段が係合し又は非係合状態か否かを検出し且つ該
駆動手段が係合し又は非係合状態にあるか否かを表示す
る出力を発生させる分離検出器手段と、を更に備え、 前記ディスプレイが、前記分離検出器手段の出力を表示
する第三の標識手段を更に備え、前記第三の標識手段
が、注射器プランジャに該当する注射器の図形表示上に
配置されるようにし、 前記電子回路が、前記第三の検出器手段の出力を前記第
三の標識手段に伝送する手段を更に備えることを特徴と
する注射器ポンプ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の注射器ポンプにして、
前記プランジャが、ストッパを備え、プランジャが外筒
に完全に入ったか否かを判断する手段を更に備え、前記
ディスプレイが、プランジャが外筒に完全に入ったか否
かを表示する第四の標識を備え、該第四の標識が、プラ
ンジャが外筒に完全に入ったときにプランジャの前記ス
トッパが位置する外筒内の箇所に該当することを特徴と
する注射器ポンプ。 - 【請求項4】 請求項1に記載の注射器ポンプにして、
前記電子回路がマイクロプロセッサを備えることを特徴
とする注射器ポンプ。 - 【請求項5】 請求項2に記載の注射器ポンプにして、
前記第三の標識手段がプランジャのフランジの後部に略
該当するディスプレイ上の箇所に隣接する位置に配置さ
れることを特徴とする注射器ポンプ。 - 【請求項6】 請求項1に記載の注射器ポンプにして、
前記注射器がクランプ手段によりハウジング上の所定位
置に適正に保持されていないとき、前記第一の標識手段
が励起されることを特徴とする注射器ポンプ。 - 【請求項7】 請求項1に記載の注射器ポンプにして、
前記プランジャが流体の流出防止手段と適正に係合しな
いとき、前記第二の標識手段が励起されることを特徴と
する注射器ポンプ。 - 【請求項8】 請求項2に記載の注射器ポンプにして、
前記駆動手段が非係合状態となったとき、前記第三の標
識が励起されることを特徴とする注射器ポンプ。 - 【請求項9】 請求項2に記載の注射器ポンプにして、
前記駆動手段が、リードスクリューと、半割りナット
と、を備え、駆動手段が係合したとき、前記半割りナッ
トが前記リードスクリューに係合することを特徴とする
注射器ポンプ。 - 【請求項10】 請求項7に記載の注射器ポンプにし
て、前記半割りナットが前記リードスクリューに係合し
ないとき、前記第三の標識手段が発光することを特徴と
する注射器ポンプ。
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