JPH0724065A - 輸液装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】輸液中のＰＣＡポンプにおいて、薬液の輸液速
度に応じて閉塞の警報レベルも変更する。 【構成】ブリッジ接続のストレインゲージを用いた圧力
検出器２１からの圧力信号を比較回路２２に供給する。
比較回路２２の他入力に第１の基準電圧２３及び第２の
基準電圧２４を切換るＣＭＯＳスイッチ２５を接続し、
出力を警報出力回路２６に接続する。バックグラウンド
用の第１の基準電圧２３をボーラス用の第２の基準電圧
２４より低く設定する。スイッチ２５を、輸液速度の変
化に対応した遅延回路２７を経由して輸液状態の変更に
伴う輸液セット設定釦２８、或は患者のボーラス量の要
求によるボーラス輸液信号で制御する。２段階の基準電
圧の代わりに、輸液速度に応じて多段階に変化する基準
電圧を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薬液或は血液等を人体
に注入する注射器タイプの輸液ポンプ、例えば鎮痛剤を
医者の処方範囲内で患者自身の操作により注入できる輸
液装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の輸液装置は、例えば薬液を薬ビン
から吸上げた注射器の外筒を固定し、注射器の先端にポ
リエチレン製等の柔軟チューブを経て連通した注射針
（又は硬膜外カテーテル）を患者の部位（静脈又は体膣
内）に差込み、注射器の吸子を押圧して、薬液を患者に
輸液している。このような輸液装置は、特開昭４８−６
２２８９号公報、実開昭５７−７６６３７号公報、特公
昭６３−４４３９０号公報、特願平３−２２４７４３号
公報及び特願平３−２２４７４４号公報に開示されてい
る。

【０００３】最近、連続投与量より多い量の薬液例えば
鎮痛剤を医者が患者に投与するワンンショット機能の一
部を制限して、患者自身でも鎮痛剤の注入即ちボーラス
操作ができるＰＣＡ（Patient Controlled Analgesia）
ポンプが開発されている。このＰＣＡポンプは、医者が
１回の注入量、最小注入間隔及び１時間当たりの最大注
入量を予め設定しておけば、患者が枕元のボーラス釦を
任意に押して上記範囲内で鎮痛剤を注入することができ
る。患者は、鎮痛剤をいつでも注入できる気楽さから痛
みを最大限に我慢でき、必要な時のみ所定の制限内にお
いて少量の鎮痛剤を注入することができることから、鎮
痛剤の累計量を結果的に減少させて、鎮痛剤の過剰投与
の副作用を軽減させている。

【０００４】また、ＰＣＡポンプは、薬液の連続投与
（バックグラウンド投与）中に注射針或は柔軟チューブ
の閉塞を検出するために、注射器の内圧を検知する圧力
検出器が吸子を押す駆動機構側に設けられている。即
ち、圧力検出部が輸液ポンプ側に取付られ、輸液ポンプ
と注射針等の患者装着部との間に柔軟チューブ等の輸液
セットが接続される。従って、輸液中には輸液セット内
を流れる薬液の粘度等の流体抵抗によって圧力差が生じ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この注射器の内圧検知
方法では、注射針及び柔軟チューブ又は硬膜外カテーテ
ルの内部抵抗、外筒と吸子との間を摺動自在に密封する
パッキングゴム及び駆動機構の部材のたわみによるコン
プライアンスが考慮されていない。例えば２メートルの
柔軟チューブを注射器と注射針との間に接続した場合に
は、少量のバックグラウンド流量を連続投与している最
中に、多量のワンショット量を追加投与すると、柔軟チ
ューブの内径が僅かに膨張し、これによって注射器内の
内圧が輸液速度の変化に対して一次遅れで上昇すること
となる。

【０００６】早い輸液速度のバックグラウンド流量は、
実際閉塞が生じていなくても、設定された輸液速度の変
化による圧力差によって閉塞の警報が発生する恐れがあ
る。硬膜外カテーテルのような内径が細い輸液セットで
はこの傾向が顕著に現れる。このような圧力差を補正す
るために、多い流量では閉塞警報用の基準値が早い流量
で高めに設定されている。

【０００７】遅い輸液速度のバックグラウンド流量に
は、輸液セットのコンプライアンスのために患者装着部
で閉塞が生じても輸液セット内の圧力が高まるために
は、ある程度の量の薬液が輸液セット内に充填されなけ
ればならず、閉塞が発生してから警報が出力されるまで
に非常に長い時間がかかることがある。この時間を短縮
するために通常の流量では閉塞警報基準値が低めに調整
されている。従って、これら両者のバックグラウンド流
量或はボーラス流量を含む種々の流量に単一の基準値で
対応するのは困難である。

【０００８】更に、ＰＣＡポンプでは、バックグラウン
ド輸液、ボーラス輸液の２つの状態が輸液中に随時切換
られ、しかもそれらの輸液速度の差が極めて大きい。ま
た、硬膜外カテーテル等の内径が極端に細い輸液セット
が用いられることも多いので、この種のＰＣＡポンプで
は検出圧力が輸液速度に対して適切な値に調整されるこ
とが望まれる。しかもＰＣＡポンプはその目的からして
も流量に応じて検出圧力を手動で調整することが不可能
である。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、注射器の内圧
検知方法の問題を、一次遅れを遅延回路或は積分回路で
補償しながら、一定流量で定常的に薬液を注入するモー
ドと薬液を一時的に増量注入するモードとに別々の警報
レベルを各々設定し、例えば柔軟チューブの内径の僅か
な膨張に対処した輸液装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による輸液装置
は、注射器内の薬液の注入圧を圧力信号に変換する圧力
検出器と、この圧力信号を第１或は第２の基準値と比較
する比較回路と、上記患者に対する輸液状態の設定変更
に応じて、上記第１の基準値或は上記第２の基準値を選
択するスイッチとを備え、或は、同圧力信号を多段階の
基準値と比較する比較回路と、上記注入圧の設定量に対
応して、上記基準値を適宜選択するスイッチ或はＲＯＭ
とを備えてもよい。

【００１１】また、別の実施態様の輸液装置は、患者に
注入し得る薬液が外筒と吸子との間に収納される注射器
と、この注射器の外筒を固定し、上記吸子を押圧する駆
動機構と、この駆動機構に設けられる圧力検出器からの
圧力信号と、第１或は第２の基準値とを比較する比較器
と、上記薬液のボーラス量を患者に注入できる釦と、こ
の釦の作動に応じて、上記第１の基準値から上記第２の
基準値に切換るスイッチとを備える。

【００１２】更に、別の態様の輸液装置は、少なくとも
２種類以上の基準値とを比較する比較器と、上記薬液の
ボーラス量を患者に注入できる釦と、この釦の起動から
所定期間遅延する遅延回路と、この遅延回路からの信号
或は上記注入圧の設定量に基づいて、上記所定期間の間
上記第１の基準値を選択し、その後上記第２の基準値に
切換るスイッチとを備えてもよい。

【００１３】

【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。本発明による輸液装置は、例えば鎮痛剤を吸入
した注射器の外筒を固定する台と、注射器の吸子を押し
て内部に鎮痛剤を患者に注入するスライダとを備え、こ
れらの基本構成が従来の輸液装置と略同じである。注射
器は、例えば総量１０mlの規格に対応して外径が検知さ
れ、勿論、スライダの移動量もポテンショメータ等で検
知できるので、鎮痛剤の注入量を計測することができ
る。また、スライダの吸子への加圧力を後述の圧力検出
器で検知して、注射器の輸液状態を監視することもでき
る。

【００１４】この輸液装置には、延長コードを経由して
ボーラス釦が接続され、このボーラス釦は、患者の押圧
で医者が処方した薬液例えば鎮痛剤の一回のボーラス量
を同患者に注入することができる。従って、輸液装置に
固定された注射器は、先端に柔軟なチューブが接続さ
れ、このチューブの他端に注射針が固定される。この注
射針は、患者の部位例えば静脈に刺入されて、針はサー
ジカルテープ等によって患者から外れないように固定さ
れる。その後、輸液装置の動作中、注射器は、吸子がス
ライダで所定速度で押されて、薬液が所定流量で押出さ
れて、チューブ及び注射針を経由して患者に注入され
る。

【００１５】図１は、本発明による輸液装置の制御回路
の主要部のブロック図を示す。この制御回路は、通常種
々の設定釦に接続されるＩ／Ｏデバイス１１と、このＩ
／Ｏデバイスを経由して各釦の指示で種々のモードのプ
ログラムを実行させるＣＰＵ１２と、これらのプログラ
ムを予め記憶したＲＯＭ１３と、これらプログラムの作
業領域及び上記釦による設定量を記憶するＲＡＭ１４
と、スライダの移動量を計測するポテンショメータ及び
押圧力を計測する圧力検出器のアナログ量をデジタル量
に変換してＲＡＭの所定領域に記憶させるＡ／Ｄ変換器
１５と、ＣＰＵ１２の種々の動作状態を適宜表示する表
示回路１６を備えたマイクロコンピュータシステムを用
いている。

【００１６】図２は、このコンピュータシステムの機
能、即ち輸液セットが閉塞したとみなす閾値を輸液状態
（バックグラウンド輸液中或はボーラス中）に応じて２
段階（高低）に調整する閉塞警報装置のブロック図を示
している。この図において、圧力検出器２１は、ブリッ
ジ接続のストレインゲージが用いられ、圧力信号が適宜
増幅された後比較回路２２の一入力に供給される。比較
回路２２は、他入力に第１の基準電圧２３及び第２の基
準電圧２４を切換るＣＭＯＳスイッチ２５が接続され、
出力が警報出力回路２６に接続される。

【００１７】このスイッチ２５は、操作者がバックグラ
ウンド流量を選択した場合に第１の基準電圧２３を、操
作者がボーラス流量を選択した場合に第２の基準電圧２
４を比較回路２２に供給するように、遅延回路２７を経
由して制御される。この場合、バックグラウンド用の第
１の基準電圧２３は、ボーラス用の第２の基準電圧２４
より低く設定されている。

【００１８】また、スイッチ２５は、遅延回路２７を介
して、輸液状態の変更に伴う輸液セット設定釦２８によ
って、或は患者のボーラス輸液の要求によるボーラス輸
液信号によっても制御される。この遅延回路２７は、例
えば患者がバックグラウンド輸液状態からボーラス輸液
状態に切り換えて輸液速度が変化しても注射器内の圧力
が同時に変化しないので、その遅れを補償するために設
けられている。また、輸液セット設定釦２８は、種々の
輸液セット例えば、注射針或は硬膜外カテーテルを用い
る毎に設定される複数のディプスイッチで、特にバック
グラウンド流量の連続投与中に、ボーラス流量に変更し
たときに作動する。

【００１９】図３は、輸液セットの閉塞閾値を輸液状態
に応じて２段階に調整する閉塞警報装置の別の実施例の
ブロック図を示している。図３において、図２に示す部
材に相当する部材には同じ符号を付して、詳しい説明を
省略する。まず、圧力検出器２１からの圧力信号が比較
回路２２及び第２の比較回路２９の各一入力に各々供給
される。比較回路２２は、他入力に第１の基準電圧２３
が接続され、出力がスイッチ（マルチプレクサ）の一入
力に接続される。一方、第２の比較回路２９は、他入力
に第２の基準電圧２４が接続され、出力がスイッチ２５
の他入力に接続される。このスイッチの出力が警報出力
回路２６に接続される。

【００２０】図４は、閉塞閾値を輸液状態に応じて多段
階に調整する閉塞警報装置の第３の実施例のブロック図
を示している。この場合は、実際のバックグラウンド輸
液流量或はボーラス輸液流量を考慮している。図４にお
いて、図２に示す部材に相当する部材には同じ符号を付
して、詳しい説明を省略する。まず、比較回路２２は、
他入力に基準電圧２３が分圧回路３０を経て接続され
る。この分圧回路３０の分圧比が速度−設定圧力換算回
路３１によって多段階に調整される。従って、圧力検出
器２１から別の経路で求められる輸液速度が積分回路
（累算器）３２で積分された後に換算回路３１に入力さ
れる。積分回路３２は、輸液速度が変化しても輸液セッ
ト内に発生する圧力が同時に変化するわけではないため
に流量の変化を一旦時間で積分するものである。

【００２１】分圧回路３０は、アナログ式では摺動ブラ
シがモータ３３で駆動されるポテンショメータが用いら
れるが、マイクロコンピュータシステムを用いたデジタ
ル式の場合、基準電圧２３の機能も含めて、ＲＯＭで構
成される。このＲＯＭは、多段階の基準値が予め設定或
は更新できるように電気的消去可能のＥＥＰＲＯＭが好
ましい。また、圧力検出器２１との比較回路２２との間
には、例えば８ビットのＡＤ変換器が接続される。

【００２２】この多段階閉塞警報方法は、ＰＣＡポンプ
に限らず通常の持続型輸液ポンプにも適用できる。この
場合、医師或は看護婦は、輸液流量に応じて適切な検出
圧力を手動で調整する操作から解放される。

【００２３】また、スイッチ２５は、単安定マルチバイ
ルレータ等の遅延回路２７によって制御されてもよい。
この遅延回路２７は、輸液セットの変更に伴う輸液セッ
ト設定釦２８の作動によって起動され、或は患者のボー
ラス量の要求によるボーラス輸液信号によっても起動さ
れる。

【００２４】実験例によれば、硬膜外カテーテルを輸液
セットに用いた場合には、硬膜外カテーテルに流す輸液
速度を変化させた時に、輸液セット内に生じる圧力の変
化は、設定圧力に対して略正比例することが見いだされ
た。従って、設定圧力は、輸液速度の一次関数とすれば
良いことが理解される。一般の輸液セットでは、一次関
数の勾配がもっと緩やかになり、速度−設定圧力の換算
処理を、硬膜外カテーテル用と、一般的な輸液セット用
とに分類して、これを切り換えるようにしても良い。

【００２５】図５は、患者がボーラス釦を押したか否か
を判断するために、一定時間毎にルーチンコールされる
プログラム即ちサブルーチンのフローチャート図であ
る。この図において、一定時間毎に、このサブルーチン
が開始され、遅延処理される。この場合、引数は現在の
輸液モード（注射針或は硬膜外カテーテル等の輸液セッ
トの種類）が設定され、戻り値に一定時間前の輸液モー
ドが設定される。

【００２６】次に、ボーラス中か否かを判断する。ボー
ラス中ならば「高」の基準値が設定され、ボーラス中で
なければ（即ちバックグラウンド中）「低」の基準値が
設定される。その後、圧力検出器２１からの圧力信号の
ＡＤ変換値を読み、基準値と比較して、基準値より高い
ならば警報を出力させて終了する（メインルーチンに戻
る）。反対に、基準値より低いならばそのままメインル
ーチンに戻る。

【００２７】図６は、輸液設定量に応じて、一定時間毎
にルーチンコールされるプログラムのフローチャート図
である。この図において、一定時間毎に、このサブルー
チンが開始され、実際の輸液速度が積分処理されて、こ
の積分輸液速度を設定圧力に換算処理される。この場
合、引数は現在の輸液モード（注射針或は硬膜外カテー
テル等の輸液セットの種類）が設定される。

【００２８】次に、圧力検出器２１からの圧力信号のＡ
Ｄ変換値を読み、基準値と比較して、基準値より高いな
らば警報を出力させて終了する（メインルーチンに戻
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。或は、基準値より低
いならばそのままメインルーチンに戻る。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による輸液装
置は、輸液状態に応じて、閉塞検知用の基準値を少なく
とも２段階設けたので、輸液速度の変化による誤動作が
なくなり、信頼性の高い輸液装置を提供することができ
る。また、輸液中の針抜け、チューブはずれ、針づまり
等の異常を適確に検出でき、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】本発明による輸液装置の制御回路の主要部のブ
ロック図である。

【図２】輸液セットの閉塞閾値を輸液状態に応じて２段
階（高低）に調整する一実施例の閉塞警報装置のブロッ
ク図である。

【図３】輸液セットの閉塞閾値を輸液状態に応じて２段
階に調整する閉塞警報装置の別の実施例のブロック図で
ある。

【図４】閉塞閾値を輸液状態に応じて多段階に調整する
閉塞警報装置の第３の実施例のブロック図である。

【図５】一定時間毎にルーチンコールされる２段階閉塞
閾値を用いた警報プログラムフローチャート図である。

【図６】一定時間毎にルーチンコールされる多段階閉塞
閾値を用いた警報プログラムフローチャート図である。

【符号の説明】

２１ 圧力検出器 ２２ 比較回路 ２３ 第１の基準値（ＲＯＭ） ２４ 第２の基準値 ２５ スイッチ（ＲＯＭ） ３０ ポテンショメータ（ＲＯＭ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 一雄 東京都文京区本郷三丁目18番15号 アトム 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】患者に注入すべき薬液の注入圧を圧力信号
   に変換する圧力検出器と、 この圧力信号を第１或は第２の基準値と比較する比較回
   路と、 上記患者に対する輸液状態の設定変更に応じて、上記第
   １の基準値或は上記第２の基準値を選択するスイッチと
   を備えた輸液装置。
2. 【請求項２】患者に注入し得る薬液が外筒と吸子との間
   に収納される注射器と、 この注射器の外筒を固定し、上記吸子を押圧する駆動機
   構と、 この駆動機構に設けられる圧力検出器からの圧力信号
   と、第１或は第２の基準値とを比較する比較器と、 上記薬液のボーラス量を患者に注入できる釦と、 この釦の作動に応じて、上記第１の基準値から上記第２
   の基準値に切換るスイッチとを備えた輸液装置。
3. 【請求項３】患者に注入すべき薬液の注入圧を圧力信号
   に変換する圧力検出器と、 この圧力信号を多段階の基準値と比較する比較回路と、 上記注入圧の設定量に対応して、上記基準値を適宜選択
   するスイッチとを備えた輸液装置。
4. 【請求項４】患者に注入し得る薬液が外筒と吸子との間
   に収納される注射器と、 この注射器の外筒を固定し、上記吸子を押圧する駆動機
   構と、 この駆動機構に設けられる圧力検出器からの圧力信号
   と、少なくとも２種類以上の基準値とを比較する比較器
   と、 上記薬液のボーラス量を患者に注入できる釦と、 この釦の起動から所定期間遅延する遅延回路と、 この遅延回路からの信号或は上記注入圧の設定量に基づ
   いて、上記所定期間の間上記第１の基準値を選択し、そ
   の後上記第２の基準値に切換るスイッチとを備えた輸液
   装置。