JPH0759853A - 輸液ポンプ - Google Patents
輸液ポンプInfo
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- JPH0759853A JPH0759853A JP5214572A JP21457293A JPH0759853A JP H0759853 A JPH0759853 A JP H0759853A JP 5214572 A JP5214572 A JP 5214572A JP 21457293 A JP21457293 A JP 21457293A JP H0759853 A JPH0759853 A JP H0759853A
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- infusion
- motor
- pulse
- liquid
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Abstract
騒音の輸液ポンプを提供する。 【構成】液体収納容器に収納された被輸送液体をチュー
ブを押圧することにより輸液する輸液ポンプであって、
設定された輸液流量に応じて前記被輸送液体を送液チュ
ーブの押し潰し位置を順次移動させるように圧閉して輸
液するチューブ押圧手段と、該チューブ押圧手段を駆動
するためのモータを含む駆動手段と、該駆動手段を制御
するための制御手段とからなり、該制御手段は、該モー
タを駆動するパルス速度に応じてモータ励磁方式を変え
たものである。
Description
れた被輸送液体を輸液するポンプに関するもので、例え
ば、輸液バッグに貯えられた栄養液や薬液等を生体内に
投与するために輸液する輸液ポンプに関する。
薬液、食塩水等の非経口液体を生体内に投与するため
に、これらの液体を輸液する医療用輸液システムが用い
られている。この輸液システムの一例を示すと図9の通
りであり、栄養液等を収納する輸液バッグ54と、栄養
液等を輸液する輸液ポンプ51とを有する。この輸液ポ
ンプ51は、特公昭61−55,393号公報に開示さ
れているように、蠕動式(ペリスタリックフィンガ式)
の輸液ポンプが知られており、本体部51aの前面に
は、輸液バッグ等に接続された可撓性チューブ55が装
着されるチューブ装着部53が設けられている。このチ
ューブ装着部53には、チューブ55内を通る液体をフ
ィンガの蠕動運動によって送液チューブ53の押し潰し
位置を順次移動させるように圧閉して輸液するポンプ部
57が設けられると共に、ポンプ部57に対向するドア
52が開閉自在に取り付けられている。また、ポンプ部
57に対向するドア内面52aには、チューブ55をポ
ンプ部57に向かう方向に沿って所定圧力で押圧するバ
ックプレート58が設けられている。このバックプレー
ト58とドア内面52aとの間には、バックプレート5
8をポンブ部57に向けて押圧する弾発力を付勢するス
プリングが取り付けられている。
ピングモータ等で駆動されることから、このモータの回
転速度を制御することによって、単位時間(例えば1時
間)当たりの流量を所定範囲で設定できるようになって
いる。また、モータ駆動軸の1回転当たりの輸液量は予
め分かっているため、モータ駆動軸の回転数をカウント
することによって、輸液を開始してからの輸液積算量が
算出されるようになっている。更に、輸液ポンプ51
は、輸液予定量を設定する機能も有している。
センサー59で検出しながら、長時間(24時間程度)
に亙って自動的に輸液が行えるよう構成されている。
したことを示す輸液量監視装置が組み込まれており、従
来の輸液量監視装置は、モータ駆動軸の回転数をカウン
トすることにより算出した輸液積算量、あるいは、薬液
等の滴下数をカウントすることにより算出した輸液積算
量が予め設定した輸液予定量に一致した場合に、ランプ
を点灯したりブザー音を発したりすることによって、輸
液が完了したことを示すようになっている。
の輸液ポンプは単位時間当たりの流量を最低から最高流
量まで連続的に可変できなければならず、又これにとも
なってステッピングモータを駆動する為のパルス周波数
も連続的に変えて制御しなくてはならない。
す様にある特定の周波数領域において特に振動が大きく
なる共振領域というものがあり、前記領域も含めて連続
的にパルス速度領域を使用する輸液ポンプにおいてはあ
る特定の流速において振動、騒音が大きくなり、治療を
受けている患者が非常に不快感を感じるという問題点が
あった。
輸液ポンプの上述した問題点の改善を図るためになされ
たものであり、低騒音の輸液ポンプを提供することを目
的とする。
の本発明は、液体収納容器に収納された被輸送液体をチ
ューブを押圧することにより輸液する輸液ポンプであっ
て、設定された輸液流量に応じて前記被輸送液体を送液
チューブの押し潰し位置を順次移動させるように圧閉し
て輸液するチューブ押圧手段と、該チューブ押圧手段を
駆動するためのモータを含む駆動手段と、該駆動手段を
制御するための制御手段とからなり、該制御手段は、該
モータを駆動するパルス速度に応じてモータ励磁方式を
変える、輸液ポンプである。
された輸液流量で輸液される。そして、ステップモータ
の共振領域を避けてモータを励磁する回路を備えた事に
より、低振動、低騒音の輸液ポンプを提供することがで
きる。
蠕動型輸液ポンプを詳細に説明する。図1は、本発明に
係る蠕動型輸液ポンプ1の正面図である。
液ポンプ1の異常等を報知するLED等を示す第1の表
示部で、蠕動型輸液ポンプ1に装着されたチューブ(不
図示)内に気泡が検出された場合、蠕動型輸液ポンプ1
に装着されたチューブの閉塞が検出された場合、蠕動型
輸液ポンプ1に装着されたチューブ内の液体の流量が所
定の設定流量内でない場合、蠕動型輸液ポンプ1に装着
されたチューブ内の液体がない場合、蠕動型輸液ポンプ
1のドア12が開いている状態または、完全に閉じてい
ない状態の場合等の異常、輸液が完了した場合等を示す
表示部である。表示部としては、これを各々別々に表示
してもよい。3は、輸液の積算量、輸液流量、輸液予定
量等をデジタルで表示する第2の表示部である。積算量
は、輸液開始から現在までの全輸液量を単位時間当たり
の流量から、予め記憶されたテーブルに基づいて算出
し、これを表示するものである。4は、3の第2の表示
部の流量と予定量の表示を切替える切替スイッチ、5は
積算量をクリアする積算クリアキー、6は液滴数を設定
するキーである。また、7aは輸液の輸液流量(単位時
間、例えば1時間当たりの輸液流量)輸液予定量を設定
するための粗調整キー(2桁)、7bは輸液の輸液流
量、輸液予定量を設定するための微調整キー(1桁)で
あり、7a,7bの上部キーは1回押す毎に夫々の桁が
+10,+1され、7a,7bの下部キーは1回押す毎
に夫々の桁が−10,−1される。流量設定が7a,7
bのキーで入力されると、設定流量に応じたパルス周波
数を有するパルスがモータ駆動回路に与えられ、モータ
駆動軸の回転速度が制御されるようになっている。8
は、電源キーで、電源が電池である場合、その旨の表示
がされ、電圧が所定値よりも低下した場合、点滅する。
9は、早送りキーでこのキーを押している間は所定の流
量で輸液される。10は、輸液の開始及び停止を行うキ
ーで、警報ブザーの消音キー機能も併せて備えたもので
ある。11は、ドア12の開閉用ノブ、13は、把持部
である。
(輸液剤)を生体内に注入する際や、自動点滴等を行う
際に使用されるものであり、薬液を収納した輸液バッグ
14と蠕動型輸液ポンプ1とを有する。
生理食塩水等の非経口液体(被輸送液体に相当する)が
所定量充填されており、スタンド(不図示)の上部に係
止されている。輸液バッグ14の下端には、点滴筒21
を介して、可撓性チューブ15の一端が連結されてい
る。この点滴筒21には、輸液バッグ14から落下する
薬液等の滴下を検出する液滴検知センサ20が設けられ
ている。液滴検知センサ20は、光センサ22から構成
され、この光センサ22は、発光素子(例えば赤外線L
ED)22aと受光素子(例えばフォトトランジスタ)
22bとからなり、発光素子22aからの光が滴下する
滴により遮られるように設けられている。輸液バッグ1
4から薬液が落下するのに伴い、発光素子22aからの
光は滴下した滴により遮られたり通過したりするため、
受光素子22bは、発光素子22aからの光を受光する
と例えばオフ信号を出力し、滴で光が遮られると予め設
定されたスレッシュホールド値以下のオン信号を出力す
る。このオン信号をカウントすることにより、薬液等の
滴下数が検出される。また、点滴筒21は、15滴で1
cc、19滴で1cc、60滴で1ccのように、単位
体積(例えば1cc)当たりの滴下数が予め決められて
いる。従って、薬液等の滴下数つまり受光素子22bか
らのオン信号をカウントし、これを単位体積当たりの滴
下数で除算することによって、輸液積算量を算出するこ
とができる。この積算量は、第2の表示部に表示され
る。
ない場合、つまり、受光素子22bからのオン信号が所
定時間の間に検出されなければ、輸液バッグ14に貯え
られた薬液等がなくなったと判定することができる。こ
の輸液ポンプ1には、輸液バッグ14等に接続された可
撓性チューブ15Aが装着されるチューブ装着部15が
設けられている。このチューブ装着部15には、チュー
ブ15A内を通る薬液を移動させる蠕動型ポンプ部17
が設けられると共に、蠕動型ポンプ部17に対向するド
ア12が開閉自在に取り付けられている。また、図2に
も示すように、蠕動型ポンプ部17に対向するドア内面
12aには、チューブ15Aを蠕動型ポンプ部17に向
かう方向に沿って押圧するバックプレート18が設けら
れている。このバックプレート18とドア内面12aと
の間には、バックプレート18を蠕動型ポンプ部17に
向けて所定の押圧力で押圧する弾発力を付勢するスプリ
ングナドの付勢部材20が取り付けられている。また、
この蠕動型ポンプ部17は、防水性のシート部材により
覆われ、薬液が蠕動型ポンプ部17内に侵入するのを防
止している。
うに、装着されたチューブ15Aに対して進退移動自在
な複数個(例えば6個)のフィンガ25と、これら各フ
ィンガを摺動自在に保持するケーシング26とを有す
る。このケーシング26は、相互に突き合わせられる一
対のケーシング構成体27からなり、このケーシング2
6内には、各フィンガ25を摺動自在に保持する保持溝
28が棚状に形成されている。また、ケーシング26内
には、支軸29が軸受30を介して回転自在に取り付け
られており、この支軸29には複数個(例えば6個)の
偏心カム31が所定の角度で位相をずらして固定されて
いる。尚、この支軸29は、回転に伴い後述するタイミ
ングプーリ60との間で位置ずれが生じることを防止す
るため、断面がD形に形成されている。フィンガ25
は、略板状の形状を有し、偏心カム31が摺接するカム
孔32が形成されている。偏心カム31に嵌め合わされ
る支軸29の部分は、断面D形でない通常の円の断面で
も良い。図3にも示すように、ケーシング26から突出
した支軸29の一端には、タイミングプーリ60、タイ
ミングベルト61及びモータ(不図示)等を備えた回転
駆動手段が接続されている。
転駆動すると、この支軸29に位相をずらして固定され
た偏心カム31のそれぞれは、対応するフィンガ25の
カム孔32の内周面に摺接しつつ回転する。このカム作
用の結果によって、チューブ押圧手段として、各フィン
ガ25は、保持溝28内を摺動しつつ、上部から順次前
進移動を開始し、前進限まで移動したフィンガ25は、
バックプレート18との間でチューブ15Aを押圧して
チューブ15Aの流路を閉塞する。また、前進限まで移
動したフィンガ25は、支軸29が更に回転するのに伴
い後進限に向けて移動し、前記閉塞が解除される。この
ように、上方に位置するフィンガ25から順次前進限ま
で移動する動作を繰り返すことにより、チューブ15A
を閉塞する点つまり圧閉点15aがチューブ15Aの長
手方向に沿って順次下方に移動し、チューブ15A内の
液が吸入側から吐出側へ向けて輸液されるようになって
いる。また、脈動を防止するために最下部にあるフィン
ガ25が前進限まで移動し、最上部のフィンガ25が前
進し始める時間をエンコーダ47を用いて位相を所定時
間早めている。このようにすることにより、脈動補正の
ためのフィンガを改めて設ける必要がなくなる。
ータ駆動回路に与えるパルスのパルス周波数を制御する
ことにより、モータ駆動軸の回転速度を制御できるよう
になっている。従って、蠕動型ポンプ部17は、ステッ
ピングモータに与えるパルスの周波数を制御することに
より、単位時間当たりの輸液流量が所定範囲で設定され
るようになっている。
するための輸送液量積算手段45は、図4及び図5に示
すように、支軸29に連結されたタイミングプーリ60
と、光センサ48とを有する。タイミングプーリ60の
外周フランジは、1つのスリット47aが形成されたエ
ンコーダ47となっている。光センサ48は、図5に示
すように、発光素子(例えば赤外線LED)48aと受
光素子(例えばフォトトランジスタ)48bとからな
り、発光素子48aからの光が前記スリット47aを通
過するように設けられている。このようにプーリと別に
設けられていた従来のエンコーダ部をタイミングプーリ
60と一体に形成することによって、輸液ポンプ1の外
形寸法を小さくすることができる。更に、支軸29が挿
入されるプーリ60の中心孔60aは略D字形に形成さ
れているが、このように支軸29の断面及び中心孔60
aを非円形とすることにより、プーリ60と支軸29の
間に位置ずれ(すべり)が生じることがなくなり、正確
に支軸29の回転数をエンコーダ47により検出でき
る。尚、本発明は、別部品のエンコーダを有するポンプ
としても、何ら差し支えるものではない。また、エンコ
ーダの形状等もこれらに限定されるものではない。
イミングプーリ60及び支軸29に伝わり、タイミング
プーリ60とともにエンコーダ47が回転すると、発光
素子48aからの光は遮られたりスリット47aを通過
したりするため、受光素子48bは、発光素子48aか
らの光を受光すると例えばオン信号を出力し、光が遮ら
れるとオフ信号を出力する。前記オン信号をカウントす
ることにより、支軸29が何回転したかが検出される。
また、支軸29の1回転当たりの輸液量は予め分かって
いる。従って、支軸29の回転数つまり受光素子48b
からのオン信号をカウントし、これに支軸29の1回転
当たりの輸液量を乗算することによって、輸液積算量が
算出されるようになっている。尚、上述したように、液
滴検知センサ20で検知した滴下数に基づいても輸液積
算量を算出できるため、輸送液量積算手段45を液滴検
知センサ20より構成しても良い。
するLEDあるいはLCD表示器により構成すると良
い。また、LEDを列状に配置し、LEDの点灯、消灯
あるいは点滅により、所定の表示を示すようにしても良
い。また、このセグメントを用いて、エラー表示を行う
ことができる。また、輸液完了警報等を示すためブザー
を時間表示部に設け、ブザー音を断続音としたり連続音
とすることで、種々の警報を識別するようにしても良
い。また、表示部3やブザーをいわゆるナースコールシ
ステムに接続し、ナースセンターにも、演算結果に基づ
く所定の表示を示すようにしても良い。
トと図7に示すブロック図を参照しながら輸液ポンプ1
の作動を説明する。
が初期化され、輸液予定量をキー入力部77にある設定
キー7a,7bで設定し、これは記憶部76に記憶さ
れ、第1の表示部3に表示される(ステップS1)。次
に輸液流量Vをキー入力部77にある設定キー7a,7
bで設定し、これも記憶部76に記憶され、第1の表示
部3に表示される(ステップS2)。切替キー4と微調
整キー7bの同時押し以外のキーの2重、3重押しによ
る入力は入力を無効と判断する。また、輸液作動中の切
替キーの入力は可能であるが、輸液予定量Qの設定、及
び、輸液流量Vの設定は、割り込み処理が禁止されてい
る。
出力により輸液開始が指示されると(ステップS3)、
輸液開始を示すブザーが鳴動し、初期モータ速度M0が
計算されステップモータが駆動される。この時のM0p
psの決定方法を以下に示す(ステップS4)。
段76及び制御部74からの出力により2相励磁での駆
動パルス速度が決定する。2相励磁での共振領域をX
pps<共振領域<Yppsとすると初期速度M0がX<M0<
Yの範囲に入っていれば、1−2相励磁でのパルス速度
を制御部74で再計算し、1−2相励磁でのパルスパタ
ーンを出力する。又、M0≦X,Y≦M0の時は、M0の
パルス速度はそのままに2相励磁のパルスパターンを出
力する。こうしてモータは回転を始める(ステップS
5)。
61を介し、蠕動型ポンプ部17が駆動され、チューブ
15Aが順次押圧されて、輸液バッグ14から輸液が開
始される。点滴制御の状態に移ると、点滴センサー22
で検知された点滴間隔時間と基準の点滴時間を比較しそ
の差に応じて制御部74により現在のモータスピードを
ステップS7にて変更し、継続して輸液が行われる。こ
こでも2相励磁にて上述の様にX<M1<Yの範囲に変
更後のパルススピードが入るか確認し、入れば1−2
相、入らなければ2相励磁にてモータを駆動する。
し輸液が完了したと判断すると、輸液完了警報が発せら
れる。この輸液完了警報も、ブザー・ナースコール出力
部72により表示部3のランプを点灯したり、ブザー音
を発することにより、作業者等に示される。輸液作業途
中で液体収納容器(輸液バッグ)14に収納された薬液
等がなくなった場合には、第1の表示部2の空液表示部
2dに示され、輸液バッグ14の交換作業が作業者等に
要求される。また、各表示部2〜3やブザーをナースコ
ールシステムに接続しておけば、輸液作業に伴う種々の
情報や警報がナースセンタで一括して把握できるため、
看護婦が複数の輸液ポンプの稼動状況についてを予め見
回る必要がなくなる。なお電源部71は、蠕動型輸液ポ
ンプの全体電源部であり、外部電源から充電できるニッ
ケルカドミウム電池等、バッテリーとすることができ
る。充電式にすることにより、停電等の場合において
も、バッテリーからの電源供給に自動切換手段を設ける
ことにより安全性が高められる。また、自動車用DCバ
ッテリーとすることにより、救急車などでも容易に電源
として用いられる。各種センサー75は、チューブ15
A内の気泡検出、ドアの開状態の検出、電圧低下の検
出、輸液完了等を行うものである。
制御方法の詳細を説明する。
式で駆動させた時のモータの振動特性である。尚説明の
為振動特性は簡略化して示されている。
hに対してこれに相応するモータパルス速度が0〜2k
ppsであるとする。輸液ポンプのステップモータは図
示されている様に輸液流量150ml/h(パルス速度
1kpps)近辺で振動成分が大きくなりこれにともな
い騒音も増大する。
一のステップモータを1−2相励磁にて駆動させた時の
振動特性である。1−2相励磁は2相励磁駆動の1/2
のステップ角度となり、2相励磁と同一のパルス速度で
駆動させた場合モータ軸の回転角度は半分となる。又、
同一周波数での振動特性も共振領域では1−2相励磁の
方が低振動となる。ここで2相励磁方式とは、周知の通
り常時2つの相に電流を順次流してステップ送りをする
方式であり、1−2相励磁方式とは、1つの相と2つの
相が交互に励磁されていく方式である。
すれば2相パルス速度0〜2kppsの全領域において
低振動のモータ駆動を実現する事ができる。すなわち2
相励磁において0〜750pps,1250〜2000
ppsの範囲は2相励磁にて駆動し、2相励磁において
751〜1249ppsの範囲は、1−2相励磁にて1
502pps〜2498ppsのパルス速度で駆動する
様にすれば全く共振領域を使用する事がなくなり低騒音
の輸液ポンプを提供する事ができる。
磁方式を変える蠕動型輸液ポンプを適用した例を示した
がステッピングモータを使うチューブ押圧手段として複
数のローラを備えたローラポンプ等にも適用することが
できる。
プによれば、液体収納容器に収納された被輸送液体を輸
液する輸液ポンプであって、設定された輸液流量に応じ
て前記被輸送液体を送液チューブの押し潰し位置を順次
移動させるように圧閉して輸液するチューブ押圧手段
と、該チューブ押圧手段を駆動するためのモータを含む
駆動手段と、該駆動手段を制御するための制御手段とか
らなり、該制御手段は、該モータを駆動するパルス速度
を回転数に応じてモータ励磁方式を変えるため、全流量
域において低振動、低騒音の輸液ポンプを提供すること
ができる。
面図である。
いた輸液システムを示す概略構成図である。
である。
である。
を示す斜視図である。
を示すフローチャート図である。
である。
ある。
略構成図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 液体収納容器に収納された被輸送液体を
チューブを押圧することにより輸液する輸液ポンプであ
って、 設定された輸液流量に応じて前記被輸送液体を送液チュ
ーブの押し潰し位置を順次移動させるように圧閉して輸
液するチューブ押圧手段と、 該チューブ押圧手段を駆動するためのモータを含む駆動
手段と、 該駆動手段を制御するための制御手段とからなり、 該制御手段は、該モータを駆動するパルス速度に応じて
モータ励磁方式を変えることを特徴とする輸液ポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21457293A JP3290263B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 蠕動型輸液ポンプの駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21457293A JP3290263B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 蠕動型輸液ポンプの駆動制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0759853A true JPH0759853A (ja) | 1995-03-07 |
JP3290263B2 JP3290263B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=16657941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21457293A Expired - Lifetime JP3290263B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 蠕動型輸液ポンプの駆動制御方法 |
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