JPH0812052B2

JPH0812052B2 - シリンジ径検出装置

Info

Publication number: JPH0812052B2
Application number: JP32128591A
Authority: JP
Inventors: 達郎川崎; 剛卯山下; 一雄松原
Original assignee: アトム株式会社
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH05126537A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンジを用いて各種
薬液、血液等を患者に注入する輸液装置等に用いて好適
なシリンジ径検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、シリンジを用いて自動的に輸
液を行うようにした輸液装置において、所定の流量でシ
リンジ内の薬液を送出するために、輸液装置に装着され
るシリンジの容量に基づいてシリンジの吸子をスライダ
により所定の速度で押圧するようにした輸液装置が知ら
れている。

【０００３】このような輸液装置においては、輸液時
間、輸液流量等の組み合わせにより様々な輸液条件が考
えられる。そして、輸液時間、輸液流量等の組み合わせ
に適応する容量のシリンジが使用される。例えば、輸液
時間が長く、輸液流量が多い場合には大容量のシリンジ
を使用し、輸液時間が短く、輸液流量が少ない場合には
小容量のシリンジを使用する。また、仮に同じ輸液流量
が設定されても輸液時間が異なる場合には使用されるシ
リンジの容量が異なる場合も有り得る。

【０００４】そして、このような輸液装置に使用される
シリンジは、その容量毎に直径及び長さが異なり、同じ
輸液流量が設定されても使用されるシリンジの容量が異
なる場合には、シリンジの吸子を押圧するスライダの速
度が夫々異なる速度に制御される必要がある。そこで、
従来のこの種の輸液装置においては、例えば、シリンジ
押えに連動するスイッチ等を用いたシリンジ径検出装置
でシリンジの径を検出して、シリンジの吸子を押圧する
スライダをマイクロコンピュータによって制御するよう
にしたものがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】シリンジ径検出装置と
して例えば、シリンジ押えに連動するスイッチ等を用い
る場合、シリンジの径に対応してスイッチ等が動作する
ようにするために機械的な調整が必要となる。このため
に、対応するシリンジを変更する場合が生じたときには
再度、スイッチ等の機械的な調整をすることになる。ま
た、対応するシリンジの数を増やす場合にはスイッチ等
の機械的な調整だけではなく、スイッチ等の増設、場合
によってはシリンジの径の検出手段を構成する部品の設
計変更も必要となる。

【０００６】なお、従来この種のシリンジ径検出装置で
検出するシリンジは用途によって、総容量が１０ｍｌ、
３０ｍｌ、５０ｍｌ等の規格品である。そして、夫々の
シリンジは規格によりその総容量毎に径や長さが異な
る。従って、シリンジの径を検出することによりそのシ
リンジの総容量を識別することができる。

【０００７】本発明は、上述の、総容量が１０ｍｌ、３
０ｍｌ、５０ｍｌ等の規格品であるシリンジの径の検出
を簡単な部品構成で、かつ、複雑な機械的調整を必要と
せず、シリンジの変更に容易に対応できるシリンジ径検
出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるシリンジ径
検出装置は、シリンジ載置部に載置されるシリンジの外
筒を保持及び開放する方向に往復動するシリンジ押え
と、上記シリンジ押えに連動する反射板と、上記反射板
と対向する位置に各々固定される発光素子と受光素子と
からなる位置検出手段と、上記発光素子から照射された
光を上記反射板により反射させて上記受光素子で受光
し、この受光素子から出力される電気信号に基づいて上
記シリンジの外筒の径を識別するシリンジ径識別手段と
を備えている。

【０００９】また、別の態様によれば、上記反射板が上
記シリンジ押えの往復動方向に対して所定の角度傾斜さ
れて上記シリンジ押えに取り付けられている。

【００１０】一方、上記シリンジ径識別手段は、上記受
光素子から出力される電気信号が入力される複数のコン
パレータを備え、上記複数のコンパレータは各々異なる
基準値を持ち、上記電気信号を上記基準値と各々比較し
て上記シリンジの外筒の径を識別するように構成されて
いる。

【００１１】また、上記シリンジ径識別手段の別の態様
として、上記シリンジ径識別手段は、上記受光素子から
出力される上記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シリ
ンジ径に対応するデジタル信号と所定の値に設定された
境界値とを比較することにより上記シリンジの外筒の径
を識別するように構成してもよい。

【００１２】さらに、上記シリンジ径識別手段の別の態
様として、上記シリンジ径識別手段は、上記受光素子か
ら出力される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、このプリアンプで調整され
た所定の電圧幅内の第２のアナログ信号が入力されるマ
ルチプレクサと、このマルチプレクサで選択された上記
第２のアナログ信号に基づき上記シリンジの外筒の径に
対応するデジタル信号を出力するＡ／Ｄコンバータとを
備えて、このシリンジ径に対応するデジタル信号と所定
の値に設定された境界値とを比較することにより上記シ
リンジの外筒の径を識別するように構成してもよい。

【００１３】

【実施例】以下に本発明によるシリンジ径検出装置を輸
液装置に適用した実施例を図面を参照して説明する。図
１に、本発明によるシリンジ径検出装置を適用した輸液
装置の外観を示す。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が装着され得るポンプ装着部５とが設け
られている。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。

【００１４】また、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】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１７及
び電源ボタン１５が配置される。さらに、数値表示器１
０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】ポンプ装着部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とを備え
る。なお、上記スライダ２４はベローズ２９で覆われた
駆動手段の一部により移動自在に支持されている。

【００１７】シリンジ３は外筒２１がシリンジ押え２６
に保持され、吸子２３の後端部がスライダ２４に当接さ
れる。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
ンジの情報を、後述するシリンジ径識別手段に入力する
際に用いる。

【００１９】図２に、本発明によるシリンジ径検出装置
のシリンジ径検出部２７の一実施例を示す。この輸液装
置に用いられるシリンジ３は様々な製造メーカによって
製造されており、シリンジ３の容量に対する直径は、製
造メーカ毎の規格により定められている。このために、
この輸液装置及びシリンジ径検出部２７は、製造メーカ
毎に対応するように調整される。

【００２０】このシリンジ３の容量を検出するシリンジ
径検出部２７は、シリンジ３の外筒２１を保持するシリ
ンジ押え２６と、このシリンジ押え２６に連動して上下
するように、連結軸３０の下方に設けられた反射板支持
部材３２により、所定の角度で支持される反射板３４
と、この反射板３４と対向する位置に各々固定される発
光素子３６及び受光素子３７からなる位置検出手段３５
とにより構成される。なお、シリンジ押え２６は、ばね
３１により下方に付勢されている。

【００２１】図２には、３種類の容量のシリンジ３が示
されている。その３種類の容量のシリンジ３は、容量が
５０ｍｌのシリンジ３の外筒２１を実線で、３０ｍｌの
ものを１点鎖線で、１０ｍｌのものを破線でそれぞれ示
してある。大容量のシリンジ３が載置部２２に載置され
るとシリンジ押え２６は矢印ｂ方向に移動し、小容量の
シリンジ３が載置されるとシリンジ押え２６は矢印ｃ方
向に移動する。一方、反射板３４は連結軸３０によりシ
リンジ押え２６と連動して矢印ｂ、ｃ方向に移動する。

【００２２】図２に示すように、大容量のシリンジ３が
載置部２２に載置されると反射板３４は、図中の実線で
示すように矢印ｂ方向に移動して位置検出手段３５との
間隔が広がり、小容量のシリンジ３が載置されると反射
板３４は、図中の破線で示すように矢印ｃ方向に移動し
て位置検出手段３５との間隔が狭くなる。従って、反射
板３４と位置検出手段３５との間隔の変化に応じて受光
素子３７からシリンジ径識別手段６０に出力されるアナ
ログ信号の電圧が変化する。

【００２３】発光素子３６は常に一定の光量を照射する
ようにしてあるので、大容量のシリンジ３が載置される
と受光素子３７の受光する光量が減り、その結果受光素
子３７から出力されるアナログ信号の電圧が高くなり、
小容量のシリンジ３が載置されると受光素子３７の受光
する光量が増し、その結果受光素子３７から出力される
アナログ信号の電圧が低くなる。シリンジ径識別手段６
０は、そのアナログ信号の電圧の変化に基づき載置され
たシリンジの径を識別する。なお、反射板支持部材３２
は回り止め部材３３によって回転方向の動きが規制さ
れ、反射板３４が常に位置検出手段３５と対向して移動
するようになっている。

【００２４】また、図２に示すように、反射板３４を移
動方向に対して所定の角度傾斜させることにより、シリ
ンジ押えの移動量に対して反射板３４の位置検出手段３
５に対する移動量の変化を少なくすることがでる。この
ために、受光素子３７に感度が低いもの、或いはダイナ
ミックレンジの狭いものでも使用することができる。

【００２５】さらに、図示していないが、反射板３４及
び位置検出手段３５をそれぞれ角度調整可能に支持すれ
ば、反射板３４の移動量が大きくなるような仕様変更が
あっても、反射板３４及び位置検出手段３５をそれぞれ
角度調整することにより受光素子３７を別なものに取り
替えることなく、仕様変更に対応できる。

【００２６】図３に、本発明によるシリンジ径検出装置
のシリンジ径識別手段６０の一実施例を示す。位置検出
手段３５の発光素子３６は一定の光量で発光するように
定電圧電源４０（以下電源４０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に示す反射板３４で反射され、受光素子３７で受
光される。受光素子３７は電源４０から抵抗（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】上記アナログ信号は夫々複数のコンパレー
タ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの非反転入力端に入
力される。一方、これらコンパレータの反転入力端には
基準値を設定するための異なった基準電圧が各々印加さ
れる。これらの基準電圧は、電源４０及び接地間に直列
接続された可変抵抗４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの
可変端子から得られる。そして、これらコンパレータ４
２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄからの比較結果は、上記
アナログ信号を弁別するインバータ付アンドゲート（以
下アンドゲートと記す）４３ａ、４３ｂ、４３ｃに各々
入力される。

【００２８】図３に示す実施例では３種類の径のシリン
ジに対応する場合を示している。各アンドゲートは、後
述するように、１つのコンパレータの出力が「Ｈ」で、
次の段のコンパレータの出力が「Ｌ」の場合に、対応の
シリンジの載置を検出する「Ｈ」を出力する。ノアゲー
ト４４は上記アンドゲート４３ａ、４３ｂ、４３ｃが全
て「Ｌ」のとき、つまりシリンジが載置されていないと
きに「Ｈ」を出力する。プロセッサ４５は上記ゲート４
３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４４の出力に基き表示器６にシ
リンジの容量や、シリンジの有無などを表示する。

【００２９】ここで、シリンジの径を弁別する上記シリ
ンジ径識別手段６０の動作を説明する。仮に、大容量の
シリンジが載置されたときに受光素子３７の出力する電
圧をＥ１、中容量のシリンジが載置されたときに受光素
子３７の出力する電圧をＥ２、小容量のシリンジが載置
されたときに受光素子３７の出力する電圧をＥ３、シリ
ンジが載置されないときに受光素子３７の出力する電圧
をＥ４とする。これら受光素子３７から出力されるアナ
ログ信号の電圧は夫々、Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３＞Ｅ４のよう
になっている。

【００３０】そして、上記アナログ信号の電圧Ｅ１、Ｅ
２、Ｅ３、Ｅ４を比較する基準値として、可変抵抗４１
ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを夫々調整することにより
上記コンパレータの反転入力端に夫々基準電圧ｅ１、ｅ
２、ｅ３、ｅ４を印加する。そして、上記基準電圧ｅ
１、ｅ２、ｅ３、ｅ４が夫々上記電圧Ｅ１、Ｅ２、Ｅ
３、Ｅ４に対して、Ｅ１＞ｅ１＞Ｅ２＞ｅ２＞Ｅ３＞ｅ
３＞Ｅ４＞ｅ４＞０Ｖとなるようにこれらの可変抵抗を
調整する。例えば、電圧Ｅ１、Ｅ２を夫々実測して、そ
れらの電圧値のほぼ中間の値と電圧ｅ１とが等しくなる
ように、この可変抵抗４１ａを調整する。他の電圧ｅ
２、ｅ３、ｅ４も同様にして夫々の可変抵抗を調整す
る。

【００３１】上述のように、比較される電圧と基準値と
なる基準電圧との間に余裕を持たせることにより、温度
変化、経時変化及び製造のばらつきによるシリンジ径の
誤差などに対して、このシリンジ径識別手段６０の対応
範囲が広くなる。

【００３２】図４には、本発明によるシリンジ径検出装
置のシリンジ径識別手段６０の別の実施例を示す。電源
５０及び位置検出手段３５は夫々図３で説明したものと
同様であるのでその説明を省略する。

【００３３】受光素子３７から出力されるアナログ信号
は抵抗Ｒ２を介してプリアンプ５１に入力される。この
アナログ信号は、両端に夫々＋Ｖｃｃ及び−Ｖｃｃが与
えられた可変抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ３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ってマル
チプレクサ５２に入力される。

【００３４】次に、マルチプレクサ５２で選択された第
２のアナログ信号に基づき、Ａ／Ｄコンバータ５３が例
えば８ビットのデジタル信号を出力する。一方、プロセ
ッサ５４内には境界値の設定されたマップ５５があり、
Ａ／Ｄコンバータ５３から出力されたデジタル信号をこ
のマップ５５に設定された例えば８ビットの境界値と各
々比較する。プロセッサ５４はそれらの比較結果に基づ
き表示器６にシリンジの容量やシリンジの有無などを表
示する。

【００３５】なお、これらの境界値の設定は、図３で説
明した基準電圧値の調整と同様に、入力されるデジタル
信号に対して余裕を持って設定されることが好ましい。
また、このプロッセサ５４を用いるこのシリンジ径識別
手段６０では、検出すべきシリンジの変更に対して境界
値を設定し直すことで対応できるだけでなく、シリンジ
の追加に対しても設定する境界値を増やすことで対応で
きる。一方、マルチプレクサ５２には種々のアナログ信
号が接続され得るが、他の接続については説明を省略す
る。

【００３６】なお、受光素子３７から出力されるアナロ
グ信号がマルチプレクサ５２にそのまま入力できる所定
の電圧幅であるときはプリアンプ５１を設けなくてもよ
い。また、プロセッサ５４が、このシリンジ径識別手段
６０の専用のものであればマルチプレクサ５２も必要と
しない。

【００３７】

【発明の効果】本発明によるシリンジ径検出装置は、シ
リンジの径を検出する機構が、シリンジ載置部に載置さ
れるシリンジの外筒を保持及び開放する方向に往復動す
るシリンジ押えに連動する反射板と、この反射板と対向
する位置に各々固定される発光素子と受光素子とからな
る位置検出手段とで構成される簡素なものであるから、
製造が容易である。しかも、シリンジ径の検出に関する
調整は専ら電気的な調整のみであり、部品精度を規定す
ることによって機械的な調整が不要になる。

【００３８】さらに、反射板をその移動方向に対して所
定の角度傾斜することで、反射板の移動量に対して反射
板と位置検出手段との間隔の変化量を少くなくすること
ができ、位置検出手段に用いる発光素子及び受光素子に
安価な、感度の低いもの、或いはダイナミックレンジの
狭いものを用いることができる。

【００３９】そして、シリンジ径識別手段として複数の
コンパレータを用いることで、電気的に基準値を調整す
るだけで、シリンジ径の検出ができる。しかも、基準値
を調整し直すだけで使用するシリンジの変更に対応でき
るから、機械的な変更や調整を必要としない。さらに、
シリンジ径識別手段としてＡ／Ｄコンバータを用いるこ
とで、境界値を設定するだけで、シリンジ径の検出がで
きる。しかも、境界値を設定し直すだけで、使用するシ
リンジを追加することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシリンジ径検出装置を用いる輸液装置
の外観斜視図である。

【図２】本発明によるシリンジ径検出装置のシリンジ径
検出部を図１の輸液装置の一部を破断して示す側面図で
ある。

【図３】位置検出手段から出力される信号を弁別するシ
リンジ径識別手段の一実施例を示すブロック図である。

【図４】位置検出手段から出力される信号を弁別するシ
リンジ径識別手段の別な実施例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１輸液装置３シリンジ２１外筒２２載置部（シリンジ載置部）２６シリンジ押え２７シリンジ径検出手部３４反射板３５位置検出手段３６発光素子３７受光素子４２ａコンパレータ４２ｂコンパレータ４２ｃコンパレータ４２ｄコンパレータ５１プリアンプ５２マルチプレクサ５３Ａ／Ｄコンバータ６０シリンジ径識別手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−161301（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−19775（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−63512（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンジ載置部に載置されるシリンジの外
筒を保持及び開放する方向に往復動するシリンジ押え
と、上記シリンジ押えに連動する反射板と、上記反射板と対向する位置に各々固定される発光素子と
受光素子とからなる位置検出手段と、上記発光素子から照射された光を上記反射板により反射
させて上記受光素子で受光し、この受光素子から出力さ
れる電気信号に基づいて上記シリンジの外筒の径を識別
するシリンジ径識別手段とを備えたシリンジ径検出装
置。
【請求項２】上記反射板が上記シリンジ押えの往復動方
向に対して所定の角度傾斜されて上記シリンジ押えに取
り付けられていることを特徴とする請求項１記載のシリ
ンジ径検出装置。
【請求項３】上記シリンジ径識別手段は、上記受光素子
から出力される電気信号が入力される複数のコンパレー
タを備え、上記複数のコンパレータは各々異なる基準値
を持ち、上記電気信号を上記基準値と各々比較して上記
シリンジの外筒の径を識別することを特徴とする請求項
１記載のシリンジ径検出装置。
【請求項４】上記シリンジ径識別手段は、上記受光素子
から出力される上記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
シリンジ径に対応するデジタル信号と所定の値に設定さ
れた境界値とを比較することにより上記シリンジの外筒
の径を識別することを特徴とする請求項１記載のシリン
ジ径検出装置。
【請求項５】上記シリンジ径識別手段は、上記受光素子
から出力される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、このプリアンプで調整さ
れた所定の電圧幅内の第２のアナログ信号が入力される
マルチプレクサと、このマルチプレクサで選択された上
記第２のアナログ信号に基づき上記シリンジの外筒の径
に対応するデジタル信号を出力するＡ／Ｄコンバータと
を備えて、このシリンジ径に対応するデジタル信号と所
定の値に設定された境界値とを比較することにより上記
シリンジの外筒の径を識別することを特徴とする請求項
１記載のシリンジ径検出装置。