JPH10504992A - エア・イン・ライン検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 非経口液体投与セット（３４）と共に使用して、液体導管（１２）中の空気の通過を検出するためのエア・イン・ライン検知装置（１０）。この装置は、第一のアーチ型断面を有し且つ該第一のアーチ型断面に隣接して第一の変換器を装着した第一のハウジングと、第二のアーチ型断面を有し且つ該第一のアーチ型断面に隣接して第一の変換器を装着した第二のハウジングとを具備している。この第一および第二のハウジングは相互に独立して移動可能であり、これらハウジングが相互に他方に向けて移動するとき、第一および第二のアーチ型断面がその間（４４）に所定長さの投与セットチューブを捕捉し、これとの密接な接触を与える。このような変換器の一方から信号が発生され、液体導管を通過し、他の変換器により受信されて、導管が空気を含んでいるか否かが検出される。

Description

【発明の詳細な説明】 エア・イン・ライン検知装置 〔発明の名称〕 本発明は、一般には導管を通しての液体の流れをモニターすることに関し、よ り詳しくは、当該導管中における空気の存在を検出することに関する。 患者の介護施設において、非経口溶液の患者への点滴は、典型的には、液体容 器の瓶を患者の上に逆さに吊り下げて、該容器と患者との間に液体投与セットを 接続することによって達成される。この投与セットは、非経口溶液がその中を流 れる導管を含む。該導管の自由末端は、患者の血管の中に挿入する套管に接続さ れる。 点滴ポンプ機構を液体投与セットと組み合わせて用い、処方され且つ調節され た流速で、液体の患者への点滴を容易にすることができる。投与セットチューブ の中間部分に沿ってポンプ機構が設けられ、非経口液体をこのようなチューブを 通して規定の速度で送給するように作動される。 蠕動ポンプは、投与セットチューブを順次連続的に閉塞させることによって、 該チューブを通して液体を患者へと圧送するタイプのポンプ機構である。線形の 蠕動ポンプには複数の隣接した往復型ポンプフィンガーが含まれており、これら のポンプフィンガーは、液体投与セットチューブに対して順次連続的に押圧され 、該チューブの隣接する部分を波動様作用(wave-like action)で閉塞することに より、その中を通して液体を圧送する。 液体投与システムにおいては、患者の血管内への空気の導入を回避することが 重要である。血管内に過剰量の空気が導入されると、空気塞栓症として知られる 症状、即ち、血管内に空気の泡が形成されて血流障害を起こす症状が発生する。 結局、所定量を超える空気がチューブの中に検出されたときには主治医に知らせ ることができるように、投与セットチューブの中を流れる液体を監視するモニタ ー装置を含めるのが望ましい。空気が検出されときは、空気が患者の血管内に導 入されるのを防止する手段をとればよい。 液体導管の中の空気の存在を検出するための装置が開発されてきてきた。この ような装置の一例においては、液体導管を通して音波レシーバへと信号を伝達す るための音波手段が含まれており、音波レシーバは受信した信号をプロセッサへ と伝達する。プロセッサは受信した信号を分析して、導管内に空気が存在するか 否かを決定する。 従来技術による一つの空気検出装置は、Ｕ字型のベースが、Ｕ字の枝の間にキ ャビティーを形成している。第一の変換器、超音波送信機がこのＵ字の一方の枝 に装着され、また第二の変換器、超音波受信機がＵ字の反対側の枝に装着されて いて、夫々が前記キャビティー内に突出した超音波レンズを有している。この装 置において、送信機および受信機は半円形の凸形状を有している。また、両者は 離間しており、その間に可撓性の導管を受け入れ、液体導管の側壁を圧縮して良 好な接触を得ている。試験の際の変換器と対象との間の良好な接触は、対象を介 しての信号伝達リークではなく、対象の周囲の空気を介しての伝達信号のリーク を回避するために不可欠である。このようなリークは、プロセッサによって空気 の存在とみなされ、誤った警報を生じるであろう。こうして、各変換器の夫々の 実質的な表面積が外部の空気に露出されると、信号／ノイズ比は減少し、過誤ま たは不正確な判断をもたらすことになる。従って、このような信号／ノイズ比の 障害を最小限にするには、変換器と液体導管表面との間の接触表面積を改善する 一方、これらの間での汚染物の導入をも防止することが望ましい。 もう一つの従来技術は中空のＵ字型本体を有しており、該Ｕ字の各枝は、全く 反対側の位置に整列した凹形状の超音波変換器を装着していて、この変換器は液 体導管の全長を収容するように構成されている。これら凹形状の変換器の間に液 体導管が装着されると、使用者は、凹形状の変換器とＵ字型の本体との間を手で 内側に圧縮する。凹形状の変換器は液体導管上を被覆してこれを閉じ、該導管を 僅かに圧縮してこれを取り囲む。この装置の使用は有効ではあるが、該装置は、 導管が装着されたときに、該導管が一対の変換器の間に容易かつ自動的に正しく 整列されるように構成するのが望ましいことが分かっている。 従って、当業者は、導管を検出用の変換器に隣接させて自動的に整列させるた めの導管捕捉特性を与えるような、液体導管内の空気の存在を検出するためのモ ニター装置についての必要性を認識している。更に、このような装置は、監視の 正確さを高めるために、変換器と液体導管との間の改善された表面接触を提供し なければならない。加えて、この種の装置は、コスト効果が高く且つ製造が容易 でなければならない。本発明はこれらの必要性を満たすものである。 〔発明の概要〕 本発明は、液体導管内における液体中の空気の存在を検出する装置に向けられ ており、該装置には、導管と検知装置との間の密接な表面接触を与えながら、装 置内において導管を自動的に整列させるための導管捕捉構造が含まれている。 要約すれば、該装置は、第一のアーチ型断面を有する第一のハウジングおよび 第二のアーチ型断面を有する第二のハウジングを含んでおり、夫々のアーチ型断 面は、それらの間に液体導管を収容するために適用される。第一のハウジングに は、第一のアーチ型断面に隣接した第一の変換器が含まれており、また第二のハ ウジングには第二のアーチ型断面に隣接した第二の変換器が含まれている。これ によって、一方の変換器が導管およびその中に含まれる液体を横切って信号を送 信し、他方の変換器がこの信号を受信する。受信用の変換器は受信した音波信号 を電気信号に変換し、これにより、プロセッサは該液体導管が空気または液体を 有しているかどうかを決定する。第一および第二のハウジングは所定の距離だけ 離間されており、相互に独立して移動可能である。 本発明の更に特別な側面では、ハウジングの一方が、開放された導管受容位置 へと回転可能に移動され、導管は当該位置に隣接して配置される。その後、ハウ ジングは他方のハウジングに対して回転され、その際に夫々のハウジングは両ハ ウジングの間に液体導管を捕捉し、該導管を第一および第二のアーチ型断面の間 に実質的に平行に配列させる。 本発明の他の側面において、導管およびその中に含まれる液体を通過する信号 は超音波信号である。本発明の更なる側面において、第一のアーチ型断面は、第 二のアーチ型断面に対して実質的に平行に配列され、その間で導管が僅かに圧縮 される。 本発明の別の側面において、第一および第二のハウジングの夫々のアーチ型断 面は、略９０度の凹型円弧として形成される。本発明の更なる側面において、少 なくとも一方のアーチ型断面は更に、液体導管の捕捉を補助するためのアーチ状 にテーパしたフレアを具備している。 本発明の他の特徴および利点は、本発明の特徴および利点を例示する以下の詳 細な説明を、添付の図面と組み合わせて参照することによって明らかになるであ ろう。 〔図面の簡単な説明〕 図１は、非経口液体投与セットに接続され且つ倒立された、非経口液体容器を 示す非経口液体供給システムの正面図であり、投与セットは本発明のエア・イン ・ライン検知装置を含む点滴ポンプシステムに接続されている。 図２は、図１に示したエア・イン・ライン検知装置の拡大斜視図であり、本発 明によるエア・イン・ライン装置における第一のハウジングと第二のハウジング との間の受容位置にある液体投与導管を示している。 図３は、図２に示したエア・イン・ライン検知装置における第一のハウジング の拡大平面図である。 図４は、図３の４−４線に沿った、エア・イン・ライン検知装置の第一のハウ ジングの側断面図である。 図５は、第二のハウジング及びそのシャフトの斜視図であり、該シャフトは螺 旋歯車セグメントを収容するためのスナップ嵌合構造を有する。 図６は、図５の第二のハウジングのシャフトと共に使用可能であり、また該シ ャフトのスナップ嵌合構造と共に使用可能な螺旋歯車セグメントの斜視図である 。 図７は、図６の螺旋歯車セグメントの平面図であり、図５のスナップ嵌合構造 に用いられる舌部をより明瞭に示している。 図８は、図６の螺旋歯車セグメントと共に組み立てられた、図５のハウジング 及びシャフトの図である。 図９は、図２に示したエア・イン・ライン検知装置における第二のハウジング の拡大底面図である。 図１０は、図９に示したエア・イン・ライン検知装置における第二のハウジン グの側面図である。 図１１は、図２のエア・イン・ライン検知装置における第一のハウジングおよ び第二のハウジングの側面図であり、その間に液体導管を固定した機能的閉鎖位 置にある該ハウジングを示している。 図１２は、第二のハウジングの位置を制御するために、第二のハウジングと共 に使用され得る機構の切り欠き図である。 〔好ましい実施例の詳細な説明〕 以下の説明において、同じ参照番号は、異なった図における同様のまたは対応 する部材を示すために用いられる。図面、特に図１を参照すると、倒立された非 経口溶液の容器１４と液体流通している投与セット１２を含んだ、非経口溶液の 静脈点滴システム１０が示されている。この点滴システムには、本発明の原理に 従うエア・イン・ライン検知装置１５が含まれている。 図１に示すように、倒立された非経口溶液容器１４は、スタンドの支持ロッド ２０に連結されたフック機構１８を底部に含む瓶形状の容器１４を有している。 この瓶容器は、直径の小さい首部２２を有しており、その中にはストッパ２４が 配設されている。 投与セット１２は、可撓性で且つ圧縮性のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の長いチ ューブ２６のような液体導管を具備しており、その頂部末端は孔の開いた貫通体 ２８に接続されている。この孔あき貫通体２８は内部を貫通する液体内腔を有し ており、その頂部末端は尖った点に収斂している。図１に示すように、穴あき貫 通体２８は非経腸溶液容器１４のストッパ２４を通して挿入され、その頂部末端 は容器１４内に含まれる非経腸溶液３０と液体が流通する関係で配置される。 投与セットチューブ２６の自由末端は注入套管３２に連結され、該套管は針ハ ブ３４において管２６の自由末端に結合されている。注入套管の先端は、患者に 非経口液体を投与するために、患者３６の血管の中に導入される。 容量注入ポンプ３８のような液流制御装置が、投与セットを通した非経口液体 の流速を調節するために利用される。このようなタイプの注入ポンプの一例は線 形蠕動ポンプ３８であり、例示の目的で示されている。線形タイプの蠕動ポンプ は典型的には、液体導管２６のための制御、表示（図示せず）およびモニターシ ステム２６を含む正面パネル４２を有するポンプハウジング４０を含んでいる。 図１の場合、投与セット１２には、複数の蠕動ポンプフィンガー４４によって用 いられる専用のポンプセグメント４３（点線で示す）が含まれている。この蠕動 ポンプは、駆動されると、ポンプセグメントの隣接したセグメントにおいて、ポ ンプフィンガーを波動的に順次連続して閉塞させる。チューブロック機構４６は 、ポンプフィンガー４４の垂直方向上方に並んで配置されている。 本発明のエア・イン・ライン検知装置１５は、ポンプフィンガー４４から下流 に配置され、ポンプハウジング４０の正面パネル４２に装着されている。投与セ ットチューブ２６のポンプセグメント４３は、チューブロック機構４６とエア・ イン・ライン検知装置１５との間で、蠕動機構４４と機能的に連携されている。 図１１に示すように、エア・イン・ライン検知装置はその動作位置にあり、そこ ではチューブ２６が検知装置内に適切に配列されている。エア・イン・ライン検 知変換器の近くには、チューブを変換器の間の正しい位置に案内するのを補助す るために、一般に半ドーム形状の部材４７が配置されている。 図２を参照して、本発明によるエア・イン・ライン検知装置１５をより詳細に 説明する。一般に、エア・イン・ライン検知装置１５は、夫々５０および５２で 示した第一および第二のハウジングを含んでいる。これらのハウジングは相互に 独立して形成されており、第二のハウジング５２は第一のハウジング５０に対し て独立に移動可能である。 特に図３および図４を参照すると、第一のハウジング５０は、頂部５８まで垂 直に延出した側壁５６をもった、一般に中空の開いたシリンダとして形成されて いる。この開いたシリンダの底部には、反対側に向けて外側に突出した一対の装 着用耳部６０が設けられている。第一のハウジング５０における頂部壁の上面は 、一般に滑らかで平坦な水平面６２から、これも一般に水平で平坦な頂面を有す る隆起面６４へと移行するように形成されている。その移行部分は、シリンダの 長軸に対して直交し且つ軸方向の中心線から少し外れて形成され、第一のアーチ 型部分６６を形成している。第一のアーチ型部分６６は、平滑な平坦面６２から 隆起面６４に至る９０度の段差移行部分の間に形成された、平滑な凹状の平縁と し て特徴付けられる。好ましい実施例において、第一のアーチ型部分６６は、９０ 度の丸みを付与した逆転した扇形として形成される。 特に図４を参照すると、第一の変換器６８が、第一のハウジング５０における 頂部５８の底面に固定されている。好ましい実施例において、この変換器６８は 、当該技術で周知のタイプの超音波変換器である。特に、該変換器は矩形で、第 一のハウジング５０の円筒状側壁５６の内側の形状に適合した大きさである。こ の変換器は、エポキシ樹脂７２により頂部の裏面に結合された圧電性結晶を含ん でいてもよい。エポキシ樹脂の厚さは、圧電性結晶からハウジングへと音波エネ ルギーが確実に伝達されるように、注意深く制御される。一対の電気的リード線 ７４および７６が、圧電結晶の反対端に結合されており、圧電結晶が受信した音 波信号を分析するために用いる電子装置に接続するために、シリンダの外に向け られている。この実施例において、第一のハウジング５０の変換器６８は超音波 信号を受信する。しかし、これとは逆の構成、即ち、第一のハウジングの変換器 ６８が発信した超音波信号を第二のハウジング５２が受信することも可能である 。 この好ましい実施例において、エア・イン・ライン検知装置の第一のハウジン グ５０は、ＡＢＳのようなポリマー材料で構成され、また単一の一体的な成形体 を与える射出成形などにより、一つの部材として形成される。加えて、第一のハ ウジング５０の周囲には、正面パネルに装着されたときにシール（図示せず）を 収容する凹部７３が形成される。このシールは、液体がポンプの内側に通過する のを防止する。 図２に戻ると、第二のハウジング５２は一般に、前端部８２、後端部８４およ び正面端部８５を有する上方部分８０と、該上方部分の後端部８４から下方に突 出している中空シャフト８６を備えた外形を有している。第二のハウジング５２ の正面側前方端部８２には更に、外側に突出したフック部分８７が含まれている 。上方部分８０は一般に中空であり、以下で述べる電気部品を収納するための相 補的に形成されたキャップ８８が含まれている。シャフト８６は、概略的には、 長い中空の円筒であり、直径を小さくした段部９０を有し、且つそこからシャフ トの下端部９２まで下方に延出されている縮径円筒部分９１を有する。 一つの実施例において、シャフト８６は、第二のハウジング５２を回転させて 該ハウジング５２を第一のハウジング５０上の動作位置の中へ移動させ、またこ の動作位置から外へ移動させるために、その中に装着された螺旋歯車セグメント １５２を有している。図５〜図８を参照すると、シャフト８６にはアーチ型に離 間した一対のスロット１５０が含まれている。これらのスロット１５０は、回転 力を受け取る螺旋歯車セグメント１５２を固定するための表面を、シャフトに設 けるために用いられる。シャフトの長さ方向に沿ってこれらのスロットを形成し た結果、スロット間にあるスナップ嵌合部材１５４はシャフトの一部として残り 、且つ可撓性である。スナップ嵌合部材１５４には、螺旋歯車セグメントの剛性 の舌部１５８を収容する孔１５６が含まれている。シャフトの先端９２からシャ フト上を摺動されたときに、螺旋歯車１５２の舌部１５８は、該舌部が孔１５６ に達するまで屈曲可能なスナップ嵌合部材１５４を内側に曲げる。次いで、舌部 １５８は孔の中に入り込み、スナップ嵌合部材１５４はその可撓性で正常な位置 に復帰することにより、螺旋歯車の舌部はこの孔の中にロックされ、また螺旋歯 車セグメント１５２はシャフト８６にロックされる。この構造によって、シャフ ト８６に対して螺旋歯車セグメント１５２を迅速に結合し、また取り外すことが 可能になる。取り外すためには、舌部が孔の縁から外れるまで使用者が手でスナ ップ嵌合部材１５４を内側に曲げ、次いで螺旋歯車セグメントを摺動させてシャ フトから取り外す。 シャフト８６におけるスロット１５０は、シャフト８６に角張った楔１６２を 形成するような形状とする。これらの角張った楔１６２は、図８に示すように、 シャフト８６と螺旋歯車とが一緒に組み立てられるときに、螺旋歯車セグメント １５２の相補的な角張った楔１６４に合致する。楔１６２および両者を結合する シャフト部分は、螺旋歯車セグメント１５２によって伝達される力を受け取るシ ャフトのロードベアリング部分(load-bearing portions)である。孔および舌部 はロードベアリング部分の反対側に位置しているから、孔の中への舌部のスナッ プ嵌合は、螺旋歯車セグメント１５２を介しての回転力の伝達の結果として、そ れ自身で外れることはない。舌部１５８を孔１５６から外すには、可撓性部分１ ５４を手で内側に曲げることが必要とされるであろう。 シャフトのロードベアリング部分の形は「Ｃ」のように見え、またこの実施例 では１８０度よりも大きな角度で広がっている。図７に示すように、楔は１００ 度の包含された角度(included angle)を有しており、またシャフトを受容するた めに歯車１５２の開口部の半径に対して角度が付されている。角張った楔１６２ および１６４と、ロードベアリング角度のＣ形状および範囲の組合せは、螺旋歯 車セグメントとシャフトとのスナップ嵌合が全ての設計負荷に亘ってそのまま完 全に残るように、回転力をスナップ嵌合構造から切り離なす。 図５にはまた、第二のハウジングの中の変換器の電気的ワイヤ（図示せず）を 収容するための、シャフト８６の材料に形成されたチャンネル１６６が示されて いる。スナップ嵌合部材１５４は、ロードベアリング部材１６６の内面に接触す るために充分に内側に曲げられるから、このチャンネルはシャフトの末端９２に 形成される。こうして、組立およびあり得る分解に際して、電気的ワイヤは部材 １５４との可能な接触から除かれる。 キャップ８８は、その底部周縁を第二のハウジング５２の上方部分８０に合致 させるために、相補的な形状を有している。図示のように、このキャップの頂面 は僅かにドーム状になっている。 図９および図１０を参照すると、第二のハウジング５２がより詳細に記載され ている。説明の都合上、第二のハウジングのキャップ８８は取り外されており、 図示されていない。第二のハウジングの上方部分８０は一般に、その周囲に立設 された浅い側壁９６を有する矩形の形状とみなされる。シャフト８６は、該シャ フトの円筒状中空部が上方部分からアクセス可能なように、上方部分８０から下 方に延出した後端部８４に形成されている。 図１０および図１１を参照すると、第二ハウジング５２における上方部分８０ の底面９８は、一般に滑らかで平坦な水平セクションを有しており、該セクショ ンは上方部分の前方端部８２における上昇した滑らかで平坦な表面セクションま たは棚１００へと移行している。この移行部は、上方部分の長手方向に直交して 形成されており、第二のアーチ型部分１０２を形成している。この第二のアーチ 型部分１０２は、一般には、底部の平坦面９８から平坦な棚１００までの９０度 の段差移行部の間に形成された、滑らかな凹状平縁として特徴付けられる。好ま しい実施例において、この第二のアーチ型部分は、９０度の丸みを帯びた扇形と して直立して形成されている。第二のアーチ型部分１０２は、アーチ状のテーパ したフレア１０４を有するように形成され、該フレア１０２は突出したフック８ ７の下において、第二のハウジング５２の上方部分８０の正面端部８５に対して 後方および上方に向けて二次元的にテーパおよびカーブしている。 好ましい実施例において、エア・イン・ライン検知装置の第二のハウジング５ ２はＡＢＳのようなポリマー材料で構成され、また単一の一体的な成形体を与え る射出成形などにより、一つの部材として形成される。 図９および図１０を参照すると、第二の変換器１０６は、第二のハウジング５ ２の上方部分８０の中に配置されており、第二のハウジングの前方端部８２にお ける平坦な棚１００の頂部に位置付けられている。好ましい実施例において、第 二の変換器１０６は、当該技術において周知のタイプの超音波変換器である。特 に、第二の変換器は平坦な薄い矩形のプレート形状であり、その長手方向が、第 二のハウジングの第二のアーチ型部分１０２上に隣接し、且つこれと平行に整列 して位置付けられる。 第二の変換器１０６は、エポキシ１０２によって平坦な棚１００上の表面に結 合された圧電結晶１０６を含んでいてもよい。エポキシおよびこれに結合された ポリマーは、圧電結晶１０６の底面からの音波エネルギーをハウジングの外表面 に集中させるための音波レンズとして機能する。一対のリード線１０８および１ １０が、圧電結晶１０７の上面および下面にそれぞれ結合されており、それらの 自由末端はシャフト８６の中空部を通して、圧電結晶を励起させて音波エネルギ ーを送信するための電子機器に接続されている。 エア・イン・ライン検知装置１５は、液体注入ポンプシステム共に使用するこ とができ、例示の目的で、蠕動タイプのポンプシステム３８に装着して示されて いる（図１）。エア・イン・ライン検知装置の第一および第二のハウジング５０ および５２は、ポンプハウジング４０の正面パネル４２に装着される。その非ア ーチ型のチューブ受容位置において、エア・イン・ライン検知装置１５における 第二のハウジング５２の上方部分８０は、垂直の上方に向いた予め配置された位 置に向けられる。エア・イン・ライン検知装置がその閉じた動作位置にあるとき 、第二のハウジング５２は、図１１に示すように、その垂直の上方位置から時計 方 向に略１／４回転だけ回転されて、第一のハウジング５０の第一のアーチ型位置 ６６と第二のハウジング５２の第二のアーチ型位置１０２の間に、投与セットチ ューブ１２を捕捉および圧縮する。 特に図１１を参照すると、正面パネル４２は、裏面側から円筒状の第一のハウ ジング５０を摺動可能に収容するための第一の貫通内腔１１０と、バネ１１１の 圧縮力により付勢されて正面パネルの裏面に当接された、装着用のタブまたは耳 部６０とを有するように形成されている。バネ１１１の圧縮力によって、第一の ハウジング５０は第二のハウジング５２の方に付勢される。しかし、図１１に示 すように、チューブ１２の存在によって、典型的には第一のハウジング５０が正 面パネルの中に幾分押し込まれることになる。チューブがその場所に存在しなけ れば、圧縮バネ１１１の力によって、第一のハウジング５０は正面パネルに対し て「底突きする(bottom out)」であろう。即ち、装着用タブ６０が正面パネルの 背面に接触して、バネ１１１により第一のハウジングが正面パネルを通り抜ける のを防止するであろう。 こうして、第一のアーチ型断面６６と第二のアーチ型断面１０２の間に位置付 けられたチューブ１２は僅かに圧縮され、これにより両変換器が圧縮されたチュ ーブ１２で確実に覆われるので、外部の空気を検知することにより過誤または不 正確な判断を生じることはない。更に、チューブは僅かな圧縮の下で長時間に亘 って変形する傾向にあることが分かっている。第一のハウジングを第二のハウジ ングに対してバネで付勢することにより、夫々のアーチ型断面６６および１０２ 、並びに夫々の平坦表面６２および１００は、チューブとの密接な接触が確実に 維持される。 第二のハウジング５２のシャフト８６を摺動可能に収容ための、第二の貫通内 腔１１２が形成されている。該シャフト８６は、シャフトの底面端部９２がポン プハウジングの中に延出するように、正面パネルの前面から摺動可能に第二の内 腔内に収容される。このシャフト８６は、当該技術において周知の手段、例えば バネクリップ等によって回転可能に装着される。 図１２を参照すると、第二のハウジング５２を動作位置へと回転させ、またこ れを動作位置の外に回転させるための回転機構１７０が図示されている。手動で 回転させるために、ラッチレバー１７２が設けられている。該ラッチレバーの先 端は、環状ギア１７４を介して、駆動シャフト１７８の端部に強固に装着された 他の歯車１７６に連結されている。ラッチレバーを動かすことにより、駆動シャ フト１７８が回転される。駆動シャフト１７８の反対端には、第二の歯車１８０ がある。螺旋歯車セグメント１５２はこの第二の歯車と連携されており、第二の 歯車１８０の回転運動を第二のハウジング５２のシャフト８６に伝える。こうし てラッチレバー１７２の移動は第二の歯車１８０を回転させ、これにより第二の ハウジング５２の回転が生じる。 また、駆動シャフト１７８はクランプシステム１８２に連結して示されており 、該クランプシステムはポンプセグメント（図示せず）を正面パネル１８４に確 実に把持するために用いられる。従って、ラッチレバー１７２の回転は、ポンプ セグメントをクランプに固定すると共に、ライン内の空気を検知するために第二 のハウジング５２をポンプセグメント上の動作位置へと動かす。 或いは、使用者が単純に手動で回転させることにより、エア・イン・ライン検 知装置１５の第二のハウジング５２を第一のハウジング５０に対して回転駆動さ せ、これによって当業者に周知の解除可能なロック手段を組み込み、第二のハウ ジングを第一のハウジングに対してロックしてもよいことが理解されるであろう 。 図２および図１１を参照すると、ポンプハウジングの正面パネル４２の前面に 案内手段４７が装着されており、この案内手段４２は、第二のハウジング５３が その動作位置にあるときに、第二のハウジングの前方端部８２が案内手段４７に 近接して位置するように位置付けられている。図２に破線で示すように、案内部 材４７は一般に、内側に押し下げられた４半球状表面１１４を有する固い半ドー ム状に形成されており、該半ドームの上部外周縁部１１６は内側にカーブしてい る。 図１、図２および図１１を参照すると、エア・イン・ライン検知装置１５への 投与セットチューブ１２の設置、並びにその操作が詳細に記載されている。注入 ポンプ機構にチューブを設置するために、エア・イン・ライン検知装置の第二の ハウジング５２は、図１に破線で示した、垂直（直立）方向の開いたチューブ受 容位置にある。この位置にあるとき、投与セットチューブ２６のポンプセグメン ト４３は、ポンプ機構のポンプフィンガー４４上の位置に置かれ、チューブセグ メントはチューブロック機構４６の孔のなかに配置される。図２を参照すると、 可撓性の投与セットチューブ２６は一般に、第一のハウジングの第一のアーチ型 位置６６に隣接した該ハウジングの平坦な表面６２上に置かれる。 チューブ２６は、出荷のために典型的にはコイル状に包装されるから、長手方 向に直線状ではないかもしれない。従って、チューブのコイルを解いたときにチ ューブは曲がっているかも知れず、これにより、エア・イン・ライン検知装置１ ５に設置したとき、チューブのセグメントは第一のハウジングの上面または第一 のアーチ型部分６６から外れるかも知れない。 チューブ１２をエア・イン・ライン検知装置１５に動作可能に固定するために 、第二のハウジング５２は、垂直に直立した位置から一般には水平の位置まで、 時計方向に略１／４回転される。もし、チューブが案内部材４７の方向に曲がっ ていれば、この案内部材はチューブに対向してこれを保持し、第二のハウジング ５２が当該位置へ回転されるときに、該チューブが第一のハウジング５０から更 に遠くに移動するのを制限する。案内部材４７はまた、第一のハウジング５０と 第二のハウジングとの間でチューブが整列するのを補助する。もし、チューブが 正面パネル４２から外側に曲がっていれば、第二のハウジングが回転されるとき に、第二のハウジングの突出したフック８７がチューブをフックして下方に押し 戻し、第一のハウジングと第二のハウジングとの間に整列させる。更に、チュー ブが第二のハウジングに向かう方向に曲がっていれば、以下で詳細に説明するよ うに、かかる第二のハウジングがチューブに対向して該チューブをその位置に保 持し、回転したときの第二のハウジングによってチューブが第一および第二のハ ウジング５０、５２の間に捕捉される。 第二のハウジング５２が回転されるとき、テーパしたアーチ型フレア１０４の 傾斜した表面１０５は、チューブ１２を摺動可能に固定して、該チューブを第一 のハウジング５０の上面６２に対して下方に押し遣る。加えて、第二のハウジン グが回転されるとき、アーチ型にテーパしたフレア１０４の下方に延出した表面 １０７は、チューブの側壁を摺動可能に束縛して、係るチューブを第一のハウジ ングの第一のアーチ型部分６６に向けて水平に押し遣る。第二のハウジング５２ が更に回転されるときに、第二のハウジングが水平の閉じた位置に回転し、これ によって第一および第二のアーチ型部分が相互に平行に配列されるので、チュー ブ１２は第一および第二のアーチ型部分６６，１０２の間に平行に配列されて、 自動的なチューブ装填特性が与えられる。 第二のハウジング５２が回転されるときに、アーチ型のテーパしたフレア１０ ４は導管の外表面に沿って摺動し、破片および液体を一掃して清浄化すると共に 、これらをその表面に集める。清掃されたチューブの表面によって、チューブ１ ２およびその中に含まれる液体を通しての更に正確な音波信号の伝達が可能にな る。 第二のハウジング５２が完全にその動作位置または閉じた水平の位置まで回転 されて、これらハウジングの間にチューブが捕捉されたら、ハウジングの夫々の アーチ型部分とチューブとの間に密接な正の接触が保証されるように、アーチ型 部分６６および１０２はチューブの歪みを最小限にしつつ、チューブ１２の壁を 僅かに内側に圧縮する。もし空気がチューブとアーチ型部分の間にトラップされ ると、変換器がこのような空気を有効に検知し、且つチューブの外の空気をチュ ーブの内部に保持されている空気から区別できないことにより、不正確または過 誤の判断を招くことになるので、このような密接な接触が与えられることが重要 である。このような接触は、超音波信号の強度を改善し、従って変換器の信号／ ノイズ比を改善する。加えて、チューブがハウジング５０および５２の間に捕捉 されてしまうと、アーチ型部分６６および１０２の平行な整列、選択された離間 した形状、並びにバネ負荷によって、長期間に亘ってこのような密接な接触が与 えられる。 一方のハウジングのバネ負荷によって、チューブが軸方向に引っ張られる場合 のチューブ寸法の減少が補償される。著しい引っ張り力がチューブの下流側に適 用され、伸張された結果として、その壁が薄くなり且つその直径が小さくなった とき、バネ１１１は自動的に、第一のハウジングと直径が小さくなったチューブ との良好な接触を継続させるであろう。 本発明に従って構成されたエア・イン・ライン検知装置は、他のタイプの液体 投与セットおよび他のタイプの液体点滴装置に組み込んでもよいことが理解され るべきである。例えば、当該装置は、シリンジポンプが導管を通して液体を移動 させるための力を与える事例において用いてもよい。 本発明の特定の形態を例示して説明してきたが、本発明の精神および範囲を逸 脱することなく種々の改変をなし得ることは、以上述べたことから明らかであろ る。従って、本発明は、添付の請求範囲によって制限される場合を除いて制限さ れることはない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 モーリス マシュー ジー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92117 サンディエゴ エディソン スト リート 4797 (72)発明者 ウォーナー エリック エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92803 ヴィスタ ハーバー ドライヴ 1562

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．導管の中に含まれる液体中のガスを検出するための装置であって： 前記導管を横切って信号を送信するための第一の変換器を有する第一のハウ ジングと； 前記信号を受信するための第二の変換器を有する第二のハウジングと； 前記第一および第二の変換器の間に前記導管を同時に捕捉および整列させる ための手段とを具備し、 前記第一の変換器が前記導管を横切って前記信号を送信し、前記第二の変換 器が該信号を受信して電気信号に変換し、該信号を処理して、前記液体を含む導 管がガスを有しているか否かを確認する装置。 ２．請求項１に記載の装置であって：前記導管を捕捉および整列させるための手 段が、 前記導管の第一のアーチ型断面と接触する第一のアーチ型断面を更に含む、 前記第一のハウジングと； 前記導管の第二のアーチ型断面と接触する第二のアーチ型断面を更に含む、 前記第二のハウジングとを具備する装置。 ３．請求項１に記載の装置であって、前記第一のハウジングおよび前記第二のハ ウジングが或る距離だけ離間されており、また一方のハウジングが他方のハウジ ングに対して独立して回転可能である装置。 ４．請求項３に記載の装置であって、前記回転可能なハウジングにはシャフトが 含まれ、該シャフトはその端部に装着された歯車を有し且つ前記回転可能なハウ ジングの回転を生じさせるための回転力に応答する装置。 ５．請求項４に記載の装置であって： 前記シャフトには、歯車を収容し且つ該歯車を固定して、前記シャフト上の 所定の位置に前記歯車を保持するためのスナップ嵌合部材が含まれ；また 該スナップ嵌合構造は、前記シャフトのロードベアリング部分とは反対側に 位置している装置。 ６．請求項１に記載の装置であって、前記導管が前記第一および第二のハウジン グの間に捕捉および整列されたときに前記導管を圧縮するように、前記ハウジン グの一方には他方のハウジングに向けてバネ力が負荷されている装置。 ７．請求項１に記載の装置であって、前記第一および第二の変換器の間で伝達さ れる前記信号が、前記導管を通過する超音波信号である装置。 ８．導管の中のガスを検出するための装置であって： 液体を運ぶ導管と； 前記導管の第一のアーチ型断面と接触する第一のアーチ型断面を有する第一 のハウジングと； 前記導管の第二のアーチ型断面と接触する第二のアーチ型断面を有する第二 のハウジングと； 前記導管を横切って信号を送信するために、前記第一のハウジングに結合さ れた第一の変換器と； 前記信号を受信するために、前記第二のハウジングに結合された第二の変換 器とを具備し； 前記信号は前記導管を横切って進み、前記第二の変換器によって受信され、 該第二の変換器は受信した信号を電気信号に変換し、この電気信号が処理されて 、前記液体を運ぶ導管がガスを含んでいるか否かが確認される装置。 ９．請求項８に記載の装置であって、前記第一のハウジングおよび前記第二のハ ウジングは或る距離だけ離間しており、前記ハウジングの一方は、前記ハウジン グの他方に対して独立に回転可能である装置。 10．請求項８に記載の装置であって、前記導管が、前記第一のハウジングと前記 第二のハウジングとの間で圧縮される装置。 11．請求項８に記載の装置であって、前記第一のアーチ型断面は前記第二のアー チ型断面に対して実質的に平行に配列され、また前記導管は両者の間で圧縮され る装置。 12．請求項８に記載の装置であって、前記第二のアーチ型断面は更に、前記導管 を摺動可能に固定するアーチ型のテーパしたフレアを具備する装置。 13．請求項８に記載の装置であって、前記第一のハウジングの第一のアーチ型断 面は、略９０度の円弧を有する装置。 14．請求項１３に記載の装置であって、前記第二のハウジングの第二のアーチ型 断面は、略９０度の円弧を有する装置。 15．請求項１４に記載の装置であって、前記第一のハウジングは前記第二のハウ ジングに向けてバネで付勢されており、前記第二のハウジングは、前記導管を固 定するために前記第一のハウジングに対して回転可能である装置。 16．請求項１５に記載の装置であって： 前記回転可能なハウジングにはシャフトが含まれ、該シャフトはその末端に 装着された歯車を有し、且つ前記回転可能なハウジングを回転させるための回転 力に応答し； 前記シャフトには、前記歯車を収容して固定し、該歯車をシャフトの所定の 位置に保持するためのスナップ嵌合部材が含まれ；また 該スナップ嵌合構造は、前記シャフトのロードベアリング部分の反対側に位 置する装置。 17．液体導管の中のガスを検出するための装置であって： 液体を運ぶ導管と； ベースに固定して装着され、また前記導管の第一のアーチ型断面との接触に 適合させるための第一のアーチ型断面を有する第一のハウジングと； 前記ベースに旋回可能に装着され、前記第一のハウジングに対して回転可能 であり、第二のアーチ型断面を有し、該第二のアーチ型断面が前記導管の第二の アーチ型断面と適合して接触するように回転可能である第二のハウジングと； 前記導管を横切って信号を送信するために、前記ハウジングの一方に装着さ れた第一の変換器と； 前記送信された信号を受信するために、前記ハウジングの他方に結合された 第二の変換器とを具備し； 前記信号は前記導管を横切って進み、前記第二の変換器によって受信され、 該第二の変換器は受信した信号を電気信号に変換し、この電気信号が処理されて 、前記液体を運ぶ導管がガスを含んでいるか否かが確認される装置。 18．請求項１７に記載の装置であって、前記第二のハウジングが回転されるとき に、前記第一のハウジングおよび前記第二のハウジングが所定距離だけ離間さ れる装置。 19．請求項１８に記載の装置であって、前記第一のハウジングは前記第二のハウ ジングに向けてバネで付勢されて前記所定の離間距離が設定され、前記第二のハ ウジングが前記導管との接触位置へ回転されると、前記導管は前記バネ付勢に抗 して、前記第一のハウジングを前記第二のハウジングから前記所定の距離よりも 大きな距離だけ遠ざけるように動かす装置。 20．請求項１７に記載の装置であって、前記第二のハウジングが回転されると、 前記導管が、前記第一のハウジングの第一のアーチ型断面と前記第二のハウジン グの第二のアーチ型断面との間で圧縮される装置。 21．請求項１７に記載の装置であって、前記第一の変換器からの前記信号は超音 波信号であり、該信号は前記導管を通過し、また前記導管内の液体またはガスを 通過する装置。 22．請求項１７に記載の装置であって、前記第二のハウジングが回転されると、 前記第一のアーチ型断面が前記第二のアーチ型断面に対して実質的に平行に配列 される装置。 23．請求項２２に記載の装置であって、前記第二のアーチ型断面は更に、前記第 二のハウジングが回転するときに前記導管を摺動可能に固定して、前記導管を前 記実質的に平行な第一および第二のアーチ型断面の間に整列させるためのアーチ 型のテーパしたフレアを具備する装置。 24．請求項１７に記載の装置であって、前記第一のハウジングの前記第一のアー チ型断面が略９０度の凹状円弧を具備する装置。 25．請求項１７に記載の装置であって、前記第二のハウジングの前記第二のアー チ型断面が略９０度の凹状円弧を具備する装置。 26．歯車をシャフトの端部に装着するための装置であって： シャフトの端部の第一および第二のスロットと、これらスロットの間にあっ て第一のスナップ嵌合部材を形成しているシャフトの第一の部分と、前記スロッ トの間にあってロードベアリング部材を形成しているシャフトの第二の部分とを 具備し； 前記歯車には、前記歯車がシャフトに装着されるときに、前記スナップ嵌合 部材を固定しかつ前記歯車を所定の位置に閉じ込めるように構成された第二のス ナップ嵌合部材が含まれる装置。 27．請求項２６に記載の装置であって、前記ロードベアリング部分は１８０度を 越えるアーチ寸法を有し、また前記シャフトの半径に対して平行でない、スロッ トに隣接したその縁部に表面を含む装置。 28．請求項２７に記載の装置であって、前記ロードベアリング部分の角度を付け た表面は、１００度の包含された角度を具備している装置。 29．請求項２７に記載の装置であって、前記歯車にはシャフトを収容する開口部 が含まれ、該開口部は、前記シャフトのロードベアリング部分の縁部表面に対し て相補的なロードベアリング表面を含んでおり、且つ該ロードベアリング表面は 、前記歯車が前記シャフトに装着されるときに前記表面に係合する装置。 30．請求項２６に記載の装置であって、前記第一のスナップ嵌合部材には孔が含 まれ、また前記第二のスナップ嵌合部材には、前記歯車が前記シャフトに装着さ れるときに前記孔の内部に嵌合するように構成された舌部が含まれる装置。