JPS62236558A - 輸液ポンプ - Google Patents

輸液ポンプ

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JPS62236558A
JPS62236558A JP61078288A JP7828886A JPS62236558A JP S62236558 A JPS62236558 A JP S62236558A JP 61078288 A JP61078288 A JP 61078288A JP 7828886 A JP7828886 A JP 7828886A JP S62236558 A JPS62236558 A JP S62236558A
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infusion pump
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    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■９発明の背景 Ａ、技術分野 本発明は輸液ポンプ、とくに、たとえば生体に高カロリ
ー液などの液剤を投与する携帯用輸液ポンプに関するも
のである。
Ｂ、先行技術とその問題点 たとえば患者の身体に装着回部であって液剤を輸液する
携イ１？用の輸液ポンプは、小型で軽量であることが要
求される。したがって、ポンプのモータを制御するため
の制御回路も可能なかぎり簡略なものが有利である。
直流モータは、小型の装置に適するばかりでなく、回転
速度の制御が容易であることから、とくに、輸液の流速
を制御しなければならない携帯用輸液ポンプに有利であ
る。直流モータの回転速度を制御する従来の輸液流速制
御装置は一般に、その制御に可変抵抗器を使用していた
。しかし可変抵抗器は、その調整精度が比較的粗く、：
Ａ整用摺動子の位置とモータの回転速度との間に明確な
一対一の対応が確立せず、再現性に劣っていた。したが
って、輸液ポンプによる輸液の流量すなわち流速と可変
抵抗器の摺動子の位置との間の対応性も確定せず、再現
性が悪かった。
このため従来の輸液流速制御装置では、流量を調整する
ツマミの目盛は、単なる目安にすぎず、適切な流量設定
値を示す数字を表示することは、困難であった。
また、可変抵抗器の場合、調整用摺動子の位置とモータ
の回転速度との関係が直線的でないため、流量を調整す
るツマミの目盛を流量で表示しようとすると目盛が等間
隔にならず、調整しにくいという欠点があった。
周知のように、生体に使用する小型の輸液ポンプは、感
染の危険性を防ぐため、液管が外部に開放されていない
ローラポンプやフィンガポンプが多く使用される。小型
であることは、実際の流速をδＩ一定する装置をこのよ
うな輸液ポンプに設けることを困難にしている。
これらの状況から明らかなように、こうした小型の輸液
ポンプを使用した場合、輸液管に実際に流れている液剤
の流速を、測定することはおろか、その設定値を知るこ
とも非常に困難であった。
Ｉｌ、発明の目的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、輸液の流
速設定値が適切に表示される輸液流速制御装置を提供す
ることを目的とする。
本発明によれば、モータを有し流体を輸送するポンプ手
段と、該モータを制御信号に応動して駆動する駆動手段
と、制御信号を発生する輸液流速制御手段とを有する輸
液ポンプにおいて、制御手段は、モータの回転速度の値
を設定する手操作手段を有しその設定値に対応したディ
ジタル信号を発生する設定手段と、設定手段から出力さ
れたディジタル信号に応じて制御信号を駆動手段へ出力
する制御信号出力手段とを含む。
本発明の一つの態様によれば、モータの回転速度に対応
した流体輸送流量を示す表示が手操作手段に設けられて
いてもよい。
本発明の他の態様によれば、設定手段は、ディジタル信
号を発生するＩＩＩＰコードスイッチを含んでもよい。
本発明のさらに他の７５様によれば、ポンプ手段はロー
ラポンプであり、モータはローラポンプに接続されてい
る。
ＩＩｌ、発明の詳細な説明および作用 法に添付図面を参照して本発明による輸液ポンプの実施
例を詳細に説明する。
第１図を参照すると、本実施例は、たとえば患者の身体
に装着可能であってその生体に高カロリー液などの液剤
を投与する携帯用の輸液ポンプに適用したものである。
輸液源から生体に液剤を輸送する可撓性管ｌＯの途中に
、本実施例ではローラポンプ１２が配設されている。そ
のロータ１４が矢印Ａの方向に回転すると、管１０を押
圧する位置が進行し、これによって液剤が矢印Ｂの方向
に搬送され、緩慢な速度で生体に注入される。なおこの
ようなローラポンプ１２の代りに、フィンガポンプを使
用してもよい。
ロータ１４の回転軸１Ｂは、点線で概念的に示すように
本実施例では直流モータ１日の出力軸２０に機械的に結
合され、モータ１８がモータ制御回路３０によって駆動
制御されることにより、矢印Ｃの方向に回転する。その
輸液速度すなわち流速、したがってモータ１８の回転速
度は、モータ制御回路３０によって所望の値に設定する
ことができる。
直流モータ１８は、モータ制御回路３０のモータ駆動回
路３２によって電力の供給を受け、駆動される。モータ
駆動回路３２は、モータ１８の回転速度を所望の値に定
常的に維持する電子ガバナ式モータ駆動回路である。そ
の回転速度の基準となる基準電圧Ｖｒｅｆは、基準電圧
発生回路４０から駆動回路３２の制御人力３４に与えら
れる。
基準電圧発生回路４０は、本実施例ではＤＩＰコードス
イッチ４２および符号電圧変換回路４４からなる。ＤＩ
Ｐコードスイッチ４２は本実施例では、１０進の数値を
手操作にて設定するためのツマミを有する通常のロータ
リ型のものが有利に適用される。
本実施例では、１０進数の０から１９０履１／Ｈ（ミリ
リットル／時間）までの流量を設定することができる。
ＤＩＰコードスイッチ４２には、ポンプ１２で輸送され
る輸液の流量を示す可視表示、すなわち目盛がツマミに
対応して表示されている０本実施例の場合は、上述の流
速に対応して００−１９までの数字が目盛として表示さ
れている。この目盛は、ロータリ型のツマミの設定位置
で流量を指示する表示機能を達成している。
一般に管ｌＯを流れる輸液の流量は、管１０の断面積と
流速に依存するが、本実施例ではモータ制御回路３０が
ポンプ１２に１Ｕ用のものとして設計されているので、
ポンプ１２に使用される管１０の規格も一義的に定まり
、したがってＤＩＰコードスイッチ４２には、輸液の流
量を目盛として一義的に表示することができる。勿論、
断面積の異なる複数種類の管１０が使用される場合は、
管の種類に応じて異なる尺度の複数の目盛を設けてもよ
い、あるいは、単に流速を示す目盛を設けてもよい。
ＤＩＰコードスイッチ４２は、こうしてツマミによりｌ
Ｏ進数で設定されたｔｉＬ量の設定値を対応する２進化
１０進（ＢＯＯ）リアルコードに変換して並列出力４Ｂ
に出力する。これは符号電圧変換回路４４に入力され、
後者は、それに対応したアナログ電圧を基準電圧Ｖｒｅ
ｆとして出力３４に発生する。この基準電圧Ｖｒｅｆは
モータ駆動回路３２に入力され、これによってモータ駆
動回路３２は、　ＤＩＰコードスイッチ４２で設定され
た流量の目標値に応じた回転速度で直流モータ１Ｂを回
転させる。
ところでローラ型の送液ポンプ１２は、そのロータ１４
の回転速度に比例した流ｉｆを得ることができる特徴が
ある。また直流モータ１８は、その供給電圧３６に比例
した回転速度を得ることができる。
したがって、制御線３４の基準電圧Ｖｒｅｆと管１Ｇの
流量ｆはリニアに対応する。すなわち、 ｆ＝ａｌ　＠Ｖｒｅｆ＋ｂｌ　　　　　　　　　　　（
１）ただし、ａｌおよびｂｌは比例定数である。
一方、基準電圧発生回路４０の発生する基準電圧Ｖｒｅ
ｆは、ＤＩＰコードスイッチ４２の設定値ｎ（たとえば
１８までの正の数またはＯ）に比例しているので、比例
定数をａ２、ｂ２とすると、 Ｖｒｅｆｓ　ａ２ｏ　ｎ　＋ｂ２　　　　　　　　　　
　（２）したがって両式より、流量ｆはＤＩＰコードス
イッチ４２の設定値ｎに比例することがわかる。すなわ
ち。
ｆ＝ａ３ｅ　ｎ　＋ｂ３　　　　　　　　　　　　　（
３）ただし、ａ３およびｂ３は比例定数であり、本装置
の回路設計によって所望の値に設定される。このように
本装置では、ポンプ１２の流速ないしは流量とＤＩＰコ
ードスイッチ４２の設定値が一対一で明確に対応するこ
とがわかる。
第２図を参照すると、第１図に示す実施例の具体的な回
路構成例では、基準電圧発生回路４４は演算増幅器ＡＩ
を有し、その反転入力（−）には、ｔ）ＩＰコードスイ
ッチ４２としてのスイッチＳＷ１およびＳＷ２のＢＣＤ
コード出力４８が抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５を通して図示のよ
うに接続されている。また非反転入力（＋）には、ツェ
ナーダイオード■Ｃ１による実質的な定電圧ｖｂに対応
した電圧Ｖｓが電源Ｖ＋から抵抗Ｒ９，Ｒ１８および可
変抵抗ＶＲＩを介して供給される。なお同図において第
１図と同じ構成要素は同一の参照符号で示されている。
これらの河算増幅器Ａ１、抵抗ＲＬＯ〜Ｒ１８，および
可変抵抗ＶＲＩ、　ＶＨ２は符号電圧変換回路４４を構
成している。その非反転入力（＋）および反転入力（＝
）に供給される電圧は、それぞれ可変抵抗ＶＲＩおよび
Ｖ墾２によって手動調整可能である。可変抵抗ＶＲ２お
よび抵抗Ｒ１１３は、基準電圧Ｖｒｅｒのバイアス量、
すなわち式（３）の定数ｂ３を規定する回路である。ま
た可変抵抗ＶＲＩおよび抵抗Ｒ１７，ＲｌＢは、式（３
）の定数８３、すなわち後述の基準電圧Ｖｒｅｆの１設
定ステップ当りの変化量を規定する回路である。
モータ駆動回路３２は、モータ１８で発生する逆起電圧
ＶＷと基準電圧Ｖｒｅｆの差を検出するブリッジを有し
、これは、抵抗Ｒ３，Ｒ５，Ｒ８とモータ１８の等価イ
ンピーダンスＭによって構成されている。駆動回路３２
は演算増幅器Ａ２を有し、その非反転入力（＋）には、
ブリッジの出力電圧ＶＭを同相定格入力電圧内で入力す
るための分圧抵抗Ｒ６およびＲ７が図示のように接続さ
れている。
演算増幅器Ａ２はコンデンサＣ２とともに、上述の差の
電圧に応じたモータ１８の駆動のための誤差電圧を発生
する誤差増幅回路を形成している。その出力８０ｔ≠、
抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴＲＩのベースに接続さ
れ、トランジスタＴＲＩのコレクタが抵抗Ｒ８を通して
モータ駆動回路３２の出力端子３Ｂに接続されている。
こうしてトランジスタＴＲＩ　と抵抗Ｒ１およびＲ２と
で、モータ１８の駆動のための電力増幅器が構成されて
いる。
モータ１８が駆動されると、その逆起電力が発生し、逆
起電圧ＶＭが基準電圧Ｖｒｅｆと常に等しくなるように
制御される。したがってモータ１８は、負荷の変動に依
存せず、７！ｉ準電圧Ｖｒｅｆで設定された回転速度に
常時維持される。
ＤＩＰコードスイッチＳＷ１およびＳＷ２によって本実
施例では２桁の整数ｎ−００〜１９（ｎを設定ステップ
と称する。）が設定可ス艶である。　ＤＩＰスイッチＳ
ＷＩおよび５Ｉｉ１２は、設定された数値ｎによって抵
抗Ｒ１１−Ｒｌ５の一端を選択的に接地する。抵抗ＲＩ
ＯおよびＲ１１〜Ｒ１５は、ＤＩＰスイッチＳＷＩおよ
びＳＷ２の設定ステップに応じて演算増幅器Ａ１の利得
を次の比率で変化させる。すなわち、Ｒ１１＝Ｒ１０，
Ｒ１２＝Ｒ１０／２．　　Ｒ１３−ＲＩＯ／４゜Ｒ１４
＝Ｒ１０／８．　　Ｒ１５＝Ｒ１０／１０したがって、
基準電圧発生回路４０の出力３４の電圧Ｖｒｅｆは、次
の式で規定される。
Ｖｒｅｆ＝（ＲＩＧ／Ｒ）Ｖｓ＋Ｖｓ÷（ＲＩＯ／Ｒａ
）（Ｖｓ−Ｖｂ）　　　（４）ただし、 Ｒ＝Ｒ１０／ｎ　　（ｎ＝ｏ、　１．２．、、、．１９
）Ｒａ＝Ｒ１Ｂ＋ＶＲ２ Ｖｓ＝［Ｒ１７／（Ｒ１７＋Ｒ１８＋ＶＲＩ）］Ｖｂ本
実施例の携帯用輸液ポンプ１２では、演算増幅器Ａ１の
非反転入力（＋）での電圧Ｖｓが流速１０ｍ１／Ｈに相
邑する電圧になるよう、回路を調整すると、ＤＩＰスイ
ッチ４２のツマミを００〜１９の範囲で操作することに
より、流速を１０〜１９ｈｌ／Ｈの範囲で設定すること
ができる。
このように本実施例では、流量の設定を従来装置のよう
な可変抵抗によらず、ＤＩＰスイッチを使用して行なっ
ているので、設定した流量と実際の流量とが明確に対応
する。またその設定は、単位流量によって段階的であり
、再現性が良好である。したがって、携帯用輸液ポンプ
に適用した場合、従来のように流量を実測したり、ポン
プの回転速度から流量を換算したりする必要がなく、そ
の輸液量の管理が容易である。
さらに、回路構成も簡略であり、流量設定部がその表示
機能もかねているので、携帯用輸液ポンプのような小型
の装置に適用すると、スペースファクタおよび価格の面
でも有利である。
ＩＶ、発明の具体的効果 本発明による輸液ポンプではこのように、Ｕｉ　−Ｎの
設定をディジタルスイッチで行ない、その流量設定値が
表示されるので、設定した流量と実際のｖｔｆａとが明
確に対応し、しかもその再現性が良好である。したがっ
て、とくに携帯用輸液ポンプなどの小型の装置に有利に
適用される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による輸液ポンプを、患者の身体に装
着可能な携帯用の輸液ポンプに適用した実施例を示す機
能ブロック図、 ｉ２図は、第１図に示す実施例の具体的な回路構成例を
示す回路図である。 主要部分の符号の説明 １２、、、ローラポンプ １１３、、、直流モータ ３２、、、モータ駆動回路 ４２、　、　、　ＤＩＰコードスイッチ４４、、、符号
電圧変換回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、モータを有し流体を輸送するポンプ手段と、該モー
    タを制御信号に応動して駆動する駆動手段と、 該制御信号を発生する輸液流速制御手段とを有する輸液
    ポンプにおいて、前記制御手段は、前記モータの回転速
    度の値を設定する手操作手段を有し該値に対応したディ
    ジタル信号を発生する設定手段と、 該設定手段から出力されたディジタル信号に応じて前記
    制御信号を前記駆動手段へ出力する制御信号出力手段と
    を含むことを特徴とする輸液ポンプ。 ２、前記モータの回転速度に対応した流体輸送流量を示
    す表示が前記手操作手段に設けられていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の輸液ポンプ。 ３、前記設定手段は、前記ディジタル信号を発生するＤ
    ＩＰコードスイッチを含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第２項記載の輸液ポンプ。 ４、前記ポンプ手段はローラポンプであり、前記モータ
    は該ローラポンプに接続されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の輸液ポンプ。
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