JPS6236704B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には流体注入システム、さらに
詳しくはそのようなシステムのための改良された
流れ定量化装置に関する。

人体への流体の注入は、通常投与セツトと、該
セツトを通る流体の流量を制御する定量化装置と
によつて実行ささる。チユーブの一セクシヨンを
反復して圧縮し、膨張することによつて機能する
ぜん動タイプのポンプが定量化装置として使用す
るのに特に魅力的であることが証明された。なん
となれば、それらはシステムを通る流体の流れの
積極的制御を提供する一方、システムからの液も
れおよびシステムへの汚染の可能性を導入しない
からである。

注入用途へ特に良く適合しているぜん動ポンプ
の一つの形は、本出願人の特開昭52−107192号に
記載されている。基本的にはこのポンプ構造は均
等な圧縮力を与えるためのポンプロータ中の個々
にバネで付勢されたローラーと、ポンプが逆つて
作動すべき背圧を発生するためにポンプローター
の下流で投与セツトの内孔を制限するバネ付勢さ
れたプランジヤーとを含んでいる。これは該チユ
ーブセクシヨン中に溶解ガスが放出されることを
防止し、該チユーブがポンプによる圧縮の後で原
形に復帰するのを助け、そしてポンプ故障時に無
制限な重力流を防止する。

薬剤投与のような多くの用途において、流体の
予定した容積だけが予定した割合で注入されるよ
うにぜん動ポンプの作動を正確に制御する必要が
生じる。このようにオペレーターが注入量と速度
とをあらかじめセツトすることができ、そして誤
作動の場合作動を中断し、オペレーターに警告す
ることによつてあらかじめセツトしたパラメータ
を満足することを確実にするためポンプの運転を
連続的に監視するぜん動タイプの注入ポンプの制
御装置に対して需要が発生した。さらに該制御装
置はフエールセーフで、電力線の切断または過渡
現象によつて運転または精度が実質上影響を受け
ないことが望ましい。本発明の定量化装置は、使
用が簡単で便利な集積ユニツト中にこれらの特徴
を提供する。

従つて本発明の一般的な目的は、人体へ流体を
注入するための新規な改良されたシステムを提供
することである。

本発明のさらに特定された目的の一つは、人体
へ流体を注入するための投与セツトと組み合わせ
て使用すべき新規な改良された定量化装置を提供
することである。

本発明の他の目的は、流体の予定量を予定速度
で正確に投与することを可能とするぜん動型ポン
プおよび制御システムを提供することである。

本発明の他の目的は、改良された定量精度と、
誤作動に対する保護を提供する流体定量化装置を
提供することである。

本発明は、ハウジングと、ハウジングに取り付
けられ、固定軸のまわりで回転し、そして外周に
配置された複数の圧力ローラーを有するローター
と、そして該ハウジングにスライド可能に取り付
けられ、投与セツトのチユーブの一部分を挿入す
ることができる解放位置を持ち、そしてチユーブ
が該圧力ローラーと圧縮係合に位置決めされ、ロ
ーターの回転によつて流体がチユーブに沿つて流
される作動位置を有する圧力プレートを備えたプ
ラテンアセンブリを含んでいる。

スライド可能に取り付けられたプランジヤーを
含む流れ制限手段は、該ローターと該流れ制限手
段との間のチユーブ内の流体圧力を増加するよう
にローラーの下流でチユーブを閉塞する。該プラ
ンジヤーは、チユーブ部分から離れた解放位置
と、そしてチユーブ部分に係合する閉鎖位置とを
有し、そしてプランジヤーを解放位置に係止する
ための手段を含んでいる。該係止手段は、圧力プ
レートが閉鎖位置に移動する時自動的に解放され
る。プランジヤーの位置に応答する電気的スイツ
チ手段を設け、閉塞が発生したときに運転を終了
させることができる。

新規であると信じられる本発明の特徴は、特許
請求の範囲に詳しく記載されている。本発明およ
びそのそれ以上の目的および利益は、添付図面を
参照した以下の説明によつて最良に理解すること
ができる。図面において類似の参照番号は類似の
エレメントを同定する。

第１図は、本発明によつて構成した注入定量化
装置の斜視図である。

第２図は、該定量化装置のハウジングの主要部
分を示す分解斜視図である。

第２ａ図は、第１図の線２ａ―２ａに沿つた定
量化装置の断面図である。

第３図は、ローターと、下流閉塞ステーシヨン
とを見せるため一部を破断した、第１図の定量化
装置に用いられるぜん動ポンプの拡大正面図であ
る。

第３ａ図および第３ｂ図は、交互の位置にある
第３図に示したポンプの下流閉塞ステーシヨンの
図である。

第４図は、第３図の線４―４に沿うポンプの断
面図である。

第４ａ図および第４ｂ図は、交互位置にある第
４図に示した下流閉塞ステーシヨンの係止部材の
図である。

第５図は、定量化装置の流体定量化ステーシヨ
ンの主要部の拡大分解斜視図である。

第６図は、本発明の定量化装置へ組み込まれた
制御システムの単純化した機能ブロツクダイヤグ
ラムである。

第７図は、一部を図解的にした該制御システム
の機能的ブロツクダイヤグラムである。

第８図は、本発明の流体定量化装置に用いられ
る気泡検出器の単純化した図解的ダイヤグラムで
ある。

第９図は、本発明の流体定量化装置に用いられ
るパワーサプライの単純化した図解的ダイヤグラ
ムである。

図面、特に第１図を参照すると、投与セツトと
組み合わせて使用し、静脈または動脈への流体の
流れを制御するためのぜん動型流れ定量化装置１
０は、持ち運びに便利なハンドル１３を一端に有
する一般的に長四角のハウジング１２を含んでい
る。ハウジング１２の前面は制御パネル１４を含
み、これによりオペレーターが定量化装置の運転
を制御し、監視することを可能にする。またハウ
ジング１２の前面は、投与セツトのチユーブ１６
の一部を圧縮し、その中の液流の制御を実施する
ぜん動型流れ定量化ヘツド１５を含んでいる。定
量化ヘツド１５の上に、該チユーブの一部分をオ
ペレーターの便利な観察下に置き、それによつて
不規則流が一層容易に観察できる溝１７が設けら
れる。

チユーブセグメント１６がその一部となつてい
る投与セツトは慣用の構造でよく、好ましくはビ
ニール樹脂のようなプラスチツク材料で制作さ
れ、そして無菌および非パイロージエン条件に包
装されている。汚染の危険を避けるため、該投与
セツトは通常一回だけ使用され、使用後は捨てら
れる。

この定量化装置の作動モードは、プツシユボタ
ンストツプスイツチ２０は、プツシユボタンスタ
ートスイツチ２１、プツシユボタンパワーオン―
オフスイツチ２２によつて制御される。これらプ
ツシユボタンスイツチの各自は、装置の作動モー
ドを積極的に指示するための内部指示ランプを含
んでいる。

制御パネルの上にモード制御プツシユボタンの
左側に含まれる（第１図）指示灯２３ないし２７
によつて、種々の非正常作動状態が報告される。
これら指示灯の作動は、定量化装置内におけるそ
れぞれのシステムの作動に関連して説明する。

制御パネル１４はさらに、注入された容積のデ
イジタルデイスプレー３０と、注入すべき容積の
テイジタルデイスプレー３１と、そして流体の流
速のデイジタルデイスプレー３２とを含んでい
る。デイスプレー３０によつてデイスプレーされ
る容積は、実際に注入された流体の容積であり、
そしてオペレーターによつてプツシユボタン式リ
セツトスイツチ３３によつてゼロにリセツトする
ことができる。デイスプレー３１による注入すべ
き容積は、オペレーターによりプツシユボタンス
イツチ３４の組によつて注入すべき流体の所望容
積を指示するようにあらかじめセツトすることが
できる。同様に注入速度デイスプレー３２は、オ
ペレーターにより２番目の組のプツシユボタンス
イツチ３５によつて注入が行われる速度を指示す
るようにあらかじめセツトされる。

第２図および第２ａ図に図示するように、汚染
物のたまり場となり易い開口のない美観的に気持
のよい前面パネル表面とするため、前記パネル１
４は好ましくは読み３０，３１および３２を見る
ために必要な透明セクシヨンを有する一枚の継目
なしパネル３６から製作される。これらデイスプ
レーに付属するプツシユボタンスイツチ３３ない
し３５は、好ましくは感圧性スイツチであつて、
それぞれの回路を作動するためオペレーターから
の指圧によつて生じた前面パネルの非常に小さい
変形にも応答する。この感圧性スイツチは、パネ
ル３６の背後のプリント配線板３８の一方の側に
取り付けられ、該プリント配線板からの接続は、
ハウジング内の開口を通つてハウジング内のプリ
ント配線板２８へと延びている。追加の個々のシ
ステム配線板２９は、この配線２８に含まれるソ
ケツトへ接続される。この定量化装置の電子回路
の無線周波数障害（RFI）の遮蔽のため、板３８
とハウジングとの間に複数の金属網パネル３９を
設けてもよい。

第３図を参照すると、ぜん動定量化ヘツド１５
は、その周囲に等間隔で配置された４個の圧力ロ
ーラー４１を持つているローター４０を含んでい
る。該ローラーは、自由回転できるようシヤフト
４２上にそれぞれ取り付けられ、該シヤフトは架
台４３上に支承され、そしてそれぞれの放射状ス
ロツト４４によつて半径方向運動のみに制限され
ている。各架台４３は往復運動のために半径方向
に整列したくぼみ４５内に取り付けられ、そして
該くぼみ内に配置されたらせんバネ４６によつて
半径方向外側へばね負荷されている。

ポンプはまた、円弧状作業表面５１を有する圧
力プレート５０を含む。該作業表面は形が実質上
ポンプローターの外周に対応し、そしてチユーブ
セグメント１６を隣接するローラー間を延びるロ
ーター外周の少なくとも一部のまわりでローラー
４１と圧縮係合させるように位置する。該圧力プ
レートは、該圧力プレート上に設けられた垂直ス
ロツト５３内で作動するように制限された偏心カ
ム５２の回転により、チユーブセグメント１６の
着脱を容易にするため、ローター４０に対して往
復運動することができる。該カムの回転は、シヤ
フト５４とそして使用者が作動することのできる
カムへ作動的に接続されたレバー５５によつて達
成される。レバー５５が第３図のように底位置に
あるときは、圧力プレートはチユーブセグメント
１６がローラーによつて完全に閉塞されるように
ローラー外周へ十分接近するまで動かされる。ロ
ーラー４１各自はチユーブセグメントとの係合に
個々に付勢されているので、各ローラーによつて
加えられる圧力はチユーブセグメントと係合する
ローラーの数には関係しない。

ぜん動定量化ステーシヨンを通過した後、チユ
ーブセグメント１６は光源６０と光検出器６１と
の間を延びる。該光源および光検出器は、両者で
気泡検出器ステーシヨン６２を構成する。いまに
理解されるであろうが、チユーブセグメント内に
気泡が発生したとき運転を停止し、オペレーター
に警告するのがこのステーシヨンの役目である。

第３図ないし第５図を参照すると、チユーブは
次に流れ制限ステーシヨン６３を通過する。この
ステーシヨンは圧力ブロツク６６と、チユーブセ
グメント１６の側壁に向かつて付勢されたスライ
ド可能に取り付けられた流れ制限プランジヤー６
７とを含む。チユーブセグメントと係合するプラ
ンジヤー６７の端部は、くさび形作業面７０と、
そして一般に平坦な制御面７１とを有する一般に
Ｌ字形の頭部６８を含んでいる。プランジヤー６
７は、静止している取り付けブロツク７３中にス
ライド可能に収容され、そして頭部６８をチユー
ブセグメント１６との係合に付勢するため設けら
れたらせん圧縮バネ７４の中心を貫通する中央本
体部を含んでいる。

頭６８の作業面７０は、チユーブが圧力ブロツ
ク６６に対し所定位置に固定されるとき、チユー
ブ内の流体の流れ方向に実質上垂直にチユーブセ
グメント１６の側壁を押し付ける。この結果チユ
ーブセグメントの内孔は係合点で閉塞され、そし
てローラー４１との係合点からくさび形作業面７
０との係合点までの間に下流導管セグメントが区
切られる。前述したように、チユーブをこのよう
に閉塞することはチユーブセグメント中の流体の
圧力を増加させ、そしてその中の溶解ガスの分離
を防止する。

プランジヤー６７の制御面７１は、流体の流れ
方向と実質上平行に延び、そして作業面７０より
も面積が実質上大きい。この制御面７１の比較的
大きい面積は、ポンプが作動している時チユーブ
内孔中の圧力にプランジヤーを一層感受性とし、
その結果該制御面が低作動圧において開く能力を
害することなしに、ポンプが作動していないとき
チユーブをもつと積極的に閉塞するようにスプリ
ング７４によつてもつと高い圧力が加えられるこ
とを可能とする。

プランジヤー６７は、チユーブセグメント１６
の着脱を容易にするためプランジヤー６７に往復
運動のため取り付けられた使用者が手で作動する
レバー７６によつて開くことができる。プランジ
ヤーは、装置のハウジング１４へ取り付けられた
静止取り付けブロツク７３によつて形成された作
動経路に沿う往復運動に制限されている。らせん
圧縮バネ７４はその一端においてこの取り付けブ
ロツク７３に押し付けられ、他端においてプラン
ジヤーの頭部に押し付けられ、チユーブセグメン
トに対しプランジヤーの所望の付勢を生ぜしめ
る。

プランジヤーの自動的解放は、７８において圧
力プレート５０に枢着され、そしてプランジヤー
に対して直角な平面内での作動のためらせんバネ
７９によつて付勢されている係止部材７７によつ
て得られる。プランジヤーは、第３ｂ図に示すよ
うにそれが一杯に開いた位置へ動かされるとき係
止部材７７が嵌入するスロツト８０を含んでい
る。プランジヤーの端部８１は、スロツト８０内
へ座着する前に係止部材７７の移動を容易にする
ためテーパーとすることができる。一旦係止部材
７７がスロツト８０内に嵌入して了うと、プラン
ジヤーは開いたまゝロツクされ、そしてチユーブ
セグメント１６は容易に取り出される。

圧力プレート５０が後で閉じられるときプラン
ジヤーが係止部材７７から解放されることを確実
にするため、取り付けブロツク７３には作動ピン
８２が設けられる。第３図および第４図に示すよ
うに、この作動ピンはテーパーとなつた端面８２
を持ち、これはノブ５５を回転して圧力プレート
がその閉じた位置へ復帰するとき枢着した係止部
材７７をスロツト８０から移動する役目をする。
このようにプランジヤーは、定量化ステーシヨン
が閉じられるとき投与セツトのチユーブセグメン
ト１６に対しプランジヤーが再びバネで付勢され
るように自動的に解放される。このことは、背圧
およびプランジヤーによる重力流保護なしでシス
テムが不注意に運転されることを防止する。また
圧力プレートが開かれるとき、係止部材７７の移
動によりプランジヤーが開かれて係止されるのを
防止する。プランジヤー６７の制御面７１に隣接
するゲート部材８４は、作動中チユーブセグメン
トが圧縮プランジヤーから不注意に引き出される
ことを防止する。

チユーブセグメント１６が溝１７内によく見え
る垂直位置に固定されている理由で、その中を通
る流体の流れを容易に監視することができる。さ
らにこの溝は定量化ヘツド１５の入口および出口
部分に余分のチユーブクランプの必要性をなく
し、同時にポンプハウジングに美観的に気持ちの
よい構造を与える。

第６図を参照すると、定量化装置１２の制御シ
ステムはステツパモータ１００を含み、該モータ
はそれへ加えられるステツプ命令毎にローター４
０を一増分だけ駆動するようにローター４０へ回
転的に連結される。ステツパモータの運転に必要
な多相信号を供給するため、定量化装置は多相モ
ータ駆動回路１０１を含み、該回路はモータを一
増分だけステツプ駆動する多相出力信号を発生す
るように加えられた制御パルスに応答する。該制
御パルスは可変レート分割器１０２によつて発生
され、該分割器は連続して動いているクロツク１
０３から予定の数の入力パルスを受信した後に出
力信号を発生する。分割器は設計および構造が慣
用のものでよく、それは付属するデイスプレー装
置１０４によつてデイスプレーされる所望の分割
レートへ、使用者によつてあらかじめセツトされ
る。このようにして可変レート分割器１０２へ違
つた分割係数をセツトすることにより、ステツパ
モータは広範囲の回転速度で運転されることがで
きる。

注入された流体の全容積のデイスプレー表示を
提供するため、分割器１０２からの出力パルスへ
応答するレジスタ１０５が設けられる。レジスタ
１０５の計数状態、従つて注入された容積は、デ
イスプレー装置１０６によつてデイスプレーされ
る。分割器１０２からのパルスはまた、付属のデ
イスプレー装置１０８を持つているレジスタ１０
７へも加えられる。このレジスタは二方向レジス
タであつて、これは定量化装置の使用前にあつて
は注入すべき流体量に相当する計数状態までカウ
ントアツプし、そして次に使用時には流体の注入
をゼロの計数状態に達するまでカウントダウンす
る。ゼロになつたとき、レジスタはモータ駆動回
路１０１への制御パルスの印加を中断するように
ゲート１０９を不能にする出力信号を発生する。

流れ定量化装置１０の制御システムは、第７図
に詳しく図示されている。こゝで可変分割器１０
２の分割係数、従つて流体注入速度はレジスタ１
１０の計数状態に依存することが見られる。この
計数状態は、パルス源１１３からレジスタへパル
スを供給するためそれぞれのNORゲート１１２
を活性化する速度設定スイツチ３５によつて、使
用者が好都合にセツトすることができる。

実際には、レジスタの各桁を独立にセツトする
ことができるように、いくつかのNORゲートお
よび速度設定スイツチが設けられる。レジスタ１
１０の計数状態は、装置の定量化もしくは注入速
度の表示としてデイスプレー装置１０４によつて
デイスプレーされる。

レジスタ１１０の出力は比較回路１１４へ加え
られ、そこでレジスタの計数状態が予定の固定最
低速度、典型的には５ml／時と比較され、分割器
１０２によつて確立された注入速度が該最低速度
よりも大きいか小さいかを決定する。所望の速度
が最低速度より大きい場合には、比較回路１１４
は、所望量の流体が注入完了した後に最低限の開
いたまゝを保つ速度を確立するようにNANDゲー
ト１１５を活性化する出力信号を発生する。この
ためクロツク１０３の出力は固定分割器１１６へ
加えられ、これがが一定した最低の開いたまゝに
保つ速度で出力パルスを供給する。これらパルス
はNORゲート１１７、およびこのゲートの状態
に応じてモータ駆動回路１０１へ加えるための
ORゲート１１８へも加えられる。この開いた
まゝに保つモードは、二方向レジスタ１０７がゼ
ロの計数状態に達することによつて信号される、
所望量の流体が注入し終わつた後でのみ作動す
る。

ゼロの計数状態に達したときレジスタ１０７に
よつて発生される出力信号は、NANDゲート１１
５の残りの入力と、そしてNORゲート１１９の
一方の入力へ加えられる。この結果NORゲート
１１９は阻止され、そして可変分割器１０２から
のパルスの印加が中断される。予定の最低流速よ
りも可変流速が大きい結果NANDゲート１１５が
活性化されるとき、レジスタ１０７からのゼロ状
態出力信号は、インバーター１２０を経由して
「開いたまゝに保つ」指示器２４と、そして信号
が活性化信号として働くNORゲート１１７の入
力とに加えられる。このゲートは、活性化したと
き固定レート分割器１１６からの固定レートパル
スがORゲート１１８、従つてモータ駆動回路１
０１に加えられることを可能にする。このように
所望量が注入された後でも最低流速は維持され
る。

ステツプモータ１００に始動、停止制御を供給
するため、NORゲート１１７および１１９の残
りの入力は始動、停止フリツプフロツプ１２１の
出力へ接続される。このフリツプフロツプは、プ
ツシユボタン始動スイツチ２１の活性化によつて
始動状態に、またはプツシユボタン停止スイツチ
２０の活性化により、もしくはパワーの切断、投
与セツト中に気泡の検出、投与セツト中に閉塞の
検出、定量化装置の運転中定量化ヘツド圧力プレ
ートが開くことを含む多数の正常でない状態の一
つが発生したことにより停止状態にされる。

実際に注入された流体の容積の正確な表示を与
えるため、ORゲート１１８の出力は固定分割器
１２２へ加えられ、そこで注入された流体１ml当
たり一出力パルスを発生するように一定の分割係
数が加えられる。実際には、ステツパモータ１０
０がチユーブセグメント１６を通じて１mlポンプ
送りするため2352回ステツプすることを要請され
る場合、分割器１２２は所望の容積指示出力信号
を得るため2352で割るようにセツトされる。この
出力信号はレジスタ１０５へ加えられ、そこで該
レジスタのそのときの計数状態が実際に注入され
た流体の容積を示すように該レジスタの計数状態
を進める。前述したようにこの容積はデイスプレ
ー装置１０６によつてデイスプレーされる。

分割器１２２からの容積指示出力パルスは、
ORゲート１２３を経由して二方向レジスタ１０
７のステツピング入力へも加えられ、そこで該パ
ルスは、システム中を流体が１ml通過する毎にゼ
ロに向かつて一段階ずつレジスタをしてカウント
ダウンさせる。前述したようにレジスタ１０７の
計数状態、従つて注入すべき流体の容積は、デイ
スプレー装置１０８によつてデイスプレーされ
る。

この注入定量化装置を使用する前に、レジスタ
１０７の計数状態は使用者がパルス源１１３から
のパルスを瞬間的に該レジスタへ加えることによ
つてあらかじめセツトされる。これはオペレータ
ーが容積セツトスイツチ３４を作動することによ
つて活性化されるNORゲート１２４によつて達
成される。実際にはカウンターのそれぞれの桁毎
に一つずつの前記スイツチおよびNORゲートが
設けられる。NORゲート１２４の残りの入力
は、定量化装置の作動中容積デイスプレーが変化
しないように始動、停止フリツプフロツプ１２１
の出力へ接続される。

レジスタ１０７は、加えられるモード制御信号
に応じて上へも、または下へもカウントすること
ができる。このモード制御信号は、装置が停止し
ているときはパルス源１１３からのセツトパルス
の印加によりカウントアツプし、そして定量化装
置が作動しているときは分割器１２２からの容積
指示パルスの印加によつてカウントダウンするよ
うにレジスタ１０７を調整するようにインバータ
ー１２５によつて始動、停止フリツプフロツプ１
２１の出力から発生する。

定量化装置の最初の作動前に、レジスタ１０５
はオペレーターがプツシユボタンリセツトスイツ
チ３３を活性化することによつてリセツトされ
る。このスイツチはANDゲート１２６の一入力
で接続され、該ゲートの他の入力は、定量化装置
の作動中リセツトスイツチ３３を働かないように
するため、停止フリツプフロツプ１２１の出力へ
接続される。ANDゲート１２６の出力はORゲー
ト１２７を経由してレジスタ１０５および分割器
１２２のリセツト入力へ加えられる。このように
して該分割器およびレジスタは、装置の最初の作
動前にゼロの出発状態へ同時にリセツトされる。

レジスタ１０５，１０７および１１０に最初の
計数状態を自動的に確立するため、装置へパワー
を最初に加えることに応答する自動リセツトステ
ージ１３０が設けられる。この自動リセツトステ
ージの出力は、レジスタ１０５と分割器１２２と
にゼロの計数状態を確立するようにORゲート１
２７の残りの入力と、そしてANDゲート１３１
を経由してレジスタ１１０のリセツト入力とに加
えられる。もしオペレーターがレジスタ１１０の
最上位の数字を４より上へセツトしようと試みて
も、ANDゲート１３１の残りの入力へ接続され
たリセツト回路もまた該レジスタをリセツトす
る。このようにして１時間あたり455ml以上の注
入速度のセツテイツグが防止される。前記自動リ
セツトステージの出力はレジスタ１０７へも加え
られ、その中で定量化装置が作動状態に入る前に
「開いたまゝ」のモードが開始されるのを防止す
るため１mlの最低計数状態を確立する。

注入定量化装置の作動は、プランジヤー６７へ
付属するスイツチ１３２（第３図、第５図）によ
つて検出される投与セツト内に閉塞が発生したと
きに停止される。このスイツチはスイツチ３３乃
至３５に類似の圧力スイツチでも、もしくは磁気
的に活性化されるホール効果スイツチでもよく、
そして投与セツト内の閉塞の結果、プランジヤー
がチユーブに対して閉じることを許容されるとき
該プランジヤーへ取り付けられた作動レバーによ
つて作動される。このスイツチは出力信号を発生
し、該信号は始動、停止フリツプフロツプ１２１
を停止状態とするようにラツチ回路を活性化し、
そして閉塞指示ランプ２５を発光する。

装置の作動は気泡検出器６２で気泡が検出され
る場合にも停止される。この場合には気泡検出器
により出力信号が発生し、該信号は始動、停止フ
リツプフロツプ１２１が定量化装置の作動を停止
する状態となるようにラツチ回路を活性化する。
同時に気泡表示ランプが点灯しオペレーターに警
告する。

流体定量化装置の運転電力は、オン―ホフスイ
ツチ２２を経由してACラインから運転電力を受
ける二つの単一方向電流供給源１３５と１３６と
によつて供給される。ACラインの故障の際の運
転電力の予備電源として蓄電池１３８が設けられ
る。該蓄電池はスイツチ２２を経由し電源１３５
の出力を結んで接続される。

平常蓄電池１３８は電源１３５によつて充電状
態に維持され、注入定量化装置の種々の制御回路
はこの合併電源からパワーを供給されるが、ステ
ツパモータ１００は電源１３６からパワーの供給
を受ける。ACライン電圧の中断にそなえるた
め、電源１３５の出力は電圧コンパラター１４０
によつて連続的にモニターされる。ライン電圧の
中断が発生するとき、出力信号がコンパラター１
４０によつて発生し、同時に該信号は蓄電池オン
指示器２６を点灯し、リレー１４１を活性化す
る。

蓄電池電圧が予定した最低レベル以下に予定時
間の間低下するときはいつでも、定量化装置の作
動は停止される。このため蓄電池電圧は電圧コン
パラターステージ１３３により連続的にモニター
される。低電圧状態の発生時には出力信号が発生
し、蓄電池低電圧ランプを点灯しそしてタイミン
グカウンター１３４の作動を開始させるラツチ回
路を活性化する。このカウンターは10分の時間お
くれを得るように固定分割器１１６によつて発生
した「開いたまゝにしておく」出力パルスをカウ
ントする。もしも低電圧状態がこのおくれ時間以
上に継続するときは、タイミングカウンター１３
４によつて出力信号が発生し、該信号が蓄電池低
電圧ランプを点滅させ、そして始動、停止フリツ
プフロツプ１２１が定量化装置の作動を停止する
状態とする。コンパラター１３３の作動はコンパ
ラター１４０から完全に独立しており、そしてシ
ステム電圧が電源１３５から供給されるか、また
は蓄電池１３８から供給されるかをチエツクする
機能を果たすことに注目すべきである。

ステツパモータ１００はリレー１４１のトラン
スフアー接点を経由して電源１３６によつてパワ
ーの供給を受ける。これら接点の目的はコンパラ
ター１４０によつて検知されるACライン故障の
際に、ステツパモータの電力源として蓄電池１３
８に代えることである。モータ１００の各種の位
相巻線は、該巻線に直列に接続されたスイツチン
グトランジスタ１４２乃至１４５によつて電源１
３６から個々にパワーを供給される。

本発明装置の他の特徴によれば、ステツパモー
タ１００と定量化装置の感パルス性制御回路との
隔離は、スイツチングトランジスタ１４２乃至１
４５のそれぞれに付属する個々の光学的アイソレ
ーター１４６乃至１４９によつて得られる。各々
の光学的アイソレーターは、モータ電流源と各自
のスイツチングトランジスタとの間に接続された
光検出エレメントと、そして各自の反転増幅器１
５０乃至１５３の出力に接続された発光ダイオー
ド（LED）エレメントとを含む。これら増幅器
は、定量化装置の安全遮断制御手段として働く各
自のNORゲート１５４乃至１５７を経由して、
モータ駆動回路１０１からの位相制御信号を受け
る。

NORゲート１５４乃至１５７は、めいめいの
NORゲートの入力の一つへ接続された出力を有
するORゲート１５８によつて始動、停止フリツ
プフロツプ１２１が停止モードにされたときに不
能にされる。またこれらNORゲートは、ORゲー
ト１５８へ別の入力を供給する別のORゲート１
５９を経由し、気泡検出器６２および閉塞スイツ
チ１３２からの入力によつて不能化される。従つ
て閉塞の発生、気泡の検出、または何らかの理由
により始動、停止フリツプフロツプが停止モード
にされたとき、光学的アイソレーター１４６乃至
１４９への制御信号の中断が生じ、そしてステツ
パモータ１００への駆動パワーの中断が生じる。

作動にあたつては、使用者は最初レジスタ１１
０へ必要なパルス数を加えるようにスイツチ３５
を作動することによつてある注入速度をセツトす
る。このレジスタの計数状態は、可変分割器１０
２の出力に所望の注入速度に比例する反復率を持
つた制御パルスが発生するように該分割器をセツ
トする。これら制御パルスはNORゲート１１９
を経由してモータ駆動回路１０１へ加えられ、そ
こでそれらは多相ステツパモータ１００の運転を
制御するのに適した多相制御信号を発生するため
に使用される。駆動回路１０１で発生した位相信
号のそれぞれは、各自のNORゲート１５４乃至
１５７および反転増幅器１５０乃至１５３を経由
して各自の光学的アイソレーター１４６乃至１４
９へ加えられる。これらアイソレーターは各自の
駆動トランジスタ１４２乃至１４５が電源１３６
から電流をステツパモータ１００へ加えるように
伝導することを制御する。このようにしてステツ
パモータはぜん動ロータ４０をオペレーターがセ
ツトした速度で回転する。

注入される流体の容積の連続的読み取りを可能
とするため、駆動回路１０１へ加えられる駆動パ
ルスは、注入された完全なミリリツトル数の指標
であるパルスを発生するように分割器１２２へも
加えられる。これらパルスはレジスタ１０５でカ
ウントされ、装置１０６に注入された流体の実際
の量を示すデイスプレーを供給する。

装置の最初の作動前に、注入すべき流体の総容
積の表示である最初の計数状態を確立するため、
パルス源１１３からNORゲート１２４およびOR
ゲート１２３を経由してパルスを瞬間的に加える
ことにより、レジスタ１０７へ最初の計数状態が
確立される。レジスタ１０８はこのときインバー
ター１２５を経由して始動、停止フリツプフロツ
プ１２１によりカウントアツプする状態におかれ
る。

一旦この容積がセツトされると、スイツチ２１
を動作することによつて運転が始動され、そして
レジスタ１０７はフリツプフロツプ１２１によつ
てカウントダウンする状態にされる。実際に注入
された容積の表示である分割器１２２からのパル
スは、今やORゲート１２３を経由してレジスタ
１０７がゼロまでカウントダウンするように加え
られる。該レジスタがゼロの計数状態へ達すると
き、すなわち所望容積の流体が注入され終わつた
ことを示すとき、レジスタ１０７からの出力信号
はNORゲート１１９を阻止し、そして可変分割
器１０２からのパルスによつてステツパモータ１
００のそれ以上の運転を阻止する。しかしながら
可変分割器１０２によつて確立された速度が予定
の最小注入速度よりも大きい場合は、比較回路１
１４がNANDゲート１１５へ活性化信号を送り、
該ゲートはレジスタ１０７からの出力信号がイン
バーター１２０を経由してNORゲート１１７を
活性化することを可能にする。これは「開いたま
まにしておく」作動モードを確立し、該モードで
は固定分割器１１６からのパルスがモータ駆動回
路１０１へシステム内に所望の最小流量を維持す
る頻度でステツピング命令信号を供給する。

レジスタ１０６，１０７および１１０は自動リ
セツト回路１３０によつてシステムの最初の作動
に際し自動的にリセツトされる。レジスタ１０５
は、始動、停止フリツプフロツプ１２１が停止状
態にされるときにスイツチ３３によつて手動でも
リセツトされることができる。

投与セツト中の閉塞に対する保護は、フリツプ
フロツプ１２１を停止状態にし、そしてANDゲ
ート１５４乃至１５７を禁止するスイツチ１３２
によつて達成される。同様に投与セツト内の気泡
の発生に対する保護は、やはりフリツプフロツプ
１２１を停止状態とし、ANDゲート１５４乃至
１５７を禁止する気泡検出器６２によつて達成さ
れる。ACライン故障に対する保護は、ステツパ
モータ１００を蓄電池１３８へ切り替えるように
リレー１４１を活性化する電圧コンパラター１４
０により、そして所定時間低電圧状態が発生する
とき装置の作動を中断する電圧コンパラター１３
３によつて提供される。

上述の警報機能のどれか一つが発生したとき、
または所望量の流体が注入されたとき、オペレー
ターに装置への注意が必要であることを警告する
音響警報１６０が作動する。ポンプヘツドの圧力
プレートへ付属するスイツチは、該ポンプヘツド
が開かれているとき該警報を閉鎖する。

第８図を参照すると、注入装置の気泡検出器６
２は改善された検出感度と安定度を提供するAC
パワーの検出回路を含んでいる。第８図に示すよ
うに、この検出回路は基本的には三つのNANDゲ
ート１６２，１６３および１６４よりなるマルチ
バイブレーター１６１を含んでいる。ゲート１６
３の出力へ接続されたキヤパシター１６５と、そ
してゲート１６４の出力へ接続された電位差計１
６６とがRCタイム定数を供給し、それが当業者
には公知の方法でマルチバイブレーター出力信号
の周波数を決定する。ダイオード１６７は電位差
計１６６のアームとゲート１６４の出力との間に
接続され、発振器出力信号のデユーテイサイクル
を変化させる。電位差計１６６の本体へ直列に接
続された固定インピーダンス１６８は、所望の調
節範囲を提供する。

マルチバイブレーター１６１により発生した
AC信号は、インピーダンス１６９を経由してト
ランジスタ１７０ベースへ加えられる。トランジ
スタ１７０のエミツターは接地され、コレクター
は投与セツトチユーブ１６の一側に配置された光
源６０を含む発光ダイオード（LED）の陰極へ
接続される。該LEDの陽極は抵抗器１７１を経
由して正の単一方向電流源へ接続される。その結
果マルチバイブレーター１６１により発生した
AC信号はトランジスタ１７０で増幅され、そし
てLEDを作動するのに用いられ、LEDにマルチ
バイブレーターの出力周波数に応じた割合で変化
する光出力を発生させる。

該LEDにより発生した交番する光は、両者で
チユーブ部分１６に隣接する光検出器を構成する
光検出器１７２とそれに付属する増幅トランジス
タ１７３とによつて検出される。光検出器１７２
およびトランジスタ１７３のコレクターは装置の
正の単一方向電流源へ接続され、そして検出器１
７２のエミツターはトランジスタ１７３のベース
へ接続される。トランジスタ１７３のエミツター
は抵抗器１７４を経て接地され、またダイオード
１７５乃至１７７のそれぞれを経由して二重シユ
ミツトトリガ１７８の各自の入力へ接続される。
ダイオード１７５乃至１７７の陰極はそれぞれの
キヤパシター１８０乃至１８２と、そして並列回
路にある抵抗器１８３乃至１８５とによつて接地
される。これらエレメントは該ダイオードととも
にAC信号検出器として働き、検出器６１により
発生したAC信号の振幅に応じてトリガ１７８の
入力へDC信号を発生する。トリガ１７８は例え
ばモートローラ社より市販のMC14583Bのような
市販のコンポーネントでよく、これは付属するダ
イオード１７６および１７７のどちらかの入力に
発生したDC信号が予定の限界レベル以下に低下
したとき出力を発生する。ダイオード１７５へ付
属する入力は両方のトリガの活性化入力として働
く。シユミツトトリガ１７８の出力はORゲート
１７９の一つの入力へ加えられる。

トランジスタ１７３のエミツターは直列に接続
された抵抗器１８６および１８７を経由して接地
される。この二つの抵抗器の操合点に発生した信
号は、直列接続の抵抗器１８８およびキヤパシタ
ー１８９と、そして接地された並列接続抵抗器と
によつてフイルターされ、そしてORゲート１７
９の残つている入力へ加えられる。このように
ORゲート１７９には二重シユミツトトリガ１７
８により発生した出力信号と、そしてキヤパシタ
ー１８９を横断して発生したDC制御信号とが与
えられ、そのうちのどちらもチユーブ部分１６内
に気泡が発生した場合には該ゲートから気泡指示
出力が発生する。シユミツトトリガ１７８の出力
とORゲート１７９の出力とは各自の抵抗器によ
つてシステムの正の単一方向電流源へも接続され
る。

ORゲート１７９の出力は整流されそして並列
に接続されたシユミツトトリガ１７８へ加えられ
るAC信号の振幅と、そしてキヤパシター１８９
を横切つて発生したDC信号とに依存するので、
この定量化装置に用いられる気泡検出器は二つの
独立した制御チヤンネルを提供する。シユミツト
トリガ１７８を使用する１番目のチヤンネルは、
それ以下では警報出力が発生される高度に精密な
限界を確立する。ゲート１７９の入力特性のみに
依存しそしてより精密でない２番目のチヤンネル
は、シユミツトトリガが活性モードにならない場
合のバツクアツプとして役立つ。

気泡検出器６２が出力を発しないためには、ダ
イオード１７６および１７７で整流された結果シ
ユミツトトリガへ加えられるDC信号は予定した
最小レベル以上であることが必要であるが、これ
は光源６０から検出器１７２へ向けられた光の一
種のレンズとして作用する流体がチユーブ内にあ
るときにのみ可能である。光源、検出器またはシ
ステムの他のコンポーネントの故障の場合には、
シユミツトトリガへ加えられるDC信号が取り除
かれ、そして警報出力が発生する。シユミツトト
リガの故障の場合には、キヤパシター１８９から
DC信号の損失によりORゲート１７９から警報出
力が発生する。AC信号の使用はシユミツトトリ
ガの限界レベルに影響するフアクターとして回路
中のドリフトを排除し、それにより一層大きい検
出効率のために限界をシステムの正常な作動レベ
ルへ一層近接してセツトすることを可能とする。

病院のような電気機械が運転されている場所で
は特に著しいACラインの過渡スパイクは、この
定量化装置の制御回路に使用されているデイジタ
ルレジスタおよびゲートに偽カウントの可能性を
導入する。このため、そして特にこの装置の極め
て重要な生命維持機能に鑑み、制御回路とACラ
インとの間に、パワー源１３５および１３６によ
つて最大限可能な分離を提供することがで強制さ
れる。この目的でこの定量化装置にはそれぞれ特
別の過渡保護手段を設けた別々のパワー源が設け
られている。第９図を参照すると、二つのパワー
源１３５および１３６は、それぞれ静電的にライ
ンから遮蔽されている個々の二次巻線１９１およ
び１９２を含む共通のトランス１９０を共有して
いる。二次巻線１９１の出力はパワー源１３６内
でブリツジ整流器１９３を横断して接続される。
ブリツジ整流器１９３の正の極性の出力は１番目
の四端子フイルタキヤパシター１９５の正の極性
入力端子１９４へ接続される。このキヤパシター
の負の入力端子１９６は該ブリツジ整流器の負の
極性出力へ接続される。

フイルタキヤパシター１９５は電解型キヤパシ
ターであり、該キヤパシターの正のプレートのそ
れぞれの端部へ取り付けた１番目の対の端子と、
該キヤパシターの負もしくはフオイル側のそれぞ
れの端部へ取り付けた２番目の対の端子よりなる
四端子を含んでいる。

該キヤパシターの出力端子１９７および１９８
は、直列に接続した調整トランジスタ２００を含
む慣用の電圧調整回路へ接続される。当業者には
周知の態様において、トランジスタ２００の伝導
状態は、電圧レベルを一定に保つようにパワー源
１３６の出力に存在する電圧レベルに応答して変
化する。この目的でゼナーダイオード２０１およ
び抵抗２０２が参照電圧を発生するようにキヤパ
シターの出力電極間に接続される。この参照電圧
はコンパラタ増幅器２０３内でパワー源の出力端
子間に接続された電位差計２０４により発生され
たパワー源の出力電圧の一部と比較される。参照
電圧からの出力電圧の偏差を表すコンパラタ２０
３の出力は、誤差信号をトランジスタ２００のベ
ースへ加える前に増幅する役目をするトランジス
タ２０５へ加えられる。電位負荷の変化を補償す
る追加の調整は、直列に接続した抵抗２０６によ
りトランジスタ２００のエミツターに与えられ
る。この抵抗は別の誤差信号を発生し、それは三
個の直列に接続された電圧ドロツプダイオード２
０７を経由して誤差増幅トランジスタ２０５のベ
ースへ加えられる。過渡スパイクに対する保護
は、それぞれ電圧調整器の入力および出力リード
線間に接続された逆バイアスダイオード２０８お
よび２０９によつて達成される。

実質的にパワー源１３６と同じであるパワー源
１３５は、二次巻線１９２間に接続されたブリツ
ジ整流器２１０とブリツジ整流器の出力に接続さ
れた入力端子２１２および２１３を有する四端子
フイルタキヤパシター２１１とを含んでいる。該
キヤパシターの出力端子２１４および２１５は、
直列の調整トランジスタ２１６、参照電圧ゼナー
ダイオード２１７および応差増幅器２１８を含
み、パワー源１３６に含まれているものと同様な
機能を有する直列の調整回路へ接続される。フイ
ルタキヤパシター２２０は追加のフイルタ効果を
得るために該パワー源の出力間に接続される。

以上記載したパワー源は、ACラインと定量化
装置のそれぞれのパワー源母線間に高度のフイル
ター効果を与えるという利益を有する。この点で
四端子フイルタキヤパシターは、それぞれのパワ
ー源へ入ろうとする、もしくは出ようとするどん
な過渡電流もキヤパシターの電極を通過しなけれ
ばならない点で特に有効である。何となればこれ
ら電極は金属回路を完成するように信頼されるか
らである。その結果キヤパシターのフイルタ作用
は、通常のフイルタキヤパシターにおけるよう
に、より高い周波数の過渡により減少することは
ない。

それぞれが四端子フイルタキヤパシターを使用
する別々のパワー源の使用は、ステツパモータ回
路と定量化装置のデイジタル制御回路との間に高
度な分離を提供する。このことは、ステツパモー
タの運転中必須の比較的高い接続過渡現象と、そ
してこれら過渡現象が重要なデイジタル制御回路
に影響する可能性があるために望ましい。

このように本発明はオペレーターが計算するこ
となしに直接流速と容積を選定し得る流体注入シ
ステムの流れ定量化装置を提供する。この装置は
設置に便利であり、オペレーターにとつて運転に
特別の熟練を必要としない。投与セツトおよび装
置それ自体の誤作動に対する保護が装置内に設け
られ、誤作動の場合はオペレーターは警報され、
そして装置の作動が停止される。この装置はポー
タブルであり、そして病院環境内で便利に使用で
きるようになつている構造を有している。

本発明の特定の具体例を記載し図示したけれど
も、当業者には本発明の広範囲な局面から逸脱す
ることなくそれに変更および修飾を加え得ること
が明瞭であり、特許請求の範囲の役割は、このよ
うな変更および修飾も本発明の精神と範囲内に属
するものとしてカバーすることにある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の注入定量化装置の斜視図、第
２図は該装置のハウジングの分解斜視図、第２ａ
図は第１図の線２ａ―２ａに沿つた断面図、第３
図は第１図の装置のぜん動ポンプの拡大正面図、
第３ａ図および第３ｂ図は第３図のポンプの閉塞
ステーシヨンを示す正面図、第４図は第３図の線
４―４に沿つた断面図、第４ａ図および第４ｂ図
は係止部材の断面図、第５図は液体定量化ステー
シヨンの拡大分解斜視図、第６図は液体定量化装
置の制御システムのブロツクダイヤグラム、第７
図は該制御システムの詳細なブロツクダイヤグラ
ム、第８図は気泡検出器の回路図、第９図はパワ
ーサプライの回路図である。 １２はハウジング、１６はチユーブ、４０はロ
ーター、４１は圧力ローラー、５０は圧力プレー
ト、６０は光源、６１は光検出器、６７はプラン
ジヤー、７７は係止部材、１００はステツパモー
タ、１０１はモータ駆動回路、１０２はパルス分
割器、１０５，１０７はレジスタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと、 固定軸のまわりを回転するため該ハウジング上
   に取り付けられたローターであつてその外周に配
   置された複数の圧力ローラーを備えた該ローター
   と、 前記ハウジングヘスライド可能に取り付けら
   れ、そして前記ローターの外周から離れて投与セ
   ツトのチユーブの一部分をその間に挿入すること
   ができる開位置と、前記ローターの外周へ近接し
   て前記チユーブを前記圧力ローラーと圧縮係合に
   位置決めしそして前記ローターの回転によつて流
   体が前記チユーブを通つて流送される作動位置と
   を有する圧力プレートを備えたプラテンアセンブ
   リと、 前記チユーブの一部分の下流のあらかじめ定め
   た位置において前記チユーブを閉塞し、前記チユ
   ーブの一部分内の圧力を増加させるための前記ハ
   ウジングへスライド自在に取り付けられたプラン
   ジヤーを備えた流れ制限手段にして、前記プラン
   ジヤーは前記チユーブから除去された開位置とそ
   して前記チユーブと圧縮係合する作動位置とを有
   する前記流れ制限手段と、 前記ハウジング上に支持され、かつもし前記プ
   ラテンアセンブリが偶発的に前記開位置へ動いた
   としても前記プランジヤーを前記作動位置へ付勢
   するための手段と、 前記プランジヤーを前記開位置へ係止するため
   前記プラテンアセンブリが前記開位置にある時の
   み作動するユーザーが作動し得る係止手段にし
   て、前記圧力プレートを前記作動位置へ動かす時
   前記プランジヤーがその作動位置へ動くことを許
   容するように前記プランジヤーを自動的に解放す
   る前記係止手段、 を備えていることを特徴とする流体注入セツトの
   チユーブを通る流体の流れを制御するための流体
   定量化装置。 ２ 前記係止手段の一部は前記スライド自在に取
   り付けられたプラテンアセンブリ上に支持されて
   いる第１項の流体定量化装置。 ３ 前記係止手段は、前記プラテンアセンブリへ
   駆着されたレバーと、前記プランジヤーを前記プ
   ラテンアセンブリと共に運動のためロツクするよ
   うに前記レバーと係合する前記プランジヤー上の
   歯止め手段と、そして前記プラテンアセンブリを
   閉じた時前記プランジヤーを前記歯止め手段から
   移動させ、前記プランジヤーを前記付勢手段によ
   つて前記作動位置へ復帰させるための前記ハウジ
   ング上の作動手段とを含んでいる第１項の流体定
   量化装置。 ４ 前記レバーは前記プランジヤーに対して一般
   に直角な平面内を運動するように取り付けられ、
   前記歯止め手段は前記プランジヤーを収容する寸
   法の前記プランジヤー内のノツチよりなり、そし
   て前記プランジヤーに抗して前記レバーを付勢す
   る手段を備え、それにより前記プランジヤーが前
   記開位置にロツクされる時前記レバーは前記ノツ
   チ内に収容されるようになつている第３項の流体
   定量化装置。 ５ 前記作動手段は、前記プラテンアセンブリを
   閉じた時前記レバーを前記ノツチから移動させる
   ため、前記ハウジングから前記プランジヤーと一
   般に平行関係に離れて延びているテーパー状の作
   動ピンを含んでいる第４項の流体定量化装置。 ６ 前記プランジヤーの前記ハウジングに対する
   位置は前記チユーブ内の流体圧力につれてあらか
   じめ定めた作動範囲内を変化し、 前記プランジヤーに作動的に係合し、かつプラ
   ンジヤーの前記作動範囲内の位置に応答する電気
   スイツチを含み、前記プランジヤーによる前記チ
   ユーブのあらかじめ定めた部分的閉塞に対応する
   前記作動範囲内のあらかじめ定めた位置へ前記プ
   ランジヤーが動いた時、前記ローターの回転を中
   止するための閉塞検知手段を備えている第１項の
   流体定量化装置。 ７ 前記プランジヤーは、前記チユーブを閉塞す
   るため前記チユーブと比較的小さい接触面積を持
   つたくさび形作業面と、前記プランジヤーを前記
   チユーブ内の流体圧力の変化に応答して位置決め
   するため前記チユーブと実質上より大きい接触面
   積を持つた制御表面を備えている第６項の流体定
   量化装置。