JPS6249863A - 注入装置 - Google Patents

注入装置

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JPS6249863A
JPS6249863A JP61144698A JP14469886A JPS6249863A JP S6249863 A JPS6249863 A JP S6249863A JP 61144698 A JP61144698 A JP 61144698A JP 14469886 A JP14469886 A JP 14469886A JP S6249863 A JPS6249863 A JP S6249863A
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injection device
length
tube
flow
diameter
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JP61144698A
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パラム　アイ　シング
ディヴィッド　シー　デ　シェイエス
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APPLIED BAIOMEDEIKARU CORP
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、注入装置に関し、特に、所望の量の注入剤を
重力又は温度の変化とは無関係に患者に注入するための
装置に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
流体の静脈（ＩＶ）注入は、医療において最も普及し且
つ命を救う手順のうちの１つである。しかしながら、現
在のＩＶ注大装置の使用は、以下に述べる３つの制約の
うち１つ以上の制約を受けている。３つの制約とは、第
１に、標準のＩＶ注入装置が流体の流れを起こすのに重
力に依存し、つまり決定的には注入剤の高さ次第であり
、そして救急車や戦場のような必要とされる現場の多く
では背丈がありすぎると云う制約であり、第２に、ＩＶ
注入装置が高価であり且つ操作上こわれがちなポンプ又
は液滴計数電子装置を利用していると云う制約であり、
第３に、ＩＶ注入装置が加圧注入剤源からの流れを制御
するためにチューブクランプを採用しており、調節が困
難であり、そして所望の流量に信頼できるほど維持でき
ないと云う制約である。また、これらの制約に加えて、
流量設定を台無しにする温度の変化傾向がある。
〔発明の概要〕
したがって、本発明の主要な目的は、注入剤の高さとは
無関係に且つ注入剤をだめにすることなく、注入剤を確
実に所定量流すことのできる上述の形式の注入装置を提
供することにある。本発明のもう１つの目的は、温度と
は実質的に無関係に注入剤の流れをつくる装置を提供す
ることにある。
本発明によれば、所定の目的は、所定の流量の注入剤を
、選択でき且つ実質的に一定の既知の流れ抵抗の流量絞
り装置に圧送する既知の且つ制御しうる圧力の注入剤加
圧源を有する注入装置であって、前記流量絞り装置が、
注入剤の損害を最小にして流体抵抗を確実に再現できる
ほどの長さ及び適度な大きさの内径に対する長さの比を
もつような注入装置で達成される。流量絞り装置を通る
流れを、流量絞り装置の内径を温度の上昇につれて減じ
ることにより温度とは実質的に無関係にすることができ
る。これらを達成する手段だけではなく、本発明のその
他の目的は本明細書及び添付の図面に示されている。
〔実施例〕
本発明による注入装置のブロック略図である第１図を参
照する。本注入装置は作動器１１で開けることので、き
る代表的には、標準の炭酸ガス小カートリッジ１０であ
る加圧ガス源を有し、この組み合わせは救命胴衣等に備
えつけられることが多い。５６．２４〜７７．３３ｋｇ
／ｃ＋＋ｆ　（８００〜１１０１１ｐｓｉ）の圧力の炭
酸ガスがチューブ１２を通って調節可能な圧力調整器１
３に流入し、この圧力調整器で圧力は２００〜５００ト
ル（４〜Ｉ　Ｑｐｓｉ）の範囲の駆動圧まで下げられる
。圧力ゲージＩ５でこの炭酸ガスの圧力を確かめ、次に
炭酸ガスをチューブ１４で膨張式ガスブラダ１６まで運
び、ガスブラダ１６は隔壁１８に圧力を及ぼし、隔壁１
８は注入されるべき液体、即ち生理的食塩水、血漿、ク
エン酸添加の全血等を入れた注入剤袋１９に圧力を及ぼ
す。ガスブラダ１６、隔壁１８及び注入剤袋１９は注入
剤袋１９内の液圧がチューブ１４内の駆動圧と等しいよ
うに剛性ケース２０の中にぴったりと収容されている。
注入剤液は可撓性チューブ２１を通って、流れを通した
り流れを止めたりするように換作できるチューブクラン
プ２２に流れ、次に流量絞り装置２３に流れる。この流
量絞り装置２３は高い且つ一定の流れ抵抗を備えている
。注入剤液は、次に可撓性チューブ２４及び皮下注入針
２５を通って、２６て示す患者に流入する。注入の経過
及び注入剤の残量をモニタするために、隔壁１８は指針
２７及び目盛り２８を備えている。
ガス駆動圧は注入剤袋と患者との相対的高さにおける３
　０．４８　ｃｍ　（ｌフィート）程度の変化による約
０．０３５１５　ｋｇ／ｃｆｆｌ　（０，５ｐｓｉ）の
静水圧変化よりもかなり大きいので、本注入装置内の流
量は実質的に重力とは無関係である。
もし流量絞り装置２３が注入剤の流れに対し既知の一定
の抵抗を備えていれば、かかる抵抗を背景にして圧力調
整器１３の設定又は圧力ゲージ１５の指示に注目するこ
とによって流量を確かめることができる。したがって、
圧力調整器及び圧力ゲージを有利には、単に圧力で校正
するのでは　゛なく、流量で校正することができる。
次に、必要な流れ特性を備えることのできる本発明の簡
単な流量絞り装置の縦断面図である第２図を参照する。
流量絞り装置２３は一本の長いエラストマーチューブ３
２の中にぴったりと保持された一本の皮下注入針用チュ
ーブ３１によって構成された小径流路３０を有している
。可撓性チューブ２１．２４はチューブ３２の端部に嵌
められている。これらの構成要素は密着巻付は具３４で
互いに接合され、チューブ３２と可撓性チューブ２１．
２４との間の接合は接着剤３３をいくらか付けることに
よって補強するのが良い。代表的には、流路３０は長さ
が１　ａｍ−数ｃｍであるのが良くそして口径が１胴の
数十分の一程度であるのが良い。図面では、理解を容易
にするために寸法形状、例えばチューブの内径及び厚さ
を誇張することが必要であるということを理解すべきで
ある。
流量絞り装置２３が一定且つ線型の既知の抵抗を備える
ようにするためには、流れを層流にし、かつ流路３０の
長さ一直径の比を十分にすることが必要である。また、
注入剤として使用する血液の生成成分を保護するために
、流体剪断力を過度にしないようにする侍とが必要であ
る。これらの要件を満たすことができるのは、流路３０
の長さ一直径の比が少なくとも１０であり、流れのレイ
ノルズ数が２０００よりも十分小さく、注入剤が血液で
あれば剪断速度が１０５７秒である場合である。関心の
ある構造全てについてレイノルズ数の基準は楽に満たさ
れる。剪断速度の基準が満たされるのは、センチメート
ルで表した長さが、トルで表した駆動圧と、毎時開光た
りのミリメートルで表した流量の立方根との積の０．０
０１２倍である場合である。経験の示すところによれば
、関心のある注入流量については、これらの基準を、数
十分の一ミリメートルの流路直径、水性注入剤について
は３ミリメートル以上の流路長さ又は血液については数
センチメートルの流路長さ、５００トル以下の駆動圧、
多くの注入剤袋については推奨圧力限度で満たすことが
てきる。実際は、流路長さを変えて別々の多種類の皮下
注入針用チューブの内径の差を補償することができ、４
ＸＮパーセントの長さの減少はＮパーセントの直径の減
少を補償する。流路長さを長くするとかかるトリミング
が容易、になる。
代表的な注入剤（これは主として水である）は、温度が
上がるのにつれて、おおまかには１℃当たりの粘性変化
が２％の割合で減少するような流体粘性を備えている。
この粘性変化、その結果としての流量の変化を圧力設定
値又は圧力測定値の適当なスケーリング又は解釈で補償
することができるけれども、温度とともに、補償するよ
うに変化する流体抵抗をもつ流量絞り装置を使用するの
が有利である。
次に第３図を参照する。この第３図は、流れが実質的に
温度変化とは無関係であるような方法で温度とともに変
化する流れ抵抗を備えることのできる流量絞り装置の縦
断面図である。流路３０は厚肉のエラストマーチューブ
４０の内径で構成され、このエラストマーチューブ４０
の外面は周囲の金属チューブ４１の中にぴったりと嵌ま
っている。可撓性チューブ２１．２４はチューブ４０の
端部に嵌められており、これらの構成要素はこれ又、密
着巻付は具３４で互いに接合され、可撓性チューブ２１
．２４と金属チューブ４１との間の接合は接着剤３３を
いくらか付けることによって補強するのが良い。
代表的な金ルは１０−’／ｌ：程度の線熱膨張係数を有
し、代表的なエラストマーの線熱膨張係数はその約１０
倍である。したがって、温度が上がると、エラストマー
チューブ４０は周囲の金属チューブ４１の膨張が受け入
れることができる以上に膨張しようとする。エラストマ
ーはたいして圧縮性ではないので、膨張はエラストマー
チューブ４０の内径の減少によって受け入れられ、かか
る減少はチューブ４０の内径に対する外径の比が大きい
ほど大きい。金属とエラストマーとのたいていの組み合
わせについては、４〜１０の比が関心のある温度範囲全
体にわたって粘性変化をほど良く補償する流体抵抗を生
せしめることができ、代表的なケースでは、６という比
が１８℃から４２℃までは１．５％以内補償できる。
次に、注入圧力及び注入流量を指示するための装置を有
する流量絞り装置の縦断面図である第４図を参照するっ
流体抵抗要素は第２図に示すものと同一であり、流路３
０を構成し且つ一本のエラストマーチューブ３２でぴっ
たりと保持された一本の毛細管状チューブ３１を有して
いる。この組み立て体は長い金属チューブ又は金属ダク
ト５０内にぴったりと取りつけられ、前記ダクト５０は
チューブ３２の端の外側のすぐ近くのところに穴５１を
備えている。周囲のダクト５０は長い酒肉のエラストマ
ーチューブ５２であり、このチューブ５２を、一対の膨
張しつる環状体５５を形成するように密着巻付は具３４
でダクト５０に接合する。次に、この組み立て体を、小
さな通気穴５４を備えた透明な円筒形間隔保持ジャケッ
ト５３の中に配置する。第２図及び第３図に示す流量絞
り装置組み立て体の場合のように、可撓性チューブ２１
．２４をダクト５０の両端に嵌めてこれら両端に密着巻
付は具で固定するのが良い。薄肉チューブ５２とダクト
５０との間の接合を、接着剤３３を幾らか付けることに
よって補強するきが良い。
透明なジャケット５３の内面は、もし膨張しうる環状体
５５の外面が前記内面に接触しなければ前記内面が白に
みえるように、ざらざらであり或いは艶消しされており
、膨張しつる環状体５５の外面が前記内面に接触した場
合には前記内面は環状体５５の外面の色に染まる。この
事実を利用するために、可撓性チューブ２１に最も近い
上流環状体５５は外面が緑色に着色され、可撓性チ５−
ブ２４に最も近い下流の環状体は赤色に着色されている
。したがって、もし流圧を加えると、二〇流圧は上流環
状体５５を膨張させ、そしてジャケット５３の上流部分
には緑色の帯が付く。しかしながら、もし流れが例えば
可撓性チューブ２４のキング又は皮下注入針の吸蔵によ
り下流で止まると、圧力が下流環状体５５内で上昇し、
そしてジャケットの下流部分には、流れの止まったこと
を示す赤色の帯が付く。
上述の教示により、本発明に関係する当業者は・別の実
施例を容易に案出することができよう。−例として、エ
ラストマーチューブの中に入れられた金属チュ、−ブを
有する第２図の流量絞り装置組み立て体を薄肉の小径プ
ラスチックシリンダで置き換えることができる。もう一
つの例として、図示し且つ第１図について説明したガス
圧力源を、注入剤袋１９を絞るためのばね駆動機構で置
き換えることができる。また、もし圧力調整器１３の設
定が容易であり且つ信頼できれは、圧力ゲージ１５を設
ける必要はない。過度の圧力を出すことのある流量絞り
装置の性能低下に備えて、チューブ１４にリリーフ安全
弁を設け、このリリーフ安全弁を、操作者にかかる事態
を警告するための鋭い音の笛に連結するのが良い。また
、第４図の実施例では、透明なジャケットの内面をざら
ざらにしそして膨張しうる環状体の外面を着色したけれ
ども、これらは必ずしも必要ではない。特には列挙しな
かった多くの池の特徴及び利点は当業者には明らかであ
り、同様に、図示した実施例の多くの変形例も当業者に
は明らかであり、これらの変形例は特許請求の範囲で特
定される本発明の精神及び技術的範囲から逸脱しないで
達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による注入装置のブロック略図である
。 第２図は、本発明の注入装置に使用される簡単な流量絞
り装置の縦断面図である。 第３図、は実質的に温度とは無関係である流量を制御す
る温度補償流量絞り装置の縦断面図である。 第４図は注入圧力及び流れを指示する装置を有する流量
絞り装置の縦断面図である。 ２３・・・・・・流量絞り装置 ３０・・・・・・小径流路 ３１・・・・・・毛細管状チューブ ３２・・・・・・エラストマーチューブ５１・・・・・
・穴 ５３・・・・・・ジャケット

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）既知の駆動圧をもち、所定の流量の注入剤を、選
    択でき且つ実質的に一定の既知の流れ抵抗の流量絞り装
    置に圧送する注入剤加圧源を有する注入装置であって、
    前記流量絞り装置は、直径に対する長さの比が少なくと
    も１０であるような長さ及び直径をもつ小径流路を有し
    、前記長さは少なくとも３ｍｍであることを特徴とする
    注入装置。
  2. （２）血液含有注入剤に使用され、センチメートルで表
    した前記長さが、トルで表した駆動圧と、時間当たりの
    ミリメートルで表した流量の立方根との積の０．００１
    ２倍であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
    記載の注入装置。
  3. （３）前記流量絞り装置の前記小径流路は、一本の毛細
    管状チューブの長さ及び内径で定められることを特徴と
    する特許請求の範囲第（１）項記載の注入装置。
  4. （４）前記一本の毛細管状チューブは剛性材料で構成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記
    載の注入装置。
  5. （５）前記一本の剛性毛細管状チューブは、前記注入装
    置の可撓性チューブの端の中に受け入れられるようにな
    った一本のエラストマーチューブ内にぴったりと保持さ
    れて前記注入装置に連結することを特徴とする特許請求
    の範囲第（４）項記載の注入装置。
  6. （６）前記流量絞り装置は温度とともに大きくなる流れ
    抵抗を備え、前記小径流路は第１の熱膨張係数をもつ一
    本の厚肉の毛細管状エラストマーチューブの長さ及び内
    径で構成され、前記一本の厚肉の毛細管状エラストマー
    チューブの外径は、前記第１の熱膨張係数よりも小さな
    第２の熱膨張係数をもつ周囲の一本の剛性材料のチュー
    ブによって拘束されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第（１）項記載の注入装置。
  7. （７）前記厚肉の毛細管状エラストマーチューブの内径
    に対する外径の比は４〜１０の範囲にあることを特徴と
    する特許請求の範囲第（６）項記載の注入装置。
  8. （８）注入装置に使用される流量絞り装置であって、前
    記注入装置が、既知の駆動圧をもち所定の流量の注入剤
    を前記流量絞り装置に圧送するような流量絞り装置おい
    て、直径に対する長さの比が少なくとも１０であるよう
    な長さ及び直径をもつ小径流路を有し、前記長さが少な
    くとも３ｍｍであることを特徴とする注入装置。
  9. （９）血液含有注入剤に使用され、センチメートルで表
    した前記長さが、トルで表した駆動圧と、時間当たりの
    ミリメートルで表した流量の立方根との積の０．００１
    ２倍であることを特徴とする特許請求の範囲第（８）項
    記載の注入装置。
  10. （１０）前記小径流路は、一本の毛細管状チューブの長
    さ及び内径で定められることを特徴とする特許請求の範
    囲第（８）項記載の注入装置。
  11. （１１）注入剤の存在及び流れを指示することができ、
    さらに、前記一本の毛細管状チューブを密封自在に取り
    囲み且つ前記一本の毛細管状チューブの上流及び下流に
    延びた管状ダクトと、前記毛細管状チューブのすぐ上流
    及び下流の位置で前記ダクトの壁に設けられた穴と、前
    記ダクトを取り囲み且つ前記穴から流れ出る加圧注入剤
    により膨張できる密封環状体を形成するように前記穴の
    上流及び下流の位置で前記ダクトに対して密封される薄
    肉のエラストマーチューブと、前記エラストマーチュー
    ブを取り囲む透明な円筒形ジャケットとを有し、前記ジ
    ャケットは前記環状体を膨張させたときに前記エラスト
    マーチューブが前記ジャケットに接触するほどの短い距
    離、前記エラストマーチューブから半径方向に間隔をへ
    だてていることを特徴とする特許請求の範囲第（１０）
    項記載の注入装置。
  12. （１２）前記透明な円筒形ジャケットの内面は前記密封
    された環状体に隣接した位置に光学的にでこぼこな表面
    を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
    項記載の注入装置。
  13. （１３）前記密封された環状体の外面は着色されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項記載の注
    入装置。
JP61144698A 1985-06-21 1986-06-20 注入装置 Pending JPS6249863A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/749,470 US4626243A (en) 1985-06-21 1985-06-21 Gravity-independent infusion system
US749470 1985-06-21

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JPS6249863A true JPS6249863A (ja) 1987-03-04

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JP (1) JPS6249863A (ja)
IL (1) IL76621A0 (ja)

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