JPS63212371A - 薬液注入用流量コントロ−ル装置 - Google Patents

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、生体への薬液の注入速度をコントロールする
ための装置に関する。

〈従来の技術〉 生体に薬液を注入するには、一般に、点滴装置ならびに
薬液注入ポンプが用いられる。従来の点滴装置は、薬液
を収容した容器にチューブの一端を接続し、チューブの
他端に装着された注射針を介して生体内に薬液を注入す
るとともに、このチューブの途中には点滴筒およびクラ
ンプを設けて、点滴筒内における薬液の滴下状況を見な
がらクランプを操作することによって、また注入ポンプ
については、回転数を制御する機構をもったモータによ
り注射筒が駆動されたり、あるいは一定速度でチューブ
を押圧してゆくしごきポンプによって、注入速度の調整
を行うよう構成されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述した薬液の生体への注入速度は、速すぎても遅すぎ
ても副作用の発現や、薬物の効果に影響が生じ、常に薬
物に適した速度に維持することが、あるいはコントロー
ルすることが必要である。

従来の点滴装置における注入速度の設定は、看護婦等が
点滴筒内での液滴の大きさと単位時間当りの滴下数を目
視によって確認して行なうため、経験と勘に依存すると
ころが大きく、常に最適な速度に設定されているとは云
えないのが実情である。すなわち、薬液の粘性、密度、
表面張力によらて液滴の大きさが異なり、しかも、この
うち粘性および表面張力は温度によって変化するから、
同じ薬液でも温度によって液滴の大きさが変化すること
になり、この液滴の大きさを目視によって正確に把握す
ることは困難である。同様に、点滴中に温度が変化する
と注入速度も変化するから、これを一定に維持するため
には点滴中にたえずクランプにより速度の修正を行なう
必要がある。また注入ポンプについても同様に温度・薬
物の種類によって粘度・表面張力・密度などがかわるた
め初期速度の設定、一定速度の維持は極めてむつかしい
のが現状である。

本発明の目的は経験や勘によることなく、容易に薬液の
注入速度を目標とする速度に設定することができ、しか
も、薬液の種類や温度変化に拘わらず、常に設定された
速度を維持することができ、さらにすすんであらかじめ
設定されたプログラムに従って自動的に注入速度を変化
させることのできる、薬液注入用コントロール装置を提
供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、第１図に示す基本
概念図を参照しつつ説明すると、本発明は、薬液りを収
容した容器Ｂを所定の高さに保持して、薬液りを含む容
器Ｂの重１ｗを検出する重量検出機構ａと、その重量検
出機構ａからのデータＷの経時的変化に基づいて容器Ｂ
からの薬液りの流出速度に係る情報■を算出する演算手
段すと、薬液りの生体への注入速度に係る目標値ｖ０を
入力するための入力手段Ｃと、入力された目標値ｖ０を
記憶する記憶手段ｄと、演算手段すにより算出された情
報Ｖと記憶手段ｄの内容（ｖｏ）を比較する比較手段ｅ
と、その比較結果に基づいて容器Ｂからの薬液りの流出
速度を制御する流量制御機構ｆを備えたことによって、
特徴づけられる。

〈作用〉 容器Ｂ内から薬液りが流出して生体内に注入されるに従
って、重量検出機構ａへの負荷が刻々と減少する。すな
わち、重量検出機構ａによる重量検出データＷの経時的
変化は薬液りの流出速度に相関する。これに基づいて算
出された流出速度に係る情報Ｖと、入力された目標値ｖ
０とが一致するよう流量制御機構ｆを駆動することによ
り、薬液りの性状や温度変化等に拘らず、容器Ｂからの
薬液りの流出速度は常に目標とする注入速度に一敗する
。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第２図は本発明実施例の外観図で、第３図はその流量制
御用クランプ装置の拡大縦断面図である。

装置本体１は支柱２により所定の高さに支持されている
。この装置本体１は、後述する懸吊型の重量検出機構１
１や演算制御部１２等をその内部に収容するとともに、
その前面にはキーボード１３および重量検出機構１１に
よる重量検出値、注入速度、更に注入終了までの時間等
を表示するための表示器１４が配設されている。また、
装置本体１の底部からは、重量検出機構１１の懸吊用フ
ック１１ａが外部に突出している。

）調量用フックｌｌａに、バッグ、びんあるいはプラス
チックボトル製の薬液容器Ｂが吊り下げられる。この薬
液容器Ｂに液汁等を介して接続される可撓性の薬液流出
用チューブＦは、適当に弛みを持たせた状態で支柱２に
装着された保持具３により保持され、続いて流量制御用
クランプ装ｗ４内を経て、先端に装着された注射針を介
して例えば人体にさし込まれる。この流出用チューブＦ
を含む注射針までは、特別なものでなく、市販されてい
る輸液（血）セットを使用できる。

流量制御用クランプ装置４は、支柱２に固着され、鉛直
方向に溝４１ａが形成された支持体４１と、この支持体
４１に軸４２ａを介して回動自在に支承された偏芯カム
４２、および軸４２ａを回転駆動するためのパルスモー
タ４３によって構成されており、薬液流出用チューブＦ
は支持体４１の溝４１ａの底面と偏芯カム４２との間に
挿入される。そして、パルスモータ４３の駆動による偏
芯カム４２の回動位置に応じて、この偏芯カム４２の外
周面と溝４１ａの底面による薬液流出用チューブＦの押
圧量が変化し、その内部を流れる薬液の流量を制御し得
るよう構成されている。

なお、薬液流出用チューブＦの薬液容器Ｂの直下近傍に
は、確認用の点滴筒りが配設されている。

第４図は本発明実施例の一システム構成を示すブロック
図である。

重量検出機構１１は、重量センサとして例えばロードセ
ルが用いられ、このロードセルと懸吊用フックｌｌａを
接続するはかり機構と、ロードセル出力の増幅用のアン
プ、およびそのアンプの出力をデジタル化するためのＡ
−Ｄ変換器等によって構成され、懸吊用フックｌｌａへ
の負荷重量に比例したデジタルデータを出力することが
できる。

この重量検出機構１１からのデータは、演算制御部１２
に刻々と採り込まれる。

演算制御部１２はマイクロコンピュータによって構成さ
れており、演算処理を含むプログラムの実行や各周辺機
器の制御を行なうＣＰＵ１２ａ、後述するプログラムが
四き込まれたＲＯＭ１２ｂ、および重量検出機構１１か
らのデータを格納するエリアやキーボード１３からの入
力データ等を格納するエリアが設定されたＲＡＭ１３Ｃ
を備えている。

この演算制御部１２には重量検出機構１１のほかに、テ
ンキーを主体とするキーボード１３９重量検出機構１１
による重量検出値、注入速度、更に注入終了までの時間
等を表示するための表示器１４、および出力インターフ
ェース１５が接続されている。出力インターフェース１
５には、前述した流量制御用クランプ装置４のパルスモ
ータ４３を駆動するためのドライバ１６が接続されてい
る。

第５図はＲＯＭ１２ｂに書き込まれたプログラムを示す
フローチャートで、この図を参照しつつ各部の動作およ
び作用を説明する。

薬液容器Ｂを懸吊用フックｌｌａに吊り下げ、薬液流出
用チューブＦを接続して流量制御用クランプ装置４に挿
入した状態で、キーボード１３の操作により、薬液容器
Ｂ内の当初の薬液重量、すなわち注入すべき薬液の全型
１ｗ、と、その重量Ｗ０を注入するための目標時間（最
適時間）Ｔｏを入力する。これにより、ＷｏとＴｏとを
用いてあらかじめ設定された時間を当りに注入すべき目
標１重量、つまり時間を当りの注入目標量Δ。が算出さ
れ、ＲＡＭ１２ｃ内に格納される。

一方、重量検出機構１１からの重量データは刻々とＲＡ
Ｍ１２Ｃ内に格納されるが、ＲＡＭ１２Ｃ−では最大ｎ
個のデータを格納するエリアを有し、最新のデータｄ、
を採取するごとに既に格納されているデータをシフトし
、常に最新のｎ個データｄ、〜ｄ７を格納している。こ
のｎ個のデータの平均化により、懸吊用フックｌｌａに
作用している重量値Ｗ１が算出される。ＲＡＭ１２Ｃに
は、更に、ｍ個の重量値を格納するエリアを有し、最新
の重量値ＷＩを算出するごとにこれを格納し、既に格納
されている重量値をシフトし、常に最新のｍ個の重量値
Ｗ、−Ｗ、を格納している。また、算出された重量値Ｗ
Ｉは表示器１４に表示される。

懸吊用フックｌｌａには当初、前述した薬液全重量Ｗ０
と薬液容器Ｂの重量、および薬液流出用チューブＦの保
持具３への装着部より前段のうち所定の割合の部分の重
量の和が作用しており、従って、注入前にはこの重量和
Ｗ、が表示器１４に表示されることになる。

薬液流出用チューブＦの先端の注射針から薬液が体内等
に注入されはじめると、表示器１４の表示値つまりＷｌ
はその注入量に追随して刻々と減少することになるが、
Ｗｌの算出ごとに、そのｍ−１個前に算出された重量値
Ｗイとの差Δが算出される。

この重量値Ｗ、の算出時点からＷ、を算出するまでに要
する時間は、常に一定、例えば５分程度、となるよう当
該プログラムの繰り返し実行タイミングが設定されてお
り、この時間が前述した注入目標量Δ。算出時の時間ｔ
に相当する。従って、算出された差Δは、時間を当りに
実際に流出した薬液重量、換言すれば時間を当りの実測
注入量となる。

そして、算出された差Δは注入目標量Δ。と比較され、
互いに等しければ次の重量データｄ、の採取以下のルー
チンへと戻り、ΔがΔ。よりも大きければ、薬液流出用
チューブＦを締める側にパルスモータ４３を所定量だけ
駆動すべくドライバ１６に指令を与え、逆にΔがΔ０よ
りも小さければ、薬液流出用チューブＦの締めつけを弛
める側にパルスモーク４３を所定量だけ駆動すべくドラ
イバ１６に指令を与える。

以上の動作により、第６図（ａｌに重量検出機構１１に
よる重量検出値と時間との関係を示すように、重量Ｗ０
の薬液が時間Ｔ０で体内に注入されるよう、薬液の流出
量が刻々と制御される。すなわち第６図（ｂｌに同図（
ａ）のｂ部拡大図を示すように、時間を当りの流出量Δ
が注入目標量Δ。と一致するよう、刻々と薬液流出用チ
ューブＦの締めつけ量が自動的に調整される。

なお、以上の実施例では、薬液の流量を制御する方法と
して、薬液流出用チューブＦを外方から押圧する方法を
採用したが、本発明はこれに限定されることなく、他の
方法、例えば薬液容器Ｂの空気流入孔の開閉等により流
量を制御する方法、更に静水圧によらず、制御信号によ
りコントロールされるポンプを駆動して注入する方法等
を採用することができる。また、点滴筒りは必らずしも
必要ではなく、点滴が実行されていることを確認する程
度の役割となる。

更に、重量検出機構１１はフックを有する懸吊型のもの
に限定されることなく、上皿もしくは下皿を備えた重量
検出機構を採用し、皿上に薬液容器Ｂを載せて、その皿
にはチューブＦを通すための孔を設ける等によっても実
施できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、薬液を収容した
容器を重量検出機構に保持して、その重量検出機構によ
る重量検出データの経時的変化に基づいて薬液の流出速
度に係る情報を算出し、この情報をあらかじめ設定され
た注入速度に係る目標値と比較し、その比較結果に基づ
いて薬液流出速度を制御するよう構成したから、薬液の
粘性や比重、表面張力に影響されることなく、実質的に
薬液の流出速度そのものを制？ＩＩするフィードバック
制御が行われることになり、極めて高精度の薬液注入制
御ができるとともに、従来の点滴装置のように、速度設
定に勘や経験を必要とせず、容易に設定が可能となる。

同様の理由により、点滴途中において温度をはじめとす
るファクタの変化があっても、この変化に追従して常に
最適な注入速度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す基本概念図、第２図は本発
明実施例の外観図、 第３図はその流量制御用クランプ装置の拡大縦断面図、 第４図はその実施例のシステム構成を示すブロック図、 第５図はそのＲＯＭ１２ｂに書き込まれたプログラムを
示すフローチャート、 第６図はその実施例の作用説明図である。 １・・・装置本体 ２・・・支柱 ４・・・流量制御用クランプ装置 １１・・・重量検出機構 １２・・・演算制御部 １２　ａ　・・・ＣＰ　Ｕ １２ｂ・・・ＲＯＭ １２ｃ・・・ＲＡＭ １３・・・キーボード １６・・・ドライバ ４２・・・偏芯カム ４３・・・パルスモータ Ｂ・・・薬液容器 Ｆ・・・薬液流出用チューブ 特許出願人　　　　　株式会社島津製作所灘　井　　種
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薬液を充填した容器を所定の高さに保持して、薬液を含
   む上記容器の重量を検出する重量検出機構と、その重量
   検出機構からのデータの経時的変化に基づいて上記容器
   からの薬液の流出速度に係る情報を算出する演算手段と
   、薬液の生体への注入速度に係る目標値を入力するため
   の入力手段と、入力された目標値を記憶する記憶手段と
   、上記演算手段により算出された情報と上記記憶手段の
   内容を比較する比較手段と、その比較結果に基づいて上
   記容器からの薬液の流出速度を制御する流量制御機構を
   備えてなる、薬液注入用流量コントロール装置。