JPWO2014148052A1 - シリンジポンプ及びシリンジポンプの制御方法 - Google Patents

Abstract

シリンジがシリンジポンプに装着されているか否かを検出し（ステップＳＡ１）、シリンジが装着されていると検出された場合には、モーターを駆動する（ステップＳＡ２）。これにより、送りねじとハーフナットとの噛み合い不良原因のうち、軽微なものの原因を自動的に取り除いて噛み合い不良の発生頻度を低下させ、もって、使用者の操作性を良好にするとともに、投与不足が起こらないようにする。

Description

本発明は、シリンジ内の液体を設定された流量で送り出すシリンジポンプ及びシリンジポンプの制御方法に関するものである。

従来から、医療現場では患者に薬液を高精度に投与することのできるシリンジポンプが使用されている。シリンジポンプは、サイズの異なる様々な種類のシリンジを保持できるように構成されており、シリンジのピストンを押圧するピストン押圧部を駆動することによってピストンを押してシリンジ内の薬液を正確に送り出すことができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、シリンジポンプの駆動機構は、モーターによって回転駆動される送りねじと、送りねじに噛み合うハーフナットと、ハーフナットを送りねじから離した状態とするための解除レバーとを備えており、ピストン押圧部は、ハーフナットに連結されている。そして、装着されたシリンジのピストンをピストン押圧部で保持した状態でモーターによって送りねじを回転させると、ハーフナットがシリンジの軸方向に直線移動し、これによってピストンを押すことができる。薬液の投与が終了して別のシリンジを装着する場合や、サイズの異なるシリンジを装着する場合には、そのシリンジのピストンの位置に合うようにピストン押圧部を移動させなければならないが、このときには、解除レバーを操作してハーフナットを送りねじから離して軸方向に自由に動けるようにしておき、ピストン押圧部の位置調整を行う。

また、特許文献１にも開示されているように、送りねじやハーフナットのねじ部分は、摩耗による精度低下防止などの観点から、ねじ山の頂部が平坦な台形ねじを用いるのが一般的である。

また、シリンジポンプを使用する際には高い安全性が要求されるので、各種の警報機能や、安全機能が組み込まれている。例えば、送りねじとハーフナットとの噛み合い状態をフォトセンサやマイクロスイッチで検出し、噛み合い不良の場合には、警報を発したり、薬液の注入開始ボタンを押しても注入が行えないようにする注入回避機能などがある。

特開２００６−１０５１９８号公報

ところで、シリンジポンプにシリンジを装着する際、上述のように解除レバーを操作してハーフナットを送りねじから一旦離してピストン押圧部の位置調整を行った後、ハーフナットを送りねじに噛み合わせる。ところが、送りねじとハーフナットとのねじ部分が台形ねじとなっているので、送りねじとハーフナットとの軸方向の位置関係によっては、送りねじとハーフナットのねじ山頂部の平坦面同士が当接して一方のねじ山が他方のねじ溝に入らない状態、即ち、噛み合い不良が発生することがある。この噛み合い不良の発生頻度を低下させるため、ねじ山の形状を特許文献１に開示されているように工夫することも考えられるが、台形ねじとしている以上、ねじ山頂部の平坦面同士の当接は一定の確率で起こってしまう。

噛み合い不良が起こった場合には、警報によって使用者に報知することや、注入回避機能が働いて注入が行われないようにしている。噛み合い不良の原因としては、ねじ山の頂部の平坦面同士の当接による軽微な原因の場合が大部分を占めており、ねじの損傷等による重大なものは少ない。

しかしながら、どのような原因によるものであっても、使用者は噛み合い不良の対応処置を行わなければならず、煩雑であるとともに、操作性の悪いシリンジポンプであると判断されてしまう。

また、使用者が、噛み合い不良が発生しているのに気付かずに投与開始操作を行った場合、投与を開始したつもりが実際には投与が行われていないという事態が発生し、この場合、投与不足を引き起こす。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送りねじとハーフナットとの噛み合い不良原因のうち、軽微なものはその原因を自動的に取り除いて噛み合い不良の発生頻度を低下させ、もって、使用者の操作性を良好にするとともに、投与不足が起こらないようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、シリンジが装着された場合に送りねじを回転させることによってねじ山の頂部の平坦面同士の当接を解消してねじ山を相手側のねじ溝に嵌めることができるようにした。

第１の発明は、液体が充填されたシリンジのピストンを押圧するピストン押圧部と、
上記ピストン押圧部を駆動する駆動機構と、
上記駆動機構を制御する制御装置とを備えたシリンジポンプにおいて、
上記駆動機構は、送りねじと、該送りねじを回転させるモーターと、上記送りねじに噛み合うハーフナットと、該ハーフナットを、上記送りねじに噛み合った状態と上記送りねじから離れた状態とに切り替えるための切替部材とを備え、
上記制御装置は、シリンジが装着されているか否かを検出するシリンジ装着状態検出手段を備え、該シリンジ装着状態検出手段によりシリンジが装着されていることが検出された場合に上記モーターを駆動するモーター駆動制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、駆動機構の切替部材によってハーフナットが送りねじから離れた状態にすることで、ピストン押圧部を送りねじによらず自由に動かすことが可能になる。例えば装着するシリンジに合うようにピストン押圧部の位置調整を行った後に、切替部材によってハーフナットを送りねじに噛み合った状態にしようとしたとき、ハーフナットと送りねじのねじ山頂部の平坦面同士が当接してハーフナットが送りねじに噛み合わない場合がある。

本発明では、制御装置は、シリンジが装着された場合にモーターを駆動して送りねじを回転させる。この送りねじの回転により、送りねじのねじ山とハーフナットのねじ山との当接部分が軸方向に相対移動することになる。この当接部分の相対移動により、ハーフナットのねじ山が送りねじのねじ溝に嵌り、ハーフナットが送りねじに噛み合う。従って、送りねじとハーフナットとの噛み合い不良原因のうち、ねじ山同士が当接するという、軽微な原因は自動的に取り除かれるので、噛み合い不良の発生頻度が低下する。

第２の発明は、第１の発明において、
上記制御装置は、上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合っているか否かを検出するための噛み合い状態検出手段を備え、該噛み合い状態検出手段により上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合っていないと検出された場合には、モーター駆動制御を行うように構成されているものである。

この構成によれば、ハーフナットが送りねじに噛み合っていない場合を検出し、噛み合っていない場合にモーターを駆動する。これにより、噛み合い不良の発生頻度が低下する。

第３の発明は、第２の発明において、
上記シリンジ装着状態検出手段は、シリンジの装着状態が正常であるか否か検出するように構成され、
上記制御装置は、上記シリンジ装着状態検出手段によるシリンジの装着状態の検出を行った後に、シリンジの装着状態が正常であると検出された場合には、上記噛み合い状態検出手段による検出を行うように構成されていることを特徴とするものである。

すなわち、送りねじとハーフナットとの噛み合い不良の原因としては、例えばシリンジの装着状態が正常でなく、ピストン押圧部の位置不良の場合もある。この場合は、モーター駆動制御を行っても送りねじとハーフナットと噛み合わせることができない可能性が高い。本発明では、シリンジの装着状態を検出して、正常であると検出された場合に、モーター駆動制御を行うようにしているので、無駄な制御を極力排除して的確な制御が行えるようになる。

第４の発明は、第２または３の発明において、上記制御装置は、上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合っていないことを報知する報知手段を備え、上記モーター駆動制御を行った後に、上記噛み合い状態検出手段による検出を再び行い、該噛み合い状態検出手段により上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合っていないと検出された場合には、上記ハーフナットと上記送りねじとの噛み合い不良を上記報知手段によって報知するように構成されていることを特徴とするものである。

すなわち、モーター駆動制御を行った後、ハーフナットが送りねじに噛み合っていない場合には、駆動機構の異常やシリンジの装着異常の可能性があり、この場合に報知手段によって噛み合い不良を報知することで、それらの異常を早期に報知して対応処置を行うことが可能になる。

第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記制御装置は、上記モーター駆動制御において、上記モーターの回転中に、上記噛み合い状態検出手段によって上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合ったことが検出された場合に、上記モーターの回転を停止させるように構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、ハーフナットが送りねじに噛み合った場合にモーターの回転を停止させることで、モーター駆動制御中にピストンが動いてしまうのを抑制することが可能になる。

第６の発明は、第１から５のいずれか１つの発明において、
上記モーター駆動制御は、上記送りねじをピストンの押圧側へ回転させる制御であることを特徴とするものである。

この構成によれば、モーター駆動制御時にピストンに駆動力が伝達された場合、ピストンは、シリンジの液体が投与される側に動くので、患者の血を引いてしまうことはない。

第７の発明は、液体が充填されたシリンジのピストンを押圧するピストン押圧部と、
上記ピストン押圧部を駆動する駆動機構とを備え、
上記駆動機構は、送りねじと、該送りねじを回転させるモーターと、上記送りねじに噛み合うハーフナットと、該ハーフナットを、上記送りねじに噛み合った状態と上記送りねじから離れた状態とに切り替えるための切替部材とを有するシリンジポンプの制御方法において、
シリンジが装着されているか否かを検出した後、
シリンジが装着されている場合には、上記モーターを駆動することによって上記送りねじを回転させることを特徴とするものである。

この構成によれば、第１の発明と同様に、軽微な原因によってハーフナットと送りねじとが噛み合っていない場合に、その軽微な原因が自動的に取り除かれるので、噛み合い不良の発生頻度が低下する。

第１の発明によれば、シリンジが装着された場合に、モーター駆動制御を行うようにしたので、ねじ山同士が当接するという、軽微な原因を自動的に取り除くことができる。これにより、噛み合い不良の発生頻度を低下させることができるので、使用者の操作性を良好にすることができるとともに、投与不足が起こらないようにすることができる。

第２の発明によれば、ハーフナットが送りねじに噛み合っていないと検出された場合にモーター駆動制御を行うようにしたので、噛み合い不良の発生頻度を確実に低下させることができる。

第３の発明によれば、シリンジの装着状態が正常であると検出された場合に噛み合い状態を検出するようにしたので、シリンジの装着状態に応じた的確な制御を行うことができる。

第４の発明によれば、モーター駆動制御を行った後、ハーフナットが送りねじに噛み合っていない場合に噛み合い不良を報知するようにしたので、駆動機構の異常やシリンジの装着異常を早期に報知して安全性を高めることができる。

第５の発明によれば、モーター駆動制御時、ハーフナットが送りねじに噛み合った場合にモーターの回転を停止させることで、モーター駆動制御中にピストンが動いてしまうのを抑制することができ、より一層安全な投与を行うことができる。

第６の発明によれば、モーター駆動制御時に送りねじをピストンの押圧側へ回転させるようにしたので、患者の血を引いてしまうのを防止できる。

第７の発明によれば、第１の発明と同様に、噛み合い不良の発生頻度を低下させることができるので、使用者の操作性を良好にするとともに、投与不足が起こらないようにすることができる。

本発明の実施形態に係るシリンジポンプの斜視図である。 シリンジポンプの駆動機構、ピストン押圧部等を背面側から見た図である。 図２のIII−III線断面図である。 シリンジポンプの駆動機構の一部を示す斜視図である。 ハーフナットが送りねじに噛み合っていない場合の図３（ａ）におけるV−V線断面図である。 モーター駆動制御後の図４相当図である。 シリンジポンプのブロック図である。 制御装置による制御手順を示すフローチャートである。 制御装置による別の制御例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るシリンジポンプ１の斜視図である。シリンジポンプ１は、医療現場において薬液等の液体を患者に投与する場合に使用されるものであり、薬液が充填されたシリンジ（図示せず）を装着し、シリンジのピストンを予め設定した速度で押すことによってシリンジ内の薬液の投与が可能となっている。尚、シリンジポンプ１は、外部から電源が供給されるようになっているとともに、図示しないが蓄電池を内蔵しており、蓄電池によっても作動するようになっている。

シリンジポンプ１は、ケーシング１０と、ケーシング１０外でシリンジのピストンを押圧するピストン押圧部２０と、ピストン押圧部２０を駆動する駆動機構３０（図２に示す）と、駆動機構３０を制御する制御装置Ａ（図７に示す）とを備えている。ケーシング１０の内部には、図２に示すように、駆動機構３０が取り付けられるフレーム１５が設けられている。フレーム１５には、駆動機構３０が有するハーフナット３３（後述する）をシリンジポンプ１の左右方向に案内するための円柱状のガイド棒１６がシリンジポンプ１の左右方向に延びる姿勢で固定されている。

図１に示すように、ケーシング１０の上面奥側には、シリンジの本体部分（薬液が充填された筒状部分）を載置するための載置台１０ａが形成されている。ケーシング１０の上面手前側には、シリンジポンプ１を操作するための各種ボタン（図７に示す開始ボタン１１を含む）や液晶表示パネル１２等が設けられている。

尚、この実施形態の説明では、シリンジポンプ１を操作する場合に使用者から見て手前側となる側を手前側といい、使用者から見て奥側となる側を奥側といい、使用者から見て左側を左側といい、使用者から見て右側を右側というものとする。ピストンは、図１の右側から左側へ向けて押圧される。

載置台１０ａに載置したシリンジは、液体の吐出側が左側に位置し、ピストンのフランジ側が右側に位置するようになっている。ケーシング１０の上面奥側には、載置台１０ａに載置したシリンジの本体部分を上方から押さえて保持するためのシリンジクランプ１３が設けられている。

ピストン押圧部２０は、ケーシング１０の奥側において右側に設けられており、図１に示す位置から左側へ移動するようになっている。ピストン押圧部２０の左側面には、ピストンのフランジを挟んで保持するためのフランジ保持用の一対の爪２１が設けられている。また、ピストン押圧部２０の上部には、爪２１及び後述するハーフナット３３を操作するための操作レバー２３が設けられている。

図２に示すように、駆動機構３０は、送りねじ３１と、送りねじ３１を回転させるモーター３２と、送りねじ３１に噛み合うハーフナット３３と、ハーフナット３３を、送りねじ３１に噛み合った状態と送りねじ３１から離れた状態とに切り替えるための切替ロッド３４（切替部材）とを備えている。

送りねじ３１は、シリンジポンプ１の左右方向に延びる金属製棒材の外周面に台形ねじが左右両端に亘って形成されたものである。図５及び図６に示す送りねじ３１の部分断面図において、台形ねじのねじ山を符号３１ａで示し、ねじ溝を符号３１ｂで示す。台形ねじの形状は周知の形状である。

送りねじ３１の両端部は、図２に示すフレーム１５の左右両端部に回転可能に支持されている。モーター３２は、制御装置Ａに接続されており、制御装置Ａによって停止、回転、回転方向の切替、回転量、回転速度等が制御される。モーター３２はフレーム１５の左端に固定されている。モーター３２の出力は、減速歯車（図示せず）を介して送りねじ３１の左端部に入力されるようになっている。

図２〜図４に示すように、切替ロッド３４の先端部にはキャリッジ３６が設けられている。キャリッジ３６は、切替ロッド３４に対し、軸方向には移動しないように取り付けられており、この状態で、切替ロッド３４は、キャリッジ３６に対して軸周りの回動が可能となっている。

送りねじ３１はキャリッジ３６を貫通している。また、図４に示すように、キャリッジ３６の下部には、ガイド棒１６が挿通する挿通孔３６ａが形成されている。ガイド棒１６は、キャリッジ３６の挿通孔３６ａの内周面に摺動することによってキャリッジ３６を左右方向に案内することができるようになっている。

ハーフナット３３は、キャリッジ３６と一体化している。ハーフナット３３の上部は、切替ロッド３４の先端部に対し、軸方向には移動せず、かつ、軸周りの揺動もしないように固定されている。従って、図３（ａ）の状態から（ｂ）の状態となるように切替ロッド３４を軸周り（矢印Ｘ方向）に回動させると、それに伴ってハーフナット３３は回動するが、このとき、キャリッジ３６は、切替ロッド３４に対して回動可能となっているので、キャリッジ３６は切替ロッド３４の回動によっては回動せずに静止状態が維持される。

ハーフナット３３は、送りねじ３１に螺合する形状のナットを径方向に略半分に割った形状の割ナット部３３Ａと、割ナット部３３Ａが固定される割ナット保持部材３３Ｂとを備えている。割ナット部３３Ａの内周面には、図５や図６に示すように、送りねじ３１のねじ山３１ａ及びねじ溝３１ｂにそれぞれ噛み合うねじ溝３３ｂ及びねじ山３３ａが形成されている。この実施形態では、送りねじ３１とハーフナット３３とを台形ねじとしているので、摩耗による精度低下を防止できる。

割ナット保持部材３３Ｂが切替ロッド３４に取り付けられる。割ナット保持部材３３Ｂには、送りねじ３１の外周面から離れるように切欠部３３ｃが形成されている。切欠部３３ｃは、ハーフナット３３を切替ロッド３４によって図３（ａ）の状態から（ｂ）の状態となるように回動させた際に、割ナット保持部材３３Ｂが送りねじ３１の外周面に接触しないようにするためのものである。尚、ハーフナット３３は、図示しない付勢部材によって送りねじ３１に噛み合う方向に常時付勢されているので、この付勢力に抗する力を切替ロッド３４に与えることによって図３（ｂ）に示す状態にすることができる。

図２に示すように、切替ロッド３４は、キャリッジ３６から右側へ延びており、その右端部にピストン押圧部２０が取り付けられている。すなわち、ピストン押圧部２０は、切替ロッド３４を介してキャリッジ３６及びハーフナット３３に連結された状態であり、ハーフナット３３が左右方向に移動すると同方向に同じ量だけ移動する。

一方、切替ロッド３４の右端部には、上記操作レバー２３が連結されている。この操作レバー２３を図１における奥側、手前側に動かすことで切替ロッド３４を上記付勢部材による付勢力に抗して軸周りに回動させることができるようになっている。図３に矢印Ｘで示す方向に切替ロッド３４を回動させることで、ハーフナット３３のねじ山３３ａ及びねじ溝３３ｂが図３（ｂ）に示すように同図における右側に移動する。これにより、ハーフナット３３のねじ山３３ａ及びねじ溝３３ｂが、それぞれ送りねじ３１のねじ溝３１ｂ及びねじ山３１ａから離れる。一方、操作レバー２３に上記した操作力を加えない場合には、付勢部材の付勢力によってハーフナット３３が、矢印Ｘとは逆方向に回動してハーフナット３３のねじ山３３ａ及びねじ溝３３ｂが、送りねじ３１のねじ山３１ａ及びねじ溝３１ｂに噛み合うことになる。

また、図７に示すように、制御装置Ａは、ハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合っているか否かを検出するためのフォトセンサ（噛み合い状態検出手段）４０を備えている。フォトセンサ４０は、ハーフナット３３の位置を検出することによってハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合っているか否かを検出するように構成されており、具体的には、ハーフナット３３が図３（ａ）に示す位置にあるときには送りねじ３１に噛み合っているとし、ハーフナット３３が図３（ｂ）に示す位置や、図５に示す位置にあるときには送りねじ３１に噛み合っていないとする。

尚、噛み合い状態検出手段は、ハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合っているか否かを検出できればよいので、フォトセンサ４０の代わりに、マイクロスイッチを用いてハーフナット３３の位置を直接検出してもよいし、他のセンサを用いて検出することもできる。

また、図７に示すように、制御装置Ａは、シリンジのサイズを検出するシリンジサイズ検出センサ４１も備えている。シリンジサイズ検出センサ４１は、シリンジポンプ１に装着されたシリンジのサイズを検出するためのセンサであり、このシリンジサイズ検出センサによってシリンジが装着されているか否かを検出することができる。

また、制御装置Ａは、シリンジのフランジがピストン押圧部２０のフランジ保持用爪２１に保持されているか否かを検出するフランジ検出センサ４２も備えている。フランジ検出センサ４２によってシリンジが装着されているか否かを検出することができる。

さらに、制御装置Ａは、シリンジのピストンの有無を検出するピストン検出センサ４３も備えている。ピストン検出センサ４３によってシリンジが装着されているか否かを検出することができる。

上記シリンジサイズ検出センサ４１、フランジ検出センサ４２及びピストン検出センサ４３は、従来のシリンジポンプにも設けられているものであるため、詳細な説明は省略する。

さらに、このシリンジポンプ１には、警報器（報知手段）５０が設けられている。警報器５０は、例えばランプやスピーカー等で構成することができ、制御装置Ａによって制御される。警報器５０は、フォトセンサ４０によってハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合っていないことが検出されたとき、シリンジサイズ検出センサ４１により規格外のシリンジが装着されていることが検出されたとき、フランジ検出センサ４２によりフランジがフランジ保持用爪２１に保持されていないと検出されたとき、ピストン検出センサ４３によりピストンが所定位置にないと検出されたときに、使用者や周囲の者に対して報知するためのものである。

次に、制御装置Ａによる制御内容について図８のフローチャートを参照しながら説明すする。制御装置Ａは、開始ボタン１１を含むボタン操作信号、フォトセンサ４０、シリンジサイズ検出センサ４１、フランジ検出センサ４２及びピストン検出センサ４３等のセンサ信号を処理してモーター３２及び警報器５０を制御するように構成されたものであり、周知のマイクロコンピュータを用いて構成することができる。

制御装置Ａは、フローチャートのスタート後のステップＳＡ１においてシリンジが装着されているか否かを判定する。尚、本フローのスタートのタイミングは、使用者がシリンジポンプ１の電源スイッチをＯＮにした後である。

ステップＳＡ１は、フランジ検出センサ４２からの信号に基づいて判定する。このステップＳＡ１で、フランジ検出センサ４２によりシリンジがシリンジポンプ１に装着されていないと検出されたときにはＮＯと判定されるので、再び同様な検出を行う。

ステップＳＡ１で、フランジ検出センサ４２によりシリンジがシリンジポンプ１に装着されていると検出されたときにはＹＥＳと判定されるので、ステップＳＡ２に進む。ステップＳＡ２はモーター駆動制御である。

すなわち、シリンジをシリンジポンプ１に装着するときに、そのシリンジのピストンに合うようにピストン押圧部２０を左右方向に移動させる際には、ハーフナット３３を操作レバー２３の操作によってガイド棒１６周りに回動させ、図３（ｂ）に示す状態にしてハーフナット３３を送りねじ１３から離した状態にする。これにより、ハーフナット３３が自由に動くようになるので、ピストン押圧部２０を所望位置まで移動させ、所望位置に来たときに操作レバー２３から指を離す。すると、付勢部材の付勢力によってハーフナット３３が図３（ａ）に示す位置に戻ろうとする。このとき、ハーフナット３３の軸方向の位置によっては、図５に示すように、ハーフナット３３のねじ山３３ａの平坦面と、送りねじ３１のねじ山３１ａの平坦面とが当接して図３（ａ）に示す位置に戻らない場合がある。

図５に示すような位置関係となった場合には、直ちに警報を発生するのではなく、ステップＳＡ４においてモーター３２を駆動して所定量だけ回転させる。モーター３２を回転させると送りねじ３１が回転し、この送りねじ３１の回転により、送りねじ３１のねじ山３１ａとハーフナット３３のねじ山３３ａの当接部分が軸方向に相対移動することになる。この相対移動により、ハーフナット３３のねじ山３３ａが送りねじ３１のねじ溝３１ｂに嵌り、図６に示すようにハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合う。従って、送りねじ３１とハーフナット３３との噛み合い不良原因のうち、ねじ山３１ａ、３３ａの平坦面同士が当接するという、軽微な原因は自動的に取り除かれるので、噛み合い不良の発生頻度が低下する。

その後、ステップＳＡ３に進む。ステップＳＡ３では開始ボタン１１がＯＮにされたか否かを検出する。開始ボタン１１がＯＮにされなければＯＮにされるまで待ち、ＯＮにされた場合にはステップＳＡ４に進む。ステップＳＡ４では、ハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っているか否かを判定する。ステップＳＡ４は、フォトセンサ４０の信号に基づいて判定し、ハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っている場合には、ステップＳＡ６に進んで投与を開始する。

ステップＳＡ６では、制御装置Ａは、ピストン押圧部２０がシリンジのピストンを押圧する方向に移動するようにモーター３２を回転させる。モーター３２の回転力は送りねじ３１に伝達されて送りねじ３１が回転する。送りねじ３１には、ハーフナット３３が噛み合っているので、ハーフナット３３は、ガイド棒１６に案内されながら軸方向（この実施形態では左側）に移動する。ハーフナット３３にはピストン押圧部２０が連結されているので、ピストン押圧部２０が左側へ移動していき、これにより、シリンジのピストンが所定の速度で押圧されてシリンジの液体が患者に投与される。

ハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っていない場合には、ステップＳＡ５に進んで警報器５０を制御して警報を発生させる。すなわち、ステップＳＡ２で噛み合い不良を解消すべくモーター３２を回転させたにも関わらず、依然としてハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っていない場合には、送りねじ３１やハーフナット３３の異常等が考えられるので、警報を発生して周囲の者に報知する。

制御方法の別の例を図９に示すフローチャートに基づいて説明する。制御装置Ａは、フローチャートのスタート後のステップＳＢ１においてシリンジが正しく装着されているか否かを判定する。この判定は、シリンジが装着されているか否かも含んでいる。尚、本フローのスタートのタイミングは、使用者がシリンジポンプ１の電源スイッチをＯＮにした後である。

ステップＳＢ１では、シリンジサイズ検出センサ４１により規格外のシリンジが装着されていることが検出されたとき、フランジ検出センサ４２によりフランジがフランジ保持用爪２１に保持されていないと検出されたとき、ピストン検出センサ４３によりピストンが所定位置にないと検出されたとき、これらセンサ４１〜４３によりシリンジが装着されていないと検出されたときのうち、少なくとも１つが検出されたときには、ＮＯ、即ちシリンジが正しく装着されていないと判定してステップＳＢ２に進み、警報器５０を制御して警報を発生させる。

ステップＳＢ１でシリンジサイズ検出センサ４１、フランジ検出センサ４２及びピストン検出センサ４３からの信号を２秒程度継続して見た結果、シリンジが正しく装着されている場合には、ＹＥＳと判定されるのでステップＳＢ３に進む。ステップＳＢ３では、ハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っているか否かを判定する。ステップＳＢ３は、フォトセンサ４０の信号に基づいて判定し、ハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っている場合には、シリンジ側及びシリンジポンプ１側の両方に問題がないので、ステップＳＢ９に進んで開始ボタン１１がＯＮとされるまで待つ。開始ボタン１１がＯＮにされたらステップＳＢ８に進んで投与を開始する。

ステップＳＢ３で、ハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っていないと判定された場合には、ステップＳＢ４に進み、モーター駆動制御を行い、ハーフナット３３と送りねじ３１の噛み合い修正を行う。

その後、ステップＳＢ５に進んで開始ボタン１１がＯＮとされるまで待つ。開始ボタン１１がＯＮにされたらステップＳＢ６に進んでステップＳＢ３と同じ判定を行う。つまり、ステップＳＢ３でハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っていないと判定されてステップＳＢ４でその噛み合い不良を解消すべくモーター３２を回転させたにも関わらず、依然としてハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っていない場合には、送りねじ３１やハーフナット３３の異常等が考えられるので、ステップＳＢ７に進んでステップＳＢ２と同様に警報を発生する。

ステップＳＢ６においてハーフナット３３と送りねじ３１が噛み合っていると判定された場合には、ステップＳＢ８に進んで投与を開始する。

以上説明したように、この実施形態に係るシリンジポンプ１によれば、例えば装着するシリンジに合うようにピストン押圧部２０の位置調整を行った後に、送りねじ３１とハーフナット３３のねじ山３１ａ，３３ａの平坦面同士が当接してハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合っていない場合に、制御装置Ａがモーター３２を回転させる。これにより、送りねじ３１が回転し、この送りねじ３１の回転により、送りねじ３１のねじ山３１ａとハーフナット３３のねじ山３３ａとの当接部分が軸方向に相対移動することになる。この当接部分の相対移動により、ハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合う。従って、送りねじ３１とハーフナット３３との噛み合い不良原因のうち、ねじ山３１ａ，３３ａ同士が当接するという、軽微な原因は自動的に取り除かれるので、噛み合い不良の発生頻度が低下する。これにより、使用者の操作性を良好にするとともに、投与不足が起こらないようにすることができる。

また、ステップＳＡ１でシリンジが装着された場合にステップＳＡ２でモーター３２を回転させるようにしたので、噛み合い不良の発生頻度を大幅に低下させることができる。

また、ステップＳＢ１でシリンジの装着状態が正常であると検出された場合にステップＳＢ３で噛み合い状態を検出した後、モーター駆動制御を行うようにしたので、シリンジの装着状態に応じた的確な制御を行うことができる。

また、ステップＳＢ４においてモーター駆動制御を行った後、ステップＳＢ６でハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合っていないことが検出された場合にステップＳＢ７で噛み合い不良を報知するようにしたので、駆動機構３０の異常やシリンジの装着異常を早期に報知して安全性を高めることができる。

また、ステップＳＡ２やステップＳＢ４のモーター駆動制御時に送りねじ３１をピストンの押圧側へ回転させるようにすることで、患者の血を引いてしまうのを防止できる。

また、モーター駆動制御におけるモーター３２の回転量としては、送りねじ３１を少なくとも半回転させることができる回転量が好ましい。これにより、殆どの場合の噛み合い修正を行うことができる。また、モーター駆動制御時にモーター３２を所定時間だけ回転させるようにしてもよい。

また、モーター駆動制御時、モーター３２の回転中に、フォトセンサ４０によってハーフナット３３が送りねじ３１に噛み合ったことが検出された場合に、モーター３２の回転量が予め設定された回転量に達する前にモーター３２の回転を停止させるように、制御装置Ａを構成してもよい。これにより、モーター駆動制御中にシリンジのピストンが動いてしまうのを抑制することができ、より一層安全な投与を行うことができる。

また、モーター駆動制御時に、モーター３２をピストンの押圧側とは反対側へ回転させてもよい。この場合、モーター３２の回転量を少なくするのが好ましい。

また、上記フローチャートでは、モーター駆動制御を１回のみとしているので、２回以上行った場合に比べてピストンを余計に押圧してしまう可能性を低くすることができ、予定量以上の薬液が投与されてしまうのを防止できる。尚、モーター駆動制御は、２回以上行うようにしてもよいが、この場合は、モーター３２の回転量を少なくするのが好ましい。

また、モーター駆動制御時にモーター３２をピストンの押圧側へ回転させた後、反転させる制御を行ってもよい。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係るシリンジポンプ及びシリンジポンプの制御方法は、医療現場で薬液を投与する場合に適用することができる。

１ シリンジポンプ
１０ ケーシング
２０ ピストン押圧部
３０ 駆動機構
３１ 送りねじ
３２ モーター
３３ ハーフナット
３４ 切替ロッド（切替部材）
４０ フォトセンサ（噛み合い状態検出手段）
４１ シリンジサイズ検出センサ（シリンジ装着状態検出手段）
４２ フランジ検出センサ（シリンジ装着状態検出手段）
４３ ピストン検出センサ（シリンジ装着状態検出手段）
Ａ 制御装置

Claims (7)

1. 液体が充填されたシリンジのピストンを押圧するピストン押圧部と、
   上記ピストン押圧部を駆動する駆動機構と、
   上記駆動機構を制御する制御装置とを備えたシリンジポンプにおいて、
   上記駆動機構は、送りねじと、該送りねじを回転させるモーターと、上記送りねじに噛み合うハーフナットと、該ハーフナットを、上記送りねじに噛み合った状態と上記送りねじから離れた状態とに切り替えるための切替部材とを備え、
   上記制御装置は、シリンジが装着されているか否かを検出するシリンジ装着状態検出手段を備え、該シリンジ装着状態検出手段によりシリンジが装着されていることが検出された場合に上記モーターを駆動するモーター駆動制御を行うように構成されていることを特徴とするシリンジポンプ。
2. 請求項１に記載のシリンジポンプにおいて、
   上記制御装置は、上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合っているか否かを検出するための噛み合い状態検出手段を備え、該噛み合い状態検出手段により上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合っていないと検出された場合には、モーター駆動制御を行うように構成されていることを特徴とするシリンジポンプ。
3. 請求項２に記載のシリンジポンプにおいて、
   上記シリンジ装着状態検出手段は、シリンジの装着状態が正常であるか否か検出するように構成され、
   上記制御装置は、上記シリンジ装着状態検出手段によるシリンジの装着状態の検出を行った後に、シリンジの装着状態が正常であると検出された場合には、上記噛み合い状態検出手段による検出を行うように構成されていることを特徴とするシリンジポンプ。
4. 請求項２または３に記載のシリンジポンプにおいて、
   上記制御装置は、上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合っていないことを報知する報知手段を備え、上記モーター駆動制御を行った後に、上記噛み合い状態検出手段による検出を再び行い、該噛み合い状態検出手段により上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合っていないと検出された場合には、上記ハーフナットと上記送りねじとの噛み合い不良を上記報知手段によって報知するように構成されていることを特徴とするシリンジポンプ。
5. 請求項２から４のいずれか１つに記載のシリンジポンプにおいて、
   上記制御装置は、上記モーター駆動制御において、上記モーターの回転中に、上記噛み合い状態検出手段によって上記ハーフナットが上記送りねじに噛み合ったことが検出された場合に、上記モーターの回転を停止させるように構成されていることを特徴とするシリンジポンプ。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のシリンジポンプにおいて、
   上記モーター駆動制御は、上記送りねじをピストンの押圧側へ回転させる制御であることを特徴とするシリンジポンプ。
7. 液体が充填されたシリンジのピストンを押圧するピストン押圧部と、
   上記ピストン押圧部を駆動する駆動機構とを備え、
   上記駆動機構は、送りねじと、該送りねじを回転させるモーターと、上記送りねじに噛み合うハーフナットと、該ハーフナットを、上記送りねじに噛み合った状態と上記送りねじから離れた状態とに切り替えるための切替部材とを有するシリンジポンプの制御方法において、
   シリンジが装着されているか否かを検出した後、
   シリンジが装着されている場合には、上記モーターを駆動することによって上記送りねじを回転させることを特徴とするシリンジポンプの制御方法。

Images