KR20050098233A

KR20050098233A - 압력 검지 장치 및 압력 검지 방법

Info

Publication number: KR20050098233A
Application number: KR1020057011962A
Authority: KR
Inventors: 미츠루 카네코; 노리아키 나카가와; 타다시 오키야마
Original assignee: 가부시끼가이샤 제이엠에스
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2005-10-11
Also published as: JPWO2004081508A1; KR100983139B1; ATE503174T1; DE60336505D1; CA2514762C; CN100451588C; EP1591767A1; WO2004081508A1; CN1662798A; AU2003303999A1; EP1591767A4; HK1077633A1; US20060278001A1; US7313968B2; CA2514762A1; EP1591767B1

Abstract

유체를 이송하기 위한 유체 통로와 유체 통로의 일측면에 마련된 개구부를 밀폐한 격막으로 이루어지는 관내 압력 수구부와, 그 관내 압력 수구부와 격막을 통하여 접속하고, 상기 격막의 물리적 변동을 검지하도록 마련된 압력 검지부를 갖는 압력 검지 장치에 있어서, 상기 격막은 상기 개구부에 느슨하게 마련되어 있고, 또한, 상기 압력 검지부는 압력 검지자, 일단이 상기 격막과 접속하고, 타단이 상기 압력 검지자와 접촉하는 하중 전달 수단, 및 상기 압력 검지자에 하중을 부하하기 위한 하중 부하 수단을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 관내의 유체의 압력 검지 장치이다. 본 발명의 압력 검지 장치에 의하면, 측정하여야 할 유체가 직접 공기에 폭로되는 일이 없기 때문에, 응혈 등에 의한 회로 폐쇄의 가능성을 저감할 수 있고, 또한, 격막에의 응력 부하의 저감을 도모하고 있기 때문에, 격막의 불가역적인 크리프 변형을 방지가 가능해지기 때문에, 압력 검지 장치의 장시간 고정밀도이면서 안정적으로 연속 측정할 수 있는 것이 가능해졌다.

Description

압력 검지 장치 및 압력 검지 방법{PRESSURE DETECTOR AND PRESSURE DETECTING METHOD}

본 발명은, 관내의 유체의 압력을 공기와 접속하는 일 없이 연속적으로 측정할 수 있는 시스템을 구성할 수 있는 압력 검지 장치 및 해당 압력 검지 장치를 사용한 압력 검지 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이며, 주로 체외 순환 회로의 관내의 유체의 압력을 측정하는 압력 검지 장치 및 압력 검지 방법에 관한 것이다.

혈액 회로를 이용하는 혈액 체외 순환 요법에서는, 회로 폐색에 대한 감시 시스템으로서 회로 내의 압력의 모니터가 항상 불가결하다. 그 방법으로서는, 압력 측정부에의 혈액의 역류 및 혈액 회로 내의 공기를 제거하기 위해, 압력의 수구부(受口部)로서 드립 챔버를 이용하고, 공기층을 통하여 압력을 모니터하는 방법이 주류이다. 그러나, 이와 같은 방법에서는 드립 챔버 내부의 공기와 혈액의 계면에서 응고 인자의 활성화에 의한 혈액 응고가 발생하기 쉽고, 이것에 의한 회로 폐색의 주원인이 되는 경우가 많다.

특히, 지속적 혈액 정화법(CHDF, CHF, CHD)에서는 혈액 유량이 일반 투석에 비하여 낮고, 또한 약 24시간 이상 연속 사용되고, 또한 혈액 항응고제의 투여가 곤란한 출혈성 병변의 환자에게 사용되는 기회도 많아, 응고 인자가 보다 활성화되기 쉽고, 혈액과 공기 계면에서의 혈액 응고가 발생하기 쉬운 환경에 있다. 또한, 지속적 혈액 정화법은 ICU(Intensive Care Unit, 집중 치료실)를 중심으로 약 24시간 연속 관리되지만, 회로 내압의 모니터는 항상 중요하고 일반적으로 실시되고 있음에도 불구하고, 끊임없이 드립 챔버 내에서의 공기 접촉에 의한 혈액 응고의 위험에 폭로되어 있다. 이러한 사정으로부터, 종래, 체외 순환 혈액 회로 내의 압력의 측정 방법으로서, 공기 비접촉 방식의 기술이 고안되어 왔다. 실공평4-1948호 공보에는, 드립 챔버 내에서의 혈액과 공기의 접촉을 막는 수단으로서, 공기와 혈액을 격리하는 격막을 드립 챔버 내에 도입하고, 격막을 통하여 공기층의 압력 변동을 모니터하는 방식이 개시되어 있다. 그러나, 이 방식에서는, 어떠한 이유에 의해 격실이 상압(常壓)으로 되면, 격막이 늘어나 끊어진 상태로 되고, 그 이후 압력을 측정할 수 없다는 문제를 안고 있다.

한편, 격막 방식이지만, 공기층을 통하여 압력을 측정하는 것이 아니라, 격막에 대해 직접 로드 셀을 밀착시켜서 압력을 측정하는 방식이 고안되어 있다. 특개평8-166301호 공보에서는, 격막과 같은 용도로서 체외 순환 혈액 회로 내의 필로우를 이용하고, 이것에 로드 셀을 밀착시켜 회로 내압을 측정하는 방법이 개시되어 있다. 해당 공보에 의하면, 압력의 변동에 수반하는 필로우 격막과 압력 전달판과의 접촉 면적의 변화를 방지한 수단으로서, 해당 기반에 대해 소정 간격을 지지할 수 있는 홀더 커버를 설치함으로써, 로드 셀로 고정밀도로 압력을 측정하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 음압(陰壓)을 양호하게 감지하기 위해, 필로우 격막에 대해 항상 응력을 부하하고 있기 때문에, 장시간 사용한 때에는 필로우 격막이 변형하여, 제로 점의 이동이나 압력 감도의 저하를 초래한다. 이것은, 재료로서 고분자막을 사용하고 있기 때문에, 고분자 재료 특유의 성질인 크리프 변형이 일어날 가능성이 있고, 장시간 연속하여 안정적으로 회로내 압력을 측정하는 데는 부적합하다.

도 1은 본 발명에 관한 압력 검지 장치의 단면도.

도 2는 본 발명에 관한 압력 검지 장치에 의한 압력 측정 데이터로부터 얻어진 하중-압력 검량선.

도 3은 본 발명에 관한 압력 검지 장치와 드립 챔버에 의한 경시적인 압력 측정 데이터로부터 얻어진 그래프.

도 4는 본 발명에 관한 압력 검지 장치의 하중 부하 수단을 제외한 장치에 의한 경시적인 압력 측정 데이터로부터 얻어진 그래프를 도시하는 도면.

또한, 도면중, 부호 1은 압력 검지자, 부호 2는 박스, 부호 3은 하중 전달 수단, 부호 4는 하중 부하 수단, 부호 5는 기부, 부호 6은 개구부, 부호 7은 유체 유로, 부호 8은 격막, 부호 9는 느슨해짐, 부호 10은 가이드, 부호 11은 관내 압력 수구부(B)에 설치된 위치 결정 수단을 형성하는 웅형, 부호 11'은 압력 검지부(A)의 몸체(2)에 마련된 위치 결정 수단을 형성하는 자형(11'), 부호 12는 압력 검지부(A)의 하중 전달 수단(3)에 마련된 압력 검지부(A)와 관내 압력 수구부(B)의 계합 수단을 형성하는 웅형, 부호 12'는 관내 압력 수구부(B)의 가이드(10)에 마련된 압력 검지부(A)와 관내 압력 수구부(B)의 계합 수단을 형성하는 자형, 부호 A는 압력 검지부, 부호 B는 관내 압력 수구부를 각각 나타낸다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여, 관내의 유체의 압력을 측정하는 방법으로서, 측정하여야 할 유체가 직접 공기에 폭로되는 일이 없는 격막/로드 셀 방식을 이용하고, 그 때의 격막의 크리프 변형을 시정할 수 있고, 또한 관내의 양압(陽壓), 음압을 장시간 고정밀도이면서 안정적으로 연속 측정할 수 있는 압력 검지 장치 및 압력 검지 장치를 사용한 압력 검지 방법을 제공하는 데 있다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 압력 검지 장치는, 유체를 이송하기 위한 유체 통로와 유체 통로의 일측면에 마련된 개구부를 밀폐한 격막으로 이루어지는 관내 압력 수구부와, 해당 관내 압력 수구부와 격막을 통하여 접속하고, 상기 격막의 물리적 변동을 검지하도록 마련된 압력 검지부를 갖는 압력 검지 장치에 있어서, 상기 격막은 상기 개구부에 느슨하게 마련되어 있고, 또한, 상기 압력 검지부는 압력 검지자(A), 일단이 상기 격막과 접속하고, 타단이 상기 압력 검지자와 접촉하는 하중 전달 수단(B) 및 상기 압력 검지자에 하중을 부하하기 위한 하중 부하 수단(C)을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 관내의 유체의 압력 검지 장치이다.

또한, 본 명세서에서 기재된 압력 검지 장치에서 이용된 「느슨하게」의 의미는, 박막형상의 물체를 어떤 물체의 개구부 주연(周緣)에 설치할 때, 막을 팽팽한 상태로서 설치하는 것이 아니고, 막을 친 상태가 막을 느슨한 상태로 설치되어 있는 것을 의미하는 것이다.

상기 격막의 느슨함의 정도에 관해서는, 유체 유로에 있어서의 유체의 통과를 방해하는 일이 없고, 격막에 접속되는 하중 전달 수단의 운동을 방해하는 일이 없는 정도라면 좋다. 또한, 이 격막은 관내 압력 수구부에 느슨하게 마련할 필요가 있기 때문에, 미리 평판형상의 막에 열처리 등을 시행하고, 느슨하게 마련하는데 적당한 형상의 변형이 생긴 막을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 압력 검지 장치는, 측정하여야 할 유체를 공기에 폭로시키는 일 없이, 유체 압력의 변동에 응하여 생기는 격막의 물리적 변동을 하중 전달 수단에 의해 압력 검지자에 전달하고, 압력 검지자에 의해 그 하중을 측정할 수 있기 때문에, 공기 폭로에 의한 혈액의 응혈을 방지할 수 있고, 이것에 의한 회로내 폐색의 가능성을 저감할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 상기 격막이 관내 압력 수구부 개구부에 대해 느슨하게, 즉 막을 완화한 형태로 마련되고, 또한 격막에 접속된 하중 전달 수단은 하중 부하 수단에 의해 미리 압력 검지자측에 하중을 부하하고 있기 때문에, 격막에 대한 응력 부하를 저감하는 것이 가능해지고, 격막의 크리프 변형을 막는 것이 가능해지고, 그 때문에 장시간 연속적으로 정밀도 좋고, 또한 안정적으로 혈액의 압력 측정을 할 수 있다. 그 결과, 체외 순환 혈액 회로의 안전한 운전의 시행을 가능하게 할 뿐만 아니라, 체외 순환 시행중의 감시가 보다 용이해진다.

또한, 본 발명의 압력 검지 장치는, 상기한 특징점에 더하여, 이하의 (1)부터 (10)의 구성을 채용함에 의해, 상기 과제를 한층 더 향상시켜서 달성할 수 있다.

(1) 하중 전달 수단이 가이드를 통하여 격막과 접속, 바람직하게는 가이드와 격막이 접착된 상태에서 하중 전달 수단이 가이드를 통하여 격막과 접속된 것.

(2) 상기 하중 전달 수단과 상기 가이드가, 각각에 마련된 계합 수단으로 접속되는 것을 특징으로 하는 상기 (2)의 압력 검지 장치.

(3) 상기 하중 전달 수단과 상기 가이드의 접속이, 자력(磁力)에 의한 접속인 것.

(4) 상기 하중 부하 수단이 탄성체인 것(출원 명세서에서는 완전 탄성체라고 기재되어 있습니다만, 단지 탄성체라고 하는 기재로는 부적합한 점이 있는 것인지? 또는, 완전 탄성체라는 용어는 기술 용어로서 보통으로 사용되는 것인지? 또한, 완전 탄성체와 단순한 탄성체에서는 어떻게 내용이 다른지?).

(5) 상기 탄성체가 코일 스프링인 것.

(6) 상기 하중 부하 수단이 자석에 의한 것인 것.

(7) 상기 (6)의 하중 부하 수단이 전자석에 의한 것인 것.

(8) 상기 하중 전달 수단이 상기 본체 장치에 대해 수직으로 이동하는 것이 가능해지도록, 상기 압력 검지자 전체를 중공(中空)의 몸체로 하고, 그 내부를 하중 전달 수단이 활주하도록 구성된 것.

(9) 상기 관내 압력 수구부 및 압력 검지부의 각각에 위치 결정 수단이 마련되고, 관내 압력 수구부와 상기 압력 검지부가 착탈 가능하게 접속되어 이루어지는 것.

또한, 본 명세서에서는, 압력 검지 장치 또는 해당 압력 검지 장치를 이용한 압력 검지 장치에 관련하여, 「음압」또는「양압」이라는 용어를 이용하고 있는데, 이것은 압력 검지 개시시에 있어서의 유체 유로 내의 압력을 기준으로 하여, 압력이 저하된 상태를 「음압」, 압력이 상승한 상태를 「양압」으로서 정의하고 있다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 압력 검지 장치의 상세에 관해 설명한다. 우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 압력 검지 장치의 개략적인 구성에 관해 설명한다.

압력 검지 장치는, 압력 검지부(A)와 관내 압력 수구부(B)로 구성되어 있다. 압력 검지부(A)는 중공 부분을 갖는 몸체(2)와, 그 몸체(2)의 중공부 내에는, 관내 압력 수구부(B)에 대해 원단부(遠端部)에 마련된 압력 검지자(1)와, 일방단이 상기 압력 검지자(1)와 접촉하고, 타방단이 관내 압력 수구부(B)의 격막(8)과 가이드(10)를 통하여 접속되어 마련되고, 몸체(2)의 중공부 내를 활주 가능하게 마련된 하중 전달 수단(3)과, 상기 하중 부하 수단(3)을 압력 검지자(1)측(도면중 X방향)으로 하중을 부하하도록 마련된 하중 부하 수단(4)으로 구성된다.

한편, 관내 압력 수구부(B)는 유체 유로(7)를 갖는 기부(基部)(5)와, 상기 관내 압력 수구부의 일측면에 마련된 개구부(6)와, 해당 개구부 주연부에 느슨하도록 마련된 격막(8)과, 상기 격막에 접착되고, 상기 하중 전달 수단(3)의 일방단과 접속하도록 마련된 가이드(10)로 구성된다.

또한, 관내 압력 수구부(B)에는 웅형(雄型)(11), 또한, 압력 검지부(A)의 몸체(2)에는 자형(雌型)(11')이 마련되고, 이들 양 형에 의해 위치 결정 수단이 형성되고, 또한, 압력 검지부(A)가 관내 압력 수구부(B)에 대해, 수직으로 마련되도록 착탈 가능하게 계합된다. 또한, 압력 검지부(A)의 하중 전달 수단(3)에 마련된 웅형(12)과, 관내 압력 수구부(B)의 가이드(10)에 마련된 자형(12')으로 압력 검지부(A)와 관내 압력 수구부(B)의 계합 수단이 형성되고, 해당 계합 수단에 의해, 압력 검지부(A)와 관내 압력 수구부(B)가 접속된다.

다음에 본 발명의 압력 검지 장치의 압력 검지 동작에 관해 설명한다.

본 발명의 압력 검지 장치에서는, 유체 유로(7)를 통과하는 유체의 압력에 변동이 생기면, 그 압력 변동에 의해 격막(8)은 물리적으로 변형한다. 즉, 유체 유로(7)를 통과하는 유체의 압력이 측정 시작시에 비하여 양압이 되면, 격막(8)은 압력 검지자(1)측(도면중 X방향)으로 팽창하도록 변형한다. 또한, 유체 유로(7)를 통과하는 유체의 측정 시작시에 비하여 음압이 되면, 격막(8)은 유체 유로(7)측으로 오목하도록 변형한다. 이 격막(8)의 물리적인 변형에 의한 하중이, 가이드(10)를 통하여 하중 전달 수단(3)에 전달된다. 그것에 의해, 하중 전달 수단(3)은 몸체(2) 내를 압력 검지자(1)측(도면중 X방향) 또는 그 반대의 유체 유로(7)측으로 이동하게 된다. 그 하중 전달 수단(3)의 이동에 의해, 맞닿는 압력 검지자(1)에 하중이 전달된 결과, 유체 유로(7) 내의 액체의 압력을 검지하는 것이 가능해진다.

본 발명에 이용되는 압력 검지자는, 일반적으로 압력 검지자측에 부하되는 하중만을 측정하도록 기능하는 하중 변환기(로드 셀)이다. 로드 셀에는 양압, 음압의 쌍방의 하중을 측정할 수 있는 타입과, 양압측의 하중만을 측정할 수 있는 타입이 있다. 본 발명의 목적에서 보면, 전자의 양압, 음압의 쌍방의 하중을 측정할 수 있는 타이부를 채용하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 타입의 로드 셀은 기준점(제로 점)의 위치 결정이나 쌍방향의 압력 측정의 기구가 복잡하고, 장치가 대형화되기 때문에, 본 발명과 같은 압력 검지 장치로는 부적합하다. 따라서 본 발명에서는, 소형화 가능한 양압측의 하중만을 측정할 수 있는 로드 셀을 사용하고, 측정 시작시에 미리 로드 셀 측에 하중을 가하여 두고, 거기를 측정 기준점(제로 점)으로 하여 양압, 음압의 양쪽의 압력을 측정하는 기구를 채용하고 있다.

종래의 격막/로드 셀 방식의 압력 검지 장치에서는, 로드 셀이 직접 또는 간접적으로 격막에 하중을 가하고 있지만, 본 발명의 압력 검지 장치는 압력 부하 수단(4)이 하중 전달 수단(3)을 통하여 압력 검지자(1)측(로드 셀측)에 하중을 가하고 있다. 이 때문에, 격막에 대한 응력 부하를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 격막(8)은 관내 압력 수구부 측부에 마련된 개구부에 느슨하게, 즉 막이 느슨한 형태로 마련되어 있다. 이 격막(8)이 장설, 즉 막을 팽팽한 형태로 마련하면, 장치를 장시간 운전한 경우, 격막(8)이 장시간 연속적인 응력 부하를 받고, 격막에 크리프 변형이 생기게 된다. 따라서, 본 발명에 있어서의 압력 검지 장치를 구성하는 격막을 느슨하게 함에 의해, 격막에 대한 응력 부하가 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 도 1에서는, 격막(8)은 기부(5)의 개구부(6)의 주연부에 느슨하게 한 후, 위치 결정 수단으로 끼워 지지하도록 구성되어 있다. 격막(8)을 끼워 지지할 때, 기부(5)와 위치 결정 수단의 사이에 ○링(도시 생략)을 사이에 두고 끼워 지지하여도 상관없다. 또한, 기부(5)를 2개의 부품으로 구성하고, 그 사이에 격막(8) 및 ○링을 끼워 지지하는 구성으로 하여도 상관없다. 또한, 대향한 위치 결정 수단의 공간의 거리는, 상기 가이드(10)의 격막(8)과 접속하는 저부의 거리보다도, 짧은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 불의에 압력 검지부(A)가 관내 압력 수구부(B)로부터 이탈한 경우라도, 유체의 압력 부하에 의해 격막(8)이 과도하게 팽창하고, 위치 결정 수단의 위치보다 돌출하여, 격막(8)이 파손되는 것을 방지하기 때문이다.

이상과 같이 격막(8)에 접속되는 하중 전달 수단(3)의 압력 검지자(1)측에의 압력 부하, 격막(8)의 느슨함에 의해 격막에의 응력 부하의 저감이 도모됨으로써, 격막의 불가역적인 크리프 변형을 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명에 이용되는 격막(8)의 재질에 관해서는, 유체의 압력 변동에 응하여 물리적 변동을 발생시킬 필요가 있기 때문에, 가요성을 갖는 재료가 바람직하다. 또한, 유체 유로(7)를 통과하는 유체와 접촉하기 때문에, 측정하여야 할 유체(주로 혈액)에 부(負)의 영향을 미치는 일이 없는 재질이 바람직하다. 또한, 평판형상의 막을 열처리 등 하여, 느슨하게 하는데 적당한 변형이 생긴 형상을 이룰 필요가 있기 때문에, 가공성이 높은 재질이 바람직하다. 이상의 이유에 의해 격막(8)의 재질은 폴리염화비닐 등이 바람직하다.

본 발명의 압력 검지 장치에서는, 하중 전달 수단(3)과 격막(8)의 접속이, 상기 격막(8)에 미리 접속된 가이드(10)를 통하여 접속되는 것이 바람직하다. 본 발명의 압력 검지 장치의 하중 전달 수단(3)을 구비한 압력 검지부(A)는, 예를 들면 체외 순환 장치의 기계 구성 부품의 일부분이고, 격막(8)을 구비한 관내 압력 수구부(B)는, 예를 들면 체외 순환 회로의 구성 부품의 일부분이다. 그 때문에, 사용후의 장치의 처리를 고려하여, 1회 사용으로 폐기 가능한 체외 순환 회로와 체외 순환 장치의 기계를 분리할 수 있는 구성으로 하는 것이 유리하다. 나아가서는 상기 하중 전달 수단(3)과 상기 가이드(10)의 접속부가, 각각 마련된 계합 수단에 의해 접속되는 것이 바람직하다. 계합 수단에 의해 양자가 계합되어 있으면, 압력 검지 장치 사용시에 있어서, 양자가 이탈하는 일이 없고, 유체 유로(7)의 압력 변동에 의한 격막(8)의 물리적 변동을 가이드(10)를 통하여, 하중 전달 수단(3)에 전달하는 것이 가능해지기 때문이다. 또한, 이 계합 수단의 기구에 관해, 도 1 중에 도시한 실시예에 있어서는, 가이드(10)에 자형 계합 수단, 하중 전달 수단(3)에 웅형 계합 수단으로서 나타냈지만, 본 발명은 이들 웅형과 자형에 의한 계합 수단에 의한 접속의 양태의 것으로 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 자력에 의한 접속 수단으로 행하여도 본 발명의 효과의 달성은 가능하다.

상기 하중 전달 수단(3)과 상기 가이드(10)의 접속이 자력에 의한 접속이면, 압력 검지부(A)와 관내 압력 수구부(B)와의 착탈 조작이 용이해지기 때문에 유리하다.

본 발명의 압력 검지 장치의 사용중에 있어서, 양자의 접속부는 유체 유로 내의 압력 변동에 의한 격막의 물리적 변동에 수반하는 양자의 이탈 방향으로의 하중이 가하여지게 된다. 그러나, 실질적으로 생기는 하중은 극히 작은 것이고, 웅형과 자형에 의한 계합 수단에 의한 접속, 또는 자력에 의한 접속이라 하여도, 상기 하중 전달 수단(3)과 상기 가이드(10)의 접속부의 접속에 이탈이 생길 정도의 것은 아니다.

또한, 상기 자력에 의한 접속 수단으로서는, 자석을 하중 전달 수단, 가이드에 마련하는 구성으로 하는 경우, 양자에 각각 마련하여 흡착시키는 구성, 또는 어느 한쪽만에 자석을 마련하고, 다른쪽에 금속 등을 마련하여, 양자를 자력에 의해 흡착하는 구성이라도 좋다. 또한, 양자에 자석을 마련하는 방법에 관해서는 특히 제한은 없고, 어느 방법이라도 상관없다.

또한, 상기한 자력에 의한 접속 수단으로서는, 전자석에 의한 것이 알맞다. 양자의 접속이 전자석에 의한 것이라면, 전자석에 흐르는 전류의 ON/OFF의 선택에 의해 양자의 접속과 이탈이 용이해지기 때문이다. 또한, 이 접속과 이탈의 용이성에 의해 양자의 접속 위치의 보정도 용이해지기 때문에 유리하다.

격막에의 응력 부하의 저감을 도모하기 위해, 가이드(10)를 통하여 접속되는 하중 전달 수단(3)에 미리 압력 검지자(1)측에 하중 부하 수단(4)에 의해 하중을 부하하고 있다. 하중 부하 수단(4)은 탄성 히스테리시스가 없고, 또한 외력을 제거하는 동시에 일그러짐(변형)이 소거되는 완전 탄성체인 것이 바람직하다.

상기 탄성체로서는 코일 스프링인 것이 바람직하다. 코일 스프링이라면, 도 1에 도시한 바와 같이, 하중 전달 수단의 주위에 코일 스프링을 설치하고, 그것들을 몸체(2)의 중공 부분에 설치하는 데는, 구조적으로 사정이 좋고, 또한 압력 검지 장치의 음압의 검출 범위를 코일 스프링의 스프링 정수(定數) 및 스프링의 길이에 의해 임의로 스프링 정수를 설정할 수 있기 때문에 유리하다.

상기 스프링 정수로서는, 예를 들면, 혈액 투석에 이용되는 체외 순환 회로 내의 유체의 압력을 검지하는데는, 스프링 정수를 0.2부터 1.0N/㎜로 설정하는 것이 적당하다. 또한, 압력 검지자(1)측(로드 셀 측)에 미리 가하는 하중은, O.O1Kgf부터 1OKgf의 범위에서 설정하는 것이 좋다. 또한, 혈액 투석에 있어서의 유체 압력 검지의 경우는 약 1.0Kgf로 설정한 것이 알맞다.

또한, 상기 하중 부하 수단에 자석을 이용하고, 그것에 의한 반발력을 로드 셀에 부하하는 기구를 채용하는 것으로도, 본 발명의 목적은 달성 가능하다. 또한 상기 자석은 영구 자석 또는 전자석이라도 좋다. 사용되는 자석이 전자석이면, 그 자력에 의한 반발력의 설정, 즉 부하한 하중의 설정이 비교적 용이해지기 때문에, 보다 정확한 음압 측정 정밀도를 얻을 수 있기 때문에 유리하다.

상기 코일 스프링의 재질로서는, 코일 스프링은 금속제라도, 플라스틱스제라도 좋다. 또한, 상기 완전 탄성체가 코일 스프링이라면,

본 발명의 압력 검지 장치에 있어서, 유체 유로(7)의 압력 변동에 의해 생기는 격막(8)의 물리적 변동을 압력 검지자에 전달하는 하중 전달 수단(3)은, 직선적인 운동에 의해 그 하중을 전달하는 것이 바람직하다. 그를 위해, 압력 검지자(B) 전체를 중공의 몸체(2)로 하고, 그 내부를 하중 전달 수단이 활주하도록 구성되는 것이 바람직하다. 나아가서는, 격막의 물리적 변동을 정확하게 전달하기 위해, 상기 하중 전달 수단(3)이 관내 압력 수구부(A)에 대해 수직으로 구성된 것이 바람직한 양태이다. 또한, 상기 하중 전달 수단(3)이 압력 변동에 의해 이동할 때, 몸체(2)와 마찰이 생긴다. 그 때문에, 상기 하중 전달 수단(3)은 활주성이 높은 재질, 예를 들면 폴리아세탈 등의 재질이 바람직하다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 하중 전달 수단(3)이 관내 압력 수구부(A)에 대해 수직으로 구성되도록 고정하기 위한 위치 결정 수단이, 하중 전달 수단(3)을 갖는 압력 검지부(A)의 몸체(2)와 관내 압력 수구부(B)의 각각에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이 위치 결정 수단은 압력 검지부(A)와 관내 압력 수구부(B)를 고정할 뿐만 아니라, 양자를 이탈시키는 것이 가능해지도록 구성되어 있는 것이 바람직한 양태이고, 도 1 중에 도시한 실시예에서는, 관내 압력 수구부(B)에 웅형 위치 결정 수단, 압력 검지부(A)에 자형 위치 결정 수단으로서 나타냈지만, 본 발명은 이 실시예에 의해 제한을 받는 것이 아니다.

실시예 1

이하에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 압력 검지 장치를 제작하고, 그 측정 감도에 관해 검토하였다.

관내 압력 수구부(A)

격막 : φ22×O.45㎜(폴리염화비닐제)

(이 경우, 격막이 압력 측정 시작시의 격막의 위치보다 유체 유로 방향으로 깊이 2㎜로 느슨하게 하도록 설정하였다. 또한, 이 격막의 느슨하게 한 때의 「느슨함」은, 관내 압력 수구부 측부 개구면의 주연부에 생긴다. 이 때의 「느슨함」의 폭은 관내 압력 수구부 측부 개구면의 주연부보다 1㎜가 되도록 설정하였다. 또한, 이때 압력 검지자측에 부하되는 하중은 1.0Kgf로 설정하였다.)

베이스부 : 44×36×10㎜ (W×D×H : 폴리카보네이트제)

유체 통로 : φ3.4㎜

개구부(격막 설치부) : φ12㎜

○링 : φ20×φ12×2.4㎜(스테인리스)

가이드 : φ10㎜(폴리카보네이트제)

압력 검지부(B)

몸체 : φ2O×φ9×26㎜(폴리카보네이트제)

하중 전달 수단 : φ6×25㎜(폴리아세탈제)

도 2에 도시한 것은, 측정 감도의 검토 결과를 하중-압력 검량선으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 압력 검지 장치에 의한 측정 데이터로부터 얻어진 하중-압력 검량선은, 적어도 -150㎜Hg로부터 400㎜Hg까지 양호한 직선성을 나타내고(상관계수 : O.999), 본 압력 검지 장치가 고감도로 압력을 측정할 수 있음이 나타났다

실시예 2

상기 실시예 1에 나타낸 압력 검지 장치를 이용하여, 그 측정 감도의 장시간의 안정성을 검토하였다. 압력 검지 장치를 체외 순환용 혈액 회로 내에 조립하고 18시간의 연속 운전을 행한 압력 측정치와, 종래의 드립 챔버에서의 측정 압력치의 경시 변화를 비교하였다. 또한, 유체는 우혈액(牛血液)(총단백질 : 6.0±1.0g/dL, 헤마토크릿 값 : 30±1%)을 이용하고, 유량은 20OmL/min으로 검토를 행하였다. 도 3은 양 측정치의 경시 변화를 플롯한 그래프이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 압력 검지 장치에 의해 측정된 압력은 드립 챔버에서의 측정압을 18시간이나의 장시간 안정되게 추종하고, 양 압력 측정치의 차는 7㎜Hg 이내이였다.

또한, 상기 본 발명을 실시하는 최선의 형태에 의해 달성하는 효과와 비교하기 위해, 이하에 비교예를 나타낸다.

비교예 1

상기 실험예 1에 나타낸 압력 검지 장치에 있어서, 압력 검지부에 코일 스프링을 넣지 않고 압력 검지 장치를 제작하고, 코일 스프링(하중 부하 수단)의 측정치에 주는 영향에 관해 검토하였다. 도 4는 유체의 압력을 일정하게 한 상태에서 1시간의 압력 측정을 행하고, 얻어진 측정 데이터의 초기치에 대한 변화량을 도시한 그래프이다. 그 결과, 도 4에 도시한 바와 같이, 압력 측정치는 시간 경과와 함께 저하되고, 유체의 압력치와 측정치와의 사이에 차이가 생겼다. 본 결과에 의해, 본 발명의 압력 검지 장치에 있어서, 코일 스프링(압력 부하 수단)을 제외한 상태, 즉 격막에 응력 부하가 걸린 상태에서는 격막에 크리프 변형이 발생하고, 유체의 압력 측정을 행해도, 시간 경과와 함께 그 측정치는 유체의 압력치와의 차가 생기고, 정확한 압력 측정을 할 수 없다는 것을 나타내는 것이였다.

이상의 결과로부터, 미리 압력 검지자측에 하중을 거는 방식을 채용한 본 발명에 관한 압력 검지 장치가, 압력 측정중에 격막의 크리프 변형을 수반하는 일 없이, 고정밀도로, 장시간 안정된 체외 순환 혈액 회로 내의 압력을 측정할 수 있는 것을 나타내는 것이였다.

본 발명의 압력 검지 장치에 의하면, 격막을 통하여 유체 유로의 유체 압력을 측정하는 구성으로 하고 있기 때문에, 측정하여야 할 유체가 직접 공기에 폭로되는 일이 없기 때문에, 응혈 등에 의한 회로 폐쇄의 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 압력 검지 장치에 마련된 격막에 접속되는 하중 전달 수단을 하중 부하 수단에 의해 압력 검지자측에 하중 부하하고, 또한 격막(8)을 느슨함에 의해 격막에의 응력 부하의 저감을 도모하고 있기 때문에, 격막의 불가역적인 크리프 변형을 방지가 가능해진다. 이것에 의해 압력 검지 장치의 장시간 고정밀도이고 안정적으로 연속 측정할 수 있는 압력 검지 장치를 제공하는 것이 가능해졌다.

이상과 같이 본 발명의 압력 검지 장치는, 안전한 체외 순환의 시행을 가능하게 할 뿐만 아니라, 체외 순환 시행중의 감시가 보다 용이해지는 효과를 이룬다.

Claims

유체를 이송하기 위한 유체 통로와 유체 통로의 일측면에 마련된 개구부를 밀폐한 격막으로 이루어지는 관내 압력 수구부와, 해당 관내 압력 수구부와 격막을 통하여 접속하고, 상기 격막의 물리적 변동을 검지하도록 마련된 압력 검지부를 갖는 압력 검지 장치에 있어서,

상기 격막은 상기 개구부에 느슨하게 하도록 마련되어 있고, 또한, 상기 압력 검지부는 압력 검지자, 일단이 상기 격막과 접속하고, 타단이 상기 압력 검지자와 접촉하는 하중 전달 수단 및 상기 압력 검지자에 하중을 부하하기 위한 하중 부하 수단을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 관내의 유체의 압력 검지 장치.
제 1항에 있어서,

상기 하중 전달 수단이 격막과 접착된 가이드를 통하여 격막과 접속되는 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
제 2항에 있어서,

상기 하중 전달 수단과 가이드가, 각각에 마련된 계합 수단으로 계지되어 접속되는 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
제 2항에 있어서,

상기 하중 전달 수단과 상기 가이드의 접속이 자력에 의한 접속 수단으로 접속되는 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하중 부하 수단이 탄성체인 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
제 5항에 있어서,

상기 탄성체가 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하중 부하 수단이 자력에 의한 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
제 7항에 있어서,

상기 하중 부하 수단이 전자석인 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 압력 검지자 전체를 중공의 박스로 하고, 그 내부를 하중 전달 수단이 수직으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

관내 압력 수구부 및 압력 검지부의 각각에 위치 결정 수단이 마련되고, 상기 관내 압력 수구부와 상기 압력 검지부가 착탈 가능하게 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력 검지 장치.
유체를 이송하기 위한 유체 통로와 유체 통로의 일측면에 마련된 개구부를 밀폐한 격막으로 이루어지는 관내 압력 수구부와, 해당 관내 압력 수구부와 격막을 통하여 접속하고, 상기 격막의 물리적 변동을 검지하도록 마련된 압력 검지부를 갖는 압력 검지 장치에 있어서,

상기 격막은 상기 개구부에 느슨하게 하도록 마련되어 있고, 또한, 상기 압력 검지부는 압력 검지자, 일단이 상기 격막과 접속하고, 타단이 상기 압력 검지자와 접촉하는 하중 전달 수단 및 상기 압력 검지자에 하중을 부하하기 위한 하중 부하 수단을 적어도 갖는 압력 검지 장치를 사용하고, 상기 압력 검지자측에 하중을 부하한 상태에서, 관내 압력 수구부의 유체 유로 내로 이송되는 유체의 압력을, 관내 압력 수구부에 느슨하게 된 격막을 통하여 검지하는 것을 특징으로 하는 압력 검지 방법.