WO2006118285A1 - 流体輸送システム、流体の吐出量設定方法 - Google Patents

Abstract

　流体輸送システムは、柔軟性を有するチューブと、該チューブを圧搾して流体を吐出するポンプユニットと通信部と電源とが格納される流体輸送装置と、前記流体輸送装置に所望の流体吐出量を吐出するための駆動条件を入力する入力装置と、少なくとも前記駆動条件を表示する表示部と、を備える吐出データ処理装置と、前記流体輸送装置と前記吐出データ処理装置とを相互接続する通信装置と、を備え、前記流体輸送装置が、前記吐出データ処理装置から入力される前記駆動条件に基づき駆動される。基準となる前記チューブの流体流動部の直径と、駆動対象となるチューブの直径の比から補正係数を算出し、補正係数に対応する前記流体輸送装置の吐出データを設定する。

Description

明細書 流体輸送システム、 流体の吐出量設定方法 技術分野

本発明は、 流体輸送システム及びこの流体輸送システムにおける流体の吐出量 設定方法に関する。 詳しくは、 小型の流体輸送装置と吐出データ処理装置と通信 装置とを備える流体輸送システムと、 流体の吐出量を正確に設定する流体の吐出 量設定方法に関する。 技術背景

近年、 患者に緩流の形態で微量の薬液を継続的に投与するための小型ポンプを 治療に使用するこどが研究されている。

例えば、 第 1の従来技術として、 水性薬液などの低速かつ連続的注入用に人体 への装着に適する小型蠕動ポンプ装置において、 ポンプのローターが軸に取り付 けられており、 このローターには前述の軸の周囲に均等に分散された状態で複数 のローラーが配置され、 ローラーが柔軟なチュ一ブに沿つて転動しながら回転運 動を行い、 チューブを所定長さの円弧範囲にわたつて囲んでいるバッキングに対 して、 チューブが押し付けられて、 薬液等の流体の吸い込み及び放出を行う小型 蠕動ポンプ装置がある。

このような小型蠕動ポンプ装置において、 動力源としてステッピングモータを 備え、 ステッピングモータは、 制御回路を備えるプロック I Cで予め設定されて いる回転速度で駆動し、 所望の吐出量を得るというような小型蠕動ポンプが知ら れている （特許第 3 1 1 7 7 7 4 2号公報） 。

また、 第 2の従来技術として、 蠕動ポンプ装置において、 ハウジング上に、 小 型蠕動ポンプと、 この小型蠕動ポンプの流体吐出量を複数の段階に設定し、 複数 の設定段階のうちから流体の吐出量を選択して設定するための入力スィツチと、 表示部と、 を備える蠕動ポンプ装置というものが知られている （米国特許第 3 7 . 3 7 2 5 1号明細書） 。

このような第 1の従来技術による発明では、 薬液等の吐出量は、 時間ベースか ら供給される信号を受ける周波数デバイダーステージの数、 ギヤ機構の減速比、 使用するモ ターの種類によって設定、 あるいは変更することができるが、 その 設定条件を予め決めて製造することが要求される。 しかしながら、 一度設定した 吐出条件は固定的であり、 使用形態、 薬液の投与条件を任意に変更し、 流体吐出 量を設定することは困難であるという課題がある。

また、 第 2の従来技術による発明では、 流体の吐出量を調整するためのスイツ チ及ぴ表示部と蠕動ポンプとをハウジング上に設け吐出量の調整を可能にしてい るが、 ハウジング上に、 小型蠕動ポンプ、 スィッチ及び表示部を搭載しており、 このような構成では小型化は困難であり、 新薬開発等の目的で小動物の体内に装 着することはできない。

また、 前述した第 1の従来技術及び第 2の従来技術による発明は共に、 チュー ブを圧搾して液体を吐出する蠕動型ポンプであり、 液体の吐出量は、 チューブの 液体流動部の直径の二乗 （断面積） に比例する。 従って、 可撓性があるチューブ は、 この直径が製造時に らつきが発生することがある 特に、 製造ロットごと のばらつきが存在することがよく知られている。

このようなチューブの直径のばらつきは、 液体の吐出量のばらつぎを生じ、 特 に、 薬液投与に使用する場合においては、 微量の吐出を継続して行う のであり 、 正確な吐出量管理が要求され、 チューブの直径のばらつきは無視できない。 然 るに、 前述の第 1の従来技術及び第 2の従来技術では、 このチューブの直径のば らつきまで含めた正確な吐出量の調整ができないという課題を有している。

さらに、 電源としての電池の残存容量や電池電圧のばらつき、 電池の不良に係 るポンプの駆動不良、 駆動時間の低下等への対処ができないことが考えられ、 薬 液投与などの場合においては、 看過できない問題が発生することが推察される。 本発明は、 これら上記の課題を解決するためになされたもので、 通信装置を備 え、 流体輸送装置と吐出データ処理装置との間で流体の微量な吐出量を正確に設 '定、 管理可能な流体輸送システムと、 流体の正確な吐出量設定方法を提供するこ とである 発明の開示

本発明の流体輸送システムは、 柔軟性を有するチューブと、 該チューブを圧搾 して流体を吐出するポンプュ-ットと通信部と電池とが格納される流体輸送装置 と、 前記流体輸送装置に所望の流体吐,出量を吐出するための駆動条件を入力する 入力装置と、 少なくとも前記駆動条件を表示する表示部と、 を備える吐出データ 処理装置と、 前記流体輸送装置と前記吐出データ処理装置とを相互接続する通信 装置と、 を備え、 前記流体輸送装置が、 前記吐出データ処理装置から入力される 前記駆動条件に基づき駆動されることを特徴とする。

この ¾明によれば、 流体輸送システムが、 流体輸送装置と吐出データ処理装置 と通信装置とから構成され、 流体輸送装置の駆動条件データを吐出データ処理装 置の入力装置から入力し、 その駆動条件に基き流体輸送装置を駆動するため、 吐 出速度 （吐出量） の設定が吐出データ処理装置で行うことができ、 扱い易い流体 輸送システムを提供することができる。

また、 本発明の流体輸送システムは、 流体輸送装置の駆動条件データ及び駆動 状況データを吐出データ処理装置の表示部で表示することができるので、 薬液等 のように正確な流量管理が要求される^体の流体輸送システムの管理に好適であ る。 '

さらに、 流体輸送装置と吐出データ処理装置とは通信装置によって接続されて おり、 流体輸送装置には、 流体輸送に直接係る機能のみを格納すればよいので流 体輸送装置を小型化することができる。

また、 本発明によれば、 通信装置が無線通信装置であり、 前記通信装置が、 少 なくともアンテナと送受切換器とを備え、 前記通信部がアンテナと送受切換器と を備えていることを特徴とする。

このようにすれば、 流体輸送装置と吐出データ処理装置とは分離して構成する ことができるので、 流体輸送装置の外郭形状を単純化し、 小型化することができ る他、 流体輸送装置と吐出データ処理装置との間に隔壁等が存在しても通信が可 能であるために、 通信に係る使用環境の制限を低減することができる。 また、 流 体輸送装置と吐出データ処理装置との間において送受信が可能であるため、 吐出 データ処理装置から流体輸送装置に駆動条件を入力し、 流体輸送装置から吐出デ ータ処理装置に吐出情報を入力することができ、流体の吐出管理が的確にできる。 また、 前記通信手段が光通信手段であって、 前記通信装置が、 少なくとも受光 素子及ぴ発光素子と、 受光制御回路及ぴ発光制御回路と、 を備え、 前記通信部が 、 前記受光素子及び前記発光素子それぞれに対向する発光素子及び受光素子と、 発光制御回路及ぴ受光制御回路と、 を備えることを特徴とする。

ここで、 光通信手段としては、 例えば、 リモートコントロール等で使用される 赤外線通信手段を使用することができる。

光通信手段は、 電波による無線通信手段に比べ、 通信に係る使用環境の制限が 若干加わるが、 構成が簡単でコストの低減が期待できる。

また、 前記通信手段が有線通信手段であり、 前記流体輸送装置の筐体に装着さ れる弾性体からなる封止部材と、 前記封止部材に設けられ、 前記封止部材の内外 を連通する第 1の接続端子と、 前記通信装置に設けられる第 2の接続端子と、 を 備え、 前記流体輸送装置を前記通信装置に装着したときに、 前記第 1の接続端子 と前記第 2の接続端子とが接続されることによって、 前記通信装置と前記流体輸 送装置とが接続されることを特徴とする。 + ' このような構造によれば、 流体輸送装置と通信装置とが、 それぞれ第 1の接続 端子及び第 2の接続端子を備えている。 通信装置に流体輸送装置を装着すること で、 これら第 1の接続端子及び第 2の接続端子とが接続し通信が可能となる。 従 つて、 構造が簡単で、 しかも通信の信頼性を高めることができる。

また、 通信装置から流体輸送装置を離脱することで、 流体輸送装置と通信装置 との接続が'遮断される。 さらに、 流体輸送装置は単独で駆動することが可能なの で、 外部からのノイズの影響を受けにくいという効果もある。

また、 前記封止部材が、 前記流体輸送装置の筐体に固定される外周固定部と、 前記第 1の接続端子が植立される接続端子固定部と、 前記外周固定部と前記接続 端子固定部とを接続する弾性部と、 から構成されていることを特徴とする。 この封止部材は、 外周固定部と接続端子固定部とが それぞれの固定強度を高 めるために剛性を高める形状をなし、 その他の部位は弾性を有している。 従って

、 通信装置に流体輸送装置-を装着したときには弾性部が橈み前述の第 1の接続端 子と第 2の接続端子との接続を行う。 また、 通信装置と流体輸送装置とを分離す · る際には、 弾性部の弾性力によって、 第 1の接続端子を元の位置に復帰させて接 続を解除をする。 このことから簡単な構造で、 通信装置と流体輸送装置との接続 または接続解除を行うことができる。

また、 前記通信手段が有線通信手段であり、 前記流体輸送装置の筐体に装着さ れる弾性体からなる封止部材と、 前記通信装置に,植立され、 端部に針部が形成さ れる接続端子と、 を備え、 前記流体輸送装置を前記通信装置に装着したときに、 前記針部が、 前記封止部材を刺挿して、 前記接続端子が前記流体輸送装置の接続 端子に接続され、 前記流体輸送装置を前記通信装置から離脱したときに接続が解 除され、 tif記封止部材の弾性によって、 前記封止部材が閉塞されることを特徴と する。

このような構造によれば、 流体輸送装置を通信装置に装着したときに、 接続端 子の針部が、 封止部材を刺挿、 貫通し、 通信装置と流体輸送装置とが接続ざれ、 離脱したときには、 接続が解除されるとともに、 封止部材自身の弾性によって封 止部材が閉塞されるため、 より一層、 簡単な構造の流体輸送装置を実現すること ができる。 '

また、 本発明では、 前記流体輸送装置を形成する筐体の外郭に突出物がなく、 且つ、 前記筐体及び前記チューブが、 生体適合性を有する材料で形成されている ことを特徴とする。

このようにすれば、 流体輸送装置の筐体の外郭に突出物がないので、 安全に生 体の内外にこの流体輸送装置を装着することができ、 また、 生体との適合性がよ い材料で形成されているために、 拒否反応やアレルギー症状等の発症を低減する ことができる。

また、 前記流体輸送装置が、 前記チューブの流入口、 流出口を除いて密閉され ていることを特徴とする。 _r 流体輸送装置は、 前述したように駆動部、 駆動制御部、 通信部、 電源等を格納 しているため、 水分や埃等を嫌う。 従って、 流体輸送装置を密閉する構造にする ことで、 水分や埃等の浸入を排除し、 仮に生体内にこの流体輸送装置を装着する 際にも血液や体液が浸入することを防止し、 所定の駆動性能を維持継続し、 信頼 性が高い流体輸送を継続することができるという効果がある。 また、 輸送対象の 流体とは異種液体内においての駆動を可能にすることができる。

また、 前記ポンプユニットが、 少なく''ともステッピングモータと、 該ステツピ ングモータの回転を減速する歯車列と、 前記ステッピングモータの駆動を制御す る駆動制御回路と、 を備え、 前記駆動制御回路が、 前記ステッピングモータの複 数の駆動条件を記憶する駆動パルス設定手段と、 前記ステッピングモータの駆動 時間をカウントするタイマーと、 を備え、 前記吐出データ処理装置から入力され る駆動条件に基き前記ポンプュニットを駆動し、 '所定の時間が経過した後、 前記 ポンプユニットを停止することを特徴とする。

このように、 ステッピングモータの駆動条件を複数設定しておき、 流体の単位 時間当たりの吐出量 （吐出速度）、 流体輸送装置の駆動負荷、 電池容量に対応して 最適な条件を選択し駆動することができる。

また、 駆動制御回路がタイマーを備えているので、 吐出データ処理装置により 流体輸送装置を起動した後は、 所定駆動時間 （総吐出量） に達したときに、 駆動 制御回路の指示によつて流体輸送装置を停止することができる。 ， また、 前記歯車列のそれぞれの歯数の組み合わせを変え、 前記歯車列の减速比 が変更できることを特徴とする。

このように歯車列の減速比を変えられるような構造にすれば、 前述したステツ ビングモータの駆動条件だけでは設定できない範囲の吐出速度を選択することが できる他、 減速比を大きくすることで、 歯車列末端の出力トルクを上げることが でき、 ポンプユニットの負荷が大きくなるような場合においても対応することが できるので、 ユーザーの様々な仕様要求に応えることができる。

また、 前記流体輸送装置に入力される駆動条件が、 初期設定される基礎データ と、 前記ポンプュニットの駆動前に設定される駆動対象流体輸送装置それぞれの 吐出データと、 を含み、 それぞれを分けて設定することを特徴とする。

基礎データとは、 例えば、 流体輸送装置の共通の駆動条件であり、 吐出データ ば、 実際の使用条件に対応した流体輸送装置個別の駆動条件である。

このように、 基礎データ ί吐出データを分けて設定 ることで、 設定ミスや入 力ミスをなくすことができる。

前記チューブの流体流動部の直径の個別の差に対応して、 前記吐出データを設 定し、 流体の吐出量を調整することを特徴とする。

チューブを圧搾して流体を輸送 （吐出） する流体輸送装置では、 流体の吐出量 は、 ステッ^ングモータの回転速度、 チューブの流体流動部の直径 （以降、 単に 直径と表すことがある） の二乗 （断面積） に比例する。 ステッピングモータの回 転速度は、 予め設定しておけば個別の流体輸送装置毎の差は生じない。 しかしな がら、 チューブの直径は、 製造過程でばらつきが発生し、 特に製造ロットの違い によって差が出やすいことが知られている。

従って、 流体を微量流動する場合においては、 このチューブの直径差の吐出量 への影響は無視できない程度となる。 従って、 チューブの直径に対応して吐出デ ータを設定することで、 チューブの直径のばらつきに影響されない正確な吐出量 を確保することができる。

. また、 本発明では、 基準となる前記流体輸送装置の駆動条件にぉサる前記チュ ープの流体流動部の直径の基準値と、 前記駆動対象流体輸送装置のチューブの流 体流動部の直径と、 の比から捕正係数を算出し、 前記補正係数に対応して前記流 体輸送装置の吐出データを設定して、 前記流体輸送装置の流体の吐出量を基準と なる前記流体輸送装置と同じになるよう補正することを特徴とする。

前述したように、 チューブの直径のばらつきによって流体の吐出量が変化する 力 基準のチューブの直径と、 駆動対象のチューブの直径の比から個別の補正係 数を算出し、 駆動対象となる前記流体輸送装置毎に吐出データを設定するために 、 チューブの直径のばらつきの影響を受けない正確な吐出量を得ることができる また、 前記流体輸送装置が、 前記基礎データに含まれる初期吐出速度及び初期 駆動時間に基き、 流体が吐出開始するまでの期間だけ駆動される初期駆動期間と 、 その後の本駆動期間と、 を有して駆動されることを特徴とする。

ここで、 本駆動期間とは、 例えば、 薬液投与の際に、 定常的に薬液が流動可能 な管理すべき流体輸送装置の駆動期間を意味する。

詳しくは実施形態で後述するが、 本発明の镩体輸送装置は、 チューブを圧搾し て吐出するポンプユニットであり、 組み立て直後は、 ローラーが押圧軸と離間し 、 初期駆動期間にローラーが押圧軸を押圧する位置に移動して流体が吐出開始す る構造である。 流体吐出前にチューブの特定個所を押圧し続けることによるチュ ーブの変形をなくし、 本駆動期間においては、 所定の吐出量を安定して得ること ができる。 ，

また、 前記駆動制御回路が、 前記電池の電圧を検出する電源電圧検出回路をさ らに備え、 前記電源電圧検出回路による検出値が、 前記ポンプ駆動ユニットの所 定の駆動電圧より低下したときに、 前記駆動制御回路によって、 前記流体輸送装 置を停止することを特徴とする。

電池は、 残存容量が終末に近づくと電圧が低下する。 また、 電池によっては電 圧特性のばらつきがあることが考えられる。 電池電圧が低下すると、 ステツピン グモータの正常な駆動ができなくなり、 所定の吐出量が得られなくなることがあ る。 しかし、 電源電圧検出回路で電池電圧を検出し、 ポンプ駆動ユニットが正常 に駆動する範囲の駆動電圧より低下したときには、 ステツピングモ一タの駆動を 停止することにより、 流体の吐出量を管理することができる。

また、 前記吐出データ処理装置が、 前記ポンプ駆動ユニットの駆動を、 1種類 の吐出データによつて駆動するシングル駆動と、 複数種類の吐出データによって 切り替え駆動するマルチ駆動と、 を選択する手段を備えていることを特徴とする 前述したように、 本発明の流体輸送システムは、 1種類の吐出データによって 継続するシングル駆動の他、 一つの流体輸送装置を複数種類の吐出データ （駆動 条件） によって切り替え駆動することができる。 例えば、 駆動開始の 1時間の吐 出速度を高くし、 次の 1時間の吐出速度を低くし、 さらに、 次の 1時間は、 駆動 開始時の吐出速度に戻すというような駆動を可能にしている。 このことにより、 仮に新 の開発等による生体実験における薬液投与と投与速度との関係をきめ細 力べ知見することができる。

また、 本発明では、 前記流体輸送装置が駆動された際に得られる吐出情報デー タが、 前記流体輸送装置から前記通信装置を介して前記吐出データ処理装置に入 力されることを特徴とする。 ―

このような駆動情報データが通信装置を介して吐出データ入力装置に入力され る。 そのために、 設定された吐出データと実際に駆動したときの吐出情報データ とを比較することができ、 流体輸送装置の駆動管理、 すなわち吐出量の管理をこ の吐出情報データを参照して適宜調整することで適切に行うことができる。

また、 前記吐出情報データが、 少なくとも前記流体輸送装置の停止理由、 駆動 時間を含むことを特徴とする。 ·

このような吐出情報データを吐出データ処理装置で確認できるため、 流体輸送 装置の停止理由については、 電池電圧の低下なのか別に流体輸送装置に駆動異常 が発生したのかを判別することができる。 また、 設定された吐出データと実際の 駆動時間から総吐出量を算出することができるため、 流体輸送装置の管理を適切 に行うことができる。

また、 本発明の流体の吐出量設定方法は、 柔軟性を有するチューブと、 該チュ ーブを圧搾して流体を吐出するポンプュニットと通信部と電 とが格納される流 体輸送装置と、 前記流体輸送装置に所望の流体吐出量を吐出するための駆動条件 を入力する入力装置と、 少なくとも前記駆動条件を表示する表示部と、 を備える 吐出データ処理装置と、 前記流体輸送装置と前記吐出データ処理装置とを相互接 続する通信装置と、 を備え、 前記流体輸送装置が、 前記吐出データ処理装置から 入力'される前記駆動条件に基づき駆動される巟体輸送システムの流体の吐出量設 定方法であって、 前記流体輸送装置に入力される駆動条件のデータが、 初期設定 される基礎データと、 駆動時に設定される駆動対象流体輸送装置それぞれの吐出 データと、 を含み、 流体輸送システム提供者が前記基礎データを、 流体輸送シス テム使用者が前記吐出データを、 それぞれの 出データ処理装置を操作し、 設定 することを特徴とする。 、

本発明によれば、 流体輸送装置の共通仕様に関わる基礎データを流体輸送シス テム提供者が設定し、 実際の流体装置の使用要求に対応する吐出データを流体輸 送システム使用者が設定する構成である。 従って、 流体輸送システム使用者は基 礎データの変更ができず、 また、 流体輸送システム提 者は吐出データの変更が できない。 そのために、 流体輸送システム提供者、 流体輸送システム使用者のそ れぞれの立場で必要な条件設定を容易に行なうことができ、 間違えて要求とは異 ,なる設定をすることを防止することができる。 ,

さらに、 上述した流体の吐出量設定方法では、 予め基準となる前記流体輸送装 置の駆動条件における前記チューブの流体流動部の直径の基準値を設定し、 駆動 対象となる前記流体輸送装置のチューブの流体流動部の直径を測定し、 前記チュ ーブの直径の基準値と前記駆動対象となる前記流体輸送装置のチューブ直径との 比から補正係数を算出し、 前記補正係数に対応する前記流体輸送装置の吐出デー タを設定して、 前記流体輸送装置の流体の吐出量を基準となる前記流体輸送装置 と同じになるよう調整することを特徴とする。

このようにすれば、 基準のチューブの直径と、 駆動対象のチューブの直径の比 から個別の捕正係数を算出し、 駆動対象となる俞記流体輸送装置毎に吐出データ を設定するために、 チユーブの直径のばらつきの影響を受けない正確な吐出量を 得ることができる。 産業上の利用可能性

本発明は、 薬液投与のための流体輸送システムに利用することができるが、 こ れに限定ざれず、 様々な機械装置において、 装置内、 または装置外に搭載され、 水や食塩水、 薬液、 油類、 芳香液、 インク、 気体等の流体の輸送に利用すること ができる。 図面の簡単な説明

【図 1】 本発明の実施形態 1に係る流体輸送システムの構成を示すプロック図 【図 2】 本発明の実施形態 1に係る流体輸送装置の概略構造を示す分解斜視図。 【図 3】 本発明の実施形態 1に係る通信装置と流体輸送装置の構造を示す断面 図。

【図 4】 本発明の実施形態 2に係る流体輸送システムの構成を示すプロック図

【図 5】 本発明の実施形態 2に係る通信装置と流体輸送装置の構造を示す断面 図。

【図 6】 本発明の実施形態 3に係る流体輸送システムの構成を示すプロック図

【囱 7】 本発明の実施形態 3に係る通信装齄と流体輸送装置との装着時の概略 構造を示す断面図。

【図 8】 （a ) は、 本発明の実施形態 3に係るポンプの接続端子周辺の構造を 示す部分断面図、 （b ) は、 通信装置とポンプとの接続構造を示す部分断面図。

【図 9】 本発明の実施形態 4に係るポンプを通信装置に装着した状態を示す部 分断面図。 '

【)11 1 0】 本 明の実施形態に係る吐出データ処理装置の基礎データ設定のフ ローを示す説明図。 '

【図 1 1】 本発明の実施形態に係る吐出データの設定とマイクロポンプモジュ ールの駆動のフ口一を示す説明図。

【図 1 2】 本発明の実施形態に係る 「起動画面」 を示す説明図。

【図 1 3】. 本発明の実施形態に係る 「システム設定画面」 を示す説明図。

【図 1 4】 本発明の実施形態に係る 「マイクロポンプ制御画面」 を示す説明図

【図 1 5】 本発明の実施形態に係る 「パスワード設定画面」 を示す説明図。 【図 1 6】 本発明の実施形態に係る 「基礎データ設定画面」 を示す説明図。 【図 1 7】 本発明の実施形態に係るマイクロポンプモジュール名とコード入力 画面」 を示す説明図。 【図 1 8】 本発明の実施形態に係る 「吐出データ (シングル) 設定画面」 を示 す説明図。

【図 1 9】 本発明の実施形態に係る 「吐出データデータ転送画面」 を示す説明 図。

【図 2 0】 本発明の実施形態に係る初期駆動期間中における 「マイクロポンプ 制御画面」 を示す説明図。

【図 2 1】 本発明の実施形態に係る 「投薬開始画面」 を示す説明図。

【図 2 2】 本発明の実施形態に係る 「データ転送失敗を示す画面」 の説明図。 【図 2 3】 本発明の実施形態に係る 「マイクロポンプ動作停止命令画面」 を示 す説明図。

【図 2 4】 本発明の実施形態に係る 「マイクロポンプの動作停止を示す画面」 の説明図。

【図 2 5】 本発明の実施形態に係る 「吐出データ （マルチ） 設定画面」 を示す 説明図。

【図 2 6,] 本発明の実施形態に係る 「吐出データ設定 （マルチ N o . 1 ) 画面 」 を示す説明図。

【図 2 7】 本発明の実施形態に係る 「マイクロポンプ吐出情報画面」 の説明図

発明を実施するための最良の形態

以下に本発明に係る流体輸送システム、 及びこの流体輸送システムによる流体 の吐出量設定方法について説明する。 なお、 以下に記載する実施形態は、 本発明 の一実施形態にすぎず、 本発明はこれに限定されるものではない。

最初に、 本発明の実施形態 1について説明する。

図 1〜図 3は、 本発明の実施形態 1に係る流体輸送システム及び流体輸送装置 を示している。

図 1は、 本実施形態の流体輸送システム 1 0の構成を示すプロック図である。 図 1において、 本実施形態の流体輸送システム 1 0は、 基本構成として、 吐出デ ータ処理装置としての PC (P e r s o n a l C omp u t e r) 20と、 通 信装置 30と、 流体輸送装置 50と ら構成されている。

PC 20は、 流体輸送装置 50の駆動条件データを入力する入力装置としての 操作部 21と、 入力された駆動条件データを表示する表示部 22と、 他に一般の PCが有する演算機能、 記憶機能等が格納されている。 この PC 20に入力され た,駆動条件データは、 USB (Un i v e r s a l S e r i a l B u s) ケ 一プル 3 9を介して通信装置 30に送信される。

通信装置 30は、 通信装置 30全体を制御する通信制御回路 32とアンテナ 3 1と電源としての電池 45とから構成されている。 通信制御回路 3 2は、 P C 2 0から入力される駆動条件データを記憶する記憶回路 36と、 受信制御回路 34 と、 送信制御回路 35と、 送受切換器 33とから構成されている。

記憶回路 36に記憶された駆動条件データは、 送信制御回路 35によって送信 信号に変換され送受切換器 3 3、 アンテナ 3 1を経て電波無線通信によって流体 輸送装置 50のマイクロポンプモジュール 60に送信される。 送受切換器 3 3は 、 通信装置 30において送信と受信とを切換える機能を有している。

なお、 電源としては、 電池 45を通信装置 30内に内蔵する構造を図示してい るが、 外部から商用電力を取り込む構造でもよい。 この場合、 電源制御回路が搭 載さ.れる。 電：池 45を採用する際には、 図示しない電池電圧検出回路を備える。 また、 PC 20と通信装置 30とを接続する US Bケーブル 3 9から電源を導入 することもできる。

流体輸送装置 50は、 マイクロポンプモジュール 60と、 アンテナ 5 1と、 流 体を収納する流体収容容器 90とから構成される。 マイクロポンプモジュール 6 0には、 流体輸送装置 50の全体制御を行う流体輸送装置制御回路 52と、 流体 を輸送する手段としてのポンプユニット 6 1.と、 電源としての電池 58と、 が含 まれる。 流体輸送装置制御回路 5 2は、 ポンプュニット 6 1の駆動制御を行う駆 動制御回路 57と、 アンテナ 5 1から入力された駆動条件データを取り込むため の送受切換器 5 3と、 入力された信号を駆動制御用の信号に変換する受信制御回 路 54と、 変換された信号を記憶する記憶回路 56、 実際にポンプユニット 6 1 が駆動したときの吐出情報データを送信信号に変換してアンテナ 5 1に出力する ための送信制御回路 5 5とから構成されている。 ·

送受切換回路 5 3と受信制御回路 5 4と送信制御回路 5 5とが、 流体輸送装置 5 0にとつての通信部である。 '

また、 ポンプユニット 6 1を駆動したときの駆動状況データ等を P C 2 0に送 信するための'、 '送信制御回路 5 5をさらに備えている。

また、 図示しないが、 駆動制御回路 5 7に駆動時間を制御するタイマーが備え られている。 '

次に、 本実施形態に係る流体輸送システム 1 0の作用について説明する。

まず、 流体輸送装置 5 0を所望の条件で駆動するための駆動条件データを操作 部 2 1を操作して P C 2 0に入力する。 操作部 2 1は、 キーボードである。

ここで、 詳しくは後述するが、 入力する駆動条件データとしては、 少なくとも 、 流体の単位時間当たりの流量、 駆動時間、 間歇駆動をする際の駆動等が含まれ 、 他に、 流体輸送装置の識別番号やコード等が考えられる。

これらの入力された駆動条件データは、 表示部 2 2に表示され、 内容を確認す ることができる。

次に、 操作部 2 1を操作して通信装置 3 0に必要とされる駆動条件データを送 信する。 通信装置 3 0は、 入力された駆動条件データを流体輸送装置 5 0に送信 する。 無線通信としては、 近接通信、 近距離通信等の通信手段を採用することが でき、 近接通信の場合は、 通信装置 3 0に流体輸送装置 5 0を載置する （図 3、 参照） 1 近距離通信の場合 は、 通信装置 3 0と流体輸送装置 5 0との配置は 電波が伝播する範囲であれば特に限定されない。

流体輸送装置 5 0は、 入力された駆動条件データに基き駆動される。 この際、 ポンプユエット 6 1が駆動した際の流体の吐出量 （ローラー台 8 0 (図 2、 参照 ) の回転数で置き換えられる） 、 駆動時間や総吐出量等を通信装置 3 0を経て P C 2 0に送信する。 この操作も、 操作部 2 1を操作して送信命令を出力して行う 力 所定の駆動状況データが記憶回路 5 6に蓄積した後に、 自動的に P C 2 0に 送信することができる。 8 また、 P C 2 0から入力された駆動条件データを一旦取り込んだ後、 再度 P C 2 0に送信し、 表示部 2 2に表示し、 駆動条件データが正確に流体輸送装置 5 0 に記憶されているか確認するようにすれば、 なお信頼性を高めることができる。

P C 2 0では、 入力された駆動状況データを表やグラフに変換して、 表示部 2 2に表示する。 なお、 入力された駆動条件データと比較して、 差異が発生した際 には、 警告表示をすれば、 なお好ましい。

続いて、 本寒施形態に係る流体輸送装置 5 0の構造について図面を参照して説 明する。

図 2は、 流体輸送装置 5 0の概略構造を示す分解斜視図である。 図 2において 、 流体輸送装置 5 0は、 基本構成として、 マイクロポンプモジュール 6 0と流体 収容容器 9 0とから構成されている。

マイクロポンプモジュール 6 0は、 ケース部 9 4と蓋体 9 5によって構成され る筐体の内部にポンプュニット 6 1や前述した流体輸送装置制御回路 5 2 (図 1 、 参照） が格納されている。 ポンプユニット 6 1は、 図示しない駆動源としての ステッピングモータとステッピングモータからの駆動力をローラー台 8 0に伝達 する歯車列を備えている。

ローラー台 8 0の周縁部には 4個のローラー 6 3〜6 6がほぼ等間隔で装着さ れている。 ケース部 9 4の外周部には、 ローラー台 8 0に沿うように溝が形成さ れ、 この溝内にチューブ 6 2が装着されている。

ケース部 9 4に形成される前述の溝とローラー台 8 0が収容される凹部との間 の壁部には、 押圧軸 7 1〜7 5が揷着されている。 この押圧軸 7 1 ~ 7 5は、 図 示右側方向から、 ほぼ等間隔でローラー台 8 0の回転軸 8 1から放射状に配置さ れ、 軸方向に摺動可能に構成されている。

チューブ 6 2は、 弾性を有するシリ ンゴムで形成される細管であり、 ケース 部 9 4から流出側端部 6 2 Bと容器接続側端部 6 2 Aが突出して延在されている 。 チューブ 6 2には、 弹性と生体適合性を有する材料が採用されるが、 本実施形 態ではシリコンゴムが採用されている。 他にポリエチレン系、 フッ素系の樹脂を' 採用することができるが、 使用する流体の種類によって、 耐薬品性等も考慮して 選択される。

チュープ 6 2の容器接続側端部 6 2 Aは、 流体収容容器 9 0に接続されている 、 チュ ブ 6 2と流体収容容器 9 0とは着脱可能な構造になっており、 流体収容 容器 9 0の交換をすることができるが、 チューブ 6 2と流体収容容器 9 0とを分 離不可能な一体構造とすることもできる。

流体収容容器 9 0は、 チューブ 6 2と同じ材料で形成されたパック状の容器で あり、 変形可能な厚みで形成されている。

そして、 蓋体 9 5がケース部 9 4に装着される。 蓋体 9 5は、 本実施形態では 、 4本の固定螺子 9 6で螺合固定されているが、 固定構造としては、 溶着固定や 接着固定を採用することができる他、 蓋体 9 5とケース部 9 4との間、 チューブ 6 2とケース部 9 4の端部との間にパッキンを備える構造や接着固定とすること ができる。 このようにして、 筐体内部は密閉され、 防水性が備えられ、 新薬開発 等において小動物の体内に装着することができる。

なお、 ケース部 9 4、 蓋体 9 5、 流体収容容器 9 0とは、 外郭の角部が丸めら れ、 且つ、 突出部が存在しないような形状とされ、 仮に生体の内外に装着されて も、 生体に損傷を与えない形状としている。 '

また、 本実施形態では、 マイクロポンプモジュール 6 0と流体収容容器 9 0と は別体構造としているが、 筐体内部に流体収容部を設ける構造としてもよい。 なお、 この流体収容容器 9 0に収納される流体としては、 水や食塩水、 薬液、 油類、 芳香液、 インク、 気体等、 流動性を有するものであれば限定されるもので はない。

次に、 このマイクロポンプモジュール 6 0の駆動について図 2を参照して説明 する。 ' ·

ローラー台 8 0は、 駆動制御回路 5 7の指 ¾ ^こ従いステッピングモータによつ て回転軸 8 1を中心に、 図中矢印方向に回転する。 ローラー台 8 0の回転に従い 、 ローラー 6 3〜6 6が、 押圧軸 7 1がら順次押圧軸 7 5を押し圧していく。 こ のとき、 押圧軸 7 1〜7 5が、 チューブ 6 2を流体収容容器 9 0側から圧搾し、 流体が輸送され、 チューブの 6 2の流出側端部 6 2 B'から吐出される。 このような押圧軸の動きを蠕動運動と呼び、. この蠕動運動を利用したポンプを . 蠕動ポンプと呼ぶ。 この蠕動ポンプは、 微量の流体を連続して輸送することがで きる小型ポンプに最適なポンプである。

続いて、 本実施形態に係る通信装置 3 0と流体輸送装置 5 0の構成の一例を図 面を参照して説明する。 図 1， 2も参照する。

図 3は、 通信装置 3 0と流体輸送装置 5 0との構造を示す断面図である。 図 3 では、 近接.無線通信を採用した例を示している。 図 3において、 通信装置 3 0の 上面に流体輸送装置 5 0が載 gされている。

通信装置 3 0は、 ケース部 4 0と蓋体 4 1とから構成される筐体の内部に、 回 路基板 3 7と、 この回路基板 3 7の表面に実装される通信制御回路 3 2と、 アン テナ 3 1と、 図示しない他の回路素子と、 電源としての電池 4 5と、 U S Bコネ , クタ一 3 8と、 が装着されて構成されている。 蓋体 4 1の上面には、 凹部が形成 され、 この凹部内にマイクロポンプモジュール 6 0が載置されている。

マイクロポンプモジュール 6 0は、 ケース部 9 4と蓋体 9 5で形成される空間 に、 ポンプユニット 6 1と回路基板 8 5と、 流体輸送装置制御回路 5 2とアンテ ナ 5 1とが格納され、 アンテナ 5 1は、 通信装置 3 0のアンテナ 3 1とほほ対向 する位置に配置されている。 また、 流体収容容器 9 0は、 マイクロポンプモジュ ール 6 0と接続された状態で通信装置 3 0の上面に載置されている。 ·

このように、 通信装置 3 0に流体輸送装置 5 0を載置した状態で、 P C 2 0の 操作部 2 1を操作し駆動条件設定やマイクロポンプモジュール 6 0の起動指示を 行い、 アンテナ 3 1とアンテナ 5 1との間で通信が行われ、 必要なデータが転送 される。 通信手段.として近距離無線を採用する場合には、 必ずしも通信装置 3 0 に流体輸送装置 5 0を載置する必要はなく、 無線が伝搬する範囲の位置にあれば よい。

従って、 前述した実施形態 1によれば、 流体輸送装置 5 0と P C 2 0と通信装 置 3 0とから構成され、 流体輸送装置 5 0を所定の駆動をさせるための駆動条件 データを P C 2 0から入力し、 その駆動条件に基き流体輸送装置 5 0を駆動する ため、 吐出速度 （吐出量） め設定が一般の P Cを扱う感覚で行うことができ、 扱 い易い流体輸送装置を提供することができる。 ' また、 流体輸送システム 1 0は、 流体輸送装置 5 0の駆動条件データ及び駆動 状況データを P C 2 0の表示部 2 2で表示することができるので、 薬液等のよう に正確な流量管理が要求される流体の流体輸送システムの管理に好適である。 さらに、 流体輸送装置 5 0と P C 2 0とは通信装置 3 0によって接続されてい るので、 流体輸送装置 5 0には、 流体輸送に直接係る機能のみを格納すればよい ので流体輸送装置を小型化することができる。

また、 前述したような構成にすれば、 流体輸送装置 5 0と P C 2 0とは分離し て構成することができるので、 流体輸送装置 5 0の外郭形状を単純化し、 小型化 することができる。 また、 無線通信手段を備えているために、 流体輸送装置 5 0 と P C 2 0との間に隔壁等が存在しても通信が可能であり、 通信に係る使用環境 の制限を低減することができる。 仮に、 流体輸送装置 5 0を生体內に装着する場 合、 流体輸送装置 5 0を生体内に装着状態で通信が可能となる。

また、 流体輸送装置 5 0の筐体や流体収容容器 9 0の外郭に突出物がなく、 且 つ、 ケース部 9 4と蓋体 9 5、 及びチューブ 6 2が、 生体適合性を有する材料で 形成されているので、生体の内外にこの流体輸送装置 5 0を装着することができ、 また、 生体との適合性がよい材料で形成されているために、 拒否反応やアレルギ 一症状等の発症を低減することができる。

マイクロポンプモジュール 6. 0は、 前述したようにポンプユニット 6 1を含む 流体輸送装置制御回路 5 2を格納しているため、 水分や埃等を缣う。 従って、 マ イク口ポンプモジュール 6 0の筐体内を密閉する構造にすることで、 水分や埃等 の浸入を排除し、 仮に生体内にこの流体輸送装置 5 0を装着する際にも信頼性が 高い流体輸送を継続することができるという効果がある。.

次に、 本発明の実施形態 2に係る流体輸送システムについて図 4， 5を参照し て説明する。 実施形態 2は、 前述した実施形態 1に対して、 通信手段として光通 信を採用したところに特徴を有している。 従って、 光通信に係る構成、 構造を中 心に説明する。.実施形態 1との共通部分の説明を省略し、 同じ符号を附して説明 —する。 . 図 4は、 実施形態 2に係る流体輸送システム 1 0 0の構成を示すブロック図で ある。 図 4において、 流体輸送システム 1 0 0は、 吐出データ処理装置としての P C 2 0と、 通信装置 1 3 0と流体輸送装置 1 5 0とから構成されている。

通信装置 1 3 0は、 通信制御回路 1 3 2と、 電源としての電池 4 5と、 から構 成され、 通信制御回路 1 3 2は、 記憶回路 3 6と、 受光制御回路 1 3 4と、 発光 制御回路 1 3 5と、受光素子 1 3 3と、発光素子 1 3 1と、.から構成されている。 この発光素子 1 3 1から発信される光信号によって、 駆動条件データが流体輸送 装置 1 5 0に入力される。

流体輸送装置 1 5 0は、 流体輸送装置制御回路 1 5 2とポンプュニット 6 1と を含むマイクロポンプ 1 6 0と、 電源としての電池 5 8と、 流体収容容器 9 0'と 、 から構成され、 流体輸送装置制御回路 1 5 2ほ、 発光素子 1 5 1と受光素子 1 5 3と発光制御回路 1 5 5と受光制御回路 1 5 4とからなる通信部と、 記憶回路 3 6と、 駆動制御回路 5 7とから構成されている。

なお、 発光素子 1 3 1 , 1 5 1は赤外線領域の周波数帯が用いられている。 次に、 本実施形態に係る流体輸送システムの作用について説明する。 ' まず、 流体輸送装置 1 5 0を所望の条件で駆動するための駆動条件データを操 作部 2 1を操作して P C 2 0に入力する。

ここで、入力する駆動条件データとしては、前述した実施形態 1と同じである。 これらの入力された駆動条件データは、 表示部 2 2に表示され、 内容を確認する ことができる。

次に、 操作部 2 1を操作し、 必要とされる駆動条件データを通信装置 1 3 0に 送信する。 通信装置 1 3 0では、 入力された駆動条件データを流体輸送装置 1 5 0に送信する。 本実施形態では、 通信手段として光通信が採用されており、 光通 信では、 通信装置 1 3 0と流体輸送装置 1 5◦との配置は、 発光される光を遮ら ない範囲 自由度がある。 しかし、 図 5で示すように発光素子 1 3 1と受光素子 1 3 3、 また発光素子 1 5 1と受光素子 1 5 3、 とが近接した位置にあるため、 外部の光ノイズの影響を受けないように通信が行われるように配置されることが 好ましい。 流体輸送装置 1 5 0は、 入力ざれた駆動条件データに基き駆動される。 また、 この流体輸送システム 1 0 0は送受信可能であるので、 ポンプュニット 6 1が駆 動した状況を通信装置 1 3 0を経て P C 2 0に送信することができる。 この駆動 状況データの通信装置 1 3 0への送信も、 光通信を使用している他は、 実施形態 1と同じであるため説明を省略する。

続いて、 本実施形態に係る通信装置 1 3 0と流体輸送装置 1 5 0との通信の際 の構成の一例を図面を参照して説明する。 図 4も参照して説明する。

図 5は、 通信装置 1 3 0と流体輸送装置 1 5 0の構造を示す断面図である。 図 5において、 通信装置 1 3 0の上面に流体輸送装置 1 5 0が載置されている。 通信装置 1 3 0は、 ケース部 4 0と蓋体 4 1とから構成される筐体の内部に、 回路基板 3 7と、 この回路基板 ·3 7の表面に実装される通信制御回路 1 3 2と、 発光素子 1 3 1と受光素子 1 3 3と他の回路素子と、 電源としての電池 4 '5と、 U S Βコネクター 3 8と、 が装着されて構成されている。 蓋体 4 1の上面には、 凹部が形成され、 この凹部内にマイクロポンプ 1 6 0が載置されている。

マイクロポンプ 1 6 0は、 ケース部 9 4と蓋体 9 5で形成される空間に、 ボン プュニット 6 1と回^基板 1 8 5と、 回路基板 1 8 5に実装される流体輸送装置 制御回路 1 5 2と、 発光素子 1 5 1と、 受光素子 1 5 3と、 電池 5 8と、 が格納 され、 受光素子 1 5 3は、 通信装置 1 3 0の発光素子 (Γ 3 1とほぼ対向する位置 に配置されている。 また、 発光素子 1 5 1は、 通信装置 1 3 0の受光素子： L 3 3 と対向する位置に配置されている。

発光素子 1 5 1と受光素子 1 5 3とは、 素子台 1 5 6に実装され、 図示しない リードによって、 それぞれ発光制御回路 1 5 5、 受光制御回路 1 5 4に接続され ている。 また、 発光素子 1 3 1と受光素子 1 3 3とは、 素子台 9 3に実装され、 図示しないリードによって、 それぞれ発光制御回路 1 3 5、 受光制御回路 1 3 4 に接続されている。

発光素子 1 5 1、 受光素子 1 5 3と、 受光素子 1 3. 3、 発光素子 1 3 1とがそ れぞれ対向する位置において、 通信装置 1 3 0の蓋体 4 1の底部 4 1 A及びマイ クロポンプ 1 6 0のケース部 9 4の底部 9 4 Aには、 光透過窓が開設されている 流体収容容器 9 0は、 マイクロポンプ 1 6 0と接続された状態で通信装置； L 3 0の上面に載置されている。

このように、 通信装置 1 3 0に流体輸送装置 1 5 0を載置した状態で、 P C 2 0の操作部 2 1を操作し、 通信が行われる。

従って、 前述した実施形態 2によれば、 光通信手段は、 電波による無線通信手 段に比べ、 通信装置 1 3 0と流体輸送装置 1 5 0との間に光遮蔽物があれば通信 できないという通信環境の制限が加わるが、 構成が簡単で一般的なリモートコン トロールなどに用いられる丰段であるためにコストの低減が期待できる。

'続いて、 本発明の実施形態 3について図 6 , 7， 8を参照して説明する。 実施 形態 3は、 前述した実施形態 1， 2が通信手段として無線通信、 光通信を採用し ていることに対して、 有線通信、 つまり、 通信装置と流体輸送装置との間に接続 端子を設けていることに特徴を有している。 従って、 この接続端子の周辺構造と 構成を中心に説明し、 実施形態 1または実施形態 2と共通部分については説明を 省略し、 同じ符号を附し説明する。

. 図 6は、 実施形態 3に係る流体輸送システム 2 0 0の構成を示すブロック図で ある。 図 6において、 流体輸送システム 2 0 0は、 吐出データ処理装置としての P C 2 0と、 通信装置 2 3 0と流体輸送装置 2 5 0とから構成されている。

通信装置 2 3 0は、 記憶回路 3 6と、 送受信制御回路 2 3 4とを備える通信制 御回路 2 3 2と、 電源としての電池 4 5と、 から構成されている。 また、 送受信 制御回路 2 3 4·には第 2の接続端子としての接続端子 9 7 , 9 8が接続されてい る。 これら接続端子 9 7， 9 8がマイクロポンプモジュール 2 6 0に備えられる 第 1の接続端子としての接続端子 1 9 7， 1 9 8と接触することで通信が接続さ れる。

流体輸送装置 2 5 0は、 ポンプュニット 6 1と流体輸送装置制御回路 2 5 2と を含むマイクロポンプモジュール 2 6 0と、 電源としての電池 5 8と、 流体収容 容器 9 0と、 から構成され、 流体鳞送装置制御回路 2 5 2は、 駆動制御回路 5 7 と、 記憶回路 5 6と送受信制御回路 2 5 4とから構成されている。 送受信制御回 路 2 5 4と接続端子 1 9 7 , 1 9 8とが流体翰送装置 2 5 0における通信部であ る。 . - ' 次に、 本実施形態に係る流体輸送システム 2 0 0の作用について説明する。 まず、 '流体輸送装置 2 5 0を所望の条件で駆動するための駆動条件データを操 作部 2 1を操作して P C 2 0に入力する。

ここで、 入力する駆動条件データは、 前述した実施形態 1， 2と同じである。 これらの入力された駆動条件データは、 表示部 2 2に表示され、 内容を確認する ことができる。 '

次に、 操作部 2 1を操作し、 必要とされる駆動条件データが通信装置 2 3 0に 送信される。 通信装置 2 3 0では、 入力された駆動条件データを流体輸送装置 2

5 0に送信する。 本実施形態では、 通信手段として接続端子による有線通信が採 用されており、 接続端子 9 7と接続端子 1 9 7、 接続端子 9 8と接続端子 1 9 8 とが接触する （図 7、 参照） ことで通信が接続される。

流体輸送装置 2 5 0は、 入力された駆動条件データに基き駆動される。 この際 、 ポンプユニット 6 1が駆動した状況、 あるいは駆動している状況を通信装置 2 3 0を経て P C 2 0に送信される。 この駆動状況データの内容及び通信装置 2 3

0への送信方法も、 有線通信を採用している他は実施形態 1， 2と同じであるた め説明を省略する。

続いて、 本実施形態に係る通信装置 2 3 0と流体輸送装置 2 5 0とが接続され た状態について図面を参照して説明する。 図 6も参照して説明する。

図 7は、 通信装置 2 3 0と流体輸送装置 2 5 0との装着時の概略構造を示す断 面図である。 図 7において、 通信装置 2 3 0の上面に流体輸送装置 2 5 0が載置 されている。

マイクロポンプモジュール 2 6 0は、 通信装置 2 3 0の蓋体 4 1に形成される 凹部内に装着されている。 この際、 マイクロポンプモジュール 2 6 0と凹部とは それぞれ正確に位置決めができるような寸法設定がなされる。

通信装置 2 3 0は、 ケース部 4 0と蓋体 4 1とから構成される筐体の.内部に、 回路基板 3 7と、 この回路基板 3 7の表面に実装される通信制御回路 2 3 2と、 他の回路素子と、 電源としての電池 4 5と、 U S Bコネクター 3 8と、 が装着さ れて構成されている。 蓋体⁴' 1の上面には、 凹部が形成され、 この |Π)部内にマイ クロポンプモジュール 2 6 0が載置されている。

回路基板 3 7には 2本の接続端子 9 7 , 9 8が植立され、 これら接続端子の先 端部が蓋体 4 1を貫通してマイクロポンプモジュール 2 6 0側に突出している （ 詳しくは、 図 8参照） 。 この接続端子 9 7， 9 8は、 それぞれ回路基板 3 7に形 成される配線パターンによって、 送受信制御回路 2 3 4と接続されている。

マイクロポンプモジュール 2 6 0は、 ケース部 9 4と蓋体 9 5で形成される筐 体の内部に、 回路基板 8 5と、 この回路基板 8 5の表面に実装される流体輸送装 置制御回路 2 5 2と、 ポンプュニット 6 1と、 図示しない電池 5 8と、 が格納さ れている。 回路基板 8 5には、 接続端子ばね 8 6， 8 7が備えられ、 これら接続 端子ばね 8 6 , 8 7は、 それぞれ回路基板 8 5に形成される配線パターンによつ て送受信制御回路 2 5 4 (図 6、 参照） に接続されている。

マイクロポンプモジュール 2 6 0のケース部 9 4の底部 9' 4 Aには、 封止部材 1 9 4が装着されており、 この封止部材' 1 9 4を貫通する接続端子 1 9 7， 1 9 8が植立されている。 この接続端子 1 9 7 , 1 9 8は、 それぞれ、 通信装置 2 3 0に設けられた接続端子 9 7.， 9 8に対向する位置に設けられる。 なお、 これら 接続端子及び周辺の構造については、 図 8を参照してさらに詳しく説明する。 図 8は、 実施形態 3に係る通信装置 2 3 0とマイクロポンプモジュール 2 6 0 との接続に係る構造を示し、 図 8 ( a ) は、 マイクロポンプモジュール 2 6 0の 接続端子周辺の構造、 図 8 ( b ) は、 通信装置 2 3 0とマイクロポンプモジユー ル 2 6 0とが接続された構造を示している。

図 8 ( a )は、マイクロポンプモジュール 2 6 0に設けられる接続端子 1 9 7 , 1 9 8に係る構造を示す部分断面図である。 図 8 ( a ) において、 ケース部 9 4 の底部 9 4 Aには、 封止部材 1 9 4が装着されている。

ケー 部 9 4の底部 9 4 Aには、 円形の開口部が形成されており、 この開口部 の内側側面には略コの字状の溝 9 4 Bが設けられ、 この溝 9 4 Bに密着するよう に封止部材 1 9 4の外周部がインサートされている。 封止部材 1 9 4は弾性と、 生体適合性を有する材料で形成され、 本実施形態ではシリコンゴムが採用されて いる。

封止部材 1 94は、 円盤形状を.しており、 周縁部 1 94 Eと弾性部 1 94 Aと 接続端子固定部 1 94B， 1 94 Cとから構成されている。 接続端子固定部 1 9 4 B, 1 94 Cの中心部には、 接続端子 1 98, 1 9 7が圧入され固定されてい る。 周縁部 1 94Eと接続端子固定部 1 94B， 1 94 Cとは、 厚く形成される 部分で、周縁部 1 94 Eはケース部 94との固定強度、接続端子固定部 1 94B, 1 94 Cは接続端子 1 98， 1 9 7との固定強度を確保する'ためと、 密着性を確 保するために必要な厚みを有している。

また、 弾性部 1 94 Aは、 後述する通信装置 2 30とマイクロポンプモジユー ル 260とを接続する際に、 撓み易い厚みで形成されている。 また、 図 8 (a) では、 マイクロポンプモジュール 260が通信装置 2 30に装着されていない状 態を示しており、 この状態では、 接続端子 1 97， 1 98の接続端子先端部 1 9 7 A, 1 98 Aと接続端子ぱね 86， 87とは接続していない。

なお、 接続端子 1 97, 198の材質は、 生体適合性と電導性を有する材料が 選択され、 本実施形態では、 チタンまたはチタン合金が採用される。

続いて、 マイクロポンプモジュール 260を通信装置 230に装着した状態に ついて図面を参照して説明する。

図 8 (b) は、 マイクロポンプモジュール 260を通信装置 230に装着した 状態を示す部分断面図である。 図 8 (b) において、 マイクロポンプモジュール 260を通信装置 230に装着した状態では、 通信装置 2 30の回路基板 3 7に 植立された接続端子 97， 98がマイクロポンプモジュール 260の封止部材 1 94に植立された接続端子 1 97， 1 98の尾部1 9 78, 1 98 Bを押し上げ る。

接続端子 1 9 7， 1 98が押し上げられると封止部材 1 94の弾性部 1 94 A が撓み、 接続端子先端部 1 9 7 A, 1 98Aが、 それぞれ接続端子ばね 86， 8 7を押圧する。 このことによって、 通信装置 230とマイクロポンプモジュール 260とが接続され通信可能となる。 通信装置 2 3 0からマイクロポンプモジュール 2 6 0を取り外すと、 弾性部 1 9 4 Aの弾性力によって、 図 8 ( a ) の状態に復帰し、 通信が不能な状態となる 他、 外部のノイズにより駆動条件データが破壊されることを防止することにもな

' る。

5 従って、 前述した実施形態 3によれば、 流体輸送装置 2 5 0と通信装置 2 3 0 とが、 それぞれ接続端子 1 9 7， Γ 9 8及び接続端子 9 7， 9 8を備え、.通信装 置 2 3 0に流体輸送装置 2 5 0 (マイクロポンプモジュール 2 6 0 ) を装着する ことで、 これらの接続端子が接続し通信が可能となるため、 構造が簡単で、 しか も通信の信頼性を高めることができる。

10 また、 前述した実施形態 1の無線通信手段、 実施形態 2の光通信手段に比ベア ンテナ、 受光素子、 発光素子や、 それらに伴い備えられる制御回路等が不要にな り、 コ,ストの低減と、 より小型化を実現することができる。

また、 通信装置 2 3 0から流体輸送装置 2 5 0を離脱することで、 流体輸送装 '置 2 5 0と通信装置 2 3 0との接続が遮断され、 流体輸送装置 2 5 0は単独で駆 15 動すること 可能なので、 外部からのノイズの影響を受けにくいという効果もあ る。 ^

続いて、 本発明に係る美施形態 4について図面を参照して説明する。 実施形態 4は、 前述した実施形態 3の構造をより簡単にすることを要旨とし Tいる。

図 9は、 実施形態 4に係るマイクロポンプモジュール 3 6 0を通信装置 3 3 0 20 に装着した状態を示す部分断面図である。 図 9において、 通信装置 3 3 0の回路 基板 3 7には、 接続端子 2 9 7， 2 9 8が植立されている。

この接続端子 2 9 7， 2 9 8の先端には先端が鋭利な針部 2 9 7 Α, 2 9 8 A が形成されている。 この針部 2 9 7 A, 2 9 8 Aは、 蓋体 4 1を貫通している。 また、 マイクロポンプモジュール 3 6. 0のケーズ部 9 4の底部 9 4 Aには、 封 25 止部材 2 9 4が装着されている。 この封止部材 2 9 4の底部 9 4 Aへの装着構造 は、 実施形態 3と同じであるため説明を省略するが、 この封止部材 2 9 4は、 単 純な円盤形状をしている。 封止部材 2 9 4の材質もシリコンゴムで形成されてい る。 . ' ここで、 図 9に示すように、 通信装置 3 3 0にマイクロポンプモジュール 3 6 0を装着すると、 接続端子 2 9 .7， 2 9 8の針部 2 9 7 A , 2 9 8 Aが封止部材 2 9 4を刺揷し貫通する。 貫通した針部 2 9 7 A , 2 9 8 Aはそれぞれ接続端子 ばね 8 6 , 8 7に接触し、 通信装置 3 3 0とマイクロポンプモジュール 3 6 0と が接続され、 通信可能な状態となる。

また、 通信装置 3 3 0からマイクロポンプモジュール 3 6 0を取り外すと、 針 部 2 9 7 A , 2 9 8 Aが封止部材 2 9 4力 ら抜ける。 すると、 封止部材 2 9 4の 刺挿された孔は、 封止部材自身の弾性力で閉塞され、 密閉される。

従って、 前述した実施形態 4によれば、 マイクロポンプモジュール 3 6 0を通 信装置 3 3 0に装着したときに、 接続端子 2 9 7， 2 9 8の針部 2 9 7 A, 2 9 8 Aが、 封止部材 2 9 4を刺揷貫通し、 離脱したときには、 封止部材自身の弾性 によって封止部材 2 9 4が閉塞されるため、 より一層、 簡単な構造の流体輸送装 置を実現することができる。

続いて、 本発明の流体輸送システム 1 0における基礎データ及ぴ吐出データの P C 2 0 (吐出データ処理装置） への入力、 流体の吐出量設定方法について図面 を参照して説明する。 なお、 ここで説明する流体の吐出量設定方法は、 前述した 実施形態 1〜実施形態 4にて説明した流体輸送システムの共通仕様である。

まず、 メーカーによる基礎データの設定方法について説明する。 '

図 1 0は、' メーカーによる基礎データ設定のフローを示す説明図 （フローチヤ ート） である。 設定操作に伴う P C 2 0の表示部 2 2に表示される画面を参照し て説明する。 なお、 表示画面は、 図 1 2〜図 1 7にそれぞれ示す。 なお、 表示画 面は、 基.礎データや吐出データを設定する際の操作画面でもある。

まず、 初期設定作業として、 製造されたマイクロポンプモジュール 6 0の機種 • と個別識別番号と、 対応するマイクロポンプモジュール 6 0の直径と基準直径と カ ら求められる補正係数の値等、 を識別シール等に表示し、 マイクロポンプモジ ユール 6 0の目視できる位置に貼着しておく。

また、 P C 2 0には、 吐出データ処理装置ソフトウェアをインス トールしてお く。 吐出データ処理装置ソフトウェアは C D— R OM等の記憶媒体に格納されて いる。 ■

図 1 0において、 P C 2 0の操作部 （キーボード） 2 1を操作し、 このソフト ウェアを起動する （S T 1 0 )。 ソフトウエアを起動すると、 表示部 2 2には、 図 1 2に示す起動画面としての「マイクロポンプシステム」画面が表示される。 この 起動画面の左側の領域はリストボックスがあり、最初に基礎データを入力 （登録） するときには何も表示されていない。 すでに、 登録されているものがある場合に は、 そのリストと駆動状況が表示される。 '

図 1 2に表わされる 「起動画面」 に表示される機能表示 （以降、 ポタンと略称 する） には、 新規、 更新、 印刷、 削馀、 システム設定、 終了が備えられている。

「新規」 ボタンは、 新しくマイクロポンプモジュール名を追加登録する場合に 選択し、 「更新」 ポタンは、 すでに登録されリストボックス中の表示されているマ イク口ポンプモジュール名を選択するボタンで、 登録されているマイクロポンプ モジュールの設定内容 （以降、 パラメータと表す） を更新することができる。 また、 「印刷」 ポタンは、 登録されているマイクロポンプモジュールのパラメ一 タを出力するための機能を有し、 リストボックス中の任意のマイクロポンプモジ ユール名を選択後、 このボタンをクリックすると、 登録されているマイクロボン プモジュールのパラメータが印刷される。 この際、 P C 2 0には図示しないプリ ンターが接続されている。

「削除」 ボタンは、 登録されているマイクロポンプモジュ ルを削除する場合 に使用し、 リストボックス中のマイクロポンプモジュール名を選択し、 「削除ボタ ン J をクリックすると、 そのマイクロポンプモジュール名とパラメータが削除さ れる。

「システム設定」 ポ、タンは、 この流体輸送装置 5 0を最初に起動するときに選 択し、 吐出データ処理装置ソフトウェアで使用するために必要なパスワード、 通 信ポートを設定するために使用し、 また、 初回の基礎データを入力するステップ に進むためのポタンである。

「終了」 ポタンは、 吐出データ処理装置ソフトウェアを終了するときにクリツ クする。 ' 続いて、 次のステップに移行する方法を説明する。 最初にこの吐出データ処理 装置ソフトウエアを起動するときには、 基礎データを入力するためにシステム設 定選択を行う （ST 1 5)。 「システム設定」 ポタンをクリックすると図 1 3に示 す 「システム設定画面」 が表示される。

ここでは、 パスワードの設定またほ更新を行う。 詳しくは、 パスワードを更新 するときには、 「現在のパスワード」、 「新しいパスワード」 「再入力」 の全ての檷 に入力後 「パスワード更新」 ポタンをクリックする。 新規に登録するときにも同 棒な操作で入力することができる。

また、 「通信ポート」 を設定する場合には、 「自動設定」 ボタンをクリックする ことで、 自動的に有効な通信ポートを検索し表示する。 手動で、 任意の通信ポー トを選択することも可能である。

基礎データ入力に移行する際には、 前述したパスワード等の入力をした後に、 基礎設定選択操作 （ST 20) を行う。 図 1 3に示す 「システム設定」 画面の 「 基礎設定」 ボタンをクリックすると図 1 5に示す 「パスワード」 画面が表示され る。

なお、 「基礎設定」 ポタン以外の機能表示は、 ユーザーが選択する機能であるた め、 後述するユーザー操作の項で説明するので、 ここでは説明を省略する。

図 1 5は-「パスワード」 設定画面を示している。 ここで 、 予め決められてい るパスワードを入力する （ST30)。 「OK：」 ボタンをクリックすると図 1 6に 示す 「基礎データ設定」 画面が ¾示される。

図 1 6は、 「基礎データ翳定」 画面を示している。 ここでは、 この表示画面に記 載されている機能表示の空欄に流体輸送装置駆動のための基礎データを設定する (ST 3 5)₀ この表示画面のプルダウンメ-ユーは、予め対象基礎データが段階 的に設定されている項目で、 その中から選択することを示し、 他の空欄には、 任 意の数字を入力する。

まず、 ステッピングモータ駆動パルス周波数 （単位： H z) を選択し、 マイク 口ポンプ吐出量基準値 （単位： β 1 /回転） を入力する。 なお、 補正係数は、 ュ 一ザ一が、 個別の駆動対象流体輸送装置に対応して設定するので、 詳しくは後述 する。 補正係数 1 0 00は、 チューブ直径が基準値と同じことを意味し、 これよ り数値が大きい場合は、 チューブ直径が基準値より大きく、 補正係数が 1 0 0 0 より小さい場合は、 チューブ直径が基準値より小さいことを示している。 ' 本実施形態による補正係数の求め方を以下に示す。 チューブ 6 2の流体流動部 の設計値の直径 （基準値） を D、 駆動対象のチューブの直径の実測値を dとした とき補正係数 Rは、 R= (d/D) ²X 1 0 00で算出する。 d =Dの場合は、 R = 1 00 0と表す。

「マイクロポンプ吐出畺 （単位： μ 1Z回転)」 は、 前述したマイクロポンプ吐 出量基準値と補正係数の積からから算出され表示される。 また、 最大吐出速度の 上限値 （単位： μ 1 /Η) は、 使用電池の最大許容電流から、 メーカー側が制限 を加える必要がある場合に設定する。 ' また、 初期吐出速度 （単位： μ 1/H) 及び初期駆動時間 （単位：秒 S) は、 初期駆動期間における駆動条件の基礎データとして設定される。「ステッピングモ 一タパルス幅 （単位： mS)」 は、 ステッピングモータの駆動特性に合わせて設定 する'。

ステッピングモータ減速比は、 歯車列の減速比を示し、 ステッピングモータの 駆動周波数、 つまり回転速度に対してローラー台の回転速度を算出する要素であ る。.「電池容量」、 「安全率」、 「ステッピングモータ消費電流 （単位： βΑ/ l S t e p)」、 「C PU実行時消費電流 （単位： μ Α)」 の項目は、 駆動時間の設定の基 準となる項目である。 従って、 ポンプユニット 6 1は、 ステッピングモータから ローラー台 8 0までに至る歯車列の歯数の組み合わせを変え、 減速比を変更する 構造となっている。

安全率は、 基準の電池容量 （単位： mAH) に対して、 残存容量のばらつきを 想定して設定する。 また、 C PU実行時消費電流は、 流体輸送装置が駆動開始す る以前も C PU (流体輸送装置制御回路 5 2) の一部が駆動しているため、 その 際の消費電流を入力する。 ' ,

前述した実施形態 1〜実施形態 4では、 駆動制御回路 5 7に電源電圧検出回路 を内蔵しており、 電源としての電池 5 8の電圧を検出する。 まずこの 「電源電圧 検出回路」 の ONまたは OF Fを切り替え、 ONを選択するときには、 「電源電圧 検出回路の検出間隔 （単位：分 m i n)」 を設定値から選択し、 「電源電圧検出回 路の検出電圧 （単位： V)」 を設定値から選択する。 図 1 6では、 この検出電圧は 1. 1 3Vを例示している。 この検出電圧は電池電圧が 1. 1 3V以下に低下し たときには、 マイクロポンプモジュール 60を停止するための閾値電圧である。 上述した基礎データを PC 20に入力し、 「登録」ボタンをクリックすると基礎 データが吐出データ処理装置ソフトウェアに書き込まれる （ST40)。 従って、 吐出データ処理装置ソフトウェアが書き込まれている CD— ROMに基礎データ が書き込まれていることになり、 この CD— ROMは、 書き込まれた基礎データ に対応する流体輸送装置 50と共にユーザーに渡される。

また、 吐出データ処理装置ソフトウェアと基礎データが書き込まれた PC 20 そのものをユーザーに渡してもよい。

なお、 この際、 流体収容容器 90をマイクロポンプモジュール 60に装着した 状態でユーザーに渡し、 ユーザーが流体収容容器 90に薬液等の流体を注入する 力 流体収容容器 9,0を別体でユーザーに納入し、 ユーザーが薬'液等を流体収容 容器 90に注入して、 マイク Gポンプモジュール 60に装着することも可能であ る。

続いて、 ユーザーによる流体輸送装置への吐出データの設定、 入力と、 駆動方 法について図面を参照して説明する。'

図 1 1は、 吐出データ処理装置としての P C 20への吐出データの設定どマイ ク口ポンプモジュール 60の駆動についてのフローを示す説明図である。 まず、 ユーザーは、 メーカーから供給される吐出データ処理装置ソフトウェアと基礎デ ータとが書き込まれた CD— ROMを P C 20に揷入して、 th出データ処理装置 ソフトウェアを起動する （ST 50)。

吐出データ処理装置ソフトウェアを起動すると、 図 1 2に示す 「起動画面」 が 表示される。 ^こでは、 吐出データを新規に登録するか、 更新するかを選択する (ST 5 5)。 「新規」 を選択すると、 図 1 7に示す 「マイクロポンプモジュール 名&コード入力」 画面が表示される。 マイクロポンプモジュール名とコードを登 録し （S T 6 0) 「OK：」 ポタンをクリックすると、 図 1 4に示す 「マイクロポン プ制御」 画面が表示される。 .

マイクロポンプモジュール名は、 駆動対象の個別識別呼称であり、 コードは、 本実施形態では、 「0 5 0 3 3 1 1 0 0 0」 と例示している。 これは、 製造日とし ての 2 0 0 5年 3月 3 1曰と補正係数 1 0 0 0を表している。 製造日は、 マイク 口ポンプモジュール 6 0を組み立てると電池 5 8も装着されている。 従って、 こ のときから駆動制御回路 5 7の一部が駆動を開始し、 電池容量を消費し始めるた め記載が必要になる。

「更新」 を選択すると、 図 1 4に示す 「マイクロポンプ制御」 画面が表示され 、 以降、 「新規」 を選択する場合と同じフローで吐出データの登録を行う。

次に、 駆動するマイクロポンプモジュールが単一仕様 （シングル） か複数仕様 (マルチ） かを選択する （S T 6 5)。 まず、 「シングル」 を選択した場合の吐出 データ設定フローを説明する。 「吐出データ」 ボタンを選択し （S T 70) クリツ クすると図 1 8に示す 「吐出データ （シングル） 設定」 画面が表示され、 この表 示画面内において吐出データを設定する （S T 7 5)。

ここで、 「シングル」 とは、 一つのマイクロポンプモジュールに対して一つの吐 出データに基き.駆動することを表し、 「マルチ」 とは、一つのマイクロポンプモジ ュ tルに対して複数の吐出データに基き駆動することを表している。 ·

図 1 8は、 「吐出データ設定」 を示す画面である。 この画面において設定する吐 出データのパラメータについて説明を加える。 「設定可能な最大吐出速度 （単位： μ 1 /n)は、メーカー側で入力される基礎データから算出される。ユーザーは、 まず、 「吐出速度設定 （単位： μ 1 /H)J 欄に実際に駆動する必要な吐出速度を 入力する。 この吐出速度が最大吐出速度を超える数字を入力すると、 「エラー」表 示されるので、 その範囲で再入力する。

「設定可能な最大吐出時間 （単位：時間 H)J は、 基礎データで入力された電池 容量と安全率と総消費電流から算出される値であり、 「最大吐出量 （単位： μ 1 ) 」 は、 前述した最大吐出速度と最大吐出時間の積から算出される値であり、 P C 2 0の演算装置によって算出される。 次に、 「吐出時間設定 （単位： H)」 欄に所定の吐出時間 （駆動時間） を設定す る。 この値が最大吐出時間を超えて設定されると 「エラー」 表示され、 再設定を 行う。

「総吐出量 （単位： μ 1 ) J は、 吐出速度と吐出時間から算出される値である。 これらの吐出データを設定、 入力した後 「登録」 ポタンをクリックすると、 図 1 8に示されたパラメータが保存され（S T 8 0 )、 図 1 4に示す「マイクロポン プ制御」 画面が表示される。 .この際、 マイクロポンプモジュール 6 0を通信装置 3 0、 または通信装置 1 3 0、 または通信装置 2 3 0の所定位置に装着し、 通信 装置とマイクロポンプモジュール 6 0との通信が接続される。

図 1 4に示す 「マイクロポンプ制御'」 画面において、 「データ転送」 ポタンをク リックすると図 1 9に示す 「マイクロポンプへデータを転送します」 という画面 が表示される。 この画面で、 「O K：」 ボタンをクリックするとマイクロポンプモジ ユール 6 0にシングルデータ作動時の基礎データ、 吐出データが転送される （S Τ 8 5 )。

マイクロポンプモジュール 6 0には、 基礎データ及び吐出データが入力される ( S T 2 1 0 )。 ここで、入力された吐出データが所定の内容で入力されたと確認 すると、 データ入力を完了信号を通信装置 3 0、 または通信装置 1 3 0、 たは 通信装置 2 3 0を介して P C 2 0に出力する。

P C 2 0では、 データ転送の可否を判定する （S T 9 0 )。 所定時間内に入力完 了信号が入力されない場合には、 データ転送が失敗したと判断して、 再度 「デー タ転送」 操作を行う。

マイクロポンプモジュール 6 0にデータが入力されると、 マイク口ポンプモジ ユール 6 0は初期駆動を開始し（S T 2 1 5 )、入力された基礎データ及ぴ吐出デ ータに基き一定時間駆動した後、駆動を終了する （S T 2 2 0 )。 初期駆動期間は 、 前述したように、 基礎データによって予め設定されており、 マイクロポンプモ ジュール 6 0が、 組み立て後から流体が吐出可能な状態までの時間として設定さ れている。

初期躯動が行われている間、 P C 2 0には、 図 2 0に示す 「マイクロポンプ制 御」 画面が表示されており、 初期駆動中には、 「動作中」 と表示され、 初期駆動残 存時間が表示される。 初期駆動が終了すると図 2 1に示す 「投薬を開始しますか ？ J という画面が表示される。 ここで、 「はい （Y)」 ポタンをクリックすると、 投薬開始命令が出力される （S T 9 5 )。 投薬開始命令は、 通信装置を経て、 マイ クロポンプモジュール 6 0に転送される。 マイクロポンプモジュール 6 0は、 命 令が入力される （S T 2 2 5 ) と、 命令入力終了信号を P C 2 0に出力する。

P C 2 0は、 投薬開始の命令がマイクロポンプモジュール 6 0に転送されたか を判定し （S T 1 0 0 )、命令入力終了信号を受信したときには、 マイクロポンプ モジュールの駆動が終了するまで待機する。 データ転送に失敗したときには、 図 2 2に示す画面が表示され、 「O K」 ボタンをクリックし、 再度、 データ転送操作 を行う。

マイクロポンプモジユーノレ 6 0は、 投薬開始命令が入力されると駆動を開始し ( S T 2 3 0 )、前述した基礎データ、 吐出データに基き、 設定された吐出速度で 、 吐出時間だけ駆動し終了 （停止） する （S T 2 3 5 )。

なお、 通信手段が有線通信の場合は、 この時点で所定の装着場所に流体輸送装 置 5 0を装着する。 赤外線通信手段を採用する場合も同様である。 . ' また、 無線通信手段の場合は、 流体輸送装置 5 0を所定位置に装着後、 投薬開 始命令を転送してもよい。

P C 2 0は、 やはり、 設定された駆動時間を経過すると P C 2 0自身の駆動力 ゥントを停止する （動作停止、 S T 1 0 5 )。

なお、 駆動停止後、 図 1 4に示す 「マイクロポンプ制御」 画面において、 「吐出 情報」 ポタンをクリックすると、 マイクロポンプモジュール 6 0が実際に駆動し た際の吐出情報データ （駆動情報) が図 2 7に示す 「マイクロポンプ吐出情報」 画面に表示される。 - この画面において、 「マイクロポンプ動作データ」欄には、 シングルデータであ ることが表示され、 「マイクロポンプ停止理由」欄には、 マイクロポンプモジユー ル 6 0が停止した理由が表示される。 図中、 「時間経過」 と表示される場合は、 所 定の吐出時間駆動した後停止したことを示し、 仮に 「電池電圧低下」 と表示され た場合は、 所定の吐出時間よりも電池電圧の低下が早く、 駆動途中で停止したこ とを意味する。 '

他に、 吐出情報としては、 実際にマイクロポンプモジュール 60が駆動したと きの 「マイクロポンプ駆動時間 （単位： H)」、 「マイクロポンプ総吐出量 （単位： μ 1 )」 が表示される。

マイクロポンプモジュール 60を駆動途中で停止する場合は、 図 14に示すマ イク口ポンプ制御画面において、 流体輸送装置 50を通信装置 30、 または通信 装置 1 30、 または通信装置 230に装着し、 「動作停止」 ボタンをクリックする 。 この際、 図 23に示す 「マイクロポンプ動作停止」 画面が表示され、 「ΟΚ」 ボ タンをクリックすると、 マイクロポンプの動作停止命令がマイクロポンプモジュ ール 60に転送される。

なお、 通信手段が、 無線通信の場合は、 流体輸送装置 50を所定位置に装着し た状態で 「動作停止」 ボタンをタリ.ックして停止させてもよい。

マイクロポンプの動作停止命令がマイクロポンプモジュール 60に入力される と、 図 24に示される 「マイクロポンプの動作停止」 画面が表示される。 ここで 、 「ΟΚ」 ボタンをクリックすることで、 マイク口ポンプモジュール 60の動作と PC 20の駆動カウント動作 （駆動） が終了する。

次に、 マルチ駆動について説明する。 図 14に示す 「マイクロポンプ制御」 画 面で、 「マルチ」 駆動を選択し （ST 65)、 「吐出データ」 を選択すると （ST 1 70)、 図 25に示す 「吐出データ設定：マルチ」 画面が表示される。 この画面上 で、 マイクロポンプモジュール名毎の吐出データを設定する。

マルチ駆動とは、 一つのマイクロポンプモジュールに対して、 複数の吐出デー タ （吐出条件） による駆動を行うことを意味する。

図 25の例では、 5個のマルチデータを設定できる。 例え 、 マルチデータ N o. 1の吐出データを設定するには 「No. 1」 ボタンをクリックする。 すると 、 図 26に示す 「吐出データ設定 No. 1」 が表示される。 この画面においてシ ングル駆動のときと同様に吐出データを設定する （ST 1 75)。

' マルチデータは、 No. l〜No. 5までの吐出データ設定画面は同じである 。 これらマルチデータ No. l〜No. 5までは、 図 25の画面で上段から順次 選択し、 図 26の画面で吐出データを設定する。 No. 1のマルチデータの設定 が終了すると、 図 25に示す No. 1横のラジオボタンは、 無効から有効に変わ り、 No. 1のマルチデータの設定が終了していることを示しており、 No. 2 の吐出データの設定が可能になる。 このようにして、 No.. l〜No. 5までの 吐出データを順次設定していく。

吐出データ設定後、 「登録」 ポタンをクリックし、 マルチ駆動の吐出データを登 録する （ST 180)。 登録後、 データ転送の操作を行うが、 以降はシングル駆動 と同じ操作を S T 8 5かち駆動終了 （S T 105} .まで行い、 マイクロポンプモ ジュールは S T 2 '35まで:駆動動作を続ける。

マルチ駆動を 示すると、 一つのマイクロポンプモジユーノレに N o . l〜No . 5までの 5個の吐出データが設定されており、 駆動開始命令により、 まず No . 1の吐出データに基き駆動し、 続いて No. 2の吐出データに基き駆動する。 同様にして順次 No. 3から No. 5の吐出データに基き駆動する。 これらの吐 出データは、 最大駆動時間、 最大吐出量の範囲内で設定されている。

なお、 マルチ駆動においても、 マイクロポンプモジュール 60の吐出情報を得 ることができる。 シングル駆動と同様に、 図 14に示す 「マイク ΰポンプ制御」 画面において、 「マルチ」 を選択後、 「吐出情報」 ボタンをクリックすると、 図 2 7に示す 「マイクロポンプ吐出情報」 画面が表示され、 対象のマイクロポンプモ ジュールの吐出情報が表示される。 ここでは、 「マイクロポンプ動作データ」 欄に は、 「マルチデータ」 が表示される。

従って、 上述した本発明の流体輸送システム 1 0における流体の吐出量設定方 法によれば、 ステッピングモータの駆動パルス周波数、 パルス幅を複数設定して いるために、 駆動パルス条件を選択することで流体の単位時間当たりの吐出量 （ 吐出速度）、 パルス幅を選択することできる。 従って、 ステッピングモータの回転 トルクを最適に設定でき、 駆動負荷、 電池容量の他、 ステビングモータの駆動特 性に対応して最適な条件を選択し駆動することができる。 このことから所望の吐 出量、 吐出速度が設定でき、 微量な薬液等吐出量の調整ができるという効果があ る。

また、 マイクロポンプモジュール 6 0に入力される駆動条件が、 .予め設定され る基礎データと、 駆動前に設定される駆動対象のマイグロポンプモジュール毎の 吐出データと、 を含み、 それぞれを分けて設定するシステムであるために、 設定 ミスや入力ミスをなくすことができる。

また、 チューブを圧搾して流体を輸送 （吐出） する流体輸送装置では、 流体の 吐出量は、 ステッピングモータの回転速度に比例し、 チューブ 6 2の流体流動部 の直径の二乗 （断面積） に比例する。 ステッピングモータの回転速度は、 予め設 定しておけば個別流体輸送装置毎の差は生じない。 しかしながら、 チューブの直 径は、 製造過程でばらつきが発生し、 特に製造ロッ トの違いによって差が出やす い。

本発明のような微量な薬液を流動する場合においては、 チューブ 6 2の直径差 の吐出量への影響は無視できない程度となる。 例えば、 直径 0 . 5 mmのチュー ブでは、 直径が 0 . 0 2 mm大きくなつた場合、 単位時間当たりの吐出量は、 お よそ 8 %差がでることになる。 従って、 チューブ 6 2の直径に対応して吐出デー タを設定することで、 チューブ 6 2の直径のばらつきに影響されない正確な吐出 量を確保することができる。

また、 基準となるチューブの直径と、 駆動対象のチューブの直径の比から個別 の補正係数を算出し、 駆動対象となる前記流体輸送装置毎に吐出データを設定す るために、 チューブの直径のばらつきの影響を受けない正確な吐出量を得ること 'ができる。

なお、 チューブの直径は、 製造ロット毎にばらつきが発生することが一般に知 られている。 従って、 駆動対象のチューブの製造ロット毎に捕正係数を設定して おくことにより、 チューブの直径のばらつきの影響を受けないようにすることが できる。

また、 駆動制御回路 5 7が、 電池 5 8の電圧を検出する電源電圧検出回路を備 えているために、 残存容量が終末に近づくときの電圧低下、 電圧特性のばらつき に対して、 電源電圧検出回路で電池電圧を検出し、 所望の吐出量が得られる範囲 の所定の駆動電圧より低下したときには、 ステッピングモータの駆動を停止する ことにより、 流体の吐出量を管理することができる。

前述したように、 マイクロポンプモジュール 6 0は、 1種類の吐出データによ つて駆動するシングル駆動の他、 一つの流体輸送装置を複数種類の吐出データ （ 駆動条件） によって切り替え駆動することができる。 マルチ駆動では、 例えば、 駆動開始の 1時間の吐出速度を高くし、 次の 1時間の吐出速度を低くし、 さらに 、 次の 1時間は、 駆動開始時の吐出速度に戻すというような駆動を可能にしてい る。 このことにより、 仮に新薬の開発等による生体実験における薬液投与と投与 速度との関係をきめ細かく認識することができる。

また、 マイクロポンプモジュール 6 0が駆動された際の吐出情報データが、 通 信装置 3 0を介して P C 2 0に入力されるために、 設定された吐出データと実際 に駆動したときの吐出情報データとを比較することができ、 マイクロポンプモジ ユール 6 0の駆動管理、 すなわち吐出量の管理を行うことができる。

前述した吐出情報データには、 マイクロポンプモジュール 6 0の停止理由、 駆 動時間を含みこれらの実動状態を確認することができる。 マイクロポンプモジュ ール 6 0の停止理由については、 電池電圧の低下なのか別に流体輸送装置に駆動 異常が発生したのかを判別することができ、 また、 設定された吐出データと実際 の駆動時間から総吐出量を算出することができるので、 流体輸送装置の管理を適 切に行うことができる。

なお、 本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、 本発明の目的を達 成できる範囲での変形、 改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、 本発明では、 吐出データ処理装置として P C 2 0を採用しているが、 P Cに限らず、 表示部と操作部を備える本システム専用の吐出データ処理装置を 備えるシステムとすることができる。

さらに、 本実施形態の流体輸送装置は、 小型であるために、 様々な機械装置に おいて、 装置内、 または装置外に搭載することができ、 前述した各種の流体の輸 送、吐出に利用することができる。この際、通信装置に無線通信手段を用いれば、 ユーザーの手が届きにくい場所に流体輸送装置を設 gし、 駆動条件を変えたり、 駆動状況を確認することができ、 様々な使用環境に対応した分野に採用できる。 なお、 前述の実施形態による流体輸送システムによる基礎データ、 吐出データ の設定及び吐出量の設定方法は 1例であり、その順番、メーカーによる設定範囲、 ユーザーによる設定範囲等は、 流体輸送システムの使用実態に合わせて変更する ことができる。

また、 前述した実施形態では、 吐出量が微量のマイクロポンプモジュール 6 0 を採用しているが、 吐出量が多い流体輸送装置にもこの流体輸送システムを採用 することができる。 '

さらに、 本実施形態の流体輸送システムは、 蠕動型のマイクロポンプモジユー ルを採用しているが、 小型、 微量吐出が可能な別の形式のポンプを採用すること ができる。 このような場合、 基礎データ及ぴ吐出データを、 採用するポンプに合 わせてパラメータ設定すればよい。

Claims

請求の範囲'

1 . 柔軟性を有するチューブと、 該チューブを圧搾して流体を吐出するポンプュ ニットと通信部と電池とが格納される流体輸送装置と、

前記流体輸送装置に所望の流体吐出量を吐出するための駆動条件を入力する入 力装置と、 少なくとも前記駆動条件を表示する表示部と、 を備える吐出データ処 理装置と、

前記流体輸送装置と前記吐出データ処理装置とを相互接続する通信装置と、'を 備え、 ) 前記流体輸送装置が、 前記吐出データ処理装置から入力される前記駆動条件に 基づき駆動されることを特徴とする流体輸送システム。

2 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記通信装置が無線通信装置であり、

前記通信装置が、 少なくともアンテナと送受切換器とを備え、 前記通信部がァ ンテナと送受切換器とを備えていることを特徴とする流体輸送システム。

,

3 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記通信手段が光通信手段であって、

前記通信装置が、 少なくとも受光素子及び発光素子と、 受光制御回路及び発光 制御回路と、 を備え、

前記通信部,が、 前記受光素子及び前記発光素子それぞれに対向する発光素子及 び受光素子と、 発光制御回路及び受光制御回路と、 を備えることを特徴とする流 体輸送システム。

4 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記通信手段が有線通信手段であり、

前記流体輸送装置の筐体に装着される弾性体からなる封止部材と、

前記封止部材に設けられ、 前記封止部材の内外を連通する第 1の接続端子と、 前記通信装置に設けられる第 2の接続端子と、 を備え、 前記流体輸送装置を前記通信装置に装着したときに、 前記第 1の接続端子と前 記第 2の接続端子とが接続されることによって、 前記通信装置と前記流体輸送装 置とが接続されることを特徴とする流体輸送システム。

5 . 請求の範囲 4に記載の流体輸送システムにおいて、

前記封止部材が、 前記流体輸送装置の筐体に固定される外周固定部と、 前記第 1の接続端子が植立される接続端子固定部と、 前記外周固定部と前記接続端子固 定部とを接続する弾性部と、 から構成されていることを特徴とする流体輸送シス テム。

6 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送シス ムにおいて、

前記通信手段が有線通信手段であり、

前記流体輸送装置の筐体に装着される弾性体からなる封止部材と、

. 前記通信装置に植立され、 端部に針部が形成される接続端子と、 を備え、 前記流体輸送装置を前記通信装置に装着したときに、 前記針部が、 前記封止部 材を刺挿して、 前記接続端子が前記流体輸送装置の接続端子に接続され、 前記流 体輸送装置を前記通信装置から離脱したときに接続が解除され、 前記封止部材の 弹性によって、 前記封止部材が閉塞されることを特徴とする流体輸送システム。

7 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記流体輸送装置を形成する筐体の外郭に突出物がなく、 且つ、 前記筐体及ぴ 前記チューブが、 生体適合性を有する材料で形成されていることを特徴とする流 体輸送システム。

8 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記流体輸送装置が、 前記チューブの流入口、 流出口を除いて密閉されている ことを特徴とする流体輸送システム。

9 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記ポンプユニッ トが、 少なく ともステッピングモータと、 該ステツピングモ ータの回転を減速する歯車列と、 前記ステッピングモータの駆動を制御する駆動 制御回路と、 を備え、 前記駆動制御回路が、 前記ステクビングモータの複数の駆動条件を記憶する駆 動パルス設定手段と、 前記ステツビングモータの駆動時間をカウントするタイマ 一と、 を備え、 前記吐出データ処理装置から入力される駆動条件に基き前記ボン プユニットを駆動し、 所定の時間が経過した後、 前記ポンプユニットを停止する ことを特徴とする流体輸送システム。

1 0 . 請求の範囲 9に記載の流体輸送システムにおいて、

前記歯車列のそれぞれの歯数の組み合わせを変え、 前記歯車列の減速比が変更 できることを特徴とする流体輸送システム。

1 1 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記流体輸送装置に入力される駆動条件が、 初期設定される基礎データ 、 前 記ポンプュニットの駆動前に設定される駆動対象流体輸送装置それぞれの吐出デ ータと、を含み、それぞれを分けて設定することを特徴とする流体輸送システム。

1 2 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記チューブの流体流動部の直径の個別の差に対応して、 前記吐出データを設 定し、 流体の吐出量を調整することを特徴とする流体輸送システム。

1 3 . 請求の範囲 1 2に記載の流体輸送システムにおいて、

基準となる前記流体輸送装置の駆動条件における前記チューブの流体流動部の 直径の基準値と、 前記駆動対象流体輸送装置のチューブの流体流動部の直径と、 の比から補正係数を算出し、

前記補正係数に対応して前記流体輸送装置の吐出データを設定して、 前記流体 輸送装置の流体の吐出量を基準となる前記流体輸送装置と同じになるよう補正す ることを特徴とする流体輸送システム。

1 4 . 請求の範囲 1 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記流体輸送装置が、 前記基礎データに含まれる初期吐出速度及び初期駆動時 間に基き、 流体が吐出開始するまでの期間だけ駆動される初期駆動期間と、 その 後の本駆動期間と、 を有して駆動されることを特徴とする流体輸送システム。

1 5 . 請求の範囲 9に記載の流体輸送システムにおいて

前記駆動制御回路が、 前記電池の電圧を検出する電源電圧検出回路をざらに備 え、

前記電源電圧検出回路による検出値が、 前記ポンプ駆動ュ-ットの所定の駆動 電圧より低下したときに、 前記駆動制御回路によって、 前記流体輸送装置を停止 することを特徴とする流体輸送システム。

5 1 6 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記吐出データ処理装置が、 前記ポンプ駆動ユニットの駆動を、 1種類の吐出 データによつて駆動するシングル駆動と、 複数種類の吐出データによって切り替 え駆動するマルチ駆動と、 を選択する手段を備えていることを特徴とする流体輸 送システム。 .

0 1 7 . 請求の範囲 1に記載の流体輸送システムにおいて、

前記流体輸送装置が駆動された際に得られる吐出情報データが、 前記流体輸送 装置から前記通信装置を介して前記吐出データ処理装置に入力されることを特徴 とする流体輸送システム。 ' -

1 8 . 請,求の範囲 1 7に記載の流体輸送システムにおいて、

15 前記吐出情報データが、 少なくとも前記流体輸送装置の停止理由、 駆動時間を 含むことを特徴とする流体輸送システム。

- 1 9 . 柔軟性を有するチューブと、 該チューブを圧搾して流体を吐出するポンプ ュ-ットと通信部と電源とが格納される流体輸送装置と、 前記流体輸送装置に所 望の流体吐出量を吐出する.ための駆動条件を入力する入力装置と、 少なくとも前 0 記駆動条件を表示する表示部と、 を備える吐出データ処理装置と、 前記流体輸送 装置と前記吐出データ処理装置とを相互接続する通信装置と、 を備え、 前記流体 輸送装置が、 前記吐出データ処理装置から入力される前記駆動条件に基づき駆動 される流体輸送システムの流体の吐出量設定方法であって、

前記流体輸送装置に入力される駆動条件のデータが、 初期設定される基礎デー 5 . タと、 駆動時に設定される駆動対象流体輸送装置それぞれの吐出データと、 を含 み、 流体輸送システム提供者が前記基礎データを、 流体輸送システム使用者が前記 吐出データを、 それぞれの吐出データ処理装置を操作し、 設定することを特徴と する流体輸送システムの流体の吐出量設定方法。

2 0 · 請求の範囲 1 9に記載の流体の吐出量設定方法において、

予め基準となる前記流体輸送装置の駆動条件における前記チューブの流体流動 部の直径の基準値を設定し、 '

駆動対象となる前記流体輸送装置のチューブの流体流動部の直径を測定し、 前記チューブの直径の基準値と前記駆動対象となる前記流体輸送装置のチュー ブ直径との比から補正係数を算出し、

前記補正係数に対応する前記流体輸送装置の吐出データを設定して、 前記流体 輸送装置の流体の吐出量を基準となる前記流体輸送装置と同じになるよう調整す ることを特徴とする流体輸送システムの流体の吐出量設定方法。