WO2017033947A1

WO2017033947A1 - 流体制御装置

Info

Publication number: WO2017033947A1
Application number: PCT/JP2016/074577
Authority: WO
Inventors: 平田篤彦; 雨谷美秀; 近藤靖浩; 羽根宜孝
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2017-03-02
Also published as: DE112016003431T5; CN107921205A; CN107921205B; JP6365783B2; JPWO2017033947A1; US10806857B2; US20180177942A1

Abstract

流体制御装置（１）は、筐体（２）に設けられた管挿入部（２４）と、管挿入部（２４）に挿入された管を管挿入部（２４）に固定する固定部材（１３）と、アクチュエータ（１５）によって、前記管挿入部（２４）の内部で前記管を押圧するように駆動される押圧部材（１６）と、前記押圧部材（１６）のアクチュエータ（１５）を制御する制御部（２６）と、を備え、前記制御部（２６）は、前記固定部材（１３）が前記管挿入部（２４）に前記管を固定した後、前記押圧部材（１６）に前記管の押圧を開始させる。

Description

流体制御装置

　本発明は、流体が流れる管に取り付けられて、流体の流量を制御する流体制御装置に関する。

　点滴投与を行うための点滴セットは、一般に、輸液パックから薬剤を送液する輸液チューブと、輸液チューブの薬剤を液滴として視認できるようにする点滴筒と、輸液チューブの流量を調整する手動クレンメと、を備えている。手動クレンメは、輸液チューブを外側から挟み込むように設けられ、輸液チューブの押圧量を調整することにより、薬剤の流量を調整するものである。

　このような点滴セットでは、流量調整を自動化するために、輸液チューブの押圧量をアクチュエータで制御する電動クレンメが用いられることがあった（例えば特許文献１参照。）。

特開２００８-１６１６１０号公報

　電動クレンメで輸液チューブの流量調整を行っている場合、電動クレンメから輸液チューブが外れてしまうと、輸液チューブの流量が最大化した状態（以下、フリーフロー状態とも言う。）になって、薬剤が過剰に点滴投与されてしまう恐れがある。また、電動クレンメと手動クレンメとが併用されることにより、作業者が点滴投与の操作手順を誤ってしまい、このことにより輸液チューブがフリーフロー状態になる恐れもあった。

　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、作業者が意図していないにもかかわらず、管が押圧されなくなって流量が最大化する危険性を減らすことができる流体制御装置を提供することを目的とする。

　この発明の流体制御装置は、筐体に設けられた管挿入部と、管挿入部に挿入された管を管挿入部に固定する固定部材と、アクチュエータによって、管挿入部の内部で管を押圧するように駆動される押圧部材と、押圧部材のアクチュエータを制御する制御部と、を備え、制御部は、固定部材が管挿入部に管を固定した後、押圧部材に管の押圧を開始させる。

　この構成では、管挿入部に挿入された管は、固定部材によって管挿入部に固定されるので、外力が加わっても管挿入部から管が外れ難くなる。また、管挿入部に挿入された管は、自動的に押圧部材に押圧されるので、この押圧を止めるような操作が行われない限り、管の押圧が維持される。これらのことにより、管がフリーフロー状態になる危険性を低減できる。

　上記した固定部材は、管挿入部に管を固定する管固定位置と管挿入部から管を脱着可能にする管脱着位置との間で変位するものであり、押圧部材は、少なくとも管を押圧している間は、固定部材を管固定位置に維持することが好ましい。

　この構成では、押圧部材が管を押圧している間は、押圧部材によって固定部材が管脱着位置に移動することが規制される。このため、押圧部材が管を押圧している間は、管挿入部から管を外すことができず、このことによっても、管がフリーフロー状態になる危険性を低減できる。

　上記した流体制御装置は、固定部材を管固定位置から管脱着位置に変位させる操作を受け付ける操作部と、固定部材に管脱着位置から管固定位置に変位する弾性力を与える第１の弾性部材と、を更に備えることが好ましい。

　上記した流体制御部材は、操作部材と固定部材とに互いに引き合う弾性力を与える第２の弾性部材を更に備えることが好ましい。

　この構成では、操作部が操作を受けていなければ、管を管挿入部から外すことができない。このため、作業者は意識的に操作部を操作しなければ、管を管挿入部から外すことができず、このことによっても管がフリーフロー状態になる危険性を低減できる。

　更には、押圧部材によって固定部材の管脱着位置への移動が規制されている状態で操作部が操作を受けても、第２の弾性部材が変形するので、固定部材が無理やり動かされて管が管挿入部から外されたり、固定部材や操作部、押圧部材、アクチュエータなどが破損したりすることを防ぐことができる。

　上記した流体制御装置は、管挿入部に挿入された管を流れる流体を液滴として滴下する滴下部と、滴下部で滴下する液滴量を検出する液滴検出部と、を更に備える。前記制御部は、前記押圧部材による管の押圧を低減する途中、若しくは前記押圧部材と管が離間した後に、前記液滴検出部で検出する液滴量が増加したとき、前記押圧部材による管の押圧を再開してもよい。

　この流体制御装置は、管挿入部から管を取り外すには、押圧部材による管の押圧を止める必要がある。しかしながら、押圧部材による管の押圧を低減する途中もしくは押圧部材と管が離間した後に、押圧部材による管の押圧量が低下していく過程で滴下部の液滴量が増加（滴数増加とサイズ増加とを含む）する場合には、そのまま管の押圧を止めてしまうと、管がフリーフロー状態になってしまう恐れがある。そこで、上記構成のように滴下部の液滴量が増加する場合に管の押圧を増加若しくは再開することで、管がフリーフロー状態になる危険性を低減できる。

　上記した管挿入部に管を挿入する通路を挟んで固定部材に対向する位置に、摺動部材が設けられていることが好ましい。

　この構成では、固定部材と摺動部材との間に管挿入部で挟まれても、摺動部材によって管が滑るように移動することができ、両者の間で管が噛み込まれて動かなくなるようなことを抑制できる。

　本発明によれば、管挿入部に挿入された管を固定部材によって固定し、押圧部材によって押圧するので、作業者の意図に反して、管が押圧されなくなって流量が最大化する危険性を減らすことができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置を用いる点滴セットの模式図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の電動クレンメの断面を示す模式図である。図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の電動クレンメに管を取り付ける際の各部の動作を示す模式図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の制御フローの一例を示す図である。図５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置の電動クレンメから管を外す際の各部の動作を示す模式図である。図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る流体制御装置の電動クレンメに管を取り付ける際の各部の動作を示す模式図である。図７は、本発明の第３の実施形態に係る液滴検出部の一部構成を示す模式図である。図８は、本発明の第４の実施形態に係る流体制御装置４０１の模式図である。図９は、図８に示す流体制御装置４０１の上面図である。図１０は、図８に示す点滴筒４００、輸液チューブ１０１、及びキャップ４１０の断面図である。図１１は、図８に示すキャップ４１０の上面図である。図１２は、図８に示す係合部４５０の断面図である。図１３は、図８に示す係合部４５０の上面図である。図１４は、本発明の第５の実施形態に係る流体制御装置５０１の模式図である。

　以下、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置を、点滴セットに用いる場合について説明する。以下の説明では、「上」および「下」を、点滴中に各部が配置される姿勢での「上」および「下」と定義する。

　図１は、本発明の第１の実施形態に係る流体制御装置１の模式図である。ここで示す流体制御装置１は、点滴セットの一部を構成するものであり、点滴筒１００、輸液チューブ１０１、および手動クレンメ１０２とともに用いられる。

　輸液チューブ１０１は、両端に図示していない針が取り付けられている。輸液チューブ１０１の上端側の針は、図示していない薬剤パックに穿刺される。輸液チューブ１０１の下端側の針は、図示していない患者の皮膚等に穿刺される。点滴筒１００は、輸液チューブ１０１における上端から十数ｃｍまたは数十ｃｍの位置に介在して設けられている。この点滴筒１００は、輸液チューブ１０１を流れる薬剤を液滴として滴下させるものである。作業者は、点滴筒１００での薬剤の滴下を確認することで薬剤の流れる状態を把握することができる。手動クレンメ１０２は、点滴筒１００よりも下方の輸液チューブ１０１に取り付けられている。流体制御装置１には、手動クレンメ１０２の上方の輸液チューブ１０１と点滴筒１００とが取り付けられている。

　なお、点滴筒１００が本発明の滴下部の一例に相当する。輸液チューブ１０１が本発明の管の一例に相当する。

　流体制御装置１は、筐体２と、図示していない操作パネルとを備える。操作パネルは、各種の操作入力部や表示部が設けられるものである。筐体２の正面側には、点滴筒１００が取り付けられる液滴検出部５０と、輸液チューブ１０１が取り付けられる電動クレンメ１０とが設けられている。液滴検出部５０は、輸液チューブ１０１を流れる薬剤の時間当たりの流量や、点滴開始時からの積算流量を測定するために、点滴筒１００で滴下する液滴をカメラやフォトセンサ等の光学センサで捉えて、液滴の個数やサイズに基づいて液滴量を検出するものである。電動クレンメ１０は、液滴検出部５０で検出された液滴量に基づいて、作業者から予め設定される時間当たり流量や積算流量などが実現されるように、輸液チューブ１０１の押圧量を調整し、輸液チューブ１０１の流量調整を自動化して行うものである。

　なお、ここでは、液滴検出部５０と電動クレンメ１０とを同じ筐体２に設けているが、液滴検出部５０と電動クレンメ１０とを異なる筐体に設け、両者の間を通信ケーブル等で接続するようにしてもよい。

　ここで、電動クレンメ１０の具体的な構成例について説明する。図２は、電動クレンメ１０の断面を示す模式図であり、図１において破線Ａ－Ａ’で示す位置を通る断面について示している。なお、図２に示す各部材は必ずしも全てが同一断面上に位置する必要は無く、一部の部材は、図２に示す断面から流体制御装置１の上下方向（図２の紙面垂直方向）に位置がずれていてもよい。

　電動クレンメ１０は、筐体２と、レバー（固定部材）１３と、コイルバネ１４（第１の弾性部材）と、アクチュエータ１５と、押圧部材１６と、スライダ部（操作部）１７と、引っ張りバネ（第２の弾性部材）１８と、コロ（摺動部材）１９と、スイッチ２０と、制御部２６と、を備えて構成されている。

　筐体２には、開口２１と開口２２と筐体内室２３と管挿入部２４とが設けられている。開口２１は、筐体２の正面を上下方向に延びて横断するスリット状である（図１参照。）。管挿入部２４は、開口２１の内側に設けられた空間であり、開口２１を介して輸液チューブ１０１が挿入される。開口２２は、筐体２の正面で左右方向に延びる有端なスリット状であり、後述するスライダ部１７が取り付けられる（図１参照。）。筐体内室２３は、開口２２の内側に設けられた、管挿入部２４に隣接する空間である。

　レバー１３は、この発明で言う固定部材である。レバー１３は、開口２１を開閉するように変位する。より具体的には、レバー１３の一端は、開口２１の開口２２側の位置で、筐体２の上下方向（図１参照。）に沿って延びる軸に沿って筐体２に軸支されている。レバー１３の他端は、開口２１よりも内側（管挿入部２４側）で、開口２１を開閉するように回動する。なお、この例では固定部材としてレバーを採用する場合を示すが、固定部材は、ピン状のスライダなど他の形状であってもよい。

　コイルバネ１４は、この発明で言う第１の弾性部材である。コイルバネ１４は、レバー１３の回動軸付近に取り付けられている。コイルバネ１４は、両端間に圧力を加えた状態で一端がレバー１３に係止され、他端が筐体２に係止されている。これにより、コイルバネ１４は、レバー１３を開口２１側に近づけるように付勢している。したがって、レバー１３は、外力が作用していない状態では、図２中に実線で示すように、開口２１を閉じる側に回動した状態になる。以下、このレバー１３の位置を管固定位置Ａという。また、レバー１３は、所定の回転方向（図示する例では時計回り方向）に外力が作用することによって、図２中に点線で示すように、開口２１を開く側に回動した状態になる。以下、このレバー１３の位置を管脱着位置Ｂという。なお、この例では第１の弾性部材としてコイルバネを採用する場合を示すが、第１の弾性部材は板バネやゴム材など、弾性を有して固定部材を付勢するその他の部材であってもよい。

　スライダ部１７は、この発明で言う操作部であり、レバー１３を管固定位置Ａから管脱着位置Ｂに回動させるための操作を受け付ける。スライダ部１７は、開口２２に沿って左右方向に摺動可能に、筐体２に取り付けられている。なお、この例では操作部としてスライダ部を採用する場合を示すが、操作部は、変位を生じる形状であればボタン式や、トグル式、ロッカー式など適宜のスイッチ形状とすることができる。また、ここでは操作部が受ける操作を機械的にレバー１３に伝えてレバー１３を動作させる例を示すが、操作部は、アクチュエータ１５とは別のアクチュエータを利用するなどして、電磁式にレバー１３を動作させるようにしてもよい。

　引っ張りバネ１８は、この発明で言う第２の弾性部材である。引っ張りバネ１８は、スライダ部１７とレバー１３との間に架け渡されていて、スライダ部１７とレバー１３とに互いに引き合うような弾性力を与える。この引っ張りバネ１８は、スライダ部１７がレバー１３に近い側にスライドしている状態では、殆ど伸びていない状態である。したがって、この時には、レバー１３は、引っ張りバネ１８にほとんど引き寄せられず、コイルバネ１４によって前述の管固定位置Ａに保持される。一方、スライダ部１７がレバー１３から離れる側にスライドすると、引っ張りバネ１８が伸びてレバー１３を引き寄せる力が、コイルバネ１４によってレバー１３が管固定位置Ａに保持される力を上回るようになる。これにより、スライダ部１７がレバー１３から最も離れる側にスライドした状態では、レバー１３は、引っ張りバネ１８に引き寄せられ、前述した管脱着位置Ｂに回動した状態になる。

　アクチュエータ１５は、筐体内室２３に設けられている。アクチュエータ１５は、例えばステッピングモータとギアボックスとによって構成されていて、ステッピングモータの回転運動をギアボックスで直線運動に変換して出力する。

　押圧部材１６は、管挿入部２４側に突出する状態、または管挿入部２４から離間する状態になるように、アクチュエータ１５に駆動される。押圧部材１６は、アクチュエータ１５によって、管挿入部２４への突出量が調整される。この突出量の調整によって、管挿入部２４に輸液チューブ１０１が配置されている場合には、輸液チューブ１０１が側方から押圧部材１６に押圧される押圧量を調整することができ、輸液チューブ１０１を流れる薬剤の流速や流量を制御することができる。

　押圧部材１６には、ストッパ２５が一体に成型されている。ストッパ２５は、押圧部材１６が管挿入部２４に突出していなければ、レバー１３が回動する領域よりも筐体内室２３側に位置し、押圧部材１６が管挿入部２４に突出していれば、管脱着位置Ｂに重なる。このため、押圧部材１６が管挿入部２４に突出している状態では、レバー１３が管固定位置Ａから管脱着位置Ｂに回動しようとすると、管脱着位置Ｂにあるストッパ２５が干渉することになり、レバー１３の回動が規制されて、レバー１３が管固定位置Ａに維持されることになる。

　コロ１９は、筐体２における、開口２１を挟んでレバー１３と対向する位置に取り付けられている。コロ１９は、レバー１３の回動軸と平行に延びる軸周りに回動可能である。このようなコロ１９が設けられていると、管挿入部２４に輸液チューブ１０１が挿入される際に、レバー１３と筐体２の壁面との間に輸液チューブ１０１が挟み込まれても、コロ１９によって輸液チューブ１０１が滑りやすくなる。これにより、輸液チューブ１０１がレバー１３に挟み潰されて（噛み込まれて）、管挿入部２４に挿入できなくなるような事態の発生を防ぐことができる。なお、コロ１９やレバー１３は、輸液チューブ１０１の滑りを向上させるために、フッ素樹脂やポリアセタールなどの摺動性に優れた低摩擦な材質で構成されることが好ましい。

　スイッチ２０は、管挿入部２４に配置される押しボタン部分を備え、押しボタン部分を押されることで、管挿入部２４に固定された状態の輸液チューブ１０１を検出するものである。なお、スイッチ２０に替えて、圧力センサや、赤外線センサ、その他のスイッチなどによって、管挿入部２４に固定された状態の輸液チューブ１０１を検出するようにしてもよい。

　制御部２６は、流体制御装置１の全体、すなわち、操作パネルや、液滴検出部５０、電動クレンメ１０を制御するものである。制御部２６は、液滴検出部５０で検出した液滴量や、スイッチ２０の状態に基づいて、電動クレンメ１０のアクチュエータ１５を制御する。

　次に、この流体制御装置１を用いて作業者が点滴投与を行う際の操作手順に沿って、電動クレンメ１０の具体的な動作と具体的な制御とについて説明する。

　まず、作業者は、点滴準備作業を行う。点滴準備作業は、点滴セットを図１に示す状態にセットする作業である。

　点滴準備作業を行う作業者は、まず、手動クレンメ１０２を閉じ、輸液チューブ１０１の上端側の針を薬剤パックに穿刺する。そして、作業者は、点滴筒１００を押圧して点滴筒１００に薬剤を送り込むプライミング等の作業を行う。このプライミング作業の後、作業者は、点滴筒１００および輸液チューブ１０１を、流体制御装置１の液滴検出部５０と電動クレンメ１０とに取り付ける。

　図３は、電動クレンメ１０に輸液チューブ１０１が取り付けられる際の、電動クレンメ１０の各部の動作を説明する模式図である。

　作業者は、輸液チューブ１０１を電動クレンメ１０の開口２１に押し込む。これにより、輸液チューブ１０１がレバー１３に押し当たり、図３（Ａ）に示すように、レバー１３が輸液チューブ１０１からの圧力によって管固定位置Ａから管脱着位置Ｂに回動する。この際、コイルバネ１４は捩じりが大きくなるように変形する。また、引っ張りバネ１８は、伸びがなくなって撓むように変形する。

　作業者が輸液チューブ１０１を管挿入部２４まで押し込むと、コイルバネ１４は捩じれから回復するように変形する。また、引っ張りバネ１８は、微小に伸びるように変形する。これにより、レバー１３は管脱着位置Ｂから管固定位置Ａに戻るように回動する。

　この際、輸液チューブ１０１の位置が、管脱着位置Ｂにあるレバー１３の先端とコロ１９とが対向する位置より管挿入部２４側にまで押し込まれると、図３（Ａ）から図３（Ｂ）に示すように、輸液チューブ１０１における作業者に押し込まれていた側の半周部分にコロ１９とレバー１３とが接触する。そして、レバー１３の回動に伴い輸液チューブ１０１が管挿入部２４側に押し込まれる。これにより、輸液チューブ１０１が管挿入部２４に挿入され、管固定位置Ａに戻ったレバー１３によって、輸液チューブ１０１が管挿入部２４に固定されることになる。

　このように、輸液チューブ１０１はレバー１３によって管挿入部２４に固定されるので、後に点滴投与が行われる際に、輸液チューブ１０１が外力によって強く引っ張られるようなことが有っても、輸液チューブ１０１が管挿入部２４から外れるようなことが無い。したがって、この流体制御装置１では、輸液チューブ１０１が外力によって強く引っ張られるようなことが有っても、点滴投与中に輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になってしまう危険性が少なく、安全に点滴投与を行うことができる。

　また、輸液チューブ１０１が管挿入部２４に固定される際には、輸液チューブ１０１がスイッチ２０に接触し、スイッチ２０のボタン部分が押し込まれる。すると、制御部２６（図２参照）は、押圧部材１６を管挿入部２４に突出させるようにアクチュエータ１５を制御する。これにより、図３（Ｃ）に示すように、それまで筐体内室側にあった押圧部材１６が管挿入部２４に突出するようになり、管挿入部２４に固定されている輸液チューブ１０１が側方から押圧される。輸液チューブ１０１の潰れる程度は、特に限定されるものではないが、ここでは、輸液チューブ１０１がほぼ完全に潰れて圧閉された状態（開度がほぼゼロの状態）になるように、押圧部材１６を管挿入部２４に突出させている。

　この流体制御装置１では、作業者によって電動クレンメ１０に輸液チューブ１０１が取り付けられると、電動クレンメ１０が自動的に輸液チューブ１０１を圧閉させる。このため、作業者の作業手順が比較的簡易であり、作業者が、電動クレンメ１０に輸液チューブ１０１を取り付けてから、そのまま手動クレンメ１０２を開いても、輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になる危険性が極めて小さい。

　以上のような点滴準備作業の後、作業者は、点滴開始作業を行う。点滴開始作業では、作業者が、流体制御装置１の操作パネル等を操作して、点滴投与を開始する。

　図４は、制御部２６の制御フローの一例を示す図である。

　制御部２６は、前述した点滴準備作業の段階で起動され、スイッチ２０が輸液チューブ１０１を検出する状態になるまで待機する（Ｓ１）。そして、スイッチ２０が輸液チューブ１０１を検出する状態になると、アクチュエータ１５を制御して、押圧部材１６により輸液チューブ１０１を圧閉させる（Ｓ２）。

　次に、制御部２６は、操作パネル等の操作によって点滴投与の開始が指示されるまで待機する（Ｓ３）。そして、点滴投与の開始が指示されると、作業者に予め設定された時間当たりの流量などの条件を満たすために、アクチュエータ１５を制御して、押圧部材１６による輸液チューブ１０１の押圧量や流量を初期調整する（Ｓ４）。

　ただし制御部２６は、点滴投与を開始した直後に、液滴検出部５０で検出された液滴量に増加がみられない場合には、作業者が手動クレンメ１０２を開き忘れているものとみなし、流量増加が生じていないことを注意するための報知信号を表示部などに出力する（Ｓ５→Ｓ６）。そして、制御部２６は、アクチュエータ１５を制御して再び輸液チューブ１０１を圧閉させた後、再び、点滴投与の開始が指示されるまで待機する（Ｓ２→Ｓ３）。

　制御部２６は、点滴投与を開始した直後に、液滴検出部５０で検出された液滴量が順調に増加すると、液滴検出部５０で検出した液滴量に基づいてアクチュエータ１５を制御しながら、点滴投与を続ける（Ｓ７）。

　そして、制御部２６は、作業者に予め設定された累積点滴時間や累積流量となって点滴を終了する条件が満たされた場合には、アクチュエータ１５を制御して、輸液チューブ１０１が圧閉させる（Ｓ８→Ｓ９）。なお、この際、制御部２６は、輸液チューブ１０１を完全な圧閉状態にはせず、一定時間、微小流量が得られるように調整してもよい。このようにすると、輸液路内で血栓が形成されることを防ぐことができる。そして、点滴が終了したことを報知するための報知信号を表示部などに出力する（Ｓ１０）。

　このようにして点滴投与が終了すると、作業者は点滴終了作業を行う。点滴終了作業では、作業者は手動クレンメ１０２を閉じてから、流体制御装置１から輸液チューブ１０１を取り外す。

　図５（Ａ）は、電動クレンメ１０から輸液チューブ１０１を取り外す際の、電動クレンメ１０の各部の動作を説明する模式図である。この際、作業者は、操作パネル等の操作によって、押圧部材１６による輸液チューブ１０１の押圧を止めさせる。そして、作業者は、スライダ部１７を操作して、レバー１３を管固定位置Ａから管脱着位置Ｂに変位させる。このような作業手順を行うことで、輸液チューブ１０１を管挿入部２４から外すことが可能になる。

　より具体的には、制御部２６は、図４に示すように、操作パネル等の操作によって押圧部材１６による輸液チューブ１０１の押圧を止めることが指示されるまで待機する（Ｓ１１）。そして、輸液チューブ１０１の押圧を止めることが指示されると、アクチュエータ１５を制御し、押圧部材１６を管挿入部２４から離間させて、輸液チューブ１０１の押圧を止める（Ｓ１２）。これにより、押圧部材１６に設けられているストッパ２５も管脱着位置Ｂから離間する。したがって、スライダ部１７が操作されることにより、レバー１３は管固定位置Ａから管脱着位置Ｂに変位することが可能になる。

　ただし押圧部材１６が管挿入部２４からの離間を開始した直後に、液滴検出部５０で測定される液滴量が増加するような場合には、作業者が手動クレンメ１０２を閉じ忘れている危険性がある。具体的には、押圧部材１６が管挿入部２４から離間する過程において、手動クレンメ１０２が開いていると、点滴筒１００で薬剤の滴下が徐々に増える。したがって、そのまま押圧部材１６を管挿入部２４から離間させると、輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になってしまう恐れがある。そこで、制御部２６は、液滴検出部５０で測定された液滴量が増加するような場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、再び、輸液チューブ１０１を圧閉する（Ｓ９）。すなわち、制御部２６は、押圧部材１６による輸液チューブ１０１の押圧を低減する途中もしくは押圧部材１６と輸液チューブ１０１が離間した後、液滴検出部５０で検出する液滴量が増加した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、押圧部材１６による輸液チューブ１０１の押圧を増加もしくは再開する（Ｓ９）。

　そして制御部２６は、液滴の増加が生じていることを注意するための報知信号を表示部などに出力（Ｓ１０）した後、再び押圧を停止する指示を待機する（Ｓ１１）。

　なお、仮に輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になってしまうと、点滴筒１００で薬剤が連続的に繋がった状態となって、光学的な液滴センサでの液滴の検知が難しくなる恐れもある。そのため、押圧部材１６による輸液チューブ１０１の押圧を停止する動作は、ある程度緩やかに行い、押圧部材１６が管挿入部から離間するまでには３秒以上を要することが好ましい。これにより、押圧部材１６が管挿入部２４から離間する過程において、手動クレンメ１０２が開いていることを高い精度で検知することが可能になる。

　作業者が、手動クレンメ１０２を閉じてから、操作パネルを操作して押圧部材１６を管挿入部２４から離間させる正しい手順をとっていた場合には、点滴筒１００での滴下は生じないか、生じたとしても１滴などの微量となる。したがって、液滴増加の判定は、液滴量に何らかの閾値を設定して、閾値を超えた場合に液滴増加が生じたと判定するようにすることが好ましい。

　図５（Ｂ）は、作業者が、押圧部材１６による輸液チューブ１０１の押圧を止めさせる操作を忘れたまま、スライダ部１７を操作して輸液チューブ１０１を管挿入部２４から取り外そうとする場合の各部の動作を示す模式図である。

　この場合には、押圧部材１６が管挿入部２４に突出しているので、押圧部材１６に一体成形されているストッパ２５が、レバー１３の管脱着位置Ｂに重なっている。このため、レバー１３は管固定位置Ａから管脱着位置Ｂに回動することができず、輸液チューブ１０１を管挿入部２４から取り外すことはできない。

　この際、作業者がスライダ部１７をいかに操作しても、引っ張りバネ１８を伸びるように変形させることしかできず、レバー１３を管固定位置Ａから管脱着位置Ｂに変位させることは困難である。このように、引っ張りバネ１８をレバー１３とスライダ部１７との間に架け渡しておくことで、レバー１３やスライダ部１７に過度の力がかかって故障したり、レバー１３が無理やり動かされて、押圧部材１６やアクチュエータ１５が破損したりすることを防ぐことができる。

　以上に説明したように、この流体制御装置１を用いて点滴投与を行う作業者は、輸液チューブ１０１を管挿入部２４から外す際には、意識的に輸液チューブ１０１の押圧を解除してからスライダ部１７を操作してレバー１３を動かす必要があり、点滴投与中に誤って輸液チューブ１０１を管挿入部２４から外してしまうような誤操作が行われることを防ぐことができる。したがって、この流体制御装置１を用いて点滴投与を行うことで、輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になる危険性を低減して、安全に点滴投与を行うことができる。

　次に、この発明の第２の実施形態に係る流体制御装置について説明する。以下の説明では、第１の実施形態と同様な構成のものや略同じ機能を有するものには同じ符号を付して説明を省き、第２の実施形態において特徴となる部分を主に説明する。

　第２の実施形態に係る流体制御装置は、電動クレンメ１０Ｅを備えている。

　図６は、電動クレンメ１０Ｅの断面を示す模式図である。

　電動クレンメ１０Ｅは、筐体２と、プランジャ（固定部材）１３Ｅと、圧縮バネ（第１の弾性部材）１４Ｅと、アクチュエータ１５と、押圧部材１６と、スライダ部（操作部）１７と、引っ張りバネ（第２の弾性部材）１８と、コロ（摺動部材）１９と、スイッチ２０と、図示しない制御部２６と、を備えて構成されている。

　プランジャ１３Ｅは、この発明で言う固定部材であり、プランジャ１３Ｅの一方の端部は、アクチュエータ１５と同様に筐体内室２３に退避する状態と管挿入部２４に突出する状態との間で、往復可能に構成されている。プランジャ１３Ｅの他端は、圧縮バネ１４Ｅが取り付けられていて、圧縮バネ１４Ｅとともに筐体２に設けられたプランジャ固定部３０Ｅにはめ込まれて固定されている。圧縮バネ１４Ｅは、この発明で言う第１の弾性部材であり、プランジャ１３Ｅを管挿入部２４側に付勢する。図６（Ｂ）に示すように輸液チューブ１０１が管挿入部２４に押込まれる際に、プランジャ１３Ｅは輸液チューブ１０１から、筐体内室２３側に押し込まれるように外力がかかり、管挿入部２４から筐体内室２３側に離間する。このとき圧縮バネ１４Ｅは圧縮される。また、図６（Ｃ）に示すように、輸液チューブ１０１がプランジャ１３Ｅの管固定位置Ａより管挿入部２４側へ挿入されると、プランジャ１３Ｅに外力がかからなくなり、圧縮バネ１４Ｅに付勢されることで、プランジャ１３Ｅが管挿入部２４に突出する。これにより、輸液チューブ１０１は、プランジャ１３Ｅによって、管挿入部２４に固定されるようになる。また、この状態では、図示していない制御部２６によってアクチュエータ１５が駆動され、押圧部材１６が管挿入部２４に突出して、輸液チューブ１０１が圧閉されることになる。

　また、押圧部材１６には、ストッパ２５Ｅが設けられていて、プランジャ１３Ｅは、係止部３１Ｅが設けられている。ストッパ２５Ｅは、図６（Ｃ）に示すように、押圧部材１６が管挿入部２４に突出する状態で、管固定位置Ａにあるプランジャ１３Ｅの係止部３１Ｅに近接対向または接触して、プランジャ１３Ｅが管固定位置Ａから管脱着位置Ｂに戻ることを規制して、プランジャ１３Ｅを管固定位置Ａに維持する。

　この電動クレンメ１０Ｅのように、本発明は固定部材を往復移動するプランジャで構成することもできる。本発明の固定部材は、少なくとも管を管挿入部２４に固定できるものであればよく、その具体的な形状はどのようなものであってもよい。また、アクチュエータ１５やストッパ２５の具体的な形状についても、固定部材の変位を規制することができるようなものであれば、どのような形状であってもよい。

　次に、この発明の第３の実施形態に係る流体制御装置について説明する。第３の実施形態は、液滴検出部の構成の一部が、前述の実施形態のものとは相違する。以下の説明では、第１や第２の実施形態と同様な構成のものや略同じ機能を有するものには同じ符号を付して説明を省き、第３の実施形態において特徴となる部分を主に説明する。

　前述のように、点滴終了作業を行う作業者は、手動クレンメ１０２を閉じてから、操作パネル等を操作して電動クレンメ１０での輸液チューブ１０１の押圧を解除し、その後、スライダ部１７の操作や輸液チューブ１０１の取り外しを行う必要がある。ただし、この点滴終了作業の際に、手動クレンメ１０２を閉じることを忘れていると、輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になる恐れがあった。そこで、前述の図４に示した制御フローでは、ステップＳ１３で液滴量の増加を検出すると、輸液チューブ１０１の押圧解除を止めて、輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になることを防いでいた。

　しかしながら、このような制御は、点滴筒１００が液滴検出部５０から取り外されていないことを前提としている。このため、先に点滴筒１００が液滴検出部５０から取り外されている場合には、液滴量の増加を検出することはできず、輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になることを防ぐことが難しくなる。

　そこで、第３の実施形態は、点滴中に点滴筒１００が取り外されることを防ぐ機構を採用する。

　図７は、液滴検出部５０Ｆの模式図である。

　液滴検出部５０Ｆは、前述した点滴筒１００を保持し、図示していない光学センサ等で液滴量を検出するものである。この液滴検出部５０Ｆには、点滴筒把持部５１Ｆが設けられている。点滴筒把持部５１Ｆは、点滴筒１００に沿うように湾曲した板バネ状に構成されていて、点滴筒１００の径と同程度または若干小さい径を有している。したがって、この板バネ状の点滴筒把持部５１Ｆは、点滴筒１００を両端間に挟み込むように保持することができ、両端それぞれが揺動するように変形することで、点滴筒１００を自在に着脱できるように構成されている。

　また、液滴検出部５０Ｆは、点滴筒把持部５１Ｆの変形を規制することにより、点滴筒１００の点滴筒把持部５１Ｆからの着脱を制限する点滴筒ストッパ５２Ｆを更に備えている。この点滴筒ストッパ５２Ｆは、アクチュエータにより駆動されて、点滴筒把持部５１Ｆの変形を規制する位置と、点滴筒把持部５１Ｆの変形に干渉しない位置との間で変位できるようになっている。なお、点滴筒ストッパ５２Ｆは、前述した電動クレンメ１０のアクチュエータ１５に機械的に連結して駆動されてもよく、電動クレンメ１０のアクチュエータ１５とは異なるアクチュエータに駆動されるようにしてもよい。

　以上のように構成された液滴検出部５０Ｆでは、点滴筒ストッパ５２Ｆが、電動クレンメ１０のアクチュエータ１５と同期するように制御される。具体的には、点滴筒ストッパ５２Ｆは、電動クレンメ１０で輸液チューブ１０１が押圧されている時には、点滴筒１００を筐体２の点滴筒把持部５１Ｆに固定し、電動クレンメ１０で輸液チューブ１０１が押圧されていない時に、点滴筒１００を筐体２の点滴筒把持部５１Ｆから着脱可能にするように、制御部２６によって駆動される。このような構成とすることにより、前述した図４のステップＳ１３で液滴量の増加を検出するよりも前に、液滴検出部５０Ｆから点滴筒１００が外されることを防ぐことができ、輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になることを、より確実に防止することができる。

　次に、この発明の第４の実施形態に係る流体制御装置について説明する。

　第３の実施形態において点滴筒ストッパ５２Ｆは、アクチュエータにより駆動されて、点滴筒把持部５１Ｆの変形を規制する位置と、点滴筒把持部５１Ｆの変形に干渉しない位置との間で変位できるようになっている。

　しかし、点滴筒ストッパ５２Ｆが、前述した電動クレンメ１０のアクチュエータ１５に機械的に連結して駆動されている場合、伝達機構が複雑になり、作業者が無理に点滴筒を外そうとした場合など、アクチュエータ１５に負荷がかかって、アクチュエータ１５が破損する可能性がある。

　また、点滴筒ストッパ５２Ｆが、電動クレンメ１０のアクチュエータ１５（第１アクチュエータ）とは異なる第２アクチュエータに駆動されるようにしてもよいが、その場合には、第２アクチュエータが必要になってしまう。また、作業者が無理に点滴筒を外そうとした場合など、第２アクチュエータに負荷がかかって、破損する可能性がある。

　そこで、第４の実施形態は、キャップ４１０を係合部４５０に係合する機構を採用する。

　以下の説明では、第１、第２の実施形態と同様な構成のものや略同じ機能を有するものには同じ符号を付して説明を省き、第４の実施形態において特徴となる部分を主に説明する。

　図８は、本発明の第４の実施形態に係る流体制御装置４０１の模式図である。図９は、図８に示す流体制御装置４０１の上面図である。図１０は、図８に示す点滴筒４００、輸液チューブ１０１、及びキャップ４１０の断面図である。図１１は、図８に示すキャップ４１０の上面図である。図１２は、図８に示す係合部４５０の断面図である。図１３は、図８に示す係合部４５０の上面図である。図１２は、図１３に示すＣ－Ｃ´線の断面図である。

　なお、図８及び図９は、キャップ４１０を係合部４５０に係合した後の状態を示している。一方、図１０及び図１１は、キャップ４１０を係合部４５０に係合する前の状態を示している。そして、図８に示す矢印は、キャップ４１０を係合部４５０に係合する方向（点滴筒４００の軸方向）を示している。

　流体制御装置４０１は、点滴筒４００を点滴筒４００の軸方向と略垂直方向に挿入するように筐体２に設けられた筒挿入部２４と、筒挿入部２４に挿入された点滴筒４００を、点滴筒４００の軸方向にスライドさせることで、点滴筒４００のフランジ部４１１と係合する係合部４５０とを備える。点滴筒４００が点滴筒１００と相違する点は、端部にフランジ部４１１を有するキャップ４１０を備える点である。係合部４５０は筐体２に固定されている。

　そして、流体制御装置４０１は、点滴筒４００および点滴筒４００に連結された輸液チューブ１０１に流れる流体の流量を制御する。

　以上より流体制御装置４０１では、点滴筒４００の位置が、係合部４５０で決定される。そのため、流体制御装置４０１は、点滴筒４００で滴下する液滴をカメラやフォトセンサ等の光学センサで捉えて、液滴の個数やサイズに基づいて液滴量を検出することを、より確実に行うことができる。よって、流体制御装置４０１は、正確で安全な制御を行うことができる。

　また、流体制御装置４０１では点滴筒４００のフランジ部４１１が筐体２の係合部４５０と係合している。そのため、流体制御装置４０１が流量を制御している間に、作業者が点滴筒４００を点滴筒４００の軸方向と略垂直方向に引き出して、係合部４５０から点滴筒４００を脱着しようとしても、係合部４５０から点滴筒４００が外れることがない。一方、作業者が点滴筒４００を点滴筒４００の軸方向にスライドさせようとした場合でも、点滴筒４００に連結された輸液チューブ１０１が、押圧部材１６に押圧された状態では、スライドさせることができない。そのため、この場合でも、係合部４５０から点滴筒４００が外れることがない。

　従って、流体制御装置４０１は、第３の実施形態と同様に、輸液チューブ１０１がフリーフロー状態になることを、より確実に防止することができる。また、流体制御装置４０１は、第１、第２の実施形態と同様に、作業者が意図していないにもかかわらず、輸液チューブ１０１が押圧されなくなって流量が最大化する危険性を減らすことができる。

　次に、この発明の第５の実施形態に係る流体制御装置について説明する。

　図１４は、本発明の第５の実施形態に係る流体制御装置５０１の模式図である。流体制御装置５０１が流体制御装置４０１と相違する点は、バネ機構５５６、センサ５５５、及び報知部５５７を備える点である。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。

　まず、バネ機構５５６について詳述する。点滴筒４００を点滴筒４００の軸方向と略垂直方向に挿入した後、図示していない筒挿入部２４に挿入された点滴筒４００を、点滴筒４００の軸方向にスライドさせることにより、フランジ部４１１が係合部４５０と正しく係合しなければ、第４の実施形態で記載した効果は発揮されない。

　点滴筒４００には輸液チューブ１０１が連結されている。そのため、重力で点滴筒４００が係合部４５０を構成するキャビティの中に落ち込むことで確実に点滴筒４００が係合部４５０に係合すると期待をすることは適当でない。また、作業者に対して、点滴筒４００をスライドさせて係合部４５０に係合させることを期待することは、作業者の作業忘れや手順の間違いによるフリーフローを防止する目的から考えると、適当でない。

　そこで、流体制御装置５０１は、筒挿入部２４に挿入された点滴筒４００を、点滴筒４００の軸方向にスライドさせることで、フランジ部４１１を係合部４５０に係合させるよう、付勢するバネ機構５５６を備えることが望ましい。バネ機構５５６は例えば筐体２に固定される。

　したがって、流体制御装置５０１はバネ機構５５６によって、第１、第２の実施形態と同様に、作業者が意図していないにもかかわらず、輸液チューブ１０１が押圧されなくなって流量が最大化する危険性をより減らすことができる。

　次に、センサ５５５について詳述する。前述の流体制御装置１では、電動クレンメ１０に輸液輸液チューブ１０１が取り付けられると、輸液輸液チューブ１０１が自動的に圧閉される。すなわち、輸液チューブ１０１が流体制御装置１に装着されたことをスイッチ２０（図２参照）が検知すると、輸液チューブ１０１は溝に固定された後、直ちに押圧されて圧閉された状態になる。

　しかし、流体制御装置１に挿入された点滴筒４００のフランジ部４１１が係合部４５０に係合する前に輸液チューブ１０１が圧閉されてしまうと、点滴筒４００は輸液チューブ１０１に連結されているため、フランジ部４１１がスライドして係合部４５０に係合することができなくなる。

　すなわち、フリーフロー防止の観点から、輸液チューブ１０１が流体制御装置１に取り付けられると直ちに輸液チューブ１０１が押圧されて圧閉された状態になるのが望ましい。しかし、点滴筒４００のフランジ部４１１が係合部４５０に係合する前に輸液チューブ１０１が圧閉されてしまうのは望ましくない。

　そこで、流体制御装置５０１は、フランジ部４１１が係合部４５０に係合したことを検知するセンサ５５５を備えることが好ましい。つまり、流体制御装置５０１は、輸液チューブ１０１の装着を検知するスイッチ２０と、フランジ部４１１が係合部４５０に係合したことを検知するセンサ５５５との両方の出力を判断し、輸液チューブ１０１とフランジ部４１１の両方が正しく装着されたことを確認してから、自動的に輸液チューブ１０１を押圧して圧閉することが好ましい。

　以上により、流体制御装置５０１は、第１、第２の実施形態と同様に、作業者が意図していないにもかかわらず、輸液チューブ１０１が押圧されなくなって流量が最大化する危険性をより減らすことができる。かつ、流体制御装置５０１は、点滴口を確実に所望の位置に固定することができる。

　なお、センサ５５５は、例えば、カメラによって点滴筒４００を撮像して、点滴口の先端位置や、点滴口の先端位置付近に設けられた特徴的な形状パターンを認識することで、正しくフランジ部４１１が係合部４５０に係合したことを検知することができる。この場合、動画を撮像するカメラは、待機中はスリープしておき、スイッチ２０が輸液チューブ１０１の装着を検知したことをトリガとしてカメラを起動するようにすれば、待機中の消費電力を削減できる。あるいは、センサ５５５は、カメラとは別の光学センサや、接触式のセンサでも良い。

　次に、報知部５５７について詳述する。ここで、仮に、スイッチ２０が輸液チューブ１０１の装着を検知しているのに、センサ５５５が、フランジ部４１１が係合部４５０に係合したことを検知しない状態が長時間（数秒間）続く場合、フランジ部４１１が筐体２の入り口に引っ掛かっているなど何らかの不具合が考えられる。この状態では、流体制御装置５０１は、まだ、自動的に輸液チューブ１０１を圧閉することはできない。

　しかし、この状態で作業者が手動クレンメ１０２を開いてしまうとフリーフローが発生するおそれがある。

　そこで、流体制御装置５０１は、この状態を検知すると、警告音を報知する報知部５５７を備えることが好ましい。報知部５５７は例えばスピーカで構成される。これにより、流体制御装置５０１は、報知部５５７から音で警告して作業者に伝えることができる。

　なお、以上に説明した各実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ａ…管固定位置
Ｂ…管脱着位置
１、４０１、５０１…流体制御装置
２…筐体
１０…電動クレンメ
１３…レバー
１４…コイルバネ
１５…アクチュエータ
１６…押圧部材
１７…スライダ部
１８…引っ張りバネ
１９…コロ
２０…スイッチ
２１，２２…開口
２３…筐体内室
２４…管挿入部
２５…ストッパ
２６…制御部
５０…液滴検出部
１００、４００…点滴筒
１０１…輸液チューブ
１０２…手動クレンメ

Claims

　筐体に設けられた管挿入部と、
　前記管挿入部に挿入された管を前記管挿入部に固定する固定部材と、
　アクチュエータによって、前記管挿入部の内部で前記管を押圧するように駆動される押圧部材と、
　前記押圧部材のアクチュエータを制御する制御部と、
　を備え、
　前記制御部は、前記固定部材が前記管挿入部に前記管を固定した後、前記押圧部材に前記管の押圧を開始させる、
　流体制御装置。
　前記固定部材は、前記管挿入部に前記管を固定する管固定位置と、前記管挿入部から前記管を脱着可能にする管脱着位置との間で変位するものであり、
　前記押圧部材は、少なくとも前記管を押圧している間は、前記固定部材を前記管固定位置に維持する、
　請求項１に記載の流体制御装置。
　前記固定部材を前記管固定位置から前記管脱着位置に変位させる操作を受け付ける操作部と、
　前記固定部材に前記管脱着位置から前記管固定位置に変位する弾性力を与える第１の弾性部材と、をさらに備える、
　請求項２に記載の流体制御装置。
　前記操作部材と前記固定部材とに互いに引き合う弾性力を与える第２の弾性部材を更に備える、
　請求項２または３に記載の流体制御装置。
　前記管挿入部に挿入された前記管を流れる流体を液滴として滴下する滴下部と、
　前記滴下部で滴下する液滴量を検出する液滴検出部と、を更に備え、
　前記制御部は、流体制御終了作業中において、前記押圧部材による前記管の押圧を低減する途中、もしくは前記押圧部材と前記管が離間した後に、前記液滴検出部で検出する液滴量が増加したとき、前記押圧部材による前記管の押圧を増加もしくは再開する、
　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の流体制御装置。
　前記筐体には、前記管挿入部に前記管を挿入する通路を挟んで前記固定部材と対向する位置に、摺動部材が設けられている、
　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の流体制御装置。