WO2019013176A1 - 点滴監視装置 - Google Patents

Abstract

乾電池やバッテリ等の電池を電源とする点滴監視装置における連続使用時間を長くする。点滴監視装置１００が、点滴筒２１０内での液滴の滴下を監視する監視部１０と、点滴筒２１０に接続された輸液チューブ２２０が押圧部３０に押圧されて輸液を送液できない状態である閉状態と、輸液チューブ２２０が押圧部３０に押圧されることなく輸液を送液できる状態である開状態と、の何れかの状態になるように押圧部３０を駆動する駆動部４０と、駆動部４０に対して駆動用の電力を供給する第１電池５０及び第２電池６０と、監視部１０の監視結果に基づいた駆動部４０の駆動の制御と、第１電池５０及び第２電池６０による電力供給の制御とをする制御部２０と、を備え、制御部２０は、第１電池５０の駆動部４０への電力供給時の電圧と、第１電池５０の駆動部４０への電力非供給時の電圧との差分が第１差分閾値を超えた場合、又は、第１電池の駆動部４０への電力供給時の電圧が第１電圧閾値以下の場合に、第１電池５０から第２電池６０への電力供給による第２電池６０への充電を開始する。

Description

点滴監視装置

　本発明は、電池にて駆動する点滴監視装置に関する。

　従来、輸液治療時に使用される輸液セットの点滴筒滴下口に形成された滴を監視する点滴監視装置が知られている。
　点滴監視装置は、滴下の頻度等を監視し、監視結果に基づいて異常の発生を検知した場合には、アラーム音を出力する等の方法で警報を行う。医師や看護師等の医療従事者は、この警報により異常が発生していることを知ることができ、適切な処置を行うことができる。

　このような点滴監視装置の一例が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の点滴監視装置は、光学式の滴下検出器により、点滴筒内での滴下数を計測する。
　そして、特許文献１に開示の点滴監視装置では、所定の時間内に計測される滴下数が所定値を超えると、異常が発生したと判定し、警報音を出力する。更に、特許文献１に開示の点滴監視装置では、警報音の出力と並行して、電動式クランプを動作させることにより、点滴筒に接続されている輸液チューブを閉止して安全性を確保している。

特開２０１３－５２２８４号公報

　ところで、点滴監視装置は、輸液セットに取り付けて使用されるが、患者が輸液治療中に検査やトイレのために移動する場合があるため、小型・軽量で可搬性が良いものとすることが望ましい。
　ここで、点滴監視装置の電源を商用電源にすると、点滴監視装置と商用電源を電源コードで接続する必要があり可搬性が低下する。そこで、点滴監視装置の電源を、一次電池や二次電池等の電池とすれば、コードレスとなり可搬性を高めることができる。

　しかしながら、一次電池及び二次電池の電気容量は限られているため、これらを電源として利用する場合には、乾電池の交換やバッテリの充電といった作業が必要となる。特に、特許文献１に開示の技術のように電動式クランプを動作させる場合には、電圧降下が発生し、動作下限電圧を下回るおそれがあるので、電池を消耗しきる前の早い段階で乾電池の交換等を行う必要がある。このようにして交換等の作業が頻繁に発生してしまうと、医療従事者の負担が増加してしまう。

　そこで、本発明は、一次電池及び二次電池を電源とする点滴監視装置における長時間の連続使用を実現することができると共に装置停止等の動作不全を少なくした装置を提供することを目的とする。

　本発明は、点滴筒内での液滴の滴下を監視する監視部と、前記点滴筒に接続された輸液チューブが押圧部に押圧されて輸液を送液できない状態である閉状態と、前記輸液チューブが前記押圧部に押圧されることなく前記輸液を送液できる状態である開状態と、の何れかの状態になるように前記押圧部を駆動する駆動部と、前記駆動部に対して駆動用の電力を供給する第１電池及び第２電池と、前記監視部の監視結果に基づいた前記駆動部の駆動の制御と、前記第１電池及び前記第２電池による電力供給の制御とをする制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１電池の前記駆動部への電力供給時の電圧と、前記第１電池の前記駆動部への電力非供給時の電圧との差分が第１閾値を超えた場合、又は、前記第１電池の前記駆動部へ電力供給時の電圧が第２閾値以下の場合に、前記第１電池から前記第２電池への電力供給による前記第２電池への充電を開始する点滴監視装置に関する。

　本発明によれば、乾電池やバッテリ等の電池を電源とする点滴監視装置における連続使用時間を長くすることが可能となる。

本発明の実施形態全体の基本的構成を表すブロック図である。 本発明の実施形態における電力供給に関する回路を示す回路図である。 本発明の実施形態における昇圧回路の構成例を示す回路図である。 本発明の実施形態における第１電池の電圧の低下を示す模式図である。 本発明の実施形態における第１電池の電圧降下を示す模式図である。 本発明の実施形態における第１の観点による電圧降下の抑制について示す模式図である。 本発明の実施形態における第２の観点による電圧降下の抑制について示す模式図である。 本発明の実施形態にて第２電池を併用しない場合について示す模式図である。 本発明の実施形態における基本的動作を示すフローチャート（１／２）である。 本発明の実施形態における基本的動作を示すフローチャート（２／２）である。 本発明の実施形態における第２電池の充電について示す模式図である。

　本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
　図１に示すように、本実施形態である点滴監視装置１００は、監視部１０、制御部２０、押圧部３０、駆動部４０、第１電池５０、第２電池６０及び第１昇圧回路７０を含んで構成される。なお、点滴監視装置１００は図示した機能ブロック以外にも、第１電池５０及び第２電池６０から各部へ電力を供給するための電力供給線や、電力供給線の接続を切り替えるためのスイッチや、第１電池５０及び第２電池６０の出力を昇圧するための昇圧回路等を備えている。これらについては、図２を参照して後述するので、図１においては図示を省略する。

　まず、点滴監視装置１００の概略について説明をする。点滴監視装置１００は、点滴を監視するための装置であり、例えば医療機関において輸液治療時に使用される。点滴監視装置１００は、自然落下式輸液セットの点滴筒（図中の点滴筒２１０に相当）滴下口に形成された滴の滴下を監視する。そして、滴が滴下しなくなると、点滴監視装置１００は、輸療終了時に残液した状態で輸液チューブ（図中の輸液チューブ２２０）を閉止して送液を強制的に停止する機能を有する。

　また、点滴監視装置１００は、輸液チューブの閉止時にモータ等である駆動部４０を駆動させることにより発生する電圧降下を抑止する機能も有する。具体的には、点滴監視装置１００は、通常時に電力を供給する第１電池５０に加えて、充電可能な二次電池である第２電池６０を備える。そして、点滴監視装置１００は、駆動部４０を動作させる直前まで、この第２電池６０に電荷を貯留する。そして、点滴監視装置１００は、駆動部４０動作時に第２電池６０に貯留された電荷を放出して電圧降下を抑制し、長時間の連続使用を可能とする。
　以上が、点滴監視装置１００の概略である。

　次に、これらの機能を実現するために点滴監視装置１００が備える各機能ブロックについて詳細に説明をする。
　監視部１０は、点滴筒２１０の滴下口に形成された滴の滴下を監視する部分である。監視部１０は、例えば光学式の滴下検出器により実現する。この場合、監視部１０は、点滴筒２１０を保持するための保持部を有する。また、この保持部にて点滴筒２１０を保持した場合に、光学的な発光素子と受光素子とが点滴筒２１０を挟むように対向して配置される。監視部１０は、発光素子から受光素子に向けて発生される光の、点滴筒２１０内で落下する滴により遮断される際の受光量の変化に基づいて滴下を検出する。滴下の検出結果は、監視部１０による監視結果として制御部２０に対して出力される。

　制御部２０は、点滴監視装置１００全体を制御する制御部である。制御部２０は、例えば、監視部１０による監視結果に基づいて駆動部４０の駆動を制御する。
　また、制御部２０は、例えば、第１電池５０及び第２電池６０から各部へ対しての電力供給についての制御をする。なお、説明を簡単にするために、電力供給の制御をすると表現するが、実際には、制御部２０は、第１電池５０及び第２電池６０を直接制御するのではなく、第１電池５０及び第２電池６０と接続される電力供給線を切り替えるためのスイッチを制御する。

　制御部２０は、例えば、プログラムを実行するためのＣＰＵ等の演算処理装置と、プログラムが格納されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の補助記憶装置と、演算処理装置がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）といった主記憶装置とにより実現する。

　押圧部３０は、輸液チューブ２２０を押圧するための機構を有する部分である。また、駆動部４０は、輸液チューブ２２０が押圧部３０に押圧されて輸液を送液できない状態である「閉状態」と、輸液チューブ２２０が前記押圧部に押圧されることなく輸液を送液できる状態である「開状態」と、の何れかの状態になるように押圧部３０を駆動する部分である。駆動部４０は、制御部２０の制御に基づいて駆動を行う。駆動部４０は、例えば、モータにより実現する。

　第１電池５０は、監視部１０、制御部２０及び駆動部４０を動作させるために、これら各部に対して電力を供給する電池である。また、詳細は後述するが、第１電池５０は、制御部２０による制御に基づいて、第２電池６０を充電するために、第２電池６０に対する電力の供給も行う。第１電池５０は、一次電池と二次電池の何れにより実現してもよいが、以下の説明では汎用の乾電池により実現することを想定する。なお、点滴監視装置１００を小型・軽量にして可搬性を高めるために、単３電池等の小型な乾電池を利用することが好ましい。

　第２電池６０は、駆動部４０を駆動させるために、駆動部４０に対して電力を供給する部分である。第２電池６０は、第１電池５０よりも小型な二次電池により実現する。例えば、第２電池６０はスーパーキャパシタと呼ばれる電気二重層キャパシタ等により実現する。点滴監視装置１００は、駆動部４０の駆動時に、第１電池５０に加えて、この第２電池６０からも駆動部４０に対して電力を供給することにより、第１電池５０の電圧降下を抑制する。

　点滴筒２１０は、自然落下式輸液セットに含まれる点滴筒である。点滴筒２１０には、輸液容器（図示省略）が接続される。点滴筒２１０は、この輸液容器からの輸液の供給を受け、供給された輸液を図１に示すように輸液チューブ２２０に送り込む。輸液チューブ２２０に送り込まれた輸液は針（図示省略）等を介して患者に対して投与される。なお、自然落下式輸液セットの構成は当業者によく知られているので、ここでの詳細な説明は省略する。

　以上、点滴監視装置１００に含まれる各部、点滴筒２１０及び輸液チューブ２２０について説明をした。
　次に、第１電池５０及び第２電池６０から駆動部４０に対して電力供給を行うための回路構成について図２を参照して説明をする。

　図２に示すように第１電池５０には、第１昇圧回路７０及び第２昇圧回路８０が並列に接続される。第１昇圧回路７０及び第２昇圧回路８０は、第１電池５０の供給する電力の電圧を昇圧するための昇圧回路である。本実施形態では、第１電池５０として直列に接続した単３電池を利用することを想定する。そのため、第１電池５０の供給電力の電圧は理想的には３［Ｖ］であるが、第１電池５０を使用するに伴い供給電力の電圧は３［Ｖ］から低下していく。

　例えば、第１昇圧回路７０は、第１電池５０の供給電力の電圧を昇圧することにより５［Ｖ］とし、監視部１０に対して出力する。監視部１０は、第１昇圧回路７０が出力する電力により動作する。また、第２昇圧回路８０は、第１電池５０の供給電力の電圧を昇圧することにより３．３［Ｖ］とし、駆動部４０を駆動させるための回路と、制御部２０とに並列に出力する。制御部２０は、第２昇圧回路８０が出力する電力により動作する。

　ここで、制御部２０は、後述する各スイッチ（図中では、スイッチを「ＳＷ」と表記する。）のＯＮ／ＯＦＦの切り替え制御を行うために、第１電池５０の電圧と第２電池６０の電圧を測定している。また、制御部２０は、制御信号を出力することにより、後述する各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替える。なお、図示の都合上、制御信号を各スイッチに対して送信するための信号線については図示を省略する。

　駆動部４０を駆動させるための回路には、第１スイッチ９１、第２スイッチ９２、第３スイッチ９３の３つのスイッチと、駆動部４０と第２電池６０とが接続される。これらスイッチは、上述したように、制御部２０の制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。

　具体的には、制御部２０は、第２昇圧回路８０から供給される電力（すなわち、第１電池５０から供給される電力）にて駆動部４０を駆動させる場合には、第２スイッチ９２及び第３スイッチ９３をＯＦＦとした上で、第１スイッチ９１をＯＮとする。また、制御部２０は、第２昇圧回路８０から供給される電力（すなわち、第１電池５０から供給される電力）と、第２電池６０に蓄電された電力との双方により駆動部４０を駆動させる場合には、第３スイッチ９３をＯＦＦとした上で、第１スイッチ９１及び第２スイッチ９２の双方をＯＮとする。

　更に、制御部２０は、第２昇圧回路８０から供給される電力（すなわち、第１電池５０から供給される電力）にて第２電池６０に対して充電を行う場合には、第１スイッチ９１をＯＦＦとした上で、第２スイッチ９２及び第３スイッチ９３の何れかをＯＮとする。なお、第２スイッチ９２と第３スイッチ９３の何れをＯＮとするのかについては、図１０を参照して後述する。

　次に、図３を参照して、第１昇圧回路７０及び第２昇圧回路８０の構成例について説明をする。本実施形態では、昇圧チョッパ回路により第１昇圧回路７０及び第２昇圧回路８０を実現する。なお、本チョッパ回路は一般的な構成をしており、当業者によく知られているので、簡略に説明を行う。

　図３に示すように第１昇圧回路７０は、コイル７１、ダイオード７２、トランジスタ７３、コンデンサ７４及び発振回路７５を備える。そして、発振回路７５が第１昇圧回路７０の出力電圧を入力として、トランジスタ７３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのパルス信号を出力する。トランジスタ７３がＯＮの場合には、ダイオード７２は逆バイアス状態となるため、入力電圧は出力側にほとんど伝達されない。従って、トランジスタ７３がＯＮの場合、入力電圧は、リアクトルであるコイル７１に印加され、これによりコイル７１にはエネルギーが蓄積されていく。そして、トランジスタ７３がＯＦＦの場合には、ダイオード７２は順バイアス状態となるため、入力電圧と、コイル７１に蓄積されたエネルギーが加算されて出力側に伝達され、コンデンサ７４の充電電流が増加すると共に、出力電圧が高くなる。
　本実施形態では、例えばこのような構成の昇圧チョッパ回路によって入力電圧よりも出力電圧を高くする。例えば、第１昇圧回路７０であれば入力電圧は３［Ｖ］であるが、出力電圧は５［Ｖ］となる。

　なお、図３では、第１昇圧回路７０を例にとって説明をしたが、第２昇圧回路８０も基本的な構成は第１昇圧回路７０と同一である。つまり、コイルやコンデンサの特性や、発振回路の発振周波数を異なるものとすることにより、図３に示す構成と同様の構成で第２昇圧回路８０を実現することができる。

　以上、第１電池５０及び第２電池６０から駆動部４０に対して電力供給を行うための回路構成を含めて、点滴監視装置１００の詳細な構成について説明をした。次に、点滴監視装置１００が、第１電池５０の電圧降下を抑制することにより長時間の連続使用を実現する方法について具体的に説明をする。

　まず前提として、動作時間の経過に伴う第１電池５０の電圧の低下について図４を参照して説明する。図４に示すように、第１電池５０の電圧は、第１電池５０が満容量であれば理想的には、３．０［Ｖ］となる。しかしながら、上述したように、監視部１０、制御部２０及び駆動部４０に電力の供給を行うことから、動作時間の経過に伴い第１電池５０の電圧は低下していく。そして、第１電池５０の電圧が、電気回路を制御する制御部２０や、第１昇圧回路７０や第２昇圧回路８０といった昇圧回路の動作下限電圧（例えば、１．８［Ｖ］）を下回り、点滴監視装置１００の動作が停止してしまう。これを防止するためには、上述したように制御部２０が第１電池５０の電圧を測定し、第１電池５０の電圧が動作下限電圧に近づいた場合に、警報を出力するようにすればよい。

　しかしながら、駆動部が動作すると、瞬間的に電圧降下が発生して、昇圧回路の動作下限電圧を下回り、動作停止してしまうので、更に複雑な制御を行う必要がある。
　上述したように点滴監視装置１００は、輸液容器から供給される輸液の液切れ時に、輸液チューブ２２０を閉状態とすることにより、輸液チューブ２２０を閉状態とする機能を備える。そのために、駆動部４０にて推力を発生させて押圧部３０を駆動して輸液チューブ２２０を押圧する。ここで、駆動部４０の消費電力は大きいために駆動部４０駆動時に大きな電圧降下が生じてしまう。例えば、図５に示すように駆動部４０が駆動する所定間隔毎に電圧降下が生じ、第１電池５０の電圧は、駆動部４０停止時と比べて一時的に低くなる。

　第１電池５０が満容量であれば電圧降下しても問題は発生しない。しかしながら、上述したように動作時間の経過に伴い第１電池５０の容量が少なくなった場合に電圧降下が生じると、図中に「動作不可」と図示するように動作下限電圧を下回り、点滴監視装置１００の動作が停止してしまう。

　そこで、点滴監視装置１００は、単に駆動部４０停止時の電圧を測定するのではなく、駆動部４０駆動時の電圧を測定して警報を出力する。更に、本実施形態の説明の冒頭で述べたように、点滴監視装置１００は、この電圧降下を抑制する処理も行う。ここで、電圧降下の抑制は、２つの観点から行う。まず、第１の観点では、駆動部４０が駆動して電圧降下した際の第１電池５０の電圧値そのものに基づいて行う。また、第２の観点では、駆動部４０が停止して電圧降下してない時点での第１電池５０の電圧値と、駆動部４０が駆動して電圧降下した際の第１電池５０の電圧値との差分に基づいて行う。

　このように２つの観点により処理を行う理由について説明をする。本実施形態で利用される第１電池５０は、例えば、ユーザである医療従事者により交換されるものであり、市販の単三電池等が利用される。ここで、市販の電池は、製造者等の違いにより、その特性が必ずしも一定ではない。また、同じ電池であったとしても、周辺温度等によっても電池の特性は変化する。
　例えば、電池が消耗した場合に、電圧降下した際の電圧値そのものについての変化は少なくとも、電圧降下してない時点での電圧値と、電圧降下した際の電圧値との差分が大きくなるという特性の電池が利用されることがあり得る。一方で、電池が消耗した場合に、電圧降下した際の電圧値そのものについての変化は大きいが、差分についてはそれほど変化しない電池が利用されることがあり得る。

　本実施形態では、これらの何れの電池を利用された場合であっても、電池の消耗を検出できるように２つの観点により処理を行う。ただし、予め電池の特性等が把握できているような場合には、２つの観点により処理を行う必要はなく、把握できている電池の特性にあった何れかの観点により処理を行うようにすればよい。

　まず、第１の観点により行われる電圧降下の抑制について図６を参照して説明をする。
　図６に示すように、本実施形態では、第１電圧閾値と第２電圧閾値の２つの閾値を制御部２０に設定する。ここで、図６に示す例では第２電圧閾値は、動作下限電圧よりも高い電圧の値として設定され、第１電圧閾値は、第２電圧閾値よりも更に高い電圧の値として設定される。ただし、これは一例であり、動作下限電圧を上回っているならば、第２電圧閾値が、第１電圧閾値よりも更に高い電圧の値として設定されてもよいし、第１電圧閾値と第２電圧閾値が同じ電圧の値として設定されてもよい。

　そして、制御部２０は、動作を開始後第１電池５０の容量が十分にある場合は、第１電池５０から供給される電力のみで、駆動部４０を駆動させる。これは、第２電池６０に充電する際に多少の電力損失が発生してしまうため、第１電池５０のみで駆動部４０が駆動する場合に、あえて第２電池６０に充電を行う必要がないからである。

　その後、動作時間の経過に伴い第１電池５０の電圧は低下していく。そして、電圧降下により第１電池５０の電圧が第１電圧閾値を下回ると、制御部２０は、第１電池５０から供給される電力にて第２電池６０の充電を開始する。そして、次回以降駆動部４０を駆動する際に、第１電池５０から供給される電力と、第２電池６０に蓄電された電力との双方を利用して駆動部４０を駆動する。このように第１電池５０のみならず第２電池６０を併用することにより、駆動部４０駆動時の電圧降下を抑制することができる。

　その後、動作時間の経過に伴い第１電池５０の電圧は更に低下していく。そして、第１電池５０のみならず第２電池６０を併用しているにもかかわらず、電圧降下により第１電池５０の電圧が第２電圧閾値を下回ると、第１電池５０から供給される電力と、第２電池６０に蓄電された電力との双方を利用したとしても駆動部４０が駆動せずに、動作不能となる可能性があるため、制御部２０は、警報を出力する。点滴監視装置１００のユーザである医療従事者は、この警報により第１電池５０を交換する必要があることを知ることができ、乾電池である第１電池５０を交換することができる。

　本実施形態では、以上のようにして、第１電池５０の電圧と、２つの電圧閾値とに基づいた判定を行うことにより、駆動部４０駆動時における第１電池５０の電圧降下を抑制し、長時間の連続使用を実現することができると共に、装置停止等の動作不全を少なくできる。

　なお、速やかに第１電池５０が交換されなかった場合を想定して、第２電圧閾値を、動作下降電圧よりも高く設定することにより、警報出力後も少なくとも一回は駆動部４０を駆動できるようにして、より安全性を確保することもできる。

　次に、第２の観点により行われる電圧降下の抑制について図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明をする。第２の観点では、駆動部４０が停止して電圧降下してない時点での第１電池５０の電圧値と、駆動部４０が駆動して電圧降下した際の第１電池５０の電圧値との差分（以下、単に「２つの電圧の値の差分」と呼ぶ。）に基づいて行う。

　第１電池５０に限らず、電池は、その内部に抵抗の成分（以下「内部抵抗」と呼ぶ。）を有している。そして、電池の内部抵抗は、電池を利用するにしたがって次第に大きくなる。
　内部抵抗が大きくなったとしても、駆動部４０が停止しており電圧降下が発生してない場合には、内部抵抗による電圧への影響は微小である。しかしながら、駆動部４０を駆動すると、内部抵抗の影響は電圧降下として大きく現れる。つまり、内部抵抗が大きい場合には、２つの電圧の値の差分はより大きくなる。
　本実施形態では、このように、第１電池５０の容量が少なるにつれて第１電池５０の内部抵抗が大きくなり、これによって、２つの電圧の値の差分が大きくなるという考えに基づいて、第２観点により電圧降下の抑制を行う。

　第２の観点でも、第１の観点同様に２つの閾値を設定する。具体的には、第１差分閾値と第２差分閾値の２つの閾値を制御部２０に設定する。ここで、第１差分閾値と第２差分閾値は、どちらが大きな値として設定されてもよく、双方が同じ値として設定されてもよい。

　そして、制御部２０は、動作を開始後第１電池５０の容量が十分にある場合は、第１電池５０から供給される電力のみで、駆動部４０を駆動させる。その理由は、上述したように第２電池６０に充電する際に多少の電力損失が発生してしまうからである。また、制御部２０は電圧降下が発生する都度、２つの電圧の値の差分を算出する。

　その後、動作時間の経過に伴い第１電池５０の電圧は低下していき、２つの電圧の値の差分も大きくなっていく。そして、２つの電圧の値の差分が第１差分閾値を超えると、制御部２０は、第１電池５０から供給される電力にて第２電池６０の充電を開始する。そして、次回以降駆動部４０を駆動する際に、第１電池５０から供給される電力と、第２電池６０に蓄電された電力との双方を利用して駆動部４０を駆動する。このように第１電池５０のみならず第２電池６０を併用することにより、駆動部４０の駆動時の電圧降下を抑制することができ、電圧降下時の２つの電圧の値の差分も小さくすることができる。

　その後、動作時間の経過に伴い２つの電圧の値の差分は再度大きくなっていく。そして、第１電池５０のみならず第２電池６０を併用しているにもかかわらず、２つの電圧の値の差分が第２差分閾値を超えると、制御部２０は、警報を出力する。点滴監視装置１００のユーザである医療従事者は、この警報により第１電池５０を交換する必要があることを知ることができ、乾電池である第１電池５０を交換することができる。

　本実施形態では、以上のようにして、２つの電圧の値の差分と、２つの差分閾値とに基づいた判定を行うことにより、駆動部４０駆動時における第１電池５０の電圧降下を抑制し、長時間の連続使用を実現できると共に、既述した装置停止等の動作不全を少なくできる。

　なお、速やかに第１電池５０が交換されなかった場合を想定して、第２差分閾値を、動作下限電圧が発生する場合の２つの電圧の値の差分よりも大きく設定することにより、警報出力後も少なくとも一回は駆動部４０を駆動できるようにして、より安全性を確保することもできる。

　以上、図７Ａを参照して、第１電池５０のみならず第２電池６０を併用することにより、駆動部４０の駆動時の電圧降下を抑制することについて説明をした。この効果をより明確とするために図７Ｂを参照して、仮に第２電池６０を併用せず、第１電池５０のみを利用した場合について説明をする。
　図７Ａの場合と同様に、図７Ｂに示すように、制御部２０は、動作を開始後、第１電池５０から供給される電力のみで、駆動部４０を駆動させる。また、制御部２０は電圧降下が発生する都度、２つの電圧の値の差分を算出する。

　その後、動作時間の経過に伴い第１電池５０の電圧は低下していき、２つの電圧の値の差分も大きくなっていく。そして、２つの電圧の値の差分が第１差分閾値を超える。しかしながら、図７Ｂの例では、第２電池６０を利用しない。従って、電圧降下時の２つの電圧の値の差分も小さくすることはできない。そのため、２つの電圧の値の差分が第１差分閾値を超えた後、すぐに２つの電圧の値の差分が第２差分閾値を超えてしまい、制御部２０が、警報を出力する。
　このように、仮に第２電池６０を併用しない場合には、電圧降下を抑制することができない。これに対して、図７Ａを参照して上述したように、本実施形態であれば、第２電池６０を併用することから、駆動部４０駆動時における第１電池５０の電圧降下を抑制し、長時間の連続使用を実現できると共に、既述した装置停止等の動作不全を少なくできる。

　以上説明に用いた図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂは、説明を簡略とするために模式化したものであり、実際には、駆動部４０が駆動する都度、これらの図に示すほどには、電圧降下は大きくは変動しない。

　次に、本実施形態の動作について図８及び図９のフローチャートを参照して説明をする。
　点滴監視装置１００の電源が投入されることにより処理が開始されると、ステップＳ１１にて、制御部２０は監視部１０による監視結果にかかわらず、まず駆動部４０を駆動させる。これは電源投入時にすでに第１電池５０が消耗しており、第１電池５０容量が十分ではない可能性があるからであり、第１電池５０の状態を確認するための試運転として行われる動作である。

　ステップＳ１２にて、制御部２０は、ステップＳ１１での駆動部４０の駆動に伴った電圧降下により生じた２つの電圧の値の差分と第１差分閾値を比較し、２つの電圧の値の差分が第１差分閾値を超えたか否かを判定する。２つの電圧の値の差分が第１差分閾値を超えた場合には、ステップＳ１２にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６以後の処理については後述する。一方で、２つの電圧の値の差分が第１差分閾値を超えなかった場合には、ステップＳ１２にてＮｏと判定され、処理はステップＳ１３に進む。

　ステップＳ１３にて、制御部２０は、ステップＳ１１での駆動部４０の駆動に伴って電圧降下した第１電池５０の電圧と、第１電圧閾値を比較し、電圧降下した第１電池５０の電圧が第１電圧閾値以下であるか否かを判定する。電圧降下した第１電池５０の電圧が第１電圧閾値以下の場合には、ステップＳ１３にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６以後の処理については後述する。一方で、電圧降下した第１電池５０の電圧が第１電圧閾値以下でない場合には、ステップＳ１３にてＮｏと判定され、処理はステップＳ１４に進む。

　ステップＳ１４にて、制御部２０は監視部１０から入力される監視結果を参照し、駆動部４０を駆動させるか否かを判定する。例えば、輸液容器から供給される輸液の液切れが発生し、駆動部４０を駆動させることにより、輸液チューブ２２０を閉状態とするべきか否かを判定する。駆動部４０を駆動させない場合には、ステップＳ１４にてＮｏと判定され、ステップＳ１４の判定が繰り返される。一方で、駆動部４０を駆動させる場合には、ステップＳ１４にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１５に進む。

　ステップＳ１５にて、制御部２０は、第１スイッチ第１スイッチ９１をＯＮとすることにより、第１電池５０により供給される電力により駆動部４０を駆動させる。これにより、押圧部３０が輸液チューブ２２０を押圧し、輸液チューブ２２０は閉状態となる。

　そして、ステップＳ１５での駆動部４０の駆動に伴って電圧降下した第１電池５０の電圧を対象として、再度ステップＳ１２及びステップＳ１３の判定を行う。このようにして、処理を繰り返していく過程において、ステップＳ１２又はステップＳ１３にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１６に進む。

　ステップＳ１６にて、制御部２０は、第３スイッチ９３及び第２スイッチ９２の何れかをＯＮとすることにより第１電池５０が供給する電力による第２電池６０への充電を開始する。なお、第３スイッチ９３と第２スイッチ９２の何れをＯＮとするのかについては、図１０を参照して後述する。

　次に図９のステップＳ１７にて、制御部２０は監視部１０から入力される監視結果を参照し、駆動部４０を駆動させるか否かを判定する。駆動部４０を駆動させない場合には、ステップＳ１７にてＮｏと判定され、ステップＳ１７の判定が繰り返される。一方で、駆動部４０を駆動させる場合には、ステップＳ１７にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１８に進む。

　ステップＳ１８にて、制御部２０は、第１スイッチ第１スイッチ９１と第２スイッチ第２スイッチ９２との双方をＯＮとすることにより、第１電池５０により供給される電力と第２電池６０に蓄電された電力とにより駆動部４０を駆動させる。

　ステップＳ１９にて、制御部２０は、ステップＳ１８での駆動部４０の駆動に伴った電圧降下により生じた２つの電圧の値の差分と第２差分閾値を比較し、２つの電圧の値の差分が第２差分閾値を超えたか否かを判定する。２つの電圧の値の差分が第２差分閾値を超えた場合には、ステップＳ１９にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２１に進む。ステップＳ２１以後の処理については後述する。一方で、２つの電圧の値の差分が第２差分閾値を超えなかった場合には、ステップＳ１９にてＮｏと判定され、処理はステップＳ２０に進む。

　ステップＳ２０にて、制御部２０は、ステップＳ１７での駆動部４０の駆動に伴って電圧降下した第１電池５０の電圧と、第２電圧閾値を比較し、電圧降下した第１電池５０の電圧が第２電圧閾値以下であるか否かを判定する。電圧降下した第１電池５０の電圧が第２電圧閾値以下の場合には、ステップＳ２０にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２１に進む。ステップＳ２１以後の処理については後述する。一方で、電圧降下した第１電池５０の電圧が第２電圧閾値以下でない場合には、ステップＳ２０にてＮｏと判定され、処理は再度ステップＳ１７に進む。

　そして、ステップＳ１７の判定後、ステップＳ１８での駆動部４０の駆動に伴って電圧降下した第１電池５０の電圧を対象として、再度ステップＳ１９及びステップＳ２０の判定を行う。このようにして、処理を繰り返していく過程において、ステップＳ１９又はステップＳ２０にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２１に進む。

　ステップＳ２１にて、制御部２０は、警報の出力を開始する。警報の出力は、例えば点滴監視装置１００が備えるスピーカ（図示省略）から電子音や音声メッセージ等の警告音を出力することや、点滴監視装置１００が備える表示部（図示省略）にテキストのメッセージを表示することにより行われる。メッセージは、第１電池５０の交換の必要がある旨を示す内容のメッセージとするとよい。なお、警報の出力は以後のステップでの処理中も継続して行われる。

　ステップＳ２２にて、制御部２０は、警報を聞いた医療従事者等により第１電池５０を交換するために、点滴監視装置１００の電源がＯＦＦされたか否かを判定する。電源ボタンの切り替え等により電源ＯＦＦされた場合には、判定はステップＳ２２にてＹｅｓとなり、本処理は終了する。なお、厳密には、電源ボタンの切り替えにより瞬間的に制御部２０が動作しなくなった場合には、判定が行われることなく本処理は終了する。一方で、点滴監視装置１００の電源がＯＦＦされない場合には、ステップＳ２２にてＮｏと判定され、処理はステップＳ２３に進む。

　ステップＳ２３にて、制御部２０は監視部１０から入力される監視結果を参照し、駆動部４０を駆動させるか否かを判定する。駆動部４０を駆動させない場合には、ステップＳ２３にてＮｏと判定され、ステップＳ２２の判定が再度行われる。一方で、駆動部４０を駆動させる場合には、ステップＳ２３にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２４に進む。

　ステップＳ２４にて、制御部２０は、第１スイッチ第１スイッチ９１と第２スイッチ第２スイッチ９２との双方をＯＮとすることにより、第１電池５０により供給される電力と第２電池６０に蓄電された電力とにより駆動部４０を駆動させる。

　ここで、ステップＳ２３及びステップＳ２４は、上述したように速やかに第１電池５０が交換されなかった場合を想定した処理である。具体的には、第２電圧閾値を、動作下降電圧よりも高く設定したり、第２差分閾値を、動作下降電圧が発生する場合の２つの電圧の値の差分よりも大きく設定したりすることにより、警報出力後も少なくとも一回は駆動部４０を駆動できるようにして、より安全性を確保するための処理である。従って、ステップＳ２３及びステップＳ２４を何度も繰り返すことはできないが、警報出力後も少なくとも一回はステップＳ２３及びステップＳ２４を行って駆動部４０を駆動することができる。

　以上本実施形態の動作について説明をした。
　以上説明した動作により、本実施形態では、液切れ時に輸液チューブ内に空気が入ることを防止できる。そのため、輸液再開時に手間や時間がかからず、感染のリスクを低くすることが可能となる。また、空気が患者側に移動しないので、患者に安心感を与えることが可能となる。

　また、以上説明した動作により、本実施形態では、電圧降下を抑制し、点滴監視装置１００の連続使用時間を長くすることが可能となる。これにより、第１電池５０の交換頻度を減らすことが可能となり、医療従事者の手間を削減することが可能となる。

　また、本実施形態は、第１電池５０や第２電池６０といった電池で駆動することができるので、商用電源に電源コードを接続する必要がなく、コードレスにすることができる。また、連続使用時間を長くすることが可能なので、単３電池等の小さな乾電池でも長時間（例えば点滴監視装置１００時間）動作することができる。つまり、単１電池等の大きな電池を使用する必要がないので、小型・軽量な構成とすることもできる。つまり、点滴監視装置１００を可搬性よく構成することができる。

　次に、図１０を参照して、第２電池６０充電時において、制御部２０が、第３スイッチ９３と第２スイッチ９２の何れをＯＮとするのかについて説明をする。
　制御部２０は、第１スイッチ９１及び第３スイッチ９３をＯＦＦとした状態で、第２スイッチ９２をＯＮとすれば第２昇圧回路８０により昇圧されている第１電池５０から供給される電力により第２電池６０を充電することができる。しかしながら、第２電池６０に蓄電がされていない状態で、第２スイッチ９２をＯＮとしてしまうと、多くの電流が第２電池６０に流れることになり、駆動部４０駆動時と同様に電圧降下が生じてしまう。ここで、第２電池６０への充電が必要な場合とは、第１電池５０の容量が低下してきている場合であるので、この電圧降下により第１電池５０の電圧が動作下限電圧を下回ってしまう可能性がある。

　そこで、本実施形態では、第３スイッチ９３により接続する経路に抵抗９４を配置する。そして、第２電池６０に蓄電がされていない状態で第２スイッチ９２をＯＮとするのではなく、まず第３スイッチ９３をＯＮとする。これにより、抵抗９４と第２電池６０が直列に接続されることになり、多くの電流が第２電池６０に流れ込むことを防止できる。従って、第２電池６０充電時に発生する電圧降下を抑制することができる。
　しかしながら、このように抵抗９４と第２電池６０を直列に接続したままの状態では、第２電池６０の電圧が、理想的な電圧である５［Ｖ］に到達しない。

　そこで、制御部２０は、上述したように、第２電池６０に蓄電がされていない状態で第２スイッチ９２をＯＮとするのではなく、まず第３スイッチ９３をＯＮとすることにより充電を開始する。すると図１０に示すように時間経過と共に第２電池６０の電圧が高くなっていく。制御部２０はこの電圧を測定する。そして、制御部２０は、電圧の上昇が停滞したことを検出すると第３スイッチ９３をＯＦＦとすると共に、第２スイッチ９２をＯＮとする。これにより、第２昇圧回路８０の供給する電力の電流は全て第２電池６０に流れることとなる。これにより、第２電池６０の電圧が、理想的な電圧である５［Ｖ］に到達する。

　充電を行えば、電圧の上昇停滞を防止することができると共に、第２電池６０を理想的な電圧とすることが可能となる。なお、抵抗９４は、本発明における抑制部に相当する。

　以上説明した点滴監視装置１００は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の点滴監視装置１００により行なわれる点滴監視方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

　プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

　また、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

　例えば、上記回路構成は、本実施形態を実現するための一例であり、回路構成を異なるものとしてよい。例えば、抵抗９４を利用するのではなく、定電流式で充電するための回路を設けることにより、第２電池６０に流れる電流を制限するようにしてもよい。

　また、他にも例えば、点滴監視装置１００は輸液容器から供給される輸液の液切れ時に、警報を出力して輸液チューブ２２０を閉状態としていたが、輸液速度が大きく変化した場合等にも、同様に警報を出力して輸液チューブ２２０を閉状態とするようにしてもよい。

　また、他にも例えば、上述の説明では、輸液チューブ２２０を閉状態とする場合の電圧降下を例にとって説明をしていたが、輸液チューブ２２０を開状態とする場合の電圧降下に対して上述した説明と同様の処理を行うようにしてもよい。

　また、他にも例えば、上述の説明では、自然落下式輸液セットの点滴を監視対象としていたが、輸液ポンプを用いる輸液セットの点滴を監視対象としてもよい。

　また、他にも例えば、上述の説明では、駆動部４０が駆動して電圧降下した際に第１電池５０の電圧値そのものに基づいて判定を行う第１の観点と、駆動部４０が停止して電圧降下してない時点での第１電池５０の電圧値と、駆動部４０が駆動して電圧降下した際に第１電池５０の電圧値との差分に基づいて判定を行う第２の観点の２つの観点による判定を行っていた。これを変形して、何れかの観点による判定のみを行うようにしてもよい。

　また、他にも例えば、第２の観点おける２つの電圧の差分として、電圧の値の差分のみならず、電圧降下している時間の長さの差分も考慮してもよい。例えば、長時間電圧降下している場合に、第１電池５０の容量が少なくなっているも判定するようにしてもよい。

　また、他にも例えば、上述の説明では、ステップＳ１２を行ってからステップＳ１３を行うように説明をしているが、順番を入れ替えてステップＳ１３を行ってからステップＳ１２を行うようにしてもよい。同様に、ステップＳ２０を行ってからステップＳ１９を行うようにしてもよい。

１０　監視部
２０　制御部
３０　押圧部
４０　駆動部
５０　第１電池
６０　第２電池
７０　第１昇圧回路
７１　コイル
７２　ダイオード
７３　トランジスタ
７４　コンデンサ
７５　発振回路
８０　第２昇圧回路
９１　第１スイッチ
９２　第２スイッチ
９３　第３スイッチ
９４　抵抗
１００　点滴監視装置
２１０　点滴筒
２２０　輸液チューブ

Claims (7)

1. 　点滴筒内での液滴の滴下を監視する監視部と、
   　前記点滴筒に接続された輸液チューブが押圧部に押圧されて輸液を送液できない状態である閉状態と、前記輸液チューブが前記押圧部に押圧されることなく前記輸液を送液できる状態である開状態と、の何れかの状態になるように前記押圧部を駆動する駆動部と、
   　前記駆動部に対して駆動用の電力を供給する第１電池及び第２電池と、
   　前記監視部の監視結果に基づいた前記駆動部の駆動の制御と、前記第１電池及び前記第２電池による電力供給の制御とをする制御部と、
   　を備え、
   　前記制御部は、前記第１電池の前記駆動部への電力供給時の電圧と、前記第１電池の前記駆動部への電力非供給時の電圧との差分が第１差分閾値を超えた場合、又は、前記第１電池の前記駆動部へ電力供給時の電圧が第１電圧閾値以下の場合に、前記第１電池から前記第２電池への電力供給による前記第２電池への充電を開始する点滴監視装置。
2. 　前記制御部は、前記第１電池の前記駆動部への電力供給時の電圧と、前記第１電池の前記駆動部への電力非供給時の電圧との差分が第２差分閾値を超えた場合、又は、前記第１電池の前記駆動部へ電力供給時の電圧が第２電圧閾値以下の場合に、警報を出力する請求項１に記載の点滴監視装置。
3. 　前記制御部は、前記第１電池から供給される電力によって動作し、
   　前記第２電圧閾値は、前記制御部が動作を継続するために必要な電圧よりも高い電圧の値である請求項２に記載の点滴監視装置。
4. 　前記制御部は、前記監視部の監視結果に基づいて前記駆動部の制御を行うにあたり、
   　前記第１電池から前記第２電池への電力供給による前記第２電池への充電を開始前は、前記第１電池から前記駆動部への電力供給により前記駆動部に駆動を行わせ、
   　前記第１電池から前記第２電池への電力供給による前記第２電池への充電を開始後は、前記第１電池及び前記第２電池の双方から前記駆動部への電力供給により前記駆動部の駆動を行わせる請求項１から請求項３の何れか１項に記載の点滴監視装置。
5. 　前記制御部は、当該点滴監視装置への電源投入時又は前記第１電池の交換時に、前記監視部の監視結果にかかわらず、前記駆動部を駆動させることにより前記第１電池の電圧と少なくとも何れかの前記閾値との比較を行う請求項１から請求項４の何れか１項に記載の点滴監視装置。
6. 　前記制御部は、前記監視部の監視において、前記点滴筒内での液滴の滴下が検出されなくなった場合に、前記駆動部を駆動させて前記閉状態とさせる請求項１から請求項５の何れか１項に記載の点滴監視装置。
7. 　前記第１電池から前記第２電池への電力供給における供給電力量を抑制する抑制部を備え、
   　前記制御部は、前記第１電池から前記第２電池への電力供給による前記第２電池への充電において、前記第２電池の電圧が所定の電圧以下である場合には前記抑制部を介して前記充電を行わせ、前記第２電池の電圧が前記所定の電圧を超えた場合には前記抑制部を介すことなく前記充電を行わせる請求項１から請求項６の何れか１項に記載の点滴監視装置。

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