JPH0336544B2

JPH0336544B2 -

Info

Publication number: JPH0336544B2
Application number: JP56148667A
Authority: JP
Inventors: Ui Pazemenasu Uitasu
Original assignee: Oximetrix Inc
Current assignee: Oximetrix Inc
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1981-09-19
Publication date: 1991-05-31
Also published as: JPS5781355A; US4444546A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、一般的には注入治療用ポンプ装置
に、より特定的には改良された閉そく検出装置及
び方法に係るものである。

静脈注入治療用ポンプ装置では、装置と患者と
を接続する流体送給系内の閉そくを検出し、この
流体送給系内の圧力が高まるのを防ぐことが望ま
しい。この目的のために各種のデバイスが用いら
れて来た。

例えば、流体送給系内に発生する圧力を制限す
るためのデバイスは、圧力の表示として可撓性の
チユーブの相対的な硬さを或る程度利用するデバ
イスを含んでいる。しかしながら、これらのシス
テムでは、流体の送給を減少させたり、或は停止
させる際の圧力を精密に制御することが困難であ
ることが多く、またこの圧力は例えば温度変化に
起因するチユーブの硬さの変化に従つて変化する
ようになる。またこれらのシステムは一般に比較
的複雑である。

更に、別のシステムは、電動機の回転を監視す
るコード輪、或は流体送給系内の圧力が保持限界
を超えるとたわむようになつているばね機構を含
んでいる。これらのシステムもまた一般に精緻で
高価であり、少なくともたわみばねを用いている
システムは種々の圧力を得るように調整すること
は容易ではない。

本発明による改良された閉そく検出装置及び方
法は、上述の制限及び欠陥を打破するものであ
る。本発明による１実施例では、ポンピング・サ
イクル（静脈内へ流体をポンピングする、すなわ
ちポンプで圧送注入する反復期間）の間電動機及
びこの電動機のシヤフトによつて作動させられる
ポンプ機構を作動させる電動機制御シーケンサを
含んでいる。電動機は適切な起動を確保するため
に初めに第１の、大きめのトルクで作動させら
れ、次で電動機トルクは残余のポンピング・サイ
クルの間低下させられる。もしポンプ機構に結合
されている流体送給系に閉そくを生じて送給系内
の圧力が電動機のトルク能力を超えると、電動機
は停止させられる。閉そく検出器はポンピング・
サイクルの時間を監視して、もし第１の所定時間
長を超過すると閉そく警報を発生する。更に、閉
そく検出器は、ステツピング電動機が発生するト
ルクを再び増加させて停止させられたポンピン
グ・サイクルを完了させるように電動機制御シー
ケンサを制御する。もしポンピング・サイクルが
第２の所定時間内に完了しなければ、閉そく検出
器は電動機制御シーケンサを制御して電動機を滅
勢させる。

本発明による方法例は、ポンピング・サイク
ル・コマンドに応答して第１のトルクで電動機を
作動させるように電動機を付勢し、所定の時間後
に第１のトルクよりも小さい第２のトルクで電動
機を作動させ、そして電動機シヤフトが所定の位
置に達する時点を決定してその表示を発生する諸
段階を含んでいる。本方法は更に、前記の表示に
応答して電動機を滅勢し、そしてポンピング・サ
イクル・コマンド後の時間が所定の限界を超えた
ことを検出しそれによつて流体送給手段内の閉そ
くを検出する段階をも含んでいる。

以上のように、本発明の装置及び方法は、望み
通りに、比較的簡単で且つ安価である。大きめの
電動機起動トルクによつて信頼できる電動機起動
を行ない、小さめの第２の運転トルクを起動トル
クよりも充分に小さくして流体送給系内の比較的
低い部分的な或は完全な閉そく圧力の検出を可能
ならしめている。更に、電動機の第２の小さい運
転トルクによつて、電動機が停止される時に流体
送給系内の圧力を正確に確立し、しかもこのトル
クは容易に且つ迅速に調整できることから電動機
が停止される時の圧力を容易に且つ迅速に変化さ
せることが可能である。

従つて、本発明の目的は、改良された閉そく検
出方法及び装置を提供することである。

本発明の別の目的は、起動時には第１のトルク
で、また閉そく検出には第２のトルクで作動する
電動機を用いた改良された閉そく検出装置及び方
法を提供することである。

本発明のこれらの、及び他の目的及び長所は、
以下の添附図面を参照しての説明から明白になる
であろう。

第１図を参照する。注入治療用ポンプ装置の電
動機駆動部１０は、静脈内へ流体を圧送注入する
反復期間、すなわち周期を決定するサイクル・タ
イマ１２を含んでいる。サイクル・タイマ１２は
所望の注入速度に従つて調整することが可能であ
る。ポンピング・サイクル制御回路１４は、サイ
クル・タイマ１２によつて付活されると電動機制
御シーケンサ１６にポンピング・サイクル・コマ
ンド信号を供給する。ポンピング・サイクル制御
回路１４によつて付活されると電動機制御シーケ
ンサ１６はステツピング電動機１８に複数のシー
ケンシング信号を供給する。また電動機制御シー
ケンサ１６は電動機トルク制御回路２０をも制御
し、トルク制御回路２０は通常のポンピング・サ
イクルの第１の所定部分の間ステツピング電動機
１８に供給する電圧を増加させるように電圧調整
器２２を制御する。ステツピング電動機１８のシ
ヤフト１９はポンプ機構２４を作動させ、適当な
流体送給系２８を介して流体貯槽２６から患者へ
液体を圧送させる。流体貯槽２６及び流体送給系
２８は注入治療用ポンプ装置の外部に配置するの
が普通である。第１図の実施例ではポンプ機構２
４は、各ポンピング・サイクル毎に流体送給系２
８を通して所定量の液体を供給するようになつて
いる。

ステツピング電動機１８のシヤフト１９はフラ
グ３０をも担持しており、フラグ３０は光インタ
ラプタ３２を通過することによつて、例えば１ポ
ンピング・サイクルが終る時のステツピング電動
機シヤフト１９の位置に対応するシヤフト１９の
所定位置を指示するようになつている。本実施例
ではフラグ３０はステツピング電動機シヤフト１
９の各回転毎に（即ち１ポンピング・サイクル毎
に）光インタラプタ３２の光路内を通過してステ
ツピング電動機１８がそのポンピング・サイクル
中に所定位置に達したことの指示を与えるように
なつている。

フラグ３０の存在に応答して光インタラプタ３
２はフラグ同期回路３４に出力を供給し、フラグ
同期回路３４は閉そく検出器３６及びポンピン
グ・サイクル制御回路１４に出力を供給する。ポ
ンピング・サイクル制御回路も閉そく検出器３６
に入力を与える。この結果閉そく検出器３６はポ
ンピング・サイクル制御回路１４と電動機制御シ
ーケンサ１６とに出力を供給し、また閉そく警報
を発生する。

第１図の電動機駆動部１０の動作は、サイク
ル・タイマ１２がポンピング・サイクル制御回路
１４をセツトすることから開始される。後述する
ようにポンピング・サイクル制御回路１４は電動
機制御シーケンサ１６を付活し、また閉そく検出
器３６の動作を開始させる。これによつて電動機
制御シーケンサ１６はステツピング電動機１８に
制御信号を供給し、またポンピング・サイクルの
初めの所定時間の間トルク制御回路２０及び電圧
調整器２２を通してステツピング電動機１８に供
給される電圧を増加させる。この増加させられた
電圧はステツピング電動機１８が発生するトルク
を増大させるのでステツピング電動機１８は確実
に起動するようになる。所定時間が終ると電動機
トルク制御回路２０及び電圧調整器２２はステツ
ピング電動機１８に供給する電圧を第２の所定運
転レベルまで低下させるので、ステツピング電動
機１８のシヤフト１９のトルクは第２の所定運転
レベルまで減少する。ステツピング電動機シヤフ
ト１９はフラグ３０を担持しており、またポンピ
ング・サイクルを通してポンプ機構２４を作動さ
せて流体送給系２８を通して所定量の液体を患者
に送り込む。

ステツピング電動機１８が発生する第２の運転
トルクが流体送給系２８内の圧力に打勝つのに充
分な大きさであれば、フラグ３０はその回転を完
了し光インタラプタ３２を通過することになる。
光インタラプタ３２からの出力はフラグ同期回路
３４を通つてポンピング・サイクル制御回路１４
及び閉そく検出器３６をリセツトさせる。ポンピ
ング・サイクル制御回路１４がリセツトされると
電動機制御シーケンサ１６が作動不能となるの
で、シヤフト１９フラグ３０の回転が終了し、ポ
ンプ機構２４の動作が停止する。これは１ポンピ
ング・サイクルの完了を表わしている。

ステツピング電動機１８が発生する第２の運転
トルクが、その後の各サイクルに流体送給系２８
内の圧力を打破するのに充分であり続ければ、電
動機駆動部１０はサイクル・タイマ１２から各ポ
ンピング・サイクル・コマンド信号が供給される
度に上述のように動作し続ける。

しかしながら、流体送給系２８が完全に、或は
部分的に閉そくして系２８内の圧力がステツピン
グ電動機１８が発生するトルクよりも大きいトル
クをポンプ機構２４に要求するようになると、ス
テツピング電動機１８は停止させられる。このよ
うになるとフラグ３０は前述のようにその回転を
完了しなくなる。ポンピング・サイクルの開始時
のポンピング・サイクル制御回路１４からの出力
に応答して、閉そく検出器３６は事実上のタイマ
として動作し始める。もしフラグ同期回路３４か
らの出力を第１の時間（第１図の実施例ではステ
ツピング電動機１８が正常の１ポンピング・サイ
クルを完了する、即ちステツピング電動機１８が
停止させられることなくポンピング・サイクルが
中断されない場合に要する時間の約３倍にしてあ
る）内に受けることがなければ、閉そく検出器３
６は閉そく警報出力を発生し、またステツピング
電動機１８が発生するトルクを充分に増大させる
べくステツピング電動機１８に印加する制御信号
を変化させるように電動機制御シーケンサ１６を
制御する。この増大したトルクによつてステツピ
ング電動機１８はポンピング・サイクルを完了で
きるようになつてフラグ３０、光インタラプタ３
２及びフラグ同期回路３４は前述のように動作す
るかも知れない。しかし、閉そく検出器３６は、
例えばポンプ装置の操作員によつて、閉そく検出
器３６がリセツトされるまで電動機制御シーケン
サ１６を作動不能ならしめている。

しかし、もし停止させられたステツピング電動
機１８のトルクを増大させてもまだステツピング
電動機１８がポンピング・サイクルを完了させる
ことができなければ、閉そく検出器３６はフラグ
同期回路３４から出力を受けることがなく、ポン
ピング・サイクル制御回路１４からの信号の後の
第２の所定の時間が経過すると閉そく検出器３６
はポンピング・サイクル制御回路１４をリセツト
して電動機制御シーケンサ１６を作動不能ならし
める。次で閉そく検出器３６は、検出器３６がリ
セツトされるまでポンピング・サイクル制御回路
１４がセツトされることによつてそれ以上ポンピ
ング・サイクル・コマンド信号が発生されないよ
うにし、それによつてポンプ機構２４がそれ以上
動作しないようにする。

以上の説明から、本発明の閉そく検出装置及び
方法を用いた電動機駆動部１０が、比較的大きい
ステツピング電動機起動トルク及びその後の小さ
いステツピング電動機運転トルクを供給するよう
になつていることが理解されよう。このようにし
て、本発明による電動機駆動部１０は信頼できる
電動機機動トルクを発生し、しかもステツピング
電動機を比較的小さい運転トルクで作動させて流
体送給系内の比較的低い閉そく圧を検出できるよ
うにしている。この第２の比較的小さい運転トル
クを、ステツピング電動機を起動させ同じトルク
で運転させなければならないトルクよりも充分に
小さくし、それによつて流体送給系内の相当に低
い圧力も検知できるようにすることが有利であ
る。

第２図を参照する。第２図では共通に接続され
ているラインには同一参照文字を附してある。サ
イクル・タイマ１２からのポンピング・サイク
ル・コマンド信号は否定ANDゲート４０の第１
の入力に供給され、ゲート４０の出力はＤ型フリ
ツプフロツプ４２のクロツク入力に印加されてい
る。フリツプフロツプ４２のＱ出力はシフトレジ
スタ４４のＤ入力と第２のシフトレジスタ４６の
Ｄ入力とに印加される。フリツプフロツプ４２の
Ｄ入力は高レベル信号に接続されている。シフト
レジスタ４４のQ0出力はNORゲート４８の両入
力、第２のNORゲート５０の一方の入力、及び
２つのMANDゲート５２及び５４のそれぞれの
一方の入力に供給される。シフトレジスタ４４の
Q2出力はNORゲート５０の第２の入力に印加さ
れる。シフトレジスタ４４のQ3出力は否定AND
ゲート５６の２つの入力に印加される。ゲート４
８の出力はゲート５６の残りの入力に印加され
る。ゲート５６の出力は抵抗５８を通してスイツ
チング・トランジスタ６０のベースに供給され
る。ゲート５０の出力は４つの否定ANDゲート
６２，６４，６６，６８のそれぞれの一方の入力
に印加され、またNANDゲート７１の一方の入
力にも供給される。

Ｄ型フリツプフロツプ７０のＱ出力はゲート５
４の第２の入力と、ゲート４０の残りの入力とに
印加され、一方出力はゲート５２の第２の入力
に印加される。216Hzのフロツク信号がゲート５
２の残りの入力に印加され、またインバータ７２
を介して反転されてシフトレジスタ４４のクロツ
ク入力に供給される。108Hzのクロツク信号がＤ
型フリツプフロツプ７４のクロツク入力に印加さ
れている。このフリツプフロツプ７４は108Hzの
クロツクを２で割つて54Hzのクロツク信号を発生
し、それをゲート５４の残りの入力に供給するよ
うに接続されている。

ゲート５２及び５４からの出力は、否定ORゲ
ート７６を介してＤ型フリツプフロツプ７８及び
８０のクロツク入力にゲートされる。フリツプフ
ロツプ７８及び８０は、フエイジング・カウンタ
７７として作用するように適切に相互接続されて
おり、ライン８２，８４，８６及び８８を介して
４つの出力をそれぞれゲート６２，６４，６６及
び６８の残りの入力に印加する。これらのゲート
の出力は75491タイプのようなエミツタ・ホロア
増巾器の組合せ９０及びCA3724タイプのような
トランジスタ増巾器の組合せ９２を通してステツ
ピング電動機１８に供給される。ステツピング電
動機１８のシヤフト１９はフラグ３０を作動さ
せ、フラグ３０は前述のように光インタラプタ３
２のビーム内を通過する。シヤフト１９はポンピ
ング機構（図示せず）をも作動させる。

光インタラプタ３２の出力はフラグ同期回路３
４を通してNORゲート９４の１つの入力と
NANDゲート９６の一方の入力とに供給される。
フラグ同期回路３４は光インタラプタ３２からの
出力を862Hzのクロツクとを同期させる。この862
Hzのクロツクからは残余のクロツクを誘導するこ
とができるので、第２図に示すデイジタル・ロジ
ツクの同期を維持することが可能である。

さてシフトレジスタ４６のQ1出力はフリツプ
フロツプ７０のＤ及びＳ入力に供給される。また
レジスタ４６のQ3出力はNORゲート９８の一方
の入力と、ゲート９４の１つの入力とに印加され
る。ゲート９８の他方の入力は1.7Hzクロツクに
応答し、その出力はレジスタ４６のクロツク入力
に接続されている。

フリツプフロツプ７０の出力ゲート９６の第
２の入力に接続されている。ゲート９６及び７１
の出力は否定ORゲート１００に印加され、ゲー
ト１００の出力はシフトレジスタ４６のリセツト
入力に印加される。ゲート７１の出力はインバー
タ１０２を介してフリツプフロツプ７０のリセツ
ト入力にも印加される。

マルフアンクシヨン・ラツチ１０６の第１の
NORゲート１０４はクロツク・モニタ、1.7Hzク
ロツク、ランナウエイ検出器警報、及び第２の
NORゲート１０８の出力からの入力を受けてい
る。ゲート１０８もゲート１０４の出力からの入
力を受けている。電源投入時クリヤ発生器１１０
は注入治療装置に電力が供給された時にゲート１
０８の残りの入力にパルスを供給する。電源投入
時クリヤ発生器１１０は、シフトレジスタ４４の
リセツト入力及びフリツプフロツプ７４，７８及
び８０のリセツトＲ入力にもクリヤ・パルスを供
給する。ゲート１０４の出力は、インバータ１１
２を通つてマルフアンクシヨン出力となり、また
否定ORゲート１１４の一方の入力に印加されて
いる。ゲート１０８の出力はフリツプフロツプ７
８及び８０のセツトＳ入力にも印加される。

ゲート９４の出力はゲート１１４の第２の入力
に印加され、ゲート１１４の出力はフリツプフロ
ツプ４２のリセツトＲ入力に印加される。

リセツト・スイツチ１１６は、注入ポンプ装置
の操作員によつて付活されると、ゲート７１の第
２の入力にリセツト・パルスを供給する。

電圧調整器２２は集積回路レギユレータ１１８
を含み、ありふれた態様で外付トランジスタ１２
を駆動する。抵抗１２２を通して動作するトラン
ジスタ６０は、レギユレータ１１８への電圧フイ
ードバツクを形成している抵抗フイードバツク回
路網１２４をシヤントする。トランジスタ１２０
への電力はライン１２４を通して供給され、レギ
ユレータ１１８への電力はライン１２６を通して
供給される。レギユレータ１１８の出力はステツ
ピング電動機１８に印加される。

動作を説明する。電源投入時クリヤ発生器１１
０は、注入ポンプ装置に電力が供給されると出力
パルスを発生する。このパルスはゲート９４及び
１１４を通してフリツプフロツプ４２をリセツト
し、またシフトレジスタ４４及びフリツプフロツ
プ７４，７８及び８０をもリセツトする。更に電
源投入時クリヤ発生器１１０からの出力はマルフ
アンクシヨン・ラツチ１０６に印加されてこのラ
ツチをクリヤするので、ゲート１０８を介してフ
リツプフロツプ７８及び８０へのセツト入力が除
かれる。ゲート１０４の高レベル出力はインバー
タ１１２によつて否定（反転）され、マルフアン
クシヨン出力信号が消滅する。装置のこれ以上の
イニシヤライゼイシヨンはリセツト・スイツチ１
１６を作動させてゲート７１及び１００を通して
シフトレジスタ４６をリセツトし、ゲート７１及
びインバータ１０２を通してフリツプフロツプ７
０をリセツトすることによつて行なう。

ポンピング・サイクルを開始させるために、サ
イクル・タイマ１２はポンピング・サイクル・コ
マンド・パルスをゲート４０に供給する。フリツ
プフロツプ７０がリセツトされているので、サイ
クル・タイマ１２からのパルスはゲート４０から
フリツプフロツプ４２のクロツク入力に印加され
てこのフリツプフロツプ４２をセツトし、そのＱ
出力を高レベルならしめる。ゲート４０及びフリ
ツプフロツプ４２が、第１図のポンピング・サイ
クル制御回路１４をなしているものと考えてよ
い。

フリツプフロツプ４２の出力がシフトレジスタ
４４に印加されると、シフトレジスタ４４はイン
バータ７２から印加される216Hzのクロツクを伝
播させることができるようになる。このクロツ
ク・パルスの第１のクロツク・パルスによるシフ
トレジスタ４４のQ0出力がゲート４８からゲー
ト５６に供給される。ゲート４８はインバータと
して働らくので、ゲート４８からの低レベル出力
及びシフトレジスタ４４のQ3出力からの低レベ
ル出力によつてゲート５６の出力に高レベル信号
が発生する。この信号は抵抗５８を通してトラン
ジスタ６０に供給されてトランジスタ６０を導通
状態にスイツチさせるから、レギユレータ１１８
へのフイードバツクを形成している抵抗回路網１
２４をシヤントするようになる。従つてレギユレ
ータ１１８の出力が増加し、ステツピング電動機
１８に印加される電圧が増加する。

シフトレジスタ４４のQ0出力はゲート５０に
も印加され、ゲート５０の出力は低レベル信号と
なつてゲート６２，６４，６６及び６８を付活さ
せる。ゲート５０の出力はゲート７１にも印加さ
れ、シフトレジスタ４６及びフリツプフロツプ７
０にゲート７１を通してリセツト信号が印加され
ないようにする。

シフトレジスタ４４からのQ0出力はゲート５
２及び５４にも印加される。フリツプフロツプ７
０がリセツトされているので、フリツプフロツプ
７０の出力がゲート５２を付活しているから
216Hzクロツク・パルスがゲート７６を通してフ
エージング・カウンタ７７に加わるようになる。
フリツプフロツプ７０のＱ出力の低レベル出力
が、ゲート５４を通して54Hzのクロツク・パルス
が印加されないようにしていることに注意された
い。ゲート７６からの216Hzに応答してフエイジ
ング・カウンタ７７はライン８２，８４，８６，
８８上に適当な順序信号を発生し、これらの信号
はそれぞれゲート６２，６４，６６，６８、エミ
ツタ・ホロア増巾器組合せ９０、及びトランジス
タ増巾器組合せ９２を通して供給されるので、ス
テツピング電動機１８に電流を流すことが可能と
なる。このため電動機１８のシヤフト１９は初め
比較的大きい第１のトルクで回転し、第１図に示
すようにポンプ機構２４を作動させる。フラグ３
０もシヤフト１９と共に回転することに注意され
たい。

反転された216Hzクロツク・パルスがシツトレ
ジスタ４４に印加されると、レジスタ４４は高レ
ベル入力を残りの出力Q1〜Q3に順次に伝播させ
て行く。この伝播が進行すると、高レベルQ2出
力がゲート５０から続きの低レベル出力を発生さ
せる。

しかしQ3出力が高レベルになると、ゲート５
６が低レベル出力を発生してトランジスタ６０を
非導通状態にスイツチさせる。この瞬間にレギユ
レータ２２はステツピング電動機１８に低電圧の
調整された出力を供給するので、ステツピング電
動機１８のトルクは第２の所定レベルまで低下す
る。抵抗回路網１２４の一部であるポテンシヨメ
ータを調整することによつて、ステツピング電動
機１８が発生する第２の小さいトルクを容易に且
つ正確に調整することが可能であり、それによつ
てステツピング電動機１８を停止させる流体送給
系２８内の圧力を調整することができる。以上の
ように、シフトレジスタ４４、ゲート４８及び５
６、並びにトランジスタ６０は、反転された216
Hzクロツクの約３サイクルの間大きい初期起動ト
ルクを発生するようにステツピング電動機１８に
供給する電圧を調整し、次で残余の正常ポンピン
グ・サイクル中電動機１８が小さい第２の運転ト
ルクを発生するようにステツピング電動機動作電
圧を調整する。好ましい実施例では、216Hzクロ
ツクの約48サイクルがフエイジング・カウンタ７
７から出力を発生させるようにしてあり、これら
の出力によつてステツピング電動機１８のシヤフ
ト１９が１回転する、即ち１ポンピング・サイク
ルが完了するようになつている。従つて、反転さ
れた216Hzクロツクの約３サイクルは、１ポンピ
ング・サイクルの比較的短かい部分を占めるに過
ぎない。

概して言えば、シフトレジスタ４６及びフリツ
プフロツプ７０は、第１図の閉そく検出器３６が
遂行する閉そく検出機能を遂行する。前述のよう
に、フリツプフロツプ４２からの出力はシフトレ
ジスタ４６のＤ入力に印加されている。従つてこ
の入力は、ゲート９８を介して印加される1.7Hz
クロツクによつてシフトレジスタ４６内を伝播す
ることができる。Q1出力が状態を変える（Q0出
力は図示してない）までに少なくとも２つのクロ
ツク・パルスがシフトレジスタ４６に供給されな
ければならない。前述のように、ステツピング電
動機１８を１ポンピング・サイクルに亘つて動作
させるには216Hzクロツクの約48サイクルを必要
とするが、これは約0.2秒である。シフトレジス
タ４６のQ1出力を高レベルにするには少なくと
も２つの1.7Hzクロツク・パルスを必要とするか
ら、閉そく検出シフトレジスタ４６が第１の高レ
ベル出力を発生する前に約0.6秒を必要とするこ
とが理解されよう。従つてもし流体送給系２８内
の圧力が、ポンピング・サイクル中にステツピン
グ電動機１８を停止させないレベルであると、ス
テツピング電動機１８のシヤフト１９は１回転
し、フラグ３０は光インタラプタ３２によつて検
出される。前述のように、本実施例ではこの１サ
イクルには約0.2秒を必要とする。光インタラプ
タ３２からの出力はフラグ同期回路３４及びゲー
ト９４，１１４を通してフリツプフロツプ４２を
リセツトする。フラグ同期回路３４はゲート９６
及び１００を通して信号を供給し、シフトレジス
タ４６もリセツトする。この瞬間に、シフトレジ
スタ４６によつて測定される第１の所定時間より
も短かい時間で、成功裏にポンピング・サイクル
を完了したことになり、レジスタ４６が流体送給
系２８内の閉そくを表わす出力を発生することは
ない。

引続き第２図、特にフリツプフロツプ４２及び
シフトレジスタ４４を参照する。一旦フリツプフ
ロツプ４２がリセツトされると、その低レベルＱ
出力は反転された216Hzクロツクに従つてシフト
レジスタ４４の出力Q0〜Q3を伝播して行く。初
めに、Q0出力が低レベルになるとゲート４８及
び５６が低レベル信号をトランジスタ６０に供給
してこれを非導通状態にする。またシフトレジス
タ４４のQ2出力が高レベルを保つているのでQ0
出力はゲート５０の出力を変えることはない。し
かし、Q0低レベル出力はクロツク・パルスがそ
れ以上ゲート５２及び５４を通してフエージン
グ・カウンタ７７に印加されるのを防ぐので、ス
テツピング電動機１８はシヤフト１９を回転させ
る順次信号を受けなくなる。

シフトレジスタ４４への低レベル入力がその中
を伝播して行くとQ2出力が低レベルとなり、ゲ
ート５０の出力が高レベルとなつてゲート６２，
６４，６６，６８を動作不能ならしめる。クロツ
ク・パルスがフエージング・カウンタ７７から除
かれる時点からゲート６２〜６８が活動不能にな
るまでに若干の遅れが存在していることに注意さ
れたい。有利なことには、これによつてステツピ
ング電動機１８に短時間の間電流が流れ続け、シ
ヤフト１９をそれ以上回転させないように効果的
に制動する。

シフトレジスタ４４への低レベル入力が伝播し
続けると、Q3出力がゲート５６に低レベル出力
を供給するようになる。しかしゲート４８からの
出力がゲート５６の出力を低レベルに維持させ
る。

流体送給系２８内の圧力がステツピング電動機
１８を停止させることがなければ、各ポンピン
グ・サイクル毎に上述の動作が反覆される。この
ようにして各ポンピング・サイクル中に、ポンプ
機構２４（第１図）は流体送給系２８を通して流
体貯槽２６から患者へ所定量の液体を送給する。

しかしながら、上述のようにして開始されたポ
ンピング・サイクル中に流体送給系２８内の圧力
がステツピング電動機１８を停止させるようにな
ると、次のようなシーケンスが発生する。ステツ
ピング電動機１８が停止させられると、フラグ３
０は光インタラプタ３２によつて検出されなくな
り、従つてフラグ同期回路３４からゲート９４及
び９６に信号が供給されなくなる。この場合閉そ
く検出シフトレジスタ４６に第２のクロツク・パ
ルスが印加されるとそのQ1出力が、閉そく検出
ラツチとして機能するフリツプフロツプ７０にセ
ツト信号を供給する。このセツト信号はフリツプ
フロツプ７０の出力状態を変化させるので、54Hz
のクロツクがゲート５４によつて選択されゲート
７６を通してフエージング・カウンタ７７に印加
されるようになる。そこでフエージング・カウン
タ７７はライン８２〜８８上に低い周波数の順次
信号を発生する。ステツピング電動機１８の巻線
は主として誘導性であるので、周波数を低下させ
るとこれらの巻線を流れる電流を増加させること
ができ、従つて電動機１８が発生するトルクが増
大してシヤフト１９からポンプ機構２４に伝わる
ようになる。この増大したトルクが流体送給系２
８内の圧力に打勝つて、上述のようにポンピン
グ・サイクルを完了させるかも知れない。しか
し、フリツプフロツプ７０の出力がゲート９６
を禁止しているので閉そく検出シフトレジスタ４
６がフラグ同期回路３４の出力でリセツトされる
ことはない。またゲート４０に印加されているフ
リツプフロツプ７０のＱ出力は、その後のサイク
ル・タイマ１２からのポンピング・サイクル・コ
マンド・パルスがフリツプフロツプ４２をクロツ
クするのを禁止するので、その後のポンピング・
サイクルは禁止される。シフトレジスタ４６の高
レベル信号が1.7Hzクロツクに応答してQ1からQ3
に達すると、その後のゲート９８によるシフトレ
ジスタ４６のクロツクが禁止される。

電動機駆動部１０をリセツトするためには、リ
セツト・スイツチ１１６を作動させてシフトレジ
スタ４６及び閉そく検出ラツチ・フリツプフロツ
プ７０をリセツトしなければならない。ゲート５
０の出力が高レベル信号であつてポンピング・サ
イクルが前述のように完了したことを指示してい
る場合には、このリセツト信号がゲート７１を通
してシフトレジスタ４６及びフリツプフロツプ７
０にのみ印加され得るものであることに注目され
たい。

上述のように、シフトレジスタ４６及びフリツ
プフロツプ７０はゲート５２及び５４を制御し、
それによつてフエイジング・カウンタ７７を制御
して一旦閉そくが検出されるとステツピング電動
機１８が発生するトルクを増加させる。しかし、
もしこの増加させたトルクでもポンピング・サイ
クルを完了させるのに不充分であれば、シフトレ
ジスタ４６を伝播する高レベル信号がQ3出力に
現われてゲート９４及び１１４を通してフリツプ
フロツプ４２をリセツトさせる。シフトレジスタ
４４及びその附属回路は、前述のようにステツピ
ング電動機１８を滅勢するように作動する。

マルフアンクシヨン・ラツチ１０６は前述のよ
うな各種のマルフアンクシヨン検出信号に応答
し、もしマルフアンクシヨンが検出されれば、ゲ
ート１０４の出力がゲート１１４を通してフリツ
プフロツプ４２をリセツトし、ポンピング・サイ
クルを終了させる。ゲート１０４とインバータ１
１２とは共働してマルフアンクシヨン状態を表わ
すマルフアンクシヨン出力を発生する。またゲー
ト１０８はフエージング・カウンタ７７のフリツ
プフロツプ７８及び８０へのセツトＳ入力を供給
してステツピング電動機１８にそれ以上順次信号
が印加されるのを禁止する。

本実施例で用いているＤ型フリツプフロツプは
4013タイプでよく、またシフトレジスタ４４及び
４６は4015タイプでよい。

本発明の改良された閉そく検出方法及び装置
は、例えば、マイクロプロセツサ或はマイクロコ
ンピユータのような他の適当な手段を用いて実現
できることは、当業者には明白であろう。更に実
施例に示した以外の論理回路を適当に使用するこ
とも可能である。

以上のように、本発明の閉そく検出方法及び装
置は、信頼できる起動を行なわせるためにステツ
ピング電動機１８に第１の起動トルクを発生さ
せ、しかもステツピング電動機１８は正常ポンピ
ング・サイクルの残余部分では充分に低いトルク
で作動するようになつているので、流体送給系内
の圧力増加、即ち閉そくを正確に検出する。更
に、本発明による装置及び方法は比較的簡易であ
り、容易に実現でき、そして信頼できるものであ
りながら、ステツピング電動機の停止トルクを、
従つて流体送給系内に生ずる圧力を容易に朝整す
ることが可能であり、比較的低いレベルに設定す
ることができる。

以上に本発明の１実施例を詳述したが、本発明
の範囲から逸脱することなく多くの同等品及び変
更を考案できることを理解されたい。従つて本発
明は上記の説明に限定されるものではなく、特許
請求の範囲によつて限定されるものであることも
理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による改良された閉そく検出装
置のブロツクダイアグラムであり、そして第２図
は第２Ａ図乃至第２Ｃ図からなつていて第１図の
ブロツクダイアグラムの若干の部分の回路図であ
る。１０……電動機駆動部、１２……サイクル・タ
イマ、１４……ポンピング・サイクル制御回路、
１６……電動機制御シーケンサ、１８……ステツ
ピング電動機、１９……シヤフト、２０……電動
機トルク制御回路、２２……電圧調整器、２４…
…ポンプ機構、２６……流体貯槽、２８……流体
送給系、３０……フラグ、３２……光インタラプ
タ、３４……フラグ同期回路、３６……閉そく検
出器、４０，４８，５０，５２，５４，５６，６
２，６４，６６，６８，７１，７６，９４，９
６，９８，１００，１０４，１０８，１１４……
ゲート、４２，７０，７４，７８，８０……フリ
ツプフロツプ、４４，４６……シフトレジスタ、
５８，１２２，１２４……抵抗、６０，１２０…
…トランジスタ、７２，１０２，１１２……イン
バータ、７７……フエイジング・カウンタ、９０
……エミツタ−ホロア増巾器、９２……トランジ
スタ増巾器、１０６……マルフアンクシヨン・ラ
ツチ、１１０……電源投入時クリヤ発生器、１１
６……リセツト・スイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】１所望の注入速度に従つてポンピングサイクル
を決めるサイクル・タイマ、このサイクル・タイマに接続され、サイクル・
タイマによつて付活されるとポンピング・サイク
ル・コマンド信号を生じるポンピング・サイク
ル・制御回路、このポンピング・サイクル制御回路へ接続さ
れ、各ポンピング・サイクル・コマンド信号に応
答してシーケンシング信号を発生する電動機制御
シーケンサ、この電動機制御シーケンサに接続されており、
速度はシーケンシング信号の周波数につれて変化
し、トルクは印加電圧によつて変化するステツピ
ング電動機、このステツピング電動機のシヤフトに固定した
フラグと協働して１ポンピングサイクルを構成す
るシヤフトの回転毎に信号を発生する光インタラ
プタ、前記のステツピング電動機に接続されたポンプ
機構、前記の光インタラプタからの信号に応答してリ
セツト信号を発生するフラグ同期回路、このフラグ同期回路に接続され、前記のポンピ
ングサイクルに比して長い時間の経過後前記のリ
セツト信号を受けないと制御信号を発生する閉そ
く検出器を備え、前記の電動機制御シーケンサは、各ポン
ピング・サイクル・コマンド信号に応答して可能
化されて前記のポンピングサイクルの初めの所定
時間前記のステツピング電動機への印加電圧を増
大させ、ポンピングサイクルの残りの時間印加電
圧を減少させる手段と、前記の制御信号に応答し
て前記のステツピング電動機への印加電圧を増大
させる手段とを含むことを特徴とする注入治療用
ポンプ装置。