JPH0367212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般に流体圧力を監視するシステムに
係り、特に、投与されている流体の圧力を監視し
て、規定のスレツシユホールドを越えた場合に警
報器を作動させるような非経口投与システムに係
る。

最近では、正圧力静脈（1V）注入ポンプを有
する非経口投与システムが次第に利用されてきて
いるが、これは、主として、これらシステムによ
つて投与される流体の流量を相当に高い精度で制
御できるからである。注ポンプは典型的に蠕動型
のものであり、これは複数個のカムホロワフイン
ガを有していて、これらのフインガが1V管をそ
の軸に沿つて徐々に締めつけ、正圧力の下で管を
経て流体を進させる。蠕動ポンプの例が、Heinz
W.Georgi氏の“非経口投与流体流量制御システ
ム（Parenteral Administration Fluid Flow
Control System）”と題する米国特許第3736930
号、及び1981年、７月９日に出願されたStephen
H.O′Leary氏等の“流体流量制御方法及び装置
（Method and Apparatus for Fluid Flow
Control）”と題する共譲渡の米国特許出願第06／
281848号に開示されている。

上記の非経口投与システムは、しばしば、高い
流体圧力を検出するのに使用される圧力監視装置
を備えており、上記の高い流体圧力は普通はシス
テムのどこかで閉塞が生じたことを示すものであ
る。典型的に、圧力トランスジユーサは、投与さ
れている流体の圧力を監視し、それに対応する圧
力信号を発生し、そして比較器は、この圧力信号
を規定のスレツシユホールドと比較し、このスレ
ツシユホールドを越える場合に可聴及び可視警報
器を作動させる。

このような圧力監視装置は、蠕動型注入ポンプ
を有する型式の非経口投与システムにおいて完全
に効果的であることが立証されていない。という
のは、主として、ポンプ圧送作用の繰り返しによ
つて圧力スパイクが生じ、これが時々誤つて閉塞
として検出されることがあるからである。それ
故、流体を繰り返しポンプ圧送する型式の非経口
投与システムにおいて閉塞を出できる効果的な圧
力監視システムが要望されることが明らかであろ
う。本発明はこの要望を満たすものである。

発明の概要 本発明は、供給管を経て患者へ流体を繰り返し
ポンプ圧送し、各ポンプ圧送サイクルが流体流量
の少ない時間を有するような形式の非経口投与シ
ステムに使用される圧力検出装置において実施さ
れる。この装置は、供給管を経てポンプ圧送され
る流体の圧力を測定してこれに対応する圧力信号
を発生する圧力トランスジユーサ手段を備えてい
る。本発明によれば、上記装置は、更に、次々の
ポンプ圧送サイクル中の流体流量の少ない時間中
にのみ圧力信号を規定のスレツシユホールドと比
較する比較手段と、圧力信号がスレツシユホール
ドを越えたことを比較手段が決定した時に警報を
発する警報手段とを備えている。このようにし
て、繰り返しのポンプ圧送作用により生じる圧力
スパイクの不所望な作用が排除される。

特に、本発明の圧力検出装置は、各ポンプ圧送
サイクルの規定の時間中に流体流量が実質的にゼ
ロに減少されるような蠕動型ポンプの如き注入ポ
ンプを含むシステムに特に使用される。比較手段
は、繰り返しのポンプ圧送により生じた圧力過渡
状態の大きさが実質的に減少された後にのみ圧力
信号をスレツシユホールドと比較する。便利に
も、この比較は、流量の少ない各時間中の規定の
時期に行なうことができる。

圧力トランスジユーサ手段は、供給管を監視し
そして各々のポンプ圧送サイクル中に連続的に圧
力信号を発生するのが好ましい。流量の少ない各
時間の規定の時間以外の時間には、比較手段が、
上記第１のスレツシユホールドより大きい第２の
規定のスレツシユホールドに対して圧力信号を比
較する。この第２のスレツシユホールドは、圧力
スパイクが閉塞として検出されない程充分に大き
く選択される。第１のスレツシユホールドは選択
に可変であるのが好ましく、そして第２のスレツ
シユホールドは第１のスレツシユホールドの倍数
であるのが好ましい。

本発明の他の特徴及び効果は、本発明の原理を
一例として示した添付図面を参照とした好ましい
実施例の以下の説明より明らかとなろう。

好ましい実施例の発明 さて、添付図面の特に第１図を説明すれば、非
経口投与システムは蠕動ポンプ１１を有し、この
ポンプは流体供給源１３から供給管１７及び針１
９を経て患者１５へ流体をポンプ圧送する。圧力
トランスジユーサ２１は供給管内の流体の圧力を
監視し、これに対応する圧力信号を発生する。マ
イクロプロセツサ２３はこの圧力信号を多数のス
レツシユホールドの１つと規定のやり方で比較
し、システムの閉塞を検出し、選択されたスレツ
シユホールドを越えた時に閉塞警報器２５を作動
させる。

蠕動ポンプ１１のポンプ圧送作用の繰り返し性
により、流量及び流体圧力もこれに対応した繰り
返し性をもつ。又、各々のポンプ圧送サイクル中
には、ポンプを通る流体の流量が実質的にゼロに
減少されるような比較的短い規定の時間がある。

本発明によれば、マイクロプロセツサ２３は、
蠕動ポンプ１１の各ポンプ圧送サイクル中の規定
の時期にのみ圧力信号を第１の規定の圧力スレツ
シユホールドと比較する。特に、この比較は、圧
力スパイクの不所望な作用を実質的になくすよう
に、各ポンプ圧送サイクル内の実質的に流量の低
い時間中にのみ行なわれる。

特に、蠕動ポンプ１１は、複数個のカムホロワ
フインガを含む型式のものであるのが好ましく、
これらのフインガは供給管１７をその軸に沿つて
徐々に締めつけて、正圧力の下で管を経て流体を
進ませる。流量制御器２７はライン２９を経てポ
ンプに駆動信号を送り、規定の選択可能な速度で
フインガを駆動させる。この制御器は、便利に
も、1981年、７月９日付のStephen H.O′Leary
氏等の“流体流量制御方法及び装置（Method
and Apparatus for Fluid Flow Control）”と
題する共通譲渡の米国特許出願第06／281848号に
開示されたものに対応する。この特許出願は参考
としてここに取り上げるものである。

流量制御器２７は、次々のポンプ圧送サイクル
を通して蠕動ポンプ１１を駆動するステツプモー
タを備えているのが好ましい。各サイクルは規定
数のステツプに対応し、制御器に含まれたカウン
タはポンプ圧送サイクルの現在の段階を指示す
る。各々のポンプ圧送サイクルにおいて、最後の
カムホロワフインガが供給管１７を締めつけた時
に流体流量の少ない時間が生じる。制御器のカウ
ンタのカウントが、この低流量時間の約60％が経
過したことを指示する点に達した時には、供給管
の圧力が、繰り返しのポンプ圧送作用の圧力過渡
状態によつて影響されない安定レベルに達したと
判断される。次いで、制御器は、この時に圧力信
号を第１の規定の圧力スレツシユホールドと比較
すべきであることを指示する信号を、ライン３１
を経て、マイクロプロセツサ２３へ出力する。

トランスジユーサ２１は、供給管１７の圧力を
連続的に監視し、従つてこれにより生じる圧力信
号は繰り返しのポンプ圧送作用と共に繰り返し変
化する。圧力信号は、トランスジユーサからライ
ン３３を経て増巾器３５へ送られ、次いでライン
３７を経てアナログ−デジタルコンバータ３９へ
送られてデイジタルフオーマツトに変換される。
デジタル化された圧力信号はライン４１を経てマ
イクロプロセツサ２３に送られる。マイクロプロ
セツサにおいてこのデジタル化された圧力信号と
比較される圧力スレツシユホールドを表わす信号
は、１組の最大圧力選択スイツチ４５からライン
４３を経てマイクロプロセツサに供給される。こ
れらのスイツチは、閉塞警報器２５を作動させる
特定の圧力スレツシユホールドをオペレータが選
択できるようにする。

各ポンプ圧送サイクルの低流量時間中の規定の
時期に、マイクロプロセツサ２３は、ライン４１
を経てこのマイクロプロセツサに入力されたデイ
ジタルの圧力信号を、最大圧力選択スイツチ４５
によつて指示されたスレツシユホールドと比較す
る。スレツシユホールドを越える場合には、マイ
クロプロセツサがライン４７に警報信号を出力
し、この信号は閉塞警報器２５に送られて、可聴
及び可視警報が発せられる。前記したように、こ
の比較を行なう各ポンプ圧送サイクル中の特定の
時期は、低流量時間の約60％が経過した時である
ので好ましい。この時には、供給管内の流体圧力
が安定レベルに達しているはずである。

ポンプ圧送サイクル中のその他の全時間中に
は、マイクロプロセツサ２３は、上記のデジタル
化された圧力信号を、約740及び100cmの水の圧力
に対応する規定の上限及び下限圧力スレツシユホ
ールドと各々比較する。上限スレツシユホールド
は、これ以上になると圧力トランスジユーサを損
傷するような圧力レベルを表わし、もしこれを越
えると、マイクロプロセツサは閉塞警報器２５に
警報信号をただちに出力する。

上記のデジタル化された圧力信号が規定の上限
圧力スレツシユホールドと下限圧力スレツシユホ
ールドとの間にあるとマイクロプロセツサ２３が
判断した場合には、最大圧力選択スイツチ４５に
よつて指示されたスレツシユホールドの３倍に相
当するスレツシユホールドに対し圧力信号が更に
比較される。この場合も、もしこのスレツシユホ
ールドを越えると、マイクロプロセツサはライン
４７を経て閉塞警報器２５に警報信号を送る。

デジタル化された圧力信号を種々のスレツシユ
ホールドと比較する前に、マイクロプロセツサ２
３は、供給管１７の動きや蠕動ポンプ１１の作動
によつて生じる過渡的なスパイクの大きさを減少
するように信号を低減フイルタする。このフイル
タ作動は現在の圧力の読みと最後に計算された平
均値との平均をとることによつて便利に行なうこ
とができるが、上記の最後に計算された平均値は
現在の読みよりも約３倍の大きさに重み付けされ
るのが好ましい。これは、上記の最後に計算され
た平均値の３倍の値に現在の読みを加えそしてそ
の和を４で割つて新たな平均値を形成することに
よつて行なわれる。

さて、第２図には、圧力信号を読み取つてこれ
を種々の圧力スレツシユホールドと比較しそして
閉塞警報器２５を作動させる際にマイクロプロセ
ツサ２３によつて行なわれる圧力検出ルーチンの
簡単なフローチヤートが示されている。最初のス
テツプ４９においては、マイクロプロセツサは、
ライン４１を経て送られて来たデジタル化された
圧力信号を読み取り、そしてこの信号を低域フイ
ルタして、不所望の圧力スパイクを除去する。ス
テツプ５１においては、システムのポンプ圧送サ
イクルが、現在、低流量時間の約60％であるかど
うかが判断される。ポンプ圧送サイクルのこの点
に達した場合には、ステツプ５３において最大圧
力スイツチ４５が読み取られ、そしてステツプ５
５において圧力スレツシユホールドがスイツチに
より指示された圧力の１倍に等しくなるようセツ
トされる。

ステツプ５１において、ポンプ圧送サイクルが
低流量時間の60％以外の点にあり、即ち低流量時
間において早過ぎるか又は遅過ぎるか或いは低流
量時間内に全く入らないと判断された場合には、
ステツプ５７において、圧力信号が水100cmの圧
力より小さいかどうかが判断される。このスレツ
シユホールドより小さい場合には、マイクロプロ
セツサはこの圧力検出ルーチンからただちに退出
する。一方、圧力が水100cmの圧力より小さいと
判断されなかつた場合には、マイクロプロセツサ
は、ステツプ５９において、圧力が水740cmの圧
力より大きいかどうかを判断する。このスレツシ
ユホールドを越えた場合には、プログラムはただ
ちにステツプ６１へ進み、マイクロプロセツサは
ライン４７を経て閉塞警報器２５に警報信号を出
力する。一方、ステツプ５９において、圧力が水
７４０cmの圧力を越えないと判断された場合に
は、ステツプ６３において、最大圧力スイツチ４
５が読み取られ、そしてステツプ６５において、
圧力スレツシユホールドが、スイツチにより指示
された圧力の３倍に等しくなるようにセツトされ
る。

最後に、ステツプ６７において、フイルタされ
た現在の圧力信号が、ステツプ５５又は６５のい
ずれかで計算された圧力スレツシユホールドを越
えたかどうかが判断される。このスレツシユホー
ルドを越えた場合には、或る種の閉塞が存在する
と推定され、警報信号がライン４７に出力され
て、閉塞警報器２５へ送られる。一方、ステツプ
６７において、フイルタされた圧力信号が計算さ
れたスレツシユホールドを越えないと判断された
場合には、警報信号が発生されず、マイクロプロ
セツサ２３は圧力検出ルーチンから退出する。

以上の説明より明らかなように、本発明は、繰
り返し注入ポンプを含む型式の非経口投与システ
ムの閉塞状態を検出する改良された方法及び装置
を提供する。この装置は、システムのポンプ圧送
サイクルの特定段階に基いて、流体圧力を表わす
信号を多数の規定の圧力スレツシユホールドの１
つと連続的に比する。圧力信号が選択されたスレ
ツシユホールドを越える場合には、閉塞警報器が
作動される。

現在好ましいと考えられる実施例を参照して本
発明と詳細に説明したが、本発明から逸脱せずに
種々の変更がなされ得ることが当業者に理解され
よう。従つて、本発明は特許請求の範囲のみによ
つて限定されるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧力検出装置を有する非
経口投与システムの簡単なブロツク図、そして第
２図は本発明を実施する際に第１図のマイクロプ
ロセツサがたどる圧力検出ルーチンを簡単な形態
で示したフローチヤートである。 １１……蠕動ポンプ、１３……流体供給源、１
５……患者、１７……供給管、１９……針、２１
……圧力トランスジユーサ、２３……マイクロプ
ロセツサ、２５……閉塞警報器、２７……流量制
御器、３５……増巾器、３９……アナログ−デジ
タルコンバータ、４５……最大圧力選択スイツ
チ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給管を通して患者へ流体を繰り返しポンプ
   圧送し、各ポンプ圧送サイクルが流体流量の少な
   い時間を有しているような形式の非経口投与シス
   テムに用いる圧力検出装置において、 上記供給管を通してポンプ圧送されている流体
   の圧力を測定しそしてこれに対応する圧力信号を
   発生する圧力トランスジユーサ手段と、 次々のポンプ圧送サイクル中の流体流量の少な
   い時間中にのみ上記圧力信号を規定のスレツシユ
   ホールドと比較する比較手段と、 上記圧力信号が上記スレツシユホールドを越え
   たと上記比較手段が判断した時に警報を発する警
   報手段とを備えたことを特徴とする圧力検出装
   置。 ２ 上記比較手段は、ポンプ圧送の繰り返し性に
   よつて生じる圧力過渡現象の大きさが実質的に減
   少された後にのみ上記圧力信号を上記スレツユホ
   ールドと比較する特許請求の範囲第１項に記載の
   圧力検出装置。 ３ 上記比較手段は、次々の各ポンプ圧送サイク
   ルの流体流量の少ない時間中の規定の時期に上記
   圧力信号を上記スレツシユホールドと比較する特
   許請求の範囲第２項に記載の圧力検出装置。 ４ 上記圧力トランスジユーサ手段は、各ポンプ
   圧送サイクル中に連続的に圧力信号を発生する特
   許請求の範囲第１項に記載の圧力検出装置。 ５ 上記比較手段は、流体流量の少ない次々の時
   間以外の時間に上記圧力信号を第２の規定のスレ
   ツシユホールドと比較する特許請求の範囲第４項
   に記載の圧力検出装置。 ６ 上記第２のスレツシユホールドは上記第１の
   スレツシユホールドより大きく、その倍数である
   特許請求の範囲第５項に記載の圧力検出装置。 ７ 上記比較手段により使用される規定のスレツ
   シユホールドは選択的に変えられる特許請求の範
   囲第１項に記載の圧力検出装置。 ８ 供給管を経て患者へ流体を繰り返しポンプ圧
   送する蠕動ポンプ手段を備え、各ポンプ圧送サイ
   クルは流体の流量が実質的に減少されるような規
   定巾の時間を有し、 上記供給管を通してポンプ圧送されている流体
   の圧力を測定しそしてそれに対応する圧力信号を
   発生する圧力トランスジユーサ手段と、 次々のポンプ圧送サイクルの流体流量の少ない
   時間中にのみ上記圧力信号を規定のスレツシユホ
   ールドと比較する比較手段と、 上記圧力信号が上記スレツシユホールドを越え
   たと上記比較手段が判断した時に警報を発する警
   報手段とを更に備えたことを特徴とする非経口投
   与システム。 ９ 上記比較手段は、次々の各ポンプ圧送サイク
   ルの流体流量の少ない時間中の規定の時期にのみ
   上記圧力信号を上記スレツシユホールドと比較す
   る特許請求の範囲第８項に記載の非経口投与シス
   テム。 １０ 上記圧力トランスジユーサ手段は、各ポン
   プ圧送サイクル中に上記圧力信号を連続的に発生
   し、 上記比較手段は、流体流量が実質的に少なくさ
   れた次々の時間以外の時間に上記圧力信号を第２
   の規定のスレツシユホールドと比較する特許請求
   の範囲第８項に記載の非経口投与システム。 １１ 繰り返し変化する流量で供給管を通して患
   者へ流体をポンプ圧送する形式の非経口投与シス
   テムに用いる圧力検出装置において、 上記供給管を通してポンプ圧送されている流体
   の圧力を測定しそしてこれに対応する圧力信号を
   発生する圧力トランスジユーサ手段と、 ポンプ圧送サイクルに従つて変化する規定のス
   レツシユホールドと上記圧力信号とを比較する比
   較手段と、 上記圧力信号が上記スレツシユホールドを越え
   たと上記比較手段が判断した時に警報を発する警
   報手段とを備えたことを特徴とする圧力検出装
   置。 １２ 各々のポンプ圧送サイクルは流体流量が実
   質的に少なくされた時間を含み、 上記規定のスレツシユホールドは、流体流量の
   少ない各時間中の規定の時期には第１レベルであ
   り、そして他のすべての時間中には第２の更に高
   いレベルである特許請求の範囲第１１項に記載の
   圧力検出装置。 １３ 供給管を経て患者へ流体を繰り返しポンプ
   圧送する蠕動ポンプ手段を備え、各ポンプ圧送サ
   イクルは流体の流量が実質的に減少されるような
   規定巾の時間を有し、 更に、上記供給管を通してポンプ圧送されてい
   る流体の圧力を連続的に測定しそしてそれに対応
   する圧力信号を発生する圧力トランスジユーサ手
   段と、 流体流量の少ない各次々の時間中の規定の時期
   には上記圧力信号を第１の規定のスレツシユホー
   ルドと比較し、そしてその他の時間には上記第１
   のスレツシユホールドより大きい第２の規定のス
   レツシユホールドに対して上記圧力信号を比較す
   る比較手段と、 上記圧力信号が２つの上記スレツシユホールド
   のいずれかを越えたと上記比較手段が判断した時
   に警報を発する警報手段とを更に備えたことを特
   徴とする非経口投与システム。 １４ 供給管を通して患者へ流体を繰り返しポン
   プ圧送し、ポンプ圧送サイクルは流体流量の少な
   い時間を有し、 上記供給管を通してポンプ圧送されている流体
   の圧力を測定しそしてそれに対応する圧力信号を
   発生し、 次々のポンプ圧送サイクルの流体流量の少ない
   時間中にのみ上記圧力信号を規定のスレツシユホ
   ールドと比較し、そして この比較段階で、上記圧力信号がスレツシユホ
   ールドを越えると判断された時に、警報を発する
   ことを特徴とする非経口投与方法。 １５ 上記の比較段階は、ポンプ圧送の繰り返し
   性によつて生じる過渡現象の大きさが実質的に減
   少された後にのみ行なわれる特許請求の範囲第１
   ４項に記載の方法。 １６ 上記の比較段階は、次々の各ポンプ圧送サ
   イクルの流体流量の少ない時間中の規定の時期に
   行なわれる特許請求の範囲第１５項に記載の方
   法。 １７ 上記の測定段階は各ポンプ圧送サイクル中
   に連続的に行なわれる特許請求の範囲第１４項に
   記載の方法。 １８ 流体流量の少ない次々の時間以外の時間に
   上記圧力信号を第２の規定のスレツシユホールド
   と比較する段階を更に備えた特許請求の範囲第１
   ７項に記載の方法。 １９ 上記比較段階で用いるスレツシユホールド
   を選択する段階を更に備えた特許請求の範囲第１
   ４項に記載の方法。 ２０ 繰り返し変化する流量で供給管を経て患者
   へ流体をポンプ圧送する型式の非経口投与システ
   ムの閉塞状態を検出する方法において、 上記供給管を通してポンプ圧送される流体の圧
   力を測定しそしてそれに対応する圧力信号を発生
   し、 ポンプ圧送サイクルに従つて変化する規定のス
   レツシユホールドに対して上記圧力信号を比較
   し、そして この比較段階で、上記圧力信号が上記スレツシ
   ユホールドを越えたと判断された時に警報を発生
   することを特徴とする方法。 ２１ 各々のポンプ圧送サイクルは流体流量が実
   質的に少なくされた時間を含み、そして 上記比較段階で使用される規定のスレツシユホ
   ールドは、流体流量が少ない各時間中の規定の時
   期には第１レベルであり、そしてその他の全ての
   時間には第２の更に高いレベルである特許請求の
   範囲第２０項に記載の方法。