JPH0433228B2 - - Google Patents

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JPH0433228B2
JPH0433228B2 JP62008844A JP884487A JPH0433228B2 JP H0433228 B2 JPH0433228 B2 JP H0433228B2 JP 62008844 A JP62008844 A JP 62008844A JP 884487 A JP884487 A JP 884487A JP H0433228 B2 JPH0433228 B2 JP H0433228B2
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JP
Japan
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syringe
motor
overload
injection
speed
Prior art date
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JP62008844A
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English (en)
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JPS63177864A (ja
Inventor
Masaaki Oochi
Shigeo Hayashi
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Nippon Medical Supply Corp
Original Assignee
Nippon Medical Supply Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は病気治療の目的(例えば栄養剤の注
入、抗ガン剤の注入等)で持続的に正確な量と速
度で薬液を体内に注入するためのシリンジ注入装
置(以下シリンジポンプという)に関する。
〔従来の技術〕
栄養剤や薬剤を生体内に持続的あるいは間歇的
に注入するために従来よりシリンジポンプが使用
されている。シリンジポンプの基本的構造は、第
5図に示す如く、シリンジ外筒1が装置Rの溝
R1に固定され、シリンジ内筒2がシリンジホル
ダー3に保持され、これが駆動部4内のモーター
の働きにより矢印Cの方向に移動してシリンジ内
の液を吐出するようになつている。通常注入のと
きは移動速度が遅いのでシリンジ内の液圧力は小
さく注入部位の血圧程度の圧力しかかかつていな
いが、患者注入部の針やチユーブでつまりが生じ
たときには液圧力が上昇してくる。モーターは設
定された速度で回転しているので、この状態で継
続しているとチユーブがシリンジから外れたり患
者を損傷するなどの障害が生じる。この為、一定
以上に液圧力が上つた場合モーターが停止する
か、またはアラームを発生するような機能が必要
である。
この過負荷の検出を、従来は実公昭61−22599
号公報に示される如く、バネ機構で行なつてい
た。一例を第6図に示す。モーター5が矢印Aの
方向に回転すると、ピニオン10がラツク11の
上を転がる。ラツク11は装置R側に固定されて
おり、モーター5は移動板9に取付けられている
ので、スライド軸12,12上をすべつてモータ
ー5側は矢印Cの方向に進む。シリンジ内筒2を
保持するシリンジホルダー3はこのモーター5側
に取付けられているので、モーター5の回転と共
にシリンジ内筒2が移動して薬液が注入されるこ
とになる。ここでモーター5に固定されているフ
ランジ板は移動板9にD点を中心に回転できるよ
うに取付けられており、モーター5の軸がAの方
向に回転すると、ピニオン10とラツク11の噛
合により推進される反作用でモーター5自身は矢
印Bの方向に回ろうとする。この力をバネ6で押
えているのでモーター5自身は回転できずピニオ
ン10及びラツク11に回転を伝えることにな
る。しかし、シリンジの負荷が大きくなりモータ
ー5がピニオン10及びラツク11に回転を伝え
るに必要な力が大きくなり、バネ6の弾発力より
も大きくなるとモーター5自身が矢印Bの方向に
回転し、モーター5側に付いているツメ8がマイ
クロスイツチ7を押して過負荷の信号を与えるよ
うになつていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来の装置Rで過負荷を検知し
ようとすると、バネ6の弾発力は一定であるか
ら、シリンジの種類により検知できる液圧力が異
なることになる。即ち、モーター5によりシリン
ジ内筒2を押す力Fは一定であるので、液圧力P
は押す力Fをシリンジ内筒2の断面積Sで割つた
値となることから、シリンジの断面積Sが変わる
と検知できる過負荷液圧力P1の値が変わること
になる。これでは断面積の大きいシリンジでは小
さな液圧力で過負荷となり、小さなシリンジでは
大きな液圧力で過負荷が検出されることになり精
度上及び安全上問題がある。
また、通常注入では1時間当り数mlという遅い
注入であり、このときの液圧力は血圧程度の小さ
い値であるので問題はないが、それに比べ早送り
動作によりブライミングをするとき等は1時間当
り数百mlという速い注入が好ましいので、特に細
いチユーブで高粘度の液体の早送りのブライミン
グのときは大きな液圧力を生じる。このため、従
来のバネによるシリンジ装置では一定の力でしか
過負荷の検出ができないので、早送りのブライミ
ングのときの液圧力以下に通常注入時の過負荷圧
を設定することができないという問題点があつ
た。
本発明は上記の問題点に鑑み創案されたもの
で、シリンジの断面積の大きさによらず一定の液
圧力で過負荷の検知ができると共に、注入速度に
応じて任意に過負荷の判定条件が設定できる安全
且つ能率的なシリンジ注入装置を提供するにあ
る。
〔問題点を解決するための手段及びその作用〕
上記の問題点を解決するため、本発明において
は、シリンジ外筒を保持する部分とシリンジ内筒
を保持する部分がモーターによりその距離を所定
の速度で接近せしめるようにし、シリンジ内の液
体を体内に注入するようにしたシリンジ注入装置
において、モーターに印加する電気信号の大きさ
とシリンジの断面積とに基づいて注入液圧力を感
知し、液圧力が所定値を越えたとき装置が過負荷
状態にあると判定する過負荷判定回路を備えたこ
とを特徴とする。
即ち、一般的にモーターの出し得る力(トル
ク)はモーターに流れる電流に関係する。直流モ
ーターを例にとると第3図に示す如く、モーター
に流す電流(電機子電流)とモーター発生トルク
は比例関係にあるので、電流値をモニターするこ
とによりモーターの発生トルク即ちモーターによ
りシリンジを押す力を感知することができ、更に
使用するシリンジの断面積より最終的には注入液
圧力を求めることができる。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例について図面に基づき詳
細に説明する。
第1図は本発明の一実施例の駆動部の構造を示
す一部破断斜視図、第2図は同じく駆動部の構成
を示すブロツク図である。なお、第6図に示した
従来装置と同一構成部材には同符号を付し説明は
省略する。
本発明による装置では、第1図に示す如く、モ
ーター5に直流モーターを使用し、注入液圧の過
大(過負荷)をモーター5の電流値により検知す
るようにしたものである。従つて、第6図に示す
従来装置で必要した過負荷検知用のバネ、マイク
ロスイツチは不要となり、新規にモーター5のピ
ニオン10と反対側のモータ軸に回転速度測定用
の羽根13と、該羽根13と直交する方向に光ビ
ームを通す回転センサ14とを移動板9に取付
け、前記羽根13が前記回転センサ14の光をさ
えぎる周期を測定できる構造としている。
次に第2図により装置Rの構成を説明する。前
記したモーター5の先端の羽根13は回転センサ
14の光ビームをさえぎることにより回転センサ
14にパルス信号を発生させる。該回転センサ1
4は回転速度測定回路15に接続され、前記パル
ス信号は注入速度信号となる。一方、注入速度設
定器17が設けられ、設定された目標注入速度を
設定している。そして、回転速度測定回路15と
注入速度設定器17の出力信号は速度制御回路1
6に加えられ、前記注入速度信号と目標注入速度
信号とが比較され、この偏差信号がモーター5に
加えられてモーター5が目標注入速度で回転する
ように制御される。即ちモーター5が目標注入速
度より速く回つていればモーター5の電流値を下
げ、遅ければその逆に電流値を上げるように実注
入速度をフイードバツクして速度制御を行なつて
いる。
前記速度制御回路16及び注入速度設定器17
の出力側と、シリンジの大きさを設定するシリン
ジ設定器18の出力側には過負荷判定回路19が
設けられ、以下に述べる原理及び動作により過負
荷判定の電機子電流を計算し、モーター印加電流
がこの値を越えたとき過負荷表示回路20に信号
を流す。
シリンジ注入装置は20ml、50mlシリンジ等複数
種類のシリンジが装着できる構造となつていて、
各々のシリンジは断面積が異なつている。同じ液
圧力Pを与えるために必要なシリンジ内筒を押す
力Fはシリンジの断面積Sに比例する。そこで液
圧力P1Kg/cm2のときシリンジ内筒を押す力をシリ
ンジAについてFA、シリンジBについてFB、シ
リンジAの断面積SA、シリンジBの断面積SB
SA>SBとすれば、 FA=SA×P1+XA FB=SB×P1+XB となる。XA,XBはシリンジ内筒の先端部のガス
ケツトと外筒との摩擦力である。また、モーター
のトルクと液圧力の関係は、液圧力P1Kg/cm2のと
きに必要なモータートルクをシリンジAについて
TA、シリンジBについてTBとすれば、 TA=FA+f(v) TB=FB+f(v) となり、f(v)はモーターからプランジヤーを
押す部分であるシリンジホルダーまでの間にある
機構部での摩擦等による負荷で、これは注入速度
vに関係して変化する成分である。すなわち、
TA,TBはシリンジの断面積に依存して異なる成
分FA,FBと、注入速度に関係して変化するシリ
ンジに無関係の成分f(v)との和になる。また、
第3図に示すようにモーターのトルクと電機子電
流とは比例関係にあるから、電機子電流も同様に
FA,FBとf(v)とに依存して変化する。この様
子を第4図に示す。
本発明においては、液圧力が予め定めた値P1
Kg/cm2を越えたとき過負荷と判定するが、この判
定値P1Kg/cm2となるときの電機子電流と注入速度
との関係式を予め各シリンジごとに実験によりも
とめて記憶させておき、使用するシリンジに応じ
て関係式を選択して過負荷の判定を行う。即ち、
第4図に示すように注入速度vのとき過負荷P1
Kg/cm2を検出するための電機子電流の判定値は、
シリンジAのときはiA、シリンジBのときはiB
なり、この値を越えたとき過負荷と判定する。
このように過負荷判定のためのシリンジ種別を
シリンジ設定器18から入力し(あるいはシリン
ジ種別を自動的に検知して)、過負荷判定回路1
9でそのときの速度とシリンジ断面積から過負荷
判定の電機子電流を計算し、モーター印加電流が
この値を越えたとき過負荷表示回路20に過負荷
信号を送出する。
なお、本実施例では直流モーターでの電機子電
流値により注入速度を制御し、その電流値から過
負荷を判定する構成について取り上げたが、モー
ター回転制御にはモーターに印加するパルス幅を
変化させて速度制御するPWM(パルス幅変調)
制御方式があり、この方式でパルス幅からモータ
ートルクを計算して過負荷判定することもできる
ことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、モーター
に印加する電機子電流即ちモーターの出すトルク
からシリンジの種別毎に過負荷圧を設定すること
ができるので、シリンジの断面積が異なつても同
じ液圧力で過負荷を判定することができ精度を保
て安全である。また、本発明によれば注入速度に
応じて任意に過負荷の判定条件を設定することが
できるので、通常注入時には低い値にすることが
できて安全上好ましく、早送りのプライミング時
には高い値にすることができるので能率的であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の駆動部の構造を示
す一部破断斜視図、第2図は同じく駆動部の構成
を示すブロツク図、第3図は直流モーターの電機
子電流とトルクの関係を示す線図、第4図はシリ
ンジ種別による注入速度と電機子電流の関係を示
す線図、第5図はシリンジ注入装置の基本構成
図、第6図は従来装置の駆動部の構造を示す斜視
図である。 R…シリンジ注入装置、1…シリンジ外筒、2
…シリンジ内筒、3…シリンジホルダー、4…駆
動部、5…モーター、10…ピニオン、11…ラ
ツク、12…スライド軸、13…羽根、14…回
転センサ、15…回転速度測定回路、16…速度
制御回路、17…注入速度設定器、18…シリン
ジ設定器、19…過負荷判定回路、20…過負荷
表示回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 シリンジ外筒を保持する部分とシリンジ内筒
    を保持する部分がモーターによりその距離を所定
    の速度で接近せしめるようにし、シリンジ内の液
    体を体内に注入するようにしたシリンジ注入装置
    において、モーターに印加する電気信号の大きさ
    とシリンジの断面積とに基づいて注入液圧力を感
    知し、液圧力が所定値を越えたとき装置が過負荷
    状態にあると判定する過負荷判定回路を備えたこ
    とを特徴とするシリンジ注入装置。
JP62008844A 1987-01-17 1987-01-17 シリンジ注入装置 Granted JPS63177864A (ja)

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JP62008844A JPS63177864A (ja) 1987-01-17 1987-01-17 シリンジ注入装置

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JP62008844A JPS63177864A (ja) 1987-01-17 1987-01-17 シリンジ注入装置

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JPS63177864A JPS63177864A (ja) 1988-07-22
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2785114B2 (ja) * 1995-05-29 1998-08-13 アトムメディカル株式会社 輸液装置
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JPS59228852A (ja) * 1983-06-09 1984-12-22 アトム株式会社 輸液装置
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