JPH0441983A - シリンジポンプにおける輸液管の閉塞状態検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ポンプ作用を有するシリンジを使用して、
このシリンジの吸子をスライダにより移動させて輸液を
行うよう構成したシリンジポンプにおいて、このシリン
ジポンプに接続される輸液管の閉塞状態を検出する方法
および装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、この種のシリンジポンプにおいて、これに接続
される輸液管の一部において閉塞状態を生じた場合、シ
リンジの内圧が異常上昇する。そこで、従来よりこのよ
うな状態を迅速に検出してポンプ動作の停止等を行う手
段が種々採用されている。

例えば、ポンプ動作を行う手段として、シリンジの吸子
を送りねじにより移動する押動ヘッドにより操作する場
合に、前記送りねじと駆動モータとを歯車列を介して連
結し、しかもこの歯車列は駆動モータに結合する駆動歯
車と送りねじに結合する従動歯車とを中間歯車を介して
噛合するよう構成し、さらにこの中間歯車をばね弾力で
保持した揺動板に支持しかつこの揺動板に近接してマイ
クロスイッチを設けた構成からなる検出装置が提案され
ている（特開昭５９−９７６７１号公報）。

このように構成された検出装置は、前述したようにシリ
ンジの内圧が異常上昇した場合、押動ヘッドに作用する
負荷が所定値以上に達し、これにより従動歯車が停止も
しくは所定移動速度以下の減速状態に達すると、駆動歯
車との噛合いによって所定回転速度で回転を続けている
中間歯車は、その自転と共に従動歯車の周りを公転する
。これに伴い、揺動板はばね弾力に抗して移動し、その
一部においてマイクロスイッチを作動する。このマイク
ロスイッチの作動により押動ヘッドに作用する過負荷状
態すなわちその原因である輸液管の閉塞状態を検出する
ことが可能である。

また、別室として、シリンジの吸子を押圧する押圧部に
、シリンジ内の液圧を検出するストレインゲージを使用
した圧力センサを設け、この圧力センサの検出値を異常
状態を示す圧力基準値と比較して押圧部に作用する過負
荷状態（輸液管の閉塞状態）を検出するよう構成した検
出装置も提案されている（特開昭５９−２２８８５２号
公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した従来の検出装置は、いずれも機
械的機構を使用するため、構造が複雑になると共に故障
を生じやすく、しかも製造コストが上昇するにも拘らず
検出精度が低いという難点がある。

すなわち、例えば前者のマイクロスイッチを作動する方
式の検出装置では、ばねを使用してこのばねの弾力を調
整することにより検出すべき過負荷状態を設定するため
、検出精度を向上するにも限界がある。また、複数種類
のシリンジを使用する場合、シリンジ毎にその外筒の断
面積が異なり、シリンジ吐出口の圧力は前記シリンジの
断面積に大きく依存することから、これらを所定のばね
弾力で一律に過負荷状態を検出することは精度的に問題
がある。因みに、５０　ｍ　ｌシリンジの断面積は約６
．６ｃｎｆであり、また２０ｍＡ’シリンジの断面積は
約３ｄであるので、この場合検出圧力に約２．２倍の差
が生じることになる。

また、後者の圧力センサを使用する検出装置では、シリ
ンジの吸子を押圧する押圧部に圧力センサを組込むため
、その構成が複雑となり、製作に手間が掛るばかりでな
く、圧力センサが高価であるために製造コストも著しく
増大する。

そこで、本発明の目的は、機械的機構を採用することな
く、電気的機構により簡単な構成で低コストに製造する
ことができ、しかも多種類のシリンジに対してもそれぞ
れ適正な過負荷状態の検出を精度よく実現し、輸液管の
閉塞状態を迅速かつ確実に検出することができるシリン
ジポンプにおける輸液管の閉塞状態検出方法および装置
を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るシリンジポンプにおける輸液管の閉塞状態
検出方法は、 シリンジをシリンジ固定部材に保持し、このシリンジの
吸子を駆動モータの作用で移動するよう構成したシリン
ジポンプにおいて、使用するシリンジの径に関するデー
タからこれに対応して輸液管の閉塞状態に相当する過負
荷基準値を設定し、 前記送りねじを駆動する駆動モータの負荷電流を測定し
て、この測定負荷電流を前記設定過負荷基準値と比較し
、 前記測定負荷電流値が設定過負荷基準値より大きい場合
に警報指令出力を発生することを特徴とする。

また、前記輸液管の閉塞状態検出方法を実施する装置は
、 シリンジをシリンジ固定部材に着脱自在に保持し、この
シリンジの吸子の端部をホルダで保持すると共にこのホ
ルダを送りねじに噛合したスライダ部材に結合し、前記
吸子を送りねじに沿って移動するよう構成したシリンジ
ポンプにおいて、 使用するシリンジの径に関するデータを入力するための
データ入力手段と、 前記送りねじを駆動する駆動モータの負荷電流を測定す
る電流測定回路と、 輸液管の閉塞状態を示す警報手段と、 シリンジ径に対応して輸液管の閉塞状態に相当する過負
荷基準値を記憶しておき、前記データ入力手段から入力
されるシリンジ径に基づいて所定の過負荷基準値を比較
データとして設定し、前記電流測定回路で測定された負
荷電流と比較して測定負荷電流が比較データより大きい
場合に前記警報手段を作動する出力を発生するよう構成
した演算制御手段とを設けることにより達成することが
できる。

なお、シリンジ径を判別する判別手段としては、シリン
ジ固定面に保持されたシリンジに対し、このシリンジを
挾持するように当接するレバー部材を設け、このレバー
部材とシリンジ固定面との間の開度または離間距離を検
出するよう構成することができる。

〔作用〕

本発明に係るシリンジポンプにおける輸液管の閉塞状態
検出方法によれば、まず使用するシリンジの径に対応し
て輸液管の閉塞状態に相当する過負荷基準値を設定し、
次いでシリンジポンプを駆動するための送りねじを駆動
する駆動モータの負荷電流を測定し、この測定負荷電流
と前記設定過負荷基準値とを比較することにより、シリ
ンジポンプの送りねじの駆動が停止ないしは著しく低減
した際に、前記測定負荷電流が増大して前記設定過負荷
基準値より大きくなる場合には、直ちに警報指令出力を
発生してシリンジポンプの異常状態を確認することがで
きる。

〔実施例〕

次に、本発明に係るシリンジポンプにおける輸液管の閉
塞状態検出方法につき、この方法を実施する装置との関
係において以下説明する。

第１図は、本発明に係る輸液管の閉塞状態検出装置を適
用したシリンジポンプの駆動制御系を示す。この駆動制
御系において、参照符号１０はシリンジポンプの駆動用
モータ、１２はモータ駆動回路、１４は電流測定回路、
１６はシリンジ径判別手段、１８はシリンジ径入力回路
、２０は警報手段、２２は警報回路、２４は演算制御部
をそれぞれ示す。しかるに、前記演算制御部２４は、前
記各モータ駆動回路１２、電流測定回路１４、シリンジ
径入力回路１８および警報回路２２とそれぞれ接続され
るＩ１０ボート２５を備えると共に、このＩ１０ボート
２５と相互にバス接続されるＣＰＵ２６、ＲＯＭ２７、
ＲＡＭ２８等のコンピュータ構成要素とから構成されて
いる。

そこで、前記シリンジポンプの駆動用モータ１０は、シ
リンジの吸子移動装置として構成されるもので、例えば
シリンジの吸子の端部をホルダで保持すると共にこのホ
ルダを送りねじに噛合したスライダ部材に結合して、前
記吸子を送りねじに沿って移動するように構成したもの
において、前記送りねじを回転駆動する手段として使用
される。

マタ、シリンジ径判別手段１６は、シリンジをシリンジ
ポンプのケーシングに着脱自在に固定するためのレバー
部材と関係的ニ設ケられ、例えばシリンジの外周部に弾
力的に当接するレバー部材の傾度ないしは離間距離等を
検出して、適用するシリンジの径を判別することができ
る。また、シリンジ径の判別は、人為的に既製品の寸法
を判断して、手動操作によりシリンジ径入力回路１８を
介して演算制御部２４ヘデータ入力することもできる。

本発明においては、前記モータ駆動回路１２に対し駆動
用モータ１０に供給される駆動電流を電流測定回路１４
で測定し、この測定値を演算制御部２４へ入力する。し
かるに、演算制御部２４のＲＯＭ２７には、予め設定さ
れた各種シリンジ径とこれに対応する閉塞状態の過負荷
基準値を設定してこれらを記憶させておく。従って、前
記シリンジ径判別手段１６により、セットされたシリン
ジの径を検出して、この検出データをシリンジ径入力回
路１８を介して演算制御部２４へ入力し、セットされた
シリンジ径に対応する閉塞状態の過負荷基準値を比較デ
ータとしてＲＡＭ２８に設定する。そこで、このように
して設定された比較データと、前記電流測定回路１４で
測定される駆動用モータ１０の駆動電流とを、演算制御
部２４で比較を行い、例えば前記駆動電流が比較データ
としての過負荷基準値より大きければ輸液管の閉塞状態
と判別し、警報回路２２に対し警報信号を出力して警報
手段２０を警報動作させる。なお、警報手段２０として
は、警報ランプや警報ブザーを採用することができる。

前述した演算制御部２４における処理操作の一例は、第
２図のフローチャートに示す通りである。すなわち、第
２図に示すフローチャートによれば、演算制御部２４に
おいて、セットされたシリンジの径に関するデータを入
力することにより、これに対応するシリンジ径について
の予め設定された過負荷基準値を選択し、これを比較デ
ータとして設定する。

次いで、電流測定回路１４より入力される駆動用モータ
１０の駆動電流現在値と、前記設定値とを比較し、電流
現在値が設定値以下であれば所定のサイクルで前記の比
較処理を繰返し、電流現在値が設定値より太き（なった
際に警報動作することになる。

次に、第３図ないし第６図を参照して、本発明の輸液管
の閉塞状態検出方法を適用するシリンジポンプの具体的
な構成例について説明する。

第３図は、シリンジポンプの要部切開側面図であり、参
照符号３０はシリンジポンプのケーシングを示し、この
ケーシング３０の一部にシリンジ固定部材３２が設けら
れている。

このシリンジ固定部材３２には、シリンジ３４のフラン
ジ部３６を嵌入係止するための溝部３８と前記シリンジ
３４を着脱自在に固定するためのレバー部材４０とが設
けられている。そこで、本発明においては、このレバー
部材４０と関係的に、例えばレバー部材４０とシリンジ
３４のケーシング固定面との間の開度ないしは離間距離
を検出する手段を設けて、これによりシリンジ径を判別
するように構成する。

また、前記ケーシング３０の内部には、シ’）”、ｙジ
３４の吸子４２を移動操作するための吸子移動装置４４
の駆動機構部４６が設けられている。一方、吸子４２の
端部フランジ４８を係合させてこれを保持し、前記吸子
４２を往復移動させるホルダ５ｏを設け、このホルダ５
０を前記駆動機構部５６と結合して吸子移動装置４４を
構成している。

第４図は、前記吸子移動装置４４の駆動機構部４６の概
略構成を示すものである。すなわち、駆動機構部４６は
、駆動モータ５２、減速機構５４、送りねじ５６、ガイ
ド軸５８およびスライダ部材６０とから構成されている
。そこで、本発明においては、前記駆動モータ５２の駆
動電流供給回路に該駆動モータ５２の負荷電流を検出す
る電流測定回路を設けて、これにより測定された電流を
予め設定された輸液管の閉塞状態に対応する過負荷基準
値と比較するよう構成する。

なお、前記スライダ部材６０とホルダ５゜とを結合する
だめの具体的手段としては、第５図および第６図に示す
ように、スライダ部材６０を貫通するガイド軸５８に対
し旋回可能に挿通した結合軸部材６２を設け、この結合
軸部材６２の一端部に前記ホルダ５０を着脱自在に結合
すると共にその他端部をスライダ部材６０の内部に嵌合
してその一部に送りねじ５６と噛合するハーフナツト６
４を設けた構成とする。この場合、前記結合軸部材６２
の他端部にはハーフナツト６４を常に送りねじ５６と噛
合するように弾力作用を有する圧縮コイルばね６６を設
置する。また、ホルダ５０には、吸子４２の端部フラン
ジ４８に対し側方から移動して端部フランジ４８のほぼ
半分の外周縁と嵌合係止する保持部６８を設ける。

次に、前記構成からなるシリンジポンプの動作につき、
第５図および第６図を参照して説明する。

第５図はホルダ５０とスライダ部材６０の定常状態を示
すものである。すなわち、この状態においては、スライ
ダ部材６ｏに嵌合している結合軸部材６２の他端部に対
し圧縮コイルばね６６のばね弾力が作用して、前記結合
軸部材６２をほぼ垂直状態に保持してハーフナツト６４
を送りねじ５６に噛合させる。

従って、ホルダ５ｏはその保持部６８において吸子４２
の端部フランジ４８を係止し、スライダ部材６０は送り
ねじ５６の回転駆動により吸子４２をその軸方向に移動
させることができる。

次いで、シリンジの交換を行う場合には、第６図に示す
ように、ホルダ５ｏを手動操作によって矢印方向に押圧
すれば、ホルダ５゜は前記圧縮コイルばね６６のばね弾
力に抗して結合軸部材６２と共に所定角度まで傾動させ
ることができる。この時、結合軸部材６２の他端部にお
いて、ハーフナツト６４は送りねじ６６との噛合が外れ
、またホルダ５ｏの保持部６８も吸子４２の端部フラン
ジ４８がら離反して、スライダ部材６ｏはガイド軸５８
に沿っていずれの方向へも自由に摺動させることか可能
となる。従って、この場合には、使用済みのシリンジの
取外しと新たなシリンジのセツティングとをワンタッチ
操作で簡易かつ迅速に達成することができる。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明に係る輸液
管の閉塞状態検出方法によれば、使用するシリンジの径
に対応して輸液管の閉塞状態に相当する過負荷基準値を
設定し、方シリンジポンプを駆動するための送りねじを
駆動する駆動モータの負荷電流を測定し、この測定負荷
電流と前記設定過負荷基準値とを比較することにより、
シリンジポンプの送りねじの駆動が停止ないしは著しく
低減した際に、前記測定負荷電流が増大して前記設定過
負荷基準値より太き（なる場合には、直ちに警報指令出
力を発生するように構成したものであるから、従来のよ
うな機械的構成からなるものに比べて、構成が簡単であ
り、誤動作も低減し得ると共に常に精度の高い輸液管４
゜ の閉塞状態検出を達成することができる。

特に、本発明方法を実施する装置は、シリンジの径に関
するデータを入力するためのデータ入力手段と、送りね
じを駆動する駆動モータの負荷電流を測定する電流測定
回路と、輸液管の閉塞状態を示す警報手段と、前述した
過負荷基準値の設定およびこの設定値と前記電流測定回
路で測定された負荷電流との比較並びに警報指令出力の
発生を行う演算制御手段とにより、構成することができ
、簡単な構成で低コストに製造することができると共に
、既存のシリンジポンプに対しても大幅な改変を加える
ことなく簡便に実施することができる等多くの利点を有
する。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前述した実施例に限定されることなく、本発明の精
神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得
ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る輸液管の閉塞状態検出方法を実施
する装置を適用したシリンジポンプの駆動制御系の系統
図、第２図は本発明に係る輸液管の閉塞状態検出方法を
実施する第１図における装置の演算制御部での処理操作
の一例を示すフローチャート図、第３図は本発明に係る
輸液管の閉塞状態検出方法を実施するシリンジポンプの
一実施例を示す要部切開側面図、第４図は第３図に示す
シリンジポンプの要部平面図、第５図および第６図は第
３図に示すシリンジポンプのスライダ部材とホルダとの
構成配置とその動作状態をそれぞれ示す要部断面側面図
である。 １０・・・駆動用モータ　１２・・・モータ駆動回路１
４・・・電流測定回路 １６・・・シリンジ径判別手段 １８・・・シリンジ径入力回路 ２０・・・警報手段　　　２２・・・警報回路２４・・
・演算制御部　　２５・・・Ｉ１０ボート２６・・・Ｃ
ＰＵ２７・・・ＲＯＭ ２８・・・ＲＡＭ　　　　　３０・・・ケーシング３２
・・・シリンジ固定部材 ３４・・・シリンジ　　　３６・・・フランジ部３８・
・・溝部　　　　　４０・・・レバー部材４２・・・吸
子　　　　　４４・・・吸子移動装置４６・・・駆動機
構部　　４８・・・端部フランジ５０・・・ホルダ　　
　　５２・・・駆動モータ５４・・・減速機構　　　５
６・・・送りねじ５８・・・ガイド軸　　　６０・・・
スライダ部材６２・・・結合軸部　　　６４・・・ハー
フナツト６６・・・圧縮コイルばね ６８・・・保持部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンジをシリンジ固定部材に保持し、このシリ
   ンジの吸子を駆動モータの作用で移動するよう構成した
   シリンジポンプにおいて、使用するシリンジの径に関す
   るデータから これに対応して輸液管の閉塞状態に相当する過負荷基準
   値を設定し、 前記送りねじを駆動する駆動モータの負荷 電流を測定して、この測定負荷電流を前記設定過負荷基
   準値と比較し、 前記測定負荷電流値が設定過負荷基準値よ り大きい場合に警報指令出力を発生することを特徴とす
   るシリンジポンプにおける輸液管の閉塞状態検出方法。
2. （２）シリンジをシリンジ固定部材に着脱自在に保持し
   、このシリンジの吸子の端部をホルダで保持すると共に
   このホルダを送りねじに噛合したスライダ部材に結合し
   、前記吸子を送りねじに沿って移動するよう構成したシ
   リンジポンプにおいて、 使用するシリンジの径に関するデータを入 力するためのデータ入力手段と、 前記送りねじを駆動する駆動モータの負荷 電流を測定する電流測定回路と、 輸液管の閉塞状態を示す警報手段と、 シリンジ径に対応して輸液管の閉塞状態に 相当する過負荷基準値を記憶しておき、前記データ入力
   手段から入力されるシリンジ径に基づいて所定の過負荷
   基準値を比較データとして設定し、前記電流測定回路で
   測定された負荷電流と比較して測定負荷電流が比較デー
   タより大きい場合に前記警報手段を作動する出力を発生
   するよう構成した演算制御手段とを設けることを特徴と
   するシリンジポンプにおける輸液管の閉塞状態検出装置
   。
3. （３）シリンジ固定面に保持されたシリンジに対し、こ
   のシリンジを挾持するように当接するレバー部材を設け
   、このレバー部材とシリンジ固定面との間の開度または
   離間距離を検出することによりシリンジ径を判別する判
   別手段を設けてなる請求項２記載のシリンジポンプにお
   ける輸液管の閉塞状態検出装置。