JPH0539702Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は血液等が一時的に貯留されるチヤンバ
内の流体の種類を検出する医療用流体検出装置に
関し、一層詳細には、光透過性の部材からなるチ
ヤンバの側面に発行素子と受光素子からなる二組
以上の光検出手段を配設し、当該光検出手段の
夫々の出力信号を比較器に導入し、当該比較器の
出力信号を多入力論理手段に導入して前記比較器
の出力信号如何によつて前記チヤンバ内の流体が
空気から液体に変化すること若しくは液体から空
気に変化することを検出し、そのことによりチヤ
ンバ内の流体の種別を検出するよう構成して返血
時の安全性とプライミング時の高速性を同一装置
で確保することを可能とした医療用流体検出装置
に関する。

［考案の背景］ 従来から血液中の血漿成分を分離する装置とし
てドナーフエリーシス装置が普及している。この
ドナーフエリーシス装置は人体から血液を採取
し、この採取した血液を所定のフイルタを介して
血球成分と血漿成分とに分離する装置で、この
中、血球成分は返血チヤンバを介して体内に返血
されると共に、血漿成分は治療等の目的に供せら
れるために貯留されるよう構成されている。この
場合、ドナーフエリーシス装置内に配設される返
血チヤンバは当該ドナーフエリーシス装置と人体
の血管との間に空気が混入することを除去するた
めに極めて重要な構成要素である。

そこで、従来から、返血チヤンバ内の液体が液
体であるか空気であるかを判別するために、第１
図に示すように、返血チヤンバ２を挟んでその側
方に発光素子４と受光素子６とからなる一組の光
検出手段８と比較器１０とを配設した構成の医療
用流体検出装置が採用されている。この装置は比
較器１０の一方の入力端子に前記受光素子６に係
る出力電圧を導入すると共に、当該比較器１０の
他方の基準入力端子に導入される基準電圧の液体
に係る光検出手段８の出力電圧と血液等の液体に
係る光検出手段８の出力電圧との中間の電圧に設
定して、返血チヤンバ２内部の流体の種類を判定
するように構成している。すなわち、返血チヤン
バ２内に流体が存在する時には透過光量が大幅に
減衰するため受光素子６による検出電圧は小さな
電圧となり、流体が空気の時には透過光量が殆ど
減衰しないため大きな電圧となり、これにより液
体と空気を弁別している。

ところで、第１図に示す従来の一組の検出手段
による流体検出装置は点滴針１２からの液滴の落
下による液面の乱れ、あるいは液滴自体が検出光
線を遮ることにより直ちに液体として認識するた
めに滴下途中であつても滴下終了と判断してしま
い、所謂、誤動作を惹起する虞が存在している。

さらには、返血時において、返血液は血液と生
理食塩水との混合液であつて、当該血液と生理食
塩水との混合液と空気との間の層が血液と生理食
塩水との混合泡となる。この場合において、人体
の安全を確保するためには血液と生理食塩水との
混合泡を空気として認識することが必要とされ
る。

然しながら、混合泡と空気との境界は水平面と
はならず、通常、傾斜状となるため、光検出手段
の配置位置との関係で混合泡が既に存在している
にも拘らずこの部分を空気と認識出来ない不都合
も存在している。このため、返血作業は目視作業
による他なく、それが看護婦不足、医師不足を解
消して、多数の患者を効率よく診療することが要
請される医療分野において大きな障害の１つとし
て露呈している。

［考案の目的］ 本考案は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、返血チヤンバの側面に比較器を
含む二組以上の光検出手段を配設し、返血チヤン
バ内への液滴落下による液面の乱れあるいは液滴
自体が検出光線を遮つても誤動作の確率を著しく
低減し、その上、返血時においても血液と生理食
塩水の混合泡を可及的に短時間に空気として認識
することを可能とする医療用流体検出装置を提供
することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本考案はチヤン
バに貯留される流体の状態を検出する医療用流体
検出装置において、 垂直方向に配置されるチヤンバを透過する光を
発光する複数の発光素子と、 前記発光素子と水平方向に所定距離離間されて
配置され、前記チヤンバを透過する透過光の光量
を検出する複数の受光素子と、 該受光素子の夫々の出力信号を一方の入力端子
に導入すると共に他方の入力端子に基準レベル信
号を導入する前記受光素子数に対応する数の比較
器と、 前記比較器の出力信号が入力されるために、少
なくとも出力信号数の入力端子を有し、流体検出
信号を発生する選択論理手段と、 を備え、光が通過するチヤンバ部分の流体が空気
から液体に変化する場合には全ての前記比較器の
反転信号が揃うことにより、前記選択論理手段が
所定の論理レベルに付勢されるようにし、チヤン
バ内の流体が液体から空気に変化する場合には、
前記比較器の中、いずれか１つの反転信号により
選択論理手段が前記所定の論理レベルの否定レベ
ルに付勢されるよう構成することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本考案に係る医療用流体検出装置につい
て好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しな
がら以下詳細に説明する。

第２図は本考案に係る医療用流体検出装置を組
み込むドナーフエリーシス装置の概略構成説明図
である。第２図において、参照符号３０はドナー
フエリーシス装置を示し、当該ドナーフエリーシ
ス装置３０は血液Ｂを貯留する血液リザーバ３２
と、血漿Ｐを血液Ｂから分離するフイルタ３４
と、血漿Ｐを採取する採漿バツク３６と、フイル
タ導入チヤンバ３８と、本考案に係る医療用流体
検出装置４０がその側方に配設される返血チヤン
バ４２とから基本的に構成される。

前記血液リザーバ３２には人体４４の動脈、あ
るいは静脈から第１のクランプ４６を介して血液
ポンプ４８の作動により血液Ｂが採血される。採
血された血液Ｂは循環ポンプ５０の作動によりフ
イルタ導入チヤンバ３８を介してフイルタ３４に
導入され、当該フイルタ３４の一方の出力通路か
ら血漿Ｐが血漿ポンプ５２を介して前記採漿バツ
ク３６に導入される。一方、フイルタ３４の他方
の出力通路は第２のクランプ５４を介して前記血
液リザーバ３２と連通すると共に、返血時におい
ては返血チヤンバ４２、第３のクランプ５６を介
して人体４４に返血されるように構成されてい
る。

第３図ａおよび第３図ｂは第２図に示すドナー
フエリーシス装置３０の中、本考案の要部を構成
する医療用流体検出装置４０を示し、特に、第３
図ａは返血チヤンバ４２の一部縦断面図と発光素
子６０，６２と受光素子６４，６６に係る検出手
段６８を示し、第３図ｂは第３図ａに示す返血チ
ヤンバ４２のＡ−Ａ線断面と光検出手段６８を含
む本考案に係る流体検出装置４０の概略電気回路
ブロツク図を示す。第３図ｂから用意に諒解され
るように、光検出手段６８の中、発光素子６０，
６２は前記返血チヤンバ４２の中心軸から変位し
た位置を検出光La，Lbが通過するように配置し、
その対向面には受光素子６４，６６が配設され
る。受光素子６４の出力信号は抵抗６９とオペア
ンプ７０とから構成される第１の電流電圧変換回
路７２を介して第１の比較器７４の他方の入力端
子INに導入される。第１比較器７４の他方の入
力端子、すなわち、基準入力端子REFには可変
抵抗RV₁によつて調整される第１の基準電圧V₁
が導入される。第１比較器７４の出力信号は２入
力ナンド回路７８の一方の入力端子に導入され
る。

一方、前記受光素子６６の出力信号は抵抗８０
とオペアンプ８２とからなる第２の電流電圧変換
回路８４を介して第２の比較器８６の一方の入力
端子INに導入される。第２比較器８６の他方の
基準入力端子REFには第２の可変抵抗RV₂によ
つて調整される第２の基準電圧V₂が導入される。
第２比較器８６の出力信号は前記ナンド回路７８
の他方の入力端子に導入され、ナンド回路７８の
出力信号は、例えば、図示しないマイクロコンピ
ユータ等によつて読み取られる。なお、比較器７
４，８６の基準入力端子REFにはその選択理由
を後述する電圧、例えば、V₁＝V₂＝1.6Vの電圧
が設定されている。

本考案に係る医療用流体検出装置は基本的には
以上のように構成されるものであり、次にその作
用並びに効果について説明する。

先ず、採血に先立ち、ドナーフエリーシス装置
３０の必要部分には図示しない生理食塩水リザー
バから生理食塩水が導入され、所要量が満たされ
ているものとする。この場合、生理食塩水が返血
チヤンバ４２内に徐々に満たされ光検出手段６８
によつて検出される透過光レベル（第４図ａ乃至
ｇの一点鎖線のレベル）に達すると、換言すれ
ば、返血チヤンバ４２内の光検出手段６８に係る
流体が空気から生理食塩水に代替されると（第４
図ａ参照）、受光素子６４，６６で検出される透
過光の光量は減少し、そのため、電流電圧変換回
路７２，８４の出力信号は低下する。この場合、
電流電圧変換回路７２，８４の出力信号は種々の
流体についてある条件の基で空気に対して2.5V、
生理食塩水に対して0.7V、血液＋生理食塩水の
混合泡に対しては0.1V乃至0.2V、血液＋生理食
塩水の混合液に対しては0.1V未満になることが
実験的に検証されている。従つて、前記電流電圧
変換回路７２および／または電流電圧変換回路８
４の出力電圧は2.5Vから0.7Vに減少する。

今、前記したように、比較器７４、８６の基準
入力端子は1.6Vの基準電圧V₁に設定してあるの
で、この時、第１比較器７４および／または第２
比較器８６の出力信号はローレベルからハイレベ
ルに遷移する。なお、基準電圧V₁は空気と生理
食塩水に係る電流電圧変換回路７２の出力電圧の
平均値（2.5V＋0.7V）／２＝1.6Vに設定ておく。
このようにすれば、第１比較器７４と第２比較器
８６の両方の出力信号がハイレベルに遷移した時
にのみ、すなわち、受光素子６４，６６の双方が
流体を液体と検出した時にのみナンド回路７８の
出力信号はハイレベルからローレベルに遷移す
る。この出力信号により数秒後に生理食塩水の供
給は停止され、返血チヤンバ４２内の生理食塩水
の量は光検出手段６８の上方略10mmの位置までの
量となり、プライミングが終了とされる（第４図
ｂ参照）。そして、採血を開始するに際し、第３
クランプ５６が閉成され、第１クランプ４６およ
び第２クランプ５４が開成される。この時、血液
ポンプ４８の回転により血液リザーバ３２内に人
体４４から血液Ｂが採血され貯留される。同時
に、循環ポンプ５０が作動しフイルタ３４内に血
液Ｂをフイルタ導入チヤンバ３８を介して導入す
ると共に、フイルタ３４を通過した血液Ｂが血液
リザーバ３２に戻される。この場合、前記フイル
タ３４としては血球成分に係る分子は採漿バツク
３６側に通さず血漿成分に係る分子のみを通すフ
イルタ３４が装着され、このフイルタ３４によつ
て分離された血漿Ｐは血漿ポンププ５２の作用に
より採漿バツク３６に貯留される。

血漿Ｐが採漿バツク３６に所定量貯留されると
血液リザーバ３２に貯留された血液Ｂは一旦返血
される。この場合、第１クランプ４６、第２クラ
ンプ５４は閉成され、第３クランプ５６が開成さ
れることによつて返血チヤンバ４２を介して血液
Ｂが人体に返血される。なお、返血時において、
返血チヤンバ４２内の生理食塩水は血液Ｂと混合
され、すなわち、返血がある程度進行した時に返
血チヤンバ４２内の液体は血液Ｂに代替される
（第４図ｃ参照）。そこで、血液Ｂの量が光検出手
段６８の透過光のレベルよりも低レベルになると
（第４図ｄ参照）、光検出手段６８の透過光が透過
する部分の流体は空気となり、透過光に係る受光
素子６４，６６の出力電流が増加して前記電流電
圧変換回路７２，８４の出力信号はハイレベル
2.5Vとなる。この場合において、第１比較器７
４または第２比較器８６の出力信号の中、いずれ
か一方の出力信号がローレベルとなると、ナンド
回路７８の出力信号はハイレベルとなつて一旦返
血が中止される。そこでまた、再度第３クランプ
５６を閉成すると共に、第１クランプ４６および
第３クランプ５６を開成して採血を行う。すなわ
ち、この時、返血チヤンバ４２内の血液Ｂは再び
満たされている。そこで、この第４図ｃ，ｄの動
作を何度か繰り返すことによつて所定量の血漿Ｐ
を採取する。

次に、返血の終了工程について説明する。この
返血終了指令が発せられる前には返血チヤンバ４
２内の流体は血液Ｂで満たされている（第４図ｅ
参照）。そこで、人体４４への返血が開始される
ので返血チヤンバ４２内の血液Ｂが減少していく
と共に、返血チヤンバ４２には血液Ｂと生理食塩
水の混合泡が導入されるので、返血チヤンバ４２
の下方に貯留される液体は血液＋生理食塩水の混
合液となる（第４図ｆ参照）。次いで、返血が終
了方向に進むに従い前記混合液がさらに減少し光
検出手段６８の透過光レベルに血液Ｂと生理食塩
水の混合泡が到達する（第４図ｇ参照）。この時、
受光素子６４，６６の中、いずれか一方の素子が
空気を認識すると、電流電圧変換回路７２，８４
のいずれか一方の出力信号がハイレベルの電圧
2.5Vとなり、比較器７４，８６のいずれか一方
の出力電圧がハイレベルからローレベルとなるこ
とによつてナンド回路７８の出力信号はローレベ
ルからハイレベルに遷移し、この出力信号により
第１乃至第３クランプ４６，５４，５６が閉成す
ると共に、ポンプ４８，５０，５２等が停止され
て返血作業を終了する。すなわち、この場合にお
いて、液体から空気への変化は直ちに認知するこ
とが出来るため、人体４４の安全は可及的に確保
される。

本発明の他の実施態様として、例えば、ナンド
回路７８に第３の入力端子を設け、該入力端子を
図示しない抵抗等によつてハイレベル状態にプル
アツプしておき、返血作用中に何らかの原因に起
因して、急遽、この返血動作を中止させようとす
る場合に、前記第３入力端子をローレベルに付勢
することによつて、前記第３入力端子付ナンド回
路を作動させ返血動作を緊急に中止させることも
出来る。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、垂直方向に設
けられたチヤンバに対して水平方向に所定距離離
間させた一対の発光素子と受光素子を複数組設
け、その受光素子の出力信号を比較において基準
レベル信号と比較することにより、出力信号を導
出し、全ての出力信号を選択論理回路に導入する
ことにより、空気と液体を判別している。この
際、空気から液体に変わる場合には、全ての比較
器の出力信号が反転した場合のみ液体に変わつた
と判定し、逆に液体から空気に変化する場合に
は、いずれか一つの比較器が出力信号が変化すれ
ば、空気があると判定する。したがつて、僅かな
空気でも存在する場合には、直ちに検出すること
ができる。特に、流体が液体から気体に変わる
際、液面に泡が発生する場合があるが、いずれか
一つの比較器の出力信号が反転すれば、空気を検
出したと判定するため、泡が発生した液面が検査
対象でも確実に空気を検出できる。したがつて、
例えば、人体から採血し、それが人体に返血され
る際に、空気が血管に導入されることはなく、検
査等の際の安全性を向上させることができる。そ
の上、本考案に係る医療用流体検査装置を医療診
断に導入することにより、医療診断が合理化さ
れ、その結果、医師、看護婦等の負担が軽減され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の医療用流体検出装置の一
部省略説明図、第２図は本考案に係る医療用流体
検出装置を組み込むドナーフエリーシス装置の概
略構成説明図、第３図ａは本考案に係る光検出手
段と返血チヤンバの一部省略縦断面を示す説明
図、第３図ｂは本考案に係る医療用流体検出装置
の概略構成説明図、第４図ａ乃至ｇは本考案に係
る返血チヤンバ内の流体の態様を示す説明図であ
る。 ３０……ドナーフエリーシス装置，３２……血
液リザーバ、３４……フイルタ、３６……採漿バ
ツク、３８……フイルタ導入チヤンバ、４０……
医療用流体検出装置、４２……返血チヤンバ、４
４……人体、４６……クランプ、４８……血液ポ
ンプ、５０……循環ポンプ、５２……血漿ポン
プ、５４，５６……クランプ、６０，６２……発
光素子、６４，６６……受光素子、７２……電流
電圧変換回路、７４……比較器、７８……ナンド
回路、８４……電流電圧変換回路、８６……比較
器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 チヤンバ内に貯留される流体の状態を検出する
   医療用流体検出装置において、 垂直方向に配置されるチヤンバを透過する光を
   発光する複数の発光素子と、 前記発光素子と水平方向に所定距離離間されて
   配置され、前記チヤンバを透過する透過光の光量
   を検出する複数の受光素子と、 該受光素子の夫々の出力信号を一方の入力端子
   に導入すると共に他方の入力端子に基準レベル信
   号を導入する前記受光素子数に対応する数の比較
   器と、 前記比較器の出力信号が入力されるために、少
   なくとも出力信号数の入力端子を有し、流体検出
   信号を発生する選択論理手段と、 を備え、光が通過するチヤンバ部分の流体が空気
   から液体に変化する場合には全ての前記比較器の
   反転信号が揃うことにより、前記選択論理手段が
   所定の論理レベルに付勢されるようにし、チヤン
   バ内の流体が液体から空気に変化する場合には、
   前記比較器の中、いずれか１つの反転信号により
   選択論理手段が前記所定の論理レベルの否定レベ
   ルに付勢されるよう構成することを特徴とする医
   療用流体検出装置。