JPH0775670A - シリンジポンプ用圧力制限器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】輸液の液圧が一定以上に上昇したときに薬液流
路を自動的に閉じて患者の保護を図る。 【構成】圧力制限器４の入口管２２から出口管２３に至
る薬液流路の途中に弁体２５ａと弁座２５ｂとを備えた
弁２５を設け、この弁２５をその上流側の液圧を受ける
ダイアフラム２６により閉動作させる。輸液中に下流側
に閉塞が生じ液圧が一定以上に上昇すると、ダイアフラ
ム２６がバックスプリング２９の力に抗して持ち上が
り、弁体２５ａを弁座２５ｂに当接させて流路２４を閉
じる。これにより、下流側への薬液の供給が遮断され、
患者に一定圧以上の液圧が作用する危険が防止される。
流路２４が閉じると上流側の液圧が益々増大し、この液
圧は弁２５を一層閉じるように働く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、注射筒内の薬液をピ
ストンで押し出して人体に注入するシリンジポンプに関
し、特に薬液の圧力の過大な上昇を抑えるシリンジポン
プ用圧力制限器に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンジポンプによる人体への薬液注入
（輸液）において、シリンジポンプが発生する圧力が大
き過ぎると、注射針が血管から外れたような場合に人体
に危険を及ぼすことになる。したがって、シリンジポン
プには輸液中に液圧が一定以上に上昇した場合に、これ
を異常として輸液を停止する手段の設置が求められる。
その場合、シリンジポンプの駆動抵抗の増加から液圧の
上昇を間接的に検知する機構が考えられるが、これは以
下に述べるようにあまり得策ではない。

【０００３】シリンジポンプの駆動抵抗には、シリンジ
内部の薬液の圧力とシリンジ断面積との積で定まる液圧
抵抗に、駆動機構の機械的抵抗及びシリンジの注射筒と
ピストンとの間の摩擦力に基づくシリンジ抵抗が加わ
る。この内、機械的抵抗は実用上差し支えない程度に変
化を小さくすることができるが、シリンジ抵抗は製造ロ
ットや外気温などによる変化が大きく、この値をある程
度正確に予測することは困難である。

【０００４】すなわち、図１３はシリンジ抵抗、つまり
シリンジのピストンを押した時の力の時間的変化を２つ
の試料（１，２）について測定した例を示すものである
が、この例にも見られるように試料間の抵抗のばらつき
は大きく、最大と最小の差は５ｋｇｆ以上に及ぶことが
ある。このばらつきは人体保護の面から許容される液圧
上昇の幅を超えており、そのような不確定要素を含むシ
リンジポンプの駆動抵抗から液圧を管理するには無理が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、輸液の圧力を直
接感知して異常を通報するものとして、特公平１−３２
６１１号公報に記載された圧力検出器がある。これは、
配管中の圧力の変化を可撓膜を介して取り出し、この圧
力が所定の閾値を越えた時に電気接点を切り換えて電気
信号を発生するようにしたものである。

【０００６】ところが、この圧力検出器はシリンジポン
プに内装されるものであり、また得られた電気信号でシ
リンジポンプの駆動源を停止させたり、警報を発生させ
たりするには専用の電気回路を必要とするため、単体と
して既存のシリンジポンプに適用することができない。
そこで、この発明は、どのようなシリンジポンプにも簡
単に外付けして、輸液の圧力が一定値以上に上昇した際
に確実に輸液を停止できるシリンジポンプ用圧力制限器
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の圧力制限器
は、シリンジポンプから注射針に至る薬液流路を開閉す
る弁と、この弁の上流側の液圧を受け、この液圧が一定
圧まで上昇すると前記弁を閉じる受圧手段とを備えるも
のとする。

【０００８】

【作用】この発明の圧力制限器は、シリンジポンプから
注射針に至る薬液流路の液圧を受圧装置で受け、この液
圧が一定圧まで上昇したら薬液流路を開閉する弁を受圧
装置で閉じて薬液を遮断し、一定圧以上の液圧が人体に
加わることを防ぐ。弁が閉じるとその上流側の液圧は益
々増大するため、この液圧を受ける受圧装置は一層弁を
閉じるように作用する。このような圧力制限器は液圧の
上昇に即応して薬液を機械的に遮断するため、電気信号
によりシリンジポンプの駆動源を停止させる場合よりも
動作が迅速であり、また構造が簡単でかつ専用の電気回
路も不要であるため既存のシリンジポンプにも簡単に適
用することが可能である。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明の実施例を示す圧力制限器の
弁が開いた状態の縦断面図、図２はその弁が閉じた状態
の図、図３はこの圧力制限器を適用したシリンジポンプ
の外観を示す斜視図、図４はその駆動機構部分を示す縦
断面図、図５はこのシリンジポンプに警報を発生させる
ための制御ブロック図である。まず、図３のシリンジポ
ンプにおいて、ポンプ本体１の上面に注射器（シリン
ジ）２が保持され、その注射筒２ａ内の薬液はピストン
２ｂが押されることにより図示しない注射針から患者に
輸液される。注射器２の薬液吐出口２ｃと輸液チューブ
３との間にはこの発明に係る圧力制限器４が挿入され、
注射針はチューブ３の図示しない先端部分に接続されて
いる。

【００１０】注射器２を駆動する駆動機構は図４に示す
ようにポンプ本体１の内部に設けられている。図４にお
いて、輸液の開始により起動されたモータ５は一対の歯
車６を介して送りねじ７を回転させ、これと噛み合うハ
ーフナット８を図の右方向に移動させる。ハーフナット
８を保持するハウジング８ａは管状の連結棒９を介して
押し子１０に連結されており、この押し子１０はハーフ
ナット８と一体に移動してピストン２ｂを押す。連結棒
９内にはハンドル１１ａを持つ操作棒１１が納められ、
その先端はハーフナット８に結合されている。輸液完了
後に図の右端まで進行したハーフナット８は、ハンドル
１１ａによる操作棒１１の回転操作により送りねじ７か
ら外され、再び左端まで引き戻される。

【００１１】ここで、送りねじ７は軸方向にある程度自
由に移動できるように両端が支えられ、またその図の左
端面には下端部で片持ち支持された板ばね１２の自由端
が樹脂製の摺動片１３を介して接している。そして、板
ばね１２の図の表面にはストレインゲージ１４が貼着さ
れている。このような構成の下で輸液が行われると、送
りねじ７はハーフナット８からの反力により図の左方向
に押されて移動し、板ばね１２の自由端を湾曲させる。
その結果、ストレインゲージ１４から出力が生じ、この
出力は駆動機構が受ける駆動抵抗に比例するので、これ
が過大になった際には異常と判断することができる。す
なわち、図５において、ストレインゲージ１４の出力を
増幅回路１５で増幅した後、比較回路１６で基準電圧発
生回路１７からの基準電圧と比較してこれを超えたかチ
ェックし、超えた場合には警報発生回路１８を作動させ
る。

【００１２】それでは、図１及び図２により、圧力制限
器４について詳細に説明する。図において、圧力制限器
４は円盤状の本体１９の内部が円筒空間からなる入口室
２０と、これより小径の円筒空間からなる弁室２１とに
区画され、またこれらにそれぞれ通じるように入口管２
２と出口管２３とが設けられている。入口管２２は注射
器２の注射針装着口２ｃ（図３）の外径と嵌合するテー
パ穴を有し、出口管２３は注射針装着口２ｃと同一形状
・寸法のテーパ外径を有している。そして、入口室２０
と弁室２１との間の流路２４は弁２５により開閉され
る。弁２５は円盤状の弁体２５ａが弁室２１に納めら
れ、これに対向する環状の弁座２５ｂは本体１９に一体
形成されている。弁体２５ａには弁座２５ｂとの間にパ
ッキン２５ｃが装着されている。

【００１３】入口室２０の上面は周縁が本体１９に接着
にされた円形のダイアフラム２６で閉塞され、その上面
には補強板を兼ねたつば付円筒からなる解放ボタン２７
が接着されている。解放ボタン２７の頭部は、ダイアフ
ラム２６を跨ぐように本体１９に接着された門形のカバ
ー２８の丸窓２８ａを通して外部に臨んでいる。そし
て、解放ボタン２７の鍔部とカバー２８との間には、ダ
イアフラム２６を所定の力で下方に押圧する圧縮コイル
ばねからなるバックスプリング２９が挿入されている。
一方、弁体２５ａは流路２４を貫通する断面十字状部と
解放ボタン２７の中空円筒部と嵌合する円柱状部とから
なる弁軸２５ｄに取り付けられており、円形の蓋板３０
がない状態で弁室２１の下部開口から本体１９内に挿入
された弁体２５ａは弁軸２５ｄの圧入により解放ボタン
２７に連結される。弁室２１はその後に蓋板３０が本体
１９に接着されて閉塞される。

【００１４】このような圧力制限器４において、弁２５
が開いた状態（図１）で矢印で示すように入口管２２か
ら流入した薬液は、入口室２０、流路２４及び弁室２１
を経て出口管２３から流出する。その間、弁２５の前後
での液圧は同じで、この液圧を受けたダイアフラム２６
は上方に変位しようとするが、平常時はバックスプリン
グ２９の力が勝り、図１の状態が保たれる。その後、圧
力制限器４よりも下流で薬液流路の何らかの閉塞が発生
して流路内の液圧が上昇するとダイアフラム２６に加わ
る力が増大する。そして、この力がバックスプリング２
９の力に打ち勝つようになると、ダイアフラム２６は上
方に持ち上げられ、それに伴って上昇した弁体２５ａは
図２に示すように弁座２５ｂに当接し流路２４を閉じ
る。

【００１５】流路２４が閉じた後、更に入口管２２から
薬液が流入しようとすると、もはや弁２５よりも下流に
は薬液が流れないため上流側の液圧は益々上昇し、ダイ
アフラム２６は一層強固に弁２５を閉じる。したがっ
て、安全上決定される一定の液圧でダイアフラム２６が
持ち上がるようにバックスプリング２９の力を設定して
おけば、液圧がこの一定圧以上に上昇した際には直ちに
流路２４を閉じ、それよりも下流への薬液の供給を速や
かに遮断することができる。下流側の閉塞が除かれた
後、上流側の液圧を下げるには、解放ボタン２７を押し
下げて弁２５を開くか、シリンジポンプを停止させる。

【００１６】なお、弁２５が閉じた初期には、弁体２５
ａは上昇した上流側の液圧により流路２４を開く向きに
力を受けるため若干の液漏れが生じるが、弁体２５ａよ
りもダイアフラム２６の方が受圧面積が大きいため、液
圧の上昇に伴って漏れは止まる。また、その際、上流側
の液圧が十分に上昇する前に下流側の液圧が下がると弁
２５は再び開くが、この特性は平常時でも下流側の液圧
に変動がある場合の誤動作防止に積極的に利用できる。

【００１７】圧力制限器４により薬液流路を閉じると上
流側の液圧は上昇を続け、それに応じてシリンジポンプ
の駆動抵抗が増大するため、やがて警報発生回路１８が
作動する。その場合、警報発生回路１８が作動するとき
の駆動抵抗をすでに述べたシリンジ抵抗のばらつきのレ
ベルよりも相当大きく設定しておけば、シリンジ抵抗と
液圧の上昇とを混同することによる誤動作の心配はな
い。なお、図３では注射筒２ａとチューブ３との間に圧
力制限器４を挿入しているが、チューブ３とその先端の
注射針との間に挿入したり、チューブ３の途中に挿入す
るなど、シリンジポンプから注射針に至る薬液流路の任
意の箇所に挿入することが可能である。

【００１８】図６はこの発明の圧力制限器の別の実施例
を示す弁が開いた状態の縦断面図、図７はその弁が閉じ
た状態の図である。この実施例では受圧手段として図１
におけるダイアフラム２６の代わりにベローズ３１を使
用している。ベローズはダイアフラムに比べて変形量を
大きく取り易いので、弁２５を開いたときの隙間を大き
くしたい場合に有利である。その他の構成、動作は最初
の実施例と同じなので説明を省略する。

【００１９】図８はこの発明の圧力制限器の更に別の実
施例を示す弁が開いた状態の縦断面図、図９はその弁が
閉じた状態の図である。この実施例ではダイアフラム２
６を解放ボタン２７と一体形成し、かつダイアフラム２
６自体に復帰力を持たせてバックスプリングを不要とし
ている。これにより、部品点数が減り安価になるという
利点が得られる。それ以外の構成、動作はすでに示した
２つの実施例と実質的に同じである。

【００２０】最後に、図１０はこの発明の圧力制限器の
更に別の実施例を示す弁が開いた状態の縦断面図、図１
１はその弁が閉じた状態の図、図１２は図１０の XII−
XII線に沿う断面図である。この実施例では上流側の液
圧が弁２５を開くように弁体２５ａに作用するようにし
ている。すなわち、図１２に示すように、弁体２５ａは
左右一対の板状の弁軸２５ｄを介して解放ボタン２７に
連結され、入口管２２から入口室２０に流入した薬液は
弁軸２５ｄと本体１９との間の隙間２４を通って弁室２
１に入り、更に円筒通路３２に入った後、出口管２３か
ら流出する。この実施例では弁室２１が弁２５よりも上
流側となり、その液圧は弁体２５ａを流路２４を閉じる
向きに押すので、弁２５を閉じた直後の液漏れが発生せ
ず、そのような特性を要する場合に適している。

【００２１】

【発明の効果】以上述べた通り、この発明によれば、シ
リンジポンプ用圧力制限器をシリンジポンプから注射針
に至る薬液流路を開閉する弁と、この弁の上流側の液圧
を受け、この液圧が一定圧まで上昇すると弁を閉じる受
圧手段とを備えるものとすることにより、以下の効果が
得られる。 (1) 輸液中の液圧が一定圧まで上昇すると薬液通路を直
ちに機械的に閉じ、かついったん閉じると弁の上流側の
液圧の上昇により一層閉じる作用が強まるので、動作が
迅速・確実で信頼性が高い。 (2) 構造簡単で専用の電気回路が不要であるため、安価
に製作できるとともに既存のシリンジポンプにも簡単に
適用できる。 (3) シリンジポンプと患者との間のどの薬液通路部分に
も挿入できるので、シリンジポンプと患者との高低差に
よる差圧が問題になるような場合にも、患者の近くに圧
力制限器を位置させることにより差圧を最小限に抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の弁が開いた状態の縦断面図
である。

【図２】図１の圧力制限器の弁が閉じた状態の縦断面図
である。

【図３】図１の圧力制限器を適用したシリンジポンプの
外観を示す斜視図である。

【図４】図３のシリンジポンプの駆動機構を示す縦断面
図である。

【図５】図３のシリンジポンプに警報を発生させるため
の制御ブロック図である。

【図６】この発明の別の実施例の弁が開いた状態の縦断
面図である。

【図７】図６の圧力制限器の弁が閉じた状態の縦断面図
である。

【図８】この発明の更に別の実施例の弁が開いた状態の
縦断面図である。

【図９】図８の圧力制限器の弁が閉じた状態の縦断面図
である。

【図１０】この発明の更に別の実施例の弁が開いた状態
の縦断面図である。

【図１１】図１０の圧力制限器の弁が閉じた状態の縦断
面図である。

【図１２】図１０の XII−XII 線に沿う断面図である。

【図１３】シリンジ抵抗のばらつきを説明する線図であ
る。

【符号の説明】

２ 注射器 ３ チューブ ４ 圧力制限器 １９ 圧力制限器本体 ２０ 入口室 ２１ 弁室 ２２ 入口管 ２３ 出口管 ２４ 流路 ２５ 弁 ２５ａ 弁体 ２５ｂ 弁座 ２５ｃ パッキン ２５ｄ 弁軸 ２６ ダイアフラム ２７ 解放ボタン ２８ カバー ２９ バックスプリング ３１ ベローズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンジポンプから注射針に至る薬液流路
   を開閉する弁と、この弁の上流側の液圧を受け、この液
   圧が一定圧まで上昇すると前記弁を閉じる受圧手段とを
   備えたことを特徴とするシリンジポンプ用圧力制限器。