JPH0796029B2 - 採血重量を測定する採血装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、採血重量を測定する採血装置に関する。

［従来の技術］ 従来、特公昭51−3153号公報に記載される如くの採血装
置が提案されている。従来の採血装置は、採血室内に血
液バッグを収容し、採血にともなって膨張する血液バッ
クの厚みが所定レベルに達したことをリミットスイッチ
により検知し、この検知結果によって採血動作を停止さ
せ、結果として血液バックに所定容量の採血量を確保す
ることとしている。

又、従来の採血装置にあっては、血液バッグへの採血中
に血液バッグの受皿を揺動させ、これにより血液バッグ
に予め装填してあるへパリン等の抗凝固剤と血液とを撹
拌することにより、血液の凝固を防止するようにしてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ 然しながら、上記従来の採血装置にあっては、血液バッ
グの厚みが一定レベルに達したことにより採血量を測定
するものであるため、その測定精度が悪い。

そこで、本出願人は、採血量の測定精度を向上するため
に、採血中の血液バッグの重量変化を測定することにて
採血量を測定することを考えた。

そして、前述の如くの抗凝固剤と血液との撹拌のために
血液バッグを揺動させながら採血し、かつその重量変化
を測定するに際し、採血量の測定精度を安定化するた
め、血液バッグの揺動を一時的に停止させ、この揺動停
止時間内にバッグ内液面の揺れを鎮静化させながら血液
バッグの重量を測定することを考えた。

ところが、実験の結果、血液バッグに与える一揺動周期
毎の揺動停止時間が過度に短い場合には重量測定精度が
悪くなり、揺動停止時間が過度に長い場合には抗凝固剤
と血液との撹拌が十分にできず凝固する問題を生じた。

本発明は、採血重量の測定精度を向上し、かつ血液を十
分に撹拌して凝固防止することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明は、血液容器を支持する容器支
持部と、血液容器への採血中に容器支持部を揺動させる
揺動手段と、採血中における血液容器中の採血重量を測
定するための重量測定手段とを有してなる採血装置にお
いて、血液容器への採血の少なくとも中間〜終了段階
で、揺動手段による容器支持部の一揺動周期毎に該揺動
手段による揺動動作を一時的に停止させ、かつ上記一揺
動周期毎の揺動停止時間を採血の終了段階側においてよ
り長くし、更にこの揺動停止時間内に重量測定手段の測
定結果を取込み、この測定結果に基づいて血液容器中の
採血重量又は採血残量を求める制御手段を備えるように
したものである。

請求項２に記載の本発明は、前記血液容器への残採血量
が設定採血量の100〜50％である初期段階では揺動停止
時間を０〜0.5秒、50〜20％である中間段階では揺動停
止時間を0.5〜１秒、20％以下である終了段階では揺動
停止時間を略１秒とするようにしたものである。

請求項３に記載の本発明は、前記血液容器への設計採血
量の採血完了後、前記揺動手段による揺動動作を一定時
間だけ延長するようにしたものである。

請求項４に記載の本発明は、前記揺動手段による揺動の
停止動作は、揺動過程の折返し点にて行なわれるように
したものである。

請求項５に記載の本発明は、前記揺動手段による揺動の
停止時には、血液容器への血液導入口が該容器の最下レ
ベルに位置されるようにしたものである。

［作用］ 請求項１、２に記載の本発明によれば、下記（１）の作
用がある。

（１）一揺動周期毎の揺動停止時間を採血の終了段階側
においてより長くした。即ち、採血の初期段階〜中間段
階では、重量測定精度はあまり高くなくて良いから、抗
凝固剤と血液との撹拌を十分に行なうように揺動停止時
間を０〜短時間とする。そして、採血の終了段階では、
重量測定精度を向上するために、揺動停止時間を漸次長
時間として容器内血液の流動が十分におさまった状態で
重量測定できるようにするものである。これにより、採
血重量の測定精度を向上し、かつ血液を十分に撹拌して
凝固防止できる。

請求項３に記載の本発明によれば、下記（２）の作用が
ある。

（２）採血完了後、血液容器を更に一定時間揺動するこ
とにより、抗凝固剤と血液とを更に十分に撹拌し、より
確実に凝固防止できる。

請求項４に記載の本発明によれば、下記（３）の 作用がある。

（３）容器支持部が揺動の動きの最も少ない時（揺動過
程の上又は下の折返し点もしくはその近傍）に採血重量
を測定するものであり、容器内の血液に生ずる揺れが最
小となるタイミングで測定するから、正確な重量測定が
できる。また、容器支持部は揺動の中間過程で一旦停止
せしめられることがないから、容器内の抗凝固剤と血液
とをその揺動過程で良く混和でき、血液凝固を防止でき
る。

請求項５に記載の本発明によれば、下記（４）の作用が
ある。

（４）揺動の停止時に、血液容器への血液の導入口が該
容器の最下レベルに位置せしめられる。これにより、血
液容器内の空気が誤って血液導入口から供血者側へと流
出することを防止できる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る採血装置を示す正面
図、第２図は第１図の要部を破断して示す側面図、第３
図は第１図の平面図、第４図は秤を示す側面図、第５図
は真空回路図、第６図は揺動状態線図、第７図は制御ブ
ロック図である。

採血装置10は、第１図〜第３図に示す如く、ハウジング
11の正面に表示パネル12を備え、ハウジング11の内部に
真空採血室13を形成している。14は採血室13の開閉蓋、
15は蓋14のヒンジ、16は採血室13を密封するための封止
ゴムである。14Aは蓋14の把手である。又、採血装置10
はハウジング11の下部に真空ポンプ17、及び制御装置18
を内蔵している。

採血装置10の真空採血室13は、真空ポンプ17の吸気口17
Aに連通されて減圧可能とされるとともに、ポリ塩化ビ
ニル等からなる血液バッグ（血液容器）１を支持するバ
ッグ受皿19を備えている。採血装置10は、真空採血室13
を減圧する状態下で、バック受皿19に支持される血液バ
ッグ１に所定の陰圧力を及ぼし採血する。この時、採血
装置10は、バッグ受皿19を揺動して血液バッグ１に予め
装填してあるヘパリン等の抗凝固剤と血液とを撹拌する
とともに、血液バッグ１の重量を測定することにより採
血量を測定する。

採血装置10における上述のバッグ受皿19を揺動する構
造、及び血液バッグ１の重量を測定する構造は以下のと
おりである。

先ず、真空採血室13の低部には架台20が設置され、この
架台20には支軸21を介して回動自在となる揺動フレーム
22が支持されている。又、架台20には揺動モータ23が固
定され、かつ揺動モータ23により駆動される原動軸24が
支持されている。原動軸24の一端にはクランク車28が固
定され、このクランク車28の回転半径上にはリンク29の
一端が連結され、リンク29の他端は上記揺動フレーム22
に連結されている。

他方、揺動フレーム22の上面には秤取付部材31が固定さ
れ、秤取付部材31には秤（重量測定手段）33が片持支持
される。秤33は第４図に示す如くの略矩形（平行四辺
形）の枠体からなっている。秤33は上面の２位置および
下面の２位置のそれぞれに貼付けられてホイートストン
ブリッジ回路を形成する重量センサとしての歪ゲージ34
を備え、秤33の先端部には計量台35、受板36を介して前
述のバッグ受皿19が固定されている。秤33は重量センサ
増幅ユニット38を有する。

即ち、採血装置10は、揺動モータ23の作動より原動軸2
4、クランク車28を回転し、これによって揺動フレーム2
2を揺動し、揺動フレーム22に秤33を介して支持されて
いるバッグ受皿19を揺動することとなる。この時、バッ
グ受皿19は、第２図、第６図に示す如く、水平に対して
＋α度をなす最上昇点と、−β度をな最下降点の上下２
点をその揺動過程の折返し点として揺動せしめられる。
本実施例では後述する如く、α＝β＝20度が好適である
ことを認めた。又、揺動モータ23がバッグ受皿19に付与
する揺動の１周期時間は電源周波数60Hz地域では約1.0
〜2.6秒、電源周波数50Hz地域では約1.2〜３秒である。
１サイクル時間が長すぎる場合に血液バッグ１内の抗凝
固剤と血液との混和が弱くなるが、逆に短かすぎる場合
にはバッグ受皿19の動きに対して血液バック１内の血液
の追従が悪く混和しにくくなるという現象を呈する。
又、採血装置10は、揺動フレーム22に秤取付部材31を介
して片持支持されている秤33にバッグ受皿19を支持して
おり、この秤33のたわみ変形に基づく歪ゲージ34の出力
変化により血液バッグ１の重量を測定し、ひいては採血
量を測定する。

尚、採血装置10は、原動軸24の他端に設けられる検出カ
ム39の回転位置を光センサ40により検出し、制御装置18
は、これによって揺動モータ23によるバック受皿19の現
在の揺動角度位置を認識し、上記バッグ受皿19が上述の
最上昇点又は最下降点のいずれかの折返し点にある状態
で、上述の秤33の測定結果を取込み、血液バッグ１の重
量を測定することとしている。

この時、採血装置10の制御装置18にあっては、血液バッ
グ１への採血の初期〜終了段階で、揺動モータ23による
バッグ受皿19の一揺動周期毎に、バッグ受皿19が折返し
点にあり、秤33の測定結果を取込む時に、揺動モータ23
による揺動動作を一時的に停止させ、かつ上記一揺動周
期毎の揺動停止時間を終了段階側においてより長くする
こととしている。

具体的には、血液バッグ１への残採血量が設定採血量の
100〜50％である初期段階では揺動停止時間を０〜0.5
秒、50〜20％である中間段階では揺動停止時間を0.5〜
１秒、20％以下である終了段階では揺動停止時間を略１
秒とする。

尚、第８図（Ａ）は採血初期段階での秤の経時的な出力
電圧線図、第８図（Ｂ）は採血量200mlにおける採血終
了段階での秤の経時的な出力電圧線図、第８図（Ｃ）は
採血量400mlにおける採血終了段階での秤の経時的な出
力電圧線図である。

第８図（Ａ）〜（Ｃ）において、秤の出力電圧は、重量
800gを4VFSとしているので、電圧0.15Vが重量約30gに相
当する。

第８図（Ａ）〜（Ｃ）のいずれにおいても、一揺動周期
は1.26秒である。

そして、第８図（Ａ）の採血初期段階では、バッグ受皿
19が一揺動周期を終えて停止してから、秤33の出力が安
定するのに約0.3秒かかる。従って、上述の如く、0.5秒
停止させれば十分重量測定でき、かつ抗凝固剤と血液と
を十分に撹拌できる。

又、第８図（Ｂ）の採血量200mlにおける採血終了段階
では、バック受皿19が一揺動周期を終えて停止してか
ら、秤33の出力が安定するのに約0.3秒かかる。従っ
て、上述の如く、略１秒停止させれば、高い重量測定精
度を確保できる。

又、第８図（Ｃ）の採血量400mlにおける採血終了段階
では、バッグ受皿19が一揺動周期を終えて停止してか
ら、秤33の出力が安定するのに約0.4秒かかる。即ち、
採血量が多くなると、安定時間が長くなるが、上述の如
く、略１秒停止させれば、高い重量測定精度を確保でき
る。

又、採血装置10にあっては、血液の凝固を防止するに足
るように血液バック１を確保に揺動させ、かつバック受
皿19の揺動スペースを可及的に小として採血装置10のコ
ンパクト架を実現するため、バッグ受皿19の最上昇点な
いし最下降点の適正揺動角度範囲“［＋α度］〜［−β
度］”を以下の如く定めた。即ち、バッグ受皿19の上述
の最上昇点を定める［＋α度］を、［＋10度〜＋40
度］、より好適には［＋10度〜＋30度］、最も好適には
［＋15度〜＋25度］の角度範囲内で選定することとし、
今回の実施例では［＋20度］とした。又、バッグ受皿19
の上述の最下降点を定める［−β度］を、［−10度〜−
40度］、より好適には［−10度〜−30度］、最も好適に
は［−15度〜−25度］の角度範囲内で選定することと
し、今回の実施例では［−20度］とした。

尚、上述のバッグ受皿19の揺動角度範囲“［＋α度］〜
［−β度］”を、実験的に、“［＋８度］〜［−８
度］”、“［＋12度］〜［−12度］”、“［＋15度］〜
［−15度］”、“［＋18度］〜［−18度］”、［＋21
度］〜［−21度］”、“［＋24度］〜［−24度］”、
“［＋30度］〜［−10度］”、“［＋25度］〜［−15
度］”、“［＋25度］〜［−５度］”、“［＋20度］〜
［−10度］”のそれぞれについて実施し、血液バッグ１
内の抗凝固剤と血液との混和程度を比較した結果、
“［＋20度］〜［−20度］”が最適であることが認めら
れた。

採血装置10は、第５図に示す如く、真空ポンプ17の吸気
口17Aと真空採血室13とを真空配管41にして連結し、真
空配管41の中間部に、排気ソレノイド42のオンにより閉
じられ、排気ソレノイド42のオフにより重力で開く排気
バルブ43を備えている。採血装置10は、真空ポンプ17の
オン／オフ制御により真空採血室13に一定の陰圧力（真
空度）を形成し、採血終了時には排気バルブ43を開くこ
とにより真空採血室13を大気開放させる。

採血装置10は、ハウジング11の正面側の上部において、
真空採血室13に隣接する部分にチューブホルダ44を備
え、真空採血室13に収容した血液バッグ１に連なる採血
チューブ２を引出し可能としている。チューブホルダ44
は、チューブクランプソレノイド45により駆動されるチ
ューブクランプ（採血停止手段）46を備え、チューブク
ランプ46は、採血チューブ２を挟圧閉止して血液バッグ
１への採血動作を停止させる。47はチューブクランプ46
のクランプ解除ボタン、48は緊急時にチューブクランプ
46を作動させるクランプボタンである。

尚、採血装置10にあっては、揺動モータ23による揺動の
停止時に、血液バッグ１に対する採血チューブ２の接続
口（＝血液導入口）を該血液バッグ１の最下レベルに位
置するように設定している。

採血装置10の表示パネル12は、採血量／真空度切換表示
ランプ49、採血量／真空度切換スイッチ50、400ml/200m
l切換表示ランプ51、400ml/200ml切換スイッチ52、停止
スイッチ53、開始スイッチ54、使用バック表示ランプ5
5、使用バッグ切換スイッチ56、採血量／真空度表示部5
7を備える。尚、採血装置10は、ハウジング11の正面下
部に電源スイッチ58、ヒューズホルダ59を備え、ハウジ
ング11の背面下部に電源コネクタ60を備える。

次に、採血装置10の制御装置18について説明する。制御
装置18は、第７図に示す如く、主として主制御回路61、
駆動回路62、表示回路63から構成されている。尚、64は
電源ユニットである。

主制御回路61は、CPU（中央処理装置）［装置10の一連
の動作のための制御プログラムが書込まれるメモリを含
むもの］65、メモリ（記憶手段）66、入出力制御部67、
LED（発光ダイオード）ドライブ回路68、ブザー69、フ
ェイルセーフ回路70を有する。尚、入出力制御部67に
は、バッグ受皿19の揺動位置を検出する前述の光センサ
40、血液バッグ１からの漏血を検出する洩血センサ71の
各検出信号が転送されるようになっている。

上記メモリ66はEP−ROM、EEP−ROM等の不揮発性メモリ
からなり、記憶データを書換え読出しでき、かつ電源電
圧の印加がなくても記憶データを保持できる。このメモ
リ66の記憶データとしては、真空採血室13に生成する
陰圧力、血液バッグ１への設定採血量、採血完了後
におけるバッグ受皿19の揺動延長時間等がある。

上記ブザー69は採血完了、真空採血室13に形成され
る陰圧力のエラー、揺動モータ23の回転エラー、洩
血センサ71の洩血検出等に応じ、それぞれ異なる鳴動態
様にて鳴動する。

上記フェイルセーフ回路70はCPU65の暴走発生を監視
し、暴走時に装置を安全側に停止させる。

駆動回路62は、主制御回路61のに接続されており、A/D
変換回路72を備える。A/D変換回路72には前述の歪ゲー
ジ34が連なる重量センサ増幅ユニット38が接続されると
ともに、前述の真空配管41に設けられて真空採血室13の
陰圧力を検出する圧力センサ73が圧力センサ増幅回路74
を介して接続される。

この時、制御装置18のCPU65は、歪ゲージ34の出力ｙが
測定採血重量ｗに対しｙ＝aw＋ｂなる１次関数を構成す
るものとして採血重量を演算する。又、CPU65は、圧力
センサ73の出力ｚが測定圧力ｐに対しｚ＝cp＋ｄなる１
次関数を構成するものとして圧力を演算する。

又、駆動回路62は、チューブクランプソレノイド45を
制御するソレノイドドライブ回路75、排気ソレノイド
42を制御するソレノイドドライブ回路76、真空ポンプ
17の給電スイッチ77をオン／オフするポンプドライブ回
路78、揺動モータ23の給電スイッチ79をオン／オフす
るモータドライブ回路80を備える。

尚、制御装置18のCPU65は、上記圧力センサ73の検出圧
力とメモリ66の記憶データである真空採血室13の設定圧
力とを得て、上記検出圧力が上記設定圧力に一致するよ
うに、真空ポンプ17の上記給電スイッチ77を前述の通り
オン／オフ制御する。これにより、真空採血室13の陰圧
力は設定圧力の一定幅内を微小変化し、結果として一定
の圧力状態となる。

次に、上記採血装置10による採血作業手順について説明
する。

電源スイッチ58をオンする。

400ml/200ml切換スイッチ52により採血量を選定す
る。この選定結果は切換表示ランプ51に表示される。

使用バッグ切換スイッチ56により使用バッグを選定す
る。この選定結果は表示ランプ55に表示される。尚、使
用バッグの種類としては、親バッグのみのシングル
（Ｓ）、１以上の小バッグをも備えるダブル（Ｄ）、ト
リプル（Ｔ）、クオドラップル（Ｑ）がある。

採血チューブ２の端部に設けられている採血針を供血
者に穿刺し、ある程度採血する。

血液バッグ１を真空採血室13に入れてバッグ受皿19に
載置し、採血チューブ２をチューブホルダ44にセットす
る。

開始スイッチ54をオンする。制御装置18が真空ポンプ
17、揺動モータ23を駆動制御し、真空採血室13の減圧に
よる採血と、バッグ受皿19の揺動を行なう。又、制御装
置18は、バッグ受皿19が揺動過程の最上昇点又は最下降
点のいずれかの折返し点にある前述した通りのタイミン
グで、重量センサ増幅ユニット38の出力を得て、血液バ
ッグ１の測定採血量を検出するとともに、メモリ66に書
込まれている設定採血量、血液比重、及び血液バッグ１
の予登録重量を用いて、下記（１式により残採血量（容
量）を演算する。

残採血量（ml）＝ ［設定採血量（ｇ）＋予登録重量（ｇ） −測定採血量（ｇ）］／比重（g/ml） ……（１） 制御装置18は、上記演算結果である残採血量が零に達
したことを条件に、チューブクランプ46により採血チュ
ーブ２を閉止し血液バッグ１への採血動作を停止させ
る。この時、制御装置18は真空ポンプ17を停止させ、か
つ排気バルブ43を開いて真空採血室13を大気解放する。

制御装置18は、上記採血完了後、なお一定時間だけ揺
動モータ23を延長して駆動し、バッグ受皿19を揺動す
る。その後、ブザーが採血終了を報知する。

クランプ解除ボタン47をオンし、採血チューブ２をチ
ューブホルダ44から外し、血液バッグ１を真空採血室13
から取出す。

尚、採血装置10にあっては、血液バッグ１をバッグ受皿
19へ出し入れするためのハウジング11の上面開口部11A
を、ハウジング11の背面側から正面側に向けて下り勾配
となるように設定している。

次に、上記実施例の作用について説明する。

（１）一揺動周期毎の揺動停止時間を採血の終了段階側
においてより長くした。即ち、採血の初期段階〜中間段
階では、重量測定精度はあまり高くなくて良いから、抗
凝固剤と血液との撹拌を十分に行なうように揺動停止時
間を０〜短時間とする。そして採血の終了段階では、重
量測定精度を向上するために、揺動停止時間を漸次長時
間としてバッグ内血液の流動が十分におさまった状態で
重量測定できるようにするものである。これにより、採
血重量の測定精度を向上し、かつ血液を十分に撹拌して
凝固防止できる。

（２）採血完了後、血液バッグ１を更に一定時間揺動す
ることにより、抗凝固剤と血液とを更に十分に攪拌し、
より確実に凝固防止できる。

（３）バッグ受皿19が揺動の動きの最も少ない時（揺動
過程の上又は下の折返し点もしくはその近傍）に採血重
量を測定するものであり、血液バッグ１内の血液に生ず
る揺れが最小となるタイミングで測定するから、正確な
重量測定ができる。又、バッグ受皿19は揺動の中間過程
で一旦停止せしめられることがないから、血液バッグ１
内の抗凝固剤と血液とをその揺動過程で良く混和でき、
血液凝固を防止できる。

（４）揺動の停止時に、血液バッグ１への血液導入口が
該バッグ１の最下レベルに位置せしめられる。これによ
り、血液バッグ１内の空気が誤って血液導入口から供血
者側へと流出することを防止できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、採血重量の測定精度を向
上し、かつ血液を十分に撹拌して凝固防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る採血装置を示す正面
図、第２図は第１図の要部を破断して示す側面図、第３
図は第１図の平面図、第４図は秤を示す側面図、第５図
は真空回路図、第６図は揺動状態線図、第７図は制御ブ
ロック図、第８図（Ａ）は採血初期段階での秤の経時的
な出力電圧線図、第８図（Ｂ）は採血量200mlにおける
採血終了段階での秤の経時的な出力電圧線図、第８図
（Ｃ）は採血量400mlにおける採血終了段階での秤の経
時的な出力電圧線図である。 １……血液バッグ（血液容器）、 10……採血装置、 19……バッグ受皿（容器支持部）、 22……揺動フレーム（揺動台）、 23……揺動モータ、 33……秤（重量測定手段）、 65……CPU（制御手段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】血液容器を支持する容器支持部と、血液容
   器への採血中に容器支持部を揺動させる揺動手段と、採
   血中における血液容器中の採血重量を測定するための重
   量測定手段とを有してなる採血装置において、血液容器
   への採血の少なくとも中間〜終了段階で、揺動手段によ
   る容器支持部の一揺動周期毎に該揺動手段による揺動動
   作を一時的に停止させ、かつ上記一揺動周期毎の揺動停
   止時間を採血の終了段階側においてより長くし、更にこ
   の揺動停止時間内に重量測定手段の測定結果を取込み、
   この測定結果に基づいて血液容器中の採血重量又は採血
   残量を求める制御手段を備えることを特徴とする採血重
   量を測定する採血装置。
2. 【請求項２】前記血液容器への残採血量が設定採血量の
   100〜50％である初期段階では揺動停止時間を０〜0.5
   秒、50〜20％である中間段階では揺動停止時間を0.5〜
   １秒、20％以下である終了段階では揺動停止時間を略１
   秒とする請求項１記載の採血重量を測定する採血装置。
3. 【請求項３】前記血液容器への設定採血量の採血完了
   後、前記揺動手段による揺動動作を一定時間だけ延長す
   る請求項１又は２記載の採血重量を測定する採血装置。
4. 【請求項４】前記揺動手段による揺動の停止動作は、揺
   動過程の折返し点に行なわれる請求項１〜３のいずれか
   に記載の採血重量を測定する採血装置。
5. 【請求項５】前記揺動手段による揺動の停止時には、血
   液容器への血液導入口が該容器の最下レベルに位置され
   る請求項１〜４のいずれかに記載の採血重量を測定する
   採血装置。