JPS60500749A - 間歇的液滴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】 間歇的液滴検出方法および装置 本溌朋−峙１ 本発明は改良された液滴検出方法および装置に関する。さらに詳しくは、本発明 は液滴を一定期間にわたり検出し、そして現在の滴下期間を以前の液滴によって 規定されたりミントと比較する方法および装置に関する。

本発明は特に病院等において患者へ非経Ｉ］液の投与に使用することを企図する が、しかしそれば化学的または生物学的リアクター、工業的プロセス等への所望 時間にわたる精密な量の任怠の液体の滴下流を制御するためにも利用することが できる。

非経口液の投与は病院において普通のことであり、そして多数の異なる夕１゛プ の器具の多量かそのよう７Ｓ投与を提供する目的ですν売されているが、多くの 場合において、医療上の状況は数Ｆ１または敗退も続く期間連続的滴下舷梯で精 密に制御された投薬量の投与を必要とする。例えばガン化学療法はこの態様で投 与し得る。

これらの薬剤に対しては、および多数の他の投薬に対しては、それらは勿論有効 である十分な量で患者・＼投与されなけ珂１はならず、そしてしばしば均一な連 続的な低容量投与量が必要である。同時に１、流量の事故的増加はある種の投薬 の場合には生命を脅かすとこがあり、そのため完全に避けなければならない。

慣用の重力作動非経口液器具からの滴下流は、流体粘度、チューブ性能および共 鳴現象のような広範囲の可変状況を蒙る。これらおよび他の影響は間歇的滴下流 を発生し得る。

先行技術においては、改良された流れ精度を提供することを目的とする電子デバ イスの大きな配列を通過する非経口液の流れを制御するための種々のシステムを 示唆する多数の特許か存在する。そのような先行技術の典型例として、溶液の滴 がつくられ、そして投与セットの滴下室を通って落下し、そしてそれらか落下す る時キャパシタンスその他の変化を感知することにより光度計原理によって作動 し得る液滴検出器によって検出される。流れ制御クランプもしくは他の閉塞器具 が流れ導管に備えられ、そして滴下室内の滴下速度を感知し、そして該滴下速度 が所望のパラメータ範囲内に保たれるように適切に制御するため、典型的には工 し・りトロニックであるフィードハック機構によって制御される。

先行技術においては、しばしばポンプがセ・ノドを通って溶液を推進するために 使用される。これはそれ自体の危険の階級を帯ひ、非経口液源が空になった時患 者へ空気をポンプ送りすることを防市するための安全システムの存在を必要とす る。そのような安全システムは勿論破損および故障にさらされ、その結果は潜在 的に致命的である。

そのため患者への非経口液量を精密に測定する重力で作動されるシステムを利用 することが安全性および簡易性のために望ましい。

そのようなシステムの一つが本発明の譲受人へ譲渡され、そしてこコニ参照とし て取り入れる、ＭＯＴＯＲＤＲＩＶＥＮ　０ＣＣＬＵＳＩＯＮ　Ｃ０ＮＴＲ０Ｌ ＬＥＲＦＯＲＬＩＱＵＩＤ　ＩＮＦＩＩＳＩＯＮ　Ｉ’ｌＮＤ　ＴＨＥ　ＬＩＫ Ｆと題するＲｅｎｅ　Ｌａｍａｄｒｉｄ　の１９８２年１月６日出願の米国特許 出願ｔｌｌｏ、　３３６，１５４に開示され、クレームされている。

それに開示されているように、該システムの一体部分は液滴が滴下室を通過する 時液滴を検出する液滴検出器である。このシステムにおいては、固定液滴速度が 選択され、そして閉塞コントローラーへの制御信号を提供するためそれと実際の 滴下速度とが比較される。

液滴検出の精度がこのタイプのシステムにとっては慣用である。

本糞朋辺農上 本発明によれば、流体源からの液滴流速度を精密にモニターする方法および装置 が提供される。本発明は検出される各滴下期間によって調節することができる加 重速度誤差係数を累計するごとによって液滴流速の変動を許容する。

好ましくは、各滴下期間もしくは間隔は、遅い速度’Ｊ　ミノ）　ｈ速い速度リ ミットとの両方と比較される。これらリミットは以前の滴下期間に比例してセッ トされる。累計トータルは連続する滴下期間の多数におりる小さい動揺を無視す るようにセットされる誤差限界値と比較される。累計１・−タルはまた、リミッ ト外である各滴下期間について誤差ファクターを加算し７、そしてリミット以内 である各滴下期間について誤差係数を除算することにょゲＣ多数の滴下期間にわ たって平均されることができる。

Ａｍ９−隨東六戎凱 第１図は液滴検出および閉塞システムの概略図である。

第２図は可能性ある液滴検出器位置を図示ずろ滴下室の概略図である。

第３図は本発明の液滴検出装置のブしＪ／り図である。

第４図は本発明に従って構成したフローチャートである。

群朋 第１図を参照すると、本発明の滴下期間もしくは間隔検出システＪ２１２を組み 込むことができる液滴検出および閉塞システム１０が概略的に示されている。非 経口液のような制御すべき流体１４は流体源もしくは容器１４中に収容されてい る。液体源１６は、流体１４が矢印２０によって指示されるよ・うにそれを通っ て患者または他の連通セソＩ・へ通過する可撓性の漬れるチューブ１８を含んで いる慣用の非経「］液セントの一部とすることかできる。液体１４は任意の慣用 デザインでよい滴下室２２を通過する。

滴下室２２に隣接して液滴検出器２４か設けられ、液滴が滴下室を通過するとき それらを検出する。液滴検出器２４は任意の慣用デザインでよく、そして好まし くは前に参照した特許出願に記載のような光学式検出器である。電気的キャパシ タンス原理を使用するもののような他のタイプの検出器も利用することができる 。

検出器２４によって液滴が検出される時、電気信号かライン２６を通って期間検 出器１２へ連結される。期間検出器１２は閉塞機構２８を含むか、それ一連続さ れ、ＩＪか、またごよその一部とすることができる。そのような閉塞機構の一つ の詳細は前に参照した特許出願に完全に開示されている。

作動において、閉塞機構２８は概略的に図示したピストンまたはクランプ部材３ ０を含む。液滴検出器２４によって感知された流速に従って、クランプ部材３０ はチューブ１８をストッププレー１−３２に対してクランプするように位置する 。チューブ１８へ加えられるクランプ圧力は流れが速すぎる時に増加され、そし て流れか遅すぎる時に減らされる。緊急時または誤作動時、クランプ力は好まし くは流体の流れを自動的に打ち切るようになっている。

第２図を参照すると、液滴検出器の光路もしくは検出レベルが矢印Ａ、Ｂ、Ｃお よびＤによって図示されている。正常作動においては、光路もしくは匹敵する液 滴検出レベルはレベルＡに七ノドされている。このレベルにおいては液滴は蓄積 した流体３４のどれからも妨害なしに個々に感知される。しかしながら、滴下室 の外側形状は著しく変化することができ、そしである種の滴下室は先細である。

これらの形状、不整合および間歇状態はすべて偽液滴カウントおよび流速の変動 を発生し得る。

例えば、もし検出レベルが誤ってレー、ルＢにセットされれは、検出器２４ばは ね返りをも取り一部げ、偽の高いカウントもしくは速すぎる滴下間隔を発生し得 る。その時閉塞機構はこの偽カウントのためチューブ１８へもっと大きい圧力を 加え、流体流を減らすであろう。もし検出レベルが蓄積した流体３４の表面直下 のレベルＣに位置するならば、その時検出器２４は気泡および他の乱流を取り上 り、そして液滴流を殆どまたは完全に停止させることがある。レベルＣにおいて は最も危険な状態の一つが発生し７得ろ。ある場合には、液滴の一部のみが検出 され、閉塞機構２８を開き、そして患者の過注入が発生し得る。本発明のシステ ムおよび方法は時折の偽または擬似液滴検出信号を無視しながらこれが発生する ことを防止する。もしレベルＤに位置すれば、実質上液滴が検出されないであろ うから、このシステムはあらかじめ定めたノーカウント期間の後タイムアウトす るであろう。

第３図を参照すると、滴下期間検出器１２が最良に図示されている。液／Ｆｊ検 出信号のパルス列３６はライン２６上を検出器１２へ連結される。信１号列３６ は現在の滴下期間信号３８と、そして前の滴下期間信号４０とを含んでいる。信 号列３６は好ましくは遅延タイマー４２へ連結される。

遅延タイマー４２は、滴下速度が安定する間の始動または当初の滴下速度を無視 するための猶予期間として使用される。この猶予期間は作動中流速が調節される 時にオペレーターによって利用されることもできる。この遅延タイマー猶予期間 が過きた時、次にめいめいの現在の期間がＡｉ■の期間と関連したリミットに対 して比較される。

便宜上現在の期間３８と前の期間４０を利用すると、現在の期間３８は遅延タイ マー４２を通って前の期間の出力４０を有する１期間遅延４４へ加えられる。現 在の期間３８は、好ましくは高いまたは遅い滴下リミットコンバラタ−４６と、 そして低いまたは速い１１カ下リミットコンバラタ−４８を有するリミット比較 回路へも加えられる。現在の期間３８ば各コンバラタ−４，６，４８の第１の入 力−・加えられる。

期間遅延４４の出力は、高いまたは遅いリミット設定セネレーター５０と、低い または速いリミット設定セネレータ−５２とへ加えられる。遅いリミットゼネレ ータ−５０は、好ましくは１より大きい選択された係数を前の期間４０に乗じ、 そしてコンバラク−４６の遅いウィンドーリミットを調節するため第２の選定さ れた係数を加える。速いリミットゼネレーター５２は好ましくは１より小さい選 定された係数を前の期間４０に対して乗じ、そしてコンバラク−４８の速いウィ ンドーリミットを調節するための他の係数を差し引く。このように現在の滴下期 間３８は、前の期間４０によって調節されるゼネレーター５０および５２によっ て設定されたウィンドーと比較される。

もし現在の期間が遅すきもしくは長すき、そのためコンバラタ−４６の高いリミ ットの外であれば、またはそれが速すぎもしくは短かすぎ、そのためコンバラタ −４８の低いリミットの外であれば、ゲート５４によって誤差信号が不正滴下期 間誤差累算器５６へ送られる。累算器５６はトータル累計誤差係数−・選定され た係数を加え、次にそれは限界値誤差コンバラタ−５８中のあらかしめ定めた限 界値リミットと比較される。

もし現在の期間３８が遅すぎまたは長すぎもな（、そのためコンバラタ−４６の 高いリミット内であり、そしてそれが速すぎまたは短かすぎもなく、そのためコ ンバラタ−４８の低いリミット内であれば、正しい滴下信号がゲートによって累 算器６０へ送られる。累算器６０はトータル累計誤差係数から選定された係数を 差し引き、そしてそれは限界値誤差コンバラタ−５８へ加えられるか、または累 計した誤差係数を減らすｔ−めに用いられる。累計誤差係数は、好ましくは各パ ルス後各累算器中の誤差係数を同しに保つために他の累算器５Ｃまた！：！６０ ！こお′、）でリセノｉ・される。

もし累計誤差係数か限界値リミットより大きければ、信号かアラーム６２へ加え られることかできる。アラーム６２は可聴、可視またはその両方とすることがで き、そし７てまた所望ならば流体の流れを遮断させることもできる。

この作動により、ウィンドーおよび修正係数は、過渡的な不正パルスが正しいパ ルスによって消去できるようにｉヌ定されることができる。例えば典型的な静脈 内作動において、滴下速度は毎分２０１商であることができ、そして修正係数は 、列の中のあらかしめ定めた滴数は不正でなければならないようにセットされる ことができる。

例えば毎分２０滴とした時、検出器１２ば４個の続く不正滴の後または６滴のう ち４滴等の後警告するようにセットされることができる。これは流体容器１６を 打つこと等によって発生するような不可避的な過渡的不正液滴をシステムが無視 することを許容する。

第４図を参照すると、本発明の好ましい具体例のフローチャートが図示されてい る。もし猶予期間が経過していなければ滴下期間は無視される。もし猶予期間が 経過すれば、滴下期間は最初高いまたは遅いリミットと比較される。もし該期間 がリミット外であれば、誤差累算器は累算された誤差へ誤差係数を加算し、そし て次にトータル累算誤差係数をアラーム限界値と比較する。もし累算誤差係数が 限界値リミットより大きければ、その時アラームがセットされる。

もし累算誤差係数がアラーム限界値より小さければ、その時現在の期間は以下に 記載するようにウィンド”−をリセットするために用いられる。

もし該期間が高いまたは遅いリミットより小さければ、該期間は次に低いまたは 速いリミットと比較される。も昌それが速いリミ。

１〜の外であれば、誤差累算器か先に記載した遅いリミットと同様に作動される 。もし該期間が速いリミットの外でなければ、累算した誤差はそれがゼロである かどうかを見るためにチェ、りされる。もしそれがゼロであれば、該期間はリミ ットをリセットするために使用されるが、しかしそれは好ましくはセロ以下にな ることは決して許されないので累算誤差を変えない。これはシステムが不正滴下 期間なしでいかに長く作動していても、システム１２が不正滴下期間に速やかに 反応することを許容する。

しかしながら、もし累算誤差係数がセロでなければ、その時累算誤差係数からあ る係数が減算され、それにより正しい期間が不正期間を消去することを許容する 。ウィンドーリミットは各滴下期間について該期間に１より大きい係数を乗じ、 そして高いリミットのためその積へ調節係数を加算することによってリセットさ れる。低いリミットは該期間へ１より小さい係数を乗じ、その積から調節係数を 減算することによってリセットされる。これによって各滴下期間について関節さ れたサイクルを完了する。

本発明の修飾および変更が前記教示を参照して可能である。滴下流作動のタイプ に応し、一つのりミソ１−（低または高）のみを使用してもよい。さらに係数お よび滴下期間は所望により選定されることができる。またリミット比較の順序は 勿論所望のとおりに選定し得る。従って特許請求の範囲内において、特記した以 外の態様で本発明を実施できることを理解すべきである。

続き 者　ジールスドルフ、ランドール　アメリカ合衆国６００６０イリエイ　０３． オーチャード　９００ 符表昭ＧＯ−５００７４９　（ら）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】、流体の液滴間の時間的期間を検出すること、現在の時間的期間を前の時間的 期間によって規定される少なくとも一つのりミントと比較すること、 もＵ７前記現在の時間的期間が前記リミット内でなければ累算した誤差トータル へ誤差係数を加算すること、前記累算した誤差］・−クルをあらかじめ定めた累 算誤差トータル限界値リミットと比較すること、 およびもし前記累算誤差トータルが前記あらかしめ定めたりＷ値すミットより太 きけれはアラームを七ノドすることを含む流体源からの流体液滴の検出方法。 ２、前記現在の時間的期間をそれぞれ前の時間的期間によって規定される遅い流 れリミソ１−および速い流れリミソ］・と比較すること、およびもし前記現在の 時間的期間が前記速い流れリミットより大きいか、または前記遅い流れｌｊ　ミ ントより、・コ・さ：ノ±゛、ば誤差係数を累算誤差へ加算することを含んでい る第１項の方法。 ３、前記遅い流れリミットを前記現在の時間的期間の前の時間的期間に比例する 第１の係数によって該リミットを関節することによってセットすること、および 前記速い流れリミットを前記現在の時間的期間の前の時間的期間に比例する第２ の係数によって該リミットを調節することによってセントすることを含んでいる 第２項の方法。 ４、もし前記現在の時間的期間が前記速い流れ’Ｊ　ミツトより小さくそして前 記遅い流れリミットより大きければ累算誤差］・−タルから誤差係数を減算する ことをさらに含んでいる第２項の方法。 ５、前記累算誤差トータルがゼロより大きいかどうかを決定すること、および該 誤差トータルがゼロより大きいときのみ前記誤差係数を減算することを含んでい る第２項の方法。 ６、猶予期間を経過したかどうかを決定すること、および該猶予期間を経過した ときのみ現在の時間的期間を前記リミットと比較することを含んでいる第１項の 方法。 ７、流体のｔｉ、滴量の時間的期間を検出するだめの手段と、現在の時間的期間 を前の時間的期間によって規定される少なくとも一つのリミットと比較するため の手段と、もし現在の時間的期間が前記リミット内でなければ累算した誤差トー タルへ誤差係数を加算するための手段と、前記累算した誤差トータルをあらかし め定めた限界値リミットと比較するための手段と、 もし前記累算誤差）・−タルが前記あちかじめ定めた累算１直リミットより大き ければアラームをセントするための手段とを含む流体源からの流体液滴の検出装 置。 ８、前記現在の時間的期間をそれぞれ前の時間゛的期間によって規定される遅い 流れリミットおよび速い流れリミットと比較するための手段と、およびもし前記 現在の時間的期間が前記速い流れリミットより大きいか、または前記遅い流れリ ミットより小さけれ＋ｉ誤差係数を累算誤差トータルへ加算するための手段とを さらに含んでいる第１項の装置。 ９、前記遅い流れリミットを前記現在の時間的期間の前の時間的期間に比例する 第１の係数によって該リミットを調節することによってセットするための手段と 、前記速い流れリミットを前記現在の時間的期間の前の時間的期間に比例する第 ２の係数によって該リミットを調節することによってセントするための手段とを 含んでいる第８項の装置。 １０、もし前記現在の時間的期間が前記速い流れリミットより小さくそして前記 遅い流れリミットより大きければ累算誤差トータルから誤差係数を減算するため の手段をさらに含んでいる第８頃の装置。 １１、前記累算誤差トータルがゼロより大きいかとうかを決定するための手段を 含み、前記誤差減算手段は誤差トータルがセロよ大きいときのみ減算する第１０ 項の装置。 ＋２．猶予期間を経過したかどうかを決定するための手段を含め、前記時間比較 手段は猶予期間を経過したときのみ現在の時間的期間を前記リミ、］・と比較す る第１項の装置。