JPS63230174A - 輸液ポンプ - 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〉 本発明は、主として薬液を人体内部に送液するのに用い
られる医療用であって、所定の送液工程を繰り返えすこ
とによって継続的に送液を行なう例えばベリスタルティ
ック方式の輸液ポンプに関するものである。

〈従来の技術〉 この種の輸液ポンプを用いた輸液システムは、例えば第
４図のように構成される。即ち、輸液チューブ３に点滴
筒２．逆止弁４およびＹ型注入部５が上部から順に設け
られた輸液チューブセットの上端に薬液瓶１が取り付け
られるとともに、輸液チューブセットの下方部位に輸液
ポンプ６が取り付けられる。輸液ポンプ６には、例えば
りニアペリスタルティック方式のポンピング機構７の薬
液の流動方向の上流側位置に、輸液チューブ３の内圧を
検知するための圧力検知器８が内蔵されている。この圧
力検知器８は、輸液チューブ３に外接する状態に取り付
けられて輸液チューブ３の内圧を検知するもので、これ
を設ける目的は、ポンピング動作中において輸液ポンプ
６の上流側で閉塞が生じた場合には輸液チューブ３の内
圧が極端に小さくなる現象を利用して、これから輸液チ
ューブ３の閉塞状態の発生を検知するためである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、ベリスタルティック方式の輸液ボンプは、ポ
ンピング機構の回転運動または直線往復運動に伴って輸
液チューブ３を側方から押圧して閉塞する閉塞部が上流
側から下流側に向って移動することによって、輸液チュ
ーブ３内の薬液を下流へ押し出す、即ち送液するように
なっている。

ここで、閉塞部が移動範囲の最下位置に移動した時、つ
まり１周期のポンピング動作工程における最終工程にお
いて、最下位置の他に最上位置にも閉塞部が存在し、次
に最下位置の閉塞部が解除されて次の周期のポンピング
動作に移行する過程で、最上位置の閉塞部からポンプ吐
出口までの輸液チューブ３内の容積が一時的に急に大き
くなって吐出圧が低下し、最上位置の閉塞部が成る程度
の移動を行なうまで吐出圧の低い期間、つまり吐出量の
少ない期間が存在する。即ち、所定のポンピング動作工
程を１周期として繰り返えす方式の輸液ポンプでは、成
る周期から次の周期に移行する過程において吐出圧に変
動が生じ、第５図に示すように吐出量に変動がある。同
図から明らかなように、ポンピング動作工程の１周期Ｔ
において、吐出量の多い時間帯Ａと少ない時間帯Ｂとが
存在し、この変動を平均すると単位時間当たりの吐出量
が同図に破線で示す設定量となる。この種の方式の輸液
ポンプでは、既存の如何なる方式においても吐出量の変
動を解消することができず、程度の差はあっても吐出量
の変動が必らず存在する。

しかしながら、これらの輸液ポンプが主として医療用に
用いられる関係上、前述の吐出量の変動の存在が問題と
なる。例えば刺激の強い薬液を輸液する場合において、
この薬液に望まれる送液流量を輸液ポンプの単位時間当
たりの輸液量として設定すると、第５図に示す時間帯Ａ
においては望ましい量以上の薬液が人体内部に送液され
ることになり、場合によっては人体に危険を及ぼす恐れ
がある。そのため、ポンピング動作工程の各周期Ｔ間に
おける吐出量の低下または増加を阻止する機構を設けた
ものが案出されているが、構成が極めて複雑となって高
価なものとなる。

吐出量の変動の存在に起因するもう一つの問題として、
輸液ポンプの起動時における圧力検知器８の誤動作があ
る。詳述すると、第４図に示すＹ型注入部５および逆止
弁４を具備した２液注入用の輸液チューブセットを輸液
ポンプ６に装填した場合、ポンピング機構７により輸液
チューブ３の少なくとも１点が押し潰され閉塞されてい
るため、Ｙ型注入部５を介して輸液チューブ３内に流入
した薬液が閉塞部で流下を阻止されるとともに逆止弁４
により上動を阻止され、ポンピング機構７の閉塞部より
上流側の輸液チューブ３の内圧が上昇する。この状態で
輸液ポンプ６の駆動を開始すると、ポンピング機で７の
閉塞部の移動に伴って輸液チューブ３内の薬液が下流側
に移動され、輸液チューブ３の閉塞部より上流側の内圧
は低下して定常値になる。この輸液ポンプ６の起動時に
ポンピング機構７が第５図に示す変動の谷である時間帯
Ｂに相当する状態から始動した場合には、輸液チューブ
３の閉塞部より上流側の内圧が徐々に低下するが、同図
に示す変動の山である時間帯Ａに相当する状態から始動
した場合には、吐出量が大きいために輸液チューブ３の
閉塞部より上流側の内圧が急速に低下する。一方、輸液
ポンプ６の圧力検知器８は、゛ポンピング動作時におけ
る輸液チューブ３の閉塞部より上流側の内圧を常時検出
しているので、輸液ポンプが時間帯Ａに相当する状態か
ら始動した場合には閉塞点より上流側の輸液チューブ３
の内圧が急速に低下して圧力検知器８がこの状態を輸液
ポンプの上流側の輸液チューブ３の閉塞の発生と誤認し
、警報を発する誤動作が生じる。

〈発明の目的〉 本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、ポンピング機構のポンピング動作時の１周期におけ
る特定の位相または任意の位相を検出することにより、
始動時における圧力検知器の誤動作や吐出量の変動と云
った不都合の防止に容易に対応できる輸液ポンプの提供
を目的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明の輸液チューブは、前記目的を達成するために、
ポンピング機構の回転運動または直線往復運動による所
定のポンピング動作工程を１周期として繰り返えすこと
により継続的に送液を行なう輸液ポンプにおいて、前記
ポンピング機構の周期運動を行なう部位に被検知部材を
固着するとともに、この被検知部材の検知手段を設け、
前記ポンピング機構のポンピング動作時の１周期におけ
る特定の位相または任意の位相を検出するようにした構
成を特徴とするものである。

く作用〉 ポンピング機構の周期運動を行なう部位として例えば駆
動源のモータにより回転される駆動軸に、被検知部材と
しての羽根を固着し、これの検知手段としてのホトイン
タラプタをこれの光軸が羽根により遮断される位置に設
けるとともに、羽根の取り付は位置を、ポンピング機構
が１周期における所望の位相になった時点で羽根がホト
インタラプタの光軸を遮るように設定すれば、輸液ポン
プの始動前に、ポンピング機構を予め羽根がホトインタ
ラプタの光軸を遮る位相に合致させてお（ことにより、
圧力検知器の誤動作を確実に防止することができる。

一方、輸液ポンプのポンピング動作時にＩＪ’１におけ
るどの位相であるかを連続的に検知するには、例えば被
検知部材として周縁部に一定間隔で多数のスリットを穿
設するとともに特定個所に１個のスリットを形成したス
リット円板を駆動軸に固着し、周縁部のスリットをカウ
ントするとともに特定のスリットの検出によりカウント
値をリセットするようにすればよい。このようにポンピ
ング機構の１周期における現在位相を連続的に検知でき
ることにより、現象として避けることのできない吐出量
の変動を的確に検知でき、この吐出量の変動に対し、例
えば吐出量の少ない時間帯では高速で輸液し、且つ多い
時間帯では低速で輸液するように制御すれば、吐出量の
変動を極めて少なくすることができる。

〈実施例〉 以下、本発明の好ましい実施例を図面に基いて詳細に説
明する。

第１図は、フィンガ式すニアベリスタルティッタ方式の
場合を示した本発明の一実施例テある。

この実施例では、駆動源としてパルスモータ１゜を用い
るとともに、このパルスモータ１０の−１１−−タシャ
フト１１の１回転がこのモータシャフト１１に順次偏心
させて貫着させた７個のフィンガ＋２Ａ〜１２Ｇからな
るポンピング機構の１周期のポンピング動作工程に対応
するようになっている。輸液チューブ３のポンピング機
構とは反対側位置にパ゛ツクプレート１３が当てがわれ
ている。モータシャフト１１の先端に、被検知部材とし
ての羽根１４が止めねじ１５により片持ち式に固着され
、この羽ｆｌ＋４の検知手段として発光素子と受光素子
とからなるホトインタラプタ１６が、これの光軸を羽根
１４が遮るように設けられている。

ホトインタラプタ１６には、これから出力される羽根１
４の検知信号により単一のパルス信号を出力する検知回
路１７が接続され、この検知回路１７の出力パルスがパ
ルスカウンタ１８のリセット端子Ｒに入力される。中央
制御部１９は演算機能を有し、この中央制御部１９から
出力されるモータ駆動信号に基いてモータパルス発生部
２０からパルス信号が出力され、このパルス信号により
モータ駆動部２１がパルスモータを回転制御する。

また、モータパルス発生部２０の出力パルスがパルスカ
ウンタ１８でカウントされ、このカウント信号が中央制
御部１９に入力される。

次に、前記実施例の作用について説明すると、パルスモ
ータ１０の回転に伴って１連のフィンガ１２Ａ〜１２Ｇ
ＩＪ＜輸液チューブ３を上流側から下流側に向って順次
押圧し閉塞していき、このチューブ閉塞部の移動によっ
て輸液チューブ３内の薬液を下流側へ押し出す。送液動
作過程では各フィンガ１２Ａ〜１２Ｇの何れか１つが必
らず輸液チューブ３を閉塞しており、図示のように、最
下位のフィンガ１２Ｇ７！ｌ＜輸液チューブ３を押圧し
ている時点のみ同時に最上位のフィンガ１２Ａも輸液チ
ューブ３を閉塞するよう設定されている。各周期におい
てチューブ閉塞部が第３．第４．第５の各フィンガ１２
Ｃ，１２Ｄ、１２Ｅに順次移行していく過程では輸液チ
ューブ３内の薬液も各フィンガ１２Ｃ，１２Ｄ、１２Ｅ
の動作に合わせて送られることによって吐出圧が発生し
、第５図にＡで示した“時間帯のように相応の吐出量が
得られる。

ところが、最下位のフィンガが１２Ｇによる輸液チュー
ブ３の閉塞状態からこれの解除状態へと移行する過程に
おいて、この時、チューブ閉塞部が最上位のフィンガ１
２Ａから第２のフィンガ１２Ｂに移行するが、この閉塞
部から下流側吐出部までの輸液チューブ３の容積が、最
下位のフィンガ１２Ｇによる輸液チューブ３からの離脱
によって一時的に急激に増大する。これにより吐出圧が
低下し、次に第３のフィンガ１２Ｇによる輸液チューブ
３への閉塞が始まる時期まで第５図にＢで示す時間帯の
ように吐出量の少ない期間が続く。このような吐出量の
変動は、ポンピング動作工程の１周期毎に、つまりパル
スモータ１０の１回転毎に繰り返えされる。

従って、パルスモータ１０のモータシャフト１１に固着
されている羽根１４がパルスモータ１０の１回転に対し
１回だけホトインタラプタ１６の光軸を遮るから、検知
回路１７からは、ポンピング動作工程の１周期における
特定の位相の検知信号が出力されることになる。そこで
、羽根１４の取り付は位置を、ポンピング機構が所望の
フィンガ位置にある時、例えば第５図に示すＢの時間帯
に相当する位相に位置する時にホトインタラプタ１６の
光軸を遮るように設定し、輸液ポンプの駆動開始前に、
ポンピング機構を検知回路１７から検知パルスが出力さ
れる時点まで空送りするよう制御すれば、輸液ポンプは
必らず第５図のＢの時間帯に相当する位相から駆動を開
始し、圧力検知器８による誤認警報を確実に防止するこ
とができる。

次に、ポンピング動作時の１周期における任意の各位相
を連続的に検知する手段について説明すると、駆動源の
パルスモータ１０は１パルスを印加する毎に一定の微小
角度だけ回転するので、このパルスモータ１０を１回転
させるに必要なパルス数は一定となる。そこで、モータ
パルス発生部２０からモータ駆動部２１に供給されるパ
ルスをパルスカウンタ１８でカウントするとともに、こ
のパルスカウンタ１８を、パルスモータ１０の１回転に
対し１回出力される検知回路１７の出力パルスでリセッ
トしているから、パルスカウンタ１８のカウント信号は
、ホトインタラプタ１６から検知信号が出力された時点
を原点とする１周期における位相に対応する。そこで、
パルスカウンタ１８のカウント値を中央制御部１９で演
算することにより、１周期における現時点の位相並びに
吐出量を検知することができる。このように各時点の吐
出量を検知できれば、これに応じて吐出量の少ない時間
帯は高速輸液し、且つ多い時間帯は低速輸液するように
パルスモータ１０の回転速度を制御することにより、吐
出量の変動を可及的軽減することができる。また、任意
の位相を検出できるので、ポンプ始動時の圧力検知器８
の判定基準を吐出量の大小の識別により可変すれば、誤
動作を防止できる。

第２図は本発明の池の実施例を示し、同図において、第
１図と同一・のちのには同一の符号を付しである。そし
て、第１図と相違する点は駆動源としてＤＣモータ２２
を用いたことである。このＤＣモータ２２は、これを駆
動させるための印加電圧と回転数とが比例し、且つ１回
転に要する時間と印加電圧とが反比例する。そこで、中
央制御部２３により駆動されるモータ駆動部２４からＤ
Ｃモータ２２への印加電圧をクロックパルス発生部２５
に供給し、且つＤＣモータ２２への印加電圧に比例した
クロックパルスを発生させる。このクロックパルスをク
ロックパルスカウンタ２６でカウントするとともに、こ
のクロックパルスカウンタ２６を、ホトインタラプタ１
６から検知回路１７を介して出力される検知パルスでリ
セットすることにより、クロックパルスカウンタ２６の
カウント値は、ポンピング動作時のポンピング機構の１
周期における任意の各位相の検知信号となり、第１図の
場合と同様に中央制御部２３で現時点の位相並びに吐出
量が演算される。

第３図は本発明のさらに他の実施例を示し、同図におい
て、第１図および第２図と同一のものには同一の符号を
付しである。そして、被検知部材としてのスリット円板
２７を、周端縁部の同一円上に多数のスリット２７Ａが
一定間隔で配設され、且つこれら各スリット２７Ａより
中心寄りの特定位置に１個のスリット２７Ｂが穿設され
た形状とし、このスリット円板２７をモータシャフト１
１に同心状に固着しである。この被検知部材の検知手段
として、周端縁部の各スリンｌ−２７Ａを検出する第１
のホトインクラブタ２８と、特定のスリンｌ−２７Ｂを
検出するための第２のホトインタラプタ２９とを備えて
いる。第１のホトインタラプタ２８の検出信号がスリッ
トカウンタ３０でカウントされるとともに、第２のホト
インタラプタ２９の検出信号でスリットカウンタ３０の
カウント値がリセットされる。ここで、モータ１０の１
回転がポンピング動作工程の工周期に合致しているので
、第２のホトインタラプタ２９でスリット２７Ｂを検出
する時点でポンピング動作工程の１周期における所望の
位相に合致するよう設定すれば、スリットカウンタ３０
のカウント値は、第２のホトインタラプタ２９の検出信
号による位相を原点とする１周期における現時点の位相
に対応する。従って、スリットカウンタ３０のカウント
信号をカウント値判定部３１で演算して現時点の位相並
びに吐出量を検知することができる。また、第２のホト
インタラプタ２９の検出信号は、輸液ポンプの始動時の
位置決め用信号として利用できる。

尚、本発明は、前記実施例にのみ限定されるものではな
く、請求の範囲を逸脱しない限り種々の実施態様が考え
られるのは勿論である。例えば、前記各実施例では、モ
ータシャフト１１をポンピング機構に直結してモータ１
０．２２の１回転をポンピング動作工程の１周期に対応
させた場合を示したが、両者を減速機構等を介在させて
連結してもよい。また、回転運動によるポンピング機構
のものを例示して説明したが、直線往復運動のポンピン
グ機構のものにも適用できるのは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上詳述したように本発明の輸液ポンプによると、ポン
ピング機構の周期運動を行なう部位に被検知部材を固着
するとともに、この被検知部材の検知手段を設け、ポン
ピング機構のポンピング動作時の１周期における特定の
位相または任意の位相を検知する構成としたので、この
検知位相により、吐出量の変動の軽減およびポンプ始動
時の圧力検知器の誤動作の防止等を極めて簡単な構成で
容易に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は何れも本発明の輸液ポンプの各実施
例のブロック構成図、 第４図は本発明が適用される輸液システムの概略図、 第５図は輸液ポンプの時間と吐出量との関係図である。 １１・・・モータシャフト（周期運動を行なう部位）１
２Ａ〜１２Ｇ・・・フィンガ（ポンピング機構）１４・
・・羽根（被検知部材） １６．２８．２９・・・ホトインタラプタ（検知器Ｆ２
７・・・スリット板（被検知部材） 第２図 第３図 蚤 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンピング機構の回転運動または直線往復運動に
   よる所定のポンピング動作工程を１周期として繰り返え
   すことにより継続的に送液を行なう輸液ポンプにおいて
   、前記ポンピング機構の周期運動を行なう部位に被検知
   部材を固着するとともに、この被検知部材の検知手段を
   設け、前記ポンピング機構のポンピング動作時の１周期
   における特定の位相または任意の位相を検出するよう構
   成したことを特徴とする輸液ポンプ。