JP2686771B2 - 医学注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は医学注入装置に関する。

一般に、医学注入装置には現在２つの型がある。第１
の型は、長い期間にわたって患者に非常に少ない服用量
の薬を注入するのに用いられる。このような装置は、液
体を加圧するのに用いられるメカニズムを非常に正確に
制御することが求められ（たとえば、注射器プランジャ
を操作するのに用いられるメカニズム）、その装置は、
非常に危険であり得る、設定された流量からのわずかな
変化さえも起こらないように配置されるべきである。し
たがって、その装置は非常に少ない流量のためにのみ設
計され、非常に高価である。

この発明は、主に、比較的大きな量の、たとえば、塩
水、血液等の液体を注入するのに用いられる、もう１つ
の型の注入装置に関する。流れは注意深く制御されるこ
とが必要であるが、第１の型の装置に要求される非常に
高い程度の精度は必要とされない。第２の型の最も通常
の装置は、重力で動作される滴下注入である。この装置
は、たとえば、プラスチック材料の袋の形状をした液体
容器が吊下げられるスタンドを含む。液体は、滴下室と
ともに形成される管を介して、容器から患者へ重力のも
とで供給される。クランプが滴下室の下流に設けられ、
クランプによって引き起こされる流れ制限を変えるよう
に、すなわち流量を変えるようにされていてもよい。流
量は、滴下室の雫の速度を数えることによって概算され
る。これは高価でない配置であって、そのことは限られ
た予算の病院では特に重要である。しかしながら、多数
の不利な点がある。その装置を準備することは時間がか
かり、滴下室に呼び水を差すことが必要で、それは注意
深く行なわなければ、液体中の気泡が患者に運ばれると
いうような問題を引き起こすであろう。その装置は非常
に不格好で、患者の動きをぎこちないものにする。流量
の制御は非常に不正確で、この問題は看護婦によって定
期的にチェックされなければならないという事実によっ
て一層悪化させられる。もし看護婦が忙しければ、装置
のチェックの間隔が非常に長いこともある。一方、患者
に流体を注入するために用いられるカニューレは、位置
を変えることがあり、そのため流体はたとえば、静脈で
はなくて組織に間違って注入される。看護婦が装置をチ
ェックしようとする際に、流量が正しいか確認するため
少なくとも数秒を要し、調整が必要であればさらに長く
なる。

さらに、装置の全体としてのコスは比較的低いが、そ
の提供セット、すなわち、容器から患者へ導かれ、滴下
室と、もし可能であればフィルタを含む管は、使用の度
に通常取替えられ、それゆえ、その装置を用いるコスト
は非常に高くなる傾向がある。

いくつかの状況では、その装置は十分に正確ではな
い。これらの場合、液体注入のために蠕動ポンプを用い
る傾向がある。これは非常に正確な結果をもたらすが、
非常に高価で、それゆえそのような装置は普通病院では
見られない。その装置は、また運搬を困難にするかなり
の量の電力を必要とし、電池で動くものであれば、電池
の取替えが必要かどうか装置は定期的にチェックされな
ければならない。その装置は、液体を運ぶために、上述
のような問題のいくつかに遭遇する、標準の滴下供給提
供セットか、正確な大きさに作られ得るが、高価なシリ
コン管を用いて、配置される。

装置のもう１つの公知の形態は、雫を数えるためのセ
ンサと、雫速度に応答して流れを制御するためのレギュ
レータを用いる。これも、使用コストを高いものにする
滴下室の問題を有し、かなり高い電力消費を有する。

これらの問題を処理するために様々な提案がなされた
が、それらはある程度、言及された不利な点に苦しみ、
商業的成功を受けていなかった。

合衆国特許第4613327号は、コンパクトで持ち運び可
能な、騒音をほとんど生じないといわれる、医学注入装
置を開示する。しかしながら、これらの要素が非常に改
善され、電力要求が実質的に減じられ、正確な量の液体
が患者に投与されることが確実にされる、装置を提供す
ることが望ましい。

要約すれば、この発明に従った医学注入装置は、液体
容器と、その容器から患者に液体を運ぶ導管と、その導
管に沿った液体の流量をモニタするためのモニタとを含
む医学注入装置であって、モニタは、導管の外側にあ
り、導管のある場所で液体に熱パルスを与えるための手
段と、導管の外側に配置され、熱パルスの移行速度を決
定することができるように、その場所の下流の位置で液
体の温度変化を感知するための放射感知手段とを含み、
モニタは、導管をモニタから取外すことができるように
するために非侵入性であり、放射感知手段が少なくとも
１つの赤外線センサを含む。

この発明の第１の局面に従って、液体容器を支持する
ハウジングと、容器からの液体をハウジングの外の位置
に運ぶための導管を含む医学注入装置が提供され、ハウ
ジングは、また液体が導管に沿って流れるようにするた
めに、容器に圧力を加えるための手段、導管に沿う液体
の流れを感知するための手段、および感知手段に応答す
る流れを規制するための手段を支持する。ハウジング
は、中に、容器、導管、加圧手段、センサ、レギュレー
タおよびセンサとレギュレータのための制御回路が位置
される囲いを形成することが好ましい。囲いは、ドアま
たは蓋のようなアクセス部材を有し、それは、容器およ
び／または導管の取替えを許容するように開けられるよ
うになっているが好ましい。以下により詳細に説明され
るように、このような配置は適切に制御された液体流れ
を提供する、それだけ完備したコンパクトな注入装置の
提供を容易にする。

この発明に係る注入装置は、電気で操作されることが
好ましい。しかしながら、装置は非常に少ない量の電流
を消費することが重要であり、そうすれば装置は電池で
動かすことができ、より持ち運び可能となる。また、電
池交換が、たとえば数か月間の比較的長い周期でのみ必
要とされるように設計されていることが好ましい。電流
消費は、６ボルトで3mAのオーダであることが望まし
く、そうすれば、装置は少なくとも小さな乾電池で数か
月電力を供給されることができる。下記に説明されるこ
の発明のいくつかの局面は、この発明が関連する医学注
入装置の型では以前に達成されなかった大きさのオーダ
に、電力消費を減じることを狙いとする。

これらの局面の１つに従って、医学注入装置は、液体
の貯蔵するための可撓性容器、その容器から患者に液体
を運ぶための導管、および液体を容器から導管に沿って
流れるようにするために、容器に圧力を加えるために用
いられる、エネルギを貯蔵するように手動でされ得る、
弾性加圧手段を含み、装置は、さらに、流量を間欠的に
モニタするための手段、モニタ手段に応答する速度を規
制するための制御回路を含む。

弾性加圧手段は、可撓性容器に作用するばねを含んで
いることが好ましい。そのばねは、実質的に一定の力を
提供することが好ましく、それが巻戻る（あるいは解け
る）と、容器から液体を徐々に絞り出すように、巻かれ
た形から解けない（丸くなる）たとえば、１枚のスチー
ルであってもよい。好ましく実施例では、装置は、前述
のような囲いを有し、囲いのアクセス部材の開口が、容
器の除去と取替えを容易にするために、弾性加圧手段を
容器から引き出す。また、アクセス部材の開口によっ
て、エネルギが加圧手段によって蓄えられるようにされ
ることが好ましい。アクセス部材の閉鎖により、加圧手
段は容器に抗して動くようにすることが好ましい。

このような配置において、電力消費は、加圧手段の型
により、流量の間欠的なモニタにより減じられる。容器
からの液体の流量を決定するレギュレータの位置は、モ
ータによって制御され、モータが停止している間安定で
ある。これはさらに、モータの電気的制御によって所望
のレギュレータの位置が達成されることを許容すること
によって電力消費を減じ、一方、所望の位置でレギュレ
ータを保持するために、規制手段への電流の供給を保持
する必要をなくす。モータは、通常のモータであっても
よく、モータが停止したときに、管の圧力がレギュレー
タを変化させるのに不十分であるように、高い歯数比を
有する歯車によってモータはレギュレータに結合されて
いることが好ましい。しかしながら、代わりにモータは
ステップモータであってもよい。

流量モニタが、流量の変更が必要とされることを決定
するときはいつでも、システムは検出された流量と所望
の速度との違いの量によって決定される信号を用いてレ
ギュレータを駆動するように配置されていることが好ま
しい。この信号は、たとえば、モータが操作されている
時間の総計、あるいはこれがステップモータならそのモ
ータによって動かされているステップの数を制御し得る
であろう。レギュレータの位置の繰返し増加する変化を
実行し、その度に結果として変えられた流量をチェック
することが望ましい。なぜなら後者の技術はより多くの
電流消費を必要とするからであろう。しかしながら、モ
ニタ動作相互の間隔が、電力を節約するために比較的長
ければ、流量が少ない段数で訂正されることが重要であ
る。したがって、レギュレータの応答については、適切
に予測可能で反復可能であることが必要である。

レギュレータは、装置の使用コストがかなり大きくな
らないように設計されていることも重要である。この理
由のため、従来の提供セットで用いられた高価でないP.
V.C.の管のような簡単な管に、レギュレータが作用する
ように配置されていることが好ましい。レギュレータ
は、管の側面を一緒に圧搾し、それによって流量を制限
することが好ましい。

この型のレギュレータは、合衆国特許第3543752号と4
372304号に開示されている。前者の特許で、プラスチッ
クの管はレギュレータ部材と堅固な静止ベースとの間に
位置決めされ、レギュレータ部材はプラスチックの管を
閉じるために、それに対してばねでバイアスされる。レ
ギュレータ部材は、管を開くためにばねバイアスに抗し
て変化させられ得る。レギュレータは、管を開き、閉じ
るのに単に必要とされている。合衆国特許第4372304号
において、ステップモータは、プランジャの軸方向の移
動が管を絞らせるように、減速伝達装置を介して、プラ
ンジャに作用する。両方の場合に、比較的希なレギュレ
ータの調整に必要とされるような、予備可能および反復
可能な応答で、制御可能な流量を達成することは非常に
難しいであろう。

この発明の別の局面に従うと、容器からの液体の流れ
を規制するためにその位置が調整されるレギュレータを
含む医学注入装置が提供され、レギュレータは、その間
に液体が運ばれる導管が位置される第１および第２の部
材を含み、第１および第２の部材は、液体流れを制限す
るために互いの方に向かって移動可能であり、少なくと
も部材の１つは、他の部材に対して弾力をもってバイア
スされている。部材の１つが適切な場所に固定されてい
るというよりはむしろ、それを弾力をもってバイアスす
ることによって、制御がされるべき流量の範囲に対応す
るレギュレータの動作範囲は、実質的に増加され、レギ
ュレータ応答の予見性と繰返し可能性は、特別な管を必
要とすることなく、実質的に増加される。この結果、流
量の正確な変化は、より容易に達成され、その装置の適
切な配置により、より線形の制御が得られる。導管はた
とえばP.V.C.で作られた簡単な管であってもよい。

配置は、管が実質手に「Ｕ」形状の形を採用するよう
にされ、第１と第２の部材は「Ｕ」の基部で管の両側を
係合させ、さらに部材は「Ｕ」の基部の各側面で管を係
合する。このような配置は、或る状況では望ましい、液
体流れの完全な遮断を容易にする。

上記の型のレギュレータは、注入装置および導管双方
の製作の不規則性にかからず、レギュレータ動作の予見
性は、レギュレータの特定の設定が開始時に、モニタを
許容するが、患者には過度ではない中ぐらいの流量に帰
着するであろうということを確かにすることができるよ
うになっている。

装置の流れモニタは、高価でなく正確で、低い電力消
費を有していることが望ましい、注入装置の公知の流れ
モニタは、WO086/03415で示されているような雫センサ
を含む。これらは絶えず動作することが必要であり、そ
れゆえ大きな量の電流を消費する。それらはまた、滴下
室の提供のために、装置の使い捨て部分のコストを増
し、非常に高い使用コストに帰着する。別の流れセンサ
が、合衆国特許第4384578号に開示さている。ここで開
示されているセンサは、間隔をおかれた管状金属セグメ
ントを有し、それらの温度が温度計で感知されている管
を用いる。抵抗器が、下流セグメントに熱を与えるため
に設けられている。一定の温度差を保持するために必要
とされる電流が測定され、流体流れを表示するものとし
て用いられる。このような配置は、また大きな量の電流
を必要とし、精度は低く、熱によって影響され、装置の
部品の熱絶縁が必要とされる。さらに、装置の使い捨て
可能部分は、センサの部分を形成する２つの別個の金属
セグメントを含む必要がある。

この発明のさらに別の局面に従って、医学注入装置の
導管に沿った液体の流量をモニタするためのモニタは、
導管の液体に熱のパルスを与えるための手段、熱パルス
が与えられる場所の下流にある、導管に沿って流れる液
体の温度変化を感知するための手段を含む。実際に、熱
パルスが導管を下る速度が、流量を決定するために検出
される。この発明のこの局面は、様々な形で実施され得
る。たとえば、熱パルスの注入と、予め定められた下流
の位置に達した熱パルスを感知する間の時間がモニタさ
れ得る。代わりに、熱パルスが感知点を通り過ぎる速度
がモニタされてもよい。しかしながら、好ましい実施例
において、たった１つのセンサの代わりに、熱パルスが
注入される場所の下流に２つのセンサが設けられ、２つ
のセンサ間を熱パルスが移行するのにかかる時間が、流
量の指示を与えるためにモニタされる。これは、測定が
液体の初期加熱に必要とされる時間と独立していること
に帰着し、それは変化するかもしれない要素に依存す
る。

この発明のこの局面の利点は、センサを嵌入しないも
のにすることができるという事実を含み、そのため導管
は、液体の汚染の可能性を減じるために、モニタからた
やすく取除くことができる。それは動作中に非常にわず
かな量の電流を必要とし、比較的長い間隔でのみ動作さ
れることが必要であるように設計されていてもよい。

熱パルスは、導管のまわりに置かれ、熱を発生するた
めに間欠的に電力が供給される可撓性抵抗材料を用いて
注入され得る。その材料は弾性があることが好ましく、
導管を適所に保持し、そしてそれが熱源に非常に近いこ
とを確かにするためのクリップとして役立ってもよい。
センサは、導管の液体によって放出される赤外線放射に
応答することが好ましい。

この発明のさらに別の局面に従って、医学注入装置
は、液体を容器から患者に運ぶための導管を含み、その
導管の少なくとも一部が、一体的に形成された部材であ
り、装置のハウジングによって保持されるが取外し可能
であることが好ましく、導管の部分とハウジングの支持
配置は、装置の流体流れモニタに関して、導管の部分を
予め定められた場所に位置するために、使用時に相互に
係合するような形状をしている。導管の部分は、赤外線
放射に対して透明であり、モニタの少なくとも１つの赤
外線センサに接近して位置されていることが好ましい。
支持配置は、流れモニタの一部および導管部分の位置決
め手段双方として役立つ熱発生部材を含むことが好まし
い。導管部分は、容器に挿入するようにされている部分
を有していることが好ましい。このような配置は、流量
を示すための作りつけの手段を何ら有していないが、そ
れにもかかわらず全体としての装置が流量を正確にモニ
タできること確実にする、高価でない導管の使用を許容
する。導管が高価でないということは、それが使用後捨
てられる装置の一部であるので非常に重要である。合衆
国特許第4384578号も、流れセンサのハウジングの予め
定められた位置に設けられ得る部分を有する導管を開示
している。しかしながら、その部分はプラスチックの管
の中間片を伴なう２つの金属セグメントを含む必要があ
り、容器から遠く離れている。

この発明の別の独立した局面は、流れモニタによって
必要とされる電流のさらなる削減に向けられている。こ
の発明に従って、医学注入装置のための流量モニタは、
周期的に動作するように配置され、そのため、流量は予
め定められた間隔でモニタされ、そのモニタは能動モー
ドと待機モードを少なくとも有し、モニタする間隔は、
待機モードにおけるより能動モードにおける方がより短
い。センサの周期的動作は全体の電流消費を減じる。２
つの動作モードを有することによって、流量は、装置が
動作し始めた直後のような重大なときに綿密にモニタさ
れることを確実にすることが可能であり、一方、重大で
ない期間では電流消費の大幅な削減を可能にする。

装置の制御回路の一部を形成するマイクロプロセッサ
を用いて、モニタが作動されることが好ましい。そのマ
イクロプロセッサはそれ自体、それぞれより多いおよび
より少ない電流の量を消費する能動および待機モードを
有していることが好ましい。マイクロプロセッサがその
能動モードに入るようにするための信号を、予め定めら
れた間隔で発生するためのタイマが設けられていてもよ
い。

２つの動作モードを有し、その１つがより小さい電流
消費に帰着するマイクロプロセッサを組込む、マイクロ
プロセッサ制御回路の使用は、この発明の別の局面とみ
なされる。装置は、以下の条件の１つあるいは双方を検
出し、それに応答してマイクロプロセッサがその能動モ
ードに入るようにされるように配置されている。（ａ）
流量のモニタ（およびもし必要であれば、規制）を可能
にする、前述したようなタイマよりの信号、および
（ｂ）マイクロプロセッサが、たとえば、警報を発生す
るように、導管に沿って流れる過度の空気の量を検出す
るセンサからの信号。

この発明が、別々に用いられ得るが、好ましい実施例
では、上記で言及した問題を少なくとも実質的に軽くす
る装置を形成するために組合わされる、多数の独立して
有利な局面を有することが、前記および以下のことから
明らかであろう。この装置は、従来の機器を用いるより
安く、またより良い制御を提供する。非常に低い電流消
費は、またほとんど配慮を必要としない、非常に持ち運
びやすい器具に帰着する。

この発明による配置は、添付図面に言及して例示によ
って説明されるであろう。

第１および第２図を参照すると、装置２は、基台６お
よびヒンジの付いた蓋８を有するハウジング４を含む。
ハウジングの基台６は、滴下供給装置で用いられる標準
的な形の可撓性プラスチックの袋の形状の容器10と、容
器10から矢印Ａの方向で患者に液体を運ぶ、だいたい12
で示される導管を支える。

ハウジングの基台６は、またセンサ配置16、気泡検出
器18および流量レギュレータ20と結合される制御ユニッ
ト14を支持する。さらに、ハウジング４は、外部から見
えるディジタル表示、外部から見える警報光、好ましく
はキーボードの形状の、外部から操作可能な制御装置、
および警報音を放つための音変換器を有する。これらの
装置は第１図および第２図には示されていないが、第３
図では概略的に示され、それ自体マイクロプロセッサ制
御器具にとって公知の型のものである。

基台６はまた、容器10を加圧するために用いられるば
ね40を支持する。そのばねは、巻かれた形状の１枚のス
チールを含み、第１図および第２図においては、容器10
が取除かれるように実質的に解かれた状態で示されてい
る。使用時は、ばね40は巻上がる傾向があり、それによ
って容器10から流体を絞り出す。

蓋８は、その上方端部にヒンジで止められた対のアー
ム42を有する。下方端部は、スロット44によってばね40
が巻き、解ける方向での実質的な移動のためガイドされ
る。アーム42の下方端部に固定される拡張部材46は、蓋
８が開けられると、ばね40が解くようにされるように、
ばね40と係合するように配置されている。これはばね40
にエネルギを供給し、またそれを容器10が取除かれる位
置に移動する。蓋８が閉じられると、ばね40は巻上がり
始めることができ、そして容器10に加圧する。所望であ
れば、蓋８を開けられた位置に保持するためにラッチが
設けられていてもよい。

ばね40は、それが巻上がるにつれ、一定の力を出す傾
向がある型のものである。

導管12は、単一の型で形成される部分50を含む。部分
50は、一般に管状で、通常の方法で標準的な容器10に挿
入されるように、尖ったスパイクを形成する注入口端部
52を有する。部分50は、ハウジング４の基台６に固定さ
れた弾性「Ｃ」形状クリップ53に嵌まり、部分50を適所
に保持する。所望であれば、部分50の中央部分は、ハウ
ジング４の基台６に固定された釘上に設置されるために
孔を有する54で示されるフランジを持っていてもよい。
いずれにせよ、部分50は、センサ配置16に関して、予め
定められた場所に位置決めされる。導管12の残余の部分
は、部分50の排出口端部58に押しつけられ、気泡検出部
18、レギュレータ20を過ぎてハウジング４の外へ延び
る、P.V.C.からなる、簡単な管56を含む。

導管12は、簡単な管56と型で作られた部分50を含むの
で（もし所望なら、たとえば、部分50と管56の間にイン
ラインフィルタを伴なって）、使い捨て可能導管が滴下
供給室、または個別のレギュレータを含む必要がないと
いう事実の結果として、標準の重量で動作される滴下供
給装置で用いられる従来の「提供セット」に比べて、そ
の導管は実質的に高価でない。部分50は、容器への挿入
のためと、以下に説明するように流量の感知を可能にす
るために用いられる。装置の使い捨て可能部分のわずか
な節約であっても、装置全体の主要な費用を迅速に正当
化し、それゆえ非常に実質的なコストの節約に帰着する
ことが認められよう。

センサ配置16は、電気的な抵抗材料、好ましくはサー
メットのような難摩耗性の材料で作られる、クリップ53
によって形成される熱源を含む。これはリード60,61に
よって制御ユニット14に接続され、その結果、電力がク
リップ53、および導管部分50の液体を熱するために供給
される。センサ配置16は、また、２つの高温電気センサ
62および64を含む（マラード型番号RPY100）。他のセン
サが用いられてもよいが、受動赤外線センサが好まし
い。使用の際、クリップ53は導管12を通って流れる液体
をわずかな量、熱するために、短時間作動する。これ
が、それからセンサ62と64によって検出される。このた
め、導管12の部分50の材料は、実質的に赤外線放射に対
して透明であるように選ばれる。その材料は、たとえば
ポリエチレンであってもよい。クリップ53が短時間作動
した後に、センサ62と64からの出力信号がチェックされ
る。これは様々な方法で行なわれ得る。たとえば、セン
サよりの信号のピークが生じる時間間隔が測定され得る
か、その代わりに、各出力信号の値が、そのピーク値の
予め定められた値（たとえば、80％）に増える点が測定
され、これらの点相互間の時間が決定され得る。後者
は、センサ62と64の出力を繰返しサンプル化し、そのサ
ンプルを蓄え、それからピークが達成されたときを決定
し、ピークの予め定められた比率を表わすサンプルがと
られたときを決定することによって達成し得る。とにか
く、導管に沿って流れる流体流れの速度を示す値が引き
出される。所望であれば、たとえば、制御回路のメモリ
にストアされるテーブルの場所を選択するために引き出
された値を用いることによって、これは流れの測定に変
換され得る。そのテーブルは対応の流量値を含む。も
し、流量が選択された速度から逸れれば、流量を適切に
増加または減少させるために、制御ユニット14はレギュ
レータ20を作動する。

レギュレータ20は第４図に概略的に示される。レギュ
レータは、螺旋状のねじ溝94によって規制部材92と協働
する出力シャフト90を有するステップモータ84を含み、
そのため、シャフト90の回転運動は、第４図に示される
ように上方／下方方向の、部材92の線形移動に変換され
る。

管56は、規制部材92と、規制部材92に向かってばね98
によってバイアスされる、対向部材96との間を通る。対
向部材96は、規制部材92によって係合される点と反対側
の点で、管56と係合する。全圧力が、すなわち、規制部
材92の位置とばね98の力によって決定される。これが、
レギュレータの拡張された動作範囲と上記の利点を生じ
る。ばね98の代わりに、またはそれに加えて、部材92
が、モータで駆動される第１の部材と、ばねを介して第
１の部材によって管56に押えつけられる第２の部材によ
って取って代わられ得る。

固定して位置決めされたさらなる部材102と104は、管
が絞られる点の両側で管56と係合し、そのため、管56は
実質的に「Ｕ」形状をとる。ステップモータ84の作動に
より、規制部材92は、対向部材96へ、あるいはそれから
離れるように移動するようにされ、そして管56が締めつ
けられる量を変え、そして液体流れに対する制限を変え
る。流れが制限されるにつれ徐々に深くなる、「Ｕ」形
状の管を有することにより、その管は液体流れを遮断す
るのに十分な程度、非常にたやすく締めつけられること
ができる。

気泡検出器18が、第５図に示される。これは、ラン
プ、LED、赤外線放射源等の放射源110を含む。放射源11
0は、管の中央領域でのみ放射を検出するために配置さ
れる、放射センサ112の、管56の反対側に位置決めされ
る。

P.V.C.のような透明プラスチック材料からなる管は、
平行な内側および外側壁を有する。管56の液体がないと
きは、放射源110よりの放射は、管56を通って実質的に
真直ぐ通り、影線で示される矢印で示されるように、か
なり多様な方向で管を離れる。放射は徐々に拡散し、ほ
とんど放射センサ112に到達しない。

しかしながら、液体が管56にあると、それはレンズと
して作用し、実線の矢印で示されるように、放射センサ
112に放射の焦点を合わせる。これは、検出される強度
の増加に帰着する。気泡は、そうして、感知された放射
強度の減少を求めることにより検出され得る。

放射線の波長によって、気泡が感知された放射線の増
加に帰着するような光学濃度を有する液体、たとえば、
血液があるかもしれない。この場合は、感知された放射
線の増加または減少のいずれかを検出し、それに応答し
て気泡の存在を示す信号を提供するように、回路が配置
される。その回路は、供給される液体の型の表示をスト
アし（それは、たとえば、キーボードを用いて入力され
るであろう）、液体の型に応じて、感知された放射線の
減少のみまたは増加のみの検出するように配置されてい
てもよい。

所望であれば、気泡検出器18は、管56よりはむしろ、
導管12の部分50を通る気泡を検出するために位置決めさ
れていてもよい。

気泡検出器18は、その代わりに、管56の各側部に位置
決めされた対のコンデンサプレートを含んでいてもよ
い。もし、気泡が管に沿って流れれば、検出器18の容量
が、気泡がプレートの間の通るときに変わるであろう。
これが検出され、もし容量の変化がかなり長く続けば、
警報信号が発生され得る。

すべての要素が、ハウジング４の基台６に関して正確
に位置付けられていることをあてにするよりはむしろ、
センサ配置16および／または気泡検出器18が、予め定め
られた場所でそれに嵌められることを許容するように、
部分50は、たとえば、凹所を伴なった形状にされ得るこ
とが指摘されるべきである。

上記で説明した配置は、第３図に示される制御ユニッ
ト14によって制御される。制御ユニット14は、たとえ
ば、インテル（Intel）によって供給される型80C48のマ
イクロプロセッサ66を含み、それは一定間隔で出力信号
を発生するように操作できる、プログラム可能タイマ、
またはカウンタ70に接続される、入力／出力バス68を有
する。そのバス68も、また、適当なインターフェース回
路72を介して、ディジタル表示74、警報光76と78、キー
ボード80、ステップモータ84、音声変換器86、クリップ
53、センサ62と64、および気泡検出器18に接続されてい
る。

装置は以下のように動作するように配置されていても
よい。装置が、キーボード80のスイッチによって、また
は容器10に対して蓋８を適所に閉鎖することによって自
動的に、オンにされた後、マイクロプロセッサ66は能動
モードで動作し始める。マイクロプロセッサはキーボー
ド80のキーの作動を検出し、そのため、使用者は、所望
の流量を表わすディジタル値を入れることができ、それ
は表示74に表示される。マイクロプロセッサはクリップ
53にパルス信号が送られるようにし、センサ62と64から
の信号を使って流量を検出する。もし、これがキーボー
ド80によって設定されたものと違えば、マイクロプロセ
ッサは、流量の設定速度との変化による量だけ、流量を
増すかかまたは減少させるために、モータ84に、規制部
材92の位置を変えるようにさせる信号を発生する。マイ
クロプロセッサは、またクリップ53およびセンサ62と64
を用いて、流量を検出し、流量が設定速度に近づくま
で、モータ84を操作し続ける。感知動作に要する時間
が、異なった流量でかなり変化するかもしれないという
事実により、連続した感知動作相互間の時間は、たとえ
ば、１分のオーダであってもよい。

マイクロプロセッサ66は、それからバス68に沿ってカ
ウンタ設定値をカウンタ70に送る。マイクロプロセッサ
は、それから待機モードにスイッチし、その間それは比
較的少ない量の電流を消費する。カウンタ70はその期
間、動作し続ける。設定値は、連続的に減少し、それが
０に達したとき、信号はマイクロプロセッサをその動作
モードに入れるためにライン88上に出力される。この点
で、クリップ53は作動し、センサ62と64からの出力は流
量を決定するためにチェックされる。もし、これが設定
値からそれていれば、モータ84は、再び、検出された変
化による量だけ、流れ規則を変えるために作動する。カ
ウント値が、再びカウント70に運ばれ、待機モードに入
る。しかしながら、設定速度からの逸脱が予め定められ
た量を越えれば、マイクロプロセッサはその代わり動作
モードであり続け、そのため、規制がより迅速に行なわ
れる。

回路72は、気泡検出器18よりの出力を定期的にチェッ
クするための構成要素を含む。一定の間隔で、たとえ
ば、ミリ秒あたり10μｓで、放射源110は能動化され、
放射センサ112よりの出力は比較器によってチェックさ
れる。もし、出力レベルが低ければ、マイクロプロセッ
サを動作モードにするために、割込信号が発生される。
警報ランプ76が、それから照明される。音声変換器86を
使って、可聴警報も鳴らされる。この配置は、マイクロ
プロセッサをその動作モードにするための信号、または
警報光76と音声変換器86を作動するために発生される信
号が、気泡の寸法が予め定められた寸法を越えるときに
のみ、発生されるように、修正されてもよい。

マイクロプロセッサがその能動モードに入るときはい
つでも、それは流量をチェックする。もし、これが設定
速度と実質的に異なり、レギュレータの動作により迅速
に訂正することができなければ、警報光78が動作され、
警報が鳴らされる。なぜなら、これは、注入装置を出る
液体が正しく患者に運ばれていないことの示唆であるか
もしれないからである。

上記の配置は、回路72がセンサ配置16の出力を絶えず
チェックし、この回路によって、警報が与えられる必要
があることを検出した際には、マイクロプロセッサをそ
の能動モードに入らせるようにするように修正されても
よい。この回路は、その代わりに、タイマに応答して周
期的に動作してもよい。この配置において、警報が与え
られるべきか、または信号がカウンタ70から出力されれ
ば、マイクロプロセッサは能動になるが、その代わり
に、警報を与えることが必要とされるか、または流量を
調整することが必要とされるときにのみ、マイクロプロ
セッサをその能動状態に入るようにすることもできる。
これは、カウンタ70が、マイクロプロセッサをその能動
モードに入るようにする必要を避けるであろう。

マイクロプロセッサ66は、患者に運ばれる液体の総計
をモニタする。これは、検出された流量を時間でディジ
タル的に積分することによって達成され得る。マイクロ
プロセッサ66は、容器によって運ばれた液体の総量が表
示74上に表示されるように、および／または使用者が、
マイクロプロセッサ66がさらなる液体流れを自動的に遮
断するその配送に従い、キーボード80を用いて許可され
る量を設定することを許容するようにされていることが
好ましい。さらに、マイクロプロセッサ66は、容器の取
替えが必要とされることを示すために、検出された量が
初めに容器に貯蔵された総量に近づくと、表示を与える
ようになっていることが好ましい。

このシステムに対する様々な修正が可能である。たと
えば、クリップ53を用いる代わりに、マイクロ波エネル
ギ源が用い得るし、部分50は、液体を熱するために渦巻
電流が発生される導体を組込んでいてもよい。熱は部分
50の液体に与えられる必要はない。流れをモニタするた
めに熱を用いる代わりに、圧力振動を与えて、源から等
距離にある点で感知された振動の位相の差を測定するこ
とも可能であろう。熱パルスの注入の結果、液体の温度
が上がるか、または下がるときの速度を測定することも
可能であろう。なぜならこれは流量によって決定される
からである。１つ以上の型の液体を同時に注入すること
が望まれる場合もあるかもしれない。この目的のため
に、ハウジング４には、同様の装置からの出力流れを受
けるための注入口が設けられていてもよく、その注入口
はこの流れを導管12に向ける。代わりに、ハウジング４
は、２つの容器を支え、容器の各々に対して、それぞれ
センサ配置16、レギュレータ20および、もし所望なら
ば、気泡検出器18を有するように設計されていてもよ
い。これらはすべて同じ制御ユニット14に結合されてい
てもよいであろう。導管56は、それからレギューレータ
の下流の点で結合されるであろう。

上記の好ましい実施例は、容器に圧力を加えるのに機
械的なばねを用いたけれど、装置が、液体流れが重力に
よって生じられるように修正されれば、多くの利点がさ
らに達成されることが認められるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る医学注入装置を概略的に示す、
一部切欠斜視図である。 第２図は第１図の装置の平面図である。 第３図はその装置の回路の概略図である。 第４図はその装置の流量レギュレータを概略的に図示す
る。 第５図はその装置の気泡検出器を概略的に図示する。 図において、２は装置、４はハウジング、６は基台、８
は蓋、10は容器、12は導管、14は制御ユニット、16はセ
ンサ配置、18は気泡検出器、20はレギュレータである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−34430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−164564（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−68778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−10611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−228853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−59285（ＪＰ，Ａ) 米国特許4384578（ＵＳ，Ａ)

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体容器と、 前述容器から患者に液体を運ぶ導管と、 前記導管に沿った前記液体の流量をモニタするためのモ
   ニタとを含む医学注入装置であって、 前記モニタは、前記導管の外側にあり、前記導管のある
   場所で液体に熱パルスを与えるための手段と、前記導管
   の外側に配置され、熱パルスの移行速度を決定すること
   ができるように、前記場所の下流の位置で液体の温度変
   化を感知するための放射感知手段とを含み、前記モニタ
   は、前記導管を前記モニタから取外すことができるよう
   にするために非侵入性であり、 前記放射感知手段が、少なくとも１つの赤外線センサを
   含むことを特徴とする、医学注入装置。
2. 【請求項２】前記放射感知手段は、前記導管の長さに沿
   って間隔をおかれた２つの位置で温度変化を感知し、そ
   の２つの位置を熱パルスが通るのに要した時間が決定さ
   れ得る、請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】熱パルスを与えるための前記手段は、前記
   導管に近接して抵抗材料からなる部材を含む、請求項１
   または２に記載の装置。
4. 【請求項４】熱パルスを与えるための前記手段は、弾性
   を有して前記導管に係合している、請求項１から３まで
   のいずれかに記載の装置。
5. 【請求項５】熱パルスを与えるための前記手段は、前記
   導管を保持するための弾性クリップを含む、請求項４に
   記載の装置。
6. 【請求項６】前記導管と前記モニタとを支持するための
   支持手段を備え、 前記導管は単一の一体的に形成された挿入部材を含み、
   その挿入部材は第１と第２の部分を有しており、前記第
   １の部分が前記容器への挿入に適合するように形成され
   ており、前記挿入部材は、前記支持手段から取外し可能
   であり、かつ前記支持手段に支持されるとき、前記挿入
   部材の前記第２の部分が前記モニタに対して予め定めら
   れた位置に設けられるような形状を有し、前記モニタは
   前記第２の部分を介して液体の流量をモニタする、請求
   項１から５までのいずれかに記載の装置。
7. 【請求項７】前記挿入部材は、赤外線放射に対して実質
   的に透明である材料からなる、請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】液体が前記容器から前記導管に沿って流れ
   るように前記容器に圧力を与えるために用いられるエネ
   ルギを手動で蓄えるようにされ得る弾性加圧手段をさら
   に備える、請求項１から７までのいずれかに記載の装
   置。
9. 【請求項９】前記弾性加圧手段がばねを含む、請求項８
   に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記容器を収容する囲いをさらに備え、
    前記囲いは、前記容器を除去するためにアクセスするこ
    とができるように開くことが可能なアクセス部材を有し
    ており、前記囲いからの前記容器の除去を容易にするよ
    うに前記アクセス部材が開くのに応じて前記容器から前
    記弾性加圧手段を引っ込ませるための引っ込み手段が設
    けられている、請求項８または９に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記引っ込み手段は、前記弾性加圧手段
    が引っ込む間にエネルギが前記弾性加圧手段によって貯
    蔵されるように配置される、請求項10に記載の装置。
12. 【請求項１２】前記モニタされる流量に応じて前記導管
    に沿った液体の流れを規制するためのレギュレータを備
    える、請求項１から11までのいずれかに記載の装置。
13. 【請求項１３】前記レギュレータは、前記容器からの液
    体の流れを規制するために調整され得る位置と、前記レ
    ギュレータの位置を調整するために作動させられ得るモ
    ータとを有し、前記レギュレータの位置は、前記モータ
    が停止している間、安定している、請求項12に記載の装
    置。
14. 【請求項１４】前記レギュレータを制御するために前記
    モニタされる流量に応答するマイクロプロセッサを含
    み、そのマイクロプロセッサは、処理動作を行なう能動
    モードと、その能動モードよりも少ない電流を消費する
    待機モードとを有しており、 予め定められた間隔の経過または液体の流れの妨害の検
    出に応答して、前記マイクロプロセッサがその能動モー
    ドに入るようにする手段をさらに含み、 前記マイクロプロセッサが流量を決定し、必要であれば
    流量を規制し得る、請求項12または13に記載の装置。
15. 【請求項１５】前記マイクロプロセッサがその能動モー
    ドに入るようにするために、気泡の出現によって引き起
    こされる液体の流れの妨害を感知するための手段を含
    む、請求項14に記載の装置。
16. 【請求項１６】ハウジングをさらに備え、前記ハウジン
    グは前記容器と前記導管と前記モニタと前記レギュレー
    タとを支持する、請求項12から15までのいずれかに記載
    の装置。
17. 【請求項１７】ハウジングをさらに備え、前記ハウジン
    グは前記容器と前記導管と前記モニタと前記弾性加圧手
    段とを支持する、請求項８から11までのいずれかに記載
    の装置。
18. 【請求項１８】前記モニタを予め定められた間隔で周期
    的に動作させるための制御手段をさらに備える、請求項
    １から17までのいずれかに記載の装置。
19. 【請求項１９】前記制御手段は第１と第２の動作モード
    を有し、前記予め定められた間隔は前記第２の動作モー
    ドよりも前記第１の動作モードの方が短い、請求項18に
    記載の装置。