JPH0433231B2

JPH0433231B2 -

Info

Publication number: JPH0433231B2
Application number: JP62023969A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Kawahara
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-02-04
Filing date: 1987-02-04
Publication date: 1992-06-02
Also published as: JPS63192451A

Description

【発明の詳細な説明】＜技術分野＞本発明は輸液注入ポンプのチユーブ閉塞監視装
置に関し、薬液バツグとポンプヘツド部の間でチ
ユーブ閉塞を監視する装置に関するものである。

＜従来技術＞医療用の輸液注入ポンプは、その動作に高い信
頼性が要求される。そのために多くの自己監視機
能が要求されているが、その１つに輸液注入に使
用するチユーブの閉塞状態を検知する機能があ
る。

そして、ポンプと、薬液等の入つた薬液（輸
液）バツグの間のチユーブの閉塞を上流閉塞と言
い、この上流閉塞の原因としては、(a)上流クラン
プの開き忘れ、(b)上流フイルタの目づまり等があ
る。

これらの原因が検知されないままでポンプ動作
を続けても、チユーブの閉塞状態が続く限り、薬
液は流れない。従つて、人体（患者）に対して輸
液が行なわれなくなる。

＜発明の目的＞本発明は、輸液注入ポンプの上流閉塞を監視す
る機能を設け、上流閉塞によつて薬液供給が停止
することを未然に防止し、輸液注入ポンプの信頼
性を高めるものである。

＜実施例＞以下、本発明の構成を図面を参照しつつ説明す
る。

第１図は本発明の実施例に係る輸液注入ポンプ
のチユーブ閉塞監視装置の構成を示している。

図中、１は薬液（輸液）の収納されている薬液
バツグ（薬液収納部）であつて、該薬液バツグ１
内の薬液は前記薬液バツグ１に接続されているチ
ユーブ２を通してポンプシステム３にセツトされ
る。

前記ポンプシステム３は内部にポンプヘツド部
４を有している。該ポンプヘツド部４は回転自在
な構造を備え、先端部分が前記チユーブ２をしご
く様になつている。そして、前記ポンプヘツド部
４のコントロール、即ち、前記ポンプヘツド部４
を回転させて前記チユーブ２に蠕動作用を及ぼす
ことによつて、定められた流量の薬液が人体（患
者）５に注入（輸液）される。なお、前記チユー
ブ２の先端には前記人体５に刺通される針部６が
取り付けられている。

又、前記ポンプシステム３にはセンサ７が設け
られている。当該センサ７は前記薬液バツグ１と
前記ポンプヘツド部４の間で前記チユーブ２の脹
らみの程度を能動的又は受動的な方法で検知する
ものである。

前記センサ７の検知方式としては、(a)圧力セン
サ、(b)ひずみゲージセンサ、(c)超音波センサ、(d)
光センサ等があり、前記センサ７が所定の検知方
式に基づいて前記チユーブ２の脹らみを監視し続
けることによつて、前記チユーブ２の上流部分、
即ち、図中、８で示す範囲のチユーブの閉塞状態
を監視することができる。

次に、上流監視装置の監視方法について説明す
る。

本実施例では、前記センサ７の検知方式とし
て、前述した(a)圧力センサ方式を採用している。

前記チユーブ２は、その材質等の性質上、前記
センサ７が前記チユーブ２に接触し始めて以後、
該接触状態を続けようと動作する。即ち、圧力を
加え続ける限り、前記チユーブ２は上流閉塞がな
くとも時間経過に伴つて脹らみが小さくなる方向
に働く。この現象を、クリーピング現象と言う。

第２図ａ，ｂ，ｃに前記クリーピング現象を示
した。図中、２は前記チユーブ（上流側）に相当
し、又、７は前記センサ７に相当する。

前記センサ７は前記ポンプヘツド部４の扉（図
示せず）に連動して移動する様になつている。即
ち、同図ａは前記ポンプヘツド部４の扉がまだ開
いている状態であつて、前記チユーブ２と前記セ
ンサ７はまだ接触していない。

そして、前記ポンプヘツド部４の扉が閉まる
と、同図ｂに示す通り、前記センサ７は前記チユ
ーブ２を押圧する。

それ以後、時間経過に従つて、前記チユーブ２
は前記センサ７に押圧されることによつて、次第
に縮んでいく。同図ｃに示す通り。

このクリーピング現象による前記チユーブ２の
縮みの速さは対数曲線に近い形状を示している。

前記チユーブ２の縮みを、前記センサ７の検知
した圧力値と時間によつてグラフ化すると、第３
図の通りとなる。

同図にあつて、縦軸は前記センサ７で検知され
た前記チユーブ２の圧力Ｐを示しており、この圧
力Ｐの値が小さいほど前記チユーブ２は収縮して
いるものとする。又、横軸は時間Ｈを表わしてい
る。

時刻H₀は前記ポンプヘツド部４の扉を閉めた
時点、時刻H₁はポンプが開始動作（スタート）
した時点を表わす。

従つて、同グラフのＡで示す領域は、前記チユ
ーブ２が前記ポンプヘツド部４にセツトされ、該
ポンプヘツド部４の扉が閉められた状態から、モ
ータが回転し始めるまでの状態を示している。こ
のとき（時間幅T_A）は、上流閉塞の有無に拘わ
らず輸液そのものが行なわれていないために、前
記チユーブ２の脹らみに大きな差が生じず、前記
チユーブ２の脹らみは大きく変化しない。

一方、同グラフのＢで示す領域に入ると、即
ち、ポンプスタート後は、上流閉塞がないときは
前記圧力Ｐの変化は曲線Ｉに示す通りとなる。し
かし、同領域において、上流閉塞がある場合は、
前記薬液バツグ１から薬液が供給されないため
に、前記チユーブ２内の薬液が急速に減り、前記
圧力Ｐの変化は曲線Ｊに示す通りとなる。

変化曲線Ｉ，Ｊは対数曲線に近いために、前記
圧力Ｐの値のサンプル間隔は、短い時間間隔から
長い時間間隔へと、次第に広げていく必要があ
る。これは、前記ポンプヘツド部４の扉を閉めて
からポンプがスタートするまでの時間T_Aが長く
なると、前述したクリーピング現象のために前記
チユーブ２が既に充分縮んでしまつて、よつて、
該チユーブ２の脹らみの収縮の速さが小さくなつ
て、これが原因で上流閉塞が発生しても長い時間
の差を見ないと判定が困難になるためである。

従つて、本実施例では、サンプル間隔をＴで示
す通りとした。同グラフ上で、x₁は時刻T₁にお
けるサンプル値、x₂は時刻T₂におけるサンプル
値、x₃，x₄，x₅は圧力Ｐが曲線Ｉの変化を示す場
合の時刻T₃，T₄，T₅におけるサンプル値、x′₃，
x′₄，x′₅は圧力Ｐが曲線Ｊの変化を示す場合の時
刻T₃，T₄，T₅におけるサンプル値である。

ここで、第４図のグラフを用いて、上流閉塞を
判定する基準（規準）について説明を行う。

同グラフにおいて、縦軸は前記センサ７で検知
された前記チユーブ２の圧力Ｐを示しており、こ
の圧力Ｐの値が小さいほど前記チユーブ２は収縮
しているものとする。当該収縮方向を矢印Ｑで示
している。又、横軸は時間Ｈを表わしている。

さらに、Ｔはサンプル間隔を示す。

図示される如く、T₄が最新のサンプルタイミ
ングであつて、当該サンプルタイミングT_Aでサ
ンプルされた圧力値がx₄であるときは上流閉塞が
ないと判定し、又、当該サンプルタイミングT_A
でサンプルされた圧力値がx′₄であるときは上流
閉塞があると判定するために、下記する基準が考
えられる。

(イ) 時刻T₄でサンプルされた圧力値（即ち、曲
線Ｉではx₄、曲線Ｊではx′₄）が、過去にサン
プルされた圧力値x₁，x₂，x₃よりもある定数値
以上低いこと。

(ロ) 時刻T₄でサンプルされた圧力値が、x₁，x₂，
x₃のｅ％値（100＞ｅ）以下（所定割合以下）
であること。

(ハ) サンプルされた圧力値から判定する。即ち、 D₁＝x₁−x₃ D′₂＝x₂−x′₄ として、D₂′≧D₁であること。

上述した基準によつて上流閉塞が発生したと判
定されたとき、この旨を外部に報知する装置を前
記ポンプシステム３に設ける。該報知は可視又は
可聴警報を発生することで成される。又、上流閉
塞の発生が判定されると、ポンプ動作を停止させ
て、ポンプがこれ以上異常状態にあることを避け
る様にする。

第５図に前記ポンプシステム３のブロツク構成
図を示す。

同図において、７は前記センサに該当し、前記
センサ７の検知したチユーブ圧力値はサンプル機
能を備える装置９によつてサンプルされ、メモリ
１０に記憶されていく。

前記メモリ１０は、最も新しくサンプルされた
データを記憶するメモリx_oと、過去のサンプルデ
ータを記憶するメモリx_o-1……x_o-lを有する。従
つて、前記メモリx_o-lには最古のデータが記憶さ
れている。

前記装置９のサンブルタイミングは、サンプル
タイミング発生器１１によつて決定される。即
ち、前記サンプルタイミング発生器１１は、予め
タイミング間隔t₁，t₂……t_nを記憶するメモリ１
２を備えている。そして、前記サンプルタイミン
グ発生器１１は、前記メモリ１２に記憶されてい
るタイミング間隔t₁，t₂……t_oに基づいて、順次、
パルス信号を発生し、これによつて、前記装置９
が作動する。

そして、図中、１３が前記メモリ１０に記憶さ
れている圧力値に基づいて、上流閉塞が生じてい
るか否かを判定する判定部である。

前記判定部１３の判定処理は、前述した基準
(イ)、(ロ)若しくは(ハ)はよつて成される。

そして、前記判定部１３は、上流閉塞が発生し
たと判定した場合、警報器１４を駆動させて、そ
の旨を外部に報知させる。前記警報器１４は、具
体的には、ブザー、音声合成出力器、液晶表示装
置、発光ダイオード等がある。さらに、上流閉塞
の発生を判定したことによつて、前記判定部１３
はモータコントローラ１５に信号を送る。これに
応答して、前記モータコントローラ１５はモータ
１６の駆動を停止する。前記モータ１６は前記ポ
ンプヘツド部４を回転させるものであつて、該モ
ータ１６の停止に伴つて前記ポンプヘツド部４の
回転がストツプし、輸液は中断する。医師又は看
護婦等は、直ちに上流閉塞状態を解除し、速やか
に正常な輸液に復活さすべく、適切な処置を施こ
す。

第６図は前記判定部１３の判定処理内容を示す
フローチヤートである。

同フローチヤートでは、上流閉塞の判定基準と
して、上述した(イ)の基準を使用している。又、前
記メモリ１０には３個のメモリx₁，x₂，x₃を設
け、該メモリx₁に最新のサンプルデータ、該メモ
リx₂に前回のサンプルデータ、該メモリx₃に前々
回のサンプルデータを格納する様にしている。

電源ON（S₀ステツプ）後、前記ポンプヘツド
部４の扉が閉じられたか否か判別し（S₁ステツ
プ）、当該扉が開成状態にあるときはポンプ停止
状態とする（S₂ステツプ）。

一方、前記扉が閉じられたときは、前記S₁ステ
ツプからS₃ステツプに進み、ここで、サンプルタ
イミングを初期化する。

以後、S₄ステツプでポンプスタートが検知され
るまで、ポンプを停止状態とする。（S₅ステツ
プ）、以下、サンプルタイミングか否か判別し（S₆ス
テツプ）、サンプルタイミングでないときは前記
S₁ステツプに復帰し、他方、サンプルタイミング
であるときは前記センサ７の検知した圧力値をサ
ンプルする（S₇ステツプ）。

そして、前記S₇ステツプの処理を終了した後、
前記メモリ１０でサンプルデータのシフトを行
う。即ち、前記メモリx₂の記憶内容を前記メモリ
x₃へ移すと共に、前記メモリx₁の記憶内容を前記
メモリx₂に移（S₈ステツプ）。

引き続いて、前記S₇ステツプでサンプルした圧
力値を前記メモリx₁に入れる（S₉ステツプ）。

その後、S₁₀ステツプにて、前記メモリx₂の記
憶されるサンプルデータと前記メモリx₁の記憶さ
れるサンプルデータの差を求め、求められた差が
定数Ｍ以上であるか否か判別する。

そして、x₂−x₁≧Ｍの場合は、上流閉塞が発生
したと判定され、S₁₁ステツプに進み、前記警報
器１４による警報報知を行うと共に、ポンプを停
止状態とする。

又、前記S₁₀ステツプでx₂−x₁＜Ｍと判別され
た場合は、S₁₂ステツプに進み、ここで、前記メ
モリx₃に記憶されるサンプルデータと前記メモリ
x₁に記憶されるサンプルデータの差を求め、求め
られた差が定数Ｍ以上であるか否か判別する。

そして、x₃−x₁≧Ｍの場合、上流閉塞が発生し
たと判定され、前記S₁₁ステツプに進む。

他方、前記S₁₂ステツプでx₃−x₁＜Ｍと判別さ
れた場合は、再び、前記S₁ステツプに復帰し、同
様な処理を行う。

上記フローチヤートでは、最も新しいサンプル
値をx_oとして、当該サンプル値x_oが過去のサンプ
ル値x_o-l（ｌ＝１，２，３……）よりもある定数
値Ｍ以上低いことで上流閉塞が発生したと判定し
たが、他の判定基準を使用するときにはそれに対
応する回路構成を設ける必要がある。

即ち、前記x_oが前記x_o-l（ｌ＝１，２，３……）
のｅ％値（100＞ｅ）以下であるときに上流閉塞
が発生したと判定する場合には、x_o-l（ｌ＝１，
２，３……）の各値のｅ％値を求める演算回路を
設けると共に、x_oとx_o-lのｅ％値の大小比較を行
う比較回路が必要となる。

又、サンプル値の差、即ち、D_o＝x_o−x_o-3，
D_o+1＝x_o+1−x_o-2を用い、D_o+1≧D_oの場合に上流
閉塞が発生したと判定する場合には、前記差を求
める演算回路を設けると共に、D_oとD_o+1の大小
比較を行う比較回路が必要となる。

要するに、サンプルされたデータ間における相
対的な比較を行うことによつて、チユーブに閉塞
状態が起きていることを判定する。

上述した如く、本発明の実施例に係る輸液注入
ポンプのチユーブ閉塞監視装置は、下記の構成を
備える。

(A) 輸液注入ポンプのポンプヘツド部４と薬液の
入つている薬液バツグ１の間に、チユーブ２の
脹らみの程度を検知できるセンサ７を設けるこ
と。

(B) 前記センサ７の検知した値の変化を、時間の
経過に従つて、ある規準の時間間隔でサンプル
すること。

(C) 前記(B)でサンプルされたサンプル値におい
て、最も新しいサンプル値x_oと、過去のサンプ
ル値x_o-1，x_o-2……を記憶する機能を有するこ
と。

(D) 前記(C)で記憶されたサンプル値x_oとx_o-l（ｌ
＝１，２，３……）の間で相対的な比較を行
い、ある規準でx_oとx_o-lの間に明らかに前記チ
ユーブ２の脹らみがなくなりつつあると判定さ
れたときに、前記ポンプヘツド部４と前記薬液
収納部１の間のチユーブ２において、上流閉塞
が発生していると判定して、可視や可聴の警報
を発したり、ポンプの回転を停止させる等、人
体に対して危険が及ぶことを避ける機能を有す
ること。

(E) 前記(D)における相対的な判定の規準の例とし
て、 (イ) x_oがx_o-l（ｌ＝１，２，３……）よりもあ
る定数値以上低いこと。

(ロ) x_oがx_o-l（ｌ＝１，２，３……）のｅ％値
（100＞ｅ）以下であること。

(ハ) D_o＝x_o−x_o-3，D_o+1＝x_o+1−x_o-2とする
と、D_o+1≧D_oであること。

＜効果＞以上の様に本発明によれば、薬液収納部と、回
転部の回転によつて前記薬液収納部に接続されて
いるチユーブに輸液作用を及ぼすヘツド部を有す
る輸液注入ポンプにおいて、前記薬液収納部と前
記ヘツド部の間で前記チユーブの膨らみを検知す
る検知手段と、前記検知手段の検知した値をサン
プルするサンプル手段と、予めサンプルするタイ
ミング間隔を記憶する第１の記憶手段と、前記第
１の記憶手段に記憶されたデータに基づき信号を
発生するサンプルタイミング発生器と、前記サン
プル手段でサンプルされたデータを順次記憶する
第２の記憶手段と、前記第２の記憶手段に記憶さ
れサンプルデータの相対的な判定の基準に基づい
て前記チユーブの閉塞状態が起きていることを判
定する判定手段とを備え、前記チユーブの閉塞状
態を監視する様にしたから、人体（患者）に対し
て輸液が行なわれなく事態を未然に防止し、輸液
注入ポンプの信頼性を高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る輸液注入ポンプ
のチユーブ閉塞監視装置の構造図、第２図はクリ
ーピング現象の説明図、第３図はチユーブの圧力
の変化を示すグラフ、第４図はチユーブ閉塞の判
定基準の説明に供する図、第５図は前記装置のブ
ロツク回路図、第６図はチユーブ閉塞の判定処理
の内容を示すフローチヤートである。１……薬液バツグ（薬液収納部）、２……チユ
ーブ、３……ポンプシステム、４……ポンプヘツ
ド部、５……人体（患者）、７……センサ、９…
…サンプル手段、１０……メモリ、１１……サン
プルタイミング発生器、１３……判定手段、１４
……警報器、１５……モータコントローラ、１６
……モータ。

Claims

【特許請求の範囲】１薬液収納部と、回転部の回転によつて前記薬
液収納部に接続されているチユーブに輸液作用を
及ぼすヘツド部を有する輸液注入ポンプにおい
て、前記薬液収納部と前記ヘツド部の間で前記チ
ユーブの膨らみを検知する検知手段と、前記検知
手段の検知した値をサンプルするサンプル手段
と、予めサンプルするタイミング間隔を記憶する
第１の記憶手段と、前記第１の記憶手段に記憶さ
れたデータに基づき信号を発生するサンプルタイ
ミング発生器と、前記サンプル手段でサンプルさ
れたデータを順次記憶する第２の記憶手段と、前
記第２の記憶手段に記憶されサンプルデータの相
対的な判定の基準に基づいて前記チユーブの閉塞
状態が起きていることを判定する判定手段とを備
え、前記チユーブの閉塞状態を監視するようにし
たことを特徴とする輸液注入ポンプのチユーブ閉
塞監視装置。２上記基準は、最も新しいサンプルデータが過
去のサンプルデータよりも定数値以上低いことで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の輸液注入ポンプのチユーブ閉塞監視装置。３上記基準は、最も新しいサンプルデータが過
去のサンプルデータの所定割合以下であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の輸液注入
ポンプのチユーブ閉塞監視装置。４上記基準は、上記サンプルデータを新しい順
にX_o+1、X_o，X_o-1，X_o-2，X_o-3……として、 D_o＝X_o+1−X_o-2 D_o＝X_o−X_o-3 としたときに、 D_o+1≧D_o であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の輸液注入ポンプのチユーブ閉塞監視装置。５上記判定手段でチユーブの閉塞が起きている
ことが判定されたときに、警報を発生する警報器
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の輸液注入ポンプのチユーブ閉塞監視装置。６上記警報器は可視的な警報出力を行う装置か
ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
載の輸液注入ポンプのチユーブ閉塞監視装置。７上記警報器は可聴的な警報出力を行う装置か
ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
載の輸液注入ポンプのチユーブ閉塞監視装置。８上記判定手段でチユーブの閉塞が起きている
ことが判定されたときに、前記ヘツド部の駆動部
を停止する停止手段を有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の輸液注入ポンプのチユ
ーブ閉塞監視装置。