JPS6149984B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は輸液制御装置、とくに生体に薬液など
の点滴を行なう重力式点滴の輸液制御装置に関す
るものである。

先行技術の説明 従来このような輸液制御装置には、液体の滴下
に応動して滴下信号を発生する滴下信号発生手段
と、液体の所望の点滴速度を設定し、その設定し
た点滴速度を表わす基準信号を発生する基準信号
発生手段と、通常は滴下信号を基準信号と比較し
て両者の差に応じて液体の流路を調整する流路調
整手段とを有するのがある。たとえば人体の腕の
静脈に点滴を行なう場合、腕の屈伸やチユーブの
ねじれなどに起因する液体流路の閉塞状態または
これに近い状態から解放されて点滴が連続滴下状
態になることがある。このような場合これを速や
かに検出して通常の設定された点滴速度すなわち
点滴レートに復帰することが生体の安全のために
望ましい。従来の装置では一般には、連続滴下状
態で滴下信号が発生しないことを検出して直ちに
流路を閉止するとともに外部に警報を発し、扱者
が警報をリセツトして正常な滴下状態すなわち設
定された点滴レートの滴下状態になるように装置
を再設定しており、人手を必要とすること、警報
による患者への精神的影響、再設定までに時間を
要するなどの問題がある。滴下信号による連続滴
下状態の検出は、点滴筒に設けた電極によつて連
続滴下状態における電気的容量の変化を利用する
方式もあるが点滴筒形状の相違による制約を受け
る。また滴下信号による連続滴下状態の検出方法
は、光源から発した光を点滴筒を通して光電変換
素子にて受光し、点滴状態における液滴球と連続
滴下状態における円柱状液体との透過光の差を利
用する方式も考えられるが、液滴が全くない場合
の光と円柱状液体の透過光との差が小さいため、
その識別が難しい。したがつて光電変換素子は滴
下球検出法としては一般的であるが、滴連続検出
法としては一般的でない。

したがつて本発明は、このような従来技術の欠
点を解消し、連続滴下状態を検出して速やかに通
常の滴下状態に復帰することのできる、取扱いが
容易で安全性の高い輸液制御装置を提供すること
を目的とする。

本発明の他の目的は連続滴下状態と液体タンク
が空になつた状態とを明確に識別して後者の状態
では装置を停止状態に保持する輸液制御装置を提
供することにある。

発明の概要 このような目的は本発明による次のような輸液
制御装置によつて達成される。すなわちこの装置
は、前述の滴下信号発生手段、基準信号発生手段
および流路調整手段を有するものであつて、さら
に、所定の期間滴下信号が発生しなかつたことを
検出して警報信号を発生するタイマ手段と、警報
信号の発生ののち所定数の滴下信号の発生を計数
すると再起動信号を発生する計数手段とを有し、
流路調整手段は、警報信号に応動して滴下信号と
基準信号との比較による通常の流路調整動作を停
止して液体の流路を閉じ始め、再起動信号に応動
して通常の流路調整動作を再開するものである。

本発明の１つの態様によれば、流路調整手段は
流路の全閉止を検出する全閉止検出手段を有し、
流路の全閉止が検出されたときは通常の流路調整
動作を停止させる。

第１図に本発明による輸液制御装置の実施例を
ブロツク図で示す。この装置は、たとえば生体の
静脈に薬液などの液体を注入するために液体を輸
送する柔軟なプラスチツク点滴管１００に接続さ
れた点滴筒１０２に、たとえば発光ダイオードな
どの光源１０４から点滴筒１０２を通過する光を
受光するように配置されたたとえばフオトトラン
ジスタなどの光電変換素子１０６を有し、この出
力リード１０８に誤差演算回路１１０、点滴間隔
測定回路１１２および滴数カウンタ１１４が接続
されている。誤差演算回路１１０の他方の入力リ
ード１１６は基準クロツク発生回路１１８を介し
て点滴レート設定器１２０に接続されている。点
滴レート設定器１２０はこの装置の扱者が所望の
点滴レートすなわち点滴速度を手動で設定するス
イツチを有し、基準クロツク発生回路１１８はこ
の設定した点滴レートに応じた繰返し周波数の基
準クロツク２００（第２図Ａ）をリード１１６に
発生する。点滴レートは、たとえば点滴筒１０２
の中で液滴１２２を滴下させる速度すなわち単位
時間当りに滴下した液滴１２２の個数で表わすこ
とができる。

光電変換素子１０６は通常、発光素子１０４か
ら点滴筒１０２を通過した光を受光しているが、
液滴１２２が滴下すると球体をなす液滴１２２が
発光素子１０４の発した光を全反射するのでその
受光する光量が変化し、リード１０８にはたとえ
ば第２図Ｂに示すような波形の滴下信号２０２を
発生する。液滴１２２の点滴レートが増大して液
滴間の間隔が狭まると滴下信号のパルス２０２の
周期が短くなる。さらに点滴レートが増大すると
点滴筒内で落下する液体は液滴状とはならず円柱
状となる。そのような円柱状の液体は球状の液滴
１２２とは光の全反射特性が異なるので、光電変
換素子１０６の受光する光の量が変化し、光電変
換素子１０６はたとえば第２図Ｂに２０４で示す
滴下信号をリード１０８に発生する。すなわちこ
の場合は波形２０２のようなパルスの形をとらず
連続したレベルの信号２０４となる。

誤差演算回路１１０はリード１０８の滴下信号
をリード１１６の基準クロツクと比較してその差
に比例した信号を出力リード１２４に発生する比
較演算回路である。その出力リード１２４は操作
量演算回路１２６に接続され、この回路１２６の
出力リード１２８および１３０はクレンメ駆動回
路１３２の１つの入力に接続されている。クレン
メ駆動回路１３２はたとえばステツプモータ（図
示せず）を有し、点滴管１００で構成される液体
の流路の輸送量を調整するクレンメ１３４に機械
的に接続されている。駆動回路１３２は３本の入
力リード１２８，１３０および１３６を有し、そ
れぞれクレンメ１３４の操作量すなわちモータの
回転速度、クレンメ１３４の操作方向すなわちモ
ータの回転方向、および駆動回路１３２の付勢す
なわちモータの起動または停止の指示を与えるも
のである。したがつて操作量演算回路１２６は、
誤差演算回路１１０で算出した誤差に応じたリー
ド１２４の信号に従つて、その出力リード１２８
にクレンメ１３４の操作量を表わす信号を、出力
リード１３０にクレンメ１３４の操作方向を表わ
す信号を、出力リード１３８に駆動回路１３２を
起動する付勢信号を、そして出力リード１４０に
駆動回路１３２を停止する消勢信号をそれぞれ与
える。

クレンメ１３４が点滴管１００を全閉塞する位
置には全閉塞に応動するたとえばマイクロスイツ
チなどの全閉止位置検出器１４２が設けられ、そ
の出力リード１４４はORゲート１４６の第１の
入力に接続されている。ORゲート１４６の第２
の入力には演算回路１２６の出力リード１４０が
接続され、他の入力リード１４８にはたとえば手
動スイツチ（図示せず）などの操作で発生する駆
動回路１３２の停止信号SPが与えられるリード
が接続されている。ORゲート１４６の出力リー
ド１５０は起動停止回路１５２の一方の入力に接
続されている。起動停止回路１５２の他方の入力
リード１５４は他のORゲート１５６の出力に接
続されている。

点滴間隔測定回路１１２はたとえばリセツタブ
ルカウンタを有し、入力リード１０８に致来する
滴下信号のパルス２０２でリセツトされるタイマ
である。入力リード１０８より最近のパルス２０
２を受信してから所定の期間、たとえば設定器１
０２で設定した滴下間隔すなわち基準クロツク２
００の周期の６倍の期間にわたつて入力リード１
０８よりパルス２０２が受信されないと、出力リ
ード１５８に信号を発生する。出力リード１５８
には警報回路１６０が接続され、これは出力リー
ド１５８の信号を受けて出力リード１６２に信号
を発生する。またブザーまたはランプ（図示せ
ず）を備え、その入力リード１５８の信号に応動
して可聴または可視警報を発生するようにしても
よい。

警報回路１６０の出力リード１６２には滴数カ
ウンタ１１４、および閉信号発生回路１６４が接
続され、両回路ともリード１６２の信号によつて
起動される。滴数カウンタ１１４はやはりリセツ
タブルカウンタを備え、その入力リード１６２の
信号によつて起動されると、他方の入力リード１
０８に到来する滴下信号のパルス２０２の計数を
開始し、所定数たとえば６まで計数するとその出
力リード１６６を付勢する。この出力リード１６
６はORゲート１５６、警報回路１６０および閉
信号発生回路１６４の入力に接続されている。閉
信号発生回路１６４はその入力１６２の信号に応
動してクレンメ１３４を比較的急速に閉じる信号
を発生する。すなわちORゲート１５６の入力に
接続されているリード１６８には駆動回路１３２
を起動する信号を、リード１２８には駆動回路１
３２のモータ（図示せず）を比較的高速で回転さ
せる信号を、そしてリード１３０にはクレンメ１
３４を閉じる方向の信号をそれぞれ与える。閉信
号発生回路１６４は警報回路１６０とともにリー
ド１６６の信号でリセツトされる。なお、ORゲ
ート１５６の第４の入力１７０には、たとえば手
動スイツチ（図示せず）などの操作で発生する駆
動回路１３２の起動信号STが与えられる。

次に第１図に示す輸液制御装置の動作を第２図
の波形図および第３図のフロー図を参照して説明
する。

まずクレンメ１３４が全閉止状態にあつてスイ
ツチ操作などにより起動信号STがリード１７０
に到来すると、起動停止回路１５２によつてクレ
ンメ駆動回路１３２が付勢され、クレンメ１３２
は徐々に開き始める（第２図時点ａ、第３図ボツ
クス３００）。これによつて液滴１２２の滴下が
開始し、その点滴レートが徐々に高くなるのでリ
ード１０８の滴下信号のパルス２０２の間隔が狭
くなる。誤差演算回路１１０はリード１１６の基
準クロツク２００と滴下信号のパルス２０２との
比較演算を行ない（３０２）、同信号の周期すな
わちパルス間隔の差に対応する信号を出力１２４
に与える。操作量演算回路１２６はリード１２４
の信号に応じてその出力リード１２８，１３０，
１３８および１４０に信号を発生する（３０
４）。第３図の時点ｂにおいて基準クロツク２０
０の周期と滴下信号のパルス２０２の周期が一致
するが、それまでは後者が前者より長いので、演
算回路１２６は、リード１２８にはクレンメ１３
４の比較的緩やかな駆動速度を表わす信号を、リ
ード１３０にはクレンメ１３４を開く方向を表わ
す信号を、そしてリード１３８に起動信号を与え
る（３０６）。

滴下信号パルス２０２の周期が基準クロツク２
００の周期と等しくなると、換言すれば液滴１２
２の実際の点滴レートが設定器１２０で設定した
点滴レートに一致すると（時点ｂ）、演算回路１
１０の誤差量を表わす信号が誤差０を示し、演算
回路１２６はリード１４０に停止信号を発生する
（ｂ，３０８）。この点滴レートで点滴が行なわれ
ているかぎりこの状態が維持される（ｂ〜ｃ）。

ところで点滴管１００が接続されている生体
（図示せず）側の何らかの原因、たとえば患者の
腕の屈伸または小さな気泡の発生などの外的条件
の変化によつて、流路が閉塞気味になつたとす
る。すると液滴１２２の滴下間隔が延びるので滴
下信号のパルス２０２の間隔が長くなる（ｃ〜
ｄ）。誤差演算回路１１０はこれを検出し、操作
量演算回路１２６はリード１２８，１３０および
１３８を付勢してクレンメ１３４をさらに徐々に
開くように駆動回路１３２を付勢する。ある時
点、たとえば第２図の時点ｄで閉塞原因が消滅し
たとすると、点滴筒１０２の中の滴下状態が連続
滴下となることがある。そのような場合滴下信号
のレベルは第２図２０４に示すような連続レベル
となり、パルス２０２が測定回路１１２で所定の
期間検出されないと（３１０）、出力１５８が付
勢され、警報回路１６０が駆動される(e)。

警報回路１６０は出力リード１６２を付勢して
滴数カウンタ１１４を起動してリード１０８の滴
下信号パルス２０２の計数を開始させ、また閉信
号発生回路１６４を起動してクレンメ１３４を閉
じる動作にはいる（３１２，３１４）。閉信号発
生回路１６４は、リード１２８には駆動回路１３
２のモータを比較的高速で回転させる信号を、リ
ード１３０にはクレンメ１３４を閉じる方向を表
わす信号を、そしてリード１６８には駆動回路１
３２を付勢する起動信号をそれぞれ与える。駆動
回路１３２はこれらの信号を演算回路１２６から
の対応する信号より優先して受信する。したがつ
てクレンメ１３４は比較的急速に閉じようとする
（ｆ〜ｇ）。そこで今まで連続滴下状態であつた点
滴筒内の状態がクレンメ１３４によつて流路がし
ぼられると液滴１２２が生ずる点滴状態に変化す
る(f)。リード１０８の滴下信号は再びパルス２０
２を含むようになるので、カウンタ１１４はこれ
を計数する。カウンタ１１４が所定数のパルス２
０２を計数する（３１６）と出力１６６が付勢さ
れ、警報回路１６０および閉信号発生回路１６４
をリセツトするとともにORゲート１５６を介し
て起動停止回路１５２を付勢し、クレンメ駆動回
路１３２を再起動する（ｇ，３００）。カウンタ
１１４が所定数、たとえば６個のパルス２０２を
計数しないうちにクレンメ１３４が全閉止位置に
到達することがある。また点滴筒１０２より上流
にある液体タンク（図示せず）に液体がなくなつ
てしまつた場合もそのような事態になるが、いず
れにせよそのような場合はカウンタ１１４の出力
リード１６６が付勢される前にマイクロスイツチ
などの検出器１４２が動作してリード１４４が付
勢され（３１８）、駆動回路１３２が消勢されて
クレンメ１３４は全閉止位置で停止する。液体タ
ンクが空の場合はこの状態に保持されるが、その
他の場合もカウンタ１１４が何らかの原因で液滴
１２２が滴下することにより所定の計数値に到達
することがないかぎり系が初期状態から再起動す
ることはない。またクレンメ１３４が全閉路状態
にならないうちに滴数カウンタが滴下信号パルス
２０２を所定数計数した場合（たとえば第２図ｇ
に図示したように）は、駆動回路１３２がリード
１６６、ORゲート１５６および起動停止回路１
５２を介して付勢され、系はその状態から再起動
してクレンメ１３４の開閉を調整する正常動作に
移行する（３００）。

発明の効果 本発明による輸液制御装置は以上のように構成
したことにより、何らかの原因により滴下状態が
連続滴下となつた場合にこれを検出して通常の点
滴状態、すなわち当初設定した点滴レートによる
点滴状態にすみやかに復帰することができるの
で、人手を要せず安全性の高い点滴を行なうこと
ができ、警報による患者への精神的影響を低減で
きる。またそのような異常状態の検出および通常
の点滴状態への復帰の機能は通常の論理回路素子
を用いて実現され、点滴状態の検出は光電変換素
子によつて行なつているので、動作が安定であり
低価格で装置を実現でき、点滴筒の形状による装
置の適用性に対する制約を受けないなどの効果が
ある。また液体タンクが空になつた場合には確実
に流路を閉止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による輸液制御装置の実施例を
示すブロツク図、第２図は第１図に示す装置の動
作を説明するための動作波形図、第３図は第１図
に示す装置の動作を示すフロー図である。 主要部分の符号の説明、１０６……光電変換素
子、１１０……誤差演算回路、１１２……点滴間
隔測定回路、１１４……滴数カウンタ、１１８…
…基準クロツク発生回路、１２０……点滴レート
設定器、１２６……操作量演算回路、１３２……
クレンメ駆動回路、１６４……閉信号発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体の滴下に応動して第１の信号を発生する
   信号発生手段と、 液体の所望の点滴速度を設定し、該設定した点
   滴速度を表わす基準信号を発生する基準信号発生
   手段と、 通常は第１の信号を基準信号と比較して両者の
   差に応じて該液体の流路を調整する流路調整手段
   と、 所定の期間第１の信号が発生しなかつたことを
   検出して第２の信号を発生するタイマ手段と、 第２の信号の発生ののち所定数の第１の信号の
   発生を計数すると第３の信号を発生する計数手段
   とを含み、 前記流路調整手段は、第２の信号に応動して第
   １の信号と基準信号との比較による通常の流路調
   整動作を停止して該液体の流路を閉じ始め、第３
   の信号に応動して通常の流路調整動作を再開する
   ことを特徴とする輸液制御装置。 ２ 流路調整手段は流路の全閉止を検出する全閉
   止検出手段を含み、該流路の全閉止が検出された
   ときは通常の流路調整動作を停止させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の輸液制御装
   置。