JPS63189163A - 輸液注入ポンプのチュ−ブ閉塞監視装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は輸液注入ポンプのチューブ閉塞監視装置に関し
、薬液バッグとポンプヘッド部の間でチューブ閉塞を監
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ューブの閉塞状態を検
知する機能がある。

そして、ポンプと、薬液等の入った薬液（輸液）バッグ
の間のチューブの閉塞を上流閉塞と言い、この上流閉塞
のぶ因としては、（ａ）上流クランプの開き忘れ、（ｂ
）上流フィルタの目づまシ等かめる。

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、チューブの閉塞状態が続く限９、薬液は流れない。

従って、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、上流閉塞によっ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０ 第１図は本発明の実施例に係る輸液注入ポンプのチュー
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ッグ（
薬液収納部）であって、該薬液バッグ１内の薬液は前記
薬液バッグｌに接続されているチューブ２を通してポン
プシステム３にセットされる。

前記ポンプシステム３は内部にポンプヘッド部４を有し
ている。該ポンプヘッド部４は回転自在な構造を備え、
先端部分が前記チューブ２をしごく様になっている。そ
して、前記ポンプヘッド部４のコントロール、即ち、前
記ポンプヘッド部４を回転させて前記チューブ２に線動
作用を及ぼすことによって、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、前記チュー
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は前記薬液バッグｌと前記ポンプヘッ
ド部４の間で前記チューブ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）ひすみゲージセンサ、（Ｃ）超音波センサ、（ｄ
）光センサ等があシ、前記センサ７が所定の検知方式に
基づいて前記チューブ２の脹らみを監視し続けることに
よって、前記チューブ２の上流部分、即ち、図中、８で
示す範囲のチュ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（ａＪ圧カセンサ方式を採用している。

前記チューブ２は、その材質等の性質上、前記センサ７
が前記チューブ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、前記チューブ２は上流閉
塞がなくとも時間経過に伴って脹らみがホさくなる方向
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は前記チューブ（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は前記ポンプヘッド部４の扉（図示せず）
に連動して移動する様になっている。即ち、同図（ａ）
は前記ポンプヘッド部４の扉がまだ開いている状態でろ
って、前記チューブ゛２と前記センサ７はまだ接触して
いない。

そして、前記ポンプヘッド部４の扉が閉まると、同図（
ｂ）に示す通り、前記センサ７は前記チューブ２を押圧
する。

／、・　　　　　　　それ以後、時間経過に従って、前
記チューブ２は前記センサ７に押圧されることによって
、次第に縮んでいく。同図（Ｃ）に示す通シ。

このクリーピング現象による前記チューブ２の縮みの速
さは対数曲線に近い形を示している。

前記チューブ２の縮みを、前記センサ７の検知した圧力
値と時間によってグラフ化すると、第３図の通りとなる
。　　　　　　　　　　　　　　　　　°′同図にあっ
て、縦軸は前記センサ７で検知された前記チューブ２の
圧力Ｐを示しておシ、この圧力Ｐの値が小さいほど前記
チューブ２は収縮しているものとする。又、横軸は時間
ｔを表わしている。

時刻Ｔは前記ポンプヘッド部４の扉を閉めた時点を表わ
し、又、時刻ｔ。はポンプ動作が開始（スタート）シた
時点を表わしている。

従って、同グラフのＡで示す領域は、前記チューブ２が
前記ポンプヘッド部４にセントされ、該ポンプヘッド部
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ＴＡ　）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、前記チューブ２の脹らみに大きな差が生じ
ず、前記チューブ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、前記薬液バッグｌから薬液が供
給されないために、前記チューブ２内の薬液が急速に減
シ、前記圧力Ｐの変化は曲線Ｊに示す通りとなる。

輸液は前記ポンプヘッド部４が取り付けられているモー
タの回転によって行なわれる。即ち、モータの単位当た
９の回転数（例えば１回転）の間°　　　に人体に対し
て輸液（供給）される薬液の量は一定になる様に設定で
きる。

モータが前記単位当たシの回転数はど回転し輸液が行な
われると、前記チューブ２内の薬液は流れるが、上部に
ある前記薬液バッグ１より新たに薬液が前記チューブ２
内へ流れていくため、当該チューブ２に当接している前
記センサ７に検知される圧力値は、上述したクリーピン
グ現象による縮み以上に変化することはない。

しかし、上流（上部）が閉塞状態にあってモータの回転
が行なわれると、前記チューブ２内の薬液が流れても前
記薬液バッグ１よシ薬液が流れてこない。どの結果、前
記チューブ２内の薬液が急速に減少し、従って、前記チ
ューブ２も急速な収縮を示す。よって、このような前記
チューブ２の収縮は、モータの回転と密接な関係がある
。

そこで、前記ポンプヘッド部４のモータの回転に応じて
、前記センサ７の検知した圧力値のサンプルを行い、該
サンプルされた圧力値の相対的な変化や、当該圧力値と
絶対値との比較等の手法によって、上流閉塞を検知する
。そして、上流閉塞が検知されたときには、その旨を可
聴的或いは可視的手段で外部に報知させる。又、それと
同時にポンプ動作を停止させて危険な状態を避ける機能
を設けることもできる。

このため、本実施例にあっては、モータの１回転毎に前
記センサ７の検知した圧力値をサンプリングすることに
した。

即ち、第３図のグラフにおいて、ポンプスタート時点ｔ
。以後、ｔｌはモータが１回転した時点、ｔ２は該モー
タが２回転した時点、ｔ３は該モータが３回転した時点
、ｔ４は該モータが４回転した時点・・・を表わしてお
シ、各時刻ｔｌ＋　ｔ２＋　ｔ３＋　ｔ４・・・におい
てサンプルされた圧力値を上流閉塞の判定に使用する。

同グラフにおいて、Ｘ　１＋　Ｘ２＋　Ｘ３＋Ｘ、は、
領域Ｂにあって前記圧力Ｐが曲線Ｉの変化を示すときの
時刻Ｊ＋　ｊ２ｓ　ｊ３．ｊ４　　でサンプルされた圧
力値である。さらに、同グラフにおいて、Ｘ１＋Ｘ２＋
Ｘ３＋Ｘ４　は、領域Ｂにあって前記圧力Ｐが曲線Ｊの
変化を示すときの時刻ｔ１＋ｊ２＋ｔ３＋　ｊ４でサン
プルされた圧力値である。

正常状態で前記圧力Ｐが曲線Ｉの様に変化するときはク
リーピング現象のみであるから、Ｘ　とＸ　　　（ｎ＝
１，２．３・）の差Ｄｎ＝ｘｎ−１”ｎはｎ−隻 比較的小さい。

しかし、上流閉塞が生じている異常状態では、記チュー
ブ２がほとんど閉塞していることを示す値Ｐｘに達する
ことも起こシ得る。

そこで、上流閉塞が発生したことを判定する基準（規準
）としては、 （イ）前記差ＤＫ＝Ｘｎ−１′−ｘｎ′　　がある定数
よシ大きくなったこと （ロ）ＸｘがＸ。′（ポンプスタート時に前記センサ７
が検知した圧力値）のｅ％（１００＞ｅ）に下がったこ
と （／慢　ｘｎがＰｘより下がったこと 等が考えられる。

第４図に本実施例で用いられるポンプシステムのブロッ
ク構成図を示した。

同図において、７は前記センサに相当し、前記センサ７
の検知した圧力値はサンプル機能を有する装置９によっ
てサンプルされる。そして、該サンプルされた圧力値は
メモリー０に記憶される。

前記メモリー０は前記装置９でサンプルされた圧力値を
、順次、格納していく。即ち、サンプリングの都度、過
去にサンプルされた圧力値Ｘ　。

Ｘｎ−１＋・・・Ｘｎ−７を当該圧力値Ｘ　ｎ　＋　Ｘ
　ｎ−１・・・Ｘｎ　Ｚの記憶領域から前記圧力値Ｘｎ
　ｌ　＋　Ｘｎ　２・・・ｘｎ−（ｔ＋ｌ）の記憶領域
にシフトさせ、新たにサンプルされた圧力値を圧力値ｘ
ｎの記憶領域に格納する。

前記装置９は、回転数検知装置１１がら信号が入力され
る毎にサンプル動作を実行する。当該回転数検知装置１
１はモータコントローラ１２と接続されておシ、モータ
１３の回転数を検知するものである。前記モータ１３は
前記ポンプヘッド部４０回転を行うものであって、該モ
ータ１３は前記モータコントローラ１２の制御によって
駆動若しくは駆動停止する。

そして、１４が上流閉塞の判定を行う判定部である。こ
の判定部１４は、前記メモリＩＯに記憶されているサン
プルデータを用いて、上述した（イ）。

（ロ）又はヒラの基準に従い、上流閉塞の判定を行う。

前記判定部１４は前記モータコントローラ１２に信号を
送っている。この信号は、例えば、上流閉塞が発生して
いないと判定されているときは“０＃で、上流閉塞が発
生したと判定されたときは“１”となるものである。

従って、前記モータコントローラ１２は前記判定部１４
で上流閉塞が起きていない判定が成されていないときは
前記モータ１３を駆動させ、他方、前記判定部１４が上
流閉塞が起きていると判定したときは前記モータ１３の
駆動を停止させる。

さらに、前記判定部１４は警報器１５とも接続されてお
り、上流閉塞が発生したことを判定すると当該警報器１
５を駆動して、その旨を外部に報知する。前記警報器■
５は、具体的には、ブザー。

音声合成出力装置、液晶表示装置ＬＣＤ、発光ダイオー
ドＬＥＤ等がある。医師、看護婦等は、警報報知を受け
ると直ちに適切な処置を施こし、患者に対して正常な輸
液を行う。

第５図に上述した（イ）の判定基準によって上流閉塞の
有無を判定する処理内容のフローチャートを掲げた。

この処理では、サンプルされた圧力値を３つ記憶する。

即ち、最も新しくサンプルされた圧力値ｘ１と、前回サ
ンプルされた圧力値ｘ２、前々回サンプルされた圧力値
Ｘ３を記憶し、サンプルの都度、記憶値をシフトさせ、
記憶内容の更新を行っている。

従って、（ｘ２−ｘ、）の値が定数Ｍ以上か否か及び（
ｘ３ｘ＋）の値が定数Ｍ以上か否かの判別を行う。

以下、フローの順に説明を行う。

電源０Ｎ（ＳＯステップ）後、前記ポンプヘッド部４の
扉（ドア）が閉まっているか否か判別する（Ｓ＋ステッ
プ）。該Ｓｌステップで前記扉が開いていると判別され
ると８２ステツプに進み、前記モータ１３を停止状態に
させる。

一方、前記Ｓ１ステツプで前記扉が閉・じていると判別
されると、Ｓ３ステツプに移シ、モータスタートか否か
を判別する。該Ｓ３ステツプでモータ１３がスタートし
ていないと判別されると前記Ｓ２ステツプに進む。

一方、前記Ｓ３ステツプでモータスタート状態／、′　
　　　　　にあると判別された場合は、Ｓ４ステツプに
移シ、前記モータ１３が１回転したか否か判別する。該
Ｓ４ステツプで前記モータＩ３が１回転していないと判
別されると前記Ｓ１ステツプに復帰する。

そして、前記Ｓ４ステツプで前記モータ１３が１回転し
たと判別されればＳ５ステツプに移る。

前記Ｓ５°ステツプでは、前記センサ７の検知した圧力
値をサンプルする処理を行う。

引き続いて、Ｓ６ステツプで、前記メモＩ７１０に記憶
されている圧力値のシフトを行う。

つまシ、前回サンプルした圧力値を記憶する領域をメモ
リｘ１とし、前々回サンプルした圧力値を記憶する領域
をメモリｘ２とし、前々々回サンプルした圧力値を記憶
する領域をメモリｘ３とすると、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ｘ
１の記憶内容を前記メモリｘ２に移す。

その後、前記Ｓ５ステツプでサンプルされた圧力値を前
記メモリｘ１へ入れる（Ｓ７ステップ）。

次に、Ｓ８ステツプに進み、前記メモリｘ２の記憶内容
と前記メモリｘｌの記憶内容の差を氷結′、求まった差
（Ｘ２−Ｘ、）が前記定数Ｍ以上でるる□か否か判別す
る。

ここで、Ｘ２−ｘ１≧Ｍであると判別されれば、上流閉
塞が発生していると判定し、Ｓ９ステツプに進んで、前
記警報器１５を駆動させると共に、前記モータ１３を停
止状態にする。

前記Ｓ８ステツプで、ｘ２−ｘｌくＭであると判別され
れば、ＳＩＯステップに進み、ここで、前記メモリｘ３
の記憶内容と前記メモリｘ１の記憶内容の差を求め、求
まった差（Ｘ３−Ｘ、）が前記定数Ｍ以上であるか否か
判別する。

ここで、Ｘ３Ｘｌ≧Ｍであると判別されれば、上流閉塞
が発生していると判定し、前記Ｓ９ステツプに進む。

前記５１０ステツプで、Ｘ３７ｘ、＜Ｍであると判別さ
れれば、正常であって、前記Ｓｌステップに復帰し、以
下、同様な処理を繰り返見す。

なお、上記の処理では、前記モータ１３が１回転する毎
にサンプリングを行っているが、これを、１／２回転毎
に、或いは複数回転（ｌよシ大きい整数の回転毎）毎等
に変更することは容易である。

上記処理では、上述した（イ）の判定基準を使用したが
、他の（ロ）若しくはヒ慢の判定基準を使用する場合は
、これに対応する回路構成が必要となる。

即ち、上述した（０）の基準で判定を行う場合は、ポン
プスタート時に前記センサ７が検知した圧力値を記憶す
るメモリと、前記圧力値のｅ％値を求める演算回路と、
サンプルされた圧力値と前記演算回路で求まった値とを
大小比較する比較回路を設ける。

又、上述したｅ９の基準で判定を行う場合はＰＸ値を記
憶するメモリと、サンプルされた圧力値と前記メモリに
記憶されているｐｘ値とを大小比較する比較回路を設け
る。

なお、判定基準は、上述した（イ）、（ロ）、（／号に
限定されず、ｘｎとＸｎ−７の間の相対的な比較におい
て前記チューブ２が上流閉塞を示すと判定される様な差
を示すというデータ間の相対的な比較によるもの、或い
は、Ｘ　の値が、これ以上ボンピングを続けても薬液が
精度良く流れないと判定される様なレベルに達するとい
う値そのもののレベルによるもの等で種々のものが考え
られる。

く効　果〉 以上の様に本発明によれば、薬液収納部と、回転部の回
転によって前記薬液収納部に接続されているチューブに
輸液作用を及ぼすヘッ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ッド部の間で前記チュー
ブの脹らみを検知する検知手段と、前記回転部の所定回
転数に基づいて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、前記サンプル手段でサンプルされた
データを、順次、記憶する記憶手段と、前記記憶手段に
記憶されたサンプルデータを用いて、所定の基準によっ
て前記チューブに閉塞が発生していることを判定する判
定手段とを備え、前記判定手段の判定出力に基づいてチ
ューブの閉塞を監視する様にしたから、前記チューブの
脹らみが小さくなる方向にあることが検出されると、前
記チューブに上流閉塞が発生したことを判定するから、
当／：　　　　該判定によって輸液注入ポンプがこれ以
上危険な動作を行うことを避けることができ、該輸液注
入ポンプに対して医療機器として要求される信頼性の高
さに応えられる。

【図面の簡単な説明】 ｉＩ図は本発明の実施例に係る輸液注入ポンプのチュー
ブ閉塞監視装置の構成図、第２図はクリーピング現象を
説明するだめの図、第３図はチューブの縮みを示すグラ
フ、第４図は前記装置のブロック回路図、第５図は前記
装置の閉塞の有無判定の処理内容を示すフローチャート
である。 １・・・薬液バッグ（薬液収納部）、２・・・チューブ
、３・・・ポンプシステム、４・・・ポンプヘッド部、
５・・・人体（患者）、６・・・針部、７・・・センサ
、９・・・サンプル機能を有する装置、１０・・・メモ
リ、１１・・・回転数検知装置、１２・・・モータコン
トローラ、１３・・・モータ、１４・・・判定部、１５
・・・警報器。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薬液収納部と、回転部の回転によって前記薬液収納
   部に接続されているチューブに輸液作用を及ぼすヘッド
   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ッド部の間で前記チューブの脹
   らみを検知する検知手段と、 前記回転部が所定数回転する都度、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、 前記サンプル手段でサンプルされたデータを、順次、記
   憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されたサンプルデータを用いて、所
   定の基準によって前記チューブに閉塞が発生しているこ
   とを判定する判定手段とを備え、 前記判定手段の判定出力に基づいてチューブの閉塞を監
   視する様にしたことを特徴とする輸液注入ポンプのチュ
   ーブ閉塞監視装置。 ２、上記基準は、最新のサンプルデータと過去のサンプ
   ルデータの差が所定数より大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ューブ閉
   塞監視装置。 ３、上記基準は、サンプルデータが輸液開始時に前記検
   知手段で検知した値の所定割合以下に下がったことであ
   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
   入ポンプのチューブ閉塞監視装置。 ４、上記基準は、サンプルデータが所定値より下がった
   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ューブ閉塞監視装置。 ５、上記判定手段の判定出力に応答して、チューブ閉塞
   が発生した旨を報知する報知手段を具備することを特徴
   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
   ューブ閉塞監視装置。 ６、上記報知手段は可視的な報知出力を行う装置である
   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
   ポンプのチューブ閉塞監視装置。 ７、上記報知手段は可聴的な報知出力を行う装置である
   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
   ポンプのチューブ閉塞監視装置。 ８、上記判定手段の判定出力に応答して、前記回転部の
   回転動作を停止する停止手段を具備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ュー
   ブ閉塞監視装置。 ９、上記所定数は、１／２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ューブ閉塞
   監視装置。 １０、上記所定数は、１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ューブ閉塞監
   視装置。 １１、上記所定数は、１より大きい整数であることを特
   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
   チューブ閉塞監視装置。