JP2002131288A - 気泡検出クランパおよび人工透析装置 - Google Patents
気泡検出クランパおよび人工透析装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気泡の見逃しをなくする。
【解決手段】 対向する一対の超音波振動素子１はバネ
７によりクランパ部品が開く方向に力が加えられ、しか
もフック９にてこれを固定することにより、一対の超音
波振動素子１の距離Ｌを常に一定とする。
７によりクランパ部品が開く方向に力が加えられ、しか
もフック９にてこれを固定することにより、一対の超音
波振動素子１の距離Ｌを常に一定とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体が流れる液体
輸送管を挟み対向する一対の超音波振動素子の挟持部に
対応する液体輸送管内を通過する気泡を検出する気泡
器、気泡検出装置、ならびに人工透析装置に関し、特に
微小気泡を安定して検出する気泡検出器、気泡検出装
置、ならびに人工透析装置に関する。
輸送管を挟み対向する一対の超音波振動素子の挟持部に
対応する液体輸送管内を通過する気泡を検出する気泡
器、気泡検出装置、ならびに人工透析装置に関し、特に
微小気泡を安定して検出する気泡検出器、気泡検出装
置、ならびに人工透析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、人工透析装置においては、液
体輸送管内に存在する気泡が体内に混入すると人命に拘
わるため、液体輸送管内に気泡が存在するか否かを検出
することが必須とされており、この要請に応えるために
超音波を用いた気泡検出器が一般的に採用されている。
体輸送管内に存在する気泡が体内に混入すると人命に拘
わるため、液体輸送管内に気泡が存在するか否かを検出
することが必須とされており、この要請に応えるために
超音波を用いた気泡検出器が一般的に採用されている。
【０００３】この超音波を利用した気泡検出器の原理は
周知のように、一方の発信側超音波振動素子１ａで発信
した超音波が液体輸送管２と液体３を通過して他方の発
信側超音波振動素子１ｂで受信されるようになってお
り、液体３内に気泡４がある場合は超音波が気泡４によ
って反射して受信する超音波の強度が減少する現象を利
用するものである（図１参照）。
周知のように、一方の発信側超音波振動素子１ａで発信
した超音波が液体輸送管２と液体３を通過して他方の発
信側超音波振動素子１ｂで受信されるようになってお
り、液体３内に気泡４がある場合は超音波が気泡４によ
って反射して受信する超音波の強度が減少する現象を利
用するものである（図１参照）。
【０００４】従来の気泡検出器（気泡検出クランパ）で
は、液体輸送管２を一対の超音波振動素子１により把持
する構造は、図２のような洗濯ばさみに類似した形状に
なっており、液体輸送管２を把持した際の変形は液体輸
送管２の外径に依存しているため、液体輸送管２によっ
て超音波振動素子１間の距離、対向する角度は定まる。
換言すれば、使用する液体輸送管２が変化すれば、超音
波振動素子１間の距離、対向する角度は変動する。
は、液体輸送管２を一対の超音波振動素子１により把持
する構造は、図２のような洗濯ばさみに類似した形状に
なっており、液体輸送管２を把持した際の変形は液体輸
送管２の外径に依存しているため、液体輸送管２によっ
て超音波振動素子１間の距離、対向する角度は定まる。
換言すれば、使用する液体輸送管２が変化すれば、超音
波振動素子１間の距離、対向する角度は変動する。
【０００５】また、この気泡検出クランパが人工透析装
置に適用された場合には、液体輸送管２内の液体３に一
回の患者体内への混入で人命に拘わる大きさの気泡４が
通過した場合、異常検出信号を出力し、人工透析機を停
止させている。
置に適用された場合には、液体輸送管２内の液体３に一
回の患者体内への混入で人命に拘わる大きさの気泡４が
通過した場合、異常検出信号を出力し、人工透析機を停
止させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来からの
気泡検出クランパは、主に血液輸送管内の血液に存在す
る気泡４の検出に用いられているとともに、以下のよう
な問題があるので、単に気泡検出器の性能上の問題では
なく人命に拘わる重大な問題となる。
気泡検出クランパは、主に血液輸送管内の血液に存在す
る気泡４の検出に用いられているとともに、以下のよう
な問題があるので、単に気泡検出器の性能上の問題では
なく人命に拘わる重大な問題となる。
【０００７】１）超音波振動素子１間の距離が長くなる
と、図３のように把持した液体輸送管２両端の超音波が
透過しない領域５が増加するため、この部分を通過する
気泡４の検出感度の低下をもたらし、もしくは検出でき
ず見逃してしまうという問題がある。
と、図３のように把持した液体輸送管２両端の超音波が
透過しない領域５が増加するため、この部分を通過する
気泡４の検出感度の低下をもたらし、もしくは検出でき
ず見逃してしまうという問題がある。
【０００８】２）超音波振動素子１間の距離Ｌが短くな
ると、図４のように液体輸送管２の中央が把持によりひ
ょうたん状に変形し、超音波振動素子１と液体輸送管２
の間に隙間６が生じるため超音波が透過しなくなり、こ
の部分を通過する気泡４の検出感度の低下をもたらし、
もしくは検出できず見逃してしまうという問題がある。
ると、図４のように液体輸送管２の中央が把持によりひ
ょうたん状に変形し、超音波振動素子１と液体輸送管２
の間に隙間６が生じるため超音波が透過しなくなり、こ
の部分を通過する気泡４の検出感度の低下をもたらし、
もしくは検出できず見逃してしまうという問題がある。
【０００９】３）一度の患者体内への混入では生命の危
険はない微小な気泡４の検出を行わないが、複数の微小
な気泡４が短時間に連続して混入すると体内で気泡４が
積算されていくため、人命に拘わる危険な状態となる。
険はない微小な気泡４の検出を行わないが、複数の微小
な気泡４が短時間に連続して混入すると体内で気泡４が
積算されていくため、人命に拘わる危険な状態となる。
【００１０】本発明は、従来の技術における上述した問
題点に鑑みてなされたものであり、液体輸送管内の超音
波透過面積を拡大し、液体輸送管内の気泡通過位置によ
る気泡の見逃しをなくすこと、液体輸送管の有無を検出
することで気泡検出忘れが起きないようにすること、お
よび、一定時間当たりの検出気泡積算値を計算すること
で、短時間に連続して混入する微小な気泡が患者体内で
積算されて人命が危険な状態にならないようにすること
を実現できる気泡検出クランパ、気泡検出装置ならび
に、人工透析装置を提供することを目的とする。
題点に鑑みてなされたものであり、液体輸送管内の超音
波透過面積を拡大し、液体輸送管内の気泡通過位置によ
る気泡の見逃しをなくすこと、液体輸送管の有無を検出
することで気泡検出忘れが起きないようにすること、お
よび、一定時間当たりの検出気泡積算値を計算すること
で、短時間に連続して混入する微小な気泡が患者体内で
積算されて人命が危険な状態にならないようにすること
を実現できる気泡検出クランパ、気泡検出装置ならび
に、人工透析装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の気泡検出クランパは、一対の超音波振
動素子からなり、液体が流れる液体輸送管を挟んで該一
対の超音波振動素子を配置する機構を有する対向型の気
泡検出クランパであって、該一対の超音波振動素子間の
間隔Ｌを一定の間隔に操作可能に構成したものである。
めの、請求項１の気泡検出クランパは、一対の超音波振
動素子からなり、液体が流れる液体輸送管を挟んで該一
対の超音波振動素子を配置する機構を有する対向型の気
泡検出クランパであって、該一対の超音波振動素子間の
間隔Ｌを一定の間隔に操作可能に構成したものである。
【００１２】ここで、液体輸送管の外形Ｄ、液体輸送管
の肉厚ｔと前記間隔Ｌとの関係をＤ≧Ｌ≧２．５ｔに設
定することが好ましく、液体輸送管の肉厚ｔと前記間隔
Ｌとの関係を４．０ｔ≧Ｌ≧２．５ｔに設定することが
さらに好ましい。
の肉厚ｔと前記間隔Ｌとの関係をＤ≧Ｌ≧２．５ｔに設
定することが好ましく、液体輸送管の肉厚ｔと前記間隔
Ｌとの関係を４．０ｔ≧Ｌ≧２．５ｔに設定することが
さらに好ましい。
【００１３】請求項４の気泡検出装置は、請求項１から
請求項３の何れかの気泡検出クランパを備えるものであ
る。
請求項３の何れかの気泡検出クランパを備えるものであ
る。
【００１４】ここで、発信側超音波振動素子からの発信
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子により検出し
た際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを比較す
ることで、対向する一対の超音波振動素子の間の液体輸
送管を挟む空間における液体輸送管の有無を検出する液
体輸送管有無検出手段をさらに含むことが好ましい。
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子により検出し
た際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを比較す
ることで、対向する一対の超音波振動素子の間の液体輸
送管を挟む空間における液体輸送管の有無を検出する液
体輸送管有無検出手段をさらに含むことが好ましい。
【００１５】請求項５の人工透析装置は、請求項１から
請求項３の何れかの気泡検出クランパを備えるものであ
る。
請求項３の何れかの気泡検出クランパを備えるものであ
る。
【００１６】ここで、発信側超音波振動素子からの発信
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子により検出し
た際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを比較す
ることで、対向する一対の超音波振動素子の間の液体輸
送管を挟む空間における液体輸送管の有無を検出する液
体輸送管有無検出手段をさらに含むことが好ましい。
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子により検出し
た際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを比較す
ることで、対向する一対の超音波振動素子の間の液体輸
送管を挟む空間における液体輸送管の有無を検出する液
体輸送管有無検出手段をさらに含むことが好ましい。
【００１７】請求項８の気泡検出装置は、気泡が通過す
ることにより受信側超音波振動素子での超音波受信強度
が低下する時間より検出気泡の体積を計算する体積計算
手段と、人体への混入が人命に拘わる気泡の体積の場合
は異常信号出力を行いもしくは液体の供給を停止する停
止手段と、それ以下の微小な気泡の検出時は単位時間当
たりの微小気泡の体積積算値を計算する体積積算値算出
手段と、体積積算値がある設定値を超えた場合は警報信
号を出力する警報手段とを含むものである。
ることにより受信側超音波振動素子での超音波受信強度
が低下する時間より検出気泡の体積を計算する体積計算
手段と、人体への混入が人命に拘わる気泡の体積の場合
は異常信号出力を行いもしくは液体の供給を停止する停
止手段と、それ以下の微小な気泡の検出時は単位時間当
たりの微小気泡の体積積算値を計算する体積積算値算出
手段と、体積積算値がある設定値を超えた場合は警報信
号を出力する警報手段とを含むものである。
【００１８】請求項９の人工透析装置は、気泡が通過す
ることにより受信側超音波振動素子での超音波受信強度
が低下する時間より検出気泡の体積を計算する体積計算
手段と、人体への混入が人命に拘わる気泡の体積の場合
は異常信号出力を行いもしくは人工透析を停止する停止
手段と、それ以下の微小な気泡の検出時は単位時間当た
りの微小気泡の体積積算値を計算する体積積算値算出手
段と、体積積算値がある設定値を超えた場合は警報信号
を出力する警報手段とを含むものである。
ることにより受信側超音波振動素子での超音波受信強度
が低下する時間より検出気泡の体積を計算する体積計算
手段と、人体への混入が人命に拘わる気泡の体積の場合
は異常信号出力を行いもしくは人工透析を停止する停止
手段と、それ以下の微小な気泡の検出時は単位時間当た
りの微小気泡の体積積算値を計算する体積積算値算出手
段と、体積積算値がある設定値を超えた場合は警報信号
を出力する警報手段とを含むものである。
【００１９】
【作用】請求項１の気泡検出クランパであれば、一対の
超音波振動素子からなり、液体が流れる液体輸送管を挟
んで該一対の超音波振動素子を配置する機構を有する対
向型の気泡検出クランパであって、該一対の超音波振動
素子間の間隔Ｌを一定の間隔に操作可能に構成したので
あるから、間隔Ｌを操作することによって、気泡の見逃
しをなくすことができる。
超音波振動素子からなり、液体が流れる液体輸送管を挟
んで該一対の超音波振動素子を配置する機構を有する対
向型の気泡検出クランパであって、該一対の超音波振動
素子間の間隔Ｌを一定の間隔に操作可能に構成したので
あるから、間隔Ｌを操作することによって、気泡の見逃
しをなくすことができる。
【００２０】ここで、液体輸送管の外形Ｄ、液体輸送管
の肉厚ｔと前記間隔Ｌとの関係をＤ≧Ｌ≧２．５ｔに設
定すれば、気泡の見逃しをより確実になくすことがで
き、液体輸送管の肉厚ｔと前記間隔Ｌとの関係を４．０
ｔ≧Ｌ≧２．５ｔに設定すれば、気泡の見逃しをさらに
確実になくすことができる。
の肉厚ｔと前記間隔Ｌとの関係をＤ≧Ｌ≧２．５ｔに設
定すれば、気泡の見逃しをより確実になくすことがで
き、液体輸送管の肉厚ｔと前記間隔Ｌとの関係を４．０
ｔ≧Ｌ≧２．５ｔに設定すれば、気泡の見逃しをさらに
確実になくすことができる。
【００２１】請求項４の気泡検出装置であれば、請求項
１から請求項３の何れかの気泡検出クランパを備えるの
であるから、気泡の見逃しをなくすことができる。
１から請求項３の何れかの気泡検出クランパを備えるの
であるから、気泡の見逃しをなくすことができる。
【００２２】そして、発信側超音波振動素子からの発信
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子により検出し
た際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを比較す
ることで、対向する一対の超音波振動素子の間の液体輸
送管を挟む空間における液体輸送管の有無を検出する液
体輸送管有無検出手段をさらに含む場合には、気泡の有
無の検出のみならず、液体輸送管の有無をも検出するこ
とができる。
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子により検出し
た際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを比較す
ることで、対向する一対の超音波振動素子の間の液体輸
送管を挟む空間における液体輸送管の有無を検出する液
体輸送管有無検出手段をさらに含む場合には、気泡の有
無の検出のみならず、液体輸送管の有無をも検出するこ
とができる。
【００２３】請求項５の人工透析装置であれば、請求項
１から請求項３の何れかの気泡検出クランパを備えるの
であるから、安全性を高めることができる。
１から請求項３の何れかの気泡検出クランパを備えるの
であるから、安全性を高めることができる。
【００２４】そして、発信側超音波振動素子からの発信
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子により検出し
た際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを比較す
ることで、対向する一対の超音波振動素子の間の液体輸
送管を挟む空間における液体輸送管の有無を検出する液
体輸送管有無検出手段をさらに含む場合には、気泡の有
無の検出のみならず、液体輸送管の有無をも検出するこ
とができ、安全性をより高めることができる。
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子により検出し
た際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを比較す
ることで、対向する一対の超音波振動素子の間の液体輸
送管を挟む空間における液体輸送管の有無を検出する液
体輸送管有無検出手段をさらに含む場合には、気泡の有
無の検出のみならず、液体輸送管の有無をも検出するこ
とができ、安全性をより高めることができる。
【００２５】請求項８の気泡検出装置であれば、体積計
算手段によって、気泡が通過することにより受信側超音
波振動素子での超音波受信強度が低下する時間より検出
気泡の体積を計算する。そして、人体への混入が人命に
拘わる気泡の体積の場合は停止手段によって異常信号出
力を行いもしくは液体の供給を停止する。逆に、それ以
下の微小な気泡の検出時は体積積算値算出手段によって
単位時間当たりの微小気泡の体積積算値を計算し、体積
積算値がある設定値を超えた場合は警報手段によって警
報信号を出力する。
算手段によって、気泡が通過することにより受信側超音
波振動素子での超音波受信強度が低下する時間より検出
気泡の体積を計算する。そして、人体への混入が人命に
拘わる気泡の体積の場合は停止手段によって異常信号出
力を行いもしくは液体の供給を停止する。逆に、それ以
下の微小な気泡の検出時は体積積算値算出手段によって
単位時間当たりの微小気泡の体積積算値を計算し、体積
積算値がある設定値を超えた場合は警報手段によって警
報信号を出力する。
【００２６】したがって、大きい体積の気泡を含む液体
のみならず、小さい気泡であっても体積積算値が大きい
気泡を含む液体の供給を確実に防止することができ、ひ
いては安全性を高めることができる。
のみならず、小さい気泡であっても体積積算値が大きい
気泡を含む液体の供給を確実に防止することができ、ひ
いては安全性を高めることができる。
【００２７】請求項９の人工透析装置であれば、体積計
算手段によって、気泡が通過することにより受信側超音
波振動素子での超音波受信強度が低下する時間より検出
気泡の体積を計算し、人体への混入が人命に拘わる気泡
の体積の場合は停止手段によって異常信号出力を行いも
しくは人工透析を停止する。逆に、それ以下の微小な気
泡の検出時は体積積算値算出手段によって単位時間当た
りの微小気泡の体積積算値を計算し、体積積算値がある
設定値を超えた場合は警報手段によって警報信号を出力
する。
算手段によって、気泡が通過することにより受信側超音
波振動素子での超音波受信強度が低下する時間より検出
気泡の体積を計算し、人体への混入が人命に拘わる気泡
の体積の場合は停止手段によって異常信号出力を行いも
しくは人工透析を停止する。逆に、それ以下の微小な気
泡の検出時は体積積算値算出手段によって単位時間当た
りの微小気泡の体積積算値を計算し、体積積算値がある
設定値を超えた場合は警報手段によって警報信号を出力
する。
【００２８】したがって、大きい体積の気泡を含む液体
のみならず、小さい気泡であっても体積積算値が大きい
気泡を含む液体に基づく人工透析を確実に防止すること
ができ、ひいては安全性を高めることができる。
のみならず、小さい気泡であっても体積積算値が大きい
気泡を含む液体に基づく人工透析を確実に防止すること
ができ、ひいては安全性を高めることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明の気泡検出クランパ、気泡検出装置、および人工透
析装置の実施の態様を詳細に説明する。
発明の気泡検出クランパ、気泡検出装置、および人工透
析装置の実施の態様を詳細に説明する。
【００３０】図５はこの発明の気泡検出クランパの一実
施態様を示す構成図である。
施態様を示す構成図である。
【００３１】この気泡検出クランパは受発信一対の超音
波振動素子１を有しており、空間８において液体輸送管
２を把持する構造を持つ。
波振動素子１を有しており、空間８において液体輸送管
２を把持する構造を持つ。
【００３２】この対向する一対の超音波振動素子１はバ
ネ７によりクランパ部品が図５（Ｂ）のように開く方向
に力が加えられるが、図５（Ａ）のようにフック９にて
これを固定するため、一対の超音波振動素子１の距離Ｌ
は常に一定となる。
ネ７によりクランパ部品が図５（Ｂ）のように開く方向
に力が加えられるが、図５（Ａ）のようにフック９にて
これを固定するため、一対の超音波振動素子１の距離Ｌ
は常に一定となる。
【００３３】なお、図５のフック９の形状は鍵爪形とな
っているが、一対の超音波振動素子１の距離Ｌを一定に
して固定できる形状であればどのような形状のものでも
採用することができる。
っているが、一対の超音波振動素子１の距離Ｌを一定に
して固定できる形状であればどのような形状のものでも
採用することができる。
【００３４】液体輸送管２を把持する構造を持つ空間８
における一対の超音波振動素子１の距離Ｌは本発明の気
泡検出クランパにおいて使用される複数の液体輸送管２
の中で最も外径が小さい、外径５．９ｍｍ、内径３．２
ｍｍの液体輸送管２で以下の条件 Ｄ≧Ｌ≧２．５ｔ（Ｄは液体輸送管２の外形、ｔは液体
輸送管２の肉厚） を満たすように、液体輸送管２の肉厚ｔ＝１．３５ｍｍ
の３倍である４．０５ｍｍとした。
における一対の超音波振動素子１の距離Ｌは本発明の気
泡検出クランパにおいて使用される複数の液体輸送管２
の中で最も外径が小さい、外径５．９ｍｍ、内径３．２
ｍｍの液体輸送管２で以下の条件 Ｄ≧Ｌ≧２．５ｔ（Ｄは液体輸送管２の外形、ｔは液体
輸送管２の肉厚） を満たすように、液体輸送管２の肉厚ｔ＝１．３５ｍｍ
の３倍である４．０５ｍｍとした。
【００３５】ただし、４．０ｔ≧Ｌ≧２．５ｔの条件を
満たすように距離Ｌを設定することがより好ましい。
満たすように距離Ｌを設定することがより好ましい。
【００３６】次に図６を用いて信号処理について説明す
る。
る。
【００３７】正弦波発信回路２２より出力される発信信
号はクランパ内に送られ、発信側超音波信号素子１ａに
より超音波に変換され発信波となる。この実施例では発
信周波数を５ＭＨｚとした。
号はクランパ内に送られ、発信側超音波信号素子１ａに
より超音波に変換され発信波となる。この実施例では発
信周波数を５ＭＨｚとした。
【００３８】この発信波は発信側超音波信号素子１ｂと
の間の液体輸送管２と液体３を通過して発信側超音波振
動素子１ｂまでたどり着く。
の間の液体輸送管２と液体３を通過して発信側超音波振
動素子１ｂまでたどり着く。
【００３９】発信側超音波振動素子１ｂまでたどり着い
た発信波は発信側超音波振動素子１ｂにより電気信号へ
と変換され、受信信号となる。
た発信波は発信側超音波振動素子１ｂにより電気信号へ
と変換され、受信信号となる。
【００４０】この受信信号は信号処理回路まで送られ、
基本的な使用周波数以下で一定の増幅率を有する増幅回
路１０により増幅される。
基本的な使用周波数以下で一定の増幅率を有する増幅回
路１０により増幅される。
【００４１】ここで増幅された信号は増幅した受信信号
のピーク値をつないでいく包絡線検波回路１１により検
波される。気泡４の通過が無く、検波回路の出力が一定
の値である場合、その出力レベルが地合レベルである。
のピーク値をつないでいく包絡線検波回路１１により検
波される。気泡４の通過が無く、検波回路の出力が一定
の値である場合、その出力レベルが地合レベルである。
【００４２】このとき、この地合レベルと、ある設定電
圧１４とを電圧比較回路１５により比較することで、ク
ランパへの液体輸送管２の把持の有無を判定する。
圧１４とを電圧比較回路１５により比較することで、ク
ランパへの液体輸送管２の把持の有無を判定する。
【００４３】なお、地合レベルが設定電圧１４以上の場
合は、液体輸送管２が把持されていると判定され判定回
路出力はＨＩＧＨに、地合レベルが設定電圧１４より小
さい場合は液体輸送管２が把持されていないと判定され
判定回路出力はＬＯＷとなる。
合は、液体輸送管２が把持されていると判定され判定回
路出力はＨＩＧＨに、地合レベルが設定電圧１４より小
さい場合は液体輸送管２が把持されていないと判定され
判定回路出力はＬＯＷとなる。
【００４４】この液体輸送管２有無判定回路１５の出力
は、後述する二つの気泡有無判定回路の出力とそれぞれ
ＡＮＤ演算を行い、液体輸送管２有りで気泡無しの場合
はＨＩＧＨ、液体輸送管２無しもしくは気泡有りの場合
はＬＯＷを検出パルスとして出力する。
は、後述する二つの気泡有無判定回路の出力とそれぞれ
ＡＮＤ演算を行い、液体輸送管２有りで気泡無しの場合
はＨＩＧＨ、液体輸送管２無しもしくは気泡有りの場合
はＬＯＷを検出パルスとして出力する。
【００４５】次に気泡通過時の気泡４が液体輸送管２内
を通過した場合について説明する。
を通過した場合について説明する。
【００４６】気泡４が一対の超音波振動素子１間を通過
する間は液体３と気泡４の界面で超音波が反射されるた
め、発信側超音波振動素子１ｂでの受信レベルは通過す
る気泡４の断面積に比例して低下する。
する間は液体３と気泡４の界面で超音波が反射されるた
め、発信側超音波振動素子１ｂでの受信レベルは通過す
る気泡４の断面積に比例して低下する。
【００４７】実施態様では検出気泡４の直径によって信
号の処理方法を変えるため、検波信号より直流成分であ
る地合部分を取り除いて交流成分である気泡検出波形の
みを取りだし、一回の患者体内への混入で危険な状態と
なる大きな気泡４の処理部と数回の患者体内への混入で
体内で気泡４が積算されて危険な状態となる微小な気泡
４とで別々に気泡４を検出するため処理部の２つの増幅
回路１２，１３で検出波形の増幅を行う。
号の処理方法を変えるため、検波信号より直流成分であ
る地合部分を取り除いて交流成分である気泡検出波形の
みを取りだし、一回の患者体内への混入で危険な状態と
なる大きな気泡４の処理部と数回の患者体内への混入で
体内で気泡４が積算されて危険な状態となる微小な気泡
４とで別々に気泡４を検出するため処理部の２つの増幅
回路１２，１３で検出波形の増幅を行う。
【００４８】それぞれの気泡検出波形は気泡有無判定の
際の基準となる直流電圧に重畳された後、ある設定電圧
１６，１８との比較を行う判定回路１７，１９により、
気泡４の有無を判定する。
際の基準となる直流電圧に重畳された後、ある設定電圧
１６，１８との比較を行う判定回路１７，１９により、
気泡４の有無を判定する。
【００４９】この際、一回の患者体内への混入で危険な
状態となる大きな気泡４の検出を目的とした信号処理部
では、液体輸送管２の内径より検出気泡径の方が大きい
と液体輸送管２内は気泡４で満たされた状態となり、超
音波がほとんど反射されるため超音波の受信レベルはゼ
ロを示す位置より低くならないことから、受信レベルの
大小によって気泡径を判定することができない。
状態となる大きな気泡４の検出を目的とした信号処理部
では、液体輸送管２の内径より検出気泡径の方が大きい
と液体輸送管２内は気泡４で満たされた状態となり、超
音波がほとんど反射されるため超音波の受信レベルはゼ
ロを示す位置より低くならないことから、受信レベルの
大小によって気泡径を判定することができない。
【００５０】しかし、液体輸送管２内径よりも直径が大
きな気泡４は液体輸送管２内で変形して液体３の流れ方
向に長くなるため、超音波受信レベルが低下する時間が
気泡径に比例して長くなる。
きな気泡４は液体輸送管２内で変形して液体３の流れ方
向に長くなるため、超音波受信レベルが低下する時間が
気泡径に比例して長くなる。
【００５１】そのため、実施例では気泡直径４．５ｍｍ
以上とした大きな気泡４の有無の判定は、気泡検出波形
とある設定電圧１６による判定回路１７出力の検出パル
スのＬＯＷの時間とある設定時間２０との比較を行う。
以上とした大きな気泡４の有無の判定は、気泡検出波形
とある設定電圧１６による判定回路１７出力の検出パル
スのＬＯＷの時間とある設定時間２０との比較を行う。
【００５２】このとき、検出パルスがＬＯＷである時間
の方がある設定時間２０よりも長い場合のみ、異常信号
を出力する。
の方がある設定時間２０よりも長い場合のみ、異常信号
を出力する。
【００５３】なお、気泡径が液体輸送管２の内径よりも
小さな微小気泡の検出を目的とした処理部では、超音波
の受発信面積よりも検出気泡の断面積が小さいため、超
音波受信レベルの低下幅、通過時間の両方で気泡径の大
きさが判定可能である。
小さな微小気泡の検出を目的とした処理部では、超音波
の受発信面積よりも検出気泡の断面積が小さいため、超
音波受信レベルの低下幅、通過時間の両方で気泡径の大
きさが判定可能である。
【００５４】まずある設定値１８との比較を行う判定回
路１９により、実施態様では直径０．５ｍｍ以上の気泡
４のみ検出パルスを出力する。検出パルスのＬＯＷ時間
は検出気泡４の直径に比例して長くなるため、このパル
スのＬＯＷ時間より気泡径を計算する。
路１９により、実施態様では直径０．５ｍｍ以上の気泡
４のみ検出パルスを出力する。検出パルスのＬＯＷ時間
は検出気泡４の直径に比例して長くなるため、このパル
スのＬＯＷ時間より気泡径を計算する。
【００５５】この計算された気泡径より気泡体積を計算
する。微小な気泡４の検出の際は、気泡検出毎にこの処
理を繰り返し、一定時間中の気泡検出積算値を計算す
る。
する。微小な気泡４の検出の際は、気泡検出毎にこの処
理を繰り返し、一定時間中の気泡検出積算値を計算す
る。
【００５６】この積算値がある設定体積よりも大きな場
合、異常信号を出力する。
合、異常信号を出力する。
【００５７】上記の実施態様に気泡検出装置を人工透析
装置に適用すれば、人体に対する安全性を高めることが
できる。
装置に適用すれば、人体に対する安全性を高めることが
できる。
【００５８】もちろん、人工透析装置以外の装置に適用
することも可能である。
することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】請求項１の発明は、間隔Ｌを操作するこ
とによって、気泡の見逃しをなくすことができるという
特有の効果を奏する。
とによって、気泡の見逃しをなくすことができるという
特有の効果を奏する。
【００６０】請求項２の発明は、気泡の見逃しをより確
実になくすことができるという特有の効果を奏する。、
請求項３の発明は、気泡の見逃しをさらに確実になくす
ことができるという特有の効果を奏する。
実になくすことができるという特有の効果を奏する。、
請求項３の発明は、気泡の見逃しをさらに確実になくす
ことができるという特有の効果を奏する。
【００６１】請求項４の発明は、気泡の見逃しをなくす
ことができるという特有の効果を奏する。
ことができるという特有の効果を奏する。
【００６２】請求項５の発明は、気泡の見逃しをなくし
て、人体に対する安全性を高めることができるという特
有の効果を奏する。
て、人体に対する安全性を高めることができるという特
有の効果を奏する。
【００６３】請求項６の発明は、気泡の有無の検出のみ
ならず、液体輸送管の有無をも検出することができると
いう特有の効果を奏する。
ならず、液体輸送管の有無をも検出することができると
いう特有の効果を奏する。
【００６４】請求項７の発明は、気泡の有無の検出のみ
ならず、液体輸送管の有無をも検出することができ、人
体に対する安全性をより高めることができるという特有
の効果を奏する。
ならず、液体輸送管の有無をも検出することができ、人
体に対する安全性をより高めることができるという特有
の効果を奏する。
【００６５】請求項８の発明は、大きい体積の気泡を含
む液体のみならず、小さい気泡であっても体積積算値が
大きい気泡を含む液体の供給を確実に防止することがで
き、ひいては安全性を高めることができるという特有の
効果を奏する。
む液体のみならず、小さい気泡であっても体積積算値が
大きい気泡を含む液体の供給を確実に防止することがで
き、ひいては安全性を高めることができるという特有の
効果を奏する。
【００６６】請求項９の発明は、大きい体積の気泡を含
む液体のみならず、小さい気泡であっても体積積算値が
大きい気泡を含む液体に基づく人工透析を確実に防止す
ることができ、ひいては安全性を高めることができると
いう特有の効果を奏する。
む液体のみならず、小さい気泡であっても体積積算値が
大きい気泡を含む液体に基づく人工透析を確実に防止す
ることができ、ひいては安全性を高めることができると
いう特有の効果を奏する。
【図１】気泡検出器の原理図である。
【図２】従来の気泡検出の一例を示す構成図である。
【図３】一対の超音波振動素子間距離が長い場合の気泡
検出クランパの断面図である。
検出クランパの断面図である。
【図４】一対の超音波振動素子間距離が短い場合の気泡
検出クランパ断面図である。
検出クランパ断面図である。
【図５】本発明の気泡検出クランパの一実施態様を示す
構成図である。
構成図である。
【図６】信号処理回路の構成図である。
１：超音波振動素子 １５：液体輸送管有無判定回路 ２０：気泡通過時間による気泡判定回路 ２１：一定時間当たりの気泡体積積算値計算回路
Claims (9)
- 【請求項１】 一対の超音波振動素子（１）からなり、
液体が流れる液体輸送管を挟んで該一対の超音波振動素
子（１）を配置する機構を有する対向型の気泡検出クラ
ンパであって、該一対の超音波振動素子（１）間の間隔
Ｌを一定の間隔に操作可能に構成したことを特徴とする
気泡検出クランパ。 - 【請求項２】 液体輸送管の外形Ｄ、液体輸送管の肉厚
ｔと前記間隔Ｌとの関係をＤ≧Ｌ≧２．５ｔに設定した
請求項１に記載の気泡検出クランパ。 - 【請求項３】 液体輸送管の肉厚ｔと前記間隔Ｌとの関
係を４．０ｔ≧Ｌ≧２．５ｔに設定した請求項１に記載
の気泡検出クランパ。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３の何れかの気泡検
出クランパを備えることを特徴とする気泡検出装置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項３の何れかの気泡検
出クランパを備えることを特徴とする人工透析装置。 - 【請求項６】 発信側超音波振動素子（１）からの発信
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子（１）により
検出した際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを
比較することで、対向する一対の超音波振動素子（１）
の間の液体輸送管を挟む空間における液体輸送管の有無
を検出する液体輸送管有無検出手段（１５）をさらに含
む請求項４に記載の気泡検出装置。 - 【請求項７】 発信側超音波振動素子（１）からの発信
信号をもう一方の受信側の超音波振動素子（１）により
検出した際の超音波受信強度の地合レベルと設定値とを
比較することで、対向する一対の超音波振動素子（１）
の間の液体輸送管を挟む空間における液体輸送管の有無
を検出する液体輸送管有無検出手段（１５）をさらに含
む請求項５に記載の人工透析装置。 - 【請求項８】 気泡が通過することにより受信側超音波
振動素子（１）での超音波受信強度が低下する時間より
検出気泡の体積を計算する体積計算手段（２０）と、人
体への混入が人命に拘わる気泡の体積の場合は異常信号
出力を行いもしくは液体の供給を停止する停止手段（２
０）と、それ以下の微小な気泡の検出時は単位時間当た
りの微小気泡の体積積算値を計算する体積積算値算出手
段（２１）と、体積積算値がある設定値を超えた場合は
警報信号を出力する警報手段（２１）とを含むことを特
徴とする気泡検出装置。 - 【請求項９】 気泡が通過することにより受信側超音波
振動素子（１）での超音波受信強度が低下する時間より
検出気泡の体積を計算する体積計算手段（２０）と、人
体への混入が人命に拘わる気泡の体積の場合は異常信号
出力を行いもしくは人工透析を停止する停止手段（２
０）と、それ以下の微小な気泡の検出時は単位時間当た
りの微小気泡の体積積算値を計算する体積積算値算出手
段（２１）と、体積積算値がある設定値を超えた場合は
警報信号を出力する警報手段（２１）とを含むことを特
徴とする人工透析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000324146A JP2002131288A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 気泡検出クランパおよび人工透析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000324146A JP2002131288A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 気泡検出クランパおよび人工透析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002131288A true JP2002131288A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18801722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000324146A Pending JP2002131288A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 気泡検出クランパおよび人工透析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002131288A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010508518A (ja) * | 2006-10-24 | 2010-03-18 | ゼヴェクス・インコーポレーテッド | 汎用の気泡検知器 |
| JP2010518395A (ja) * | 2007-02-06 | 2010-05-27 | フレゼニウス メディカル ケア ホールディングス インコーポレーテッド | 流れる液体に含まれる気泡及び粒子の少なくとも１方を検出し、定量化する超音波システム |
| US8631683B2 (en) | 2007-02-06 | 2014-01-21 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Dialysis systems including non-invasive multi-function sensor systems |
| WO2014128765A1 (ja) * | 2013-02-25 | 2014-08-28 | テルモ株式会社 | 循環装置、制御装置及び情報処理方法 |
| WO2014128763A1 (ja) * | 2013-02-25 | 2014-08-28 | テルモ株式会社 | 循環装置、制御装置及び情報処理方法 |
| WO2014128764A1 (ja) * | 2013-02-25 | 2014-08-28 | テルモ株式会社 | 循環装置、制御装置及び情報処理方法 |
| CN114306782A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 宁波益诺生智能制造有限公司 | 一种气泡检测端面封闭测试装置 |
-
2000
- 2000-10-24 JP JP2000324146A patent/JP2002131288A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010508518A (ja) * | 2006-10-24 | 2010-03-18 | ゼヴェクス・インコーポレーテッド | 汎用の気泡検知器 |
| US8910370B2 (en) | 2006-10-24 | 2014-12-16 | Zevex, Inc. | Method of making a universal bubble detector |
| JP2010518395A (ja) * | 2007-02-06 | 2010-05-27 | フレゼニウス メディカル ケア ホールディングス インコーポレーテッド | 流れる液体に含まれる気泡及び粒子の少なくとも１方を検出し、定量化する超音波システム |
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| JP5947450B2 (ja) * | 2013-02-25 | 2016-07-06 | テルモ株式会社 | 循環装置、制御装置及び情報処理方法 |
| CN114306782A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 宁波益诺生智能制造有限公司 | 一种气泡检测端面封闭测试装置 |
| CN114306782B (zh) * | 2021-12-27 | 2024-01-26 | 宁波益诺生智能制造有限公司 | 一种气泡检测端面封闭测试装置 |
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