JPS63192451A - 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。そのだ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
の原因としては、（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、チューブの閉塞状態が続く限り、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？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）でろって、該薬液バッグ１内の薬液は前記
薬液バッグＩ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Ｏ 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に燻動
乍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８にはセンサ７が設けられてい
る。当該上ンサ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）ひずみゲージセンナ、（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０ 本実施例では、前記センサ７の検知方式として、前述し
た（〜圧力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あ
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）に示す通り。

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を示しており、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Ｈを表わしている。

時刻Ｈ，は前記ポンプヘッド部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にセットされ、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に示す通シとなる。しかし、同領域において、
上流閉塞がるる場合は、前記薬液バッグ１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
り、前記圧力Ｐの変化は曲線Ｊに示す通シとなる。

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、前記ポンプヘッド部４の扉を閉めてからポンプ
がスタートするまでの時間ＴＡ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ューブ２が既に充分縮
んでしまい、よって、該チューブ２の脹らみの収縮の速
さが小さくなって、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。

従って、本実施例では、サンプル間隔をＴで示す通シと
した。同グラフ上で、ｘｌは時刻Ｔ、におけるサンプル
値、Ｘ２は時刻Ｔ２におけるサンプル値、Ｘ３　＋　Ｘ
４　＋　Ｘ５は圧力Ｐが曲線Ｉの変化を示す場合の時刻
”３！　Ｔ４Ｔ　’ｒ、、　　におけるサンプル値、Ｘ
３　＋　Ｘ４　＋　Ｘ　５　　は圧力Ｐが曲線Ｊの変化
を示す場合の時刻Ｔ３．Ｔ４．Ｔｓ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
記チューブ２の圧力Ｐを示しており、この圧力Ｐの値が
小さいほど前記チューブ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。

時刻Ｈ，は前記ポンプヘッド部４の扉を閉めた時点、時
刻Ｈ，はポンプが開始動作（スタート）した時点を表わ
す。

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
って、当該サンプルタイミングＴＡです゛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ＴＡでサンプルされた圧力値
がｘ４　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ｘ４）が、過去にサンプルされ
た圧力値Ｘ　１＋　Ｘ２＋　Ｘ３よシもある定数値以上
低いこと。

（ロ）時刻Ｔ４でサンプルされた圧力値が、ｘｌ。

Ｘ２＋Ｘ３の０％値（１００＞ｅ）以下（所定割合以下
）であること。

ｐ−ｔ　　サンプルされた圧力値から判定する。即ち、
Ｄ　Ｉ　：Ｘ　ｌ　　Ｘ　３ として、Ｄ２′≧Ｄ１であること。

上述した基準によっ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のブロック構成図を示す
。

同図において、７は前記セ／すに該当し、前記センサ７
の検知したチューブ圧力値はサンプル機能を備える装置
９によってサンプルされ、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　と、過去のサンプルデータを記憶す
るメモリＸｎ、・・・Ｘｎ−７を有する。

従って、前記メモリＸｎｚには最古のデータが記憶され
ている。

前記装置９のサンプルタイミングは、サンプルタイミン
グ発生器１１によって決定される。即ち、前記サンプル
タイミング発生器■１は、予めタイミング間隔ｔ、Ｉｔ
２・・・’ｍを記憶するメモリー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Ｕ
　Ｉ　２に記憶されているタイミング間隔Ｊ＋　＋２・
・・１ｎ　に基づいて、順次、パルス信号を発生し、こ
れによって、前記装置９が作動する。

そして、図中、＋３が前記メモリー０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ｅうによって成される。

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
声合成出方器、液晶表示装置９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って、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
ッド部４を回転させるものであって、該モータＩ６の停
止に伴って前記ポンプヘッド部４の回転がストップし、
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
ャートである。

同フローチャートでは、上流閉塞の判定基準として、上
述した（インの基準を使用している。又、前記メモリ］
０には３個のメそりＸ　Ｈ＋　Ｘ　２１　Ｘ　３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０Ｎ（Ｓｏステップ）後、前記ポンプヘッド部４の
扉が閉じられたか否か判別しくＳ＋ステップ）、当該界
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、前記界が閉じられたときは、前記Ｓ１ステツプか
ら８３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。（Ｓｓステップ）、 以下、サンプルタイミングか否か判別しくＳｓステップ
）、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ステッ
プ）。

そして、前記Ｓ７ステッ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Ｉｔ？Ｔう。

即ち、前記メモリｘ２の記憶内容を前記メモリｘ３ヘ移
すと共に、前記メモリｘｌの記憶内容を前記メモリｘ２
に移す（Ｓｓステップ）。

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

その後、ＳＩｏステップにて、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−ｘｌ≧Ｍの場合は、上流閉塞が発生した
と判定され、Ｓｌ＋ステップに進み、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ｓ、ｏステップでｘ２−ｘ、＜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ＸＩ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　　ｘ、２Ｍ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−ｘ、＜Ｍ　と判別さ
れた場合は、再び、前記Ｓ、ステップに復帰し、同様な
処理を行う。

上記フローチャートでは、最も新しいサンプル値をＸｎ
として、当該サンプル値Ｘｎが過去のサンプル値Ｘｎ−
ｚ　（ｔ＝　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Ｘｎが前記Ｘｎ−ｔ（ｔ＝＝Ｉ、２．３・・
・）の°ｅ９６値（２００＞ｅ）以下でるるときに上流
閉塞が発生したと判定する場合には、Ｘｎｚ（ｔ＝１．
２．８・・・）の６値のｅ％値を求める演算回路を設け
ると共に、ＸｎとＸｎ、、−４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、Ｄｎ＝Ｘｎ−Ｘｎ−３゜Ｄ
ｎ＋＋　＝　Ｘ　ｆｉ−１−１−Ｘｎ−２を用い、Ｄｎ
＋Ｉ≧Ｄｎ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、Ｄｎと
Ｄｎ＋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
較を行うことによって、チュ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
チューブ閉塞監視装置は、下記の構成を備える。

（Ｎ　輸液注入ポンプのポンプヘッド部４と薬液の入っ
ている薬液バッグ１０間に、チューブ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
経過に従って、ある規準の時間間隔でサンプルすること
。

ＦＣ）　　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　と、過去のサンプル値
Ｘ　ｎ＋　＋　Ｘ　ｎ−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陥とＸｎ
−ｚ（ｔ＝１，２．３・・・）の間で相対的な比較を行
い、るる規準でＸｎとＸｎ−ｚの間に明らかに前記チュ
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
、前記ポンプヘッド部４と前記薬液収納部！の間のチュ
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（籾における相対的な判定の規準の例と
して、 （イ）　ＸｎがＸｎ−ｔ（ｔ＝ｌ、２．３・・・）より
もある定数値以上低いこと。

（ｒ３）ＸｎがＸｎ−ｔ（ｔ＝　１　、２．３・・・）
のｅ％値（１００＞ｅ）以下であること。

ヒう　　Ｄｎ：Ｘｎ−Ｘｎ−３ｔ　Ｄｎ＋１：Ｘｎ＋１
−Ｘｎ−２とすると、Ｄｎ＋、≧Ｄｎであること。

く効　果〉 以上の様に本発明によれば、薬液収納部と、該薬液収納
部に接続されているチューブとを備え、前記チューブに
ヘッド部が作用を及ぼして輸液を行う様にした輸液注入
ポンプにおいて、前記薬液収納部と前記ヘッド部との間
で前記チューブの脹らみを検知する検知手段と、前記検
知手段で検知され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値を記憶するメモリ
と、前記メモリに記憶されたサンプルデータの相対的な
比較を行い、所定の基準によって前記チューブの閉塞状
態が起きていることを判定手段とを具備し、チューブの
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ュー
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図はチューブの圧力の変化を示すグラフ、
第４図はチュ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ック回路図、第６図はチューブ閉
塞の判定処理の内容を示すフローチャートでるる。 ｌ・・・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）、７・・・センサ、９・・・サン
プル手段、１０・・・メモリ、Ｉ＋・・・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。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他Ｉ名）第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薬液収納部と、該薬液収納部に接続されているチュ
   ーブとを備え、前記チューブにヘッド部が作用を及ぼし
   て輸液を行う様にした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との間で前記チューブの
   脹らみを検知する検知手段と、 前記検知手段で検知され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値を記憶するメモリ
   と、 前記メモリに記憶されたサンプルデータの相対的な比較
   を行い、所定の基準によって前記チューブの閉塞状態が
   起きていることを判定する判定手段とを具備し、チュー
   ブの閉塞状態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
   チューブ閉塞監視装置。 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ューブ閉
   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＿
   ｎ＿＋＿１，Ｘ＿ｎ，Ｘ＿ｎ＿−＿１、Ｘ＿ｎ＿−＿２
   ，Ｘ＿ｎ＿−＿３・・・として、Ｄ＿ｎ＿＋＿１＝Ｘ＿
   ｎ＿＋＿１−Ｘ＿ｎ＿−＿２Ｄ＿ｎ＝Ｘ＿ｎ−Ｘ＿ｎ＿
   −＿３ としたときに、 Ｄ＿ｎ＿＋＿１≧Ｄ＿ｎ 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、上記判定手段でチューブの閉塞状態が起きているこ
   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
   ポンプのチューブ閉塞監視装置。 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
   ポンプのチューブ閉塞監視装置。 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
   ポンプのチューブ閉塞監視装置。 ８、上記判定手段でチューブの閉塞状態が起きているこ
   とが判定されたときに、前記ヘッ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ューブ閉塞監視装置。