(57)【要約】【課題】  複数の弾性チューブを同時に扱くことにより流体の移送を行うようにしたローラポンプの精度、安定性、信頼性、及び取扱いの簡便性を高める。【解決手段】  複数のチューブからなるチューブ群３０に対応するステータ４２ａ〜４２ｄを備えた圧板４１を基板２１に対して着脱可能に設ける。前記チューブ群からの反力に抗して前記圧板を基板に固定する固定機構として、前記圧板の表面に沿って滑動可能なように前記圧板にスライダ４４を支持し、このスライダを手動操作して圧板上で移動させることにより基板に対する圧板の拘束または解放を行うように構成する。【選択図】          図１
2010119581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流通する弾力性を有する複数のチューブを基板面に沿って並列的に配設すると共に、
前記基板の裏面側にてチューブ長手方向に沿って所定の軌道上を移動する移動押圧部材と、
この移動押圧部材と対向して移動押圧部材との間に前記チューブを挟み込む案内部材とを備え、
前記移動押圧部材と案内部材とで挟み込んだチューブの圧縮部分を移動押圧部材の移動に伴いチューブ長手方向に移動させることにより流体の吸入及び吐出作用を行わせるようにしたポンプ装置において、
前記複数のチューブに対応する案内部材を備えた圧板を前記基板に対して着脱可能に設けると共に、
前記チューブ群からの反力に抗して前記圧板を基板に固定する固定機構を設け、
前記固定機構は、前記圧板の表面に沿って滑動可能なように支持された滑動部材を備え、この滑動部材を手動操作して圧板上で移動させることにより基板に対する圧板の拘束または解放を行うように構成したこと
を特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記固定機構は、前記滑動部材または基板の何れか一方に設けたカムと、前記チューブ群からの反力に基づき前記カムのカム面に押圧されるように何れか他方に設けた従動子とを、それぞれ前記チューブ群の両側方に位置するように一組ずつ備え、
前記カムは、そのカム面を、前記滑動部材がその滑動行程の一端側を解放位置として、前記従動子がカム面から脱して前記圧板を基板に対して解放可能となす一方、前記滑動行程の他端側を拘束位置として、前記案内部材が移動押圧部材との間で前記チューブに所期の押圧力を加えるように従動子と係合するように形成し、
前記カム面は、前記拘束位置付近では前記チューブ群からの反力に基づきその分力が前記従動子を前記滑動行程の拘束側に付勢する方向に作用するように、かつこの拘束位置よりも解放側の滑動行程では前記分力が前記従動子を前記滑動行程の解放側に付勢する方向に作用するように、その圧力角を設定してあること
を特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記基板は、前記圧板を覆う蓋を備えると共に、前記滑動部材はこの蓋の裏面に対向する突出部を備え、前記蓋には前記基板への取付け状態にて、前記滑動部材が前記拘束位置に在るときにのみ前記突出部を受容可能な凹部を形成してあることを特徴とする請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３の何れか１つに記載のポンプ装置を生体成分を含む流体の移送装置として備えてなることを特徴とする生体成分測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療用機器として適用可能なポンプ装置に関し、より詳しくは、弾力性を有するチューブを作動流体通路として気体または液体等の流体の吸入及び吐出をさせるようにした形式のポンプ装置及びこのポンプ装置を使用した生体成分測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾力性を有するチューブを作動流体通路として流体の吸入及び吐出をさせる形式のポンプには、ローラポンプ、チューブポンプ、蠕動ポンプ、扱きポンプ、ペリスタルティックポンプなど各種名称のものが知られている。これらは互いに名称を異にするものの、ポンプの基本的な構造原理は共通している。すなわち、弾力性を有するチューブにローラ等からなる押圧部材を押し当てて変形させることでチューブ内に作動室を画成し、この押圧部材をチューブ長手方向に沿って移動させることでチューブ内の流体を移送、つまり吸入及び吐出作用を行わせる。
【０００３】
この種のポンプにおいて代表的なローラポンプと称されるものの一般的な構造が特許文献１に示されている。ローラポンプでは、ポンプ軸に取り付けたディスクの周囲に複数個のローラを放射状に配設した遊星ローラ機構を押圧部材として備えており、遊星運動する複数のローラをチューブに押し当てて転動させることで円滑に流体の移送を行えるようにしている。また、ローラの外周側にステータと呼ばれる案内部材を設け、この案内部材とローラとの間にチューブを挟み込むことでチューブを確実に変形させて流量の精度と安定性を高めている。
【０００４】
また、この種のポンプではチューブの交換を容易にするために、前述したステータ部を簡単な操作でポンプ本体から取り外せるようにしたものがある。さらには、ＩＳＭＡＴＥＣ社製の「高精度送液ポンプ」（例えば、「ＩＰシリーズ」、「ＲＥＧＬＯシリーズ」、「ＭＣＰシリーズ」、「ＢＶＰシリーズ」等）に見られるように、ステータ部とチューブとを組にしたカセット式として簡単に交換できるようにしたものがある。このカセット式のものでは、ステータ部と共に樹脂で一体成形した爪部分をポンプ本体に弾力的に係合することでステータ部及びチューブを簡単に装着できるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５３５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人工膵臓装置等に用いられる生体成分測定装置、例えば血糖値測定装置に適用されるポンプでは、チューブを基板面に沿って多数配設し、これらを共通の押圧部材で同時に駆動する機能が必要とされる。このような構成のものにおいてステータ等の案内部材を個々に着脱可能な構成にすると、作動時にチューブを介して押圧部材と案内部材との間に作用する押圧力が、寸法精度によっては個々に異なるものとなってしまう。このような押圧力のばらつきは流量の精度や安定性を損なうものである。
【０００７】
また、個々のチューブ毎に案内部材を着脱可能とした場合、案内部材が確実に取り付けられているか否かを各チューブ毎に確認する必要がある。多数のチューブを使用する機器では一部の案内部材の取付状態が不確実であったとしても、使用者がそれに気づくことなく運転が行われてしまうおそれを生じる。このことは、特に医療用機器に適用した場合の機器としての信頼性の観点から好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、
内部を液体が流通する弾力性を有する複数のチューブを基板面に沿って並列的に配設すると共に、前記基板の裏面側にてチューブ長手方向に沿って所定の軌道上を移動する移動押圧部材と、この移動押圧部材と対向して移動押圧部材との間に前記チューブを挟み込む案内部材とを備え、前記移動押圧部材と案内部材とで挟み込んだチューブの圧縮部分を移動押圧部材の移動に伴いチューブ長手方向に移動させることにより流体の吸入及び吐出作用を行わせるようにしたポンプ装置において、
前記複数のチューブに対応する案内部材を備えた圧板を前記基板に対して開閉または着脱可能に設けると共に、
前記チューブ群からの反力に抗して前記圧板を基板に固定する固定機構を設け、
前記固定機構は、前記圧板の表面に沿って滑動可能なように支持された滑動部材を備え、この滑動部材を手動操作して圧板上で移動させることにより基板に対する圧板の拘束または解放を行うように構成したことを特徴とするポンプ装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、
前記請求項１の発明において、その固定機構を、前記滑動部材または基板の何れか一方に設けたカムと、前記チューブ群からの反力に基づき前記カムのカム面に押圧されるように何れか他方に設けた従動子とを、それぞれ前記チューブ群の両側方に位置するように一組ずつ備え、
前記カムは、そのカム面を、前記滑動部材がその滑動行程の一端側を解放位置として、前記従動子がカム面から脱して前記圧板を基板に対して解放可能となす一方、前記滑動行程の他端側を拘束位置として、前記案内部材が移動押圧部材との間で前記チューブに所期の押圧力を加えるように従動子と係合するように形成し、
前記カム面は、前記拘束位置付近では前記チューブ群からの反力に基づきその分力が前記従動子を前記滑動行程の拘束側に付勢する方向に作用するように、かつこの拘束位置よりも解放側の滑動行程では前記分力が前記従動子を前記滑動行程の解放側に付勢する方向に作用するように、その圧力角を設定してあること
を特徴とするポンプ装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、
前記請求項２の発明において、
その基板に、前記圧板を覆う蓋を備えると共に、前記滑動部材をこの蓋の裏面に対向する突出部を備えるものとし、
前記蓋には前記基板への取付け状態にて、前記滑動部材が前記拘束位置に在るときにのみ前記突出部を受容可能な凹部を形成してあることを特徴とするポンプ装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、
前記請求項１から請求項３の何れか１つに記載のポンプ装置を生体成分を含む流体の移送装置として備えてなることを特徴とする生体成分測定装置である。
【発明の効果】
【００１２】
前記請求項１以下の各発明によれば、複数のチューブが並列的に配設された基板に対して、各チューブに対応する案内部材を備えた圧板を着脱可能に設けたことから、チューブ交換時に各チューブ毎に個々に案内部材を着脱する必要がない。したがって、チューブ交換にあたっての操作が極めて容易であることに加えて、圧板を基板に固定した状態で移動押圧部材と案内部材の間に生じる押圧力がチューブ毎に異なるような不具合を生じるおそれがないので流量の精度と安定性がより向上する。
【００１３】
また、この発明では、前記圧板の固定機構として、操作者が目視可能な圧板の表面に沿って滑動可能なように滑動部材を支持し、この滑動部材を手動操作して圧板上で移動させることにより基板に対する圧板の拘束または解放を行うようにした。これにより、操作者は基板に対する圧板の装着状態を滑動部材の操作を通じて感覚的に把握できるだけでなく、圧板が基板に対して固定されているか否かを圧板に対する滑動部材の位置を目視することでも確認できる。したがって、案内部材の装着状態が不完全なままポンプ装置が運転されてしまうような不具合を確実に防止することができ、すなわちポンプ装置ないしはこのポンプ装置を適用した生体成分測定装置等の医療用機器の信頼性がより向上する。
【００１４】
一方、この発明は複数のチューブを簡単な操作で同時に取り付けられるという操作の簡便性があり、このことから特に救急医療に携わるような多忙な医療従事者による操作あるいは取扱上のミスを回避できるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図面は実施形態の各部の構成や位置関係を説明するためのものであるので、その表現において必ずしも正規の機械製図法には準拠していない。また、各図につき互いに同一の部分には同一の符号を付して示してある。
【００１６】
図１〜図３は、それぞれこの発明をいわゆるローラポンプとして構成した実施形態の主要構成部分を示している。図において、２１はローラポンプの基板、２２は基板２１に回転可能に支持したローラディスク、３０は流体移送用のチューブ群、４１は基板２１に対して着脱可能に設けた圧板である。
【００１７】
ローラディスク２２は、ポンプ軸２３に取り付けた一対のディスク２４、２４間に、８個のローラ２６をその回転中心がポンプ軸２３と平行となるように等角度間隔で放射状に配設してなる遊星ローラ機構を構成する。ローラディスク２２は基板２１の背面側に回転可能に支持してあり、図示しないモータにより回転駆動する。なお、ローラディスク２２は基板２１に対して一体的に設ける必要はなく、基板２１を着脱可能とする他の機器（例えば後述する人工膵臓装置）の側にローラディスク２２を設けた構成とし、その上から基板２１を被せるように取り付けることでローラポンプを構成するような分割構造のものとしてもよい。
【００１８】
ローラ２６は、この実施形態における移動押圧部材に相当し、ローラディスク２２の回転に伴い、そのピッチ円に相当する円形軌道に沿って移動し、チューブ群３０を扱く作用を担っている。
【００１９】
基板２１にはローラディスク２２の一部が表面側に突出するように開口部２７が形成してある。基板２１上には、ローラ２６の進行方向の前後に位置するように開口部２７の近傍にチューブ固定部２８、２９を設けてある。
【００２０】
チューブ群３０は、この場合４チャンネルの流体移送に対応するように４本の弾性材からなるチューブ３１ａ〜３１ｄを備える。これら４本のチューブ３１ａ〜３１ｄは所定の間隔で設けた１対のバインダ部３２、３３により束ね、複数のチューブをまとめて交換できるようにユニット状のチューブ群を形成している。
【００２１】
１対のバインダ部３２，３３は、それぞれ前述したチューブ固定部２８、２９の外側に対向的に係止するように着脱自在に取り付けられる（図１または図３参照）。この取付状態においては、４本のチューブ３１ａ〜３１ｄはそれぞれ自由状態にあり、自身の弾性に基づく張力のみによってローラ２６の外周部分に接している。
【００２２】
圧板４１は、図２に示したように全体として矩形の平板状であり、その背面つまり前述したローラディスク２２と対向する側に、チューブ群３０の４本のチューブ３１ａ〜３１ｄと対応するように、４個のステータ４２ａ〜４２ｄを備えている。
【００２３】
各ステータ４２ａ〜４２ｄは、この実施形態における案内部材に相当する。そのローラディスク２２との対向面がローラ２６の回転軌道に対応する曲率半径を有する円弧状に形成してある。これら４個のステータ４２ａ〜４２ｄはそれぞれ、後述する固定機構を介して圧板４１を基板２１上に拘束した状態下で、前記円弧面とローラ２６との間に挟まれたチューブ３１ａ〜３１ｄに所要の押圧力が作用するように図示しないバネ等を介して変位しうるように圧板４１に支持してある。
【００２４】
また、圧板４１には、各ステータ４２ａ〜４２ｄの両側面に位置するように板状のセパレータ４３を設けてある。このセパレータ４３は隣接するチューブ同士の干渉を防止する仕切りとしての機能と、ポンプ運転状態下でローラ２６と接触する部分においてチューブが横方向（ポンプ軸方向）に偏らないように案内する機能とを有する。
【００２５】
なお、この実施形態では４本のチューブ３１ａ〜３１ｄに個々に対応するように４個のステータ４２ａ〜４２ｄを設けている。これにより各チューブ３１ａ〜３１ｄの仕様（例えば内径、弾性など）が異なる場合においてもそれぞれの仕様に対応して適切な押圧力を付与することが可能である。その一方、複数のチューブの仕様が互いに同一である場合には、これら同一仕様のチューブ群を共通のステータで同時に押圧するような構成とすることも可能である。
【００２６】
圧板４１は、これを基板２１に対して着脱可能である。この場合、基板２１上に立設した１対の支持腕部５１、５１にピン５２を介して圧板４１の基部を回動可能に支持することで、前述したステータ４２ａ〜４２ｄが、所要の押圧力でチューブ群３０を加圧する拘束位置と、前記押圧力を解放してチューブ群３０の交換を可能にする解放位置との間で揺動しうるように図り、この開閉動作により基板２１に対する圧板４１の着脱をなしうるようにしている。もちろん、圧板４１を適宜の位置決め手段、例えば基板２１上に植えたピンと、これに嵌合するように圧板４１に設けたピン孔などにより、基板２１上の正しい拘束位置に位置決めできる限りにおいて、圧板４１を基板２１から完全に分離できるような構成としてもよい（前述したピンやピン孔は図面には示していない）。
【００２７】
チューブ群３０からの反力に抗して圧板４１を基板２１に対して前述した拘束位置に固定するための固定機構として、この発明では拘束状態にてチューブ群３０からの反力の作用方向（図１の矢印Ａで示した方向）に対して交差しかつチューブ群３０の側面に沿った方向に滑動可能なように前記圧板４１に滑動部材を設ける。この実施形態では前記滑動部材に相当する部材はスライダ４４である。
【００２８】
スライダ４４は、圧板４１の上面部を横断する逆Ｕ字形ないしはアーチ状をなし、その両端部にはそれぞれ圧板４１の側面に沿って垂下する態様で脚部４５を備えている。圧板４１の両側面にはその長手方向に沿って長穴状の案内溝４６を形成してある。両脚部４５にはそれぞれ、前記案内溝４６に摺動可能に嵌合する２つのピン４７ａ、４７ｂを並列的に備える。このピン４７ａ、４７ｂと案内溝４６との係合に基づき、スライダ４４は圧板４１の上面に沿って平行移動可能に支持される。
【００２９】
両脚部４５にはさらに、ピン４７ｂの下方に位置するように第３のピン４７ｃを備える。このピン４７ｃは、基板２１上に固定されたカム６０に対する従動子となるもので、スライダ４４の滑動操作に伴いカム６０とのあいだで圧板４１の拘束または解放を可能にする。なお、これらスライダ４４、ピン４７ｃ、カム６０などからなる固定機構の構成は請求項２の記載に対応する。
【００３０】
すなわち、この実施形態の固定機構は、基板２１に固定されるカム６０と、チューブ群３０からの反力に基づきカム６０のカム面６１に押圧されるように圧板４１側に設けたピン４７ｃとを、それぞれチューブ群３０の両側方に位置するように一組ずつ備えてなるものである。
【００３１】
カム６０は、そのカム面６１を、前記スライダ４４がその滑動行程の一端側（図１では右端側）を解放位置として、前記ピン４７ｃがカム面６１から脱して前記圧板４１を基板２１に対して解放可能となす一方、前記滑動行程の他端側（図１では左端側）を拘束位置として、ステータ４２ａ〜４２ｄがローラディスク２２との間で前記チューブ群３０に所期の押圧力を加えるようにピン４７ｃと係合するように形成してある。
【００３２】
より詳細には、図４に示したように、カム面６１は、前記拘束位置付近の領域６１Ａについては、チューブ群３０からの反力Ｆａに基づきその分力Ｆｂが前記ピン４７ｃを前記滑動行程の拘束側に付勢する方向に作用するように圧力角α１を設定してある。また、この拘束位置よりも解放側の滑動行程域６１Ｂでは前記分力Ｆｂ’がピン４７ｃを滑動行程の解放側に付勢する方向に作用するように圧力角α２を設定してある。
【００３３】
カム面６１の形状としては、前記圧力角α１、α２の条件を満たすように、ピン４７ｃの移動方向が基板２１に対して略平行であると想定し、この線分を基準として前記拘束側の領域６１Ａについては時計方向にβ１の角度を、解放側の領域６１Ｂについては反時計方向にβ２の角度を、それぞれ付与してある。具体的には、例えばβ１は約０．５度、β２は約１０度程度とする。
【００３４】
この実施形態では、前述した圧力角の向きが反転する境界点Ｃを挟んで、拘束側の領域６１Ａに比較して解放側の領域６１Ｂの長さが大となるように設定してある。これは次のような理由による。もしスライダ４４による圧板４１の固定操作が不完全であったとき、すなわちピン４７ｃが前記境界点ｃに達しない位置でスライダ４４の操作を終えてしまったようなときには、前述した分力Ｆｂ’によりピン４７ｃと共にスライダ４４が解放側に押し戻される。このとき、領域６１Ｂの長さが大であるほどスライダ４４が押し戻される距離も大となるため、そのスライダ４４の大きな移動により、圧板固定のための操作が不完全であったことが操作者により目視で認識されやすくなるからである。
【００３５】
なお、スライダ４４が重力の作用により解放側に移動するように基板２１を傾斜してまたは鉛直方向に配置することで誤操作時のスライダ４４の移動をより確実にすることができる。すなわち、第１にはスライダ４４のピン４７ｃがたまたま境界点ｃの部分に位置した状態で操作者が固定操作を終えてしまった場合、重力の作用によりこの境界点ｃから解放側への移動が促されてスライダ４４が移動しやすくなるからであり、第２には解放領域６１Ｂでのスライダ４４の移動量も重力に加勢されてより大きくなるからである。
【００３６】
前記構成において、ピン４７ｃがカム６０の解放側の領域６１Ｂよりもさらに解放側の領域６１Ｃに移動した状態では、ピン４７ｃはカム面６１との係合状態が完全に解かれるので、チューブ交換等のために圧板４１を開閉操作することが可能となる。これに対して、ピン４７ｃが拘束側の領域６１Ａにあるときには圧板４１は基板２１に対してしっかりと拘束された状態になる。この状態ではステータ４２ａ〜４２ｄはローラディスク２２との間でチューブ群３０に所期の押圧力を付加しているので、ローラディスク２２が回転すると、ローラ２６とステータ４２ａ〜４２ｄとで挟み込んだチューブ群３０の圧縮部分がローラ２６の回転移動に伴いチューブ長手方向に移動する扱き動作がなされ、これによりチューブ群３０内の流体の移送が行われる。
【００３７】
図５は、前述したスライダ４４の操作に伴う圧板４１の固定状態の変化を図示したものである。図の（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ、スライダ４４が拘束側領域にある状態、境界点Ｃ（図４）の付近にある状態、解放側領域にある状態をそれぞれ示している。この図にも見られるように、スライダ４４を拘束側の位置（ａ）と解放側の位置（ｃ）との間で操作するときには、その途中に必ず境界点を通過する状態（ｂ）がある。この境界点では前述した圧力角の反転があり、機構的にはカム面６１の凸形状になった部分をピン４７ｃが通過することになるので、このときにスライダ４４を操作する者の手指にはいわゆるクリック感ないし節度感が感取されることになる。この感覚に基づき、操作者は圧板４１が基板２１に対して確実に固定されたか否かを容易に判断することが可能になる。
【００３８】
さらに、仮に固定操作時のスライダ４４の操作が不十分であって、ピン４７ｃがカム面６１の拘束側領域６１Ａに達するまえに、圧板４１が固定されたと錯誤して操作者がスライダ４４の操作をやめてしまったような場合には、既述したようにスライダ４４がカム面６１の解放側領域６１Ｂに沿って解放方向へと押し戻されて、例えば図５の（ｃ）に示したような状態になるので、このスライダ移動を目視することで、操作者は自分の操作が不完全であったことをすぐに認識させられることになる。
【００３９】
このようにして、圧板４１の固定操作が不完全であるか否かが操作者の手指の感覚と目視とにより確実に認識されることから、基板２１に対する圧板４１の固定が不完全であることによるローラポンプの不具合や作動不良を確実に防止して、その信頼性をより高められるのである。
【００４０】
この実施形態ではスライダ４４を介して圧板４１に支持したピン４７ｃと、基板２１に設けたカム６０とによって、圧板２１の拘束または解放を行うための固定機構を構成している。前述したカム機構の原理上、カム６０をスライダ４４に取り付け、ピン４７ｃを基板２１に支持する構成であっても同様の作用が得られることは言うまでもない。
【００４１】
図６は、この発明の他の実施形態である。これは、基板２１に防塵または誤操作防止のための蓋７０を取り付けるようにしたローラポンプについての実施形態であり、請求項３の記載に対応するものである。
【００４２】
図において、蓋７０は例えば透明なプラスチックからなり、基板２１に装着した状態において圧板２１及びチューブ群３０（図１参照）などを含むポンプの主要機器部分をその内側に包含するように形成してある。
【００４３】
この蓋７０には、基板２１への取付状態にて、スライダ４４が前記拘束位置に在るときにのみ、スライダ４４の突出部が嵌入しうる凹部７１を形成してある。前述のスライダ４４の突出部としては、この場合圧板４１を跨ぐブリッジ形状のスライダ４４において、圧板４１の表面よりも上方に突出した部分を利用している。
【００４４】
図６の（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ図５に対応しており、すなわちスライダ４４が拘束側領域にある状態、境界点付近にある状態、解放側領域にある状態をそれぞれ示している。図からも明らかなように、スライダ４４が十分に拘束位置に移動した状態（ａ）のときにのみ、スライダ４４の突出部が蓋７０の凹部７１に受容可能であり、それ以外の状態つまりスライダ４４が拘束位置に達していない（ｂ）や（ｃ）の状態では、凹部７１の周辺部分にスライダ４４の突出部が干渉してしまうので互いに嵌まり合うことは不可能である。つまり、スライダ４４が正しく拘束位置にあるときにのみ蓋７０を基板２１に正しく取り付けることができ、その反面、スライダ４４が拘束位置に達していない状態のときには蓋７０を基板２１に正しく取り付けることができない。このようにして、この実施形態によれば、先の実施形態による過誤操作防止の効果に加えて、蓋７０の取り付け操作によっても圧板４１の固定が確実であるか否かを操作者に認識させることができ、これにより圧板４１の固定ミスをさらに確実に防止することが可能になる。
【００４５】
上記実施形態において、圧板２１や蓋７０の固定または取り付けが正しくなされたか否かを電気電子的な検出手段、例えばマイクロスイッチや磁気センサなどを用いて検出する手段を併用してもよい。ただし、この発明では前述したように滑動部材（スライダ４４）の機械的な作動とこれに伴う操作者の触覚や視覚を通じて直観的に誤操作を防止することができるので、前述した電気電子的な検出手段が故障した場合においても誤操作防止手段としての機能は有効であって、故障の可能性も極めて低い。
【００４６】
図７及び図８はこの発明を適用した生体成分測定装置に関する実施形態であり、請求項４の記載に対応するものである。この実施形態に係る生体成分測定装置は、例えば人工膵臓装置に適用される血糖値測定ユニットとして構成され、そのポンプ装置として図１に示したローラポンプを備えている。以下の説明において、前記ローラポンプと対応する構成部分を示す符号には、括弧内に図１〜図３で用いた符号を添えて示すことにする。
【００４７】
図７または図８において、血糖値測定ユニット２は、基板３（２１）、グルコース測定流路４、較正液送液流路５、希釈液送液流路６、混合器７を主要な構成要素としている。
【００４８】
基板３（２１）には、ローラ用開口部３Ａ（２７）、及び２個の開口部３Ｂを開口してある。基板３の背面側には、このローラ用開口部３Ａ（２７）を通してその一部が突出するようにローラディスク１Ａ（２２）を支持してある。２個の開口部３Ｂは、第１流路切替器１Ｂ及び第２流路切替器１Ｃの取付部分である。
【００４９】
グルコース測定流路４は、採取された血液をローラポンプによりコネクタ９ｉを介してグルコースセンサ４Ａに移送させる。この実施形態では、採取された血液を混合器７に移送する血液移送流路４Ｂと、混合器７により血液と希釈液とが混合されて得られる血液含有試料液をグルコースセンサ４Ａに送出する試料液移送流路４Ｄと、グルコースセンサ４Ａにて測定が終了した流体をコネクタ９ｉを介して排液として移送する排液移送流路４Ｃとを備える。なお、このグルコース測定流路４を構成する複数の流路のうちローラポンプのローラディスク１Ａ（２２）により扱かれる部分が図１または図３に示したチューブ群３０に相当する。
【００５０】
コネクタ９ｉは、試料液移送流路４Ｄがグルコースセンサ４Ａの測定液導入流路８ｉと接続し、排液移送流路４Ｃがグルコースセンサ４Ａの測定液導出流路８ｊと接続するようになっている。
【００５１】
血液移送流路４Ｂの一端にはコネクタ９ａを装着し、このコネクタ９ａは採血手段例えばカテーテル１Ｅにおける血液導出流路、例えば血液採取流路の端部に設けられたコネクタと着脱自在に結合できるように形成してある。前記血液移送流路４Ｂのコネクタ９ａを装着した一端は、この基板３の外側に延在する。この血液移送流路４Ｂの一端部以外の部位は、基板３（２１）の表面に他の流路と共に整列させ、その中央部は前記ローラ用開口部３Ａ（２７）及びローラディスク１Ａ（２２）上を横断するように配置する。
【００５２】
試料液移送流路４Ｄは、基板３（２１）の表面に他の流路と共に整列させる。この試料液移送流路４Ｄの途中部分は、前記第１流路切替器１Ｂを介装するために、開口部３Ｂを横切るように配設する。
【００５３】
この基板３（２１）には、さらに排液移送流路４Ｃを配設する。この排液移送流路４Ｃは、前記グルコースセンサ４Ａで測定済みの液を排液として排液用タンク１Ｈに導出する流路である。この排液移送流路４Ｃの一端にはコネクタ９ｅを装着し、このコネクタ９ｅは前記排液用タンク１Ｈ内に排液を導入する導入管の端部に設けられたコネクタと着脱自在に結合できるように形成してある。排液移送流路４Ｃのコネクタ９ｅを装着した一端は、この基板３（２１）の外側に延在する。この排液移送流路４Ｃの一端部以外の部位は、基板３（２１）の表面に他の流路と共に整列させてある。また、この排液移送流路４Ｃの途中部分は、ローラ用開口部３Ａ（２７）及びローラディスク１Ａ（２２）上を横断するように配置する。
【００５４】
混合器７には、この血糖値測定ユニット２以外の部位、例えば人工膵臓装置本体に装備された希釈液用タンク１Ｆの希釈液を混合器７に移送する希釈液送液流路６を結合する。
【００５５】
この希釈液送液流路６の一端にはコネクタ９ｂを装着し、このコネクタ９ｂは希釈液用タンク１Ｆ内の希釈液を導出する希釈液導出流路である導出管の端部に設けられたコネクタと着脱自在に結合できるように形成してある。希釈液送液流路６のコネクタ９ｂが装着された一端は、この基板３の外側に延在する。この希釈液送液流路６の一端部以外の部位は、基板３の表面に、他の流路と共に整列させ、その中央部はローラ用開口部３Ａ（２７）及びローラディスク１Ａ（２２）上を横断するように配置し、前記コネクタ９ｂが結合する一端とは反対側の端部は混合器７に結合する。
【００５６】
第１流路切替器１Ｂには、この血糖値測定ユニット２以外の部位、例えば人工膵臓装置本体に装備された較正液用タンク１Ｇの較正液を試料液移送流路４Ｄに移送する較正液移送流路５を装着する。この較正液移送流路５の一端にはコネクタ９ｃを結合し、このコネクタ９ｃは前記較正液を導出する較正液導出流路である導出管の端部に設けられたコネクタと着脱自在に結合できるように形成してある。前記較正液移送流路５のコネクタ９ｃを装着した一端は、この基板３の外側に延在する。この較正液移送流路５の一端部以外の部位は、基板３の表面に他の流路と共に整列させてある。また、この較正液移送流路５の途中には第２流路切替器１Ｃを介装する。
【００５７】
第２流路切替器１Ｃには、第２希釈液移送流路６Ａを取り付ける。この第２希釈液移送流路６Ａの一端にはコネクタ９ｄを装着し、このコネクタ９ｄは前記希釈液用タンク１Ｆ内の希釈液例えば緩衝液を導出する第２導出管の端部に設けられたコネクタと着脱自在に結合できるように形成してある。第２希釈液移送流路６Ａのコネクタ９ｄを装着した一端は、この基板３の外側に延在する。この第２希釈液移送流路６Ａの一端部以外の部位は、この基板３の表面に他の流路と共に整列させてある。
【００５８】
この基板３には、この血糖値測定ユニット２以外の部位、例えば人工膵臓装置本体に設置される生理食塩水用タンク１Ｄ収容されているヘパリン含有の生理食塩水をカテーテル１Ｅに移送する生理食塩水移送流路１０を付設してある。
【００５９】
この生理食塩水移送流路１０の一端にはコネクタ９ｆを装着する。このコネクタ９ｆは、この血糖値測定ユニット２以外の部位、例えば人工膵臓装置本体に取り付けられた生理食塩水用タンク１Ｄ内の生理食塩水を導出する導出管の端部に取り付けられたコネクタと着脱自在に結合できるように形成してある。このコネクタ９ｆを取り付けた生理食塩水移送流路１０の一端は、基板３の外側にまで延在する。またこの生理食塩水移送流路１０の他端にはコネクタ９ｇを装着する。このコネクタ９ｇは、前記カテーテル１Ｅに設けられた導入管に取り付けられたコネクタと着脱自在に結合できるように形成してある。このコネクタ９ｇを取り付けた生理食塩水移送流路１０の他端は、基板３の外側にまで延在する。この生理食塩水移送流路１０の中央部つまり、基板の外側に延在する一端部及び他端部以外の部位は、基板３の表面に他の流路と共に整列させ、前記ローラ用開口部３Ａ（２７）及びローラディスク１Ａ（２２）上を横断するように配置する。
【００６０】
次に、この血糖値測定ユニット２を適用した人工膵臓装置においてグルコースを測定する際の作用について説明する。まず人工膵臓装置を作動させるにあたり、人工膵臓装置本体に血糖値測定ユニット２を接続する。具体的には、基板３（２１）の各流路を、それぞれ、生理食塩水用タンク１Ｄ、カテーテル１Ｅ、希釈液用タンク１Ｆ、較正液用タンク１Ｇ及び排液用タンク１Ｈに接続し、各流路を前記ローラポンプ、第１流路切替器１Ｂ及び第２流路切替器１Ｃにセットする。このセットは、各流路におけるコネクタと血糖値測定ユニット２に付属する流路の末端にあるコネクタとを接続することにより行う。コネクタ同士の接続はきわめて簡単な操作である。このようにして、人工膵臓装置の配管接続作業を完了させる。
【００６１】
このようにして構成した人工膵臓装置のカテーテル１Ｅを患者の体内に留置する。次いで、生理食塩水用タンク１Ｄからカテーテル１Ｅへと生理食塩水を送りこむ。また、このカテーテル１Ｅにより採血された血液は、カテーテル１Ｅ内で生理食塩水と混合される。カテーテル１Ｅ内の血液は、ローラポンプのディスクローラ１Ａ（２２）に扱かれた血液移送流路４Ｂ内にて強制的に移送され混合器７に到る。
【００６２】
一方、前記ローラディスク１Ａ（２２）により扱かれて、希釈液が希釈液用タンク１Ｆから希釈液送液流路６へと送られる。この希釈液はさらに混合器７に送られる。
【００６３】
このとき第１流路切替器１Ｂは、試料液移送流路４Ｄに対して較正液移送流路５を不通状態にし、血液移送流路４Ｂと試料液移送流路４Ｄとを流通状態にしている。したがって、試料液は、試料液移送流路４Ｄ内を流通してコネクタ９ｉを介してグルコースセンサ４Ａ内に注入される。グルコースセンサ４Ａ内では、試料液中のグルコースが測定される。なお、測定されたグルコースの量のデータは人工膵臓装置本体の制御部に転送される。
【００６４】
一方、測定の終わった試料液は、測定液導出流路８ｊ、コネクタ９ｉ、排液移送流路４Ｃを通って、ローラディスク１Ａ（２２）によりしごかれて、グルコースセンサ４Ａ外へ強制的に排出される。排出された試料液は、排液移送流路４Ｃを介して排液用タンク１Ｈに達し、排液用タンク１Ｈに貯留される。
【００６５】
このようにして、患者のグルコース測定が終了したら、体内に留置されたカテーテル１Ｅを取り出し、必要により、前記カテーテル及び各流路に存在する患者の血液を排液用タンク１Ｈに排出した後、基板３（２１）の各流路を、それぞれグルコースセンサ４Ａ、生理食塩水用タンク１Ｄ、カテーテル１Ｅ、希釈液用タンク１Ｆ、較正液用タンク１Ｇ及び排液用タンク１Ｈから取り外し、これにより測定作業は完了する。
【００６６】
ところで、前述したところから明らかなように、血糖値測定ユニットではその測定操作において精密を要する送液を安定して行う必要がある。したがって、これをこの発明に係るポンプ装置を備えた生体成分測定装置として構成することにより、その精度及び安定性を確実に高められると共に、チューブ交換の際の誤操作の可能性を減じて、その信頼性を大きく向上させることができ、取扱上の簡便性を向上させることができる。
【００６７】
なお、前述した実施形態ではこの発明をローラポンプとして構成した例を示したが、これに限られることなく、この発明は、並列的に配した複数のチューブを移動押圧部材と案内部材との間に挟みこみ、移動押圧部材によりチューブを扱く動作により流体移送作用を得るようにしたポンプ装置一般に適用可能であって、何れの場合も前述した作用効果を期待することができるものである。また、この発明の適用対象となる生体成分測定装置は、前述した血糖値測定のための機器に限られるものではなく、複数チャンネルでの流体移送が必要な種々の装置に適用して同様の作用効果を期待することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の一実施形態の側面図。
【図２】前記実施形態の圧板部を一部を切り欠いて示した平面図。
【図３】前記実施形態の基板部を一部を切り欠いて示した平面図。
【図４】前記実施形態のカムの詳細を示す側面図。
【図５】前記実施形態の固定機構の作用を説明するための側面図。
【図６】この発明の他の実施形態の作用を説明するための側面図。
【図７】この発明を人工膵臓装置用の血糖値測定ユニットとして適用した実施形態の概略構成図。
【図８】図７の実施形態の基板部分の概略構成図。
【符号の説明】
【００６９】
３、２１    ローラポンプの基板
１Ａ、２２    ローラディスク
２３    ポンプ軸
２４    ディスク
２６    ローラ（移動押圧部材）
３Ａ、２７    開口部
２８，２９    チューブ固定部
３０    チューブ群
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ    チューブ
３２、３３    バインダ部
４１    圧板
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ    ステータ（案内部材）
４３    セパレータ
４４    スライダ（滑動部材）
４５    スライダの脚部
４６    案内溝
４７ａ、４７ｂ    ピン
４７ｃ    ピン（従動子）
５１    支持腕部
５２    ピン
６０    カム
６１    カム面
７０    蓋
７１    凹部
α１、α２    圧力角
１Ｂ    第１流路切替器
１Ｃ    第２流路切替器
１Ｄ    生理食塩水用タンク
１Ｅ    カテーテル
１Ｆ    希釈液用タンク
１Ｇ    較正液用タンク
１Ｈ    排液用タンク
２      血糖値測定ユニット（生体成分測定装置）
３Ｂ    開口部
４      グルコース測定流路
４Ａ    グルコースセンサ
４Ｂ    血液移送流路
４Ｃ    排液移送流路
４Ｄ    試料液移送流路
５      較正液送液流路
６      希釈液送液流路
７      混合器
８ｉ    測定液導入流路
８ｊ    測定液導出流路
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ    コネクタ
１０    生理食塩水移送流路
【図１】
2010119581.tif 000003
【図２】
2010119581.tif 000004
【図３】
2010119581.tif 000005
【図４】
2010119581.tif 000006
【図５】
2010119581.tif 000007
【図６】
2010119581.tif 000008
【図７】
2010119581.tif 000009
【図８】
2010119581.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月21日(2009.10.21)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、医療用機器として適用可能なポンプ装置に関し、より詳しくは、弾力性を有するチューブを作動流体通路として気体または液体等の流体の吸入及び吐出をさせるようにした形式のポンプ装置と、このポンプ装置を使用した生体成分測定装置及び人工膵臓装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項４の発明は、
前記請求項１から請求項３の何れか１つに記載のポンプ装置を生体成分を含む流体の移送装置として備えてなることを特徴とする生体成分測定装置であり、
請求項５の発明は、
前記請求項４に記載の生体成分測定装置を血糖値測定ユニットとして備えてなることを特徴とする人工膵臓装置である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、この発明では、前記圧板の固定機構として、操作者が目視可能な圧板の表面に沿って滑動可能なように滑動部材を支持し、この滑動部材を手動操作して圧板上で移動させることにより基板に対する圧板の拘束または解放を行うようにした。これにより、操作者は基板に対する圧板の装着状態を滑動部材の操作を通じて感覚的に把握できるだけでなく、圧板が基板に対して固定されているか否かを圧板に対する滑動部材の位置を目視することでも確認できる。したがって、案内部材の装着状態が不完全なままポンプ装置が運転されてしまうような不具合を確実に防止することができ、すなわちポンプ装置ないしはこのポンプ装置を適用した生体成分測定装置及び人工膵臓装置等の医療用機器の信頼性がより向上する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図７及び図８はこの発明を適用した生体成分測定装置及び人工膵臓装置に関する実施形態であり、請求項４及び請求項５の記載に対応するものである。この実施形態に係る生体成分測定装置は、例えば人工膵臓装置に適用される血糖値測定ユニットとして構成され、そのポンプ装置として図１に示したローラポンプを備えている。以下の説明において、前記ローラポンプと対応する構成部分を示す符号には、括弧内に図１〜図３で用いた符号を添えて示すことにする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流通する弾力性を有する複数のチューブを基板面に沿って並列的に配設すると共に、
前記基板の裏面側にてチューブ長手方向に沿って所定の軌道上を移動する移動押圧部材と、
この移動押圧部材と対向して移動押圧部材との間に前記チューブを挟み込む案内部材とを備え、
前記移動押圧部材と案内部材とで挟み込んだチューブの圧縮部分を移動押圧部材の移動に伴いチューブ長手方向に移動させることにより流体の吸入及び吐出作用を行わせるようにしたポンプ装置において、
前記複数のチューブに対応する案内部材を備えた圧板を前記基板に対して着脱可能に設けると共に、
前記チューブ群からの反力に抗して前記圧板を基板に固定する固定機構を設け、
前記固定機構は、前記圧板の表面に沿って滑動可能なように支持された滑動部材を備え、この滑動部材を手動操作して圧板上で移動させることにより基板に対する圧板の拘束または解放を行うように構成したこと
を特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記固定機構は、前記滑動部材または基板の何れか一方に設けたカムと、前記チューブ群からの反力に基づき前記カムのカム面に押圧されるように何れか他方に設けた従動子とを、それぞれ前記チューブ群の両側方に位置するように一組ずつ備え、
前記カムは、そのカム面を、前記滑動部材がその滑動行程の一端側を解放位置として、前記従動子がカム面から脱して前記圧板を基板に対して解放可能となす一方、前記滑動行程の他端側を拘束位置として、前記案内部材が移動押圧部材との間で前記チューブに所期の押圧力を加えるように従動子と係合するように形成し、
前記カム面は、前記拘束位置付近では前記チューブ群からの反力に基づきその分力が前記従動子を前記滑動行程の拘束側に付勢する方向に作用するように、かつこの拘束位置よりも解放側の滑動行程では前記分力が前記従動子を前記滑動行程の解放側に付勢する方向に作用するように、その圧力角を設定してあること
を特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記基板は、前記圧板を覆う蓋を備えると共に、前記滑動部材はこの蓋の裏面に対向する突出部を備え、前記蓋には前記基板への取付け状態にて、前記滑動部材が前記拘束位置に在るときにのみ前記突出部を受容可能な凹部を形成してあることを特徴とする請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３の何れか１つに記載のポンプ装置を生体成分を含む流体の移送装置として備えてなることを特徴とする生体成分測定装置。
【請求項５】
前記請求項４に記載の生体成分測定装置を血糖値測定ユニットとして備えてなることを特徴とする人工膵臓装置。