(57)【要約】【課題】  低コストながらも液滴の滴下数を精度よく計測することのできる滴下測定装置を提供する。【解決手段】  滴下測定装置１は、点滴筒５０内を落下する液滴の滴下数を測定する本体部１０と、前記本体部に一体的に設けられ、該本体部との間に前記点滴筒を挟み込んで固定するクリップ部４０とを備える。本体部１０は、前記点滴筒内に電界を生成する電界生成部３０を有するとともに、該電界を前記液滴が通過したときの該電界の強度変化を検出する電界センサ２０と、前記電界の強度変化に基づき、前記液滴の滴下数を計数する液滴数計数部２４と、前記計数された液滴の滴下数を報知させる報知制御部２６と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点滴筒内を落下する液滴の滴下数を測定する本体部と、
前記本体部に一体的に設けられ、該本体部との間に前記点滴筒を挟み込んで固定するクリップ部とを備えた滴下測定装置であって、
前記本体部は、
前記点滴筒内に電界を生成する電界生成部を有するとともに、該電界を前記液滴が通過したときの該電界の強度変化を検出する電界センサと、
前記電界の強度変化に基づき、前記液滴の滴下数を計数する液滴数計数部と、
前記計数された液滴の滴下数を報知させる報知制御部と、
を備えることを特徴とする滴下測定装置。
【請求項２】
前記電界センサにより検出された電界の強度変化に基づき、該電界強度の推移を示す波形を生成する波形生成部をさらに備え、
液滴数計数部は、前記波形生成部で生成された波形の振幅と、予め定められた所定振幅とを比較し、該比較結果に基づき前記液滴の滴下数を計数する請求項１に記載の滴下測定装置。 
【請求項３】
前記電界生成部は、
前記点滴筒の近傍に配置される受信電極と、
前記受信電極の前記点滴筒とは反対側に隣接して配置される送信電極と、を備え、
前記送信電極の外径は、前記受信電極の外径よりも大きく形成されている請求項１または２に記載の滴下測定装置。
【請求項４】
前記液滴数計数部で計数された単位時間当たりの滴下数と、予め定めた滴下数とを比較し、該比較結果から液滴の滴下の状態を判定する滴下状態判定部をさらに備える請求項１から３のいずれかに記載の滴下測定装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、滴下測定装置に関し、さらに詳しくは医療用輸液の点滴作業において、時間当たりの滴下数を正確にカウントして、適宜にその量の調節を行うことができる測定装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
この種滴下数を計測する装置としては、例えば特開平９−２８７９３号公報（特許文献１）に開示された滴下測定装置が知られている。これは点滴装置における輸液の単位時間当たりの指定滴下数を設定・入力する手段と、当該輸液の単位時間当たりの実測滴下数を入力する手段と、前記指定滴下数と実測滴下数とを比較演算する手段と、前記比較演算結果に基づいて前記実測滴下数が指定滴下数の許容範囲内であるかどうかを判定する手段と、を具えたものである。これにより、看護人は、実測した輸液の滴下数が指定滴下数に対して許容範囲にあるか否かを直ちに判定でき、滴下数の調整を容易に行うことができる。
【０００３】
しかしながら、この滴下測定装置は、前記のように滴下数の調整を容易にするという作用効果を奏して一定の評価はされるものの、カウンタに入力すべき実測滴下数は看護人が目視により計測しなければならないという問題があった。
【０００４】
このような問題に対する課題解決のための先行技術として、ＬＥＤなどの発光センサと受光センサとを用いて液滴の単位時間あたりの滴下数を計測する装置が提案されている。しかし、発光素子として赤外線のＬＥＤが使用されるため消費電力が大きく、装置全体としてのコストも高くなるうえ、点滴筒の容器が曇っている場合には光の透過率が損なわれて正確な計測が困難となるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２８７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこでこの発明は、前記従来の問題を解決し、低コストながらも液滴の滴下数を精度よく計測することのできる滴下測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、点滴筒内を落下する液滴の滴下数を測定する本体部と、前記本体部に一体的に設けられ、該本体部との間に前記点滴筒を挟み込んで固定するクリップ部とを備えた滴下測定装置であって、前記本体部は、前記点滴筒内に電界を生成する電界生成部を有するとともに、該電界を前記液滴が通過したときの該電界の強度変化を検出する電界センサと、前記電界の強度変化に基づき、前記液滴の滴下数を計数する液滴数計数部と、前記計数された液滴の滴下数を報知させる報知制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の滴下測定装置であって、電界センサにより検出された前記電界の強度変化に基づき、該電界強度の推移を示す波形を生成する波形生成部をさらに備え、液滴数計数部は、前記波形生成部で生成された波形の振幅と、予め定められた所定振幅とを比較し、該比較結果に基づき前記液滴の滴下数を計数する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の滴下測定装置であって、電界生成部は、前記点滴筒の近傍に配置される受信電極と、前記受信電極の前記点滴筒とは反対側に隣接して配置される送信電極と、を備え、前記送信電極の外径は、前記受信電極の外径よりも大きく形成されている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の滴下測定装置であって、前記液滴数計数部で計数された単位時間当たりの滴下数と、予め定めた滴下数とを比較し、該比較結果から液滴の滴下の状態を判定する滴下状態判定部をさらに備える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、点滴筒内を落下する液滴の滴下数を測定する本体部と、前記本体部に一体的に設けられ、該本体部との間に前記点滴筒を挟み込んで固定するクリップ部とを備えた滴下測定装置であって、前記本体部は、前記点滴筒内に電界を生成する電界生成部を有するとともに、該電界を前記液滴が通過したときの該電界の強度変化を検出する電界センサと、前記電界の強度変化に基づき、前記液滴の滴下数を計数する液滴数計数部と、前記計数された液滴の滴下数を報知させる報知制御部と、を備えるので、低コストながらも液滴の滴下数を精度よく計測することのできる滴下測定装置を提供することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の滴下測定装置であって、電界センサにより検出された前記電界の強度変化に基づき、該電界強度の推移を示す波形を生成する波形生成部をさらに備え、液滴数計数部は、前記波形生成部で生成された波形の振幅と、予め定められた所定振幅とを比較し、該比較結果に基づき前記液滴の滴下数を計数するので、液滴の滴下数を精度よく計測することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の滴下測定装置であって、電界生成部は、前記点滴筒の近傍に配置される受信電極と、前記受信電極の前記点滴筒とは反対側に隣接して配置される送信電極と、を備え、前記送信電極の外径は、前記受信電極の外径よりも大きく形成されているので、装置全体としての厚さを抑えつつ効果的に点滴筒内に電界を生成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載の滴下測定装置であって、前記液滴数計数部で計数された単位時間当たりの滴下数と、予め定めた滴下数とを比較し、該比較結果から液滴の滴下の状態を判定する滴下状態判定部をさらに備えるので、液滴の滴下状態が正常か否かを的確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施例に係る滴下測定装置の構成を説明する図である。
【図２】本体部のハードウェア構成図である。
【図３】電界生成部（送信電極および受信電極）の詳細構成を説明する図である。
【図４】制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図５】波形生成部により生成される電圧波形の一例を示す図である。
【図６】実施例に係る測定処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、この発明の実施例に係る滴下測定装置１の概要を説明する図である。図１を参照して、滴下測定装置１は、内部を薬液が落下（以下、滴下という）する略円柱状の点滴筒５０に一体的に取り付けられる。具体的には、滴下測定装置１は、本体部１０と、本体部１０との間に点滴筒５０を挟み込んで固定するクリップ部４０と、を有している。
【００１８】
本体部１０は、詳しくは後述するが、点滴筒５０内に電界を形成するための電極（送信電極および受信電極）と、形成した電界強度の変化を検出する電界センサとを備えている。近傍電界センシングにおいて、電界は電荷によって形成され、送信電極および受信電極の表面の周囲に３次元に電荷が運ばれて伝搬する。電極に直流電圧を印加すると、静的な電界が発生し、電極に交流電圧（パルスを含む）を印加すると、電荷すなわち電界が時間とともに変化する。電荷が周波数ｆの正弦波（またはパルス）で変化する場合、発生する電磁波の波長はλ＝ｃ/ｆ（ｃは電磁波伝搬速度）となる。ここで、波長が電極の外形寸法よりはるかに大きい場合、磁界成分は実質０であり、波伝搬は発生しない。本体部１０は、こうして得られた静的な近傍電界を利用し、この電界を液滴が通過したときの電界強度の変化を捉えることにより、液滴の滴下数（液滴数）を測定する。
【００１９】
本体部１０は、図１に示すように、全体が横長方形状の筐体を備え、この筐体の前面側に表示部としてのディスプレイ１１、入力キー１２およびスピーカ１３が設けられている。ディスプレイ１１は、本体部１０で計数した点滴筒５０内を落下する液滴の滴下数（液滴数）を表示する。入力キー１２は、本体部１０の電源のＯＮ／ＯＦＦボタンや、所定の数字の設定入力を受け付けるキーなどで構成されている。スピーカ１３は、計数の結果に異常がある場合などに所定の音声を出力して報知する。
【００２０】
また、本体部１０の背面側には、ヒンジ部１４を介してクリップ部４０が取り付けられている。ヒンジ部１４には、クリップ部４０の先端側を本体部１０の背面方向へ常時付勢するバネなどの弾性部材が設けられており、クリップ部４０は平常時には先端側が弾性部材の弾性力で本体部１０の背面側に押し付けられるように付勢されている。そして、本体部１０を点滴筒５０に取り付ける際には、ユーザ（看護師等）はクリップ部４０の後端側をつまんで先端側を開き、本体部１０の背面との間に点滴筒５０を挟み込むようにして、図１のように本体部１０を点滴筒５０に固定する。なお、本体部１０の背面には、点滴筒５０の円柱側面が嵌まり込むように側面形状に沿って凹部が形成されている。
【００２１】
図２は、本体部１０のハードウェア構成図である。図２を参照して、本体部１０は、前述のディスプレイ１１、入力キー１２、スピーカ１３、ヒンジ部１４のほか、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などの制御部１５、電池などの電源１６、外部装置と通信するための通信部１７、および電界センサ２０を備える。
【００２２】
制御部１５は、ＣＰＵなどで構成され、本体部１０の動作を制御する。電源１６は、例えば電池などで構成され、制御部１５を介して本体部１０の各部に電源電圧を供給する。通信部１７は、外部装置と通信するためのインタフェースで構成され、外部装置との間で無線または有線による通信を行う。
【００２３】
電界センサ２０は、オペアンプ２１、ＡＤコンバータ２２、および電界生成部３０（送信電極３１および受信電極３２）を備えて構成されている。送信電極３１は、制御部１５を介して電源１６からの電源電圧が供給されると、受信電極３２との間に電界Ｅを生成する。
【００２４】
次に、電界生成部３０（送信電極３１および受信電極３２）の詳細な構成について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は、電界生成部３０の構成を説明するための図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した電界生成部３０を上方からみた状態を示す図である。また、図３（ｃ）は実際に滴下測定装置１を点滴筒５０に取り付けたときの電界生成部３０の設置態様を示す説明図である。なお、図３（ｃ）では、クリップ部４０の記載を省略している。
【００２５】
電界生成部３０は、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、プリント基板を多層（ここでは３層）に並べて配置した多層構造で構成されている。点滴筒５０に最も近い位置の層Ｌ１には受信電極３２が形成され、層Ｌ１の点滴筒５０と反対側に隣接する層Ｌ２には送信電極３１が形成されている。また、層Ｌ２に隣接する層Ｌ３はグランド（ＧＮＤ）層となっており、それぞれの層の間には誘電体（絶縁体）３３が介装されている。
【００２６】
送信電極３１および受信電極３２は、それぞれ厚さがごく薄い小型の円盤状を呈している。また、送信電極３１の外径ｒ１は、少なくとも受信電極３２の外径ｒ２よりも大きくなるように形成され、送信電極３１の外周側の縁部が受信電極３２の外周側の縁部よりも外方に突出するように構成されている（図３（ｂ）参照）。
【００２７】
このような構成において、電源１６から送信電極３１に対して電源電圧が印加されると、図３（ｃ）に示すように、送信電極３１から受信電極３２に向かう円弧状の電界Ｅが生成される。このとき、電界Ｅは点滴筒５０の側面側から筒内に向かって張り出すように生成され、点滴筒５０の吐出部から滴下した液滴が電界Ｅを通過する。
【００２８】
液滴が電界Ｅを通過すると、電界Ｅに乱れが生じ、受信電極３２が受信する電界Ｅの強度が一時的に変化（減少）する。受信電極３２は、受信した電界Ｅの強度変化をオペアンプ２１（図２参照）へ送信する。
【００２９】
オペアンプ２１は、受信電極３２が受信する電界Ｅの電位を所定に増幅させ、ＡＤコンバータ２２へ送信する。ＡＤコンバータ２２は、オペアンプ２１で増幅した電位のＡＤ変換を行い、電界検出信号Ｘ０を制御部１５へ出力する。
【００３０】
図４は、制御部１５の機能構成を示す機能ブロック図である。図４に示される各部は、プログラム、またはプログラムと回路の組合せによって実現される。制御部１５は、滴下測定装置１全体の動作を制御するほか、図４に示すように、波形生成部２３、液滴数計数部２４、滴下状態判定部２５、および報知制御部２６として機能する。
【００３１】
波形生成部２３は、ＡＤコンバータ２２から送信される電界検出信号Ｘ０に基づき、電界強度（電圧）の推移を示す波形（グラフ）を生成する。液滴数計数部２４は、生成された波形（グラフ）の振幅と、予め定められた所定振幅とを比較し、比較結果に基づき液滴の滴下数（液滴数）を計数する。
【００３２】
滴下状態判定部２５は、液滴数計数部２４で計数された液滴数から滴下の状態が正常か否かを判定する。報知制御部２６は、滴下状態判定部２５による判定結果を通信部１７を介して外部装置に報知する報知制御を行う。
【００３３】
次に、液滴の計数方法の具体例を説明する。図５は、波形生成部２３により生成される電圧波形の一例を示す図である。波形生成部２３は、ＡＤコンバータ２２から送信される電界検出信号Ｘ０に基づき、図５に示す電圧波形を生成する。なお、図５において、縦軸は電圧（単位：Ｖ）、横軸は経過時間を示している。
【００３４】
点滴筒５０内に形成された電界Ｅについて、液滴が落下するときの強度変化を見てみると、液滴の自由落下に伴い、受信電極３２が受信する電界Ｅの強度（電圧値）が一時的に変化（減少）する。このとき、図５に示す電圧波形では、電圧値が減少することにより、符号Ｐに示すような他の箇所よりも振幅の大きい箇所が現れる。
【００３５】
液滴数計数部２４は、波形生成部２３により生成された電圧波形について現れた振幅Ｖ１と、予め定めた所定の振幅Ｖ０とを比較し、波形に現れた振幅Ｖ１が所定の振幅Ｖ０よりも大きいとき、液滴が落下したと判断する。そして、液滴数計数部２４は、液滴が落下したと判断した回数をカウントし、液滴数を求める。例えば図５に示す波形では、液滴数は３となる。
【００３６】
滴下状態判定部２５は、液滴数計数部２４で計数される所定時間あたりの液滴数と、予め定められた所定の液滴数とを比較し、滴下の状態を判定する。例えば、計数された所定時間あたりの液滴数が所定の液滴数を上回っている場合に、滴下異常と判定する。この場合、報知制御部２６は、通信部１７を介して当該異常に関する情報を外部装置へ送信したり、スピーカ１３から音声により報知することで、滴下の状態が異常であることを報知する。
【００３７】
このように、滴下測定装置１によれば、点滴筒５０内に電界Ｅを形成するとともに、液滴の滴下に伴う電界強度（電圧値）の変化を電界センサ２０を用いて検出することにより、外乱光や点滴筒５０内の曇りなどの影響を受けることなく、液滴の滴下数（液滴数）を精度よく測定することができる。
【００３８】
また、電界変化の検出素子として、ＬＥＤなどの発光素子よりも消費電力の小さい電界センサを用いることにより、小容量の電源で賄うことができ、装置全体を小型化できるとともに、装置の製作コストを抑えることができる。
【００３９】
また、滴下測定装置１は、ユーザの胸ポケット等に気軽に収納できる小型サイズであり、病棟巡回時に輸液患者の点滴筒５０に滴下測定装置１をセットし、適正に投与できているかディスプレイ１１の表示情報から確認することができる。
【００４０】
特に、滴下測定装置１では、電界生成部３０を多層構造とし、送信電極３１と受信電極３２とを隣接して配置するとともに、送信電極３１の外径を受信電極３２の外径よりも大きくすることで、装置全体としての厚さを抑えつつ効果的に点滴筒５０内に電界Ｅを生成することができる。
【００４１】
また、計測にはＬＥＤ等の発光素子ではなく、それよりも消費電力量の少ない電界センサ２０を使用することで、電源１６は小容量で済み、滴下測定装置１を小型化できる。また、電源１６の交換回数を少なくでき、滴下のための定常的な監視ツールとしても使用することができる。
【００４２】
図６は、実施例に係る測定処理のフローチャートである。まず、ユーザは、滴下測定装置１を点滴筒５０に取り付けた状態（図１参照）で、入力キー１２を操作し、測定開始を指示する。制御部１５は、入力キー１２から測定開始の指示を受け付けると、図６の処理を開始する。
【００４３】
まず、制御部１５は、電源１６から供給される電源電圧を送信電極３１に印加する。これにより、送信電極３１から受信電極３２に向かう電界Ｅを点滴筒５０内に生成する（ステップＳ０１）。
【００４４】
次に、オペアンプ２１は、受信電極３２が受信する電界Ｅの強度（電圧値）を増幅させ、ＡＤコンバータ２２へ送信する。ＡＤコンバータ２２は、オペアンプ２１の出力を電界検出信号Ｘ０に変換し、波形生成部２３へ送信する（ステップＳ０２）。
【００４５】
次に、波形生成部２３は、ＡＤコンバータ２２から受信した電界検出信号Ｘ０に基づき、電界Ｅの強度変化の推移を示す電圧波形を生成する（ステップＳ０３）。
【００４６】
次に、液滴数計数部２４は、波形生成部２３により生成された電圧波形に現れる振幅と所定振幅とを比較し、比較結果に基づき単位時間あたりの液滴数を計数する（ステップＳ０４）。
【００４７】
次に、滴下状態判定部２５は、液滴数計数部２４により計数された液滴数に基づき、薬液の滴下の状態が正常か否かを判定する（ステップＳ０５）。滴下の状態が正常であると判定すると（ステップＳ０５におけるＹＥＳ）、報知制御部２６はディスプレイ１１に滴下数を表示する（ステップＳ０６）。また、報知制御部２６は、通信部１７を制御し、外部装置に当該滴下数に関する情報を送信してもよい。
【００４８】
一方、滴下状態判定部２５は、滴下の状態が正常でない（異常である）と判定すると（ステップＳ０５におけるＮＯ）、報知制御部２６はディスプレイ１１やスピーカ１３を制御して、当該滴下の状態が正常でないことを外部に報知する（ステップＳ０７）。また、報知制御部２６は、通信部１７を制御し、外部装置に当該滴下の状態が正常でない旨の情報を送信してもよい。
【００４９】
次に、制御部１５は、液滴の測定終了の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ０８）。測定終了の指示としては、例えばユーザが入力キー１２を操作して測定終了を指示したか、あるいは測定を開始してから予め定められた所定時間を経過したかなどに基づいて判断することができる。
【００５０】
制御部１５は、液滴の測定終了の指示を受け付けたと判定すると（ステップＳ０８におけるＹＥＳ）、送信電極３１に対する電源電圧の印加を停止して電界Ｅを消去し（ステップＳ０９）、液滴の測定処理を終了する。一方、制御部１５は、液滴の測定終了の指示を未だ受け付けていないと判定すると（ステップＳ０８におけるＮＯ）、処理をステップＳ０２に戻す。そして、滴下測定装置１は、液滴の測定終了の指示を受け付けるまで、ステップＳ０２からステップＳ０８までの処理を繰り返す。
【００５１】
なお、このフローチャートに従うプログラムは、予め本体部に設けられた不図示のメモリに格納されており、制御部１５がメモリからこのプログラムを読出して実行することにより、ステップＳ０１からステップＳ０９までの各処理が実現される。
【００５２】
また、波形生成部２３により生成された電圧波形や、液滴数計数部２４で取得された単位時間あたりの液滴数に関する情報は、本体部１０内のメモリに記憶するようにしてもよく、また、通信部１７を介して外部のプリンタなどに送信し、紙媒体に印字して出力させるようにしてもよい。
【００５３】
なお、実施の形態に係る滴下測定装置１として図面で示した各構成部材の形状や構造等も、あくまでも好ましい一例を示すものであり、特許請求の範囲内で適宜設計変更が可能であることは云うまでもない。例えば、実施の形態では送信電極３１および受信電極３２を円盤状に形成した例を説明したが、これら電極の形状はこれに限らず、例えば方形状やそれ以外の形状であってもよい。いずれの場合でも、送信電極３１の外縁部が受信電極３２の外縁部よりも外方に突出するように形成されていればよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  滴下測定装置
１０  本体部
１１  ディスプレイ（表示部）
１２  入力キー
１３  スピーカ
１４  ヒンジ部
１５  制御部（ＣＰＵ）
１６  電源
２０  電界センサ
２１  オペアンプ
２２  ＡＤコンバータ
２３  波形生成部
２４  液滴数計数部
２５  滴下状態判定部
２６  報知制御部
３０  電界生成部
３１  送信電極
３２  受信電極
４０  クリップ部
５０  点滴筒
Ｅ  電界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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