(57)【要約】【課題】移送する薬液の量を制御可能であってコンパクトな輸液ポンプモジュール及び輸液システムを提供する。【解決手段】流入流路、第１接続流路、第２接続流路、及び流出流路が形成された本体ケース２０と、第１接続流路及び第２接続流路に接続する補助流路が形成された補助ケース３０と、第２接続流路及び流出流路に接続する計測流路を構成し、当該計測流路の流量を計測する流量センサ４０と、流入流路及び第１接続流路に接続する移送流路を構成し、流入流路から移送流路に流入した薬液を第１接続流路に送出する輸液ポンプ５０と、流入流路と移送流路、移送流路と第１接続流路、第２接続流路と計測流路、及び計測流路と流出流路の接続部分をシールするガスケット６０と、ガスケット、輸液ポンプ、及び流量センサを本体ケースに固定するカバーケース８０と、を備える。【選択図】図１
2011131042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液の流入口を有する流入流路と、第１接続流路と、第２接続流路と、前記薬液の流出口を有する流出流路と、が形成された本体ケースと、
前記第１接続流路及び第２接続流路に接続する補助流路が形成され、前記本体ケースに接合される補助ケースと、
前記第２接続流路及び流出流路に接続する計測流路を構成し、当該計測流路を流れる前記薬液の流量を計測する流量センサと、
前記流入流路及び第１接続流路に接続する移送流路を構成し、圧電素子によって前記流入流路から前記移送流路に流入した前記薬液を前記第１接続流路に送出する輸液ポンプと、
前記流入流路と前記移送流路との接続部分、前記移送流路と前記第１接続流路との接続部分、前記第２接続流路と前記計測流路との接続部分、及び前記計測流路と前記流出流路との接続部分をシールするガスケットと、
前記本体ケースと締結され、前記ガスケット、前記輸液ポンプ、及び前記流量センサを前記本体ケースに固定するカバーケースと、
を備えることを特徴とする輸液ポンプモジュール。
【請求項２】
前記輸液ポンプは、圧電素子を備え、当該圧電素子の振動によって前記薬液を前記第１接続流路に送出することを特徴とする請求項１に記載の輸液ポンプモジュール。
【請求項３】
前記補助流路は、Ｕ字型の流路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の輸液ポンプモジュール。
【請求項４】
前記輸液ポンプ及び前記流量センサは、長手方向に並べて配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の輸液ポンプモジュール。
【請求項５】
前記本体ケース及び補助ケースは、樹脂製のケースであり、
前記補助ケースは、前記本体ケースに溶剤接合されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の輸液ポンプモジュール。
【請求項６】
前記ガスケットは、各接続部分に対応する位置に貫通孔が形成されたシリコンゴムシートであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の輸液ポンプモジュール。
【請求項７】
前記圧電素子及び流量センサに駆動電力を伝達するＰＣＢ（Printed Circuit Board）を更に備え、
前記カバーケースは、前記本体ケースと締結され、前記ガスケット、前記輸液ポンプ、前記流量センサ、及び前記ＰＣＢを前記本体ケースに固定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の輸液ポンプモジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の輸液ポンプモジュールと、
前記流量センサの流量の計測結果に応じて前記圧電素子の振動を制御し、前記輸液ポンプによる前記薬液の移送量を制御するシステムコントローラと、
を備えることを特徴とする輸液システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸液ポンプモジュール及び輸液システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療現場などにおいて患者に薬液を注入する場合、圧電素子を利用したポンプと当該圧電素子を駆動させるための発振回路とを備えた液体移送ポンプが使用されている（例えば、特許文献１参照）。このような液体移送ポンプでは、発振回路が所定周波数の電圧を加えることで圧電素子を振動（駆動）させ、当該圧電素子の振動に伴ってポンプが流路内の液体を移送させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような液体移送ポンプにおいて、当該液体移送ポンプに連結されるチューブなどの液体流通管に流量センサを設置し、当該流量センサの計測結果に応じて発振回路を制御することで、移送する薬液の量を制御することもできる。
【０００４】
しかしながら、上記構成では、液体移送ポンプ、液体流通管、及び流量センサを別々に用意し、各装置を接続したシステムを構築する必要があるため、システム自体が大きくなってしまい設置場所に制約が生じるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、移送する薬液の量を制御可能であってコンパクトな輸液ポンプモジュール及び輸液システム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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる輸液ポンプモジュールは、薬液の流入口を有する流入流路と、第１接続流路と、第２接続流路と、前記薬液の流出口を有する流出流路と、が形成された本体ケースと、前記第１接続流路及び第２接続流路に接続する補助流路が形成され、前記本体ケースに接合される補助ケースと、前記第２接続流路及び流出流路に接続する計測流路を構成し、当該計測流路を流れる前記薬液の流量を計測する流量センサと、前記流入流路及び第１接続流路に接続する移送流路を構成し、圧電素子によって前記流入流路から前記移送流路に流入した前記薬液を前記第１接続流路に送出する輸液ポンプと、前記流入流路と前記移送流路との接続部分、前記移送流路と前記第１接続流路との接続部分、前記第２接続流路と前記計測流路との接続部分、及び前記計測流路と前記流出流路との接続部分をシールするガスケットと、前記本体ケースと締結され、前記ガスケット、前記輸液ポンプ、及び前記流量センサを前記本体ケースに固定するカバーケースと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の別の態様にかかる輸液システムは、上記輸液ポンプモジュールと、前記流量センサの流量の計測結果に応じて前記圧電素子の振動を制御し、前記輸液ポンプによる前記薬液の移送量を制御するシステムコントローラと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、移送する薬液の量を制御可能であってコンパクトな輸液ポンプモジュール及び輸液システムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態の輸液ポンプモジュールの概略構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すII−II断面の断面図である。
【図３】図３は、本実施形態の輸液システムの概略構成例を示す模式図である。
【図４】図４は、変形例の輸液ポンプモジュールの概略構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる輸液ポンプモジュール及び輸液システムの実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
まず、本実施形態の輸液ポンプモジュールの構成について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の輸液ポンプモジュール１０の概略構成の一例を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態の輸液ポンプモジュール１０は、本体ケース２０と、補助ケース３０と、流量センサ４０と、輸液ポンプ５０と、ガスケット６０と、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）７０と、カバーケース８０とを備える。図２は、図１に示すII−II断面の断面図である。なお、図２に示す断面図には、輸液ポンプ５０及び流量センサ４０の側面図を併記している。以下、図１及び図２を参照しながら、輸液ポンプモジュール１０の概略構成について説明する。なお、図２に示す破線矢印は、輸液ポンプモジュール１０内を流れる薬液の流路を示しており、図２に示す塗潰矢印は、本体ケース２０とカバーケース８０とが締結されることにより生じる荷重方向を示している。
【００１３】
本体ケース２０は、略長方形のケースであり、上面略中央部に輸液ポンプ５０及び流量センサ４０を収容する凹部２１が形成されている。また、本体ケース２０には、本体ケース２０の長手方向の前面側から順に、薬液の流入口２２を有する流入流路２３と、第１接続流路２４と、第２接続流路２５と、薬液の流出口２６を有する流出流路２７と、が形成されている。なお、本体ケース２０は、射出成形により成形される樹脂製のケースである。
【００１４】
流入口２２は、本体ケース２０の長手方向前面の中央下部に形成されている。流入流路２３は、略９０度の角度で曲げられた屈曲流路であり、流入口２２と凹部２１の底面とを繋ぐ。第１接続流路２４及び第２接続流路２５は、いずれも本体ケース２０を厚さ方向（鉛直方向）に貫通する直線流路であり、凹部２１の底面と本体ケース２０の底面とを繋ぐ。流出口２６は、本体ケース２０の長手方向後面の中央下部に設けられている。流出流路２７は、略９０度の角度で曲げられた屈曲流路であり、凹部２１の底面と流出口２６とを繋ぐ。なお、凹部２１の底面における流入流路２３、第１接続流路２４、第２接続流路２５、流出流路２７の周部には、それぞれ後述のガスケット６０を嵌め合わせるための円状の溝２３Ａ、２４Ａ、２５Ａ、２７Ａが形成されている。
【００１５】
補助ケース３０は、本体ケース２０よりも小型の長方形の樹脂製のケースであり、第１接続流路２４及び第２接続流路２５に接続するＵ字型の補助流路３１が形成されている。そして、補助ケース３０は、補助流路３１と第１接続流路２４及び第２接続流路２５とが一致するように、本体ケース２０の底面に溶剤で接合される。なお、補助ケース３０及び本体ケース２０の接合に使用される溶剤は接合後に揮発するため、第１接続流路２４、補助流路３１、又は第２接続流路２５を流れる薬液に溶剤の成分が混入する恐れはない。
【００１６】
流量センサ４０は、第２接続流路２５及び流出流路２７に接続する逆Ｕ字型の計測流路４１を構成し、当該計測流路４１を流れる薬液の流量を計測するものであり、例えば、熱質量式センサなどを用いることができる。流量センサ４０は、後述のガスケット６０を間に挟んで凹部２１の長手方向の後面側のスペースに収容される。
【００１７】
輸液ポンプ５０は、流入流路２３及び第１接続流路２４に接続する逆Ｕ字型の移送流路５１を構成する。また、輸液ポンプ５０は、圧電素子５５を備えており、当該圧電素子５５の振動により、流入流路２３から移送流路５１に流入した薬液を第１接続流路２４に送出する。そして、第１接続流路２４に送出された薬液は、補助流路３１、第２接続流路２５、及び計測流路４１を流れ、流出流路２７から流出する。なお、本実施形態の流路は、いずれも管状の流路となっている。輸液ポンプ５０は、後述のガスケット６０を間に挟んで凹部２１の長手方向の前面側のスペースに収容される。つまり本実施形態では、輸液ポンプ５０及び流量センサ４０は、長手方向に並べて配置（凹部２１に収容）される。
【００１８】
ガスケット６０は、本体ケース２０の凹部２１に配置される長方形のシーリング部材であり、本実施形態では、シリコンゴムシートを用いている。また、ガスケット６０は、凹部２１の底面に形成されている溝２３Ａ〜２７Ａにそれぞれ嵌め合わせる円状の突起６１〜６４を有している。なお、突起６１〜６４の中心部は、それぞれ円形に繰り抜かれ、貫通孔が形成されている。そして、ガスケット６０は、突起６１〜６４をそれぞれ溝２３Ａ〜２７Ａに嵌め合わせて本体ケース２０（凹部２１）に配置され、輸液ポンプ５０及び流量センサ４０によって挟まれることにより適度に潰され変形する。これにより、ガスケット６０は、流入流路２３と移送流路５１との接続部分、移送流路５１と第１接続流路２４との接続部分、第２接続流路２５と計測流路４１との接続部分、及び計測流路４１と流出流路２７との接続部分をシールし、薬液の漏れや浸入を防止する。
【００１９】
ＰＣＢ７０は、輸液ポンプ５０に備えられた圧電素子５５及び流量センサ４０に外部からの駆動電力を伝達するものである。詳細には、ＰＣＢ７０と圧電素子５５及び流量センサ４０それぞれに備えられた電極とが、図示せぬプローブなどにより接続されており、これにより、ＰＣＢ７０は、圧電素子５５及び流量センサ４０に外部からの駆動電力を伝達する。また、ＰＣＢ７０は、流量センサ４０の計測結果を外部に送信するとともに、圧電素子５５に所定周波数の電圧を加えて当該圧電素子５５を振動させる。
【００２０】
カバーケース８０は、ネジなどの所定の締付部材により本体ケース２０と締結される。これにより、流量センサ４０、輸液ポンプ５０、ガスケット６０、及びＰＣＢ７０などの輸液ポンプモジュール１０の構成部品が本体ケース２０に組みつけられ、本体ケース２０及びカバーケース８０間で固定される。特に本実施形態では、流入流路２３と移送流路５１との接続部分、移送流路５１と第１接続流路２４との接続部分、第２接続流路２５と計測流路４１との接続部分、計測流路４１と流出流路２７との接続部分それぞれの短手方向前後の位置で、カバーケース８０及び本体ケース２０とが締結される。これにより、図２に示すように、各流路の接続部分を上から下に押さえつける荷重が生じ、輸液ポンプ５０及び流量センサ４０は、各流路の接続部分のガスケット６０が圧縮された状態で本体ケース２０に組みつけられ、薬液の漏れを確実に防止することができる。
【００２１】
以上のように、本実施形態の輸液ポンプモジュール１０では、流路が形成された本体ケース２０内に輸液ポンプ５０及び流量センサ４０が収容されることにより１つの流路が構成されるため、移送する薬液の量を制御可能であってコンパクトな輸液ポンプモジュールを提供することができる。
【００２２】
また、本実施形態の輸液ポンプモジュール１０では、内部に薬液を流して流量を計測する流量センサ４０を用いているため、外部から流量を計測する流量センサを用いる場合に比べ安価にすることができ、ディスポーザブルに適した輸液ポンプモジュールとすることができる。
【００２３】
また、本実施形態の輸液ポンプモジュール１０は、輸液ポンプ５０及び流量センサ４０を長手方向に並べて配置したシンプルな構造であるため、設計変更にも柔軟に対応することができる。なお、輸液ポンプ５０及び流量センサ４０を並べて配置する場合、輸液ポンプ５０から流量センサ４０に輸液を移送するために、Ｕ字型の流路が必要となる。しかし、本体ケース２０は、射出成形により成形されるため、本体ケース２０内にＵ字型の流路を形成することは困難である。このため、本実施形態の輸液ポンプモジュール１０では、Ｕ字型の補助流路３１が形成された補助ケース３０を本体ケース２０に接合することで対応している。
【００２４】
また、本実施形態の輸液ポンプモジュール１０は、全ての部品において一方向（例えば、上部から下部方向）に組立可能な形状であるため、組み立て容易性の向上を図ることができ、組み立て設備の簡略化も図ることができる。特に本実施形態では、ガスケット６０として、長方形のシリコンゴムシートを用いているため、Ｏリングなどを用いる場合に比べ、ガスケットの位置決めが容易になるとともに部品数を削減できるので、組み立てを更に容易化することができる。
【００２５】
また、本実施形態の輸液ポンプモジュール１０では、各部品の接合や液漏れを防止するために接着や溶着などの手法を用いず、溶剤による接合やガスケットを用いて液漏れを防止する。このため本実施の形態では、各流路を流れる薬液に接着剤の成分などが混入する恐れはない。特に本実施形態では、本体ケース２０及び補助ケース３０のように、溶剤による接合が可能な部材間では溶剤接合を採用し、輸液ポンプ５０及び本体ケース２０、並びに流量センサ４０及び本体ケース２０のように溶剤接合に向かない部材間ではガスケットを用いる。これにより、ガスケット数を削減できる。なお、輸液ポンプ５０などは、シリコンウェハであるため溶剤接合では密着性を確保しづらく、駆動時の振動により接合部が破壊される恐れがあるため溶剤接合に向かない。
【００２６】
次に、本実施形態の輸液システムの構成について説明する。
【００２７】
図３は、上述した輸液ポンプモジュール１０を含む輸液システム１００の概略構成の一例を示す模式図である。図３に示すように、本実施形態の輸液システム１００は、輸液ポンプモジュール１０と、システムコントローラ９５とを備える。また、輸液ポンプモジュール１０の流入口２２は、チューブ９１を介して、生体に注入される薬液ＬＭが収容された容器９０と接続される。また、輸液ポンプモジュール１０の流出口２６は、チューブ９２を介して、生体（血管）内に刺し入れられる注射針９４が取り付けられた取り付け具９３と接続される。なお、チューブ９１及びチューブ９２には、弾力性が高く自己拡張性のある可撓性チューブが用いられている。
【００２８】
そして、システムコントローラ９５による輸液ポンプモジュール１０の制御により、容器９０に収容されている薬液ＬＭは、チューブ９１、輸液ポンプモジュール１０、チューブ９２、及び注射針９４という流路を流れる。
【００２９】
システムコントローラ９５は、輸液ポンプモジュール１０を制御するものであり、例えば、マイクロコンピュータなどにより実現できる。システムコントローラ９５は、輸液ポンプモジュール１０内のＰＣＢ７０と電気的に接続されており、ＰＣＢ７０を介して流量センサ４０から薬液ＬＭの流量の計測結果を受信する。そして、システムコントローラ９５は、受信した計測結果に応じて輸液ポンプ５０に備えられた圧電素子５５の振動を制御し、輸液ポンプ５０による薬液の移送量を制御する。具体的には、システムコントローラ９５は、受信した計測結果を用いて、薬液ＬＭの流量が定められた目標量に一致するように、輸液ポンプ５０に備えられた圧電素子５５に印加する電圧パルスの電圧値及び周波数の少なくとも一方を調整する。
【００３０】
なお、システムコントローラ９５には、操作者が薬液の（目標）注入量と（目標）注入時間等を入力するための操作パネル（図示省略）、薬液ＬＭの注入状況を表示する表示パネル（図示省略）、注入状況の異常を伝える警報装置（図示省略）などのインターフェースも備えられている。
【００３１】
以上のように、本実施形態の輸液システム１００では、輸液ポンプモジュール１０内に輸液ポンプ５０及び流量センサ４０が収納されており、流量センサ４０の計測結果をフィードバックして輸液ポンプ５０による移送流量を調整できるので、流量誤差の少ないコンパクトなポンプモジュールを用いた輸液システムを実現できる。
【００３２】
（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００３３】
上記実施形態では、輸液ポンプモジュール内にＰＣＢを収容する例について説明したが、図４に示す輸液ポンプモジュール１１０のように、ＰＣＢを含めないようにしてもよい。この場合には、図４に示すように、システムコントローラ９５と連通しているハーネス１２０によって、下カバーケース１８０に形成された貫通孔１８１〜１８７を通して、輸液ポンプ５０及び流量センサ４０とシステムコントローラ９５との電気的接続を行うようにすればよい。このようにすると、輸液ポンプモジュール１１０の構成部品が減少し、さらなる小型化が可能となる。また、輸液ポンプモジュール１１０をディスポーザブルにする場合であってもＰＣＢを捨てる必要がなくなり、安価である上に、環境負荷も低減する。
【００３４】
また、上記実施形態では、各流路の屈曲部に特段の加工を施していないが、各流路の屈曲部にカーブを施してもよい。これにより、薬液の液だまりなどを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０、１１０  輸液ポンプモジュール
２０  本体ケース
２１  凹部
２２  流入口
２３  流入流路
２４  第１接続流路
２５  第２接続流路
２６  流出口
２７  流出流路
２３Ａ、２４Ａ、２５Ａ、２７Ａ  溝
３０  補助ケース
３１  補助流路
４０  流量センサ
４１  計測流路
５０  輸液ポンプ
５１  移送流路
５５  圧電素子
６０  ガスケット
６１〜６４  突起
７０  ＰＣＢ
８０、１８０  カバーケース
９０  容器
９１、９２  チューブ
９３  取り付け具
９４  注射針
９５  システムコントローラ
１００  輸液システム
１２０  ハーネス
１８１〜１８７  貫通孔
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開平８−３０３３５２号公報
【図１】
2011131042.tif 000003
【図２】
2011131042.tif 000004
【図３】
2011131042.tif 000005
【図４】
2011131042.tif 000006