(57)【要約】【課題】チューブの閉塞状態の検知精度がより一層向上した利便性に優れる送液装置を提供する。【解決手段】輸液ポンプ１０は、複数のフィンガ２１０ａ〜２１０ｄと、複数のフィンガのそれぞれを輸液チューブ１１０に対して個別に進退移動させる複数の偏心カム２２０ａ〜２２０ｄを備えるカムシャフト２３０と、カムシャフトを回転駆動する駆動部２５０と、駆動部の動作制御を行う制御部３００と、カムシャフトの回転角度が所定の角度に達した際に輸液チューブの内圧の変化を検出する閉塞センサ１６２と、閉塞センサが検出した検出結果に基づいて輸液チューブの閉塞状態を判定する判定部３０３と、を有する。【選択図】図１
2015181550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液が流通可能なチューブの延伸方向に沿ってそれぞれ配列され、前記チューブを外周面側から押圧することにより前記薬液を前記チューブの一端側から他端側へ送り出す複数のフィンガと、
前記複数のフィンガのそれぞれを前記チューブに対して個別に進退移動させる複数の偏心カムを備えるカムシャフトと、
前記カムシャフトを回転駆動する駆動部と、
前記駆動部の動作制御を行う制御部と、
前記カムシャフトの回転角度が所定の角度に達した際に前記チューブの内圧の変化を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部が検出した検出結果に基づいて前記チューブの閉塞状態を判定する判定部と、を有する送液装置。
【請求項２】
前記圧力検出部は、前記複数のフィンガが配置された位置よりも前記薬液の送液方向の下流側で前記チューブの内圧の変化を検出可能に配置されており、前記複数のフィンガのうち最も下流側に配置された一のフィンガが、前記チューブに対して最も後退する下死点と前記チューブに対して最も前進する上死点との間の中間点に移動したときに前記チューブの内圧を検出する、請求項１に記載の送液装置。
【請求項３】
当該送液装置が、通常流量モードと高流量モードでの送液動作が可能な輸液ポンプであり、
前記判定部は、前記高流量モードで送液が実施されている場合において前記チューブの内圧が所定の閉塞圧よりも低い値に設定された予備閉塞圧に達しているときに前記チューブが閉塞していると判定する、請求項１または請求項２に記載の送液装置。
【請求項４】
前記圧力検出部は、前記チューブの外径の変化に基づいて前記チューブの内圧の変化を検出する検出端を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項５】
前記判定部により前記チューブが閉塞していると判定された場合にその旨を報知する報知部をさらに有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の送液装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液の送液に使用される送液装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チューブの外周面を複数のフィンガにより押圧して、チューブ内に流入させた薬液を患者等へ送液するポンプ機構を備えた送液装置が医療分野において広く使用されている。下記特許文献１に記載されているように、この種のポンプ機構では、複数の偏心カムを備えるカムシャフトの回転動作に連動させて各フィンガをチューブに対して所定の周期で進退移動させることにより適正な流速での送液を実現している。より具体的には、送液方向の上流側に配置したフィンガによる押圧を解除してチューブ内へ薬液を流入させた後、各フィンガによってチューブ各部を順次に押圧して蠕動運動するように変形させることで薬液を送り出している。
【０００３】
また、上記送液装置には、複数のフィンガを備えるポンプ機構に加えてチューブ内を流れる薬液の圧力（チューブの内圧）をモニタリングする圧力センサが備えられている。この送液装置では、圧力センサによるモニタリングの結果に基づいてチューブの閉塞状態を検知している。閉塞状態の検知はチューブの内圧が所定の閾値に到達したか否かで判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０６２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように薬液を送り出す際にチューブは蠕動運動するように変形するため、チューブの内圧は蠕動運動の周期に応じて連続的に変動し、同様に圧力センサにより検出される検出値も蠕動運動の影響を受けて一定の周期で変動する。このため、例えば、チューブの内圧が比較的高いタイミング、すなわち、閉塞判定の基準となる閾値と検出値との間の差が相対的に小さいタイミングで取得した検出値に基づいて閉塞状態の判定が行われてしまうと、閉塞を誤検知する虞がある。また、チューブの内圧が比較的低いタイミング、すなわち、閉塞判定の基準となる閾値と検出値との間の差が相対的に大きいタイミングで取得した検出値に基づいて閉塞状態の判定が行われてしまうと、閉塞が生じているにも関わらず閉塞検知を取り逃がしてしまう虞がある。
【０００６】
このように、チューブの閉塞状態を検知するに際して、内圧の変動を何ら考慮していないタイミングで検出値を取得し、さらにその検出値に基づいて閉塞の有無を判定してしまうと、検出値を取得するタイミングに判定結果が左右されてしまうことがあり、信頼性の高い判定結果が得られなくなるという問題が生じ得る。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、チューブの閉塞状態の検知精度がより一層向上した利便性に優れる送液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】
【０００８】
本発明に係る送液装置は、薬液が流通可能なチューブの延伸方向に沿ってそれぞれ配列され、前記チューブを外周面側から押圧することにより前記薬液を前記チューブの一端側から他端側へ送り出す複数のフィンガと、前記複数のフィンガのそれぞれを前記チューブに対して個別に進退移動させる複数の偏心カムを備えるカムシャフトと、前記カムシャフトを回転駆動する駆動部と、前記駆動部の動作制御を行う制御部と、前記カムシャフトの回転角度が所定の角度に達した際に前記チューブの内圧の変化を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部が検出した検出結果に基づいて前記チューブの閉塞状態を判定する判定部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る送液装置によれば、カムシャフトの回転角度が所定の角度に達した際に圧力検出部が検出したチューブの内圧に基づいて当該チューブの閉塞状態を判定するように構成されているため、内圧を検出するタイミングに起因した判定結果の信頼性の低下が招かれるのを防止することができる。よって、チューブの閉塞状態の検知精度がより一層向上した利便性に優れる送液装置を提供することが可能になる。
【００１０】
また、圧力検出部が、複数のフィンガが配置された位置よりも薬液の送液方向の下流側でチューブの内圧の変化を検出するように配置されており、かつ、複数のフィンガのうち最も下流側に配置された一のフィンガが下死点と上死点との間の中間点に移動したときにチューブの内圧を検出するように構成されている場合、各フィンガによるチューブの押圧動作に伴う内圧の変動の影響が軽減される好適なタイミングで検出が行われることになるため、閉塞の誤検知が発生するのをより確実に防止することが可能になる。
【００１１】
また、当該送液装置が通常流量モードと高流量モードでの送液動作が可能な輸液ポンプであり、かつ、判定部が、高流量モードで送液が実施されている場合にチューブの内圧が所定の閉塞圧よりも低い値に設定された予備閉塞圧に達しているときに閉塞していると判定するように構成されている場合、高流量での送液が実施されている最中にチューブの内圧が予備閉塞圧に達したか否かの判定が精度良く実施される利便性に優れる輸液ポンプを提供することが可能になる。
【００１２】
また、圧力検出部が、チューブの外径の変化に基づいてチューブの内圧の変化を検出する検出端を有する場合、内圧の変動に伴うチューブの外径の変化を経時的に捉えることが可能な比較的簡便な構成のセンサが使用されるため、装置構成の簡素化および製造コストの削減を図ることが可能になる。
【００１３】
また、判定部によりチューブが閉塞していると判定された場合にその旨を報知する報知部を有するように構成されている場合、チューブが閉塞状態にあることを使用者に迅速に報知することが可能になるため、安全面および使い勝手の面でより一層優れた送液装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る送液装置の正面図である。
【図２】実施形態に係る送液装置の内部構成を簡略化して示す正面図である。
【図３】実施形態に係る送液装置が備えるポンプ機構の構成を模式的に示す図である。
【図４】制御部の機能を説明するためのブロック図である。
【図５】カムシャフトの回転角度とフィンガの動作との関係を模式的に示す図である。
【図６】フィンガの動作例を説明する図である。
【図７】フィンガの動作例を説明する図である。
【図８】閉塞検知に関する処理を示すフローチャートである。
【図９】チューブの内圧の変動を時系列で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１６】
図１〜図３は、実施形態に係る送液装置の各部の構成の説明に供する図、図４は、実施形態に係る制御部の機能を説明するためのブロック図、図５〜図７は、フィンガの動作例を示す図、図８は、閉塞検知に関する処理を示すフローチャート、図９は、チューブの内圧の変動を時系列で示す図である。
【００１７】
まず、送液装置の各部の構成を説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態では、医療分野において使用される輸液ポンプ１０に本発明に係る送液装置を適用した例を説明する。
【００１９】
図１に示すように、輸液ポンプ１０は、輸液チューブ１１０が装着可能に構成されている。輸液チューブ１１０の送液方向の上流側（図中上側）には、所定の薬液が収容された輸液バック１００が接続される。また、輸液チューブ１１０の送液方向の下流側（図中下側）には、クレンメ（クランプ部材）１１２及び静脈刺針１１３が接続される。静脈刺針１１３が患者の静脈に刺針されることで、輸液バッグ１００内の薬液が設定された所定の流量（ｍｌ／ｈ）で患者に注入される。
【００２０】
輸液ポンプ１０の正面部には、各種情報が表示される表示部１２０と、操作スイッチ類が配置された操作部１３０が設けられている。図２には輸液ポンプ１０の本体部１６０の内部が示される。輸液ポンプ１０の内部は、当該輸液ポンプ１０の奥行方向の中程に設けられた開閉可能なドア部１４０を開くことで外部から視認することが可能になっている。ドア部１４０の開閉は、輸液ポンプ１０の正面部に設けられたドアロックレバー１４１を引き上げ・押し下げ操作することで行われる。
【００２１】
図１に示すように、表示部１２０には、単位時間あたりの流量（送液速度）の設定値と実績値とを切り替えて表示する流量表示部１２１と、予定量と積算量とを切り替えて表示する予定量積算量表示部１２２と、輸液ポンプ１０の動作状態に関する各種アラームを表示するアラーム表示部１２３と、輸液チューブ１１０の閉塞検出感度（後述する閉塞センサ１６２の検出感度）の設定レベルを「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」で表示する閉塞圧設定表示部１２４が配置されている。閉塞検出感度の設定レベルの変更は、操作部１３０のアップダウンスイッチ１３１等を操作することで行われる。
【００２２】
アラーム表示部１２３には、後述する気泡検出センサ１６１によって輸液チューブ１１０内に気泡が検出された場合に点灯する「気泡ランプ」と、輸液ポンプ１０の内蔵バッテリの電圧が低下した場合に点灯する「バッテリランプ」と、後述する判定部３０３によって輸液チューブ１１０が閉塞したと判定された場合に点灯する「閉塞ランプ」と、ドア部１４０が開状態になった場合に点灯する「ドアランプ」と、輸液が完了した際に点灯する「完了ランプ」が配置されている。
【００２３】
操作部１３０には、送液速度や予定量等を設定するためのアップダウンスイッチ１３１と、押圧されている間は設定された所定の送液速度（ｍｌ／ｈ）よりも速い送液速度での送液を実施可能にする早送りスイッチ１３２と、押圧されることで輸液を開始させる開始スイッチ１３３と、押圧されることで輸液を強制停止させる停止スイッチ１３４と、輸液ポンプ１０の電源のＯＮ／ＯＦＦを操作するための電源スイッチ１３５が配置されている。なお、停止スイッチ１３４は、押圧されることで消音モードへの切り替えを行うモード切替スイッチとしての機能も備える。
【００２４】
電源スイッチ１３５に隣接した位置には、商用電源または直流電源を使用している際に点灯する「電源ランプ」と、内蔵バッテリの充電中に点灯し、かつ、内蔵バッテリの残量を表示する「バッテリランプ」が配置されている。
【００２５】
輸液ポンプ１０の正面部の上方には、動作インジケータ１５０が配置されている。動作インジケータ１５０は、輸液ポンプ１０の動作状態に応じて、その動作状態を外部に示すように点灯または点滅するように構成されている。具体的には、動作インジケータ１５０の内部には赤色と緑色に発光する発光ダイオードが内蔵されている。通常の速度での送液動作や早送りでの送液動作を実施している際は緑色または赤色に点灯し、スタンバイ状態のときは赤色と緑色が交互に点滅して輸液を即座に開始できる状態であることを報知する。
【００２６】
次に、輸液ポンプ１０のドア部１４０の内面の構成と、輸液ポンプ１０の内部の構成について説明する。
【００２７】
図２に示すように、ドア部１４０は、ヒンジ部１４２を介して本体部１６０に回動可能に取り付けられている。これにより、ドア部１４０は本体部１６０に対して開閉自在となっている。
【００２８】
ドア部１４０の内面には、当該ドア部１４０を閉じた際に本体部１６０内に薬液が浸入するのを防止するシール部材１４３と、後述する各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄとの間で輸液チューブ１１０を支持するバックプレート機構１４４と、後述する閉塞センサ１６２との間で輸液チューブ１１０を挟持する押え板１４５が配置されている。
【００２９】
シール部材１４３は、例えば、エラストマー等の樹脂材料からなる公知のシール材によって構成される。
【００３０】
バックプレート機構１４４は、後述するフィンガ２１０ａ〜２１０ｄによって輸液チューブ１１０を押圧する際に輸液チューブ１１０の背面を支持する。
【００３１】
輸液ポンプ１０の本体部１６０の内部には、輸液チューブ１１０内の気泡の有無を検出する気泡検出センサ１６１と、輸液チューブ１１０の内圧の変化を検出する閉塞センサ（圧力検出部に相当する）１６２と、輸液チューブ１１０を保持して位置ずれが生じるのを防止するクランプ部１６３と、クランプ部１６３による輸液チューブ１１０のクランプを解除する解除レバー１６４と、輸液チューブ１１０を上下方向に沿って安置するための溝部１６５と、輸液チューブ１１０を介した送液動作を駆動するポンプ機構２００が配置されている。
【００３２】
気泡検出センサ１６１は、輸液チューブ１１０の内部に混入する気泡の内で、チューブ内における長さが所定長さ（例えば、約１０ｍｍ）となる所定量（約０．０８ｃｃ）以上のものを検出する。気泡検出センサ１６１により気泡が検出された場合には、図１に示す表示部１２０の「気泡ランプ」が点灯して、その旨の報知が行われる。気泡検出センサ１６１は、例えば、公知の超音波センサなどによって構成することが可能である。
【００３３】
閉塞センサ１６２は、図６（Ａ）に示すプランジャー１６３（接触端に相当する）の移動を検知することにより輸液チューブ１１０の内圧を計測するセンサにより構成されている。
【００３４】
プランジャー１６３は、後述する複数のフィンガ２１０ａ〜２１０ｄが配置された位置よりも薬液の送液方向の下流側（図６の右側）で輸液チューブ１１０の内圧の変化を検出するように配置されている。また、プランジャー１６３は、輸液チューブ１１０の外表面に常時接触するように配置される。輸液チューブ１１０の内圧が変動して輸液チューブ１１０の外径が変化すると、その変化量に応じてプランジャー１６３は移動する。例えば、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、輸液チューブ１１０の内圧が高まり、輸液チューブ１１０が膨れるように変形すると、プランジャー１６３が押されて、図中上方向へ移動する。同様に、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、輸液チューブ１１０の内圧が低下して、輸液チューブ１１０が収縮するように変形すると、プランジャー１６３は輸液チューブ１１０側へ向けて移動する。プランジャー１６３の移動量に基づいて輸液チューブ１１０においてプランジャー１６３が接する部位の内圧が検出される。
【００３５】
なお、閉塞センサ１６２は、輸液チューブ１１０の内圧が計測可能であればその構成は特に限定されず、例えば、永久磁石と、当該永久磁石の移動量をアナログ的に検出するピックアップとを備える公知のセンサなどによって構成してもよい。
【００３６】
次に、ポンプ機構２００について説明する。
【００３７】
図３に示すように、ポンプ機構２００は、本体部１６０に装着した輸液チューブ１１０の延伸方向に沿ってそれぞれ配列される複数のフィンガ２１０ａ〜２１０ｄと、複数のフィンガ２１０ａ〜２１０ｄのそれぞれを輸液チューブ１１０に対して個別に進退移動させる複数の偏心カム２２０ａ〜２２０ｄを備えるカムシャフト２３０と、カムシャフト２３０を回転自在な状態で保持する保持フレーム２４０を有する。
【００３８】
ポンプ機構２００には、送液方向の上流側から下流側（図３の上下方向）に向かって順に配置された、第１フィンガ２１０ａ、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃ、第４フィンガ２１０ｄの４つのフィンガが備えられている。また、カムシャフト２３０には、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄに対してそれぞれ対向配置される第１〜第４偏心カム２２０ａ〜２２０ｄの４つの偏心カムが備えられている。
【００３９】
各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄは、板状の部材により構成されており、相互に摺動しながら個別に移動（進退移動）可能となっている。
【００４０】
各偏心カム２２０ａ〜２２０ｄは、その中心がカムシャフト２３０に対して偏心している。ここで、図５を参照して、第４偏心カム２２０ｄおよび第４フィンガ２１０ｄの例を挙げてカムシャフト２３０の回転角度（回転量）とフィンガの進退移動量の関係を説明する。
【００４１】
図５には、カムシャフト２３０が９０°回転するごとの第４フィンガ２１０ｄの位置が示されている。なお、図中の破線Ｍは、カムシャフト２３０の回転中心位置を示しており、角度θ１〜θ５は、カムシャフト２３０の回転角度を示している。
【００４２】
カムシャフト２３０が１回転（３６０°）すると、第４フィンガ２１０ｄが輸液チューブ１１０に対して最も前進する上死点Ｐ３と第４フィンガ２１０ｄが輸液チューブ１１０に対して最も後退する下死点Ｐ１との間を１回往復する。また、第４フィンガ２１０ｄは、上死点Ｐ３と下死点Ｐ１とを往復する間に、上死点Ｐ３と下死点Ｐ１の中間位置となる中間点Ｐ２を２回経由する。図示するように、カムシャフト２３０が９０°回転した際、および、２７０°回転した際に第４フィンガ２１０ｄは中間点Ｐ２に移動する。なお、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄの個別の動作については後述する。
【００４３】
図３に示すように、カムシャフト２３０の下端部は、保持フレーム２４０に設けられたベアリング２４１によって回転自在に支持されている。カムシャフト２３０の上側部分は、保持フレーム２４０の壁部を貫通して上方に突出している。この貫通した壁部にはベアリング２４２が設けられており、ベアリング２４２によってカムシャフト２３０の上側部分が回転自在に支持されている。
【００４４】
カムシャフト２３０の上端部にはタイミングプーリ２４３が取り付けられている。カムシャフト２３０のタイミングプーリ２４３と、駆動部２５０の回転軸２５１に取り付けられたタイミングプーリ２５３との間にタイミングベルト２６０が巻き掛けられている。駆動部２５０がタイミングプーリ２５３を回転させると、この回転に連動してカムシャフト２３０が回転する。駆動部２５０は、制御部３００によって駆動制御（回転数制御）される。駆動部２５０には、例えば、公知の電動モータを使用することができる。
【００４５】
駆動部２５０の駆動によりカムシャフト２３０が回転すると、各偏心カム２２０ａ〜２２０ｄは各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄに当接した状態で回転する。各偏心カム２２０ａ〜２２０ｄの回転に伴って、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄが輸液チューブ１１０に対して順次前進または後退する。具体的には、図６（Ａ）〜図７（Ｂ）の各図に示すように、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄが移動する。このような各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄの進退移動によって輸液チューブ１１０に蠕動運動が付与され、当該輸液チューブ１１０内の薬液が上流側から下流側へと送り出される。なお、ポンプ機構２００は、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄにより輸液チューブ１１０を完全開放から完全閉塞までしごいて送液するように動作可能に構成してもよいし、輸液チューブ１１０を一定量だけつぶして、その分の液量を送液するように動作可能に構成してもよい。
【００４６】
次に、図４を参照して、制御部３００について説明する。
【００４７】
制御部３００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等でなる公知のマイクロコンピュータにより構成されており、輸液ポンプ１０の各部の動作を統轄的に制御する。制御部３００が備えるＣＰＵがＲＯＭに予め格納されている各種プログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、所定の処理が実行される。また、制御部３００は、各種の設定情報や制御プログラムを記憶する記憶部３０１、送液量の演算等を実行する演算部３０２、および閉塞センサ１６２の検出結果に基づいて閉塞の有無を判定する判定部３０３としての機能も備えている。
【００４８】
制御部３００には、気泡検出センサ１６１および閉塞センサ１６２がそれぞれ検出した検出結果が入力される。操作部１３０を介して入力した設定内容も制御部３００に入力される。例えば、制御部３００は、図１に示す操作部１３０を操作して設定（入力）された輸液流量（単位時間当たりの輸液の送り量）の設定値に応じて、駆動部２５０を制御することにより輸液流量を可変に調整する。輸液ポンプ１０においては、例えば、通常は、通常送液モードとして、輸液流量が０．１ｍｌ／ｈ〜１４９．９ｍｌ／ｈで設定され、流量を増加させる場合の高流量モードとして、輸液流量が１５０ｍｌ／ｈ〜１２００ｍｌ／ｈで設定される。
【００４９】
制御部３００は、表示部１２０に輸液流量などの動作情報を表示する処理、気泡検出センサ１６１の検出結果に基づいて気泡混入が発生していると判定された場合にその旨を表示部１２０に表示するとともに報知部１７０を介して外部へ報知する処理、閉塞センサ１６２の検出結果に基づいて閉塞が発生していると判定された場合にその旨を表示部１２０に表示するとともに報知部１７０を介して外部へ報知する処理などを行う。報知部１７０は、例えば、表示部１２０に設けられた「閉塞ランプ」や「気泡ランプ」、警告用の光を発する動作インジケータ１５０、所定の警告音を発音するブザーなどによって構成することが可能である。
【００５０】
次に、輸液ポンプ１０の動作例とともに、閉塞センサ１６２が検出した結果に基づいて閉塞が発生しているか否かの判定を行う判定処理の流れを説明する。
【００５１】
図６および図７には、カムシャフト２３０が１回転（３６０°）するまでの間に実施される各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄの進退移動が示される。
【００５２】
まず輸液を開始するにあたり、図６（Ａ）に示すように、所定量の薬液を輸液チューブ１１０内に流入させる。この際、最も上流側に位置する第１フィンガ２１０ａは下死点Ｐ１に位置し、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃは中間点Ｐ２に位置し、最も下流側に位置する第４フィンガ２１０ｄは上死点Ｐ３に位置する。輸液チューブ１１０の各部の内圧は輸液チューブ１１０内への薬液の流入量に比例しており、上流側の部位よりも下流側の部位が小さくなる。したがって、図示するように輸液チューブ１１０の外径は上流側から下流側にかけて徐々に小さくなる。この際、第４フィンガ２１０ｄよりも下流側に位置するプランジャー１６３が検出する検出値（内圧）は、第４フィンガ２１０ｄが上死点Ｐ３に位置する影響を受けて比較的小さなものとなる。
【００５３】
図６（Ｂ）には、カムシャフト２３０を９０°回転させた際の様子が示される。カムシャフト２３０が９０°回転すると、第１フィンガ２１０ａは上死点Ｐ３に移動し、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃは下死点Ｐ１に移動し、第４フィンガ２１０ｄは中間点Ｐ２に移動する。第１フィンガ２１０ａが閉じて、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃが開くことにより、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃ付近で所定量の薬液が確保される。この際、プランジャー１６３が検出する検出値は、第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２に位置する影響を受けて、カムシャフト２３０が回転する前（図６（Ａ）に示す状態）よりも大きなものとなる。
【００５４】
図６（Ｃ）には、カムシャフト２３０を１８０°回転させた際の様子が示される。カムシャフト２３０が１８０°回転すると、第１フィンガ２１０ａは上死点Ｐ３に移動し、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃは中間点Ｐ２に移動し、第４フィンガ２１０ｄは下死点Ｐ１に移動する。第４フィンガ２１０ｄが開いた状態で、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃが輸液チューブ１１０を押圧することにより薬液が下流側へ向けて送り込まれる。この際、プランジャー１６３が検出する検出値は、薬液が下流側へ送り出される影響を受けて、カムシャフト２３０が９０°回転したとき（図６（Ｂ）に示す状態）よりも大きなものとなる。
【００５５】
図７（Ａ）には、カムシャフト２３０を２７０°回転させた際の様子が示される。カムシャフト２３０が２７０°回転すると、第１フィンガ２１０ａは中間点Ｐ２に移動し、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃは上死点Ｐ３に移動し、第４フィンガ２１０ｄは中間点Ｐ２に移動する。第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃが上死点Ｐ３へ移動するのに伴い輸液チューブ１１０が押されて、第２フィンガ２１０ｂ、第３フィンガ２１０ｃ付近に確保された薬液が送り出される。この際、プランジャー１６３が検出する検出値は、第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２に位置する影響を受けて、カムシャフト２３０が９０°回転したとき（図６（Ｂ）に示す状態）とほぼ同様の大きさとなる。
【００５６】
図７（Ｂ）には、カムシャフト２３０を３６０°回転させた際の様子が示される。カムシャフト２３０が３６０°回転すると、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄは、図６（Ａ）に示す回転前の初期位置に戻る。
【００５７】
以上のように、カムシャフト２３０が１回転する間に各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄのそれぞれが上死点Ｐ３、中間点Ｐ２、下死点Ｐ１を経由するように移動することで輸液チューブ１１０に対して押圧力が付与されて、その結果、輸液チューブ１１０内の薬液が上流側から下流側へ向けて送液される。
【００５８】
図９を参照して、閉塞センサ１６２（プランジャー１６３）が検出する検出値とカムシャフト２３０の回転角度の関係を説明する。
【００５９】
前述したように、閉塞センサ１６２が検出する検出値は、閉塞センサ１６２の上流側に配置された第４フィンガ２１０ｄの位置に依存する。また、第４フィンガ２１０ｄは、カムシャフト２３０が１回転する間に、上死点Ｐ３→中間点Ｐ２→下死点Ｐ１→中間点Ｐ２→上死点Ｐ３を移動する。したがって、閉塞センサ１６２が検出する検出値は、第４フィンガ２１０ｄの移動周期Ｔに合わせて図９に示すように正弦波状に変動する。より具体的には、第４フィンガ２１０ｄが上死点Ｐ３に位置するときには検出値は最小値となり、第４フィンガ２１０ｄが下死点Ｐ１に位置するときには検出値は最大値となり、第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２に位置するときには検出値は最大値と最小値の間の平均値となる。
【００６０】
輸液ポンプ１０においては、輸液チューブ１１０内の閉塞状態の検知は、予め設定された閉塞設定圧（完全閉塞圧・予備閉塞圧）と閉塞センサ１６２により検出した検出値とを比較して行われる。例えば、閉塞センサ１６２が図中の二点鎖線ｂで示すように閉塞設定圧を超えた検出値を検出した場合には閉塞しているとの判定がなされる。閉塞が生じる原因としては、例えば、プランジャー１６３が配置された位置よりも下流側（患者側）で輸液チューブ１１０がキンクしていたり、異物等の堆積により閉塞が生じていたりすることが挙げられる。一方、閉塞センサ１６２が検出した検出値が閉塞設定圧を超えていない場合には正常に輸液が実施されていると判定される。
【００６１】
例えば、第４フィンガ２１０ｄが下死点Ｐ１に移動したときに取得された検出値に基づいて閉塞状態の判定を行うと、検出値と閉塞設定圧との間の差が相対的に小さくなるため、閉塞を誤検知し易くなってしまう。これに対して、例えば、第４フィンガ２１０ｄが上死点Ｐ３に移動したときに取得された検出値に基づいて閉塞状態の判定を行うと、検出値と閉塞設定圧との間の差が相対的に大きくなるため、閉塞検知を取り逃がしてしまう虞がある。すなわち、輸液チューブ１１０の内圧は、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄの押圧動作により連続的に変動するため、内圧の変動を何ら考慮しないタイミングで取得した検出値に基づいて閉塞状態を判定すると、上記のような誤検知や閉塞検知の取り逃がしといった問題が発生し得る。
【００６２】
輸液ポンプ１０においては、上記のような問題が発生するのを未然に防ぐために、カムシャフト２３０の回転角度を基準にした所定のタイミングで検出値を取得し、その検出値に基づいて閉塞状態の判定を実施するように動作制御がなされる。より具体的には、第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２に移動したとき（周期Ｔ中における時間ｔ１１、ｔ２１のタイミング）に検出値を取得して、その検出値に基づいて閉塞状態を判定する。前述したように、第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２に移動する際には、カムシャフト２３０の回転角度は、９０°、２７０°に達する（図５を参照）。このため、カムシャフト２３０の回転角度をモニタリングすることにより、第４フィンガ２１０ｄの位置が容易に把握される。そして、第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２に移動したときは、検出値の値が最大値と最小値の間の平均値となるため、誤検知や取り逃がしなどの発生を好適に防止することが可能になる。カムシャフト２３０の回転角度のモニタリングは、例えば、９０°、２７０°の回転位置にスリットを設けた円盤をカムシャフト２３０の回転軸に取り付け、このスリットの位置を光学的に検出することにより行うことができる。
【００６３】
なお、第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２に移動したときに検出した検出値に基づいて閉塞状態を判定することがより好ましいが、例えば、第４フィンガ２１０ｄが上死点Ｐ３および下死点Ｐ１以外の位置にあるときに検出した検出値であれば、誤検知等の発生を防止する機能が向上されるため、第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２以外の位置に移動したときの検出値に基づいて閉塞状態の判定を実施するように構成してもよい。
【００６４】
輸液ポンプ１０では、高流量モード（通常よりも高速で輸液を実施するモード）で輸液が行われている場合に、カムシャフト２３０の回転角度を考慮したタイミングでの検出値の取得が実施される。これは、次のような理由による。
【００６５】
通常流量モードで輸液を実施する場合、カムシャフト２３０の回転速度は比較的遅くなるため、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄが輸液動作を１サイクル（１周期）するのに要する時間も長くなる。例えば、カムシャフト２３０が所定の回転角度に到達した際に取得した検出値のみに基づいて閉塞状態を判定するように構成される場合、閉塞が発生したタイミングと検出結果を取得するタイミングとの間でタイムラグが生じる虞がある。タイムラグが生じると、閉塞検知が発生しているにも関わらずその旨をユーザー等に速やかに報知することができなくなる。このため、カムシャフトの回転速度が比較的速い（サイクルタイムが短い）高流量モードで輸液を実施している場合に閉塞状態の判定を実施することとしている。
【００６６】
また、輸液ポンプ１０には、輸液チューブ１１０内を薬液が全く流通しなくなる、いわゆる「完全閉塞」が生じていることを判定するための閾値とともに、針はずれやキンクなどを原因とする、いわゆる「予備閉塞（薬液の流れが完全に閉塞されていない状態）」を判定する閾値を設定している（図９を参照）。予備閉塞は、通常、完全閉塞圧を１００％とした場合に、その割合（例えば、８０％）で設定される。例えば、上記のように高流量モードで輸液が行われている場合、輸液チューブ１１０の内圧の変動幅が比較的大きくなるため、予備閉塞を誤検知する可能性が高くなってしまう。特に、輸液ポンプ１０のように、もともと高流量での送液が予定されている医療機器において、閉塞検出感度が高レベルに設定されるような場合には、予備閉塞が誤検知され易くなってしまう。前述したように、輸液ポンプ１０においては、薬液の流動による内圧の変動の影響が小さくなるタイミングで検出値を取得するため、予備閉塞の検知を目的とする場合においても誤検知が発生することを好適に防止することができる。
【００６７】
次に、図８を参照して、制御部３００（判定部３０３）による判定処理を説明する。
【００６８】
図８に示すように、閉塞判定を行うにあたり、高流量モードで輸液が実施されているか否かの判定が行われる（Ｓ１２）。通常流量モードで輸液が実施されている場合は、ステップ（Ｓ２１）へ進み、高流量モードで輸液が実施されている場合は、ステップ（Ｓ１３）へ進む。
【００６９】
ステップ（Ｓ２１）では、閉塞センサ１６２による検出値の取得が行われる。次に、ステップ（Ｓ２２）において、検出値が予備閉塞圧を超えているか否かが判定される。検出値が予備閉塞圧を超えていると判定された場合は、ステップ（Ｓ１７）へ進む。一方、検出値が予備閉塞圧を超えていないと判定された場合は、ステップ（Ｓ２１）へ戻り、検出値の取得を再度実施する。
【００７０】
ステップ（Ｓ１７）では予備閉塞が発生していることが検知される。その後、ステップ（Ｓ１８）において閉塞が発生している旨が報知部１７０により報知される。報知がなされた後、例えば、輸液動作が強制的に停止される。
【００７１】
ステップ（Ｓ１２）において、高流量モードで輸液が実施されていると判定された場合は、カムシャフト２３０の回転角度を検出する（Ｓ１３）。
【００７２】
カムシャフト２３０の回転角度の検出は、制御部３００が所定の処理プログラムを実行することで実施される。
【００７３】
次に、ステップ（Ｓ１４）において、第４フィンガ２１０ｄが中間位置Ｐ２に移動しているか否かを判定する。
【００７４】
前述したようにカムシャフト２３０が９０°および２７０°回転したときに、第４フィンガ２１０ｄは中間位置Ｐ２に位置する。ここで、第４フィンガ２１０ｄが中間位置Ｐ２に移動するときのカムシャフト２３０の回転角度は、例えば、次式で求まる。
【００７５】
閉塞検出角度（第４フィンガ２１０ｄが中間点Ｐ２に移動したときの回転角度）＝下死点角度±（（下死点角度＋上死点角度）／２））。なお、下死点角度は第４フィンガ２１０ｄが下死点Ｐ１に移動したときの角度であり、上死点角度は第４フィンガ２１０ｄが上死点Ｐ３に移動したときの角度である。例えば、使用されるフィンガの個数が増減されるような場合においても、上記式を適用することにより、最下流に配置されたフィンガが中間点Ｐ２に移動する際の閉塞検出角度を容易に検出することが可能になる。
【００７６】
ステップ（Ｓ１４）において、第４フィンガ２１０ｄが中間位置Ｐ２に移動していると判定された場合は、ステップ（Ｓ１５）へ進む。一方、第４フィンガ２１０ｄが中間位置Ｐ２に移動していないと判定された場合は、ステップ（Ｓ１３）へ戻り、カムシャフト２３０の回転角度の検出を再度実施する。
【００７７】
ステップ（Ｓ１５）では、閉塞センサ１６２による検出値の取得が行われる。次に、ステップ（Ｓ１６）において、検出値が予備閉塞圧を超えているか否かが判定される。検出値が予備閉塞圧を超えていると判定された場合は、ステップ（Ｓ１７）へ進み、予備閉塞が発生していることが検知される。その後ステップ（Ｓ１８）において閉塞が発生している旨を報知部１７０により報知する。報知がなされた後、例えば、輸液動作が強制的に停止される。
【００７８】
ステップ（Ｓ１６）において、検出値が予備閉塞圧を超えていないと判定された場合は、ステップ（Ｓ１３）へ戻り、カムシャフト２３０の回転角度の検出を再度実施する。
【００７９】
以上の処理を実施することにより、輸液チューブ１１０の予備閉塞をより一層正確に検知することが可能になる。
【００８０】
上述したように、本実施形態に係る輸液ポンプ１０によれば、輸液チューブ１１０の押圧動作を駆動するカムシャフト２３０の回転角度が所定の角度に達した際に閉塞センサ１６２が検出した輸液チューブ１１０の内圧に基づいて当該チューブ１１０の閉塞状態を判定するように構成されているため、内圧を検出するタイミングに起因した判定結果の信頼性の低下が招かれるのを防止することができる。よって、輸液チューブ１１０の閉塞状態の検知精度がより一層向上した利便性に優れる輸液ポンプ１０を提供することが可能になる。
【００８１】
また、閉塞センサ１６２を、複数のフィンガ２１０ａ〜２１０ｄが配置された位置よりも薬液の送液方向の下流側で輸液チューブ１１０の内圧の変化を検出するように配置し、かつ、閉塞センサ１６２が、複数のフィンガ２１０ａ〜２１０ｄのうち最も下流側に配置された第４フィンガ２１０ｄが下死点Ｐ１と上死点Ｐ３との間の中間点Ｐ２に移動したときに輸液チューブ１１０の内圧を検出するように構成されているため、各フィンガ２１０ａ〜２１０ｄによる輸液チューブ１１０の押圧動作に伴う内圧の変動の影響が軽減される好適なタイミングで検出がなされることになり、閉塞の誤検知が発生するのをより確実に防止することが可能になる。
【００８２】
また、通常流量モードと高流量モードでの送液動作が可能な輸液ポンプ１０において、判定部３０３が、高流量モードで送液が実施されている場合に輸液チューブ１１０の内圧が完全閉塞圧よりも低い値に設定された予備閉塞圧に達しているときに閉塞していると判定するように構成されているため、高流量での送液が実施されている最中に輸液チューブ１１０の内圧が予備閉塞圧に達したか否かの判定が精度良く実施される利便性に優れる輸液ポンプを提供することが可能になる。
【００８３】
また、閉塞センサ１６２が、輸液チューブ１１０の外径の変化に基づいて輸液チューブ１１０の内圧の変化を検出するプランジャー１６３を有するため、内圧の変動に伴う輸液チューブ１１０の外径の変化を経時的に捉えることが可能な比較的簡便な構成のセンサを使用することによる装置構成の簡素化および製造コストの削減を図ることが可能になる。
【００８４】
また、判定部３０３により輸液チューブ１１０が閉塞していると判定された場合にその旨を報知する報知部１７０を有するように構成されているため、輸液チューブ１１０が閉塞状態にあることを使用者に迅速に報知することが可能になり、安全面および使い勝手の面でより一層優れた輸液ポンプ１０を提供することができる。
【００８５】
以上、実施形態を通じて本発明に係る送液装置を説明したが、本発明は実施形態において説明した内容のみに限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜改変することが可能である。
【００８６】
例えば、本発明に係る送液装置を輸液ポンプ１０に適用した例を説明したが、本発明に係る送液装置は、複数のフィンガを進退移動（往復動作）させることによりチューブを押圧して薬液を送液することを目的とする医療用装置に広く適用することができ、送液する対象となる薬剤も生体（患者）への送液を目的とするものであれば、特に限定されない。
【００８７】
また、例えば、使用されるフィンガの形状や個数、偏心カムの形状や個数等は図示により説明されたものに限定されず、薬剤の送液が可能に構成される限りにおいて変更することが可能である。装置に関するその他の構成についても、同様に変更することが可能である。
【００８８】
また、例えば、予備閉塞を検知することを目的とした実施形態を説明したが、完全閉塞の検知を目的として内圧の検出および閉塞状態の判定を実施する送液装置としてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０  輸液ポンプ（送液装置）、
１１０  輸液チューブ、
１６２  閉塞センサ（圧力検出部）、
１６３  プランジャー（検出端）、
１７０  報知部、
２００  ポンプ機構、
２１０ａ  第１フィンガ、
２１０ｂ  第２フィンガ、
２１０ｃ  第３フィンガ、
２１０ｄ  第４フィンガ（一のフィンガ）、
２２０ａ  第１偏心カム、
２２０ｂ  第２偏心カム、
２２０ｃ  第３偏心カム、
２２０ｄ  第４偏心カム、
２３０  カムシャフト、
２５０  駆動部、
３００  制御部、
３０３  判定部、
Ｐ１  下死点、
Ｐ２  中間点、
Ｐ３  上死点。
【図１】
2015181550.tif 000003
【図２】
2015181550.tif 000004
【図３】
2015181550.tif 000005
【図４】
2015181550.tif 000006
【図５】
2015181550.tif 000007
【図６】
2015181550.tif 000008
【図７】
2015181550.tif 000009
【図８】
2015181550.tif 000010
【図９】
2015181550.tif 000011