(57)【要約】【課題】取り扱いが簡単で且つ低廉な、極めて汎用性の高い漏液感知センサーおよびその製造方法を提供する。【解決手段】液体の漏れを検出する漏液感知センサーは、電極として作用する導電性および液体透過性を有する上部シートと、電極として作用する導電性および液体透過性を有する下部シートと、上部シートと下部シートとによって狭持され、吸水性及び拡散性を有する多孔質の紙パルプシートと、を含む。上部シートと紙パルプシートとの間、および下部シートと紙パルプシートとの間は、乾燥により絶縁抵抗が高くなる水溶性接着剤によって接着される。上部シート上の液体が、紙パルプシートを通過浸透して下部シートに達することによって、上部シートと下部シートとの間が電気的に導通状態になる。【選択図】図４ａ
2015224880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の漏れを検出する漏液感知センサーにおいて、
電極として作用する導電性および液体透過性を有する上部シートと、
電極として作用する導電性および液体透過性を有する下部シートと、
前記上部シートと前記下部シートとによって狭持される、吸水性及び拡散性を有する多孔質の紙パルプシートと、
前記上部シートと前記紙パルプシートとの間、および前記下部シートと前記紙パルプシートとの間を接着する、乾燥により絶縁抵抗が高くなる水溶性接着剤と、
からなり、
前記上部シート上の液体が、前記紙パルプシートを通過浸透して前記下部シートに達することによって、前記上部シートと前記下部シートとの間が電気的に導通状態になることを特徴とする漏液感知センサー。
【請求項２】
前記上部シートおよび前記下部シートが、和紙と混織したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）)紙またはカーボン混沙紙で形成されることを特徴とする請求項１に記載の漏液感知センサー。
【請求項３】
前記水溶性接着剤が、ゲル化した自然食品のデンプン粉であることを特徴とする請求項１または２に記載の漏液感知センサー。
【請求項４】
絶縁性の樹脂で形成される前記上部シートのための給電用クリップであって、その狭部先端の上方に金属電極板が装着された給電用クリップと、
絶縁性の樹脂で形成される前記下部シートのための給電用クリップであって、その狭部先端の下方に金属電極板が装着された給電用クリップと、
を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の漏液感知センサー。
【請求項５】
前記金属電極板の前記上方または下方シートと接触する側の表面が、鋸歯状に加工されることを特徴とする請求項４に記載の漏液感知センサー。
【請求項６】
液体の漏れを検出する漏液感知センサーの製造方法において、
電極として作用する導電性および液体透過性を有する上部シートを準備する工程と、
電極として作用する導電性および液体透過性を有する下部シートを準備する工程と、
紙パルプシートを準備し、前記紙パルプシートの両面に乾燥により絶縁抵抗が高くなる水溶性接着剤を塗布する工程と、
前記水溶性接着剤を両面に塗布された前記紙パルプシートの上下に前記上部シートと前記下部シート４２とを重畳して加熱プレスし、その後乾燥させてロール状のシート材に仕上げる工程と、
からなることを特徴とする漏液感知センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の漏れを検出する漏液感知センサーに関し、特に人工透析において、人工腎臓で浄化されて透析装置から人体に戻る血液が、透析針が人体から抜ける、あるいは透析針と管を接続する接点の脱落することによって血液が透析針の近傍で漏れる漏血を検出し警報を発する漏血感知センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の漏血感知センサーの概略的な構造および動作原理を示す。漏血感知センサー１０の回路部分は、銅張積層板をエッチングして作成した一対の櫛形回路１２，１２’からなり、一対の櫛形回路１２，１２’のそれぞれの一端に端子１３，１３’が形成されている。端子１３，１３’は、ポリイミド等のプラスチックシートをエッチングし、金メッキ等を施すことによって形成される。電気配線は、リード線を端子１３，１３’へ半田付けすることによって行われる。
【０００３】
一対の櫛形回路１２，１２’は、吸水性の良い基材１４に貼着される。一対の櫛形回路１２，１２’は通常は離隔して開状態にあり、流失した血液でガーゼ等を介して基材１４が湿潤すると、それによって、一対の櫛形回路１２，１２’が閉状態となって通電される。
【０００４】
このような漏血感知センサー１０は、透析針や注射針の近傍に粘着テープなどで人体に固定され、端子１３とＬＥＤ警告灯１５のような検出器を、電源１６を介してリード線１５を用いて接続して使用する。一対の櫛形回路１２，１２’が流失した血液で湿潤すると、一対の櫛形回路１２，１２’の銅張積層板が導通し、検出器のブザー又は警告灯で医師または看護師に知らせる。
【０００５】
図１に示された漏血感知センサー１０は、漏血により浸透した血液が吸水性の基材１４を十分に透過してはじめて一対の櫛形回路１２，１２’が閉状態となって通電可能になるために、漏血を検出するには多量の血液が必要であり、検出感度が劣るという欠点がある。また、一対の櫛形回路を形成するために、原材料として高価な銅箔膜が必要であり、更に、漏血感知センサーの使用形態に応じて、大小様々な寸法のものをその都度設計する必要がある。
【０００６】
図２は、図１の漏血感知センサーとは異なる、従来の漏血感知センサー２０の概略的な構造および動作原理を示す。漏血感知センサー２０は、導電性および可撓性を有し、電極として作用する第一の金属製網状シート２１および第二の金属製網状シート２２と、第一の金属製網状シート２１と第二の金属製網状シート２２とで挟持された通水性布シート２３を備え、第一の金属製網状シート２１の上側には金属アレルギーを抑えるために水不透過性樹脂シート２４が設けられ、第二の金属製網状シート２２の下側には水透過性網状樹脂シート２５が設けられる。第一の金属製網状シート２１と第二の金属製網状シート２２は、それぞれその一端に端子を有し、それぞれの端子にはリード線２６，２７が半田付けされる。
【０００７】
流失した血液で水透過性網状樹脂シート２５が湿潤し、この漏血が第二の金属製網状シート２２を透過し、更に通水性布シート２３を湿潤し、最後に第一の金属製網状シート２１まで達すると、第一の金属製網状シート２１と第二の金属製網状シート２２が導電可能になる。
【０００８】
このような漏血感知センサー２０は、透析針や注射針の近傍に粘着テープなどで人体に固定され、第一の金属製網状シート２１と第二の金属製網状シート２２の間を、検出器２８を介してリード線２６，２７を用いて接続して使用する。第一の金属製網状シート２１と第二の金属製網状シート２２とが漏血によって導通状態になると、検出器２８のブザー又は警告灯で医師または看護師に知らせる。
【０００９】
図２に示された漏血感知センサー２０は、高価な金属製網状シートを使用しなければならず、また金属製網状シートを使用するために、かかる素材の廃棄処理には十分な配慮が必要である。更に、金属アレルギーを抑えるため、樹脂シートの使用が必要である。したがって、その製造コストが高くつくという欠点がある。
【００１０】
また漏血感知センサー２０は、通常、定尺で製造されるために、使用形態に応じて寸法を自在にカットして使用するというような自由度がない。
【００１１】
図３ａは、図１および図２の漏血感知センサーとは異なる、従来の漏血感知センサー３０の概略的な構造、動作原理を示す。漏血感知センサー３０は、光の透過や反射を利用したセンサーであり、透析針や注射針の近傍で人体に固定される基材３１と、この基材３１に皮膚に対向して光を照射する送光部３２と、同様に、基材３１に皮膚に対向して、皮膚側からの反射光を受光する受光部３３と、送光部３２と受光部３３に接続され、送光部３２から照射した光が皮膚側で反射されると、反射光の強度を検出する受光強度検出手段３６とを備えている。送光部３２と受光部３３は、それぞれその一方の側に、皮膚の対向側に開ロした収容空間部３４，３４’を有し、収容空間部３４，３４’には、それぞれ漏血の含滲量によって光の透過率の異なる透光性の繊維集合体３５が充填されている。漏血感知センサー３０は、この光の透過率の変化を計測することによって、漏血を感知する。
【００１２】
図３ｂは、漏血感知センサー３０の使用形態を示している。漏血感知センサー３０が手首に固定されると、透析針３７の先端付近において、漏血感知センサー３０の小型のＬＥＤのような送光部３２から照射された光は、透光性の繊維集合体が漏血より含滲されると、その含滲量に応じて光の透過率が低下し、それによって、受光部３３の受光感度が低下し、この変化が受光強度検出手段３６によって検出される。光の透過率の低下が計測されたときに、漏血が感知され、ブザー又は警告灯を作動して、医師または看護師に知らせる。
【００１３】
このような光の特性を利用した漏血感知センサーは、感知領域が極めて限定された患者の局部漏血の検出しかできないために、人命に関わる漏血の検出には信頼性の点で問題があり、また、発光および受光のための電子回路が必要なために、製造コストが高くなるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、特に医療現場において漏血による重大事故を未然に防ぎ、取り扱いが簡単で且つ低廉な漏血感知センサーのような、極めて汎用性の高い漏液感知センサーおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の液体の漏れを検出する漏液感知センサーは、電極として作用する導電性および液体透過性を有する上部シートと、電極として作用する導電性および液体透過性を有する下部シートと、上部シートと下部シートとによって狭持され、吸水性及び拡散性を有する多孔質の紙パルプシートと、を含む。上部シートと紙パルプシートとの間、および下部シートと紙パルプシートとの間は、乾燥により絶縁抵抗が高くなる水溶性接着剤によって接着される。上部シート上の液体が、紙パルプシートを通過浸透して下部シートに達することによって、上部シートと下部シートとの間が電気的に導通状態になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、人工透析において、人工腎臓で浄化されて透析装置から人体に戻る血液が、透析針が人体から抜ける、あるいは透析針と管を接続する接点の脱落することによって、血液が透析針の近傍で漏れるような重大事故を未然に防ぎ、その漏血を検出し警報を発する、簡単な構成で且つ低廉な漏血感知センサーを提供することが可能である。
【００１７】
また、本発明によれば、紙パルプ及び天然素材で作られた接着剤が使用され、衛生面およびアレルギー等の生理面、廃棄環境問題を解決した、安価で生産容易な使い捨て漏血感知センサーを提供することが可能である。
【００１８】
また、本発明によれば、医療現場において、患者に対して簡単に装脱着が可能で、手術中、手術後に用いる薬液等の留置針の一部が抜けたり、漏血を素早く検知して重大事故を未然に防ぐことが可能な漏血感知センサーを提供することが可能である。
【００１９】
また、本発明によれば、使用の際に、患者の患部に当てたり又は巻くことにより、患者の漏血の他、薬液漏れや尿失禁を簡単に検知し、警報を発して周囲に知らせることができる汎用性のある漏液感知センサーを提供することが可能である。
【００２０】
また、本発明によれば、一枚のシート状に形成して、鋏等で自在な形状大きさに簡単に切り取ることができ、しかも患者の身体や部位に合わせて製作または切り取りが容易にでき、さらに端切れも利用することができる経済的な漏血／漏液感知センサーを提供することが可能である。
【００２１】
また、本発明によれば、原価が安価で、使い捨てが可能で一度使ったシート材はそのまま廃棄焼却処分が出来る、環境に配慮した漏血／漏液感知センサーを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、従来の漏血感知センサーの概略的な構造および動作原理を示す。
【図２】図２は、図１の漏血感知センサーとは異なる、従来の漏血感知センサーの概略的な構造および動作原理を示す。
【図３ａ】図３ａは、図１および図２の漏血感知センサーとは異なる、従来の漏血感知センサーの概略的な構造、動作原理を示す。
【図３ｂ】図３ａは、図３ａ漏血感知センサーの使用形態を示す。
【図４ａ】図４ａは、本発明の漏液感知センサーの断面図を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の漏液感知センサーの組立斜視図を示す。
【図５ａ】図５ａは、本発明の漏液感知センサーの使用形態を示し、特に漏液感知センサーを使用する漏液を検知するための概略的な電気回路を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の漏液感知センサーの使用形態を示し、特に図５ａの電気回路と共に使用される給電用端子の構成を示す。
【図６】図６は、本発明の漏液感知センサーがシート材として形成され、それを自在に鋏み等で切り取って使用可能であることを具体的に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図４は、本発明の漏液感知センサーの構造を示し、特に図４ａは、漏液感知センサーの断面図、図４ｂは、組立斜視図をそれぞれ示す。
【００２４】
漏液感知センサー４０は、電極として作用する導電性のシートであって、和紙と混織したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）紙やカーボン混沙紙で形成される液体透過性の上部シート４１と下部シート４２との間に、一般にペーパータオルと呼称されているような吸水性および拡散性に優れた多孔質の紙パルプシート４３を狭持するように構成される。
【００２５】
上部シート４１と紙パルプシート４３との間、および下部シート４２と紙パルプシート４３との間は、乾燥すると絶縁抵抗が高くなるデンプン粉等の水溶性接着剤４４によって接着する。漏液感知センサー４０が医療現場で使用される場合に、素材は安全が保証されなくてはならない。従って、接着剤は、化学合成接着剤や樹脂接着剤を避けて、馬鈴薯またはタピオカ等の自然食材より作られるデンプンのゲル化を利用した接着剤を使用するのが好ましい。デンプン粉の水溶性接着剤は、加熱することにより結晶構造となり接着力が増し、固形化すると同時に絶縁抵抗値が高くなり、カーボン混沙紙等の上部シート４１と下部シート４２の電極面の導電絶縁度を高く保持する。
【００２６】
漏液感知センサー４０の実際の製造は、紙パルプシート４３の両面にデンプン粉等の水溶性接着剤４４を薄く塗り、その上下に上部シート４１と下部シート４２とを重畳し、約６０℃の熱プレス機で一気にプレスして乾燥させ、一枚のシートに仕上げる。その際、長尺ロールおよび輪転熱プレス機を用いてシート材料をロール化することにより、大量生産が可能であり従来製品より非常に安価な漏液感知センサーを製造することが可能である。完成した長尺ロールのシート材料は、使用形態に応じて、医療現場であれば患者の患部に合わせて、自由な形状に切り取ることが可能であり、患者の身体の屈曲部、狭窄部等の複雑な患部に合わせて形状を自在に形成することが可能である。
【００２７】
漏液感知センサー４０において、例えば、漏血や薬液等が上部シート４１上に滴下されると、上部シート４１の内部にこれらの液体が拡散され、上部シート４１と紙パルプシート４３を張り合わせている水溶性接着剤４４の結晶分子の隙間にこれら液体の水分子が入り込み、結晶構造が緩むと同時に結晶枝を通過浸透して紙パルプシート４３に拡散する。この水分子の通過浸透は、絶縁度の高い結晶体を溶解させると同時に絶縁抵抗値を下げる。紙パルプシート４３に拡散した漏血や薬液等の液体は、紙パルプシート４３の繊維による毛細管現象により液体をさらに深く浸透させ、下部シート４２に導きかれ、上部シート４１と下部シート４２との間を電気的に導通状態にする。
【００２８】
図５は、本発明の漏液感知センサーの使用形態を示し、特に図５ａは、漏液感知センサーを使用する漏液を検知するための概略的な電気（検知）回路を示し、図５ｂは、図５ａの電気回路と共に使用される給電用端子であるクリップの構成を示す。
【００２９】
上部シート４１および下部シート４２の表面は導電性を有している。上部シート４１および下部シート４２に給電用の端子を設けるには、例えば、このシート表面に銅箔端子を導電接着剤で貼着しなければならない。しかし、上部シート４１および下部シート４２の素材が、和紙と混織したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）)紙やカーボン混沙紙で形成されるために、予め給電位置を設定し、医療現場で適宜給電用の端子を設けることは現実的ではない。本発明の漏液感知センサーは、シート材として形成され、それを自在に鋏み等で切り取って患部に当てることできるということに１つの特徴がある。
【００３０】
この特徴を最大限生かすための給電用クリップが提供され、図５ｂは、上部シート４１のための給電用クリップ５０，下部シート４２のための給電用５０’の構成を示している。給電用クリップ５０，５０’はそれぞれ、プラスチックのような絶縁性の樹脂で形成され、その挟部はスプリングで強くシートを噛み合わせることが可能である。上部シート４１のための給電用クリップ５０は、その狭部先端の上方に装着された金属電極板５１を有し、下部シート４２のための給電用５０’は、その狭部先端の下方に装着された金属電極板５１’を有している。金属電極板５１，５１’には、それぞれリード線５２，５２’が取り付けられる。金属電極板５１，５１’はそれぞれ、シートと接触する側の表面が鋸歯状に加工され、シートを鋏み込んだときに外れないように安全な取り付けを確保している。
【００３１】
図５ａに示されるように、漏液感知センサー４０に、給電用クリップ５０，５０’をそれぞれ取り付け、リード線５２，５２’によって、電源５３およびＬＥＤ警告灯５４を介して給電用クリップ５０と給電用クリップ５０’を接続し、検知回路を形成する。検知回路は通常開状態にある。
【００３２】
医療現場において、検知回路を形成する漏液感知センサー４０が、透析針や注射針の近傍に粘着テープなどで人体に固定され、図４ａに示されるように、漏血や薬液等が上部シートに滴下して、漏血や薬液等の塊４５が存在すると、前述のように、給電用クリップ５０と給電用クリップ５０’との間が導通し、検知回路が閉状態になる。これによってＬＥＤ警告灯５４が点灯し、医師または看護師に知らせる。
【００３３】
図６は、本発明の漏液感知センサーがシート材として形成され、それを自在に鋏み等で切り取って使用可能であることを具体的に示している。
【００３４】
シート材は、そのままで漏液感知センサーとして使用可能であるだけではなく、患者の患部に合わせて切り取られたシート材６１，６２であっても、またシート材６１，６２が切り取られた後のシート材６０であっても、漏液感知センサーとして使用可能である。このように、本発明は、低廉で、使い捨てが可能で廃棄焼却処分ができる環境に配慮した、簡易な漏液感知センサーを提供する。
【符号の説明】
【００３５】
４０：漏液感知センサー
４１：上部シート
４２：下部シート
４３：紙パルプシート
４４：水溶性接着剤
４５：漏血や薬液等の塊
５０，５０’：給電用クリップ
５１，５１’：金属電極板
５２，５２’：リード線
５３：電源
５４：ＬＥＤ警告灯
【図１】
2015224880.tif 000003
【図２】
2015224880.tif 000004
【図３ａ】
2015224880.tif 000005
【図３ｂ】
2015224880.tif 000006
【図４ａ】
2015224880.tif 000007
【図４ｂ】
2015224880.tif 000008
【図５ａ】
2015224880.tif 000009
【図５ｂ】
2015224880.tif 000010
【図６】
2015224880.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月13日(2015.8.13)
【手続補正１】
【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】
液体の漏れを検出する漏液感知センサーにおいて、
電極として作用する導電性および液体透過性を有する上部シートと、
電極として作用する導電性および液体透過性を有する下部シートと、
前記上部シートと前記下部シートとによって狭持される、吸水性及び拡散性を有する多孔質の紙パルプシートと、
前記上部シートと前記紙パルプシートとの間、および前記下部シートと前記紙パルプシートとの間を接着する、乾燥により絶縁抵抗が高くなる水溶性接着剤と、
からなる、使用形態に応じて形状を自在に加工可能な漏液感知シートからなり、
前記上部シート上の液体が、前記紙パルプシートを通過浸透して前記下部シートに達することによって、前記上部シートと前記下部シートとの間が電気的に導通状態になることを特徴とする漏液感知センサー。
【請求項２】
前記上部シートおよび前記下部シートが、和紙と混織したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）紙またはカーボン混沙紙で形成されることを特徴とする請求項１に記載の漏液感知センサー。
【請求項３】
前記水溶性接着剤が、ゲル化した自然食品のデンプン粉であることを特徴とする請求項１または２に記載の漏液感知センサー。
【請求項４】
絶縁性の樹脂で形成される前記上部シートのための給電用クリップであって、その狭部先端の上方に金属電極板が装着された給電用クリップと、
絶縁性の樹脂で形成される前記下部シートのための給電用クリップであって、その狭部先端の下方に金属電極板が装着された給電用クリップと、
を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の漏液感知センサー。
【請求項５】
前記金属電極板の前記上方または下方シートと接触する側の表面が、鋸歯状に加工されることを特徴とする請求項４に記載の漏液感知センサー。
【請求項６】
液体の漏れを検出する漏液感知センサーの製造方法において、
電極として作用する導電性および液体透過性を有する上部シートを準備する工程と、
電極として作用する導電性および液体透過性を有する下部シートを準備する工程と、
紙パルプシートを準備し、前記紙パルプシートの両面に乾燥により絶縁抵抗が高くなる水溶性接着剤を塗布する工程と、
前記水溶性接着剤を両面に塗布された前記紙パルプシートの上下に前記上部シートと前記下部シートとを重畳して加熱プレスし、その後乾燥させて、使用形態に応じて形状を自在に加工可能な漏液感知シートとしてロール状のシート材に仕上げる工程と、
からなることを特徴とする漏液感知センサーの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
この特徴を最大限生かすための給電用クリップが提供され、図５ｂは、上部シート４１のための給電用クリップ５０，下部シート４２のための給電用５０’の構成を示している。給電用クリップ５０，５０’はそれぞれ、プラスチックのような絶縁性の樹脂で形成され、その挟部はスプリングで強くシートを噛み合わせることが可能である。上部シート４１のための給電用クリップ５０は、その狭部先端の上方に装着された金属電極板５１を有し、下部シート４２のための給電用クリップ５０’は、その狭部先端の下方に装着された金属電極板５１’を有している。金属電極板５１，５１’には、それぞれリード線５２，５２’が取り付けられる。金属電極板５１，５１’はそれぞれ、シートと接触する側の表面が鋸歯状に加工され、シートを鋏み込んだときに外れないように安全な取り付けを確保している。