(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が収容された医療用容器と人体とを繋ぎ且つ可撓性を備える輸液チューブの中を流れる前記液体を、前記輸液チューブを蠕動運動させることによって強制的に流動させる蠕動式輸液ポンプであって、
前記輸液チューブ内の前記液体の流れを阻止する複数個所の閉止点を有し、送液のための蠕動運動の経過に伴って形成される１つの閉止点と他のもう１つの閉止点との間に挟まれた閉止領域の容積を変化させる容積変化手段と、
前記閉止領域における前記輸液チューブ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記容積変化手段により容積変化を加えて前記圧力検出手段で検出される前記輸液チューブの圧力の変化量の変化に基づいて、前記輸液チューブ内に混入した空気の有無を判別する気泡検出手段と、を備えることを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
前記圧力検出手段の上流側が閉止され、前記圧力検出手段の下流側が解放されているときの圧力（以下、下流側圧力という）と、
前記圧力検出手段の下流側が閉止され、前記圧力検出手段の上流側が解放されているときの圧力（以下、上流側圧力という）と、を前記圧力検出手段によって検出し、
前記下流側圧力と前記上流側圧力とに基づいて、前記輸液チューブの閉塞を検出する閉塞検出手段を備えることを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
前記輸液チューブを押し潰し自在な複数の圧接フィンガーを備えるフィンガーポンプ型式であって、
複数の前記圧接フィンガーを夫々進退させる、所定の角度ずつ変位して配置された複数のカムと、
複数の前記カムを軸支するカムシャフトと、
前記カムシャフトを回転させる駆動源と、を備え、
前記カムシャフトが１回転する間に１箇所以上で前記輸液チューブを押し潰し続けるために最低限必要な前記圧接フィンガーの数を「通常数」と定義して、
前記通常数よりも多数の前記圧接フィンガーを設置することにより、ポンプサイクルに占める前記閉止領域の割合を、前記通常数の前記圧接フィンガーを設置する場合よりも拡張することを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
フィンガーポンプのカムシャフトに一体に組み付けた異形カムによって前記閉止領域内に容積変化を付与するように構成され、
前記閉止領域内に容積変化を付与するための別箇の駆動源を不要としたことを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
ローラ式蠕動輸液ポンプであり、
ステータを分割して、ステータの間に圧力検出手段を設置すると共に、輸液チューブを１つのローラを利用して可動片を押し付け圧迫することによって前記閉止領域内の容積変化を付与することを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項６】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
前記容積変化手段は、前記輸液チューブに対して外部から力を作用させることにより、前記輸液チューブに容積変化を付与することを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項７】
請求項６に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
前記輸液チューブを押し潰し自在な複数の圧接フィンガーを備えるフィンガーポンプ型式であって、
複数の前記圧接フィンガーを夫々進退させる複数のカムと、
複数の前記カムを軸支するカムシャフトと、
前記カムシャフトを回転させる駆動源と、
前記カムシャフトの回転角度を検出する角度検出手段と、を備え、
前記容積変化手段は、前記角度検出手段により検出される角度に基づいて、前記輸液チューブに対する外部からの力の作用を前記圧力検出手段による圧力の検出に同期させることを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
前記圧力検出手段は、前記輸液チューブの内部の圧力により輸液チューブが膨張しようとする力を検出する荷重センサであることを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項９】
請求項８に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
前記荷重センサは、半導体ストレインゲージ・ブリッジを採用したセンサであることを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
前記荷重センサを前記輸液チューブから離隔させるセンサ移動手段と、
前記荷重センサが前記輸液チューブから離隔しているときの荷重センサの出力を記憶する記憶手段と、
前記輸液チューブから検出される値を記憶手段に記憶された前記荷重センサの出力により補正する補正手段と、を備えることを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の蠕動式輸液ポンプであって、
前記輸液チューブを押し潰し自在な複数の圧接フィンガーを備えるフィンガーポンプ型式であって、
前記圧接フィンガーが前記輸液チューブに圧接しているときに前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて、医療用容器及び人体に対する高さ位置の良否を判定する位置関係判定手段を備えることを特徴とする蠕動式輸液ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸液チューブに蠕動運動を付与することにより強制的に液体を送る蠕動式輸液ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、輸液ラインにより血液成分や薬液等の輸液剤を人体内（患者の体内）に送る場合、一定量を正確に送るために輸液ポンプが用いられている。輸液ポンプとしては、蠕動式（ペリスタルティックフィンガー方式）を採用したものが挙げられる。
【０００３】
蠕動式輸液ポンプは、可撓性を有する輸液チューブの一側に複数の圧接フィンガーを圧接して、各圧接フィンガーを順次進退させることにより輸液チューブの上流側から下流側に向かって蠕動運動を付与する。各圧接フィンガーは、輸液チューブの一側を押さえる押さえ板に向かって進出することにより輸液チューブの他側に圧接する。
【０００４】
各圧接フィンガーは、輸液チューブに沿って隣接して配列され、複数のカムによって各別に進退される。各カムは、モータ等の回転駆動手段に接続されたカムシャフトが挿通され、該カムシャフトの回転方向に向かって所定角度ずつ変位してカムシャフトに固定されている。
【０００５】
カムシャフトの回転によって各カムが順次進角し、各カムの回転に伴って各圧接フィンガーがその上流側から下流側にかけて順次進退される。これにより、各圧接フィンガーに当接された輸液チューブに蠕動運動が付与される。
【０００６】
ところで、この種の蠕動式輸液ポンプには、輸液ラインの閉塞を検出する閉塞検出器や、輸液チューブの内部に混入した気泡を検出する気泡検出器が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
閉塞検出器は、輸液チューブの内圧を検出する圧力センサを備えている。例えば、輸液ライン終端の注射針が血栓で詰まったり、輸液ラインの途中の折れ曲がり（キンク）等したりすると輸液の流れが阻害され、行き場を無くした輸液剤が輸液ライン内の圧力を上昇させる。この圧力上昇を圧力センサにより検出することで、輸液ラインの閉塞を検出する。
【０００８】
一方、気泡検出器は、一般に超音波センサが用いられ、空気と水とでは超音波の減衰率が大きく異なることを利用して、輸液ライン中に空気が混入したことを検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開平１−１７０２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
閉塞検出器と気泡検出器は、検出対象も検出方法も異なる。このために、従来の輸液ポンプは、閉塞検出器と気泡検出器との両者を輸液ポンプに内蔵することが行われている。しかしながら、高価な検出器が２つも必要な上に、２つの検出器を輸液ポンプの筐体内に収容しなければならず、輸液ポンプが大型化する不都合があった。
【００１１】
また、超音波センサを採用した気泡検出器は、気泡検出器の検出面（超音波発生面）と輸液チューブとを密着させる必要がある。しかしながら、気泡検出器の検出面と輸液チューブとの間に塵埃等の異物が侵入したり、気泡検出器の検出面と輸液チューブの間に隙間が生じると、輸液チューブの気泡混入を誤検出するおそれがある。
【００１２】
また、超音波センサを採用した気泡検出器によると、輸液チューブの材質の影響で正確な気泡の検出が行えない場合もある。即ち、輸液チューブが硬すぎると気泡検出器の検出面の形状に倣って輸液チューブが変形できずに検出面と輸液チューブとの間に隙間が生じ、気泡混入を誤検出するおそれがある。逆に、輸液チューブが柔らか過ぎると輸液チューブの復元力が少ないために検出面に輸液チューブを押し付ける圧力が不足し隙間が生じ、気泡混入を誤検出するおそれがある。更に、軟質塩化ビニールを材料とする輸液チューブにおいては、その表面に微細な凹凸（エンボス）を設けることで、未使用保管状態での輸液チューブ同士の癒着（自己融着）を防止しているが、輸液チューブの表面の微細な凹凸が検出面との密着が阻害され、気泡混入を誤検出するおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑み、超音波センサを用いることなく簡単な構成で輸液チューブ内への気泡の混入を精度よく検出することができる輸液ポンプ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】
【００１４】
［１］上記の目的を達成するために、本発明は、
液体が収容された医療用容器と人体とを繋ぎ且つ可撓性を備える輸液チューブの中を流れる前記液体を、前記輸液チューブを蠕動運動させることによって強制的に流動させる蠕動式輸液ポンプであって、
前記輸液チューブ内の前記液体の流れを阻止する複数個所の閉止点を有し、送液のための蠕動運動の経過に伴って形成される１つの閉止点と他のもう１つの閉止点との間に挟まれた閉止領域の容積を変化させる容積変化手段と、
前記閉止領域における前記輸液チューブ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記容積変化手段により容積変化を加えて前記圧力検出手段で検出される前記輸液チューブの圧力の変化量の変化に基づいて、前記輸液チューブ内に混入した空気の有無を判別する気泡検出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の蠕動式輸液ポンプによれば、超音波センサを用いることなく、容積変化手段と圧力検出手段によって簡単な構成で輸液チューブ内への気泡の混入を精度よく検出することができる。
【００１６】
［２］また、本発明においては、圧力検出手段の上流側が閉止され、圧力検出手段の下流側が解放されているときの圧力（以下、下流側圧力という）と、圧力検出手段の下流側が閉止され、圧力検出手段の上流側が解放されているときの圧力（以下、上流側圧力という）とを圧力検出手段によって検出し、下流側圧力と上流側圧力とに基づいて、輸液チューブの閉塞を検出する閉塞検出手段を備えることが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、気泡検出手段による気泡の検出や、閉塞検出手段による閉塞の検出を、共に１つの圧力検出手段を用いて行うことができる。従って、複数のセンサを用いることなく簡単な構成で輸液ラインの閉塞及び輸液チューブ内への気泡の混入を検出することができる。
【００１８】
［３］また、本発明においては、輸液チューブを押し潰し自在な複数の圧接フィンガーを備えるフィンガーポンプ型式であって、複数の圧接フィンガーを夫々進退させる、所定の角度ずつ変位して配置された複数のカムと、複数のカムを軸支するカムシャフトと、カムシャフトを回転させる駆動源と、を備え、カムシャフトが１回転する間に１箇所以上で輸液チューブを押し潰し続けるために最低限必要な圧接フィンガーの数を「通常数」と定義して、通常必要とされる通常数よりも多数の圧接フィンガーを設置することにより、ポンプサイクルに占める前記閉止領域の割合を、通常数の圧接フィンガーを設置する場合よりも拡張することが好ましい。
【００１９】
ここで、通常数について説明する。まず、各圧接フィンガーがカムシャフトに所定の角度ずつ変位して設けられた複数のカムによって押圧されるものである場合には、カムシャフトが１回転する間に輸液チューブを１箇所以上で押し潰すために少なくともカムシャフトが１周する分だけカム及び圧接フィンガーを用意する必要がある。例えば、所定の角度が３０°である場合、カムシャフトが１回転する間に、１箇所以上で輸液チューブを押し潰し続けるためには、１２個のカム及び圧接フィンガーが最低限必要となる。従って、本明細書中における通常数とは、カムシャフトが１回転する間に１箇所以上で輸液チューブを押し潰し続けるために最低限必要な圧接フィンガーの数と定義される。
【００２０】
そして、上述した如く、ポンプサイクルに占める閉止領域の割合を拡張することによって、圧力を計測するときの時間を長く確保することができ、例えば、検出値にローパスフィルタ処理を施したり、複数の検出値を平均化処理したりすることができ、ノイズの影響を受け難くすることができる。
【００２１】
［４］また、本発明においては、フィンガーポンプのカムシャフトに一体に組み付けた異形カムによって閉止領域内に容積変化を付与するように構成することが好ましい。
【００２２】
かかる構成によれば、閉止領域内に容積変化を付与するための別箇の駆動源を不要とし、カムシャフトを回転させる駆動源を用いて閉止領域内に容積変化を付与することができる。
【００２５】
［５］また、本発明においては、蠕動式輸液ポンプをローラ式蠕動輸液ポンプで構成し、ステータを分割して、ステータの間に圧力検出手段を設置すると共に、輸液チューブを扱っていない（遊んでいる）１つのローラを利用して可動片を押し付け圧迫することによって閉止領域内の容積変化を付与するように構成することもできる。
【００２６】
［６］また、本発明においては、容積変化手段を、輸液チューブに対して外部から力を作用させることにより、輸液チューブに容積変化を付与するもので構成することもできる。
【００２７】
［７］また、本発明においては、輸液チューブを押し潰し自在な複数の圧接フィンガーを備えるフィンガーポンプ型式であって、複数の前記圧接フィンガーを夫々進退させる複数のカムと、複数のカムを軸支するカムシャフトと、カムシャフトを回転させる駆動源と、カムシャフトの回転角度を検出する角度検出手段と、を備え、容積変化手段は、角度検出手段により検出される角度に基づいて、輸液チューブに対する外部からの力の作用を前記圧力検出手段による圧力の検出に同期させることもできる。
【００２８】
［８］また、本発明において、圧力検出手段は、輸液チューブの内部の圧力により輸液チューブが膨張しようとする力を検出する荷重センサを用いることができる。
【００２９】
［９］また、本発明において、圧力検出手段として荷重センサを用いる場合には、半導体ストレインゲージ・ブリッジをワンチップ上に形成したものを採用することにより、高い検出速度を得ることができる。
【００３０】
［１０］また、本発明においては、荷重センサを前記輸液チューブから離隔させるセンサ移動手段と、荷重センサが輸液チューブから離隔しているときの荷重センサの出力を記憶する記憶手段と、輸液チューブから検出される値を記憶手段に記憶された荷重センサの出力により補正する補正手段とを備えることが好ましい。これによれば、荷重センサの検出精度を向上させることができる。
【００３１】
［１１］また、本発明においては、各圧接フィンガーが輸液チューブに圧接しているときに圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて、医療用容器及び人体に対する高さ位置の良否を判定する位置関係判定手段を設けることもできる。これによれば、位置関係判定手段を気泡検出手段による気泡の検出に用いた圧力検出手段を用いて行うことができる。従って、センサを追加することなく医療用容器及び人体に対する高さ位置の良否判定を行うことができ、信頼性の高い小型な蠕動式輸液ポンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態の蠕動式輸液ポンプの要部を模式的に示す構成図。
【図２】圧接フィンガー及びカムの形状を示す図。
【図３】図３Ａから図３Ｄは、ポンプ機構による送液動作を示す図。
【図４】図４Ａは輸液チューブが押し潰される状態を示す図。図４Ｂは第４圧接フィンガーを示す図。図４Ｃは他の第４圧接フィンガーを示す図。
【図５】図５Ａ〜図５Ｄは、荷重センサにより検出される圧力を示す図。
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、荷重センサにより検出される圧力を示す図。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、センサ移動手段の概略を示す図。
【図８】センサによるチューブ保持構造を示す図。
【図９】輸液チューブが押し潰された状態の断面形状を示す図。
【図１０】第２実施形態の蠕動式揺動ポンプを示す図。
【図１１】異形カムを示す図。
【図１２】図１２の上段は、各圧接フィンガーが輸液チューブを閉止させている状態の遷移をカムシャフトの回転角度に応じて示す図。図１２の下段は、カムシャフト５の回転角度に応じて検出される荷重センサ１４の出力値を示す図。
【図１３】第３実施形態の蠕動式揺動ポンプを示す図。
【図１４】可動部３９が開いた状態を示す図。
【図１５】輸液チューブ１がローラ型の蠕動式輸液ポンプに装着された状態を示す図。
【図１６】ロータの回転角が０°であるときの状態を示す図。
【図１７】ロータの回転角が１２°であるときの状態を示す図。
【図１８】ロータの回転角が３０°であるときの状態を示す図。
【図１９】ロータの回転角が４８°であるときの状態を示す図。
【図２０】ロータの回転角が６０°であるときの状態を示す図。
【図２１】図２１Ａ〜Ｄはロータの回転角と荷重センサの出力信号の波形の関係を示す図。図２１Ａは正常な状態の波形を示す図。図２１Ｂは容器の位置が低い場合の波形を示す図。図２１Ｃは患者の位置が高い場合の波形を示す図。図２１Ｄは逆方向に送液又は医療用容器と人体の位置関係異常の場合の波形を示す図。
【図２２】図２２Ａは下流閉塞の状態のときの荷重センサの出力信号の波形を示す図。図２２Ｂは上流閉塞の状態のときの荷重センサの出力信号の波形を示す図。図２２Ｃは輸液チューブの中が空の状態のときの荷重センサの出力信号の波形を示す図。図２２Ｄは気泡が混入している状態のときの荷重センサの出力信号の波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［第１実施形態］
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の蠕動式輸液ポンプは、医療分野において体液や血液成分或いは薬液等の液体を人体に送る際に使用されるものであり、薬液などの液体を収容する医療用容器（輸液剤容器）と人体とを繋ぐ輸液ラインに設けられた可撓性を有する輸液チューブ１に蠕動運動を付与することによって、輸液チューブ１内の液体を下流方向に強制的に送る装置である。
【００３４】
本実施形態の蠕動式輸液ポンプは、図１に模式的に示すように、輸液チューブ１の一側に当接する押さえ板２（押さえ部）と、該押さえ板２に対向して輸液チューブ１の他側に当接するポンプ機構３と、マイクロコンピュータからなる制御手段４とを備えている。
【００３５】
押さえ板２は金属や合成樹脂等によって形成された硬質の厚板であり、一側の平坦面２ａが輸液チューブ１に当接される。押さえ板２は、バネ２ｂ（付勢手段）により輸液チューブ１に当接する方向に付勢されている。
【００３６】
ポンプ機構３は、押さえ板２の平坦面２ａに輸液チューブ１を介して対向する１２枚の圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２と、各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２を水平方向に進退させる１２個のカムｍ１〜ｍ１２と、各カムｍ１〜ｍ１２を支持する回転自在のカムシャフト５と、このカムシャフト５を回転駆動する駆動モータ６（駆動源）と、第４圧接フィンガーｆ４の後端に設けられ、且つ第４圧接フィンガーｆ４を輸液チューブ１に向けて押圧自在なアクチュエータ１８と（図４参照）を備えている。
【００３７】
各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２は、輸液チューブ１の上流から下流に対応する上下方向に互いに隣接して配列されている。第１圧接フィンガーｆ１は最上流側に位置し、第１２圧接フィンガーｆ１２は最下流側に位置している。
【００３８】
圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２は、図２に示すように、輸液チューブ１に圧接する圧接部７を先端に備える。各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２は、カムｍ１〜ｍ１２に係合するカム係合部８を後端側に備えている。
【００３９】
各カムｍ１〜ｍ１２は、略円盤状に形成されており、各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２の配列に対応して上下方向に互いに隣接して配列されている。各カムｍ１〜ｍ１２には、カムシャフト５が偏心位置に貫通固定されている。各カムｍ１〜ｍ１２は、カムシャフト５に偏心して支持されていることにより、外周面の一部が実質的に径方向に突出する押圧面９を備える。換言すれば、各カムｍ１〜ｍ１２のカムシャフト５に対する偏心方向に突出する部分が押圧面９を備える部分となる。
【００４０】
カムシャフト５は、図１に示すように、その一方端側に従動プーリ１０が設けられており、駆動モータ６から延出する駆動軸１１の上端側に設けられた駆動プーリ１２からベルト１３を介して回転が伝達される。
【００４１】
カムシャフト５が回転し、各カムｍ１〜ｍ１２が圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２のカム係合部８内で回転することにより、図３Ａ〜図３Ｄに示すように、各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２が順次進退し、押さえ板２との間で輸液チューブ１の押し潰しと開放とが行われる。このとき、各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２と押さえ板２との間に介在する輸液チューブ１に蠕動運動が付与され、輸液チューブ１内の輸液剤は上流から下流へと送られる。
【００４２】
カムシャフト５の回転角度は、角度検出手段により検出される。角度検出手段として、エンコーダ、或いは、駆動モータ６としてステッピングモータを採用する。駆動モータ６としてステッピングモータを採用した場合、駆動モータ６のステップ数でカムシャフト５の角度を知ることができる。そして、駆動モータ６のステップ数を計数することで各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２の進退位置を確認することができる。
【００４３】
第６圧接フィンガーｆ６と第７圧接フィンガーｆ７との間には、荷重センサ１４（圧力検出手段）が配設されている。本実施形態で採用する荷重センサ１４はフォースセンサ或いはロードセルといった力学的な作用の大きさを検出するためのセンサである。
【００４４】
ここで本実施形態で採用する荷重センサ１４について説明する。１２枚の圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２を用いたカムシャフト５の回転では、最低でも角度５度以内の範囲を通過する間に輸液チューブ１の圧力を検出する。この場合、角度についての高い検出精度が必要であると共に、圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２の動作サイクルが速いときにはそれに応じて高速で圧力を検出できるだけの応答速度が必要となる。
【００４５】
具体的には、最大流量９９９mL/hにて運転する場合に、１秒間に約２サイクルの割合で送液動作を繰り返している。１回転３６０度のうち５度の範囲を回転通過する時間は１÷２×５÷３６０＝０．００６９４s（６．９４ms）となるので、荷重センサ１４の応答時間は遅くとも約７ms以内であり、この間に正確な圧力の検出を行う必要がある。このため、荷重センサ１４として、ストレインゲージを採用したセンサや、感圧導電ゴムを用いた感圧素子等を採用することが好ましい。
【００４６】
特に好適な荷重センサ１４としては、ストレインゲージを採用したセンサのなかでも、集積回路と同様な製造プロセスであるフォトエッチング法によって製造される半導体ストレインゲージ・ブリッジを形成した極小シリコンダイヤフラム構造によるセンサ（フォースセンサ）が挙げられる。センサに加わる荷重が変化しても、ダイヤフラムの変形は極小であるので、荷重を伝達するために必要な容積変化は相対的に極小である。結果的に高速な検出応答速度が得られる。
【００４７】
制御手段４は、ＣＰＵやメモリ等により構成された電子ユニットで構成され、メモリなどの記憶装置に保持された制御プログラムをＣＰＵで実行することにより、駆動モータ６（駆動源）を制御する。制御手段４は、輸液ラインの閉塞を検出する閉塞検出手段、輸液チューブ１への気泡の混入を検出する気泡検出手段、及び医療用容器及び人体に対する高さ位置の良否を判定する位置関係判定手段を機能的に備えている。
【００４８】
そして、これらの機能を有する制御手段４は、後述するが、荷重センサ１４からの出力を用いて閉塞検出、気泡検出、及び位置関係判定を行う。また、制御手段４は、閉塞検出、気泡検出、及び位置関係判定により異常と判断された場合には、図示しない警報等の報知手段を駆動して使用者に異常報知を行うと同時に、ポンプ機構３による送液を中止する。
【００４９】
輸液ラインの閉塞状態は、ある程度押し潰した輸液チューブ１の復元力を荷重センサ１４により検出する。第２圧接フィンガーｆ２から第５圧接フィンガーｆ５の何れかが輸液チューブ１を押し潰しているとき（図３Ｂ参照）、輸液ラインにおいて荷重センサ１４の下流側が閉塞して圧力が高まると、輸液チューブ１内の圧力上昇によって荷重センサ１４に加わっている輸液チューブ１の復元力が増大する。それに比例して荷重センサ１４の電気出力も上昇し、荷重センサ１４の下流側で閉塞が発生したことが制御手段４の閉塞検出手段の機能により検出される。
【００５０】
一方、第８圧接フィンガーｆ８から第１１圧接フィンガーｆ１１の何れかが輸液チューブ１を押し潰しているとき（図３Ｄ参照）、輸液ラインの上流側が閉塞して輸液ライン内の圧力が低くなると、輸液チューブ１内の圧力降下によって荷重センサ１４に加わっている輸液チューブ１の復元力が減少する。それに比例して荷重センサ１４の電気出力も低下し、荷重センサ１４の上流側で閉塞が発生したことが制御手段４の閉塞検出手段の機能により検出される。
【００５１】
本実施形態においては、第１圧接フィンガーｆ１と第１２圧接フィンガーｆ１２とを用いて閉止領域を形成する（閉止手段）。即ち、第１圧接フィンガーｆ１（上流圧接フィンガー）と第１２圧接フィンガーｆ１２（下流圧接フィンガー）とは、夫々第１カムｍ１（上流カム）及び第１２カムｍ１２（下流カム）の作動により送液動作が１サイクル動作する間（全部の圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２について１回の進退動作が完了する間）に、荷重センサ１４の上流側と下流側とで輸液チューブ１を同時に押し潰す。
【００５２】
そして、このとき、図４Ａに示すように、第４圧接フィンガーｆ４が輸液チューブ１を押して輸液チューブ１内の容積を変化させるようにアクチュエータ１８が作動する。本実施形態においては、第４圧接フィンガーｆ４及びアクチュエータ１８が、容積変化手段に該当する。
【００５３】
図４Ｂに示すように、第４圧接フィンガーｆ４の後端部には、揺動自在に連結された揺動部ｆ４ａと、揺動部ｆ４ａを揺動方向における第４圧接フィンガーｆ４側に向かって付勢する捩りバネｆ４ｂとが設けられている。揺動部ｆ４ａは、通常、捩りバネｆ４ｂの付勢力によって揺動しない。そして、第４圧接フィンガーｆ４は、第４カムｍ４の回転によって、進退運動する。
【００５４】
また、アクチュエータ１８によって第４圧接フィンガーｆ４が押圧されると、図４Ｂに示すように、揺動部ｆ４ａが第４圧接フィンガーｆ４の後方に向かって揺動し、揺動部ｆ４ａが第４カムｍ４に引っ掛かることによって第４圧接フィンガーｆ４の前進運動を阻止しないようにしている。
【００５５】
なお、本発明の第４圧接フィンガーは、図４Ｂに示されるものに限らず、例えば、図４Ｃに示すように、二色成形によって斜線で示した揺動部ｆ４ａ’を第４圧接フィンガーの他の部分の材質よりも軟らかい材料で成形し、揺動部ｆ４ａ’が図４Ｂに示した揺動部ｆ４ａと同様に作動するようにしてもよい。
【００５６】
容積変化手段としてのアクチュエータ１８による第４圧接フィンガーｆ４の輸液チューブ１への押圧により、輸液チューブ１の内部に圧力変化が生じる。この圧力変化を荷重センサ１４で検出する。即ち、圧力上昇が大きければ、閉止領域の内部が非圧縮性流体（即ち、輸液剤などの液体）で満たされていることがわかる。逆に、圧力上昇が小さければ輸液チューブ１の内部に圧縮性流体（即ち空気）が混入していることがわかる。
【００５７】
送液動作においては、上流側の第１圧接フィンガーｆ１から順次輸液チューブ１を押し潰していくだけでなく、第１２圧接フィンガーｆ１２まで押し潰し終わった後にこれを離し、再び第１圧接フィンガーｆ１から順次押し潰し動作が繰り返される。
【００５８】
そして、第１２圧接フィンガーｆ１２を輸液チューブ１から離して、第１圧接フィンガーｆ１を輸液チューブに押し付ける際に、フリーフロー状態による急激な送液が発生しないように、第１圧接フィンガーｆ１が輸液チューブ１を押し潰してから第１２圧接フィンガーｆ１２を輸液チューブ１から離すという順序で作動する。これにより、送液動作が１サイクル行われる間に、荷重センサ１４の上流側と下流側との２箇所で輸液チューブ１が同時に閉止されるようになっている（図３Ａ参照）。
【００５９】
送液動作が１サイクル行われる間に送液できる量は、第１圧接フィンガーｆ１と第１２圧接フィンガーｆ１２との２箇所で輸液チューブ１が閉止される瞬間に輸液チューブ１内に存在する液量より少ない。本実施形態の蠕動式輸液ポンプによれば、１サイクルにつき１回の気泡検出動作を行うことで、気泡の素通りが防止できる。
【００６０】
押え板２は、輸液チューブ１と接触するチューブ圧接面としての平坦面２ａを備える。平坦面２ａには弾性部材が設けられている。
【００６１】
本実施形態では、圧力検出手段としての荷重センサ１４を第６圧接フィンガーｆ６と第７圧接フィンガーｆ７の間に設置している。荷重センサ１４が配置された部分に位置する輸液チューブ１の部分は、圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２の進退や輸液チューブ１の中の容積の変化に伴う圧力変化によって輸液チューブ１が動いたり、輸液チューブ１が膨らんだりしないように、図８に示すように、荷重センサ１４の溝の中に嵌められて、断面形状が長円形（楕円形）になるように押し潰されている。
【００６２】
このように輸液チューブ１を押し潰しておくことで、輸液チューブ１の復元力が荷重センサ１４に作用して荷重センサ１４が出力する電気信号をプラス側に押し上げるため、輸液チューブ１の上流側が閉塞して輸液チューブ１の中の圧力が減少したとしても、荷重センサ１４が適切に輸液チューブ１の内圧の低下を検出することができる。
【００６３】
また、気泡検出を確実に行うためにも、荷重センサ１４の位置に対応する輸液チューブ１の部分をしっかりと保持機構で保持することは、輸液チューブ１内の微小な容積変化を確実に検出するために必要である。
【００６４】
カムシャフト５に組み付けられたカムｍ１〜ｍ１２は、真円の外形を有している。カムｍ１〜ｍ１２は、圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２に対応して設けられ、一定角度（圧接フィンガーが１２枚の場合は３０度）ずつずらしてカムシャフト５に組み付けられている。
【００６５】
次に、送液動作によって発生する輸液チューブ１の内部の容積変化を利用したときの荷重センサ１４からの出力信号（電圧）及び圧力と、それによる各異常の判断について図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６において、時間順序は左から右へ経過してゆく。図中の下段の数字は輸液チューブ１を押し潰している圧接フィンガーの番号を示している。
【００６６】
区間Ａは、第１圧接フィンガーｆ１と第１２圧接フィンガーｆ１２とが荷重センサ１４の上下を閉止している区間である（図３Ａ参照）。この区間で得られる荷重センサ１４の出力信号の波形は、閉止領域の容積変化に伴う圧力に対応する。
【００６７】
区間Ｂは、第１圧接フィンガーｆ１から第６圧接フィンガーｆ６までの何れかが輸液チューブ１を押し潰している区間である（図３Ｂ参照）。この区間で得られる荷重センサ１４の出力信号の波形は、荷重センサ１４の下流側の圧力に対応する。
【００６８】
区間Ｃは、第６圧接フィンガーｆ６と第７圧接フィンガーｆ７とが荷重センサ１４の直近の上下を閉止している区間である（図３Ｃ参照）。この区間で得られる荷重センサ１４の出力信号の波形は、極めて小さな内容積での容積変化に伴う圧力に対応する。
【００６９】
区間Ｄは、第７圧接フィンガーｆ７から第１２圧接フィンガーｆ１２までの何れかが輸液チューブ１を押し潰している区間である（図３Ｄ参照）。この区間で得られる荷重センサ１４の出力信号の波形は、荷重センサ１４の上流側の圧力に対応する。
【００７０】
これらの波形に示されている荷重センサ１４の出力信号は、制御手段４に入力され、閉塞検出手段、気泡検出手段、及び位置関係判定手段の機能により良否が判断される。
【００７１】
図５Ａに示す波形は、正常に輸液が行われていることを示している。本実施形態においては、医療用容器から輸液チューブ１を介して人体までの落差を１．２ｍに設定しており、本実施形態の蠕動式輸液ポンプは、その中間の高さ位置に設置されている。
【００７２】
実施形態の輸液ラインに充填されている輸液剤液体の主成分は殆ど水であり、比重はほぼ水と同じである。蠕動式輸液ポンプから人体までの落差は０．６ｍであるから水柱圧は−６kPaに相当する。人体は蠕動式輸液ポンプより低い位置にいるので、正常であれば下流側の圧力は陰圧となり、区間Ｂの出力信号も負の値を示している。また、蠕動式輸液ポンプから医療用容器までの落差は０．６ｍであり、水柱圧は＋６kPaに相当する。
【００７３】
医療用容器は蠕動式輸液ポンプより高い位置にあるので、正常であれば上流側の圧力は陽圧となり、区間Ｄの出力信号も正の値を示している。区間Ｃでは、内部容積が極度に小さいために、正常な輸液状態（気泡の混入がない状態）のときには、輸液剤で満たされている小さな容積の部分に減少方向に変化が加えられるので検出圧力は大きくなり、正常な区間Ｃの出力信号は極度に大きな値を示す。
【００７４】
区間Ａでは、送液動作の１サイクル分の内容積であるため、区間Ｃよりも容積の変化量は少ないが、正常であるとき比較的大きな圧力の上昇を示す信号が得られる。
【００７５】
図５Ｂに示す波形は、医療用容器と蠕動式輸液ポンプとが同じ高さにあることを示している。図５Ａに示す正常な輸液が行われているときの波形と比較すると、区間Ｄにおいて出力信号（圧力）がほぼ０となっている。荷重センサ１４よりも上流側で圧力がほぼ０であるから、医療用容器と蠕動式輸液ポンプとが同じ高さにあることがわかる。
【００７６】
図５Ｃに示す波形は、人体（患者）と蠕動式輸液ポンプとが同じ高さであることを示している。図５Ａに示す正常な輸液が行われているときの波形と比較すると、区間Ｂにおいて出力信号（圧力）がほぼ０となっている。荷重センサ１４よりも下流側で圧力がほぼ０であるから、人体（患者）と蠕動式輸液ポンプとが同じ高さにあることがわかる。
【００７７】
図５Ｄに示す波形は、逆方向に送液又は医療用容器と人体の位置関係異常を示している。この波形は、図５Ａに示す正常な輸液が行われているときの波形に対して全く逆になっている。この場合には、駆動モータ６が逆転しているか、輸液チューブ１の装着方向が上下逆になっているか、又は、医療用容器−蠕動式輸液ポンプ−人体（患者）の順で位置が高くなっている等の異常が考えられる。制御手段４は、このような波形により異常と判断したとき、ポンプ機構３を停止させて異常報知を行う。
【００７８】
図６Ａに示す波形は、荷重センサ１４の下流側の輸液ラインに閉塞が生じていることを示している。図５Ａに示す正常な輸液が行われているときの波形と比較すると、区間Ｂの出力信号が極度に高くなっている。これは、蠕動式輸液ポンプから下流側に向かって輸液剤が円滑に流れないために圧力が高まったことを示しており、荷重センサ１４の下流側の輸液ラインに閉塞が生じていると判断できる。制御手段４は、このような波形により下流閉塞と判断し、ポンプ機構３を停止させて異常報知を行う。
【００７９】
図６Ｂに示す波形は、荷重センサ１４の上流側の輸液ラインに閉塞が生じていることを示している。図５Ａに示す正常な輸液が行われているときの波形と比較すると、区間Ｄの出力信号が極度に低くなっている。これは、蠕動式輸液ポンプの送液動作により、上流側の輸液チューブ１の内部が陰圧になったことを示しており、荷重センサ１４の上流側の輸液ラインに閉塞が生じていると判断できる。制御手段４は、このような波形により上流閉塞と判断し、ポンプ機構３を停止させて異常報知を行う。
【００８０】
図６Ｃに示す波形は、輸液チューブ１の内部が空気のみで輸液剤が全くないことを示している。図５Ａに示す正常な輸液が行われているときの波形と比較すると、区間Ｃや区間Ａの出力信号が極度に低くなっている。この波形は、ポンプ機構３が空転しており、輸液チューブ１の内部が空気のみであることを示しており、医療用容器が空になったと判断できる。制御手段４は、このような波形を採取したときにも、ポンプ機構３を停止させて使用者への報知を行う。
【００８１】
図６Ｄに示す波形は、輸液チューブ１の内部の輸液剤に気泡が混入していることを示している。この波形は、区間Ａと区間Ｃにおいて、図５Ａに示す正常な輸液が行われているときと、図６Ｃに示す輸液チューブ１の内部が空気のみで輸液剤が全くないときとの中間の圧力を示すものとなっている。制御手段４は、このような波形により気泡混入と判断し、ポンプ機構３を停止させて異常報知を行う。
【００８２】
以上のように、送液動作に伴って荷重センサ１４の上下で輸液チューブ１を閉止し、この閉止領域の輸液チューブ１に発生する容量変化によって生じる圧力の変化を検出することで、輸液ラインの閉塞だけでなく、気泡混入や、その他の複数の異常を容易に検出することができる。そして、検出器として超音波センサを用いることなく１つの荷重センサ１４を用いて複数の異常検出が行えるので、蠕動式輸液ポンプのコストアップや大型化を防止することができる。
【００８３】
ところで、輸液チューブ１の内部の圧力と荷重センサ１４の出力信号との相関を改善すべく検出信号の補正を行うと、荷重センサ１４の精度を一層向上させることができて好ましい。即ち、図７Ａに示すように、荷重センサ１４を先端に取り付けたセンサ支持部材１５を、カムシャフトに支持させたセンサカム１６により移動させる（センサ移動手段）。これにより、カムシャフトの所定の回転角度（具体的には、図３Ａの状態と同じ回転角度２７０度）となったときのみ荷重センサ１４を一時的に輸液チューブ１から離反させる。その他の回転角度では、図７Ｂに示すように、荷重センサ１４が輸液チューブ１に当接させた状態を維持する。
【００８４】
荷重センサ１４が輸液チューブ１から離間しているとき、荷重センサ１４の出力信号を制御手段４で採取する。このとき荷重センサ１４から出力される信号は、荷重センサ１４に力が作用していない状態での誤差となる出力信号である。次いで、制御手段４が備える記憶手段にこのときの出力信号を補正値として記憶する。そして、制御手段４が機能として備える補正手段により、この補正値を用いて圧力検出時の出力信号を補正する。これにより、荷重センサ１４の検出精度が向上する。
【００８５】
以上説明した構成においては、可撓性を有する輸液チューブは十分なゴム弾性を備えているという前提で説明を行った。しかしながら、市販されている輸液チューブの弾性力は千差万別であり、硬くて肉薄の輸液チューブも存在する。そのような場合には、押さえ板２のフィンガー圧接面をゴム弾性を有するシート状の素材で構成することによって、送液動作に伴う圧接フィンガー間に挟まれた微小部分の容積変化が大きくなり、それにより圧力変化も大きくなって、荷重センサから大きな電気信号出力を得ることができるようになる。
【００８６】
また、逆に、輸液チューブ１の肉厚が厚く且つ軟らか過ぎる場合には圧接フィンガー間に挟まれた微小部分の容積が小さくなり過ぎて輸液チューブ１内の液体が殆ど残らない状態となる。すると、容積変化を起こす部分が無くなるため、荷重センサもほとんど電気出力の変化を得られない状態となる。
【００８７】
このような場合には、図９に示すように、押さえ板２の輸液チューブ１の装着部分の両側を圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２側に一段突出させる突出部を設けて、この突出部に圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２の先端が突き当ることによって、必要以上に輸液チューブ１を押し潰さないように構成することにより、肉厚が厚く且つ軟らかい輸液チューブ１であっても本実施形態の輸液ポンプを適切に用いることができる。
【００８８】
［第２実施形態］
次に図１０から図１２を参照して、本発明の第２実施形態の蠕動式輸液ポンプを説明する。第２実施形態の蠕動式輸液ポンプは、第１実施形態のものと比較して、圧接フィンガーが１４枚になり、アクチュエータ１８に代えて、第５カムｍ５を後述する異形カムとした点で異なるが、他の構成は第１実施形態と同一であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００８９】
第２実施形態のカムｍ１〜ｍ１４は、３０度ずつカムシャフト５に対する偏心方向の位相がずらされており、第１カムｍ１と第１３カムｍ１３とは同一位相に設定されており、第２カムｍ２と第１４カムｍ１４とは同一位相に設定されている。これにより、第１実施形態の区間Ａに相当する領域が第２実施形態においては拡大され、この区間Ａにおいて異形カムｍ５’によって第５圧接フィンガーｆ５で輸液チューブ１を押圧し、容積を変化させている。
【００９０】
第５カムｍ５は異形カムｍ５’であるため、図２に示した通常の圧接フィンガーではカム係合部８の中で突出部が引っ掛かってしまい、回転できない。そのため、第５圧接フィンガーｆ５には、図４Ｂに示したような可倒式の揺動部を備える圧接フィンガーを用いることによって円滑な作動を行わせることができる。
【００９１】
図１０Ａは、第１２圧接フィンガーｆ１２が最も突出した状態を示す。図１０Ｂは第１圧接フィンガーｆ１及び第１３圧接フィンガーｆ１３が最も突出した状態を示す。図１０Ｃは第２圧接フィンガーｆ２及び第１４圧接フィンガーｆ１４が最も突出した状態を示す。図１０Ｄは、第３圧接フィンガーｆ３が最も突出した状態を示す。図１０Ｅは第４圧接フィンガーｆ４が最も突出した状態を示す。
【００９２】
図１１に示されるように、異形カムｍ５’は偏心方向としての押圧面９に加えて第２の押圧面として外周面の一部が実質的に径方向に突出する異形面１９を備えている。この異形面１９が区間Ａにおいて輸液チューブ１を押圧することにより、輸液チューブ１に容積変化をもたらす。第２実施形態においては、異形カムｍ５’及び第５圧接フィンガーｆ５が容積変化手段に相当する。
【００９３】
図１２の上段は、各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１４が輸液チューブ１を閉止させている状態の遷移をカムシャフト５の回転角度に応じて示す図である。四角で囲われた部分が閉止されている状態を示している。図１２の下段は、カムシャフト５の回転角度に応じて検出される荷重センサ１４の出力値を示したものであり、最も上の波形が正常状態、上から２つ目の波形が気泡が混入した状態、上から３つ目の波形が輸液チューブ１の蠕動式輸液ポンプよりも下流側で閉塞している状態、最も下の波形が輸液チューブ１の蠕動式輸液ポンプよりも上流側で閉塞している状態を示している。
【００９４】
第２実施形態の蠕動式輸液ポンプにおいては、輸液チューブ１を押し潰し自在な複数の圧接フィンガーを備えるフィンガーポンプ型式であって、通常必要とされる通常数（１２枚）よりも多数（１４枚）の圧接フィンガーｆ１〜ｆ１４を設置することにより、ポンプサイクルに占める閉止領域の割合が拡張されている。
【００９５】
ここで、通常数について説明する。まず、各圧接フィンガーｆ１〜ｆ１４がカムシャフト５に所定の角度（３０°）ずつ変位して設けられた複数のカムｍ１〜ｍ１４によって押圧されるものである場合には、カムシャフト５が１回転する間に輸液チューブ１を１箇所以上で押し潰すために少なくともカムシャフト５が１周する分だけカムｍ１〜ｍ１２及び圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２を用意する必要がある。例えば、所定の角度が３０°である場合、カムシャフト５が１回転する間に、１箇所以上で輸液チューブ１を押し潰し続けるためには、１２枚のカムｍ１〜ｍ１２及び圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２が最低限必要となる。従って、本実施形態における通常数とは、カムシャフト５が１回転する間に１箇所以上で輸液チューブ１を押し潰し続けるために最低限必要な圧接フィンガーｆ１〜ｆ１２の数と定義される。
【００９６】
そして、上述した如く、ポンプサイクルに占める閉止領域の割合を拡張することによって、圧力を計測するときの時間を長く確保することができ、例えば、検出値にローパスフィルタ処理を施したり、複数の検出値を平均化処理したりすることができ、ノイズの影響を受け難くすることができる。
【００９７】
［第３実施形態］
次に、図１３から図２０を参照して、本発明の第３実施形態の蠕動式輸液ポンプを説明する。図１３に示すように、第３実施形態の蠕動式輸液ポンプは、ローラ型の蠕動式輸液ポンプである。第３実施形態の蠕動式輸液ポンプは、基台３０（図１４参照）上で回転自在に配置された略三角形状のロータ３１と、ロータ３１の３つ頂点部分に夫々回転自在に取り付けられたローラ３３と、ロータ３１及びローラ３３を覆うように形成された円弧状の内周面３５ａを有するステータ３５とを備える。
【００９８】
図１４に示すように、ステータ３５は、基台３０に固定された固定部３７と、固定部３７に一方の端部が回動自在に連結された一対の可動部３９とを備える。ステータ３５の内周面３５ａは、可動部３９に設けられている。図１４は可動部３９が開いた状態を示しており、図１３は可動部３９が閉じた状態を示している。
【００９９】
図１３を参照して、可動部３９には、閉じた状態で固定部３７とは反対側に位置させて輸液チューブ１を挟み込んで固定するための固定用溝３９ａが設けられている。固定部３７には、受圧板４１と、受圧板４１で受ける圧力を検出する荷重センサ４３とが設けられている。
【０１００】
また、基台３０上には、受圧板４１に対して輸液チューブ１の外形よりも若干小さい隙間を存して対向させて配置されるスライダ４５が、受圧板４１に向かって進退自在に設けられている。
【０１０１】
輸液チューブ１は、図１４に示すように、一対の可動部３９を開いた状態で、受圧板４１とスライダ４５との間、及び固定用溝３９ａに挟み込んで取り付ける。そして、一対の可動部３９を閉じることにより、図１５に示すように、輸液チューブ１がローラ型の蠕動式輸液ポンプに装着される。
【０１０２】
図１６は、ロータ３１の回転角が０°であるときの状態を示している。図１６の状態では、図１６の最も下方に位置しているローラ３３によってのみ輸液チューブ１が押し潰されており、他のローラ３３は輸液チューブ１を押し潰していない。
【０１０３】
本実施形態のローラ型の蠕動式輸液ポンプは、図１６のロータ３１の回転角が０°のときの荷重センサ４３の出力値をチェックして、このときの出力値が輸液チューブ１の上流側での閉塞が生じていない正常な状態を示す所定値（以下、上流側閉塞所定値という）未満である場合には、輸液チューブ１が輸液ポンプよりも上流側で閉塞状態となっている可能性があるとして、アラームなどにより利用者に報知する。
【０１０４】
図１６の状態からロータ３１を１２°回転させてロータ３１の回転角を１２°とすると、ローラ型の蠕動式輸液ポンプは図１７に示す状態となる。図１７の状態では、最も上方に位置するローラ３３も輸液チューブ１を押し潰し、輸液チューブ１の中において、最も上方に位置するローラ３３と、最も下方に位置するローラ３３とで閉止領域を画成する。図１７の右側に位置するローラ３３はスライダ４５に接触するが、このときにはスライダ４５はまだ移動していない。
【０１０５】
そして、図１６の状態からロータ３１を３０°回転させてロータ３１の回転角を３０°とすると、ローラ型の蠕動式輸液ポンプは図１８に示すよう状態となる。図１８に示すロータ３１の回転角が３０°の状態では、未だ、最も上方に位置するローラ３３と、最も下方に位置するローラ３３とで閉止領域を画成されたままである。
【０１０６】
そして、図１８の最も右側に位置するローラ３３はスライダ４５を受圧板４１に向かって移動させ、スライダ４５がスライダ４５と受圧板４１との間に配置された輸液チューブ１の部分を押圧する。本実施形態のローラ型の蠕動式輸液ポンプは、図１８のロータ３１の回転角が３０°のときの荷重センサ４３の出力値をチェックして、このときの出力値が正常な状態を示す所定値未満である場合には、輸液チューブ１の中に気泡が混入している可能性があるとして、アラームなどにより利用者に報知する。図１８の一点鎖線は受圧板４１に向かって移動する前のスライダ４５の位置を示している。
【０１０７】
そして、図１６の状態からロータ３１を４８°回転させてロータ３１の回転角を４８°とすると、ローラ型の蠕動式輸液ポンプは図１９に示すよう状態となる。図１９に示すロータ３１の回転角が４８°の状態では、未だ、最も上方に位置するローラ３３と、最も下方に位置するローラ３３とで閉止領域を画成されたままである。
【０１０８】
そして、図１６の状態からロータ３１を６０°回転させてロータ３１の回転角を６０°とすると、ローラ型の蠕動式輸液ポンプは図２０に示すよう状態となる。図２０のロータ３１の回転角が６０°の状態では、図２０の最も上方に位置しているローラ３３によってのみ輸液チューブ１が押し潰されており、他のローラ３３は輸液チューブ１を押し潰していない。
【０１０９】
本実施形態のローラ型の蠕動式輸液ポンプは、図２０のロータ３１の回転角が６０°のときの荷重センサ４３の出力値をチェックして、このときの出力値が輸液チューブ１の下流側での閉塞が生じていない正常な状態を示す所定値（以下、下流側閉塞所定値という）を超える場合には、輸液チューブ１が輸液ポンプよりも下流側で閉塞状態となっている可能性があるとして、アラームなどにより利用者に報知する。
【０１１０】
荷重センサ４３の出力値が下流側閉塞所定値以下である場合には、図２０の状態からロータ３１を更に６０°回転させて、ロータ３１の回転角を１２０°に設定する。
【０１１１】
本実施形態のローラ型の蠕動式輸液ポンプは、図１６から図２０を参照して説明した処理をロータ３１が一回転して３６０°回り図１６の回転角０°に戻るまで繰り返し順番に実行する。即ち、ロ−タ３１が一回転する間に、蠕動式輸液ポンプは、図１６から図２０を参照して説明した処理を３回実行する。
【０１１２】
図２１Ａ〜Ｄ及び図２２Ａ〜Ｄは、ロータの回転角と荷重センサの出力信号の波形の関係を示す図である。図２１Ａは正常な状態の波形を示す図である。図２１Ｂは容器の位置が低い場合の波形を示す図である。図２１Ｃは患者の位置が高い場合の波形を示す図である。図２１Ｄは逆方向に送液又は医療用容器と人体の位置関係異常の場合の波形を示す図である。
【０１１３】
図２２Ａは下流閉塞の状態のときの荷重センサの出力信号の波形を示す図である。図２２Ｂは上流閉塞の状態のときの荷重センサの出力信号の波形を示す図である。図２２Ｃは輸液チューブの中が空の状態のときの荷重センサの出力信号の波形を示す図である。図２２Ｄは気泡が混入している状態のときの荷重センサの出力信号の波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  輸液チューブ
２  押さえ板（押さえ部）
２ａ  平坦面
２ｂ  バネ（付勢手段）
３  ポンプ機構
４  制御手段（気泡検出手段，閉塞検出手段，位置関係判定手段）
５  カムシャフト
６  駆動モータ（回転駆動手段，角度検出手段）
７  圧接部
８  カム係合部
９  押圧面
１０  従動プーリ
１１  駆動軸
１２  駆動プーリ
１３  ベルト
１４  荷重センサ（圧力検出手段）
１５  センサ支持部材
１６  センサカム（センサ移動手段）
１７  後退面
１８  アクチュエータ
１９  異形面
３０  基台
３１  ロータ
３３  ローラ
３５  ステータ
３５ａ  内周面
３７  固定部
３９  可動部
３９ａ  固定用溝
４１  受圧板
４３  荷重センサ
４５  スライダ
ｆ１  第１圧接フィンガー（上流圧接フィンガー）
ｆ４ａ  揺動部
ｆ１２  第１２圧接フィンガー（下流圧接フィンガー）
ｆ１〜ｆ１２  圧接フィンガー
ｍ１  第１カム（上流カム）
ｍ２  第２カム（他のカム）
ｍ１２  第１２カム（下流カム）
ｍ１〜ｍ１２  カム
【図１】
0006478815.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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