(57)【要約】　　　（修正有）【課題】尿などの不衛生感の強いものの流量測定には測定器を使い捨てとしたいが測定器が高価のため、洗浄して再利用しているのが実状であった。この課題に対応するための使い捨てが可能な流量測定器の提供する。【解決手段】チューブに流量測定用のセンサを設けて、このセンサの少なくとも信号出力部を着脱自在に設けて成る。センサの中で比較的高価な部分は信号出力部であるため、この部位が着脱式であることによって、信号出力部以外の部品を使い捨てることができる。この使い捨て部品には体内に直結するチューブが含まれる。【選択図】　図２
2004117366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　チューブに流量測定用のセンサを設け、このセンサの少なくとも信号出力部を着脱自在に設けたことを特徴とする、使い捨ての流量測定器。
【請求項２】
　前記センサが、光を反射する部位を有する回転体を流体によって回転可能と成るように流体通路内の所定の位置に設け、前記光を反射する部位に向けて光を発する発光部を設けると共に、この光の前記光を反射する部位からの反射光を受け得る位置に２つの受光部を前記回転体の回転方向に並べて配置して成り、このセンサの発光部及び受光部を、回転体を有する側の部材に対して着脱自在に設けて成る、請求項１に記載の使い捨ての流量測定器。
【請求項３】
　前記センサが、光を通過させたり遮ったりし得る部位を有する回転体を流体によって回転可能と成るように流体通路内の所定の位置に設け、この回転体を挟んだ一側に発光部を設けると共に、他側に２つの受光部をこの回転体の回転方向に並べて配置して成り、このセンサの発光部及び受光部を、回転体を有する側の部材に対して着脱自在に設けて成る、請求項１に記載の使い捨ての流量測定器。
【請求項４】
　前記センサが、流体を通すチューブの両側に配設された磁石であり、この磁石からの磁気的な影響を受けない前記チューブの部位にコイルを取り付け、このコイルを前記チューブに対して着脱自在に設けて成る、請求項１に記載の使い捨ての流量測定器。
【請求項５】
　前記流量測定用のセンサとこのセンサの少なくとも信号出力部とを、一時的に固定するための固定手段を設けて成る、請求項１に記載の使い捨ての流量測定器。
【請求項６】
　前記チューブが採尿用のチューブである、請求項１乃至請求項５から選ばれる何れか一に記載の使い捨ての流量測定器。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】　この発明は、血液や尿などの液体の流量を計測する際に用いられる、使い捨ての流量測定器に係り、当発明者の特願２００２−２９６７５１の発明を踏まえ、その後の研究成果を開示しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】　流体の流量を計測する手段として、例えば血液ポンプに於いては磁石で血流を磁化させこれを磁気センサで測る電磁流量計が用いられて来た。また尿採取中の尿速度を正しく測ることが出来るものとして、当発明者の発明に係る流量センサを上げることが出来る（特願２００２−２９６７５０）。このものは、光を通過させたり遮ったりし得る部位を有する回転体を流体によって回転可能と成るように流体通路内の所定の位置に設け、この回転体を挟んだ一側に発光部を設けると共に、他側に２つの受光部を、この回転体の回転方向に並べて配置して成るものである。２つの受光部が前記回転体の回転方向に並べて配置されているために、２つの受光部が受光する順を見ることにより、即ち回転体が光を遮る順を調べることによって、流体が流れる方向を検出することが出来る。従って正流に対する逆流や脈動流があるような場合でもこの状態を正確に把握することが可能に成っている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】　しかしながら、体内と直結されるこれ等の流量測定器を介して院内感染が発生することがある。また尿量の測定などに於いては尿が不衛生感の強いものであるために、親族によるケアであってもチューブの交換などはどうしても厭われ勝ちである。そこで流量測定器を使い捨てにしてしまえば、このような問題の発生をよりよく抑えることが出来るのであるが、流量測定器は高価であるためになかなかそのように使い捨てることは叶わないでいる。このため現状では流量測定器は洗浄することで再利用に供されている。
【０００４】　従ってこの発明は、使い捨てが可能な流量測定器の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段及び作用】
【０００５】　上記の課題は、チューブに流量測定用のセンサを設け、このセンサの少なくとも信号出力部を着脱自在に設けて、使い捨ての流量測定器とすることにより達成される。
【０００６】　チューブに流量測定用のセンサが設けられているため、チューブを流れる体液がセンサによって把握され、その流量が測定される。上述したように血流の測定にしろ尿流の測定にしろ、比較的高価な部分はセンサの中でも信号出力部であるため、この部位が着脱式であることによって、信号出力部以外の部品を使い捨てることが出来る。この使い捨て部品の中には、体内と直結されることのあるチューブが含まれている。
【０００７】　次に請求項２の発明は前記センサに関して、光を反射する部位を有する回転体を流体によって回転可能と成るように流体通路内の所定の位置に設け、前記光を反射する部位に向けて光を発する発光部を設けると共に、この光の前記光を反射する部位からの反射光を受け得る位置に２つの受光部を前記回転体の回転方向に並べて配置して成り、このセンサの発光部及び受光部を、回転体を有する側の部材に対して着脱自在に設けて成るものとした。
【０００８】　流体通路内には回転体が設けられているため、ここを流体が通過するとその勢いで回転体が回転する。この際回転体には光を反射したり反射しない部位が設けられているため、発光部から発せられた光は、これを反射する部位では反射して受光部に達することが出来るが、光を反射しない部位では反射しないため受光部に達することは出来ない。従って発光部から発せられた光をどのように反射するのかを計算して設計した回転体を用いれば、この回転体を回転させている流体の速度を求めることが出来る。
【０００９】　またこの際、２つの受光部が前記回転体の回転方向に並べて配置されているため、２つの受光部が受光する順を見ることによって、即ち回転体が光を反射する順を調べることによって、流体が流れる方向を検出することが出来る。従って、正流に対する逆流や脈動流があるような場合でもこの状態を正確に把握することが可能に成っている。なお受光部を２つとしたが、回路的に対応可能とするならば受光部は２以上であってもよい。また回転体の構成や形状や大きさは任意設計事項である。また回転体が回転軸を備えており、この回転軸を支え得る溝にはめ込むようにして取り付ける機構や、回転体が磁石の反発力を利用して浮上しながら回転する機構なども任意に採用することが可能である。
【００１０】　この請求項２の発明では、このセンサの発光部及び受光部を、回転体を有する側の部材に対して着脱自在に設けているため、使い捨てられるのはチューブと、このチューブに付属する回転体である。
【００１１】　次に請求項３の発明は前記センサに関して、光を通過させたり遮ったりし得る部位を有する回転体を流体によって回転可能と成るように流体通路内の所定の位置に設け、この回転体を挟んだ一側に発光部を設けると共に、他側に２つの受光部をこの回転体の回転方向に並べて配置して成るセンサであって、このセンサの発光部及び受光部を、回転体を有する側の部材に対して着脱自在に設けて成るものとした。
【００１２】　流体通路内には回転体が設けられているため、ここを流体が通過するとその勢いで回転体が回転する。この際回転体には光を通過させたり遮ったりし得る部位が設けられているため、発光部から発せられた光は、回転体が遮らない状態では回転体を擦り抜けて受光部に達することが出来るが、回転体が遮ると受光部に達することは出来ない。従って通過する光をどのように遮るかを計算して設計した回転体を用いれば、この回転体を回転させている流体の速度を求めることが出来るのである。
【００１３】　この際、２つの受光部が前記回転体の回転方向に並べて配置されているため、２つの受光部が受光する順を見ることによって、即ち回転体が光を反射する順を調べることによって、流体が流れる方向を検出することが出来る。従って、正流に対する逆流や脈動流があるような場合でも、この状態を正確に把握することが可能に成っている。また受光部の数や回転体の回転軸を支える機構等は任意設計事項である。
【００１４】　この請求項３の発明に於いても、センサの発光部及び受光部を回転体を有する側の部材に対して着脱自在に設けているため、使い捨てられるのはチューブと、このチューブに付属する回転体である。
【００１５】　次に請求項４の発明は前記センサに関して、センサが流体を通すチューブの両側に配設された磁石であり、この磁石からの磁気的な影響を受けないチューブの部位にコイルを取り付け、このコイルを前記チューブに対して着脱自在に設けて成るものとした。
【００１６】　例えばこのチューブ内を流れる液体が血液であるとすると、チューブの両側に配設された磁石の部位を血液が通過することによって、血液に誘導電流が発生する。この血液がコイルの前を通過することによって、今度はコイルに誘導電流が発生する。従ってチューブの内径、磁界強度から血流の速度を求めることが出来るのである。
【００１７】　この際、比較的高価なコイルをチューブに対して着脱自在に設けているため、使い捨てられるのはチューブと、このチューブに付属する磁石である。なおこの磁石をコイルと共に着脱式とする設計も可能である。
【００１８】　次に、請求項１の発明に付いて請求項５の発明では、前記流量測定用のセンサとこのセンサの少なくとも信号出力部とを、一時的に固定するための固定手段を設けて成るものとした。
【００１９】　着脱自在な部位が不本意に外れてしまうような場合には、これを一時的に固定するための固定手段が備わっていると便利である。
【００２０】　次に、上述した請求項１から請求項５の各々のチューブに付いて、このものが採尿用のチューブである、使い捨ての流量測定器とした。
【００２１】　医療の現場では尿を採取し、排出される尿の速度をデータ化したいという要望がある。この請求項６の発明ではこれを安価に且つチューブの部分を使い捨てにすることが出来る。また流量測定器ごと使い捨てることにより、洗浄して乾燥させるなどの煩わしい作業が省け、また衛生的でもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】　以下、この発明の実施形態を図面を参照しつつ説明するが、この発明はこれ等の実施形態にのみ限定されるものではなく、この発明の思想の範囲内に於て種々のバリエーションを与えることが出来るものである。
　（第１実施形態）【００２３】　図１乃至図４はこの発明の第１実施形態を表わす。合成樹脂製のケース１には黒色円板２を納めるためのほぼ円形の凹部１１が中央部に形成されており、黒色円板２がこの凹部１１内に回転軸２０によって回転自在に取り付けられている。またこのケース１の前記回転軸２０から一側にずれた部位に入口１０と出口１２とが形成され、入口１０、凹部１１、出口１２へと続く水流路を形作っている。入口１０にはコネクタ４を介してチューブ４０が差し込まれており、出口１２にはコネクタ５が差し込まれている。合成樹脂製の黒色円板２は外周部に回転対称に１２個のミラー２１をアルミニウム蒸着により形成したものである。この構成によって、後述する発光素子６１から発せられた光はミラー２１の部位では反射されるが、ミラー２１とミラー２１との間の黒色の部位では吸収されてしまうため実効的な反射は起こらない。【００２４】　また図２で表わすように、前記ケース１を手前側と奥側とで挟み付け得るようなコ字形状の検出器６が、ケース１の一側に設けられたガイド１３によりケース１に着脱自在に取り付けられている。この検出器６に於いては、前記黒色円板２のミラー２１の回転部位に対向して、受光素子３と発光素子６１とが配設されている。なお図１では受光素子３の取付位置が表わされている。図３で表わされているように、受光素子３は２連のフォトダイオードから成り、黒色円板２の回転方向に並ぶように第１素子３０と第２素子３１が取り付けられている。なお発光素子６１はＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｅｄ　Ｄｉｏｄｅ）である。符号６０は受光素子３の出力端や発光素子６１の入力端を流量測定装置に繋げるためのケーブルである。【００２５】　前記受光素子３は黒色円板２の動作に従った信号を発生するため、この波形をエンコーダ３３にて計数可能な奇麗な波形に変形させて、可逆計数器３２でカウントし、この数字を表示器３４に表示する。また前記黒色円板２と発光素子６１と受光素子３との関係を模式的に表わしたものが図３であるが、回転軸２０によって回転自在な黒色円板２のミラー２１に望んで発光素子６１と受光素子３とが配設されて流量センサが構成されている。なお可逆計数器３２は前記黒色円板２の回動方向を区別することが出来る。すなわち第１素子３０の方が第２素子３１よりも先に受光しなくなり、その後第２素子３１が受光しなくなった場合を水車２の正回転であるとすれば、これとは逆に先に第２素子３１の方が受光しなくなった場合が、水車２の逆回転であることが分かるため、逆流や脈動流があってもこれに対応して正確に計数することが出来るのである。【００２６】　なおこの実施形態では発光素子６１として赤外線を発光するＬＥＤを用いているが、この他にレーザーダイオード（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）やフィラメント球等を利用した実施形態も可能である。また黒色円板２は発光素子６１から発せられた光をどのように反射するのかを計算して設計するものであるから、前記ミラー２１の数を１２個としたものの特にこの数に限定されるものではない。またその材質も特に問われないものである。
　　　（第２実施形態）【００２７】　図５はこの発明の第２実施形態を表わす。合成樹脂製の円板２２は回転軸２０により回転自在であり、外周部に回転対称に１２個の窓２３が円板２２を貫通するように形成されている。この構成によって、発光素子６１から発せられた光は窓２３と窓２３との間では円板２２の表面で反射されて受光素子３へ入光する。これに対して窓２３の部位では光は窓２３を抜けて円板２２を通過してしまうため、受光素子３へ入光することはない。なお前記円板２２は少なくとも窓２３と窓２３との間で光を反射するようにしなくては成らないから、白色円板やミラー円板等の反射性のものを用いる。
　　　（第３実施形態）【００２８】　図６はこの発明の第３実施形態を表わす。合成樹脂製の白色円板２４は回転軸２０により回転自在であり、外周部に回転対称に確保した１２個の非着色部２５以外の部位を黒色の着色部２６としたものである。この構成により発光素子６１から発せられた光は非着色部２５では反射されるが、黒色の着色部２６では吸収されてしまい実効的な反射は起こらない。
　　　（第４実施形態）【００２９】　図７はこの発明の第４実施形態を表わす。合成樹脂製の白色円板２７を回転軸２０によって回転自在とし、外周部に１２個の突起２８を回転対称に成型により設けている。この構成により、発光素子４から発せられた光は基本的に白色円板２７の板面上で反射されるのであるが、特に突起２８の部位で乱反射が起こるため、この乱れを計数回路で捕らえるようにする。
　　　（第５実施形態）【００３０】　図８及び図９はこの発明の第５実施形態を表わす。合成樹脂製のケース１には水車７を納めるためのほぼ円形の凹部１１が中央部に形成されており、水車７がこの凹部１１内に回転軸７０によって回転自在に取り付けられている。またこのケース１の前記回転軸７０から一側にずれた部位に入口１０と出口１２とが形成され、入口１０、凹部１１、出口１２と続く水流路を形作っている。入口１０にはコネクタ４を介してチューブ４０が差し込まれており、出口１２にはコネクタ５が差し込まれている。【００３１】　また上述した第１実施形態の図２を借りて説明すると、前記ケース１を手前側と奥側とで挟み付け得るようなコ字形状の検出器６が、ケース１の一側に設けられたガイド１３によりケース１に着脱自在に取り付けられている。この検出器６に於いては、前記回転自在な前記水車７の羽によって遮られたり遮られない状態となったりする部位に、受光素子３と発光素子６１とが対向するように設けられている。なお図９では奥側の受光素子３の取付位置が表わされている。受光素子３は２連のフォトダイオードから成り、水車２の回転方向に並ぶように第１素子３０と第２素子３１とが取り付けられている。なお発光素子６１はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｅｄ　Ｄｉｏｄｅ）である。【００３２】　前記受光素子３は水車７の動作に従った信号を発生するため、この波形を前記エンコーダ３３にて計数可能な奇麗な波形に変形させて、可逆計数器３２でカウントし、この数字を表示器３４に表示する。また前記の水車７と発光素子６１と受光素子３との関係を模式的に表わしたものが図８であるが、回転軸７０によって回転自在な水車７を挟むようにして発光素子６１と受光素子３とが配設されて流量センサが構成されている。なお可逆計数器３２は前記水車７（羽車である）の回動方向を区別することが出来る。第１素子３０の方が第２素子３１よりも先に受光しなくなりその後第２素子３１が受光しなくなった場合を水車７の正回転であるとすれば、先に第２素子３１の方が受光しなくなった場合が水車７の逆回転であることが分かるため、逆流や脈動流があってもこれに対応して正確に計数することが出来るのである。
　　　（第６実施形態）【００３３】　図１０はこの発明の第６実施形態を表わす。ケース１に対して、手前側と奥側とで挟み付け得るような、弾力性を有する合成樹脂製のコ字形状の検出器６は、上述の第５実施形態のものとほぼ同一であり、内部に受光素子３と発光素子６１とを備えているが、検出器６の前方内側に突設した山越え６２によって、検出器６をケース１の奥まで差し込んだ時に、山越え６２がケース１を越えて、ケース１の角に引っ掛かるように成っている。【００３４】　従って検出器６はケース１から脱落しないようにケース１にはめ込まれるが、検出器６の山越え６２がある部位を左右に押し広げることによって、検出器６をケース１から容易に取り外すことが出来る。符号６０は、受光素子３の出力端や発光素子６１の入力端を流量測定装置に繋げるためのケーブルである。なお脱落防止機構には上述した山越え以外の機構が任意に採用可能である。
　　　（第７実施形態）【００３５】　図１１はこの発明の第７実施形態を表わす。チューブ４０はコネクタ４を介してコネクタ５に接続されている。実は前記コネクタ４には、左右１対の磁石８，８が固定的に設けられており、一方の磁石８から他方の磁石８へと磁力線が通うように構成されている。また前記のコネクタ４には、コネクタ４を両側から挟み付けるようにして、弾力性のあるクリップ９が着脱自在に取り付けられている。またこのクリップ９にはコイル９０が設けられており、コイル９０から流量測定装置に繋げるためのリード線９１が引き出されている。【００３６】　従って、コネクタ４の両側に配設された磁石８，８の部位を液体が通過することによって、液体に誘導電流が発生する。この液体がコイル９０の前を通過することにより、今度はコイル９０に誘導電流が発生する。従ってチューブの内径、磁界強度から血流の速度を求めることが出来るのである。なおクリップにはバネ式のクリップ挟みなども利用可能である。
　　　（その他）【００３７】　流量測定器には、チューブ内を流れる液体に中に障害物を置き、その障害物によって生ずるカルマン渦を、超音波を当てて計量する機構なども任意に採用可能である。
【発明の効果】
【００３８】　以上この発明は、チューブに流量測定用のセンサを設け、このセンサの少なくとも信号出力部を着脱自在に設けて、使い捨ての流量測定器としたものである。チューブに流量測定用のセンサが設けられているため、チューブを流れる体液がセンサによって把握され、その流量が測定される。比較的高価な部分はセンサの中でも信号出力部であるため、この部位が着脱式であることによって、信号出力部以外の部品をまるごと、特に体内に直結するチューブ等を流量測定器ごと使い捨てることが出来る。
【００３９】　この結果使い捨てが可能な流量測定器の提供に成功し、よく所期の目的を達成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】　第１実施形態の部分切欠平面図である。
【図２】　同実施形態の側面図である。
【図３】　同実施形態の模式図である。
【図４】　同実施形態のブロック図である。
【図５】　第２実施形態の模式図である。
【図６】　第３実施形態の模式図である。
【図７】　第４実施形態の模式図である。
【図８】　第５実施形態の模式図である。
【図９】　同実施形態の部分切欠平面図である。
【図１０】　第６実施形態の側面図である。
【図１１】　第７実施形態の側面図である。
【符号の説明】
１　　ケース
１０　入口
１１　凹部
１２　出口
１３　ガイド
２　　黒色円板
２０　回転軸
２１　ミラー
２２　円板
２３　窓
２４　白色円板
２５　非着色部
２６　着色部
２７　白色円板
２８　突起
３　　受光素子
３０　第１素子
３１　第２素子
３２　可逆計数器
３３　エンコーダ
３４　表示器
４　　コネクタ
４０　チューブ
５　　コネクタ
６　　検出器
６０　ケーブル
６１　発光素子
６２　山越え
７　　水車
７０　回転軸
８　　磁石
９　　クリップ
９０　コイル
９１　リード線
【図１】
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【図２】
2004117366.tif 000004
【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】
2004117366.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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