(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に送液部を有する容器に収納された液体を送液装置本体に内蔵された制御回路による制御に従って他端側から押子で押し出す装置において、該押子を把持し前記送液装置本体に対して移動する把持機構による該押子の把持有無に応じた標示信号を磁気的に結合することによって前記制御回路へ伝達する標示信号伝達手段を備え、
該標示信号伝達手段が、前記送液装置本体に配置され前記把持機構の移動方向に沿って延設されると共に該移動方向に直交する方向に対向した対の磁性板と、該両磁性板の対向面間に配置された感磁素子と、前記押子の把持機構に備えられ該把持機構と共に移動することが可能で且つ該対の磁性板に向かって該押子の把持有無に応じて近接離接する磁石とを備え、該磁石の近接離接状態を前記対の磁性板を通して前記感磁素子で磁気的に検出し、電気信号に変換することを特徴とする把持検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，予め容器に収納された液体を押子で送液する押し出し式送液装置や血液透析装置など医療用装置に搭載されるシリンジ押子検知装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，容器に収納された液体を容器の内筒に沿って移動する押子で容器外へ押し出す機構では，押子の端部に備えられた鍔部を押圧しながら押子を移動させて収納された液体を押し出す方式が採られる。この場合，液体を収納した容器は，押子で押圧される面と反対側に送液のために小径の穴を有する送液部が設けられている。多くの場合，この送液部に送液経路を構成するチューブが接続され，押子の押圧動作によって所望の場所へ液体を送液可能となっている。この押子に対する押圧は，送液制御に正確さを必要としない場合は手動で押し込むことがあるが，送液を長時間に亘って一定速度で行う場合は，機械装置を使用して行われる。
【０００３】
このように機械装置を使用した送液の一例として，特許文献１に開示された従来例がある。この例は，血液透析装置の体外循環回路における血液の凝固を防止する抗凝固剤ヘパリンの注入に使用されるシリンジポンプ装置を示している。特許文献１の第２図で，シリンジ６のプランジャ１８(押子)の鍔１９は可動腕２０(ホルダ)に備えられた溝２１に係合し，ラックバー２２とモータ３のピニオン２３の噛み合いによって可動腕２０を直線的に移動させ，結果としてシリンジ６内の抗凝固剤をプランジャ１８で押し出す操作を実行している。
【０００４】
しかし，この従来例で示した血液透析装置のように，薬液を長時間に亘って患者へ自動注入する場合，何らかの理由でシリンジの押子がホルダの把持機構から外れた状態を放置すると，患者に対して極めて危険な事態を招くため，このようなシリンジポンプ装置では押子の把持状態を常にモニタできる機能を付加することが必須であるが，特許文献１ではその機能に関する具体的な開示はなされていない。
【特許文献１】実公平６−１３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする課題は，一端に送液部を有する容器に収納された液体を装置に内蔵された制御回路による制御に従って他端側から押子で押し出す送液動作中に押子把持状態を常に監視し，該把持状態の信号を高い信頼性で制御回路へ伝達する手段を備えておらず，簡素で安価な構成で安全な医療用装置を実現できていない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は，押子を把持する把持機構による該押子の把持有無に応じた標示信号を磁気的に生成し，且つ生成された標示信号を無線で前記制御回路へ伝達する標示信号伝達手段を有する構成とし，特に標示信号伝達手段には，前記把持機構の移動方向に沿って対向して延設された磁性板と対向面に感磁素子を備え且つ該磁性板に向かって該押子の把持有無に応じで近接離接する磁石を備え，該磁石の近接離接状態を前記感磁素子で電気信号に変換することを可能とした構成としていることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の把持検知装置は，押子の把持状態に応じて磁気的に生成された標示信号が無線で制御回路へ確実に伝達されるから，何らかの理由で押子が把持機構から外れた場合は，装置における医療行為の継続を中止し，医師や看護師など管理者へ異常警報を発することが可能となるので，簡素で安価な構成で押子の把持検知装置を搭載した安全な医療用装置を提供できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
一端に送液部を有する容器に収納された液体を他端側から押子で押し出し中に，押子の把持状態すなわち押子外れの不具合を確実に検知して安全な医療用装置を実現するという目的を，簡素で且つ安価な構成で押子による送液機能を損なわずに実現した。
【実施例１】
【０００９】
図１は，本発明装置の１実施例の概略図であって，１は送液装置，２は液体を収納した容器，３は容器フランジ，５は押子，６は押子の押圧面を構成する鍔部，７はホルダ，８Ａおよび８Ｂは鈎状フック，９Ａおよび９Ｂは鈎状フック８Ａおよび８Ｂの回動支点，１０は鈎状フック８Ａおよび８Ｂに対する弾性付勢手段のバネ，１１は解放ボタン，１３は押子把持検出チップ，１０２は検知レバー，１０４は磁石，１０５は送液装置１側に設置され対面するように組み合わせた磁性板１０６は対面した磁性板１０５間に設けられた感磁素子，１４はホルダ７に結合されたガイド棒，１７は駆動モータ，２０はリードスクリュウ，２１はリードスクリュウ２０と噛み合うナットを内包しリードスクリュウ２０の回転に応じてガイド棒１４を移動するキャリッジ，２３はキャリッジ２１の移動位置を検出するリニアエンコーダ，２４は指令に応じて送液経路２５を閉塞するクランプである。
【００１０】
同図で，支持フレーム１６に取り付けられた駆動モータ１７の動力は，ピニオンギヤ１８とリードスクリュウ２０の一端にピニオンギヤ１８と噛み合う従動ギヤ１９を介してリードスクリュウ２０へ伝達されてリードスクリュウ２０を回転し，この回転に応じてリードスクリュウ２０と噛み合うナット（図示せず）を内包したキャリッジ２１を直線移動させる構成となっている。キャリッジ２１には光学式センサ２２が備えられており，この光学式センサ２２に対向するように配置されたリニアエンコーダ２３のスリット信号からキャリッジ２２の現在位置を把握可能としている。ガイド棒１４およびホルダ７はキャリッジ２１に対して一体に結合されており，キャリッジ２１が矢印Ｓ方向へ直線移動するとホルダ７も同時に矢印Ｓ方向へ直線移動する。また，キャリッジ２１内部には，内包するナットとリードスクリュウ２０の噛み合いを解除できるクラッチ機構も内包されており，解放ボタン１１を押すとクラッチ機構が作動してキャリッジ２１に内包されたナットとリードスクリュウ２０の噛み合いが解放されてホルダ７は手動で移動可能となる仕組みとなっている。尚，駆動モータ１７は一般にステッピングモータやＤＣモータが採用され，リニアエンコーダ２３として光学式の他に磁気式や，更にリニアエンコーダ２３の代替としてリードスクリュウ２０の他端に光学式あるいは磁気式ロータリエンコーダを搭載しても同様の機能を実現できる。また，このような駆動機構をリニアモータとリニアエンコーダで構成しても同様の機能を実現できる。
【００１１】
ホルダ７には，鍔部６の押圧面に向き合い且つ直動可能に押子把持検出チップ１３と，その先に押子把持検知チップ１３の押し込みによって支点１０１を中心に可動するくの字形の検知レバー１０２が準備されている。検知レバー１０２の一端は引っ張りバネ１０３で検知レバー１０２が押子把持検出チップ１３と接する方向に付勢されており，もう一端側には磁石１０４が備えられている。このため，押子把持検知チップ１３の押し込みによって検知レバー１０２が回動し，結果として磁石１０４も同図矢印Ｒ方向に移動する仕組みとなっている。また，送液装置１内で，ホルダ７の移動方向に沿って対面するように組み合わせた磁性板磁性板１０５が延設されており，対面した磁性板１０５間に感磁素子１０６が設けられているので，対面する磁性板１０５を磁石で短絡すると，感磁素子１０６を磁束が通り，感磁素子１０６から能動信号が出力するように構成されている。
【００１２】
図２は，図１を矢視Ｖの方向から観た図を示し，以上のような磁石１０４と磁性板１０５と感磁素子１０６の位置関係を示している。検知レバー１０２の一端に設けられた磁石１０４は一例として同図（Ｎ）極および（Ｓ）極のように着磁されており，磁石１０４が磁性板１０５Ａおよび１０５Ｂに近接すると，磁石の発する磁束が磁性板内１０５Ａから磁性板１０５Ｂへ流れ，この結果，感磁素子１０６を磁束が通るため，その出力端子１０７には能動信号が現れる。従って，押子５の把持状態に応じて押子把持検知チップ１３の押し込み状態が変化し，検知レバー１０２も回動して磁石１０４が磁性板１０５に近接したり離接したりすると押子把持有無の状態を標示する標示信号を生成し，ホルダ７側から無線で送液装置１内の制御回路へ標示信号を伝達する標示信号伝達手段を構成している。
【００１３】
容器２の内部に挿入される押子５の接液面側には容器２の内壁に密接するパッキン４が備えられ，フランジ３を支持して押子５の鍔部６を押し込むと，容器２の送液部２６に接続された送液経路２５から容器２内部の収納された液体が送液される。送液経路２５の途中にはクランプ２４Ａおよび２４Ｂが設けられており，各々内蔵された直動ピン２７Ａおよび２７Ｂが指令信号に応じて送液経路２５を閉塞するように対向して配置されている。尚，クランプ２４Ａまたはクランプ２４Ｂのいずれかを単なる壁として１個のクランプで同様の目的を達成できることも明白である。
【００１４】
図３は，クランプ２４Ａおよび２４Ｂが能動化されて直動ピン２７Ａおよび２７Ｂによって送液経路２５が閉塞されている状態を示している。この状態で，押子５を押し込んだ場合，容器２内部の液圧は上昇するが送液経路２５の閉塞位置から先へは容器２内の液体は流れない。図３に示された閉塞状態で，押子５の鍔部６を把持する過程を図４の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。送液装置１の動作開始指令に従って駆動モータ１７が回転されると，図４−（ａ）に示されるようにホルダ７が矢印Ｍの方向へ移動される。この時，バネ１０で閉じる方向へ付勢された鈎状フック８Ａおよび８Ｂの先端部に形成された斜め当接面が予め鍔部６の角に当たるように設計されており，ホルダ７を矢印Ｍの方向へ更に移動させると図４−（ｂ）で示したように鈎状フック８Ａおよび８Ｂは斜め当接面の効果でバネ１０の付勢力に抗しながら鍔部６の最大寸法部に乗り上げる。ホルダ７を更に矢印Ｍ方向へ移動させると，図４−（ｃ）に示したように，鈎状フック８Ａおよび８Ｂが最終的に鍔部６を乗り越え，鈎状フック８Ａおよび８Ｂ引っかけ部がバネ１０の付勢力で鍔部６を自動的に把持し，送液の準備が完了する。
【００１５】
ホルダ７に鍔部６の押圧面に向き合い且つ直動可能に押子把持検出チップ１３と，その先に押子把持検知チップ１３の押し込みによって支点１０１を中心に可動する検知レバー１０２が準備されているので，図４−（ｂ）から図４−（ｃ）へ移行する過程で，鍔部６が押子把持検出チップ１３を矢印Ｍ方向と逆方向へ押し込み，連接する検知レバー１０２を押し込んで磁石１０４を磁性板１０５側へ対向させて感磁素子１０６に能動信号を出力させる。従って，送液装置１の内部に備えられた制御回路でこの感磁素子１０６の出力を監視すれば，ホルダ７が鍔部６すなわち押子５を把持したかどうかを検知することが可能である。 
【００１６】
このようにして押子５を自動的に把持した後は，所定のシーケンスに従って送液が実行されるが，送液完了後は，空となった容器２を交換し且つホルダを所定の位置へ引き戻す作業を迅速に行う必要があるが，このような要求には手動で操作を行った方が好都合の場合が多い。従って本発明の把持機構では，図５に示すように手動式の解放手段を備えている。同図で，操作者が手で解放ボタン１１を矢印Ｐの方向へ押し込むと，鈎状フック８Ａおよび８Ｂの後端と接する解放ボタン１１内部壁の斜め当接面が矢印Ｐ方向へ移動し，バネ１０の付勢力に抗して鈎状フック８Ａおよび８Ｂの後端相互の距離を縮める動きを生じさせるので，鈎状フック８Ａおよび８Ｂの先端部は回動支点９Ａおよび９Ｂを支点として回動し，鍔部６の把持を解放することになる。この時，前述のように解放ボタン１１を押すとクラッチ機構が作動してキャリッジ２１に内包されたナットとリードスクリュウ２０の噛み合いが解放されてホルダ７は手動で移動可能となる仕組みとなっていることから，解放ボタン１１を矢印Ｐ方向へ押し込んだ状態でホルダ７を矢印Ｐ方向と逆方向へ移動すると，鍔部６の把持解放と同時にホルダ７を送液開始時の位置側へ素早く移動させることが可能である。
【００１７】
図６は，本発明の把持機構を搭載した送液装置の制御に用いられる制御回路の一例として，その主要部のみをブロック図で示している。６０１はマイクロプロセッサ，６０２は操作・表示パネル，６０３は初期設定入力回路，６０４は警報用のブザー，６０５は異常表示の赤色灯，６１７はモータ駆動回路，６２２はキャリッジ２１の位置情報処理回路，６２４Ａおよび６２４Ｂはそれぞれクランプ２４Ａおよび２４Ｂのクランプ駆動回路を示している。
【００１８】
操作者が送液装置１に対して容器２の装着と送液経路２５の準備を終え操作・表示パネル６０２から送液開始のキー入力が行われると，マイクロプロセッサ６０１は最初にクランプ駆動回路６２４Ａおよび２２４Ｂへクランプ指令を出力し，クランプ２４Ａおよび２４Ｂによって送液経路２５を閉塞状態とする。その後，マイクロプロセッサ６０１はモータ駆動回路６１７に回転指令を出力し，駆動モータ１７を回転させてキャリッジ２１を移動させホルダ７を図４−（ａ）の矢印Ｍ方向へ移動させる。更に図４−（ｂ）および図４−（ｃ）に示した過程の様に，ホルダ７を移動させて押子５の把持を実行する。この間，マイクロプロセッサ６０１は，押子５の把持状態に応じて変化する感磁素子１０６の把持検知信号を監視することによって押子５に対する把持状態を把握すると共に，キャリッジ２１に備えられた光学式センサ２２から生成されるエンコーダ信号信号は位置情報処理回路６２２を経由して取得し，キャリッジ２１の現在位置を正確に把握することが可能となっている。
【００１９】
この結果，送液中に押子外れが発生しても，制御回路でその外れを瞬時に検知可能であり，送液を中止すると同時に，医師や看護師へブザー６０４や赤色灯６０５で警報を発することで，患者に与える危険を防止することが可能となる。尚，本発明の実施例として，押子５の把持を自動的に実行し，手動で把持を解除する送液装置１を例に説明したが，一般的な手動式送液装置へも適用できることは明白であり，同様の効果を発揮する。
【００２０】
以上のように本発明では，一端に送液部を有する容器に収納された液体を装置に内蔵された制御回路による制御に従って他端側から押子で押し出す送液動作中に押子把持状態を常に監視し，該把持状態の信号を高い信頼性で制御回路へ伝達する手段を備えているので，何らかの理由で押子が把持機構から外れた場合は，装置における医療行為の継続を中止し，医師や看護師など管理者へ異常警報を発することが可能となるので，以して安全な医療用装置を簡素で安価な構成で押子の把持検知装置を提供できるという点でおおいに役立つものである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
予め容器に収納された液体を押子で送液する押し出し式送液装置やシリンジポンプなどの医療用装置などに利用でき，簡素な構成で押子の把持状態を確実に監視して異常時に適切な処置を必要とする用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】送液装置に搭載された本発明の把持検知装置の実施方法を示した説明図である。（実施例１）
【図２】図１の矢視方向Ｖから観た磁石と磁性板と感磁素子の相対位置関係を示した説明図である。
【図３】クランプによる送液経路の閉塞状態を示した説明図である。
【図４】本発明の把持検知装置を搭載した送液装置で，押子に対する自動把持過程を示した説明図である。
【図５】本発明の把持検知装置を搭載した送液装置で，押子に対する把持を解放した状態を示した説明図である。
【図６】本発明の把持検知装置を搭載した送液装置の主要な制御回路をブロック図で示した説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    送液装置
２    容器
５    押子
６    鍔部
７    ホルダ
８Ａ，８Ｂ    鈎状フック
１０    バネ
１１    解放ボタン
１３    押子把持検出チップ
１４    ガイド棒
１７    駆動モータ
２０    リードスクリュウ
２１    キャリッジ
２２    光学式センサ
２３    リニアエンコーダ
２４    クランプ
１０２    検知レバー
１０４    磁石
１０５    磁性板
１０６    感磁素子
６０１    マイクロプロセッサ
６０４    ブザー
６０５    赤色灯
【図１】
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【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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