監視装置及び監視方法
【課題】液体の患者への投与時において、フリーフローが発生した場合に、早期に、かつ、確実に検出できるようにする。
【解決手段】監視装置１は、点滴筒１０２よりも上流側の導管１０４ないし容器に取り付けられる上流側電極１０と、点滴筒１０２よりも下流側の導管１０５ないし点滴筒１０２における液滴が生成される液滴生成部１１８よりも下流側に取り付けられる下流側電極９と、上流側電極１０に電圧を印加し、下流側電極９の電圧の変化を検出するマイクロコンピュータとを備えている。マイクロコンピュータは、検出した電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得るように構成されている。
【解決手段】監視装置１は、点滴筒１０２よりも上流側の導管１０４ないし容器に取り付けられる上流側電極１０と、点滴筒１０２よりも下流側の導管１０５ないし点滴筒１０２における液滴が生成される液滴生成部１１８よりも下流側に取り付けられる下流側電極９と、上流側電極１０に電圧を印加し、下流側電極９の電圧の変化を検出するマイクロコンピュータとを備えている。マイクロコンピュータは、検出した電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得るように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば医療現場における輸液治療等を監視するための監視装置及び監視方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療現場や介護現場においては、輸液、輸血、経腸栄養剤の投与等が行われている。これら液体を患者に投与する際には、例えば、輸液セット及び輸液ポンプが使用されることがある（例えば、特許文献１参照）。輸液セットは、液体を収容する容器から延びる導管と、導管の途中に設けられた点滴筒と、導管の先端に設けられた穿刺針とを備えている。また、輸液ポンプは、導管をしごくことによって容器内の液体を送るように構成されている。
【０００３】
上記のようにして液体を患者に投与する場合に、万一、導管が輸液ポンプから外れた事態を想定すると、容器内の液体が重力によって急速に自然落下し、点滴筒内において連続的に薬液が流れ、患者に規定以上の速度あるいは量の液体が投与されてしまう、いわゆるフリーフローが発生する懸念がある。このフリーフローが発生した場合に被害を最小限に食い止めるための機構が特許文献１の輸液ポンプには組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２２４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、フリーフローによる被害を最小限に食い止めるためには、フリーフローが発生したことを早期に、かつ、確実に検出することが重要である。
【０００６】
そこで、例えば、赤外線センサを用いた監視装置を用いて点滴筒内の液体の流れを監視することが考えられる。この場合、赤外線を発する発光部と、赤外線を受ける受光部とを点滴筒を挟むように配置して取り付け、発光部から発する赤外線を液滴に向けて照射することで、発光部と受光部との間を通る液滴を検出し、これに基づいて液体の投与状態を監視することが可能になる。
【０００７】
しかし、赤外線センサを用いた場合には、次の理由から正確な検出が難しい場合がある。例えば、単位時間当たりに滴下する液滴の数が多い場合には、液体が連続して流れているものと誤検出してフリーフローが発生したと判断してしまうことがある。また、例えば赤外線の照射時からフリーフローが発生している場合には、赤外線が遮られた状態が継続することになり、この状態がフリーフローの状態であるか、それとも、液滴が全く滴下していない状態であるか判別できないことがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液体を患者へ投与する際に、容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローが発生した場合に、早期に、かつ、確実に検出できるようにして患者の安全性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、容器内の液体を、導管及び点滴筒を介して患者に投与する際に、該容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローの発生状況を監視するように構成された監視装置において、上記点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、上記点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液滴が生成される液滴生成部よりも下流側の液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極と、上記上流側フリーフロー検出電極及び上記下流側フリーフロー検出電極の一方の電極に電圧を印加し、他方の電極の電圧の変化を検出する検出部とを備え、上記検出部は、検出した電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得るように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
すなわち、フリーフローが発生すると、薬液が上流側の導管から点滴筒に連続的に落ちるので、上流側フリーフロー検出電極と下流側フリーフロー検出電極とは薬液を介して電気的に接続された状態となり、電気回路が閉じられた形で構成される。
【００１１】
一方、フリーフローが発生していない場合には、点滴筒には、上流側の導管から液滴が所定の時間間隔をあけて滴下する。このため、上流側フリーフロー検出電極と下流側フリーフロー検出電極とは接続された状態とはならない。
【００１２】
従って、フリーフローが発生していない状態からフリーフローが発生した状態になると、上流側フリーフロー検出電極及び下流側フリーフロー検出電極のうち、電圧を印加していない方の電極（他方の電極）の電圧が変化することになる。この電圧の変化を検出部で検出することでフリーフローが発生しているか否かを確実に検出することが可能になる。また、フリーフローが発生した途端に電気回路が閉じられて電圧がすぐに変化するので、電圧の変化に基づいた素早い検出が可能になる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、下流側フリーフロー検出電極は、点滴筒よりも下流側の導管に取り付けられることを特徴とするものである。
【００１４】
すなわち、患者に液体を投与する間は、液切れ等が起こらない限り、点滴筒よりも下流側の導管には必ず液体が存在することになる。一方、点滴筒の液貯留部の液体の量は変化することがあり、場合によっては下流側フリーフロー検出電極の取り付け位置が点滴筒の液貯留部から外れた位置になり、電気回路が構成されないことが考えられる。
【００１５】
本発明では、液体の投与中に必ず液体が存在している下流側の導管に下流側フリーフロー検出電極を取り付けることで、フリーフローの発生を確実に検出することが可能になる。
【００１６】
第３の発明は、第１または２の発明において、点滴筒における液滴生成部に取り付けられる下流側液滴生成状態検出電極と、点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側液滴生成状態検出電極とを備え、検出部は、上記上流側液滴生成状態検出電極に電圧を印加することで上記液滴生成部で生成される液滴を仮想電極とし、上記下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化を検出し、検出した電圧の変化に基づいて、液滴の生成状態及び／又は液切れであるか否かを得るように構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
すなわち、点滴筒の液滴生成部で生成される液滴は徐々に大きくなって所定の大きさになった瞬間落下する。この液滴を仮想電極としているので、少なくとも仮想電極と下流側液滴生成状態検出電極とのキャパシタンスが液滴の大きさ及びその有無によって異なる。これが下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化として検出部で検出されることになる。
【００１８】
従って、液滴が生成され続けていれば、略一定の周期で少なくともインピーダンスが変化して検出電圧が変化するので、液体の投与が継続されていることになる。しかも、インピーダンスの変化状態、即ち、電圧の変化状態によって液滴の生成速度である液体の流量も得られる。また、液滴が生成されていなければ、インピーダンスが周期的に変化せず、よって電圧が周期的に変化しないので、液体が投与されていないことになる。
【００１９】
また、上流側液滴生成状態検出電極は点滴筒よりも上流に位置しているので、点滴筒よりも上流の液体の有無によって下流側液滴生成状態検出電極と上流側液滴生成状態検出電極間の抵抗が変化する。これが下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化として検出部により検出される。これにより、点滴筒よりも上流の液体が無くなると電圧が急に変化するので、液切れであることが得られる一方、導管の閉塞等による中断の場合には導管内に液体が存在しているので電圧の急な変化はない。これにより、液切れと、導管の閉塞等による中断との区別が可能になる。
【００２０】
第４の発明は、第３の発明において、上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とは共通の電極で構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この構成によれば、部品点数が削減される。
【００２２】
第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、検出部は、上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加することを特徴とするものである。
【００２３】
すなわち、例えば下流側フリーフロー検出電極に電圧を印加すると、電流が微弱ながら患者側に常時流れることになるが、本発明のように上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加することで、フリーフローが起こっていない正常時に患者側へ電流が流れることはなくなる。
【００２４】
また、第４の発明のように、上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とを共通にする場合には、上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加することで仮想電極が確実に生成されるようになる。
【００２５】
第６の発明は、容器内の液体を、導管及び点滴筒を介して患者に投与する際に、該容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローの発生状況を監視する監視方法において、上記点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、上記点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液滴が生成される液滴生成部よりも下流側の液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極との一方の電極に電圧を印加し、他方の電極の電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
第１発明によれば、点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極との一方の電極に電圧を印加し、他方の電極の電圧の変化に基づいてフリーフローが発生したか否かを得るようにしたので、フリーフローの発生を早期に、かつ、確実に検出でき、患者の安全性を高めることができる。
【００２７】
第２の発明によれば、液体の投与中に必ず液体が存在している下流側の導管に下流側フリーフロー検出電極を取り付けることで、点滴筒の液貯留部に取り付ける場合に比べて、フリーフローの発生をより一層確実に検出することができる。
【００２８】
第３の発明によれば、下流側液滴生成状態検出電極及び上流側液滴生成状態検出電極を設け、下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化に基づいて液滴の生成状態及び液切れであるか否かを得るようにしたので、フリーフローのみならず、液切れ、導管の閉塞等による投与の中断、及び液体の流量が正常範囲にあるか否かを常に的確に得ることができ、患者の安全性をより一層高めることができる。
【００２９】
第４の発明によれば、上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とを共通の電極で構成したので、部品点数を削減でき、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
第５の発明によれば、上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加するので、正常時に電流が患者に流れるのを防止できる。また、第４の発明のように、上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とを共通にする場合に仮想電極を確実に生成でき、液滴の生成状態及び／又は液切れであるか否かを確実に得ることができる。
【００３１】
第６の発明によれば、第１の発明と同様に、フリーフローの発生を早期に、かつ、確実に検出でき、患者の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１にかかる監視装置の使用状態を説明する図である。
【図２】点滴筒の拡大図である。
【図３】図２におけるIII−III線断面図である。
【図４】監視装置の本体部のブロック図である。
【図５】液滴が生成された状態における等価回路を示した点滴筒の断面図である。
【図６】液滴が生成された状態における等価回路である。
【図７】フリーフローが発生した状態における等価回路を示した図５相当図である。
【図８】フリーフローが発生した状態における等価回路である。
【図９】フリーフロー発生時における出力電圧の変化を示す図である。
【図１０】液滴生成時における出力電圧の変化を示す図である。
【図１１】液滴が生成されている状態から薬液が切れた状態になった場合の電圧の変化を示す図である。
【図１２】監視装置のブロック図である。
【図１３】液滴の生成過程を示す図である。
【図１４】液滴の成長曲線を示す図である。
【図１５】印加電圧の周波数と出力電圧との関係を示す図である。
【図１６】終端抵抗値と出力電圧との関係を示す図である。
【図１７】薬剤が生理食塩水の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図１８】薬剤がラクテックＤ注の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図１９】薬剤がＫＮ１号輸液の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２０】薬剤が大塚糖液５％の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２１】薬剤が大塚糖液１０％の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２２】薬剤がアミゼットＢ輸液の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２３】薬剤がキドミンの場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２４】薬剤がアミノフリードの場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２５】薬剤がツインパルの場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２６】薬剤がネオパレン２号の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２７】薬剤がイントラリポス２０％の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２８】実際の液滴の生成状況と出力電圧の変化とを同時に記録した結果を示す図である。
【図２９】点滴筒電極の大きさを変更した場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図３０】点滴筒電極の横方向の寸法を周長の１／４にした場合の図２相当図である。
【図３１】実施形態２にかかる監視装置の使用状態を示す正面図である。
【図３２】実施形態２にかかる監視装置の使用状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態にかかる監視装置１の使用状態を示すものである。監視装置１は、薬液（液体）を患者に投与する、いわゆる輸液治療の際に、薬液の投与状況を監視するためのものであり、輸液セット１００及び輸液バッグ１２０（容器）と共に使用される。投与状況とは、例えば、フリーフローが発生したか否か、薬液の流量が適正範囲か否か、液切れが起こっていないか等である。
【００３５】
尚、薬液の種類としては、例えば、生理食塩水や、ブドウ糖液等が挙げられる。
【００３６】
本実施形態では、監視装置１の構造を説明する前に、輸液セット１００及び輸液バッグ１２０の構造について説明する。
【００３７】
輸液セット１００は、びん針１０１と、点滴筒１０２と、穿刺針１０３と、びん針１０１から点滴筒１０２まで延びる上流側導管１０４と、点滴筒１０２から穿刺針１０３まで延びる下流側導管１０５と、クランプ１０６とを備えている。
【００３８】
びん針１０１は輸液バッグ１２０に差し込まれるものである。
【００３９】
点滴筒１０２は、例えばポリプロピレン等の透明な樹脂材で構成された有底の筒体１１０と、筒体１１０の上端開口を閉塞する蓋部材１１１とを備えている。筒体１１０は、略円筒形状とされている。筒体１１０の底部は、下方へ膨出するように形成されている。図２に示すように、底部の中心部には、流出管部１１２が下方へ突出するように形成されている。
【００４０】
蓋部材１１１は、筒体１１０の上端開口を覆うように円板状に形成された円板部１１３と、円板部１１３の周縁部から下方へ突出して周方向に延びる周壁部１１４とを備えている。周壁部１１４の内周面は、筒体１１０の上部外周面に接着されている。円板部１１３の中心部には、上流側導管１０４の下流端が接続される接続管部１１５が形成されている。接続管部１１５には、上流側導管１０４が固定されている。薬液は上流側導管１０４の下端部１０４ａ（図５に示す）の開口から筒体１１０内に滴下するようになっている。蓋部材１１１及び筒体１１０の上部により、液滴を生成する液滴生成部１１８が構成されている。
【００４１】
また、図５に示すように、薬液の投与時、点滴筒１０２の筒体１１０には、所定量の薬液が貯留される。筒体１１０の下側部分が液貯留部１１９である。
【００４２】
上流側導管１０４及び下流側導管１０５は、柔軟な樹脂材で構成されている。また、図１に示すように、クランプ１０６は、下流側導管１０５の中途部に設けられている。このクランプ１０６によって下流側導管１０５を閉塞できるとともに、閉塞状態から徐々に開放して開度を調節することができるようになっている。
【００４３】
また、輸液バッグ１２０は、透明かつ柔軟な樹脂材で構成されており、内部には、患者に投与する薬液が収容されている。尚、薬液は、輸液バッグ１２０でなく、例えば瓶（容器）に収容されていてもよい。
【００４４】
また、輸液セット１００は、図示しないが、周知の構造の輸液ポンプと共に使用される。このとき、輸液セット１００の下流側導管１０５が輸液ポンプにセットされてしごきポンプ等によりしごかれて薬液が所定の流量で送られる。点滴筒１０２の液滴生成部１１８で生成される液滴の生成速度（薬液の流量に相当）は、下流側導管１０５の開度の調節により、変更することが可能になっている。
【００４５】
フリーフローとは、輸液ポンプにセットされた下流側導管１０５が何らかの原因で輸液ポンプから外れてしまい、輸液バッグ１２０内の薬液が重力で急速に自然落下して患者に規定以上の速度あるいは量の薬液が投与されること、他に、下流側導管１０５が輸液ポンプにセットされていない場合であっても何らかの原因によって輸液バッグ１２０内の薬液が重力で急速に自然落下して患者に規定以上の速度あるいは量の薬液が投与されることである。フリーフローが発生すると、上流側導管１０４から点滴筒１０２に流入する薬液の流れが連続的になり、糸を引くようになる。
【００４６】
次に、監視装置１の構造について説明する。監視装置１は、上流側導管１０４に取り付けられる上流側電極１０と、点滴筒１０２の液滴生成部１１８に取り付けられる点滴筒電極１１と、流出管部１１２に取り付けられる下流側電極９と、本体部１２とを備えている。
【００４７】
上流側電極１０は、上流側導管１０４における点滴筒１０２近傍の部位を囲む環状に形成されており、本発明の上流側フリーフロー検出電極及び上流側液滴生成状態検出電極を構成している。
【００４８】
点滴筒電極１１は、上流側電極１０と同様な導体からなり、図３に示すように、筒体１１０における液滴生成部１１８を構成する部分の外周面を囲む環状に形成されており、本発明の下流側液滴生成状態検出電極を構成している。点滴筒電極１１の位置は、点滴筒１０２の接続管部１１５の下端部を取り囲むように設定されている。つまり、点滴筒電極１１は、液滴生成部１１８で生成される液滴を取り囲むように位置している。
【００４９】
また、下流側電極９は、流出管部１１２における点滴筒１０２近傍の部位を囲む環状に形成されており、下流側フリーフロー検出電極を構成している。
【００５０】
上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９は導電性の材料であればよく、例えば銅などの金属製の薄板、フィルム或いは透明な導電性フィルム等で構成できる。特に好ましいのは透明な導電性フィルムであり、これを用いることで、点滴筒１０２の内部の視認性の悪化が回避される。
【００５１】
本体部１２には、図４に示すように、マイクロコンピュータ１３と、液滴生成信号処理部１４と、フリーフロー信号処理部１５と、印加側ＬＰＦ３０とを備えている。
【００５２】
フリーフロー信号処理部１５は、インピーダンス変換器１７、増幅器１８、包絡線検波回路１９、増幅器２０、ＬＰＦ２１及び終端抵抗Ｒ１ａを備えている。
【００５３】
また、液滴生成信号処理部１４も、フリーフロー信号処理部１５と同様に、インピーダンス変換器２３、増幅器２４、包絡線検波回路２５、増幅器２６、ＬＰＦ２７及び終端抵抗Ｒ１ｂを備えている。
【００５４】
マイクロコンピュータ１３は、ＣＰＵやＲＡＭ等を備えた周知の汎用マイクロコンピュータである。マイクロコンピュータ１３には、印加側ＬＰＦ３０が接続されている。印加側ＬＰＦ３０は、カットオフ周波数が例えば２０ｋＨｚのものである。
【００５５】
フリーフロー信号処理部１５のインピーダンス変換器１７は、下流側電極９から得られた信号を低インピーダンスに変換するためのものである。
【００５６】
増幅器１８は、増幅度が例えば４０ｄｂのものである。増幅器２０は、増幅度が例えば３６ｄｂのものである。ＬＰＦ２１は、カットオフ周波数が例えば１６Ｈｚのものである。ＬＰＨ２１は、ノイズ成分を除去するためのものである。このようにして得られた信号は、マイクロコンピュータ１３でＡ／Ｄ変換されて処理される。
【００５７】
下流側電極９は、接続線９ａにより終端抵抗Ｒ１ａに接続され、この終端抵抗Ｒ１ａを介してグラウンドされている。
【００５８】
液滴生成信号処理部１４のインピーダンス変換器２３、増幅器２４、包絡線検波回路２５，増幅器２６及びＬＰＦ２７は、フリーフロー信号処理部１５のインピーダンス変換器１７、増幅器１８、包絡線検波回路１９，増幅器２０及びＬＰＦ２１と同様に構成されている。
【００５９】
点滴筒流側電極１１は、接続線１１ａにより終端抵抗Ｒ１ｂに接続され、この終端抵抗Ｒ１ｂを介してグラウンドされている。
【００６０】
また、上流側電極１０は、接続線１０ａにより印加側ＬＰＦ３０に接続されている。この実施形態では、周波数が３０ｋＨｚの交流電圧を上流側電極１０に印加するように構成されている。すなわち、マイクロコンピュータ１３では３０ｋＨｚの方形波を発振させる。そして、このマイクロコンピュータ１３で発信した信号を印加側ＬＰＦ３０に入力する。印加側ＬＰＦ３０では、入力された方形波信号を正弦波信号に整形する。これにより、上流側電極１０には、周波数が３０ｋＨｚの正弦波の電圧が印加されることになる。
【００６１】
上流側導管１０４及び点滴筒１０２の液滴生成部１１８にそれぞれ上流側電極１０及び点滴筒電極１１が取り付けられた状態で、電圧が印加されると、図５に示すように、液滴生成部１１８で生成される液滴が仮想電極Ａとなる。
【００６２】
これを等価回路図で示すと図６のようになる。すなわち、図５にも示すように、上流側導管１０４でコンデンサＣ１が構成され、上流側電極１０よりも下流の薬液の抵抗が抵抗Ｒ２となる。また、液滴で構成された仮想電極Ａと筒体１１０とでコンデンサＣ２が構成され、図３に示す筒体１１０の周壁部には厚みＴがあるので、この周壁部でコンデンサＣ３が構成される。従って、上流側導管１０４、点滴筒１０２、上流側導管１０４内の薬液を電気回路の一部として利用することになる。
【００６３】
コンデンサＣ１（上流側導管１０４）のキャパシタンス、抵抗（薬液）Ｒ２、コンデンサＣ２（仮想電極と筒体１１０）のキャパシタンス、コンデンサＣ３（筒体１１０の周壁部）のキャパシタンスの直列インピーダンスが変化すると、出力電圧が変化する。従って、直列インピーダンスの変化を出力電圧の変化という形で、マイクロコンピュータ１３で検出することが可能となっている。
【００６４】
また、上流側導管１０４及び下流側導管１０５にそれぞれ上流側電極１０及び下流側電極９が取り付けられた状態で、電圧が印加されると、図５に示すように、薬液が液滴となって流れている場合には、上流側導管１０４及び下流側導管１０５の間には空気層があり、電気的な接続がない状態となる。
【００６５】
一方、図７に示すように、フリーフローが発生して薬液が糸を引くように点滴筒１０２内を流れると、上流側導管１０４及び下流側導管１０５が薬液を介して電気的に接続される。
【００６６】
これを等価回路図で示すと図８のようになる。すなわち、上流側導管１０４でコンデンサＣ１が構成され、上流側電極１０よりも下流の薬液の抵抗が抵抗Ｒ３となる。また、流出管部１１２でコンデンサＣ４が構成される。従って、この場合、上流側導管１０４、フリーフロー中の薬液及び流出管部１１２を電気回路の一部として利用することになる。
【００６７】
コンデンサＣ１（上流側導管１０４）のキャパシタンス、抵抗（薬液）Ｒ３、コンデンサＣ４（流出管部１１２）のキャパシタンスの直列インピーダンスが変化すると、出力電圧が変化する。従って、フリーフローが発生した場合も、直列インピーダンスの変化を出力電圧の変化という形で、マイクロコンピュータ１３で検出することが可能となっている。
【００６８】
マイクロコンピュータ１３では、検出された信号に基づいて、フリーフローが発生したか否か、液滴の生成状態及び液切れであるか否かを得るように構成されている。マイクロコンピュータ１３は本発明の検出部である。
【００６９】
まず、フリーフローが発生した否かを得る場合について図９に基づいて説明する。尚、図９は、フリーフロー信号処理部１５からの出力された電圧の波形を例示するものである。
【００７０】
フリーフローが発生していないとき（正常時）には、上述のように上流側電極１０と下流側電極９とが電気的に接続されていないので、出力電圧は略０ボルトとなる。図中の正常時にちょうど０ボルトとなっていない理由はノイズ等の原因による。
【００７１】
一方、フリーフローが発生すると、上流側電極１０と下流側電極９とが薬液を介して電気的に接続されるので電圧が高まる。マイクロコンピュータ１３は、フリーフロー信号処理部１５からの出力電圧が高まった場合に、フリーフローが発生したと判断し、それ以外のときには、フリーフローが発生していないと判断する。尚、コンデンサＣ１、Ｃ４のキャパシタンスの変化はない。
【００７２】
次に、液滴の生成状態を得る場合について説明する。液滴は、図１０の上部に示すように、液適生成部１１８で生成される過程で徐々に大きくなり、液滴と筒体１１０内周面との距離が短くなっていく。液滴は仮想電極Ａであるため、図３に示すように、仮想電極Ａと筒体１１０内周面との距離がＸ１からＸ２へと短くなる。すると、図５に示すコンデンサＣ２のキャパシタンスが変化し、直列インピーダンスが変化する。そして、出力電圧が変化する。尚、コンデンサＣ１，Ｃ３のキャパシタンスの変化はない。
【００７３】
このことを図１０に基づいて詳細に説明する。尚、図１０は、液滴生成信号処理部１４から出力された電圧の波形を例示するものである。
【００７４】
液滴が生成されていない状態では、図中に液滴非生成領域として示すように、電圧が低い状態が継続する。そして、液滴が生成され始めると（液滴生成領域に入ると）、上記電気回路の電圧が徐々に高まっていく。つまり、液滴はある程度の時間をかけて滴下する大きさとなるまで成長していく。この液滴の大きさの変化が電圧の変化として検出される。その後、液滴が所定の大きさとなった瞬間に、滴下し、これが電圧の急低下として検出される。その後、再び、液滴が生成され始めるので、電圧が徐々に高まっていく。薬液が流れている間は、これが繰り返されるので、上記電気回路の出力電圧は周期的に変化することになる。マイクロコンピュータ１３は、このことを検出している間は、輸液が継続して行われていると判断する。
【００７５】
また、液滴生成信号処理部１４からの出力電圧が周期的に変化している場合に、その変化速度または周期によって薬液の流量が得られる。すなわち、薬液の流量が多いと、液滴の生成速度が速くなり、その結果、出力電圧の変化速度が速くなり変化の周期は短くなる。一方、薬液の流量が少ないと、液滴の生成速度が遅くなり、その結果、出力電圧の変化速度が遅くなり変化の周期は長くなる。出力電圧の変化速度または周期から算出される流速が、一般的な流速よりも大幅に速い場合や、大幅に遅い場合には、マイクロコンピュータ１３は、輸液の流速が正常範囲から外れていると判断する。
【００７６】
また、点滴筒電極１１が液滴を取り囲む環状をなしているので、例えば、輸液中に点滴筒１０２が傾いた場合のように、液滴が点滴筒１０２の径方向の中心部からずれたとしても、仮想電極Ａと点滴筒電極１１とのキャパシタンスが得られる。これにより、点滴筒１０２がどの方向に傾いたとしても、出力電圧の変化を的確に検出することが可能である。
【００７７】
また、出力電圧が周期的に変化していた状態から変化しなくなった場合には、液滴生成部１１８で液滴が生成されていないということであり、薬液の流れが停止していると判断する。
【００７８】
次に、液切れであるか否かを得る場合について図１１に基づいて説明する。輸液バッグ１２０内の薬液が無くなって上流側導管１０４内が空になった場合には、図５及び図６における抵抗Ｒ２の抵抗値が急に変化することになる。抵抗Ｒ２の抵抗値の変化によって上記電気回路の直列インピーダンスが変化し、出力電圧が低下することになる。従って、出力電圧が周期的でなく、急に低下した場合には、マイクロコンピュータ１３は輸液バッグ１２０の薬液が無くなったと判断する。
【００７９】
また、上流側導管１０４や下流側導管１０５が閉塞した場合のように、輸液バッグ１２０内が空になっていないのに薬液が流れなくなった場合には、上流側導管１０４内に薬液が存在した状態で、液滴が液滴生成部１１８で生成されなくなる。すなわち、抵抗Ｒ２の抵抗値が急に変化することなく、しかも、コンデンサＣ２のキャパシタンスの周期的な変化がなくなる。マイクロコンピュータ１３が、出力電圧によってこのことを検出した場合には、薬液が輸液バッグ１２０に残った状態で輸液が中断されたと判断する。
【００８０】
輸液の中断の理由としては、上流側導管１０４や下流側導管１０５が折れ曲がることによって閉塞された場合や、上流側導管１０４や下流側導管１０５が押しつぶされて閉塞された場合があるが、いずれも異常状態である。
【００８１】
図１２に示すように、本体部１２には、警報器３０及び電動クランプ３１が接続されている。警報器３０は、例えば、ランプやブザー等である。電動クランプ３１は、輸液セット１００の下流側導管１０５にセットされるようになっている。
【００８２】
マイクロコンピュータ１３は、フリーフローが発生したと判断した場合、及び、輸液バッグ１２０の薬液が無くなったと判断した場合には、警報器３０を作動させるとともに、電動クランプ３１に対し閉鎖信号を出力する。
【００８３】
これにより、フリーフローが発生したこと、及び、液切れであることを警報器３０によって周囲の者に報知できるとともに、輸液を自動的に停止することが可能となる。
【００８４】
また、マイクロコンピュータ１３は、薬液の流量が正常範囲から外れたと判断した場合には、警報器３０を作動させるとともに、電動クランプ３１に閉鎖信号を出力して輸液を停止する。
【００８５】
また、マイクロコンピュータ１３は、薬液が輸液バッグ１２０に残った状態で輸液が中断されたと判断した場合には、警報器３０を作動させる。
【００８６】
以上説明したように、この実施形態１にかかる監視装置１によれば、フリーフローが発生すると、薬液が上流側導管１０４から点滴筒１０２に糸を引くように連続的に落ちるので、上流側電極１０と下流側電極９とは薬液を介して接続された状態となり、電気回路が閉じられた形で構成される。
【００８７】
一方、フリーフローが発生していない場合には、点滴筒１０２には、上流側導管１０４から液滴が所定の時間間隔をあけて滴下する。このため、上流側電極１０と下流側電極９とは接続された状態とはならない。
【００８８】
したがって、フリーフローが発生していない状態からフリーフローが発生した状態になると、下流側電極９の電圧が変化することになり、この電圧の変化を検出することで、フリーフローが発生しているか否かを確実に検出することができる。また、フリーフローが発生した途端に電気回路が閉じられて電圧がすぐに変化するので、電圧の変化に基づいて素早い検出ができる。これにより、フリーフローの発生を早期に、かつ、確実に検出でき、患者の安全性を高めることができる。
【００８９】
また、薬液の投与中に必ず薬液が存在している下流側導管１０４に下流側電極９を取り付けることで、点滴筒１０２の液貯留部１１９に取り付ける場合に比べて、フリーフローの発生をより一層確実に検出することができる。
【００９０】
また、点滴筒１０２の液滴生成部１１８の点滴筒電極１１に電圧印加して液滴を仮想電極Ａとし、点滴筒電極１１の電圧変化を検出して液滴の生成状態及び液切れであるか否かを得るようにしたので、点滴筒電極１１及び上流側電極１０を取り付けるという、簡単な構成でもって、液切れ、導管１０４，１０５の閉塞等による投与の中断、及び薬液の流量が正常範囲にあるか否かを的確に得ることができる。
【００９１】
また、フリーフローを検出するための電極と、液滴生成状態を検出するための電極とを共通の上流側電極１１９で構成したので、部品点数を削減でき、低コスト化を図ることができる。
【００９２】
また、点滴筒電極１１を、液滴生成部１１８で生成される液滴を取り囲む環状に形成したので、薬液の投与中に点滴筒１０２がどの方向に傾いた場合にも、電圧の変化を検出できる。
【００９３】
また、フリーフローの発生の有無を検出するにあたって患者から離れた側の上流側電極１０に電圧を印加するようにしたので、フリーフローが発生していない正常時には、患者側へ電流が流れることはない。また、液滴の生成状態を検出するにあたって上流側電極１０に電圧を印加しているので、仮想電極Ａを確実に生成して液滴の生成状態を確実に検出できる。
【実施例】
【００９４】
以下、監視装置１の実施例について説明する。
【００９５】
まず、点滴筒電極１１の最適な大きさを決定するにあたり、液滴の生成状況を観察した。液滴の生成状況は、実際の点滴時と同様に薬液を流しながら、点滴筒１０２の外側から高速度カメラで撮影した。図１３に示すように液滴は成長していく。輸液セット１００は、複数種あり、本実施形態では、２０滴／ｍｌの輸液セット１００と６０滴／ｍｌの輸液セット１００との各々について、生理食塩水と糖液とで液滴の生成状況を観察した。その結果得られた液滴の成長曲線を図１４に示す。
【００９６】
２０滴／ｍｌの輸液セット１００は、６０滴／ｍｌの輸液セット１００に比べて上流側導管１０４の下端部１０４ａ（図１３に示す）の開口が大きい。そのため、生成初期からある程度の大きさの直径の液滴ができる。そして、２０滴／ｍｌの輸液セット１００では、鉛直方向の寸法が水平方向の寸法に比べて長い形状、いわゆる縦長形状となる。
【００９７】
一方、６０滴／ｍｌの輸液セット１００では、接続管部１１５の下端部１１５ａの開口が小さいため、液滴は生成初期から小さな球状になっており、球が成長していく形となる。したがって、６０滴／ｍｌの輸液セット１００では、水平方向及び鉛直方向の両方向に成長する。
【００９８】
このように、２０滴／ｍｌの輸液セット１００と、６０滴／ｍｌの輸液セット１００とでは液滴の生成状況が異なるので、マイクロコンピュータ１３によって両者の液滴の生成状況を判別することが可能である。これにより、使用中の輸液セット１００が２０滴／ｍｌであるか、６０滴／ｍｌであるかを区別することが可能である。
【００９９】
図１０の上部に示すように、液滴は落下する直前に鉛直方向の寸法が急激に長くなる。これは、液滴の表面張力と重力の影響によって起こる。図１４の（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、液滴の鉛直方向の寸法は、最長で８．８ｍｍであった。この結果より、点滴筒電極１１の縦方向（上下方向）の寸法は１０ｍｍとした。
【０１００】
次に、点滴筒電極１１に印加する電圧の周波数について図１５に基づいて説明する。図１５では、印加電圧の周波数と出力電圧との関係を示しており、（Ａ）は薬液が生理食塩水である場合について、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直後の電圧、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直後の電圧、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直前の電圧、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直前の電圧の変化を示している。
【０１０１】
（Ｂ）は、薬液が糖液である場合について、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直後の電圧、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直後の電圧、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直前の電圧、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直前の電圧の変化を示している。糖液の濃度は１０％である。
【０１０２】
生理食塩水の場合、及び糖液の場合の両方で出力電圧の急激な変化のない、安定した測定が可能な３０ｋＨｚとした。
【０１０３】
尚、印加電圧の周波数は３０ｋＨｚに限られるものではなく、１ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲で設定するのが好ましい。周波数が１ｋＨｚよりも低いと、インピーダンスが大きくなり過ぎて電圧の変化を検出するのが困難になり、一方、２ＭＨｚよりも高いと、消費電流が多くなるとともに、電磁波が出やすくなって周辺の他の機器への影響が懸念されるからである。
【０１０４】
次に、終端抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの値について図１６に基づいて説明する。図１６では、終端抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの抵抗値と出力電圧との関係を示しており、（Ａ）は、図１４の（Ａ）と同様に、薬液が生理食塩水である場合について、４つのケースを示している。
【０１０５】
図１６の（Ｂ）は、図１４の（Ｂ）と同様に、薬液が糖液である場合について、４つのケースを示している。糖液の濃度は１０％である。
【０１０６】
生理食塩水の場合、及び糖液の場合の両方で出力電圧の急激な変化のない、安定した測定が可能な１００ｋΩとした。
【０１０７】
尚、終端抵抗Ｒ１の抵抗値は１００ｋΩに限られるものではなく、例えば、５０ｋΩ以上５００ｋΩ以下の範囲で設定するのが好ましい。
【０１０８】
次に、上記のように構成された監視装置１を実際に使用した場合について、図１７〜図２７に基づいて説明する。
【０１０９】
図１７は、薬液として生理食塩水を用いた場合であり、（Ａ）は２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合の電圧変化を示し、（Ｂ）は６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合の電圧変化を示している。
【０１１０】
同図に示すように、電圧が徐々に上昇していく領域は、液滴が成長してインピーダンスが変化している領域であり、液滴生成領域である。そして、液滴が成長して滴下すると、インピーダンスが急に変化して電圧が一気に低下する。
【０１１１】
図１８は、薬液がラクテックＤ注の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１２】
図１９は、ＫＮ１号輸液の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１３】
図２０は、大塚糖液５％場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１４】
図２１は、大塚糖液１０％の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１５】
図２２は、アミゼットＢ輸液の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１６】
図２３は、キドミンの場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１７】
図２４は、アミノフリードの場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１８】
図２５は、ツインパルの場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１９】
図２６は、ネオパレン２号の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１２０】
図２７は、イントラリポス２０％の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。尚、イントラリポス２０％の場合は、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合のみ示しているが、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合も同様に液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できると考えられる。
【０１２１】
以上のように、本監視装置１は、様々な薬剤に使用しても、液滴成長領域と滴下タイミングとを把握することができる。
【０１２２】
次に、監視装置１の動作検証を行った結果について図２８に基づいて説明する。（Ａ）は、薬液を生理食塩水とし、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合を示し、上のグラフは、液滴を動画撮影して寸法を測定して得た成長曲線を示し、下のグラフは、出力電圧の変化を示す。これらグラフから明らかなように、液滴の成長曲線と、出力電圧の変化とは対応しており、液滴が大きくなるにつれて電圧が高まり、液滴が滴下すると電圧が急に低下する。つまり、液滴の成長と電圧の変化とは同期していることが分かる。図２８（Ｂ）に示す場合も同様である。
【０１２３】
次に、点滴筒電極１１の大きさの選定について説明する。上記実施例では、点滴筒電極１１が筒体１１０を全周に亘って囲む環状である場合について説明しているが、点滴筒電極１１の形状はこれに限られるものではない。
【０１２４】
図２９（Ａ）に示すように、点滴筒電極１１の縦方向の寸法（上下方向の寸法）が１０ｍｍで横方向（水平方向）の寸法が５ｍｍの場合であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１２５】
（Ｂ）に示すように、点滴筒電極１１の縦方向の寸法が２ｍｍで横方向の寸法が２ｍｍの場合であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１２６】
（Ｃ）に示すように、点滴筒電極１１の縦方向の寸法が１０ｍｍで横方向の寸法が筒体１１０の周長の１／４の場合であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。この点滴筒電極１１について図３０に示す。
【０１２７】
図２９の（Ｄ）に示すように、点滴筒電極１１の縦方向の寸法が１０ｍｍで横方向の寸法が筒体１１０の周長の１／４で、かつ、点滴筒電極１１が上になるように点滴筒１０２を傾けた場合（図３０に仮想線で示す）であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１２８】
他にも、図示しないが、点滴筒電極１１の縦方向の寸法が２０ｍｍ、３０ｍｍで横方向の寸法が筒体１１０の周長の１／２であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できた。点滴筒電極１１の横方向の寸法は、筒体１１０の周長の５％以上であることが好ましい。
【０１２９】
点滴筒電極１１の縦方向の寸法を短くしても液滴の落下は検出可能であるが、液滴の成長を検出することができなくなる。従って、点滴筒電極１１の縦方向の寸法は、少なくとも液滴の落下直前の鉛直方向の寸法と同程度の寸法を確保するのが好ましい。
【０１３０】
また、点滴筒電極１１の横寸法を短くするとノイズが減少する点で有効であるが、Ｓ／Ｎ比が悪化するので、少なくとも筒体１１０の周長の１／４程度を確保するのが好ましい。
【０１３１】
点滴筒１０２の材質としては、上述したポリプロピレン以外にも、ポリ塩化ビニル等があるがこれらいずれの材質であっても、上記のように液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。また、医療現場で使用されている点滴筒１０２の上下方向の寸法は、例えば、５０ｍｍや５３ｍｍ等があり、外径は１６ｍｍや１７ｍｍ等がある。これらいずれもの寸法の点滴筒１０２であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１３２】
また、点滴筒電極１１は、点滴筒１０２の周方向に断続的に複数取り付けるようにしてもよい。上流側電極１０についても同様である。
【０１３３】
また、点滴筒電極１１を点滴筒１０２から取り外しできるようにしてもよい。また、上流側電極１０を上流側導管１０４から取り外しできるようにしてもよい。
【０１３４】
また、点滴筒電極１１の外面には、ノイズ侵入防止用の絶縁コーティングを施してもよい。
【０１３５】
また、本発明の監視装置１は、輸液ポンプに組み込むこともできる。すなわち、監視装置１により滴下速度を監視してポンプの流量をコントロールしたり、異常時にポンプを停止するなどの機能を実現できる。
【０１３６】
また、監視装置１に通信機器を接続し、異常を検出したときには、例えばナースステーションに設置してある看護師用端末に異常が起こった旨と、異常の種類を送信するように構成してもよい。また、輸液の状態を端末に常に送信し、端末側で輸液の状態をモニターできるようにすることも可能である。この場合、輸液の状態を記憶装置に記憶させておくのが好ましい。
【０１３７】
また、本監視装置１では、液滴の生成状態を電圧の変化として検出できるので、例えば、薬液の流量の変化を細かく得ることも可能である。これにより、例えば、薬液が血管に注入されずに皮下もれを起こした場合に、薬液の流量の変化によってそのことを検出できる。
【０１３８】
また、上流側電極１０と点滴筒電極１１との距離は近い方が好ましい。上流側電極１０と点滴筒電極１１とが離れると、図６における薬液の抵抗Ｒ２の値が大きくなり、コンデンサＣ２の変化を検出するのが困難になるからである。
【０１３９】
（実施形態２）
図３１及び図３２は、本発明の実施形態２にかかる監視装置１の使用状態を説明する図である。この実施形態２の監視装置１は、電極の構造が実施形態１のものとは異なるだけで他の部分は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分を詳細に説明する。
【０１４０】
実施形態２の上流側電極１０は、上流側導管１０４を径方向に挟むように形成されており、上流側導管１０４に対し着脱可能となっている。また、点滴筒電極１１は、点滴筒１０２を径方向に挟むように形成されており、点滴筒１０２に対し着脱可能となっている。さらに、下流側電極９は流出管部１１２を径方向に挟むように形成されており、流出管部１１２に対し着脱可能となっている。
【０１４１】
また、点滴筒１０２の筒体１１０には、点滴筒電極１１が嵌る凹部１１０ａ，１１０ａが形成されている。凹部１１０ａに点滴筒電極１１を嵌めることで、点滴筒電極１１と仮想電極Ａとを近づけることができるとともに、点滴筒電極１１の位置ずれを防止することができる。
【０１４２】
また、図３２に示すように、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９は、本体部１２に固定されている。従って、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９は、本体部１２を介した状態で一体化している。
【０１４３】
監視装置１を輸液セット１００に取り付ける場合には、上流側電極１０で上流側導管１０４を挟み、点滴筒電極１１で点滴筒１０２の筒体１１０を挟み、さらに、下流側電極９で流出管部１１２を挟む。これにより、実施形態１と同様にフリーフローの発生を検出できるとともに、輸液の状況を得ることができる。そして、輸液が終了したら、上流側電極１０を上流側導管１０４から外し、点滴筒電極１１を筒体１１０から外し、さらに、下流側電極９を流出管部１１２から外す。
【０１４４】
以上説明したように、この実施形態２にかかる監視装置１によれば、実施形態１と同様な作用効果を奏することができる。
【０１４５】
また、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９を着脱可能にしているので、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９を再使用することができる。
【０１４６】
また、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９を一体化して一度に着脱できるので、着脱時の作業性を良好にできる。
【０１４７】
また、上流側電極１０と点滴筒電極１１との距離、及び、上流側電極１０と下流側電極９との距離をそれぞれ調整できるようにしてもよい。また、点滴筒電極１１の二股部分の間隔を調整できるようにしてもよい。さらに、上流側電極１０の二股部分の間隔を調整できるようにしてもよい。
【０１４８】
尚、上記実施形態では、上流側導管１０４に上流側電極１０を取り付けるようにしているが、これに限らず、例えば、輸液バッグ１２０に上流側電極１０を取り付けてもよい。
【０１４９】
また、上記実施形態では、輸液治療時に監視装置１を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば、輸血時や、経腸栄養剤の投与時などにも用いることができる。
【０１５０】
また、上記実施形態では、本体部１２に警報器３０及び電動クランプ３１を接続しているが、これに限らず、いずれか一方のみ接続してもよい。
【０１５１】
また、監視装置１の点滴筒電極１０が取り付けられる点滴筒１０２の構造は上記した構造に限られるものではなく、例えば、図示しないが、一体成形品の点滴筒に点滴筒電極１０を取り付けるようにしてもよい。
【０１５２】
また、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９と本体部１２とをコネクタ等の接続手段によって着脱可能に接続して、輸液終了後に本体部１２から上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９を外して本体部１２のみ再使用できるようにしてもよい。
【０１５３】
また、上記実施形態１、２では、本発明の上流側フリーフロー検出電極及び上流側液滴生成状態検出電極を、共通の上流側電極１０で構成しているが、これに限らず、例えば、上流側フリーフロー検出電極と、上流側液滴生成状態検出電極とを別に設けてもよい。
【０１５４】
また、下流側電極９は、下流側導管１０５に取り付けるようにしてもよいし、筒体１１０の液滴生成部１８よりも下側部分の液貯留部１１９に取り付けるようにしてもよい。
【０１５５】
また、上記実施形態１、２では、点滴筒電極１１を設けて液滴の生成状態を得るようにしているが、これに限らず、点滴筒電極１１及び液滴生成信号処理部１４を省略して、フリーフローの発生の有無のみを検出するように構成してもよい。フリーフローの有無のみを検出する場合、仮想電極Ａの生成を考慮する必要がないので、下流側電極９に電圧を印加し、上流側電極１０の電圧の変化を検出するようにすることも可能である。
【０１５６】
また、上記監視装置１によれば、液滴の生成状態に基づいて、どの程度の大きさの液滴が所定時間内に何回滴下しているかが分かるので、これを利用して薬剤の投与量及び投与速度を得ることが可能である。薬剤の投与量及び投与速度が得られると、投与終了予定時間（時刻）が得られる。これを端末装置に表示させることが可能になる。
【０１５７】
また、監視装置１と電子カルテシステムとを連動させるようにしてもよい。すなわち、電子カルテシステムでは、患者への薬剤の種類や投与量、投与速度が入力されている。これと監視装置１の監視結果とを比較して適正範囲内にあるか否かを判別することで、より一層安全な医療システムを構築できる。この場合、監視装置１と電子カルテシステムとは様々な通信形態で接続することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上説明したように、本発明にかかる監視装置は、例えば、輸液、輸血、経腸栄養剤の投与等の場合に使用できる。
【符号の説明】
【０１５９】
１ 監視装置
９ 下流側電極（下流側フリーフロー検出電極）
１０ 上流側電極（上流側フリーフロー検出電極、上流側液滴生成状態検出電極）
１１ 点滴筒電極（下流側液滴生成状態検出電極）
１２ 本体部
１３ マイクロコンピュータ（検出部）
１４ 液滴生成信号処理部
１５ フリーフロー信号処理部
１００ 輸液セット
１０４ 上流側導管
１０５ 下流側導管
１１０ 点滴筒
１１８ 液滴生成部
１２０ 輸液バッグ（容器）
Ａ 仮想電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば医療現場における輸液治療等を監視するための監視装置及び監視方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療現場や介護現場においては、輸液、輸血、経腸栄養剤の投与等が行われている。これら液体を患者に投与する際には、例えば、輸液セット及び輸液ポンプが使用されることがある（例えば、特許文献１参照）。輸液セットは、液体を収容する容器から延びる導管と、導管の途中に設けられた点滴筒と、導管の先端に設けられた穿刺針とを備えている。また、輸液ポンプは、導管をしごくことによって容器内の液体を送るように構成されている。
【０００３】
上記のようにして液体を患者に投与する場合に、万一、導管が輸液ポンプから外れた事態を想定すると、容器内の液体が重力によって急速に自然落下し、点滴筒内において連続的に薬液が流れ、患者に規定以上の速度あるいは量の液体が投与されてしまう、いわゆるフリーフローが発生する懸念がある。このフリーフローが発生した場合に被害を最小限に食い止めるための機構が特許文献１の輸液ポンプには組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２２４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、フリーフローによる被害を最小限に食い止めるためには、フリーフローが発生したことを早期に、かつ、確実に検出することが重要である。
【０００６】
そこで、例えば、赤外線センサを用いた監視装置を用いて点滴筒内の液体の流れを監視することが考えられる。この場合、赤外線を発する発光部と、赤外線を受ける受光部とを点滴筒を挟むように配置して取り付け、発光部から発する赤外線を液滴に向けて照射することで、発光部と受光部との間を通る液滴を検出し、これに基づいて液体の投与状態を監視することが可能になる。
【０００７】
しかし、赤外線センサを用いた場合には、次の理由から正確な検出が難しい場合がある。例えば、単位時間当たりに滴下する液滴の数が多い場合には、液体が連続して流れているものと誤検出してフリーフローが発生したと判断してしまうことがある。また、例えば赤外線の照射時からフリーフローが発生している場合には、赤外線が遮られた状態が継続することになり、この状態がフリーフローの状態であるか、それとも、液滴が全く滴下していない状態であるか判別できないことがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液体を患者へ投与する際に、容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローが発生した場合に、早期に、かつ、確実に検出できるようにして患者の安全性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、容器内の液体を、導管及び点滴筒を介して患者に投与する際に、該容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローの発生状況を監視するように構成された監視装置において、上記点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、上記点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液滴が生成される液滴生成部よりも下流側の液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極と、上記上流側フリーフロー検出電極及び上記下流側フリーフロー検出電極の一方の電極に電圧を印加し、他方の電極の電圧の変化を検出する検出部とを備え、上記検出部は、検出した電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得るように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
すなわち、フリーフローが発生すると、薬液が上流側の導管から点滴筒に連続的に落ちるので、上流側フリーフロー検出電極と下流側フリーフロー検出電極とは薬液を介して電気的に接続された状態となり、電気回路が閉じられた形で構成される。
【００１１】
一方、フリーフローが発生していない場合には、点滴筒には、上流側の導管から液滴が所定の時間間隔をあけて滴下する。このため、上流側フリーフロー検出電極と下流側フリーフロー検出電極とは接続された状態とはならない。
【００１２】
従って、フリーフローが発生していない状態からフリーフローが発生した状態になると、上流側フリーフロー検出電極及び下流側フリーフロー検出電極のうち、電圧を印加していない方の電極（他方の電極）の電圧が変化することになる。この電圧の変化を検出部で検出することでフリーフローが発生しているか否かを確実に検出することが可能になる。また、フリーフローが発生した途端に電気回路が閉じられて電圧がすぐに変化するので、電圧の変化に基づいた素早い検出が可能になる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、下流側フリーフロー検出電極は、点滴筒よりも下流側の導管に取り付けられることを特徴とするものである。
【００１４】
すなわち、患者に液体を投与する間は、液切れ等が起こらない限り、点滴筒よりも下流側の導管には必ず液体が存在することになる。一方、点滴筒の液貯留部の液体の量は変化することがあり、場合によっては下流側フリーフロー検出電極の取り付け位置が点滴筒の液貯留部から外れた位置になり、電気回路が構成されないことが考えられる。
【００１５】
本発明では、液体の投与中に必ず液体が存在している下流側の導管に下流側フリーフロー検出電極を取り付けることで、フリーフローの発生を確実に検出することが可能になる。
【００１６】
第３の発明は、第１または２の発明において、点滴筒における液滴生成部に取り付けられる下流側液滴生成状態検出電極と、点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側液滴生成状態検出電極とを備え、検出部は、上記上流側液滴生成状態検出電極に電圧を印加することで上記液滴生成部で生成される液滴を仮想電極とし、上記下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化を検出し、検出した電圧の変化に基づいて、液滴の生成状態及び／又は液切れであるか否かを得るように構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
すなわち、点滴筒の液滴生成部で生成される液滴は徐々に大きくなって所定の大きさになった瞬間落下する。この液滴を仮想電極としているので、少なくとも仮想電極と下流側液滴生成状態検出電極とのキャパシタンスが液滴の大きさ及びその有無によって異なる。これが下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化として検出部で検出されることになる。
【００１８】
従って、液滴が生成され続けていれば、略一定の周期で少なくともインピーダンスが変化して検出電圧が変化するので、液体の投与が継続されていることになる。しかも、インピーダンスの変化状態、即ち、電圧の変化状態によって液滴の生成速度である液体の流量も得られる。また、液滴が生成されていなければ、インピーダンスが周期的に変化せず、よって電圧が周期的に変化しないので、液体が投与されていないことになる。
【００１９】
また、上流側液滴生成状態検出電極は点滴筒よりも上流に位置しているので、点滴筒よりも上流の液体の有無によって下流側液滴生成状態検出電極と上流側液滴生成状態検出電極間の抵抗が変化する。これが下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化として検出部により検出される。これにより、点滴筒よりも上流の液体が無くなると電圧が急に変化するので、液切れであることが得られる一方、導管の閉塞等による中断の場合には導管内に液体が存在しているので電圧の急な変化はない。これにより、液切れと、導管の閉塞等による中断との区別が可能になる。
【００２０】
第４の発明は、第３の発明において、上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とは共通の電極で構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この構成によれば、部品点数が削減される。
【００２２】
第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、検出部は、上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加することを特徴とするものである。
【００２３】
すなわち、例えば下流側フリーフロー検出電極に電圧を印加すると、電流が微弱ながら患者側に常時流れることになるが、本発明のように上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加することで、フリーフローが起こっていない正常時に患者側へ電流が流れることはなくなる。
【００２４】
また、第４の発明のように、上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とを共通にする場合には、上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加することで仮想電極が確実に生成されるようになる。
【００２５】
第６の発明は、容器内の液体を、導管及び点滴筒を介して患者に投与する際に、該容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローの発生状況を監視する監視方法において、上記点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、上記点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液滴が生成される液滴生成部よりも下流側の液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極との一方の電極に電圧を印加し、他方の電極の電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
第１発明によれば、点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極との一方の電極に電圧を印加し、他方の電極の電圧の変化に基づいてフリーフローが発生したか否かを得るようにしたので、フリーフローの発生を早期に、かつ、確実に検出でき、患者の安全性を高めることができる。
【００２７】
第２の発明によれば、液体の投与中に必ず液体が存在している下流側の導管に下流側フリーフロー検出電極を取り付けることで、点滴筒の液貯留部に取り付ける場合に比べて、フリーフローの発生をより一層確実に検出することができる。
【００２８】
第３の発明によれば、下流側液滴生成状態検出電極及び上流側液滴生成状態検出電極を設け、下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化に基づいて液滴の生成状態及び液切れであるか否かを得るようにしたので、フリーフローのみならず、液切れ、導管の閉塞等による投与の中断、及び液体の流量が正常範囲にあるか否かを常に的確に得ることができ、患者の安全性をより一層高めることができる。
【００２９】
第４の発明によれば、上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とを共通の電極で構成したので、部品点数を削減でき、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
第５の発明によれば、上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加するので、正常時に電流が患者に流れるのを防止できる。また、第４の発明のように、上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とを共通にする場合に仮想電極を確実に生成でき、液滴の生成状態及び／又は液切れであるか否かを確実に得ることができる。
【００３１】
第６の発明によれば、第１の発明と同様に、フリーフローの発生を早期に、かつ、確実に検出でき、患者の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１にかかる監視装置の使用状態を説明する図である。
【図２】点滴筒の拡大図である。
【図３】図２におけるIII−III線断面図である。
【図４】監視装置の本体部のブロック図である。
【図５】液滴が生成された状態における等価回路を示した点滴筒の断面図である。
【図６】液滴が生成された状態における等価回路である。
【図７】フリーフローが発生した状態における等価回路を示した図５相当図である。
【図８】フリーフローが発生した状態における等価回路である。
【図９】フリーフロー発生時における出力電圧の変化を示す図である。
【図１０】液滴生成時における出力電圧の変化を示す図である。
【図１１】液滴が生成されている状態から薬液が切れた状態になった場合の電圧の変化を示す図である。
【図１２】監視装置のブロック図である。
【図１３】液滴の生成過程を示す図である。
【図１４】液滴の成長曲線を示す図である。
【図１５】印加電圧の周波数と出力電圧との関係を示す図である。
【図１６】終端抵抗値と出力電圧との関係を示す図である。
【図１７】薬剤が生理食塩水の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図１８】薬剤がラクテックＤ注の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図１９】薬剤がＫＮ１号輸液の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２０】薬剤が大塚糖液５％の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２１】薬剤が大塚糖液１０％の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２２】薬剤がアミゼットＢ輸液の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２３】薬剤がキドミンの場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２４】薬剤がアミノフリードの場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２５】薬剤がツインパルの場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２６】薬剤がネオパレン２号の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２７】薬剤がイントラリポス２０％の場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図２８】実際の液滴の生成状況と出力電圧の変化とを同時に記録した結果を示す図である。
【図２９】点滴筒電極の大きさを変更した場合の出力電圧の変化を示す図である。
【図３０】点滴筒電極の横方向の寸法を周長の１／４にした場合の図２相当図である。
【図３１】実施形態２にかかる監視装置の使用状態を示す正面図である。
【図３２】実施形態２にかかる監視装置の使用状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態にかかる監視装置１の使用状態を示すものである。監視装置１は、薬液（液体）を患者に投与する、いわゆる輸液治療の際に、薬液の投与状況を監視するためのものであり、輸液セット１００及び輸液バッグ１２０（容器）と共に使用される。投与状況とは、例えば、フリーフローが発生したか否か、薬液の流量が適正範囲か否か、液切れが起こっていないか等である。
【００３５】
尚、薬液の種類としては、例えば、生理食塩水や、ブドウ糖液等が挙げられる。
【００３６】
本実施形態では、監視装置１の構造を説明する前に、輸液セット１００及び輸液バッグ１２０の構造について説明する。
【００３７】
輸液セット１００は、びん針１０１と、点滴筒１０２と、穿刺針１０３と、びん針１０１から点滴筒１０２まで延びる上流側導管１０４と、点滴筒１０２から穿刺針１０３まで延びる下流側導管１０５と、クランプ１０６とを備えている。
【００３８】
びん針１０１は輸液バッグ１２０に差し込まれるものである。
【００３９】
点滴筒１０２は、例えばポリプロピレン等の透明な樹脂材で構成された有底の筒体１１０と、筒体１１０の上端開口を閉塞する蓋部材１１１とを備えている。筒体１１０は、略円筒形状とされている。筒体１１０の底部は、下方へ膨出するように形成されている。図２に示すように、底部の中心部には、流出管部１１２が下方へ突出するように形成されている。
【００４０】
蓋部材１１１は、筒体１１０の上端開口を覆うように円板状に形成された円板部１１３と、円板部１１３の周縁部から下方へ突出して周方向に延びる周壁部１１４とを備えている。周壁部１１４の内周面は、筒体１１０の上部外周面に接着されている。円板部１１３の中心部には、上流側導管１０４の下流端が接続される接続管部１１５が形成されている。接続管部１１５には、上流側導管１０４が固定されている。薬液は上流側導管１０４の下端部１０４ａ（図５に示す）の開口から筒体１１０内に滴下するようになっている。蓋部材１１１及び筒体１１０の上部により、液滴を生成する液滴生成部１１８が構成されている。
【００４１】
また、図５に示すように、薬液の投与時、点滴筒１０２の筒体１１０には、所定量の薬液が貯留される。筒体１１０の下側部分が液貯留部１１９である。
【００４２】
上流側導管１０４及び下流側導管１０５は、柔軟な樹脂材で構成されている。また、図１に示すように、クランプ１０６は、下流側導管１０５の中途部に設けられている。このクランプ１０６によって下流側導管１０５を閉塞できるとともに、閉塞状態から徐々に開放して開度を調節することができるようになっている。
【００４３】
また、輸液バッグ１２０は、透明かつ柔軟な樹脂材で構成されており、内部には、患者に投与する薬液が収容されている。尚、薬液は、輸液バッグ１２０でなく、例えば瓶（容器）に収容されていてもよい。
【００４４】
また、輸液セット１００は、図示しないが、周知の構造の輸液ポンプと共に使用される。このとき、輸液セット１００の下流側導管１０５が輸液ポンプにセットされてしごきポンプ等によりしごかれて薬液が所定の流量で送られる。点滴筒１０２の液滴生成部１１８で生成される液滴の生成速度（薬液の流量に相当）は、下流側導管１０５の開度の調節により、変更することが可能になっている。
【００４５】
フリーフローとは、輸液ポンプにセットされた下流側導管１０５が何らかの原因で輸液ポンプから外れてしまい、輸液バッグ１２０内の薬液が重力で急速に自然落下して患者に規定以上の速度あるいは量の薬液が投与されること、他に、下流側導管１０５が輸液ポンプにセットされていない場合であっても何らかの原因によって輸液バッグ１２０内の薬液が重力で急速に自然落下して患者に規定以上の速度あるいは量の薬液が投与されることである。フリーフローが発生すると、上流側導管１０４から点滴筒１０２に流入する薬液の流れが連続的になり、糸を引くようになる。
【００４６】
次に、監視装置１の構造について説明する。監視装置１は、上流側導管１０４に取り付けられる上流側電極１０と、点滴筒１０２の液滴生成部１１８に取り付けられる点滴筒電極１１と、流出管部１１２に取り付けられる下流側電極９と、本体部１２とを備えている。
【００４７】
上流側電極１０は、上流側導管１０４における点滴筒１０２近傍の部位を囲む環状に形成されており、本発明の上流側フリーフロー検出電極及び上流側液滴生成状態検出電極を構成している。
【００４８】
点滴筒電極１１は、上流側電極１０と同様な導体からなり、図３に示すように、筒体１１０における液滴生成部１１８を構成する部分の外周面を囲む環状に形成されており、本発明の下流側液滴生成状態検出電極を構成している。点滴筒電極１１の位置は、点滴筒１０２の接続管部１１５の下端部を取り囲むように設定されている。つまり、点滴筒電極１１は、液滴生成部１１８で生成される液滴を取り囲むように位置している。
【００４９】
また、下流側電極９は、流出管部１１２における点滴筒１０２近傍の部位を囲む環状に形成されており、下流側フリーフロー検出電極を構成している。
【００５０】
上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９は導電性の材料であればよく、例えば銅などの金属製の薄板、フィルム或いは透明な導電性フィルム等で構成できる。特に好ましいのは透明な導電性フィルムであり、これを用いることで、点滴筒１０２の内部の視認性の悪化が回避される。
【００５１】
本体部１２には、図４に示すように、マイクロコンピュータ１３と、液滴生成信号処理部１４と、フリーフロー信号処理部１５と、印加側ＬＰＦ３０とを備えている。
【００５２】
フリーフロー信号処理部１５は、インピーダンス変換器１７、増幅器１８、包絡線検波回路１９、増幅器２０、ＬＰＦ２１及び終端抵抗Ｒ１ａを備えている。
【００５３】
また、液滴生成信号処理部１４も、フリーフロー信号処理部１５と同様に、インピーダンス変換器２３、増幅器２４、包絡線検波回路２５、増幅器２６、ＬＰＦ２７及び終端抵抗Ｒ１ｂを備えている。
【００５４】
マイクロコンピュータ１３は、ＣＰＵやＲＡＭ等を備えた周知の汎用マイクロコンピュータである。マイクロコンピュータ１３には、印加側ＬＰＦ３０が接続されている。印加側ＬＰＦ３０は、カットオフ周波数が例えば２０ｋＨｚのものである。
【００５５】
フリーフロー信号処理部１５のインピーダンス変換器１７は、下流側電極９から得られた信号を低インピーダンスに変換するためのものである。
【００５６】
増幅器１８は、増幅度が例えば４０ｄｂのものである。増幅器２０は、増幅度が例えば３６ｄｂのものである。ＬＰＦ２１は、カットオフ周波数が例えば１６Ｈｚのものである。ＬＰＨ２１は、ノイズ成分を除去するためのものである。このようにして得られた信号は、マイクロコンピュータ１３でＡ／Ｄ変換されて処理される。
【００５７】
下流側電極９は、接続線９ａにより終端抵抗Ｒ１ａに接続され、この終端抵抗Ｒ１ａを介してグラウンドされている。
【００５８】
液滴生成信号処理部１４のインピーダンス変換器２３、増幅器２４、包絡線検波回路２５，増幅器２６及びＬＰＦ２７は、フリーフロー信号処理部１５のインピーダンス変換器１７、増幅器１８、包絡線検波回路１９，増幅器２０及びＬＰＦ２１と同様に構成されている。
【００５９】
点滴筒流側電極１１は、接続線１１ａにより終端抵抗Ｒ１ｂに接続され、この終端抵抗Ｒ１ｂを介してグラウンドされている。
【００６０】
また、上流側電極１０は、接続線１０ａにより印加側ＬＰＦ３０に接続されている。この実施形態では、周波数が３０ｋＨｚの交流電圧を上流側電極１０に印加するように構成されている。すなわち、マイクロコンピュータ１３では３０ｋＨｚの方形波を発振させる。そして、このマイクロコンピュータ１３で発信した信号を印加側ＬＰＦ３０に入力する。印加側ＬＰＦ３０では、入力された方形波信号を正弦波信号に整形する。これにより、上流側電極１０には、周波数が３０ｋＨｚの正弦波の電圧が印加されることになる。
【００６１】
上流側導管１０４及び点滴筒１０２の液滴生成部１１８にそれぞれ上流側電極１０及び点滴筒電極１１が取り付けられた状態で、電圧が印加されると、図５に示すように、液滴生成部１１８で生成される液滴が仮想電極Ａとなる。
【００６２】
これを等価回路図で示すと図６のようになる。すなわち、図５にも示すように、上流側導管１０４でコンデンサＣ１が構成され、上流側電極１０よりも下流の薬液の抵抗が抵抗Ｒ２となる。また、液滴で構成された仮想電極Ａと筒体１１０とでコンデンサＣ２が構成され、図３に示す筒体１１０の周壁部には厚みＴがあるので、この周壁部でコンデンサＣ３が構成される。従って、上流側導管１０４、点滴筒１０２、上流側導管１０４内の薬液を電気回路の一部として利用することになる。
【００６３】
コンデンサＣ１（上流側導管１０４）のキャパシタンス、抵抗（薬液）Ｒ２、コンデンサＣ２（仮想電極と筒体１１０）のキャパシタンス、コンデンサＣ３（筒体１１０の周壁部）のキャパシタンスの直列インピーダンスが変化すると、出力電圧が変化する。従って、直列インピーダンスの変化を出力電圧の変化という形で、マイクロコンピュータ１３で検出することが可能となっている。
【００６４】
また、上流側導管１０４及び下流側導管１０５にそれぞれ上流側電極１０及び下流側電極９が取り付けられた状態で、電圧が印加されると、図５に示すように、薬液が液滴となって流れている場合には、上流側導管１０４及び下流側導管１０５の間には空気層があり、電気的な接続がない状態となる。
【００６５】
一方、図７に示すように、フリーフローが発生して薬液が糸を引くように点滴筒１０２内を流れると、上流側導管１０４及び下流側導管１０５が薬液を介して電気的に接続される。
【００６６】
これを等価回路図で示すと図８のようになる。すなわち、上流側導管１０４でコンデンサＣ１が構成され、上流側電極１０よりも下流の薬液の抵抗が抵抗Ｒ３となる。また、流出管部１１２でコンデンサＣ４が構成される。従って、この場合、上流側導管１０４、フリーフロー中の薬液及び流出管部１１２を電気回路の一部として利用することになる。
【００６７】
コンデンサＣ１（上流側導管１０４）のキャパシタンス、抵抗（薬液）Ｒ３、コンデンサＣ４（流出管部１１２）のキャパシタンスの直列インピーダンスが変化すると、出力電圧が変化する。従って、フリーフローが発生した場合も、直列インピーダンスの変化を出力電圧の変化という形で、マイクロコンピュータ１３で検出することが可能となっている。
【００６８】
マイクロコンピュータ１３では、検出された信号に基づいて、フリーフローが発生したか否か、液滴の生成状態及び液切れであるか否かを得るように構成されている。マイクロコンピュータ１３は本発明の検出部である。
【００６９】
まず、フリーフローが発生した否かを得る場合について図９に基づいて説明する。尚、図９は、フリーフロー信号処理部１５からの出力された電圧の波形を例示するものである。
【００７０】
フリーフローが発生していないとき（正常時）には、上述のように上流側電極１０と下流側電極９とが電気的に接続されていないので、出力電圧は略０ボルトとなる。図中の正常時にちょうど０ボルトとなっていない理由はノイズ等の原因による。
【００７１】
一方、フリーフローが発生すると、上流側電極１０と下流側電極９とが薬液を介して電気的に接続されるので電圧が高まる。マイクロコンピュータ１３は、フリーフロー信号処理部１５からの出力電圧が高まった場合に、フリーフローが発生したと判断し、それ以外のときには、フリーフローが発生していないと判断する。尚、コンデンサＣ１、Ｃ４のキャパシタンスの変化はない。
【００７２】
次に、液滴の生成状態を得る場合について説明する。液滴は、図１０の上部に示すように、液適生成部１１８で生成される過程で徐々に大きくなり、液滴と筒体１１０内周面との距離が短くなっていく。液滴は仮想電極Ａであるため、図３に示すように、仮想電極Ａと筒体１１０内周面との距離がＸ１からＸ２へと短くなる。すると、図５に示すコンデンサＣ２のキャパシタンスが変化し、直列インピーダンスが変化する。そして、出力電圧が変化する。尚、コンデンサＣ１，Ｃ３のキャパシタンスの変化はない。
【００７３】
このことを図１０に基づいて詳細に説明する。尚、図１０は、液滴生成信号処理部１４から出力された電圧の波形を例示するものである。
【００７４】
液滴が生成されていない状態では、図中に液滴非生成領域として示すように、電圧が低い状態が継続する。そして、液滴が生成され始めると（液滴生成領域に入ると）、上記電気回路の電圧が徐々に高まっていく。つまり、液滴はある程度の時間をかけて滴下する大きさとなるまで成長していく。この液滴の大きさの変化が電圧の変化として検出される。その後、液滴が所定の大きさとなった瞬間に、滴下し、これが電圧の急低下として検出される。その後、再び、液滴が生成され始めるので、電圧が徐々に高まっていく。薬液が流れている間は、これが繰り返されるので、上記電気回路の出力電圧は周期的に変化することになる。マイクロコンピュータ１３は、このことを検出している間は、輸液が継続して行われていると判断する。
【００７５】
また、液滴生成信号処理部１４からの出力電圧が周期的に変化している場合に、その変化速度または周期によって薬液の流量が得られる。すなわち、薬液の流量が多いと、液滴の生成速度が速くなり、その結果、出力電圧の変化速度が速くなり変化の周期は短くなる。一方、薬液の流量が少ないと、液滴の生成速度が遅くなり、その結果、出力電圧の変化速度が遅くなり変化の周期は長くなる。出力電圧の変化速度または周期から算出される流速が、一般的な流速よりも大幅に速い場合や、大幅に遅い場合には、マイクロコンピュータ１３は、輸液の流速が正常範囲から外れていると判断する。
【００７６】
また、点滴筒電極１１が液滴を取り囲む環状をなしているので、例えば、輸液中に点滴筒１０２が傾いた場合のように、液滴が点滴筒１０２の径方向の中心部からずれたとしても、仮想電極Ａと点滴筒電極１１とのキャパシタンスが得られる。これにより、点滴筒１０２がどの方向に傾いたとしても、出力電圧の変化を的確に検出することが可能である。
【００７７】
また、出力電圧が周期的に変化していた状態から変化しなくなった場合には、液滴生成部１１８で液滴が生成されていないということであり、薬液の流れが停止していると判断する。
【００７８】
次に、液切れであるか否かを得る場合について図１１に基づいて説明する。輸液バッグ１２０内の薬液が無くなって上流側導管１０４内が空になった場合には、図５及び図６における抵抗Ｒ２の抵抗値が急に変化することになる。抵抗Ｒ２の抵抗値の変化によって上記電気回路の直列インピーダンスが変化し、出力電圧が低下することになる。従って、出力電圧が周期的でなく、急に低下した場合には、マイクロコンピュータ１３は輸液バッグ１２０の薬液が無くなったと判断する。
【００７９】
また、上流側導管１０４や下流側導管１０５が閉塞した場合のように、輸液バッグ１２０内が空になっていないのに薬液が流れなくなった場合には、上流側導管１０４内に薬液が存在した状態で、液滴が液滴生成部１１８で生成されなくなる。すなわち、抵抗Ｒ２の抵抗値が急に変化することなく、しかも、コンデンサＣ２のキャパシタンスの周期的な変化がなくなる。マイクロコンピュータ１３が、出力電圧によってこのことを検出した場合には、薬液が輸液バッグ１２０に残った状態で輸液が中断されたと判断する。
【００８０】
輸液の中断の理由としては、上流側導管１０４や下流側導管１０５が折れ曲がることによって閉塞された場合や、上流側導管１０４や下流側導管１０５が押しつぶされて閉塞された場合があるが、いずれも異常状態である。
【００８１】
図１２に示すように、本体部１２には、警報器３０及び電動クランプ３１が接続されている。警報器３０は、例えば、ランプやブザー等である。電動クランプ３１は、輸液セット１００の下流側導管１０５にセットされるようになっている。
【００８２】
マイクロコンピュータ１３は、フリーフローが発生したと判断した場合、及び、輸液バッグ１２０の薬液が無くなったと判断した場合には、警報器３０を作動させるとともに、電動クランプ３１に対し閉鎖信号を出力する。
【００８３】
これにより、フリーフローが発生したこと、及び、液切れであることを警報器３０によって周囲の者に報知できるとともに、輸液を自動的に停止することが可能となる。
【００８４】
また、マイクロコンピュータ１３は、薬液の流量が正常範囲から外れたと判断した場合には、警報器３０を作動させるとともに、電動クランプ３１に閉鎖信号を出力して輸液を停止する。
【００８５】
また、マイクロコンピュータ１３は、薬液が輸液バッグ１２０に残った状態で輸液が中断されたと判断した場合には、警報器３０を作動させる。
【００８６】
以上説明したように、この実施形態１にかかる監視装置１によれば、フリーフローが発生すると、薬液が上流側導管１０４から点滴筒１０２に糸を引くように連続的に落ちるので、上流側電極１０と下流側電極９とは薬液を介して接続された状態となり、電気回路が閉じられた形で構成される。
【００８７】
一方、フリーフローが発生していない場合には、点滴筒１０２には、上流側導管１０４から液滴が所定の時間間隔をあけて滴下する。このため、上流側電極１０と下流側電極９とは接続された状態とはならない。
【００８８】
したがって、フリーフローが発生していない状態からフリーフローが発生した状態になると、下流側電極９の電圧が変化することになり、この電圧の変化を検出することで、フリーフローが発生しているか否かを確実に検出することができる。また、フリーフローが発生した途端に電気回路が閉じられて電圧がすぐに変化するので、電圧の変化に基づいて素早い検出ができる。これにより、フリーフローの発生を早期に、かつ、確実に検出でき、患者の安全性を高めることができる。
【００８９】
また、薬液の投与中に必ず薬液が存在している下流側導管１０４に下流側電極９を取り付けることで、点滴筒１０２の液貯留部１１９に取り付ける場合に比べて、フリーフローの発生をより一層確実に検出することができる。
【００９０】
また、点滴筒１０２の液滴生成部１１８の点滴筒電極１１に電圧印加して液滴を仮想電極Ａとし、点滴筒電極１１の電圧変化を検出して液滴の生成状態及び液切れであるか否かを得るようにしたので、点滴筒電極１１及び上流側電極１０を取り付けるという、簡単な構成でもって、液切れ、導管１０４，１０５の閉塞等による投与の中断、及び薬液の流量が正常範囲にあるか否かを的確に得ることができる。
【００９１】
また、フリーフローを検出するための電極と、液滴生成状態を検出するための電極とを共通の上流側電極１１９で構成したので、部品点数を削減でき、低コスト化を図ることができる。
【００９２】
また、点滴筒電極１１を、液滴生成部１１８で生成される液滴を取り囲む環状に形成したので、薬液の投与中に点滴筒１０２がどの方向に傾いた場合にも、電圧の変化を検出できる。
【００９３】
また、フリーフローの発生の有無を検出するにあたって患者から離れた側の上流側電極１０に電圧を印加するようにしたので、フリーフローが発生していない正常時には、患者側へ電流が流れることはない。また、液滴の生成状態を検出するにあたって上流側電極１０に電圧を印加しているので、仮想電極Ａを確実に生成して液滴の生成状態を確実に検出できる。
【実施例】
【００９４】
以下、監視装置１の実施例について説明する。
【００９５】
まず、点滴筒電極１１の最適な大きさを決定するにあたり、液滴の生成状況を観察した。液滴の生成状況は、実際の点滴時と同様に薬液を流しながら、点滴筒１０２の外側から高速度カメラで撮影した。図１３に示すように液滴は成長していく。輸液セット１００は、複数種あり、本実施形態では、２０滴／ｍｌの輸液セット１００と６０滴／ｍｌの輸液セット１００との各々について、生理食塩水と糖液とで液滴の生成状況を観察した。その結果得られた液滴の成長曲線を図１４に示す。
【００９６】
２０滴／ｍｌの輸液セット１００は、６０滴／ｍｌの輸液セット１００に比べて上流側導管１０４の下端部１０４ａ（図１３に示す）の開口が大きい。そのため、生成初期からある程度の大きさの直径の液滴ができる。そして、２０滴／ｍｌの輸液セット１００では、鉛直方向の寸法が水平方向の寸法に比べて長い形状、いわゆる縦長形状となる。
【００９７】
一方、６０滴／ｍｌの輸液セット１００では、接続管部１１５の下端部１１５ａの開口が小さいため、液滴は生成初期から小さな球状になっており、球が成長していく形となる。したがって、６０滴／ｍｌの輸液セット１００では、水平方向及び鉛直方向の両方向に成長する。
【００９８】
このように、２０滴／ｍｌの輸液セット１００と、６０滴／ｍｌの輸液セット１００とでは液滴の生成状況が異なるので、マイクロコンピュータ１３によって両者の液滴の生成状況を判別することが可能である。これにより、使用中の輸液セット１００が２０滴／ｍｌであるか、６０滴／ｍｌであるかを区別することが可能である。
【００９９】
図１０の上部に示すように、液滴は落下する直前に鉛直方向の寸法が急激に長くなる。これは、液滴の表面張力と重力の影響によって起こる。図１４の（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、液滴の鉛直方向の寸法は、最長で８．８ｍｍであった。この結果より、点滴筒電極１１の縦方向（上下方向）の寸法は１０ｍｍとした。
【０１００】
次に、点滴筒電極１１に印加する電圧の周波数について図１５に基づいて説明する。図１５では、印加電圧の周波数と出力電圧との関係を示しており、（Ａ）は薬液が生理食塩水である場合について、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直後の電圧、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直後の電圧、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直前の電圧、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直前の電圧の変化を示している。
【０１０１】
（Ｂ）は、薬液が糖液である場合について、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直後の電圧、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直後の電圧、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直前の電圧、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた際の液滴落下直前の電圧の変化を示している。糖液の濃度は１０％である。
【０１０２】
生理食塩水の場合、及び糖液の場合の両方で出力電圧の急激な変化のない、安定した測定が可能な３０ｋＨｚとした。
【０１０３】
尚、印加電圧の周波数は３０ｋＨｚに限られるものではなく、１ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲で設定するのが好ましい。周波数が１ｋＨｚよりも低いと、インピーダンスが大きくなり過ぎて電圧の変化を検出するのが困難になり、一方、２ＭＨｚよりも高いと、消費電流が多くなるとともに、電磁波が出やすくなって周辺の他の機器への影響が懸念されるからである。
【０１０４】
次に、終端抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの値について図１６に基づいて説明する。図１６では、終端抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂの抵抗値と出力電圧との関係を示しており、（Ａ）は、図１４の（Ａ）と同様に、薬液が生理食塩水である場合について、４つのケースを示している。
【０１０５】
図１６の（Ｂ）は、図１４の（Ｂ）と同様に、薬液が糖液である場合について、４つのケースを示している。糖液の濃度は１０％である。
【０１０６】
生理食塩水の場合、及び糖液の場合の両方で出力電圧の急激な変化のない、安定した測定が可能な１００ｋΩとした。
【０１０７】
尚、終端抵抗Ｒ１の抵抗値は１００ｋΩに限られるものではなく、例えば、５０ｋΩ以上５００ｋΩ以下の範囲で設定するのが好ましい。
【０１０８】
次に、上記のように構成された監視装置１を実際に使用した場合について、図１７〜図２７に基づいて説明する。
【０１０９】
図１７は、薬液として生理食塩水を用いた場合であり、（Ａ）は２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合の電圧変化を示し、（Ｂ）は６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合の電圧変化を示している。
【０１１０】
同図に示すように、電圧が徐々に上昇していく領域は、液滴が成長してインピーダンスが変化している領域であり、液滴生成領域である。そして、液滴が成長して滴下すると、インピーダンスが急に変化して電圧が一気に低下する。
【０１１１】
図１８は、薬液がラクテックＤ注の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１２】
図１９は、ＫＮ１号輸液の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１３】
図２０は、大塚糖液５％場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１４】
図２１は、大塚糖液１０％の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１５】
図２２は、アミゼットＢ輸液の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１６】
図２３は、キドミンの場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１７】
図２４は、アミノフリードの場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１８】
図２５は、ツインパルの場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１１９】
図２６は、ネオパレン２号の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１２０】
図２７は、イントラリポス２０％の場合であり、この場合も液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。尚、イントラリポス２０％の場合は、６０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合のみ示しているが、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合も同様に液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できると考えられる。
【０１２１】
以上のように、本監視装置１は、様々な薬剤に使用しても、液滴成長領域と滴下タイミングとを把握することができる。
【０１２２】
次に、監視装置１の動作検証を行った結果について図２８に基づいて説明する。（Ａ）は、薬液を生理食塩水とし、２０滴／ｍｌの輸液セット１００を用いた場合を示し、上のグラフは、液滴を動画撮影して寸法を測定して得た成長曲線を示し、下のグラフは、出力電圧の変化を示す。これらグラフから明らかなように、液滴の成長曲線と、出力電圧の変化とは対応しており、液滴が大きくなるにつれて電圧が高まり、液滴が滴下すると電圧が急に低下する。つまり、液滴の成長と電圧の変化とは同期していることが分かる。図２８（Ｂ）に示す場合も同様である。
【０１２３】
次に、点滴筒電極１１の大きさの選定について説明する。上記実施例では、点滴筒電極１１が筒体１１０を全周に亘って囲む環状である場合について説明しているが、点滴筒電極１１の形状はこれに限られるものではない。
【０１２４】
図２９（Ａ）に示すように、点滴筒電極１１の縦方向の寸法（上下方向の寸法）が１０ｍｍで横方向（水平方向）の寸法が５ｍｍの場合であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１２５】
（Ｂ）に示すように、点滴筒電極１１の縦方向の寸法が２ｍｍで横方向の寸法が２ｍｍの場合であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１２６】
（Ｃ）に示すように、点滴筒電極１１の縦方向の寸法が１０ｍｍで横方向の寸法が筒体１１０の周長の１／４の場合であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。この点滴筒電極１１について図３０に示す。
【０１２７】
図２９の（Ｄ）に示すように、点滴筒電極１１の縦方向の寸法が１０ｍｍで横方向の寸法が筒体１１０の周長の１／４で、かつ、点滴筒電極１１が上になるように点滴筒１０２を傾けた場合（図３０に仮想線で示す）であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１２８】
他にも、図示しないが、点滴筒電極１１の縦方向の寸法が２０ｍｍ、３０ｍｍで横方向の寸法が筒体１１０の周長の１／２であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できた。点滴筒電極１１の横方向の寸法は、筒体１１０の周長の５％以上であることが好ましい。
【０１２９】
点滴筒電極１１の縦方向の寸法を短くしても液滴の落下は検出可能であるが、液滴の成長を検出することができなくなる。従って、点滴筒電極１１の縦方向の寸法は、少なくとも液滴の落下直前の鉛直方向の寸法と同程度の寸法を確保するのが好ましい。
【０１３０】
また、点滴筒電極１１の横寸法を短くするとノイズが減少する点で有効であるが、Ｓ／Ｎ比が悪化するので、少なくとも筒体１１０の周長の１／４程度を確保するのが好ましい。
【０１３１】
点滴筒１０２の材質としては、上述したポリプロピレン以外にも、ポリ塩化ビニル等があるがこれらいずれの材質であっても、上記のように液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。また、医療現場で使用されている点滴筒１０２の上下方向の寸法は、例えば、５０ｍｍや５３ｍｍ等があり、外径は１６ｍｍや１７ｍｍ等がある。これらいずれもの寸法の点滴筒１０２であっても、液滴成長領域と滴下タイミングとが把握できる。
【０１３２】
また、点滴筒電極１１は、点滴筒１０２の周方向に断続的に複数取り付けるようにしてもよい。上流側電極１０についても同様である。
【０１３３】
また、点滴筒電極１１を点滴筒１０２から取り外しできるようにしてもよい。また、上流側電極１０を上流側導管１０４から取り外しできるようにしてもよい。
【０１３４】
また、点滴筒電極１１の外面には、ノイズ侵入防止用の絶縁コーティングを施してもよい。
【０１３５】
また、本発明の監視装置１は、輸液ポンプに組み込むこともできる。すなわち、監視装置１により滴下速度を監視してポンプの流量をコントロールしたり、異常時にポンプを停止するなどの機能を実現できる。
【０１３６】
また、監視装置１に通信機器を接続し、異常を検出したときには、例えばナースステーションに設置してある看護師用端末に異常が起こった旨と、異常の種類を送信するように構成してもよい。また、輸液の状態を端末に常に送信し、端末側で輸液の状態をモニターできるようにすることも可能である。この場合、輸液の状態を記憶装置に記憶させておくのが好ましい。
【０１３７】
また、本監視装置１では、液滴の生成状態を電圧の変化として検出できるので、例えば、薬液の流量の変化を細かく得ることも可能である。これにより、例えば、薬液が血管に注入されずに皮下もれを起こした場合に、薬液の流量の変化によってそのことを検出できる。
【０１３８】
また、上流側電極１０と点滴筒電極１１との距離は近い方が好ましい。上流側電極１０と点滴筒電極１１とが離れると、図６における薬液の抵抗Ｒ２の値が大きくなり、コンデンサＣ２の変化を検出するのが困難になるからである。
【０１３９】
（実施形態２）
図３１及び図３２は、本発明の実施形態２にかかる監視装置１の使用状態を説明する図である。この実施形態２の監視装置１は、電極の構造が実施形態１のものとは異なるだけで他の部分は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分を詳細に説明する。
【０１４０】
実施形態２の上流側電極１０は、上流側導管１０４を径方向に挟むように形成されており、上流側導管１０４に対し着脱可能となっている。また、点滴筒電極１１は、点滴筒１０２を径方向に挟むように形成されており、点滴筒１０２に対し着脱可能となっている。さらに、下流側電極９は流出管部１１２を径方向に挟むように形成されており、流出管部１１２に対し着脱可能となっている。
【０１４１】
また、点滴筒１０２の筒体１１０には、点滴筒電極１１が嵌る凹部１１０ａ，１１０ａが形成されている。凹部１１０ａに点滴筒電極１１を嵌めることで、点滴筒電極１１と仮想電極Ａとを近づけることができるとともに、点滴筒電極１１の位置ずれを防止することができる。
【０１４２】
また、図３２に示すように、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９は、本体部１２に固定されている。従って、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９は、本体部１２を介した状態で一体化している。
【０１４３】
監視装置１を輸液セット１００に取り付ける場合には、上流側電極１０で上流側導管１０４を挟み、点滴筒電極１１で点滴筒１０２の筒体１１０を挟み、さらに、下流側電極９で流出管部１１２を挟む。これにより、実施形態１と同様にフリーフローの発生を検出できるとともに、輸液の状況を得ることができる。そして、輸液が終了したら、上流側電極１０を上流側導管１０４から外し、点滴筒電極１１を筒体１１０から外し、さらに、下流側電極９を流出管部１１２から外す。
【０１４４】
以上説明したように、この実施形態２にかかる監視装置１によれば、実施形態１と同様な作用効果を奏することができる。
【０１４５】
また、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９を着脱可能にしているので、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９を再使用することができる。
【０１４６】
また、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９を一体化して一度に着脱できるので、着脱時の作業性を良好にできる。
【０１４７】
また、上流側電極１０と点滴筒電極１１との距離、及び、上流側電極１０と下流側電極９との距離をそれぞれ調整できるようにしてもよい。また、点滴筒電極１１の二股部分の間隔を調整できるようにしてもよい。さらに、上流側電極１０の二股部分の間隔を調整できるようにしてもよい。
【０１４８】
尚、上記実施形態では、上流側導管１０４に上流側電極１０を取り付けるようにしているが、これに限らず、例えば、輸液バッグ１２０に上流側電極１０を取り付けてもよい。
【０１４９】
また、上記実施形態では、輸液治療時に監視装置１を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば、輸血時や、経腸栄養剤の投与時などにも用いることができる。
【０１５０】
また、上記実施形態では、本体部１２に警報器３０及び電動クランプ３１を接続しているが、これに限らず、いずれか一方のみ接続してもよい。
【０１５１】
また、監視装置１の点滴筒電極１０が取り付けられる点滴筒１０２の構造は上記した構造に限られるものではなく、例えば、図示しないが、一体成形品の点滴筒に点滴筒電極１０を取り付けるようにしてもよい。
【０１５２】
また、上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９と本体部１２とをコネクタ等の接続手段によって着脱可能に接続して、輸液終了後に本体部１２から上流側電極１０、点滴筒電極１１及び下流側電極９を外して本体部１２のみ再使用できるようにしてもよい。
【０１５３】
また、上記実施形態１、２では、本発明の上流側フリーフロー検出電極及び上流側液滴生成状態検出電極を、共通の上流側電極１０で構成しているが、これに限らず、例えば、上流側フリーフロー検出電極と、上流側液滴生成状態検出電極とを別に設けてもよい。
【０１５４】
また、下流側電極９は、下流側導管１０５に取り付けるようにしてもよいし、筒体１１０の液滴生成部１８よりも下側部分の液貯留部１１９に取り付けるようにしてもよい。
【０１５５】
また、上記実施形態１、２では、点滴筒電極１１を設けて液滴の生成状態を得るようにしているが、これに限らず、点滴筒電極１１及び液滴生成信号処理部１４を省略して、フリーフローの発生の有無のみを検出するように構成してもよい。フリーフローの有無のみを検出する場合、仮想電極Ａの生成を考慮する必要がないので、下流側電極９に電圧を印加し、上流側電極１０の電圧の変化を検出するようにすることも可能である。
【０１５６】
また、上記監視装置１によれば、液滴の生成状態に基づいて、どの程度の大きさの液滴が所定時間内に何回滴下しているかが分かるので、これを利用して薬剤の投与量及び投与速度を得ることが可能である。薬剤の投与量及び投与速度が得られると、投与終了予定時間（時刻）が得られる。これを端末装置に表示させることが可能になる。
【０１５７】
また、監視装置１と電子カルテシステムとを連動させるようにしてもよい。すなわち、電子カルテシステムでは、患者への薬剤の種類や投与量、投与速度が入力されている。これと監視装置１の監視結果とを比較して適正範囲内にあるか否かを判別することで、より一層安全な医療システムを構築できる。この場合、監視装置１と電子カルテシステムとは様々な通信形態で接続することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上説明したように、本発明にかかる監視装置は、例えば、輸液、輸血、経腸栄養剤の投与等の場合に使用できる。
【符号の説明】
【０１５９】
１ 監視装置
９ 下流側電極（下流側フリーフロー検出電極）
１０ 上流側電極（上流側フリーフロー検出電極、上流側液滴生成状態検出電極）
１１ 点滴筒電極（下流側液滴生成状態検出電極）
１２ 本体部
１３ マイクロコンピュータ（検出部）
１４ 液滴生成信号処理部
１５ フリーフロー信号処理部
１００ 輸液セット
１０４ 上流側導管
１０５ 下流側導管
１１０ 点滴筒
１１８ 液滴生成部
１２０ 輸液バッグ（容器）
Ａ 仮想電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の液体を、導管及び点滴筒を介して患者に投与する際に、該容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローの発生状況を監視するように構成された監視装置において、
上記点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、
上記点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液滴が生成される液滴生成部よりも下流側の液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極と、
上記上流側フリーフロー検出電極及び上記下流側フリーフロー検出電極の一方の電極に電圧を印加し、他方の電極電圧の変化を検出する検出部とを備え、
上記検出部は、検出した電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得るように構成されていることを特徴とする監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の監視装置において、
下流側フリーフロー検出電極は、点滴筒よりも下流側の導管に取り付けられることを特徴とする監視装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の監視装置において、
点滴筒における液滴生成部に取り付けられる下流側液滴生成状態検出電極と、
点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側液滴生成状態検出電極とを備え、
検出部は、上記上流側液滴生成状態検出電極に電圧を印加することで上記液滴生成部で生成される液滴を仮想電極とし、上記下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化を検出し、検出した電圧の変化に基づいて、液滴の生成状態及び／又は液切れであるか否かを得るように構成されていることを特徴とする監視装置。
【請求項４】
請求項３に記載の監視装置において、
上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とは共通の電極で構成されていることを特徴とする監視装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の監視装置において、
検出部は、上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加することを特徴とする監視装置。
【請求項６】
容器内の液体を、導管及び点滴筒を介して患者に投与する際に、該容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローの発生状況を監視する監視方法において、
上記点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、上記点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液滴が生成される液滴生成部よりも下流側の液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極との一方の電極に電圧を印加し、他方の電極の電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得ることを特徴とする監視方法。
【請求項１】
容器内の液体を、導管及び点滴筒を介して患者に投与する際に、該容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローの発生状況を監視するように構成された監視装置において、
上記点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、
上記点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液滴が生成される液滴生成部よりも下流側の液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極と、
上記上流側フリーフロー検出電極及び上記下流側フリーフロー検出電極の一方の電極に電圧を印加し、他方の電極電圧の変化を検出する検出部とを備え、
上記検出部は、検出した電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得るように構成されていることを特徴とする監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の監視装置において、
下流側フリーフロー検出電極は、点滴筒よりも下流側の導管に取り付けられることを特徴とする監視装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の監視装置において、
点滴筒における液滴生成部に取り付けられる下流側液滴生成状態検出電極と、
点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側液滴生成状態検出電極とを備え、
検出部は、上記上流側液滴生成状態検出電極に電圧を印加することで上記液滴生成部で生成される液滴を仮想電極とし、上記下流側液滴生成状態検出電極の電圧の変化を検出し、検出した電圧の変化に基づいて、液滴の生成状態及び／又は液切れであるか否かを得るように構成されていることを特徴とする監視装置。
【請求項４】
請求項３に記載の監視装置において、
上流側液滴生成状態検出電極と上流側フリーフロー検出電極とは共通の電極で構成されていることを特徴とする監視装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の監視装置において、
検出部は、上流側フリーフロー検出電極に電圧を印加することを特徴とする監視装置。
【請求項６】
容器内の液体を、導管及び点滴筒を介して患者に投与する際に、該容器内の液体が連続的に自然落下するフリーフローの発生状況を監視する監視方法において、
上記点滴筒よりも上流側の導管ないし容器に取り付けられる上流側フリーフロー検出電極と、上記点滴筒よりも下流側の導管ないし該点滴筒における液滴が生成される液滴生成部よりも下流側の液貯留部に取り付けられる下流側フリーフロー検出電極との一方の電極に電圧を印加し、他方の電極の電圧の変化に基づいて、フリーフローが発生したか否かを得ることを特徴とする監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
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【図２３】
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【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１１−１１５５５７（Ｐ２０１１−１１５５５７Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２７２２（Ｐ２０１０−１９２７２２）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００１５３０３０）株式会社ジェイ・エム・エス (452)
【出願人】（５９５１１５５９２）学校法人鶴学園 (39)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００１５３０３０）株式会社ジェイ・エム・エス (452)
【出願人】（５９５１１５５９２）学校法人鶴学園 (39)
【Ｆターム（参考）】
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