輸液ポンプ
【課題】幅広い薬液の注入速度の設定範囲で、精度良く薬液を送ることができ、電力を低減することができる輸液ポンプを提供する。
【解決手段】輸液ポンプ１０は、輸液送り部３１を回転させるモータＭと、新たに設定された薬液の注入速度に応じたモータＭの回転速度に対応する電源電圧ＶＳを発生する電源電圧供給部３８０と、新たに設定された薬液の注入速度の大きさに対応するモータＭの回転速度の増加に応じて、電源電圧供給部３８０が発生する電源電圧の値を切り換えて増加させる制御部１００を有する。
【解決手段】輸液ポンプ１０は、輸液送り部３１を回転させるモータＭと、新たに設定された薬液の注入速度に応じたモータＭの回転速度に対応する電源電圧ＶＳを発生する電源電圧供給部３８０と、新たに設定された薬液の注入速度の大きさに対応するモータＭの回転速度の増加に応じて、電源電圧供給部３８０が発生する電源電圧の値を切り換えて増加させる制御部１００を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を電源として患者に薬液を注入するための携帯型の輸液ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、患者に薬液を投入するために使用する医療機器としては、例えば輸液ポンプが知られており、この輸液ポンプは、患者に対して時間当たり薬液を決められた量だけ長時間かけて注入するのに広く使用されている。このような輸液ポンプのうち、例えば、医療機関だけでなく、一般の家庭において在宅でも使用できるようにコンパクトに形成した携帯型の輸液ポンプが知られている（特許文献１参照）。特許文献１の携帯型の輸液ポンプは、外部から導入される薬液を通す可撓性の輸液チューブを着脱式のカセットに導く構成とされている。
【０００３】
具体的には、該着脱式のカセットのケース内に可撓性の輸液チューブ（以下、「チューブ」と言う。）を導入し、このケースから一部露出させたチューブに対して、回転ローラを押しつけることにより、輸液チューブに蠕動様運動を与えて、輸液チューブから薬液を所定の流速（ｍＬ／ｈ）で注液を行なうようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１１−５０６３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した在宅で使用する携帯型の輸液ポンプでは、電池ボックスに装着された電池から主に電力供給してモータを駆動して回転ローラを回転して、この回転ローラがチューブに蠕動様運動を与えてチューブから患者に対して薬液を注液するようになっている。
ところで、携帯の輸液ポンプでは、モータに対して固定された単一の駆動電圧値を供給してモータを駆動しているので、薬液の注入速度（ｍＬ／ｈ）を幅広い範囲に渡って設定できるようにすると便利である。
しかし、設定注入速度を幅広くすると、次のような問題がある。
【０００６】
すなわち、例えば７Ｖの駆動電圧をモータに供給する場合には、モータの出力軸を低回転で回転させると回転精度が出せない。一方、例えば３Ｖの駆動電圧をモータに供給する場合には、モータの出力軸を高回転で回転させると回転精度が出せない。また、中間の値である５Ｖの駆動電圧をモータに供給する場合には、高回転と低回転で比較的回転精度が出やすいが、高回転と低回転での消費電力の差が大きくなってしまう。
このように、モータに対して単一の駆動電圧を供給すると、モータの回転精度が出にくく薬液を送る際の注入速度の精度が低下し、モータが消費する電力が多くなってしまい、電池交換回数が増えるおそれがある。
そこで、本発明は、幅広い薬液の注入速度の設定範囲で、精度良く薬液を送ることができ、電力を低減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】
【０００７】
本発明の輸液ポンプは、電池を電源とし、薬液を送るための輸液送り部を有する輸液ポンプであって、前記輸液送り部を回転させるモータと、新たに設定された前記薬液の注入速度に応じた前記モータの回転速度に対応する電源電圧を発生する電源電圧供給部と、前記新たに設定された前記薬液の注入速度に対応する前記モータの回転速度の増加に応じて、前記電源電圧供給部が発生する前記電源電圧の値を切り換えて増加させる制御部とを有することを特徴とする。
上記構成によれば、幅広い薬液の注入速度の設定範囲で、精度良く薬液を送ることができ、電力を低減することができる。すなわち、輸液ポンプの制御部が、薬液の設定注入速度を確保するためにモータの回転速度を増加させる必要があるのに応じて、電源電圧供給部からモータへ供給する電源電圧の値を適切に切り換えて増加させることができるので、薬液は幅広い薬液の注入速度の設定可能な範囲で、送り精度良く薬液を送ることができ、薬液を送る際の電力を低減することができる。
【０００８】
好ましくは、前記薬液の設定注入速度の範囲が予め複数個設定されており、新たに設定された前記薬液の注入速度が、どの前記薬液の設定注入速度の範囲内に入るかで、前記制御部は、前記新たに設定された前記薬液の注入速度が入る前記薬液の設定流量の範囲に対応する前記電源電圧の値に切り換えることを特徴とする。
上記構成によれば、新たに設定された薬液の注入速度は、いずれかの薬液の設定範囲内で設定することで、モータは適切な電源電圧で駆動して薬液を送液できる。
好ましくは、前記制御部は、前記モータを回転させて前記モータ固有の情報を取得することを特徴とする。
上記構成によれば、制御部はモータをより精度良く回転させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、５〜３００ｍＬ／ｈの注入速度の設定範囲で、少なくとも２４時間以上に亙って、設定された注入速度に応じてモータの回転を精度よく制御でき、薬液を精度よく送液することができ、電力を低減することができる携帯型輸液ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の輸液ポンプの好ましい実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の輸液ポンプのカセット収納部のカバーを開いた様子を示す概略正面図である。
【図３】図１の輸液ポンプのカセット収納部のカバーを開いて、カセットを収納する様子を示す概略斜視図である。
【図４】輸液ポンプの電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示すモータＭの所望の回転速度によって、モータＭに対する電源電圧を切り換えるための電源電圧供給部と、その周辺の要素を示す図である。
【図６】薬液の設定注入速度（薬液の設定可能範囲）の具体的な範囲例（１）〜（５）について、電源電圧ＶＳ（図５の電源電圧ＶＳ）と、モータＭの回転速度（図５のモータ駆動パルスＤＰ）の具体的な関係例テーブルＴＢを示す図である。
【図７】図１の輸液ポンプ１０において、新しい薬液の注入速度を設定してから、薬液の送液をスタートするまでの動作例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図１は、本発明の輸液ポンプの好ましい実施形態を示す概略斜視図である。図２は、図１の輸液ポンプのカセット収納部のカバーを開いた様子を示す概略正面図である。図３は、図１の輸液ポンプのカセット収納部のカバーを開いて、カセットを収納する様子を示す概略斜視図である。
図１から図３に示す輸液ポンプ１０は、例えば、略矩形の本体（筐体）１１を有している。本体１１は、前筐体４９と後筐体４４を有する。本体１１は、輸液ポンプ１０の構成物を収納するためのケースであり、好ましくは、耐薬品性、耐衝撃性を有する熱可塑性合成樹脂、例えばハイインパクトスチロールやＡＢＳ樹脂で形成されている。
【００１２】
図１に示すように、本体１１は、本体１１の上面側のほぼ半分程度の面積を閉めるように、開閉可能なカバー１２を有しており、該カバー１２を、ヒンジ１３を中心として回動可能として開閉できる。カバー１２は、図示しない付勢手段、例えば、ヒンジ１３の軸周りにトーションコイル等を配設することにより、図２と図３に示すように、常時開方向に付勢されている。カバー１２を閉じて押し込むことにより、カバー１２は本体１１側の図示しないラッチ等に係合されるようになっており、本体１１の側部外縁に突出する解除ボタン１６，１６を、矢印方向に手指にて押し込むことにより、該ラッチ等が解除されてカバー１２を開けることができる。
【００１３】
図１の前筐体４９における符号１７は、開始停止スイッチであり、この開始停止スイッチ１７は、図１において横方向に「停止−開始」のスライド操作をすることができる。符号１８は液晶表示装置等で形成した表示部であり、運転状態や報知情報等を表示するようになっている。これらの他に、本体１１は、図示しないモード選択スイッチ等を備えることができる。
【００１４】
前筐体４９には、発光ダイオードランプのような点灯表示部ＬＰが、表示部１８の付近に配置されている。この点灯表示部ＬＰは、例えば点滅することにより警報内容を、例えば患者あるいは周囲の家族の人に目視で報知するようになっている。
また、前筐体４９の背面には、内蔵されたブザー８８とスピーカ８９からの音が使用者に聞き取れるように放音孔３１０が配置されている。ブザー８８は警報内容を警報音で報知でき、スピーカ８９は警報内容を鳴動することで音声で報知する機能を有する。
【００１５】
図２と図３に示すように、本体１１からカバー１２を開くと、カセット収納部１５が露出するようになっている。カセット収納部１５は、本体１１の厚みの約半分程度の寸法で形成された空間であり、この空間であるカセット収納部１５には、図３に示すように、輸液輸液チューブ２１を引きこみかつ導出するためのカセット２０を着脱可能にセットすることができるようになっている。
本体１１のカセット収納部１５内には、図１に示すモータＭとギアボックス３１Ｇが配置されている。また、カセット収納部１５上には、輸液送り部としてのロータユニット３１と、閉塞検出部８３が配置されている。このモータＭの出力軸からの駆動力が、ロータユニット３１に対して伝達されることにより、ロータユニット３１が軸Ｌを中心にして回転する。このモータＭとしては、例えば好ましくはブラシレスＤＣモータを用いることができる。
【００１６】
図２に示すように、このロータユニット３１の外周には、例えば、４か所以上の図示例では５つの回転ローラであるチューブ押圧部３１Ｒが設けられており、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒが図２の矢印方向の回転することにより、順次図３に示す可撓性を有する輸液チューブ２１を順次押圧して、輸液チューブ２１に対して蠕動様運動を付与することができる。このロータユニット３１は、外部から薬液を導入するための輸液チューブ２１に対して圧接し、この輸液チューブ２１に対して蠕動様運動をさせて、薬液を送出するための輸液送り部の一例である。
【００１７】
図３に示すように、カセット２０がカセット収納部１５内に収納された状態では、閉塞プランジャ９９は、図１と図２に示す付勢部材１３３の力に抗してＤ方向に押されることで、例えば図２に示すスイッチ１３４がオンとなり、このスイッチ１３４のオン信号は制御部１００に通知されるようになっている。すなわち、閉塞検出部８３は、輸液チューブ２１内が閉塞されて輸液チューブ２１の直径が大きくなったことを検出することで、薬液が輸液チューブ２１内に通過していないことを制御部１００に通知することができる。
【００１８】
図２に示すように、カセット収納部１５には、このロータユニット３１の付近の上方位置に、第１のスライダ３２と、該第１のスライダ３２に隣接して第２のスライダ３３が配置されている。第１のスライダ３２と第２のスライダ３３はそれぞれ係止片を備えており、これら係止片は、付勢手段により常時矢印Ｃ方向に付勢されている。しかも、第１のスライダ３２と第２のスライダ３３のそれぞれ係止片は、後述するカセット２０がカセット収納部１５にセットされる際に矢印Ｄ方向に移動されて、カセット２０を保持するとともに、該カセット２０に内蔵された可撓性の輸液チューブ２１をロータユニット３１に対して押圧することができる。図２において、第２のスライダ３３の右方の下側には、カセット２０をカセット収納部１５に配置する際の目印となる傾斜部３４ａを有するマーク３４と、該マーク３４の下方にはカセット２０を装着する際のストッパとして機能する突起部３５が設けられている。
【００１９】
図３を参照して、カセット２０の構造例を説明する。
カセット２０は、合成樹脂で形成された図示のような横長のケース体である。輸液チューブ２１の一部分は、カセット２０内に収納されており、輸液チューブ２１は該ケース体の外縁に沿って矢印Ｆ方向から導入され、カセット２０の右端部でほぼＵ字状に曲折され、そして矢印Ｅ方向に導出されている可撓性のチューブ（輸液チューブともいう。）である。該輸液チューブ２１に対しては、薬液が外部から矢印Ｆ方向に導入され、矢印Ｅ方向に導出され、輸液チューブ２１の該矢印Ｅ方向の延長には留置針が接続されており、輸液チューブ２１内の薬液がこの留置針を通じて患者の静脈から輸液される。輸液チューブ２１は、輸液管路（あるいは薬液管路ともいう）の一例である。
【００２０】
図３に示すように、輸液チューブ２１内の輸液の移動を目視できるように、カバー１２とカセット２０は好ましくは透明部材で作られている。なお、カバー１２には切欠き部１９が設けられており、該切欠き部１９から輸液チューブ２１がカバー１２の外部に導出されるようになっている。
また、図３に示すように、カセット２０の下部の一端寄りには露出部２４が形成されており、該露出部２４はカセット２０の一部を切欠き、輸液チューブ２１の一部を外部に露出させている。この輸液チューブ２１の露出部２４には、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒ（図２を参照）が押圧されることで、図３に示すように蠕動様運動が輸液チューブ２１に付与されるようになっている。
【００２１】
図３のカセット２０のほぼ中央部には、横に並んで２つの係合用スリット２２，２３が形成されており、これらスリット２２，２３は、Ｚ方向に沿ってカセット２０のケース体を貫通している。
スリット２２，２３には、図２で説明した第１のスライダ３２と第２のスライダ３３がそれぞれ入り込むようになっている。そして、図３に示すように、カバー１２を矢印Ａ方向に閉じた際には、ヒンジ１３よりも該カバー１２の内側に設けられた当接部１４がカセット２０を押すことにより、該カセット２０がカセット収納部１５において矢印Ｂ方向に移動される。
このカセット２０の矢印Ｂ方向への移動により、各係合用スリット２２，２３に入り込んだ第１のスライダ３２と第２のスライダ３３の付勢方向（図２の矢印Ｃ方向）に働く付勢力に抗して、第１のスライダ３２と第２のスライダ３３を矢印Ｄ方向に移動させることができる。これにより、カセット２０は、カバー１２を閉止した状態においては、カバー１２の当接部１４と第１のスライダ３２と第２のスライダ３３に挟まれて固定されるとともに、輸液チューブ２１はロータユニット３１側に押圧されている。
【００２２】
図３に示すカセット２０には、縦スリット２５ａ及び横スリット２５ｂを有する逆Ｌ字状の規制用スリット２５が形成されている。縦スリット２５ａにはストッパ２６が収納されており、そのストッパ２６の先端の当接部は付勢手段２６ａにより矢印Ｃ方向に常時押圧されており、カセット２０内の図示しない箇所で、輸液チューブ２１の一部を押し潰して輸液チューブ２１内の輸液の流れを止めている。横スリット２５ｂには、スライダ２９が配置されている。
【００２３】
図３のように、本体１１のカセット収納部１５内にカセット２０を収納してカバー１２を閉じると、カセット２０の横スリット２５ｂのスライダ２９が、ストッパ２６を付勢手段２６ａの力に抗して矢印Ｄ方向に押し込むことにより、ストッパ２６の先端部は輸液チューブ２１から離れる。これにより、輸液チューブ２１は開放されて輸液チューブ２１内の輸液の流れ止めは解除でき、輸液チューブ２１には輸液を導入でき、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒの動きにより患者に対して輸液チューブ２１を通じて薬液を送液できる。
この時、送液される設定注入速度の設定可能範囲は、例えば５ｍＬ／ｈ〜３００ｍＬ／ｈであるが、３００ｍＬ／ｈを超えた設定注入速度をも設定することができる。
【００２４】
次に、図４を参照して、上述した輸液ポンプ１０の電気的な構成を説明する。図４は、輸液ポンプ１０の電気的な構成を示すブロック図である。
図４に示すブロック図では、本体１１の前筐体４９と後筐体４４と、カバー１２を示しており、カバー１２側にはカセット２０とこのカセット２０の輸液チューブ２１が配置されている。後筐体４４には、ジャック７８と電源回路８０が配置されている。
ジャック７８と電池Ｂが電源回路８０に対して電気的に接続されている。ジャック７８は、電源コネクタ１２７を介して、例えば１００Ｖの商用交流電源１２８に接続可能である。電源コネクタ１２７は、１００Ｖの交流電源を所定の直流電圧に変換して電源回路８０に供給することができる。
図４に示す電池（乾電池もしくは充電池）Ｂが、後筐体４４の電池ボックス内に着脱可能に配置される。この電池Ｂは、制御部１００の他に、モータ駆動回路８１に電力供給することで、主にモータＭを駆動するために電力供給することができる。
【００２５】
図４に示すように、前筐体４９には、ロータユニット３１と、空液検出部８２と、閉塞検出部８３を備えている。ロータユニット３１は、ギアボックス３１Ｇを介してモータＭに連結されている。
輸液ポンプ１０の小型化を図るために、好ましくはサイズの小さいモータＭを用いている。ギアボックス３１Ｇは、図４に示すようにモータＭの出力軸ＰＬに固定されているギアＧ１と、ロータユニット３１の軸Ｌに固定されてこのギアＧ１にかみ合うギアＧ２を有している。サイズの小さいモータＭによりロータリユニット３１を回転させるために、ギアＧ１とギアＧ２の減速比が大きくなっている。
電源回路８０は、モータ駆動回路８１と制御部１００とショックセンサ２００に電気的に接続されており、モータ駆動回路８１と制御部１００に対して電源供給を行う。
【００２６】
図４の空液検出部８２と閉塞検出部８３は制御部１００に電気的に接続され、空液検出部８２は、輸液チューブ２１内が薬液により満たされているか気泡が存在するかを検出して、制御部１００に通知する。閉塞検出部８３は、輸液チューブ２１が閉塞されて輸液チューブ２１の直径が大きくなったことを検出することで、薬液が輸液チューブ２１内に通過していないことを制御部１００に通知する。
開始停止スイッチ１７は、開始停止検出回路８４に電気的に接続され、開始停止検出回路８４は、開始停止スイッチ１７が、図１に示す開始位置に位置されているか停止位置に位置されているかを検出して、その状態を制御部１００に通知する。制御部１００はＣＰＵ１１０を有しており、メモリ部１１１は、制御部１００のＣＰＵ１１１に電気的に接続されている。メモリ部１１１は、ＣＰＵ１１０との間で情報を記憶したり、記憶した情報を読み出したりするもので、しかもメモリ部１１１はＣＰＵ１１０により処理すべきプログラムが記憶されているＲＯＭ（読み出し専用メモリ）を含んでいる。
【００２７】
図４の表示部１８は、制御回路１８Ｔに電気的に接続され、点灯表示部ＬＰは、制御回路８５に電気的に接続されている。制御回路１８Ｔと制御回路８５は制御部１００に電気的に接続され、制御部１００の指令により、制御回路１８Ｔは表示部１８に必要な内容を表示させる。また、制御部１００の指令により、制御回路８５は点灯表示部１８を例えば点滅させて、患者に点滅により警報があることを報知することができる。
ブザー８８は、ブザー回路９０に電気的に接続され、スピーカ８９は、音声回路９１に電気的に接続されている。ブザー回路９０と音声回路９１は、制御部１００に電気的に接続されている。その他に、外部通信回路１０１が制御部１００に電気的に接続されている。
【００２８】
図４のブロック図に示すように、輸液ポンプ１０は、ショックセンサ２００と内部バッテリ２０１と、温度センサ５５０と、温度センサ回路５５１を有している。
図４に示すショックセンサ２００は、本体１１に加わる衝撃力を検出すためのセンサであり、例えば本体１１の前筐体４９内に配置されている。内部バッテリ２０１は、電源オフ時にショックセンサ２００に電源を供給するためのバックアップ用のバッテリであり、例えばボタン電池である。
【００２９】
図５は、図４に示すモータＭの所望の回転速度によって、モータＭに対する電源電圧を切り換えるための電源電圧供給部３８０と、その周辺の要素を示している。
図５に示すモータＭのための電源電圧供給部３８０は、図４に示す電源回路８０と、図４に示すモータ駆動回路８１を有している。電源回路８０は、電池Ｂと商用交流電源１２８に電気的に接続されている。電源回路８０とモータ駆動回路８１は、制御部１００に電気的に接続され、制御部１００の指令により動作することができる。モータ駆動回路８１は、モータＭに電気的に接続され、モータＭはスイッチＳＷに接続されている。回転検出回路８１Ｔは、モータＭの回転状態を検出して制御部１００のＣＰＵ１１０にモータの回転状態信号をフィードバックする。
【００３０】
図５に示す電源回路８０は、モータ駆動回路８１へ電源電圧ＶＳを供給できる。この電源電圧ＶＳは、制御部１００が電源回路８０に指令することで、例えば２Ｖ〜９Ｖ程度まで可変することができる電圧である。図５に示すモータ駆動回路８１は、電源回路８０からの電源電圧ＶＳに応じたモータＭを回転させるためのモータ駆動パルスＤＰを供給することができる。
電源電圧供給部３８０の電源回路８０は、電池Ｂの電圧を受けて、新たに設定された薬液の注入速度に応じたモータＭの回転速度に対応する電源電圧ＶＳを発生する。そして、電源電圧供給部３８０のモータ駆動回路８１は、電源電圧ＶＳの値に応じて、モータＭの回転速度を達成するためのモータ駆動パルスＤＰを発生してモータＭに供給できる。すなわち、制御部１００のＣＰＵ１１０が電源回路８０とモータ駆動回路８１に指令をすることにより、新たに設定された薬液の注入速度の大きさに対応するモータＭの回転速度の増加に応じて、電源電圧供給部３８０が発生する電源電圧ＶＳの値を切り換えて増加させることができる。
【００３１】
具体的に簡単に説明すれば、例えば、新たに設定しようとする薬液の設定注入速度が低い場合には、制御部１００のＣＰＵ１１０は、電源回路８０に低い薬液の設定注入速度を通知する。この電源回路８０は、新たに設定しようとする低い薬液の設定注入速度に応じた、例えば３Ｖ程度の電源電圧ＶＳを発生してモータ駆動回路８１に供給する。
また、例えば、新たに設定しようとする薬液の設定注入速度が中程度の場合には、制御部１００のＣＰＵ１１０は、電源回路８０に中程度の薬液の設定注入速度を通知する。この電源回路８０は、新たに設定しようとする中程度の薬液の設定注入速度に応じた、例えば５Ｖ程度の電源電圧ＶＳを発生してモータ駆動回路８１に供給する。
また、例えば、新たに設定しようとする薬液の設定注入速度が高い場合には、制御部１００のＣＰＵ１１０は、電源回路８０に高い薬液の設定注入速度を通知する。この電源回路８０は、新たに設定しようとする高い薬液の設定注入速度に応じた、例えば７Ｖ程度の電源電圧ＶＳを発生してモータ駆動回路８１に供給する。
【００３２】
輸液ポンプ１０では、モータＭの出力軸ＰＬの回転を比較的低速で制御する必要があるので、モータＭの回転速度の範囲は、制御部１００のＣＰＵ１１０の分解能の影響を受ける。ＣＰＵ１１０は例えばマイクロコンピュータや専用ＩＣである。
そこで、輸液ポンプ１０では、幅広い薬液の注入速度の設定可能範囲で、新たに設定された薬液の注入速度の大小に応じてそれぞれモータＭの回転速度を確保するために、電源電圧ＶＳを増加したり、減少させることができ、薬液の注入速度の精度を向上して、低消費電力化を可能にしている。
【００３３】
図６は、薬液の設定注入速度（薬液の設定可能範囲）の具体的な範囲例（１）〜（５）について、電源電圧ＶＳ（図５の電源電圧ＶＳ）と、モータＭの回転速度（モータＭの回転数、図５のモータ駆動パルスＤＰ）の具体的な関係例テーブルＴＢを示している。
図６において、薬液の設定注入速度の範囲例（１）〜（５）についての電源電圧ＶＳと、モータＭの回転速度の具体的な関係例テーブルＴＢは、図４に示すメモリ部１１１に記憶されているので、制御部１００のＣＰＵ１１０は、メモリ部１１１から図６に示す関係例テーブルＴＢを読み出すことができる。
図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（１）である５ｍＬ／ｈ≦ＦＬ≦８０ｍＬ／ｈでは、電源電圧ＶＳ＝２Ｖ〜３Ｖであり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が〜９５４．２００４パルスである。図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（２）である８０ｍＬ／ｈ＜ＦＬ≦１２０ｍＬ／ｈでは、電源電圧ＶＳ＝３．１５Ｖ±４％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が９５４．２００４パルス〜１４３１．３０１パルスである。
【００３４】
図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（３）である１２０ｍＬ／ｈ＜ＦＬ≦２００ｍＬ／ｈでは、電源電圧ＶＳ＝４．６５Ｖ±４％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が１４３１．３０１パルス〜２３８５．５０１パルスである。図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（４）である２００ｍＬ／ｈ＜ＦＬ≦３００ｍＬ／ｈでは、電池Ｂの電圧６．７４Ｖ±４％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が２３８５．５０１パルス〜３５７８．２５１パルスである。図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（５）である３００ｍＬ／ｈ＜ＦＬでは、電源電圧ＶＳ＝８．２４Ｖ±５％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が３５７８．２５１パルスである。
【００３５】
図７は、図１の輸液ポンプ１０において、管理者が新たに薬液の注入速度を設定してから、設定された注入速度の薬液を送液するまでの動作例を示すフロー図である。
図７のステップＳＴ１では、輸液ポンプ１０の管理者は、制御部１００のＣＰＵ１１０に対して、新たな予め定めた薬液の注入速度を設定する。実際には、この新たな薬液の流量の設定は、一度設定すれば注入速度を変更することは全くないか、あるいは注入速度を変更することが稀である。
この新たな薬液の注入速度の設定は、図６に示す予め定めた関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（１）〜（５）内で行う。例えば、新たに設定された薬液の設定流量が、一例として例えば１３０ｍＬ／ｈであるとすれば、この１３０ｍＬ／ｈは、図６の薬液の設定注入速度の範囲例（３）の範囲であるので、電源電圧ＶＳ＝４．６５Ｖ±４％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が１４３１．３０１パルス〜２３８５．５０１パルスで設定される。
【００３６】
図７のステップＳＴ２では、好ましくは、図４に示す制御部１００の指令により、モータ駆動回路８１がモータＭの出力軸ＰＬを１回転させて、モータパラメータＭＰを取得する。すなわち、制御部１００は、図４のモータＭの出力軸ＰＬを１回転させてロータリユニット３１を回転させることで、モータＭ固有のパラメータＭＰを読み出して、制御部１００における制御に反映させて、制御部１００はモータＭをより精度良く回転させることができる。
このモータパラメータＭＰの取得方法例としては、例えば図５（Ｂ）と図５（Ａ）に示すモータＭ用の矩形パルス状のテストパルスＣＳをスイッチＳＷに与えてモータＭをオン／オフする。このオン／オフをした際に発生する図５（Ｂ）に示すモータＭの応答パルスＲＳの波形が、テストパルスＣＳの波形に追従する、応答パルスＲＳの追従性により判断することができる。
【００３７】
応答パルスＲＳの追従性により判断例としては、制御部１００のＣＰＵ１１０は、図５（Ｂ）に示す応答パルスＲＳにおいて、モータＭ固有の電気的時定数ｔを検出することで、モータＭの出力軸ＰＬの回転時の応答のばらつきを検出する。時定数ｔが大きければ、モータＭの回転時の応答遅れが大きいと判断でき、時定数ｔが小さければ、モータＭの回転時の応答遅れが大きいと判断できる。
このように、制御部１００が検出したモータＭ固有の出力軸ＰＬの回転時の応答遅れの程度を、制御部１００がモータＭの出力軸ＰＬを回転させてロータリユニット３１を回転させる際の制御に反映させることができる。
図７のステップＳＴ３では、図４のカセット２０の輸液チューブ２１内に薬液を予め充填させるプライミングを行う。
【００３８】
そして、図７のステップＳＴ４では、輸液ポンプ１０のカセット収納部１５内にカセット２０を収納する。詳細には、図３に示すように、患者は、カバー１２を開けてカセット収納部１５を露出させて、輸液チューブ２１を有するカセット２０を、輸液ポンプ１０のカセット収納部１５内に装着する。その後、患者が図１のカバー１２を閉じると、図３に示すカバー１２の当接部１４がカセット２０を押すことにより、該カセット２０がカセット収納部１５において矢印Ｂ方向に移動される。カセット２０が矢印Ｂ方向へ移動することにより、各係合用スリット２２，２３に入り込んだ第１のスライダ３２と第２のスライダ３３の付勢方向（図２の矢印Ｃ方向）に働く付勢力に抗して、第１のスライダ３２と第２のスライダ３３を矢印Ｄ方向に移動させることができる。
【００３９】
これにより、カセット２０は、カバー１２を閉止した状態においては、カバー１２の当接部１４と第１のスライダ３２と第２のスライダ３３に挟まれて固定されるとともに、輸液チューブ２１はロータユニット３１側に押圧される。
カバー１２を閉じると、カセット２０の横スリット２５ｂのスライダ２９が、ストッパ２６を付勢手段２６ａの力に抗して矢印Ｄ方向に押し込むことにより、ストッパ２６の先端部は輸液チューブ２１から離れる。これにより、輸液チューブ２１は開放されて輸液チューブ２１内の輸液の流れ止めは解除でき、輸液チューブ２１には輸液を導入でき、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒの動きにより患者に対して輸液チューブ２１を通じて薬液を送液できる状態になる。
【００４０】
次に、図７のステップＳＴ５では、好ましくは、図４に示すモータＭの出力軸ＰＬを１回転させて、カセット２０に設定されている輸液チューブ２１固有のパラメータＴＰを取得する。すなわち、モータＭの出力軸ＰＬを１回転させてロータリユニット３１を回転させることで、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒ（図２を参照）がカセット２０の輸液チューブ２１を押圧して、蠕動様運動を輸液チューブ２１に付与する。このように輸液チューブ２１がモータＭの出力軸ＰＬの回転により押されることを利用して、推奨使用している可撓性の輸液チューブ２１の柔軟性あるいは推奨外の可撓性の輸液チューブ２１の柔軟性の程度を、チューブパラメータＴＰとして取得することができる。
従って、制御部１００が取得したチューブパラメータＴＰを、制御部１００がモータＭの出力軸ＰＬを回転させてロータリユニット３１を回転させる際の制御に反映させることができる。
【００４１】
ステップＳＴ６では、輸液チューブ２１の先端の留置針を患者の静脈に挿入し、留置する。
そして、ステップＳＴ７では、図４の制御部１００は、モータ駆動回路８１に指令をして、モータ駆動回路８１は、モータＭを図６に示す薬液の設定注入速度の範囲例（１）〜（５）内で設定された薬液の流量に応じたモータＭの回転速度により駆動して、図１に示すロータリユニット３１を回転して、蠕動様運動を輸液チューブ２１に付与することで、薬液の送液動作をスタートすることができる。
【００４２】
このように、本発明の実施形態の輸液ポンプ１０では、図４の制御部１００は、図４のメモリ部１１１に記憶されている図６に示す関係例テーブルＴＢに従って、新たに設定された薬液の注入速度の値により、電池Ｂの電圧を増幅して電源電圧ＶＳの値を切り換えることができる。輸液ポンプ１０では、長期に渡って安定した低消費電力での送液動作が可能になる。薬液の設定注入速度は、１度設定してしまえば、薬液の注入速度を変更することは稀であるか全く変更をしない。
好ましくは、輸液ポンプ１０に搭載されているモータＭ固有の特徴や、カセット２０の輸液チューブ２１固有の特徴を、制御部１００にパラメータとして認識させることができる。
輸液ポンプ１０では、新たに設定された薬液の注入速度は、図６に示す薬液の設定範囲ＦＬに従って幅広い領域に渡って設定できる。この新たに設定された薬液の注入速度が、薬液の設定範囲ＦＬに従って設定されると、制御部１００は、図６の関係例テーブルＴＢを参照して、関係例テーブルＴＢにおいて薬液の設定注入速度の範囲例（１）〜（５）に対応するモータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）を決めることができるので、制御部１００は、図６の関係例テーブルＴＢを参照して、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）を達成するために、電源電圧ＶＳを可変して設定できる。
【００４３】
従来のように、モータに対して単一の駆動電圧を供給するだけであると、幅広い領域で薬液の注入速度を設定しようとすると、モータの回転精度が出しにくく、薬液を送る際の注入速度の精度が低下し、モータが消費する電力が多くなってしまい、電池交換回数が増えるおそれがある。
しかし、本発明の実施形態の輸液ポンプ１０では、制御部１００が、薬液の設定注入速度を確保するためにモータの回転速度を増加させる必要があるのに応じて、電源電圧供給部からモータへ供給する電源電圧の値を適切に切り換えて増加させることができるので、薬液は幅広い薬液の注入速度の範囲で、送り精度良く薬液を送ることができ、薬液を送る際の電力を低減することができる。
【００４４】
図６に例示するように、制御部１００が関係例テーブルＴＢを参照することで、薬液の設定注入速度の範囲が予め複数個設定されており、新たに設定された薬液の注入速度が、どの薬液の設定注入速度の範囲内に入るかで、制御部１００は、新たに設定された薬液の流量が入る薬液の設定注入速度の範囲に対応する電源電圧の値に切り換えることができる。これにより、新たに設定された薬液の注入速度は、いずれかの薬液の設定範囲内で設定することができるので、モータＭは適切な電源電圧で駆動して薬液を送液できる。
【００４５】
ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明は様々な修正と変更が可能であり、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・輸液ポンプ（医療機器の一例）、１１・・・本体（ケースともいう）、２１・・・チューブ（輸液管路の一例）、３１・・・輸液送り部としてのロータユニット、Ｌ・・・ロータユニットの軸、ＰＬ…モータの出力軸、３１Ｇ・・・ギア、４４・・・後筐体、４９・・・前筐体、１００・・・制御部、３８０・・・電源電圧供給部、ＴＢ・・・関係例テーブル、Ｍ・・・モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を電源として患者に薬液を注入するための携帯型の輸液ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、患者に薬液を投入するために使用する医療機器としては、例えば輸液ポンプが知られており、この輸液ポンプは、患者に対して時間当たり薬液を決められた量だけ長時間かけて注入するのに広く使用されている。このような輸液ポンプのうち、例えば、医療機関だけでなく、一般の家庭において在宅でも使用できるようにコンパクトに形成した携帯型の輸液ポンプが知られている（特許文献１参照）。特許文献１の携帯型の輸液ポンプは、外部から導入される薬液を通す可撓性の輸液チューブを着脱式のカセットに導く構成とされている。
【０００３】
具体的には、該着脱式のカセットのケース内に可撓性の輸液チューブ（以下、「チューブ」と言う。）を導入し、このケースから一部露出させたチューブに対して、回転ローラを押しつけることにより、輸液チューブに蠕動様運動を与えて、輸液チューブから薬液を所定の流速（ｍＬ／ｈ）で注液を行なうようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１１−５０６３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した在宅で使用する携帯型の輸液ポンプでは、電池ボックスに装着された電池から主に電力供給してモータを駆動して回転ローラを回転して、この回転ローラがチューブに蠕動様運動を与えてチューブから患者に対して薬液を注液するようになっている。
ところで、携帯の輸液ポンプでは、モータに対して固定された単一の駆動電圧値を供給してモータを駆動しているので、薬液の注入速度（ｍＬ／ｈ）を幅広い範囲に渡って設定できるようにすると便利である。
しかし、設定注入速度を幅広くすると、次のような問題がある。
【０００６】
すなわち、例えば７Ｖの駆動電圧をモータに供給する場合には、モータの出力軸を低回転で回転させると回転精度が出せない。一方、例えば３Ｖの駆動電圧をモータに供給する場合には、モータの出力軸を高回転で回転させると回転精度が出せない。また、中間の値である５Ｖの駆動電圧をモータに供給する場合には、高回転と低回転で比較的回転精度が出やすいが、高回転と低回転での消費電力の差が大きくなってしまう。
このように、モータに対して単一の駆動電圧を供給すると、モータの回転精度が出にくく薬液を送る際の注入速度の精度が低下し、モータが消費する電力が多くなってしまい、電池交換回数が増えるおそれがある。
そこで、本発明は、幅広い薬液の注入速度の設定範囲で、精度良く薬液を送ることができ、電力を低減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】
【０００７】
本発明の輸液ポンプは、電池を電源とし、薬液を送るための輸液送り部を有する輸液ポンプであって、前記輸液送り部を回転させるモータと、新たに設定された前記薬液の注入速度に応じた前記モータの回転速度に対応する電源電圧を発生する電源電圧供給部と、前記新たに設定された前記薬液の注入速度に対応する前記モータの回転速度の増加に応じて、前記電源電圧供給部が発生する前記電源電圧の値を切り換えて増加させる制御部とを有することを特徴とする。
上記構成によれば、幅広い薬液の注入速度の設定範囲で、精度良く薬液を送ることができ、電力を低減することができる。すなわち、輸液ポンプの制御部が、薬液の設定注入速度を確保するためにモータの回転速度を増加させる必要があるのに応じて、電源電圧供給部からモータへ供給する電源電圧の値を適切に切り換えて増加させることができるので、薬液は幅広い薬液の注入速度の設定可能な範囲で、送り精度良く薬液を送ることができ、薬液を送る際の電力を低減することができる。
【０００８】
好ましくは、前記薬液の設定注入速度の範囲が予め複数個設定されており、新たに設定された前記薬液の注入速度が、どの前記薬液の設定注入速度の範囲内に入るかで、前記制御部は、前記新たに設定された前記薬液の注入速度が入る前記薬液の設定流量の範囲に対応する前記電源電圧の値に切り換えることを特徴とする。
上記構成によれば、新たに設定された薬液の注入速度は、いずれかの薬液の設定範囲内で設定することで、モータは適切な電源電圧で駆動して薬液を送液できる。
好ましくは、前記制御部は、前記モータを回転させて前記モータ固有の情報を取得することを特徴とする。
上記構成によれば、制御部はモータをより精度良く回転させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、５〜３００ｍＬ／ｈの注入速度の設定範囲で、少なくとも２４時間以上に亙って、設定された注入速度に応じてモータの回転を精度よく制御でき、薬液を精度よく送液することができ、電力を低減することができる携帯型輸液ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の輸液ポンプの好ましい実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の輸液ポンプのカセット収納部のカバーを開いた様子を示す概略正面図である。
【図３】図１の輸液ポンプのカセット収納部のカバーを開いて、カセットを収納する様子を示す概略斜視図である。
【図４】輸液ポンプの電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示すモータＭの所望の回転速度によって、モータＭに対する電源電圧を切り換えるための電源電圧供給部と、その周辺の要素を示す図である。
【図６】薬液の設定注入速度（薬液の設定可能範囲）の具体的な範囲例（１）〜（５）について、電源電圧ＶＳ（図５の電源電圧ＶＳ）と、モータＭの回転速度（図５のモータ駆動パルスＤＰ）の具体的な関係例テーブルＴＢを示す図である。
【図７】図１の輸液ポンプ１０において、新しい薬液の注入速度を設定してから、薬液の送液をスタートするまでの動作例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図１は、本発明の輸液ポンプの好ましい実施形態を示す概略斜視図である。図２は、図１の輸液ポンプのカセット収納部のカバーを開いた様子を示す概略正面図である。図３は、図１の輸液ポンプのカセット収納部のカバーを開いて、カセットを収納する様子を示す概略斜視図である。
図１から図３に示す輸液ポンプ１０は、例えば、略矩形の本体（筐体）１１を有している。本体１１は、前筐体４９と後筐体４４を有する。本体１１は、輸液ポンプ１０の構成物を収納するためのケースであり、好ましくは、耐薬品性、耐衝撃性を有する熱可塑性合成樹脂、例えばハイインパクトスチロールやＡＢＳ樹脂で形成されている。
【００１２】
図１に示すように、本体１１は、本体１１の上面側のほぼ半分程度の面積を閉めるように、開閉可能なカバー１２を有しており、該カバー１２を、ヒンジ１３を中心として回動可能として開閉できる。カバー１２は、図示しない付勢手段、例えば、ヒンジ１３の軸周りにトーションコイル等を配設することにより、図２と図３に示すように、常時開方向に付勢されている。カバー１２を閉じて押し込むことにより、カバー１２は本体１１側の図示しないラッチ等に係合されるようになっており、本体１１の側部外縁に突出する解除ボタン１６，１６を、矢印方向に手指にて押し込むことにより、該ラッチ等が解除されてカバー１２を開けることができる。
【００１３】
図１の前筐体４９における符号１７は、開始停止スイッチであり、この開始停止スイッチ１７は、図１において横方向に「停止−開始」のスライド操作をすることができる。符号１８は液晶表示装置等で形成した表示部であり、運転状態や報知情報等を表示するようになっている。これらの他に、本体１１は、図示しないモード選択スイッチ等を備えることができる。
【００１４】
前筐体４９には、発光ダイオードランプのような点灯表示部ＬＰが、表示部１８の付近に配置されている。この点灯表示部ＬＰは、例えば点滅することにより警報内容を、例えば患者あるいは周囲の家族の人に目視で報知するようになっている。
また、前筐体４９の背面には、内蔵されたブザー８８とスピーカ８９からの音が使用者に聞き取れるように放音孔３１０が配置されている。ブザー８８は警報内容を警報音で報知でき、スピーカ８９は警報内容を鳴動することで音声で報知する機能を有する。
【００１５】
図２と図３に示すように、本体１１からカバー１２を開くと、カセット収納部１５が露出するようになっている。カセット収納部１５は、本体１１の厚みの約半分程度の寸法で形成された空間であり、この空間であるカセット収納部１５には、図３に示すように、輸液輸液チューブ２１を引きこみかつ導出するためのカセット２０を着脱可能にセットすることができるようになっている。
本体１１のカセット収納部１５内には、図１に示すモータＭとギアボックス３１Ｇが配置されている。また、カセット収納部１５上には、輸液送り部としてのロータユニット３１と、閉塞検出部８３が配置されている。このモータＭの出力軸からの駆動力が、ロータユニット３１に対して伝達されることにより、ロータユニット３１が軸Ｌを中心にして回転する。このモータＭとしては、例えば好ましくはブラシレスＤＣモータを用いることができる。
【００１６】
図２に示すように、このロータユニット３１の外周には、例えば、４か所以上の図示例では５つの回転ローラであるチューブ押圧部３１Ｒが設けられており、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒが図２の矢印方向の回転することにより、順次図３に示す可撓性を有する輸液チューブ２１を順次押圧して、輸液チューブ２１に対して蠕動様運動を付与することができる。このロータユニット３１は、外部から薬液を導入するための輸液チューブ２１に対して圧接し、この輸液チューブ２１に対して蠕動様運動をさせて、薬液を送出するための輸液送り部の一例である。
【００１７】
図３に示すように、カセット２０がカセット収納部１５内に収納された状態では、閉塞プランジャ９９は、図１と図２に示す付勢部材１３３の力に抗してＤ方向に押されることで、例えば図２に示すスイッチ１３４がオンとなり、このスイッチ１３４のオン信号は制御部１００に通知されるようになっている。すなわち、閉塞検出部８３は、輸液チューブ２１内が閉塞されて輸液チューブ２１の直径が大きくなったことを検出することで、薬液が輸液チューブ２１内に通過していないことを制御部１００に通知することができる。
【００１８】
図２に示すように、カセット収納部１５には、このロータユニット３１の付近の上方位置に、第１のスライダ３２と、該第１のスライダ３２に隣接して第２のスライダ３３が配置されている。第１のスライダ３２と第２のスライダ３３はそれぞれ係止片を備えており、これら係止片は、付勢手段により常時矢印Ｃ方向に付勢されている。しかも、第１のスライダ３２と第２のスライダ３３のそれぞれ係止片は、後述するカセット２０がカセット収納部１５にセットされる際に矢印Ｄ方向に移動されて、カセット２０を保持するとともに、該カセット２０に内蔵された可撓性の輸液チューブ２１をロータユニット３１に対して押圧することができる。図２において、第２のスライダ３３の右方の下側には、カセット２０をカセット収納部１５に配置する際の目印となる傾斜部３４ａを有するマーク３４と、該マーク３４の下方にはカセット２０を装着する際のストッパとして機能する突起部３５が設けられている。
【００１９】
図３を参照して、カセット２０の構造例を説明する。
カセット２０は、合成樹脂で形成された図示のような横長のケース体である。輸液チューブ２１の一部分は、カセット２０内に収納されており、輸液チューブ２１は該ケース体の外縁に沿って矢印Ｆ方向から導入され、カセット２０の右端部でほぼＵ字状に曲折され、そして矢印Ｅ方向に導出されている可撓性のチューブ（輸液チューブともいう。）である。該輸液チューブ２１に対しては、薬液が外部から矢印Ｆ方向に導入され、矢印Ｅ方向に導出され、輸液チューブ２１の該矢印Ｅ方向の延長には留置針が接続されており、輸液チューブ２１内の薬液がこの留置針を通じて患者の静脈から輸液される。輸液チューブ２１は、輸液管路（あるいは薬液管路ともいう）の一例である。
【００２０】
図３に示すように、輸液チューブ２１内の輸液の移動を目視できるように、カバー１２とカセット２０は好ましくは透明部材で作られている。なお、カバー１２には切欠き部１９が設けられており、該切欠き部１９から輸液チューブ２１がカバー１２の外部に導出されるようになっている。
また、図３に示すように、カセット２０の下部の一端寄りには露出部２４が形成されており、該露出部２４はカセット２０の一部を切欠き、輸液チューブ２１の一部を外部に露出させている。この輸液チューブ２１の露出部２４には、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒ（図２を参照）が押圧されることで、図３に示すように蠕動様運動が輸液チューブ２１に付与されるようになっている。
【００２１】
図３のカセット２０のほぼ中央部には、横に並んで２つの係合用スリット２２，２３が形成されており、これらスリット２２，２３は、Ｚ方向に沿ってカセット２０のケース体を貫通している。
スリット２２，２３には、図２で説明した第１のスライダ３２と第２のスライダ３３がそれぞれ入り込むようになっている。そして、図３に示すように、カバー１２を矢印Ａ方向に閉じた際には、ヒンジ１３よりも該カバー１２の内側に設けられた当接部１４がカセット２０を押すことにより、該カセット２０がカセット収納部１５において矢印Ｂ方向に移動される。
このカセット２０の矢印Ｂ方向への移動により、各係合用スリット２２，２３に入り込んだ第１のスライダ３２と第２のスライダ３３の付勢方向（図２の矢印Ｃ方向）に働く付勢力に抗して、第１のスライダ３２と第２のスライダ３３を矢印Ｄ方向に移動させることができる。これにより、カセット２０は、カバー１２を閉止した状態においては、カバー１２の当接部１４と第１のスライダ３２と第２のスライダ３３に挟まれて固定されるとともに、輸液チューブ２１はロータユニット３１側に押圧されている。
【００２２】
図３に示すカセット２０には、縦スリット２５ａ及び横スリット２５ｂを有する逆Ｌ字状の規制用スリット２５が形成されている。縦スリット２５ａにはストッパ２６が収納されており、そのストッパ２６の先端の当接部は付勢手段２６ａにより矢印Ｃ方向に常時押圧されており、カセット２０内の図示しない箇所で、輸液チューブ２１の一部を押し潰して輸液チューブ２１内の輸液の流れを止めている。横スリット２５ｂには、スライダ２９が配置されている。
【００２３】
図３のように、本体１１のカセット収納部１５内にカセット２０を収納してカバー１２を閉じると、カセット２０の横スリット２５ｂのスライダ２９が、ストッパ２６を付勢手段２６ａの力に抗して矢印Ｄ方向に押し込むことにより、ストッパ２６の先端部は輸液チューブ２１から離れる。これにより、輸液チューブ２１は開放されて輸液チューブ２１内の輸液の流れ止めは解除でき、輸液チューブ２１には輸液を導入でき、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒの動きにより患者に対して輸液チューブ２１を通じて薬液を送液できる。
この時、送液される設定注入速度の設定可能範囲は、例えば５ｍＬ／ｈ〜３００ｍＬ／ｈであるが、３００ｍＬ／ｈを超えた設定注入速度をも設定することができる。
【００２４】
次に、図４を参照して、上述した輸液ポンプ１０の電気的な構成を説明する。図４は、輸液ポンプ１０の電気的な構成を示すブロック図である。
図４に示すブロック図では、本体１１の前筐体４９と後筐体４４と、カバー１２を示しており、カバー１２側にはカセット２０とこのカセット２０の輸液チューブ２１が配置されている。後筐体４４には、ジャック７８と電源回路８０が配置されている。
ジャック７８と電池Ｂが電源回路８０に対して電気的に接続されている。ジャック７８は、電源コネクタ１２７を介して、例えば１００Ｖの商用交流電源１２８に接続可能である。電源コネクタ１２７は、１００Ｖの交流電源を所定の直流電圧に変換して電源回路８０に供給することができる。
図４に示す電池（乾電池もしくは充電池）Ｂが、後筐体４４の電池ボックス内に着脱可能に配置される。この電池Ｂは、制御部１００の他に、モータ駆動回路８１に電力供給することで、主にモータＭを駆動するために電力供給することができる。
【００２５】
図４に示すように、前筐体４９には、ロータユニット３１と、空液検出部８２と、閉塞検出部８３を備えている。ロータユニット３１は、ギアボックス３１Ｇを介してモータＭに連結されている。
輸液ポンプ１０の小型化を図るために、好ましくはサイズの小さいモータＭを用いている。ギアボックス３１Ｇは、図４に示すようにモータＭの出力軸ＰＬに固定されているギアＧ１と、ロータユニット３１の軸Ｌに固定されてこのギアＧ１にかみ合うギアＧ２を有している。サイズの小さいモータＭによりロータリユニット３１を回転させるために、ギアＧ１とギアＧ２の減速比が大きくなっている。
電源回路８０は、モータ駆動回路８１と制御部１００とショックセンサ２００に電気的に接続されており、モータ駆動回路８１と制御部１００に対して電源供給を行う。
【００２６】
図４の空液検出部８２と閉塞検出部８３は制御部１００に電気的に接続され、空液検出部８２は、輸液チューブ２１内が薬液により満たされているか気泡が存在するかを検出して、制御部１００に通知する。閉塞検出部８３は、輸液チューブ２１が閉塞されて輸液チューブ２１の直径が大きくなったことを検出することで、薬液が輸液チューブ２１内に通過していないことを制御部１００に通知する。
開始停止スイッチ１７は、開始停止検出回路８４に電気的に接続され、開始停止検出回路８４は、開始停止スイッチ１７が、図１に示す開始位置に位置されているか停止位置に位置されているかを検出して、その状態を制御部１００に通知する。制御部１００はＣＰＵ１１０を有しており、メモリ部１１１は、制御部１００のＣＰＵ１１１に電気的に接続されている。メモリ部１１１は、ＣＰＵ１１０との間で情報を記憶したり、記憶した情報を読み出したりするもので、しかもメモリ部１１１はＣＰＵ１１０により処理すべきプログラムが記憶されているＲＯＭ（読み出し専用メモリ）を含んでいる。
【００２７】
図４の表示部１８は、制御回路１８Ｔに電気的に接続され、点灯表示部ＬＰは、制御回路８５に電気的に接続されている。制御回路１８Ｔと制御回路８５は制御部１００に電気的に接続され、制御部１００の指令により、制御回路１８Ｔは表示部１８に必要な内容を表示させる。また、制御部１００の指令により、制御回路８５は点灯表示部１８を例えば点滅させて、患者に点滅により警報があることを報知することができる。
ブザー８８は、ブザー回路９０に電気的に接続され、スピーカ８９は、音声回路９１に電気的に接続されている。ブザー回路９０と音声回路９１は、制御部１００に電気的に接続されている。その他に、外部通信回路１０１が制御部１００に電気的に接続されている。
【００２８】
図４のブロック図に示すように、輸液ポンプ１０は、ショックセンサ２００と内部バッテリ２０１と、温度センサ５５０と、温度センサ回路５５１を有している。
図４に示すショックセンサ２００は、本体１１に加わる衝撃力を検出すためのセンサであり、例えば本体１１の前筐体４９内に配置されている。内部バッテリ２０１は、電源オフ時にショックセンサ２００に電源を供給するためのバックアップ用のバッテリであり、例えばボタン電池である。
【００２９】
図５は、図４に示すモータＭの所望の回転速度によって、モータＭに対する電源電圧を切り換えるための電源電圧供給部３８０と、その周辺の要素を示している。
図５に示すモータＭのための電源電圧供給部３８０は、図４に示す電源回路８０と、図４に示すモータ駆動回路８１を有している。電源回路８０は、電池Ｂと商用交流電源１２８に電気的に接続されている。電源回路８０とモータ駆動回路８１は、制御部１００に電気的に接続され、制御部１００の指令により動作することができる。モータ駆動回路８１は、モータＭに電気的に接続され、モータＭはスイッチＳＷに接続されている。回転検出回路８１Ｔは、モータＭの回転状態を検出して制御部１００のＣＰＵ１１０にモータの回転状態信号をフィードバックする。
【００３０】
図５に示す電源回路８０は、モータ駆動回路８１へ電源電圧ＶＳを供給できる。この電源電圧ＶＳは、制御部１００が電源回路８０に指令することで、例えば２Ｖ〜９Ｖ程度まで可変することができる電圧である。図５に示すモータ駆動回路８１は、電源回路８０からの電源電圧ＶＳに応じたモータＭを回転させるためのモータ駆動パルスＤＰを供給することができる。
電源電圧供給部３８０の電源回路８０は、電池Ｂの電圧を受けて、新たに設定された薬液の注入速度に応じたモータＭの回転速度に対応する電源電圧ＶＳを発生する。そして、電源電圧供給部３８０のモータ駆動回路８１は、電源電圧ＶＳの値に応じて、モータＭの回転速度を達成するためのモータ駆動パルスＤＰを発生してモータＭに供給できる。すなわち、制御部１００のＣＰＵ１１０が電源回路８０とモータ駆動回路８１に指令をすることにより、新たに設定された薬液の注入速度の大きさに対応するモータＭの回転速度の増加に応じて、電源電圧供給部３８０が発生する電源電圧ＶＳの値を切り換えて増加させることができる。
【００３１】
具体的に簡単に説明すれば、例えば、新たに設定しようとする薬液の設定注入速度が低い場合には、制御部１００のＣＰＵ１１０は、電源回路８０に低い薬液の設定注入速度を通知する。この電源回路８０は、新たに設定しようとする低い薬液の設定注入速度に応じた、例えば３Ｖ程度の電源電圧ＶＳを発生してモータ駆動回路８１に供給する。
また、例えば、新たに設定しようとする薬液の設定注入速度が中程度の場合には、制御部１００のＣＰＵ１１０は、電源回路８０に中程度の薬液の設定注入速度を通知する。この電源回路８０は、新たに設定しようとする中程度の薬液の設定注入速度に応じた、例えば５Ｖ程度の電源電圧ＶＳを発生してモータ駆動回路８１に供給する。
また、例えば、新たに設定しようとする薬液の設定注入速度が高い場合には、制御部１００のＣＰＵ１１０は、電源回路８０に高い薬液の設定注入速度を通知する。この電源回路８０は、新たに設定しようとする高い薬液の設定注入速度に応じた、例えば７Ｖ程度の電源電圧ＶＳを発生してモータ駆動回路８１に供給する。
【００３２】
輸液ポンプ１０では、モータＭの出力軸ＰＬの回転を比較的低速で制御する必要があるので、モータＭの回転速度の範囲は、制御部１００のＣＰＵ１１０の分解能の影響を受ける。ＣＰＵ１１０は例えばマイクロコンピュータや専用ＩＣである。
そこで、輸液ポンプ１０では、幅広い薬液の注入速度の設定可能範囲で、新たに設定された薬液の注入速度の大小に応じてそれぞれモータＭの回転速度を確保するために、電源電圧ＶＳを増加したり、減少させることができ、薬液の注入速度の精度を向上して、低消費電力化を可能にしている。
【００３３】
図６は、薬液の設定注入速度（薬液の設定可能範囲）の具体的な範囲例（１）〜（５）について、電源電圧ＶＳ（図５の電源電圧ＶＳ）と、モータＭの回転速度（モータＭの回転数、図５のモータ駆動パルスＤＰ）の具体的な関係例テーブルＴＢを示している。
図６において、薬液の設定注入速度の範囲例（１）〜（５）についての電源電圧ＶＳと、モータＭの回転速度の具体的な関係例テーブルＴＢは、図４に示すメモリ部１１１に記憶されているので、制御部１００のＣＰＵ１１０は、メモリ部１１１から図６に示す関係例テーブルＴＢを読み出すことができる。
図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（１）である５ｍＬ／ｈ≦ＦＬ≦８０ｍＬ／ｈでは、電源電圧ＶＳ＝２Ｖ〜３Ｖであり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が〜９５４．２００４パルスである。図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（２）である８０ｍＬ／ｈ＜ＦＬ≦１２０ｍＬ／ｈでは、電源電圧ＶＳ＝３．１５Ｖ±４％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が９５４．２００４パルス〜１４３１．３０１パルスである。
【００３４】
図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（３）である１２０ｍＬ／ｈ＜ＦＬ≦２００ｍＬ／ｈでは、電源電圧ＶＳ＝４．６５Ｖ±４％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が１４３１．３０１パルス〜２３８５．５０１パルスである。図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（４）である２００ｍＬ／ｈ＜ＦＬ≦３００ｍＬ／ｈでは、電池Ｂの電圧６．７４Ｖ±４％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が２３８５．５０１パルス〜３５７８．２５１パルスである。図６に示す関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（５）である３００ｍＬ／ｈ＜ＦＬでは、電源電圧ＶＳ＝８．２４Ｖ±５％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が３５７８．２５１パルスである。
【００３５】
図７は、図１の輸液ポンプ１０において、管理者が新たに薬液の注入速度を設定してから、設定された注入速度の薬液を送液するまでの動作例を示すフロー図である。
図７のステップＳＴ１では、輸液ポンプ１０の管理者は、制御部１００のＣＰＵ１１０に対して、新たな予め定めた薬液の注入速度を設定する。実際には、この新たな薬液の流量の設定は、一度設定すれば注入速度を変更することは全くないか、あるいは注入速度を変更することが稀である。
この新たな薬液の注入速度の設定は、図６に示す予め定めた関係例テーブルＴＢの薬液の設定注入速度の範囲例（１）〜（５）内で行う。例えば、新たに設定された薬液の設定流量が、一例として例えば１３０ｍＬ／ｈであるとすれば、この１３０ｍＬ／ｈは、図６の薬液の設定注入速度の範囲例（３）の範囲であるので、電源電圧ＶＳ＝４．６５Ｖ±４％であり、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）が１４３１．３０１パルス〜２３８５．５０１パルスで設定される。
【００３６】
図７のステップＳＴ２では、好ましくは、図４に示す制御部１００の指令により、モータ駆動回路８１がモータＭの出力軸ＰＬを１回転させて、モータパラメータＭＰを取得する。すなわち、制御部１００は、図４のモータＭの出力軸ＰＬを１回転させてロータリユニット３１を回転させることで、モータＭ固有のパラメータＭＰを読み出して、制御部１００における制御に反映させて、制御部１００はモータＭをより精度良く回転させることができる。
このモータパラメータＭＰの取得方法例としては、例えば図５（Ｂ）と図５（Ａ）に示すモータＭ用の矩形パルス状のテストパルスＣＳをスイッチＳＷに与えてモータＭをオン／オフする。このオン／オフをした際に発生する図５（Ｂ）に示すモータＭの応答パルスＲＳの波形が、テストパルスＣＳの波形に追従する、応答パルスＲＳの追従性により判断することができる。
【００３７】
応答パルスＲＳの追従性により判断例としては、制御部１００のＣＰＵ１１０は、図５（Ｂ）に示す応答パルスＲＳにおいて、モータＭ固有の電気的時定数ｔを検出することで、モータＭの出力軸ＰＬの回転時の応答のばらつきを検出する。時定数ｔが大きければ、モータＭの回転時の応答遅れが大きいと判断でき、時定数ｔが小さければ、モータＭの回転時の応答遅れが大きいと判断できる。
このように、制御部１００が検出したモータＭ固有の出力軸ＰＬの回転時の応答遅れの程度を、制御部１００がモータＭの出力軸ＰＬを回転させてロータリユニット３１を回転させる際の制御に反映させることができる。
図７のステップＳＴ３では、図４のカセット２０の輸液チューブ２１内に薬液を予め充填させるプライミングを行う。
【００３８】
そして、図７のステップＳＴ４では、輸液ポンプ１０のカセット収納部１５内にカセット２０を収納する。詳細には、図３に示すように、患者は、カバー１２を開けてカセット収納部１５を露出させて、輸液チューブ２１を有するカセット２０を、輸液ポンプ１０のカセット収納部１５内に装着する。その後、患者が図１のカバー１２を閉じると、図３に示すカバー１２の当接部１４がカセット２０を押すことにより、該カセット２０がカセット収納部１５において矢印Ｂ方向に移動される。カセット２０が矢印Ｂ方向へ移動することにより、各係合用スリット２２，２３に入り込んだ第１のスライダ３２と第２のスライダ３３の付勢方向（図２の矢印Ｃ方向）に働く付勢力に抗して、第１のスライダ３２と第２のスライダ３３を矢印Ｄ方向に移動させることができる。
【００３９】
これにより、カセット２０は、カバー１２を閉止した状態においては、カバー１２の当接部１４と第１のスライダ３２と第２のスライダ３３に挟まれて固定されるとともに、輸液チューブ２１はロータユニット３１側に押圧される。
カバー１２を閉じると、カセット２０の横スリット２５ｂのスライダ２９が、ストッパ２６を付勢手段２６ａの力に抗して矢印Ｄ方向に押し込むことにより、ストッパ２６の先端部は輸液チューブ２１から離れる。これにより、輸液チューブ２１は開放されて輸液チューブ２１内の輸液の流れ止めは解除でき、輸液チューブ２１には輸液を導入でき、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒの動きにより患者に対して輸液チューブ２１を通じて薬液を送液できる状態になる。
【００４０】
次に、図７のステップＳＴ５では、好ましくは、図４に示すモータＭの出力軸ＰＬを１回転させて、カセット２０に設定されている輸液チューブ２１固有のパラメータＴＰを取得する。すなわち、モータＭの出力軸ＰＬを１回転させてロータリユニット３１を回転させることで、ロータユニット３１のチューブ押圧部３１Ｒ（図２を参照）がカセット２０の輸液チューブ２１を押圧して、蠕動様運動を輸液チューブ２１に付与する。このように輸液チューブ２１がモータＭの出力軸ＰＬの回転により押されることを利用して、推奨使用している可撓性の輸液チューブ２１の柔軟性あるいは推奨外の可撓性の輸液チューブ２１の柔軟性の程度を、チューブパラメータＴＰとして取得することができる。
従って、制御部１００が取得したチューブパラメータＴＰを、制御部１００がモータＭの出力軸ＰＬを回転させてロータリユニット３１を回転させる際の制御に反映させることができる。
【００４１】
ステップＳＴ６では、輸液チューブ２１の先端の留置針を患者の静脈に挿入し、留置する。
そして、ステップＳＴ７では、図４の制御部１００は、モータ駆動回路８１に指令をして、モータ駆動回路８１は、モータＭを図６に示す薬液の設定注入速度の範囲例（１）〜（５）内で設定された薬液の流量に応じたモータＭの回転速度により駆動して、図１に示すロータリユニット３１を回転して、蠕動様運動を輸液チューブ２１に付与することで、薬液の送液動作をスタートすることができる。
【００４２】
このように、本発明の実施形態の輸液ポンプ１０では、図４の制御部１００は、図４のメモリ部１１１に記憶されている図６に示す関係例テーブルＴＢに従って、新たに設定された薬液の注入速度の値により、電池Ｂの電圧を増幅して電源電圧ＶＳの値を切り換えることができる。輸液ポンプ１０では、長期に渡って安定した低消費電力での送液動作が可能になる。薬液の設定注入速度は、１度設定してしまえば、薬液の注入速度を変更することは稀であるか全く変更をしない。
好ましくは、輸液ポンプ１０に搭載されているモータＭ固有の特徴や、カセット２０の輸液チューブ２１固有の特徴を、制御部１００にパラメータとして認識させることができる。
輸液ポンプ１０では、新たに設定された薬液の注入速度は、図６に示す薬液の設定範囲ＦＬに従って幅広い領域に渡って設定できる。この新たに設定された薬液の注入速度が、薬液の設定範囲ＦＬに従って設定されると、制御部１００は、図６の関係例テーブルＴＢを参照して、関係例テーブルＴＢにおいて薬液の設定注入速度の範囲例（１）〜（５）に対応するモータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）を決めることができるので、制御部１００は、図６の関係例テーブルＴＢを参照して、モータＭの回転速度（モータ駆動パルスＤＰ）を達成するために、電源電圧ＶＳを可変して設定できる。
【００４３】
従来のように、モータに対して単一の駆動電圧を供給するだけであると、幅広い領域で薬液の注入速度を設定しようとすると、モータの回転精度が出しにくく、薬液を送る際の注入速度の精度が低下し、モータが消費する電力が多くなってしまい、電池交換回数が増えるおそれがある。
しかし、本発明の実施形態の輸液ポンプ１０では、制御部１００が、薬液の設定注入速度を確保するためにモータの回転速度を増加させる必要があるのに応じて、電源電圧供給部からモータへ供給する電源電圧の値を適切に切り換えて増加させることができるので、薬液は幅広い薬液の注入速度の範囲で、送り精度良く薬液を送ることができ、薬液を送る際の電力を低減することができる。
【００４４】
図６に例示するように、制御部１００が関係例テーブルＴＢを参照することで、薬液の設定注入速度の範囲が予め複数個設定されており、新たに設定された薬液の注入速度が、どの薬液の設定注入速度の範囲内に入るかで、制御部１００は、新たに設定された薬液の流量が入る薬液の設定注入速度の範囲に対応する電源電圧の値に切り換えることができる。これにより、新たに設定された薬液の注入速度は、いずれかの薬液の設定範囲内で設定することができるので、モータＭは適切な電源電圧で駆動して薬液を送液できる。
【００４５】
ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明は様々な修正と変更が可能であり、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・輸液ポンプ（医療機器の一例）、１１・・・本体（ケースともいう）、２１・・・チューブ（輸液管路の一例）、３１・・・輸液送り部としてのロータユニット、Ｌ・・・ロータユニットの軸、ＰＬ…モータの出力軸、３１Ｇ・・・ギア、４４・・・後筐体、４９・・・前筐体、１００・・・制御部、３８０・・・電源電圧供給部、ＴＢ・・・関係例テーブル、Ｍ・・・モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を電源とし、薬液を送るための輸液送り部を有する輸液ポンプであって、
前記輸液送り部を回転させるモータと、
新たに設定された前記薬液の注入速度に応じた前記モータの回転速度に対応する電源電圧を発生する電源電圧供給部と、
前記新たに設定された前記薬液の注入速度に対応する前記モータの回転速度の増加に応じて、前記電源電圧供給部が発生する前記電源電圧の値を切り換えて増加させる制御部と
を有することを特徴とする輸液ポンプ。
【請求項２】
前記薬液の設定注入速度の範囲が予め複数個設定されており、新たに設定された前記薬液の注入速度が、どの前記薬液の設定注入速度の範囲内に入るかで、前記制御部は、前記新たに設定された前記薬液の注入速度が入る前記薬液の設定注入速度の範囲に対応する前記電源電圧の値に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の輸液ポンプ。
【請求項３】
前記制御部は、前記モータを回転させて前記モータ固有の情報を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の輸液ポンプ。
【請求項１】
電池を電源とし、薬液を送るための輸液送り部を有する輸液ポンプであって、
前記輸液送り部を回転させるモータと、
新たに設定された前記薬液の注入速度に応じた前記モータの回転速度に対応する電源電圧を発生する電源電圧供給部と、
前記新たに設定された前記薬液の注入速度に対応する前記モータの回転速度の増加に応じて、前記電源電圧供給部が発生する前記電源電圧の値を切り換えて増加させる制御部と
を有することを特徴とする輸液ポンプ。
【請求項２】
前記薬液の設定注入速度の範囲が予め複数個設定されており、新たに設定された前記薬液の注入速度が、どの前記薬液の設定注入速度の範囲内に入るかで、前記制御部は、前記新たに設定された前記薬液の注入速度が入る前記薬液の設定注入速度の範囲に対応する前記電源電圧の値に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の輸液ポンプ。
【請求項３】
前記制御部は、前記モータを回転させて前記モータ固有の情報を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の輸液ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２００５４３（Ｐ２０１２−２００５４３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７０５４５（Ｐ２０１１−７０５４５）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
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