【はじめに】

輸液ポンプの滴下制御型は、滴下数を計測して、流量監視をしています。

例えば20滴分が1mLの点滴筒で、流量100mL/hの設定の時、1時間で2000滴落ちることになります。そうなると滴下と滴下の時間は0.556秒になります。細かい仕組みはわかりませんが、それにより設定の流量を監視することができます。


センサ


滴下センサの表には、LEDが組みこまれており、薬液が滴下するたびに発光します。なので、発光数が滴下数になることが分かります。

 

【滴下センサの仕組みについて】

※注意:いまから書くことは、私自身が、いろいろな事を試しながら仕組みを考察したものです。

■滴下センサの構造・動作について

滴下センサの構造は、点滴筒を内部に装着させた時に、点滴筒内を水平に発光させ、反対側に受光部を置くことによって、水滴の通過時に光が遮られ、滴下を検知できる構造になっています。

センサ

滴下時の検知動作は、実際に指で光を遮断してみると、光を遮断初期にカウントし、それ以外ではカウントすることはありませんでした。これらの動作を縦軸に受光量、横軸を時間のグラフにすると、下の図のようになります。

※受光量の単位が[V]の理由は、受光部にフォトトランジスタが使用されていると仮定した時です


センサ


受光量の変化時にカウントしているのが分かる。変化時といっても④ではカウントせず、②のみだけである。

上のグラフを微分してみると、

センサ

変化時のみに電圧(パルス波)が発生することがわかります。

 

これらの情報から電気回路を想定すると

微分回路とダイオードで、滴下時のLED発光とデジタル信号が出力できる回路に置き換えることができます。

センサ

前段で微分をし、真ん中あたりのダイオードで④の電圧を取り除き、パルス波を反転させて、LEDに電流を通過させる回路になっています。

アナログ回路の方が、動作が速いので、大方は間違っていないと思います。

 

【さいごに】

医療機器の内部構造については、メーカ側のブラックボックスになっていたりするなど、なかなか把握することはできません。しかし、工学的知識をつなぎ合わすことで何となくでも理解することができます。