JP2020062245A - シリンジ鑑査器 - Google Patents

Abstract

【課題】測定精度の高いシリンジ鑑査器を提供する。
【解決手段】筒体１とプランジャ２を有するシリンジＳを用いて液体の吸排量を測定するべく、筒体１を受ける筒体受部３と、フランジ１３に当接する位置決定部３２と、プランジャ２の一部に設けた測定点２１の位置を計測する計測部４１と、プランジャ２を筒体１に対して第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とに設定することで得られる位置情報、および、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とで規定される貯留室Ｒの基準容積Ｖαを基本情報として予め記憶している演算部４２と、を備え、液体の吸排量を測定する際に、プランジャ２の操作前後の異なる二つの位置を計測部４１により計測してプランジャ２の演算用移動距離を算出し、演算用移動距離と基本情報とに基いて、演算部４２がシリンジＳによる液体の吸排量を算出するシリンジ鑑査器。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体の採取量をシリンジの容積変化に基づいて計測するシリンジ鑑査器に関する。

従来、このようなシリンジ鑑査器としては例えば以下の特許文献１に記載されたものがある。

このシリンジ鑑査器は、目盛が表示された筒体を載置部に設置し、筒体に挿入したプランジャの端部の位置を距離測定部により測定してシリンジに採取した液体の体積を測定するものである。

この鑑査器では、プランジャを筒体に押し込んだ状態でのプランジャの端部と距離測定部との最大距離Ｌmaxと、プランジャを筒体から最大に引き出した状態でのプランジャの端部と距離測定部との最小距離Ｌminとが記憶される。また、プランジャに採取した液体の体積も記憶させることができ、例えば、プランジャが上記最小距離Ｌminにあるとき、筒体の内部に採取された液体の体積は３５ｍｌである。

所定量の液体を採取する際には、上記最大距離Ｌmaxと最小距離Ｌminとの間にプランジャが位置し、その時のプランジャの端部と距離測定部との測定距離Ｌが計測される。続いてプランジャの移動距離（Ｌmax−Ｌ）が求められ、予め記憶された３５ｍｌの値および距離の差（Ｌmax−Ｌmin）の値を用いて、
３５：（Ｌmax−Ｌmin）＝Ｘ：（Ｌmax−Ｌ）
なる関係式に基づいて液体の採取量が算出される。

特許第６３５１１９２号

上記公知文献では、液体の採取量を計測する度に、（Ｌmax−Ｌ）の値が計算される。ここで用いられるＬmax値は、シリンジのタイプに応じて当初に記憶されたものであり原則として不変である。しかしながら、各計測に用いるシリンジの形状寸法には同じタイプのものでありながら幾分の個体差が存在する。よって、従来技術のように共通のＬmax値を用いる場合、（Ｌmax−Ｌ）の値にも所定の誤差が含まれることとなる。

このように、上記従来の技術では、液体の採取量を正確に測定するには限界があり、より測定精度の高いシリンジ鑑査器が求められている。

（特徴構成）
本発明に係るシリンジ鑑査器の特徴構成は、
一端に液体の吸排口が形成され、他端に開口部と当該開口部を囲むフランジとが形成された筒体と、
前記筒体に内挿された状態で往復移動し、前記筒体との間で前記液体の貯留室を形成するプランジャと、を有するシリンジを用いて液体の吸排量を測定するべく、
前記筒体を受ける筒体受部と、
前記フランジに当接する位置決定部と、
前記プランジャの一部に設けた測定点の位置を計測する計測部と、
前記プランジャを前記筒体に対して第１位置と第２位置とに設定することで得られる位置情報、および、前記第１位置と前記第２位置とで規定される前記貯留室の基準容積を基本情報として予め記憶している演算部と、を備え、
前記液体の吸排量を測定する際に、前記プランジャの操作前後の異なる二つの位置を前記計測部により計測して前記プランジャの演算用移動距離を算出し、
当該演算用移動距離と前記基本情報とに基いて、前記演算部が前記シリンジによる前記液体の吸排量を算出するように構成した点にある。

（効果）
本構成のシリンジ鑑査器では、液体の吸排量を測定する際に、プランジャの吸引操作の前後あるいは排出操作の前後の位置を計測部により計測する。筒体の内径寸法の誤差は通常僅かであるため、プランジャの移動距離を知ることで液体の吸排量の計測精度が格段に向上する。

尚、プランジャの二つの測定位置は、何れもプランジャの先端が筒体の奥部から離れた位置であっても良い。ただし、シリンジによって一定量の薬液を吸引し取り分ける場合には、プランジャを筒体の奥に押し当てた状態でプランジャの位置を計測し、所定量の薬液を吸引したのちプランジャの位置を測定するのがよい。このようにすることで、薬液を放出する際には、プランジャを筒体の奥まで押し込むだけで良く、プランジャの押し込み位置を加減する手間が省略される。

（特徴構成）
本発明に係るシリンジ鑑査器においては、前記基本情報が、前記基準容積を前記第１位置と前記第２位置との距離で除した定数である採取量変換係数を含むものであれば好都合である。

（効果）
本構成のように、基本情報として定数である採取量変換係数を記憶しておくことで、プランジャの移動量に基づいた演算式が簡略化され、演算処理が速くなる。よって、薬液などの採取量の作業効率が向上する。

（特徴構成）
本発明に係るシリンジ鑑査器においては、前記筒体受部が傾斜角度をもち、前記位置決定部が、前記フランジの一部を挿入可能な溝部であって、前記フランジの表面の一部が前記傾斜角度に起因して前記溝部の壁面に当接するように構成することができる。

（効果）
筒体受部の傾斜角度を利用して筒体の位置を決める本構成であれば、シリンジ鑑査器の構成を複雑にすることなく筒体の設置位置を正確に決定することができる。よって、コスト削減を実現しながら測定精度の高いシリンジ鑑査器を得ることができる。

（特徴構成）
本発明に係るシリンジ鑑査器においては、前記筒体受部が、傾斜角度の設定が可能な軸支部を介して基台部に装着されていると好都合である。

（効果）
筒体受部の角度を変更可能に構成することで、重力を利用して筒体の設置位置が確実に決定されると共に、作業者にとって筒体の設置・取出し操作が容易となるよう筒体受部の姿勢を任意に決定することができる。よって、薬液等の採取効率がより向上する。

シリンジ鑑査器の外観を示す斜視図 シリンジ鑑査器の基準測定の態様を示す説明図 シリンジ鑑査器の測定態様を示す説明図

〔第１実施形態〕
（全体概要）
本発明のシリンジ鑑査器Ｍ（以下「鑑査器Ｍ」と称する）は、薬液等の液体の採取量をシリンジＳに備えたプランジャ２の位置変化に基づいて計測するものである。以下、本発明の第１実施形態につき、図面を参照しながら説明する。図１は、鑑査器Ｍの外観を示す斜視図であり、図２は、鑑査器Ｍの基準測定の態様を示す説明図であり、図３は、鑑査器Ｍの測定態様を示す説明図である。

（シリンジ）
図１乃至図３に示すように、シリンジＳは一般的な形状のものである。シリンジＳは筒体１を有しており、一端に液体を吸引・排出する吸排口１１が形成され、他端に開口部１２と当該開口部１２を囲むフランジ１３とが形成されている。筒体１には、プランジャ２が往復移動可能に挿入され、筒体１の内面とプランジャ２の端面とで液体の貯留室Ｒが形成される。

シリンジＳは、鑑査器Ｍに装着する都合上、複数種類の所定のサイズのものが用いられる。この鑑査器Ｍでは、例えば、液体の採取量が１ｍＬのシリンジＳと２.５ｍＬのシリンジＳとが使用可能である。

（筒体受部・位置決定部）
図１乃至図３に示すように、鑑査器Ｍは、筒体１を受ける筒体受部３を有する。筒体受部３は、筒体１の設置姿勢が安定するように、筒体１の先端部と基端部とに個別に当接する当接部３１を備えている。また、夫々の当接部３１は、筒体１の曲面に安定した状態で当接するように例えばＶ字形状に構成されている。

また、筒体受部３には、筒体１の設置位置を決定する位置決定部３２が形成されている。位置決定部３２は、例えば、フランジ１３の一部を挿入可能に設けられた溝部３２ａである。この溝部３２ａの内面に、フランジ１３の特定の一部を当接させ、筒体１の長手方向Ｘに沿って筒体１の設置位置を決定する。

筒体１の設置位置をより正確に設定するには、図１に示すように筒体受部３を傾斜させ、フランジ１３を常に溝部３２ａの一方側の面に当接させるのが好ましい。筒体受部３は鑑査器本体Ｍ１と一体に形成されているため、本実施形態では、鑑査器本体Ｍ１に軸支部Ｍ２を設け、この軸支部Ｍ２に回転可能な基台部Ｍ３を設けている。これにより筒体受部３の傾斜姿勢を適宜設定することができる。

基台部Ｍ３のうち軸支部Ｍ２に接続される端部には円筒状の外周面Ｍ３ａが設けられている。さらにこの外周面Ｍ３ａには、軸支部Ｍ２の回転軸心Ｙに直交する方向に窪んだ凹部Ｍ３ｂが周方向に沿って複数設けられている。一方の軸支部Ｍ２には、回転軸心Ｙに直交する方向であって、回転軸心Ｙに向かうように突出付勢される係合部材Ｍ４が設けられている。

利用者が、筒体受部３の角度を変えるよう鑑査器本体Ｍ１に力を加えることで、係合部材Ｍ４が複数の凹部Ｍ３ｂの夫々と順次係脱を繰り返し、鑑査器本体Ｍ１が好みの角度に設定される。筒体受部３の角度を適宜設定することで、筒体１のフランジ１３が重力によって溝部３２ａの一方の面に常に当接し、筒体受部３に対して筒体１が正確に位置決めされる。また、筒体受部３の傾斜を変更することで、利用者は、筒体１の表面に設けた目盛りが読み易くなる。

尚、鑑査器本体Ｍ１の外面には、電源スイッチ５１やＵＳＢ端子などの外部端子５２が設けられている。

（計測部）
鑑査器本体Ｍ１には、例えばプランジャ２の突出側の端面を測定点２１とし、この測定点２１の位置を測定する計測部４１が備えられている。計測部４１には、プランジャ２の測定点２１に測定光を照射する照射部４１ａと、測定点２１で反射した測定光を受光する受光部４１ｂとが、プランジャ２の長手方向Ｘの延長上に設けてある。

計測の開始は、鑑査器本体Ｍ１に接続されたフットスイッチ５５を用いて行う。例えば、フットスイッチ５５を操作する度に照射部４１ａから測定光が照射される。

（演算部）
シリンジＳに採取した液体の体積は、計測部４１で得た数値に基づき演算部４２が算出する。演算部４２は、所定の手順に従った演算が行われるよう例えば予め専用に構成された演算チップ等で構成されており、鑑査器本体Ｍ１に内蔵されている。

演算部４２には、採取した液体の体積を算出するための基本情報が記憶されている。基本情報は、プランジャ２の位置に係る位置情報と、プランジャ２の操作により筒体１の内部に吸排される液体の容積に係る基準容積とを有する。これら基本情報の取得につき図２を参考に説明する。

本実施形態では、位置情報として、まず、プランジャ２が筒体１の奥まで押し込まれた第１位置Ｐ１にあるときの第１位置情報Ｌ１と、プランジャ２が第１位置Ｐ１から略最大距離だけ引き出された第２位置Ｐ２にあるときの第２位置情報Ｌ２とを備えている。これら第１位置情報Ｌ１および第２位置情報Ｌ２は、特定型式のシリンジＳについて位置情報を得るために、当初１回だけ測定されるものである。これら第１位置情報Ｌ１および第２位置情報Ｌ２から、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との距離が基準距離Ｌαとして記憶される。この基準距離Ｌαも位置情報の一つである。

尚、基準距離Ｌαが演算部４２に記憶されるのであれば、第１位置情報Ｌ１および第２位置情報Ｌ２の値そのものの記憶は省略することができる。また、基準距離Ｌαが一旦記憶された後でも、改めて、第１位置情報Ｌ１および第２位置情報Ｌ２を計測し直した場合には、基準距離Ｌαは更新される。

一方、基準容積としては、プランジャ２が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動した際に、筒体１の貯留室Ｒで規定される容積Ｖが基準容積Ｖαとして記憶される。この基準容積Ｖαは、プランジャ２が第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２にあるときの筒体１の目盛りを利用者が読み、両者の差から求める。演算部４２には、例えば、鑑査器本体Ｍ１に接続したパソコンやキーボードなどの入力部５４から入力する。

さらに、本実施形態では、計測毎の演算を容易にするために、基本情報として、基準容積Ｖαを基準距離Ｌαで除した定数である採取量変換係数Ｚ（Ｉ式）を記憶している。
採取量変換係数Ｚ ＝ Ｖα ／ Ｌα・・・・・I式
尚、これら基準容積Ｖα、基準距離Ｌα、採取量変換係数Ｚは、用いるシリンジＳのサイズ毎に演算部４２に記憶させてある。

このようにプランジャ２の移動距離に基づく基準距離Ｌαと、その際の筒体１の容積変化である基準容積Ｖαを用いるのは次の理由による。通常、同一型式のシリンジＳの形状には製造誤差などの個体差があり、例えば、上記第１位置情報Ｌ１だけをみれば幾分の誤差が含まれる可能性がある。ただし、筒体１の内面形状は一定の誤差範囲に収まるように製造されるため、プランジャ２の移動距離と筒体１の内部に吸引される液体の体積との相関関係は一定の精度を有する。よって、例えばプランジャ２の絶対位置と吸排容積とを関連付けるのではなく、本構成の如く採取量変換係数Ｚを用いることで測定精度を高めることができる。

上記基本情報の夫々は演算部４２の不揮発メモリに記憶される。採取量変換係数Ｚについては算出した値を記憶しておいても良いし、実質的に採取量変換係数Ｚを示すものとして、基準容積Ｖαと基準距離Ｌαとを記憶しておき、（Ｖα／Ｌα）なる数式を用いても良い。

（計測手順）
次に、毎回の液体の採取に際する計測態様を図３を参考に説明する。例えば、液体の採取量を測定する際には、液体を採取した前後のプランジャ２の二つの位置情報、即ち、第１計測位置Ｐａにおける第１計測位置情報Ｌａおよび第２計測位置Ｐｂにおける第２計測位置情報Ｌｂを計測部４１により計測し、プランジャ２の演算用移動距離Ｌβ（II式）を算出する。
演算用移動距離Ｌβ ＝ Ｌａ - Ｌｂ・・・・・II式
シリンジＳの操作は利用者の手作業となるが、このとき空気・泡などがシリンジＳに混入しないようにする。

尚、第１計測位置Ｐａは、殆どの場合、プランジャ２を筒体１の奥部まで押し込んだ位置と同じである。この位置は、プランジャ２の奥側の端部が筒体１の奥部に当接するから略一義的に決定される。ただし、シリンジＳの作製に際しては、個体別に形状誤差が生じる場合がある。プランジャ２の形状は、筒体１に対して細く、筒体１よりも長く形成される。よって、形成素材の樹脂が収縮するなど筒体１に比べて形状誤差が生じ易い。

プランジャ２は、筒体１の内面に密当接する先端部の形状が特に重要であるが、他方の端部にかけての長尺部に形状誤差があっても、通常の液体採取には影響しない。よって、プランジャ２の端面にある測定点２１を計測する本鑑査器Ｍでは、プランジャ２を筒体１に押し込んだ状態においても端面の位置を毎回計測する。他方の端面の位置については、上記採取量変換係数Ｚを用いることから毎回の測定は省略する。このような計測により、計測効率と液体採取量の測定精度を高めている。

このようにして求めた演算用移動距離Ｌβと、上記採取量変換係数Ｚとに基づき、採取した液体の採取容積Ａ（III式）が演算される。
採取容積Ａ ＝ Ｚ × Ｌβ・・・・・III式

計測の具体的手順は以下のとおりである。
液体の採取に際しては、まず、使用者が鑑査器Ｍに接続されたフットスイッチ５５を踏む。鑑査器Ｍに接続された制御部５０の表示窓５３に「空シリンジをセットしてください」と表示されるので、プランジャ２を筒体１の奥まで押し込み、筒体１のフランジ１３を溝部３２ａに挿入しつつ筒体１を筒体受部３に載置する。表示窓５３に「計測中」の表示がされ、計測部４１の照射部４１ａからプランジャ２の測定点２１に向けて計測光が照射され、反射した計測光が受光部４１ｂに戻される。

これにより、プランジャ２が実質的に筒体１のゼロ目盛りの位置にある第１計測位置情報Ｌａが計測される。この計測結果により、演算部４２が記憶している第１計測位置情報Ｌａが更新される。フットスイッチ５５が押されたのち、第１計測位置情報Ｌａの計測が終了するまではおよそ３秒である。

仮にシリンジＳがセットされていない場合には表示窓５３に「計測失敗」の旨が表示される。また、第１計測位置情報Ｌａの計測は複数回行われるものとしても良い。

次に、表示窓５３に「混注を実施後、シリンジをセットしてください」と表示されるので、使用者は所定量の液体をシリンジＳに吸引し、筒体１を筒体受部３に再セットする。再セットが終了したらフットスイッチ５５を押す。表示窓５３に「計測中」が表示され、約３秒以内にプランジャ２の第２計測位置情報Ｌｂが計測される。この第２計測位置情報Ｌｂの計測も複数回行われるものであっても良い。

演算部４２は、第１計測位置情報Ｌａおよび第２計測位置情報Ｌｂから演算用移動距離Ｌβを演算し、予め記憶している採取量変換係数Ｚに基づいて液体の採取量を算出する。この結果は表示窓５３に表示される。

演算部４２には、採取する液体につき所定の混注量を記憶させておくと良い。その場合、用いるシリンジＳに応じて夫々数値を記憶させておく。計測後、液体の採取量が規定範囲内であれば、「計測終了」等を表示窓５３に表示して計測作業を終える。一方、計測値が規定範囲を外れている場合には、「再度、混注を実施後、シリンジをセットしてください」等と表示して、利用者に再計測を促すことができる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、プランジャ２の位置を計測するのに、計測光をプランジャ２の端部で反射させるものを示したが、この他に、例えば、プランジャ２の位置を撮影して画像処理によって位置測定を行うものであってもよい。また、プランジャ２の出退方向に沿って筒体受部３に複数の受光素子を配設しておき、プランジャ２の長手方向Ｘに対して直角に光を照射して、プランジャ２によって光が遮られる位置を測定するもの等であっても良い。

また、上記実施形態では、プランジャ２の位置を計測する際にプランジャ２の姿勢が傾いているため、プランジャ２が計測途中に重力によって僅かに移動することも考えられる。よって、一度の計測において複数回の計測を続けて行うこととし、仮に夫々の計測結果どうしに一定の誤差が生じた場合には、表示窓５３にエラーを表示したり、別途設けたスピーカーから警報音を発したりすることとしても良い。

本発明に係る技術は、プランジャの位置を計測することで、採取した液体の容積を求めるシリンジ鑑査器に広く適用することができる。

１ 筒体
１１ 吸排口
１２ 開口部
１３ フランジ
２ プランジャ
２１ 測定点
３ 筒体受部
３２ａ 溝部
３２ 位置決定部
４１ 計測部
４２ 演算部
Ｍ シリンジ鑑査器
Ｍ２ 軸支部
Ｍ３ 基台部
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｒ 貯留室
Ｓ シリンジ
Ｖα 基準容積
Ｚ 採取量変換係数

Claims (4)

1. 一端に液体の吸排口が形成され、他端に開口部と当該開口部を囲むフランジとが形成された筒体と、
   前記筒体に内挿された状態で往復移動し、前記筒体との間で前記液体の貯留室を形成するプランジャと、を有するシリンジを用いて前記液体の吸排量を測定するべく、
   前記筒体を受ける筒体受部と、
   前記フランジに当接する位置決定部と、
   前記プランジャの一部に設けた測定点の位置を計測する計測部と、
   前記プランジャを前記筒体に対して第１位置と第２位置とに設定することで得られる位置情報、および、前記第１位置と前記第２位置とで規定される前記貯留室の基準容積を基本情報として予め記憶している演算部と、を備え、
   前記液体の吸排量を測定する際に、前記プランジャの操作前後の異なる二つの位置を前記計測部により計測して前記プランジャの演算用移動距離を算出し、
   当該演算用移動距離と前記基本情報とに基いて、前記演算部が前記シリンジによる前記液体の吸排量を算出するシリンジ鑑査器。
2. 前記基本情報が、前記基準容積を前記第１位置と前記第２位置との距離で除した定数である採取量変換係数を含む請求項１に記載のシリンジ鑑査器。
3. 前記筒体受部が傾斜角度をもち、前記位置決定部が、前記フランジの一部を挿入可能な溝部であって、前記フランジの表面の一部が前記傾斜角度に起因して前記溝部の壁面に当接するように構成してある請求項１または２に記載のシリンジ鑑査器。
4. 前記筒体受部が、前記傾斜角度の設定が可能な軸支部を介して基台部に装着されている請求項３に記載のシリンジ鑑査器。

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