特許 5872965 定量サンプリング装置、生体成分測定装置及び人工膵臓装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5872965

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】定量サンプリング装置、生体成分測定装置及び人工膵臓装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 5/00 20060101AFI20160216BHJP

   F04B 43/12 20060101ALI20160216BHJP

   A61B 5/145 20060101ALI20160216BHJP

   A61M 1/36 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   F04C5/00 341A

   F04C5/00 341B

   F04C5/00 341G

   F04C5/00 341K

   F04B43/12 G

   A61B5/14 310

   A61M1/36 563

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-122545(P2012-122545)

(22)【出願日】2012年5月29日

(65)【公開番号】特開2013-245664(P2013-245664A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2015年1月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087594

【弁理士】

【氏名又は名称】福村 直樹

(72)【発明者】

【氏名】泉地 良彦

(72)【発明者】

【氏名】山崎 博実

(72)【発明者】

【氏名】村上 元章

【審査官】 松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１３０３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５２７１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭６２−４７１０（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開平９−９６２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２８０７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３４３１８６４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ ５／００

Ｆ０４Ｂ ４３／１２

Ａ６１Ｂ ５／１４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

希釈液供給流路により供給される希釈液で、採取された生体液を、希釈してなる希釈生体液を希釈生体液導出流路へ導出するカテーテルと、
前記希釈液供給流路に希釈液を供給する希釈液供給チューブと前記希釈生体液導出流路から供給される希釈生体液を受け入れる希釈生体液導出チューブとを同時に押し潰してしごくことにより希釈液及び希釈生体液を押し出す複数の共通移動押圧部材と、複数の前記共通移動押圧部材を回転させる回転軸に支持され、かつ前記共通移動押圧部材間に配置され、前記希釈液供給チューブを押圧する希釈液供給チューブ用の移動押圧部材とを有するチューブポンプとを備え、
前記希釈液供給チューブと希釈生体液導出チューブとが、長尺のチューブから隣り合うようにして切り出された一対のチューブであることを特徴とする定量サンプリング装置。

【請求項2】

前記チューブポンプは、前記希釈液供給チューブから押し出される希釈液の量を調節する希釈比調整手段を備えて成ることを特徴とする前記請求項１に記載の定量サンプリング装置。

【請求項3】

共通移動押圧部材が希釈液供給チューブ及び希釈生体液導出チューブそれぞれを押し潰すことのできる複数の共通ローラを備え、前記希釈比調整手段は、希釈液供給チューブ用の移動押圧部材に含められ、かつ前記共通ローラよりも外径の小さい細径部を備え、この細径部により希釈液供給チューブを閉塞しない程度に押圧するように構成された細径ローラである前記請求項２に記載の定量サンプリング装置。

【請求項4】

共通移動押圧部材が希釈液供給チューブ及び希釈生体液導出チューブそれぞれを押し潰すことのできる複数の共通ローラを備え、前記希釈比調整手段は、希釈液供給チューブ用の移動押圧部材に含められ、かつ付勢部材により前記希釈液供給チューブを押圧する程度を調節可能な押圧力可変ローラである前記請求項２又は３に記載の定量サンプリング装置。

【請求項5】

前記請求項１から請求項４までの何れか一項に記載した定量サンプリング装置を備えた生体成分測定装置。

【請求項6】

前記請求項５に記載した生体成分測定装置を血糖値測定装置として備えた人工膵臓装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は定量サンプリング装置、生体成分測定装置及び人工膵臓装置に関し、さらに詳しくは、内蔵するチューブポンプのチューブ交換による影響を受け難く、高精度で定量的なサンプリングのできる定量サンプリング装置、この定量サンプリング装置を備えた生体成分測定装置及び人工膵臓装置に関する。

【背景技術】

【0002】

生体成分測定装置等に用いられる定量サンプリング装置は、生体成分測定用のセンサ等に生体液のサンプルを供給する。通常、センサで生体液のサンプルを測定するだけならサンプリング装置の定量性はそれほど問題にはならない。

【0003】

しかし、サンプルを希釈液等で希釈しながらサンプリングする場合は、希釈液とサンプルとの流量の変化でサンプル中に含まれる生体成分の見かけの濃度が変化する。このような測定誤差を無くすため、生体成分測定装置等に用いられる定量サンプリング装置のポンプには定量性のあるポンプが用いられている。定量ポンプとしては、容積タイプのポンプが一般的であり、特に、生体成分測定装置等に用いられる定量サンプリング装置用のポンプとしては、定量性、少容量対応、衛生管理上の配慮等からチューブポンプがよく用いられている。例えば、特許文献１には、カテーテルに定量的に希釈液を送液し、そのカテーテルから血液等の生体成分を希釈液ごと定量的に吸入する生体成分測定装置用の定量サンプリング装置が開示されている。この定量サンプリング装置には、チューブポンプの一種であるローラポンプが好適に使用できるとされている。その他にも、生体成分測定装置のサンプル採取用に定量ポンプが利用されている例として、特許文献２及び特許文献３に記載された発明を挙げることができる。特許文献２及び特許文献３では、定量的にサンプルを採取できる人工膵臓装置、及び血液中の血糖値モニタが開示されている。

【0004】

チューブポンプは、弾性チューブを押圧しながらしごくことによりチューブ内の流体を移送する装置であり、ローラポンプ、しごきポンプ、ペリスタルティックポンプ、蠕動ポンプ等と呼ばれている類似のポンプもあり、これらも含めてチューブポンプと呼ぶ。これらのチューブポンプはいずれも、基本的な同じ原理にてポンプ機能を発揮する。

【0005】

さらに詳述すると、あるチューブポンプは、駆動源例えばモータにより回転することのできる回転軸と、その回転軸に放射状に取り付けられた複数の、かつ同じ長さの軸体と、前記軸体それぞれの先端部に回転自在に取り付けられたローラと、少なくとも２個の隣接するローラに架け渡され、かつ液体を流通させることのできる内部空間を有するように形成され、かつ押し潰すことのできる程度の弾力性を有する素材で作成されたチューブと、前記チューブを前記ローラにより押し潰すことができるように配置された押え板とを備える。

【0006】

このチューブポンプにおいては、複数のローラそれぞれは回転軸の回転によって前記回転軸を中心とする円形の軌跡を描いて回動する。前記押え板の前記ローラに臨む面は円弧を描くような凹面に形成される。押え板の凹面側にチューブが配設される。軸体の先端部に取り付けられているローラは、前記押え板の凹面にチューブを押さえつけてそのチューブを押しつぶすように、前記押え板の凹面に沿って回動移動することができるように、配置される。この押え板の凹面の、ローラが回動する方向における長さは、あるローラが押え板に対してチューブを押し付けてそのチューブを押し潰している位置から、そのローラに隣接する他のローラが押え板に対してチューブを押し付けてそのチューブを押し潰している位置までの円弧状長さを少なくとも、必要とする。押え板の凹面に、少なくとも２個のローラがチューブを押し潰しているので、チューブの内部空間は２個のローラによって閉塞空間が形成されることになる。この閉塞空間はポンプ室とみることができる。

【0007】

このような従来のチューブポンプは、以下のように作用する。説明の便宜上、複数のローラが時計方向に円軌道を描いて回動するものと、する。初期状態においては、押え板の凹面に対して２個のローラがチューブを押し付け、チューブを押し潰しているとする。２個のローラを、下流側のローラ（Ｌ）及び上流側のローラ（Ｕ）と便宜上称することがある。この状態を出発状態にして、ローラが時計方向に回動すると、上流側及び下流側の２個のローラ（Ｌ、Ｕ）は、押え板に対してチューブを押し付け、かつ押し潰しているチューブ上を、移動する。２個のローラ（Ｌ、Ｕ）は軸体の先端部に回転可能に取り付けられているから、ローラはチューブ上を回転しつつその押し付け位置を変更する。ローラの位置変更によりチューブにおける押し潰された部位が下流側に変更される。下流側に位置するローラについても上流側に位置するローラと同様にして、チューブを押し付ける位置を変更し、これによって下流側のローラがチューブを押し付ける位置を変更する。このようにして、２個のローラが押え板に対してチューブを押し潰す位置を変更しつつ、かつ２個のローラが円軌道を描きつつ回転軸を中心にして回転する。

【0008】

２個のローラが回転するうちに、下流側のローラ（Ｌ）が押え板の下流側端部から離れると、そのローラ（Ｌ）はチューブを押し潰すために必要な押え板が存在しないことにより、そのローラ（Ｌ）に接するチューブは押し潰されていた状態から押し潰されていない状態になり、その結果、そのローラが押え板に対してチューブを押し付けていた状態が維持されているときには２個のローラによって形成されていた閉塞空間が開放空間となる。このように開放空間が形成された時点における、下流側のローラ（Ｌ）がチューブに接触している部位ではチューブが押し潰されていないので、下流側のローラ（Ｌ）がチューブに接触している部位は、チューブ内部を開放している部位、つまり開放部位であると言える。

【0009】

一方、回転軸の回転により上流側のローラ（Ｕ）は押え板の凹面に沿って時計方向にチューブを押し潰しながら移動して行く。そうすると、チューブの内部における閉塞空間に存在していた液体が時計方向に移送されていく。そして、下流側のローラ（Ｌ）が押え板とでチューブを押し潰している位置からさらに離れて押え板でチューブを押し潰すことのできない位置に至ると、チューブの閉塞空間が開放空間になり、さらに、上流側のローラ（Ｕ）により押し潰されている位置が時計方向に移動すると、上流側のローラ（Ｕ）によりチューブ内の液体が時計方向に押されて行く。

【0010】

上流側のローラ（Ｕ）が押え板と協働してチューブを押し潰している位置からさらに時計方向に回動して押え板とでチューブ押し潰すことのできない位置にその位置を変更した時点で初期状態におけるチューブ内の閉塞空間内に貯留されていた液体が吐出されることになる。

【0011】

初期状態において押え板に対してチューブを押し付けてそのチューブをその部位にて押し潰していた２個のローラ（Ｌ、Ｕ）それぞれを、上流側のローラ（Ｕ）及び下流側のローラ（Ｌ）と称していた。チューブポンプには複数のローラが設けられているので、上述した上流側のローラ（Ｕ）及び下流側のローラ（Ｌ）が果たした機能及び作用が、任意の隣接する二つのローラについても奏される。

【0012】

その結果として、ローラが押え板に対してチューブを押し潰しつつローラが回動することにより、隣接する二つのローラ（Ｌ、Ｕ）が押え板に対してチューブを押し潰すことにより形成されていた閉塞空間に充填されていた液体が、ローラの回動とともにチューブ内を押し流されていく。

【0013】

チューブポンプにおいては、チューブの内径と複数のローラの回転速度を一定にしておけば、一定流量で流体を移送することができるはずである。

【0014】

このようなチューブポンプは、構造の単純さ、精密な定量性、信頼性、チューブの交換容易性等の利点があると期待される。特に、ローラポンプは小流量で、吐出圧が低く、流量の定量性が要求され、流体の流路を頻繁に交換すべき用途で好適に利用される。誤作動による高圧発生の恐れもなく、医療現場等で用いられるカテーテル、注射器等の薬液投与用の装置、尿、血液、リンパ液、その他の体液等の採取・排出装置等の医療支援装置等や光学分析等に用いる微小量サンプル採取・導入装置等に適用するのに好適なポンプとされている。さらに、最近ではプリンタ用のインク供給装置や精密機械用のマイクロマシンとしての定量ポンプ等にも用途が広がっている。また、ローラポンプの改良も多数提案されている。例えば、特許文献４及び特許文献５には、チューブの耐久性を向上させるためのポンプの構造が提案されている。特許文献６には小型化を目指したローラポンプが開示されている。特許文献７にはプリンタ等に使用するインクジェット記録装置用のローラポンプが開示されている。さらに、上述のローラポンプとは構造の異なったタイプのローラポンプ等も各種提案されている（特許文献８）。

【0015】

人口膵臓装置等に使用される定量サンプリング装置により採取される血液等の生体液につき、患者負担を軽減するために生体液の採取量はできるだけ少なくすることが要請される。また、人口膵臓装置等に使用される定量サンプリング装置では採取される生体液が少量であるから生体液中の生体成分を測定するためには希釈液で生体液を希釈しなければならず、したがって、前記人口膵臓装置及び生体成分測定装置等に使用される定量サンプリング装置にあっては、採取する生体液の量と生体液及び希釈液の合計量との比である希釈比を厳密に管理する必要がある。

【0016】

定量サンプリング装置における希釈比についてさらに説明する。

【0017】

患者から採取する生体液の量たとえば血液量は、通常の場合、たとえば１〜３ｍＬ／ｈｒである。このように患者から採取する生体液量は、患者自身による血液再生量を考慮することによりたとえば前記したような少量になるのである。

【0018】

チューブポンプを使用した定量サンプリング装置には、希釈液を移送するチューブと生体液及び希釈液の混合液を移送するチューブとが装備されている。このようなチューブ及びチューブポンプを備えた定量サンプリング装置における希釈比は、たとえば以下の式にて決定される。
希釈比＝（希釈液量と生体液量との混合液の導出量）／（希釈液量と生体液量との混合液の導出量−希釈液量）
なお、上記式における量は単位時間における量である。

【0019】

希釈液を移送するチューブ及び生体液と希釈液との混合液を移送するチューブそれぞれの内径は０．５ｍｍ〜０．８ｍｍといった極めて小さな値の範囲にある。

【0020】

定量サンプリング装置における希釈比を正確に定めるには、チューブポンプにより移送される液量を正確にし、そのためにはチューブの内径を厳密に管理しなければならない。

【0021】

ところが、前記のようなきわめて小さな内径を有するチューブであって長手方向（軸線方向）に沿って常に一定の内径を有するチューブは至難である。通常はチューブの内径はその長手方向に沿って微妙に変化している。

【0022】

たとえばチューブポンプを使用して希釈比を７にすると設定した場合に、希釈液を移送するチューブの内径が０．７ｍｍであるとすると、希釈液と生体液との混合液を移送するチューブの内径が０．７５６ｍｍになる（なお、計算の手順は省略する。以下においても同様）。前記したように製造されるチューブの内径が微妙に変化しているので、内径が０．７５６ｍｍであるチューブを選択することは現実的ではない。実際には、チューブの内径の公差をたとえば０．０３に設定するとすれば、公差が−０．０３であるときのチューブを選択してこれを希釈液と生体液との混合液を移送するチューブに採用するとそのチューブの内径が０．７３ｍｍになる。そして、内径が０．７ｍｍのチューブを、希釈液を移送するチューブとし、内径が０．７３ｍｍであるチューブを、希釈液と生体液との混合液を移送するチューブとすれば、それらチューブを使用したときの希釈比は５倍になる。公差が＋０．０３であるときのチューブを選択してこれを希釈液と生体液との混合液を移送するチューブに採用するとそのチューブの内径が０．７９ｍｍになる。そして、内径が０．７ｍｍのチューブを、希釈液を移送するチューブとし、内径が０．７９ｍｍであるチューブを、希釈液と生体液との混合液を移送するチューブとすれば、それらチューブを使用したときの希釈比は１４倍になる。希釈比をたとえば７にするという目標がありながら、製造されるチューブの内径がその軸線方向に沿って微妙に変化するので、希釈比を一定に維持するにはきわめて厳格なチューブ内径の管理せざるを得なかった。

【0023】

したがって、従来の定量サンプリング装置にあっては、チューブポンプに使用されるチューブとして安価な材料を使用するにしても希釈比を一定にするために、採用されるチューブの内径を厳密に選定しなければならないという品質管理上のコストが大きくかかっていた。換言すると、希釈比を一定にするために必要とされる内径を有するチューブが選定される一方、選定されなかったチューブは廃棄せざるを得なかったのである。これはチューブポンプを有する定量サンプリング装置における製造上の大きな問題点である。

【0024】

一方、チューブポンプを組み込んだ定量サンプリング装置を有するたとえば人口膵臓装置においては、患者毎にチューブを交換しなければならない。ある患者に使用した人口膵臓装置をそのまま他の患者に使いまわすことは、絶対的に禁止される。したがって、ある患者に使用した人口膵臓装置を他の患者に使用するときには、チューブポンプに組み込まれているチューブを新品のチューブに交換しなければならない。

【0025】

前述したようにチューブポンプ用に製造されるチューブはその内径が一定になるように品質管理がなされているとはいうものの、チューブ内径の公差を相当に小さなたとえば±０．０３に設定したとしても、そのような公差の範囲内で選択されるチューブを新たなチューブとしてチューブポンプに組み込むと、希釈比を７倍に設定しても前記したように希釈比が最低５倍から最大１４倍にまでバラついてしまう。

【0026】

したがって、チューブポンプに適用されるチューブを交換するごとに校正をせざるを得なくなる。なぜなら、チューブポンプに使用されるチューブを交換した後に校正をすることなくそのチューブポンプを組み込んだ人口膵臓装置を新たなる患者に適用すると、インスリンを多く投与し、あるいは少なく投与するといった事態を招来してきわめて危険であるからである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0027】

【特許文献1】特開２００６−１３０３０６号公報

【特許文献2】特開昭５８−１５２５３７号公報

【特許文献3】特開昭５６−２８７６５号公報

【特許文献4】特開平２−２３８１８８号公報

【特許文献5】特開昭５８−１０１２８２号公報

【特許文献6】特開２００６−１０５０３７号公報

【特許文献7】特開２００６−７６１９３号公報

【特許文献8】特開平６−３１７２５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0028】

この発明は、回転軸を共有して連動する複数の押圧部材により複数のチューブがしごかれることにより複数のチューブ内の液を移送するマルチポンプを利用した定量サンプリング装置において、
従来のチューブポンプにおけるのと同様にチューブ内径の厳密な管理をするにもかかわらず従来においては設定される希釈比のバラつきが生じていたという製造上の問題点を解決し、さらにはチューブポンプにおけるチューブの交換を行っても校正の必要性のない定量サンプリング装置、このサンプリング装置を用いた生体成分測定装置及び人工膵臓装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0029】

この発明は、チューブポンプにおいて、ローラ等によって扱かれるチューブの内容積であるポンプ室容積を変化させればチューブ内径が一定であっても流量を変化させられるという着想に基づき、チューブが扱かれる区間内にて、押圧部材が異なる区間を設けることにより高精度で一定の吐出量ないし希釈率が得られるようにしたことを特徴とする。

【0030】

すなわち前記課題を解決するための手段は、
（１） 希釈液供給流路により供給される希釈液で、採取された生体液を、希釈してなる希釈生体液を希釈生体液導出流路へ導出するカテーテルと、
前記希釈液供給流路に希釈液を供給する希釈液供給チューブと前記希釈生体液導出流路から供給される希釈生体液を受け入れる希釈生体液導出チューブとを同時に押し潰してしごくことにより希釈液及び希釈生体液を押し出す複数の共通移動押圧部材と、複数の前記共通移動押圧部材を回転させる回転軸に支持され、かつ前記共通移動押圧部材間に配置され、前記希釈液供給チューブを押圧する希釈液供給チューブ用の移動押圧部材とを有するチューブポンプとを備え、
前記希釈液供給チューブと希釈生体液導出チューブとが、長尺のチューブから隣り合うようにして切り出された一対のチューブであることを特徴とする定量サンプリング装置であり、
（２） 前記チューブポンプは、前記希釈液供給チューブから押し出される希釈液の量を調節する希釈比調整手段を備えて成ることを特徴とする前記（１）に記載の定量サンプリング装置であり、
（３） 共通移動押圧部材が希釈液供給チューブ及び希釈生体液導出チューブそれぞれを押し潰すことのできる複数の共通ローラを備え、前記希釈比調整手段は、希釈液供給チューブ用の移動押圧部材に含められ、かつ前記共通ローラよりも外径の小さい細径部を備え、この細径部により希釈液供給チューブを閉塞しない程度に押圧するように構成された細径ローラである前記（２）に記載の定量サンプリング装置であり、
（４） 共通移動押圧部材が希釈液供給チューブ及び希釈生体液導出チューブそれぞれを押し潰すことのできる複数の共通ローラを備え、前記希釈比調整手段は、希釈液供給チューブ用の移動押圧部材に含められ、かつ付勢部材により前記希釈液供給チューブを押圧する程度を調節可能な押圧力可変ローラである前記（２）又は（３）に記載の定量サンプリング装置である。

【0031】

前記課題を解決するための他の手段は、
前記（１）から（４）までの何れか一項に記載した定量サンプリング装置を備えた生体成分測定装置である。

【0032】

前記課題を解決するためのその他の手段は、
前記（５）に記載の生体成分測定装置を血糖値測定装置として備えた人工膵臓装置である。

【発明の効果】

【0033】

この発明に係る定量サンプリング装置においては、共通移動押圧部材と希釈液供給チューブ用の移動押圧部材とにより希釈液供給チューブがしごかれることにより、共通移動押圧部材と希釈液供給チューブ用の移動押圧部材との間隔により決定される所定量Ａの希釈液がカテーテルに供給される。

【0034】

一方、希釈液供給チューブ用の移動押圧部材によって希釈生体液導出チューブはしごかれずに共通移動押圧部材によって希釈生体液導出チューブがしごかれることにより共通移動押圧部材の間隔により決定される所定量Ｂの希釈生体液がカテーテルから希釈生体液導出流路へと導出され、ポンプから排出される。

【0035】

希釈液供給チューブと希釈生体液導出チューブとは長尺の１本のチューブから隣り合わせになるように切り出されてなるから、希釈液供給チューブの内径と希釈生体液導出チューブの内径とが同一になっている。

【0036】

したがって、希釈液供給チューブと希釈生体液導出チューブとの内径が同じであるから、前記所定量Ａと前記所定量Ｂとで決まる希釈割合で希釈された希釈生体液を調製することができる。

【0037】

よって、前記（１）に記載の構成を有する発明によると、希釈液供給チューブと希釈生体液導出チューブとが同じ内径を有すること、及び共通移動押圧部材及び移動押圧部材によるしごき作用とによって、所定の希釈倍率の希釈生体液を所定量サンプリングすることができる。一方、このようにして希釈液供給用と希釈生体液導出用とに同一内径のチューブを使用できることから、チューブの取り違え等の操作ミスを完全に回避できるだけでなく、同一のチューブを必要な長さに切断して使い分けることにより、チューブ内径に少々の寸法誤差があったとしても安定して精度の高い希釈倍率が得られるという利点もある。さらに、チューブ内径を精密に測定し及び確認する必要がないので、そのための設備及び作業を省くことができ、すなわち省力化及び低コスト化を図ることもできる。

【0038】

前記（２）に係るこの発明の定量サンプリング装置においては、希釈比調整手段を備えている。この希釈比調整手段により、移動押圧部材が希釈液供給チューブを押圧する程度を可変することにより、共通移動押圧部材と他の共通移動押圧部材とで希釈液供給チューブを２点で押し潰すことにより形成される希釈液供給チューブの内部空間の容積が可変されることになる。希釈液供給チューブの内部空間の容積が可変されると、希釈液供給チューブにより押し出される希釈液の供給量が変更される。希釈生体液導出流路から導出される希釈生体液は実質的に一定量であるから、カテーテル内に供給される希釈液の量を変更することにより、カテーテル内に吸引される生体量も可変されることになり、故に生体液を希釈液で希釈するときの希釈比が調整されることになる。その結果、所定の希釈率に調節された量の希釈生体液が希釈生体液導出流路から導出されることができる。

【0039】

前記（３）に係るこの発明の定量サンプリング装置における希釈比調整手段は、希釈液供給チューブ用の移動押圧部材におけるローラが、前記共通ローラよりも外径の小さい細径部を備え、この細径部により希釈生体液導出チューブを閉塞しない程度に押圧するように構成して成るので、直径の異なる希釈液供給用ローラを複数種類用意することにより、所望の希釈倍率の希釈生体液を得ることができる。

【0040】

前記（４）に係るこの発明の定量サンプリング装置においては、希釈比調整手段は、共通ローラ間に配設され、付勢部材により希釈生体液導出チューブを押圧する程度を調節可能な押圧力可変ローラを有する。これにより、希釈生体液供給チューブを押圧する程度を調節することにより、希釈液供給量を調節することができ、その結果、調節された量の希釈生体液が希釈生体液導出チューブから排出されることができる。

【0041】

前記（５）に係るこの発明の生体成分測定装置及び前記（６）に係るこの発明の人工膵臓装置は、カテーテルへの希釈液の供給量及びカテーテルから希釈生体液を導出する導出量の定量性がよい。従来のようにチューブ径が違う希釈液供給チューブと希釈生体液導出チューブとの径および組合せを厳密に管理することで希釈比を安定にする方法は、径がわずかに変動するだけで大きな希釈比の変動をおこしやすい。これに比して、希釈液供給用ローラが押す容積分が生体液量を決定する本考案の方法は、チューブ内径の変動に影響されにくく非常に希釈比の安定が得やすく、したがって、採取試料の希釈比が一定に維持されるという利点を備えている。特に、チューブ交換による影響を受け難く、採取試料の希釈比の安定性に優れているので、人工膵臓装置及びその血糖値測定に好適である。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】図１は、この発明に係る定量サンプリング装置の一実施形態のフロー図である。

【図2】図２は、この発明に係る定量サンプリング装置を備えた生体成分測定装置の一実施形態のフロー図である。

【図3】図３は、この発明に係る定量サンプリング装置に使用される希釈生体液導出用のローラポンプの構造の一例を表す説明用断面図である。

【図4】図４は、図３と同じローラポンプの構造を表す説明用断面図である。ただし、図３に対し、ローラが回転軸を中心に時計回りに９０度回転した図である。

【図5】図５は、この発明に係る定量サンプリング装置に使用される希釈液供給用のローラポンプの構造の一例を表す説明用断面図である。

【図6】図６は、図５と同じローラポンプの構造を表す説明用断面図である。ただし、図５に対し、ローラが回転軸を中心に時計回りに９０度回転した図である。

【図7】図７は、この発明に係る定量サンプリング装置に使用される希釈比調整手段を備えた希釈液供給用のローラポンプの構造の一例を表す説明用断面図である。

【図8】図８は、図７と同じローラポンプの構造を表す説明用断面図である。ただし、図７に対し、ローラが回転軸を中心に時計回りに９０度回転した図である。

【図9】図９は、この発明に係る定量サンプリング装置に使用される希釈比調整手段を備えた希釈液供給用のローラポンプの構造の一例を表す説明用断面図である。

【図10】図１０は、この発明に係る定量サンプリング装置に使用される希釈比調整手段を備えた希釈液供給用のローラポンプの構造の一例を表す斜視図である。

【図11】図１１は、この発明に係る定量サンプリング装置に使用される希釈液供給用のローラポンプの構造の一例を表す斜視図である。

【図12】図１２は、この発明に係る定量サンプリング装置に使用される希釈液供給用のローラポンプと希釈生体液導出用のローラポンプとを組合せたマルチポンプの構造の一例を表す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

この発明の定量サンプリング装置の一形態は、希釈液供給流路により供給される希釈液で、採取された生体液を、希釈してなる希釈生体液を希釈生体液導出流路へ導出するカテーテルと、
前記希釈液供給流路に希釈液を供給する希釈液供給チューブと前記希釈生体液導出流路から供給される希釈生体液を受け入れる希釈生体液導出チューブとを同時に押し潰してしごくことにより希釈液及び希釈生体液を押し出す複数の共通移動押圧部材と、
複数の前記共通移動押圧部材を回転させる回転軸に支持され、かつ前記共通移動押圧部材間に配置され、前記希釈液供給チューブを押圧する希釈液供給チューブ用の移動押圧部材とを有するチューブポンプとを備え、
前記希釈液供給チューブと希釈生体液導出チューブとが、長尺のチューブから隣り合うようにして切り出された一対のチューブであることを特徴とする。

【0044】

以下において、前記共通移動押圧部材を第１移動押圧部材と称し、希釈液供給チューブ用の移動押圧部材を第２移動押圧部材と称することがある。

【0045】

この発明の定量サンプリング装置は、サンプル採取装置であるカテーテルに希釈液を供給することにより、カテーテルで採取した生体液を希釈液で希釈し、生体液を希釈液で希釈してなる生体希釈液をカテーテルから導出する。カテーテルへの希釈液の供給やカテーテルからの希釈生体液の導出にはチューブポンプを採用している。このカテーテルへ希釈液を供給するために用いられる希釈液供給チューブと、カテーテルから希釈生体液を導出するために用いられる希釈生体液導出チューブとは、長尺のチューブから隣り合うようにして切り出された一対のチューブであることにより、同一の内径を有している。

【0046】

通常は、これらのチューブポンプは主要な移動押圧部材を共有している。このようにふたつ以上のチューブポンプが移動押圧部材の一部を共有している場合、このふたつ以上のチューブポンプはまとめてマルチポンプと呼ばれている。この発明においては、第１移動押圧部材が希釈液供給チューブと希釈生体液導出チューブとをしごくので定量サンプリング装置はマルチポンプを有する。

【0047】

以下に説明する具体的な構成においては、前記移動押圧部材としてローラを備えたローラポンプをチューブポンプとして適用しており、前記の第１移動押圧部材、第２移動押圧部材は、それぞれ共通ローラ、希釈液供給用ローラと称することがある。

【0048】

この発明の定量サンプリング装置の全体構成を説明する。

【0049】

図１には、この発明の定量サンプリング装置の概略説明図を示した。この態様における定量サンプリング装置１０は、例えば軸線方向に沿って同一内径を有するチューブである希釈液供給チューブと軸線方向に沿って同一内径を有し、前記希釈液供給チューブの内径と同じ内径を有する希釈生体液導出チューブとを備えたふたつのローラポンプからなるマルチポンプ７を備えている。

【0050】

このような、希釈液供給チューブの内径と同じ内径を有する希釈生体液導出チューブを得るには、たとえば長尺のチューブから所定長さの１本のチューブを切り出し、次いでその１本のチューブを切断して２本のチューブにし、２本のチューブの内の一方のチューブを希釈液供給チューブとし、他方のチューブを希釈生体液導出チューブとするのが良い。

【0051】

ひとつのローラポンプは希釈液供給用のポンプで、もうひとつのローラポンプは希釈生体液導出用のポンプである。この態様の定量サンプリング装置１０では、希釈液タンク１４からマルチポンプ７により単位時間あたり所定量の希釈液を、希釈液供給流路１８を通して体液採取器であるカテーテル１２に導入する。

【0052】

カテーテル１２は生体液、例えば血液を採取し、カテーテル１２により採取された生体液は希釈液供給流路１８を通して導入された希釈液とともにマルチポンプ７により希釈生体液導出流路１７を通して吸引される。この際、カテーテル１２に供給される希釈液の流量よりも、吸引される希釈液と生体液とを合わせた希釈生体液の流量のほうが多くなるようにマルチポンプ７におけるそれぞれのポンプの流量比が設定されている。

【0053】

このようにして、血液はカテーテル１２中で希釈液により希釈され、希釈生体液としてマルチポンプ７により、定量サンプリング装置１０の外部にあるセンサ１３に導かれ、そのセンサ１３により生体成分が測定される。具体的には、そのセンサ１３が例えば血糖値センサであればその血糖値センサで血糖値が測定される。

【0054】

生体液中の生体成分を測定する一連の生体液測定操作が終了したら、生体液の採取を停止し、例えば希釈液で希釈生体液導出流路１７内を洗浄してからマルチポンプ用のチューブを取り外し、別途準備したマルチポンプ用のチューブに交換する。

【0055】

この際、交換用に準備するマルチポンプ用のチューブは、交換するべき希釈液供給チューブ及び希釈生体液導出用チューブを切り出したもとのチューブと同じチューブから所定長さの１本のチューブを切り出し、次いでその１本のチューブを切断して２本のチューブにし、２本のチューブの内の一方のチューブを交換用の希釈液供給チューブとし、他方のチューブを交換用の希釈生体液導出チューブとするのが良い。交換用の希釈液供給チューブと交換用の希釈生体液導出チューブとは共に同じ内径を有し、しかも交換前の希釈液供給チューブ及び希釈生体液導出チューブと同じ内径を有する。したがって、チューブを交換しても交換前後において同じ希釈比で希釈生体液を導出することができ、センサでの測定の精度も保ち易く、再度校正をする必要もなくなる。

【0056】

図２には、この発明の定量サンプリング装置を一体化して備えている態様の生体成分測定装置の概略説明図を示した。この態様における生体成分測定装置１１における定量サンプリング装置は、上述の定量サンプリング装置と同様、軸線方向に沿って同じ内径を有するとともに隣接するチューブの内径がいずれも同じ内径である複数のチューブを有するローラポンプからなるマルチポンプ７を備えている。

【0057】

さらに、この態様の生体成分測定装置１１では、定量サンプリング装置に加えて校正液供給システム及びサンプル測定システムを備えている。

【0058】

サンプル採取については上述の定量サンプリング装置と同様であり、サンプル測定システムはセンサ１３、排液流路２１及び排液タンク１６からなっている。そして、サンプル測定時は上記と同様に、希釈生体液がマルチポンプ７によりセンサ１３に導入されて血糖値等が測定される。

【0059】

この態様の生体成分測定装置１１のマルチポンプ７は３つのローラポンプを備えており、それぞれのローラポンプは、軸線方向に沿って同じ内径を有し、３つのローラポンプにおけるそれぞれのチューブは、互いに同じ内径を有することが好ましい。そして、センサ１３の校正をする際には切替弁２０を切り替えて、希釈生体液に替えて校正液をセンサ１３に導入してセンサの校正を行う。センサ１３の校正の場合も希釈生体液の流量と校正液の流量との比率が一定であることが望ましく、この態様の生体成分測定装置においては、マルチポンプ７のチューブを交換しても、上述のようにマルチポンプ７を構成するそれぞれのローラポンプに対し同じ製造ロットのチューブを使用すれば、容易にそれぞれの流路に対応する流量の比率を一定にすることができる。

【0060】

この発明の定量サンプリング装置に備えられたローラポンプの形態例について図１２を参照にしながら説明する。図１２は希釈生体液導出用のローラポンプと希釈液供給用のローラポンプとを備えたマルチポンプの説明用斜視図である。

【0061】

この発明の定量サンプリング装置に備えられたローラポンプは、図１２に示すように希釈液供給用のローラポンプと希釈生体液導出用のポンプとが共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを共有して連動する所謂マルチポンプであり、それぞれのローラポンプは、円盤状の支持体５により回転軸と平行に支持され回転軸の周囲に配置された複数の共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが、回転軸を中心に回転し、回転する共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの回転面の外側に設けた円弧状の押さえ板２の内面の円弧に沿って配置した弾性を持つ希釈生体液導出チューブ８と希釈液供給チューブ９を閉塞するように押さえ板２と協働して押さえつけながらしごいて、チューブ内の流体を移送する。前記希釈生体液導出チューブ８と希釈液供給チューブ９は、それぞれ前出の図１または図２に示した希釈生体液導出流路１７、希釈液供給流路１８に接続するポンプ要素としてのチューブである（以下、それぞれ単に「チューブ」と称することがある。）。

【0062】

チューブ９を押さえつけている希釈液供給用のローラポンプは、チューブ内部を完全に閉塞させながらチューブ９をしごく複数の共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのほかに、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと同一の支持体５に支持されたローラであって、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと同時に回転し、ローラとの当接部におけるチューブ９の内部を完全に閉塞させるようにチューブ９を押さえつけてしごく希釈液供給用ローラ３ｅを備えている。一方、チューブ８を備えた希釈生体液導出用のローラポンプは、希釈液供給用のローラポンプと共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは共有しているが、希釈液供給用ローラ３ｅにより押さえつけられることはなく、通常のローラポンプと同様の形態をしている。

【0063】

この発明の定量サンプリング装置に使用されるマルチポンプでは、マルチポンプを形成するそれぞれのローラポンプにおけるチューブの内径を同じにしておく。そして、ローラポンプのチューブ交換時に新たに装着されるチューブすなわち希釈液供給用チューブと希釈生体液導出用チューブとが、同じ長尺状のチューブから隣り合わせの関係にあるように切り出された一対のチューブであるようにすると、切り出された一対のチューブすなわち希釈液供給用チューブの内径と希釈生体液導出用チューブの内径とが同一になる。

【0064】

隣接している関係となるように切り出された一対のチューブをマルチポンプ用のチューブとして取り替えれば、取り替え前のチューブとは内径が多少異なっていても、取り替えられたチューブ相互の内径のばらつきは小さい。このため、マルチポンプにおけるそれぞれのローラポンプの吐出流量はそれぞれ変化しても、チューブ取り替え後のそれぞれのローラポンプの吐出流量比はほとんど変わりがない。このようにしてチューブを取り替えても吐出流量比に変化のないマルチポンプとすることができる。

【0065】

そうすれば、この発明の定量サンプリング装置は、サンプルの希釈比等の流量比を一定に保つことができる。チューブには製造時等の内径に誤差があり、特に頻繁に交換をする機会の多い医療用のマルチポンプなどでは、経済的理由のため比較的内径の誤差の大きいチューブを使用せざるを得ない場合が多い。この発明で使用されるような弾性のあるチューブは、比較的安価に製造しようとすると、内径の誤差は避けられないが、長尺状のチューブから隣り合わせになるように切り出された一対のチューブは内径が同じであるから、希釈比を一定に維持することができる。

【0066】

それ故、この発明の定量サンプリング装置は、希釈液の供給量や生体液の採取量の定量性がよい。さらに、チューブポンプを組合せたマルチポンプのチューブ取り替えに際しての各チューブポンプの流量比の安定性により、採取試料の希釈比の安定性、校正液等との流量比の安定性等の利点を備えている。特に、チューブ交換による影響を受け難く、採取試料の希釈比の安定性に優れており、好適な定量サンプリング装置として血糖値測定装置等の生体成分測定装置用に利用できる。

【0067】

この発明の定量サンプリング装置に備えられたローラポンプの形態例について図３〜６、及び図１２を参照にしながら説明する。

【0068】

この発明の定量サンプリング装置の一形態として、希釈生体液導出用のローラポンプと希釈液供給用のローラポンプとで構成されるマルチポンプの内、希釈生体液導出用のローラポンプは通常のローラポンプの形態とし、希釈液供給用のローラポンプが特別の構造をしている場合について説明する。まず、希釈生体液導出用のローラポンプの作動機構について説明する。

【0069】

図３，４は希釈生体液導出用のローラポンプの作動状況説明図である。

【0070】

図３は、４つの共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを備えたローラポンプの断面図であり、例えば、これから共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが時計回り方向に回転してチューブ６（図１２のチューブ９に相当。）の内部で共通ローラ３ａと３ｂとによって閉じ込められた流体６ａをしごいて図の右側へ押出していく。

【0071】

図４は、図３の状態から共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが９０度回転して、共通ローラ３ａの位置に共通ローラ３ｂが到達し、共通ローラ３ｂの位置に共通ローラ３ｃが到達した状態を表わしている。

【0072】

このように共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが９０度回転すると、図３においてローラポンプ内のチューブ６内に閉じ込められていた流体６ａは図４の右側のローラポンプの外、すなわち吐出側に吐出されている。一方、図３においてローラポンプの吸入側である共通ローラ３ｂの左側のチューブ６内の流体が、図４の状態においてはローラポンプ内に流体６ａとして取り込まれている。そして、ローラポンプの機能としては、図４の状態は図３の状態に戻っている。共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄがさらに回転を続ければ、上述の作動工程が繰り返され、連続的なポンプ機能を果たすことになる。

【0073】

つぎに、希釈液供給用のローラポンプの作動機構について説明する。図５，６は希釈液供給用のローラポンプの作動状況説明用の断面図である。この発明における希釈液供給用のローラポンプは、上述の希釈生体液導出用のローラポンプと同様、円弧状の押さえ板２の内面の円弧に沿って円弧状に配置した弾性を持つチューブ６（図１２のチューブ８に相当。）を、回転軸の周囲に支持され回転軸を中心に回転する複数の共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより押さえ板２と協働して押さえつけながらしごいて、チューブ６内の流体６ａを移送する構造をしている。そして、このローラポンプは、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとの当接部におけるチューブ６のチューブ内部を閉塞させながらチューブ６をしごく複数の共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのほかに、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと同一の回転軸に支持されたローラであって、ローラとの当接部におけるチューブ６の内部を閉塞させながらチューブ６を押さえつけてしごく希釈液供給チューブ用ローラ３ｅを備えている。通常は、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄも希釈液供給用ローラ３ｅもそれぞれ同じ形状で、回転軸から同じ距離の位置に支持されていればよい。

【0074】

図５に示す形態に従って説明すると、図５の状態をローラポンプの作動開始状態とする。すなわち、押さえ板２に対してチューブ６を希釈液供給用ローラ３ａ、３ｂ及び３ｅで押圧することによりチューブ６が希釈液供給用ローラ３ａ、３ｂ及び３ｅで押し潰されてしまい、希釈液供給用ローラ３ｂと希釈液供給用ローラ３ｅとでチューブ６の内部が閉塞されてポンプ室が形成されて流体６ａが充填され、希釈液供給用ローラ３ｅと希釈液供給用ローラ３ａとでチューブ６の内部が閉塞されて第２のポンプ室が形成されて流体が充填される。希釈液供給用ローラ３ｂと希釈液供給用ローラ３ｅとで形成されるポンプ室の容積と希釈液供給用ローラ３ｅと希釈液供給用ローラ３ａとで形成されるポンプ室の容積とは、同じである。

【0075】

チューブ６内部の上流側の流体６ａ（図５で示せば共通ローラ３ｂの右側）は、共通ローラ３ｂと希釈液供給用ローラ３ｅとがチューブ６を押さえ板２と共に押さえつけてチューブ６を押し潰すことによりチューブ６の内部を完全に閉塞しているので、流体６ａ自らは自由に移動することができない状態になっている。この状態からローラポンプが作動し、共通ローラ３ｂ、希釈液供給用ローラ３ｅが回転軸４を中心に図５の矢印のように時計回りに回転しながらチューブ６をしごいていくと、共通ローラ３ｂと希釈液供給用ローラ３ｅとに押さえつけられて内部が完全に閉塞しているチューブ６の当接部、換言すると押し潰し部は、図５のチューブ６内を右側へ移動していく。チューブ６は弾性があるので、最初に共通ローラ３ｂに押さえつけられていた部分は膨らんでもとのチューブ形状に戻ろうとする。そのため、チューブ６の共通ローラ３ｂの左側である上流側にあった流体は、チューブ６内を共通ローラ３ｂの移動に伴って図５の中央左部分の流体６ａのあった部分に移動する。

【0076】

なお、この場合、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、及び希釈液供給用ローラ３ｅはローラ断面が円形であることが好ましく、それぞれ共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及び希釈液供給用ローラ３ｅ自体の中心軸を中心に回転、所謂自転してチューブ６表面上を転がりながらチューブ６をしごいていくと、摩擦抵抗が少なくて好ましい。

【0077】

そして、回転軸４が４５度回転すると、共通ローラ３ｂと共通ローラ３ｃとの間にある希釈液供給用ローラ３ｅが回転してきて最初に共通ローラ３ｂがあった位置のポンプ入口付近のチューブ６を押し潰してその部分のチューブ６の内部を完全に閉塞する。そして、回転軸４がさらに４５度回転すると、共通ローラ３ｃが回転してきて最初に共通ローラ３ｂがあった位置のポンプ入口付近のチューブ６を押さえつけてその部分のチューブ６内部を完全に閉塞する。ローラポンプのこの状態を図６に示している。この図５と図６との回転軸４を中心とした共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及び希釈液供給用ローラ３ｅの回転関係は、上述のこの図３と図４との回転軸４を中心とした共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの回転関係と同じである。そして、この間に希釈液供給用のローラポンプが押出す送液量は、チューブ６が希釈液供給用ローラ３ｅに抑え付けられている分だけ、希釈生体液導出用のローラポンプが押し出す送液量より少なくなっている。

【0078】

希釈液供給用ローラ３ｅは、ローラ断面は多角形等でもよいが円形であることが好ましく、希釈液供給用ローラ３ｅ自体の中心軸を中心に回転、所謂自転してチューブ６の表面上を転がりながらチューブ６をしごいていくことが、摩擦抵抗が少なくて好ましい。

【0079】

図６における希釈液供給用のローラポンプの状態としては、図５に示す状態に戻ったことになる。ただし、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは回転軸４を中心に９０度回転しており、図５の共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに相当する位置には共通ローラ３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ａが進んできている。この状態から共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄがさらに回転して進んでいけば、上述したと同じようにしてチューブ６内の上流側の流体が下流側へと連続的に移送されていき、ローラポンプとしての作用を奏することになる。この場合、図５，６に示すように４本の希釈液供給用ローラ３ｅが４本の共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの間にそれぞれ配置されているが、この発明における希釈液供給用のローラポンプ１の機能を発揮するためには、希釈液供給用ローラ３ｅは少なくとも１本あればよく、２〜３本でもよい。また、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの間に希釈液供給用ローラ３ｅを２本以上配置して、共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの数より多くの、例えば８本の希釈液供給用ローラ３ｅを配置してもよい。通常は、ポンプの吐出量の安定性からは、図５，６に示すようにすべての共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの間に同じ間隔で同じ形状の希釈液供給用ローラ３ｅが同じ数ずつ配置されていることが好ましい。このように希釈液供給用ローラ３ｅを多数備えたローラポンプは、従来のローラポンプと同じチューブ６を用いてもポンプ吐出量を少流量化できる。また、希釈液供給用ローラ３ｅが共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの間にあるチューブ６を押さえ付けることにより、従来のローラポンプに比べて共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの間にあるチューブ６内の容積の変化を小さくし、ローラポンプ特有の現象である吐出されていく流体の脈動も小さくすることができる。なお、希釈液供給用ローラ３ｅは必ずしもチューブ６の当接部を閉塞するように押さえつけなくても、流量を減少させる機能をする。

【0080】

この発明に使用される希釈生体液導出用のローラポンプとして、希釈生体液導出チューブから押し出される希釈生体液の量を調節する希釈比調整手段を備えた態様がある。そのひとつの態様として、希釈比調整手段として共通ローラとは異なる直径を有し、希釈生体液導出チューブ用の共通ローラと同軸であり、希釈液供給チューブを閉塞しない程度に押圧する補助ローラを備えた希釈液供給用のローラポンプがある。

【0081】

図７，８にその作動状況を示す。図７，８は、図５，６と同様にローラポンプの作動状況を表わし、図８は図７から共通ローラが９０度回転した後の状態を表している。なお、図７，８においては、図５，６における希釈液供給用ローラ３ｅがなくて、代わりに補助ローラ３ｆを備えている。そして、補助ローラ３ｆは図５，６における希釈液供給用ローラ３ｅと異なってチューブ６を閉塞しない程度に押圧している。

【0082】

希釈液供給用のローラポンプにおいて説明したと同じように、この希釈比調整手段である補助ローラ３ｆを備えた希釈液供給用のローラポンプは、補助ローラ３ｆがチューブ６を押さえつけている。補助ローラ３ｆがチューブ６を押さえつけていることにより、共通ローラ３ａと共通ローラ３ｂとにより両側を閉塞されたチューブ６の内部空間に閉じ込められている流体６ａは、補助ローラ３ｆがない場合に比べ、チューブ６が補助ローラ３ｆに押さえつけられている分だけ少なくなっている。図で示せば、図７，８に示す希釈液供給用のローラポンプの場合、共通ローラ３ａと共通ローラ３ｂとにより両側を閉塞されたチューブ６の内部の孤立空間内に閉じ込められている流体６ａの容量は、図３、４に示す希釈生体液導出用のローラポンプの場合に較べ、チューブ６が補助ローラ３ｆに押さえつけられている分だけ、図３、４に示す流体６ａの量より少ないことが、両図の比較からも判る。この補助ローラ３ｆの大きさや位置を調節することにより、この希釈液供給用のローラポンプは希釈生体液の導出量を調節することができる。なお、補助ローラ３ｆもローラ断面は多角形等でもよいが、円形であることが好ましく、補助ローラ３ｆ自体の中心軸を中心に回転、所謂自転してチューブ６表面上を転がりながらチューブ６をしごいていくことが摩擦抵抗が少なく好ましい。

【0083】

希釈比調整手段を備えた希釈液供給用のローラポンプの他の態様として、共通ローラ間に配設され、付勢部材と付勢部材により希釈液供給チューブを押圧する程度を調節可能な押圧力可変ローラとを備えた希釈液供給用のローラポンプがある。

【0084】

このローラポンプは、図９に示すように、付勢部材５ａを介して押圧可変ローラ３ｇの希釈液供給チューブを押圧する程度を、回転軸に支持する支持体５により可変にして、調整できるようにすることができる。図９にこのような態様のローラポンプの断面図を示す。図９においては、支持体５の一部に長さ可変の付勢部材５ａを備えている。付勢部材５ａは、例えば長めのボルトとナットの組合せによる距離調節機構とすればよい。付勢部材５ａで押圧可変ローラ３ｇがチューブ６を押しつける距離を変えることにより、チューブ６の内部に形成された孤立空間の大きさが変わり、この孤立空間内の流体６ａの量が変化する。すなわち、この態様のローラポンプは同じ回転速度で回転軸４が回転していても、支持体５に備えた付勢部材５ａの長さを変えることによりポンプの流量を調整することができる。

【0085】

この発明の定量サンプリング装置におけるローラポンプの別の態様として、図１０，１１に示すように、少なくとも一本の希釈液供給用ローラ３ｅは複数のチューブ当接部３ｘ，３ｙを備え、それぞれのチューブ当接部３ｘ，３ｙは異なったローラ径とすることができる。この態様のローラポンプでは、図１０及び図１１に示すように２つのチューブ当接部３ｘ，３ｙを備えた希釈液供給用ローラ３ｅの場合、チューブ６を当接させるべき希釈液供給用ローラ３ｅのチューブ当接部３ｘ，３ｙの位置を調整できるようにする。すなわち、図１０のようにチューブ６を同一の希釈液供給用ローラ３ｅにおける相対的に細いローラ径の部分におけるチューブ当接部３ｘに当接させたり、図１１のように相対的に太いローラ径の部分におけるチューブ当接部３ｙに当接させたりすることができる。この態様のローラポンプでは、このように希釈液供給用ローラ３ｅにおいて実際にチューブを当接させる位置を細いローラ径の部分におけるチューブ当接部３ｘから太いローラ径の部分におけるチューブ当接部３ｙに変更することにより、チューブ６内に形成される閉塞空間の大きさを変えてポンプ流量を調整することができる。図１０及び図１１にこの態様のローラポンプの斜視図を示した。図１０及び図１１においては、説明の便宜のため、押さえ板２の裏側の部分のチューブ６等は点線で表示している。図１０に示す態様は、チューブ６が希釈液供給用ローラ３ｅの当接部３ｘに当接している状態である。一方、図１１に示す態様は、チューブ６が希釈液供給用ローラ３ｅの当接部３ｙに当接している状態である。両方の態様とも共通ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより押し付けられてチューブ６内部に形成された孤立空間内には流体６ａが存在する。

【0086】

しかし、図１０に示した態様のチューブ６内部の孤立空間は、図１１に示した態様のチューブ６内部の孤立空間に比べて、希釈液供給用ローラ３ｅにより押さえつけられている程度が少なく、孤立空間内の容積が大きくなっている。言い換えれば、図１０におけるチューブ６の孤立空間内の流体６ａのほうが、図１１におけるチューブ６の孤立空間内の流体６ａより多い。図１０及び図１１の状態で、それぞれローラポンプとして同じ回転数で作動させれば、図１０に示すローラポンプは図１１に示すローラポンプに比べ、孤立空間内の容積が大きくなっている分だけポンプ吐出流量が多くなる。このように、チューブ６の当接する場所によりローラ径の異なる希釈液供給用ローラ３ｅを用い、チューブ６に対する当接部３ｘ，３ｙを変更することにより同じローラポンプで流量を変更することができる。なお、図１０及び図１１においては、好ましい態様として全ての希釈液供給用ローラ３ｅが同じ形状をしているが、それぞれの希釈液供給用ローラ３ｅは異なった形状をしていてもよい。このようなローラポンプを備えたマルチポンプを、この発明の定量サンプリング装置に採用することにより、この発明の定量サンプリング装置は、サンプルの希釈比等の流量比を特定の値に制御することができる。

【0087】

この発明の定量サンプリング装置においては、マルチポンプは、複数のチューブが回転軸を共有して連動する複数のローラポンプの集合であり、そのうちの少なくともひとつのローラポンプは上述のようなローラポンプで形成されている。

【0088】

具体的な態様として、図１２に示すマルチポンプ７が挙げられる。図１２に示すマルチポンプ７は図１０または図１１に示すローラポンプ１において、チューブを図１０に示した部分と図１１に示した部分とに２本配置した２連のローラポンプである。このマルチポンプ７においては、内径が同じであるチューブ８及びチューブ９が形成するそれぞれのローラポンプのポンプ吐出流量が異なる。そして、チューブ８の内径とチューブ９の内径とが互いに同じであれば、一定の流量比のふたつのポンプとなる。この態様の定量サンプリング装置では、前述のとおりチューブ８が希釈生体液導出用のローラポンプを、チューブ９が希釈液供給用のローラポンプを形成している。

【0089】

上述したようなチューブポンプの集合であるマルチポンプ７は、容易にチューブ８，９を交換して使用することができ、また、チューブ８，９は交換することを前提にしていることが多い。一般に、チューブ交換にあたっては、マルチポンプ７のチューブ８，９を全て一緒に交換する。チューブ８，９を交換してもポンプ流量を厳密に交換前と同じにするためには、ローラ等からなる移動押圧部材の運転速度を一定とすれば、チューブ８，９の内径及び弾性を厳密に交換前と同じにせねばならない。しかし、医療用途をはじめ多くの用途では、チューブ８及びチューブ９に対応するチューブポンプの絶対的な流量を厳密に制御するよりは、およその流量が制御できれていれば、チューブ８及びチューブ９に対応するポンプの相対的な流量比を制御することが重要である。例えば、一方のポンプが希釈生体液導出用のポンプで、他方のポンプが希釈液供給用のポンプであれば、両方の流体を混合した際の混合比の制御が重要である。このためには、ふたつのポンプの絶対的な吐出流量よりも、相対的な吐出流量比が重要である。この発明の定量サンプリング装置におけるマルチポンプは、簡単な構造で特別の流量制御機構を持たなくても、チューブを取り替えた際にこのような相対的な流量比を一定に保ち易い構造をしている。

【0090】

この発明の定量サンプリング装置や、これを備えた生体成分測定装置及び人工膵臓装置等の医療用機器には、上述のようなマルチポンプが使用される。

【0091】

そうすれば、異なる形状の移動押圧部材に対して内径の同じチューブを配置して、吐出流量の異なる複数のチューブポンプを連動して作動させることができる。この場合、チューブを取り替える際には、長尺状のチューブから互いに隣り合うようにして切り出された一対のチューブを交換用の希釈液供給用チューブ及び希釈生体液導出用チューブとする。そうすると、この発明で使用されるような弾性のあるチューブは、比較的安価に製造しようとすると、内径の誤差は避けられないが、１本の長尺状のチューブから隣り合うように切り出された一対のチューブ同士では内径のばらつきが小さく無視できる。チューブの弾性のばらつきに付いても同様の傾向がある。そこで、この発明におけるマルチポンプでは、それぞれのポンプに同時に使用するチューブを、１本の長尺状のチューブから隣り合うようにして切り出された一対のチューブで構成することにより、マルチポンプにおけるそれぞれのチューブポンプの吐出流量はそれぞれ変化しても、チューブ取り替え後のそれぞれのチューブポンプの吐出流量比はほとんど変わりがない。このようにしてチューブを取り替えても吐出流量比に変化のないマルチポンプとすることができる。このマルチポンプを使用することにより、この発明によれば、チューブを取り替えても常に一定流量比でそれぞれのチューブポンプを作動させることができる。

【符号の説明】

【0092】

１：ローラポンプ
２：押さえ板
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ：共通ローラ
３ｅ：希釈液供給用ローラ
３ｆ：希釈液供給用ローラ
３ｇ：押圧力可変ローラ
３ｘ，３ｙ：当接部
４：回転軸
５：支持体
５ａ：付勢部材
６：チューブ
６ａ，６ｘ，６ｙ：流体
７：マルチポンプ
８，９：チューブ
１０：定量サンプリング装置
１１：生体成分測定装置
１２：カテーテル
１３：センサ
１４：希釈液タンク
１５：校正液タンク
１６：排液タンク
１７：希釈生体液導出流路
１８：希釈液供給流路
１９：校正液流路
２０：切替弁
２１：排液流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】