簡易点滴流量計の制作

部屋を掃除していたら、今からさかのぼること5年前の（2017年現在）2012年に制作した工作物がでてきました。

 

何を作ったかというとテルモの輸液ポンプTE-131に付属している”滴下プローブセンサ”を用いた簡易点滴流量計です。

滴下プローブは廃棄物から部品取りしたものを利用しました。

まずは動画をみてください。廃棄物の点滴センサーから輸液の流量を表示させるものを自作しました。

 

この工作物結構おもしろかったので、愛媛県臨床工学技士会で発表しました。

その当時の抄録です。興味のあるかたどうぞ！！

PICマイコンによる簡易流量計の試作

作ろうと思った理由

そもそもなぜ、点滴流量計を作ろうかと思ったかと言うと、自然滴下での輸液では、輸液ラインの下部抵抗によって点滴流量が変動する為、長時間点滴する場合に大きく終了時間が変動する場合があります。

看護師さんならわかると思うんですが、そのズレが30分とか1時間程度なら特に問題ないですが、数時間ずれると・・・大変です。

ですから訪室の度に滴下スピードから流量が適切か確認し、誤差を修正するのです。

 

そんなとき、時計を見ながら滴下を調整します。

その調整方法は輸液セットは20滴で1ccのものと60滴で1ccのものがありますが、20ccで考えると1適/秒で1分で60滴ということは3ccになり、1時間では3cc×60minで180ccとなります。

こういった計算で、一定時間内に落ちる滴下数で”おおよそ”の流量を決定するわけです。

 

毎回の訪室の度に計算するのは面倒で非効率だと思いました。

ですので、ポケットに入る小さな滴下センサーを輸液センサーにかざすと瞬時に現在の実流量を計算してくれるという便利なグッズを作ろうと考えたわけです。

 

機器の原理とハードについて

原理的にはとても簡単で、輸液セットの滴下から次の滴下のまでの時間を計測して、その時間から輸液流量を計算するというシンプルなものです。

また、滴下をカウントするセンサーをはじめは自作しようと思いましたが1から作るのは面倒だったので、廃棄予定のポンプから部品取りしたものを利用しました。

制御回路はPICマイコンを利用しプログラム言語は”アセンブラ”を利用しました。要するにPCでプログラムしたわけです。

 

この工作が、私のマイコンデビュー作になります。

現在では、とても便利なC言語を利用していますが、最初はアセンブラからプログラムしたのです。

 

カウントの原理はとてもシンプルで、近赤外線を照射するLEDとその反対方向にフォトトランジスタが設置してあります。

そのセンサー間に、輸液の滴下があると一瞬フォトトランジスタへの入力が途切れます。

その途切れをPICマイコンに滴下と認識させます。（マイコンの入力ONと認識させる）

 

この時のフォトトランジスタの入力をグラフで表すと↓

 

上記のように滴下間の時間を計測させて流量を算出します。

 

計算式ですが、たとえば20滴の輸液セットだと20滴で1ccなので、一滴あたr、0.05ccとわかります。

滴下間隔時間がわかった場合、時間あたりの流量（ml/h）は

0.05×3600/滴下間隔時間（sec）

で算出できます。

これらをPICマイコンに書き込み、7segLEDパネルで数値を表示するようプログラムしています。

 

7segLEDの表示はダイナミック点灯としています。

ダイナミック点灯というのは数ミリsecの間に次々に一つづつLEDを点灯させて結果的に人間の目の錯覚で全ての7segLEDが点灯しているようにする7segLEDの点灯方式をいいます。

結構複雑なので、今回は7segLEDのダイナミック点灯の話は飛ばします。

 

そんで

滴下のカウント方法は、10msecごとに割り込みを発生させ、フォトダイオードがonかoFFかを判定します、offの場合は感知してからの次のoffになる時間をカウントします。

さらにカウント結果から時間あたりの流量を計算するという仕組みです。

 

5年前の我ながら入門用のPIC16F84aでしかもアセンブラでプログラムを書いたとなると、自分で自分を褒めたいとおもいます。

 

回路図

回路図を公開します。

作ったのは2012年です。懐かしいです。

 

ソースは公開していませんが、興味のあるかたは直接問い合わせからご連絡していただければ対応いたします。

 

また、現在もう少し改良したものを制作しようとしております。

こんどはもう少し高機能なマイコンを持ちいて簡単なC言語を使って作成しようと思ってます。

しかも7segLEDからの表示から小型LCDパネルを使う予定です。