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技術 クランプ装置

出願人 日機装株式会社
発明者 宮路浩司
出願日 2015年12月22日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2015-249889
公開日 2017年6月29日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2017-113144
状態 特許登録済
技術分野 体外人工臓器 注入、注射、留置装置
主要キーワード 本クランプ 被クランプ 収容バッグ 判別能力 クランプ後 気泡検出 分岐ライン 希釈装置
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

大きなクランプ力を必要とせず、可撓性チューブを常時良好にクランプして確実に閉塞することができるクランプ装置を提供する。

解決手段

流体流動させ得る可撓性チューブを保持し得る保持手段7と、該保持手段7で保持された可撓性チューブの被クランプ部L5aを任意にクランプして閉塞し得るクランプ手段8とを具備したクランプ装置4において、可撓性チューブの被クランプ部L5aを加温し得る加温手段12を具備したものである。

概要

背景

患者体内から血液を採取しつつ所定の希釈液でその血液を希釈し、グルコースセンサ等の血糖値検出装置にて血糖値をリアルタイムで検出するとともに、検出された血糖値が過度に高い場合は、インスリンを患者に注入して血糖値を下げ、検出された血糖値が過度に低い場合は、ブドウ糖グルコース)を患者に注入して血糖値を上げることが可能な人工膵臓装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

かかる人工膵臓装置においては、インスリン又はグルコースの何れかを患者に注入し得る可撓性チューブから成る注入ラインを有するとともに、当該注入ラインを流れる液体中の気泡を検出し得る気泡検出手段と、気泡検出手段で気泡が検出されたことを条件として注入ラインをクランプして閉塞し得るクランプ手段とを有するクランプ装置が取り付けられていた。これにより、インスリン又はグルコースを患者に注入する過程で、液体中に気泡が混入していた場合、注入ラインを閉塞して患者の体内に至るのを回避することができる。

概要

大きなクランプ力を必要とせず、可撓性チューブを常時良好にクランプして確実に閉塞することができるクランプ装置を提供する。流体流動させ得る可撓性チューブを保持し得る保持手段7と、該保持手段7で保持された可撓性チューブの被クランプ部L5aを任意にクランプして閉塞し得るクランプ手段8とを具備したクランプ装置4において、可撓性チューブの被クランプ部L5aを加温し得る加温手段12を具備したものである。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、大きなクランプ力を必要とせず、可撓性チューブを常時良好にクランプして確実に閉塞することができるクランプ装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

流体流動させ得る可撓性チューブを保持し得る保持手段と、該保持手段で保持された前記可撓性チューブの被クランプ部を任意にクランプして閉塞し得るクランプ手段と、を具備したクランプ装置において、前記可撓性チューブの被クランプ部を加温し得る加温手段を具備したことを特徴とするクランプ装置。

請求項2

前記加温手段の加温による温度を検出し得る温度検出手段を具備し、当該温度検出手段で検出された温度に基づいて前記加温手段による加温を制御することにより、前記可撓性チューブの被クランプ部を所定温度保持可能とされたことを特徴とする請求項1記載のクランプ装置。

請求項3

前記保持手段は、前記可撓性チューブを保持するとともに、前記クランプ手段が取り付けられた本体部と、該本体部に取り付けられ、当該本体部にて保持された前記可撓性チューブの被クランプ部を覆って挟持し得る蓋部と、前記本体部又は蓋部に形成され、前記可撓性チューブを長手方向に亘って嵌合し得る嵌合溝と、を具備するとともに、前記加温手段は、前記嵌合溝が形成された前記本体部又は蓋部に取り付けられたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のクランプ装置。

請求項4

前記可撓性チューブは、患者液体注入する輸液ラインから成り、且つ、前記保持手段は、前記可撓性チューブを流通する液体中の気泡を検出し得る気泡検出手段を具備するとともに、当該気泡検出手段で気泡が検出されたことを条件として、前記クランプ手段により前記可撓性チューブの被クランプ部をクランプして閉塞し得ることを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載のクランプ装置。

技術分野

0001

本発明は、流体流動させ得る可撓性チューブを保持し得る保持手段と、該保持手段で保持された可撓性チューブの所定部位押圧することにより、当該所定部位を任意に閉塞し得るクランプ手段とを具備したクランプ装置に関するものである。

背景技術

0002

患者体内から血液を採取しつつ所定の希釈液でその血液を希釈し、グルコースセンサ等の血糖値検出装置にて血糖値をリアルタイムで検出するとともに、検出された血糖値が過度に高い場合は、インスリンを患者に注入して血糖値を下げ、検出された血糖値が過度に低い場合は、ブドウ糖グルコース)を患者に注入して血糖値を上げることが可能な人工膵臓装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

0003

かかる人工膵臓装置においては、インスリン又はグルコースの何れかを患者に注入し得る可撓性チューブから成る注入ラインを有するとともに、当該注入ラインを流れる液体中の気泡を検出し得る気泡検出手段と、気泡検出手段で気泡が検出されたことを条件として注入ラインをクランプして閉塞し得るクランプ手段とを有するクランプ装置が取り付けられていた。これにより、インスリン又はグルコースを患者に注入する過程で、液体中に気泡が混入していた場合、注入ラインを閉塞して患者の体内に至るのを回避することができる。

先行技術

0004

特開2013−245664号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記従来技術に係るクランプ装置は、可撓性チューブの被クランプ部の温度が低い場合、クランプ手段によるクランプを良好に行うことができない虞があった。すなわち、可撓性チューブは、通常、PVC等の樹脂から成るので、温度が低いと弾力が乏しくなってしまい、クランプ手段で被クランプ部を押圧しても十分に変形せず閉塞しない場合がある。なお、大きなクランプ力を付与可能なクランプ手段を使用すれば、可撓性チューブの温度に関わらず一定のクランプ力を得ることができるが、その場合、消費電力が大きなクランプ手段を使用する必要があり、動作時に生じる熱がクランプ部気液判別能力に影響を与えるという問題があった。

0006

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、大きなクランプ力を必要とせず、可撓性チューブを常時良好にクランプして確実に閉塞することができるクランプ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

請求項1記載の発明は、流体を流動させ得る可撓性チューブを保持し得る保持手段と、該保持手段で保持された前記可撓性チューブの被クランプ部を任意にクランプして閉塞し得るクランプ手段とを具備したクランプ装置において、前記可撓性チューブの被クランプ部を加温し得る加温手段を具備したことを特徴とする。

0008

請求項2記載の発明は、請求項1記載のクランプ装置において、前記加温手段の加温による温度を検出し得る温度検出手段を具備し、当該温度検出手段で検出された温度に基づいて前記加温手段による加温を制御することにより、前記可撓性チューブの被クランプ部を所定温度保持可能とされたことを特徴とする。

0009

請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載のクランプ装置において、前記保持手段は、前記可撓性チューブを保持するとともに、前記クランプ手段が取り付けられた本体部と、該本体部に取り付けられ、当該本体部にて保持された前記可撓性チューブの被クランプ部を覆って挟持し得る蓋部と、前記本体部又は蓋部に形成され、前記可撓性チューブを長手方向に亘って嵌合し得る嵌合溝とを具備するとともに、前記加温手段は、前記嵌合溝が形成された前記本体部又は蓋部に取り付けられたことを特徴とする。

0010

請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れか1つに記載のクランプ装置において、前記可撓性チューブは、患者に液体を注入する輸液ラインから成り、且つ、前記保持手段は、前記可撓性チューブを流通する液体中の気泡を検出し得る気泡検出手段を具備するとともに、当該気泡検出手段で気泡が検出されたことを条件として、前記クランプ手段により前記可撓性チューブの被クランプ部をクランプして閉塞し得ることを特徴とする。

発明の効果

0011

請求項1の発明によれば、可撓性チューブの被クランプ部を加温し得る加温手段を具備したので、大きなクランプ力を必要とせず、可撓性チューブを常時良好にクランプして確実に閉塞することができる。

0012

請求項2の発明によれば、加温手段の加温による温度を検出し得る温度検出手段を具備し、当該温度検出手段で検出された温度に基づいて加温手段による加温を制御することにより、可撓性チューブの被クランプ部を所定温度に保持可能とされたので、可撓性チューブの被クランプ部が高温になり過ぎて、クランプ後復元が十分に行われなくなってしまうのを防止することができる。

0013

請求項3の発明によれば、保持手段は、可撓性チューブを保持するとともに、クランプ手段が取り付けられた本体部と、該本体部に取り付けられ、当該本体部にて保持された可撓性チューブの被クランプ部を覆って挟持し得る蓋部と、本体部又は蓋部に形成され、可撓性チューブを長手方向に亘って嵌合し得る嵌合溝とを具備するとともに、加温手段は、嵌合溝が形成された本体部又は蓋部に取り付けられたので、加温手段による被クランプ部の加温を効率よく行わせることができる。

0014

請求項4の発明によれば、可撓性チューブは、患者に液体を注入する輸液ラインから成り、且つ、保持手段は、可撓性チューブを流通する液体中の気泡を検出し得る気泡検出手段を具備するとともに、当該気泡検出手段で気泡が検出されたことを条件として、クランプ手段により可撓性チューブの被クランプ部をクランプして閉塞し得るので、患者に注入される液体中に気泡が混入している際、確実且つ迅速に被クランプ部を閉塞することができ、気泡が患者に至るのをより確実に防止することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施形態に係るクランプ装置が適用される人工膵臓装置を示す模式図
同人工膵臓装置を示す外観図
本実施形態に係るクランプ装置の外観(蓋部が閉じた状態)を示す斜視図
同クランプ装置の外観(蓋部が開いた状態)を示す斜視図
同クランプ装置を示す3面図
同クランプ装置(クランプ前の状態)を示す縦断面図(図5のVI−VI線断面図)
同クランプ装置(クランプした状態)を示す縦断面図
図5におけるVIII−VIII線断面図
図5におけるIX−IX線断面図

実施例

0016

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るクランプ装置は、図1に示すように、人工膵臓装置に適用されたもので、当該人工膵臓装置は、希釈装置Aと、血糖値検出装置Sと、輸液装置Bとを有して構成されている。希釈装置Aは、患者の血液を所定の希釈液にて希釈するもので、希釈された血液が流路L3を介して血糖値検出装置Sに送られるとともに、血糖値検出装置Sにて検出された血糖値に基づいて、輸液装置Bにて患者に輸液し得るようになっている。

0017

本実施形態に係る希釈装置Aは、一端に希釈液を収容した収容バッグB1が接続されるとともに、他端に穿刺針Hが接続された流路L1を有しており、当該流路L1の途中に被しごき部C1が接続されている。また、本実施形態に係る希釈装置Aは、一端に穿刺針Hが接続されるとともに、他端にチャンバ等の混合部Nが接続された流路L2を有している。なお、流路L1及び流路L2は、液体を流通させ得る可撓性チューブから成り、途中に液切れ検知器fが取り付けられて、液切れが検出可能とされている。

0018

穿刺針Hは、流路L1の他端及び流路L2の一端にそれぞれ接続されており、患者に穿刺可能とされたもので、収容バッグB1内の希釈液を内部に導きつつ患者の血液を採取し、その血液を希釈液と混合した状態にて混合部Nに供給可能なものである。混合部Nは、血糖値検出装置Sと接続されており、混合部Nにて略均一に混合された希釈液が流路L3を介して血糖値検出装置Sに供給されるようになっている。

0019

本実施形態に係るしごき型ポンプ1は、流路L1を構成する可撓性チューブの被しごき部C1及び流路L2を構成する可撓性チューブの被しごき部C2がそれぞれ取り付けられ、希釈液及び血液を所定の比率で同時に流動させ得るもので、第1ロータ2a及び第2ロータ2bと、第1ロータ2aに取り付けられたローラ3a及び第2ロータ2bに取り付けられたローラ3bとを有して構成されている。そして、図示しないモータを駆動させると、第1ロータ2a及び第2ロータ2bが同時に回転するとともに、第1ロータ2aのローラ3aが被しごき部C1をしごき、第2ロータ2bのローラ3bが被しごき部C2をしごくようになっている。

0020

血糖値検出装置Sは、例えば希釈装置Aから供給された希釈液を酵素の膜上に連続的に導いてブドウ糖を分解し、その分解時に生じた電流値から血糖値を検出可能なグルコースセンサSaを有して構成されたもので、流路L4を介して排液バッグB2に接続されている。しかして、患者から採取した血液は、希釈液にて所定の比率にて希釈された後、血糖値検出装置SのグルコースセンサSaにて血糖値が検出され、排液バッグB2に排出されるようになっている。

0021

輸液装置Bは、血糖値検出装置Sにて検出された血糖値が過度に高い場合、インスリンを患者に注入して血糖値を下げるとともに、血糖値が過度に低い場合は、ブドウ糖(グルコース)を患者に注入して血糖値を挙げることが可能なもので、インスリンが収容された収容バッグB3と、グルコースが収容された収容バッグB4と、患者に液体を注入するための輸液ラインL5と、クランプ装置4とを有している。

0022

輸液ラインL5は、一端に穿刺針Iが接続されつつ他端が分岐ライン(L5a、L5b)のそれぞれに接続されるとともに、分岐ラインL5aが収容バッグB3、分岐ラインL5bが収容バッグB4に接続されている。また、分岐ラインL5aには、しごき型ポンプP1が配設されており、当該しごき型ポンプP1を駆動することにより、収容バッグB3内のインスリンを輸液ラインL5にて流動させ得るとともに、分岐ラインL5bには、しごき型ポンプP2が配設されており、当該しごき型ポンプP2を駆動することにより、収容バッグB4内のグルコースを輸液ラインL5にて流動させ得るようになっている。

0023

しかして、穿刺針Iを患者に穿刺した状態において、血糖値検出装置Sにて検出された血糖値が過度に高い場合、しごき型ポンプP1を駆動させることにより、穿刺針Iを介してインスリンを患者に注入するとともに、血糖値検出装置Sにて検出された血糖値が過度に低い場合、しごき型ポンプP2を駆動させることにより、穿刺針Iを介してグルコースを患者に注入することができる。

0024

ここで、本実施形態に係るクランプ装置4は、図2に示すように、人工膵臓装置の本体側面に取り付けられたもので、図1、2に示すように、流体を流動させ得る可撓性チューブ(本実施形態においては輸液ラインL5を構成する可撓性チューブ)を保持し得る保持手段7と、該保持手段7で保持された可撓性チューブの被クランプ部を任意にクランプして閉塞し得るクランプ手段8と、気泡検出手段11と、加温手段12と、温度検出手段13とを具備して構成されている。なお、輸液ラインL5を構成する可撓性チューブ等は、滅菌に耐え得るPVC(ポリ塩化ビニル)等から成るものが好ましい。

0025

保持手段7は、本クランプ装置4の筐体を構成するもので、図3〜7に示すように、可撓性チューブ(輸液ラインL5)を保持するとともに、クランプ手段8が取り付けられた本体部5と、該本体部5に取り付けられ、当該本体部5にて保持された可撓性チューブ(輸液ラインL5)の被クランプ部L5cを覆って挟持し得る蓋部6とを有して構成されている。なお、蓋部6は、揺動軸nを中心に揺動して開閉自在とされており、ロックrが本体部5に係止して閉状態にてロック可能とされている。

0026

また、本実施形態に係る本体部5(具体的には、本体部5の挟持部5a)には、可撓性チューブ(輸液ラインL5)を長手方向に亘って嵌合し得る嵌合溝mが形成されている。すなわち、嵌合溝mは、輸液ラインL5を構成する可撓性チューブの外周面に倣ったU字状の溝から成り、被クランプ部L5cを含む部位を嵌合溝mに嵌合させることにより、当該可撓性チューブを位置決めしつつ保持し得るようになっている。なお、本実施形態に係る嵌合溝mは、本体部5側に形成されているが、これに代えて、蓋部6側(例えば、蓋部6の挟持部6a)に形成するようにしてもよい。

0027

さらに、蓋部6が閉状態のとき、本体部5に形成された挟持部5aと蓋部6に形成された挟持部6aとが合致して、嵌合溝mに嵌合された可撓性チューブ(輸液ラインL5)を挟持し得るよう構成されている。本体部5における挟持部6aは、アルミ材等の伝熱性に優れた材料から成り、後述する加温手段12による被クランプ部L5cに対する加温を効率よく行わせ得るよう構成されているとともに、周りの他の部位は、断熱材にて構成されている。なお、図中符号5aaは、クランプ手段8を構成するロッド9が進退可能とされた貫通孔を示すとともに、符号5abは、気泡検出手段11の赤外線発光素子11aと赤外線受光素子11bとを対向させるための貫通孔を示している。

0028

クランプ手段8は、保持手段7(本体部5)で保持された可撓性チューブ(輸液ラインL5)の被クランプ部L5cを任意にクランプして閉塞し得るもので、ロッド9と、ソレノイド10とを有して構成されている。しかして、ソレノイド10に通電すると、ロッド9がアンクランプ状態図6参照)から可撓性チューブ側に移動してクランプ状態図7参照)となり、ロッド9の先端が被クランプ部L5cを押圧して変形させ、流路が閉塞された状態となる。また、ソレノイド10に対する通電を停止すると、ロッド9がクランプ状態から反対側に移動してアンクランプ状態となり、被クランプ部L5cが復元して流路が開放された状態となる。

0029

なお、本実施形態に係るクランプ手段8は、ロッド9と共に移動し得る遮光板15と、光を照射する照射側素子とその光を受光する受光側の素子とを有する光電素子14とを有しており、ロッド9がアンクランプ状態のとき、光電素子14の照射側の光を受光側が受光し得るとともに、ロッド9がクランプ状態のとき、光電素子14の照射側の光が遮光板15にて遮られるよう構成されている。これにより、光電素子14による受光側の素子の光を受光の有無を検知すれば、ロッド9がクランプ状態或いはアンクランプ状態の何れであるか把握することができる。

0030

気泡検出手段11は、輸液ラインL5を流れる液体中の気泡(エア)を検出可能なセンサから成り、図6、7、9に示すように、例えば圧電素子から成る赤外線発光素子11aと、圧電素子から成る赤外線受光素子11bとを具備している。これら赤外線発光素子11a及び赤外線受光素子11bは、図9に示すように、本体部5における嵌合溝mの一方の縁部及び他方の縁部にそれぞれ対向配置されており、嵌合溝mに嵌合された輸液ラインL5を構成する可撓性チューブに対して赤外線を透過させ得るようになっている。

0031

そして、嵌合溝mで嵌合された輸液ラインL5を構成する可撓性チューブに向けて赤外線発光素子11aから赤外線を照射させ得るとともに、その振動を赤外線受光素子11bにて受け得るようになっている。この赤外線受光素子11bは、その受光した光量に応じて電圧が変化するよう構成されており、検出される電圧が所定の閾値を超えたことにより輸液ラインL5を流れる液体(インスリン又はグルコース)中に気泡があることを検出し得るよう構成されている。すなわち、インスリンやグルコース等の液体に比べ気泡の方が(レンズ効果による)光量が少ないので、赤外線受光素子11bにより検出された電圧が所定の閾値を下回ったことにより、気泡が検出されるのである。

0032

しかして、本実施形態においては、気泡検出手段11で気泡が検出されたことを条件として、クランプ手段8により輸液ラインL5を構成する可撓性チューブの被クランプ部L5cをクランプして閉塞し得るよう構成されている。これにより、インスリンやグルコース等を患者に注入する輸液過程において、液体中に混入した気泡が患者の体内に注入されてしまうのを防止することができる。

0033

加温手段12は、通電により発熱し得るコイルまたはそれに類する加熱機構を有したヒータ等から成り、図8に示すように、本体部5の挟持部5aに配設されるとともに、可撓性チューブの被クランプ部L5cを加温し得るよう構成されている。すなわち、加温手段12に通電して発熱させると、その熱がアルミ材から成る挟持部5aを伝って嵌合溝mで嵌合された可撓性チューブの被クランプ部L5cを加温し得るのである。

0034

温度検出手段13は、加温手段12の加温による温度(本実施形態においては挟持部5aの温度)を検出し得るセンサから成り、図1に示すように、制御手段16と接続されている。制御手段16は、加温手段12及び温度検出手段13と接続されたマイコン等から成り、温度検出手段13で検出された温度に基づいて加温手段12による加温を制御し得るものとされており、かかる制御によって、可撓性チューブの被クランプ部L5cを所定温度(例えば、予め定めた目標温度の±1℃)に保持し得るようになっている。

0035

本実施形態によれば、輸液ラインL5を構成する可撓性チューブの被クランプ部L5cを加温し得る加温手段12を具備したので、大きなクランプ力を必要とせず、可撓性チューブを常時良好にクランプして確実に閉塞することができる。すなわち、被クランプ部L5cを加温することにより、可撓性チューブ(特にPVC)の可撓性に対する温度依存性を排除することができ、常に良好にクランプすることができるのである。

0036

また、加温手段12の加温による温度を検出し得る温度検出手段13を具備し、当該温度検出手段13で検出された温度に基づいて加温手段12による加温を制御することにより、可撓性チューブの被クランプ部L5cを所定温度に保持可能とされたので、可撓性チューブの被クランプ部L5cが高温になり過ぎて、クランプ後の復元が十分に行われなくなってしまうのを防止することができる。

0037

さらに、保持手段7は、可撓性チューブを保持するとともに、クランプ手段8が取り付けられた本体部5と、該本体部5に取り付けられ、当該本体部5にて保持された可撓性チューブの被クランプ部L5cを覆って挟持し得る蓋部6と、本体部5に形成され、可撓性チューブを長手方向に亘って嵌合し得る嵌合溝mとを具備するとともに、加温手段12は、嵌合溝mが形成された本体部5に取り付けられたので、加温手段12による被クランプ部L5cの加温を効率よく行わせることができる。なお、蓋部6(例えば蓋部6の挟持部6a)に嵌合溝mを形成するようにしてもよく、この場合、加温手段12及び温度検出手段13を嵌合部mが形成された蓋部6に取り付けるようにするのが好ましい。

0038

またさらに、可撓性チューブは、患者に液体を注入する輸液ラインL5から成り、且つ、保持手段7は、可撓性チューブを流通する液体中の気泡を検出し得る気泡検出手段11を具備するとともに、当該気泡検出手段11で気泡が検出されたことを条件として、クランプ手段8により可撓性チューブの被クランプ部L5cをクランプして閉塞し得るので、患者に注入される液体中に気泡が混入している際、確実且つ迅速に被クランプ部L5cを閉塞することができ、気泡が患者に至るのをより確実に防止することができる。

0039

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばヒータから成る加温手段12に代えて、例えば温風を吹き付けるファンペルチェ素子等から成る加温手段としてもよい。あるいは本体部5を伝熱性に劣る材料で製作し、その本体部5内部に伝熱性に優れた部材と加温手段12を有する構成としてもよい。また、温度検出手段13を具備せず、専ら加温手段12にて被クランプ部L5cを加温するものとしてもよく、気泡検出手段11を具備せず、単に可撓性チューブをクランプするものとしてもよい。さらに、本実施形態においては、人工膵臓装置における輸液装置Bに適用されているが、透析治療等で用いられる血液浄化装置における血液回路等の体外循環回路に取り付けられるものとしてもよい。また、気泡検出手段13は、本実施形態の如く赤外線によるものに限らず、超音波を使用したものであってもよい。

0040

可撓性チューブの被クランプ部を加温し得る加温手段を具備したクランプ装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

0041

1 しごき型ポンプ
2a 第1ロータ
2b 第2ロータ
3a、3bローラ
4クランプ装置
5 本体部
6 蓋部
7保持手段
8クランプ手段
9ロッド
10ソレノイド
11気泡検出手段
12 加温手段
13温度検出手段
14光電素子
15遮光板
16 制御手段
A希釈装置
S血糖値検出装置
B輸液装置
L5輸液ライン
L5c被クランプ部

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