JP2001520905A - 自動的な高/低圧切換え機能を備える血管造影用注射装置 - Google Patents
自動的な高/低圧切換え機能を備える血管造影用注射装置Info
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Abstract
Description
4月20日付けの米国特許出願第08/426,148号の包袋継続出願第08
/946,293号である、1997年、10月7日付け出願の自動的な高/低
圧切換え機能を有する血管造影装置(ANGIOGRAPHIC SYSTEM
WITH AUTOMATIC HIGE/LOW PRESSURE SW
ITCHING)という名称の一部継続米国特許第第08/946,293号で
ある。
な医療流体を生物の器官内に注射するために使用される注射器装置に関する。
て、外部環境と人体の細胞及び組織との間にて物質を輸送する上で極めて重要な
心臓、血管及び血液を含む。
、動脈は、心臓の左心室から酸化付与血液を運ぶ。動脈は、大動脈から直径及び
圧力能力が、漸進的に低下する状態にて配置されており、この動脈は、血液を心
臓から直ちに主動脈、細動脈、小動脈に、また、最終的に毛管まで運び、この毛
管にて、人体の血液、細胞及び組織間にて栄養物及び廃物の交換が行われる。一
般に、静脈は、小静脈及び静脈の漸進的に増大する直径の回路網を使用して酸素
の欠乏した血液を心臓の右心房に戻す。
治療するときに使用される方法である。血管造影中、X線造影コントラスト物質
をカテーテルを通して管すなわち動脈内に注射することによって心臓又は血管構
造のX線造影像が得られる。注射したコントラスト物質は、注射した管又は動脈
と流体的に連通した状態にて管構造体まで流れることができる。コントラスト物
質が注射された身体部分にX線を通す。X線はコントラスト物質により吸収され
て、コントラスト物質を含む血管のX線造影による外形又は像を生じさせる。コ
ントラスト物質が充填された血管のX線像は、通常、フィルム又はビデオテープ
に記録され且つ透視検査モニタ上に表示される。
断目的のためにのみ使用することができ、又は、バルーンを血管系内に挿入し且
つ拡張させて、アテローム性プラークの沈着に起因する狭窄部を開放する、血管
形成法のような処置法の間にその像を使用することができる。
内に直接、又は皮膚の穿刺箇所を通して挿入することにより)、血管造影カテー
テルを手動又は自動のコントラスト物質注射機構のいずれかと接続する。
続部を有している。注射器は、プランジャをその内部に有するチャンバを備えて
いる。X線造影コントラスト物質をチャンバ内に吸引する。カテーテルの接続部
が上方を向いている間に、プランジャを作動させることにより全ての空気を除去
し、X線造影コントラスト物質上を遊動する全ての空気がチャンバから排出され
るようにする。次に、カテーテルの接続部を患者の静脈又は動脈内に配置された
カテーテルに取り付ける。
ーテルを通して且つ静脈又は動脈内に押し出す。手動のコントラスト物質注射装
置のユーザは、プランジャに付与される手動の作動力を変化させることにより、
注射速度及び量を調節することができる。
を注射することが望ましいことがしばしばである。今日、使用される最も一般的
な手動の注射機構は、どの流体が弁機構内に流れ、また、患者の体内のカテーテ
ルまで流れるのかを制御する弁機構を有している。弁機構は、流体が特定の流体
通路まで流れるように流体を向けるべくユーザが手で開閉を行う複数の手動弁を
含むことができる。ユーザがコントラスト流体をチャンバ内に吸引し又はチャン
バ外に押し出すとき、流体は、弁の位置によって決まる最小抵抗の経路を通って
流れる。弁の位置を変化させることにより、1つ以上の他の流体を注射すること
が可能となる。
び注射圧力を制御することを可能にする。しかしながら、一般に、殆どの手動の
装置は、人間の手で付与することのできる最大の圧力(すなわち、1034.2
1kPa(150p.s.i.))にてX線造影コントラスト物質を注射するこ
としかできない。また、X線造影コントラスト物質の量は、通常、最大で、約1
2ccに制限される。更に、所望のパラメータ(量又は速度のような)から外れ
る注射を制限し又は停止させる安全手段は、これらの手動のコントラスト物質注
射装置には存在せず、また、気泡又はその他の危険を検知する能動的なセンサは
全く存在しない。
注射器から成っている。該線形アクチュエータは、電子的に制御されるモータに
接続されている。操作者は、一定の注射量にて注射すべき一定のコントラスト物
質の量を電子制御装置に入力する。通常、一定の注射量は、コントラスト物質の
全量が注射される迄、最初の特定量の流れ増加量と、最終的な注射量とから成っ
ている。注射を開始し又は停止する場合を除いて、操作者と機械との間には相互
作用可能な制御装置は何も存在しない。流量を少しでも変化させるためには、機
械を停止させ且つパラメータを再設定しなければならない。
以下となる可能性がある。その理由は、最適な注射流量は患者の間で著しく相違
する可能性があるからである。心臓血管系において、コントラスト物質の注射速
度及び量は、注射を行うチャンバ又は血管内の容積及び流量によって決まる。多
くの場合又は殆どの場合、これらのパラメータは正確に把握されない。更に、患
者の状態は薬、病気又は通常の生理学の状態を通して変化するから、最適な注射
量は急激に変化する可能性がある。従って、最初のコントラスト物質の注射はX
線像にて所望の構造体の概略を把握するためには、量すなわち流量の点にて不十
分であり、もう一回注射することが必要となる。これと逆に、過剰な流量は、注
射を行うチャンバ又は血管を損傷させ、カテーテルを変位させ(カテーテル先端
から出るコントラスト物質の射出により)又はコントラスト物質の過剰投与によ
り(心臓の異常な拍動のような)有害な効果を生じさせる可能性がある。
許容する手動の注射装置と、操作者の相互作用可能なフィードバック(操作者が
その手順を停止/開始させることのできる以外)を必要とせずに予めプログラム
化したモータ式装置という、コントラスト物質を注射する2つの装置を選択する
ことが可能である。従って、診断のための像検査に使用される装置及び方法を改
良することが必要とされている。従って、診断のための像検査に使用される装置
及び方法を改良することが必要とされている。
圧装置は、X線造影コントラスト物質を高圧にてカテーテルに供給するモータ被
駆動注射器ポンプを備えている。低圧装置は、例えば、血圧を測定する圧力変換
器と、塩水溶液を患者に供給すると共に、廃棄流体を吸引することの双方に使用
されるポンプとを備えている。本発明において、マニホルドが、注射器ポンプ、
低圧装置、患者の体内に挿入されたカテーテルに接続されている。マニホルドと
関係した弁が通常、低圧装置をマニホルドを通じてカテーテルに接続する第一の
状態に保たれている。注射器ポンプからの圧力が所定のレベルに達すると、注射
器ポンプをカテーテルに接続する一方、低圧装置をカテーテルから切り離す第二
の状態に弁が切り換わる。
び方法は、その他の診断及び介入的処置法を行うときにも適用可能であることが
理解されよう。
内に注射する血管造影用注射装置10が図示されている。装置10は、主コンソ
ール12と、持ち運び型遠隔制御装置14と、注射器ホルダ16と、注射器本体
18と、注射器プランジャ20と、X線造影材料リザーバ(ボトル)22と、一
方向弁24と、マニホルド26と、高圧チューブ28と、カテーテル30と、患
者の薬剤の投与ポート32と、三方向ストップコック34と、T字形コネクタ3
6と、圧力変換器38と、ストップコック40と、チューブ42と、蠕動ポンプ
44と、塩水逆止弁46と、廃物逆止弁48と、塩水バッグ50と、廃物バッグ
52と、バッグ支持ラック54とを備えている。
、装置10の電気的制御装置を収容している。コンソール12の前面には、ユー
ザインターフェース54が制御スイッチ56及びディスプレイ58を提供し、ユ
ーザは、これらスイッチ及びディスプレイを通じて設定値を入力し且つ装置10
の作動状態を監視することができる。
但し、その他の実施の形態では、遠隔制御装置14は、RF、赤外線光学素子又
は超音波リンクのような無線接続部により接続することができる)。図1に図示
した実施の形態においては、遠隔制御装置14は、持ち運び型制御装置である。
該制御装置は、それぞれリセット押釦スイッチ62と、塩水押釦スイッチ64と
、流量制御レバーすなわち引金部66とを有している。引金部66を握ることに
よりユーザは連続的に可変の注射量を提供し得るようにコンソール12に命令信
号を提供することができる。
ダ16は透明材料であることが好ましく、また、半円筒状の後部殻体68と、半
円筒形の正面扉70(図1に開放位置にて図示)と、リザーバホルダ72とを備
えている。
明のプラスチック製シリンダである。注射器18の閉塞端部76は、上方ポート
78及び下方ポート80という2つのポートを有している。
ソール12内に配置されたモータに接続され且つ該モータにより駆動される。
ート78に接続されている。X線造影コントラスト物質は、逆止弁24及び上方 ポート78を通じてリザーバ22から注射器本体18及びプランジャ20により
画成された圧送チャンバ内に吸引される。逆止弁24は、空気が注射器本体18
からリザーバ22内に流動するのを許容するが、X線造影コントラスト物質が注
射器本体18からリザーバ22内に流動するのは許容しない重りの付いた一方向
弁であることが好ましい。このことは、以下により詳細に説明するように、空気
を装置から自動的に排出することを可能にする。
ホルド26は、通常、変換器/塩水ポート82及び患者のポート84を接続する
ばね偏倚式のスプール弁を有している。X線造影コントラスト物質を注射すべき
とき、そのX線造影材料の圧力によって、スプール弁は状態を変化させ、下方ポ
ート80が患者のポート84に接続されるようにする。
チューブである。三方向ストップコック34は、チューブ28の末端に配置され
ている。回転可能なルアロックコネクタ86がストップコック34に接続され且
つカテーテル30の基端にてルアコネクタ88と嵌合している。ストップコック
34は、チューブ28とカテーテル30との間の流れを遮断するか、流れを許容
するか、又は薬剤ポート32をカテーテル30に接続する。
装置10は、また、その他の関係する機能を実施することも許容する。患者の薬
剤を投与する装置(図1に図示せず)は、カテーテル30を通じて患者に薬剤を
投与すべきとき、薬剤ポート32に接続することができる。
の注射が行われないとき、圧力変換器38は、カテーテル30から延びているカ
ラン、チューブ28、患者のポート84、マニホルド26、変換器/塩水ポート
82、チューブ90、T字形コネクタ36及びチューブ92内の血圧を監視する
。変換器38は、これに関連するストップコック40を備えており、このストッ プコックは、較正中、変換器38を周囲の圧力にさらすことを許容し、また、変
換器38のドームチャンバを塩水で洗い流すことができるようにするため混入し
た空気を除去し且つ追い出すことも可能にする。
2、T字形コネクタ36及びチューブ90を通じて塩水ポート82まで供給する
。蠕動ポンプ44が作動して、塩水溶液を供給するとき、塩水溶液は、マニホル
ド26を通じて患者のポート84に、次に、チューブ28を通じてカテーテル3
0に供給される。
チューブ28、マニホルド26、チューブ90、T字形コネクタ36及びチュー
ブ42を通じて、廃物逆止弁48まで吸引し且つ次に、廃物集めバッグ52内に
入れる。
、チューブ28、カテーテル30、T字形コネクタ36、チューブ42、逆止弁
46、48、バッグ50、52、及びチューブ90、92は、全て使い捨て製品
である。これらは、新たな患者に対して血管造影法を行う度毎に、装置10内に
取り付けなければならない。ひとたび、装置10が全ての使い捨て製品が取り付
けられた状態で準備されたならば、扉70を閉じて、注射器本体18にコントラ
スト物質を充填し、空気を除去し、ユーザ(通常は、医師)は、X線造影材料の
注射に適用される安全パラメータを装置10に入力する。これらの安全パラメー
タは、通常、1回の注射にて注射すべきX線造影コントラスト物質の最大量、最
大注射流量、注射器本体18内で発生される最大圧力、最大立ち上がり時間すな
わち注射加速度を含む。コントラスト物質の注射を行うためには、ユーザは、引
金部66を握ることにより遠隔制御装置14を操作する。予め設定した安全パラ
メータの範囲内において、装置10は、引金部66の力、すなわち移動距離が増
すに伴って注射量を増加させる。
内へのコントラスト物質の排出量を連続的に監視することに基づいて注射される
コントラスト物質の量及び速度を計測する。装置10は、ユーザが患者の必要に
応じて、コントラスト物質の注射を特別に設定し、これにより、その処置法の質
を最高なものとし、安全性を向上させ、また、透視検査法を行うのに必要なコン
トラスト物質の量を少なくすることができる。
線図である。これらの過程は、コントラスト物質の充填(図2A)、空気の除去
(図2B)、患者への注射(図2C)、患者への圧力(図2D)、塩水のフラッ
シング(図2E)、廃物の吸引(図2F)及び患者への薬剤の投与(図2G)で
ある。
源)22からのX線造影コントラスト物質を注射器本体18に充填することを含
む。コントラスト物質の充填過程は、装置10の最初の準備の間に行われ、また
、注射器本体18がX線コントラスト物質が少ない状態で進むとき、常に、装置
10が作動する間に、繰り返すことができる。
塞端76に隣接するその最も進んだ位置まで駆動される。このことは、注射器本
体18内に存在する大部分の空気を大気中に追い出すことになる。
し、この負圧は、コントラスト物質をリザーバ22から逆止弁24を通じて吸引
し、上方ポート78を通じて注射器本体18に入れる。
吸引され又は注射器本体18内に残ることになる。勿論、空気がカテーテル30
を通じて患者の体内に注射されるのを防止することが重要である。このことは、
図2Bに図示した空気除去過程の目的である。また、異なる高さに2つのポート
が位置することは、注射中の気泡を防止する点にて一層の安全性をもたらす。
い出し得るように前方に進む。空気は、コントラスト物質よりも軽量であるため
に、注射器本体18の頂部付近に集まる。プランジャ20が前進すると、空気は
、上方ポート78及び一方向弁24を通じて注射器本体18から追い出される。
図2Bに図示した実施の形態において、一方向弁24は、X線造影コントラスト
物質がリザーバ22から上方ポート78まで流れるのは許容するが、X線造影コ
ントラスト物質が上方ポート78からリザーバ22まで反対方向に流れるのは許
容しない、重量のある一方向弁である。しかしながら、弁24は、空気がポート
78からリザーバ22まで流れるのを許容する。X線造影コントラスト物質が上
方ポート78を通って弁24まで注射器本体18から流れ出始めると直ちに、弁
24は、閉じて、リザーバ22に向けた更なる流れを防止する。
の下、作動される電磁作動弁又はモータ被駆動弁とすることができる。その何れ
の場合でも、弁24は、注射過程中に加わるであろう比較的高い圧力に耐えるこ
とができる。好ましくは、弁24は、約8273.71kpa(約1200p.
s.i)までの流体の静圧に耐え得るものとする。
御装置14の引金部分66を制御するユーザの相互作用可能な制御の下、前方に
進む。プランジャ20の動きは、下方ポート80及びマニホルド26を通じてコ
ントラスト物質を注射器本体18から押し出し、高圧チューブ28を通じてカテ
ーテル30に入れる液圧流体を発生させる。図2Cに図示するように、注射器の
下方ポート80及び患者のポート84は、患者への注射過程中、流体が流れ得る
ように接続されている。
水ポート82の何れかとの間の流体接続部の経路を制御する弁を含んでいる。本
発明の1つの実施の形態において、マニホルド26は、患者ポート84が、通常
、変換器/塩水ポート82に接続されているようにすべく(図2A及び図2Bに
図示するように)ばね偏倚されたスプール弁を備えている。プランジャ20の前
進動作により、注射器の下方ポート80に圧力が蓄積すると、スプール弁に対す
る偏倚力を上廻り、注射器の下方ポート80は、患者のポート84に接続され、
変換器/塩水ポート82は切り離され、マニホルド26内の弁は、患者への注射
過程により発生された高圧力が圧力変換器38に加わらないように保護する。
患者への注射過程中に自動的に開放する。患者への注射過程の終了時毎にプラン
ジャ20が引込むことで僅かな負圧が作用されたとき、スプール弁は閉じて、そ
の当初の位置に戻って患者へのポート84を変換器38に接続することを可能に
する。
ポート80又は変換器/塩水ポート82の何れか一方を患者のポート84に接続
し得るように適宜な時点にて作動される、電子機械的又はモータ被駆動弁である
。該アクチュエータ機構はコンソール12により制御される。この代替的な実施
の形態においても、弁は圧力変換器38が高圧力に晒されないように保護する。
0を通じて監視される患者の血液を読み取ることを可能にする。患者の血圧は患
者への注射、塩水のフラッシング及び廃物の吸引過程の間を除いて任意の時点に
て圧力変換器38を使用して監視することができる。圧力変換器38により得ら
れた圧力の測定値はストップコック40を手動で開けて且つストップコック34
を閉じることにより正常なものとすることができる。圧力変換器38を周囲圧力
に露出させることができる。
換チャンバ38、チューブ28及びカテーテル30をフラッシングするため塩水
溶液が使用される。図2Eに図示するように、蠕動ポンプ44は、塩水溶液がバ
ッグ50から逆止弁46及びチューブ42を通って塩水ポート82まで吸引する
方向に作動する。マニホルド26は、塩水ポート82を患者のポート84に接続
し、塩水溶液が患者のポート84からチューブ28及びカテーテル30を通じて
排出されるようにする。
る。この過程中、蠕動ポンプ44は、塩水のフラッシング過程中の回転方向と反
対方向に作動する。その結果、患者の流体は患者のポート84から塩水ポート8
2に吸引され、次に、チューブ42及び逆止弁48を通って廃物集めバッグ52 内に吸引される。蠕動ポンプ44は、弁を把み且つ閉塞するチューブ42として
機能し、また、逆止弁46、48の各々と相俟って塩水容器50及び廃物容器5
2への及びこれらからの逆流を防止する。
ことが望ましい。装置10は、患者の薬剤投与ポート32を提供することにより
このオプションを可能にする。図2Gに図示するように、ストップコック34が
開放したとき、ポート32に接続された薬剤供給源は患者のポート84に接続さ
れ、これによりカテーテル30に接続される。患者への薬剤投与過程中、蠕動ポ
ンプ44及びプランジャ20は作動していない。
図である。電気的制御装置は、遠隔制御装置14及び正面制御盤56からインタ
ーフェース102を通じて入力信号を受け取り且つ作動データ、警告、状況の情
報及びオペレータのプロンプトを表示すべく信号をディスプレイ58に提供する
デジタルコンピュータ100を備えている。
8と、電位差計110と、整流器112と、圧力検知ロードセル114と、A/
D変換器160とを含むモータ駆動回路を通じてプランジャ20の動作を制御す
る。
及びブレーキ信号並びに回転計108から整流器112を通じて行われる速度フ
ィードバック信号に応答してモータ104に対し駆動信号を提供する。回転計1
08及び電位差計110の出力は、A/D変換器116を通じて速度モニター及
び位置モニター信号としてコンピュータ100に供給される。これらは、コンピ
ュータ100がモータ速度、モータ方向及び位置(容積は計算値)を点検するこ
とを可能にする。
れる圧力を測定し得るようにモータ電流すなわちプランジャの力を感知する。こ
の圧力の監視信号は、A/D変換器116及びインターフェース102を通じて
コンピュータ100に供給される。
ダ124を通じてコンピュータ100の制御の下、駆動される。コンピュータ1
00は、モータドライバ122に対して塩水(前進)及び廃物(逆)駆動信号を
提供し、塩水フラッシングのためポンプモータ120を前方向に作動させ、また
、廃物吸引のため逆方向に作動させる。光エンコーダ124は、インターフェー
ス102に対して速度方向の監視信号を提供し、該インターフェースは、ポンプ
モータ120の回転速度及び回転方向の双方を表示する。
ルド26内の弁を作動させる、制御装置の1つの実施の形態が図示されている。
この実施の形態においては、コンピュータ100は、モータドライバ132を通
じて弁モータ130を制御し且つ電位差計134からの位置モニターフィードバ
ック信号を通じて位置を監視する。この特定の実施の形態において、弁モータ1
30はステッパモータである。
コントラスト物質の温度を監視する。温度センサ140は、注射器本体18付近
に配置されることが好ましい。温度センサ140により感知される温度が過度に
高いならば、コンピュータ100は、作動モータ104を不作動にし、患者への
注射を中断する。温度が過度に低いならば、コンピュータ100はヒータドライ
ブ150に対し温度作動可能な駆動信号を提供し、該ヒータドライブがヒータ1
52を作動させる。1つの実施の形態において、ヒータ152は、注射器本体1
8に隣接して注射器ホルダ116内に配置された抵抗膜ヒータである。
限センサ162、逆進制限センサ164、注射器有無センサ166、チャンバ開
放センサ168、コントラスト物質内の気泡検出器170及びチューブ内の気泡
検出器172からフィードバック信号を受け取る。
極小型スイッチである。センサ160からのコントラスト物質有無信号の状態は
、リザーバ22がホルダ72内に有るかどうか指示する。リザーバ22が存在し
ないならば、コンピュータ100は充填過程を不作動にする。
する。プランジャ20がその前進限界位置に達したならば、プランジャ20のそ
れ以上の前進動作は許容されない。同様に、逆進制限センサ164が、プランジ
ャ20がその逆進限界位置に達したと表示したとき、更なる逆進動作は許容され
ない。
に無いことを表示する極小型スイッチ又は赤外線エミッタ/検出器である。注射
器本体18が所定位置に無いならば、プランジャ20がその逆進限界位置まで動
くことができる(すなわち、零への戻り)動作を除く全ての動作機能が不作動と
される。
感知する極小型スイッチ又は赤外線エミッタ/検出器である。センサ168から
の信号が扉70が開放していることを表示したとき、全ての動作機能は不作動と
される。扉70が閉じ且つ係止されたときにのみ、全ての動作が許容される。扉
70が閉じられていると表示され、センサ166は注射器本体18が所定位置に
あると表示したならば、装置10の他の通常の機能を進めることができる。
気泡を感知する赤外線エミッタ/検出器であることが好ましい。充填過程中、リ
ザーバ22と頂部ポート78との間の流路内に気泡が感知されたならば、新たな
リザーバが接続される迄、充填過程は不作動とされる。
ている。この検出器は赤外線エミッタ/検出器型の気泡検出器であることが好ま
しいい。高圧チューブ28内で感知された全ての気泡は、全ての流体の押し出し
機能を不作動にし、流体が蠕動ポンプ44からの塩水溶液又は注射器本体18か
らのコントラスト物質であるかどうかを問わずに、全ての流体の押し出し機能を
不作動にする。
を通じて制御信号をX線装置に提供する機能も備えている。更に、コンピュータ
100は、血圧変換器38からのデータ、及び注射装置10から分離した心電図
記憶(ECG)装置からのデータを受け取る。圧力信号及びECG信号が、信号
調節装置及びA/D変換器190を通じて受け取られ且つコンピュータ100に
伝送される。ECG信号は1つの実施の形態において、コンピュータ100によ
り使用され、モータ104の作動(従って、患者への注射過程)を心臓の拍動と
同期化させる。
行われる。コントラスト物質を連続的に注射する結果、コントラスト物質は心収
縮期(収縮中)に、大動脈に流れ出る。主として、心弛緩の間に注射することに
より、冠状動脈内への注射の完全さを損うことなくコントラスト物質の注入量を
少なくすることができる。
動脈の血流と同期化させる。心収縮及び心弛緩の時間期間は、心電図記憶(EC
G)の電気信号、動脈の血圧の波形の分析又は振動の速度に基づくその他のタイ
ミングを使用して決定される。モータ104の速度、プランジャ20の速度、従
って、その動作を制御することにより、心収縮の期間の間、コントラスト物質の
注射が中断され、このことは、この時間の間、コントラスト物質の注射を少なく
し又は停止させることになる。遠隔制御装置14と組み合わせて、オペレータは
コンピュータ100が心臓サイクルに対してコントラスト物質の注入パルスを自
動的に設定する間に、冠状動脈内へのコントラスト物質の注射量を変化させるこ
とができる。
トラスト物質を患者に送る容器及びチューブの膨張により、注射器本体18内で
のプランジャ20の動きとカテーテル30から出て患者の体内に入るコントラス
ト物質の動きとの間に位相遅れが生じる可能性がある。プランジャ20の動きと
患者の体内へのコントラスト物質の導入との間の位相遅れを調節するため、可変
の時間的ずれを制御盤54を通じて入力し、心臓サイクルのタイミングを選択し
た時間だけずらすことができるようにすることができる。位相遅れの大きさは、
心臓の速度の周波数に依存するため、コンピュータ100内のアルゴリズムは、
コントラスト物質を注射する間の瞬間的な心臓の速度に基づいて、時間のずれの
大きさを連続的に且つ自動的に調節する。
レイ58を示す制御盤54の1つの実施の形態が図示されている。正面制御板制
御スイッチ56は、準備/充填/終了スイッチ200と、除去スイッチ202と
、吸引スイッチ204と、塩水スイッチ206と、作動OKスイッチ208と、
注射量制限スイッチ210a、210bと、注射流量制限スイッチ212a、2
12bと、注射圧力制限スイッチ214a、214bと、立上り時間スイッチ2
16a、216bと、OKスイッチ218と、注射範囲トグルスイッチ220と
、多量注射OKスイッチ222と、停止スイッチ224とを含む。
が最初に作動されると、ユーザには、注射器18を注射器ホルダ16内に配置す
るように知らされる。注射器18が注射器ホルダ16内に配置されると(このこ
とは、センサ166によりコンピュータ100に通知される)、ユーザに対しチ
ャンバを閉じ且つ係止するように命令が為される(すなわち、扉70を閉じる)
。プランジャ20はその完全な前進位置まで前進して注射器内の全ての空気を追
い出す。次に、ディスプレイ58は、オペレータに対し、コントラスト物質リザ
ーバ22を接続するように表示する。一度、コントラスト物質リザーバ22が所
定位置に配置されたならば、オペレータはOKスイッチ218を押すように要求
される。この時点にて、プランジャ20は最大の注射容量に設定された程度(好
ましくは、10ml/秒の流量に対応する)にて引込む。実際の速度(A/D変
換器116からコンピュータ100へのフィードバックとして表示される)が設
定速度よりも速いならば、装置10は停止する。
させて、プランジャ20を前進させ、全ての気泡を除去する。圧力センサ114
は、一方向弁24が閉じられ且つ圧力が注射器本体18内に蓄積し始めたときを
表示する。一度、気泡の除去が完了したならば、注射した総量及び注射回数のカ
ウンタが再リセットされる。
から非係合状態となることも許容する。
チ202は、作動されると、プランジャ20を前方に動かして、空気を頂部ポー
ト78を通じて追い出す。プランジャ20の前進動作は制限され、注射器18内
にて所定の圧力に達したときに停止される。この状態は、圧力センサ114によ
り感知される。除去スイッチ202により開始される除去過程により、注射器2
0内の空気を追い出すことになる。また、除去スイッチ202を連続的に押し且
つ保持することにより、ユーザは除去スイッチ202を使用して流体を患者のポ
ート84を通じて除去することができる。
モータ120を作動させる瞬間的な押釦スイッチである。ポンプモータ120は
作動して、設定した速度にてカテーテル30を吸引する。吸引された流体は、廃
物バッグ52内に集められる。他の全ての動作機能は、吸引中に、非係合状態と
される。モータ120の実際の速度が設定した所定速度以上であるならば、コン
ピュータ100は、モータ120を停止させる。
20は、塩水スイッチ206を押すことに応答して動作され、バッグ50からの
塩水の溶液は、設定した速度にてマニホルド26及びカテーテル30内に導入さ
れる。塩水の流れを停止させるため、10秒以内に、塩水スイッチ206が二回
目に押されないと、コンピュータ100は、ポンプモータ120を自動的に停止
させる。制限時間が満了したならば、更なる任意の動作を開始する前に、塩水ス
イッチ206をその最初の状態にリセットしなければならない。
注射を完了したときに不作動機能を装置が検知した後、OKスイッチ218を作
動させ且つ更なる任意の機能を開始する前に、作動OKスイッチ208を作動さ
せなければならない。
らすかの何れかのために、注射量制限キー210a、210bを押す。キー21
0aは、最大量を増し、また、キー210bは減少させる。一度、注射最大制限
量が設定されたならば、測定量がその設定値に達したとき、コンピュータ100
はモータ104を停止させ、また、OKスイッチ218が押される迄、再始動し
ない。多量の注射(すなわち、10ミリリットル以上)が選択されたならば、O
Kスイッチ18及び他の多量注射OKスイッチ220の双方は、その多量の注射
の開始前に、再リセットしなければならない。
装置内の最大流量を医師が選択することを可能にする。測定量(回転計108及
び電位差計110からのフィードバッグ信号により決定される量)が設定値に達
すると、コンピュータ100は、流量を設定値に制限し得るようにモータ104
を制御する。
装置内の最大圧力を外科医が選択することを可能にする。圧力センサ114によ
り決定された測定圧力が設定値に達すると、コンピュータ100は、圧力を注射
限界圧力に制限されるようにモータ104を制御する。その結果、注速度も制限
されよう。
せる一方にて、装置が可能な許容する立上り時間を外科医が選択することを可能
にする。コンピュータ100は、立ち上がり時間を設定値に制限し得るようにモ
ータ104を制御する。
14a、214b、216a、216bは、数値を選択する他の装置と交換する
ことが可能である。これらは、セレクタダイヤル、数値キーパッド及びタッチス
クリーンを含む。
ッチである。OKスイッチ218の作動に応答して、コンピュータ100は、デ
ィスプレイ58を制御して、正確な機能が選択されと認めるかどうかをオペレー
タに質問する。OKスイッチ218を作動させると、状態は準備完了にセットさ
れる。
」又は「多量」位置にあるかどうかに対応して、このスイッチは、次の注射のた
め多量又は少量注射量範囲を選択する。
ッチ220により多量注射範囲が選択されると、多量注射範囲OK押釦スイッチ
222は、OKスイッチ218を作動させ得るように作動させなければならない
。注射する毎に、OKスイッチ218を作動させなければならない。多量注射の
とき、ユーザは、第一の多量注射OKスイッチ222を、次に、OKスイッチ2
18を作動させることにより、容積を確認することが必要とされる。
押すと、このスイッチは、全ての機能を不作動にする。ディスプレイ58は、作
動状態のままである。
52と、警告ディスプレイ254と、制限ディスプレイ256と、総注射回数デ
ィスプレイ260と、総注射量ディスプレイ262と、流量ディスプレイ264
と、注射量ディスプレイ266と、注射量制限スイッチ268と、注射量制限デ
ィスプレイ270と、制限圧力ブィスプレイ272と、最小立上り時間ディスプ
レイ274と、多量注射ディスプレイ276と、リアルタイムクロックディスプ
レイ278とを含む。
る一連のメッセージを含んでいる。準備ディスプレイ250にてメッセージを表
示することは、上述したように準備スイッチ200を作動させることにより開始
される。
は、「準備完了」、「準備」、「注射」、「フラッシング」及び「吸引」を含む
。
制御パラメータに遭遇し且つ不作動にするか、又は上限値又は下限値に達して且
つ制限された仕方にて作動し続けるか又は上限値又は下限値に達して且つ作動を
続ける状態にあるかどうかをオペレータに知らせる。
(累積数)を表示する。この現在の患者の場合の間に注射された累積的な総量は
、総量ディスプレイ262により表示される。
する。ディスプレイ264は、注射の間、患者に対するリアルタイムの流量のデ
ジタル値にて示す。一度、注射が完了したならば、ディスプレイ264に表示さ
れた値は、その注射の間に達した最高流量を表す。ディスプレイ266は、直近
の注射時に注射した量のデジタル値を示す。
注射量をデジタル形態にて示す。同様に、ディスプレイ270は、スイッチ21
2a、212bにより選択された装置が許容する最大の流量のデジタル値を表示 する。
力のデジタル値を示す。圧力の限界は、スイッチ214a、214bにより選択
される。
を示す。この最小立上り時間は、スイッチ216a、216bを通じて選択され
る。
たときを明確に表示する。
て示す。
0を有する遠隔制御装置14が示してある。引金部66は、ハウジング300に
対して可動であり、引金部66の位置は、引金部の位置の関数である命令信号を
発生する。1つの実施の形態において、引金部66は、ハウジング300内の電
位差計に連結されている。命令信号は、注射量又は速度を制御する。この流量は
、引金部の位置に直接比例している。
な押釦スイッチである。これと代替的に、リセットスイッチ62は、また、「O
K」と表示することもできる。
且つ再度オフにするときに押す選択的動作の押釦スイッチである。塩水スイッチ
62の機能は、正面操作盤54上における塩水スイッチ206の機能と同一であ
る。
な遠隔制御装置14´は、図1及び図5A、図5Bに図示した手持ち型の遠隔制
御装置14に代えて使用される。足踏み遠隔制御装置14´は、命令信号を提供
する足踏み式速度ペダル又は引金部66´と、リセット又はOKスイッチ62´
と、塩水スイッチ64´とを有している。カバー310、312は、スイッチ6
2´、64´を保護し、これらのスイッチが手によってのみ作動され、偶発的に
足で作動されないようにする。足踏み式遠隔制御装置14´は、ケーブル60´
によりコンソール12に接続されているが、これと代替的に、無線リンクにより
接続してもよい。
気除去及び患者への注射過程中における一方向弁24及びマニホルド26の構造
及び作用が示してある。
24と、マニホルド26と、注射器本体18と、プランジャ20とが示してある
。一方向弁24の入口逆止弁は、図7A及び図7Bにおいて、弁チャンバ352
内のその下方着座位置に配置されえた重いボール350を有している。コントラ
スト物質は、プランジャ20が後方に動くことにより注射器本体18内に吸引さ
れる。コントラスト物質は、ボール350の周りの通路354を通って上方ポー
ト78内に流れる。
68、370と、偏倚ばね372と、リテーナ374とを有するばね負荷式のス
プール弁360を有している。図7Aに図示するように、コントラスト物質の充
填過程中、偏倚ばね372は、スプール本体362を注射器本体18に向けたそ
の最右側位置に付勢する。この位置において、スプール本体362は、変換器の
塩水ポート82を対角状通路376を通じて患者のポート84に接続する一方に
て、注射器本体18の下側部分80を妨害する。一方にて、Oリング366、3
68、他方にて、Oリング370は、流体シールを提供し得るように対角状通路
376の両側に配置されている。
ントラスト流体が充填されているが、空気も取り込んでいる。プランジャ20は
、上方ポート78及び逆止弁24を通って空気を注射器本体18から追い出し得
るように前方に駆動される。空気の力は、逆止弁20内のボール350を僅かに
持ち上げる。しかしながら、ボール350は、十分に重く、注射器本体18から
且つリザーバ22に向けて後方に押し出される空気は、ボールが注射器本体18
から空気の流れを遮断するであろうその最上方の着座位置までボールを持ち上げ
ることはできない。
ある。対角状通路376は、変換器塩水ポート82を患者のポート84と接続す
る。その結果、圧力変換器38による圧力の監視は、空気除去過程(また、コン
トラスト物質の充填過程)中に行うことができる。
始時におけるマニホルド26及び逆止弁24の状態が図示されている。
ル350は、X線造影.コントラスト物質上にて浮動し、このため、全ての空気 を除去し且つX線造影コントラスト物質が注射器本体18から流れ出て且つ上方
ポート78を通って弁チャンバ352に入り始めるとき、ボール350は、その
上方の着座位置に向けて上方に動かされる。ボール350は、図7C及び図8C
に図示するように、X線造影コントラスト物質が上方への流れを続けるのを妨げ
る。
ート80内の圧力は、未だ、ばね372の偏倚力を上廻るレベルに達していない
。その結果、スプール本体362は、未だ、左方向に動いておらず、対角状通路
376は、変換器の塩水ポート82を患者のポート84と接続することを続ける
。
り、入口逆止弁24は閉じられている。下側部分80における圧力は、ばね37
2の偏倚力に打ち勝つのに十分に大きくなっている。スプール本体362は、下
方ポート80が患者用のポート84と接続されるように、左方向に駆動されてい
る。これと同時に、スプール本体362は、変換器/塩水ポート82を妨害する
。
よって発生した高圧力は、患者のポート84に直接、接続される一方、塩水ポー
ト82及び圧力変換器38は、高圧から保護されている。作動圧力は、製造後、
注射器の予負荷を増し又は減少させることにより可変とし且つ決定することがで
きる。
。この実施の形態によれば、注射器400は、主コンソール401と、注射器ホ
ルダ410と、注射器本体411と、注射器プランジャ412と、X線撮影材料
リザーバ413と、一方向弁414と、下方ポート415と、下方ポートチュー
ブ416と、マニホルド組立体417と、患者へのチューブ418と、三方向ス
トップコック419と、カテーテル420と、変換器430とを備えている。チ
ューブ431は、上述した実施の形態のチューブ42と同様であり、塩水のフラ
ッシング又は廃物の除去を可能にする。更に、上述した蠕動ポンプ、塩水逆止弁
、廃物逆止弁、塩水バッグ、廃物バッグ、バッグ支持ラック、上述した確認・遠
隔制御装置は、本発明にて使用することができる。
416を使用して高圧ポート432を通じてマニホルド組立体417に接続され
ている。マニホルド組立体417は、以下に説明するようなばね偏倚スプール弁
を備えている。ばね偏倚スプール弁は、ハンドル435により手で作動させるこ
とができる。低圧力の作動中、マニホルド組立体417は、低圧ポート434か
ら患者のポート433への流体接続部を提供する。高圧力の作動中、マニホルド
組立体417は、高圧ポート432から患者のポート433への流体接続部を提
供する。従って、患者への注射過程中、X線撮影材料の注射圧力により、マニホ
ルド組立体417のスプール弁は、低圧位置から高圧位置へと変化し、このため
、下方ポート415は患者のポート433と流体流通状態になる。
御するばね偏倚式スプール弁は、ハンドル435を引っ張り又は押すことにより
手で作動させることができる。図示した実施の形態において、ハンドル435を
マニホルド組立体417から動かすと、低圧経路(すなわち、患者へのポート4
33への低圧ポート434)から高圧経路(すなわち、患者へのポート433へ
の高圧ポート432)へ流体の流れを変化する。
する可撓性のチューブとすることができる。三方向ストップコック419は、患
者へのチューブ418の末端に配置することができる。回転可能なルアロックコ
ネクタ421がカテーテル420の基端におけるルア接続具422と合わさる。
ストップコック419は、患者へのチューブ418とカテーテル420との間の
流れを許容するか若しくは遮断するか又は薬剤投与ポート423をカテーテル4
20に接続する。上記に説明したように、患者の薬剤を投与する装置は、薬剤投
与ポート423に接続することができる。
ラスト物質の注射が行われないとき、すなわち、低圧力過程のとき、圧力変換器
430は、カテーテル420、患者へのチューブ418、患者へのポート433
、マニホルド組立体417、低圧ポート434、低圧チューブ436及びドーム
チャンバ438を通る流体のカランを通る血液の圧力を監視する。変換器の接続
具440は、低圧チューブ436の第一の端部を変換器430に接続し、低圧接
続具441は、低圧チューブ436の第二の端部を低圧ポートに接続する。図9
に図示するように、フラッシュチューブ431は、フラッシュチューブコネクタ
442を通じて変換器430に取り付けることができる。幾つかの実施の形態に
おいて、装置400は、変換器430の位置を調節する変換器ホルダ600(以
下に説明)を備えることもできる。上述した蠕動ポンプが作動して塩水溶液をフ
ラッシュチューブ431を通じて供給するとき、この溶液は、マニホルド組立体
417を通じて患者のポート433に、次に、患者のチューブ418を通じてカ
テーテル420に供給される。低圧ポート434にて付与された吸引力は、患者
へのチューブ418、マニホルド組立体417、低圧ポート434を通じて血液
をフラッシュチューブ431内に吸引することができることが理解されよう。
417、患者へのチューブ418、カテーテル420、ストップコック419、
低圧チューブ436、変換器ドームチャンバ438、フラッシュチューブ431
及び上述した逆止弁、流体容器及び廃物容器は、全て使い捨て型製品である。こ
れらは、新たな患者に対して新たな処置法を行う毎に装置400内に取り付けな
ければならない。一度、装置400が全ての使い捨て型の部材を取り付けた状態
で準備されたならば、操作者は、X線造影コントラスト物質の患者への注射に妥
当する制限的な安全パラメータを装置400のコンソール401に入力する。
れている。図10はマニホルド組立体417の殻体(本体)450の1つの実施
の形態の側面図であり、図11はマニホルド殻体450の平面図、図12はマニ
ホルド殻体450の底面図、図13はマニホルド組立体417の長手方向断面図
である。これら図面は全て、高圧ポート432、患者へのポート433及び低圧
ポート434を図示している。
452を通って伸びる軸部456を有することが示してある。マニホルドキャッ
プ453は、同キャップ453をマニホルド殻体のねじ451を通じてマニホル
ド殻体450の第一の端部491に固着するねじ454を有している。図示した
実施の形態において、キャップ453は、中空の突出部455を有しており、ハ
ンドルの軸部456は、この中空の突出部の中を通ってマニホルド450内に伸
びている。マニホルドプランジャ組立体490は、マニホルド軸458と、マニ
ホルドワイパー460と、Oリング461と、弁センサトリガー462とを有し
ている。マニホルドキャップ453の突出部455は、高圧過程中、マニホルド
プランジャ組立体490が左方向(図13の方向に対して)に移動するのを停止
させる。ばね463は、低圧ポート434と患者へのポート433との間に流体
接続状態を保ち得るようにマニホルドキャップ453と弁センサトリガー462
との間でハンドルの軸部456に取り付けられている。
用してマニホルド軸458の第一の端部457に堅固に固定されている。マニホ
ルドワイパー460は、マニホルド軸458の第二の端部459に取り付けられ
ている。図示した実施の形態において、マニホルド軸458は、第一の端部45
7及び第二の端部459にて開放した中空のコアを有している。該中空のコアは
、これがなければ組立て中にマニホルドワイパー460の中空の領域内に取り込
まれるであろう空気を解放することを可能にする。図示した実施の形態において
、ワイパー460は、ワイパー497が破断してマニホルド軸458の中空のコ
アに入る可能性を少なくし得るように、ワイパー460の壁を補強することを可
能にする厚みを増した先端497を有している。好ましくは、マニホルドワイパ
ー460は、例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)シリコン
、二トリル、ポリイソプレン等のような弾力のある熱硬化性材料で製造されるも
のとする。熱硬化性材料の圧縮効果に対する抵抗は、マニホルドワイパー460
の外周とマニホルド殻体450の内面464との間に流体密のシールを維持する
ことを可能にする。
けられている。弁センサトリガー462の位置は、マニホルド組立体417内の
流体接続状態を表示するため弁状態センサ425(図9)により検知される。1
つの実施の形態において、弁のトリガー状態のセンサ462は、弁状態の誘導型
センサ425と共に使用し得るようにステンレス鋼で製造することができる。
断面図が図示されている。図13Aに図示するように、高圧ポート432付近の
殻体450の内面464は、円錐形状493をしている。この円錐形状端部49
3は、高圧ポート432から内面464まで漸進的な遷移部分を提供し、このこ
とは、好ましくない乱流を最小にすることにより装置を最初にフラッシングする
間に、混入空気をこの接続部から除去することを容易にすることができる。更に
、円錐形状端部は、注射する間、流体の滞留領域を解消することができる。更に
、円錐形先端の外部形態は僅かに突き出しており、また、下方ポートチューブ4
16の管腔496の内面495と緊密に圧力嵌めし得るように環状リング494
を形成すべく楔形の形状とされている。
のポート433の流体通路466と、低圧ポート434の流体通路467との間
の接続部におけるマニホルド殻体450の構造について説明する。
その高圧位置(図14C)まで移動するとき、弾力性のマニホルドワイパー46
0aとマニホルド殻体450aの内面464aとの相互作用状態を示す長手方向
断面図である。図14Bに図示するように、ワイパー460aが患者へのポート
433aの流体通路466aを通ってマニホルド殻体450aの内面464a内
を移動するとき、ワイパー460aの弾力性材料は、患者へのポート433aの
流体流路466a内に「押し出される」傾向となる(参照番号465で図示)。
ワイパー460aが低圧ポート434aの流体流路467aの上を通るときにも
同一の状態が生じる可能性がある(図14C)。ワイパー460aが流体流路4
66a又は467a内に押し出されることに伴う潜在的な問題点は、マニホルド
ワイパー460aの押し出された部分465がワイパー460が流体通路466
a又は467aを妨害する位置にプランジャ組立体490を固着させることによ
り、マニホルド組立体417の適正な機能を妨げる可能性がある点である。更に
、押し出された部分465は、ワイパー460aが流体通路466a又は467
aを通って進む間、破損し又は「削り取られる(nibbled)」可能性があ
る。1つの好適な実施の形態において、マニホルド組立体417は、ワイパーが
流体通路466、467を通って移動するとき、押出し量を少なくし且つマニホ
ルドワイパー460の固着又は削り取りの可能性を軽減し得る構造とされている
。
ルド殻体450の平面図である。図15は、図11の線15に沿った横断面図で
ある。図12は、低圧ポート434の流体通路467内を見たときのマニホルド
殻体450の底端面図である。図16は、図12の低圧ポートの線16−16に
沿った横断面図である。図11及び図15の患者へのポート433を参照すると
、流体通路466がマニホルド殻体450の内面464と連通する位置において
、流体通路466は、「フィレット(隅肉)」468により分岐されて、多数の
部分に分かれた開口部を形成する。図15に図示するようにフィレット468は
、殻体450の細長い穴469a、469bを通って流体が流体通路466内に
流れるのを許容するが、マニホルドワイパー460の膨張を制限し、流体通路4
66内への押出し量を少なくする。好ましくは、フィレット468は、マニホル
ドワイパー460が流体通路466内に押出される可能性を軽減するが、キャビ
テーションすなわち、流体通路466内に流れる流体抵抗を感知可能な程に増加
させることはないようにする。穴469a、469bは、フィレットの結果とし
ての任意の特別な形態に限定されるものではないことが理解されよう。更に、図
11及び図15には、2つの開口部を形成する単一のフィレットが図示されてい
るが、2つ以上の開口部を形成する追加的なフィレットも本発明の範囲に属する
ものと考えられる。図示した実施の形態において、開口部は多数部分に分かれて
おり、フィレットの長手方向寸法は、マニホルド殻体450の長手方向寸法に対
して平行に方向決めされている。また、1つの実施の形態において、フィレット
は幅約0.762mm(約0.030インチ)、穴469a、469bの長手方 向寸法は約2.032mm(約0.080インチ)であり、穴469a、469
bの幅は約0.762mm(約0.030インチ)である。
470が低圧ポート434の流体流路467内に存在し、流路467を開口部4
71a、471bに分岐させることができる。
おり、この位置の後、高圧ポート432aにおける圧力は、(1)ばね463の
偏倚力(図13)、(2)マニホルドワイパー460aとマニホルドの内面46
4aとの間の摩擦力、(3)密封リング460bとマニホルドの内面464aと
の間の圧力に起因する摩擦力を上廻るのに十分となっている。図面において、マ
ニホルドワイパー460aは、完全に開放した高圧位置まで左方向に完全に移動
してはいない。密封リング460cが、患者のポート433aと低圧ポート43
4aとの間の流体接続を遮断した直後に、高圧ポート432aに入る加圧流体は
矢印472で示すように流体通路466aまで流動することができ、このことは
、流体通路466a内に流れ抵抗や圧力蓄積は殆ど存在しないから、高圧ポート
432aにおける圧力を降下させる。
し、また、密封リング460bとマニホルドの内面464aとの間の圧力に起因
する摩擦力を軽減する。1つの理論にのみ限定されることなく、プランジャ組立
体490を押し且つ左方向に保持する力が同時に軽減されるに伴い、ばね463
の力はまた物理法則により低下するはずである。このように、ばね463は膨張
し、このことは、プランジャ組立体490を右方向に押すことになる。一度、マ
ニホルドワイパー460aが流体流路466aを通る流体の外方への流れを密封
するのに十分にだけ右方向に移動したならば、高圧ポート432aにおける圧力
は再度、上昇して、ばね463の偏倚力に打ち勝ち、ワイパー460aが十分に
左方向に移動して、流体が再度、矢印472で示す方向に急激に流れるのを可能
にする。流体が丁度、流体通路466aまで矢印472で示すように流れ始める
時点にて、ワイパー460aが前後に繰り返して動く結果、プランジャが揺動す
る。この揺動は、流体の流れ中に拍動を生じさせ、このことは、非制御状態の可
変の流量にする。
おいて、マニホルド組立体417は、一部分、この揺動の発生を軽減し又は解消
する構造とされている。図18は、図11の線18−18に沿った横断面図であ
る。図11及び図18を参照すると、患者のポート433内には、外側の揺動減
少ポート473が配置されている。該ポート473は、揺動減少通路474に達
しており、この通路は、患者のポート433からマニホルド殻体450を通じて
伸長し、内側の揺動減少ポート475にてマニホルド殻体450の内面464と
連通している(図13及び図18)。図13を参照すると、使用中、高圧ポート
432の圧力が十分に高圧となり、上述した反力を上廻ると、マニホルドワイパ
ー460は左方向に移動する。ワイパー460が左方向に十分に移動して揺動減
少通路474の内側ポート475を露出させると、流体は揺動減少通路474を
通って上方に付勢される。内側ポート475と揺動減少通路474との組み合わ
せによる流体の流れに対する抵抗は、揺動を防止する圧力をマニホルド組立体4
17の内面464の内部に保つのに十分である。また、この保たれた圧力は、密
封面460dに圧力に起因する力を保つ。その結果、プランジャ組立体490は
、揺動することなく完全に左方向に移動している。このように、揺動ポート47
3、475及び揺動通路474は、偏倚ばね463とワイパー460における圧
力に起因する流体の力との力の釣合い状態を保つ。
ワイパー460の弾力性材料は、複数のリッジ485a、485b、485cを
形成し得るような形態とすることができる。これらのリッジはマニホルド殻体4
50の内面464に接触する。1つの形態において、リッジ485a乃至485
cの間の介入する谷部486a、486bは、ワイパー460の弾力性表面と内
面464との間の摩擦量を少なくするのに役立つ一方、リッジ485a、485
cは流体密のシールを保つ。図示した実施の形態において、リッジ485bは、
リッジ485a、485cの間に存在する空気を除去する働きをする。図19A
の断面図で図示するように、ワイパー460の内面498は、周方向突出部49
9a、499bを有している。これらの突出部がマニホルド軸458に対して押
し付けられる結果、リッジ485a、485cが形成される。リッジ485bは
、マニホルド軸458の上にシム(楔部)500が存在することで形成される。
リッジ485bは、突出部499a、499bと同様の周方向突出部を配置する
ことにより、外面464に対してより大きい摩擦力を発生させ得る形態とするこ
とも可能であることが理解されよう。
取り込む可能性があり、この空気は、ワイパー460が流体流路466を経て動
くとき、患者のポート433内に付勢され、患者へのチューブ418から出て最
終的に患者の体内に入る可能性がある。患者の血管系に入る空気の悪影響は周知
である。従って、空気が患者の体内に入る可能性を少なくするため、マニホルド
殻体450は、マニホルドワイパー460が低圧力位置、すなわち高圧力ポート
432に最も近い位置にあるとき、リッジ485a乃至485cの間の谷部48
6a、486bを実質的に充填する突出部487a、487bを含むことができ
る。図19Aに図示するように、リッジ485a乃至485cが突出部487a
及び487bと固く組み合わさることは、谷部486a及び486b内の不作動
の空気スペースを少なくし、また存在する空気を少なくし、これにより、ワイパ
ー460が低圧力位置から動くとき、空気が患者のポート433内に入る可能性
を軽減する。
2つの異なる実施の形態が図示されている。温度制御装置555は、注射器41
1内に進む前に、注射材料を加熱し又は冷却することを可能にする。1つの実施
の形態において、温度制御装置555は、リザーバ内の材料の温度を保ち得るよ
うにリザーバボトル413を十分に包み込むジャケット556とすることができ
る。1つの代替的な実施の形態において、この温度制御装置は、コントラスト物
質が注射器411に入る前にチューブ557を経て進むときこのコントラスト物
質を加温する管状の加熱要素すなわち熱交換器557とすることができる。
1を有する遠隔制御装置550の1つの好適な実施の形態が図示されている。引
金部502は、ハウジング501に対して可動であり、引金部502の位置は、
引金部の位置の関数である命令信号を発生させる。患者への注射過程中における
コントラスト物質の流量は引金部の位置に直比例している。
をユーザの手で保持することが好ましく、例えば、正面制御盤505における操
作釦503、504のような操作釦をユーザの親指で容易に操作することができ
る。引金部502は、ユーザの1本以上の指で引金部502をハウジング501
に向けて引くことにより作動させることができる。図面の遠隔制御装置550の
方向を参照すると、上端506及び下端507が存在することが理解されよう。
図25の平面図を参照すると、ハウジング500は、案内ピン509を通じて引
金部502の横方向への移動を案内するスロット508を有している。また、引
金部502を引くときの引金部502の前進及び後方への動きが制限される。ス
ロット508の後部壁510は後方への動きを制限し、スロット508の前部壁
511は前方への動きを制限する。図25に図示するように、スロット508は
、「L」512の形態とすることができる。スロット508の「L」字形の形態
は、使用しないとき、案内ピン509がL字形部分の短いアーム内に休止するこ
とを可能にし、また、引金部502をハウジング501に向けて引っ張る前に、
案内ピン509を短いアームから離脱させるために引金部502を横方向に動か
すことを必要とする。この遠隔制御装置500の特徴は、確認のため、操作者が
引金部502を横方向に動かす必要がないようにし、偶発的に患者に注射するの
を防止するのに役立つ。
な回動機構を通じてハウジング501に取り付けることができ、この可撓性の材
料は、ハンドル502を繰り返してハウジング501に向けて引っ張り、操作者
が引金部502を放したときに前進位置に戻ることを可能にする。
の排出量は、操作者により変更することが可能であり、また、引金部の位置に直
比例する。即ち、1つの実施の形態において、引金部502をハウジング501
に向けて更に後方に引っ張れば引っ張るほど、予め設定した最大位置まで流体の
排出量がより増大する。
の準備が完了したことを示すインジケータライト520を含めることができる。
その他の制御機能は、正面制御盤にて操作することができる。例えば、1つの実
施の形態において、操作釦504は、装置の低圧力側を通じて塩水フラッシュす
ることを可能にし、また、操作釦503は装置の高圧力側を通じて「噴出」機能
を提供する。その他の機能は、正面制御盤505に取り付けられた操作釦を通じ
て遠隔的に制御可能であることが理解されよう。
機能を提供する操作釦503を有している。この実施の形態によれば、操作釦5
03を作動させると、操作者の判断により所定の量の対照媒体が注射される。こ
の機能は、心臓、末梢血管又は体内のその他の解剖学的部分におけるカテーテル
の位置を決定するときに特に有用である。1つの実施の形態において、噴出釦を
作動させると、予め設定した注射量のパーセント量のコントラスト媒質の量が注
射される。例えば、噴出釦を作動させると、少量の注射過程中の注射量の10%
を注射することができる。
の線に対して変換器430の位置を選択する変換器ホルダ600を含むことがで
きる。図9及び図26に図示するように、変換器ホルダ600は、変換器ホルダ
600をコンソール401に取り付ける取り付け軸601と、変換器キャリア6
03内にて変換器430を摺動可能に調節する調節軸602とを有している。変
換器キャリア603が調節軸602に沿って動くことは、第一の端部にて取り付
け軸601により、また第二の端部にて調節軸のキャップ604により制限され
る。調節スリーブ606を押すと、変換器キャリア603を調節軸602に沿っ
て自由に動かすことが可能となる。
付ける2つの箇所613、614を有している。これらの箇所は、調節軸602
の回転方向に関係なく、きちっと嵌まり得るように変換器430又は変換器ドー
ム438の形状に適合する形態とされている。
のチャンバ608内に配置されている。調節スリーブ606は、調節軸602の
周りに嵌まる通路607を有している。調節軸602はまた、変換器キャリア6
03の通路610を通って伸びている。使用時、調節スリーブ606を変換器キ
ャリア603の端部611に向けて押し、通路607及び通路610が軸方向に
整合するようにすると、変換器キャリア603を調節軸602に沿って摺動可能
に動かすことが可能となる。調節スリーブ606に作用する圧力を解放すると、
調節スリーブ606の通路607は、通路610との軸方向整合状態から偏倚さ
れ、変換器キャリア603を所定位置に保持する摩擦力を発生させる。
602は、取り付け軸601を通じて軸線612の周りで360°回転させるこ
とができる。このように、回転調節と摺動調節との間にて、変換器キャリア60
3内に取り付けられた変換器430を患者の血圧を監視する最適な位置に配置す
ることができる。
マイクロプロセッサが設定した注射量よりも少ないとき、注射装置はその後の注
射過程を防止し、すなわち、注射器411を自動的に再充填する。自動モード又
は手動モードにおいて、注射器411は、コンソール401にて操作者が入力し
た最大値又は多少より少ない量まで再充填することができる。自動モードにおい
て、注射の完了後、コンピュータ100は、注射器411内に残るコントラスト
物質の量を操作者によりコンピュータに予め設定された注射量と比較する。予め
設定した注射量が注射器411内で利用可能なコントラスト物質の量よりも多い
場合、コンピュータ100は、その後の患者への注射過程を防止する。コントラ
スト物質リザーバ413(又は22)が所定位置にあるならば、コンピュータ1
00は、好ましくは約3mリットル/秒の流量に対応する設定した量にてプラン
ジャ412を自動的に引っ込ませるようにモータ駆動回路を励起し、注射器41
1に最大量又はその他の予め設定した量のコントラスト物質を装填する。一度、
注射器411がセンサ164からの逆制限フィードバック信号により示されたよ
うに充填されたならば、モータ104はプランジャ412を前方に動かして、約
3mリットル/秒の量にて空気を一方向弁414を通じて注射器から除去する。
ことにより、注射器411内で形成される気泡をより容易に減少させることが可
能であることも判明した。例えば、注射器411が最大程度まで充填された状況
を想定する。この例によれば、プランジャ412のコンピュータ制御による引込
みは、約40mリットルの媒体が充填される迄、約2mリットル/秒の速度にて
ゆっくりと行われる。この遅い速度は、気泡がメニスカスにてプランジャ412
の表面から自由に消滅するのを容易にする。その後、約3mリットル/秒のより
速い速度を利用して充填過程を完了し、プランジャ412から解放された気泡は
、プランジャから一方向弁414に向けて浮動する傾向となる。更に、注射器4
11が水平面から10乃至20°好ましくは約15°の角度が付けられているこ
とは、気泡を解放し又は気泡を一方向弁414まで動かすのを容易にする。
テルに対するX線撮影コントラスト物質の供給を相互作用可能に制御することを
可能にする。本明細書に開示した幾つかの実施の形態は、注射器装置の安全性及
び効率を向上させると共に、必要に応じ、また、患者の状態の変化に応じてコン
トラスト物質を相互作用可能に注射するため、ユーザがパラメータを調節するこ
とを可能にする。
範囲から逸脱せずに、形態及び細部の点で変更を加えることが可能であることが
認識されよう。例えば、注射器ホルダ16、410は、一端が装填されたシリン
ダのような他の形態とすることができる。
。
及びディスプレイの図である。
態を示す図である。 7Bは、空気を除去する間の入口逆止弁及びマニホルドの作動状態を示す図で
ある。 7Cは、患者に注射する過程中の入口逆止弁及びマニホルドの作動状態を示す
図である。 7Dは、患者に注射する過程中の入口逆止弁及びマニホルドの作動状態を示す
図である。
である。
トマー的ワイパー及びマニホルド殻体内面の相互作用を示す長手方向断面図であ
る。 14Bは、図14Aの相互作用の別の段階を示す長手方向断面図である。 14Cは、図14Aの相互作用の別の段階を示す長手方向断面図である。
を示す概略図である。
長手方向断面図である。
る。
体内に注射するための血管造影法用注射器であって、 ハウジングと、 前記ハウジングから離れて配置され、前記注射器のための所望なコントラスト
媒質の排出速度に対応する制御信号であって、コントラスト媒質の最大及び最小
排出流速に対応する予め設定された最大値と最小値との間で連続的に変化可能な
制御信号を発生する制御装置と、 前記制御装置に結合されたコンピュータであって、前記制御信号に応答してモ
ーター制御電圧を調節するコンピュータと、 流体を排出するための注射器と、 前記コンピュータ及び前記注射器に結合された注射器駆動モーターであって、
前記注射器内のコントラスト媒質流体を、前記所望のコントラスト媒質流体排出
速度で前記注射器から排出させることができ、人の手によってかけることができ
る最大圧力よりも大きい圧力で前記コントラスト媒質を注射する能力を有する、
注射器駆動モーターと、 患者から発生される電子心動記録信号であって前記注射器駆動モーターの動き
に結合されている電子心動記録信号を受け取るために前記コンピュータに設けら
れた接続部と、 を含む注射器。
Claims (26)
- 【請求項1】血管造影用注射器装置において、 (a)所望の排出量を指示する遠隔制御信号を発生させる遠隔制御装置であっ
て、該流体の排出量が、該遠隔制御信号により選択された、予め設定した最大値 と最小値との間にて連続的に可変である、遠隔制御装置と、 (b)前記遠隔制御装置に接続されて、前記遠隔制御信号に応答してモータ制
御電圧を調節するコンピュータと、 (c)流体を排出する注射器と、 (d)前記コンピュータ及び前記注射器に接続された注射器の駆動モータであ
って、前記モータ制御電圧に応答して流体が前記所望の排出量にて前記注射器か
ら排出されるようにする駆動モータと、を備える、血管造影用注射器装置。 - 【請求項2】 請求項1による注射器装置において、 (a)前記注射器が、 (i)シリンダと、 (ii)流体の供給源に接続される入口ポートと、 (iii)患者に接続される出口ポートと、 (iv)前記シリンダ内にて可動であり且つ前記駆動モータにより駆動され
るプランジャと、を備える注射器装置。 - 【請求項3】 請求項1による注射器装置において、 (a)前記遠隔制御装置が、前記信号を発生させるハンドル付きの装置を備え
る、注射器装置。 - 【請求項4】 請求項1による注射器装置において、 (a)前記遠隔制御装置が、前記信号を発生させるアクチュエータを有する足
踏み操作型装置を有する、注射器装置。 - 【請求項5】 請求項1による注射器装置において、 (a)前記コンピータが、患者からのECG信号を受け取り且つ前記注射器の
作動を該ECG信号と調和させる注射器装置。 - 【請求項6】 請求項1による注射器装置において、 (a)低圧力装置と、 (b)マニホルドと、を備え、該マニホルドが、 (i)マニホルド殻体と、 (ii)前記注射器と流体的に連通した第一のポートと、 (iii)前記患者と流体的に連通した第二のポートと、 (iv)前記低圧力装置と流体的に連通した第三のポートと、を備える注射
器装置。 - 【請求項7】 請求項6による注射器装置において、 (a)前記マニホルドが、第一の状態と手動専用の第二の状態とを有する弁を
備え、 (i)前記第一の状態が、前記第二及び第三のポートが接続され、前記第一
及び第三のポートが常に切り離されているときであり、 (ii)前記第二の状態が、前記第一及び第二のポートが接続され、前記第
一及び第三のポートが常に切り離されているときである、注射器装置。 - 【請求項8】 請求項7による注射器装置において、 (a)前記弁が、通常、第一の状態に偏倚されており、前記注射器からの流体
圧力が所定の圧力レベルに達したとき、第二の状態に切り換わることができる、
注射器装置。 - 【請求項9】 請求項8による注射器装置において、 (a)前記弁が、ばね偏倚式のスプール弁を含む、注射器装置。
- 【請求項10】 請求項6による注射器装置において、 (a)前記低圧力装置が、 (i)前記第三のポートと流体的に連通した圧力変換器と、 (ii)前記第三のポートと流体に連通したポンプと、を備える注射器装置
。 - 【請求項11】 請求項6による注射器装置において、 (a)前記マニホルドが、第一の状態と手動専用の第二の位置とを有する弁を
備え、 (i)前記弁が、前記第一の状態に能動的に偏倚されるような構造及び配置と
される、注射器装置。 - 【請求項12】 請求項6による注射器装置において、前記マニホルドが、 (a)前記マニホルド殻体の内面に接触する少なくとも2つのリッジを有するマ
ニホルドワイパーを更に備える、注射器装置。 - 【請求項13】 請求項12による注射器装置において、前記マニホルド殻
体が、前記マニホルドの内面に沿って設けられた少なくとも1つの突出部であっ
て、前記マニホルドワイパーの前記少なくとも2つのリッジと固く組み合わさる
ことのできる突出部を備える、注射器装置。 - 【請求項14】 請求項6による注射器装置において、前記第二のポートが 、多数部分に分かれた開口部ポートを通じて前記マニホルドワイパーの内面と流
体的に連通する、注射器装置。 - 【請求項15】 請求項6による注射器装置において、前記第二のポートが
、揺動減少ポートを有する、注射器装置。 - 【請求項16】 請求項6による注射器装置において、前記第三のポートが
、多数部分に分かれた開口部ポートを通じて前記マニホルドワイパーの内面と流
体的に連通する、注射器装置。 - 【請求項17】 請求項6による注射器装置において、前記マニホルド殻体
が、該マニホルド殻体の一端に円錐形の形状を有する内面を備える、注射器装置
。 - 【請求項18】 請求項17による注射器装置において、前記マニホルド殻
体の前記端部が、楔形の環状リングを更に備える、注射器装置。 - 【請求項19】血管造影用注射器装置の注射器キットにおいて、 (a)注射器を備え、該注射器が、 (i)末端及び基端を有する注射器本体であって、圧送チャンバ及び入口ポ ートを画成する注射器本体と、 (ii)前記注射器本体の末端に配置された注射器の端部壁であって、注射器
ホルダと合わせ係合する平坦面を有し且つ出口ポートを画成する、端部壁と、 (iii)前記圧送チャンバ内に配置されて、前記基端の基端側の位置と前記
末端との間にて往復運動し得るようにされた注射器プランジャと、を備える注射
器キット。 - 【請求項20】 請求項19による注射器キットにおいて、 (b)マニホルドを備え、該マニホルドが、 (i)マニホルド殻体と、 (ii)前記注射器と流体的に連通した第一のポートと、 (iii)前記患者と流体的に連通した第二のポートと、 (iv)低圧力装置に接続可能な第三のポートと、を備える注射器キット。
- 【請求項21】 請求項20による注射器キットにおいて、 (b)患者への管と、 (c)低圧力管と、 (d)フラッシング管とを更に備える、注射器キット。
- 【請求項22】 請求項21による血管造影用注射器キットにおいて、患者
のカテーテルを更に備える、注射器キット。 - 【請求項23】血管造影用注射器装置用の注射器を自動的に再充填する方法
において、 前記注射器のチャンバ内の流体量を感知することと、 前記チャンバ内の前記量をその後の注射に必要な予め設定した制限値と比較す
ることと、 その後の注射に必要な予め設定した量が前記チャンバ内の感知した量以下であ
るならば、前記注射器の前記チャンバ内のプランジャを所定の限界値まで引込め
ることとを備える、方法。 - 【請求項24】 請求項23による方法において、前記所定の限界値が、前
記注射器の前記チャンバを最大限、充填するようにした、方法。 - 【請求項25】 請求項23による方法において、前記所定の限界値が、前
記チャンバの最大容積以下である、方法。 - 【請求項26】 請求項23による方法において、前記注射器の前記チュン
バから空気を除去するステップを更に備える、方法。
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