JP2003295961A - コントローラ装置 - Google Patents
コントローラ装置Info
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- JP2003295961A JP2003295961A JP2002099927A JP2002099927A JP2003295961A JP 2003295961 A JP2003295961 A JP 2003295961A JP 2002099927 A JP2002099927 A JP 2002099927A JP 2002099927 A JP2002099927 A JP 2002099927A JP 2003295961 A JP2003295961 A JP 2003295961A
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Abstract
する。 【解決手段】 コントローラ本体132には操作部材1
33がスライド自在に装着されており、アウターチュー
ブ135は、湾曲自在でコントローラ本体132と装置
本体102に装着されている。インナーワイヤ137
は、湾曲自在でアウターチューブの内部にスライド自在
に配置されており、操作部材133とスライダ部材14
3に装着されている。スライドセンサ142は装置本体
102に搭載されていてスライダ部材143のスライド
を検出するので、作業者がコントローラ本体132の操
作部材133をスライドさせると装置本体102が動作
制御される。しかし、コントローラ本体132にはスラ
イドセンサ142などの回路部品は搭載されていないの
で、例えば、コントローラ本体132を消毒液や薫蒸な
どで消毒することが容易である。
Description
構と駆動回路とを有する可動装置を動作制御するための
コントローラ装置に関し、特に、駆動回路に可動機構を
動作制御するための駆動制御信号を供給するコントロー
ラ装置に関する。
オ装置は、レントゲン撮影の応用により被験者の血管画
像を撮像することができ、CT(Computed Tomography)
スキャナは、レントゲン撮影の応用により被験者の断層
画像を撮像することができ、MRI(Magnetic Resonanc
e Imaging)装置は、磁気共鳴効果により被験者の断層画
像をリアルタイムに撮像することができる。
に造影剤や生理食塩水などの薬液を注入することがあ
り、この注入を機械的に実行する可動装置として薬液注
入装置も実用化されている。この薬液注入装置は注入ヘ
ッドを有しており、この注入ヘッドにシリンジが着脱自
在に装着される。
材を有しており、このシリンダ部材にピストン部材がス
ライド自在に挿入されている。一般的にシリンダ部材の
末端外周にはシリンダフランジが形成されており、ピス
トン部材の末端外周にはピストンフランジが形成されて
いる。
されているシリンジのシリンダ部材を延長チューブで被
験者に連結し、そのシリンダ部材を注入ヘッドに装着す
る。さらに、注入ヘッドは可動機構であるスライダ機構
によりピストンフランジをシリンダ部材とは別個に保持
し、そのスライダ機構でピストン部材をスライドさせ
る。これでシリンジから薬液が被験者に注入され、必要
により吸引される。
定に対応して注入を自動的に実行するものもあるが、注
入をリアルタイムに動作制御できるものもある。注入を
リアルタイムに動作制御する薬液注入装置は、その装置
本体にコントローラ部が一体に搭載されている製品もあ
るが、装置本体にコントローラユニットが有線接続され
ている製品もある。
えば、コントローラ本体に操作部材がスライド自在に装
着されており、この操作部材に連結された信号生成回路
がコントローラ本体に内蔵されている。信号生成回路
は、例えば、可変抵抗器からなり、操作部材のスライド
に対応した駆動制御信号を生成する。
湾曲自在な配線ケーブルの一端が装着されており、この
配線ケーブルの他端が薬液注入装置の装置本体に装着さ
れている。この装置本体にはスライダ機構を駆動する駆
動回路が内蔵されており、この駆動回路とコントローラ
ユニットの信号生成回路とが配線ケーブルの導線で結線
されている。
ントローラユニットのコントローラ本体を把持して操作
部材をスライドさせると、これに対応した駆動制御信号
を信号生成回路が生成して配線ケーブルで装置本体の駆
動回路に供給する。この駆動回路は供給される駆動制御
信号に対応してスライダ機構を動作制御するので、これ
でシリンジのピストン部材がコントローラユニットの操
作部材に対応してスライドされる。
装置では、別体の装置本体とコントローラ本体とが湾曲
自在な配線ケーブルで接続されており、装置本体での注
入動作をコントローラ本体で手動操作できるので操作性
が良好である。
する医療現場では、薬液注入装置を操作する手指を常時
清浄に維持することが要望されている。これを実現する
ためには、少なくともコントローラユニットを消毒する
必要があるが、信号生成回路を内蔵したコントローラ本
体を消毒液や薫蒸などで消毒することは困難である。
ブルを装置本体に着脱自在とし、コントローラユニット
をディスポーザブルとすれば、コントローラユニットを
常時清浄とすることは可能である。しかし、配線ケーブ
ルや信号生成回路を有するコントローラユニットは安価
ではなく、これをディスポーザブルとすることは実際に
は困難である。
たものであり、常時清浄に維持することが容易なコント
ロール装置を提供することを目的とする。
置は、可動装置の駆動回路に可動機構を動作制御するた
めの駆動制御信号を供給するもので、コントローラ本
体、操作部材、アウターチューブ、インナーワイヤ、ス
ライダ部材、スライドセンサ、信号生成手段、を有して
いる。
自在に装着されており、アウターチューブは、湾曲自在
で一端がコントローラ本体に装着されていて他端が可動
装置の装置本体に装着されている。インナーワイヤは、
湾曲自在でアウターチューブの内部にスライド自在に配
置されており、一端が操作部材に装着されていて他端が
スライド自在なスライダ部材に装着されている。スライ
ドセンサは可動装置の装置本体に搭載されていてスライ
ダ部材のスライドを検出し、信号生成手段はスライドセ
ンサの検出結果から駆動制御信号を生成して駆動回路に
供給する。
ーラ装置のコントローラ本体とが湾曲自在なアウターチ
ューブで接続されており、作業者がコントローラ本体の
操作部材をスライドさせることで可動装置の駆動回路に
より可動機構が動作制御される。しかし、コントローラ
本体にはスライドセンサおよび信号生成手段などの回路
部品は搭載されていないので、例えば、コントローラ本
体を消毒液や薫蒸などで消毒することが容易である。
装置本体にスライドセンサと信号生成手段とが搭載され
ており、装置本体に着脱自在に装着されるコントローラ
ユニットが、コントローラ本体と操作部材とアウターチ
ューブとインナーワイヤとスライダ部材とを有すること
も可能である。
部材とピストン部材とを別個に保持して相対移動させる
もので、本発明のコントローラ装置、装置本体、シリン
ダ保持機構、可動機構、駆動回路、を有している。シリ
ンダ保持機構は、シリンジのシリンダ部材を保持し、可
動機構は、シリンジのピストン部材を保持してスライド
させる。駆動回路は、コントローラ装置から供給される
駆動制御信号に対応して可動機構を動作制御するので、
作業者がコントローラ本体の操作部材をスライドさせる
と、これに対応してシリンジのピストン部材がスライド
される。
を実現するように形成されていれば良く、例えば、所定
の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコ
ンピュータプログラムにより付与されたデータ処理装
置、コンピュータプログラムによりデータ処理装置の内
部に実現された所定の機能、これらの組み合わせ、等で
良い。
立した存在である必要もなく、複数の手段が1個の装置
として形成されていること、ある手段が他の手段の一部
であること、ある手段の一部と他の手段の一部とが重複
していること、等も可能である。
ように、本形態の可動装置である薬液注入装置100
は、主要要素として注入ヘッド101と装置本体102
を有しており、この装置本体102はスタンド103の
上端に装着されている。装置本体102の側部にはアー
ム104が装着されており、このアーム104の先端に
注入ヘッド101が装着されている。
に、シリンダ保持機構となる凹部106が上面に形成さ
れており、この凹部106で交換自在なシリンジ200
のシリンダ部材201を保持する。凹部106の後方に
はスライダ機構107が形成されており、このスライダ
機構107は、凹部106に保持されたシリンジ200
のピストン部材202を把持してスライドさせる。
して超音波モータ108が内蔵されており、この超音波
モータ108のロータ部はネジ機構などによりスライダ
機構107に連結されているので(図示せず)、このスラ
イダ機構107は超音波モータ108の回転によりスラ
イドする。
示すように、装置本体102に操作パネル121とディ
スプレイパネル122とが一体に搭載されており、後述
するコントローラ装置130のコントローラユニット1
31が着脱自在に装着されている。
100は、信号生成手段である統合制御回路123を有
しており、この統合制御回路123に、操作パネル12
1とディスプレイパネル122とが接続されている。さ
らに、統合制御回路123には、モータ駆動回路124
が接続されており、このモータ駆動回路124が超音波
モータ108に接続されている。この超音波モータ10
8のロータ部にはロータリエンコーダ125が装着され
ており、このロータリエンコーダ125は統合制御回路
123にフィードバック接続されている。
23から供給される駆動制御信号に対応して超音波モー
タ108を駆動し、ロータリエンコーダ125は、超音
波モータ108の回転に対応した回転検出信号を統合制
御回路123にフィードバック出力する。
すように、コントローラ装置130を有しており、この
コントローラ装置130は、薬液注入装置100の装置
本体102に着脱自在なコントローラユニット131を
有している。このコントローラユニット131は、樹脂
製のボックス状のコントローラ本体132を有してお
り、このコントローラ本体132に操作部材133がス
ライド自在に装着されている。
ューブ135の一端が装着されており、このアウターチ
ューブ135の他端には着脱ボックス136が装着され
ている。アウターチューブ135の内部には、インナー
ワイヤ137がスライド自在に配置されており、このイ
ンナーワイヤ137の一端が操作部材133に接続され
ている。例えば、アウターチューブ135は、湾曲自在
で伸縮困難かつ高耐食性のビニルチューブなどからな
り、インナーワイヤ137は、湾曲自在で伸縮困難かつ
高耐食性のステンレスワイヤなどからなる。
よび装置本体102の外面には、着脱自在に相互に係合
する係合爪138,139が形成されているので、図1
に示すように、コントローラユニット131の着脱ボッ
クス136が装置本体102に着脱自在に装着されてい
る。この装置本体102には、着脱ボックス136が装
着される位置の内側にセンサボックス141が一体に形
成されており、このセンサボックス141の内部にスラ
イドセンサ142が装着されている。
板状のスライダ部材143が装着されており、このスラ
イダ部材143がセンサボックス141の内部にスライ
ド自在に配置されている。スライダ部材143は、樹脂
製の平板からなり、一面に第1ストライプ145が形成
されているとともに、他面に第2ストライプ146が形
成されている。
146は、黒色バーと白色バーとが所定周期で交互に位
置する光学ストライプからなり、図7(a)(b)に示すよ
うに、第1ストライプ145と第2ストライプ146と
は、周期は同一であるが位相は1/4周期だけ相互に変
位している。
に、スライダ部材143がスライド自在に位置する凹形
状に形成されており、図4に示すように、スライダ部材
143を介して相対する位置に第1センサ147と第2
センサ148とが配置されている。
8は、黒色と白色とを光学的に検出する光学センサから
なり、図7(a)(c)に示すように、第1センサ147
は、第1ストライプ145に対応した2値の第1検出信
号を出力し、第2センサ148は、第2ストライプ14
6に対応した2値の第2検出信号を出力する。
の第1および第2センサ147,148は統合制御回路
123に接続されており、この統合制御回路123は、
第1および第2センサ147,148の第1および第2
検出信号とロータリエンコーダ125の回転検出信号と
から、駆動制御信号を生成してモータ駆動回路124に
供給する。
8に示すように、MRI装置300の撮像ユニット30
1の近傍で使用され、必要によりMRI装置300を制
御するコンピュータシステム302に接続される。この
コンピュータシステム302は、いわゆるパーソナルコ
ンピュータからなり、データ処理装置であるコンピュー
タ本体311、データ表示装置であるディスプレイユニ
ット312、キーボードユニット313、等を有してい
る。
おいて、本形態の薬液注入装置100を使用する場合、
作業者はMRI装置300の撮像ユニット301に位置
する被験者に延長チューブでシリンジ200を連結し
(図示せず)、図3に示すように、そのシリンジ200の
シリンダ部材201を注入ヘッド101の凹部106に
保持させるとともにピストン部材202をスライダ機構
107に把持させる。
ように、消毒してあるコントローラユニット131を用
意し、図6に示すように、そのスライダ部材143を薬
液注入装置100のスライドセンサ142の凹溝に挿入
させながら、図1に示すように、着脱ボックス136を
装置本体102に装着する。
作部材133をコントローラ本体132の最後部に位置
させてから、装置本体102の操作パネル121に初期
設定の実行を入力操作することにより、スライダ部材1
43の初期位置をスライドセンサ142に検出させて統
合制御回路123に初期設定する。
本体132を把持して操作部材133を前方にスライド
させると、これに対応してアウターチューブ135の内
部をインナーワイヤ137がスライドし、スライダ部材
143がスライドセンサ142に対してスライドする。
センサ141の第1および第2センサ147,148
が、スライドするスライダ部材143の第1および第2
ストライプ145,146に対応した第1および第2検
出信号を統合制御回路123に出力するので、この統合
制御回路123は、第1および第2検出信号から駆動制
御信号を生成してモータ駆動回路124に出力する。
号に対応して超音波モータ108を駆動し、この超音波
モータ108は、駆動制御信号に対応してロータ部が回
転する。この超音波モータ108の回転に対応して注入
ヘッド101のスライダ機構107がシリンジ200の
ピストン部材202を前方にスライドさせるので、これ
でシリンジ200のシリンダ部材201から被験者に薬
液が注入されることになる。
モータ駆動回路124を介して超音波モータ108を駆
動するとき、その回転に対応してロータリエンコーダ1
25が回転検出信号を統合制御回路123にフィードバ
ック出力する。この統合制御回路123は、回転検出信
号に対応して駆動制御信号を調整するので、コントロー
ラユニット131の操作部材133のスライドに良好に
対応してシリンジ200のピストン部材202がスライ
ドされる。
は、超音波モータ108の回転速度に予め上限が設定さ
れているので、シリンジ200のピストン部材202を
スライドさせる速度に上限が設定されている。このた
め、作業者がコントローラユニット131の操作部材1
33を無用に高速にスライドさせても、注入ヘッド10
1は上限以下の速度でしかシリンジ200のピストン部
材202をスライドさせない。
1の操作部材133を後方にスライドさせると、注入ヘ
ッド101がシリンジ200のピストン部材202を後
方にスライドさせるので、例えば、被験者などからシリ
ンジ200に薬液を吸引することも可能である。
置100は、上述のように装置本体102に有線接続さ
れているコントローラ本体132の操作部材133を手
動操作することで、注入ヘッド101のスライダ機構1
07を遠隔操作することができるので、その操作性が良
好である。
コントローラユニット131に、スライドセンサ142
や統合制御回路123などの回路部品が搭載されていな
いので、コントローラユニット131を消毒することが
容易であり、コントローラユニット131を手動操作す
る作業者の手指を常時清浄に維持することができる。
部材143などは高耐食性の樹脂などからなり、アウタ
ーチューブ135は高耐食性のビニルチューブなどから
なり、インナーワイヤ137は高耐食性のステンレスワ
イヤなどからなるので、コントローラユニット131は
溶液などで消毒しても腐食することがない。
ていないコントローラユニット131は構造が簡単で安
価なので、ディスポーザブルとして1回ないし数回の使
用で廃棄することも容易であり、より確実にコントロー
ラユニット131を清浄に維持することが可能である。
回路123などの回路部品は、磁気シールドされた装置
本体102に内蔵されていてコントローラユニット13
1には搭載されていないので、本形態の薬液注入装置1
00は、MRI装置300の磁場に影響する磁気ノイズ
を発生することがない。
ライダ部材143の第1および第2ストライプ145,
146をスライドセンサ141の第1および第2センサ
147,148が検出するので、簡単な構造で操作部材
133のスライドを統合制御回路123が検出すること
ができる。
2ストライプ145,146は周期が同一で位相が相互
に1/4周期だけ変位しているので、統合制御回路12
3は第1および第2センサ147,148の第1および
第2検出信号からスライダ部材143のスライド方向も
確実に検出することができる。
31の操作部材133を無用に高速にスライドさせて
も、注入ヘッド101は上限以下の速度でしかシリンジ
200のピストン部材202をスライドさせないので、
異常な圧力によるシリンジ200の破損を防止すること
ができる。
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で各種の変形を許容する。例えば、本形態ではスライダ
部材143の移動方向も検出するため、周期が同一で位
相が相互に1/4周期だけ変位している第1および第2
ストライプ145,146を、相対する位置に配置され
た第1および第2センサ147,148で個々に検出す
ることを例示した。
第2ストライプ145,146の周期および位相を同一
としておき、その1/4周期だけ相互に変位した位置に
第1および第2センサ147,148を配置しておくこ
とも可能である(図示せず)。さらに、スライダ部材のス
トライプを1つのみとし、その1つのストライプを1/
4周期だけ変位して並設された第1および第2センサで
検出することも可能である(図示せず)。
第1および第2ストライプ145,146が光学ストラ
イプからなり、スライドセンサ142の第1および第2
センサ147,148が光学センサからなることを例示
したが、例えば、第1および第2ストライプを磁気スト
ライプとして第1および第2センサを磁気センサとする
ことも可能である(図示せず)。
7とスライダ部材143とが一体に固定されていること
を例示したが、例えば、インナーワイヤ137とスライ
ダ部材143とを着脱自在としておき、スライダ部材1
43を装置本体102に常駐させるようなことも可能で
ある。
ダ部材143とを機械的な着脱機構や磁気的な着脱機構
で装着することも可能であり、スプリングなどで装置本
体102の外側に付勢したスライダ部材143を、イン
ナーワイヤ137の先端に装着した部材で内側に押圧す
るようなことも可能である(図示せず)。
材143の第1および第2ストライプ145,146を
スライドセンサ142の第1および第2センサ147,
148で検出することを例示した。しかし、センサボッ
クス141の一方の内側面に1個のストライプを形成す
るとともに他方の内側面にラインセンサからなるスライ
ドセンサを配置しておき、このスライドセンサとストラ
イプとの間隙に白紙状態のスライダ部材を移動自在に位
置させることも可能である(図示せず)。この場合、スラ
イドセンサが検出するストライプがスライダ部材により
部分的に遮蔽されるので、これでスライドセンサがスラ
イダ部材のスライドを検出することができる。
ト131を装着して動作制御する可動装置として薬液注
入装置100を例示したが、本発明は各種の可動装置に
適用可能である。また、上記形態では注入ヘッド101
にシリンジ200が1個だけ装着され、コントローラ本
体132に操作部材133が1個だけ装着されているこ
とを例示したが、注入ヘッドに装着されるシリンジ20
0の個数を複数とし、それに対応した個数まで操作部材
133がコントローラ本体132に装着されていること
も可能である。
れている薬液注入装置では(図示せず)、注入ヘッドに造
影剤のシリンジと生理食塩水のシリンジとを並列に装着
するものがある。このような場合、1個のコントローラ
本体に2個の操作部材を装着することにより、注入ヘッ
ドの2個のシリンジを個々に遠隔操作することが可能と
なる。
131の操作部材133のスライド位置に注入ヘッド1
01でのピストン部材202のスライド位置を同期させ
ることを例示したが、例えば、コントローラユニット1
31の操作部材133のスライド位置に注入ヘッド10
1でのピストン部材202のスライド速度を対応させる
ようなことも可能である。
装置本体とコントローラ装置のコントローラ本体とが湾
曲自在なアウターチューブで接続されており、作業者が
コントローラ本体の操作部材をスライドさせることで可
動装置の駆動回路により可動機構が動作制御されるが、
コントローラ本体にはスライドセンサおよび信号生成手
段などの回路部品は搭載されていないので、例えば、容
易にコントローラ本体を消毒することができ、コントロ
ーラ本体をディスポーザブルとすることもできる。
構造を示す模式的な縦断側面図である。
図である。
視図である。
ク図である。
ットを取り外した状態を示す模式的な縦断側面図であ
る。
示す斜視図である。
出信号との関係を示す模式図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 装置本体と可動機構と駆動回路とを有す
る可動装置の前記駆動回路に前記可動機構を動作制御す
るための駆動制御信号を供給するコントローラ装置であ
って、 コントローラ本体と、 このコントローラ本体にスライド自在に装着されている
操作部材と、 前記コントローラ本体に一端が装着されていて他端が前
記装置本体に装着されている湾曲自在なアウターチュー
ブと、 このアウターチューブの内部にスライド自在に配置され
て一端が前記操作部材に装着されている湾曲自在なイン
ナーワイヤと、 このインナーワイヤの他端に装着されていてスライド自
在なスライダ部材と、 前記装置本体に搭載されていて前記スライダ部材のスラ
イドを検出するスライドセンサと、 このスライドセンサの検出結果から前記駆動制御信号を
生成して前記駆動回路に供給する信号生成手段と、を有
しているコントローラ装置。 - 【請求項2】 前記スライドセンサと前記信号生成手段
とが前記装置本体に搭載されており、 前記コントローラ本体と前記操作部材と前記アウターチ
ューブと前記インナーワイヤと前記スライダ部材とを有
するコントローラユニットが前記装置本体とは別体に形
成されており、 このコントローラユニットが前記装置本体に着脱自在に
装着される請求項1に記載のコントローラ装置。 - 【請求項3】 前記スライダ部材は、所定周期の第1ス
トライプが一面に形成されているとともに前記第1スト
ライプと周期が同一で位相が1/4周期だけ変位した第
2ストライプが他面に形成されている平板からなり、 前記スライドセンサは、相対する位置に配置されて前記
第1ストライプに対応した2値の第1検出信号を出力す
る第1センサと前記第2ストライプに対応した2値の第
2検出信号を出力する第2センサとを有しており、 信号生成手段は、前記第1検出信号と前記第2検出信号
とから前記駆動制御信号を生成する請求項1または2に
記載のコントローラ装置。 - 【請求項4】 前記スライダ部材は、周期および位相が
同一の第1ストライプと第2ストライプとが両面に個々
に形成されている平板からなり、 前記スライドセンサは、前記第1および第2ストライプ
の1/4周期だけ相互に変位して相対する位置に配置さ
れていて前記第1ストライプに対応した2値の第1検出
信号を出力する第1センサと前記第2ストライプに対応
した2値の第2検出信号を出力する第2センサとを有し
ており、 信号生成手段は、前記第1検出信号と前記第2検出信号
とから前記駆動制御信号を生成する請求項1または2に
記載のコントローラ装置。 - 【請求項5】 前記スライダ部材は、所定の周期のスト
ライプが一面に形成されている平板からなり、 前記スライドセンサは、前記ストライプの1/4周期だ
け相互に変位した位置に並設されていて前記ストライプ
に対応した2値の第1検出信号を出力する第1センサと
第2検出信号を出力する第2センサとを有しており、 信号生成手段は、前記第1検出信号と前記第2検出信号
とから前記駆動制御信号を生成する請求項1または2に
記載のコントローラ装置。 - 【請求項6】 請求項2に記載のコントローラ装置のコ
ントローラユニットであって、 前記コントローラ本体と、 このコントローラ本体にスライド自在に装着されている
前記操作部材と、 前記コントローラ本体に一端が装着されていて他端が前
記装置本体に装着されている湾曲自在な前記アウターチ
ューブと、 このアウターチューブの内部にスライド自在に配置され
て一端が前記操作部材に装着されている湾曲自在な前記
インナーワイヤと、 このインナーワイヤの他端に装着されていてスライド自
在な前記スライダ部材と、 を有しているコントローラユニット。 - 【請求項7】 シリンダ部材にピストン部材がスライド
自在に挿入されているシリンジの前記シリンダ部材と前
記ピストン部材とを別個に保持して相対移動させる可動
装置であって、 請求項1ないし5の何れか一項に記載のコントローラ装
置と、 前記コントローラ装置の少なくとも前記スライドセンサ
が搭載されている前記装置本体と、 前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機
構と、 保持された前記シリンジのピストン部材を保持してスラ
イドさせる前記可動機構と、 前記コントローラ装置から供給される前記駆動制御信号
に対応して前記可動機構を動作制御する前記駆動回路
と、を有している可動装置。
Priority Applications (1)
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