JP3831268B2 - 薬液注入装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンジの薬液を被験者に注入する薬液注入装置に関し、特に、シリンジがシリンジアダプタを介して注入ヘッドに装着される薬液注入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、医療現場で利用されている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 Resonance 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、アンギオ装置は、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る。
【0003】
上述のような装置を使用するとき、被験者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、この注入を自動的に実行する薬液注入装置も実用化されている。このような薬液注入装置を使用する場合、薬液が充填されているシリンジのシリンダ部を延長チューブで被験者に連結し、そのシリンダ部を注入ヘッドで保持する。このように保持されたシリンジのピストン部をモータ駆動するスライダ機構で移動させるので、これで薬液が被験者に注入され、必要により吸引される。
【0004】
シリンジには、専用の薬液が出荷時に充填されているプレフィルドシリンジと、任意の薬液が医療現場で充填されるディスポーザブルシリンジとがあるが、通常の医療現場では、事故を防止するためにシリンジと薬液との対応関係は一対一とされている。
【0005】
そこで、“USP5,383,858”および特許第2544571号に開示された薬液注入装置では、シリンジの各種データがピストン部の周面にバーコードで記録されており、注入ヘッドはピストン部の周面のバーコードからシリンジの各種データを検出する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の薬液注入装置は、基本的にプレフィルドシリンジにしか適用できず、医療現場で任意の薬液が充填されるディスポーザブルシリンジには適用困難である。さらに、シリンジにバーコードをシール貼付などで個々に付与する必要があるので、使い捨て製品であるプレフィルドシリンジの生産性が悪化してコストが上昇することになる。
【0007】
しかも、現状では各社から様々なシリンジが販売されているが、上記公報の技術に対応するためには、各社がシリンジを統一規格として出荷時にバーコードを付与する必要があり、現実的でない。さらに、シリンジの各種データの全部をバーコードで記録することは、データ量が膨大となるために実用的でない。
【0008】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、外形が異なる複数種類のシリンジを一様に使用することができ、その複数種類のシリンジを自動的に識別することができる薬液注入装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液注入装置では、少なくとも複数種類のシリンジアダプタと1個の注入ヘッドを有しており、複数種類のシリンジが各々に専用のシリンジアダプタを介して注入ヘッドに着脱自在に装着される。ただし、シリンジアダプタにはシリンジの種類ごとの識別データが記録されており、注入ヘッドは装着されたシリンジアダプタから識別データを検出する。このため、シリンジアダプタを介してシリンジを注入ヘッドに装着すると、そのシリンジが注入ヘッドで識別される。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の薬液注入装置100は、図5に示すように、MRI装置300の近傍での使用を想定して形成されており、同図および図3に示すように、注入ヘッド101が装置本体102にスタンド103で装着されている。
【0011】
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。この注入ヘッド101は、同図および図1に示すように、上面に半円筒形の溝状のホルダ部106が形成されており、このホルダ部106にシリンジ200がシリンジアダプタ107を介して着脱自在に装着される。
【0012】
より詳細には、本形態では複数種類の薬液ごとに専用のシリンジ200が用意されているが、複数種類のシリンジ200は外形が様々であるために注入ヘッド101のホルダ部106に一様に装着することはできない。しかし、本形態では複数種類のシリンジ200ごとに専用のシリンジアダプタ107が用意されているので、そのシリンジアダプタ107により複数種類のシリンジ200が注入ヘッド101のホルダ部106に一様に装着される。
【0013】
シリンジ200は、シリンダ部201とピストン部202からなり、シリンダ部201にピストン部202がスライド自在に挿入されている。シリンダ部201の末端にはシリンダフランジ203が形成されており、ピストン部202の末端にはピストンフランジ204が形成されている。
【0014】
シリンジアダプタ107は、図1および図2に示すように、U字形状に湾曲して底面に補強リブ110が形成された本体部111を有しており、この本体部111がシリンジ200のシリンダ部201を保持する。本体部111の末端には、シリンジ200のシリンダフランジ203を把持する把持部112が形成されており、本体部111の両側には、注入ヘッド101の凹部113に係合する係合部114が形成されている。
【0015】
このシリンジアダプタ107の係合部114の下面には、図2に示すように、シリンジ識別手段として4つの所定位置の少なくとも一部に凸部115が形成されており、この4箇所の凸部115の有無によりシリンジ200の種類ごとの識別データが記録されている。
【0016】
注入ヘッド101の凹部113には、図1に示すように、シリンジアダプタ107の凸部115に対応した4箇所にシリンジ検出手段として押圧スイッチ116が配置されており、これらの押圧スイッチ116が凸部115の有無を個々に検出する。押圧スイッチ116は、凸部115に押圧されると信号を出力する単純な機械スイッチからなり、非磁性体で形成されている。
【0017】
また、同図および図4に示すように、注入ヘッド101のホルダ部106の後方には、超音波モータ117を駆動源としたスライダ機構118が形成されており、このスライダ機構118がピストンフランジ204を把持してスライドさせる。
【0018】
このスライダ機構118には、燐青銅合金などの非磁性体からなるロードセル119が内蔵されており、このロードセル119は、スライダ機構118がピストン部202を押圧する応力に対応した電気信号を発生する。
【0019】
本形態の薬液注入装置100では、図3に示すように、装置本体102の上部に操作パネル121と液晶ディスプレイ122とが搭載されており、装置本体102にプロセッサユニット123が内蔵されている。このプロセッサユニット123は、コンピュータプログラムに対応して各種の処理動作を実行することにより、薬液注入装置100の各部を統合制御する各種手段として機能する。
【0020】
例えば、プロセッサユニット123は、シリンジ200がシリンジアダプタ107を介して注入ヘッド101に装着されると、その4個の押圧スイッチ116の出力信号からシリンジ200の識別データを検出する。また、プロセッサユニット123は、シリンジ200の各種データが識別データごとに記録されており、上述のように押圧スイッチ116の出力信号からシリンジ200の識別データを検出すると、その識別データでシリンジ200の各種データを読み出して液晶ディスプレイ122にデータ表示させる。
【0021】
さらに、プロセッサユニット123は、シリンジ200が注入ヘッド101に装着されたことを押圧スイッチ116の出力信号から検出すると、超音波モータ117が動作していない初期状態にロードセル119の電気抵抗を取得して保持する。
【0022】
この取得が完了してから操作パネル121に所定操作が実行されると、スライダ機構118の超音波モータ117を駆動してシリンジ200のピストン部202をスライドさせる。このとき、プロセッサユニット123は、ロードセル119の電気抵抗をリアルタイムに取得し、その電気抵抗と初期状態に保持した電気抵抗との差分から圧力検出手段として薬液の圧力を算出する。
【0023】
ただし、ロードセル119に作用する応力が同一でも、シリンジ200の内径および摺動抵抗、薬液の粘度、等により薬液の圧力は異なるので、プロセッサユニット123は、読み出したシリンジ200の各種データから内径数値などを取得し、その各種データに対応して薬液の圧力を算出する。さらに、プロセッサユニット123は、このように薬液の圧力をリアルタイムに算出するとき、圧力表示手段として圧力の経時グラフをリアルタイムに生成して液晶ディスプレイ122に表示させる。
【0024】
なお、本実施の形態の薬液注入装置100は、図5に示すように、MRI装置300の撮像ユニット301の近傍で使用され、必要によりMRI装置300の制御ユニット302に接続される。この制御ユニット302はコンピュータシステムからなり、撮像ユニット301を動作制御するとともに断層画像を表示する。
【0025】
[実施の形態の動作]
上述のような構成において、本実施の形態の薬液注入装置100を使用する場合、作業者は被験者に注入する薬液に対応して適切なシリンジ200を選択し、そのシリンジ200を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連結する(図示せず)。
【0026】
つぎに、そのシリンジ200に専用のシリンジアダプタ107を用意し、図1に示すように、そのシリンジアダプタ107をシリンジ200のシリンダ部201に装着する。そして、このシリンジ200をシリンジアダプタ107とともに注入ヘッド101に装着することにより、シリンダ部201をホルダ部106に保持させるとともにピストン部202をスライダ機構118に把持させる。
【0027】
このとき、図2に示すように、シリンジアダプタ107の規定の4箇所の少なくとも一つに位置する凸部115が、注入ヘッド101の4個の押圧スイッチ116の少なくとも1個を押圧するので、図6に示すように、その押圧スイッチ116の出力信号をシリンジ200の識別データとして装置本体102のプロセッサユニット123が取得する(ステップS1)。
【0028】
すると、このプロセッサユニット123は、入力された識別データでデータベースからシリンジ200の各種データを検索して保持し(ステップS2,S3)、その各種データの少なくとも一部を装置本体102の液晶ディスプレイ122に表示させる(ステップS4)。
【0029】
これで液晶ディスプレイ122には、薬液の名称やシリンジ200の容量などが表示されるので、作業者は適切なシリンジ200が装着されていることを確認することができる。そこで、これを確認した作業者が装置本体102の操作パネル121に注入開始を入力すると(ステップS5)、プロセッサユニット123は、超音波モータ117を動作させることなくロードセル119の電気抵抗を取得して保持する(ステップS6,S7)。
【0030】
これが完了すると、プロセッサユニット123は超音波モータ117を作動させるので(ステップS8)、これでスライダ機構118がシリンジ200のピストン部202をスライドさせ、シリンジ200の薬液が被験者に注入される。このとき、プロセッサユニット123は、ロードセル119の電気抵抗をリアルタイムに取得し(ステップS9)、その電気抵抗と初期状態に保持した電気抵抗との差分から、シリンジ200の内径数値などに対応して薬液の圧力を算出する(ステップS10)。
【0031】
さらに、この圧力からプロセッサユニット123は経時グラフをリアルタイムに生成し、この経時グラフを液晶ディスプレイ122に表示させる(ステップS12)。そして、本形態の薬液注入装置100は、スライダ機構118のストロークなどから薬液の注入完了を検出すると(ステップS13)、超音波モータ117の駆動を停止させて初期状態に復帰する(ステップS14)。
【0032】
なお、薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達すると(ステップS11)、プロセッサユニット123は超音波モータ117の駆動を強制停止させ(ステップS15)、液晶ディスプレイ122に“異常圧力が発生しました、シリンジなどを確認して下さい”等のエラーガイダンスを表示する(ステップS16)。
【0033】
[実施の形態の効果]
本実施の形態の薬液注入装置100では、複数種類のシリンジ200ごとに専用のシリンジアダプタ107が用意されているので、様々な外形の複数種類のシリンジ200を注入ヘッド101に一様に装着することができる。
【0034】
しかも、シリンジ200は複数種類の薬液ごとに用意されているが、そのシリンジ200をシリンジアダプタ107で注入ヘッド101に装着すると、そのシリンジ200の識別データが自動的に検出されるので、作業者はシリンジ200の識別データを操作パネル121に入力する必要がない。
【0035】
さらに、シリンジアダプタ107の規定の4箇所の少なくとも一部に形成された凸部115を注入ヘッド101の押圧スイッチ116が検出することでシリンジ200の識別データが検出されるので、簡単な構造で確実にシリンジ200の識別データを検出することができる。
【0036】
特に、繰り返し使用されるシリンジアダプタ107に凸部115でシリンジ200の識別データが記録されているので、基本的に使い捨てで複数メーカで生産されているシリンジ200に凸部115の形成などを強要する必要がない。しかも、凸部115および押圧スイッチ116は磁場を無用に乱さないので、MRI装置300に悪影響を及ぼすことなくシリンジ200の識別データを検出することができる。
【0037】
さらに、その識別データでシリンジ200の各種データが自動的に検索されて表示されるので、作業者は注入ヘッド101に装着したシリンジ200が適切かを容易に確認することができ、適切でない薬液のシリンジ200が使用される医療事故を良好に防止することができる。
【0038】
なお、シリンジ200がプレフィルドタイプではないディスポーザブルタイプの場合、薬液注入装置100は装着されたシリンジ200がディスポーザブルであることを識別して表示することになる。しかし、そのシリンジ200に医療現場で充填している薬液の各種データをプロセッサユニット123のデータベースに登録しておけば、液晶ディスプレイ122にシリンジ200がディスポーザブルであることとともに充填されている薬液の各種データも表示させることができる。
【0039】
また、読み出されたシリンジ200の各種データに対応して被験者に注入される薬液の圧力が自動的に算出されるので、その圧力を間接的でありながらも適切に検出することができる。さらに、シリンジ200のピストン部202を押圧する応力を非磁性体からなるロードセル119で検出し、その応力から注入する薬液の圧力を検出するので、シリンジ200の内部に圧力センサを配置することなく、MRI装置300の磁場を無用に乱すことなく、薬液の圧力を検出することができる。しかも、このように検出する薬液の圧力が経時グラフとしてリアルタイムに表示されるので、作業者は被験者に注入される薬液の圧力の状態をリアルタイムに確認することができる。
【0040】
[実施の形態の変形例]
本発明は本実施の形態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、本形態では薬液注入装置100をMRI装置300の近傍で使用することを想定したが、これをCTスキャナやアンギオ装置の近傍で使用することも可能である。
【0041】
さらに、本形態ではシリンジアダプタ107の4箇所の少なくとも一部に凸部115を形成し、その有無を注入ヘッド101の4個の押圧スイッチ116で検出することにより、“24−1=15”種類までシリンジ200を識別できることを想定したが、その数値は必要により増減することが可能である。
【0042】
また、本形態ではシリンジ200が注入ヘッド101に装着されたことも押圧スイッチ116の出力信号で検出するため、シリンジアダプタ107の4箇所の少なくとも一部に凸部115を形成することを例示した。しかし、押圧スイッチ116とは別個の手段で注入ヘッド101の装着を検出できるならば、凸部115が一つも形成されていないシリンジアダプタ107を使用することも可能であり、シリンジアダプタ107を使用することなくシリンジ200を注入ヘッド101に直接に装着することも可能である。
【0043】
さらに、本形態では注入ヘッド101の一つのホルダ部106に1個のシリンジ200が1個のシリンジアダプタ107を介して装着されることを例示したが、図7に示すように、注入ヘッド401の複数のホルダ部402に複数のシリンジ200が複数のシリンジアダプタ107を介して装着されることも可能である。
【0044】
その場合、複数のホルダ部402ごとに装着されるシリンジ200の種類が特定されているならば、複数のホルダ部402ごとに特定のシリンジアダプタ107しか装着されないように構造を工夫しておくことにより、ホルダ部402に適切でないシリンジ200が装着されることを防止できる。
【0045】
また、複数のホルダ部402ごとに装着されるシリンジ200の種類の個数が異なるならば、その個数に対応してシリンジアダプタ107の凸部115の形成位置の個数およびホルダ部402ごとの押圧スイッチ116の個数を調節することが好適である。
【0046】
さらに、本形態ではシリンジ200の識別データを発生するため、シリンジアダプタ107に凸部115を形成するとともに注入ヘッド101に押圧スイッチ116を搭載することを例示したが、シリンジ200の識別データを発生する構造としては各種が実施可能である。
【0047】
例えば、図8(a)に示すように、凸部115をシリンジアダプタ501の補強リブ110の底面に形成することや、同図(b)に示すように、シリンジアダプタ502の本体部110の外周面に形成することも可能であり、把持部112の底面や前面に形成することも可能である(図示せず)。
【0048】
また、シリンジアダプタ107の複数位置の凸部115の有無を注入ヘッドの光センサで検出すること、図9(a)に示すように、シリンジアダプタ503の係合部114の複数位置の貫通孔504の有無を注入ヘッドの反射型のフォトセンサ(図示せず)で検出すること、同図(b)に示すように、シリンジアダプタ505の補強リブ110の複数位置の貫通孔506の有無を注入ヘッドの透過型のフォトカプラ(図示せず)で検出すること、これらの貫通孔504,506の有無を注入ヘッド101の押圧スイッチ116で検出すること、等も可能である。
【0049】
また、図10に示すように、シリンジアダプタ507の外面に直接印刷やシール貼付で付与したバーコード508や二次元コードを注入ヘッドのコードリーダで読み取ること、シリンジアダプタの外面に付与したカラーパターンを注入ヘッドのカラーセンサで読み取ること、シリンジアダプタの外面に形成した反射パターンを注入ヘッドの光センサで読み取ること、シリンジアダプタの外面に形成した磁気ストライプを注入ヘッドの磁気ヘッドで読み取ること、シリンジアダプタの外面に付与した文字列を注入ヘッドのOCR(Optical Character Reader)装置で読み取ること、等も可能である。
【0050】
さらに、図11に示すように、シリンジアダプタ509の複数位置のマグネット510の有無や極性パターンを注入ヘッドのホール素子で検出すること、シリンジアダプタに内蔵した固有共振回路の共振周波数を注入ヘッドの周波数検出回路で検出すること、等も可能である。なお、このようにマグネットを使用する場合はMRI装置300への悪影響が懸念されるので、CTスキャナ用とすることが好適である。
【0051】
また、シリンジアダプタに、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、等のデータ記憶媒体をIC(Integrated Circuit)チップなどとして内蔵し、注入ヘッドのマイクロコンピュータでデータ読出することも可能である。なお、シリンジアダプタに書換自在なデータ記憶媒体を内蔵した場合、シリンジ200として医療現場で任意の薬液を充填するディスポーザブルタイプを使用するとき、その薬液の各種データを注入ヘッドのマイクロコンピュータでシリンジアダプタのデータ記憶媒体に格納することも可能である。
【0052】
また、本形態ではロードセル119によりスライダ機構118がシリンジ200のピストン部202を押圧する応力のみ検出して薬液の注入圧力に換算することを例示したが、例えば、ロードセル119でスライダ機構118がピストン部202を引き出す応力を検出して薬液の吸引圧力に換算することも可能である。
【0053】
さらに、本形態では薬液注入装置100が自動的に検出したシリンジ200の識別データから、シリンジ200の各種データを検索してデータ表示と薬液の圧力算出とに利用することを例示したが、その一方のみに利用することも可能であり、識別データを他の用途に利用することも可能である。例えば、MRI装置300の制御ユニット302などで医療行為の作業内容を日時データなどともに自動記録するときに、そこに薬液注入装置100が自動的に検出したシリンジ200の識別データを記録するようなことも可能である。
【0054】
なお、本発明で云う各種手段は、その機能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。
【0055】
また、本発明で云う各種手段は、個々に独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。
【0056】
【発明の効果】
本発明の薬液注入装置では、シリンジアダプタにシリンジの種類ごとの識別データが記録されており、注入ヘッドは装着されたシリンジアダプタから識別データを検出するので、シリンジアダプタを介して注入ヘッドに装着されたシリンジの識別データを自動的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の薬液注入装置でシリンジアダプタによりシリンジを注入ヘッドに装着する状態を示す斜視図である。
【図2】シリンジアダプタの外観を示す斜視図である。
【図3】薬液注入装置の外観を示す斜視図である。
【図4】薬液注入装置の回路構造を示すブロック図である。
【図5】MRI装置の外観を示す斜視図である。
【図6】薬液注入装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図7】薬液注入装置の第1の変形例でシリンジアダプタによりシリンジを注入ヘッドに装着する状態を示す斜視図である。
【図8】シリンジアダプタの第1,2の変形例の外観を示す斜視図である。
【図9】シリンジアダプタの第3,4の変形例の外観を示す斜視図である。
【図10】シリンジアダプタの第5の変形例の外観を示す斜視図である。
【図11】シリンジアダプタの第6の変形例の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
100 薬液注入装置
101,401 注入ヘッド
107 シリンジアダプタ
115 シリンジ識別手段となる凸部
116 シリンジ検出手段となる押圧スイッチ
123 各種手段として機能するメインCPU
200 シリンジ
201 シリンダ部
202 ピストン部
300 MRI装置
Claims (5)
- 少なくとも複数種類のシリンジアダプタと1個の注入ヘッドを有しており、複数種類のシリンジが各々に専用の前記シリンジアダプタを介して前記注入ヘッドに着脱自在に装着され、この注入ヘッドが前記シリンジの薬液を被験者に少なくとも注入する薬液注入装置であって、
前記シリンジアダプタは、前記シリンジの種類ごとの識別データが記録されているシリンジ識別手段が設けられており、
前記注入ヘッドは、前記シリンジアダプタの前記シリンジ識別手段から前記識別データを検出するシリンジ検出手段が設けられており、
前記シリンジの各種データが識別データごとに記録されたデータベース手段と、
特定の前記シリンジが前記シリンジアダプタを介することなく直接に装着されたことを検出する直接検出手段と、
前記シリンジ検出手段で検出された前記識別データで前記データベース手段から前記シリンジの各種データを読み出すとともに前記直接検出手段の検出結果に対応して前記データベース手段から特定の前記シリンジの各種データを読み出すデータ読出手段と、
前記シリンジから前記被験者に注入される前記薬液の圧力を前記シリンジの各種データに対応して検出する圧力検出手段と、
読み出された前記シリンジの各種データを表示するデータ表示手段と、
前記圧力検出手段で検出された前記圧力を経時グラフとしてリアルタイムに表示する圧力表示手段と、
を有している薬液注入装置。 - 前記薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達すると注入動作を強制停止させる請求項1に記載の薬液注入装置。
- 前記薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達するとエラーガイダンスを表示する請求項1または2に記載の薬液注入装置。
- 前記シリンジアダプタは、前記シリンジ識別手段として複数の所定位置の少なくとも一部に凸部が形成されており、
前記注入ヘッドは、前記シリンジ検出手段として前記シリンジアダプタの前記所定位置に対応した複数の所定位置ごとに前記凸部の有無を個々に検出する押圧スイッチが設けられている請求項1ないし3の何れか一項に記載の薬液注入装置。 - 前記シリンジアダプタは、前記シリンジ識別手段として複数の所定位置ごとにマグネットが設けられており、
前記注入ヘッドは、前記シリンジ検出手段として前記シリンジアダプタの複数の前記マグネットの極性を個々に検出するホール素子が設けられている請求項1ないし3の何れか一項に記載の薬液注入装置。
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