JP4481585B2 - 薬液注入装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薬液を被験者に注入する薬液注入装置に関し、特に、薬液を被験者に注入するために薬液シリンジのピストン部材を押圧してシリンダ部材に圧入する薬液注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、被験者の透視画像を撮像する透視撮像装置としては、ＣＴ(Computed Tomography)スキャナ、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)装置、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置、超音波診断装置、アンギオ装置、ＭＲＡ(MR Angio)装置、等がある。
【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。上述のような薬液注入装置は注入ヘッドを有しており、この注入ヘッドに薬液シリンジが着脱自在に装着される。
【０００４】
薬液シリンジは、薬液が充填される円筒状のシリンダ部材を有しており、このシリンダ部材に円柱状の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後端外周には円環状のシリンダフランジが形成されており、ピストン部材の後端外周には円環状のピストンフランジが形成されている。
【０００５】
薬液注入装置を使用する場合、薬液が充填されている薬液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、その薬液シリンジを薬液注入装置のシリンジ保持部材に装着する。一般的な薬液注入装置では、薬液シリンジのシリンダ部材およびシリンダフランジに対応した形状の凹部がシリンジ保持部材の上面に形成されているので、この凹部にシリンダ部材およびシリンダフランジを装填すれば薬液シリンジが保持される。
【０００６】
さらに、薬液注入装置はピストン駆動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、そのピストン駆動機構でピストン部材をスライドさせる。これで薬液シリンジから薬液が被験者に注入され、例えば、必要により薬液シリンジに外部の薬液タンクから薬液が吸引される。
【０００７】
なお、上述のような薬液シリンジのピストン部材は、一般的に後端外周にピストンフランジが形成されているピストンロッドの前端にピストンヘッドを装着した構造からなるが、このピストンヘッドのみでピストン部材を形成した薬液シリンジもある。
【０００８】
このような薬液シリンジに対応した薬液注入装置では、前端にチャック機構が形成されたスライドロッドをピストン駆動機構がスライド自在に支持しており、そのスライドロッドのチャック機構でピストン部材を保持してシリンダ部材の内部をスライド移動させる。
【０００９】
このような薬液注入装置には、ピストン駆動機構にロードセルなどの圧力検出手段を設け、ピストン部材をピストン駆動機構が押圧する圧力を検出する製品がある。このような薬液注入装置では、上述の圧力が所定値より上昇するとピストン駆動機構を強制停止させることで、薬液シリンジの破損や異常圧力での薬液注入を防止している。
【００１０】
上述のような薬液注入装置は、本出願人などにより過去に発明されて出願されている(例えば、特許文献１，２参照)。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−１１０９６号
【特許文献２】
特開２００２−１０２３４３号
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような薬液注入装置では、薬液シリンジのピストン部材を押圧してシリンダ部材に圧入することで薬液を被験者に注入することができ、ピストン部材をピストン駆動機構が押圧する圧力を検出することで薬液が被験者に異常な高圧で注入されることなども防止できる。
【００１３】
しかし、上述のような薬液注入装置に装填される薬液シリンジの薬液に空気が混入していると、この空気が被験者に注入される医療ミスが発生することになる。これを防止するため、従来は薬液注入装置に装填された薬液シリンジを作業者が目視で確認していたが、作業者の不手際や不注意のために空気が被験者に注入される可能性があった。
【００１４】
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、薬液シリンジから被験者に空気が注入されることを自動的に防止できる薬液注入装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液注入装置は、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薬液シリンジの前記シリンダ部材に前記ピストン部材を少なくとも圧入して薬液を被験者に注入する薬液注入装置であって、
ピストン押圧部材で前記ピストン部材を押圧して該ピストン部材を前記シリンダ部材内に圧入するピストン駆動機構と、
このピストン駆動機構が前記ピストン部材を押圧する圧力を検出する圧力検出手段と、
前記ピストン駆動機構および前記薬液シリンジの各種状態ごとに前記圧力検出手段が検出する圧力をデータ記憶している圧力記憶手段と、
データ記憶されている前記圧力と検出される前記圧力とをデータ照合して前記ピストン駆動機構および前記薬液シリンジの状態をデータ検出する状態検出手段と、
該状態検出手段がデータ検出する状態に対応して前記ピストン駆動機構を動作制御する駆動制御手段と、を備え、
前記圧力記憶手段には、前記薬液に空気が混入している状態の第１の圧力（またはその経時変化）が記憶され、
前記状態検出手段は、前記圧力検出手段により検出された前記圧力（またはその経時変化）と前記第１の圧力（またはその経時変化）とをデータ照合することで、前記薬液に空気が混入しているかどうかを判別するものであり、さらに、
前記ピストン駆動機構は、
前記ピストン押圧部材に開閉自在に装着されていて前記ピストン部材のピストンフランジに係合する少なくとも一対の係合爪も有しており、
前記圧力記憶手段には、
前記ピストン押圧部材が前記ピストン部材に当接していない状態の前記圧力、
前記係合爪が前記ピストンフランジに圧接されている状態の前記圧力、および、
前記係合爪が係合した状態の前記圧力、が記憶されており、
前記駆動制御手段は、
（ｉ） 前記ピストン押圧部材が前記ピストン部材に当接していない前記状態が検出されているときは前記ピストン駆動機構を作動させ、
（ｉｉ）前記係合爪が前記ピストンフランジに圧接されている前記状態が検出されているときは前記ピストン駆動機構をさらに作動させ、
（ｉｉｉ）前記係合爪が前記ピストンフランジに係合した前記状態が検出されると前記ピストン駆動機構を一時停止させる。
【００１８】
従って、本発明の薬液注入装置では、データ記憶されている圧力または経時変化と検出される圧力または経時変化とをデータ照合することで、ピストン駆動機構および薬液シリンジの状態をデータ検出するので、薬液シリンジの薬液に空気が混入している状態なども検出される。
【００１９】
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に実現された所定の機能、これらの組み合わせ、等として実現することができる。
【００２０】
また、本発明で云う各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、例えば、複数の構成要素が１個の部材として形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等が可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して以下に説明する。なお、以下では図面に示すように前後左右上下の方向を規定して説明するが、これは各部の相対関係の説明を簡単とするために便宜的に規定するものであり、本発明の装置の製造時や使用時などの方向を限定するものではない。
【００２２】
［実施の形態の構成］
本実施の形態の薬液注入システム１０００は、図１ないし図４に示すように、薬液注入装置１００、薬液シリンジ２００、透視撮像装置であるＭＲＩ装置３００、からなり、このＭＲＩ装置３００は、撮像ユニット３０１と制御ユニット３０２とを有している。
【００２３】
撮像ユニット３０１は被験者から透視画像を撮像し、制御ユニット３０２は撮像ユニット３０１を動作制御する。このＭＲＩ装置３００と薬液注入装置１００とは通信ネットワーク(図示せず)でオンライン接続されており、薬液注入装置１００は透視画像が撮像される被験者に薬液シリンジ２００から造影剤などの薬液を注入する。
【００２４】
本形態の薬液注入装置１００は、図３に示すように、装置本体１０１の上面に、操作パネル１０２、液晶ディスプレイ１０３、スピーカユニット１０４、シリンジ入力手段であるバーコードリーダ１０５、が配置されており、装置本体１０１の側部に可動アーム１０６で注入ヘッド１１０が装着されている。この注入ヘッド１１０は、図２に示すように、ヘッド本体１１１の上面に半円筒形の溝状の凹部１１２が形成されており、この凹部１１２に、薬液シリンジ２００が着脱自在に装着される。
【００２５】
この薬液シリンジ２００は、シリンダ部材２０１とピストン部材２０２からなり、シリンダ部材２０１にピストン部材２０２がスライド自在に挿入されている。シリンダ部材２０１の後端外周にはシリンダフランジ２０３が形成されており、ピストン部材２０２の後端外周にはピストンフランジ２０４が形成されている。また、シリンダ部材２０１の外周面には、薬液シリンジ２００の識別データがバーコードマーク２０５で記録されており、このバーコードマーク２０５が薬液注入装置１００のバーコードリーダ１０５で光学読取される。
【００２６】
薬液注入装置１００の注入ヘッド１１０は、薬液シリンジ２００のシリンダフランジ２０３を保持するシリンダ保持部１１３が上面の凹部１１２の前部に形成されており、ピストンフランジ２０４を保持してスライド移動させるピストン駆動機構１２０が配置されている。
【００２７】
このピストン駆動機構１２０は、図５に示すように、前後方向にスライド自在なスライドロッド１２１を有しており、このスライドロッド１２１の前端に、ピストン部材２０２を前方に押圧するピストン押圧部材１２２が一体に形成されている。
【００２８】
このピストン押圧部材１２２には、開閉自在な一対の係合爪１２３が左右両側に個々に装着されており、これらの係合爪１２３がコイルスプリングなどの弾発機構により閉止方向に弾発的に付勢されている。これらの係合爪１２３は先端が楔状に形成されているので、ピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に後方から圧接されると、ピストンフランジ１６の前面の左部と右部とに個々に係合する。
【００２９】
また、スライドロッド１２１とピストン押圧部材２０２との接合部分には、圧力検出手段であるロードセル１２４が内蔵されており(図示せず)、このロードセル１２４はピストン押圧部材２０２によりピストン部材２０２が押圧される圧力を検出する。なお、このロードセル１２４は、燐青銅合金(Cu+Sn+P)、チタン合金(Ti-6Al-4V)、マグネシウム合金(Mg+Al+Zn)、などの非磁性体で形成されている。
【００３０】
また、ピストン駆動機構１２０は、スライドロッド１２１をスライド移動させる駆動源として駆動モータ１２６を有しているが、この駆動モータ１２６は、非磁性体で形成されていて作動時にも磁界に影響する磁力を発生しない超音波モータからなる。
【００３１】
本形態の薬液注入装置１００は、図６に示すように、コンピュータユニット１３０を有しており、このコンピュータユニット１３０が、操作パネル１０２と液晶ディスプレイ１０３とバーコードリーダ１０５とピストン駆動機構１２０とに接続されている。
【００３２】
コンピュータユニット１３０は、いわゆるワンチップマイコンからなり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１３１、ＲＯＭ(Read Only Memory)１３２、ＲＡＭ(Random Access Memory)１３３、Ｉ／Ｆ(Interface)１３４、等のハードウェアを有している。
【００３３】
コンピュータユニット１３０は、そのＲＯＭ１３２などの情報記憶媒体に適切なコンピュータプログラムがファームウェアなどで実装されており、そのコンピュータプログラムに対応してＣＰＵ１３１が各種の処理動作を実行する。コンピュータユニット１３０は、上述のように実装されているコンピュータプログラムに対応して動作することにより、圧力記憶手段１４１、状態検出手段１４２、駆動制御手段１４３、状態表示手段１４４、警告出力手段１４５、動作連動手段１４６、等の各種手段を論理的に有している。
【００３４】
圧力記憶手段１４１は、ＲＯＭ１３２などに実装されているコンピュータプログラムに対応してＣＰＵ１３１がデータ認識するＲＡＭ１３３の記憶エリアなどに相当し、ピストン駆動機構１２０および薬液シリンジ２００の各種状態ごと、かつ、薬液シリンジ２００の識別データごと、にロードセル１２４が検出する圧力をデータ記憶している。
【００３５】
状態検出手段１４２は、コンピュータプログラムに対応してＣＰＵ１３１がバーコードリーダ１０５やロードセル１２４の入力データでＲＡＭ１３３の記憶データを検索する機能などに相当し、バーコードリーダ１０５により薬液シリンジ２００のバーコードマーク２０５から光学読取された識別データに対応して、ロードセル１２４により検出される圧力と圧力記憶手段１４１にデータ記憶されている圧力とをデータ照合し、ピストン駆動機構１２０および薬液シリンジ２００の状態をデータ検出する。
【００３６】
駆動制御手段１４３は、ＣＰＵ１３１がピストン駆動機構１２０の駆動モータ１２６を動作制御する機能などに相当し、状態検出手段１４２でデータ検出された状態に対応してピストン駆動機構１２０を動作制御する。より具体的には、ＲＡＭ１３３には、ピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接していない状態の圧力が薬液シリンジ２００の識別データには関係なくデータ登録されており、当接した状態の圧力が薬液シリンジ２００の識別データごとにデータ登録されており、
さらに、このピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接した状態の圧力としては、ピストン押圧部材１２２によりピストン部材２０２が押圧されているがスライド移動していない状態の圧力、ピストン部材２０２がスライド移動してシリンダ部材２０１から被験者に薬液が正常に注入されている状態の圧力、薬液に空気が混入している状態の圧力、シリンダ部材２０１から被験者に空気が注入される状態の圧力、がデータ登録されている。
【００３７】
なお、上述の被験者に薬液が正常に注入されている状態の圧力は上限と下限により所定範囲としてデータ登録されており、この所定範囲に内包されない範囲として、薬液に空気が混入している状態の圧力、シリンダ部材２０１から被験者に空気が注入される状態の圧力、がデータ登録されている。
【００３８】
そして、本形態の薬液注入装置１００では、ピストン駆動機構１２０によりピストン押圧部材１２２が最後部に配置された状態で作業者により薬液シリンジ２００が注入ヘッド１１０の凹部１１２に装填され、この状態で作業者によりピストン保持が操作パネル１０２に入力操作されると、ピストンフランジ２０４が係合爪１２３で保持されるまでピストン駆動機構１２０によりピストン押圧部材１２２が前進される。
【００３９】
このとき、ＣＰＵ１３１はロードセル１２４の検出圧力からピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接していない状態をデータ検出しているときは、ピストン駆動機構１２０にピストン押圧部材１２２を前進させ、係合爪１２３がピストンフランジ２０４に係合してピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に圧接された状態をデータ検出すると、ピストン駆動機構１２０を一時停止させる。
【００４０】
そして、本形態の薬液注入装置１００では、上述のようにピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接した状態で作業者により薬液注入が操作パネル１０２に入力操作されると、入力操作された容量や時間を満足するまでピストン駆動機構１２０によりピストン押圧部材１２２が前進される。
【００４１】
このとき、ＣＰＵ１３１はロードセル１２４の検出圧力から被験者に薬液が正常に注入されている状態をデータ検出しているときはピストン駆動機構１２０を作動させ、上述の状態がデータ検出されないとピストン駆動機構１２０を強制停止させる。
【００４２】
状態表示手段１４４は、ＣＰＵ１３１が各種データを液晶ディスプレイ１０３に表示出力させる機能などに相当し、状態検出手段１４２によりデータ検出された各種の状態を各々に対応したガイダンステキストなどで液晶ディスプレイ１０３に表示出力させる。
【００４３】
より具体的には、前述のようにピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接していない状態がデータ検出されているときは“シリンジピストンの自動保持を実行中です”などのガイダンステキストが表示出力され、ピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接した状態がデータ検出されると“シリンジピストンの自動保持を完了しました”などのガイダンステキストが表示出力される。
【００４４】
さらに、被験者に薬液が正常に注入されている状態がデータ検出されているときは“薬液注入を実行中です”などのガイダンステキストが表示出力され、正常に注入されている状態がデータ検出されないと“異常を検出しました、シリンジなどを確認して下さい”などのガイダンステキストが表示出力される。
【００４５】
ただし、この薬液が正常に注入されていない状態として、特に、被験者に空気が注入される状態がデータ検出されると“空気注入を検出しました、シリンジを確認して下さい”などのガイダンステキストが表示出力され、薬液に空気が混入している状態がデータ検出されると“空気混入を検出しました、シリンジを確認して下さい”などのガイダンステキストが表示出力される。
【００４６】
警告出力手段１４５は、ＣＰＵ１３１が各種データをスピーカユニット１０４に音声出力させる機能などに相当し、上述の“異常を検出しました、シリンジなどを確認して下さい”“空気注入を検出しました、シリンジを確認して下さい”“空気混入を検出しました、シリンジを確認して下さい”などのガイダンステキストを確認警告としてスピーカユニット１０４に音声出力させる。
【００４７】
動作連動手段１４６は、ＣＰＵ１３１がＩ／Ｆユニット１３４でＭＲＩ装置３００とデータ通信する機能などに相当し、データ検出された状態にＭＲＩ装置３００の撮像動作を連動させる。より具体的には、被験者に薬液が正常に注入されている状態をデータ検出してピストン駆動機構１２０を作動させているときはＭＲＩ装置３００にも撮像動作を実行させ、正常に注入されていない状態をデータ検出してピストン駆動機構１２０を強制停止させたときはＭＲＩ装置３００にも撮像動作を中止させる。
【００４８】
上述のような薬液注入装置１００の各種手段１４１〜１４６は、必要によりＩ／Ｆユニット１３４等のハードウェアを利用して実現されるが、その主体はＲＯＭ１３２等の情報記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムに対応してハードウェアであるＣＰＵ１３１が機能することにより実現されている。
【００４９】
このようなコンピュータプログラムは、例えば、ピストン駆動機構１２０および薬液シリンジ２００の各種状態ごと、かつ、薬液シリンジ２００の識別データごと、にロードセル１２４が検出する圧力をＲＡＭ１３３などにデータ記憶させておくこと、バーコードリーダ１０５により薬液シリンジ２００のバーコードマーク２０５から光学読取された識別データに対応して、ロードセル１２４の検出圧力とＲＡＭ１３３の記憶圧力とをデータ照合してピストン駆動機構１２０および薬液シリンジ２００の状態をデータ検出すること、データ検出された状態に対応してピストン駆動機構１２０を動作制御すること、データ検出された各種の状態を各々に対応したガイダンステキストなどで液晶ディスプレイ１０３に表示出力させること、データ検出された各種の状態に対応して必要により確認警告をスピーカユニット１０４に音声出力させること、データ検出された状態にＭＲＩ装置３００の撮像動作を連動させること、等の処理動作をＣＰＵ１３１等に実行させるためのソフトウェアとしてＲＯＭ１３２等の情報記憶媒体に格納されている。
【００５０】
［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、例えば、作業者は被験者に注入する薬液に対応して適切な薬液シリンジ２００を選択し、その薬液シリンジ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)。
【００５１】
つぎに、図７に示すように、その薬液シリンジ２００のバーコードマーク２０５を作業者が薬液注入装置１００のバーコードリーダ１０５に光学読取させると(ステップＳ１)、薬液注入装置１００はバーコードマーク２０５から薬液シリンジ２００の識別データを検出してＲＡＭ１３３のワークエリアなどで保持する(ステップＳ２)。
【００５２】
つぎに、作業者が薬液シリンジ２００を注入ヘッド１１０の凹部１１２に装填し、ピストン保持を操作パネル１０２に入力操作すると(ステップＳ３)、薬液注入装置１００はピストン駆動機構１２０の駆動モータ１２６を作動させ(ステップＳ４)、初期状態では最後部に位置させているピストン押圧部材１２２を前進させる。
【００５３】
このとき、ピストン駆動機構１２０のロードセル１２４により検出される圧力がデータ取得され(ステップＳ５)、その検出圧力でＲＡＭ１３３の記憶圧力がデータ検索され(ステップＳ６)、ピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接していない状態か当接した状態かがデータ検出される(ステップＳ７)。
【００５４】
例えば、ピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接していない状態のロードセル１２４の検出圧力が“０(ｇ)”、係合爪１２３がピストンフランジ２０４に圧接されて係合するまでの最大の圧力が“２０(ｇ)”、ピストン押圧部材１２２に押圧されるピストン部材２０２がスライドを開始するときの最小の圧力が“８０(ｇ)”、とする。
【００５５】
この場合、ＲＡＭ１３３には“未当接：圧力≦４０(ｇ)，当接：圧力＞４０(ｇ)”などと状態ごとに圧力がデータ登録され、ロードセル１２４の検出圧力が“４０(ｇ)”を超過するまでは、ピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２に当接していない状態がデータ検出され、“４０(ｇ)”を超過した時点で当接した状態がデータ検出される。
【００５６】
なお、バーコードマーク２０５が光学読取されることなくピストン保持が入力操作されたときは(ステップＳ１〜Ｓ３)、前回保持された薬液シリンジ２００の識別データが利用され、識別データが保持されていないときは、デフォルトの識別データが利用される。
【００５７】
そして、当接していない状態がデータ検出されているときはピストン駆動機構１２０の作動などが継続され(ステップＳ４〜Ｓ７)、“シリンジピストンの自動保持を実行中です”などのガイダンステキストが液晶ディスプレイ１０３に表示出力される(ステップＳ８)。
【００５８】
一方、当接した状態がデータ検出されるとピストン駆動機構１２０の作動が一時停止され(ステップＳ７，Ｓ９)、“シリンジピストンの自動保持を完了しました”などのガイダンステキストが液晶ディスプレイ１０３に表示出力される(ステップＳ１０)。
【００５９】
このため、作業者が薬液シリンジ２００を注入ヘッド１１０に装填して操作パネル１０２に所定操作を実行すれば、ピストン駆動機構１２０の係合爪１２３でピストンフランジ２０４が自動的に保持され、この状態でピストン駆動機構１２０が自動的に停止する。
【００６０】
そこで、図８に示すように、上述の状態で作業者が操作パネル１０２に薬液注入を入力操作すると(ステップＳ１１)、薬液注入装置１００は注入開始をＭＲＩ装置３００にデータ送信し(ステップＳ１２)、ピストン駆動機構１２０の駆動モータ１２６を作動させる(ステップＳ１３)。
【００６１】
これで薬液注入装置１００により薬液シリンジ２００から被験者に薬液の注入が開始され、薬液注入装置１００から注入開始をデータ受信したＭＲＩ装置３００も透視画像の撮像を開始するので、薬液注入と画像撮像との開始が自動的に連動することになる。
【００６２】
上述のようにピストン駆動機構１２０の作動が開始されると(ステップＳ１３)、そのロードセル１２４により検出される圧力がデータ取得され(ステップＳ１４)、その検出圧力と薬液シリンジ２００の識別データとでＲＡＭ１３３の記憶圧力がデータ検索される(ステップＳ１５)。
【００６３】
そこで、シリンダ部材２０１から被験者に薬液が正常に注入されている状態がデータ検出されているときは(ステップＳ１６)、“薬液注入を実行中です”などのガイダンステキストが液晶ディスプレイ１０３に表示出力され(ステップＳ１７)、ピストン駆動機構１２０の作動などが継続される(ステップＳ１３〜Ｓ１９)。
【００６４】
一方、シリンダ部材２０１から被験者に薬液が正常に注入されている状態がデータ検出されないと(ステップＳ１６)、ピストン駆動機構１２０の作動が強制停止され(ステップＳ２３)、検出されている状態に対応したガイダンステキストがスピーカユニット１０４で音声出力されるとともに液晶ディスプレイ１０３で表示出力される(ステップＳ２４，Ｓ２５)。
【００６５】
例えば、ピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２を押圧して薬液が正常に注入されている状態のロードセル１２４の検出圧力が“６０〜７０(ｇ)”、薬液に空気が混入している状態の圧力が“５０〜６０(ｇ)”、空気が注入されている状態の圧力が“３０〜４０(ｇ)”、とする。
【００６６】
この場合、ＲＡＭ１３３には上述の圧力範囲が各種の状態ごとにデータ登録されるので、ロードセル１２４の検出圧力が“６０〜７０(ｇ)”の範囲のときは薬液が正常に注入されている状態がデータ検出され、この範囲以外のときは薬液が正常に注入されていない状態がデータ検出される。
【００６７】
さらに、このように薬液が正常に注入されていない状態がデータ検出されたとき、検出圧力が“５０〜６０(ｇ)”ならば薬液に空気が混入している状態がデータ検出され、“３０〜４０(ｇ)”ならば被験者に空気が注入されている状態がデータ検出される。
【００６８】
そこで、薬液が正常に注入されていない状態がデータ検出されたときは“異常を検出しました、シリンジなどを確認して下さい”などのガイダンステキストが音声出力されるとともに表示出力されるので、作業者は薬液注入に異常が発生したことを認識して対処することになる。
【００６９】
特に、空気が混入している状態がデータ検出されたときは“空気混入を検出しました、シリンジを確認して下さい”などのガイダンステキストが音声出力されるとともに表示出力され、空気が注入されている状態がデータ検出されたときは“空気注入を検出しました、シリンジを確認して下さい”などのガイダンステキストが音声出力されるとともに表示出力されるので、作業者は空気注入や空気混入を確認して対処することになる。
【００７０】
さらに、上述のように薬液が正常に注入されていない状態がデータ検出されてピストン駆動機構１２０の作動が強制停止されると(ステップＳ１６，Ｓ２３)、この強制停止が薬液注入装置１００からＭＲＩ装置３００にデータ送信される(ステップＳ２６)。この強制停止をデータ受信したＭＲＩ装置３００は画像撮像を停止するので、薬液注入と画像撮像との停止も自動的に連動する。
【００７１】
なお、薬液注入装置１００が正常な注入を検出して実行しているときも(ステップＳ１３〜Ｓ１９)、注入完了がデータ検出されたり(ステップＳ１８)、注入中止が入力操作されると(ステップＳ１９)、ピストン駆動機構１２０の作動が停止される(ステップＳ２０)。
【００７２】
このときも、薬液注入の停止が薬液注入装置１００からＭＲＩ装置３００にデータ送信されるので(ステップＳ２１)、この停止をデータ受信したＭＲＩ装置３００も画像撮像を停止する。また、“薬液注入を完了しました”“薬液注入を中止しました”などのガイダンステキストが液晶ディスプレイ１０３に表示出力されるので(ステップＳ２２)、作業者は薬液注入の完了や中止を確認することになる。
【００７３】
［実施の形態の効果］
本実施の形態の薬液注入装置１００では、上述のようにピストン駆動機構１２０で薬液シリンジ２００のピストン部材２０２を押圧してシリンダ部材２０１から被験者に薬液を注入するとき、その押圧の圧力をリアルタイムに検出してデータ記憶されている圧力とデータ照合するので、ピストン駆動機構１２０および薬液シリンジ２００の各種状態をリアルタイムにデータ検出することができる。
【００７４】
そして、データ検出する状態に対応してピストン駆動機構１２０を動作制御するので、異常状態がデータ検出されたときにピストン駆動機構１２０を自動停止させることができる。また、データ検出する状態に対応してガイダンステキストを液晶ディスプレイ１０３に表示出力するので、作業者に薬液注入の各種状態をリアルタイムに認識させることができる。
【００７５】
特に、異常状態として薬液に空気が混入している状態や被験者に空気が注入される状態を検出すると、これらに対応したガイダンステキストを液晶ディスプレイ１０３に表示出力するので、空気混入や空気注入を作業者に迅速に認識させて対処させることができる。しかも、上述のように異常状態をデータ検出したときはスピーカユニット１０４でもガイダンステキストを音声出力するので、異常発生を作業者に迅速かつ確実に認識させることができる。
【００７６】
なお、上述のように状態検出に利用する検出圧力は薬液シリンジ２００の種別により大幅に変動するが、本形態の薬液注入装置１００では、状態ごとの圧力を薬液シリンジ２００の識別データごとにデータ記憶しており、データ入力される識別データに対応して圧力をデータ照合するので、使用する薬液シリンジ２００に対応して各種状態を適切にデータ検出することができる。
【００７７】
しかも、薬液シリンジ２００は識別データがバーコードマーク２０５で記録されており、薬液注入装置１００は薬液シリンジ２００のバーコードマーク２０５からバーコードリーダ１０５により識別データを光学読取するので、その識別データの入力が簡単で誤入力の心配もない。
【００７８】
さらに、薬液注入装置１００は最初に薬液シリンジ２００が装着されるときにもピストン駆動機構１２０を作動させ、ピストン押圧部材１２２がピストン部材２０２を押圧した圧力を検出した時点でピストン駆動機構１２０を一時停止させるので、ピストンフランジ２０４を係合爪１２３で自動的に保持することができる。
【００７９】
しかも、薬液注入装置１００はデータ検出する薬液注入の各種状態をＭＲＩ装置３００にもデータ送信し、このＭＲＩ装置３００もデータ受信する各種状態に対応して画像撮像を動作制御するので、薬液注入と画像撮像との開始や停止を自動的に連動させることができる。
【００８０】
さらに、薬液注入装置１００はピストン駆動機構１２０が薬液シリンジ２００を押圧する圧力を非磁性体で形成されているロードセル１２４で検出し、ピストン駆動機構１２０を非磁性体で形成されている超音波モータ１２６で駆動するので、ＭＲＩ装置３００の磁場に薬液注入装置１００が影響することもない。
【００８１】
［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、上記形態では薬液注入装置１００に駆動機構１２０および薬液シリンジ２００の各種状態ごとにロードセル１２４が検出する圧力がデータ登録されていることを例示したが、その圧力の経時変化がデータ登録されていることも可能である。
【００８２】
その場合、データ記憶されている経時変化と検出される圧力の経時変化とをパターンマッチングなどでデータ照合してピストン駆動機構１２０および薬液シリンジ２００の状態をデータ検出することになり、より高精度に各種状態を検出することが可能となる。
【００８３】
なお、圧力をデータ照合する方式ではデータ処理の負担を軽減することができ、圧力の経時変化をデータ照合する方式では各種状態の検出精度を向上させることができるので、これらは相互に一長一短があり、実施する場合には各種条件を考慮して適切な一方を選定することが好適である。
【００８４】
また、上記形態では薬液シリンジ２００のシリンダ部材２０１にバーコードマーク２０５が形成されていることを例示したが、このバーコードマーク２０５をピストン部材２０２や梱包材(図示せず)に形成しておくことも可能である。さらに、薬液シリンジの識別データをバーコードマーク２０５で記録しておくことを例示したが、これを磁気ストライプやＩＣ(Integrated Circuit)チップやシリンダ部材２０１の外形などで記録しておくことも可能である。
【００８５】
また、上記形態では薬液注入装置１００の装置本体１０１にバーコードリーダ１０５が搭載されており、これにバーコードマーク２０５を光学読取させた薬液シリンジ２００を作業者が注入ヘッド１１０の凹部１１２に装填することを例示した。しかし、バーコードリーダ１０５を注入ヘッド１１０の凹部１１２に搭載しておき、そこに装着される薬液シリンジ２００のバーコードマーク２０５を自動的に光学読取するようなことも可能である。
【００８６】
また、上記形態では上記形態では薬液注入装置１００の注入ヘッド１１０に薬液シリンジ２００が１個だけ装填されることを例示したが、例えば、図９に例示する注入ヘッド１５０のように、複数の薬液シリンジ２００が装填されることも可能である。
【００８７】
さらに、上記形態では薬液注入装置１００のバーコードリーダ１０５や液晶ディスプレイ１０３が搭載されている装置本体１０１に可動アーム１０６で注入ヘッド１１０が連結されていることを例示したが、図９に例示する注入ヘッド１５０のように、その側部などにバーコードリーダ１０５や液晶ディスプレイ１０３を直接に搭載しておくことも可能である。この場合、薬液シリンジ２００を装填する位置の近傍でバーコードマーク２０５の光学読取と各種状態の表示出力とが実行されるので、これらを直感的に実行することができる。
【００８８】
また、上記形態では薬液シリンジ２００により相違する圧力に対応するため、薬液注入装置１００に状態ごとの圧力が薬液シリンジ２００の識別データごとにデータ登録されていることを例示したが、例えば、状態ごとに一様にデータ登録されている圧力を薬液シリンジ２００の識別データに対応して係数などで修正することも可能である。
【００８９】
なお、状態ごとの圧力を識別データごとにデータ登録しておけば、データ修正の処理負担を軽減するとともに状態の検出精度も向上させることができ、状態ごとの圧力を識別データで修正すれば、記憶データの容量を削減するとともにデータ検索の処理負担を軽減することができる。
【００９０】
また、上記形態では薬液注入装置１００を透視撮像装置である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、ＰＥＴ装置、アンギオ装置、ＭＲＡ装置、超音波診断装置、等の透視撮像装置の近傍で使用することも可能である。
【００９１】
さらに、上記形態では薬液注入装置１００に薬液シリンジ２００が直接に装着されることを例示したが、例えば、最大サイズの薬液シリンジ２００のみ薬液注入装置１００に直接に装着され、最大以外の各種サイズの薬液シリンジ２００は各々に専用のシリンダアダプタ(図示せず)を介して薬液注入装置１００に装着されるようなことも可能である。
【００９２】
特に、薬液を高圧に注入する薬液注入装置１００では、薬液シリンジ２００のシリンダ部材２０１の破壊も防止するため、シリンダ部材２０１の全体を装填するシリンダアダプタが利用されている。このようなシリンダアダプタは、シリンダ部材２０１が後端から着脱自在に装填される円筒状に形成されており、その後端外周には円環状のアダプタフランジが形成されている。
【００９３】
そのアダプタフランジの後面内側には薬液シリンジ２００のシリンダフランジ２０３が係脱自在に係合する凹部が形成されているので、このようなシリンダアダプタを装着した薬液シリンジ２００を薬液注入装置１００に装着すると、その不動保持部材１２３と一対の可動保持部材１２１，１２２とはアダプタフランジを直接的に保持することでシリンダフランジ２０３を間接的に保持することになる。
【００９４】
また、上記形態では薬液シリンジ２００のシリンダ部材２０１にロッド形状のピストン部材２０２が挿入されていることを例示したが、このような薬液シリンジ２００にはピストン部材がヘッド部のみの製品もある(図示せず)。特に、上述のように薬液を高圧に注入する薬液シリンジ２００では、ロッド部の破壊を防止するために上述のようにピストン部材がヘッド部のみとされており、このような薬液シリンジ２００を利用する薬液注入装置では(図示せず)、ピストン駆動機構は金属製の強固なスライドアームなどで薬液シリンジ２００のピストンヘッドを把持してスライド移動させる。
【００９５】
さらに、上記形態では薬液注入装置１００に適切なコンピュータプログラムやリソースが事前に実装されていることを例示したが、例えば、新製品の薬液シリンジ２００の販売が開始されたときにはコンピュータプログラムやリソースをデータ更新することが好適である。
【００９６】
その場合、ＰＣカードなどの情報記憶媒体から薬液注入装置１００に新規のコンピュータプログラムやリソースをダウンロードすることも可能であり、薬液注入装置１００をインターネットなどの通信ネットワークで装置メーカや薬液メーカのホストコンピュータなどからコンピュータプログラムやリソースをオンラインでダウンロードすることも可能である。
【００９７】
また、上記形態ではＲＡＭ１３３等に格納されているコンピュータプログラムに対応してＣＰＵ１３１が動作することにより、薬液注入装置１００の各種機能として各種手段が論理的に実現されることを例示した。しかし、このような各種手段の各々を固有のハードウェアとして形成することも可能であり、一部をソフトウェアとしてＲＡＭ１３３等に格納するとともに一部をハードウェアとして形成することも可能である。
【００９８】
【発明の効果】
本発明の薬液注入装置では、データ記憶されている圧力または経時変化と検出される圧力または経時変化とをデータ照合することで、ピストン駆動機構および薬液シリンジの状態をデータ検出することができるので、例えば、薬液シリンジの薬液に空気が混入している状態をデータ検出してピストン駆動機構を強制停止させることで、被験者に空気が注入されることを防止するようなことができる。
【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の論理構造を示す模式図である。
【図２】薬液注入装置の注入ヘッドに薬液シリンジが着脱される状態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】透視撮像装置であるＭＲＩ装置の外観を示す斜視図である。
【図５】薬液シリンジとピストン駆動機構の要部との外観を示す斜視図である。
【図６】薬液注入装置の物理構造を示すブロック図である。
【図７】薬液注入装置のデータ処理方法の前半部分を示すフローチャートである。
【図８】後半部分を示すフローチャートである。
【図９】一変形例の薬液注入装置の注入ヘッドの外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００ 薬液注入装置
１０３ ディスプレイパネルである液晶ディスプレイ
１０５ バーコードリーダ
１２０ ピストン駆動機構
１２２ ピストン押圧部材
１２３ 係合爪
１２４ 圧力検出手段であるロードセル
１２６ 駆動モータ
１３０ コンピュータユニット
１４１ 圧力記憶手段
１４２ 状態検出手段
１４３ 駆動制御手段
１４４ 状態表示手段
１４５ 警告出力手段
１４６ 動作連動手段
２００ 薬液シリンジ
２０１ シリンダ部材
２０２ ピストン部材
２０４ ピストンフランジ
２０５ バーコードマーク
３００ 透視撮像装置であるＭＲＩ装置

Claims (11)

1. 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薬液シリンジの前記シリンダ部材に前記ピストン部材を少なくとも圧入して薬液を被験者に注入する薬液注入装置であって、
   ピストン押圧部材で前記ピストン部材を押圧して該ピストン部材を前記シリンダ部材内に圧入するピストン駆動機構と、
   このピストン駆動機構が前記ピストン部材を押圧する圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記ピストン駆動機構および前記薬液シリンジの各種状態ごとに前記圧力検出手段が検出する圧力をデータ記憶している圧力記憶手段と、
   データ記憶されている前記圧力と検出される前記圧力とをデータ照合して前記ピストン駆動機構および前記薬液シリンジの状態をデータ検出する状態検出手段と、
   該状態検出手段がデータ検出する状態に対応して前記ピストン駆動機構を動作制御する駆動制御手段と、を備え、
   前記圧力記憶手段には、前記薬液に空気が混入している状態の第１の圧力（またはその経時変化）が記憶され、
   前記状態検出手段は、前記圧力検出手段により検出された前記圧力（またはその経時変化）と前記第１の圧力（またはその経時変化）とをデータ照合することで、前記薬液に空気が混入しているかどうかを判別するものであり、さらに、
   前記ピストン駆動機構は、
   前記ピストン押圧部材に開閉自在に装着されていて前記ピストン部材のピストンフランジに係合する少なくとも一対の係合爪も有しており、
   前記圧力記憶手段には、
   前記ピストン押圧部材が前記ピストン部材に当接していない状態の前記圧力、
   前記係合爪が前記ピストンフランジに圧接されている状態の前記圧力、および、
   前記係合爪が係合した状態の前記圧力、が記憶されており、
   前記駆動制御手段は、
   （ｉ） 前記ピストン押圧部材が前記ピストン部材に当接していない前記状態が検出されているときは前記ピストン駆動機構を作動させ、
   （ｉｉ）前記係合爪が前記ピストンフランジに圧接されている前記状態が検出されているときは前記ピストン駆動機構をさらに作動させ、
   （ｉｉｉ）前記係合爪が前記ピストンフランジに係合した前記状態が検出されると前記ピストン駆動機構を一時停止させる、薬液注入装置。
2. 前記圧力記憶手段には、さらに、被験者に空気が注入される状態の、前記第１の圧力よりも低い第２の圧力（またはその経時変化）が記憶され、
   前記状態検出手段は、前記圧力検出手段により検出された前記圧力（またはその経時変化）と前記第２の圧力（またはその経時変化）とをデータ照合することで、被験者に空気が注入されている状態かどうかを判別する、請求項１に記載の薬液注入装置。
3. 前記駆動制御手段は、
   前記薬液に空気が混入していると判別された場合に、前記ピストン駆動機構を強制停止させる、請求項１に記載の薬液注入装置。
4. 前記駆動制御手段は、
   被験者に空気が注入されている状態と判別された場合に、前記ピストン駆動機構を強制停止させる、請求項２に記載の薬液注入装置。
5. 複数種類の前記薬液シリンジの識別データが入力されるシリンジ入力手段も有しており、
   前記圧力記憶手段は、前記薬液シリンジの識別データごとに前記圧力（またはその経時変化）をデータ記憶しており、
   前記状態検出手段は、入力された前記識別データに対応してデータ記憶されている前記圧力（またはその経時変化）と、検出される前記圧力（またはその経時変化）と、をデータ照合する請求項１〜４のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
6. 入力される前記識別データに対応して検出される前記圧力を修正する圧力修正手段も、有している請求項５に記載の薬液注入装置。
7. 前記薬液シリンジは前記シリンダ部材と前記ピストン部材と梱包材との少なくとも１つに識別データが記録されており、
   前記シリンジ入力手段は前記薬液シリンジから前記識別データを検出する、請求項５または６に記載の薬液注入装置。
8. 前記ピストン駆動機構の位置に並設されているディスプレイパネルと、
   前記ディスプレイパネルに少なくとも前記状態検出手段がデータ検出する状態を表示出力させる状態表示手段と、
   も有している請求項１〜７のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
9. 前記状態検出手段がデータ検出する状態に対応して確認警告を音声出力する警告出力手段も有している、請求項１〜８のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
10. 前記圧力検出手段が非磁性体で形成されているロードセルからなり、
    前記ピストン駆動機構が非磁性体で形成されている超音波モータを駆動源として有している、請求項１〜９のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
11. 被験者の透視画像を撮像する透視撮像装置と、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の薬液注入装置と、
    前記薬液注入装置の状態検出手段がデータ検出する状態に前記透視撮像装置の撮像動作を連動させる動作連動手段と、
    を備える薬液注入システム。

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