JP5586310B2 - Chemical injection device - Google Patents
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Description
本発明は、シリンジ内に充填された薬液を被験者に注入するための薬液注入装置および薬液注入システムに関する。 The present invention relates to a chemical solution injection device and a chemical solution injection system for injecting a chemical solution filled in a syringe into a subject.
医療用の画像診断装置としては、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、アンギオ装置、およびＭＲＡ（ＭＲ Ａｎｇｉｏ）装置などがある。これらの装置を使用して被験者の透視画像を撮像する際は、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多い。 Medical diagnostic imaging apparatuses include a CT (Computed Tomography) scanner, an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, a PET (Positron Emission Tomography) apparatus, an angiographic apparatus, and an MRA (MR Angio) apparatus. When taking fluoroscopic images of a subject using these devices, a chemical solution such as a contrast medium or physiological saline is often injected into the subject.
被験者への薬液の注入は、薬液注入装置を用いて自動的に行うのが一般的である。薬液注入装置は、薬液を充填したシリンジが着脱自在に装着される注入ヘッドと、注入ヘッドの動作を制御する注入制御ユニットとを有している。シリンジは、シリンダと、シリンダ内に前進および後退移動可能に挿入されたピストンとを有しており、薬液はシリンダ内に充填されている。 In general, injection of a chemical solution into a subject is automatically performed using a chemical solution injection device. The chemical solution injector includes an injection head to which a syringe filled with a chemical solution is detachably mounted, and an injection control unit that controls the operation of the injection head. The syringe has a cylinder and a piston inserted into the cylinder so as to be capable of moving forward and backward, and the liquid medicine is filled in the cylinder.
注入ヘッドは、シリンダの末端部に形成されたフランジを保持することによってシリンダを注入ヘッドに固定するためのクランパと、シリンダが注入ヘッドに固定された状態でピストンを移動させるピストン駆動機構とを備えている。シリンダの先端部に延長チューブを介して注入針またはカテーテルを接続し、注入針またはカテーテルを被験者の血管に穿刺または挿入した後、ピストン駆動機構によってピストンをシリンダ内に押し込むことで、シリンジに充填されている薬液を被験者に注入することができる。 The injection head includes a clamper for fixing the cylinder to the injection head by holding a flange formed at the end of the cylinder, and a piston drive mechanism for moving the piston while the cylinder is fixed to the injection head. ing. The injection needle or catheter is connected to the tip of the cylinder via an extension tube, and the injection needle or catheter is punctured or inserted into the blood vessel of the subject, and then the piston is pushed into the cylinder by the piston drive mechanism to fill the syringe. The medicinal solution can be injected into the subject.
薬液の注入では、例えば造影剤の注入後にチューブおよび／またはカテーテルに逆流した血液の凝固を防止するために、チューブおよび／またはカテーテルを生理食塩水でフラッシュすることが行なわれる。また、造影剤を生理食塩水で希釈しながら注入したり、造影剤の注入後に生理食塩水を注入し、生理食塩水によって造影剤を後押ししたりすることもある。そこで、薬液注入装置の中には、このように複数種類の薬液の注入を１台の薬液注入装置で実行できるようにするために、複数のシリンジを搭載するものがある。 In the injection of a drug solution, for example, the tube and / or catheter is flushed with physiological saline in order to prevent coagulation of blood that has flowed back into the tube and / or catheter after injection of a contrast medium. In some cases, the contrast medium is injected while being diluted with physiological saline, or the physiological saline is injected after the contrast medium is injected, and the contrast medium is boosted by the physiological saline. Thus, some chemical liquid injectors are equipped with a plurality of syringes so that a plurality of types of chemical liquids can be injected by a single chemical liquid injector.
複数のシリンジを搭載する薬液注入装置に複数のシリンジを搭載して複数種類の薬液を注入する場合、末端側が複数に分岐し、分岐したそれぞれが各シリンジに接続されるチューブユニットが用いられる。そのため、粘度の高い造影剤を１つのシリンジから注入すると、その圧力がチューブを介して他のシリンジに伝わってピストンを後退させ、それによって他のシリンジに造影剤が吸引されてしまうことがある。 When a plurality of syringes are mounted on a chemical solution injector equipped with a plurality of syringes to inject a plurality of types of chemical solutions, a tube unit is used in which the end side branches into a plurality of branches and each branched branch is connected to each syringe. For this reason, when a high-viscosity contrast medium is injected from one syringe, the pressure is transmitted to the other syringe through the tube, causing the piston to retreat, thereby causing the contrast medium to be sucked into the other syringe.
そこで、特許文献１には、複数のシリンジが搭載可能な薬液注入装置において、少なくとも１つのシリンジから薬液が注入され、かつ、残りのシリンジからの薬液の注入が停止されるとき、注入が停止されるシリンジのピストン駆動機構は後退禁止手段（制動手段）によって後退が禁止されるように構成された薬液注入装置が開示されている。この薬液注入装置によれば、薬液の好ましくない混合や、注入量が不正確になることを防止することができる。 Therefore, in Patent Document 1, in a chemical liquid injection device in which a plurality of syringes can be mounted, when the chemical liquid is injected from at least one syringe and the injection of the chemical liquid from the remaining syringes is stopped, the injection is stopped. There is disclosed a chemical liquid injection device configured such that the piston drive mechanism of the syringe is prohibited from retreating by a retreat prohibiting means (braking means). According to this chemical solution injection device, it is possible to prevent undesirable mixing of the chemical solution and inaccurate injection amount.
特許文献１に開示された薬液注入装置では、薬液を注入するシリンジを切り換えるとき、後退が禁止されるピストン駆動機構が同時に切り換えられる。つまり、いずれか１以上のピストン駆動機構が後退禁止状態から薬液注入動作へ切り換えられると同時に、残りのピストン駆動機構は薬液注入動作から後退禁止状態へと切り換えられる。 In the chemical solution injection device disclosed in Patent Document 1, when switching the syringe for injecting the chemical solution, the piston drive mechanism that is prohibited from moving backward is switched at the same time. That is, at least one of the piston drive mechanisms is switched from the reverse movement prohibition state to the chemical liquid injection operation, and at the same time, the remaining piston drive mechanisms are switched from the chemical liquid injection operation to the reverse movement prohibition state.
後退禁止状態から薬液注入動作への切り換えは、制動手段を解除することによって行なわれる。制動手段は、通常、ピストン駆動機構を後退禁止状態にしたり、それを解除して移動可能状態としたりするのに機械的動作を伴う。よって、後退禁止状態から移動可能状態へ完全に移行するのに、ごく僅かではあるが、その制動手段の性能に応じた一定の時間を要する。後退禁止状態から移動可能状態への移行動作中にピストンを移動させようとすると、過大な負荷がかかった状態でピストン駆動機構が駆動されることになる。このことは、薬液の正常な注入の妨げになるだけでなく、ピストン駆動機構の損傷を招くおそれが生じる。 Switching from the reverse prohibition state to the chemical solution injection operation is performed by releasing the braking means. The braking means usually involves a mechanical operation to place the piston drive mechanism in a reverse prohibition state or to release it to make it movable. Therefore, it takes a certain amount of time depending on the performance of the braking means to make a complete transition from the reverse prohibition state to the movable state. If the piston is to be moved during the transition operation from the reverse prohibition state to the movable state, the piston drive mechanism is driven with an excessive load applied. This not only hinders normal injection of the chemical solution, but may cause damage to the piston drive mechanism.
また、一方の薬液を注入した直後に他方の薬液を注入した場合、両方のシリンジの内圧が上昇する。上昇したシリンジの内圧は、薬液がシリンジからチューブを介して流出することで低下する。薬液の注入圧力がそれ程高くない場合は、内圧の上昇の程度もそれ程高くなく、薬液の流出量も少ないのであまり問題にはならないが、アンギオ装置で撮像する場合のように高い注入圧力で注入された造影剤の注入直後に他の薬液を注入する場合は、内圧が急激に、かつ著しく上昇することがある。このように内圧が著しく上昇した状態で薬液を注入することは、ピストン駆動機構を構成する各部品およびシリンジに大きな負荷を与え、場合によってはシリンジの破損を招くおそれがある。また、著しく上昇した内圧は、薬液の注入が終了した後に残圧として存在し、薬液の正常な注入の妨げになるおそれがある。 Further, when the other chemical solution is injected immediately after the one chemical solution is injected, the internal pressures of both syringes increase. The increased internal pressure of the syringe decreases as the chemical solution flows out of the syringe through the tube. If the injection pressure of the chemical solution is not so high, the degree of increase in the internal pressure is not so high and the outflow amount of the chemical solution is small, so this is not a problem, but it is injected at a high injection pressure as when imaging with an angio device. When another chemical solution is injected immediately after injection of the contrast medium, the internal pressure may increase rapidly and remarkably. Injecting a chemical solution in a state where the internal pressure has increased remarkably in this way places a large load on each component and syringe constituting the piston drive mechanism, and may cause damage to the syringe in some cases. The remarkably increased internal pressure exists as a residual pressure after the completion of the injection of the chemical solution, which may hinder the normal injection of the chemical solution.
本発明は、複数のシリンジを装着可能な薬液注入装置において、極めて高い注入圧力で薬液を注入する場合であっても、注入する薬液の切り換え時にピストン駆動機構にかかる負荷を軽減し、シリンジに過大な負荷が加わるのを防止するとともに、薬液を適切に注入できる薬液注入装置を提供することを目的とする。 The present invention reduces the load on the piston drive mechanism at the time of switching the chemical solution to be injected even when the chemical solution is injected at an extremely high injection pressure in the chemical injection device capable of mounting a plurality of syringes. An object of the present invention is to provide a chemical solution injection device that can prevent a heavy load from being applied and can inject a chemical solution appropriately.
本発明の薬液注入装置は、それぞれシリンダおよびピストンを有する複数のシリンジアセンブリを装着し、装着されたシリンジアセンブリのピストンを前進させることでシリンジアセンブリ内の薬液を注入する薬液注入装置において、装着された複数のシリンジアセンブリのピストンを前進させるために互いに独立して駆動される複数のピストン駆動機構と、ピストン駆動機構の動作を制御する制御部とを備える。そして、ピストン駆動機構の各々は、前進動作によってピストンを前進させることができるように前進および後退可能に支持されたピストン押圧部材と、作動することによってピストン押圧部材の少なくとも後退を不能とするブレーキ機構とを有し、制御部は、複数のピストン駆動機構のうち駆動するピストン駆動機構に応じて、作動するブレーキ機構を切り換えるブレーキ切り換え手段と、少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作から、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作へ切り換えるとき、少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態と残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態とが時間的に重ならないように、少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を停止する前または後に所定の時間差を与えて残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を開始させる時間差駆動手段と、少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作から、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作へ切り換える間に、すべてのブレーキ機構が所定の時間だけ同時に作動するように、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構のブレーキ機構の作動タイミングを遅らせるブレーキ遅延手段と、を有している。 The chemical injection device of the present invention is mounted in the chemical injection device that injects the chemical solution in the syringe assembly by attaching a plurality of syringe assemblies each having a cylinder and a piston and advancing the piston of the attached syringe assembly. A plurality of piston drive mechanisms that are driven independently of each other to advance the pistons of the plurality of syringe assemblies, and a controller that controls the operation of the piston drive mechanism. Each of the piston drive mechanisms includes a piston pressing member that is supported so as to be able to advance and retract so that the piston can be advanced by a forward operation, and a brake mechanism that disables at least the piston pressing member from retreating by operating. And the control unit includes a brake switching unit that switches a brake mechanism to be operated according to a piston drive mechanism to be driven among the plurality of piston drive mechanisms, and a remaining part from the forward movement of the piston by the at least one piston drive mechanism. When switching to the forward movement of the piston by the at least one piston drive mechanism, the stable operation state of at least one piston drive mechanism and the stable operation state of the remaining at least one piston drive mechanism do not overlap at least in time. Stop driving one piston drive mechanism And the remaining of the at least one time difference driving means for starting the drive of the piston drive mechanism gives a predetermined time difference before or after, the forward movement of the piston in accordance with at least one piston drive mechanism, by remaining at least one piston drive mechanism Brake delay means for delaying the operation timing of the brake mechanisms of the remaining at least one piston drive mechanism so that all brake mechanisms are simultaneously operated for a predetermined time during switching to the forward movement of the piston . .
上記本発明の薬液注入装置において、ピストン駆動機構の駆動を切り換えるときの時間差は１秒以下であることが好ましい。また、ピストン駆動機構は、ピストンの前進動作時に押圧部材に作用する力を検出する検出手段をさらに有し、制御部は、検出手段で検出された結果に基づいて、薬液の注入圧力値が所定の値を越えないようにピストン駆動機構の動作を制御する注入圧力制御手段をさらに有することもできる。さらに、ピストン駆動機構は、駆動モータと、前記駆動モータの回転出力を直線運動に変換する運動変換機構と、をさらに有し、ピストン押圧部材は運動変換機構に支持され、かつ、ブレーキ機構は、作動することによって前記駆動モータの出力軸に制動を与える電磁ブレーキであってもよい。
また、本発明は、ピストン駆動制御方法を提供し、その方法は、それぞれシリンダおよびピストンを有する複数のシリンジアセンブリを装着し、装着された複数のシリンジアセンブリのピストンを前進させるために互いに独立して駆動される複数のピストン駆動機構と、前記ピストン駆動機構の各々に備えられて前記ピストンの後退を不能とするブレーキ機構と、前記ピストン駆動機構の動作を制御する制御部と、を有する薬液注入装置における、少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作から、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作に切り換えるときのピストン駆動制御方法であって、
前記少なくとも１つのピストン駆動機構の、前記前進動作の停止および前記ブレーキ機構の作動を同時に行うステップと、
前記少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態と前記残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態とが時間的に重ならないように、前記少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を停止する前または後に所定の時間差を与えて前記残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を開始させるステップと、
すべてのブレーキ機構が所定の時間だけ同時に作動するように、前記残りの少なくとも１つのピストン駆動機構のブレーキ機構の作動タイミングを遅らせるステップと、
を有する。
In the chemical injection device of the present invention, the time difference when switching the drive of the piston drive mechanism is preferably 1 second or less . Also, the piston drive mechanism further comprises a detecting means for detecting a force acting on the pressing member during forward movement of the piston, the control unit on the basis of the result detected by the detection means, the injection pressure value of the liquid medicine An injection pressure control means for controlling the operation of the piston drive mechanism so as not to exceed a predetermined value may be further provided. Furthermore, the piston drive mechanism further includes a drive motor and a motion conversion mechanism that converts the rotation output of the drive motor into a linear motion, the piston pressing member is supported by the motion conversion mechanism, and the brake mechanism is It may be an electromagnetic brake that applies braking to the output shaft of the drive motor by operating.
The present invention also provides a piston drive control method, which mounts a plurality of syringe assemblies each having a cylinder and a piston, independently of each other for advancing the pistons of the mounted plurality of syringe assemblies. A chemical injection device comprising: a plurality of piston drive mechanisms to be driven; a brake mechanism that is provided in each of the piston drive mechanisms and prevents the piston from moving backward; and a control unit that controls the operation of the piston drive mechanism. A piston drive control method for switching from a forward movement of the piston by at least one piston drive mechanism to a forward movement of the piston by the remaining at least one piston drive mechanism,
Simultaneously stopping the forward movement of the at least one piston drive mechanism and operating the brake mechanism;
Before or after the drive of the at least one piston drive mechanism is stopped so that the stable operation state of the at least one piston drive mechanism and the stable operation state of the remaining at least one piston drive mechanism do not overlap in time. Providing a predetermined time difference to start driving the remaining at least one piston drive mechanism;
Delaying the actuation timing of the brake mechanisms of the remaining at least one piston drive mechanism such that all brake mechanisms are actuated simultaneously for a predetermined time;
Have
本発明によれば、注入する薬液を切り換えたときに、ピストン駆動機構にかかる負荷が軽減され、その結果、極めて高い注入圧力で薬液を注入する場合であっても薬液を適切に注入することができる。 According to the present invention, when the chemical liquid to be injected is switched, the load applied to the piston drive mechanism is reduced, and as a result, the chemical liquid can be appropriately injected even when the chemical liquid is injected at an extremely high injection pressure. it can.
図１を参照すると、透視撮像装置であるアンギオ装置３００と薬液注入システムとを有する、本発明の一実施形態による透視撮像システム１０００が示される。薬液注入システムは、薬液注入装置１００と、図１では示していないが、薬液注入装置１００に装着されるシリンジアセンブリ２００（図３参照）とを有している。アンギオ装置３００は、撮像動作を実行する撮像ユニット３０１と、撮像ユニット３０１の動作を制御する撮像制御ユニット３０２とを有しており、これらは通信ネットワークを介して接続されている。
Referring to FIG. 1, there is shown a
薬液注入装置１００は、例えば図２に示すように、スタンド１１１の上部にアーム１１２を介して旋回可能に取り付けられた注入ヘッド１１０と、ケーブル１０２で注入ヘッド１１０と電気的に接続された注入制御ユニット１０１とを有している。注入制御ユニット１０１は、メイン操作パネル１０３、表示手段と入力手段を兼ねたタッチパネル１０４、およびケーブル１０８で注入制御ユニット１０１の本体に電気的に接続された、補助的な入力手段であるハンドユニット１０７等を備えている。
For example, as shown in FIG. 2, the
注入ヘッド１１０は、図３に示すように、２組のシリンジアセンブリ２００を並列に着脱自在に装着する（図３では、簡略化のために１組のシリンジアセンブリ２００のみを示している）。
As shown in FIG. 3, the
シリンジアセンブリ２００は、シリンジ２２０と、シリンジ２２０が挿入される保護カバー２７０とを有する。シリンジ２２０は、一般にロッドレスシリンジと呼ばれるシリンジ２２０であり、末端にフランジ２２１ａが形成されるとともに先端にノズル部２２１ｂが形成されたシリンダ２２１と、シリンダ２２１内に進退移動可能に挿入されたピストン２２２とを有している。
The
ピストン２２２がシリンダ２２１の先端へ向けて移動することで、充填されている薬液が、ノズル部２２１ｂを介してシリンジ２２０から押し出される。先端に注入針またはカテーテルが接続された延長チューブ（不図示）をノズル部２２１ｂに連結すれば、注入針またはカテーテルを被験者の血管に穿刺または挿入して、シリンジ２２０に充填されている薬液を被験者に注入することができる。シリンジ２２０に充填される薬液としては、造影剤、生理食塩水および抗ガン剤などが挙げられ、例えば、一方のシリンジ２２０に造影剤を充填し、もう一方に生理食塩水を充填することができる。あるいは、両方のシリンジに抗ガン剤を充填することもできる。
As the
薬液注入システムにおいては、造影剤のように粘度の高い薬液を用いることが多い。特に、被験者の血管画像を撮像するアンギオ装置で撮像する場合、造影剤は細長いカテーテルを通して注入されるため、高い注入圧力が必要である。粘度の高い薬液を被験者に注入するとき、シリンダ２２１の内圧が非常に高くなる。この高い内圧は、シリンダ２２１を膨張させ、これによって薬液の注入に種々の不具合が生じることがある。
In a chemical solution injection system, a highly viscous chemical solution such as a contrast medium is often used. In particular, when imaging is performed with an angio device that images a blood vessel image of a subject, a high injection pressure is required because the contrast agent is injected through an elongated catheter. When injecting a high-viscosity chemical into a subject, the internal pressure of the
保護カバー２７０は、薬液注入時のシリンダ２２１の内圧上昇による膨張を抑制するものであり、シリンダ２２１の外周面がほぼ隙間なく挿入されるように円筒状に構成された部品である。この保護カバー２７０の役割を果たすため、保護カバー２７０は、薬液注入中にシリンダ２２１に作用する内圧に十分に耐え得る機械的強度を有する肉厚で形成されている。
The
保護カバー２７０の先端には開口部が形成されており、シリンダ２２１は、この開口部からノズル部２２１ｂを突出させた状態で保護カバー２７０に保持される。保護カバー２７０の末端には、シリンダ２２１のフランジ２２１ａを受け入れる凹部が形成されたカバーフランジ２７１が形成されている。
An opening is formed at the tip of the
注入ヘッド１１０の先端部には、シリンジアセンブリ２００が載せられるシリンジ載置部を構成するシリンジ受け１２０およびクランパ１４０が備えられている。クランパ１４０は、各シリンジアセンブリ２００のカバーフランジ２７１を個別に保持する２つのフランジ押え部材を備えている。フランジ押え部材は、シリンジアセンブリ２００の着脱を可能とする開放位置とカバーフランジ２７１を保持する閉止位置との間で回動自在に支持されており、フランジ押え部材が閉止位置にあるとき、クランパ１４０はカバーフランジ２７１を全周にわたって包囲する。クランパ１４０は、フランジ押え部材を閉止位置でロックするロック機構をさらに備えている。
At the distal end portion of the
シリンジ受け１２０は、クランパ１４０よりも先端側に位置しており、各シリンダアセンブリ２００の外周面を個々に受け入れる２つの凹部１２１を有している。各シリンダアセンブリ２００は、ノズル部２２１ｂを先端側に向けた状態で凹部１２１内に位置され、カバーフランジ２７１がクランパ１４０によって保持されることで注入ヘッド１１０に固定される。
The
注入ヘッド１１０には、装着された２組のシリンジアセンブリ２００のピストン２２２を別々にまたは同時に前進／後退させるために互いに独立して駆動される２つのピストン駆動機構１３０が、各シリンジアセンブリ２００が装着される位置に対応して設けられている。以下、ピストン駆動機構１３０について図４を参照して説明する。
The
ピストン駆動機構１３０は、駆動モータ１３４と、作動することによって駆動モータ１３４の出力軸の回転に制動を与える電磁ブレーキ１３５と、駆動モータ１３４の回転出力を直線運動に変換する運動変換機構と、ピストン２２２（図３参照）の末端に形成された凸部を係脱自在に保持するピストン保持機構１３３とを有する。駆動モータ１３４および運動変換機構は、注入ヘッド１１０（図３参照）のフレーム１１１に支持されている。
The
運動変換機構は、フレーム１１１に回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたボールねじ１３１と、ボールねじ１３１に螺合し、ボールねじ１３１の回転に伴ってボールねじ１３１に沿って直線運動するボールナットユニット１３２とを有している。ピストン保持機構１３３は、前進動作によってピストン２２２を押圧することができるように、前進および後退可能に、ボールナットユニット１３２の先端部にロッドを介して支持されており、本発明におけるピストン押圧部材を構成する。ピストン保持機構１３３によるピストン２２２の保持は、この種の装置において通常用いることのできる公知の手段によって行なうことができる。ここではピストン押圧部材として、ピストン２２２を保持するピストン保持機構１３３を示したが、ピストン押圧部材は、少なくともピストン２２２を前進方向に押圧できるように構成されていればよい。
The motion conversion mechanism is engaged with the
駆動モータ１３４としては、直流モータを用いることができ、その中でも特に、直流ブラシレスモータを好ましく用いることができる。ブラシレスモータは、ブラシが無いことにより、音が静かで耐久性に優れるという利点を有している。また、ブラシレスモータは、より高速回転が可能であるため、外部ギア比を高くしてモータにかかるトルクを小さくすれば、所望の注入圧力で薬液を注入するのに必要な電流値をブラシモータに比べて小さくすることができる。このことにより、より細いケーブルを使用できるため、注入ヘッド１１０の軽量化を達成することができる。さらに、ブラシレスモータは、内部のマグネットの位置を検出するために、ホールセンサなどのセンサを一般的に有している。そこで、このセンサからの出力を利用すれば、モータの回転量および回転速度を知ることができる。モータの回転量および回転速度はピストン保持機構１３３の位置および移動速度に対応するので、結果的に、モータ内のセンサを利用して薬液の注入量、注入速度、残量などを検出することができる。これにより、注入ヘッド１１０は薬液の注入量などを検出するためのセンサが不要になり、注入ヘッド１１０の構成を簡略化することができる。
As the
電磁ブレーキ１３５は、本実施形態では駆動モータ１３４に組み込まれたタイプを採用しているが、駆動モータ１３４とは別に設置されていてもよい。駆動モータ１３４および電磁ブレーキ１３５は、注入制御ユニット１０１（図２参照）によって、後述するように動作が制御される。
The
駆動モータ１３４の出力軸は、ボールねじ１３１に連結されている。駆動モータ１３４の出力軸に直接、ボールねじ１３１を連結させることもできるが、本実施形態では動力伝達機構を介して連結している。動力伝達機構は、駆動モータ１３４の出力軸に固定されたプーリ１３６ｂと、ボールねじ１３１の末端に固定されたプーリ１３６ａと、これら２つのプーリ１３６ａ、１３６ｂに掛け回されたベルト１３７とを有する。動力伝達機構としては、このようなベルト伝達機構の代わりに、歯車装置を用いることもできる。
An output shaft of the
以上のように構成されたピストン駆動機構１３０では、駆動モータ１３４を駆動すると、その回転が動力伝達機構を介してボールねじ１３１に伝達され、それによってボールねじ１３１は駆動モータ１３４の回転方向に応じて正転方向または逆転方向に回転する。ボールねじ１３１が回転すると、その回転方向に応じてボールナットユニット１３２がボールねじ１３１に沿って前進または後退する。
In the
よって、ボールナットユニット１３２にロッドを介して取り付けられているピストン保持機構１３３でピストン２２２を保持した状態で駆動モータ１３４を駆動すれば、注入ヘッド１１０に装着されたシリンジアセンブリ２００（図３参照）のピストン２２２をシリンダ２２１に対して相対的に移動させることができる。
Therefore, if the
また、本実施形態では、ピストン駆動機構１３０は、ピストン保持機構１３３の前進および後退を手動でも行なうことができるようにするために、ボールねじ１３１と連動するようにギアなどを介してボールねじ１３１の末端側に連結された手動ノブ１３８をさらに有している。
In the present embodiment, the
図５に、本形態の薬液注入装置の主要な電気的構成のブロック図を示す。なお、図５に示す各ブロックは、図１〜４で説明した構成の少なくとも一部、または少なくとも一部の組み合わせとして存在しており、ハードウェアとして構成されていてもよいし、論理回路として構成されていてもよい。 FIG. 5 shows a block diagram of the main electrical configuration of the chemical liquid injector of this embodiment. Each block shown in FIG. 5 exists as at least a part of the configuration described in FIGS. 1 to 4 or a combination of at least a part thereof, and may be configured as hardware or configured as a logic circuit. May be.
図５に示すように、注入制御ユニット１０１は、制御部１６１、入力部１６２、表示部１６３およびインターフェース（Ｉ／Ｆ）１６４を有している。
As shown in FIG. 5, the
入力部１６２は、図２に示したメイン操作パネル１０３およびタッチパネル１０４に相当し、操作者による薬液注入装置１００の様々な設定および薬液の注入条件の決定に必要なデータなどの入力を受け付ける。表示部１６３は、図２に示したタッチパネル１０４に相当し、薬液注入装置１００の動作状態を表す画面およびデータ入力用の画面などを表示する。以上のように本形態では、タッチパネル１０４は、入力部１６２の一部としての機能および表示部１６３の機能を併せ持っている。
The
制御部１６１は、入力部１６２からの入力に基づいて薬液の注入条件を算出したり、必要な情報を表示部１６３に表示させたり、入力または算出された、注入時間、注入量、注入速度等の注入条件や、予め定められた所定の手順に従ってピストン駆動機構１３０の動作を制御するなど、薬液注入装置１００の動作全般を制御する。さらに、制御部１６１は、ブレーキ切り換え手段１６１ａ、時間差駆動手段１６１ｂおよびブレーキ遅延手段１６１ｃを有している。
The
ブレーキ切り換え手段１６１ａは、２つのピストン駆動機構１３０のうち駆動するピストン駆動機構１３０に応じて、駆動しているピストン駆動機構１３０については電磁ブレーキ１３５の作動を解除するとともに、駆動していないピストン駆動機構１３０については電磁ブレーキ１３５が作動するように、作動する電磁ブレーキ１３５を切り換える。時間差駆動手段１６１ｂは、一方の薬液の注入後、連続して他方の薬液を注入するために、一方のピストン駆動機構１３０によるピストン２２２の前進動作から他方のピストン駆動機構１３０によるピストン２２２の前進動作へ切り換えるとき、一方のピストン駆動機構１３０の動作を停止した後に所定の時間差を与えて他方のピストン駆動機構１３０を駆動する。ブレーキ遅延手段１６１ｃは、一方のピストン駆動機構１３０によるピストン２２２の前進動作から、他方のピストン駆動機構１３０によるピストン２２２の前進動作へ切り換える間に、両方の電磁ブレーキ１３５が所定の時間だけ同時に作動するように、他方のピストン駆動機構の作動タイミングを遅らせる。制御部１６１は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含むコンピュータユニットで構成することができ、ブレーキ切換手段１６１ａ、時間差駆動手段１６１ｂおよびブレーキ遅延手段１６１ｃは、その中の１つの機能として制御部１６１が有している。
The brake switching means 161a releases the operation of the
制御部１６１から発せられるピストン駆動機構１３０の動作開始信号や、制御部１６１で算出された薬液の注入条件の一部などは、インターフェース１６４を介してアンギオ装置３００へ送られ、これによって、薬液注入装置１００とアンギオ装置３００とを連動させることができる。
The operation start signal of the
次に、本形態の薬液注入装置１００の動作について説明する。
Next, the operation of the chemical
まず、操作者は、被験者に注入すべき薬液が充填されたシリンジアセンブリ２００を注入ヘッド１１０に装着する。または、薬液が充填されていない空のシリンジアセンブリ２００を注入ヘッド１１０に装着した後、ノズル部２２１ｂにチューブまたは吸引管を介して薬液容器（不図示）を接続し、その状態でピストン２２２を後退させてシリンジアセンブリ２００に薬液を充填し、薬液が充填されたシリンジアセンブリ２００が注入ヘッドに装着された状態としてもよい。
First, the operator attaches the
なお、シリンジアセンブリ２００が持つシリンジ２２１の種類には、上記のように、薬液が予め充填されたシリンジ（プレフィルドシリンジ）および現場で薬液が充填されるシリンジがあり、本発明においてはこれらのいずれも使用できる。さらに、種々のデータを記録したＲＦＩＤタグが装着されたシリンジも、本発明においては使用可能である。この場合、注入ヘッド１１０は、シリンジアセンブリ２００が装着された状態でＲＦＩＤタグからデータを読み出すリーダ／ライタを備え、シリンジアセンブリ２００が装着されることによって、ＲＦＩＤタグに記録されたデータを読み出したり、データの書き換えを行ったりできるように構成されることが好ましい。
The types of
シリンジアセンブリ２００を注入ヘッド１１０に装着する際は、図６に示すように、クランパ１４０のフランジ押え部材を開放位置にした状態で、クランパ１４０上にカバーフランジ２７１が位置するようにシリンジアセンブリ２００をシリンジ載置部上に載置する。その後、図７に示すように、クランパ１４０のフランジ押え部材を閉止位置にロックさせる。フランジ押え部材が閉止位置にロックされることによって、カバーフランジ２７１がクランパ１４０に固定されて、シリンジアセンブリ２００が注入ヘッド１１０に装着される。
When attaching the
シリンジアセンブリ２００が注入ヘッド１１０に装着される前、または装着された後、シリンジアセンブリ２００に、延長チューブを介して注入針またはカテーテルが接続される。延長チューブは、２つのシリンジアセンブリ２００が接続できるように末端側が２つに分岐した構造を有し、分岐した末端がそれぞれシリンジアセンブリ２００に接続される。操作者は、シリンジアセンブリ２００が注入ヘッドに装着され、かつシリンジアセンブリ２００に延長チューブを介して注入針またはカテーテルが接続されていることを確認すると、確認したことを意味する所定の入力操作を入力部１６２により行なう。
Before or after the
この入力操作がなされると、制御部１６１はピストン駆動機構１３０のイニシャライズ動作を行なう。イニシャライズ動作では、両方のピストン駆動機構１３０を駆動してピストン保持機構１３３を前進させ、ピストン保持機構１３３によってシリンジアセンブリ２００のピストン２２２を保持する。
When this input operation is performed, the
制御部１６１は、ピストン駆動機構１３０のイニシャライズ動作後、操作者による所定の操作に従って、延長チューブなどのエア抜きを行なう。エア抜きでは、両方のピストン駆動機構１３０を同時に駆動してピストン保持機構１３３をさらに前進させ、シリンジアセンブリ２００内の薬液を押し出すことによって、シリンジアセンブリ２００に接続された延長チューブとそれに接続された注入針またはカテーテルを薬液で満たす。このように、両方のピストン駆動機構１３０を同時に駆動して両方のシリンジアセンブリ２００のエア抜きを同時に行なうことにより、一方のシリンジアセンブリ２００側から押し出されたエアが他方の側に流入するのを防止することができる。延長チューブの長さなどにより、エア抜きに必要なピストン保持機構１３３の移動量は異なるので、薬液の無駄な使用を防ぐために、エア抜きのためのピストン保持機構１３３の移動量は任意に設定できるようにすることが好ましい。
After the initialization operation of the
このエア抜きによってエアが確実に除去されたかどうかを確認できるようにするために、薬液注入装置は、チューブ等に存在する気泡を検出する気泡センサを備えることが好ましい。気泡センサとしては、超音波式センサ、光学式センサおよび静電容量式センサなど、チューブ内の気泡検出に利用可能な公知のセンサを用いることができる。気泡センサによる気泡の検出は、エア抜きのときだけでなく薬液の注入動作中にも行なうことができる。気泡センサを用いることによって、気泡が検出されたときにランプや音で操作者に警報を発したり、ピストン駆動機構１３０の動作を停止させたりして、気泡が混入した薬液が被験者に注入されるのを防止できる。
In order to be able to confirm whether or not the air has been reliably removed by this air venting, the chemical liquid injector is preferably provided with a bubble sensor that detects bubbles present in the tube or the like. As the bubble sensor, a known sensor that can be used for detecting bubbles in the tube, such as an ultrasonic sensor, an optical sensor, and a capacitive sensor, can be used. Detection of bubbles by the bubble sensor can be performed not only during air bleeding but also during the injection of the chemical solution. By using the bubble sensor, when a bubble is detected, an alarm is given to the operator with a lamp or sound, or the operation of the
また、上記のように薬液容器からシリンジアセンブリ２００に薬液を充填し、充填した薬液を被験者に注入するシステムの場合、薬液容器内の液面位置を検出する液面センサを設置し、薬液容器内の薬液の有無を検出できるようにすることも好ましい。この場合も、液面センサによる検出結果に基づいて操作者に警報を発したり薬液の充填動作を停止させたりすることによって、シリンジアセンブリ２００内にエアが吸引されるのを防止することができる。
In the case of a system in which the
エア抜きの終了後、操作者は、延長チューブの先端に接続された注入針またはカテーテルを被験者の血管に穿刺または挿入する。以上により、シリンジアセンブリ２００に充填されている薬液を被験者に注入する準備が整うことになる。
After completion of air bleeding, the operator punctures or inserts an injection needle or catheter connected to the tip of the extension tube into the blood vessel of the subject. Thus, preparations for injecting the chemical solution filled in the
一方、制御部１６１は、表示部１６３に薬液注入装置１００の動作モード選択用の画面および／または注入条件設定用の画面を表示させるとともに、入力部１６２に対して動作モードの選択および／または注入条件設定のための入力操作を可能にさせる。
On the other hand, the
表示部１６３に動作モード選択用の画面および／または注入条件設定用の画面が表示されたら、操作者は、必要に応じて動作モードを選択したりデータを入力したりする。制御部１６１は、この入力に基づいて、必要な処理を行ない、ピストン駆動機構１３０を制御してシリンジアセンブリ２００から被験者に薬液を注入する。
When an operation mode selection screen and / or an injection condition setting screen are displayed on the
ここで、薬液として造影剤および生理食塩水を用いる場合、薬液の注入手順として、始めに造影剤を注入し、造影剤の注入後、連続して生理食塩水を注入することによって、生理食塩水で造影剤を後押しすることがある。この注入手順によれば、造影剤の注入量を少なくすることができる。また、造影剤の注入後、延長チューブに逆流した血液が凝固するのを防ぐために、生理食塩水によって延長チューブ内をフラッシュすることも行なわれる。 Here, when a contrast medium and physiological saline are used as the chemical solution, as a procedure for injecting the chemical solution, first, the contrast agent is injected, and after the injection of the contrast agent, the physiological saline is continuously injected. May boost the contrast agent. According to this injection procedure, the amount of contrast medium injected can be reduced. In addition, after injection of the contrast agent, the extension tube is flushed with physiological saline in order to prevent blood that has flowed back into the extension tube from coagulating.
このように、各シリンジアセンブリ２００から造影剤および生理食塩水を順番に連続して注入する場合、本形態では、制御部１６１は２つのピストン駆動機構１３０を以下のように制御する。以下の説明では、２組あるシリンジアセンブリ２００のどちらについて述べているかを明確にするため、造影剤が充填されたシリンジアセンブリ２００には添え字Ｃを付し、生理食塩水が充填されたシリンジアセンブリ２００には添え字Ｐを付して説明する。同様に、２組のピストン駆動機構１３０およびそれを構成する各要素についても、シリンジアセンブリ２００Ｃを操作の対象とする要素には添え字Ｃを付し、シリンジアセンブリ２００Ｐを操作の対象とする要素には添え字Ｐを付して説明する。
As described above, when the contrast medium and the physiological saline are sequentially injected from each
まず、造影剤の注入中は、制御部１６１は造影剤側のピストン駆動機構１３０Ｃの駆動モータ１３０Ｃの駆動を開始してピストン保持機構１３３Ｃを前進させる。これによってピストン２２２Ｃがシリンダ２２１Ｃ内に押し込まれてシリンジアセンブリ２００Ｃから延長チューブなどを介して被験者に造影剤が注入される。駆動モータ１３０Ｃを駆動している間、制御部１６１は、ブレーキ切り換え手段１６１ａにより生理食塩水側のピストン駆動機構１３０Ｐの電磁ブレーキ１３５Ｐを作動させ、ピストン保持機構１３３Ｐの前進および後退を不能とする。
First, during injection of the contrast agent, the
造影剤が注入されている間、その注入圧力は延長チューブを介して生理食塩水が充填されているシリンジアセンブリ２００Ｐに伝わり、シリンジアセンブリ２００Ｐにはピストン２２２Ｐを後退させる力が作用する。ピストン２２２Ｐが後退するとシリンジアセンブリ２００Ｐ内に造影剤が流入するが、造影剤が注入されている間は電磁ブレーキ１３５Ｐが作動しているためピストン２２２Ｐが後退することはなく、シリンジアセンブリ２００Ｐに造影剤が流入するのを防止することができる。 While the contrast agent is being injected, the injection pressure is transmitted to the syringe assembly 200P filled with physiological saline through the extension tube, and a force for retracting the piston 222P acts on the syringe assembly 200P. When the piston 222P is retracted, the contrast agent flows into the syringe assembly 200P. However, while the contrast agent is being injected, the electromagnetic brake 135P is operated, so that the piston 222P does not retract, and the contrast agent enters the syringe assembly 200P. Can be prevented from flowing in.
駆動モータ１３４Ｃの駆動によるピストン保持機構１３３Ｃの前進距離が、予定された造影剤の注入量に応じた所定距離に達したら、制御部１６１は、造影剤用のピストン駆動機構１３０Ｃの駆動モータ１３４Ｃの駆動を停止し、ブレーキ切り換え手段１６１ａにより生理食塩水用のピストン駆動機構１３０Ｐの電磁ブレーキ１３５Ｐを解除するとともに、駆動モータ１３４Ｐの駆動を開始することによりピストン保持機構１３３Ｐを前進させる。これにより、造影剤の注入が停止され、生理食塩水が注入される。
When the advance distance of the piston holding mechanism 133C driven by the drive motor 134C reaches a predetermined distance corresponding to the scheduled contrast agent injection amount, the
この際、制御部１６１は、駆動モータ１３４Ｃの駆動の停止、電磁ブレーキ１３５Ｃの作動、および電磁ブレーキ１３５Ｐの作動の解除を同時に行ない、それから所定時間が経過した後、駆動モータ１３４Ｐの駆動を開始する。つまり、制御部１６１は、造影剤用のピストン駆動機構１３０Ｃによるピストン２２２Ｃの前進から、生理食塩水用のピストン駆動機構１３０Ｐによるピストン２２２Ｐの前進へ切り換えるとき、時間差駆動手段１６１ａによりピストン駆動機構１３０Ｐの駆動タイミングを、ピストン駆動機構１３０Ｃを停止した後、所定時間だけ遅延させ、その所定時間経過後に、生理食塩水用のピストン駆動機構１３０Ｐの駆動モータ１３４Ｐを駆動してピストン２２２Ｐを前進させる。
At this time, the
造影剤用のピストン駆動機構１３０Ｃの駆動から生理食塩水用のピストン駆動機構１３０Ｐの駆動へ切り換えられるとき、ピストン駆動機構１３０Ｐの駆動によるピストン保持機構１３３Ｐの移動を可能とするために、造影剤用のピストン駆動機構１３０Ｃの駆動の停止と同時に、生理食塩水用のピストン駆動機構１３０Ｐの電磁ブレーキ１３５Ｐが、作動状態から解除される。電磁ブレーキ１３５Ｐは機械的な動作を伴って駆動モータ１３４Ｐの出力軸の制動およびその解除を行なうため、その動作が完全に終了するまでごく僅かではあるが時間を要し、その間は駆動モータ１３４Ｐの出力軸に多少の制動力が作用している。この状態で駆動モータ１３４Ｐを駆動すると、駆動モータ１３４Ｐは過大な負荷が作用した状態で駆動されるので、ピストン駆動機構１３０Ｐの正常な動作が妨げられ、結果的に、薬液が正常に注入されなかったり、場合によってはピストン駆動機構１３０Ｐが損傷したりするおそれがある。 In order to enable movement of the piston holding mechanism 133P by driving the piston driving mechanism 130P when switching from the driving of the piston driving mechanism 130C for contrast medium to driving of the piston driving mechanism 130P for physiological saline, Simultaneously with the stop of the driving of the piston driving mechanism 130C, the electromagnetic brake 135P of the physiological saline piston driving mechanism 130P is released from the operating state. Since the electromagnetic brake 135P brakes and releases the output shaft of the drive motor 134P with a mechanical operation, it takes a very short time until the operation is completely completed. Some braking force is acting on the output shaft. When the drive motor 134P is driven in this state, the drive motor 134P is driven under an excessive load, so that the normal operation of the piston drive mechanism 130P is hindered, and as a result, the chemical liquid is not injected normally. In some cases, the piston drive mechanism 130P may be damaged.
そこで、上記のようにピストン駆動機構１３０Ｐの駆動タイミングを遅延させることで、電磁ブレーキ１３５Ｐが完全に解除された状態でピストン駆動機構１３０Ｐを駆動することができる。その結果、ピストン駆動機構１３０Ｐに過大な負荷がかかることがなくなるため、ピストン駆動機構１３０Ｐは正常に動作され、生理食塩水を正常に注入することができるとともに、ピストン駆動機構１３０Ｐの損傷も防止される。 Therefore, by delaying the drive timing of the piston drive mechanism 130P as described above, the piston drive mechanism 130P can be driven in a state where the electromagnetic brake 135P is completely released. As a result, since an excessive load is not applied to the piston drive mechanism 130P, the piston drive mechanism 130P is operated normally, normal saline can be injected normally, and damage to the piston drive mechanism 130P is prevented. The
ピストン駆動機構１３０Ｐの動作を遅延する所定時間は、電磁ブレーキ１３５Ｐが完全に解除されるのに十分な時間であればよく、例えば、好ましくは１ミリ秒以上、より好ましくは５ミリ秒以上、さらに好ましくは２５ミリ秒以上とすることができる。また、この所定時間は、造影剤および生理食塩水の連続的な注入が妨げられない範囲でできるだけ短いことが好ましく、例えば１秒以下、好ましくは１００ミリ秒以下とすることができる。 The predetermined time for delaying the operation of the piston drive mechanism 130P may be a time sufficient for the electromagnetic brake 135P to be completely released, for example, preferably 1 millisecond or more, more preferably 5 milliseconds or more, Preferably, it can be set to 25 milliseconds or longer. In addition, the predetermined time is preferably as short as possible within a range in which continuous injection of contrast medium and physiological saline is not hindered, and can be, for example, 1 second or less, preferably 100 milliseconds or less.
アンギオ装置３００においては、造影剤の注入に高い注入圧力を必要とする。よって、造影剤が注入されている間、シリンジアセンブリ２００Ｃは内圧が極めて高い状態となっており、ピストン２２２Ｃの前進を停止しても高い内圧は直ちに元に戻らず、残圧として存在している。また、この残圧は、延長チューブを介して生理食塩水用のシリンジアセンブリ２００Ｐにも作用する。造影剤を注入している間、生理食塩水用の電磁ブレーキ１３５Ｐが作動していることによりピストン２２２Ｐは後退できないため、造影剤の注入によって、シリンジアセンブリ２００Ｐも内圧が高い状態となっている。このシリンジアセンブリ２００Ｐの内圧も、ピストン２２２Ｃの前進の停止によっても直ちには元に戻らず、残圧として存在する。
In the
このような状態で、造影剤の注入後、直ちに、造影剤用の電磁ブレーキ１３５Ｃを作動させるとともに、生理食塩水用の駆動モータ１３４Ｐを駆動してピストン２２２Ｐを前進させると、各シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐには、造影剤の注入によって生じた残圧に、さらに生理食塩水の注入による圧力が加わるため、シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐの内圧が著しく、かつ急激に上昇する。 In this state, immediately after the injection of the contrast medium, the electromagnetic brake 135C for the contrast medium is actuated and the drive motor 134P for physiological saline is driven to advance the piston 222P, whereby each syringe assembly 200C, Since the pressure due to the injection of the physiological saline is further added to the residual pressure generated by the injection of the contrast medium, the internal pressure of the syringe assemblies 200C and 200P increases remarkably and rapidly.
シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐの上昇した内圧は、その内圧によって造影剤および生理食塩水が延長チューブを介してシリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐから流出することで低下する。 The increased internal pressure of the syringe assemblies 200C and 200P is reduced by the contrast medium and physiological saline flowing out of the syringe assemblies 200C and 200P through the extension tube due to the internal pressure.
そこで、上記のように生理食塩水用のピストン駆動機構１３０Ｐの駆動タイミングを遅らせることで、その間に、シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐの残圧を低下させることができる。これにより、シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐの内圧の急激な上昇を防止し、上昇した内圧によってシリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐが破損するのを防ぐことができる。 Therefore, by delaying the drive timing of the physiological saline piston drive mechanism 130P as described above, the residual pressure of the syringe assemblies 200C and 200P can be lowered during that time. Thereby, it is possible to prevent the internal pressure of the syringe assemblies 200C and 200P from rapidly increasing, and to prevent the syringe assemblies 200C and 200P from being damaged by the increased internal pressure.
この効果をより効果的に発揮させるため、本実施形態では、ブレーキ遅延手段１６１ｃにより、造影剤用のピストン駆動機構１３０Ｃによるピストン２２２Ｃの前進から、生理食塩水用のピストン駆動機構１３０Ｐによるピストン２２２Ｐの前進へ切り換えるときに、両方のピストン駆動機構１３０Ｃ、１３０Ｐの電磁ブレーキ１３５Ｃ、１３５Ｐが所定の時間だけ同時に作動するように、生理食塩水用の電磁ブレーキ１３５Ｐの作動タイミングを遅らせることができる。これにより、シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐの内圧の急激な上昇をより良好に抑制することができ、さらに、造影剤用のピストン２２２Ｃおよび生理食塩水用のピストン２２２Ｐが造影剤用のシリンジアセンブリ２００Ｃの残圧で後退することがなくなる。 In order to exert this effect more effectively, in the present embodiment, the brake delay means 161c causes the piston 222P of the physiological saline piston drive mechanism 130P to move forward from the advance of the piston 222C by the contrast medium piston drive mechanism 130C. When switching to forward movement, the operation timing of the electromagnetic brake 135P for physiological saline can be delayed so that the electromagnetic brakes 135C and 135P of both piston drive mechanisms 130C and 130P operate simultaneously for a predetermined time. Thus, the rapid increase in the internal pressure of the syringe assemblies 200C and 200P can be suppressed more satisfactorily, and the contrast medium piston 222C and the physiological saline piston 222P remain in the contrast medium syringe assembly 200C. No longer retreats with pressure.
従って、高い注入圧力で薬液を注入する場合であっても、注入する薬液の切り換え時に生じる両シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐの内圧の変動を最小限に抑え、内圧の急激な変動によって生じる薬液の不適切な注入を防止できる。 Therefore, even when the chemical liquid is injected at a high injection pressure, the fluctuations in the internal pressure of the syringe assemblies 200C and 200P that occur at the time of switching the chemical liquid to be injected are minimized, and the inappropriate chemical liquid caused by the rapid fluctuation of the internal pressure Can be prevented.
ブレーキ同時作動手段１６１ａが電磁ブレーキ１３５Ｃ、１３５Ｐを同時に作動させる時間は、シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐの上昇した内圧が、次の薬液の注入に影響を及ぼさない程度まで低下するのに十分な時間であればよい。 The time for the brake simultaneous actuating means 161a to actuate the electromagnetic brakes 135C and 135P at the same time is sufficient to reduce the increased internal pressure of the syringe assemblies 200C and 200P to such an extent that the injection of the next chemical solution is not affected. That's fine.
また、シリンジアセンブリ２００Ｃ、２００Ｐの内圧の急激な上昇をより良好に抑制するため、薬液の注入動作によってピストン保持機構１３３Ｃ、１３３Ｐに作用する力を検出し、その検出結果に基づいて薬液の注入圧力値が所定の値を超えないようにピストン駆動機構１３０Ｃ、１３０Ｐの動作（具体的には駆動モータ１３４Ｃ、１３４Ｐの回転）を制御することもできる。この場合、ピストン駆動機構１３０Ｃ、１３０Ｐは、ピストン保持機構１３３Ｃ、１３３Ｐに作用する力を検出する検出手段を有し、また、制御部１６１は、上記のようにピストン駆動機構１３０Ｃ、１３０Ｐの動作を制御する注入圧力制御手段を有する。ピストン保持機構１３３Ｃ、１３３Ｐに作用する力は、例えば、駆動モータ１３４Ｃ、１３４Ｐに流れる電流値を検出することによって求めることができる。あるいはピストン保持機構１３３Ｃ、１３３Ｐにロードセル（不図示）を設置し、そのロードセルによる検出結果から求めることもできる。
Further, in order to better suppress the rapid increase in internal pressure of the syringe assemblies 200C and 200P, the force acting on the piston holding mechanisms 133C and 133P is detected by the injection operation of the chemical solution, and the injection pressure of the chemical solution is based on the detection result It is also possible to control the operation of the piston drive mechanisms 130C and 130P (specifically, rotation of the drive motors 134C and 134P) so that the value does not exceed a predetermined value. In this case, the piston drive mechanisms 130C and 130P have detection means for detecting the force acting on the piston holding mechanisms 133C and 133P, and the
ここでは、造影剤の注入後に生理食塩水を注入する場合を説明したが、生理食塩水の注入後に造影剤を注入する場合も、上記の説明において造影剤用のピストン駆動機構１３０Ｃの動作と生理食塩水用のピストン駆動機構１３０Ｐの動作が置き換わるだけで、実質的には同じである。 Here, the case where the physiological saline is injected after the injection of the contrast medium has been described. However, even when the contrast medium is injected after the injection of the physiological saline, the operation and the physiology of the contrast medium piston driving mechanism 130C are described in the above description. The operation is substantially the same except that the operation of the saline piston driving mechanism 130P is replaced.
以上のようにして造影剤および生理食塩水の一連の注入が完了すると、最後に注入された薬液のシリンジアセンブリ２００は注入によって上昇した内圧が、注入の完了後も残圧として存在している。この残圧によって、ピストン駆動機構１３０の駆動が停止された後もさらにシリンジアセンブリ２００から薬液が押し出され、被験者に注入されてしまうことがある。このことを防止するために、すべての薬液の注入完了後は、すべてのピストン２２２が同時に後退するようにすべてのピストン駆動機構１３０を駆動することが好ましい。このときのピストン２２２の後退距離は、シリンジアセンブリ２００から薬液が流出しなくなる程度まで残圧を低下させる距離であればよい。
When a series of injections of the contrast medium and physiological saline is completed as described above, the lastly injected chemical
ところで、前述したように本形態のピストン駆動機構１３０は、ピストン保持機構１３３の前進および後退を手動で行なうことができるように手動ノブ１３８を有している。手動ノブ１３８の操作でピストン保持機構１３３を前進させる場合、それによって上昇したシリンジアセンブリ２００の内圧がもう一方のシリンジアセンブリ２００に伝わってそのピストン２２２が押し戻されるのを防止するために、制御部１６１は、手動ノブ１３８が操作されている間、操作されていない手動ノブ１３８側の電磁ブレーキ１３５を作動させることが好ましい。
Incidentally, as described above, the
また、手動ノブ１３８は、前述したエア抜きのためにピストン２２２を前進させる場合、および注入針またはカテーテルが正しく血管内に挿入されているかどうかの確認のためにピストン２２２を後退させる場合にも操作されることができる。これらの場合は、すべての電磁ブレーキ１３５を解除することが好ましい。
The
前述したように、手動ノブ１３８はギアなどを介してボールねじ１３１と連結されている。よって、手動ノブ１３８の操作は、例えば、ボールねじ１３１の回転を検出するセンサ（不図示）をボールねじ１３１に取り付け、このセンサでボールねじ１３１の回転を検出することにより検出することができる。あるいは、電磁ブレーキ１３５が作動していないときは、手動ノブ１３８の操作によって、ボールねじ１３１などを介して駆動モータ１３４が回転するため、上記のセンサを駆動モータ１３４の出力軸に取り付けることによっても手動ノブ１３８の操作を検出することができる。駆動モータ１３４がブラシレスモータである場合は、前述したように、マグネット位置検出用のセンサをブラシレスモータは備えているので、このセンサを利用すれば、新たにセンサを追加する必要はない。
As described above, the
手動ノブ１３８の操作が、薬液の注入のための操作なのか、あるいはエア抜きなどのための操作かなのは、手動ノブ１３８の回転量によって判断することができる。上述のように、エア抜きなどの場合は、手動ノブ１３８の回転量は薬液の注入の場合と比べて少ないので、初期状態では両方の電磁ブレーキ１３５を解除しておき、手動ノブ１３８の回転量が予め定められたある一定の回転量に達した場合に、操作されていない手動ノブ１３８側の電磁ブレーキ１３５を作動させる。
Whether the operation of the
以上、好ましい実施形態によって本発明を説明した。本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。 The present invention has been described with the preferred embodiments. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
例えば、上述した実施形態では、時間差駆動手段１６１ｂは、一方のピストン駆動機構１３０の駆動が停止して所定時間経過後に、もう一方のピストン駆動機構１３０の駆動を開始する例を示した。しかし、時間差駆動手段１６１ｂは、一方のピストン駆動機構１３０の駆動を停止する所定時間前に、もう一方のピストン駆動機構１３０の駆動を開始してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the time
ピストン駆動機構１３０を駆動したとき、駆動源である駆動モータ１３４へ動作指令を発してから実際に駆動モータ１３４が所定の回転数に達するまでの間に、タイムラグが生じることがある。この時間は、駆動モータ１３４の性能によって異なる。また、駆動モータ１３４の回転出力をピストン保持機構１３３の直線運動に変換する運動変換機構、および駆動モータ１３４の回転出力を運動変換機構へ伝達する動力伝達機構における各部品同士の遊びやギアのバックラッシュなどにより、駆動モータ１３４の回転が開始してからピストン保持機構１３３が動作するまでの間にもタイムラグが生じることがある。
When the
ピストン駆動機構１３０は、これらのタイムラグの経過後に安定動作状態となる。ピストン駆動機構１３０の駆動が開始されてから安定動作状態となるまでの間は、シリンジアセンブリ２００の内圧上昇はそれほど大きくない。よって、一方のピストン駆動機構１３０の安定動作状態と他方のピストン駆動機構１３０の安定動作状態が時間的に重ならなければ、一方のピストン駆動機構１３０の駆動が停止する前に他方のピストン駆動機構の駆動を開始しても、ピストン駆動機構１３０やシリンジアセンブリ２００に悪影響を与えるような、シリンジアセンブリ２００の内圧の急激な上昇を抑制できる。また、この場合は、注入する薬液の切り換え時間を短縮することができる。
The
このように、一方のピストン駆動機構１３０の駆動を停止する前に他方のピストン駆動機構の駆動を開始させる場合も、時間差駆動手段１６１ａによって与えられる時間差は、例えば１秒以下、好ましくは１０ミリ秒以下とすることができる。
As described above, even when the driving of the other piston driving mechanism is started before the driving of the one
また、上述した実施形態では、２つのピストン駆動機構１３０を有する薬液注入装置を説明したが、ピストン駆動機構の数は３つ以上であってもよい。その場合、ブレーキ遅延手段は、複数のピストン駆動機構のうち駆動するピストン駆動機構に応じて、作動するブレーキ機構を切り換え、時間差駆動手段は、少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作から、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作へ切り換えるとき、少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態と残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態とが時間的に重ならないように、少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を停止する前または後に所定の時間差を与えて残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を開始させる。また、ブレーキ遅延手段は、少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作から、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作へ切り換える間に、すべてのピストン駆動機構のブレーキ機構が所定の時間だけ同時に作動するように、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構のブレーキ機構の作動タイミングを遅らせる。
Moreover, although the chemical | medical solution injection device which has the two
また、上述した実施形態では、ピストン駆動機構１３０が有するブレーキ機構として電磁ブレーキ１３３を示した。しかし、ブレーキ機構は、電磁ブレーキに限定されず、ピストン押圧部材の少なくとも後退を不能とすることができるものであれば任意の機構を用いることができる。そのようなブレーキ機構としては、例えば、ディスクブレーキ装置、ラチェット機構、およびウォームギア機構などを挙げることができる。
In the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施形態では、シリンジアセンブリ２００が保護カバー２７０を有している例を述べたが、保護カバー２７０は本発明では必須ではない。例えば、薬液がそれほど高くない注入圧力で注入されるシリンジアセンブリは、保護カバーが装着されないことが多い。シリンジアセンブリが保護カバーを有していない場合、クランパはシリンダの末端に形成されたフランジを保持するように構成される。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the
１００ 薬液注入装置
１０１ 注入制御ユニット
１１０ 注入ヘッド
１２０ シリンジ受け
１３０ ピストン駆動機構
１３１ ボールねじ
１３２ ボールナットユニット
１３３ ピストン保持機構
１３４ 駆動モータ
１３５ 電磁ブレーキ
１４０ クランパ
１６１ 制御部
１６１ａ ブレーキ切り換え手段
１６１ｂ 駆動遅延手段
１６１ｃ ブレーキ遅延手段
１６２ 入力部
１６３ 表示部
２００ シリンジアセンブリ
２２０ シリンジ
２２１ シリンダ
２２２ ピストン
２７０ 保護カバー
３００ アンギオ装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
装着された複数のシリンジアセンブリのピストンを前進させるために互いに独立して駆動される複数のピストン駆動機構と、
前記ピストン駆動機構の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記ピストン駆動機構の各々は、前進動作によって前記ピストンを前進させることができるように前進および後退可能に支持されたピストン押圧部材と、作動することによって前記ピストン押圧部材の少なくとも後退を不能とするブレーキ機構と、を有し、
前記制御部は、
前記複数のピストン駆動機構のうち駆動するピストン駆動機構に応じて、作動させるブレーキ機構を切り換えるブレーキ切り換え手段と、
少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作から、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作へ切り換えるとき、前記少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態と前記残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態とが時間的に重ならないように、前記少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を停止する前または後に所定の時間差を与えて前記残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を開始させる時間差駆動手段と、
少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作から、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構によるピストンの前進動作へ切り換える間に、すべてのブレーキ機構が所定の時間だけ同時に作動するように、残りの少なくとも１つのピストン駆動機構のブレーキ機構の作動タイミングを遅らせるブレーキ遅延手段と、
を有することを特徴とする薬液注入装置。 In a chemical liquid injector for mounting a plurality of syringe assemblies each having a cylinder and a piston, and injecting a chemical liquid in the syringe assembly by advancing the piston of the mounted syringe assembly,
A plurality of piston drive mechanisms that are driven independently of each other to advance the pistons of the mounted syringe assemblies;
A control unit for controlling the operation of the piston drive mechanism;
With
Each of the piston drive mechanisms includes a piston pressing member supported so as to be able to move forward and backward so that the piston can be advanced by a forward movement, and a brake that disables at least the backward movement of the piston pressing member by operating. A mechanism, and
The controller is
A brake switching means for switching a brake mechanism to be operated according to a piston drive mechanism to be driven among the plurality of piston drive mechanisms;
When switching from the forward movement of the piston by the at least one piston drive mechanism to the forward movement of the piston by the remaining at least one piston drive mechanism, the stable operation state of the at least one piston drive mechanism and the at least one remaining piston drive A predetermined time difference is given before or after the drive of the at least one piston drive mechanism is stopped so that the stable operation state of the mechanism does not overlap with time, and the drive of the remaining at least one piston drive mechanism is started. Time difference driving means;
While switching from the forward movement of the piston by the at least one piston drive mechanism to the forward movement of the piston by the remaining at least one piston drive mechanism, the remaining at least one is such that all brake mechanisms operate simultaneously for a predetermined time. Brake delay means for delaying the operation timing of the brake mechanism of the two piston drive mechanisms;
A chemical injection device characterized by comprising:
前記制御部は、前記検出手段で検出された結果に基づいて、薬液の注入圧力値が所定の値を越えないように前記ピストン駆動機構の動作を制御する注入圧力制御手段をさらに有する請求項１または２に記載の薬液注入装置。 The piston drive mechanism further includes detection means for detecting a force acting on the pressing member when the piston moves forward.
The control unit further comprises injection pressure control means for controlling the operation of the piston drive mechanism so that the injection pressure value of the chemical liquid does not exceed a predetermined value based on the result detected by the detection means. Or the chemical | medical solution injection device of 2.
前記ピストン押圧部材は前記運動変換機構に支持され、
前記ブレーキ機構は、作動することによって前記駆動モータの出力軸に制動を与える電磁ブレーキである請求項１から３のいずれか１項に記載の薬液注入装置。 The piston drive mechanism further includes a drive motor and a motion conversion mechanism that converts a rotational output of the drive motor into a linear motion,
The piston pressing member is supported by the motion conversion mechanism,
The chemical solution injection device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the brake mechanism is an electromagnetic brake that operates to apply braking to the output shaft of the drive motor.
前記シリンジアセンブリは、前記リーダによって読み出されるデータが記録されたＲＦＩＤタグが装着された、プレフィルドシリンジおよび空のシリンジの少なくとも一方を含むThe syringe assembly includes at least one of a prefilled syringe and an empty syringe on which an RFID tag in which data read by the reader is recorded is attached.
請求項５に記載の薬液注入装置。The chemical | medical solution injection device of Claim 5.
前記少なくとも１つのピストン駆動機構の、前記前進動作の停止および前記ブレーキ機構の作動を同時に行うステップと、Simultaneously stopping the forward movement of the at least one piston drive mechanism and operating the brake mechanism;
前記少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態と前記残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の安定動作状態とが時間的に重ならないように、前記少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を停止する前または後に所定の時間差を与えて前記残りの少なくとも１つのピストン駆動機構の駆動を開始させるステップと、Before or after the drive of the at least one piston drive mechanism is stopped so that the stable operation state of the at least one piston drive mechanism and the stable operation state of the remaining at least one piston drive mechanism do not overlap in time. Providing a predetermined time difference to start driving the remaining at least one piston drive mechanism;
すべてのブレーキ機構が所定の時間だけ同時に作動するように、前記残りの少なくとも１つのピストン駆動機構のブレーキ機構の作動タイミングを遅らせるステップと、Delaying the actuation timing of the brake mechanisms of the remaining at least one piston drive mechanism such that all brake mechanisms are actuated simultaneously for a predetermined time;
を有するピストン駆動制御方法。A piston drive control method.
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