JP6316618B2 - 注入装置及びアダプタ検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、アダプタを検出するアダプタ検出装置、及びこのアダプタ検出装置を備えた注入装置に関する。

特許文献１には、押圧スイッチの検出パターンからシリンジの識別データを判定する薬液注入装置が開示されている。この薬液注入装置では、シリンダアダプタの凸部により注入ヘッドの押圧スイッチが押圧され、その押圧スイッチの検出信号が注入制御ユニットのマイクロコンピュータにデータ入力される。

特開２００５−２１４３１号

特許文献１に記載の注入装置においては、シリンダアダプタの凸部により注入ヘッドの押圧スイッチが押圧される。そのため、凸部と押圧スイッチとの接触に起因して、押圧スイッチの経年劣化が生じる可能性がある。そして、押圧スイッチが劣化すると、凸部による押圧を検出できなくなってしまう。

上記課題を解決するため、本発明の一例としての注入装置は、薬液を注入するための注入装置であって、前記薬液が充填されたシリンジが搭載される注入ヘッドと、前記シリンジを前記注入ヘッドに搭載すると共に、凸部が設けられたアダプタと、前記凸部により押し下げられるボタンと、前記ボタンの押し下げを非接触で検出するセンサーとを有するアダプタ検出部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の他の例としてのアダプタ検出装置は、薬液が充填されたシリンジが搭載される注入ヘッドに設けられたアダプタ検出装置であって、前記シリンジを前記注入ヘッドに搭載するアダプタに設けられた凸部により押し下げられるボタンと、前記ボタンの押し下げを非接触で検出するセンサーとを備えることを特徴とする。

これにより、アダプタ検出部は、押し下げられたボタンを非接触で検出できる。そのため、非接触でボタンの押し下げを検出できるので、ボタンとセンサーの接触に起因する経年劣化を防止できる。

本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施形態の説明から明らかになる。

第１実施形態に係る注入装置の概略斜視図である。 第１実施形態に係る注入装置の概略ブロック図である。 注入ヘッドの前端部分の概略上面図である。 図４Ａは一例としてのアダプタの概略斜視図であり、図４Ｂは一例としてのアダプタの概略側面図である。 アダプタ検出装置の概略斜視図である。 アダプタ検出装置の概略断面図である。 固定されたアダプタ検出装置を説明する概略断面図である。 注入ヘッドの前側部分の概略上面図である。 注入ヘッドの前側部分の概略断面図である。 図１０Ａは押圧部の前端部分の概略斜視図であり、図１０Ｂはシリンジの後端の保持を説明する概略斜視図である。 図１１Ａは押圧部の前端部分の概略斜視図であり、図１１Ｂはシリンジの後端の保持を説明する概略斜視図である。 第１実施形態に係る前進停止を説明するフローチャートである。 図１３Ａは後端検出を説明する概略断面図であり、図１３Ｂは前進停止を説明する概略断面図である。

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において、上下とは重力方向における上方向と下方向とにそれぞれ対応する。また、前側は注入装置におけるシリンジが搭載される側に対応し、後側は前側とは反対側に対応する。

［第１実施形態］
図１は注入装置１の概略斜視図であり、図２は注入装置１の概略ブロック図である。図１及び図２に示すように、薬液を注入するための注入装置１は、薬液が充填されたシリンジ９１が搭載される注入ヘッド２と、注入ヘッド２に設けられ、シリンジ９１の後端としてピストン９３の後端９３１（図９）を押す押圧部４と、注入ヘッド２に設けられ、後端９３１を非接触で検出する後端検出装置としての後端検出部７と、注入ヘッド２を制御する制御部５０を有する制御装置５とを備える。

押圧部４は、シリンジ９１内の薬液を送り出すために、制御部５０によってピストン９３の後端９３１を押圧して前進するように制御される。具体的に、制御部５０は、注入ヘッド２に設けられた超音波モーター３を制御し、超音波モーター３が正転するときに押圧部４が前進し、超音波モーター３が逆転するときに押圧部４が後進する。また、後端検出部７は、シリンジ９１の後端として、ピストン９３の後端９３１を検出する。

さらに、注入装置１は、シリンジ９１を注入ヘッド２に搭載するためのアダプタ８と、アダプタ８を検出するアダプタ検出装置としてのアダプタ検出部６とを備える。このアダプタ８は、シリンジ９１を搭載するためのシリンジホルダー９２に取り付けられる。

また、注入装置１は、撮像装置（不図示）に有線又は無線接続されている。そして、薬液の注入時及び画像の撮影時には、撮像装置と注入装置１との間で各種データが送受信される。例えば、注入装置１において撮像条件が設定又は表示されてもよく、撮像装置において注入条件が設定又は表示されてもよい。このような撮像装置としては、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＣＴ（Computed Tomography）装置、アンギオ撮像装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＣＴアンギオ装置、ＭＲアンギオ装置、超音波診断装置、血管撮像装置等の各種医療用撮像装置がある。

また、注入装置１は、薬液の注入状況等が表示されるディスプレイとしてのタッチパネルを有するコンソール１０と、制御部５０と注入ヘッド２の電源５５とを有する制御装置５とを備えている。このコンソール１０、制御装置５及び注入ヘッド２のそれぞれは、互いに有線接続又は無線接続することができる。例えば、それぞれがメタルケーブル１２及び光ケーブル１３等を介して有線接続されてもよく、また２．４ＧＨｚ〜５ＧＨｚの周波数帯を使用する無線方式で無線接続されてもよい。また、ハンドスイッチ１４等の遠隔操作装置が、コンソール１０に有線又は無線接続されてもよい。なお、遠隔操作装置が注入ヘッド２に有線又は無線接続されて、薬液注入をスタート又はストップさせることもできる。

制御装置５と注入ヘッド２は、キャスタースタンド１１と一体的に構成することができる。また、それぞれをばらばらに設け、キャスタースタンド１１に搭載することもできる。なお、キャスタースタンド１１に代えて天吊部材を設け、この天吊部材を介して天井から注入ヘッド２を天吊することもできる。また、電源５５は、注入ヘッド２又はコンソール１０に設けることもでき、独立した電源５５を別途設けることもできる。さらに、電源５５はバッテリーに代えることもできる。

また、コンソール１０には、動作パターン（注入プロトコル）のデータ、及び薬液のデータ等が予め記憶されている。患者に薬液を注入する場合、オペレーターは、タッチパネル又は入力ボタンを操作して、注入速度、注入量、注入時間及び注入最大圧力などの注入プロトコル、体重、身長、体表面積、心拍数及び心拍出量などの患者の身体的データ、及び薬液の種類のデータ等を入力する。そして、コンソール１０は、入力されたデータと予め記憶されているデータに応じて、最適な注入条件を算出する。その後、コンソール１０は、算出された注入条件に基づいて、患者に注入する薬液の量及び注入プロトコルを決定する。

さらに、コンソール１０は、薬液の注入量、注入速度及び注入最大圧力などの注入プロトコルを決定すると制御装置５に送信する。制御装置５は、受信した注入プロトコルを一時的に記憶する。そして、所定のデータ又はグラフなどが、コンソール１０のタッチパネル又は表示部、及び注入ヘッド２のヘッドディスプレイ（不図示）の少なくとも一方に表示される。また、データ又はグラフなどは、ポータブルディスプレイ又はタブレット型コンピューター等に表示させることもできる。これらのデバイスは、注入ヘッド２又は制御装置５とBluetooth（登録商標）及びWi-Fi等の規格に従い無線接続され、注入ヘッド２のヘッドディスプレイに代えることもできる。これにより、オペレーターは、表示されたデータ又はグラフなどを確認することができる。なお、動作パターン（注入プロトコル）のデータ及び薬液のデータ等は、外部の記憶媒体から入力することもできる。また、制御装置５は、超音波モーター３に接続されており、超音波モーター３にはエンコーダー３９が接続されている。そして、エンコーダー３９は、超音波モーター３の回転速度に対応する周波数のパルス信号を制御装置５に送信している。

押圧部４は、不図示の駆動機構を有する。駆動機構は、超音波モーター３のシャフトに接続された伝達機構と、伝達機構に接続されたネジ軸と、ネジ軸に取り付けられた台形ネジナットと、台形ネジナットに接続されたアクチュエーターとを備える。また、伝達機構は、シャフトに接続されたピニオンギアと、ネジ軸に接続されたスクリューギアとを有している。そして、伝達機構は、超音波モーター３からの回転をネジ軸に伝達する。そのため、超音波モーター３のシャフトの回転は、ピニオンギア及びスクリューギアを介してネジ軸に伝達される。これにより、ネジ軸は、伝達された回転に従って回転する。そして、台形ネジナットは、ネジ軸の回転に伴い前進方向又は後進方向に摺動する。この台形ネジナットの摺動に伴い、押圧部４の前端部分が前進又は後進する。

シリンジ９１には、シリンジ９１内において摺動可能であるピストン９３が取り付けられている。そして、ピストン９３の後端９３１が押圧部４に当接した状態で超音波モーター３が正転すると、押圧部４がピストン９３を前進方向に押すことになる。そして、ピストン９３が前進するとシリンジ９１内の薬液が押し出され、シリンジ９１の先端に接続される延長チューブ９００及びミキシングデバイス９１０等を介して患者の体内に注入される。このミキシングデバイス９１０は、旋回流を生成するための旋回流生成室と、混合された薬液が流出する流出口と、旋回流生成室及び流出口の間に設けられ、流出口に向かって連続的に狭窄している空間を有する狭窄室とを備える。また、超音波モーター３が逆転すると、押圧部４がピストン９３を後退方向に引くことになる。

薬液が充填されたシリンジ９１は、プレフィルドシリンジであってもよい。また、薬液は、手動でシリンジ９１に充填されてもよく、注入装置１や充填器でシリンジ９１に充填されてもよい。さらに、シリンジ９１には、ＲＦＩＤやバーコードといったデーターキャリアを設けることができる。このデーターキャリアには、充填された薬液の情報等が記録されている。そして、注入装置１は、注入ヘッド２を介してデーターキャリアから記録された情報を読み取り、薬液の注入圧力等を制御することができる。例えば、制御装置５は、読み取った薬液の情報（ヨード量、ガドリニウム含有量等）に基づいて、体重当たりの最適な注入量を計算してコンソール１０のタッチパネルに表示させることができる。

薬液を注入する場合、オペレーターは注入装置１の電源をオンにし、シリンジ９１を搭載する。その後、オペレーターは、注入ヘッド２のスタートボタン２８を押す。また、注入ヘッド２に操作パネルが設けられている場合には、オペレーターはこの操作パネルの注入ボタンを押すこともできる。さらに、オペレーターは、ハンドスイッチ１４のボタン又はタッチパネルに表示された注入ボタンを押して注入を開始することもできる。なお、オペレーターは、シリンジ９１を搭載した後に、注入装置１の電源をオンしてもよい。

注入ボタンが押されると、制御装置５は超音波モーター３に駆動電圧として正転信号を送る。この正転信号に応じて、超音波モーター３のシャフトが正転すると、エンコーダー３９は回転を検出して制御装置５にパルス信号を送る。その後、注入が終了しシリンジ９１を取り外す場合、ピストン９３を後進させるために、制御装置５は超音波モーター３に駆動電圧として逆転信号を送る。この逆転信号に応じて超音波モーター３のシャフトが逆転する。超音波モーター３に送信される駆動電圧は交流であり、位相が異なる２種類の駆動電圧のうち一方が他方に対して遅れている場合を正転信号としたときに、他方が一方に対して遅れている場合が逆転信号となる。

制御装置５は記憶部としてのメモリ部５３を有し、メモリ部５３には注入プロトコルが記憶されている。薬液の注入は、この注入プロトコルに従って自動的に行われる。この注入プロトコルには、例えば、注入時間、注入速度、注入量及び注入圧力リミット値が設定されている。そして、注入プロトコルの内容はコンソール１０に表示されるので、オペレーターは注入プロトコルの内容を確認することができる。また、制御装置５は、タイマー（不図示）を利用して注入時間を制御すると共に、薬液の注入圧力等の注入状況を監視している。なお、コンソール１０に注入プロトコルが記憶された記憶媒体を接続して、記憶媒体から読み込んだ注入プロトコルに従って薬液の注入行うこともできる。また、注入プロトコルを変更できないように、パスワードによりロックすることもできる。

注入ヘッド２及び制御装置５は、検査室内に配置できるように非磁性体材料を用いて構成されている。具体的には、ステンレス、アルミニウム、プラスチック、真鍮、銅、セラッミックス等を用いて構成されている。さらに、操作室に配置されるコンソール１０も、非磁性体材料を用いて構成すれば検査室内に配置できる。また、超音波モーター３も非磁性体材料を用いて構成されている。具体的には、弾性体の材料はリン青銅であり、シャフト、ネジ及びスペーサの材料は真鍮であり、ケース、ベース及びローターの材料はアルミニウムであり、ブッシュの材料はフッ素樹脂である。これにより、ＭＲＩ装置等の磁気を利用する機器の近傍で注入装置１を使用することができる。ただし、ＭＲＩ装置から十分に離して使用する場合、磁気シールド処理を施した場合、又は他の撮像装置の近傍で使用する場合には、磁性体材料を用いて注入ヘッド２及び制御装置５を構成することもできる。

図２に示すように、制御装置５にはコンソール１０が接続されており、制御装置５のメインＣＰＵ５１は、コンソール１０と信号の送受信を行う。制御装置５の制御部５０は超音波モーター３を制御し、電源５５は制御部５０及び注入ヘッド２に電力を供給する。また、制御部５０のメインＣＰＵ（制御ユニット）５１は、ワンチップマイコンからなり、予めメモリ部５３に記憶されたプログラムに応じて、超音波モーター３の制御の他、所定の演算、制御、判別などの処理動作を実行する。メモリ部５３は、メインＣＰＵ（Central Processing Unit）が動作するためのシステムワークメモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラム又はシステムソフトウェア等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、又はハードディスクドライブ等を備える。

メインＣＰＵ５１は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）５６との間で信号の送受信を行う。このＦＰＧＡ５６は、ドライブ回路（駆動電圧生成ユニット）５２に接続され、ドライブ回路５２は、超音波モーター３に接続されている。そして、超音波モーター３のローターには、超音波モーター３の回転速度に対応するパルス信号を出力するエンコーダー３９が接続されている。このエンコーダー３９は、ＦＰＧＡ５６にパルス信号を出力する。

注入を開始するための指令信号を受信したメインＣＰＵ５１は、ＦＰＧＡ５６へ設定速度信号を出力する。この設定速度信号に基づいて、ＦＰＧＡ５６は、駆動電圧を生成するための駆動信号としてのsin生成信号、-sin生成信号、cos生成信号及び-cos生成信号を生成する。そして、ＦＰＧＡ５６は、この駆動信号をドライブ回路５２へ出力する。さらに、駆動信号等を受信したドライブ回路５２は、超音波モーター３を駆動する駆動電圧としてのＡＣ(Alternating Current)電圧（sin波、cos波）を生成して、超音波モーター３へ出力する。

なお、超音波モーター３と制御部５０とが一体的に設けられた駆動装置を注入装置１が備え、この駆動装置によって押圧部４を駆動することもできる。また、制御部５０は、コンソール１０と一体的に設けることもできる。

［アダプタ検出装置］
図１のシリンジホルダー９２には、シリンジ９１を注入ヘッド２に搭載すると共に、凸部８３（図４）が設けられたアダプタ８が取り付けられる。そして、注入ヘッド２には、アダプタ検出装置として、アダプタ８を検出するアダプタ検出部６（図５）が設けられている。

以下、図３〜７を参照してアダプタ検出部６について説明する。図３は、アダプタ８を取り付ける前の注入ヘッド２の前端部分を示す概略上面図である。また、図４Ａ及び図４Ｂは、アダプタの一例として造影剤側のシリンジホルダー９２に取り付け可能なアダプタ８を示す。なお、図４Ａは上方から見たアダプタ８を示す概略斜視図であり、図４Ｂは外方から見たアダプタ８を示す概略側面図である。また、図５は、下方から見たアダプタ検出部６を示す概略斜視図である。また、図６はアダプタ検出部６を長手方向（前後方向）に切断した概略断面図である。また、図７は、固定されたアダプタ検出部６を長手方向に切断した概略断面図である。

図３に示すように、アダプタ検出部６はシリンジホルダー９２の前側上部に設けられている。そして、アダプタ検出部６は、シリンジホルダー９２に取り付けられるアダプタ８を検出する。２つのシリンジホルダー９２の一方には、造影剤が充填されたシリンジ９１が搭載される。そして、このシリンジホルダー９２には、アダプタ８が挿入される凹部を挟んで両側にアダプタ検出部６が設けられている。また、他方のシリンジホルダー９２には、生理食塩水が充填されたシリンジ９１が搭載される。そして、このシリンジホルダー９２には、アダプタ８が挿入される凹部に対して外側であり、造影剤側のシリンジホルダー９２とは反対の側に１つのアダプタ検出部６が設けられている。

各アダプタ検出部６は、アダプタ８に設けられた凸部８３により押し下げられるシリコンゴム製のボタン６１を有する。造影剤側のシリンジホルダー９２には、２つのボタン６１が設けられている。また、生理食塩水側のシリンジホルダー９２には、１つのボタン６１が設けられている。

シリンジ９１は、外形及び材質(ガラス又は樹脂等)の少なくとも一方が製造会社毎に異なることがある。そのため、複数種類の外形のシリンジ９１をシリンジホルダー９２に搭載させるために、アダプタ８が用いられる。このアダプタ８は、シリンジホルダー９２に取り付けられ、取り付けられたアダプタ８にシリンジ９１が搭載される。これにより、シリンジ９１が注入ヘッド２に搭載される。シリンジ９１の外形に応じて異なるアダプタ８を用いることにより、複数種類のシリンジ９１を搭載することができる。

図４Ａに示すように、アダプタ８は、シリンジ９１が搭載される凹部８１と、凹部８１から外側に向かって延在するフランジ８２と、フランジ８２の下側に設けられた凸部８３とを有する。この凹部８１は略Ｕ字状に湾曲し、シリンジホルダー９２の略Ｕ字状に湾曲した溝９２１に挿入されると共に、シリンジ９１の外形と相補的な内面形状を有する。また、図４Ｂに示すように、凹部８１には、シリンジ９１を外部から観察するための窓部８１１が設けられている。なお、凸部８３は両フランジ８２に設けられているが、両フランジ８２の一方にのみ凸部８３が設けられていてもよい。

アダプタ８は、フランジ８２の上面に設けられて水平方向に回転自在である保持部材８４としてのストッパーアームをさらに有する。この保持部材８４は、凹部８１の上方の開口から退避した退避位置と、この開口に突出した保持位置との間で移動することができる。また、保持部材８４はレバー部８４２を有しており、保持部材８４が保持位置に向かって回転すると、レバー部８４２がストッパー８４１に当接して回転が停止する。そして、保持位置に位置する保持部材８４は、凹部８１に位置するシリンジ９１の外面に上方から当接する。これにより、シリンジ９１は、下方の凹部８１及び上方の保持部材８４により確実に保持される。

アダプタ８の後部には、弾性を有する係合部８５が設けられている。そして、シリンジホルダー９２には、係合部８５を受け入れる係合溝９２２が設けられており、係合溝９２２は溝９２１と連通している。また、係合部８５の外面には***部８５１が設けられており、係合溝９２２の内面には内方に向かって突出する規制部９２３が設けられている。また、係合部８５の上端にはつまみ部８５２が設けられている。

オペレーターが内方に向かう力をつまみ部８５２に加えると、両つまみ部８５２が互いに近付くように係合部８５が変形する。これにより、係合部８５の外寸が変化するので、***部８５１が規制部９２３を乗り越えるように、係合部８５を係合溝９２２に挿入することができる。その後、オペレーターがつまみ部８５２を離すと、係合部８５の変形が解消され、***部８５１は規制部９２３の下方に位置する。これにより、アダプタ８の上方への移動は、規制部９２３によって規制される。また、係合部８５の変形が解消される際に、係合部８５の外面が係合溝９２２と衝突し衝突音を生じさせる。この衝突音を確認することにより、オペレーターはアダプタ８が正常に取り付けられたことを確認することができる。

図４Ｂに示すように、フランジ８２の上面と係合部８５の上面とは、同一平面を構成している。そして、フランジ８２の上面から凸部８３の下端までの長さは、係合部８５の上面から***部８５１の下端までの長さよりも短い。そのため、アダプタ８が取り付けられる前、すなわち、***部８５１が規制部９２３を乗り越える前は、凸部８３がアダプタ検出部６のボタン６１に当接しない。これにより、アダプタ８が正常に取り付けられる前に、誤ってアダプタ８が検出されてしまうことを抑制することができる。

なお、図４Ａ及び図４Ｂに示すアダプタ８は一例であり、注入ヘッド２には他の形状のアダプタ８を取り付けることもできる。例えば、保持部材８４及びつまみ部８５２の、いずれか一方のみを有するアダプタ８を注入ヘッド２に取り付けることもできる。また、保持部材８４及びつまみ部８５２を有さないアダプタ８を注入ヘッド２に取り付けることができる。

図５及び図６に示すように、アダプタ検出部６は、アダプタ８の凸部８３により押し下げられるボタン６１と、ボタン６１の押し下げを非接触で検出するセンサー６２とを有している。このセンサー６２は、複数のボタン６１の下方に対向配置され、押し下げられたボタン６１を非接触で検出する光学式のスリットセンサーである。

具体的に、ボタン６１は、凸部８３に当接する２つの当接部６１１を有し、当接部６１１は凸部８３に押し下げられると下方に突出するように変形する。また、アダプタ８が取り外され、凸部８３が当接部６１１から離れると、当接部６１１は自身の弾性力によって元の形状に復帰する。センサー６２は、互いに対向する発光部６２１と受光部６２２とを有しており、当接部６１１により光が遮られるとアダプタ８（ボタン６１の押し下げ）を検出する。これにより、非接触でボタン６１の押し下げを検出できるため、ボタン６１とセンサー６２の接触に起因する経年劣化を防止できる。

また、ボタン６１は長手方向に並んだ２つの穴部６１２を有し、センサー６２は穴部６１２と対向するねじ穴６２３を有する。そして、図７に示すように、ボタン６１は、注入ヘッド２のフレーム２１の内側に固定されている。具体的には、フレーム２１から下方に突出する固定部２２を穴部６１２に挿入し、ボタン６１をフレーム２１の内側に取り付ける。そして、ボタン６１とセンサー６２との間に押さえ部材２３を配置する。その後、ねじ穴６２３を介して、センサー６２をねじ６２４により固定部２２に固定する。固定されたボタン６１の当接部６１１上面は、フレーム２１に設けられた穴を介して外部に露出する。なお、図７においては、上側がフレーム２１の外側に対応する。

このようにボタン６１を内側から固定することにより、ボタン６１がフレーム２１から外れることを防止できる。また、ボタン６１は防水性の材料から形成されている。そのため、薬液が漏れた場合であっても、フレーム２１内への薬液の進入をボタン６１により抑制できる。

［アダプタの検出］
続いて、図２を参照して、アダプタ検出部６によるアダプタ８の検出について説明する。アダプタ８は、搭載可能なシリンジ種類に応じて、凸部８３の配置パターンが異なる。例えば、両側にそれぞれ２つの凸部８３（合計４つの凸部８３）を有するアダプタにはＡ社が製造したシリンジを搭載できるが、Ｂ社が製造したシリンジは搭載できない。一方、両側にそれぞれ１つの凸部８３（合計２つの凸部８３）を有するアダプタにはＢ社が製造したシリンジを搭載できるが、Ａ社が製造したシリンジは搭載できない。そのため、アダプタ８を検出すると、凸部８３の配置パターンに基づいてアダプタ８の種類を判定することができる。

具体的にアダプタ検出部６のセンサー６２は、凸部８３により押し下げられた当接部６１１を検出した場合は、検出信号（ＯＮ信号）を制御部５０に送信する。例えば、センサー６２は、両側にそれぞれ２つの当接部６１１を検出したことを示す検出信号を制御部５０に送信する。そして、制御部５０は、検出された当接部６１１の配置パターンをメモリ部５３に記憶させる。また、アダプタ８が取り外され、当接部６１１を検出しない場合、センサー６２は非検出信号を制御部５０に送信する。

検出信号は、ＦＰＧＡ５６を介してメインＣＰＵ５１に送信される。そして、制御部５０のＦＰＧＡ５６及びメモリ部５３の少なくとも一方には、予め凸部８３の配置パターンとアダプタ８の種類とを対応させたデータテーブルが記憶されている。制御部５０は、このデータテーブルを参照し、アダプタ８の種類を判定して判定結果を一時的に記憶する。これにより、制御部５０は、注入ヘッド２に取り付けられたアダプタ８の種類を取得することができる。

このアダプタ８の種類は、シリンジ種類に対応している。そして、ＦＰＧＡ５６及びメモリ部５３の少なくとも一方には、アダプタ８の種類に対応するシリンジ種類が予め記憶されている。これにより、制御部５０は、シリンジ種類を判定することができる。例えば、両側にそれぞれ２つの凸部８３を有するアダプタ８であると判定された場合、制御部５０は、搭載されるシリンジ種類をＡ社が製造したシリンジであると判定し、種類を一時的に記憶する。同時に、制御部５０は、シリンジ種類としてＡ社のシリンジであることをコンソール１０に表示させる。なお、製造会社に代えて又は製造会社と共に、シリンジ種類として薬剤名をコンソール１０に表示させてもよい。

アダプタ８の種類に対応させて予め記憶させる情報としては、製造会社、後端検出時の前進距離、後端までの推定距離、製品名称、薬剤名、製品ＩＤ、化学分類、含有成分、濃度、粘度、シリンジ容量、シリンジ耐圧、シリンダ内径及びピストンストローク等がある。これらの情報を予め記憶しておくことにより、制御部５０は、各種判定を行うことができる。例えば、両側にそれぞれ２つの凸部８３を有するアダプタ８であると判定された場合、制御部５０は、後端検出時の前進距離を判定することができる。

凸部８３の配置パターンは適宜設計することができるが、アダプタ８の片側にのみ凸部８３を設ける場合には、１つのみの凸部８３を設けることが好ましい。アダプタ８の片側に２つの凸部８３を設けてボタン６１を押し下げた場合、当接部６１１の弾性力（復帰力）でアダプタ８の片側が押し上げられる可能性がある。アダプタ８の片側が押し上げられるとアダプタ８が傾いてしまい、当接部６１１を正確に検出できない可能性がある。そのため、片側のみに凸部８３を設ける場合には、１つの凸部８３のみを設けることにより、アダプタ８が受ける力を最小限に抑え傾きを抑制することができる。特に、造影剤のシリンジ９１は軽いため、このシリンジ９１を搭載するためのアダプタ８の片側にのみ凸部８３を設ける場合には、１つのみの凸部８３を設けることが好ましい。

アダプタ８が取り外され、アダプタ検出部６から非検出信号を受信した制御部５０は、一時的にメモリ部５３に記憶した配置パターンをリセットさせ、次のアダプタ８の取り付けに備える。この時、制御部５０は、当接部６１１の全ての非検出信号受信した場合に、メモリ部５３に配置パターンをリセットさせる。例えば、両側にそれぞれ２つの当接部６１１含む配置パターンが記憶されていた場合、制御部５０は、４つの当接部６１１の全てが検出されなくなるまでリセットを行わない。これにより、取り付けられたアダプタ８が誤って傾いてしまい、一部の当接部６１１が検出されなくなった場合でも、制御部５０はリセットを行わない。そのため、制御部５０が、アダプタ８の取り外しを誤って判断することを抑制できる。

なお、ボタン６１の当接部６１１は２つに限定されず、１つ又は３つ以上の当接部６１１を設けることもできる。これに対応して、アダプタ８にも１つ又は６つ以上の凸部８３を設けることができる。さらに、ボタン６１の数も限定されず、１つ又は３つ以上のボタン６１を設けることもできる。

［後端検出装置］
注入ヘッド２には、シリンジ９１の後端９３１を非接触で検出する後端検出装置として、後端検出部７が設けられている。以下、図８〜１０を参照して後端検出部７について説明する。図８は、注入ヘッド２の前側部分を示す概略上面図である。なお、図８の左側の押圧部４は完全に後退した位置にあり、図８の右側の押圧部４は完全に前進した位置にある。図９は、後端検出部７及びピストン９３を長手方向（前後方向）に切断した概略断面図である。また、図１０Ａは後端９３１を保持していない押圧部４を示し、図１０Ｂは後端９３１を保持している押圧部４を示す。また、図１１Ａは後端９３１を保持していない押圧部４を示し、図１１Ｂは後端９３１を保持している押圧部４を示す。

図８及び図９に示すように、後端検出部７は、発光部７２１と受光部７２２とを有する光学式のセンサーである。また、後端検出部７を保持する保持部としても機能する押圧部４が、後端検出部７を保持している。具体的に、後端検出部７は、発光部７２１と受光部７２２とが押圧部４の前方に突出するように押圧部４の下部に保持されている。そして、発光部７２１から出射された可視光は、ピストン９３の後端９３１で反射されて受光部７２２に入射する。なお、可視光に代えて、赤外光等の他の波長の光を用いることもできる。

発光部７２１と受光部７２２とは、図８の矢印Ａで示す押圧部４の前進方向に対して直交する方向に並んで配置されている。これにより、押圧部４が前進している状態であっても、受光部７２２に確実に反射光を入射させることができる。そのため、後端検出部７は、後端９３１を確実に検出することができる。

図９に示すように、後端検出部７は、押圧部４の当接面の垂線Ｂに対してシリンジ９１側（前方）に傾いて配置されている。この後端検出部７の上面と垂線Ｂとの間の傾きの角度は、０度よりも大きく１０度以下であることが好ましい。このように傾けて配置することにより、押圧部４の当接面からの反射光が受光部７２２に入射してしまうことを抑制できる。そのため、後端検出部７が後端９３１を誤って検出することを抑制できる。ただし、当接面からの反射光が問題とならないならば、後端検出部７は傾けずに配置することもできる。

なお、後端検出部７は、２つのシリンジホルダー９２のうち、造影剤のシリンジ９１が搭載される側の押圧部４に設けられている。ただし、後端検出部７は、他方の押圧部４にも設けることができる。また、発光部７２１は、受光部７２２に対して他方の押圧部４側に配置されている。

図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、爪４１１による後端９３１の保持について説明する。押圧部４は、後端９３１を保持する爪４１１を有している。この爪４１１は、押圧部４の当接面が後端９３１の後面に近接すると、押し広げられて後端９３１を受け入れる。その後、爪４１１は、バネの付勢力により自動的に元の位置に移動し、図１０Ｂに示すように後端９３１をその両側の縁と係合するように保持する。そして、保持状態で押圧部４が前進すると、ピストン９３が押されてシリンジ９１のシリンダ内に挿入され、シリンダ内の薬液が押し出される。一方、押圧部４が後退するとピストン９３も後退し、シリンジ９１に薬液容器が接続されていれば、シリンダ内に薬液を吸引することができる。ここで、「近接する」とは、例えば、押圧部４の当接面と後端９３１の後面との間の距離が１ｍｍ未満、より好ましくは０．５ｍｍ未満になるまで接近することを意味する。

図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、シリンジフック４１２による後端９３１の保持について説明する。押圧部４には、後端９３１を保持するシリンジフック４１２を取り付けることができる。そして、シリンジフック４１２が設けられている場合は、後端９３１が爪４１１に保持されることに代えて、シリンジフック４１２によりシリンジ９１が保持される。これにより、爪４１１では保持できない小径のシリンジ９１であっても、前進又は後退させることができる。

シリンジフック４１２は、上下に回動可能である。オペレーターは、押圧部４の当接面を後端９３１の後面に近接させた後に、シリンジフック４１２を下におろす。これにより、図１１Ｂに示すように後端９３１が上方から保持されるため、後端９３１が押圧部４に固定される。そして、保持状態で押圧部４が前進すると、ピストン９３が押されてシリンジ９１のシリンダ内に挿入され、シリンダ内の薬液が押し出される。一方、押圧部４が後退するとピストン９３も後退し、シリンジ９１に薬液容器が接続されていれば、シリンダ内に薬液を吸引することができる。

［停止アシストモード］
続いて、図１２を参照して、停止アシストモードにおける前進停止について説明する。停止アシストモードにおいて制御部５０は、後端９３１が検出された後に押圧部４を所定の前進距離だけ前進させると共に、後端９３１から離れた位置で押圧部４を停止させる。

前述したように、アダプタ８が取り付けられると（Ｓ１０１のＹＥＳ）、凸部８３が当接部６１１を押し下げる。すると、アダプタ検出部６は、押し下げられた当接部６１１を検出し（Ｓ１０２）、検出信号を制御部５０に送信する。アダプタ８が取り付けられていない場合（Ｓ１０１のＮＯ）、ステップＳ１０１が繰り返される。

検出信号を受信した制御部５０は、凸部８３の配置パターンを判定し、この配置パターンとアダプタ８の種類とを対応させたデータテーブルを参照する。そして、制御部５０は、配置パターンに基づいてアダプタ８の種類を判定する（Ｓ１０３）。これにより、制御部５０は、注入ヘッド２に取り付けられたアダプタ８の種類を取得することができる。

後端９３１が検出された後に押圧部４を前進させる前進距離（後端検出時の前進距離）とアダプタ８の種類とを対応させたデータテーブルは、ＦＰＧＡ５６及びメモリ部５３の少なくとも一方に予め記憶されている。そして、アダプタ８の種類を取得した制御部５０は、このデータテーブルを参照し、アダプタ８の種類に基づいて対応する前進距離を判定する（Ｓ１０４）。これにより、制御部５０は、後端検出時の前進距離を取得することができる。

押圧部４は手動で操作されるため、オペレーターが注入ヘッド２の前進ボタン２４（図１）を押し下げている間に（Ｓ１０５のＹＥＳ）、制御部５０は押圧部４を前進させる（Ｓ１０６）。また、オペレーターが注入ヘッド２の前進ボタン２４と加速ボタン２５（図１）とを同時に押すと、制御部５０は押圧部４の前進速度を加速させることができる。そして、後端検出部７は、ピストン９３の後端９３１を検出すると（Ｓ１０７）、検出信号を制御部５０に送信する。前進ボタン２４が押されない場合（Ｓ１０５のＮＯ）、ステップＳ１０５が繰り返される。

ここで、後端９３１が検出された後の前進停止について図１３Ａ，図１３Ｂを参照して説明する。図１３Ａは後端検出時の後端９３１及び押圧部４の概略断面を示し、図１３Ｂは前進停止時の後端９３１及び押圧部４の概略断面を示す。なお、説明の便宜のため、図１３Ｂにおいては、後端検出時の押圧部４の位置が点線で図示されている。

図１３Ａに示すように、後端検出部７の発光部７２１及び受光部７２２は、押圧部４の前方に突出している。そのため、発光部７２１から出射されて後端９３１の下側端面で反射された光は、押圧部４が後端９３１の後面に当接する前に受光部７２２に入射する。そして、受光部７２２に反射光が入射すると、後端検出部７は検出信号を制御部５０に送信する。この時、押圧部４の当接面と後端９３１の後面は離れている。

そのため、前進ボタン２４が押し下げられている間に後端検出部７が後端９３１を検出したときは、検出信号を受信した制御部５０は、押圧部４を予め取得した前進距離（図１３Ｂの距離Ｃ）だけ前進させて後端９３１から離れた位置で停止させる（Ｓ１０８）。すなわち、制御部５０は、押圧部４の当接面が後端９３１の後面に当接しない位置で前進を停止する。これにより、停止アシストモードが終了する。なお、停止アシストモードにおいては、オペレーターは前進ボタン２４を押したままであっても制御部５０により前進が停止される。

この前進距離は、後端９３１の形状、厚み、材質、及び端面の反射率等に応じて異なる。例えば、図１３Ａで示す後端９３１の後面は曲面である。そのため、後面が平面である場合と比較すると、図１３Ａにおいて後端９３１が検出された時点での押圧部４の当接面と後端９３１の後面の間の距離は短い。そのため、後面が平面である場合と比較すると、前進距離も短く設定される。また、制御部５０は、エンコーダー３９から受信した信号に基づいて超音波モーター３の回転数を判断している。そして、制御部５０は、この回転数に基づいて押圧部４が前進した距離を判断している。なお、制御部５０は、超音波モーター３を所定の速度で正転させる時間に基づいて押圧部４が前進した距離を判断してもよい。

押圧部４が停止した後、オペレーターは再び前進ボタン２４を押して押圧部４の当接面を後端９３１の後面に近接させる。そして、後端９３１が爪４１１に保持される。その後、注入準備が完了したら、オペレーターは、注入ヘッド２のチェックボタン２７（図１）又はコンソール１０のチェックボタンを押す。これにより、注入ヘッド２は、注入可能な状態で待機する。

また、制御部５０は、押圧部４の前進速度を加速させている間に後端検出部７が後端９３１を検出したときは、前進速度を減速させる。すなわち、オペレーターが加速ボタン２５を押している間に検出信号を受信した制御部５０は、前進速度を加速速度から通常速度まで下げる。これにより、押圧部４の当接面が後端９３１の後面に当接する前に、より正確に押圧部４を所望の位置で停止させることができる。なお、制御部５０は、オペレーターが加速ボタン２５を押していない場合に後端検出部７が後端９３１を検出したときに、前進速度を通常速度からさらに減速させてもよい。

また、制御部５０は、オペレーターが注入ヘッド２の後退ボタン２６（図１）を押している間、押圧部４を後退させるように構成されている。なお、押圧部４が所定の位置まで自動で後退するように、注入装置１を構成してもよい。例えば、注入ヘッド２の後退ボタン２６をオペレーターが押すと、予め記憶された位置まで押圧部４が自動で後退するように注入装置１を構成してもよい。

［変形例］
後端９３１には、押圧部４と後端９３１との間に位置するようにスペーサを取り付けることもできる。この場合、後端検出部７は、シリンジ９１の後端９３１としてスペーサの後端を検出する。また、押圧部４が自動で前進するように、注入装置１を構成してもよい。例えば、注入ヘッド２の前進ボタン２４をオペレーターが押すと、後端検出部７が後端９３１を検出するまで押圧部４が自動で前進するように注入装置１を構成してもよい。

以上説明した第１実施形態の注入装置１によれば、アダプタ検出部６は、押し下げられたボタン６１を非接触で検出する。これにより、非接触でボタン６１の押し下げを検出できるため、ボタン６１とセンサー６２の接触に起因する経年劣化を防止できる。

また、制御部５０は、搭載されるシリンジ９１に応じた前進距離を予め取得し、後端検出部７が後端９３１を検出した後に、この前進距離だけ進んだ位置で押圧部４を停止させる。これにより、押圧部４の当接面が後端９３１の後面に当接しないように、押圧部４を停止させることができる。そのため、押圧部４の前進を、ピストン９３の後端９３１に当接する直前に停止することができる。また、薬液がシリンジ９１から押し出されてしまうことを確実に防止することができる。

さらに、制御部５０は、後端検出部７が後端９３１を検出してから押圧部４を停止している。そのため、エア抜きのために僅かに薬液を注入したことにより、ピストン９３が未使用位置よりも前方に位置する場合であっても、押圧部４を後端９３１に近接させて停止させることができる。また、押圧部４と後端９３１との間に指等の異物が存在する場合、後端検出部７が異物を検出すると、押圧部４の前進が停止する。これにより、誤って指等を挟んでしまうことを防止することができる。

以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施形態及び各変形例は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。

なお、注入装置１は、注入結果（注入履歴）に関する情報を、ネットワーク経由でＲＩＳ（Radiology Information System）、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）、及びＨＩＳ（Hospital Information System）等の外部記憶装置に送信し記憶させることもできる。また、光学式センサーに代えて、非接触式センサーとして、超音波センサー、静電センサー及び磁気センサー等を用いることもできる。

１：注入装置、２：注入ヘッド、４：押圧部、６：アダプタ検出部、７：後端検出部、８：アダプタ、２１：フレーム、２４：前進ボタン、５０：制御部、５３：記憶部、６１：ボタン、６２：センサー、８３：凸部、９１：シリンジ、６１１：当接部、７２１：発光部、７２２：受光部、９３１：後端

Claims (5)

1. 薬液を注入するための注入装置であって、
   前記薬液が充填されたシリンジが搭載される注入ヘッドと、
   前記シリンジを前記注入ヘッドに搭載すると共に、凸部が設けられたアダプタと、
   前記凸部により押し下げられるボタンと、前記ボタンの押し下げを非接触で検出するセンサーとを有するアダプタ検出部とを備え、
   前記ボタンは、防水性の材料から形成され、且つ前記凸部により押し下げられて突出する当接部を有し、
   前記ボタンにおける前記当接部の周辺部分は、前記当接部と一体的に構成されている、注入装置。
2. 前記センサーは、前記当接部に対向配置されると共に、前記当接部を検出する光学式センサーである、請求項１に記載の注入装置。
3. 前記センサーは、前記当接部を検出した場合は検出信号を制御部に送信し、前記当接部を検出しない場合は非検出信号を前記制御部に送信し、
   前記制御部は、検出された前記当接部の配置パターンを記憶部に記憶させると共に、前記当接部の全ての前記非検出信号を受信した場合に、前記記憶部に前記配置パターンをリセットさせる、請求項１に記載の注入装置。
4. 前記ボタンは、前記注入ヘッドのフレームの内側に固定されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の注入装置。
5. 薬液が充填されたシリンジが搭載される注入ヘッドに設けられたアダプタ検出装置であって、
   前記シリンジを前記注入ヘッドに搭載するアダプタに設けられた凸部により押し下げられるボタンと、
   前記ボタンの押し下げを非接触で検出するセンサーとを備え、
   前記ボタンは、防水性の材料から形成され、且つ前記凸部により押し下げられて突出する当接部を有し、
   前記ボタンにおける前記当接部の周辺部分は、前記当接部と一体的に構成されている、アダプタ検出装置。

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