CN104107080A - 液体喷射装置、医疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供液体喷射装置、医疗设备，用于解决气泡易于滞留在液体喷射装置的液体室内的课题。液体喷射装置具备液体室、容积变动部、液体供给部、以及控制部。液体室其室内容积能够变动。容积变动部使液体室内的容积变动。液体供给部将液体供给至液体室。控制部通过控制容积变动部以及液体供给部来调整液体室内的压力。

Description

液体喷射装置、医疗设备

技术领域

本发明涉及液体的喷射。

背景技术

已知有如下所述的液体喷射装置：其利用使用了压电元件的执行机构来改变液体室的容积，使液体室的液体的压力产生脉动，从而间歇性地喷射液体（例如专利文献1）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-82202号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述在先技术的课题在于气泡易于滞留在液体室中。液体室的气泡是由于液体室的容积变动而由液体室内的液体产生的。如果在液体室内滞留气泡，则往往液体室的容积变动被气泡的容积变动所吸收，无法产生适当的脉动。

解决课题的手段

本发明用于解决上述课题的至少一部分而作出，可以以以下方式来实现。

（1）根据本发明的一个方式，提供一种喷射液体的液体喷射装置，具备：室内容积能变动的液体室；使所述液体室内的容积变动的容积变动部；将液体供给至所述液体室的液体供给部；以及控制部，通过控制所述容积变动部以及所述液体供给部来调整所述液体室内的压力。根据该方式，可以产生适当的脉动。

（2）在上述方式中，还具备：连接于与吸引装置连通的吸引流路并能吸引液体的吸引口，所述控制部进行控制，使得与以第一模式控制所述容积变动部以及所述液体供给部时相比，以第二模式控制所述容积变动部以及所述液体供给部时，所述压力更高。根据该方式，在第二模式的情况下，与第一模式的情况相比，液体室内的压力更高，因此，液体室内的气泡易于通过喷射管排出。

（3）在上述方式中，所述控制部对所述液体供给部进行控制，使得与以所述第一模式进行控制时相比，以所述第二模式进行控制时，向所述液体室内供给的液体的供给量更多。根据该方式，在第二模式的情况下，与第一模式的情况相比，向液体室内供给的液体的供给量更多，因此，液体室内的气泡易于通过喷射管排出。

（4）在上述方式中，所述控制部对所述容积变动部进行控制，使得与以所述第一模式进行控制时相比，以所述第二模式进行控制时，所述液体室的容积的变动幅度更大。根据该方式，在第二模式的情况下，与第一模式的情况相比，液体室的容积的变动幅度更大，因此，液体室内的气泡易于通过喷射管排出。

（5）在上述方式中，所述控制部对所述容积变动部进行控制，使得与所述第一模式时相比，以所述第二模式进行控制时，所述液体室的容积变动的频率更大。根据该方式，在第二模式的情况下，与第一模式的情况相比，液体室的容积变动的频率更大，因此，液体室内的气泡易于通过喷射管排出。

（6）也可以作为使用上述方式中任一方式的液体喷射装置的医疗设备来实施。根据该方式，可以提供一种使用了气泡不易滞留在液体室中的液体喷射装置的医疗设备。

上述本发明的各方式所具有的多个构成要素并不是全部都是必须的要素，为了解决上述课题的一部分或全部、或者达到本说明书中记载的效果的一部分或全部，关于所述多个构成要素的一部分构成要素，可以适当地进行其变更、删除、与新的其它构成要素的替换、删除限定内容的一部分。此外，为了解决上述课题的一部分或全部、或者达到本说明书中记载的效果的一部分或全部，可以将上述本发明的一个方式所包含的技术特征的一部分或全部与上述本发明的其它方式所包含的技术特征的一部分或全部组合而作为本发明的独立的一个方式。

例如，本发明的一个方式可以作为具备液体室、容积变动部、液体供给部、和控制部这些要素中的一部分或全部要素的装置而实现。该装置可以具有液体室，也可以没有。该装置可以具有容积变动部，也可以没有。该装置可以具有液体供给部，也可以没有。该装置可以具有控制部，也可以没有。液体室例如室内容积可以变动。容积变动部例如可以使液体室内的容积变动。液体供给部例如可以将液体供给至所述液体室。控制部例如可以通过控制所述容积变动部以及所述液体供给部来调整所述液体室内的压力。这样的装置例如可以作为液体喷射装置来实现，但是，也可以作为液体喷射装置之外的其它装置来实现。根据这样的方式，可以解决装置的小型化、低成本化、省资源化、易于制造化、提高使用方便性等各种课题中的至少一个。上述的液体喷射装置的各方式的技术特征的一部分或全部均可应用于该装置。

本发明还可以通过上述之外的各种方式来实现。例如，可以通过液体喷射方法、手术方法、用于实现这些方法的程序、存储有这些程序的存储介质等方式来实现。

附图说明

图1是液体喷射装置的构成图。

图2是手持件的内部结构图。

图3是示出启动处理的流程图。

附图标记说明

10…液体喷射装置；20…手持件；22…后端部；24…前端部；30…脉动产生部；31…第一壳体；32…第二壳体；33…第三壳体；34…螺栓；35…压电元件；36…加强板；37…隔膜；38…衬垫；39…液体室；40…入口流路；41…出口流路；50…液体供给机构；51…连接管；52…液体供给流路54…连接管；55…喷射管；58…喷射口；60…吸引装置；62…吸引流路；64…吸引口；65…吸引力调整机构；66…操作部；67…孔；70…控制部；71…控制电缆；72…信号电缆；74…电极线；75…脚踏开关；80…液体容器

具体实施方式

图1示出液体喷射装置10的构成。液体喷射装置10是在医疗机构中使用的医疗设备，具有通过对患部喷射液体来切开或切除患部的功能。

液体喷射装置10具有手持件20、液体供给机构50、吸引装置60、控制部70、和液体容器80。液体供给机构50以及液体容器80通过连接管51而彼此连接。液体供给机构50以及手持件20通过液体供给流路52而彼此连接。连接管51以及液体供给流路52由树脂形成。连接管51以及液体供给流路52也可以由树脂之外的材料形成。

液体容器80存储生理盐水。液体供给机构50将通过连接管51从液体容器80吸引来的液体通过液体供给流路52供给至手持件20。

手持件20是液体喷射装置10的使用者手持操作的器具。内置于手持件20中的脉动产生部30在从液体供给机构50通过液体供给流路52供给至手持件20的液体的压力中产生脉动。产生了压力的脉动的液体被供给至喷射管55。从喷射口58间歇地喷射被供给至喷射管55的液体。使用者使从喷射口58喷射的液体碰触患部，从而来进行患部的切开或切除。喷射管55由不锈钢形成。喷射管55也可以由黄铜等其它金属、强化塑料等具有规定以上的刚性的其它材料形成。

控制部70通过信号电缆72将驱动信号发送至脉动产生部30。控制部70通过控制电缆71控制液体供给机构50，从而控制供给至脉动产生部30的液体的流量。在控制部70上连接有脚踏开关75。如果使用者使脚踏开关75接通，则控制部70控制液体供给机构50，执行向脉动产生部30供给液体，并且，向脉动产生部30发送驱动信号，使供给至脉动产生部30的液体的压力产生脉动。

吸引装置60用于吸引喷射口58周边的液体和切除物。吸引装置60以及手持件20通过吸引流路62而彼此连接。吸引流路62贯穿手持件20内，在喷射管55的前端附近开口。吸引流路62在手持件20内覆盖喷射管55，从而如图1的A向视图所示，喷射管55的壁部和吸引流路62的壁部形成大致同心的圆筒。在喷射管55的外壁和吸引流路62的内壁之间，形成有从作为吸引流路62的前端的吸引口64吸引来的吸引物流动的流路。吸引物通过吸引流路62被吸引至吸引装置60。

图2示出手持件20的内部结构。手持件20内置有脉动产生部30、入口流路40、出口流路41、和连接管54，并且，还具有吸引力调整机构65。

如图2的下部所示，脉动产生部30具有第一壳体31、第二壳体32、第三壳体33、螺栓34、压电元件35、加强板36、隔膜（ダイアフラム）37、衬垫38、入口流路40以及出口流路41。第一壳体31以及第二壳体32彼此相对地接合。第一壳体31是筒状部件。通过用螺栓34固定第三壳体33，从而第一壳体31的一个端部被密闭。在形成于第一壳体31的内部的空间中配置有压电元件35。

压电元件35是层压型压电元件。压电元件35的一端经由加强板36而固定于隔膜37。压电元件35的另一端固定于第三壳体33。隔膜37由金属薄膜制成，其周缘部固定于第一壳体31。在隔膜37与第二壳体32之间形成有液体室39。液体室39随着压电元件35的驱动而容积发生变动。

信号电缆72从手持件20的后端部22插入。两根电极线74容纳在信号电缆72内，与脉动产生部30内的压电元件35连接。从控制部70发送的驱动信号通过信号电缆72内的电极线74被发送至压电元件35。压电元件35基于驱动信号而伸缩。

第二壳体32与液体流入的入口流路40连接。入口流路40弯曲为U字状，向手持件20的后端部22延伸。入口流路40与液体供给流路52连接。从液体供给机构50供给的液体通过液体供给流路52被供给至液体室39。

如果压电元件35以规定的频率伸缩，则隔膜37振动。如果隔膜37振动，则液体室39的容积变动，液体室内的液体的压力进行脉动。通过液体室39的液体从出口流路41流出。

出口流路41与第二壳体32连接。出口流路41通过连接管54与喷射管55连接。在出口流路41流出的液体通过连接管54、喷射管55从喷射口58喷射。

另一方面，吸引力调整机构65用于调整吸引流路62从吸引口64吸引液体等的力。吸引力调整机构65具有操作部66和孔67。孔67是连接吸引流路62和操作部66的贯通孔。如果使用者通过手握手持件20的手的手指来开闭孔67，则可以根据其开闭程度，调整通过孔67流入吸引流路62内的空气的量，进而调整吸引口64的吸引力。吸引力的调整也可以通过吸引装置60的控制来实现。

在孔67朝向垂直（鉛直）方向的朝上方向的情况下，由于重力而难以从孔67向外部排出吸引物，因此优选。该现象引导使用者以孔67朝向垂直方向的朝上方向的姿势来手握手持件20。下面，将孔67的轴线方向规定为“上下方向”，将从孔67与吸引流路62的连接位置朝向孔67的开口部的方向规定为“上下方向的朝上方向”。下面，仅记载为“朝上方向”的情况是指上下方向的朝上方向。

确定液体喷射装置10的各构成的位置，使得在孔67为朝上方向的情况下，吸引力调整机构65的功能、操作性理想。但是，吸引力调整机构65并非强制使用者去采用手持件20的手握方法。

图3是示出启动处理的流程图。以经由设置于控制部70的输入接口指示了液体喷射装置10的启动为契机，通过控制部70来执行启动处理。

首先，按流量6ml/min及90秒的时间来控制液体供给机构50，实施液体供给（步骤S100）。在开始步骤S100之后经过了规定时间，则从喷射口58开始喷射液体。执行步骤S100的目的是使液体填充于液体流动的整个流路、特别是液体室39。

接着，按流量20ml/min及30秒的时间来实施液体供给机构50的液体供给的同时（つつ；while），以规定频率（例如500Hz）对压电元件35施加80V（步骤S200），之后，停止液体供给机构50和压电元件35（步骤S300）。执行步骤S200的目的是从整个流路、特别是液体室39脱泡（脱泡）。脱泡是指排出混入到液体中的气泡。液体室39中的气泡的滞留可能也会由于液体供给机构50的液体的填充而产生。

20ml/min的流量是在可以安全供给液体的范围内被设定为尽可能高的值，高于使用模式下的值（例如，6ml/min）。使用模式是指在启动处理后为了患部的切除等而喷射液体的模式。针对于此，步骤S200的运行模式在本实施方式中称为脱泡模式。

对压电元件35施加的驱动电压的值以及频率是作为脱泡模式条件、在可以安全动作的范围内被设定为尽可能高的值，大于使用模式下的值。液体的流量以及压电元件35的驱动电压和驱动频率的值都变高，则会促进液体室39的脱泡。

促进脱泡的机制例如可以做以下推测。如果流量增加，则流速增快，雷诺兹数变大。如果雷诺兹数变大，则容易产生紊流。紊流与层流相比，排出滞留在流路的角落等处的气泡的效果更大。因此，可以认为如果流量增加，则促进脱泡。

另一方面，流量的增加、压电元件35的驱动电压的增大使液体室39内的压力增大。如果液体室39内的压力增大，则气泡易溶解（dissolve）于液体中。溶解的气泡易于和液体一起从液体室39排出。在步骤S200的条件下，液体室39内的压力例如达到0.5MPa。

而且，如果压电元件35的驱动电压增大，则液体室39内的流动条件的变动增大。由于在规定的流动条件下产生的漩涡、淤水（澱み），气泡有时会滞留在液体室39内。另一方面，如果流动条件大幅变动，则漩涡、淤水消失的可能性增高。因此，如果使压电元件35的驱动电压增大，则从液体室39脱泡得以促进。

压电元件35的驱动频率的增大使每单位时间发挥上述效果的次数增多，从而促进从液体室39脱泡。

上述关于脱泡的机制均为推测，本实施方式并不限定于通过这样的机制来促进脱泡。

在执行了启动处理之后，若脚踏开关75被接通（ON），则控制部70根据使用模式的条件间歇性地喷射液体。在执行了启动处理之后，若经由输入接口接收了脱泡的指示，则控制部70执行启动处理中的步骤S200和步骤S300作为脱泡模式的运行。通过该执行，可以去除因使用模式而滞留在液体室39等中的气泡。

脱泡模式优选在将喷射口58伸入液体中的状态下执行。这是因为可以视觉确认气泡是否从喷射口58排出。

实施方式中的压电元件35以及隔膜37相当于权利要求书中的容积变动部。

本发明并不限定于上述实施方式、实施例、和变形例，在不脱离其宗旨的范围内可以通过各种构成来实现。例如，关于发明内容部分所记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征，为了解决上述课题的一部分或全部、或者达到上述效果的一部分或全部，可以适当进行替换、组合。此外，只要其技术特征未作为本说明书中的必须的内容来进行说明，则可以适当地进行删除。例如，可以例示出以下内容。

也可以变更脱泡模式的条件。流量例如可以是6ml/min～30ml/min等。驱动电压可以是50V～100V。时间可以是20秒～40秒。驱动频率可以是300Hz～1000Hz。关于任一个参数均可以是上述之外的值。

液体喷射装置也可以用于医疗设备之外。

例如，液体喷射装置可以用于通过喷射的液体来去除污渍的清洗装置。液体喷射装置还可以用于通过喷射的液体来描绘线等的绘图装置。

Claims (6)

1.一种液体喷射装置，其特征在于，

所述液体喷射装置喷射液体，并且，具备：

室内容积能够变动的液体室；

使所述液体室内的容积变动的容积变动部；

将液体供给至所述液体室的液体供给部；以及

控制部，所述控制部通过控制所述容积变动部以及所述液体供给部来调整所述液体室内的压力。

2.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，还具备：

连接于与吸引装置连通的吸引流路并能吸引液体的吸引口，

其中，所述控制部进行控制，使得与以第一模式控制所述容积变动部以及所述液体供给部时相比，以第二模式控制所述容积变动部以及所述液体供给部时，所述压力更高。

3.根据权利要求2所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述控制部对所述液体供给部进行控制，使得与以所述第一模式进行控制时相比，以所述第二模式进行控制时，向所述液体室内供给的液体的供给量更多。

4.根据权利要求2或3所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述控制部对所述容积变动部进行控制，使得与以所述第一模式进行控制时相比，以所述第二模式进行控制时，所述液体室的容积的变动幅度更大。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述控制部对所述容积变动部进行控制，使得与所述第一模式时相比，以所述第二模式进行控制时，所述液体室的容积变动的频率更大。

6.一种医疗设备，其特征在于，使用了权利要求1至5中任一项所述的液体喷射装置。