CN104970859A - 流体喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了流体喷射装置,其虽然进行着缩短喷射出流体之前的时间的控制,但即便在压力未达到目标压力的情况下也能喷射流体。该流体喷射装置具备:流体喷射部,使流体喷射;喷射控制部,控制来自流体喷射部的流体的喷射;流体容器,容纳被供给流体喷射部的流体;以及压力调整部,调整流体容器内的压力,以使比与流体容器内的压力相关的第一阈值更接近目标压力,喷射控制部具有第一喷射模式和第二喷射模式作为喷射模式,在第一喷射模式下,如果流体容器内的压力比第二阈值更接近目标压力,该第二阈值比第一阈值距离目标压力更远,则接受流体的喷射请求,在第二喷射模式下,即使流体容器内的压力没有比第二阈值更接近目标压力,也接受喷射请求。
Description
技术领域
本发明涉及流体喷射装置。
背景技术
已开发出可以通过喷射流体来进行生物体组织的切开、切除等的医疗用的流体喷射装置。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本特开2013-213422号公报
在流体喷射装置中,当为了使压力上升至可进行流体喷射的压力而需要时间时,会让使用者无必要地等待,从而难以有效地进行手术。另一方面,有时也希望虽然进行着缩短喷射出流体之前的时间的控制,但即便在流体的压力远未达到目标压力的情况下也能喷射流体。
发明内容
鉴于上述情况,本发明的目的在于虽然进行着缩短喷射出流体之前的时间的控制,但即使压力远未到目标压力,也还是能够喷射流体。
为实现上述目的的主要发明的流体喷射装置的特征在于,具备:流体喷射部,使流体喷射;喷射控制部,控制来自所述流体喷射部的流体的喷射;流体容器,容纳被供给所述流体喷射部的流体;以及压力调整部,调整所述流体容器内的压力,以使比与所述流体容器内的压力相关的第一阈值更接近目标压力,所述喷射控制部具有第一喷射模式和第二喷射模式作为喷射模式,在所述第一喷射模式下,如果所述流体容器内的压力比第二阈值更接近所述目标压力,该第二阈值比所述第一阈值距离所述目标压力更远,则接受所述流体的喷射请求,在所述第二喷射模式下,即使所述流体容器内的压力没有比所述第二阈值更接近所述目标压力,也接受所述喷射请求。
将通过本说明书和附图,说明本发明的其它特征。
附图说明
图1示出作为涉及本实施方式的手术用手术刀的流体喷射装置1的构成说明图。
图2是流体喷射装置1具备2个泵700时的说明图。
图3是本实施方式的泵700的构成的简要说明图。
图4是其它方式的泵700的说明图。
图5是示出涉及本实施方式的脉动发生部100的构造的截面图。
图6是示出入口流路503的方式的俯视图。
图7是进行压力控制时流体容器760中的压力变化的说明图。
图8是压力调整控制的流程图。
图9是喷射控制的流程图。
符号说明
1流体喷射装置、25连接管(连接流路)、26三通活塞、100脉动发生部(流体喷射部)、200流体喷射管、201连接流路、211喷嘴、212流体喷射开口部、301下壳体、303凹部、304密封盒、311底板、312上表面、350固定螺丝、400隔板、401压电元件、410加固板、411上板、450密封圈、500上壳体、500a螺丝孔、501流体室、501a内周侧壁、502入口流路管、503入口流路、504连接流路、505密封面、506密封盒、507贮存部、509连接开口部、510出口流路管、511出口流路、600驱动控制部(喷射控制部)、630控制电缆、640通信电缆、700泵、710泵控制部(压力调整部)、720滑块、721基座部、722压力传感器、723触摸传感器、730电机、740线性引导部、741第一限位传感器、742余量传感器、743始位传感器、744第二限位传感器、750夹管阀(开闭部)、760流体容器、761注射器、762柱塞、763垫片、764开口部、765流体容纳部、770流体容器安装部、800加压室、810压缩机、811调节器、812排气阀、813安全阀。
具体实施方式
根据本说明书和附图的描述,至少可以明确如下事项。
流体喷射装置的特征在于具备:流体喷射部,使流体喷射;喷射控制部,控制来自所述流体喷射部的流体的喷射;流体容器,容纳被供给所述流体喷射部的流体;以及压力调整部,调整所述流体容器内的压力,以使比与所述流体容器内的压力相关的第一阈值更接近目标压力,所述喷射控制部具有第一喷射模式和第二喷射模式作为喷射模式,在所述第一喷射模式下,如果所述流体容器内的压力比第二阈值更接近所述目标压力,该第二阈值比所述第一阈值距离所述目标压力更远,则接受所述流体的喷射请求,在所述第二喷射模式下,即使所述流体容器内的压力没有比所述第二阈值更接近所述目标压力,也接受所述喷射请求。
通过这种方式,在第一喷射模式下,虽然调整流体容器内的压力以使得比第一阈值更接近目标压力,但如果压力比第二阈值更接近目标压力,则喷射控制部将接受流体的喷射请求,因此,可以缩短从接受流体的喷射请求起至喷射出流体为止的时间。另一方面,在第二喷射模式下,调整流体容器内的压力以使得比第一阈值更接近目标压力,但由于即使在压力没有比第二阈值更接近目标压力的情况下也接受喷射请求,因此即使是距离目标压力远的压力,也能够喷射流体。
在上述流体喷射装置中,优选所述流体喷射装置具备通知装置,所述通知装置通知在所述第二喷射模式下已接受所述喷射请求。
通过这种方式,可以在第二喷射模式下接受喷射请求时通知是第二喷射模式的喷射,因此,可以是在流体容器内的压力没有比第一阈值更接近目标压力的情况下的流体喷射通知给使用者。
而且,优选所述流体喷射装置具备开关,所述开关进行所述第一喷射模式与所述第二喷射模式的切换。
通过这种方式,使用者可以明确地将第一喷射模式和第二喷射模式进行切换。
而且,优选当所述流体容器内的压力没有比所述第二阈值更接近所述目标压力时,所述喷射模式切换至所述第二喷射模式。
通过这种方式,可以在流体容器内的压力没有比第二阈值更接近目标压力时将喷射模式切换至第二喷射模式。
而且,优选在进行了向所述流体喷射部的流体填充动作、所述流体喷射部的脱气动作、以及从所述流体喷射部的流体喷射强度变更动作中的至少任一个后,所述喷射模式切换至所述第二喷射模式。
通过这种方式,在流体喷射装置中,当进行了设定变更、初始操作的情况下,通过进行利用第二喷射模式的控制,可以进行流体的试喷射。
并且,优选当所述流体容器内的压力比所述目标压力低时,如果所述流体容器内的压力距离所述目标压力大于等于所述第二阈值,则所述压力调整部进行将所述流体容器内的体积减去第一量并增压的第一增压控制,如果所述流体容器内的压力比所述第二阈值更接近所述目标压力、距离所述目标压力大于等于所述第一阈值,则所述压力调整部进行将所述流体容器内的体积减去比所述第一量少的第二量并增压的第二增压控制。
通过上述方式,当流体容器内的压力距离目标压力大于等于第二阈值时,可以将压力上升,使得流体容器的体积减少第一量而接近目标压力。另一方面,当流体容器内的压力比第二阈值更接近目标压力、距离目标压力大于等于第一阈值时,可以将流体容器内的体积减去比第一量更少的第二量并使压力更精细地上升。
并且,优选所述流体喷射装置具备:连接流道,连接所述流体喷射部和所述流体容器并成为所述流体流动的流道;以及开闭部,利用所述压力调整部的控制使所述连接流道开闭,在所述喷射控制部接受了所述喷射请求时,所述压力调整部使所述开闭部打开所述连接流道,同时中断所述流体容器内的压力的调整。
通过这种方式,可以使流体喷射部和流体容器之间的连接流道打开并将流体供给流体喷射部,同时接受喷射请求并喷射流体。
并且,优选在所述流体喷射部接受了所述喷射请求时,所述压力调整部使所述开闭部打开所述连接流道,同时每次规定量地减少所述流体容器内的体积,将所述流体供给所述流体喷射部。
通过这种方式,在使流体从流体喷射部喷射时,可以不进行流体容器内的压力控制,另一方面,可将规定量的流体供给流体喷射部。
==实施方式==
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。涉及本实施方式的流体喷射装置可以用于精细物体和结构物、生物体组织等的清洗或切断等各种情况,在下文说明的实施方式中,以适合用于切开或切除生物体组织的医用手术刀的流体喷射装置为例进行说明。因此,在涉及本实施方式的流体喷射装置中使用的流体是水、生理盐水、规定的药液等。另外,为便于图示,下文说明所参照的附图是部件和部分的纵横尺寸的比例尺与实际尺寸不同的示意图。
==整体构成==
图1是示出作为涉及本实施方式的手术用手术刀的流体喷射装置1的构成说明图。涉及本实施方式的流体喷射装置1具备:供给流体的泵700、将泵700所提供的流体转变成脉动流并以脉动状喷射的脉动发生部100(相当于流体喷射部)、与泵700联合进行流体喷射装置1的控制的驱动控制部600(相当于喷射控制部)、以及连接泵700与脉动发生部100并作为流体流动的流路的连接路径的连接管25(相当于连接流路)。
并且,详细情况将在后面描述,脉动发生部100具备:容纳泵700提供的流体的流体室501、改变该流体室501的容积的隔板400、以及使隔板400振动的压电元件401。
而且,脉动发生部100具备:成为从流体室501吐出的流体的流路的细管状的流体喷射管200、以及安装在流体喷射管200的前端部的流路直径缩小的喷嘴211。
然后,脉动发生部100根据驱动控制部600输出的驱动信号使压电元件401驱动,并通过改变流体室501的容积将流体转换为脉动流,通过流体喷射管200、喷嘴211以脉动状高速喷射流体。
驱动控制部600与脉动发生部100之间通过控制电缆630连接,驱动驱动控制部600输出的用于驱动压电元件401的驱动信号通过控制电缆630传递至脉动发生部100。
并且,驱动控制部600与泵700之间通过通信电缆640连接,驱动控制部600和泵700根据CAN(控制局域网)等规定的通信协议彼此交换各种指令和数据。
并且,驱动控制部600接受来自由使用脉动发生部100执刀的手术实施者等操作的各种开关的信号输入,通过上述控制电缆630和通信电缆640,控制泵700和脉动发生部100。
作为与驱动控制部600连接的上述开关,有例如脉动发生部启动开关、喷射强度切换开关、喷射开关(フラッシングスイッチ)等(未图示)。
脉动发生部启动开关(未图示)是用于切换有无从脉动发生部100喷射流体的开关。当使用脉动发生部100执刀的手术实施者操作脉动发生部启动开关(未图示)时,驱动控制部600与泵700联合,进行用于使流体从脉动发生部100喷射或停止的控制。脉动发生部启动开关(未图示)可以采取放在手术实施者脚边操作的脚踏开关的形式,也可以采取与由手术实施者把持的脉动发生部100一体地设置,通过手术实施者的手和手指操作的形式。
喷射强度切换开关(未图示)是用于改变从脉动发生部100喷射的流体的喷射强度的开关。当喷射强度切换开关(未图示)被操作时,驱动控制部600对脉动发生部100及泵700进行用于增加或减少流体的喷射强度的控制。
另外,对冲洗开关(未图示),将在后面说明。
而且,本实施方式中,脉动流是指流体的流动方向一定,流体的流量或流速伴随着周期性或非周期性波动的流体的流动。脉动流还包括重复流体的流动和停止的间歇流,但只要流体的流量或流速周期性或非周期性波动即可,因此,无需一定是间歇流。
同样地,以脉冲状喷射流体是指所喷射的流体的流量或流速周期性或非周期性波动的流体的喷射。作为脉冲状喷射的一个例子,可以列举重复流体的喷射和非喷射的间歇喷射,但只要所喷射的流体的流量或流速周期性或非周期性波动即可,因此,无需一定是间歇喷射。
而且,当脉动发生部100停止驱动时,即,不改变流体室501的容积时,在规定压力下由作为流体供给部的泵700提供的流体通过流体室501而从喷嘴211连续地流出。
另外,涉及本实施方式的流体喷射装置1可以是具备多个泵700的构成。
图2是流体喷射装置1具备2个泵700时的说明图。这种情况下,流体喷射装置1具备第一泵700a和第二泵700b。而且,连接脉动发生部100和第一泵700a和第二泵700b,而成为流体流动的流路的连接路径由第一连接管25a、第二连接管25b、连接管25、以及三通活塞26构成。
并且,将构成为可切换的阀门作为三通活塞26使用,在使第一连接管25a与连接管25连通,或是使第二连接管25b与连接管25连通之间切换,以便选择性地使用第一泵700a和第二泵700b中的任一个泵。
通过这样的配置,例如,当选择性地使用第一泵700a时,在由于故障等某种原因而无法从第一泵700a进行流体的供给这样的情况下,通过切换三通活塞26使得第二连接管25b与连接管25连通之后,从第二泵700b开始流体的供给,从而能够继续使用流体喷射装置1,并能将无法从第一泵700a进行流体供给所导致的影响抑制在最小限度。
另外,在以下说明中,即便流体喷射装置1是具备多个泵700的构成,在无需区分各个泵700而说明的情况下,统一以泵700表示。
另一方面,在需要将多个泵700分别区分加以说明时,则将各个泵700区别以第一泵700a、第二泵700b等来表示,在泵700的参照符号700后适当地添加a、b等后缀。并且,这种情况下,对第一泵700a的构成要素的参照符号添加后缀a,对第二泵700b的构成要素的参照符号添加后缀b进行表示。
===泵===
接下来,对涉及本实施方式的泵700的构成及动作的概要进行说明。
图3是本实施方式的泵700的构成的简要说明图。
涉及本实施方式的泵700具备泵控制部710(相当于压力调整部)、滑块720、电机730、线性引导部740、以及夹管阀750(相当于开闭部)。而且,泵700构成为具有用于可拆卸地安装容纳流体的流体容器760的流体容器安装部770。在安装有流体容器760时,流体容器安装部770以在规定的位置保持流体容器760的方式形成。
另外,详细情况将在后面说明,泵控制部710与滑块释放开关、滑块设置开关、送液就绪开关、填充开关(プライミングスイッチ)、夹管阀开关连接(未图示)。
作为本实施方式中的一个示例,流体容器760构成为具备注射器761和柱塞762的注射筒。
该流体容器760中,在注射器761的前端部形成有使圆筒突出而成的形状的开口部764。然后,在将流体容器760安装在流体容器安装部770上时,使连接管25的端部嵌入开口部764中,从而形成从注射器761的内部至连接管25的流体的流路。
夹管阀750是设置在连接管25的路径上,将流体容器760和脉动发生部100之间的流体的流路打开或关闭的阀门。
通过泵控制部710进行夹管阀750的打开或关闭。泵控制部710打开夹管阀750时,流体容器760和脉动发生部100之间的流路连通。泵控制部710闭塞夹管阀750时,流体容器760和脉动发生部100之间的流路切断。
将流体容器760安装在流体容器安装部770上后,在打开夹管阀750的状态下,使流体容器760的柱塞762向推入注射器761中的方向(以下,也称为推入方向)移动时,由安装在柱塞762的上述推入方向侧的前部的具有弹力的橡胶等树脂制的垫片763的端面与注射器761的内壁包围成的空间(以下,也称为流体容纳部765)的容积减少,填充在该流体容纳部765中的流体从注射器761的前端部的开口部764吐出。然后,从开口部764吐出的流体填充到连接管25中,并供给脉动发生部100。
另一方面,将流体容器760安装在流体容器安装部770上后,在关闭夹管阀750的状态下,使流体容器760的柱塞762向推入方向移动时,由安装在柱塞762的前部的垫片763与注射器761的内壁包围成的流体容纳部765的容积减少,从而可以使填充在该流体容纳部765中的流体的压力上升。
通过在将流体容器760安装到流体容器安装部770上时,泵控制部710使滑块720沿着柱塞762滑动的方向(上述推入方向以及与上述推入方向相反的方向)移动来进行柱塞762的移动。
具体而言,滑块720被安装在线性引导部740上,使得滑块720的基座部721与沿着上述柱塞762的滑动方向以直线状形成在线性引导部740上的引导部(未图示)卡合,然后,通过线性引导部(linear guide)740利用从由泵控制部710驱动的电机730传递而来的动力,使滑块720的基座部721沿着引导部移动,从而滑块720沿着上述柱塞762的滑动方向移动。
而且,如图3所示,沿着线性引导部740的上述引导部,设置有第一限位传感器741、余量传感器742、始位传感器(ホームセンサー)743、第二限位传感器744。
这些第一限位传感器741、余量传感器742、始位传感器743、第二限位传感器744均为检测在线性引导部740的上述引导部上移动的滑块720的位置的传感器,通过这些传感器检测出的信号被输入泵控制部710。
始位传感器743是用于确定线性引导部740上的滑块720的初始位置(以下,也称为始位位置)的传感器。始位位置是在进行流体容器760的安装和交换等操作时,保持滑块720的位置。
余量传感器742是用于在滑块720由始位位置向柱塞762的推入方向移动时,检测流体容器760中的流体的剩余量达到规定值以下时的滑块720的位置(以下,也标记为剩余量位置)的传感器。当滑块720移动至设置有余量传感器742的剩余量位置时,规定的警报被输出给操作者(手术实施者或辅助者)。然后,根据操作者的判断,在适当的定时,进行将当前正在使用的流体容器760更换为新的流体容器760的操作。或者,在准备了与泵700(第一泵700a)同样构成的预备的第二泵700b时,进行切换操作,使得从预备的第二泵700b进行对脉动发生部100的流体供给。
第一限位传感器741示出滑块720从始位位置向柱塞762的推入方向移动时的可移动范围的极限位置(以下,也标记为第一极限位置)。当滑块720移动至设置有第一限位传感器741的第一极限位置时,流体容器760中的流体的剩余量比滑块720位于上述剩余量位置时的剩余量更少,规定的报警被输出给操作者。然后,这种情况下,也进行将当前正在使用的流体容器760更换为新的流体容器760的操作,或进行切换为预备的第二泵700b的操作。
另一方面,第二限位传感器744示出滑块720由始位位置向与推入柱塞762的方向相反的反向移动时的可移动范围的极限位置(以下,也标记为第二极限位置)。当滑块720移动至设置有第二限位传感器744的第二极限位置时,也输出规定的报警。
另外,在滑块720中安装有触摸传感器723和压力传感器722。
触摸传感器723是用于检测滑块720是否接触流体容器760的柱塞762的传感器。
而且,压力传感器722是检测由注射器761的内壁与垫片763形成的流体容纳部765中的流体的压力,并输出对应于该压力的信号的传感器。
当在关闭夹管阀750的状态下使滑块720向上述推入方向移动时,流体容纳部765中的流体的压力在滑块720接触柱塞762之后,随着滑块720的推入量的增加而上升。
另一方面,当在打开夹管阀750的状态下使滑块720向上述推入方向移动时,即使在滑块720接触了柱塞762后,流体容纳部765中的流体也会通过连接管25从脉动发生部100的喷嘴211流出,因此,流体容纳部765中的流体的压力虽然会上升至一定程度,但即便使滑块20向推入方向进一步移动,也不会再上升。
另外,来自触摸传感器723和压力传感器722的信号被输入泵控制部710。
接下来,对将填充有流体的流体容器760重新安装在流体容器安装部770上,并将流体容器760中的流体供给脉动发生部100,直到成为能够从脉动发生部100以脉冲状喷射流体的状态为止的准备动作进行说明。
首先,操作者操作滑块释放开关(未图示),将滑块释放开关)的接通信号输入泵控制部710。如此一来,泵控制部710使滑块720移动至始位位置。
然后,操作者将事前与连接管25连接的流体容器760安装到流体容器安装部770上。另外,在该流体容器760的注射器761中已填充有流体。
然后,操作者将连接管25安装到夹管阀750上后,操作夹管阀开关(未图示出)将夹管阀开关的接通信号输入至泵控制部710时,泵控制部710关闭夹管阀750。
接下来,操作者操作滑块设置开关(未图示),将滑块设置开关的接通信号输入泵控制部710。这样一来,泵控制部710使滑块720向推入方向移动,并开始进行控制,使得流体容器760中的流体容纳部765所容纳的流体的压力成为规定的目标压力值。
然后,由操作者按下送液就绪开关(未图示)后,该送液就绪开关的接通信号被输入泵控制部710,当流体容纳部765中的流体的压力相对于上述目标压力值在规定的范围内(以下,也标记为粗略窗口(ラフウインドウ))时,泵控制部710变成允许从泵700向脉动发生部100进行流体的送液的可送液状态。
然后,当泵控制部710处于可送液状态时,通过操作者的操作将填充开关的接通信号输入泵控制部后,泵控制部710开始填充(プライミング)处理。填充处理是使从流体容器760到连接管25、脉动发生部100的流体喷射开口部212为止的流体的流路中充满流体的处理。
填充处理开始后,泵控制部710打开夹管阀750,并在打开夹管阀750的同时或几乎同时的定时(例如几毫秒至几十毫秒左右的时间差),开始使滑块20向推入方向移动。滑块的移动以从流体容器760流出的流体每单位时间的送出量保持一定的规定速度进行。填充处理的进行直到经过了填充处理所需的规定时间为止(或直到滑块720移动规定距离为止),或者直到操作者操作填充开关(未图示)断开停止信号为止。
由此,流体容纳部765中的规定量的流体能够以规定的流速(每单位时间的流体的吐出量)从泵700送出,充满从夹管阀750到脉动发生部100的连接管25,并充满脉动发生部100的流体室501及流体喷射管200等。另外,在开始填充处理前存在于连接管25中及脉动发生部100中的空气会随着流体流入连接管25及脉动发生部100中,而从脉动发生部100的喷嘴211排放到大气中。
另外,填充处理时使滑块720移动的上述规定速度、规定距离或规定时间,均事前存储在泵控制部710中。
由此,填充处理结束。
接下来,当冲洗开关(未图示)的接通信号通过操作者的操作被输入驱动控制部600时,驱动控制部600及泵控制部710开始脱气处理。
脱气处理是用于将连接管25和脉动发生部100中残存的气泡从脉动发生部100的喷嘴211排出的处理。
脱气处理中,在打开夹管阀750的状态下,以从流体容器760中流出的流体每单位时间的送出量达到一定的规定速度,泵控制部710使滑块720向推入方向移动,并将流体供给脉动发生部100。而且,驱动控制部600与基于泵700的流体的吐出联动,驱动脉动发生部100的压电元件401,从脉动发生部100喷射出流体。由此,残存于连接管25及脉动发生部100中的气泡被从脉动发生部100的喷嘴211排出。脱气处理的进行直到经过规定时间为止(或滑块720移动规定距离为止),或直到操作者操作冲洗开关并输入断开信号为止。
另外,脱气处理时,使滑块720移动的上述规定速度、规定时间或规定距离,事前存储在驱动控制部600及泵控制部710中。
脱气处理结束后,泵控制部710关闭夹管阀750,并检测容纳在流体容器760的流体容纳部765的流体的压力。然后,进行调整滑块720的位置的控制,使得该压力成为上述目标压力值。
然后,当流体容纳部765中的流体的压力相对于目标压力值进入上述规定的范围内(粗略窗口内)时,成为可以以脉冲状从脉动发生部100喷射流体的状态。
在这种状态下,当手术实施者通过脚操作脉动发生部启动开关(未图示),脉动发生部启动开关(未图示)的接通信号被输入驱动控制部600后,泵控制部710根据驱动控制部600发送的信号,打开夹管阀750,在夹管阀750打开的同时或几乎同时的定时(例如大约几毫秒至几十毫秒的时间差),使滑块720以规定速度向推入方向移动,开始对脉动发生部100提供流体。另一方面,驱动控制部600开始压电元件401的驱动,改变流体室501的容积并产生脉动流。由此,以脉冲状从脉动发生部100的前部的喷嘴211高速喷射出流体。
然后,当手术实施者通过脚操作脉动发生部启动开关(未图示出),脉动发生部启动开关(未图示)的断开信号被输入驱动控制部600后,驱动控制部600停止压电元件401的驱动。然后,泵控制部710根据驱动控制部600发送的信号,使滑块720的移动停止并关闭夹管阀750。通过这种方式,流体从脉动发生部100的喷射停止。
另外,涉及本实施方式的泵700是滑块720推压流体容器760的构成流体容器760构成为具有注射器761和柱塞762的注射筒,泵700也可以是图4所示的构成。
图4是其它方式的泵700的说明图。图4所示的泵700具有以下构成:通过将作为容纳流体的输液袋而构成的流体容器760安装在加压室800中,经由调节器811使压缩机810所提供的空气平稳化后压力输送至加压室800中,从而推压流体容器760。
当在对加压室800中的空气加压而推压流体容器760后的状态下打开夹管阀750时,容纳在流体容器760的流体容纳部765中的流体从开口部764流出,并经由连接管25供给脉动发生部100。
另外,通过打开排气阀812而将加压室800中的空气排放到大气中。而且,当加压室800中的空气的压力超过规定压力时,即使没有打开排气阀812,也可以通过安全阀813的开启而使得加压室800中的空气排放到大气中。
另外,图4虽未图示出,但上述的压缩机810、调节器811、排气阀812、夹管阀750均由泵控制部710控制。
而且,由检测流体容器760中的流体的压力的压力传感器722、以及检测流体容器760中的流体的剩余量的余量传感器742输出的检测信号也被输入泵控制部710。
通过使用这种方式的泵700,可以增加每单位时间可供给脉动发生部100的流体的量。另外,能够以更高的压力将流体供给脉动发生部100,不去能够将容纳流体的输液袋直接作为流体容器760使用,因此,可以防止流体的污染。而且,对脉动发生部100也可以不产生脉动流,而进行连续送液。
此外,本实施方式中,驱动控制部600设置在与泵700和脉动发生部100分离的位置,但也可以采用与泵700构成为一体的方式。
而且,在使用该流体喷射装置1进行手术时,手术实施者把持的部位是脉动发生部100。因此,优选连接到脉动发生部100的连接管25尽可能地柔软。为此,连接管25是既柔软又薄的管,而且,优选从泵700流出的流体的吐出压力在可对脉动发生部100送液的范围内设定为低压。因此,泵700的吐出压力大致设定为0.3大气压(0.03MPa)以下。
而且,尤其是在做脑部手术那样,设备出故障很可能造成严重事故的情况下,必须避免在连接管25切断等时高压的流体喷出,为此,也需要事先将泵700的吐出压力设定为低压。
==脉动发生部==
接下来,对本实施方式的脉动发生部100的构造进行说明。
图5是示出涉及本实施方式的脉动发生部100的构造的截面图。在图5中,脉动发生部100与流体喷射管200连接,该流体喷射管200包括产生流体的脉动的脉动发生装置,还具有作为吐出流体的流路的连接流路201。
脉动发生部100中,上壳体500和下壳体301在各自相对的表面上接合,由4根固定螺钉350(省略图示)螺合。下壳体301是具有凸缘部的筒状部件,一个端部被底板311密封。在该下壳体301的内部空间中设置有压电元件401。
压电元件401构成致动器,是层叠型压电元件。压电元件401的一个端部通过上板411固定在隔板400上,另一个端部固定在底板311的上表面312。
而且,隔板400由圆盘状的金属薄板形成,在下壳体301的凹部303内,边缘部分被紧密地粘合在凹部303的底面。通过对作为容积改变单元的压电元件401输入驱动信号,伴随着压电元件401的伸长、收缩而通过隔板400改变流体室501的容积。
在隔板400的上表面层叠设置有由中心部具有开口部的圆盘状的金属薄板构成的加固板410。
上壳体500中,在与下壳体301相对的表面的中心部形成有凹部,由该凹部与隔板400构成且填充有流体的状态的旋转体形状为流体室501。也就是说,流体室501是由上壳体500的凹部的密封面505和内周侧壁501a和隔板400包围而成的空间。在流体室501的大致中央部贯穿设置有出口流路511。
出口流路511从流体室501贯通至由上壳体500的一个端面突出设置的出口流路管510的端部。出口流路511与流体室501的密封面505的连接部被平滑地圆化,以减小流体阻力。
另外,在本实施方式(参照图5)中,以上说明的流体室501的形状是两端密封的大致圆筒形,但不仅限于圆筒形,也可以是在侧视观察中为圆锥形、梯形,或半球形等。例如,如果将出口流路511与密封面505的连接部形成为漏斗这样的形状,则可以容易地排出后述的流体室501中的气泡。
出口流路管510与流体喷射管200连接。流体喷射管200贯穿设置有连接流路201,连接流路201的直径比出口流路511的直径大。而且,流体喷射管200的管部的厚度被形成为在具有不吸收流体的压力脉动的刚度的范围内。
流体喷射管200的前端部插入有喷嘴211。该喷嘴211贯通设置有流体喷射开口部212。流体喷射开口部212的直径比连接流路201的直径小。
在上壳体500的侧面突出设置有插入从泵700提供流体的连接管25的入口流路管502,入口流路管502中贯通有入口流路侧的连接流路504。连接流路504与入口流路503连通。入口流路503在流体室501的密封面505的边缘部形成为槽状,并与流体室501连通。
在上壳体500与下壳体301的接合面上,在离开隔板400的外周方向的位置上,下壳体301侧形成有密封盒(パッキンボックス)304、上壳体500侧形成有密封盒506,由密封盒304、506所形成的空间里装有环形密封圈450。
在这里,组装上壳体500和下壳体301时,通过上壳体500的密封面505的边缘部与下壳体301的凹部303的底面将隔板400的边缘部与加固板410的边缘部紧密连接。这时,密封圈450被上壳体500与下壳体301推压,从而防止流体从流体室501泄漏。
流体室501中,流体吐出时达到30大气压(3MPa)以上的高压状态,虽然认为在隔板400、加固板410、上壳体500、下壳体301的各个接合部会有少许流体泄漏,但是通过密封圈450阻止泄漏。
如图5所示设置有密封圈450后,则密封圈450会被以高压从流体室501泄漏的流体的压力压缩,同时密封圈450被进一步强力地推压到密封盒304、505的内壁上,因此,能够更可靠地防止流体的泄漏。通过这种方式,可以在驱动时保持流体室501中较高的压力上升。
接下来,参照附图,对形成在上壳体500的入口流路503进行更详细的说明。
图6是示出入口流路503的方式的俯视图。图6表示从下壳体301的接合面侧观察到的上壳体500的状态。
图6中,入口流路503在上壳体500的密封面505的边缘部形成为槽状。
入口流路503的一个端部连通到流体室501,另一个端部连通到连接流路504。在入口流路503与连接流路504的连接部形成有流体贮存部507。然后,通过使流体贮存部507与入口流路503的连接部平滑地圆化来减小流体阻力。
而且,入口流路503朝向大致切线方向连通到流体室501的内周侧壁501a。以规定压力由泵700(参照图1)提供的流体沿着内周侧壁501a(图6中,箭头所指示的方向)流动并在流体室501产生回旋流。回旋流被回旋所产生的离心力推向内周侧壁501a侧,同时,流体室501中含有的气泡集中在回旋流的中心部。
然后,集中在中心部的气泡被从出口流路511排出。因此,优选将出口流路511设置在回旋流的中心附近,即旋转体形状的轴中心部。
而且,如图6所示,入口流路503是弯曲的。入口流路503也可以设置为不弯曲而沿着直线连通到流体室501,但通过使其弯曲,可以将流路变长,从而可以在狭窄空间中得到所需的惯性(イナータンス)(对于惯性,将在后面说明)。
另外,如图6所示,在隔板400与形成有入口流路503的密封面505的边缘部之间,设置有加固板410。设置加固板410意在提高隔板400的耐久性。由于在入口流路503与流体室501的连接部形成有切口状的连接开口部509,因此,可以认为当隔板400被以高频率驱动时,在连接开口部509附近发生应力集中,从而发生疲劳破坏。因此,通过设置具有无切口部而连续的开口部的加固板410,可以使得隔板400不发生应力集中。
而且,在上壳体500的外周角落部开设4个位置的螺丝孔500a,上壳体500与下壳体301在该螺丝孔位置上被螺丝螺合接合。
另外,尽管省略图示,但可以将加固板410与隔板400接合,层叠粘合为一体。作为粘合方法,可以是使用粘合剂粘接的方法,也可以是固相扩散接合及焊接等方法,但更优选使加固板410和隔板400在接合面上贴紧的方法。
==脉动发生部的动作==
接下来,参照图1~图6对本实施方式的脉动发生部100的动作进行说明。基于本实施方式的脉动发生部100的流体吐出,通过入口流路503侧的惯性L1(有时称为“合成惯性L1”)与出口流路511侧的惯性L2(有时称为“合成惯性L2”)的差来进行。
<惯性>
首先,对惯性进行说明。
当设流体的密度为ρ、流路的截面积为S、流路的长度为h时,惯性L用L=ρ×h/S表示。当设流路的压力差为ΔP、流过流路的流体的流量为Q时,通过使用惯性L使流路中的运动方程式变形,可以导出ΔP=L×dQ/dt这一关系。
也就是说,惯性L表示对流量的时间变化的影响程度,惯性L越大,流量的时间变化越小,惯性L越小,流量的时间变化越大。
而且,有关多条流路的并联连接、多条形状不同的流路的串联连接的合成惯性,可以通过使得各个流路的惯性与电路中的电感的并联连接、或串联连接同样地合成而算出。
另外,入口流路503侧的惯性L1,由于连接流路504的直径相对于入口流路503的直径设定为足够大,因此,惯性L1在入口流路503的范围内算出。这时,由于连接泵700与入口流路503的连接管25具有柔软性,因此可以从惯性L1的计算中删除。
而且,关于出口流路511侧的惯性L2,由于连接流路201的直径远比出口流路511的直径大,且流体喷射管200的管部(管壁)的厚度薄,因此对惯性L2的影响是轻微的。因此,出口流路511侧的惯性L2可以替换为出口流路511的惯性。
另外,流体喷射管200的管壁具有对流体的压力传播的足够的刚性。
而且,在本实施方式中,入口流路503的流路长度及截面积、出口流路511的流路长度及截面积被设定为,使得入口流路503侧的惯性L1比出口流路511侧的惯性L2更大。
<流体的喷射>
接下来,对脉动发生部100的动作进行说明。
流体通过泵700以规定压力供给入口流路503。其结果,当压电元件401不动作时,流体利用泵700的吐出力与入口流路503侧整体的流体阻力值的差流动到流体室501中。
在这里,当驱动信号被输入到压电元件401中,压电元件401急剧伸长时,如果入口流路503侧及出口流路511侧的惯性L1、L2具有足够的大小,则流体室501中的压力迅速上升而达到几十个大气压。
由于该流体室501中的压力远比利用泵700对入口流路503施加的压力大,因此,从入口流路503侧流入流体室501中的流体会因该压力而减少,从出口流路511的流出会增加。
由于入口流路503的惯性L1比出口流路511的惯性L2大,由于从出口流路511吐出的流体的增加量比流体从入口流路503流入流体室501的流量的减少量大,因此,流体会在连接流路201以脉冲状吐出,也就是说,会发生脉动流。这个吐出时的压力波动在流体喷射管200中传播,流体从前端的喷嘴211的流体喷射开口部212被喷射出。
在这里,由于喷嘴211的流体喷射开口部212的直径比出口流路511的直径小,因此,流体进一步被作为高压、高速的脉冲状液滴而喷射出。
另一方面,流体室501中,由于从入口流路503流入的流体量的减少与从出口流路511流出的流体的流出量的增加的相互作用,压力上升后立即成为负压状态。其结果,因泵700的压力和流体室501中的负压状态这二者,在经过规定时间后,入口流路503的流体以与压电元件401动作前相同的速度流向流体室501中的流动被恢复。
入口流路503中的流体的流动恢复之后,如果压电元件401伸展,则可以从喷嘴211继续喷射脉动流。
<气泡的排除>
接下来,对流体室501中的气泡的排除动作进行说明。
如上所述,入口流路503通过一边在流体室501的周围回旋一边接近流体室501的这种路径连通到流体室501。而且,出口流路511设置在流体室501的大致旋转体形状的旋转轴附近。
因此,从入口流路503流入流体室501的流体沿着内周侧壁508而在流体室501中回旋。然后,流体由于离心力而被推压到流体室501的内周侧壁501a侧,流体所含的气泡集中在流体室501的中心部,其结果,气泡被从出口流路511排出。
因此,即使由于压电元件401而在流体室501发生微小的容积变化,压力波动也不会因气泡受到阻碍,而能够获得足够的压力上升。
根据本实施方式,由于流体以规定的压力通过泵700被供给入口流路503,并且,即使在停止了脉动发生部100的驱动的状态下,流体也能被供给入口流路503和流体室501,因此,即便不进行启动注水(呼び水)动作,也能够开始初始动作。
而且,由于流体从比出口流路511的直径缩小的流体喷射开口部212喷出,因此,液压比出口流路511中增高,从而使得高速的流体喷射成为可能。
而且,由于流体喷射管200具有可将从流体室501流动的流体的脉动传递到流体喷射开口部212的刚性,因此,具有不会妨碍来自脉动发生部100的流体的压力传播,并可以喷射所需的脉动流这一效果。
而且,由于将入口流路503的惯性设定为比出口流路511的惯性大,因此,与从入口流路503流向流体室501的流体的流入量的减少程度相比,在出口流路511则会发生更大程度的流出量的增加,从而在流体喷射管200中可以进行脉冲状的流体吐出。因此,也可以不在入口流路503侧设置止回阀,这样既可以达到简化脉动发生部100的构造的效果,同时可以使内部的清洗变得容易,且可以排除起因于使用止回阀的对耐久性的担心。
另外,通过将入口流路503和出口流路511二者的惯性设定得足够大,如果急剧缩小流体室501的容积,则可以使流体室501中的压力急剧上升。
而且,通过采用使用作为容积改变单元的压电元件401和隔板400而发生脉动的构造,可以简化脉动发生部100的构造,并实现小型化。而且,可以将流体室501的容积变化的最大频率设定为1KHz以上的高频率,从而最适于高速脉动流的喷射。
而且,脉动发生部100通过利用入口流路503使流体室501中的流体发生回旋流,可以利用离心力将流体室501中的流体推向流体室501的外周方向,使回旋流的中心部,即,使流体所含的气泡集中在大致旋转体形状的轴附近,并从设置在大致旋转体形状的轴的附近的出口流路511排除气泡。由此,可以防止气泡滞留在流体室501中所导致的压力振幅的降低,并可以继续脉动发生部100的稳定的驱动。
而且,由于形成为使入口流路503通过一边沿流体室501的周围回旋一边接近流体室501这样的路径连通到流体室501,因此可以无需采用用于使流体在流体室501的内部旋转的专用的构造就能够发生回旋流。
而且,由于在流体室501的密封面505的外边缘部形成槽形的入口流路503,因此,可以无需增加部件数目就能形成作为回旋流发生部的入口流路503。
而且,通过在隔板400的上表面配备加固板410,隔板400将加固板410的开口部外周作为支点驱动,因此,难以发生应力集中,从而可以提高隔板400的耐久性。
另外,如果使加固板410与隔板400的接合面的角部圆化,则能够进一步缓和隔板400的应力集中。
而且,如果将加固板410和隔板400层叠并粘合为一体,则不仅可以提高脉动发生部100的组装性,还能具有加固隔板400的外边缘部的效果。
而且,由于在从泵700提供流体的入口侧的连接流路504与入口流路503的连接部设置有滞留流体的流体贮存部507,因此,可以抑制连接流路504的惯性对入口流路503的影响。
而且,由于在上壳体500与下壳体301的接合面上,在离开隔板400的外周方向的位置上配备有环状的密封圈450,因此,可以防止流体从流体室501的泄漏,并防止流体室501中的压力降低。
<流体容器760中的压力控制>
图7是进行压力控制时流体容器760中的压力变化的说明图。图7示出相对于时间t(横轴)的压力P(纵轴)。这里示出的压力P是由压力传感器722检测的流体容器760中的压力(以下,有时也将流体容器760中的压力简单地称为“压力P”)。而且,图7示出目标压力Pt、压力R1、比压力R1高的压力F1、比压力F1高且比目标压力高的压力F2、以及比压力F2高的压力R2。并且,从压力R1到压力R2的范围表示为粗略窗口。并且,从压力F1到压力F2的范围表示为精细窗口(ファインウインドウ)。
对本实施方式的流体喷射装置1的概要进行说明。流体喷射装置1的驱动控制部600控制来自脉动发生部100的流体喷射。并且,流体喷射装置1的泵控制部710控制流体容器760中的压力。
如果流体容器760中的压力P比压力R1高,且比压力R2低,则驱动控制部600接受来自脉动发生部启动开关(未图示)的喷射请求,使流体从脉动发生部100喷射。即,如果压力P在粗略窗口内,则流体被喷射。然而,即使在压力P比压力R1高且比压力R2低时,在后述的试喷射模式(相当于第二喷射模式)的情况下,作为例外,也进行流体的喷射。这时,泵控制部710不进行流体容器760的压力控制,而将一定量的流体从流体容器760送至脉动发生部100。
而且,如后所述,在压力调整控制中,在压力P为压力R1以下时,泵控制部710进行加压粗调整控制。并且,在压力P高于压力R1且为压力F1以下时,进行加压微调整控制。并且,在压力P高于压力F1且低于压力F2时(在精细窗口内时),不进行压力调整。此外,当压力P为压力F2以上时,进行减压微调整控制。另外,在泵控制部710进行压力调整控制时,驱动控制部600不进行从脉动发生部100的流体喷射。
下面,进行压力调整控制的说明。另外,在以下的说明中,通过压力传感器722进行流体容器760中的压力P的检测,通过泵控制部710进行对应于压力P的压力调整控制。
图8是压力调整控制的流程图。当脉动发生部启动开关未被按下时,每间隔20ms进行该压力调整控制。
泵控制部710判定流体容器760中的压力P是否高于压力F1且低于压力F2(S102)。并且,当压力P高于压力F1且低于压力F2时,结束压力调整控制。这样,通过在压力P高于压力F1且低于压力F2时不进行压力调整控制,可以避免因进行无用的压力控制而反倒使压力变化增大。
反之,在步骤S102中,当不满足压力P高于压力F1且低于压力F2这个条件时,泵控制部710对压力P是否在压力F2以上进行判定(S104)。并且,当压力P在压力F2以上时,进行减压微调整(S106)。
下面,对减压微调整控制进行说明。在本实施方式中,泵控制部710能够控制电机730使得滑块720以规定速度连续移动,并能够控制电机730使得滑块720进行微小距离移动。在使滑块720进行微小距离移动时,电机730被控制为以最小单位旋转。在减压微调整控制中,泵控制部710使滑块720向第二限位传感器744侧移动仅微小距离。这样一来,通过流体容器760中的压力,柱塞762向增加流体容纳部765中的体积的方向移动仅微小距离。通过这种方式,流体容器760中的压力仅以微小压力进行减压。
在步骤S104中,当压力P不在压力F2以上时,泵控制部710判定压力P是否高于压力R1且在压力F1以下(S108)。然后,当压力P高于压力R1且在压力F1以下时,进行加压微调整控制(S110)。
以下,对加压微调整控制进行说明。在加压微调整控制中,泵控制部710使滑块720向第一限位传感器741侧移动仅微小距离。这样一来,柱塞762向减少流体容器760的流体容纳部765中的体积的方向移动。通过这种方式,流体容器760中的压力仅以微小压力进行增压。
在步骤S108中,当压力P不满足高于压力R1且在压力F1以下这一条件时,泵控制部710进行加压粗调整控制(S112~S116)。在加压粗调整控制中,泵控制部710控制电机730,使得滑块720连续向第一限位传感器741侧移动。接下来,对压力P是否低于目标压力Pt进行判定(S114)。然后,当压力P低于目标压力Pt时,再次进行使滑块720向限位传感器741侧连续移动的控制。反之,在步骤S114,当压力P为目标压力Pt以上时,结束滑块720的移动。然后,结束压力调整控制。
当进行上述这样的压力调整控制时,首先,如图7所示,将进行加压粗调整控制。通过这种方式,压力P急剧上升至目标压力Pt附近。当压力P上升至目标压力时,则加压粗调整控制结束。然后,当压力P在压力F1到压力F2之间时,不进行特别的压力调整。
然后,由于垫片763的影响,压力P渐渐下降。当压力P降低至压力F1以下,则进行加压微调整控制。如上所述,由于加压微调整控制是使滑块720进行微小移动而微小增压的控制,因此,压力P的上升停留于超过或不超过目标压力Pt的程度。
由于压力P超过压力F1则压力控制停止,因此,由于垫片763的影响而使得压力P再次慢慢地下降。然后,和上述相同的方式进行加压微调整控制。通过重复这样的处理,压力P在目标压力Pt附近变得稳定。
进行上述这样的压力调整控制是基于如下原因。即,当压力P在压力R1以下时,由于其为不能适当地喷射流体的压力,因此,需要更快地将压力P升高至目标压力Pt左右。因此,当压力P在压力R1以下时,通过上述的加压粗调整控制快速地升高压力。
并且,当压力P高于压力R1且在压力F1以下时,压力已经升高至可喷射流体的程度。因此,只需增加垫片763吸收的微小压力份即可。因此,当压力P高于压力R1且在压力F1以下时,通过加压微调整控制对压力进行微调整。
并且,当压力P高于压力F1且低于压力F2时,压力P成为极其接近目标压力Pt的压力。此外,使包括以大摩擦力与注射器761接触的垫片763的流体容器760中的压力控制发生控制延迟,并在此进行调整压力P的控制时,则有时压力变化反而变得剧烈。因此,当压力P高于压力F1且低于压力F2时,停止压力控制。
通过这样做,能够将压力P快速提高至目标压力Pt,并且,一旦压力P被提高至目标压力Pt附近后,能够通过加压微调整控制将压力P维持在目标压力附近。而且,由于直到即将喷射流体之前都能够将压力P维持在目标压力Pt附近,因此,当存在流体的喷射请求时,就能够立即以适当的压力将流体送至脉动发生部100。
接下来,对喷射控制进行说明。
图9是喷射控制的流程图。
驱动控制部600判定脉动发生部启动开关(未图示)是否接通(ON)(S202)。脉动发生部启动开关是与驱动控制部600连接,通过接通脉动发生部启动开关而对驱动控制部600输出流体的喷射请求的例如脚踏开关等装置。在步骤S202中,当脉动发生部启动开关未接通时,驱动控制部600再次判定脉动发生部启动开关是否接通。由此,建立等待脉动发生部启动开关被接通的循环。
在步骤S202中,当脉动发生部启动开关接通时,驱动控制部600查询泵控制部710是否正在进行上述压力调整控制(S204)。当正在进行压力调整控制时,驱动控制部600判定是否发生了超时(S220)。该超时是从脉动发生部启动开关被接通到开始计数时经过了500ms的超时。
在未发生超时的情况下,驱动控制部600再次进行步骤S204的处理。反之,在发生了超时的情况下,则驱动控制部600将通知错误(S222)。作为错误通知的方法,可以将发生错误的内容显示在未图示的显示装置上,或者发出发生错误的意思的通知声音。
在步骤S204中,当判定为未进行压力调整控制时,驱动控制部600判定压力P是否高于压力R1且低于压力R2(S206)。在步骤S206中,当不满足压力P高于压力R1且低于压力R2这一条件时,驱动控制部600将判定是否为试喷射模式。
本实施方式的流体喷射装置1具有普通喷射模式(相当于第一喷射模式)和试喷射模式(相当于第二喷射模式)这两种喷射模式。而且,在普通模式下,只有当压力P高于压力R1且低于压力R2时允许流体喷射。另一方面,当设定为试喷射模式时,即使压力P不满足高于压力R1且低于压力R2这一条件,也允许流体喷射。
通过这种方式,在手术中,可以通过在普通模式下使用而以合适的压力喷射流体,另一方面,在流体喷射装置1的操作确认时,可以通过在试喷射模式下使用而进行流体喷射的操作确认。
虽然是普通模式和试喷射模式之间的切换的技术,但也可以由例如未图示出的开关切换。而且,也可以在切换上述喷射强度切换开关后,立即自动地切换至试喷射模式。而且,也可以在进行了上述脱气处理(喷射)后,立即自动地切换至试喷射模式。此外,也可以在进行了上述迸发(priming)后,立即自动地切换至试喷射模式。
而且,也可以根据压力P,自动地由喷射模式切换至试喷射模式。即,当压力P不满足高于压力R1且低于压力R2这一条件时,也可以自动地切换至试喷射模式。
在步骤S218中,当判定喷射模式不是试喷射模式时,执行上述步骤S220。
另一方面,在步骤S218中,当判定喷射模式是试喷射模式时,或者在步骤S206中,当判定压力P高于压力R1且低于压力R2时,驱动控制部600使泵控制部710打开夹管阀750(S208)。而且,在打开夹管阀750的几乎同时,使滑块720在推动柱塞762的方向上移动。
接下来,驱动控制部600判定脉动发生部启动开关是否继续处于接通状态(S212)。而且,当脉动发生部启动开关继续处于接通状态时,再次返回步骤S212。通过重复这样的循环,可以将流体送入脉动发生部100,从脉动发生部100喷射流体。
另外,在步骤S212的循环中,在喷射流体时,当喷射模式是试喷射模式时,由未图示的通知装置通知该内容。作为利用通知装置的通知方法,可以显示出试喷射模式的意思或发出规定的警报声。
在步骤S212中,当脉动发生部启动开关断开(OFF)时,驱动控制部600使泵控制部710停止滑块720的移动(S214)。并且,在几乎与此同时,驱动控制部600使泵控制部710关闭夹管阀750(S216)。由此,流体的喷射控制结束。
虽然通过这种方式,在喷射模式是普通模式时,可以控制泵700以使压力P接近目标压力Pt,但由于压力P若高于压力R1则接受流体的喷射请求,因此,可以缩短从接受流体的喷射请求起至喷射出流体为止的时间。
另一方面,在喷射模式是试喷射模式时,对泵700进行控制,使得压力P接近目标压力Pt,但由于即便在压力P较之压力R1更不接近目标压力Pt时也会接受喷射请求,因此,可以作为试喷射而喷射流体。
===其它实施方式===
上述实施方式中,对作为切开或切除生物体组织的手术用手术刀的流体喷射装置1进行了说明,但不仅限于此,也可以作为进行切断、洗净等操作的其它医疗器械应用。具体而言,上述流体喷射装置1也可以用于精细物体和构造物的洗净等。
而且,上述实施方式中利用压电元件喷射流体,也可以采用通过利用激光使压力室中的流体产生泡沫,从而使压力室中的流体强力喷射的激光发泡方式。并且,也可以采用通过利用加热器使压力室中的流体产生泡沫,从而使压力室中的流体强力喷射的加热器发泡方式。
而且,上述实施方式是喷射脉动流的方式,也可以是喷射连续流的方式。并且,当将流体容器760构成为容纳流体的输液袋时,可以按如下所述对加压粗调整控制、加压微调整控制、以及减压微调整控制进行控制。即,在加压粗调整控制中,使压缩机810连续运转而将空气压力输送至加压室800中。并且,在加压微调整控制中,使压缩机810进行微小时间运转而将空气压力输送至加压室800中。并且,在减压微调整控制中,使排气阀812打开仅微小时间而使压室800的压力微小减压。
上述的实施方式意在促进对本发明的理解,并非用于限定地解释本发明。当然,本发明在不脱离其宗旨的前提下可以进行变更、改良,同时本发明包括其等价物。
Claims (8)
1.一种流体喷射装置,其特征在于,具备:
流体喷射部,使流体喷射;
喷射控制部,控制来自所述流体喷射部的流体的喷射;
流体容器,容纳被供给所述流体喷射部的流体;以及
压力调整部,调整所述流体容器内的压力,以使比与所述流体容器内的压力相关的第一阈值更接近目标压力,
所述喷射控制部具有第一喷射模式和第二喷射模式作为喷射模式,在所述第一喷射模式下,如果所述流体容器内的压力比第二阈值更接近所述目标压力,该第二阈值比所述第一阈值距离所述目标压力更远,则接受所述流体的喷射请求,在所述第二喷射模式下,即使所述流体容器内的压力没有比所述第二阈值更接近所述目标压力,也接受所述喷射请求。
2.根据权利要求1所述的流体喷射装置,其特征在于,
所述流体喷射装置具备通知装置,所述通知装置通知在所述第二喷射模式下已接受所述喷射请求。
3.根据权利要求1或2所述的流体喷射装置,其特征在于,
所述流体喷射装置具备开关,所述开关进行所述第一喷射模式与所述第二喷射模式的切换。
4.根据权利要求1或2所述的流体喷射装置,其特征在于,
当所述流体容器内的压力没有比所述第二阈值更接近所述目标压力时,所述喷射模式切换至所述第二喷射模式。
5.根据权利要求1或2所述的流体喷射装置,其特征在于,
在进行了向所述流体喷射部的流体填充动作、所述流体喷射部的脱气动作、以及从所述流体喷射部的流体喷射强度变更动作中的至少任一个后,所述喷射模式切换至所述第二喷射模式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的流体喷射装置,其特征在于,
当所述流体容器内的压力比所述目标压力低时,
如果所述流体容器内的压力距离所述目标压力大于等于所述第二阈值,则所述压力调整部进行将所述流体容器内的体积减去第一量并增压的第一增压控制,
如果所述流体容器内的压力比所述第二阈值更接近所述目标压力、距离所述目标压力大于等于所述第一阈值,则所述压力调整部进行将所述流体容器内的体积减去比所述第一量少的第二量并增压的第二增压控制。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体喷射装置,其特征在于,
所述流体喷射装置具备:
连接流道,连接所述流体喷射部和所述流体容器并成为所述流体流动的流道;以及
开闭部,利用所述压力调整部的控制使所述连接流道开闭,
在所述喷射控制部接受了所述喷射请求时,所述压力调整部使所述开闭部打开所述连接流道,同时中断所述流体容器内的压力的调整。
8.根据权利要求7所述的流体喷射装置,其特征在于,
在所述流体喷射部接受了所述喷射请求时,所述压力调整部使所述开闭部打开所述连接流道,同时每次规定量地减少所述流体容器内的体积,将所述流体供给所述流体喷射部。
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