JP2004236734A - 薬液注入システム - Google Patents

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Abstract

【課題】薬液シリンジのピストン部材が保持されていない状態でピストン押圧部材が駆動される不具合などを防止できる薬液注入装置を提供する。
【解決手段】ピストン押圧部材１２６の前面に配置された保持検出手段１３０でピストン部材２０２の圧接を検出することなどで、ピストンフランジ２０４を係合爪１２７が保持したことを検出するので、ピストンフランジ２０４が保持されていない状態でピストン押圧部材１２６が駆動されることなどを防止できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薬液シリンジの薬液を薬液注入装置により被験者に注入する薬液注入システムに関し、特に、薬液注入装置で薬液シリンジのシリンダ部材とピストン部材とを別個に保持して相対移動させる薬液注入システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、被験者の透視画像である断層画像を撮像する透視撮像装置としては、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、等があり、被験者の透視画像である血管画像を撮像する医療装置としては、ＣＴアンギオ装置、ＭＲＡ（ＭＲ Ａｎｇｉｏ）装置、等がある。
【０００３】
上述のような装置を使用するとき、被験者に造影剤や生理食塩水などの薬液を注入することがあり、この注入を自動的に実行する薬液注入装置も実用化されている。このような薬液注入装置は、例えば、駆動モータやスライダ機構を有しており、薬液シリンジが着脱自在に装着される。
【０００４】
ここで、このような薬液注入装置の一従来例を図２２および図２３を参照して以下に説明する。まず、図２２に示すように、薬液シリンジ１０は、１個のシリンダ部材１１と１個のピストン部材１２からなり、シリンダ部材１２は、末端面に開口した１個の穴部１３が内部に形成されている。
【０００５】
シリンダ部材１１の先端面は閉塞されて中央に中空の導管部１４が形成されており、この導管部１４の先端まで穴部１３が連通している。このシリンダ部材１１の穴部１３にピストン部材１２がスライド自在に挿入されており、このシリンダ部材１１とピストン部材１２との末端外周には、シリンダフランジ１５とピストンフランジ１６とが各々形成されている。
【０００６】
薬液注入装置２０は、シリンダ保持機構である１個の注入ヘッド２１と２個のピストン駆動機構２２とを有しており、１個の注入ヘッド２１には、２個の薬液シリンジ１０のシリンダ部材１１を個々に保持する２個の凹部２３が形成されている。この２個の凹部２３の各々の後方に２個のピストン駆動機構２２が個々に配置されており、これらのピストン駆動機構２２は薬液シリンジ１０のピストン部材１２を保持してスライド移動させる。
【０００７】
より詳細には、図２３に示すように、ピストン駆動機構２２は、前後方向にスライド自在なスライドロッド２５を有しており、このスライドロッド２５の前端に、ピストン部材１２を前方に押圧するピストン押圧部材２６が一体に形成されている。
【０００８】
このピストン押圧部材２６には、開閉自在な一対の係合爪２７が左右両側に個々に装着されており、これらの係合爪２７がコイルスプリングなどの弾発機構により閉止方向に弾発的に付勢されている。これらの係合爪２７は先端が楔状に形成されているので、ピストン押圧部材２６がピストン部材１２に後方から圧接されると、ピストンフランジ１６の前面の左部と右部とに個々に係合する。
【０００９】
上述のような構成において、この従来例の薬液注入装置２０では、２個の薬液シリンジ１０から２種類の薬液を被験者に注入することができるので、例えば、ＣＴスキャナにより断層画像が撮像される被験者に造影剤を注入してから生理食塩水を注入するようなことができる。
【００１０】
その場合、薬液注入装置２０は初期状態ではピストン駆動機構２２を後端に配置しているので、その凹部２３に薬液シリンジ１０を装填してから薬液注入装置２０に注入開始を入力操作するとピストン駆動機構２２のピストン押圧部材２６が前進する。
【００１１】
前進するピストン押圧部材２６がピストン部材１２に後方から圧接されると、弾発的に閉止されている一対の係合爪２７がピストンフランジ１６に押圧されて徐々に開放される。さらにピストン押圧部材２６が前進すると一対の係合爪２７がピストンフランジ１６の両側に係合するので、これでピストン押圧部材２６にピストン部材１２が保持される。そのままピストン駆動機構２２によりピストン部材１２が押圧されるので、薬液シリンジ１０から被験者に薬液が注入されることになる。
【００１２】
この薬液注入装置２０では、上述のようにピストン押圧部材２６の係合爪２７でピストンフランジ１６が保持されるので、例えば、作業者が必要により所定操作を実行すると、ピストン押圧部材２６を後退させてピストン部材１２をシリンダ部材１１から引き出すこともできる。
【００１３】
なお、医療電気機器の安全性に関するＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）などの規格では、上述のような薬液注入装置２０のピストン押圧部材２６が薬液シリンジ１０のピストン部材１２を保持することが要求されている。
【００１４】
上述のような薬液注入装置は、本出願人などにより過去に発明されて出願されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００２−１１０９６号 （第２−３頁、第１１−１４図）
【特許文献２】
特開２００２−１０２３４３号 （第２−３頁、第８図）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の薬液注入装置２０では、薬液シリンジ１０のピストン部材１２をピストン押圧部材２６が押圧するとき、自動的に係合爪２７でピストンフランジ１６が保持される。しかし、上述の薬液注入装置２０では、ピストンフランジ１６が係合爪２７で保持されたかは、作業者が目視で確認する必要がある。
【００１７】
このため、作業者が確認を怠ると、ピストンフランジ１６が係合爪２７で保持されない状態で、ピストン部材１２をピストン押圧部材２６が押圧することがある。例えば、薬液シリンジ１０が適正な位置に装着されないと、ピストン部材１２とピストン押圧部材２６との中心位置が正確に一致しないため、係合爪２７の先端面がピストンフランジ１６の後面に当接し、係合爪２７がピストンフランジ１６を保持できないことがある。
【００１８】
また、上述の薬液注入装置２０では、薬液シリンジ１０のピストン部材１２をピストン押圧部材２６が押圧するときに係合爪２７でピストンフランジ１６が保持されるので、例えば、薬液シリンジ１０に薬液を放出させることなくピストンフランジ１６を係合爪２７に保持させることが困難である。
【００１９】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、薬液シリンジのピストン部材のピストンフランジが薬液注入装置のピストン押圧部材の係合爪で保持されたことを検出できる薬液注入システムを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液注入システムは、薬液シリンジと薬液注入装置とを有しており、薬液シリンジは、シリンダ部材とピストン部材とを有している。シリンダ部材は末端外周にシリンダフランジが形成されており、ピストン部材は末端外周にピストンフランジが形成されており、シリンダ部材にピストン部材がスライド自在に挿入されている。
【００２１】
薬液注入装置は、シリンダ保持機構、ピストン押圧部材、係合爪、保持検出手段、を有しており、薬液シリンジの少なくともシリンダフランジとピストンフランジとを別個に保持して相対移動させる。シリンダ保持機構は、シリンダ部材を長手方向が前後方向となるように保持し、ピストン押圧部材は、前後方向にスライド自在に支持されていてピストン部材を少なくとも前方に押圧する。一対の係合爪は、ピストン押圧部材に左右方向に開閉自在に装着されていてピストンフランジの前面の左部と右部とに個々に係合し、保持検出手段は、一対の係合爪でピストンフランジが保持されたことを検出する。このため、例えば、薬液注入装置は、薬液シリンジのピストン部材のピストンフランジがピストン押圧部材の係合爪で保持されたことを検出してから、薬液シリンジのシリンダフランジとピストンフランジとを相対移動させて注入動作や吸引動作を実行する。
【００２２】
なお、本発明で云う各種手段は、その機能を実現するように形成されていれば良く、例えば、所定の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコンピュータプログラムにより付与されたデータ処理装置、コンピュータプログラムによりデータ処理装置の内部に実現された所定の機能、これらの組み合わせ、等で良い。
【００２３】
また、本発明で云う各種手段は、個々に独立した存在である必要もなく、複数の手段が１個の装置として形成されていること、ある手段が他の手段の一部であること、ある手段の一部と他の手段の一部とが重複していること、等も可能である。
【００２４】
また、本発明では前後左右上下の方向を言及しているが、これは方向の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであり、本発明を実施する装置の製造時および使用時の方向を限定するものではない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
［実施の形態の構成］
本発明の実施の一形態を図１ないし図６を参照して以下に説明する。本実施の形態の薬液注入装置１００は、図３に示すように、スタンド１０２の上端に装置本体１０３が装着されており、装置本体１０３には、入力操作デバイスである操作パネル１０４とデータ表示デバイスである液晶ディスプレイ１０５とが搭載されている。
【００２６】
この装置本体１０３の側部にはアーム１０６が装着されており、このアーム１０６の上端にシリンダ保持機構である注入ヘッド１１０が装着されている。この注入ヘッド１１０は、図２に示すように、ヘッド本体１１１の上面にシリンジ保持機構として凹部１１２が１つだけ形成されており、これらの凹部１１２に薬液シリンジ２００のシリンダ部材２０１が着脱自在に保持される。
【００２７】
薬液シリンジ２００は、シリンダ部材２０１とピストン部材２０２からなり、シリンダ部材２０１にピストン部材２０２がスライド自在に挿入されている。シリンダ部材２０１の末端外周にはシリンダフランジ２０３が形成されており、ピストン部材２０２の末端外周にはピストンフランジ２０４が形成されている。
【００２８】
注入ヘッド１１０の凹部１１２の後方には、ピストン駆動機構１２０が配置されており、このピストン駆動機構１２０は、超音波モータなどの駆動モータ１２１を駆動源として、ネジ機構（図示せず）などによりスライドロッド１２２を前後方向にスライド移動させる。
【００２９】
ピストン駆動機構１２０は、図５に示すように、前端位置センサ１２３と後端位置センサ１２４も内蔵されており、スライドロッド１２２が可動範囲の前端に位置したことを前端位置センサ１２３で検知するとともに、後端に位置したことを後端位置センサ１２４で検知する。
【００３０】
図１に示すように、このスライドロッド１２２の前端にはピストン押圧部材１２６が一体に形成されており、このピストン押圧部材１２６には、開閉自在な一対の係合爪１２７が左右両側に個々に装着されている。これらの係合爪１２７は先端が楔状に形成されており、コイルスプリングなどの弾発機構により閉止方向に弾発的に付勢されている。
【００３１】
また、ピストン押圧部材１２６は、前方に突出したガイド部材１２８が下部に一体に形成されており、このガイド部材１２８は、前方から後方に微妙に集束した円錐状に上面が形成されている。このガイド部材１２８は、ピストン押圧部材１２６の前面に相対的に近接するピストンフランジ２０４の外周面に係合することにより、このピストンフランジ２０４をピストン押圧部材１２６に対して適正な位置にガイドする。
【００３２】
さらに、ピストン押圧部材１２６の前面には、円環形状の凹部１２９が形成されており、この凹部１２９に保持検出手段であるシートスイッチ１３０が装着されている。このシートスイッチ１３０は、シート基板１３１、スイッチシート１３２、ゴムカバー１３３、からなり、スイッチシート１３２には、４箇所にマイクロスイッチ１３５が形成されている。
【００３３】
これらのマイクロスイッチ１３５は、プリント配線（図示せず）で相互に結線されており、配線ケーブル１３６により、図５に示すように、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ（図示せず）などを介してプロセッサユニット１４０に接続されている。
【００３４】
本形態の薬液注入装置１００では、シートスイッチ１３０は、ピストン押圧部材１２６の前面にピストン部材２０２の後面が圧接されたことをマイクロスイッチ１３５で検出することにより、一対の係合爪１２７でピストンフランジ２０４が保持されたことを検出する。
【００３５】
このため、ピストンフランジ２０４の形状、係合爪１２７の形状、ピストン押圧部材１２６の形状、シートスイッチ１３０のストローク、などは、一対の係合爪１２７でピストンフランジ２０４が保持されたときにシートスイッチ１３０が圧接を検知するように調整されている。
【００３６】
また、ピストン駆動機構１２０には、例えば、ピストン押圧部材１２６とスライドロッド１２２との結合位置などにロードセル１３８が内蔵されており、このロードセル１３８によりピストン押圧部材１２６がピストン部材２０２を押圧する圧力を検出する。
【００３７】
本形態の薬液注入装置１００は、図５に示すように、プロセッサユニット１４０を有しており、このプロセッサユニット１４０が、操作パネル１０４、液晶ディスプレイ１０５、駆動モータ１２１、前端位置センサ１２３、後端位置センサ１２４、シートスイッチ１３０、ロードセル１３８、等に接続されている。
【００３８】
プロセッサユニット１４０は、いわゆるワンチップマイコンからなり、適切なコンピュータプログラムがファームウェアなどで実装されている。プロセッサユニット１４０は、上述のように実装されているコンピュータプログラムに対応して動作することにより、接続されている各部を統合制御する。
【００３９】
なお、本形態の薬液注入装置１００は、図４に示すように、透視撮像装置であるＣＴスキャナ３００の近傍に配置され、そのＣＴスキャナ３００で透視画像が撮像される被験者に薬液として造影剤を注入する。ＣＴスキャナ３００は、撮像ユニット３０１と制御ユニット３０２とを有しており、その制御ユニット３０２は本形態の薬液注入装置１００にもオンライン接続される。
【００４０】
［実施の形態の動作］
上述のような構成において、本形態の薬液注入装置１００を使用する場合、図４に示すように、作業者（図示せず）はＣＴスキャナ３００の撮像ユニット３０１の近傍に薬液注入装置１００を配置し、その撮像ユニット３０１に位置する被験者に延長チューブで薬液シリンジ２００を連結する（図示せず）。
【００４１】
そして、その薬液シリンジ２００のシリンダ部材２０１を注入ヘッド１１０の凹部１１２に保持させ、作業者が薬液注入装置１００に操作パネル１０４でピストン保持を入力操作する。薬液注入装置１００は、図６に示すように、初期状態ではピストン駆動機構１２０のピストン押圧部材１２６を後端位置センサ１２４で検知される後端に配置しており（ステップＳ１）、上述のようにピストン保持が入力操作されると（ステップＳ２）、駆動モータ１２１を駆動してピストン押圧部材１２６を前進させる（ステップＳ３）。
【００４２】
すると、この前進するピストン押圧部材１２６がピストン部材２０２に後方から圧接され、弾発的に閉止されている一対の係合爪１２７がピストンフランジ２０４に押圧されて徐々に開放される。さらにピストン押圧部材１２６が前進すると、一対の係合爪１２７がピストンフランジ２０４の両側に係合するので、これでピストン押圧部材１２６にピストン部材２０２が保持される。
【００４３】
なお、上述のようにピストン押圧部材１２６がピストン部材２０２に後方から圧接されるとき、ピストン部材２０２が適正でない位置に配置されていても、ガイド部材１２８がピストンフランジ２０４の外周面に係合するので、ピストンフランジ２０４は係合爪１２７で保持されるまでに適正な位置にガイドされる。
【００４４】
上述のようにピストンフランジ２０４が係合爪１２７で保持されると、ピストン部材２０２の後面がシートスイッチ１３０に圧接されるので、この圧接をシートスイッチ１３０が検出する（ステップＳ６）。すると、駆動モータ１２１の駆動が停止されるので（ステップＳ７）、薬液注入装置１００は、薬液シリンジ２００のピストン部材２０２のピストンフランジ２０４をピストン駆動機構１２０のピストン押圧部材１２６の係合爪１２７で保持した状態で待機することになる。
【００４５】
なお、上述のようにシートスイッチ１３０がピストン部材２０２の圧接を検知することなくピストン押圧部材１２６が前端まで移動したことを前端位置センサ１２３が検知すると（ステップＳ６，Ｓ４）、注入ヘッド１１０の凹部１１２に薬液シリンジ２００が装填されていないことになる。
【００４６】
このとき、薬液注入装置１００は、“シリンジを検出できませんでした。シリンジが適切に装着されているか確認して下さい。”などのガイダンスメッセージを液晶ディスプレイ１０５に表示出力するので（ステップＳ１２）、これで薬液シリンジ２００が装着されていないことが作業者に報知される。
【００４７】
また、前述のように係合爪１２７でピストンフランジ２０４を保持することなくピストン押圧部材１２６でピストン部材２０２が押圧されると、その圧力をロードセル１３８が検出することになる（ステップＳ５）。この場合、薬液シリンジ１００は、駆動モータ１２１の駆動を停止し（ステップＳ１１）、“ピストンを保持できませんでした。作業を最初からやり直してください。”などのガイダンスメッセージを液晶ディスプレイ１０５に表示出力するので（ステップＳ１２）、これでピストン保持に失敗したことが作業者に報知される。
【００４８】
そして、前述のように係合爪１２７でピストンフランジ２０４が保持されてピストン押圧部材１２６が停止されると（ステップＳ６，Ｓ７）、薬液注入装置１００は、“ピストンの保持を完了しました。××キーを押すと注入を開始します。”などのガイダンスメッセージを液晶ディスプレイ１０５に表示出力するので（ステップＳ８）、これでピストン保持を完了したことが作業者に報知される。
【００４９】
そこで、作業者が薬液注入装置１００に注入開始を操作パネル１０４で入力操作すると（ステップＳ９）、駆動モータ１２１の駆動が再開されてピストン押圧部材１２６が前進し、以下は従来と同様に被験者に薬液を注入する作業が実行される（ステップＳ１０）。
【００５０】
なお、この注入作業では、ロードセル１３８の検出圧力から薬液の注入圧力が常時算出され、その注入圧力が所定の許容範囲を逸脱したときも、駆動モータ１２１の駆動が停止されてエラーガイダンスが液晶ディスプレイ１０５に表示出力される。
【００５１】
また、薬液注入装置１００は、操作パネル１０４に吸引実行が入力操作されると、駆動モータ１２１の駆動を逆転させてピストン押圧部材１２６を後退させ、薬液シリンジ２００に外部の補給タンク（図示せず）などから薬液を吸引させることもできる。
【００５２】
［実施の形態の効果］
本形態の薬液注入装置１００は、薬液シリンジ２００のシリンダ部材２０１を注入ヘッド１１０で保持してピストン部材２０２をピストン押圧部材１２６で押圧するとき、ピストンフランジ２０４を係合爪１２７で保持したことをシートスイッチ１３０で検出するので、ピストンフランジ２０４が係合爪１２７で保持されていない状態でピストン押圧部材１２６がピストン部材２０２を押圧する不具合を防止することができる。
【００５３】
特に、本形態の薬液注入装置１００では、ピストン部材２０２をピストン押圧部材１２６で押圧するとき、そのピストン押圧部材１２６に作用する圧力をロードセル１３８でも監視する。そして、シートスイッチ１３０が押圧を検出することなくロードセル１３８が異常圧力を検出すると、ピストン押圧部材１２６の動作を停止するので、ピストンフランジ２０４が係合爪１２７で保持されていない状態でピストン押圧部材１２６がピストン部材２０２を押圧する不具合を、自動的に確実に防止することができる。
【００５４】
しかも、ピストンフランジ２０４が係合爪１２７で保持されたことを、ピストン押圧部材１２６の前面に配置したシートスイッチ１３０がピストン部材２０２の後面で押圧されることで検出するので、この検出を簡単な構造で良好に実現することができる。
【００５５】
なお、このような構造ではピストン部材２０２の後面がピストン押圧部材１２６の前面に適正に当接しないと、シートスイッチ１３０の検出精度が低下することになる。しかし、本形態の薬液注入装置１００では、ピストン押圧部材１２６のガイド部材１２８がピストンフランジ２０４を適正な位置に誘導するので、シートスイッチ１３０の検出精度を良好に確保することができる。
【００５６】
しかも、本形態の薬液注入システムでは、ピストンフランジ２０４を係合爪１２７で保持したことを検出するための機構が薬液注入装置１００で完結しているので、薬液シリンジ２００に特別の工夫を追加する必要がなく、既存の市販製品の薬液シリンジ２００を使用することができる。
【００５７】
［実施の形態の変形例］
本発明は上記形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では注入ヘッド１１０に薬液シリンジ２００が１個だけ装填される薬液注入装置１００を例示したが、一従来例として例示したように、複数の薬液シリンジ２００が装填される薬液注入装置（図示せず）も可能である。
【００５８】
また、上記形態では保持検出手段としてピストン押圧部材１２６の前面に配置したシートスイッチ１３０によりピストン部材２０２の圧接の有無を２値で検出することを例示したが、例えば、シートセンサ（図示せず）によりピストン部材２０２の圧接の圧力をアナログ検出することも可能である。
【００５９】
さらに、上記形態ではピストン押圧部材１２６の前面に保持検出手段として専用のシートスイッチ１３０を配置することを例示したが、図７に例示するように、ピストン押圧部材４０１の前面に保持検出手段として市販のスイッチデバイス４０２やセンサデバイス（図示せず）を装着することも可能である。
【００６０】
このようなスイッチデバイス４０２は、図８に示すように、部材支持手段となるスイッチ本体４０３、変位検出部材４０４、部材付勢手段であるコイルスプリング４０５、後退検出手段である一対の電極端子４０６，４０７、等を有しており、ピストン部材２０２の後面が圧接される変位検出部材４０４が、スイッチ本体４０３で前後方向に変位自在に支持されており、コイルスプリング４０５で前方に付勢されている。
【００６１】
一対の電極端子４０６，４０７は離反した状態で前後方向に対向しており、変位検出部材４０４は前方の電極端子４０６に対向する凸部４０８が後面に形成されている。このため、変位検出部材４０４が所定位置まで後退すると、その凸部４０８に押圧されることで電極端子４０６，４０７が短絡する。上述のようなスイッチデバイス４０２をピストン押圧部材４０１に装着した薬液注入装置（図示せず）では、ピストンフランジ２０４が係合爪１２７で保持されたことを市販部品を使用した簡単な構造で検出することができる。
【００６２】
また、上記形態ではピストンフランジ２０４を適切な位置にガイドするため、ピストン押圧部材１２６の下部から前方に突出したガイド部材１２８を形成しておくことを例示したが、例えば、ピストン部材の後面とピストン押圧部材の前面とに相互に係合する凹凸を形成しておくことも可能である。
【００６３】
さらに、このような凹凸構造とスイッチデバイス４０２とを組み合わせることにより、図９に示すように、ピストン部材２１１の後面中央に凸部２１２を形成しておき、ピストン押圧部材４１１の前面中央に凹部４１２を形成しておき、この凹部４１２にスイッチデバイス４０２を配置することも可能である。
【００６４】
この場合、ピストン押圧部材４１１に対してピストン部材２１１を適正な位置にガイドすることができ、このガイドのための構造を利用してスイッチデバイス４０２を確実に作動させることができる。なお、ピストン押圧部材４１１に対してピストン部材２１１を適正な位置にガイドするためには、上述の凸部２１２および凹部４１２は円錐状のテーパ形状とすることが好適である。
【００６５】
また、図１０（ａ）に示すように、ピストン部材２２１の後面中央に凹部２２２を形成しておき、ピストン押圧部材４２１の前面中央に凸部としてスイッチデバイス４０２を配置することも可能であり、図１０（ｂ）に示すように、ピストン押圧部材４２２の前面中央に変位検出部材４０４が凸部となるようにスイッチデバイス４０２を装着することも可能である。
【００６６】
さらに、保持検出手段として図８に例示したスイッチデバイス４０２では、離反している一対の電極端子４０６，４０７を後退検出手段として変位検出部材４０４の後退により短絡させる構造を例示したが、その内部構造は各種に変形可能である。
【００６７】
例えば、図１１に例示するスイッチデバイス４３１では、後退検出手段としてスイッチ本体４０３に装着された一対の電極端子４３２，４３３が弾発的に短絡しており、これが後退する変位検出部材４０４の凸部４０８の突入より離反される。
【００６８】
また、図１２に例示するスイッチデバイス４９１では、後退検出手段としてスイッチ本体４９２の前部後面に装着された一対の電極端子４９３，４９４に、導電性の変位検出部材４９５が短絡しており、この変位検出部材４９５が後退すると一対の電極端子４９３，４９４から離反する。
【００６９】
また、図１３に例示するスイッチデバイス４４１では、変位検出部材４４２の後面に導電部材４４３が装着されており、左右や上下に離反している一対の電極端子４４４，４４５が、後退する変位検出手段４４２の導電部材４４３により短絡される。
【００７０】
さらに、図１４に例示するスイッチデバイス４５１では、変位検出部材４５２の後面に反射板４５３が装着されており、スイッチ本体４０３に波動測距手段として装着されている光学測距素子４５４が、反射板４５３までの距離を波動である可視光線や赤外線などの光線で光学測量する。
【００７１】
なお、変位検出部材４５２の後面が反射面として良好な特性を発生するならば、上述の反射板４５３は省略可能である。また、上述の光学測距素子４５４を波動測距手段である超音波測距素子に置換し、変位検出部材４５２までの距離を波動である超音波で測量させることも可能である。
【００７２】
また、図１５に例示するスイッチデバイス４６１では、レーザ光線などのコリメートなビーム光を所定角度に出射する発光素子４６２と、ビーム光が所定角度で入射される受光素子４６３と、がスイッチ本体４０３に装着されており、変位検出部材４５２が所定位置まで後退したときに、発光素子４６２から出射されて反射板４５３で反射されたビーム光が受光素子４６３に入射する。
【００７３】
さらに、図１６に例示するスイッチデバイス４７１では、スイッチ本体４０３に装着された発光素子４７２と受光素子４７３とが対向しており、発光素子４７２から出射されて受光素子４７３に入射するビーム光を、後退する変位検出部材４０４の凸部４０８が遮断する。
【００７４】
また、図１７に例示するスイッチデバイス４８１では、変位検出部材４８２の後面にマグネット４８３が装着されており、このマグネット４８３を検出するホール素子４８４がスイッチ本体４０３に装着されている。なお、上述した各種のスイッチデバイスでは、例えば、スイッチ本体４０３に凸部４０８が形成されていて変位検出部材４０４に電極端子４０６，４０７が装着されているなど、変位検出部材に位置する構成要素とスイッチ本体に位置する構成要素とを反対とすることも可能である。
【００７５】
上述した各種のスイッチデバイスは、何れも変位検出部材が所定位置まで後退したことを検出できるので、特別な工夫のない既存の薬液シリンジ２００のピストン部材２０２が圧接されたことを検出できる。しかし、上述した各種のスイッチデバイスの内部構造を、薬液シリンジ２００のピストン部材２０２とピストン押圧部材１２６とに展開することも可能である。
【００７６】
例えば、図８に例示したスイッチデバイス４０２の凸部４０８をピストン部材２０２の後面に形成するとともに、電極端子４０６，４０７をピストン押圧部材１２６の前面に配置することも可能であり、図１１の電極端子４３２，４３３をピストン押圧部材１２６の前面に配置することも可能である。
【００７７】
また、図１３の導電部材４４３をピストン部材２０２の後面に形成するとともに、電極端子４４４，４４５をピストン押圧部材１２６の前面に配置することも可能である。図１４の反射板４５３をピストン部材２０２の後面に形成するとともに、光学測距素子４５４または図１５の発光／受光素子４６２，４６３をピストン押圧部材１２６の前面に配置することも可能である。
【００７８】
図１６の凸部４０８をピストン部材２０２の後面に形成するとともに、発光／受光素子４７２，４７３をピストン押圧部材１２６の前面に配置することも可能である。図１７のマグネット４８３をピストン部材２０２の後面に形成するとともに、ホール素子４８４をピストン押圧部材１２６の前面に配置することも可能である。
【００７９】
さらに、上述した電極端子４４４，４４５などをピストン押圧部材１２６の前面に露出させておくことに弊害がある場合には、図９に例示したように、ピストン押圧部材１２６の凹部４１２の内部に電極端子４４４，４４５などを配置することが好適である。
【００８０】
また、上記形態では保持検出手段として専用のハードウェアであるシートスイッチ１３０をピストン押圧部材１２６の前面に配置することを例示したが、既存のハードウェアを変更することなくソフトウェアの変更で保持検出手段を実現することも不可能ではない。
【００８１】
例えば、薬液注入装置１００は、前述のように注入薬液の異常圧力を検出するため、図１８に示すように、ピストン押圧部材１２６とスライドロッド１２２との連結位置などにロードセル１３８が内蔵されている。ピストン押圧部材１２６の前進により係合爪１２７がピストンフランジ２０４に当接してから保持するときもロードセル１３８の検出圧力は変化するので、この圧力変化から係合爪１２７がピストンフランジ２０４を保持したことを検出することは可能である。
【００８２】
なお、この場合は検出精度を向上させるため、係合爪１２７がピストンフランジ２０４に当接してから保持するまでの圧力の変化パターンをデータ登録しておき、ロードセル１３８が検出する圧力の変化をパターン認識することで、係合爪１２７がピストンフランジ２０４を保持したことを検出することが好適である。
【００８３】
また、上述のロードセル１３８の検出圧力の変化パターンを経時グラフとして液晶ディスプレイ１０５にリアルタイムに表示出力することで、係合爪１２７がピストンフランジ２０４を保持したことを作業者に目視でも確認させることも可能である。
【００８４】
なお、薬液の注入時にも、上述のような圧力表示を実行すれば、異常圧力の発生過程なども作業者に確認させることが可能である。さらに、このような圧力表示を実行する専用の小型のディスプレイパネル（図示せず）を注入ヘッド１１０に並設することで、より操作性を向上させることも可能である。
【００８５】
また、上記形態では係合爪１２７がピストンフランジ２０４を保持したことを検出するため、保持検出手段であるシートスイッチ１３０でピストン押圧部材１２６の前面にピストン部材２０２の後面が圧接されたことを検出することを例示した。
【００８６】
しかし、図１９に例示するピストン押圧部材５０１のように、両側部の外面に保持検出手段として一対のスイッチデバイス５０２を配置し、これらのスイッチデバイス５０２で一対の係合爪１２７が閉止された初期位置から両側に開放されて閉止されたことを検出することでも、係合爪１２７がピストンフランジ２０４を保持したことを検出することが可能である。
【００８７】
さらに、この場合の検出精度を向上させるため、例えば、スイッチデバイス５０２が係合爪１２７の開閉のみを２値で検出するならば、係合爪１２７の開放から閉止までの時間をデータ登録しておき、スイッチデバイス５０２の検出時間と比較することが好適である。
【００８８】
なお、上述のスイッチデバイス５０２としても、前述したシートスイッチ１３０や各種のスイッチデバイス４０２等の構造を適用することが可能であり、例えば、上述のスイッチデバイス５０２をアナログ検出のセンサデバイス（図示せず）に換装することも可能である。
【００８９】
この場合、係合爪１２７の開閉動作をアナログ検出できるので、例えば、係合爪１２７の開閉量の変化パターンをデータ登録しておくことで、一対の係合爪１２７が閉止された初期位置から両側に開放されて閉止されたことを、パターン認識により確実に検出することが可能である。
【００９０】
また、図２０に例示するように、多数のシート状のタッチスイッチをテープ状に連設したスイッチデバイス５１１を保持検出手段としてピストン押圧部材１２６の両側に配置し、そのスイッチデバイス５１１で係合爪１２７の開閉を検出することも可能である。
【００９１】
この場合、スイッチデバイス５１１は、その長手方向の何れの位置でも押圧を検出できるので、ピストン押圧部材１２６がピストン部材２０２を保持する位置が前後しても、これを良好に検出することが可能である。しかも、可動機構であるピストン押圧部材１２６に保持検出手段を増設する必要がないので、その構造が簡単で生産性が良好である。なお、このようなスイッチデバイス５１１としては、株式会社東京センサの“テープスイッチ（登録商標）”などがある。
【００９２】
さらに、図２１に例示するように、開放された一対の係合爪１２７で遮断される位置に光線を個々に出射する位置に一対の発光素子５２１を配置するとともに、係合爪１２７で遮断されていないときの光線を個々に検出する位置に一対の受光素子５２２を配置することでも、係合爪１２７の開閉を検出することが可能である。
【００９３】
この場合も、ピストン押圧部材１２６がピストン部材２０２を保持する位置が前後しても、これを良好に検出することができ、可動機構であるピストン押圧部材１２６に保持検出手段を増設する必要がないので、その構造が簡単で生産性が良好である。
【００９４】
さらに、上述した複数種類の保持検出手段を組み合わせることで、係合爪１２７でピストンフランジ２０４が保持されたことを検出する精度を向上させることも可能である。例えば、ロードセル１３８で圧力変化を検出するとともに、スイッチデバイス５０２で係合爪１２７の開閉を検出すれば、その検出タイミングが整合しているかまで判定することで、係合爪１２７でピストンフランジ２０４が保持されたことを良好な精度で検出できる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明の薬液注入システムでは、薬液シリンジのシリンダ部材をシリンダ保持機構で保持してピストン部材をピストン押圧部材で押圧する薬液注入装置が、ピストンフランジを係合爪で保持したことを検出できるので、例えば、ピストンフランジが係合爪で保持されていない状態でピストン押圧部材が駆動される不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の薬液注入装置のピストン押圧部材の部分を示す斜視図である。
【図２】薬液注入装置の注入ヘッドに薬液シリンジを装着する状態を示す斜視図である。
【図３】薬液注入装置の外観を示す斜視図である。
【図４】透視画像装置であるＣＴスキャナの外観を示す斜視図である。
【図５】薬液注入装置の回路構造を示すブロック図である。
【図６】薬液注入装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図８】第１の変形例の保持検出手段であるスイッチデバイスの内部構造を示す横断平面図である。
【図９】第２の変形例のスイッチデバイスの内部構造を示す横断平面図である。
【図１０】第３および第４の変形例のスイッチデバイスの内部構造を示す横断平面図である。
【図１１】第４の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図１２】第５の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図１３】第６の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図１４】第７の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図１５】第８の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図１６】第９の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図１７】第１０の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図１８】第１１の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図１９】第１２の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図２０】第１３の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図２１】第１４の変形例のピストン押圧部材の部分を示す横断平面図である。
【図２２】一従来例の薬液注入装置にに薬液シリンジを装着する状態を示す斜視図である。
【図２３】ピストン押圧部材の部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００ 薬液注入装置
１１２ シリンダ保持機構である凹部
１２６，４０１，５０１ ピストン押圧部材
１２７ 係合爪
１２８ ガイド部材
１３０ 保持検出手段であるシートスイッチ
１３８ ロードセル
２００ 薬液シリンジ
２０１ シリンダ部材
２０２ ピストン部材
２１２ 凹凸である凸部
２２２ 凹凸である凹部
３００ 透視撮像装置であるＣＴスキャナ
４０２，４３１，４４１，４５１， 保持検出手段であり凸部ともなるスイッチデバイス
４０３ 部材支持手段となるスイッチ本体
４０４，４４２，４５２，４８２ 凸部ともなる変位検出部材
４０５ 部材付勢手段であるコイルスプリング
４０６，４０７，４３２，４３３，４４４，４４５ 後退検出手段である電極端子
４０８ 凸部
４１２ 凹凸である凹部
４４３ 導電部材
４５３ 反射板
４５４ 後退検出手段である光学測距素子
４６２，４７２，５２１ 発光素子
４６３，４７３，５２２ 受光素子
４８３ マグネット
４８４ 後退検出手段であるホール素子
５０２，５１１ 保持検出手段であるスイッチデバイス

Claims (30)

  1. シリンダフランジが末端外周に形成されているシリンダ部材にピストンフランジが末端外周に形成されているピストン部材がスライド自在に挿入されている薬液シリンジと、この薬液シリンジの少なくとも前記シリンダフランジと前記ピストンフランジとを別個に保持して相対移動させる薬液注入装置と、を有している薬液注入システムであって、
    前記薬液注入装置が、前記シリンダ部材を長手方向が前後方向となるように保持するシリンダ保持機構と、前後方向にスライド自在に支持されていて前記ピストン部材を少なくとも前方に押圧するピストン押圧部材と、このピストン押圧部材に左右方向に開閉自在に装着されていて前記ピストンフランジの前面の左部と右部とに個々に係合する一対の係合爪と、これら一対の係合爪で前記ピストンフランジが保持されたことを検出する保持検出手段と、を有している薬液注入システム。
  2. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、前記ピストン押圧部材の前面に前記ピストン部材の後面が圧接されたことを検出する請求項１に記載の薬液注入システム。
  3. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、
    前記ピストン部材の後面が圧接される変位検出部材と、
    この変位検出部材を前後方向に変位自在に支持している部材支持手段と、
    前記変位検出部材を前方に付勢している部材付勢手段と、
    前記変位検出部材が所定位置まで後退したことを検出する後退検出手段と、
    を有している請求項２に記載の薬液注入システム。
  4. 前記薬液シリンジのピストン部材の後面中央に凹部が形成されており、
    この凹部に前記保持検出手段の少なくとも前記変位検出部材が係合する請求項３に記載の薬液注入システム。
  5. 前記薬液シリンジのピストン部材の後面中央に凸部が形成されており、
    この凸部が係合する凹部が前記ピストン押圧部材の前面中央に形成されており、
    前記凹部に前記保持検出手段が配置されている請求項３に記載の薬液注入システム。
  6. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、前記ピストン部材の後面までの距離を波動により測量する波動測距素子と、測量された距離が所定範囲を満足したことを検出する保持判定手段と、を有している請求項２に記載の薬液注入システム。
  7. 前記波動測距手段が、前記距離を超音波で測量する超音波測距素子からなる請求項６に記載の薬液注入システム。
  8. 前記波動測距手段が、前記距離を光学測量する光学測距素子からなる請求項６に記載の薬液注入システム。
  9. 前記薬液シリンジのピストン部材の後面が反射面からなり、
    前記薬液注入装置の保持検出手段は、前記反射面に所定角度で光線を出射する発光素子と、所定位置の前記反射面で反射された光線を検出する受光素子と、を有している請求項２に記載の薬液注入システム。
  10. 前記薬液シリンジのピストン部材の後面に凸部が形成されており、
    前記薬液注入装置の保持検出手段は、前記凸部で遮断される位置に光線を出射する発光素子と、前記凸部で遮断されていないときの前記光線を検出する受光素子と、を有している請求項２に記載の薬液注入システム。
  11. 前記薬液シリンジのピストン部材の後面にマグネットが装着されており、
    前記薬液注入装置の保持検出手段は、前記マグネットを検出するホール素子からなる請求項２に記載の薬液注入システム。
  12. 前記薬液シリンジのピストン部材の後面に凸部が形成されており、
    前記薬液注入装置の保持検出手段は、弾発的に短絡していて前記凸部の突入により離反される一対の電極端子を有している請求項２に記載の薬液注入システム。
  13. 前記薬液シリンジのピストン部材の後面に導電部材が装着されており、
    前記薬液注入装置の保持検出手段は、離反していて前記導電部材で短絡される一対の電極端子を有している請求項２に記載の薬液注入システム。
  14. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、前記ピストン押圧部材の前面に前記ピストン部材の後面が圧接される圧力を検出するロードセルと、検出される前記圧力の変化から前記係合爪で前記ピストンフランジが保持されたことを判定する保持判定手段と、を有している請求項２に記載の薬液注入システム。
  15. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、一対の前記係合爪が閉止された初期位置から両側に開放されて閉止されたことを検出する請求項１に記載の薬液注入システム。
  16. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、前記ピストン押圧部材の外面に位置して一対の前記係合爪の内面による圧接を個々に検出する請求項１５に記載の薬液注入システム。
  17. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、前記ピストン押圧部材の外側に位置して開放された一対の前記係合爪による押圧を個々に検出する請求項１５に記載の薬液注入システム。
  18. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、多数のシート状のタッチスイッチを連設したテープ状に形成されている請求項１７に記載の薬液注入システム。
  19. 前記薬液注入装置の保持検出手段は、開放された一対の前記係合爪で遮断される位置に光線を個々に出射する一対の発光素子と、前記係合爪で遮断されていないときの前記光線を個々に検出する一対の受光素子と、を有している請求項１５に記載の薬液注入システム。
  20. 前記薬液シリンジのピストン部材の後面と前記薬液注入装置のピストン押圧部材の前面とに相互に係合する凹凸が形成されている請求項１ないし１９の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  21. 前記ピストンフランジの外周面に係合するガイド部材が前記ピストン押圧部材の前記係合爪とは相違する位置から前方に突出している請求項１ないし２０の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  22. シリンダフランジが末端外周に形成されているシリンダ部材にピストンフランジが末端外周に形成されているピストン部材がスライド自在に挿入されている薬液シリンジの少なくとも前記シリンダフランジと前記ピストンフランジとを別個に保持して相対移動させる薬液注入装置であって、
    前記シリンダ部材を長手方向が前後方向となるように保持するシリンダ保持機構と、
    前後方向にスライド自在に支持されていて前記ピストン部材を少なくとも前方に押圧するピストン押圧部材と、
    このピストン押圧部材に左右方向に開閉自在に装着されていて前記ピストンフランジの前面の左部と右部とに個々に係合する一対の係合爪と、
    これら一対の係合爪で前記ピストンフランジが保持されたことを検出する保持検出手段と、を有している薬液注入装置。
  23. 前記保持検出手段は、前記ピストン押圧部材の前面に前記ピストン部材の後面が圧接されたことを検出する請求項２２に記載の薬液注入装置。
  24. 前記保持検出手段は、一対の前記係合爪が閉止された初期位置から両側に開放されて閉止されたことを検出する請求項２２に記載の薬液注入装置。
  25. 請求項４に記載の薬液注入システムの薬液シリンジであって、
    前記ピストン部材の後面中央に凹部が形成されている薬液シリンジ。
  26. 請求項５，１０，１２に記載の薬液注入システムの薬液シリンジであって、
    前記ピストン部材の後面中央に凸部が形成されている薬液シリンジ。
  27. 請求項２０に記載の薬液注入システムの薬液シリンジであって、
    前記ピストン部材の後面に凹凸が形成されている薬液シリンジ。
  28. 請求項９に記載の薬液注入システムの薬液シリンジであって、
    前記ピストン部材の後面が反射面からなる薬液シリンジ。
  29. 請求項１１に記載の薬液注入システムの薬液シリンジであって、
    前記ピストン部材の後面にマグネットが装着されている薬液シリンジ。
  30. 請求項１３に記載の薬液注入システムの薬液シリンジであって、
    前記ピストン部材の後面に導電部材が装着されている薬液シリンジ。
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