JP2015054030A - 液体噴射装置、液体噴射方法および医療機器 - Google Patents

液体噴射装置、液体噴射方法および医療機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2015054030A
JP2015054030A JP2013188270A JP2013188270A JP2015054030A JP 2015054030 A JP2015054030 A JP 2015054030A JP 2013188270 A JP2013188270 A JP 2013188270A JP 2013188270 A JP2013188270 A JP 2013188270A JP 2015054030 A JP2015054030 A JP 2015054030A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
liquid ejecting
drive signal
speed
ejecting apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2013188270A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015054030A5 (ja
Inventor
和見 内田
Kazumi Uchida
和見 内田
博一 関野
Hiroichi Sekino
博一 関野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2013188270A priority Critical patent/JP2015054030A/ja
Priority to CN201410454269.7A priority patent/CN104417057A/zh
Priority to US14/483,338 priority patent/US20150073452A1/en
Publication of JP2015054030A publication Critical patent/JP2015054030A/ja
Publication of JP2015054030A5 publication Critical patent/JP2015054030A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32Surgical cutting instruments
    • A61B17/3203Fluid jet cutting instruments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/02Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery
    • B05B12/06Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling time, or sequence, of delivery for effecting pulsating flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B9/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B05B9/04Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
    • B05B9/08Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type
    • B05B9/085Apparatus to be carried on or by a person, e.g. of knapsack type with a liquid pump
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00075Motion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00137Details of operation mode
    • A61B2017/00154Details of operation mode pulsed
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00199Electrical control of surgical instruments with a console, e.g. a control panel with a display
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00367Details of actuation of instruments, e.g. relations between pushing buttons, or the like, and activation of the tool, working tip, or the like
    • A61B2017/00398Details of actuation of instruments, e.g. relations between pushing buttons, or the like, and activation of the tool, working tip, or the like using powered actuators, e.g. stepper motors, solenoids
    • A61B2017/00402Piezo electric actuators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00973Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets pedal-operated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

【課題】液体噴射装置において、噴射口の移動速度と液体の噴射の状態とをより適切に設定する。【解決手段】液体室に液体を供給し、駆動信号に従い、前記液体室内の圧力を変動させ、前記液体室内の前記圧力の変動により、前記液体室の液体を、噴射管先端の噴射口から噴射させる。このとき、噴射口の移動速度の変化分と、噴射口から噴射される液体の状態の変動に関与するパラメーター(駆動信号)の変更分との関係を設定し、設定された関係に従い、噴射口の相対速度に応じて、パラメーターを変更する。【選択図】図1

Description

本発明は、液体の噴射に関する。
医療機器として用いられる液体噴射装置において、噴射口から噴射される液体の持つエネルギーを制御する技術が知られている(例えば、特許文献1)。噴射口からの液体の噴射には、連続的に噴射を行なう連続タイプと間歇的に噴射を行なう間歇タイプとがある。何れの場合でも、噴射のスピードや液量などのパラメーターを制御することにより、医療機器としての切除能力など、その能力を調整することができる。
最近では、医療機器として用いられる液体噴射装置において、噴射口の加速度を測定し、その加速度に基づき液体噴射のモードを選択する手法も提案されている(例えば特許文献2)。
特開2010−51896号公報 特開2012−143374号公報
こうした液体噴射装置は、液体という媒体を用いて対象に所定の作用を及ぼすことができ、広範囲な利用が可能となる優れたものである。また、噴射口の移動速度に応じて特定の噴射モードに切り換えるものでは、医療機器としての高い安全性も確保されている。発明者等は、かかる装置の使用の態様を検討し、更に使用しやすい構成を見い出した。この他、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。発明者等は、こうした課題についても解決を試みた。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
(適用例1)本発明の第1の態様として、液体を噴射する液体噴射装置が提供される。この液体噴射装置は、駆動信号が入力され、該駆動信号に応じて、内蔵する液体室内の液体の圧力を変動させて、噴射口から前記液体を噴射させる液体噴射機構を備える。液体噴射装置は、前記液体噴射機構の移動速度に応じて前記駆動信号が変更され、前記移動速度の変化分と前記駆動信号の変更分との関連付けが設定可能であるものとして良い。
この液体噴射装置によれば、移動速度の変化分と駆動信号の変更分との関係を設定することができる。液体噴射装置は、設定された関係を用いて、液体噴射機構の移動速度に応じて前記駆動信号が変更される。この結果、所定の関係で液体の噴射を行なうことが容易に実現できる。
(適用例2)こうした液体噴射装置において、設定値の指示を受け付けるユーザインタフェースと、前記移動速度の変化分と前記駆動信号の変更分との関係を、前記ユーザインタフェースにより指示された設定値に応じて設定する設定部と、を備えるものとしても良い。
かかる液体噴射装置によれば、ユーザインタフェースを介して指示された設定値により、移動速度の変化分と駆動信号の変更分との関係を設定することができ、使用者が所望の関係を容易に実現することができる。
(適用例3)こうした液体噴射装置において、前記移動速度の変化分と前記駆動信号の変更分との関係を、複数記憶する記憶部と、前記移動速度の変化分と前記駆動信号の変更分との関係を、前記記憶部から選択された一の関係に設定する設定部と、を備えるものとしても良い。
かかる液体噴射装置によれば、複数の関係を予め記憶しておき、この中から選択した一の関係を設定するので、所望の関係を容易に実現することができる。
(適用例4)こうした液体噴射装置において、前記駆動信号は、前記駆動信号の周波数、前記駆動信号の電圧、のうちの少なくとも1つを含むものとしても良い。
かかる液体噴射装置では、駆動信号の周波数や駆動信号の電圧、といった容易に制御可能な要素を用いるので、液体の噴射状態の制御を容易に行なうことができる。なお、駆動信号を変更するのは、噴射口から噴射される液体の状態を変更するためであり、かかる変更を実現できるパラメーターの変更分との関係を設定できるのであれば、駆動信号の駆動周波数や駆動信号の電圧以外のパラメーターを用いてもよい。例えば、液体室への液体の供給量、液体室の代表容積などを用いて、噴射口からの液体の噴射の状態を変更するものとしても良い。
(適用例5)こうした液体噴射装置において、前記変更部は、前記移動速度が第1の速度の場合、前記駆動信号を第1の値に決定し、前記移動速度が前記第1の速度よりも速い第2の速度の場合、前記駆動信号を、前記噴射される液体による仕事率が前記第1の値よる仕事率よりも高い第2の値に決定するものとしても良い。
かかる液体噴射装置によれば、移動速度が高くなると仕事率を高めるので、単位距離(あるいは単位時間)あたりの仕事量の違いが抑制される。
(適用例6)こうした液体噴射装置において、前記設定部は、前記移動速度の前記第1の速度に対する前記第2の速度の増分と、前記駆動信号の前記第1の値に対する前記第2の値の増分との関係を設定するものとしても良い。
かかる液体噴射装置によれば、移動速度の増分と駆動信号の増分との関係を設定するので、両者がどのような関係にあるかを容易に理解することができる。
(適用例7)こうした液体噴射装置において、前記設定部は、前記値の増分と前記移動速度の増分との比である増分比を1未満に設定する第1のモードと、前記増分比を1に設定する第2のモードと、前記増分比を1よりも大きくする第3のモードとの中から何れか1つを、ユーザーインターフェースにより入力された情報に従い設定するものとしても良い。
かかる液体噴射装置によれば、3つのモードから一つを、ユーザインタフェースにより簡易に選択できるので、所望の関係を簡易に選択することができる。
(適用例8)こうした液体噴射装置において、前記液体室に液体を供給する液体供給部を備え、前記駆動信号の変更に応じて、前記液体供給部による前記液体室への液体の供給流量を調整するものとしても良い。
液体噴射装置では、上記駆動信号を変更すると、液体室に供給すべき液体の量が変化することがある。このため、駆動信号の変更に応じて液体室への液体の供給流量を調整することで、過不足のない液体供給が可能となる。
(適用例9)本発明の他の態様として、医療機器が提供される。この医療機器は、前記液体室に液体を供給する液体供給部を備え、前記液体供給部は、医療用の液体を前記液体室に供給するものとしてよい。この医療機器は、液体噴射装置の噴射口の移動速度と駆動信号との関係を適切に設定して、医療に用いることができる。
(適用例10)こうした医療機器において、前記液体噴射装置は、前記液体に脈動を付与して液体の噴射を行なうものとしてもよい。液体に脈動を付与した場合、切開や切除の能力をより適切なものとすることが可能となる。
(適用例11)本発明の他の態様として、液体噴射機構と変更部とを備えた液体噴射装置が提供される。液体噴射機構は、駆動信号が入力され、該駆動信号に応じて、内蔵する液体室内の液体の圧力を変動させて、噴射口から前記液体を噴射させるものとして良い。また、変更部は、前記液体噴射機構の移動速度に応じて、前記噴射口から噴射される前記液体の状態の変動に関与するパラメーターを変更するものとして良い。この液体噴射装置は、前記移動速度と、前記移動速度に対応する前記パラメーターとの関連付けが設定可能である。
かかる液体噴射装置によれば、移動速度の変化分とパラメーターの変更分との関係を設定することができる。液体噴射装置は、液体噴射機構の移動速度に応じて、設定された関係を用いて、液体噴射機構の移動速度に応じて前記パラメーターが変更される。この結果、予め設定した関係で液体の噴射を行なうことが容易に実現できる。
(適用例12)本発明の他の態様として、液体噴射方法が提供される。この液体噴射方法は、液体室に液体を供給し、駆動信号に従い、前記液体室内の圧力を変動させ、前記液体室内の前記圧力の変動により、前記液体室の液体を、噴射管先端の噴射口から噴射させるものである。この液体噴射方法において、前記噴射口の移動速度の変化分と、前記噴射口から噴射される前記液体の状態の変動に関与するパラメーターの変更分との関係を設定し、前記設定された関係に従い、前記移動速度に応じて、前記パラメーターを変更するものとしても良い。
かかる液体噴射方法によれば、移動速度の変化分と液体の状態の変動に関与するパラメーターの変更分との関係を設定部により設定することができる。液体噴射装置は、噴射口の移動速度に応じて、噴射口から噴射される液体の状態を変更するのに、設定された関係を用いる。この結果、予め設定した関係で液体の噴射を行なうことが容易に実現できる。
(その他の適用例)上記の液体噴射装置において、前記液体噴射機構への信号を出力するためのハードウエアを収容した筐体と、前記筐体に設けられ、前記関連付けの変更を指示する操作部とを備えるものとしても良い。かかる液体噴射装置では、操作部と液体噴射機構への信号を出力するハードウェアを収容した筐体とを一体にできるので、装置の取り扱いを容易にすることができる。
あるいは、上記の液体噴射装置において、前記液体の噴射の指示を受け、該指示を前記液体噴射機構に出力させるペダルと、前記ペダルの近傍に設けられ、前記関連付けの設定を選択する操作部とを備えるものとしても良い。この液体噴射装置では、ペダルにより噴射の指示を行なうことができ、更に設定の選択もペダルの近傍で行なうことができるので、使い勝手に優れる。
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、液体噴射装置の製造方法や液体噴射装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
液体噴射装置(医療機器)の概略構成図。 液体噴射機構の内部構造図。 制御部の外観を例示する説明図。 制御部の内部構成を示すブロック図。 駆動波形を示すグラフ。 噴射処理を示すフローチャート(第1実施形態)。 噴射口速度Sと駆動周波数Fとの関係を、設定値aをパラメーターとして示すグラフ。 設定値aを設定するための20msec割込ルーチンを示すフローチャート。 プリセットスイッチの設定値を変更するメモリスイッチ割込ルーチンを示すフローチャート。 第2実施形態におけるフットスイッチの外観を示す斜視図。 左右(上下)方向の速度Sと駆動周波数Fとの関係を例示する説明図。 速度Sと駆動周波数F(またはピーク電圧E)との他の関係を例示する説明図。
A.第1実施形態:
(A1)全体構成:
実施形態1を説明する。図1は、液体噴射装置10の構成を示す。液体噴射装置10は、医療機関において利用される医療機器であり、患部に対して液体を噴射することによって、患部を切開または切除する機能を有する。
液体噴射装置10は、液体噴射機構(ハンドピース)20と、液体供給機構50と、吸引装置60と、制御部70と、液体容器80とを備えている。液体供給機構50及び液体容器80は、接続チューブ51によって互いに接続されている。液体供給機構50及び液体噴射機構20は、液体供給流路52によって互いに接続されている。接続チューブ51及び液体供給流路52は、樹脂によって形成されている。接続チューブ51及び液体供給流路52は、樹脂以外(例えば金属)の材料によって形成されてもよい。
液体容器80は、生理食塩水を貯留する。生理食塩水に代えて、純水や薬液であってもよい。液体供給機構50は、内蔵したポンプの駆動によって、接続チューブ51を介して液体容器80から吸引した液体を、液体供給流路52を介して液体噴射機構20に供給する。
液体噴射機構20は、液体噴射装置10の使用者が手に持って操作する器具である。液体噴射機構20は、内蔵する脈動発生部30によって液体を間欠的に噴射することができる。使用者は、間欠的に噴射される液体を患部に当てることによって、患部の切開または切除を行う。脈動発生のメカニズムと、液体噴射機構20から液体を噴射する制御との詳細については後述する。
制御部70は、操作部77と表示部78とを備える。制御部70は、制御ケーブル71を介して液体供給機構50に、信号ケーブル72を介して液体噴射機構20に、それぞれ接続され、更にフットスイッチ75にも接続されている。制御部70は、制御ケーブル71を介して液体供給機構50を制御でき、脈動発生部30に供給される液体の流量を制御する。他方、制御部70は、信号ケーブル72を介して、液体噴射機構20に内蔵された脈動発生部30に駆動信号を送信可能である。使用者がフットスイッチ75をオンにすると、制御部70は、液体供給機構50を制御して、脈動発生部30への液体の供給を実行させるとともに、脈動発生部30に駆動信号を送信して、脈動発生部30に供給された液体の圧力に脈動を発生させる。制御部70の内部構成や、操作部77等を用いた処理については後で詳述する。
吸引装置60は、噴射口58周辺の液体や切除物を吸引するためのものである。吸引装置60及び液体噴射機構20は、吸引流路62によって互いに接続されている。吸引装置60は、吸引装置60を動作させるためのスイッチがオンの間、吸引流路62の内部を常時、吸引する。吸引流路62は、液体噴射機構20内を貫通して、噴射管55の先端近傍において開口する。
吸引流路62は、液体噴射機構20の先端から延び出た噴射管55に覆い被さる。このため、図1のA矢視図に示すように、噴射管55の壁および吸引流路62の壁は、略同心の円筒を形成する。噴射管55の外壁と吸引流路62の内壁との間には、吸引流路62の先端である吸引口64から吸引された吸引物が流れる流路が形成される。吸引物は、吸引流路62を介して吸引装置60に吸引される。なお、この吸引は、図2を用いて後述する吸引調整機構65によって調整される。
(A2)液体噴射機構の内部構成:
図2は、液体噴射機構20の内部構造を示す。液体噴射機構20は、脈動発生部30と、入口流路40と、出口流路41と、接続チューブ54と、加速度センサー69とを内蔵すると共に、吸引力調整機構65を備える。
脈動発生部30は、液体供給機構50から液体供給流路52を介して液体噴射機構20に供給された液体の圧力に脈動を発生させる。圧力の脈動が発生した液体は、噴射管55に供給される。噴射管55に供給された液体は、噴射口58から間欠的に噴射される。噴射管55は、ステンレスによって形成されている。噴射管55は、真鍮等の他の金属や強化プラスチックなど、所定以上の剛性を有する他の材料によって形成されてもよい。
脈動発生部30は、図2下部の拡大図に示されるように、第1ケース31、第2ケース32、第3ケース33、ボルト34、圧電素子35、補強板36、ダイアフラム37、パッキン38、入口流路40及び出口流路41を備える。第1ケース31は筒状部材である。第1ケース31は、一方の端部に第2ケース32が接合され、他方の端部に第3ケース33がボルト34で固定されることによって、全体が密閉されている。第1ケース31の内部に形成される空間に、圧電素子35が配置されている。
圧電素子35は、積層型圧電素子である。圧電素子35の一端は、補強板36を介してダイアフラム37に固着している。圧電素子35の他端は、第3ケース33に固着している。ダイアフラム37は、金属薄膜によって作製されている。ダイアフラム37の周縁部は、第1ケース31に固着し、且つ第1ケース31と第2ケース32とに挟み込まれる。ダイアフラム37と第2ケース32との間には、液体室39が形成される。
圧電素子35には、制御部70から信号ケーブル72を介して駆動信号が入力される。信号ケーブル72は、液体噴射機構20の後端部22から挿入される。信号ケーブル72は、2本の電極線74と、1本の加速度センサー用信号線76とを収容する。電極線74は、脈動発生部30内の圧電素子35に接続される。圧電素子35は、制御部70から送信された駆動信号に基づいて伸縮する。液体室39の容積は、圧電素子35の伸縮によって変動する。
第2ケース32には、液体が流入する入口流路40が接続される。入口流路40は、U字状に曲げられ、液体噴射機構20の後端部22に向かって延びる。入口流路40には、液体供給流路52が接続されている。液体供給機構50から供給された液体は、液体供給流路52を介して液体室39に供給される。
圧電素子35が所定の駆動周波数で伸縮すると、ダイアフラム37が振動する。ダイアフラム37が振動すると、液体室39の容積が変動し、液体室内の液体の圧力が脈動する。加圧された液体は、液体室39に接続された出口流路41から流出する。
出口流路41には、金属製の接続チューブ54を介して噴射管55が接続されている。出口流路41に流出した液体は、接続チューブ54、噴射管55を通って噴射口58から噴射する。
吸引力調整機構65は、吸引流路62が吸引口64から液体等を吸引する力を調整するためのものである。吸引力調整機構65は、操作部66と孔67とを備える。孔67は、吸引流路62と操作部66とを繋ぐ貫通孔である。使用者が液体噴射機構20を把持した手の指で孔67を開閉すると、その開閉度合いによって、孔67を介して吸引流路62内に流入する空気の量が調整され、延いては吸引口64の吸引力が調整される。吸引力の調整は、吸引装置60による制御によって実現してもよい。
液体噴射機構20は、加速度センサー69を備える。加速度センサー69は、ピエゾ抵抗型3軸加速度センサーである。この3軸は、図2に示されるXYZの各軸である。X軸は、孔67の貫通方向と平行であり、上向きが正の向きである。Z軸は、噴射管55の長軸方向と平行であり、液体が噴射される向きを負の向きとする。Y軸は、X軸およびZ軸を基準に、右手系によって定義される。
加速度センサー69は、図2に示されるように、液体噴射機構20の先端部24付近に配置される。測定結果は、加速度センサー用信号線76を介して制御部70に入力される。したがって、制御部70は、加速度センサー69からの信号を解析することで、液体噴射機構20が左右方向に(y軸方向)の何れの向きに、どの速度で移動しているか、あるいは液体噴射機構20が上下方向(x軸方向)の何れの向きに、どの速度で移動しているか、といったことを、検出することができる。なお、本実施形態では、1つの加速度センサー69からの信号により、噴射口58の動きを求めているが、加速度センサーを複数個設け、その出力を用いて演算すれば、更に精度良く、噴射口58の動きを検出することができる。
(A3)制御部の構成と働き:
制御部70は、上記のように、加速度センサー69を用いて噴射口58の移動速度をこの他、種々の設定なども行なっている。制御部70の外観と内部構成について説明する。図3は、本実施形態における制御部70の全面パネルの様子を示す説明図である。図示するように、制御部70は、操作部77や表示部78の他、電源スイッチ79を備える。また、操作部77には、後述する設定値aを直接指定する回転式の設定器91、切換スイッチ92、3つのプリセットスイッチ95,96,97、プリセットスイッチに設定値を記憶させるメモリスイッチ94等を備えている。プリセットスイッチ95ないし97は択一的なONとなる機構を備えており、常にいずれか1つのスイッチがオン状態となっている。図3では、プリセットスイッチ96がON(黒塗り状態)となっている。表示部78は、液晶表示パネルであり、各種テキストおよび画像(主にグラフ)を表示可能である。
図4に、この制御部70の内部構成を示した。制御部70は、全ての制御を司るCPU101、フラッシュROM(F・ROM)102、RAM103、スイッチインタフェース(スイッチI/F)107、表示制御部108、制御インタフェース(制御I/F)110を備える。F・ROM102は、CPU101の処理プログラムや設定値aのプリセット値などを不揮発的に記憶する書き換え可能なメモリである。また、RAM103は、CPU101がプログラムを実行する際のワーキングエリアを提供する。スイッチI/F107は、操作部77からの信号を入力するインタフェースである。また、表示制御部108は、表示部78に接続され、表示部78の表示をコントロールする専用のコントローラである。更に、制御I/F110は、液体噴射機構20,液体供給機構50,フットスイッチ75と接続され、各部と信号をやり取りするためのインタフェースを提供する。これらの各部は、バスにより相互に接続される。
制御部70は、CPU101の制御のもとで、液体供給機構50や液体噴射機構20の脈動発生部30などを制御し、噴射口58からの液体の噴射を制御する。液体の噴射制御には、噴射口58から噴射する液体の大きさや液体の強さ(単位時間当たりのエネルギー)などが含まれる。噴射される液体の大きさや噴射強さは、制御部70から圧電素子35に、電極線74を介して出力される駆動信号を調整することにより変更される。図5は、圧電素子35に入力される駆動信号の波形(以下「駆動波形」という)を示すグラフである。縦軸は電圧を、横軸は時間を示す。駆動波形は、サインカーブの組み合わせによって記述される。駆動波形における駆動信号の周波数(あるいはピーク電圧等)は、後述する噴射処理によって変化する。この駆動波形に応じて、液体噴射機構20の噴射口58から噴射される液体は脈動する。図5に示した駆動波形の1周期に対応する液体の挙動(脈動)を、以下の説明では、1パルスとも呼ぶ。1パルスでは、噴射口58から噴射される液体が、完全な液滴となって独立することもあるが、サテライトを引き連れて噴射されることもあり、噴射口58からの液体の流れとしてはほぼ連続している場合もある。なお、液体の噴射には、液体の吐出や液滴の射出などの概念も含まれる。
こうした1パルス当たりで考えると、単純化して言えば、駆動信号のピーク電圧(強度とも言う)が高くなると圧電素子35の最大変形量が大きくなり、液体室39の体積の収縮量、即ち1パルス当たりの噴射量が増大する。駆動信号の立ち上がり時間が短くなると、圧電素子35の変形は素早く生じることになり、パルス毎に噴射される液体のスピードが高まる。この結果、間欠的に噴射される液体の1パルス当たりのエネルギーは増大する。他方、駆動信号の周波数(以下、駆動周波数という)が高くなると、単位時間当たりに噴射されるパルス数(脈動の数)が増加する。結果的に、単位時間当たりに、噴射される液体のエネルギーの総量は増大する。
次に、制御部70の処理について詳しく説明する。最初に、液体噴射機構20から噴射される液体の強さ(単位時間当たりのエネルギー)を制御する処理について説明し、後で、設定値aを設定する処理について説明する。
図6は、制御部70が実行する噴射処理を示すフローチャートである。噴射処理は、フットスイッチ75が踏まれている間、制御部70によって繰り返し実行される。初めに、噴射口58の速度Sを算出する(ステップS200)。ここでいう速度Sとは、XY平面における速度の絶対値のことである。つまり、Z軸方向の速度を無視した速度の絶対値である。速度Sは、加速度センサー69によって測定される3軸の加速度に基づき算出する。
速度Sは、患部の切除深さに影響するパラメーターとして算出される。患部の各局所領域に対して単位時間当たりに作用する切除能力は、噴射口58と患部との相対速度に影響されるからである。本実施形態においては、患部は静止しているという仮定に基づき、速度Sを患部と噴射口58との移動速度として取り扱う。なお、患部が呼吸等により移動していることを考慮して、速度Sを噴射口58と患部との相対速度として取り扱っても良い。
続いて、設定値aを読み込む処理を行なう(ステップS210)。設定値aは、操作部77を操作することにより設定される値であり、本実施形態では、0.5〜2.0の範囲で設定される。設定値aの設定の手法については、後で詳しく説明するが、ここでは、操作部77のプリセットスイッチ95ないし97の状態に基づいて設定されるものとする。図3に示した状態、即ちプリセットスイッチ96が押し込まれた状態であれば、設定値aは値1.0に設定される。プリセットスイッチ95が押されていれば値0.5に、プリセットスイッチ97がおされていれば値2.0に、それぞれ設定される。
こうして速度Sと設定値aが定められると、次に速度Sに基づき、圧電素子35の駆動周波数を決定する(ステップS220)。駆動周波数Fは、次式(1)により決定される。
F=a・N・S …(1)
ここでaは、上述した設定値であり、Nは、予め定められた定数である。式(1)は、速度Sが大きくなれば、駆動周波数Fが、a・Nに比例して大きくなることを示している。ここで設定値aは、プリセットスイッチ95ないし97の状態によって、0.5、1.0、2.0のうちのいずれかに設定される。噴射口58の速度Sと駆動周波数Fとの関係を、設定値aをパラメーターとして示したのが図7である。図において、実線Jは設定値aが値1.0の場合の関係を、二点鎖線Cは設定値aが値0.5の場合の関係を、破線Bは設定値aが値2.0の場合の関係を、それぞれ示している。
図示するように、設定値aのよらず、速度Sが大きくなれば、駆動周波数Fも大きな値に決定される。但し、設定値aが値0.5であれば、速度Sの増分ΔSに対する駆動周波数Fの増分ΔFは、設定値aが値1.0の時と比べて小さく(1/2)、設定値aが値2.0であれば、速度Sの増分ΔSに対する駆動周波数Fの増分ΔFは、設定値aが値1.0の場合と比べて大きい(2倍)。この結果、施術時の噴射口58の速度の使用範囲SLないしSHにおいて、噴射口58の速度Sによって駆動周波数Fを決定する際、プリセットスイッチ95ないし97の状態により、その増分の割合(ΔF/ΔS)が設定される。
駆動周波数Fは、単位時間当たりに噴射される液体のパルス数に対応しているので、速度Sが大きくなったとき、駆動周波数Fをそのままとすれば、施術部の単位長さに付与される液体のエネルギーは低下する。いわば、液体噴射機構20による切開または切除の能力は低下する。これに対して、式(1)のように速度Sに対して駆動周波数Fを比例して増加すれば、施術部の単位長さに付与される液体のエネルギーは、その分、高められる。本実施形態では、設定値aを値1.0とした場合には、施術部の単位長さ当たりのエネルギーは一定に保たれる。設定値aを値0.5とした場合には、噴射口58の速度Sの増加により、施術部の単位長さ当たりのエネルギーを一定するのに必要な周波数の増加分は、1/2に抑制される。他方、設定値aを値2.0とした場合には、噴射口58の速度Sの増加により、施術部の単位長さ当たりのエネルギーを一定するのに必要な周波数の増加分は、2倍に増加される。
このため、設定値aが値1.0の場合には、噴射口58の速度Sに寄らず、切開または切除の能力はほぼ一定に保たれる。これに対して、値2.0の場合には、液体噴射機構20を速く動かしているときには単位長さ当たりのエネルギーを大きくするので、切開または切除をより高速に行なうことができる。他方、液体噴射機構20をゆっくり動かしているときには単位長さ当たりのエネルギーを小さくするので、切開または切除の能力は鈍くなり、一層慎重な施術が可能となる。設定値aを値0.5とした場合には、液体噴射機構20を速く動かしているときには単位長さ当たりのエネルギーを小さくするので、高速移動に伴って慮外の深さまで切開または切除してしまうという可能性を回避できる。他方、液体噴射機構20をゆっくり動かしているときには単位長さ当たりのエネルギーを大きくするので、切開または切除の能力は高くなり、確実な動きでの広範囲(深い所まで)の施術が可能となる。これらは、液体噴射機構20の動きに対する切開・切除能力の関係であり、何れが正しいと言うより、使用者の好みや使用対象の特性などにより、望ましい関係が異なるものである。本実施形態では、これを、プリセットスイッチ95ないし97の状態により自由に設定することができる。
こうして速度Sにより駆動周波数Fを決定した後、次に駆動周波数Fに基づき、供給流量を決定し(ステップS230)、決定した駆動周波数および供給流量を実現するよう、制御を実行する(ステップS240)。供給流量とは、液体供給機構50によって供給される液体の体積流量のことである。駆動周波数が大きくなれば、単位時間当たりに噴射される液体の量も変化するので、これに合せて、必要流量を僅かに上回る量の液体が液体供給機構50から液体噴射機構20に供給されるようにしている。
以上説明した実施形態では、プリセットスイッチ95ないし97の状態により設定された設定値aの値により、速度Sに対する駆動周波数Fの増分を3の状態のうちの1つに設定した。この設定値aの設定の手法について、以下、説明する。
(A4)設定値aの設定:
図8は、制御部70が20msec毎に実行する割込処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理は、制御部70の電源スイッチ79がONとされ、初期設定や初期検査のプログラムが実行された後、CPU101が内蔵するタイマを用いて、20msec毎に実行される。図8に示した処理が開始されると、まず操作部77の切換スイッチ92がどちらの側に切り替えられているかを判断する(ステップS100)。切換スイッチ92が、プリセットスイッチ側に切り替えられていると判断すると、CPU101はプリセットスイッチ95ないし97の状態に応じて、設定値aを設定する処理を行なう(ステップS110)。具体的には、3つのプリセットスイッチ95ないし97のいずれが押し込まれているかを判断し、プリセットスイッチ95が押されていれば、このスイッチに予め設定された値を設定値aに設定する。デフォルトでは、値0.5が設定されているので、デフォルトの場合は、設定値aに値0.5をセットする。図3に示した例では、プリセットスイッチ96が押されているので、この場合には、プリセットスイッチ96に予め設定された値が設定値aにセットされる。プリセットスイッチ96にデフォルトで割り当てられた値は1.0である。同様に、プリセットスイッチ97が押されていれば、プリセットスイッチ97に予め設定された値が設定値aにセットされる。プリセットスイッチ97にデフォルトで割り当てられた値は2.0である。
他方、ステップS100において、切換スイッチ92が、設定器91側に切り替えられていると判断すると、CPU101は、続いて、設定器91の値VRを読み込む(ステップS120)。そして読み込んだ値VRに応じて設定値aを設定する処理を行なう(ステップS130)。設定器91の値VRは、0〜100の範囲で、つまみの位置により変更される。設定器91の値VRに対して設定値aをどのように設定するかは任意であり、関数によって設定しても良いし、予めテーブルを用意し、テーブルを参照することで設定するものとしても良い。関数としては、例えば、
a=0.5+VR×0.015
とすれば、VRが値0〜100に変化すると、設定値aは、プリセットスイッチ95ないし97による設定の範囲(0.5から2.0)と同じ範囲内で設定されることになる。もとより、
a=0.1+VR×0.05
とすれば、VRが値0〜100に変化すると、設定値aは、0.1〜5.1の間で設定されることになり、プリセットスイッチ95ないし97による設定の範囲より広い範囲で設定可能となる。設定器91により設定値aをどのように設定するかは、使用者毎の好みの範囲のバラツキなどを想定して決めれば良い。
ステップS130において設定器91の値VRに応じて設定値aを設定した後、あるいはステップS110でプリセットスイッチの状態に応じて設定値aを設定した後、設定された設定値aに応じた特性を表示部78に表示し(ステップS140)、「RTN」に抜けて、この割込ルーチンを終了する。表示部78への表示は、設定された設定値aにより、噴射口58の移動速度Sと噴射口58から噴射される液体の強さとの関係を表示するものである。既に説明した図7の関係が表示部78に表示される。
プリセットスイッチ95ないし97は、上記の通り、デフォルトでは、値0.1、1.0、2.0の値がそれぞれ設定されているが、本実施形態では、このプリセット値を変更することができる。この処理を図9に示した。図9は、操作部77に設けられたメモリスイッチ94が奏された際に開始される割込ルーチンを示している。この処理が開始されると、CPU101は、まず本実施形態の液体噴射装置10が動作中であるか否かを判断する(ステップS160)。動作中とは、フットスイッチ75が操作されて、液体噴射機構20から液体の噴射が行なわれてることを意味する。動作中であると判断すると、次に、現在の設定値aを読み取る処理を行なう(ステップS170)。設定値aは、プリセットスイッチ95ないし97に設定されたデフォルト値であるか、もしくは設定器91の値VRにより設定された値のいずれかである。
そこで、読み取った設定値aを現在ONになっているプリセットスイッチ95ないし97に設定する(ステップS180)。この処理により、現在の設定値aが、プリセットスイッチ95ないし97のデフォルト値であれば、その値がそのままプリセットスイッチ95ないし97に設定され、設定器91により設定された値であれば、その値が、現在ONになっているプリセットスイッチ95ないし97に設定される。例えば、切換スイッチ92が設定器側に切り替えられており、使用者が設定器91を操作して、自らの好みの設定値aに設定した施術を行なっているときに、メモリスイッチ94を操作すると、その時の設定値aが、現在ONになっているプリセットスイッチ95ないし97に設定されるのである。
メモリスイッチ94がONとされて図9の割込ルーチンが起動された時に、液体噴射装置10が動作中でなければ(ステップS160:「NO」)、各プリセットスイッチ95ないし97の設定値を初期値に戻す処理を行なう(ステップS190)。既に説明した値、0.5、1.0、2.0に設定するのである。こうすることで、各プリセットスイッチ95ないし97の設定を、デフォルト状態に容易に戻すことができる。以上の処理の後、「RTN」に抜けて、本割込ルーチンを終了する。
(A5)第1実施形態の作用効果:
以上説明した第1実施形態によれば、次の作用効果を奏する。
(1)液体噴射機構20の噴射口58の速度Sに対して、駆動周波数Fを比例関係で増減するので、速度Sが変化しても、単位長さ当たりのエネルギーの変化は何れの場合も抑制され、安定な施術が可能となる。
(2)速度Sの増分ΔSに対する駆動周波数Fの増分ΔFは、プリセットスイッチ95ないし97のそれぞれに設定された3種類の中から選択でき、使用者の好みや施術の対象の違いなどに柔軟に対応することができる。
(3)設定器91により設定値aを自由に設定することができ、使用者の好みに応じた設定値aによる速度Sの増分ΔSと駆動周波数Fの増分ΔFとの関係を設定することができる。
(4)しかもこの設定値aを、プリセットスイッチ95ないし97に容易に設定して、簡単に呼び出すことができる。
(5)プリセットスイッチ95ないし97に設定した設定値を簡易にデフォルト値に戻すことができる。
(6)図7に示したように、こうした速度Sの増分ΔSに対する駆動周波数Fの増分ΔFとの関係を、施術範囲SLないしSHで実現でき、この範囲以外では、液体のバルス的な噴出を行なわせない、という制御も可能である。
B.第2実施形態:
次に第2実施形態について説明する。第2実施形態の液体噴射装置10は、第1実施形態と、フットスイッチ75の構成を覗いて他のハードウェア構成は同一である。第2実施形態では、フットスイッチ75に、通常の噴射のON・OFFを指示するペダル310の他に、設定値の切換スイッチ315が設けられている。この切換スイッチ315は、モメンタリーオンタイプのスイッチであり、使用者が切換スイッチ315を押す度に、制御部70に割込要求が出力される。割込要求を受けた制御部70は、切換スイッチ315が操作される度に、設定値aを、プリセットスイッチ95ないし97に設定された3つの値のうちで、順繰りに設定する。つまり、切換スイッチ315が操作される度に、設定値aは、
[1]プリセットスイッチ95に設定された値(デフォルトは0.5)
[2]プリセットスイッチ96に設定された値(デフォルトは1.0)
[3]プリセットスイッチ97に設定された値(デフォルトは2.0)
という順に切り換わり、更に操作されると、[1]からまた順に切り換わる。切り替えられた設定値aは、制御部70の表示部78にその都度表示されることは、第1実施例と同様である。
上記のように構成された第2実施形態の液体噴射装置10によれば、使用者が使い慣れたフットスイッチ75に設けられた切換スイッチ315を踏む、という単純な操作で、設定値aを切り替えて、所望のモードで、液体噴射機構20を用いることができる。したがって、第1実施形態の効果と同様の効果を奏する上、使用者自らが制御部70のプリセットスイッチ95ないし97を操作しなくても済み、使用者にとって操作が簡単であるというメリットが得られる。
C.変形例:
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々なる態様で実施できることはもちろんである。以下は、こうした変形例の一部を例示する。
(C1)変形例1:
上記実施形態では、速度Sに対して駆動周波数Fを変更した。液体噴射装置10による切開や切除の強さは、駆動周波数のみならず、駆動信号のピーク電圧や、立ち上がり時間、あるいは液体室への液体の供給量などによっても制御可能である。したがって、駆動周波数Fを一定に保ったまま、図7に示した関係を、ピーク電圧Eに対して適用し、速度Sに対してピーク電圧Eを変更するものとし、その関係を設定値aに応じて決定するものとしても良い。
あるいは、駆動周波数Fやピーク電圧Eを一定に保ったまま、図7に示した関係を、駆動信号の立ち上がり時間に対して適用し、速度Sに対して立ち上がり時間を変更するものとし、その関係を設定値aに応じて決定するものとしても良い。なお、立ち上がり時間は、短いほど、切開や切除の力は強くなる。
もとより、これら駆動周波数、ピーク電圧、駆動信号の立ち上がり時間、液体室への液体の供給量と言ったパラメーターは、その一つを、速度Sに応じて変更するのではなく、複数のパラメーターを同時に、あるいは速度Sの範囲で連続して、変更する構成を採用することも可能である。このとき、図7の関係を、同時に複数のパラメーターに適用して調整しても良いし、例えばまず駆動周波数Fを速度Sに応じて変更し、駆動周波数Fが上下下限値を超えたら、他のパラメーター、例えばピーク電圧を変更するようにしても良い。複数のパラメーターを用いれば、速度Sに対する切開・切除の強さの可変範囲(ダイナミックレンジ)を一層広くすることができる。
(C2)変形例2:
上記実施形態では、速度Sは、X及びY方向の移動速度の絶対値として扱ったが、加速度センサー69は、方向の判別も可能であるため、方向によって異なる設定値を用いることも可能である。例えば図11に示すように、液体噴射機構20の噴射口58の右方向(あるいは上方向)の動きと、左方向(あるいは下方向)の動きを区別して、駆動周波数Fまたはピーク電圧Eなどを制御するものとしても良い。図11に示した例では、右方向の動きと左方向の動きにおいて、速度Sの増分ΔSに対する駆動周波数Fの増分ΔFの大きさを相違させている。要するに右方向の動きと左方向の動きで、速度Sに対する切開や切除の強さの変更量が異なるのである。
使用者は通常右利きもしくは左利きであり、こうした利き手の相違に応じた特性の違いを実現しても良い。図11において、右利きの操作者にとって、実線Jyの特性が望ましいのであれば、左利きの操作者にとっては、破線Byの特性が望ましいことが想定される。
あるいは施術の対象である臓器の組織が方向性を持っていれば、これに応じて、特性を変更することも有効である。例えば筋肉の切開や切除を行なう場合、筋肉の繊維組織方向の切開や切除の容易さと、繊維組織に交叉する方向の切開や切除の容易さは異なる。このため、X方向とY方向で、特性を異ならせるものとすれば、切開や切除が容易となる。
(C3)変形例3:
第1実施形態で例示した設定値aの設定は、図7に示したように、使用範囲SLないしSHにおいてほぼ線形であった。速度Sに対する駆動周波数(あるいはピーク電圧等)の関係は、線形である必要はなく、テーブルを用意して関係を記憶しておき、速度Sからこのテーブルをルックアップする構成とすれば、いかなる関係でも実現することができる。
図12は、こうした関係の一例を示している。第1実施形態では、両者の関係を設定値aという比例係数により定め、設定値aが値0.5、1.0、2.0の場合の駆動周波数が、噴射口速度Sの使用範囲SL〜SHのほぼ中心で同じ値となるように設定していた。このため、例えば設定値aが値2.0の場合、速度Sが速い場合には、駆動周波数Fは、設定値aが値1.0の場合より大きくなるが、速度Sが遅い場合には、設定値aが値1.0の場合より、小さくなっていた。これに対して、図12に示した設定例では、3種類の設定例を示しており、ほぼ中心の速度SOで、速度Sに対する駆動周波数Fが同一となるところは第1実施形態(図7)と同一であるものの、以下の点で相違する。即ち、図12に示した設定例では、破線Bxで示した関係を選択すると、実線Jxで示した関係(設定値a=1.0の関係)と比べて、駆動周波数Fは常にこれを下回る関係となっている。また二点鎖線Cxで示した関係を選択すると、実線Jxで示した関係(設定値a=1.0の関係)と比べて、駆動周波数Fは常にこれを上回る関係となっている。なお、図7に掲示した関係で、速度範囲の下限値SLにおいて、設定値a=0.5、1.0、2.0の場合の関係(実線J、破線B、二点鎖線C)が交わるように設定しても、同様な関係を実現することができる。
かかる設定を用いると、液体噴射装置10の液体噴射機構20から噴出される液体の切開・切除の強さは、速度に拠らず、設定Cxが常に一番強くなり、設定Bxが常に一番弱くなる。このため、例えば施術の対象が脳組織のように比較的柔らかい組織の場合には切開・切除の強さが最も低い設定Bxを選択し、施術の対象が筋肉など比較的強靱な組織の場合には、設定Cxを選択するようにすれば、施術の対象によらず、同じ速度Sに対して同じように切れ味を提供することができる。
(C4)その他の変形例:
噴射される液体の状態に関与するパラメーターは、噴射の強さに限るものではなく、液体の噴射量や、間欠的に噴射される液滴の大きさ、1回の噴射の継続時間など、種々のパラメーターを用いることができる。
噴射の強さは、駆動周波数やピーク電圧のみならず、液体室39の代表容積を調整することにより制御しても良い。液体室の代表容積とは、圧電素子35に電圧が印加されていない時の液体室39の容積であっても良いし、圧電素子35に所定の電圧を印加したときの容積であっても良い。あるいは平均値でも良い。液体室39の代表容積は、例えば圧電素子35と第3ケース33との間にもう一つの圧電素子を介装し、この圧電素子に電圧を加えて、所定の長さに伸張されることにより、容易に変更することができる。もとより、液体室39内に進入してその容積を可変する構成など、液体室39の容積を変更可能な構成であれば、いずれの構成でも採用可能である。
駆動波形は、サインカーブの組み合わせでもなくてもよく、例えば、ステップ的に増減させてもよい。
ピーク電圧および駆動周波数それぞれと噴射口の速度との関係は、曲線的に規定してもよいし、ステップ的に規定してもよい。
立ち上がり時間を固定したまま、駆動周波数を変化させてもよい。つまり、駆動信号の電圧がピークからゼロに至るまでの時間を変更することによって、駆動周波数を変化させてもよい。このようにすれば、移動速度に対して駆動周波数を決定する際に、立ち上がり時間の変化による影響を除外できるので、駆動周波数の決定が容易になる。
噴射口の移動速度の変化分と液体の状態の変動に関与するパラメーターの変更分との関係を、設定部により設定することができるとして説明したが、噴射口の移動速度と、噴射口の移動速度に対する液体の状態の変動に関与するパラメーターとの関係を記憶しておいてもよい。このようにすれば、噴射口が移動しているときに噴射を開始したとしても、所望の液体噴射を行うことができる。
噴射口の速度は、例えば、噴射口の先端に設置した加速度センサーによって算出してもよい。この場合、算出結果がより正確になると考えられる。
或いは、画像処理を用いて、噴射口の速度を算出してもよい。例えば、噴射口の先端にマーカーを設置し、カメラでマーカーの移動を捉えることによって、噴射口の速度を算出してもよい。
ロボットが液体噴射装置を操作する場合、噴射口の速度は、ロボットが把握できるので、算出する必要はなく、その把握される値を用いてもよい。
患部の移動速度を加味して、噴射口の相対速度を算出してもよい。患部の移動速度の測定は、呼吸や脈拍による動きを予測したり測定したりすることによって実現してもよい。
尚、移動速度の検出は、噴射口に限らず、噴射口の移動の伴い移動する箇所で検出してもよく、液体噴射機構の移動速度を検出してもよい。
本実施形態において液体噴射機構20は、使用者が手に持って操作する器具として説明したが、腹腔鏡などの内視鏡に用いられる液体噴射機構として生体内に挿入され操作する器具であってもよい。
加速度センサーのタイプは、静電容量型でも熱検知型でもよい。また、加速度に限らず、噴射口の移動速度を間接または直接検出できるセンサーでもよい。
液体噴射装置は、医療機器以外に利用されてもよい。
例えば、液体噴射装置は、噴射した液体によって汚れを除去する洗浄装置に利用されてもよい。
液体噴射装置は、噴射した液体によって線などを描く描画装置に利用されてもよい。
液体噴射の方式は、レーザー光を用いたものでもよい。レーザー光を用いる噴射方式は、例えば、液体にレーザー光を間欠的に照射し、液体を気化させることによって生じる圧力変動を利用したものでもよい。
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
10…液体噴射装置
20…液体噴射機構
22…後端部
24…先端部
30…脈動発生部
31…第1ケース
32…第2ケース
33…第3ケース
34…ボルト
35…圧電素子
36…補強板
37…ダイアフラム
38…パッキン
39…液体室
40…入口流路
41…出口流路
50…液体供給機構
51…接続チューブ
52…液体供給流路
54…接続チューブ
55…噴射管
58…噴射口
60…吸引装置
62…吸引流路
64…吸引口
65…吸引力調整機構
66…操作部
67…孔
69…加速度センサー
70…制御部
71…制御ケーブル
72…信号ケーブル
74…電極線
75…フットスイッチ
76…加速度センサー用信号線
77…操作部
78…表示部
79…電源スイッチ
80…液体容器
91…設定器
92…切換スイッチ
94…メモリスイッチ
95〜97…プリセットスイッチ
101…CPU
102…フラッシュROM(F・ROM)
103…RAM
107…スイッチインタフェース(スイッチI/F)
108…表示制御部
110…制御インタフェース(制御I/F)
310…ペダル
315…切換スイッチ

Claims (12)

  1. 駆動信号が入力され、該駆動信号に応じて、内蔵する液体室内の液体の圧力を変動させて、噴射口から前記液体を噴射させる液体噴射機構を備え、
    前記液体噴射機構の移動速度に応じて前記駆動信号が変更され、
    前記移動速度の変化分と前記駆動信号の変更分との関連付けが設定可能である
    液体噴射装置。
  2. 請求項1記載の液体噴射装置であって、
    設定値の指示を受け付けるユーザインタフェースと、
    前記移動速度の変化分と前記駆動信号の変更分との関係を、前記ユーザインタフェースにより指示された設定値に応じて設定する設定部と、
    を備える液体噴射装置。
  3. 請求項1記載の液体噴射装置であって、
    前記移動速度の変化分と前記駆動信号の変更分との関係を、複数記憶する記憶部と、
    前記移動速度の変化分と前記駆動信号の変更分との関係を、前記記憶部から選択された一の関係に設定する設定部と、
    を備える液体噴射装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
    前記駆動信号は、前記駆動信号の周波数、前記駆動信号の電圧、のうちの少なくとも1つを変更する液体噴射装置。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
    前記移動速度が第1の速度の場合、前記駆動信号を第1の値に決定し、前記移動速度が前記第1の速度よりも速い第2の速度の場合、前記駆動信号を、前記噴射される液体による仕事率が前記第1の値よる仕事率よりも高い第2の値に決定する
    液体噴射装置。
  6. 請求項5記載の液体噴射装置であって、
    前記設定部は、前記移動速度の前記第1の速度に対する前記第2の速度の増分と、前記駆動信号の前記第1の値に対する前記第2の値の増分との関係を設定する
    液体噴射装置。
  7. 請求項6に記載の液体噴射装置であって、
    前記設定部は、前記値の増分と前記移動速度の増分との比である増分比を1未満に設定する第1のモードと、前記増分比を1に設定する第2のモードと、前記増分比を1よりも大きくする第3のモードとの中から何れか1つを、ユーザーインターフェースにより入力された情報に従い設定する
    液体噴射装置。
  8. 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
    前記液体室に液体を供給する液体供給部を備え、
    前記駆動信号の変更に応じて、前記液体供給部による前記液体室への液体の供給流量を調整する
    液体噴射装置。
  9. 請求項1から請求項8のいずれか一項記載の液体噴射装置を有し、
    前記液体室に液体を供給する液体供給部を備え、
    前記液体供給部は、医療用の液体を前記液体室に供給する医療機器。
  10. 前記液体噴射装置は、前記液体に脈動を付与して液体の噴射を行なう請求項9記載の医療機器。
  11. 駆動信号が入力され、該駆動信号に応じて、内蔵する液体室内の液体の圧力を変動させて、噴射口から前記液体を噴射させる液体噴射機構と、
    前記液体噴射機構の移動速度に応じて、前記噴射口から噴射される前記液体の状態の変動に関与するパラメーターを変更と、を備え、
    前記移動速度と、前記移動速度に対応する前記パラメーターとの関連付けが設定可能である
    液体噴射装置。
  12. 液体室に液体を供給し、駆動信号に従い、前記液体室内の圧力を変動させ、前記液体室内の前記圧力の変動により、前記液体室の液体を、噴射管先端の噴射口から噴射させる液体噴射方法であって、
    前記噴射口の移動速度の変化分と、前記噴射口から噴射される前記液体の状態の変動に関与するパラメーターの変更分との関係を設定し、
    前記設定された関係に従い、前記移動速度に応じて、前記パラメーターを変更する
    液体噴射方法。
JP2013188270A 2013-09-11 2013-09-11 液体噴射装置、液体噴射方法および医療機器 Withdrawn JP2015054030A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013188270A JP2015054030A (ja) 2013-09-11 2013-09-11 液体噴射装置、液体噴射方法および医療機器
CN201410454269.7A CN104417057A (zh) 2013-09-11 2014-09-05 液体喷射装置、液体喷射方法及医疗设备
US14/483,338 US20150073452A1 (en) 2013-09-11 2014-09-11 Liquid ejecting apparatus, liquid ejecting method, and medical instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013188270A JP2015054030A (ja) 2013-09-11 2013-09-11 液体噴射装置、液体噴射方法および医療機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015054030A true JP2015054030A (ja) 2015-03-23
JP2015054030A5 JP2015054030A5 (ja) 2016-10-13

Family

ID=52626286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013188270A Withdrawn JP2015054030A (ja) 2013-09-11 2013-09-11 液体噴射装置、液体噴射方法および医療機器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150073452A1 (ja)
JP (1) JP2015054030A (ja)
CN (1) CN104417057A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017057991A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 セイコーエプソン株式会社 液体噴射制御装置、液体噴射システム及び制御方法
JP2017056111A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 セイコーエプソン株式会社 液体噴射制御装置、液体噴射システム及び制御方法
JP2017056112A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 セイコーエプソン株式会社 液体噴射制御装置、液体噴射システム及び制御方法
CN106510800B (zh) * 2016-11-02 2019-04-19 骆小平 一种脉冲水喷射清创手术系统
US11071602B2 (en) * 2017-07-06 2021-07-27 Boston Scientific Scimed, Inc. Scope devices and methods
CN115921149A (zh) * 2023-02-27 2023-04-07 浪潮金融信息技术有限公司 一种气液混合喷射装置、控制系统、控制方法及介质

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010051430A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Seiko Epson Corp 脈動発生機構、接続流路管、流体噴射装置
JP2010051896A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Seiko Epson Corp 流体噴射装置、流体噴射手術器具及び流体噴射方法
JP4952754B2 (ja) * 2009-08-12 2012-06-13 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置および手術用メス、液体噴射装置の制御方法
JP2011177407A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Seiko Epson Corp 流体噴射装置
JP5696484B2 (ja) * 2011-01-12 2015-04-08 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置、医療機器
JP5862020B2 (ja) * 2011-02-28 2016-02-16 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150073452A1 (en) 2015-03-12
CN104417057A (zh) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015054030A (ja) 液体噴射装置、液体噴射方法および医療機器
AU2005229673B2 (en) Fluid cutting device and method of use
JP5115088B2 (ja) 手術具
JP6229286B2 (ja) 液体噴射装置、医療機器
US20140107683A1 (en) Fluid-Surgical Instrument With Variable Spray Image
US9737327B2 (en) Fluid ejection device and medical apparatus
EP2873387A1 (en) Robotic surgical apparatus and fluid ejecting apparatus for robotic surgical apparatus
US20160185107A1 (en) Liquid ejection control device, liquid ejection system, and control method
JP2015054026A (ja) 液体噴射装置、医療機器
EP2848217A1 (en) Liquid ejection device and medical device
JP2015054029A (ja) 液体噴射装置、医療機器
US20150073453A1 (en) Medical device
JP6186831B2 (ja) 液体噴射装置
GB2597937A (en) Electrosurgical generator and system
JP2018086041A (ja) 液体噴射装置
JP2015054027A (ja) 液体噴射装置、医療機器
JP2014206088A (ja) 液体噴射装置および医療機器
JP5585713B2 (ja) 流体噴射装置
JP5212440B2 (ja) レーザーパルスメスおよび医療機器
JP5408324B2 (ja) 流体噴射装置および医療機器
JP2012152423A (ja) 流体噴射装置およびその制御方法、並びに手術装置
JP2016179240A (ja) 医療機器
JP2017123899A (ja) 液体噴射装置、液体噴射方法
JP2003265490A (ja) 超音波処理吸引装置
JP2016016207A (ja) 頭蓋内組織の切除方法、治療方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160826

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160826

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20170130