JP2015199310A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より安全で信頼性の高い流体噴射装置を実現する。【解決手段】流体を収容する流体収容部と流体収容部に形成される流体出口とを有する流体容器と、流体収容部を押圧して流体出口から流体を流出させる流体押圧部と、一端が流体出口に接続される接続配管と、接続配管の他端が接続される流体取入口から取り入れた流体をパルス状に噴射する流体噴射部と、接続配管内の流体の流路を開閉する流路開閉部と、流体押圧部が流体収容部を押圧する際の圧力を検知し、圧力に応じたレベルの検知信号を出力する圧力検知部と、流路開閉部に流路を閉塞させた状態で流体押圧部に流体収容部を押圧させ、流体押圧部が流体収容部に接触している時に検知信号が示す圧力が第１判定値未満である場合、あるいは接触していない時に第２判定値以上である場合に圧力検知部が故障していると判定する制御部と、を備えることを特徴とする流体噴射装置。【選択図】図８

Description

本発明は、流体噴射装置に関する。

流体をパルス状に噴射して対象物の切開又は切除等を行う技術が知られている。例えば、医療分野では、生体組織を切開又は切除する手術具として、流体をパルス状に噴射する脈流発生部と、脈流発生部に流体を供給する流体供給部と、流体供給部から脈流発生部への流体供給路と、を備えて構成される流体噴射装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３-２１３４２２号公報

このような装置では、流体供給路内の流体を適切な圧力に維持し、脈流発生部から適切な強度で流体が噴射されるようにすることが重要である。このため、流体噴射装置は、流体供給路内の流体の圧力を検知するための圧力センサーを有しているが、圧力センサーが故障する可能性もある。

圧力センサーに故障が生じると、流体供給路内の流体の圧力を適切な圧力に制御できなくなるため、脈流発生部から意図しない強度で流体が噴射される可能性がある。

そのため、このような圧力センサーの故障を検知し、より安全で信頼性の高い流体噴射装置を実現するための技術が求められている。

上記課題を解決するための一つの側面に係る流体噴射装置は、流体を収容する流体収容部と、前記流体収容部に形成される流体出口と、を有する流体容器と、前記流体収容部を押圧して、前記流体出口から前記流体を流出させる流体押圧部と、一端が前記流体出口に接続される接続配管と、前記接続配管の他端が接続される流体取入口を有し、前記流体取入口から取り入れた前記流体をパルス状に噴射する流体噴射部と、前記接続配管内の前記流体の流路を開閉する流路開閉部と、前記流体押圧部が前記流体収容部を押圧する際の圧力を検知し、前記圧力に応じたレベルの検知信号を出力する圧力検知部と、前記流路開閉部に前記流路を閉塞させた状態で、前記流体押圧部に前記流体収容部を押圧させ、前記流体押圧部が前記流体収容部に接触しているときに前記検知信号が示す前記圧力が第１判定値未満である場合、あるいは、前記流体押圧部が前記流体収容部に接触していないときに前記検知信号が示す前記圧力が第２判定値以上である場合に、前記圧力検知部が故障していると判定する制御部と、を備える。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明の実施形態に係る流体噴射装置の全体構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る流体噴射装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るポンプの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るポンプの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る脈動発生部の構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る入口流路の形態を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るポンプ制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る圧力センサーの検知信号のレベル及びタッチセンサーの出力信号の推移を示す図である。 本発明の実施形態に係るポンプ制御部の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る圧力センサーの検知信号のレベル及びタッチセンサーの出力信号の推移を示す図である。 本発明の実施形態に係るポンプ制御部の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るスライダーの構成例を示す図である。

＝＝概要＝＝
本明細書及び図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

流体を収容する流体収容部と、前記流体収容部に形成される流体出口と、を有する流体容器と、前記流体収容部を押圧して、前記流体出口から前記流体を流出させる流体押圧部と、一端が前記流体出口に接続される接続配管と、前記接続配管の他端が接続される流体取入口を有し、前記流体取入口から取り入れた前記流体をパルス状に噴射する流体噴射部と、前記接続配管内の前記流体の流路を開閉する流路開閉部と、前記流体押圧部が前記流体収容部を押圧する際の圧力を検知し、前記圧力に応じたレベルの検知信号を出力する圧力検知部と、前記流路開閉部に前記流路を閉塞させた状態で、前記流体押圧部に前記流体収容部を押圧させ、前記流体押圧部が前記流体収容部に接触しているときに前記検知信号が示す前記圧力が第１判定値未満である場合、あるいは、前記流体押圧部が前記流体収容部に接触していないときに前記検知信号が示す前記圧力が第２判定値以上である場合に、前記圧力検知部が故障していると判定する制御部と、を備えることを特徴とする流体噴射装置が明らかとなる。

このような流体噴射装置によれば、圧力検知部の故障を検知し、より安全で信頼性の高い流体噴射装置を実現することができる。

ここで、前記流体押圧部は、前記流体収容部の押圧方向に移動し、前記流体収容部への押圧を行う移動体と、前記移動体の位置を検出する位置検知部と、を備え、前記第１判定値は、前記移動体が前記流体収容部に接触しない所定位置にあるときに前記圧力検知部が出力した前記検知信号により示される前記圧力に基づいて定められる値であることが好ましい。

このような流体噴射装置によれば、圧力検知部の故障検知を行う際の基準とする圧力が正規の圧力からずれていても、圧力検知部の故障を検知することが可能となる。

また前記第１判定値は、前記移動体が前記所定位置にあるときに前記圧力検知部が出力した前記検知信号により示される前記圧力と、前記圧力の誤差に応じて定められる所定値と、の加算値とすることが好ましい。

このような流体噴射装置によれば、圧力検知部の故障検出の際に、圧力検知部の誤差の影響を排除することができる。

また前記流体噴射装置は、第１の前記圧力検知部と、第２の前記圧力検知部と、を備え、第１の前記圧力検知部及び第２の前記圧力検知部は、前記移動体が前記流体収容部を押圧する際に、前記移動体及び前記流体収容部によって挟圧される位置に、前記移動体の前記押圧方向に積層して配置され、前記制御部は、第１の前記圧力検知部から出力される第１の前記検知信号と、第２の前記圧力検知部から出力される第２の前記検知信号と、のいずれか一方または両方を用いて、前記移動体が前記流体収容部を押圧する際の圧力が所定の目標圧力値になるように前記移動体の前記移動を制御し、第１の前記圧力検知部が故障したと判定した場合には、第２の前記検知信号を用いて前記制御を継続し、第２の前記圧力検知部が故障したと判定した場合には、第１の前記検知信号を用いて前記制御を継続する
ようにすることが好ましい。

このような流体噴射装置によれば、流体噴射装置は、第１の圧力検知部あるいは第２の圧力検知部に故障が発生しても流体噴射部から流体の噴射を継続する制御を行うことが可能となり、流体噴射装置の信頼性を向上させることが可能となる。

また前記制御部は、前記圧力検知部が故障したと判定した場合には、前記流路開閉部に前記流路を開放させることが好ましい。

このような流体噴射装置によれば、仮に流体収容部内の圧力が想定以上の高圧になっていたとしても、流体収容部内の流体を流体噴射部から流出させることで流体収容部内の圧力を低下させることができるので、流体噴射装置の安全性を向上させることが可能となる。

また前記制御部は、前記圧力検知部が故障したと判定した場合には、前記圧力検知部が故障したことを示す警報を出力することが好ましい。

このような流体噴射装置によれば、圧力検知部が故障したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置の安全性をより一層向上させることが可能になる。

＝＝全体構成＝＝
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る流体噴射装置は、細密な物体や構造物、生体組織等の洗浄あるいは切断等様々に採用可能であるが、以下に説明する実施形態では、生体組織を切開又は切除する手術用メスに好適な流体噴射装置を例示して説明する。したがって、本実施形態に係る流体噴射装置にて用いる流体は、水や生理食塩水、所定の薬液等である。なお、以降の説明で参照する図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。

図１は、本実施形態に係る手術用メスとしての流体噴射装置１を示す構成説明図である。本実施形態に係る流体噴射装置１は、流体を供給するポンプ７００と、ポンプ７００から供給される流体を脈流に変換してパルス状に噴射する脈動発生部（流体噴射部）１００と、ポンプ７００と連携して流体噴射装置１の制御を行う駆動制御部６００と、ポンプ７００と脈動発生部１００との間を接続し、流体が流れる流路となる接続経路（接続配管）としての接続チューブ２５と、を備えている。

また詳細は後述するが、脈動発生部１００は、ポンプ７００から供給された流体が収容される流体室５０１と、この流体室５０１の容積を変更するダイアフラム４００と、ダイアフラム４００を振動させる圧電素子４０１と、を備えている。

また脈動発生部１００は、流体室５０１から吐出される流体の流路となる細いパイプ状の流体噴射管２００と、流体噴射管２００の先端部に装着される流路径が縮小されたノズル２１１と、を備えている。

そして脈動発生部１００は、駆動制御部６００から出力される駆動信号によって圧電素子４０１を駆動させ、流体室５０１の容積を変化させることで流体にパルス状に圧力を印加して流体を脈流に変換し、流体噴射管２００、ノズル２１１を通して流体をパルス状に高速噴射する。

駆動制御部６００と脈動発生部１００との間は制御ケーブル６３０により接続されており、駆動制御部６００から出力される圧電素子４０１を駆動するための駆動信号は、制御ケーブル６３０を介して脈動発生部１００に伝達される。

また駆動制御部６００とポンプ７００との間は通信ケーブル６４０により接続されており、駆動制御部６００及びポンプ７００は、ＣＡＮ(Controller Area Network)などの所定の通信プロトコルに従って相互に様々なコマンドやデーターを授受する。

また駆動制御部６００は、脈動発生部１００を用いて執刀する術者等によって操作される様々なスイッチからの信号の入力を受けて、上記制御ケーブル６３０や通信ケーブル６４０を介して、ポンプ７００や脈動発生部１００を制御する。

駆動制御部６００に入力される上記スイッチとしては、例えば脈動発生部起動スイッチ６２５や、噴射強度切替スイッチ６２７、フラッシングスイッチ６２８等がある（不図示）。

脈動発生部起動スイッチ６２５は、脈動発生部１００からの流体の噴射の有無（オンオフ）を切り替えるためのスイッチである。脈動発生部１００を用いて執刀する術者によって脈動発生部起動スイッチ６２５が操作されると、駆動制御部６００は、ポンプ７００と連携して、脈動発生部１００から流体を噴射あるいは停止するための制御を実行する。脈動発生部起動スイッチ６２５は、術者の足元において操作されるフットスイッチとしての形態をとることもできるし、術者によって把持される脈動発生部１００に一体的に配設され、術者の手や指によって操作される形態をとることもできる。

噴射強度切替スイッチ６２７は、脈動発生部１００から噴射される流体の噴射強度を変更するためのスイッチである。駆動制御部６００は、噴射強度切替スイッチ６２７が操作された場合には、脈動発生部１００及びポンプ７００に対し、流体の噴射強度を増減するための制御を行う。

なおフラッシングスイッチ６２８については後述する。

また、本実施形態において、脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量又は流速が周期的又は不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量又は流速が周期的又は不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。

同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射される流体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射される流体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠噴射である必要はない。

また脈動発生部１００が駆動を停止している場合、つまり、流体室５０１の容積を変更させないときは、流体供給部としてのポンプ７００から所定の圧力で供給された流体は、流体室５０１を通って、ノズル２１１から連続的に流出する。

なお、本実施形態に係る流体噴射装置１は、ポンプ７００を複数備える構成としてもよい。例えば流体噴射装置１がポンプ７００を２つ備える場合の構成を図２に例示する。

この場合、図２に示すように、流体噴射装置１は第１ポンプ７００ａと第２ポンプ７００ｂとを備える。そして、脈動発生部１００と第１ポンプ７００ａと第２ポンプ７００ｂとの間を接続し、流体が流れる流路となる接続経路（接続配管）は、第１接続チューブ２５ａ、第２接続チューブ２５ｂ、接続チューブ２５、及び三方活栓２６、によって構成される。

そして第１接続チューブ２５ａと接続チューブ２５とを連通させるか、または第２接続チューブ２５ｂと接続チューブ２５とを連通させるか、を切り替え可能に構成されたバルブを三方活栓２６として使用し、第１ポンプ７００ａ及び第２ポンプ７００ｂのうちのいずれか一方のポンプを選択的に使用するようにする。

このように構成することで、例えば第１ポンプ７００ａを選択的に使用している場合に、故障等の何らかの理由でこの第１ポンプ７００ａから流体の供給が行えなくなったような場合には、三方活栓２６を、第２接続チューブ２５ｂと接続チューブ２５とを連通するように切り替えてから、第２ポンプ７００ｂからの流体の供給を開始することで、流体噴射装置１を継続して使用することができ、第１ポンプ７００からの流体の供給が行えなくなったことの影響を最小限に抑えることが可能となる。

なお以下の説明では、流体噴射装置１が複数のポンプ７００を備える構成であっても、各ポンプ７００を区別して説明する必要がない場合には、まとめてポンプ７００のように示す。

一方、複数のポンプ７００をそれぞれ区別して説明する必要がある場合には、各ポンプ７００を、第１ポンプ７００ａ、第２ポンプ７００ｂ等のように区別して示し、ポンプ７００の参照符号７００に適宜ａ、ｂ等の添え字を付加する。またこの場合、第１ポンプ７００ａの構成要素の参照符号には添え字ａを付加し、第２ポンプ７００ｂの構成要素の参照符号には添え字ｂを付けて示す。

＝＝ポンプ＝＝
次に本実施形態に係るポンプ７００の構成及び動作の概要について、図３を参照しながら説明する。

本実施形態に係るポンプ７００は、ポンプ制御部（制御部）７１０と、スライダー（移動体）７２０と、モーター７３０と、リニアガイド７４０と、ピンチバルブ（流路開閉部）７５０と、を備える。またポンプ７００は、流体を収容する流体容器７６０を着脱可能に装着するための流体容器装着部７７０を有して構成されている。流体容器装着部７７０は、流体容器７６０が装着された際に、流体容器７６０が規定の位置で保持されるように形成されている。

なお詳細は後述するが、ポンプ制御部７１０には、スライダーリリーススイッチ７８０、スライダーセットスイッチ７８１、送液レディスイッチ７８２、プライミングスイッチ７８３、ピンチバルブスイッチ７８５が入力されている（不図示）。

流体容器７６０は、本実施形態においては一例として、シリンジ７６１及びプランジャー７６２を備える注射筒として構成されている。

この流体容器７６０は、シリンジ７６１の先端部に、円筒を突出させた形状の開口部（流体出口）７６４が形成されている。そして流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着する際には、接続チューブ２５の端部を開口部７６４にはめ込むようにして、シリンジ７６１の内部から接続チューブ２５への流体の流路を形成する。

ピンチバルブ７５０は、接続チューブ２５の経路上に設けられ、流体容器７６０と脈動発生部１００との間の流体の流路を開閉するバルブである。

ピンチバルブ７５０の開閉はポンプ制御部７１０により行われる。ポンプ制御部７１０がピンチバルブ７５０を開放すると、流体容器７６０と脈動発生部１００との間の流路が連通する。ポンプ制御部７１０がピンチバルブ７５０を閉塞すると、流体容器７６０と脈動発生部１００との間の流路が遮断する。

流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着した後に、ピンチバルブ７５０を開放した状態で、流体容器７６０のプランジャー７６２をシリンジ７６１内に押し込む方向（以下、押し込み方向、あるいは押圧方向とも記す）に移動させると、プランジャー７６２の上記押し込み方向側の先端に装着されている弾性力を有するゴム等の樹脂製のガスケット７６３の端面と、シリンジ７６１の内壁と、により囲まれる空間（以下、流体収容部７６５とも記す）の容積が減少し、この流体収容部７６５に充填されている流体がシリンジ７６１の先端部の開口部７６４から吐出される。そして開口部７６４から吐出された流体は、接続チューブ２５内に充填されるとともに、脈動発生部１００に供給される。

一方、流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着した後に、ピンチバルブ７５０を閉塞した状態で、流体容器７６０のプランジャー７６２を押し込み方向に移動させると、プランジャー７６２の先端に装着されているガスケット７６３とシリンジ７６１の内壁とに囲まれる流体収容部７６５の容積が減少し、この流体収容部７６５に充填されている流体の圧力を上昇させることができる。

プランジャー７６２の移動は、流体容器装着部７７０に流体容器７６０を装着した時にプランジャー７６２が摺動する方向（上記押し込み方向及び押し込み方向とは反対方向）に沿って、ポンプ制御部７１０がスライダー７２０を移動させることにより行われる。

具体的には、スライダー７２０は、上記プランジャー７６２の摺動方向に沿ってリニアガイド７４０に直線状に形成されているレール（不図示）に、スライダー７２０の台座部７２１を係合させるように、リニアガイド７４０に取り付けられており、そしてリニアガイド７４０が、ポンプ制御部７１０により駆動されるモーター７３０から伝達される動力を用いて、スライダー７２０の台座部７２１をレールに沿って移動させることによって、スライダー７２０は、上記プランジャー７６２の摺動方向に沿って移動する。

また図３に示すように、リニアガイド７４０の上記レールに沿って、第１リミットセンサー７４１、残量センサー７４２、ホームセンサー（位置検出部）７４３、第２リミットセンサー７４４が設けられている。

これらの、第１リミットセンサー７４１、残量センサー７４２、ホームセンサー７４３、第２リミットセンサー７４４はいずれも、リニアガイド７４０の上記レール上を移動するスライダー７２０の位置を検出するセンサーであり、これらのセンサーにより検出された信号は、ポンプ制御部７１０に入力される。

ホームセンサー７４３は、リニアガイド７４０上におけるスライダー７２０の初期位置（以下、ホーム位置とも記す）を定めるために用いられるセンサーである。ホーム位置は、流体容器７６０の装着や交換等の作業を行う際に、スライダー７２０が保持される位置である。またホーム位置は、スライダー７２０がホーム位置にある時には、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触しないような位置に定められている。

残量センサー７４２は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２の押し込み方向に移動した際に、流体容器７６０内の流体の残量が所定値以下になる際のスライダー７２０の位置（以下、残量位置とも記す）を検出するためのセンサーである。残量センサー７４２が設けられた残量位置までスライダー７２０が移動した場合には、オペレーター（術者あるいは補助者）に対して所定の警報が出力される。そしてオペレーターの判断により適切なタイミングで、現在使用中の流体容器７６０を、新たな流体容器７６０に交換する作業が行われる。あるいは、ポンプ７００（第１ポンプ７００ａ）と同様構成の予備の第２ポンプ７００ｂが用意されている場合には、脈動発生部１００への流体の供給が予備の第２ポンプ７００ｂから行われるように切り替える作業が行われる。

第１リミットセンサー７４１は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２の押し込み方向に移動する際の移動可能範囲の限界位置（以下、第１限界位置とも記す）を示す。第１リミットセンサー７４１が設けられた第１限界位置までスライダー７２０が移動した場合には、流体容器７６０内の流体の残量は、スライダー７２０が上記残量位置にある時の残量よりもさらに少なく、オペレーターに対して所定の警報が出力される。そしてこの場合も、現在使用中の流体容器７６０を新たな流体容器７６０に交換する作業、あるいは予備の第２ポンプ７００ｂへの切り替え作業が行われる。

一方、第２リミットセンサー７４４は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２を押し込む方向とは反対方向に移動する際の移動可能範囲の限界位置（以下、第２限界位置とも記す）を示す。第２リミットセンサー７４４が設けられた第２限界位置までスライダー７２０が移動した場合にも所定の警報が出力される。

なおスライダー７２０には、タッチセンサー（接触検知部）７２３と圧力センサー（圧力検知部）７２２とが装着されている。

タッチセンサー７２３は、スライダー７２０が流体容器７６０のプランジャー７６２に接触しているか否か、つまり、スライダー７２０が流体収容部７６５に接触しているか否かを検出するためのセンサーである。タッチセンサー７２３は、スライダー７２０が流体容器７６０のプランジャー７６２に接触しているときにＯＮ信号を出力し、接触していないときにＯＦＦ信号を出力する。

また圧力センサー７２２は、シリンジ７６１の内壁とガスケット７６３とにより形成される流体収容部７６５内の流体の圧力、つまりスライダー７２０が流体収容部７６５を押圧する際の圧力を検出し、この圧力に応じたレベル（例えば電圧や電圧、周波数）の信号（検知信号）を出力するセンサーである。

ピンチバルブ７５０を閉めた状態でスライダー７２０を上記押し込み方向に移動させた場合には、流体収容部７６５内の流体の圧力は、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触したのちは、スライダー７２０の押し込み量を増加させるにつれて上昇する。

一方、ピンチバルブ７５０を開けた状態でスライダー７２０を上記押し込み方向に移動させた場合には、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触した後であっても、流体収容部７６５内の流体は、接続チューブ２５を通じて脈動発生部１００のノズル２１１から流出してしまうため、流体収容部７６５内の流体の圧力は、ある程度までは上昇するものの、スライダー７２０をそれ以上押し込み方向に移動させても上昇しない。

なお、タッチセンサー７２３及び圧力センサー７２２からの信号は、ポンプ制御部７１０に入力されている。

また、以下の説明において、スライダー７２０、モーター７３０及びリニアガイド７４０を、流体押圧部７３１と記す場合がある。流体押圧部７３１は、流体収容部７６５を押圧して、流体容器７６０の開口部（流体出口）７６４から流体を流出させる。

次に、流体が充填された流体容器７６０を流体容器装着部７７０に新たに装着し、流体容器７６０内の流体を脈動発生部１００に供給し、脈動発生部１００から流体をパルス状に噴射可能な状態になるまでの準備動作について説明する。

まずオペレーターは、スライダーリリーススイッチ７８０を操作して、スライダーリリーススイッチ７８０のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力する。そうするとポンプ制御部７１０は、スライダー７２０をホーム位置に移動させる。

そしてオペレーターは、事前に接続チューブ２５と接続しておいた流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着する。なおこの流体容器７６０のシリンジ７６１には既に流体が充填されている。

そしてオペレーターが接続チューブ２５をピンチバルブ７５０にセットした後に、ピンチバルブスイッチ７８５を操作してピンチバルブスイッチ７８５のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力すると、ポンプ制御部７１０はピンチバルブ７５０を閉じる。

次にオペレーターは、スライダーセットスイッチ７８１を操作して、スライダーセットスイッチ７８１のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力する。そうするとポンプ制御部７１０は、スライダー７２０を押し込み方向に移動させて、流体容器７６０内の流体収容部７６５に収容されている流体の圧力が所定の目標圧力値になるように制御を開始する。

その後オペレーターによって送液レディスイッチ７８２が押されると、この送液レディスイッチ７８２のＯＮ信号がポンプ制御部７１０に入力され、流体収容部７６５内の流体の圧力が上記目標圧力値に対して規定の範囲内（以下、ラフウインドウとも記す）に入っている場合には、ポンプ制御部７１０は、ポンプ７００から脈動発生部１００への流体の送液を許可する送液可能状態となる。

そしてポンプ制御部７１０が送液可能状態である時に、オペレーターの操作によってプライミングスイッチ７８３のＯＮ信号がポンプ制御部７１０に入力されると、ポンプ制御部７１０はプライミング処理を開始する。プライミング処理は、流体容器７６０から接続チューブ２５、脈動発生部１００の流体噴射開口部２１２までの流体の流路内を流体で満たす処理である。

プライミング処理が開始されると、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を開放するとともに、ピンチバルブ７５０の開放と同時あるいはほぼ同時のタイミング（例えば数ミリ秒ないし数十ミリ秒程度の時間差）で、スライダー７２０の押し込み方向への移動を開始する。スライダー７２０の移動は、流体容器７６０からの流体の単位時間あたりの送出量が一定になるような所定速度で行われる。プライミング処理は、プライミング処理に要する所定時間が経過するまで（あるいはスライダー７２０が所定距離だけ移動するまで）、あるいはオペレーターがプライミングスイッチ７８３を操作してＯＦＦ信号が入力されるまで行われる。

これにより、流体収容部７６５内の所定量の流体が、所定の流速（単位時間あたりの流体の吐出量）でポンプ７００から送出され、ピンチバルブ７５０から脈動発生部１００までの接続チューブ２５内を満たすとともに、脈動発生部１００の流体室５０１や流体噴射管２００等も満たす。なお、プライミング処理を始める前に接続チューブ２５内や脈動発生部１００内に存在していた空気は、接続チューブ２５や脈動発生部１００内に流体が流入するにつれて、脈動発生部１００のノズル２１１から大気に放出される。

なお、プライミング処理の際にスライダー７２０を移動させる上記所定速度、所定距離あるいは所定時間は、ポンプ制御部７１０内に事前に記憶されている。

このようにして、プライミング処理が完了する。

次に、オペレーターの操作によってフラッシングスイッチ６２８のＯＮ信号が駆動制御部６００に入力されると、駆動制御部６００及びポンプ制御部７１０は脱気処理を開始する。

脱気処理は、接続チューブ２５や脈動発生部１００内に残存している気泡を脈動発生部１００のノズル２１１から排出するための処理である。

脱気処理では、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を開けた状態で、流体容器７６０からの流体の単位時間あたりの送出量が一定になるような所定速度で、スライダー７２０を押し込み方向に移動させて、流体を脈動発生部１００に供給する。また駆動制御部６００は、ポンプ７００による流体の吐出と連動して、脈動発生部１００の圧電素子４０１を駆動して、脈動発生部１００から流体を噴射する。これにより、接続チューブ２５や脈動発生部１００内に残存している気泡は、脈動発生部１００のノズル２１１から排出される。脱気処理は、所定時間が経過するまで（あるいはスライダー７２０が所定距離だけ移動するまで）、あるいはオペレーターがフラッシングスイッチ６２８を操作してＯＦＦ信号が入力されるまで行われる。

なお、脱気処理の際にスライダー７２０を移動させる上記所定速度や所定時間あるいは所定距離は、駆動制御部６００及びポンプ制御部７１０内に事前に記憶されている。

脱気処理が終了すると、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を閉じるとともに、流体容器７６０の流体収容部７６５に収容されている流体の圧力を検知する。そしてこの圧力が上記目標圧力値になるようにスライダー７２０の位置を調整する制御を行う。

その後、流体収容部７６５内の流体の圧力が目標圧力値に対して上記規定の範囲内（ラフウインドウ内）に入っている場合には、脈動発生部１００から流体をパルス状に噴射可能な状態になる。

この状態で術者の足によって脈動発生部起動スイッチ６２５が操作され、脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＮ信号が駆動制御部６００に入力されると、ポンプ制御部７１０は、駆動制御部６００から送信される信号に従って、ピンチバルブ７５０を開くともに、ピンチバルブ７５０の開放と同時あるいはほぼ同時のタイミング（例えば数ミリ秒ないし数十ミリ秒程度の時間差）で、スライダー７２０を所定速度で押し込み方向に移動させて、脈動発生部１００への流体の供給を開始する。一方で駆動制御部６００は、圧電素子４０１の駆動を開始して、流体室５０１の容積を変化させて脈流を発生する。このようにして脈動発生部１００の先端のノズル２１１から流体がパルス状に高速噴射される。

その後、術者が足により脈動発生部起動スイッチ６２５を操作して、脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＦＦ信号が駆動制御部６００に入力されると、駆動制御部６００は、圧電素子４０１の駆動を停止する。そしてポンプ制御部７１０は、駆動制御部６００から送信される信号に従って、スライダー７２０の移動を停止させるとともにピンチバルブ７５０を閉じる。このようにして脈動発生部１００からの流体の噴射が停止する。

なお、本実施形態に係るポンプ７００は、シリンジ７６１及びプランジャー７６２を備える注射筒として構成される流体容器７６０をスライダー７２０が押圧する構成であるが、図４に示すような構成でもよい。

図４に示すポンプ７００は、流体を収容した輸液バッグとして構成される流体容器７６０を加圧チャンバー８００内に装着し、コンプレッサー８１０から供給されるエアーをレギュレーター８１１によって平滑化した後、加圧チャンバー８００内に圧送することで、流体容器７６０を押圧する構成を有する。

加圧チャンバー８００内のエアーを加圧して流体容器７６０を押圧した状態で、ピンチバルブ７５０を開放させると、流体容器７６０の流体収容部７６５に収容されている流体は、開口部７６４から流出して、接続チューブ２５を経由して脈動発生部１００に供給される。

なお加圧チャンバー８００内のエアーは、排気弁８１２を開放することによって大気に放出される。また、加圧チャンバー８００内のエアーの圧力が所定圧力を超えた場合には、排気弁８１２を開放しなくても、安全弁８１３が開くことで加圧チャンバー８００内のエアーが大気に放出される。

なお図４には示していないが、上述したコンプレッサー８１０、レギュレーター８１１、排気弁８１２、ピンチバルブ７５０は、ポンプ制御部７１０によって制御される。

また流体容器７６０内の流体の圧力を検知する圧力センサー７２２や、流体容器７６０内の流体の残量を検知する残量センサー７４２から出力される検出信号も、ポンプ制御部７１０に入力されている。

また図４に示すポンプ７００の場合、コンプレッサー８１０、レギュレーター８１１、及び加圧チャンバー８００が流体押圧部７３１を構成する。

このような態様のポンプ７００を採用することにより、単位時間あたりに脈動発生部１００に供給可能な流体の量を増加することが可能となる。また脈動発生部１００により高圧に流体を供給することも可能となる上、流体を収容した輸液バッグをそのまま流体容器７６０として用いるので、流体の汚染を防止することが可能である。また脈動発生部１００に対して、脈動を生じることなく、連続送液を行うことも可能となる。
またその他、本実施形態では、駆動制御部６００はポンプ７００と脈動発生部１００とから離間した位置に配設されているが、ポンプ７００と一体的に構成される形態としてもよい。

また、この流体噴射装置１を用いて手術をする際には、術者が把持する部位は脈動発生部１００である。従って、脈動発生部１００までの接続チューブ２５はできるだけ柔軟であることが好ましい。そのためには、接続チューブ２５は柔軟で薄いチューブであり、また、ポンプ７００からの流体の吐出圧力は、脈動発生部１００に送液可能な範囲で低圧にすることが好ましい。そのため、ポンプ７００の吐出圧力は概ね０．３気圧（０．０３ＭＰａ）以下に設定されている。

また、特に、脳手術のときのように、機器の故障が重大な事故を引き起こす恐れがある場合には、接続チューブ２５の切断等において高圧な流体が噴出することは避けなければならず、このことからも、ポンプ７００からの吐出圧力は低圧にしておくことが要求される。

＝＝脈動発生部＝＝
次に、本実施形態による脈動発生部１００の構造について説明する。

図５は、本実施形態に係る脈動発生部１００の構造を示す断面図である。図５において、脈動発生部１００には、流体の脈動を発生する脈動発生手段を含み、流体を吐出する流路としての接続流路２０１を有する流体噴射管２００が接続されている。

脈動発生部１００は、上ケース５００と下ケース３０１とをそれぞれ対向する面において接合され、４本の固定螺子３５０（図示は省略）によって螺着されている。下ケース３０１は、鍔部を有する筒状部材であって、一方の端部は底板３１１で密閉されている。この下ケース３０１の内部空間に圧電素子４０１が配設される。

圧電素子４０１は、積層型圧電素子であってアクチュエーターを構成する。圧電素子４０１の一方の端部は上板４１１を介してダイアフラム４００に、他方の端部は底板３１１の上面３１２に固着されている。

また、ダイアフラム４００は、円盤状の金属薄板からなり、下ケース３０１の凹部３０３内において周縁部が凹部３０３の底面に密着固着されている。容積変更手段としての圧電素子４０１に駆動信号を入力することで、圧電素子４０１の伸張、収縮に伴いダイアフラム４００を介して流体室５０１の容積を変更する。

ダイアフラム４００の上面には、中心部に開口部を有する円盤状の金属薄板からなる補強板４１０が積層配設される。

上ケース５００は、下ケース３０１と対向する面の中心部に凹部が形成され、この凹部とダイアフラム４００とから構成され流体が充填された状態の回転体形状が流体室５０１である。つまり、流体室５０１は、上ケース５００の凹部の封止面５０５と内周側壁５０１ａとダイアフラム４００によって囲まれた空間である。流体室５０１の略中央部には出口流路５１１が穿設されている。

出口流路５１１は、流体室５０１から上ケース５００の一方の端面から突設された出口流路管５１０の端部まで貫通されている。出口流路５１１の流体室５０１の封止面５０５との接続部は、流体抵抗を減ずるために滑らかに丸められている。

なお、以上説明した流体室５０１の形状は、本実施形態（図５参照）では、両端が封止された略円筒形状としているが、側面視して円錐形や台形、あるいは半球形状等でもよく、円筒形状に限定されない。例えば、出口流路５１１と封止面５０５との接続部を漏斗のような形状にすれば、後述する流体室５０１内の気泡を排出しやすくなる。

出口流路管５１０には流体噴射管２００が接続されている。流体噴射管２００には接続流路２０１が穿設されており、接続流路２０１の直径は出口流路５１１の直径より大きい。また、流体噴射管２００の管部の厚さは、流体の圧力脈動を吸収しない剛性を有する範囲に形成されている。

流体噴射管２００の先端部には、ノズル２１１が挿着されている。このノズル２１１には流体噴射開口部２１２が穿設されている。流体噴射開口部２１２の直径は、接続流路２０１の直径より小さい。

上ケース５００の側面には、ポンプ７００から流体を供給する接続チューブ２５を挿着する入口流路管（流体取入口）５０２が突設されており、入口流路管５０２に入口流路側の接続流路５０４が穿たれている。接続流路５０４は入口流路５０３に連通されている。入口流路５０３は、流体室５０１の封止面５０５の周縁部に溝状に形成され、流体室５０１に連通している。

上ケース５００と下ケース３０１との接合面において、ダイアフラム４００の外周方向の離間した位置には、下ケース３０１側にパッキンボックス３０４、上ケース５００側にパッキンボックス５０６が形成されており、パッキンボックス３０４、５０６にて形成される空間にリング状のパッキン４５０が装着されている。

ここで、上ケース５００と下ケース３０１とを組立てたとき、ダイアフラム４００の周縁部と補強板４１０の周縁部とは、上ケース５００の封止面５０５の周縁部と下ケース３０１の凹部３０３の底面によって密接されている。この際、パッキン４５０は上ケース５００と下ケース３０１によって押し圧されて、流体室５０１からの流体漏洩を防止している。

流体室５０１内は、流体吐出の際に３０気圧（３ＭＰａ）以上の高圧状態となり、ダイアフラム４００、補強板４１０、上ケース５００、下ケース３０１それぞれの接合部において流体が僅かに漏洩することが考えられるが、パッキン４５０によって漏洩を阻止している。

図５に示すようにパッキン４５０を配設すると、流体室５０１から高圧で漏洩してくる流体の圧力によってパッキン４５０が圧縮されるとともに、パッキン４５０がパッキンボックス３０４、５０６内の壁にさらに強く押圧されるので、流体の漏洩を一層確実に阻止することができる。このことから、駆動時において流体室５０１内の高い圧力上昇を維持することができる。

続いて、上ケース５００に形成される入口流路５０３について図面を参照してさらに詳しく説明する。

図６は、入口流路５０３の形態を示す平面図であり、上ケース５００を下ケース３０１との接合面側から視認した状態を表している。

図６において、入口流路５０３は、上ケース５００の封止面５０５の周縁部溝状に形成されている。

入口流路５０３は、一方の端部が流体室５０１に連通し、他方の端部が接続流路５０４に連通している。入口流路５０３と接続流路５０４との接続部には、流体溜り５０７が形成されている。そして、流体溜り５０７と入口流路５０３との接続部は滑らかに丸めることによって流体抵抗を減じている。

また、入口流路５０３は、流体室５０１の内周側壁５０１ａに対して略接線方向に向かって連通している。ポンプ７００（図１参照）から所定の圧力で供給される流体は、内周側壁５０１ａに沿って（図６中、矢印で示す方向）流動して流体室５０１に旋回流を発生する。旋回流は、旋回することによる遠心力で内周側壁５０１ａ側に押し付けられるとともに、流体室５０１内に含まれる気泡は旋回流の中心部に集中する。

そして、中心部に集められた気泡は、出口流路５１１から排除される。このことから、出口流路５１１は旋回流の中心近傍、つまり回転形状体の軸中心部に設けられることがより好ましい。

また図６に示すように、入口流路５０３は湾曲している。入口流路５０３は、湾曲せずに直線に沿って流体室５０１に連通するようにしてもよいが、湾曲させることにより流路長を長くし、狭いスペースの中で所望のイナータンス（イナータンスについては後述する）を得るようにしている。

なお、図６に示したように、ダイアフラム４００と入口流路５０３が形成されている封止面５０５の周縁部との間には、補強板４１０が配設されている。補強板４１０を設ける意味は、ダイアフラム４００の耐久性を向上することである。入口流路５０３の流体室５０１との接続部には切欠き状の接続開口部５０９が形成されるので、ダイアフラム４００が高い周波数で駆動されたときに、接続開口部５０９近傍において応力集中が生じて疲労破壊を発生することが考えられる。そこで、切欠き部がない連続した開口部を有している補強板４１０を配設することで、ダイアフラム４００に応力集中が発生しないようにしている。

また、上ケース５００の外周隅部には、４箇所の螺子孔５００ａが開設されており、この螺子孔位置において、上ケース５００と下ケース３０１とが螺合接合される。

なお、図示は省略するが、補強板４１０とダイアフラム４００とを接合し、一体に積層固着することができる。固着方法としては、接着剤を用いて貼着する方法としても良いし、固層拡散接合や溶接等の方法としてもよいが、補強板４１０とダイアフラム４００とが、接合面において密着されていることがより好ましい。

＝＝脈動発生部の動作＝＝
次に、本実施形態における脈動発生部１００の動作について図１〜図６を参照して説明する。本実施形態の脈動発生部１００による流体吐出は、入口流路５０３側のイナータンスＬ１（合成イナータンスＬ１と呼ぶことがある）と出口流路５１１側のイナータンスＬ２(合成イナータンスＬ２と呼ぶことがある）の差によって行われる。

＜イナータンス＞
まず、イナータンスについて説明する。

イナータンスＬは、流体の密度をρ、流路の断面積をＳ、流路の長さをｈとしたとき、Ｌ＝ρ×ｈ／Ｓで表される。流路の圧力差をΔＰ、流路を流れる流体の流量をＱとした場合に、イナータンスＬを用いて流路内の運動方程式を変形することで、ΔＰ＝Ｌ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。

つまり、イナータンスＬは、流量の時間変化に与える影響度合いを示しており、イナータンスＬが大きいほど流量の時間変化が少なく、イナータンスＬが小さいほど流量の時間変化が大きくなる。

また、複数の流路の並列接続や、複数の形状が異なる流路の直列接続に関する合成イナータンスは、個々の流路のイナータンスを電気回路におけるインダクタンスの並列接続、または直列接続と同様に合成して算出することができる。

なお、入口流路５０３側のイナータンスＬ１は、接続流路５０４の直径が入口流路５０３の直径に対して十分大きく設定されているので、イナータンスＬ１は、入口流路５０３の範囲において算出される。この際、ポンプ７００と入口流路５０３を接続する接続チューブ２５は柔軟性を有するため、イナータンスＬ１の算出から削除してもよい。

また、出口流路５１１側のイナータンスＬ２は、接続流路２０１の直径が出口流路５１１の直径よりもはるかに大きく、流体噴射管２００の管部（管壁）の厚さが薄いためイナータンスＬ２への影響は軽微である。従って、出口流路５１１側のイナータンスＬ２は出口流路５１１のイナータンスに置き換えてもよい。

なお、流体噴射管２００の管壁の厚さは、流体の圧力伝播には十分な剛性を有している。

そして、本実施形態では、入口流路５０３側のイナータンスＬ１が出口流路５１１側のイナータンスＬ２よりも大きくなるように、入口流路５０３の流路長及び断面積、出口流路５１１の流路長及び断面積が設定されている。

＜流体の噴射＞
次に、脈動発生部１００の動作について説明する。

ポンプ７００によって入口流路５０３には、所定圧力で流体が供給されている。その結果、圧電素子４０１が動作を行わない場合、ポンプ７００の吐出力と入口流路５０３側全体の流体抵抗値の差によって流体は流体室５０１内に流動する。

ここで、圧電素子４０１に駆動信号が入力され、急激に圧電素子４０１が伸張したとすると、流体室５０１内の圧力は、入口流路５０３側及び出口流路５１１側のイナータンスＬ１、Ｌ２が十分な大きさを有していれば急速に上昇して数十気圧に達する。

この流体室５０１内の圧力は、入口流路５０３に加えられていたポンプ７００による圧力よりはるかに大きいため、入口流路５０３側から流体室５０１内への流体の流入はその圧力によって減少し、出口流路５１１からの流出は増加する。

入口流路５０３のイナータンスＬ１は、出口流路５１１のイナータンスＬ２よりも大きいため、入口流路５０３から流体が流体室５０１へ流入する流量の減少量よりも、出口流路５１１から吐出される流体の増加量のほうが大きいため、接続流路２０１にパルス状の流体吐出、つまり、脈動流が発生する。この吐出の際の圧力変動が、流体噴射管２００内を伝播して、先端のノズル２１１の流体噴射開口部２１２から流体が噴射される。

ここで、ノズル２１１の流体噴射開口部２１２の直径は、出口流路５１１の直径よりも小さいので、流体は、さらに高圧、高速のパルス状の液滴として噴射される。

一方、流体室５０１内は、入口流路５０３からの流体流入量の減少と出口流路５１１からの流体流出の増加との相互作用で、圧力上昇直後に負圧状態となる。その結果、ポンプ７００の圧力と、流体室５０１内の負圧状態の双方によって所定時間経過後に、入口流路５０３の流体は圧電素子４０１の動作前と同様な速度で流体室５０１内に向かう流れが復帰する。

入口流路５０３内の流体の流動が復帰した後、圧電素子４０１の伸張があれば、ノズル２１１からの脈動流を継続して噴射することができる。

＜気泡の排除＞
続いて、流体室５０１内の気泡の排除動作について説明する。

上述したように、入口流路５０３は、流体室５０１の周囲を旋回しつつ流体室５０１に近づくような経路で流体室５０１に連通している。また出口流路５１１は、流体室５０１の略回転体形状の回転軸近傍に開設されている。

このため、入口流路５０３から流体室５０１に流入した流体は、流体室５０１内を内周側壁５０１ａに沿って旋回する。そして流体が遠心力により流体室５０１の内周側壁５０１ａ側に押し付けられ、流体に含まれる気泡が流体室５０１の中心部に集中する結果、気泡は出口流路５１１から排出される。

従って、圧電素子４０１による流体室５０１の微小な容積変化においても、気泡によって圧力変動が阻害されることなく、十分な圧力上昇が得られる。

本実施形態によれば、ポンプ７００により所定の圧力で入口流路５０３に流体が供給されるため、脈動発生部１００の駆動を停止した状態においても入口流路５０３及び流体室５０１に流体が供給されるため、呼び水動作をしなくても初期動作を開始することができる。

また、出口流路５１１の直径よりも縮小された流体噴射開口部２１２から流体を噴出するため、液圧を出口流路５１１内よりも高めることから、高速の流体噴射を可能にする。

さらに、流体噴射管２００が、流体室５０１から流動される流体の脈動を流体噴射開口部２１２に伝達し得る剛性を有しているので、脈動発生部１００からの流体の圧力伝播を妨げず、所望の脈動流を噴射することができるという効果を有する。

また、入口流路５０３のイナータンスを、出口流路５１１のイナータンスよりも大きく設定していることから、入口流路５０３から流体室５０１への流体の流入量の減少よりも大きい流出量の増加が出口流路５１１に発生し、流体噴射管２００内にパルス状の流体吐出を行うことができる。従って、入口流路５０３側に逆止弁を設けなくてもよく、脈動発生部１００の構造を簡素化できるとともに、内部の洗浄が容易になる他、逆止弁を用いることに起因する耐久性の不安を排除することができるという効果がある。

なお、入口流路５０３及び出口流路５１１双方のイナータンスを十分大きく設定することにより、流体室５０１の容積を急激に縮小すれば、流体室５０１内の圧力を急激に上昇させることができる。

また、容積変更手段としての圧電素子４０１とダイアフラム４００とを用いて脈動を発生させる構成とすることにより、脈動発生部１００の構造の簡素化と、それに伴う小型化を実現できる。また、流体室５０１の容積変化の最大周波数を１ＫＨｚ以上の高い周波数にすることができ、高速脈動流の噴射に最適である。

また、脈動発生部１００は、入口流路５０３により流体室５０１内の流体に旋回流を発生させることで、流体室５０１内の流体を遠心力により流体室５０１の外周方向に押しやり、旋回流の中心部、つまり、略回転体形状の軸近傍に流体に含まれる気泡を集中させ、略回転体形状の軸の近傍に設けられる出口流路５１１から気泡を排除することができる。このことから、流体室５０１内に気泡が滞留することによる圧力振幅の低下を防止することができ、脈動発生部１００の安定した駆動を継続することができる。

さらに、入口流路５０３を、流体室５０１の周囲を旋回しつつ流体室５０１に近づくような経路で流体室５０１に連通させるように形成していることから、流体を流体室５０１の内部で旋回させるための専用の構造を用いることなく旋回流を発生させることができる。

また、流体室５０１の封止面５０５の外周縁部に、溝形状の入口流路５０３を形成しているので、部品数を増やすことなく旋回流発生部としての入口流路５０３を形成することができる。

また、ダイアフラム４００の上面に補強板４１０を備えていることにより、ダイアフラム４００は補強板４１０の開口部外周を支点として駆動するため、応力集中が発生しにくく、ダイアフラム４００の耐久性を向上させることができる。

なお、補強板４１０のダイアフラム４００との接合面の角部を丸めておけば、一層、ダイアフラム４００の応力集中を緩和することができる。

また、補強板４１０とダイアフラム４００とを積層し、一体に固着すれば、脈動発生部１００の組立性を向上させることができる他、ダイアフラム４００の外周縁部の補強効果もある。

また、ポンプ７００から流体を供給する入口側の接続流路５０４と入口流路５０３との接続部に、流体を滞留する流体溜り５０７を設けているために、接続流路５０４のイナータンスが入口流路５０３に与える影響を抑制することができる。

さらに、上ケース５００と下ケース３０１との接合面において、ダイアフラム４００の外周方向離間した位置にリング状のパッキン４５０を備えているために、流体室５０１からの流体の漏洩を防止し、流体室５０１内の圧力低下を防止することができる。

＝＝圧力センサーの故障検知＝＝
上述したように、本実施形態に係る流体噴射装置１は、流体収容部７６５に収容されている流体の圧力が所定の目標圧力値に対して規定の範囲内（ラフウインドウ）に入っており、ポンプ７００から脈動発生部１００への流体の送液を許可する送液可能状態になっている場合に、術者によって脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＮ信号が駆動制御部６００に入力されると、駆動制御部６００が圧電素子４０１の駆動を開始して、脈動発生部１００の先端のノズル２１１から流体をパルス状に高速噴射する。

流体噴射装置１は、このように、流体収容部７６５内の流体の圧力がラフウインドウに入っているように制御することで、脈動発生部１００からの流体の噴射が適切な強度でなされるようにしている。

従って、流体収容部７６５内の流体の圧力を検知する圧力センサー７２２が何らかの理由で故障した場合には、流体収容部７６５内の流体の圧力を制御することができなくなるので、術者の想定外の強度で脈動発生部１００から流体が噴射される可能性がある。

なお本実施形態において、圧力センサー７２２が故障しているとは、圧力センサー７２２の出力特性が正規の特性を有していない場合をいう。

圧力センサー７２２の正規の出力特性とは、圧力センサー７２２に印加される圧力と、圧力センサー７２２から出力される検知信号のレベルと、の対応関係が、正常とされる所定の範囲内にあるような特性をいう。

本実施形態に係る流体噴射装置１は、圧力センサー７２２の故障を検知することができる。

詳細は後述するが、本実施形態に係る流体噴射装置１は、例えば、ピンチバルブ（流路開閉部）７５０を閉塞した状態でスライダー（移動体）７２０を押圧方向に移動させて流体収容部７６５を押圧する際に、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触しているときに圧力センサー７２２により検知される圧力が第１判定値未満である場合、あるいは、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触していないときに圧力センサー７２２により検知される圧力が第２判定値以上である場合に、圧力センサー７２２が故障していると判定する。

以下、図７〜図１２を参照しながら、本実施形態に係る流体噴射装置１による圧力センサー７２２の故障検知処理について具体的に説明する。

まず、図７を参照して、ポンプ制御部（制御部）７１０の構成を説明する。

ポンプ制御部７１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１１、メモリー７１２、ＡＤ（Analog/Digital）コンバーター７１３を有して構成されている。

ポンプ制御部７１０は、流体押圧部７３１が流体容器７６０の流体収容部７６５を押圧する際の圧力に応じたレベルの検知信号を圧力センサー７２２から取り込んで、流体押圧部７３１の制御を行う。例えばポンプ制御部７１０は、スライダーセットスイッチ７８１のＯＮ信号が入力された際には、ピンチバルブ７５０を閉じた状態で、流体押圧部７３１に所定の駆動信号を出力することでモーター７３０を駆動してスライダー７２０を押し込み方向に移動し、圧力センサー７２２によって検出された流体収容部７６５内の圧力が所定の目標圧力値になるように、モーター７３０を制御する。なお、流体押圧部７３１は、スライダー７２０、モーター７３０及びリニアガイド７４０を有して構成されている。

ＣＰＵ７１１は、ポンプ制御部７１０の全体の制御を司るもので、メモリー７１２に記憶される各種の動作を行うためのコードから構成されるプログラムを実行することにより、本実施形態に係る各種機能を実現する。

メモリー７１２は、上記プログラムの他、各種データーを記憶している。例えばメモリー７１２は、上記目標圧力値の他、上述した第１判定値（圧力値）に相当するレベル（例えば電圧）を示す第１判定値レベルデーター（例えば電圧値）、第２判定値に相当するレベルを示す第２判定値レベルデーターなどを記憶している。

ＡＤコンバーター７１３は、圧力センサー７２２から出力される検知信号が入力され、この検知信号のレベルを示すデーターを出力する。具体的には、圧力センサー７２２は、スライダー７２０が流体収容部７６５を押圧する際の圧力を検知し、この圧力に応じたレベル（例えば電圧）の検知信号を出力しているが、ＡＤコンバーター７１３は、圧力センサー７２２から出力される検知信号のレベルを示す検知レベルデーター（例えば電圧値）を出力する。

＜第１の故障検知処理＞
以下、図８及び図９を参照しながら、本実施形態に係る圧力センサー７２２の第１の故障検知処理の流れについて説明する。なお図８は圧力センサー７２２の検知信号のレベル及びタッチセンサー７２３の出力信号の変化の様子を示す図であり、図９は、第１の故障検知処理の流れを示すフローチャートである。

なお以下の説明では、スライダーリリーススイッチ７８０のＯＮ信号がポンプ制御部７１０に入力された時点から第１の故障検知処理の流れを説明する。

まずＣＰＵ７１１は、スライダーリリーススイッチ７８０のＯＮ信号が入力されたことを検知する（図８の（Ｂ）、図９のS1000）。そうすると、ＣＰＵ７１１は、流体押圧部７３１に対して所定の駆動信号を出力することにより、スライダー７２０を押し込み方向とは反対向きにホーム位置に向けて移動させる（図９のS1010）。そうすると、流体収容部７６５内の流体の圧力によってプランジャー７６２が押し込み方向とは反対向きに移動し、それに伴って流体収容部７６５内の流体の圧力が低下する（図８の（Ｃ））。

ＣＰＵ７１１がスライダー７２０をホーム位置に向けて移動している間に、スライダー７２０がプランジャー７６２から離れると、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＦＦに変わり（図８の（Ｄ））、流体収容部７６５内の流体の圧力の低下が止まる（図８の（Ｅ））。

その後も引き続きＣＰＵ７１１がスライダー７２０を押し込み方向とは反対向きにホーム位置に向けて移動し続けていると、スライダー７２０がホームセンサー７４３の位置に到達する。そしてこのとき、ＣＰＵ７１１は、ホームセンサー７４３から出力されるＯＮ信号を検知する。そしてＣＰＵ７１１は、スライダー７２０をホーム位置で停止させる（図８の（Ｆ）、図９のS1030）。

そしてＣＰＵ７１１は、この時点で、タッチセンサー７２３から出力される信号がＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する（図９のS1040）。スライダー７２０はこの時点でホーム位置に停止しているので、ＣＰＵ７１１は、タッチセンサー７２３から出力される信号がＯＮである場合は、タッチセンサー７２３が故障していると判定し（図９のS1050）、故障処理を実行する（図９のS1060）。

ＣＰＵ７１１は、故障処理において、例えば所定の警報を出力する。例えばＣＰＵ７１１は、タッチセンサー７２３が故障した旨の音声メッセージをスピーカ７９０から出力する。あるいはＣＰＵ７１１は、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。

このような態様により、タッチセンサー７２３が故障したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。

図９のS1040において、タッチセンサー７２３から出力される信号がＯＦＦである場合は、続いてＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２から出力されている検知信号のレベル（電圧）を示す検知レベルデーター（電圧値）をＡＤコンバーター７１３から取得する（図９のS1070）。

そしてＣＰＵ７１１は、この検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター以上であるか否かを判定する（図９のS1080）。

この時点では、スライダー７２０はホーム位置にあるのでプランジャー７６２に接触しておらず、流体収容部７６５内の圧力は低圧（後述する第２判定値により示される圧力よりも低圧）であるはずなので、検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター以上である場合は、圧力センサー７２２は流体収容部７６５内の圧力を正しく検知していないことになる。

このため、ＣＰＵ７１１は、検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター以上である場合は、圧力センサー７２２が故障していると判定し（図９のS1090）、所定の故障処理を実行する（図９のS1100）。

なお、第２判定値は、事前に実験等を行って適切な値に定めておくことが可能である。例えば、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮとＯＦＦとの間を切り替わる際の流体収容部７６５内の圧力を計測しておき、このときの圧力に基づいて第２判定値を定めておくとよい。例えば、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮとＯＦＦとの間を切り替わる際の圧力に所定値（第２所定値）を加算した値を第２判定値として定めておくと良い。

このように定めておくことにより、流体収容部７６５内の圧力を減圧している場合には、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮからＯＦＦに切り替わる前に、流体収容部７６５内の圧力が第２判定値を下回り、流体収容部７６５内の圧力を増圧している場合には、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＦＦからＯＮに切り替わった後に、流体収容部７６５内の圧力が第２判定値を上回るようにできるため、圧力センサー７２２の故障の誤検知を防止することが可能となる。

ＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障していると判定した場合には、故障処理（図９のS1100）において所定の警報を出力する。例えばＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障した旨の音声メッセージをスピーカ７９０から出力する。あるいはＣＰＵ７１１は、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。

このような態様により、圧力センサー７２２が故障したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。

図９のS1080において、圧力センサー７２２の検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター未満である場合には、ＣＰＵ７１１は、第１判定値（圧力値）を示す第１判定値レベルデーター（電圧値）を設定する（図９のS1110）。

この第１判定値は、以下に続く処理でスライダー７２０がプランジャー７６２に接触している時に圧力センサー７２２の故障を判定するために用いる判定値である。

第１判定値についても、第２判定値と同様に、例えばタッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮとＯＦＦとの間を切り替わる際の流体収容部７６５内の圧力を事前の実験等によって計測しておき、このときの圧力に基づいて定めておようにしてもよい。例えば、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮとＯＦＦとの間を切り替わる際の圧力に第１所定値を減算した値を第１判定値として定めておいても良い。

このように定めておくことにより、流体収容部７６５内の圧力を減圧している場合には、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮからＯＦＦに切り替わった後に、流体収容部７６５内の圧力が第１判定値を下回り、流体収容部７６５内の圧力を増圧している場合には、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＦＦからＯＮに切り替わる前に、流体収容部７６５内の圧力が第１判定値を上回るようにできるため、圧力センサー７２２の故障の誤検知を防止することが可能となる。

あるいは、圧力センサー７２２の検知信号のレベルは温度や製造誤差等によってばらつくことがあるため、スライダー７２０がホーム位置で停止している時の圧力センサー７２２から出力される検知信号のレベルを基準とした相対値として第１判定値を設定するようにしてもよい。この場合は、圧力センサー７２２の出力特性にばらつきがあっても圧力センサー７２２の故障の誤検知を防止することが可能となる。

本実施形態では、スライダー７２０がホーム位置にあるとき（つまり、スライダー７２０が流体収容部７６５に接触しない所定位置にあるとき）に圧力センサー７２２が出力した検知信号により示される圧力に、第３所定値を加算して得られる値を第１判定値としている。本実施形態では、圧力センサー７２２から出力される検知信号に含まれ得る最大誤差に、なるべく小さな正の値を上乗せ分として加えた値を、上記第３所定値としている。

このようにすることにより、圧力センサー７２２の誤差の影響を排除しつつ、タッチセンサー７２３がＯＮである時の圧力センサー７２２の検知信号のレベルの異常を正しく検知することが可能となる。

なお、第１判定値の算出に用いられる上記第３所定値は、圧力センサー７２２の誤差だけでなく、ＡＤコンバーター７１３の誤差（例えば量子化誤差など）を考慮して定めるようにすることがより好ましい。

ＣＰＵ７１１は、以上のようにして定められる第１判定値を示す第１判定値レベルデーターをメモリー７１２に記憶する（図９のS1110）。

その後、ＣＰＵ７１１は、スライダーセットスイッチ７８１のＯＮ信号が入力されたことを検知する（図９のS1120）。そうすると、ＣＰＵ７１１は、流体押圧部７３１に対して所定の駆動信号を出力することにより、スライダー７２０を押し込み方向に移動させる（図９のS1130）。

そしてＣＰＵ７１１は、タッチセンサー７２３から出力される信号がＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する（図９のS1140）。スライダー７２０がプランジャー７６２に当接してプランジャー７６２の押圧が開始されると（図８の（Ｇ））、タッチセンサー７２３からＯＮ信号が出力される（図８の（Ｈ））。

そうするとＣＰＵ７１１は、タッチセンサー７２３からＯＮ信号が出力されたことを検知し、圧力センサー７２２から出力されている検知信号のレベル（電圧）を示す検知レベルデーター（電圧値）をＡＤコンバーター７１３から取得する（図９のS1150）。

そしてＣＰＵ７１１は、この検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター以上であるか否かを判定する（図９のS1160）。

この時点では、スライダー７２０はプランジャー７６２の押圧を開始しており、流体収容部７６５内の圧力は、第１判定値により示される圧力よりも高圧であるはずなので、検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター未満である場合は、圧力センサー７２２は流体収容部７６５内の圧力を正しく検知していないことになる。

このため、ＣＰＵ７１１は、検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター未満である場合は、圧力センサー７２２が故障していると判定し（図９のS1170）、所定の故障処理を実行する（図９のS1180）。

ＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障していると判定した場合には、故障処理（図９のS1180）において所定の警報を出力する。例えばＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障した旨の音声メッセージをスピーカ７９０から出力する。あるいはＣＰＵ７１１は、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。

このような態様により、圧力センサー７２２が故障したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。

図９のS1160において、圧力センサー７２２の検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター以上である場合には、ＣＰＵ７１１は故障検知処理を終了する。

なお、ＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障していると判定した場合には、故障処理（図９のS1100、S1180）において、ピンチバルブ７５０を開放するようにしてもよい。

このようにすれば、仮に流体収容部７６５内の圧力が想定以上の高圧になっていたとしても、流体収容部７６５内の流体を脈動発生部１００のノズル２１１から流出させることで流体収容部７６５内の圧力を低下させることができるので、流体噴射装置１の安全性を向上させることが可能となる。

また、ＣＰＵ７１１は、故障処理（図９のS1100、S1180）においてピンチバルブ７５０を開放する際に、流体噴射装置１を送液可能状態にするようにしてもよい。

このようにすれば、圧力センサー７２２が故障した場合であっても、術者は、脈動発生部起動スイッチ６２５を操作して脈動発生部起動スイッチ６２５のＯＮ信号を駆動制御部６００に入力することで、脈動発生部１００から流体をパルス状に高速噴射させることができるようになる。

この場合例えば、術者は、脈動発生部１００から流体を試験的に噴射させて噴射の強さを確かめ、そして術者の判断により、圧力センサー７２２が故障している場合であっても手術を継続するようにすることも可能になる。

なお、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触してプランジャー７６２を押圧し始めるタイミングは、タッチセンサー７２３がＯＦＦからＯＮに切り替わるタイミングと同一でない場合がある。あるいは、スライダー７２０がプランジャー７６２から離れるタイミングは、タッチセンサー７２３がＯＮからＯＦＦに切り替わるタイミングと同一でない場合がある。

このような場合は、圧力センサー７２２が故障していなくても、タッチセンサー７２３がＯＮである時に圧力センサー７２２が検知した圧力が第１判定値未満になる場合や、タッチセンサー７２３がＯＦＦである時に圧力センサー７２２が検知した圧力が第２判定値以上になる場合がある。

たとえば、図１０に例示するケースでは、流体収容部７６５内の圧力が低下している際に（図１０の（Ｃ））、流体収容部７６５内の圧力が第１判定値未満（図１０の（Ｄ））になった後に、タッチセンサー７２３がＯＦＦになる（図１０の（Ｆ））。また流体収容部７６５内の圧力が上昇する際に、タッチセンサー７２３がＯＮになった後に（図１０の（Ｈ））、流体収容部７６５内の圧力が第１判定値以上になる（図１０の（Ｊ））。つまり図１０に示すような場合、タッチセンサー７２３がＯＮであるにもかかわらず、圧力センサー７２２が検知した圧力が第１判定値未満となる期間がある（図１０の（Ｄ）〜（Ｆ）、（Ｈ）〜（Ｊ））。

このような場合は、図１０に示すように、流体収容部７６５内の圧力が低下している際には、流体収容部７６５内の圧力が第１判定値未満（図１０の（Ｄ））になってから所定時間t1が経過するまでの間は、タッチセンサー７２３がＯＮであるかＯＦＦであるか否かを判定しないようにすると良い。

また同様に、流体収容部７６５内の圧力が上昇する際には、タッチセンサー７２３がＯＮ（図１０の（Ｈ））になってから所定時間t2が経過するまでの間は、流体収容部７６５内の圧力が第１判定値未満であるか否かを判定しないようにすると良い（図９のS1140、S1150、S1160）。

このような態様により、圧力センサー７２２の故障の誤検知を防止することが可能となる。

なお、第１判定値及び第２判定値は、異なる値としてもよいし、同じ値にしてもよい。第１判定値と第２判定値とを異なる値にした場合には、例えば流体収容部７６５の加圧時と減圧時とで圧力の変化の特性が異なるような場合であっても、より正確に圧力センサー７２２の故障を検知することが可能となる。一方、第１判定値と第２判定値とを同じ値にした場合には、圧力センサー７２２の故障判定条件を簡易に設定することが可能となる。

＜第２の故障検知処理＞
次に、本実施形態に係る第２の故障検知処理について図１１に示すフローチャートを参照しながら説明する。以下に説明する第２の故障検知処理は、第１の故障検知処理と同様に、ピンチバルブ（流路開閉部）７５０を閉塞した状態でスライダー（移動体）７２０を押圧方向に移動させて流体収容部７６５を押圧する際に、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触しているときに圧力センサー７２２により検知される圧力が第１判定値未満である場合、あるいは、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触していないときに圧力センサー７２２により検知される圧力が第２判定値以上である場合に、圧力センサー７２２が故障していると判定するものであるが、スライダーリリーススイッチ７８０やスライダーセットスイッチ７８１を操作しなくても、圧力センサー７２２の故障を検知することを可能とするものである。

まずＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２から出力されている検知信号のレベル（電圧）を示す検知レベルデーター（電圧値）をＡＤコンバーター７１３から取得する（図１１のS2000）。

そしてＣＰＵ７１１は、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する（図１１のS2010）。

タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮである場合は、ＣＰＵ７１１は、検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター以上であるか否かを判定する（図１１のS2020）。

検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター以上である場合は、ＣＰＵ７１１は故障検知処理を終了する。

一方、検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター未満である場合は、ＣＰＵ７１１は、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮであり、かつ、検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター未満である状態が、第１所定時間以上継続しているか否かを判定する（図１１のS2030）。

未だ第１所定時間以上継続していない場合には、ＣＰＵ７１１は、再び、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮであるかＯＦＦであるかを判定処理に戻る（図１１のS2010）。

第１所定時間以上継続している場合は、ＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障していると判定し（図１１のS2040）、所定の故障処理を実行する（図１１のS2050）。故障処理は、第１の故障検知処理と同様で良い（図９のS1100、S1180）。

例えばＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障していると判定した場合には、故障処理（図１１のS2050）において所定の警報を出力する。例えばＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障した旨の音声メッセージをスピーカ７９０から出力する。あるいはＣＰＵ７１１は、所定の警告灯（不図示）を点灯させる。

このような態様により、圧力センサー７２２が故障したことをいち早く術者等のオペレーターに知らせることができ、流体噴射装置１の安全性をより一層向上させることが可能になる。

一方、S2010において、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＦＦである場合は、ＣＰＵ７１１は、検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター未満であるか否かを判定する（図１１のS2060）。

検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター未満である場合は、ＣＰＵ７１１は故障検知処理を終了する。

一方、検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター以上である場合は、ＣＰＵ７１１は、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＦＦであり、かつ、検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター以上である状態が、第２所定時間以上継続しているか否かを判定する（図１１のS2070）。

まだ第２所定時間以上継続していない場合には、ＣＰＵ７１１は、再び、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮであるかＯＦＦであるかを判定処理に戻る（図１１のS2010）。

第２所定時間以上継続している場合は、ＣＰＵ７１１は、圧力センサー７２２が故障していると判定し（図１１のS2040）、所定の故障処理を実行する（図１１のS2050）。

このように、第２の故障判定処理では、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＮであり、かつ、検知レベルデーターが第１判定値レベルデーター未満である状態が、第１所定時間以上継続している場合、あるいは、タッチセンサー７２３からの出力信号がＯＦＦであり、かつ、検知レベルデーターが第２判定値レベルデーター以上である状態が、第２所定時間以上継続している場合に、圧力センサー７２２が故障していると判定する。

これにより、図１０に例示したように、スライダー７２０がプランジャー７６２に当接するタイミングあるいはスライダー７２０がプランジャー７６２から離れるタイミングが、タッチセンサー７２３がＯＮ、ＯＦＦするタイミングと一致していない場合であっても、圧力センサー７２２の故障検知を適切に行うことが可能となる。

しかも、スライダーリリーススイッチ７８０やスライダーセットスイッチ７８１が操作されるような特定の場合に限定されることなく、圧力センサー７２２の故障を検知することができる。

上記の第１所定時間や第２所定時間は、事前の実験等によって適切な値に定めておくことが可能である。

なお、上記第１の故障検知処理及び第２の故障検知処理において、ＣＰＵ７１１は、タッチセンサー７２３からの出力信号（ＯＮ、ＯＦＦ）を用いて、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触しているか否かを判定しているが、タッチセンサー７２３からの出力信号を用いない形態も可能である。

例えばＣＰＵ７１１は、スライダー７２０がホーム位置にある時は、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触していない、と判定するようにしてもよい。またＣＰＵ７１１は、スライダーリリーススイッチ７８０のＯＮ信号が入力されて、スライダー７２０を押し込み方向とは反対向きに移動開始してから、事前に実験等により求めておいた所定時間が経過した時点で、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触していない、と判定するようにしてもよい。

またＣＰＵ７１１は、スライダーセットスイッチ７８１のＯＮ信号が入力されて、スライダー７２０を押し込み方向に移動開始してから、事前に実験等により求めておいた所定時間が経過した時点で、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触している、と判定するようにしてもよい。

＜その他の実施形態＞
また本実施形態に係る流体噴射装置１は、以下に記載するように、複数の圧力センサー７２２を有するスライダー７２０を用いて実現することもできる。

スライダー７２０が第１圧力センサー（第１の圧力検知部）７２２ａと第２圧力センサー（第２の圧力検知部）７２２ｂとを有する場合の構成図を図１２に示す。

図１２に示すように、本実施形態に係るスライダー７２０は、第１圧力センサー７２２ａと第２圧力センサー７２２ｂとが、スライダー７２０の押し込み方向に積層するように配置されて構成されている。

そして、第１圧力センサー７２２ａ及び第２圧力センサー７２２ｂは、スライダー７２０が流体収容部７６５を押圧する際に、スライダー７２０とプランジャー７６２とによって挟圧される位置に設けられている。

このため、スライダー７２０が流体収容部７６５を押圧する際の圧力は、第１圧力センサー７２２ａと第２圧力センサー７２２ｂとの両方によって検知され、第１圧力センサー７２２ａからは第１の検知信号が出力され、第２圧力センサー７２２ｂからは第２の検知信号が出力される。

そしてＡＤコンバーター７１３は、第１の検知信号と第２の検知信号とが入力されると、それぞれに対応する第１の検知レベルデーターと第２の検知レベルデーターとを出力する。

ＣＰＵ７１１は、第１の検知レベルデーターおよび第２の検知レベルデーターのいずれか一方または両方を用いて、上述した様々な流体押圧部７３１の制御を行う。例えばＣＰＵ７１１は、第１の検知レベルデーターおよび第２の検知レベルデーターのいずれか一方または両方を用いて、スライダー７２０が流体収容部７６５を押圧する際の圧力が所定の目標圧力値になるようにスライダー７２０を移動させる。

なおＣＰＵ７１１は、第１の検知レベルデーターおよび第２の検知レベルデーターの両方を用いる場合には、これらの平均値を算出して制御に用いるようにすると良い。このような態様により、第１の検知信号あるいは第２の検知信号のいずれか一方に例えばノイズが混入し、ノイズが混入した方の検知レベルデーターの値が急激に変化したような場合であっても、流体押圧部７３１に対する安定した制御を継続することが可能となる。

またＣＰＵ７１１は、上述した第１の故障検知処理あるいは第２の故障検知処理によって、第１圧力センサー７２２ａが故障したと判定した場合には、第２圧力センサー７２２ｂを用いて上記の制御を継続し、第２圧力センサー７２２ｂが故障したと判定した場合には、第１圧力センサー７２２ｂを用いて上記の制御を継続する。

このような態様により、流体噴射装置１は、圧力センサー７２２に故障が発生しても脈動発生部１００から流体の噴射を継続する制御を行うことが可能となり、流体噴射装置１の信頼性を向上させることが可能となる。

またこの場合、流体噴射装置１は、圧力センサー７２２が故障したことを示す旨の警報を出力するようにしてもよいし、出力しないようにしてもよい。前者の場合には、流体噴射装置１は、正常な方の圧力センサー７２２を用いて制御を継続することはできるものの、もう一方の圧力センサー７２２が故障したことをいち早くオペレータに知らせることができる。

後者の場合は、流体噴射装置１は、一方の圧力センサー７２２に故障が発生しても、故障が発生したことを知らせないようにすることで、手術に集中している術者に刺激を与えないようにすることができる。なおこの場合、一方の圧力センサー７２２に故障が発生したことを、例えばログ情報としてメモリー７１２に保存しておくようにすると良い。このようにすれば、手術の終了後に流体噴射装置１のメンテナンスを行う際に、圧力センサー７２２が故障していることを保守員に知らせることが可能となる。

あるいは、本実施形態に係る流体噴射装置１は、例えば、第１の検知レベルデーターと第２の検知レベルデーターとの差分が所定の判定値以上になった場合には、第１圧力センサー７２２ａと第２圧力センサー７２２ｂの少なくともいずれか一方に故障が発生していると判定し、所定の警報を出力する等の上述した故障処理を実行するようにしてもよい。

このような態様により、上記第１の故障検知処理や第２の故障検知処理により圧力センサー７２２の故障を検知する以外にも、上記第１の故障検知処理や第２の故障検知処理を行っていない場合であっても、圧力センサー７２２の故障を検知することが可能となる。

以上、上記実施形態に係る流体噴射装置１について詳細に説明したが、これらの実施形態に係る流体噴射装置１によれば、圧力センサー７２２の故障を検知し、より安全で信頼性の高い流体噴射装置１を実現することができる。

なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１流体噴射装置、２５接続チューブ、２６三方活栓、１００脈動発生部、２００流体噴射管、２０１接続流路、２１１ノズル、４００ダイヤフラム、４０１圧電素子、５０１流体室、５０２入口流路管、５０３入口流路、５１０出口流路管、５１１出口流路、６００駆動制御部、６２５脈動発生部起動スイッチ、６３０制御ケーブル、６４０通信ケーブル、７００ポンプ、７１０ポンプ制御部、７２０スライダー、７２２圧力センサー、７２３タッチセンサー、７３０モーター、７４０リニアガイド、７４１第１リミットセンサー、７４２残量センサー、７４３ホームセンサー、７４４第２リミットセンサー、７５０ピンチバルブ、７６０流体容器、７６１シリンジ、７６２プランジャー、７６３ガスケット、７６４開口部、７６５流体収容部、７７０流体容器装着部、７８０スライダーリリーススイッチ、７８１スライダーセットスイッチ、７８２送液レディスイッチ、７８３プライミングスイッチ、７８５ピンチバルブスイッチ、７９０スピーカ

Claims (6)

1. 流体を収容する流体収容部と、前記流体収容部に形成される流体出口と、を有する流体容器と、
   前記流体収容部を押圧して、前記流体出口から前記流体を流出させる流体押圧部と、
   一端が前記流体出口に接続される接続配管と、
   前記接続配管の他端が接続される流体取入口を有し、前記流体取入口から取り入れた前記流体をパルス状に噴射する流体噴射部と、
   前記接続配管内の前記流体の流路を開閉する流路開閉部と、
   前記流体押圧部が前記流体収容部を押圧する際の圧力を検知し、前記圧力に応じたレベルの検知信号を出力する圧力検知部と、
   前記流路開閉部に前記流路を閉塞させた状態で、前記流体押圧部に前記流体収容部を押圧させ、前記流体押圧部が前記流体収容部に接触しているときに前記検知信号が示す前記圧力が第１判定値未満である場合、あるいは、前記流体押圧部が前記流体収容部に接触していないときに前記検知信号が示す前記圧力が第２判定値以上である場合に、前記圧力検知部が故障していると判定する制御部と、
   を備えることを特徴とする流体噴射装置。
2. 請求項１に記載の流体噴射装置であって、
   前記流体押圧部は、
   前記流体収容部の押圧方向に移動し、前記流体押圧部への押圧を行う移動体と、
   前記移動体の位置を検出する位置検知部と、
   を備え、
   前記第１判定値は、前記移動体が前記流体収容部に接触しない所定位置にあるときに前記圧力検知部が出力した前記検知信号により示される前記圧力に基づいて定められる値である
   ことを特徴とする流体噴射装置。
3. 請求項２に記載の流体噴射装置であって、
   前記第１判定値は、前記移動体が前記所定位置にあるときに前記圧力検知部が出力した前記検知信号により示される前記圧力と、前記圧力の誤差に応じて定められる所定値と、の加算値である
   ことを特徴とする流体噴射装置。
4. 請求項２または３に記載の流体噴射装置であって、
   第１の前記圧力検知部と、第２の前記圧力検知部と、
   を備え、
   第１の前記圧力検知部及び第２の前記圧力検知部は、前記移動体が前記流体収容部を押圧する際に、前記移動体及び前記流体収容部によって挟圧される位置に、前記移動体の前記押圧方向に積層して配置され、
   前記制御部は、
   第１の前記圧力検知部から出力される第１の前記検知信号と、第２の前記圧力検知部から出力される第２の前記検知信号と、のいずれか一方または両方を用いて、前記移動体が前記流体収容部を押圧する際の圧力が所定の目標圧力値になるように前記移動体の前記移動を制御し、
   第１の前記圧力検知部が故障したと判定した場合には、第２の前記検知信号を用いて前記制御を継続し、
   第２の前記圧力検知部が故障したと判定した場合には、第１の前記検知信号を用いて前記制御を継続する
   ことを特徴とする流体噴射装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の流体噴射装置であって、
   前記制御部は、前記圧力検知部が故障したと判定した場合には、前記流路開閉部に前記流路を開放させる
   ことを特徴とする流体噴射装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の流体噴射装置であって、
   前記制御部は、前記圧力検知部が故障したと判定した場合には、前記圧力検知部が故障したことを示す警報を出力する
   ことを特徴とする流体噴射装置。

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