JP3831268B2 - 薬液注入装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンジの薬液を被験者に注入する薬液注入装置に関し、特に、シリンジがシリンジアダプタを介して注入ヘッドに装着される薬液注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、医療現場で利用されているＣＴ(Computed Tomography)スキャナは、レントゲン撮影の応用により被験者の断層画像を撮像することができ、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)装置は、磁気共鳴効果により被験者の断層画像をリアルタイムに撮像することができ、アンギオ装置は、レントゲン撮影の応用により被験者の血管画像を撮像することができる。
【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を使用する場合、薬液が充填されているシリンジのシリンダ部を延長チューブで被験者に連結し、そのシリンダ部を注入ヘッドで保持する。このように保持されたシリンジのピストン部をモータ駆動するスライダ機構で移動させるので、これで薬液が被験者に注入され、必要により吸引される。
【０００４】
シリンジには、専用の薬液が出荷時に充填されているプレフィルドシリンジと、任意の薬液が医療現場で充填されるディスポーザブルシリンジとがあるが、通常の医療現場では、事故を防止するためにシリンジと薬液との対応関係は一対一とされている。
【０００５】
そこで、“ＵＳＰ5,383,858”および特許第2544571号に開示された薬液注入装置では、シリンジの各種データがピストン部の周面にバーコードで記録されており、注入ヘッドはピストン部の周面のバーコードからシリンジの各種データを検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の薬液注入装置は、基本的にプレフィルドシリンジにしか適用できず、医療現場で任意の薬液が充填されるディスポーザブルシリンジには適用困難である。さらに、シリンジにバーコードをシール貼付などで個々に付与する必要があるので、使い捨て製品であるプレフィルドシリンジの生産性が悪化してコストが上昇することになる。
【０００７】
しかも、現状では各社から様々なシリンジが販売されているが、上記公報の技術に対応するためには、各社がシリンジを統一規格として出荷時にバーコードを付与する必要があり、現実的でない。さらに、シリンジの各種データの全部をバーコードで記録することは、データ量が膨大となるために実用的でない。
【０００８】
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、外形が異なる複数種類のシリンジを一様に使用することができ、その複数種類のシリンジを自動的に識別することができる薬液注入装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液注入装置では、少なくとも複数種類のシリンジアダプタと１個の注入ヘッドを有しており、複数種類のシリンジが各々に専用のシリンジアダプタを介して注入ヘッドに着脱自在に装着される。ただし、シリンジアダプタにはシリンジの種類ごとの識別データが記録されており、注入ヘッドは装着されたシリンジアダプタから識別データを検出する。このため、シリンジアダプタを介してシリンジを注入ヘッドに装着すると、そのシリンジが注入ヘッドで識別される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図面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５に示すように、ＭＲＩ装置３００の近傍での使用を想定して形成されており、同図および図３に示すように、注入ヘッド１０１が装置本体１０２にスタンド１０３で装着されている。
【００１１】
装置本体１０２の側部にはアーム１０４が装着されており、このアーム１０４の先端に注入ヘッド１０１が装着されている。この注入ヘッド１０１は、同図および図１に示すように、上面に半円筒形の溝状のホルダ部１０６が形成されており、このホルダ部１０６にシリンジ２００がシリンジアダプタ１０７を介して着脱自在に装着される。
【００１２】
より詳細には、本形態では複数種類の薬液ごとに専用のシリンジ２００が用意されているが、複数種類のシリンジ２００は外形が様々であるために注入ヘッド１０１のホルダ部１０６に一様に装着することはできない。しかし、本形態では複数種類のシリンジ２００ごとに専用のシリンジアダプタ１０７が用意されているので、そのシリンジアダプタ１０７により複数種類のシリンジ２００が注入ヘッド１０１のホルダ部１０６に一様に装着される。
【００１３】
シリンジ２００は、シリンダ部２０１とピストン部２０２からなり、シリンダ部２０１にピストン部２０２がスライド自在に挿入されている。シリンダ部２０１の末端にはシリンダフランジ２０３が形成されており、ピストン部２０２の末端にはピストンフランジ２０４が形成されている。
【００１４】
シリンジアダプタ１０７は、図１および図２に示すように、Ｕ字形状に湾曲して底面に補強リブ１１０が形成された本体部１１１を有しており、この本体部１１１がシリンジ２００のシリンダ部２０１を保持する。本体部１１１の末端には、シリンジ２００のシリンダフランジ２０３を把持する把持部１１２が形成されており、本体部１１１の両側には、注入ヘッド１０１の凹部１１３に係合する係合部１１４が形成されている。
【００１５】
このシリンジアダプタ１０７の係合部１１４の下面には、図２に示すように、シリンジ識別手段として４つの所定位置の少なくとも一部に凸部１１５が形成されており、この４箇所の凸部１１５の有無によりシリンジ２００の種類ごとの識別データが記録されている。
【００１６】
注入ヘッド１０１の凹部１１３には、図１に示すように、シリンジアダプタ１０７の凸部１１５に対応した４箇所にシリンジ検出手段として押圧スイッチ１１６が配置されており、これらの押圧スイッチ１１６が凸部１１５の有無を個々に検出する。押圧スイッチ１１６は、凸部１１５に押圧されると信号を出力する単純な機械スイッチからなり、非磁性体で形成されている。
【００１７】
また、同図および図４に示すように、注入ヘッド１０１のホルダ部１０６の後方には、超音波モータ１１７を駆動源としたスライダ機構１１８が形成されており、このスライダ機構１１８がピストンフランジ２０４を把持してスライドさせる。
【００１８】
このスライダ機構１１８には、燐青銅合金などの非磁性体からなるロードセル１１９が内蔵されており、このロードセル１１９は、スライダ機構１１８がピストン部２０２を押圧する応力に対応した電気信号を発生する。
【００１９】
本形態の薬液注入装置１００では、図３に示すように、装置本体１０２の上部に操作パネル１２１と液晶ディスプレイ１２２とが搭載されており、装置本体１０２にプロセッサユニット１２３が内蔵されている。このプロセッサユニット１２３は、コンピュータプログラムに対応して各種の処理動作を実行することにより、薬液注入装置１００の各部を統合制御する各種手段として機能する。
【００２０】
例えば、プロセッサユニット１２３は、シリンジ２００がシリンジアダプタ１０７を介して注入ヘッド１０１に装着されると、その４個の押圧スイッチ１１６の出力信号からシリンジ２００の識別データを検出する。また、プロセッサユニット１２３は、シリンジ２００の各種データが識別データごとに記録されており、上述のように押圧スイッチ１１６の出力信号からシリンジ２００の識別データを検出すると、その識別データでシリンジ２００の各種データを読み出して液晶ディスプレイ１２２にデータ表示させる。
【００２１】
さらに、プロセッサユニット１２３は、シリンジ２００が注入ヘッド１０１に装着されたことを押圧スイッチ１１６の出力信号から検出すると、超音波モータ１１７が動作していない初期状態にロードセル１１９の電気抵抗を取得して保持する。
【００２２】
この取得が完了してから操作パネル１２１に所定操作が実行されると、スライダ機構１１８の超音波モータ１１７を駆動してシリンジ２００のピストン部２０２をスライドさせる。このとき、プロセッサユニット１２３は、ロードセル１１９の電気抵抗をリアルタイムに取得し、その電気抵抗と初期状態に保持した電気抵抗との差分から圧力検出手段として薬液の圧力を算出する。
【００２３】
ただし、ロードセル１１９に作用する応力が同一でも、シリンジ２００の内径および摺動抵抗、薬液の粘度、等により薬液の圧力は異なるので、プロセッサユニット１２３は、読み出したシリンジ２００の各種データから内径数値などを取得し、その各種データに対応して薬液の圧力を算出する。さらに、プロセッサユニット１２３は、このように薬液の圧力をリアルタイムに算出するとき、圧力表示手段として圧力の経時グラフをリアルタイムに生成して液晶ディスプレイ１２２に表示させる。
【００２４】
なお、本実施の形態の薬液注入装置１００は、図５に示すように、ＭＲＩ装置３００の撮像ユニット３０１の近傍で使用され、必要によりＭＲＩ装置３００の制御ユニット３０２に接続される。この制御ユニット３０２はコンピュータシステムからなり、撮像ユニット３０１を動作制御するとともに断層画像を表示する。
【００２５】
［実施の形態の動作］
上述のような構成において、本実施の形態の薬液注入装置１００を使用する場合、作業者は被験者に注入する薬液に対応して適切なシリンジ２００を選択し、そのシリンジ２００をＭＲＩ装置３００の撮像ユニット３０１に位置する被験者に延長チューブで連結する(図示せず)。
【００２６】
つぎに、そのシリンジ２００に専用のシリンジアダプタ１０７を用意し、図１に示すように、そのシリンジアダプタ１０７をシリンジ２００のシリンダ部２０１に装着する。そして、このシリンジ２００をシリンジアダプタ１０７とともに注入ヘッド１０１に装着することにより、シリンダ部２０１をホルダ部１０６に保持させるとともにピストン部２０２をスライダ機構１１８に把持させる。
【００２７】
このとき、図２に示すように、シリンジアダプタ１０７の規定の４箇所の少なくとも一つに位置する凸部１１５が、注入ヘッド１０１の４個の押圧スイッチ１１６の少なくとも１個を押圧するので、図６に示すように、その押圧スイッチ１１６の出力信号をシリンジ２００の識別データとして装置本体１０２のプロセッサユニット１２３が取得する(ステップＳ１)。
【００２８】
すると、このプロセッサユニット１２３は、入力された識別データでデータベースからシリンジ２００の各種データを検索して保持し(ステップＳ２，Ｓ３)、その各種データの少なくとも一部を装置本体１０２の液晶ディスプレイ１２２に表示させる(ステップＳ４)。
【００２９】
これで液晶ディスプレイ１２２には、薬液の名称やシリンジ２００の容量などが表示されるので、作業者は適切なシリンジ２００が装着されていることを確認することができる。そこで、これを確認した作業者が装置本体１０２の操作パネル１２１に注入開始を入力すると(ステップＳ５)、プロセッサユニット１２３は、超音波モータ１１７を動作させることなくロードセル１１９の電気抵抗を取得して保持する(ステップＳ６，Ｓ７)。
【００３０】
これが完了すると、プロセッサユニット１２３は超音波モータ１１７を作動させるので(ステップＳ８)、これでスライダ機構１１８がシリンジ２００のピストン部２０２をスライドさせ、シリンジ２００の薬液が被験者に注入される。このとき、プロセッサユニット１２３は、ロードセル１１９の電気抵抗をリアルタイムに取得し(ステップＳ９)、その電気抵抗と初期状態に保持した電気抵抗との差分から、シリンジ２００の内径数値などに対応して薬液の圧力を算出する(ステップＳ１０)。
【００３１】
さらに、この圧力からプロセッサユニット１２３は経時グラフをリアルタイムに生成し、この経時グラフを液晶ディスプレイ１２２に表示させる(ステップＳ１２)。そして、本形態の薬液注入装置１００は、スライダ機構１１８のストロークなどから薬液の注入完了を検出すると(ステップＳ１３)、超音波モータ１１７の駆動を停止させて初期状態に復帰する(ステップＳ１４)。
【００３２】
なお、薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達すると(ステップＳ１１)、プロセッサユニット１２３は超音波モータ１１７の駆動を強制停止させ(ステップＳ１５)、液晶ディスプレイ１２２に“異常圧力が発生しました、シリンジなどを確認して下さい”等のエラーガイダンスを表示する(ステップＳ１６)。
【００３３】
［実施の形態の効果］
本実施の形態の薬液注入装置１００では、複数種類のシリンジ２００ごとに専用のシリンジアダプタ１０７が用意されているので、様々な外形の複数種類のシリンジ２００を注入ヘッド１０１に一様に装着することができる。
【００３４】
しかも、シリンジ２００は複数種類の薬液ごとに用意されているが、そのシリンジ２００をシリンジアダプタ１０７で注入ヘッド１０１に装着すると、そのシリンジ２００の識別データが自動的に検出されるので、作業者はシリンジ２００の識別データを操作パネル１２１に入力する必要がない。
【００３５】
さらに、シリンジアダプタ１０７の規定の４箇所の少なくとも一部に形成された凸部１１５を注入ヘッド１０１の押圧スイッチ１１６が検出することでシリンジ２００の識別データが検出されるので、簡単な構造で確実にシリンジ２００の識別データを検出することができる。
【００３６】
特に、繰り返し使用されるシリンジアダプタ１０７に凸部１１５でシリンジ２００の識別データが記録されているので、基本的に使い捨てで複数メーカで生産されているシリンジ２００に凸部１１５の形成などを強要する必要がない。しかも、凸部１１５および押圧スイッチ１１６は磁場を無用に乱さないので、ＭＲＩ装置３００に悪影響を及ぼすことなくシリンジ２００の識別データを検出することができる。
【００３７】
さらに、その識別データでシリンジ２００の各種データが自動的に検索されて表示されるので、作業者は注入ヘッド１０１に装着したシリンジ２００が適切かを容易に確認することができ、適切でない薬液のシリンジ２００が使用される医療事故を良好に防止することができる。
【００３８】
なお、シリンジ２００がプレフィルドタイプではないディスポーザブルタイプの場合、薬液注入装置１００は装着されたシリンジ２００がディスポーザブルであることを識別して表示することになる。しかし、そのシリンジ２００に医療現場で充填している薬液の各種データをプロセッサユニット１２３のデータベースに登録しておけば、液晶ディスプレイ１２２にシリンジ２００がディスポーザブルであることとともに充填されている薬液の各種データも表示させることができる。
【００３９】
また、読み出されたシリンジ２００の各種データに対応して被験者に注入される薬液の圧力が自動的に算出されるので、その圧力を間接的でありながらも適切に検出することができる。さらに、シリンジ２００のピストン部２０２を押圧する応力を非磁性体からなるロードセル１１９で検出し、その応力から注入する薬液の圧力を検出するので、シリンジ２００の内部に圧力センサを配置することなく、ＭＲＩ装置３００の磁場を無用に乱すことなく、薬液の圧力を検出することができる。しかも、このように検出する薬液の圧力が経時グラフとしてリアルタイムに表示されるので、作業者は被験者に注入される薬液の圧力の状態をリアルタイムに確認することができる。
【００４０】
［実施の形態の変形例］
本発明は本実施の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、本形態では薬液注入装置１００をＭＲＩ装置３００の近傍で使用することを想定したが、これをＣＴスキャナやアンギオ装置の近傍で使用することも可能である。
【００４１】
さらに、本形態ではシリンジアダプタ１０７の４箇所の少なくとも一部に凸部１１５を形成し、その有無を注入ヘッド１０１の４個の押圧スイッチ１１６で検出することにより、“２4−１＝１５”種類までシリンジ２００を識別できることを想定したが、その数値は必要により増減することが可能である。
【００４２】
また、本形態ではシリンジ２００が注入ヘッド１０１に装着されたことも押圧スイッチ１１６の出力信号で検出するため、シリンジアダプタ１０７の４箇所の少なくとも一部に凸部１１５を形成することを例示した。しかし、押圧スイッチ１１６とは別個の手段で注入ヘッド１０１の装着を検出できるならば、凸部１１５が一つも形成されていないシリンジアダプタ１０７を使用することも可能であり、シリンジアダプタ１０７を使用することなくシリンジ２００を注入ヘッド１０１に直接に装着することも可能である。
【００４３】
さらに、本形態では注入ヘッド１０１の一つのホルダ部１０６に１個のシリンジ２００が１個のシリンジアダプタ１０７を介して装着されることを例示したが、図７に示すように、注入ヘッド４０１の複数のホルダ部４０２に複数のシリンジ２００が複数のシリンジアダプタ１０７を介して装着されることも可能である。
【００４４】
その場合、複数のホルダ部４０２ごとに装着されるシリンジ２００の種類が特定されているならば、複数のホルダ部４０２ごとに特定のシリンジアダプタ１０７しか装着されないように構造を工夫しておくことにより、ホルダ部４０２に適切でないシリンジ２００が装着されることを防止できる。
【００４５】
また、複数のホルダ部４０２ごとに装着されるシリンジ２００の種類の個数が異なるならば、その個数に対応してシリンジアダプタ１０７の凸部１１５の形成位置の個数およびホルダ部４０２ごとの押圧スイッチ１１６の個数を調節することが好適である。
【００４６】
さらに、本形態ではシリンジ２００の識別データを発生するため、シリンジアダプタ１０７に凸部１１５を形成するとともに注入ヘッド１０１に押圧スイッチ１１６を搭載することを例示したが、シリンジ２００の識別データを発生する構造としては各種が実施可能である。
【００４７】
例えば、図８(ａ)に示すように、凸部１１５をシリンジアダプタ５０１の補強リブ１１０の底面に形成することや、同図(ｂ)に示すように、シリンジアダプタ５０２の本体部１１０の外周面に形成することも可能であり、把持部１１２の底面や前面に形成することも可能である(図示せず)。
【００４８】
また、シリンジアダプタ１０７の複数位置の凸部１１５の有無を注入ヘッドの光センサで検出すること、図９(ａ)に示すように、シリンジアダプタ５０３の係合部１１４の複数位置の貫通孔５０４の有無を注入ヘッドの反射型のフォトセンサ(図示せず)で検出すること、同図(ｂ)に示すように、シリンジアダプタ５０５の補強リブ１１０の複数位置の貫通孔５０６の有無を注入ヘッドの透過型のフォトカプラ(図示せず)で検出すること、これらの貫通孔５０４，５０６の有無を注入ヘッド１０１の押圧スイッチ１１６で検出すること、等も可能である。
【００４９】
また、図１０に示すように、シリンジアダプタ５０７の外面に直接印刷やシール貼付で付与したバーコード５０８や二次元コードを注入ヘッドのコードリーダで読み取ること、シリンジアダプタの外面に付与したカラーパターンを注入ヘッドのカラーセンサで読み取ること、シリンジアダプタの外面に形成した反射パターンを注入ヘッドの光センサで読み取ること、シリンジアダプタの外面に形成した磁気ストライプを注入ヘッドの磁気ヘッドで読み取ること、シリンジアダプタの外面に付与した文字列を注入ヘッドのＯＣＲ(Optical Character Reader)装置で読み取ること、等も可能である。
【００５０】
さらに、図１１に示すように、シリンジアダプタ５０９の複数位置のマグネット５１０の有無や極性パターンを注入ヘッドのホール素子で検出すること、シリンジアダプタに内蔵した固有共振回路の共振周波数を注入ヘッドの周波数検出回路で検出すること、等も可能である。なお、このようにマグネットを使用する場合はＭＲＩ装置３００への悪影響が懸念されるので、ＣＴスキャナ用とすることが好適である。
【００５１】
また、シリンジアダプタに、ＲＯＭ(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、等のデータ記憶媒体をＩＣ(Integrated Circuit)チップなどとして内蔵し、注入ヘッドのマイクロコンピュータでデータ読出することも可能である。なお、シリンジアダプタに書換自在なデータ記憶媒体を内蔵した場合、シリンジ２００として医療現場で任意の薬液を充填するディスポーザブルタイプを使用するとき、その薬液の各種データを注入ヘッドのマイクロコンピュータでシリンジアダプタのデータ記憶媒体に格納することも可能である。
【００５２】
また、本形態ではロードセル１１９によりスライダ機構１１８がシリンジ２００のピストン部２０２を押圧する応力のみ検出して薬液の注入圧力に換算することを例示したが、例えば、ロードセル１１９でスライダ機構１１８がピストン部２０２を引き出す応力を検出して薬液の吸引圧力に換算することも可能である。
【００５３】
さらに、本形態では薬液注入装置１００が自動的に検出したシリンジ２００の識別データから、シリンジ２００の各種データを検索してデータ表示と薬液の圧力算出とに利用することを例示したが、その一方のみに利用することも可能であり、識別データを他の用途に利用することも可能である。例えば、ＭＲＩ装置３００の制御ユニット３０２などで医療行為の作業内容を日時データなどともに自動記録するときに、そこに薬液注入装置１００が自動的に検出したシリンジ２００の識別データを記録するようなことも可能である。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の薬液注入装置では、シリンジアダプタにシリンジの種類ごとの識別データが記録されており、注入ヘッドは装着されたシリンジアダプタから識別データを検出するので、シリンジアダプタを介して注入ヘッドに装着されたシリンジの識別データを自動的に検出することができる。
【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でシリンジアダプタによりシリンジを注入ヘッドに装着する状態を示す斜視図である。
【図２】シリンジアダプタの外観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】薬液注入装置の回路構造を示すブロック図である。
【図５】ＭＲＩ装置の外観を示す斜視図である。
【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】薬液注入装置の第１の変形例でシリンジアダプタによりシリンジを注入ヘッドに装着する状態を示す斜視図である。
【図８】シリンジアダプタの第１，２の変形例の外観を示す斜視図である。
【図９】シリンジアダプタの第３，４の変形例の外観を示す斜視図である。
【図１０】シリンジアダプタの第５の変形例の外観を示す斜視図である。
【図１１】シリンジアダプタの第６の変形例の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００ 薬液注入装置
１０１，４０１ 注入ヘッド
１０７ シリンジアダプタ
１１５ シリンジ識別手段となる凸部
１１６ シリンジ検出手段となる押圧スイッチ
１２３ 各種手段として機能するメインＣＰＵ
２００ シリンジ
２０１ シリンダ部
２０２ ピストン部
３００ ＭＲＩ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンジの薬液を被験者に注入する薬液注入装置に関し、特に、シリンジがシリンジアダプタを介して注入ヘッドに装着される薬液注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、医療現場で利用されているＣＴ(Computed Tomography)スキャナは、レントゲン撮影の応用により被験者の断層画像を撮像することができ、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)装置は、磁気共鳴効果により被験者の断層画像をリアルタイムに撮像することができ、アンギオ装置は、レントゲン撮影の応用により被験者の血管画像を撮像することができる。
【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を使用する場合、薬液が充填されているシリンジのシリンダ部を延長チューブで被験者に連結し、そのシリンダ部を注入ヘッドで保持する。このように保持されたシリンジのピストン部をモータ駆動するスライダ機構で移動させるので、これで薬液が被験者に注入され、必要により吸引される。
【０００４】
シリンジには、専用の薬液が出荷時に充填されているプレフィルドシリンジと、任意の薬液が医療現場で充填されるディスポーザブルシリンジとがあるが、通常の医療現場では、事故を防止するためにシリンジと薬液との対応関係は一対一とされている。
【０００５】
そこで、“ＵＳＰ5,383,858”および特許第2544571号に開示された薬液注入装置では、シリンジの各種データがピストン部の周面にバーコードで記録されており、注入ヘッドはピストン部の周面のバーコードからシリンジの各種データを検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の薬液注入装置は、基本的にプレフィルドシリンジにしか適用できず、医療現場で任意の薬液が充填されるディスポーザブルシリンジには適用困難である。さらに、シリンジにバーコードをシール貼付などで個々に付与する必要があるので、使い捨て製品であるプレフィルドシリンジの生産性が悪化してコストが上昇することになる。
【０００７】
しかも、現状では各社から様々なシリンジが販売されているが、上記公報の技術に対応するためには、各社がシリンジを統一規格として出荷時にバーコードを付与する必要があり、現実的でない。さらに、シリンジの各種データの全部をバーコードで記録することは、データ量が膨大となるために実用的でない。
【０００８】
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、外形が異なる複数種類のシリンジを一様に使用することができ、その複数種類のシリンジを自動的に識別することができる薬液注入装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液注入装置では、少なくとも複数種類のシリンジアダプタと１個の注入ヘッドを有しており、複数種類のシリンジが各々に専用のシリンジアダプタを介して注入ヘッドに着脱自在に装着される。ただし、シリンジアダプタにはシリンジの種類ごとの識別データが記録されており、注入ヘッドは装着されたシリンジアダプタから識別データを検出する。このため、シリンジアダプタを介してシリンジを注入ヘッドに装着すると、そのシリンジが注入ヘッドで識別される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図面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５に示すように、ＭＲＩ装置３００の近傍での使用を想定して形成されており、同図および図３に示すように、注入ヘッド１０１が装置本体１０２にスタンド１０３で装着されている。
【００１１】
装置本体１０２の側部にはアーム１０４が装着されており、このアーム１０４の先端に注入ヘッド１０１が装着されている。この注入ヘッド１０１は、同図および図１に示すように、上面に半円筒形の溝状のホルダ部１０６が形成されており、このホルダ部１０６にシリンジ２００がシリンジアダプタ１０７を介して着脱自在に装着される。
【００１２】
より詳細には、本形態では複数種類の薬液ごとに専用のシリンジ２００が用意されているが、複数種類のシリンジ２００は外形が様々であるために注入ヘッド１０１のホルダ部１０６に一様に装着することはできない。しかし、本形態では複数種類のシリンジ２００ごとに専用のシリンジアダプタ１０７が用意されているので、そのシリンジアダプタ１０７により複数種類のシリンジ２００が注入ヘッド１０１のホルダ部１０６に一様に装着される。
【００１３】
シリンジ２００は、シリンダ部２０１とピストン部２０２からなり、シリンダ部２０１にピストン部２０２がスライド自在に挿入されている。シリンダ部２０１の末端にはシリンダフランジ２０３が形成されており、ピストン部２０２の末端にはピストンフランジ２０４が形成されている。
【００１４】
シリンジアダプタ１０７は、図１および図２に示すように、Ｕ字形状に湾曲して底面に補強リブ１１０が形成された本体部１１１を有しており、この本体部１１１がシリンジ２００のシリンダ部２０１を保持する。本体部１１１の末端には、シリンジ２００のシリンダフランジ２０３を把持する把持部１１２が形成されており、本体部１１１の両側には、注入ヘッド１０１の凹部１１３に係合する係合部１１４が形成されている。
【００１５】
このシリンジアダプタ１０７の係合部１１４の下面には、図２に示すように、シリンジ識別手段として４つの所定位置の少なくとも一部に凸部１１５が形成されており、この４箇所の凸部１１５の有無によりシリンジ２００の種類ごとの識別データが記録されている。
【００１６】
注入ヘッド１０１の凹部１１３には、図１に示すように、シリンジアダプタ１０７の凸部１１５に対応した４箇所にシリンジ検出手段として押圧スイッチ１１６が配置されており、これらの押圧スイッチ１１６が凸部１１５の有無を個々に検出する。押圧スイッチ１１６は、凸部１１５に押圧されると信号を出力する単純な機械スイッチからなり、非磁性体で形成されている。
【００１７】
また、同図および図４に示すように、注入ヘッド１０１のホルダ部１０６の後方には、超音波モータ１１７を駆動源としたスライダ機構１１８が形成されており、このスライダ機構１１８がピストンフランジ２０４を把持してスライドさせる。
【００１８】
このスライダ機構１１８には、燐青銅合金などの非磁性体からなるロードセル１１９が内蔵されており、このロードセル１１９は、スライダ機構１１８がピストン部２０２を押圧する応力に対応した電気信号を発生する。
【００１９】
本形態の薬液注入装置１００では、図３に示すように、装置本体１０２の上部に操作パネル１２１と液晶ディスプレイ１２２とが搭載されており、装置本体１０２にプロセッサユニット１２３が内蔵されている。このプロセッサユニット１２３は、コンピュータプログラムに対応して各種の処理動作を実行することにより、薬液注入装置１００の各部を統合制御する各種手段として機能する。
【００２０】
例えば、プロセッサユニット１２３は、シリンジ２００がシリンジアダプタ１０７を介して注入ヘッド１０１に装着されると、その４個の押圧スイッチ１１６の出力信号からシリンジ２００の識別データを検出する。また、プロセッサユニット１２３は、シリンジ２００の各種データが識別データごとに記録されており、上述のように押圧スイッチ１１６の出力信号からシリンジ２００の識別データを検出すると、その識別データでシリンジ２００の各種データを読み出して液晶ディスプレイ１２２にデータ表示させる。
【００２１】
さらに、プロセッサユニット１２３は、シリンジ２００が注入ヘッド１０１に装着されたことを押圧スイッチ１１６の出力信号から検出すると、超音波モータ１１７が動作していない初期状態にロードセル１１９の電気抵抗を取得して保持する。
【００２２】
この取得が完了してから操作パネル１２１に所定操作が実行されると、スライダ機構１１８の超音波モータ１１７を駆動してシリンジ２００のピストン部２０２をスライドさせる。このとき、プロセッサユニット１２３は、ロードセル１１９の電気抵抗をリアルタイムに取得し、その電気抵抗と初期状態に保持した電気抵抗との差分から圧力検出手段として薬液の圧力を算出する。
【００２３】
ただし、ロードセル１１９に作用する応力が同一でも、シリンジ２００の内径および摺動抵抗、薬液の粘度、等により薬液の圧力は異なるので、プロセッサユニット１２３は、読み出したシリンジ２００の各種データから内径数値などを取得し、その各種データに対応して薬液の圧力を算出する。さらに、プロセッサユニット１２３は、このように薬液の圧力をリアルタイムに算出するとき、圧力表示手段として圧力の経時グラフをリアルタイムに生成して液晶ディスプレイ１２２に表示させる。
【００２４】
なお、本実施の形態の薬液注入装置１００は、図５に示すように、ＭＲＩ装置３００の撮像ユニット３０１の近傍で使用され、必要によりＭＲＩ装置３００の制御ユニット３０２に接続される。この制御ユニット３０２はコンピュータシステムからなり、撮像ユニット３０１を動作制御するとともに断層画像を表示する。
【００２５】
［実施の形態の動作］
上述のような構成において、本実施の形態の薬液注入装置１００を使用する場合、作業者は被験者に注入する薬液に対応して適切なシリンジ２００を選択し、そのシリンジ２００をＭＲＩ装置３００の撮像ユニット３０１に位置する被験者に延長チューブで連結する(図示せず)。
【００２６】
つぎに、そのシリンジ２００に専用のシリンジアダプタ１０７を用意し、図１に示すように、そのシリンジアダプタ１０７をシリンジ２００のシリンダ部２０１に装着する。そして、このシリンジ２００をシリンジアダプタ１０７とともに注入ヘッド１０１に装着することにより、シリンダ部２０１をホルダ部１０６に保持させるとともにピストン部２０２をスライダ機構１１８に把持させる。
【００２７】
このとき、図２に示すように、シリンジアダプタ１０７の規定の４箇所の少なくとも一つに位置する凸部１１５が、注入ヘッド１０１の４個の押圧スイッチ１１６の少なくとも１個を押圧するので、図６に示すように、その押圧スイッチ１１６の出力信号をシリンジ２００の識別データとして装置本体１０２のプロセッサユニット１２３が取得する(ステップＳ１)。
【００２８】
すると、このプロセッサユニット１２３は、入力された識別データでデータベースからシリンジ２００の各種データを検索して保持し(ステップＳ２，Ｓ３)、その各種データの少なくとも一部を装置本体１０２の液晶ディスプレイ１２２に表示させる(ステップＳ４)。
【００２９】
これで液晶ディスプレイ１２２には、薬液の名称やシリンジ２００の容量などが表示されるので、作業者は適切なシリンジ２００が装着されていることを確認することができる。そこで、これを確認した作業者が装置本体１０２の操作パネル１２１に注入開始を入力すると(ステップＳ５)、プロセッサユニット１２３は、超音波モータ１１７を動作させることなくロードセル１１９の電気抵抗を取得して保持する(ステップＳ６，Ｓ７)。
【００３０】
これが完了すると、プロセッサユニット１２３は超音波モータ１１７を作動させるので(ステップＳ８)、これでスライダ機構１１８がシリンジ２００のピストン部２０２をスライドさせ、シリンジ２００の薬液が被験者に注入される。このとき、プロセッサユニット１２３は、ロードセル１１９の電気抵抗をリアルタイムに取得し(ステップＳ９)、その電気抵抗と初期状態に保持した電気抵抗との差分から、シリンジ２００の内径数値などに対応して薬液の圧力を算出する(ステップＳ１０)。
【００３１】
さらに、この圧力からプロセッサユニット１２３は経時グラフをリアルタイムに生成し、この経時グラフを液晶ディスプレイ１２２に表示させる(ステップＳ１２)。そして、本形態の薬液注入装置１００は、スライダ機構１１８のストロークなどから薬液の注入完了を検出すると(ステップＳ１３)、超音波モータ１１７の駆動を停止させて初期状態に復帰する(ステップＳ１４)。
【００３２】
なお、薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達すると(ステップＳ１１)、プロセッサユニット１２３は超音波モータ１１７の駆動を強制停止させ(ステップＳ１５)、液晶ディスプレイ１２２に“異常圧力が発生しました、シリンジなどを確認して下さい”等のエラーガイダンスを表示する(ステップＳ１６)。
【００３３】
［実施の形態の効果］
本実施の形態の薬液注入装置１００では、複数種類のシリンジ２００ごとに専用のシリンジアダプタ１０７が用意されているので、様々な外形の複数種類のシリンジ２００を注入ヘッド１０１に一様に装着することができる。
【００３４】
しかも、シリンジ２００は複数種類の薬液ごとに用意されているが、そのシリンジ２００をシリンジアダプタ１０７で注入ヘッド１０１に装着すると、そのシリンジ２００の識別データが自動的に検出されるので、作業者はシリンジ２００の識別データを操作パネル１２１に入力する必要がない。
【００３５】
さらに、シリンジアダプタ１０７の規定の４箇所の少なくとも一部に形成された凸部１１５を注入ヘッド１０１の押圧スイッチ１１６が検出することでシリンジ２００の識別データが検出されるので、簡単な構造で確実にシリンジ２００の識別データを検出することができる。
【００３６】
特に、繰り返し使用されるシリンジアダプタ１０７に凸部１１５でシリンジ２００の識別データが記録されているので、基本的に使い捨てで複数メーカで生産されているシリンジ２００に凸部１１５の形成などを強要する必要がない。しかも、凸部１１５および押圧スイッチ１１６は磁場を無用に乱さないので、ＭＲＩ装置３００に悪影響を及ぼすことなくシリンジ２００の識別データを検出することができる。
【００３７】
さらに、その識別データでシリンジ２００の各種データが自動的に検索されて表示されるので、作業者は注入ヘッド１０１に装着したシリンジ２００が適切かを容易に確認することができ、適切でない薬液のシリンジ２００が使用される医療事故を良好に防止することができる。
【００３８】
なお、シリンジ２００がプレフィルドタイプではないディスポーザブルタイプの場合、薬液注入装置１００は装着されたシリンジ２００がディスポーザブルであることを識別して表示することになる。しかし、そのシリンジ２００に医療現場で充填している薬液の各種データをプロセッサユニット１２３のデータベースに登録しておけば、液晶ディスプレイ１２２にシリンジ２００がディスポーザブルであることとともに充填されている薬液の各種データも表示させることができる。
【００３９】
また、読み出されたシリンジ２００の各種データに対応して被験者に注入される薬液の圧力が自動的に算出されるので、その圧力を間接的でありながらも適切に検出することができる。さらに、シリンジ２００のピストン部２０２を押圧する応力を非磁性体からなるロードセル１１９で検出し、その応力から注入する薬液の圧力を検出するので、シリンジ２００の内部に圧力センサを配置することなく、ＭＲＩ装置３００の磁場を無用に乱すことなく、薬液の圧力を検出することができる。しかも、このように検出する薬液の圧力が経時グラフとしてリアルタイムに表示されるので、作業者は被験者に注入される薬液の圧力の状態をリアルタイムに確認することができる。
【００４０】
［実施の形態の変形例］
本発明は本実施の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、本形態では薬液注入装置１００をＭＲＩ装置３００の近傍で使用することを想定したが、これをＣＴスキャナやアンギオ装置の近傍で使用することも可能である。
【００４１】
さらに、本形態ではシリンジアダプタ１０７の４箇所の少なくとも一部に凸部１１５を形成し、その有無を注入ヘッド１０１の４個の押圧スイッチ１１６で検出することにより、“２4−１＝１５”種類までシリンジ２００を識別できることを想定したが、その数値は必要により増減することが可能である。
【００４２】
また、本形態ではシリンジ２００が注入ヘッド１０１に装着されたことも押圧スイッチ１１６の出力信号で検出するため、シリンジアダプタ１０７の４箇所の少なくとも一部に凸部１１５を形成することを例示した。しかし、押圧スイッチ１１６とは別個の手段で注入ヘッド１０１の装着を検出できるならば、凸部１１５が一つも形成されていないシリンジアダプタ１０７を使用することも可能であり、シリンジアダプタ１０７を使用することなくシリンジ２００を注入ヘッド１０１に直接に装着することも可能である。
【００４３】
さらに、本形態では注入ヘッド１０１の一つのホルダ部１０６に１個のシリンジ２００が１個のシリンジアダプタ１０７を介して装着されることを例示したが、図７に示すように、注入ヘッド４０１の複数のホルダ部４０２に複数のシリンジ２００が複数のシリンジアダプタ１０７を介して装着されることも可能である。
【００４４】
その場合、複数のホルダ部４０２ごとに装着されるシリンジ２００の種類が特定されているならば、複数のホルダ部４０２ごとに特定のシリンジアダプタ１０７しか装着されないように構造を工夫しておくことにより、ホルダ部４０２に適切でないシリンジ２００が装着されることを防止できる。
【００４５】
また、複数のホルダ部４０２ごとに装着されるシリンジ２００の種類の個数が異なるならば、その個数に対応してシリンジアダプタ１０７の凸部１１５の形成位置の個数およびホルダ部４０２ごとの押圧スイッチ１１６の個数を調節することが好適である。
【００４６】
さらに、本形態ではシリンジ２００の識別データを発生するため、シリンジアダプタ１０７に凸部１１５を形成するとともに注入ヘッド１０１に押圧スイッチ１１６を搭載することを例示したが、シリンジ２００の識別データを発生する構造としては各種が実施可能である。
【００４７】
例えば、図８(ａ)に示すように、凸部１１５をシリンジアダプタ５０１の補強リブ１１０の底面に形成することや、同図(ｂ)に示すように、シリンジアダプタ５０２の本体部１１０の外周面に形成することも可能であり、把持部１１２の底面や前面に形成することも可能である(図示せず)。
【００４８】
また、シリンジアダプタ１０７の複数位置の凸部１１５の有無を注入ヘッドの光センサで検出すること、図９(ａ)に示すように、シリンジアダプタ５０３の係合部１１４の複数位置の貫通孔５０４の有無を注入ヘッドの反射型のフォトセンサ(図示せず)で検出すること、同図(ｂ)に示すように、シリンジアダプタ５０５の補強リブ１１０の複数位置の貫通孔５０６の有無を注入ヘッドの透過型のフォトカプラ(図示せず)で検出すること、これらの貫通孔５０４，５０６の有無を注入ヘッド１０１の押圧スイッチ１１６で検出すること、等も可能である。
【００４９】
また、図１０に示すように、シリンジアダプタ５０７の外面に直接印刷やシール貼付で付与したバーコード５０８や二次元コードを注入ヘッドのコードリーダで読み取ること、シリンジアダプタの外面に付与したカラーパターンを注入ヘッドのカラーセンサで読み取ること、シリンジアダプタの外面に形成した反射パターンを注入ヘッドの光センサで読み取ること、シリンジアダプタの外面に形成した磁気ストライプを注入ヘッドの磁気ヘッドで読み取ること、シリンジアダプタの外面に付与した文字列を注入ヘッドのＯＣＲ(Optical Character Reader)装置で読み取ること、等も可能である。
【００５０】
さらに、図１１に示すように、シリンジアダプタ５０９の複数位置のマグネット５１０の有無や極性パターンを注入ヘッドのホール素子で検出すること、シリンジアダプタに内蔵した固有共振回路の共振周波数を注入ヘッドの周波数検出回路で検出すること、等も可能である。なお、このようにマグネットを使用する場合はＭＲＩ装置３００への悪影響が懸念されるので、ＣＴスキャナ用とすることが好適である。
【００５１】
また、シリンジアダプタに、ＲＯＭ(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、等のデータ記憶媒体をＩＣ(Integrated Circuit)チップなどとして内蔵し、注入ヘッドのマイクロコンピュータでデータ読出することも可能である。なお、シリンジアダプタに書換自在なデータ記憶媒体を内蔵した場合、シリンジ２００として医療現場で任意の薬液を充填するディスポーザブルタイプを使用するとき、その薬液の各種データを注入ヘッドのマイクロコンピュータでシリンジアダプタのデータ記憶媒体に格納することも可能である。
【００５２】
また、本形態ではロードセル１１９によりスライダ機構１１８がシリンジ２００のピストン部２０２を押圧する応力のみ検出して薬液の注入圧力に換算することを例示したが、例えば、ロードセル１１９でスライダ機構１１８がピストン部２０２を引き出す応力を検出して薬液の吸引圧力に換算することも可能である。
【００５３】
さらに、本形態では薬液注入装置１００が自動的に検出したシリンジ２００の識別データから、シリンジ２００の各種データを検索してデータ表示と薬液の圧力算出とに利用することを例示したが、その一方のみに利用することも可能であり、識別データを他の用途に利用することも可能である。例えば、ＭＲＩ装置３００の制御ユニット３０２などで医療行為の作業内容を日時データなどともに自動記録するときに、そこに薬液注入装置１００が自動的に検出したシリンジ２００の識別データを記録するようなことも可能である。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の薬液注入装置では、シリンジアダプタにシリンジの種類ごとの識別データが記録されており、注入ヘッドは装着されたシリンジアダプタから識別データを検出するので、シリンジアダプタを介して注入ヘッドに装着されたシリンジの識別データを自動的に検出することができる。
【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でシリンジアダプタによりシリンジを注入ヘッドに装着する状態を示す斜視図である。
【図２】シリンジアダプタの外観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】薬液注入装置の回路構造を示すブロック図である。
【図５】ＭＲＩ装置の外観を示す斜視図である。
【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】薬液注入装置の第１の変形例でシリンジアダプタによりシリンジを注入ヘッドに装着する状態を示す斜視図である。
【図８】シリンジアダプタの第１，２の変形例の外観を示す斜視図である。
【図９】シリンジアダプタの第３，４の変形例の外観を示す斜視図である。
【図１０】シリンジアダプタの第５の変形例の外観を示す斜視図である。
【図１１】シリンジアダプタの第６の変形例の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００ 薬液注入装置
１０１，４０１ 注入ヘッド
１０７ シリンジアダプタ
１１５ シリンジ識別手段となる凸部
１１６ シリンジ検出手段となる押圧スイッチ
１２３ 各種手段として機能するメインＣＰＵ
２００ シリンジ
２０１ シリンダ部
２０２ ピストン部
３００ ＭＲＩ装置
Claims (5)
- 少なくとも複数種類のシリンジアダプタと１個の注入ヘッドを有しており、複数種類のシリンジが各々に専用の前記シリンジアダプタを介して前記注入ヘッドに着脱自在に装着され、この注入ヘッドが前記シリンジの薬液を被験者に少なくとも注入する薬液注入装置であって、
前記シリンジアダプタは、前記シリンジの種類ごとの識別データが記録されているシリンジ識別手段が設けられており、
前記注入ヘッドは、前記シリンジアダプタの前記シリンジ識別手段から前記識別データを検出するシリンジ検出手段が設けられており、
前記シリンジの各種データが識別データごとに記録されたデータベース手段と、
特定の前記シリンジが前記シリンジアダプタを介することなく直接に装着されたことを検出する直接検出手段と、
前記シリンジ検出手段で検出された前記識別データで前記データベース手段から前記シリンジの各種データを読み出すとともに前記直接検出手段の検出結果に対応して前記データベース手段から特定の前記シリンジの各種データを読み出すデータ読出手段と、
前記シリンジから前記被験者に注入される前記薬液の圧力を前記シリンジの各種データに対応して検出する圧力検出手段と、
読み出された前記シリンジの各種データを表示するデータ表示手段と、
前記圧力検出手段で検出された前記圧力を経時グラフとしてリアルタイムに表示する圧力表示手段と、
を有している薬液注入装置。 - 前記薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達すると注入動作を強制停止させる請求項１に記載の薬液注入装置。
- 前記薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達するとエラーガイダンスを表示する請求項１または２に記載の薬液注入装置。
- 前記シリンジアダプタは、前記シリンジ識別手段として複数の所定位置の少なくとも一部に凸部が形成されており、
前記注入ヘッドは、前記シリンジ検出手段として前記シリンジアダプタの前記所定位置に対応した複数の所定位置ごとに前記凸部の有無を個々に検出する押圧スイッチが設けられている請求項１ないし３の何れか一項に記載の薬液注入装置。 - 前記シリンジアダプタは、前記シリンジ識別手段として複数の所定位置ごとにマグネットが設けられており、
前記注入ヘッドは、前記シリンジ検出手段として前記シリンジアダプタの複数の前記マグネットの極性を個々に検出するホール素子が設けられている請求項１ないし３の何れか一項に記載の薬液注入装置。
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