JP4044779B2 - 薬液注入システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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装置を有する薬液注入システムに関し、特に、CT(Computed Tomography)スキャナやMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置で撮像される被験者に薬液を注入する薬液注入システムに関する。
【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。この薬液注入装置は注入ヘッドを有しており、この注入ヘッドにシリンジが着脱自在に装着される。
【0004】
シリンジは、薬液が充填されるシリンダ部材を有しており、この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。一般的にシリンダ部材の末端外周にはシリンダフランジが形成されており、ピストン部材の末端外周にはピストンフランジが形成されている。
【0005】
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材を延長チューブで被験者に連結し、そのシリンダ部材を注入ヘッドに装着する。一般的な注入ヘッドは、シリンジのシリンダ部材およびシリンダフランジに対応した形状の凹部がヘッド本体の上面に形成されているので、この凹部にシリンダ部材およびシリンダフランジを挿入すればシリンジが注入ヘッドに保持される。さらに、注入ヘッドはスライダ機構によりピストンフランジをシリンダ部材とは別個に保持し、そのスライダ機構でピストン部材をスライドさせる。これでシリンジから薬液が被験者に注入され、必要により吸引される。
【0006】
なお、一部の薬液注入装置では、シリンジのピストン部材を押圧するスライダ機構に圧力センサが実装されており、最初に所望の注入圧力をデータ入力しておくと、その注入圧力に圧力センサの検出圧力が対応するようにスライダ機構がフィードバック制御される。
【0007】
また、現在の医療現場では、シリンジとして複数種類のサイズが利用されているので、複数種類のシリンジごとに専用のシリンジアダプタを用意することで、各種のシリンジを1個の注入ヘッドにシリンジアダプタで適合させることも実施されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の薬液注入装置では、最初に注入圧力をデータ入力しておけば、その注入圧力で薬液が被験者に注入されるが、これでは実際に被験者に薬液が所望の圧力で注入されているかを確認することができない。例えば、圧力センサの検出圧力を薬液の注入圧力にリアルタイムに換算し、その数値をリアルタイムに表示する薬液注入装置もあるが、このように数値が表示されても注入圧力の経時的な変化を直感的に認識することは困難である。
【0009】
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、被験者に注入する薬液の圧力の経時的な変化を作業者に直感的に認識させることができる薬液注入システムを提供することを目的とする。
【0010】
【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、シリンジのピストン部材をスライドさせるとき、その応力をロードセルで電気信号に変換し、この電気信号から被験者に注入される薬液の圧力を検出する。この圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成し、その経時グラフをリアルタイムにデータ表示するので、例えば、被験者に注入される薬液の圧力を作業者にリアルタイムにモニタさせることができる。
【0011】
さらに、本発明の第1の薬液注入システムでは、入力操作に対応して駆動モータがリアルタイムに制御されたときの少なくとも1つの経時グラフを蓄積し、その蓄積された経時グラフを平均化して1つの理想グラフをデータ生成し、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが理想グラフを追従するように駆動モータをフィードバック制御する。
【0012】
また、本発明の第2の薬液注入システムでは、蓄積された複数の経時グラフから1つの理想範囲をデータ生成し、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが理想範囲に位置するように駆動モータをフィードバック制御する。従って、本発明の第1および第2の薬液注入装置では、被験者に注入される薬液の圧力を作業者が所望により入力操作で制御すれば、その場合と同様な注入が以降は自動的に実行される。
【0013】
さらに、本発明の第3の薬液注入システムでは、経時グラフがデータ表示される位置への理想グラフの入力操作を受け付け、経時グラフが理想グラフを追従するように駆動モータの出力をフィードバック制御する。本発明の第4の薬液注入装置では、経時グラフがデータ表示される位置への理想範囲の入力操作を受け付け、経時グラフが理想範囲に位置するように駆動モータの出力をフィードバック制御する。
【0014】
また、本発明の第5の薬液注入システムでは、経時グラフがデータ表示される位置への複数の理想点の入力操作を受け付け、経時グラフが複数の理想点を通過するように駆動モータの出力をフィードバック制御する。従って、本発明の第3ないし第5の薬液注入装置では、被験者に注入される薬液の圧力の経時変化が、作業者の入力操作により設定されて実行される。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
【発明の実施の形態】
[実施の形態の構成]
本形態の薬液注入装置100は、図2に示すように、注入ヘッド101と装置本体102からなり、この装置本体102はスタンド103の上端に装着されている。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。
【0018】
この注入ヘッド101は、図3に示すように、シリンダ保持機構となる凹部106が上面に形成されており、この凹部106で交換自在なシリンジ200のシリンダ部材201を保持する。凹部106の後方にはスライダ機構107が形成されており、このスライダ機構107は、凹部106に保持されたシリンジ200のピストン部材202を把持してスライドさせる。
【0019】
注入ヘッド101の後部には、駆動モータとして超音波モータ108が内蔵されており、この超音波モータ108のロータ部はネジ機構などによりスライダ機構107に連結されているので(図示せず)、このスライダ機構107は超音波モータ108の回転によりスライドする。
【0020】
さらに、スライダ機構107は、図4に示すように、燐青銅合金(Cu+Sn+P)などの非磁性体からなるロードセル110を有しており、このロードセル110は、スライダ機構107が超音波モータ108の動力によりピストン部材202を押圧する応力に対応した電気信号を発生する。
【0021】
より詳細には、ロードセル110はセルハウジング111の凹部にスライド自在に装着されており、このセルハウジング111はセルケーシング112の凹部にスライド自在に装着されており、このセルケーシング112の凹部の底面にロードセル110が当接している。
【0022】
セルハウジング111は、超音波モータ108の動力によりスライドするロッド113の先端に装着されており、セルハウジング111がシリンジ200のピストン部材202を把持するので、スライダ機構107が超音波モータ108の動力によりピストン部材202を押圧する応力はロードセル110に作用する。このロードセル110は、歪量に対応して電気抵抗が変化するので、その電気抵抗が電気信号として取得される。
【0023】
本形態の薬液注入装置100では、図2に示すように、装置本体102に操作パネル121とタッチパネル122とが一体に搭載されており、タッチペン130が着脱自在に装着されている。タッチパネル122は、圧力表示手段となる液晶ディスプレイに、グラフ入力手段となるプロッタシートが積層された構造からなり(図示せず)、各種データを表示出力するとともに、タッチペン130による各種データの入力操作を受け付ける。
【0024】
図1に示すように、本形態の薬液注入装置100は、メインCPU(Central Processing Unit)123を有しており、このメインCPU123には、操作パネル121とタッチパネル122とがロードセル110とともに接続されている。
【0025】
さらに、メインCPU123には、位相制御回路124、積分回路125、信号生成手段であるVCO(Voltage Controlled Oscillator)126、信号生成回路127、モータ駆動回路128、が順番に接続されており、このモータ駆動回路128が超音波モータ108に接続されている。
【0026】
この超音波モータ108のロータ部にはロータリエンコーダ129が装着されており、このロータリエンコーダ129は位相制御回路124にフィードバック接続されている。ロータリエンコーダ129は、超音波モータ108の回転速度に対応した周波数の検出信号を出力することにより、超音波モータ108の回転速度を検出する。
【0027】
位相制御回路124は、例えば、内蔵レジスタ(図示せず)により超音波モータ108の希望の回転速度をデータ記憶しており、ロータリエンコーダ129で検出される超音波モータ108の実際の回転速度を希望の回転速度に一致させる駆動電圧を発生する。
【0028】
積分回路125は、駆動電圧を積分し、VCO126は、積分された駆動電圧を対応する周波数の駆動信号に変換する。信号生成回路127は、図7(a)に示すように、駆動信号を4相のDC(Direct Current)パルスに変換し、モータ駆動回路128は、同図(b)に示すように、DCパルスからなる駆動信号をAC(Alternating Current)電圧に変換する。
【0029】
メインCPU123は、プロセッサ回路やレジスタ回路が一体に集積されたワンチップマイコンからなり、ファームウェアなどで実装されているコンピュータプログラムに対応して所定のデータ処理を実行する。このため、メインCPU123は、圧力検出手段、グラフ生成手段、操作制御手段、グラフ蓄積手段、グラフ生成手段、動作制御手段、異常検出手段、等の各種手段として論理的に機能する。
【0030】
つまり、注入ヘッド101の凹部106には複数種類のシリンジ200が交換自在に装着されるので、その凹部106に装着されたシリンジ200の識別データが種類入力手段となる操作パネル121に入力されると、これをメインCPU123はデータ記憶する。
【0031】
そして、このメインCPU123は、上述のように凹部106でシリンジ200が保持されて超音波モータ108が動作していない初期状態に、ロードセル110の電気抵抗を取得して保持する。さらに、メインCPU123は、操作パネル121の入力操作に対応して超音波モータ108を作動させると、ロードセル110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検出する。
【0032】
このとき、ロードセル110に作用する応力が同一でもシリンジ200の種別により薬液の圧力は異なるので、メインCPU123は、薬液の圧力をシリンジ200の識別データに対応して検出する。さらに、メインCPU123は、上述のように薬液の圧力を検出するとき、タッチパネル122として圧力の経時グラフをリアルタイムにデータ生成してタッチパネル122にデータ表示させる。
【0033】
また、本形態の薬液注入装置100では、例えば、動作モードとして操作モードが設定されると、装着されたシリンジ200のピストン部材202をスライダ機構118でスライドさせて被験者に薬液を注入するとき、操作パネル121の入力操作により操作制御手段となるメインCPU123に超音波モータ108の出力をリアルタイムに制御させることができる。
【0034】
上述のように入力操作に対応して超音波モータ108がリアルタイムに制御されたとき、メインCPU123は、グラフ蓄積手段として経時グラフを蓄積し、グラフ生成手段として蓄積された複数の経時グラフを平均化して1つの理想グラフをデータ生成する。ただし、前述のようにシリンジ200の種別により薬液の圧力は異なるので、経時グラフはシリンジ200の識別データごとに蓄積され、理想グラフはシリンジ200の識別データごとにデータ生成される。
【0035】
そして、本形態の薬液注入装置100では、例えば、動作モードとして自動モードが設定されると、メインCPU123は、装着されたシリンジ200に対応した理想グラフをデータ読出し、その理想グラフをタッチパネル122にデータ表示させる。
【0036】
このような状態から操作パネル121に注入開始が入力操作されると、メインCPU123は、リアルタイムにデータ生成する経時グラフが理想グラフを追従するように、動作制御手段として超音波モータ108の出力をフィードバック制御する。
【0037】
このとき、当然ながら経時グラフが理想グラフに完全に一致しないこともあるが、メインCPU123は、時刻ごとの経時グラフと理想グラフとの差分が所定の許容範囲以下ならば異常発生は検出せず、経時グラフと理想グラフとの差分が所定の許容範囲以上となると異常発生を検出する。このように異常発生を検出したとき、メインCPU123は、例えば、超音波モータ108の駆動を強制停止させるとともに、所定のエラーガイダンスをタッチパネル122に表示させる。
【0038】
また、本形態の薬液注入装置100では、例えば、動作モードとして入力モードが設定されると、メインCPU123は、タッチパネル122へのタッチペン(図示せず)などによる理想グラフの入力操作を受け付ける。このような状態から操作パネル121に注入開始が入力操作されると、メインCPU123は、リアルタイムにデータ生成する経時グラフが入力操作された理想グラフを追従するように、動作制御手段として超音波モータ108の出力をフィードバック制御する。
【0039】
さらに、本形態の薬液注入装置100では、上述のように白紙状態のタッチパネル122に理想グラフを入力操作する他、前述のようにメインCPU123がデータ生成した理想グラフをタッチパネル122にデータ表示させ、その理想グラフをタッチパネル122の入力操作で修正することもできる。
【0040】
なお、本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を制御するコンピュータシステム302に接続される。このため、図1に示すように、薬液注入装置100のメインCPU123には、データ出力手段となるI/Fユニット131も接続されており、このI/Fユニット131に通信ケーブル132でコンピュータシステム302が接続される。
【0041】
このコンピュータシステム302は、いわゆるパーソナルコンピュータからなり、図6に示すように、データ処理装置であるコンピュータ本体311、データ表示装置であるディスプレイユニット312、キーボードユニット313、データ印刷装置であるプリンタユニット314、を有している。
【0042】
コンピュータ本体311は、CPU、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、等を内蔵しており(図示せず)、データ記憶装置であるHDD(Hard Disc Drive)316、データ格納装置であるFDD(Flexible Disc-cartridge Drive)317、が一体に装着されている。このFDD317には、情報記憶媒体であるFD318が交換自在に装填される。
【0043】
[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、作業者は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シリンジ200を連結し(図示せず)、図3に示すように、そのシリンジ200のシリンダ部材201を注入ヘッド101の凹部106に保持させるとともにピストン部材202をスライダ機構107に把持させる。
【0044】
つぎに、図8に示すように、例えば、作業者が装置本体102の操作パネル121にシリンジ200の識別データを入力操作すると(ステップS1)、その識別データをメインCPU123が記憶する(ステップS2)。そして、作業者が操作パネル121の入力操作で動作モードを設定すると(ステップS3〜S5)、その動作モードに対応した処理動作をメインCPU123が実行する(ステップS6〜S8)。
【0045】
例えば、操作モードが設定された場合、図9に示すように、作業者が操作パネル121の入力操作で注入開始を入力すると(ステップT1)、メインCPU123は、超音波モータ108を動作させることなくロードセル110の電気抵抗を取得して保持する(ステップT2,T3)。
【0046】
これが完了するとモータ駆動回路128が超音波モータ108をデフォルト駆動するので(ステップT4)、例えば、超音波モータ108は薬液注入装置100の製造メーカが推奨する所定の出力で駆動され、スライダ機構107がシリンジ200のピストン部材202をスライドさせる。
【0047】
このとき、メインCPU123は、ロードセル110の電気抵抗をリアルタイムに取得し(ステップT5)、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の識別データに対応して薬液の圧力を検出する(ステップT6)。
【0048】
さらに、この圧力からメインCPU123は経時グラフをリアルタイムにデータ生成し(ステップT8)、図12に示すように、この経時グラフをタッチパネル122にリアルタイムにデータ表示させる(ステップS9)。そこで、この経時グラフを視認した作業者が、所望により操作パネル121の入力操作で注入圧力の上下を入力すると(ステップT10)、メインCPU123が超音波モータ108の出力を上下させるので(ステップT14)、これで被験者に注入される薬液の圧力が上下される。
【0049】
なお、本形態の薬液注入装置100では、タッチパネル122に所定の上限圧力も表示され、この上限圧力に検出圧力が到達すると(ステップT7)、メインCPU123は超音波モータ108の駆動を強制停止させ(ステップT12)、タッチパネル122に“異常圧力が発生しましたので注入を中止しました。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T13)。
【0050】
そして、本形態の薬液注入装置100は、スライダ機構107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T11)、超音波モータ108の駆動を停止させる(ステップT12)。このとき、入力操作に対応した薬液の注入圧力の経時グラフが完成しているので、この経時グラフをメインCPU123がシリンジ200の識別データごとに蓄積する(ステップT13)。
【0051】
このメインCPU123は、例えば、新規の経時グラフを蓄積するごとに、シリンジ200の識別データごとに蓄積された経時グラフを平均化することで、1つの理想グラフをシリンジ200の識別データごとにデータ生成してデータ記録する(ステップT17,T18)。
【0052】
このとき、本形態の薬液注入装置100は、例えば、被験者の識別データ、作業者の識別データ、薬液注入装置100の識別データ、シリンジ200の識別データ、経時グラフ、開始時刻、終了時刻、等の各種データを1つのデータファイルとしてコンピュータシステム302にデータ送信する(図示せず)。
【0053】
そこで、このコンピュータシステム302では、例えば、データ受信したデータファイルの各種データの、HDD316による記憶、FDD316によるFD318への格納、ディスプレイユニット312による表示、プリンタユニット314による印刷用紙(図示せず)への印刷、キーボードユニット313の入力操作に対応した編集処理、等が実行される。
【0054】
本形態の薬液注入装置100は、上述のように操作モードで注入圧力が入力操作されながら注入作業を実行すると、その注入圧力の経時グラフが蓄積されて理想グラフがデータ生成される。このように理想グラフがデータ生成されてデータ記録されると、本形態の薬液注入装置100は、自動モードでの注入作業を実行できる状態となる。
【0055】
そこで、図8に示すように、作業者が操作パネル121の入力操作でシリンジ200の識別データを入力してから自動モードを選択すると(ステップS1,S2,S4,S7)、図10に示すように、メインCPU123がシリンジ200の識別データに対応した理想グラフを記憶エリアからデータ読出する(ステップE1)。
【0056】
そして、メインCPU123は、理想グラフをワークエリアにデータ保持し(ステップE2)、図13(a)に示すように、タッチパネル122にデータ表示させる(ステップE3)。そこで、その理想グラフを確認した作業者が操作パネル121の入力操作で注入開始を入力すると(ステップE3)、メインCPU123は、図13(b)に示すように、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが理想グラフを追従するように、超音波モータ108の駆動をフィードバック制御する(ステップE6〜E12)。
【0057】
このとき、メインCPU123は、経過時間ごとに理想グラフと経時グラフとの圧力の差分を監視し、その差分が所定の許容範囲を逸脱すると(ステップE9)、超音波モータ108の駆動を強制停止させ(ステップE14)、タッチパネル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E15)。
【0058】
本形態の薬液注入装置100は、上述のように自動モードでは経時グラフが理想グラフを追従するように注入圧力が自動制御されるので、操作モードでのリアルタイムな入力操作を必要とすることなく、その入力操作と同様な薬液注入が自動的に実行される。
【0059】
また、本形態の薬液注入装置100は、操作パネル121の入力操作で入力モードが設定されると、図11に示すように、タッチパネル122へのタッチペン130による理想グラフの入力を受け付ける状態となる(ステップP4)。そこで、図14に示すように、作業者が白紙状態のタッチパネル122にタッチペン130で所望の理想グラフを入力操作すると、その理想グラフがメインCPU123のワークエラーにデータ保持されてタッチパネル122にデータ表示される(ステップP5)。
【0060】
そこで、その理想グラフを確認した作業者が操作パネル121で注入開始を入力操作すると(ステップP6)、図10に示すように、以下は自動モードの場合と同様に経時グラフが理想グラフを追従するように薬液の注入作業が実行される(ステップE4〜)。
【0061】
また、図11に示すように、入力モードが設定された初期状態に、作業者が理想グラフのデータ読出を操作パネル121で入力操作すると(ステップP1)、メインCPU123がシリンジ200の識別データに対応した理想グラフを記憶エリアからデータ読出し(ステップP2)、図15(a)に示すように、その理想グラフをワークエリアにデータ保持してタッチパネル122にデータ表示させる(ステップP3)。
【0062】
その理想グラフを確認した作業者が、そのまま注入開始を入力すると(ステップP6)、図10に示すように、以下は自動モードの場合と注入作業が実行されるが(ステップE4〜)、図11および図15(b)に示すように、作業者がタッチパネル122に表示された理想グラフをタッチペン130で修正すると(ステップP4)、その理想グラフがメインCPU123のワークエラーにデータ保持されてタッチパネル122にデータ表示される(ステップP5)。
【0063】
[実施の形態の効果]
本形態の薬液注入装置100は、シリンジ200の薬液を被験者に注入するとき、その薬液の圧力を検出して経時グラフをリアルタイムにデータ生成し、その経時グラフをリアルタイムにタッチパネル122にデータ表示するので、例えば、作業者は薬液の漏出を圧力低下により発見するようなことができる。
【0064】
また、シリンジ200の薬液を被験者に注入するとき、その圧力を操作パネル121の入力操作でリアルタイムに制御することができ、このときの経時グラフを蓄積して平均化により理想グラフをデータ生成することができる。そして、このように理想グラフが記録されると、シリンジ200の薬液を被験者に注入するとき、その経時グラフが理想グラフを追従するように注入の圧力が制御されるので、被験者に注入される薬液の圧力を作業者が所望により入力操作で制御すれば、その場合と同様な注入を以降は自動的に実行することができる。
【0065】
さらに、作業者が所望の理想グラフをタッチパネル122にタッチペン130で入力操作すると、シリンジ200の薬液を被験者に注入するとき、その経時グラフが理想グラフを追従するように注入の圧力が制御されるので、被験者に注入される薬液の圧力の経時変化を入力操作で簡単に設定することができる。特に、経時グラフから自動生成された理想グラフをタッチパネル122に表示させてタッチペン130で修正することもできるので、極めて簡単に薬液の圧力の経時変化を設定することができる。
【0066】
また、本形態の薬液注入装置100は、リアルタイムに検出する薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達したり、経時グラフが理想グラフから所定範囲以上逸脱すると、すると超音波モータ108を強制停止させて異常発生を作業者に報知するので、異常な圧力での薬液の注入を自動的に中止することができ、作業者に異常発生を迅速に認識させることができる。
【0067】
さらに、シリンジ200のピストン部材202を押圧する応力を非磁性体からなるロードセル110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、無用に磁場を乱すことなく、薬液の圧力を検出することができる。
【0068】
特に、シリンジ200の識別データに対応して薬液の圧力を検出するので、各種のシリンジ200が交換自在でありながら薬液の圧力を的確に検出することができる。しかも、超音波モータ108を作動させない初期状態にロードセル110の電気抵抗を取得し、超音波モータ108を作動させているときのロードセル110の電気抵抗との差分から薬液の圧力を検出するので、薬液の圧力を正確に検出することができる。
【0069】
また、本形態の薬液注入装置100は、生成した経時グラフなどの各種データをシリンジ200の識別データなどとともにコンピュータシステム302にデータ送信するので、このコンピュータシステム302では、受信した各種データの、HDD316による記憶、FDD316によるFD318への格納、ディスプレイユニット312による表示、プリンタユニット314による印刷用紙への印刷、キーボードユニット313の入力操作に対応した編集処理、等を実行することができる。
【0070】
特に、医療現場では被験者ごとにカルテ用紙に各種データを記入しているので(図示せず)、被験者の識別データ、作業者の識別データ、薬液注入装置100の識別データ、シリンジ200の識別データ、経時グラフ、開始時刻、終了時刻、等の各種データを印刷した用紙をカルテ用紙に添付することは有用である。さらに、現在の医療現場では被験者の各種情報をコンピュータシステム302などでデータ管理しているので、そこに経時グラフなどをデータ付与することも有用である。
【0071】
[実施の形態の変形例]
本発明は本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、本形態では作業者が操作パネル121の入力操作でシリンジ200の識別データを入力することを例示したが、本出願人が特願2002−021762号として出願したように、注入ヘッド101が装着されるシリンジ200の種別を検出して識別データを発生することも可能である。
【0072】
また、本形態の薬液注入装置100では、経時グラフから理想データを自動生成すること、タッチペン130でタッチパネル122に理想グラフを入力操作すること、自動生成された理想グラフをタッチパネル122に表示させてタッチペン130の入力操作で修正すること、の全部をモード切換により実行できることを例示したが、その1つのみ実行できることも可能である。
【0073】
さらに、図16に示すように、蓄積された複数の経時グラフから1つの理想範囲をデータ生成すること、タッチペン130でタッチパネル122に理想範囲を入力操作すること、自動生成された理想範囲をタッチパネル122に表示させてタッチペン130の入力操作で修正すること、等を実行し、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが理想範囲に位置するように注入の圧力をフィードバック制御することも可能である。
【0074】
また、図17に示すように、タッチペン130でタッチパネル122に複数の理想点を入力操作し、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが複数の理想点を通過するように注入の圧力をフィードバック制御することも可能である。これらの場合でも、経時グラフが理想範囲から逸脱したり、理想点から所定範囲以上逸脱すると、異常発生を検出することが好適である。
【0075】
さらに、本形態では、経時グラフの生成、経時グラフの表示、経時グラフの蓄積、理想グラフの自動生成、理想グラフの入力操作、等の各種処理を薬液注入装置100がスタンドアロンに実行することを例示したが、上述のような各種処理を薬液注入装置100とデータ通信するコンピュータシステム302が実行することも可能である。
【0076】
また、本形態ではロードセル110によりスライダ機構107がシリンジ200のピストン部材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110でスライダ機構107がピストン部材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。
【0077】
【発明の効果】
本発明の薬液注入システムでは、被験者にシリンジから注入する薬液の圧力を検出して経時グラフをリアルタイムにデータ生成し、その経時グラフをリアルタイムにデータ表示するので、例えば、作業者が薬液の漏出を圧力低下により発見するようなことができる。
【0078】
また、本発明の第1および第2の薬液注入システムでは、入力操作に対応した経時グラフから理想グラフまたは理想範囲をデータ生成し、これを経時グラフが追従するように駆動モータがフィードバック制御されるので、被験者に注入される薬液の圧力を作業者が所望により入力操作で制御すれば、その場合と同様な注入を以降は自動的に実行することができる。
【0079】
さらに、本発明の第3ないし第5の薬液注入システムでは、入力操作された理想グラフまたは複数の理想点または理想範囲を経時グラフが追従するように駆動モータがフィードバック制御されるので、被験者に注入される薬液の圧力の経時変化を作業者が入力操作により設定することができる。
【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回路構造を示すブロック図である。
【図2】薬液注入装置の外観を示す斜視図である。
【図3】シリンジをヘッド部に装着する状態を示す斜視図である。
【図4】スライダ機構のロードセルの部分の構造を示す部分断面図である。
【図5】MRI装置の外観を示す斜視図である。
【図6】コンピュータシステムの外観を示す斜視図である。
【図7】駆動モータである超音波モータの駆動信号を示す特性図である。
【図8】メインCPUの処理動作のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図9】操作モードでのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図10】自動モードでのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図11】入力モードでのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図12】圧力表示手段であるタッチパネルに経時グラフが表示されている状態を示す模式図である。
【図13】 (a)はタッチパネルに理想グラフが表示されている状態、(b)は理想グラフと経時グラフとが表示されている状態、を示す模式図である。
【図14】操作制御手段でもあるタッチパネルに理想グラフが入力操作されている状態を示す模式図である。
【図15】 (a)はタッチパネルに理想グラフが表示されている状態、(b)は理想グラフが修正されている状態を示す模式図である。
【図16】タッチパネルに理想範囲が表示されている状態を示す模式図である。
【図17】タッチパネルに理想点が入力操作されている状態を示す模式図である。
【符号の説明】
100 薬液注入装置
106 シリンダ保持機構となる凹部
107 スライダ機構
108 駆動モータである超音波モータ
110 ロードセル
121 種類入力手段として機能する操作パネル
122 圧力表示手段およびグラフ入力手段であるタッチパネル
123 各種手段として機能するメインCPU
131 データ出力手段となるI/Fユニット
200 シリンジ
201 シリンダ部材
202 ピストン部材
300 MRI装置
311 データ処理装置であるコンピュータ本体
312 データ表示装置であるディスプレイユニット
314 データ印刷装置であるプリンタユニット
316 データ記憶装置であるHDD
317 データ格納装置であるFDD
318 情報記憶媒体であるFD
Claims (10)
- 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シリンジの前記シリンダ部材と前記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装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
入力操作に対応して前記駆動モータの出力をリアルタイムに制御する操作制御手段と、
前記入力操作に対応して前記駆動モータが制御されたときの少なくとも1つの前記経時グラフを蓄積するグラフ蓄積手段と、
蓄積された前記経時グラフを平均化して1つの理想グラフをデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフが前記理想グラフを追従するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも1個を有している薬液注入システム。 - 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シリンジの前記シリンダ部材と前記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装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
入力操作に対応して前記駆動モータの出力をリアルタイムに制御する操作制御手段と、
前記入力操作に対応して前記駆動モータが制御されたときの複数の前記経時グラフを蓄積するグラフ蓄積手段と、
蓄積された複数の前記経時グラフから1つの理想範囲をデータ生成する範囲生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフが前記理想範囲に位置するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも1個を有している薬液注入システム。 - 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シリンジの前記シリンダ部材と前記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装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
前記経時グラフがデータ表示される位置への理想グラフの入力操作を受け付けるグラフ入力手段と、
前記経時グラフが前記理想グラフを追従するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも1個を有している薬液注入システム。 - 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シリンジの前記シリンダ部材と前記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装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
前記経時グラフがデータ表示される位置への理想範囲の入力操作を受け付けるグラフ入力手段と、
前記経時グラフが前記理想範囲に位置するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも1個を有している薬液注入システム。 - 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シリンジの前記シリンダ部材と前記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装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
前記経時グラフがデータ表示される位置への複数の理想点の入力操作を受け付けるグラフ入力手段と、
前記経時グラフが複数の前記理想点を通過するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも1個を有している薬液注入システム。 - 前記薬液注入装置は、前記経時グラフが前記理想グラフから所定範囲以上逸脱すると異常発生を検出する異常検出手段も有している請求項1または3に記載の薬液注入システム。
- 前記薬液注入装置は、前記経時グラフが前記理想範囲から逸脱すると異常発生を検出する異常検出手段も有している請求項2または4に記載の薬液注入システム。
- 前記薬液注入装置は、前記経時グラフが前記理想点から所定範囲以上逸脱すると異常発生を検出する異常検出手段も有している請求項5に記載の薬液注入システム。
- 前記シリンダ保持機構は、複数種類の前記シリンジが交換自在に装着され、
前記シリンダ保持機構で保持された前記シリンジの識別データが入力される種類入力手段も有しており、
前記圧力検出手段は、入力された前記シリンジの識別データに対応して前記電気信号から前記薬液の圧力を検出する請求項1ないし8の何れか一項に記載の薬液注入システム。 - 前記薬液注入装置は、前記シリンダ保持機構で保持された前記シリンジの種類を検知して前記種類入力手段に識別データを出力する種類検知手段も有している請求項9に記載の薬液注入システム。
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