JP5001158B2 - 薬液注入システム - Google Patents

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Description

本発明は、薬液シリンジの薬液を薬液注入装置で被験者に注入する薬液注入システムに関し、特に、CT(Computed Tomography)スキャナなどの透視撮像装置で透視画像が撮像される被験者に造影剤を注入する薬液注入システムに関する。
現在、被験者の透視画像を撮像する透視撮像装置としては、CTスキャナ、MRI(Magnetic
Resonance Imaging)装置、PET(Positron Emission Tomography)装置、超音波診断装置、CTアンギオ装置、MRA(MR
Angio)装置、等がある。上述のような透視撮像装置を使用する際、被験者に造影剤や生理食塩水などの薬液を注入することがあり、この注入を自動的に実行する薬液注入装置も実用化されている。
このような薬液注入装置は、例えば、駆動モータやスライダ機構などを備えたピストン駆動機構を有している。薬液注入装置には薬液シリンジが着脱自在に装着される。薬液シリンジは、一般的にシリンダ部材とピストン部材とを有しており、シリンダ部材にピストン部材がスライド自在に挿入されている。
より詳細には、シリンダ部材は、前端が閉塞されるとともに後端が開放した円筒形状に形成されている。前端の中央部には導管部が設けられており、後端の外周には円環状のシリンダフランジが形成されている。ピストン部材は、シリンダ部材の後端からスライド自在に挿入されている。
このような薬液シリンジには、プレフィルドタイプと何も充填されていないタイプとがある。プレフィルドタイプでは、シリンダ部材に薬液が充填されて全体が梱包材で密封された状態で出荷される。何も充填されていないタイプでは、利用者が所望の薬液をシリンダ部材に充填する。なお、以下では説明を簡単にするため、プレフィルドタイプの薬液シリンジを例に挙げて説明する。
上述のような薬液シリンジの薬液を被験者に注入する場合、操作者は適切な薬液が充填された薬液シリンジを用意し、梱包材から薬液シリンジを取り出す。操作者は、その薬液シリンジを、延長チューブを介して被験者に連結して薬液注入装置に装着する。薬液注入装置への装着は、薬液注入装置のフランジ保持機構にシリンダフランジを保持させることよって行う。このような状態で、薬液注入装置は、操作者による所定の操作に対応してピストン駆動機構を動作させる。これによってピストン部材がシリンダ部材に押し込まれるので、薬液シリンジから被験者に薬液が注入されることになる。
その場合、操作者が薬液の種類などを考慮して注入速度や注入総量などを決定し、それらのデータを薬液注入装置に入力する。すると、薬液注入装置は入力されたデータに対応して薬液を被験者に注入する。例えば、薬液として造影剤を注入すれば被験者の造影度が変化するので、透視撮像装置により良好な透視画像が撮像されることになる。
なお、薬液注入装置には造影剤とともに生理食塩水も被験者に注入できる製品がある。その場合、操作者は、所望により造影剤の注入完了に連動して生理食塩水を注入することを、注入速度や注入総量などとともに薬液注入装置に入力する。すると、薬液注入装置は、入力データに対応して造影剤を注入してから、自動的に生理食塩水も注入する。このため、造影剤を生理食塩水で後押しして造影剤の消費量を削減することや、生理食塩水によりアーチファクトを軽減することができる。
造影剤は高粘度である。薬液注入装置は、シリンダ部材にピストン部材を高圧で押し込むことができるので、造影剤の注入には好適である。ただし、ピストン部材をシリンダ部材に高圧で押し込むためには、シリンダ部材を強固に保持することも必要となる。
このため、本出願人が発明して実施している薬液注入装置は、開閉自在に支持された一対の金属製のフランジ保持部材を有している。一対のフランジ保持部材は、薬液注入装置に装着される薬液シリンジのシリンダフランジの左部と右部とを個々に保持する(例えば、特開2004−187849号公報参照)。
上述のような薬液注入装置では、一対の金属製のフランジ保持部材により薬液シリンジのシリンダフランジを強固に保持することができる。その結果、シリンダ部材にピストン部材を高圧で押し込み、高粘度の造影剤などを被験者に良好に注入することが可能である。
ただし、現在の一般的な薬液シリンジは、その無用な転がりなどを防止するため、シリンダフランジの円形の外周面の相対する位置に、互いに平行な一対の平坦部が形成されている。そこで、従来の薬液注入装置では、フランジ保持部材はシリンダフランジの円形部を保持する構造とされており、シリンダフランジの円形部をフランジ保持部材に保持させることを操作者に要求している。
しかし、フランジ保持部材がシリンダフランジを平坦部で保持した状態でも、外観上は薬液シリンジが薬液注入装置に適切に保持されているように見える。この場合、フランジ保持部材がシリンダフランジを保持する面積が減少するため、シリンダフランジを破損する可能性がある。
さらに、上述のような薬液注入装置では、薬液シリンジから被験者に薬液を注入するが、適正な薬液を注入するためには操作者が適切な薬液シリンジを選択する必要がある。しかし、薬液シリンジは薬液の種類が相違しても外観が同一や類似の製品があるため、操作者が適切でない薬液の薬液シリンジを薬液注入装置に装着する可能性がある。
また、薬液シリンジとして、薬液注入装置に適していない製品が使用されることもある。その場合、薬液シリンジの耐圧などの性能が適切でないために医療事故が発生することもある。さらに、プレフィルドタイプの薬液シリンジは、感染などを防止するために一度の使用で廃棄されるが、現在の薬液注入装置では、一度使用された薬液シリンジが再度使用されることを防止できない。
さらに、前述のように薬液注入装置には使用する薬液や薬液シリンジに対応して注入速度や注入総量などを入力する必要がある。しかし、この作業は煩雑で熟達していない操作者には困難であり、適切でない数値が入力操作されるおそれがある。特に、現在の造影剤には有効成分の濃度が数倍まで相違する製品があるので、それを考慮しないと適量の数倍や数分の一の造影剤が注入されることになる。
被験者の撮像部位や体重などによっても、薬液の注入速度などの薬液注入装置へのデータ入力が必要な場合がある。このような作業も煩雑であり入力ミスが発生するおそれがある。特に、本出願人は造影剤の注入速度を可変することで造影効果を向上できることを出願した(特開2004−113475号公報)。このような可変パターンを薬液注入装置に入力することは容易ではない。
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、シリンダ保持機構が薬液シリンジを適切に保持していない状態でピストン駆動機構が駆動されることを自動的に防止できる薬液注入システムを提供することを目的とする。
本発明の薬液注入システムは、薬液シリンジと薬液注入装置とを有している。薬液シリンジは、シリンダ部材、ピストン部材およびRFIDタグを有している。シリンダ部材は、シリンダ本体の後端外周にシリンダフランジを有し、シリンダフランジの外周面の相対する位置に、一対の平坦部が平行に形成されている。薬液注入装置は、シリンダ保持機構、ピストン駆動機構、RFIDリーダ、動作制御手段およびアンテナ配置部を有している。
薬液シリンジのピストン部材は、シリンダ部材にスライド自在に挿入されている。RFIDタグは、シリンダ部材の外周面上に装着されており、ループアンテナであるタグアンテナを備えている。
シリンダ保持機構はシリンダ部材を保持する。ピストン駆動機構は、保持されたシリンダ部材にピストン部材を押し込む。RFIDリーダは、それぞれがループアンテナである一対のリーダアンテナを介して電磁誘導によりRFIDタグからデータを受信する。動作制御手段は、データが受信されているときのみピストン駆動機構の動作を許可する。アンテナ配置部は、一対のリーダアンテナを、シリンダ部材がシリンダ保持機構に適切に保持された状態で、シリンダ部材の軸心を介して互いに対向し、かつ、一対のリーダアンテナのうち一方がタグアンテナと略平行に対向する位置に配置している。
従って、本発明の薬液注入システムでは、シリンダ保持機構によりシリンダ部材が適切に保持された状態では、ループアンテナであるリーダアンテナとタグアンテナとが略平行に対向するので、RFIDタグとRFIDリーダとが通信できる状態となり、動作制御手段によりピストン駆動機構の動作が許可される。しかし、シリンダ保持機構にシリンダ部材が適切に保持されていない状態では、リーダアンテナとタグアンテナとが略平行に対向しないので、RFIDタグとRFIDリーダとが通信不能となり、動作制御手段によりピストン駆動機構の動作が許可されない。
なお、本発明でいう各種手段は、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に実現された所定の機能、これらの組み合わせ、等として実現することができる。
また、本発明でいう各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はない。例えば、複数の構成要素が1つの部材として形成されていること、1つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、およびある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等も可能である。さらに、本発明では前後左右上下の方向を規定しているが、これは本発明の構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであり、本発明を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
本発明の薬液注入システムでは、薬液シリンジがシリンダ保持機構に適切に保持された場合のみ、RFIDタグのデータをRFIDリーダが受信できるので、ピストン駆動機構がピストン部材をシリンダ部材に押し込むことができる状態となり、薬液シリンジが適切に保持されていない状態でシリンダ部材にピストン部材が押し込まれることを自動的に防止できる。
本発明の一実施形態の薬液注入装置に薬液シリンジが不適切に装着された状態を示す模式的な正面図である。 本発明の一実施形態の薬液注入装置に薬液シリンジが適切に装着された状態を示す模式的な正面図である。 薬液注入装置の注入ヘッドに薬液シリンジが装着される状態を示す斜視図である。 薬液注入装置の外観を示す斜視図である。 透視撮像装置であるCTスキャナの外観を示す斜視図である。 薬液注入システムの回路構造を示すブロック図である。 薬液シリンジの外観を示す斜視図である。 RFIDタグの外観を示す斜視図である。 注入ヘッドの要部の組立構造を示す分解斜視図である。 注入ヘッドの要部の組立構造を示す縦断正面図である。 タグアンテナとリーダアンテナとの電磁誘導の原理を示す模式図である。 タグアンテナとリーダアンテナとの電磁誘導の原理を示す模式図である。 薬液注入装置の論理構造を示す模式的なブロック図である。 薬液注入装置の処理動作の前半部分を示すフローチャートである。 後半部分を示すフローチャートである。 CTスキャナの処理動作を示すフローチャートである。 リーダアンテナの第1の変形例を示す斜視図である。 リーダアンテナの第1の変形例を示す斜視図である。 リーダアンテナの第2の変形例を示す斜視図である。 リーダアンテナの第2の変形例を示す斜視図である。 リーダアンテナの第3の変形例を示す模式図である。 注入ヘッドの変形例を示す斜視図である。 注入ヘッドの変形例を示す斜視図である。 薬液注入システムの変形例で注入ヘッドに薬液シリンジがシリンダアダプタで装着される状態を示す斜視図である。
符号の説明
100 薬液注入装置
113 ヘッド本体
114 凹部
116 ピストン駆動機構
120 シリンダ保持機構
130 RFIDリーダ
131 リーダ回路
132,160 リーダアンテナ
135 絶縁基板
200 薬液シリンジ
210 シリンダ部材
220 ピストン部材
230 RFIDタグ
232 RFIDチップ
233,241,251 タグアンテナ
300 CTスキャナ
1000 薬液注入システム
本発明の実施形態を、図面を参照して以下に説明する。本形態の薬液注入システム1000は、薬液注入装置100、薬液シリンジ200および透視撮像装置であるCTスキャナ300を有しており、詳細には後述するが、造影剤などの薬液を注入する被験者(図示せず)から透視画像を撮像する。
CTスキャナ300は、図4および図5に示すように、透視撮像ユニット301と撮像制御ユニット302とを有している。透視撮像ユニット301と撮像制御ユニット302とは通信ネットワーク303で有線接続されている。透視撮像ユニット301は被験者から透視画像を撮像し、撮像制御ユニット302は透視撮像ユニット301を動作制御する。
薬液シリンジ200は、図2および図6に示すように、シリンダ部材210とピストン部材220とを有している。ピストン部材220は、シリンダ部材210にスライド自在に挿入されている。シリンダ部材210は、円筒状のシリンダ本体211を有している。このシリンダ本体211の閉塞した前端には導管部212が形成されている。
シリンダ本体211の後端は開口されており、この開口からシリンダ本体211の内部にピストン部材220が挿入されている。シリンダ部材210は、シリンダ本体211の後端外周に円環状に形成されたシリンダフランジ213を有している。ピストン部材220は、ピストン本体221の後端外周に円環状に形成されたのピストンフランジ222を有している。シリンダ部材210は、非磁性体である樹脂で形成されており、例えば、その肉厚は1.5mm〜2.0mm程度である。
本形態の薬液注入システム1000では、使用される薬液シリンジ200の少なくとも一部がプレフィルドタイプである。プレフィルドタイプの薬液シリンジ200では、シリンダ部材210に薬液が充填された状態で出荷される。薬液シリンジ200のシリンダ部材210には、RFID(Radio Frequency Identification)タグ230が装着されている。RFIDタグ230には、その薬液シリンジ200に関する、名称、プレフィルドタイプか何も充填されていないタイプかの識別データ、個体ごとの識別データ、容量、シリンダ部材210の耐圧、シリンダ部材210の内径、ピストン部材220のストローク、などのデータが記録されている。
さらに、薬液シリンジ200がプレフィルドタイプの場合、そのRFIDタグ230には、充填されている薬液に関する、名称、成分、粘度、消費期限、CT用かMR用かなどの識別データ、などのデータも記録されている。また、そのプレフィルドタイプの薬液シリンジ200に充填されている薬液が造影剤の場合、そのRFIDタグ230には、注入速度を時間経過により変化させる可変パターン、なども必要により記録されている。
RFIDタグ230は、図7に示すように、細長形状の樹脂シートで形成されたチップ本体231を有しており、その一端近傍にRFIDチップ232が封入されている。チップ本体231には、平面形状のループアンテナであるタグアンテナ233もプリント配線で細長形状に形成されている。このタグアンテナ233は、RFIDチップ232に結線されている。
チップ本体231の表面は、例えば白色に形成されている。したがって、この表面に各種の情報を印刷などによって設けることができる。チップ本体231の裏面には粘着材(図示せず)が塗布されている。RFIDタグ230は、その粘着材によりシリンダ部材210の外周面に装着されている。
図1および図6に示すように、シリンダフランジ213の円形の外周面214の相対する位置に、一対の平坦部215が平行に形成されている。その一対の平坦部215が上下に位置する状態で、左右の一方に位置するようにRFIDタグ230は配置されている。また、上述のようにRFIDタグ230は細長形状に形成されており、そのタグアンテナ233の長手方向は、シリンダ部材210の長手方向と一致している。
本形態の薬液注入装置100は、図3に示すように、注入制御ユニット101と、これと別体に形成された注入ヘッド110と、を有している。注入制御ユニット101と注入ヘッド110とは通信ケーブル102で有線接続されている。注入ヘッド110は、装着される薬液シリンジ200を操作して被験者に薬液を注入し、注入制御ユニット101は、注入ヘッド110の動作を制御する。
注入ヘッド110は、可動アーム112を介してキャスタスタンド111の上端に装着されている。図2に示すように、注入ヘッド110のシリンダ保持部材であるヘッド本体113の上面には、薬液シリンジ200のシリンダ部材210が着脱自在に装着される半円筒形の凹部114が形成されている。
凹部114の前部には、薬液シリンジ200のシリンダフランジ211を着脱自在に保持するシリンダ保持機構120が形成されている。凹部114の後方には、ピストンフランジ222を保持してスライド移動させるピストン駆動機構116が配置されている。
ピストン駆動機構116は、図5に示すように、作動時にも磁界を発生しない超音波モータ117を駆動源として有しており、ネジ機構(図示せず)などによりピストン部材220をスライド移動させる。ピストン駆動機構116にはロードセル118も内蔵されている。ロードセル118は、ピストン部材220を押圧する圧力を検出する。
シリンダ保持機構120は、図1Aおよび1Bに示すように、左右一対のフランジ保持部材121を有している。この左右一対のフランジ保持部材121により、上方から挿入される薬液シリンジ200のシリンダフランジ213の左部と右部とを個々に保持する。より詳細には、フランジ保持部材121は、例えばステンレス合金など高い強度を有する金属で形成された固定保持部材122および可動保持部材123を有している。
固定保持部材122は、注入ヘッド110の凹部114の底部に固定されている。可動保持部材123は、固定保持部材122に上方から接合される位置で左右方向に開閉自在に軸支されている。固定保持部材122と可動保持部材123とは、内面に円弧状の凹溝(図2参照)が形成されており、そこに薬液シリンジ200のシリンダフランジ213が係合する。
本形態の薬液注入装置100は、RFIDリーダ130を有している。このRFIDリーダ130が薬液シリンジ200のRFIDタグ230と電磁誘導により無線通信する。RFIDリーダ130は、リーダ回路131およびリーダアンテナ132を有している。リーダ回路131は、注入制御ユニット101に搭載されている。
リーダアンテナ132は、図10Aおよび10Bに示すように、例えば、1本の導線により左右一対のリーダアンテナ132L,132Rとして形成されている。リーダアンテナ132L,132Rは、図1および図9に示すように、注入ヘッド110の凹部114の左右に個々に配置されている。
図8、10Aおよび10Bに示すように、リーダアンテナ132L,132Rは、それぞれが2つのループアンテナ133を有している。これらのループアンテナ133は前後に配列されている。リーダアンテナ132L,132Rのループアンテナ133は、軸心が左右方向に位置する状態に巻回されており、前後上下と平行な平面形状に形成されている。
リーダアンテナ132L,132Rのループアンテナ133は、図10Aおよび10Bに示すように、例えば、左方から視認すると右回りに巻回されており、左方前側のループアンテナ133が右方後側のループアンテナ133に接続されているとともに、左方後側のループアンテナ133は右方前側のループアンテナ133に接続されている。
このため、上述のように1本の導線で形成されているリーダアンテナ132に電流が通電されると、その電流の方向が4個のループアンテナ133で共通するので、これらのループアンテナ133から同一方向に中心磁界Bが発生する。そして、リーダアンテナ132L,132Rが左右に配列されているので、左右でループアンテナ133の中心磁界Bの位置は一致する。
また、図8および図9に示すように、上述のようなリーダアンテナ132L,132Rは、アンテナ配置機構に相当する長方形の絶縁基板135の表面に各々実装されているので、これで左右一対のアンテナユニット136が形成されている。ヘッド本体113は、アルミニウム合金などの金属で形成されており、その凹部114の左右両側に、前後方向に細長い長方形の貫通孔119が形成されている。
この貫通孔119に絶縁基板135が装着されることで、凹部114の左右両側にリーダアンテナ132L,132Rが個々に配置されている。このように配置されることで、左右のリーダアンテナ132L,132Rは、図1に示すように、凹部114に装着されたシリンダ部材210の軸心を介して左右から対向する位置に配置される。その長手方向は、図2および図8に示すように、凹部114に装着されたシリンダ部材210の長手方向と一致している。
貫通孔119および絶縁基板135は、例えば、30mm×70mmの長方形に形成され、リーダアンテナ132のループアンテナ133は、最大直径が20mmの円形に形成される。そして、リーダアンテナ132のループアンテナ133は、例えば、その外縁部が絶縁基板135の外縁部から最短でも3.0mmは離れているので、リーダアンテナ132の外縁部とヘッド本体113の貫通孔119の内縁部との空間距離は3.0mm以上となっている。
本形態のRFIDタグ230とRFIDリーダ130とは、例えば、13.56MHzの周波数で無線通信するので、RFIDリーダ130は、リーダアンテナ132の共振点が13.56MHzとなるように各部のインダクタンスや容量などが調整されている。13.56MHzの周波数で無線通信するRFIDタグ230としては、例えば、18mm×50mmに形成されているMMタグ(商品名称)などがある。
上述のような構造の、通信ケーブル102で注入ヘッド110と結線されている注入制御ユニット101には、図5に示すように、コンピュータユニット140が内蔵されており、CTスキャナ300の撮像制御ユニット302とも通信ネットワーク304で有線接続されている。
注入制御ユニット101は、図3に示すように、操作パネル103、データ表示手段である液晶ディスプレイ104およびスピーカユニット105、等が本体ハウジング106の前面に配置されている。また、注入制御ユニット101には、別体のコントローラユニット107が接続コネクタ108で有線接続されている。
さらに、注入制御ユニット101には、RFIDリーダ130のリーダ回路131も搭載されている。この注入制御ユニット101のリーダ回路131と注入ヘッド110のリーダアンテナ132とは、専用の同軸ケーブル(図示せず)で結線されている。
本形態の薬液注入装置100は、図5に示すように、上述したリーダ回路131などの各種デバイスがコンピュータユニット140に接続されている。このコンピュータユニット140が各種デバイスを統合制御する。コンピュータユニット140は、いわゆるワンチップマイコンであり、CPU(Central Processing Unit)141、ROM(Read Only Memory)142、RAM(Random
Access Memory)143、I/F(Interface)144、等のハードウェアを有している。コンピュータユニット140は、そのROM142などの情報記憶媒体に適切なコンピュータプログラムがファームウェアなどで実装されており、そのコンピュータプログラムに対応してCPU141が各種の処理動作を実行する。
本形態の薬液注入装置100は、上述のように実装されているコンピュータプログラムに対応してコンピュータユニット140が動作することにより、図11に示すように、動作制御手段150、を論理的に有している。動作制御手段150は、データ記憶手段151、データ照合手段152、警告出力手段153、データ蓄積手段154、データ保持手段156、表示制御手段157および注入制御手段158、等の各種手段を論理的に有している。
動作制御手段150は、CPU141がROM142などに実装されているコンピュータプログラムとRFIDタグ230から無線受信された記録データとに対応して所定動作を実行する機能に相当する。
データ記憶手段151は、CPU141が認識するRAM143の記憶領域などに相当し、所定の照合条件を記憶している。データ照合手段152は、記憶されている照合条件とRFIDタグ230から無線受信された記録データとを照合する。警告出力手段153は、照合結果に対応して警告を発する。
より具体的には、RAM143には、使用できる薬液シリンジ200の識別データが照合条件として登録されている。RFIDリーダ130によって薬液シリンジ200のRFIDタグ230から記録データが受信されると、受信された薬液シリンジ200の識別データが、RAM143に登録されている識別データと照合される。
受信された識別データが登録されていないと、「この製品は使用可能なシリンジとして登録されておりません、使用可能か確認して下さい」などのガイダンスメッセージが警告として液晶ディスプレイ104で表示されるとともに、スピーカユニット105で音声出力される。
また、RAM143には、照合条件として現在日時が日々更新されて保持されている。薬液シリンジ200のRFIDタグ230から消費期限が受信されると、その消費期限と現在日時が照合される。現在日時が消費期限を超過している場合、「この製品は消費期限を過ぎています。新しい製品を使用して下さい」などのガイダンスメッセージが警告として液晶ディスプレイ104で表示されるとともに、スピーカユニット105で音声出力される。
さらに、プレフィルドタイプの薬液シリンジ200では、個体ごとの製造番号もRFIDタグ230に設定されているので、データ蓄積手段154は、注入ヘッド110に装着されて注入動作が実行されたプレフィルドタイプの薬液シリンジ200の製造番号を記憶する。
この場合、データ照合手段152は、記憶されている製造番号とRFIDタグ230から受信された製造番号とを照合する。警告出力手段153は、照合された製造番号が一致した場合、「このプレフィルドシリンジは過去に使用されています。新しい製品を使用して下さい」などのガイダンスメッセージが警告として液晶ディスプレイ104で表示されるとともに、スピーカユニット105で音声出力される。
データ保持手段156は、RFIDタグ230から受信された記録データを保持する。表示制御手段157は、保持された記録データを液晶ディスプレイ104に表示させる。注入制御手段158は、保持された記録データに対応してピストン駆動機構116を動作制御する。
より具体的には、RFIDタグ230には、その薬液シリンジ200の名称や耐圧や容量などの各種データと、その薬液シリンジ200に充填されている薬液の名称や成分や消費期限などの各種データとが記録されているので、これらの記録データがRAM143に一時保持されて液晶ディスプレイ104で表示される。
また、RFIDタグ230にピストン駆動機構116の制御データが記録されていた場合、その制御データがRAM143に保持される。CPU141は、保持された制御データに対応してピストン駆動機構116を動作制御する。例えば、RFIDタグ230に造影剤の注入速度を時間経過により変化させる可変パターンが記録されていた場合、その可変パターンに対応して、CPU141がピストン駆動機構116の動作速度を経時的に可変させる。
さらに、RFIDタグ230に耐圧が記録されていると、CPU141はロードセル118の検出圧力に対応してRAM143に保持された耐圧を超過しないようにピストン駆動機構116の動作を制御する。また、RFIDタグ230に薬液シリンジ200の容量が記録されていると、CPU141はRAM143に保持された容量に対応してピストン駆動機構116の動作を制御する。
上述のような薬液注入装置100の各手段は、必要により液晶ディスプレイ104などのハードウェアを利用して実現される。その主体はROM142等の情報記憶媒体に格納されたリソースおよびコンピュータプログラムに対応してハードウェアであるCPU141が機能することにより実現されている。
このようなコンピュータプログラムは、例えば、RFIDタグ230からRFIDリーダ130で記録データが受信されると、RAM143などに記憶されている照合条件とRFIDタグ230から受信された記録データとを照合すること、その照合結果に対応して液晶ディスプレイ104の表示などで警告を発すること、装着されて注入動作が実行された薬液シリンジ200の製造番号をRAM143などに記憶させること、その記憶されている製造番号とRFIDタグ230から受信された製造番号とを照合すること、その照合結果に対応して液晶ディスプレイ104の表示などで警告を発すること、RFIDタグ230から受信された記録データをRAM143などに保持させること、保持された記録データを液晶ディスプレイ104に表示させること、および保持された記録データに対応してピストン駆動機構116の動作を制御すること、等の処理動作をCPU141等に実行させるためのソフトウェアとしてRAM143等の情報記憶媒体に格納されている。
(実施形態の動作)
上述した構成において、本形態の薬液注入システム1000を利用する場合、図4に示すように、CTスキャナ300の撮像ユニット301の近傍に薬液注入装置100の注入ヘッド110が配置され、使用する薬液シリンジ200などが用意される。そして、操作者は注入ヘッド110の可動保持部材123を開放させ、そこにシリンダフランジ213が挿入されるように薬液シリンジ200を凹部114に装着する。薬液シリンジ200の装着後、操作者は可動保持部材123を閉じる。
このとき、図1Bに示すように、シリンダフランジ213の平坦部215が上下に位置するように薬液シリンジ200が適切に装着されると、RFIDタグ230が薬液シリンジ200の左方または右方に位置することになる。すると、図10Bに示すように、RFID230とリーダアンテナ132(132Rまたは132L)とが平行に対向して良好に磁気結合される。これによって、RFIDタグ230とRFIDリーダ130とが良好に無線通信することができる。
一方、図1Aに示すように、シリンダフランジ213の平坦部215が左右に位置するように薬液シリンジ200が不適切に装着されると、RFIDタグ230は薬液シリンジ200の上方または下方に位置することになる。すると、図10Aに示すように、RFID230とリーダアンテナ132(132Rまたは132L)とが平行に対向せず、良好な磁気結合が実現されない。その結果、RFIDタグ230とRFIDリーダ130とは無線通信することができない。
従って、本形態の薬液注入システム1000では、図1Bに示すように、シリンダフランジ213の平坦部215が上下に位置するように薬液シリンジ200が薬液注入装置100に適切に装着されると、RFIDタグ230とRFIDリーダ130とが無線通信するが、図1Aに示すように、シリンダフランジ213の平坦部215が左右に位置するように薬液シリンジ200が薬液注入装置100に不適切に装着されると、RFIDタグ230とRFIDリーダ130とが無線通信しない。
そして、本形態の薬液注入装置100では、図12に示すように、注入ヘッド110に薬液シリンジ200が適切に装着されてRFIDリーダ130によりRFIDタグ230から記録データが受信されると(ステップS1)、コンピュータユニット140により受信データとRAM143に登録されている照合条件とが照合される(ステップS2)。
このような照合条件としては、使用できる薬液シリンジ200の識別データが登録されているので、RFIDタグ230から受信された識別データが照合条件として登録されていないと、「この製品は使用可能なシリンジとして登録されておりません、使用可能か確認して下さい」などのガイダンスメッセージが警告として液晶ディスプレイ104で表示されるとともに、スピーカユニット105で音声出力される(ステップS3)。
さらに、薬液シリンジ200の識別データが照合条件に整合すると(ステップS2)、RFIDタグ230から受信された製造番号とRAM143に登録されている製造番号とが照合される(ステップS5)。照合された製造番号が一致すると「このシリンジは過去に使用されています。新しい製品を使用して下さい」などのガイダンスメッセージが警告として液晶ディスプレイ104に表示されるとともに、スピーカユニット105で音声出力される(ステップS3)。
一方、適切な薬液シリンジ200のRFIDタグ230から受信された記録データは、例えば、「〜(製造メーカ)製の造影シリンジ〜(名称)が装着されました。製造番号〜、薬液名称〜、薬液種別〜、容量〜、耐圧〜、…」などとして液晶ディスプレイ104に表示される(ステップS6)。
なお、RFIDタグ230には、表示の対象となるデータと、対象とならないデータとが記録されている。すべてのデータには、例えば、そのデータごとに表示の有無が2値フラグで設定されており、薬液注入装置100は、RFIDタグ230から受信された記録データのうち表示の対象となるデータを表示する。
さらに、RFIDタグ230から薬液注入装置100に受信された記録データに「耐圧」や「容量」や「造影剤の注入速度を時間経過により変化させる可変パターン」などの制御データが含まれていた場合、その制御データはコンピュータユニット140のRAM143に設定される(ステップS7)。RFIDタグ230から受信された記録データに制御データが設定されていなかった場合は、デフォルトの制御データが設定される。
薬液注入装置100に装着された薬液シリンジ200が延長チューブ(図示せず)などで被験者に連結された後、操作者により操作パネル103に作業開始が入力操作されると、これを検知した薬液注入装置100は(ステップS8)、作業開始のための信号をCTスキャナ300に送信する(ステップS11)。
図14に示すように、薬液注入装置100から作業開始信号を受信したCTスキャナ300は(ステップT2)、作業開始する旨の信号を薬液注入装置100に返信して(ステップT5)撮像動作を実行する(ステップT8)。このため、本形態の薬液注入システム1000では、薬液注入装置100による薬液注入動作に、CTスキャナ300による撮像動作が追従することになる。
なお、本形態の薬液注入システム1000では、図12および図14に示すように、前述のように薬液注入装置100が準備完了の状態で(ステップS8〜S10)、CTスキャナ300に撮像開始が入力操作された場合も(ステップT1)、CTスキャナ300の撮像動作に薬液注入装置100の薬液注入動作が追従する(ステップT4,T6〜,S9,S18〜)。
そして、本形態の薬液注入装置100では、図13に示すように、薬液注入の一連の動作を実行する場合(ステップS18〜)、その注入開始から経過時間が計測され(ステップS19)、その経過時間とRFIDタグ230から受信された制御データとに対応してピストン駆動機構116がリアルタイムに動作制御される(ステップS22)。
このため、RFIDタグ230に造影剤の注入速度を時間経過により変化させる可変パターンが記録されていた場合、その可変パターンに対応してピストン駆動機構116の動作速度が経時的に可変される。さらに、上述のようにピストン駆動機構116が駆動されるとき、ロードセル118が検出する応力がコンピュータユニット140にリアルタイムに受信される(ステップS20)。
そして、RFIDタグ230から受信された薬液の粘度やシリンダ部材210の内径などのデータに対応して、ロードセル118の検出応力から薬液の注入圧力が算出される(ステップS21)。算出された注入圧力が、RFIDタグ230から受信された圧力範囲を満足するように、ピストン駆動機構116がリアルタイムに動作制御される(ステップS23)。このため、RFIDタグ230に耐圧が記録されていた場合、その耐圧に対応してピストン駆動機構116が動作制御される。
なお、上述のようにピストン駆動機構116により薬液シリンジ200が駆動されているときも、そのRFIDタグ230はRFIDリーダ130により常時検出されている(ステップS18)。そして、注入動作が完了する前に(ステップS32)、上述の検出が中断されると(ステップS18)、ピストン駆動機構116による注入動作が中止される(ステップS28)。
さらに、「シリンジ脱落を検出しました。〜シリンジの装着を確認して下さい」などのガイダンスメッセージが警告として液晶ディスプレイ104で表示されるとともに、スピーカユニット105で音声出力され(ステップS26)、異常発生および注入中止の信号がCTスキャナ300に送信される(ステップS25,S28)。
CTスキャナ300は、異常発生の信号を受信すると(ステップT10)、その異常発生がガイダンス表示などで警告として出力され(ステップT16)、動作中止の信号を受信すると(ステップT13)、その撮像動作が中止される(ステップT18)。
なお、本形態の薬液注入装置100およびCTスキャナ300は、前述の準備完了の状態で異常発生が検出されたり(ステップS10,T3)、動作実行の最中に異常発生が検出されたりしても(ステップS23,T9)、異常発生した旨が出力されるとともに(ステップS26,T16)、動作中止が実行される(ステップS28,T18)。
さらに、その異常発生が他方にも送信されるので(ステップS25,T15)、これを受信した他方でも(ステップT10,S24)、やはり異常発生した旨が出力される(ステップT16,S26)。また、一方の動作中止も他方に送信されるので(ステップS27,T17)、これを受信した他方でも(ステップT13,S31)、その動作中止が実行される(ステップT18,S28)。
なお、薬液注入装置100およびCTスキャナ300の一方に動作中止が入力操作されたときも(ステップS29,T11)、その動作中止が実行されるとともに(ステップS28,T18)、他方にも送信されるので(ステップS27,T17)、これを受信した他方でも(ステップT13,S31)、その動作中止が実行される(ステップT18,S28)。
また、薬液注入装置100およびCTスキャナ300の一方で動作完了が検出されたときも(ステップS32,T14)、その動作終了が実行されるとともに(ステップS33,T19)、その動作終了が他方に送信されるので(ステップS34,T20)、これを受信した他方でも(ステップT12,S31)、その動作中止が実行される(ステップT18,S28)。
本形態の薬液注入装置100では、上述のように注入動作が正常または異常に終了されると(ステップS33,S28)、薬液シリンジ200のRFIDタグ230から受信された識別データが照合条件としてRAM143に登録される(ステップS36)。
(実施形態の効果)
本形態の薬液注入システム1000では、上述のように種々のデータが記録されているRFIDタグ230が薬液シリンジ200に装着されており、薬液注入装置100は、そのRFIDタグ230からデータを受信し、受信したデータの少なくとも一部に対応して所定動作を実行する。そのことにより、薬液注入装置100に大容量のデータを容易に入力して動作を実行することができる。
そして、本形態の薬液注入システム1000では、薬液シリンジ200がシリンダ保持機構120に適切に保持された場合のみ、RFIDタグ230とRFIDリーダ130とが無線通信する。そして、このようにRFIDタグ230とRFIDリーダ130とが無線通信しているときのみ、ピストン駆動機構116の動作が許可されるので、薬液シリンジ200が適切に保持されていない状態でシリンダ部材210にピストン部材220が押し込まれることを自動的に防止できる。
さらに、本形態の薬液注入装置100では、RFIDリーダ130がRFIDタグ230を検出しているときのみコンピュータユニット140がピストン駆動機構116を動作可能とするので、薬液注入の最中に薬液シリンジ200が適切な位置から変位したような場合、その薬液注入を自動的に中止させることができる。
しかも、このように薬液シリンジ200の適切な装着を検出するための構成が、薬液シリンジ200から薬液注入装置100にデータを転送するRFIDタグ/リーダ230,130であるので、専用のセンサなどを必要とすることなく簡単な構造で薬液シリンジ200の適切な装着を検出することができる。
一般には、RFIDタグ230とRFIDリーダ130との間での線通信は、液体により阻害される。しかし、本形態では、図1Bに示すように薬液シリンジ200が装着される位置の左右にリーダアンテナ132L、132Rが配置されているので、薬液シリンジ200が適正に装着されればRFIDタグ230が右側に位置しても左側に位置しても良好な無線通信を実行することができる。
しかも、本形態の薬液注入装置100では、図10Bに示すように、左右のリーダアンテナ132L,132Rが左右で同一の方向に中心磁界Bを発生させる。そのことにより、左右のリーダアンテナ132L,132Rの磁界が連続して相互に補強され、RFIDリーダ130の通信感度を向上させることができる。
さらに、左右のリーダアンテナ132L,132Rは1本の導線で形成されており、1つのリーダ回路131に結線されている。このため、左右のリーダアンテナ132L,132Rを個別に形成する必要も個別に駆動する必要もなく、その構造が簡単であり、左右のリーダアンテナ132L,132Rの通信動作を確実に同期させることができる。
また、本形態の薬液注入装置100は、既存の製品を部分的に変更して製造することを想定しているため、薬液シリンジ200のシリンダ本体211が配置されるヘッド本体113はアルミニウム合金などの金属で形成されている。RFIDリーダ130はリーダアンテナ132の近傍に金属が位置すると電磁誘導による通信性能が阻害される。
しかし、本形態の薬液注入装置100では、図8および図9に示すように、リーダアンテナ132は絶縁基板135の表面の外縁部から離れた位置に実装されており、この絶縁基板135がヘッド本体113の貫通孔119に配置されている。このため、ヘッド本体113の貫通孔119の内縁部とリーダアンテナ132の外縁部とは所定の空間距離だけ隔てられており、リーダアンテナ132は金属製のヘッド本体113に阻害されることなく電磁誘導で無線通信することができる。
また、上述のように既存の製品をベースとした薬液注入装置100は、注入ヘッド110と注入制御ユニット101とが別個に形成されており、被験者の近傍に配置される注入ヘッド110が極端に小型化されている。このため、注入ヘッド110にリーダ回路131を搭載することは困難であり、リーダ回路131は注入制御ユニット101に搭載されている。
すると、リーダ回路131とリーダアンテナ132とを接続する配線が長くなるので、リーダアンテナ132の微小信号をリーダ回路131が良好に検出することが困難となる。そこで、本形態の薬液注入装置100では、リーダ回路131とリーダアンテナ132とが等インピーダンスの同軸ケーブルで接続されている。これにより、リーダアンテナ132の微小信号をリーダ回路131が良好に検出することができ、リーダ回路131を搭載するために注入ヘッド110を大型化する必要がない。
また、本形態のRFIDタグ230も既製の製品を想定しているため、所定の細長形状に形成されている。このように細長形状のループアンテナであるタグアンテナ233は、その長手方向で湾曲されると通信性能が極端に低下する。しかし、本形態の薬液シリンジ200では、シリンダ部材210とRFIDタグ230との長手方向が一致している。そのため、タグアンテナ233は、長手方向と直交する方向で微少に湾曲されているだけで長手方向では湾曲されておらず、良好な通信性能が実現されている。
さらに、RFIDタグ230は通信性能が液体によっても阻害されるが、上述のようにRFIDタグ230はシリンダ部材210に長手方向が一致する状態で装着する必要があるので、シリンダ部材210の薬液が充填されていない位置にRFIDタグ230を配置することは困難である。
しかし、本形態の薬液シリンジ200は、シリンダ部材210が1.5mm〜2.0mm程度と十分な肉厚に形成されているので、その表面に貼付されたRFIDタグ230はシリンダ部材210に充填されている薬液に阻害されることなく良好に無線通信することができる。
また、本形態の薬液注入装置100では、リーダアンテナ132も細長形状に形成されており、薬液シリンジ200が凹部114に装着されると、タグアンテナ233とリーダアンテナ132との長手方向も一致する。それにより、RFIDリーダ130はRFIDタグ230と良好に無線通信することができる。なお、リーダアンテナ132は、並列に配置された複数の円形のループアンテナ133を有しているので、簡単な構造で有効に機能する細長形状のリーダアンテナ132が実現されている。
さらに、本形態の薬液注入システム1000では、RFIDタグ230から受信されたデータの少なくとも一部を保持して液晶ディスプレイ104に表示させるので、操作者は使用する薬液シリンジ200などのデータを簡単かつ確実に確認することができる。
また、本形態の薬液注入装置100は、記憶している照合条件とRFIDタグ230から受信されたデータとを照合し、必要により警告を出力する。このため、例えば、その薬液注入装置100で使用できない薬液シリンジ200や、消費期限を超過した薬液シリンジ200などを使用しようとすると警告が出力されることになり、各種の医療ミスを良好に防止することができる。
特に、本形態の薬液注入装置100では、RFIDタグ230からデータが読み出されると、薬液シリンジ200の個体ごとの製造番号が記憶され、新規にRFIDタグ230から受信された製造番号が既に記録されていると警告が出力される。そのため、一度の使用で廃棄すべき薬液シリンジ200が何度も使用される医療ミスなどを簡単かつ確実に防止することができる。
さらに、本形態の薬液注入システム1000では、プレフィルドタイプの造影剤の薬液シリンジ200のRFIDタグ230に造影剤の注入速度を時間経過により変化させる可変パターンが記録されていると、薬液注入装置100は、その可変パターンに対応して造影剤の注入速度を経時的に変化させる。
従って、最適な造影度を良好に維持することができ、造影剤の注入容量を必要最小限として被験者の身体的な負担を低減することができる。しかも、複雑な可変パターンを薬液注入装置100に事前に登録しておく必要はなく、例えば、新規の造影剤に対応した新規の可変パターンでも簡単に薬液シリンジ200のRFIDタグ230から薬液注入装置100に入力することができる。
また、本形態の薬液注入装置100は、薬液シリンジ200のピストン部材220を押圧する力から薬液の注入圧力を検出し、その注入圧力が異常圧力となると警告を出力するとともに注入動作を強制停止させるので、異常な圧力で薬液が注入される医療ミスを防止することができる。
なお、上述のように薬液注入装置100が薬液の圧力をより正確に検出するためには、薬液シリンジ200のピストン部材220を押圧する力だけではなく、シリンダ部材210の内径や薬液の粘度などのデータも必要となる。このようなデータはRFIDタグ230により薬液注入装置100に入力される。このため、本形態の薬液注入システム1000では、操作者が各種データを薬液注入装置100にマニュアルで入力する煩雑な作業を必要とすることなく、薬液注入装置100は、薬液シリンジ200ごとおよび薬液ごとの注入圧力を的確に検出することができる。
さらに、本形態の薬液注入システム1000では、薬液注入装置100による薬液注入動作とCTスキャナ300による撮像動作とが自動的に連動するので、造影剤が的確なタイミングで注入される被験者から透視画像を的確なタイミングで撮像することができる。
(実施形態の変形例)
本発明は上記形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、上記形態ではリーダアンテナ132を細長形状に形成するため、円形の1つのループアンテナ133を並列に配置することを例示したが、その代わりに1つの楕円形のループアンテナとすることも可能であり、円形の3つ以上のループアンテナを並列に配置することも可能である(ともに図示せず)。
また、上記形態ではリーダアンテナ132が絶縁基板135の片面に導線で形成されていることを例示したが、例えば、図15A、15Bおよび図16A、16Bに示すように、リーダアンテナがプリント配線で形成されていることや、絶縁基板の裏面に形成されていることも可能である。
より具体的には、図15Aおよび15Bに例示するアンテナユニット240では、絶縁基板243の表面および裏面にリーダアンテナ241がプリント配線により形成されている。リーダアンテナ241は、長方形の絶縁基板243の表面に並列に配列された2つの矩形のループアンテナ242と、絶縁基板242の裏面に並列に配列された2つの矩形のループアンテナ242とを有する。このアンテナユニット240では、絶縁基板243の表裏のループアンテナ242がスルーホール244で接続されているので、絶縁基板243の表面と裏面とを有効に活用してリーダアンテナ241が形成されている。
図16Aおよび16Bに例示するアンテナユニット250でも、リーダアンテナ251が絶縁基板の表面および裏面に形成されている。リーダアンテナ251は、長方形の絶縁基板の表面に形成された細長い矩形の1つのループアンテナ253と、裏面に形成された細長い矩形の1つのループアンテナ253とを有する。このアンテナユニット250も、絶縁基板252の表裏のループアンテナ253がスルーホール254で接続されているので、絶縁基板252の両面を有効に活用してリーダアンテナ251が形成されている。
さらに、上記形態では左右一対のリーダアンテナ132L,132Rの中心磁界Bの方向を一致させるため、図10Aおよび10Bに示すように、すべてのループアンテナ133の巻回方向を同一としておき、左方前側のループアンテナ133を右方後側のループアンテナ133に接続しておくとともに、左方後側のループアンテナ133を右方前側のループアンテナ133に接続しておくことを例示した。
しかし、図17に例示するリーダアンテナ160のように、左右でループアンテナ161,162の巻回方向を反対としておき、左方前側のループアンテナ161を右方前側のループアンテナ162に接続しておくとともに、左方後側のループアンテナ161を右方後側のループアンテナ162に接続しておくことも可能である。
また、上記形態ではRFIDタグ230の電磁誘導を薬液が阻害しない肉厚にシリンダ部材210の全体が形成されていることを例示したが、例えば、シリンダ部材の肉厚が十分ではない場合、RFIDタグ230が装着される部分のみ所定の肉厚に形成したり、樹脂の台座などを介してRFIDタグ230をシリンダ部材に装着したりすることも可能である(ともに図示せず)。
さらに、フェライトなどの磁性体をRFIDタグ230と同等な形状のシート状に形成し、この磁性体を介してシリンダ部材210の外周面にRFIDタグ230を配置することも可能である(図示せず)。この場合、RFIDタグ230の裏側の磁界が磁性体を通過するので、その磁界が薬液に吸収されることを防止でき、RFIDタグ230の通信性能を向上させることができる。
同様に、リーダアンテナと同等な形状のシート状に磁性体を形成しておき、その磁性体をリーダアンテナ132の裏側に配置することでも、リーダアンテナ132の裏側の磁界を磁性体に通過させることができるので、RFIDリーダ130の通信性能を向上させることができる。
また、金属製のヘッド本体113がリーダアンテナ132の無線通信を阻害しないように、ヘッド本体113の貫通孔119の内部にリーダアンテナ132を配置することを例示した。しかし、例えば、ヘッド本体を樹脂などの非磁性体で形成するならば、貫通孔などを形成することなくヘッド本体の表面などに直接、リーダアンテナ132を配置することも可能である。
ただし、薬液を高圧で注入する薬液シリンジ200のシリンダフランジ213には大きな応力が作用するため、シリンダフランジ213を保持するフランジ保持部材121は望ましくは金属製とされる。そこで、上述のようにヘッド本体を樹脂などの非磁性体で形成したときは、金属製のフランジ保持部材121から所定の空間距離まで離した位置にリーダアンテナ132を配置しておくことが好適である。
さらに、上記形態では注入ヘッド110のリーダアンテナ132と注入制御ユニット101のリーダ回路131とを同軸ケーブルで接続することにより、RFIDタグ230の微小信号をリーダアンテナ132からリーダ回路131まで良好に伝達することを例示した。しかし、注入ヘッドにリーダ回路も搭載することにより、より良好にRFIDタグ230の微小信号をリーダアンテナからリーダ回路まで伝達することも可能である(図示せず)。
また、上記形態では注入ヘッド110は1つの凹部114を有し、1つの薬液シリンジ200のみが装着される薬液注入装置100を例示したが、図18Aおよび18Bに示すように、複数の凹部114を注入ヘッド170に設けることによって、複数の薬液シリンジ200が装着される薬液注入装置(図示せず)とするも可能である。
この場合、注入ヘッド170の複数の凹部114ごとにリーダアンテナ132を搭載しておき、複数の薬液シリンジ200のRFIDタグ230から個々に記録データを検出することが可能である。なお、RFIDリーダ130は複数のRFIDタグ230を時分割に検出することもできるので、例えば、RFIDリーダ130のリーダ回路131は1つとしておき、複数のリーダアンテナ132のみを複数の凹部114に個々に配置することも可能である。
また、上記形態ではRFIDタグ230からRFIDリーダ130により検出された記録データが、注入ヘッド110とは別体の注入制御ユニット101の液晶ディスプレイ104に表示されることを例示した。しかし、図18Aおよび18Bに示すように、注入ヘッド170にディスプレイパネル171を搭載しておき、そこにRFIDタグ230に記録されているデータを表示することも可能である。
この場合、注入ヘッド170に薬液シリンジ200が適切に装着されると、その直後にディスプレイパネル171にデータが表示されるので、薬液シリンジ200が適切に装着されたかを迅速に確認することができ、表示データを直感的に認識することができる。
さらに、上記形態では説明を簡単にするため、薬液注入装置100に装着される薬液シリンジ200のサイズが1つであることを想定した。しかし、本発明者が実際に実施している薬液注入システムでは、薬液シリンジ200には、特に直径が異なる複数種類のサイズがあり、図19に示すように、最大直径以外のサイズ薬液シリンジ200ごとにシリンダアダプタ400が用意されている。
このような薬液注入システムでは、最大直径の薬液シリンジ200は薬液注入装置100に直接装着され、最大直径以外のサイズの薬液シリンジ200はシリンダアダプタ400を介して装着される。そこで、薬液注入装置100にシリンダアダプタ400が適切に装着されたときに、リーダアンテナ132と平行に対向するシリンダアダプタ400の外面や内面にも、RFIDタグ230を装着しておくことが可能である。
この場合、薬液注入装置100は、シリンダアダプタ400と薬液シリンジ200との両方が適切に装着されているかを確認することができ、シリンダアダプタ400の記録データと薬液シリンジ200の記録データとを照合することにより、その薬液シリンジ200とシリンダアダプタ400との組み合わせが適切かを確認するようなこともできる。
しかも、前述のようにRFIDリーダ130は複数のRFIDタグ230と無線通信できるので、薬液注入装置100は、1つのRFIDリーダ130でシリンダアダプタ400と薬液シリンジ200との両方のRFIDタグ230と無線通信することができる。
なお、上述のような薬液注入システムでは、薬液シリンジ200のRFIDタグ230と薬液注入装置100のリーダアンテナ132とがシリンダアダプタ400を介して対向することになるので、このシリンダアダプタ400はRFIDタグ230とRFIDリーダ130との無線通信を阻害しない樹脂などの非磁性体で形成しておくことが好適である。
また、上記形態では薬液シリンジ200などの使用を一度に制限するため、使用される薬液シリンジ200のRFIDタグ230から個体ごとの製造番号を薬液注入装置100がRFIDリーダ130で受信して記憶し、新規に受信された製造番号が記憶されていると警告を出力することを例示した。
しかし、RFIDタグ230をデータの追記が可能なものとしておき、薬液注入装置100が、装着されて注入動作が実行された薬液シリンジ200のRFIDタグ230に使用済を記録し、新規の薬液シリンジ200のRFIDタグ230から使用済が受信されると警告を出力することも可能である。
この場合、薬液注入装置100に膨大な製造番号をデータ保存しておく必要がないので、そのRAM143のオーバーフローなどを防止することができ、無用に大容量なRAM143などを搭載する必要もない。しかも、薬液注入装置100の記憶データが不正にリセットされても、薬液シリンジ200などの不正な繰り返し利用を防止することができる。
さらに、上記形態ではRFIDタグ230から薬液注入装置100に、薬液注入の制御データなども受信され、その制御データに対応して薬液注入装置100が薬液注入を動作制御することのみを例示した。しかし、薬液注入装置100が薬液シリンジ200のRFIDタグ230から受信する制御データと、操作パネル103などから入力される制御データと、の組み合わせに対応して薬液注入を動作制御することも可能である。
例えば、前述のように薬液シリンジ200のRFIDタグ230に薬液注入の経時的な可変パターンを記録しておき、CTスキャナ300による撮像部位が操作パネル103などから入力されると、その撮像部位に対応して可変パターンが調整されるようなことも可能である。
また、上記形態では注入動作を終了して薬液シリンジ200のRFIDタグ230から受信した製造番号を登録した薬液注入装置100が動作を終了することを想定した。しかし、例えば、上述のように注入動作と製造番号のデータ登録とを完了した薬液注入装置100がRFIDリーダ130により薬液シリンジ200の取り外しを検出すると、ピストン駆動機構116を自動的に最後尾の初期位置まで後退させることも可能である。
さらに、このように動作を完了してピストン駆動機構116を初期位置まで後退させた薬液注入装置100が、RFIDリーダ130により新規の薬液シリンジ200の装着を検出すると、ピストン駆動機構116を、ピストン部材210を保持する準備位置まで自動的に前進させることも可能である。これらの場合、薬液シリンジ200を適切なタイミングで薬液注入装置100に着脱することで、ピストン駆動機構116が自動的に適切な位置に配置されるので、この配置に特別な操作が必要なく、より利便性を向上させることができる。
また、上記形態ではRFIDタグ230に製造メーカが種々のデータを記録しておくことを想定したが、例えば、薬液シリンジ200などを使用する病院などの医療現場でRFIDタグ230に種々のデータを記録することも可能である。
この場合、医療現場で薬液シリンジ200に所望のデータを付与することができるので、例えば、何も充填されていないタイプの薬液シリンジ200に所望の薬液を充填するとき、その薬液のデータをRFIDタグ230で記録するようなことが可能となる。このような場合でも、例えば、前述のように薬液シリンジ200の繰り返し利用を防止するための製造番号などは、RFIDタグ230に事前に固定的に記録しておくことが好適である。
さらに、上記形態では透視撮像装置としてCTスキャナ300を使用し、薬液注入装置100がCT用の造影剤を注入することを例示したが、例えば、透視撮像装置としてMRI装置やPET装置などを使用し、それ用の造影剤を薬液注入装置が注入することも可能である。
また、上記形態では薬液注入装置100などの各部を具体的に説明したが、その各部も変更可能であり、例えば、ピストン駆動機構の駆動源がDC(Direct Current)モータやAC(Alternating Current)モータで形成されていること、およびディスプレイパネルが有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイやプラズマディスプレイで形成されていること、等も可能である(図示せず)。
さらに、上記形態ではRAM143等に格納されているコンピュータプログラムに対応してCPU141が動作することにより、薬液注入装置100の機能として各手段が論理的に実現されることを例示した。しかし、このような各手段の各々を固有のハードウェアとして形成することも可能であり、一部をソフトウェアとしてRAM143等に格納するとともに一部をハードウェアとして形成することも可能である。

Claims (23)

  1. ピストン部材がシリンダ部材にスライド自在に挿入されている薬液シリンジであって、前記シリンダ部材はシリンダ本体の後端外周にシリンダフランジを有し、前記シリンダフランジの外周面の相対する位置に、一対の平坦部が平行に形成されている薬液シリンジと、
    交換自在に装着される前記薬液シリンジの前記シリンダ部材に前記ピストン部材を押し込むことによって薬液を被験者に注入する薬液注入装置と、を有し、
    前記シリンダ部材の外周面上には、ループアンテナであるタグアンテナを備えたRFIDタグが装着されており、
    前記薬液注入装置は、前記シリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、保持された前記シリンダ部材に前記ピストン部材を押し込むピストン駆動機構と、それぞれがループアンテナであり相互に接続された一対のリーダアンテナを介して電磁誘導により前記RFIDタグからデータを受信するRFIDリーダと、前記データが受信されているときのみ前記ピストン駆動機構の動作を許可する動作制御手段と、一対の前記リーダアンテナを、前記シリンダ部材が前記シリンダ保持機構に適切に保持された状態で、前記シリンダ部材の軸心を介して互いに対向し、かつ、一対の前記リーダアンテナのうち一方が前記タグアンテナと略平行に対向する位置に配置しているアンテナ配置部と、を有している薬液注入システム。
  2. 一対の前記リーダアンテナは、1本の導線により形成されている請求項1に記載の薬液注入システム。
  3. 対の前記リーダアンテナは、それぞれの中心磁界の位置が一致するように、前記シリンダ保持機構に保持された前記シリンダ部材を介して対向して配置されている請求項1または2に記載の薬液注入システム。
  4. 前記RFIDタグは、前記シリンダ保持機構に適正に保持された前記シリンダ部材の左方または右方に装着されており、
    一対の前記リーダアンテナは、前記シリンダ保持機構に保持された前記シリンダ部材の左側および右側に配置されている請求項1ないし3の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  5. 前記薬液注入装置は、前記シリンダ部材が挿入されることによって前記シリンダ部材を保持する半円筒状の凹部が形成された金属製のシリンダ保持部材を有し、
    前記シリンダ保持部材には貫通孔が形成され、
    前記リーダアンテナは前記貫通孔の内部に配置され、
    前記リーダアンテナの外縁部と前記貫通孔の内縁部とが所定の空間距離だけ離れている請求項1ないしの何れか一項に記載の薬液注入システム。
  6. 前記シリンダ部材にはシリンダフランジが形成されており、
    前記薬液注入装置は、前記シリンダフランジを保持する一対の金属製のフランジ保持部材を有しており、前記フランジ保持部材から所定の空間距離だけ離れた位置に前記リーダアンテナが配置されている請求項1ないしの何れか一項に記載の薬液注入システム。
  7. 前記薬液シリンジは、少なくとも前記タグアンテナが配置される部分が所定の肉厚に形成されている請求項1ないしの何れか一項に記載の薬液注入システム。
  8. 前記タグアンテナは、シート状の磁性体を介して前記シリンダ部材の表面に配置されている請求項1ないしの何れか一項に記載の薬液注入システム。
  9. 前記薬液注入装置の、前記リーダアンテナの前記タグアンテナが対向する面とは反対側の面にシート状の磁性体が配置されている請求項1ないしの何れか一項に記載の薬液注入システム。
  10. 前記薬液注入装置は、
    前記シリンダ保持機構と、前記ピストン駆動機構と、前記リーダアンテナと、前記アンテナ配置と、を備えた注入ヘッドと、
    前記動作制御手段として機能するコンピュータユニットと、前記リーダアンテナと接続されたリーダ回路とを備えた、前記注入ヘッドとは別体に形成された注入制御ユニットと、を有しており、
    前記リーダアンテナと前記リーダ回路とは同軸ケーブルで接続されている請求項1ないしの何れか一項に記載の薬液注入システム。
  11. 前記薬液注入装置は、
    前記シリンダ保持機構と、前記ピストン駆動機構と、前記リーダアンテナと、前記アンテナ配置と、前記リーダアンテナと接続されたリーダ回路と、を備えた注入ヘッドと、
    前記動作制御手段として機能するコンピュータユニットを備えた、前記注入ヘッドとは別体に形成された注入制御ユニットと、を有している請求項1ないしの何れか一項に記載の薬液注入システム。
  12. 前記薬液注入装置は、前記RFIDタグから受信されたデータの少なくとも一部を表示するデータ表示手段を有している請求項1ないし1の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  13. 前記注入ヘッドにディスプレイユニットが搭載されており、前記RFIDタグから受信されたデータの少なくとも一部を前記ディスプレイユニットに表示させるデータ表示手段を有している請求項10または1に記載の薬液注入システム。
  14. 前記タグアンテナは、細長形状に形成され、前記タグアンテナの長手方向を前記シリンダ部材の長手方向と一致させて前記シリンダ部材に装着されており、
    前記リーダアンテナは、細長形状に形成され、前記シリンダ保持機構に保持された前記シリンダ部材と長手方向を一致させて配置されている請求項1ないし1の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  15. 前記動作制御手段は、薬液の注入動作の完了を検出してから前記RFIDリーダによる前記RFIDタグの検出が終了すると、前記ピストン駆動機構を初期位置に復帰させる請求項1ないし1の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  16. 前記動作制御手段は、前記RFIDタグから受信されたデータを保持するデータ保持手段と、保持されたデータの少なくとも一部に対応して前記ピストン駆動機構を動作制御する注入制御手段と、を有している請求項1ないし1の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  17. 透視撮像装置で透視画像が撮像される被験者に注入される造影剤が前記薬液として充填された状態で出荷されるプレフィルドタイプの前記薬液シリンジを有し、この薬液シリンジの前記RFIDタグに前記造影剤の注入速度を時間経過により変化させる可変パターンが記録されており、
    前記動作制御手段が、前記可変パターンに対応して前記ピストン駆動機構の動作速度を経時的に変化させる請求項1に記載の薬液注入システム。
  18. 前記動作制御手段は、所定の照合条件を記憶しているデータ記憶手段と、記憶されている前記照合条件と前記RFIDタグから受信されたデータとを照合するデータ照合手段と、照合結果に対応して警告を出力する警告出力手段と、を有している請求項1ないし1の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  19. 前記薬液シリンジには、互いに直径が異なる複数種類のサイズがあり、
    最大直径以外のサイズの前記薬液シリンジごとにシリンダアダプタが用意されており、
    前記薬液注入装置は、最大直径の前記薬液シリンジが前記シリンダ保持機構に直接装着されるとともに、最大直径以外のサイズの前記薬液シリンジが前記シリンダアダプタを介して前記シリンダ保持機構に装着されるように構成され、
    前記シリンダアダプタは、非磁性体で形成されており、前記シリンダ保持機構に装着された状態で前記リーダアンテナと対向する位置にRFIDタグが装着されている請求項1ないし1の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  20. 前記薬液シリンジのRFIDタグには、少なくともサイズに対応した識別データが記録されており、
    前記シリンダアダプタのFRIDタグには、前記シリンダアダプタが保持する前記薬液シリンジのサイズに対応した前記識別データが少なくとも記録されており、
    前記動作制御手段は、前記薬液シリンジのRFIDタグから受信された識別データと前記シリンダアダプタのRFIDタグから受信された識別データとを照合するデータ照合手段と、前記識別データ同士が整合しないと警告を出力する警告出力手段と、を有している請求項1に記載の薬液注入システム。
  21. 少なくとも前記薬液シリンジの個体ごとの製造番号が前記薬液シリンジのRFIDタグに設定されており、
    前記動作制御手段は、装着されて注入動作が実行された薬液シリンジの製造番号を記憶するデータ蓄積手段と、記憶されている製造番号と新規に記憶した製造番号とを照合するデータ照合手段と、照合された製造番号同士が一致すると警告を出力する警告出力手段と、を有している請求項1ないし20の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  22. 前記薬液シリンジのRFIDタグはデータの追記が可能であり、
    前記動作制御手段は、装着されて注入動作が実行された薬液シリンジのRFIDタグに使用済を記録するデータ記録手段と、前記薬液シリンジのRFIDタグから使用済が受信されると警告を出力する警告出力手段と、を有している請求項1ないし2の何れか一項に記載の薬液注入システム。
  23. 請求項1ないし2の何れか一項に記載の薬液注入システムの薬液注入装置であって、
    前記シリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
    保持された前記シリンダ部材に前記ピストン部材を押し込むことによって薬液を被験者に注入するピストン駆動機構と、
    それぞれがループアンテナであり相互に接続された一対のリーダアンテナを介して電磁誘導により前記RFIDタグからデータを受信するRFIDリーダと、
    前記データが受信されているときのみ前記ピストン駆動機構の動作を許可する動作制御手段と、
    一対の前記リーダアンテナを、前記シリンダ部材が前記シリンダ保持機構に適切に保持された状態で、前記シリンダ部材の軸心を介して互いに対向し、かつ、一対の前記リーダアンテナのうち一方が前記タグアンテナと略平行に対向する位置に配置しているアンテナ配置部と、
    を有している薬液注入装置。
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