JPWO2010107051A1 - 薬液注入装置 - Google Patents

Abstract

薬液注入装置は、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐのシリンダ２１０の末端に形成されたシリンダフランジを着脱自在に受け入れるシリンジアダプタ３００と、シリンジアダプタ３００を介してシリンジ２００Ｃ、２００Ｐが装着される注入ヘッド１１０とを有する。注入ヘッド１１０は、シリンジアダプタ３００が交換自在に装着される、上方が開口したアダプタ受け１１４ａを有する。シリンジアダプタ３００は、受け入れられたシリンダフランジの左右両側に位置して互いの変化を変化させることのできるように弾性変位可能に支持された一対のアーム部を有する。

Description

本発明は、シリンジに充填された薬液を被験者に注入する薬液注入装置に関する。

医療用の画像診断装置としては、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナ、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、アンギオ装置、およびＭＲＡ（ＭＲ Ａｎｇｉｏ）装置などがある。これらの装置を使用して被験者のＣＴ画像を撮像する際は、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多い。

被験者への薬液の注入は、薬液注入装置を用いて自動的に行なうのが一般的である。薬液注入装置は、薬液を充填したシリンジが着脱自在に装着される注入ヘッドと、注入ヘッドの動作を制御する注入制御ユニットとを有している。シリンジは、シリンダと、シリンダ内にその軸方向に移動可能に挿入されたピストンとを有しており、薬液はシリンダ内に充填されている。注入ヘッドは、注入ヘッドに装着されたシリンジのピストンをシリンダ内に押し込むためのピストン駆動機構を備えている。シリンダの先端部に延長チューブを介して注入針を接続し、注入針を被検者の血管に穿刺した後、ピストン駆動機構がピストンをシリンダ内に押し込むことで、シリンダ内の薬液を被験者に注入することができる。

上述した薬液注入装置においては、シリンジ内の薬液を確実に、かつ安全に注入するためには、注入ヘッドにシリンジをしっかりと保持させることが重要である。そこで、特許文献１には、シリンジのシリンダに一体に設けられたシリンダフランジを、シリンジの左右両側から保持する一対の保持部材を設け、この保持部材が、シリンジの着脱動作によって、シリンジを保持する閉止位置、およびシリンジの挿入を可能とする開放位置の何れかの位置に保持されるように構成された薬液注入装置が開示されている。

また、シリンジには直径の異なる複数の種類が存在しており、注入ヘッドに装着される標準的な直径よりも小径のシリンジを装着する場合、その小径のシリンジはアダプタを介して注入ヘッドに装着される。アダプタは一般に、注入ヘッドに着脱自在に搭載されるように構成されており、小径のシリンダを載置するために半円筒状に形成されたアダプタ本体を有している。アダプタ本体の末端には、注入ヘッドの保持部材によって保持されるフランジ部が一体に形成されており、シリンジのシリンダフランジは、このフランジ部に形成された溝に保持されるように構成されている。また、アダプタは、シリンジを固定するための機構を備えている。

特許文献１：特開２００４−１５４２３８号公報

従来の薬液注入装置では、注入ヘッドにシリンジを装着するのにアダプタを必要とする場合および必要としない場合があり、それぞれ注入ヘッドへのシリンジの装着手順が異なる。さらに、アダプタを用いた場合は、シリンジの装着手順がアダプタの種類によって異なることもある。このように、従来の薬液注入装置では、注入ヘッドへのシリンジの装着手順がシリンジの種類によって異なるため、ユーザがシリンジの装着手順を誤ってしまい、注入ヘッドへのシリンジの固定が不完全な状態で薬液注入装置を動作させるおそれがあった。シリンジの固定が不完全な状態で薬液注入装置を動作させると、薬液注入装置が正常に動作しなくなることがあり、さらにはシリンジが損傷する危険性もある。

本発明は、種類の異なるシリンジであっても操作者が操作を誤ることなく注入ヘッドに装着できるような構造を有する薬液注入装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の薬液注入装置は、シリンダとピストンとを有するシリンジを操作することによってシリンジ内に充填されている薬液を注入する薬液注入装置において、シリンジのシリンダの末端に形成されたシリンダフランジを着脱自在に受け入れるフランジ受け部材を備えたシリンジアダプタと、シリンジアダプタが交換自在に装着される注入ヘッドであって、シリンジアダプタを介してシリンジが装着されるようにフランジ受け部材が挿入される、上方が開口したアダプタ受け入れ凹部、およびシリンジアダプタを介して装着されたシリンジのピストンを操作するピストン駆動機構を備えた注入ヘッドと、を有し、シリンジアダプタは、フランジ受け部材が、フランジ受け部材に受け入れられたシリンダフランジの左右両側に位置して互いの間隔を変化させることのできるように弾性変位可能に支持された一対のアーム部を有することを特徴とする。

本発明の薬液注入装置において、アーム部は、その先端に、シリンジアダプタの着脱操作のための摘み部を有することが好ましい。また、薬液注入装置は、シリンジアダプタをアダプタ受け入れ凹部に係脱自在にロックする係合構造をさらに有していてもよい。この場合、シリンジアダプタは、フランジ受け部材に受け入れられたシリンジのシリンダフランジをロックするフランジロック機構を備え、係合構造は、シリンダフランジがフランジロック機構によりロックされた状態ではアダプタ受け入れ凹部へのシリンジアダプタのロックが解除されないようにシリンジアダプタをロックすることが好ましい。

また、本発明の薬液注入装置は、シリンジアダプタに配置された、シリンジアダプタの種類ごとに異なるアダプタ識別手段と、注入ヘッドに配置された、シリンジ装着部に装着されたシリンジアダプタの前記アダプタ識別手段を検出するセンサとをさらに有することが好ましい。

本発明によれば、弾性変位可能に支持された一対のアーム部を有するフランジ受け部材を備えたシリンジアダプタを介してシリンジを注入ヘッドに着脱自在に装着できるようにすることで、このアーム部の弾性変位を、注入ヘッドへのシリンジアダプタの着脱およびシリンジアダプタへのシリンジの着脱に利用できる。その結果、注入ヘッドへのシリンジの装着手順をシリンジの種類によらず共通とすることができるので、複数種類のシリンジが使用される場合であっても操作を誤ることなくシリンジを注入ヘッドに装着することができ、注入ヘッドの誤動作およびシリンジの損傷の防止に大きな効果を発揮する。

本発明の一実施形態による薬液注入装置の斜視図である。 図１に示す注入ヘッドを、それに装着されるシリンジおよびシリンジアダプタと共に示す斜視図である。 図２に示すシリンジアダプタの正面側から見た斜視図である。 図２に示すシリンジアダプタの正面図である。 図２に示すシリンジアダプタの背面図である。 図２に示すシリンジのシリンダをシリンダフランジ側から見た図である。 シリンジアダプタへのシリンジの装着方法を説明する図であり、シリンジがシリンジアダプタに挿入された状態を示している。 シリンジアダプタへのシリンジの装着方法を説明する図であり、シリンジがシリンジアダプタに保持された状態を示している。 図２に示すヘッド本体の、アダプタ受け近傍の平面図である。 図２に示すアダプタ受けをピストン駆動機構側から見た斜視図である。 図２に示すシリンジアダプタの、一方のアーム部を正面側から見た拡大図である。 シリンジアダプタを介してシリンダを装着した状態を示す斜視図である。 本発明で用いることのできるシリンジアダプタの他の例の、背面側から見た斜視図である。 図１２に示すシリンジアダプタを、ベース部材およびフランジロック部材に形成された壁面を除去した状態で示す背面図である。

図１を参照すると、注入ヘッド１１０と、注入ヘッド１１０の動作を制御する注入制御ユニット１０１とを有する、本発明の一実施形態による薬液注入装置１００が示されている。注入ヘッド１１０は、スタンド１１１の上部にアーム１１２を介して装着されており、ケーブル１０２によって注入制御ユニット１０１と接続されている。注入制御ユニット１０１は、メイン操作パネル１０３、表示デバイスと入力デバイスを兼ねたタッチパネル１０４、およびケーブル１０８で接続された、補助的な入力デバイスであるハンドユニット１０７等を備えている。

注入ヘッド１１０は、図２に示すように、２本のシリンジ２００Ｃ、２００Ｐを着脱自在に装着するものであり、これらシリンジ２００Ｃ、２００Ｐを支持する２つの凹部１１４を、ヘッド本体１１３の上面に有している。シリンジ２００Ｃ、２００Ｐはそれぞれ、末端にシリンダフランジ２１１が形成されたシリンダ２１０と、末端にピストンフランジが形成されたピストン２２０とを有している。シリンジ２００Ｃ、２００Ｐにはそれぞれ薬液が充填されており、例えば、一方のシリンジ２００Ｃには造影剤を充填し、他方のシリンジ２００Ｐには生理食塩水を充填することができる。シリンジ２００Ｃ、２００Ｐとしては、製造メーカで薬液が予め充填されたプレフィルドタイプのシリンジであってもよいし、医療現場等で必要に応じて薬液が充填される現場充填タイプのシリンジであってもよい。ヘッド本体１１３に装着された２本のシリンジ２００Ｃ、２００Ｐの先端には、中間部で１本に合流し先端に注入針が設けられた連結チューブ２３０が接続される。

さらに、注入ヘッド１１０には、装着されたシリンジ２００Ｃ、２００Ｐのピストン２２０を操作するために互いに独立して駆動される２つのピストン駆動機構１３０が、各凹部１１４に対応して設けられている。これらピストン駆動機構１３０は、装着されたシリンジ２００Ｃ、２００Ｐのピストン２２０を操作することによって、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐに充填されている造影剤および生理食塩水を、別々に、または同時に被験者へ注入することができる。ピストン駆動機構１３０については、この種の注入装置に一般に用いられる公知の機構を採用することができる。

薬液注入装置１００は、例えばＸ線ＣＴ装置といった、被験者の断層画像を撮像するための透視撮像装置（不図示）に接続されており、薬液注入装置１００によって、撮像部位や被験者の身体条件等に応じて設定された注入条件で薬液を注入した後、透視撮像装置で被験者の断層画像を撮像することができる。

注入ヘッド１１０は、図２に示したシリンジ２００Ｃ、２００Ｐを含む、直径、形状および構造のすくなくとも１つが異なる複数種類のシリンジを、シリンジ装着部である凹部１１４に交換自在に装着できる。そのため、薬液注入装置１００は、注入ヘッド１１０および注入制御ユニット１０１の他に、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐを注入ヘッド１１０の凹部１１４に装着させるための複数のシリンジアダプタ３００を有しており、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐは、シリンジアダプタ３００を介して注入ヘッド１１０に装着される。シリンジアダプタ３００は、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐのシリンダフランジを保持するように構成され、また、注入ヘッド１１０の凹部１１４の一部に、シリンジアダプタ３００を受け入れるように上方が開口したアダプタ受け入れ凹部であるアダプタ受け１１４ａが形成されている。

本発明では、従来のようにシリンジの種類に応じてシリンジを注入ヘッドに直接装着したりシリンジアダプタを介して装着したりするのではなく、薬液注入装置は、全ての種類のシリンジを、シリンジアダプタを介して注入ヘッドに装着するように構成されている。そのため本発明では、注入ヘッドに装着されるシリンジをシリンジ装着部に適合させるために複数種類のシリンジアダプタが用意され、それら各シリンジアダプタは、装着されるシリンジに応じた種類が選択されて、交換自在に注入ヘッドに装着される。

このようなシリンジアダプタについて以下に詳しく説明する。なお、本形態では複数種のシリンジアダプタを用い、それらは具体的な寸法およびシリンジを保持する構造がシリンジの種類に応じて異なる場合があるが、各シリンジアダプタは、注入ヘッドへの保持構造およびユーザがシリンジアダプタにシリンジを保持させるための操作が共通となるように構成されているので、以下においてはそれらのシリンジアダプタを代表して、図２に示したシリンジアダプタ３００を例に挙げて図３〜図５を参照して詳細に説明し、また、シリンジアダプタ３００が保持するシリンジ２００Ｃ、２００Ｐについては、これらを区別することなく単に「シリンジ２００」と表記する。

シリンジアダプタ３００は、ベース部材３１０と、ベース部材３１０に固定された、シリンダフランジ２１１をロックためのフランジロック部材３２０とを有する。本形態では、ベース部材３１０およびフランジロック部材３２０は互いに別部品で構成されているが、これらは一部品で一体に形成されていてもよい。

ベース部材３１０は、内周面がほぼ円弧状に形成された部材であり、その内周面３１１の曲率半径は、シリンダフランジ２１１の外周面の曲率半径よりは小さいが、シリシリンジ２００のピストン２２０が操作された際にピストン２２０が干渉しないような曲率半径とされている。

フランジロック部材３２０は、内周面がほぼ円弧状に形成された円弧状部３２１を有しており、その内縁の曲率中心がベース部材３１０の内縁の曲率中心と同軸上に位置するように、ベース部材３１０と重ね合わせられている。なお、本形態では、円弧状部３２１は全体として円弧状に形成されているが、円弧状部３２１は、少なくとも内周面が円弧状に形成されていれば、外側面の形状は任意の形状であってよい。

フランジロック部材３２０は、全体としてＵ字状となるように円弧状部３２１の両端から互いに並列するように延びた一対のアーム部３２２をさらに有する。各アーム部３２２は、互いの間隔を変化させることができるように、円弧状部３３１に対して弾性変位可能に支持されている。そのため、ベース部材３１０へのフランジロック部材３２０の固定は、円弧状部３２１においてなされている。

円弧状部３２１は、その内周面３２１ａ上にシリンダフランジ２１１の外周面が支持されるように、内周面３２１ａの曲率半径はシリンダフランジ２１１の外周面の曲率半径とほぼ等しい。このように、ベース部材３１０の内周面３１１の曲率半径およびフランジロック部材３２０の内周面３２１ａの曲率半径がそれぞれシリンダ２１０のシリンダフランジ２１１の形状に対応して上記のように規定されていることで、ベース部材３１０とフランジロック部材３２０の円弧状部３１１との間に段差が形成される。この段差によって形成されたベース部材３１０の面は、シリンダフランジ２１１の後側の面を受けるフランジ受け面３３０とされる。

アーム部３２２の先端部には、フランジアダプタ３００を着脱する際にユーザによって操作される摘み部３２５がそれぞれ形成されている。摘み部３２５は、その内向きの面の一部が、円弧状部３２１の内周面３２１ａの円弧形状の延長上に位置している。これにより、フランジロック部材３２０は、全体としてその内側にシリンダフランジ２１１を受け入れる形状とされ、ベース部材３１０とともに、シリンダフランジ２１１の一部を着脱自在に受け入れる、シリンダフランジ２１１の形状に対応したフランジ受け部材を構成する。一対のアーム部３２２は、このフランジ受け部材に受け入れられたシリンダフランジ２１１の左右両側に位置する。

ここで、シリンジアダプタ３００が保持するシリンジ２００のシリンダフランジ２１１について説明する。

図６に示すように、シリンダ２１０の末端に形成されたシリンダフランジ２１１は、基本的には直径Ｄで形成されているがその一部が、互いに対向する部分において平行にカットされている。これにより、シリンダフランジ２１１の外周縁は、互いに対向する位置に形成された２つのカット部２１３と、これらカット部２１３を結ぶ円弧状部２１２とを有する形状とされており、カット部２１３間の距離Ａは、円弧状部２１２での直径Ｄよりも小さい。また、円弧状部２１２の外周面には２つの凹部２１２ａが、シリンダフランジ２１１の中心Ｏに対して点対称となるように、カット部２１３に対して９０度回転させた位置に形成されている。

再び図３および図４を参照すると、フランジロック部材３２０のアーム部３２２は、フランジロック機構としてロック爪３２３を有する。ロック爪３２３は、摘み部３２５から円弧状部３２１に向かって延びており、互いに外向きに弾性変位するように摘み部３２５に支持されている。ロック爪３２３の先端部には互いに内側に突出した凸部３２３ａが形成されている。これら凸部３２３ａは、図６に示したシリンダフランジ２１１の凹部２１２ａに係合する寸法で形成されている。また、２つの凸部３２３ａ間の距離は、シリンダフランジ２１１のカット部２１３間の距離Ａよりも大きく、かつ、円弧状部２１２での直径Ｄよりも小さい。

これにより、図７Ａに示すように、シリンダフランジ２１１のカット部２１３がロック爪３２３と対向する姿勢でシリンジ２００をシリンジアダプタ３００に挿入すれば、シリンジ２００はロック爪３２３と干渉することなく、シリンダフランジ２１１の円弧状部２１２がフランジロック部材３２０の円弧状部３２１に当接するまでシリンジアダプタ３００に挿入される。この状態で、シリンダ２００をその軸線を中心として９０度回転させると、シリンダフランジ２１１の円弧状部２１２がロック爪３２３に当接してロック爪３２３を外側に弾性変位させ、最終的に、図７Ｂに示すようにロック爪３２３の凸部がシリンダフランジ２１１の凹部２１２ａに係合することによって、シリンジ２００が弾性的にロックされる。

ロック爪３２３によるシリンジ２００をロックする力は、その後のシリンジ２００への延長チューブ２３０（図２参照）の連結作業等ではシリンジ２００が回転しないが、ロック爪３２３と凹部２１２ａとの係合を解除するためにユーザーがシリンジ２００を回転させる場合には、適度な力で回転させることができるような力とされることが好ましい。

シリンジアダプタ３００は、前述したように、注入ヘッド１１０のアダプタ受け１１４ａ（図２参照）に装着される。アダプタ受け１１４ａは、シリンジアダプタ３００が挿入される凹部として形成されており、シリンジアダプタ３００の挿入をガイドするために、図８および図９に示すように、その両側にガイド溝１１７を有する。各ガイド溝１１７は、シリンジアダプタ３００（図３参照）の挿入方向に延びた２つのリブ１１５、１１６をアダプタ受け１１４ａの内面に形成することにより、それらの間にシリンジアダプタ３００の挿入方向に延びて形成されている。なお、図８および図９は、矢印方向をシリンジの先端側として示している。

一方、図５に示すように、シリンジアダプタ３００のベース部材３１０には、上記のガイド溝１１７に挿入されるリブ３１２が、ベース部材３１０の幅方向両側に形成されている。

さらに、図３および図４に示すように、フランジロック部材３２０の各アーム部３２２には、その外側面に係合爪３２４が形成されている。これに対応して、図８および図９に示すように、アダプタ受け１１４ａの内面に係合爪１１８が形成されている。係合爪３２４および係合爪１１８は、シリンジアダプタ３００がアダプタ受け１１４ａの所定位置まで挿入されたときに互いに係合する位置関係および形状で形成されており、本発明における、シリンジアダプタをシリンジ装着部に係脱自在にロックするために形成された係合構造を構成する。

シリンジアダプタ３００の係合爪３２４とアダプタ受け１１４ａの係合爪１１８との係合およびその解除は、少なくとも係合爪３２４が形成されたフランジロック部材３２の部分が互いに内向きに弾性変位可能に支持されていること、好ましくは前述のようにシリンジアダプタ３００の各アーム部３２２が互いに内向きに弾性変位可能に支持されていることによって達成される（図４の白抜き矢印参照）。

この弾性変位のために、本形態では、フランジロック部材３２０全体を、係合爪３２４がアダプタ受け１１４ａの係合爪１１８に係合可能に弾性変形する程度の弾性を有する材料で形成している。このような弾性を有する材料としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ＡＢＳ等の樹脂材料、およびリン青銅等の金属材料が挙げられる。フランジロック部材３２０全体を弾性材料で形成することで、前述した、ロック爪３２３の弾性変位機能も同時に達成することができるため、フランジロック部材３２０を一部品で構成することができ、フランジロック部材３２０の構造が簡単になる。

あるいは、本形態のように係合爪３２４がアーム部３２２に形成されている場合は、フランジロック部材３２０のアーム部３２２のみを弾性材料で構成することもできる。あるいは、アーム部３２２を他の部分に対してバネ等により弾性的に付勢された別部品として構成してもよく、この場合は、各部品の材料は特に制限されない。

何れの場合でも、アダプタ受け１１４ａに挿入されたシリンジアダプタ３００をアダプタ受け１１４ａから取り出す際には、両側の摘み部３２５を摘んでアーム部３２２を互いに内側へ変位させ、係合爪３２４と係合爪１１８との係合を解除させる。このとき、必要以上にアーム部３２２を変位させると、フランジロック部材３２０が破損してしまうことがある。そこで、本形態では、図１０の拡大図に示すように、アーム部３２２の内側への変位量を制限するために、ベース部材３１０およびフランジロック部材３２０のそれぞれに、互いに間隔をあけて対向配置された当接面３１３、３２７が、ストッパ構造として形成されている。アーム部３２２を内側（図１０においては左側）へ変位させると、両当接面３１３、３２７が互いに当接し、アーム部３２２はそれ以上変位しない。これによって、アーム部３２２の過度の変位による破損が防止される。

また、アーム部３２２には、ベース部材３１０に形成されたリブ３１２の延長上で、かつ、シリンダフランジ３００がアダプタ受け１１４ａに挿入されたときにガイド溝１１７の上端部に相当する位置に、傾斜リブ３２６が形成されている。傾斜リブ３２６は、リブ３１２から離れた側の端部が、図８に示したリブ１１５、１１７のうち内側のリブ１１５に接近するように傾斜し、シリンジアダプタ３００がアダプタ受け１１４ａに挿入された状態でアーム部３２２を内側へ変位させると、傾斜リブ３２６の内側の面がリブ１１５の上端部に当接するように形成されている。

なお、図１０では一方のアーム部３２２のみを示しているが、もう一方のアーム部３２２についても同様に構成されている。

次に、上述したシリンジアダプタ３００を用いた、注入ヘッド１１０へのシリンジ２００の着脱動作を説明する。

ユーザーは、まず、シリンジアダプタ３００の両側の摘み部３２５を持って、シリンジアダプタ３００を注入ヘッド１１０のアダプタ受け１１４ａに装着する。アダプタ受け１１４ａへのシリンジアダプタ３００の装着は、アーム部３２２が内側に弾性変位することによる、アダプタ受け１１４ａに形成された係合爪１１８とアーム部３２２に形成された係合爪３２４との係合によりなされ、この係合によりシリンジアダプタ３００はアダプタ受け１１４ａ内でロックされる。よって、これらの係合が成されるまでシリンジアダプタ３００をアダプタ受け１１４ａに挿入するだけで、極めて簡単にシリンジアダプタ３００を装着することができる。

また、シリンジアダプタ３００にはリブ３１２が形成されており、このリブ３１２が、アダプタ受け１１４ａに形成されたガイド溝１１７にガイドされるので、アダプタ受け１１４ａへの挿入もスムーズに行なえる。さらに、シリンジアダプタ３００にリブ３１２が形成されていることにより、シリンジアダプタ３００の向きを逆向きとした場合にはこのリブ３１２が邪魔になりシリンジアダプタ３００をアダプタ受け１１４ａに挿入できない。よって、シリンジアダプタ３００を誤った向きで装着することが防止される。

シリンジアダプタ３００の装着後、ユーザーは、シリンジアダプタ３００にシリンジ２００を装着する。シリンジ２００の装着は、以下のようにして行なうことができる。

まず、図７Ａに示すように、ユーザーは、シリンジアダプタ３００のアーム部３２２間に、シリンダフランジ２１１の円弧状部２１２がフランジロック部材３２０の円弧状部３２１に当接するまでシリンジ２００を挿入する。このとき、シリンダフランジ２１１のカット部２１３をロック爪３２３と対向させた姿勢でシリンジ２００を挿入することで、シリンジ２００をスムーズに挿入することができる。また、シリンジアダプタ２００は全体としてＵ字形状に構成されておりシリンジ２００が挿入されるアーム部３２２間の間口が広いので、シリンジ２００の挿入は容易である。

シリンジ２００の挿入後、ユーザーは、シリンジ２００をその軸線を中心として回転させる。このとき、シリンダ２１０はその外周面が注入ヘッド１１０の凹部１１４上に支持されており、また、ともに曲率半径がほぼ等しいシリンダフランジ２１１の円弧状部２１２とフランジロック部材３２０の円弧状部３２１とが当接しているので、シリンジ２００は、その回転中心位置を維持しながらスムーズに回転させられる。

シリンジ２００の回転によりシリンダフランジ２１１の円弧状部２１２がロック爪３２３と対向する位置に来ると、ロック爪３２３は円弧状部２１２に押されて外側に弾性変位する。シリンジ２００をさらに回転させ、図７Ｂに示すように、シリンダフランジ２１１の凹部２１２ａがロック爪３２３の先端の凸部と対向する位置に達すると、ロック爪３２３は復帰し、ロック爪３２３はシリンダフランジ２１１の凹部２１２ａに係合する。これによってシリンジ２００がロックされ、シリンジアダプタ３００に保持される。シリンジ２００のロックは、ロック爪３２３と凹部２１２ａとの係合によってなされ、その係合時のクリック感によって、ユーザーは、例えば注入ヘッド１１０が高い位置にありシリンジ２００のロックを目視で確認できないような状況においても、シリンジ２００がロックされたことを確実に認識できる。

図１１に、注入ヘッド１１０にシリンジアダプタ３００を介してシリンダ２１０が装着された状態を示す。

このようにしてシリンジ２００が保持されることによって、注入ヘッド１１０へのシリンジ２００の装着が完了する。その後、ユーザーは、シリンジ２００の先端に連結チューブ２３０を連結し、薬液注入装置１００を適宜操作することによって、シリンジ２００内に充填された薬液を被験者に注入することができる。

シリンジアダプタ３００からのシリンジ２００の取り外しは、上述した一連の動作と逆の動作でよい。すなわち、ユーザーは、シリンジ２００を回転させることによって、ロック爪３２３とシリンダフランジ２１１との係合を解除し、その状態で、シリンジ２００をシリンジアダプタ３００から引き上げる。

以上のように、本形態のシリンジアダプタ３００によれば、シリンジ２００の着脱を極めて簡単に行なうことができる。しかも、シリンジ２００の着脱にはシリンジ２００の回転操作を伴うので、シリンジ２００が意図せずに外れてしまうことを防止できる。

さらに、注入ヘッド１１０に装着されたシリンジアダプタ３００を取り外すには、ユーザーは、シリンジアダプタ３００の摘み部３２５を操作する。すなわち、シリンジアダプタ３００の両側の摘み部３２５を摘んでアーム部３２２を内側（互いに接近する向き）へ変位させる。これにより、係合爪３２４がアダプタ受け１１４ａの係合爪１１８から外れる。その状態でシリンジアダプタ３００がアダプタ受け１１４ａから脱する方向にシリンジアダプタ３００を引き抜くことで、シリンジアダプタ３００を取り外すことができる。

ここで、前述したように、アーム部３２２には傾斜リブ３２６が形成されており、傾斜リブ３２６は、アーム部３２２を内側に変位させることによって、アダプタ受け１１４ａに形成されたリブ１１５の上端部に当接する。このとき傾斜リブ３２６がリブ１１５から受ける力により、シリンジアダプタ３００には、シリンジアダプタ３００がアダプタ受け１１４ａから脱する方向である、図１０において上向きの力が作用する。よって、アーム部３２２を内側に変位させると、シリンジアダプタ３００がアダプタ受け１１４ａから上方に浮き上がり、シリンジアダプタ３００を取り出し易くなる。

また、前述したように、アーム部３２２に設けられた摘み部３２５は、その内向きの面の一部が、シリンダフランジ２１１の直径に対応する曲率半径を有する円弧状部３２１の円弧形状の延長上に位置している。そのため、フランジロック部材３２０の内側にシリンダフランジ２１１が受け入れられた状態では、摘み部３２５の内向きの面の一部がシリンダフランジ２１１の外周面と干渉し、係合爪３２４と係合爪１１８との係合を解除することができるまでアーム部３２２を内側（互いに接近する向き）へ変位させることができないようになっている。よって、シリンジアダプタ３００にシリンジ２００が保持された状態では、シリンジアダプタ３００をアダプタ受け１１４ａから取り外すことはできず、これによっても、注入ヘッド１１０に装着されたシリンジ２００が意図せずに外れないようになっている。

図１２および１３に、本発明の他の形態によるシリンジアダプタ４００を示す。

図１２および１３に示すシリンジアダプタ４００も、前述した形態と同様、一体に形成されてもよいベース部材およびフランジロック部材を有しており、図２に示した注入ヘッド１１０のアダプタ受け１１４ａに着脱自在に装着することができる。よって、装着のためにアダプタ受け１１４ａと対応する構造については、前述した形態と同様である。以下、本形態のシリンジアダプタ４００について、前述した形態と同様な点は説明を省略し、異なる点のみ説明する。

本形態のシリンジアダプタ４００は、前述したシリンジアダプタ３００が保持するシリンジ２００よりも小径のシリンジ（不図示）を保持する。小径のシリンジを注入ヘッド１１０に装着すると、シリンジのシリンダは、注入ヘッド１１０の凹部１１４から上方に浮き上がってしまう。そこで本形態では、シリンダを支持するシリンダ支持部４１４をベース部材に一体に形成している。シリンダ支持部４１４は、注入ヘッド１１０に装着したときに注入ヘッド１１０の凹部１１４上に延びる略半円筒形状に形成されている。また、シリンダ支持部４１４の内周面の半径は、保持するシリンダの外周面の半径とほぼ等しい。これによって、小径のシリンジを注入ヘッド１１０に安定して支持することができる。

ベース部材には、フランジ受け面４３０に間隔をあけて対向する２つの板状部４１５が、ベース部材の幅方向両側に形成されている。フランジ受け面４３０と板状部４１５との間隔はシリンダフランジの厚みよりも大きく、フランジ受け面４３０と板状部４１５との間にシリンダフランジを保持することができる。ベース部材に板状部４１５が形成されることに伴い、シリンダフランジ４００を注入ヘッドに装着する際のガイドとなるリブ４１２は板状部４１５の外壁面に形成されている。

この板状部４１５に対応して、フランジロック部材にも、フランジ受け面４３０と間隔をあけて対向する２つの板状部４２８が、フランジロック部材の幅方向両側に形成されている。それに伴い、傾斜リブ４２６が板状部４２８の外壁面に形成されている。

さらに、これら板状部４１５、４２８は、アーム部４２２が過度に変位しようとしたときに互いの端面同士が当接し、アーム部４２２の過度の変位を防止するストッパとしての機能も果たすように形成されている。

フランジロック機構であるロック爪４２３は、円弧状部において弾性変位可能に支持され、そこからその円弧形状に沿ってアーム部４２２に向かって延びている。このように、フランジロック機構の形態は前述したシリンジアダプタ３００のフランジロック機構と異なっているが、その機能およびシリンジの着脱動作は同様である。なお、本形態のフランジロック機構を前述したシリンジアダプタ３００のフランジロック機構に適用することもできるし、その逆も可能である。

以上のように保持するシリンジに応じた複数種類のシリンジアダプタ３００、４００を用意することで、注入ヘッドに種々のシリンジを装着することができるようになる。しかも、注入ヘッドに対するロック機構およびシリンジのロック機構の機能は各シリンジアダプタ３００、４００とも共通であるので、シリンジをしっかりと保持でき、かつ、シリンジの着脱が容易である。さらに、シリンジに応じた複数種類のシリンジアダプタ３００、４００を用意することで、注入ヘッドへのシリンジの装着手順を、シリンジの種類によらず共通とすることができる。よって、複数種類のシリンジが使用される場合であっても、ユーザは操作を誤ることなく確実にシリンジを注入ヘッドに装着することができ、その結果、シリンジの装着が不完全であることに起因する注入ヘッドの誤動作やシリンジの損傷を防止することができる。

上述したシリンジアダプタ３００、４００は、フランジロック機構がいずれもシリンジを回転させることによってシリンダフランジをロックする構造を有している。しかし、フランジロック機構を、例えば、各アーム部３２２、４２２の内側に弾性的に支持された、シリンダフランジの外周面の一部に当接する一対の当接部（不図示）で構成すれば、シリンジを回転させることなくシリンダフランジをロックすることができる。この場合、一対の当接部によってシリンダフランジが保持された状態では、各アーム部３２２、４２２の内側への変位量が、係合構造による注入ヘッドへのシリンジアダプタのロックが解除されない程度に規制されるように、当接部の支持構造などを適宜設計することにより、係合構造を、シリンダフランジがフランジロック機構により状態ではシリンジ装着部へのシリンジアダプタのロックが解除されないようにシリンジアダプタをロックする構成とすることができる。

複数種類のシリンジアダプタを用いる場合、どのシリンジアダプタが注入ヘッドに装着されているか、言い換えると、どのシリンジが注入ヘッドに装着されているか、さらには、シリンジアダプタが装着されているか否かを、注入ヘッド側で容易に識別できるようにすると便利である。そこで、シリンジアダプタには、シリンジアダプタの種類を識別するのに用いるアダプタ識別手段を備えることが好ましい。

以下、アダプタ識別手段の好ましい形態について、最初に説明したシリンジアダプタ３００を例に挙げて図４を参照して説明する。

シリンジアダプタ３００は、アダプタ識別部材として最大で４つの被検出物３５１ａ〜３５１ｄを有することができるように構成されており、その被検出物３５１ａ〜３５１ｄの数、位置、材料および取り付け方の少なくとも１つがシリンジアダプタの種類ごとに異なっている。一方、注入ヘッドは、シリンジアダプタ３００が装着された状態において被検出物３５１ａ〜３５１ｄが取り付けられることができる位置と対向する位置に、被検出物３５１ａ〜３５１ｄを個々に検出する少なくとも１つのセンサを有している。センサが検出した被検出物３５１ａ〜３５１ｄの組み合わせから、どのシリンジアダプタが装着されているかを識別することができる。また、何れの位置においても被検出物３５１ａ〜３５１ｄが検出されなければ、シリンジアダプタが装着されていないと判断する。

本形態では４つの被検出物３５１ａ〜３５１ｄを備えることができるように構成されているが、被検出物３５１ａ〜３５１ｄの位置および数は特に限定されず、注入ヘッドに装着されるシリンジアダプタの種類に応じて適宜設定することができる。例えば、シリンジアダプタの種類が少なければ、それだけ少ない数の被検出物とすることができるし、シリンジアダプタの種類が多く、４つの被検出物だけでは対応できない場合は、被検出物の数を４つ以上とすることもできる。

アダプタ識別部材は、金属やプラスチックなど種々の材料で構成することができ、アダプタ識別部材を検出するセンサとしては、シリンジアダプタ３００が適切に装着されたときにアダプタ識別部材を検出できる任意のセンサを用いることができ、特に、物体の有無や位置を非接触で検出する近接センサを好ましく用いることができる。代表的な近接センサは、磁気を検出媒体として物体の有無や位置を検出する。近接センサが検出する磁気の種類としては直流静磁界および交流磁界がある。

センサとして直流磁界を検出媒体とする近接センサを用いる場合、アダプタ識別部材としてはマグネットを用いることができる。マグネットを検出できる近接センサとしては、磁気抵抗素子やホール素子などの半導体磁気センサ、およびフラックスゲート型センサ、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｕｔｉｖｅ）素子、ＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子などの強磁性体磁気センサを用いることができる。

直流静磁界を検出する近接センサは、マグネットの極性を検出する。そこで、アダプタ識別部材として少なくとも１つのマグネットを、個々の極性の向きがシリンジアダプタの種類ごとに異なるように配置する。センサがマグネットの極性を検出するようにすることで、検出したマグネットの極性の組み合わせから、どのシリンジアダプタが装着されているかを識別することができる。ただし、この場合は、センサがマグネットの極性を検出することから、作業ミスによりマグネットの極性を逆にして取り付けてしまった場合には正常な検出ができなくなってしまう。

一方、交流磁界を検出媒体とする近接センサは、アダプタ識別部材として金属を用いることができ、上記のような作業ミスによる問題は生じない。また、交流磁界を検出媒体とする近接センサは、直流静磁界を検出媒体とする近接センサと比べて、アダプタ識別部材を検出できる距離が小さいため、シリンジアダプタが正規の位置に装着されたことをより正確に検出することができる。よって、本発明においては、アダプタ識別部材を検出するセンサとして、交流磁界を検出媒体とする近接センサを用いることが好ましい。

交流磁界を検出媒体とする近接センサは、コイルを有し、このコイルに交流電源から一定の交流電流を流して金属（アダプタ識別部材）に交流磁場を与えるとその金属に渦電流が発生することを利用する。金属に発生した渦電流は磁界を生じ、コイルに誘起電圧が発生する。結果的に、コイルに金属を接近させると、コイルに流した電流に対するコイルに生じた電圧の比であるコイルのインピーダンスが変化し、近接センサはこのインピーダンスの変化を利用して金属を検出する。

この種の近接センサは、１つのコイルが、アダプタ識別部材に交流磁界を与える励磁コイルとしての機能と同時に、アダプタ識別部材から発生した渦電流磁界を検出する検出コイルとしての機能を併せ持つシングルコイル式と、複数のコイルを有するマルチコイル式とに大別することができる。

シングルコイル式の近接センサの種類としては、高周波発振型およびフィルタ型が挙げられる。高周波発振型の近接センサは、検出コイルを発振回路の一部に組み込み、そのインピーダンス変化に応じて発振振幅や発振周波数の変化を検出する。フィルタ型の近接センサは、検出コイルをＬＣまたはＬＲのフィルタ回路の一部に組み込み、検出コイルのインピーダンス変化によってフィルタ特性が変化することを利用する。

マルチコイル式の近接センサの種類としては、ダブルコイル型、差動コイル型およびホークコイル型が挙げられる。

ダブルコイル型の近接センサは、同じ構造の２つのコイルを用い、一方を検出コイルとしてアダプタ識別部材に接近させ、他方を基準コイルにしてアダプタ識別部材の影響を受けないように配置する。２つのコイルを同じ条件で励磁して誘起電圧の差を比較すれば、検出コイルはアダプタ識別部材の接近の影響を受けるため、両者の誘起電圧の差が、アダプタ識別部材の接近によるものであるということになる。検出回路の方式としては、２つのコイルでインピーダンスブリッジを構成し、これを固定発振器で励磁して、不平衡電圧の振幅や励磁電流に対する位相を検出する方法が一般的である。あるいは、ブリッジ回路から得られた不平衡電圧を増幅してブリッジ回路の励磁側に帰還し、回路を発振させてその振幅を検出する方法もある。

差動コイル型の近接センサは、一般的には、励磁コイルの両側に検出コイルを対称の位置に配置し、検出コイルの端子を直列逆極性に接続して検出出力端とする。励磁磁束は検出コイルに等しい誘起電圧を発生するため、励磁磁束による誘起電圧はキャンセルされ、ダブルコイル型と同様、渦電流が作る磁束による誘起電圧だけを取り出すことができる。あとは、ダブルコイル型と同様に、検出コイルの端子の出力電圧の振幅や位相を検出したり、検出コイルの端子の電圧を増幅して励磁コイルに帰還し、発振させたりすればよい。

ホークコイル型の近接センサは、励磁コイルと検出コイルを対向配置して磁気結合を作っておき、その間にアダプタ識別部材を挿入することによって検出コイルに生じた誘起電圧の振幅や位相の変化を検出する。

以上、交流磁界を検出媒体として非接触で金属を検出することのできる種々の近接センサについて説明した。本発明ではこれらのいずれも利用可能である。金属を検出することのできる近接センサを用いた場合、アダプタ識別部材は、全体が金属で構成されていてもよいし、一部が金属で構成されていてもよい。

アダプタ識別部材のサイズおよび形状は、シリンジアダプタ３００の装着の妨げにならなければ任意とすることができる。好ましくは、アダプタ識別部材はボールプランジャであってよい。

アダプタ識別部材としてボールプランジャを用いる場合、ボールプランジャは、そのボールの一部を、シリンジアダプタ３００の表面から突出させて取り付けられるのが好ましい。一方、アダプタ受け１１４ａには、アダプタ受け１１４ａにシリンジアダプタ３００が装着された状態でボールプランジャと対向する位置に、近接センサを収容する凹部または貫通孔を設け、この凹部または貫通孔にボールプランジャのボールが係合するように構成することが好ましい。これにより、アダプタ受け１１４ａに対するシリンジアダプタ３００の補助的なロック機能をアダプタ検出手段に持たせることができる。

近接センサは、上記のように、アダプタ受け１１４ａに形成された凹部または貫通孔内に配置することができ、その場合、近接センサは、凹部または貫通孔内に圧入によって保持されてもよいし、ねじ込み式で保持されてもよい。近接センサをねじ込み式で保持することにより凹部または貫通孔内での近接センサの位置調整、および近接センサの交換のための取り外しを容易に行なうことができるようになる。また、凹部または貫通孔は、樹脂で充填されてもよい。これにより、近接センサの防水性が高まり、薬液等が付着した場合に近接センサが故障するおそれを低減することができる。

以上、シリンジアダプタについて代表的な実施形態を例に挙げて説明したが、本発明によるシリンジアダプタは上述した実施形態に限られるものではなく、保持するシリンジのシリンダフランジの形状やサイズ等に対応して、フランジ受け部材およびフランジロック機構の構造およびサイズ等を適宜変更することができる。例えば、上述した形態では、シリンジアダプタが保持するシリンジのシリンダフランジは、その外周面に２つの凹部を有し、それら凹部に適合するようにフランジロック機構を構成したが、シリンダフランジに形成される凹部の数は１つでもよいし、３つ、４つ、あるいはそれ以上であってもよい。その場合、シリンダフランジに形成された凹部に対応して、フランジロック機構の位置および数等を変更することができる。

また、上述した形態では、シリンダアダプタをアダプタ受け入れ凹部に係脱自在にロックする係合構造、およびフランジ受け入れ部材に受け入れられたシリンジのシリンダフランジをロックするフランジロック機構を備えた例を示したが、これらは本発明においては必須ではない。さらに、本発明の構造は、シリンジが着脱自在に装着されてシリンジ内に薬液を充填する薬液充填装置に適用することもできる。

１００ 薬液注入装置
１１０ 注入ヘッド
１１４ａ アダプタ受け
１１７ ガイド溝
１１８ 係合爪
２００ シリンジ
２１０ シリンダ
２１１ シリンダフランジ
２１２ａ （シリンダフランジの）凹部
２２０ ピストン
３００、４００ シリンジアダプタ
３１０ ベース部材
３１２、４１２ リブ
３１３、３２７ 当接面
３２０ フランジロック部材
３２１ （フランジロック部材の）円弧状部
３２２、４２２ アーム部
３２３、４２３ ロック爪
３２４ （フランジロック部材の）係合爪
３２５ 摘み部
３２６、４２６ 傾斜リブ
３３０、４３０ フランジ受け面
４１４ シリンダ支持部
４１５、４２８ 板状部

Claims (13)

1. シリンダとピストンとを有するシリンジを操作することによって前記シリンジ内に充填されている薬液を注入する薬液注入装置において、
   前記シリンジのシリンダの末端に形成されたシリンダフランジを着脱自在に受け入れるフランジ受け部材を備えたシリンジアダプタと、
   前記シリンジアダプタが交換自在に装着される注入ヘッドであって、前記シリンジアダプタを介して前記シリンジが装着されるように前記フランジ受け部材が挿入される、上方が開口したアダプタ受け入れ凹部、および前記シリンジアダプタを介して装着された前記シリンジのピストンを操作するピストン駆動機構を備えた注入ヘッドと、
   を有し、
   前記シリンジアダプタは、前記フランジ受け部材が、前記フランジ受け部材に受け入れられた前記シリンダフランジの左右両側に位置して互いの間隔を変化させることのできるように弾性変位可能に支持された一対のアーム部を有することを特徴とする薬液注入装置。
2. 前記フランジ受け部材は、前記シリンダフランジを支持する、少なくとも内周面が前記シリンダフランジの外周面の曲率半径とほぼ等しい曲率半径の円弧状に形成された円弧状部を有し、前記アーム部は、前記円弧状部の両端から延びている請求項１に記載の薬液注入装置。
3. 前記アーム部は、その先端に、前記シリンジアダプタの着脱操作のための摘み部を有する請求項１または２に記載の薬液注入装置。
4. 前記シリンジアダプタを前記アダプタ受け入れ凹部に係脱自在にロックするために前記シリンジアダプタおよび前記アダプタ受け入れ凹部に形成された係合構造をさらに有する請求項１から３のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
5. 前記係合構造は、前記アーム部の外側面およびそれに対向する前記アダプタ受け入れ凹部の内面に形成されている請求項４に記載の薬液注入装置。
6. 前記シリンジアダプタは、前記フランジ受け部材に受け入れられたシリンジのシリンダフランジをロックするフランジロック機構を備え、
   前記係合構造は、前記シリンダフランジが前記フランジロック機構によりロックされた状態では前記アダプタ受け入れ凹部への前記シリンジアダプタのロックが解除されないように前記シリンジアダプタをロックする請求項４または５に記載の薬液注入装置。
7. 前記シリンジアダプタは、前記アダプタ受け入れ凹部に挿入される際のガイド構造をさらに有する請求項１から６のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
8. 前記ガイド構造は、前記シリンジアダプタの挿入方向に延びて形成されたリブである請求項７に記載の薬液注入装置。
9. 前記アダプタ受け入れ凹部は、前記リブをガイドするためのガイド溝を有し、
   前記アーム部に、前記リブの延長上に位置し、かつ前記アーム部の弾性変位によって前記ガイド溝の側壁と協働して前記シリンジアダプタを前記アダプタ受け入れ凹部から上方に浮き上がらせる力を作用させる傾斜リブが形成されている請求項８に記載の薬液注入装置。
10. 前記シリンジアダプタに配置された、前記シリンジアダプタの種類ごとに異なるアダプタ識別手段と、前記注入ヘッドに配置された、前記シリンジ装着部に装着されたシリンジアダプタの前記アダプタ識別手段を検出するセンサとをさらに有する請求項１から９のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
11. 前記アダプタ識別手段は、少なくとも１つのマグネットであり、前記センサは、前記マグネットの極性を検出する請求項１０に記載の薬液注入装置。
12. 前記シリンジアダプタは、前記アーム部の弾性変位量を規制するストッパ構造をさらに有する請求項１から１１のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
13. 前記シリンジアダプタは、前記シリンジのシリンダを支持するシリンダ支持部をさらに有する請求項１から１２のいずれか１項に記載の薬液注入装置。

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