JPWO2011080843A1 - 高低圧流路切換装置 - Google Patents
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Abstract
この流路切換装置においては、第４ポート（１３０）から高圧の液圧が導入され、プランジャ（２００）が軸方向に押圧されて軸方向に移動する。これにより、第１ポート（１７０）と第２ポート（１９０）とが遮断され、第３ポート（１５０）と第４ポート（１３０）とが連通する状態に移行する。第１ポート（１７０）と第２ポート（１９０）との遮断は、第１プランジャ（２１０）の弾性変形領域（２１１）の半径が拡大するように変形する。その結果、第１円筒領域（１２７）の第１管路（Ａ１）の内壁と、プランジャ（２００）の弾性変形領域（２１１）の外周面との間に生じる隙間が弾性変形領域（２１１）の拡大により埋められ、流路が遮断される。この構成を採用する流路切換装置により、プランジャ（２００）の移動量が最小限に抑えられることから、摺動に用いられるシリコーンオイルの減少や劣化、プランジャ（２００）の劣化を抑制し、また、造影剤の圧力を徐々に高めながら患者に導入することが可能となる。
Description
この発明は、患者に流体を注入する際に用いられる流路の切り換えを行なうために用いられる高低圧流路切換装置に関する。
近年、人体の機能を検査する装置としてさまざまなものが開発されている。その中の１つに、人体の循環器の機能を診断するための循環器Ｘ線診断装置がある。この循環器Ｘ線診断装置においては、造影剤のような流体を、インジェクタ装置等を用いて患者に圧力注入する。このような装置およびシステムが、特表２００１−５２０９０５号公報（特許文献１）または特開２００７−２２２６５６号公報（特許文献２）に開示されている。
図２０および図２１に、特許文献１に開示される高低圧流路切換装置を示す。まず、図２０を参照して、この高低圧流路切換装置１０００は、筒状本体１１００を有する。筒状本体１１００の胴部には、患者１７００に連結される第１ポート１１５０と、血圧変換装置（ＢＰＴ）１９００に連結される第２ポート１１９０と、先端部に設けられ、造影剤注入装置が連結される第３ポート１１７０とを有している。
また、筒状本体１１００の内部には、プランジャ１２００と、プランジャ１２００の位置を調節するためのコイルバネ１３００、およびガイドバー１４００が設けられている。プランジャ１２００は、プランジャ筒状本体１２１０と、このプランジャ筒状本体１２１０から所定の間隔を隔てて配置されたピストン１２３０と、プランジャ筒状本体１２１０とピストン１２３０とを固定し、ガイドバー１４００に連通するスペースバー１２２０とを有する。
上記構成からなる高低圧流路切換装置１０００において、第３ポート１１７０から高圧の造影剤が注入されていない状態では、患者１７００の血圧が、流路１７５０、筒状本体１１００内の領域１１００Ａ、および流路１９１０を通じて、血圧変換装置（ＢＰＴ）１９００により測定される。なお、流路１７５０、筒状本体１１００内の領域１１００Ａ、および流路１９１０内は、生理食塩水が満たされている。
次に、第３ポート１１７０から高圧の造影剤が注入される状態では、コイルバネ１３００の付勢力に対抗してプランジャ筒状本体１２１０およびピストン１２３０が、領域１１００Ａを保持した状態のまま移動する。これにより、流路１７５０と流路１９１０とが遮断される一方、第３ポート１１７０と流路１７５０とが連通して、患者１７００に造影剤が導入される。この状態では、血圧変換装置（ＢＰＴ）１９００による血圧測定は行なえない。
上記構成からなる高低圧流路切換装置１０００においては、第１ポート１１５０の第３ポート１１７０または第２ポート１１９０への切り換えを、プランジャ筒状本体１２１０の移動（通過）により行なっているために、プランジャ筒状本体１２１０の移動量が大きくなる。そのため、摺動に用いられるシリコーンオイルの減少や劣化、プランジャ筒状本体１２１０の劣化が促進されることになる。
また、第３ポート１１７０では、血管造影剤用注入装置からの流路が開通状態になるには（約８０ｐｓｉ＝約５６２５０ｋｇｆ／ｍ２＝約５５１６００Ｐａ）必要であり、この開通状態になった時に造影剤がいきなり患者１７００の血管に導入された場合には、患者１７００の血管にダメージを及ぼすおそれもある。
また、この高低圧流路切換装置１０００は、血管造影剤用注入装置を用いることが前提であるため、手動の場合にこの高低圧流路切換装置１０００を用いることができない。
この発明が解決しようとする課題は、高低圧流路切換装置に用いられる内部構成部品の摺動ストロークが長いために、当該内部構成部品の劣化が促進する点、患者の血管にダメージを与えるおそれがある点、手動で患者に流体を注入することができない点にある。したがって、本発明の目的は、高低圧流路切換装置の内部構成部品の寿命を延ばすとともに、患者の血管にダメージを与えることなく、血管造影剤用注入装置だけでなく手動でも患者に流体を注入することができる構成を備える、高低圧流路切換装置を提供することである。
この発明に基づいた高低圧流路切換装置においては、軸方向に延び第１の内径を有する第１管路、および軸方向に延びるとともに上記第１管路に連通し、上記第１の内径よりも大きい内径を有する第２管路を有する筒状本体と、上記第１管路の側部に連通する第１ポートと、上記第１管路の側部に連通する第２ポートと、上記第２管路の側部に連通する第３ポートと、上記第２管路の先端部に連通する第４ポートと、上記第１管路および上記第２管路の内部に緩く軸方向に圧縮された状態で収容され、上記第１ポートおよび上記第２ポートを含む上記第１管路の第１領域と、上記第３ポートおよび上記第４ポートを含む上記第２管路の第２領域とを液密的に分離するプランジャとを備えている。
また、上記プランジャは、上記第４ポートから高圧の液圧が加わらない低圧の場合には、上記第１ポートと上記第２ポートとが連通し、上記第３ポートと上記第４ポートとが遮断される第１状態が選択され、上記第４ポートから高圧の液圧が加わる場合には、上記プランジャが軸方向に押圧されて軸方向に移動することで、上記第１状態から、上記第１ポートと上記第２ポートとが遮断され、上記第３ポートと上記第４ポートとが遮断される第２状態に移行し、さらに、上記第１ポートと上記第２ポートとが遮断され、上記第３ポートと上記第４ポートとが連通する第３状態に移行する。
上記高低圧流路切換装置においては、上記プランジャは、上記第１管路に位置する第１プランジャ、上記第２管路に位置する第２プランジャ、および上記第１プランジャおよび上記第２プランジャを連結するプランジャ連結軸を含み、上記第１プランジャは、上記第１状態においては、上記第１ポートと上記第２ポートとを連通させるため、上記第１管路の内壁との間に隙間が生じるように、上記第１管路の内径よりも小さい外径寸法を有し、上記第２状態および上記第３状態においては、上記プランジャが軸方向から押圧されることにより、半径方向に拡径することで上記第１管路の内壁との間の隙間が埋められることで、上記第１ポートと上記第２ポートとが遮断される弾性変形領域を有する。
上記高低圧流路切換装置においては、上記筒状本体は、上記第１管路の端部位置に設けられ、外部に通じる第１連通孔と、上記第１管路側の上記第２管路において、上記第２プランジャの移動によっても閉ざされない位置に設けられ、外部に通じる第２連通孔と、上記第２管路の内壁において、上記第３ポートに連通し、上記第２プランジャの移動範囲に沿って設けられる溝部とを有する。
上記高低圧流路切換装置のいずれかにおいては、上記第１ポートと上記第３ポートとは連通している。
上記高低圧流路切換装置のいずれかにおいては、上記第１ポートおよび上記第３ポートは患者側に連結され、上記第２ポートは、血圧変換装置に連結され、上記第４ポートは、造影剤注入装置に連結される。
この発明に基づいた高低圧流路切換装置によれば、内部構成部品の寿命を延ばすとともに、患者の血管にダメージを与えることなく、血管造影剤用注入装置だけでなく手動でも患者に流体を注入することができる構成を備える、高低圧流路切換装置を提供することか可能となる。
以下に、本発明に基づいた高低圧流路切換装置の各実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、本発明の適用事例として医療現場における造影剤注入ラインに、本発明に基づいた高低圧流路切換装置を適用した場合について説明しているが、医療現場における他の同様の構成を必要とする流路の切換に用いることも可能である。また、造影剤に限定されず、ニトログリセリン、アセチルコリン等の導入にも用いることができる。
なお、以下に説明する各実施の形態において、同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。また、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
（実施の形態１）
まず、図１を参照して、実施の形態１における高低圧流路切換装置１００を有する造影剤注入ラインについて説明する。図１は、本実施の形態における高低圧流路切換装置１００を有する造影剤注入ラインを示す全体模式図である。本実施の形態における高低圧流路切換装置１００は、筒状本体１１０を有し、この筒状本体１１０には、第１ポート１７０、第２ポート１９０、第３ポート１５０、および第４ポート１３０が設けられている。
まず、図１を参照して、実施の形態１における高低圧流路切換装置１００を有する造影剤注入ラインについて説明する。図１は、本実施の形態における高低圧流路切換装置１００を有する造影剤注入ラインを示す全体模式図である。本実施の形態における高低圧流路切換装置１００は、筒状本体１１０を有し、この筒状本体１１０には、第１ポート１７０、第２ポート１９０、第３ポート１５０、および第４ポート１３０が設けられている。
第４ポート１３０には、流路５３０を通じて、インジェクタヘッド５００に装着され、内部に造影剤を有するシリンジ５１０が連結されている。第３ポート１５０には、流路７５０を通じて、患者７００に装着されたカテーテル７６０が連結されている。流路７５０の途中領域には分岐管７７０が設けられ、流路７３０を通じて、第１ポート１７０が連結されている。第２ポート１９０には、流路９１０を通じて、血圧測定装置（ＢＰＴ）９００が連結されている。
この造影剤注入ラインにおいて、第４ポート１３０に対して造影剤の導入が行なわれず、圧力が加わっていない状態においては、第３ポート１５０と第４ポート１３０とは遮断された状態であり、Ｂラインは閉じている。一方、第１ポート１７０と第２ポート１９０とは連通した状態であり、Ａラインは開放した状態である。その結果、血圧測定装置（ＢＰＴ）９００により患者７００の血圧が測定される。なお、流路７５０、筒状本体１１０内の所定領域、および流路９１０内には、生理食塩水が満たされている。
一方、第４ポート１３０に対して造影剤の導入が行なわれる状態では、高低圧流路切換装置１０に高圧の液圧が加えられた状態となる。その結果、第３ポート１５０と第４ポート１３０とは連通した状態であり、Ｂラインは開放する。一方、第１ポート１７０と第２ポート１９０とは遮断された状態であり、Ａラインは閉じている。その結果、血圧測定装置（ＢＰＴ）９００により患者７００の血圧は測定されず、Ｂラインを通じて患者７００に造影剤が導入される。
（高低圧流路切換装置１００）
次に、図２および図３を参照して、高低圧流路切換装置１００の概略構成について説明する。図２は、高低圧流路切換装置１００の構成を示す全体斜視図であり、図３は、高低圧流路切換装置１００の構成を示す分解斜視図である。上記したように、高低圧流路切換装置１００は、筒状本体１１０を有し、この筒状本体１１０には、第１ポート１７０、第２ポート１９０、第３ポート１５０、および第４ポート１３０が設けられている。
次に、図２および図３を参照して、高低圧流路切換装置１００の概略構成について説明する。図２は、高低圧流路切換装置１００の構成を示す全体斜視図であり、図３は、高低圧流路切換装置１００の構成を示す分解斜視図である。上記したように、高低圧流路切換装置１００は、筒状本体１１０を有し、この筒状本体１１０には、第１ポート１７０、第２ポート１９０、第３ポート１５０、および第４ポート１３０が設けられている。
筒状本体１１０は、一端側が開放した円筒部１２２と、円筒部１２２の開放端側に装着されるキャップ１２１とを有する。円筒部１２２の胴体部分に第１ポート１７０、第２ポート１９０、および第３ポート１５０が設けられ、キャップ１２１の先端部側に第４ポート１３０が設けられる。キャップ１２１には、円筒部１２２に装着した際の第３ポート１５０との干渉を避けるための切欠部１２３が設けられている。また、円筒部１２２とキャップ１２１との装着状態における液密性を確保するためにＯリング２７０が嵌め入れられている。
筒状本体１１０の内部には、プランジャ２００が挿入されている。プランジャ２００は、第１プランジャ２１０、第２プランジャ２５０、および第１プランジャ２１０と第２プランジャ２５０とを連結するためのプランジャ連結軸２３０を有している。
（筒状本体１１０の詳細構造）
次に、図４および図５を参照して、筒状本体１１０の詳細構造について説明する。図４は、高低圧流路切換装置１００に採用される筒状本体１１０の構成を示す断面図であり、図５は、図４中のＶ−Ｖ線矢視断面図である。筒状本体１１０は上記したように、一端側が開放した円筒部１２２と、円筒部１２２の開放端側に装着されるキャップ１２１とを有する。
次に、図４および図５を参照して、筒状本体１１０の詳細構造について説明する。図４は、高低圧流路切換装置１００に採用される筒状本体１１０の構成を示す断面図であり、図５は、図４中のＶ−Ｖ線矢視断面図である。筒状本体１１０は上記したように、一端側が開放した円筒部１２２と、円筒部１２２の開放端側に装着されるキャップ１２１とを有する。
円筒部１２２には、軸方向に延び第１の内径（Ｗ１）を有する第１管路Ａ１が設けられる第１円筒領域１２７と、軸方向に延びるとともに第１管路Ａ１に連通し、第１の内径（Ｗ１）よりも大きい内径（Ｗ２）を有する第２管路Ａ２が設けられる第２円筒領域１２５とを有する。筒状本体１１０は、樹脂成型品で構成され、また、透明部材が用いられている。
第１円筒領域１２７の側部には、第１管路Ａ１に連通する第１ポート１７０と、この第１ポート１７０に対して略１８０度対向する位置に第２ポート１９０とが設けられている。第２円筒領域１２５の側部の先端部側には、第２管路Ａ２に連通する第３ポート１５０が設けられている。キャップ１２１には、第２管路Ａ２の先端部に連通する第４ポート１３０が設けられている。
また、筒状本体１１０の第１円筒領域１２７には、第１管路Ａ１の端部位置に外部に通じる微細開口径の第１連通孔１２７ａが設けられている。また、筒状本体１１０の第２円筒領域１２５には、第１管路Ａ１側に、後述の第２プランジャ２５０の移動によっても閉ざされない位置に、外部に通じる第２連通孔１２５ｂが２ヶ所設けられている。
また、図５にも良くあらわれるように、第２管路Ａ２の内壁において、第３ポート１５０に連通し、後述の第２プランジャ２５０の移動範囲に沿って溝部１２５ａが設けられている。
（プランジャ２００の詳細構造）
次に、図６から図８を参照して、プランジャ２００の詳細構造について説明する。図６は、プランジャ２００の分解図であり、図７は、プランジャ２００の組立図であり、図８は、プランジャの詳細構造を示す図であるり、（Ａ）は圧縮前の状態、（Ｂ）は圧縮後の状態を示す図である。
次に、図６から図８を参照して、プランジャ２００の詳細構造について説明する。図６は、プランジャ２００の分解図であり、図７は、プランジャ２００の組立図であり、図８は、プランジャの詳細構造を示す図であるり、（Ａ）は圧縮前の状態、（Ｂ）は圧縮後の状態を示す図である。
プランジャ２００は、第１管路Ａ１に位置する第１プランジャ２１０、第２管路Ａ２に位置する第２プランジャ２５０、および第１プランジャ２１０および第２プランジャ２５０を連結するプランジャ連結軸２３０を含む。
（第１プランジャ２１０）
第１プランジャ２１０は、弾性変形領域２１１と本体部２１２とを有し、弾性変形領域２１１の先端側には、ドーム型の先端領域２１４が設けられている。先端領域２１４の弾性変形領域２１１との境界部分は、第１管路Ａ１の内面に接してシール性を高めるために弾性変形領域２１１の最大径（φＤ２）よりも大きい径（φＤ１）に成形されている。
第１プランジャ２１０は、弾性変形領域２１１と本体部２１２とを有し、弾性変形領域２１１の先端側には、ドーム型の先端領域２１４が設けられている。先端領域２１４の弾性変形領域２１１との境界部分は、第１管路Ａ１の内面に接してシール性を高めるために弾性変形領域２１１の最大径（φＤ２）よりも大きい径（φＤ１）に成形されている。
また、先端領域２１４と弾性変形領域２１１との境界部分２１３、および、本体部２１２の端部２１５についても、第１管路Ａ１の内面に接してシール性を高めるために弾性変形領域２１１の最大径（φＤ２）よりも大きい径（φＤ１）に成形されている。本実施の形態においては、φＤ１は約５ｍｍ程度、φＤ２は約４ｍｍ程度である。
弾性変形領域２１１は軸方向に圧縮荷重加わった場合に、半径方向に向けて拡径しやすくするために、外面が湾曲状に形成されている。また、第１プランジャ２１０の端部２１５には、プランジャ連結軸２３０を連結するための連結口２１２ａが形成されている。
（第２プランジャ２５０）
第２プランジャ２５０は、第１本体部２５１および第２本体部２５２とを有し、第１本体部２５１の端部、第１本体部２５１と第２本体部２５２との境界部２５３、および第２本体部２５２の端部２５５には、第２管路Ａ２の内面に接してシール性を高めるために第１本体部２５１および第２本体部２５２の最大径（φＤ６）よりも大きい径（φＤ５）に成形されている。また、端部２５５には、円錐型領域２５６が形成されている。本実施の形態においては、φＤ５は約１０ｍｍ程度、φＤ６は約９ｍｍ程度である。
第２プランジャ２５０は、第１本体部２５１および第２本体部２５２とを有し、第１本体部２５１の端部、第１本体部２５１と第２本体部２５２との境界部２５３、および第２本体部２５２の端部２５５には、第２管路Ａ２の内面に接してシール性を高めるために第１本体部２５１および第２本体部２５２の最大径（φＤ６）よりも大きい径（φＤ５）に成形されている。また、端部２５５には、円錐型領域２５６が形成されている。本実施の形態においては、φＤ５は約１０ｍｍ程度、φＤ６は約９ｍｍ程度である。
第２プランジャ２５０の最大径（φＤ６）は、弾性変形領域２１１の最大径（φＤ２）の約２倍程度に設定されている。その結果、第２プランジャ２５０の断面積と、弾性変形領域２１１断面積との比は、約１：４となる。その結果、パスカルの原理に基づき、第２プランジャ２５０が受ける押圧力に対して弾性変形領域２１１が受ける押圧力は、４倍の押圧力となる。
第２プランジャ２５０の端部２５４には、プランジャ連結軸２３０を連結するための連結口２５１ａが形成されている。
第１プランジャ２１０および第２プランジャ２５０の素材としては、天然ゴム、エラストマ、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）シリコーン、ニトリル、ポリイソプレン等のような弾力のある材料が用いられる。
（プランジャ連結軸２３０）
プランジャ連結軸２３０は樹脂成形品からなり、円柱形状の胴体部２３１を有している。胴体部２３１の第１プランジャ２１０側には、胴体部２３１の直径（φＤ３）よりも大きいフランジ部２３２が形成されている。胴体部２３１の直径（φＤ３）は約４ｍｍ程度である。
プランジャ連結軸２３０は樹脂成形品からなり、円柱形状の胴体部２３１を有している。胴体部２３１の第１プランジャ２１０側には、胴体部２３１の直径（φＤ３）よりも大きいフランジ部２３２が形成されている。胴体部２３１の直径（φＤ３）は約４ｍｍ程度である。
このフランジ部２３２の外径は、第１プランジャ２１０の端部２１５の外径と略同じ寸法に設けられている。端部２１５とフランジ部２３２とを同じ外径とすることで、プランジャ連結軸２３０から第１プランジャ２１０に対して軸方向の圧力が加わった場合の端部２１５の変形を抑制することができる。
プランジャ連結軸２３０の第１プランジャ２１０側の先端部分には、第１プランジャ２１０に設けられた連結口２１２ａに嵌め入れられる第１連結部２３３が設けられている。
胴体部２３１の第２プランジャ２５０側には、円錐型の第２連結部２３４が設けられている。第２連結部２３４の最大直径（φＤ４）は、約７ｍｍ程度である。この第２連結部２３４は、第２プランジャ２５０に設けられた連結口２５１ａに嵌め入れられる。また、第２連結部２３４のフランジ部２３２側には鍔部２３５が設けられている。
図７に示す状態は、上記第１プランジャ２１０、第２プランジャ２５０、およびプランジャ連結軸２３０を連結させたプランジャ２００としての完成状態である。プランジャ２００の全長はＬ２となる。一方、図４に示した、筒状本体１１０の内部の第１管路Ａ１の長さＬ１１と第２管路Ａ２の長さＬ１２との長さからなる管路の全長Ｌ１よりも、プランジャ２００の全長Ｌ２の方が、若干長くなるように設けられている。これにより、プランジャ２００を筒状本体１１０の内部に収容した状態では、プランジャ２００は緩く軸方向に圧縮された状態となる。
図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、プランジャ２００に軸方向に圧縮力（Ｆ）が加わった場合には、第２プランジャ２５０は軸方向に圧縮され変形することになる。この場合、プランジャ連結軸２３０の第２連結部２３４の形状として円錐型の形状を採用していることにより、第２連結部２３４の傾斜面に沿って、第２プランジャ２５０はその端面が鍔部２３５に支持されながら半径方向への拡大が促される。その結果、第２プランジャ２５０におけるシール性をより高めることが可能となる。
（流路切換動作）
次に、上記構成を備える高低圧流路切換装置１００における流路切換動作について、図９から図１５を参照して説明する。なお、図９は、高低圧流路切換装置１００の構成を示す断面図であり、図１０は、図９中のＸ−Ｘ線矢視断面図であり、図１１は、図１に示す造影剤注入ラインにおける第１状態を示す図であり、図１２は、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図であり、図１３は、図１に示す造影剤注入ラインにおける第２状態を示す図、図１４は図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視断面図、図１５は図１に示す造影剤注入ラインにおける第３状態を示す図である。
次に、上記構成を備える高低圧流路切換装置１００における流路切換動作について、図９から図１５を参照して説明する。なお、図９は、高低圧流路切換装置１００の構成を示す断面図であり、図１０は、図９中のＸ−Ｘ線矢視断面図であり、図１１は、図１に示す造影剤注入ラインにおける第１状態を示す図であり、図１２は、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図であり、図１３は、図１に示す造影剤注入ラインにおける第２状態を示す図、図１４は図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視断面図、図１５は図１に示す造影剤注入ラインにおける第３状態を示す図である。
図９は、筒状本体１１０の第１管路Ａ１および第２管路Ａ２内に、プランジャ２００を組み入れた状態を示す図であり、高低圧流路切換装置１００が完成した図である。上記したように、プランジャ２００を筒状本体１１０の内部に収容した状態では、プランジャ２００は緩く軸方向に圧縮された状態となる。このとき、図１０に示すように、第１円筒領域１２７の第１管路Ａ１の内壁と、プランジャ２００の弾性変形領域２１１の外周面との間には隙間Ｒ１が生じている。
次に、図１１を参照して、図１に示す造影剤注入ラインに採用された状態における高低圧流路切換装置１００について説明する。図１１において、第４ポート１３０には、流路５３０を通じて、インジェクタヘッド５００に装着されている。第３ポート１５０には、流路７５０を通じて、患者７００に装着されたカテーテルが連結されている。流路７５０の途中領域には分岐管７７０が設けられ、流路７３０を通じて、第１ポート１７０が連結されている。第２ポート１９０には、流路９１０を通じて、血圧変換装置（ＢＰＴ）９００が連結されている。
（第１状態）
図１１に示す状態は、第４ポート１３０に対して造影剤の導入が行なわれていないため、第４ポート１３０から高圧の液圧が加わっていない状態である。この状態では、プランジャ２００の第２プランジャ２５０により、第３ポート１５０と第４ポート１３０とは遮断され、第１ポート１７０と第２ポート１９０とは、図１２に示すように、第１円筒領域１２７の第１管路Ａ１の内壁と、プランジャ２００の弾性変形領域２１１の外周面との間に生じる隙間Ｒ１により連通する第１状態となる。なお、説明において、約３０ｐｓｉ（＝約２１０９０ｋｇｆ／ｍ２＝約２０６９００Ｐａ）以下の状態を低圧状態とし、約３０ｐｓｉを超える状態を高圧状態とする。
図１１に示す状態は、第４ポート１３０に対して造影剤の導入が行なわれていないため、第４ポート１３０から高圧の液圧が加わっていない状態である。この状態では、プランジャ２００の第２プランジャ２５０により、第３ポート１５０と第４ポート１３０とは遮断され、第１ポート１７０と第２ポート１９０とは、図１２に示すように、第１円筒領域１２７の第１管路Ａ１の内壁と、プランジャ２００の弾性変形領域２１１の外周面との間に生じる隙間Ｒ１により連通する第１状態となる。なお、説明において、約３０ｐｓｉ（＝約２１０９０ｋｇｆ／ｍ２＝約２０６９００Ｐａ）以下の状態を低圧状態とし、約３０ｐｓｉを超える状態を高圧状態とする。
この第１状態では、ラインＡが通じていることから、血圧変換装置（ＢＰＴ）９００により患者７００の血圧が測定される。なお、流路７５０、筒状本体１１０内の所定領域、および流路９１０内には、血圧変換装置（ＢＰＴ）９００に連結された流路９２０から生理食塩水が導入される。
（第２状態）
次に、図１３および図１４を参照して、第４ポート１３０から造影剤の導入が行なわれる場合について説明する。第４ポート１３０から高圧の液圧が加わる場合には、プランジャ２００が軸方向に押圧されて軸方向に移動することで、図１３に示すように、上記第１状態から、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断され、第３ポート１５０と第４ポート１３０とが遮断される第２状態に移行する。この状態では、血圧変換装置（ＢＰＴ）９００により患者７００の血圧は測定されず、また、インジェクタヘッド５００から、患者７００に対して造影剤も導入されない。第２円筒領域１２５に設けられる第２連通孔１２５ｂは、第２プランジャ２５０が移動する際の空気抜き孔となる。
次に、図１３および図１４を参照して、第４ポート１３０から造影剤の導入が行なわれる場合について説明する。第４ポート１３０から高圧の液圧が加わる場合には、プランジャ２００が軸方向に押圧されて軸方向に移動することで、図１３に示すように、上記第１状態から、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断され、第３ポート１５０と第４ポート１３０とが遮断される第２状態に移行する。この状態では、血圧変換装置（ＢＰＴ）９００により患者７００の血圧は測定されず、また、インジェクタヘッド５００から、患者７００に対して造影剤も導入されない。第２円筒領域１２５に設けられる第２連通孔１２５ｂは、第２プランジャ２５０が移動する際の空気抜き孔となる。
第１ポート１７０と第２ポート１９０との遮断は、図１４に示すように、プランジャ２００が軸方向に押圧されて軸方向に移動することで、第１プランジャ２１０の弾性変形領域２１１の半径が拡大するように変形する。その結果、第１円筒領域１２７の第１管路Ａ１の内壁と、プランジャ２００の弾性変形領域２１１の外周面との間に生じる隙間Ｒ１が弾性変形領域２１１の拡大により埋められ、流路が遮断されることになる。第３ポート１５０と第４ポート１３０とは、第２プランジャ２５０により遮断されている。
（第３状態）
次に、図１５を参照して、第４ポート１３０から造影剤の導入が引続き行なわれる場合について説明する。第４ポート１３０から高圧の液圧が引続き加わる場合には、プランジャ２００が軸方向に押圧されて軸方向にさらに移動する。これにより、図１５に示すように、上記第２状態から、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断され、第３ポート１５０と第４ポート１３０とが連通する第３状態に移行する。この状態では、血圧変換装置（ＢＰＴ）９００により患者７００の血圧は測定されず、インジェクタヘッド５００から、患者７００に対して、Ｂラインを通じて造影剤が導入される。
次に、図１５を参照して、第４ポート１３０から造影剤の導入が引続き行なわれる場合について説明する。第４ポート１３０から高圧の液圧が引続き加わる場合には、プランジャ２００が軸方向に押圧されて軸方向にさらに移動する。これにより、図１５に示すように、上記第２状態から、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断され、第３ポート１５０と第４ポート１３０とが連通する第３状態に移行する。この状態では、血圧変換装置（ＢＰＴ）９００により患者７００の血圧は測定されず、インジェクタヘッド５００から、患者７００に対して、Ｂラインを通じて造影剤が導入される。
第１ポート１７０と第２ポート１９０との遮断は、図１４に示す状態と同じである。また、分岐管７７０を介して第３ポート１５０と第１ポート１７０とが連通している。その結果、第４ポート１３０から高圧は、第１ポート１７０から弾性変形領域２１１に伝わり、弾性変形領域２１１を第２ポート１９０側に押し付ける力として作用する。その結果、さらに、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断される状態になる。
また、第３ポート１５０と第４ポート１３０との連通においては、第２プランジャ２５０が第３ポート１５０を開放する距離だけ移動すれば良い。
なお、上記第２状態から第３状態において、造影剤の導入は、約３０ｐｓｉ（＝約２１０９０ｋｇｆ／ｍ２＝約２０６９００Ｐａ）の状態から除々に必要圧力に増加される。装置の最大圧力は１２００ｐｓｉ（＝約８４３８００ｋｇｆ／ｍ２＝約８２７４０００Ｐａ）である。
（造影剤の導入終了工程）
Ｂラインを通じて造影剤の導入が終了すると、第４ポート１３０からの造影剤の圧力が高圧が除々に低下し、プランジャ２００がもとの状態に復元する。その結果、図１５示す第３状態から、図１３に示す第２状態を経て、図１１に示す第１状態に戻ることになる。なお、図１３から図１１に戻る過程において、第２プランジャ２５０の円錐型領域２５６が第３ポート１５０を通過したあとは、液体は溝部１２５ａを通じて第３ポート１５０から押し出されて、図１１に示す位置に第２プランジャ２５０は復元する。
Ｂラインを通じて造影剤の導入が終了すると、第４ポート１３０からの造影剤の圧力が高圧が除々に低下し、プランジャ２００がもとの状態に復元する。その結果、図１５示す第３状態から、図１３に示す第２状態を経て、図１１に示す第１状態に戻ることになる。なお、図１３から図１１に戻る過程において、第２プランジャ２５０の円錐型領域２５６が第３ポート１５０を通過したあとは、液体は溝部１２５ａを通じて第３ポート１５０から押し出されて、図１１に示す位置に第２プランジャ２５０は復元する。
（作用・効果）
以上、本実施の形態における流路切換装置１００においては、プランジャ２００は、第４ポート１３０から高圧の液圧が加わらない低圧の場合には、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが連通し、第３ポート１３０と第４ポート１３０とが遮断される第１状態が選択され、第４ポート１３０から除々に高圧の液圧が加わる場合には、プランジャ２００が軸方向に押圧されて軸方向に移動することで、第１状態から、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断され、第３ポート１３０と第４ポート１３０とが遮断される第２状態に移行し、さらに、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断され、第３ポート１５０と第４ポート１３０とが連通する第３状態に移行する。
以上、本実施の形態における流路切換装置１００においては、プランジャ２００は、第４ポート１３０から高圧の液圧が加わらない低圧の場合には、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが連通し、第３ポート１３０と第４ポート１３０とが遮断される第１状態が選択され、第４ポート１３０から除々に高圧の液圧が加わる場合には、プランジャ２００が軸方向に押圧されて軸方向に移動することで、第１状態から、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断され、第３ポート１３０と第４ポート１３０とが遮断される第２状態に移行し、さらに、第１ポート１７０と第２ポート１９０とが遮断され、第３ポート１５０と第４ポート１３０とが連通する第３状態に移行する。
このとき、第１ポート１７０と第２ポート１９０との遮断は、プランジャ２００の弾性変形領域２１１における半径方向への拡大により実現していることから、プランジャ２００の軸方向への大きな移動を不要としている。また、第３ポート１５０と第４ポート１３０とを連通する第３状態に移行する場合においても、第２プランジャ２５０が第３ポート１５０を開放する距離だけ移動すれば良い。
その結果、プランジャ２００の移動量が最小限に抑えられることから、摺動に用いられるシリコーンオイルの減少や劣化、プランジャ２００の劣化を抑制することが可能となる。
また、本実施の形態における流路切換装置１００は、上記したように、第２プランジャ２５０の断面積と、弾性変形領域２１１断面積との比を、約１：４としている。これにより、約３０ｐｓｉ程度の圧力から第２プランジャ２５０の移動を可能としつつ、第１プランジャ２１０による第１ポート１７０と第２ポート１９０との遮断を可能としている。これにより、徐々に造影剤の圧力を高めながら患者７００の血管に造影剤の導入ができることから、患者７００の血管へのダメージを低減させることが可能となる。
なお、上記実施の形態においては、本実施の形態における流路切換装置１００の第４ポート１３０に、図１に示したようにインジェクタヘッド５００を連結する場合について説明しているが、この場合に限られず、たとえば、図１６に示すように、手動のシリンジ８１０および切換コック８２０を備える一体型の切換バルブ８００を、第４ポート１３０に連結してもかまわない。
これは、本実施の形態における流路切換装置１００は、上記したように、第２プランジャ２５０の断面積と、弾性変形領域２１１断面積との比を、約１：４としていることから、パスカルの原理に基づき、第２プランジャ２５０が受ける押圧力が４倍の押圧力して弾性変形領域２１１に伝達されるからである。
（実施の形態２）
次に、図１７から図１９を参照して、実施の形態２における高低圧流路切換装置１００Ａについて説明する。高低圧流路切換装置１００Ａが用いられる造影剤注入ラインは、上記実施の形態１の場合と同じである。実施の形態１における高低圧流路切換装置１００と同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
次に、図１７から図１９を参照して、実施の形態２における高低圧流路切換装置１００Ａについて説明する。高低圧流路切換装置１００Ａが用いられる造影剤注入ラインは、上記実施の形態１の場合と同じである。実施の形態１における高低圧流路切換装置１００と同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
図１７を参照して、この高低圧流路切換装置１００Ａは、筒状本体１１０Ａを有し、この筒状本体１１０Ａには、実施の形態１における高低圧流路切換装置１００と同様に、第１ポート１７０、第２ポート１９０、第３ポート１５０、および第４ポート１３０が設けられている。なお、本実施の形態における高低圧流路切換装置１００Ａにおいては、筒状本体１１０Ａに一体的に設けられた連結管路７３０Ａにより、連通状態が実現され、実施の形態１における分岐管７７０の使用を不要としている。
図１８を参照して、筒状本体１１０Ａは、第１管路Ａ１が設けられる第１円筒領域１２７Ａと、第２管路Ａ２が設けられる第２円筒領域１２５Ａとを有し、第１円筒領域１２７Ａと第２円筒領域１２５Ａとは、中央部において分離可能に設けられている。第１円筒領域１２７Ａには、実施の形態１におけるキャップ１２１に相当する領域が一体的に成型されている。また、第１円筒領域１２７Ａおよび第２円筒領域１２５Ａの内部構造も、実施の形態１の第１円筒領域１２７および第２円筒領域１２５と同じである。また、材料も、樹脂成型品で構成され、透明部材が用いられている。
筒状本体１１０Ａの内部に挿入されるプランジャ２００は、実施の形態１で用いたプランジャ２００と同じである。
再び、図１７を参照して、図１７に示す状態は、プランジャ２００を筒状本体１１０Ａの内部に収容した状態で、プランジャ２００は緩く軸方向に圧縮された状態で収容される。
上記構成を備える高低圧流路切換装置１００Ａにおける流路切換動作は、実施の形態１の図９から図１５と同じであり、図１１に示す第１状態と、図１３に示す第２状態、および、図１５に示す第３状態により、流路切換動作が実現される。図１９に高低圧流路切換装置１００Ａにおける第３状態を示す。
以上、本実施の形態における流路切換装置１００Ａにおいても、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１００，１００Ａ 流路切換装置、１１０，１１０Ａ 筒状本体、１２１ キャップ、１２２ 円筒部、１２３ 切欠部、１２５，１２５Ａ 第２円筒領域、１２５ａ 溝部、１２５ｂ 第２連通孔、１２７，１２７Ａ 第１円筒領域、１２７ａ 第１連通孔、１３０ 第４ポート、１５０ 第３ポート、１７０ 第１ポート、１９０ 第２ポート、２００ プランジャ、２１０ 第１プランジャ、２１１ 弾性変形領域、２１２ 本体部、２１２ａ 連結口、２１３ 境界部分、２１５ 端部、２１４ 先端領域、２３０ プランジャ連結軸、２３１ 胴体部、２３２ フランジ部、２３３ 第１連結部、２３５ 鍔部、２５０ 第２プランジャ、２５１ 第１本体部、２５１ａ 連結口、２５２ 第２本体部、２５３ 境界部、２５５ 端部、２５６ 円錐型領域、２７０ Ｏリング、５００ インジェクタヘッド、５１０ シリンジ、５３０，７３０，７５０，９１０，９２０ 流路、７００ 患者、７６０ カテーテル、７７０ 分岐管、８００ 切換バルブ、８１０ シリンジ、８２０ 切換コック、９００ 血圧変換装置（ＢＰＴ）、Ａ１ 第１管路、Ａ２ 第２管路。
Claims (5)
- 軸方向に延び第１の内径（Ｗ１）を有する第１管路（Ａ１）、および軸方向に延びるとともに前記第１管路（Ａ１）に連通し、前記第１の内径（Ｗ１）よりも大きい内径を有する第２管路（Ａ２）を有する筒状本体（１１０）と、
前記第１管路（Ａ１）の側部に連通する第１ポート（１７０）と、
前記第１管路（Ａ１）の側部に連通する第２ポート（１９０）と、
前記第２管路（Ａ２）の側部に連通する第３ポート（１５０）と、
前記第２管路（Ａ２）の先端部に連通する第４ポート（１３０）と、
前記第１管路（Ａ１）および前記第２管路（Ａ２）の内部に緩く軸方向に圧縮された状態で収容され、前記第１ポート（１７０）および前記第２ポート（１９０）を含む前記第１管路（Ａ１）の第１領域（Ａ１１）と、前記第３ポート（１５０）および前記第４ポート（１３０）を含む前記第２管路（Ａ２）の第２領域（Ａ２１）とを液密的に分離するプランジャ（２００）と、を備え、
前記プランジャ（２００）は、
前記第４ポート（１３０）から高圧の液圧が加わらない低圧の場合には、前記第１ポート（１７０）と前記第２ポート（１９０）とが連通し、前記第３ポート（１５０）と前記第４ポート（１３０）とが遮断される第１状態が選択され、
前記第４ポート（１３０）から高圧の液圧が加わる場合には、前記プランジャ（２００）が軸方向に押圧されて軸方向に移動することで、前記第１状態から、前記第１ポート（１７０）と前記第２ポート（１９０）とが遮断され、前記第３ポート（１５０）と前記第４ポート（１３０）とが遮断される第２状態に移行し、さらに、前記第１ポート（１７０）と前記第２ポート（１９０）とが遮断され、前記第３ポート（１５０）と前記第４ポート（１３０）とが連通する第３状態に移行する、流路切換装置。 - 前記プランジャ（２００）は、
前記第１管路（Ａ１）に位置する第１プランジャ（２１０）、前記第２管路（Ａ２）に位置する第２プランジャ（２５０）、および前記第１プランジャ（２１０）および前記第２プランジャ（２５０）を連結するプランジャ連結軸（２３０）を含み、
前記第１プランジャ（２１０）は、前記第１状態においては、前記第１ポート（１７０）と前記第２ポート（１９０）とを連通させるため、前記第１管路（Ａ１）の内壁との間に隙間（Ｒ１）が生じるように、前記第１管路（Ａ１）の内径よりも小さい外径寸法を有し、前記第２状態および前記第３状態においては、前記プランジャ（２００）が軸方向から押圧されることにより、半径方向に拡径することで前記第１管路（Ａ１）の内壁との間の隙間（Ｒ１）が埋められることで、前記第１ポート（１７０）と前記第２ポート（１９０）とが遮断される弾性変形領域（２１１）を有する、請求の範囲第１項に記載の流路切換装置。 - 前記筒状本体（１１０）は、
前記第１管路（Ａ１）の端部位置に設けられ、外部に通じる第１連通孔（１２７ａ）と、
前記第１管路（Ａ１）側の前記第２管路（Ａ２）において、前記第２プランジャ（２５０）の移動によっても閉ざされない位置に設けられ、外部に通じる第２連通孔（１２７ａ）と、
前記第２管路（Ａ１）の内壁において、前記第３ポート（１５０）に連通し、前記第２プランジャ（２５０）の移動範囲に沿って設けられる溝部（１２５ａ）と、を有する請求の範囲第２項に記載の流路切換装置。 - 前記第１ポート（１７０）と前記第３ポート（１５０）とは連通している、請求の範囲第１項に記載の流路切換装置。
- 前記第１ポート（１７０）および前記第３ポート（１５０）は患者（７００）側に連結され、
前記第２ポート（１９０）は、血圧変換装置（９００）に連結され、
前記第４ポート（１３０）は、造影剤注入装置（５００、８００）に連結される、請求の範囲第１項に記載の流路切換装置。
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