JPWO2017179345A1 - 注入装置 - Google Patents

Abstract

注入装置１００は、第１薬液が充填された第１シリンジ９１から第１薬液を押し出す第１駆動部２と、第１シリンジ９１に接続されるチューブ１０３内の流路を閉鎖する閉鎖部１６と、閉鎖部１６が流路を開放している状態で第１シリンジ９１を揺動させる撹拌ユニット３とを備える。

Description

本発明は、薬液を注入するための注入装置であって、搭載されるシリンジ内の薬液を撹拌できる注入装置に関する。

医療用撮影装置、例えば超音波診断装置による撮影の際に使用される薬液として、懸濁液からなる造影剤がある。この造影剤は、超音波を散乱させるためにマイクロバブル又は固体粒子等を含む。そして、超音波診断をする際には、この造影剤が充填されたシリンジが注入装置に搭載され、造影剤を被験者の体内に注入した後に撮影が行われる。超音波診断装置は、マイクロバブル又は固体粒子に入射して反射された超音波を分析することにより、体内の画像を撮影する。ここで、シリンジを注入装置に搭載した後に造影剤に分離が生じてしまい、造影剤の内容物の濃度に偏りが生じてしまうことがある。

特許文献１には、造影剤が充填されたシリンジを保持する保持ユニットと、保持ユニットに接続されると共に、保持ユニットを揺動させる撹拌ユニットとを備えた注入装置が開示されている。この保持ユニットに保持されたシリンジには三方活栓が接続されており、注入装置は三方活栓の設置部分を備えている。また、注入装置は、三方活栓の切り換えレバーを駆動するレバー駆動部を備え、造影剤の流路が開放されないときには造影剤を押し出さない。

国際公開第２０１５／１４１２０２号

特許文献１に開示された注入装置においては、三方活栓を搭載して駆動するためのスペースが必要となる。そのため、注入装置のサイズが大きくなってしまう。

上記課題を解決するため、本発明に係る注入装置は、第１薬液が充填された第１シリンジから前記第１薬液を押し出す第１駆動部と、前記第１シリンジに接続されるチューブ内の流路を閉鎖する閉鎖部と、前記閉鎖部が前記流路を開放している状態で前記第１シリンジを揺動させる撹拌ユニットとを備えることを特徴とする。

これにより、マイクロバブルの破壊を防止しながら、注入装置を小型化することができる。

本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施例の説明から明らかになる。

注入装置の概略斜視図である。 注入装置の内部を示す概略斜視図である。 撹拌ユニットを示す概略斜視図である。 伝達機構を示す概略斜視図である。 閉鎖部を示す概略斜視図である。 開放状態を示す概略図である。 閉鎖状態を示す概略図である。 注入装置の概略ブロック図である。 流路閉鎖のフローチャートである。 第２駆動部の概略斜視図である。 第２駆動部の概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る流路閉鎖のフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る注入装置の概略ブロック図である。 第３実施形態に係る自動揺動モードのフローチャートである。

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において、上下とは重力方向における上方向と下方向とにそれぞれ対応する。また、注入ヘッドにおけるシリンジが搭載される側を前側とし、前側の反対側を後側とする。

［第１実施形態］
図１は、医療用撮像装置、例えば超音波診断装置によって被験者の体内を撮影する際に使用される注入装置（インジェクター）１００の概略斜視図である。図１に示すように、薬液を注入するための注入装置１００は、第１シリンジ９１及び第２シリンジ９２が搭載される注入ヘッド１を備えている。また、注入装置１００は、第１シリンジ９１を保持する保持部材１１を備えている。この保持部材１１はアルミダイキャストによって形成されているが、樹脂によって形成することもできる。なお、図１は、プレッサー２１が第１シリンジ９１のピストン９１４を限界位置まで前進させ、プレッサー６１が第２シリンジ９２のピストン９２４を限界位置まで前進させた状態を示している。

注入装置１００は、第２シリンジ９２を保持する保持部１２を備えており、保持部１２は注入ヘッド１の前側フレーム１５に設けられている。この注入ヘッド１には、表示部１３と操作部１４とが設けられている。そして、表示部１３は、注入開始からの経過時間、注入量及び注入速度等を表示する。なお、注入ヘッド１は、これらの情報をポータブルディスプレイ又はタブレット型コンピューター等に表示させることもできる。これらのデバイスは、注入ヘッド１とBluetooth（登録商標）又はWi-Fi等の規格に従い無線接続され、注入ヘッド１の表示部１３及び操作部１４に代えることができる。さらに、表示部１３及び操作部１４に代えて、注入ヘッド１にタッチパネルが設けられてもよい。

第１シリンジ９１には、第１薬液として懸濁液である造影剤が充填されている。また、第２シリンジ９２には、第２薬液として生理食塩水が充填されている。これらの薬液は、手動で第１シリンジ９１又は第２シリンジ９２に充填されてもよく、注入装置１００又は充填器で第１シリンジ９１又は第２シリンジ９２に充填されてもよい。さらに、第１シリンジ９１及び第２シリンジ９２は、プレフィルドシリンジであってもよい。

第１シリンジ９１の先端には、第１チューブ１０３が接続されている。また、注入ヘッド１の前側フレーム１５内には、第１チューブ１０３を案内するガイド部１０６が形成されている。このガイド部１０６は略Ｕ字状の溝からなっており、第１チューブ１０３は当該溝内に載置される。

また、第２シリンジ９２の先端には、第２チューブ１０４が接続されている。そして、第２チューブ１０４は、Ｔ字状コネクタを介して第１チューブ１０３に接続されている。さらに、第１シリンジ９１には、第１チューブ１０３を介して、第３チューブ１０５が接続される。そして、第３チューブ１０５の先端はカテーテル等に接続される。なお、Ｔ字状コネクタは、Ｙ字状等の他の形状を有するコネクタ、又はミキシングデバイス（例えば、株式会社根本杏林堂製の「ＳＰＩＲＡＬ ＦＬＯＷ」（登録商標））に代替することができる。

また、注入装置１００には、不図示のフットスイッチ及びハンドスイッチを有線接続することができる。オペレーターは、このフットスイッチ及びハンドスイッチを操作して薬液の注入を開始させることができる。なお、フットスイッチ及びハンドスイッチは、注入ヘッド１に無線接続されてもよい。また、フットスイッチ及びハンドスイッチに代えて、他の遠隔操作装置を注入ヘッド１に有線又は無線接続することもできる。

また、注入ヘッド１は、ＡＣアダプタ（不図示）を介して外部電源に接続されている。ただし、注入ヘッド１には、バッテリーを内蔵することもできる。また、注入ヘッド１は、キャスタースタンド（不図示）に搭載してもよく、キャスタースタンドと一体的に構成してもよい。さらに、天吊部材を設け、この天吊部材を介して天井から注入ヘッド１を天吊することもできる。

図２は、上側フレーム及び下側フレームが外された注入ヘッド１の内部を示している。図２に示すように、注入装置１００は、第１薬液である造影剤が充填された第１シリンジ９１から第１薬液を押し出す第１駆動部２と、第１シリンジ９１内の第１薬液を撹拌するために、保持部材１１を介して第１シリンジ９１を揺動させる撹拌ユニット３とを備える。また、注入装置１００は、第２薬液が充填された第２シリンジ９２から第２薬液を押し出す第２駆動部６を備えている。そして、第１駆動部２、第２駆動部６及び撹拌ユニット３は、注入ヘッド１の両フレーム内に収容されている。

第１駆動部２は、搭載された第１シリンジ９１の後端（ピストン９１４の後端）を押圧して、第１シリンジ９１から造影剤を押し出すプレッサー２１と、プレッサー２１を前進又は後退させるアクチュエータ２２とを備えている。このアクチュエータ２２は、送りネジナットと、送りネジ軸と、モーターと、モーターからの回転を送りネジ軸に伝達する伝達機構と、前進及び後退するロッド（いずれも不図示）とを有している。また、第１駆動部２は、アクチュエータ２２のロッドに接続されたプレッサーパイプ２３を有している。

プレッサー２１は、プレッサーパイプ２３に固定されている。そして、プレッサー２１がピストン９１４の後端に当接した状態でアクチュエータ２２のモーターが正転すると、プレッサー２１がピストン９１４を前方向に押す。これにより、ピストン９１４が前進すると、第１シリンジ９１内の造影剤が押し出され、第１シリンジ９１の先端に接続される第１チューブ１０３、Ｔ字状コネクタ及び第３チューブ１０５を介して被験者の体内に注入される。一方、モーターが逆転すると、プレッサー２１は後退して元の位置に戻ることができる。

第２駆動部６も、プレッサー６１及びアクチュエータ６２を有している。そして、アクチュエータ６２は、アクチュエータ２２と同様の構造を有している。一方、プレッサー６１は、ピストン９２４の後端をプレッサー６１に固定するためのシリンジフック６１１を有している。そして、ピストン９２４の後端がプレッサー６１に固定された状態でプレッサー６１が後退すると、ピストン９２４を後退させることができる。

プレッサー６１は、プレッサーパイプ６３に固定されている。そして、プレッサー６１がピストン９２４の後端に当接した状態でアクチュエータ６２のモーターが正転すると、プレッサー６１がピストン９２４を前方向に押す。これにより、ピストン９２４が前進すると、第２シリンジ９２内の生理食塩水が押し出され、第２シリンジ９２の先端に接続される第２チューブ１０４、Ｔ字状コネクタ及び第３チューブ１０５を介して被験者の体内に注入される。一方、モーターが逆転すると、プレッサー６１が後退してピストン９２４を後退させることができる。なお、プレッサー２１及びプレッサー６１は、いずれもアルミによって形成されているが、樹脂によって形成することもできる。

第１シリンジ９１を保持する保持部材１１の前端部には、第１シリンジ９１の胴部を保持する断面略Ｕ字状の溝部１１１が取り付けられている。また、保持部材１１は溝部１１１に近接するフランジ溝部１１２を有しており、第１シリンジ９１のフランジは、当該フランジ溝部１１２に挿入される。これにより、保持部材１１が第１シリンジ９１を保持しており、撹拌ユニット３が保持部材１１を揺動すると、第１シリンジ９１は保持部材１１と共に揺動される。第２シリンジ９２を保持する保持部１２には、第２シリンジ９２のフランジが挿入されるフランジ溝部１２２が設けられている。これにより、保持部１２が第２シリンジ９２を保持している。

［撹拌ユニット］
続いて、第１シリンジ９１を揺動させる撹拌ユニット３について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は上側後方から見た撹拌ユニット３を示しており、図４は前側から見た伝達機構３３を示している。

図３に示すように、撹拌ユニット３は、保持部材１１を駆動する撹拌用モーター３２と、撹拌用モーター３２からの回転力を保持部材１１に伝達する伝達機構３３とを有する。この撹拌用モーター３２としては、ＤＣモーターを用いることができる。また、撹拌ユニット３は、保持部材１１の揺動角度を検出する揺動検出部３５を有している。この揺動検出部３５は、例えば光学式のスリットセンサーである。

伝達機構３３は、ニードルベアリングを介して固定部１３４に回転可能に取り付けられた回転部材１２４（図４）を有している。そして、保持部材１１は、回転部材１２４にワッシャーを介して固定されている。また、伝達機構３３は、撹拌用モーター３２の出力軸と共に回転するプーリー３３１と、プーリー３３１に掛け回されたベルト３３２と、ベルト３３２が掛け回され且つ回転部材１２４に接続されたプーリー３３３とを有している。このプーリー３３３は、ワッシャーを介してネジによって回転部材１２４に固定されている。なお、伝達機構３３は、プーリー３３１及びベルト３３２に代えて、歯車を有していてもよい。

また、伝達機構３３のプーリー３３３には、所定角度のスリットが形成された遮蔽板３４がネジによって固定されている。そして、揺動検出部３５は、遮蔽板３４のスリットを検知して、保持部材１１が所定角度揺動したことを検出する。すなわち、遮蔽板３４はネジによってプーリー３３３に固定されており、遮蔽板３４はプーリー３３３及び回転部材１２４と共に回転する。そして、揺動検出部３５は遮蔽板３４のスリットを検出することによって保持部材１１の揺動角度を検出する。

揺動検出部３５及び遮蔽板３４は、揺動時の元の位置となる原点を検出するように構成することもできる。この場合、揺動検出部３５は、遮蔽板３４のスリットを検出することによって保持部材１１の揺動の原点を検出する。そして、揺動角度は、撹拌用モーター３２のエンコーダー３２１により検出する。

図４に示すように、回転部材１２４の前面には、伝達部材１１４がネジによって固定されている。また、保持部材１１の後端には、この伝達部材１１４が嵌め込まれる嵌め込み溝が形成されている。そして、伝達部材１１４は、保持部材１１の嵌め込み溝の内部形状と相補的な外部形状を有している。また、伝達部材１１４の中央にはプレッサーパイプ２３が貫通する穴部が形成されており、伝達部材１１４は穴部の両側に突出する一対の突出部１１５を有している。

伝達部材１１４は、保持部材１１の嵌め込み溝に嵌め込まれ、且つ突出部１１５を貫通する２つのネジ１１６によって保持部材１１の後面に固定されている。これにより、プーリー３３３が回転すると、回転部材１２４及び伝達部材１１４を介して保持部材１１が回転する。なお、伝達部材１１４と同様に、遮蔽板３４、プーリー３３３、及び回転部材１２４の中心にも、プレッサーパイプ２３が貫通する穴部が形成されている。

［閉鎖部］
注入装置１００は、第１シリンジ９１に接続される第１チューブ１０３内の流路を閉鎖する閉鎖部１６を備えている。この閉鎖部１６は、第１チューブ１０３のガイド部１０６（図１）に設けられている。以下、図５を参照して、閉鎖部１６について説明する。なお、図５は、前方から見た閉鎖部１６の概略斜視図である。

図５に示すように、閉鎖部１６は、アクチュエータ１６１と、アクチュエータ１６１によって駆動されるクランプ部材１６２と、第１チューブ１０３内の流路の閉鎖を検知する閉鎖検出部１６９とを備えている。アクチュエータ１６１は、第１駆動部２のアクチュエータ２２又は第２駆動部６のアクチュエータ６２と同じ構造を有する。また、アクチュエータ１６１は、上下方向に移動可能なロッド１６８（図７）を有している。

クランプ部材１６２は、アクチュエータ１６１のロッド１６８に向かって突出する略Ｕ字状の突出部１６２１を有している。そして、ロッド１６８の先端が突出部１６２１の内側に位置するように、突出部１６２１は、ロッド軸１６４を介してロッド１６８に対して回転可能に接続されている。また、クランプ部材１６２は、軸穴部１６２２を有している。そして、クランプ部材１６２は、軸穴部１６２２に挿入されたクランプ軸１６５を介して、第１チューブ１０３のガイド部１０６に対して回転可能に接続されている。

閉鎖検出部１６９は、例えば光学式のスリットセンサーである。また、クランプ部材１６２には、下方に突出する遮蔽部材１６３がネジによって固定されている。そして、閉鎖検出部１６９は、遮蔽部材１６３によって遮蔽されたことを検知することによって、クランプ部材１６２が第１チューブ１０３内の流路を閉鎖したことを検出する。

アクチュエータ１６１のケースの下端には、軸穴が形成されている。そして、アクチュエータ１６１は、この軸穴に挿入されたケース軸１６６を介して前側フレーム１５に対して回転可能に接続されている。

続いて、図６及び図７を参照して、クランプ部材１６２の動作について説明する。なお、図６は後方からみた開放状態のクランプ部材１６２を示す概略平面図であり、図７は後方から見た閉鎖状態のクランプ部材１６２を示す概略平面図である。

図６の開放状態において、ガイド部１０６に挿入される第１チューブ１０３内の流路は開放されている。このとき、ロッド１６８の先端を除いて、ロッド１６８（図７）はアクチュエータ１６１のケース内に収容されている。すなわち、ロッド１６８は、完全に下降した下降位置にある。そして、ロッド軸１６４を介してロッド１６８に接続されたクランプ部材１６２は、第１チューブ１０３から離間している開放位置にある。

第１チューブ１０３を閉鎖する場合、アクチュエータ１６１はロッド１６８を図７に示す上昇位置まで上昇させる。ロッド１６８が上昇すると、ロッド軸１６４を介して突出部１６２１が上昇する。そのため、クランプ部材１６２は、クランプ軸１６５を中心に回転する。これにより、クランプ部材１６２がガイド部１０６内に突出して、ガイド部１０６内の第１チューブ１０３を押し潰す。その結果、クランプ部材１６２によって、第１チューブ１０３内の造影剤の流路が閉鎖される。

クランプ部材１６２が回転すると、クランプ部材１６２に固定された遮蔽部材１６３もクランプ軸１６５を中心に閉鎖検出部１６９に向かって回転する。これにより、閉鎖検出部１６９は、遮蔽部材１６３によって遮蔽され、第１チューブ１０３を閉鎖したことを検出する。なお、ロッド１６８が上昇すると、アクチュエータ１６１はケース軸１６６を中心にクランプ軸１６５に向かって僅かに回転する。

閉鎖した第１チューブ１０３を開放する場合、アクチュエータ１６１はロッド１６８を図６に示す下降位置まで下降させる。ロッド１６８が下降すると、ロッド軸１６４を介して突出部１６２１が下降する。そのため、クランプ部材１６２は、クランプ軸１６５を中心に回転する。これにより、クランプ部材１６２がガイド部１０６内から退避して、ガイド部１０６内の第１チューブ１０３が元の形状に復帰する。その結果、第１チューブ１０３内の造影剤の流路が開放される。

また、クランプ部材１６２が回転すると、遮蔽部材１６３もクランプ軸１６５を中心に閉鎖検出部１６９から離れる方向に回転する。これにより、遮蔽部材１６３による遮蔽が解除される。なお、ロッド１６８が下降すると、アクチュエータ１６１はケース軸１６６を中心にクランプ軸１６５から離れる方向に僅かに回転する。

［流路閉鎖フロー］
閉鎖部１６が第１チューブ１０３を押し潰している状態で第１シリンジ９１が揺動すると、第１チューブ１０３が捻じれてしまう。そのため、注入装置１００の撹拌ユニット３は、閉鎖部１６が第１チューブ１０３内の流路を開放している状態で第１シリンジ９１を揺動させる。換言すると、注入装置１００の閉鎖部１６は、撹拌ユニット３が第１シリンジ９１を揺動させる前に第１チューブ１０３内の流路を開放する。

また、造影剤の流路が開放された状態で第２シリンジ９２のピストン９２４が押されてしまうと、造影剤に圧力がかかる結果、懸濁液内のマイクロバブルが壊れてしまう。そのため、閉鎖部１６は、第２シリンジ９２から第２薬液を押し出すときに、第１チューブ１０３内の流路を閉鎖する。

流路の閉鎖について、図８の概略ブロック図及び図９のフローチャートを参照して説明する。図８に示すように、注入装置１００は、第１駆動部２、第２駆動部６、撹拌ユニット３及び閉鎖部１６を制御する制御部５と、記憶部としてのメモリ部５３とを備えている。また、制御部５は、注入する薬液を判断する薬液判断部５１と、エラーを報知する警告報知部５２と、第２薬液の押し出しの終了を判断する終了判断部５４とを有している。

制御部５は、例えばワンチップマイコンであるＣＰＵであり、第１駆動部２、第２駆動部６及び撹拌ユニット３の下方に配置されている。そして、制御部５は、予めメモリ部５３に記憶されたプログラムに応じて、各モーターの制御の他、所定の演算、制御、及び判別などの注入装置１００全体の処理動作を実行する。メモリ部５３は、メインＣＰＵ（Central Processing Unit）が動作するためのシステムワークメモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラム又はシステムソフトウェア等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、又はハードディスクドライブ等を備える。

第１薬液及び第２薬液の注入は、注入プロトコルに従って自動的に行われる。この注入プロトコルには、例えば、注入時間、注入速度、注入量及び注入圧力リミット値が設定されている。そして、表示部１３は、注入速度等の注入プロトコルの内容を表示し、オペレーターは注入プロトコルの内容を確認することができる。

注入プロトコル及び薬液のデータ等は、メモリ部５３に予め記憶されている。被験者に薬液を注入する場合、オペレーターは、操作部１４の入力キー１４１（図１）を操作して、注入速度及び注入量のデータ等を制御部５に入力することができる。なお、オペレーターは、別途設けられた入力装置を介して、上記データの他、注入時間、注入最大圧力、及びチューブの種類のデータ等を入力してもよい。また、オペレーターは、注入プロトコル及び各種データ等を外部の記憶媒体から読み込むこともできる。さらに、制御部５は、入力されたデータと予め記憶されているデータに基づいて注入条件を算出し、被験者に注入する薬液の量及び注入プロトコルを決定してもよい。また、注入プロトコルは、変更できないようにパスワードによりロックすることもできる。

薬液を注入する前に、オペレーターは注入装置１００の電源をオンにし、第１シリンジ９１及び第２シリンジ９２を注入ヘッド１に搭載する。そして、オペレーターが注入の準備を完了させると、注入装置１００は注入可能状態で待機する。必要に応じて、オペレーターは、操作部１４の撹拌ボタン１４３（図１）を押して第１シリンジ９１を揺動させる。その後、オペレーターは、操作部１４のスタートボタン１４２（図１）を押して薬液の注入を開始する。

なお、オペレーターは、シリンジを搭載した後に、注入装置１００の電源をオンしてもよい。また、オペレーターは、操作部１４に代えて、ハンドスイッチ又はフットスイッチを押して、薬液の注入を開始させてもよい。また、フットスイッチを再度押すことによって薬液の注入が停止するように、注入装置１００を構成することもできる。

図９に示すように、オペレーターが撹拌ボタン１４３を押して撹拌ユニット３の撹拌指令を入力すると、操作部１４は制御部５に撹拌信号を送信する（Ｓ１０１）。そして、撹拌信号を受信した制御部５は撹拌ユニット３を制御し、撹拌ユニット３は予め定められた撹拌動作に従って第１シリンジ９１を揺動する（Ｓ１０２）。具体的には、撹拌用モーター３２からの回転運動は、伝達機構３３を介して回転部材１２４に伝達される。そして、保持部材１１が回転部材１２４と共に揺動し、保持部材１１に保持された第１シリンジ９１が揺動する。

撹拌ユニット３は、第１シリンジ９１の軸線回りに所定の揺動角度で保持部材１１を揺動させる。すなわち、制御部５は、揺動検出部３５からの検出信号に基づいて、保持部材１１の揺動量を判断する。これにより、保持部材１１は、回転部材１２４の中心に位置する揺動軸に対して水平な方向から所定の角度の範囲で往復して揺動される。例えば、撹拌動作は、撹拌時間が１０秒から３００秒であり、回転速度が１０ｒｐｍから１２０ｒｐｍである。また、撹拌動作は、一方向への揺動と逆方向への揺動とを繰り返すように行う。

一例として、撹拌ユニット３は、第１シリンジ９１が下を向くように、保持部材１１を一方向へ１８０度揺動させる。そして、撹拌ユニット３は、第１シリンジ９１が元の位置（原点）に戻るように、保持部材１１を逆方向へ１８０度揺動させる。その後、撹拌ユニット３は、第１シリンジ９１が下を向くように、保持部材１１を逆方向へ１８０度揺動させる。

オペレーターがスタートボタン１４２を押して薬液の注入指令を入力すると、操作部１４は制御部５に注入開始信号を送信する。そして、注入開始信号を受信した制御部５は、注入する薬液を薬液判断部５１に判断させる。薬液判断部５１は、注入プロトコルを参照して、生理食塩水の注入であるか否かを判断する。薬液判断部５１が生理食塩水の注入ではないと判断すると（Ｓ１０３でＮＯ）、造影剤の注入指令であるため、造影剤が被験者に注入される（Ｓ１０４）。すなわち、制御部５は第１駆動部２のアクチュエータ２２を駆動する。そして、アクチュエータ２２は、プレッサーパイプ２３を介してプレッサー２１を前進させる。これにより、プレッサー２１は、ピストン９１４を第１シリンジ９１の先端に向かって前進させる。その結果、第１シリンジ９１内の造影剤が第１チューブ１０３を介して被験者に注入される。

薬液判断部５１が生理食塩水の注入であると判断した場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、制御部５は閉鎖部１６を制御する。そして、閉鎖部１６は、生理食塩水を押し出す前に造影剤の流路を閉鎖する。すなわち、閉鎖部１６は、第１チューブ１０３を押し潰して造影剤の流路を閉鎖する（Ｓ１０５）。具体的には、アクチュエータ１６１が駆動して、クランプ部材１６２がガイド部１０６内の第１チューブ１０３を押し潰す。同時に、遮蔽部材１６３は、閉鎖検出部１６９の光路を遮蔽する。流路が正常に閉鎖されると、閉鎖部１６の閉鎖検出部１６９は、流路の閉鎖を検出して（Ｓ１０６でＹＥＳ）、制御部５に閉鎖信号を送信する。

閉鎖信号を受信した制御部５は、第２駆動部６のアクチュエータ６２を駆動する。そして、アクチュエータ６２は、プレッサーパイプ６３を介してプレッサー６１を前進させる。これにより、プレッサー６１は、ピストン９２４を第２シリンジ９２の先端に向かって前進させる。その結果、第２シリンジ９２内の生理食塩水が第２チューブ１０４を介して被験者に注入される（Ｓ１０７）。

なお、造影剤及び生理食塩水の注入に際して、制御部５は、タイマー（不図示）を利用して注入時間を制御すると共に、薬液の注入圧力等の注入状況を監視している。また、制御部５は、注入開始からの経過時間を、カウントアップにより表示部１３に表示させる。さらに、制御部５は、撮像開始までの時間を、カウントダウンにより表示部１３に表示させてもよい。これにより、適切なタイミングで撮像を開始することができる。一例としての注入プロトコルによれば、制御部５は、造影剤を注入した後に、造影剤をフラッシュするために生理食塩水を注入する。

その後、制御部５は、生理食塩水の押し出しが終了したか否かを終了判断部５４に判断させる。この終了判断部５４は、第２駆動部６の駆動が停止すると、生理食塩水の押し出しが終了したと判断する。具体的には、アクチュエータ６２内のエンコーダー６４、又はアクチュエータ６２内のモーターの回転角度を検出するポテンショメータから受信した信号に基づいて、終了判断部５４が第２駆動部６の駆動の停止を判断する。そして、駆動が停止している場合、終了判断部５４は、生理食塩水の注入が終了したと判断する。一方、制御部５は、注入が終了していないと判断した場合（Ｓ１０８でＮＯ）、生理食塩水の注入を継続させる。

閉鎖部１６は、生理食塩水の押し出しが終了した後に造影剤の流路を開放する。換言すると、閉鎖部１６は、押し出しが終了したと終了判断部５４が判断したときに流路を開放する。すなわち、押し出しが終了したと終了判断部５４が判断した場合（Ｓ１０８でＹＳＥ）、制御部５は閉鎖部１６を制御する。そして、閉鎖部１６は、第１チューブ１０３のガイド部１０６内からクランプ部材１６２を退避させて造影剤の流路を開放する（Ｓ１０９）。

これにより、生理食塩水が注入されている間だけ造影剤の流路が閉鎖され、造影剤の流路が通常は開放される。生理食塩水の注入が終了した後に造影剤の流路が開放され、再度第１シリンジ９１を揺動する場合はＳ１０１に戻り、各ステップを繰り返す。このとき、流路が開放されているため、撹拌ユニット３は、閉鎖部１６が造影剤の流路を開放している状態で第１シリンジ９１を揺動させる。これにより、第１シリンジ９１の揺動前、又は造影剤の注入前に流路の開放をチェックする必要がない。さらに、誤ってプレッサー２１を前進させてしまっても、造影剤のマイクロバブルが壊れてしまうことを防止できる。

流路の閉鎖が検出されない場合、閉鎖部１６の閉鎖検出部１６９は、制御部５に閉鎖信号を送信しない。制御部５は、閉鎖部１６に流路を閉鎖させてから所定時間内に閉鎖信号を受信しない場合には（Ｓ１０６でＮＯ）、警告報知部５２にエラーを報知させる。この警告報知部５２は、表示部１３にエラーを示す記号等を表示させる（Ｓ１１０）。これにより、オペレーターに流路の閉鎖のチェックを促す。なお、注入装置１００が音声出力部を有している場合、警告報知部５２は音声出力部にエラーを示す音声を出力させてもよい。

また、オペレーターは、操作部１４を介して第２駆動部６の動作指令を手動で入力することができる。例えば、オペレーターは、操作部１４の前進ボタンを押し下げている間、プレッサー６１を前進させて生理食塩水を押し出させることができる。この場合、操作部１４は、注入開始信号としてプレッサー６１の前進信号を制御部５に送信する。前進信号を受信した制御部５は、注入する薬液を薬液判断部５１に判断させる。そして、薬液判断部５１は、プレッサー６１の前進信号であるため生理食塩水の注入であると判断する。この判断結果を受けた制御部５は閉鎖部１６を制御し、閉鎖部１６は生理食塩水を押し出す前に造影剤の流路を閉鎖する。

流路が正常に閉鎖されると、閉鎖部１６の閉鎖検出部１６９は、流路の閉鎖を検出して制御部５に閉鎖信号を送信する。閉鎖信号を受信した制御部５は、第２駆動部６のアクチュエータ６２を駆動する。これにより、第２シリンジ９２内の生理食塩水が第２チューブ１０４を介して注入される。その後、制御部５は、生理食塩水の押し出しが終了したか否かを終了判断部５４に判断させる。終了判断部５４は、操作部１４を介した動作指令の入力が停止したときに、生理食塩水の押し出しが終了したと判断する。そして、制御部５は、注入が終了したと終了判断部５４が判断した場合には、閉鎖部１６を制御して造影剤の流路を開放させる。

上述したように、制御部５は、第１駆動部２及び第２駆動部６を制御する。そして、制御部５は、第１駆動部２又は第２駆動部６が動作している状態で撹拌ユニット３の撹拌指令が入力されると、撹拌指令を無視するか又は第２駆動部６の動作を停止する。すなわち、第１駆動部２又は第２駆動部６が動作している状態で、オペレーターが誤って撹拌ボタン１４３を押し下げて撹拌指令を入力したとき、制御部５は撹拌指令を無視するか又は第２駆動部６の動作を停止する。これにより、第１駆動部２又は第２駆動部６が動作している状態で撹拌ユニット３が第１シリンジ９１を揺動させてしまうことが防止される。

また、制御部５は、造影剤の流路が閉鎖されているときに、オペレーターが誤って撹拌ボタン１４３を押し下げて撹拌指令を入力した場合、警告報知部５２に警告を報知させてもよい。さらに、制御部５は、造影剤の流路が閉鎖されているときに、オペレーターが誤って前進ボタンを押し下げて第１駆動部２の動作指令を入力した場合、警告報知部５２に警告を報知させてもよい。

なお、オペレーターが誤って操作部１４の２種類のボタンを同時に押した場合、例えばプレッサー６１の前進ボタンと撹拌ボタン１４３を同時に押した場合には、制御部５は注入装置１００を停止させる。さらに、オペレーターが誤って、薬液の注入中に操作部１４の操作ボタンを押した場合、例えば生理食塩水の注入中にプレッサー２１の前進ボタンを押した場合にも、制御部５は注入装置１００を停止させる。ただし、注入装置１００が停止されることに代えて、２種類のボタンが同時に押された場合、又は薬液の注入中に操作ボタンが押された場合、制御部５は、当該ボタンによる指令の入力を無視してもよい。

［リミット検出部］
図２に戻り、注入装置１００は、第１駆動部２によって前進又は後退されるプレッサーパイプ２３と、プレッサーパイプ２３の前進及び後退の限界位置を検知するリミット検出部２５とを備えている。同様に、注入装置１００は、第２駆動部６によって前進又は後退されるプレッサーパイプ６３と、プレッサーパイプ６３の前進及び後退の限界位置を検知するリミット検出部６５とを備えている。

リミット検出部２５は、プレッサーパイプ２３の前進及び後退の限界位置を検知することによって、プレッサー２１の前進リミット及び後退リミットを監視している。同様に、リミット検出部６５は、プレッサーパイプ６３の前進及び後退の限界位置を検知することによって、プレッサー６１の前進リミット及び後退リミットを監視している。そして、リミット検出部２５からの検出信号を受信した場合、制御部５は、プレッサー２１の前進又は後退を停止する。同様に、リミット検出部６５からの検出信号を受信した場合、制御部５は、プレッサー６１の前進又は後退を停止する。

リミット検出部２５及びリミット検出部６５は同様の構造を有している。そのため、リミット検出部２５の説明は省略して、図１０及び図１１を参照してリミット検出部６５について説明する。なお、図１０は上方前側から見たリミット検出部６５を示しており、図１１はリミット検出部６５の上下方向に延在する長手方向に沿った断面を示している。また、図１０及び図１１は、プレッサーパイプ６３を限界位置まで前進させた状態を示している。

図１０に示すように、リミット検出部６５は、後退の限界位置を検知する第１リミット検出部６５１と、前進の限界位置を検知する第２リミット検出部６５３とを有している。そして、第１リミット検出部６５１及び第２リミット検出部６５３は、光学式のスリットセンサーである。また、プレッサーパイプ６３には、第１光透過部６５２と第２光透過部６５４（図１１）とが形成されている。この第１光透過部６５２及び第２光透過部６５４は、プレッサーパイプ６３を貫通する穴である。

図１１に示すように、第２光透過部６５４の位置は、プレッサーパイプ６３が前進の限界位置に到達したときに、第２リミット検出部６５３が第２光透過部６５４を透過した光を検知するように設定されている。同様に、第１光透過部６５２の位置は、プレッサーパイプ６３が後退の限界位置に到達したときに、第１リミット検出部６５１が第１光透過部６５２を透過した光を検知するように設定されている。

第２リミット検出部６５３が第２光透過部６５４を透過した光を検知したとき、リミット検出部６５は制御部５に検出信号を送信する。そして、検出信号を受信した制御部５は、第２駆動部６を制御する。これにより、第２駆動部６は、プレッサー６１の前進を停止する。同様に、第１リミット検出部６５１が第１光透過部６５２を透過した光を検知したとき、リミット検出部６５は制御部５に検出信号を送信する。そして、検出信号を受信した制御部５は第２駆動部６を制御する。これにより、第２駆動部６は、プレッサー６１の後退を停止する。このような構成によって、前進及び後退の限界位置を検知することにより、以下のような理由で注入装置１００を小型化することができる。

例えば、特許文献１に記載のリミット検出部は、光学式のスリットセンサーである前側リミット検出部及び後側リミット検出部を有している。そして、ねじ軸の後端部に遮蔽板が固定されており、前側リミット検出部は、プレッサーが限界まで前進すると遮蔽板によって遮蔽される。また、後側リミット検出部は、プレッサーが限界まで後退すると、遮蔽板によって遮蔽される。

そのため、ねじ軸は、前側リミット検出部と後側リミット検出部との間の距離に対応する長さの後端部を必要とする。その結果、注入装置のサイズが大きくなってしまう。しかし、第１実施形態に係るリミット検出部６５によれば、前進リミット及び後退リミットを検知するためのねじ軸の後端部が不要になる。その結果、注入装置１００をより小型化できる。

また、プレッサーパイプ６３は、中空部６３２と中実部６３４とを有している。そして、第１光透過部６５２は中空部６３２に形成されており、第２光透過部６５４は中実部６３４に形成されている。すなわち、第１光透過部６５２と第２光透過部６５４との間には、中実部６３４の少なくとも一部が存在している。これにより、第１光透過部６５２に薬液が侵入した場合であっても、中実部６３４によって注入ヘッド１内への侵入が防止される。

なお、第１光透過部６５２及び第２光透過部６５４には、光透過性樹脂等を充填することもできる。ただし、第１光透過部６５２及び第２光透過部６５４が重力方向に延在している貫通穴であれば、貫通穴に侵入した薬液等を重力によって装置外に排出することができる。

第１実施形態に係る注入装置１００によれば、三方活栓を搭載して駆動するためのスペースが不要となる。これにより、マイクロバブルの破壊を防止しながら、注入装置１００を小型化することができる。また、第２薬液の注入後に閉鎖部１６が第１薬液の流路を開放する。これにより、撹拌ユニット３は、閉鎖部１６が造影剤の流路を開放している状態で、第１シリンジ９１を揺動することができる。さらに、第１実施形態に係るリミット検出部６５によって、前進及び後退の限界位置を検知するためのねじ軸の後端部を必要としない結果、注入装置１００をより小型化できる。

なお、制御部５は、閉鎖部１６から閉鎖信号を受信した場合には、第１駆動部２のアクチュエータ２２を駆動させないように制御してもよい。また、制御部５は、撹拌動作中に注入を開始しないように第１駆動部２を制御してもよい。この場合、制御部５は、保持部材１１の揺動が停止した後に薬液の注入を開始する。そのため、撹拌動作中に注入開始信号を受信した場合、制御部５は撹拌動作の終了を待ってアクチュエータ２２を駆動させる。これにより、注入中に揺動動作によって第１チューブ１０３が動くことはなく、被験者からカテーテル等が外れてしまうことを防止できる。

また、制御部５は、注入を開始する際に、撹拌ユニット３に自動で撹拌動作を行わせることもできる。この場合、注入開始信号を受信した制御部５は、撹拌ユニット３に撹拌動作を行わせ、撹拌動作が終了した後にアクチュエータ２２を駆動する。また、撹拌動作は、薬液の分離が検知されたときに自動で開始させることもできる。薬液の分離は濁り検出部等によって検知でき、制御部５は検出信号を受信すると撹拌動作を開始する。さらに、オペレーターは、所定の時間ごとに、自動で撹拌動作を行うように設定することもできる。なお、必要であれば、薬液の注入中に撹拌動作を行ってもよい。

［第２実施形態］
図１２を参照して第２実施形態に係る制御について説明する。なお、図１２は第２実施形態に係る流路の閉鎖を説明するフローチャートである。また、第２実施形態の説明においては、第１実施形態との相違点について説明し、第１実施形態で説明した構成要素については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。

［流路閉鎖フロー］
第１実施形態と同様に、注入装置１００は、第１駆動部２、第２駆動部６、撹拌ユニット３及び閉鎖部１６を制御する制御部５と、記憶部としてのメモリ部５３とを備えている。また、制御部５は、注入する薬液を判断する薬液判断部５１と、エラーを報知する警告報知部５２と、第２薬液の押し出しの終了を判断する終了判断部５４とを有している。第２実施形態においては、造影剤の流路が通常は閉鎖される点で第１実施形態と異なる。

オペレーターが注入の準備を完了させると、注入装置１００は注入可能状態で待機する。具体的にオペレーターは、第１チューブ１０３をガイド部１０６に配置した後に操作部１４のチェックボタンを押し下げる。これにより、操作部１４から信号を受信した制御部５は、閉鎖部１６を制御する。そして、閉鎖部１６は、第１チューブ１０３を押し潰して造影剤の流路を閉鎖する。この状態で注入装置１００は待機する。その後、オペレーターは、操作部１４の撹拌ボタン１４３（図１）を押して第１シリンジ９１を揺動させる。

図１２に示すように、オペレーターが撹拌ボタン１４３を押して撹拌ユニット３の撹拌指令を入力すると、操作部１４は制御部５に撹拌信号を送信する（Ｓ２０１）。第２実施形態においては、造影剤の流路が通常は閉鎖されているため、閉鎖部１６は、撹拌ユニット３の撹拌指令が入力されたときに造影剤の流路を開放する。具体的に、閉鎖部１６は、第１チューブ１０３のガイド部１０６内からクランプ部材１６２を退避させて造影剤の流路を開放する（Ｓ２０２）。

流路が正常に開放されない場合、閉鎖部１６の閉鎖検出部１６９は、制御部５に閉鎖信号を送信し続ける。制御部５は、閉鎖部１６に流路を開放させてから所定時間を経過しても閉鎖信号を受信している場合には、流路の開放が検出されないと判断し（Ｓ２０３でＮＯ）、警告報知部５２を制御する。そして、警告報知部５２は、表示部１３にエラーを示す記号等を表示させる（Ｓ２０４）。これにより、オペレーターに流路の閉鎖のチェックを促す。その後は、撹拌信号が再度入力されるまで、制御部５は撹拌動作を行わない。

流路が正常に開放された場合、閉鎖部１６の閉鎖検出部１６９は、制御部５に閉鎖信号を送信しなくなる。制御部５は、閉鎖信号を受信しなくなると、流路の開放が検出されたと判断する（Ｓ２０３でＹＥＳ）。そして、制御部５は撹拌ユニット３を制御し、撹拌ユニット３は予め定められた撹拌動作に従って第１シリンジ９１を揺動する（Ｓ２０５）。これにより、撹拌ユニット３は、閉鎖部１６が造影剤の流路を開放している状態で第１シリンジ９１を揺動させることができる。

さらに、制御部５は、第１シリンジ９１の揺動が終了したか否かを終了判断部５４に判断させる。具体的に、終了判断部５４は、撹拌用モーター３２のエンコーダー３２１、又は撹拌ユニット３内のポテンショメータから受信した信号に基づいて、撹拌用モーター３２の停止を判断する。そして、撹拌用モーター３２が停止している場合、終了判断部５４は、第１シリンジ９１の揺動が終了したと判断する。一方、制御部５は、揺動が終了していないと終了判断部５４が判断した場合（Ｓ２０６でＮＯ）、第１シリンジ９１の揺動を継続させる。

揺動が終了したと終了判断部５４が判断した場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、制御部５は、閉鎖部１６を制御する。そして、閉鎖部１６は、第１チューブ１０３を押し潰して造影剤の流路を閉鎖する（Ｓ２０７）。流路が正常に閉鎖されると、閉鎖部１６の閉鎖検出部１６９は、流路の閉鎖を検出して、制御部５に閉鎖信号を送信する。オペレーターがスタートボタン１４２を押すと、操作部１４は制御部５に注入開始信号を送信する。そして、注入開始信号を受信した制御部５は、注入する薬液を薬液判断部５１に判断させる。この薬液判断部５１は、注入プロトコルを参照して、造影剤の注入であるか否かを判断する。

薬液判断部５１が造影剤の注入ではないと判断すると（Ｓ２０８でＮＯ）、生理食塩水の注入指令であるため、生理食塩水が被験者に注入される（Ｓ２１２）。第２実施形態においては、通常は造影剤の流路が閉鎖されているため、生理食塩水の注入前に流路を閉鎖する必要がない。そのため、生理食塩水の注入前に流路の閉鎖をチェックする必要もない。

生理食塩水を注入するときには、制御部５は第２駆動部６のアクチュエータ６２を駆動する。そして、アクチュエータ６２は、プレッサーパイプ６３を介してプレッサー６１を前進させる。これにより、プレッサー６１は、ピストン９２４を第２シリンジ９２の先端に向かって前進させる。その結果、第２シリンジ９２内の生理食塩水が被験者に注入される。その後、制御部５は、造影剤の注入を行うときまで待機する。第２実施形態においては、通常は造影剤の流路が閉鎖されているため、生理食塩水の注入後に流路を開放する必要はない。

薬液判断部５１が造影剤の注入であると判断すると（Ｓ２０８でＹＥＳ）、制御部５は、閉鎖部１６を制御する。そして、閉鎖部１６は、第１チューブ１０３のガイド部１０６内からクランプ部材１６２を退避させて造影剤の流路を開放する（Ｓ２０９）。流路が正常に開放されない場合、閉鎖部１６の閉鎖検出部１６９は、制御部５に閉鎖信号を送信し続ける。制御部５は、閉鎖部１６に流路を開放させてから所定時間を経過しても閉鎖信号を受信している場合には、流路の開放が検出されていないと判断し（Ｓ２１０でＮＯ）、警告報知部５２に警告を報知させる（Ｓ２１３）。これにより、オペレーターに流路の開放のチェックを促す。その後は、注入開始信号が再度入力されるまで、制御部５は、注入動作を行わない。

流路が正常に開放された場合、閉鎖部１６の閉鎖検出部１６９は、制御部５に閉鎖信号を送信しなくなる。制御部５は、閉鎖信号を受信しなくなると、流路の開放が検出されたと判断する（Ｓ２１０でＹＥＳ）。その後、制御部５は第１駆動部２のアクチュエータ２２を駆動する。そして、アクチュエータ２２は、プレッサーパイプ２３を介してプレッサー２１を前進させる。これにより、プレッサー２１は、ピストン９１４を第１シリンジ９１の先端に向かって前進させる。その結果、第１シリンジ９１内の造影剤が被験者に注入される（Ｓ２１１）。

その後、制御部５は、造影剤の押し出しが終了したか否かを終了判断部５４に判断させる。終了判断部５４は、第１駆動部２の駆動が停止すると、造影剤の押し出しが終了したと判断する。具体的には、アクチュエータ２２内のエンコーダー２４、又はアクチュエータ２２内のモーターの回転角度を検出するポテンショメータから受信した信号に基づいて、終了判断部５４が第１駆動部２の駆動の停止を判断する。そして、駆動が停止している場合、終了判断部５４は、造影剤の注入が終了したと判断する。造影剤の押し出しが終了したと終了判断部５４が判断した場合、閉鎖部１６は、上述した態様と同様に第１チューブ１０３を押し潰して造影剤の流路を閉鎖する。

第２実施形態に係る注入装置１００によれば、三方活栓を搭載して駆動するためのスペースが不要となる。これにより、マイクロバブルの破壊を防止しながら、注入装置１００を小型化することができる。また、第２薬液の注入後に閉鎖部１６が第１薬液の流路を開放する。これにより、撹拌ユニット３は、閉鎖部１６が第１チューブ１０３を開放している状態で、第１シリンジ９１を揺動することができる。さらに、通常は造影剤の流路が閉鎖されているため、生理食塩水の注入前に流路を閉鎖する必要がない。

［第３実施形態］
図１３及び図１４を参照して、自動撹拌モードを有する第３実施形態の注入装置３００について説明する。図１３は、第３実施形態に係る注入装置３００の概略ブロック図である。図１４は、自動撹拌モードを説明するフローチャートである。第３実施形態の説明においては、第１及び第２実施形態との相違点について説明し、第１及び第２実施形態で説明した構成要素については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。

図１３に示すように、注入装置３００は、第１駆動部３０２、第２駆動部３０６、撹拌ユニット３及び閉鎖部１６を制御する制御部５と、記憶部としてのメモリ部５３とを備えている。また、制御部５は、不図示のタイマーを有している。この制御部５は、例えばワンチップマイコンであるＣＰＵであり、予めメモリ部５３に記憶されたプログラムに応じて注入装置３００全体の処理動作を実行する。また、メモリ部５３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、又はハードディスクドライブを備えている。

第１駆動部３０２は、不図示のモーター（例えばＤＣモーター）を備え、第１シリンジ９１から第１薬液（造影剤）を押し出す。また、第１駆動部３０２は、第１薬液の注入圧力を検知する第１検知部３２９を備えている点で、第１及び第２実施形態と異なる。この第１検知部３２９は、モーターに供給される電流の電流値を計測し、計測した電流値に基づいて注入圧力を求める。代替的に、第１検知部３２９が計測した電流値を制御部５に送信し、受信した電流値に基づいて制御部５が注入圧力を求めてもよい。制御部５は、第１薬液の注入中、所定の最大注入圧力を超えないように第１駆動部３０２を制御する。なお、第１検知部３２９は、ロードセルであってよい。

同様に、第２駆動部３０６は、不図示のモーター（例えばＤＣモーター）を備え、第２シリンジ９２から第２薬液（生理食塩水）を押し出す。また、第２駆動部３０６は、第２薬液の注入圧力を検知する第２検知部３６９を備えている点で、第１及び第２実施形態と異なる。この第２検知部３６９は、モーターに供給される電流の電流値を計測し、計測した電流値に基づいて注入圧力を求める。代替的に、第２検知部３６９が計測した電流値を制御部５に送信し、受信した電流値に基づいて制御部５が注入圧力を求めてもよい。制御部５は、第２薬液の注入中、所定の最大注入圧力を超えないように第２駆動部３０６を制御する。なお、第２検知部３６９は、ロードセルであってよい。

撹拌ユニット３は、撹拌用モーター３２を備え、第１シリンジ９１を揺動させる。この撹拌ユニット３は、揺動角度を検出する揺動検出部３５を有している。また、閉鎖部１６は、第１シリンジ９１に接続される第１チューブ１０３内の流路を閉鎖する。この閉鎖部１６は、第１チューブ１０３内の流路の閉鎖を検知する閉鎖検出部１６９を備えている。

［自動撹拌モード］
第３実施形態の注入装置３００は、所定時間（例えば３０秒から６０秒）毎に撹拌動作を自動で繰り返す自動撹拌モードを有している。この自動撹拌モードについて、図１３及び図１４を参照して説明する。

薬液を注入する前に、オペレーターは注入装置３００の電源をオンにする。このとき、流路が閉鎖されていた場合には、閉鎖部１６が流路を開放する。また、保持部材１１（図１）が原点からずれていた場合には、撹拌ユニット３が保持部材１１を元の位置に移動させる。そして、オペレーターは、第１シリンジ９１及び第２シリンジ９２を注入ヘッド１に搭載する。続いて、オペレーターは、操作部１４の前進ボタン１４５Ａを押す。これにより、第１駆動部３０２のプレッサー２１が前進し、第１シリンジ９１のピストン９１４の後端に当接する。同様に、オペレーターは、前進ボタン１４５Ｂを押して、第２駆動部３０６のプレッサー６１を第２シリンジ９２のピストン９２４の後端に当接させる。なお、オペレーターは、前進ボタン１４５Ａ又は後退ボタン１４６Ａ、若しくは前進ボタン１４５Ｂ又は後退ボタン１４６Ｂを押して、プレッサー２１及びプレッサー６１を所定の位置まで予め移動させておいてもよい。

その後、オペレーターは、第１薬液を撹拌するために、操作部１４の撹拌ボタン１４３を押して自動撹拌モードを開始する（Ｓ３０１）。すなわち、撹拌ボタン１４３が押されて撹拌ユニット３の撹拌指令が入力されると、操作部１４は制御部５に撹拌信号を送信する。そして、撹拌信号を受信した制御部５は、撹拌ユニット３を制御し、撹拌ユニット３は予め定められた初期の撹拌動作に従って第１シリンジ９１を揺動する（Ｓ３０２）。

初期の撹拌動作では、例えば、撹拌ユニット３は、第１シリンジ９１が下を向くように、保持部材１１を第１方向へ１８０度揺動させる。そして、所定時間（例えば２秒）停止した後に、撹拌ユニット３は、第１シリンジ９１が元の位置（原点）を通過して下を向くように、保持部材１１を第１方向とは逆の第２方向へ３６０度揺動させる。続いて、所定時間（例えば２秒）停止した後に、撹拌ユニット３は、第１シリンジ９１が元の位置に戻るように、保持部材１１を第１方向へ１８０度揺動させる。

このとき、制御部５は、第２方向への揺動の揺動角度が３７０度以上又は３５０度以下となる場合には、警告報知部５２（図８）に警告を報知させる。警告を報知した場合、制御部５は、自動撹拌モードを解除する。

自動撹拌モードにおいて、制御部５は、タイマーからの情報を参照して、初期の撹拌動作と同じ撹拌動作を所定時間毎に自動で繰り返す（Ｓ３０３）。代替的に、初期の撹拌動作と異なる撹拌動作、例えば、第１方向へ１８０度揺動した後に第２の方向へ１８０度揺動する動作を繰り返してもよい。この自動撹拌中は、撹拌ボタン１４３が点滅して自動撹拌モードの表示を行う。オペレーターは、操作部１４の入力キー１４１を操作して、注入速度及び注入量を制御部５に入力する。表示部１３は、注入速度及び注入量を表示し、オペレーターはその内容を確認できる。入力項目は、選択ボタン１４７を押す毎に変更される。

この入力後、オペレーターは針を被験者に穿刺し、操作部１４のスタンバイボタン１４８を押す。これにより、注入の準備が完了し、注入装置３００は注入可能状態で待機する。このとき、操作部１４のランプ１４０が点灯して、待機状態を表示する。注入の準備及び待機の間、自動撹拌モードは継続されている。そして、自動撹拌中、制御部５は、自動撹拌モードを停止するか否か判断する（Ｓ３０４）。具体的に、制御部５は、モード停止の条件が満たされた場合に（Ｓ３０４でＹＥＳ）、自動撹拌モードを停止する（Ｓ３０５）。このモード停止の条件とは、例えば、操作部１４のスタートボタン１４２の押し下げ、前進ボタン１４５Ａ，１４５Ｂの押し下げ、後退ボタン１４６Ａ，１４６Ｂの押し下げ、又は閉鎖信号の受信である。

一例として、オペレーターがスタートボタン１４２を押した場合、注入開始信号を受信した制御部５は、自動撹拌モードを途中で停止して薬液を注入する。このとき、制御部５は、揺動の途中（例えば、第１シリンジ９１が下を向いた状態）であっても、自動撹拌モードを停止する。これは、薬液の注入開始タイミングを重視するためである。ただし、代替的に揺動終了後に自動撹拌モードを停止してもよい。例えば、自動撹拌モードは、第１シリンジ９１が上を向くまで揺動した後に停止させてもよい。自動撹拌モードを停止することにより、第１駆動部３０２又は第２駆動部３０６が駆動している間の揺動を防止できる。

その後、制御部５は、モード再開の条件が満たされ場合に（Ｓ３０６でＹＥＳ）、自動撹拌モードを再開する（Ｓ３０３）。このモード再開の条件とは、例えば、第２薬液の注入完了である。すなわち、終了判断部５４（図８）が第２薬液の注入が終了したと判断すると、制御部５は自動撹拌モードを再開する。このとき、薬液注入中に自動撹拌モードの所定時間が経過していれば、再開と同時に撹拌ユニット３が揺動を行う。モード再開の条件が満たされない場合（Ｓ３０６でＮＯ）、制御部５は、自動撹拌モードの停止を継続する。

さらに、自動撹拌中、制御部５は、自動撹拌モードを解除するか否か判断する（Ｓ３０７）。具体的に、制御部５は、モード解除の条件が満たされた場合に（Ｓ３０７でＹＥＳ）、自動撹拌モードを解除して自動撹拌モードを終了させる。自動撹拌モードが終了すると、撹拌ボタン１４３は消灯する。このモード解除の条件とは、例えば、操作部１４のオートリターンボタン１４９の押し下げ、第１薬液又は第２薬液全量の注入完了、後退ボタン１４６Ａの押し下げ、撹拌ボタン１４３の押し下げ、又は警告の報知である。自動撹拌モードを解除することにより、撹拌が不要な場合の揺動を防止できる。モード解除の条件が満たされない場合（Ｓ３０７でＮＯ）、制御部５は、自動撹拌モードを継続する（Ｓ３０３）。

一例として、オペレーターがオートリターンボタン１４９を押した場合、第２駆動部３０６は、プレッサーパイプ６３を介してプレッサー６１を所定の位置まで後退させる。このとき、制御部５は、第１シリンジ９１が上を向くまで揺動した後に自動撹拌モードを解除する。これにより、撹拌動作の繰り返しが停止する。代替的に、制御部５は、揺動の途中（例えば、第１シリンジ９１が下を向いた状態）で、自動撹拌モードを解除してもよい。オペレーターは、撹拌ボタン１４３を押すことにより、自動撹拌モードを再開することができる。

なお、待機状態において、オペレーターが操作部１４の停止ボタン１４４を押した場合、待機状態が解除される。また、薬液の注入中に、オペレーターが操作部１４の停止ボタン１４４を押した場合、薬液の注入が停止する。しかし、これらの状況において第１薬液が残っている場合は撹拌が必要であるので、自動撹拌モードは解除されない。待機状態及び薬液の注入中以外の自動撹拌中の状況において、オペレーターが停止ボタン１４４を押した場合は、自動撹拌モードが解除されてもよい。

また、制御部５は、保持部材１１が外力によって揺動した場合に自動撹拌モードを解除してもよい。一例として、制御部５は、揺動時以外に揺動検出部３５（図３）が所定角度（例えば９０度）の揺動を検出したときに、自動撹拌モードを解除する。

上記の各手順は、適宜順番を入れ替えることができる。例えば、オペレーターは、各シリンジを搭載した後に、注入装置３００の電源をオンしてもよい。また、オペレーターは、スタンバイボタン１４８を押した後に、自動撹拌モードを開始させてもよい。

第３実施形態に係る注入装置３００によれば、三方活栓を搭載して駆動するためのスペースが不要となる。これにより、マイクロバブルの破壊を防止しながら、注入装置３００を小型化することができる。また、自動的に撹拌が繰り返されるため、オペレーターが都度撹拌ボタン１４３を押す必要がない。これにより、オペレーターの作業を低減することができると共に、造影剤の分離を自動的に抑制することができる。

制御部５は、第１薬液又は第２薬液の注入圧力が、マイクロバブルが崩壊する限界注入圧力よりも低くなるように制御してもよい。この場合、制御部５は、メモリ部５３から予め記憶された限界注入圧力を取得する。そして、制御部５は、限界注入圧力に至らないように、第１駆動部３０２又は第２駆動部３０６を制御する。また、制御部５は、第１シリンジ９１又は第２シリンジ９２に配置された、ＲＦＩＤ又はバーコード等のデーターキャリアから限界注入圧力を取得してもよい。制御部５は、注入ヘッド１を介してデーターキャリアから記録された情報を読み取ることができる。なお、限界注入圧力は、実験により求めることができる。

メモリ部５３は、被験者に穿刺する針の太さ毎に設定された複数の限界注入圧力を記憶していてもよい。この限界注入圧力は、針が太くなるにつれて高くなるように設定することができる。例えば、２１Ｇの針用の限界注入圧力は、２２Ｇの針よりも高く且つ２０Ｇの針よりも低く設定される。

さらに、制御部５は、第１薬液を押し出した後に、この第１薬液を第２薬液で後押しして、第３チューブ１０５内で第１薬液を停止させるように第２駆動部３０６を制御してもよい。すなわち、制御部５は、造影剤の注入後に造影剤をカテーテルに近い位置へ移動させるように、第２駆動部３０６を制御してもよい。この場合、制御部５は、第３チューブ１０５に応じた第２薬液の注入量をメモリ部５３から取得する。そして、制御部５は、第３チューブ１０５内の所定位置で第１薬液が停止するように、取得した注入量の第２薬液を第２駆動部３０６に注入させる。

第３チューブ１０５の長さに応じて、造影剤を移動させるために必要な生理食塩水の量は変動する。そこで、制御部５は、第３チューブ１０５の長さ（種類）に応じて、必要な生理食塩水の注入量を判断してもよい。これにより、薬液が体内に注入されるタイミングと、注入装置が注入を開始するタイミングとのずれを減少させて、画質の低下を抑制することができる。また、異なる長さを有する複数種類のチューブが使用される場合であっても、造影剤を後押しして適切な位置へ進めることができる。

［変形例］
以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施形態及び各変形例は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。

例えば、各モーターには、超音波モーターを用いることができる。さらに、保持部１２は固定されていたが、保持部材１１と同様に揺動させることもできる。また、注入装置１００，３００は、超音波診断装置以外の他の医療用撮像装置と共に使用することもできる。このような医療用撮像装置としては、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＣＴ（Computed Tomography）装置、アンギオ撮像装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＣＴアンギオ装置、ＭＲアンギオ装置、血管撮像装置等の各種医療用撮像装置がある。

また、注入装置１００，３００は、撮像装置に有線又は無線接続することもできる。この場合、薬液の注入時及び画像の撮影時には、撮像装置と注入装置１００，３００との間で各種データが送受信される。例えば、注入装置１００，３００において撮像条件が設定又は表示されてもよく、撮像装置において注入条件が設定又は表示されてもよい。

また、注入装置１００，３００は、注入結果（注入履歴及び撹拌動作の履歴）に関する情報を、ネットワーク経由でＲＩＳ（Radiology Information System）、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）、及びＨＩＳ（Hospital Information System）等の外部記憶装置に送信し記憶させることもできる。この場合、撹拌動作の履歴には、薬液の名称、撹拌時間及び揺動速度等のデータが含まれ得る。また、注入履歴には、薬液の名称、注入速度、注入量、注入時間及び注入最大圧力等のデータが含まれ得る。なお、注入装置１００，３００が通信部を備える場合、通信部を介して超音波診断装置から撮影結果に関する情報、例えば、検査ＩＤ、撮影時間及び撮影部位等を取得することもできる。そして、注入装置１００，３００は、撮影結果と関連付けた注入結果を、外部記憶装置に記憶させることができる。また、オペレーターは、病院内情報システムの端末を利用して、注入装置に注入プロトコル等の情報を送受信することもできる。

また、シリンジには、ＲＦＩＤやバーコードといったデーターキャリアを設けることもできる。このデーターキャリアには、充填された薬液の情報等が記録されている。そして、注入装置１００，３００は、注入ヘッド１を介してデーターキャリアから記録された情報を読み取ることができる。例えば、注入装置１００，３００は、読み取った薬液の情報を注入ヘッド１の表示部１３に表示させることができる。なお、薬液の情報としては、例えば、製品名称、薬剤名、製品ＩＤ、化学分類、含有成分、濃度、粘度、シリンジ容量、シリンジ耐圧、シリンダ内径及びピストンストローク等がある。

制御部５は、メモリ部５３から薬液の充填時刻を取得し、タイマーからの情報を参照して、充填時刻から所定時間（例えば、１〜２時間）を経過した場合に警告報知部５２にエラーを報知させてもよい。この充填日時は、オペレーターが操作部１４からメモリ部５３に入力することができる。これにより、使用可能時間の経過によってマイクロバブルが崩壊してしまう前に、オペレーターに薬液の注入を促すことができる。代替的に、制御部５は、シリンジの搭載時刻を自動的にメモリ部５３に記憶させ、搭載時刻から所定時間を経過した場合に警告報知部５２にエラーを報知させてもよい。

［付記］
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）第１薬液が充填された第１シリンジから前記第１薬液を押し出す第１駆動部と、前記第１シリンジに接続されるチューブ内の流路を閉鎖する閉鎖部と、前記第１シリンジを揺動させる撹拌ユニットとを備える注入装置の制御方法であって、前記閉鎖部が前記流路を開放している状態で、前記撹拌ユニットに前記第１シリンジを揺動させる、制御方法。

（付記２）薬液が充填されたシリンジから前記薬液を押し出す駆動部と、前記駆動部によって前進又は後退されるプレッサーパイプと、前記プレッサーパイプの前進及び後退の限界位置を検知するリミット検出部とをさらに備え、前記プレッサーパイプには、第１光透過部と第２光透過部とが形成されており、前記第１光透過部及び前記第２光透過部の位置は、前記前進の限界位置に到達したときに前記リミット検出部が前記第１光透過部を透過した光を検知し、且つ前記後退の限界位置に到達したときに前記リミット検出部が前記第２光透過部を透過した光を検知するように設定されている、注入装置。

（付記３）第１薬液が充填された第１シリンジから前記第１薬液を押し出す第１駆動部と、前記第１シリンジを揺動させる撹拌ユニットとを備える注入装置の制御方法であって、前記撹拌ユニットは、撹拌動作を所定時間毎に自動で繰り返す、制御方法。

（付記４）第１薬液が充填された第１シリンジから前記第１薬液を押し出す第１駆動部と、前記第１シリンジを揺動させる撹拌動作を所定時間毎に自動で繰り返す撹拌ユニットとを備える注入装置。

（付記５）マイクロバブルを含む薬液が充填されたシリンジから前記薬液を押し出す駆動部と、前記薬液の注入圧力を検知する検知部と、前記シリンジを揺動させる撹拌ユニットとを備える注入装置の制御方法であって、前記注入圧力が所定圧力を超えないように前記駆動部を駆動し、前記所定圧力は、前記マイクロバブルを崩壊させない圧力に設定されている、制御方法。

（付記６）マイクロバブルを含む薬液が充填されたシリンジから前記薬液を押し出す駆動部と、前記薬液の注入圧力を検知する検知部と、前記シリンジを揺動させる撹拌ユニットと、前記注入圧力が所定圧力を超えないように前記駆動部を駆動する制御部とを備え、前記所定圧力は、前記マイクロバブルを崩壊させない圧力に設定されている、注入装置。

この出願は２０１６年４月１４日に出願された日本国特許出願第２０１６−８０９５７号からの優先権を主張し、その全内容を引用してこの出願の一部とする。

２：第１駆動部、３：撹拌ユニット、５：制御部、６：第２駆動部、１４：操作部、１６：閉鎖部、５２：警告報知部、５４：終了判断部、６３：プレッサーパイプ、６５：リミット検出部、９１：第１シリンジ、９２：第２シリンジ、１００：注入装置、１０３：第１チューブ、３００：注入装置、３０２：第１駆動部、３０６：第２駆動部、６５２：第１光透過部、６５４：第２光透過部

Claims (9)

1. 第１薬液が充填された第１シリンジから前記第１薬液を押し出す第１駆動部と、
   前記第１シリンジに接続されるチューブ内の流路を閉鎖する閉鎖部と、
   前記閉鎖部が前記流路を開放している状態で前記第１シリンジを揺動させる撹拌ユニットとを備える、注入装置。
2. 前記閉鎖部は、前記撹拌ユニットが前記第１シリンジを揺動させる前に前記流路を開放する、請求項１に記載の注入装置。
3. 前記閉鎖部は、前記撹拌ユニットの撹拌指令が入力されたときに前記流路を開放する、請求項２に記載の注入装置。
4. 第２薬液が充填された第２シリンジから前記第２薬液を押し出す第２駆動部をさらに備え、
   前記閉鎖部は、前記第２薬液を押し出す前に前記流路を閉鎖し、前記第２薬液の押し出しが終了した後に前記流路を開放する、請求項１から３のいずれか１項に記載の注入装置。
5. 前記第２薬液の前記押し出しの終了を判断する終了判断部をさらに備え、
   前記終了判断部は、前記第２駆動部の駆動が停止すると前記押し出しが終了したと判断し、
   前記閉鎖部は、前記終了判断部が前記押し出しが終了したと判断したときに前記流路を開放する、請求項４に記載の注入装置。
6. 前記第２薬液の前記押し出しの終了を判断する終了判断部と、
   前記第２駆動部の動作指令を入力するための操作部とをさらに備え、
   前記終了判断部は、前記動作指令の入力が停止したときに、前記押し出しが終了したと判断する、請求項４に記載の注入装置。
7. 前記第１駆動部及び前記第２駆動部を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１駆動部又は前記第２駆動部が動作している状態で前記撹拌ユニットの撹拌指令が入力されると、前記撹拌指令を無視するか又は前記第２駆動部の動作を停止する、請求項４から６のいずれか１項に記載の注入装置。
8. 前記流路が閉鎖されているときに前記撹拌ユニットの撹拌指令又は前記第１駆動部の動作指令が入力された場合に警告を報知する警告報知部をさらに備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の注入装置。
9. 第１光透過部と第２光透過部とが形成されたプレッサーパイプと、
   前記プレッサーパイプの前進及び後退の限界位置を検知するリミット検出部とをさらに備え、
   前記第１光透過部及び前記第２光透過部の位置は、前記前進の限界位置に到達したときに前記リミット検出部が前記第１光透過部を透過した光を検知し、且つ前記後退の限界位置に到達したときに前記リミット検出部が前記第２光透過部を透過した光を検知するように設定されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の注入装置。

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