JP4890052B2 - 薬液注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、薬液シリンジから薬液を注入する薬液注入装置および薬液注入システムに関する。

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必要がある。そこで、薬液の注入を自動で行う種々の薬液注入システムが提案され、実用化されている（例えば、特許文献１，２参照。）。

従来の薬液注入システムの一例について説明する。薬液注入システムは、薬液注入装置と、ＭＲＩ装置といった画像診断装置とを有する。薬液注入装置は、図８に示すように、薬液シリンジ１０を２つまで装着できる注入ヘッド２０を有している。

薬液シリンジ１０は、シリンダ部材１１と、シリンダ部材１１内にスライド自在に挿入されているピストン部材１２とを有する。シリンダ部材１１の前端面には導管部１４が形成されている。シリンダ部材１１の後端部およびピストン部材１２の後端部には、それぞれフランジ１５，１６が形成されている。

注入ヘッド２０は、薬液シリンジ１０が着脱自在に装着されるシリンジ装着部２２と、保持された薬液シリンジ１０を動作させるシリンジ駆動機構を内蔵した注入ヘッド本体部２１と、を有する。シリンジ駆動機構は、注入ヘッド本体部２１からシリンジ装着部２２に向かって突出している、モータ駆動によって前進および後退するロッド２２ａを有し、その先端部には、ピストン部材１２のフランジ１６を保持するフランジチャック２２ｂが設けられている。シリンジ装着部２２は、薬液シリンジ１０のシリンダ部材１１を保持するＵ字溝状の２つの保持凹部２３を有する。フランジチャック２２ｂは、ロッド２２ａの進退移動に伴って保持凹部２３内を保持凹部２３に沿って往復移動する。

薬液シリンジ１０は、ジ保持凹部２３にシリンダ部材１１が装着されることによって、注入ヘッド２０に保持される。その後、ピストン部材１２のフランジ１６がフランジチャック２２ｂに保持される。この状態でロッド２２ａを進退移動させることによって、ピストン部材１２がシリンダ部材１１内でスライドし、導管部１４を介してシリンダ部材１１内に薬液が充填されたり、充填された薬液がシリンダ部材１１から吐出（患者に対して注入）されたりする。

薬液注入システムは、末端部分が２つに分岐した分岐管１８も有している。分岐管１８の２つの末端部分は各薬液シリンジ１０の導管部１４に個々に連結されている。分岐管１８の先端部分には、例えば、延長チューブを介してカテーテルが連結され、このカテーテルが挿入される。

この薬液注入システムでは、各薬液シリンジ１０により２種類の薬液を被験者に注入することができる。例えば、被験者の断層画像を撮影する場合は、この薬液注入システムによって、被験者に造影剤を注入してから、注入した造影剤を生理食塩水で後押しすることができる。
特開２００２−１１０９６号公報 特開２００２−１０２３４３号公報

しかしながら、上述した従来の薬液注入システムでは、薬液シリンジのピストン部材を移動させるロッドは、シリンジ保持部の保持凹部に沿って移動する。そのため、誤って操作者の指が保持凹部のロッドが移動する領域内に存在している状態でロッドを引き込ませると、注入ヘッドの筐体とフランジチャックとの間に指が挟まれてしまう場合があった。フランジチャックと筐体との間に指が挟まれると、操作者が怪我をするだけでなく、薬液注入装置の正常な動作が阻害されてしまう。

そこで本発明は、薬液シリンジから被験者への薬液の注入を自動で行う薬液注入装置において、ピストン駆動機構のロッド移動領域内に異物が入るのを防止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、シリンダ部材と、シリンダ部材にスライド自在に挿入されているピストン部材と、を有する薬液シリンジが装着され、装着された薬液シリンジを操作して薬液注入を行う薬液注入装置であって、シリンダ部材に対してピストン部材がスライドできるように薬液シリンジが装着される溝状の凹部が設けられているとともに、ピストン部材を進退移動させる駆動ロッドを備えた注入ヘッドを有している。凹部は、薬液シリンジのシリンダ部材を保持する第１の部分と、駆動ロッドが移動する第２の部分と、を有しており、第２の部分は駆動ロッドが露出しないようにカバー部材で覆われている。このようなカバー部材を設けることによって、駆動ロッドの移動範囲内に誤って指などを入れてしまうことが防止される。本発明の薬液注入装置は、カバー部材の内側からカバー部材に向けて光を照射する発光体をさらに有し、カバー部材は、発光体からの光を透過する部材で構成され、駆動ロッドの動きを目視で認識できるようになっている。

本発明の薬液注入装置において、駆動ロッドは、駆動ロッドを駆動する駆動機構が内蔵された注入ヘッド本体から突出して設けられ、駆動ロッドの先端部にはピストン部材が着脱自在に装着されるチャック部が設けられ、かつ、カバー部材は、一端部および他端部がそれぞれチャック部および注入ヘッド本体に固定されて、チャック部が移動することによって伸縮する構成とすることができる、この場合、カバー部材としては、蛇腹状の側面を有しているもの、あるいは互いにスライド自在となるように入れ子状に嵌め合わせて構成された複数のスライド体を有しているものを用いることができる。また、カバー部材の表面または裏面が凹凸構造を有していれば、カバー部材を透過する光のゆらぎによって、カバー部材の動き、すなわち薬液シリンジのピストン部材の動きを容易に把握できる。

本発明によれば、カバー部材によって、駆動ロッドの移動範囲内に誤って指などを入れてしまうことが防止されるので、指の挟み込みによる怪我や、薬液注入装置の動作が阻害されるのを防止することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態による薬液注入システムの斜視図である。図３を参照すると、薬液注入システム１０００は、薬液注入装置１００と、透視撮像装置であるＭＲＩ装置３００と、を有している。ＭＲＩ装置３００は、被験者から透視画像を撮像する撮像実行機構である透視撮像ユニット３０１と、透視撮像ユニット３０１の動作を制御する撮像制御ユニット３０２と、を有している。

薬液注入装置１００は、図２に示すように、２本の薬液シリンジ２００Ｐ、２００Ｃを装着可能な注入ヘッド１１０と、注入ヘッド１１０とケーブル１０２で電気的に接続された、注入ヘッド１１０の動作を制御する注入制御ユニット１０１と、を有している。注入ヘッド１１０は、装着される薬液シリンジ２００Ｐ、２００Ｃを操作して被験者に薬液を注入するものであり、キャスタスタンド１１１の上端部に、可動アーム１１２を介して支持されている。

注入制御ユニット１０１は、操作パネル１０３、タッチパネル１０４、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、コントローラユニット１０７がケーブル１０８を介して電気的に接続されている。

図３に示すように、注入ヘッド１１０は、２本の薬液シリンジ２００Ｐ、２００Ｃを着脱自在に装着するものであり、薬液シリンジ２００Ｐ、２００Ｃが着脱自在に装着されるシリンジ装着部１１３と、装着された薬液シリンジ２００Ｐ、２００Ｃを動作させるシリンジ駆動機構を内蔵した注入ヘッド本体部１１６と、を有する。さらに、本実施形態の薬液注入装置は、基本的には注入制御ユニット１０１（図２参照）からの指令により注入ヘッド１１０の動作が制御されるが、簡単な手動操作を受ける操作パネル１１８が、注入ヘッド本体部１１６の上面にも設けられている。

薬液シリンジ２００Ｃ、２００Ｐは、先端部に導管部２１２が形成されたシリンダ部材２１０と、シリンダ部材２１０内にスライド自在に挿入されるピストン部材２２０と、を有している。シリンダ部材２１０およびピストン部材２２０の後端部には、それぞれフランジ２１３、２２１が形成されている。本実施形態では、一方の薬液シリンジ２００Ｃには薬液として造影剤が充填され、他方の薬液シリンジ２００Ｐには、薬液として生理食塩水が充填される。

薬液シリンジ２００Ｃ、２００Ｐには、分岐管２３０を接続することができる。分岐管２３０は、２つに分岐した末端部分と、１つに集約した先端部分と、を有し、先端部分には延長チューブを介してカテーテルが連結される。

注入ヘッド本体部１１６からは、シリンジ駆動機構によって独立して駆動される２つの駆動ロッド１１７が突出している。駆動ロッド１１７の先端部には、ピストン部材２２０のフランジ２２１が着脱自在に装着されるフランジチャック１１７ａが設けられている。各駆動ロッド１１７はそれぞれ、作動時にも磁界を発生しない超音波モータ（不図示）を駆動源としており、超音波モータの回転は、ネジ機構（不図示）といった運動伝達機構によって駆動ロッド１１７の直線運動に変換される。

シリンジ装着部１１３は、それぞれ駆動ロッド１１７に対応して配されているＵ字溝状の２つの凹部１１４を有する。各凹部１１４は、薬液シリンジ２００Ｐ、２００Ｃをピストン部材２２０がシリンダ部材２１０に対してスライド可能であるように装着するためのものであり、シリンダ部材２１０を着脱自在に保持する第１の部分１１４ａと、第１の部分１１４ａに連続して注入ヘッド本体部１１６まで延びる第２の部分１１４ｂと、を有する。

第１の部分１１４ａの、第２の部分１１４ｂ側の端部には、シリンダ部材２１０のフランジ２１３が嵌め込まれることによってシリンダ部材２１０をシリンジ保持部１１３の所定の位置に固定するフランジ係合機構１１５が設けられている。第２の部分１１４ｂの注入ヘッド本体部１１６側の端部において、注入ヘッド１１０の外装ケースを構成する部材には開口部が形成されており、駆動ロッド１１７はこの開口部から第２の部分１１４ｂ内に突出している。

フランジチャック１１７ａは、凹部１１４の第２の部分１１４ｂ内に位置しており、駆動ロッド１１７を駆動することによって第２の部分１１４ｂ内を第２の部分１１４ｂに沿って往復移動する。したがって、フランジチャック１１７ａでピストン部材２２０のフランジ２２１をチャックした状態で駆動ロッド１１７を動作させることにより、ピストン部材２２０はシリンダ部材２１０に対して進退移動し、これによって、シリンダ部材２１０内に薬液を充填したり、充填された薬液を吐出（患者に対して注入）させたりすることができる。

注入ヘッド１１０の各構成部材は、非磁性体で構成可能な部分は非磁性体で構成され、かつ、非磁性体で構成できない部分は防磁されている。例えば、超音波モータなど金属製の部品は、燐青銅合金、チタン合金、マグネシウム合金などの非磁性金属で形成される。また、注入ヘッド１１０の筐体などは、非磁性体の樹脂で形成されている。

注入ヘッド１１０は、２つのカバー部材１１９をさらに有している。カバー部材１１９は、駆動ロッド１１７が露出しないように各凹部１１４の第２の部分１１４ｂを覆う部材であり、蛇腹状の伸縮する胴部を有している。カバー部材１１９の一端部はフランジチャック１１７ａに固定され、他端部は、駆動ロッド１１７が突出している開口部の周囲で注入ヘッド本体部１１６に固定されている。これによって、駆動ロッド１１７を駆動することによるフランジチャック１１７ａの移動に伴って、カバー部材１１９は、図４Ａに示す位置と図４Ｂに示す位置との間の範囲で伸縮し、駆動ロッド１１７が露出しないように第２の部分１１４ｂを覆う。

このようなカバー部材１１９を設けることで、フランジチャック１１７ａがどの位置にある場合でも、フランジチャック１１７ａから注入ヘッド本体部１１６までの範囲で第２の部分１１４ｂ内に誤って操作者の指が入るのを防止することができる。これにより、駆動ロッド１１７が引き込まれたときに操作者の指がフランジチャック１１７ａとシリンジ駆動部１１６との間に挟み込まれて怪我をしたり、注入ヘッド１１０の正常な動作が阻害されたりといった事故を防止することができる。

ここで、フランジチャック１１７ａの動きが非常にゆっくりで、かつ滑らかである場合、注入ヘッド１１０が動作しているか否かが一見して判断しにくい場合がある。そこで、例えば図５に示すように、第２の部分１１４ｂにランプ１４０を配置するとともに、カバー部材１１９を、ランプ１４０からの光を透過する部材で構成することが好ましい。ランプ１４０は、駆動ロッド１１７およびフランジチャック１１７ａの動きの妨げにならない位置に、カバー部材１１９の内側からカバー部材１１９に向けて光を照射するように配置される。

第２の部分１１４ｂにランプ１４０を配置できるスペースがない場合は、例えば注入ヘッド本体部１１６（図３参照）の内部にランプ１４０を設置し、ランプ１４０から照射された光を、光ファイバ等の導光手段によってカバー部材１１９の内側へ導くこともできる。ランプ１４０としては、電球や発光ダイオードなど、可視光を発するものであれば任意のランプを用いることができる。

ランプ１４０を点灯させた状態でフランジチャック１１７ａが移動してカバー部材１１９が伸縮すると、カバー部材１１９の蛇腹形状に起因する凹凸によって、カバー部材１１９を透過したランプ１４０からの光が散乱し、揺らいで見える。このことによって、フランジチャック１１７ａが動いていること、すなわち薬液シリンジ２００Ｃ、２００Ｐのピストン部材２２０が動いていることを容易に認識できる。

カバー部材１１９を透過した光をより容易に認識できるようにするためには、ランプ１４０が照射する光の色相とカバー部材１１９の色相を異ならせることが好ましい。例えば、ランプ１４０の光を青色とし、カバー部材１１９の色を乳白色とすれば、ランプ１４０からの光を、カバー部材１１９を通して明瞭に認識することができる。また、造影剤が充填される薬液シリンジ２００Ｃ用は緑色の光、生理食塩水が充填される薬液シリンジ２００Ｐ用は青色の光というように、薬液の種類に応じて光の色を変えることによって、どちらの薬液シリンジ２００Ｃ、２００Ｐが動作しているかを容易に認識することができる。

また、蛇腹構造のカバー部材が、凹部１１４の第２の部分１１４ｂの部分に蓋をするように、機能してよい。この場合、第２の部分１１４ｂの両壁に、蛇腹構造のカバー部材がスライドするようなガイド（溝）が設けられていればよい。

以上、本発明の実施形態について、カバー部材として蛇腹状の伸縮する部材を例に挙げて説明したが、カバー部材としては、少なくとも駆動ロッド１１７が露出しないように第２の部分１１４ｂを覆うことができるものであれば種々の構造のものを用いることができる。以下に、その例を説明する。

図６Ａに示すカバー部材１２９は、それぞれサイズの異なる、チューブをその軸方向に切断した半チューブ状の複数のスライド体１２９ａ〜１２９ｄを互いにスライド自在となるように入れ子状に嵌め合わせて構成されている。カバー部材１２９は、駆動ロッド１１７（図３参照）を覆うように、一端側のスライド体１２９ａがフランジチャック１１７ａ（図３参照）に固定され、他端側のスライド体１２９ｄが、注入ヘッド本体部１１６（図３参照）の駆動ロッド１１７が突出している開口部の周囲に固定される。このようなカバー部材１２９によっても、駆動ロッド１１７を駆動することによるフランジチャック１１７ａの移動に伴って、図６Ａに示す、各スライド体１２９ａ〜１２９ｄが隣接するスライド体１２９ａ〜１２９ｄから引き出された状態と、図６Ｂに示す、各スライド体１２９ａ〜１２９ｄが隣接するスライド体１２９ａ〜１２９ｄ内に収容された状態との間でスライドしながら、駆動ロッド１１７が露出しないように第２の部分１１４ｂ（図３参照）を覆うことができる。

本例においても、図５に示したランプ１４０とともに用いることで、薬液シリンジ２００Ｃ、２００Ｐ（図３参照）が動いていることを容易に認識することができる。この場合は、各スライド体１２９ａ〜１２９ｄを、ランプ１４０からの光を透過する部材で構成し、かつ、その外面および内面の少なくとも一方に多数の凹凸を分散して設ける。

この例では、スライド体が、側面を有する箱型を示したが、側面を有さずに、単に係り部を有する板状のものが、凹部１１４の第２の部分１１４ｂの両壁面に設けられたガイド（溝）で支えられて、蓋をするようにスライドする形態であってもよい。

図７に示す例は、トンネル状のカバー部材１３９を用いた例である。このカバー部材１３９は、第２の部分１１４ｂにおいてシリンジ装着部１１３に固定されており、第２の部分１１４ｂの全域を覆うのに十分な長さを有している。本例ではカバー部材１３９自身は動かないので、光の散乱を利用してフランジチャック１１７ａの動きを認識できるようにするためには、フランジチャック１１７ａにランプ（不図示）を取り付け、カバー部材１３９を透明な部材で構成するのが好ましい。また、カバー部材１３９は、着脱可能であったり、開閉可能（例えばスライド式）であったりしてもよく、特に、予め薬液が充填されたプレフィルドタイプのシリンジを使用するときは、そのような形態が好ましい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。例えば、注入ヘッドに装着できる薬液シリンジの数は、２本に限らず、１本でもよいし３本以上であってもよい。凹部１１４、駆動ロッド１１７、およびカバー部材１１９（１２９，１３９）等は、装着される薬液シリンジの数に応じた数だけ設けられる。また、注入ヘッドに装着できる薬液シリンジのサイズも任意であり、凹部１１４のサイズや駆動ロッド１１７のストローク等は、装着すべき薬液シリンジのサイズに適合するように設定される。複数の薬液シリンジを装着する場合、各薬液シリンジのサイズは互いに異なるものであってもよい。

さらに、上述した実施形態では、ＭＲＩ装置に適用したものとして説明したが、本発明は、透視撮像装置がＣＴスキャナ装置、ＰＥＴ装置、アンギオ装置、あるいはＭＲＡ装置であっても適用することができる。

本発明の一実施形態による薬液注入システムの斜視図である。 図１に示す薬液注入装置の斜視図である。 図２に示す薬液注入装置の注入ヘッドの分解斜視図である。 駆動ロッドが最も前進した位置にあるときの、注入ヘッドの凹部での駆動ロッドに沿った断面図である。 駆動ロッドが最も後退した位置にあるときの、注入ヘッドの凹部での駆動ロッドに沿った断面図である。 図３に示す注入ヘッドの一変形例を示す、第２の部分での駆動ロッドに沿った断面図である。 本発明に用いられるカバー部材の他の例の、伸びた状態での断面図である。 図６Ａに示すカバー部材の、縮んだ状態での断面図である。 本発明に用いられるカバー部材のさらに他の例を示す、注入ヘッドの凹部での駆動ロッドに沿った断面図である。 従来の薬液注入装置の分解斜視図である。

符号の説明

１００ 薬液注入装置
１１０ 注入ヘッド
１１３ シリンジ装着部
１１４ 凹部
１１４ａ 第１の部分
１１４ｂ 第２の部分
１１６ 注入ヘッド本体部
１１７ 駆動ロッド
１１７ａ フランジチャック
１１９，１２９，１３９ カバー部材
１４０ ランプ
１２９ａ〜１２９ｄ スライド体
２００Ｃ、２００Ｐ 薬液シリンジ
２１０ シリンダ部材
２２０ ピストン部材

Claims (5)

1. シリンダ部材と、該シリンダ部材にスライド自在に挿入されているピストン部材と、を有する薬液シリンジが装着され、装着された薬液シリンジを操作して薬液注入を行う薬液注入装置であって、
   前記シリンダ部材に対して前記ピストン部材がスライドできるように前記薬液シリンジが装着される溝状の凹部が設けられているとともに、前記ピストン部材を進退移動させる駆動ロッドを備え、前記凹部は、前記シリンダ部材を保持する第１の部分と前記駆動ロッドが移動する第２の部分とを有する注入ヘッドと、
   前記駆動ロッドが露出しないように前記第２の部分を覆うカバー部材と、
   前記駆動ロッドの動きを目視で認識できるように前記カバー部材の内側から前記カバー部材に向けて光を照射する発光体と、
   を有し、
   前記カバー部材は前記発光体からの光を透過する部材で構成されている薬液注入装置。
2. 前記駆動ロッドは、前記駆動ロッドを駆動する駆動機構が内蔵された注入ヘッド本体から突出して設けられ、
   前記駆動ロッドの先端部には、前記ピストン部材が着脱自在に装着されるチャック部が設けられ、かつ、
   前記カバー部材は、一端部および他端部がそれぞれ前記チャック部および前記注入ヘッド本体に固定され、前記チャック部が移動することによって伸縮する、請求項１に記載の薬液注入装置。
3. 前記カバー部材は蛇腹状の側面を有している、請求項２に記載の薬液注入装置。
4. 前記カバー部材は、互いにスライド自在となるように入れ子状に嵌め合わせて構成された複数のスライド体を有している、請求項２に記載の薬液注入装置。
5. 前記カバー部材は、表面または裏面に多数の凹凸が分散して設けられている、請求項４に記載の薬液注入装置。

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