(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダおよびピストンを有するシリンジアセンブリが着脱自在に装着され、装着された前記シリンジアセンブリを操作することによって前記シリンジアセンブリから被験者へ薬液を注入する薬液注入装置であって、
前記シリンジアセンブリが載せられるシリンジ載置部と、
前記シリンジ載置部の一部を構成し、前記シリンジアセンブリのフランジが載せられるベース部材と、開放位置と閉止位置との間で回動自在に前記ベース部材に支持されたフランジ押え部材と、前記フランジ押え部材を前記閉止位置でロックする係合構造とを有し、前記フランジを全周にわたって包囲することによって前記シリンジアセンブリを固定するクランパと、
前記シリンジアセンブリが前記クランパにより周方向において特定の向きで回転が防止された状態で前記シリンジ載置部に載置されたことを検出する第１の検出器と、
前記フランジ押え部材が前記閉止位置でロックされたことを検出する第２の検出器と、
前記薬液注入装置の動作を制御する制御部と、
前記シリンジアセンブリのピストンを前進および後退させるピストン駆動機構と、
を有し、
前記シリンジ載置部に載せられたシリンジアセンブリが空シリンジである場合のみ、前記制御部は、前記シリンジアセンブリが前記シリンジ載置部に載置されたことが前記第１の検出器によって検出され、かつ、前記フランジ押え部材が前記閉止位置でロックされたことが前記第２の検出器によって検出されると、前記ピストンが前記シリンダの内部最先端に押し込まれるように前記ピストン駆動機構を動作させる薬液注入装置。
【請求項２】
前記ベース部材および前記フランジ押え部材は、前記フランジを受け入れる凹部を有する請求項１に記載の薬液注入装置。
【請求項３】
前記第２の検出器は、前記ベース部材に設置された近接センサであり、前記フランジ押え部材には、前記フランジ押え部材が前記閉止位置にあるときに前記近接センサによって検出される被検出物が配置されている請求項１または２に記載の薬液注入装置。
【請求項４】
前記近接センサおよび前記被検出物は、前記フランジ押え部材が前記閉止位置にあるときに前記近接センサと前記被検出物との距離が最小となるように配置されている請求項３に記載の薬液注入装置。
【請求項５】
前記近接センサは、交流磁界を検出媒体として金属を非接触で検出するセンサであり、前記被検出物は、前記近接センサで検出される金属を含んでいる請求項３または４に記載の薬液注入装置。
【請求項６】
情報を表示する表示部をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の検出器によって、前記シリンジアセンブリが前記シリンジ載置部に載置されたことが検出され、かつ、前記第２の検出器によって、前記フランジ押え部材が前記閉止位置でロックされたことが検出されると、前記シリンジアセンブリの装着が完了したことを表す情報を前記表示部に表示させる請求項１から５のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記情報の表示に基づく操作者の所定の操作によって、薬液の注入のための動作を開始する請求項６に記載の薬液注入装置。
【請求項８】
前記シリンジアセンブリはロッドレスシリンジを含む請求項１から７のいずれか１項に記載の薬液注入装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の薬液注入装置と、
前記薬液注入装置に着脱自在に装着されるシリンジアセンブリと、
を有する薬液注入システム。
【請求項１０】
前記薬液注入装置の第１の検出器は近接センサであり、
前記シリンジアセンブリには、前記シリンジアセンブリが前記薬液注入装置のシリンジ載置部に載せられているときに、前記第１の検出器である近接センサによって検出される被検出物が配置されている請求項９に記載の薬液注入システム。
【請求項１１】
種類の異なる複数の前記シリンジアセンブリを有し、
前記近接センサは、交流磁界を検出媒体として非接触で金属を検出するセンサであり、
前記被検出物は、前記シリンジアセンブリの種類ごとに異なる種類の金属を有している請求項１０に記載の薬液注入システム。
【請求項１２】
前記シリンジアセンブリは、データが記録されたＲＦＩＤチップをさらに有し、
前記薬液注入装置は、前記シリンジアセンブリが前記シリンジ載置部上に載せられた状態で前記ＲＦＩＤチップから前記データを取得するＲＦＩＤリーダをさらに有し、
前記ＲＦＩＤリーダが、前記第１の検出器としても働く請求項９に記載の薬液注入システム。
【請求項１３】
前記シリンジアセンブリは、
薬液が充填された、シリンダおよびピストンを備えたシリンジと、
薬液注入時の前記シリンダの内圧上昇による膨張を抑制するために前記シリンジが挿入される保護カバーと、
を有し、
前記フランジは前記保護カバーに形成されている請求項９から１２のいずれか１項に記載の薬液注入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンジ内に充填された薬液を被験者に注入するための薬液注入装置および薬液注入システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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透視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。【０００３】
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、シリンダ内に前進および後退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。【０００４】
注入ヘッドは、シリンダの末端部に形成されたフランジを保持することによってシリンダを注入ヘッドに固定するためのクランパと、シリンダが注入ヘッドに固定された状態でピストンを移動させるピストン駆動機構とを備えている。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、注入針を被験者の血管に穿刺した後、ピストン駆動機構によってピストンをシリンダ内に押し込むことで、シリンジに充填されている薬液を被験者に注入することができる。【０００５】
シリンジに充填された薬液を注入する薬液注入装置では、薬液を注入するとき、ピストンは比較的高い押圧力でシリンダ内に押し込まれる。よって、正確な注入量で、かつ安全に薬液を注入するためには、薬液の注入中に、ピストンの押圧力によってシリンダの位置がずれたりシリンダがクランパから外れたりしないように、シリンジが正規の位置で確実に固定されており、その状態でピストン駆動機構が動作されることが重要である。【０００６】
そこで、特許文献１には、シリンダが、ＸＹＺ方向（互いに直交する３方向）において正しい姿勢でセットされ、かつ、ピストンがピストン駆動機構に正しくセットされたことを検出する検出手段と、シリンジが正しくセットされていないときに警告表示を行なう表示部とを備えた注入装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許文献１：特開２００７−３０６９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された注入装置では、シリンジを固定するためのクランパはシリンダの外周面を上方から押さえ付けることによって保持する構造であるため、シリンジが正しい姿勢でセットされていなくても保持することは可能である。そのため、シリンジが正しく装着されていることを検出するためには、検出手段として、シリンジが正しい姿勢でセットされたことを検出するための、ＸＹＺの各方向用に設けられたセンサ、およびピストンがピストン駆動機構に正しくセットされたことを検出するセンサの合計４つのセンサを用いている。このようにシリンジの検出に関することだけでも４つのセンサを備える結果、注入装置の構造が複雑になる。しかもこの数は１本のシリンジに対する数であって、例えば２本のシリンジを搭載する注入装置の場合は８個のセンサが必要である。【０００９】
また、特許文献１に開示された注入装置では、クランパが上記のような構造であるので、保持力が十分ではなく、シリンジが正しい姿勢でセットされていたとしても、ピストン駆動機構の動作によりシリンジが正規の位置からずれてしまう場合があった。【００１０】
そこで本発明は、シリンジが正しい姿勢でセットされたことをより簡単な構成で検出できる薬液注入装置および薬液注入システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の薬液注入装置は、シリンダおよびピストンを有するシリンジアセンブリが着脱自在に装着され、装着されたシリンジアセンブリを操作することによってシリンジアセンブリから被験者へ薬液を注入する薬液注入装置であって、シリンジアセンブリが載せられるシリンジ載置部と、シリンジアセンブリを固定するクランパと、第１の検出器と、第２の検出器とを有する。【００１２】
クランパは、シリンジ載置部の一部を構成し、フランジが載せられるベース部材と、開放位置と閉止位置との間で回動自在にベース部材に支持されたフランジ押え部材と、フランジ押え部材を閉止位置でロックする係合構造とを有し、ベース部材および閉止位置でロックされたフランジ押え部材でフランジを全周にわたって包囲することによってシリンジアセンブリを固定する。第１の検出器は、シリンジアセンブリがシリンジ載置部に載置されたことを検出する。第２の検出器は、フランジ押え部材が閉止位置でロックされたことを検出する。【００１３】
本発明の薬液注入装置において、ベース部材およびフランジ押え部材は、フランジを受け入れる凹部を有することができる。【００１４】
また、第２の検出器は、ベース部材に設置された近接センサであり、フランジ押え部材には、フランジ押え部材が閉止位置にあるときに近接センサによって検出される被検出物が配置されていることが好ましい。この場合、近接センサおよび被検出物は、フランジ押え部材が閉止位置にあるときに近接センサと被検出物との距離が最小となるように配置されていていてもよい。また、近接センサは、交流磁界を検出媒体として金属を非接触で検出するセンサであり、被検出物は、近接センサで検出される金属を含んでいる構成とすることで、フランジ押え部材が閉止位置にロックされたことを、より高い精度で検出することができる。【００１５】
本発明の薬液注入装置は、薬液注入装置の動作全般を制御する制御部と、情報を表示する表示部と、をさらに有していてもよく、この場合、制御部は、第１の検出器によって、シリンジアセンブリがシリンジ載置部に載置されたことが検出され、かつ、第２の検出器によって、フランジ押え部材が閉止位置でロックされたことが検出されると、シリンジアセンブリの装着が完了したことを表す情報を表示部に表示させるようにすることで、操作者は、フランジ押え部材がロックされたことを容易に確認できる。また、制御部は、情報の表示に基づく操作者の所定の操作によって、薬液の注入のための動作を開始するように構成することで、シリンジアセンブリが正しく装着されていないことによる誤動作が防止される。【００１６】
本発明の薬液注入装置は、ピストンを前進および後退させるピストン駆動機構をさらに有しており、シリンジシリンジ載置部に載せられたシリンジアセンブリが、薬液が充填されていない空シリンジである場合、制御部は、第１の検出器によって、シリンジアセンブリがシリンジ載置部に載置されたことが検出され、かつ、第２の検出器によって、フランジ押え部材が閉止位置でロックされたことが検出されると、ピストンがシリンダの内部最先端に位置するようにピストン駆動機構を動作させることが好ましい。【００１７】
本発明は薬液注入システムも提供する。本発明の薬液注入システムは、上記本発明の薬液注入装置と、この薬液注入装置に着脱自在に装着される、薬液が充填されたシリンジアセンブリと、を有する。【００１８】
本発明の薬液注入システムにおいて、薬液注入装置の第１の検出器は近接センサであり、シリンジアセンブリが薬液注入装置のシリンジ載置部に載せられているときに、第１の検出器である近接センサによって検出される被検出物がシリンジアセンブリに配置されていてもよい。あるいは、シリンジアセンブリは、データが記録されたＲＦＩＤチップをさらに有し、薬液注入装置は、シリンジアセンブリがシリンジ載置部上に載せられた状態でＲＦＩＤチップからデータを取得するＲＦＩＤリーダをさらに有し、ＲＦＩＤリーダが、第１の検出器としても働くように構成することもできる。【００１９】
また、シリンジアセンブリは、薬液が充填された、シリンダおよびピストンを備えたシリンジと、薬液注入時のシリンダの内圧上昇による膨張を抑制するためにシリンジが挿入される保護カバーと、を有し、フランジが保護カバーに形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、クランパはシリンジアセンブリのフランジを全周にわたって包囲し、これによって、シリンジアセンブリが正しい姿勢および位置で固定される。その結果、第１および第２の検出器のみで、シリンジアセンブリが正しい姿勢で薬液注入装置に装着されたことを検出することができる。特に、第２の検出器として、非接触で金属を検出できる近接センサを用い、その近接センサが検出する被検出物を、フランジ保持部材が閉止位置にあるときに近接センサで検出できる位置に配置することで、フランジ保持部材が閉止位置でロックされたことをより高い精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態による透視撮像システムの斜視図である。
【図２】図１に示す薬液注入装置の斜視図である。
【図３】図２に示す注入ヘッドを、それに装着されるシリンジアセンブリとともに示す斜視図である。
【図４】図３に示す注入ヘッドのシリンジ載置部の拡大斜視図である。
【図５】図４においてシリンジ受けを取り外した状態である、クランパの斜視図である。
【図６】図５に示すクランパの正面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】薬液注入装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】図２に示す注入ヘッドへのシリンジアセンブリの装着手順を説明する斜視図であり、フランジ押え部材が開放位置にある状態を示す。
【図１０】図２に示す注入ヘッドへのシリンジアセンブリの装着手順を説明する斜視図であり、フランジ押え部材が閉止位置にある状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１を参照すると、透視撮像装置であるＣＴアンギオ装置３００と薬液注入システムとを有する、本発明の一実施形態による透視撮像システム１０００が示される。薬液注入システムは、薬液注入装置１００と、図１では示していないが、薬液注入装置１００に装着されるシリンジアセンブリ２００（図３参照）とを有している。ＣＴアンギオ装置３００は、撮像動作を実行する撮像ユニット３０１と、撮像ユニット３０１の動作を制御する撮像制御ユニット３０２とを有しており、これらは通信ネットワークを介して接続されている。
【００２３】
薬液注入装置１００は、例えば図２に示すように、スタンド１１１の上部にアーム１１２を介して旋回可能に取り付けられた注入ヘッド１１０と、ケーブル１０２で注入ヘッド１１０と電気的に接続された注入制御ユニット１０１とを有している。注入制御ユニット１０１は、メイン操作パネル１０３、表示手段と入力手段を兼ねたタッチパネル１０４、およびケーブル１０８で注入制御ユニット１０１の本体に電気的に接続された、補助的な入力手段であるハンドユニット１０７等を備えている。
【００２４】
注入ヘッド１１０は、図３に示すように、２組のシリンジアセンブリ２００を並列に着脱自在に装着する（図３では、簡略化のために１組のシリンジアセンブリ２００のみを示している）。
【００２５】
シリンジアセンブリ２００は、シリンジ２２０と、シリンジ２２０が挿入される保護カバー２７０とを有する。シリンジ２２０は、一般にロッドレスシリンジと呼ばれるシリンジ２２０であり、末端にフランジ２２１ａが形成されるとともに先端にノズル部２２１ｂが形成されたシリンダ２２１と、シリンダ２２１内に進退移動可能に挿入されたピストン２２２とを有している。ピストン２２２は、その末端に、後述するピストン駆動機構１３０が係合する係合突起（不図示）が一体に形成されている。
【００２６】
ピストン２２２がシリンダ２２１の先端へ向けて移動することで、充填されている薬液が、ノズル部２２１ｂを介してシリンジ２２０から押し出される。先端に注入針またはカテーテルが接続された延長チューブ（不図示）をノズル部２２１ｂに連結すれば、注入針またはカテーテルを被験者の血管に穿刺または挿入して、シリンジ２２０に充填されている薬液を被験者に注入することができる。シリンジ２２０に充填される薬液としては、造影剤、生理食塩水および抗ガン剤などが挙げられ、例えば、一方のシリンジ２２０に造影剤を充填し、もう一方に生理食塩水を充填することができる。あるいは、両方のシリンジに抗ガン剤を充填することもできる。
【００２７】
このように、薬液注入システムにおいては、造影剤のように粘度の高い薬液を用いることが多い。造影剤の中でも特に、被験者の血管画像を撮像するアンギオ装置に用いる造影剤は粘度が高い。粘度の高い薬液を被験者に注入するとき、シリンダ２２１の内圧が非常に高くなる。この高い内圧は、シリンダ２２１を膨張させ、これによって薬液の注入に種々の不具合が生じることがある。
【００２８】
保護カバー２７０は、薬液注入時のシリンダ２２１の内圧上昇による膨張を抑制するものであり、シリンダ２２１の外周面がほぼ隙間なく挿入されるように円筒状に構成された部品である。この保護カバー２７０の役割を果たすため、保護カバー２７０は、薬液注入中にシリンダ２２１に作用する内圧に十分に耐え得る機械的強度を有する肉厚で形成されている。
【００２９】
保護カバー２７０の先端には開口部が形成されており、シリンダ２２１は、この開口部からノズル部２２１ｂを突出させた状態で保護カバー２７０に保持される。保護カバー２７０の末端には、シリンダ２２１のフランジ２２１ａを受け入れる凹部が形成されたカバーフランジ２７１が形成されている。
【００３０】
注入ヘッド１１０には、装着された２組のシリンジアセンブリ２００のピストン２２２を前進／後退操作するために互いに駆動される２つのピストン駆動機構１３０が、各シリンジアセンブリ２００が装着される位置に対応して設けられている。ピストン駆動機構１３０は、ピストン２２２の末端に形成された係合突起を保持するピストン保持機構と、ピストン保持機構を前進および後退移動させる、モータ等の駆動源と連結されたロッド部材とを有する。ピストン保持機構は、ロッド部材の先端に位置しており、例えば、ピストン２２２の係合突起に係合し、それによって係合突起を保持するように構成されたフックとして設計することができる。
【００３１】
注入ヘッド１１０に装着されたシリンジアセンブリ２００は、ピストン駆動機構１３０によってピストン２２２が前進させられることによって、シリンジ２２０内に充填されている薬液を、別々に、または同時に被験者に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ている公知の機構を採用することができる。
【００３２】
注入ヘッド１１０の先端部には、シリンジアセンブリ２００が載せられるシリンジ載置部を構成するシリンジ受け１２０およびクランパ１４０が備えられている。クランパ１４０は、各シリンジアセンブリ２００のカバーフランジ２７１を個別に保持するように構成されている。シリンジ受け１２０は、クランパ１４０よりも先端側に位置しており、各シリンダアセンブリ２００の外周面を個々に受け入れる２つの凹部１２１を有している。各シリンダアセンブリ２００は、ノズル部２２１ｂを先端側に向けた状態で凹部１２１内に位置され、カバーフランジ２７１がクランパ１４０によって保持されることで注入ヘッド１１０に固定される。
【００３３】
以下に、クランパ１４０について、図４〜６等を参照して説明する。構成をわかりやすくするため、図５および図６は、シリンジ受け１２０を取り外した状態で示している。
【００３４】
クランパ１４０は、互いに間隔をあけて並列に配置された３本のシャフト１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃと、ベース部材１４１と、２つのフランジ押え部材１４２とを有する。
【００３５】
シャフト１５０ａ〜１５０ｃは、注入ヘッド１１０のフレーム構造の一部を兼用しており、その先端部でクランパ１４０を支持している。各シャフト１５０ａ〜１５０ｃの間隔は、クランパ１４０が保持するシリンジアセンブリ２００の部分であるカバーフランジ２７１の直径よりも大きい。
【００３６】
ベース部材１４１は、シャフト１５０ａ〜１５０ｃの間に位置している２つのフランジ受け凹部１４１ａを有している。フランジ受け凹部１４１ａは、カバーフランジ２７１の一部を受け入れることができるように、カバーフランジ２７１のフランジ受け凹部１４１ａが受け入れる部分の外形とほぼ等しい円弧状に形成されている。
【００３７】
２つのフランジ押え部材１４２は、フランジ受け凹部１４１ａが受け入れないカバーフランジ２７１の残りの部分を受け入れ、各フランジ受け凹部１４１ａと組み合わせられることによってカバーフランジ２７１を全周にわたって包囲するように形成された円弧状の部品である。そのため、フランジ押え部材１４２の内面は、フランジ受け凹部１４１ａと同様、カバーフランジ２７１のフランジ押え部材１４２が受け入れる部分の外形とほぼ等しい円弧状の溝部を有している。
【００３８】
各フランジ押え部材１４２は、フランジ受け凹部１４１ａに対して開閉するようにそれぞれ一端部が外側のシャフト１５０ａ、１５０ｃに回動自在に支持され、カバーフランジ２７１の着脱を可能とする開放位置とカバーフランジ２７１を保持する閉止位置とをとることができる。フランジ押え部材１４２の、シャフト１５０ａ、１５０ｃによって支持された端部と反対側の端部である自由端部には、フランジ押え部材１４２を閉止位置で固定するために中央のシャフト１５０ｂと係合する係合構造が備えられている。
【００３９】
この係合構造は、フランジ押え部材１４２の係合および解除が可能な構造であれば、任意の構造であってよい。本形態では、この係合構造として、フランジ押え部材１４２の自由端部の外側面に配置された凹部１４３およびボールプランジャ１４４を有している。凹部１４３は、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときに中央のシャフト１５０ｂの外周面に掛かる形状に形成されている。ボールプランジャ１４４は、ボールと、ボールをその一部が突出可能に収容するケーシングと、ボールをケーシングから突出させる方向に付勢するバネとを有しており、凹部１４３に隣接して、ボールが突出するようにフランジ押え部材１４２に埋め込まれている。
【００４０】
ボールプランジャ１４４の位置は、フランジ押え部材１４２が開放位置から閉止位置へと回動する過程で、ボールプランジャ１４４のボールが、シャフト１５０ｂと当接してケーシングの中に向かって押し込まれながらシャフト１５０ｂを通過し、通過した直後に凹部１４３がシャフト１５０ｂに係合する位置とされることが好ましい。こうすることにより、フランジ押え部材１４２を良好に閉止位置に保持させることが可能となる。加えて、ボールがシャフト１５０ｂを通過したときにクリック感が得られるので、操作者はフランジ押え部材１４２が閉止位置に達したことを容易に認識することができる。
【００４１】
また、係合構造としてボールプランジャ１４４を用いることにより、閉止位置にあるフランジ押え部材１４２のシャフト１５０ｂとの係合を解除する場合は、単にフランジ押え部材１４２を解放位置へ向けて回動させるだけでよい。そこで本形態では、フランジ押え部材１４２の回動を容易に行なえるようにするために、フランジ押え部材１４２は自由端部に摘み１４５を有している。
【００４２】
各フランジ押え部材１４２が閉止位置にあることを検出するために、本形態では、ベース部材１４１は、各フランジ押え部材１４２に対応する位置に、物体の有無や位置を非接触で検出する２つの近接センサ１４６を、第２の検出器として有している。また、各フランジ押え部材１４２には、各フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときに、対応する近接センサ１４６で検出される被検出物１４７が配置されている。本形態では、近接センサ１４６および被検出物１４７は、フランジ押え部材１４２の回動中心の近くにおいて、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときに互いに対向する位置に配置されている。
【００４３】
近接センサ１４６は、被検出物１４７との距離が所定の距離以下になることによって被検出物１４７を検出する。よって、フランジ押え部材１４２が閉止位置にないときには、近接センサ１４６と被検出物１４７との距離が所定の距離よりも大きいが、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときには近接センサ１４６と被検出物１４７との距離が所定の距離以下になるように、近接センサ１４６および被検出物１４７が配置される。
【００４４】
上記の近接センサ１４６および被検出物１４７の配置を確実にするため、本形態ではこれらを図６のＡ−Ａ断面図である図７に示すように配置している。
【００４５】
図７を参照すると、ベース部材１４１およびフランジ押え部材１４２には、それぞれフランジ押え部材１４２の回動軸と平行な貫通穴１４１ｂ、１４２ｂが、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときに同一直線上に並ぶ位置に形成されている。近接センサ１４６は、ベース部材１４１の貫通穴１４１ｂに挿入されて固定されている。被検出物１４７は、フランジ押え部材１４２の貫通穴１４２ｂに挿入されて固定されている。
【００４６】
このように近接センサ１４６および被検出物１４７を配置することで、両者の距離は、フランジ押え部材１４２を開放位置から閉止位置へ向けて回動するに従って小さくなっていき、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときに最小となる。よって、貫通穴１４１ｂ内での近接センサ１４６の位置を、フランジ押え部材１４２が閉止位置にないときには上記の所定の距離よりも大きいが、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときには所定の距離以下となる位置に設定することによって、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあることの検出を、極めて簡単な構造で達成することができる。
【００４７】
一般的に、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り、本発明ではどちらも利用可能である。
【００４８】
検出媒体が直流静磁界である場合、被検出物１４７としては磁石または電磁石が用いられ、近接センサ１４６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。
【００４９】
直流静磁界を検出する近接センサ１４６は、上記のように、被検出物１４７として磁石または電磁石を用いる。磁石は、フランジ押え部材１４２に取り付ける際に極性を逆にして取り付ける作業ミスが懸念される。一方、電磁石は、近接センサ１４７のための検出回路とは別に電磁石のための動作回路が必要となる。
【００５０】
そこで、本発明においては、被検出物１４７として金属を用いることができ、それによって上記のような問題が生じない、交流磁界を検出媒体とする近接センサ１４６を用いることが好ましい。また、交流磁界を検出媒体とする近接センサ１４６は、ホール素子のような直流静磁界を検出媒体とする近接センサと比べて、被検出物１４７を検出できる距離が小さいためフランジ押え部材１４２が閉止位置にあることをより正確に検出することができる。
【００５１】
交流磁界を検出媒体とする近接センサ１４６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（被検出物１４７）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１４６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。
【００５２】
この種の近接センサ１４６は、１つのコイルが、被検出物１４７に交流磁界を与える励磁コイルとしての機能と同時に、被検出物１４７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。
【００５３】
シングルコイル式の近接センサ１４６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１４６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１４６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。
【００５４】
マルチコイル式の近接センサ１４６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。
【００５５】
ダブルコイル型の近接センサ１４６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被検出物１４７に接近させ、他方を基準コイルにして被検出物１４７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、検出コイルは被検出物１４７の接近の影響を受けるため、両者の誘起電圧の差が、被検出物１４７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。
【００５６】
差動コイル型の近接センサ１４６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。
【００５７】
ホークコイル型の近接センサ１４６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、その間に被検出物１４７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。
【００５８】
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近接センサ１４６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り、それらの中でも特に、高周波発振型のシングルコイル式近接センサ、例えばオムロン株式会社製E2E-X1C1を好ましく用いることができる。金属を検出することのできる近接センサ１４６を用いた場合、被検出物１４７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。
【００５９】
被検出物１４７のサイズおよび形状は、フランジ押え部材１４２の開閉動作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、被検出物１４７はボールプランジャであってよい。被検出物１４７として用いるボールプランジャには、フランジ押え部材１４２を閉止位置に固定するためにフランジ押え部材１４２に備えられたボールプランジャ１４４（図５参照）と同様のボールプランジャを用いることができる。
【００６０】
被検出物１４７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、フランジ押え部材１４２のベース部材１４１との対向面から突出させてフランジ押え部材１４２に固定される。この突出したボールの一部は、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときに、近接センサ１４６を保持する貫通穴１４１ｂに係合する。これにより、フランジ押え部材１４２を閉止位置にロックするボールプランジャ１４４の補助的な機能を被検出物１４７に持たせることができる。
【００６１】
近接センサ１４６および被検出物１４７は、それぞれ位置ずれが生じないように貫通穴１４１ｂ、１４２ｂ内に固定される。そのために、近接センサ１４６および被検出物１４７を貫通穴１４１ｂ、１４２ｂに圧入することができる。あるいは、近接センサ１４６はねじ込み式としてもよい。これにより、貫通穴１４１ｂ内での近接センサ１４６の位置調整、および近接センサ１４６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、貫通穴１４１ｂは、樹脂で充填されることが好ましい。これにより、近接センサ１４６の防水性が高まり、薬液等がクランパ１４０に付着した場合に近接センサ１４６が故障するおそれを低減することができる。
【００６２】
前述したように、本形態ではフランジ押え部材１４２を閉止位置にロックするための係合構造にボールプランジャ１４４を用いているが、その場合、近接センサ１４７を、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあるときにボールプランジャ１４４と対向するベース部材１４１の部分に配置することもできる。こうすることにより、係合構造を構成するボールプランジャ１４４を被検出物としても利用することができ、クランパ１４０の構成をより簡単にすることができる。
【００６３】
再び図６を参照すると、クランパ１４０は、シリンジアセンブリ２００（図３参照）がクランパ１４０に装着されたことを検出するために、クランパ１４０への各シリンジアセンブリ２００の装着位置に関連した位置に配置された２つの近接センサを有している。これに対応して、各シリンジアセンブリ２００には、図３に示すように、近接センサ１４８が非接触で検出することのできる被検出物２７２が設置されている。
【００６４】
図３を参照すると、保護カバー２７０のカバーフランジ２７１は、カバーフランジ２７１からさらに半径方向に突出している凸部２７１ａを、その周方向の一部に有しており、被検出物２７２は、この凸部２７１ａに設置されている。
【００６５】
一方、図５に示すように、クランパ１４０の各フランジ受け凹部１４１ａにはそれぞれ溝部１４１ｃが形成されている。溝部１４１ｃは、シリンジアセンブリ２００がクランパ１４０に装着されるときに保護カバー２７０の凸部２７１ａを受け入れ、これによって、シリンジアセンブリ２００の周方向への回転が防止される。近接センサ１４８は、保護カバー２７０の凸部２７１ａがクランパ１４０の溝部１４１ｃに正常に受け入れられたときに被検出物２７２を検出する位置に配置される。
【００６６】
使用可能な近接センサ１４８および被検出物２７２は、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあることを検出するための近接センサ１４６および被検出物１４７と同様である。なお、保護カバー２７０の凸部２７１ａがクランパ１４０の溝部１４１ｃに正常に受け入れられたことを検出する近接センサ１４８は、シリンジ２２０の種々のサイズに対応する保護カバー２７０の種類も検出できるように構成されていてもよい。そのためには、この近接センサ１４８として、直流静磁界を検出媒体とする半導体磁気センサなどの近接センサは、Ｎ極とＳ極の組み合わせから複数のパターンを検出できるため、交流磁界を検出媒体とする近接センサと同様に好ましく用いることができる。
【００６７】
また、クランパ１４０への近接センサ１４８の取り付けおよび保護カバー２７０への被検出物２７２の取り付けも、フランジ押え部材１４２の開閉を検出するための近接センサ１４６および被検出物１４７と同様、各部材に穴を形成し、その穴の中にそれぞれ近接センサ１４８および被検出物２７２を固定することによって行なうことができる。これらの固定方法についても、近接センサ１４６および被検出物１４７の固定方法と同様であってよい。
【００６８】
図８に、本形態の薬液注入装置の主要な電気的構成のブロック図を示す。なお、図８に示す各ブロックは、図１〜７で説明した構成の少なくとも一部、または少なくとも一部の組み合わせとして存在しており、ハードウェアとして構成されていてもよいし、論理回路として構成されていてもよい。
【００６９】
図８に示すように、注入制御ユニット１０１は、制御部１６１、入力部１６２、表示部１６３およびインターフェース（Ｉ／Ｆ）１６４を有している。
【００７０】
入力部１６２は、図２に示したメイン操作パネル１０３およびタッチパネル１０４に相当し、操作者による薬液注入装置１００の様々な設定および薬液の注入条件の決定に必要なデータなどの入力を受け付ける。表示部１６３は、図２に示したタッチパネル１０４に相当し、薬液注入装置１００の動作状態を表す画面およびデータ入力用の画面などを表示する。以上のように本形態では、タッチパネル１０４は、入力部１６２の一部としての機能および表示部１６３の機能を併せ持っている。
【００７１】
制御部１６１は、入力部１６２からの入力に基づいて薬液の注入条件を算出したり、必要な情報を表示部１６３に表示させたり、算出した注入条件に従ってピストン駆動機構１３０を駆動させたりするなど、薬液注入装置１００の動作全般を制御する。さらに、制御部１６１は、注入ヘッド１１０の近接センサ１４６、１４８およびピストン駆動機構１３０と接続され、これら近接センサ１４６、１４８やその他のセンサ（不図示）などからの信号に基づいて、必要な情報を表示部１６３に表示させたり、ピストン駆動機構１３０の動作の制御を行なったりもする。制御部１６１は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含むコンピュータユニットで構成することができる。
【００７２】
制御部１６１から発せられるピストン駆動機構１３０の動作のための制御信号や、制御部１６１で算出された薬液の注入条件の一部などは、インターフェース１６４を介してアンギオ装置３００へ送られ、これによって、薬液注入装置１００とアンギオ装置３００とを連動させることができる。
【００７３】
次に、本形態の薬液注入装置１００の動作について説明する。
【００７４】
まず、操作者は、薬液注入装置１００の電源をオンし、その後、被験者に注入すべき薬液が充填されたシリンジアセンブリ２００を注入ヘッド１１０に装着する。または、薬液が充填されていない空のシリンジアセンブリ２００を注入ヘッド１１０に装着した後、ノズル部２２１ｂにチューブまたは吸引管を介して薬液容器（不図示）を接続し、その状態でピストン２２２を後退させてシリンジアセンブリ２００に薬液を充填し、薬液が充填されたシリンジアセンブリ２００が注入ヘッドに装着された状態としてもよい。シリンジアセンブリ２００について、本明細書では、前者のタイプをプレフィルドタイプと呼び、後者のタイプを後充填タイプとも呼ぶ。
【００７５】
シリンジアセンブリ２００を注入ヘッド１１０に装着する際は、図９に示すように、フランジ押え部材１４２を開放位置にした状態で、フランジ受け凹部１４１ａ（図５参照）上にカバーフランジ２７１が位置し、かつ、溝１４１ｃ（図５参照）内に凸部２７１ａ（図３参照）が挿入されるように、シリンジ受け１２０にシリンジアセンブリ２００を載せる。
【００７６】
ここで、未使用のシリンジアセンブリ２００は、シリンダ２２１内でのピストン２２２の位置が所定の位置に定められている。薬液注入装置１００は、電源がオンされたときにピストン保持機構１３０のイニシャライズ動作を行なうが、このイニシャライズ動作では、シリンジアセンブリ２００をシリンジ受け１２０に載せた状態のときにピストン保持機構がシリンジアセンブリ２００のピストン２２２の係合突起に係合する初期位置となるように、ピストン駆動機構を動作させる。通常、このピストン保持機構の初期位置は、ピストン保持機構の移動範囲の最後端であり、ピストン保持機構の位置は、センサ（不図示）によって検出することができる。
【００７７】
このセンサとしては任意のセンサを用いることができるが、透過型フォトセンサ（フォトインタラプタ）および反射型フォトセンサなどの光学センサを好ましく用いることができる。透過型フォトセンサを用いる場合、透過型フォトセンサを、ピストン保持機構と連動して直線移動または回転するように支持されたスリット板と組み合わせて、リニアエンコーダまたはロータリーエンコーダとして使用してもよいし、ピストン保持機構と連動して直線移動するように支持されたプレート部材と組み合わせて、ピストン保持機構が初期位置にあるときにプレート板が透過型フォトセンサの発光素子と受光素子との間に位置して発光素子からの光を遮断するように構成したリミットセンサとして使用してもよい。反射型フォトセンサを用いる場合も、上記のスリット板およびプレート部材が発光素子からの光を遮断するか受光素子に向けて反射させるかの違いがあるだけで基本的には上記と同様、エンコーダとして使用することもできるしリミットセンサとして使用することもできる。さらには、複数の光学センサを用いてエンコーダとリミットセンサの両方を備えた構成とすることもできる。
【００７８】
ピストン駆動機構１３０のイニシャライズ動作により、ピストン保持機構は上記の初期位置で待機している。よって、シリンジアセンブリ２００をシリンジ受け１２０に載せると、それと同時に、ピストン保持機構がピストン２２２の係合突起に係合する。
【００７９】
ピストン保持機構とピストン２２２の係合突起との係合は、センサ（不図示）によって検出できるようにすることが好ましい。薬液注入装置では通常、被験者への薬液の注入量およびシリンジ２２０への薬液の吸引量は、ピストン２２２の移動量とピストン保持機構の移動量が等しいという前提に立って、ピストン保持機構の移動量に基づいて算出される。初期状態でピストン２２２の係合突起とピストン保持機構が離れていると、ピストン保持機構が係合突起と当接するまでピストン２２２は移動せず両者の移動量にずれが生じることから、正確な注入量を算出することができなくなる。場合によっては、ピストン２２２が必要以上に押し込まれ、シリンジ２２０を破損させてしまうおそれもある。よって、ピストン保持機構とピストン２２２の係合突起との係合を検出できるようにし、その検出結果を操作者に表示や音声などによって示したり、あるいは係合したことが検出されるまで次の動作に進めないようにしたりすることで、上記のような不具合を防止することができる。
【００８０】
ピストン保持機構とピストン２２２の係合突起との係合は、例えば、ひずみセンサ、赤外線センサ、色認識ＣＣＤセンサ、色識別センサおよび機械的スイッチによって検出することができる。
【００８１】
操作者は、シリンジアセンブリ２００をシリンジ受け１２０に載せた後、フランジ押え部材１４２を回動させてその係合構造を中央のシャフト１５０ｂに係合させることによって、図１０に示すように、フランジ押え部材１４２を閉止位置にロックさせる。フランジ押え部材１４２が閉止位置にロックされることによって、カバーフランジ２７１がシリンジホルダ１４０に固定されて、シリンジアセンブリ２００が注入ヘッド１１０に装着される。シリンジアセンブリ２００には、延長チューブを介して注入針またはカテーテルが連結されており、この注入針またはカテーテルが被験者の血管に穿刺または挿入されることで、シリンジアセンブリ２００に充填されている薬液を被験者に注入する準備が整うことになる。
【００８２】
注入針またはカテーテルの穿刺または挿入は、プレフィルドタイプのシリンジアセンブリ２００の場合は、シリンジアセンブリ２００を注入ヘッド１１０に装着する前でも装着した後でもよいが、空のシリンジアセンブリ２００の場合は、シリンジアセンブリ２００内に薬液が充填された後とされる。ただし、適宜の弁装置を備えた分岐チューブ（不図示）等によって、シリンジアセンブリ２００から注入針またはカテーテルまでの経路と、シリンジアセンブリ２００から薬液容器までの経路とを任意に切り替えられるようにした場合は、シリンジアセンブリ２００内に薬液を充填する前に注入針またはカテーテルを穿刺または挿入することもできる。
【００８３】
以上のようにしてシリンジアセンブリ２００が注入ヘッド１１０に装着されると、近接センサ１４８がシリンジアセンブリ２００の被検出物２７２を検出し、これによって、注入ヘッド１１０にシリンジアセンブリ２００が装着されたことが検出される。さらに、フランジ押え部材１４２が閉止位置にロックされると、近接センサ１４６がフランジ押え部材１４２の被検出物１４７を検出し、これによって、フランジ押え部材１４２が閉止位置にロックされたことが検出される。
【００８４】
ここで、近接センサ１４６は、実際には、フランジ押え部材１４２が閉止位置にあることを検出し、フランジ押え部材１４２が閉止位置にロックされたことを検出するのではない。しかし、フランジ押え部材１４２は、閉止位置に達すると係合構造によってその位置にロックされるので、実質的には、近接センサ１４６はフランジ押え部材１４２が閉止位置にロックされたことを検出すると考えてよい。
【００８５】
フランジ押え部材１４２は、閉止位置では、フランジ受け凹部１４１ａと協働してカバーフランジ２７１を全周にわたって受け入れることによってシリンジアセンブリ２００を保持する。よって、フランジ押え部材１４２が閉止位置にロックされた状態では、シリンジアセンブリ２００は正しい位置および姿勢でクランパ１４０に固定されて注入ヘッド１１０に装着されていることになる。
【００８６】
本形態によれば、シリンジアセンブリ２００をカバーフランジ２７１の全周にわたって包囲することによって保持するようにクランパ１４０を構成することにより、シリンジアセンブリ２００がクランパ１４０に装着されていることを検出する近接センサ１４８、およびクランパ１４０が閉止位置でロックされたことを検出する近接センサ１４６の２つのセンサで、シリンジアセンブリ２００が注入ヘッド１１０に正しい姿勢で装着されたことを検出することができる。その結果、従来のように各シリンジについてＸＹＺの３方向からシリンジを検出する必要がなくなり、シリンジが正しい姿勢で装着されたことを検出するための構成をより簡単にすることができる。
【００８７】
以上のようにしてシリンジアセンブリ２００が注入ヘッド１１０に装着されると、近接センサ１４６、１４８から検出信号が制御部１６１へ送られる。制御部１６１は、近接センサ１４６、１４８から検出信号を受け取ると、装着されたシリンジアセンブリ２００がプレフィルドタイプか後充填タイプか、別の観点から言えば、薬液が充填されているシリンジアセンブリ２００であるか、薬液が充填されていない空のシリンジアセンブリ２００であるかに応じて以下の処理を実行する。なお、ピストン保持機構の初期位置をセンサによって検出できるように構成されている場合は、上記の近接センサ１４６、１４８からの検出信号に加えて、ピストン保持機構が初期位置にあることを検出するセンサからの出力信号が制御部１６１に送られ、これら３つの検出信号を制御部１６１が受け取ることによって、制御部１６１は以下の処理を実行する。
【００８８】
装着されたシリンジアセンブリ２００がどのタイプであるかは、装着されたシリンジアセンブリ２００のタイプを操作者が例えば入力部１６２を通じで入力し、その入力結果から制御部１６１が判断するようにすることもできるし、あるいは、シリンジアセンブリ２００がＲＦＩＤチップ（不図示）を備えるとともに薬液注入装置１００がＲＦＩＤリーダ（不図示）を備えるように構成し、ＲＦＩＤリーダによるＲＦＩＤチップの読み出し結果に基づいて制御部１６１がシリンジアセンブリ２００のタイプを判断するようにすることもできる。この場合、ＲＦＩＤチップに記録される情報は、そのシリンジがプレフィルドタイプであるか後充填タイプであるかについての情報を少なくとも含む。
【００８９】
シリンジアセンブリ２００のタイプの判断結果、後充填タイプである場合には、シリンジアセンブリ２００内に薬液を充填する必要がある。シリンジアセンブリ２００内への薬液の充填は、シリンジアセンブリ２００の先端を薬液容器（不図示）に接続し、その状態でピストン駆動機構１３０によってピストン２２２を後退させ、薬液容器内の薬液をシリンジアセンブリ２００内に吸引することによって行なうことができる。制御部１６１は、この吸引動作の前に、ピストン駆動機構１３０に以下に述べる吸引準備動作を実施させる。
【００９０】
吸引準備動作では、制御部１６１は、ピストン２２２がシリンジアセンブリ２００の先端に向かって押し込まれてシリンダ２２１の内部最先端の位置である前進端位置に位置するようにピストン駆動機構１３０を動作させ、シリンジ２２０内のエアを全て押し出す。もちろんこの段階では、注入針またはカテーテルは被験者に穿刺または挿入されていないか、または、シリンジ２２０から注入針またはカテーテルまでの経路は遮断されており、シリンジ２２０と被験者の血管とは流体連通していない。
【００９１】
上記前進端位置は、ピストン保持機構の前進端位置とすることができ、このピストン保持機構の前進端位置は、ピストン保持機構の初期位置を検出するセンサと同様のセンサによって検出するようにしてもよい。すなわち、ピストン保持機構の初期位置を検出するセンサがロータリーエンコーダまたはリニアエンコーダである場合は、このエンコーダを、ピストン保持機構の前進端位置を検出するセンサとしても利用することができる。また、ピストン保持機構の初期位置を検出するセンサがリミットセンサでありピストン保持機構と連動して直線移動するプレート部材を有している場合は、このリミットセンサとは別に、透過型あるいは反射型フォトセンサを、ピストン保持機構が前進端位置にあるときにプレート部材が透過型あるいは反射型フォトセンサと作用する（フォトセンサが透過型の場合は、プレート部材が発光素子からの光を遮断し、フォトセンサが反射型の場合は、プレート部材が発光素子からの光を受光素子に向けて反射される）ように配置する。もちろん、ピストン保持機構の前進端位置をエンコーダによって検出する構成とした場合であっても、さらにリミットセンサを付加し、このリミットセンサによってもピストン保持機構の前進端位置を検出できるようにしてもよい。
【００９２】
このように、近接センサ１４６、１４８からの検出信号を受けて、ピストン２２２が自動的にシリンダ２２１の内部最先端に位置するように、制御部１６１がピストン駆動機構１３０を動作させることで、例えば、操作者が、まだ薬液が充填されていないシリンジ２２０を薬液が充填されたものと勘違いして薬液注入装置に薬液注入動作を実行させたような場合であっても、ピストン２２２はそれ以上前進することができない。よって、被験者の血管内にエアを注入してしまうという医療事故を確実に防止することができる。
【００９３】
制御部１６１は、上記の吸引準備動作ととともに、シリンジアセンブリ２００が正しく装着されたこと、すなわちシリンジアセンブリ２００の装着が完了したことを表す情報を表示部１６３に表示させることもできる。これにより、操作者は、シリンジアセンブリ２００の装着が完了したことを容易に確認することができる。なお、装着されたシリンジアセンブリ２００がプレフィルドタイプの場合など、上記の準備動作を実行しない場合は、シリンジアセンブリ２００の装着が完了したことを表す情報の表示は単独で実行することもできる。
【００９４】
表示部１６３に表示されるこの情報は、文字によるメッセージであってもよいし、記号により表される情報であってもよい。また、表示部１６３は発光ランプ（不図示）を有しており、この発光ランプを点灯させることによって、シリンジアセンブリ２００の装着が完了したことを表してもよい。発光ランプの点灯によって表示する場合、発光ランプは注入ヘッド１１０に配置されていてもよい。
【００９５】
あるいは、薬液注入装置１００にスピーカ（不図示）をさらに付加し、このスピーカから、シリンジアセンブリ２００が正しく装着されたことを音声によって知らせたり、表示と音声を組み合わせたりしてもよい。
【００９６】
制御部１６１が、シリンジアセンブリ２００の被検出物２７２を検出する近接センサ１４８のみから検出信号を受け取った場合は、制御部１６１はシリンジアセンブリ２００が装着されていないと判断し、そのことを表示部１６３に表示させて操作者に注意を促す。あるいは、制御部１６１が、フランジ押え部材１４２の被検出物１４７を検出する近接センサ１４６のみから検出信号を受け取った場合は、制御部１６１はシリンジアセンブリ２００が正常に保持されていないと判断し、そのことを表示部１６３に表示させて操作者に注意を促す。
【００９７】
操作者は、シリンジアセンブリ２００が正しく装着されたことを確認し、その旨が入力部１６２を介して入力されると、制御部１６１は、薬液の注入のための動作を開始する。より詳しくは、制御部１６１は、表示部１６３に薬液注入装置１００の動作モード選択用の画面および／または注入条件設定用の画面を表示させるとともに、入力部１６２に対して動作モードの選択および／または注入条件設定のための入力操作を可能にさせる。薬液の注入のための動作は、薬液注入に直接関わる動作だけでなく、薬液注入の前段階としてシリンジ２２０内に薬液を吸引する動作も含み、シリンジアセンブリ２００が後充填タイプである場合は、動作モードとして吸引モードが含まれる。したがって、装着されたシリンジアセンブリ２００が後充填タイプ（空シリンジ）である場合は、操作者は、シリンジ２２０と被験者の血管とが流体連通状態でないことを確認した後、薬液注入装置１００に吸引動作を実行させ、その後、被験者への注入動作を実行させる。
【００９８】
表示部１６３に動作モード選択用の画面および／または注入条件設定用の画面が表示されたら、操作者は、必要に応じて動作モードを選択したりデータを入力したりする。制御部１６１は、この入力に基づいて、必要な処理を行ない、ピストン駆動機構１３０を制御してシリンジアセンブリ２００から被験者に薬液を注入する。これらの動作は、通常の薬液注入装置と同様でよいので、その詳細な説明は省略する。
【００９９】
以上のように、両方の近接センサ１４６、１４８からの検出信号を制御部１６１が受け取らない限り次のステップに進まないようにすることで、シリンジアセンブリ２００が装着されないまま、または正しく装着されないまま薬液注入動作が実行されるのを防止することができる。シリンジアセンブリ２００が正しく装着されないまま薬液注入動作が実行されると、薬液注入中にシリンジアセンブリ２００が外れるなどの事故が発生するおそれがある。よって、本形態のようにシリンジアセンブリ２００が正しく装着されたことを検出できるようにすることで、そのような事故を防止することができる。
【０１００】
また、クランパ１４０は、カバーフランジ２７１の全周を包囲した状態でシリンジアセンブリ２００を保持するので、薬液の注入時にカバーフランジ２７１は全周で力を受けることができる。その結果、薬液の注入時にカバーフランジ２７１が受ける力がカバーフランジ２７１の全周に分散され、高圧で薬液が注入される場合であっても、カバーフランジ２７１が損傷する可能性は極めて低くなる。
【０１０１】
以上、好ましい実施形態によって本発明を説明した。本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【０１０２】
例えば、近接センサとして、交流磁界を検出媒体として金属を検出するセンサを用いる場合、検出対象となる金属の種類に応じてセンサからの出力を変化させることが可能であるので、シリンジアセンブリ２００の種類ごとに、被検出物２７２として異なる種類の金属を用いれば、シリンジアセンブリ２００が装着されていることだけでなく、装着されているシリンジアセンブリ２００の種類まで判別することができる。ここで、シリンジアセンブリ２００の種類は、例えば、充填されている薬液の有効成分の濃度（代表的には、造影剤におけるヨード濃度）、シリンジ２２０の容量、サイズおよびこれらの組み合わせなどで分類することができる。
【０１０３】
また、上述した実施形態では、シリンジアセンブ２００が載置部に載置されたことを検出する第１の検出器として近接センサ１４８を用いたが、以下に述べる特定の薬液注入システムにおいては、シリンジアセンブリを検出するための近接センサは不要である。
【０１０４】
近年の薬液注入システムの中には、ＲＦＩＤチップをシリンジに備えるとともに、ＲＦＩＤチップからデータを取得するＲＦＩＤリーダを薬液注入装置に備えたものがある。ＲＦＩＤチップには、充填されている薬液に関するデータや被験者に関するデータなど、様々なデータが必要に応じて記録されている。薬液注入装置は、ＲＦＩＤチップから取得したデータを利用して、薬液の注入条件を算出したり、シリンジの使用履歴を記録したり、被験者の薬液注入履歴を記録したりすることができる。
【０１０５】
このような薬液注入装置では、シリンジが装着された状態でＲＦＩＤチップからデータを取得できる位置にＲＦＩＤリーダが設置されている。よって、ＲＦＩＤリーダがＲＦＩＤチップからデータを取得できれば、それは薬液注入装置にシリンジが装着されていることを意味する。つまり、ＲＦＩＤリーダは第１の検出器としても働くことができ、この場合は、近接センサ１４８は不要である。
【０１０６】
ＲＦＩＤリーダは、近接センサと比べて検出可能範囲が広く、カバーフランジ２７１をクランパ１４０のフランジ受け凹部１４１ａに載せたときに位置ずれがあっても、シリンジアセンブリ２００を検出してしまうことがある。しかし、シリンジアセンブリ２００は、最終的にはフランジ押え部材４１２を閉止位置にロックすることによって正しい姿勢および位置で固定されるので、シリンダアセンブリ２００の検出にはそれ程高い位置精度は要求されず、この位置ずれが問題となることはない。よって、第１の検出器としては、上述した近接センサ１４８およびＲＦＩＤリーダに限らず任意の検出器を用いることができ、また、第１の検出器の位置についても任意である。
【０１０７】
上記のようにシリンジアセンブリ２００がＲＦＩＤチップを備えている場合、ＲＦＩＤチップは、シリンダ２２１に搭載されていてもよいし、保護カバー２７０に装着されていてもよいし、両方に搭載されていてもよい。ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤチップの位置に応じて、シリンジアセンブリが注入ヘッドに装着されたときにＲＦＩＤチップを読み取ることのできる位置に設置される。
【０１０８】
さらに、上述した実施形態では、シリンジアセンブリ２００が保護カバー２７０を有している例を述べたが、保護カバー２７０は本発明では必須ではない。例えば、粘度がそれ程高くない薬液を充填するシリンジアセンブリは、保護カバーが装着されないことが多い。シリンジアセンブリが保護カバーを有していない場合、クランパはシリンダの末端に形成されたフランジを保持するように構成される。また、シリンジアセンブリが、保護カバーを有しておらず、かつＲＦＩＤチップを供えている場合、ＲＦＩＤチップはシリンダに搭載される。
【０１０９】
また、上述した実施形態では、シリンジアセンブリの装着を検出できるように構成されているが、さらに、シリンジ載置部に重量センサを設け、この重量センサによって、シリンジ載置部に際されているシリンジアセンブリに薬液が充填されているかどうかを検出できるようにしてもよい。この場合、シリンジアセンブリに薬液が充填されていなければ操作者に表示および／または音声で警告を発するようにすることが好ましい。
以上、実施形態により本発明を説明したが、本明細書は、以下に記載する発明を開示する。
［１］  シリンダおよびピストンを有するシリンジアセンブリが着脱自在に装着され、装着された前記シリンジアセンブリを操作することによって前記シリンジアセンブリから被験者へ薬液を注入する薬液注入装置であって、
前記シリンジアセンブリが載せられるシリンジ載置部と、
前記シリンジ載置部の一部を構成し、前記シリンジアセンブリのフランジが載せられるベース部材と、開放位置と閉止位置との間で回動自在に前記ベース部材に支持されたフランジ押え部材と、前記フランジ押え部材を前記閉止位置でロックする係合構造とを有し、前記フランジを全周にわたって包囲することによって前記シリンジアセンブリを固定するクランパと、
前記シリンジアセンブリが前記シリンジ載置部に載置されたことを検出する第１の検出器と、
前記フランジ押え部材が前記閉止位置でロックされたことを検出する第２の検出器と、
を有する薬液注入装置。
［２］  前記ベース部材および前記フランジ押え部材は、前記フランジを受け入れる凹部を有する上記［１］に記載の薬液注入装置。
［３］  前記第２の検出器は、前記ベース部材に設置された近接センサであり、前記フランジ押え部材には、前記フランジ押え部材が前記閉止位置にあるときに前記近接センサによって検出される被検出物が配置されている上記［１］または［２］に記載の薬液注入装置。
［４］  前記近接センサおよび前記被検出物は、前記フランジ押え部材が前記閉止位置にあるときに前記近接センサと前記被検出物との距離が最小となるように配置されている上記［３］に記載の薬液注入装置。
［５］  前記近接センサは、交流磁界を検出媒体として金属を非接触で検出するセンサであり、前記被検出物は、前記近接センサで検出される金属を含んでいる上記［３］または［４］に記載の薬液注入装置。
［６］  前記薬液注入装置の動作全般を制御する制御部と、
情報を表示する表示部と、
をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の検出器によって、前記シリンジアセンブリが前記シリンジ載置部に載置されたことが検出され、かつ、前記第２の検出器によって、前記フランジ押え部材が前記閉止位置でロックされたことが検出されると、前記シリンジアセンブリの装着が完了したことを表す情報を前記表示部に表示させる上記［１］から［５］のいずれかに記載の薬液注入装置。
［７］  前記制御部は、前記情報の表示に基づく操作者の所定の操作によって、薬液の注入のための動作を開始する上記［６］に記載の薬液注入装置。
［８］  前記ピストンを前進および後退させるピストン駆動機構をさらに有し、
前記シリンジ載置部に載せられたシリンジアセンブリが、薬液が充填されていない空シリンジである場合、前記制御部は、前記第１の検出器によって、前記シリンジアセンブリが前記シリンジ載置部に載置されたことが検出され、かつ、前記第２の検出器によって、前記フランジ押え部材が前記閉止位置でロックされたことが検出されると、前記ピストンが前記シリンダの内部最先端に位置するように前記ピストン駆動機構を動作させる上記［１］から［７］のいずれかに記載の薬液注入装置。
［９］  上記［１］から［８］のいずれかに記載の薬液注入装置と、
前記薬液注入装置に着脱自在に装着されるシリンジアセンブリと、
を有する薬液注入システム。
［１０］  前記薬液注入装置の第１の検出器は近接センサであり、
前記シリンジアセンブリには、前記シリンジアセンブリが前記薬液注入装置のシリンジ載置部に載せられているときに、前記第１の検出器である近接センサによって検出される被検出物が配置されている上記［９］に記載の薬液注入システム。
［１１］  種類の異なる複数の前記シリンジアセンブリを有し、
前記近接センサは、交流磁界を検出媒体として非接触で金属を検出するセンサであり、
前記被検出物は、前記シリンジアセンブリの種類ごとに異なる種類の金属を有している上記［１０］に記載の薬液注入システム。
［１２］  前記シリンジアセンブリは、データが記録されたＲＦＩＤチップをさらに有し、
前記薬液注入装置は、前記シリンジアセンブリが前記シリンジ載置部上に載せられた状態で前記ＲＦＩＤチップから前記データを取得するＲＦＩＤリーダをさらに有し、
前記ＲＦＩＤリーダが、前記第１の検出器としても働く上記［９］に記載の薬液注入システム。
［１３］  前記シリンジアセンブリは、
薬液が充填された、シリンダおよびピストンを備えたシリンジと、
薬液注入時の前記シリンダの内圧上昇による膨張を抑制するために前記シリンジが挿入される保護カバーと、
を有し、
前記フランジは前記保護カバーに形成されている上記［９］から［１２］のいずれかに記載の薬液注入システム。
【符号の説明】
【０１１０】
１００    薬液注入装置
１０１    注入制御ユニット
１１０    注入ヘッド
１３０    ピストン駆動機構
１４０    クランパ
１４１    ベース部材
１４１ａ    フランジ受け凹部
１４２    フランジ押え部材
１４３    凹部
１４４    ボールプランジャ
１４６、１４８    近接センサ
１４７、２７２    被検出物
１６１    制御部
１６２    入力部
１６３    表示部
２００  シリンジアセンブリ
２２０    シリンジ
２２１    シリンダ
２２２    ピストン
２７０    保護カバー
２７１    カバーフランジ
３００    ＣＴアンギオ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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