(57)【要約】【課題】一時的に高い圧力による噴射力を緩和した流体噴射装置を提供する。【解決手段】パルス状の流体を噴射させる流体噴射部と、所定圧力以上の圧力の流体を収容する流体収容部を有し、流体収容部に収容された流体を流体噴射部に供給する流体供給部と、流体噴射部及び流体収容部を接続し、流体が流れる流路となる接続流路と、接続流路を開閉する開閉部と、開閉部に対して、接続流路を開放させるための開放信号を送り、流体噴射部に対して、流体を噴射させるための噴射信号を送る制御部とを備えた流体噴射装置であって、制御部は、開放信号を送ってから所定時間経過後に、噴射信号を送る。【選択図】図９
2015198864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状の流体を噴射させる流体噴射部と、
所定圧力以上の圧力の流体を収容する流体収容部を有し、当該流体収容部に収容された流体を前記流体噴射部に供給する流体供給部と、
前記流体噴射部及び前記流体収容部を接続し、流体が流れる流路となる接続流路と、
前記接続流路を開閉する開閉部と、
前記開閉部に対して、前記接続流路を開放させるための開放信号を送り、前記流体噴射部に対して、流体を噴射させるための噴射信号を送る制御部と
を備えた流体噴射装置であって、     
前記制御部は、前記開放信号を送ってから所定時間経過後に、前記噴射信号を送ることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記制御部は、前記開放信号を送った後、前記噴射信号を送る前に、
前記流体供給部に具備され、前記流体収容部を加圧する加圧部を駆動して、
流体を前記流体噴射部に供給することを特徴とする流体噴射装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流体噴射装置であって、
前記所定圧力より高い圧力を目標圧力とし、
前記所定圧力を第一下限圧力、
前記目標圧力より高い圧力を第一上限圧力、
前記第一下限圧力より高い圧力で、前記目標圧力より低い圧力を第二下限圧力、
前記第一上限圧力より低い圧力で、前記目標圧力より高い圧力を第二上限圧力とし、
前記第一下限圧力から前記第一上限圧力までの圧力範囲を第一圧力範囲、
前記第二下限圧力から前記第二上限圧力までの圧力範囲を第二圧力範囲とし、
前記第一圧力範囲及び前記第二圧力範囲のそれぞれの中心値を前記目標圧力とした場合、
前記制御部は前記流体収容部内の流体の圧力を前記第二圧力範囲内の圧力にさせるための制御を行い、
前記制御部は前記流体収容部内の流体の圧力が前記第一圧力範囲内の圧力である場合に前記開放信号及び前記噴射信号を送ることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の流体噴射装置において、
前記制御部は、流体の噴射を指示する送液信号を受け取ったことを条件に前記開放信号及び前記噴射信号を送り、かつ
前記流体収容部内の流体が前記所定圧力以上の圧力になっていないときは、前記送液信号を受け取っても前記開放信号を送らないこととし、
前記流体収容部内の流体が前記所定圧力以上の圧力になったときは、前記送液信号を受け取った後、前記開放信号を送ることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の流体噴射装置において、
前記開放信号を送る前に、
前記制御部は、前記接続流路を流体で満たし、
前記流体噴射部が流体を噴射した後、
前記流体収容部内の流体の圧力を前記所定圧力以上になるように制御することを特徴とする流体噴射装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の流体噴射装置において、
前記噴射信号を受け取った前記流体噴射部は、
電圧変化に応じて変形する圧電素子を用いて流体を噴射することを特徴とする流体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体をパルス状に噴射する流体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野において、流体をパルス状に高速で噴射させる流体噴射装置が生体組織の切開又は切除する方法として知られている。この流体噴射装置には、例えば、容積変更手段の駆動によって容積が変化される流体室を有し、流体をパルス状に高速噴射させる脈動発生部と、脈動発生部に液体を供給する流体供給部と脈動発生部と流体供給部とを連通する接続チューブとから構成される流体噴射装置（特許文献１参照）や、チャンバー内に蒸気発生手段を備え、この蒸気発生手段により発生する高圧の蒸気バブルによってパルス状に流体の噴射を行う流体噴射装置（特許文献２参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３‐２１３４２２号公報
【特許文献２】特表２００３‐５０００９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の流体噴射装置は、流体供給部から流体噴射部への接続流路を開放すると同時に、流体噴射部からパルス状の流体を噴射していた。図１１には従来の流体噴射装置を用いた場合の噴射流体の圧力変化を示している。
【０００５】
図１１において、時間ｔのときに接続流路の開放し、同時にパルス状の流体を噴射すると、流体にかかる圧力が一時的に高くなっていることがわかる。この高い圧力は、術者が意図しない一時的に高い噴射力を与えることとなっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、一時的に高い圧力による噴射力を緩和した流体噴射を行うことのできる流体噴射装置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】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、パルス状の流体を噴射させる流体噴射部と、所定圧力以上の圧力の流体を収容する流体収容部を有し、当該流体収容部に収容された流体を前記流体噴射部に供給する流体供給部と、前記流体噴射部及び前記流体収容部を接続し、流体が流れる流路となる接続流路と、前記接続流路を開閉する開閉部と、前記開閉部に対して、前記接続流路を開放させるための開放信号を送り、前記流体噴射部に対して、流体を噴射させるための噴射信号を送る制御部とを備えた流体噴射装置であって、前記制御部は、前記開放信号を送ってから所定時間経過後に、前記噴射信号を送ることを特徴とする流体噴射装置である。
【０００８】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る流体噴射装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る流体噴射装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るポンプの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る流体収容部内の流体の圧力変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係るポンプの構成の他の例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る流体噴射部の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る入口流路の形態を示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る流体噴射装置の準備動作のフロー図である。
【図９】本発明の実施形態に係る流体噴射装置の噴射動作のフロー図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る流体噴射装置を用いた噴射流体の圧力変化を示すグラフである。
【図１１】従来の流体噴射装置を用いた噴射流体の圧力変化を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る流体噴射装置は、細密な物体や構造物、生体組織等の洗浄あるいは切断等様々に採用可能であるが、以下に説明する実施形態では、生体組織を切開又は切除する手術用メスに好適な流体噴射装置を例示して説明する。したがって、本実施形態に係る流体噴射装置にて用いる流体は、水や生理食塩水、所定の薬液等である。なお、以降の説明で参照する図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
【００１１】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＝＝全体構成＝＝     
図１は、本実施形態に係る手術用メスとしての流体噴射装置１を示す構成説明図である。本実施形態に係る流体噴射装置１は、流体を供給するポンプ７００と、ポンプ７００から供給される流体を脈流に変換してパルス状に噴射する流体噴射部１００と、ポンプ７００と連携して流体噴射装置１の制御を行う駆動制御部６００と、ポンプ７００と流体噴射部１００との間を接続し、流体が流れる流路となる接続流路としての接続チューブ２５と、を備えている。本実施形態に係る流体噴射装置１は、制御部として駆動制御部６００と後述のポンプ制御部７１０の２つを備えることとしたが、制御部は１つであっても複数であってもよい。
【００１２】
また詳細は後述するが、流体噴射部１００は、ポンプ７００から供給された流体が収容される流体室５０１と、この流体室５０１の容積を変更するダイヤフラム４００と、ダイヤフラム４００を振動させる圧電素子４０１と、を備えている。
【００１３】
また流体噴射部１００は、流体室５０１から吐出される流体の流路となる細いパイプ状の流体噴射管２００と、流体噴射管２００の先端部に装着される流路径が縮小されたノズル２１１と、を備えている。
【００１４】
そして流体噴射部１００は、駆動制御部６００から出力される噴射信号によって圧電素子４０１を駆動させ、流体室５０１の容積を変化させることで流体を脈流に変換し、流体噴射管２００、ノズル２１１を通して流体をパルス状に高速噴射する。
【００１５】
駆動制御部６００と流体噴射部１００との間は制御ケーブル６３０により接続されており、駆動制御部６００から出力される圧電素子４０１を駆動するための噴射信号は、制御ケーブル６３０を介して流体噴射部１００に伝達される。
【００１６】
また駆動制御部６００とポンプ７００との間は通信ケーブル６４０により接続されており、駆動制御部６００及びポンプ７００は、ＣＡＮ(Controller Area Network)などの所定の通信プロトコルに従って相互に様々なコマンドやデーターを授受する。
【００１７】
また駆動制御部６００は、流体噴射部１００を用いて執刀する術者等によって操作される様々なスイッチからの信号の入力を受けて、上記制御ケーブル６３０や通信ケーブル６４０を介して、ポンプ７００や流体噴射部１００を制御する。
【００１８】
駆動制御部６００に入力される上記スイッチとしては、例えば流体噴射部起動スイッチ６２５や、噴射強度切替スイッチ６２７、フラッシングスイッチ６２８等がある（不図示）。
【００１９】
流体噴射部起動スイッチ６２５は、流体噴射部１００からの流体の噴射の有無を切り替えるためのスイッチである。流体噴射部１００を用いて執刀する術者によって流体噴射部起動スイッチ６２５が操作されると、駆動制御部６００は、ポンプ７００と連携して、流体噴射部１００から流体を噴射あるいは停止するための制御を実行する。流体噴射部起動スイッチ６２５は、術者の足元において操作されるフットスイッチとしての形態をとることもできるし、術者によって把持される流体噴射部１００に一体的に配設され、術者の手や指によって操作される形態をとることもできる。
【００２０】
噴射強度切替スイッチ６２７は、流体噴射部１００から噴射される流体の噴射強度を変更するためのスイッチである。駆動制御部６００は、噴射強度切替スイッチ６２７が操作された場合には、流体噴射部１００及びポンプ２０に対し、流体の噴射強度を増減するための制御を行う。
【００２１】
なおフラッシングスイッチ６２８については後述する。
【００２２】
また、本実施形態において、脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量又は流速が周期的又は不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量又は流速が周期的又は不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。
【００２３】
同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射される流体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射される流体の流量又は移動速度が周期的又は不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠噴射である必要はない。
【００２４】
また流体噴射部１００が駆動を停止している場合、つまり、流体室５０１の容積を変更させないときは、流体供給部としてのポンプ７００から所定の圧力で供給された流体は、流体室５０１を通って、ノズル２１１から連続的に流出する。
【００２５】
なお、本実施形態に係る流体噴射装置１は、ポンプ７００を複数備える構成としてもよい。例えば流体噴射装置１がポンプ７００を２つ備える場合の構成を図２に例示する。
【００２６】
この場合、図２に示すように、流体噴射装置１は第１ポンプ７００ａと第２ポンプ７００ｂとを備える。そして、流体噴射部１００と第１ポンプ７００ａと第２ポンプ７００ｂとの間を接続し、流体が流れる流路となる接続流路は、第１接続チューブ２５ａ、第２接続チューブ２５ｂ、接続チューブ２５、及び三方活栓２６、によって構成される。
【００２７】
そして第１接続チューブ２５ａと接続チューブ２５とを連通させるか、又は第２接続チューブ２５ｂと接続チューブ２５とを連通させるか、を切り替え可能に構成されたバルブを三方活栓２６として使用し、第１ポンプ７００ａ及び第２ポンプ７００ｂのうちのいずれか一方のポンプを選択的に使用するようにする。
【００２８】
このように構成することで、例えば第１ポンプ７００ａを選択的に使用している場合に、故障等の何らかの理由でこの第１ポンプ７００ａから流体の供給が行えなくなったような場合には、三方活栓２６を、第２接続チューブ２５ｂと接続チューブ２５とを連通するように切り替えてから、第２ポンプ７００ｂからの流体の供給を開始することで、流体噴射装置１を継続して使用することができ、第１ポンプ７００aからの流体の供給が行えなくなったことの影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００２９】
なお以下の説明では、流体噴射装置１が複数のポンプ７００を備える構成であっても、各ポンプ７００を区別して説明する必要がない場合には、まとめてポンプ７００のように示す。
【００３０】
一方、複数のポンプ７００をそれぞれ区別して説明する必要がある場合には、各ポンプ７００を、第１ポンプ７００ａ、第２ポンプ７００ｂ等のように区別して示し、ポンプ７００の参照符号７００に適宜ａ、ｂ等の添え字を付加する。またこの場合、第１ポンプ７００ａの構成要素の参照符号には添え字ａを付加し、第２ポンプ７００ｂの構成要素の参照符号には添え字ｂを付けて示す。
【００３１】
＝＝ポンプ＝＝
次に本実施形態に係るポンプ７００の構成及び動作の概要について、図３を参照しながら説明する。
【００３２】
本実施形態に係るポンプ７００は、ポンプ制御部７１０と、スライダー７２０と、モーター７３０と、リニアガイド７４０と、ピンチバルブ７５０と、を備える。またポンプ７００は、流体を収容する流体容器７６０を着脱可能に装着するための流体容器装着部７７０を有して構成されている。流体容器装着部７７０は、流体容器７６０が装着された際に、流体容器７６０が規定の位置で保持されるように形成されている。
【００３３】
なお詳細は後述するが、ポンプ制御部７１０には、スライダーリリーススイッチ７８０、スライダーセットスイッチ７８１、送液レディスイッチ７８２、プライミングスイッチ７８３、ピンチバルブスイッチ７８５が入力されている（不図示）。
【００３４】
流体容器７６０は、本実施形態においては一例として、シリンジ７６１及びプランジャー７６２を備える注射筒として構成されている。
【００３５】
この流体容器７６０は、シリンジ７６１の先端部に、円筒を突出させた形状の開口部７６４が形成されている。そして流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着する際には、接続チューブ２５の端部を開口部７６４にはめ込むようにして、シリンジ７６１の内部から接続チューブ２５への流体の流路を形成する。
【００３６】
ピンチバルブ７５０は、接続チューブ２５の経路上に設けられ、流体容器７６０と流体噴射部１００との間の流体の流路を開閉する開閉部の一例としてのバルブである。
【００３７】
ピンチバルブ７５０の開閉はポンプ制御部７１０により行われる。ポンプ制御部７１０がピンチバルブ７５０を開放すると、流体容器７６０と流体噴射部１００との間の流路が連通する。ポンプ制御部７１０がピンチバルブ７５０を閉塞すると、流体容器７６０と流体噴射部１００との間の流路が遮断する。
【００３８】
流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着した後に、ピンチバルブ７５０を開放した状態で、流体容器７６０のプランジャー７６２をシリンジ７６１内に押し込む方向（以下、押し込み方向とも記す）に移動させると、プランジャー７６２の上記押し込み方向側の先端に装着されている弾性力を有するゴム等の樹脂製のガスケット７６３の端面と、シリンジ７６１の内壁と、により囲まれる空間（以下、流体収容部７６５とも記す）の容積が減少し、この流体収容部７６５に充填されている流体がシリンジ７６１の先端部の開口部７６４から吐出される。そして開口部７６４から吐出された流体は、接続チューブ２５内に充填されるとともに、流体噴射部１００に供給される。
【００３９】
一方、流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着した後に、ピンチバルブ７５０を閉塞した状態で、流体容器７６０のプランジャー７６２を押し込み方向に移動させると、プランジャー７６２の先端に装着されているガスケット７６３とシリンジ７６１の内壁とに囲まれる流体収容部７６５の容積が減少し、この流体収容部７６５に充填されている流体の圧力を上昇させることができる。
【００４０】
プランジャー７６２の移動は、流体容器装着部７７０に流体容器７６０を装着した時にプランジャー７６２が摺動する方向（上記押し込み方向及び押し込み方向とは反対方向）に沿って、ポンプ制御部７１０がスライダー７２０を移動させることにより行われる。
【００４１】
具体的には、加圧部の一例であるスライダー７２０は、上記プランジャー７６２の摺動方向に沿ってリニアガイド７４０に直線状に形成されているレール（不図示）に、スライダー７２０の台座部７２１を係合させるように、リニアガイド７４０に取り付けられており、そしてリニアガイド７４０が、ポンプ制御部７１０により駆動されるモーター７３０から伝達される動力を用いて、スライダー７２０の台座部７２１をレールに沿って移動させることによって、スライダー７２０は、上記プランジャー７６２の摺動方向に沿って移動して、流体収容部７６５に充填されている流体の圧力を上昇させる。
【００４２】
また図３に示すように、リニアガイド７４０の上記レールに沿って、第１リミットセンサー７４１、残量センサー７４２、ホームセンサー７４３、第２リミットセンサー７４４が設けられている。
【００４３】
これらの、第１リミットセンサー７４１、残量センサー７４２、ホームセンサー７４３、第２リミットセンサー７４４はいずれも、リニアガイド７４０の上記レール上を移動するスライダー７２０の位置を検出するセンサーであり、これらのセンサーにより検出された信号は、ポンプ制御部７１０に入力される。
【００４４】
ホームセンサー７４３は、リニアガイド７４０上におけるスライダー７２０の初期位置（以下、ホーム位置とも記す）を定めるために用いられるセンサーである。ホーム位置は、流体容器７６０の装着や交換等の作業を行う際に、スライダー７２０が保持される位置である。
【００４５】
残量センサー７４２は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２の押し込み方向に移動した際に、流体容器７６０内の流体の残量が所定値以下になる際のスライダー７２０の位置（以下、残量位置とも記す）を検出するためのセンサーである。残量センサー７４２が設けられた残量位置までスライダー７２０が移動した場合には、オペレーター（術者あるいは補助者）に対して所定の警報が出力される。そしてオペレーターの判断により適切なタイミングで、現在使用中の流体容器７６０を、新たな流体容器７６０に交換する作業が行われる。あるいは、ポンプ７００（第１ポンプ７００ａ）と同様構成の予備の第２ポンプ７００ｂが用意されている場合には、流体噴射部１００への流体の供給が予備の第２ポンプ７００ｂから行われるように切り替える作業が行われる。
【００４６】
第１リミットセンサー７４１は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２の押し込み方向に移動する際の移動可能範囲の限界位置（以下、第１限界位置とも記す）を示す。第１リミットセンサー７４１が設けられた第１限界位置までスライダー７２０が移動した場合には、流体容器７６０内の流体の残量は、スライダー７２０が上記残量位置にある時の残量よりもさらに少なく、オペレーターに対して所定の警報が出力される。そしてこの場合も、現在使用中の流体容器７６０を新たな流体容器７６０に交換する作業、あるいは予備の第２ポンプ７００ｂへの切り替え作業が行われる。
【００４７】
一方、第２リミットセンサー７４４は、スライダー７２０がホーム位置からプランジャー７６２を押し込む方向とは反対方向に移動する際の移動可能範囲の限界位置（以下、第２限界位置とも記す）を示す。第２リミットセンサー７４４が設けられた第２限界位置までスライダー７２０が移動した場合にも所定の警報が出力される。
【００４８】
なおスライダー７２０には、タッチセンサー７２３と圧力センサー７２２とが装着されている。
【００４９】
タッチセンサー７２３は、流体容器７６０のプランジャー７６２にスライダー７２０が接触しているか否かを検出するためのセンサーである。
【００５０】
また圧力センサー７２２は、シリンジ７６１の内壁とガスケット７６３とにより形成される流体収容部７６５内の流体の圧力を検出し、圧力に応じた信号を出力するセンサーである。
【００５１】
ピンチバルブ７５０を閉めた状態でスライダー７２０を上記押し込み方向に移動させた場合には、流体収容部７６５内の流体の圧力は、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触したのちは、スライダー７２０の押し込み量を増加させるにつれて上昇する。
【００５２】
一方、ピンチバルブ７５０を開けた状態でスライダー７２０を上記押し込み方向に移動させた場合には、スライダー７２０がプランジャー７６２に接触した後であっても、流体収容部７６５内の流体は、接続チューブ２５を通じて流体噴射部１００のノズル２１１から流出してしまうため、流体収容部７６５内の流体の圧力は、ある程度までは上昇するものの、スライダー７２０をそれ以上押し込み方向に移動させても上昇しない。
【００５３】
なお、タッチセンサー７２３及び圧力センサー７２２からの信号は、ポンプ制御部７１０に入力されている。
【００５４】
次に、流体が充填された流体容器７６０を流体容器装着部７７０に新たに装着し、流体容器７６０内の流体を流体噴射部１００に供給し、流体噴射部１００から流体をパルス状に噴射可能な状態になるまでの準備動作について説明する。
【００５５】
まずオペレーターは、スライダーリリーススイッチ７８０を操作して、スライダーリリーススイッチ７８０のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力する。そうするとポンプ制御部７１０は、スライダー７２０をホーム位置に移動させる。
【００５６】
そしてオペレーターは、事前に接続チューブ２５と接続しておいた流体容器７６０を流体容器装着部７７０に装着する。なおこの流体容器７６０のシリンジ７６１には既に流体が充填されている。
【００５７】
そしてオペレーターが接続チューブ２５をピンチバルブ７５０にセットした後に、ピンチバルブスイッチ７８５を操作してピンチバルブスイッチ７８５のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力すると、ポンプ制御部７１０はピンチバルブ７５０を閉じる。
【００５８】
次にオペレーターは、スライダーセットスイッチ７８１を操作して、スライダーセットスイッチ７８１のＯＮ信号をポンプ制御部７１０に入力する。そうするとポンプ制御部７１０は、スライダー７２０を押し込み方向に移動させて、流体容器７６０内の流体収容部７６５に収容されている流体の圧力が所定の目標圧力値になるように制御を開始する。
【００５９】
図４は流体収容部７６５内の流体の圧力変化を示すグラフである。
【００６０】
目標圧力値がＰである場合、好ましくはＰより高い圧力を第二上限圧力値Ｐａ、Ｐより低い圧力を第二下限圧力値Ｐｂとし、ポンプ制御部７１０は、流体収容部７６５内に収容されている流体の圧力がＰａからＰｂの範囲内である第二圧力範囲（以下、ファインウインドウとも記す）となるように制御を行い、このファインウインドウの中心値は目標圧力値Ｐである。
【００６１】
その後オペレーターによって送液レディスイッチ７８２が押されると、この送液レディスイッチ７８２のＯＮ信号がポンプ制御部７１０に入力され、流体収容部７６５内の流体の圧力が上記目標圧力値に対して規定の範囲内（以下、ラフウインドウとも記す）に入っている場合には、ポンプ制御部７１０は、ポンプ７００から流体噴射部１００への流体の送液を許可する送液可能状態となる。このラフウインドウは、第二上限圧力値Ｐａより高い圧力を第一上限圧力値ＰＡ、第二下限圧力値Ｐｂより低い圧力を第一下限圧力値ＰＢとしたときのＰＡからＰＢの範囲内である第一圧力範囲をいい、ラフウインドウの中心値は目標圧力値Ｐである。
【００６２】
そしてポンプ制御部７１０が送液可能状態である時に、オペレーターの操作によってプライミングスイッチ７８３の送液信号がポンプ制御部７１０に入力されると、ポンプ制御部７１０はプライミング処理を開始する。プライミング処理は、流体容器７６０から接続チューブ２５、流体噴射部１００の流体噴射開口部２１２までの流体の流路内を流体で満たす処理である。
【００６３】
プライミング処理が開始されると、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を開放するとともに、ピンチバルブ７５０の開放と同時あるいはほぼ同時のタイミング（例えば数ミリ秒ないし数十ミリ秒程度の時間差）又はピンチバルブ７５０の開放後のタイミングで、スライダー７２０の押し込み方向への移動を開始する。スライダー７２０の移動は、流体容器７６０からの流体の単位時間あたりの送出量が一定になるような所定速度で行われる。プライミング処理は、プライミング処理に要する所定時間が経過するまで（あるいはスライダー７２０が所定距離だけ移動するまで）、あるいはオペレーターがプライミングスイッチ７８３を操作してＯＦＦ信号が入力されるまで行われる。
【００６４】
これにより、流体収容部７６５内の所定量の流体が、所定の流速（単位時間あたりの流体の吐出量）でポンプ７００から送出され、ピンチバルブ７５０から流体噴射部１００までの接続チューブ２５内を満たすとともに、流体噴射部１００の流体室５０１や流体噴射管２００等も満たす。なお、プライミング処理を始める前に接続チューブ２５内や流体噴射部１００内に存在していた空気は、接続チューブ２５や流体噴射部１００内に流体が流入するにつれて、流体噴射部１００のノズル２１１から大気に放出される。
【００６５】
なお、プライミング処理の際にスライダー７２０を移動させる上記所定速度、所定距離あるいは所定時間は、ポンプ制御部７１０内に事前に記憶されている。
【００６６】
このようにして、プライミング処理が完了する。
【００６７】
次に、オペレーターの操作によってフラッシングスイッチ６２８の噴射信号が駆動制御部６００に入力され、駆動制御部６００は脱気処理を開始する。脱気処理は、接続チューブ２５や流体噴射部１００内に残存している気泡を流体噴射部１００のノズル２１１から排出するための処理である。
【００６８】
脱気処理では、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を開けた状態で、流体容器７６０からの流体の単位時間あたりの送出量が一定になるような所定速度で、スライダー７２０を押し込み方向に移動させて、流体を流体噴射部１００に供給する。また駆動制御部６００は、ポンプ７００による流体の吐出と連動して、流体噴射部１００の圧電素子４０１を駆動して、流体噴射部１００から流体を噴射する。これにより、接続チューブ２５や流体噴射部１００内に残存している気泡は、流体噴射部１００のノズル２１１から排出される。脱気処理は、所定時間が経過するまで（あるいはスライダー７２０が所定距離だけ移動するまで）、あるいはオペレーターがフラッシングスイッチ６２８を操作してＯＦＦ信号が入力されるまで行われる。
【００６９】
脱気処理が終了すると、ポンプ制御部７１０は、ピンチバルブ７５０を閉じるとともに、流体容器７６０の流体収容部７６５に収容されている流体の圧力を検知する。そしてこの圧力が上記目標圧力値になるようにスライダー７２０の位置を調整する制御を行う。
【００７０】
その後、流体収容部７６５内の流体の圧力が目標圧力値に対して上記規定の範囲内（ラフウインドウ内）に入っている場合には、流体噴射部１００から流体をパルス状に噴射可能な状態になる。
【００７１】
この状態で術者によって流体噴射部起動スイッチ６２５が操作され、流体噴射部起動スイッチ６２５から送液信号が駆動制御部６００に入力されると、ポンプ制御部７１０は、駆動制御部６００から送信される信号に従って、ピンチバルブ７５０を開くともに、ピンチバルブ７５０の開放後に、スライダー７２０を所定速度で押し込み方向に移動させて、流体噴射部１００への流体の供給を開始する。一方で駆動制御部６００は、圧電素子４０１の駆動を開始して、流体室５０１の容積を変化させて脈流を発生する。このようにして流体噴射部１００の先端のノズル２１１から流体がパルス状に高速噴射される。
【００７２】
その後、術者が流体噴射部起動スイッチ６２５を操作して、流体噴射部起動スイッチ６２５のＯＦＦ信号が駆動制御部６００に入力されると、流体噴射部１００は、圧電素子４０１の駆動を停止する。そしてポンプ制御部７１０は、駆動制御部６００から送信される信号に従って、スライダー７２０の移動を停止させるとともにピンチバルブ７５０を閉じる。このようにして流体噴射部１００からの流体の噴射が停止する。
【００７３】
なお、本実施形態に係るポンプ７００は、シリンジ７６１及びプランジャー７６２を備える注射筒として構成される流体容器７６０をスライダー７２０が押圧する構成であるが、図５に示すような構成でもよい。
【００７４】
図５に示すポンプ７００は、流体を収容した輸液バッグとして構成される流体容器７６０を加圧チャンバー８００内に装着し、コンプレッサー８１０から供給されるエアーをレギュレーター８１１によって平滑化した後、加圧チャンバー８００内に圧送することで、流体容器７６０を押圧する構成を有する。
【００７５】
加圧チャンバー８００内のエアーを加圧して流体容器７６０を押圧した状態で、ピンチバルブ７５０を開放させると、流体容器７６０の流体収容部７６５に収容されている流体は、開口部７６４から流出して、接続チューブ２５を経由して脈動発生部１００に供給される。
【００７６】
なお加圧チャンバー８００内のエアーは、排気弁８１２を開放することによって大気に放出される。また、加圧チャンバー８００内のエアーの圧力が所定圧力を超えた場合には、排気弁８１２を開放しなくても、安全弁８１３が開くことで加圧チャンバー８００内のエアーが大気に放出される。
【００７７】
なお図５には示していないが、上述したコンプレッサー８１０、レギュレーター８１１、排気弁８１２、ピンチバルブ７５０は、ポンプ制御部７１０によって制御される。
【００７８】
また流体容器７６０内の流体の圧力を検知する圧力センサー７２２や、流体容器７６０内の流体の残量を検知する残量センサー７４２から出力される検出信号も、ポンプ制御部７１０に入力されている。
【００７９】
このような態様のポンプ７００を採用することにより、単位時間あたりに脈動発生部１００に供給可能な流体の量を増加することが可能となる。また脈動発生部１００により高圧に流体を供給することも可能となる上、流体を収容した輸液バッグをそのまま流体容器７６０として用いるので、流体の汚染を防止することが可能である。また脈動発生部１００に対して、脈動を生じることなく、連続送液を行うことも可能となる。  
またその他、本実施形態では、駆動制御部６００はポンプ７００と流体噴射部１００とから離間した位置に配設されているが、ポンプ７００と一体的に構成される形態としてもよい。
【００８０】
また、この流体噴射装置１を用いて手術をする際には、術者が把持する部位は流体噴射部１００である。従って、流体噴射部１００までの接続チューブ２５はできるだけ柔軟であることが好ましい。そのためには、接続チューブ２５は柔軟で薄いチューブであり、また、ポンプ７００からの流体の吐出圧力は、流体噴射部１００に送液可能な範囲で低圧にすることが好ましい。そのため、ポンプ７００の吐出圧力は概ね０．３気圧（０．０３ＭＰａ）以下に設定されている。
【００８１】
また、特に、脳手術のときのように、機器の故障が重大な事故を引き起こす恐れがある場合には、接続チューブ２５の切断等において高圧な流体が噴出することは避けなければならず、このことからも、ポンプ７００からの吐出圧力は低圧にしておくことが要求される。
【００８２】
＝＝流体噴射部＝＝
次に、本実施形態による流体噴射部１００の構造について説明する。
【００８３】
図６は、本実施形態に係る流体噴射部１００の構造を示す断面図である。図６において、流体噴射部１００には、流体の脈動を発生する脈動発生手段を含み、流体を吐出する流路としての噴射流路２０１を有する流体噴射管２００が接続されている。
【００８４】
流体噴射部１００は、上ケース５００と下ケース３０１とをそれぞれ対向する面において接合され、４本の固定螺子３５０（図示は省略）によって螺着されている。下ケース３０１は、鍔部を有する筒状部材であって、一方の端部は底板３１１で密閉されている。この下ケース３０１の内部空間に圧電素子４０１が配設される。
【００８５】
圧電素子４０１は、積層型圧電素子であってアクチュエーターを構成する。圧電素子４０１の一方の端部は上板４１１を介してダイアフラム４００に、他方の端部は底板３１１の上面３１２に固着されている。
【００８６】
また、ダイアフラム４００は、円盤状の金属薄板からなり、下ケース３０１の凹部３０３内において周縁部が凹部３０３の底面に密着固着されている。容積変更手段としての圧電素子４０１に噴射信号を入力することで、圧電素子４０１の伸張、収縮に伴いダイアフラム４００を介して流体室５０１の容積を変更する。ダイアフラム４００の上面には、中心部に開口部を有する円盤状の金属薄板からなる補強板４１０が積層配設される。
【００８７】
上ケース５００は、下ケース３０１と対向する面の中心部に凹部が形成され、この凹部とダイアフラム４００とから構成され流体が充填された状態の回転体形状が流体室５０１である。つまり、流体室５０１は、上ケース５００の凹部の封止面５０５と内周側壁５０１ａとダイアフラム４００によって囲まれた空間である。流体室５０１の略中央部には出口流路５１１が穿設されている。
【００８８】
出口流路５１１は、流体室５０１から上ケース５００の一方の端面から突設された出口流路管５１０の端部まで貫通されている。出口流路５１１の流体室５０１の封止面５０５との接続部は、流体抵抗を減ずるために滑らかに丸められている。
【００８９】
なお、以上説明した流体室５０１の形状は、本実施形態（図６参照）では、両端が封止された略円筒形状としているが、側面視して円錐形や台形、あるいは半球形状等でもよく、円筒形状に限定されない。例えば、出口流路５１１と封止面５０５との接続部を漏斗のような形状にすれば、後述する流体室５０１内の気泡を排出しやすくなる。
【００９０】
出口流路管５１０には流体噴射管２００が接続されている。流体噴射管２００には噴射流路２０１が穿設されており、噴射流路２０１の直径は出口流路５１１の直径より大きい。また、流体噴射管２００の管部の厚さは、流体の圧力脈動を吸収しない剛性を有する範囲に形成されている。
【００９１】
流体噴射管２００の先端部には、ノズル２１１が挿着されている。このノズル２１１には流体噴射開口部２１２が穿設されている。流体噴射開口部２１２の直径は、噴射流路２０１の直径より小さい。
【００９２】
上ケース５００の側面には、ポンプ７００から流体を供給する接続チューブ２５を挿着する入口流路管５０２が突設されており、入口流路管５０２に入口流路側の流路５０４が穿たれている。流路５０４は入口流路５０３に連通されている。入口流路５０３は、流体室５０１の封止面５０５の周縁部に溝状に形成され、流体室５０１に連通している。
【００９３】
上ケース５００と下ケース３０１との接合面において、ダイアフラム４００の外周方向の離間した位置には、下ケース３０１側にパッキンボックス３０４、上ケース５００側にパッキンボックス５０６が形成されており、パッキンボックス３０４、５０６にて形成される空間にリング状のパッキン４５０が装着されている。
【００９４】
ここで、上ケース５００と下ケース３０１とを組立てたとき、ダイアフラム４００の周縁部と補強板４１０の周縁部とは、上ケース５００の封止面５０５の周縁部と下ケース３０１の凹部３０３の底面によって密接されている。この際、パッキン４５０は上ケース５００と下ケース３０１によって押し圧されて、流体室５０１からの流体漏洩を防止している。
【００９５】
流体室５０１内は、流体吐出の際に３０気圧（３ＭＰａ）以上の高圧状態となり、ダイアフラム４００、補強板４１０、上ケース５００、下ケース３０１それぞれの接合部において流体が僅かに漏洩することが考えられるが、パッキン４５０によって漏洩を阻止している。
【００９６】
図６に示すようにパッキン４５０を配設すると、流体室５０１から高圧で漏洩してくる流体の圧力によってパッキン４５０が圧縮されるとともに、パッキン４５０がパッキンボックス３０４、５０６内の壁にさらに強く押圧されるので、流体の漏洩を一層確実に阻止することができる。このことから、駆動時において流体室５０１内の高い圧力上昇を維持することができる。
【００９７】
続いて、上ケース５００に形成される入口流路５０３について図面を参照してさらに詳しく説明する。
【００９８】
図７は、入口流路５０３の形態を示す平面図であり、上ケース５００を下ケース３０１との接合面側から視認した状態を表している。図７において、入口流路５０３は、上ケース５００の封止面５０５の周縁部溝状に形成されている。
【００９９】
入口流路５０３は、一方の端部が流体室５０１に連通し、他方の端部が流路５０４に連通している。入口流路５０３と流路５０４との接続部には、流体溜り５０７が形成されている。そして、流体溜り５０７と入口流路５０３との接続部は滑らかに丸めることによって流体抵抗を減じている。
【０１００】
また、入口流路５０３は、流体室５０１の内周側壁５０１ａに対して略接線方向に向かって連通している。ポンプ７００（図１参照）から所定の圧力で供給される流体は、内周側壁５０１ａに沿って（図７中、矢印で示す方向）流動して流体室５０１に旋回流を発生する。旋回流は、旋回することによる遠心力で内周側壁５０１ａ側に押し付けられるとともに、流体室５０１内に含まれる気泡は旋回流の中心部に集中する。
【０１０１】
そして、中心部に集められた気泡は、出口流路５１１から排除される。このことから、出口流路５１１は旋回流の中心近傍、つまり回転形状体の軸中心部に設けられることがより好ましい。
【０１０２】
また図７に示すように、入口流路５０３は湾曲している。入口流路５０３は、湾曲せずに直線に沿って流体室５０１に連通するようにしてもよいが、湾曲させることにより流路長を長くし、狭いスペースの中で所望のイナータンス（イナータンスについては後述する）を得るようにしている。
【０１０３】
なお、図７に示したように、ダイアフラム４００と入口流路５０３が形成されている封止面５０５の周縁部との間には、補強板４１０が配設されている。補強板４１０を設ける意味は、ダイアフラム４００の耐久性を向上することである。入口流路５０３の流体室５０１との接続部には切欠き状の接続開口部５０９が形成されるので、ダイアフラム４００が高い周波数で駆動されたときに、接続開口部５０９近傍において応力集中が生じて疲労破壊を発生することが考えられる。そこで、切欠き部がない連続した開口部を有している補強板４１０を配設することで、ダイアフラム４００に応力集中が発生しないようにしている。
【０１０４】
また、上ケース５００の外周隅部には、４箇所の螺子孔５００ａが開設されており、この螺子孔位置において、上ケース５００と下ケース３０１とが螺合接合される。
【０１０５】
なお、図示は省略するが、補強板４１０とダイアフラム４００とを接合し、一体に積層固着することができる。固着方法としては、接着剤を用いて貼着する方法としても良いし、固層拡散接合や溶接等の方法としてもよいが、補強板４１０とダイアフラム４００とが、接合面において密着されていることがより好ましい。
【０１０６】
＝＝流体噴射部の動作＝＝
次に、本実施形態における流体噴射部１００の動作について図１〜図７を参照して説明する。本実施形態の流体噴射部１００による流体吐出は、入口流路５０３側のイナータンスＬ１（合成イナータンスＬ１と呼ぶことがある）と出口流路５１１側のイナータンスＬ２(合成イナータンスＬ２と呼ぶことがある）の差によって行われる。
【０１０７】
＜イナータンス＞
まず、イナータンスについて説明する。
【０１０８】
イナータンスＬは、流体の密度をρ、流路の断面積をＳ、流路の長さをｈとしたとき、Ｌ＝ρ×ｈ／Ｓで表される。流路の圧力差をΔＰ、流路を流れる流体の流量をＱとした場合に、イナータンスＬを用いて流路内の運動方程式を変形することで、ΔＰ＝Ｌ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。
【０１０９】
つまり、イナータンスＬは、流量の時間変化に与える影響度合いを示しており、イナータンスＬが大きいほど流量の時間変化が少なく、イナータンスＬが小さいほど流量の時間変化が大きくなる。
【０１１０】
また、複数の流路の並列接続や、複数の形状が異なる流路の直列接続に関する合成イナータンスは、個々の流路のイナータンスを電気回路におけるインダクタンスの並列接続、又は直列接続と同様に合成して算出することができる。
【０１１１】
なお、入口流路５０３側のイナータンスＬ１は、流路５０４の直径が入口流路５０３の直径に対して十分大きく設定されているので、イナータンスＬ１は、入口流路５０３の範囲において算出される。この際、ポンプ７００と入口流路５０３を接続する接続チューブ２５は柔軟性を有するため、イナータンスＬ１の算出から削除してもよい。
【０１１２】
また、出口流路５１１側のイナータンスＬ２は、噴射流路２０１の直径が出口流路５１１の直径よりもはるかに大きく、流体噴射管２００の管部（管壁）の厚さが薄いためイナータンスＬ２への影響は軽微である。従って、出口流路５１１側のイナータンスＬ２は出口流路５１１のイナータンスに置き換えてもよい。なお、流体噴射管２００の管壁の厚さは、流体の圧力伝播には十分な剛性を有している。
【０１１３】
そして、本実施形態では、入口流路５０３側のイナータンスＬ１が出口流路５１１側のイナータンスＬ２よりも大きくなるように、入口流路５０３の流路長及び断面積、出口流路５１１の流路長及び断面積が設定されている。
【０１１４】
＜流体の噴射＞
次に、流体噴射部１００の動作について説明する。
【０１１５】
ポンプ７００によって入口流路５０３には、所定圧力で流体が供給されている。その結果、圧電素子４０１が動作を行わない場合、ポンプ７００の吐出力と入口流路５０３側全体の流体抵抗値の差によって流体は流体室５０１内に流動する。
【０１１６】
ここで、圧電素子４０１に噴射信号が入力され、急激に圧電素子４０１が伸張したとすると、流体室５０１内の圧力は、入口流路５０３側及び出口流路５１１側のイナータンスＬ１、Ｌ２が十分な大きさを有していれば急速に上昇して数十気圧に達する。
【０１１７】
この流体室５０１内の圧力は、入口流路５０３に加えられていたポンプ７００による圧力よりはるかに大きいため、入口流路５０３側から流体室５０１内への流体の流入はその圧力によって減少し、出口流路５１１からの流出は増加する。
【０１１８】
入口流路５０３のイナータンスＬ１は、出口流路５１１のイナータンスＬ２よりも大きいため、入口流路５０３から流体が流体室５０１へ流入する流量の減少量よりも、出口流路５１１から吐出される流体の増加量のほうが大きいため、噴射流路２０１にパルス状の流体吐出、つまり、脈動流が発生する。この吐出の際の圧力変動が、流体噴射管２００内を伝播して、先端のノズル２１１の流体噴射開口部２１２から流体が噴射される。
【０１１９】
ここで、ノズル２１１の流体噴射開口部２１２の直径は、出口流路５１１の直径よりも小さいので、流体は、さらに高圧、高速のパルス状の液滴として噴射される。
【０１２０】
一方、流体室５０１内は、入口流路５０３からの流体流入量の減少と出口流路５１１からの流体流出の増加との相互作用で、圧力上昇直後に負圧状態となる。その結果、ポンプ７００の圧力と、流体室５０１内の負圧状態の双方によって所定時間経過後に、入口流路５０３の流体は圧電素子４０１の動作前と同様な速度で流体室５０１内に向かう流れが復帰する。
【０１２１】
入口流路５０３内の流体の流動が復帰した後、圧電素子４０１の伸張があれば、ノズル２１１からの脈動流を継続して噴射することができる。
【０１２２】
＜気泡の排除＞
続いて、流体室５０１内の気泡の排除動作について説明する。
【０１２３】
上述したように、入口流路５０３は、流体室５０１の周囲を旋回しつつ流体室５０１に近づくような経路で流体室５０１に連通している。また出口流路５１１は、流体室５０１の略回転体形状の回転軸近傍に開設されている。
【０１２４】
このため、入口流路５０３から流体室５０１に流入した流体は、流体室５０１内を内周側壁５０１ａに沿って旋回する。そして流体が遠心力により流体室５０１の内周側壁５０１ａ側に押し付けられ、流体に含まれる気泡が流体室５０１の中心部に集中する結果、気泡は出口流路５１１から排出される。
【０１２５】
従って、圧電素子４０１による流体室５０１の微小な容積変化においても、気泡によって圧力変動が阻害されることなく、十分な圧力上昇が得られる。
【０１２６】
本実施形態によれば、ポンプ７００により所定の圧力で入口流路５０３に流体が供給されるため、流体噴射部１００の駆動を停止した状態においても入口流路５０３及び流体室５０１に流体が供給されるため、呼び水動作をしなくても初期動作を開始することができる。
【０１２７】
また、出口流路５１１の直径よりも縮小された流体噴射開口部２１２から流体を噴出するため、液圧を出口流路５１１内よりも高めることから、高速の流体噴射を可能にする。
【０１２８】
さらに、流体噴射管２００が、流体室５０１から流動される流体の脈動を流体噴射開口部２１２に伝達し得る剛性を有しているので、流体噴射部１００からの流体の圧力伝播を妨げず、所望の脈動流を噴射することができるという効果を有する。
【０１２９】
また、入口流路５０３のイナータンスを、出口流路５１１のイナータンスよりも大きく設定していることから、入口流路５０３から流体室５０１への流体の流入量の減少よりも大きい流出量の増加が出口流路５１１に発生し、流体噴射管２００内にパルス状の流体吐出を行うことができる。従って、入口流路５０３側に逆止弁を設けなくてもよく、流体噴射部１００の構造を簡素化できるとともに、内部の洗浄が容易になる他、逆止弁を用いることに起因する耐久性の不安を排除することができるという効果がある。
【０１３０】
なお、入口流路５０３及び出口流路５１１双方のイナータンスを十分大きく設定することにより、流体室５０１の容積を急激に縮小すれば、流体室５０１内の圧力を急激に上昇させることができる。
【０１３１】
また、容積変更手段としての圧電素子４０１とダイアフラム４００とを用いて脈動を発生させる構成とすることにより、流体噴射部１００の構造の簡素化と、それに伴う小型化を実現できる。また、流体室５０１の容積変化の最大周波数を１ＫＨｚ以上の高い周波数にすることができ、高速脈動流の噴射に最適である。
【０１３２】
流体噴射部１００は、入口流路５０３により流体室５０１内の流体に旋回流を発生させることで、流体室５０１内の流体を遠心力により流体室５０１の外周方向に押しやり、旋回流の中心部、つまり、略回転体形状の軸近傍に流体に含まれる気泡を集中させ、略回転体形状の軸の近傍に設けられる出口流路５１１から気泡を排除することができる。このことから、流体室５０１内に気泡が滞留することによる圧力振幅の低下を防止することができ、流体噴射部１００の安定した駆動を継続することができる。
【０１３３】
さらに、入口流路５０３を、流体室５０１の周囲を旋回しつつ流体室５０１に近づくような経路で流体室５０１に連通させるように形成していることから、流体を流体室５０１の内部で旋回させるための専用の構造を用いることなく旋回流を発生させることができる。
【０１３４】
また、流体室５０１の封止面５０５の外周縁部に、溝形状の入口流路５０３を形成しているので、部品数を増やすことなく旋回流発生部としての入口流路５０３を形成することができる。
【０１３５】
また、ダイアフラム４００の上面に補強板４１０を備えていることにより、ダイアフラム４００は補強板４１０の開口部外周を支点として駆動するため、応力集中が発生しにくく、ダイアフラム４００の耐久性を向上させることができる。
【０１３６】
なお、補強板４１０のダイアフラム４００との接合面の角部を丸めておけば、一層、ダイアフラム４００の応力集中を緩和することができる。
【０１３７】
また、補強板４１０とダイアフラム４００とを積層し、一体に固着すれば、流体噴射部１００の組立性を向上させることができる他、ダイアフラム４００の外周縁部の補強効果もある。
【０１３８】
また、ポンプ７００から流体を供給する入口側の流路５０４と入口流路５０３との接続部に、流体を滞留する流体溜り５０７を設けているために、流路５０４のイナータンスが入口流路５０３に与える影響を抑制することができる。
【０１３９】
さらに、上ケース５００と下ケース３０１との接合面において、ダイアフラム４００の外周方向離間した位置にリング状のパッキン４５０を備えているために、流体室５０１からの流体の漏洩を防止し、流体室５０１内の圧力低下を防止することができる。
【０１４０】
＝＝制御部＝＝
次に、本実施形態における駆動制御部６００及びポンプ制御部７１０の制御について図８及び図９を参照して説明する。
【０１４１】
本実施形態に係る制御部は、図１及び図３に示すように、駆動制御部６００は、制御ケーブル６３０を介して流体噴射部１００に接続し、通信ケーブル６４０を介してポンプ制御部７１０に接続しており、ポンプ制御部７１０は、ポンプ７００のモーター７３０及びピンチバルブ７５０に接続している。
【０１４２】
＜準備動作＞
図８は、本実施形態に係る流体噴射装置の準備動作を示したフロー図であり、駆動制御部６００及びポンプ制御部７１０は、流体噴射装置１の準備動作の制御を行う。
【０１４３】
予めオペレーターがスライダーリリーススイッチ７８０の操作により、ポンプ制御部７１０はスライダー７２０をホーム位置に移動させ、接続チューブ２５をピンチバルブ７５０にセットして、ピンチバルブスイッチ７８５の操作によりポンプ制御部７１０はピンチバルブ７５０を閉じる。
【０１４４】
まず、オペレーターがスライダーセットスイッチ７８１をＯＮにすると、ポンプ制御部７１０がＯＮ信号を受け取り（Ｓ１０１０）、ポンプ制御部７１０はスライダー７２０を移動させて、流体収容部７６５内の流体の圧力が目標圧力値となるように圧力制御を行い、その圧力変化の値がファインウインドウ内となるように制御する（Ｓ１０１１）。
【０１４５】
本実施形態において、流体収容部７６５内の流体の圧力値がラフウインドウの範囲であれば、送液可能状態であり、後述の流体の噴射動作を開始することができる。なお、ラフウインドウの範囲内の流体については、流体噴射までポンプ制御部７１０はファインウインドウの範囲内となるように圧力制御を継続することができる。ただし、流体噴射を行っている間は流体収容部７６５内の流体の圧力制御は行わない。
【０１４６】
流体収容部７６５内の流体が送液可能状態である場合は、オペレーターがプライミングセットスイッチ７８３をＯＮにすると、ポンプ制御部７１０が送液信号を受け取り（Ｓ１０１２）、ポンプ制御部７１０は開放信号を送り、ピンチバルブ７５０を開放させる（Ｓ１０１３）。
【０１４７】
ピンチバルブ７５０の開放と同時又は開放後に、ポンプ制御部７１０は加圧信号を送り、スライダー７２０を事前に記憶した所定速度や所定時間あるいは所定距離だけ押し込み方向へ移動させて、流体収容部７６５内の流体を送出し、接続チューブ２５内、流体噴射部１００の流体室２５内及び流体噴射管２００内を流体で満たして（Ｓ１０１４）、接続チューブ２５や流体噴射部１００に残存していた空気を放出する。
【０１４８】
その後、フラッシング処理は、オペレーターがフラッシングスイッチ６２８をＯＮにすることにより始まる（Ｓ１０１５）。
【０１４９】
フラッシングスイッチ６２８がＯＮにされると、駆動制御部６００は流体噴射部１００に対して噴射信号を送り、圧電素子４０１を駆動させて、流体噴射部１００から流体を噴射させる（Ｓ１０１６）。これにより、接続チューブ２５や流体噴射部１００内に残存していた気泡を排出する。
【０１５０】
そして、オペレーターがフラッシングスイッチ６２８をＯＦＦにすると、駆動制御部６００がＯＦＦ信号を受け取り（Ｓ１０１７）、駆動制御部６００は流体噴射部１００及びポンプ制御部７１０にＯＦＦ信号を送り、駆動制御部６００は圧電素子４０１の駆動を停止させ、駆動制御部６００から信号を受けたポンプ制御部７１０はスライダー７２０を停止させ、ピンチバルブ７５０を閉じる（Ｓ１０１８）。以上で準備動作は完了する。
【０１５１】
＜噴射動作＞
続いて、図９は、本実施形態に係る流体噴射装置の噴射動作を示したフロー図であり、駆動制御部６００及びポンプ制御部７１０は、流体噴射装置１の噴射動作の制御を行う。
【０１５２】
まず、術者が脈動発生起動スイッチ６２５をＯＮにすると、駆動制御部６００が送液信号を受け取り（Ｓ２０１０）、駆動制御部６００は流体収容部７６５内の流体が送液可能状態であるかを判断する（Ｓ２０１１）。
【０１５３】
流体収容部７６５内の流体が送液可能状態でない場合には、駆動制御部６００はポンプ制御部７１０にピンチバルブ７５０を開放させる開放信号は送らない。
【０１５４】
流体収容部７６５内の流体が送液可能状態である場合には、駆動制御部６００はポンプ制御部７１０にピンチバルブ７５０を開放させる開放信号を送り、ポンプ制御部７１０はピンチバルブ７５０を開放させる（Ｓ２０１２）。
【０１５５】
ピンチバルブ７５０の開放後に、ポンプ制御部７１０は加圧信号を送り、スライダー７２０を事前に記憶した所定速度や所定時間あるいは所定距離だけ押し込み方向へ移動させて、流体収容部７６５内の流体を流体噴射部１００内の流体室５０１へ送出する（Ｓ２０１３）。このとき、ピンチバルブ７５０の開放と同時又はピンチバルブ７５０の開放前に加圧信号によるスライダー７２０の押し込みが行われると、ポンプ７００からの吐出圧力が一時的に高くなってしまうが、本実施形態においてはピンチバルブ７５０を開放してから加圧信号を送りスライダー７２０の押し込みを行うことで、一時的に高くなる恐れのある吐出圧力を低減させることができる。
【０１５６】
駆動制御部６００は、流体収容部７６５から流体を送出してから所定時間経過後に（Ｓ２０１４）、流体噴射部１００に対して流体を噴射させるための噴射信号を送る（Ｓ２０１５）。噴射信号を受け取ると圧電素子４０１は伸張、収縮してダイヤフラム４００を介して流体室５０１の容積を変動させる。この流体室５０１の容積の変動により出口流路５１１にパルス状の流体を吐き出し、ノズル２１１を通して流体噴射開口部２１２より流体を噴出させる。本実施形態において、流体収容部７６５から流体を送出してから所定時間経過後に流体噴射部１００に対して噴射信号を送ることとすることで、ポンプ７００からの流体の供給と同時に流体の噴射を行わないこととなるため、噴射流体の圧力が一時的に高くなることを低減することができる。
【０１５７】
例えば、開放信号を送った後、１００ｍ秒後に噴射信号を送ることとすると、ポンプ７００から流体を供給するタイミングと流体噴射部１００より流体噴射を行うタイミングが異なるため、一時的に高い圧力となった流体による噴射力が生じることを回避することができる。以上より、流体噴射装置１による流体の噴射が行われる。
【０１５８】
図１０は、本実施形態に係る流体噴射装置を用いた噴射流体の圧力変化を示すグラフである。本実施形態においては、駆動制御部６００がポンプ制御部７１０に対して開放信号を送ってから所定時間経過後に流体噴射部１００に噴射信号を送ることとしたため、ピンチバルブ７５０の開放と同時に圧電素子４１０を起動させないこととなり、図１１に示した従来の流体噴射装置による噴射流体の圧力と比べると、噴射流体の圧力変化は緩やかに上昇し、流体噴射において、術者の意図しない噴射力を軽減することができることとなる。
【０１５９】
その後、術者により脈動発生信号６２５がＯＦＦにされると、駆動制御部６００がＯＦＦ信号を受け取り、駆動制御部６００は流体噴射部１００とポンプ制御部７１０にＯＦＦ信号を送る。流体噴射部１００はＯＦＦ信号に従って圧電素子４０１の駆動を停止させ、ＯＦＦ信号を受け取ったポンプ制御部７１０は、スライダー７２０を停止させ、ピンチバルブ７５０を閉じる。
【０１６０】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
前述した実施形態においては、開放信号を送った後に加圧信号を送りスライダー７２０の押し込みを行うこととしたが、開放信号を送ると同時に又は送る前に加圧信号を送ることでもよい。
【０１６１】
この場合においても、開放信号を送った後に噴射信号を送ることで、一時的に高い圧力による流体噴射を軽減することができる。
【０１６２】
なお、開放信号を送った後に加圧信号を送りスライダー７２０の押し込みを行うこととすると、一時的に高い圧力の流体が供給されることをより軽減させることができる。
【０１６３】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
また、前述した実施形態においては、ポンプ制御部７１０が流体収容部７６５内の圧力をファインウインドウ内にさせるための制御を行い、流体収容部７６５内の圧力がラフウインドウ内であれば、ポンプ制御部７１０は開放信号を送り流体を送り出すことができ、駆動制御部６００は噴射信号を送って流体噴射を行うことができることとしたが、必ずしも流体収容部７６５内の流体の圧力をファインウインドウ内にするための制御をする必要はなく、また、流体収容部７６５内の流体の圧力がラフウインドウ内でなくても制御部（６００、７１０）は開放信号及び噴射信号を送ってもよい。
【０１６４】
この場合においても、一時的に高い圧力による流体噴射を軽減するという課題を解決する。
【０１６５】
ただし、流体収容部７６５内の流体の圧力をファインウインドウ内へ制御して、流体収容部７６５内の流体の圧力がラフウインドウ内であるときに開放信号及び噴射信号を送ることとすると、より流体噴射に適した流体圧力となり、流体噴射をよりよい噴射力で行うことができる。
【０１６６】
＝＝＝第４実施形態＝＝＝
さらに、本実施形態においては、駆動制御部６００が送液信号を受け取っても流体収容部７６５内の流体の圧力が所定圧力（ＰＢ）以上になっていないときは、開放信号を送らないこととしたが、流体収容部７６５内の流体の圧力が所定圧力（ＰＢ）以上になっていないときでも駆動制御部６００は送液信号を受け取ったときには、開放信号を送ることとしてもよい。
【０１６７】
この場合においても、一時的に高い圧力による流体噴射を軽減するという課題を解決する。
【０１６８】
ただし、駆動制御部６００が送液信号を受け取って、流体収容部７６５内の流体の圧力が所定圧力（ＰＢ）以上である場合に開放信号を送ることとすると、より流体噴射に適した噴射力を得ることができる。
【０１６９】
＝＝＝第５実施形態＝＝＝
本実施形態においては、開放信号を送る前に接続チューブ２５内を流体で満たし（プライミング）、流体噴射部１００が流体を噴射した後（フラッシング）、流体収容部７６５内の流体の圧力を所定圧力（ＰＢ）以上になるように制御（圧力制御）したが、プライミング、フラッシング及び圧力制御を必ずしも行わなくてもよい。
【０１７０】
この場合においても、一時的に高い圧力による流体噴射を軽減するという課題を解決する。
【０１７１】
ただし、プライミング及びフラッシングを行うことによって、接続チューブ２５内の空気や流体の気泡が流体噴射に及ぼす影響を軽減させることができ、そして、プライミング及びフラッシングにより変動した流体の圧力を制御することで、より一層流体噴射に適した噴射力を得ることができる。
【０１７２】
＝＝＝第６実施形態＝＝＝
本実施形態においては、流体噴射部１００は電圧変化に応じて変形する圧電素子４０１を用いて流体噴射を行うこととしたが、流体噴射部１００は圧電素子に限らず、発熱電極やレーザー光照射など気泡発生手段などを用いてパルス状の流体を噴射することとしてもよい。
【０１７３】
なお、圧電素子を用いた流体噴射装置であっても高い噴射力を緩和することができる。
【０１７４】
＝＝＝その他＝＝＝
上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【０１７５】
１  流体噴射装置、２５  接続チューブ（接続流路）、２６  三方活栓、
１００  流体噴射部、２００  流体噴射管、
２０１  噴射流路、２１１  ノズル、２１２  流体噴射開口部、
３０１  下ケース、３０３  凹部、３０４  パッキンボックス、
３１１  底板、３１２  上面、３５０  固定螺子
４００  ダイヤフラム、４０１  圧電素子、４１０  補強板、４１１  上板、
４５０  パッキン、５００  上ケース、５００ａ  螺子孔
５０１  流体室、５０１ａ  内周側壁、５０２  入口流路管、５０３  入口流路、
５０４  流路、５０５  封止面、５０６  パッキンボックス、５０７  流体溜り、
５０９  接続開口部、５１０  出口流路管、５１１  出口流路、
６００  駆動制御部（制御部）、６２５  流体噴射部起動スイッチ、
６２７  噴射強度切替スイッチ、６２８  フラッシングスイッチ、
６３０  制御ケーブル、６４０  通信ケーブル、
７００  ポンプ（流体供給部）、７１０  ポンプ制御部（制御部）、
７２０  スライダー（加圧部）、７２１  台座部、
７２２  圧力センサー、７２３  タッチセンサー、７３０  モーター、
７４０  リニアガイド、７４１  第１リミットセンサー、７４２  残量センサー、
７４３  ホームセンサー、７４４  第２リミットセンサー、
７５０  ピンチバルブ（開閉部）、７６０  流体容器、
７６１  シリンジ、７６２  プランジャー、７６３  ガスケット、
７６４  開口部、７６５  流体収容部、７７０  流体容器装着部、
７８０  スライダーリリーススイッチ、７８１  スライダーセットスイッチ、
７８２  送液レディスイッチ、７８３  プライミングスイッチ、
７８５  ピンチバルブスイッチ、８００  加圧チャンバー、
Ｐ  目標圧力値、  ＰＡ：第一上限圧力値、  ＰＢ：第一下限圧力値、
Ｐａ：第二上限圧力値、  Ｐｂ：第二下限圧力値
【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】
2015198864.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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