(57)【要約】【課題】  人体の表面近傍の血管に注入針により注入される薬液の漏出を簡単な構造で的確に検出できる漏出検出装置を提供する。【解決手段】  人体の注入針が挿入されている位置にパルス信号を順次発信して人体の内部で反射されたパルス信号を検出し、パルス信号ごとに発信から検出までの時間を測定する。その測定時間と所定の基準時間の差分を算出し、この差分が所定の許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力する。人体の表面が膨張するとパルス信号の経路が延長されるので、これに基づいて注入針が血管から脱落したことを検出できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の表面近傍の血管に注入針により注入される薬液の漏出を検出する漏出検出装置であって、
前記注入針が挿入されている位置の前記人体に所定波長の波動でパルス信号を順次発信するパルス出力手段と、
前記人体の内部で反射された前記パルス信号を検出するパルス検出手段と、
前記パルス信号ごとに発信から検出までの時間を測定する時間測定手段と、
測定された前記時間と所定の基準時間との差分を算出する差分算出手段と、
算出された前記差分を所定の許容範囲と比較する差分比較手段と、
前記差分が前記許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力する漏出警告手段と、
を有している漏出検出装置。
【請求項２】
測定された前記時間を少なくとも次回の前記時間が測定されるまで保持する時間保持手段も有しており、
前記差分算出手段は、前回の前記測定時間を前記基準時間として今回の前記測定時間との差分を算出する請求項１に記載の漏出検出装置。
【請求項３】
第１回目の前記時間を保持する時間保持手段も有しており、
第１回目の前記測定時間を前記基準時間として今回の前記測定時間との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分を所定の許容範囲と比較する差分比較手段と、
を有している請求項１に記載の漏出検出装置。
【請求項４】
前記パルス信号ごとに測定される前記時間を経時グラフとして表示出力するグラフ表示手段も有している請求項１ないし３の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項５】
人体の表面近傍の血管に注入針により注入される薬液の漏出を検出する漏出検出装置であって、
前記注入針が挿入されている位置の前記人体に所定波長の波動でパルス信号を順次発信するパルス出力手段と、
前記人体の内部で反射された前記パルス信号を検出するパルス検出手段と、
検出された前記パルス信号ごとに波長を測定する波長測定手段と、
測定された前記波長と所定の基準波長との差分を算出する差分算出手段と、
算出された前記差分を所定の許容範囲と比較する差分比較手段と、
前記差分が前記許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力する漏出警告手段と、
を有している漏出検出装置。
【請求項６】
測定された前記波長を少なくとも次回の前記波長が測定されるまで保持する波長保持手段も有しており、
前記差分算出手段は、前回の前記測定波長を前記基準波長として今回の前記測定波長との差分を算出する請求項５に記載の漏出検出装置。
【請求項７】
第１回目の前記波長を保持する波長保持手段も有しており、
第１回目の前記測定波長を前記基準波長として今回の前記測定波長との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分を所定の許容範囲と比較する差分比較手段と、
を有している請求項５に記載の漏出検出装置。
【請求項８】
前記パルス信号ごとに測定される前記波長を経時グラフとして表示出力するグラフ表示手段も有している請求項５ないし７の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項９】
前記パルス信号ごとに算出される前記差分を経時グラフとして表示出力するグラフ表示手段も有している請求項１ないし３および５ないし７の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項１０】
前記パルス出力手段は、前記パルス信号を超音波で発信し、
前記パルス検出手段は、超音波の前記パルス信号を検出する請求項１ないし９の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項１１】
前記パルス出力手段は、前記パルス信号を赤外線で発信し、
前記パルス検出手段は、赤外線の前記パルス信号を検出する請求項１ないし９の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項１２】
前記パルス出力手段が前記人体の特定の組織を透過して特定の組織で反射される波長の赤外線で前記パルス信号を発信する請求項１１に記載の漏出検出装置。
【請求項１３】
前記パルス検出手段が前記波長の赤外線のみ検出する請求項１１または１２に記載の漏出検出装置。
【請求項１４】
前記波長の赤外線のみ前記パルス検出手段まで透過する光学フィルタを有している請求項１１ないし１３の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項１５】
少なくとも前記パルス出力手段と前記パルス検出手段とを有する漏出検出ユニットを有しており、
前記漏出検出ユニットとは別体に形成されていて少なくとも前記漏出警告手段を有する検出装置本体を有しており、
前記漏出検出ユニットが無線信号を送信する無線送信手段を有しており、
前記検出装置本体が前記無線信号を受信する無線受信手段を有している請求項１ないし１４の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項１６】
前記検出装置本体が、
前記無線信号の受信状態を検出する受信検出手段と、
検出される前記受信状態を報知出力する状態報知手段と、
を有している請求項１５に記載の漏出検出装置。
【請求項１７】
前記検出装置本体が、検出される前記受信状態が所定状態より低下すると受信警告を報知出力する受信警告手段も有している請求項１６に記載の漏出検出装置。
【請求項１８】
前記人体の前記注入針が挿入されている位置の画像を撮像する画像撮像手段と、
撮像された前記画像を表示出力する画像表示手段と、を有している請求項１ないし１７の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項１９】
前記漏出検出ユニットが前記人体の前記注入針が挿入されている位置の画像を撮像する画像撮像手段も有しており、
前記検出装置本体が撮像された前記画像を表示出力する画像表示手段も有している請求項１５ないし１７の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項２０】
少なくとも前記パルス出力手段と前記パルス検出手段とを有する漏出検出ユニットと、
前記注入針の位置が表記されていて前記漏出検出ユニットを前記人体表面に着脱自在に貼付する透明な粘着パッドと、
も有している請求項１ないし１９の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項２１】
前記粘着パッドが前記漏出検出ユニットとは別体で交換自在に形成されており、
前記粘着パッドに前記漏出検出ユニットの位置も表記されている請求項２０に記載の漏出検出装置。
【請求項２２】
前記漏出検出ユニットを封入して前記波動を透過する交換自在な保護部材が前記粘着パッドと一体に形成されている請求項２０または２１に記載の漏出検出装置。
【請求項２３】
少なくとも前記パルス出力手段と前記パルス検出手段とを有する漏出検出ユニットと、
この漏出検出ユニットを封入して前記波動を透過する交換自在な保護部材と、
も有している請求項１ないし２１の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項２４】
前記パルス出力手段と前記パルス検出手段との少なくとも一方が複数からなる請求項１ないし２３の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項２５】
前記注入針に前記薬液を流動させる延長チューブが連結されており、
前記差分が前記許容範囲を超過していると前記延長チューブを遮断するチューブ遮断手段も有している請求項１ないし２４の何れか一項に記載の漏出検出装置。
【請求項２６】
人体の表面近傍の血管に注入針により注入される薬液の漏出を検出する漏出検出方法であって、
前記注入針が挿入されている位置の前記人体に所定波長の赤外線のパルス信号を順次発信し、
前記人体の内部で反射された前記パルス信号を検出し、
前記パルス信号ごとに発信から検出までの時間を測定し、
測定された前記時間と所定の基準時間との差分を算出し、
算出された前記差分を所定の許容範囲と比較し、
前記差分が前記許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力する漏出検出方法。
【請求項２７】
測定された前記時間を少なくとも次回の前記時間が測定されるまで保持し、
前回の前記測定時間を前記基準時間として今回の前記測定時間との差分を算出する請求項２６に記載の漏出検出方法。
【請求項２８】
第１回目に測定された前記時間を保持し、
第１回目の前記測定時間を前記基準時間として今回の前記測定時間との差分を算出する請求項２６に記載の漏出検出方法。
【請求項２９】
前記パルス信号ごとに測定される前記時間を経時グラフとして表示出力する請求項２６ないし２８の何れか一項に記載の漏出検出方法。
【請求項３０】
人体の表面近傍の血管に注入針により注入される薬液の漏出を検出する漏出検出方法であって、
前記注入針が挿入されている位置の前記人体に所定波長の赤外線のパルス信号を順次発信し、
前記人体の内部で反射された前記パルス信号を検出し、
検出された前記パルス信号ごとに波長を測定し、
測定された前記波長と所定の基準波長との差分を算出し、
算出された前記差分を所定の許容範囲と比較し、
前記差分が前記許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力する漏出検出方法。
【請求項３１】
測定された前記波長を少なくとも次回の前記波長が測定されるまで保持し、
前回の前記測定波長を前記基準波長として今回の前記測定波長との差分を算出する請求項３０に記載の漏出検出方法。
【請求項３２】
第１回目に測定された前記波長を保持し、
第１回目の前記測定波長を前記基準波長として今回の前記測定波長との差分を算出する請求項３０に記載の漏出検出方法。
【請求項３３】
前記パルス信号ごとに測定される前記波長を経時グラフとして表示出力する請求項３０ないし３２の何れか一項に記載の漏出検出方法。
【請求項３４】
前記パルス信号ごとに算出される前記差分を経時グラフとして表示出力する請求項２６ないし２８および３０ないし３２の何れか一項に記載の漏出検出方法。
【請求項３５】
人体に注入針と延長チューブとで連結されている薬液シリンジの薬液が充填されているシリンダ部材にピストン部材を圧入する薬液注入装置であって、
請求項１ないし２５の何れか一項に記載の漏出検出装置と、
この漏出検出装置が前記漏出警告を報知出力すると前記薬液の注入を停止する注入停止手段と、
を有している薬液注入装置。
【請求項３６】
人体に注入針と延長チューブとで連結されている薬液シリンジの薬液が充填されているシリンダ部材にピストン部材を圧入する薬液注入装置であって、
請求項１７に記載の漏出検出装置と、
この漏出検出装置が前記漏出警告と前記受信警告との少なくとも一方を報知出力すると前記薬液の注入を停止する注入停止手段と、
を有している薬液注入装置。
【請求項３７】
請求項２１に記載の漏出検出装置の粘着パッドであって、
前記注入針の位置と前記漏出検出ユニットの位置とが表記されている粘着パッド。
【請求項３８】
前記漏出検出ユニットを封入して前記波動を透過する交換自在な保護部材が一体に形成されている請求項３７に記載の粘着パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の表面近傍の血管に注入針により注入される薬液の漏出を検出する漏出検出装置に関し、特に、薬液注入装置で注入される薬液の漏出を検出する漏出検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、被験者の断層画像を撮像する医療装置として、ＣＴ(Computed Tomography)スキャナ、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)装置、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置、超音波診断装置、等があり、被験者の血管画像を撮像する医療装置として、アンギオ装置、ＭＲＡ(MR Angio)装置、等がある。
【０００３】
上述のような医療装置を使用するとき、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あり、この注入を自動的に実行する薬液注入装置も実用化されている。この薬液注入装置は、例えば、シリンダ部材にピストン部材がスライド自在に挿入されている薬液シリンジが装填され、そのシリンダ部材にピストン部材をシリンジ駆動機構で圧入する。シリンダ部材には薬液が充填されており、そのシリンダ部材が延長チューブと注入針とで人体の表面近傍の血管に連結されるので、薬液注入装置により薬液シリンジの薬液が人体の血管に圧送されることになる。
【０００４】
しかし、このような薬液注入装置は薬液を自動的に高圧で注入するので、例えば、注入針が血管から脱落して薬液が皮下に漏出しても、これを作業者が迅速に認識することが困難である。このような課題を解決するため、人体の表面近傍の血管に注入針により注入される薬液の漏出を検出する各種の漏出検出装置が提案されている(例えば、特許文献１〜８参照)。
【特許文献１】ＵＳＰ６，４０８，２０４
【特許文献２】ＵＳＰ５，９６４，７０３
【特許文献３】ＵＳＰ５，９４７，９１０
【特許文献４】ＵＳＰ６，３７５，６２４
【特許文献５】ＵＳＰ５，９５４，６６８
【特許文献６】ＵＳＰ５，３３４，１４１
【特許文献７】ＵＳＰ４，６４７，２８１
【特許文献８】ＵＳＰ４，８７７，０３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１〜３の漏出検出装置は、薬液の漏出を人体表面のインピーダンス変化から検出し、特許文献４〜７の漏出検出装置は、薬液の漏出を人体組織の温度変化から検出し、特許文献８の漏出検出装置は、薬液の漏出を血液の光学特性の変化から検出する。しかし、これらの漏出検出装置は、いずれも特殊なセンサが必要で構造が複雑であり、外乱の影響による検出精度の低下が顕著である。
【０００６】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で外乱による検出精度の低下が微小な漏出検出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】
本発明の第１の漏出検出装置は、人体の表面近傍の血管に注入針により注入される薬液の漏出を検出するため、パルス出力手段、パルス検出手段、時間測定手段、差分算出手段、差分比較手段、漏出警告手段、を有している。パルス出力手段は、注入針が挿入されている位置の人体に所定波長の波動でパルス信号を順次発信し、パルス検出手段は、人体の内部で反射されたパルス信号を検出する。時間測定手段は、パルス信号ごとに発信から検出までの時間を測定し、差分算出手段は、測定された時間と所定の基準時間との差分を算出する。差分比較手段は、算出された差分を所定の許容範囲と比較し、漏出警告手段は、差分が許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力する。
【０００８】
従って、本発明の第１の漏出検出装置では、注入針が血管から脱落して漏出する薬液のために人体の表面が膨張すると、その内部で反射されるパルス信号の発信から検出までの距離とともに時間が変化するので、これを利用して薬液の漏出を検出する。このため、この検出の外乱による精度の低下が微小であり、検出に必要な構造が簡単である。
【０００９】
本発明の第２の漏出検出装置は、時間測定手段ではなく波長測定手段を有しており、この波長測定手段は、検出されたパルス信号の波長を測定し、差分算出手段は、測定された波長と所定の基準波長との差分を算出する。従って、本発明の第２の漏出検出装置では、注入針が血管から脱落して人体の内部に薬液が漏出すると、その内部で反射される波動の波長が変化するので、これを利用して薬液の漏出を検出する。このため、この検出の外乱による精度の低下が微小であり、検出に必要な構造が簡単である。
【００１０】
なお、本発明で云う各種手段は、その機能を実現するように形成されていれば良く、例えば、所定の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコンピュータプログラムにより付与されたデータ処理装置、コンピュータプログラムによりデータ処理装置に実現された所定の機能、これらの組み合わせ、等として実現することができる。
【００１１】
また、本発明で云う各種手段は、個々に独立した存在である必要もなく、複数の手段が１個の部材として形成されていること、ある手段が他の手段の一部であること、ある手段の一部と他の手段の一部とが重複していること、等も可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の漏出検出装置では、注入針が挿入されている位置の人体にパルス信号を順次発信して人体の内部で反射されたパルス信号を検出し、パルス信号ごとに測定する発信から検出までの時間と所定の基準時間との差分を算出し、この差分が所定の許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力することにより、注入針が血管から脱落して漏出する薬液のために人体の表面が膨張すると漏出警告を報知出力することができるので、外乱による精度低下が微小な薬液の漏出検出を簡単な構造で実行することができる。
【００１３】
本発明の第２の漏出検出装置では、注入針が挿入されている位置の人体にパルス信号を順次発信して人体の内部で反射されたパルス信号を検出し、検出されたパルス信号ごとに測定する波長と所定の基準波長との差分を算出し、この差分が所定の許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力することにより、注入針が血管から脱落して人体の内部に薬液が漏出すると漏出警告を報知出力することができるので、外乱による精度低下が微小な薬液の漏出検出を簡単な構造で実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施の形態の構成］
本発明の実施の形態を図面を参照して以下に説明する。なお、本形態では図示のように前後左右上下の方向を規定して説明するが、これは説明を簡単とするために便宜的に規定するものであり、本発明の装置の製造時や使用時などの方向を限定するものではない。
【００１５】
本実施の形態の薬液注入装置１００は、注入装置本体１０１の上面に操作パネル１０２と液晶ディスプレイ１０３とが配置されており、注入装置本体１０１の側部に可動アーム１０４で注入ヘッド１１０が装着されている。この注入ヘッド１１０は、図４に示すように、シリンジ保持部材１１１の上面に半円筒形の溝状の凹部１１２が形成されており、この凹部１１２に、薬液シリンジ２００が着脱自在に装着される。
【００１６】
薬液シリンジ２００は、シリンダ部材２０１とピストン部材２０２からなり、シリンダ部材２０１にピストン部材２０２がスライド自在に挿入されている。シリンダ部材２０１の末端外周にはシリンダフランジ２０３が形成されており、ピストン部材２０２の末端外周にはピストンフランジ２０４が形成されている。
【００１７】
なお、本形態の薬液注入装置１００では、例えば、図７に示すように、注入ヘッド１１０に保持された薬液シリンジ２００は、延長チューブ２１１と注入針２１２により人体の腕部５００の血管５０１に連結され、その注入針２１２は、赤外線を良好に透過する透明シートからなる粘着パッド２１３で保持される。
【００１８】
注入ヘッド１１０は、シリンジ保持部材１１１の凹部１１２の後方にピストン駆動機構１１３が配置されており、このピストン駆動機構１１３がピストンフランジ２０４を保持して前後移動させる。なお、このピストン駆動機構１１３は、図２に示すように、駆動モータ１１５とエンプティセンサ１１６とが内蔵されており、駆動モータ１１５を駆動源として作動する。また、エンプティセンサ１１６は、ピストンフランジ２０４の位置を検出することにより、薬液シリンジ２００による薬液の注入が完了したことを検知する。
【００１９】
本形態の薬液注入装置１００は、漏出検出装置と一体に形成されており、その注入装置本体１０１は検出装置本体を兼用している。このため、注入装置本体１０１とは別体に漏出検出ユニット４０１が形成されており、この漏出検出ユニット４０１が注入装置本体１０１と無線通信する。
【００２０】
より具体的には、漏出検出ユニット４０１は、図７に示すように、扁平なボックス状のユニットハウジング４０２を有しており、このユニットハウジング４０２の内部に、パルス出力手段に相当するフォトダイオード４０３とパルス検出手段に相当するフォトトランジスタ４０４とが下向きに配置されている。
【００２１】
フォトダイオード４０３は、波動として所定波長の赤外線を下方に出射し、フォトトランジスタ４０４は、その波長の赤外線を下方から受光する。これらフォトダイオード／トランジスタ４０３，４０４に下方から対向する位置には光学フィルタ４０６が配置されており、この光学フィルタ４０６は、上述の波長の赤外線のみを透過する。この赤外線は、人体の特定の組織を透過して特定の組織で反射される波長に設定されており、例えば、皮膚や脂肪は良好に透過して筋肉で良好に反射される波長からなる。
【００２２】
漏出検出ユニット４０１の内部上方には回路基板４０７が配置されており、この回路基板４０７には、図２に示すように、フォトダイオード／トランジスタ４０３，４０４、中央処理回路４０８、無線送信手段である無線送信ユニット４０９、が各々実装されている。
【００２３】
中央処理回路４０８は、フォトダイオード／トランジスタ４０３，４０４と無線送信ユニット４０９とに有線接続されており、フォトダイオード４０３にパルス信号を順次発信させるとともに、このパルス信号をフォトトランジスタ４０４の出力から検出する。
【００２４】
また、中央処理回路４０８は、所定構造の論理回路からなり、時間測定手段４１１、時間保持手段４１２、差分算出手段４１３、差分比較手段４１４、として機能する各種のハードウェアを有している。時間測定手段４１１は、例えば、カウンタ回路などからなり、上述のパルス信号ごとに発信から検出までの時間を測定する。
【００２５】
時間保持手段４１２は、例えば、ＦＩＦＯ(First In First Out)などからなり、測定された時間を次回の時間が測定されるまで保持する。差分算出手段４１３は、例えば、減算回路などからなり、前回の測定時間を基準時間として今回の測定時間との差分を算出する。
【００２６】
差分比較手段４１４は、例えば、コンパレータ回路などからなり、上述の差分を所定の許容範囲と比較する。そして、中央処理回路４０８は、上述の差分が許容範囲を超過していないときは、無線送信ユニット４０９に所定の待機信号を無線電波で常時送信させ、上述の差分が許容範囲を超過すると、無線送信ユニット４０９に所定の警告信号を無線送信させる。
【００２７】
一方、注入装置本体１０１は、図２に示すように、マイクロプロセッサ１３０が内蔵されており、このマイクロプロセッサ１３０に、操作パネル１０２、液晶ディスプレイ１０３、駆動モータ１１５、エンプティセンサ１１６、無線受信手段である無線受信ユニット１３１、スピーカユニット１３２、等が有線接続されている。
【００２８】
マイクロプロセッサ１３０は、いわゆるワンチップマイコンからなり、適切なコンピュータプログラムがファームウェアなどで実装されている。そのコンピュータプログラムに対応してマイクロプロセッサ１３０が各部を統合制御することにより、本形態の薬液注入装置１００は、図１に示すように、漏出警告手段１４１、受信検出手段１４２、状態報知手段１４３、受信警告手段１４４、注入停止手段１４６、等の各種手段を各種機能として論理的に有している。
【００２９】
漏出警告手段１４１は、マイクロプロセッサ１３０がコンピュータプログラムに対応してスピーカユニット１３２や液晶ディスプレイ１０３を動作制御する機能などに相当し、無線受信ユニット１３１が無線受信している待機信号が警告信号に切り換わると、スピーカユニット１３２の音声出力と液晶ディスプレイ１０３の画像表示とで漏出警告を報知出力する。
【００３０】
受信検出手段１４２は、マイクロプロセッサ１３０が無線受信ユニット１３１の動作状態をデータ検出する機能などに相当し、無線信号の受信状態を検出する。状態報知手段１４３は、マイクロプロセッサ１３０が液晶ディスプレイ１０３を動作制御する機能などに相当し、受信検出手段１４２で検出される受信状態を液晶ディスプレイ１０３の画像表示などで報知出力する。
【００３１】
受信警告手段１４４も、マイクロプロセッサ１３０がスピーカユニット１３２や液晶ディスプレイ１０３を動作制御する機能などに相当し、受信検出手段１４２で検出される受信状態が所定状態より低下すると、スピーカユニット１３２の音声出力と液晶ディスプレイ１０３の画像表示とで受信警告を報知出力する。
【００３２】
注入停止手段１４６は、マイクロプロセッサ１３０がピストン駆動機構１１３の駆動モータ１１５を動作制御する機能などに相当し、漏出警告と受信警告との少なくとも一方が出力されると駆動モータ１１５を停止させて薬液の注入を中止する。
【００３３】
上述のような薬液注入装置１００の各種手段１４１〜１４６は、必要によりスピーカユニット１３２等のハードウェアを利用して実現されるが、その主体はマイクロプロセッサ１３０が実装されているコンピュータプログラムに対応して機能することにより実現されている。
【００３４】
このようなコンピュータプログラムは、例えば、無線受信ユニット１３１が警告信号を無線受信するとスピーカユニット１３２と液晶ディスプレイ１０３とに漏出警告を報知出力させること、この漏出警告の出力に連動して駆動モータ１１５を停止させること、無線受信ユニット１３１の受信状態を検出すること、この受信状態を液晶ディスプレイ１０３に報知出力させること、受信状態が所定状態より低下するとスピーカユニット１３２と液晶ディスプレイ１０３とに受信警告を報知出力させること、この受信警告の出力に連動して駆動モータ１１５を停止させること、等の処理動作をマイクロプロセッサ１３０に実行させるように記述されている。
【００３５】
なお、本実施の形態の薬液注入装置１００は、図５に示すように、例えば、ＭＲＩ装置３００の撮像ユニット３０１の近傍で使用され、必要によりＭＲＩ装置３００の制御ユニット３０２に接続される。この制御ユニット３０２は、検出装置本体３０３と液晶ディスプレイ３０４とキーボード３０５とを有するコンピュータシステムからなり、撮像ユニット３０１を動作制御するとともに断層画像を表示する。
【００３６】
図５では図示を簡単とするため、撮像ユニット３０１の近傍に薬液注入装置１００と制御ユニット３０２との両方が位置しているが、実際の現場では撮像ユニット３０１の近傍には薬液注入装置１００のみ配置され、制御ユニット３０２は別室に設置される。
【００３７】
［実施の形態の動作］
上述のような構成において、本実施の形態の薬液注入装置１００を使用する場合、例えば、作業者は造影剤などの薬液が充填されている薬液シリンジ２００に延長チューブ２１１で注入針２１２を連結し、図７に示すように、その注入針２１２をＭＲＩ装置３００の撮像ユニット３０１に位置する被験者の腕部５００の血管５０１に挿入して粘着パッド２１３で保持する。
【００３８】
つぎに、その粘着パッド２１３の表面に漏出検出ユニット４０１を拘束ベルト(図示せず)などで装着し、薬液シリンジ２００を薬液注入装置１００の注入ヘッド１１０に装填する。このような状態で漏出検出ユニット４０１と注入装置本体１０１との電源スイッチ(図示せず)を各々投入し、例えば、注入装置本体１０１に漏出検出ユニット４０１を利用する動作モードを所定操作で設定する。
【００３９】
すると、漏出検出ユニット４０１は、図８に示すように、腕部５００の注入針２１２が連結されている位置にフォトダイオード４０３で赤外線のパルス信号を順次発信するが(ステップＳ１)、図１１に示すように、このパルス信号の赤外線は人体の特定の組織を良好に透過して特定の組織で反射されるので、この反射されたパルス信号がフォトトランジスタ４０４で検出される(ステップＳ３)。
【００４０】
このとき、パルス信号ごとに発信から検出までの時間が測定され(ステップＳ１〜Ｓ４)、この測定された時間が保持される(ステップＳ５)。同時に、前回の測定時間を基準時間として今回の測定時間との差分が算出され(ステップＳ６)、その差分が許容範囲を超過していないかが判定される(ステップＳ７)。
【００４１】
そこで、漏出検出ユニット４０１は、上述の差分が許容範囲を超過していないと、“異常無し”を示す待機信号を注入装置本体１０１に無線送信し(ステップＳ８)、上述の差分が許容範囲を超過すると“異常有り”を示す警告信号を無線送信する(ステップＳ９)。
【００４２】
例えば、図７に示すように、腕部５００の血管５０１に挿入されている注入針２１２が脱落すると、図１１(ｂ)に示すように、薬液が血管５０１ではなく周囲に注入されることで皮膚の表面が膨張するので、図１１(ａ)(ｂ)に示すように、フォトダイオード４０３から発信されたパルス信号が腕部５００の内部で反射されてフォトトランジスタ４０４で検出されるまでの経路が延長される。
【００４３】
この場合、そのパルス信号の反射から検出までの時間が増大するので、その増分が前回と今回との測定時間の差分として算出される。この差分が所定の許容範囲を超過していると警告信号が無線送信されるので、皮膚表面が膨張すると警告信号が無線送信されることになる。
【００４４】
注入装置本体１０１は、漏出検出ユニット４０１を利用する動作状態では、図９に示すように、無線電波の受信状態を常時検出し(ステップＴ１)、その受信状態をバーグラフなどで液晶ディスプレイ１０３にリアルタイムに表示出力する(ステップＴ２)。
【００４５】
このため、作業者は注入装置本体１０１を操作しながら漏出検出ユニット４０１からの無線電波の受信状態をリアルタイムに確認することができ、その受信状態が良好でない場合には注入装置本体１０１や漏出検出ユニット４０１の位置調整などを実行することになる。
【００４６】
また、注入装置本体１０１は、上述のように検出する受信状態が所定状態より低下すると(ステップＴ３)、“無線電波を受信できません。通信状態を確認して下さい”などの受信警告を液晶ディスプレイ１０３に表示出力させるとともに、スピーカユニット１３２に音声出力させる(ステップＴ４)。
【００４７】
このとき、注入装置本体１０１は、漏出検出ユニット４０１からの受信状態が良好になるまで注入開始の入力操作を受け付けないので(ステップＴ３〜Ｔ５)、受信状態が良好になった状態でしか薬液の注入動作を開始しない(ステップＴ６)。
【００４８】
さらに、注入装置本体１０１は、薬液の注入開始の入力操作を受け付けた場合も(ステップＴ５，Ｔ６)、図１０に示すように、無線電波の受信状態を常時検出して液晶ディスプレイ１０３にリアルタイムに表示出力する(ステップＥ１，Ｅ２)。
【００４９】
そして、検出する受信状態が所定状態より低下すると受信警告を液晶ディスプレイ１０３とスピーカユニット１３２とに報知出力させ(ステップＥ３，Ｅ４)、受信状態が良好なときしか薬液の注入動作を実行しない(ステップＥ３〜Ｅ６)。
【００５０】
また、注入装置本体１０１は、受信状態が良好で注入動作を実行しているとき(ステップＥ６)、もしも、無線受信している待機信号が警告信号に変化すると(ステップＥ７)、“注入針の脱落が検出されました。注入針を確認して下さい。”などの漏出警告が液晶ディスプレイ１０３に表示出力されるとともにスピーカユニット１３２で音声出力される(ステップＥ８)。
【００５１】
この場合、薬液の注入動作が中止されるので(ステップＥ９)、注入針２１２が血管５０１から脱落したまま薬液の注入が継続されることがない。さらに、上述の漏出警告の報知出力は注入装置本体１０１に所定のリセット操作が入力されるまで継続されるので(ステップＥ１０，Ｅ１１)、作業者は漏出警告を確実に認識することになる。
【００５２】
なお、本形態の薬液注入装置１００では、漏出警告を確認した作業者が注入針２１２を適切に血管５０１に挿入してから操作パネル１０２に薬液の注入開始を入力操作すると、これに対応して薬液の注入を再開することができる(ステップＴ５，Ｔ６)。
【００５３】
また、作業者が操作パネル１０２に注入停止を入力操作したときも(ステップＥ１２)、注入装置本体１０１は薬液の注入を中止する(ステップＥ９)。さらに、エンプティセンサ１１６が薬液の注入完了を検知したときは(ステップＥ１３)、注入装置本体１０１は薬液の注入を終了する(ステップＥ１４)。
【００５４】
［実施の形態の効果］
本実施の形態の薬液注入装置１００では、上述のように腕部５００の注入針２１２が挿入されている位置に赤外線のパルス信号を順次発信し、腕部５００の内部で反射されたパルス信号を検出する。そのパルス信号ごとに測定する発信から検出までの時間と基準時間との差分を算出し、この差分が所定の許容範囲を超過していると漏出警告を報知出力する。
【００５５】
このため、図１１に示すように、注入針２１２が血管５０１から脱落して漏出する薬液のために人体の腕部５００の表面が膨張すると漏出警告が報知出力されるので、作業者は注入針２１２が被験者の血管５０１から脱落したことを迅速に認識して対処することができる。
【００５６】
しかも、本形態の薬液注入装置１００では、上述のように注入針２１２の脱落を検出すると、薬液の注入を自動的に停止するので、注入針２１２が血管５０１から脱落した状態で薬液の注入が継続されることを自動的に防止することができる。
【００５７】
さらに、本形態の薬液注入装置１００は、上述のように注入針２１２が血管５０１から脱落したことを皮膚表面の膨張で検出し、この皮膚表面の膨張を人体組織で反射される赤外線の経路長の変化から検出するので、外乱による精度低下が微小な薬液の漏出検出を簡単な構造で実行することができる。
【００５８】
しかも、本形態の薬液注入装置１００では、パルス信号ごとに発信から検出まで測定する時間を少なくとも次回の測定まで保持し、前回の測定時間を基準時間として今回の測定時間との差分を算出する。このため、適切な基準時間を事前に設定しておく必要がなく、人体の監視部位の相違や皮下脂肪の個人差などに関係なく、皮膚表面の位置変化を良好に検出することができる。
【００５９】
さらに、フォトダイオード４０３が人体の腕部５００の特定の組織を透過して特定の組織で反射される波長の赤外線でパルス信号を発信するので、そのパルス信号を人体の表面から透過させて特定の組織で反射させることができる。しかも、その波長の赤外線のみを光学フィルタ４０６がフォトトランジスタ４０４まで透過するので、周囲の光ノイズをフォトトランジスタ４０４が検出する誤動作を防止することができる。
【００６０】
さらに、本形態の薬液注入装置１００では、フォトダイオード４０３やフォトトランジスタ４０４や無線送信ユニット４０９などを有する漏出検出ユニット４０１と、無線受信ユニット１３１や液晶ディスプレイ１０３やスピーカユニット１３２などを有する注入装置本体１０１とが別体に形成されている。
【００６１】
そして、漏出検出ユニット４０１が皮膚膨張を検出すると無線通信により注入装置本体１０１が漏出警告を報知出力するので、人体に直接に装着する漏出検出ユニット４０１を小型軽量化して取り扱いを容易とすることができ、それでいて漏出検出ユニット４０１から離反して注入装置本体１０１を手動操作する作業者に漏出警告を確実に認識させることができる。
【００６２】
しかも、注入装置本体１０１は漏出検出ユニット４０１からの無線信号の受信状態を常時検出し、その受信状態をリアルタイムに報知出力する。このため、作業者は漏出検出ユニット４０１と注入装置本体１０１との通信状態を常時認識することができ、その通信状態が良好でない場合には注入作業を実行する以前に対処することができる。
【００６３】
さらに、注入装置本体１０１は、検出される受信状態が所定状態より低下すると受信警告を報知出力するので、通信不良のために警告信号が無線受信できず、漏出警告が出力されないことを防止できる。しかも、漏出警告と受信警告とが一方でも報知出力される状態では薬液の注入が停止されるので、注入針２１２が血管５０１から脱落したまま薬液の注入が継続されることを自動的に防止できるだけでなく、警告信号を無線受信できない状態のまま薬液の注入が継続されることまでも防止できる。
【００６４】
［実施の形態の変形例］
本発明は上記形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では薬液注入装置１００に漏出検出装置が一体に形成されていることを例示したが、その漏出検出装置を薬液注入装置１００とは別個に形成することも可能である。
【００６５】
ただし、前述のように薬液の漏出を検出した場合には、迅速に薬液の注入を停止させる必要があるので、薬液注入装置１００に漏出検出装置が一体に形成されていることは有用である。このため、漏出検出装置を薬液注入装置１００とは別個に形成する場合には、漏出検出装置の警告出力に連動して薬液注入装置１００が注入動作を停止させることが好適である。
【００６６】
さらに、上記形態では薬液注入装置１００が漏出警告や受信警告を報知出力することを例示したが、例えば、その警告をＭＲＩ装置３００の制御ユニット３０２までデータ送信して液晶ディスプレイ３０４などに報知出力させることも可能である。前述のように、制御ユニット３０２は撮像ユニット３０１とは別室に設置されるので、その撮像ユニット３０１に警告を通達することは有効である。
【００６７】
また、上記形態では薬液注入装置１００が漏出警告に対応して注入動作を中止することのみを例示したが、例えば、このような薬液注入装置１００の動作中止に連動してＭＲＩ装置３００も撮像動作を中止することも可能である。その場合、薬液注入装置１００が漏出検出ユニット４０１の警告信号をＭＲＩ装置３００に直接にデータ送信することも可能であり、注入装置本体１０１から間接的にデータ転送することも可能である。
【００６８】
なお、上記形態では薬液注入装置１００をＭＲＩ装置３００の近傍で使用することを想定したが、これをＣＴスキャナ、ＰＥＴ装置、アンギオ装置、ＭＲＡ装置、超音波診断装置、等の近傍で使用することも可能である。
【００６９】
さらに、上記形態では漏出検出ユニット４０１と注入装置本体１０１とが電波信号で無線通信することを例示したが、その通信方式としては、超音波信号の無線通信、光信号の無線通信、電気信号による有線通信、光信号による有線通信、等も可能である。
【００７０】
また、上記形態では人体に発信して反射された赤外線のパルス信号を検出し、その発信から検出までの測定時間と基準時間との差分を算出するとき、前回の測定時間を基準時間とすることを例示したが、第１回目の測定時間を基準時間とすることも可能である。
【００７１】
さらに、上記形態では赤外線のパルス信号が人体の特定の組織を透過して特定の組織で反射されるので、皮膚表面が膨張すると赤外線のパルス信号が発信されてから検出されるまでの時間が変化することを利用して、注入針２１２の血管５０１からの脱落を検出することを例示した。
【００７２】
しかし、その赤外線が人体の特定の組織を透過して特定の組織で反射される場合、そこに薬液が漏出すると反射される赤外線の波長も変化する。そこで、検出される赤外線の波長を測定し、その測定波長を所定の基準波長と比較することでも、注入針２１２の血管５０１からの脱落を検出することが可能である。この場合も、基準波長として前回の測定波長を利用することが可能であり、第１回目の測定波長を基準波長とすることも可能である。
【００７３】
また、上記形態ではパルス信号を赤外線で出力するフォトダイオード４０３をパルス出力手段として利用するとともに赤外線のパルス信号を検出するフォトトランジスタ４０４をパルス検出手段として利用することを例示したが、例えば、パルス信号を超音波で発信する超音波振動子をパルス出力手段として利用するとともに超音波のパルス信号を検出する超音波検出素子をパルス検出手段として利用することも可能である(図示せず)。このような漏出検出装置(図示せず)では、薬液の漏出を超音波により検出できるので、周囲の光線に影響されることなく薬液の漏出を検出することができる。
【００７４】
さらに、上記形態では漏出検出ユニット４０１にフォトダイオード４０３とフォトトランジスタ４０４とが１個ずつ搭載されていることを例示したが、図１２(ａ)に示すように、複数のフォトダイオード４０３と複数のフォトトランジスタ４０４とが配列されている漏出検出ユニット４２１や、図１２(ｂ)に示すように、１個のフォトダイオード４０３の周囲に複数のフォトトランジスタ４０４が配列されている漏出検出ユニット４２２なども可能である。このような漏出検出装置では、薬液の漏出を複数の位置で検出できるので、より良好に薬液の漏出を検出することができる。
【００７５】
また、上記形態では注入針２１２を保持するとともに漏出検出ユニット４０１を腕部５００に貼付する粘着パッド２１３が単純な透明シートからなることを想定したが、図１３に示すように、透明シートからなる粘着パッド２２１に注入針２１２と漏出検出ユニット４０１との位置が印刷マーク２２２，２２３で表記されていることも可能である。
【００７６】
この場合、粘着パッド２２１の印刷マーク２２２，２２３の位置に注入針２１２と漏出検出ユニット４０１の位置を対応させることにより、注入針２１２と漏出検出ユニット４０１との相対位置が適切となるので、容易に薬液の漏出を良好に検出できる状態となる。
【００７７】
さらに、図１４に示すように、上述のような粘着パッド２２６が保護部材として袋状に形成されており、この粘着パッド２２６で漏出検出ユニット４０１が封入されることも可能である。この場合、消耗品として交換自在な粘着パッドにより漏出検出ユニット４０１の汚損を防止することができるので、漏出検出ユニット４０１の消毒が容易となる。
【００７８】
また、図１５に示すように、漏出検出ユニット４３１が充分に小型に形成されており、この漏出検出ユニット４３１の上方に画像撮像手段であるＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラ４３２がアーム４３３で配置されていることも可能である。この場合、漏出検出ユニット４３１の周囲の画像がＣＣＤカメラ４３２で撮像されるので、例えば、この撮像された画像が薬液注入装置１００に無線送信されて画像表示手段となる液晶ディスプレイ１０３に表示出力される。
【００７９】
このため、薬液注入装置１００を操作する作業者は、液晶ディスプレイ１０３に漏出警告が表示出力されたとき、その液晶ディスプレイ１０３で漏出検出ユニット４３１の周囲の画像も確認することができる。なお、このような画像を常時表示せず、薬液漏出が検出されたときのみ表示出力するようなことも可能である。
【００８０】
さらに、上記形態では薬液注入装置１００が漏出警告手段１４１により液晶ディスプレイ１０３の画像表示などで漏出警告のみを報知出力することを例示したが、例えば、グラフ表示手段(図示せず)により液晶ディスプレイ１０３の画像表示などでパルス信号ごとの測定時間を経時グラフとして表示出力することも可能である。
【００８１】
上記形態の薬液注入装置１００では、前回の測定時間と今回の測定時間との差分が許容範囲を超過していると薬液漏出を判定するので、例えば、図１６に示すように、漏出が低速であると前回と今回との差分が微少で薬液露出を判定できない可能性がある。しかし、図示するように、液晶ディスプレイ１０３の画像表示などで測定時間を経時グラフとして表示出力すれば、低速な薬液漏出でも作業者が経時グラフにより判断することが可能となる。
【００８２】
また、上記形態の薬液注入装置１００では、図１７に示すように、前回の測定時間と今回の測定時間との差分が許容範囲を超過しても、それが一時的な誤検出の場合もありえるが、図示のように経時グラフを表示出力すれば、薬液漏出の一時的な誤検出も作業者が確認することが可能となる。
【００８３】
なお、前述のように薬液注入装置が測定時間の差分ではなくパルス信号の波長の差分を検出する場合、その測定波長を経時グラフとして表示出力することも可能であり、測定時間や測定波長から算出する差分を経時グラフとして表示出力することも可能である(ともに図示せず)。
【００８４】
さらに、上記形態では薬液漏出が検出されると薬液注入装置１００がピストン駆動機構１１３を停止させて薬液注入を中止することを例示したが、例えば、薬液漏出が検出されると延長チューブ２１１を遮断する独自のチューブ遮断手段を漏出検出装置が有していることも可能である(図示せず)。
【００８５】
このようなチューブ遮断手段は、例えば、延長チューブ２１１に装着される独立したユニット構造に形成されており、漏出検出ユニット４０１や検出装置本体と無線や有線で通信する。さらに、ソレノイドなどの駆動源で延長チューブ２１１を開閉する機構を有しており、薬液漏出が検出されると延長チューブ２１１を遮断する。
【００８６】
このような漏出検出装置では、薬液漏出が検出されると独自に延長チューブ２１１を遮断するので、例えば、薬液注入装置１００が漏出検出装置と連動しない場合でも薬液注入を自動的に停止させることができる。
【００８７】
また、上記形態ではマイクロプロセッサ１３０が実装されているコンピュータプログラムに対応して機能することにより、注入装置本体１０１の各種手段１４１〜１４６が論理的に実現されることを例示したが、例えば、専用の論理回路などのハードウェアで各種手段１４１〜１４４の少なくとも一部を形成することも可能である。
【００８８】
反対に、上記形態では漏出検出ユニット４０１の各種手段４１１〜４１４が所定のハードウェアで形成されていることを例示したが、例えば、実装されているコンピュータプログラムに対応して機能するマイクロプロセッサにより各種手段４１１〜４１４を論理的に実現することも可能である。
【００８９】
さらに、上記形態では薬液注入装置１００の一つの凹部１１２に１個の薬液シリンジ２００が装着されることを例示したが、注入ヘッドの複数の凹部に複数の薬液シリンジ２００が装着されることも可能である(図示せず)。
【００９０】
また、上記形態では薬液注入装置１００に薬液シリンジ２００が直接に装着されることを例示したが、現在市販されている薬液シリンジ２００には各種サイズが存在するので、例えば、最大サイズの薬液シリンジ２００のみ薬液注入装置１００に直接に装着され、最大以外の各種サイズの薬液シリンジ２００は各々に専用のシリンダアダプタ(図示せず)を介して薬液注入装置１００に装着されるようなことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態の薬液注入装置の論理構造を示す模式図である。
【図２】薬液注入装置の物理構造を示すブロック図である。
【図３】薬液注入装置の外観を示す斜視図である。
【図４】注入ヘッドに薬液シリンジが装着される状態を示す斜視図である。
【図５】ＭＲＩ装置の外観を示す斜視図である。
【図６】漏出検出ユニットを示す縦断正面図である。
【図７】人体の腕部に漏出検出ユニットが装着される状態を示す斜視図である。
【図８】漏出検出ユニットの処理動作を示すフローチャートである。
【図９】注入装置本体の処理動作のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】注入動作のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】漏出検出ユニットが装着された腕部の表面が膨張する状態を示す模式図である。
【図１２】漏出検出ユニットの変形例を示す斜視図である。
【図１３】変形例の粘着パッドで腕部に漏出検出ユニットが装着される状態を示す斜視図である。
【図１４】他の変形例の粘着パッドで腕部に漏出検出ユニットが装着される状態を示す斜視図である。
【図１５】漏出検出ユニットの他の変形例を示す斜視図である。
【図１６】パルス信号ごとの測定時間の経時グラフの表示画面を示す模式的な正面図である。
【図１７】パルス信号ごとの測定時間の経時グラフの表示画面を示す模式的な正面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１００    漏出検出装置でもある薬液注入装置
１０１    検出装置本体を兼用している注入装置本体
１０３    画像表示手段となる液晶ディスプレイ
１３１    無線受信手段である無線受信ユニット
１４１    漏出警告手段
１４２    受信検出手段
１４３    状態報知手段
１４４    受信警告手段
１４６    注入停止手段
２００    薬液シリンジ
２０１    シリンダ部材
２０２    ピストン部材
２１１    延長チューブ
２１２    注入針
２１３，２２１，２２６    粘着パッド
４０１，４２１，４２２，４３１    漏出検出ユニット
４０３    パルス出力手段に相当するフォトダイオード
４０４    パルス検出手段に相当するフォトトランジスタ
４０６    光学フィルタ
４０９    無線送信手段である無線送信ユニット
４１１    時間測定手段
４１２    時間保持手段
４１３    差分算出手段
４１４    差分比較手段
４３２    画像撮像手段であるＣＣＤカメラ
５００    人体の腕部
５０１    血管
【図１】
2005152577.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005152577.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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