(57)【要約】【課題】医療装置としての信頼性を維持する。【解決手段】液体を噴射する液体噴射部と、液体噴射部に液体を供給する液体供給部とを備える医療装置に用いられる制御装置である。この制御装置は、第１処理部と、第２処理部とを有する。第１処理部および第２処理部は、互いの処理速度を監視し、第１処理部および第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、前記液体噴射部からの噴射を停止する。【選択図】図４
2016163620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する液体噴射部と、前記液体噴射部に前記液体を供給する液体供給部とを備える医療装置に用いられる制御装置であって、
第１処理部と、第２処理部とを有し、
前記第１処理部および第２処理部は、互いの処理速度を監視し、前記第１処理部および前記第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、前記液体噴射部からの噴射を停止する、制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記異常であると判定されたときに、前記液体噴射部を停止する、制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置であって、
前記異常であると判定されたときに、前記液体噴射部の停止と共に前記液体供給部の停止を行う、制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記第１処理部および前記第２処理部のそれぞれは、所定時間毎にカウントアップするレジスタを備え、前記レジスタに記憶されたカウント値を読み出し記憶すると共に、前記読み出したカウント値を他方側の制御部に送り、前記他方側の制御部から送られてきた前記カウント値と前記記憶されたカウント値とを比較することにより、前記処理速度の異常の判定を行う、制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記第１処理部は、前記液体噴射部を制御し、
前記第２処理部は、前記液体供給部を制御する、制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記第１処理部および前記第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、異常である旨を外部に報知する、制御装置。
【請求項７】
医療装置であって、
液体を噴射する液体噴射部と、
前記液体噴射部に前記液体を供給する液体供給部と、
前記液体噴射部および前記液体供給部を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、第１処理部と、第２処理部とを有し、
前記第１処理部および第２処理部は、互いの処理速度を監視し、前記第１処理部および前記第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、前記液体噴射部からの噴射を停止する、医療装置。
【請求項８】
液体を噴射する液体噴射部と、前記液体噴射部に前記液体を供給する液体供給部とを備える医療装置に用いられるとともに、第１処理部と、第２処理部とを有する制御装置における制御方法であって、
前記第１処理部および第２処理部は、互いの処理速度を監視し、前記第１処理部および前記第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、前記液体噴射部からの噴射を停止する、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置と、医療装置と、制御方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療装置として、液体を噴射するハンドピース（液体噴射部）と、ハンドピースに液体を供給するポンプ（液体供給部）と、ハンドピースおよびポンプの動作を制御する制御装置とを備えるものが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９５３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記先行技術は、刃物を用いずに、切開または切除を実現できる優れたものである。一方で、切開または切除できるからこそ、医療装置としての信頼性を維持することが課題となっていた。この他、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態は、液体を噴射する液体噴射部と、前記液体噴射部に前記液体を供給する液体供給部とを備える医療装置に用いられる制御装置である。この制御装置は、第１処理部と、第２処理部とを有し、前記第１処理部および第２処理部は、互いの処理速度を監視し、前記第１処理部および前記第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、前記液体噴射部からの噴射を停止してよい。この形態の制御装置によれば、第１処理部および第２処理部によって、互いの処理速度が監視され、第１処理部および第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、液体噴射部からの噴射が停止されるため、異常時に液体噴射部から液体が噴射され続けることがない。したがって、この制御装置によれば、医療装置の信頼性を維持することができる。
【０００７】
（２）前記形態の制御装置において、前記異常であると判定されたときに、前記液体噴射部を停止してもよい。この形態の制御装置によれば、液体噴射部が停止されることで、液体噴射部からの噴射が停止されることになる。
【０００８】
（３）前記形態の制御装置において、前記異常であると判定されたときに、前記液体噴射部の停止と共に前記液体供給部の停止を行ってもよい。この形態の制御装置によれば、液体供給部が停止されることから、上記異常時に、液体供給部と液体噴射部とを結ぶ液体流路内が高圧となることを防止できる。このため、液体流路が損傷する虞を回避することもでき、医療装置としての信頼性をより維持することができる。
【０００９】
（４）前記形態の制御装置において、前記第１処理部および前記第２処理部のそれぞれは、所定時間毎にカウントアップするレジスタを備え、前記レジスタに記憶されたカウント値を読み出し記憶すると共に、前記読み出したカウント値を他方側の制御部に送り、前記他方側の制御部から送られてきた前記カウント値と前記記憶されたカウント値とを比較することにより、前記処理速度の異常の判定を行ってもよい。この形態の制御装置によれば、第１処理部および第２処理部は、互いの処理速度を確実に監視することができる。このため、医療装置としての信頼性をより維持することができる。
【００１０】
（５）前記形態の制御装置において、前記第１処理部は、前記液体噴射部を制御し、前記第２処理部は、前記液体供給部を制御してもよい。この形態の制御装置によれば、液体噴射部の制御と液体供給部の制御とを、第１処理部および第２処理部で分担できる。このため、医療装置としての信頼性をより維持することができる。
【００１１】
（６）前記形態の制御装置において、前記第１処理部および前記第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、異常である旨を外部に報知してもよい。この形態の制御装置によれば、報知を受けた医療装置の使用者は異常を知ることができる。このため、医療装置としての信頼性をより維持することができる。
【００１２】
（７）本発明の他の形態は、医療装置である。医療装置は、液体を噴射する液体噴射部と、前記液体噴射部に液体を供給する液体供給部と、前記液体噴射部および前記液体供給部を制御する制御装置と、を備えてよい。前記制御装置は、第１処理部と、第２処理部とを有してよい。前記第１処理部および第２処理部は、互いの処理速度を監視し、前記第１処理部および前記第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、前記液体噴射部からの噴射を停止してよい。この形態の医療装置によれば、第１処理部および第２処理部によって、互いの処理速度が監視され、第１処理部および第２処理部のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、液体噴射部からの噴射が停止されるため、異常時に液体噴射部から液体が噴射され続けることがない。したがって、この医療装置は、信頼性を維持することができる。
【００１３】
本発明は、種々の形態でも実現できる。例えば、制御装置における制御方法、この制御方法を実現するためのプログラム、このプログラムを記憶した記憶媒体等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態としての医療装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】チューブポンプの構造を概念的に示す説明図である。
【図３】制御装置の内部構成を示す説明図である。
【図４】ＣＰＬＤとＣＰＵとによって実行される各処理を示すフローチャートである。
【図５】ＣＰＬＤとＣＰＵとの間のメッセージのやり取りを示すシーケンスチャートである。
【図６】変形例３における制御装置の内部構成を示す説明図である。
【図７】変形例５における制御装置の内部構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態を説明する。
Ａ．全体構成：
図１は、本発明の一実施形態としての医療装置１０の構成を概略的に示す説明図である。医療装置１０は、医療機関において利用されるもので、患部に対して液体を噴射することによって、患部を切開または切除する機能を有する。医療装置１０は、ハンドピース２０と、液体供給部５０と、制御装置８０とを備える。
【００１６】
液体供給部５０は、ハンドピース２０に液体を供給するためのユニットであり、給水バッグ５１と、スパイク針５２と、第１〜第５コネクター５３ａ〜５３ｅと、第１〜第４給水チューブ５４ａ〜５４ｄと、ポンプチューブ５５と、閉塞検出機構５６と、フィルター５７とを備える。
【００１７】
給水バッグ５１は、透明な合成樹脂製であり、内部に液体（具体的には生理食塩水）が充填されている。スパイク針５２は、第１コネクター５３ａを介して、第１給水チューブ５４ａに接続されている。給水バッグ５１にスパイク針５２が刺されると、給水バッグ５１に充填された液体が第１給水チューブ５４ａに供給可能な状態になる。液体は、生理食塩水の代わりに、例えば純水や薬液など、生体組織に噴射されても有害でない他の液体であってもよい。
【００１８】
第１給水チューブ５４ａは、第２コネクター５３ｂを介して、チューブポンプ６０に接続されている。チューブポンプ６０は、第３コネクター５３ｃを介して、第２給水チューブ５４ｂに接続されている。
【００１９】
チューブポンプ６０は、ポンプチューブ５５内の液体を、第１給水チューブ５４ａ側から、第２給水チューブ５４ｂ側に送り出す。チューブポンプ６０は、制御装置８０からポンプ用ケーブル９１を介して受信した駆動信号によって駆動される。チューブポンプ６０の詳しい構成については、後述する。
【００２０】
閉塞検出機構５６は、第２給水チューブ５４ｂ内の圧力を測定することで、第２〜第４給水チューブ５４ｂ〜５４ｄ内の閉塞を検出する。
【００２１】
第２給水チューブ５４ｂは、第４コネクター５３ｄを介して、第３給水チューブ５４ｃに接続されている。第３給水チューブ５４ｃにはフィルター５７が接続されている。フィルター５７は、液体に含まれる異物を捕集する。
【００２２】
第３給水チューブ５４ｃは、第５コネクター５３ｅを介して、第４給水チューブ５４ｄに接続されている。第４給水チューブ５４ｄは、ハンドピース２０に接続されている。第１〜第４給水チューブ５４ａ〜５４ｄは、ポリ塩化ビニルからなるチューブであり、弾性を有する。なお、第１〜第４給水チューブ５４ａ〜５４ｄは、シリコンや、熱可塑性エラストマーからなるようにしてもよい。
【００２３】
ハンドピース２０は、術者が手に持って操作する器具であり、液体噴射管２２と、脈動発生部２４と、筐体２６とを備えた液体噴射装置である。脈動発生部２４には、液体供給部５０から第４給水チューブ５４ｄを介して液体が供給される。脈動発生部２４は、制御装置８０からアクチュエーター用ケーブル９２を介して駆動電圧が印加されると、供給された液体に対して脈動を付与する。脈動が付与された液体は、液体噴射管２２の先端の開口部２２ａから高速噴射される。術者は、ハンドピース２０から噴射される脈動が付与された液体を患者の患部である生体組織に当てることによって、例えば患部の切開または切除等の治療を行なう。以下では、脈動が付与された液体を、脈流またはパルス流とも呼ぶ。脈動が付与された液体とは、流量または流速が変動を伴った状態の液体であることを意味する。ここで言う変動は、流量または流速が０になる停止と噴射を繰り返す間欠噴射を含むが、液体の流量または流速が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】
本実施形態では、脈動発生部２４は、ピエゾ素子（圧電素子）とダイアフラムとを備えた周知のものである。制御装置８０から印加される駆動電圧によってピエゾ素子を動作させて、ダイアフラムによって区画された液体室の容積を増減させることによって、液体室内の液体の圧力を変化させ、液体に脈動を付与する。
【００２５】
制御装置８０は、医療装置１０の全体の動作を制御する装置であり、術者が足で操作するフットスイッチ９４が接続されている。制御装置８０は、特に、チューブポンプ６０と、脈動発生部２４とを制御する。具体的には、制御装置８０は、フットスイッチ９４が踏まれている間、ポンプ用ケーブル９１とアクチュエーター用ケーブル９２とを介して駆動信号を送信する。ポンプ用ケーブル９１を介して送信された駆動信号は、チューブポンプ６０を駆動させる。チューブポンプ６０が駆動すると、ハンドピース２０への液体の供給が行われる。アクチュエーター用ケーブル９２を介して送信された駆動信号は、脈動発生部２４を駆動させる。脈動発生部２４が駆動すると、液体に脈動が付与される。よって、術者がフットスイッチ９４を踏んでいる間はパルス流が噴射され、術者がフットスイッチ９４を踏んでいない間はパルス流の噴射が停止する。
【００２６】
制御装置８０には、使用者が液体の噴射条件を設定するための噴射条件設定部９６が接続されている。噴射条件設定部９６は、流量設定ダイヤル９７と、印加電圧設定ダイヤル９８とを備える。
【００２７】
流量設定ダイヤル９７は、液体供給部５０がハンドピース２０へ供給する液体の流量Ｑ（ｍｌ／ｍｉｎ）を術者（術者以外の使用者でも可）が設定するためのダイヤル式操作部である。印加電圧設定ダイヤル９８は、脈動発生部２４に送信する駆動信号の印加電圧Ｅ（Ｖ）を術者（術者以外の使用者でも可）が設定するためのダイヤル式操作部である。
【００２８】
使用者は、流量Ｑの値および印加電圧Ｅの値の組み合わせ方を調整することによって、ハンドピース２０から噴射させる液体の吐出圧、流量、液滴形状等、ハンドピース２０から噴射させる液体の種々の噴射条件を設定することができる。なお、噴射条件設定部９６は、流量設定ダイヤル９７、印加電圧設定ダイヤル９８に限らず、他の操作部を備えるとしてもよい。例えば、印加電圧の周波数を使用者が設定するための周波数設定部や、駆動信号の波形を使用者が設定するための波形設定部など、種々の噴射条件を設定するための操作部を噴射条件設定部９６が備えるものとしてもよい。
【００２９】
制御装置８０は、上記設定された液体の種々の噴射条件を受けて、噴射条件に合致するように、ハンドピース２０からの液体の噴射を制御する。制御装置の内部構成については、後述する。
【００３０】
Ｂ．チューブポンプの構成：
図２は、チューブポンプ６０の構造を概念的に示す説明図である。図示するように、チューブポンプ６０は、ローラー（押圧部材）６２を備えるローター６１と、ステーター（案内部材）６５と、を備える。
【００３１】
ステーター６５は、円弧状の窪み６５ａを有する形状である。この窪み６５ａの壁面に沿って、図１で説明したポンプチューブ５５が配置されている。ポンプチューブ（以下、単に「チューブ」とも呼ぶ）５５は、シリコンや、フッ素ゴム、弾性樹脂などからなり、弾性を有する。
【００３２】
ローター６１の外周には、等間隔をあけて４個のローラー６２が配置されている。図示しない駆動モーターによって、ローター６１は回転軸６３を中心として回転される。この駆動モーターが、ポンプ用ケーブル９１（図１）を介して受信した駆動信号によって駆動される。各ローラー６２は、遊動輪である。各ローラー６２がチューブ５５を押し付けるように、ステーター６５に対するローター６１の位置が定められている。ローター６１がＲ方向に回転することで、各ローラー６２の位置も回転移動する。これによって、チューブ５５は、各ローラー６２で押し潰されながら順次しごかれる。この結果、チューブ５５内の液体が搬送される。なお、ローラー６２の数は４つに限る必要はなく、３つ、２つ、１つ、５つ等、他の数（１または複数）とすることができる。
【００３３】
Ｃ．制御装置の構成と処理：
図３は、制御装置８０の内部構成を示す説明図である。図示するように、制御装置８０は、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）８１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８２と、ピエゾ素子ドライバ−８３と、モータードライバー８４と、第１スイッチ８５と、第２スイッチ８６とを備える。ＣＰＬＤ８１は、プログラムの書き換えが可能なロジック・デバイスの一種である。ＣＰＵ８２は、中央演算処理装置である。ＣＰＬＤ８１は、ピエゾ素子ドライバ−８３と接続されており、ピエゾ素子ドライバ−８３を制御することによって、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子（図示せず）を駆動する。ＣＰＵ８２は、モータードライバー８４と接続されており、モータードライバー８４を制御することによって、チューブポンプ６０に備えられた駆動モーター（図示せず）を駆動する。
【００３４】
ＣＰＬＤ８１とピエゾ素子ドライバ−８３との間には、第１スイッチ８５が設けられている。第１スイッチ８５は、ＣＰＵ８２からの制御指令を受けて、閉状態に切り換え可能となっている。ＣＰＵ８２とモータードライバー８４との間には、第２スイッチ８６が設けられている。第２スイッチ８６は、ＣＰＬＤ８１から制御指令を受けて、閉状態に切り換え可能となっている。ＣＰＬＤ８１が本発明の一形態における「第１処理部」の下位概念であり、ＣＰＵ８２が本発明の一形態における「第２処理部」の下位概念である。
【００３５】
ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２とは、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）通信によって、互いに信号のやり取りを行っている。ＣＰＬＤ８１は、クロックに従ってカウントアップするレジスタ８１Ｒを備える。ＣＰＵ８２は、ＣＰＬＤ８１と同様に、クロックに従ってカウントアップするレジスタ８２Ｒを備える。ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２とは、レジスタ８１Ｒ，８２Ｒの値を比較することによって互いの処理速度を監視し、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２とのうちの少なくとも一方の処理速度が異常であるか否かの判定を行う。ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２とによって実行される各処理について、次に説明する。
【００３６】
図４は、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２とによって実行される各処理を示すフローチャートである。図４（ａ）には、ＣＰＬＤ８１によって実行される定期イベントが示されている。図４（ｂ）には、ＣＰＵ８２によって実行されるトリガ信号受信イベントが示されている。ＣＰＬＤ８１による定期イベントは、所定時間毎に繰り返し実行される。ＣＰＵ８２によるトリガ信号受信イベントは、ＣＰＬＤ８１がトリガ信号Ｔｒを受信したタイミングで実行される。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、ＣＰＬＤ８１は、処理が開始されると、前述したトリガ信号受信イベントを実行するためのトリガ信号Ｔｒを発生してＣＰＵ８２に送信する（ステップＳ１１０）とともに、レジスタ８１Ｒの値を読み出してカウント値Ｃ１として保存する（ステップＳ１２０）。
【００３８】
ＣＰＵ８２は、トリガ信号ＴｒをＣＰＬＤ８１から受信し、トリガ信号受信イベントを実行開始する。図４（ｂ）に示すように、ＣＰＵ８２は、処理が開始されると、レジスタ８２Ｒの値を読み出してカウント値Ｃ２として保存する（ステップＳ２１０）。次いで、ＣＰＵ８２は、保存したカウント値Ｃ２をＣＰＬＤ８１に送信する（ステップＳ２２０）。
【００３９】
ＣＰＬＤ８１は、ステップＳ１２０の実行後、ＣＰＵ８２からカウント値Ｃ２が送られてくるのを待って、送られてきたカウント値Ｃ２を受信する（ステップＳ１３０）とともに、ステップＳ１２０で保存したカウント値Ｃ１をＣＰＵ８２に送信する（ステップＳ１４０）。
【００４０】
続いて、ＣＰＬＤ８１は、ステップＳ１２０で保存したカウント値Ｃ１とステップＳ１３０で受信したカウント値Ｃ２との差の絶対値を、差分ｄ１として求め（ステップＳ１５０）、差分ｄ１が予め定めた閾値ｄｃ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。カウント値Ｃ１はＣＰＬＤ８１側でそのクロックに基づいてカウントアップされた値であり、カウント値Ｃ２はＣＰＵ８２側でそのクロックに基づいてカウントアップされた値である。このため、両者の差分ｄ１が閾値ｄｃ以下であれば、ＣＰＬＤ８１のクロック、ＣＰＵ８２のクロック共に正常であると判断することができる。すなわち、互いのクロックに従って計数したカウント値Ｃ１とカウント値Ｃ２がほぼ一致した場合に、各クロックは共に正常であると判断できる。閾値ｄｃは、実験的にあるいはシミュレーションによって定めたものであり、閾値ｄｃの大きさを変更することで、正常の許容範囲の設定、調整を容易に行うことができる。ステップＳ１６０で、差分ｄ１が閾値ｄｃ以下であると判定された場合には、ＣＰＬＤ８１は、正常終了として、この定期イベントを一旦終了する。
【００４１】
一方、差分ｄ１が閾値ｄｃを上回る場合には、ＣＰＬＤ８１のクロック、ＣＰＵ８２のクロックの少なくとも一方が異常、すなわち、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２の少なくとも一方の処理速度が異常であると判断することができる。このため、ステップＳ１６０で、差分ｄ１が閾値ｄｃを上回ると判定された場合に、ＣＰＬＤ８１は、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子と、チューブポンプ６０に備えられた駆動モーターとを停止させる（ステップＳ１７０）。具体的には、ＣＰＬＤ８１は、ピエゾ素子ドライバ−８３（図３）を制御することによってピエゾ素子を停止させるとともに、第２スイッチ８６に制御信号を送ることによって第２スイッチ８６（図３）を閉状態に切り替える。第２スイッチ８６が閉状態となると、モータードライバー８４（図３）は、チューブポンプ６０の駆動モーターを停止させる。この構成によれば、仮にＣＰＵ８２が異常であっても、正常であるＣＰＬＤ８１によって、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子と、チューブポンプ６０に備えられた駆動モーターとを共に停止させることができる。ステップＳ１７０の実行後、ＣＰＬＤ８１は、異常終了として、この定期イベントを一旦終了する。
【００４２】
ＣＰＵ８２は、ステップＳ２２０の実行後、ＣＰＬＤ８１からカウント値Ｃ１が送られてくるのを待って、送られてきたカウント値Ｃ１を受信する（ステップＳ２３０）。続いて、ＣＰＵ８２は、受信したカウント値Ｃ１とステップＳ２１０で保存したカウント値Ｃ２との差の絶対値を、差分ｄ２として求め（ステップＳ２４０）、差分ｄ２が閾値ｄｃ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ステップＳ２４０およびステップＳ２５０は、ＣＰＬＤ８１側のステップＳ１５０およびＳ１６０と同様の処理であり、差分ｄ１が差分ｄ２となっている点だけが相違する。ステップＳ２５０で、差分ｄ２が閾値ｄｃ以下であると判定された場合には、ＣＰＵ８２は、正常終了として、このトリガ信号受信イベントを一旦終了する。
【００４３】
一方、ステップＳ２５０で、差分ｄ２が閾値ｄｃを上回ると判定された場合には、ＣＰＵ８２は、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子と、チューブポンプ６０に備えられた駆動モーターとを停止させる（ステップＳ２６０）。具体的には、ＣＰＵ８２は、モータードライバー８４（図３）を制御することによってチューブポンプ６０の駆動モーターを停止させるとともに、第１スイッチ８５（図３）に制御信号を送ることによって第１スイッチ８５を閉状態に切り替える。第１スイッチ８５が閉状態となると、ピエゾ素子ドライバ−８３（図３）は、脈動発生部２４のピエゾ素子を停止させる。この構成によれば、仮にＣＰＬＤ８１が異常であっても、正常であるＣＰＵ８２によって、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子と、チューブポンプ６０に備えられた駆動モーターとを共に停止させることができる。ステップＳ２６０の実行後、ＣＰＵ８２は、異常終了として、このトリガ信号受信イベントを一旦終了する。
【００４４】
図５は、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２との間のメッセージのやり取りを示すシーケンスチャートである。このシーケンスチャートは、前述したＣＰＬＤ８１による定期イベントと、ＣＰＵ８２によるトリガ信号受信イベントによるメッセージのやりとりを示している。
【００４５】
図示するように、ＣＰＬＤ８１は、処理が開始されると、トリガ信号Ｔｒを発生してＣＰＵ８２に送信するとともに、レジスタ８１Ｒの値を読み出してカウント値Ｃ１として保存する。
【００４６】
ＣＰＵ８２は、トリガ信号Ｔｒを受信すると、レジスタ８２Ｒの値を読み出してカウント値Ｃ２として保存し、カウント値Ｃ２をＣＰＬＤ８１に送信する。
【００４７】
ＣＰＬＤ８１は、カウント値Ｃ２を受信すると、保存したカウント値Ｃ１を送信する。その後、ＣＰＬＤ８１は、保存したカウント値Ｃ１とＣＰＵ８２から受信したカウント値Ｃ２とを比較することによって、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２との処理速度の異常を判定する（図４（ａ）のＳ１５０およびＳ１６０の処理）。
【００４８】
ＣＰＵ８２は、カウント値Ｃ１を受信すると、受信したカウント値Ｃ１と保存したカウント値Ｃ１とを比較することによって、ＣＰＵ８２とＣＰＬＤ８１との処理速度の異常を判定する（図４（ａ）のＳ２４０およびＳ２５０の処理）。その後、ＣＰＬＤ８１がトリガ信号Ｔｒを発生させてから、この異常の判定を行うまでの処理が一サイクルとして、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００４９】
Ｄ．実施形態の効果：
以上のように構成された本実施形態の制御装置８０によれば、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２によって、互いの処理速度が監視され、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２のうちの少なくとも一方の処理速度が異常であると判定されたときに、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子と、チューブポンプ６０に備えられた駆動モーターとが停止されるため、異常時にハンドピース２０から液体が噴射され続けることがない。したがって、制御装置１０を備える医療装置１０は、信頼性を維持・確保することができる。特に、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子が停止されることから、脈動が付与された液体のハンドピース２０からの噴射が停止または低減される。また、チューブポンプ６０に備えられた駆動モーターが停止されることから、チューブポンプ６０とハンドピース２０とを結ぶ第２〜第４給水チューブ５４ｂ〜５４ｄ内が高圧となり損傷することを防止できる。このため、医療装置としての信頼性をより維持することができる。
【００５０】
また、制御装置８０によれば、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子の制御と、チューブポンプ６０に備えられた駆動モーターの制御とが、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２とによって分担されることから、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２のいずれかが異常となったときのリスクを低減できる。したがって、医療装置としての信頼性をより維持することができる。
【００５１】
さらに、制御装置８０によれば、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２のそれぞれは、自身のレジスタ８１Ｒ，８２Ｒに記憶されたカウント値と、他方側から送られてきたカウント値との差分を求めて、差分が閾値ｄｃを上回るか否かを判定することで、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２の処理速度の異常の判定がなされている。このため、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２は、互いの処理速度を監視することができる。
【００５２】
Ｅ．変形例：
この発明は前記実施形態およびその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【００５３】
・変形例１：
前記実施形態では、図４のステップＳ１７０およびＳ２６０で、ピエゾ素子と駆動モーターを停止した後、直ちに異常終了する構成としたが、これに換えて、異常終了する前に、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２は、異常である旨を、医療装置１０の外部に報知する構成としてもよい。報知の手法としては、噴射条件設定部９６（図１）に報知灯を設けて、報知灯を点灯させるようにしてもよいし、噴射条件設定部９６にスピーカーを設けて、スピーカーを鳴らすようにしてもよい。この変形例１によれば、報知を受けた医療装置の使用者は異常を知ることができる。このため、医療装置としての信頼性をより維持することができる。
【００５４】
・変形例２：
前記実施形態では、図４のステップＳ１７０およびＳ２６０で、ピエゾ素子と駆動モーターを停止していたが、これに換えて、ピエゾ素子だけを停止する構成としてもよい。この構成によっても、脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子が停止されることから、脈動が付与された液体のハンドピース２０からの噴射が停止または低減される。このため、前記実施形態と同様に、医療装置としての信頼性を維持することができる。また、ピエゾ素子と駆動モーターは動作させたまま、チューブポンプの液体の供給先を、ハンドピース２０以外の部分に切り替えることによって、ハンドピース２０からの液体の噴射が停止する構成としてもよい。要は、ハンドピース２０からの液体の噴射が停止または低減する構成であれば、いずれの構成としてもよい。
【００５５】
・変形例３：
図６は、変形例３における制御装置８０Ｘの内部構成を示す説明図である。この制御装置８０Ｘは、第１実施形態の制御装置８０（図３）と比較して、ピエゾ素子ドライバ−８３とモータードライバー８４とが共にＣＰＵ８２に接続されている点が相違する。制御装置８０Ｘにおいても、前記実施形態と同様に、図４に示した、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２とが互いの処理速度を監視する処理が行われる。かかる変形例３によっても、前記実施形態と同様に、医療装置としての信頼性を維持することができる。
【００５６】
・変形例４：
変形例３では、ピエゾ素子ドライバ−８３とモータードライバー８４とが共にＣＰＵ８２に接続されていたが、これに換えて、ピエゾ素子ドライバ−８３とモータードライバー８４とが共にＣＰＬＤ８１に接続されている構成としてもよい。
【００５７】
・変形例５：
前記実施形態および変形例では、制御装置は、２つの処理部、すなわち、ＣＰＬＤ８１とＣＰＵ８２とが内蔵されていた。これに対して、図７に示すように、３つの処理部、すなわち、第１のＣＰＬＤ１８１と、ＣＰＵ８２と、第２のＣＰＬＤ１８３を備える構成としてもよい。この構成によれば、３つの処理部のうちの１つの処理速度が他の２つと異なるものとなれば、その異なった処理速度の処理部が異常であると判定することができる。なお、処理部は３つに限る必要もなく、４以上の数とすることもできる。
【００５８】
・変形例６：
前記実施形態および変形例では、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２のそれぞれは、自身のレジスタ８１Ｒ，８２Ｒに記憶されたカウント値と、他方側から送られてきたカウント値との差分を求めて、差分が閾値ｄｃを上回るか否かを判定していた。これに換えて、２つのカウント値の比率を求めて、この比率が所定の範囲内から外れているか否かを判定する構成としてもよい。この構成によっても、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２の処理速度の異常の判定を行うことができる。
【００５９】
・変形例７：
前記実施形態では、ＣＰＬＤ８１が脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子を駆動し、ＣＰＵ８２がチューブポンプ６０に備えられた駆動モーターを駆動する構成としたが、これに換えて、ＣＰＬＤ８１がチューブポンプ６０に備えられた駆動モーターを駆動し、ＣＰＵ８２が脈動発生部２４に備えられたピエゾ素子を駆動する構成としてもよい。また、ＣＰＬＤ８１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）に換えてもよい。また、第１処理部および第２処理部をともにＣＰＵとしてもよいし、第１処理部および第２処理部をともにＣＰＬＤまたはＦＰＧＡとしてもよい。すなわち、第１処理部および第２処理部は、処理を行う論理回路であれば、ＣＰＵ、ＣＰＬＤ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ等、いずれの構成を採用してもよい。
【００６０】
・変形例８：
前記実施形態では、ＣＰＬＤ８１およびＣＰＵ８２が、互いのクロックに従って計数したカウント値Ｃ１とカウント値Ｃ２とを比較することによって、互いの処理速度を監視する構成としたが、必ずしもこの構成に限る必要はなく、処理速度を監視可能であれば、他の構成に換えることもできる。
【００６１】
・変形例９：
前記実施形態では、ハンドピース２０に備えられる脈動発生部２４を、ピエゾ素子とダイアフラムとからなる容積変更手段を備える構成としたが、これに換えて、ピエゾ素子以外の駆動源によって液体室の容積を変更する構成としてもよい。また、液体室内の液体内に気泡を発生させる気泡発生部を設けて、液体室内の液体の圧力を変化させる構成としてもよい。気泡発生部は、光メーザー、抵抗体ヒーター、セラミックヒーター、マイクロ波を照射する構成などでもよい。
【００６２】
・変形例１０：
前記実施形態では、液体供給部はチューブポンプとしたが、これに換えて、ピストンポンプ、プランジャーポンプ等の他のタイプのポンプとしてもよい。
【００６３】
・変形例１１：
本発明の医療装置の使用目的は、人間の治療でなくてもよい。例えば、人間を除く動物を治療してもよいし、研究や教育のために人体組織を切除してもよい。また、本発明のチューブポンプは、噴射した液体によって汚れを除去する洗浄装置に利用されてもよいし、噴射した液体によって線などを描く描画装置に利用されてもよい。
【００６４】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…医療装置
２０…ハンドピース
２２…液体噴射管
２２ａ…開口部
２４…脈動発生部
２６…筐体
５０…液体供給部
５１…給水バッグ
５２…スパイク針
５３ａ〜５３ｅ…第１〜第５コネクター
５４ａ〜５４ｄ…第１〜第４給水チューブ
５５…ポンプチューブ（チューブ）
５６…閉塞検出機構
５７…フィルター
６０…チューブポンプ
６１…ローター
６２…ローラー
６３…回転軸
６５…ステーター
８０…制御装置
８１…ＣＰＬＤ
８１Ｒ…レジスタ
８２…ＣＰＵ
８２Ｒ…レジスタ
８３…モータードライバー
８４…ピエゾ素子ドライバ−
９１…ポンプ用ケーブル
９２…アクチュエーター用ケーブル
９４…フットスイッチ
９６…噴射条件設定部
９７…流量設定ダイヤル
９８…印加電圧設定ダイヤル
【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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