(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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シリンジの前記シリンダ部材と前記ピストン部材とを別個に保持して相対移動させる薬液注入装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
入力操作に対応して前記駆動モータの出力をリアルタイムに制御する操作制御手段と、
前記入力操作に対応して前記駆動モータが制御されたときの少なくとも１つの前記経時グラフを蓄積するグラフ蓄積手段と、
蓄積された前記経時グラフを平均化して１つの理想グラフをデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフが前記理想グラフを追従するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも１個を有している薬液注入システム。
【請求項２】
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シリンジの前記シリンダ部材と前記ピストン部材とを別個に保持して相対移動させる薬液注入装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
入力操作に対応して前記駆動モータの出力をリアルタイムに制御する操作制御手段と、
前記入力操作に対応して前記駆動モータが制御されたときの複数の前記経時グラフを蓄積するグラフ蓄積手段と、
蓄積された複数の前記経時グラフから１つの理想範囲をデータ生成する範囲生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフが前記理想範囲に位置するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも１個を有している薬液注入システム。
【請求項３】
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シリンジの前記シリンダ部材と前記ピストン部材とを別個に保持して相対移動させる薬液注入装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
前記経時グラフがデータ表示される位置への理想グラフの入力操作を受け付けるグラフ入力手段と、
前記経時グラフが前記理想グラフを追従するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも１個を有している薬液注入システム。
【請求項４】
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シリンジの前記シリンダ部材と前記ピストン部材とを別個に保持して相対移動させる薬液注入装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
前記経時グラフがデータ表示される位置への理想範囲の入力操作を受け付けるグラフ入力手段と、
前記経時グラフが前記理想範囲に位置するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも１個を有している薬液注入システム。
【請求項５】
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シリンジの前記シリンダ部材と前記ピストン部材とを別個に保持して相対移動させる薬液注入装置を有する薬液注入システムであって、
前記薬液注入装置は、
前記シリンジのシリンダ部材を保持するシリンダ保持機構と、
供給される電力に対応して動力を発生する駆動モータと、
保持された前記シリンジのピストン部材を前記駆動モータの動力でスライドさせるスライダ機構と、
前記スライダ機構が前記ピストン部材をスライドさせる応力に対応して電気信号を発生するロードセルと、
前記電気信号から前記被験者に注入される前記薬液の圧力を検出する圧力検出手段と、
検出される前記圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成するグラフ生成手段と、
リアルタイムにデータ生成される前記経時グラフをリアルタイムにデータ表示する圧力表示手段と、
前記経時グラフがデータ表示される位置への複数の理想点の入力操作を受け付けるグラフ入力手段と、
前記経時グラフが複数の前記理想点を通過するように前記駆動モータの出力をフィードバック制御する動作制御手段と、
前記圧力と前記経時グラフの少なくとも一方を外部出力するデータ出力手段と、
を有しており、
前記薬液注入装置のデータ出力手段の出力データを表示出力するデータ表示装置と、前記出力データを印刷用紙に印刷するデータ印刷装置と、前記出力データを記憶するデータ記憶装置と、前記出力データを情報記憶媒体に格納するデータ格納装置と、前記出力データで所定処理を実行するデータ処理装置と、の少なくとも１個を有している薬液注入システム。
【請求項６】
前記薬液注入装置は、前記経時グラフが前記理想グラフから所定範囲以上逸脱すると異常発生を検出する異常検出手段も有している請求項１または３に記載の薬液注入システム。
【請求項７】
前記薬液注入装置は、前記経時グラフが前記理想範囲から逸脱すると異常発生を検出する異常検出手段も有している請求項２または４に記載の薬液注入システム。
【請求項８】
前記薬液注入装置は、前記経時グラフが前記理想点から所定範囲以上逸脱すると異常発生を検出する異常検出手段も有している請求項５に記載の薬液注入システム。
【請求項９】
前記シリンダ保持機構は、複数種類の前記シリンジが交換自在に装着され、
前記シリンダ保持機構で保持された前記シリンジの識別データが入力される種類入力手段も有しており、
前記圧力検出手段は、入力された前記シリンジの識別データに対応して前記電気信号から前記薬液の圧力を検出する請求項１ないし８の何れか一項に記載の薬液注入システム。
【請求項１０】
前記薬液注入装置は、前記シリンダ保持機構で保持された前記シリンジの種類を検知して前記種類入力手段に識別データを出力する種類検知手段も有している請求項９に記載の薬液注入システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンジのシリンダ部材とピストン部材とを別個に保持して相対移動させる薬液注入装置を有する薬液注入システムに関し、特に、ＣＴ(Computed Tomography)スキャナやＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)装置で撮像される被験者に薬液を注入する薬液注入システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、医療現場で利用されているＣＴスキャナは、レントゲン撮影の応用により被験者の断層画像を撮像することができ、ＭＲＩ装置は、磁気共鳴効果により被験者の断層画像をリアルタイムに撮像することができ、アンギオ装置は、レントゲン撮影の応用により被験者の血管画像を撮像することができる。
【０００３】
上述のような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注入ヘッドを有しており、この注入ヘッドにシリンジが着脱自在に装着される。
【０００４】
シリンジは、薬液が充填されるシリンダ部材を有しており、この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。一般的にシリンダ部材の末端外周にはシリンダフランジが形成されており、ピストン部材の末端外周にはピストンフランジが形成されている。
【０００５】
薬液注入装置を使用する場合、薬液が充填されているシリンジのシリンダ部材を延長チューブで被験者に連結し、そのシリンダ部材を注入ヘッドに装着する。一般的な注入ヘッドは、シリンジのシリンダ部材およびシリンダフランジに対応した形状の凹部がヘッド本体の上面に形成されているので、この凹部にシリンダ部材およびシリンダフランジを挿入すればシリンジが注入ヘッドに保持される。さらに、注入ヘッドはスライダ機構によりピストンフランジをシリンダ部材とは別個に保持し、そのスライダ機構でピストン部材をスライドさせる。これでシリンジから薬液が被験者に注入され、必要により吸引される。
【０００６】
なお、一部の薬液注入装置では、シリンジのピストン部材を押圧するスライダ機構に圧力センサが実装されており、最初に所望の注入圧力をデータ入力しておくと、その注入圧力に圧力センサの検出圧力が対応するようにスライダ機構がフィードバック制御される。
【０００７】
また、現在の医療現場では、シリンジとして複数種類のサイズが利用されているので、複数種類のシリンジごとに専用のシリンジアダプタを用意することで、各種のシリンジを１個の注入ヘッドにシリンジアダプタで適合させることも実施されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の薬液注入装置では、最初に注入圧力をデータ入力しておけば、その注入圧力で薬液が被験者に注入されるが、これでは実際に被験者に薬液が所望の圧力で注入されているかを確認することができない。例えば、圧力センサの検出圧力を薬液の注入圧力にリアルタイムに換算し、その数値をリアルタイムに表示する薬液注入装置もあるが、このように数値が表示されても注入圧力の経時的な変化を直感的に認識することは困難である。
【０００９】
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、被験者に注入する薬液の圧力の経時的な変化を作業者に直感的に認識させることができる薬液注入システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液注入システムは、シリンジのピストン部材をスライドさせるとき、その応力をロードセルで電気信号に変換し、この電気信号から被験者に注入される薬液の圧力を検出する。この圧力から経時グラフをリアルタイムにデータ生成し、その経時グラフをリアルタイムにデータ表示するので、例えば、被験者に注入される薬液の圧力を作業者にリアルタイムにモニタさせることができる。
【００１１】
さらに、本発明の第１の薬液注入システムでは、入力操作に対応して駆動モータがリアルタイムに制御されたときの少なくとも１つの経時グラフを蓄積し、その蓄積された経時グラフを平均化して１つの理想グラフをデータ生成し、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが理想グラフを追従するように駆動モータをフィードバック制御する。
【００１２】
また、本発明の第２の薬液注入システムでは、蓄積された複数の経時グラフから１つの理想範囲をデータ生成し、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが理想範囲に位置するように駆動モータをフィードバック制御する。従って、本発明の第１および第２の薬液注入装置では、被験者に注入される薬液の圧力を作業者が所望により入力操作で制御すれば、その場合と同様な注入が以降は自動的に実行される。
【００１３】
さらに、本発明の第３の薬液注入システムでは、経時グラフがデータ表示される位置への理想グラフの入力操作を受け付け、経時グラフが理想グラフを追従するように駆動モータの出力をフィードバック制御する。本発明の第４の薬液注入装置では、経時グラフがデータ表示される位置への理想範囲の入力操作を受け付け、経時グラフが理想範囲に位置するように駆動モータの出力をフィードバック制御する。
【００１４】
また、本発明の第５の薬液注入システムでは、経時グラフがデータ表示される位置への複数の理想点の入力操作を受け付け、経時グラフが複数の理想点を通過するように駆動モータの出力をフィードバック制御する。従って、本発明の第３ないし第５の薬液注入装置では、被験者に注入される薬液の圧力の経時変化が、作業者の入力操作により設定されて実行される。
【００１５】
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の内部に実現された所定の機能、これらの組み合わせ、等で良い。
【００１６】
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個の装置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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［実施の形態の構成］
本形態の薬液注入装置１００は、図２に示すように、注入ヘッド１０１と装置本体１０２からなり、この装置本体１０２はスタンド１０３の上端に装着されている。装置本体１０２の側部にはアーム１０４が装着されており、このアーム１０４の先端に注入ヘッド１０１が装着されている。
【００１８】
この注入ヘッド１０１は、図３に示すように、シリンダ保持機構となる凹部１０６が上面に形成されており、この凹部１０６で交換自在なシリンジ２００のシリンダ部材２０１を保持する。凹部１０６の後方にはスライダ機構１０７が形成されており、このスライダ機構１０７は、凹部１０６に保持されたシリンジ２００のピストン部材２０２を把持してスライドさせる。
【００１９】
注入ヘッド１０１の後部には、駆動モータとして超音波モータ１０８が内蔵されており、この超音波モータ１０８のロータ部はネジ機構などによりスライダ機構１０７に連結されているので(図示せず)、このスライダ機構１０７は超音波モータ１０８の回転によりスライドする。
【００２０】
さらに、スライダ機構１０７は、図４に示すように、燐青銅合金(Cu+Sn+P)などの非磁性体からなるロードセル１１０を有しており、このロードセル１１０は、スライダ機構１０７が超音波モータ１０８の動力によりピストン部材２０２を押圧する応力に対応した電気信号を発生する。
【００２１】
より詳細には、ロードセル１１０はセルハウジング１１１の凹部にスライド自在に装着されており、このセルハウジング１１１はセルケーシング１１２の凹部にスライド自在に装着されており、このセルケーシング１１２の凹部の底面にロードセル１１０が当接している。
【００２２】
セルハウジング１１１は、超音波モータ１０８の動力によりスライドするロッド１１３の先端に装着されており、セルハウジング１１１がシリンジ２００のピストン部材２０２を把持するので、スライダ機構１０７が超音波モータ１０８の動力によりピストン部材２０２を押圧する応力はロードセル１１０に作用する。このロードセル１１０は、歪量に対応して電気抵抗が変化するので、その電気抵抗が電気信号として取得される。
【００２３】
本形態の薬液注入装置１００では、図２に示すように、装置本体１０２に操作パネル１２１とタッチパネル１２２とが一体に搭載されており、タッチペン１３０が着脱自在に装着されている。タッチパネル１２２は、圧力表示手段となる液晶ディスプレイに、グラフ入力手段となるプロッタシートが積層された構造からなり(図示せず)、各種データを表示出力するとともに、タッチペン１３０による各種データの入力操作を受け付ける。
【００２４】
図１に示すように、本形態の薬液注入装置１００は、メインＣＰＵ(Central Processing Unit)１２３を有しており、このメインＣＰＵ１２３には、操作パネル１２１とタッチパネル１２２とがロードセル１１０とともに接続されている。
【００２５】
さらに、メインＣＰＵ１２３には、位相制御回路１２４、積分回路１２５、信号生成手段であるＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator)１２６、信号生成回路１２７、モータ駆動回路１２８、が順番に接続されており、このモータ駆動回路１２８が超音波モータ１０８に接続されている。
【００２６】
この超音波モータ１０８のロータ部にはロータリエンコーダ１２９が装着されており、このロータリエンコーダ１２９は位相制御回路１２４にフィードバック接続されている。ロータリエンコーダ１２９は、超音波モータ１０８の回転速度に対応した周波数の検出信号を出力することにより、超音波モータ１０８の回転速度を検出する。
【００２７】
位相制御回路１２４は、例えば、内蔵レジスタ(図示せず)により超音波モータ１０８の希望の回転速度をデータ記憶しており、ロータリエンコーダ１２９で検出される超音波モータ１０８の実際の回転速度を希望の回転速度に一致させる駆動電圧を発生する。
【００２８】
積分回路１２５は、駆動電圧を積分し、ＶＣＯ１２６は、積分された駆動電圧を対応する周波数の駆動信号に変換する。信号生成回路１２７は、図７(ａ)に示すように、駆動信号を４相のＤＣ(Direct Current)パルスに変換し、モータ駆動回路１２８は、同図(ｂ)に示すように、ＤＣパルスからなる駆動信号をＡＣ(Alternating Current)電圧に変換する。
【００２９】
メインＣＰＵ１２３は、プロセッサ回路やレジスタ回路が一体に集積されたワンチップマイコンからなり、ファームウェアなどで実装されているコンピュータプログラムに対応して所定のデータ処理を実行する。このため、メインＣＰＵ１２３は、圧力検出手段、グラフ生成手段、操作制御手段、グラフ蓄積手段、グラフ生成手段、動作制御手段、異常検出手段、等の各種手段として論理的に機能する。
【００３０】
つまり、注入ヘッド１０１の凹部１０６には複数種類のシリンジ２００が交換自在に装着されるので、その凹部１０６に装着されたシリンジ２００の識別データが種類入力手段となる操作パネル１２１に入力されると、これをメインＣＰＵ１２３はデータ記憶する。
【００３１】
そして、このメインＣＰＵ１２３は、上述のように凹部１０６でシリンジ２００が保持されて超音波モータ１０８が動作していない初期状態に、ロードセル１１０の電気抵抗を取得して保持する。さらに、メインＣＰＵ１２３は、操作パネル１２１の入力操作に対応して超音波モータ１０８を作動させると、ロードセル１１０の電気抵抗をリアルタイムに取得し、その電気抵抗と初期状態に保持した電気抵抗との差分から、圧力検出手段として薬液の圧力を検出する。
【００３２】
このとき、ロードセル１１０に作用する応力が同一でもシリンジ２００の種別により薬液の圧力は異なるので、メインＣＰＵ１２３は、薬液の圧力をシリンジ２００の識別データに対応して検出する。さらに、メインＣＰＵ１２３は、上述のように薬液の圧力を検出するとき、タッチパネル１２２として圧力の経時グラフをリアルタイムにデータ生成してタッチパネル１２２にデータ表示させる。
【００３３】
また、本形態の薬液注入装置１００では、例えば、動作モードとして操作モードが設定されると、装着されたシリンジ２００のピストン部材２０２をスライダ機構１１８でスライドさせて被験者に薬液を注入するとき、操作パネル１２１の入力操作により操作制御手段となるメインＣＰＵ１２３に超音波モータ１０８の出力をリアルタイムに制御させることができる。
【００３４】
上述のように入力操作に対応して超音波モータ１０８がリアルタイムに制御されたとき、メインＣＰＵ１２３は、グラフ蓄積手段として経時グラフを蓄積し、グラフ生成手段として蓄積された複数の経時グラフを平均化して１つの理想グラフをデータ生成する。ただし、前述のようにシリンジ２００の種別により薬液の圧力は異なるので、経時グラフはシリンジ２００の識別データごとに蓄積され、理想グラフはシリンジ２００の識別データごとにデータ生成される。
【００３５】
そして、本形態の薬液注入装置１００では、例えば、動作モードとして自動モードが設定されると、メインＣＰＵ１２３は、装着されたシリンジ２００に対応した理想グラフをデータ読出し、その理想グラフをタッチパネル１２２にデータ表示させる。
【００３６】
このような状態から操作パネル１２１に注入開始が入力操作されると、メインＣＰＵ１２３は、リアルタイムにデータ生成する経時グラフが理想グラフを追従するように、動作制御手段として超音波モータ１０８の出力をフィードバック制御する。
【００３７】
このとき、当然ながら経時グラフが理想グラフに完全に一致しないこともあるが、メインＣＰＵ１２３は、時刻ごとの経時グラフと理想グラフとの差分が所定の許容範囲以下ならば異常発生は検出せず、経時グラフと理想グラフとの差分が所定の許容範囲以上となると異常発生を検出する。このように異常発生を検出したとき、メインＣＰＵ１２３は、例えば、超音波モータ１０８の駆動を強制停止させるとともに、所定のエラーガイダンスをタッチパネル１２２に表示させる。
【００３８】
また、本形態の薬液注入装置１００では、例えば、動作モードとして入力モードが設定されると、メインＣＰＵ１２３は、タッチパネル１２２へのタッチペン(図示せず)などによる理想グラフの入力操作を受け付ける。このような状態から操作パネル１２１に注入開始が入力操作されると、メインＣＰＵ１２３は、リアルタイムにデータ生成する経時グラフが入力操作された理想グラフを追従するように、動作制御手段として超音波モータ１０８の出力をフィードバック制御する。
【００３９】
さらに、本形態の薬液注入装置１００では、上述のように白紙状態のタッチパネル１２２に理想グラフを入力操作する他、前述のようにメインＣＰＵ１２３がデータ生成した理想グラフをタッチパネル１２２にデータ表示させ、その理想グラフをタッチパネル１２２の入力操作で修正することもできる。
【００４０】
なお、本形態の薬液注入装置１００は、図５に示すように、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を制御するコンピュータシステム３０２に接続される。このため、図１に示すように、薬液注入装置１００のメインＣＰＵ１２３には、データ出力手段となるＩ／Ｆユニット１３１も接続されており、このＩ／Ｆユニット１３１に通信ケーブル１３２でコンピュータシステム３０２が接続される。
【００４１】
このコンピュータシステム３０２は、いわゆるパーソナルコンピュータからなり、図６に示すように、データ処理装置であるコンピュータ本体３１１、データ表示装置であるディスプレイユニット３１２、キーボードユニット３１３、データ印刷装置であるプリンタユニット３１４、を有している。
【００４２】
コンピュータ本体３１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、等を内蔵しており(図示せず)、データ記憶装置であるＨＤＤ(Hard Disc Drive)３１６、データ格納装置であるＦＤＤ(Flexible Disc-cartridge Drive)３１７、が一体に装着されている。このＦＤＤ３１７には、情報記憶媒体であるＦＤ３１８が交換自在に装填される。
【００４３】
［実施の形態の動作］
上述のような構成において、本形態の薬液注入装置１００を使用する場合、作業者はＭＲＩ装置３００の撮像ユニット３０１に位置する被験者に延長チューブでシリンジ２００を連結し(図示せず)、図３に示すように、そのシリンジ２００のシリンダ部材２０１を注入ヘッド１０１の凹部１０６に保持させるとともにピストン部材２０２をスライダ機構１０７に把持させる。
【００４４】
つぎに、図８に示すように、例えば、作業者が装置本体１０２の操作パネル１２１にシリンジ２００の識別データを入力操作すると(ステップＳ１)、その識別データをメインＣＰＵ１２３が記憶する(ステップＳ２)。そして、作業者が操作パネル１２１の入力操作で動作モードを設定すると(ステップＳ３〜Ｓ５)、その動作モードに対応した処理動作をメインＣＰＵ１２３が実行する(ステップＳ６〜Ｓ８)。
【００４５】
例えば、操作モードが設定された場合、図９に示すように、作業者が操作パネル１２１の入力操作で注入開始を入力すると(ステップＴ１)、メインＣＰＵ１２３は、超音波モータ１０８を動作させることなくロードセル１１０の電気抵抗を取得して保持する(ステップＴ２，Ｔ３)。
【００４６】
これが完了するとモータ駆動回路１２８が超音波モータ１０８をデフォルト駆動するので(ステップＴ４)、例えば、超音波モータ１０８は薬液注入装置１００の製造メーカが推奨する所定の出力で駆動され、スライダ機構１０７がシリンジ２００のピストン部材２０２をスライドさせる。
【００４７】
このとき、メインＣＰＵ１２３は、ロードセル１１０の電気抵抗をリアルタイムに取得し(ステップＴ５)、その電気抵抗と初期状態に保持した電気抵抗との差分から、シリンジ２００の識別データに対応して薬液の圧力を検出する(ステップＴ６)。
【００４８】
さらに、この圧力からメインＣＰＵ１２３は経時グラフをリアルタイムにデータ生成し(ステップＴ８)、図１２に示すように、この経時グラフをタッチパネル１２２にリアルタイムにデータ表示させる(ステップＳ９)。そこで、この経時グラフを視認した作業者が、所望により操作パネル１２１の入力操作で注入圧力の上下を入力すると(ステップＴ１０)、メインＣＰＵ１２３が超音波モータ１０８の出力を上下させるので(ステップＴ１４)、これで被験者に注入される薬液の圧力が上下される。
【００４９】
なお、本形態の薬液注入装置１００では、タッチパネル１２２に所定の上限圧力も表示され、この上限圧力に検出圧力が到達すると(ステップＴ７)、メインＣＰＵ１２３は超音波モータ１０８の駆動を強制停止させ(ステップＴ１２)、タッチパネル１２２に“異常圧力が発生しましたので注入を中止しました。シリンジなどを確認して下さい”等のエラーガイダンスを表示する(ステップＴ１３)。
【００５０】
そして、本形態の薬液注入装置１００は、スライダ機構１０７のストロークなどから薬液の注入完了を検出すると(ステップＴ１１)、超音波モータ１０８の駆動を停止させる(ステップＴ１２)。このとき、入力操作に対応した薬液の注入圧力の経時グラフが完成しているので、この経時グラフをメインＣＰＵ１２３がシリンジ２００の識別データごとに蓄積する(ステップＴ１３)。
【００５１】
このメインＣＰＵ１２３は、例えば、新規の経時グラフを蓄積するごとに、シリンジ２００の識別データごとに蓄積された経時グラフを平均化することで、１つの理想グラフをシリンジ２００の識別データごとにデータ生成してデータ記録する(ステップＴ１７，Ｔ１８)。
【００５２】
このとき、本形態の薬液注入装置１００は、例えば、被験者の識別データ、作業者の識別データ、薬液注入装置１００の識別データ、シリンジ２００の識別データ、経時グラフ、開始時刻、終了時刻、等の各種データを１つのデータファイルとしてコンピュータシステム３０２にデータ送信する(図示せず)。
【００５３】
そこで、このコンピュータシステム３０２では、例えば、データ受信したデータファイルの各種データの、ＨＤＤ３１６による記憶、ＦＤＤ３１６によるＦＤ３１８への格納、ディスプレイユニット３１２による表示、プリンタユニット３１４による印刷用紙(図示せず)への印刷、キーボードユニット３１３の入力操作に対応した編集処理、等が実行される。
【００５４】
本形態の薬液注入装置１００は、上述のように操作モードで注入圧力が入力操作されながら注入作業を実行すると、その注入圧力の経時グラフが蓄積されて理想グラフがデータ生成される。このように理想グラフがデータ生成されてデータ記録されると、本形態の薬液注入装置１００は、自動モードでの注入作業を実行できる状態となる。
【００５５】
そこで、図８に示すように、作業者が操作パネル１２１の入力操作でシリンジ２００の識別データを入力してから自動モードを選択すると(ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ７)、図１０に示すように、メインＣＰＵ１２３がシリンジ２００の識別データに対応した理想グラフを記憶エリアからデータ読出する(ステップＥ１)。
【００５６】
そして、メインＣＰＵ１２３は、理想グラフをワークエリアにデータ保持し(ステップＥ２)、図１３(ａ)に示すように、タッチパネル１２２にデータ表示させる(ステップＥ３)。そこで、その理想グラフを確認した作業者が操作パネル１２１の入力操作で注入開始を入力すると(ステップＥ３)、メインＣＰＵ１２３は、図１３(ｂ)に示すように、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが理想グラフを追従するように、超音波モータ１０８の駆動をフィードバック制御する(ステップＥ６〜Ｅ１２)。
【００５７】
このとき、メインＣＰＵ１２３は、経過時間ごとに理想グラフと経時グラフとの圧力の差分を監視し、その差分が所定の許容範囲を逸脱すると(ステップＥ９)、超音波モータ１０８の駆動を強制停止させ(ステップＥ１４)、タッチパネル１２２に“異常圧力が発生しました、シリンジなどを確認して下さい”等のエラーガイダンスを表示する(ステップＥ１５)。
【００５８】
本形態の薬液注入装置１００は、上述のように自動モードでは経時グラフが理想グラフを追従するように注入圧力が自動制御されるので、操作モードでのリアルタイムな入力操作を必要とすることなく、その入力操作と同様な薬液注入が自動的に実行される。
【００５９】
また、本形態の薬液注入装置１００は、操作パネル１２１の入力操作で入力モードが設定されると、図１１に示すように、タッチパネル１２２へのタッチペン１３０による理想グラフの入力を受け付ける状態となる(ステップＰ４)。そこで、図１４に示すように、作業者が白紙状態のタッチパネル１２２にタッチペン１３０で所望の理想グラフを入力操作すると、その理想グラフがメインＣＰＵ１２３のワークエラーにデータ保持されてタッチパネル１２２にデータ表示される(ステップＰ５)。
【００６０】
そこで、その理想グラフを確認した作業者が操作パネル１２１で注入開始を入力操作すると(ステップＰ６)、図１０に示すように、以下は自動モードの場合と同様に経時グラフが理想グラフを追従するように薬液の注入作業が実行される(ステップＥ４〜)。
【００６１】
また、図１１に示すように、入力モードが設定された初期状態に、作業者が理想グラフのデータ読出を操作パネル１２１で入力操作すると(ステップＰ１)、メインＣＰＵ１２３がシリンジ２００の識別データに対応した理想グラフを記憶エリアからデータ読出し(ステップＰ２)、図１５(ａ)に示すように、その理想グラフをワークエリアにデータ保持してタッチパネル１２２にデータ表示させる(ステップＰ３)。
【００６２】
その理想グラフを確認した作業者が、そのまま注入開始を入力すると(ステップＰ６)、図１０に示すように、以下は自動モードの場合と注入作業が実行されるが(ステップＥ４〜)、図１１および図１５(ｂ)に示すように、作業者がタッチパネル１２２に表示された理想グラフをタッチペン１３０で修正すると(ステップＰ４)、その理想グラフがメインＣＰＵ１２３のワークエラーにデータ保持されてタッチパネル１２２にデータ表示される(ステップＰ５)。
【００６３】
［実施の形態の効果］
本形態の薬液注入装置１００は、シリンジ２００の薬液を被験者に注入するとき、その薬液の圧力を検出して経時グラフをリアルタイムにデータ生成し、その経時グラフをリアルタイムにタッチパネル１２２にデータ表示するので、例えば、作業者は薬液の漏出を圧力低下により発見するようなことができる。
【００６４】
また、シリンジ２００の薬液を被験者に注入するとき、その圧力を操作パネル１２１の入力操作でリアルタイムに制御することができ、このときの経時グラフを蓄積して平均化により理想グラフをデータ生成することができる。そして、このように理想グラフが記録されると、シリンジ２００の薬液を被験者に注入するとき、その経時グラフが理想グラフを追従するように注入の圧力が制御されるので、被験者に注入される薬液の圧力を作業者が所望により入力操作で制御すれば、その場合と同様な注入を以降は自動的に実行することができる。
【００６５】
さらに、作業者が所望の理想グラフをタッチパネル１２２にタッチペン１３０で入力操作すると、シリンジ２００の薬液を被験者に注入するとき、その経時グラフが理想グラフを追従するように注入の圧力が制御されるので、被験者に注入される薬液の圧力の経時変化を入力操作で簡単に設定することができる。特に、経時グラフから自動生成された理想グラフをタッチパネル１２２に表示させてタッチペン１３０で修正することもできるので、極めて簡単に薬液の圧力の経時変化を設定することができる。
【００６６】
また、本形態の薬液注入装置１００は、リアルタイムに検出する薬液の検出圧力が所定の上限圧力に到達したり、経時グラフが理想グラフから所定範囲以上逸脱すると、すると超音波モータ１０８を強制停止させて異常発生を作業者に報知するので、異常な圧力での薬液の注入を自動的に中止することができ、作業者に異常発生を迅速に認識させることができる。
【００６７】
さらに、シリンジ２００のピストン部材２０２を押圧する応力を非磁性体からなるロードセル１１０で検出し、その応力から注入する薬液の圧力を検出するので、シリンジ２００の内部に圧力センサを配置することなく、無用に磁場を乱すことなく、薬液の圧力を検出することができる。
【００６８】
特に、シリンジ２００の識別データに対応して薬液の圧力を検出するので、各種のシリンジ２００が交換自在でありながら薬液の圧力を的確に検出することができる。しかも、超音波モータ１０８を作動させない初期状態にロードセル１１０の電気抵抗を取得し、超音波モータ１０８を作動させているときのロードセル１１０の電気抵抗との差分から薬液の圧力を検出するので、薬液の圧力を正確に検出することができる。
【００６９】
また、本形態の薬液注入装置１００は、生成した経時グラフなどの各種データをシリンジ２００の識別データなどとともにコンピュータシステム３０２にデータ送信するので、このコンピュータシステム３０２では、受信した各種データの、ＨＤＤ３１６による記憶、ＦＤＤ３１６によるＦＤ３１８への格納、ディスプレイユニット３１２による表示、プリンタユニット３１４による印刷用紙への印刷、キーボードユニット３１３の入力操作に対応した編集処理、等を実行することができる。
【００７０】
特に、医療現場では被験者ごとにカルテ用紙に各種データを記入しているので(図示せず)、被験者の識別データ、作業者の識別データ、薬液注入装置１００の識別データ、シリンジ２００の識別データ、経時グラフ、開始時刻、終了時刻、等の各種データを印刷した用紙をカルテ用紙に添付することは有用である。さらに、現在の医療現場では被験者の各種情報をコンピュータシステム３０２などでデータ管理しているので、そこに経時グラフなどをデータ付与することも有用である。
【００７１】
［実施の形態の変形例］
本発明は本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、本形態では作業者が操作パネル１２１の入力操作でシリンジ２００の識別データを入力することを例示したが、本出願人が特願２００２−０２１７６２号として出願したように、注入ヘッド１０１が装着されるシリンジ２００の種別を検出して識別データを発生することも可能である。
【００７２】
また、本形態の薬液注入装置１００では、経時グラフから理想データを自動生成すること、タッチペン１３０でタッチパネル１２２に理想グラフを入力操作すること、自動生成された理想グラフをタッチパネル１２２に表示させてタッチペン１３０の入力操作で修正すること、の全部をモード切換により実行できることを例示したが、その１つのみ実行できることも可能である。
【００７３】
さらに、図１６に示すように、蓄積された複数の経時グラフから１つの理想範囲をデータ生成すること、タッチペン１３０でタッチパネル１２２に理想範囲を入力操作すること、自動生成された理想範囲をタッチパネル１２２に表示させてタッチペン１３０の入力操作で修正すること、等を実行し、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが理想範囲に位置するように注入の圧力をフィードバック制御することも可能である。
【００７４】
また、図１７に示すように、タッチペン１３０でタッチパネル１２２に複数の理想点を入力操作し、リアルタイムにデータ生成される経時グラフが複数の理想点を通過するように注入の圧力をフィードバック制御することも可能である。これらの場合でも、経時グラフが理想範囲から逸脱したり、理想点から所定範囲以上逸脱すると、異常発生を検出することが好適である。
【００７５】
さらに、本形態では、経時グラフの生成、経時グラフの表示、経時グラフの蓄積、理想グラフの自動生成、理想グラフの入力操作、等の各種処理を薬液注入装置１００がスタンドアロンに実行することを例示したが、上述のような各種処理を薬液注入装置１００とデータ通信するコンピュータシステム３０２が実行することも可能である。
【００７６】
また、本形態ではロードセル１１０によりスライダ機構１０７がシリンジ２００のピストン部材２０２を押圧する応力のみ検出して薬液の注入圧力に換算することを例示したが、例えば、ロードセル１１０でスライダ機構１０７がピストン部材２０２を引き出す応力を検出して薬液の吸引圧力に換算することも可能である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の薬液注入システムでは、被験者にシリンジから注入する薬液の圧力を検出して経時グラフをリアルタイムにデータ生成し、その経時グラフをリアルタイムにデータ表示するので、例えば、作業者が薬液の漏出を圧力低下により発見するようなことができる。
【００７８】
また、本発明の第１および第２の薬液注入システムでは、入力操作に対応した経時グラフから理想グラフまたは理想範囲をデータ生成し、これを経時グラフが追従するように駆動モータがフィードバック制御されるので、被験者に注入される薬液の圧力を作業者が所望により入力操作で制御すれば、その場合と同様な注入を以降は自動的に実行することができる。
【００７９】
さらに、本発明の第３ないし第５の薬液注入システムでは、入力操作された理想グラフまたは複数の理想点または理想範囲を経時グラフが追従するように駆動モータがフィードバック制御されるので、被験者に注入される薬液の圧力の経時変化を作業者が入力操作により設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の薬液注入装置の回路構造を示すブロック図である。
【図２】薬液注入装置の外観を示す斜視図である。
【図３】シリンジをヘッド部に装着する状態を示す斜視図である。
【図４】スライダ機構のロードセルの部分の構造を示す部分断面図である。
【図５】ＭＲＩ装置の外観を示す斜視図である。
【図６】コンピュータシステムの外観を示す斜視図である。
【図７】駆動モータである超音波モータの駆動信号を示す特性図である。
【図８】メインＣＰＵ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９】操作モードでのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】自動モードでのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】入力モードでのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】圧力表示手段であるタッチパネルに経時グラフが表示されている状態を示す模式図である。
【図１３】  (ａ)はタッチパネルに理想グラフが表示されている状態、(ｂ)は理想グラフと経時グラフとが表示されている状態、を示す模式図である。
【図１４】操作制御手段でもあるタッチパネルに理想グラフが入力操作されている状態を示す模式図である。
【図１５】  (ａ)はタッチパネルに理想グラフが表示されている状態、(ｂ)は理想グラフが修正されている状態を示す模式図である。
【図１６】タッチパネルに理想範囲が表示されている状態を示す模式図である。
【図１７】タッチパネルに理想点が入力操作されている状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１００    薬液注入装置
１０６    シリンダ保持機構となる凹部
１０７    スライダ機構
１０８    駆動モータである超音波モータ
１１０    ロードセル
１２１    種類入力手段として機能する操作パネル
１２２    圧力表示手段およびグラフ入力手段であるタッチパネル
１２３    各種手段として機能するメインＣＰＵ
１３１    データ出力手段となるＩ／Ｆユニット
２００    シリンジ
２０１    シリンダ部材
２０２    ピストン部材
３００    ＭＲＩ装置
３１１    データ処理装置であるコンピュータ本体
３１２    データ表示装置であるディスプレイユニット
３１４    データ印刷装置であるプリンタユニット
３１６    データ記憶装置であるＨＤＤ
３１７    データ格納装置であるＦＤＤ
３１８    情報記憶媒体であるＦＤ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0004044779.tif 000015
【図１５】
0004044779.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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