(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンジを保持して、それぞれ独立して注入と吸引が可能になるように、シリンジピストンを保持するピストンホルダと、このピストンホルダを前後に移動させる駆動機構を備えた複数系列のヘッドを有する自動注入装置において、
第１ヘッドに搭載されたシリンジと、第２ヘッドに搭載されたシリンジの先端が、バルブを有さないY型チューブで連結されており、
第１ヘッド側のピストンホルダが前進動作状態にあり、第２ヘッド側のピストンホルダが停止動作状態にあるとき、
電磁ブレーキ、ディスクブレーキおよびラチェットからなる群より選ばれる後退禁止手段が作動して第２ヘッドのピストンホルダの後退が禁止されることを特徴とする自動注入装置。
【請求項２】
前記駆動機構は、モータとモータからの回転を直線運動に転換する手段を有し、前記後退禁止手段は回転軸が後退方向に回転することを禁止するものである請求項１記載の自動注入装置。
【請求項３】
ヘッドの系列の数が２であるダブルヘッド型である請求項１または２に記載の自動注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ画像診断、ＭＲＩ画像診断等の際に用いられる造影剤注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像、ＭＲＩ、アンギオ画像（血管造影画像）等の診断のために造影剤が用いられている。造影剤は、粘度の高い液体であり、人の力によって注入するのはかなりの手間であるため、近年自動の造影剤注入装置が用いられるようになってきている。
【０００３】
図８の自動注入装置１００は、その１例であり、シリンジを２つ搭載できることから、ダブルヘッド型と呼ばれている。また、図９は自動注入装置の機構を模式的に示したものである。Ａヘッド側に造影剤用のシリンジ１ａがセットされ、Ｂヘッド側に生理食塩水用のシリンジ１ｂがセットされ、そして、２つのシリンジの先端にＹ型チューブ２が接続される。Ｙ型チューブの先端にはカテーテルが接続されて、造影剤および生理食塩水の注入が可能になっている。
【０００４】
生理食塩水は、主として、造影剤を注入した後、カテーテルおよびチューブ内において血液が凝固するのを防ぐために、チューブ内をフラッシュするために用いられる。また、造影剤を希釈する目的のためにも用いられる。
【０００５】
装置の主要な動作では、Ｂヘッド側のシリンジピストンを停止させた状態で、Ａヘッド側のシリンジピストンを前進させて必要量の造影剤の注入を行い、次いでＡヘッド側を停止した後にＢヘッド側を前進させて生理食塩水によるフラッシュを行う。また、造影剤を希釈するときは、ＡヘッドとＢヘッドの両方のシリンジピストンを前進させて、Ｙ型チューブにてＡＢ両ヘッドの液体の混合して希釈を行う。
【０００６】
図８、図９の自動注入装置では、Ａヘッド側およびＢヘッド側のそれぞれのモーター４ａ、４ｂの回転をギアヘッド５ａ、５ｂを介してモータギア６ａ、６ｂに伝達し、ボールスクリュー８ａ、８ｂに連結しているスクリューギア７ａ、７ｂに所定のギア比に減速して伝達し、ボールスクリュー８ａ、８ｂを回転させる。そしてボールスクリュー８ａ、８ｂと係合するボールナットユニット９ａ、９ｂにより直線運動に変換して、シリンジピストンを保持するピストンホルダ３ａ、３ｂを前進または後退させる。
【０００７】
しかし、造影剤は粘度が高いために注入に高圧を要するので、特に造影剤注入時には、高圧がＹ型チューブを介してＢヘッド側にも伝わる。そのときボールスクリューのような摩擦係数が極めて小さい機構を用いた装置の場合、高圧によりＢヘッド側が押されて後退し、造影剤を吸引してしまう可能性があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、Ｙ型チューブのＹ字分岐とＢヘッドとの間に活栓を設けて、Ｂヘッド側シリンジピストンが停止状態にある時に活栓を閉じるようにすることも考え得る。しかし、これを手動の活栓としたときは、活栓の切替操作が煩雑で、切替を忘れることも多い。また活栓の切替を電気的に自動で行うことはもちろん可能であるが、元来、柔軟で軽いチューブの途中にそのような切替の駆動装置を設けることは、装置構成のバランス悪くなり、好ましくない。
【０００９】
また、一方弁を用いれば簡便にコンパクトに構成できるが、シリンジピストンの後退動作ができなくなる。また、Ｂヘッド側が停止状態のときにＡヘッド側からの圧力に対抗できるように、Ｂヘッド側シリンジピストンに前進方向の圧力を加えることも考え得るが、モータへ電力を供給しながらモータの回転軸が停止している状態を続けることになるので、モータ焼き付きの問題が発生する。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、複数のシリンジの搭載が可能な自動注入装置において、少なくとも一つのヘッドが注入状態にあって、少なくとも一つのヘッドが停止状態にあるときに、停止ヘッドのシリンダピストンの後退を防止して、液の好ましくない混合や、注入量が不正確になることを防止することができる自動注入装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のシリンジを保持して、それぞれ独立して注入と吸引が可能になるように、シリンジピストンを保持するピストンホルダと、このピストンホルダを前後に移動させる駆動機構を備えた複数系列のヘッドを有する自動注入装置において、第１ヘッド側のピストンホルダが前進動作状態にあり、第２ヘッド側のピストンホルダが停止動作状態にあるとき、第２ヘッドのピストンホルダの後退を禁止する後退禁止手段を設けたことを特徴とする自動注入装置に関する。
【００１２】
本発明によれば、第２ヘッド側に搭載されたシリンジピストンが停止状態にあるときに、第１ヘッド側のシリンジ内の薬液を注入するべくピストンホルダを前進させたとしても、第２ヘッド側のシリンジピストンの後退を防止できるので、第１ヘッド側の薬液が第２ヘッド側のシリンジに逆流することなく、薬液の混合を防止することができる。
【００１３】
本発明において、ヘッドとは、シリンジを保持して薬液等を注入・吸引を行うためにシリンジピストンを前進後退させることのできる１つのシリンジ保持・駆動機構の系列をいうものである。本発明の自動注入装置が備えるヘッド数は２以上であり、複数のヘッドが独立した筐体になっていてもよいが、通常同一筐体内に組み込まれていることが好ましい。また、複数のヘッドの中でピストンホルダの不必要な後退を防止したいヘッドが第２ヘッドであり、第２ヘッドのピストンホルダの後退を引き起こすヘッドを第１ヘッドとする。従って、ヘッド数が３以上のマルチヘッドの場合には、上記の第１または第２ヘッドに相当するヘッドが複数存在する場合もあり得る。また、１つのヘッドが、第１ヘッドでありかつ第２ヘッドである場合もあり得る。即ち、他のヘッドとの関係で、ある動作中は第１ヘッドであり、かつ異なる動作中では第２ヘッドである場合もあり得るからである。
【００１４】
通常の用途では、ヘッドが２つであるダブルヘッド型が多用され、その際、第１ヘッドを造影剤注入用、第２ヘッドを生理食塩水注入用として用いる場合が最も一般的である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
ピストンホルダを前進・後退させるために、自動注入装置の前記駆動機構としては、図９を用いて説明したように、モータの回転運動をボールスクリュー等を用いて直線運動に変換するのが一般的である。従って、後退禁止手段は、モータからピストンホルダに至る伝達経路のいずれの部分に設けることが可能である。即ち、具体的な後退禁止手段の形態により、回転を禁止するか、直線運動を禁止するように構成することができる。
【００１６】
以下に、２つのシリンジを搭載できるダブルヘッド型薬液注入装置を例にとって説明する。ここでは、図９で示したように一方のＡヘッド側に造影剤用シリンジを搭載し、もう一方のＢヘッド側に生理食塩水用シリンジを搭載した。また、図面では、生理食塩水側ヘッド（Ｂヘッド側）のみを示して造影剤側ヘッド（Ａヘッド側）を省略したが、造影剤側のヘッドは図９で示した造影剤側ヘッドと同じ構成することができる。この場合、Ａヘッドが第１ヘッドに相当し、Ｂヘッドが第２ヘッドに相当する。あるいは造影剤側のヘッドにも後退禁止手段を設けてもよい。
【００１７】
＜実施形態１＞
図１を参照しながら、後退禁止手段として電磁ブレーキを用いた例を説明する。
【００１８】
この例では、電磁ブレーキ１１の本体はフレームユニット１０に固定されており、一方電磁ブレーキのアーマチュア側にボールスクリュウ８ｂの軸（スクリュウギア７ｂが連結されている）が固定されている。そして電磁ブレーキ内のコイル制御により、本体とアーマチュアの間の連結・切り離しが行われる。
【００１９】
Ｂ側ヘッドのピストンシリンジを前後に動かすときに、本体とアーマチュアの間を切り離すようにして、モータ４ｂの回転によりボールスクリュウ８ｂが自由に回転できるようになっている。そして、電磁ブレーキをＯＮにして本体とアーマチュアの間を連結すると、ボールスクリュウ８ｂの軸の回転が固定される。従って、Ｂヘッド側シリンジピストンが停止状態でかつＡヘッド側を動作させるときに、電磁ブレーキがＯＮになるようにすれば、Ｂヘッド側シリンジピストンが動くことがなく、造影剤を吸引してしまう恐れがない。
【００２０】
＜実施形態２＞
図２を参照しながら、後退禁止手段としてディスクブレーキを用いた例を説明する。
【００２１】
ディスクブレーキ１２は、ディスク１３とパッド１４を有し、ディスク１３をパッド１４で挟むことでディスクの回転を停止する。Ｂヘッド側のピストンシリンジを前後に動かすときは、ディスク１３とパッド１４の間を開放して、モータギア６ｂが自由に回転できるようにする。そして、Ｂヘッド側シリンジピストンの後退を禁止したいときには、ディスクブレーキを電気的に制御してディスク１３をパッド１４でクランプすればよい。
【００２２】
この例では、ディスク１３をモータギア６ｂに取り付けているが、スクリューギア７ｂに固定したり、回転軸のどこかに固定してもよい。
【００２３】
以上の実施形態１と２では、ブレーキを用いる方法を説明したが、電磁ブレーキおよびディスクブレーキ以外でも、後退方向の動きを止めることができれば、その他のブレーキを用いることができる。また、実施形態１と２では、回転を止めるように構成されているが、直線運動を止めるように構成することもできる。
【００２４】
＜実施形態３＞
図３を参照しながら、後退禁止手段としてラチェット方式を用いた例を説明する。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、ボールナットユニット９ｂのシリンダ部分１９にラチェット１５を設け、ラチェットポール１６のラチェット爪と嵌合させることにより、シリンジピストンの前進は可能である一方、後退を禁止することができる。即ち、少なくともＢヘッド側のモータが停止しているときに、ラチェットが噛み合うようにすれば、シリンジピストンが後退して逆流することがない。また、シリンジピストンを後退させたいときには、ロータリーソレノイド１７を電気的に制御してラチェットポール１６を回転させて、ラチェットとラチェット爪の噛み合わせを開放する。図３（ｂ）（図３（ａ）のＡ−Ａ断面図）に、ラチェットがラチェット爪とかみ合っている様子とロータリーソレノイド１７の位置関係を示した。
【００２６】
ラチェットを設ける個所は、この例に限られず、シリンジピストンと共に往復運動する部材に設ければ、この例と同様に機能させることができる。
【００２７】
＜実施形態４＞
実施形態３では、直線型ラチェットを用いた例を示したが、実施形態４では、図５に示す、ホイール型ラチェット２１を用いた。図４に示すように、ホイール型ラチェット２１をスクリューギア７ｂに固定し、ラチェットポール１６の爪と噛み合わせる。ロータリーソレノイド１７により、ラチェットの噛み合わせと開放を制御する。
【００２８】
この例では、ホイール型ラチェットをボールスクリュー８ｂの軸上に固定して、Ｂヘッド側が停止状態のときにボールスクリュー８ｂの軸が後退方向に回転するのを防止しているが、モータ４ｂの軸上に固定してもよい。
【００２９】
＜実施形態５＞（参考例）
実施形態１〜４の装置では、モータからボールスクリューに至る回転伝達経路自体は、図９で示した従来と同じにして、それに付加的に後退禁止手段を設けた例であったが、実施形態５は、回転伝達経路に改良を加え、伝達がモータからボールスクリューに至る一方向にのみ生じるようにしたものである。即ち、モータからの回転（順方向、逆方向の両方）はボールスクリューに伝達される一方、ボールスクリューを回転させる力を加えても、モータ軸の回転を引き起こさないように伝達経路を構成するものである。
【００３０】
図６に示す例では、ウォームギアを用いたウォーム減速機２２をモータ４ｂに連結してモータの回転を減速すると共に、ボールスクリュー側からの回転力によりモータ軸が駆動されないようにしたものである。ウォーム減速機２２の中には、図７に示すように円筒ウオーム２３とウォームホイール２４からなる円筒ウォームギア２５が備えられており、モータ軸は円筒ウオーム２３の軸に連結され、ウォームホイール２４は中心軸がモータギア６ｂの軸に連結されている。この構成では、円筒ウォームギアの特性により、円筒ウオーム２３の回転はウォームホイール２４に伝達されるが、ウォームホイール２４が回転しようとしても円筒ウオーム２３を回転させることはできない。
【００３１】
尚、ウォームギアを用いる構成としては、この例に限られず、例えばウォームホイール２４の軸をボールスクリュー８ｂの軸と合わせ、円筒ウオーム２３に回転させるようにすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のシリンジの搭載が可能な自動注入装置において、少なくとも一つのヘッドが注入状態にあって、少なくとも一つのヘッドが停止状態にあるときに、停止ヘッドのシリンダピストンの後退を防止して、液の好ましくない混合や、注入量が不正確になることを防止することができる自動注入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁ブレーキを用いた自動注入装置の例を示す図である。
【図２】ディスクブレーキを用いた自動注入装置の例を示す図である。
【図３】ラチェット（直線型）を用いた自動注入装置の例を示す図である。
【図４】ラチェット（ホイール型）を用いた自動注入装置の例を示す図である。
【図５】ホイール型ラチェットの拡大図である。
【図６】ウォーム減速機を用いた自動注入装置の例を示す図である。
【図７】円筒ウォームギアの拡大図である。
【図８】ダブルヘッド型自動注入装置の全体図である。
【図９】従来の自動注入装置の駆動機構を説明するための図である。
【符号の説明】
１ａ  造影剤用のシリンジ
１ｂ  生理食塩水用のシリンジ
２  Ｙ型チューブ
３ａ、３ｂ  ピストンホルダ
４ａ、４ｂ  モーター
５ａ、５ｂ  ギアヘッド
６ａ、６ｂ  モータギア
８ａ、８ｂ  ボールスクリュー
７ａ、７ｂ  スクリューギア
９ａ、９ｂ  ボールナットユニット
１０  フレームユニット
１１  電磁ブレーキ
１２  ディスクブレーキ
１３  ディスク
１４  パッド
１５  ラチェット
１６  ラチェットポール
１７  ロータリーソレノイド
１９  ボールナットユニットのシリンダ部分
２１  ホイール型ラチェット
２２  ウォーム減速機
２３  円筒ウオーム
２４  ウォームホイール
２５  円筒ウォームギア
１００  自動注入装置
【図１】
0004975208.tif 000002
【図２】
0004975208.tif 000003
【図３】
0004975208.tif 000004
【図４】
0004975208.tif 000005
【図５】
0004975208.tif 000006
【図６】
0004975208.tif 000007
【図７】
0004975208.tif 000008
【図８】
0004975208.tif 000009
【図９】
0004975208.tif 000010