JP2016155018A - シリンダ保持機構および該シリンダ保持機構を備えた薬液注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アダプタを使用することなく、サイズの異なる複数種のシリンジを保持する。【解決手段】ピストン保持機構１０は、フレーム１１と、ピストンフランジをその直径方向両側から保持するようにフレーム１１に支持された一対のフランジ保持部材１２、１３と、作動部材とを有する。複数種のサイズのシリンジのピストンフランジを保持するために、フランジ保持部材１２、１３は、前後方向に観音開き式に揺動するようにフレーム１１に支持され、最後端の位置で最大サイズのシリンジのピストンフランジを保持し、最前端の位置で最小サイズのシリンジのピストンフランジを保持するように、最大サイズ用から最小サイズ用まで順番に階段状に形成された複数のフランジ受け１２〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅを有し、作動部材は、フランジ保持部材１２、１３を前後方向に揺動させるように、フレーム１１に移動可能に支持されている。【選択図】図３

Description

本発明は、シリンジのピストンをシリンダ内に押し込む際にシリンジの各部を保持する機構、特に、ピストンの後端に形成されたピストンフランジを保持するピストン保持機構およびシリンダの外周面を保持するシリンダ保持機構に関する。また本発明は、これらピストン保持機構およびシリンダ保持機構を備えた薬液注入装置に関する。

医療用の画像診断装置としては、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、ＰＥＴ装置、アンギオ装置およびＭＲＡ装置などがある。これらの装置を使用する際は、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多い。

通常、薬液はシリンジに充填されている。シリンジは、薬液を収容するシリンダと、シリンダ内に進退移動可能に挿入されたピストンとを有している。シリンダの先端には、延長チューブを介して注入針またはカテーテルが接続され、この注入針またはカテーテルを被験者の血管に穿刺し、その状態でピストンを前進させることで、シリンジ内の薬液を被験者に注入することができる。

被験者に注入する薬液の量は、診断目的等によって大きく異なり、したがって、シリンジも、薬液の注入量に応じた種々のサイズが存在する。従来、このような種々のサイズのシリンジを１台の薬液注入装置に装着できるようにするために、特許文献１には、シリンジのサイズごとにアダプタを用意し、アダプタを介してシリンジを薬液注入装置に装着することが記載されている。

国際公開第２００５／００２６５０号

しかしながら、アダプタはシリンジと異なり繰り返し使用可能であり、通常、使用後は次の使用のために保管される。したがって、シリンジの種類が多くなるとそれに伴ってアダプタの種類が増え、アダプタの管理が煩雑になる。また、アダプタの種類が増えると、保持使用とするシリンジに適合しないアダプタを用いてしまう、アダプタの誤使用という問題も生じ得る。誤ったアダプタが使用された場合は、シリンジが適切に保持されない可能性がある。特にＭＲ用のプレフィルドシリンジは種類が多く、したがってアダプタの種類も多くなるため、上述したアダプタの管理の煩雑さおよびアダプタの誤使用が生じやすい。

そこで本発明は、アダプタを使用することなく種々のサイズのシリンジを保持することができる、ピストン保持機構、シリンダ保持機構およびこれらを備えた薬液注入装置を提供することを目的とする。

本発明のピストン保持機構は、シリンジのピストンをシリンダ内に押し込むために、前記ピストンの後端に形成されたピストンフランジを保持するピストン保持機構であって、
フレームと、
ピストンフランジをその直径方向両側から保持するようにフレームに支持された一対のフランジ保持部材と、
一対のフランジ保持部材を作動させる作動部材と、
を有し、
少なくともピストンフランジのサイズが異なる複数種のサイズのシリンジのピストンフランジを保持するために、
フランジ保持部材は、前後方向に観音開き式に揺動するようにフレームに支持され、揺動範囲の最後端の位置で最大サイズのシリンジのピストンフランジを保持し、揺動範囲の最前端の位置で最小サイズのシリンジのピストンフランジを保持するように、複数種のサイズのうち最大サイズ用から最小サイズ用まで順番に階段状に形成された複数のフランジ受けを有し、
作動部材は、一対のフランジ保持部材を前後方向に揺動させるように、フレームに移動可能に支持されている。

また、本発明のシリンダ保持機構は、シリンジのピストンをシリンダ内に押し込むために、シリンダを保持するシリンダ保持機構であって、
シリンダの外周面を挟んで保持するために、互いに間隔をあけて対向配置され、かつ対向方向に移動可能に支持され、シリンダの外周面を支持するＶ字形に辺込んだ支持面を互いの対向面に有する一対のシリンダ押えと、
一対のシリンダ押えを互いに接近させる方向に付勢する付勢手段と、
を有する。

さらに、本発明は、薬液注入装置を提供する。本発明の薬液注入装置は、薬液が充填されたシリンジのシリンダとピストンとを別個に保持し、ピストンをシリンダに押し込むことで薬液を注入する薬液注入装置であって、
上記本発明のピストン保持機構と、
上記本発明のシリンダ保持機構と、
ピストン保持機構をシリンダ保持機構に向けて前進させたり逆方向に後退させたりする駆動機構と、
駆動機構の動作を制御する制御部と、
を有する。

本発明によれば、サイズの異なる複数種のシリンジを、アダプタを用いることなく保持することができる。その結果、アダプタの管理は不要となり、また、アダプタの誤使用といった問題も発生しない。

本発明の一実施形態による薬液注入装置の平面図である。 図１に示す薬液注入装置に装着可能なシリンジの一例の平面図である。 図１に示すピストン保持機構の斜視図である。 図３に示すピストン保持機構の分解斜視図である。 図１に示すピストン保持機構の平面図であり、フランジ保持部材が最も前進した位置にある状態を示す。 図１に示すピストン保持機構の平面図であり、フランジ保持部材が図５Ａに示す状態より１段階後退した状態を示す。 図１に示すピストン保持機構の平面図であり、フランジ保持部材が図５Ｂに示す状態よりさらに１段階後退した状態を示す。 図１に示すピストン保持機構の平面図であり、フランジ保持部材が図５Ｃに示す状態よりさらに１段階後退した状態を示す。 図１に示すピストン保持機構の平面図であり、フランジ保持部材が最も後退した位置にある状態を示す。 図１に示すシリンダ保持機構の斜視図である。 図１に示すシリンダ保持機構の、一対のシリンダ押えの間隔が最も狭くなった状態を示す正面図である。 図１に示すシリンダ保持機構の、一対のシリンダ押えの間隔が最も拡がった状態を示す正面図である。 複数のサイズのピストンフランジを、アダプタを使用せずに保持しようとする場合に考え付くことができるフランジ保持機構の一例の断面図である。 本発明によるシリンダ保持機構の他の形態の、一対のシリンダ押えが閉じた状態を示す斜視図である。 図１０に示すシリンダ保持機構の分解斜視図である。 図１０に示すシリンダ保持機構の、一対のシリンダ押えが開いた状態を示す斜視図である。 本発明によるシリンダ保持機構のさらに他の形態の、一対のシリンダ押えが閉じた状態を示す斜視図である。 図１３に示すシリンダ保持機構の、ベースを取り除いた状態で下方から見た斜視図である。 ピストン保持機構のフランジ保持部材が適切な揺動角度であるかどうかを視覚的に認識できるようにＬＥＤを配置した薬液注入装置の一例の平面図である。 本発明の他の形態による薬液注入装置のブロック図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。本発明において、前後の方向は、薬液注入装置がシリンジを保持した状態においてピストンがシリンダに押し込まれる方向を「前」とし、それと反対方向を「後」として定義する。

［薬液注入装置］
図１を参照すると、ピストン保持機構１０とシリンダ保持機構３０とを有する本発明の一実施形態による薬液注入装置１００が示されている。この薬液注入装置１００は、サイズの異なる複数種のシリンジ１１０を、アダプタを使用することなく装着でき、シリンジ１１０内に充填されている薬液を被験者に注入することができる。

薬液注入装置１００に装着することのできるシリンジ１１０の一例を図２に示す。シリンジ１１０は、薬液を保持するシリンダ１１１と、シリンダ１１１に摺動自在に挿入されるピストン１１４と、を有する。シリンダ１１１は、先端に導管１１２を有するとともに後端にシリンダフランジ１１３を有しており、ピストン１１４はシリンダ１１１の後端からシリンダ１１１内に挿入される。ピストン１１４の後端には円盤状のピストンフランジ１１５が形成されている。

ピストンフランジ１１５の後端面に力を加え、ピストン１１４がシリンダ１１１内に押し込まれるようにピストン１１４をシリンダ１１１に対して前進させることで、シリンダ１１１内の薬液を、導管１１２を通じて押し出すことができる。例えば、先端に注入針が接続された延長チューブ（不図示）を導管１１２に連結し、注入針を被験者の血管内に穿刺した状態でピストン１１４をシリンダ１１１内に押し込むことによって、薬液を被験者に注入することができる。

注入する薬液の種類および被験者の体重などによって薬液の注入量は異なることが多い。したがって、種々の注入量に対応できるように、容量が異なる複数種類のシリンジ１１０が存在する。容量の異なる複数種のシリンジ１１０は、通常、シリンダ１１１の直径、シリンダ１１１の長さおよびピストン１１４の太さが異なる。また、これらの寸法の違いに伴い、シリンジ１１０の良好な操作性の観点などから、シリンダフランジ１１のサイズ、ピストンフランジ１１５の直径Ｄ、および、ピストン１１４がシリンダ１１１内に最も挿入されたときの、シリンジ１１０の軸方向でのピストンフランジ１１５の後面からシリンダフランジ１１３の前面までの距離Ｌ（この距離Ｌは、簡略のため、「フランジ間距離Ｌ」ともいう）なども異なっている。シリンジ１１０に充填できる薬液の容量が少ないほど、これら各部の寸法は小さくなる。

本発明では任意の種類のシリンジ１１０を使用することができる。使用可能なシリンジ１１０の種類としては、薬液の充填形態で分類すれば、薬液が予め充填されているプレフィルドシリンジ、および医療現場で注入に先立って薬液が充填される後充填シリンジ（メーカからの出荷時には薬液は充填されていないという意味で「空シリンジ」ともいう）が挙げられ、また、用途で分類すれば、ＭＲ用シリンジ、ＣＴ用シリンジ、アンギオ用シリンジなどが挙げられる。

再び図１を参照すると、シリンダ保持機構３０は、シリンダ１１１の後端部分を、シリンダ１１１がピストン１１４の移動方向すなわち前後方向に移動しないように保持する。ピストン保持機構１０は、シリンダ保持機構３０によってシリンダ１１１が保持されたシリンジ１１０の少なくともピストンフランジ１１５の後端面を支持することによってピストンフランジ１１５を保持するように構成されている。また、ピストン保持機構１０は、シリンダ保持機構３０に保持されたシリンジ１１０の中心軸線と平行に配設された主軸５０に支持されている。

主軸５０は、その軸線方向に移動自在に支持されており、この主軸５０の移動によってピストン保持機構１０を前進および後退させることができる。

主軸５０の動作のために、薬液注入装置１００は、ねじ軸５１および連結機構５２をさらに有している。ねじ軸５１は、主軸５０と平行に配設され、不図示のモータを駆動源として回転させられる。必要に応じて、モータとねじ軸５１との間に、複数の歯車を組み合わせた適宜の減速機構を有していてもよい。連結機構５２は、ねじ軸５１に噛み合う構造を有し、主軸５０に固定されている。これら主軸５０、ねじ軸５１、連結機構５２およびモータは、本発明における、ピストン保持機構１０をシリンダ保持機構３０に向けて前進させたり逆方向に後退させたりする駆動機構を構成する。

連結機構５２は主軸５０に固定されているので、ねじ軸５１が回転しても連結機構５２は回転せず、したがって、連結機構５２はねじ軸５１の回転方向に応じてねじ軸５２に沿って移動し、この移動によってピストン保持機構１０を前後方向に移動させることができる。また、連結機構５２をねじ軸５１に対して係脱自在に構成すれば、ねじ軸５１を回転させたまま、ねじ軸５１への連結機構５２の係合および非係合を切り替えてピストン保持機構１０の移動および停止を切り替えることもできる。

以上のように、シリンダ保持機構３０およびピストン保持機構１０によってシリンジ１１０のシリンダ１１１とピストン１１４とを別個に保持した状態で、シリンジ１１０の後端側から先端側へ向かってピストン保持機構１０を前進させることで、ピストン１１４をシリンダ１１１に対して前進させ、シリンダ１１１内の薬液を排出することができる。

ここで、ピストン保持機構１０およびシリンダ保持機構３０は、サイズの異なる複数種のシリンジ１１０に適合するように構成されている。以下、これらについて詳細に説明する。

［ピストン保持機構］
図３に、ピストン保持機構１０の一形態を示し、図４にその分解斜視図を示す。図示したピストン保持機構１０は、互いに並んで配置された一対のフランジ保持部材１２、１３と、フランジ保持部材１２、１３を観音開き式に前後方向に揺動自在に支持するフレーム１１と、フランジ保持部材１２、１３を前後方向に揺動させる作動部材１４とを有する。

フレーム１１は主軸５０に固定されており、主軸５０の前後方向への移動によってピストン保持機構１０を前後方向に移動させることができる。フランジ保持部材１２、１３は、シリンジ１１０のピストンフランジ１１５（図２参照）をその直径方向両側から保持する。作動部材１４は、前後方向に移動自在にフレーム１１に支持され、作動部材１４の移動によって一対のフランジ保持部材１２、１３が同期して揺動するように、一対のフランジ保持部材１２、１３および作動部材１４が連結されている。フランジ保持部材１２、１３と作動部材１４との連結構造は任意であり、例えば図示した形態のように、フランジ保持部材１２、１３に突起（不図示）を形成するとともに、作動部材１４には、各フランジ保持部材１２、１３の突起に対応する位置に２つの長穴１４ａを形成し、これら長穴１４ａ内にフランジ保持部材１２、１３の突起を遊動自在に挿入することによって、作動部材１４の移動に伴ってフランジ保持部材１２、１３が揺動するように両者を連結することができる。

フランジ保持部材１２には、シリンダ保持機構３０（図１参照）に保持されたシリンジ１１０のピストンフランジ１１５の後面と対向する側に、ピストンフランジ１１５の外周部を受ける複数のフランジ受け１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが形成されている。もう一方のフランジ保持部材１３にも同様にフランジ受け１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが形成されている。両フランジ保持部材１２、１３は、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅも含めて互いに対称となるように構成されており、ピストンフランジ１１５の中心を間においた反対側の位置でピストンフランジ１１５の外周部を保持する。

これらフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅはそれぞれ、底面および底面に対して立ち上がった側面を有し、本形態の薬液注入装置が装着できるシリンジ１１０のサイズに対応するように、最大サイズ用から最小サイズ用まで順番に階段状に形成されている。すなわち、本形態の薬液注入装置（図１参照）は５種類のサイズのシリンジ１１０を装着することができる。

フランジ保持部材１２、１３の揺動中心から最も遠い位置に形成された１段目のフランジ受け１２ａ、１３ａは、最小サイズのシリンジ１１０に対応し、図５Ａに示すように、フランジ保持部材１２、１３がその揺動範囲の最前端位置にあるときに、最小サイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を受け入れることができるように構成されている。より詳しくは、フランジ受け１２ａ、１３ａは、フランジ保持部材１２、１３が最前端位置にあるときに、底面が、ピストン保持機構１０の移動方向に垂直な平面と平行となるように形成され、また、フランジ受け１２ａ、１３ａの側面は、最小サイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５のみを受け入れることができるように両フランジ受け１２ａ、１３ａの側面間の距離が規定されている。

１段目のフランジ受け１２ａ、１３ａの外側に形成された２段目のフランジ受け１２ｂ、１３ｂは、２番目に小さいサイズのシリンジ１１０に対応し、図５Ｂに示すように、フランジ保持部材１２、１３が図５Ａに示す位置よりも所定の角度だけ後退した位置である２段目の位置にあるときに、２番目に小さいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を受け入れることができるように構成されている。より詳しくは、２段目のフランジ受け１２ｂ、１３ｂは、フランジ保持部材１２、１３が２段目の位置にあるときに、底面が、ピストン保持機構１０の移動方向に垂直な平面と平行となるように形成され、また、フランジ受け１２ｂ、１３ｂの側面は、２番目に小さいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５は受け入れることができるがそれよりも大きいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５は受け入れることができないように両フランジ受け１２ｂ、１３ｂの側面間の距離が規定されている。

３段目のフランジ受け１２ｃ、１３ｃは、３番目に小さいサイズのシリンジ１１０に対応し、図５Ｃに示すように、フランジ保持部材１２、１３が図５Ｂに示す位置よりもさらに所定の角度だけ後退した位置である３段目の位置にあるときに、３番目に小さいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を受け入れることができるように構成されている。より詳しくは、３段目のフランジ受け１２ｃ、１３ｃは、フランジ保持部材１２、１３が３段目の位置にあるときに、底面が、ピストン保持機構１０の移動方向に垂直な平面と平行となるように形成され、また、フランジ受け１２ｃ、１３ｃの側面は、３番目に小さいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５は受け入れることができるがそれよりも大きいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５は受け入れることができないように両フランジ受け１２ｃ、１３ｃの側面間の距離が規定されている。

４段目のフランジ受け１２ｄ、１３ｄは、４番目に小さいサイズのシリンジ１１０に対応し、図５Ｄに示すように、フランジ保持部材１２、１３が図５Ｃに示す位置よりもさらに所定の角度だけ後退した位置である４段目の位置にあるときに、４番目に小さいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を受け入れることができるように構成されている。より詳しくは、４段目のフランジ受け１２ｄ、１３ｄは、フランジ保持部材１２、１３が４段目の位置にあるときに、底面が、ピストン保持機構１０の移動方向に垂直な平面と平行になるように形成され、また、フランジ受け１２ｄ、１３ｄの側面は、４番目に小さいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５は受け入れることができるがそれよりも大きいサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５は受け入れることができないように両フランジ受け１２ｄ、１３ｄの側面間の距離が規定されている。

フランジ保持部材１２、１３の揺動中心に最も近い位置に形成された５段目のフランジ受け１２ｅ、１３ｅは、最大サイズのシリンジ１１０に対応し、図５Ｅに示すように、フランジ保持部材１２、１３が図５Ｄに示す位置よりもさらに所定の角度だけ後退した位置である５段目の位置にあるときに、最大サイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を受け入れることができるように構成されている。より詳しくは、５段目のフランジ受け１２ｅ、１３ｅは、フランジ保持部材１２、１３が５段目の位置にあるときに、底面が、ピストン保持機構１０の移動方向に垂直な平面と平行になるように形成され、また、フランジ受け１２ｅ、１３ｅの側面は、最大サイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を受け入れることができるように両フランジ受け１２ｅ、１３ｅの側面間の距離が規定されている。

フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの底面は、ピストン１１４をシリンダ１１１内に押し込むためにピストン保持機構１０を前進させたとき、ピストンフランジ１１５を後面から押圧する部分である。よって、上記のように、フランジ保持部材１２、１３が、保持し得る何れかのサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を受けるべく所定の角度に揺動されたときに、ピストン保持機構１０の移動方向に垂直な平面と平行となるようにフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの底面を形成することで、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅは面接触によりピストンフランジ１１５を押圧することができる。その結果、ピストン保持機構１０は、より安定してピストン１１４をシリンダ１１１内に押し込むことができるようになる。

以上のように、一対のフランジ保持部材１２、１３にそれぞれ複数のフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅを階段状に設け、保持するシリンジ１１０のサイズに応じて所定のフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅがピストンフランジ１１５を保持するようにすることで、アダプタを用いることなく、サイズの異なる複数種のシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を保持することができる。

通常、サイズの異なる複数種のシリンジのピストンフランジを、アダプタを使用せずに保持しようとする場合、例えば図９に示すようなフランジ保持機構１０００を考え付くことができる。図９に示すフランジ保持機構１０００は、ピストンフランジを受け入れるための凹部１００１が、その深さ方向に段階的に直径が小さくなるように形成されている。凹部１００１の各段の直径は、このフランジ保持機構１０００が保持できるシリンジのピストンフランジの直径に対応しており、最大サイズのシリンジのピストンフランジは、凹部１００１の最も浅い位置の段で保持され、最小サイズのシリンジのピストンフランジは、凹部１００１の最も深い位置で保持される。

前述したように、サイズの小さいシリンジは、フランジ間距離Ｌ（図２参照）も小さく、充填されている薬液を全て排出するためには、サイズの大きいシリンジの場合よりもさらにフランジ保持機構１０００を前進させる必要がある。しかしながら、図９に示すフランジ保持機構１０００では最小サイズのシリンジのピストンフランジを保持する部分は凹部１００１の最も深い位置にあるため、凹部１００１の深さによっては、フランジ機構１０００を最も前進させたとしてもピストンを最後までシリンダ内に押し込むことができない場合が生じる。このことは、必要な量の薬液を被験者に注入できない場合があることを意味する。

そこで本発明では、前後方向に観音開き式に揺動する一対のフランジ保持部材１２、１３を用い、このフランジ保持部材１２、１３は、その揺動方向最後端の位置で最大サイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を保持し、揺動方向最前端の位置で最小サイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を保持するように、最大サイズ用から最小サイズ用まで順番に複数のフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅが階段状に形成された構成を有している。

こうすることで、サイズの小さいシリンジ１１０のピストンフランジ１１５の保持位置を、それよりもサイズの大きいシリンジ１１０のピストンフランジ１１５の保持位置よりもシリンダ保持機構３０（図１参照）に近づけることができる。その結果、サイズの小さいシリンジ１１０であっても、ピストン１１４が最後まで押し込まれるようにピストンフランジ１１５を保持することができる。保持できる全てのサイズのシリンジ１１０について、ピストン１１４が最後まで押し込まれることを確実にするためには、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅがピストンフランジ１１５を受け入れるためにフランジ保持部材１２、１３が所定の揺動角度をとり、かつ、ピストン保持機構１０を最も前進させた状態での、後述するシリンジ保持位置基準面Ｓ0（図１参照）から各フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの底面までの距離が、それぞれ対応するシリンジ１１０のフランジ間距離Ｌと等しいかそれ以下であることが望ましい。

一対のフランジ保持部材１２、１３における、一方のフランジ受け１２ａ〜１２ｅおよびそれに対応するもう一方のフランジ受け１３ａ〜１３ｅの側面間の距離は、対応するシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を受け入れることができる寸法であれば特に制限されないが、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅがピストンフランジ１１５を保持し散る状態のとき、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの側面がピストンフランジ１１５の側面に当接するように形成されていることが好ましい。

こうすることにより、ピストン保持機構１０を前進させてピストン１１４をシリンダ１１１内に押し込む際、ピストンフランジ１１５の半径方向へのずれがフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの側面によって抑制されるので、ピストン１１４をシリンダ１１１内に真っ直ぐ押し込むことができる。

また、ピストン１１４をシリンダ１１１内に押し込んでいる間、フランジ保持部材１２、１３には後方に揺動する向きの力が働く。しかし、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの側面がピストンフランジ１１５の側面に当接していることにより、フランジ保持部材１２、１３の後方への揺動が抑制され、むしろ、ピストンフランジ１１５の側面をより強固に保持することができる。

上述したフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの効果をより効果的に発揮させるためには、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅは、図３に示すように、側面が円弧状に形成されていることが好ましい。フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの側面を円弧状とすることによって、ピストンフランジ１１５の側面をより広い領域で保持することができる。さらに、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅを同心状に配置することで、共通の中心軸上で各サイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５を保持することができる。

以上説明した形態では、ピストン保持機構１０は５段階のフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅを有しているが、フランジ受けの段数は、２段以上であれば任意である。

［シリンダ保持機構］
次に、シリンダ保持機構３０について説明する。

図１に示したシリンダ保持機構３０の斜視図を図６に示す。また、図６に示すシリンダ保持機構３０の動作を図７および図８に示す。

図示したシリンダ保持機構３０は、シリンジ１１０のシリンダ１１１の外周面を外側から挟んで保持する一対のシリンダ押え３２と、シリンダ押え３２を開閉動作させるために手動で操作されるレバー３６とを有する。

シリンダ保持機構３０は、シリンダ押え３２を支持するために、主軸５０の移動方向に垂直な方向に間隔をあけて対向配置されてこの薬液注入装置１００（図１参照）の本体に固定された一対のシリンダ押え３２とこれらシリンダ押え３２の対向方向と平行にシリンダ押え３２の間に掛け渡されて、シリンダ押え３２に固定された１本または複数本のガイド軸３５とをさらに有する。一対のシリンダ押え３２は、このガイド軸３５に、スライド自在に支持されることによって、互いに対向方向に移動可能に支持されている。

図６および図７に示すように、ベース３１とシリンダ押え３２との間には、一対のシリンダ押え３２を互いに接近させる方向に付勢する付勢手段であるコイルばね３８が配置されている。図示した例では、付勢手段としてコイルばね３８が示されているが、付勢手段は、シリンダ押え３２を上記のように付勢することができれば任意の手段を用いることができる。

付勢手段がコイルばね３８である場合、ガイド軸３５にコイルばね３８を通すことによって、コイルばね３８を容易にベース３１とシリンダ押え３２との間に支持することができる。また、薬液注入装置１００が、例えばＭＲＩ検査のためにＭＲＩ造影剤を被験者に注入する装置など、ＭＲＩ装置の近傍で使用される装置である場合、薬液注入装置１００を構成する部品は非磁性材料である必要がある。その場合、コイルばね３８は樹脂ばねとすることができる。

レバー３６は、コイルばね３８の付勢力に抗して一対のシリンダ押え３２を互いに離れる方向に移動させる働きをするカム３７を一体に備えている。レバー３６は、主軸５０の軸方向には移動せず周方向のみに回転可能に主軸５０に支持されている。主軸５０自身が任意に回転できるように支持されている場合は、レバー３６は主軸５０に固定されていてもよい。

カム３７は、レバー３６の揺動中心から半径方向外向きかつ互いに反対方向へ延びたロッド状の部分を有し、そのロッド状の部分の両端部が、一対のシリンダ押え３２の間で両方のシリンダ押え３２に作用する。一方、各シリンダ押え３２には、カム３７の両側の先端部がそれぞれ作用する溝状のカム受け３２ｃが形成されている。

レバー３６とカム３７との関係は、例えば図７および図８に示すような関係とすることができる。言い換えれば、カム３７は、レバー３６の操作により一対のシリンダ押え３２が図７および図８に示す範囲内で移動するように、レバー３６に形成されることができる。

図７は、レバー３６が操作されていない状態を示す。この状態では、レバー３６は第１の位置にあり、カム３７はシリンダ押え３２の対向方向に対してほぼ垂直な姿勢をとっている。シリンダ押え３２はコイルばね３８の付勢力によりカム３７に押し付けられ、互いの間隔が最も狭くなった状態とされる。

図８は、レバー３６が操作されて第２の位置まで回転した状態を示す。この状態では、レバー３６の回転に伴ってカム３７がシリンダ押え３２の対向方向とほぼ平行な姿勢となるまで、レバーと一体となって回転している。カム３７が回転するにつれて、シリンダ押え３２はコイルばね３８の付勢力に抗して互いの間隔が拡がる方向へ移動し、レバー３６が第２の位置に達したとき、シリンダ押え３２の間隔が最大となる。

以上のように、レバー３６の操作によってシリンダ押え３２の間隔を連続的に変化させることができる。これによって、シリンダ押え３２の間隔の範囲内であれば、アダプタを用いることなく任意の外径を有するシリンダ１１１を保持することができる。ここで、レバー３６の操作による各シリンダ押え３２の移動量が等しいことが好ましい。各シリンダ押え３２の移動量が等しいことにより、シリンダ押え３２の対向方向での、保持するシリンダ１１１の中心軸の位置を、シリンダ１１１の直径によらずに一定とすることができる。レバー３６の操作による各シリンダ押え３２の移動量を等しくするためには、各シリンダ押え３２の付勢力のバランス、ガイド軸３５上での各シリンダ押え３２のスライドの摺動性、カム３７／カム受け３２ｃの形状などを適宜設定すればよい。

シリンダ１１１を安定して保持することができるようにするため、シリンダ押え３２は、Ｖ字形に凹んだ支持面３２ｂを互いの対向面に有している。シリンダ１１１は、この支持面３２ｂに挟まれて保持される。Ｖ字形の支持面３２ｂを有することで、シリンダ１１１の外周面は周方向において４点で支持され、これによってシリンダ１１１をより安定して保持することができる。

また、支持面３２ｂをＶ字形とすることで、シリンダ押え３２の対向方向およびシリンダ１１１の軸方向に垂直な方向（図示した例の場合、上下方向）での、保持するシリンダ１１１の中心軸の位置を、シリンダ１１１の直径によらずに一定とすることができる。このＶ字形の支持面３２ｂと、上記の各シリンダ押え３２の移動量を等しくすることとを組み合わせれば、直径の異なる複数種のシリンダ１１１を一定の中心軸上に一定の姿勢で保持することができる。

各シリンダ押え３２の互いの対向面には、シリンダフランジ１１３（図２参照）が挿入されるフランジ受け溝３２ａが形成されている。シリンダフランジ１１３をフランジ受け溝３２ａに挿入したうえで各シリンダ押え３２によりシリンダ１１１を保持することにより、シリンダ１１１の軸方向の位置を定めることができる。フランジ受け溝３２ａの大きさおよび形状は、このシリンダ保持機構３０が保持できる最大サイズのシリンダ１１１のシリンダフランジ１１３を挿入することができれば任意であってよい。

なお、このシリンダ保持機構３０および前述したピストン保持機構１０でシリンジ１１０のシリンダ１１１およびピストンフランジ１１５をそれぞれ保持した状態で、ピストン保持機構１０を前進させると、シリンジ１１０には前進方向への力が作用する。しかし、シリンダフランジ１１３の前面がフランジ受け溝３２ａの前側の内面に押圧されるだけで、実際にシリンジ１１０が前進方向へ移動することはない。このことは、どのサイズのシリンジ１１０を保持した場合でも同様であり、したがって、フランジ受け溝３２ａの前側の内面は、この薬液注入装置１００が保持し得る全てのサイズのシリンジ１１０の前後方向での位置を決めるシリンジ保持位置基準面Ｓ0（図１参照）とすることができる。シリンダ保持機構３０の各部の寸法、ピストン保持機構１０の各部の寸法、シリンダ保持機構３０とピストン保持機構１０との相対的な位置関係、および主軸５０の移動量などは、このシリンジ保持位置基準面Ｓ0を基準に設計することができる。

以上説明したシリンダ保持機構３０は、一対のシリンダ押え３２の間隔を拡げるために操作されるレバー３６を有しているが、レバー３６は本発明において必須の構成ではない。

例えば、一対のシリンダ押え３２の先端部（フランジ受け溝３２ａにシリンダフランジ１１３が挿入されるようにシリンダ１１１を挿入するときに、シリンダ１１１が挿入される側の端部であり、図示した例では上端部）を図示したように、互いの対向面をシリンダ１１１の挿入方向に対して傾斜させ、先端に向かうにつれて互いの間隔が拡がる形状とする。この場合において、シリンダ押え３２の互いの対向面の傾斜角度および形状を、一対のシリンダ押え３２の間へのシリンダ１１１の挿入に伴い、シリンダ押え３２がシリンダ１１１によって押し広げられるように設計する。これにより、レバー３６を必要とせずにシリンダ１１１をシリンダ押え３２の間に保持することができる。

以下、レバーを不要としたシリンダ保持機構の幾つかの形態を、図面を参照して説明する。

図１０〜１３に、スライドベアリング４１を介してガイド軸３５にシリンダ押え３２を支持したシリンダ保持機構を示す。スライドベアリング４１は、軸方向に直線運動するように構成されたベアリングであり、シリンダ押え３２に形成されたガイド孔３２ｄ内に挿入されてシリンダ押え３２に固定されている。このように、スライドベアリング４１を介してシリンダ押え３２を支持することで、シリンダ押え３２は、ガイド軸３５上をその軸方向に、より滑らかに移動することができる。その結果、図１０に示したように、一対のシリンダ押え３２が閉じた状態で、シリンダ押え３２の上方（先端側）から両シリンダ押え３２の間に向かってシリンダ１１１を押し込むだけで、シリンダ押え３２はコイルばね３８の付勢力に抗して開く。さらにシリンダ１１１を押し込み、シリンダ１１１の外周面がシリンダ押え３２に形成されたＶ字形の支持面３２ｂに挟まれることによって、シリンダ１１１が保持される。スライドベアリング４１の作用により、シリンダ１１１を押し込む力は、より小さくてよく、したがって、シリンダ保持機構３０へのシリンダ１１１の保持をよりスムーズかつ容易に行なうことができるようになる。もちろん、シリンダ押え３２は、使用者がシリンダ押え３２を手動で直接移動させることによって開閉させることもできる。本形態では、シリンダ押え３２をガイド軸３５に対して滑らかにスライドさせるためにスライドベアリング４１を使用したが、スライドベアリング４１の代わりにＤＵブッシュを使用することもできる。

なお、図１０〜１３に示したシリンダ保持機構は、レバーを備えていないことによりレバーに関わる構造が図６等に示したシリンダ保持機構と異なる他に、シリンダ押え３２の支持構造も図６等に示したシリンダ保持機構と異なっている。

具体的には、ガイド軸３５は１本であり、そのガイド軸３５が固定されるベース３１は、ガイド軸３５の軸方向と平行に延びた平坦部３１ａと、平坦部３１ａの両端に形成された立ち上がり部３１ｂとを有する。ガイド軸３５は、その両端が立ち上がり部３１ｂに固定されている。また、平坦部３１ａの、シリンダ押え３２と対向する面には、ガイド軸３２の軸方向と平行に延びる半円柱状の凸部３１ｃが形成されており、一方、シリンダ押え３２には、この凸部３１ｃが嵌合する、ガイド軸３５の軸方向と平行に延びた凹溝３２ｅが形成されている。これにより、ガイド軸３５が１本であっても、シリンダ押え３２がガイド軸３５の周方向に回転するのを防止することができる。

上述したシリンダ押え３２の支持構造は、図６等に示したものと同様に構成されていてもよい。また、本形態の構造を図６等に適用してもよい。

図１３〜１４に、レバーを不要としたシリンダ保持機構の他の形態を示す。本形態では、ベアリングまたはブッシュは使用されておらず、その代わりに、各シリンダ押え３２にプーリ４２が２つずつ取り付けられている点が、図１０〜１３に示した形態と異なっている。その他の構造については、前述した形態と同様であってよい。

プーリ４２は、ベース３１の凸部３１ｃと対向する位置で、シリンダ押え３２の移動方向に垂直な軸周りに回転自在に、シリンダ押え３２に支持されている。本形態では、プーリ４２は、側方から見た形状が、ベース３１の半円柱状の凸部３１ｃの横断面形状にほぼ合致するような、軸方向中央部が最も小径の糸巻き型とされている。シリンダ押え３２は、プーリ４２の外周面がベース３１の凸部３１ｃ上に載置された状態で支持されている。したがって、ガイド軸３５に沿った方向の力がシリンダ押え３２に作用すると、プーリ４２が凸部３１ｃ上を転がりながらシリンダ押え３２はガイド軸３５に沿って移動することができる。これにより、シリンダ押え３２を小さい力で移動させることができるようになり、結果的に、スライドベアリングあるいはＤＵブッシュを用いた場合と同様、シリンダ保持機構へのシリンダの保持をよりスムーズかつ容易に行なうことができるようになる。

図１３〜１４に示したシリンダ保持機構は、各シリンダ押え３２がそれぞれ２つのプーリ４２を支持しているが、プーリ４２の数は任意であってよい。また、プーリ４２は、ガイド軸３５上を転がって移動するようにシリンダ押え３２に支持されていてもよいし、ガイド軸３５とベース３１の凸部３１ｃとの間に配置されてガイド軸３５および凸部３１ｃの両方に当接するように支持されていてもよい。さらには、上記の形態では、プーリ４２がシリンダ押え３２に支持されているが、プーリ４２をベース３１の平坦部３１ａ上で回転自在に支持し、そのプーリ４２上に、シリンダ押え３２を、プーリ４２の回転によって移動するように支持することもできる。

以上、開閉用のレバーを不要としたシリンダ保持機構の２つの形態を示したが、これらの形態を組み合わせ、スライドベアリング４１およびプーリ４２の両方を備えた構成とすることもできる。

［薬液注入装置の動作］
次に、上述した薬液注入装置の動作について、図１〜図８に示した薬液注入装置１００の動作を主として説明する。

初期状態では、ピストン保持機構１０は、最も後退した位置とされている。

この状態で、まず、操作者は、シリンダ保持機構３０のレバー３６を第２の位置まで回転させ、一対のシリンダ押え３２を開く。次いで、操作者は、薬液が充填されているシリンジ１１０を用意し、用意したシリンジ１１０のシリンダフランジ１１３の位置をフランジ受け溝３２ａの位置に合わせ、そのうえで、レバー３６を第２の位置から第１の位置へ向けて回転させる。レバー３６を回転させることにより、シリンダ押え３２の間隔が狭められ、その支持面３２ｂがシリンダ１１１の外周面に当接する。また、シリンダ押え３２の間隔が狭められることにより、シリンダフランジ１１３がフランジ受け溝３２ａ内に挿入される。これによって、シリンジ１１０は、シリンダ１１１の部分が保持される。

スライド自在に設けられた一対のシリンダ押え３２を、コイルばね３８の付勢力を利用してシリンダ１１１の外周面に押圧しているので、任意の外径を有するシリンダ１１１を保持することができる。

なお、シリンダ保持機構が、例えば図１０〜１４に示したような、シリンダ押え３２の開閉用のレバーを備えていない場合は、コイルばね３８の付勢力によって閉じている一対のシリンダ押え３２の間にシリンダ１１１に押し込むようにすることによって、シリンダ１１１をシリンダ押え３２の支持面３２ｂの間で保持させることができる。または、操作者がシリンダ押え３２に直接力を加えて手動で開き、その間にシリンダ１１１を挿入し、シリンダ押え３２に加えている力を解除することによって、シリンダ１１１をシリンダ押え３２の支持面３２ｂの間で保持させることもできる。

次いで操作者は、シリンジ１１０のサイズに合わせて、ピストン保持機構１０の作動部材１４を前方または後方へ移動させ、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度を、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅがピストンフランジ１１５を受け入れることができる適切な角度になるように調整する。

この際、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅがそれぞれ対応するサイズのピストンフランジ１１５を受け入れることのできる揺動角度にフランジ保持部材１２、１３があるときに係脱可能に係合することでフランジ保持部材１２、１３をその揺動角度に保持する係合構造を、例えばフランジ保持部材１２、１３およびフレーム１１に備えることができる。このような係合構造を有することが好ましい。これにより、フランジ保持部材１２、１３は、係合構造の係脱によるクリック感を有しながら段階的に揺動することができ、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度の調整を容易に行なうことができる。係合構造は、例えば、一方の部材に備えられた凸部と他方の部材に備えられた凹部とを有することができる。また、係合構造は、フレーム保持部材１２、１３およびフレーム１１ではなく、互いに相対移動する他の部材、例えばフレーム保持部材１２および作動部材１４、あるいはフレーム１１および作動部材１４に設けられてもよい。

また、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度の調整に際し、隣接するフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅ間の揺動角度の差が小さい場合は、フランジ保持部材１２、１３が適切な角度とされているか分かりにくいことがある。そこで、シリンジ１１０のサイズとフランジ保持部材１２、１３との対応を操作者が視覚から直観的に認識できるようにするために、フランジ保持部材１２、１３を、ピストンフランジ１１５を受ける所定の揺動角度ごとに異なる色が視認されるように構成することが好ましい。例えば、フランジ保持部材１２、１３を、ピストンフランジ１１５を受ける所定の揺動角度ごとに色分けすることが挙げられる。フランジ保持部材１２、１３の色分けに対応して、シリンジ１１０もそのサイズごとに色分けすれば、両者の色を目視で対比して、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度とシリンジ１１０との組み合わせが適切であるか否かを視覚的に判断するこができる。フランジ保持機構１２、１３およびシリンジ１１０の色分けは、具体的には、例えば、ピストンフランジ１１５の少なくとも一部分をサイズごとに異なる色で着色するとともに、各フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの少なくとも一部分（例えば底面および／または内周面）を、それが受けるべきピストンフランジ１１５の色と同じ色に着色する。ピストンフランジ１１５およびフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅの着色する部分は、操作者が両者の対応を容易に視認できる部分であれば任意であってよい。

これにより、ピストンフランジ１１５の色と同じ色のフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅでピストンフランジ１１５を受けるようにフランジ保持部材１２、１３を揺動させるだけで、極めて簡単にフランジ保持部材１２、１３の揺動角度を調整することができる。

ここでは、ピストンフランジ１１５およびフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅを着色することによって、フランジ保持部材１２、１３を、ピストンフランジ１１５を受ける所定の揺動角度ごとに異なる色が視認されるように構成した例を示した。しかし、フランジ保持部材１２、１３を所定の揺動角度ごとに異なる色で視認させる他の手段としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）を利用することもできる。

ＬＥＤは、赤色、緑色および青色の各色の光を発光するものが存在しており、また、それらの色を組み合わせることで任意の色を発光することができる。そこで、例えば、図１５に示すように、ピストン保持機構１０は、制御によって発光色を変化させることのできる１つまたは複数のＬＥＤユニット１５を備えることができる。ＬＥＤユニット１５の数および取り付け位置は、ＬＥＤユニット１５による発光を使用者が容易に視認できる数および位置であれば任意である。図１５に示す形態では、２つのＬＥＤユニット１５が、フレーム１１（図４参照）の上面両端部に取り付けられているが、一対のフランジ保持部材１２、１３の少なくとも一方に１つまたは複数のＬＥＤユニット１５が取り付けられていてもよい。

ＬＥＤユニット１５は、例えば、それぞれ異なる色の光を発する複数のＬＥＤ素子を有することができる。この場合、単一のＬＥＤ素子のみを発光させたり、複数のＬＥＤ素子を組み合わせて発光させたりして各ＬＥＤ素子の駆動を適宜制御することによって、任意の色の光を発することができる。あるいは、ＬＥＤユニット１５は、任意の色の光を発するマルチカラーＬＥＤを有することもできる。マルチカラーＬＥＤは、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップおよび青色ＬＥＤチップを単一のパッケージ内に封入したものであり、やはり同様に、単一のチップのみを発光させたり、複数のチップを組み合わせて発光させたりすることによって、任意の色の光を発することができる。

上記の何れのタイプのＬＥＤユニット１５を用いた場合であっても、ＬＥＤユニット１５の発光色は、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度ごとに、その角度のときにフランジ保持部材１２、１３が受けるピストンフランジ１１５の色と同じ色の光が発せられるように制御される。ＬＥＤユニット１５の発光色の制御には、例えば、図１６を用いて後述する、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度に関するデータを取得するためのセンサ１８を用いることができる。センサ１８は、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度に応じて出力値が変化するので、センサ１８からの出力値に応じてＬＥＤユニット１５を制御することによって、ＬＥＤユニット１５はフランジ保持部材１２、１３の揺動角度に応じた所望の色の光を発することができる。

なお、上記のように、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度に応じてＬＥＤユニット１５が異なる色で発光される場合、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅは着色されていてもよいし、着色されていなくてもよい。

このように、ＬＥＤユニット１５を、ピストンフランジ１１５を受けるフランジ保持部材１２、１３の所定の揺動角度ごとに異なる色で発光させることによって、フランジ保持部材１２、１３がどのサイズのシリンジ１１０のピストンフランジ１１５に適合した揺動角度になっているかを色の違いで視覚的に判断できるようにする考え方は、シリンダ保持機構３０がどのサイズのシリンダ１１１を保持しているかの判断にも適用することができる。

例えば、図１５に示すように、シリンダ保持機構３０は、１つまたは複数のＬＥＤユニット３４を備えることができる。ＬＥＤユニット３４は、ピストン保持機構１０で用いたＬＥＤユニット１５と同様、制御によって発光色を変化させることができるものであり、それぞれ異なる色の光を発する複数のＬＥＤ素子を有するもの、および任意の光を発することのできるマルチカラーＬＥＤを有するものの何れも用いることができる。ＬＥＤユニット３４の数および位置は、ＬＥＤユニット３４による発光を使用者が容易に視認できる数および位置であれば任意である。図１５に示す形態では、各シリンダ押え３２（図６等参照）にそれぞれ１つずつＬＥＤユニット３４が取り付けられているが、一方のシリンダ押え３２のみにＬＥＤユニット３４が取り付けられていてもよいし、１つのシリンダ押え３２に複数のＬＥＤユニット３４が取り付けられていてもよい。

ＬＥＤユニット３４は、一対のシリンダ押え３２の間隔に応じて、シリンダ保持機構３０が保持するシリンダ１１１の直径に対応した所定の間隔ごとに異なる色の光が発せられるように発光色が制御される。ＬＥＤユニット３４の発光色は、フランジ保持部材１２、１３のフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅが着色されている場合は、シリンダ保持機構３０が保持しているシリンダ１１１に対応するピストン１１４のピストンフランジ１１５に着色されている色と同じ色である。あるいは、フランジ保持部材１２、１３がＬＥＤユニット１５によって照明される場合、シリンジ１１０がピストン保持機構１０およびシリンダ保持機構３０によって適切に保持されているときに、フランジ保持部材１２、１３を照明するＬＥＤユニット１５から発せられる光の色と、シリンダ保持機構３０を照明するＬＥＤユニット３４から発せられる光の色が同じ色であるように、両ＬＥＤユニット１５、３４の発光色が制御される。

ＬＥＤユニット３４の発光色の制御には、例えば、図１６を用いて後述する、一対のシリンダ押え３２の間隔に関するデータを取得するためのセンサ３８を用いることができる。センサ３８は、シリンダ押え３２の間隔に応じて出力値が変化するので、センサ３８からの出力値に応じてＬＥＤユニット３４を制御することによって、ＬＥＤユニット３４はシリンダ押え３２の間隔に応じた所望の色の光を発することができる。

以上のように、保持しているシリンジ１１０のサイズに応じて異なる色の光を発するようにシリンダ押え３２にＬＥＤユニット３４を設け、ＬＥＤユニット３４の発光色を、フランジ保持部材１２、１３のフランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅに着色されている色、またはフランジ保持部材１２、１３に設けられているＬＥＤユニット１５の発光色と対応させることによって、シリンダ保持機構３０およびピストン保持機構１０がシリンジ１１０の各部を適切に保持しているか否かを視覚的に判断することができる。また、ＬＥＤユニット３８は、シリンダ保持機構３０が保持しているシリンジ１１０のサイズに応じて発光色が変化するため、ピストンフランジ１１５が着色されている必要はなく、よって、シリンジ１１０として、ピストンフランジ１１５が着色されていない一般的なシリンジ１１０を使用することができる。

フランジ保持部材１２、１３の揺動角度の調整後、フランジ受け１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅがピストンフランジ１１５に当接するまでピストン保持機構１０を前進させる。ピストン保持機構１０の前進は、モータによるねじ軸５１の回転を、連結機構５２を介して主軸５０に伝達させることによって行なうこともできるし、連結機構５２がねじ軸５１との連結を解除できるように構成されている場合は、ねじ軸５１との連結を解除した状態で手動でピストン保持機構１０を前進させることによって行なうこともできる。

以上により、シリンジ１１０は、シリンダ１１１がシリンダ保持機構３０により保持されるとともに、ピストンフランジ１１５がピストン保持機構１０によって保持される。

シリンジ１１０が薬液注入装置１００に保持されたら、それ以降は通常の薬液注入装置と同様、薬液の注入条件を設定し、薬液の注入動作をスタートさせる。

注入条件は、入力されたデータに基づいて薬液注入装置１００が所定のアルゴリズムに従って計算等によって求めることができる。注入条件の設定に必要なデータは、操作者によって入力されることができる。あるいは、シリンジ１１０がＲＦＩＤタグなどのデータキャリアを備えている場合は、薬液注入装置１００は、データキャリアからデータを読み出すリーダを備え、リーダが読み出したデータを入力データとして利用することもできる。

以上説明したように、本形態の薬液注入装置１００によれば、シリンダ保持機構３０は任意の直径のシリンダ１１１を保持でき、かつ、ピストン保持機構１０は、ピストンフランジ１１５のサイズが異なる複数種のピストン１１４を保持できる。したがって、薬液注入装置１００は、サイズの異なる複数種のシリンジ１１０を、アダプタを用いることなく保持することができる。その結果、アダプタの管理は不要となり、また、アダプタの誤使用といった問題も一切発生しない。このことは、使用されるシリンジ１１０の種類が多い薬液注入装置１００、例えばＭＲＩ検査用の造影剤を注入する薬液注入装置である場合に特に有効である。

また、上述した形態では、操作者がシリンダ保持機構３０およびピストン保持機構１０を手動で操作してシリンジ１１０のシリンダ１１１およびピストン１１５をそれぞれ保持しており、それだけでは薬液注入装置１００は、どのサイズのシリンジ１１０を保持しているかの情報を得ることはできない。

そこで、例えば図１６に示すように、薬液注入装置１００は、シリンダ保持機構３０およびピストン保持機構１０がそれぞれセンサ３８、１８を有することができる。

シリンダ保持機構３０が有するセンサ３８は、図６に示す一対のシリンダ押え３２がシリンダ１１１を保持した状態でのシリンダ押え３２の間隔に関するデータを取得するためのセンサである。シリンダ押え３２の間隔は、シリンダ保持機構３０が保持したシリンダ１１１の直径（外径）に対応している。シリンダ１１１の直径はシリンジ１１０のサイズごとに異なっているので、シリンダ押え３２の間隔から、保持したシリンジ１１０のサイズを判断することができる。

シリンダ押え３２の間隔は、例えば、２つのシリンダ押え３２のうち少なくとも一方について、レバー３６が第１の位置にあるとき（図７参照）のシリンダ押え３２の位置から、シリンダ押え３２がシリンダ１１１を保持した状態でのシリンダ押え３２の位置までのシリンダ押え３２の移動量をセンサ３８によって検出し、その検出した移動量から取得することができる。このようなセンサ３８としては、例えばリニアセンサを用いることができる。

一方、ピストン保持機構１０が有するセンサ１８は、図３等に示す一対のフランジ保持部材１２、１３の揺動角度に関するデータを取得するためのセンサである。上述したように、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度は、保持するピストンフランジ１１５の直径と１対１で対応している。ピストンフランジ１１５の直径は、通常、シリンジ１１０のサイズごとに異なっているので、フランジ保持部材１２、１３の揺動角度から、保持したシリンジ１１０のサイズを判断することができる。

フランジ保持部材１２、１３の揺動角度は、フランジ保持部材１１、１２の位置、あるいはフランジ保持部材１１、１２を作動させる作動部材１４の位置をセンサ１８によって検出し、その検出した位置から取得することができる。このようなセンサ１８としては、例えばリニアセンサを用いることができる。

図１６に示す薬液注入装置１００は、これら各センサ１８、３８からの出力に基づいてシリンジ１１０のサイズを判断するシリンジ判断部６２と、ピストン１１４をシリンダ１１１内へ押し込むための駆動機構６５の動作を制御する制御部６１と、入力デバイス６３と、表示デバイス６４とをさらに有している。

シリンジ判断部６２は、各センサ１８、３８による検出結果に基づいて、ピストン保持機構１０およびシリンダ保持機構３０がそれぞれどのサイズのシリンジ１１０を保持しているかを判断する。ピストン保持機構１０およびシリンダ保持機構３０がシリンダ１１０を適切に保持していれば、各センサ１８、３８から得られるシリンジ１１０のサイズは互いに同じである。しかし、シリンダ押え３２がシリンダ１１１を適切に保持していない場合、フランジ保持部材１２、１３がピストンフランジ１１５を適切に保持していない場合、またはこれらの両方の場合は、各センサ１８、３８からの検出結果から得られるシリンジ１１０のサイズが異なることになる。

そこで、シリンジ判断部６２は、両センサ１８、３８の検出結果から得られるシリンジ１１０のサイズがともに同じサイズのシリンジ１１０である場合に、そのサイズのシリンジ１１０を保持していると判断し、保持しているシリンジ１１０のサイズに関する情報を制御部６１に出力する。一方、各センサ１８、３８の検出結果から得られるシリンジ１１０のサイズが互いに異なるサイズのシリンジ１１０である場合、シリンジ判断部６２は、シリンダ押え３２および／またはピストン保持部材１２、１３による保持が適切に行なわれていないと判断し、その旨の情報を制御部６１に出力する。

入力デバイス６３は、薬液の注入条件を設定するのに必要なデータ、および薬液注入動作の開始／停止のための指令を操作者が入力するためのデバイスである。注入条件を設定するのに必要なデータは、例えば、薬液の種類および被験者の身体的情報（性別、身長、体重など）を含む。入力デバイス６３としては、例えば、タッチパネル、キースイッチおよびこれらの組み合わせなどが挙げられる。表示デバイス６４は、入力デバイス６３による入力操作のための入力用画面、薬液の注入状況を表す画面、およびその他必要な情報を表示するためのデバイスである。表示デバイス６４としては、例えば、液晶表示パネルおおびタッチパネルなどを挙げることができる。タッチパネルは、入力デバイス６３と表示デバイス６４の両方を兼ねることができる。

制御部６１は、シリンジ判定部６２から出力された判断結果、および入力デバイス６３から入力されたデータなどに基づいて薬液の注入条件を算出したり、ピストン保持機構１０を進退移動させる駆動機構６５の動作を制御したりするなど、この薬液注入装置１００の動作全般を制御する。制御部６１が算出する注入条件としては、例えば、薬液の注入速度、薬液の注入量などが挙げられる。

また、制御部６１は、シリンジ１１０の保持が適切に行なわれていない旨の判断結果がシリンジ判定部６２から出力された場合は、その旨の警告を表示デバイス６４に表示させ、操作者に注意を促す。一方、シリンジ１１０の保持が適切に行なわれている場合、すなわち、保持しているシリンジ１１０のサイズに関する情報がシリンジ判定部６２から出力された場合、制御部６１は、この情報を利用して注入条件を算出する。

注入条件が算出されると、制御部６１は、算出された注入条件に従って薬液が注入されるように、駆動機構６５の動作を制御する。これによって、シリンジ１１０が適切に保持された状態でピストン１１４が前進させられ、薬液が適切に注入される。

上述した形態では、薬液注入装置１００は、ピストン保持機構１０およびシリンダ保持機構３０の両方がセンサ１８、３８を備えている場合を説明した。しかし、シリンダ押え３２用のセンサ３８およびフランジ保持部材１２、１３用のセンサ１８は、それぞれ単独でも十分に機能する。したがって、本発明においては、ピストン保持機構１０およびシリンダ保持機構の両方がセンサ１８、３８を備えている必要はなく、シリンダ押え３２用のセンサ３８のみ、またはフランジ保持部材１２、１３用のセンサ１８のみを有していてもよい。その場合であっても、シリンダ１１１またはピストン１１４が適切に保持されている限り、保持したシリンジ１１０のサイズを判断することができる。

ところで、実際の薬液注入装置１００は、通常、図１６に示した構成のうち少なくともシリンダ保持機構３０、ピストン保持機構１０および駆動機構６５が、シリンジ１１０の着脱のために必要な部分を除いて適宜カバー部材で覆われ、例えば「注入ヘッド」と呼ばれる１つのユニットとして構成されることが多い。これによって、被験者へ薬液を注入する際に、シリンジ１１０を被験者の近くに設置することができる。

ここで、実際に薬液を注入するのに先立って、シリンダ保持機構３０およびピストン保持機構１０によるシリンジ１１０の保持状態を確認したり、駆動機構６５の動作を設定したり、シリンジ１１０からのエア抜きをしたりする場合がある。これらの確認や設定等の便宜上、各種設定用のボタン、駆動機構６５の動作を開始させるためのボタンおよび駆動機構６５の動作を停止させるためのボタンなど、入力デバイス６３の少なくとも一部は注入ヘッドに設けられることが一般的である。

一方で、この薬液注入装置１００により被験者に薬液を注入した後、ＣＴ装置やＭＲ装置等の撮像装置で被験者の断層画像を撮像する場合、撮像装置が稼働している間は、撮像装置からＸ線や電磁波が照射されている。そこで、操作者の被曝を防止したり磁場の均一性を保ったりするため、撮像装置の稼働中は、操作者は、撮像装置および注入ヘッドが配置されている検査室から待避することが多い。しかし、薬液の注入中に発生した何らかの不具合により注入を停止する必要が生じたり、注入の開始前に操作者が検査室から待避しなければならない状況が生じたりすることがある。

そこで、薬液注入装置１００は、入力デバイス６３の一部として、駆動機構６５の動作を開始させるためのボタンおよび駆動機構６５の動作を停止させるためのボタンを、注入ヘッドとは別にさらに備えた遠隔操作装置６６を有し、注入ヘッドからだけでなく、遠隔操作装置６６からも、駆動機構６５の動作の開始および開始を操作できるようにすることが好ましい。入力デバイス６３は制御部６１に接続されるが、薬液注入装置１００が遠隔操作装置６６をさらに有し、入力デバイス６３の一部が遠隔操作装置６６に含まれる場合、遠隔操作装置６６に含まれる入力デバイス６３と制御部６１との接続は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。

さらに、遠隔操作装置６６は、入力デバイス６３の一部として、駆動機構６５の動作設定用のボタンを含み、遠隔操作装置６６からも駆動機構６５の動作を設定できるようにすることができる。また、表示デバイス６４の一部が遠隔操作装置６６に含まれていてもよい。遠隔操作装置６６が入力デバイス６３および表示デバイス６４を有する場合、これらはタッチパネルとすることができる。

１０ ピストン保持機構
１１ フレーム
１２、１３ フランジ保持部材
１２ａ〜１２ｅ、１３ａ〜１３ｅ フランジ受け面
１４ 作動部材
１５ ＬＥＤユニット
１８ センサ
３０ シリンダ保持機構
３１ ベース
３２ シリンダ押え
３２ａ フランジ受け溝
３２ｂ 支持面
３４ ＬＥＤユニット
３５ ガイド軸
３６ レバー
３７ カム
３８ センサ
４１ スライドベアリング
４２ プーリ
５０ 主軸
５１ ねじ軸
５２ 連結機構
６１ 制御部
６２ シリンジ判断部
６３ 入力デバイス
６４ 表示デバイス
６５ 駆動機構
１００ 薬液注入装置
１１０ シリンジ
１１１ シリンダ
１１３ シリンダフランジ
１１４ ピストン
１１５ ピストンフランジ

本発明は、シリンジのピストンをシリンダ内に押し込む際にシリンジの各部を保持する機構、特に、シリンダの外周面を保持するシリンダ保持機構に関する。また本発明は、シリンダ保持機構を備えた薬液注入装置に関する。

そこで本発明は、アダプタを使用することなく種々のサイズのシリンジを保持することができるシリンダ保持機構およびシリンダ保持機構を備えた薬液注入装置を提供することを目的とする。

本発明のシリンダ保持機構は、シリンジのピストンをシリンダ内に押し込むために、前記シリンダを保持するシリンダ保持機構であって、
前記シリンダの外周面を挟んで保持するために、互いに間隔をあけて対向配置され、かつ対向方向に移動可能に支持され、前記シリンダの外周面を支持するＶ字形に辺込んだ支持面を互いの対向面に有する一対のシリンダ押えと、
前記一対のシリンダ押えを互いに接近させる方向に付勢する付勢手段と、
を有するシリンダ保持機構。

さらに、本発明は、薬液注入装置を提供する。本発明の薬液注入装置は、薬液が充填されたシリンジのシリンダとピストンとを別個に保持し、ピストンをシリンダに押し込むことで薬液を注入する薬液注入装置であって、
上記本発明のシリンダ保持機構と、
シリンダ保持機構によってシリンダが保持されたシリンジの、ピストンの末端に形成されたピストンフランジを保持数ピストン保持機構と、
ピストン保持機構をシリンダ保持機構に向けて前進させたり逆方向に後退させたりする駆動機構と、
駆動機構の動作を制御する制御部と、
を有する。

Claims (20)

1. シリンジのピストンをシリンダ内に押し込むために、前記ピストンの後端に形成されたピストンフランジを保持するピストン保持機構であって、
   フレームと、
   前記ピストンフランジをその直径方向両側から保持するように前記フレームに支持された一対のフランジ保持部材と、
   前記一対のフランジ保持部材を作動させる作動部材と、
   を有し、
   少なくとも前記ピストンフランジのサイズが異なる複数種のサイズのシリンジの前記ピストンフランジを保持するために、
   前記フランジ保持部材は、前後方向に観音開き式に揺動するように前記フレームに支持され、揺動範囲の最後端の位置で最大サイズのシリンジのピストンフランジを保持し、揺動範囲の最前端の位置で最小サイズのシリンジのピストンフランジを保持するように、前記複数種のサイズのうち最大サイズ用から最小サイズ用まで順番に階段状に形成された複数のフランジ受けを有し、
   前記作動部材は、前記一対のフランジ保持部材を前後方向に揺動させるように、前記フレームに移動可能に支持されているピストン保持機構。
2. 前記ピストン保持機構は、保持した前記ピストンを前記シリンダ内に押し込む方向に移動可能に支持され、
   前記フランジ受けは、前記ピストンフランジを後面から押圧するための底面と、前記底面に対して立ち上がった側面とを有し、
   前記底面は、前記フランジ保持部材が、保持し得る何れかのサイズのシリンジのピストンフランジを受けるべく所定の角度に揺動されたときに、前記ピストン保持機構の移動方向に垂直な平面と平行となるように形成されている請求項１に記載のピストン保持機構。
3. 前記一対のフランジ保持部材の対応するフランジ受けは、前記フランジ受けが前記ピストンフランジを保持している状態のときに、前記側面が前記ピストンフランジの側面に当接するように形成されている請求項２に記載のピストン保持機構。
4. 前記シリンジは、前記ピストンフランジが円盤状であり、かつ、サイズに応じて前記ピストンフランジの直径が異なっており、
   前記フランジ受けは、前記側面が円弧状に形成されている請求項２または３に記載のピストン保持機構。
5. 前記フランジ受けがそれぞれ対応するサイズの前記ピストンフランジを受け入れることのできる揺動角度に前記フランジ保持部材があるときに係脱自在に係合することで前記フランジ保持部材をその揺動角度に保持する係合構造をさらに有する請求項１から４のいずれか１項に記載のピストン保持機構。
6. 前記フランジ保持部材は、前記ピストンフランジを受ける所定の揺動角度ごとに異なる色が視認されるように構成されている請求項１から５のいずれか１項に記載のピストン保持機構。
7. 前記フランジ保持部材は、前記各フランジ受けの少なくとも一部分がそれぞれ異なる色で着色されている請求項６に記載のピストン保持機構。
8. 前記フランジ保持部材には、前記ピストンフランジを受ける所定の揺動角度ごとに異なる色で発光されるＬＥＤユニットが取り付けられている請求項６に記載のピストン保持機構。
9. 前記一対のフランジ保持部材の揺動角度を求めるためのセンサをさらに有する請求項１から８のいずれか１項に記載のピストン保持機構。
10. シリンジのピストンをシリンダ内に押し込むために、前記シリンダを保持するシリンダ保持機構であって、
    前記シリンダの外周面を挟んで保持するために、互いに間隔をあけて対向配置され、かつ対向方向に移動可能に支持され、前記シリンダの外周面を支持するＶ字形に辺込んだ支持面を互いの対向面に有する一対のシリンダ押えと、
    前記一対のシリンダ押えを互いに接近させる方向に付勢する付勢手段と、
    を有するシリンダ保持機構。
11. 前記一対のシリンダ押えの間に配置されて、回転することによって、前記付勢手段の付勢力に抗して前記一対のシリンダ押えを互いに離れる方向に移動させるカムを一体に備えたレバーをさらに有する請求項１０に記載のシリンダ保持機構。
12. 前記一対のシリンダ押えを互いの対向方向に移動自在に支持するガイド軸と、前記一対のシリンダ押えにそれぞれ固定されたスライドベアリングとをさらに有し、前記シリンダ押えは、前記スライドベアリングを介して前記ガイド軸に支持されている請求項１０に記載のシリンダ保持機構。
13. ベースと、前記シリンダ押えに回転自在に支持された少なくとも１つのプーリとをさらに有し、前記シリンダ押えは、前記プーリを介して前記ベースに移動可能に支持されている請求項１０に記載のシリンダ保持機構。
14. 前記シリンダは、その後端にシリンダフランジを有しており、
    前記一対のシリンダ押えの互いの対向面に、前記シリンダフランジが挿入されるフランジ受け溝が形成されている請求項１０から１３のいずれか１項に記載のシリンダ保持機構。
15. 前記一対のシリンダ押えの間隔に応じて、保持するシリンダの直径に対応した所定の間隔ごとに異なる色で発光されるＬＥＤユニットが前記一対のシリンダ押えの少なくとも一方に取り付けられている請求項１０から１４のいずれか１項に記載のシリンダ保持機構。
16. 前記一対のシリンダ押えの間隔を求めるためのセンサをさらに有する請求項１０から１５のいずれか１項に記載のシリンダ保持機構。
17. 薬液が充填されたシリンジのシリンダとピストンとを別個に保持し、前記ピストンを前記シリンダに押し込むことで前記薬液を注入する薬液注入装置であって、
    請求項１から８の何れか１項に記載のピストン保持機構と、
    請求項１０から１５のいずれか１項に記載のシリンダ保持機構と、
    前記ピストン保持機構を前記シリンダ保持機構に向けて前進させたり逆方向に後退させたりする駆動機構と、
    前記駆動機構の動作を制御する制御部と、
    を有する薬液注入装置。
18. 前記ピストン保持機構は、前記一対のフランジ保持部材の揺動角度を求めるためのセンサをさらに有し、
    前記シリンダ保持機構は、前記一対のシリンダ押えの間隔を求めるためのセンサをさらに有し、
    前記ピストン保持機構のセンサの検出結果および前記シリンダ保持機構のセンサの検出結果に基づいて、どのサイズのシリンジが保持されているかを判断し、判断結果を前記制御部に出力するシリンジ判断部をさらに有する請求項１７に記載の薬液注入装置。
19. 前記シリンジ判断部は、前記ピストン保持部材および前記シリンダ保持部材の両方のセンサの検出結果から得られるシリンジのサイズがともに同じである場合、そのサイズのシリンジを保持していると判断し、各センサの検出結果から得られるシリンジのサイズが互いに異なるサイズのシリンジである場合、前記シリンジの保持が適切に行なわれていないと判断する請求項１８に記載の薬液注入装置。
20. 前記シリンジであるプレフィルドシリンジをさらに有する請求項１７から１９のいずれか１項に記載の薬液注入装置。

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