JPH01314557A - 生理食塩水加圧装置及びその圧力制御装置 - Google Patents

生理食塩水加圧装置及びその圧力制御装置

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JPH01314557A
JPH01314557A JP63147028A JP14702888A JPH01314557A JP H01314557 A JPH01314557 A JP H01314557A JP 63147028 A JP63147028 A JP 63147028A JP 14702888 A JP14702888 A JP 14702888A JP H01314557 A JPH01314557 A JP H01314557A
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Ryoji Muratsubaki
良司 村椿
Nobuo Nishida
信雄 西田
Osamu Bokuya
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は流体の噴射によって切開、切除、洗浄等を行
なうための手術用ハンドピースに供給する生理食塩水を
加圧する生理食塩水加圧装置及びその圧力制御装置に関
するものである。
[従来の技術] 近年、各種手術方法を改善するために、限定された部位
に対して加圧流体ジェットを使用する方法が研究されて
おり、この方法に使用する手術用ハンドピースは例えば
特公昭81−24013号公報、実公昭62−1360
4号公報、実公昭62−3200’l 号公報、実公昭
62−32010号公報等に開示されている。
この加圧流体ジェットを使用する方法においては、圧力
と噴射量を適正な範囲に調整することによって、脈管系
等の素状物を切ることなく周囲の組織と遊却することが
可能であるのみならず、遊殖した組織を噴射した流体と
共に施術部から排除し得る。そして、その適用範囲は広
く、10MPa等の高圧を用いた切開、切断、あるいは
I MPa又はそれ以下の低圧を用いた剥離、柔軟部位
における実質細胞と素状物の分離、洗浄等に利用するこ
とができる。
この加圧流体ジェットを使用する方法において、噴射す
る生理食塩水を加圧する従来の方法は、例えば第8図に
示すように生理食塩水の容器1から送られる生理食塩水
をピストンポンプ41で加圧している。この加圧された
生理食塩水が切換バルブ42、ホース43を通ってハン
トピース2に送られ、ハントピース2内のノズル部3を
通り術部にむけて噴射される。一方、術部やその周囲の
流体はノズル部3の吸引口から吸引ホース44を介して
吸引装置45に吸引している。
この加圧流体ジェットを使用するに際しては、生理食塩
水を加圧するポンプには次のことが要求される。
■ 用途に応じた所望の圧力が容易に得られ、かつその
圧力が安定していること。
■ 直接生理食塩水に触れる接液部が少なく、かつその
部分の滅菌作業が容易に行なわれること。
■ 滅菌部分と非滅菌部分とはいかなる場合にも接触し
ないこと。
■ 操作が容易で、安全であること。
[発明が解決しようとする課題] 上記生理食塩水をピストンポンプ41で加圧する方法に
おいては、安定した圧力を容易に得られるが、ピストン
ポンプ41自体の構造が複雑であるため接液部が多く、
かつその部分の滅菌作業も容易には行なえないという短
所があった。
この発明はかかる短所を解決するためになされたもので
あり、接液部が少なく、操作が容易な生理食塩水加圧装
置を得ることを目的とするものである。さらに、この生
理食塩水加圧装置により所♀の圧力を安定して得ること
ができる圧力制御装置を得ることを目的とするものであ
る。
[課題を解決するための手段コ この発明に係る生理食塩水加圧装置は、手術用ハントピ
ースに供給する生理食塩水の入った軟質容器の出口部を
取付けるシリンダ蓋と、このシリンダ蓋に取付けられた
軟質容器を挿入するシリンダと、このシリンダ内に嵌合
され上記軟質容器の底面を押圧するピストンと、このピ
ストンに連結されピストンを移動させる送り装置と、こ
の送り装置を駆動するモータとを備えたことを特徴とす
る。
また、上記生理食塩水加圧装置の圧力制御装置は、手術
用ハンドピースに供給される生理食塩水の圧力を検出す
る圧力検出器と、この圧力検出器で検出した圧力があら
かじめ設定された第1の圧力を超えたときに出力を生じ
る第1の比較手段と、上記圧力検出器で検出した圧力と
前記第1の圧力より高圧にあらかじめ設定された目標加
圧圧力とを比較してその偏差を出力する7iS2の比較
手段と、第1の比較手段から出力が生じていないときは
前記モータの設定回転速度を高速に保つと共に、第1の
比較手段が出力を生じたときにはモータの設定回転速度
を高速から低速に切換え、さらに第2の比較手段からの
偏差出力を受けて前記圧力検出器による検出圧力が目標
加圧圧力を越えたときはモータの設定回転速度をTに切
換える設定速度切換手段と、設定速度切換手段からの設
定回転速度出力と第2の比較手段からの偏差とによりモ
ータの回転速度を制御する速度制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
[作 用] この発明においては生理食塩水の入った軟質容器をシリ
ンダ内でピストンで直接加圧することにより、軟質容器
に入ったままの生理食塩水を加圧して直接ハントピース
に送る。
また、この発明においては、生理食塩水を加圧する際、
生理食塩水の圧力を検出し、検出した圧力に基いてピス
トンを移動する速度を切換えることにより、生理食塩水
の圧力を安定させる。
[実施例] 第1図はこの発明の一実施例の構造を示す断面図であり
、図において1は生理食塩水を入れた市販の容器である
。容器lは例えば第2図に示すように上部に密封した液
出口部4を有する円筒状の合成樹脂からなる軟質容器で
ある。5は容器lの液出口部4を取付けるシリンダ蓋、
6はシリンダであり、シリンダ6の内径は容器1を緩挿
できるように形成されている。、7はシリンダ6内に設
けられたピストン、8はピストン7に取付けられピスト
ン7をシリンダ6内で移動させるボールネジ、9はボー
ルネジ8に取り付けられたガイド、10はガイド9が摺
動するガイド軸であるa 11はボールネジ8を移動さ
せるサーボモータであり、サーボモータ11はプーリ1
2,13とベルト14、あるいは歯車等の伝達機構によ
りボールネジ8と連結されている。15はピストン7の
下死点を検出するリミットスイッチ、16はピストン7
の上死点を検出するリミットスイッチである。17は容
器lの液出口部4とハンドピース2間に接続され、容器
l内の生理食塩水をハンドピース2に送る高圧ポース、
18は高圧ホース17の中間に取付けられた圧力検出器
、19は圧力検出器18で検出した生理食塩水の圧力に
よりサーボモータ11を制御する制御装置である。
上記のように構成された生理食塩水加圧装置により容器
i内の生理食塩水を加圧する場合の動作を説明する。
まず、生理食塩水の入った容器1の液出口部4を容器1
の形状に合った弾性体2oを介してシリンダ付5に取付
け、この容器1をシリンダ6内に挿入し、かつ液出口部
4に高圧ホース17を介してハントピース2に接続する
次にサーボモータ11を駆動してボールネジ8をガイド
軸10に沿って移動させてピストン7を前進させる。ピ
ストン7が前進して容器1の底部に達すると、容器lの
加圧を開始する。容器lは柔軟性を有する軟質材で形成
されているため、ピストン7により加圧されると容器l
の外周はシリンダ6の内壁に密封状態となる。この状態
で容器1かさらにピストン7により加圧されると、容器
1の全外周部に生理食塩水を介して圧力が均等に伝わり
、かつ容器1の全外周部はシリンダ6の内壁と弾性体2
0で密に囲まれているから、容器1を破裂することなく
容器1内の生理食塩水を加圧することができる。この加
圧された生理食塩水がハンドピース2から噴射されて消
費されるに伴って、容器lの底部はピストン7に押し上
げられ、圧力の平衡を保ちながら容器1が第3図に示す
ように次第に収縮して行く。そして容器l内の生理食塩
水の量がある一定量に達するとピストン7による加圧を
停止する。
この容器1内の生理食塩水の加圧の際、加圧された生理
食塩水の圧力を圧力検出器18で検出し、検出した圧力
によりサーボモータ11の回転速度を制御することによ
り、ピストン7の移動を制御することができるから、ハ
ンドピース2から噴射する生理食塩水の圧力を常に所定
の圧力に維持することができる。
そこで、次に容器l内の生理食塩水を加圧するとぎの圧
力制御について説明する。
第4図は第1図に示した制御装置19のブロック図であ
り、図において21は生理食塩水の加圧圧力やサーボモ
ータの回転速度等を設定する設定器、22は設定した圧
力等を表示する表示器、23は圧力検出器18で検出し
た圧力のアナログ信号をディジタル、信号に変換するA
D変換器、24はインターフェース回路、25は演算部
、26はサーボモータ11を駆動するサーボアンプであ
る。27はサーボモータ11の駆動軸に取付けられたパ
ルスエンコーダ、28はパルスエンコーダ27の信号を
電圧信号に変換するFV変変器器ある。
第5図は第4図に示した演算部25の構成を示すブロッ
ク図であり、図において29は圧力検出器18で検出し
た生理食塩水の圧力Pと、あらかじめ設定器21に設定
された例えば3にgf/cm”程度の低い設定圧力P、
とを比較する第1の比較器、30は生理食塩水の圧力P
とハンドピース2の用途に応じて例えば30にgf/c
I112 とあらかじめ設定された目標加圧圧力P2と
を比較する第2の比較器、31は第1の比較器29と第
2の比較器30からの信号により、設定器21に設定さ
れたサーボモータ11の設定回転速度ω、、ωいω0を
切換える設定速度切換器。32は設定速度切換器31か
ら送られる設定回転速度と第2の比較器30からの偏差
出力とによりパルスエンコーダ27からのフィードバッ
ク信号に基づいてサーボモータ11の回転速度をフィー
ドバック制御する速度制御器である。
上記のように構成されたコントローラ19の動作を第6
図に示した加圧時間と吐出圧力の特性図を参照して説明
する。
まず、生理食塩水の入った容器1をシリンダ6内に装着
した後、サーボモータ11を駆動してピストン7を上昇
させる。このピストン7の上昇開始時には、圧力検出器
18による検出圧力が第1の設定圧P1に達していない
ことを条件にサーボモータ11に高速の設定回転速度ω
□を与え、フィードバック制御によりモータ11をωH
で回転させてビス]・ン7を高速で上昇させる。この高
速で上昇したピストン7が容器1の底部に接触して容器
1を押圧し、容器1内の生理食塩水の圧力Pがあらかじ
め設定された3 Kgf/cm2程度の低圧の第1設定
圧力P、に達すると、第1の比較器29から”高°”レ
ベルの信号が設定速度切換器31に送られる。設定速度
切換器31は、この信号を受けるとサーボ千−タ11の
設定回転速度を高速ω、から低速ω、に切換えて速度制
御器32に送り、従ってフィードバック制御によってモ
ータ11の回転を低速ω、にし、ピストン7の上昇速度
を低速に切換えて、容器1内の生理食塩水を徐々に加圧
する。このようにピストン7による加圧を徐々にするこ
とにより容器lがシリンダ6の内壁と均一に密着するこ
とができ、容器lの破損を防止しながら生理食塩水を加
圧することができる。
ピストン7により容器1を徐々に押し上げながら、生理
食塩水を加圧し、生理食塩水の圧力Pがあらかしめ設定
した加圧圧力P2に達すると、第2の比較器30からの
偏差出力が0になるので、これを受けて設定速度切換器
31はサーボモータ11の設定回転速度を低速ω、から
ω。=Oに切換える。これによりモータ11のフィード
バックループの設定43号がモータの停止を指令するこ
とになり、従ってピストン7の上昇を停止させる。
この加圧された生理食塩水はハンドピース2から噴射さ
れて消費されるが、この噴射の間も圧力検出器18で生
理食塩水の圧力Pを検出しながら、第2の比較器30か
らの偏差出力でモータをフィードバック制御し、常に所
定加圧圧力P2が保たれるようにピストン7の上昇速度
を可変制御する。
この生理食塩水の圧力Pが所定加圧圧力P2になるよう
に制御する場合、通常のサーボ系では目標値に対してオ
ーバシュートが起こったときはマイナス側にひきもどす
制御を行なう。しかし、合成樹脂からなる容器1の耐力
を考えると、頻繁なマイナス方向の制御は不利となる。
そこで生理食塩水の圧力Pが所定加圧圧力P2を越えた
ときには設定速度切換器31から速度;の指令ω。が出
力されるようにして、ピストン6の移動速度は常にプラ
ス方向か;かのいずれかにしているa第7図はこのよう
にして圧力を制御した生理食塩水のハンドピース2によ
る噴射、停止を不連続に繰返したときの圧力変動データ
を示す。
この圧力Pの制御を行ないながら、ハンドピース2から
生理食塩水の噴射を行ない、容器i内の生理食塩水の量
がある一定に達すると、それをピストン7の上死点用リ
ミットスイッチ15で検出し表示器22に表示して警報
を出す。これは容器1の構造上100%押しつぶすこと
は不可能であり、かつ容器lの破損を防止するためでも
ある。
なお、容器1内の生理食塩水は、試験の結果ては100
0ccの容器1で950cc噴射させることができた。
[発明の効果] この発明は以上に説明したように、生理食塩水の入った
軟質容器をシリンダ内でピストンで直接加圧することに
より、軟質容器に入ったままの生理食塩水を加圧して直
接ハンドピースに送るようにしたから、加圧部を生理食
塩水に触れされることなしに加圧することかできる。こ
のため生理食塩水の滅菌状態を維持したままで吐出する
ことができる。
また、生理食塩水を加圧する際、生理食塩水の圧力を検
出し、検出した圧力に基いてピストンの移動速度を切換
えて生理食塩水の圧力を制御するようにしたから、生理
食塩水の入った容器を破損せずに、かつ高精度で圧力を
制御することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の構造を示す断面図、第2図
は生理食塩水の容器を示す断面図、第3図は上記実施例
の動作を示す断面図、第4図は上記実施例の制御装置を
示すブロック図、第5図は上記制御装置の演算部を示す
ブロック図、第6図は加圧時間と吐出圧力の特性図、第
7図は上記実施例による圧力変動特性図、第8図は従来
令を示した配置図である。 1・・・容器、2・・・ハントピース、4・・・液出口
部、5・・・シリンダ蓋、6・・・シリンダ、7・・・
ピストン、8・・・ボールネジ、9・・・ガイド、10
・・・ガイド軸、11・・・サーボモータ、17・・・
高圧ホース、18・・・圧力検出器、19・・・制御装
置、20・・・弾性体、29・・・第1の比較器、30
・・・第2の比較器、31・・・設定速度切換器、32
・・・速度制御器。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第6図 乃口圧時間− 第7図 時間 第8図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高圧流体を噴射する手術用ハンドピースに供給す
    る生理食塩水の入った軟質容器の出口部を取付けるシリ
    ンダ蓋と、該シリンダ蓋に取付けられた軟質容器を挿入
    するシリンダと、該シリンダ内に嵌合され上記軟質容器
    の底面を押圧するピストンと、該ピストンに連結されピ
    ストンを移動させる送り装置と、該送り装置を駆動する
    モータとを備えたことを特徴とする生理食塩水加圧装置
  2. (2)請求項1記載の生理食塩水加圧装置において、手
    術用ハンドピースに供給される生理食塩水の圧力を検出
    する圧力検出器と、該圧力検出器で検出した圧力があら
    かじめ設定された第1の圧力を超えたときに出力を生じ
    る第1の比較手段と、上記圧力検出器で検出した圧力と
    前記第1の圧力より高圧にあらかじめ設定された目標加
    圧圧力とを比較してその偏差を出力する第2の比較手段
    と、上記第1の比較手段から出力が生じてないなときは
    前記モータの設定回転速度を高速に保つと共に、第1の
    比較手段が出力を生じたときにはモータの設定回転速度
    を高速から低速に切換え、さらに上記第2の比較手段か
    らの偏差出力を受けて前記圧力検出器による検出圧力が
    目標加圧圧力を越えたときにはモータの設定回転速度を
    零に切換える設定速度切換え手段と、設定速度切換手段
    からの設定回転速度出力と第2の比較手段からの偏差出
    力とによりモータの回転速度を制御する速度制御手段と
    を備えたことを特徴とする生理食塩水加圧装置の圧力制
    御装置。
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