流体噴射装置
【課題】切除液と造影剤とを切替えて噴射できる流体噴射装置を提供する。
【解決手段】流体噴射装置１は、切除液または造影剤のいずれか一方を噴射させる一つの流体噴射部４０と、流体噴射部４０に切除液または造影剤を供給する流体供給手段としてのポンプ２０と、流体噴射部４０とポンプ２０とを接続するカテーテル６と、噴射させる流体を切除液または造影剤のいずれか一方に切替える切替え手段としてのバルブ３１，３２、が備えられている。よって、造影によって確認した細管組織内の切除対象物を切除する場合は、供給する流体を造影剤から切除液に切替えて切除を行い、切除後の細管組織の状態を確認する場合は切除液から造影剤に切替えることができ、造影及び切除毎にカテーテル６の挿入、抜き出しを行う必要がなく、患者及び施術者の双方にとって負担を著しく軽減できる。
【解決手段】流体噴射装置１は、切除液または造影剤のいずれか一方を噴射させる一つの流体噴射部４０と、流体噴射部４０に切除液または造影剤を供給する流体供給手段としてのポンプ２０と、流体噴射部４０とポンプ２０とを接続するカテーテル６と、噴射させる流体を切除液または造影剤のいずれか一方に切替える切替え手段としてのバルブ３１，３２、が備えられている。よって、造影によって確認した細管組織内の切除対象物を切除する場合は、供給する流体を造影剤から切除液に切替えて切除を行い、切除後の細管組織の状態を確認する場合は切除液から造影剤に切替えることができ、造影及び切除毎にカテーテル６の挿入、抜き出しを行う必要がなく、患者及び施術者の双方にとって負担を著しく軽減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切除液または造影剤を切替えて一つの流体噴射部から噴射させる流体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、循環器系の造影を可能にするために、生体の血管内に挿入して造影剤を射出する造影カテーテルが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、生体の血管等の細管組織内に挿入し、血管中閉塞物等の切除に適するものとしてカテーテル先端に配設され切除液をパルス流噴射させる流体噴射装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８４０８７号公報
【特許文献２】特許第４３１１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１及び特許文献２はそれぞれ、生体の細管組織内の造影、細管組織内の閉塞物等の切除に適した流体噴射装置である。ここで、造影によって確認した細管組織内の切除対象物を切除する場合は、造影カテーテルを抜き出し、改めて切除用流体噴射装置を有する切除用カテーテルを細管組織内に挿入しなくてはならない。或いは、切除後の細管組織の状態を確認する場合に造影カテーテルを再挿入しなければならない。
【０００６】
このように、造影カテーテルと切除用カテーテルとを交互に細管組織に挿入することは、患者にとって、また、施術者にとっても負担が大きいという課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る流体噴射装置は、切除液または造影剤のいずれか一方を噴射させる一つの流体噴射部と、前記流体噴射部に前記切除液または前記造影剤を供給する流体供給手段と、前記流体噴射部と前記流体供給手段とを接続する流体供給チューブと、噴射させる流体を前記切除液または前記造影剤のいずれか一方に切替える切替え手段と、が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、切替え手段によって流体噴射部に供給する流体を切除液または造影剤のいずれかに切替え、一つの流体噴射装置から切除液を噴射して組織切除を行い、造影剤を噴射して組織の造影を行うことが可能である。従って、造影剤によって確認した細管組織内の切除対象物を切除する場合は、供給する流体を造影剤から切除液に切替えて切除を行い、切除後の細管組織の状態を確認する場合は切除液から造影剤に切替えることができる。
【００１０】
よって、造影及び切除毎にカテーテルの挿入、抜き出しを行う必要がなく、患者または施術者の双方にとって、負担を著しく軽減できる。
【００１１】
［適用例２］上記適用例に係る流体噴射装置は、前記流体噴射部が、流体室と、前記流体室の容積を変更する容積変更手段とを有し、パルス流噴射と連続流噴射とに切り替え可能であることが好ましい。
【００１２】
このような構成の流体噴射装置は、容積変更手段を駆動することによって流体を脈流に変換しパルス流噴射させる。また、容積変更手段を駆動しない場合（流体室の容積が一定に維持される場合）は連続流噴射させることが可能である。すなわち、パルス流噴射または連続流噴射を選択でき、流体噴射装置の用途に合った適切な噴射状態で使用することが可能となる。
【００１３】
ここで脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動をしていればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス流噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に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。
【００１４】
［適用例３］上記適用例に係る流体噴射装置は、前記流体噴射部による前記造影剤の噴射圧力が、切除力を有しない程度に制御されることが望ましい。
【００１５】
このようにすれば、造影剤注入時に生体組織を傷つけることがなく安全性を確保することができる。また、噴射圧力を低くすればパルス流噴射により造影剤を注入してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る流体噴射装置を示す構成説明図。
【図２】実施形態１に係る流体噴射部を示す断面図。
【図３】実施形態１の変形例１に係る流体噴射装置の一部を示す構成説明図。
【図４】実施形態１の変形例２に係る流体噴射装置の一部を示す構成説明図。
【図５】実施形態２に係る流体噴射装置を示す構成説明図。
【図６】実施形態２の変形例に係る流体噴射装置を示す構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明による流体噴射装置は、インク等を用いた描画、細密な物体及び構造物の洗浄、手術用メス等様々に採用可能であるが、切除液を噴射させて生体組織を切開または切除することと、造影剤を噴射させて細管組織内に注入することが可能な流体噴射装置を例示して説明する。従って、実施形態にて用いる切除液は、水または生理食塩水等である。
なお、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）
【００１８】
図１は、実施形態１に係る流体噴射装置を示す構成説明図である。図１において、流体噴射装置１は、切除液容器２と、造影剤容器３と、切替え手段３０と、流体供給手段としてのポンプ２０を含む駆動制御部１０と、流体噴射部４０と、から構成されている。
【００１９】
切替え手段３０は、バルブ３１とバルブ３２とからなり、図示しないバルブ制御回路によって開閉制御される。切除液容器２とポンプ２０とは流体供給管４によりバルブ３２を介して接続されており、切除液が送液される。また、造影剤容器３とポンプ２０とは流体供給管５によりバルブ３１を介して接続されており、造影剤が送液される。
【００２０】
バルブ３１，３２は、切除液容器２、造影剤容器３からポンプ２０に向かう液体流動を可能とし、逆方向への流動を不可能とすることからチェックバルブであって、本実施形態における切替え手段３０は、二つの流入側流路と一つの流出側流路を有する三方弁構造である。
【００２１】
駆動制御部１０には、ポンプ２０を駆動制御するポンプ駆動回路と、切替え手段３０のバルブ３１，３２の開閉を制御するバルブ制御回路と、流体噴射部４０の駆動を制御する圧電素子駆動回路（共に、図示を省略する）と、流体噴射装置１の起動スイッチ１１と、切除液または造影剤の供給を切替えるための切替えスイッチ１２と、が備えられている。
【００２２】
また、流体噴射部４０とポンプ２０とは、流体供給チューブ６によって接続されている。流体供給チューブ６は、血管等の細管組織に倣って挿入されるため柔軟性を有しており、本実施形態ではカテーテルに相当する。よって、以降、流体供給チューブ６をカテーテル６と表す。
【００２３】
流体噴射部４０は、ポンプ２０から供給される切除液または造影剤を流体噴射開口部８３からパルス流噴射または連続流噴射が可能な構成であり、以下にその構成を図面に基づき説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る流体噴射部を示す断面図である。流体噴射部４０は、上ケース６１と下ケース６２の互いの対向面が接合された状態で、断面形状がほぼ円形の筒状に構成されている。下ケース６２の上ケース６１との対向面には凹部が穿設され、この凹部と、上ケース６１と下ケース６２との対向面の間に密着固定されるダイアフラム５１とで形成される空間が流体室７０である。
【００２５】
下ケース６２には、流体室７０に連通する入口流路８１と出口流路８２とが形成され、ダイアフラム５１の流体室７０に対して反対側の表面には容積変更手段としての圧電素子５２が固着されている。なお、出口流路８２の先端部は流体噴射開口部８３である。
【００２６】
図２からも明らかなように、本実施形態に係る流体噴射部４０は、入口流路８１、流体室７０、及び出口流路８２が一直線上に形成されている。このような構成にすることによって、流体が衝突する壁部を少なくすることができるため、流体が衝突する壁部において滞留する気泡を減らすことができる。その結果、滞留した気泡の影響によって流体室７０の圧力が低下することを防止できる。
なお、入口流路８１、流体室７０、及び出口流路８２とは、必ずしも一直線上に形成されていなくてもよい。
【００２７】
また、図２において、ダイアフラム５１は、流体室７０の底面（下ケース６２によって形成される面）と平行に配置されている。言い換えれば、ダイアフラム５１は流体の流れる方向に対して平行に配置されているとも言える。このような構成にすることによって、流体噴射部４０の外径をカテーテル６の外径と同程度にすることができ、後述するように流体噴射部４０を血管等の細管組織に挿入することが可能となる。
【００２８】
また、ダイアフラム５１を流体室７０の底面と平行に配置することによって、ダイアフラム５１が流体室７０を形成する面積を大きくすることができる。これにより、ダイアフラム５１の変形によって流体室７０の容積を縮小する量（＝流体室内の流体排除体積）を大きくすることができる。例えばダイアフラム５１を流体室７０の底面と垂直に配置すると、ダイアフラム５１が流体室７０を形成する面積は流体噴射部４０の外径に制限され、ダイアフラム５１の変形によって流体室７０の流体排除体積を大きくすることができない。
【００２９】
次に、本実施形態における流体噴射部の流体吐出動作について図１、図２を参照して説明する。まず、パルス流噴射の場合を説明する。本実施形態の流体噴射部４０の流体吐出は、入口流路８１側の合成イナータンスＬ１と出口流路８２側の合成イナータンスＬ２の差によって行われる。
【００３０】
まず、イナータンスについて説明する。
イナータンスＬは、流体の密度をρ、流路の断面積をＳ、流路の長さをｈとしたとき、Ｌ＝ρ×ｈ／Ｓで表される。流路の圧力差をΔＰ、流路を流れる流体の流量をＱとした場合に、イナータンスＬを用いて流路内の運動方程式を変形することで、ΔＰ＝Ｌ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。
【００３１】
つまり、イナータンスＬは、流量の時間変化に与える影響度合いを示しており、イナータンスＬが大きいほど流量の時間変化が少なく、イナータンスＬが小さいほど流量の時間変化が大きくなる。
【００３２】
入口流路８１側の合成イナータンスＬ１は、入口流路８１の範囲において算出される。また、出口流路８２側の合成イナータンスＬ２は、出口流路８２の範囲において算出される。
【００３３】
そして、本実施形態では、入口流路８１側の合成イナータンスＬ１が出口流路８２側の合成イナータンスＬ２よりも大きくなるように、入口流路８１の流路長及び断面積、出口流路８２の流路長及び断面積を設定する。
【００３４】
次に、流体噴射動作について説明する。
入口流路８１には、ポンプ２０によって常に一定圧力（定常流量）で流体が供給されている。その結果、圧電素子５２が動作を行わない場合、ポンプ２０の吐出力と入口流路８１側全体の流路抵抗の差によって流体は流体室７０内に流動する。
【００３５】
ここで、駆動信号が入力され圧電素子５２がダイアフラム５１の流体室７０側の面の法線方向の流体室７０側に急激に凸状に変位したとすると、圧電素子５２によってダイアフラム５１が同様に流体室７０側に凸状に押圧され、ダイアフラム５１が流体室７０の容積を縮小する方向に変形する。流体室７０内の圧力は、入口流路８１側及び出口流路８２側の合成イナータンスＬ１，Ｌ２が十分な大きさを有していれば急速に上昇して数十気圧に達する。
【００３６】
この圧力は、入口流路８１に加えられていたポンプ２０による圧力よりはるかに大きいため、入口流路８１から流体室７０内への流体の流入はその圧力によって減少し、出口流路８２からの流出は増加する。
【００３７】
しかし、入口流路８１側の合成イナータンスＬ１は、出口流路８２側の合成イナータンスＬ２よりも大きく、入口流路８１から流体室７０へ流入する流量の減少量よりも、出口流路８２から吐出される流体の増加量のほうが大きいため、出口流路８２にパルス状の流体吐出、つまり、脈流が発生する。この吐出の際の圧力変動により流体噴射開口部８３から流体が噴射される。
【００３８】
一方、流体室７０内は、入口流路８１からの流体流入量の減少と出口流路８２からの流体流出の増加との相互作用で、圧力上昇直後に真空に近い低圧状態となる。そして、圧電素子５２を元の形状に復元すると、ポンプ２０の圧力と、流体室７０内の低圧状態の双方によって一定時間経過後、入口流路８１の流体は圧電素子５２の動作前（変位前）と同様な速度で流体室７０内に向かう流れが復帰する。
【００３９】
入口流路８１内の流体の流動が復帰した後、圧電素子５２の変位があれば、流体噴射開口部８３からパルス状の液滴を継続して噴射させる。
【００４０】
なお、上述した流体噴射部４０はイナータンス効果により流体をパルス流噴射させる構成を例示しているが、入口流路８１にチェックバルブを設け、流体室７０に流体を流入させるときにはチェックバルブを開放し、流体室７０の容積を縮小するときにはチェックバルブを閉鎖する構成としてもよい。
【００４１】
圧電素子５２を駆動しない場合、つまり、流体室７０の容積を一定のまま維持した場合には脈流は発生せず、流体の吐出は連続流噴射となる。
【００４２】
従って、流体噴射開口部８３からの流体吐出は、流体噴射部４０を駆動した場合には脈流が発生してパルス流噴射となり、駆動しない場合には連続流噴射となり、一つの流体噴射部４０でパルス流噴射と連続流噴射とに切替えることが可能である。
【００４３】
続いて、本実施形態に係る流体噴射装置１の駆動方法について図１、図２を参照して説明する。まず、切替えスイッチ１２を操作して切除液を噴射させるか、造影剤を噴射させるかを決定する。ここでは、造影剤を選択した場合を説明する。造影剤を選択すると、バルブ制御回路によりバルブ３２を閉鎖し、バルブ３１を開放する。従って、切除液は流動しない。
【００４４】
次に、起動スイッチ１１をＯＮにすると、ポンプ駆動回路によりポンプ２０が起動する。造影剤吐出には連続流噴射とすることが予め決定されている場合には、圧電素子５２は駆動しない。また、パルス流噴射とする場合には、起動スイッチ１１をＯＮすることに伴い、圧電素子駆動回路により圧電素子５２が駆動され脈流が発生しパルス流噴射となる。この際、造影剤を噴射させる場合には、連続流噴射であれ、パルス流噴射であれ、生体組織を傷つけない程度の噴射圧力に設定する。
【００４５】
なお、造影剤としては、血管等の細管組織内に注入する場合には、例えばＸ線不透過物質であるヨード造影剤等が用いられ、必要に応じてＸ線造影を行う。
【００４６】
造影剤により切除すべき患部が特定された場合、起動スイッチ１１をＯＦＦにして一旦ポンプ２０の駆動を停止させる。パルス流噴射をしていた場合には、圧電素子５２の駆動を停止し、次いでポンプ２０の駆動を停止させる。そして、切替えスイッチ１２を操作し造影剤吐出から切除液吐出に切替える。この操作に伴い、バルブ制御回路によりバルブ３２を開放し、バルブ３１を閉鎖する。従って、造影剤は流動しない。
【００４７】
次に、起動スイッチ１１をＯＮにすると、ポンプ駆動回路によりポンプ２０が起動する。切除液吐出をパルス流噴射とする場合には、起動スイッチ１１をＯＮすることに伴い、圧電素子駆動回路により圧電素子５２が駆動され脈流が発生しパルス流噴射となる。また、連続流噴射とすることが予め決定されている場合には、圧電素子５２は駆動させない。切除液を吐出させるときは生体組織を切除または切開することを目的とするために、切除または切開に必要な噴射圧力に制御される。次いでパルス流噴射と連続流噴射の場合の切除力について説明する。
【００４８】
パルス流噴射の場合、主にパルス化した流体の先頭波や流体粒の衝撃圧によって生体組織を削り取るように切除する。この際、パルス一個の衝撃圧による切除力を決定する要因は、パルス流の流体粒の大きさを決定する流体室７０の容積変化量（流体排除体積）と、パルス流の流体粒の速度を決定する流体室７０の容積を縮小させる速度（流体室７０の容積を縮小させる際の圧電素子５２の駆動時間に相当する）であるため、流体供給圧力は低圧でもよい。また、噴射流量も少量でよいという特性を有している。
【００４９】
連続流噴射の場合、連続的に噴射される流体の流体圧で生体組織を押し広げながら切除または切開が行われる。従って、流体圧による切除力はポンプ２０による流体供給圧力に影響される。このことから連続流噴射の場合はパルス流噴射に比べて噴射流量を増加しやすい。
【００５０】
これら連続流噴射とパルス流噴射の特性を考慮すると、造影剤を細管組織内に注入する場合には連続流噴射とし、生体組織の切除にはパルス流噴射とすることがより好ましく、造影剤の場合は切除力のない範囲にポンプ２０の流体供給圧力を制御する。
【００５１】
以上説明したように、切替え手段３０によって流体噴射部４０に供給する流体を切除液または造影剤のいずれかに切替えることにより、造影によって確認した細管組織内の切除対象物を切除する場合は、供給する流体を造影剤から切除液に切替えて切除を行い、切除後の細管組織の状態を確認する場合は切除液から造影剤に切替えることができる。
【００５２】
よって、造影及び切除毎にカテーテル６の挿入、抜き出しを行う必要がなく、患者及び施術者の双方にとって負担を著しく軽減できる。
【００５３】
また、流体噴射部４０が、流体室７０と、流体室７０の容積を変更する容積変更手段としての圧電素子５２、ダイアフラム５１を有し、圧電素子５２を駆動することによって流体を脈流に変換しパルス流噴射させ、圧電素子５２を駆動しない場合（流体室７０の容積が一定に維持される場合）は連続流噴射させるというように流体噴射を切替えることができる。
【００５４】
パルス流噴射の場合、主にパルス化した流体の先頭波や流体粒の衝撃圧によって生体組織を削り取るように切除することから、供給する流体供給圧力は低圧でもよく、また供給流量も極めて少なくできるという特性を有し、生体組織の切除に適している。
【００５５】
また、連続流噴射の場合は、流体の流体圧で生体組織を押し広げながら切除することから細管組織内の閉塞物等の剥離切除に適していると考えられ、パルス流噴射または連続流噴射に切り替えれば様々な手術に対応することができる。この際、噴射流切替えスイッチを設ければ容易に切替えが可能となる。
【００５６】
また、連続流噴射の場合は、流体供給圧力を低くしてもパルス流噴射に比べて噴射流量を増加しやすいことから造影剤注入により適している。
（変形例１）
【００５７】
続いて、上述した実施形態１の変形例について説明する。変形例１は、造影剤、切除液それぞれの供給に専用のポンプを設けていることに特徴を有している。実施形態１との相違箇所を中心に説明する。なお、実施形態１との共通要素には同じ符号を附して説明する。
図３は、変形例１に係る流体噴射装置の一部を示す構成説明図である。図３において、切除液を供給する流体供給管４にはポンプ２１が接続され、造影剤を供給する流体供給管５にはポンプ２０が接続されている。
【００５８】
そして、カテーテル６と、ポンプ２０とポンプ２１の間に切替え手段３０が配設されている。切替え手段３０は、バルブ３１とバルブ３２とからなり、図示しないバルブ制御回路によって開閉制御される。ポンプ２１とカテーテル６とはバルブ３２を介して接続されており、切除液が送液される。また、ポンプ２０とカテーテル６とはバルブ３１を介して接続されており、造影剤が送液される。変形例１における切替え手段３０は、二つの流入側流路と一つの流出側流路を有する三方弁構造である。
【００５９】
続いて、変形例１に係る流体噴射装置１の駆動方法について図１、図３を参照して説明する。まず、切替えスイッチ１２を操作して切除液を噴射するか、造影剤を噴射させるかを決定する。ここでは、造影剤を選択した場合を説明する。造影剤を選択すると、バルブ制御回路によりバルブ３２を閉鎖し、バルブ３１を開放する。従って、切除液は流動しない。
【００６０】
次に、起動スイッチ１１をＯＮにすると、ポンプ駆動回路によりポンプ２０が起動する。造影剤吐出には連続流噴射とすることが予め決定されている場合には、圧電素子５２は駆動しない。また、パルス流噴射とする場合には、起動スイッチ１１をＯＮすることに伴い、圧電素子駆動回路により圧電素子５２が駆動され脈流が発生しパルス流噴射となる。この際、造影剤を噴射させる場合には、連続流噴射であれ、パルス流噴射であれ、生体組織を傷つけない程度の噴射圧力に設定される。
【００６１】
造影剤により切除すべき患部が特定された場合、起動スイッチ１１をＯＦＦにして一旦ポンプ２０の駆動を停止させる。パルス流噴射をしていた場合には、圧電素子５２の駆動を停止し、次いでポンプ２０の駆動を停止させる。そして、切替えスイッチ１２を操作し造影剤吐出から切除液吐出に切替える。この操作に伴い、バルブ制御回路によりバルブ３２を開放し、バルブ３１を閉鎖する。従って、造影剤は流動しない。
【００６２】
次に、起動スイッチ１１をＯＮにすると、ポンプ駆動回路によりポンプ２１が起動する。切除液吐出をパルス流噴射とする場合には、起動スイッチ１１をＯＮすることに伴い、圧電素子駆動回路により圧電素子５２が駆動され脈流が発生しパルス流噴射となる。また、連続流噴射とすることが予め決定されている場合には、圧電素子５２は駆動させない。切除液を吐出させるときは生体組織を切除または切開することを目的とするために、切除に必要な噴射圧力に制御される。
【００６３】
このような変形例１の構成であっても前述した実施形態１と同様な効果が得られる。さらに、造影剤と切除液の供給それぞれに専用のポンプ２０とポンプ２１とを有していることから、造影剤供給または切除液供給のそれぞれに適した流体供給圧力で流体を供給することができるという利点がある。
（変形例２）
【００６４】
続いて、変形例２の流体噴射装置について説明する。変形例２は、造影剤、切除液それぞれの供給に専用のポンプとバルブを設けていることに特徴を有している。実施形態１及び変形例１との相違箇所を中心に説明する。なお、実施形態１との共通要素には同じ符号を附して説明する。
【００６５】
図４は、変形例２に係る流体噴射装置の一部を示す構成説明図である。図４において、切除液を供給する流体供給管４にはポンプ２１が接続され、ポンプ２１の上流側にバルブ３４が配設されている。また、造影剤を供給する流体供給管５にはポンプ２０が接続され、ポンプ２０の上流側にバルブ３３が配設されている。バルブ３３とバルブ３４は、図示しないバルブ制御回路によって開閉制御される。なお、流体供給管５及び流体供給管４は、管継ぎ手３５によりカテーテル６に接続されている。
【００６６】
変形例２の駆動方法は、前述した変形例１と同様であるが、造影剤を供給する場合は、バルブ３３を開放しポンプ２０を起動させる。この際、バルブ３４は閉鎖されている。切除液の場合は、バルブ３４を開放しポンプ２１を起動させる。この際、バルブ３３は閉鎖されている。
【００６７】
このような変形例２の構成であっても前述した実施形態１及び変形例１と同様な効果が得られる。
【００６８】
なお、バルブ３３をポンプ２０と管継ぎ手３５との間、バルブ３４をポンプ２１と管継ぎ手３５との間に配設する構成としてもよい。
（実施形態２）
【００６９】
続いて、実施形態２に係る流体噴射装置について図面を参照して説明する。実施形態２は、前述した実施形態１が、切除液または造影剤を１本のカテーテル６で流体噴射部に送液する構成に対して、切除液、造影剤それぞれに専用の流体供給チューブで送液する構成としたことに特徴を有する。実施形態１と共通部分については同じ符号を附し、相違箇所を中心に説明する。
【００７０】
図５は、実施形態２に係る流体噴射装置を示す構成説明図である。図５において、流体噴射装置１は、造影剤容器３に接続する流体供給管５と、バルブ３３と、ポンプ２０と、チューブ９と、切除液容器２に接続する流体供給管４とバルブ３４と、ポンプ２１と、チューブ８と、チューブ８，９が連通する流体噴射部４０とから構成されている。よって、チューブ８には切除液が、チューブ９には造影剤が送液される。なお、ポンプ２０，２１から上流側の構成は前述した変形例２と同じであるため説明を省略する。
【００７１】
流体噴射部４０の基本構成は実施形態１（図２、参照）と同じであり、入口流路８１側端部に導入チューブ７が接続されている。導入チューブ７は柔軟性を有し、チューブ８，９が挿入されている。導入チューブ７の両端部には、栓部材９０，９１が設けられている。栓部材９０と栓部材９１との間は、チューブ８，９の流路を確保しつつ密閉される。
【００７２】
流体噴射部４０と栓部材９０と導入チューブ７とで囲まれた空間９３は液体溜りであって、入口流路８１にチューブ８，９を直接接続できないため、バッファーとして設けている。
【００７３】
なお、本実施形態の駆動方法は、造影剤を専用のチューブ９により送液すること、切除液を専用のチューブ８により送液すること以外は前述した変形例２と同じである。従って、前述した実施形態１と同様な効果を有する。
【００７４】
また、造影剤を造影剤容器３からチューブ９まで専用の流路で送液し、切除液を切除液容器２からチューブ８まで専用の流路で送液することで、ポンプ２０，２１それぞれの流体供給圧力を適正値に固定することが可能となり、制御が容易になる効果がある。
さらに、導入チューブ７を設けることで、細いチューブ８，９を保護することができる。
【００７５】
なお、本実施形態では、導入チューブ７は、チューブ８，９の長さ方向の大部分を覆うように構成されているが、流体噴射部４０側の栓部材９０の範囲にだけ設ける構成としてもよい。
（実施形態２の変形例）
【００７６】
続いて、実施形態２の変形例について図面を参照して説明する。この変形例は、前述した実施形態２の導入チューブ７とチューブ８，９とを一体化していることに特徴を有している。従って、実施形態２との相違箇所を中心に説明する。なお、共通部分には同じ符号を附して説明する。
【００７７】
図６は、実施形態２の変形例に係る流体噴射装置を示す構成説明図である。図６において、流体噴射部４０には、柔軟性を有する流体供給チューブ１０１が接続され、流体噴射部４０とは反対側の端部は分岐継ぎ手１１０に接続されている。
【００７８】
流体供給チューブ１０１には、造影剤を送液するための第１流路１０２と、切除液を送液するための第２流路１０３が開口されている。そして、第１流路１０２、第２流路１０３と、入口流路８１との間に液体溜りとしての空間９３が設けられている。よって、流体供給チューブ１０１は、第１流路１０２と第２流路１０３を有するカテーテルといえる。
【００７９】
分岐継ぎ手１１０には、第１流路１０２に連通する接続流路１１１と、接続流路１１１に連通する接続流路１１２とが形成され、接続流路１１２は接続管１１６に連通し、接続管１１６はポンプ２０に接続されている。さらに、分岐継ぎ手１１０には、第２流路１０３に連通する接続流路１１３と、接続流路１１３に連通する接続流路１１４とが形成され、接続流路１１４は接続管１１５に連通し、接続管１１５はポンプ２１に接続されている。なお、ポンプ２０，２１から上流側の構成は前述した変形例２と同じであるため説明を省略する。
【００８０】
なお、この変形例の駆動方法は、造影剤を第１流路１０２により送液すること、切除液を第２流路１０３により送液すること以外は前述した実施形態２と同じである。従って、前述した実施形態２と同様な効果を有する。
【００８１】
また、第１流路１０２と第２流路１０３とを流体供給チューブ１０１に形成しているため、チューブ８，９と導入チューブ７とを有する実施形態２（図５、参照）よりも流路径を大きくすることが可能で、流路抵抗を小さくすることができ、その分、ポンプ２０，２１の流体供給圧力を小さくすることができる。
【００８２】
なお、前述した実施形態１及び実施形態２では、流体噴射部４０がダイアフラム５１を圧電素子５２によって押圧することによって脈流を発生させる構成としたが、これに限らず、脈流を発生させる構成であれば他の形態でも構わない。例えばピストン（プランジャー）を圧電素子を用いて駆動することによって流体室の容積を変化させ、脈流を発生させてもよい。また、流体室内の液体をレーザー誘起によって泡状（バブル）にし、バブルを噴射させることによって脈流を発生するようにしてもよい。これらの構成でも、流体噴射部の駆動を停止すれば連続流噴射に切替えることができる。
【００８３】
また、前述した実施形態１及び実施形態２では、噴射する流体を切除液と造影剤の二種類を例示したが、流体は二種類に限らずもっと多くすることが可能である。たとえば、切除液と造影剤の他に、治療用の薬液を用いることができ、これらの複数種類の液体を適宜組み合わせ、それぞれ用途に応じて切替えて噴射させることも可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１…流体噴射装置、２…切除液容器、３…造影剤容器、６…カテーテル（流体供給チューブ）、２０…流体供給手段としてのポンプ、３０…切替え手段、３１，３２…バルブ、４０…流体噴射部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切除液または造影剤を切替えて一つの流体噴射部から噴射させる流体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、循環器系の造影を可能にするために、生体の血管内に挿入して造影剤を射出する造影カテーテルが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、生体の血管等の細管組織内に挿入し、血管中閉塞物等の切除に適するものとしてカテーテル先端に配設され切除液をパルス流噴射させる流体噴射装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８４０８７号公報
【特許文献２】特許第４３１１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１及び特許文献２はそれぞれ、生体の細管組織内の造影、細管組織内の閉塞物等の切除に適した流体噴射装置である。ここで、造影によって確認した細管組織内の切除対象物を切除する場合は、造影カテーテルを抜き出し、改めて切除用流体噴射装置を有する切除用カテーテルを細管組織内に挿入しなくてはならない。或いは、切除後の細管組織の状態を確認する場合に造影カテーテルを再挿入しなければならない。
【０００６】
このように、造影カテーテルと切除用カテーテルとを交互に細管組織に挿入することは、患者にとって、また、施術者にとっても負担が大きいという課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る流体噴射装置は、切除液または造影剤のいずれか一方を噴射させる一つの流体噴射部と、前記流体噴射部に前記切除液または前記造影剤を供給する流体供給手段と、前記流体噴射部と前記流体供給手段とを接続する流体供給チューブと、噴射させる流体を前記切除液または前記造影剤のいずれか一方に切替える切替え手段と、が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、切替え手段によって流体噴射部に供給する流体を切除液または造影剤のいずれかに切替え、一つの流体噴射装置から切除液を噴射して組織切除を行い、造影剤を噴射して組織の造影を行うことが可能である。従って、造影剤によって確認した細管組織内の切除対象物を切除する場合は、供給する流体を造影剤から切除液に切替えて切除を行い、切除後の細管組織の状態を確認する場合は切除液から造影剤に切替えることができる。
【００１０】
よって、造影及び切除毎にカテーテルの挿入、抜き出しを行う必要がなく、患者または施術者の双方にとって、負担を著しく軽減できる。
【００１１】
［適用例２］上記適用例に係る流体噴射装置は、前記流体噴射部が、流体室と、前記流体室の容積を変更する容積変更手段とを有し、パルス流噴射と連続流噴射とに切り替え可能であることが好ましい。
【００１２】
このような構成の流体噴射装置は、容積変更手段を駆動することによって流体を脈流に変換しパルス流噴射させる。また、容積変更手段を駆動しない場合（流体室の容積が一定に維持される場合）は連続流噴射させることが可能である。すなわち、パルス流噴射または連続流噴射を選択でき、流体噴射装置の用途に合った適切な噴射状態で使用することが可能となる。
【００１３】
ここで脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動をしていればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス流噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に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。
【００１４】
［適用例３］上記適用例に係る流体噴射装置は、前記流体噴射部による前記造影剤の噴射圧力が、切除力を有しない程度に制御されることが望ましい。
【００１５】
このようにすれば、造影剤注入時に生体組織を傷つけることがなく安全性を確保することができる。また、噴射圧力を低くすればパルス流噴射により造影剤を注入してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る流体噴射装置を示す構成説明図。
【図２】実施形態１に係る流体噴射部を示す断面図。
【図３】実施形態１の変形例１に係る流体噴射装置の一部を示す構成説明図。
【図４】実施形態１の変形例２に係る流体噴射装置の一部を示す構成説明図。
【図５】実施形態２に係る流体噴射装置を示す構成説明図。
【図６】実施形態２の変形例に係る流体噴射装置を示す構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明による流体噴射装置は、インク等を用いた描画、細密な物体及び構造物の洗浄、手術用メス等様々に採用可能であるが、切除液を噴射させて生体組織を切開または切除することと、造影剤を噴射させて細管組織内に注入することが可能な流体噴射装置を例示して説明する。従って、実施形態にて用いる切除液は、水または生理食塩水等である。
なお、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）
【００１８】
図１は、実施形態１に係る流体噴射装置を示す構成説明図である。図１において、流体噴射装置１は、切除液容器２と、造影剤容器３と、切替え手段３０と、流体供給手段としてのポンプ２０を含む駆動制御部１０と、流体噴射部４０と、から構成されている。
【００１９】
切替え手段３０は、バルブ３１とバルブ３２とからなり、図示しないバルブ制御回路によって開閉制御される。切除液容器２とポンプ２０とは流体供給管４によりバルブ３２を介して接続されており、切除液が送液される。また、造影剤容器３とポンプ２０とは流体供給管５によりバルブ３１を介して接続されており、造影剤が送液される。
【００２０】
バルブ３１，３２は、切除液容器２、造影剤容器３からポンプ２０に向かう液体流動を可能とし、逆方向への流動を不可能とすることからチェックバルブであって、本実施形態における切替え手段３０は、二つの流入側流路と一つの流出側流路を有する三方弁構造である。
【００２１】
駆動制御部１０には、ポンプ２０を駆動制御するポンプ駆動回路と、切替え手段３０のバルブ３１，３２の開閉を制御するバルブ制御回路と、流体噴射部４０の駆動を制御する圧電素子駆動回路（共に、図示を省略する）と、流体噴射装置１の起動スイッチ１１と、切除液または造影剤の供給を切替えるための切替えスイッチ１２と、が備えられている。
【００２２】
また、流体噴射部４０とポンプ２０とは、流体供給チューブ６によって接続されている。流体供給チューブ６は、血管等の細管組織に倣って挿入されるため柔軟性を有しており、本実施形態ではカテーテルに相当する。よって、以降、流体供給チューブ６をカテーテル６と表す。
【００２３】
流体噴射部４０は、ポンプ２０から供給される切除液または造影剤を流体噴射開口部８３からパルス流噴射または連続流噴射が可能な構成であり、以下にその構成を図面に基づき説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る流体噴射部を示す断面図である。流体噴射部４０は、上ケース６１と下ケース６２の互いの対向面が接合された状態で、断面形状がほぼ円形の筒状に構成されている。下ケース６２の上ケース６１との対向面には凹部が穿設され、この凹部と、上ケース６１と下ケース６２との対向面の間に密着固定されるダイアフラム５１とで形成される空間が流体室７０である。
【００２５】
下ケース６２には、流体室７０に連通する入口流路８１と出口流路８２とが形成され、ダイアフラム５１の流体室７０に対して反対側の表面には容積変更手段としての圧電素子５２が固着されている。なお、出口流路８２の先端部は流体噴射開口部８３である。
【００２６】
図２からも明らかなように、本実施形態に係る流体噴射部４０は、入口流路８１、流体室７０、及び出口流路８２が一直線上に形成されている。このような構成にすることによって、流体が衝突する壁部を少なくすることができるため、流体が衝突する壁部において滞留する気泡を減らすことができる。その結果、滞留した気泡の影響によって流体室７０の圧力が低下することを防止できる。
なお、入口流路８１、流体室７０、及び出口流路８２とは、必ずしも一直線上に形成されていなくてもよい。
【００２７】
また、図２において、ダイアフラム５１は、流体室７０の底面（下ケース６２によって形成される面）と平行に配置されている。言い換えれば、ダイアフラム５１は流体の流れる方向に対して平行に配置されているとも言える。このような構成にすることによって、流体噴射部４０の外径をカテーテル６の外径と同程度にすることができ、後述するように流体噴射部４０を血管等の細管組織に挿入することが可能となる。
【００２８】
また、ダイアフラム５１を流体室７０の底面と平行に配置することによって、ダイアフラム５１が流体室７０を形成する面積を大きくすることができる。これにより、ダイアフラム５１の変形によって流体室７０の容積を縮小する量（＝流体室内の流体排除体積）を大きくすることができる。例えばダイアフラム５１を流体室７０の底面と垂直に配置すると、ダイアフラム５１が流体室７０を形成する面積は流体噴射部４０の外径に制限され、ダイアフラム５１の変形によって流体室７０の流体排除体積を大きくすることができない。
【００２９】
次に、本実施形態における流体噴射部の流体吐出動作について図１、図２を参照して説明する。まず、パルス流噴射の場合を説明する。本実施形態の流体噴射部４０の流体吐出は、入口流路８１側の合成イナータンスＬ１と出口流路８２側の合成イナータンスＬ２の差によって行われる。
【００３０】
まず、イナータンスについて説明する。
イナータンスＬは、流体の密度をρ、流路の断面積をＳ、流路の長さをｈとしたとき、Ｌ＝ρ×ｈ／Ｓで表される。流路の圧力差をΔＰ、流路を流れる流体の流量をＱとした場合に、イナータンスＬを用いて流路内の運動方程式を変形することで、ΔＰ＝Ｌ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。
【００３１】
つまり、イナータンスＬは、流量の時間変化に与える影響度合いを示しており、イナータンスＬが大きいほど流量の時間変化が少なく、イナータンスＬが小さいほど流量の時間変化が大きくなる。
【００３２】
入口流路８１側の合成イナータンスＬ１は、入口流路８１の範囲において算出される。また、出口流路８２側の合成イナータンスＬ２は、出口流路８２の範囲において算出される。
【００３３】
そして、本実施形態では、入口流路８１側の合成イナータンスＬ１が出口流路８２側の合成イナータンスＬ２よりも大きくなるように、入口流路８１の流路長及び断面積、出口流路８２の流路長及び断面積を設定する。
【００３４】
次に、流体噴射動作について説明する。
入口流路８１には、ポンプ２０によって常に一定圧力（定常流量）で流体が供給されている。その結果、圧電素子５２が動作を行わない場合、ポンプ２０の吐出力と入口流路８１側全体の流路抵抗の差によって流体は流体室７０内に流動する。
【００３５】
ここで、駆動信号が入力され圧電素子５２がダイアフラム５１の流体室７０側の面の法線方向の流体室７０側に急激に凸状に変位したとすると、圧電素子５２によってダイアフラム５１が同様に流体室７０側に凸状に押圧され、ダイアフラム５１が流体室７０の容積を縮小する方向に変形する。流体室７０内の圧力は、入口流路８１側及び出口流路８２側の合成イナータンスＬ１，Ｌ２が十分な大きさを有していれば急速に上昇して数十気圧に達する。
【００３６】
この圧力は、入口流路８１に加えられていたポンプ２０による圧力よりはるかに大きいため、入口流路８１から流体室７０内への流体の流入はその圧力によって減少し、出口流路８２からの流出は増加する。
【００３７】
しかし、入口流路８１側の合成イナータンスＬ１は、出口流路８２側の合成イナータンスＬ２よりも大きく、入口流路８１から流体室７０へ流入する流量の減少量よりも、出口流路８２から吐出される流体の増加量のほうが大きいため、出口流路８２にパルス状の流体吐出、つまり、脈流が発生する。この吐出の際の圧力変動により流体噴射開口部８３から流体が噴射される。
【００３８】
一方、流体室７０内は、入口流路８１からの流体流入量の減少と出口流路８２からの流体流出の増加との相互作用で、圧力上昇直後に真空に近い低圧状態となる。そして、圧電素子５２を元の形状に復元すると、ポンプ２０の圧力と、流体室７０内の低圧状態の双方によって一定時間経過後、入口流路８１の流体は圧電素子５２の動作前（変位前）と同様な速度で流体室７０内に向かう流れが復帰する。
【００３９】
入口流路８１内の流体の流動が復帰した後、圧電素子５２の変位があれば、流体噴射開口部８３からパルス状の液滴を継続して噴射させる。
【００４０】
なお、上述した流体噴射部４０はイナータンス効果により流体をパルス流噴射させる構成を例示しているが、入口流路８１にチェックバルブを設け、流体室７０に流体を流入させるときにはチェックバルブを開放し、流体室７０の容積を縮小するときにはチェックバルブを閉鎖する構成としてもよい。
【００４１】
圧電素子５２を駆動しない場合、つまり、流体室７０の容積を一定のまま維持した場合には脈流は発生せず、流体の吐出は連続流噴射となる。
【００４２】
従って、流体噴射開口部８３からの流体吐出は、流体噴射部４０を駆動した場合には脈流が発生してパルス流噴射となり、駆動しない場合には連続流噴射となり、一つの流体噴射部４０でパルス流噴射と連続流噴射とに切替えることが可能である。
【００４３】
続いて、本実施形態に係る流体噴射装置１の駆動方法について図１、図２を参照して説明する。まず、切替えスイッチ１２を操作して切除液を噴射させるか、造影剤を噴射させるかを決定する。ここでは、造影剤を選択した場合を説明する。造影剤を選択すると、バルブ制御回路によりバルブ３２を閉鎖し、バルブ３１を開放する。従って、切除液は流動しない。
【００４４】
次に、起動スイッチ１１をＯＮにすると、ポンプ駆動回路によりポンプ２０が起動する。造影剤吐出には連続流噴射とすることが予め決定されている場合には、圧電素子５２は駆動しない。また、パルス流噴射とする場合には、起動スイッチ１１をＯＮすることに伴い、圧電素子駆動回路により圧電素子５２が駆動され脈流が発生しパルス流噴射となる。この際、造影剤を噴射させる場合には、連続流噴射であれ、パルス流噴射であれ、生体組織を傷つけない程度の噴射圧力に設定する。
【００４５】
なお、造影剤としては、血管等の細管組織内に注入する場合には、例えばＸ線不透過物質であるヨード造影剤等が用いられ、必要に応じてＸ線造影を行う。
【００４６】
造影剤により切除すべき患部が特定された場合、起動スイッチ１１をＯＦＦにして一旦ポンプ２０の駆動を停止させる。パルス流噴射をしていた場合には、圧電素子５２の駆動を停止し、次いでポンプ２０の駆動を停止させる。そして、切替えスイッチ１２を操作し造影剤吐出から切除液吐出に切替える。この操作に伴い、バルブ制御回路によりバルブ３２を開放し、バルブ３１を閉鎖する。従って、造影剤は流動しない。
【００４７】
次に、起動スイッチ１１をＯＮにすると、ポンプ駆動回路によりポンプ２０が起動する。切除液吐出をパルス流噴射とする場合には、起動スイッチ１１をＯＮすることに伴い、圧電素子駆動回路により圧電素子５２が駆動され脈流が発生しパルス流噴射となる。また、連続流噴射とすることが予め決定されている場合には、圧電素子５２は駆動させない。切除液を吐出させるときは生体組織を切除または切開することを目的とするために、切除または切開に必要な噴射圧力に制御される。次いでパルス流噴射と連続流噴射の場合の切除力について説明する。
【００４８】
パルス流噴射の場合、主にパルス化した流体の先頭波や流体粒の衝撃圧によって生体組織を削り取るように切除する。この際、パルス一個の衝撃圧による切除力を決定する要因は、パルス流の流体粒の大きさを決定する流体室７０の容積変化量（流体排除体積）と、パルス流の流体粒の速度を決定する流体室７０の容積を縮小させる速度（流体室７０の容積を縮小させる際の圧電素子５２の駆動時間に相当する）であるため、流体供給圧力は低圧でもよい。また、噴射流量も少量でよいという特性を有している。
【００４９】
連続流噴射の場合、連続的に噴射される流体の流体圧で生体組織を押し広げながら切除または切開が行われる。従って、流体圧による切除力はポンプ２０による流体供給圧力に影響される。このことから連続流噴射の場合はパルス流噴射に比べて噴射流量を増加しやすい。
【００５０】
これら連続流噴射とパルス流噴射の特性を考慮すると、造影剤を細管組織内に注入する場合には連続流噴射とし、生体組織の切除にはパルス流噴射とすることがより好ましく、造影剤の場合は切除力のない範囲にポンプ２０の流体供給圧力を制御する。
【００５１】
以上説明したように、切替え手段３０によって流体噴射部４０に供給する流体を切除液または造影剤のいずれかに切替えることにより、造影によって確認した細管組織内の切除対象物を切除する場合は、供給する流体を造影剤から切除液に切替えて切除を行い、切除後の細管組織の状態を確認する場合は切除液から造影剤に切替えることができる。
【００５２】
よって、造影及び切除毎にカテーテル６の挿入、抜き出しを行う必要がなく、患者及び施術者の双方にとって負担を著しく軽減できる。
【００５３】
また、流体噴射部４０が、流体室７０と、流体室７０の容積を変更する容積変更手段としての圧電素子５２、ダイアフラム５１を有し、圧電素子５２を駆動することによって流体を脈流に変換しパルス流噴射させ、圧電素子５２を駆動しない場合（流体室７０の容積が一定に維持される場合）は連続流噴射させるというように流体噴射を切替えることができる。
【００５４】
パルス流噴射の場合、主にパルス化した流体の先頭波や流体粒の衝撃圧によって生体組織を削り取るように切除することから、供給する流体供給圧力は低圧でもよく、また供給流量も極めて少なくできるという特性を有し、生体組織の切除に適している。
【００５５】
また、連続流噴射の場合は、流体の流体圧で生体組織を押し広げながら切除することから細管組織内の閉塞物等の剥離切除に適していると考えられ、パルス流噴射または連続流噴射に切り替えれば様々な手術に対応することができる。この際、噴射流切替えスイッチを設ければ容易に切替えが可能となる。
【００５６】
また、連続流噴射の場合は、流体供給圧力を低くしてもパルス流噴射に比べて噴射流量を増加しやすいことから造影剤注入により適している。
（変形例１）
【００５７】
続いて、上述した実施形態１の変形例について説明する。変形例１は、造影剤、切除液それぞれの供給に専用のポンプを設けていることに特徴を有している。実施形態１との相違箇所を中心に説明する。なお、実施形態１との共通要素には同じ符号を附して説明する。
図３は、変形例１に係る流体噴射装置の一部を示す構成説明図である。図３において、切除液を供給する流体供給管４にはポンプ２１が接続され、造影剤を供給する流体供給管５にはポンプ２０が接続されている。
【００５８】
そして、カテーテル６と、ポンプ２０とポンプ２１の間に切替え手段３０が配設されている。切替え手段３０は、バルブ３１とバルブ３２とからなり、図示しないバルブ制御回路によって開閉制御される。ポンプ２１とカテーテル６とはバルブ３２を介して接続されており、切除液が送液される。また、ポンプ２０とカテーテル６とはバルブ３１を介して接続されており、造影剤が送液される。変形例１における切替え手段３０は、二つの流入側流路と一つの流出側流路を有する三方弁構造である。
【００５９】
続いて、変形例１に係る流体噴射装置１の駆動方法について図１、図３を参照して説明する。まず、切替えスイッチ１２を操作して切除液を噴射するか、造影剤を噴射させるかを決定する。ここでは、造影剤を選択した場合を説明する。造影剤を選択すると、バルブ制御回路によりバルブ３２を閉鎖し、バルブ３１を開放する。従って、切除液は流動しない。
【００６０】
次に、起動スイッチ１１をＯＮにすると、ポンプ駆動回路によりポンプ２０が起動する。造影剤吐出には連続流噴射とすることが予め決定されている場合には、圧電素子５２は駆動しない。また、パルス流噴射とする場合には、起動スイッチ１１をＯＮすることに伴い、圧電素子駆動回路により圧電素子５２が駆動され脈流が発生しパルス流噴射となる。この際、造影剤を噴射させる場合には、連続流噴射であれ、パルス流噴射であれ、生体組織を傷つけない程度の噴射圧力に設定される。
【００６１】
造影剤により切除すべき患部が特定された場合、起動スイッチ１１をＯＦＦにして一旦ポンプ２０の駆動を停止させる。パルス流噴射をしていた場合には、圧電素子５２の駆動を停止し、次いでポンプ２０の駆動を停止させる。そして、切替えスイッチ１２を操作し造影剤吐出から切除液吐出に切替える。この操作に伴い、バルブ制御回路によりバルブ３２を開放し、バルブ３１を閉鎖する。従って、造影剤は流動しない。
【００６２】
次に、起動スイッチ１１をＯＮにすると、ポンプ駆動回路によりポンプ２１が起動する。切除液吐出をパルス流噴射とする場合には、起動スイッチ１１をＯＮすることに伴い、圧電素子駆動回路により圧電素子５２が駆動され脈流が発生しパルス流噴射となる。また、連続流噴射とすることが予め決定されている場合には、圧電素子５２は駆動させない。切除液を吐出させるときは生体組織を切除または切開することを目的とするために、切除に必要な噴射圧力に制御される。
【００６３】
このような変形例１の構成であっても前述した実施形態１と同様な効果が得られる。さらに、造影剤と切除液の供給それぞれに専用のポンプ２０とポンプ２１とを有していることから、造影剤供給または切除液供給のそれぞれに適した流体供給圧力で流体を供給することができるという利点がある。
（変形例２）
【００６４】
続いて、変形例２の流体噴射装置について説明する。変形例２は、造影剤、切除液それぞれの供給に専用のポンプとバルブを設けていることに特徴を有している。実施形態１及び変形例１との相違箇所を中心に説明する。なお、実施形態１との共通要素には同じ符号を附して説明する。
【００６５】
図４は、変形例２に係る流体噴射装置の一部を示す構成説明図である。図４において、切除液を供給する流体供給管４にはポンプ２１が接続され、ポンプ２１の上流側にバルブ３４が配設されている。また、造影剤を供給する流体供給管５にはポンプ２０が接続され、ポンプ２０の上流側にバルブ３３が配設されている。バルブ３３とバルブ３４は、図示しないバルブ制御回路によって開閉制御される。なお、流体供給管５及び流体供給管４は、管継ぎ手３５によりカテーテル６に接続されている。
【００６６】
変形例２の駆動方法は、前述した変形例１と同様であるが、造影剤を供給する場合は、バルブ３３を開放しポンプ２０を起動させる。この際、バルブ３４は閉鎖されている。切除液の場合は、バルブ３４を開放しポンプ２１を起動させる。この際、バルブ３３は閉鎖されている。
【００６７】
このような変形例２の構成であっても前述した実施形態１及び変形例１と同様な効果が得られる。
【００６８】
なお、バルブ３３をポンプ２０と管継ぎ手３５との間、バルブ３４をポンプ２１と管継ぎ手３５との間に配設する構成としてもよい。
（実施形態２）
【００６９】
続いて、実施形態２に係る流体噴射装置について図面を参照して説明する。実施形態２は、前述した実施形態１が、切除液または造影剤を１本のカテーテル６で流体噴射部に送液する構成に対して、切除液、造影剤それぞれに専用の流体供給チューブで送液する構成としたことに特徴を有する。実施形態１と共通部分については同じ符号を附し、相違箇所を中心に説明する。
【００７０】
図５は、実施形態２に係る流体噴射装置を示す構成説明図である。図５において、流体噴射装置１は、造影剤容器３に接続する流体供給管５と、バルブ３３と、ポンプ２０と、チューブ９と、切除液容器２に接続する流体供給管４とバルブ３４と、ポンプ２１と、チューブ８と、チューブ８，９が連通する流体噴射部４０とから構成されている。よって、チューブ８には切除液が、チューブ９には造影剤が送液される。なお、ポンプ２０，２１から上流側の構成は前述した変形例２と同じであるため説明を省略する。
【００７１】
流体噴射部４０の基本構成は実施形態１（図２、参照）と同じであり、入口流路８１側端部に導入チューブ７が接続されている。導入チューブ７は柔軟性を有し、チューブ８，９が挿入されている。導入チューブ７の両端部には、栓部材９０，９１が設けられている。栓部材９０と栓部材９１との間は、チューブ８，９の流路を確保しつつ密閉される。
【００７２】
流体噴射部４０と栓部材９０と導入チューブ７とで囲まれた空間９３は液体溜りであって、入口流路８１にチューブ８，９を直接接続できないため、バッファーとして設けている。
【００７３】
なお、本実施形態の駆動方法は、造影剤を専用のチューブ９により送液すること、切除液を専用のチューブ８により送液すること以外は前述した変形例２と同じである。従って、前述した実施形態１と同様な効果を有する。
【００７４】
また、造影剤を造影剤容器３からチューブ９まで専用の流路で送液し、切除液を切除液容器２からチューブ８まで専用の流路で送液することで、ポンプ２０，２１それぞれの流体供給圧力を適正値に固定することが可能となり、制御が容易になる効果がある。
さらに、導入チューブ７を設けることで、細いチューブ８，９を保護することができる。
【００７５】
なお、本実施形態では、導入チューブ７は、チューブ８，９の長さ方向の大部分を覆うように構成されているが、流体噴射部４０側の栓部材９０の範囲にだけ設ける構成としてもよい。
（実施形態２の変形例）
【００７６】
続いて、実施形態２の変形例について図面を参照して説明する。この変形例は、前述した実施形態２の導入チューブ７とチューブ８，９とを一体化していることに特徴を有している。従って、実施形態２との相違箇所を中心に説明する。なお、共通部分には同じ符号を附して説明する。
【００７７】
図６は、実施形態２の変形例に係る流体噴射装置を示す構成説明図である。図６において、流体噴射部４０には、柔軟性を有する流体供給チューブ１０１が接続され、流体噴射部４０とは反対側の端部は分岐継ぎ手１１０に接続されている。
【００７８】
流体供給チューブ１０１には、造影剤を送液するための第１流路１０２と、切除液を送液するための第２流路１０３が開口されている。そして、第１流路１０２、第２流路１０３と、入口流路８１との間に液体溜りとしての空間９３が設けられている。よって、流体供給チューブ１０１は、第１流路１０２と第２流路１０３を有するカテーテルといえる。
【００７９】
分岐継ぎ手１１０には、第１流路１０２に連通する接続流路１１１と、接続流路１１１に連通する接続流路１１２とが形成され、接続流路１１２は接続管１１６に連通し、接続管１１６はポンプ２０に接続されている。さらに、分岐継ぎ手１１０には、第２流路１０３に連通する接続流路１１３と、接続流路１１３に連通する接続流路１１４とが形成され、接続流路１１４は接続管１１５に連通し、接続管１１５はポンプ２１に接続されている。なお、ポンプ２０，２１から上流側の構成は前述した変形例２と同じであるため説明を省略する。
【００８０】
なお、この変形例の駆動方法は、造影剤を第１流路１０２により送液すること、切除液を第２流路１０３により送液すること以外は前述した実施形態２と同じである。従って、前述した実施形態２と同様な効果を有する。
【００８１】
また、第１流路１０２と第２流路１０３とを流体供給チューブ１０１に形成しているため、チューブ８，９と導入チューブ７とを有する実施形態２（図５、参照）よりも流路径を大きくすることが可能で、流路抵抗を小さくすることができ、その分、ポンプ２０，２１の流体供給圧力を小さくすることができる。
【００８２】
なお、前述した実施形態１及び実施形態２では、流体噴射部４０がダイアフラム５１を圧電素子５２によって押圧することによって脈流を発生させる構成としたが、これに限らず、脈流を発生させる構成であれば他の形態でも構わない。例えばピストン（プランジャー）を圧電素子を用いて駆動することによって流体室の容積を変化させ、脈流を発生させてもよい。また、流体室内の液体をレーザー誘起によって泡状（バブル）にし、バブルを噴射させることによって脈流を発生するようにしてもよい。これらの構成でも、流体噴射部の駆動を停止すれば連続流噴射に切替えることができる。
【００８３】
また、前述した実施形態１及び実施形態２では、噴射する流体を切除液と造影剤の二種類を例示したが、流体は二種類に限らずもっと多くすることが可能である。たとえば、切除液と造影剤の他に、治療用の薬液を用いることができ、これらの複数種類の液体を適宜組み合わせ、それぞれ用途に応じて切替えて噴射させることも可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１…流体噴射装置、２…切除液容器、３…造影剤容器、６…カテーテル（流体供給チューブ）、２０…流体供給手段としてのポンプ、３０…切替え手段、３１，３２…バルブ、４０…流体噴射部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切除液または造影剤のいずれか一方を噴射させる一つの流体噴射部と、
前記流体噴射部に前記切除液または前記造影剤を供給する流体供給手段と、
前記流体噴射部と前記流体供給手段とを接続する流体供給チューブと、
噴射させる流体を前記切除液または前記造影剤のいずれか一方に切替える切替え手段と、
が備えられていることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置において、
前記流体噴射部が、流体室と、前記流体室の容積を変更する容積変更手段とを有し、パルス流噴射と連続流噴射とに切り替え可能であることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体噴射装置において、
前記流体噴射部による前記造影剤の噴射圧力が、切除力を有しない程度に制御されることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項１】
切除液または造影剤のいずれか一方を噴射させる一つの流体噴射部と、
前記流体噴射部に前記切除液または前記造影剤を供給する流体供給手段と、
前記流体噴射部と前記流体供給手段とを接続する流体供給チューブと、
噴射させる流体を前記切除液または前記造影剤のいずれか一方に切替える切替え手段と、
が備えられていることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置において、
前記流体噴射部が、流体室と、前記流体室の容積を変更する容積変更手段とを有し、パルス流噴射と連続流噴射とに切り替え可能であることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体噴射装置において、
前記流体噴射部による前記造影剤の噴射圧力が、切除力を有しない程度に制御されることを特徴とする流体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−６７３３１（Ｐ２０１１−６７３３１Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０２７９（Ｐ２００９−２２０２７９）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]