首页 / 专利库 / 物理 / 流体 / 流体喷射装置以及流体喷射方法

流体喷射装置以及流体喷射方法

阅读:528发布:2021-04-08

专利汇可以提供流体喷射装置以及流体喷射方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供可廉价地缩短喷射出 流体 之前的时间的流体喷射装置及流体喷射方法,流体喷射装置具备:流体喷射部,使流体喷射;喷射控制部,控制来自流体喷射部的流体喷射;流体容器,容纳供给流体喷射部的流体;连接流道,连接流体喷射部和流体容器并成为流体流动的流道;开闭部,使连接流道开闭;容积变更部,使开闭部进行连接流道的开闭的同时,调整流体容器的容积,具有第一喷射模式和第二喷射模式,容积变更部使开闭部打开连接流道的状态下减小容积,同时喷射控制部使流体从流体喷射部喷射,在该流体喷射后,容积变更部使开闭部关闭连接流道,在第一喷射模式后,在容积变更部使开闭部打开连接流道的同时,喷射控制部允许从流体喷射部喷射流体。,下面是流体喷射装置以及流体喷射方法专利的具体信息内容。

1.一种流体喷射装置,其特征在于,具备:
流体喷射部,使流体喷射;
喷射控制部,接受流体的喷射指令输入,控制来自所述流体喷射部的流体的喷射;
流体容器,容纳被供给所述流体喷射部的所述流体;
连接流道,连接所述流体喷射部和所述流体容器并成为所述流体流动的流道;
开闭部,使所述连接流道开闭;
容积变更部,在使所述开闭部进行所述连接流道的开闭的同时,变更流体容器的容积;
以及
检测部,检测所述流体容器内的压力,
在接受了所述喷射指令输入时,具有:
第一喷射模式,不论流体容器内的压力,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道;以及
第二喷射模式,当所述流体容器内的压力高于规定压力的情况下,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道。
2.根据权利要求1所述的流体喷射装置,其特征在于,
在接受了所述喷射指令输入时,具有:
第一喷射模式,不论流体容器内的压力,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道;以及
第二喷射模式,当所述流体容器内的压力为规定范围内的压力的情况下,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道。
3.根据权利要求1或2所述的流体喷射装置,其特征在于,
所述流体容器具备容纳所述流体的注射器柱塞
所述容积变更部通过移动所述柱塞来改变所述流体容器内的容积。
4.根据权利要求3所述的流体喷射装置,其特征在于,
在所述第一喷射模式中,所述容积变更部以固定速度使所述柱塞移动。
5.根据权利要求4所述的流体喷射装置,其特征在于,
所述流体喷射部具备喷射所述流体的喷嘴
在所述第一喷射模式中,在使所述柱塞以固定速度移动而从所述喷嘴喷射所述流体的同时,所述流体容器内的压力收敛至规定压力。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的流体喷射装置,其特征在于,
所述柱塞的前端具备垫片
7.一种流体喷射装置的流体喷射方法,其特征在于,
所述流体喷射装置具备:
流体喷射部,喷射流体;
喷射控制部,控制来自所述流体喷射部的流体的喷射;
流体容器,容纳被供给所述流体喷射部的所述流体;
连接流道,连接所述流体喷射部和所述流体容器并成为所述流体流动的流道;
开闭部,使所述连接流道开闭;
容积变更部,使所述开闭部进行所述连接流道的开闭,同时变更流体容器的容积;以及压力检测部,检测所述流体容器内的压力,
在所述流体喷射装置的流体喷射方法中,
在接受了所述喷射指令输入时,
进行第一喷射操作,不论流体容器内的压力,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道,
进行第二喷射操作,当所述流体容器内的压力高于规定压力的情况下,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道。

说明书全文

流体喷射装置以及流体喷射方法

技术领域

[0001] 本发明涉及流体喷射装置以及流体喷射方法。

背景技术

[0002] 已开发出可以通过喷射流体来进行生物体组织的切开、切除等的医疗用的流体喷射装置。
[0003] 【在先技术文献】
[0004] 【专利文献】
[0005] 专利文献1:日本专利特开2013-213422号公报
[0006] 在流体喷射装置中,当为了使压上升至可进行流体喷射的压力而需要时间时,会让使用者无必要地等待,从而难以有效地进行手术。因此,需要缩短从请求流体喷射至使流体喷射为止的时间。
[0007] 然而,在将流体的压力提高至预定压力时,流体喷射装置中的压力通过压力传感器等检测。这种情况下,优选使用可靠性高的压力传感器、检测精度高的压力传感器。然而,在推进流体喷射装置制造的低成本化时,有些时候也不能使用这种昂贵的压力传感器。因此,希望通过廉价的方法缩短从有流体喷射要求起至喷射出流体为止的时间。

发明内容

[0008] 鉴于上述情况,本发明的目的在于低成本地缩短至喷射出流体为止的时间。
[0009] 为实现上述目的而进行的主要发明涉及流体喷射装置的特征在于,具备:流体喷射部,使流体喷射;喷射控制部,接受流体的喷射指令输入,控制来自所述流体喷射部的流体的喷射;流体容器,容纳被供给所述流体喷射部的所述流体;连接流道,连接所述流体喷射部和所述流体容器并成为所述流体流动的流道;开闭部,使所述连接流道开闭;容积变更部,在使所述开闭部进行所述连接流道的开闭的同时,变更流体容器的容积;以及压力检测部,检测所述流体容器内的压力,在接受了所述喷射指令输入时,具有:第一喷射模式,不论流体容器内的压力,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道;以及第二喷射模式,当所述流体容器内的压力高于规定压力的情况下,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道。
[0010] 将通过本说明书附图,说明本发明的其它特征。

附图说明

[0011] 图1示出作为涉及本实施方式的手术用的流体喷射装置1的构成说明图。
[0012] 图2是流体喷射装置1具备2个700时的说明图。
[0013] 图3是本实施方式的泵700的构成的简要说明图。
[0014] 图4是其它方式的泵700的说明图。
[0015] 图5是示出涉及本实施方式的脉动发生部100的构造的截面图。
[0016] 图6是示出入口流道503的方式的俯视图。
[0017] 图7是流体喷射控制的流程图
[0018] 图8是说明试喷射模式和普通喷射模式下的压力变化的第一图。
[0019] 图9是说明试喷射模式和普通喷射模式下的压力变化的第二图。
[0020] 符号说明
[0021] 1流体喷射装置、25连接管(连接流路)、26三通活塞、100脉动发生部、200流体喷射管、201连接流路、211喷嘴、212流体喷射开口部、301下壳体、303凹部、304密封盒、311底板、312上表面、350固定螺丝、400隔板、401压电元件、410加固板、411上板、450密封圈、500上壳体、500a螺丝孔、501流体室、501a内周侧壁、502入口流路管、503入口流路、504连接流路、505密封面、506密封盒、507贮存部、509连接开口部、510出口流路管、511出口流路、600驱动控制部(喷射控制部)、630控制电缆、640通信电缆、700泵、710泵控制部(容积变更部)、720滑、721基座部、722压力传感器、723触摸传感器、730电机、740线性引导部、741第一限位传感器、742余量传感器、743始位传感器、744第二限位传感器、750夹管(开闭部)、760流体容器、761注射器、762柱塞、763垫片、764开口部、765流体容纳部、770流体容器安装部、800加压室、810压缩机、811调节器、812排气阀、813安全阀

具体实施方式

[0022] 根据本说明书和附图的描述,至少可以明确如下事项:
[0023] 流体喷射装置的其特征在于,具备:流体喷射部,使流体喷射;喷射控制部,接受流体的喷射指令输入,控制来自所述流体喷射部的流体的喷射;流体容器,容纳被供给所述流体喷射部的所述流体;连接流道,连接所述流体喷射部和所述流体容器并成为所述流体流动的流道;开闭部,使所述连接流道开闭;容积变更部,在使所述开闭部进行所述连接流道的开闭的同时,变更流体容器的容积;以及压力检测部,检测所述流体容器内的压力,在接受了所述喷射指令输入时,具有:第一喷射模式,不论流体容器内的压力,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道;以及第二喷射模式,当所述流体容器内的压力高于规定压力的情况下,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道。
[0024] 通过这种方式,在第一喷射模式下,由于不论流体容器中的压力而喷射流体,并在之后关闭连接流道,因此可以将流体容器中的压力提高至某个程度的压力。而且,在第二喷射模式下,可以采用通过第一喷射模式增高后的压力喷射流体。而且,可以在第一喷射模式下设定为用于提高流体容器中的压力的喷射模式,在第二喷射模式下设定为在流体容器内的压力高过规定压力时喷射的普通喷射模式。这时,由于通过执行第一喷射模式升高了流体的压力,因此即便在使用了廉价且检测精度低的压力检测部的情况下,也能够缩短在第二喷射模式中喷射出流体之前的时间。即,可以廉价地缩短喷射出流体之前的时间。
[0025] 在这种流体喷射装置中,优选在接受了所述喷射指令输入时,具有:第一喷射模式,不论流体容器内的压力,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道;以及第二喷射模式,当所述流体容器内的压力为规定范围内的压力的情况下,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道。
[0026] 通过这种方式,在第一喷射模式下,由于不论流体容器内的压力而喷射流体,并在之后关闭连接流道,因此可以将流体容器内的压力提高至某个程度的压力。而且,在第二喷射模式下,可以采用通过第一喷射模式增高后的压力喷射流体。而且,可以在第一喷射模式下设定为用于提高流体容器内的压力的喷射模式,在第二喷射模式下设定为在流体容器内的压力为规定范围的压力时喷射的普通喷射模式。这时,由于通过执行第一喷射模式升高了流体的压力,因此,即便在使用了廉价且检测精度低的压力检测部的情况下,也能够缩短在第二喷射模式中喷射出流体之前的时间。即,可以廉价地缩短喷射出流体之前的时间。
[0027] 而且,优选所述流体容器具备容纳所述流体的注射器和柱塞,所述容积变更部通过移动所述柱塞来改变所述流体容器内的容积
[0028] 通过这种方式,可以改变流体容器的容积并将流体容器中的流体推出。
[0029] 而且,优选在所述第一喷射模式中,所述容积变更部以固定速度使所述柱塞移动。
[0030] 通过这种方式,可以在每单位时间从流体容器中送出规定量的流体。
[0031] 而且,优选所述流体喷射部具备喷射所述流体的喷嘴,在所述第一喷射模式中,在使所述柱塞以固定速度移动而从所述喷嘴喷射所述流体的同时,所述流体容器内的压力收敛至规定压力。
[0032] 通过这种方式,可以在第一喷射模式中将流体容器中的压力上升至预定压力,并在第二喷射模式中以适当的势头喷射流体。
[0033] 而且,优选所述柱塞的前端具备垫片。
[0034] 通过这种方式,垫片会吸收流体容器中的压力,因而可以在不产生急剧的压力变化的同时使流体容器中的压力上升。
[0035] 根据本说明书和附图的描述,至少可以明确如下事项。
[0036] 流体喷射装置的流体喷射方法的特征在于,所述流体喷射装置具备:流体喷射部,喷射流体;喷射控制部,控制来自所述流体喷射部的流体的喷射;流体容器,容纳被供给所述流体喷射部的所述流体;连接流道,连接所述流体喷射部和所述流体容器并成为所述流体流动的流道;开闭部,使所述连接流道开闭;容积变更部,使所述开闭部进行所述连接流道的开闭,同时变更流体容器的容积;以及压力检测部,检测所述流体容器内的压力,在所述流体喷射装置的流体喷射方法中,在接受了所述喷射指令输入时,进行第一喷射操作,不论流体容器内的压力,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道,进行第二喷射操作,当所述流体容器内的压力高于规定压力的情况下,在所述容积变更部使所述开闭部打开所述连接流道的状态下减小所述容积,同时所述喷射控制部使流体从所述流体喷射部喷射,在该流体喷射后,所述容积变更部使所述开闭部关闭所述连接流道。
[0037] 通过这种方式,在第一喷射操作中,由于不论流体容器内的压力而喷射流体,并在之后关闭连接流道,因此,可以将流体容器中的压力提高至某个程度的压力。而且,在第二喷射操作中,可以采用通过第一喷射操作增高后的压力来喷射流体。而且,可以在第一喷射操作中设定为用于提高流体容器中的压力的喷射操作,在第二喷射操作中设定为在流体容器中的压力被增至高于规定压力时喷射的普通喷射操作。这时,由于通过执行第一喷射操作升高了流体的压力,因此,即便在使用了廉价且检测精度低的压力检测部的情况下,也能够缩短在第二喷射操作中喷射出流体之前的时间。即,可以廉价地缩短喷射出流体之前的时间。
[0038] ==实施方式==
[0039] 下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。涉及本实施方式的流体喷射装置可以用于精细物体和结构物、生物体组织等的清洗或切断等各种情况,在下文说明的实施方式中,以适合用于切开或切除生物体组织的医用手术刀的流体喷射装置为例进行说明。因此,在涉及本实施方式的流体喷射装置中使用的流体是、生理盐水、规定的药液等。另外,为便于图示,下文说明所参照的附图是部件和部分的纵横尺寸的比例尺与实际尺寸不同的示意图。
[0040] ==整体构成==
[0041] 图1是示出作为涉及本实施方式的手术用手术刀的流体喷射装置1的构成说明图。涉及本实施方式的流体喷射装置1具备:供给流体的泵700、将泵700所提供的流体转变成脉动流并以脉动状喷射的脉动发生部100(相当于流体喷射部)、与泵700联合进行流体喷射装置1的控制的驱动控制部600(相当于喷射控制部)、以及连接泵700与脉动发生部100并作为流体流动的流路的连接路径的连接管25(连接流路)。
[0042] 并且,详细情况将在后面描述,脉动发生部100具备:容纳泵700提供的流体的流体室501、改变该流体室501的容积的隔板400、以及使隔板400振动的压电元件401。
[0043] 而且,脉动发生部100具备:成为从流体室501吐出的流体的流路的细管状的流体喷射管200、以及安装在流体喷射管200的前端部的流路直径缩小的喷嘴211。
[0044] 然后,脉动发生部100根据驱动控制部600输出的驱动信号使压电元件401驱动,并通过改变流体室501的容积将流体转换为脉动流,通过流体喷射管200、喷嘴211以脉动状高速喷射流体。
[0045] 驱动控制部600与脉动发生部100之间通过控制电缆630连接,驱动驱动控制部600输出的用于驱动压电元件401的驱动信号通过控制电缆630传递至脉动发生部100。
[0046] 并且,驱动控制部600与泵700之间通过通信电缆640连接,驱动控制部600和泵700根据CAN(控制局域网)等规定的通信协议彼此交换各种指令和数据。
[0047] 并且,驱动控制部600接受来自由使用脉动发生部100执刀的手术实施者等操作的各种开关的信号输入,通过上述控制电缆630和通信电缆640,控制泵700和脉动发生部100。
[0048] 作为与驱动控制部600连接的上述开关,有例如脉动发生部启动开关、喷射强度切换开关等(未图示)。
[0049] 脉动发生部启动开关(未图示)是用于切换有无从脉动发生部100喷射流体的开关。当使用脉动发生部100执刀的手术实施者操作脉动发生部启动开关(未图示)时,驱动控制部600与泵700联合,进行用于使流体从脉动发生部100喷射或停止的控制。脉动发生部启动开关(未图示)可以采取放在手术实施者脚边操作的脚踏开关的形式,也可以采取与由手术实施者把持的脉动发生部100一体地设置,通过手术实施者的手和手指操作的形式。
[0050] 喷射强度切换开关(未图示)是用于改变从脉动发生部100喷射的流体的喷射强度的开关。当喷射强度切换开关(未图示)被操作时,驱动控制部600对脉动发生部100及泵700进行用于增加或减少流体的喷射强度的控制。
[0051] 而且,本实施方式中,脉动流是指流体的流动方向一定,流体的流量或流速伴随着周期性或非周期性波动的流体的流动。脉动流还包括重复流体的流动和停止的间歇流,但只要流体的流量或流速周期性或非周期性波动即可,因此,无需一定是间歇流。
[0052] 同样地,以脉冲状喷射流体是指所喷射的流体的流量或流速周期性或非周期性波动的流体的喷射。作为脉冲状喷射的一个例子,可以列举重复流体的喷射和非喷射的间歇喷射,但只要所喷射的流体的流量或流速周期性或非周期性波动即可,因此,无需一定是间歇喷射。
[0053] 而且,当脉动发生部100停止驱动时,即,不改变流体室501的容积时,在规定压力下由作为流体供给部的泵700提供的流体通过流体室501而从喷嘴211连续地流出。
[0054] 另外,涉及本实施方式的流体喷射装置1可以是具备多个泵700的构成。
[0055] 图2是流体喷射装置1具备2个泵700时的说明图。这种情况下,流体喷射装置1具备第一泵700a和第二泵700b。而且,连接脉动发生部100和第一泵700a和第二泵700b,而成为流体流动的流路的连接路径由第一连接管25a、第二连接管25b、连接管25、以及三通活塞26构成。
[0056] 并且,将构成为可切换的阀作为三通活塞26使用,在使第一连接管25a与连接管25连通,或是使第二连接管25b与连接管25连通之间切换,以便选择性地使用第一泵700a和第二泵700b中的任一个泵。
[0057] 通过这样的配置,例如,当选择性地使用第一泵700a时,在由于故障等某种原因而无法从第一泵700a进行流体的供给这样的情况下,通过切换三通活塞26使得第二连接管25b与连接管25连通之后,从第二泵700b开始流体的供给,从而能够继续使用流体喷射装置1,并能将无法从第一泵700a进行流体供给所导致的影响抑制在最小限度。
[0058] 另外,在以下说明中,即便流体喷射装置1是具备多个泵700的构成,在无需区分各个泵700而说明的情况下,统一以泵700表示。
[0059] 另一方面,在需要将多个泵700分别区分加以说明时,则将各个泵700区别以第一泵700a、第二泵700b等来表示,在泵700的参照符号700后适当地添加a、b等后缀。并且,这种情况下,对第一泵700a的构成要素的参照符号添加后缀a,对第二泵700b的构成要素的参照符号添加后缀b进行表示。
[0060] ===泵===
[0061] 接下来,对涉及本实施方式的泵700的构成及动作的概要进行说明。
[0062] 图3是本实施方式的泵700的构成的简要说明图。
[0063] 涉及本实施方式的泵700具备泵控制部710(相当于流体容器的容积变更部)、滑块720、电机730、线性引导部740、夹管阀750(相当于开闭部)。而且,泵700被构成为具有用于可拆装地安装容纳流体的流体容器760的流体容器安装部770。在安装有流体容器760时,流体容器安装部770以在规定的位置保持流体容器760的方式形成。
[0064] 另外,详细情况将在后面说明,泵控制部710与滑块释放开关、滑块设置开关、送液就绪开关、夹管阀开关连接(未图示)。
[0065] 作为本实施方式中的一个示例,流体容器760构成为具备注射器(syringe)761和柱塞(piston)762的注射筒。
[0066] 该流体容器760中,在注射器761的前端部形成有使圆筒突出而成的形状的开口部764。然后,在将流体容器760安装在流体容器安装部770上时,使连接管25的端部嵌入开口部764中,从而形成从注射器761的内部至连接管25的流体的流路。
[0067] 夹管阀750是设置在连接管25的路径上,将流体容器760和脉动发生部100之间的流体的流路打开或关闭的阀门。
[0068] 通过泵控制部710进行夹管阀750的打开或关闭。泵控制部710打开夹管阀750时,流体容器760和脉动发生部100之间的流路连通。泵控制部710闭塞夹管阀750时,流体容器760和脉动发生部100之间的流路切断。
[0069] 将流体容器760安装在流体容器安装部770上后,在打开夹管阀750的状态下,使流体容器760的柱塞762向推入注射器761中的方向(以下,也称为推入方向)移动时,由安装在柱塞762的上述推入方向侧的前部的具有弹力的橡胶树脂制的垫片763的端面与注射器761的内壁包围成的空间(以下,也称为流体容纳部765)的容积减少,填充在该流体容纳部765中的流体从注射器761的前端部的开口部764吐出。然后,从开口部764吐出的流体填充到连接管25中,并供给脉动发生部100。
[0070] 另一方面,将流体容器760安装在流体容器安装部770上后,在关闭夹管阀750的状态下,使流体容器760的柱塞762向推入方向移动时,由安装在柱塞762的前部的垫片763与注射器761的内壁包围成的流体容纳部765的容积减少,从而可以使填充在该流体容纳部765中的流体的压力上升。
[0071] 通过在将流体容器760安装到流体容器安装部770上时,泵控制部710使滑块720沿着柱塞762滑动的方向(上述推入方向以及与上述推入方向相反的方向)移动来进行柱塞762的移动。
[0072] 具体而言,滑块720被安装在线性引导部740上,使得滑块720的基座部721与沿着上述柱塞762的滑动方向以直线状形成在线性引导部740上的滑轨(未图示)卡合,然后,通过线性引导部740利用从由泵控制部710驱动的电机730传递而来的动力,使滑块720的基座部721沿着滑轨移动,从而滑块720沿着上述柱塞762的滑动方向移动。
[0073] 而且,如图3所示,沿着线性引导部740的上述滑轨,设置有第一限位传感器741、余量传感器742、始位传感器(ホームセンサー)743、第二限位传感器744。
[0074] 这些第一限位传感器741、余量传感器742、始位传感器743、第二限位传感器744均为检测在线性引导部740的上述滑轨上移动的滑块720的位置的传感器,通过这些传感器检测出的信号被输入泵控制部710。
[0075] 始位传感器743是用于确定线性引导部740上的滑块720的初始位置(以下,也称为始位位置)的传感器。始位位置是在进行流体容器760的安装和交换等操作时,保持滑块720的位置。
[0076] 余量传感器742是用于在滑块720由始位位置向柱塞762的推入方向移动时,检测流体容器760中的流体的剩余量达到规定值以下时的滑块720的位置(以下,也标记为剩余量位置)的传感器。当滑块720移动至设置有余量传感器742的剩余量位置时,规定的警报被输出给操作者(手术实施者或辅助者)。然后,根据操作者的判断,在适当的定时,进行将当前正在使用的流体容器760更换为新的流体容器760的操作。或者,在准备了与泵700(第一泵700a)同样构成的预备的第二泵700b时,进行切换操作,使得从预备的第二泵700b进行对脉动发生部100的流体供给。
[0077] 第一限位传感器741示出滑块720从始位位置向柱塞762的推入方向移动时的可移动范围的极限位置(以下,也标记为第一极限位置)。当滑块720移动至设置有第一限位传感器741的第一极限位置时,流体容器760中的流体的剩余量比滑块720位于上述剩余量位置时的剩余量更少,规定的报警被输出给操作者。然后,这种情况下,也进行将当前正在使用的流体容器760更换为新的流体容器760的操作,或进行切换为预备的第二泵700b的操作。
[0078] 另一方面,第二限位传感器744示出滑块720由始位位置向与推入柱塞762的方向相反的反向移动时的可移动范围的极限位置(以下,也标记为第二极限位置)。当滑块720移动至设置有第二限位传感器744的第二极限位置时,也输出规定的报警。
[0079] 另外,在滑块720中安装有触摸传感器723和压力传感器722。
[0080] 触摸传感器723是用于检测滑块720是否接触流体容器760的柱塞762的传感器。
[0081] 而且,压力传感器722是检测由注射器761的内壁与垫片763形成的流体容纳部765中的流体的压力,并输出对应于该压力的信号的传感器。
[0082] 当在关闭夹管阀750的状态下使滑块720向上述推入方向移动时,流体容纳部765中的流体的压力在滑块720接触柱塞762之后,随着滑块720的推入量的增加而上升。
[0083] 另一方面,当在打开夹管阀750的状态下使滑块720向上述推入方向移动时,即使在滑块720接触了柱塞762后,流体容纳部765中的流体也会通过连接管25从脉动发生部100的喷嘴211流出,因此,流体容纳部765中的流体的压力虽然会上升至一定程度,但即便使滑块20向推入方向进一步移动,也不会再上升。
[0084] 另外,来自触摸传感器723和压力传感器722的信号被输入泵控制部710。
[0085] 接下来,对将填充有流体的流体容器760重新安装在流体容器安装部770上,并将流体容器760中的流体供给脉动发生部100,直到成为能够从脉动发生部100以脉冲状喷射流体的状态为止的准备动作进行说明。
[0086] 首先,操作者操作滑块释放开关(未图示),将滑块释放开关)的接通信号输入泵控制部710。如此一来,泵控制部710使滑块720移动至始位位置。
[0087] 然后,操作者将事前与连接管25连接的流体容器760安装到流体容器安装部770上。另外,在该流体容器760的注射器761中已填充有流体。
[0088] 然后,操作者将连接管25安装到夹管阀750上后,操作夹管阀开关(未图示出)将夹管阀开关的接通信号输入至泵控制部710时,泵控制部710关闭夹管阀750。
[0089] 然后,进行后述的试喷射模式的流体喷射。由此,流体容器760中的压力成为后述的粗略窗口范围内的压力(从压力R1至压力R2),连接管25中及脉动发生部100中将被流体充满。
[0090] 在这种状态下,当手术实施者通过脚操作脉动发生部启动开关(未图示),脉动发生部启动开关(未图示)的接通信号被输入驱动控制部600后,泵控制部710根据驱动控制部600发送的信号,打开夹管阀750,在夹管阀750打开的同时或几乎同时的定时(例如大约几毫秒至几十毫秒的时间差),使滑块720以规定速度向推入方向移动,开始对脉动发生部100提供流体。另一方面,驱动控制部600开始压电元件401的驱动,改变流体室501的容积并产生脉动流。由此,以脉冲状从脉动发生部100的前部的喷嘴211高速喷射出流体(通常喷射模式下的流体喷射)。
[0091] 然后,当手术实施者通过脚操作脉动发生部启动开关(未图示出),脉动发生部启动开关(未图示)的断开信号被输入驱动控制部600后,驱动控制部600停止压电元件401的驱动。然后,泵控制部710根据驱动控制部600发送的信号,使滑块720的移动停止并关闭夹管阀750。通过这种方式,流体从脉动发生部100的喷射停止。
[0092] 另外,涉及本实施方式的泵700是滑块720推压流体容器760的构成流体容器760构成为具有注射器761和柱塞762的注射筒,泵700也可以是图4所示的构成。
[0093] 图4是其它方式的泵700的说明图。图4所示的泵700具有以下构成:通过将作为容纳流体的输液袋而构成的流体容器760安装在加压室800中,经由调节器811使压缩机810所提供的空气平稳化后压力输送至加压室800中,从而推压流体容器760。
[0094] 当在对加压室800中的空气加压而推压流体容器760后的状态下打开夹管阀750时,容纳在流体容器760的流体容纳部765中的流体从开口部764流出,并经由连接管25供给脉动发生部100。
[0095] 另外,通过打开排气阀812而将加压室800中的空气排放到大气中。而且,当加压室800中的空气的压力超过规定压力时,即使没有打开排气阀812,也可以通过安全阀813的开启而使得加压室800中的空气排放到大气中。
[0096] 另外,图4虽未图示出,但上述的压缩机810、调节器811、排气阀812、夹管阀750均由泵控制部710控制。
[0097] 而且,由检测流体容器760中的流体的压力的压力传感器722、以及检测流体容器760中的流体的剩余量的余量传感器742输出的检测信号也被输入泵控制部710。
[0098] 通过使用这种方式的泵700,可以增加每单位时间可供给脉动发生部100的流体的量。另外,能够以更高的压力将流体供给脉动发生部100,不去能够将容纳流体的输液袋直接作为流体容器760使用,因此,可以防止流体的污染。而且,对脉动发生部100也可以不产生脉动流,而进行连续送液。
[0099] 此外,本实施方式中,驱动控制部600设置在与泵700和脉动发生部100分离的位置,但也可以采用与泵700构成为一体的方式。
[0100] 而且,在使用该流体喷射装置1进行手术时,手术实施者把持的部位是脉动发生部100。因此,优选连接到脉动发生部100的连接管25尽可能地柔软。为此,连接管25是既柔软又薄的管,而且,优选从泵700流出的流体的吐出压力在可对脉动发生部100送液的范围内设定为低压。因此,泵700的吐出压力大致设定为0.3大气压(0.03MPa)以下。
[0101] 而且,尤其是在做脑部手术那样,设备出故障很可能造成严重事故的情况下,必须避免在连接管25切断等时高压的流体喷出,为此,也需要事先将泵700的吐出压力设定为低压。
[0102] ==脉动发生部==
[0103] 接下来,对本实施方式的脉动发生部100的构造进行说明。
[0104] 图5是示出涉及本实施方式的脉动发生部100的构造的截面图。在图5中,脉动发生部100与流体喷射管200连接,该流体喷射管200包括产生流体的脉动的脉动发生装置,还具有作为吐出流体的流路的连接流路201。
[0105] 脉动发生部100中,上壳体500和下壳体301在各自相对的表面上接合,由4根固定螺钉350(省略图示)螺合。下壳体301是具有凸缘部的筒状部件,一个端部被底板311密封。在该下壳体301的内部空间中设置有压电元件401。
[0106] 压电元件401构成致动器,是层叠型压电元件。压电元件401的一个端部通过上板411固定在隔板400上,另一个端部固定在底板311的上表面312。
[0107] 而且,隔板400由圆盘状的金属薄板形成,在下壳体301的凹部303内,边缘部分被紧密地粘合在凹部303的底面。通过对作为容积改变单元的压电元件401输入驱动信号,伴随着压电元件401的伸长、收缩而通过隔板400改变流体室501的容积。
[0108] 在隔板400的上表面层叠设置有由中心部具有开口部的圆盘状的金属薄板构成的加固板410。
[0109] 上壳体500中,在与下壳体301相对的表面的中心部形成有凹部,由该凹部与隔板400构成且填充有流体的状态的旋转体形状为流体室501。也就是说,流体室501是由上壳体500的凹部的密封面505和内周侧壁501a和隔板400包围而成的空间。在流体室501的大致中央部贯穿设置有出口流路511。
[0110] 出口流路511从流体室501贯通至由上壳体500的一个端面突出设置的出口流路管510的端部。出口流路511与流体室501的密封面505的连接部被平滑地圆化,以减小流体阻力。
[0111] 另外,在本实施方式(参照图5)中,以上说明的流体室501的形状是两端密封的大致圆筒形,但不仅限于圆筒形,也可以是在侧视观察中为圆锥形、梯形,或半球形等。例如,如果将出口流路511与密封面505的连接部形成为漏斗这样的形状,则可以容易地排出后述的流体室501中的气泡。
[0112] 出口流路管510与流体喷射管200连接。流体喷射管200贯穿设置有连接流路201,连接流路201的直径比出口流路511的直径大。而且,流体喷射管200的管部的厚度被形成为在具有不吸收流体的压力脉动刚度的范围内。
[0113] 流体喷射管200的前端部插入有喷嘴211。该喷嘴211贯通设置有流体喷射开口部212。流体喷射开口部212的直径比连接流路201的直径小。
[0114] 在上壳体500的侧面突出设置有插入从泵700提供流体的连接管25的入口流路管502,入口流路管502中贯通有入口流路侧的连接流路504。连接流路504与入口流路503连通。入口流路503在流体室501的密封面505的边缘部形成为槽状,并与流体室501连通。
[0115] 在上壳体500与下壳体301的接合面上,在离开隔板400的外周方向的位置上,下壳体301侧形成有密封盒(パッキンボックス)304、上壳体500侧形成有密封盒506,由密封盒304、506所形成的空间里装有环形密封圈450。
[0116] 在这里,组装上壳体500和下壳体301时,通过上壳体500的密封面505的边缘部与下壳体301的凹部303的底面将隔板400的边缘部与加固板410的边缘部紧密连接。这时,密封圈450被上壳体500与下壳体301推压,从而防止流体从流体室501泄漏
[0117] 流体室501中,流体吐出时达到30大气压(3MPa)以上的高压状态,虽然认为在隔板400、加固板410、上壳体500、下壳体301的各个接合部会有少许流体泄漏,但是通过密封圈450阻止泄漏。
[0118] 如图5所示,如果设置有填料450,则填料450会被以高压从流体室501泄漏的流体的压力压缩,同时填料450被进一步强力地推压到填料盒304、505中,因此,能够更可靠地防止流体的泄漏。通过这种方式,可以在驱动时保持流体室501中较高的压力上升。
[0119] 如图5所示设置有密封圈450后,则密封圈450会被以高压从流体室501泄漏的流体的压力压缩,同时密封圈450被进一步强力地推压到密封盒304、505的内壁上,因此,能够更可靠地防止流体的泄漏。通过这种方式,可以在驱动时保持流体室501中较高的压力上升。
[0120] 接下来,参照附图,对形成在上壳体500的入口流路503进行更详细的说明。
[0121] 图6是示出入口流路503的方式的俯视图。图6表示从下壳体301的接合面侧观察到的上壳体500的状态。
[0122] 图6中,入口流路503在上壳体500的密封面505的边缘部形成为槽状。
[0123] 入口流路503的一个端部连通到流体室501,另一个端部连通到连接流路504。在入口流路503与连接流路504的连接部形成有流体贮存部507。然后,通过使流体贮存部507与入口流路503的连接部平滑地圆化来减小流体阻力。
[0124] 而且,入口流路503朝向大致切线方向连通到流体室501的内周侧壁501a。以规定压力由泵700(参照图1)提供的流体沿着内周侧壁501a(图6中,箭头所指示的方向)流动并在流体室501产生回旋流。回旋流被回旋所产生的离心力推向内周侧壁501a侧,同时,流体室501中含有的气泡集中在回旋流的中心部。
[0125] 然后,集中在中心部的气泡被从出口流路511排出。因此,优选将出口流路511设置在回旋流的中心附近,即旋转体形状的轴中心部。
[0126] 而且,如图6所示,入口流路503是弯曲的。入口流路503也可以设置为不弯曲而沿着直线连通到流体室501,但通过使其弯曲,可以将流路变长,从而可以在狭窄空间中得到所需的惯性(イナータンス)(对于惯性,将在后面说明)。
[0127] 另外,如图6所示,在隔板400与形成有入口流路503的密封面505的边缘部之间,设置有加固板410。设置加固板410意在提高隔板400的耐久性。由于在入口流路503与流体室501的连接部形成有切口状的连接开口部509,因此,可以认为当隔板400被以高频率驱动时,在连接开口部509附近发生应力集中,从而发生疲劳破坏。因此,通过设置具有无切口部而连续的开口部的加固板410,可以使得隔板400不发生应力集中。
[0128] 而且,在上壳体500的外周落部开设4个位置的螺丝孔500a,上壳体500与下壳体301在该螺丝孔位置上被螺丝螺合接合。
[0129] 另外,尽管省略图示,但可以将加固板410与隔板400接合,层叠粘合为一体。作为粘合方法,可以是使用粘合剂粘接的方法,也可以是固相扩散接合及焊接等方法,但更优选使加固板410和隔板400在接合面上贴紧的方法。
[0130] ==脉动发生部的动作==
[0131] 接下来,参照图1~图6对本实施方式的脉动发生部100的动作进行说明。基于本实施方式的脉动发生部100的流体吐出,通过入口流路503侧的惯性L1(有时称为“合成惯性L1”)与出口流路511侧的惯性L2(有时称为“合成惯性L2”)的差来进行。
[0132] <惯性>
[0133] 首先,对惯性进行说明。
[0134] 当设流体的密度为ρ、流路的截面积为S、流路的长度为h时,惯性L用L=ρ×h/S表示。当设流路的压力差为ΔP、流过流路的流体的流量为Q时,通过使用惯性L使流路中的运动方程式变形,可以导出ΔP=L×dQ/dt这一关系。
[0135] 也就是说,惯性L表示对流量的时间变化的影响程度,惯性L越大,流量的时间变化越小,惯性L越小,流量的时间变化越大。
[0136] 而且,有关多条流路的并联连接、多条形状不同的流路的串联连接的合成惯性,可以通过使得各个流路的惯性与电路中的电感的并联连接、或串联连接同样地合成而算出。
[0137] 另外,入口流路503侧的惯性L1,由于连接流路504的直径相对于入口流路503的直径设定为足够大,因此,惯性L1在入口流路503的范围内算出。这时,由于连接泵700与入口流路503的连接管25具有柔软性,因此可以从惯性L1的计算中删除。
[0138] 而且,关于出口流路511侧的惯性L2,由于连接流路201的直径远比出口流路511的直径大,且流体喷射管200的管部(管壁)的厚度薄,因此对惯性L2的影响是轻微的。因此,出口流路511侧的惯性L2可以替换为出口流路511的惯性。
[0139] 另外,流体喷射管200的管壁具有对流体的压力传播的足够的刚性。
[0140] 而且,在本实施方式中,入口流路503的流路长度及截面积、出口流路511的流路长度及截面积被设定为,使得入口流路503侧的惯性L1比出口流路511侧的惯性L2更大。
[0141] <流体的喷射>
[0142] 接下来,对脉动发生部100的动作进行说明。
[0143] 流体通过泵700以规定压力供给入口流路503。其结果,当压电元件401不动作时,流体利用泵700的吐出力与入口流路503侧整体的流体阻力值的差流动到流体室501中。
[0144] 在这里,当驱动信号被输入到压电元件401中,压电元件401急剧伸长时,如果入口流路503侧及出口流路511侧的惯性L1、L2具有足够的大小,则流体室501中的压力迅速上升而达到几十个大气压。
[0145] 由于该流体室501中的压力远比利用泵700对入口流路503施加的压力大,因此,从入口流路503侧流入流体室501中的流体会因该压力而减少,从出口流路511的流出会增加。
[0146] 由于入口流路503的惯性L1比出口流路511的惯性L2大,由于从出口流路511吐出的流体的增加量比流体从入口流路503流入流体室501的流量的减少量大,因此,流体会在连接流路201以脉冲状吐出,也就是说,会发生脉动流。这个吐出时的压力波动在流体喷射管200中传播,流体从前端的喷嘴211的流体喷射开口部212被喷射出。
[0147] 在这里,由于喷嘴211的流体喷射开口部212的直径比出口流路511的直径小,因此,流体进一步被作为高压、高速的脉冲状液滴而喷射出。
[0148] 另一方面,流体室501中,由于从入口流路503流入的流体量的减少与从出口流路511流出的流体的流出量的增加的相互作用,压力上升后立即成为负压状态。其结果,因泵
700的压力和流体室501中的负压状态这二者,在经过规定时间后,入口流路503的流体以与压电元件401动作前相同的速度流向流体室501中的流动被恢复。
[0149] 入口流路503中的流体的流动恢复之后,如果压电元件401伸展,则可以从喷嘴211继续喷射脉动流。
[0150] <气泡的排除>
[0151] 接下来,对流体室501中的气泡的排除动作进行说明。
[0152] 如上所述,入口流路503通过一边在流体室501的周围回旋一边接近流体室501的这种路径连通到流体室501。而且,出口流路511设置在流体室501的大致旋转体形状的旋转轴附近。
[0153] 因此,从入口流路503流入流体室501的流体沿着内周侧壁508而在流体室501中回旋。然后,流体由于离心力而被推压到流体室501的内周侧壁501a侧,流体所含的气泡集中在流体室501的中心部,其结果,气泡被从出口流路511排出。
[0154] 因此,即使由于压电元件401而在流体室501发生微小的容积变化,压力波动也不会因气泡受到阻碍,而能够获得足够的压力上升。
[0155] 根据本实施方式,由于流体以规定的压力通过泵700被供给入口流路503,并且,即使在停止了脉动发生部100的驱动的状态下,流体也能被供给入口流路503和流体室501,因此,即便不进行启动注水(呼び水)动作,也能够开始初始动作。
[0156] 而且,由于流体从比出口流路511的直径缩小的流体喷射开口部212喷出,因此,液压比出口流路511中增高,从而使得高速的流体喷射成为可能。
[0157] 而且,由于流体喷射管200具有可将从流体室501流动的流体的脉动传递到流体喷射开口部212的刚性,因此,具有不会妨碍来自脉动发生部100的流体的压力传播,并可以喷射所需的脉动流这一效果。
[0158] 而且,由于将入口流路503的惯性设定为比出口流路511的惯性大,因此,与从入口流路503流向流体室501的流体的流入量的减少程度相比,在出口流路511则会发生更大程度的流出量的增加,从而在流体喷射管200中可以进行脉冲状的流体吐出。因此,也可以不在入口流路503侧设置止回阀,这样既可以达到简化脉动发生部100的构造的效果,同时可以使内部的清洗变得容易,且可以排除起因于使用止回阀的对耐久性的担心。
[0159] 另外,通过将入口流路503和出口流路511二者的惯性设定得足够大,如果急剧缩小流体室501的容积,则可以使流体室501中的压力急剧上升。
[0160] 而且,通过采用使用作为容积改变单元的压电元件401和隔板400而发生脉动的构造,可以简化脉动发生部100的构造,并实现小型化。而且,可以将流体室501的容积变化的最大频率设定为1KHz以上的高频率,从而最适于高速脉动流的喷射。
[0161] 而且,脉动发生部100通过利用入口流路503使流体室501中的流体发生回旋流,可以利用离心力将流体室501中的流体推向流体室501的外周方向,使回旋流的中心部,即,使流体所含的气泡集中在大致旋转体形状的轴附近,并从设置在大致旋转体形状的轴的附近的出口流路511排除气泡。由此,可以防止气泡滞留在流体室501中所导致的压力振幅的降低,并可以继续脉动发生部100的稳定的驱动。
[0162] 而且,由于形成为使入口流路503通过一边沿流体室501的周围回旋一边接近流体室501这样的路径连通到流体室501,因此可以无需采用用于使流体在流体室501的内部旋转的专用的构造就能够发生回旋流。
[0163] 而且,由于在流体室501的密封面505的外边缘部形成槽形的入口流路503,因此,可以无需增加部件数目就能形成作为回旋流发生部的入口流路503。
[0164] 而且,通过在隔板400的上表面配备加固板410,隔板400将加固板410的开口部外周作为支点驱动,因此,难以发生应力集中,从而可以提高隔板400的耐久性。
[0165] 另外,如果使加固板410与隔板400的接合面的角部圆化,则能够进一步缓和隔板400的应力集中。
[0166] 而且,如果将加固板410和隔板400层叠并粘合为一体,则不仅可以提高脉动发生部100的组装性,还能具有加固隔板400的外边缘部的效果。
[0167] 而且,由于在从泵700提供流体的入口侧的连接流路504与入口流路503的连接部设置有滞留流体的流体贮存部507,因此,可以抑制连接流路504的惯性对入口流路503的影响。
[0168] 而且,由于在上壳体500与下壳体301的接合面上,在离开隔板400的外周方向的位置上配备有环状的密封圈450,因此,可以防止流体从流体室501的泄漏,并防止流体室501中的压力降低。
[0169] 然而,作为流体容器760的压力传感器722,如果可以采用可靠性高的压力传感器、压力检测精度高的压力传感器,则可以根据该压力传感器所检测出的压力,将流体容器760中的压力升高至所需压力。
[0170] 然而,例如为了降低制造成本,作为压力传感器722,有时会采用可靠性比较不高的传感器或是采用压力检测精度不高的传感器。如此一来,所检测出的压力可靠性本身就不高。因此,可以考虑在根据所检测出的压力将流体容器760中的压力升高至所需压力时,流体容器760的压力将变成出乎预期的高压力。
[0171] 另一方面,优选即便在采用这种廉价的压力传感器的情况下,也能够尽可能地将压力容器760中的压力上升至适当的高度,并立即以适当的势头喷射流体。即,希望能廉价地缩短喷射出流体之前的时间。
[0172] 在以下说明的流体喷射控制中,即便在如上所述使用了廉价的压力传感器722的情况下,也能缩短至喷射出流体为止的时间。
[0173] 接下来,对流体喷射控制进行说明。
[0174] 图7是流体喷射控制的流程图。在以下的处理中,驱动控制部600和泵控制部710适当地进行必要的通信。而且,所需的信息在驱动控制部600与泵控制部710之间交换,驱动控制部600和泵控制部710根据这些信息控制各个部分。
[0175] 在本实施方式中,根据后述的试喷射指示旗(test forming flag)的状态,判定是试喷射模式(相当于第一喷射模式)还是普通喷射模式(相当于第二喷射模式)。而且,当试喷射指示旗被立起时,则定为试喷射模式。
[0176] 试喷射指示旗也可根据预定时间出现的中断,通过由压力传感器722检测出的压力而自动立起或推倒。即,通过与后述的流体喷射控制的流程图不同的另一个压力传感器722检测出的压力会受到监测,而这一压力会使试喷射指示旗被立起或推倒。在此情况下,当通过压力传感器722监测的压力高于后述的压力R1且低于压力R2时,试喷射指示旗会被推倒,其他情况下,则被立起。但如上所述,由于压力传感器722采用廉价的传感器,因此,试喷射指示旗有时会根据可靠性不高的检测压力而被立起或推倒。
[0177] 流体喷射控制一开始,就对试喷射指示旗是否立起进行判定(S102)。然后,当试喷射指示旗立起时,鸣响预定的警告声(S104)。另外,也可以将该意思显示在未图示出的显示部上,来替代鸣响预定的警告声。
[0178] 接下来,驱动控制部600使泵控制部710打开夹管阀750(S106)。然后,驱动控制部600使泵控制部以预定速度将滑块720在推动流体的方向上移动(S108)。与此同时,驱动控制部600驱动压电元件401。由此,通过这种方式,从喷嘴211喷射出流体。
[0179] 接下来,驱动控制部600判定脉动发生部启动开关是否继续接通(ON)(S110)。而且,如果脉动发生部启动开关继续接通,则再次返回步骤S110。通过重复这种循环,可以连续从脉动发生部100喷射流体。
[0180] 在步骤S110中,如果脉动发生部启动开关断开,则驱动控制部600停止压电元件401的驱动。并且,几乎与此同时,使泵控制部710停止滑块720的移动(S112),并关闭夹管阀750(S114)。
[0181] 另一方面,在步骤S102中,当试喷射指示旗被推倒时,对流体容器760中的压力P是否高于下限压力R1且低于上限压力R2进行判定(S116)。而且,当压力P高于下限压力R1且低于上限压力R2时,处理转而进入步骤S106,流体被喷射出。
[0182] 而且,在步骤S116中,当压力P不大于下限压力R1、或不小于上限压力R2时,处理即完成。
[0183] 通过这种方式,在试喷射模式下,由于不论流体容器中的压力而喷射流体,并在之后关闭连接流道,因此,可以将流体容器中的压力提高至某个水平的压力。而且,在普通喷射模式下,可以采用通过试喷射模式增高后的压力喷射流体。而且,可以在试喷射模式下设定为用于提高流体容器中的压力的喷射模式,在普通喷射模式下设定为在流体容器中的压力高过预定压力时喷射的普通喷射模式。这时,由于通过执行试喷射模式升高了流体的压力,因此,即便在使用了廉价且检测精度低的压力传感器722的情况下,也能够缩短在普通喷射模式中至喷射出流体为止的时间。即,可以廉价地缩短至喷射出流体为止的时间。
[0184] 因此,基于廉价的压力传感器722所检测的压力来判定是否超过上限压力R2,是由于以下原因。即,如果流体容器760中的压力升高而超出需要,则有可能以出乎预期的势头喷射流体。考虑势头弱时,对生物体的切除等造成的影响小,而势头强时该影响大。因此,虽然通过相对廉价的压力传感器722检测压力,但仍基于此判定是否超过上限压力R2。另外,优选预估这样的情况,而将上限压力R2设定为低一些。
[0185] 而且,当压力P超过上限压力R2时,也可以进行减压微调整控制。在本实施方式中,泵控制部710可以控制电机730,使得以预定速度继续使滑块720移动,以及控制电机730,使得滑块720移动微小距离。在使滑块720移动微小距离时,电机730被控制,以便能以最小单位旋转。在减压微调整控制中,泵控制部710仅使滑块720向第二限位传感器
744侧移动微小距离。如此一来,通过流体容器760中的压力,柱塞762就只向使流体容纳部765中的体积增加的方向移动微小距离。由此,流体容器760中的压力将只减少微小压力。一次减压微调整控制结束后,再次判定压力P是否超过上限压力R2。然后,当压力P超过上限压力R2时,再次进行减压微调整控制。
[0186] 当进行上述的流体喷射控制后,流体容器760中的压力将发生如下变化。
[0187] 图8是说明试喷射模式和普通喷射模式下的压力变化的第一图。图8示出了流体容器760中的压力P和下限压力R1和上限压力R2。在本实施方式的流体喷射装置1中,当在流体容器760中的压力P为从下限压力R1至上限压力R2之间的压力时喷射流体,则将以所需的势头喷射流体。
[0188] 本实施方式的流体喷射装置1被机械性地设计,使得当在试喷射模式下进行流体喷射时,流体容器760中的压力P会成为从下限压力R1至上限压力R2之间的压力。也可以进行这样的设计,例如利用上述的喷嘴211的流道阻力与滑块720的移动速度之间的关系,使得流体容器760中的压力P均衡于在下限压力R1和上限压力R2之间。通过这种方式,在压力传感器722的检测精度不高时,可以将流体容器中的压力从压力R1提升至压力R2。
[0189] 流体容器760刚被安装到泵700上时,由于柱塞762未被推压,因此,连接管25中未填充有流体,且流体容器760中的压力也几乎未上升。即,流体容器760刚被安装到泵700上时,流体容器760中的压力为零。
[0190] 然后,当脉动发生部启动开关被接通(ON),则夹管阀750打开,滑块720在推压流体的方向上移动。而且,由于压电元件401也被驱动,脉动发生部100将要喷射流体。
[0191] 如上所述,如果在流体容器760中的压力低于下限压力R1时滑块720被移动,则流体容器中的压力P会上升,最终压力P会成为在下限压力R1和上限压力R2之间的范围内的压力。之后,如果脉动发生部启动开关暂且被断开、脉动发生部启动开关再次被接通,则喷射模式变成普通喷射模式,从而可以在使流体容器760中的压力上升至普通喷射所需压力的状态下喷射流体。
[0192] 即,通过在试喷射模式下进行流体喷射,可以使流体容器760中的压力上升至可喷射流体的压力(在下限压力R1和上限压力R2之间范围内的压力),因此,通过使脉动发生部启动开关接通,可以立即喷射流体。因此,能够缩短至流体喷射之前的时间。
[0193] 图9是说明试喷射模式和普通喷射模式下的压力变化的第二图。在试喷射模式中,流体容器760中的压力被升高这一点与上述的图8是共通的。然而,在试喷射模式中,考虑也有时会因某种原因而导致流体容器760中的压力超过上限压力R2。
[0194] 如果在流体容器760的压力P超过上限压力R2时,从脉动发生部100喷射流体,则如上所述,由于流体容器760所提供的流体压力高,有可能会以超乎设想的势头从喷嘴211喷射流体。因此,当流体容器760中的压力超过上限压力R2时,也可以进行减压微调整控制。
[0195] 结果是,流体容器760中的压力P成为小于上限压力R2的压力。而且,在减压微调整控制中,由于只能进行稍微的减压,因此,压力P维持在高于下限压力R1的状态。
[0196] ===其它实施方式===
[0197] 上述实施方式中,对作为切开或切除生物体组织的手术用手术刀的流体喷射装置1进行了说明,但不仅限于此,也可以作为进行切断、洗净等操作的其它医疗器械应用。具体而言,上述流体喷射装置1也可以用于精细物体和构造物的洗净等。
[0198] 而且,上述实施方式中利用压电元件喷射流体,也可以采用通过利用激光使压力室中的流体产生泡沫,从而使压力室中的流体强力喷射的激光发泡方式。并且,也可以采用通过利用加热器使压力室中的流体产生泡沫,从而使压力室中的流体强力喷射的加热器发泡方式。
[0199] 而且,上述实施方式是喷射脉动流的方式,也可以是喷射连续流的方式。并且,当被构成为将流体容器760作为容纳流体的输液袋时,可以按如下所述对减压微调整控制进行控制。即,在减压微调整控制中,通过使排气阀812打开微小时间并对将压室800的压力微小减压来进行减压微调整控制。
[0200] 而且,在上述构成的流体喷射装置1中,一旦流体容器760的压力上升至喷射所需的压力,则考虑该压力可以维持1小时至2小时左右。换言之,如果从将流体容器760的压力上升至喷射所需压力起超过1小时至2小时,则有可能该压力会降低。因此,也可以从将流体容器760的压力上升至喷射所需压力起经过预定时间后立起试喷射指示旗,重置为试喷射模式。
[0201] 而且,也可以在切换到普通喷射模式之前,规定所需的试喷射模式下的喷射时间。即,也可以构成为如果从试喷射模式下的喷射起未经过规定时间,则不切换至普通喷射模式。通过这种方式,可以在切换至普通喷射模式之前,可靠地将流体容器760中的压力提高至合适的压力。
[0202] 上述实施方式意在促进对本发明的理解,并非是用于限定本发明的方式。当然,本发明在不脱离其宗旨的前提下可以进行改变、改良,同时本发明包括其等价物。
相关专利内容
标题 发布/更新时间 阅读量
一种流体用管接头 2020-05-13 359
涡旋式流体设备 2020-05-12 801
流体流量阀 2020-05-11 674
超薄磁流体密封装置 2020-05-13 259
低温陆用流体装卸设备 2020-05-13 1039
微流体装置 2020-05-11 914
闸阀及流体设备 2020-05-12 20
阀门和流体设备 2020-05-12 127
闸阀及流体设备 2020-05-12 620
低温流体装卸臂 2020-05-12 827
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈