JP2011005279A - 医療用投与器具 - Google Patents

Abstract

【課題】患者に対する肉体的、精神的苦痛を低減し、より安定した状態で薬剤の投与を行うことができる医療用投与器具を提供する。
【解決手段】その一端がプランジャで塞がれ、その内部に薬剤を収容した薬剤カートリッジと、薬剤カートリッジを収納するカートリッジホルダーと、薬剤カートリッジ内のプランジャを押圧して移動させるピストンロッドと、ピストンロッドの移動によって薬剤カートリッジの他端から排出された薬剤を投与するための針アセンブリと、を備え、投与前に、ピストンロッドの移動によりエアー抜き動作を行うようする。
【選択図】図１６

Description

本発明は、電気的な駆動源でもって駆動されて薬剤の投与が行われるようにした医療用投与器具に関し、特に薬剤カートリッジの交換の容易化を図ったものに関するものである。

インスリン依存型の患者は、一週又は一日の間に数回インスリンの注射をする必要がある。インスリンの必要量は患者毎に異なり、その患者に必要な量は、一日の過程でも変わりかつ一日毎に変わることもある。

自己注射を行う患者は、薬剤の入った薬剤カートリッジを注入装置に取り付け、次に薬剤カートリッジの弾性シール側に針アセンブリを取り付け、その後、投与量を設定し、注入装置を操作して、体内に薬剤を注入する。薬剤カートリッジ内の薬剤は、このような投薬を数回行うと消費されてなくなる。空になった薬剤カートリッジは、患者自身で装置から取り外して、新たな薬剤カートリッジを装着し、前述のような注入動作を繰り返しておこなう。このような従来の注入装置は、薬剤カートリッジを交換する際、薬剤カートリッジを保持する部材（以後カートリッジホルダーと称す）を本体から取り外し、カートリッジホルダーから薬剤カートリッジを取り出し、新規の薬剤カートリッジをカートリッジホルダーに挿入し、その後カートリッジホルダーを注入装置に取り付けるのが一般的であった。（例えば特許文献１参照）

この従来装置は、手動式の注射器であるが、電動式のものとしては、図２３に示すものがある。図２３は、現在、歯科用で使用されている電動注射器の内部を示す構成図である。図２３を用いて、薬剤が投与される原理を説明する。いま、薬剤が充填されたシリンジ２０３は、本体２１０に取り付けられたカートリッジホルダー２０２の中にセットされている。

ＳＷ１を押すとモーター２１１が正回転し、この回転力がモーター２１１と直結された減速ギアボックス２０９で減速され、減速ギアボックス２０９の減速ギア主軸２０８を回転させる。減速ギア主軸２０８の先端は、回転盤２０７を介し、ギア２０６と噛合っており、このギア２０６を回転させる。また、ギア２０６は、ギア２０５と噛合っているため、ギア２０６の回転力は、ギア２０５に伝わる。ギア２０５の同軸上には、押し出しピストン２０４の中央から右下半分に設けられたラック２０４ａと噛合うように、ギア２０５ａが設けられている。そして、ギア２０５が回転すると、ギア２０５ａもギア２０５と同方向に回転し、結果的に押し出しピストン２０４を注射針２１３の方向に移動させることによって、シリンジ２０３内の薬剤が注射針２１３の中から押し出される。

そして注射時は、前述の動作でエアー抜きを行った後、注射針２１３を患部に刺針し、薬剤を投与する。なお、ＳＷ２はモーター２１１の逆転用スイッチ、２１２はモーター２１１の駆動用バッテリーである。

また、インスリン注入装置は携帯性が重視され、そのため小型で軽量な装置が望まれている。ここで従来の注入装置は、薬剤カートリッジ内の薬剤をすべて注射できるストロークを有した直線型のピストンが一般的で、中には、曲率タイプのピストンを装備しているものもある。（例えば特許文献２参照）

実用新案登録第３０８８７０６号公報 特表２０００−５１３９７４号公報

ところで、患者が実際に注入装置を使用するにあたっては、薬剤カートリッジの交換を容易に行いたいといった要望がある。

しかしながら従来の注入装置においては、このような場合、薬剤カートリッジが挿入されているカートリッジホルダーを注入装置の本体から取り外し、カートリッジホルダーから薬剤カートリッジを取り出し、新品の薬剤カートリッジに交換後、再び注入装置本体にカートリッジホルダーを装着しなければならなく、操作が不便で面倒であった。

また、直線型のピストン形状を有した注入装置の場合、薬剤カートリッジ内の薬剤をすべて注射できるストロークを有したピストンが必要で、そのピストンの長さは薬剤カートリッジの全長とほぼ同じ長さが必要となり、それゆえ注入装置自体の長さは、薬剤カートリッジ長さの最低２倍以上が必要となり装置の大型化の一因となっている。また、曲率タイプのピストンを有した注入装置の場合、装置長は前者の直線型のピストンロッドより短く構成できるが、曲率を有するため、装置の厚みがより厚くなり、装置のハンドリング性に難が生じる。

さらに、従来の医療用投与器具においては、薬剤の注入を電動で行うことにより操作が簡単である反面、モーターなどの駆動部をはじめとして電動注射器が正常に動作しているか否か不安を感じる場合がある。このような薬剤の投与という行為そのものが精神的苦痛を与えるだけでなく、電動注射器の異常動作発生時には人体に多大な影響を及ぼし、生命に危険な状態をも招きかねない。

従来の医療用投与器具は以上のように構成されており、カートリッジ交換の操作が面倒であるという問題点があった。

また、装置のサイズが大きく取り回しに不便であるという問題点があった。

また、電動駆動式のものにおいては、注入前のエアー抜き、機械の動作状態など、薬剤投与時に、患者が不安を抱くことがあるという問題点があった。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、カートリッジの交換を患者が容易に行なうことができ、また注入装置自体を小型化することのできる医療用投与器具を提供することを目的とする。

また、注入動作の前にはエアー抜き動作を確実に行い、注入動作時の異常動作を検知して使用者に告知することにより、患者に対する肉体的、精神的苦痛を低減し、より安定した状態で薬剤の投与を行うことができる医療用投与器具を提供することを目的とする。

第１番目の発明は、その一端がプランジャで塞がれ、その内部に薬剤を収容した薬剤カートリッジと、該薬剤カートリッジを収納するカートリッジホルダーと、該カートリッジホルダーの一端に、該カートリッジホルダーの軸方向に摺動自在に設けられ、またその摺動端部にて上記軸方向に対して回動可能な針ホルダーと、前記針ホルダーに着脱自在に設けられ、前記ピストンロッドの移動によって前記薬剤カートリッジの他端から排出される薬剤を投与するための針アセンブリと、前記薬剤カートリッジ内のプランジャを押圧して移動させるピストンロッドとを備え、前記針ホルダーをカートリッジホルダーの軸方向に摺動移動させ、その摺動端部にて上記軸方向に対して回動させることで前記カートリッジホルダー先端から前記薬剤カートリッジの先端部分を露出させて、前記カートリッジホルダーより前記薬剤カートリッジを脱着する、ことを特徴とするものである。

第２番目の発明は、前記発明において、前記針アセンブリを前記針ホルダーへ装着した状態において、前記薬剤カートリッジの脱着が可能である、ことを特徴とするものである。

第３番目の発明は、前記発明において、前記針ホルダーへ前記針アセンブリを装着する動作にともない、前記薬剤カートリッジを前記ピストンロッド方向に移動させるレバーを、前記針ホルダーに備えた、ことを特徴とするものである。

第４番目の発明は、前記発明において、前記カートリッジホルダーに、前記薬剤カートリッジを前記針ホルダー方向に付勢する部材を備えた、ことを特徴とするものである。

第５番目の発明は、前記発明において、前記薬剤カートリッジを交換する際、前記針ホルダーを前記針アセンブリ取り付け部方向へ移動する動作にともなって、前記ピストンロッドが初期位置に後退するよう動作する、ことを特徴とするものである。

第６番目の発明は、前記発明において、前記針ホルダーの周囲側面部を覆う可動式の注射部当接カバーを備え、注射時に、前記針アセンブリの針部のみ前記注射部当接カバー外に露出するように動作する、ことを特徴とするものである。

第７番目の発明は、前記発明において、前記薬剤カートリッジ交換時に、前記注射部当接カバーが、上記針ホルダーが露出する位置に移動する、ことを特徴とするものである。

第８番目の発明は、前記発明において、前記注射部当接カバーの位置を検出する手段を設けた、ことを特徴とするものである。

第９番目の発明は、その一端がプランジャで塞がれ、その内部に薬剤を収容した薬剤カートリッジと、該薬剤カートリッジを収納するカートリッジホルダーと、複数段の伸縮機構を有し、前記薬剤カートリッジ内のプランジャを押圧して移動させるピストンロッドアセンブリとを、備えたことを特徴とするものである。

第１０番目の発明は、前記発明において、前記ピストンロッドアセンブリの複数段の伸縮機構は、前記カートリッジホルダーの軸方向に対して平行に直線状に摺動作動する複数段のピストンロッドを有し、各ピストンロッドの長さが前記薬剤カートリッジの全長よりも短く設定されている、ことを特徴とするものである。

第１１番目の発明は、前記発明において、前記複数のピストンロッドはそれぞれ同心円状に配置され伸長する時は同心円の外側に位置するピストンロッドから順次摺動する、ことを特徴とするものである。

第１２番目の発明は、その一端がプランジャで塞がれ、その内部に薬剤を収容した薬剤カートリッジと、該薬剤カートリッジを収納するカートリッジホルダーと、前記薬剤カートリッジ内のプランジャを押圧して移動させるピストンロッドと、前記ピストンロッドの移動によって前記薬剤カートリッジの他端から排出された薬剤を投与するための針アセンブリと、を備え、投与前に、前記ピストンロッドの移動により前記エアー抜き動作を行う、ことを特徴とするものである。

第１３番目の発明は、前記発明において、前記エアー抜き動作時の刺針速度は、前記投与時の刺針速度よりも低速で動作する、ことを特徴とするものである。

第１４番目の発明は、前記発明において、前記エアー抜き動作時は、前記ピストンロッドが、前記投与時の速度よりも低速で動作する、ことを特徴とするものである。

第１５番目の発明は、前記発明において、前記エアー抜き動作時のピストンロッドの低速動作は、パルス幅のＯＮとＯＦＦの比率を変えて制御するＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation）によるものである、ことを特徴とするものである。

第１６番目の発明は、前記発明において、前記エアー抜き動作時のピストンロッドの低速動作は、電圧制御によるものである、ことを特徴とするものである。

第１７番目の発明は、前記発明において、前記投与動作の前にエアー抜き動作が行われたことを検知した後、投与動作を可能とする、ことを特徴とするものである。

第１８番目の発明は、前記発明において、前記エアー抜き動作を行うためのボタンと、薬剤を注射するためのボタンとを備え、エアー抜き動作後に、前記薬剤を注射するためのボタンの押下による動作を許可する、ことを特徴とするものである。

第１９番目の発明は、前記発明において、前記医療用投与器具の針アセンブリ近傍が投与部位に当接しているか否か検知する手段を備え、投与部位に当接している場合には、前記エアー抜き動作を抑制する、ことを特徴とするものである。

第２０番目の発明は、その一端がプランジャで塞がれ、その内部に薬剤を収容した薬剤カートリッジと、該薬剤カートリッジを収納するカートリッジホルダーと、前記薬剤カートリッジ内のプランジャを押圧して移動させるピストンロッドと、前記ピストンロッドの移動によって前記薬剤カートリッジの他端から排出された薬剤を投与するための針アセンブリと、投与すべき薬剤の投与量を使用者が設定するための投与量設定手段と、前記投与量設定手段により設定した設定量と過去に投与した投与量とを比較する投与量比較手段と、前記投与量比較手段による比較結果が一定以上である場合は、前記ピストンロッドの動作を抑制するよう制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

第２１番目の発明は、前記発明において、前記投与量比較手段は、使用者が設定した投与量と、前回に投与した投与量とを比較する、ことを特徴とするものである。

第２２番目の発明は、前記発明において、前記投与量比較手段は、使用者が設定した投与量と、過去の複数回投与時の投与量とを比較する、ことを特徴とするものである。

第２３番目の発明は、前記発明において、前記投与量比較手段は、使用者が設定した投与量と、過去に複数回投与時の投与量の平均値とを比較する、ことを特徴とするものである。

第２４番目の発明は、前記発明において、前記投与量比較手段による比較結果が一定以上である場合に、使用者に投与動作不可であることを通知する告知手段を備えた、ことを特徴とするものである。

第２５番目の発明は、前記発明において、前記告知手段により告知後、使用者が設定した薬剤の投与を許可した場合には、前記制御手段は、前記ピストンロッドの動作抑制を解除する、ことを特徴とするものである。

第２６番目の発明は、その一端がプランジャで塞がれ、その内部に薬剤を収容した薬剤カートリッジと、該薬剤カートリッジを収納するカートリッジホルダーと、前記薬剤カートリッジ内のプランジャを押圧して移動させるピストンロッドと、薬剤の投与量をプログラム的に検出する第１の投与量検出手段と、実際の薬剤の投与量を電子回路により検出する第２の投与量検出手段と、を備え、上記第１の投与量検出手段による検出結果と上記第２の検出手段による検出結果とを比較して、上記第１の投与量検出手段による検出誤りを検知する、ことを特徴とするものである。

第２７番目の発明は、前記発明において、前記第１または第２の投与量検出手段により投与量の過多が検知されたとき、前記ピストンロッドを停止させて、投与動作を中断すること、を特徴とするものである。

第２８番目の発明は、前記発明において、前記第２の投与量検出手段により検出される投与量は、前記ピストンロッドの移動量に基づくものである、ことを特徴とするものである。

第２９番目の発明は、前記発明において、前記第２の投与量検出手段により検出される投与量は、前記ピストンロッドが一定の速度で移動するときの時間に基づくものである、ことを特徴とするものである。

本発明の請求項１にかかる医療用投与器具によれば、その一端がプランジャで塞がれ、その内部に薬剤を収容した薬剤カートリッジと、該薬剤カートリッジを収納するカートリッジホルダーと、前記薬剤カートリッジ内のプランジャを押圧して移動させるピストンロッドと、前記ピストンロッドの移動によって前記薬剤カートリッジの他端から排出された薬剤を投与するための針アセンブリと、を備え、投与前に、前記ピストンロッドの移動によりエアー抜き動作を行うようにしたので、電動にてエアー抜き動作を容易に行うことができるという効果が得られる。

また、本発明の請求項２にかかる医療用投与器具によれば、請求項１記載の医療用投与器具において、前記エアー抜き動作時の刺針速度は、前記投与時の刺針速度よりも低速で動作するようにしたので、エアー-抜き動作時の刺針動作の危険性の低減や動作そのものによる精神的苦痛を低減することができる効果がある。

また、本発明の請求項３にかかる医療用投与器具によれば、請求項１記載の医療用投与器具において、前記エアー抜き動作時は、前記ピストンロッドが、前記投与時の速度よりも低速で動作するようにしたので、エアー抜きを目視確認した際に、注射針等に付着した薬剤が飛散る危険性の低減や動作そのものによる精神的苦痛を低減することができる効果がある。

また、本発明の請求項４にかかる医療用投与器具によれば、請求項３記載の医療用投与器具において、前記エアー抜き動作時のピストンロッドの低速動作は、パルス幅のＯＮとＯＦＦの比率を変えて制御するＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation）によるものとしたので、エアー抜きを目視確認した際に、注射針等に付着した薬剤が飛散る危険性の低減や動作そのものによる精神的苦痛を低減することができる効果がある。

また、本発明の請求項５にかかる医療用投与器具によれば、請求項３記載の医療用投与器具において、前記エアー抜き動作時のピストンロッドの低速動作は、電圧制御によるものとしたので、エアー抜きを目視確認した際に、注射針等に付着した薬剤が飛散る危険性の低減や動作そのものによる精神的苦痛を低減することができる効果がある。

また、本発明の請求項６にかかる医療用投与器具によれば、請求項１記載の医療用投与器具において、前記投与動作の前にエアー抜き動作が行われたことを検知した後、投与動作を可能とするものとしたので、薬剤投与前に必ずエアー抜き動作が行なわれるようになり、機械に対する精神的不安感を軽減することができる効果がある。

また、本発明の請求項７にかかる医療用投与器具によれば、請求項１記載の医療用投与器具において、前記エアー抜き動作を行うためのボタンと、薬剤を注射するためのボタンとを備え、エアー抜き動作後に、前記薬剤を注射するためのボタンの押下による動作を許可するようにしたので、エアー抜き処理を行っていない場合には薬剤が投与される心配が無く、機械に対する精神的不安感を軽減することができる効果がある。

また、本発明の請求項８にかかる医療用投与器具によれば、請求項１記載の医療用投与器具において、前記医療用投与器具の針アセンブリ近傍が投与部位に当接しているか否か検知する手段を備え、投与部位に当接している場合には、前記エアー抜き動作を抑制するようにしたので、エア抜き動作時に誤って人体を刺すような事故を防止することができ、機械に対する精神的不安感を軽減することができる効果がある。

本発明の実施の形態１にかかる医療用投与器具の全体を示す矢視図。 上記医療用投与器具の薬剤カートリッジの交換を説明するための、針ホルダー付近の構成図。 上記医療用投与器具の薬剤カートリッジの交換を説明するための、針ホルダーを本体より引き出した状態を示す構成図。 上記医療用投与器具の薬剤カートリッジの交換を説明するための、薬剤カートリッジを取り出した状態を示す構成図。 上記医療用投与器具における針ホルダーの要部拡大図。 上記医療用投与器具針ホルダー動作を説明するための要部拡大図。 上記医療用投与器具針ホルダー動作を説明するための、針ホルダーをスライドさせた状態を示す図。 上記医療用投与器具のピストンロッドアセンブリを示す図。 上記医療用投与器具の針ホルダーに針アセンブリを取り付け時の、検知レバーの状態を説明するための図。 上記医療用投与器具の薬剤カートリッジの後端部付近の構成を示す図。 本発明の実施の形態２にかかる医療用投与器具のピストンロッドアセンブリの要部の構成を示す図。 本発明の実施の形態２にかかる医療用投与器具のピストンロッドアセンブリをピストンロッドホールド部材に格納した状態を示す構成図。 上記実施の形態２にかかる医療用投与器具のピストンロッドアセンブリの動作を説明するための構成図。 上記実施の形態２にかかる医療用投与器具のピストンロッドアセンブリの動作を説明するためのさらなる構成図。 本発明の実施の形態１にかかる医療用投与器具のブッシュシャフトと各ピストンロッドとの螺合状態を説明するための一部断面図。 本発明の実施の形態３にかかる医療用投与器具の内部構造を説明するための斜視図。 上記実施の形態３にかかる医療用投与器具の外観を示す斜視図。 上記実施の形態３にかかる医療用投与器具の電気回路的な接続を説明するためのブロック図。 上記実施の形態３にかかる医療用投与器具の動作を説明するためのフローチャートを示す図。 本発明の実施の形態４にかかる医療用投与器具の動作を説明するためのフローチャートを示す図。 本発明の実施の形態５にかかる医療用投与器具の動作を説明するためのフローチャートを示す図。 本発明の実施の形態６にかかる医療用投与器具の動作を説明するためのフローチャートを示す図。 従来の医療用投与器具の構成を示す図。

以下に、本発明の医療用投与器具の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における医療用投与器具の全体構成図を示す。

図１において、１は投与器具であり、その先端部には、患者が自己注射する際、注射部位に当接させる注射部当接カバー７を有しており、その内部には針アセンブリ６が設置されている。

ここで、患者が薬剤カートリッジを交換する場合、図２に示すように、注射部当接カバー７を矢印Ａ方向にスライドさせると、針ホルダー４に取り付けられた針アセンブリー６が露出してくる。なお、本来は、針アセンブリ６による誤刺事故を防止するため、針アセンブリ６に保護カバー（図示せず）を装着後、交換するのが通常であるが、ここでは説明上省略している。

次に、図３に示すように、針ホルダー４を矢印Ｂ方向にスライドさせる。所定の位置まで針ホルダー４を移動させ、その後針ホルダー４を軸を中心に回転させることで、薬剤カートリッジ２が投与器具１内より露出してくる。その後、患者自身で薬剤カートリッジ２の脱着を行う。

以上が薬剤カートリッジ２の交換の概略説明である。次に図５ないし７を用いて、更に詳細な説明を行う。

図５において、薬剤カートリッジ２を内部にホールドするカートリッジホルダー３の前端部両側端には、支柱９が設けられている。また、針アセンブリ６を取り付ける針ホルダー４には、前記支柱９のスライドガイド用の溝部８が形成されており、前記針ホルダー４とカートリッジホルダー３とはそれぞれの溝部８、支柱９で嵌合されている。

ここで患者が薬剤カートリッジ２を交換する場合、図６に示すように、注射部当接カバー７（図２参照）を所定の位置まで移動後、針ホルダー４を矢印Ｂ方向に、溝部８の後端部が支柱９に当接するまで矢印Ｂ方向にスライドさせる。所定の位置まで針ホルダー４を移動させると、図７に示すように針ホルダー４は支柱９を中心に回動し、薬剤カートリッジ２の先端部２ａがカートリッジホルダー３の先端より露出する。

その後、薬剤カートリッジ２の交換が可能となる。また新規の薬剤カートリッジ２を装着した後は、前記の作業の逆を行えば、注射可能な状態になる。

次に、薬剤カートリッジ２の保持形態について、図８ないし１０を用いて説明する。

針ホルダー４には、検知レバー１８が取り付けられている。図９は、針ホルダー４（図８参照）に針アセンブリ６を取り付け時の、検知レバー１８の状態を示している。針アセンブリ６が針ホルダー４に取り付けられると、針アセンブリ６の後端部が、検知レバー１８を押圧し、また、検知レバー１８の後端部が、薬剤カートリッジ２の先端部２ａを押圧している。また、図１０に示すように、薬剤カートリッジ２の後端部２ｂは、ピストンロッドホールド部材１６の外周部に摺動可能に取り付けられた押圧部材１９によって押圧されている。

また、上記押圧部材１９は、ばね部材２０、およびストッパー部材２１で構成されている。

以上の構成により、押圧部材１９の位置検出を行うことで、針アセンブリ６、薬剤カートリッジ２の有無の検出が可能となる。

以上のように、本実施の形態１においては、針ホルダー４を投与器具１本体より引き出して回転させることで薬剤カートリッジ２の先端部分を露出させるようにしたので、カートリッジホルダー３を投与器具１に保持したまま薬剤カートリッジ２を脱着可能となるため、従来のように、患者がカートリッジの交換のたびにカートリッジホルダーを装置本体から分離させなければならないという負担を与えず、さらに、患者が薬剤カートリッジの交換を針アセンブリの装着状態にかかわらず自由に行うことができ、取り扱いを容易とすることができる。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２にかかる医療用投与器具について説明する。図１１は本発明の実施の形態２における電動式の医療用投与器具のピストンロッドアセンブリを中心とした構成図を示す。図に示すように、モータ等（図示せず）からの駆動源を伝達する駆動ギア１０には、外周に雄ネジ形状（図示せず）を有し、ロッドアセンブリ全長とほぼ同じ長さを有するブッシュシャフト１１が圧入されている。またその内周部に、前記ブッシュシャフト１１の雄ネジ部と螺合する雌ネジ部（図示せず）を形成した中空状のピストンロッドＡ１２は、その外周部に雄ネジ形状（図示せず）を有している。さらに、その内周部に前記ピストンロッドＡ１２と螺合する雌ネジ部（図示せず）が形成されたピストンロッドＢ１４がピストンロッドＡ１２と螺合している。上記ブッシュシャフト１１，ピストンロッドＡ１２，ピストンロッドＢ１４の螺合状態を図１５に示す。

また、前記ピストンロッドＡ１２、ピストンロッドＢ１４には、おのおの外周部に凸形状の回転防止部１３、１５が設けられている。また、図９に示すように、ピストンロッドＢ１４は、前記ピストンロッドＡ１２、ピストンロッドＢ１４がスムーズにスライドできる中空形状のピストンロッドホールド部材１６で覆われている。また前記ピストンロッドホールド部材１６の内部には、前記ピストンロッドＡ１２、ピストンロッドＢ１４の回転防止部１３、１５と当接して、それそれの回転を防止する凹み形状のピストンロッド回転防止部１７が設けられている。

次に実際の動作について図１２ないし１４を用いて説明する。まず、図１２は初期状態を示したものであるが、ピストンロッドＡ１２の回転防止部１３はピストンロッドホールド部材１６外部に位置している。ここで駆動ギア１０の駆動力はブッシュシャフト１１、ピストンロッドＡ１２に伝達され、前記駆動ギア１０、ブッシュシャフト１１、ピストンロッドＡ１２は、同期して一方向に回転している。

また、前記ピストンロッドＢ１４の回転防止部１５は、ピストンロッドホールド部材１６のピストンロッド回転防止部１７と当接して、回転不能状態であるため、前記ピストンロッドＡ１２から前記ピストンロッドＢ１４に伝達される回転力は、ピストンロッドＢ１４を前方に移動させる推進力に変換され、図１３に示すように、前記ピストンロッドＢ１４は矢印Ａ方向にスライドすることになる。またここで、前駆ピストンロッドＡ１２の外周部の雄ネジ部は全長形成されているのではなく、前記回転防止部１３の反対側から数ミリの部分は不完全ネジ部を形成しているように設計されている。よって、前記ピストンロッドＡ１２の回転は該ピストンロッドＡ１２の不完全ネジ部に前記ピストンロッドＢ１４のネジ部が到達したときに停止することになる。

ここで、前記ピストンロッドＢ１４の回転防止部１５が、ピストンロッドホールド部材１６のピストンロッド回転防止部１７とまだ当接しているため、前記回転を停止したピストンロッドＡ１２は、前記ピストンロッドＢ１４と同期して、矢印Ａ方向にスライドして行く。さらに、前記ピストンロッドＢ１４の回転防止部１５が前記ピストンホールド部材１６のピストンロッド回転防止部１７から離れると同時に、前記ピストンロッドＡ１２の回転防止部１３が前記ピストンホールド部材１６のピストン回転防止部１７と当接するため、ピストンロッドＡ１２のスライドに同期して前記ピストンロッドＢ１４が薬剤カートリッジ２内をスライドしていくことになる（図１４参照）。また、ピストンロッドを初期状態のように戻すのは、前述の説明プロセスの逆を行えばよい。

以上のように、本実施の形態２にかかる医療用投与器具においては、ピストンロッドアセンブリの伸縮機構をブッシュシャフト１１，該ブッシュシャフト１１に螺合する円筒形のピストンロッドＡ１２，該ピストンロッドＡ１２に螺合する円筒形のピストンロッドＢ１４、さらにこれらを収納するピストンロッドホールド部材１６とから構成し、ピストンロッドの動きを多段階に直線的に伸びるものとすることにより、装置を非常にコンパクトにでき、その結果、携帯性に優れた医療用投与器具を提供することができる。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３にかかる医療用投与器具について、図１６ないし１９を用いて説明する。

図１６は本実施の形態３に係る医療用投与器具の内部構造を説明するための斜視図、図１７は上記医療用投与器具の外観を示す斜視図、図１８は上記医療用投与器具の電気回路的な接続を説明するためのブロック図、図１９は上記医療用投与器具の動作を説明するためのフローチャートを記載した図である。

まず図１６について説明する。

いま、薬剤が充填されたシリンジ１０１は本体１０２に取り付けられたカートリッジホルダー１０３の中にセットされている。

いま、本体１０２を手に持ち、当接センサを投与すべき部位に当て、本体１０２側面に設けられた投与スイッチ１０４を押す。すると、刺針モーター１０５が正回転し、この回転力が刺針モーター１０５と直結されたスライドロッド１０６を介し、スライドキャップ１０７に伝わる。刺針モーター１０５の回転力はスライドキャップ１０７によって直線運動を行う力に変換される。スライドキャップ１０７は刺針モーター１０５が正回転したときに矢印の方向に移動する。移動し始めることにより抜針センサ１０８がオフ状態になる。スライドキャップ１０７は矢印方向に一定量移動する。そのときに刺針センサ１０９がオン状態になり、刺針モーター１０５の回転は停止する。

スライドキャップ１０７と内部フレーム組立て部１１０は連結している。そして、刺針モーター１０５が正回転したときに内部フレーム組立て部１１０が矢印の方向に移動する。内部フレーム組立て部１１０と注入組立て部１１１は連結している。そして、注入組立て部１１１は刺針モーター１０５が正回転したときに矢印の方向に移動され、注射針１１２を患部に刺針した状態となる。

そして、刺針動作を行った後、注入モーター１１３が正回転し、この回転力が注入モーター１１３と直結された減速ギアボックス１１４で減速され、減速ギアボックス１１４のギア主軸１１５を回転させる。ギア主軸１１５の先端は一次ギア１１６を回転させる。そして、その回転力は二次ギア１１７を介して三次ギア１１８に伝わる。この三次ギア１１８と一次ロッド１１９とは連結している。そして、一次ロッド１１９と二次ロッド１２０は噛み合っているため、一次ロッド１１９の回転力は二次ロッド１２０に伝わる。そして、二次ロッド１２０と三次ロッド１２１は噛み合っているため、二次ロッド１２０の回転力が三次ロッド１２１に伝わる。三次ロッド１２１の回転力はカートリッジホルダー１０３の内側に設けられた溝によって規制され、三次ロッド１２１は矢印方向に移動する。三次ロッド１２１がある一定量、シリンジ１０１の中を推進すると、回転していた二次ロッド１２０もシリンジ１０１を推進する。そして、三次ロッド１２１はシリンジ１０１内の薬剤を注射針１１２の中から押し出し、注入動作を行う。注入量は注入モーター１１３の回転を回転センサ１２２がカウントすることによって調整する。

なお、一次ロッド１１９，二次ロッド１２０，三次ロッド１２１の構造については実施の形態１で説明したピストンロッドアセンブリと同様の構造を持つものとする。

注入動作を終えると注入モーター１１３が逆回転をし、二次ロッド１２０と三次ロッド１２１を元の位置に戻す。そのあとに、刺針モーター１０５が逆回転を行い、スライドキャップ１０７が矢印と逆方向へ移動する。スライドキャップ１０７と内部フレーム組立て部１１０とは連結している。そして、刺針モーター１０５が逆回転したときに内部フレーム組立て部１１０が矢印と逆方向に移動する。内部フレーム組立て部１１０と注入組立て部１１１とは連結している。従って、注入組立て部１１１は刺針モーター１０５が逆回転したときに内部フレーム組立て部１１０とともに矢印と逆方向に移動され、注射針１１２を患部から抜針する。

スライドキャップ１０７が元の位置に戻ると、抜針センサ１０８がオン状態になり刺針モーター１０５を停止する。これにより抜針動作を終える。

次に本発明の医療用投与器具の外観的な構成を、図１７を用いて説明する。

図１７において、１２３は電源スイッチであり、医療用投与器具を使用するときに電源を投入するためのスイッチであり、また、使用後に電源を切るためのものである。

１２４はエアー抜きスイッチであり、シリンジ内や注射針内のエアー抜き動作を開始するためのものである。

１２５は設定スイッチであり、体内に注入する薬剤の量などの設定を行うものである。

１２６は当接センサであり、投与すべき部位に当接しているか否かを検知するためのものである。

１２７は表示装置であり、体内に注入する薬剤の設定量の表示や、医療用投与器具内の状況、例えば、薬剤の残量等を表示するためのものである。

１２８は刺針口であり、刺針や抜針時に注射針が通過するための開口である。

次に図１６及び図１７に示された構成を有する医療用投与器具の電気回路的な構成を、図１８を用いて説明する。なお、図１６，１７と同一符号は同一、または相当部分を示すものとする。

１２９はスピーカであり、動作終了を音声にて使用者への告知や、異常動作の場合に使用者に告知するための装置である。

１３２は原点センサであり、シリンジ内の薬剤を注入するためのピストンが原点の位置の状態であることを検知するためのセンサである。

１３１はモータードライバであり、マイクロプロセッサ１３０からの指令により、注入モーター１１３及び刺針モーター１０５を駆動させるための信号を出力するものである。

１３０はマイクロプロセッサであり、プログラムにより、エアー抜きスイッチ１２４や投与スイッチ１０４等の入力により、注入モーター１１３や刺針モーター１０５を動作させるために指令を出すなどの制御部である。

次に医療用投与器具のエアー抜きと薬剤の注入のシーケンスについて図１９のフロー図に従って説明する。エアー抜きスイッチ１２４もしくは投与スイッチ１０４が押された場合にシーケンススタート（ステップａ１）となる。

次にエアー抜きスイッチ１２４が押されたか否か判断（ステップａ２）を行う。エアー抜きスイッチ１２４が押された場合はステップａ３に移行する。

ステップａ３では刺針モーター１０５を駆動電圧の低下もしくは、信号のパルス幅のＯＮとＯＦＦの比率を変更するＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御などを用いて注射針を抜針センサ１０８がオンしている状態から刺針センサ１０９がオンする状態までの間、刺針モーター１０５を低速で動作させる。次にステップａ４では注入モーター１１３をエアー抜き動作時に必要な分のみを駆動させて正転させてエアー抜き動作を行う。

次にステップａ５では刺針モーター１０５を低速で逆転方向に回転させて、刺針センサ１０９がオン状態の位置まで移動させて処理を終了（ステップａ９）する。

一方、上記ステップａ２にてエアー抜きスイッチ１２４ではなく投与スイッチ１０４が押された場合は、ステップａ６に移行する。ステップａ６では刺針時は高速で動作させた方が患者に対する痛みを軽減することができるため、刺針モーター１０５を高速にて刺針動作をする。

次にステップａ７では注入モーター１１３を動作させることにより、薬剤の設定量分を注入する。

次にステップａ８では注入終了後、刺針モーター１０５を高速で逆転方向に回転させて、刺針状態の位置から抜針状態の位置まで移動させて処理を終了（ステップａ９）する。

このように本実施の形態３にかかる医療用投与器具によれば、複数のピストンロッド１１９〜１２１を用い、エアー抜きスイッチ１２４を押下することにより、ピストンロッド１１９〜１２１の移動に伴って電動にてエアー抜き動作を容易に行うことができ、また、エアー抜き動作時は注入モーター１１３を低速に動作させることにより、目視確認した際に注射針等に付着した薬剤が飛散る危険性を低減することができる。

（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４にかかる医療用投与器具について説明する。構成については図１６ないし１８で示したものと同一であるのでここでは重複する説明は省略する。

本実施の形態４にかかる医療用投与器具の動作について図２０を用いて説明する。

エアー抜きスイッチ１２４もしくは投与スイッチ１０４が押された場合にシーケンススタート（ステップｂ１）となる。

先ずエアー抜きスイッチ１２４が押されたか否かの判断（ステップｂ２）を行う。押下されたのがエアー抜きスイッチ１２４ではなく投与スイッチ１０４である場合は再度ステップｂ２を行う。この際、投与スイッチ１０４である場合は投与の動作をしないため、その旨を音声にてスピーカ１２９を用いるか、表示装置１２７を用いて表示する、あるいはスピーカ１２９及び表示装置１２７の両方にて使用者に告知する構成としてもよい。

一方、ステップｂ２にてエアー抜きスイッチ１２４が押された場合は、ステップｂ３に移行する。ステップｂ３では、当接センサ１２６がオンしているかの否かの判断を行う。当接センサ１２６がオンしている場合は使用者に誤って刺針してしまう危険性があるため、再度ステップｂ３を行う。この際、当接センサ１２６がオンしている場合はエアー抜きの動作をしないため、その旨を音声にてスピーカ１２９を用いるか、表示装置１２７を用いて表示する、あるいはスピーカ１２９及び表示装置１２７の両方にて使用者に告知する構成にしてもよい。

一方、上記ステップｂ３にて当接センサ１２６がオンしている場合はステップｂ４に移行する。ステップｂ４ではシリンジ１０１や注射針１１２や内部のエアーを抜くために注入モーター１１３を動作させる処理を行う。

次に使用者は注射針１１２を目視にてエアー抜きが十分であるかの判断に基づき、不十分である場合は再度エアー抜きスイッチ１２４を押す。

エアー抜きが十分である場合は続いて投与スイッチ１０４を押す。ステップｂ５ではいずれのスイッチが押されたかの判断を行う。エアー抜きスイッチ１２４が押されたのであればステップｂ３に移行し、投与スイッチ１０４が押されたのであればステップｂ６に移行する。

ステップｂ６では、当接センサ１２６がオンしているか否かの判断を行う。当接センサ１２６がオンしていない場合は、投与器具が使用者の所定の投与部位に接触していない可能性があるため、再度ステップｂ３を行う。この際、当接センサ１２６がオンしていない場合は注入動作をしないため、その旨を音声にてスピーカ１２９を用いるか、表示装置１２７を用いて表示する、あるいはスピーカ１２９及び表示装置１２７の両方にて使用者に告知する構成にしてもよい。当接センサ１２６がオンしている場合はステップｂ７に移行する。

上記ステップｂ７では、設定量に相当する分、注入モーター１１３を動作させて注入動作をさせて処理を終了（ステップｂ８）する。

このように、本実施の形態４によれば、複数のピストンロッド１１９〜１２１を用い、投与スイッチ１０４を押下する前にエアー抜きスイッチ１２４が押下されたことを検出してから、投与スイッチ１０４の押下による注入動作を有効にするようにしたので、注入動作の前にエアー抜き動作を確実に行うことができ、誤って人体にエアーを注入する危険性を軽減することができ、装置の安全性を高めることができる。

（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５に係る医療用投与器具について説明する。構成については図１６ないし１８で示したものと同一であるのでここでは重複する説明は省略する。

本実施の形態５にかかる医療用投与器具の動作について図２１を用いて説明する。

使用者が注入量を設定する状態となった場合にシーケンススタート（ステップｃ１）となる。

先ずステップｃ２では過去の設定値から範囲を演算する処理を行う。過去の設定値による範囲としては前回の投与量を用い、その前回の投与量の、例えばプラスマイナス３０％以内を範囲とする方法や、過去の複数回、例えば１０回分のデータの平均値を用い、その値の、例えばプラスマイナス３０％以内を範囲とする方法や、さらには、過去の複数回、例えば１０回分のデータを標準偏差等により統計的に演算して範囲を求める方法等でもよい。

次にステップｃ３では使用者が設定回路１３３により注入量を決定する。

続いて、ステップｃ４ではステップｃ３で使用者が入力した値とステップｃ２で演算された値との比較を行う。比較した結果、所定の範囲内であればステップｃ６に移行する。範囲外であれば後述するステップｃ５に移行する。

ステップｃ５では、使用者に対して範囲外である旨を音声にてスピーカ１２９を用いるか、表示装置１２７を用いて表示する、あるいはスピーカ１２９及び表示装置１２７の両方にて使用者に告知して、注入の処理に移行してよいか否かの判断を行う。使用者により注入への移行が許可された場合は、ステップｂ７に移行する。使用者が拒否した場合はステップｂ３に戻る。

ステップｂ７では、設定された注入量分、注入モーター１１３を動作させて注入処理を行い、処理を終了（ステップｂ８）する。

なお、上記ステップｃ５では使用者に対して範囲外である旨を音声にてスピーカ１２９を用いるか、表示装置１２７を用いて表示する、あるいはスピーカ１２９及び表示装置１２７の両方にて使用者に告知した後に、使用者の確認を行わないでステップｃ３に移行するように構成してもよい。

このように本実施の形態５にかかる医療用投与器具によれば、設定スイッチ１２５により投与量を設定しようとした場合に、過去の投与量を参照して、設定値と過去の投与量とを比較を行い、比較結果が所定の範囲外にある場合には、使用者に設定値が範囲外である旨を音声にてスピーカ１２９を用いるか、表示装置１２７を用いて表示する、あるいはスピーカ１２９及び表示装置１２７の両方にて使用者に告知するようにしたので、薬剤によっては、誤って大きく投与量が異なる量にて投与した場合は人体に影響を及ぼす場合があるため、投与量が大きく変わる場合は投与前に使用者に対し告知、及び確認動作に移行する、もしくは投与の動作に移行できない構成とすることにより、電動式の医療用投与器具に対する安全性を高めることができる。

（実施の形態６）
次に本発明の実施の形態６に係る医療用投与器具について説明する。構成については図１６ないし１８で示したものと同一であるのでここでは重複する説明は省略する。

本実施の形態６にかかる医療用投与器具の電気的な回路構成について図２２のブロック図を用いて説明する。図２２は図１８の構成において、本実施の形態独自の構成である設定回路１３３，比較回路１３４，カウント回路１３５を追加した状態を示した図であり、図１８において示されている表示装置１２７やスピーカ１２９等は説明上省略している。

回転センサ１２２は注入モーター１１３の動作を周波数として出力可能なものであり、マイクロプロセッサ１３０とカウント回路１３５に出力される。

カウント回路１３５は電子回路からなり、回転センサ１２２の信号をカウントする回路であり注入モーター１１３の動作量をカウント可能である。

設定回路１３３も電子回路からなり、マイクロプロセッサ１３０から出力された注入量を換算して得られた動作量を保持することが可能な回路である。また、マイクロプロセッサ１３０により、注入動作開始や注入動作終了の指示を受けることが可能な回路であり、これにより、カウント回路１３５を初期動作させることもできる。

投与量はピストンロッドの移動量、もしくはピストンロッドが一定速度で移動する際の時間をカウントすることにより検知することができる。

比較回路１３４も電子回路からなり、設定回路１３３内の設定値とカウント回路１３５のカウント値を比較する回路であり、動作終了前に設定値に対してカウント値が一定以上超えた場合はモータードライバ１３１に対してマイクロプロセッサ１３０を介さず動作を停止させることが可能であり、マイクロプロセッサ１３０に対しては一定以上超えたことを知らせることが可能である。また、動作終了後に設定値に対してカウント値が一定以下である場合はマイクロプロセッサ１３０に対して一定以下である旨を知らせることが可能である。

このような構成により、マイクロプロセッサ１３０を用いたプログラム処理により、注入量を監視することに加え、比較回路１３４によって実際の注入量を電子回路的に直接監視することが可能となるため、マイクロプロセッサ１３０のプログラムの異常動作時においても比較回路１３４において異常を検知してモータドライバ１３１を強制停止する等の処理を行うことにより、薬剤の過多や過少の注入を防止することが可能となるため、二重に安全処置を設けることができ、電動式の医療用投与器具に対する安全性を高めることができる。

本発明にかかる医療用投与器具は、薬剤カートリッジの交換が簡単で携帯性に優れたインスリン等の薬剤の電動式注入装置等として有用である。

１ 投与器具
２ 薬剤カートリッジ
３ カートリッジホルダー
４ 針ホルダー
５ ピストンロッド
６ 針アセンブリ
７ 注射部当接カバー
８ 溝部
９ 支柱
１０ 駆動ギア
１１ ブッシュシャフト
１２ ピストンロッドａ
１３ ピストンロッドａ回転防止部
１４ ピストンロッドｂ
１５ ピストンロッドｂ回転防止部
１６ ピストンロッドホールド部材
１７ ピストンロッド回転防止部
１８ 検知レバー
１９ 押圧部材
２０ ばね部材
２１ ストッパー部材
１０１ シリンジ
１０２ 本体
１０３ カートリッジホルダー
１０４ 投与スイッチ
１０５ 刺針モーター
１０６ スライドロッド
１０７ スライドギャップ
１０８ 抜針センサ
１０９ 刺針センサ
１１０ 内部フレーム組立て部
１１１ 注入組立て部
１１２ 注射針
１１３ 注入モーター
１１４ 減速ギアボックス
１１５ ギア主軸
１１６ 一次ギア
１１７ 二次ギア
１１８ 三次ギア
１１９ 一次ロッド
１２０ 二次ロッド
１２１ 三次ロッド
１２２ 回転センサ
１２３ 電源スイッチ
１２４ エアー抜きスイッチ
１２５ 設定スイッチ
１２６ 当接センサ
１２７ 表示装置
１２８ 刺針口
１２９ スピーカ
１３０ マイクロプロセッサ
１３１ モータードライバ
１３２ 原点センサ
１３３ 設定回路
１３４ 比較回路
１３５ カウント回路

Claims (8)

1. その一端がプランジャで塞がれ、その内部に薬剤を収容した薬剤カートリッジと、
   該薬剤カートリッジを収納するカートリッジホルダーと、
   前記薬剤カートリッジ内のプランジャを押圧して移動させるピストンロッドと、
   前記ピストンロッドの移動によって前記薬剤カートリッジの他端から排出された薬剤を投与するための針アセンブリと、を備え、
   投与前に、前記ピストンロッドの移動によりエアー抜き動作を行う、
   ことを特徴とする医療用投与器具。
2. 請求項１記載の医療用投与器具において、
   前記エアー抜き動作時の刺針速度は、前記投与時の刺針速度よりも低速で動作する、
   ことを特徴とする医療用投与器具。
3. 請求項１記載の医療用投与器具において、
   前記エアー抜き動作時は、前記ピストンロッドが、前記投与時の速度よりも低速で動作する、
   ことを特徴とする医療用投与器具。
4. 請求項３記載の医療用投与器具において、
   前記エアー抜き動作時のピストンロッドの低速動作は、パルス幅のＯＮとＯＦＦの比率を変えて制御するＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation）によるものである、
   ことを特徴とする医療用投与器具。
5. 請求項３記載の医療用投与器具において、
   前記エアー抜き動作時のピストンロッドの低速動作は、電圧制御によるものである、
   ことを特徴とする医療用投与器具。
6. 請求項１記載の医療用投与器具において、
   前記投与動作の前にエアー抜き動作が行われたことを検知した後、投与動作を可能とする、
   ことを特徴とする医療用投与器具。
7. 請求項１記載の医療用投与器具において、
   前記エアー抜き動作を行うためのボタンと、薬剤を注射するためのボタンとを備え、
   エアー抜き動作後に、前記薬剤を注射するためのボタンの押下による動作を許可する、
   ことを特徴とする医療用投与器具。
8. 請求項１記載の医療用投与器具において、
   前記医療用投与器具の針アセンブリ近傍が投与部位に当接しているか否か検知する手段を備え、
   投与部位に当接している場合には、前記エアー抜き動作を抑制する、
   ことを特徴とする医療用投与器具。

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