JP2011507668A - 電子監視注射装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、医薬充填済みのカートリッジ（２）と組み合わせて使用するための医療用注射装置（１）に関し、該注射装置は、バネから解放されたエネルギーが保持されたカートリッジ（２）のプランジャ（３）を移動させるバネ補助付きの注射機構を備える。センサ回路は、針の閉塞状態、プライミング状態、又はエアパージ状態等の異常な速度状態を検出できるように注射中の速度関連データを検出するように構成されている。本発明はまた、注射の速度に依存する推奨される針引き抜き待ち時間を提供するためにセンサ回路及びユーザ通信手段を備えた医療用注射装置に関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、定量の医薬を注射するための医療注射装置に関する。特に本発明は、用量の送達を精密に監視するための手段と、注射装置の正しい又は誤った使用をユーザに通知又は警告するための手段とを備えた医療注射装置に関する。

本発明は、注射装置のより効率的な使用を可能にする一方で、用量送達の正確性を向上するものである。

本発明の開示では、大部分がインスリンの注射又は注入による糖尿病の治療に言及しているが、これは単に本発明の好適な使用例である。

患者が適正量を投与できるように、注射手順の間に投与される用量のサイズを測定及び表示するための付加的な電子回路を提供する様々な医療注射装置が提案されている。こういった装置の例は、ＷＯ０２／０６４１９６及びＷＯ０２／０９２１５３に示されている。

いくつかの機械的注射装置は、例えば用量設定手順中にバネを張ることによって注射準備手順の間に機械的エネルギーを蓄積するためのバネといったエネルギー蓄積部材を備え、蓄積されたエネルギーによって後続の注射手順中に駆動部材を駆動させて、固定用量又は個別に設定された用量を放出させることができる。ＷＯ２００８／０３７８０１号は、設定用量の量又は注射用量の量を検出するための付加的な電気回路が設けられた、こういった装置を開示している。

機械的注射装置の操作中には、注射針の閉塞、又は注射実行前に正しくプライミング（呼び水）又はパージ（空気抜き）されていない注射装置の患者による使用が発生するなど、複数の様々な好ましくない状態が起こりがちである。こういった状態は、ユーザに認識されずに適切な処置が取られない場合、重篤な危険を呈しうる。注射手順全体に亘りカートリッジのプランジャを前進させるためにユーザが駆動機構に力を加える機械的注射装置では、ユーザはその操作中に駆動機構から何らかの知覚的フィードバックを感じうる。通常、こういったフィードバックは、結果として生じる好ましくない状態についてある程度の注意を与える。しかしながら、ＷＯ２００８／０３７８０１号のようにバネ補助付きの注射装置を用いたとき、機械的知覚的フィードバックはかなり制限されうる。

文献ＵＳ２００３／０００９１３３号、ＵＳ２００３／００７３９５４号、ＵＳ６３４０３５７号、ＷＯ０３／０９９３５７号、及びＷＯ２００６／１１６９９７号は全て、モータ駆動装置の制御にモータ駆動回路が使用される電動注射又は点滴装置に関する。モータ駆動回路は、特定の状態の検出及び該検出された状態の患者への警告を可能にするために操作中に駆動機構を監視するように容易に構成することができる。ＷＯ２００７／１０７５５８号では、カートリッジセンサシステムが開示されており、カートリッジ内のプランジャの軸方向の位置を検出することができ、関連する医薬送達装置で追加のセンサを用いることで針の閉塞状態を検出できる。

医薬の経皮注射の後、少し待ってから患者の皮膚から注射装置の針を引き抜くことが望ましい。通常、医者は注射手順実行後５−１０秒、用量が多い場合は更に長く待ってから皮膚から針を引き抜くように患者に指示する。一般にこれは、注射された医薬が局所的に注射部位から患者の体内に拡散するまで数秒かかるために必要と認められている。医薬の注射後すぐに針を引き抜くと、注射された医薬の少なくともいくらかが針傷から漏れ出して拡散しないリスクがある。

あいにく、この問題は、患者が医薬注射装置を使用して医薬を自己投与する場合に特に深刻である。ユーザは、医薬が拡散し切る前に待ち切れずに針を抜いてしまうことがある。

この問題を多少とも解決するために、ＷＯ９７／３０７４２号は、注射動作完了後に推奨される待ち時間を電子表示して患者に該推奨待ち時間中、針を皮膚に挿入したままにしておくように助言する注射装置を開示している。

必要な待ち時間は、糖尿病患者が治療作業に必要とする全時間に関係する時間であり、通常は最小限に抑えられるべきである。更に、待ち時間は受動的時間であり（患者による行動が一切必要とされないか又は許可されない）、全時間に占める実際の割合よりも長い時間だと心理的に感じる可能性がある。最後に、単純でおもしろくない待ち時間を最大値に固定するスキームでは、患者が待ち切れずに早まって針を抜いてしまうリスクが増す可能性がある。

少ない用量の注射と比べて大用量を注射したとき、より長い待ち時間を推奨する上述の原則を実施するために、ＷＯ０３／０５７２８３号は、待ち時間の終わりを示すための信号手段の作動する時点が、注射された医薬の量と関連付けられた医薬注射装置を開示している。このような方式は一部の患者に好評であるかもしれないが、その単純な是正措置はユーザを誤って誘導する可能性があり、その影響で、ユーザは針を皮膚から抜いたときに針傷周囲への液漏れ及び針からの液垂れに悩まされうる。

ＷＯ０２／０６４１９６号 ＷＯ０２／０９２１５３号 ＷＯ２００８／０３７８０１号 ＷＯ９７／３０７４２号 ＷＯ０３／０５７２８３号 ＵＳ特許番号第６３４０３５７号 ＷＯ０３／０９９３５７号 ＷＯ２００６／１１６９９７号 ＷＯ２００７／１０７５５８号 ＵＳ特許出願番号第２００３／０００９１３３号 ＵＳ特許出願番号第２００３／００７３９５４号

上述の問題及び欠点に鑑み、本発明の第一態様の目的は、バネ補助付きタイプの手動注射装置を用いて固定用量又は個別に設定された用量の医薬を送達するときに不明瞭又は不正確な用量を送達してしまうリスクを低減することである。

また、本発明の第二態様の目的は、皮膚から針を引き抜く正確なタイミングについて医療用注射装置使用中に患者を誘導することを改善することである。更なる目的は、患者に送達される医薬量に関し高精度を維持しつつ患者の不便を最小限に抑えることである。

本発明の第一態様によると、一回量の医薬を注射するためにリザーバの放出端に向けて駆動可能なプランジャを備えたタイプのリザーバから医薬を注射するために手動注射装置が提供される。当該注射装置は：
−注射準備手順中にエネルギーを蓄えるように設定されたバネ手段、
−リザーバの放出端に向けてリザーバのプランジャを移動させるために前進可能な駆動部材であって、前記バネ手段に予め蓄えられた機械的エネルギーが解放されると注射手順中にバネ手段によって押し進められる駆動部材、
−バネ手段からのエネルギーの解放を引き起こす用量送達アクチュエータ、
−駆動部材、又は駆動部材に関連した構成要素に関する位置情報を検出するように構成されたセンサ、及び
−センサに感知された信号を処理するための、センサと通信するか又は繋がった回路
を備え、
ここで該回路は、センサに感知された信号から速度データを決定し、該速度データを所定の速度データと比較し、そして注射中に感知された速度が異常な速度状態に到達した場合に制御動作を実行する。

好適な実施形態では、第一態様による本発明は、個別に設定された用量の流体又は薬剤をリザーバから繰り返し注射するための装置を提供する。別の実施形態では、装置は固定用量の反復的注射を提供し、ここで該注射装置は注射準備手順中に武装され（作動可能とされ）、続いてバネ手段の解放時に固定用量を送達する。

リザーバは注射装置の他の部分に固定して取り付けられうる。或いは、注射装置は、交換式カートリッジの形態の医薬リザーバを受けるように構成される。

特定の実施形態で、バネ手段は、圧縮バネ又はねじりバネといったバネによって提供されうる。或いは、バネ手段は、弾性発泡材料又は圧縮性気体媒体を組み込みうる。

注射装置が、投与されるべき用量の特定のサイズをユーザが選択できる用量設定機構を含んでなる実施形態では、バネ手段は、用量設定作業中に捻られるか又はバイアスされるように構成されうる。別の実施形態では、バネ手段は、上記で言及した武装作業中に捻られるかバイアスされるように構成されうる。

駆動部材は、リザーバのプランジャを前進させるためのピストンロッドの形態でありうる。前記センサは、注射中に駆動部材の動きを感知するために駆動部材に連結されうる。或いは、前記センサは、駆動部材に連結又は関連付けられた、つまり少なくとも注射中は駆動部材と同調して動く装置の他の構成要素の動きを感知してもよい。駆動機構の特定の設計によると、センサは、直線運動、又は回転運動、更に又はらせん運動を感知しうる。

センサは、対象とされる特定の構成要素に関する位置情報が提供されるように、少なくとも注射中に構成要素の動きを監視するために回路に連結される。本発明において、用語「位置情報」は、経時的な構成要素の位置データに関するパラメータ、並びに経時的な構成要素の速度に関するパラメータを含む。

用語「異常な速度状態」とは正常な速度状態に反する状態であり、正常な速度状態とは、駆動部材が注射の開始から用量投与終了状態まで連続的にリザーバのプランジャを前進させる、つまり駆動部材が注射手順全体を通じてプランジャと契合している、連続的に行われる注射として定義される。用量投与終了状態とは、駆動部材が所望の用量を全て送達完了した後の状態である。

いくつかの実施形態で、回路は信号手段を含み、それにより回路は異常な速度状態の検出に反応した制御動作として信号を発するように構成される。該信号手段は、ディスプレイ、発光体、可聴信号を発するためのスピーカ、振動を生じる振動ユニット、又は触覚表示を生じる電気的筋肉刺激（ＥＭＳ）ユニットといった、電子制御インジケータを含みうる。回路は、異常な状態の検出に反応して、ユーザによって容易に認識されうる警告を生じるように構成されうる。

或いは、又は加えて、注射装置が複数の投与された用量注射に関するデータを含んでなるログを保存するように設定されている場合、該注射装置は、異常な状態を一事象として登録することによる制御動作を行い、それを、その特定の投与に関する他のデータ、例えば用量サイズ、及び用量が投与された時間及び日付、医薬の種類、装置に転送又は入力されたＢＧＭデータ等と共に保存する。こういった情報は、装置のディスプレイ上に表示されるか又は補助装置に通信されうる。

回路は、少なくとも一つの所定の閾値速度値を保持するメモリを含みうる。こういった設定で、回路は、決定された速度データを少なくとも一つの閾値速度値と比較し、異常な速度状態の発生を検出するように構成される。

一実施形態では、装置は、針の閉塞状態を検出するように設定されうる。このような方式で、注射中に感知された速度が第一閾値速度を下回る場合、該状態はリザーバの下流で閉塞を伴うものと見なされうる。特に、注射中に駆動部材の動きが一切検出されない場合、センサからの速度データは駆動部材が動いていないことに対応する速度を含み、これにより、針が閉塞している可能性があることを示す警告といった制御動作が引き起こされる。

回路は、駆動部材がプランジャと当接している注射と、駆動手段がプランジャに当接していない注射とを区別するように構成されうる。また、注射手順中の少なくとも一部で駆動部材がプランジャと当接していないことを検出することもできる。従って、このような方式で、該方式は、注射装置が正しくプライミングされていない、つまり駆動部材がリザーバのプランジャと契合していないことを検出するように設定されうる。

装置は、注射中に感知された速度が第二の閾値速度を上回る場合にプライミング状態を検出するように設定されうる。或いは、又は加えて、プライミング状態の検出は、注射ストローク中の駆動部材／プランジャ衝突の発生を示す、記録されたデータセットから終局での速度変化を検出するために、速度関連データセットを分析することによって検出されてもよい。

装置は、注射中に感知された速度が第三の閾値速度を上回る及び第四の閾値速度を下回る場合にエアパージ状態を検出するように設定されうる。或いは、又は加えて、エアパージ状態の検出は、注射ストローク中の駆動部材／プランジャ衝突の発生を示す、記録されたデータセットから速度変化を検出するために、速度関連データセットを分析することによって検出されてもよい。

上述の速度関連データセットは、注射ストローク中に速度データを連続的に記録することによって得られてよく、それにより全注射ストロークの速度プロファイルを得て速度変化を分析できる。

特定の実施形態では、注射装置は更に、大気温度、装置の特定の構成要素の温度、又はリザーバに含有される液体医薬の温度を測定するなど、温度を測定するための手段を含む。このような実施形態では、速度閾値は測定温度を考慮して補正されてよく、又は回路は温度測定値を考慮に入れるように構成されうる。例えば、温度測定値が特定の低温作業状態を示す場合、各閾値を下げることができ、一方、高温作業状態では閾値を上げることができる。液体医薬の温度が測定される場合、リザーバ自体が温度センサを備えてよく、注射装置は、リザーバと関連付けられたＦＲＩＤベースの温度センサを用いるなどして適切な有線又は無線接続によってセンサと通信／センサを操作するように構成される。

装置が用量設定機構を含む更なる実施形態では、回路は、得られた速度データを分析し且つ測定されたデータを保存されている参照データと比較するときに用量サイズを考慮に入れるように構成されうる。例えば、比較的低い用量投与速度が予測される小さい用量サイズの場合、それに対応する低速の閾値が使用されうる。

いくつかの実施形態で、回路は、複数の針のサイズ（例えば針の内径及び／又は長さ）から選択された一つのサイズに合わせて設定可能であってよく、それにより閾値速度は注射装置に取り付けられた針の個々の選択に応じて変化する。

注射装置は、用量送達アクチュエータが作動されたことを検出するための手段を組み込みうる。更に注射装置は、用量投与終了状態を感知するための手段を組み込みうる。回路は、用量送達アクチュエータが作動され用量投与終了状態が検出されるまでの期間のみ速度データを監視するように構成されうる。

いくつかの実施形態で、注射装置は、用量送達アクチュエータが、注射動作を開始するためにアクチュエータに加えられた力に反応して不動状態から作動状態となることができる種類の駆動機構を組み込み、ここでアクチュエータは前記力が解放されると不動状態に戻り、そして注射動作はアクチュエータが不動状態に戻ると停止する。このような装置では、異常な速度状態の監視は、用量送達アクチュエータに連結されたセンサが用量送達アクチュエータが作動状態にあることを感知しているときだけ行われる。

本発明の第二態様によると、一回量の医薬を注射するためにリザーバの放出端に向けて駆動可能なプランジャを備えたタイプのリザーバから医薬を注射するために医療用注射装置が提供される。当該注射装置は：
−リザーバの放出端に向けてリザーバのプランジャを駆動するために作動可能な駆動部材、
−リザーバとの流体連通を確立するために使用時に取り外し可能に注射装置に接続する針アセンブリであって、針が対象のユーザの皮膚に挿入可能で且つそこから引き抜き可能な前方端を有する針アセンブリ、
−注射作業完了後の針引き抜き待ち時間を決定するための算出手段、及び
−対象のユーザに針引き抜き待ち時間を表示するためのユーザ通信手段
を備える。

注射装置は更に、注射の速度に関するパラメータを決定するように構成された速度検出手段を備える。更に、算出手段は、針引き抜き時間の算出時に注射速度パラメータを考慮に入れるように構成される。

上述した注射装置を使用する便利性は、総使用時間が短縮され、受動的待ち時間が最小化されるので向上する。待ち時間が本当に必要な長さに抑えられ、且つ患者が変化する待ち時間の表示を見ることによって表示された待ち時間を守ることの重要性に対する患者の意識が高まるので、ユーザが時期尚早に針を引き抜いてしまう潜在的なリスクが減る。

本明細書で、用語「注射作業」とは、注射動作中に注射装置に発生する動作を定義するものである。よって、注射作業は、プランジャを前進させる駆動手段が停止したときに完了する。

ユーザ通信手段は、ディスプレイ、発光体、可聴信号を発するためのスピーカ、振動を生じる振動ユニット、又は触覚表示を生じる電気的筋肉刺激（ＥＭＳ）ユニットといった、電子制御インジケータを含みうる。ユーザ通信手段は、待ち時間の開始時、注射中、及び／又は待ち時間の終了時に、推奨される針引き抜き待ち時間を通信するように構成されうる。例えば、ディスプレイを組み込むことによって、秒単位の特定の時間の信号表示が時間の開始時に表示されうる。或いは、ユーザが経過を監視できるように待ち時間中に亘り信号が発せられる。更に或いは、ユーザ通信手段は、針をユーザの皮膚から安全に引き抜くことのできる瞬間のみが表示されるように構成されてもよい。

注射装置と共に用いられるリザーバは、医薬充填済みのカートリッジであってよい。リザーバは、先のリザーバの医薬が使い尽くされたときに新しいリザーバと交換できるように注射装置に取り外し可能に取り付けられうる。或いは、リザーバは注射装置に固定して取り付けられてもよく、その場合リザーバ及び注射装置は、注射装置に最初に含有されていた医薬が使い尽くされたときに廃棄処分される。

注射装置の駆動手段は、用量送達中にプランジャを前進させるように構成されたロッド形状又は可撓性のピストンロッドといった駆動部材を含みうる。更に、駆動手段は、注射作業中に送達しようとする用量サイズをユーザが選択できるようにする用量設定手段を含みうる。本発明の第二態様による注射装置の駆動手段は、手動注射装置か、或いは一般に「モータドーザ」と称される電動注射装置の形態であってよい。

注射装置は、注射可能な又は注射された医薬量を決定するための手段を組み込みうる。この場合、推奨される針引き抜き待ち時間は更に、注射手順中に注射された医薬量に依存するか、又は用量設定作業中に設定された用量に依存するものとされてよい。

注射装置が注射可能な又は注射された医薬量を決定するための手段を備える場合、速度検出手段は、注射可能／注射された量及び注射作業時間の長さに基づいて注射の平均速度を算出するように構成されうる。

駆動手段は、リザーバのプランジャと契合するための、ピストンロッドといった駆動部材を備えうる。速度検出手段は、注射中に駆動部材の移動を感知するためのセンサを備えうる。或いは、駆動手段が、駆動部材が注射可能な量を注射するために移動するときに第一位置から第二位置へと移動する更なる構成要素を備える場合、速度検出手段は、注射中に駆動手段の該更なる構成要素の移動を感知するためのセンサを備えうる。

速度検出手段は、注射動作中にパルスを発する信号発生器、及び前記パルスを受信するためのセンサを備えてよく、それにより注射の速度は注射動作中に受信されたパルスの周波数と比例する。また、投与された用量のサイズは、受信したパルス数を数えることで決定されうる。

速度検出手段は、ルックアップテーブルが保存されているストレージに連結されたプロセッサを備えてよく、前記ルックアップテーブルは、用量投与速度及び任意で用量サイズの関数として針引き抜き待ち時間を定義するものである。注射手順の完了後、つまりピストンロッドが停止すると、制御装置は推奨される針引き抜き待ち時間を決定するためにルックアップテーブルでクエリを実行する。

本明細書で本発明の第一及び第二態様に言及するとき、用語「手動注射装置」とは、非電動注射装置、つまり電気モータが組み込まれておらず、注射手順を実行するためのエネルギーが例えば注射作業中及び／又は注射作業前にユーザによってもたらされる種類の装置を定義する。手動注射装置は、ユーザが注射手順に亘って能動的に用量ボタンを押し進める注射装置、並びにユーザが用量設定中など注射準備手順中にエネルギーを蓄積するためにバネ機構を巻き、そして蓄積されたエネルギーを用いて注射手順中に注射装置の駆動手段を押し進める注射装置を含む。

以下で、図面を参照して本発明を更に説明する。

図１ａ及び１ｂは、注射装置の変化する容量速度の影響を概略的に示した図である。 図２は、本発明の第二態様による実施形態に従った注射装置の概略図である。 図３ａ及び３ｂは、本発明の第一態様による注射装置の二つの状態の概略図である。 図４は、実施例２で用いられる用量サイズとｆ（用量サイズ）の関数関係を示すグラフである。

図１ａ及び１ｂは、計量された量の液体医薬を注射するための注射装置１の異なる状態を示す概略図である。該注射装置は、カートリッジ２の形態の医薬が充填されたリザーバと、カートリッジ内部との流体連通を確立するためのカートリッジの遠位端に固定された注射針４を保持する。カートリッジ２は、適切な駆動機構によって作動することによって装置の遠位端、つまり図の右側に向かって移動することのできる、スライド可能なゴム製プランジャ３を収納する。該図で、駆動機構はピストンロッド５として概略的に示されており、これは、カートリッジ２でプランジャ３を前進させるために装置の遠位端に向かって移動するように作動させられうる。

図１ａに示した概略図は、ピストンロッド５が、ゴム製プランジャ３を針に向かって遠位方向にゆっくりと前進させるために小さな力で作動されたときの影響を図示する。図に見られるように、注射中、可撓性のゴム製プランジャ３は応力を受けていない形状を実質的に保っている。

対して、図１ｂには高速の注射動作が概略的に示されている。より大きい力がピストンロッド５に加えられると、ゴム製プランジャ３は、カートリッジ２の壁に沿った摩擦及びカートリッジ内で上昇する流体圧力により、変形及び圧縮する傾向がある。駆動機構の停止によりピストンロッド５の移動が止まると、プランジャは徐々に元の形状に戻る。この過程で、プランジャ３は遠位端に向かって更に少し長い距離移動し、この結果、針４から少量の液体が更に放出されることとなる。ピストンロッドの移動完了後、十分な時間が経過した後はプランジャ３が停止し、それ以上液体が放出されることはない。

上記で確認されたように、推奨される針引き抜き待ち時間は大方の場合、注射中に用いられる実際の放出手順によって決まる。実際には上記の影響は、一部の注射システムにおいて、組織への時間依存性の薬物拡散のため、針傷を介して医薬が逆流するリスクに関して観察又は仮定される影響よりも更に一層顕著なことがある。

本発明の第二態様によると、ゴム製プランジャ３の変形によるタイムラグは、適宜に注射手順後に推奨される針引き抜き待ち時間を補償することによって考慮される。

図２に示した概略図は、本発明の第二態様による実施形態を示し、ここで注射装置１には、該装置の様々なパラメータを監視するため且つ該注射装置のユーザに様々な操作状況を通信するように構成されたユーザインタフェースを制御するための制御システムが備わっている。更に、計量された量の医薬を調整し且つ注射するために、注射装置１は、用量設定及び注射機構を含む駆動手段を含む。

用量設定及び注射機構は、ユーザが注射ボタンを押し進めることでピストンロッドを前進させるためのエネルギーを提供する、手動で駆動される機構を含みうるか、又はユーザが用量設定作業中にバネに必要なエネルギーを蓄積し該蓄積されたエネルギーが後続の注射実行時に解放される、バネ補助付きの注射機構を含みうる。更に或いは、注射機構は電動駆動機構を含みうる。

ユーザインタフェースは、次の一つまたは複数を組み込みうる：ディスプレイといった可視的表示器、トーン発生器によって生じる単純な警告か又はユーザに指示を与える合成又はサンプル音声の形態の可聴信号を発するためのスピーカ、振動信号を生じるための振動ユニット、又はユーザによって感知される信号を生じる電気的筋肉刺激（ＥＭＳ）ユニット。

制御システムは、用量送達中に移動する注射装置の構成要素の注射速度に関するパラメータを感知するように構成されたセンサ回路に連結される。センサ回路は、用量設定中に調整される及び／又は用量送達中に注射される医薬量を監視することによって用量設定作業及び／又は注射作業を監視するように構成されたセンサを含みうる。更にセンサ回路は、用量送達開始時間及び終了時間を監視することによって実行された注射が行われた平均用量投与速度を導き出すタイミング手段を含みうる。更にセンサ回路は、駆動機構の作動を感知するスイッチ及び用量投与終了状態を感知するスイッチを含みうる。

一つの簡単な実施形態で、注射装置は、注射中に送達移動が進むにつれてパルスを発生するように構成されたセンサを包含する。用量送達中に累積されたパルス数は送達されている用量のサイズに対応し、一方で検出されるパルスの周波数は注射中の用量投与速度に比例する。

他の実施形態で、センサ回路は、注射中に移動する駆動機構の特定の構成要素を監視するように構成された位置センサを含みうる。該位置センサは、線形センサか又は回転センサのいずれかであってよく、センサの個々の選択は用量設定及び注射機構の特定の設計に従って選択される。例えば、注射中にピストンロッドの動きを監視する線形位置センサが提供されうる。或いは、注射中にピストンロッドと同調して動く構成要素の動きを記録する位置センサが提供される。例えば、装置に回転可能に搭載され且つ注射中に回転する構成要素が回転位置センサによって監視され、回転可能に搭載された構成要素の注射中の回転運動から用量投与速度が算出されうる。

更に他の実施形態で、センサは、移動速度に比例する信号を直接提供するように構成されうる種類のものであってよい。

注射中のセンサ信号を適切にサンプリングすることによって、センサ回路は、注射中の用量投与機構の動きを連続して監視するように構成できる。これによって、ユーザの皮膚から針を引き抜くための、注射作業完了後の推奨される待ち時間を推定するために用いられる速度プロファイルが得られうる。

特に用量投与機構が、ユーザが手動で注射ボタンを押し進める手動で駆動される注射機構であるとき、大方の場合、用量投与速度は大用量の放出中に変化しうるので、針引き抜き待ち時間は、注射中に記録される速度プロファイルから導き出される修正速度データから選択されるデータを用いて算出されうる。例えば、注射手順の最終段階における用量送達からの速度データに関するデータは、注射手順の初期段階に記録された速度データよりも重視されうる。

様々な異なるアルゴリズムが、正確な針引き抜き待ち時間を推定するために組み込まれうる。加えて、注射装置は、用量投与速度データ、用量サイズ及び針引き抜き待ち時間の組み合わせが保存されているルックアップテーブルを組み込みうる。速度データ及び用量サイズの相関データが既に得られている用量投与作業の後、注射装置のプロセッサは、ルックアップテーブルを用いて適切な針引き抜き待ち時間を決定し、ユーザインタフェースを制御してユーザに、いつユーザの皮膚から針を安全に引き抜くことができるかを表示する。

本開示に添付の実施例１及び２で、針引き抜き待ち時間を評価するために異なるルックアップテーブル構成を用いる二つの異なる方法が述べられる。

次に本発明の第一態様を見てみると、カートリッジの医薬を放出するためにピストンロッドによって作動可能なスライド可能に取り付けられたプランジャを有する医薬充填済みカートリッジを同様に組み込む手動注射装置が提供される。カートリッジは、注射装置に取り外し可能に取り付けられるか又は装置の一体（交換不可能な）部分を成しうる。新しいカートリッジが使用されるとき、通常、装置のピストンロッドはプランジャから離れて位置する。また、この状況は、ユーザ又は別の人が装置で「遊んで」偶発的にピストンロッドが装置の近位端に戻った場合に起こりうる。この状態が生じた場合、過少投与につながりかねない重篤なユーザリスクが、もし該リスクが認識されず緩和されなければ、起こりうる。

注射装置に、注射手順中の用量投与速度を監視するための手段が設けられている場合、上記の状況は以下の手順によって自動的に認識されうる。ここで再度、適切な手動注射装置の基本機能を示す図２を参照する。

図３ａに、ピストンロッド５がカートリッジ２のプランジャ３から分離された状態が示されている。このときピストンロッド５を遠位方向に押し進めるために必要な力は、ピストンロッド５がプランジャ３に当接している状況（図３ｂに示されたような）と比較して著しく少ないため、ピストンロッドは、ピストンロッド５がプランジャ３を押しこむ間よりも速く進む傾向がある。

用量送達中にピストンロッドの動きを監視するように構成されたセンサ回路を提供することによって、或いは注射中にピストンロッドと同調して動く構成要素を監視することによって、図３ａに示した上記状態は、注射中の速度プロファイルを記録することで検出されうる。適切なセンサには位置センサか又は速度センサが含まれる。例えば注射と同時に又は注射手順後に速度プロファイルを分析するように装置のプロセッサをプログラミングするなど、適切な装置の構成によって、上記の状態は検出されユーザに通知されうる。注射中に特定の速度変化が観察されると、注射装置は警告を発するように設計されてよく、それによりユーザは、自分の血糖値を注意深く監視するなど適切な措置を取ることができる。

いくつかの実施形態で、注射装置は、プランジャ／ピストンロッドの当接が確立されていないと見なされる移動距離、及び適切なプランジャ／ピストンロッドの当接が維持されている移動距離を決定できるように、速度プロファイルを分析するようにプログラミングされうる。従って、実際に放出された用量の推定サイズを得て、及び／又は放出量から足りない容量の推定値をユーザに通信できる。

用量の注射がバネアクチュエータによって定義されるほぼ特定の速度で行われる、バネ補助付き注射装置を用いる場合、特定の単純な実施例が想定される。こういった装置は、参照によりここに組み込むＷＯ２００８／０３７８０１に記載のような注射装置の形態を取りうる。こういった装置では、用量送達中の用量投与機構の動きを監視できるようにセンサが組み込まれる。

こういった実施形態では、全注射ストロークに亘って医薬が放出される正しい注射手順の速度プロファイルと関連する速度閾値が定義されうる。特定の用量投与が行われると、その特定の用量投与の速度プロファイルが記録される。速度プロファイルは速度閾値と比較され、そしてそれは正しい注射と誤った注射とを区別するために用いられる。注射装置は、複数の異なる速度閾値を保有していてよく、ここで各閾値は、注射装置が投与するように構成されている複数の可能な用量サイズのそれぞれに対応したものである。こういった実施形態で、特定の用量サイズの投与中に記録される速度プロファイルは、その用量サイズに関する各速度閾値と比較される。

バネ補助付き注射装置を用いた正常な操作状態における典型的な用量投与速度は例えば、１００Ｕインスリンを収容したノボノルディスクＰｅｎＦｉｌｌ（登録商標）カートリッジと、Ｇ３１×６ｍｍ針又はＧ３０×８ｍｍ針とを用いて、４ＩＵ／秒から２５ＩＵ／秒までであってよい。より低温又は高温下でバネ補助付き注射装置を用いた場合の正常な注射速度は２から３０ＩＵ／秒の範囲でありうる。１ＩＵといった小用量の注射時の典型的な用量投与速度はいくらか低いだろう。上記の数値は、適切な注射中、つまり正常な速度状態で得られるものである。

エアパージ状態を検出するための例示的な速度閾値は７５ＩＵ／秒である。プライミング状態を検出するための例示的な速度閾値は２００ＩＵ／秒である。

バネ補助付き注射装置の更なる実施形態は、より単純なセンサ設定を組み込んでよく、これは、送達ストロークを連続的に監視するための位置センサ又は速度センサを必ずしも必要としない。代わりに、投与可能な用量又は投与済みの用量を決定するための用量サイズセンサが提供される。全送達ストロークに亘って経過時間を測定するように構成されたタイミング回路が提供される。そのような実施形態のプロセッサは、測定された用量サイズ及びそれに対応する用量投与タイミングの、保存された参照データとの比較を容易にするようにプログラミングされうる。

参照データは所定の値から成ってよく、それらの値は、個々に選択された注射針の種類ひいては注射装置に繋がれるカートリッジの種類によって参照される。様々な異なる種類の針及びカートリッジが考慮に入れられるように、注射装置は、針及びカートリッジの個々の選択を手動で、つまり様々な動的パラメータ（流れ関連のパラメータ、摩擦関連のパラメータ、医薬の粘度等）について装置をプログラミングするそれら所定のアクセサリの固有値を入力することによって、設定できるように設計されうる。更に或いは、針及びカートリッジは、注射装置による針及び／又はカートリッジの個々の選択の自動認識が可能となり且つ動的パラメータの自動プログラミングが可能となるようにコード化されてもよい。

或いは、参照データは、ユーザに正しい用量投与として認識される一連の注射に関して、その注射装置を用いての用量投与を経時的に記録することによって得られる。装置は、目下行われている注射手順のタイミングが以前の正しく行われた投与と比較して異常な場合、その異常をユーザに通知するように設定することができる。

上記バネ補助付き注射装置は、力／ストローク動作がかなり明確で予測可能であるため予測通りの注射速度を出すが、他の用量投与機構を有した他の手動注射装置も使用されうる。例えば、注射装置が、ユーザが連続的に注射ボタンを押すことによって注射力を送る駆動機構を組み込んでいる場合、注射手順中にユーザによって加えられる力を連続的に測定する力センサが組み込まれうる。加えられた力を実際の用量投与動作と比較することによって、ユーザによって加えられた力の差異に起因する注射動作の差異が、注射中の動作速度を分析する際に考慮に入れられうる。

本発明の例示的実施形態をいくつか詳細に記載したが、当業者であれば、該例示的実施形態に本発明の新規の教示及び利点から実質的に逸脱することのない範囲で多くの変更を加えることが可能であることが容易に理解できるであろう。従って、そういった変形は、添付の請求項に定義される本発明の範囲に含まれる。

上述した例示的実施形態では、様々な構成要素間に望ましい関係を提供する様々な異なる構成を、様々な構成要素に対して記載した機能性を提供する単なる手段として、本発明の概念が熟練した読者に明らかであろう程度に記載した。異なる構成に関する詳細な構造及び仕様は、本明細書で述べた情報に沿って当業者によって実施される通常の設計手順の対象であると考えられる。

公報、特許出願、及び特許を含みここで引用される全ての参考文献は、参照によりその全体が、各参考文献が個別に及び明確に参照により組み込まれることが示され且つその全体がここに記載された場合と同程度に（法的に認められる最大範囲まで）組み込まれる。

全ての見出し及び小見出しは本明細書では便宜上用いられているだけであり、決して発明を制限するものと見なされるべきではない。

ここで用いられる実施例、又は例示的文言（例えば、「といった」）はいかなるものも及び全て、単に本発明の理解を容易にすることを意図したものであり、請求項に特に記載がない限り本発明の範囲に制限を設けるものではない。本明細書の文言はいずれも、何ら請求されていない要素が本発明の実施に不可欠であるとして示すものではないと解釈されるべきである。

ここでの特許文献の引用及び援用は、単に便宜上行われるものであり、そういった特許文献の有効性、特許性及び／又は権利行使可能性に対する見解を反映するものではない。本発明は、適用法で認められるようにここに添付の請求項に記載の内容の全ての変形及び均等物を含む。

当該実施例では、用量投与速度パラメータ「ｖ」及び用量送達中に送達された用量サイズ「Ｖｏｌ」が、推奨される針引き抜き待ち時間の算出に用いられる。当該実施例では、単一の用量投与速度パラメータｖが、用量投与速度プロファイルから導き出される平均値として見積もられる。また、用量サイズが考慮される。当該実施例では、Ｕ１００インスリン（１ｍｌ当たり１００国際単位の濃度を有するもの）がカートリッジに収容されており、寸法Ｇ３１の注射針が注射装置に接続されている。

注射針の制御装置にはルックアップテーブルを有するストレージが備わっており、該テーブルはストレージに予めロードされ、それにより用量サイズと用量投与速度の組み合わせが保存されており、そして所与の用量サイズと用量投与速度の組み合わせに対応する適切な待ち時間が保存されている。当該実施例に関して、ルックアップテーブルのデータの適切な値を表１で見ることができる。

注射手順の完了後、つまりピストンロッドが停止すると、制御装置は推奨される針引き抜き待ち時間を決定するためにルックアップテーブルでクエリを実行する。針引き抜き待ち時間の経過後、注射装置は、全用量が適切にユーザに送達され注射装置の針が安全に引き抜けることをユーザに知らせる。

当該実施例では、針引き抜き待ち時間は、注射装置の制御装置によって、用量投与速度パラメータ「ｖ」及び用量送達中に送達された用量サイズ「Ｖｏｌ」を考慮に入れて算出される。ここでも、用量投与速度パラメータは、注射作業完了後に算出される平均用量投与速度を意味する。

ピストンロッドが停止した後、針を安全に引き抜くことができるまでに経過すべき推奨される待ち時間は、次の式を用いて算出可能である：
待ち時間＝ｆ（用量サイズ）＋ｇ（用量投与速度）
ここで、ｆ（用量サイズ）は注射量を考慮に入れた時間寄与であり、ｇ（用量投与速度）は注射された用量の投与速度を考慮に入れた時間寄与である。

ｆ（用量サイズ）は次の関数によって定義されうる：
ｆ（用量サイズ）＝分（１０ｓ；Ｖｏｌ＊０．２秒／ＩＵ）

図４で、用量サイズ寄与ｆ（用量サイズ）は、変化する用量サイズの関数として示されている。

用量投与速度寄与ｇ（用量投与速度）は、注射装置に保存されたルックアップテーブルからのデータを用いて求めることができ、ここでルックアップテーブルは表２に示すデータを含みうる。

やはり当該実施例でも、ｆ（用量サイズ）及びｇ（用量投与速度）に基づいて推奨される針引き抜き待ち時間を算出した後、注射装置はユーザに、ユーザの皮膚から注射針を引き抜くのに適した瞬間を通知する。

Claims (16)

1. 医薬充填済みのカートリッジと組み合わせて使用するための医療用注射装置であって、該注射装置は個別に設定されたか又は固定の用量の医薬を保持されたカートリッジから繰り返し注射するように構成されており、該注射装置は：
   −注射準備手順中にエネルギーを蓄えるように設定されたバネ手段、
   −保持されたカートリッジの放出端に向けて保持されたカートリッジのプランジャを移動させるために前進可能な駆動部材であって、前記バネ手段に予め蓄えられたエネルギーが解放されると、注射中にバネ手段によって押し進められる駆動部材、
   −バネ手段からのエネルギーの解放を引き起こす用量送達アクチュエータ、
   −駆動部材、又は駆動部材に関連した構成要素に関する位置情報を検出するように構成されたセンサ、及び
   −センサに感知された信号を処理するための、センサと通信する回路
   を備え、
   該回路が、センサに感知された信号から速度データを決定し、該速度データを所定の速度データと比較し、そして注射中に感知された速度が異常な速度状態に到達した場合に制御動作を実行する、医療用注射装置。
2. 回路が信号発生手段を含み、該回路は異常な速度状態の検出に反応して信号を発することによる制御動作を行うように構成されている、請求項１に記載の医療用注射装置。
3. 回路が少なくとも一つの閾値速度値を保持するメモリを含み、該回路が異常な速度状態の発生を検出するために決定された速度データを該少なくとも一つの閾値速度値と比較するように構成されている、請求項１又は２に記載の医療用注射装置。
4. 注射中に感知された速度が第一閾値速度を下回る場合に針の閉塞状態を検出するように設定された、請求項３に記載の医療用注射装置。
5. 注射中に感知された速度が第二閾値速度を上回る場合にプライミング状態を検出するように設定された、請求項３又は４に記載の医療用注射装置。
6. 注射中に感知された速度が第三の閾値速度を上回る及び第四の閾値速度を下回る場合にエアパージ状態を検出するように設定された、請求項３乃至５のいずれかに記載の医療用注射装置。
7. 大気温度、装置の構成要素の温度、又は装置に保持されたカートリッジの温度のうち少なくとも一つを検出するための手段を更に含み、少なくとも一つの閾値速度が検出された温度に依存する、請求項３乃至６のいずれかに記載の医療用注射装置。
8. 所望の用量を設定するように操作可能な用量設定機構を含み、少なくとも一つの閾値速度が設定された用量に依存する、請求項３乃至７のいずれかに記載の医療用注射装置。
9. 回路が複数の針のサイズから選択された一つのサイズに合わせて設定可能であり、少なくとも一つの閾値速度が、選択された針のサイズに依存する、請求項３乃至８のいずれかに記載の医療用注射装置。
10. 医薬充填済みのカートリッジと組み合わせて使用するための医療用注射装置であって、該注射装置は個別に設定されたか又は固定の用量の医薬を保持されたカートリッジから繰り返し注射するように構成されており、該注射装置は：
    −カートリッジの放出端に向けてカートリッジのプランジャを駆動するために作動可能な駆動部材、
    −カートリッジとの流体連通を確立するために使用時に取り外し可能に注射装置に接続する針アセンブリであって、針が対象のユーザの皮膚に挿入可能で且つそこから引き抜き可能な前方端を有する針アセンブリ、
    −注射作業完了後の針引き抜き待ち時間を決定するための算出手段、
    −対象のユーザに針引き抜き待ち時間を表示するためのユーザ通信手段
    を備え、
    該注射装置が更に、注射の速度を決定するように構成された速度検出手段を備え、推奨される針引き抜き待ち時間は速度検出手段によって検出された注射の速度に依存する、医療用注射装置。
11. 注射可能か又は注射された医薬量を決定するための手段を備え、推奨される針引き抜き待ち時間が更に注射量に依存する、請求項１０に記載の医療用注射装置。
12. 注射可能か又は注射された医薬量を決定するための手段を備え、速度検出手段が、注射可能／注射された量及び注射作業時間の長さに基づいて注射の平均速度を算出するように構成されている、請求項１０又は１１に記載の医療用注射装置。
13. 速度検出手段が、注射中の駆動部材又は駆動部材に関連した構成要素の動きを感知するためのセンサを備える、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の医療用注射装置。
14. 速度検出手段が、注射動作中にパルスを発する信号発生器、及び前記パルスを受信するためのセンサを備え、それにより注射の速度が注射中に受信されたパルスの周波数と比例する、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の医療用注射装置。
15. 速度検出手段が、ルックアップテーブルが保存されているストレージに連結されたプロセッサを備え、前記ルックアップテーブルは、用量投与速度の関数として針引き抜き待ち時間を定義するものである、請求項１乃至１４のいずれかに記載の医療用注射装置。
16. 速度検出手段が、ルックアップテーブルが保存されているストレージに連結されたプロセッサを備え、前記ルックアップテーブルは、用量投与速度及び用量サイズの関数として針引き抜き待ち時間を定義するものである、請求項１１乃至１４のいずれかに記載の医療用注射装置。

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