JP5444509B2 - 薬液移注方法及び薬液移注装置 - Google Patents

Description

本発明は、医療などの分野において、容器に充填されている注射薬などの薬液を、容器とシリンジとの間で移注する薬液移注方法及び薬液移注装置に関する。

病院などにおいて、注射薬などの薬液を入院患者などに処方するとき、数種類の薬液を異なった薬液容器から取り出して混合する場合がある。密閉された薬液容器からシリンジへ薬液を吸引するときには、強い力が必要となるため、ポンピング動作が行なわれることが多い。ポンピング動作とは、吸引する薬液の体積よりも少ない体積の空気層を予めシリンジ内に生じさせ、この状態から薬液の吸引を始めてシリンジのプランジャを複数回押し引きして、薬液容器内の薬液と空気とを徐々に置換する動作である。

このポンピング作業の負担を軽減するために、針の一部に溝を設けて、ポンピング動作を不要とする移注針が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の移注針では、この溝で空気を抜くことにより、薬液容器内を大気圧とほぼ等しくすることができる、としている。

図９は、従来の薬液混合装置に用いられる移注針１における一部断面図である。図９は、従来の移注針１をゴム栓８ｃから引き抜くときの、ゴム栓８ｃの厚さ方向に垂直な面から見た移注針１の一部断面図である。図９に示すように、従来の移注針１は、針２と針基部３とが一体となっている。そして、移注針１では、針２の外側に外筒４を嵌着させることで、針２と外筒４との間に溝４ａを構成している。溝４ａの一端の空気口５の近傍には、疎水性の合成樹脂により形成したフィルター６が取り付けられている。

このように構成された移注針１をシリンジ７に取り付け、薬液容器８より薬液９をシリンジ７内に吸引すると、薬液容器８内の薬液９が減った容積だけ、薬液容器８内の気体１０が膨張して、薬液容器８内の気体１０の圧力が下がる。その結果生じた薬液容器８内の気体１０の圧力と大気圧との間の圧力差を無くすために、フィルター６と溝４ａとを介して、外部の空気が、薬液容器８へ引き込まれる。その結果、移注針１の溝４ａより泡状となった空気５ａが薬液容器８内へ入り、薬液容器８内の気体１０の圧力は大気圧とほぼ同じになる。特許文献１では、これにより、シリンジ７のポンピンク動作を不要とすることができ、薬液容器８内より薬液をシリンジ７内に吸引する際の作業の負担が、軽減されるとしている。

また、特許文献２には、薬液の移注前に、移注量に相当する量の清浄な空気をシリンジ内に吸引した後、吸引した清浄な空気を薬液容器内に注入して薬液容器内を陽圧にし、薬液容器内からシリンジ内への薬液の移注を容易にするものが開示されている。

実開平４−７７９４６号公報 特表平０４−５０５４０３号公報

しかしながら、発明者らは、このような移注針を用いた吸引及び吐出作業を多数回繰り返し実験する中で、薬液の移注量にバラツキが発生するという課題を見出した。

本発明は、この課題を解決するものであり、薬液の移注量に大きなバラツキが発生せず、薬液の移注を高精度に行なうことが可能な薬液移注方法及び薬液移注装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様に係る薬液移注方法は、薬液移注装置を用いて容器からシリンジに薬液を移注させる薬液移注方法であって、前記容器の鉛直方向の下方に配置された前記シリンジを用い、前記薬液移注装置に保持された前記シリンジのプランジャを用いて前記シリンジの針内に存在する空気を外部の気体と一体で空引きすることで前記プランジャのガスケットと前記シリンジの内壁面との間に空気溜まりを形成し、前記ガスケットと前記シリンジの内壁面との間に空気溜まりが存在する状態で前記薬液移注装置に前記シリンジを保持した状態を維持しつつ前記シリンジの針を前記容器に穿刺した後、
前記プランジャを移動させることで、前記針を介して前記容器から前記シリンジに前記薬液を移注させるに際し、
前記空気溜まりの体積は、前記シリンジの容量が２．５ｍｌの場合は０．１ｍｌ以上かつ０．５ｍｌ未満であり、前記シリンジの容量が２０ｍｌ又は５０ｍｌの場合は０．５ｍｌ以上かつ２．０ｍｌ未満である。

また、上記目的を達成するために、本発明の別の態様に係る薬液移注装置は、薬液を内部に有する容器を保持する第１保持部と、前記容器の鉛直方向の下方に配置され、針の付いたシリンジを保持する第２保持部と、前記第１保持部を鉛直方向の上下に移動させる第１移動部と、前記第２保持部で保持された前記シリンジのプランジャを鉛直方向の上下に移動させる第２移動部と、前記第１移動部及び前記第２移動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第２保持部に保持された前記シリンジのプランジャを用いて前記シリンジの針内に存在する空気を外部の気体と一体で空引きすることで前記プランジャのガスケットと前記シリンジの内壁面との間に空気溜まりを形成し、前記ガスケットと前記シリンジの内壁面との間に空気溜まりが存在する状態で前記第２保持部に前記シリンジを保持した状態を維持しつつ、前記第１保持部を鉛直方向の下向きに相対的に移動させることで前記針を前記容器に穿刺した後、前記プランジャを移動させて前記容器から前記シリンジに前記薬液を移注させる処理を行い、前記制御部により形成される前記空気溜まりの体積は、前記シリンジの容量が２．５ｍｌシリンジの場合は０．１ｍｌ以上かつ０．５ｍｌ未満であり、前記シリンジの容量が２０ｍｌ又は５０ｍｌの場合は０．５ｍｌ以上かつ２．０ｍｌ未満である。

本発明の各態様により、薬液の移注量に大きなバラツキが発生せず、薬液の移注を高精度に行なうことが可能な薬液移注方法及び薬液移注装置を提供することができる。

本発明の特徴は、添付された図面についての実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る薬液移注装置の概略構成図であり、 図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る薬液移注装置の制御部などの一例の概略ブロック図であり、 図２は、第１実施形態に係る薬液移注方法のフローチャートであり、 図３Ａは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｂは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｃは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｄは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｅは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｆは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｇは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｈは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｉは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図３Ｊは、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図４は、第１実施形態に係る薬液移注装置の一部断面図であり、 図５は、第１実施形態に係る薬液混合装置を示す側面図であり、 図６Ａは、従来の薬液移注装置の一部断面図であり、 図６Ｂは、従来の薬液移注装置の一部断面図であり、 図６Ｃは、従来の薬液移注装置の一部断面図であり、 図７は、従来の薬液移注装置においてシリンジの内部で気泡が発生する状態を順に模式的に示す断面図であり、 図８は、本発明の第２実施形態に係る薬液移注装置の薬液移注針の一部断面図であり、 図９は、従来の移注針の一部断面図であり、 図１０は、従来の移注針における課題を説明するための一部断面図である。

本発明の実施形態について説明する前に、発明者らが見出した従来の移注針の課題を説明する。図１０は、従来の薬液移注針の課題を説明するための一部断面図である。なお、図１０において、図９と同じ構成には同じ符号を付しており、説明を省略している。

発明者らは、移注針を用いて多数回繰り返し実験する中で、シリンジ７内に初めて薬液９を吸引する場合に、図１０に示すように、薬液容器８内の薬液９と針２内の空気が、シリンジ７の先端の導入部７ａで急激にぶつかり合っていることを見出した。薬液９と針２内の空気とが、このようにぶつかり合うと、気泡８ｆがシリンジ７内の底部付近に発生する場合がある。生じた気泡８ｆは、シリンジ７の内部の先端付近の壁面７ｂに付着して、シリンジ７における薬液９の計量の精度を低下させる場合がある。図１１に示すような状態になると、液状の薬液９の内部に多数の気泡８ｆが含まれるため、シリンジ７の内部の薬液９の正確な体積が分からなくなる。したがって、従来の移注針では、気泡８ｆが大量に発生した場合、薬液９を精度良く移注できないという課題がある。

本発明は、以下に説明する実施形態により、この従来の移注針における課題を解決するものである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。

（第１実施形態）
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る薬液移注装置２０の一部の概略構成図である。図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る薬液移注装置の制御部などの一例の概略ブロック図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る薬液移注装置による薬液移注方法のフローチャートである。図３Ａから図３Ｊは、容器及びシリンジの一部の側面図を用いて、第１実施形態における薬液移注方法を説明するための図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１実施形態の薬液移注装置２０は、第１保持部２１と、第２保持部２２と、第１移動部２３と、第２移動部１９と、制御部４０とを備えている。薬液移注装置２０は、薬液混合装置の一例として機能する。薬液混合装置とは、シリンジ２６に対して薬液を移注した後に、移注した薬液をシリンジ２６から輸液バイアルなどに注射して、薬液を混合する装置である。

第１保持部２１は容器保持部の一例であり、第２保持部２２はシリンジ保持部の一例である。第１移動部２３は容器２４を移動させる容器移動部の一例であり、第２移動部１９はシリンジ２６のプランジャ２６ｂを移動させるプランジャ移動部の一例である。容器２４は、例えばバイアル瓶や輸液バッグなどの薬液容器の一例である。ここで、第１保持部２１は、容器２４を保持する。第２保持部２２は、第１保持部２１の鉛直下部に配置され、針２５の付いたシリンジ２６を保持する。第１移動部２３は、制御部４０により制御され、第１保持部２１を鉛直上下方向に移動させる。第２移動部１９は、制御部４０により制御され、シリンジ２６のプランジャ２６ｂを鉛直上下方向に移動させる。プランジャ２６ｂを固定する可動板１９ｋは、シリンジベース２２ａに移動可能な状態で取り付けられている。また、第２保持部２２及びプランジャ２６ｂの第２移動部１９は、シリンジベース２２ａに固定されている。

制御部４０は、薬液移注装置２０の種々の動作を制御する。具体的には、制御部４０は、演算部４０ａと記憶部４０ｂと判断部４０ｃとを備えて、モータ２３ａ，１９ｍ、第１移動部２３と第２移動部１９などの駆動装置をそれぞれ駆動制御する。記憶部４０ｂには、容器２４の識別データと、容器２４毎の空引き量のデータと、ゴム栓３０の位置のデータと、ゴム栓３０の厚さのデータと、針２５の先端の採液口２５ａの先端の位置のデータとが、データベースとして予め記憶されている。これらのデータは、ゴム栓３０毎、又は針２５毎、又は容器２４毎に記憶されている。ここで、容器２４毎の空引き量のデータとは、空引き動作時のプランジャ２６ｂの下降量のデータである。なお、これらのデータの一部を記憶部４０ｂに予め記憶せずに、カメラ１００又はエンコーダ１０１などを使用して必要なデータを取得して、記憶部４０ｂに記憶してもよい。また、記憶部４０ｂを、処方箋などを記憶したデータベースと通信などにより接続することで、データベースの処方箋に記録された薬液の所定量を取得して記憶部４０ｂに記憶させてもよい。演算部４０ａは、記憶部４０ｂから必要なデータを取得すると共に、容器２４のゴム栓３０の位置情報及び針２５の先端の採液口２５ａの先端の位置情報及びプランジャ２６ｂの位置情報を基に、後述するそれぞれのステップにおいて演算を行い、ゴム栓３０に対する採液口２５ａの相対的な位置を求めると共に、容器２４及びプランジャ２６ｂの移動量をそれぞれ求める。判断部４０ｃは、演算部４０ａでの演算結果を基に、後述するそれぞれのステップでの動作の終了（完了）を確認及び判断して、モータ２３ａ、１９ｍなどの駆動装置に対して駆動停止信号を出力する。

容器２４としては、例えば、バイアル瓶又は輸液バッグが用いられる。容器２４は、その内部２４ａに、予め薬液が収納されている。第１実施形態では、容器２４の一例として、図１Ａに示すように、バイアル瓶を用いている。容器２４の一例であるバイアル瓶は、ゴム栓３０を鉛直方向の下側に配置した状態で、第１保持部２１に保持されている。第１実施形態では、バイアル瓶のゴム栓３０が鉛直方向の下側に配置された状態を、容器２４（バイアル瓶）の倒立状態としている。ゴム栓３０の材料としては、ブチル、塩素化ブチル、ブタジエン、又は、イソプレンが用いられる。

第１保持部２１は、第１移動部２３に固定されている。第１移動部２３は、一例として、回転軸が正逆回転するモータ２３ａと、モータ２３ａの回転軸の正逆回転により正逆回転するボールネジ軸２３ｂと、ボールネジ軸２３ｂに係合された可動板２３ｃとで構成されている。可動板２３ｃは、第１保持部２１に連結されると共に、第１保持部２１と一緒に鉛直方向に上下移動する。モータ２３ａは、制御部４０により駆動制御されて回転軸が正逆回転するものであり、第１移動部用駆動装置の一例として機能する。

プランジャ２６ｂの先端にはガスケット３１が固定されている。シリンジ２６内に移注された薬液又はシリンジ２６内に吸引された気体（例えば、空気）は、ガスケット３１と接触する。以下の説明では、説明を簡略化するため、ガスケット３１に言及せず、単に、プランジャ２６ｂとして説明する。また、第１実施形態では、ガスケット３１の表面を、プランジャ２６ｂの上端面とする。

第１実施形態の薬液移注方法は、上述の構成要素を備えた薬液移注装置２０を制御することで、容器２４とシリンジ２６との間で薬液を移注する方法である。

第１実施形態の薬液移注方法は、図２に示すように、データ取得ステップの一例であるステップＳ０１と、空引きステップの一例であるステップＳ０２と、針挿入ステップの一例であるステップＳ０３と、一次押し引きステップの一例であるステップＳ０４と、薬液移注ステップの一例であるステップＳ０５と、陰圧調整ステップの一例であるステップＳ０６と、引抜ステップの一例であるステップＳ０７と、を行なうことで実施される。このうち、ステップＳ０１〜ステップＳ０３は、所定量の薬液２７が、容器２４の内部２４ａからシリンジ２６の内部２６ａに移注される（移動する）前に行われる。

ステップＳ０１では、制御部４０が、容器２４のゴム栓３０の位置のデータ、ゴム栓３０の厚さのデータ、及び、針２５の先端の採液口２５ａの先端の位置のデータなどを、各種センサ及び記憶部４０ｂから取得する。各種センサは、例えば、シリンジ２６の正面又は側面に取り付けられたカメラ１００、第１保持部２１の第１移動部２３の移動量を計測するエンコーダ１０１、又は、第２保持部２２の第２移動部１９の移動量を計測するエンコーダ１０２である。エンコーダ１０１、１０２は、移動量検出装置としての位置センサの一例である。ステップＳ０１は、具体的には、このカメラ１００又はエンコーダ１０１により取得された情報と記憶部４０ｂに記憶された情報に基づいて、容器２４のゴム栓３０の位置と厚さとに対する針２５の採液口２５ａの相対的な位置を検出する。

ステップＳ０２は、針２５を容器２４に穿刺する前に、所定量の気体をシリンジ２６の内部２６ａに空引きするステップである。具体的には、ステップＳ０２では、針２５が容器２４に挿入されていない状態で第２移動部１９のモータ１９ｍを駆動させることで、シリンジ２６のプランジャ２６ｂを下降させて、シリンジ２６の外部及び針２５内から、所定量の気体をシリンジ２６に吸引することで空引きを行う。第１実施形態では、この吸引により、シリンジ２６内のプランジャ２６ｂのガスケット３１の表面３１ａ（図４参照）とシリンジ２６の先端２６ｊの内壁面２６ｈ（図４参照）との間に、空気溜まりを構成する気体２８が存在している。

ステップＳ０３は、ゴム栓３０に対して針２５を穿刺させることで、針２５を容器２４に挿入するステップである。ここで、針２５がゴム栓３０を穿刺する動作は、第１移動部２３のモータ２３ａを駆動させることで容器２４を下降させて、針２５の採液口２５ａが容器２４内に挿入されるステップである。なお、第１実施形態では、容器２４を下降させてシリンジ２６の針２５を容器２４のゴム栓３０に穿刺したが、シリンジ２６を上昇させて針２５を容器２４のゴム栓３０に挿入しても良い。すなわち、容器２４と針２５とを相対的に動かして、針２５を容器２４のゴム栓３０に穿刺すれば良い。

ステップＳ０４は、シリンジ２６のプランジャ２６ｂを押し引きすることにより、容器２４とシリンジ２６との間で、薬液２７又は気体２８を移注させるステップである。シリンジ２６から容器２４への所定量の気体２８の吐出、又は、容器２４からシリンジ２６への薬液２７の吸引は、従来と同様の動作であるので、詳細な説明を省略する。ここで、所定量の気体２８の吐出又は薬液２７の吸引を行うステップは、第２移動部１９のモータ１９ｍを正逆駆動させて、シリンジ２６のプランジャ２６ｂを昇降させることにより行う。

なお、ステップＳ０４において、プランジャ２６ｂを引くときの速度を、プランジャ２６ｂを押すときの速度よりも低くすることで、ステップＳ０４における押し引き動作における気泡の発生確率を低減させて、移注動作の精度を高くすることができる。発明者らの実験によれば、プランジャ２６ｂを引く速度（薬液の吸込速度）を１ｍ／ｓ以下とし、プランジャ２６ｂを押す速度（薬液の吐出速度）を５ｍ／ｓ以上とすることで、移注動作の精度を高くすることができた。

ステップＳ０５は、所定量の薬液２７を、容器２４からシリンジ２６の内部２６ａに移注するステップである。ここで、所定量の薬液２７を移注するステップは、第２移動部１９のモータ１９ｍを駆動させて、シリンジ２６のプランジャ２６ｂを下降させることにより行う。

ステップＳ０６は、シリンジ２６内の薬液２７の一部を容器２４に戻すことにより、容器２４内の気体２８の圧力を陰圧に調整するステップである。薬液２７の一部を容器２４に戻すステップは、第２移動部１９のモータ１９ｍを駆動させて、シリンジ２６のプランジャ２６ｂを上昇させて、シリンジ２６内の薬液２７の一部を容器２４に吐出することにより行う。

ステップＳ０７は、容器２４のゴム栓３０からシリンジ２６の針２５を引き抜くステップである。ここで、針２５を引き抜く動作は、第１移動部２３のモータ２３ａを駆動させることで容器２４を矢印２４ｃの方向に上昇させて、容器２４から離れる方向に針２５を相対的に移動させることにより行う。

第１実施形態では、図２のステップＳ０３の前にステップＳ０２を行うことで、針２５の内部に予め存在する空気（図示せず）をシリンジ２６の内部２６ａに空引きすることで、針２５の内部及びシリンジ２６の口部２６ｘ近傍で、針２５の内部の気体と空引きした気体とを一塊の気体として扱うことを可能とするものである。ここで、シリンジ２６の口部２６ｘは、シリンジ２６の先端２６ｊ付近であり、針２５とシリンジ２６の内部２６ａとをつなぐ部分である。

すなわち、第１実施形態では、ステップＳ０２の空引き動作を行うことで、針２５内の気体とシリンジ２６の外部の気体とを一体として吸引している。その結果、シリンジ２６内において空気と薬液２７とが不規則に混ざり合う可能性が低減し、シリンジ２６内に移注された薬液２７内における小さな気泡の発生を抑制できる。これにより、小さな気泡の発生を抑制した状態で薬液２７の移注が可能となり、気泡による移注精度の劣化の可能性が低減し、高精度な薬液２７の移注が可能となる。なお、第１実施形態では、薬液の移注を例に説明しているが、薬液の移注による薬液の混合が薬液の移注の一例であることは言うまでもない。

第１実施形態は、このように空引きを行なうことにより、薬液２７をシリンジ２６に吸引し始めるときに、気泡の発生を抑制することが可能なものである。具体的には、空引きを行うことにより、針２５の内部に残っている気体２８と薬液２７とが、シリンジ２６の内壁面２６ｈとプランジャ２６のガスケット３１とに囲まれた狭い空間内において急激に混合されることによる気泡の発生を、抑制することができる。このようにして気泡の発生を抑制させることができれば、シリンジ２６の内部には気泡がほとんど存在しないことになり、薬液２７の移注を精度良く行うことができる。例えば、２０ｍｌシリンジにおいて、図２のステップＳ０２の空引き処理を行わなかった場合の移注量のバラツキが０．１０７ｍｌであったのに対して、図２のステップＳ０２の空引き処理を行った場合（第１実施形態の場合）の移注量のバラツキは０．０２５ｍｌであった。また、発明者らの実験により、移注の精度に影響する気泡としては、直径が５０μｍ以上かつ３ｍｍ以下のもので、特に直径の小さい気泡がシリンジ２６の壁面に付着し、壁面から剥がれにくいことが分かっている。第１実施形態では、特に、この大きさの気泡の発生の抑制に有効であると考えられる。

次に、第１実施形態の薬液移注装置２０の基本的な動作について説明する。ここでは、図１Ａに示すように、鉛直方向の上部に容器２４が配置され、容器２４の軸芯沿いの鉛直方向の下部にシリンジ２６が配置されている薬液移注装置２０を一例として説明する。

シリンジ２６は、針２５の針先をほぼ鉛直方向の上方に向けた状態で、第２保持部２２に保持されている。シリンジ２６のプランジャ２６ｂは、第２移動部１９により、矢印２６ｄの方向（鉛直方向）に沿って上下に自在に移動する。第２移動部１９は、一例として、回転軸が正逆回転するモータ１９ｍと、モータ１９ｍの回転軸の正逆回転により正逆回転するボールネジ軸１９ｐと、プランジャ２６ｂと一緒に鉛直方向に上下移動する可動板１９ｋとで構成されている。モータ１９ｍは、第２移動部用駆動装置の一例として機能し、制御部４０により駆動制御されて回転軸が正逆回転する。可動板１９ｋは、プランジャ２６ｂに連結されると共に、ボールネジ軸１９ｐに係合されている。制御部４０の制御によるモータ１９ｍの駆動により、矢印２６ｄの方向に沿ってプランジャ２６ｂが上下移動して、シリンジ２６の内部２６ａと容器２４の内部との間で、薬液２７又は気体の移注を行うことができる。

なお、第１実施形態では、第１保持部２１を鉛直方向の上部に配置し、第２保持部２２を鉛直方向の下部に配置しているため、容器２４を倒立状態で保持したときに、容器２４内においてゴム栓３０に隣接した領域に薬液２７が移動する。そのため、シリンジ２６の針２５から薬液２７を容易に吸引できる。

ここで、ステップＳ０３の針挿入動作において、針２５がゴム栓３０に穿刺されて完全に貫通したか否かの確認は、具体的には、以下のように行う。第１実施形態では、針２５がゴム栓３０を完全に貫通した状態とは、針２５の採液口２５ａが容器２４内に挿入された状態である。そのため、演算部４０ａにおいて、記憶部４０ｂに記憶されたデータに基づいて容器２４の位置及びゴム栓３０の位置及び厚さに対する移動前の採液口２５ａの相対的な位置を算出すると共に、第１移動部２３のエンコーダ１０１の検出動作による容器２４の移動量を算出することで、容器２４及びゴム栓３０の位置に対する移動後の採液口２５ａの相対的な位置を求める。そして、演算部４０ａで求められた容器２４及びゴム栓３０の位置に対する採液口２５ａの位置を基に、制御部４０の判断部４０ｃで、針２５がゴム栓３０を完全に貫通したか否かを、確認及び判断する。ここで、針２５がゴム栓３０を完全に貫通していると判断部４０ｃで判断する場合、判断部４０ｃから駆動停止信号を第１移動部２３のモータ２３ａに出力してモータ２３ａの駆動を停止させて、針２５の先端の採液口２５ａが容器２４内に挿入された状態に保持する。一方、針２５がゴム栓３０を完全に貫通していないと判断部４０ｃで判断する場合、針２５がゴム栓３０を完全に貫通するまで、モータ２３ａを駆動させ続ける。

ステップＳ０４の押し引き動作においては、カメラ１００の撮像動作により、シリンジ２６内の薬液２７の液面の位置を検出すると共に、エンコーダ１０２の移動量を算出し、シリンジ２６内の薬液の量と気体の量の増減を演算することで、移注量を求める。例えば、シリンジ２６内の気体２８の容器２４内への移動を確認する場合、シリンジ２６内の薬液２７の液面の位置の変化に基づいて、所定量の気体（空気溜まりを構成する気体２８）を全て容器２４に吐出したか否かを、判断部４０ｃで確認及び判断する。ここで、所定量の気体を全て容器２４に吐出したと判断部４０ｃで判断する場合、駆動停止信号を第２移動部１９のモータ１９ｍに出力してモータ１９ｍの駆動を停止させる。一方、所定量の気体が容器２４に吐出されていないと判断部４０ｃで判断する場合、その移動量だけプランジャ２６ｂが上昇するまで、モータ１９ｍを駆動させ続ける。

次に、図３Ａから図３Ｊ、図４を用いて、第１実施形態の薬液移注方法の一連の動作を説明する。図３Ａから図３Ｊは、本発明の第１実施形態に係る薬液移注装置２０の一部断面図であって、容器２４及びシリンジ２６の位置関係を示す図である。図３Ａから図３Ｊ、図４において、容器２４の内部２４ａの針２５の位置、薬液２７の量、及び、気泡の位置、及び、大きさ等を分かり易くするために、容器２４の一部を、断面図で示している。図４は、薬液２７の移注時において、シリンジ２６の先端の内壁面２６ｈが薬液２７で濡れず、結果として、気泡の付着が防止できている状態を説明する図である。濡れた面は、気泡が付着しやすいと共に取れにくいため、シリンジ２６の内壁面２６ｈを濡らさずに薬液の移注が可能な第１実施形態は、高い精度を維持することができる。図４の（ａ）は薬液移注動作の開始直後の状態（図３Ｄの状態の直前の状態）を示し、図４の（ｂ）は図３Ｄの状態を示し、図４の（ｃ）は図３Ｅの状態を示し、図４の（ｄ）は図３Ｆの直前の状態を示し、図４の（ｅ）は図３Ｆの状態を示す。

まず、図３Ａは、所定量の薬液２７を容器２４からシリンジ２６の内部２６ａに移動させる前で、かつ、例えば、シリンジ２６をシリンジ２６の滅菌パックから取り出した直後の初期状態を示している。この初期状態では、図３Ａに示すように、プランジャ２６ｂがシリンジ２６の先端２６ｊ近くに位置している。この初期状態は、シリンジ２６の先端２６ｊの内壁面２６ｈとプランジャ２６ｂの先端のガスケット３１とが直接接触していない状態であるが、シリンジ２６の先端の内壁面２６ｈとプランジャ２６ｂの先端のガスケット３１との隙間は、可能な限り小さくなっている。この初期状態では、シリンジ２６内の気体２８は、シリンジ２６の目盛りでは、ほぼゼロである。

第１実施形態では、このような初期状態において、図３Ｂに示すように、空引きを行う（図２のステップＳ０２参照）。空引きを行う量としては、具体的には、例えば、容量２．５ｍｌのシリンジにおいては、０．１ｍｌ以上かつ０．５ｍｌ未満の量の空気を空引きする。また、容量２０ｍｌのシリンジ又は容量５０ｍｌのシリンジにおいては、０．５ｍｌ以上かつ２．０ｍｌ未満の量の空気を空引きする。ここでの空引き量は、針２５の径及び長さには依存しない。ここで、空引きの最大量を設定している理由は、空引き量が多いと、気泡の発生は抑制できるが、移注に時間がかかって作業性が悪くなるためである。空引きの最小量を設定しているのは、空引き量が小さ過ぎると、シリンジ２６の先端２６ｊの内壁面２６ｈが移注された薬液２７で濡れてしまうためである。また、空引き動作のときのプランジャ２６ｂの移動距離の一例としては、５ｍｍ以上である。これは、プランジャ２６ｂの移動距離が５ｍｍより小さいと、ガスケット３１とシリンジ２６の内壁面２６ｈとの距離が小さ過ぎて、移注された薬液２７がガスケット３１に当たって飛び散って、内壁面２６ｈに付着する可能性があるためである。プランジャ２６ｂの移動距離が５ｍｍ以上の場合には、ガスケット３１とシリンジ２６の内壁面２６ｈとの距離が十分に離れているため、移注された薬液２７がプランジャ２６ｂの先端に当たって飛び散って内壁面２６ｈに付着する可能性が軽減される。

図３Ｃは、シリンジ２６の内部２６ａに空引きした気体を入れたまま（すなわち、空気溜まりとしての気体２８をシリンジ２６内に維持したまま）、容器２４を下降させて、ゴム栓３０を介して容器２４に針２５を穿刺した状態を示している（図２のステップＳ０３参照）。

図３Ｄ及び図４の（ｂ）は、図３Ｃの状態からシリンジ２６のプランジャ２６ｂを矢印２６ｅの方向に押し下げて、容器２４の内部の薬液２７をシリンジ２６に吸引している状態を示している。ここで、第１実施形態では、吸引動作の開始直後において、図４の（ａ）〜（ｂ）及び図３Ｄに示すように、シリンジ２６内に気体２８を予め入れて一塊の空気溜まりを形成しておくことで、針２５の内部に存在する空気（図示せず）が小さな気泡になることを抑制している。

さらに、図３Ｄ及び図４の（ｂ）に示すように、図４の（ａ）の状態からシリンジ２６のプランジャ２６ｂを矢印の鉛直方向の下向きに押し下げて、容器２４の内部の薬液２７をシリンジ２６に吸引する。

図３Ｅ及び図４の（ｃ）は、プランジャ２６ｂの押し下げ動作を停止して、薬液２７が、ガスケット３１上に溜まると共に、溜まった薬液２７の上に空気溜まりとしての気体２８が残った状態を示している。

その後、プランジャ２６ｂを矢印２６ｆの方向に押し上げて、図３Ｆ〜図３Ｇ及び図４の（ｄ）〜（ｅ）に示すように、シリンジ２６内に残った所定量の気体（空気溜まりとしての気体２８）を、容器２４に空気の塊２６ｙとして吐出する。図３Ｄ〜図３Ｇに示す操作が、図２に示すステップＳ０４である。

ステップＳ０４によってシリンジ２６内の気体２８を容器２４内に空気の塊２６ｙとして押し出した後に、図３Ｈに示すように、プランジャ２６ｂを矢印２６ｅの方向に引いて、容器２４の薬液２７を所定量だけシリンジ２６内に移動させる（図２のステップＳ０５参照）。このステップＳ０５を行うときに、容器２４内の気体３６の体積は、シリンジ２６内に移注された（移動した）薬液２７の体積分だけ増加する。これにより、体積が増加した容器２４内の気体３６の圧力は、大気圧より減少し、陰圧となる。

そこで、第１実施形態では、図３Ｉに示すように、容器２４内の圧力が、針２５の先端から薬液２７が漏れる現象（以下、スピル）が起こらない程度の陰圧を保持するように、調整している。具体的には、第１実施形態では、シリンジ２６のプランジャ２６ｂを上昇させることにより、シリンジ２６の内部２６ａの薬液２７の一部を容器２４に戻している（図２のステップＳ０６参照）。これにより、容器２４内の気体３６の圧力は、最適な陰圧に調整される。

その後、図３Ｊに示すように容器２４を相対的に上昇させて、容器２４のゴム栓３０から、シリンジ２６の先端に付いた針２５を引き抜く（図２のステップＳ０７参照）。

図５は、本発明の第１実施形態に係る薬液移注装置２０の一例として、移注モジュールを複数個備えて構成された薬液混合装置３２を示す側面図である。

図５に示すように、薬液混合装置３２は、円筒形の外壁３２ａに囲まれた薬液混合エリア３２ｂの中に円筒形状の第３保持部３３を有している。薬液混合エリア３２ｂは、装置の外部への薬液２７の漏れを確実に防止するための作業空間を形成する領域である。この円筒形状の第３保持部３３は、中心軸３２ｃに沿って上下方向に分割された第２保持部２２と第１保持部２１とで構成される。

薬液混合装置３２は、第３保持部３３以外に、第１移動部２３と、第２移動部１９と、制御部４０を備えて構成される。

制御部４０は、シリンジ２６と容器２４との組み合わせ（以下、混合セット）を、円柱状の支持部３５の軸回りに、複数の位置に位置制御する。複数の位置としては、少なくとも、設置位置と薬液移注位置とがある。ここで、設置位置は、薬液混合装置３２にシリンジ２６及び容器２４を設置するための位置であり、薬液移注位置は、前述のステップＳ０１〜Ｓ０７の薬液移注方法を実施するための位置である。

第２保持部２２及び第１保持部２１は、それぞれ複数のホルダー３４ａ，３４ｂを含んで構成されている。また、第２保持部２２及び第１保持部２１は、それぞれ独立に支持部３５の中心軸３２ｃの周りに制御部４０の制御の下に回動自在に回転可能であり、相対的に回転させることで、選択されたシリンジ２６と選択された容器２４とを切替えて、上下方向に整列させることができる。

また、図５に示す薬液混合装置３２の第２保持部２２は、複数のホルダー３４ａ，３４ｂそれぞれにおいて、形状に関わらず複数種類のシリンジ２６を保持できる。シリンジ２６は、吸引する薬液２７の種類により、例えば、「容量２．５ｍｌ」、「容量２０ｍｌ」、「容量５０ｍｌ」などのように、形状が異なるものがある。第１実施形態３２では、複数種類の形状のシリンジ２６に対応した専用の治具を準備しており、複数種類の形状のシリンジ２６の外筒を確実に固定して保持可能である。さらに、第１実施形態では、第２移動部１０においても、異なる形状のプランジャ２６ｂに対応した専用の治具を準備している。

なお、薬液混合装置３２では、１つの位置（薬液移注位置）で薬液移注方法を実施するものに限らず、ステップ毎に異なる位置で、それぞれのステップを行うようにしてもよい。例えば、混合セットを設置位置に配置した後、ステップＳ０２を行う空引き位置、ステップＳ０３を行う針挿入位置、ステップＳ０４を行う一次押し引き位置、ステップＳ０５を行う薬液移注位置、ステップＳ０６を行う陰圧調整位置、ステップＳ０７を行う引抜位置を、それぞれ別の位置で行っても良い。この場合には、それぞれの位置に第１移動部２３又は第２移動部１９などが適宜必要となる。なお、これに限らず、１つの位置で２つ又は３つのステップを行うようにしてもよいことは言うまでも無い。

このような構成により、薬液混合装置３２は、複数種類の容器２４及び複数種類のシリンジ２６を用いて複数種類の薬液２７を混合する場合でも、効率良く安全に薬液２７を混合できる。

ここで、第１実施形態の薬液移注装置２０及び薬液混合装置３２の効果を確認するために、図６Ａから図８Ｂを用いて、従来の薬液混合について説明する。図６Ａから図８Ｂは、従来の薬液移注方法を説明するための図である。特に、図７は、シリンジ２６の先端の内壁面２６ｈが薬液２７で部分的に濡れてしまい、濡れた面に気泡が付着してしまう状態を説明する図である。図７の（ａ）は図６Ａの状態を示し、図７の（ｂ）は図６Ｂの状態を示し、図７の（ｅ）は図６Ｃの状態を示す。理解しやすくするため、ここでは、第１実施形態の薬液移注装置のシリンジ２６と容器２４とを使用して、従来の薬液移注方法を行う場合について説明する。

従来の薬液移注方法では、第１実施形態のように空引き（図２のステップＳ０２）は行わない。空引きを行わないで（すなわち、ステップＳ０２無しで）、図６Ａに示す初期状態から図６Ｂに示すように、針２５を容器２４に挿入した後（ステップＳ０３）、図６Ｃ及び図７の（ａ）〜（ｅ）に示すようにプランジャ２６ｂを矢印２６ｅの方向に押し下げて、薬液２７を容器２４からシリンジ２６内に吸引する（ステップＳ０４）。従来の薬液移注装置では、このときに、図６Ｃに示す気泡２９が発生することがある。

すなわち、図７の（ａ）において、プランジャ２６ｂを鉛直方向の下向きに押し下げて、容器２４から薬液２７をシリンジ２６の内部２６ａに吸引を開始する。すると、シリンジ２６内に吸引された薬液２７は、ガスケット３１とシリンジ２６の内壁面２６ｈとの間には隙間がほとんど無いため、ガスケット３１にぶつかった薬液２７の逃げ道が存在せず、複雑な流れになってしまい、小さな気泡が発生しやすくなる。この状態で吸引を続けると、図７の（ｂ）に示すように、薬液２７がガスケット３１にぶつかって飛び散った際に小さな気泡２９が発生することになる。

次いで、図７の（ｃ）〜（ｅ）に示すように、プランジャ２６ｂを鉛直方向の下向きにさらに押し下げると、シリンジ２６内が薬液２７で満たされるが、薬液２７内には、図７の（ａ）及び（ｂ）でシリンジ２６の内壁面２６ｈに付着した気泡２９が残ってしまうことが多い。さらに、内壁面２６ｈが濡れた状態で気泡２９が付着すると、この気泡２９は剥離しにくくなり、シリンジ２６を振動させても剥離しないことがある。

それに対し、前述のように、第１実施形態によれば、薬液２７内に小さな気泡（従来の小さな気泡２９）が発生することを抑制し、移注量のバラツキが軽減されて、薬液２７の移注及び混合を精度良く行なうことができる。移注量のバラツキ軽減の一例としては、容量２０ｍｌのシリンジにおいて、第１実施形態を適用しない場合には３σで０．１０７ｍｌの誤差があるのに対して、第１実施形態を適用する場合には３σで０．０２５ｍｌの誤差となり、バラツキが７７％も軽減させることができる。また、容量５０ｍｌのシリンジにおいて、第１実施形態を適用しない場合には３σで０．０９５ｍｌの誤差があるのに対して、第１実施形態を適用する場合には３σで０．０３５ｍｌの誤差となり、バラツキが６３％も軽減させることができる。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る薬液移注方法に用いる移注針５１の断面図である。第２実施形態の薬液移注方法は、前述の第１実施形態の針２５の代わりに、図８に示す移注針５１を用いる点で第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同じであるため、同じ部分の説明は省略する。

第２実施形態で用いる針は、図１６に示すように、筒状の針基５２と、第１針５３と、第２針５４と、を備えた移注針５１である。ここで、針基５２は、シリンジ２６の筒先に装着される。第１針５３は、内部に通気路５５を有する。第２針５４は、第１針５３より長く第１針５３と平行に配置されている。また、第１針５３は、通気路５５の一端である第１通気口５６を、他端である第２通気口５７よりも第２針５４の先端側に設けている。第２針５４は、通液路５８の一端を針基５２の内側に接続すると共に、他端を第２針５４の通液口５９としている。また、第２針５４は、通液口５９を有する先端部５４ａと、針基５２に接続する基部５４ｂと、を有している。

このように構成される移注針５１を用いて、第２針５４の通液口５９から、容器２４内の薬液２７を吸引する場合を考える。薬液２７は、第２針５４の通液口５９から吸引されて、第２針５４の内部と針基５２とを通ってシリンジ２６の内部２６ａに移注される。すると、容器２４の内部の薬液２７が減って容器２４の内部２４ａの気体３６の体積が増加するため、容器２４内の気体３６の圧力が減少し、気体３６の圧力が大気圧よりも低くなる。ここで、第２実施形態では、移注針５１を使用しているので、気体３６の圧力が大気圧よりも低いと、容器２４の外部の大気が、第１針５３の第２通気口５７から第１通気口５６を介して容器２４の中に入り、容器２４の内部２４ａと大気圧との圧力差が少なくなる。第２実施形態の薬液移注方法は、この移注針５１を用いるので、薬液２７を吸引してから所定量を吸引し終わるまでの間に、大きな力が必要ではなく、かつ、ポンピング動作も必要ではない。また、第２実施形態の薬液移注方法では、前述の第１実施形態と同様に、容器２４からシリンジ２６に薬液２７を移注する前に図２のステップＳ０２の空引き動作を行うので、気泡２９の発生を抑制でき、精度良く、かつ、効率良く薬液の移注及び混合を行うことができる。

なお、第２実施形態では、移注量に関わらず、空引き動作であるステップＳ０２での空引き量を一定に設定することができる。一方、前述の第１実施形態では、ポンピング動作を用いて薬液２７を移動させる場合、移注量に応じてステップＳ０２での空引き量を変更させる必要がある。ただし、ポンピング動作を必要としない少量の移注に関しては、第２実施形態と同様である。ここで言う少量の移注とは、例えば、２ｍｌ以下の移注を指す。

また、第１及び第２実施形態では、第１保持部２１を第１移動部２３で移動させる場合について説明したが、第１保持部２１を固定した状態で第２保持部２２を第１移動部２３で移動させても、相対的に同じ動きとすることができる。

なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明に係る薬液移注方法及び薬液移注装置によれば、薬液を精度良く移注できるので、例えば、病院などにおける薬液移注に有用である。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims (10)

1. 薬液移注装置を用いて容器からシリンジに薬液を移注させる薬液移注方法であって、
   前記容器の鉛直方向の下方に配置された前記シリンジを用い、前記薬液移注装置に保持された前記シリンジのプランジャを用いて前記シリンジの針内に存在する空気を外部の気体と一体で空引きすることで前記プランジャのガスケットと前記シリンジの内壁面との間に空気溜まりを形成し、前記ガスケットと前記シリンジの内壁面との間に空気溜まりが存在する状態で前記薬液移注装置に前記シリンジを保持した状態を維持しつつ前記シリンジの針を前記容器に穿刺した後、
   前記プランジャを移動させることで、前記針を介して前記容器から前記シリンジに前記薬液を移注させるに際し、
   前記空気溜まりの体積は、前記シリンジの容量が２．５ｍｌの場合は０．１ｍｌ以上かつ０．５ｍｌ未満であり、前記シリンジの容量が２０ｍｌ又は５０ｍｌの場合は０．５ｍｌ以上かつ２．０ｍｌ未満である、
   薬液移注方法。
2. 前記ガスケットと前記シリンジの内壁面との間に前記空気溜まりが存在する状態では、前記ガスケットと前記シリンジの内壁面との間に５ｍｍ以上の隙間が形成されている、
   請求項１に記載の薬液移注方法。
3. 前記容器から前記シリンジに前記薬液を移注させるとき、前記ガスケットにぶつかって飛び散った前記薬液が前記シリンジの先端の内壁面に飛散しないように、前記プランジャを移動させる、
   請求項１又は２に記載の薬液移注方法。
4. 前記針を前記容器に穿刺する前に、前記シリンジの前記プランジャを移動させることで、前記シリンジの外部の気体及び前記針の内部の気体を前記シリンジ内に吸引して前記空気溜まりを形成する、
   請求項１又は２に記載の薬液移注方法。
5. 前記容器から前記シリンジに前記薬液を移注するときに、前記プランジャの移動速度を１ｍ／ｓ以下とする、
   請求項１又は２に記載の薬液移注方法。
6. 前記薬液の移注が終わって前記容器から前記針を引き抜く前に、前記シリンジ内の前記空気溜まりを前記容器に移動させる、
   請求項１又は２に記載の薬液移注方法。
7. 前記薬液の移注が終わって前記容器から前記針を引く抜く前に、前記シリンジから前記容器に薬液を移動させることで、前記容器内の陰圧を調整する、
   請求項１又は２に記載の薬液移注方法。
8. 薬液を内部に有する容器を保持する第１保持部と、
   前記容器の鉛直方向の下方に配置され、針の付いたシリンジを保持する第２保持部と、
   前記第１保持部を鉛直方向の上下に移動させる第１移動部と、
   前記第２保持部で保持された前記シリンジのプランジャを鉛直方向の上下に移動させる第２移動部と、
   前記第１移動部及び前記第２移動部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第２保持部に保持された前記シリンジのプランジャを用いて前記シリンジの針内に存在する空気を外部の気体と一体で空引きすることで前記プランジャのガスケットと前記シリンジの内壁面との間に空気溜まりを形成し、前記ガスケットと前記シリンジの内壁面との間に空気溜まりが存在する状態で前記第２保持部に前記シリンジを保持した状態を維持しつつ、前記第１保持部を鉛直方向の下向きに相対的に移動させることで前記針を前記容器に穿刺した後、前記プランジャを移動させて前記容器から前記シリンジに前記薬液を移注させる処理を行い
   前記制御部により形成される前記空気溜まりの体積は、前記シリンジの容量が２．５ｍｌシリンジの場合は０．１ｍｌ以上かつ０．５ｍｌ未満であり、前記シリンジの容量が２０ｍｌ又は５０ｍｌの場合は０．５ｍｌ以上かつ２．０ｍｌ未満である、
   薬液移注装置。
9. 前記制御部は、前記針を前記容器に穿刺するとき、前記ガスケットと前記シリンジの内壁面との間に５ｍｍ以上の隙間を形成する、
   請求項８に記載の薬液移注装置。
10. 前記第１保持部及び前記第２保持部はそれぞれ複数の前記容器及び前記シリンジを保持し、これら複数の前記容器及び前記シリンジを切替えて薬液を移注する、
    請求項８又は９に記載の薬液移注装置。

Images