JP5948565B2

JP5948565B2 - 薬液移注方法

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Publication number: JP5948565B2
Application number: JP2012137505A
Authority: JP
Inventors: 章博太田; 樋口　朗; 朗樋口; 晃庸奥田; 東條　剛史; 剛史東條; 結輝竹中; 中村　徹; 徹中村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2032-06-19
Also published as: JP2014000237A

Description

本発明は、薬液をシリンジによって吸引または吐出して移注する薬液移注方法に関する。

病院などで入院患者などに薬液を処方するときに、数種類の薬液を複数の薬液容器から取り出して混合したものを処方する場合が多い。複数の薬液容器からそれぞれの薬液を取り出して混合する場合、シリンジが用いられることが多い。そのため、それぞれの薬液を混合するときの薬液量の精度は、シリンジを扱う人の熟練度に頼ることになる。また、抗ガン剤に代表される劇薬の混合や、子供に対する薬液の混合においては、混合する薬液量に高い精度が要求される。

そこで、シリンジを扱う人の熟練度に頼ることなく高精度に混合できる装置として、シリンジ本体から薬液を高精度に吐出させることが可能なシリンジ駆動ユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、従来のシリンジ駆動ユニット１の斜視図である。図９に示すシリンジ駆動ユニット１は薬液移注装置の一例であり、図示しないシリンジを、ベースプレート２の表面２ａ側に固定すると共に、シリンジホルダ３およびシリンジ補助ホルダ３ａで保持する構成である。また、シリンジ駆動ユニット１のアーム部４は、矢印３ｂに示すシリンジ本体の軸線方向に沿って設けられたスライダ（図示せず）に固定されると共に、図９に示すように、ベースプレート２の裏面側から表面２ａ側へ突き出している。

このアーム部４は、シリンジ本体に収められたプランジャ（図示せず）を保持するプランジャ押圧部材６と、モータ９によって所定の回転を与えられるねじ軸７と、このねじ軸７の回転量に応じた移動量をプランジャ押圧部材６に与えるナット部材８と、から構成されている。この構成により、プランジャ押圧部材６を一定の姿勢に保持したまま矢印３ｂの方向に案内して、プランジャ押圧部材６をモータ９の回転角に正確に対応して移動させることができる。その結果、シリンジ本体に収められたプランジャが、モータ９の回転角に正確に対応して移動することで、薬液を高精度に吸引または吐出できる。

特開２０１０−２２９９２６号公報

しかしながら、従来の薬液移注装置では、シリンジ駆動ユニットが高精度に動作しても、薬液移注に伴うシリンジ内部の圧力負荷又は陰圧調整によって発生する圧力差によるシリンジの変形などが原因で、移注される薬液量に応じて誤差が発生することがあり、薬液の量を高精度に処理できない場合があるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決することを目的とし、高精度に薬液の移注を行うことが可能な薬液移注方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の薬液移注方法は、入力されたシリンジの個別データに基づいて、前記シリンジ内部の圧力負荷又は前記シリンジの変形による吸引量の誤差を推定し、この誤差による過剰吸引補正量を算出した後、算出した前記過剰吸引補正量に基づいて吸引目標量を補正して薬液容器から前記シリンジに薬液の移注を行うことを特徴とする。

本発明の薬液移注方法によれば、薬液移注に伴うシリンジ内部の圧力負荷又は陰圧調整によるシリンジの変形に影響されず、高精度に薬液の移注を行うことができる。

本発明の実施の形態１にかかる薬液移注装置の概略構成図本発明の実施の形態１にかかる薬液移注方法のフローチャート（ａ）水を２０ｍｌ吸引するときの設定陰圧に対する吸液量の関係を示す図、（ｂ）設定陰圧に対する過剰吸引補正量の関係を示す図（ａ）、（ｂ）シリンジのサイズを変えた場合に薬液を吐出する吐出流速を変えたときの残液量の変化を示す図、（ｃ）吐出速度に対する吐出残液補正量の関係を示す図（ａ）吸引速度に対する気泡の混入による吸液量の変化を示す図、（ｂ）吸引速度に対する気泡誤差補正量の関係を示す図（ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態１にかかる薬液移注装置の要部の概略構成を示す側面図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）本発明の実施の形態１で用いるシリンジを示す側面図ガスケットとプランジャの一部を拡大した断面図従来のシリンジ駆動ユニットの斜視図

以下、本発明の実施の形態について、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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる薬液移注装置２０の要部の概略構成図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる薬液移注装置２０の薬液移注方法のフローチャートである。

図１に示すように、本実施の形態１の薬液移注装置２０は、薬液容器２１を保持する容器保持部２２と、針２３の付いたシリンジ２４を保持するシリンジ保持部２５ｂと、容器保持部２２を上下方向に移動させる移動機構２６と、気泡誤差補正部３１と、を備えている。シリンジ保持部２５ｂは、容器保持部２２の下部に配置されている。シリンジ保持部２５ｂと容器保持部２２とを、この関係で配置することで、容器保持部２２に保持された薬液容器２１のゴム栓３０近傍に薬液２７が移動し、シリンジ保持部２５ｂに保持されたシリンジ２４の針２３から薬液容器２１を容易に吸引できる。

本実施の形態１の薬液移注装置２０は、まず、入力された薬液２７の混合量およびシリンジ２４の個別データと、移注時に薬液容器２１内部に発生する陰圧値とに基づいて、薬液容器２１の内部の気体２９の陰圧調整の設定を行う。薬液２７の混合量およびシリンジ２４の個別データは、処方箋に記載された処方情報における薬液２７の混合量に基づいて、自動又は手動で入力される。

気泡誤差補正部３１は、薬液２７に含まれる界面活性剤の種類、移注速度および混合量を基に、予め実験により測定したデータから算出した泡立ち補正量テーブルを用いて、気泡誤差補正量を決定する。気泡誤差補正量を決定することで、シリンジ２４で移注する条件が異なることで薬液２７内の泡立ちの状態が異なったとしても、高精度に薬液２７の移注を行うことができる。

そして、本実施の形態１の薬液移注装置２０は、シリンジ２４の個別データと陰圧調整の設定に基づいて、シリンジ２４に薬液２７を吸引する吸引目標量を算出する。薬液移注装置２０は、このようにして算出した吸引目標量に基づいて、薬液容器２１からシリンジ２４への薬液２７の吸引を行った後、シリンジ２４のガスケット２４ｄを先端まで移動させて薬液２７を吐出することで、移注を行う。

続いて、本実施の形態１の薬液移注装置２０の各部の基本的な動作について、説明する。ここでは、図１に示すように、上部に薬液容器２１が配置され、下部にシリンジ２４が配置された場合を例として説明する。

シリンジ２４は、先端に針２３を付けて針先をほぼ鉛直上方に向けた状態でシリンジ保持部２５ｂに保持されている。シリンジ２４のプランジャ２４ｂは、移動部２５ｃにより、矢印３３の方向に沿って上下に移動させられる。プランジャ２４ｂを移動させることにより、シリンジ２４の内部２４ａに薬液２７を吸引する、または、内部２４ａから薬液２７を吐出する。なお、シリンジ保持部２５ｂおよびプランジャ２４ｂの移動部２５ｃは、シリンジベース２５ａに固定および移動可能な状態で固定されている。

薬液容器２１としてはバイアル瓶や輸液バッグなどが用いられるが、本実施の形態では、図１に示すように、バイアル瓶が用いている。薬液容器２１は、薬液２７を移注する経路の一部になるゴム栓３０を下側にした倒立状態で容器保持部２２に保持され、移動機構２６に固定されている。

薬液容器２１からシリンジ２４に薬液２７を吸引するときには、まず、薬液容器２１を移動機構２６と共に矢印３４に沿って鉛直下方に移動させて、薬液容器２１のゴム栓３０を下方からシリンジ２４の針２３で貫通させ、針２３の採液口２３ａを薬液容器２１内の薬液２７が入った領域に到達させた状態で、移動機構２６を停止させる。この状態で、シリンジ２４のプランジャ２４ｂを移動部２５ｃにより押し下げて、薬液容器２１内の薬液２７を、針２３を介してシリンジ２４の内部２４ａに所定量だけ吸引する。なお、吸引目標量が多い場合には、ポンピング動作を行わせながら吸引する。ポンピング動作とは、シリンジ２４のプランジャ２４ｂを移動部２５ｃにより押し下げて薬液２７の吸引を行う動作と、移動部２５ｃによりプランジャ２４ｂを押し上げて薬液容器２１へシリンジ２４の内部２４ａに含まれる空気の注入を行う動作とを繰り返して、薬液２７とシリンジ２４内の空気との交換を行う動作である。

シリンジ２４への薬液２７の吸引が終了すると、薬液容器２１は、移動機構２６により矢印３５に沿って上方に移動させられる。この移動により、シリンジ２４の先端の針２３は、薬液容器２１のゴム栓３０から引き抜かれる。

続いて、図２を用いて、本実施の形態１の薬液移注装置２０の制御方法について説明する。

図２に示すように、本実施の形態１の薬液移注装置２０の制御方法は、入力ステップＳ１０、陰圧処理判断ステップＳ１１と、陰圧設定ステップＳ１２と、過剰吸引補正量算出ステップＳ１３と、吐出有無判断ステップＳ１４と、吐出残液補正量算出ステップＳ１５と、気泡誤差補正量算出ステップＳ１６と、動作パラメータ算出ステップＳ１７と、移注実行ステップＳ１８と、ガタ相殺動作ステップＳ１９とにより、移注を行う方法である。

まず、入力ステップＳ１０が行われる。入力ステップＳ１０は、処方箋等の処方情報に記載された薬液２７の混合量、シリンジ２４の個別データ、薬液容器２１の容量、混合先の情報、陰圧処理の有無、吐出の有無、吸引又は吐出の速度などを入力するステップである。なお、吐出が無いということは、シリンジ２４への薬液２７の吸引のみ行う場合を意味する。シリンジ２４の個別データとしては、移注に使用するシリンジ２４のメーカー、サイズ、使用する針２３のサイズが入力される。

ここで、本実施の形態１では、入力ステップＳ１０として、例えば、処方情報に記載された薬液の混合量２ｍｌを入力する。さらに、シリンジ２４のメーカーはテルモ製、シリンジ２４のサイズは２０ｍｌサイズ、および針２３のサイズは１８Ｇという内容を入力する。また、薬液２７としては、例えば、混合元の薬液としてリツキサンが入力され、薬液のデータベースを用いて、リツキサンの粘度、比重等の物性データに加え、含有する界面活性剤の種類と濃度が読み込まれる。リツキサンは界面活性剤であるポリソルベート８０を含むが、対象とする界面活性剤はポリソルベート８０には限定されない。続いて、薬液容器２１の容量として、例えば、４ｍｌを入力する。混合先の情報としては、例えば、生理食塩水５００ｍｌバッグを入力する。また、吸引速度、吐出速度としては、例えばポンピング吸引速度１ｍｌ／ｓｅｃを入力し、ポンピング吐出速度２ｍｌ／ｓｅｃ、バッグ吐出速度２ｍｌ／ｓｅｃを入力する。

続いて、入力ステップＳ１０の後に、陰圧処理判断ステップＳ１１が行われる。陰圧処理判断ステップＳ１１は、入力ステップＳ１０の入力に基づいて、陰圧調整を行うか否かを判断するステップである。

ここで、陰圧処理判断ステップＳ１１で陰圧処理を行うと判断した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）は、陰圧設定ステップＳ１２が行われる。陰圧設定ステップＳ１２は、陰圧処理を行う場合（移注時に薬液容器２１内部に陰圧を発生させる場合）に、薬液容器２１内の気体と外部の気体との圧力差を入力し、陰圧調整動作の設定を行うステップである。具体的には、薬液容器２１から薬液２７を吸引するときに、内部の薬液２７がスピルなどにより薬液容器２１外部へ漏洩しない圧力差が、薬液容器２１の内部２１ａの気体２９と外部の気体（以下、「外気」とする。）との間で形成されるように、圧力差を入力して、陰圧調整動作の設定を行う。例えば、陰圧設定ステップＳ１２において、薬液容器２１の内部２１ａの気体２９と外気との圧力差を、内部２１ａの気体２９の圧力が外気の圧力よりも低い場合を負として、−０．３気圧以上かつ−０．０５気圧以下の範囲で設定する。これにより、スピルなどにより薬液２７の漏洩を防ぐことができ、安全性を維持して、高精度に薬液２７の移注を行うことができる。なお、薬液２７の移注効率の点から、圧力差を−０．１気圧程度とすることにより、大半の薬液２７の漏洩を防ぐと共に、効率的な動作が可能となる。なお、陰圧設定ステップＳ１２における陰圧調整動作の動作速度は、２ｍｌ／ｓｅｃ程度が望ましい。

続いて、陰圧設定ステップＳ１２の後、又は陰圧処理を行わないと判断した場合（陰圧処理判断ステップＳ１１のＮＯ）に、過剰吸引補正量算出ステップＳ１３が行われる。過剰吸引補正量算出ステップＳ１３は、シリンジ２４の個別データと陰圧設定ステップＳ１２の内容とに基づいて、予め作成された補正量テーブルを用いて、シリンジ２４内部の圧力負荷又はシリンジ２４の変形による吸引量の誤差を推定し、この誤差による過剰吸引補正量を算出するステップである。なお、吸引量の誤差は、ほとんどの場合で過剰側にあらわれるが、陰圧設定が低圧の場合は不足側にあらわれることもある。

続いて、過剰吸引補正量算出ステップＳ１３の後に、吐出有無判断ステップＳ１４が行われる。吐出有無判断ステップＳ１４は、入力ステップＳ１０の入力に基づいて、吐出の有無を判断するステップである。

続いて、吐出も行われる場合（ステップＳ１４のＮＯ）は、吐出残液補正量算出ステップＳ１５が行われる。吐出残液補正量算出ステップＳ１５は、吐出を行う場合の吐出残液補正量を算出するステップである。吐出残液補正量算出ステップＳ１５は、シリンジ２４の個別データの内容に基づいて、吐出時の残液量を予め推定し、吐出残液補正量として算出するステップである。つまり、本実施の形態１において、シリンジ２４のガスケット２４ｄを先端まで移動させて吐出を行うが、実際には針２３の内部等に残液が発生する。この残液による誤差を推定し、吐出残液補正量を算出するステップである。過剰吸引補正量算出ステップＳ１３と同様にシリンジ２４のメーカーやサイズおよび薬液２７の種類などの情報並びに薬液２７の吐出速度も考慮して、吐出残液補正量算出ステップＳ１５は、吐出残液補正量を算出する。

続いて、吸引のみの場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、又は吐出残液補正量算出ステップＳ１５の後は、気泡誤差補正量算出ステップＳ１６が行われる。気泡誤差補正量算出ステップＳ１６は、気泡の混入による薬液２７の吸引量の減少分を推定し、気泡誤差補正量を算出するステップである。気泡誤差補正量算出ステップＳ１６で算出した気泡誤差補正量を加算して吸引目標量を算出することで、気泡が発生して薬液２７に混入しても、気泡の混入による吸液量が減少する分を予め余剰に吸引して吐出を行うため、高精度に薬液２７の移注を行うことができる。なお、気泡誤差補正量算出ステップＳ１６は、薬液データのうち界面活性剤の種類や濃度、プランジャ２４ｂの動作データおよび混合量を基に、予め実験により測定したデータから算出した気泡誤差補正量の算出テーブルを用いて、気泡誤差補正量を決定してもよい。気泡誤差補正量の算出テーブルを用いることで、シリンジ２４により移注する条件により薬液２７内の泡立ちの状態が異なったとしても、高精度に薬液２７の移注を行うことができる。

続いて、気泡誤差補正量算出ステップＳ１６の後に、動作パラメータ算出ステップＳ１７が行われる。動作パラメータ算出ステップＳ１７は、入力ステップＳ１０で入力したデータと、陰圧設定ステップＳ１２で設定した陰圧と、過剰吸引補正量算出ステップＳ１３および吐出残液補正量算出ステップＳ１５で算出した補正量とに基づいて、シリンジ２４の動作パラメータを算出するステップである。具体的に、動作パラメータ算出ステップＳ１７においては、入力ステップＳ１０にて入力された混合量、過剰吸引補正量算出ステップＳ１３及び吐出残液補正量算出ステップＳ１５及び気泡誤差補正量算出ステップＳ１７にて算出された補正量、入力ステップＳ１０にて入力されたシリンジ２４の個体データ、動作速度データ、陰圧設定ステップＳ１２にて入力された圧力差、陰圧設定動作速度データに基づいて、移注動作におけるプランジャ２４ｂの各移動量及び移動速度が算出される。すなわち、動作パラメータ算出ステップＳ１７では、混合量に過剰吸引補正量、吐出残液補正量、気泡誤差補正量を加算して求めた吸引目標量に対し、シリンジ２４内部の断面積を除算することで、吸引時のプランジャ２４ｂの移動量が算出される。動作速度データに対しても同様に、吸引速度、吐出速度に対してシリンジ２４内部の断面積を除算することで、プランジャ２４ｂの移動速度が算出される。なお、シリンジ２４内部の断面積は、推定断面積として求められ、この推定断面積の算出方法は、「１．シリンジ２４の内径を実測して算出する」、「２．シリンジ２４の外筒２４ｅ表面の目盛り幅から算出する」、「３．プランジャ２４ｂを一定の距離だけ移動させて薬液２７を吸引し、薬液２７を吸引することによるシリンジ２４の重量増加から算出する」などにより、得ることができる。しかしながら、シリンジ２４のメーカーやサイズが異なれば、上述の推定断面積も異なるため、上述の推定断面積を高精度に把握しようとすると、シリンジ２４のメーカー毎にデータを分類し、かつ、シリンジ２４の容量のサイズ毎にデータを取り記憶しておく必要がある。また、陰圧設定の圧力差、混合量および薬瓶のサイズを用いて、薬液容器２１への穿刺前にプランジャ２４ｂを予め移動させる空引きの量が算出される。すなわち、吸引前の薬液容器２１内の空気と空引きによるシリンジ２４内の空気が、吸引後に所定の陰圧になるまで膨張するように算出を行う。

続いて、動作パラメータ算出ステップＳ１７の後に、移注実行ステップＳ１８が行われる。移注実行ステップＳ１８は、算出された動作パラメータに応じて、シリンジ２４の内部２４ａの薬液２７の移注を実行するステップである。移動部２５ｃによりプランジャ２４ｂを動作させることでガスケット２４ｄを移動させ、所定量の薬液２７をシリンジ２４に吸引または吐出するステップである。

ここで、移注実行ステップＳ１８を行う際に、ガタ解消動作ステップＳ１９を行うことが望ましい。ガタ解消動作ステップＳ１９は、薬液容器２１から薬液２７をシリンジ２４に吸引した後に、薬液容器２１内に針２３が存在している状態で微量の薬液２７を吐出する動作を行わせることで、ガスケット２４ｄの位置に関するガタを解消するステップである。このガタ解消動作ステップＳ１９を行うことで、ガスケット２４ｄを所定の位置（例えば図６（ａ）の３Ｂに示す位置）に再現性よく配置できるので、高精度に薬液２７の移注を行うことができる。

次に、図３から図８を用いて、図２に示す薬液移注装置２０の制御方法のフローチャートの各工程の動作を詳しく説明する。

まず、図３（ａ）、（ｂ）を用いて、過剰吸引補正量算出ステップＳ１３における過剰吸引補正量の算出について、説明する。

図３（ａ）は、薬液２７を吸引目標量２０ｍｌとして吸引した際の吸液量の値を、陰圧設定ステップＳ１２にて設定した設定陰圧（気圧）を横軸として比較した図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）を基に設定した、過剰吸引補正量の算出テーブルを表した図である。ここで、吸液量とは、実際に吸引を行った際にシリンジ２４内に吸引した薬液２７の量のことである。図３（ａ）は、設定陰圧以外の入力値を同一とした条件で２０ｍｌの容量のシリンジ２４を用い、水を２０ｍｌ吸引したときの実験結果であり、設定陰圧の変化に対する吸液量の変化を示す図である。図３（ａ）に示すように、設定陰圧が変化するにつれて、吸液量も変化している。本実施の形態では、この実験結果を基に、各条件における吸液量の吸引目標量２０ｍｌに対する誤差を算出し、過剰吸引補正量の算出テーブルに反映した。つまり、２０ｍｌのシリンジを使用して設定陰圧を０．０１気圧としたときの吸液量と吸引目標量との誤差０．３５ｍｌを、２０ｍｌのシリンジを使用して設定陰圧を０．０１気圧としたときの過剰吸引補正量として、過剰吸引補正量の算出テーブルに反映させた。ここで、過剰吸引補正量とは、吸引目標量に対し、吸液量が不足する場合は正の値をとり、吸引量が過剰となる場合は負の値をとる。このようにして算出された過剰吸引補正量の一例は、図３（ｂ）に表した図となる。過剰吸引補正量算出ステップＳ１３における過剰吸引補正量の算出は、入力ステップＳ１０にて入力されたシリンジ２４の個別データ、および陰圧設定ステップＳ１２で入力された設定陰圧を用いて、過剰吸引補正量の算出テーブルを参照することにより行われる。

ここで、吸引量目標量２０ｍｌに基づいて吸引した際の吸液量と吸引目標量との誤差は、設定陰圧およびシリンジ２４のサイズが同一であれば、吸引目標量によらず一定の値をとることが、発明者らの実験にて確認されている。そのため、例えば、シリンジ２４の全容量の１０％程度の吸引目標量での吸液量と吸引目標量との誤差を補正値として採用することにより、より高精度が要求される微量の移注について、高精度化を実現することができる。それと共に、シリンジ２４の全容量の１０％程度の吸引目標量での吸液量と吸引目標量との誤差を補正値として採用することにより、シリンジ２４の全容量等の大量の移注においても、混合量に対する誤差の割合を低くできるため、わずかな過剰吸引補正量の算出テーブルのデータ量で、幅広い混合量の範囲において高精度化が実現できる。

なお、過剰吸引補正量の算出テーブル上のデータを、設定陰圧およびシリンジ２４のサイズに対して関数近似し、近似した関数を用いて過剰吸引補正量の算出を行ってもよい。これにより、過剰吸引補正量の算出テーブル上で、データのないシリンジ２４のサイズ、設定陰圧の混合においても、より高精度の移注が実現できる。

また、混合量を入力する時に、薬液２７の種類、粘度および移注速度並びにシリンジ２４の容量、サイズおよびプランジャの移動速度を含むデータを併せて入力し、これらのデータに基づいて過剰吸引補正量を算出して移注してもよい。これらのデータを用いることで、移注する薬液２７やその薬液２７の性質およびシリンジ２４により移注する条件の影響を加味した条件で、高精度に薬液２７の移注を行うことができる。

続いて、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて、吐出残液補正量算出ステップＳ１５における吐出残液補正量の算出について、説明する。

図４（ａ）、（ｂ）は、シリンジ２４のサイズ別の吐出試行回数毎の薬液２７の残液量の値を、薬液２７を吐出する吐出流速を変えて比較した図である。また、図４（ｃ）は、図４（ａ）、（ｂ）を基に設定した、吐出残液補正量の算出テーブルを表した図である。

図４（ａ）は、２０ｍｌの容量のシリンジを用いて２０ｍｌの水を２種類の吐出流速（２ｍｌ／ｓ、６ｍｌ／ｓ）で吐出した時の試行回数毎の、吐出後のシリンジ２４に残った残液量の値を示している。図４（ａ）に示すように、使用したシリンジ２４のサイズおよび吐出速度によって、吐出後のシリンジ２４に残った残液量が変化している。これは、吐出速度の二乗に比例して吐出時のシリンジ２４の内部圧力が変化するため、吐出速度に応じてシリンジ２４の変形量が変化するためであると考えられる。本実施の形態では、各条件での吐出後のシリンジ２４に残った残液量を、水に対する吐出残液補正量として算出テーブルに反映させた。つまり、２０ｍｌの容量のシリンジ２４を用いる場合、吐出速度２ｍｌ／ｓで吐出したときの吐出残液補正量は０．３５ｍｌとなり、吐出速度６ｍｌ／ｓで吐出したときの吐出残液補正量は０．４ｍｌとなった。

図４（ｂ）は、同様に５０ｍｌの容量のシリンジ２４を用いた場合の試行回数毎の吐出後のシリンジ２４に残った残液量の値を、示している。５０ｍｌの容量のシリンジ２４を用いる場合、吐出速度２ｍｌ／ｓで吐出したときの吐出残液補正量は０．７５ｍｌとなり、吐出速度６ｍｌ／ｓで吐出したときの吐出残液補正量は１．３ｍｌとなった。本実施の形態では、各条件での吐出後のシリンジ２４に残った残液量を、水に対する吐出残液補正量として吐出残液補正量の算出テーブルに反映させた。

図４（ｃ）は、図４（ａ）、（ｂ）の結果を反映させた吐出残液補正量の算出テーブルの一例を表した図である。吐出残液補正量算出ステップＳ１５における吐出残液補正量の算出は、入力ステップＳ１０にて入力されたシリンジ２４の個別データおよび吐出速度を用いて、吐出残液補正量の算出テーブルを参照することにより行われる。

なお、吐出後のシリンジ２４に残った残液量は、シリンジ２４のサイズ、及び吐出速度が同条件である場合、吐き出した液量によらず、ほぼ同じ値をとる。そのため、シリンジ２４の全容量の１０％程度の吐出量での残液量を補正値として採用することにより、より高精度が要求される微量の移注について高精度化が可能になると共に、シリンジ２４の全容量等の大量の移注においても混合量に対する誤差の割合を低くできるため、わずかな吐出残液補正量の算出テーブルのデータ量で幅広い混合量の範囲において高精度化が実現できる。

なお、吐出残液補正量の算出テーブル上のデータを、吐出速度およびシリンジ２４のサイズに対して関数近似し、近似した関数を用いて吐出残液補正量を算出してもよい。これにより、吐出残液補正量の算出テーブル上で、データのないシリンジ２４のサイズまたは吐出速度の混合においても、より高精度の移注が実現できる。

また、入力ステップＳ１０において、シリンジ２４の個別データに加えて薬液２７の種類、粘度および含有する界面活性剤の種類や濃度を含む薬液データ並びに吸引速度を含むプランジャ２４ｂの動作データを入力すると共に、過剰吸引補正量算出ステップＳ１３において、シリンジ２４の個別データおよび陰圧調整動作の設定の内容に加えて薬液データおよびプランジャ２４ｂの動作データに基づいて過剰吸引補正量を算出した後に、吐出残液補正量算出ステップＳ１５において、シリンジ２４の個別データに加えて薬液データおよびプランジャ２４ｂの動作データに基づいて吐出残液補正量を算出し、移注してもよい。このように移注することにより、移注する薬液２７やその薬液２７の性質およびシリンジ２４の条件によらずに、高精度に薬液２７の移注を行うことができる。

続いて、図５（ａ）、（ｂ）を用いて、気泡誤差補正量算出ステップＳ１６における補正量の算出について、説明する。

図５（ａ）は、２０ｍｌの薬液２７の過剰吸引補正量を加味して吸引目標量を設定して吸引した際の実際の吸液量の値を、入力ステップＳ１０にて設定した吸引速度を横軸として比較した図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）を基に設定した、気泡誤差補正量の算出テーブルを表した図である。

図５（ａ）は、２０ｍｌの容量のシリンジ２４を用い、シリンジ２４のメーカー、サイズ、針のサイズ、吸引速度および吸引量を同一の条件とし、界面活性剤であるポリソルベートの水溶液を混合量２０ｍｌとして、過剰吸引補正量を加味して吸引目標量を設定して吸引するときの吸引速度の変化に対する吸液量の変化を示す図である。図５（ａ）に示すように、吸引速度が変化するにつれて、吸液量も変化する。これは、薬液２７内部での気泡の発生が、吸引途中において、シリンジ２４内の内部２４ａにある吸引済の薬液２７に対して新たに吸引した薬液２７が衝突するエネルギー、つまり吸引速度に起因するためであると考えられる。すなわち、吸引速度が高いほど高速で薬液２７が衝突するため、発生及び混入する気泡の量は増加すると考えられる。ここで、本実施の形態では、各条件における吸液量の混合量に対する誤差を算出し、気泡誤差補正量の算出テーブルに反映している。例えば、２０ｍｌのシリンジ２４を使用して吸引速度を０．５ｍｌ／ｓとした時の吸液量と混合量との誤差０．０８ｍｌを、２０ｍｌのシリンジを使用して吸引速度を０．５ｍｌ／ｓとした時の気泡誤差補正量として、気泡誤差補正量の算出テーブルに反映させている。

図５（ｂ）は、図５（ａ）の結果を反映させた、気泡誤差補正量の算出テーブルの一例を表した図である。気泡誤差補正量算出ステップＳ１６における気泡誤差補正量の算出は、入力ステップＳ１０にて入力された、シリンジ２４の個別データおよび吸引速度を用いて、気泡誤差補正量の算出テーブルを参照することにより行われる。

続いて、図６（ａ）、（ｂ）を用いて、ガタ解消ステップＳ１９を含む移注動作について、説明する。

図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１にかかる薬液移注装置の要部の概略構成を示す側面図である。なお、図６（ａ）、（ｂ）において、薬液容器２１のみ断面図を示している。図６（ａ）、（ｂ）は、２０ｍｌの容量のシリンジ２４がシリンジ保持部２５ｂに保持されて、バイアル瓶である薬液容器２１から薬液２７を混合量だけ吸引する場合を示す図である。

図６（ａ）は、シリンジ２４が薬液容器２１から薬液２７を吸引する前の状態を示しており、ガスケット２４ｄは、シリンジ２４内部の最上部から、算出した空引き量分だけ下方に離れた位置に位置している。この時に、プランジャ２４ｂの下端２４ｇは、図６（ａ）の一点鎖線の位置３Ａにある。図６（ａ）の状態から、シリンジ２４のプランジャ２４ｂを押し下げて、薬液容器２１から薬液２７を吸引して、シリンジ２４内に移注目標量の薬液２７を吸引する。すると、プランジャ２４ｂの下端２４ｇは、図６（ｂ）に示すように距離ｄ２だけ移動して、図６（ｂ）の一点鎖線の位置３Ｃまで押し下げられる。その後、プランジャ２４ｂを下端２４ｇが位置３Ａになるまで距離ｄ２だけプランジャ２４ｂを押し上げて、シリンジ２４内部の空気を薬液容器２１内に押し込み、薬液２７と気体の置換を行う。本実施の形態では、このようにして薬液２７と気体の置換を繰り返してシリンジ２４内部が液体に満たされた後、再度プランジャ２４ｂを下端２４ｇが位置３Ｃになるまで押し下げてから、吸引目標量である位置３Ｂまで押し上げる。このように、本実施の形態では、シリンジ２４内部の気体を除去した後に再度薬液２７の吸引を行い、薬液２７のみの押し出しによって吸引を終えるように制御している。

次に、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図８を用いて、本実施の形態の移注動作時におけるシリンジ２４の変形とその対策について、説明する。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態１で用いるシリンジ２４を示す側面図である。図８は、シリンジ２４に用いられるガスケット２４ｄとプランジャ２４ｂの一部を拡大した断面図である。図７（ａ）は、シリンジ２４の外筒２４ｅが変形した例を示している。この場合には、プランジャ２４ｂを押し引きする軸方向の矢印３３の方向に沿って、シリンジ２４の内部の断面積が変化するため、シリンジ２４の内径により推定断面積を算出することが難しい。例えば、図７（ａ）に示すように、外筒２４ｅの中央部の半径ｒ１は、変形のために上部の半径ｒ２よりも小さくなっている。図７（ｂ）は、シリンジ２４のフランジ２４ｆが変形した例を示している。この場合には、フランジ２４ｆの変形の程度により、プランジャ２４ｂの下端２４ｇの位置３Ａが異なることとなる。図７（ｃ）は、シリンジ２４のガスケット２４ｄにガタの発生した例を示す。この場合には、同じ移注目標量を吸引するために、プランジャ２４ｂの下端２４ｇを、例えば位置３Ａから位置３Ｂまで押し下げても、ガスケット２４ｄにガタがあるために、薬液２７の混合量が移注目標量と微妙に異なる。また、図８に示すように、ガスケット２４ｄとプランジャ２４ｂの間のギャップ２８ａが大きいと、ガスケット２４ｄがプランジャ２４ｂの押し引きの軸に対して左右対称ではなく傾き、その結果、シリンジ２４の内部に吸引する薬液２７の量が異なることとなる。

したがって、入力ステップＳ１０でシリンジ２４の形状等の個別データを入力するときには、図７（ａ）から（ｃ）に示す変形等のあるシリンジ２４は用いずに、シリンジ２４の個別データを取得する必要がある。

しかしながら、図６（ａ）、（ｂ）を用いて前述したように、ガタ解消ステップＳ１９を行うことで、シリンジ２４内部の気体を除去した後に再度薬液２７の吸引を行い、液体のみの押し出しによって吸引を終えることで、吸引動作終了直前にシリンジ２４に加わる圧力負荷を、吐出時と同様の加わり方とすることができる。そのために、本実施の形態では、図７（ａ）から（ｃ）及び図８に示すようなフランジの変形やシリンジ２４のガスケット２４ｄとプランジャ２４ｂの接触関係が後の吐出動作終了後と同様になり、ガスケット２４ｄとプランジャ２４ｂとの間の隙間の影響を相殺し、より高精度な移注が可能となる。すなわち、所定量の薬液２７をシリンジ２４に吸引した後に、ガタ相殺動作ステップＳ１９を行うことで、ガスケット２４ｄの位置に関するガタを解消でき、ガスケット２４ｄを所定の位置、例えば図６（ａ）の位置３Ｂに再現性よく配置できるので、高精度に薬液２７の移注を行うことができる。

例えば、２０ｍｌの容量のシリンジ２４により、ポリソルベート８０を含む薬液２７を２ｍｌ移注する、つまり混合量として２ｍｌを設定した場合を想定する。この場合には、入力ステップＳ１０として吸引速度０．６ｍｌ／ｓおよび吐出速度２ｍｌ／ｓを入力し、陰圧設定ステップＳ１２として陰圧を−０．１気圧とし、過剰吸引補正量算出ステップＳ１３での過剰吸引補正量、吐出残液補正量算出ステップＳ１５での吐出残液補正量、気泡誤差補正量算出ステップＳ１６での気泡誤差補正量が、それぞれの補正量の算出テーブルを参照して、―０．２ｍｌ、０．３５ｍｌ、０．０５ｍｌと算出される。これらの情報により、動作パラメータ算出ステップＳ１７において、２ｍｌの混合量に上述の補正量の合計の０．２ｍｌを加算した２．２ｍｌが吸引目標量となり、この吸引目標量２．２ｍｌに基づいて移注実行ステップＳ１８において薬液容器２１の薬液２７がシリンジ２４に吸引および吐出されることにより、実際に必要な２ｍｌの混合量が高精度に混合される。

なお、本実施の形態では、薬液容器２１にバイアル瓶を例として用いて説明したが、薬液容器２１として輸液バッグなどのソフトバッグを用いてもよい。

本発明の薬液移注方法は、高精度に薬液の移注を行なうことを可能とするので、病院などにおいて有用である。

２０薬液移注装置
２１薬液容器
２１ａ，２４ａ内部
２２容器保持部
２３針
２３ａ採液口
２４シリンジ
２４ｂプランジャ
２４ｄガスケット
２４ｅ外筒
２４ｆフランジ
２４ｇ下端
２５ａシリンジベース
２５ｂシリンジ保持部
２５ｃ移動部
２６移動機構
２７薬液
２８ａギャップ
２９気体
３０ゴム栓
３１気泡誤差補正部
３３，３４，３５矢印

Claims

入力されたシリンジの個別データに基づいて、前記シリンジ内部の圧力負荷又は前記シリンジの変形による吸引量の誤差を推定し、この誤差による過剰吸引補正量を算出した後、
算出した前記過剰吸引補正量に基づいて吸引目標量を補正して薬液容器から前記シリンジに薬液の移注を行う、
薬液移注方法。
前記シリンジ内部の圧力負荷又は前記シリンジの変形による吸引量の誤差を、入力された前記シリンジの個別データ及び移注時に薬液容器内部に発生する陰圧に基づいて推定する、
請求項１に記載の薬液移注方法。
気泡の混入による薬液の吸引量の減少分を推定し、この推定結果に基づいて予め前記薬液を余剰に吸引できるように算出した気泡誤差補正量を加味して前記吸引目標量を補正して移注を行う、
請求項１または２に記載の薬液移注方法。
前記過剰吸引補正量を、前記シリンジの個別データに加え、前記薬液の種類、粘度および含有する界面活性剤の種類や濃度を含む薬液データ並びに吸引速度や吐出速度を含むプランジャの動作データに基づいて算出する、
請求項１から３いずれか１項に記載の薬液移注方法。