JP7469514B2 - 薬剤カートリッジ、カセット、薬剤注入装置および薬剤注入システム - Google Patents

Description

本願は、医療用の薬剤カートリッジ、これを収納するカセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムに関する。

特定の疾病を患っている患者は、例えば、インスリン、成長ホルモン等の薬剤を１日に数回注射するように処方される場合がある。このような薬剤を患者が自分で注射するため（自己注射ともいう）、特許文献１等に開示されるように種々の薬剤注入装置が実用化されている。

特表２０１４－５１６６３４号公報

薬剤カートリッジは、仕様、あるいは、処方により、複数回に分けて注射される量の薬剤を含む場合がある。この場合、薬剤を適切に管理することが好ましい。また、毎日複数回注射を行うことは、患者に種々の観点で煩わしさを感じさせることもある。本願は、このような状況に鑑み、薬剤および注射の適切な管理、あるいは、操作者の負担が低減され得る薬剤カートリッジ、カセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムを提供する。

本開示のある実施形態に係る薬剤カートリッジは、長手方向に延びる筒状のシリンダ柱状空間を有するシリンダと、前記空間内において前記長手方向に移動可能に支持されるガスケットと、前記空間内に保持された薬剤であって、少なくとも液体の第１成分を含む薬剤と、前記シリンダの側面に配置された第１温度センサおよびＲＦタグとを備え、前記ＲＦタグは、前記薬剤の種類を示す情報を少なくとも含む薬剤情報を記憶しており、外部からの指令に応じて、前記少なくとも前記薬剤の種類を示す情報および前記第１温度センサが検出した温度を示す第１温度情報を外部へ無線送信する。

本開示のある実施形態に係る薬剤注入装置は、第１温度センサおよびＲＦタグを有する薬剤カートリッジを収納したカセットの少なくとも一部を収納する筐体空間、および、前記筐体空間に連通する筐体開口を有する装置筐体と、前記筐体空間内に移動可能なように支持されたピストンと、前記ピストンを駆動するモータと、前記モータを駆動する駆動信号を生成するモータドライバと、前記筐体空間に隣接して配置されたアンテナと、前記アンテナから電波を送信し、前記アンテナで受信した電波を受信するための送受信回路と、注射の操作に関する情報を出力する表示装置と、前記モータドライバ、前記送受信回路、および、前記表示装置を制御する制御装置とを備え、前記筐体空間に前記薬剤カートリッジが装填された状態において、前記制御装置は、前記送受信回路に、前記薬剤カートリッジのＲＦタグから送信される、前記薬剤カートリッジ内の薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報および前記第１温度センサが検出する第１温度情報を、前記アンテナを介して受信させ、前記第１温度情報に基づいた前記モータの駆動電力を決定し、前記決定した駆動電力を出力するように、前記モータドライバを制御する。

本開示によれば、適切な管理を行うことが可能な薬剤注入装置が提供される。

図１は、カセット、薬剤注入装置および充電器を備える薬剤注入システムの外観を示す斜視図である。 図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、薬剤カートリッジのカセットへの収納を説明する斜視図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は、カセットの薬剤注入装置への収納を説明する斜視図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）は、注射を行う状態を説明する斜視図である。 図５は、薬剤注入装置の電気回路の構成例を示すブロック図である。 図６Ａは、薬剤注入装置を充電器にセットする様子を説明する図である。 図６Ｂは、薬剤注入装置が充電器にセットされた状態を示す正面図である。 図７Ａは薬剤カートリッジの長手方向に平行な断面である。 図７Ｂは薬剤カートリッジの長手方向に垂直な断面である。 図８ＡはＲＦタグの模式的な平面図である。 図８Ｂは他のＲＦタグの模式的な平面図である。 図９Ａは、他の薬剤カートリッジの模式断面を示す。 図９Ｂは図９Ａの９Ｂ－９Ｂ線における他の薬剤カートリッジの模式断面を示す。 図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、液体成分の移動を説明する模式図である。 図１１は、カセットのフードの分解斜視図である。 図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、カセットへの針ユニットの装着を説明する図である。 図１３は、装置筐体を取り外した薬剤注入装置の分解斜視図である。 図１４は、ＲＦ－ＩＤアンテナの配置を示した薬剤注入装置の斜視図である。 図１５は、ピストン駆動機構の分解斜視図である。 図１６Ａは、薬剤注入装置における薬剤カートリッジのＲＦタグと、アンテナとの位置関係を示す模式図である。 図１６Ｂは、薬剤注入装置における薬剤カートリッジのＲＦタグと、アンテナとの位置関係を示す模式図である。 図１７は、ＰＷＭによる駆動情報の一例を示す。 図１８Ａは、ＰＷＭ制御を行わない場合に生じる始動電流の一例を示す。 図１８Ｂは、本実施形態のＰＷＭ制御による始動電流の一例を示す。 図１９Ａは、注射動作時における薬剤注入装置の動作を説明するフローチャートである。 図１９Ｂは、注射動作時における薬剤注入装置の動作を説明するフローチャートである。 図１９Ｃは、リマインド動作を説明するフローチャートである。 図２０は、タッチセンサの検出結果の一例を示している。 図２１は、タッチセンサを用いた薬剤注入装置の注射動作を説明するフローチャートである。 図２２は、加速度センサの３軸の方向を説明する模式図である。 図２３は、空気抜きの際、空気が抜けにくい部分を説明する模式図である。 図２４は、空気抜きに適した姿勢を説明する模式図である。 図２５は、加速度センサを用いた空気抜き動作を説明するフローチャートである。 図２６は、混合動作を説明するフローチャートである。 図２７は、混合動作で用いるゾーンを示す模式図である。 図２８は、空気抜き動作を説明する模式図である。 図２９は、ロータリーエンコーダを含むピストン駆動機構の一部を示す分解斜視図である。 図３０は、エンコーダプレートの平面図である。 図３１は、パルス信号の一例を示している。 図３２は、故障判定器の一例を示すブロック図である。 図３３は、ＲＦタグに記憶されている情報を表示する画像の一例を示す。 図３４（ａ）から図３４（ｃ）は、空気抜き動作の際に表示される画像の例を示す。 図３５（ａ）および図３５（ｂ）は、薬剤注入装置の動作が完了するまで、操作者に同じ状態を維持することを促す画像の一例を示す。 図３６（ａ）から図３６（ｆ）は、針ユニットの装着および針ケースの取り外しを促す画像の一例を示す。 図３７（ａ）から図３７（ｆ）は、注射時に表示する画像の一例を示す。 図３８Ａは、薬剤注入装置に薬剤カートリッジを装填する様子を示す正面図である。 図３８Ｂは、薬剤注入装置に薬剤カートリッジを装填する様子を示す正面図である。 図３８Ｃは、薬剤注入装置に薬剤カートリッジを装填する様子を示す正面図である。 図３９は、薬剤注入装置に装填された薬剤カートリッジに針ユニットを取り付け、また、使用済みの注射針を取り外す様子を説明する図である。 図４０は、薬剤注入装置に装填された薬剤カートリッジに針ユニットを取り付け、また、使用済みの注射針を取り外す様子を説明する図である。 図４１は、薬剤注入装置に装填された薬剤カートリッジに針ユニットを取り付け、また、使用済みの注射針を取り外す様子を説明する図である。 図４２は、薬剤注入装置を用いて注射を行う様子を説明する図である。

薬剤カートリッジが複数回分の量の薬剤を含む場合、使用途中であり、まだ、薬剤が残っている薬剤カートリッジあるいは薬剤注入装置を冷蔵庫などの冷所に保管し、薬剤の劣化を抑制することが好ましい。しかし、冷所に薬剤を保存すると、低温のため薬剤の粘度が高くなる。このため、薬剤カートリッジあるは薬剤注入装置を冷所から取り出し、すぐに注射を行おうとすると、粘度の高い薬剤を径の小さな注射針から吐出させる必要があり、注入用のモータ等に大きな負荷がかかる等、適切なモータの駆動制御が困難となる。また、低温の薬剤が注入されると、痛みを感じる患者もいる。

このため、一般的には、薬剤カートリッジあるは薬剤注入装置を冷所から取り出したあと、数十分の間、室温に放置し、薬剤の温度が室温程度までに上昇した後に注射を行うことが推奨される。これにより、前述した課題は解決し得る。

しかし、注射が可能となるまでの待ち時間は、１回の注射に要する時間に実質的に含まれるともいえるため、患者にとっては、待ち時間は短いことが好ましい。また、注射の痛みは小さいほうが好ましい。一方、薬剤注入装置は薬剤の粘度に応じた適切な制御がなされることが好ましい。

こうした課題に鑑み、本願発明者は、適切な管理が可能であり操作者の負担が低減され得る薬剤カートリッジ、カセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムを想到した。本開示の薬剤カートリッジ、カセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムは、以下の通りである。

［項目１］
長手方向に延びる筒状のシリンダ柱状空間を有するシリンダと、
前記シリンダ柱状空間内において前記長手方向に移動可能に支持されるガスケットと、
前記シリンダ柱状空間内に保持された薬剤であって、少なくとも液体の第１成分を含む薬剤と、
前記シリンダの側面に配置された第１温度センサおよびＲＦタグと
を備えた薬剤カートリッジであって、
前記ＲＦタグは、前記薬剤の種類を示す情報を少なくとも含む薬剤情報を記憶しており、外部からの指令に応じて、前記少なくとも前記薬剤の種類を示す情報および前記第１温度センサが検出した温度を示す第１温度情報を外部へ無線送信する、薬剤カートリッジ。

［項目２］
前記ＲＦタグはパッシブ型である、項目１に記載の薬剤カートリッジ。

［項目３］
前記ＲＦタグは、前記薬剤の使用期限を示す情報および前記薬剤の初期量を示す情報の少なくとも一方をさらに記憶している、項目１に記載の薬剤カートリッジ。

［項目４］
薬剤カートリッジを収納し、薬剤注入装置に装填されるカセットであって、
薬剤カートリッジの少なくとも一部を収納可能なカセット柱状空間、前記カセット柱状空間の先端に位置し、注射針の脱着が可能な注射針装着部、および、前記カセット柱状空間の後端に位置し、前記カセット柱状空間にアクセス可能な本体開口、を有するカセット本体と、
前記カセット本体の前記後端近傍において、前記本体開口を開閉可能に支持されたカセットキャップと、
前記カセット本体の前記注射針装着部を覆う第１位置と、前記注射針装着部を露出させる第２位置との間で回動可能なように、前記カセット本体に支持されたフード本体、および、前記フード本体に対して突出した突出位置と、前記フード本体に少なくとも一部が収納された収納位置との間で、前記フード本体に移動可能に支持された針隠し、および、前記針隠しを、前記突出位置の方向に付勢する付勢部材を含むフードと、
を備えたカセット。

［項目５］
前記針隠しの一部は透明である、項目４に記載のカセット。

［項目６］
前記針隠しは、透明な第１部分と、半透明な第２部分とを含む、項目５に記載のカセット。

［項目７］
前記フードは、前記回動の支点に対して、前記フード本体と反対側に延び、前記フード本体に接続された腕部を有する項目４から６のいずれか１つに記載のカセット。

［項目８］
第１温度センサおよびＲＦタグを有する薬剤カートリッジを収納したカセットの少なくとも一部、または、第１温度センサおよびＲＦタグを有し、カセットに収納されていない薬剤カートリッジの少なくとも一部を収納する筐体空間、および、前記筐体空間に連通する筐体開口を有する装置筐体と、
前記筐体空間内に移動可能なように支持されたピストンと、
前記ピストンを駆動するモータと、
前記モータを駆動する駆動信号を生成するモータドライバと、
前記筐体空間に隣接して配置されたアンテナと、
前記アンテナから電波を送信し、前記アンテナで受信した電波を受信するための送受信回路と、
注射の操作に関する情報を出力する表示装置と、
前記モータドライバ、前記送受信回路、および、前記表示装置を制御する制御装置と、を備え、
前記筐体空間に前記薬剤カートリッジが装填された状態において、前記制御装置は、前記送受信回路に、前記薬剤カートリッジのＲＦタグから送信される、前記薬剤カートリッジ内の薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報および前記第１温度センサが検出する第１温度情報を、前記アンテナを介して受信させ、前記第１温度情報に基づいた前記モータの駆動電力を決定し、前記決定した駆動電力を出力するように、前記モータドライバを制御する、薬剤注入装置。

［項目９］
第１温度センサおよびＲＦタグを有する薬剤カートリッジを収納したカセットの少なくとも一部、または、第１温度センサおよびＲＦタグを有し、カセットに収納されていない薬剤カートリッジの少なくとも一部を収納する筐体空間、および、前記筐体空間に連通する筐体開口を有する装置筐体と、
前記筐体空間内に移動可能なように支持されたピストンと、
前記ピストンを駆動するモータと、
前記モータを駆動する駆動信号を生成するモータドライバと、
前記筐体空間に隣接して配置されたアンテナと、
前記アンテナから電波を送信し、前記アンテナで受信した電波を受信するための送受信回路と、
複数の薬剤のそれぞれについての、前記モータを制御するための制御情報であって、各薬剤についての制御情報が、複数の温度範囲のそれぞれに対する前記モータの制御パラメータのセットを含む、制御情報が記憶されたメモリと、
注射の操作に関する情報を出力する表示装置と、
前記モータドライバ、前記送受信回路、前記メモリ、および、前記表示装置を制御する制御装置と、
を備えた薬剤注入装置。

［項目１０］
前記ＲＦタグは、少なくとも前記薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報を記憶しており、
前記筐体空間に前記薬剤カートリッジが装填された状態において、前記制御装置は、
前記送受信回路に前記アンテナを介して制御信号を送信させ、
前記アンテナを介して前記薬剤カートリッジの前記第１温度センサおよび前記ＲＦタグから出力された、第１温度情報および薬剤情報を前記送受信回路に受信させ、
前記第１温度情報および薬剤情報に基づき、前記メモリに記憶された制御情報から、１つの制御パラメータセットを決定し、
前記決定した制御パラメータセットを用いて、前記モータ制御する、項目９に記載の薬剤注入装置。

［項目１１］
前記モータドライバは、パルス幅変調による駆動信号を生成し、前記モータに出力する、項目１０に記載の薬剤注入装置。

［項目１２］
前記各薬剤についての制御情報において、前記モータの制御パラメータのセットの温度範囲の下限温度が高いほど、前記モータの制御パラメータセットの前記パルス幅変調による駆動信号のデューティー比は小さい、項目１１に記載の薬剤注入装置。

［項目１３］
前記各薬剤についての制御情報において、各温度範囲の前記モータの制御パラメータセットは、前記パルス幅変調による駆動信号のデューティー比の初期値および増加幅を含み、
前記制御装置は、前記モータに流れる電流が段階的に増大するように前記モータドライバに前記駆動信号を生成させる、項目１１または１２に記載の薬剤注入装置。

［項目１４］
前記制御装置は、前記第１温度情報が第１温度未満または第２温度以上である第１温度範囲内にある場合、前記モータを駆動しない、項目１０から１３のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目１５］
前記制御装置は、前記第１温度情報が、第１温度以上であり、かつ前記第２温度よりも低い第３温度未満である第２温度範囲内にある場合、注射を待機することを示す情報を表示するように前記表示装置を制御する、項目１４に記載の薬剤注入装置。

［項目１６］
前記制御装置は、前記第１温度情報が、前記第３温度以上前記第２温度未満である第３温度範囲内にある場合、注射可能であることを示す情報を表示するように表示装置を制御する、項目１５に記載の薬剤注入装置。

［項目１７］
前記装置筐体内に設けられ、前記装置筐体内の温度を示す第２温度情報を出力する第２温度センサを更に備えた項目１５に記載の薬剤注入装置。

［項目１８］
前記制御装置は、前記第２温度情報が所定の温度以上である場合、所定の時間間隔で前記第１温度情報を逐次取得し、前記第１温度情報および前記第２温度情報に基づき、注射可能となるまでの予測時間を逐次算出し、前記算出した予測時間を示す情報を表示するように表示装置を制御する、項目１７に記載の薬剤注入装置。

［項目１９］
前記アンテナは、それぞれが独立して外部からの信号を受信可能な第１部分および第２部分を含み、
前記第１部分および前記第２部分は、前記筐体空間に隣接し直交して配置されている、項目８から１８のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２０］
注射ボタンを含む、操作者からの指令を受け付けるユーザインターフェースと、
表面チャージ転送方式のタッチセンサと、
を更に含み、
前記装置筐体は、注射時に操作者の皮膚と当接する皮膚あて面を有し、
前記タッチセンサは前記皮膚あて面に配置されている、項目８から１９のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２１］
前記制御装置は、
前記タッチセンサから皮膚の接触による検出信号を受け取っている状態で、前記注射ボタンの押下による信号を受け取った場合、注入動作を行うように前記モータドライバを制御し、
前記注入動作中、前記タッチセンサが皮膚の離隔を検出した場合、
前記表示装置に、異常を示す情報を表示させる、項目２０に記載の薬剤注入装置。

［項目２２］
互いに直交する第１、第２及び第３軸を有し、軸に沿った加速度または軸周りの角度を検出するセンサであって、前記第１、第２及び第３軸の１つが前記ピストンの移動方向と一致するように筐体内に配置されたセンサをさらに備え、
前記制御装置は、前記センサの検出信号に基づき、前記表示装置に前記薬剤注入装置の姿勢に関する情報を表示させる、項目８から２１のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２３］
前記モータの回転軸に取り付けられたエンコーダプレートと、パルスエンコーダとを含むロータリーエンコーダをさらに備え、
前記エンコーダプレートは、円周上に配置され、それぞれが切り欠きおよび羽根を有する、１つの基準羽根部分と、複数の通常羽根部分とを含み、
前記複数の通常羽根部分の羽根の円周方向の長さは互いに等しく、かつ、前記複数の通常羽根部分の切り欠きの円周方向の長さは互いに等しく、
前記基準羽根部分の羽根の円周方向の長さおよび切り欠きの円周方向の長さは、前記複数の通常羽根部分の羽根の円周方向の長さおよび切り欠きの円周方向の長さとそれぞれ異なり、
前記パルスエンコーダは、発光素子と、前記発光素子から出射する光が入射するように配置された受光素子とを含み、前記モータの回転に一致して回転する前記エンコーダプレートの前記基準羽根部分および前記複数の通常羽根部分が前記発光素子と前記受光素子との間の光路を横切ることによって、前記基準羽根部分の羽根に対応するパルスおよび前記複数の通常羽根部分の羽根に対応するパルスを含むパルス信号を生成する、項目８から２２のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２４］
前記基準羽根部分の羽根の円周方向の長さは前記通常羽根部分の羽根の円周方向の長さよりも大きく、かつ、前記基準羽根部分の切り欠きの円周方向の長さは前記通常羽根部分の切り欠きの円周方向の長さよりも小さい、項目２３に記載の薬剤注入装置。

［項目２５］
前記制御装置は、前記パルス信号に基づき、前記モータドライバを制御する、項目２３または２４に記載の薬剤注入装置。

［項目２６］
前記制御装置は、前記パルス信号に基づき、前記エンコーダプレート１回転あたりの、前記基準羽根部分の羽根および前記複数の通常羽根部分の羽根の数を算出し、前記算出結果が所定の値と異なる場合に、前記表示装置に故障を示す情報を表示させる、項目２３から２５のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２７］
前記制御装置は、前記センサの検出信号に基づき、前記表示装置に表示する情報の向きを上下反転させる、項目２２に記載の薬剤注入装置。

［項目２８］
前記制御装置は、
前記薬剤情報を前記表示装置に表示させる、項目８から２７のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２９］
前記制御装置は、
前記薬剤の種類に対応したテーマ色を複数の操作画面に共通して表示させる、項目８から２８のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目３０］
前記装置筐体は、長手方向に延びる凸部と、凸部の上面に位置する皮膚あて面と、前記皮膚あて面に隣接し、底部に前記筐体開口が位置する装置凹部と、前記筐体開口を覆い、前記薬剤カートリッジの先端が挿入される内空間を備えた注射針装着部とを含む先端部を備え、
前記筐体空間は、カセットに収納されていない薬剤カートリッジの少なくとも一部を収納するように適合しており、
前記装置凹部に位置し前記装置筐体に対して回動可能に取り付けられ、フード本体、前記フード本体に対して移動可能に支持された針隠し、および、前記針隠しを、前記突出位置の方向に付勢する付勢部材を含むフードをさらに備え、
前記フードは、前記注射針装着部を覆う第１位置と、前記注射針装着部を露出させる第２位置との間で回動可能である、項目８または９に記載の薬剤注入装置。

［項目３１］
項目４から７のいずれか１つに記載のカセットと、
項目８から２９のいずれか１つに記載の薬剤注入装置と
を備えた薬剤注入システム。

［項目３２］
項目１から３のいずれか１つに記載の薬剤カートリッジをさらに備え、
前記薬剤カートリッジは、前記カセットの前記カセット柱状空間に収納されている、項目３１に記載の薬剤注入システム。

［項目３３］
項目１から３のいずれか１つに記載の薬剤カートリッジと、
前記薬剤カートリッジの少なくとも一部が収納されたカセット柱状空間を含むカセットと、
項目８から２９のいずれか１つに記載の薬剤注入装置と
を備えた薬剤注入システム。

［項目３４］
前記薬剤注入装置は、
二次電池と、
前記装置筐体に設けられた充電用端子と、
を備え、
前記装置筐体は、長手方向に延びる凸部と、凸部の上面に位置する皮膚あて面と、前記皮膚あて面に隣接する装置凹部とを含む先端部を備え、前記筐体開口は前記装置凹部の底面に位置しており、
前記薬剤注入装置の筐体空間に前記カセットが装填された状態において、前記カセットの前記フードの一部は、前記装置筐体の凹部において外部に露出し、前記フードの他の一部は、前記装置筐体内に位置することによって、前記フードは、回動不能である、項目３１または３２に記載の薬剤注入システム。

［項目３５］
前記薬剤注入装置の前記二次電池を充電するための電源回路と、前記電源回路を収納した充電器筐体とを含む充電器をさらに備え、
前記充電器筐体は、前記薬剤注入装置の前記先端部分が挿入可能な空間を有する充電器凹部と、前記充電器凹部の底部に設けられ、前記薬剤注入装置の前記筐体凹部に対応した形状を有する段差と、前記凹部内に位置し、前記電源回路に接続された供給端子とを含み、
前記充電器筐体は、前記カセットが前記薬剤注入装置に装填されていない状態で、前記薬剤注入装置の前記充電用端子が、前記供給端子と接するように、前記薬剤注入装置の前記先端部を前記充電器凹部内に収納可能であり、前記カセットが前記薬剤注入装置に装填された状態では、前記カセットが、前記充電器筐体の前記段差と干渉することによって、前記薬剤注入装置の前記先端部を前記充電器凹部内に収納不能である、項目３４に記載の薬剤注入システム。

（第１の実施形態）
（薬剤注入システムの概略）
図１は、カセット１００と、薬剤注入装置２００と、充電器３００とを備える薬剤注入システム４００の外観を示す斜視図である。カセット１００は、薬剤カートリッジ１０を収納する。図２（ａ）から図２（ｃ）は、薬剤カートリッジ１０のカセット１００への収納を説明する斜視図であり、図３（ａ）から図３（ｃ）は、カセット１００の薬剤注入装置２００への収納を説明する斜視図である。図４（ａ）、図４（ｂ）は、注射を行う状態を説明する斜視図である。図５は、薬剤注入装置２００の電気回路の構成例を示すブロック図である。これらの図を参照しながら、薬剤注入システムの概略を説明する。なお、本開示の薬剤注入システムは、典型的には患者が自分で注射を行うために使用される。しかし、患者の年齢が低く、患者本人が薬剤注入システムを取り扱うのが適切ではない場合には、保護者等患者以外の者が薬剤注入システムを取り扱ってもよい。

薬剤カートリッジ１０は、例えば、患者等の操作者に注射する複数回分の薬剤を収納している。図２（ａ）に示すように、カセット１００は、カセット本体１１０と、カセットキャップ１３０と、フード１４０とを含む。

カセット本体１１０は、薬剤カートリッジ１０の少なくとも一部を収納可能なカセット柱状空間１１０ｃ、カセット柱状空間１１０ｃの先端１１０ａに位置し、注射針の脱着が可能な注射針装着部１１０ｈ、および、前記柱状空間の後端１１０ｂに位置し、前記柱状空間にアクセス可能な本体開口１１０ｅを有する。カセットキャップ１３０は、カセット本体１１０の後端１１０ｂ近傍において、本体開口１１０ｅを開閉可能に支持されている。フード１４０はフード本体１４１と、針隠し１４２とを含む。針隠し１４２は、フード本体１４１に対して突出した突出位置と、フード本体１４１に少なくとも一部が収納された収納位置との間で、フード本体１４１に移動可能に支持されている。

図２（ｂ）に示すように、カセットキャップ１３０を開き、カセット柱状空間１１０ｃへ薬剤カートリッジ１０を挿入し、カセットキャップ１３０を閉じることによってカセット１００への薬剤カートリッジ１０の装填が完了する。新しい薬剤カートリッジ１０の使用を開始後、薬剤がまだ薬剤カートリッジ１０に残っている場合には、薬剤カートリッジ１０をカセット１００に装填した状態で、例えば、図示しないケースにカセット１００を収め、冷蔵庫などの冷所に保存できる。

以下において詳述するように、本実施形態では、薬剤カートリッジ１０は、第１温度センサおよびＲＦタグを備えている。第１温度センサ１５によって検出した第１温度情報はＲＦタグによって薬剤注入装置２００へ送信される。

図１２に示すように、カセット１００の注射針装着部１１０ｈには注射針２１が着脱可能である。注射針２１は使い捨てであり、例えば、針ユニット２０として、使用時以外は、カセット１００とは別に取り扱われる。針ユニット２０は、注射針２１、針キャップ２４および針ケース２５を含む。注射針２１は、針２２と、針２２を支持し、カセット１００の注射針装着部１１０ｈに着脱可能に取り付けられる接続部２３とを有する。例えば、注射針装着部１１０ｈの先端に雄ネジが設けられており、注射針２１の接続部２３に雌ネジが設けられていてもよい。針キャップ２４は、針２２を覆う筒形状を有し、針ケース２５は、針キャップ２４で針２２が覆われた状態で注射針２１を収納する。

なお、図１に示すように、薬剤カートリッジ１０、カセット１００および薬剤注入装置２００はそれぞれ長手方向Ｌを有する。本願では、薬剤カートリッジ１０、カセット１００および薬剤注入装置２００の長手方向における両端のうち、注射針２１が取り付けられる端を先端、先端部または先端部分と呼ぶ。また、薬剤カートリッジ１０、カセット１００および薬剤注入装置２００の長手方向における先端と反対側の端を後端、後端部、または後端部分と呼ぶ。

薬剤注入装置２００は、装置筐体２０１を備える。装置筐体２０１は、例えば操作者が片手で把持しやすい太さを有する筒形状を有している。本実施形態では、装置筐体２０１は、長手方向に垂直な断面において長円形状を有しており、操作者が持ちやすい形状になっている。しかし、装置筐体２０１の形状はこれに限られず、円筒形状や角筒形状を有していてもよい。

装置筐体２０１の長手方向における両端部の一方である先端部２０１ａは、長手方向に延びる凸部２０１ｔと、装置凹部２０１ｒを有する。装置凹部２０１ｒは、凸部２０１ｔに隣接しており、装置筐体２０１の筒形状における端面の一部および側面の一部を切り取る切り欠きを筒形状に設けることによって、凸部２０１ｔと装置凹部２０１ｒとが形成されている。凸部２０１ｔの上面を皮膚あて面２０１ｅと呼ぶ。装置凹部２０１ｒの底面には、カセット１００を挿入可能な筐体開口２０１ｄが位置している。薬剤注入装置２００は、装置筐体２０１内にカセット１００の少なくとも一部を収納可能な筐体空間２０１ｃを有し、筐体空間２０１ｃは筐体開口２０１ｄと繋がっている。

薬剤注入装置２００は、装置筐体２０１の表面に電源ボタン２５５、選択ボタン２５６、決定ボタン２５７、注射ボタン２５８、排出レバー２０９、表示装置２５９を備える。これらのボタンおよび表示装置２５９が位置している面を正面という。電源ボタン２５５、選択ボタン２５６、決定ボタン２５７および注射ボタン２５８は、操作者からの指令を受け付けるユーザインターフェースの一例である。ユーザインターフェースの一部あるいは全部は、表示装置２５９に設けられるタッチパネルであってもよい。後述する装置筐体２０１の先端部２０１ａには、充電用端子２０１ｇが配置されている。

薬剤注入システム４００を使用する場合、電源ボタン２５５を押下して、薬剤注入装置２００を起動させると、表示装置２５９に薬剤注入装置２００の操作手順、装填されたカセット１００内の薬剤カートリッジ１０の薬剤情報、注射履歴等が表示される。

図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、筐体開口２０１ｄから、針ユニット２０が装着されたカセット１００を、薬剤注入装置２００に装填し、針ケース２５および針キャップ２４を取り除く。この状態で、針２２は針隠し１４２が囲む空間内に位置しており、針２２の先端は、針隠し１４２から突出していない。

選択ボタン２５６および決定ボタン２５７を適宜押下し、薬剤注入装置２００の動作を決定した後、薬剤の注入動作を行う。本実施形態の薬剤注入装置２００はセミオートタイプであり、刺針および抜針は手動、つまり、操作者が行う。図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、針隠し１４２の先端が皮膚に接触するように薬剤注入装置２００を保持した状態から、薬剤注入装置２００を皮膚に押し当てると、針隠し１４２がフード本体１４１内に後退する。これに伴い、針２２の先端が皮膚と接触し、注射針２２が所定の深さで、皮膚に挿入される。続いて、注射ボタン２５８を押下すると、薬剤カートリッジ１０から薬剤が所定量注入される。

薬剤の注入が完了したのち、操作者が薬剤注入装置２００を皮膚から離すと、注射針２１が皮膚から引き抜かれる。その後、排出レバー２０９を操作して、カセット１００を薬剤注入装置２００から排出する。

図５に示すように、薬剤注入装置２００は、ＣＰＵなどの演算器を含む制御部２５１と、電源である二次電池２５３と、二次電池２５３を充電するための充電回路を含む充電部２５２と、コンピュータプログラム、データなどを記憶するメモリ２５４と、クロック２６１とを備える。制御部２５１およびメモリ２５４は制御装置２８０を構成し、制御部２５１は、メモリ２５４に記憶されたプログラムを読み込み、コンピュータプログラムの手順に従って、図５に示される各構成要素を制御する。コンピュータプログラムの手順は、後述する説明および添付した図面のフローチャートによって示される。薬剤注入装置２００は音によって操作者に報知するブザー２６０をさらに備えていてもよい。

薬剤注入装置２００は、さらに、モータドライバ２６３と、モータ２６４と、ロータリーエンコーダ２６５とを含む。モータドライバ２６３、モータ２６４およびロータリーエンコーダ２６５は、後述するように、ピストン駆動機構の一部を構成する。

薬剤注入装置２００は、このほかに、薬剤注入装置２００の各部の状態を検出するために、種々の検出器を備える。具体的には、薬剤注入装置２００は、ピストン原点検出器２７１、カセット装填検出器２７２、排出レバー検出器２７４、タッチセンサ２７５および加速度センサ２７６を含む。薬剤注入装置２００は、第２温度センサ２７３をさらに備えていてもよい。

薬剤注入装置２００は、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７を備えている。薬剤注入装置２００は、ＲＦ－ＩＤライターをさらに備えていてもよい。ＲＦ－ＩＤリーダ２７７は、薬剤カートリッジ１０のＲＦタグ１６から送信される第１温度センサ１５の第１温度情報およびＲＦタグ１６のメモリに記憶された薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報を読み取る。読み取られた情報は制御部２５１に入力され、取得した第１温度情報を用いてモータの制御を行ったり、薬剤注入装置２００の動作を制御したりする。

薬剤注入装置２００は、さらに、通信部２６２を備えていてもよい。通信部２６２は、例えば、赤外線通信、無線通信等によって外部との情報の送受信を行う。具体的には、通信部２６２はＢＬＥ（Bluetooth Low Energy、Bluetoothは登録商標）等の、近距離無線通信規格を利用する送受信器であってもよい。例えば、操作者が薬剤注入装置２００を使用した時刻および薬剤の種類、注入量等を使用時にメモリ２５４に記憶させ、所定のタイミングで、これらの情報を、通信部２６２を用いて、スマートフォン、タブレット端末などの携帯機器や薬剤注入装置２００を管理するための専用の機器などの外部の機器へ送信してもよい。また、携帯機器から携帯電話回線やインターネット回線を介して、前述した情報を、病院や薬剤メーカなどのサーバ等へ送信してもよい。

充電器３００は、充電筐体３０１と、充電筐体３０１に配置された電源回路を含む。充電筐体３０１は、薬剤注入装置２００の先端部２０１ａが挿入可能な空間を有する充電器凹部３０１ｒを有している。

充電筐体３０１は、充電器凹部３０１ｒの底部に設けられ、薬剤注入装置２００の先端部２０１ａに設けられた装置凹部２０１ｒに対応した形状を有する段差３０１ｓと、充電器凹部３０１ｒ内であって、段差３０１ｓに隣接した、空間３０１ｕと、充電器凹部３０１ｒ内に位置し、充電回路に接続された供給端子３０１ｅとを含む。充電器凹部３０１ｒの側面には、充電器凹部３０１ｒの深さ方向に延びる複数のリブ３０１ｄが設けられている。

図６Ａは、薬剤注入装置２００を充電器３００にセットする様子を説明する図であり、図６Ｂは、薬剤注入装置２００が充電器３００にセットされた状態を示す正面図である。充電器３００で薬剤注入装置２００の充電を行う場合、カセット１００を薬剤注入装置２００から取り外して、薬剤注入装置２００の先端部２０１ａを充電器３００の充電器凹部３０１ｒに挿入する。この時、薬剤注入装置２００の装置凹部２０１ｒは段差３０１ｓと対応しているため、図６Ｂに示すように、干渉することなく凸部２０１ｔが段差３０１ｓ横の空間３０１ｕに挿入され、先端部２０１ａ全体が充電器凹部３０１ｒ内に挿入可能である。これによって、薬剤注入装置２００の充電用端子２０１ｇが、供給端子３０１ｅと接するように、薬剤注入装置２００の先端部２０１ａが充電器凹部３０１ｒ内に収納される。また、この時、薬剤注入装置２００の先端部２０１ａの側面は、充電器３００のリブ３０１ｄと接する。よって充電器凹部３０１ｒの側面と、薬剤注入装置２００の先端部２０１ａの側面との間に空間が形成される。この空間によって、充電によって発生する二次電池の熱を充電器凹部３０１ｒの外側へ放出することが可能となる。

また、図６Ｂに示すように、充電器３００は薬剤注入装置２００を立てた状態で薬剤注入装置２００を保持できる。これにより、充電器３００は、使用時以外の薬剤注入装置２００の保管場所として機能し、横にして薬剤注入装置２００を保管したり、ケース内に薬剤注入装置２００を収納して充電する場合に比べ、場所をとらず、かつ、目立つ状態で薬剤注入装置２００を保管することが可能である。

一方、薬剤注入装置２００にカセット１００が装填された状態では、カセット１００の一部が装置凹部２０１ｒに突出している。このため、薬剤注入装置２００の先端部２０１ａを充電器３００の充電器凹部３０１ｒに挿入しようとしても、カセット１００が充電器凹部３０１ｒの段差３０１ｓと干渉することによって、凸部２０１ｔを段差３０１ｓ横の空間３０１ｕに挿入できず、先端部２０１ａ全体を充電器凹部３０１ｒに挿入できない。このため、薬剤注入装置２００の先端部２０１ａを充電器凹部３０１ｒ内に収納することができず、薬剤注入装置２００を充電器３００にセットすることができない。

このように、本実施形態の薬剤注入システム４００によれば、カセット１００を挿入したまま薬剤注入装置２００を充電器３００に装填することはできない。このため、充電時にはかならずカセット１００が取り外されており、充電時に薬剤注入装置２００が発熱するとによって、カセット１００内の薬剤が劣化するのを防止することができる。

本実施形態の薬剤注入システムでは、薬剤カートリッジ１０が第１温度センサ１５を備えていることによって、薬剤カートリッジ１０に収納された薬剤の温度を測定することができる。この情報を用いて、薬剤の粘度を推定し、粘度に応じた駆動力でモータを駆動させたり、注射に適した温度かどうかを判定し、薬剤注入装置２００の動作を制御することできる。以下、薬剤カートリッジ１０、カセット１００、薬剤注入装置２００を詳細に説明する。

（薬剤カートリッジ１０）
本実施形態の薬剤カートリッジ１０の一例を説明する。図７Ａは薬剤カートリッジ１０の長手方向に平行な断面であり、図７Ｂは薬剤カートリッジ１０の長手方向に垂直な断面である。薬剤カートリッジ１０は、シリンダ１１と、シリンダキャップ１２と、ガスケット１３と、薬剤１４と、ＲＦタグ１６とを含む。

シリンダ１１は、長手方向に離隔した第１端１１ａおよび第２端１１ｂと、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間に位置するシリンダ柱状空間１１ｃとを有する。第１端１１ａは、注射針２１の針２２が挿抜可能である。例えば、シリンダ１１は、第１端１１ａ側においてシリンダ柱状空間１１ｃの長手方向に垂直な断面が小さくなるようにシリンダ１１の外形が第１端１１ａ側で細くなっており、第１端１１ａにゴム製のシリンダキャップ１２でシリンダ柱状空間１１ｃの第１端１１ａ側の開口が封止されている。シリンダ１１は、第２端１１ｂにおいてシリンダ柱状空間１１ｃと繋がったシリンダ開口１１ｄを有する。

ガスケット１３は、シリンダ開口１１ｄからシリンダ柱状空間１１ｃ内に挿入され、長手方向に移動可能にシリンダ１１の内壁に支持されている。

シリンダ柱状空間１１ｃの第１端１１ａおよび第２端１１ｂ側は、シリンダキャップ１２およびガスケット１３によって閉じられ、閉じられたシリンダ柱状空間１１ｃに薬剤１４が封入されている。薬剤１４は、少なくとも液体の第１成分を含んでおり、常温で液体である。

図８Ａおよび図８ＢはＲＦタグ１６の模式的な平面図である。ＲＦタグ１６は、タグが貼付される物の識別情報を記憶しており、無線で識別情報を送信するデバイスである。本実施形態では、ＲＦタグ１６は、少なくともシリンダ柱状空間１１ｃ内の薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報を記憶しており、外部からの指令に応じて、薬剤の種類を示す情報と、第１温度センサが検出した温度を示す第１温度情報を外部へ無線送信する。

ＲＦタグ１６はアクティブ型であってもよいし、パッシブ型であってもよい。本実施形態では、ＲＦタグ１６はパッシブ型であり、温度センサ付きＲＦタグである。例えば、ＲＦタグ１６は、アンテナ１６ａおよびＩＣ１６ｂを含む。アンテナ１６ａは、長波、短波、あるいはマイクロ波帯の電磁波を送受信する。ＩＣ１６ｂは、送信部、受信部、記憶部、電源整流部を含む。本実施形態のＩＣ１６ｂは、さらに第１温度センサを含む。

図８Ｂに示すように、ＲＦタグ１６’は、アンテナ１６ａと、温度センサを含まないＩＣ１６ｃを備えていてもよい。この場合、薬剤カートリッジ１０は、ＩＣ１６ｃに電気的に接続された第１温度センサ１５を更に備えている。ＲＦタグ１６あるいは、ＲＦタグ１６’と第１温度センサ１５とは、例えばラベル１７に貼付、ラミネート等によって支持されている。ラベル１７は、シリンダ１１の外側面に貼付されている。貼付されたラベル１７の外側には、薬剤１４の名称などが記載されていてもよい。また、後述する薬剤情報が文字やピクトグラム等で記載されていてもよい。

第１温度センサは、第２温度センサの周囲の温度を検出する。本実施形態では、第１温度センサを含むＩＣ１６ｂがラベルとともにシリンダ１１に貼付されているため、直接的にはシリンダ１１の温度を検出する。シリンダ１１の温度は、シリンダ柱状空間１１ｃ内の薬剤の温度と同じである。したがって、第１温度センサは、薬剤カートリッジ１０の薬剤の温度を検出するとも言える。

記憶部は、シリンダ柱状空間１１ｃ内の薬剤に関する薬剤情報を記憶している。薬剤情報は少なくとも、薬剤の種類を示す情報を含む。薬剤情報は、さらに、薬剤の使用期限を示す情報、未使用の状態での薬剤の初期量を示す情報、薬剤の製造ロッドなど製造に関する情報、薬剤カートリッジ１０の固有の識別情報、薬剤の粘度に関する情報などを記憶していてもよい。

ＲＦタグ１６において、後述する薬剤注入装置２００から送信される信号をアンテナ１６ａが受信すると、共振による起電力が発生し、ＩＣ１６ｂの電源整流部が起電力を整流することによって、ＲＦタグ１６を駆動する電力が発生する。これにより、ＩＣ１６ｂが起動し、記憶部に記憶されていた薬剤情報、および、第１温度センサが検出した温度を示す第１温度情報を読み出し、送信部が読み出した情報を電磁波に変換してアンテナ１６ａから外部へ送信する。送信された情報は、後述するように薬剤注入装置に受信され、薬剤注入装置の制御に利用される。

薬剤カートリッジ１０は、第１温度センサを備えていることによって、薬剤注入装置２００からの要求に応じて薬剤の温度を検出することができる。このため、低温保管された薬剤カートリッジを注射に用いる際、薬剤の温度を利用して、注射に適した温度であるか否かを判断したり、薬剤の温度に応じた粘度を推定し、適切な駆動力で薬剤の注入を行ったりすることが可能な薬剤注入装置を実現し得る。

薬剤カートリッジ１０は、液体成分のみを含んでいるが、本開示の薬剤カートリッジは固体成分と液体成分とを含んでいてもよい。図９Ａは、未使用の状態で液体成分および固体成分が分離して保持された薬剤を含む薬剤カートリッジ１０’の模式断面を示し、図９Ｂは、図９Ａの９Ｂ－９Ｂ線断面を示す。

薬剤カートリッジ１０’は、シリンダ１１’と、第１ガスケット１３Ａと、第２ガスケット１３Ｂと、薬剤１４の第１成分を含む液体成分１４Ａと第２成分を含む固体成分１４Ｂとを備えている。液体成分１４Ａは常温で液体であり、固体成分１４Ｂは常温で固体である。固体成分１４Ｂは、例えば、シリンダ１１’の内側面に接し、支持されている。ラベル１７と、ＲＦタグ１６とは、シリンダ１１’の側面に配置されている。

シリンダ１１’は、シリンダ柱状空間１１ｃを有し、シリンダ柱状空間１１ｃは、第１端１１ａ側に位置する第１領域１１ｃ１と、第２端１１ｂ側に位置する第２領域１１ｃ２と、第１領域１１ｃ１と第２領域１１ｃ２に挟まれた第３領域１１ｃ３とを含む。

シリンダ１１’の側面は、第３領域１１ｃ３において、軸１１ｊに対して外側に突出した突出部１１ｔを含む。突出部１１ｔは長手方向に延びており、長手方向と垂直な断面において、シリンダ柱状空間１１ｃに隣接して配置されたバイパス空間１１ｅを規定している。バイパス空間１１ｅの長手方向の長さＬｂは、第２ガスケット１３Ｂのシリンダ１１’の内側面と接している長手方向の長さＬｇよりも長い（Ｌｂ＞Ｌｇ）。

薬剤カートリッジ１０’が未使用の初期状態において、第２ガスケット１３Ｂの少なくとも一部は第２領域１１ｃ２に位置している。第１ガスケット１３Ａは、シリンダ柱状空間１１ｃ内において、第２領域１１ｃ２の第２端１１ｂ側に位置している。薬剤の液体成分１４Ａは、第２領域１１ｃ２に位置し、かつ第１ガスケット１３Ａと第２ガスケット１３Ｂとに挟まれている。一方、固体成分１４Ｂは、シリンダ柱状空間１１ｃの第１領域１１ｃ１に位置している。

薬剤カートリッジ１０’において、固体成分１４Ｂは使用前に液体成分１４Ａに溶解させる。図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、固体成分１４Ｂの溶解時の液体成分１４Ａの移動を説明する模式図である。薬剤カートリッジ１０’が挿入されたカセット１００が薬剤注入装置２００に装填されると、薬剤注入装置２００のピストン２１０が第１ガスケット１３Ａを前進させる。第２ガスケット１３Ｂの後端が第２領域１１ｃ２にある間は、第１ガスケット１３Ａと第２ガスケット１３Ｂとの空間は封止されているため、第１ガスケット１３Ａの前進に伴い、第２ガスケット１３Ｂおよび液体成分１４Ａが一緒に前進する。

図１０（ａ）に示すように、第２ガスケット１３Ｂの後端が第３領域１１ｃ３に達すると、第２ガスケット１３Ｂの長手方向の長さＬｇは、バイパス空間１１ｅの長手方向の長さＬｂよりも短いため、第２ガスケット１３Ｂよりも前方に位置する第１領域１１ｃ１と、第２ガスケット１３Ｂよりも後方に位置する第２領域１１ｃ２とが、バイパス空間１１ｅでつながる。これにより、液体成分１４Ａがバイパス空間１１ｅを通って、第１領域１１ｃ１へ流入する。この間、第１ガスケット１３Ａが前進しても第２ガスケット１３Ｂは移動せず、液体成分１４Ａのみが第１領域１１ｃ１へ移動する。これにより、液体成分１４Ａが固体成分１４Ｂと接触し、固体成分１４Ｂが液体成分１４Ａに溶解する。

図１０（ｂ）に示すように、すべての液体成分１４Ａが第１領域１１ｃ１へ移動すると、第１ガスケット１３Ａは第２ガスケット１３Ｂと接触する。このため、これ以降、第１ガスケット１３Ａと第２ガスケット１３Ｂとが接触した状態で一緒に前進する。

後述するように液体成分１４Ａと接した固体成分１４Ｂは、操作者の操作によって薬剤カートリッジ１０’全体が揺動されることによって液体成分１４Ａに溶解する。

このように、薬剤カートリッジに保持される薬剤が、固体成分と液体成分とを含んでいても、ＲＦタグ１６の記憶部に、薬剤情報を記憶させることができる。よって、記憶された薬剤情報と薬剤の第１の温度情報が薬剤注入装置２００に送信されることによって、液体成分のみを含む薬剤カートリッジとは異なる手順で薬剤注入装置２００を制御したり、薬剤の温度に応じて、溶解動作を行わせることが可能である。

（カセット１００）
図２を参照して説明したように、カセット１００は、カセット本体１１０と、カセットキャップ１３０と、フード１４０とを含む。本実施形態のカセット１００はフード１４０を備えることによって、注射針２１が装着された状態で、操作者がより安全にカセット１００あるいはカセット１００が装着された薬剤注入装置２００を取り扱うことが可能となる。

図１１は、カセット１００のフード１４０の分解斜視図である。フード１４０は、フード本体１４１と、針隠し１４２と、付勢部材１４３とを含む。針隠し１４２は、長手方向に垂直な断面において略Ｕ字形状を有している。同様に、フード本体１４１も長手方向に垂直な断面において略Ｕ字形状を有する部分を備えている。針隠し１４２は、フード本体１４１に対して長手方向に移動可能に支持されている。付勢部材１４３は、フード本体１４１から突出する方向に針隠し１４２を付勢する。本実施形態では、付勢部材１４３はばねであるが、他の弾性部材であってもよい。

針隠し１４２は少なくとも一部が透明である。本実施形態では、針隠し１４２は、透明な第１部分１４２ｃと、半透明な第２部分１４２ｄとを含む。より具体的には、第１部分１４２ｃは、長手方向に延びる領域であり、例えば、長手方向に垂直な断面において略Ｕ字型断面の底部に位置している。第２部分１４２ｄは第１部分１４２ｃを挟むように位置している。

フード本体１４１は、長手方向の後端１４１ｂにおいて、カセット本体１１０に回動可能に支持されている。これにより、フード１４０は、注射針装着部を覆う第１位置と、注射針装着部を露出させる第２位置との間で回動可能である。また、フード本体１４１は、後端１４１ｂに接続され、長手方向においてフード本体１４１と反対側に延びる腕部１４１ｃを有する。フード本体１４１は、例えば、不透明な材料によって構成されている。透明および不透明は、無色であってもよいし、有色であってもよい。

図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、カセット１００への針ユニット２０の装着を説明する図である。薬剤カートリッジ１０はあらかじめカセット１００に挿入されている。図１２（ａ）に示すように、まず、フード１４０を第２位置まで回転させる。この状態では、フード１４０は、カセット１００の注射針装着部１１０ｈを覆っておらず、注射針装着部１１０ｈは露出している。特に、フード１４０は、注射針装着部１１０ｈよりも下方（後端側）に位置している。このため、例えば、操作者は針ユニット２０を注射針装着部１１０ｈに取り付ける際、手がフード１４０に当たることがなく、取り付けが容易である。図１２（ｂ）に示すように、針ユニット２０の取り付けが完了したら、フード１４０を第１位置まで回転させる。これにより、針ユニット２０の先端部２０１ａを除く部分がフード１４０によって３方向から覆われる。

図３（ａ）に示すように、この状態でカセット１００は薬剤注入装置２００の筐体開口２０１ｄから筐体空間２０１ｃへ挿入される。図３（ｂ）は、カセット１００の装填が完了した状態を示す。この状態では、フード１４０の一部は、先端部２０１ａの装置凹部２０１ｒにおいて露出しており、一部は、筐体開口２０１ｄ内に位置している。具体的には、少なくともフード本体１４１の腕部１４１ｃは、筐体開口２０１ｄ内に位置している。このため、この状態では、例えば操作者がフード１４０を第２位置へ回転させること、つまり、針ユニット２０が露出するように、フード１４０を開けようとしても腕部１４１ｃが筐体空間２０１ｃ内において、薬剤注入装置２００の内部筐体と当接し、フード１４０を回転させることはできない。カセット１００が薬剤注入装置２００に装填された状態では、フード本体１４１の一部が先端部２０１ａの装置凹部２０１ｒを囲んでいる。このため、投与時に、薬剤注入装置２００を安定して、皮膚に押し当てて保持することが可能である。

図３（ｃ）に示すように、この状態で操作者は、針ユニット２０の針ケース２５を引っ張ると針キャップ２４と針ケース２５とが針ユニット２０から取り外され、注射針２１が露出する。露出した注射針２１の先端は、針隠し１４２の先端よりも低い位置にある。

針隠し１４２の半透明な第２部分１４２ｄは、薬剤注入装置２００の表示装置２５９などが配置された正面と同じ方向を向いている。このため、操作者が注射を行う際、操作者は、針隠し１４２の第２部分１４２ｄを透して注射針２１を視認する。第２部分１４２ｄが半透明であることにより、操作者は、注射針２１の形は不明瞭に認識するが、針２２が取り付けられていることは認識し得る。よって、操作者は注射針２１が正しく取り付けられていることを確認し得るとともに、針２２を明瞭に認識しないことによって、恐怖心が生じるのを抑制することができる。

また、針隠し１４２に第１部分１４２ｃは透明であり、第１部分は薬剤注入装置２００の側面と同じ方向を向いている。このため、操作者は、第１部分１４２ｃを介して注射針２１を明瞭に視認することができる。後述するように、例えば、薬剤カートリッジ１０中の空気抜き動作を行う際には、注射針２１の先端から薬剤が染み出すのを、第１部分１４２ｃを介して確認でき、空気抜きが完了したことを判断することが可能である。

また、注射時に、針隠し１４２の先端を皮膚に当接させ、薬剤注入装置２００を押し下げると、針隠し１４２が後退し、フード本体１４１に収納されることによって、相対的に注射針２１が針隠し１４２の先端から突出する。これにより、薬剤注入装置２００の凸部２０１ｔの皮膚あて面２０１ｅが皮膚に当接するまで、注射針２１が皮膚に挿入される。

注射が完了し、薬剤注入装置２００を皮膚から離すと、針隠し１４２は付勢部材１４３によって先端側に突出し、再び、注射針２１を覆う。

以上、薬剤カートリッジ１０を収納するカセット１００を説明したが、本実施形態のカセットは、前述した薬剤カートリッジ１０’を収納する場合でも同様に構成することが可能である。

（薬剤注入装置２００）
図１３は、薬剤注入装置２００の装置筐体２０１を取り外した分解斜視図であり、図１４はＲＦ－ＩＤアンテナの配置を示した薬剤注入装置２００の斜視図である。図１５は、薬剤注入装置２００のピストン駆動機構２２０の分解斜視図である。薬剤注入装置２００は、前述した装置筐体２０１および制御装置２８０に加えて、ピストン２１０と、ピストン駆動機構２２０とを備える。本実施形態では、薬剤注入装置２００は、内部筐体２０２と、メインボード２９０と、第１サブボード２９１と、第２サブボード２９２とをさらに備える。内部筐体２０２は、ピストン駆動機構２２０を支持する。メインボード２９０には、制御装置２８０およびモータドライバ２６３が形成されている。また、メインボード２９０には加速度センサ２７６も配置されている。

ＲＦ－ＩＤリーダ２７７は、アンテナ２７８と、送受信回路２７９とを含む。送受信回路２７９は例えば、メインボード２９０に形成されている。第２サブボード２９２には、選択ボタン２５６、決定ボタン２５７および注射ボタン２５８と、第２温度センサ２７３が配置されている。第２温度センサ２７３は、動作時に、装置筐体２０１内の種々の部品が発する熱の影響を受けにくい位置に配置されていることが好ましい。

薬剤注入装置２００に薬剤カートリッジ１０が挿入されたカセット１００が装填された状態で、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７は、薬剤カートリッジ１０から送信される第１温度情報およびＲＦタグ１６のメモリに記憶された薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報を読み取る。薬剤注入装置２００は、これらの情報に基づき、ピストン２１０を移動させることによって、薬剤カートリッジ１０の薬剤を操作者に注射する。以下、主として薬剤注入装置２００のＲＦ－ＩＤリーダ２７７およびピストン駆動機構２２０の構造を説明する。

＜ＲＦ－ＩＤリーダ２７７＞
前述したようにＲＦ－ＩＤリーダ２７７は、アンテナ２７８と送受信回路２７９とを含む。図１４に示すように、アンテナ２７８は、それぞれが独立して外部からの信号を受信可能な第１部分２７８Ａおよび第２部分２７８Ｂを含む。アンテナ２７８の第１部分２７８Ａおよび第２部分２７８Ｂは、筐体空間２０１ｃに隣接して配置されている。第１部分２７８Ａおよび第２部分２７８Ｂは、それぞれ概ね平面状の放射導体を含み、互いに直交して配置されていることが好ましい。

図１６Ａおよび図１６Ｂは、薬剤カートリッジ１０が挿入されたカセット１００が薬剤注入装置２００に装填された状態におけるＲＦタグ１６と、アンテナ２７８の第１部分２７８Ａおよび第２部分２７８Ｂとの位置関係を模式的に示す。図１６Ａおよび図１６Ｂにおいて、カセット１００は示していない。本実施形態では、薬剤カートリッジ１０は、円筒形状を有しており、長手方向に垂直な断面の外形は概ね円形状を有している。このため、カセット１００のカセット柱状空間１１０ｃに対して軸周りにどの向き（角度）でも挿入が可能である。このため、カセット１００が薬剤注入装置２００に装填されたとき、平板状のＲＦタグ１６は、任意の方向を向き得る。

一方、ＲＦタグ１６のアンテナ１６ａは概ね平面形状を有しており指向性を有する。具体的には、アンテナ１６ａは、平面形状に対して垂直な方向に大きな電界強度分布を持つ電磁波を送信する。このため、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７のアンテナ２７８が、１方向にのみ高い受信感度を有していると、アンテナ２７８の受信感度が高い方向と、ＲＦタグ１６のアンテナ１６ａから送信される電磁波の電界強度が強い方向とが直交あるいは直交に近い関係となり、ＲＦタグ１６から送信される電磁波を正しく受信できない可能性がある。

本実施形態では、アンテナ２７８の第１部分２７８Ａおよび第２部分２７８Ｂが互いに直交して配置されていることによって、アンテナ２７８は直交する２方向に高い感度を有する。このため、例えば、図１６Ａに示すように、ＲＦタグ１６のアンテナ１６ａが概ねｙ方向に垂直に広がっている場合には、アンテナ２７８は、第１部分２７８Ａでは強い感度でＲＦタグ１６のアンテナ１６ａからの電磁波を受信することはできないが、第２部分２７８Ｂでは十分な感度でＲＦタグ１６のアンテナ１６ａからの電磁波を受信できる。また図１６Ｂに示すように、ＲＦタグ１６のアンテナ１６ａが概ねｘ方向に垂直に広がっている場合には、アンテナ２７８は、第２部分２７８Ｂでは強い感度でＲＦタグ１６のアンテナ１６ａからの電磁波を受信することはできないが、第１部分２７８Ａでは十分な感度でＲＦタグ１６のアンテナ１６ａからの電磁波を受信できる。図１６Ａおよび図１６Ｂに示す方向以外にＲＦタグ１６のアンテナ１６ａが向いている場合にも、アンテナ２７８の第１部分２７８Ａまたは第２部分２７８Ｂによって、十分に高い感度でＲＦタグ１６のアンテナ１６ａからの電磁波を受信することができる。よって、本実施形態の薬剤注入装置２００によれば、カセット１００内の薬剤カートリッジ１０から、より確実に第１温度情報およびＲＦタグ１６のメモリに記憶された薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報を読み取ることが可能である。

薬剤カートリッジ１０に取り付けられたＲＦタグ１６からの情報は、例えば、以下の手順によって、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７によって読み取られる。まず、ＲＦタグ１６に情報を送信させるための電力をＲＦタグ１６に生成させるため、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７の送受信回路２７９から起動用の信号を生成し、アンテナ２７８の第１部分２７８Ａおよび／または第２部分２７８Ｂから電磁波を送信する。ＲＦタグ１６のアンテナ１６ａが電磁波を受信すると、アンテナ１６ａが電磁波を受信し、共振によって起電力が生成する。生成した起電力によって、ＩＣ１６ｂが起動し、記憶部に記憶さえている情報を読み出して信号化する。また、第１温度センサが検出する温度を信号化する。生成した信号は、ＩＣ１６ｂからアンテナ１６ａに送られ、アンテナ１６ａから電磁波が送信される。ＲＦ－ＩＤリーダ２７７は、アンテナ２７８の第１部分２７８Ａまたは第２部分２７８ＢによってＲＦタグ１６からの電磁波を受信し、送受信回路２７９によって信号に変換される。これにより、第１温度情報およびＲＦタグ１６のメモリに記憶された薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報が得られる。これらの情報は、制御装置２８０に送信される。

＜ピストン駆動機構２２０＞
図１４および図１５を参照する。ピストン２１０は、先端部２１１と先端部２１１に接続された本体２１２とを含む。先端部２１１は、第１端２１０ａ側に位置している。先端部２１１は、本実施形態では、円柱を軸に沿った２つの平行な２平面で切断したＩカット形状を有している。先端部２１１は、カセット１００のカセットキャップ１３０に設けられたキャップ開口１３０ｄに対応した形状を有している。

ピストン２１０は、本体２１２の側面に位置する駆動凸部２１３を含む。駆動凸部２１３は、後述するようにピストン駆動機構２２０に設けられるガイド２３１と係合することによって、ガイド２３１の形状にしたがって、回転を規制する。本実施形態では、駆動凸部２１３はピストン２１０の側面に設けられているリブであり、リブは、ピストン２１０の軸に平行に延びるリッジ状の凸部である。本実施形態では、ピストン２１０は、本体の側面の第２端２１０ｂ側に配置された２つの駆動凸部２１３を有する。ピストン２１０の本体２１２には、ピストン２１０の軸に沿って延びる穴２１０ｈの内側に位置する雌ネジ２１４が設けられている。

ピストン駆動機構２２０は、モータ２６４と、ギアボックス２２１と、駆動ギア２２２と、駆動ロッド２３５と、ピストンガイド２３０とを含む。モータ２６４、ギアボックス２２１、駆動ギア２２２およびピストンガイド２３０が内部筐体２０２に支持されている。

モータ２６４は、制御装置２８０の制御に基づき正転または逆転する。ここで、正転とは、ピストン２１０を前進させる方向に回転することをいい、逆転とは、ピストン２１０を後退させる方向に回転することをいう。

モータ２６４の回転軸には回転量検出器としてロータリーエンコーダ２６５が取り付けられており、ロータリーエンコーダ２６５がモータ２６４の回転量（回転数）を検出する。ロータリーエンコーダ２６５は、エンコーダプレート２６６と、発光素子および受光素子を含むパルスエンコーダ２６７とを含む。ロータリーエンコーダ２６５については以下において詳述する。

ギアボックス２２１は、モータ２６４の回転軸に取り付けられた少なくとも１つのギアを含む。ギアボックス２２１はモータ２６４の回転速度を減速するために２以上のギアを含んでいてもよい。

駆動ギア２２２は、ギアボックス２２１のギアとかみ合い、ベアリング２２３によって回転可能に内部筐体２０２に支持される。駆動ギア２２２の軸に穴が設けられており、駆動ロッド２３５の一端が挿入され嵌合している。

駆動ロッド２３５は棒形状を有し、側面に雄ねじ２３６が形成されている。雄ねじ２３６は、ピストン２１０に設けられた雌ネジ２１４に噛み合うように、ねじ山の高さ、形状、ねじのピッチ等が構成されている。

ピストンガイド２３０は、ピストン２１０が挿入される穴２３０ｈを有している。穴２３０ｈの内側面には、ガイド２３１が設けられている。ガイド２３１は、ピストン２１０の駆動凸部２１３と係合し、ピストン２１０を軸周りに回転させることなく前進または後退するように案内する。

ガイド２３１は、本実施形態では、穴２３０ｈの軸に平行に延びる直線溝であり、ピストン２１０の側面に設けられた駆動凸部２１３であるリブが挿入される。ピストンガイド２３０は、ピストン２１０の２つの駆動凸部２１３に対応して２つのガイド２３１を備える。

制御装置２８０の指令によって、モータ２６４が正転すると、ギアボックス２２１を介して駆動ギア２２２が回転し、駆動ロッド２３５が回転する。駆動ロッド２３５が回転すると、駆動ロッド２３５の雄ねじ２３６とかみ合ったピストン２１０の雌ネジ２１４は軸周りの回転力を受ける。ピストン２１０の駆動凸部２１３がガイド２３１の溝に挿入されているため、ガイド２３１によって、ピストン２１０は軸周りの回転が規制され、駆動ロッド２３５の回転に従い、ピストン２１０は回転することなく前進する。

制御装置２８０の指令によって、モータ２６４が逆転すると、ギアボックス２２１を介して駆動ギア２２２が回転し、駆動ロッド２３５が逆の方向に回転する。駆動ロッド２３５の雄ねじ２３６とピストン２１０の雌ネジ２１４とがかみ合い、軸周りの回転が規制されることによって、ピストン２１０は軸周りに回転することなく後退する。

＜ピストン駆動機構２２０の制御＞
前述したように液体の薬剤１４の粘度は温度によって変化する。一般に、薬剤の温度が高いほど、粘度は小さくなる。また、薬剤の種類によって粘度は異なる。さらに、同じ薬剤が薬剤カートリッジに収納されていても、シリンダ１１の容量が異なることによって、シリンダ１１の直径が異なると、ガスケット１３を移動させるのに要する負荷が異なり得る。従来の薬剤注入装置では、薬剤の種類や薬剤カートリッジ１０の容量によらず、円滑な注入動作を行うことが可能なように、対応している薬剤および薬剤カートリッジのうち、最も粘度が高い薬剤および最も負荷が大きい薬剤カートリッジに対応可能な十分に高い駆動電圧をモータに供給していた。しかし、この場合、最大出力が大きな二次電池を用いる必要がある。このため二次電池の容積も大きくなり、薬剤注入装置が大型になったり、重くなったりする。また、常に必要以上の電力でモータを駆動するため、消費電力が大きくなってしまう。

また、冷たい薬剤を注射すると痛みを感じる場合があるという課題に対し、従来の薬剤注入装置では、操作者が注射を行う前に一定時間薬剤カートリッジを室内で放置することで対応していた。一定時間放置するというような時間管理は、操作者には面倒であり、また、注射を行う際の室内の温度は季節や場所等によって異なり得るため、同じ時間放置しても、薬剤カートリッジが同じ温度になるとは限らない。

本実施形態では、薬剤カートリッジのＲＦタグ１６から送信される薬剤カートリッジ内の薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報、および、第１温度センサが検出する第１温度情報を、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７によって受信し、第１温度情報に基づいたモータの駆動電力を決定し、決定した駆動電力を出力するように、モータドライバを制御する。また、第１温度情報が示す温度がある温度範囲にある場合には、注射に適した温度ではないと判断してモータ２６４の駆動をしないことによって、注射動作を開始しない。

このような制御を行うため、メモリ２５４には、複数の薬剤ごとについてのモータ２６４を制御するための制御情報が記憶されている。各薬剤についての制御情報は、複数の温度範囲のそれぞれに対するモータの制御パラメータのセットを含んでいる。

表１は、メモリ２５４に記憶されているモータの制御パラメータのセットの一例を示している。複数の薬剤の一例として薬剤Ａおよび薬剤Ｂを示している。薬剤Ｂの粘度は薬剤Ａの粘度よりも高い。また、複数の温度範囲として、０℃未満、０℃以上１０℃未満、１０℃以上２０℃未満、２０℃以上３８℃未満および３８度以上の温度範囲を示している。０℃、３８℃および１０℃は、それぞれ、第１温度、第２温度および第３温度の一例である。カセット１００に薬剤カートリッジ１０が挿入されていない場合、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７は、薬剤情報および第１温度情報のいずれも取得することができない。メモリ２５４は、このような薬剤カートリッジがない場合のモータの制御パラメータのセットをさらに備えていてもよい。

第１温度情報が０℃未満の場合、薬剤が凍結している可能性がある。また、第１温度情報が３８℃以上である場合、高温で保管されることによって、薬剤が変質している可能性がある。第１温度情報がこれら２つの温度範囲にある場合には、注射を行うことが好ましくない。このため、薬剤情報の薬剤の種類がＡかＢかにかかわらず駆動情報Ｃが割り当てられる。駆動情報Ｃは、例えば、モータ２６４を駆動しないという情報であってよい。薬剤カートリッジがカセット１００に挿入されていない場合には、いずれの温度範囲であっても注射を行うことができないため、すべての温度範囲において駆動情報Ｃが割り当てられている。０℃以上１０℃未満、１０℃以上２０℃未満、２０℃以上３８℃未満の温度範囲には、薬剤Ａおよび薬剤Ｂに対して駆動情報Ａ１、Ａ２、Ａ３および駆動情報Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の制御パラメータセットがそれぞれ割り当てられている。

表２は、駆動情報Ａ１、Ａ２、Ａ３および駆動情報Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の制御パラメータセットの具体的な一例を示す。モータの駆動電力の調整は、例えば印加する電圧を調整してもよいし、他の方法で調整してもよい。本実施形態では、ＰＷＭ（パルス幅変調）によって駆動電力を調整し、モータを制御する。図１７は、ＰＷＭによる駆動信号および駆動信号によって回転するモータの回転速度の一例を示す。ＰＷＭによる駆動信号を定義する駆動情報は、例えば、デューティー比初期値、デューティー比増加幅、増加期間、増加最大待ち時間および目標到達デューティー比を含む。

全温度範囲において、薬剤Ｂの粘度は薬剤Ａの粘度よりも高い。このため、各温度範囲を比較した場合、デューティー比初期値の初期値は、薬剤Ａよりも薬剤Ｂのほうが大きい。これは、粘度の高い薬剤を駆動するのにより大きな駆動電力が必要だからである。本実施形態では、増加期間、増加最大待ち時間は薬剤Ａよりも薬剤Ｂのほうが短く、目標デューティー比は各温度範囲で薬剤Ａよりも薬剤Ｂのほうが大きい。

また、各薬剤では、温度範囲が高くなるにつれて、パラメータの値は小さくなっている。つまり、各温度範囲の下限値が高いほど、デューティー比初期値、デューティー比増加幅、増加期間、増加最大待ち時間および目標到達デューティー比は小さい。これは、薬剤の温度が高いほど粘度が小さくなり、駆動によるする電力も小さくて済むからである。

例えば、薬剤情報が薬剤Ａであり、第１温度情報が１５℃である場合、制御装置２８０は、メモリ２５４から駆動情報Ａ２を読み出し、駆動情報Ａ２に含まれるパラメータを用いて、モータドライバ２６３を駆動する。

表２および図１７に示すようにＡ１～Ａ３およびＢ１～Ｂ３のいずれの駆動情報を選択しても、デューティー比が段階的に大きくなることによって、制御装置２８０は、モータに流れる電流が段階的に増大するようにモータドライバに駆動信号を生成させる。デューティー比が目標デューティー比に到達したら、その後、目標デューティー比で駆動を続ける。このようにモータの起動時に、薬剤の粘度に応じたデューティー比の初期値で、かつ、段階的にデューティー比が大きくなるＰＷＭ制御を行うことによって、始動（起動）電流のピーク値（電流のオーバーシュート）を小さくすることができる。

図１８Ａは、ＰＷＭ制御を行わない場合に生じる始動電流を示し、図１８Ｂは、本実施形態のＰＷＭ制御による始動電流の一例を示す。図１８Ａに示すように、ＰＷＭ制御を行わない場合、最大で８００ｍＡ程度のピーク電流が流れる。これに対し本実施形態によれば、ピーク電流を４００ｍＡ程度に抑制することができる。

薬剤の粘度に応じたデューティー比の初期値を用いることは、特に、モータ２６４が定常状態になるまでの時間の短縮に寄与する。デューティー比の初期値を薬剤の粘度に応じて変更しなくても、段階的にデューティー比が大きくなるパルス信号でモータ２６４を駆動すれば、起動時の電流のオーバーシュートは抑制し得る。しかし、粘度に応じた適切なデューティー比の初期値を用いなければ、薬剤カートリッジ１０のガスケットが始動し、一定の速度で移動するまでに要する時間が非常に長くなってしまう場合がある。このため、注射に要する時間が長くなり、実用的ではなくなったり、操作者への負担が大きくなることが考えられる。

本実施形態では、薬剤の種類による粘度の差異および温度による粘度の差異を考慮してデューティー比初期値等のＰＷＭ制御全体のパラメータを設定することにより、モータ２６４が定常状態になるまでの時間が長くなることを抑制しつつ、始動電流を小さくすることができる。これにより、最大放電電流を小さくできるため、二次電池の容量を小さくすることが可能となる。よって、より小さな容量の二次電池を搭載しても、適切な駆動力で注射を行うことが可能な薬剤注入装置を実現することが可能である。本実施形態の薬剤注入装置によれば、駆動電力を調整しない場合に比べて、例えば、２０～３０％程度電池容量を小さくすることできる。したがって、小型で、かつ、より軽量の薬剤注入装置を実現することができ、取り扱いやすく、優れた操作性を提供することが可能となる。

前述したように、薬剤カートリッジ１０のＲＦタグ１６から送信される第１温度情報は、注射に適した温度であるか否かを判断するためにも用いることが可能である。以下、図１９Ａおよび図１９Ｂを参照しながら、第１温度情報を注射の適否の判断にも利用した注射動作の一例を示す。図１９Ａおよび図１９Ｂは、注射動作時における薬剤注入装置２００の動作を説明するフローチャートである。図５およびこれらの図を参照して、注射動作説明する。

操作者が薬剤注入装置２００にカセット１００を装填すると、制御装置２８０は、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７の送受信回路に、ＲＦタグ１６に情報を送信させるための起電力を発生させるための信号を送信させる（Ｓ１）。ＲＦ－ＩＤリーダ２７７が、ＲＦタグ１６からの信号を受信できない場合には、カセット１００に薬剤カートリッジ１０が挿入されていないことを意味する。この場合には、制御装置２８０はメモリ２５４から駆動情報Ｃを読み込み（Ｓ２）、駆動情報Ｃでモータ２６４を駆動する（Ｓ３）。駆動情報Ｃは、例えば、モータ２６４が停止した状態を維持するようにモータドライバ２６３を制御する情報である。

ＲＦ－ＩＤリーダ２７７が、ＲＦタグ１６からの信号を受信した場合には（Ｓ４）、制御装置２８０は、薬剤カートリッジ１０のＲＦタグ１６から送信された、薬剤カートリッジ１０内の薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報および第１温度センサが検出する第１温度情報をＴ０としてメモリ２５４に記憶させる。Ｔ０は初期温度として後述する薬剤が適温になるまでの時間の予測にも用いられる。

制御装置２８０は、取得した第１温度情報の示す温度と、基準温度とを比較する（Ｓ５）。基準温度は、０℃（第１温度）、２０℃（第３温度）および３８℃（第２温度）である。第１温度情報の示す温度が０℃未満である場合、あるいは、３８℃以上である場合（第１温度範囲）、薬剤カートリッジ１０内の薬剤が凍結しているか、または、高温のため変質している可能性がある。このため、制御装置２８０は、例えば表示装置２５９に薬剤カートリッジ１０の交換を促す画面を表示させ（Ｓ６）、薬剤注入動作を終了させる。

第１温度情報の示す温度が０℃以上２０℃未満である場合（第２温度範囲）、薬剤の温度が低く注射の際痛みが感じられる可能性がある。このため、制御装置２８０は、例えば表示装置２５９に薬剤の温度が上昇するまで注射を待つように促す画面を表示させる（Ｓ７）。この場合、操作者は、多少痛みを感じても早く注射を行いたいと判断することが考えられるので、注射を選択するか、または、待機を選択するかの入力を受け付ける（Ｓ８）。操作者が待機を選択した場合には、リマインド動作のフローへと進む。一方、操作者が注射を選択する場合には、投与動作のフローに進む。

第１温度情報の示す温度が２０℃以上３８℃未満である場合（第３温度範囲）、注射を行うことが可能である。このため、投与動作のフローへ進む。

図１９Ｂに示すように、投与動作のフローでは、制御装置２８０は、まず、薬剤情報が薬剤Ａであるか薬剤Ｂであるかを判定する（Ｓ１１）。薬剤情報が薬剤Ａである場合、第１温度情報と基準温度とを比較し（Ｓ１２）、比較結果に応じた駆動情報をメモリ２５４から読み出す。表１、２に示すように、第１温度情報の示す温度が０℃以上１０℃未満である場合には、駆動情報Ａ１を、１０℃以上２０℃未満である場合には、駆動情報Ａ２を、２０℃以上３８℃未満である場合には駆動情報Ａ３をそれぞれメモリ２５４から読み出す（Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６）。薬剤情報が薬剤Ｂである場合にも同様に、第１温度情報と基準温度とを比較し（Ｓ１３）、比較結果に応じた駆動情報をメモリ２５４から読み出す。第１温度情報の示す温度が０℃以上１０℃未満である場合には、駆動情報Ｂ１を、１０℃以上２０℃未満である場合には、駆動情報Ｂ２を、２０℃以上３８℃未満である場合には駆動情報Ｂ３をそれぞれメモリ２５４から読み出す（Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９）。

制御装置２８０は選択された駆動情報のパラメータを用いて、モータドライバ２６３を制御し、前述したようにモータ２６４をＰＷＭ制御により回転させる。

次にリマインド動作を説明する。薬剤の温度が低く、操作者が薬剤の温度が適温になるまで注射を待つことを選択した場合、薬剤注入装置２００の制御装置２８０はリマインド動作を行う。図１９Ｃは、リマインド動作の一例を示すフローチャートである。

リマインド動作では、制御装置２８０が、薬剤カートリッジ１０に貼付された第１温度センサ１５から第１温度情報を逐次受け取り、薬剤の温度が適温になった場合にその旨報知を行う。本実施形態ではさらに適温になるまでに要する時間を予測し、予想時間を報知する。このために、制御装置２８０は、第２温度センサ２７３から第２温度情報を受け取り、第２温度情報が所定の温度以上である場合、所定の時間間隔で第１温度情報を逐次取得する。制御装置２８０は、取得した第１温度情報および第２温度情報に基づき、注射可能となるまでの予測時間を逐次算出し、算出した予測時間を示す情報を表示するように表示装置を制御する。

具体的には、まず、制御装置２８０は、第２温度センサ２７３から第２温度情報を受け取り、第２温度情報が２０℃以上であるか否かを判定する（Ｓ２１）。第２温度センサ２７３が出力する第２温度情報は、直接的には、装置筐体２０１内の温度を示す。しかし、第２温度センサ２７３が装置筐体２０１内の構成部品等から発する熱の影響を受けにくい場合には、第２温度情報は、薬剤注入装置２００が使用される環境温度とほぼ一致する。薬剤の温度は、薬剤カートリッジ１０を冷蔵庫などから取り出して室内に保持することによって、室温まで上昇するので、室温が２０℃未満であれば、薬剤カートリッジ１０を室内に保持しても、薬剤の温度が２０℃、つまり、注射に適した温度に達することは難しい。このため、第２温度情報が２０℃未満である場合には、制御装置２８０は、例えば、表示装置２５９に室温が低いので注射できないことを知らせる画面を表示させ（Ｓ３５）、リマインド動作を終了させる。

第２温度情報が２０℃以上である場合、制御装置２８０は、上述した最初に取得した薬剤カートリッジの温度Ｔ０をＴ１として記憶する（Ｓ２２）。また、制御装置２８０は、第１温度情報を取得するタイミングを調整する。前回、または、最初に第１温度情報を取得した時刻から１分経過した場合には、次のステップにすすむ（Ｓ２３）。

制御装置２８０は、薬剤注入装置２００の電源の状態を判定する（Ｓ２４）。オートパワーオフなどで、ＯＦＦ状態になっている場合には、電源をＯＮにし（Ｓ２５）、次のステップに進む。電源がＯＮ状態であれば、そのまま次のステップに進む。

制御装置２８０は、第１温度情報を取得し、現在の測定値Ｔ２として記憶する（Ｓ２６）。続いて、Ｔ２と、直前（１回前）の第１温度情報の測定値であるＴ１との差を求める（Ｓ２７）。Ｔ２とＴ１との差が１以上である場合、薬剤の温度が急激に上昇しており、薬剤が適温になるまでに要する時間を適切に予測するのが困難である。このため、再度一定時間経過するまで待機を行う。具体的には、まず、最新の第１温度情報Ｔ２をＴ１として記憶し（Ｓ３１）、電源の状態を判定する（Ｓ３２）。オートパワーモードである場合には、電源をＯＦＦにし（Ｓ３３）、１分間の待機を行うステップ（Ｓ２３）へ戻る。オートパワーモードではない場合には、電源の状態は変化させずに、１分間の待機を行うステップ（Ｓ２３）へ戻る。

Ｔ２とＴ１との差が１未満である場合（Ｓ２７）、制御装置２８０は薬剤カートリッジ１０の温度、言い換えると薬剤の温度が、あとどれくらいの時間で適温になるかを計算する。

本願発明者の詳細な検討によれば、低温で保管されていた薬剤カートリッジ１０を室内で保管するなど、注射を行う環境温度で保持した場合、直後の温度上昇の速度は、薬剤カートリッジ１０のサイズや保持されている薬剤の量などによって異なり得る。しかし、温度上昇の速度が小さくなってくれば、その後の温度上昇の速度は、薬剤カートリッジ１０のサイズおよび薬剤の量によらず、ほぼ同じになることが分かった。より具体的には、Ｔ２とＴ１の差が１℃未満になった場合には、その後の温度上昇の速度は、薬剤カートリッジ１０のサイズおよび薬剤の量によらず、ほぼ同じであり、薬剤の温度は、初期温度ＴＯを取得した時刻からの経過時間で近似できることが分かった。

例えば、Ｔ２とＴ１の差が１℃未満になった場合、経過時間をｘとしたときの経過時間から推定される薬剤の温度ｆ（ｘ）は、環境温度と言える第２温度情報の温度範囲に応じて、以下の関数で示される。
（１） 第２温度情報が２５℃以上３０℃未満の場合

（２） 第２温度情報が２０℃以上２５℃未満の場合

例えば、第２温度情報が２５℃である場合、式（１）を用いてＴ２とＴ１の差が１℃未満になった時刻以降の薬剤の温度は、経過時間を用いて予測できる。Ｔ２とＴ１の差が１℃未満になったときの、初期温度ＴＯを取得した時刻からの経過時間をｔ_ｎで表す。ｔ_ｎから１分毎に経過した時刻をｔ_ｎ＋１、ｔ_ｎ＋２、ｔ_ｎ＋３、・・・ｔ_ｎ＋ｉとし、ｔ_ｎのときの第１温度情報Ｔ２をＴ２_ｎとした場合、ｔ_ｎからｉ分後における予測される薬剤の温度Ｔ（ｉ）は、以下の式で示される。

注射に適した薬剤の温度を例えば２０℃以上であるとした場合、制御装置２８０は、Ｔ２とＴ１との差が１未満になったときの経過時間ｔ_ｎと、式（１）とを用いてｆ（ｔ_ｎ）を求める。また、ｉ＝１の場合である、ｆ（ｔ_ｎ＋１）を求める。この２つの値と、第１温度情報Ｔ２_ｎとから、Ｔ（１）を求める。Ｔ（１）が２０℃未満である場合には、制御装置２８０はＴ（ｉ）が２０℃以上になるまでｉを１つずつ増大させて同様に計算を行う。Ｔ（ｉ）が２０℃以上になった場合、制御装置２８０は、その時のｉを予想時間として決定する。

制御装置２８０は、この時（現在）の第１温度情報Ｔ２_ｎが２０℃未満であるかどうかを判定し（Ｓ２９）、２０℃未満である場合には、制御装置２８０は、表示装置２５９に、予測時間の報知、つまり、ｉ分後薬剤が適温になる旨の画面を表示させる（Ｓ３０）。予測時間の報知は、表示装置２５９に限られず、制御装置２８０は、通信部２６２を用いて操作者のスマートフォン、タブレット端末などの携帯機器に予測時間を送信し、これら携帯機器に表示などの報知を行わせてもよい。

その後、最新の第１温度情報Ｔ２をＴ１として記憶し（Ｓ３１）、電源の状態を判定する（Ｓ３２）。オートパワーモードである場合には、電源をＯＦＦにし（Ｓ３３）、１分間の待機を行うステップ（Ｓ２３）へ戻る。オートパワーモードではない場合には、電源の状態は変化させずに、１分間の待機を行うステップ（Ｓ２３）へ戻る。さらに、ステップＳ２３～Ｓ２９までを繰り返し、適温になるまでの時間を予測する。２回目以降、適温になるまでの時間を予測する場合には、初期温度ＴＯを取得した時刻からその時までの経過時間をｔ_ｎと第１温度情報Ｔ２_ｎとを用いる。時間予想に逐次新しい実測値である第１温度情報Ｔ２_ｎを用いることによってより正確な予測を行うことができる。

２回目以降の時間予測において、制御装置２８０は、第１温度情報Ｔ２_ｎが２０℃未満であるかどうかを判定し（Ｓ２９）、２０℃以上である場合には、表示装置２５９に、適温になった旨の画面を表示させ（Ｓ３４）、リマインド動作を終了する。その後、図１９Ａに示すように、投与動作へ進む。

表３に計算例を示す。初期温度ＴＯを取得した時刻からの５分経過後（ｎ＝５）に、Ｔ２とＴ１の差が１℃未満になったとし、この時の第１温度情報Ｔ２_５を１３．４５℃とする。

ｉ＝１つまり、この時点から１分経過後（初期温度ＴＯを取得してから６分後）に予測される薬剤の温度は１４．３５５５℃である。ｉ＝１０の場合に、予測される薬剤の温度は２０．０７５℃となり、２０℃以上になるため、適温になる予測時間は１０分後であると決定される。上述したように、１分経過後に再度時間予測の計算を行う場合には、実測値Ｔ２₆の値が用いられる。

このように本実施形態によれば、あと何分で薬剤が適温になり注射が可能となるかが報知されるため、適温になるまでの時間の使い方を操作者が決定することが可能となる。

なお、本実施形態では、リマインド動作において、薬剤が適温になるまでの予測時間を計算しているが、予測時間を計算し報知しなくてもよい。つまり、所定の時間間隔で第１温度情報を取得し、第１温度情報が所定の温度以上になった場合に、薬剤が適温になり、注射が可能となったことを報知してもよい。

＜タッチセンサ２７５＞
図１および図１３に示すように、薬剤注入装置２００の凸部２０１ｔの皮膚あて面２０１ｅにはタッチセンサ２７５が配置されている。これにより、皮膚あて面２０１ｅが確実に皮膚と接触している状態を検出することができ、注射時に針２２が皮膚から完全に離れてしまう前に薬剤注入装置２００のぐらつき等の不適切な保持状態を検出することができる。以下、タッチセンサ２７５を詳細に説明する。

タッチセンサ２７５は、表面チャージ転送方式のタッチセンサである。タッチセンサ２７５は、皮膚あて面２０１ｅに配置されたセンサーコンデンサＣｘと、制御装置２８０に組み込まれたサンプリングコンデンサＣｓおよび制御回路とを含む。タッチセンサ２７５の制御回路は、まず、センサーコンデンサＣｘおよびサンプリングコンデンサＣｓを放電して、タッチセンサ２７５をリセットする。その後、タッチセンサ２７５の制御回路は、センサーコンデンサＣｘを充電し、センサーコンデンサＣｘに充電された電荷をサンプリングコンデンサＣｓに転送する。この充電及び転送動作を繰り返し、サンプリングコンデンサＣｓに電荷を逐次に蓄積していく。制御回路は、サンプリングコンデンサＣｓの電圧をモニターしており、電圧が所定の値を超えた時、その時までに繰り返された転送回数Ｎを出力する。この転送回数Ｎは、センサーコンデンサＣｘの容量に反比例しており、センサーコンデンサＣｘの容量が増大すると、転送回数Ｎは減少する。薬剤注入装置２００の凸部２０１ｔの皮膚あて面２０１ｅが操作者等の皮膚に接触している場合、センサーコンデンサＣｘの容量は増大するため、センサーコンデンサＣｘに蓄積される電荷も増え、１回の転送動作でサンプリングコンデンサＣｓに転送される電荷量も増える。よって、サンプリングコンデンサＣｓの電圧が所定の値を超えるまでの転送回数Ｎは減少する。

図２０は、薬剤注入装置２００を用いてタッチセンサ２７５の検出感度を確認した結果の一例を示している。図２０において、Ｎが９００回程度の値の結果は、皮膚あて面２０１ｅが皮膚に接触しているときの結果を示し、Ｎが１３００回程度の値の結果は、皮膚あて面２０１ｅが皮膚に接触していないときの結果を示している。図２０から、皮膚あて面２０１ｅが皮膚に接触しているときと接触していないときの転送回数Ｎには大きな差異があり、皮膚が接触しているか否かは、転送回数Ｎを利用すれば、明瞭に判別可能であることが分かる。上述の例では、例えば１０５０回以下の転送回数であれば皮膚と接触していると判断し、１１００回以上の転送回数であれば、皮膚が離れていると判断してもよい。

表面チャージ転送方式のタッチセンサにおける１回の転送動作に要する時間は、例えば、０．５マイクロ秒から４マイクロ秒程度であり、サンプリングコンデンサＣｓの電圧が所定の値を超えるまでに要する時間は、２ミリ秒から８ミリ秒程度である。皮膚あて面２０１ｅの面積は比較的小さく、注射を行う部位によっては、注射時に薬剤注入装置２００の保持する姿勢が安定しにくいことも考えられるため、例えば、連続して５回～８回、皮膚の接触を検出した場合に、薬剤注入装置２００が正しく保持されており、注射を行うことが可能な状態にあると判定してもよい。例えば、５回連続して１０５０回以下の転送回数を検出した場合には、タッチセンサ２７５が皮膚の接触を検出していると判断し、その他の場合には、タッチセンサ２７５が皮膚の離隔を検出したと判断してもよい。

表面チャージ転送方式のタッチセンサは、ノイズの影響を受けにくいという点で、従来の発振方式のタッチセンサに比べて優れている。このため、従来に比べてより確実に、皮膚あて面２０１ｅに皮膚が当接していることを検出することができ、より薬剤注入装置のより安全で確実な取り扱いを実現し得る。

図２１は、タッチセンサ２７５を用いた薬剤注入装置２００の注射動作を説明するフローチャートである。図２１に示すように、制御装置２８０は、注射の準備動作の開始後、タッチセンサ２７５が接続されているか否かなどをタッチセンサ２７５の制御回路によって確認し（Ｓ１０１）、接続されていなければ、故障あるいは異常があることを表示装置２５９に表示させる（Ｓ１０２）。

タッチセンサ２７５が正しく接続されている場合には、皮膚あて面２０１ｅを皮膚に押し当て、注射が可能な状態に薬剤注入装置２００を保持するように促す画像、文字等の情報を表示装置２５９に表示させる（Ｓ１０３）。制御装置２８０は、タッチセンサ２７５の制御回路からの検出信号を逐次受け取る。例えば５回連続して１０５０回以下の転送回数を示す検出信号を受信した場合（以下、皮膚の接触を検出という、Ｓ１０４）、制御装置２８０は、表示装置２５９に、注射ボタン２５８を押下するよう促す情報を表示させる（Ｓ１０５）。

制御装置２８０は、注射ボタン２５８が押下された信号を検出した場合（Ｓ１０６）、前述した注射動作、つまり、薬剤の注入を行うようにモータドライバ２６３を制御する（Ｓ１０７）。制御装置２８０は、薬剤の注入動作中、タッチセンサ２７５の制御回路からの検出信号を並行して逐次受け取る。皮膚の接触を検出できない場合、つまり、タッチセンサ２７５が皮膚の離隔を検出した場合（Ｓ１０８）には、制御装置２８０は、注入動作を中断し、薬剤注入装置２００が注射部位から離れたことを示す情報、および、注射を中断するか継続するか否かの入力を促す情報を表示装置２５９に表示させる（Ｓ１１０）。

制御装置２８０は、注射ボタン２５８が押下された信号を検出した場合（Ｓ１１１）、タッチセンサ２７５が皮膚の接触を検出したことを確認して（Ｓ１１２）、注射動作に復帰する（Ｓ１１３）。操作者が注射を中断する入力（例えば、決定ボタン２５７の入力）を行った場合、制御装置２８０は、注射動作を終了する。

注射動作の終了は、例えば、ロータリーエンコーダ２６５が検出するパルス数または回転数によって制御装置２８０が判断し（Ｓ１０９）、注射動作を終了する。

＜加速度センサ２７６＞
本実施形態の薬剤注入装置２００は加速度センサ２７６を備えている。これにより、薬剤注入装置２００の姿勢を検出することができ、操作者に薬剤注入装置２００の姿勢を変えるように促すことが可能となる。

図１３に示すように、加速度センサ２７６は例えばメインボード２９０に配置することができる。加速度センサ２７６は、互いに直交する第１、第２及び第３軸を有し、軸に沿った加速度または軸周りの角加速度を検出できることが好ましい。また、第１、第２および第３軸の１つがピストンの移動方向と一致するように筐体内に配置されていることが好ましい。本実施形態では、加速度センサ２７６は、第１、第２および第３軸に沿った加速度を検出する。例えば、図２２に示すように、薬剤注入装置２００において、ピストン２１０の移動方向であり、かつ、ピストンの前進方向にｙ軸の正の方向を一致させ、表示装置２５９が配置された面の法線ベクトルの方向をｚ軸にとる。この時ｘ軸は、薬剤注入装置２００を上向きに保持した状態における右側面の法線ベクトルの方向と一致する。ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、薬剤注入装置２００に固定されている。加速度センサ２７６は、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸に沿って重力加速度を検出することできるため、薬剤注入装置２００の姿勢、例えば、ｙ軸の鉛直方向からの傾きを検出することができる。

このような姿勢の検出結果は、薬剤注入装置２００の種々の操作や動作に利用することができる。例えば、注射を行う際、あらかじめ、空気抜き（あるいは空打ちとも呼ばれる）をおこなって、薬剤カートリッジ１０内の空気を抜くことが好ましい。この操作は、針２２を上に向けた状態でピストン２１０を移動させることによって、薬剤カートリッジ１０の上方に滞留した空気を針２２から排出する。しかし、薬剤注入装置２００の先端が真上を向かず傾いていると、図２３に示すように、薬剤カートリッジ１０のシリンダ柱状空間１１ｃの形状に依存して、空気が抜けにくいシリンダ柱状空間１１ｃの角１１ｈに空気が滞留する可能性がある。このような場合に、加速度センサ２７６を用いることによって、空気抜きに適した姿勢で薬剤注入装置２００を保持するように操作者に誘導することが可能である。

薬剤注入装置２００をどれくらい傾けずに起こした状態で空気抜きを行うことが好ましいかは、薬剤カートリッジ１０のシリンダ柱状空間１１ｃにも依存するが、概ね図２４に示すように、鉛直方向をｙ’軸と固定した座標において、薬剤注入装置２００のｙ軸が、鉛直方向から±７０°つまり、ｘ’軸に対して７０°以上１１０°以下の範囲であれば、操作者が姿勢合わせ（方向合わせ）をすることが困難に感じることなく、ほぼ空気を正しく排出できると考えられる。

図２５は、加速度センサ２７６を用いて空気抜きを行う動作を行うフローチャートを示す。空気抜き動作を操作者が選択した場合、あるいは、操作者が注射を行う指令を入力した場合において、制御装置２８０が空気抜きを実行する場合、制御装置２８０は、薬剤注入装置２００を上向きに保持することを操作者に促す情報（薬剤注入装置の姿勢に関する情報）を表示装置２５９に表示させる（Ｓ２０１）。制御装置２８０は、加速度センサ２７６の検出信号、具体的には、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の加速度情報を受け取り、水平方向からのｙ軸の傾きの角度を算出し、傾きに関する判定を行う（Ｓ２０２）。傾きの角度が７０°～１１０°以外の角度である場合には、薬剤注入装置２００が傾いているので、制御装置２８０は、薬剤注入装置２００が傾いていること、および、正しく上向きに保持することを操作者に促す情報を表示装置２５９に表示させる（Ｓ２０３）。

算出した角度が７０°～１１０°である場合には、制御装置２８０はモータドライバ２６３を制御して、モータ２６４を駆動させ、ピストン２１０を前進させることにより空気抜き動作を開始する（Ｓ２０４）。

ピストンの移動中、制御装置２８０は、加速度センサ２７６の検出信号を逐次受け取り、傾きに関する判定を行う（Ｓ２０５）。傾きの角度が７０°～１１０°で以外の角度になった場合には、制御装置２８０は、モータ２６４の駆動を停止し、薬剤注入装置２００が傾いていること、および、正しく上向きに保持することを操作者に促す情報を表示装置２５９に表示させる（Ｓ２０７）。さらに、傾きの角度が７０°～１１０°になったら（Ｓ２０８）、モータ２６４の駆動を再開する（Ｓ２０８）。

空気抜き動作の終了は、例えば、ロータリーエンコーダ２６５が検出するパルス数または回転数によって制御装置２８０が判断し（Ｓ２０６）、空気抜き動作を終了する。

このように、加速度センサ２７６を用いて、薬剤注入装置２００の姿勢検知することにより、操作者により適切な薬剤注入装置２００の取り扱いに関する情報を提示することができる。

前述したように本実施形態の薬剤注入装置２００は、未使用の状態で液体成分および固体成分が分離して保持された薬剤を含む薬剤カートリッジ１０’にも対応している。薬剤カートリッジ１０’を用いる場合には、図９Ａ、図９Ｂ、図１０（ａ）、図１０（ｂ）を参照して説明したように、使用前に液体成分１４Ａと固体成分１４Ｂを接触させる。しかし、液体成分１４Ａと固体成分１４Ｂとを接触させただけでは、固体成分１４Ｂは液体成分１４Ａにすぐには溶解しない場合もある。このため、操作者が薬剤注入装置２００を移動させて、液体成分１４Ａおよび固体成分１４Ｂを混合（撹拌）することが好ましい。加速度センサ２７６による薬剤注入装置２００の姿勢検知は、このような混合動作を行うのにも適している。以下、加速度センサ２７６を用いた薬剤の混合動作を説明する。

図２６は、混合動作のフローチャートである。薬剤の移動には、例えば、薬剤注入装置２００を上下に揺すったりすることも考えられる。しかし、このような動作を行うと、液体成分１４Ａが泡立ちやすく、混合後すぐに注射を行うことができないことが考えられる。また、薬剤注入装置２００を上下に移動させることによって、薬剤注入装置２００を机などの家具にぶつける可能性もあり、好ましくない。本実施形態では、泡立たせずに薬剤をゆっくり混合させるため、図２２において、矢印で示すように、薬剤注入装置２００を左右に倒す。薬剤注入装置２００の姿勢は、図２２に示す薬剤注入装置２００のｙ軸の、図２７に示すｘ’ｙ’座標上での角度で示す。ｘ’ｙ’座標は薬剤注入装置２００の姿勢によらず固定されている。図２７に示すように、ｘ’軸の正方向を０°として、±１８０°で示す。図２７に示すように、－４５°から４５°の範囲をゾーン１、４５°から１３５°の範囲をゾーン２、－１８０°から－１３５°または１３５°から１８０°の範囲をゾーン３と定義する。

制御装置２８０は、加速度センサ２７６を用いて算出される薬剤注入装置２００のｙ軸の角度が、所定の順番で、ゾーン１の範囲、ゾーン２の範囲、およびゾーン３の範囲に入ることを判定することで、操作者が正しく薬剤注入装置２００を揺動させ、薬剤を混合させていることを判定する。

図２６に示すように、まず、使用前に液体成分１４Ａと固体成分１４Ｂを接触させた後（自動溶解動作）、制御装置２８０は、上述した揺動操作を行うことを促す情報を表示装置２５９に表示させる（Ｓ３０１）。続いて、揺動回数をカウントするため、カウンターをリセットする（Ｓ３０２）。操作者は、図２８に示すように、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ１の順で薬剤注入装置２００を左右に倒す。この時、制御装置２８０は、加速度センサ２７６からの検出信号を受け取り、ｙ軸の傾きが、ゾーン１（－４５°～４５°）（Ｓ３０３）、ゾーン２（４５°から１３５°）（Ｓ３０４）、ゾーン３（－１８０°から－１３５°または１３５°から１８０°）（Ｓ３０５）、ゾーン２、ゾーン１の順でそれぞれの範囲内にあることを順次判定する。

その後、制御装置２８０は、カウント数を１繰り上げ、カウント数が規定値に達しているか否かを判定する（Ｓ３０９）、例えば、規定値は５であり、カウント数が規定値以下であれば、上述した検出の動作を繰り返す（Ｓ３０３～Ｓ３０８）。

各ゾーンに入らない場合には、正しく揺動がなされていないと判断して、ゾーン１に姿勢が戻った状態から、姿勢の検出をやり直す。カウント数が規定値に達したら（Ｓ３０９）、混合動作を終了する。

このような動作を行うことによって、制御装置２８０は、操作者が正しく混合動作を行ったことを検知することができる。

なお、上述の混合動作の制御によれば、薬剤注入装置２００の姿勢が、特にゾーン１とゾーン３とに入ったと、検出されなければ、１往復の揺動とはカウントされない。このため、操作者によって不適切な揺動操作が繰り返されると、なかなか揺動動作が完了しないことも考えられる。このような場合には、図２８に示すＰ１からＰ４に示す動作に対応する画像を、順次表示装置２５９に表示させてもよい。例えば、フローチャートのＳ３０３、Ｓ３０４、Ｓ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３０７の判定の前にそれぞれ、Ｐ１からＰ４の動作を示す画像を表示させてもよい。このような表示をおこなうことによって、操作者は表示に合わせて薬剤注入装置２００を移動させやすくなり、傾ける角度が小さくなるなど不適切な操作を抑制することが可能となる。また、操作者は、具体的な操作の指示を受けることによって、操作が誤っていないこと、移動が適切であることなどが確認でき、より安心して薬剤注入装置２００を使用することができる。

＜ロータリーエンコーダ２６５＞
ロータリーエンコーダ２６５はモータ２６４の回転数（駆動量）を検出する。モータ２６４の回転数によって注入する薬剤の量が設定されるため、モータ２６４の回転数を正確に測定することは重要であり、このためには、ロータリーエンコーダ２６５が正確に測定できることが重要である。本実施形態のロータリーエンコーダ２６５は、それ自身が故障した場合に故障を正しく検出し得る構造を備えている。

図２９は、ロータリーエンコーダ２６５を含むピストン駆動機構２２０の一部を示す分解斜視図である。前述したように、ロータリーエンコーダ２６５は、モータの回転軸に取り付けられたエンコーダプレート２６６と、発光素子２６７ｃおよび受光素子２６７ｄを含むパルスエンコーダ２６７とを含む。図３０は、エンコーダプレート２６６の平面図である。エンコーダプレート２６６は、円周上に配置された１つの基準羽根部分２６６Ｓと複数の通常羽根部分２６６Ｎとを含む。本実施形態では、エンコーダプレート２６６は、５つの通常羽根部分２６６Ｎを含む。基準羽根部分２６６Ｓは、羽根２６６Ｓｆおよび切り欠き２６６Ｓｃを有する。また、各通常羽根部分２６６Ｎは、羽根２６６Ｎｆおよび切り欠き２６６Ｎｃを有する。

通常羽根部分２６６Ｎの羽根２６６Ｎｆの円周方向の長さは互いに等しい。また通常羽根部分２６６Ｎの切り欠き２６６Ｎｃの円周方向の長さは互いに等しい。これに対し、基準羽根部分２６６Ｓの羽根２６６Ｓｆの円周方向の長さおよび切り欠き２６６Ｓｃの円周方向の長さは、通常羽根部分２６６Ｎの羽根２６６Ｎｆの円周方向の長さおよび通常羽根部分２６６Ｎの切り欠き２６６Ｎｃの円周方向の長さとそれぞれ異なっている。

本実施形態では、通常羽根部分２６６Ｎの羽根２６６Ｎｆおよび切り欠き２６６Ｎｃの中心角はそれぞれ３０°である。一方、基準羽根部分２６６Ｓの羽根２６６Ｓｆの中心角は４５°であり、切り欠き２６６Ｓｃの中心角は１５°である。基準羽根部分２６６Ｓの羽根２６６Ｓｆの中心角を通常羽根部分２６６Ｎの羽根２６６Ｎｆの中心角の１．５倍程度にすることで、基準羽根部分２６６Ｓと通常羽根部分２６６Ｎとの差異を検出しやすい。また羽根２６６Ｓｆを大きくとるほど、切り欠き２６６Ｓｃは小さくなってしまうが、１．５倍程度であれば、切り欠き２６６Ｓｃは十分な精度で検出可能である。

エンコーダプレート２６６は、モータ２６４の回転軸に取り付けられており、モータが１回転するとエンコーダプレート２６６も１回転する。

パルスエンコーダ２６７の受光素子２６７ｄは発光素子２６７ｃから出射する光が入射する位置に配置されている。パルスエンコーダ２６７は、モータ２６４の回転に一致して回転するエンコーダプレート２６６の基準羽根部分２６６Ｓおよび通常羽根部分２６６Ｎが発光素子２６７ｃと受光素子２６７ｄとの間の光路を横切ることによって、生じる光量変化を検出し、パルス信号を生成する。図３１は、パルス信号の一例を示している。図３１に示す例では、図３０に示すエンコーダプレート２６６が反時計回りに回転する場合に得られる信号を示している。パルス信号Ｐは、基準羽根部分２６６Ｓの羽根２６６Ｓｆに対応するパルスＰｓと複数の通常羽根部分２６６Ｎの羽根２６６Ｎｆに対応するパルスＰｎを含む。各パルスの立ち上がりをコントロールエッジと呼び、立下りをチェックエッジと呼ぶ。コントロールエッジとチェックエッジとは、受光素子が検出する光量が増大するか減少するかで区別できる。

制御装置２８０は、ロータリーエンコーダ２６５からパルス信号Ｐを受け取り、パルス信号Ｐに基づき、モータドライバ２６３を制御する。具体的には、制御装置２８０は、パルス信号Ｐに基づきモータ２６４の回転数を制御する。また、ロータリーエンコーダ２６５の故障を検知し、故障を検知した場合にモータ２６４の回転を停止させる。ロータリーエンコーダ２６５の故障のうち検知すべき主要なものの１つは、エンコーダプレート２６６の羽根が折れること、あるいは割れることである。羽根が折れるとは、羽根の根元付近で破断し、脱落することを言う。羽根が折れるとエンコーダプレート２６６の１回転あたりに生成されるパルス数が減少する。逆に羽根が割れると１つの羽根で２以上のパルスが生成し、エンコーダプレート２６６の１回転あたりに生成されるパルス数がパルス数増える。いずれの場合も、モータ２６４の回転数および回転角度の計測に誤差を生じさせ、薬剤の投与量に影響を与えるため、これらの故障は早期に発見することが好ましい。

このために、制御装置２８０は、図３２に示すように、故障判定器２８１を含む。故障判定器２８１は、羽根情報取得部２８２と、破断検出部２８３と、速度安定判定部２８４と、基準羽根検出部２８５と、羽根枚数検出部２８６と、折れ・割れ検出部２８７とを含む。

羽根情報取得部２８２は、パルスエンコーダ２６７からパルス信号を受け取り、例えば、制御装置２８０の基準クロックに基づいてパルス信号Ｐ中のパルスＰｓおよびパルスＰｎのコントロールエッジおよびチェックエッジの時間を測定する。

破断検出部２８３は、羽根比率を逐次算出し、羽根比率が基準値以下になった場合には、異常を示す検知信号を出力する。具体的には、破断検出部２８３は、１以上の羽根２６６Ｓｆまたは２６６Ｎｆが破断して、エンコーダプレート２６６から欠落するという異常を検出する。１以上の羽根が完全に欠落した場合、羽根の一部が割れて欠落する場合に比べて１回転当たりのパルス数がより確実に減少し、薬剤の投与量に対する誤差が大きくなるからである。羽根比率とは、パルス信号Ｐにおける各パルス（Ｐｓ、Ｐｎ）のコントロールエッジから次のパルスのコントロールエッジまでの時間に対する各パルス幅つまり、各パルスのコントロールエッジからチェックエッジまでの時間幅の割合をいう。表４に示すように、パルスＰｓの羽根比率は７５％（７５／１００）であり、パルスＰｎの羽根比率は５０％（５０／１００）である。通常羽根部分２６６Ｎに隣接する１つの羽根（例えばパルスＰｎ１に隣接するパルスＰｎ２に対応する羽根２６６Ｎｆ）が欠落した場合、羽根比率は、２５％（５０／２００）であり、基準羽根部分２６６Ｓに隣接する１つの羽根（パルスＰｎ１に対応する羽根２６６Ｎｆ）が欠落した場合、羽根比率は、３７．５％（７５／２００）である。また、通常羽根部分２６６Ｎに隣接する２つの羽根が欠落した場合、羽根比率は、１６．７％（５０／３００）であり、基準羽根部分２６６Ｓに隣接する２つの羽根が２つ欠落した場合、羽根比率は、２５％（７５／３００）である。したがって、例えば、基準値として３７．５％を用い、羽根比率が、３７．５％以下であれば、１つ以上の羽根部分の羽根が破断していると判定してもよい。

破断検出部２８３が判定に用いる基準値は、他の値であってもよい。基準値を２５％よりも小さい値、例えば、基準値を２４％に設定した場合、２以上の羽根が連続して欠落したと判定することができる。２以上の羽根が連続して欠落する場合、エンコーダプレート２６６の１回転当たりのパルス数がより少なくなるため、薬剤の投与量に対する誤差もさらに大きくなる。また、設定する基準値は表４に示す値に限られず、モータ２６４の回転速度のばらつきによるマージンを考慮して基準値を決定してもよい。

破断検出部２８３は、各パルスＰｓ、Ｐｎのコントロールエッジを検出するたびに、直前のパルスのコントロールエッジの時間およびチェックエッジの時間を用いて、羽根比率を計算し、上述した範囲の値であれば、故障を示す信号を出力する。前述したように、羽根の破断はパルス数の減少の確度が高く、モータ２６４の回転数および回転角度の計測に与える誤差が大きい。このため、破断検出部２８３が異常を示す信号を出力した場合には、制御装置２８０は、後述する速度安定判定部２８４の判定結果を利用せず、直接モータ２６４が直ちに停止するようにモータドライバ２６３を制御する。

速度安定判定部２８４は、エンコーダプレート２６６の回転速度が安定しているか否かを判定する。これは、例えば、パルス間隔の長さ（隣接する２つのパルスのコントロールエッジの時間間隔）を測定することによって判定することができる。ただし、羽根の折れおよび割れが生じている場合には、パルス間隔は変化する。具体的には、羽根の一部が欠けている場合には、パルス幅が短くなり、パルス間隔が長くなる可能性がある。羽根の折れ、つまり、羽根が完全に破断し、欠落している場合にもパルス間隔は長くなる。羽根の割れが生じている場合には、１つのパルスが２つになることによってパルス間隔が２か所において短くなる。つまり、エンコーダプレート２６６の１回転で得られるパルス間隔には、羽根が欠けたり、破断したり、割れたりすることによって、長くなっているかまたは短くなっているものが含まれる可能性がある。したがって、速度安定判定部２８４は、これらを除外してパルス間隔の平均時間を逐次求め、出力する。

エンコーダプレート２６６の羽根の数をｎとし、羽根が割れている場合、１回転で生成するパルス数はｎ＋１であり、２つのパルス間隔は短い。エンコーダプレート２６６のｒ回転分のパルスを検出した時、短いパルス間隔の数は、（２／（ｎ＋１））×（ｎｒ）である。同様に、羽根が欠けている場合に、長いパルス間隔の数は、（１／（ｎ－１））×（ｎｒ）である。

よって、羽根の数ｎを６とし、１８パルス（３回転分）のパルス信号を取得した場合、（２／（６＋１））×（１８）＝５．１４となり、５～６個の短いパルス間隔が含まれる。同様に、（１／（６－１））×（１８）＝３．６となり、３～４個の長いパルスが含まれる。

したがって、羽根の割れや折れが生じている場合でも、正しい回転速度を求めるためには、取得した１８パルス分のパルス間隔を長さの順に並べ、上位（長い）４つと下位（短い）６つのパルス間隔のデータを除外し、８つのパルス間隔から安定度を判定する。例えば、８つのパルス間隔の標準偏差を求め、標準偏差値が所定の値よりも大きい場合には、回転速度が安定していないことを示す信号を出力する。あるいは、標準偏差値が所定の値よりも小さい場合に、回転速度が安定していることを示す信号を出力する。

基準羽根検出部２８５は、パルス信号Ｐ中の基準羽根部分２６６Ｓに基づくパルスＰｓを検出し、検出信号を出力する。検出には上述した羽根比率を用いることができる。

羽根枚数検出部２８６は、パルス信号中のパルスＰｓ、Ｐｎを検出し、検出信号を出力する。

折れ・割れ検出部２８７は、速度安定判定部２８４、基準羽根検出部２８５および羽根枚数検出部２８６からの信号を受け取り、羽根の折れまたは割れが発生していないかを判定する。例えば、速度安定判定部２８４から回転速度が安定していることを示す信号を受け取っている場合において、基準羽根検出部２８５から出力される検出信号および羽根枚数検出部２８６からの検出信号に基づき、１回転当たりのパルス数を求める。パルス数が６ではない場合には、羽根の折れまたは割れが発生している（以下羽根の折れまたは割れを故障という）と判断して、故障を示す信号を出力する。速度安定判定部２８４から回転速度が安定していることを示す信号を受け取っていない場合、または、速度安定判定部２８４から回転速度が安定していないことを示す信号を受け取っている場合には、羽根枚数検出部２８６からの検出信号が正確ではない可能性があるため、検出結果を出力しない。あるいは、折れ・割れ検出部２８７は、正しい測定が不能であることを示す信号を出力する。これにより、モータ２６４の回転速度が安定していないことに起因してエンコーダプレート２６６の羽根の折れまたは割れを誤検出することを抑制できる。制御装置２８０は、折れ・割れ検出部２８７から故障を示す信号を受け取った場合、モータ２６４が停止するようにモータドライバ２６３を制御する。

なお、羽根枚数検出部２８６における故障の判定には、速度安定判定部２８４の判定結果を利用しているが、速度安定判定部２８４から回転速度が安定していることを示す信号が出力されていても、回転数が不安定であることに起因して故障が誤検出される可能性がある。つまり、羽根枚数検出部２８６による１回の故障判定では故障の誤検出の可能性が少なからずある。このような場合には、折れ・割れ検出部２８７の検出結果を複数回用いることによって、故障の誤検出の確率をより小さくすることができる。例えば、１回の判定に用いる故障検出の回数を複数回に設定すること、および、故障と判定された回数を累積することが考えられる。

例えば、折れ・割れ検出部２８７の１回の判定に連続したＮ回の検出結果を利用し、折れ・割れ検出部２８７の判定をＭ回累積するとする。

モータ２６４の回転速度の安定性が高く、かつ、薬剤の投与量の精度に厳密性が求められる場合には、折れ・割れ検出部２８７の誤検出の可能性がそもそも小さい。また、薬剤の投与量が正確ではない可能性あるならば、投与は行わないほうが好ましい。このため、Ｎ＝１、Ｍ＝１で故障を判定することが好ましい。つまり、１回でも折れ・割れ検出部２８７が故障を検出したら、モータ２６４を停止させるか、注射動作を中断することが好ましい。

一方、薬剤の投与量の精度には余裕があり、多少投与量が少なかったり、多かったりしても、操作者に好ましくない影響を与える可能性が低い場合には、ＮおよびＭを１よりも大きい値にして、誤検出の確率をより小さくすることが好ましい。例えば、Ｎ＝２、Ｍ＝２とすれば、４回の検出結果に基づき誤検出を判定することになる。表５にこのような一例を示す。表５において、２回目および４回目において故障（表５においてＦで示す）が検出されているが、連続して２回検出されていないため（Ｎ＝１）、故障とは判定されない（Ｍはカウントされない）。５回目および８回目では、連続して２回故障が検出されており、８回目の検査実施により累積して２回故障と判定されている。このため８回目の検出で、折れ・割れ検出部２８７は故障と判定したことを示す信号を出力する。

ロータリーエンコーダ２６５の前述した故障検出は、薬剤注入装置２００が動作中であり、モータ２６４が回転する場合には常に行うように設定してもよい。あるいは、注射を行っている際に故障を検出してモータ２６４を停止させることにより、注射が途中で中断あるいは終了してしまうことが好ましくない場合には、注射動作中は故障検出を行わなくてもよい。あるいは、注射動作中も故障検出を行うが、注射が完了してからモータ２６４を停止させてもよい。

いずれの制御を行う場合でも、制御装置２８０は、故障を検出した場合、表示装置２５９に故障を示す情報を表示させる。これにより操作者に異常を認識させることができる。

＜ユーザインターフェース＞
薬剤注入装置２００が備える前述した種々の検出デバイスから得られる情報は、表示装置２５９に表示させたり、検出デバイスを用いた薬剤注入装置２００の操作を操作者に促すための情報を表示装置２５９に表示させたりすることができる。以下、制御装置２８０が表示装置２５９に表示させる画像の例を説明する。

図３３は、表示装置２５９に表示させる薬剤カートリッジ１０のＲＦタグ１６の情報の一例を示す。図３３に示すように画像３１０は、第１領域３１０ａと第２領域３１０ｂと第３領域３１０ｃとを含む。第１領域３１０ａには、操作者に対して指示する操作や、薬剤注入装置２００の状態を示す文字情報が表示される。図３３に示す例では、ＲＦタグ１６に記憶されている薬剤の情報を示している状態であるため、”Information”の文字が表示される。第２領域３１０ｂは、例えば、薬剤の種類に対応したテーマ色で着色して表示される。第３領域３１０ｃには、薬剤の具体的な情報が表示される。

本実施形態では、例えば、薬剤はＸＸＸＸＸであり、第２領域３１０ｂは青色に着色される。また、第３領域３１０ｃには、薬剤の名称、１回の投与量、残っている薬剤の量（注射可能な回数）が薬剤カートリッジ１０の画像ともに表示される。残っている薬剤の量は、ＲＦタグ１６に記憶されていてもよいし、薬剤注入装置２００のメモリに記憶されていてもよい。薬剤カートリッジ１０の画像が一緒に表示されることによって、文字情報が薬剤カートリッジ１０に関していることが操作者に認識されやすくなる。図３３に示す薬剤の情報は、例えば、カセット１００を装填後、および注射動作を行った後に表示される。

画像３１０の書式を他の操作においても使用することによって、操作者はどのような情報が表示装置２５９の画面のどこに表示されているのか認識しやすくなる。この場合、いずれの操作の画面においても第２領域３１０ｂは薬剤のテーマ色で着色して表示することが好ましい。これによって、操作者はどの操作状態でも、注入される薬剤の種類を認識することができる。

図３４（ａ）から図３４（ｃ）は、加速度センサ２７６を用いた空気抜き動作の際に表示される画像の例を示す。図３４（ａ）は、空気抜き動作の前に、薬剤注入装置２００を反転させて保持するように操作者に促す画像３１１を示している。また図３４（ｂ）は、操作者が薬剤注入装置２００を反転させ、先端が上を向いた状態で保持した状態において、空気抜き動作が開始される直前の画像３１２を示している。図３４（ａ）では、第１領域３１１ａが、表示装置２５９において薬剤注入装置２００の後端側に表示されているが、図３４（ｂ）では、第１領域３１２ａが、表示装置２５９において薬剤注入装置２００の先端側に表示されている。つまり、薬剤注入装置２００が反転されて保持された場合、制御装置２８０は、加速度センサ２７６からの検出信号に基づき、表示装置２５９に表示する画像３１２の向きを上下反転させている。このように表示装置２５９に表示する画像３１２の向きを薬剤注入装置２００の姿勢に一致させることにより、操作者に認識しやすい情報を提示することができる。

その後、制御装置２８０が空気抜き動作を実行している間、制御装置２８０は、図３４（ｃ）に示すように、空気抜きが行われていることを示すアニメーションが第３領域３１３ｃに配置された画像３１３を表示してもよい。

図３５（ａ）および図３５（ｂ）は、薬剤注入装置２００の動作が完了するまで、操作者に同じ状態を維持することを促す画像３１４、３１５の例である。待機すべき時間の長さが一定ではないため、待機時間は表示せず、円形に配置された図形を点滅させることによって図形が移動しているように見えるアニメーションを表示している。このようにアニメーション表示にすることにより、操作者は薬剤注入装置２００の動作が正常であると認識し得る。

図３６（ａ）から図３６（ｆ）は、操作者に針ユニット２０の装着し、装着後に針ケース２５を取り外すことを促す画像３１６から画像３２１の例を示す。操作者が針ケース２５を取り外すまで、図３６（ａ）から図３６（ｆ）に示す画像を順次繰り返して表示することより、操作者はどのように操作をすればよいか、どこまで操作を進めるべきかを容易に理解することができる。

図３７（ａ）から図３７（ｆ）は注射時に、薬剤注入装置２００を皮膚に押し当て、注射ボタン２５８を押下するよう促す画像３２２から画像３２７の例を示す。タッチセンサ２７５が皮膚の接触を検出するまで図３７（ａ）から図３７（ｃ）の画像を繰り返して表示する。その後、タッチセンサ２７５が皮膚の接触を検出した場合には、注射ボタン２５８を押下するよう促す図３７（ｄ）の画像を表示する。薬剤が注入されている間は、図３７（ｅ）および図３７（ｆ）の画像を順次繰り返して表示する。薬剤が注入されている間に、タッチセンサ２７５が皮膚の離隔を検出した場合には、図３７（ａ）から図３７（ｃ）の画像を再度繰り返して表示してもよい。

このように、本実施形態の薬剤注入装置２００によれば、第１温度センサの情報、ＲＦタグ１６の情報や、加速度センサ２７６、タッチセンサ２７５などの検出信号を利用することにより、より操作者に使いやすい操作性を提供することが可能である。

（第２の実施形態）
本開示の薬剤注入装置は、カセット１００を利用せず、薬剤カートリッジ１０を直接収納するように構成されていてもよい。以下図面を参照しながら、カセット１００を利用しない薬剤注入装置５００を備える薬剤注入システムの実施形態を説明する。

図３８Ａから図３８Ｃは、薬剤注入装置５００に薬剤カートリッジ１０を装填する様子を示す正面図である。図３９から図４１は、薬剤カートリッジが装填された薬剤注入装置５００に針ユニット２０を取り付け、薬剤注入装置５００から使用済みの注射針２１を取り外す様子を説明する図である。図４２は、薬剤注入装置５００を用いて注射を行う様子を説明する図である。これらの図を参照しながら薬剤注入装置５００の構造および動作を説明する。

薬剤注入装置５００には、薬剤カートリッジ１０を収納したカセット１００が装填されるのではなく、薬剤カートリッジ１０が直接装填される。また、薬剤注入システムは、カセット１００を備えていない。この点を除けば薬剤注入装置５００は、第１の実施形態の薬剤注入装置２００と同様の構造および機能を有している。つまり、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７、ピストン駆動機構２２０、タッチセンサ２７５、加速度センサ２７６、ロータリーエンコーダ２６５などを備え、第１の実施形態で説明したようにこれを使用した制御が行われ、表示装置２５９を利用したユーザインターフェースが実現される点は、薬剤注入装置５００においても同じである。このため、以下では、主として第１の実施形態と異なる点を説明する。

図３８Ａに示すように、薬剤注入装置５００は、カートリッジホルダ２０４と、フード１４０’と、注射針装着部１１０ｈ’とを備える。また、薬剤注入装置５００は、カセットに収納されていない状態の薬剤カートリッジ１０の少なくとも一部を収納可能な筐体空間２０１ｃ’を装置筐体２０１’内に有している。筐体空間２０１ｃ’は後述するカートリッジホルダ２０４に支持された薬剤カートリッジ１０の一部を収納できるように適合している。装置筐体２０１’は、筐体空間２０１ｃ’に繋がったホルダ開口２０１ｊを有する。このホルダ開口２０１ｊは、装置筐体２０１’の側面に設けた筐体開口である。薬剤注入装置５００において、カセットに収納されていない状態の薬剤カートリッジ１０は、カートリッジホルダ２０４に支持されて、ホルダ開口２０１ｊから装填される。

カートリッジホルダ２０４は、ドア部２０４ｃと、ホルダ部２０４ｄとを含む。ドア部２０４ｃは、ホルダ開口２０１ｊを塞ぐことが可能なようにホルダ開口２０１ｊに対応した形状を有している。ホルダ部２０４ｄは、薬剤カートリッジ１０を支持する内空間を有する。カートリッジホルダ２０４は、ドア部２０４ｃが、ホルダ開口２０１ｊを開放した状態とホルダ開口２０１ｊを閉塞した状態をとり得るように、装置筐体２０１’に回動可能に取り付けられている。図３８Ｂに示すように、ドア部２０４ｃが、ホルダ開口２０１ｊを開放している状態では、薬剤カートリッジ１０を第１端１１ａからホルダ部２０４ｄに挿入することによって薬剤カートリッジ１０をカートリッジホルダ２０４に支持させることが可能である。また、ホルダ部２０４ｄに支持された薬剤カートリッジ１０を引き抜くことが可能である。薬剤カートリッジ１０をホルダ部２０４ｄに挿入した状態で、カートリッジホルダ２０４を回転させ、ドア部２０４ｃでホルダ開口２０１ｊを閉塞させる。図３８Ｃに示すように、ドア部２０４ｃがホルダ開口２０１ｊを閉塞した状態で、薬剤カートリッジ１０の一部は、筐体空間２０１ｃ’に配置される。また、薬剤カートリッジ１０の第１端１１ａを含む先端部分は、注射針装着部１１０ｈ内に収納される。

注射針装着部１１０ｈ’は、内部に薬剤カートリッジ１０の先端部分を収納する空間を備えており、装置筐体２０１’の装置凹部２０１ｒの底部に位置する筐体開口２０１ｄを覆うように配置されている。注射針装着部１１０ｈ’は、カセット１００の注射針装着部１１０ｈと同様の構造を備えている。

フード１４０’は、腕部１４１ｃ（図１１に示されている）を有していない点を除けば第１の実施形態のカセット１００のフード１４０と同様の構造を備えている。フード１４０’は、筐体２０１’の装置凹部２０１ｒに位置しており、筐体２０１’に対して回動可能に取り付けられている。フード１４０’は、注射針装着部１１０ｈ’を覆っており、装置筐体２０１’に対して、図３８Ａの矢印で示す方向に回動させることが可能である。具体的には、注射針装着部１１０ｈ’を覆う第１位置と、注射針装着部１１０ｈ’を露出させる第２位置との間で回動可能である。注射針装着部１１０ｈ’がフード１４０’から露出した状態で、操作者は容易に注射針装着部１１０ｈ’に針ユニット２０を取り付けることおよび注射針装着部１１０ｈ’に係合した針ユニット２０を取り外すことが可能である。針隠し１４２は、図１１を参照して説明したように少なくとも一部が透明であってよい。

次に、薬剤カートリッジ１０が装填された薬剤注入装置５００に針ユニット２０を取り付け、注射を行う動作を説明する。図３９（ａ）に示すように、まず、フード１４０’を回動させ、注射針装着部１１０ｈ’をフード１４０’から露出させる。図３９（ｂ）に示すように、注射針２１が収納された針ユニット２０を注射針装着部１１０ｈ’に取り付ける。次に図３９（ｃ）に示すように、針ケース２５を取り外す。

図４０（ａ）に示すように、フード１４０’を元の位置に戻し、図４０（ｂ）に示すように、針隠し１４２を押し下げる。続いて針キャップ２４を取外し、注射針２１の針２２を露出させる。これにより、注射が可能な状態となる。

第１の実施形態で説明したように、注射を行う場合、図４２（ａ）に示すように、針２２の先端が下を向くように薬剤注入装置５００を保持する。針２２は、フード本体４１および針隠し１４２に覆われている。図４２（ｂ）に示すように、この状態で、皮膚あて面２０１ｅを皮膚５１０に接触させ、薬剤注入装置５００を更に皮膚に押し付けると、針隠し１４２が後退しながら針２２が皮膚５１０に刺し込まれる。その後、注射ボタン２５８を押下して薬剤の注入を行う。

注射の完了後、皮膚５１０から薬剤注入装置５００を引き離すと、図４２（ｃ）に示すように、針隠し１４２が前進し針２２を覆う。

注射が完了したら、フード１４０’で針２２を覆った状態で、針ケース２５を注射針２１に被せる。続いて図４１（ａ）に示すように、フード１４０‘を回転させた状態で、針ケース２５を回転させながら引っ張ることによって、図４１（ｂ）に示すように、針ケース２５とともに注射針２１が注射針装着部１１０ｈ’から引き抜かれる。

フード１４０’をもとに戻すことによって図４２（ｄ）に示すように注射針装着部１１０ｈ’がフード１４０’で覆われる。その後カートリッジホルダ２０４を回転させ、薬剤カートリッジ１０を取り出すことにより、注射が完了する。

上述したように、薬剤注入装置５００は、ＲＦ－ＩＤリーダ２７７を用いた薬剤の温度管理、ピストン駆動機構２２０を用いた薬剤の種類に応じたモータの制御、タッチセンサ２７５を用いた皮膚当接の判定、加速度センサ２７６を用いた薬剤注入装置５００の姿勢制御、およびロータリーエンコーダ２６５を用いた故障の判定などを第１の実施形態と同様に行うことができる。

本実施形態の薬剤注入装置５００に対応した充電器は、例えば、薬剤注入装置５００に薬剤カートリッジ１０を装填した状態では、薬剤注入装置５００の先端が挿入できない空間を備えていてもよい。この場合は、図示しないが、薬剤カートリッジ１０の装着によって、装置筐体２０１’の外観、外形に変化が生じ、充電器へのセットを阻害する何らかの機構を追加することができる。充電器への装着が阻害されることによって、充電時の発熱による薬剤の劣化を回避することができる。

あるいは、充電器は、薬剤カートリッジ１０の第１端１１ａに例えば、針ユニット２０が取り付けられた状態で、薬剤注入装置５００の先端が挿入できない空間を備えていてもよい。この構成では、充電時の発熱による薬剤劣化の回避に加え、薬剤注入装置や充電器を小型化したり、注射針の再使用による感染等を予防したりすることにも効果がある。

本実施形態の薬剤注入装置５００によれば、カセット１００を用いることなく第１の実施形態で説明したような操作者に使いやすい操作性を提供することが可能である。

本実施形態の薬剤注入装置５００は、例えば、薬剤カートリッジ１０が、患者等の操作者に注射する１回分の薬剤を収納している場合に好適に用いられる。使用された薬剤カートリッジ１０は、廃棄されるため、カセット１００を用いて冷蔵庫などの冷所に保管する必要がない。このため、注射に要するコストを低減させること可能である。しかし、薬剤カートリッジ１０は複数回分の薬剤を収納していてもよい。この場合、別途保管ケースを用意して残った薬剤を含む薬剤カートリッジ１０を冷蔵庫等に保管してもよいし、薬剤カートリッジ１０が装着された薬剤注入装置５００ごと、冷蔵庫等に保管してもよい。但し、薬剤注入装置５００ごと、冷所に保管する場合は、薬剤注入装置５００自体も冷やされるため、上述の第１の実施形態で説明したリマインド動作は困難となる。

（その他の形態）
上記実施形態は本開示の薬剤注入装置の一例であり、種々の改変が可能である。図示した薬剤カートリッジ１０、カセット１００、薬剤注入装置２００、充電器３００やそれらを構成する部品の形状は一例であって、他の形状を備えていてもよい。薬剤注入装置２００は、各種センサをすべて備えていなくてもよい。また、フローチャートを参照して説明した薬剤の温度に応じた注射動作、空気抜き動作、混合動作などは一例であって、工程の一部が省略されていたり、他の順序で実行されたり、他の工程を含んでいてもよい。

薬剤が適温になる時間の予想は、式（１）～（３）以外の計算に基づいて行ってもよく、経過時間の関数として直接適温になる時間を求めてもよい。また、故障判定器２８１は、他の機能ブロックを含んでいてもよいし、上記実施形態とは異なる信号処理を行って故障を判定してもよい。

本開示のカセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムは種々の薬剤を注射する装置に好適に用いられる。

１０、１０’ 薬剤カートリッジ
１１ シリンダ
１１’ シリンダ
１１ａ 第１端
１１ｂ 第２端
１１ｃ シリンダ柱状空間
１１ｃ１ 第１領域
１１ｃ２ 第２領域
１１ｃ３ 第３領域
１１ｄ シリンダ開口
１１ｅ バイパス空間
１１ｈ 角
１１ｊ 軸
１１ｔ 突出部
１２ シリンダキャップ
１３ ガスケット
１３Ａ 第１ガスケット
１３Ｂ 第２ガスケット
１４ 薬剤
１４Ａ 液体成分
１４Ｂ 固体成分
１５ 第１温度センサ
１６、１６’ ＲＦタグ
１６ａ アンテナ
１７ ラベル
２０ 針ユニット
２０ａ 先端
２０ｃ 筐体空間
２０ｔ 凸部
２１ 注射針
２２ 針
２３ 接続部
２４ 針キャップ
２５ 針ケース
３１ 充電筐体
１００ カセット
１１０ カセット本体
１１０ａ 先端
１１０ｂ 後端
１１０ｃ カセット柱状空間
１１０ｅ 本体開口
１１０ｈ、１１０ｈ’ 注射針装着部
１３０ カセットキャップ
１３０ｄ キャップ開口
１４０，１４０’ フード
１４１ フード本体
１４１ｂ 後端
１４１ｃ 腕部
１４２ 針隠し
１４２ｃ 第１部分
１４２ｄ 第２部分
１４３ 付勢部材
２００ 薬剤注入装置
２００ａ 先端部
２０１ 装置筐体
２０１ａ 先端部
２０１ｃ、２０１ｃ’ 筐体空間
２０１ｄ 筐体開口
２０１ｅ 皮膚あて面
２０１ｇ 充電用端子
２０１ｒ 凹部
２０１ｔ 凸部
２０２ 内部筐体
２０２ｄ ギア領域
２０２ｆ ピストンガイド領域
２０２ｇ 凸部
２０２ｈ カセット領域
２０３ 第１ガイド
２０４ カートリッジホルダ
２０４ｃ ドア部
２０４ｄ ホルダ部
２０９ 排出レバー
２１０ ピストン
２１０ａ 第１端
２１０ｂ 第２端
２１０ｈ 穴
２１１ 先端部
２１２ 本体
２１３ 駆動凸部
２１４ 雌ネジ
２２０ ピストン駆動機構
２２１ ギアボックス
２２２ 駆動ギア
２２３ ベアリング
２３０ ピストンガイド
２３０ｇ 溝
２３０ｈ 穴
２３１ ガイド
２３５ 駆動ロッド
２３６ 雄ねじ
２５１ 制御部
２５２ 充電部
２５３ 二次電池
２５４ メモリ
２５５ 電源ボタン
２５６ 選択ボタン
２５７ 決定ボタン
２５８ 注射ボタン
２５９ 表示装置
２６０ ブザー
２６１ クロック
２６２ 通信部
２６３ モータドライバ
２６４ モータ
２６５ ロータリーエンコーダ
２６６ エンコーダプレート
２６６Ｎ 通常羽根部分
２６６Ｎｃ 切り欠き
２６６Ｎｆ 羽根
２６６Ｓ 基準羽根部分
２６６Ｓｃ 切り欠き
２６６Ｓｆ 羽根
２６７ パルスエンコーダ
２６７ｃ 発光素子
２６７ｄ 受光素子
２７０Ｃ 送受信回路
２７１ ピストン原点検出器
２７２ カセット装填検出器
２７３ 第２温度センサ
２７４ 排出レバー検出器
２７５ タッチセンサ
２７６ 加速度センサ
２７７ ＲＦ－ＩＤリーダ
２７８ アンテナ
２７８Ａ 第１部分
２７８Ｂ 第２部分
２７９ 送受信回路
２８０ 制御装置
２８１ 故障判定器
２８２ 羽根情報取得部
２８３ 破断検出部
２８４ 速度安定判定部
２８５ 基準羽根検出部
２８６ 羽根枚数検出部
２８７ 検出部
２９０ メインボード
２９１ 第１サブボード
２９２ 第２サブボード
３００ 充電器
３０１ 充電筐体
３０１ｄ リブ
３０１ｅ 供給端子
３０１ｒ 充電器凹部
３０１ｓ 段差
３０１ｕ 空間
３１０ 画像
３１０ａ、３１１ａ、３１２ａ 第１領域
３１０ｂ 第２領域
３１０ｃ 第３領域
３１１、３１２、３１３ 画像
４００ 薬剤注入システム

Claims (5)

1. 第１温度センサおよびＲＦタグを有する薬剤カートリッジを収納したカセットの少なくとも一部、または、第１温度センサおよびＲＦタグを有し、カセットに収納されていない薬剤カートリッジの少なくとも一部を収納する筐体空間、および、前記筐体空間に連通する筐体開口を有する装置筐体と、
   前記筐体空間内に移動可能なように支持されたピストンと、
   前記ピストンを駆動するモータと、
   前記モータを駆動する駆動信号を生成するモータドライバと、
   前記筐体空間に隣接して配置されたアンテナと、
   前記アンテナから電波を送信し、前記アンテナで受信した電波を受信するための送受信回路と、
   複数の薬剤のそれぞれについての、前記モータを制御するための制御情報であって、各薬剤についての制御情報が、複数の温度範囲のそれぞれに対する前記モータの制御パラメータのセットを含む、制御情報が記憶されたメモリと、
   注射の操作に関する情報を出力する表示装置と、
   前記モータドライバ、前記送受信回路、前記メモリ、および、前記表示装置を制御する制御装置と、
   を備えた薬剤注入装置であって、
   前記ＲＦタグは、少なくとも前記薬剤の種類を示す情報を含む薬剤情報を記憶しており、
   前記筐体空間に前記薬剤カートリッジが装填された状態において、前記制御装置は、前記送受信回路に前記アンテナを介して制御信号を送信させ、
   前記アンテナを介して前記薬剤カートリッジの前記第１温度センサおよび前記ＲＦタグから出力された、第１温度情報および薬剤情報を前記送受信回路に受信させ、
   前記第１温度情報および薬剤情報に基づき、前記メモリに記憶された制御情報から、１つの制御パラメータセットを決定し、
   前記決定した制御パラメータセットを用いて、前記モータを制御し、
   前記制御装置は、前記第１温度情報が第１温度未満または前記第１温度より高い第２温度以上である第１温度範囲内にある場合、前記モータを駆動せず、
   前記制御装置は、前記第１温度情報が、前記第１温度以上であり、かつ前記第２温度よりも低い第３温度未満である第２温度範囲内にある場合、注射を待機することを希望するかどうかをユーザに選択させる表示をするように前記表示装置を制御し、
   前記薬剤注入装置は、前記装置筐体内に設けられ、前記装置筐体内の温度を示す第２温度情報を出力する第２温度センサを更に備え、
   前記制御装置は、前記第２温度情報が所定の温度以上である場合、所定の時間間隔で前記第１温度情報を逐次取得し、注射可能となるまでの予測時間を逐次算出し、前記算出した予測時間を示す情報を表示するように前記表示装置を制御し、
   前記制御装置は、前記第２温度情報が前記所定の温度未満の場合、前記予測時間の算出を行わず、注射が出来ない旨を表示するように前記表示装置を制御する、薬剤注入装置。
2. 前記制御装置は、前記第１温度センサが逐次取得する連続する前後の温度の差が所定の温度差以下である場合、注射可能となるまでの前記予測時間を算出する、請求項１に記載の薬剤注入装置。
3. 前記制御装置は、前記第１温度情報が、前記第３温度以上前記第２温度未満である第３温度範囲内にある場合、注射可能であることを示す情報を表示するように前記表示装置を制御する、請求項１または２に記載の薬剤注入装置。
4. 前記制御装置は、前記予測時間を携帯機器に送信し、前記携帯機器に前記予測時間を表示させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の薬剤注入装置。
5. 前記制御装置は、前記第１温度情報が前記第３温度に達した場合、適温になった旨を表示するように前記表示装置を制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の薬剤注入装置。

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