WO2013038593A1 - 薬剤注入装置 - Google Patents

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piston
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drug
cylinder
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伸介 秦
龍哉 川畑
菊池　清治
紹弘 近藤
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パナソニック株式会社
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    • A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers

Definitions

  • the present invention relates to a drug injection device.
  • a conventional drug injection device is movable with respect to a main body case having an injection needle retracting opening, a drug syringe mounting portion provided in the main body case, a drug syringe mounted to the drug syringe mounting portion, and a drug syringe
  • a drive mechanism for driving the piston a control unit electrically connected to the drive mechanism, and a posture detection sensor electrically connected to the control unit.
  • the medicine syringe includes a cylinder, a tip packing provided on the tip end side in the cylinder, a push-in packing provided on the rear end side in the cylinder, a separation packing provided in the middle part in the cylinder, a tip
  • the solid agent stored in the cylinder between the packing and the separation packing, the liquid agent stored in the cylinder between the push-in packing and the separation packing, and the cylinder part between the tip packing and the separation packing And a bypass path protruding in the outer circumferential direction (see, for example, Patent Document 1).
  • the control unit after detecting the posture position by the posture detection sensor, presses the pushing packing toward the tip packing side with the piston by the drive mechanism (see, for example, Patent Document 2).
  • the conventional drug injection device has the following problems. That is, in the medicine injection device disclosed in the above publication, a part of the liquid may be ejected vigorously from the injection needle attached to the tip packing of the cylinder when the liquid and the solid are mixed. This is because, in the conventional configuration, after the control unit detects the posture position by the posture detection sensor, the drive mechanism presses the push packing toward the tip packing side with the piston, but the push speed of the push packing by the piston is constant. It is.
  • the subject of this invention is providing the chemical
  • the present invention includes a main body case, a medicine syringe mounting part, a piston, a drive mechanism, a control part, and a posture detection sensor.
  • the main body case has an opening for allowing the injection needle to appear and disappear.
  • the medicine syringe mounting part is provided in the main body case, and the medicine syringe is detachably mounted.
  • the piston is provided movably with respect to the drug syringe.
  • the drive mechanism drives the piston.
  • the control unit is electrically connected to the drive mechanism.
  • the posture detection sensor is electrically connected to the control unit.
  • the medicine syringe has a cylinder, a tip packing, a push-in packing, a separation packing, a solid agent, a liquid agent, and a bypass.
  • the tip packing is provided on the tip side in the cylinder.
  • the push-in packing is provided on the rear end side in the cylinder.
  • the separation packing is provided in the middle part of the cylinder.
  • the solid agent is accommodated in a cylinder between the tip packing and the separation packing.
  • the liquid agent is stored in a cylinder between the indentation packing and the separation packing.
  • the bypass path protrudes in the outer peripheral direction of the cylinder at the cylinder portion between the tip packing and the separation packing.
  • the control unit presses the push-in packing toward the tip packing side with the piston by the drive mechanism.
  • the pushing speed of the pushing packing by the piston is the pushing speed V1 until the separation packing reaches the bypass path, the pushing speed V2 when the separation packing passes the bypass path, and the separation packing after the separation packing passes the bypass path.
  • the pushing speed V2 is set to be slower than the pushing speed V1.
  • the invention's effect According to the medicine injection device according to the present invention, liquid leakage at the time of medicine mixing can be reduced, so that medicine mixing operation can be appropriately performed. That is, in the present invention, since the push-in speed V2 is set to be slower than the push-in speed V1, the liquid agent gently flows into the solid agent side via the bypass path, and the injection needle at the time of drug mixing Liquid leakage from the tip of the can be reduced.
  • FIG. 1 The perspective view of the medicine injection device concerning one embodiment of the present invention.
  • Sectional drawing of the chemical injection device of FIG. The block diagram which shows schematically the electric structure of the chemical
  • the flowchart which shows operation
  • the flowchart which shows operation
  • the flowchart which shows operation
  • the syringe sectional drawing which shows the operation state of the piston of the chemical injection device of FIG.
  • the syringe sectional drawing which shows the operation state of the piston of the chemical injection device of FIG.
  • the syringe sectional drawing which shows the operation state of the piston of the chemical injection device of FIG.
  • the syringe sectional drawing which shows the operation state of the piston of the chemical injection device of FIG.
  • the syringe sectional drawing which shows the operation state of the piston of the chemical injection device of FIG.
  • the syringe sectional drawing which shows the operation state of the piston of the chemical injection device of FIG. which shows the operation state of the piston of the chemical injection device of FIG.
  • the drug injection device of the present embodiment includes a substantially cylindrical main body case 2, a drug syringe mounting part 3, a drug syringe 4, a piston 5, a drive mechanism 6, and a control.
  • a unit 7 and a posture detection sensor 8 are provided.
  • the main body case 2 has an injection needle retracting opening 1 on the distal end side.
  • the medicine syringe mounting part 3 is provided in the main body case 2.
  • the drug syringe 4 is mounted in the drug syringe mounting unit 3.
  • the piston 5 is provided so as to be movable with respect to the drug syringe 4.
  • the drive mechanism 6 drives the piston 5.
  • the control unit 7 is electrically connected to the drive mechanism 6.
  • the attitude detection sensor 8 is electrically connected to the control unit 7.
  • the posture detection sensor 8 is mounted on a substrate 7 a having the control unit 7. And the attitude
  • the drive mechanism 6 is constituted by a bolt 9 inserted into the rear end opening of the piston 5 and a piston drive motor 10 for driving the bolt 9. That is, when the piston drive motor 10 is rotated in one direction, the piston 5 is pushed in the direction of the injection needle retracting opening 1 by the rotation of the bolt 9. Conversely, when the piston drive motor 10 is rotated in the reverse direction, the piston 5 is pulled back in the direction of the piston drive motor 10.
  • the piston drive motor 10 and the piston 5 are arranged in the medicine syringe mounting part 3 together with the medicine syringe 4.
  • a female screw 11 is provided on the outer side of the rear end side of the drug syringe mounting portion 3.
  • a bolt 13 of a puncture / needle drive motor 12 is screwed into the female screw 11.
  • the drug syringe 4 includes a cylindrical cylinder 15, a tip packing 16, a push-in packing 17, a separation packing 18, a solid agent 19, a liquid agent 20, and a bypass path 21.
  • the tip packing 16 is provided on the tip side in the cylinder 15.
  • the push-in packing 17 is provided on the rear end side in the cylinder 15.
  • the separation packing 18 is provided in the middle part in the cylinder 15.
  • the solid agent 19 is accommodated in the cylinder 15 between the tip packing 16 and the separation packing 18.
  • the liquid agent 20 is stored in the cylinder 15 between the push-in packing 17 and the separation packing 18.
  • the bypass path 21 protrudes in the outer peripheral direction of the cylinder 15 in the cylinder 15 portion between the tip packing 16 and the separation packing 18.
  • the control unit 7 uses the drive mechanism 6 to push the push-in packing 17 toward the tip packing 16 with the piston 5.
  • the pushing speed of the pushing packing 17 by the piston 5 is V1 as the pushing speed until the separation packing 18 reaches the bypass path 21, V2 as the pushing speed when the separation packing 18 passes the bypass path 21, and the separation packing 18. Is set so that the pushing speed V2 is slower than the pushing speed V1, where V3 is the pushing speed when bleeding after passing through the bypass passage 21, and V4 is the pushing speed when injecting the drug after bleeding.
  • the main body case 2 is constituted by a storage portion 22 and a tip cap 23 on the tip side thereof.
  • the tip cap 23 is detachable from the storage portion 22.
  • a confirmation window 24 for confirming the volume of the preparation is provided on the outer peripheral portion of the tip cap 23.
  • the syringe cover 25 is put on the outer periphery of the drug syringe 4.
  • the injection needle 14 is attached to the distal end packing 16 from above the syringe cover 25 on the distal end side of the pharmaceutical syringe 4.
  • the rotation of the piston drive motor 10 is detected by the encoder 26. Thereby, the amount of appearance of the piston 5 is detected.
  • the solid agent 19 and the liquid agent 20 accommodated in the medicine syringe 4 are filled by a medicine manufacturer such as a pharmaceutical company.
  • a detection switch is stored in the storage portion 22 of the main body case 2. Specifically, a distal end cap detection switch 28 is disposed at the rear end of the operating rod 27 provided on the outer periphery of the medicine syringe mounting portion 3 on the distal end side of the storage portion 22. As a result, when the tip cap 23 is attached to the tip of the storage portion 22, the operating rod 27 is pushed backward, and the tip cap detection switch 28 detects whether the tip cap 23 is attached.
  • an operation rod 29 is arranged in the medicine syringe mounting part 3.
  • the syringe cover detection switch 30 detects whether the syringe cover 25 is attached.
  • the substrate 7 a is installed in parallel to the driving direction of the piston 5, but may be installed along a direction perpendicular to the driving direction of the piston 5.
  • An operation button is provided on the outer periphery of the storage portion 22 of the main body case 2.
  • the power button 31 is provided at the rear end of the storage unit 22.
  • the mixing button 32, the medicine injection button 33, and the completion button 34 are provided on the outer periphery of the storage unit 22 around the display unit 35.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing the electrical configuration.
  • the control unit 7 is constituted by a microprocessor and an electrical drive component. Electricity is supplied from the rechargeable battery 36 shown in FIG. 3 to the control unit 7 and other electrical drive components.
  • the microprocessor of the control unit 7 is provided with a central processing unit 37.
  • the central processing unit 37 issues instructions to control operations, and various programs are written in the ROM 38.
  • the microprocessor includes an attitude detection unit 39, a piston movement distance detection unit 40, and a motor rotation control unit 41.
  • the posture detection unit 39 is connected to the posture determination unit 39a and the posture detection sensor 8, and converts the posture detection result from the posture detection sensor 8 into information for posture determination in the posture determination unit 39a.
  • the posture determination unit 39a using the posture information obtained from the posture detection unit 39, the inclination detected by the posture detection sensor 8 is compared with the set value to determine whether or not to drive the piston drive motor 10, etc. Operation control according to the posture of the medicine injection device is performed.
  • the piston movement distance detection unit 40 is connected to the encoder 26 and detects the movement distance of the piston 5 by detecting the rotation of the piston drive motor 10.
  • the motor rotation control unit 41 is connected to the motor drive circuit 42. When the value detected by the piston movement distance detection unit 40 reaches a set value, the motor rotation circuit 41 controls the movement speed of the piston 5 by controlling the motor drive circuit 42. To do.
  • the piston drive motor 10 and the puncture / needle drive motor 12 are connected to a motor drive circuit 42.
  • the motor drive circuit 42 is connected to the overcurrent detection circuit 43.
  • the motor drive circuit 42 is controlled by the motor rotation control unit 41 and drives the piston drive motor 10 and the puncture / needle drive motor 12.
  • the overcurrent detection circuit 43 is a circuit that detects the amount of current from the motor drive circuit 42 and detects an abnormality of the motor. Further, the control unit 7 is connected to a sounder 44 and a vibrator 45 for issuing an alarm in order to transmit the state of the main body to the user. The control unit 7 is connected to a display unit 35 for displaying information and warnings for operating the main body, and a memory 46 for recording various data.
  • the operation control of the drug injection device will be described using the operation flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 4, first, in S1, the mixing button 32 (see FIG. 1) is pressed. Next, in S2, the syringe cover detection switch 30 detects whether or not the syringe cover 25 is attached. Here, when the syringe cover 25 is not attached, in S3, a warning display that prompts the user to attach “Please install the syringe cover” is displayed on the display unit 35 (see FIG. 1).
  • the posture detection sensor 8 detects the inclination of the drug injection device.
  • the definition of the inclination will be described assuming that the vertical cap direction is 0 degree in a state where the tip cap 23 is arranged so as to be vertical upward with respect to the horizontal plane.
  • the value of the inclination that allows the operation to continue is preferably 30 to 45 degrees. In the present embodiment, 30 degrees is set as the threshold value.
  • the posture detection sensor 8 continues to detect the inclination (FIG. 7). S26).
  • the piston drive motor 10 is stopped (S28 in FIG. 7).
  • S29 in FIG. 7) and “Turn the tip up (S30 in FIG. 7)” are displayed. Thereby, it is possible to prompt the user to make the inclination of the main body case 2 be 30 degrees or less.
  • the piston drive motor 10 is driven at the pushing speed V1 until the rear end of the separation packing 18 reaches the position L1 from the initial position L0 in FIG. 9B.
  • the position L1 indicates the position where the rear end of the separation packing 18 contacts the bypass path 21 as shown in FIG. 9B.
  • the position information of the position L1 is set in the memory 46.
  • the pressure V2 of the separation packing 18 by the piston drive motor 10 is made slower than the push speed V1, so that the pressure on the solid agent 19 side rapidly increases when the liquid agent 20 passes through the bypass path 21. Can be suppressed. As a result, it is possible to prevent a part of the liquid agent from being ejected vigorously from the tip of the injection needle 14 attached to the tip packing 16 of the cylinder 15 or overflowing more than necessary. Therefore, liquid leakage from the tip packing side can be reduced during drug mixing.
  • the display unit 35 “lightly wipes the device and then turns the leading end upward as shown at S13 in FIG. Press the complete button. ”Is displayed, and the operation of the piston drive motor 10 is temporarily stopped.
  • the pushing speed V3 of the separation packing 18 by the piston drive motor 10 is set as follows. It is made to become slower than pushing speed V1 (V3 ⁇ V1). More preferably, the pushing speed V3 is made slower than the pushing speed V2 (V3 ⁇ V2).
  • the speed of moving the piston 5 is further slowed down (S15 in FIG. 5) to prevent the liquid leakage from the tip of the injection needle 14 as much as possible.
  • a position L3 indicates a position after passing through the bypass path 21 in a state where the separation packing 18 and the push-in packing 17 are in contact with each other, as shown in FIG. 9 (e).
  • the position information of the position L3 is set in the memory 46.
  • the display unit 35 is displayed with a message “Ready for injection. Touch the tip with the skin and press the medicine injection button”, and the operation of the piston drive motor 10 is temporarily stopped.
  • the puncturing operation is started in S21.
  • the puncturing operation is performed by driving the puncture / needle drive motor 12.
  • the puncture operation is an operation of moving the drug syringe mounting portion 3 to the injection needle retracting opening 1 side by driving the puncture / extraction needle drive motor 12 and causing the injection needle 14 to protrude from the injection needle retracting opening 1.
  • the pushing speed V4 of the separation packing 18 by the piston drive motor 10 during the medicine injection operation is controlled to be faster than the pushing speed V3 (V4> V3). This is to increase the speed at which the piston 5 is moved because liquid leakage from the tip of the injection needle hardly occurs in this state.
  • the piston drive motor 10 is driven at the pushing speed V4 until the tip position of the separation packing 18 reaches the position L4.
  • the position L4 indicates the position until the separation packing 18 reaches the tip of the medicine syringe 4 as shown in FIG. 9 (f).
  • the position information of the position L4 is set in the memory 46.
  • the needle extraction operation is started in S24.
  • the puncture operation is performed by stopping the piston drive motor 10 and moving the puncture / needle drive motor 12, and moving the drug syringe mounting part 3 to the rear end side by driving the puncture / needle drive motor 12.
  • the operation of storing the injection needle 14 in the injection needle retracting opening 1 will be described.
  • FIG. 8 is a graph showing an operating state during mixing of the drug injection device of the present embodiment.
  • the vertical axis represents the voltage (value) of the piston speed control signal for driving the piston drive motor 10, and the horizontal axis represents the rear end position or the front end position of the separation packing 18.
  • the pushing speed is proportional to the voltage value of the piston speed control signal (for example, V1 and V4 are 1.0 volts, V2 is 0.8 volts, and V3 is 0.7 volts).
  • V1 and V4 are 1.0 volts
  • V2 is 0.8 volts
  • V3 is 0.7 volts
  • the graph shown in FIG. 8 is merely an example.
  • a waiting time for user-side operation selection can be assigned between V2 and V3 and between V3 and V4 as necessary. In this case, the mixing operation is temporarily stopped, and the pushing speed can be set to “0”.
  • the pushing speed V2 when the separation packing 18 passes through the bypass path 21 is pushed until the separation packing 18 contacts the bypass path 21. It is controlled so as to be slower than the pushing speed V1.
  • the liquid agent 20 can be gently allowed to flow into the solid agent 19 side via the bypass 21. As a result, it is possible to reduce liquid leakage from the tip packing 16 side during drug mixing.
  • the automatic drug mixing operation can be appropriately performed easily and safely while keeping the environmental condition clean without contaminating the surrounding area with the drug.
  • the drug injection device of the present invention can reduce liquid leakage during drug mixing, the drug mixing operation can be appropriately performed. Therefore, a drug that requires a drug mixing operation is provided. Widespread use is expected in fields such as injection devices.

Abstract

　本薬剤注入装置は、注射針出没開口部（１）を有する本体ケース（２）と、本体ケース（２）内に設けられた薬剤シリンジ装着部（３）と、薬剤シリンジ装着部（３）に対して可動自在としたピストン（５）と、ピストン（５）の駆動機構（６）と、駆動機構（６）と電気的に接続された制御部（７）と、制御部（７）に電気的に接続された姿勢検出センサ（８）と、を備えている。制御部（７）は、薬剤の混合動作時において、液漏れ低減を考慮したピストン（５）の速度制御を行う。

Description

薬剤注入装置
　本発明は、薬剤注入装置に関するものである。
　従来の薬剤注入装置は、注射針出没開口部を有する本体ケースと、本体ケース内に設けられた薬剤シリンジ装着部と、薬剤シリンジ装着部に装着された薬剤シリンジと、薬剤シリンジに対して可動自在に設けたピストンと、ピストンを駆動する駆動機構と、駆動機構に電気的に接続された制御部と、制御部に電気的に接続された姿勢検出センサと、を備えている。
　また、薬剤シリンジは、シリンダと、シリンダ内の先端側に設けられた先端パッキンと、シリンダ内の後端側に設けられた押込みパッキンと、シリンダ内の中部内に設けられた分離パッキンと、先端パッキンと分離パッキンとの間のシリンダ内に収納された固体剤と、押込みパッキンと分離パッキンとの間のシリンダ内に収納された液剤と、先端パッキンと分離パッキンとの間のシリンダ部分においてシリンダの外周方向に突出したバイパス路と、を有している(例えば、特許文献１参照)。
　制御部は、姿勢検出センサによる姿勢位置検出後、駆動機構によって、ピストンで押込みパッキンを先端パッキン側に押圧する（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１－１７５４５号公報 特表平１１－５１３５８６号公報
　しかしながら、上記従来の薬剤注入装置では、以下に示すような問題点を有している。
　すなわち、上記公報に開示された薬剤注入装置では、液剤と固体剤との混合時にシリンダの先端パッキンに装着された注射針から、液剤の一部が勢いよく噴出するおそれがある。
　これは、従来の構成では、制御部が姿勢検出センサによる姿勢位置検出後、駆動機構によってピストンで押込みパッキンを先端パッキン側に押圧するが、ピストンによる押込みパッキンの押し込み速度が一定になっているためである。
　そのため、分離パッキンの後端がバイパス路に到達すると、バイパス路を介して液剤が固体剤側に勢いよく流れ込み、また、この固体剤側においても圧力が高まるため、シリンダの先端パッキンに装着された注射針から液剤の一部が勢いよく噴出してしまうのであった。
　本発明の課題は、薬剤の混合動作中においても、注射針の先端から生じる液漏れを低減し、混合動作を適切に行うことが可能な薬剤注入装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために本発明は、本体ケースと、薬剤シリンジ装着部と、ピストンと、駆動機構と、制御部と、姿勢検出センサと、を備えている。本体ケースは、注射針を出没させる開口部を有する。薬剤シリンジ装着部は、本体ケース内に設けられており、薬剤シリンジが着脱自在に装着される。ピストンは、薬剤シリンジに対して可動自在に設けられている。駆動機構は、ピストンを駆動する。制御部は、駆動機構に電気的に接続されている。姿勢検出センサは、制御部に電気的に接続されている。薬剤シリンジは、シリンダと、先端パッキンと、押込みパッキンと、分離パッキンと、固体剤と、液剤と、バイパス路と、を有している。先端パッキンは、シリンダ内の先端側に設けられている。押込みパッキンは、シリンダ内の後端側に設けられている。分離パッキンは、シリンダ内の中部内に設けられている。固体剤は、先端パッキンと分離パッキンとの間のシリンダ内に収納されている。液剤は、押込みパッキンと分離パッキンとの間のシリンダ内に収納されている。バイパス路は、先端パッキンと分離パッキンとの間のシリンダ部分においてシリンダの外周方向に突出している。制御部は、姿勢検出センサによる姿勢位置検出後、駆動機構によってピストンで押込みパッキンを先端パッキン側に押圧する。そして、ピストンによる押込みパッキンの押し込み速度は、分離パッキンがバイパス路に到達するまでの押し込み速度Ｖ１、分離パッキンがバイパス路を通過する時の押し込み速度をＶ２、分離パッキンがバイパス路を通過した後の空気抜き時の押し込み速度をＶ３、空気抜き後の薬剤注入時の押し込み速度をＶ４とすると、押し込み速度Ｖ２が押し込み速度Ｖ１より遅くなるように設定される。
（発明の効果）
　本発明に係る薬剤注入装置によれば、薬剤混合時における液漏れを低減することができるため、薬剤の混合動作を適切に行わせることができる。すなわち、本発明においては、押し込み速度Ｖ２が押し込み速度Ｖ１より遅くなるように設定されているため、液剤がバイパス路を介して、固体剤側に緩やかに流れ込むことになり、薬剤混合時における注射針の先端からの液漏れを低減できる。
本発明の一実施形態に係る薬剤注入装置の斜視図。 図１の薬剤注入装置の断面図。 図１の薬剤注入装置の電気的構成を概略的に示すブロック図。 図１の薬剤注入装置の動作制御を示すフローチャート。 図１の薬剤注入装置の動作制御を示すフローチャート。 図１の薬剤注入装置の動作制御を示すフローチャート。 図１の薬剤注入装置の動作制御を示すフローチャート。 図１の薬剤注入装置の分離パッキンの位置とピストン押し込み速度を示す図。 図１の薬剤注入装置のピストンの動作状態を示すシリンジ断面図。 図１の薬剤注入装置のピストンの動作状態を示すシリンジ断面図。 図１の薬剤注入装置のピストンの動作状態を示すシリンジ断面図。 図１の薬剤注入装置のピストンの動作状態を示すシリンジ断面図。 図１の薬剤注入装置のピストンの動作状態を示すシリンジ断面図。 図１の薬剤注入装置のピストンの動作状態を示すシリンジ断面図。
　以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
　本実施形態の薬剤注入装置は、図１、図２に示すように、ほぼ円筒形状の本体ケース２と、薬剤シリンジ装着部３と、薬剤シリンジ４と、ピストン５と、駆動機構６と、制御部７と、姿勢検出センサ８とを備えている。本体ケース２は、先端側に注射針出没開口部１を有している。薬剤シリンジ装着部３は、本体ケース２内に設けられている。薬剤シリンジ４は、薬剤シリンジ装着部３内に装着されている。ピストン５は、薬剤シリンジ４に対して可動自在に設けられている。駆動機構６は、ピストン５を駆動する。制御部７は、駆動機構６に電気的に接続されている。姿勢検出センサ８は、制御部７に電気的に接続されている。
　なお、姿勢検出センサ８は、制御部７を有する基板７ａ上に装着されている。そして、基板７ａがピストン５の駆動方向に対して平行かつピストンの移動軸４７に沿うように設置されることで、薬剤注入装置の姿勢を適切に検知することができる。
　また、駆動機構６は、ピストン５の後端開口部内に挿入されたボルト９と、ボルト９を駆動するためのピストン駆動モータ１０とによって構成されている。すなわち、ピストン駆動モータ１０を一方向に回転させると、ボルト９の回転によってピストン５が注射針出没開口部１方向に押し出される。逆に、ピストン駆動モータ１０を逆方向に回転させると、ピストン５がピストン駆動モータ１０方向に引き戻される。
　ピストン駆動モータ１０およびピストン５は、薬剤シリンジ４とともに、薬剤シリンジ装着部３内に配置されている。薬剤シリンジ装着部３の後端側外方側には、雌ネジ１１が設けられている。雌ネジ１１には、穿刺・抜針駆動モータ１２のボルト１３が螺合している。穿刺・抜針駆動モータ１２を駆動すると、雌ネジ１１とボルト１３との螺合によって、薬剤シリンジ装着部３が注射針出没開口部１に対して前後に移動する。これにより、注射針出没開口部１から薬剤シリンジ４の先端側に設けられた注射針１４を出没させることができる。
　薬剤シリンジ４は、図９（ａ）に示すように、円筒状のシリンダ１５と、先端パッキン１６と、押込みパッキン１７と、分離パッキン１８と、固体剤１９と、液剤２０と、バイパス路２１と、を有している。先端パッキン１６は、シリンダ１５内の先端側に設けられている。押込みパッキン１７は、シリンダ１５内における後端側に設けられている。分離パッキン１８は、シリンダ１５内における中部内に設けられている。固体剤１９は、先端パッキン１６と分離パッキン１８との間のシリンダ１５内に収納されている。液剤２０は、押込みパッキン１７と分離パッキン１８との間のシリンダ１５内に収納されている。バイパス路２１は、先端パッキン１６と分離パッキン１８との間のシリンダ１５部分において、シリンダ１５の外周方向に突出している。
　制御部７は、姿勢検出センサ８による姿勢位置検出後、駆動機構６によってピストン５で押込みパッキン１７を先端パッキン１６側に押圧する。
　また、ピストン５による押込みパッキン１７の押し込み速度は、分離パッキン１８がバイパス路２１に到達するまでの押し込み速度をＶ１、分離パッキン１８がバイパス路２１を通過する時の押し込み速度をＶ２、分離パッキン１８がバイパス路２１を通過した後の空気抜き時の押し込み速度をＶ３、空気抜き後の薬剤注入時の押し込み速度をＶ４とすると、押し込み速度Ｖ２は押し込み速度Ｖ１より遅くなるように設定されている。
　本体ケース２は、収納部２２とその先端側の先端キャップ２３とによって構成されている。先端キャップ２３は、収納部２２に対して着脱自在となっている。先端キャップ２３の外周部には、製剤の容量を確認するための確認窓２４が設けられている。
　薬剤シリンジ装着部３内へ薬剤シリンジ４が装着された後、薬剤シリンジ４の外周にはシリンジカバー２５が被せられた状態となる。そして、薬剤シリンジ４の先端側において、シリンジカバー２５の上から注射針１４が先端パッキン１６に装着されている。
　ピストン５が押込みパッキン１７を前方側に押すことで、液剤２０がバイパス路２１を通じて固体剤１９側へと流れ込む。そして、押込みパッキン１７を前方側に進めることで、注射針１４から固体剤１９と液剤２０とが混合した薬剤が流出する。
　ピストン駆動モータ１０の回転は、エンコーダ２６により検出される。これにより、ピストン５の出没量が検出される。なお、薬剤シリンジ４内部に収納されている固体剤１９と液剤２０とは、製薬会社などの薬剤の製造元で充填されている。
　本体ケース２の収納部２２には、検出スイッチが収納されている。具体的には、収納部２２の先端側において、薬剤シリンジ装着部３の外周に設けた操作桿２７の後端には、先端キャップ検出スイッチ２８が配置されている。これにより、収納部２２の先端に先端キャップ２３が装着されると、操作桿２７が後方へと押され、先端キャップ検出スイッチ２８によって先端キャップ２３の装着の有無が検出される。
　薬剤シリンジ装着部３内には、操作桿２９が配置されている。操作桿２９がシリンジカバー２５で後方に押されると、シリンジカバー検出スイッチ３０によってシリンジカバー２５の装着の有無が検出される。
　なお、本実施形態では、基板７ａがピストン５の駆動方向に対して平行に設置されているが、ピストン５の駆動方向に対して垂直な方向に沿って設置されていてもよい。
　本体ケース２の収納部２２外周には、操作ボタンが設けられている。具体的には、電源ボタン３１は、収納部２２の後端に設けられている。混合ボタン３２と薬剤注入ボタン３３と完了ボタン３４とは、表示部３５周辺の収納部２２の外周に設けられている。
　図３は、電気的構成を概略的に示すブロック図を示している。
　制御部７は、マイクロプロセッサおよび電気的駆動部品によって構成されている。制御部７および他の電気的駆動部品には、図３に示す充電式電池３６から電気が供給される。
　制御部７のマイクロプロセッサには、中央演算部３７が設けられており、中央演算部３７が命令を出して動作制御が行われ、各種プログラムはＲＯＭ３８内に書き込まれている。また、マイクロプロセッサには、姿勢検知部３９、ピストン移動距離検知部４０、モータ回転制御部４１が含まれる。
　姿勢検知部３９は、姿勢判定部３９ａと姿勢検出センサ８とに接続されており、姿勢検出センサ８からの姿勢検知結果を姿勢判定部３９ａにおいて姿勢判定するための情報に変換する。
　姿勢判定部３９ａでは、姿勢検知部３９から得られる姿勢情報を用いて、姿勢検出センサ８で検出した傾きと設定値とを比較し、ピストン駆動モータ１０を駆動させるか否かを判定するなど、薬剤注入装置の姿勢に応じた動作制御を行う。
　ピストン移動距離検知部４０は、エンコーダ２６に接続されており、ピストン駆動モータ１０の回転を検知してピストン５の移動距離を検出する。
　モータ回転制御部４１は、モータドライブ回路４２に接続されており、ピストン移動距離検知部４０で検出した値が設定値に達したとき、モータドライブ回路４２を制御してピストン５の移動速度を制御する。
　ピストン駆動モータ１０と穿刺・抜針駆動モータ１２とは、モータドライブ回路４２に接続されている。モータドライブ回路４２は、過電流検知回路４３に接続されている。
　モータドライブ回路４２は、モータ回転制御部４１によって制御されており、ピストン駆動モータ１０と穿刺・抜針駆動モータ１２とを駆動する。
　過電流検知回路４３は、モータドライブ回路４２からの電流量を検知する回路であって、モータの異常を検知する。
　さらに、制御部７は、本体の状態状況をユーザへ伝達するため、警報を発するためのサウンダー４４とバイブレータ４５とに接続されている。また、制御部７は、本体を操作するための情報および警告を表示する表示部３５、各種データを記録するためのメモリ４６に接続されている。
　次に、図４に示す動作フローチャートを用いて薬剤注入装置の動作制御の説明を行う。
　図４に示すように、まず、Ｓ１では、混合ボタン３２（図１参照）が押下される。
　次に、Ｓ２では、シリンジカバー検出スイッチ３０によって、シリンジカバー２５が装着されているか否かの検知を行う。ここで、シリンジカバー２５が未装着の場合は、Ｓ３において、表示部３５（図１参照）において「シリンジカバーを装着してください。」との装着を促す警告表示を行う。
　一方、Ｓ２において、シリンジカバー検出スイッチ３０によってシリンジカバー２５の装着が検知されると、Ｓ４において、先端キャップ検出スイッチ２８によって、先端キャップ２３が装着されているか否かの検知を行う。ここで、先端キャップ２３が未装着の場合は、Ｓ５において、表示部３５において「先端キャップを装着してください。」との装着を促す警告表示を行う。
　すなわち、本実施形態では、Ｓ２，Ｓ４において、シリンジカバー２５と先端キャップ２３とがともに未装着の場合には、以降の動作に進めないようになっている。
　シリンジカバー２５および先端キャップ２３の装着を検知すると、Ｓ６において、所定時間の間、表示部３５において「先端を上に向けてください。」との表示を行う。
　Ｓ７では、姿勢検出センサ８において、薬剤注入装置の傾きの検出を行う。
　以降、傾きの定義は、先端キャップ２３を水平面に対して垂直上方向になるように配置した状態で、垂直上方向を０度として説明する。ここで、傾きが設定値を超えると、設定値以内になるまで動作を停止させ、傾きが所定時間、設定値以内であれば動作を再開させる。注射針１４からの液漏れを考慮すると、動作を継続させることが可能な傾きの値は３０度から４５度が望ましい。なお、本実施形態では、３０度を閾値として設定している。
　Ｓ７以降の動作時には、図７に示すように、分離パッキン１８の後端位置が、位置Ｌ１から位置Ｌ３までの区間（図８参照）は、姿勢検出センサ８によって傾きの検知を続ける（図７のＳ２６）。そして、本体ケース２の傾きが３０度を越えると（図７のＳ２７）、ピストン駆動モータ１０を停止させて（図７のＳ２８）、表示部３５において「本体ケースが傾き過ぎているため、動作を停止します。（図７のＳ２９）」、「先端を上に向けてください。（図７のＳ３０）」と警告表示を行う。これにより、ユーザに本体ケース２の傾きが３０度以下になるように促すことができる。
　図７に示すＳ３１では、Ｓ３０とのループにより、本体ケース２の傾きが３０度を越えたことを確認し、傾きが３０度以下であることを検知したら、Ｓ３２では、停止前の動作を再び開始した後、図４のＳ８に戻り、傾きの検出を続ける。
　図４のＳ８では、図９（ａ）に示すように混合動作前の初期状態から、ピストン駆動モータ１０を押し込み速度Ｖ１で駆動させ、図４のＳ９において、ピストン５の駆動中は、エンコーダ２６によってピストン５の移動距離が算出される。
　次に、Ｓ１０では、分離パッキン１８の後端が、図９（ｂ）の初期位置Ｌ０から位置Ｌ１に到達するまで、ピストン駆動モータ１０を押し込み速度Ｖ１で駆動させる。位置Ｌ１は、図９（ｂ）に示すように、分離パッキン１８の後端がバイパス路２１に接触する位置を示している。位置Ｌ１の位置情報は、メモリ４６に設定されている。
　分離パッキン１８の後端が位置Ｌ１に達すると、混合動作が開始され、図５のＳ１１において、ピストン駆動モータ１０による分離パッキンの押し込み速度はＶ２になり、押し込み速度Ｖ１より遅くなる（Ｖ２＜Ｖ１）。
　図９（ｃ）では、分離パッキン１８の後端がバイパス路２１を通過し始めると、液剤２０が、バイパス路２１を経て、固体剤１９側に流れ始める。
　Ｓ１２では、分離パッキン１８の先端が、図９（ｄ）の位置Ｌ２に達するまで、つまり、分離パッキン１８の後端が押込みパッキン１７と接触時の位置（混合動作完了時）に達するまで、ピストン駆動モータ１０を押し込み速度Ｖ２で駆動させる。なお、位置Ｌ２の位置情報は、メモリ４６に設定されている。
　本実施形態では、ピストン駆動モータ１０による分離パッキン１８の押し込み速度Ｖ２を、押し込み速度Ｖ１より遅くすることで、液剤２０がバイパス路２１を通る際において、固体剤１９側の圧力が急激に高まるのを抑制することができる。この結果、シリンダ１５の先端パッキン１６に装着された注射針１４の先端から液剤の一部が勢いよく噴出したり、必要以上に溢れ出したりするのを防止することができる。よって、薬剤混合時において、先端パッキン側からの液漏れを低減することができる。
　分離パッキン１８の先端位置が、図９（ｄ）に示すように、位置Ｌ２に達すると、図５のＳ１３に示すように、表示部３５において「装置を軽くふった後、先端を上に向けて完了ボタンを押してください。」と表示させ、ピストン駆動モータ１０の動作を一旦停止する。
　次に、図５のＳ１４では、完了ボタン３４が押されると、空気抜きの動作が開始され、姿勢検出センサ８によって傾きの検知を行いながら、ピストン駆動モータ１０による分離パッキン１８の押し込み速度Ｖ３を、押し込み速度Ｖ１より遅くなるようにする（Ｖ３＜Ｖ１）。より好ましくは、押し込み速度Ｖ３は、押し込み速度Ｖ２より遅くなるようにする（Ｖ３＜Ｖ２）。
　ここでは、注射針１４の先端からの液漏れが最も生じやすいため、ピストン５を動かすスピードをさらに遅くする（図５のＳ１５）ことで、できるだけ注射針１４の先端からの液漏れを防止する。
　図５のＳ１６では、分離パッキン１８の先端位置が位置Ｌ３に達するまで、ピストン駆動モータ１０を押し込み速度Ｖ３で駆動させる。位置Ｌ３は、図９（ｅ）に示すように、分離パッキン１８と押込みパッキン１７とが接触した状態でバイパス路２１を通過した後の位置を示している。なお、位置Ｌ３の位置情報は、メモリ４６に設定されている。
　分離パッキン１８の先端位置が位置Ｌ３に達すると、図５のＳ１７に示すように、空気抜きの動作が終了する。
　続いて、図６に示すように、Ｓ１８において、薬剤の注入動作を開始する。
　次に、Ｓ１９において、表示部３５に「注射の準備が出来ました。先端部を皮膚にあてて薬剤注入ボタンを押してください」と表示させ、ピストン駆動モータ１０の動作を一旦停止させる。
　Ｓ２０では、薬剤注入ボタン３３が押されたか否かの判定が行われる。
　ここで、薬剤注入ボタン３３が押下されると、Ｓ２１において、穿刺の動作が開始される。穿刺の動作は、穿刺・抜針駆動モータ１２を駆動させて行われる。なお、刺針動作とは、穿刺・抜針駆動モータ１２の駆動によって薬剤シリンジ装着部３を注射針出没開口部１側に移動させ、注射針１４を注射針出没開口部１から突出させる動作のことを示す。
　この時、注射針出没開口部１はすでに人体の注射しようとする部位に押し当てられているため、注射針１４が人体に向けて移動し、注射針１４が人体に突き刺さって、薬剤の注入前の準備動作（穿刺動作）が完了する。
　次に、Ｓ２２において、薬剤注入動作が開始される。
　薬剤注入動作時におけるピストン駆動モータ１０による分離パッキン１８の押し込み速度Ｖ４は、押し込み速度Ｖ３より速くなるように制御される（Ｖ４＞Ｖ３）。これは、この状態では注射針の先端からの液漏れが生じにくいため、ピストン５を動かすスピードを速くするためである。
　Ｓ２３では、分離パッキン１８の先端位置が位置Ｌ４に達するまで、ピストン駆動モータ１０を押し込み速度Ｖ４で駆動させる。位置Ｌ４は、図９（ｆ）に示すように、分離パッキン１８が薬剤シリンジ４の先端に到達するまでの位置を示している。なお、位置Ｌ４の位置情報は、メモリ４６に設定されている。
　最後に、Ｓ２３において分離パッキン１８の先端位置が位置Ｌ４に達すると、Ｓ２４において抜針動作が開始される。抜刺動作は、ピストン駆動モータ１０を停止させ、穿刺・抜針駆動モータ１２を動かして行われ、穿刺・抜針駆動モータ１２の駆動によって、薬剤シリンジ装着部３を後端側に移動させることで、注射針１４を注射針出没開口部１内に収納させる動作のことを示す。
　その後、Ｓ２５において、薬剤シリンジ装着部３が穿刺動作前の初期の位置まで達すると、抜針動作が完了し、人体への薬剤の注入の動作が完了する。
　図８は、本実施形態の薬剤注入装置の混合時における動作状態を示すグラフである。縦軸は、ピストン駆動モータ１０を駆動させるためのピストン速度制御信号の電圧（値）、横軸は、分離パッキン１８の後端位置もしくは先端位置を示す。
　押し込み速度は、ピストン速度制御信号の電圧値（例えば、Ｖ１とＶ４は１.０ボルト、Ｖ２は０.８ボルト、Ｖ３は０．７ボルト）に比例する。
　なお、図８に示すグラフは、一例に過ぎず、例えば、Ｖ２とＶ３の間、Ｖ３とＶ４の間には、必要に応じてユーザ側の操作選択待ちの時間を割り当てることもできる。その場合、混合動作は一旦停止され、それぞれ押し込み速度を“０”とすることも可能である。
　以上のように、本実施形態の薬剤注入装置では、薬剤混合動作の際において、分離パッキン１８がバイパス路２１を通過する時の押し込み速度Ｖ２が、分離パッキン１８がバイパス路２１に接触するまで押し込む際の押し込み速度Ｖ１より遅くなるように制御される。
　これにより、液剤２０を、バイパス路２１を介して、固体剤１９側に緩やかに流れ込ませることができる。この結果、薬剤混合時における先端パッキン１６側からの液漏れを低減することができる。
　したがって、ユーザによる薬剤注入装置の操作時に、周辺を薬剤で汚すことなく、環境状態を清潔に保ったまま、簡単にかつ安全に、薬剤の自動混合動作を適切に行わせることができる。
　本発明の薬剤注入装置は、薬剤混合時における液漏れを低減することができるため、薬剤の混合動作を適切に行わせることができるという効果を奏することから、薬剤の混合動作を必要とする薬剤注入装置などの分野に広く普及が期待される。
　１　　　注射針出没開口部
　２　　　本体ケース
　３　　　薬剤シリンジ装着部
　４　　　薬剤シリンジ
　５　　　ピストン
　６　　　駆動機構
　７　　　制御部
　７ａ　　基板
　８　　　姿勢検出センサ
　９　　　ボルト
１０　　　ピストン駆動モータ
１１　　　雌ネジ
１２　　　穿刺・抜針駆動モータ
１３　　　ボルト
１４　　　注射針
１５　　　シリンダ
１６　　　先端パッキン
１７　　　押込みパッキン
１８　　　分離パッキン
１９　　　固体剤
２０　　　液剤
２１　　　バイパス路
２２　　　収納部
２３　　　先端キャップ
２４　　　確認窓
２５　　　シリンジカバー
２６　　　エンコーダ
２７　　　操作桿
２８　　　先端キャップ検出スイッチ
２９　　　操作桿
３０　　　シリンジカバー検出スイッチ
３１　　　電源ボタン
３２　　　混合ボタン
３３　　　薬剤注入ボタン
３４　　　完了ボタン
３５　　　表示部
３６　　　充電式電池
３７　　　中央演算部
３８　　　ＲＯＭ
３９　　　姿勢検知部
３９ａ　　姿勢判定部
４０　　　ピストン移動距離検知部
４１　　　モータ回転制御部
４２　　　モータドライブ回路
４３　　　過電流検知回路
４４　　　サウンダー
４５　　　バイブレータ
４６　　　メモリ
４７　　　移動軸

Claims (5)

  1. 　注射針を出没させる開口部を有する本体ケースと、
    　前記本体ケース内に設けられており、薬剤シリンジが着脱自在に装着される薬剤シリンジ装着部と、
    　前記薬剤シリンジに対して可動自在に設けられたピストンと、
    　前記ピストンを駆動する駆動機構と、
    　前記駆動機構に電気的に接続された制御部と、
    　前記制御部に電気的に接続された姿勢検出センサと、
    を備え、
    　前記薬剤シリンジは、シリンダと、前記シリンダ内の先端側に設けられた先端パッキンと、前記シリンダ内の後端側に設けられた押込みパッキンと、前記シリンダ内の中部内に設けられた分離パッキンと、前記先端パッキンと前記分離パッキンとの間の前記シリンダ内に収納された固体剤と、前記押込みパッキンと前記分離パッキンとの間の前記シリンダ内に収納された液剤と、前記先端パッキンと前記分離パッキンとの間の前記シリンダ部分において前記シリンダの外周方向に突出したバイパス路と、を有しており、
    　前記制御部は、前記姿勢検出センサによる姿勢位置検出後、前記駆動機構によって前記ピストンで前記押込みパッキンを前記先端パッキン側に押圧するとともに、
    　前記ピストンによる前記押込みパッキンの押し込み速度は、前記分離パッキンが前記バイパス路に到達するまでの押し込み速度Ｖ１、前記分離パッキンが前記バイパス路を通過する時の押し込み速度をＶ２、前記分離パッキンが前記バイパス路を通過した後の空気抜き時の押し込み速度をＶ３、空気抜き後の薬剤注入時の押し込み速度をＶ４とすると、前記押し込み速度Ｖ２が前記押し込み速度Ｖ１より遅くなるように設定される、
    薬剤注入装置。
  2. 　前記姿勢検出センサは、前記制御部を有する基板上に装着されており、
    　前記基板は、前記ピストンの駆動方向に対して平行、もしくは垂直となるように設置されている、
    請求項１に記載の薬剤注入装置。
  3. 　前記制御部は、前記姿勢検出センサによって設定値以上の傾きを検出した場合には、前記ピストンが前記開口部側に移動するのを停止させる、
    請求項１または２に記載の薬剤注入装置。
  4. 　前記制御部は、前記押し込み速度Ｖ３が前記押し込み速度Ｖ１よりも遅くなるように制御する、
    請求項１から３のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。
  5. 　前記制御部は、前記押し込み速度Ｖ４が前記押し込み速度Ｖ３よりも速くなるように制御する、
    請求項１から４のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。
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