(57)【要約】  シリンジ駆動装置１は、シリンジ保持部３、ピストン操作部４、表示部６を備える。シリンジ２０１の外筒２０２はシリンジ保持部３に着脱可能に保持される。シリンジ２０１のピストン２０３はピストン操作部４に着脱可能に係合される。操作ボタン８Ａ，８Ｂの操作に応じた方向にピストン操作部４が移動し、それによってピストン２０３が外筒２０２に対して押し込み方向及び引き出し方向に移動する。シリンジ２０１の外筒２０２に装着された注射針２０４を突き刺した薬液容器の内圧を計測され、表示部６に表示される。
2011010466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンジの外筒を着脱可能に保持するシリンジ保持部と、
前記外筒に一端が挿入された前記シリンジのピストンと着脱可能に係合するピストン操作部と、
前記ピストン操作部を移動させ、それによって前記ピストンを前記外筒に対して押し込み方向又は引き出し方向に移動させるピストン駆動部と、
前記ピストン駆動部による前記ピストン操作部の移動方向を切り替えるピストン制御部と、
前記シリンジの前記外筒に装着された針を突き刺した薬液容器の内圧を計測する内圧計測部と、
前記内圧計測部により計測された前記薬液容器の内圧を表示する表示部とを備えた、
シリンジ駆動装置。
【請求項２】
前記シリンジ保持部に保持された前記シリンジの前記外筒の長手方向に対して交差する方向に延びる握り部と、
前記ピストン制御部に対する指示を入力するための指示入力部とをさらに備えた、
請求項１に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項３】
前記内圧計測部は、
前記ピストン駆動部の動力源の駆動電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された駆動電流に基づいて前記薬液容器の内圧を算出する内圧算出部とを備えた、
請求項１又は請求項２に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項４】
前記動力源の駆動電流を制御して前記ピストン操作部の移動を停止させる停止調整部をさらに備え、
前記内圧算出部は、前記停止調整部により前記ピストン操作部が停止しているときに、前記電流検出部で検出された駆動電流に基づいて前記薬液容器の内圧を算出する、
請求項３に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項５】
前記内圧計測部は、
前記ピストン操作部が前記ピストンから受ける応力を検出する応力検出部と、
前記応力検出部で検出した応力に基づいて前記薬液容器の内圧を算出する内圧算出部と
を備えた、請求項１又は請求項２に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項６】
前記内圧計測部によって計測された前記薬液容器の内圧が予め設定された範囲外となると警報信号を出力する警報処理部をさらに備えた、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項７】
前記警報処理部からの警報信号に応じて、音、振動、及び光のうちの少なくとも１つを警報として発生する警報部をさらに備えた、
請求項６に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項８】
前記警報処理部からの警報信号に応じて、前記ピストン駆動部を制御して前記ピストン操作部の移動を停止させるピストン停止指示部をさらに備えた、
請求項６又は請求項７に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項９】
前記内圧計測部で計測された前記薬液容器の内圧が予め定められた設定範囲外の場合、前記内圧計測部で計測された前記薬液容器の内圧が前記設定範囲内になる位置に前記ピストンが移動するように前記ピストン駆動部を移動させる内圧調整部と、
前記内圧調整部へ内圧調整開始の指示を出力する内圧調整指示部とをさらに備えた、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項１０】
前記内圧調整部は、
前記内圧計測部で計測された前記薬液容器の内圧が前記設定範囲の正圧限界値以上であれば、前記ピストンを前記外筒から引き出す方向への前記ピストン操作部の移動を前記ピストン制御部に指示し、
前記内圧計測部で計測された前記薬液容器の内圧が前記設定範囲の負圧限界値以下であれば、前記ピストンを前記外筒に押し込む方向への前記ピストン操作部の移動を前記ピストン制御部に指示する、
請求項９に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項１１】
前記表示部は、計測された前記薬液容器の内圧が予め設定された内圧範囲に含まれているかを示す表示項目を含む、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項１２】
前記内圧範囲は、前記シリンジの針を前記薬液容器から引き抜く時の適正範囲を示すものである、
請求項１１に記載のシリンジ駆動装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のシリンジ駆動装置を着脱可能に保持するシリンジ駆動装置保持部と、
前記薬液容器を着脱可能に保持する容器保持部と、
一端側に前記シリンジ駆動装置保持部が設けられ、他端側に前記容器保持部が設けられ、前記シリンジ駆動装置と前記容器保持部とを近接及び離反する方向に移動可能な可動部と、
前記可動部を前記シリンジ駆動装置保持部と前記容器保持部との間の位置で回転可能に支持する台座部と、
前記シリンジ駆動装置保持部が下側で前記容器保持部が上側に位置する第１の位置と、前記容器保持部が上側で前記シリンジ駆動装置が下側となる第２の位置とに前記可動部を回転させる回転駆動部とを備えた、
調剤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注射薬や点滴薬の混合作業のような調剤作業に使用されるシリンジのピストン（プランジャ）を外筒（バレル）に対して移動させるシリンジ駆動装置に関する。また、本発明は、そのようなシリンジ駆動装置を応用した調剤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、注射薬や点滴薬の混合作業において、バイアル（薬液容器）内の薬液をシリンジへ吸引する作業や、シリンジ内の薬液をバイアルへ注入する作業は、手作業で実行される。これらの作業では、シリンジの先端に装着した注射針をバイアルのゴム栓に突き刺すことで、シリンジとバイアルの内部空間が密閉空間を形成する。【０００３】
バイアル内の薬液をシリンジへ吸引する場合、シリンジのピストンを外筒から引き出す方向に移動させる。シリンジに吸引した薬液量の増加に伴ってバイアルの内圧が低下し、ピストンを駆動するために必要な力が大きくなる。また、内圧が低下したままのバイアルから注射針を引き出すと、バイアルの内圧と大気圧との圧力差のために、外部の空気がバイアルの内部に入り込み、バイアル内の薬液に気泡が発生してしまうことがある。このような気泡を含んだ薬液から薬液のみを分離して吸引することは困難であり、作業時間が大幅に延び、非効率的である。【０００４】
そのため、バイアルの内圧の過度な低下を回避するため、バイアル内の薬液をシリンジ内の空気と置換しながら、バイアルからシリンジへの薬液の吸引を行うのが一般的である。つまり、図１５に示すように、シリンジ１０１に予め空気１０３を吸引した後、シリンジ１０１に装着した注射針１０６をバイアル１０２を密封するゴム栓１０７に突き刺して、先端をバイアル１０２内の薬液１０４の液面よりも下方に位置させる。この状態で、ピストン１０８を外筒１０９から引き出す方向に移動させ、薬液１０４をシリンジ１０１に吸引する。薬液１０４の吸引に伴って低下するバイアル１０２内の圧力が所定の値となったと判断された時点で、バイアル１０２とシリンジ１０１の位置姿勢を図１５の正立状態とは天地逆の倒立状態に変化させ、注射針１０６の先端を薬液１０４の液面よりも上方に位置させる。この倒立状態で、ピストン１０８を外筒１０９へ押し込む方向に移動させ、シリンジ１０１内の空気１０３のみをバイアル１０２内に注入し、バイアル１０２の内圧を回復させる。これらの操作の繰り返しにより、バイアル１０２の内圧の過度の低下を回避しつつ、バイアル１０２内の薬液１０４をシリンジ１０１に吸引できる。【０００５】
しかしながら、シリンジ１０１からの空気の注入量が多いと、バイアル１０２の内圧が正圧以上に高くなり、バイアル１０２がシリンジ１０１から離れようとする力が働く。また、バイアル１０２の内圧が高いと、バイアル１０２のゴム栓１０７から注射針１０６を抜いたときに、高圧のバイアル１０２内から大気中に薬液１０４が噴出する、いわゆるエアロゾル現象が起こることもある。このエアロゾル現象は、薬液１０４の飛散とそれによる薬液１０４の人体への付着や、気化した薬液１０４の吸い込みの原因となるので、安全性の観点から確実に防止する必要がある。従って、バイアル１０２の内圧が高くなる前に、シリンジ１０１からの空気の注入を停止する必要がある。【０００６】
以上のように、バイアルのような薬液容器からシリンジへ薬液を吸引する作業では、バイアルの内圧を過度な低下や高圧が発生しないように調整する必要がある。この調整は、シリンジから薬液容器に薬液を注入する作業の場合も同様である。しかし、薬液容器の内圧の感知は、ピストンやプランジャを把持した作業者の手の感覚や視覚で行う方法しかない。そのため、作業者は、薬液容器の内圧（負圧域から正圧域まで）を感知しながらシリンジのピストンを操作する必要があり、高い集中力を要求される。例えば規模の大きい医療機関では、効率化や処方変更に対する迅速な対応のため、可能な限り投薬直前に、まとめて多数の調剤作業を行うことが望まれている。しかし、高い集中力を必要とする調剤作業を、長時間連続して行うことは困難である。【０００７】
特許文献１は、シリンジの内圧を検知しながらシリンジのピストンをモータで負荷をかけて動かし、患者へ自動的に輸液を行う輸液装置を開示している。しかし、この装置は、シリンジ内に収容された液体を人体に注入するためのものであるので、正常に輸液されているか否かを確認するためのものである。そのため、特許文献１の輸液装置では、ピストンを押し込む方向に移動させる場合の圧力を検知することしか考慮されていない。つまり、調剤作業では不可欠であるピストンを引き出し方向に移動させることや、そのようなピストンの移動時の薬液容器内の圧力検出は、特許文献１の装置では何ら考慮されていない。また、前述のような調剤作業では、作業者は一方の手でシリンジを保持して他方の手で薬液容器を保持するのが一般的である。しかし、特許文献１の装置はいわゆる卓上型であり、手で持って使用することは考慮されていない。少なくともこれらの点で、特許文献１の開示は、シリンジを使用した調剤作業の支援について特段の教示を与えるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−４２２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、シリンジを用いた調剤作業を効果的に支援できるシリンジ駆動装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなシリンジ駆動装置を応用した調剤装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、シリンジの外筒を着脱可能に保持するシリンジ保持部と、前記外筒に一端が挿入された前記シリンジのピストンと着脱可能に係合するピストン操作部と、前記ピストン操作部を移動させ、それによって前記ピストンを前記外筒に対して押し込み方向又は引き出し方向に移動させるピストン駆動部と、前記ピストン駆動部による前記ピストン操作部の移動方向を切り替えるピストン制御部と、前記シリンジの前記外筒に装着された針を突き刺した薬液容器の内圧を計測する内圧計測部と、前記内圧計測部により計測された前記薬液容器の内圧を表示する表示部とを備えた、シリンジ駆動装置を提供する。【００１１】
本発明の第２の態様は、前記シリンジ駆動装置を着脱可能に保持するシリンジ駆動装置保持部と、前記薬液容器を着脱可能に保持する容器保持部と、一端側に前記シリンジ駆動装置保持部が設けられ、他端側に前記容器保持部が設けられ、前記シリンジ駆動装置と前記容器保持部とを近接及び離反する方向に移動可能な可動部と、前記可動部を前記シリンジ駆動装置保持部と前記容器保持部との間の位置で回転可能に支持する台座部と、前記シリンジ駆動装置保持部が下側で前記容器保持部が上側に位置する第１の位置と、前記容器保持部が上側で前記シリンジ駆動装置が下側となる第２の位置とに前記可動部を回転させる回転駆動部とを備えた、調剤装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシリンジ駆動装置を使用する作業者は、握り部を握ることでシリンジを装着したシリンジ駆動装置を片方の手で保持しつつ、指示入力部への指示の入力によりシリンジのピストンを押し込み方向及び引き出し方向のいずれにも移動させることができる。つまり、シリンジを装着したシリンジ駆動装置を片手で保持しつつ、指示入力部へ必要な指示を入力するだけで、薬液容器からシリンジへの薬液又は空気の吸引や、シリンジから薬液容器への薬液又は空気の注入を簡単に実行できる。この点で、本発明のシリンジ駆動装置は、混合作業のような調剤作業において高い操作性を有する。また、内圧計測部で計測された薬液容器の内圧が表示部に表示される。調剤作業を実行する作業者は、表示部に表示された内圧を参照しつつ、指示入力部にピストンの押し込み方向又は引き出し方向の移動の指示を入力できる。そのため、確実かつ容易に、薬液容器内の内圧を過度に低下させることもなく、かつ高くなることもない状態で維持しつつ薬液容器とシリンジとの間での薬液の吸引や注入を実行できる。これらの点で、本発明のシリンジ駆動装置は、混合作業のような調剤作業を実行する作業者を効果的に支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるシリンジ駆動装置のシリンジを装着した状態の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるシリンジ駆動装置のシリンジを取り外した状態の斜視図。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるピストン駆動部を下方から視た斜視図。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるピストン駆動部を上方から視た斜視図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における表示部の正面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるシリンジ駆動装置の制御ブロック図。
【図７Ａ】本発明の第１の実施の形態におけるシリンジ駆動装置の動作を示すフローチャート。
【図７Ｂ】本発明の第１の実施の形態におけるシリンジ駆動装置の動作を示すフローチャート。
【図８Ａ】本発明の第１の実施の形態におけるシリンジ駆動装置を用いてシリンジに薬液を吸引する状態を示す斜視図。
【図８Ｂ】本発明の第１の実施の形態におけるシリンジ駆動装置を用いてシリンジの内圧調整を実行中の状態を示す斜視図。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるシリンジ駆動装置の模式的な断面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるシリンジ駆動装置の動作を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の変形例におけるシリンジ駆動装置の模式的な断面図
【図１２】本発明の第３の実施の形態における調剤装置の斜視図。
【図１３】本発明の第３の実施の形態における調剤装置のバイアルからシリンジへ薬液を吸引する際の動作を示すフローチャート。
【図１４】本発明の第３の実施の形態における調剤装置のシリンジからバイアルや薬液を注入する際の動作を示すフローチャート。
【図１５】シリンジでバイアルから薬液を吸引する作業を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成には同じ符号を付して、適宜説明を省略している。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態におけるシリンジ駆動装置１の斜視図である。このシリンジ駆動装置１は、シリンジ２０１を使用して調剤作業を行う作業者を支援するためのものである。調剤作業としては、たとえば、注射薬や点滴薬の混合作業である。このような調剤作業には、本実施の形態では、バイアル３０１（図８Ａ及び図８Ｂ参照）である薬液容器からシリンジ２０１へ薬液を吸引する作業や、その逆にシリンジ２０１からバイアル３０１に薬液を注入する作業がある。シリンジ２０１は、先端に注射針２０４が装着される外筒２０２と、ガスケット（図示せず）を備える先端側が注射針２０４とは反対側の開口から外筒２０２内に挿入されたピストン２０３とを備える。外筒２０２の開口端側にはフランジ部２０２ａが設けられ、ピストン２０３の後端側には顎部２０３ａが設けられている。
【００１６】
このシリンジ駆動装置１の使用時には、シリンジ２０１に装着した注射針２０４をバイアル３０のゴム栓３０２に突き刺すことで、シリンジ２０１とバイアル３０１の内部が空気の漏れない密閉空間とする。ここで、シリンジ２０１は、注射針２０４を介して、バイアル３０１と密閉空間を形成している。そのため、本実施の形態では、シリンジ２０１の内圧とバイアル３０１の内圧は等しくなる。そこで、本実施の形態の説明では、シリンジ２０１の内圧とバイアル３０１の内圧とを、同じものとみなして説明している。このようにシリンジ２０１と共に密閉空間を形成するバイアル３０１の内圧が正圧以上に高くなると、注射針２０４をゴム栓３０２から引き抜く際に薬液及び気化した薬液の外部への曝露が起こるおそれがある。一方、バイアル３０１の内圧（負圧）が過度に低いと、注射針２０４をゴム栓３０２から挿抜する際にバイアル３０１内の薬液３０３が気泡化するおそれがある。本実施の形態では、これらの現象を生じることなくシリンジ２０１に装着された注射針２０４をゴム栓３０２から抜くことが可能なバイアル３０１の定常時の内圧の適正範囲を、ゲージ圧で−２０ｋＰａ〜０ｋＰａとする。ただし、この適正範囲の上下限値の具体的な数値は、薬液の種類、薬液容器の種類と容量、温度や気圧のような作業時の環境条件に応じて設定される。
【００１７】
シリンジ駆動装置１は以下に概説するような機能を有する。まず、操作ボタン８Ａの操作により、ピストン２０３を外筒２０２に対して押し込み方向に自動的に移動させることができる。また、操作ボタン８Ｂの操作により、ピストン２０３を外筒２０２に対して引出し方向に自動的に移動させることができる。また、ピストン２０３の移動中にピストン駆動の動力源であるモータ１７（例えば図３参照）に供給される駆動電流や、ピストン２０３が停止中のバイアル３０１の内圧を測定する。そして、モータ１７に供給される駆動電流やバイアル３０１の内圧が、表示部６に視覚的に表示される。さらに、バイアル３０１の内圧やモータ１７の駆動電流が過度に上昇又は低下すると、警報が行われる。具体的な警報としては、音、振動、光の発生や、ピストン２０３の移動の強制的な停止などである。さらにまた、内圧調整ボタン９を操作すると、バイアル３０１の内圧が自動的に適正範囲に調節される。
【００１８】
以下、本実施の形態のシリンジ駆動装置１について具体的に説明する。以下の説明では、シリンジ駆動装置１について、図１において左側を前側（矢印Ａ２側）、右側を後側（矢印Ａ１側）、手前側を左側（矢印Ａ３側）、奥側を右側（矢印Ａ４側）と呼ぶ場合がある。
【００１９】
図１及び図２に示すように、シリンジ駆動装置１の本体２の上部には、シリンジ２０１の外筒２０２を着脱可能に保持するシリンジ保持部３が設けられ、その後側に、シリンジ２０１のピストン２０３の顎部２０３ａに着脱可能に係合するピストン操作部４が配置されている。また、本体２には、ピストン操作部４を移動させ、それによってピストン２０３を外筒２０２に対して押し込み方向及び引き出し方向に移動させるピストン駆動部５が設けられている。さらに、本体２の上部の左側には、バイアル３０１の内圧またはモータ１７の駆動電流の少なくとも一方を表示する表示部６と、警報信号を受けて点滅する発光部７とが設けられている。
【００２０】
シリンジ駆動装置１の本体２の下部側には、作業者が片手で握ることができる握り部２ａが設けられている。この握り部２ａは、シリンジ保持部３に保持されたシリンジ２０１の外筒２０２の長手方向に対して概ね直交する方向に延びている。握り部２ａの前側には、指示入力部としての操作ボタン８Ａ，８Ｂと内圧調整ボタン９とが設けられている。本実施の形態では、操作ボタン８Ａ，８Ｂと内圧調整ボタン９は、指で押下している間のみオン状態となり、指を離すとオフ状態となる、押しボタンである。ただし、必要な指令が手動で入力可能である限り、指示入力部の具体的な態様は特に限定されない。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、シリンジ保持部３は、外筒２０２のフランジ部２０２ａが差し込まれる溝１１と、この溝１１よりも前側に配置された押さえ片１２とを備える。溝１１は外筒２０２の長手方向の位置を固定する。押さえ片１２は図１に示す閉鎖位置と図２に示す開放位置とに回動可能である。閉鎖位置にあるときにロック爪１３で係止することで、押さえ片１２は外筒２０２を押さえた状態で保持される。ロック爪１３を外して押さえ片１２を開放位置とすると、シリンジ保持部３から外筒２０２を取り外すことができる。ピストン操作部４は、ピストン２０３の顎部２０３ａが差し込まれる溝１４を備える。また、ピストン操作部４は、図１に示す閉鎖位置と図２に示す開放位置とに回動可能な連結片１５を溝１４の前方に備える。ピストン２０３の顎部２０３ａが溝１４に差し込まれた状態で、閉鎖位置にある連結片１５をロック爪１６で係止することで、ピストン２０３がピストン操作部４に連結される。ロック爪１６を外して連結片１５を開放位置にすれば、顎部２０３ａを溝１４から抜き出して、ピストン２０３とピストン操作部４の連結を解除できる。
【００２２】
図３及び図４は、シリンジ駆動装置１から本体２を取り外した状態のピストン駆動部５を、ピストン操作部４、シリンジ２０１、及びシリンジ保持部３と共に示す図である。ピストン駆動部５は、出力軸１７ａがシリンジ２０１の長手方向に延びる姿勢で配置されたモータ１７を備える。モータ１７の回転は、出力軸１７ａに固定されたウォームギア１８から、歯車１９に伝達され、さらに歯車１９と共通の軸２１に固定された左右の歯車２２Ａ，２２Ｂを介して歯車２３Ａ，２３Ｂに伝達される。真直な円柱状のロッドの下面側に歯切りをした一対のラック２４Ａ，２４Ｂが、シリンジ保持部３に保持されたシリンジ２０１の外筒２０２の左右両側に平行に配置されている。これらのラック２４Ａ，２４Ｂは、両端が開口した筒状の軸受２５Ａ，２５Ｂによって支持されており、シリンジ保持部３に保持されたシリンジ２０１の長手方向に直動可能である。また、ラック２４Ａ，２４Ｂは、後端がピストン操作部４に連結され、先端には抜け止め２６Ａ，２６Ｂが設けられている。軸受２５Ａ，２５Ｂの下部に設けられた孔部を介して、歯車２３Ａ，２３Ｂがラック２４Ａ，２４Ｂに係合している。モータ１７から伝達された歯車２３Ａ，２３Ｂの回転により、ラック２４Ａ，２４Ｂが直進移動する。ラック２４Ａ，２４Ｂが移動すると、ピストン操作部４を介してラック２４Ａ，２４Ｂに連結されたシリンジ２０１のピストン２０３が、外筒２０２に対して押し込み方向又は引き出し方向に移動する。
【００２３】
本実施の形態では、モータ１７が逆転すると歯車２３Ａ，２３Ｂが図３及び図４において時計方向（矢印Ａ５の方向）に回転し、矢印Ａ１で示すように、ラック２４Ａ，２４Ｂはシリンジ２０１のピストン２０３を外筒２０２から引き出す方向にピストン操作部４を移動させる。一方、モータ１７が正転すると歯車２３Ａ，２３Ｂが図３及び図４において反時計方向（矢印Ａ６の方向）に回転し、矢印Ａ２で示すように、ラック２４Ａ，２４Ｂはピストン２０３を外筒２０２に押し込む方向にピストン操作部４を移動させる。
【００２４】
図１に示すように、シリンジ駆動装置１の本体２の側面（左側）であってシリンジ保持部３によって保持されたシリンジ２０１の近傍の位置に、表示部６が配置されている。この配置の理由は、シリンジ２０１内の薬液量を目視しながら表示部６を視認可能とするためである。
【００２５】
表示部６には、シリンジ駆動装置１の操作状態（より具体的には操作ボタン８Ａ，８Ｂの状態）に応じて、バイアル３０１の内圧の測定値とモータ１７の駆動電流の検出値のうちのいずれか一方が表示される。図１及び図５を参照すると、表示部６は、シリンジ保持部３に保持されたシリンジ２０１のピストン２０３の移動方向と平行に直線状に並べられた複数の発光素子２７を備える。発光素子２７は例えばＬＥＤからなる。また、図５において、発光素子２７の列の下側と上側には、いずれも細長い帯状である内圧表示ランプ２８と電流表示ランプ２９がそれぞれ設けられている。
【００２６】
表示部６がバイアル３０１の内圧を表示する場合、測定されたバイアル３０１の内圧の値に応じていずれかの発光素子２７が発光すると共に、内圧表示ランプ２８が点灯する。本実施の形態における表示部６では、適正範囲（−２０ｋＰａ〜０ｋＰａ）を含む−７０ｋＰａ〜７０ｋＰａの範囲の内圧を発光素子２７の列で表示可能である。
【００２７】
複数の発光素子２７は、ピストン２０３を外筒２０２に押し込む方向（矢印Ａ２で示す方向）が正圧側で、ピストン２０３を外筒２０２から引き出す方向（矢印Ａ１で示す方向）が負圧側に設定されている。例えば、図５において符号２７ａで示す発光素子が発光している場合、測定されたバイアル３０１の内圧が−４０ｋＰａ程度であることを示す。バイアル３０１の内圧の測定値が上昇すれば、発光している発光素子２７ａの位置が矢印Ａ２方向（図５において左側）に移動する。一方、バイアル３０１の内圧の測定値が低下すれば、発光している発光素子２７ａの位置は矢印Ａ１方向（図５において右側）に移動する。このようにピストン２０３の押し込み及び引き出し方向と、内圧の増加及び減少に伴う発光素子２７による内圧表示の変化の方向とが、一致する。つまり、ピストン２０３を手動で移動させる場合に作業者が指で感じる感覚と同様の態様で、バイアル３０１の内圧が表示される。そのため、作業者は表示部６に表示されたバイアル３０１の内圧を直感的に認識できる。
【００２８】
また、内圧表示ランプ２８には、内圧の適正範囲（−２０ｋＰａ〜０ｋＰａ）と、内圧の適正範囲の正圧上限値（０ｋＰａ）以上の注意域と、内圧の適正範囲の負圧下限値（−２０ｋＰａ）以下の注意域とが表示されている。そのため、発光している発光素子２７がこれら３種類の表示のいずれに属するかを視認することで、バイアル３０１の内圧が適正であるか、高すぎるか、又は低すぎるかを速やかに判断できる。
【００２９】
表示部６がモータ１７の駆動電流を表示する場合、検出された駆動電流の値に応じていずれかの発光素子２７が発光すると共に、電流表示ランプ２９が点灯する。本実施の形態における表示部６では、モータ１７の適正な動作域である−５００ｍＡ〜５００ｍＡを含む−７００ｍＡ〜７００ｍＡの範囲の駆動電流を、発光素子２７の列で表示可能である。駆動電流の正負の符号については、正電流がモータ１７を正転させる電流（ピストン２０３を外筒２０２に矢印Ａ２の方向に押し込む場合のモータ１７の電流）を示し、負電流はモータ１７を逆転させる電流（ピストン２０３を外筒２０２から矢印Ａ１の方向に引き出す場合のモータ１７の電流）を示す。
【００３０】
複数の発光素子２７は、ピストン２０３を外筒２０２に押し込む方向（矢印Ａ２で示す方向）にモータ１７を駆動させる電流が正電流側に設定されており、ピストン２０３を外筒２０２から引き出す方向（矢印Ａ１で示す方向）にモータ１７を駆動させる電流が負電流側に設定されている。例えば、図５において符号２７ａで示す発光素子が発光している場合、測定されたモータ１７の駆動電流が−４００ｍＡ程度であることを示す。この状態から駆動電流の検出値がゼロに近付くように減少すれば、発光している発光素子２７ａの位置が矢印Ａ２方向（図５において左側）に移動する。逆に、この状態から駆動電流の検出値が負の方向に増加すれば、発光している発光素子２７ａの位置は矢印Ａ１方向（図５において右側）に移動する。正の駆動電流が大きいほどモータ１７を動力源とするピストン駆動部５がピストン２０３を押し込む力が大きいことを示し、負の駆動電流が大きいほどピストン駆動部５がピストン２０３を引き出す力が大きいことを示す。従って、ピストン２０３の押し込み方向及び引き出す方向と、駆動電圧の変化に伴う発光素子２７の発光位置の変化の方向とが一致する。つまり、ピストン２０３を手動で移動させる場合に作業者が指で感じる感覚と同様の態様で、駆動電流が表示される。従って、作業者は表示部６に表示されたバイアル３０１の内圧を直感的に認識でき、高い操作性が得られる。
【００３１】
また、電流表示ランプ２９には、モータ１７の駆動電流が適正な動作域（本実施の形態では−５００〜５００ｍＡ）と、モータ１７の駆動電流が動作域の上限値（本実施の形態では５００ｍＡ）以上の警戒域と、モータ１７の駆動電流が動作域の下限値（本実施の形態では−５００ｍＡ）以下の警戒域とが表示されている。そのため、発光している発光素子２７がこれら３種類の表示のいずれに属するかを視認することで、駆動電流が適正であるか否かを判断できる。
【００３２】
後に詳述するように、表示部６がモータ１７の駆動電流を表示するか、バイアル３０１の内圧を表示するかは、操作ボタン８Ａ，８Ｂの操作状態により決まる。操作ボタン８Ａ，８Ｂのいずれかがオン状態であれば（図７ＡのステップＳ０３，Ｓ０９）、電流表示ランプ２９が発光して、検出されたモータ１７の駆動電流が表示素子２７によって表示される。一方、操作ボタン８Ａ，８Ｂがオフ状態であれば、内圧表示ランプ２８が発光して、検出された内圧が表示素子２７によって表示される。
【００３３】
発光素子２７の色を異なる色にすることで、表示部６におけるバイアル３０１の内圧やモータ１７の駆動電流の表示をより直感的に認識可能なものにできる。例えば、バイアル３０１の内圧の適正範囲（−２０ｋＰａ〜０ｋＰａ）に属する発光素子２７を緑色とし、２つの注意域に属する発光素子２７を黄色に設定することが考えられる。ＬＥＤのような発光素子に代えて又はそれと併せて、バイアル３０１の内圧やモータ１７の駆動電流の値をデジタル数字で表示してもよい。
【００３４】
作業者が右手と左手のいずれで握り部２ａを握った場合でも、表示部６を視認可能とするために、図１に示すように本体２の左側の側面に表示部６を設けるだけでなく、本体２の右側の側面にも表示部６を設けることが好ましい。この場合の表示部６は、ピストン２０３の移動方向とバイアル３０１の内圧やモータ１７の駆動電流の表示の変化方向とを一致させるために、図５の場合とは左右逆（正負が逆）とすることが好ましい。
【００３５】
図６を参照すると、シリンジ駆動装置１の本体２には、モータ１７（ピストン駆動部５）に加え、電流検出部３１、回転速度検出部３２、傾斜検出部３３、警報音部３４、振動部３５、及び制御部３６が内蔵されている。電流検出部３１は、モータ１７に供給される駆動電流を検出する。回転速度検出部３２は、モータ１７の回転速度を検出する。傾斜検出部３３は傾斜センサを備え、シリンジ保持部３に装着されたシリンジ２０１の姿勢が上向きであるか下向きであるかを検出する。具体的には、傾斜検出部３３は、シリンジ保持部３に装着されたシリンジ２０１の注射針２０４の針先が、水平方向よりも重力方向（シリンジ２０１は下向き）であるか、水平方向よりも重量方向とは反対方向（シリンジ２０１は上向き）であるかを検出する。警報音部３４は、例えばビープ音のような警報音を発生する。振動部３５は、例えば振動モータのような振動源により振動を発生する。制御部３６は、操作ボタン８Ａ，８Ｂと内圧調整ボタン９の押下の有無として入力される作業者の指示と、電流検出部３１、回転速度検出部３２、及び傾斜検出部３３からの入力とに基づいて、モータ１７、表示部６、発光部７、警報音部３４、及び振動部３５を制御する。
【００３６】
制御部３６は、ピストン制御部４１、内圧算出部４２、表示制御部４３、停止調整部４４、内圧調整部４５、警報処理部４６、ピストン停止指示部４７、切替指示部４８、及び内圧調整指示部４９を備える。
【００３７】
ピストン制御部４１は、ピストン駆動部５が備えるモータ１７に供給される駆動電流の正負を切り替えることで、ピストン操作部４によるピストン２０３の移動方向を制御する。また、ピストン制御部４１は、モータ１７を駆動させる駆動電流の電流値を調整することにより、ピストン２０３を押し出し方向又は引き抜き方向に移動させる駆動力を制御する。
【００３８】
内圧算出部４２は、電流検出部３１で検出されるモータ１７の駆動電流から、シリンジ２０１に装着した注射針２０４を突き刺したバイアル３０１の内圧（負圧域から正圧域まで）を算出する。本実施の形態では、電流検出部３１と内圧算出部４２が内圧計測部を構成する。
【００３９】
表示制御部４３は、電流検出部３１で検出されるモータ１７の駆動電流と、内圧算出部４２で算出されるバイアル３０１の内圧とが、前述した態様で表示されるように、表示部６を制御する。
【００４０】
停止調整部４４は、回転速度検出部３２が検出するモータ１７の回転速度が０になるように、ピストン制御部４１によってモータ１７に供給される駆動電流に対するフィードバック制御を実行する。
【００４１】
内圧調整部４５は、バイアル３０１の内圧が前述した適正範囲となるように、ピストン制御部４１へモータ１７の駆動電流の正負と電流値の指示を出力する。
【００４２】
警報処理部４６は、電流検出部３１で検出されるモータ１７の駆動電流と内圧算出部４２で算出されるバイアル３０１の内圧とを監視し、これらの値に応じて、発光部７、警報音部３４、振動部３５、及びピストン停止指示部４７などの警報部に、警報信号を出力する。ピストン停止指示部４７はピストン２０３を停止するようにピストン制御部４１へ指示を出力する。
【００４３】
切替指示部４８は、操作ボタン８Ａ，８Ｂの状態、すなわち操作ボタン８Ａ，８Ｂが押下されているか否かを検出し、検出結果に応じてピストン制御部４１、表示制御部４３、及び停止調整部４４に指示を出力する。
【００４４】
内圧調整指示部４９は、内圧調整ボタン９が押下されると、内圧調整指示を内圧調整部４５に出力する。
【００４５】
次に、図７Ａ及び図７Ｂのフローチャートを参照して、シリンジ駆動装置１の動作を説明する。このフローチャートは、外筒２０２をシリンジ保持部３に装着してピストン２０３をピストン操作部４に連結し、かつシリンジ２０１に装着した注射針２０４をバイアル３０１のゴム栓３０２に突き刺した後のシリンジ駆動装置１の動作を示す。
【００４６】
ステップＳ０１において切替指示部４８が操作ボタン８Ａ，８Ｂの状態を検出する。ステップＳ０２において、操作ボタン８Ａがオン状態であることを検出すると、切替指示部４８からの指示によりピストン制御部４１がモータ１７に対して負の駆動電流を供給する。そして、ピストン駆動部５により駆動されたピストン操作部４が、矢印Ａ２で示す引き出し方向にピストン２０３を移動させる（ステップＳ０３）。また、ステップＳ０２において、操作ボタン８Ｂがオン状態であることを切替指示部４８が検出すると、切替指示部４８からの指示によりピストン制御部４１がモータ１７に対して正の駆動電流を供給する。そして、ピストン駆動部５により駆動されたピストン操作部４が、矢印Ａ１で示す押し込み方向にピストン２０３を移動させる。
【００４７】
ステップＳ０４において、電流検出部３１がモータ１７に供給される駆動電流の向きと強さを検出する。検出されたモータ１７の駆動電流の向きと強さは、表示制御部４３によって、表示部６に表示される（ステップＳ０５）。つまり、操作ボタン８Ａ，８Ｂを押して、モータ１７へ駆動電流を流してピストン操作部４を動かしている時は、電流検出部３１により検出された駆動電流が、表示部６に表示される。
【００４８】
電流検出部３１が検出したモータ１７の駆動電流の向きと強さは、警報処理部４６にも入力される。警報処理部４６は、ステップＳ０６において駆動電流が警戒域（本実施の形態では、５００ｍＡ以上又は−５００ｍＡ以下）であることを検出すると、ステップＳ０７において警報信号を発信する。警報処理部４６が発信した警報信号を受信することで、警報音部３４の警報音の発生、振動部３５の振動の発生、発光部７の発光、及びピストン２０３の駆動の強制的な停止の少なくとも１つが実行される。ここで、ピストン２０３の駆動の強制的な停止は、ピストン停止指示部４７からの指示の指示を受けたピストン制御部４１により行われる。
【００４９】
警報音部３４、振動部３５、発光部７、及びピストン停止指示部４７のうちの１つ以上を同時に動作させてもよい。また、これらを段階に動作させてもよい。例えば、モータ１７の駆動電流が警戒域になった場合に、まず、発光部７を発光させる（連続発光でも点滅でもよい）。次に、さらに動作域から離れるようにモータ１７の駆動電流が変化すれば、振動部３５による振動の発生と警報音部３４による警報音の発生を実行する。その後もモータ１７の駆動電流が動作域から離れていく場合に、ピストン停止指示部４７によりピストン２０３を強制的に停止する。このように、モータ１７によりピストン２０３を押し込み方向又は引き出し方向に移動させている間（バイアル３０１との間で薬液３０３や空気の吸引又は注入を実行している間）、モータ１７の駆動電流を監視し、最大電流を超えそうになったら、作業者への警告やピストン２０３の強制停止を行なうことで、モータ１７に過剰な負荷がかかるのを防ぐことができ、モータ１７の寿命を延ばすことができる。
【００５０】
ステップＳ０２において、操作ボタン８Ａ，８Ｂがいずれもオフ状態であることを切替指示部４８が検出すると、ステップＳ１０において内圧調整指示部４９が内圧調整ボタン９の状態を検出する。ステップＳ１０において内圧調整ボタン９がオフ状態であれば、ステップＳ１１〜Ｓ１７においてバイアル３０１の内圧測定を含む種々の処理が実行される。一方、ステップＳ１０において内圧調整ボタン９がオン状態であれば、ステップＳ２１〜Ｓ２９においてバイアル３０１の内圧を自動調整が実行される。
【００５１】
以下、ステップＳ１１〜Ｓ１７を説明する。
【００５２】
ステップＳ１１において回転速度検出部３２がモータ１７の回転速度を検出する。また、ステップＳ１２において、停止調整部４４は、ピストン制御部４１によってモータ１７に供給される駆動電流を、回転速度検出部３２が検出する回転速度が０になるようにフィードバック制御する。つまり、停止調整部４４はバイアル３０１の内圧に抗した状態でピストン操作部４（ピストン２０３）の移動を停止させて、その時点での位置に保持する。
【００５３】
次に、ステップＳ１３において、モータ１７の回転速度が０のときの駆動電流の向きと強さを電流検出部３１が検出する。また、ステップＳ１４において、電流検出部３１が検出したモータ１７の駆動電流に基づいて内圧算出部４２がバイアル３０１の内圧を算出する。算出されたバイアル３１０の内圧は表示制御部４３によって表示部６に表示される（ステップＳ１５）。つまり、作業者は、シリンジ駆動装置１に装着したシリンジ２０１の注射針２０４にバイアル３０１を突き刺した状態で、バイアル３０１の内圧を目視により認識することが可能になる。
【００５４】
内圧算出部４２が算出したバイアル３０１の内圧は、警報処理部４６にも入力される。警報処理部４６は、ステップＳ１６においてバイアルＳ３０１の内圧が注意域（本実施の形態では０ｋＰａ以上又は−４０ｋＰａ以下）であることを検出すると、ステップＳ１６において警報信号を発信する。警報処理部４６が発信した警報信号を受信することで、警報音部３４の警報音の発生、振動部３５の振動の発生、発光部７の発光、及びピストン２０３の駆動の強制的な停止の少なくとも１つが実行される。ここで、ピストン２０３の駆動の強制的な停止は、ピストン停止指示部４７からの指示を受けたピストン制御部４１によって行われる。
【００５５】
警報音部３４、振動部３５、発光部７、及びピストン停止指示部４７のうちの１つ以上を同時に動作させてもよい。また、これらを段階に動作させてもよい。例えば、バイアル３０１の内圧が注意域になった場合に、まず、発光部７を発光させる。次に、さらに適正範囲から離れるようにバイアル３０１の内圧が変化すれば、振動部３５による振動の発生と警報音部３４による警報音の発生を実行する。その後もバイアル３０１の内圧が適正範囲から離れていく場合に、ピストン停止指示部４７によるピストン２０３を強制的に停止する。このように、モータ１７によりピストン３を押し込み方向又は引き出し方向に移動させている間（バイアル３０１との間で薬液３０３や空気の吸引又は注入を実行している間）、モータ１７の駆動電流を監視し、最大電流を超えそうになったら、作業者への警告やピストン２０３の強制停止を行なう。このような制御を行うことで、モータ１７に過剰な負荷がかかるのを防ぐことができ、モータ１７の寿命を延ばすことができる。このようにバイアル３０１の内圧が適正範囲外となった場合に発報処理を行うことで、注射針２０４をバイアル３０１から抜く際に注意すべきであることを作業者に確実に伝えることができる。
【００５６】
ここで内圧算出部３３によるバイアル３０１の内圧の算出について説明する。
【００５７】
ピストン２０３の移動速度が０であれば、バイアル３０１内の薬液３０４の移動に伴う粘性抵抗を考慮する必要がなくなるため、バイアル３０１の内圧に対する抗力がピストン操作部４からピストン２０３に作用しているとみなすことができる。例えば、バイアル３０１の内圧が負圧であるとピストン２０３を押し込み方向に移動させようとするので、移動速度が０であれば引き出し方向の抗力がピストン２０３に作用している。また、バイアル３０１の内圧が正圧であるとピストン２０３を引き出し方向に移動させようとするので、移動速度が０であれば押し込み方向の抗力がピストン２０３に作用している。そして、ピストン操作部４からピストン２０３に作用するバイアル３０１の内圧に対する抗力は、モータ１７の出力トルクに依存し、モータ１７の出力トルクは駆動電流に比例する。従って、本実施の形態では、前述のようにモータ１７の回転速度が０（ピストン２０３の移動速度が０）のときの駆動電流を使用することで、計算が複雑化する条件を除外し、簡略化された条件下でバイアル３０１の内圧を算出できる。つまり、ピストン２０３の移動速度が０の条件とするとことで、バイアル３０１内の薬液３０３の移動に伴う粘性抵抗を考慮する必要がなくなるため、容易にバイアル３０１の内圧を推定できる。ここで、粘性抵抗は、シリンジ２０１や注射針２０４の内側形状や壁面の状態、バイアル３０１内の薬液３０３の粘性等の多くのパラメータによって決定されるため、推定して計算をすることは極めて困難であり、粘性抵抗を無視できることは大きな利点となる。
【００５８】
より具体的には、モータ１７の回転速度が０となるようにフィードバック制御を行うと、モータ１７の出力トルクにピストン２０３の静止摩擦力やモータ駆動伝達系の摩擦のような静止摩擦力を加えた和と、バイアル３０１の内圧がピストン２０３に及ぼす力とが釣り合う。従って、内圧算出部４２は、予め測定しておいたこれらの静止摩擦力よるオフセットを、バイアル３０１の内圧の算出において以下のように考慮する。ここでピストン２０３の移動速度が０の際にモータ１７の駆動電流の電流値をＩとし、バイアル３０１の内圧をＰとする。測定された駆動電流Ｉが正（モータ１７の駆動方向は正転方向）であれば、内圧Ｐは正圧で、ピストン操作部４によるピストン２０３の移動方向は押し込み方向である。この場合、駆動電流Ｉとピストン操作部４によるピストン２０３の付勢力との間の比例定数をａ、前述の静止摩擦力によるオフセットをｂとすると、Ｐ＝ａＩ−ｂの関係が成り立つ。測定された駆動電流Ｉが負（モータ１７の駆動方向は逆転方向）であれば、内圧Ｐは負圧で、ピストン操作部４によるピストン２０３の移動方向は引き出し方向である。この場合は、Ｐ＝ａＩ＋ｂの関係が成り立つ。内圧算出部４２は検出された駆動電流に応じてこれらの関係に基づいて内圧を算出する。
【００５９】
次に、ステップＳ２１〜Ｓ２９を説明する。
【００６０】
内圧調整指示部４９が内圧調整ボタン９がオン状態であることを検出すると（ステップＳ１０）、内圧調整指示部４９から内圧調整部４５へ内圧調整の指示が出力される。内圧調整部４５は傾斜検査部３３からの入力に基づいて、注射針２０４の姿勢を判断する（ステップＳ２１）。内圧調整部４５は、ステップＳ２１において、注射針２０４の針先が水平より重力と反対方向（例えば図８Ｂに示すような姿勢）であれば、ステップＳ２２〜Ｓ２９を実行してバイアル３０１の内圧の自動調整を実行する。しかし、内圧調整部４５は、注射針２０４の針先が水平より重力方向（例えば図８Ａに示すような姿勢）であれば、バイアル３０１の内圧の自動調整を実行しない。バイアル３０１の内圧の調整は、バイアル３０１に対してシリンジ２０１により空気の吸引や注入を行うことで実行されるので、注射針２０４の針先が上向きであって薬液３０３の液面よりも上方に位置している必要があるためである。そのため、本実施の形態では、内圧調整部４５は注射針２０４の姿勢を確認して針先の姿勢が上向きであれば、薬液３０３の液面よりも上方にあるとみなしてバイアル３０１の内圧の調整を実行する。
【００６１】
ステップＳ２２〜Ｓ２５（回転速度が０となるようにモータ１７の駆動電流を制御、モータ１７の駆動電流の検出、及びバイアル３０１の内圧の算出）は、前述したステップＳ１１〜Ｓ１４と同様である。ステップＳ２６において内圧算出部４２の算出したバイアル３０１の内圧が正圧限界値（本実施の形態では０ｋＰａ）以上であれば、内圧調整部４５はピストン制御部４１に対してピストン２０３を引き出し方向に移動させるように指示する（ステップＳ２７）。この指示によってピストン２０３が引き出し方向に移動すると、バイアル３０１内の空気がシリンジ２０１に吸引されるので、バイアル３０１の内圧は低下する。一方、ステップＳ２６において内圧算出部４２の算出した内圧が負圧限界値（本実施の形態では−４０ｋＰａ）以下であれば、内圧調整部４５はピストン制御部４１に対してピストン２０３を押し込み方向に移動させるよう指示する（ステップＳ２８）。この指示によってピストン２０３が押し込み方向に移動すると、シリンジ２０１内の空気がバイアル３０１内に注入されるので、バイアル３０１の内圧が上昇する。以上の処理が調整終了まで繰り返される（ステップＳ２９）。
【００６２】
以下、シリンジ駆動装置１を使用してバイアル３０１からシリンジ２０１に薬液３０３を吸引する作業を説明する。作業者は例えば右手で拳銃を握る要領で握り部２ａを握る。この場合、右手を握り部２ａから離すことなく、引き金（trigger）を引く要領で右手の人差し指で操作ボタン８Ａ，８Ｂや内圧調整ボタン９を操作できる。
【００６３】
まず、バイアル３０１内の薬液３０３をシリンジ２内へ吸引する準備のため、注射針２０４の先端が大気中に位置する状態で操作ボタン８Ａを押し、空気をシリンジ２０１内へ適宜吸引する。操作ボタン８Ａを押すと、モータ１７が逆転し、その回転によって、ラック２４Ａ、２４Ｂに結合したピストン操作部４も後方へ動く。そして、ピストン操作部４に連結されたピストン２０３が後方（引き出し方向）へ動き、シリンジ２０１に空気が吸引される。吸引する薬液よりやや少ない量の空気を吸引した時点で、作業者は操作ボタン８Ａを離して吸引を停止させる。
【００６４】
次に、作業者は、シリンジ２０１を装着したシリンジ駆動装置１を片手に保持し、シリンジ２０１の注射針２０４を他方の手に保持したバイアル３０１のゴム栓３０２に突き刺す。ゴム栓３０２に注射針２０４で突き刺すことで、シリンジ２０１とバイアル３０１の内部が空気の漏れない密閉空間を形成する。例えば作業者が右手によって握り部２ａを握ると、注射針２０４は概ね作業者の右前腕と同方向に延びる姿勢となる。従って、作業者は、左手に保持したバイアル３０１のゴム栓３０２に対して適正な位置と角度でシリンジ２０１の注射針２０４を突き刺す作業を容易に実行できる。
【００６５】
次に、作業者は、図８Ａで示すように、シリンジ２０１が下向きで、注射針２０４がバイアル３０１内の薬液３０３の液面よりも下側となる姿勢とした後、シリンジ駆動装置１の操作ボタン８Ａを押下してピストン操作部４を後方に移動させる。その結果、ピストン２０３が引き出し方向に移動し、バイアル３０１内の薬液３０３がシリンジ２０１へ吸引される。また、作業者は、図８Ｂに示すように、シリンジ２０１が上向きで、注射針２０４がバイアル３０１内の薬液３０３の液面よりも上側となる姿勢とした後、シリンジ駆動装置１の操作ボタン８Ｂを押下してピストン操作部４を前方に移動させる。その結果、ピストン２０３が押し込み方向に移動し、シリンジ２０１内の空気が注入されたバイアル３０１の内圧が回復する。これらの作業を繰り返すことで、バイアル３０１内の薬液３０３をシリンジ２０１内の空気と置換するような態様で、バイアル３０１からシリンジ２０１への薬液３０３の吸引が行われる。
【００６６】
以下、シリンジ駆動装置１を使用してシリンジ２０１からバイアル３０１へ薬液を注入する作業を説明する。まず、作業者は、シリンジ２０１を装着したシリンジ駆動装置１を片手に保持し、シリンジ２０１の注射針２０４を他方の手に保持した粉末状の薬剤が収容されたバイアル３０１のゴム栓３０２に突き刺す。ゴム栓３０２に注射針２０４で突き刺すことで、シリンジ２０１とバイアル３０１の内部が空気の漏れない密閉空間を形成する。
【００６７】
次に、作業者はシリンジ２０１の注射針２０４がバイアル３０１内の空気中にある状態（例えば図８Ｂ）で操作ボタン８Ｂを押下する。その結果、ピストン操作部４と共にピストン２０３が引き出し方向に移動してバイアル３０１内の空気がシリンジ２０１に吸引され、バイアル３０１の内圧が徐々に低下していく。作業者は操作ボタン８Ｂを離してピストン２０３の移動を停止させた後、バイアル３０１とシリンジ２０１の位置姿勢をシリンジ２０１内から薬液が押し出されるような状態（例えば図８Ａ）とする。この状態で、作業者は操作ボタン８Ｂを押下する。その結果、ピストン操作部４と共にピストン２０３が押し込み方向に移動してシリンジ２０１内の薬液がバイアル３０１内に注入される。これらの作業を繰り返すことで、バイアル３０１内の空気をシリンジ２０１内の薬液と置換するような態様でシリンジ２０１からバイアル３０１への薬液の注入が行われる。
【００６８】
本実施の形態のシリンジ駆動装置１は、以上のようなシリンジ２０１とバイアル３０１との間での薬液の吸引作業や注入作業を行う上で、特に以下の点で高い操作性を有する。本実施の形態のシリンジ駆動装置１は、高い操作性を有するため、作業者を効果的に支援できる。
【００６９】
握り部２ａを握ることでシリンジ駆動装置１を片方の手で保持しつつ、単に操作ボタン８Ａ，８Ｂを操作するだけで、シリンジ２０１のピストン２０３を押し込み方向及び引き出し方向のいずれにも移動させ、薬液や空気の吸引や注入を簡単に実行できる。また、作業者は人差し指以外の指で握り部２ａを握ったままで、握り部２ａの前側に回った人差し指の先で操作ボタン８Ａ，８Ｂや内圧調整ボタン９を操作できる。つまり、作業者は、片方の手による握り部２ａの握りを解除することも、他方の手によるバイアル３０１の保持を解除することもなく、シリンジ駆動装置１を操作できる。
【００７０】
操作ボタン８Ａ，８Ｂを押下して薬液や空気の吸引や注入を行っている間は、電流検出部３１により検出されたモータ１７の駆動電流が表示部６に表示される。また、作業者が操作ボタン８Ａ，８Ｂをいずれも押下していないときには、内圧算出部４２の算出したバイアル３０１の内圧が表示部６に表示される。従って、これらの表示を参照しつつ、必要に応じてシリンジ駆動装置１を図８Ｂのような姿勢として操作ボタン８Ａ，８Ｂを操作し、ピストン操作部４でピストン２０３を押し込み方向又は引き出し方向に移動させることで、バイアル３０１の内圧を調整できる。また、シリンジ駆動装置１を図８Ｂのような姿勢として内圧調整ボタン９を操作するだけで、自動的にバイアル３０１の内圧が適正範囲に調整される。このようにバイアル３０１の内圧の調整が容易であるので、バイアル３０１の内圧を過度に低下させることもなく、かつバイアル３０１の内圧を高圧にすることもない状態で維持しつつ、バイアル３０１とシリンジ２０１との間での薬液の吸引や注入を実行できる。従って、バイアル３０１の内圧が高すぎる状態で針を抜いた際の薬液および気化した薬液の外部への曝露や内圧が低すぎる状態での発泡が防止でき、調剤作業がより安全かつ容易になる。
【００７１】
（第２の実施の形態）
図９及び図１０に示す本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態ではモータ１７の駆動電流からバイアル３０１の内圧を算出するのに対し、ピストン操作部４がピストン２０３から受ける応力を検出し、それを使用してバイアル３０１の内圧を算出するものである。具体的には、本実施の形態のシリンジ駆動装置４０１の本体４０２が応力検出部５２を備え、この応力検出部５２はピストン操作部４の溝１４の対向する溝壁にそれぞれ取り付けられた応力センサ５１Ａ，５１Ｂを含む。前述のように、ピストン２０３の顎部２０３ａは、ピストン操作部４の溝１４に収容され、閉状態の連結部１５をロック爪１６で係止することで、ピストン操作部４に連結される。この状態で、ピストン２０３に対して引き出し方向（矢印Ａ１の方向）の負荷が作用すると、それに相当する応力が応力センサ５１Ａで検出される。また、この状態でピストン２０３に対して押し込み方向（矢印Ａ２の方向）の負荷が作用すると、それに相当する応力が応力センサ５１Ｂで検出される。従って、シリンジ２０１の注射針２０４をバイアル３０１に突き刺した状態では、バイアル３０１の正の内圧に相当する応力が応力センサ５１Ａで検出され、バイアル３０２の負の内圧に相当する応力が応力センサ５１Ｂで検出される。
【００７２】
本実施の形態のシリンジ駆動装置４０１の動作は、ステップＳ１３，Ｓ２４において応力センサ５１Ａ，５１Ｂで応力が検出され、ステップＳ１４，Ｓ２５において検出された応力（応力センサ５１Ａ，５１Ｂの出力の差）に基づいてバイアル３０１の内圧が検出される点を除いて、図７Ａ及び図７Ｂに示す第１の実施の形態の場合と同様である。
【００７３】
図１１は第２の実施の形態の変形例を示す。この変形例では、シリンジ駆動装置５０１の応力検出部５４はシリンジ保持部３の溝１１の対向する溝壁にそれぞれ取り付けられた応力センサ５３Ａ，５３Ｂを含む。前述のように、シリンジ２０１の外筒２０２は、フランジ部２０２ａがピストン保持部３の溝１１に収容された状態でシリンジ保持部３に固定される。この状態で、ピストン２０３に対して引き出し方向の負荷が作用すると、それに相当する応力（図９において応力センサ５１Ａで検出される応力に相当）が応力センサ５３Ａで検出される。また、この状態でピストン２０３に対して押し込み方向の負荷が作用すると、それに相当する応力（図９において応力センサ５１Ｂで検出される応力に相当）が応力センサ５３Ｂで検出される。従って、シリンジ２０１の注射針２０４をバイアル３０１に突き刺した状態では、バイアル３０１の正の内圧に相当する応力が応力センサ５３Ａで検出され、バイアル３０１の負の内圧に相当する応力が応力センサ５３Ｂで検出される。このようにバイアル３０１の内圧に応じてピストン操作部４がピストン２０３から受ける応力を外筒２０２のフランジ部２０２ａで間接的に測定してもよい。
【００７４】
（第３の実施の形態）
図１２は本発明に係るシリンジ駆動装置を応用した調剤装置６１を示す。この調剤装置６１は、シリンジ２０１とバイアル３０１間での薬液の吸引や注入を実行できる。作業者はシリンジ２０１やバイアル３０１を手で保持することなく、調剤装置６１を操作するだけでこれらの作業を実行できる。
【００７５】
この調剤装置６１の可動部６２は、一端側に第１の実施の形態と同様のシリンジ駆動装置１を保持するシリンジ駆動装置保持部６７を備え、他端側に容器保持部６３を備える。容器保持部６３は薬液容器（この例ではバイアル３０１）を着脱可能に保持するための開閉動作可能なクランプ６４Ａ，６４Ｂを備える。また、容器保持部６３は矢印Ｂ１，Ｂ２で概念的に示す方向に、可動部６２に対して往復直動する。容器保持部６３が矢印Ｂ１方向に移動すればバイアル３０１がシリンジ駆動内１に装着されたシリンジ２０１に向けて接近し、その逆に容器保持部６３が矢印Ｂ２方向に移動すればバイアル３０１はシリンジ２０１から離れる。容器保持部６３に代えてシリンジ駆動装置保持部６７が容器保持部６３に対して近接及び離反する方向に移動する構成でもよく、容器保持部６３とシリンジ駆動装置保持部６７の両方が可動部６２上で往復直動する構成でもよい。
【００７６】
可動部６２は、シリンジ駆動装置保持部６７と容器保持部６３との間の位置で固定の台座部６５に連結されている。可動部６２と台座部６５との間には回転駆動部６６が介在している。回転駆動部６６は、図１２に示すように容器保持部６３が上側でシリンジ駆動装置１が下側となる倒立姿勢と、その逆のシリンジ駆動装置１が下側で容器保持部６３が上側に位置する正立姿勢とのいずれかに可動部６２を回転させる。
【００７７】
図１３を参照してバイアル３０１からシリンジ２０１に薬液を吸引する際の調剤装置６１の動作を説明する。まず、可動部６２の初期の姿勢は、図１２に示す正立姿勢（シリンジ駆動装置保持部６７が下側で容器保持部６３が上側）である。ステップＳ１０１においてシリンジ駆動装置１によりシリンジ２０１のピストン２０３が後退し、シリンジ２０１内に空気が吸引される。次に、ステップＳ１０３において容器保持部６３によりバイアル３０１が下降し（矢印Ｂ２の方向に移動し）、それによってバイアル３０１にシリンジ２０１の注射針２０４が突き刺される。
【００７８】
そして、ステップＳ１０３においてシリンジ駆動装置１がピストン２０３を引き込み方向に移動させて、バイアル３０１内の薬液をシリンジ２０１内に吸引する。そして、ステップＳ１０４においてシリンジ駆動装置１が検出するバイアル３０１の内圧が所定範囲外となると（ステップＳ１０５）、容器保持部６３によりバイアル３０１を僅かに降下させて、注射針２０４の先端がバイアル３０１内の薬液の液面よりも上方に位置するように配置する。この状態で、シリンジ駆動装置１が内圧調整（図７ＢのステップＳ２１〜Ｓ２９参照）を実行する。その後、容器保持部６３によりバイアル３０１を上昇させて、注射針２０４の先端がバイアル３０１内の薬液の液面よりも下方に位置するように配置する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０３〜Ｓ１０９の動作がステップＳ１１０で所定量の薬液が吸引されるまで繰り返される。
【００７９】
図１４を参照してシリンジ２０１からバイアル３０１に薬液を注入する際の調剤装置６１の動作を説明する。まず、可動部６２の初期の姿勢は図１２とは逆の倒立姿勢である。ステップＳ２０２において容器保持部６３によりバイアル３０１が上昇し、それによってバイアル３０１にシリンジ２０１の注射針２０４が突き刺される。
【００８０】
ステップＳ２０２においてシリンジ駆動装置１がピストン２０３を引き込み方向に移動させ、それによってバイアル３０１内の空気をシリンジ２０１が吸引する。ステップＳ２０４においてシリンジ駆動装置１が検出するバイアル３０１の内圧が所定値まで低下するまで、シリンジ２０１による空気の吸引が継続される。
【００８１】
ステップＳ２０４においてバイアル３０１の内圧が所定値まで低下すると、シリンジ駆動装置１によりピストン２０３が押し込み方向に移動され、シリンジ２０１内の薬液がバイアル３０１へ注入される。このバイアル３０１への注入は、シリンジ駆動装置１が検出したバイアル３０１の内圧（ステップＳ２０８）がステップＳ２０９でバイアル３０１の内圧が所定値まで上昇したことが検出されるか、又はステップＳ２１０で所定量の薬液が注入されるまで繰り返される。ステップＳ２０９でバイアル３０１の内圧が所定値まで上昇すると、ステップＳ２０３〜Ｓ２０５が繰り返されてバイアル３０１内の内圧が減圧される。
【００８２】
本発明は、例えば以下に列挙するように種々の変形が可能である。
【００８３】
第１の実施の形態においては、粘性抵抗の影響を無視した高精度の推定計算を行うため、モータ１７の回転速度が０となるように制御した状態でモータ１７の駆動電流からバイアル３０１の内圧を算出している。しかし、シリンジ２０１や注射針２０４の径、注射針２０４と外筒２０２の接続部の形状、薬液３０３の粘性、ピストン２０３と外筒２０２との動摩擦係数、伝達系機構の動摩擦係数や効率等の要因をパラメータとする摩擦モデルを予め作成しておき、この摩擦モデルに対してピストン２０３の移動速度とモータ１７の駆動電流の測定値を与えることで、ピストン２０３を駆動中のバイアル３０１の内圧を推定することもできる。
【００８４】
第１の実施の形態では、表示部６とは別に警報用の発光部７を設けているが、警報信号を受けた時、表示部６を発光部として点滅させるなどして警報光を出す構成としてもよい。
【００８５】
薬液３０３は、混合作業等の調剤作業の対象となる液体であればその種類は特に限定されない。例えば、液体状の医薬品である狭義の薬液に限定されず、注射用水、生理食塩水のような他の医療用の液体であってもよい。薬液容器は、バイアル３０１に限定されず、注射針２０４を突き刺すことでシリンジ２０１と共に密閉空間を形成するものである限り、輸液バッグのような袋状の容器や、アンプルや、瓶の範疇に含まれるような容器であってもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１，４０１，５０１  シリンジ駆動装置
２  本体
２ａ  握り部
３  シリンジ保持部
４  ピストン操作部
５  ピストン駆動部
６  表示部
７  発光部
８Ａ，８Ｂ  操作ボタン
９  内圧調整ボタン
１１  溝
１２  押さえ片
１３，１６  ロック爪
１４  溝
１５  連結片
１７  モータ
１７ａ  出力軸
１８  ウォームギア
１９，２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ  歯車
２１  軸
２４Ａ，２４Ｂ  ラック
２５Ａ，２５Ｂ  軸受
２６Ａ，２６Ｂ  抜け止め
２７  発光素子
２８  内圧表示ランプ
２９  電流表示ランプ
３１  電流検出部
３２  回転速度検出部
３３  傾斜検出部
３４  警報音部
３５  振動部
３６  制御部
４１  ピストン制御部
４２  内圧算出部
４３  表示制御部
４４  停止調整部
４５  内圧調整部
４６  警報処理部
４７  ピストン停止指示部
４８  切替指示部
４９  内圧調整指示部
５１Ａ，５１Ｂ  応力センサ
５２  応力検出部
６１  調剤装置
６２  可動部
６３  容器保持部
６４Ａ，６４Ｂ  クランプ
６５  台座部
６６  回転駆動部
６７  シリンジ駆動装置保持部６７
２０１  シリンジ
２０２  外筒
２０２ａ  フランジ部
２０３  ピストン
２０４  注射針
３０１  バイアル
３０２  ゴム栓
３０３  薬液
【図１】
2011010466.tif 000003
【図２】
2011010466.tif 000004
【図３】
2011010466.tif 000005
【図４】
2011010466.tif 000006
【図５】
2011010466.tif 000007
【図６】
2011010466.tif 000008
【図７Ａ】
2011010466.tif 000009
【図７Ｂ】
2011010466.tif 000010
【図８Ａ】
2011010466.tif 000011
【図８Ｂ】
2011010466.tif 000012
【図９】
2011010466.tif 000013
【図１０】
2011010466.tif 000014
【図１１】
2011010466.tif 000015
【図１２】
2011010466.tif 000016
【図１３】
2011010466.tif 000017
【図１４】
2011010466.tif 000018
【図１５】
2011010466.tif 000019
【国際調査報告】
2011010466.tif 000020
2011010466.tif 000021