(57)【要約】  少なくとも薬液を溜め、該薬液を薬液投与側に供給する薬液リザーバと、前記薬液リザーバ内の薬液を押し出す駆動液を前記薬液リザーバに吐出するポンプと、前記駆動液を溜める駆動液リザーバと、を備え、前記薬液リザーバは、管路を形成し、該管路の一端の開口から前記ポンプによって押し出された前記駆動液が侵入することによって前記薬液が押圧され、該薬液を前記管路の他端の開口から前記薬液投与側に押し出すことができ、前記駆動液と前記薬液との間に、前記駆動液による前記薬液の押圧量を検出するためのマーカが設けられている。この結果、薬液の投与状態を知ることができ、投与すべき一定量の薬液を所定時間内に投与することが可能になる。
2009048144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも薬液を溜め、該薬液を薬液投与側に供給する薬液リザーバと、
前記薬液リザーバ内の薬液を押し出す駆動液を前記薬液リザーバに吐出するポンプと、
前記駆動液を溜める駆動液リザーバと、
を備え、
前記薬液リザーバは、管路を形成し、該管路の一端の開口から前記ポンプによって押し出された前記駆動液が侵入することによって前記薬液が押圧され、該薬液を前記管路の他端の開口から前記薬液投与側に押し出すことができ、
前記駆動液と前記薬液との間に、前記駆動液による前記薬液の押圧量を検出するためのマーカが設けられていることを特徴とする薬液投与装置。
【請求項２】
前記マーカは、有色液体であり、
前記管路は透明であることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項３】
前記マーカは、前記駆動液内に設けたことを特徴とする請求項２に記載の薬液投与装置。
【請求項４】
前記マーカは、色素を含有させた駆動液であることを特徴とする請求項３に記載の薬液投与装置。
【請求項５】
前記マーカは、磁気マーカであることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項６】
前記駆動液と前記薬液との間に、該駆動液と該薬液との混合を防止するオイルを含む隔離流体が設けられることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項７】
前記管路は、折り畳まれていることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項８】
前記管路は、コイル状に巻かれていることを特徴とする請求項７に記載の薬液投与装置。
【請求項９】
前記管路の巻き径は、一定であることを特徴とする請求項８に記載の薬液投与装置。
【請求項１０】
前記駆動液リザーバは、コイル状に巻かれた前記管路が形成する内部空間に配置されることを特徴とする請求項８に記載の薬液投与装置。
【請求項１１】
前記ポンプは、可変流量ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項１２】
前記可変流量ポンプは、電気浸透流ポンプであることを特徴とする請求項１１に記載の薬液投与装置。
【請求項１３】
前記薬液リザーバは、前記マーカの移動量を示す目盛りを有することを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項１４】
前記マーカの移動を検出するセンサと、
前記センサの検出結果をもとに前記ポンプを制御して前記薬液の吐出量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項１５】
薬液投与の時間プロファイルを記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記時間プロファイルに対応して単位時間あたりの薬液投与量を制御することを特徴とする請求項１４に記載の薬液投与装置。
【請求項１６】
前記センサは、ラインイメージセンサであることを特徴とする請求項１４に記載の薬液投与装置。
【請求項１７】
前記センサは、磁気ラインセンサであることを特徴とする請求項１４に記載の薬液投与装置。
【請求項１８】
前記薬液の投与対象の生体情報を取得する生体情報取得部と、
前記生体情報の取得結果に応じて前記ポンプの吐出量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項１９】
前記生体情報と単位時間当たりの薬液投与量との関係を記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された関係をもとに、前記生体情報取得部が取得した生体情報に対応する単位時間当たりの薬液投与量を取得し、該単位時間あたりの薬液投与量となるように前記ポンプの吐出量を制御することを特徴とする請求項１８に記載の薬液投与装置。
【請求項２０】
前記マーカの移動を検出するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサの検出結果をもとに、前記単位時間当たりの薬液投与量となるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１９に記載の薬液投与装置。
【請求項２１】
薬液投与の時間プロファイルを記憶する時間プロファイル記憶部を有し、
前記制御部は、前記生体情報取得部が取得した生体情報をもとに、前記時間プロファイルに対応した単位時間当たりの薬液投与量を制御することを特徴とする請求項２０に記載の薬液投与装置。
【請求項２２】
前記制御部は、前記生体情報取得部が取得した生体情報をもとに、前記時間プロファイルによる薬液投与開始時間を制御することを特徴とする請求項２１に記載の薬液投与装置。
【請求項２３】
前記ポンプの吐出量を制御する制御部を備え、
前記制御部は、初期薬液送出時に薬液を高速に吐出する初期設定モードを有することを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項２４】
前記駆動液リザーバおよび前記薬液リザーバが取り外し可能であり、組み立てられた状態で人体に埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項２５】
当該薬液投与装置を生体外に保持する保持具と、
前記薬液リザーバから吐出された薬液を生体内の患部に導くカテーテルと、
を備え、当該薬液投与装置は、携帯可能であることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項２６】
前記駆動液リザーバから送出される前記駆動液の最大量は、前記薬液リザーバ内の薬液量に比して少ないことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項２７】
前記駆動液リザーバに蓄えられた駆動液量が、前記薬液リザーバに蓄えられた薬液量に比して少ないことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項２８】
前記駆動液リザーバに蓄えられた駆動液量のうち、前記ポンプに供給可能な液量が、前記薬液リザーバに蓄えられた薬液量に比して少ないことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項２９】
前記薬液と前記駆動液との間に流動可能なスペーサを設けるとともに、前記薬液リザーバの送出側端部からの流路であって生体外の流路内に該スペーサの流動を阻止する阻止部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項３０】
前記薬液と前記駆動液との間に磁気ビーズを設けるとともに、前記薬液リザーバの送出側端部からの流路であって生体外の流路内に前記磁気ビーズを留置する留置部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項３１】
前記留置部に前記磁気ビーズの流動を阻止する阻止部材を設けたことを特徴とする請求項３０に記載の薬液投与装置。
【請求項３２】
前記駆動液リザーバの駆動液残量、前記ポンプによる駆動液の流量、または前記薬液リザーバの流量のいずれか１以上を検出する検出部と、
前記検出部の検出量をもとに、前記薬液リザーバの送出側端部からの流路であって生体外の流路を超えて先端側に駆動液が流出しないように前記ポンプを停止させる制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項３３】
前記マーカは、前記薬液と前記駆動液との間に設けられた流動可能なスペーサであり、
前記薬液リザーバの送出側端部からの流路であって生体外の流路内に前記マーカの流動を阻止する絞りを設け、
前記駆動液リザーバから送出される駆動液量が前記薬液リザーバに蓄えられた薬液量に比して少ないことを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、抗癌剤などの薬液を直接かつ比較的長期間にわたり連続的に患部に投与する薬液投与装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、浸透圧ポンプ（非特許文献１参照）を用いて、１０ｍｌ程度の微量の薬液を、たとえば１週間程度の比較的長い所定時間をかけて連続的に投与することが行われていた。【０００３】
【非特許文献１】Theewes  F  and  Yum  SI.Principles  of  the  operation  of  genericosmotic  pump  for  the  delivery  of  semisolid  or  liquid  drug  formulations.Ann  Biomed  Eng  1976,4(4):343-353
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、薬液の連続投与中に、生体内における癌などの薬液投与部位の組織変化などによって流量が変化する場合があるが、この場合、上述した浸透圧ポンプを用いた薬液投与では、この変化を知ることができず、結果的に、所定時間内に一定量の薬液を投与することができない場合があった。【０００５】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所定時間内に一定量の薬液を投与することができる薬液投与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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる薬液投与装置は、少なくとも薬液を溜め、該薬液を薬液投与側に供給する薬液リザーバと、前記薬液リザーバ内の薬液を押し出す駆動液を前記薬液リザーバに吐出するポンプと、前記駆動液を溜める駆動液リザーバと、を備え、前記薬液リザーバは、管路を形成し、該管路の一端の開口から前記ポンプによって押し出された前記駆動液が侵入することによって前記薬液が押圧され、該薬液を前記管路の他端の開口から前記薬液投与側に押し出すことができ、前記駆動液と前記薬液との間に、前記駆動液による前記薬液の押圧量を検出するためのマーカが設けられていることを特徴とする。【０００７】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記マーカは、有色液体であり、前記管路は透明であることを特徴とする。【０００８】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記マーカは、前記駆動液内に設けたことを特徴とする。【０００９】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記マーカは、色素を含有させた駆動液であることを特徴とする。【００１０】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記マーカは、磁気マーカであることを特徴とする。【００１１】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記駆動液と前記薬液との間に、該駆動液と該薬液との混合を防止するオイルを含む隔離流体が設けられることを特徴とする。【００１２】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記管路は、折り畳まれていることを特徴とする。【００１３】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記管路は、コイル状に巻かれていることを特徴とする。【００１４】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記管路の巻き径は、一定であることを特徴とする。【００１５】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記駆動液リザーバは、コイル状に巻かれた前記管路が形成する内部空間に配置されることを特徴とする。【００１６】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記ポンプは、可変流量ポンプであることを特徴とする。【００１７】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記可変流量ポンプは、電気浸透流ポンプであることを特徴とする。【００１８】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記薬液リザーバは、前記マーカの移動量を示す目盛りを有することを特徴とする。【００１９】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記マーカの移動を検出するセンサと、前記センサの検出結果をもとに前記ポンプを制御して前記薬液の吐出量を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。【００２０】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、薬液投与の時間プロファイルを記憶する記憶部を有し、前記制御部は、前記時間プロファイルに対応して単位時間あたりの薬液投与量を制御することを特徴とする。【００２１】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記センサは、ラインイメージセンサであることを特徴とする。【００２２】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記センサは、磁気ラインセンサであることを特徴とする。【００２３】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記薬液の投与対象の生体情報を取得する生体情報取得部と、前記生体情報の取得結果に応じて前記ポンプの吐出量を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。【００２４】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記生体情報と単位時間当たりの薬液投与量との関係を記憶した記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された関係をもとに、前記生体情報取得部が取得した生体情報に対応する単位時間当たりの薬液投与量を取得し、該単位時間あたりの薬液投与量となるように前記ポンプの吐出量を制御することを特徴とする。【００２５】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記マーカの移動を検出するセンサを備え、前記制御部は、前記センサの検出結果をもとに、前記単位時間当たりの薬液投与量となるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする。【００２６】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、薬液投与の時間プロファイルを記憶する時間プロファイル記憶部を有し、前記制御部は、前記生体情報取得部が取得した生体情報をもとに、前記時間プロファイルに対応した単位時間当たりの薬液投与量を制御することを特徴とする。【００２７】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記生体情報取得部が取得した生体情報をもとに、前記時間プロファイルによる薬液投与開始時間を制御することを特徴とする。【００２８】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記ポンプの吐出量を制御する制御部を備え、前記制御部は、初期薬液送出時に薬液を高速に吐出する初期設定モードを有することを特徴とする。【００２９】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記駆動液リザーバおよび前記薬液リザーバが取り外し可能であり、組み立てられた状態で人体に埋め込まれることを特徴とする。【００３０】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、当該薬液投与装置を生体外に保持する保持具と、前記薬液リザーバから吐出された薬液を生体内の患部に導くカテーテルと、を備え、当該薬液投与装置は、携帯可能であることを特徴とする。【００３１】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記駆動液リザーバから送出される前記駆動液の最大量は、前記薬液リザーバ内の薬液量に比して少ないことを特徴とする。【００３２】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記駆動液リザーバに蓄えられた駆動液量が、前記薬液リザーバに蓄えられた薬液量に比して少ないことを特徴とする。【００３３】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記駆動液リザーバに蓄えられた駆動液量のうち、前記ポンプに供給可能な液量が、前記薬液リザーバに蓄えられた薬液量に比して少ないことを特徴とする。【００３４】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記薬液と前記駆動液との間に流動可能なスペーサを設けるとともに、前記薬液リザーバの送出側端部からの流路であって生体外の流路内に該スペーサの流動を阻止する阻止部材を設けたことを特徴とする。【００３５】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記薬液と前記駆動液との間に磁気ビーズを設けるとともに、前記薬液リザーバの送出側端部からの流路であって生体外の流路内に前記磁気ビーズを留置する留置部を設けたことを特徴とする。【００３６】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記留置部に前記磁気ビーズの流動を阻止する阻止部材を設けたことを特徴とする。【００３７】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記駆動液リザーバの駆動液残量、前記ポンプによる駆動液の流量、または前記薬液リザーバの流量のいずれか１以上を検出する検出部と、前記検出部の検出量をもとに、前記薬液リザーバの送出側端部からの流路であって生体外の流路を超えて先端側に駆動液が流出しないように前記ポンプを停止させる制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。【００３８】
また、この発明にかかる薬液投与装置は、上記の発明において、前記マーカは、前記薬液と前記駆動液との間に設けられた流動可能なスペーサであり、前記薬液リザーバの送出側端部からの流路であって生体外の流路内に前記マーカの流動を阻止する絞りを設け、前記駆動液リザーバから送出される駆動液量が前記薬液リザーバに蓄えられた薬液量に比して少ないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
この発明によれば、薬液リザーバが、管路を形成し、該管路の一端の開口からポンプによって押し出された駆動液が侵入することによって薬液が押圧され、該薬液が前記管路の他端の開口から薬液投与側に押し出される構成をもち、前記駆動液と前記薬液との間に、前記駆動液による前記薬液の押圧量を検出するためのマーカを設けているので、薬液の投与状態を知ることができ、これによって、投与すべき一定量の薬液を所定時間内に投与することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１にかかる薬液投与装置が人体に適用された状態を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示した薬液投与装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、駆動液とマーカと薬液との位置関係を示す図である。
【図４】図４は、色素を含有する駆動液と薬液との位置関係を示す図である。
【図５】図５は、薬液リザーバの内部空間に駆動液リザーバを配置した構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、薬液リザーバの内部空間に駆動液リザーバを配置した構成を示す縦断面図である。
【図７】図７は、この発明の実施の形態２にかかる薬液投与装置の構成を示す模式図である。
【図８】図８は、単位時間流量を一定とする時間プロファイルに対する流量制御の一例を示す図である。
【図９】図９は、単位時間流量が可変である時間プロファイルに対する流量制御の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、薬液リザーバの変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、薬液リザーバの内部空間にラインセンサを配置した構成を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、この発明の実施の形態３にかかる薬液投与装置の構成を示す模式図である。
【図１３】図１３は、駆動液と磁気マーカと薬液との位置関係を示す図である。
【図１４】図１４は、この発明の実施の形態４にかかる薬液投与装置の構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、記憶部に記憶される生体情報・流量関係の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、記憶部に記憶される時間プロファイルと生体情報との関係の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、記憶部に記憶される時間プロファイルと生体情報との関係の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、薬液リザーバの内部空間に駆動液リザーバを配置した構成を示す斜視図である。
【図１９】図１９は、薬液リザーバの内部空間に駆動液リザーバを配置した構成を示す縦断面図である。
【図２０】図２０は、薬液リザーバの内部空間に磁気ラインセンサを配置した構成を示す縦断面図である。
【図２１】図２１は、この発明の実施の形態５にかかる薬液投与装置の構成を示す模式図である。
【図２２】図２２は、駆動液リザーバ内の駆動液が送出されずに残っている状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  人体
２  患部
３  薬液投与装置
４  保持具
５  カテーテル
６  供給管
１０  薬液リザーバ
１０ａ  絞り
１１  マーカ
１２  電気浸透流ポンプ
１３  駆動液リザーバ
１４  流量設定部
１５  操作部
１６  目盛り
２０，３０  駆動液
２１  薬液
２２ａ，２２ｂ，３２  オイル
２３ａ〜２３ｄ，３３ａ，３３ｂ  空気
４０，４０ａ  ラインセンサ
４１  制御部
４１ａ  流量変化検出部
４１ｂ  ポンプ制御部
４１ｃ  生体情報検出部
４２  入出力部
４３  記憶部
４３ａ  単位時間流量記憶部
１０６  接続部
１１１  磁気マーカ
１２４  生体情報センサ
１４０  磁気ラインセンサ
１４３ａ  生体情報・流量関係記憶部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を参照して、この発明にかかる薬液投与装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。【００４３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる薬液投与装置が人体に適用された状態を示す図である。また、図２は、図１に示した薬液投与装置の構成を示す模式図である。この薬液投与装置３は、生体である人体１内の癌などの患部２に対して、数十ｍｌ程度の薬液、たとえばフルオロウラシル（５−ＦＵ）などの抗癌剤を、１週間程度の長期間にわたり連続的かつ集中的に吐出して投与するものである。この薬液投与装置３から連続的に吐出される薬液は、人体１外部と患部２との間を連通するカテーテル５内に挿入される供給管６を介して患部２に薬液が投与される。また、この薬液投与装置３は、ベルトなどによって実現される保持具４によって人体１が携帯可能となっている。この携帯可能な薬液投与装置３によって、人体１の行動の制限が解除され、人体１の患部２に対する長期間の連続投与が可能になる。【００４４】
図２に示すように、薬液投与装置３は、薬液を溜めた薬液リザーバ１０と、薬液を押し出す駆動液を溜めた駆動液リザーバ１３と、駆動液リザーバ１３と薬液リザーバ１０との間に設けられ、薬液を押し出すための駆動液を押し出す電気浸透流ポンプ１２とを有する。なお、駆動液は、超純水等を用いることが望ましい。電気浸透流ポンプ１２の動作原理は、電気浸透材（多孔質体）の細孔内の表面がマイナスに帯電し、表面近傍では、プラスイオンが過剰になり、外部から加えられた電界によりプラスイオンが力を受けて移動し、駆動液に流れを生じさせることによって、駆動液を吐出する。したがって、電界の強度を変化させることによって、駆動液の吐出量を変化させることができる。電気浸透流ポンプ１２は、流量設定部１４を有し、この流量設定部１４に設定された流量に対応する電界を発生して駆動液の吐出流量を変えるようにしている。なお、操作部１５は、ダイヤルなどによって実現され、この操作部１５によって指示された流量が流量設定部１４に設定される。【００４５】
薬液リザーバ１０は、細径のパイプを同一径としたコイル状に密に配置したものであり、抗癌剤などの薬液がパイプ内部に溜められている。このパイプの電気浸透流ポンプ１２側には、駆動液が入る。すなわち、駆動液の押し出しによって間接的に薬液が薬液リザーバ１０から押し出されることになっている。【００４６】
ここで、薬液リザーバ１０は、透明な部材で形成されており、駆動液の少なくとも一部、たとえば、駆動液の先端部分には、食紅などによって実現される有色のマーカ１１が配置される。この結果、薬液の吐出とともにマーカ１１が移動し、この移動するマーク１１の移動量あるいは移動状態を把握することができる。【００４７】
駆動液と薬液との境界近傍は、図３に示すように、マーカ１１が駆動液２０と薬液２１との間に挟まれ、さらに駆動液２０とマーカ１１との間には、オイル２２ａが挟まれ、駆動液２０とオイル２２ａとの間、およびオイル２２ａとマーカ１１との間には、それぞれ空気２３ａ，２３ｂが設けられる。一方、薬液２１とマーカ１１との間には、オイル２２ｂが挟まれ、薬液２１とオイル２２ｂとの間、およびオイル２２ｂとマーカ１１との間には、それぞれ空気２３ｄ，２３ｃが設けられる。これによって、駆動液２０と薬液２１とが混じり合うことなく、薬液２１を押し出すことができる。【００４８】
また、薬液リザーバ１０は、図２に示すように、コイルの軸方向に沿った外部に目盛り１６が設けられる。この目盛り１６は、透明部材で形成されている。なお、この目盛り１６は、シール状で薬液リザーバ１０上に貼付できるものが好ましい。この目盛り１６が設けられることによって、マーカ１１の移動量から薬液の流量変化を知ることができる。なお、目盛り１６を設けず、薬液リザーバ１０の表面に目盛りを直接書き込むようにしてもよい。特に、薬液リザーバ１０は、同一径で同一ピッチのコイル状となっているので、軸方向に直線を記しておき、マーカ１１が一回りする時間の変化を見ることによって、薬液の流量変化を知ることができる。もちろん、特に目盛り１６を設けなくても、ほぼ同一位置にマーカ１１が一回りする時間変化を見ることによって薬液の流量変化を知ることができる。【００４９】
ここで、薬液の流量変化を知った場合、操作者は、操作部１５を操作して流量設定部１４の流量設定値を変化させ、流量変化前と同じ流量になるようにすることができる。これによって、最終的に、投与期間内に投与すべき薬液の総量を投与することができる。特に従来の薬液投与装置では、投与期間内における薬液の流量変化を知ることができず、投与期間終了時に、投与すべき薬液の総量が投与されていなかった事実を知ることになり、不適切な薬液投与の修正を行うことができなかったが、この実施の形態１では、投与期間中に、薬液の流量変化を知ることができるので、投与期間中に薬液投与の修正を行って投与期間内に投与すべき薬液総量を投与するという適切な薬液投与を行うことができる。【００５０】
なお、上述した実施の形態１では、マーカ１１を設けるようにしていたが、これに限らず、たとえば、図４に示すように駆動液３０自体に色素を含有させておき、駆動液３０の先端部分の位置変化をみることによって、薬液の流量変化を知るようにしてもよい。なお、図４では、駆動液３０と薬液２１とが混合しないように、オイル３２を介在させている。そして、オイル３２と、駆動液３０および薬液２０との間には、それぞれ空気３３ａ，３３ｂを介在させている。【００５１】
また、図５および図６に示すように、駆動液リザーバ１３を、薬液リザーバ１０のコイル状パイプが形成する内部空間内に配置するようにしてもよい。この場合、この内部空間は、円柱状になっているので、駆動液リザーバ１３は、たとえば柱状のフッ素樹脂製チューブによって実現することが好ましい。さらに、電気浸透流ポンプ１２を駆動液リザーバ１３および薬液リザーバ１０に隣接配置することが好ましい。このように薬液リザーバ１０内の内部空間内に駆動液リザーバ１３を配置することによって、さらに薬液投与装置３が小型化され、携帯性を向上させることができる。また、小型化されることから、人体に埋め込むようにしてもよい。これによって、薬液投与者の行動の自由が増すことになる。【００５２】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、マーカ１１の移動量をもとに薬液の流量変化を知り、薬液の流量変化があった場合、操作者が操作部１５を操作して薬液の流量を修正するようにしていたが、この実施の形態２では、マーカ１１の移動量を検出するラインセンサを設け、このラインセンサの検出結果をもとに、薬液の流量を自動修正するようにしている。【００５３】
図７は、この発明の実施の形態２にかかる薬液投与装置の構成を示す模式図である。図７に示す薬液投与装置は、薬液リザーバ１０内のマーカ１１の移動量を検出するラインセンサ４０と、ラインセンサ４０の検出結果をもとに電気浸透流ポンプ１２による駆動液の流量制御を少なくとも行う制御部４１と、薬液投与装置に対する各種入力指示あるいは設定や、表示などの出力を行う入出力部４２と、記憶部４３とを有する。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。【００５４】
ラインセンサ４０は、ラインイメージセンサであり、薬液リザーバ１０の軸方向に沿って薬液リザーバ１０の表面に配置される。制御部４１の流量変化検出部４１ａは、マーカ１１の通過を画像処理することによって流量変化を検出する。制御部４１のポンプ制御部４１ｂは、流量変化検出部４１ａが検出した流量変化に対応して電気浸透流ポンプ１２が吐出する駆動液の流量、換言すれば、薬液の流量を制御する。具体的には、単位時間あたり常に一定量の薬液が流れるようにフィードバック制御を行う。このフィードバック制御によって、薬液の流量修正を確実に行うことができる。【００５５】
なお、制御部４１は、薬液総量が投与期間内に確実に投与できるように制御してもよい。この場合、制御部４１は、記憶部４３の単位時間流量記憶部４３ａに記憶されている単位時間流量の時間プロファイルをもとに制御する。たとえば、図８に示すように、単位時間流量を投与期間内において一定量とする直線Ｌに対応した薬液投与を行う場合に、ラインセンサ４０の検出時間に単位時間流量が減少すると、この減少した流量を補正するため、次の検出時間内に減少した薬液量を補填するために単位時間流量を増大し、この増大した単位時間流量値の直線Ｌ１を目標値として流量制御を行うようにしてもよい。また、最終的に、投与期間の終了時刻までに、薬液総量を投与することができればよいので、減少を検出した時点から終了時刻までの間に減少量を平坦化した単位時間流量値の直線Ｌ２を目標値として流量制御を行うようにしてもよい。【００５６】
また、図９に示すように、時間プロファイルが曲線Ｌ１１で示される場合、たとえば、検出時間に減少した薬液量を、検出時点から薬液投与の終了時刻までの間に平坦化して増大する曲線Ｌ１２を目標値としてフィードバック制御する。【００５７】
この実施の形態２では、ラインセンサ４０が検出するマーカ１１の移動量をもとに制御部４１が流量のフィードバック制御を行うようにしているので、投与すべき薬液総量を投与期間内に確実に投与することができる。【００５８】
なお、実施の形態１では、操作部１５によって流量を変化させるようにしていたが、流量変化があった場合、所望流量の駆動液吐出を行う他の電気浸透流ポンプに交換するようにしてもよい。【００５９】
また、通常、薬液投与装置を人体１にセッティングする場合、供給管６には、薬液が満たされていないため、この供給管６に薬液を満たす初期設定を行う。この初期設定を、薬液投与の時と同じ流量で供給管６に薬液を満たすと、多大な時間がかかってしまう。このため、初期設定時における供給管６への薬液充填時は、大きな流量で薬液を吐出するようにする。たとえば、実施の形態１では、操作部１５の操作によって実現される。また、電位浸透流ポンプ１２を交換する場合であっても、初期設定時には大きな流量で薬液を吐出できるポンプに交換しておくことによって実現される。また、実施の形態２では、制御部４１が、初期設定時に大きな流量で薬液を吐出できるようにする。【００６０】
さらに、上述した実施の形態１，２では、薬液リザーバ１０が同一径で蜜に巻かれたコイル状パイプによって実現されていたが、これに限らず、透明であって、円形でなく矩形に巻かれたパイプであってもよい。要は、透明で、マーカの移動量変化を見ることができるものであればよい。【００６１】
また、実施の形態２に対しては、図１０に示したように、薬液リザーバ１０を、径がテーパ状に増減するコイル状パイプによって実現してもよい。この場合、コイル状パイプの軸方向傾斜は、一様であることが好ましい。ラインセンサ４０ａの設置およびラインセンサ４０ａによる検出が容易になるからである。なお、マーカの検出と移動量との関係は補正する必要がある。【００６２】
さらに、上述した実施の形態１，２では、マーカ１１を食紅として説明したが、これに限らず、たとえば、有色のプラスチックボールでもよい。要は、実施の形態１では、人間が目視できるものであればよく、実施の形態２では、ラインセンサ４０によって検出することができるものであればよい。【００６３】
なお、図６では、薬液リザーバ１０の内部空間に駆動液リザーバ１３を配置するようにしていたが、図１１に示すように、薬液リザーバ１０の内部空間に、さらにラインセンサ４０を配置するようにしてもよい。また、この場合、薬液リザーバ１０の内部空間にラインセンサ４０のみを配置するようにしてもよい。【００６４】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態２では、有色のマーカ１１とこのマーカ１１の移動量を検出するラインセンサ４０とを有していたが、この実施の形態３では、図１２に示すように、マーカ１１およびラインセンサ４０に替えて、磁気マーカ１１１および磁気ラインセンサ１４０を設けている。その他の構成は、図７に示した薬液投与装置と同じ構成であり、同一構成部分には同一符号を付している。【００６５】
この磁気マーカ１１は、図１３に示すように、オイル３２ａ，３２ｂに挟まれ、さらに外側が空気３３ａ，３３ｂに挟まれ、その外側に駆動液２０および薬液２１が満たされている。また、薬液リザーバ１０の軸方向に沿った外部表面には、軸方向に沿った磁気ラインセンサ１４０が配置される。この結果、薬液の吐出とともに磁気マーカ１１１が移動し、この移動する磁気マーカ１１１の移動量あるいは移動状態が磁気ラインセンサ１４０によって把握されることになる。【００６６】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、図１４に示すように、図１２に示した実施の形態３の薬液投与装置に、生体情報センサ１２４を設ける。生体情報センサ１２４は、薬液投与対象としての生体である人体１の生体情報を検出する。生体情報は、たとえば脳波、血液内成分や濃度、心拍数などであり、投与される薬液による患部の状態に関する情報である。【００６７】
また、この実施の形態４では、単位時間流量記憶部４３ａに替えて、図１５に示すように、生体情報センサ２４が検出した生体情報値と薬液の単位時間流量との関係を記憶する生体情報・流量関係記憶部１４３ａを記憶部４３に設ける。なお、生体情報・流量関係記憶部１４３ａは、図１６および図１７の下段に示す図のような単位時間流量の時間変化である時間プロファイルを有するようにしてもよい。【００６８】
さらに、この実施の形態４では、制御部４１に生体情報検出部４１ｃを設ける。生体情報検出部４１ｃは、生体情報センサ１２４が検出した値をもとに生体情報値を検出する。また、制御部４１の流量変化検出部４１ａは、磁気マーカ１１１の通過を磁気ラインセンサ１４０が検出することによって薬液の流量変化を検出する。制御部４１のポンプ制御部４１ｂは、生体情報検出部４１ｃが検出した生体情報値と生体情報・流量関係記憶部１４３ａが保持する生体情報・流量関係とをもとに単位時間流量を求め、流量変化検出部２１ａが検出した流量変化が、求めた単位時間流量となるように電気浸透流ポンプ１２が吐出する駆動液の流量、換言すれば薬液の流量を制御する。【００６９】
制御部４１は、たとえば、図１５に示すような生体情報・流量関係をもとにポンプ制御を行う。図１５において、実線で示した特性曲線Ｌ２１に従って、検出した生体情報値に対応した単位時間流量の薬液が投与されるように、流量変化検出部４１ａの検出結果をもとにフィードバック制御を行う。なお、図１５の破線で示した曲線Ｌ２２のように、生体情報値に対応して単位時間流量が離散的な値となるように制御してもよい。また、制御部４１は、流量変化検出部４１ａの検出結果をもとに生体情報・流量関係を目標値としてフィードバック制御を行うようにしているが、これに限らず、フィードバック制御を行わず、生体情報検出部４１ｃの検出結果と生体情報・流量関係とをもとにフィードフォワード的に薬液の流量制御を行うようにしてもよい。【００７０】
制御部４１がこのような生体情報を用いて薬液の流量制御を行うようにしているので、生体の状態に応じて、生体に悪影響を与えないように適切な薬液投与を行うことができるとともに、生体の状態に応じてさらに薬液投与の効果を高めることができる。【００７１】
具体的な生体情報と薬液投与管理との関係は、たとえば、生体情報センサ１２４として、肝臓の逸脱酵素であるＡＳＴ（アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ），ＡＬＴ（アラニンアミノトランスフェラーゼ）の値を検出するセンサを用い、制御部４１が、検出した生体情報値が上昇した場合に、毒性の影響があるとの判断結果に対応した生体情報・流量関係をもとに、薬液投与の単位時間流量を減らすように制御する。【００７２】
また、血液中に存在する老廃物の一種を示す血清クレアチニン値を検出する生体情報センサ１２４を用いて、制御部４１が、検出した血清クレアチニン値が上昇した場合に、肝機能が低下しているとの推定結果に対応した生体情報・流量関係をもとに、薬液投与の単位時間流量を減らすように制御する。【００７３】
さらに、前立腺癌の化学治療を行う場合、前立腺に特異的な蛋白質の一種であるＰＳＡ（前立腺特異抗原：prostate  specific  antigen）の血中濃度を測定する生体情報センサ１２４を用いて、制御部４１が、この血中濃度値をもとに、治療の奏効性に対応した生体情報・流量関係をもとに、薬液投与の単位時間流量を制御する。【００７４】
なお、生体情報・流量関係に単位時間流量の時間プロファイルを記憶させておき、制御部４１は、この時間プロファイルを用いて薬液の流量制御を行うようにしてもよい。たとえば、図１６の下段に示すように、生体情報・流量関係に加えて薬液の単位時間流量の時間プロファイルＬＴを記憶しておく。そして、制御部４１は、たとえば、人体１が睡眠状態か覚醒状態かを検出できる脳波検出や脈拍検出などの生体情報センサ１２４の検出結果が、時刻ｔ１で、睡眠状態から覚醒状態に移行した場合、この時刻ｔ１から時間ＴＳ後の時刻ｔ２から時間プロファイルＬＴが示す単位時間流量となるように、薬液の流量制御を行う。もちろん、薬液によっては、時刻ｔ１の時点から直ちに時間プロファイルＬＴに対応した薬液の流量制御を行うようにしてもよい。このような制御を行うことによって、人体１の状態に応じた時間薬理的な時間治療を精度よく実現することができ、薬液投与の効果を高めることができる。【００７５】
また、図１７の下段に示すような時間プロファイルＬ４１を、生体情報値の検出結果である曲線Ｌ３１に応じて、生体の状態に応じた最適な時間プロファイルＬ４４に修正し、この修正した時間プロファイルＬ４４をもとに、制御部４１が薬液の流量制御を行うようにしてもよい。図１７に示した時間プロファイルＬ４４は、変化する生体情報値（Ｌ３１）の大きさに応じて修正する割合を変化させ、換言すれば正負の重み付けを行って、時間プロファイルＬ４１を時間プロファイルＬ４４に修正し、生体情報値に応じた適切な薬液の投与が行えるようにしている。【００７６】
なお、生体情報センサ１２４は、人体１の生体情報を直接、リアルタイムでセンシングできることが好ましいが、体外での間接的なセンシングであっても、ほぼリアルタイムに生体情報を検出できるものであればよい。【００７７】
また、制御部４１は、上述した生体情報値、この生体情報値の時間変化、流量制御状態などを入出力部４２の図示しない表示部に表示出力するようにしてもよい。さらに、電気浸透流ポンプ１２自体に制御部４１の制御から切り離されたオフラインの図示しない流量設定部を設けるようにしてもよい。この場合、ダイヤルなどによって実現される操作部によって手動での操作が実現される。【００７８】
なお、図１８および図１９に示すように、薬液リザーバ１０の内部空間に駆動液リザーバ１３を配置するようにしてもよく、さらに、図２０に示すように、薬液リザーバ１０の内部空間に、磁気ラインセンサ１４０を配置するようにしてもよい。また、この場合、薬液リザーバ１０の内部空間に磁気ラインセンサ１４０のみを配置するようにしてもよい。【００７９】
なお、上述した実施の形態では、薬液リザーバ１０内に磁気マーカ１１を設け、磁気ラインセンサ２０による磁気マーカ１１の移動量をもとに薬液の流量変化を検出するようにしていたが、これに限らず、実施の形態１に対応して、ラインイメージセンサであるラインセンサ４０を用いて薬液リザーバ１０内の有色のマーカ１１を検出し、この検出結果をもとに流量制御を行うようにしてもよい。【００８０】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。この実施の形態５では、図２１に示すように、実施の形態４に対応する構成を有するが、電気浸透流ポンプ１２を介して駆動液リザーバ１３から押し出される駆動液量は、薬液リザーバ１０に蓄えられた薬液量に比して少なく設定されている。これによって、押し出される薬液の後端部分が薬液リザーバ１０の送出側先端部に到達した時点までには、駆動液量が不足し、駆動液の押し出しがなくなり、薬液は、薬液リザーバ１０の送出側先端部から先には確実に行かなくなり、駆動液が人体１内に投与されることを未然に防止することができる。【００８１】
なお、駆動液リザーバ１３に蓄えられた駆動液量が、薬液リザーバ１０に蓄えられた薬液量に比して少なくすることが好ましい。さらに、図２２に示すように、駆動液リザーバ１３に蓄えられた駆動液量Ｑのうち、電気浸透流ポンプ１２に供給可能な液量Ｑoutが、薬液リザーバ１０に蓄えられた薬液量に比して少なくすることが好ましい。これは、図２２に示すように、駆動液リザーバ１３に蓄えられた駆動液量Ｑのうち、駆動液リザーバ１３のタンク内の隅などに残る液量Ｑsが現実に存在するため、駆動液量Ｑから液量Ｑsを差し引いた実質的に電気浸透流ポンプ１２に供給可能な液量Ｑoutが、薬液リザーバ１０に蓄えられた薬液量に比して少なくする必要があるからである。【００８２】
ここで、この実施の形態５では、図２１に示すように、さらに薬液リザーバ１０の送出側先端部からの流路であって生体外の流路内に阻止部材としての絞り１０ａを設けている。この絞り１０ａは、駆動液２０と薬液２１との間に設けられた磁気マーカ１１１を捕獲して駆動液２０の押し出しを止め、駆動液２０が人体１に投与されることを未然に防止する。【００８３】
なお、絞り１０ａ部分を金属などで形成して磁気マーカ１１１を留置してもよい。これによって、駆動液２０の投与を確実に止めることができる。【００８４】
さらに、この実施の形態５では、磁気マーカ１１１が駆動液２０と薬液２１との間に設けられたが、これに限らず、絞り１０ａによって留置される大きさで、流路内で流動可能なスペーサを、駆動液２０と薬液２１との間に設けるようにしてもよい。【００８５】
なお、阻止部材の一例として絞り１０ａを設けるようにしたが、これに限らず、磁気マーカ１１１などの流動可能なスペーサが、絞り１０ａが配置される位置でその流動が阻止され、駆動液の押し出しが止まればよく、たとえば、管内に網を設けても良いし、管内にリングを嵌め込んでもよいし、管内を横断するピンを設けるようにしてもよい。【００８６】
なお、上述した実施の形態５では、磁気ラインセンサ１４０が磁気マーカ１１１の位置検出をもとに、流量変化検出部２１ａが薬液の流量変化を検出し、この検出結果をもとにポンプ制御部２１ｂが電気浸透流ポンプ１２による駆動液の流量制御を行うようにしていたが、ポンプ制御部２１ｂは、流量変化検出部２１ａの流量変化をもとに駆動液２０が薬液リザーバ１０の送出側先端部からの流路であって生体外の流路内まで送出されたか否かを判定し、駆動液２０が薬液リザーバ１０の送出側先端部からの流路であって生体外の流路内まで送出された場合に、電気浸透流ポンプ１２による駆動液２０の送出を止めるように制御することが好ましい。このような制御を行うことによって、駆動液２０の人体１への投与を確実に防止することができる。【００８７】
このポンプ制御部２１ｂによる電気浸透流ポンプ１２の駆動を停止させる制御は、薬液の流量変化検出のみに限らず、たとえば、電気浸透流ポンプ１２による駆動液２０の流量を検出し、この検出結果をもとに駆動液２０の先端部分の位置を推定し、先端部分が薬液リザーバ１０の送出側先端部からの流路であって生体内の流路内に到達したと判定した場合には、電気浸透流ポンプ１２による駆動液２０の送出を止めるように制御するようにしてもよい。さらに、駆動液リザーバ１３内の駆動液の残量を検出する残量センサを設け、この残量センサの検出結果をもとに、駆動液２０の先端部分が薬液リザーバ１０の送出側先端部からの流路内であって生体外の流路に到達したと判定した場合には、電気浸透流ポンプ１２による駆動液２０の送出を止めるように制御するようにしてもよい。【００８８】
なお、この実施の形態５では、薬液リザーバ１０側とカテーテル５とを接続部１０６を介して接続できるようにしている。この場合、接続部１０６に、薬液リザーバ１０からカテーテル５側への流通のみを許す逆止弁などを設けることによって、人体１内部から体液等の溢れを防止することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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