(57)【要約】【課題】薬液の流路に発生した閉塞を素早く検知することができる薬液投与装置を提供する。【解決手段】薬液投与装置１は、薬液貯蔵部１３と、押し子部材１８と、押し子操作部２２と、駆動部１５と、筐体１１と、ひずみセンサ３２と、制御部と、を備えている。  薬液貯蔵部には、薬液が充填される。押し子部材は、薬液貯蔵部に充填された薬液を押し出す。押し子操作部は、押し子部材の移動を操作する。ひずみセンサ３２は、筐体１１のひずみ量を測定し、測定したひずみ量をひずみ量情報として出力する。制御部は、ひずみセンサ３２から受信したひずみ量情報に基づいて、薬液が送り出される流路の閉塞を検知し、駆動部１５を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液が充填された薬液貯蔵部と、
前記薬液貯蔵部に充填された前記薬液を押し出す押し子部材と、
前記押し子部材の移動を操作する押し子操作部と、
前記押し子操作部に駆動力を与える駆動部と、
前記薬液貯蔵部、前記押し子部材、前記押し子操作部及び駆動部を収納する筐体と、
前記筐体のひずみ量を測定し、測定した前記ひずみ量をひずみ量情報として出力するひずみセンサと、
前記ひずみセンサから受信した前記ひずみ量情報に基づいて、前記薬液が送り出される流路の閉塞を検知し、前記駆動部を制御する制御部と、
を備えた薬液投与装置。
【請求項２】
前記制御部が前記閉塞を検知する際の前記ひずみ量情報の閾値である閉塞閾値が格納された記憶部を備えた
請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記流路の閉塞を検知した際に、前記駆動部の回転方向を、前記薬液を投与する際の方向とは逆方向に回転させる
請求項２に記載の薬液投与装置。
【請求項４】
前記記憶部には、前記駆動部を逆方向に回転駆動させた後に前記駆動部を停止させる際に用いられる前記ひずみ量情報の閾値である逆回転閾値が格納されている
請求項３に記載の薬液投与装置。
【請求項５】
前記ひずみセンサは、前記押し子部材の移動方向の延長線上に配置される
請求項１〜４のいずれか１項に記載の薬液投与装置。
【請求項６】
前記押し子操作部は、
前記筐体に回転可能に支持され、軸方向が前記押し子部材の移動方向と平行に配置される送りねじ軸と、
前記送りねじ軸に螺合され、前記押し子部材に連結する連結ナットと、
前記送りねじ軸の軸方向の端部に接続され、前記筐体に回転可能に支持された操作歯車と、を有し、
前記操作歯車及び前記送りねじ軸は、前記駆動部により回転し、
前記ひずみセンサは、前記送りねじ軸及び前記操作歯車の軸方向の延長線上に配置される
請求項１〜５のいずれか１項に記載の薬液投与装置。
【請求項７】
前記筐体には、前記操作歯車を回転可能に支持する軸受け部が設けられ、
前記ひずみセンサは、前記軸受け部のひずみ量を測定する
請求項６に記載の薬液投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液投与装置に関し、例えばインスリンポンプのように持続的な薬液投与を行うための薬液投与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、皮下注射や静脈内注射などによって、患者の体内に薬液を持続的に投与する治療法が行われている。例えば、糖尿病患者に対する治療法として、患者の体内に微量のインスリンを持続的に注入する治療が実施されている。この治療法では、一日中患者に薬液（インスリン）を投与するために、患者の身体又は衣服に固定して持ち運び可能な携帯型の薬液投与装置（いわゆるインスリンポンプ）が用いられている。
【０００３】
このような携帯型の薬液投与装置の一つとして、薬液が貯蔵されるシリンジと、シリンジの内部で駆動される押し子とを有するシリンジポンプ形式のものが提案されている。また、特許文献１には、押し子を操作する駆動部を示すモータと、このモータの回転速度の変化を検出するエンコーダを設けた技術が記載されている。そして、特許文献１に記載された技術では、エンコーダが検出したモータの回転速度の変化から、薬液の流路の閉塞を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、薬液の流路に閉塞が発生した場合、押し子には作用・反作用の法則による薬液から押し出す向きと反対向きに抗力を受ける。そして、押し子及び駆動部が設けられた筐体がこの抗力により撓む。そのため、駆動部の回転抵抗が増加するのは、筐体が撓みきってからとなる。その結果、従来の技術では、閉塞が発生してから閉塞を検知するまでにまでに時間がかかる、という問題を有していた。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、薬液の流路に発生した閉塞を素早く検知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】
【０００７】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の薬液投与装置は、薬液貯蔵部と、押し子部材と、押し子操作部と、駆動部と、筐体と、ひずみセンサと、制御部と、を備えている。
薬液貯蔵部には、薬液が充填される。押し子部材は、薬液貯蔵部に充填された薬液を押し出す。押し子操作部は、押し子部材の移動を操作する。駆動部は、押し子操作部に駆動力を与える。筐体は、薬液貯蔵部、押し子部材、押し子操作部及び駆動部を収納する。ひずみセンサは、筐体のひずみ量を測定し、測定したひずみ量をひずみ量情報として出力する。制御部は、ひずみセンサから受信したひずみ量情報に基づいて、薬液が送り出される流路の閉塞を検知し、駆動部を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の薬液投与装置によれば、薬液の流路に発生した閉塞を素早く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態例にかかる薬液投与装置を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態例にかかる薬液投与装置を示す平面図である。
【図３】実施の形態例にかかる薬液投与装置における操作歯車及びひずみセンサの周囲を示す断面図である。
【図４】実施の形態例にかかる薬液投与装置における閉塞の発生状態を示すもので、図４Ａは閉塞が発生する前の状態を示す説明図、図４Ｂは閉塞が発生した状態を示す説明図である。
【図５】実施の形態例にかかる薬液投与装置の制御系を示すブロック図である。
【図６】実施の形態例にかかる薬液投与装置における閉塞発生時のひずみ量を示すグラフである。
【図７】実施の形態例にかかる薬液投与装置における閉塞検知動作の第１の例を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態例にかかる薬液投与装置における閉塞検知動作の第１の例でのひずみ量を示すグラフである。
【図９】実施の形態例にかかる薬液投与装置における閉塞検知動作の第１の例における異なる筐体のひずみ量を示すグラフである。
【図１０】実施の形態例にかかる薬液投与装置における閉塞検知動作の第２の例に用いられるひずみ量と駆動部の逆回転数との関係を示すテーブルである。
【図１１】実施の形態例にかかる薬液投与装置における閉塞検知動作の第２の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の薬液投与装置の実施の形態例について、図１〜図１１を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
【００１１】
１．実施の形態例
１−１．薬液投与装置の構成
まず、図１〜図４Ｂを参照して、実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる薬液投与装置の構成例について説明する。
図１は、薬液投与装置を示す分解斜視図、図２は、薬液投与装置を示す平面図である。
【００１２】
図１に示す装置は、パッチ式や、チューブ式のインスリンポンプ、さらにその他の携帯型の薬液投与装置のように、患者の体内に持続的に薬液投与を行うための携帯型のインスリンポンプである。薬液投与装置１は、薬液投与部２と、薬液投与部２が着脱可能に装着されるクレードル装置３と、クレードル装置３に装着される接続ポート６とを有している。
【００１３】
クレードル装置３には、接続ポート６が装着される装着部５が設けられている。接続ポート６は、カニューレ６ａを有している。クレードル装置３を患者の皮膚に貼着し、不図示の穿刺機構を用いることにより、接続ポート６は装着部５に装着される。接続ポート６をクレードル装置３の装着部５に装着した際に、クレードル装置３における薬液投与部２が装着される側と反対側からカニューレ６ａが突出し、カニューレ６ａが生体に穿刺・留置される。
【００１４】
また、接続ポート６は、クレードル装置３に装着された状態において、薬液投与部２が装着されると、後述する薬液投与部２の筐体１１の裏面収納部に収納される。そして、接続ポート６は、後述する薬液投与部２の送液配管１９に接続される。
【００１５】
薬液投与部２は、筐体１１と、蓋体１２と、薬液貯蔵部１３と、伝達機構１４と、駆動部１５と、報知部１６と、電源部１７と、薬液貯蔵部１３に充填された薬液を押し出す押し子部材１８と、送液配管１９と、回転検出部２１と、押し子部材１８を操作する押し子操作部２２と、を有している。また、薬液投与装置１は、ひずみセンサ３２を有している。
【００１６】
筐体１１は、一面が開口した中空の略直方体状に形成されている。筐体１１には、第１収納部１１ａと、第２収納部１１ｂが形成されている。第１収納部１１ａには、駆動部１５と、電源部１７と、回転検出部２１と、伝達機構１４の一部が収納される。
【００１７】
第２収納部１１ｂには、薬液貯蔵部１３と、押し子部材１８と、押し子操作部２２と、伝達機構１４の一部が収納される。また、第２収納部１１ｂには、第１軸受け部１１ｃと、第２軸受け部１１ｄが設けられている。第１軸受け部１１ｃと第２軸受け部１１ｄは、第２収納部１１ｂの底面部から開口に向けて突出している。第１軸受け部１１ｃには、後述する押し子操作部２２の送りねじ軸２２ｂが回転可能に支持される。
【００１８】
第２軸受け部１１ｄには、軸支持部材２４が取り付けられている。そして、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４には、後述する押し子操作部２２における操作歯車２３の軸部２３ａが回転可能に支持される。
【００１９】
蓋体１２は、略平板状に形成されている。蓋体１２は、筐体１１に形成された第１収納部１１ａ及び第２収納部１１ｂを覆い、筐体１１の開口を閉じる。また、蓋体１２には、伝達機構１４、駆動部１５、報知部１６、電源部１７及び回転検出部２１が取り付けられる。
【００２０】
また、図１及び図３に示すように、蓋体１２における筐体１１の開口と対向する一面１２ａには、リブ片３１が設けられている。このリブ片３１には、ひずみセンサ３２が設けられている。リブ片３１及びひずみセンサ３２の詳細な構成については、後述する。
【００２１】
薬液貯蔵部１３は、軸方向の一端が閉塞し、軸方向の他端が開口した筒状に形成されている。薬液貯蔵部１３における筒孔１３ｃの内径は、開口した軸方向の他端から閉塞した軸方向の一端にかけて同じ大きさに設定されている。そのため、薬液貯蔵部１３から排出される薬液の量は、押し子部材１８の操作に略一定の量が排出される。この薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内には、薬液が貯蔵される。薬液貯蔵部１３の軸方向の一端部には、送液ポート１３ａと、充填ポート１３ｂが形成されている。
【００２２】
送液ポート１３ａは、送液配管１９に接続されている。送液配管１９における送液ポート１３ａと反対側の端部は、接続ポート６に接続される。接続ポート６は、患者の生体に穿刺及び留置される。そして、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内に貯蔵された薬液は、送液ポート１３ａから排出され、送液配管１９及び接続ポート６を通過して患者に投与される。
【００２３】
充填ポート１３ｂには、不図示の充填装置が接続される。そして、充填ポート１３ｂを介して薬液貯蔵部１３の筒孔内に薬液が充填される。
【００２４】
また、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内には、押し子部材１８が摺動可能に挿入されている。押し子部材１８は、ガスケット１８ａと、シャフト部１８ｂとを有している。ガスケット１８ａは、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃ内において摺動可能に配置されている。ガスケット１８ａは、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃの内周面に液密に密着しながら移動する。
【００２５】
ガスケット１８ａにおける先端部の形状は、薬液貯蔵部１３の筒孔１３ｃの軸方向の一端側の形状に対応して形成されている。これにより、ガスケット１８ａが薬液貯蔵部１３の軸方向の一端側に移動した際に、薬液貯蔵部１３内に充填された薬液が無駄なく送液ポート１３ａから排出させることができる。
【００２６】
ガスケット１８ａにおける先端部と反対側には、シャフト部１８ｂが設けられている。シャフト部１８ｂは、薬液貯蔵部１３の軸方向の他端に形成された開口から外側に延設されている。シャフト部１８ｂにおけるガスケット１８ａと反対側の端部には、後述する押し子操作部２２の連結ナット２２ｃと連結する連結部１８ｃが設けられている。連結部１８ｃが連結ナット２２ｃと連結されて押し子操作部２２が駆動すると、押し子部材１８は、薬液貯蔵部１３の軸方向に沿って移動する。
【００２７】
押し子操作部２２は、操作歯車２３と、送りねじ軸２２ｂと、連結ナット２２ｃとを有している。操作歯車２３は、後述する伝達機構１４の歯車と歯合する。また、操作歯車２３の軸部２３ａの一端には、送りねじ軸２２ｂの軸方向の端部に接続されている。さらに、操作歯車２３の軸部２３ａの他端は、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４に回転可能に支持されている。
【００２８】
送りねじ軸２２ｂは、第１軸受け部１１ｃに回転可能に支持されている。また、送りねじ軸２２ｂは、その軸方向が、シャフト部１８ｂに対して平行に配置される。すなわち、送りねじ軸２２ｂは、押し子部材１８の移動方向と平行に配置される。この送りねじ軸２２ｂには、連結ナット２２ｃが螺合されている。
【００２９】
連結ナット２２ｃは、筐体１１に収納された際に、送りねじ軸２２ｂの周方向回りの回転が規制される。これにより、操作歯車２３が回転し、送りねじ軸２２ｂが回転すると、連結ナット２２ｃは、送りねじ軸２２ｂの軸方向に沿って移動する。そして、連結ナット２２ｃに押し子部材１８の連結部１８ｃが係合されると、押し子部材１８は、連結ナット２２ｃと共に送りねじ軸２２ｂの軸方向に沿って移動する。また、押し子操作部２２には、伝達機構１４を介して駆動部１５の駆動力が伝達される。
【００３０】
駆動部１５としては、例えば、ステッピングモータが適用される。駆動部１５は、筐体１１の開口を蓋体１２で閉塞した状態において、筐体１１に収納された電源部１７の電極に接続されて電力が供給される。駆動部１５の駆動軸１５ａには、駆動軸１５ａの回転を検出する回転検出部２１が設けられている。
【００３１】
回転検出部２１は、検出センサ２１ａと、スリット円盤２１ｂとを有するロータリーエンコーダである。スリット円盤２１ｂは、駆動部１５の駆動軸１５ａに固定されている。スリット円盤２１ｂは、駆動軸１５ａの回転に同期して回転する。スリット円盤２１ｂの周縁には、等間隔にスリットが形成されている。
【００３２】
検出センサ２１ａは、筐体１１に配置されている。検出センサ２１ａは、光を出射する発光部と、発光部から出射された光を受光する受光部とを有する光学式センサである。検出センサ２１ａは、スリット円盤２１ｂのスリットを透過した光を検出することで、駆動部１５の回転を検出する。
【００３３】
駆動部１５の駆動軸１５ａには、伝達機構１４の歯車が設けられている。伝達機構１４は、駆動部１５の駆動力（回転）を押し子操作部２２に伝達するものである。伝達機構１４は、複数の歯車から構成されている。駆動部１５が駆動すると、伝達機構１４を構成する複数の歯車が回転し、駆動部１５の駆動力が操作歯車２３に伝達される。そのため、押し子部材１８が操作されて、薬液貯蔵部１３に貯蔵された薬液がガスケット１８ａにより押し出される。
【００３４】
報知部１６は、後述する演算部１０１に接続されている。報知部１６は、薬液投与装置１に誤作動が生じた場合や、閉塞を検知した場合等に演算部１０１からの指示により駆動し、警報を出力する。この報知部１６が出力する警報としては、例えば振動や音などを単独で発してもよく、または振動や音などを併用して発するようにしてもよい。
【００３５】
電源部１７は、薬液投与装置１を構成する各構成要素に電力を供給するためのものである。電源部１７としては、例えば電池１７ａ及びこれを収納する電池ボックス、さらには電池からの電力の供給をオン／オフするスイッチ等で構成されている。
【００３６】
図３は、操作歯車２３及びひずみセンサ３２の周囲を示す断面図である。
図３に示すように、蓋体１２により筐体１１の開口を閉じた際、蓋体１２に設けたリブ片３１は、第２軸受け部１１ｄを間に挟んで操作歯車２３の軸部２３ａにおける軸方向の他端側に配置される。ひずみセンサ３２は、リブ片３１における第２軸受け部１１ｄと対向する一面に配置される。そして、ひずみセンサ３２は、軸支持部材２４を介して第２軸受け部１１ｄに当接する。このとき、ひずみセンサ３２及びリブ片３１は、押し子部材１８の移動方向の延長線上、すなわち送りねじ軸２２ｂの軸方向の延長線上に配置される。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂは、操作歯車２３及びひずみセンサ３２の周囲を示す平面図である。また、図４Ａは、閉塞が発生する前の状態を示しており、図４Ｂは、閉塞が発生した状態を示している。
【００３８】
図４Ａに示すように、カニューレ６ａや送液配管１９（図１及び図２参照）等の薬液の流路に閉塞が発生していない状態では、操作歯車２３や第２軸受け部１１ｄは、通常の初期位置に配置されている。これに対し、薬液の流路に閉塞が発生した場合、ガスケット１８ａ（図１及び図２参照）は、作用・反作用の法則により薬液から押し出す向きと反対向きに抗力を受ける。
【００３９】
ガスケット１８ａに加わった抗力は、シャフト部１８ｂを介して押し子操作部２２の連結ナット２２ｃに伝わる。連結ナット２２ｃに抗力が伝わることで、連結ナット２２ｃと螺合する送りねじ軸２２ｂには、連結ナット２２ｃを介して、薬液貯蔵部１３から離反する向き、すなわち軸方向の他端側に向かう抗力を受ける。
【００４０】
そのため、図４Ｂに示すように、操作歯車２３の軸部２３ａにも送りねじ軸２２ｂを介して、薬液貯蔵部１３から離反する向き、すなわち軸方向の他端側に向かう抗力を受ける。その結果、操作歯車２３を支持する第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４が薬液貯蔵部１３から離反する向きに撓む。
【００４１】
また、第２軸受け部１１ｄには、ひずみセンサ３２及びリブ片３１が当接している。そのため、ひずみセンサ３２及びリブ片３１は、第２軸受け部１１ｄと共に撓む。そして、ひずみセンサ３２は、リブ片３１の変形量、すなわちひずみ量を測定する。ひずみセンサ３２は、測定したひずみ量をひずみ量情報として後述する演算部１０１に出力する。
【００４２】
なお、本例の薬液投与装置１では、ひずみセンサ３２を第２軸受け部１１ｄに当接する位置に設けた例を説明したが、ひずみセンサ３２を設ける位置は、これに限定されるものではない。ひずみセンサ３２は、例えば、筐体１１の第２収納部１１ｂの底面部や側面部に設けてもよい。
【００４３】
なお、流路に閉塞が発生した際に、押し子部材１８の移動方向の延長線上、すなわち送りねじ軸２２ｂの軸方向の延長線上が、薬液からの抗力により大きく撓む。そのため、ひずみセンサ３２は、本例の薬液投与装置１のように、押し子部材１８の移動方向の延長線上及び送りねじ軸２２ｂの軸方向の延長線上に配置することが好ましい。
【００４４】
１−２．薬液投与装置の制御系
次に、図５を参照して薬液投与装置１の制御系について説明する。
図５は、薬液投与装置１の制御系を示すブロック図である。
【００４５】
図５に示すように、薬液投与装置１は、上述した駆動部１５と、回転検出部２１と、ひずみセンサ３２と、報知部１６と、電源部１７とを有している。また、薬液投与装置１は、制御部の一例を示す演算部１０１と、通信部１０３と、記憶部１０４と、日時管理部１０５とを有している。
【００４６】
駆動部１５と、回転検出部２１と、ひずみセンサ３２と、報知部１６と、電源部１７と、通信部１０３と、記憶部１０４と、日時管理部１０５は、演算部１０１に接続されている。
【００４７】
回転検出部２１の検出センサ２１ａ（図１参照）で検出した駆動部１５の回転情報は、演算部１０１に出力される。そして、駆動部１５の駆動は、演算部１０１により制御される。
【００４８】
通信部１０３は、薬液投与装置１を操作する不図示のコントローラや、外部の携帯情報処理端末や、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）と有線又は無線のネットワークを介して接続されている。通信部１０３は、不図示のコントローラや携帯情報処理端末等を介して使用者が操作した操作情報や、外部の装置が計測した計測データを受信する。そして、通信部１０３は、受信した操作情報や計測データを演算部１０１に出力する。
【００４９】
また、通信部１０３は、演算部１０１により制御されることで、閉塞情報、薬液貯蔵部１３に貯蔵された薬液の量に関する情報や、投与パターン等の薬液投与装置１に関する各種情報を不図示のコントローラや携帯情報処理端末等に出力する。
【００５０】
記憶部１０４は、各種のデータを記憶する部分である。記憶部１０４には、薬液を投与するための投与パターンを示す投与プロファイルやひずみセンサ３２等を制御するための制御プログラム、閉塞検出や開始容量に用いられる閾値データ等が記憶されている。さらに、記憶部１０４には、通信部１０３が受信した情報や、ひずみセンサ３２が測定したひずみ量情報等が格納される。そして、記憶部１０４は、予め記憶されている制御プログラムや、他の処理部から受信したひずみ量情報等を演算部１０１に出力する。
【００５１】
日時管理部１０５は、日時管理を行うためのプログラム部分であり、一般的なマイコンに搭載されているものであって良く、演算部１０１からの指令に基づいて日時情報を出力する。この日時管理部１０５は、電源がオフの状態であっても電力が供給されることにより、正確な日時情報を出力する。
【００５２】
演算部１０１には、駆動部１５、ひずみセンサ３２、通信部１０３、記憶部１０４、日時管理部１０５等の各種装置を制御するプログラムが実装されている。そして、演算部１０１は、そのプログラムに基づいて薬液投与装置１の各種動作を制御する。また、演算部１０１は、回転検出部２１が検出した駆動部１５の回転情報や、ひずみセンサ３２が測定したひずみ量情報等を受信する。演算部１０１は、受信した情報を記憶部１０４に格納する。
【００５３】
また、演算部１０１は、受信したひずみ量情報に基づいて、薬液の流路の閉塞の有無を判断したりする。
【００５４】
さらに、演算部１０１は、記憶部１０４に記憶された薬液の投与パターンを示す投与プロファイルに基づいて、駆動部１５を駆動させる。これにより、使用者には、所定の投与プロファイルに基づいた薬液が投与される。演算部１０１は、例えばここでの図示を省略したＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備えたものである。ＲＯＭ（Read Only Memory）は、記憶部１０４であってもよい。
【００５５】
１−３．本例の薬液投与装置と従来の薬液投与装置との閉塞検知の比較
次に、図６を参照して上述した構成を有する薬液投与装置１と従来の薬液投与装置との閉塞検知の比較について説明する。
図６は、閉塞発生時のひずみ量を示すグラフである。
【００５６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、薬液の流路に閉塞が発生すると、操作歯車２３を支持する第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４が撓む。そして、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４が撓みきってから、操作歯車２３に加わる回転抵抗が増加する。また、駆動部１５は、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４が撓みきるまで、回転駆動する。そのため、駆動部１５の回転速度から閉塞を検知する従来の方法では、図６に示すように、閉塞が発生した時間ｔ０から、閉塞を検知するまでに時間ｔ２が経過する。
【００５７】
これに対し、本例の薬液投与装置１では、ひずみセンサ３２を用いて、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４のひずみ量から閉塞を検知している。これにより、本例の薬液投与装置１では、従来の薬液投与装置が閉塞を検知するまでにかかる時間ｔ２よりも早い時間ｔ１で閉塞を検知することができる（ｔ１＜ｔ２）。
【００５８】
２．薬液投与装置の閉塞検知動作
２−１．第１の動作例
次に、上述した構成を有する薬液投与装置１における薬液投与時での閉塞検知動作の第１の動作例について図７〜図９を参照して説明する。
図７は、閉塞検知動作の第１の動作例を示すフローチャート、図８は、閉塞検知動作の第１の動作例におけるひずみ量を示すグラフである。
【００５９】
なお、記憶部１０４には、閉塞閾値ｘ１と、逆回転閾値ｘ２が予め格納されている。閉塞閾値ｘ１は、演算部１０１が閉塞を検知する際に用いられるひずみ量情報の閾値である。逆回転閾値ｘ２は、駆動部１５の回転方向を、薬液を投与する際の方向とは逆方向に回転させた後に駆動部１５を停止させる際に用いられるひずみ量情報の閾値である。まず、演算部１０１は、ひずみセンサ３２を用いて、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４のひずみ量を測定する（ステップＳ１１）。そして、ひずみセンサ３２は、測定したひずみ量をひずみ量情報として演算部１０１に出力する。
【００６０】
次に、演算部１０１は、ひずみセンサ３２から受信したひずみ量が、閉塞検知の閾値である閉塞閾値ｘ１を超えたか否かを判断する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理において、ひずみ量が閉塞閾値ｘ１を超えていないと判断した場合（ステップＳ１２のＮＯ判定）、演算部１０１は、ステップＳ１１の処理に戻り、ひずみセンサ３２によるひずみ量の測定及び薬液の投与を継続させる。
【００６１】
また、ステップＳ１２の処理において、ひずみ量が閉塞閾値ｘ１を超えたと判断した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ判定）、演算部１０１は、閉塞が発生したと判断し、駆動部１５の駆動を停止させる。ここで、図７に示すように、閉塞が発生してから閉塞が検知されるまで時間ｔ１が経過している。そして、この時間ｔ１までの間も駆動部１５が駆動し、伝達機構１４を介して押し子操作部２２が駆動している。そして、押し子部材１８は、押し子操作部２２により薬液を押し出す向きに押圧される。そのため、薬液貯蔵部１３に充填された薬液は、押し子部材１８のガスケット１８ａに押圧される。その結果、薬液貯蔵部１３や送液配管１９内の薬液の圧力が高まる。
【００６２】
この状態で、閉塞された流路が開放されると、圧力が高まったことにより薬液が、接続ポート６のカニューレ６ａ又は送液配管１９から排出される。したがって、薬液投与部２がクレードル装置３に装着されてカニューレ６ａと送液配管１９が接続されている場合では、意図しない薬液量が患者に投与されるおそれがある。または、薬液投与部２がクレードル装置３から外されている場合では、薬液が薬液投与部２から漏れ出るおそれがある。
【００６３】
そのため、閉塞を検知した際は、薬液貯蔵部１３や送液配管１９内の薬液の圧力を低下させる必要がある。薬液の圧力を軽減させるために、演算部１０１は、閉塞が発生したと判断した場合、駆動部１５の駆動軸１５ａの回転方向を、薬液を投与する際の方向とは逆方向に回転させる、いわゆる駆動部１５の逆回転を実施する（ステップＳ１３）。駆動部１５が逆回転することにより、操作歯車２３も、薬液投与時とは反対方向に回転する。そのため、押し子部材１８は、押し子操作部２２により薬液貯蔵部１３の軸方向の他端側に向けて移動する。これにより、薬液貯蔵部１３や送液配管１９内の薬液の圧力が低下する。
【００６４】
また、ステップＳ１３の処理の間も、ひずみセンサ３２による、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４のひずみ量の測定が行われている。薬液貯蔵部１３や送液配管１９内の薬液の圧力が低下することで、薬液からガスケット１８ａに加わる抗力も低下する。そのため、図８に示すように、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４のひずみ量が低下する。
【００６５】
次に、演算部１０１は、ひずみセンサ３２から受信したひずみ量が、逆回転している駆動部１５を停止させる閾値である逆回転閾値ｘ２を超えたか否かを判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の処理において、ひずみ量が逆回転閾値ｘ２を下回っていないと判断した場合（ステップＳ１４のＮＯ判定）、演算部１０１は、ステップＳ１３の処理に戻り、駆動部１５の逆回転駆動を継続させる。
【００６６】
また、ステップＳ１４の処理において、ひずみ量が逆回転閾値ｘ２を下回ったと判断した場合（ステップＳ１４のＹＥＳ判定）、演算部１０１は、駆動部１５の逆回転を停止させる。これにより、本例の薬液投与装置１における閉塞検知動作の第１の動作例が完了する。
【００６７】
なお、駆動部１５の逆回転を停止させた後は、薬液貯蔵部１３や送液配管１９内の薬液の圧力が十分に低下している。そのため、薬液投与部２をクレードル装置３から取り外しても、薬液が送液配管１９から漏れ出ることを防ぐことができる。また、閉塞が開放された後に、薬液投与を継続させても、意図しない薬液量が患者に投与されることを防ぐことができる。
【００６８】
ひずみセンサ３２が測定した第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４のひずみ量に基づいて駆動部１５の逆回転を制御することで、逆回転数が足りなかったり、逆回転数が過剰になったりすることを防止することができる。
【００６９】
図９は、ひずみ量が異なる筐体のひずみ量を示すグラフである。なお、図９に示す実線と二点鎖線は、異なる筐体のひずみ量を示している。
【００７０】
図９に示すように、薬液投与装置１の個体差により筐体１１のひずみ量にばらつきが発生している。そのため、閉塞が発生してから駆動部１５が停止するまでの駆動部１５の回転数にばらつきが発生する。その結果、閉塞が発生してから押し子部材１８が移動する距離にもばらつきが発生し、薬液貯蔵部１３や送液配管１９内の薬液の圧力にもばらつきが生じる。
【００７１】
ここで、閉塞を検知した後に、駆動部１５の逆回転数をひずみ量が異なる筐体で一定数とした場合、逆回転数が足りなかったり、逆回転数が過剰になったりするおそれがある。これに対し、本例の薬液投与装置１では、逆回転閾値ｘ２を設け、ひずみ量に基づいて駆動部１５の逆回転数を制御している。これにより、異なるひずみ量を有する筐体に対して、駆動部１５の逆回転数を最適な回転数に制御することができる。
【００７２】
なお、逆回転閾値ｘ２の値としては、ひずみが生じていない「０」にしてもよい。しかしながら、逆回転閾値ｘ２の値を「０」以上にすることで、閉塞によりひずみによって駆動部１５が逆回転を行っても第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４が初期位置に戻らなくなった場合でも、駆動部１５の逆回転を停止させることができる。
【００７３】
閉塞閾値ｘ１及び逆回転閾値ｘ２のひずみ量情報としては、ひずみ量に限定されるものではない。閉塞閾値ｘ１及び逆回転閾値ｘ２のひずみ量情報としては、例えば、ひずみ量と時間との積分値としてもよい。
【００７４】
ここで、閉塞により生じた第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４のひずみ量が大きく、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４が塑性変形した場合、ひずみセンサ３２によるひずみ量の測定では駆動部１５の逆回転を想定通りに停止させることができなくなる。そのため、ステップＳ１３の処理において駆動部１５を逆回転させる際に、回転検出部２１により駆動部１５の逆回転数をカウントする。そして、回転検出部２１がカウントした値が、所定値を超えた際に、駆動部１５の逆回転を停止させる。このように、回転検出部２１により駆動部１５の逆回転数の上限値を設定することで、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４が塑性変形した場合でも、駆動部１５を停止させることができる。
【００７５】
２−２．第２の動作例
次に、上述した構成を有する薬液投与装置１における薬液投与時での閉塞検知動作の第２の動作例について図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０は、ひずみ量と駆動部の逆回転数との関係を示すテーブル、図１１は、閉塞検知動作の第２の動作例を示すフローチャートである。
【００７６】
この第２の動作例は、駆動部１５の逆回転の制御を図１０に示すテーブルを用いて行うものである。そのため、第１の動作例と同一の処理については、説明を省略する。
【００７７】
なお、記憶部１０４には、図１０に示すようにひずみセンサ３２が測定したひずみ量と駆動部１５の逆回転数との関係を示すひずみ回転数テーブルが格納されている。この図１０に示すテーブルは、薬液投与装置１を製造する際に、予め意図的に閉塞を発生させて、駆動部１５を逆回転させた際のひずみ量をひずみセンサ３２を用いて測定することで作成される。
【００７８】
まず、演算部１０１は、ひずみセンサ３２を用いて、第２軸受け部１１ｄ及び軸支持部材２４のひずみ量を測定する（ステップＳ２１）。次に、演算部１０１は、ひずみセンサ３２から受信したひずみ量が、閉塞検知の閾値である閉塞閾値ｘ１を超えたか否かを判断する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の処理において、ひずみ量が閉塞閾値ｘ１を超えていないと判断した場合（ステップＳ２２のＮＯ判定）、演算部１０１は、ステップＳ２１の処理に戻り、ひずみセンサ３２によるひずみ量の測定及び薬液の投与を継続させる。
【００７９】
また、ステップＳ２２の処理において、ひずみ量が閉塞閾値ｘ１を超えたと判断した場合（ステップＳ２２のＹＥＳ判定）、演算部１０１は、閉塞が発生したと判断し、駆動部１５の駆動を停止させる。次に、演算部１０１は、記憶部１０４に格納したひずみ回転数テーブルを参照し、測定したひずみ量に対応付けられた逆回転数を決定する（ステップＳ２３）。
【００８０】
そして、演算部１０１は、ステップＳ２３の処理で決定した逆回転数に基づいて駆動部１５の逆回転を実施する（ステップＳ２４）。そして、駆動部１５の逆回転数が決定した逆回転数に達すると、演算部１０１は、駆動部１５の逆回転を停止させる。これにより、本例の薬液投与装置１における閉塞検知動作の第２の動作例が完了する。このような第２の動作例によっても、上述した第１の動作例と同様の作用効果を得ることができる。また、回転数テーブルの作成は、使用開始の際、停止後の投与開始の際等でもよい。回転数テーブルを事前に作成することで、部品等の個体差や環境に関わらず、より正確な逆回転の制御が可能になる。
【００８１】
以上、本発明の実施の形態例について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の薬液投与装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００８２】
上述した実施の形態例では、薬液投与装置としてインスリンを投与するインスリンポンプを適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。投与する薬液としては、鎮痛薬、抗癌治療薬、ＨＩＶ薬、鉄キレート薬、肺高血圧症治療薬等のその他各種の薬液を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１…薬液投与装置、  ２…薬液投与部、  ３…クレードル装置、  ５…装着部、  ６…接続ポート、  ６ａ…カニューレ、  １１…筐体、  １１ｃ…第１軸受け部、  １１ｄ…第２軸受け部、  １２…蓋体、  １２ａ…一面、  １３…薬液貯蔵部、  １４…伝達機構、  １５…駆動部、  １５ａ…駆動軸、  １６…報知部、  １７…電源部、  １８…押し子部材、  １８ａ…ガスケット、  １８ｂ…シャフト部、  １８ｃ…連結部、  １９…送液配管、  ２１…回転検出部、  ２２…押し子操作部、  ２２ｂ…送りねじ軸、  ２２ｃ…連結ナット、  ２３…操作歯車、  ２３ａ…軸部、  ２４…軸支持部材、  ３１…リブ片、  ３２…ひずみセンサ、  １０１…演算部（制御部）、  １０４…記憶部、  ｘ１…閉塞閾値、  ｘ２…逆回転閾値
【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】
2018157966.tif 000009
【図８】
2018157966.tif 000010
【図９】
2018157966.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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