(57)【要約】　　　（修正有）【課題】大型バッテリーを用いなくとも長時間使用することができ、しかも薬液の種類や温度に影響されず、予め定められた一定の注入速度を維持して薬液を安定して注入することができる薬液注入器具を提供する。【解決手段】以下の手段（１）〜（５）を含むことを特徴とする薬液注入器具：（１）加圧薬液提供手段１；（２）前記加圧薬液提供手段と上流側流路２により薬液連通される２次加圧手段５；（３）前記上流側流路に配置され、前記加圧薬液提供手段と前記２次加圧手段との薬液連通状態を開閉する上流側開閉手段３；（４）前記２次加圧手段の下流側に設けられる下流側流路に配置された下流側開閉手段４；及び（５）前記上流側開閉手段及び前記下流側開閉手段の開閉のタイミングを制御する制御手段７。【選択図】　　　　図１
2004135907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の手段（１）〜（５）を含むことを特徴とする薬液注入器具：
（１）加圧薬液提供手段；
（２）前記加圧薬液提供手段と上流側流路により薬液連通される２次加圧手段；
（３）前記上流側流路に配置され、前記加圧薬液提供手段と前記２次加圧手段との薬液連通状態を開閉する上流側開閉手段；
（４）前記２次加圧手段の下流側に設けられる下流側流路に配置された下流側開閉手段；及び
（５）前記上流側開閉手段及び前記下流側開閉手段の開閉のタイミングを制御する制御手段。
【請求項２】
加圧薬液提供手段の加圧手段がゴム弾性体であることを特徴とする請求項１記載の薬液注入器具。
【請求項３】
加圧薬液提供手段の加圧手段がバネであることを特徴とする請求項１記載の薬液注入器具。
【請求項４】
加圧薬液提供手段の加圧手段が空気圧であることを特徴とする請求項１記載の薬液注入器具。
【請求項５】
２次加圧手段の加圧手段がゴム弾性体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の薬液注入器具。
【請求項６】
２次加圧手段の加圧手段がバネであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の薬液注入器具。
【請求項７】
２次加圧手段の加圧手段が空気圧であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の薬液注入器具。
【請求項８】
上流側開閉手段及び下流側開閉手段が電磁弁タイプのものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の薬液注入器具。
【請求項９】
上流側開閉手段及び下流側開閉手段がクランプタイプのものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の薬液注入器具。
【請求項１０】
上流側開閉手段及び下流側開閉手段が活栓を用いた一体型のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の薬液注入器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は血管、硬膜外腔、皮下などに薬液を少量ずつ投与する薬液注入器具に関する。特に、本発明は薬液の種類や環境温度に影響されず、予め設定された注入速度を長時間安定して提供することができる薬液注入器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抗生物質、抗ガン剤、麻酔剤などの薬液の中には、血管、硬膜外腔、皮下などに長時間かけて少量ずつ投与されることが好ましいものがある。このような投与方法に用いる薬液注入器具としては、モーターなどの動力を用いてシリンジのプランジャーを少しずつ押し出して薬液を注入するシリンジポンプタイプのものや、薬液の流路であるチューブをローラーでゆっくりとしごくことによって薬液を押し出すローラーポンプタイプのものが従来知られている。これらの薬液注入器具は電気的動力を用いるため、正確な注入速度を維持することができるという利点を有する。しかし、これらの薬液注入器具は薬液の押し出し動力を電気エネルギーを用いて発生させるため、長時間使用する場合には大型のバッテリーを用いる必要がある。このため、器具自体が重くなってしまい、患者が携帯するのに不便であるという欠点を有する。加えて、これらの薬液注入器具は構造が複雑であるため、価格が高いという欠点も有する。
【０００３】
このような欠点に鑑み、電気的動力を用いない薬液注入器具も従来提案されている。例えば後述の特許文献１にはバルーン等の加圧薬液提供手段に細径内管からなる流量制御部を接続した薬液注入器具が記載されている。かかる薬液注入器具においては、バルーンから押し出された薬液は細径内管からなる流量制御部を通過する間に細径内管の管路抵抗により予め定められた一定の注入速度に制御される。
【０００４】
しかし、このような細径内管の管路抵抗を利用した流量制御は薬液の粘度の影響が大きい。即ち、細径内管通過後の薬液の流量Ｆはハーゲンポアズイユの法則（下記式１参照）に従うため、薬液粘度ηに反比例する。
【式１】
2004135907.tif 000003
式中、Ｆ：薬液の流量（ｃｍ３／ｓｅｃ）
ｇ：重力加速度（９８０ｃｍ／ｓ）
Ｐ：薬液に加わる圧力（ｋＰａ）
ｄ：細径内管の内径（ｃｍ）
η：薬液粘度（ｇ／ｃｍ・ｓ）
ｌ：細径内管の長さ（ｃｍ）
π：円周率
【０００５】
一方、薬液の粘度は一般的な流体の性質に従い、温度が高くなると粘度が低くなる。従って、薬液の温度が高くなると薬液の流量はそれに反比例して大きくなる。例えば、抗悪性腫瘍拮抗剤であるフルオロウラシルの場合、２５℃での粘度は１．２７３ｇ／ｃｍ・ｓであるのに対し、３２℃での粘度は１．０８４ｇ／ｃｍ・ｓに低下する。従って、フルオロウラシルの場合、２５℃のときに比べ、３２℃では流量が約１７．４％大きくなることになる。
【０００６】
また、薬液の粘度は薬液の種類によっても異なる。例えば、前述のフルオロウラシルは２５℃での粘度が１．２７３ｇ／ｃｍ・ｓであるが、抗悪性腫瘍白金錯体であるシスプラチンは２５℃での粘度が０．８９８ｇ／ｃｍ・ｓである。従って、薬液の種類によっても薬液の流量が変化することになる。
【０００７】
この通り、加圧薬液提供手段に細径内管からなる流量制御部を接続した薬液注入器具は、薬液の種類や温度により薬液の粘度が変動すると、予め定められた一定の注入速度が得られないという欠点を有する。
【０００８】
従って結局、従来公知の薬液注入器具は大型バッテリーを用いなければ長時間使用できないか又は薬液注入速度が薬液の種類や温度に影響されるという欠点を有する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−１１１６０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は従来公知の薬液注入器具の欠点を有さない薬液注入器具を提供することにある。具体的には、本発明は大型バッテリーを用いなくとも長時間使用することができ、しかも薬液の種類や温度に影響されず、予め定められた一定の注入速度を維持して薬液を安定して注入することができる薬液注入器具を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、加圧薬液提供手段とそれに接続された流量制御部からなる薬液注入器具において、流量制御部として細径内管を用いずに新たなメカニズムにより流量制御を行うことにより上記課題を解決できることを見出し、遂に本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は以下の手段（１）〜（５）を含むことを特徴とする薬液注入器具である：
（１）加圧薬液提供手段；
（２）前記加圧薬液提供手段と上流側流路により薬液連通される２次加圧手段；
（３）前記上流側流路に配置され、前記加圧薬液提供手段と前記２次加圧手段との薬液連通状態を開閉する上流側開閉手段；
（４）前記２次加圧手段の下流側に設けられる下流側流路に配置された下流側開閉手段；及び
（５）前記上流側開閉手段及び前記下流側開閉手段の開閉のタイミングを制御する制御手段。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施態様によれば、加圧薬液提供手段の加圧手段はゴム弾性体、バネ又は空気圧である。
【００１３】
本発明の他の好ましい実施態様によれば、２次加圧手段の加圧手段はゴム弾性体、バネ又は空気圧である。
【００１４】
本発明の他の好ましい実施態様によれば、上流側開閉手段及び下流側開閉手段は電磁弁タイプ、クランプタイプまたは活栓を用いた一体型のものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の薬液注入器具を図面を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１は本発明の薬液注入器具の一実施態様の模式図である。本発明の薬液注入器具は加圧薬液提供手段１と、２次加圧手段５と、上流側開閉手段３と、下流側開閉手段４と、前記上流側開閉手段及び前記下流側開閉手段の開閉のタイミングを制御する制御手段７とを含む。図１に示す実施態様においては、加圧薬液提供手段１と２次加圧手段５は上流側流路２を介して接続されており、２次加圧手段５の下流には下流側流路６が更に設けられている。
【００１７】
本発明の薬液注入器具において、加圧薬液提供手段１は薬液を貯留し、その薬液を加圧により２次加圧手段５の方へ押し出して薬液の流れを作る役割を果たす。加圧薬液提供手段１としては、例えばゴム弾性体の収縮力を利用したバルーンタイプ、バネの弾発力を利用したシリンジタイプ、空気圧を用いた加圧バッグタイプ、薬液が入ったバッグを機械的に加圧するタイプなどが使用できる。加圧薬液提供手段１による薬液の加圧は、薬液が５０〜１００ｋＰａ程度に加圧されて２次加圧手段５の方へ押し出されるように設定することが好ましい。
【００１８】
本発明の薬液注入器具において、２次加圧手段５は加圧薬液提供手段１と上流側流路２により薬液連通されており、加圧薬液提供手段１から提供された薬液を一時的に貯留し、その後、加圧により下流側に押し出す役割を果たす。図１に示す２次加圧手段５はバネ５１とガスケット５２及びシリンダー５３からなっており、バネの弾発力を利用して内部圧力を発生させている。２次加圧手段の他の例としては、図３に示すような塩化ビニル、シリコンゴム、熱可塑性エラストマーなどの可塑性シート５４をガスケット代わりに設けてバネ５１で押圧することにより内部圧力を発生させるものや、図４に示すようなゴム弾性体のバルーンを用いたものを挙げることができるが、これらに限定されない。２次加圧手段５の加圧力（内部圧力）は、加圧薬液提供手段１の加圧力よりも通常１０〜２０％程度小さく設定されている。このため、薬液は加圧薬液提供手段１から２次加圧手段５に向かって流れ込むことができる。
【００１９】
本発明の薬液注入器具において、上流側開閉手段３は上流側流路２に配置されており、加圧薬液提供手段１と２次加圧手段５との薬液連通状態を開閉する役割を果たす。また、本発明の薬液注入器具において、下流側開閉手段４は２次加圧手段５の下流側に設けられる下流側流路６に配置されており、２次加圧手段５と下流側流路６との薬液連通状態を開閉する役割を果たす。上流側開閉手段３及び下流側開閉手段４は開閉の作動エネルギーができる限り少ない手段である方が長時間の使用を可能とするので好ましい。また、上流側開閉手段３と下流側開閉手段４は別体のものに限られず、同時に両方の機能を果たす一つの手段であることもできる。図１に示す上流側開閉手段３及び下流側開閉手段４は電磁弁タイプのものである。上流側開閉手段３及び下流側開閉手段４の他の例としては、図５及び図６に示すようなモーター８の回転を利用して薬液流路のチューブを外側から一定時間間隔で押しつぶし、流路を閉塞させるクランプタイプのものや、図７及び図８に示すような活栓９を用いて上流側開閉手段と下流側開閉手段を一体型としたものを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００２０】
本発明の薬液注入器具において、制御手段７は上流側開閉手段３及び下流側開閉手段４の開閉のタイミングを制御する役割を果たす。かかる開閉タイミングの制御により、本発明の薬液注入器具においては所定の薬液注入速度を達成することができる。
【００２１】
次に、図１に示した本発明の薬液注入器具の一実施態様の薬液注入動作について図２を参照して説明する。
【００２２】
本発明の薬液注入器具は上述の通り、上流側開閉手段３及び下流側開閉手段４の開閉のタイミングを制御手段７によって制御することにより薬液を注入するものである。
【００２３】
上流側開閉手段３が開き、かつ下流側開閉手段４が閉じた状態で薬液注入動作が開始されると（図２（ａ））、２次加圧手段５の加圧力（内部圧力）は加圧薬液提供手段１の加圧力よりも小さく設定されているため、薬液は加圧薬液提供手段１から２次加圧手段５の内部へと流れ込み、２次加圧手段５の内部に貯留される。ここで２次加圧手段５の容量は十分小さいため、加圧薬液提供手段１からの薬液は薬液注入動作開始後、実質瞬間的に２次加圧手段５の内部に充填され、図２（ｂ）に示す状態となる。
【００２４】
薬液の２次加圧手段５内部への充填が完了すれば、上流側開閉手段３が閉じ、図２（ｃ）に示す状態となる。
【００２５】
次に下流側開閉手段４が開くと（図２（ｄ））、２次加圧手段５の内部に貯留されていた薬液が２次加圧手段５の加圧力（内部圧力）によって押し出され、下流側流路６を通って患者に提供される。ここで、２次加圧手段５の容量は十分小さくしかも薬液には２次加圧手段５の加圧力がかかるため、２次加圧手段５の内部に貯留されていた薬液は全て、下流側開閉手段４が開くと実質瞬間的に下流側流路６へ放出され、図２（ｅ）に示す状態となる。
【００２６】
薬液の２次加圧手段５内部からの放出が完了すれば、下流側開閉手段４が閉じ、再び図２（ｆ）に示す状態となる。
【００２７】
以上、薬液を少量ずつ断続的に患者に注入する一連の動作を繰り返すことにより、本発明の薬液注入器具は一定の注入速度を維持しながら薬液を安定に注入することができる。例えば２次加圧手段５の内部容量が０．０５ｍｌである場合、この薬液注入動作を１分間に１回の割合で繰り返すと、１分間に０．０５ｍｌ、１時間に３ｍｌの薬液が患者に注入されることになる。また、２次加圧手段５の内部容量が同じ０．０５ｍｌであっても、薬液注入動作を１分間に２回の割合で繰り返せば、１分間に０．１ｍｌ、１時間に６ｍｌの薬液が患者に注入されることになる。
【００２８】
従って、本発明の薬液注入器具においては、上流側開閉手段及び下流側開閉手段の開閉のタイミングを制御手段によって制御することにより薬液注入速度（単位時間あたりに患者に投与される薬液の量）を制御することができる。
【００２９】
【発明の効果】
このように、本発明の薬液注入器具はバルーン等の加圧薬液提供手段に細径内管からなる流量制御部を接続した従来の薬液注入器具とは異なり、細径内管の管路抵抗を利用せずに薬液注入速度（流量）制御を行うため、薬液の種類や薬液の温度の変動により薬液粘度が変動しても予め定められた一定の注入速度を維持できるという利点を有する。しかも、本発明の薬液注入器具は薬液の押し出し動力を電気エネルギーを用いて発生させる従来の薬液注入器具とは異なり、電気エネルギーを全く要しないか、または要しても上流側開閉手段及び下流側開閉手段の制御手段による開閉のための電気エネルギーのみである。従って、本発明の薬液注入器具は長時間使用の場合であっても大型のバッテリーを用いる必要がなく、ポンプ自体を軽量化することができる。このため、本発明の薬液注入器具は患者が携帯するのに便利である上、価格を安く押さえることができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薬液注入器具の一実施態様を示す模式図である。
【図２】図１に示す実施態様の薬液注入器具の薬液注入動作を示す説明図である。
【図３】本発明の薬液注入器具の他の実施態様を示す模式図である。
【図４】本発明の薬液注入器具の他の実施態様を示す模式図である。
【図５】本発明の薬液注入器具の他の実施態様を示す模式図である。
【図６】図５に示す実施態様の薬液注入器具の流量制御部を真上からみた模式図である。
【図７】本発明の薬液注入器具の他の実施態様を示す模式図である。
【図８】図７に示す実施態様の薬液注入器具の薬液注入動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　加圧薬液提供手段
２　　上流側流路
３　　上流側開閉手段
４　　下流側開閉手段
５　　２次加圧手段
５１　　バネ
５２　　ガスケット
５３　　シリンダー
５４　　可塑性シート
６　　下流側流路
７　　制御手段
８　　モーター
９　　活栓
【図１】
2004135907.tif 000004
【図２】
2004135907.tif 000005
【図３】
2004135907.tif 000006
【図４】
2004135907.tif 000007
【図５】
2004135907.tif 000008
【図６】
2004135907.tif 000009
【図７】
2004135907.tif 000010
【図８】
2004135907.tif 000011