(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が開放するとともに他方が封止された筒体と、
この筒体の前記開放側に装着された血液センサと、
この血液センサに対して前記封止側に設けられた中空の針と、
この針が装着されたカートリッジと、
このカートリッジに封入された薬液を押し出す押し出し手段と、
前記カートリッジと前記押し出し手段とを一体的に往復運動させる往復運動手段と、
前記血液センサからの信号に基づいて血液の性質を測定する測定回路部と、
この測定回路部と前記往復手段と前記押し出し手段とを制御する制御部と、
この制御部に接続された開始ボタンとを同一筺体内に設け、
前記開始ボタンの操作により、前記針の往復運動と、血液の測定動作と、前記血液の測定動作に続いて、再度前記針の前進動作と、前記薬液の押し出し動作と、前記針の後退動作をする薬液投与装置。
【請求項２】
血液センサは、
基体と、
この基体に設けられるとともに下方へ向かって開口した血液の貯留部と、
この貯留部に一方の端が連結されるとともに毛細管現象で前記血液を検出部に供給する供給路と、
この供給路の他方の端に設けられた空気孔と、
前記検出部を形成する複数の検出電極と、
前記検出部に載置された試薬とから成る請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項３】
貯留部の容積と供給路の容積の比を略６対１とした請求項２に記載の薬液投与装置。
【請求項４】
基体の上面は撥水性にするとともに供給路は親水性とした請求項２に記載の薬液投与装置。
【請求項５】
中空針によって形成される穿刺孔の面積より、空気孔の面積を小さくした請求項２に記載の薬液投与装置。
【請求項６】
血液センサの近傍を負圧にする負圧手段が設けられた請求項２記載の薬液投与装置。
【請求項７】
空気孔を介して貯留部に負圧を加える請求項６に記載の薬液投与装置。
【請求項８】
複数枚の血液センサが収納されるとともに、この血液センサを筒体の開放側へ順次供給するセンサ供給手段が設けられた請求項２に記載の薬液投与装置。
【請求項９】
センサ供給手段に血液センサが供給される供給板を設け、この供給板に前記血液センサが嵌入するセンサ挿入孔が設けられた請求項８に記載の薬液投与装置。
【請求項１０】
測定した血液の性質に対応する薬液の投与量のデータを有するメモリを前記制御部に接続するとともに、このメモリは着脱自在とした請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項１１】
針が出入りする刺針口に隣接して患者の皮膚への当接を検知する当接センサが制御部に接続された請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項１２】
押し出し手段は、
第１のモータと、
この第１のモータの回転軸とカートリッジの後端との間に設けられた第１の回転数／直進運動変換部と、
前記第１のモータの回転数を検出する第１の回転数検出部とからなる請求項１に記載の薬液投与装置。
【請求項１３】
往復運動手段は、
第２のモータと、
この第２のモータと針との間に設けられた第２の回転数／直進運動変換部と、前記第２のモータの回転数を検出する第２の回転数検出部とからなる請求項１２に記載の薬液投与装置。
【請求項１４】
異常を警報する警報手段が制御部に接続された請求項１に記載の薬液投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液投与装置とその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
糖尿病患者は、定期的に血糖値を測定し、その血糖値に基づいてインスリン（薬液の一例として用いた）を注射し、血糖値を正常に保つ必要がある。従来、血糖値を測定するために穿刺装置を用いて患者の指先等から、少量の血液を採取し、次に測定装置を用いて採取した血液の血糖値を測定し、その後測定された血糖値に応じて注射装置でインスリンを注射するものであった。
【０００３】
即ち、図１１に示すように、先ず穿刺装置１の刺針口２を患者の指先等に当接させる。そして、ボタン３を押す。すると刺針口２から針が高速で突出するとともに瞬時に後退し、指先等に微小な傷をつける。そして、この傷から血液を採取する。
【０００４】
次に、図１２に示す血糖値を測定する測定装置４を用い、この測定装置４に挿入された血液センサ５に採取した血液を点着する。そうすると、血糖値が表示部６に表示される。この表示部６に表示された血糖値に基づいて、図１３示す注射装置７を用い、この注射装置７の設定ボタン８を操作してインスリンの投与量を設定する。
【０００５】
次に、この注射装置７の注射口９を患者の皮膚に当接させて投与ボタン１０を押す。すると、注射口９から針が進出してインスリンを患者に投与する。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２１９１１４号公報
【特許文献２】特開２００４−０００５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらこのような従来のインスリンの投与操作は、患者に多大の負担をかけるものであった。
【０００８】
この様子をいま少し説明する。先ず、患者は穿刺装置１で皮膚に傷をつける。そして血液を流出させる。次に皮膚から流出した血液を測定装置４に挿入されたセンサ５に点着する。測定装置４での血液の測定を待って、この測定装置４の表示部６に表示された血糖値の値を正確に記憶し、このとき注射装置７の設定ボタン８を用いて投与量の設定に間違いのないよう細心の注意を払わなければならない。次に、この注射装置７を患者の皮膚に再び当接させてインスリンを投与する。
【０００９】
以上説明したようにインスリンの投与操作は、細心の注意の下に操作しなければならず、患者に多大の負担をかけるものであった。
【００１０】
本発明は、この問題を解決したもので、容易に血液の採取から薬液の投与までの操作ができる薬液投与装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために本発明の薬液投与装置は、一方が開放するとともに他方が封止された筒体と、この筒体の前記開放側に装着された血液センサと、この血液センサに対して前記封止側に設けられた中空の針と、この針が装着されたカートリッジと、このカートリッジに封入された薬液を押し出す押し出し手段と、前記カートリッジと前記押し出し手段とを一体的に往復運動させる往復運動手段と、前記血液センサからの信号に基づいて血液の性質を測定する測定回路部と、この測定回路部と前記往復手段と前記押し出し手段とを制御する制御部と、この制御部に接続された開始ボタンとを同一筺体内に設け、前記開始ボタンの操作により、前記針の往復運動と、血液の測定動作と、前記血液の測定動作に続いて、再度前記針の前進動作と、前記薬液の押し出し動作と、前記針の後退動作をするものである。これにより、所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、開始ボタンの押下により自動的に血液の採取と、この採取した血液の性質の測定と、この測定結果に基づいた薬液量の設定と、この薬液の投与をすることができる。即ち、患者は開始ボタンを押下するのみであり、その操作は非常に簡単で容易なものとなり、操作にまつわる負担を著しく軽減することができる。
【００１３】
また、血液を採取するための穿刺装置の機能と、前記血液の性質を測定する測定装置の機能と、薬液を投与するための注射装置の機能とを同一筺体内に有しているので容易に携帯することができる。
【００１４】
更に、血液の採取と薬液を投与する針、及びこの針を往復運動させる往復運動手段を共用化することができるので、小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態１における薬液投与装置１１のブロック図である。図１において、１２は円筒状の筒体であり、この筒体１２の一方１２ａは開放するとともに他方１２ｂは封止されたものである。この筒体１２の一方１２ａには血液センサ（以下、センサという）１３が着脱自在に装着されている。そして、このセンサ１３の内側（筒体１２の他方１２ｂ側）には金属製の中空針（以下、針という）１４がカートリッジ１５に装着されてセンサ１３に対向している。このカートリッジ１５内にはインスリン（薬液の一例として用いた）１６が封入されている。
【００１６】
カートリッジ１５は押し出し手段１７に機械的に連結されており、この押し出し手段１７は往復運動手段１８に機械的に連結されている。この押し出し手段１７と往復運動手段１８は夫々制御部１９に接続されており、この制御部１９で制御される。即ち、押し出し手段１７はカートリッジ１５内のインスリン１６を針１４から設定量に基づいて押し出すものであり、往復運動手段１８は押し出し手段１７と一体的に連結して針１４をセンサ１３側へ往復運動をさせるものである。
【００１７】
２５（２５ａ〜２５ｅで構成されている）はコネクタであり、測定回路部２６を形成する切替回路２７に接続されている。この切替回路２７の出力は電流／電圧変換器２８の入力に接続されており、この電流／電圧変換器２８の出力はＡ／Ｄ変換器２９の入力に接続されている。このＡ／Ｄ変換器２９の出力は演算部３０の入力に接続されており、この演算部３０の出力は液晶で形成された表示部３１に接続されている。また、制御部１９には演算部３０と、切替回路２７とが接続されている。また、３２は基準電圧源であり切替回路２７に接続されている。ここで、切替回路２７から基準電圧源３２までが測定回路部２６であり、センサ１３に採取された血液の性質を測定するものである。
【００１８】
３５は、センサ供給手段であり、このセンサ供給手段３５内にはセンサ１３が積層されて収納されている。このセンサ供給手段３５は制御部１９に接続されており、制御部１９の指令でセンサ１３を一枚ずつ順次筒体１２の一方１２ａに供給するものである。
【００１９】
３６は、当接スイッチ（当接センサの一例として用いた）であり、制御部に１９接続されている。この当接スイッチ３６は筒体１２の一方１２ａ先端の刺針口に隣接して装着されており、皮膚への当接を検出するものである。本実施の形態では当接スイッチとして、機構的に動作するマイクロスイッチを用いたが、これはマイクロスイッチに限ることはなく、光学的に当接を検知するフォトセンサであっても良いし、皮膚の電気抵抗を測定することにより当接を検知するものであっても良い。
【００２０】
３７は負圧手段であり、その入力は制御部１９に接続されるとともに出力は負圧路９２を介して筒体１２内に接続されている。そして、センサ１３の近傍を負圧にすることにより皮膚表面を緊張させる。皮膚を緊張させることにより、針１４での穿刺を容易にしたり、血液の流出を助長するものである。
【００２１】
３８は制御部１９に接続されたメモリであり、演算部３０での演算結果や、押し出し手段１７の押し出し量（すなわち薬液の投与量）、或いは往復運動手段１８の運動量やそのスピードの制御値等を格納するものである。このメモリ３８は着脱自在に設けられているので、演算部３０で測定した血液の性質（測定日時、血糖値、インスリンの投与量等）が格納されており、そのまま医療機関へ提出して適切な指示を得ることができる。
【００２２】
３９は、制御部１９に接続された警報手段であり、本実施の形態ではブザーで形成している。これは、ブザーに限ることはなく、音声を用いて注意やガイドをしても良く、また、光等を用いても良い。４０は、制御部１９に接続された開始ボタンであり、一連の操作を開始する指示を与えるものである。
【００２３】
３３は制御部１９に接続されたタイマであり、測定回路部２６での測定時間の管理や、押し出し手段１７や往復運動手段１８の時間管理をするものである。また、時計機能も有している。
【００２４】
次に、図２〜図５を用いてセンサ１３の説明を行なう。図２は、本実施の形態におけるセンサ１３の断面図である。このセンサ１３を形成する基体４５は、基板４６と、この基板４６の上面に貼り合わされたスペーサ４７と、このスペーサ４７の上面に貼り合わされたカバー４８とで構成されている。
【００２５】
５０は、血液の貯留部であり、その容積は０．９０４μＬである。またこの貯留部５０は、基板４６に設けられた孔４６ａとスペーサ４７に設けられた孔４７ａに連通して形成されており、下方に向かって開口している。５１はこの貯留部５０に一方の端が連結された供給路であり、貯留部５０に溜められた血液を毛細管現象で検出部５２に導く路である。また、この供給路５１の他端は空気孔５３に連結している。
【００２６】
５４は、検出部（図４参照）５２上に載置された試薬であって、この試薬５４は、０．０１〜２．０ｗｔ％ＣＭＣ水溶液に、ＰＱＱ−ＧＤＨを０．１〜５．０Ｕ／センサ、フェリシアン化カリウムを１０〜２００ｍＭ、マルチトールを１〜５０ｍＭ、タウリンを２０〜２００ｍＭ添加して溶解させて試薬溶液を調整し、これを基板４６に形成された検出電極５５，５７（図４参照）上に滴下し、乾燥させることで形成したものである。
【００２７】
図３は、センサ１３の分解平面図である。図３（ｃ）は、センサ１３を構成する長方形をした基板４６の平面図であり、その一方の寸法４６ｂは１０ｍｍであり、他方の寸法４６ｃは７ｍｍである。この基板４６の材質はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であり、その厚さは０．１８８ｍｍ（０．０７５〜０．２５０ｍｍの範囲）の物を用いている。
【００２８】
そして、この基板４６の上面には金、白金、パラジウム等を材料として、スパッタリング法或いは蒸着法により導電層を形成し、これをレーザ加工により検出電極５５〜５８と、この検出電極５５〜５８から夫々導出された接続電極５５ａ〜５８ａを一体的に形成している。４６ａは、基板４６の略中央に設けられた孔であり、その直径は２．０００ｍｍとしている。この孔４６ａの壁面は、供給路５１より弱い親水性処理をするか、或いはカバー４８の上面４８ｅより弱い撥水性処理をすることが好ましい。
【００２９】
図３（ｂ）はスペーサ４７の平面図であり、一方の寸法４７ｂは８ｍｍである。また、他方の寸法４７ｃは４ｍｍである。そしてその形状は長方形状をしている。４７ａは、スペーサ４７の略中央に設けられた直径２．０００ｍｍ孔であり、基板４６に設けられた孔４６ａに対応する位置に設けられている。この孔４７ａの壁面は、供給路５１より弱い親水性処理をするか、或いはカバー４８の上面４８ｅより弱い撥水性処理をすることが好ましい。
【００３０】
また、この孔４７ａから検出部５２方向に向かってスリット４７ｅが形成されている。このスリット４７ｅは血液の供給路５１を形成するものである。このスリット４７ｅの壁面と、それに対応する前記基板４６の上面も親水性処理を行なう。また、このスリット４７ｅの幅４７ｆは０．６００ｍｍとし、その長さ４７ｇは２．４００ｍｍとして、０．１４４μＬの容積を有する供給路５１を形成している。なお、スペーサ４７の材質はポリエチレンテレフタレートであり、その厚さは０．１００ｍｍ（０．０５０〜０．１２５ｍｍの範囲）の物を用いている。
【００３１】
図３（ａ）はカバー４８の平面図である。その形状は、一方の寸法４８ｂは８ｍｍであり、他方の寸法４８ｃは４ｍｍとして長方形状をしている。５３は空気孔であり、供給路５１の先端部に対応して設けられている。その直径は５０μｍである。
このカバー４８の材質はポリエチレンテレフタレートであり、その厚さは０．０７５ｍｍ（０．０５０〜０．１２５ｍｍの範囲）の物を用いている。このカバー４８は以下の処理を行なっている。即ち、基体４５の上面を形成するカバー４８の上面４８ｅは撥水性処理を行なっている。また、供給路５１の天面を形成するカバー４８の下面側は親水性処理を行なっている。また、貯留部５０の天面５０ａは、供給路５１より弱い親水性処理をするか、或いはカバー４８の上面４８ｅより弱い撥水性処理をすることが好ましい。本実施の形態では、貯留部５０の天面５０ａは供給路５１より弱い親水性処理にするとともに、カバー４８の上面４８ｅより弱い撥水性処理を行なっている。
【００３２】
ここで、親水性を弱にする方法、及び、撥水性を弱にする方法について述べる。先ず、親水性を弱にするには、材料として用いているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の親水性材料を剥がし、ポリエチレンテレフタレートの有する疎水性を強くする。なお、これは、ＵＶ（紫外線）を照射して親水性材料を分解することで実現できる。また、貯留部５０の天面５０ａは、ポリエチレンテレフタレート素材の疎水性をそのまま用いることができる。
【００３３】
次に、撥水性についてのべる。撥水性材料を得るには、材料に撥水性材料を混入すれば良い。また、親水性材料の上に適量の撥水性材料を塗布しても良い。なお撥水性を弱にするには、混入する撥水性材料の量でその撥水度を調整することができる。
【００３４】
このような親水性処理或いは撥水性処理をセンサ１３に施すには、以下の製造方法による。先ず、予め、カバー４８の上面４８ｅには撥水性処理を行なう。また、供給路５１の天面となるカバー４８の下面には親水性処理を全面に渡って施す。次に、基板４６、スペーサ４７、カバー４８を貼り合わせる。そして、貼り合わせた後に、貯留部５０の開口から短波長のＵＶを照射して、天面５０ａの親水性材料を分解除去する。
【００３５】
以上のように製造することにより、カバー４８の上面４８ｅを撥水性にするとともに、供給路５１内を親水性にすることができる。また、貯留部５０内部は、供給路５１より親水性の弱いもの、或いは上面４８ｅより、撥水性の弱いものを実現することができる。
【００３６】
また、本実施の形態における各部材の厚みは以下のようになっている。即ち、基板４６の厚み（０．１８８ｍｍ）と、スペーサ４７の厚み（０．１００ｍｍ）と、カバー４８の厚み（０．０７５ｍｍ）との比は、略１：１．３：２．５となっており、センサ１３の薄型化を図りながら、しかも十分な血液を溜める貯留部５０を形成することができる。また、スペーサ４７の厚み（０．１００ｍｍ）により、供給路５１の毛細管現象の効果も十分に得ることができる。
【００３７】
以下、センサ１３における作用効果について説明する。先ず、空気孔５３と穿刺孔６０の関係に関する作用効果について説明する。本実施の形態におけるセンサ１３は、針１４によって形成される穿刺孔６０（図５参照）の面積より、空気孔５３の面積を小さくしたものである。即ち、空気孔５３の面積より穿刺孔６０の面積の方を大きくすることにより、空気孔５３より穿刺孔６０の方が血液６２の流出に対する抵抗が小さくなる。従って、過剰に採取された血液６２があったとしても、その血液６２のほとんどは穿刺孔６０から流出することになる。このことにより、空気孔５３から流出する血液６２は極めて少なくなり、この血液６２により試薬５４を押し流すようなことはない。即ち、試薬５４は検出部５２から移動することはなく、検出部５２において血液６２の正確な検査ができる。
【００３８】
次に、撥水性、親水性の作用効果について説明する。本実施の形態におけるセンサ１３は、カバー４８の上面４８ｅに撥水性処理が施されているので、空気孔５３と穿刺孔６０からの血液６２の流出は抑制される。従って、無駄な血液６２を採取する必要はなく、患者に負担をかけることはない。
【００３９】
更に、貯留部５０は、供給路５１より弱い親水性処理か、或いは上面４８ｅより弱い撥水性処理が施されており、貯留部５０に貯留された血液６２は、一気に律速状態で検出部５２に達する。従って、試薬５４の溶融性にばらつきが生ずることはなく、正確な血液６２の成分を測定することができる。
【００４０】
次に、貯留部５０の容積と供給路５１の容積の関係における作用効果について説明する。本実施の形態におけるセンサ１３は、貯留部５０の容積（０．９０４μＬ）と供給路５１の容積（０．１４４μＬ）の比を略６：１としたものであり、貯留部５０の容積は供給路５１の容積の約６倍の容積を有している。従って、血液６２の不足で検査が不正確になることはない。また、貯留部５０の容積は必要とする供給路５１の容積に対して大き過ぎることはなく、血液６２が大量に供給路５１を流れて試薬５４を押し流すこともない。従って、この面でも血液６２の流れが律速状態となり、試薬５４の溶解性にばらつきが生ずることはなく、正確な血液６２の検査ができる。
【００４１】
また、採取する血液６２の量は、血液６２の検査に必要十分な微小容量に形成されたものであり、供給路容積の約６倍の血液６２を採取するのみであり、患者にかける負担を極めて少なくすることができる。なお、正確な測定のために血液６２の採取量と、患者への負担を少なくするための血液６２の採取量とを勘案して、貯留部５０の容積は、供給路５１の容積の５倍以上、７倍以下が最適となる。
【００４２】
図４は、センサ１３の透視平面図である。基板４６上には検出部５２を構成する検出電極５５，５６，５７，５８が形成されており、これらの検出電極は、例えば順番に作用極、検知極、対極、Ｈｃｔ（ヘマトクリット）極として作用する。そして、これらの検出電極５５〜５８は、基板４６の外周側に形成された接続電極５５ａ，５６ａ，５７ａ，５８ａに夫々対応して接続されている。そして、これらの接続電極５５ａ〜５８ａは、コネクタ２５（このコネクタ２５にはコネクタ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ，２５ｅが含まれる）に夫々接続される。５５ｂ〜５８ｂ、５８ｃは、夫々対応するコネクタが接触する接触場所であり、基板４６の外周近傍に配置されている。
【００４３】
接触場所５８ｃは接続電極５８ａ内に接触場所５８ｂと共に形成されている。これは接触場所５８ｃと接触場所５８ｂとの導通を測定することにより、センサ１３の装着の有無の検知や接続電極５５ａ〜５８ａの夫々の位置を特定する基準とするためのものである。
【００４４】
以上のように構成されたセンサ１３について、以下にその動作を説明する。図５に示すように、先ず、センサ１３を患者の指等の皮膚６１に当接させる。そして、針１４を矢印５９方向に発射させる。そうすると、針１４は、貯留部５０の天面５０ａを形成するカバー４８を突き破り、このカバー４８に穿刺孔６０を形成する。そして針１４は、この穿刺孔６０を介して皮膚６１に傷をつける。そうすると、この皮膚６１から血液６２が流出する。この流出した血液６２は貯留部５０を満たす。貯留部５０を満たした血液６２は供給路５１に達し、この供給路５１の毛細管現象で検出部５２へ向かって一気に一定速度で流入する。
【００４５】
次に、図１と図４を参照しながら血糖値の測定について説明する。図４において、５５ｂ〜５８ｂは接触場所であり、コネクタ２５ａ〜２５ｄと接続されている。血糖値の測定動作では、先ず切替回路２７を切換えて、血液成分量を測定するための作用極となる検出電極５５を電流／電圧変換器２８に接続する。また、血液６２の流入を検知するための検知極となる検出電極５６を基準電圧源３２に接続する。そして、検出電極５５及び検出電極５６間に一定の電圧を印加する。この状態において、血液６２が流入すると、検出電極５５，５６間に電流が流れる。この電流は、電流／電圧変換器２８によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器２９によってデジタル値に変換される。そして、演算部３０に向かって出力される。演算部３０はそのデジタル値に基づいて血液６２が十分に流入したことを検出する。
【００４６】
次に、血液成分であるグルコースの測定が行なわれる。グルコース成分量の測定は、先ず、制御部１９の指令により、切替回路２７を切換えて、グルコース成分量の測定のための作用極となる検出電極５５を電流・電圧変換器２８に接続する。また、グルコース成分量の測定のための対極となる検出電極５７を基準電圧源３２に接続する。
【００４７】
なお、例えば血液中のグルコースとその酸化還元酵素とを一定時間反応させる間は、電流／電圧変換器２８及び基準電圧源３２をオフにしておく。そして、一定時間（１〜１０秒）の経過後に、制御部１９の指令により、検出電極５５と５７間に一定の電圧（０．２〜０．５Ｖ）を印加する。そうすると、検出電極５５，５７間に電流が流れる。この電流は電流／電圧変換器２８によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器２９によってデジタル値に変換されて、演算部３０に向かって出力される。演算部３０はそのデジタル値を基にグルコース成分量に換算する。なお、時間はタイマ３３で測定される。
【００４８】
次に、グルコース成分量の測定後、Ｈｃｔ値の測定が行なわれる。Ｈｃｔ値の測定は次のように行なわれる。先ず、制御部１９からの指令により切替回路２７を切換える。そして、Ｈｃｔ値の測定のための作用極となる検出電極５８を電流／電圧変換器２８に接続する。また、Ｈｃｔ値の測定のための対極となる検出電極５５を基準電圧源３２に接続する。
【００４９】
次に、制御部１９の指令により、電流／電圧変換器２７及び基準電圧源３２から検出電極５８と５５間に一定の電圧（２Ｖ〜３Ｖ）を印加する。検出電極５８と５５間に流れる電流は、電流／電圧変換器２８によって電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄ変換器２９によってデジタル値に変換される。そして演算部３０に向かって出力される。演算部３０はそのデジタル値に基づいてＨｃｔ値に換算する。
【００５０】
この測定で得られたＨｃｔ値とグルコース成分量を用い、予め求めておいた検量線または検量線テーブルを参照して、グルコース成分量をＨｃｔ値で補正し、その補正された結果をメモリ３８に格納するとともに表示部３１に表示する。このように補正された測定データに基づいてインスリンの投与量が自動的に設定される。このように、患者が自ら投与するインスリンの量を注射装置に設定する必要は無く、設定の煩わしさは無い。また、人為手段を介さずにインスリンの量を設定することができるので、設定ミスを防止することができる。
【００５１】
次に、センサ１３を自動供給するセンサ供給手段３５について説明する。図６（ａ）において、６３は直方体形状をしたセンサ１３の収納部であり、この収納部６３にはセンサ１３が積層して収納される。６３ａは押圧板であり、バネ６３ｂでセンサ１３を供給板６４方向へ押圧している。６３ｃは収納部６３の上面に設けられた開口であり、センサ１３の消費に応じてこの開口６３ｃからセンサ１３を供給する。また、６３ｄは押圧板６３ａに連結されたつまみであり、このつまみ６３ｄを矢印６３ｅ方向に移動して開口６３ｃからセンサ１３を供給する。なお、このつまみ６３ｄの位置でセンサ１３の残量を知ることができる。なお、収納部６３を透明部材で形成してセンサ１３の残量を検知しても良い。
【００５２】
センサ１３は一枚ずつ供給板６４に形成された供給孔６９ａにバネ６３ｂの圧力で供給される。６５は供給板６４を回転させるモータであり、制御器６６を介して制御部１９に接続されている。また、６７は透過型の光学センサであり、供給板６４の回転角を検出するものである。この光学センサ６７の出力は、制御器６６を介して制御部１９に接続されている。
【００５３】
２５（２５ａ〜２５ｅ）は、センサ１３の接続場所５５ｂ〜５８ｂ、５８ｃに接触するように設けられたコネクタであり、測定孔６９ｂ近傍に設けられている。そしてこのコネクタ２５は、測定回路部２６の切替回路２７に接続されている。
【００５４】
図６（ｂ）は、供給板６４の平面図である。この供給板６４は円形をしており、収納部６３の開口側に回転自在に装着されている。この供給板６４は、中心６４ｅから等角度に４個の長方形状をしたセンサ挿入孔６９（このセンサ挿入孔６９には供給孔６９ａ、測定孔６９ｂ、排出孔６９ｄが含まれる）が設けられている。このセンサ挿入孔６９は長方形状をしたセンサ１３が嵌入するものであり、このセンサ挿入孔６９に挿入されたセンサ１３の接続場所５５ｂ〜５８ｂ、５８ｃは夫々コネクタ２５ａ〜２５ｅに接続されることになる。
【００５５】
また、この４個のセンサ挿入孔６９に対応して４個の検出孔６４ｆが設けられている。この供給板６４の中心６４ｅにはモータ６５が減速機構を介して連結されている。そして、モータ６５でこの供給板６４を４分の１回転ずつ回転させるものである。この４分の１の回転は光学センサ６７が検出孔６４ｆを検出することにより行われる。
【００５６】
この供給板６４は矢印６８方向に回転し、図において供給板６４の上方に位置するセンサ挿入孔６９がセンサ１３の供給孔６９ａとなり、下方に位置するセンサ挿入孔６９がセンサ１３の測定孔６９ｂとなる。また、この測定孔６９ｂから９０度の角度にあるセンサ挿入孔６９がセンサ１３の排出孔６９ｄとなる。
【００５７】
従って、供給孔６９ａで収納部６３から供給されたセンサ１３は、測定孔６９ｂまで回転して、血液６２の採取をし、その性質が測定される。測定が終了したら４分の１回転して排出孔６９ｄの位置で排出されることになる。このようにして、収納部６３内にあるセンサ１３を順次測定孔６９ｂに供給することができる。
【００５８】
図７は、薬液投与装置１１の断面図である。図７において、９０は、筒体１２とセンサ供給手段３５と負圧手段３７と測定回路部２６を含む電気回路９１が収納された筺体である。センサ供給手段３５は筒体１２の一方１２ａ近傍の上面に装着されており、供給板６４は一方１２ａの開口を塞ぐように装着されている。従って、通常時において、針１４の先端は外部からは見えず恐怖心は軽減される。
【００５９】
負圧手段３７は、筒体１２の上面であってセンサ供給手段３５の後方に装着されている。そして、この負圧手段３７の負圧出力は筒体１２に設けられた負圧路９２を通って筒体１２内に連結しており、センサ１３の近傍を負圧にする。この負圧手段３７は図９に示すように筒体１２の内部１２ｃを負圧にする。また、供給板６４に設けられた検出孔６４ｆを介してセンサ１３の下面を負圧にする。従って、皮膚６１はセンサ１３にピッタリと密着するので、血液６２が流れ出して皮膚６１を汚すことはない。また、負圧手段３７は、穿刺前においては空気孔５３を介して貯留部５０内を負圧にする。従って、貯留部５０内の皮膚６１が緊張状態となり、穿刺が容易となる。更に、穿刺後においては穿刺孔６０を介して貯留部５０を負圧にし、血液６２を吸引し皮膚６１からの血液６２の流出を加速させる。
【００６０】
電気回路９１は、負圧手段３７の更に後方に装着されており、センサ供給手段３５と負圧手段３７と押し出し手段１７と往復運動手段１８を制御する。
【００６１】
次に、図７に戻り筒体１２内を中心に説明する。１５はインスリン１６が封入された円筒形状のカートリッジであり、このカートリッジ１５の先端１５ａと後端１５ｂは夫々ゴムで形成された栓１５ｃ、１５ｄが挿入されている。
【００６２】
７１は、カートリッジ１５が挿入されるカートリッジホルダであり、このカートリッジホルダ７１にカートリッジ１５が着脱自在に装着される。このカートリッジ１５の先端側には円形のキャップ７２が装着されている。そして、このキャップ７２の略中央には針１４が装着されている。この針１４の根元側は、カートリッジ１５の先端１５ａに挿入された栓１５ｃを貫通してインスリン１６まで達している。
【００６３】
７３は、インスリン１６を針１４方向に押し出す動力として用いるＤＣ（直流）モータであり、このモータ７３の回転軸はギアで形成された減速機構８９を介してシャフト７４に連結している。このシャフト７４の表面には、雄ねじ７４ａが形成されている。
【００６４】
７５はシャフト７４に連結して設けられたエンコーダであり、７６はこのエンコーダ７５の回転（回転量及び回転速度）を検出する透過型のセンサである。なお、このセンサ７６は透過型である必要は無く、反射型センサであっても良い。また、エンコーダ７５は、図８に示すように円板形状をしている。７５ａは回転の中心であり、７５ｂは外周近傍の内側の同心円上に設けられた孔である。この孔７５ｂは等間隔に１２個設けている。モータ７３が回転することにより、このエンコーダ７５が回転する。そうすると、センサ７６からはこの孔７５ｂを透過する度に光信号がパルス信号に変換されて出力される。従って、このパルス信号を計数することで、モータ７３の回転数やシャフト７４の回転数（回転角を含む）、並びに回転速度を容易かつ精密に計測することができる。このエンコーダ７５とセンサ７６とで回転数検出部１７ａを構成している。
【００６５】
図７に戻って、７７は、ピストン７８に連結して固定されたナットであり、このナット７７の内側にはシャフト７４に形成された雄ねじ７４ａと螺合する雌ねじ７７ａが設けられている。従って、モータ７３が正方向に回転することにより、シャフト７４の回転運動がナット７７と協働して、ピストン７８を矢印７９に示す前進する方向（針１４の装着された方向）に移動させる。そして、その移動する距離はセンサ７６から出力されるパルス信号を計数することで測定することができる。また、移動する速度はセンサ７６から出力されるパルス信号の密度（周波数）で測定することができる。従って、ピストン７８の移動量を精密にコントロールすることができる。この雄ねじ７４ａと雌ねじ７７ａとで回転数／直進運動変換部１７ｂを構成している。
【００６６】
ピストン７８の先端は、カートリッジ１５に挿入された栓１５ｄに当接している。この栓１５ｄはカートリッジ１５の後端１５ｂ方向から先端１５ａの方向に摺動可能に設けられている。従って、ピストン７８が矢印７９方向に前進することにとり、カートリッジ１５内の栓１５ｄが矢印７９方向に押される。このようにして、精密なインスリン１６の量を中空の針１４の先端から患者に投与することができる。なお、モータ７３を逆回転させれば、ピストン７８は矢印７９と反対方向に後退する。
【００６７】
８０は、モータ７３が固定されたフレームであり、このフレーム８０はモータ７３を囲うように設けられている。ここで、モータ７３とシャフト７４とナット７７とピストン７８とエンコーダ７５とセンサ７６と押し出しを制御する制御部１９の一部（図１参照）とでインスリン１６を押し出す押し出し手段１７を形成している。
【００６８】
８１は、筒体１２に固定されたＤＣモータである。このＤＣモータ８１は、フレーム８０に往復運動を与える動力として用いるものであり、カートリッジ１５と針１４もフレーム８０に従って往復運動する。モータ８１の回転軸はギアで形成された減速機構（図示せず）を介してシャフト８２に連結している。このシャフト８２の表面には、雄ねじ８２ａが形成されている。
【００６９】
８３はシャフト８２に連結して設けられたエンコーダであり、８４はこのエンコーダ８３の回転（回転量及び回転速度）を検出する透過型のセンサである。なお、このセンサ８４も透過型である必要は無く、反射型センサであっても良い。また、エンコーダ８３は、図８に示したエンコーダ７５と同様であり、モータ８１が回転することにより、このエンコーダ８３が回転する。そうすると、エンコーダ８３の回転情報（回転量及び回転速度）がセンサ８４からパルス信号となって出力される。従って、このパルス信号を計数することで、モータ８１の回転数やシャフト８２の回転数（回転角を含む）、並びに回転速度を計測することができる。このエンコーダ８３とセンサ８４とで回転数検出部１８ａを構成している。
【００７０】
８５は、フレーム８０に固定されたナットであり、このナット８５の内側にはシャフト８２に形成された雄ねじ８２ａと螺合する雌ねじ８５ａが設けられている。従って、フレーム８０の移動量を精密にコントロールすることができる。この雄ねじ８２ａと雌ねじ８５ａとで回転数／直進運動変換部１８ｂを構成している。
【００７１】
従って、モータ８１が正方向に回転することにより、シャフト８２の回転運動がナット８５と協働して、フレーム８０を矢印８６で示す前進する方向に移動させる。そして、その移動する距離はセンサ８４から出力されるパルス信号の数で検出することができる。また、移動する速度はセンサ８４から出力されるパルス信号の密度（周波数）で検出することができる。
【００７２】
即ち、シャフト８２の先端は、ナット８５を介してフレーム８０と連結しているので、モータ８１が正回転すると、フレーム８０が矢印８６方向に前進することになり、押し出し手段１７全体を前進させることになる。逆に、モータ８１が逆回転すると、フレーム８０が矢印８６と反対方向に進む（即ち後退）ことになり、押し出し手段１７全体を後退させることになる。このようにして、モータ８１を正回転、或いは逆回転させることにより、押し出し手段１７及びこの押し出し手段１７に連結されたカートリッジ１５や針１４を精密に往復運動させることができる。ここで、モータ８１とシャフト８２とナット８５とエンコーダ８３とセンサ８４と往復運動を制御する制御部１９の一部（図１参照）とで往復運動手段１８を形成している。
【００７３】
また、フレーム８０から外側に向かってフレーム凸部８０ａが形成されており、一方筒体１２には、フレーム凸部８０ａが嵌入するレール８７が設けられている。従って、フレーム凸部８０ａはレール８７上を滑動する。即ち、フレーム８０（カートリッジ１５と針１４も同じ）は、矢印８６方向或いはその逆方向に往復運動する。このときフレーム凸部８０ａとレール８７の効果により、筒体１２との間において回転運動をすることはない。
【００７４】
また同様に、ピストン７８から外側に向かってピストン凸部７８ａが形成されており、一方フレーム８０には、ピストン凸部７８ａが嵌入するピストンガイド８８が設けられている。従って、ピストン凸部７８ａはピストンガイド８８上を滑動する。即ち、ピストン７８は、矢印７９の方向或いはその逆方向に往復運動する。このときピストン凸部７８ａとピストンガイド８８の効果により、フレーム８０との間において回転運動をすることはない。
【００７５】
以上のように構成された薬液投与装置１１について、以下その動作を説明する。図１０において、先ず、ステップ１０１において薬液投与装置１１の電源スイッチをオンする。そして、ステップ１０２の準備ステップに移り、薬液投与装置１１の動作種類の表示として表示部３１には「血糖値の測定」の表示がなされる。
【００７６】
このとき制御部１９では、センサ供給手段３５に設けられたコネクタ２５ｄ、２５ｅによる短絡信号を検知してセンサ１３有り状態の検知と、押し出し手段１７の押し出し量によりインスリン１６の残量の検知と、当接スイッチ３６の皮膚６１への当接検知の確認を行なう。これらの検知確認のうち一つでも条件が揃わないときは警報手段３９で警報するとともに、表示部３１にその内容を表示する。全ての条件が揃った状態で「ＯＫ」の旨を表示部３１に表示する。そして、患者は「ＯＫ」の表示を確認した後、開始ボタン４０を押下する。すると、ステップ１０３の負圧発生ステップに移行する。
【００７７】
ステップ１０３では、負圧手段３７を動作させて負圧路９２を介してセンサ１３の近傍に負圧を加える。この負圧で皮膚６１とセンサ１３の下面とを密着させる。また、センサ１３の貯留部５０内は空気孔５３を介して負圧を加える。このようにして皮膚６１の表面を負圧にして皮膚を緊張状態にすることにより、穿刺を容易にし、ステップ１０４の穿刺ステップに移行する。
【００７８】
ステップ１０４では、モータ８１を正回転させて、往復運動手段１８を高速（０．０５ｓｅｃ）で小距離（１０ｍｍ）前進させる。針１４はセンサ１３のカバー４８を突き破り、皮膚６１に傷をつける。そして、ステップ１０５の採血ステップに移行する。
ステップ１０５では、前記傷から血液６２が流出し、この血液６２で貯留部５０が満たされる。このとき、貯留部５０の天面５０ａには針１４で穿刺孔６０が形成されるので、負圧はこの穿刺孔６０を介して貯留部５０内を更に負圧にし、血液の流出を助長する。貯留部５０を満たした血液６２は毛細管現象で供給路５１を律速（一定の速度）状態で検出部５２に至る。そして、ステップ１０６の負圧停止ステップに移行する。
【００７９】
ステップ１０６では、血液６２が検出電極５６に到達したことを検出して負圧手段３７の負圧動作を停止させる。従って、血液６２の採取量は最低となり、患者にかける負担は最低となる。負圧動作を停止させた後、ステップ１０７の測定ステップに移行する。ここで、予め定められた時間が経過しても、検出電極５６で血液６２の流入が検出できないときは、警報手段３９を動作させ警報するともに表示部３１にその旨と今後の処置を表示する。また、これまでのステップにおいて、当接スイッチ３６がオフになった場合も同様に警報手段３９を動作させ警報するともに表示部３１にその旨と今後の処置を表示する。
【００８０】
ステップ１０７では、先ずグルコースの測定を行う。即ち、血液中のグルコースとグルコース酸化還元酵素とを一定時間反応させた後、検出電極５５を作用極、検出電極５７を対極として、前記両検出電極５５，５７間に電圧を印加する。そして、グルコースの測定を行う。
【００８１】
次に、Ｈｃｔ値の測定をする。検出電極５８を作用極、検出電極５５を対極として、両検出電極５５，５８間に電圧を印加する。このことにより、Ｈｃｔ値に依存する電流が検出できる。従って、この電流に基づきＨｃｔ値を測定する。
【００８２】
そして最後に、血液成分の補正を行なう。即ち、測定した前記Ｈｃｔ値を用いて、先に得られたグルコース量を補正する。この補正されたグルコース量はメモリ３８に格納される。なお、このステップ１０７の後に負圧手段３７を停止しても良い。この場合、薬液投与装置１１が血液６２の測定中の時間皮膚６１に当接しているので、薬液投与装置１１の動揺は少なく、試薬５４による化学反応が安定するので、精密で安定した測定が可能となる。次にステップ１０８の薬液投与ステップに移る。
【００８３】
ステップ１０８では、モータ８１を正回転させて、往復運動手段１８を低速（０．２ｓｅｃ）で小距離（１０ｍｍ）前進させる。そして、モータ７３を正回転させて、押し出し手段１７を低速（０．２ｓｅｃ）で前記メモリ３８に格納されたグルコース量に基づいた距離前進させる。このことにより、精密にインスリン１６の量が投与される。しかも、メモリ３８に格納された測定値を自動的に用いるので、患者による投与量の設定ミスは生じない。次に、ステップ１０９の待機ステップに移行する。
ステップ１０９では、穿刺した状態で５秒間待機する。これは投与したインスリン１６が確実に患者の体内に移行する時間である。そして、ステップ１１０の針１４の後退ステップに移行する。
【００８４】
ステップ１１０では、モータ８１を逆転させて、往復運動手段１８を低速（０．２ｓｅｃ）で大距離（２０ｍｍ）後退させる。そして、ステップ１１１の後処理ステップに移行する。
【００８５】
ステップ１１１では、測定及び投与した日時、血糖値、投与量等を表示部３１に表示する。そして、センサ供給手段３５では、供給板６４を４分の１回転させて、使用済みのセンサ１３を排出（廃棄）されるとともに、未使用のセンサ１３を供給孔６４ａに供給（測定孔６４ｂにも未使用のセンサ１３が供給される）される。そして、ステップ１１２の電源をオフするステップ１１２の終了ステップに移行する。
【００８６】
ステップ１１２では、薬液投与装置１１の電源をオフして全ての動作を終了する。なお、薬液投与装置１１に送信部を設けておけば、その結果を医療機関等に送信することができる。また、その他にも血液６２の採取、測定、薬液の投与中に異常が発生した場合は、警報手段３９で患者に警告するとともに、表示部３１にその対処方法を表示するようになっている。
【００８７】
以上説明したように、患者は開始ボタン４０を押下するのみであり、その操作は非常に簡単で容易なものとなり、操作にまつわる負担を著しく軽減することができる。
また、血液６２を採取するための穿刺装置の機能と、前記血液６２の性質を測定する測定装置の機能と、インスリン１６を投与するための注射装置の機能とを同一筺体９０内に有しているので容易に携帯することができる。
【００８８】
更に、血液６２の採取と薬液を投与する針１４、及びこの針１４を往復運動させる往復運動手段１８を共用化することができるので、小型化を実現することができる。
以上、グルコースの測定を例に説明したが、グルコースの測定の他に乳酸値やコレステロールの血液成分の測定にも有用である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明にかかる薬液投与装置は、操作が容易であり十分な訓練を受け難い患者が使用する医療装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態１における薬液投与装置のブロック図
【図２】同、センサの断面図
【図３】（ａ）は同、基板の平面図  （ｂ）は同、スペーサの平面図  （ｃ）は同、カバーの平面図
【図４】同、センサの透視平面図
【図５】同、動作説明のためのセンサとその周辺の説明図
【図６】（ａ）は同、センサ供給手段の断面図  （ｂ）は同、供給板の平面図
【図７】同、血液投与装置の断面図
【図８】同、エンコーダの平面図
【図９】同、血液投与装置の要部断面図
【図１０】同、動作フローチャート
【図１１】従来の穿刺装置の外観斜視図
【図１２】同、センサと測定装置の平面図
【図１３】同、注射装置の外観斜視図
【符号の説明】
【００９１】
１１  薬液投与装置
１２  筒体
１２ａ  一方
１３  センサ
１４  針
１５  カートリッジ
１６  インスリン
１７  押し出し手段
１８  往復運動手段
１９  制御部
２６  測定回路部
３８  メモリ
４０  開始ボタン
６２  血液
９０  筺体
【図１】
0004802737.tif 000002
【図２】
0004802737.tif 000003
【図３】
0004802737.tif 000004
【図４】
0004802737.tif 000005
【図５】
0004802737.tif 000006
【図６】
0004802737.tif 000007
【図７】
0004802737.tif 000008
【図８】
0004802737.tif 000009
【図９】
0004802737.tif 000010
【図１０】
0004802737.tif 000011
【図１１】
0004802737.tif 000012
【図１２】
0004802737.tif 000013
【図１３】
0004802737.tif 000014