(57)【要約】媒体（４、２６）の注射を支援するように構成した検出装置（２）を開示する。検出装置（２）は、針ハブ（１４）に取り付けた針（１０）を備える皮下注射器（１６）を使用することにより、媒体（４、２６）の注射を支援することを目的とする。検出装置（２）は、針ハブ（１４）に入ってくる、または針ハブ（１４）に存在する媒体（４、２６）の特徴を特定するための手段（６、８、５４、５６、５６’、６０）を備える。検出装置（２）は、針ハブ（１４）に光を照射するよう構成した光源（６）、光源（６）から出射した光（１２）を検出するようにした光検出部材（８）、および検出部（８）が検出した光に基づいて、針ハブ（１４）に入ってくる媒体（４）の特徴を特定するように構成した制御ユニットを備えうる。また、検出装置（２）を備える自動注射装置（６４）も開示する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
針ハブ（１４）に取り付けた針（１０）を備えた皮下注射器（１６）を用いることにより媒体（４、２６）の注射を支援するように構成した検出装置（２）であって、
前記針ハブ（１４）に入ってくる前記媒体（４、２６）、または前記針ハブ（１４）内に存在する前記媒体（４、２６）の特徴を特定する手段（６、８、５４、５６、５６’、６０）を備えることを特徴とする、検出装置（２）。
【請求項２】
前記検出装置（２）は、前記針ハブ（１４）が前記皮下注射器（１６）に取り付けられているかどうか、および／または前記針ハブ（１４）に針カバー（３０）が取り付けられているかどうかを特定する手段（６、８、５４、５６、５６’、６０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の検出装置（２）。
【請求項３】
前記検出装置（２）は、前記針ハブ（１４）の色および／または大きさおよび／または形状を特定する手段（６、８、５４、５６、５６’、６０）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の検出装置（２）。
【請求項４】
前記皮下注射器（１６）の少なくとも一部の色を光学検出する手段（６、８）を備え、および／または、検出された色（８４、８４’、８４”）に基づいて前記皮下注射器（１６）の特徴を判別する手段（６０）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項５】
前記検出装置（２）は、
−前記針ハブ（１４）に光を照射するよう構成した一つ以上の光源（６）と、
−光（１２）を検出するようにした光検出部材（８）と、
−前記検出部（８）が検出した光に基づいて、前記針ハブ（１４）に入ってくる前記媒体（４）の特徴を特定するように構成した制御ユニット（６０）と、
を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜４のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項６】
前記検出装置（２）は、透過光（１２’）および／または反射光（１２”）を検出できるような形で配置した少なくとも一つの検出部（８）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項７】
前記検出装置（２）は、空気、水、血液、規定の種類の薬剤、または血液と規定の薬剤との混合物からなる媒体（４、２４、２６、２８）を特定するように構成した制御ユニット（６０）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜６のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項８】
前記検出装置（２）は、第一の媒体（１１０）またはいくつかの媒体（１１０、９２）の混合物が前記針ハブ（１４）内に存在する第一の状態から、前記針ハブ（１４）内の内容物が変化する第二の状態への移行を検出する手段を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜７のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項９】
前記光源（６）は広帯域光源（６）であり、前記検出装置（２）は、多数の既定の波長域内、好ましくは、少なくとも２つの異なる既定域内の光（１２、１２’、１２”）を検出するように構成した、少なくとも一つの検出部材（８）を備えることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項１０】
前記検出装置（２）は発光ダイオード（ＬＥＤ）である光源（６）を備え、また、前記検出装置（２）は広帯域受信機である光検出部材（８）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜９のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項１１】
前記光源（６）は、略方形のパルスシーケンス等の、所定の変調を有する光を生成することを特徴とする、先行する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項１２】
前記検出装置（２）は、前記検出した光（１２’、１２”、１２”’）の信号対雑音比を向上するように、一つまたは複数の前記検出部（８、８’、８”）をゲート開閉する手段を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の検出装置（２）。
【請求項１３】
前記検出装置（２）は、イメージセンサ（８）または光センサ（８）である光検出部材（８）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜１２のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項１４】
前記検出装置（２）は、少なくとも一つの光学フィルタ部材（５４）を備えることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項１５】
前記検出装置（２）はディスプレイ（１８）を備え、前記ディスプレイ（１８）は、いつ針ハブ（１４）が前記皮下注射器（１６）に取り付けられたか、および／または針カバー（３０）が前記皮下注射器（１６）に取り付けられているかどうか、および／またはいつ前記針ハブ（１４）が空気（２４）および／または薬剤（２６）および／または血液（２８）を含むかを表示するよう構成したことを特徴とする、先行する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項１６】
前記検出装置（２）は、前記検出された反射光（１２’）に、前記光源（６）と前記針ハブ（１４）との間に設けたいくつかの層（７９、８０、８２）が反射した光（１２’）が含まれていても、前記針ハブ（１４）内部の媒体（９２、１０２、１０４、１１０）の存在を判別する手段を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項１７】
前記検出装置（２）は、水の反射係数より有意に大きい反射係数を有する薬剤を検出する手段（６、８）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜１６のいずれか一項に記載の検出装置（２）。
【請求項１８】
先行する請求項１〜１７のいずれか一項に記載の検出装置（２）を備える自動注射装置（６４）。
【請求項１９】
前記光源（６）および／または前記光検出部材（８）は、前記針ハブ（１４）が動いているときに前記針ハブ（１４）に対して定位置に維持されるよう構成したことを特徴とする、請求項１８に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項２０】
前記光源（６）および／または前記光検出部材（８）を、針（１０）を有するか、または有さない前記針ハブ（１４）に対して、軸方向に摺動自在に筐体（２０）に配置したことを特徴とする、請求項１９に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項２１】
前記光源（６）および／または前記光検出部材（８）を、前記自動注射装置（６４）に対して定位置に取り付けたことを特徴とする、請求項２０に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項２２】
前記検出装置（２）は、前記針ハブ（１４）内で血液（９２）を検出したときに自動停止する手段、および／または前記針ハブ（１４）内で薬剤（１１０）を検出したときに自動停止する手段を備えることを特徴とする、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項２３】
前記自動注射装置（６４）は、注射プロセス中に前記検出装置（２）が検出した情報を用いるように構成したことを特徴とする、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項２４】
前記自動注射装置（６４）は、光源（６）が送出した光（１２、１２’、１２”）を集束するよう配置するか、または検出部（８、８’）が受信した光（１２、１２’、１２”）を集束するよう配置した、少なくとも一つのレンズ（５０、５０’）を備えることを特徴とする、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項２５】
前記少なくとも一つのレンズ（５０、５０’）は、前記自動注射装置（６４）の前記筐体（２０）内に組み込まれているか、または前記筐体（２０）に取り付けられていることを特徴とする、請求項２４に記載の自動注射装置（６４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、流体（例えば、薬剤または別の溶液等）の（筋肉内）注射を支援するように構成した検出装置に係るものである。本発明は、より詳細には、体内への流体（例えば、薬剤またはその他の溶液等）の（筋肉内）注射を支援するように構成した検出装置を備える自動注射装置に係るものである。薬剤を患者の血管内に注射すると、総合的な患者の安全性のみならず、例えば薬剤の有効性についても影響を与えかねないため、望ましくない場合に、体内への流体（例えば、薬剤またはその他の溶液等）の（筋肉内）注射を支援するように構成した検出装置を備える自動注射装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
薬剤を筋肉内注射する間、薬剤を適切な細胞内へ送達することが不可欠である場合が多い。薬剤の多くは、患者の血液内、例えば動脈内または静脈内へ注射することができない。したがって、針が動脈内または静脈内に挿入されていないことを確認するために、吸引を行うことが重要である。もし針が動脈内または静脈内に挿入されていると、吸引中に血液が針内に吸い込まれることになる。
【０００３】
皮下注射器は、体内へ流体を送達するために広く使用されている。皮下注射器を手動操作に適用可能とすることが知られているが、自動注射法で使用されるように構成することも知られている。
【０００４】
皮下注射器を使用して手動注射をする間、針内に吸引される血液は、視覚的に検出することができる。しかしながら、自動注射または自動注入の間は、針先端が例えば静脈内に位置することにより薬剤送達が有害または無効なものとなりうるが、針先端が静脈内に位置しないことを、別の安全で効率的な手順により確かにする必要がある。よって、体内へ流体を自動注射する場合は、薬剤の血管内への注射を確実に防止する形で、自動注射を支援するように構成した検出装置が求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、薬剤の血管内への注射を確実に防止する形で、患者への流体(例えば、薬剤、またはその他の溶液、または懸濁液)の送達を制御するのに用いられうる検出装置を提供することである。
【０００６】
また、本発明の目的は、薬剤の血管内への注射を確実に防止する形で、患者に、自動「エアショット」を提供することおよび流体の送達を行うことが可能な自動注射装置を提供することでもある。
【０００７】
本発明の目的は、請求項１で定義するような検出装置、および請求項１６で定義するような自動注射装置によって達成することができる。好適な実施形態を、従属請求項において定義し、以下の記載の中で説明するとともに添付の図面に示す。
【０００８】
本発明に係る検出装置は、針ハブに取り付けた針を備える皮下注射器を使って媒体の注射を支援するよう構成した検出装置である。検出装置は、針ハブに入ってくる媒体または針ハブ内に存在する媒体の特徴を特定する手段を備える。
【０００９】
そうすれば、検出装置は、薬剤が血管内へ注射されてしまうことを確実に防止する形で、自動注射を支援することができる。血液が針ハブに入ってくる間に、または針ハブ内に存在中に、その血液を検出した場合、さらなる注射を防ぐことができる。ゆえに、患者安全を向上することができる。
【００１０】
検出装置は、針ハブが皮下注射器に取り付けられているかどうか、および、針カバーが針ハブに取り付けられているかどうかを特定する手段を備えることが好ましい。
【００１１】
有利には、検出装置は、光源および／または検出部および／または制御ユニットをキャリブレートする手段を備え、また、これにより、個々の針ハブの光学特性を補償してもよく、この場合、検出装置は、針ハブに入ってくる媒体、または針ハブ内に存在している媒体の特徴を、少なくとも一つの検出アルゴリズムを用いて特定するよう構成し、前記キャリブレーションは、一つ以上の規定値を有する一つ以上の針ハブの光学特性を比較することにより、少なくとも一つの検出アルゴリズムのオフセット調整を提供することによって行いうる。
【００１２】
そうすれば、最も正確な検出を行うことができる。各部品を検出装置に内蔵するとキャリブレート不可能である場合にも、検出装置を用いることができる。キャリブレーションを行うときに、精度の低い、よってより安価な検出手段が適用可能となる。
【００１３】
キャリブレーションは、適用可能な、任意の好適なキャリブレーション原理を用いて行ってもよい。
【００１４】
そうすれば、種々の条件下において針ハブをより頑健に検出できるようにすることが潜在的に可能となる。
【００１５】
検出装置から提供された情報を用いて（好ましくは、本発明に係る自動注射装置を使用して）、さらには、注射プロセスを支援し、注射プロセスの各段階が十分良好に行われること確認することができる。
【００１６】
有利には、検出装置は、針ハブの色および／または大きさおよび／または形状を特定する手段を備えてもよい。
【００１７】
そうすれば、正しい針ハブが適用されているかどうかを検出装置によって確認／検証可能とすることができる。皮下注射器に取り付けられている針が万一不適切なものであった場合、検出装置は警告を発生するか、または別のタイプの信号を提供するように構成することができる。このようにして、検出装置は患者安全を強化することができる。
【００１８】
有利には、検出装置は、
−針ハブに光を照射するよう構成した一つ以上の光源と、
−光を検出するように適合された一つ以上の光検出部材と、
−針ハブに入ってくる媒体の特徴を、検出部が検出する光に基づき特定するよう構成した制御ユニットと、を備える。
【００１９】
このようなタイプの検出装置は、入手可能な標準部品を用いて提供することができる。このような検出装置によれば、検出をさらに適正に行うことが可能になることになる。
【００２０】
有益には、検出装置に、既定の多数の使い捨て可能な針のそれぞれの特徴に応じて、光源および／または検出部および／または制御ユニットをキャリブレートする手段を設けることができる。
【００２１】
有利には、検出装置は、空気、水、血液、規定の種類の薬剤、または血液と規定の薬剤との混合物から成る媒体を特定するよう構成された制御ユニットを備えることができる。
【００２２】
そうすれば、検出装置を用いることにより、患者安全を向上することができる。十分なエアショットプロセスが実行済みであり、例えば吸引中に針ハブ内に血液が入っていないことを、検出装置を使って保証することができる。注射しようとする薬剤と皮下注射器に取り付けた針が一致していることを保証することも可能である。もし異状があれば、検出装置は、警告信号（例えば、音声信号またはディスプレイ上に表示される視覚信号）を生成することができる。
【００２３】
有利には、検出装置は、皮下注射器の少なくとも一部の色を光学検出する手段を備えてもよく、および／または検出装置は、検出した色に基づいて皮下注射器の特徴を判別する手段を備えてもよい。
有益には、検出装置が、媒体が酸化血液または還元血液かを特定する手段を備えてもよい。
【００２４】
そうすれば、針が動脈内または静脈内に穿刺しているかどうかを検出装置を用いて判別することができる。
【００２５】
媒体からの吸収スペクトルを用いて、当該媒体が酸化血液か、または還元血液かを検証することができる。よって、有利には、検出装置は、媒体からの吸収スペクトルに基づいて、媒体が酸化血液か、または還元血液かを特定するための手段を備えることができる。
【００２６】
有利には、検出装置は、第一の状態から、第二の状態への移行を検出する手段を備えてもよい。ここで、第一の状態とは、第一の媒体またはいくつかの媒体の混合物が針ハブ内に存在する状態であり、第二の状態とは、針ハブ内の内容物が変化する状態である。
【００２７】
そうすれば、検出装置は、「エアショット」中に薬剤が針ハブに入るときの状態の移行を検出可能となり、また、検出装置は、吸引手順中にもし血液が針ハブに入った場合、状態の移行を検出可能となる。
【００２８】
有益には、光源は広帯域光源であり、検出装置は、多数の規定波長域内の光、好ましくは、少なくとも２つの異なる規定波長域内の光を検出するよう構成した、検出部材を少なくとも一つ備えてもよい。
【００２９】
有益には、検出装置は、針ハブに入ってくる媒体の特徴を、針ハブの色に関わらず特定するよう構成してもよい。
【００３０】
そうすれば、適用する使い捨て可能な針の種類に関わらず、検出装置を用いることができる。しかしながら、有益には、検出装置は、針の視覚的特徴（例えば針ハブの色等）に基づいて、針についての情報を得るように構成することができる。
【００３１】
有利には、光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、光検出部材は、広帯域受信機であってもよい。
【００３２】
これにより、広い波長域において光を検出することができ、また、これによりできるだけ多くの情報を集めることができる。
【００３３】
有益には、光源は、例えば、略方形のパルスシーケンス等の所定の変調を有する光を生成することができる。
【００３４】
有利には、検出装置は、検出光の信号対雑音比を向上するように、一つ以上の検出部をゲート開閉する手段を備えてもよい。
【００３５】
これにより、周囲からの光によって生じる雑音（ノイズ）の影響を減少することができる。
【００３６】
光源が半導体レーザであるとき、半導体レーザへの駆動電流を直接変調することにより変調を行うことができる。
【００３７】
有利には、光検出部材は、撮像素子（イメージセンサ）または光センサとすることができる。
【００３８】
これにより、針ハブの画像を提供することが可能である。針ハブについての情報は、さらに、当該装置のユーザ向けに、例えばディスプレイ上に表示してもよい。
【００３９】
有益には、イメージセンサは、電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ、または、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサとすることができる。
【００４０】
光検出部材は、好ましくは一つ以上の規定周波数で、光の強度を測定するように構成することが好ましい。そうすれば、特定の周波数（したがって特定の波長）を使用して、対象とする特定の周波数／波長で光をより詳しく調べることが可能となる。
【００４１】
有利には、検出装置は、針ハブ内に存在する媒体または針ハブに入ってくる媒体の導電率を測定するように構成した電極を多数備えることができる。これらの電極は、光学センサ手段を用いても検出不能な流体の電気伝導特性を検出することができる。
【００４２】
検出装置はディスプレイを備えることが好ましい。
【００４３】
これにより、情報を視覚化して、当該装置のユーザに提示することができる。ディスプレイは、任意の好適な形状と大きさを有する任意の好適な種類のディスプレイとすることができる。ディスプレイは、検出装置の筐体内に組み込んでも、または検出装置に接続してもよい。
【００４４】
検出装置は、いつ針ハブを皮下注射器に取り付けたか、および／または、針カバーが皮下注射器に取り付けられているか、および／または、いつ針ハブに空気および／または薬剤および／または血液を含んだかを示すように構成したディスプレイを備えることが好ましい。
【００４５】
これにより、当該検出装置のユーザに、例えば針の内容物等の状況について、最新情報を継続的に与え、通知することができる。
【００４６】
好ましくは、検出装置は、皮下注射器の針ハブを受け入れるように構成した開口を設けた筐体を備え、光源を開口の第一の側に設け、光検出部材を開口の第二の側に設ける。
が好ましい。
【００４７】
このような実施形態は使い易く、使い捨て可能な針を設けることが簡単である。さらに、所望の検出を行うために必要な所望の光計測を実施するのに利用できる。
【００４８】
有益には、光源は半導体レーザを備えることができる。
【００４９】
有利には、検出装置は、水の反射係数より有意に大きい反射係数を有する薬剤を検出する手段を備えることができる。
【００５０】
有利には、検出装置は、直入射において少なくとも７０％〜９５％、例えば９０％の反射係数を有する薬剤（例えば、水性の懸濁液等）を検出する手段を備えることができる。
【００５１】
有益には、検出装置は、検出した反射光が、光源と針ハブとの間に設けたいくつかの層によって反射された光を含んでいたとしても、針ハブ内における媒体の存在を判別できる手段を備える。
【００５２】
有利には、イメージセンサは光学フィルタ部材を備える。フィルタ部材は任意の好適なフィルタ部材とすることができる。
【００５３】
有利には、光源は、種々の波長（例えば、４５０ｎｍ〜４９０ｎｍ、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍ、５５０ｎｍ〜５９０ｎｍ、６１０ｎｍ〜６５０ｎｍ、および９６０ｎｍ〜１０００ｎｍ）の光を発するように構成することができる。これにより、例えば、特定の流体の吸収スペクトルについての知識を利用して、媒体についての情報を提供する合理的な方法を設計することが可能となる。
【００５４】
本発明に係る一実施形態において、光源は半導体レーザを備える。これは、特定波長を有する光が必要とされる場合に有利でありうる。さらに、半導体レーザは変調が容易である。半導体レーザは完全な固体であり、したがって脆性ガラス素子または臨界の設定手順を必要としない。加えて、半導体レーザを適用すれば、昼光の存在下であっても、大きな信号対雑音比を得ることが可能となる。
【００５５】
有益には、検出装置は少なくとも一つのレンズを備えうる。検出装置は、例えば検出部によって検出された光等の光を集束するようにした、少なくとも一つの収束レンズを備えることが好ましい。
【００５６】
有利には、光源は、既定の波長および任意の所定の種類の変調を有する光を生成する。
【００５７】
有益には、所定の変調が、略方形のパルスシーケンス（方形波パルスシーケンス）を備える。
【００５８】
光源が出射する光は、任意の所望の波長を有する非変調光とすることができる。しかしながら、有利には、出射光を変調して、光源が送出した光、および針ハブから反射または針ハブを透過した光を、周囲からの光に関係なく、確実に検出可能とすることができる。い。
【００５９】
例として、約４００ｎｍ〜１１００ｎｍの間にある波長および約１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの変調周波数を有する光を用いることができる。検出部において、信号からそのような変調成分を取り出すことで、周囲光から隔離することができる。
【００６０】
有利には、検出装置は、異なる大きさまたはジオメトリの皮下注射器を受け入れるために構成した筐体を備える。そうすれば、検出装置をより多様な状況で使用することができる。
【００６１】
検出装置は、針ハブの画像を表示するための手段を備えることが好ましい。
そうすれば、装置の操作者は、検出装置によって、針ハブを視覚的に検査できるようになる。ディスプレイにおいて針ハブを可視化することにより、支援型手動制御を簡便に行うことができる。例として、白光源およびＣＣＤカメラを適用することができる。検出装置は、カラータイプのユーザインターフェースディスプレイを備えることができる。
【００６２】
本発明の目的は、特に、本発明に係る、検出装置を備えた自動注射装置を用いて達成することができる。
【００６３】
検出を正確に行うこと自体が望ましいが、しかしながら、自動注射装置において検出装置からの情報を用いることにより、注射プロセス中にその情報を活用することに大きな価値がある。
【００６４】
好ましくは、自動注射装置は、光源および／または光検出部材が、針ハブが動いているときに、針ハブに対して定位置に維持されるよう構成した検出装置を備える。
【００６５】
そうすれば、針ハブをその位置に関係なく確実に監視することができる。これは、例えば、吸引中に血液が針ハブに入ったかどうかを検出したい場合に重要である。
有利には、光源および／または光検出部材を、筐体に摺動自在に配置してもよい。そうすれば、針ハブが動いているときに、光源および／または光検出部材を針ハブに対して定位置に維持することができる。
【００６６】
有益には、自動注射装置は、針を有するか、または有さない針ハブに対して筐体に、軸方向に摺動自在に配置した光源および／または光検出部材を備えることができる。
【００６７】
自動注射装置は、針ハブ内で血液を検出したときに自動停止する手段、および／または薬剤が針ハブ内で検出されるときに自動停止する手段を備えることが好ましい。これによって、意図しない注射を避けることができ、自動注射装置の使用が簡便になる。
【００６８】
自動注射装置は、注射プロセス中に、検出装置が検出した情報を用いるように構成することが好ましい。そうすれば、患者安全を向上することができる。例として、間違った（不適切な）針が検出される場合、自動注射装置は注射プロセスを自動的停止することが好ましい。
【００６９】
有利には、光源および／または光検出部材を、自動注射装置に対して定位置に取り付けることができる。
【００７０】
有利には、自動注射装置は、光源が送出した光を集束するように配置した、または検出部が受信した光を集束するように配置した、少なくとも一つのレンズを備えることができる。
【００７１】
有利には、少なくとも一つのレンズを、筐体内に組み込むか、または自動注射装置の筐体に取り付けることができる。
【００７２】
本発明に係るシステムは、本発明に係る自動注射装置を備え、自動注射装置は、円筒状ケーシングを受け入れるように構成した保護スリーブを備える。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係る自動注射装置の概略図である。
【図２】本発明に係る検出装置の２つの拡大図である。
【図３】針付きおよび針無しの皮下注射器の種々の図である。
【図４】本発明に係る検出器具の種々の図である。
【図５】本発明に係る２つの検出装置の概略図である。
【図６】本発明に係る２つの検出装置の概略図である。
【図７】本発明に係る２つの自動注射装置の概略図である。
【図８】本発明に係る自動注射装置を示す図であり、また血液および水の吸収スペクトルを示すグラフである。
【図９ａ）】反射光の検出手段を有する、本発明に係る検出装置の概略図である。
【図９ｂ）】反射光の検出手段を有する、本発明に係る別の検出装置の概略図である。
【図９ｃ）】反射光の検出手段および透過光の検出手段を有する、本発明に係る別の検出装置の概略図である。
【図１０ａ）】反射光の検出手段を有する、本発明に係る検出装置の概略図である。
【図１０ｂ）】反射光の検出手段を有する、本発明に係る別の検出装置の概略図である。
【図１０ｃ）】反射光の検出手段および透過光の検出手段を有する本発明に係る別の検出装置の概略図である。
【図１１ａ）】種々の色および白ラベルの針ハブについて、３つの波長において検出された反射光の関係を示す図である。
【図１１ｂ）】空気、水、および薬剤のそれぞれについて、３つの波長において検出された反射光の関係を示す図である。
【図１１ｃ）】薬剤および、血液と薬剤との混合物４種のそれぞれついて、３つの波長において検出された反射光の関係を示す図である。
【図１１ｄ）】薬剤、水、血液、および血液と薬剤との混合物のそれぞれについて、３つの波長において検出された反射光の関係を示す図である。
【図１２ａ）】反射光の検出手段を有する、本発明に係る自動注射装置の概略図である。
【図１２ｂ）】反射光の検出手段を有する、本発明に係る自動注射装置の概略図である。
【図１３ａ）】反射光の検出手段を有する、本発明に係る自動注射装置の概略図である。
【図１３ｂ）】図１３ａ）に示す自動注射装置の別の概略図である。
【図１４ａ）】血液、薬剤、および血液と薬剤との種々の混合物のそれぞれについて、波長の関数として検出された反射光の関係を示すグラフである。
【図１４ｂ）】血液、薬剤、水、血液、および血液と水との種々の混合物のそれぞれについて、波長の関数として検出された反射光の関係を示すグラフである。
【図１５】血液、水、および空気のそれぞれについて、波長の関数として検出された反射光の関係を示すグラフである。
【図１６】針ハブの色コードと、その針の長さおよび直径との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
本発明は、以下に述べる発明の詳細な説明によって、より十分に理解されるだろう。添付の図面は例としてのみ与えられるものであり、よって、本発明を限定するものではない。
【実施例】
【００７５】
ここで、図面を詳細に参照して本発明の好適な実施形態を説明する。図１に、本発明に係る自動注射器６４を示す。
【００７６】
図１ａ）は、本発明に係る自動注射器６４の概略図である。自動注射器６４は、ディスプレイ１８を取り付けた細長い筐体２０を備える。ベース部材５８は、筐体２０内に配置され、皮下注射器１６はベース部材５８に取り付けられる。光源６および検出部８は、筐体２０内に一体化される。光源６は、望ましい強度およびスペクトルを有する光１２を送出可能な、任意の好適な光源とすることができる。
【００７７】
検出部８は、光１２’を受信可能な、任意の好適な部材とすることができる。光源６は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよく、また検出部８は、二次元光学センサとすることができ、例えば、イメージセンサ８（例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ、または、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサ等）、または光センサ８等とすることができる。
【００７８】
皮下注射器１６は、針１０を有する針ハブ１４を備える。薬剤２６が、針ハブ１４内部に送り込まれているのがわかる。しかしながら、針ハブ１４には既に針１０を経由して血液２８が入っている（吸引中等）。光源６が送出した光１２は、皮下注射器１６の針ハブ１４に向けて送出される。針ハブ１４およびその内部の流体２６、２８の特徴に応じて、針ハブ１４内部の流体２６、２８は、光１２を吸収、反射、および散乱することにより、減衰させる。
【００７９】
したがって、透過光１２および（検出部８によって検出された）検出光１２’についての情報を用いて、針ハブ１４内部の流体２６、２８を特定することができる。
【００８０】
ベース部材５８は、（注射中や吸引中等に）皮下注射器１６を平行移動させるように構成したいくつかの機械的手段、および、皮下注射器１６の針１０を介して流体２６を注射する手段を備えることができる。
【００８１】
ディスプレイ１８は、例えば自動注射プロセスにおける自動注射器６４の状態等、さまざまな情報を表示するように構成することができる。好ましくは、ディスプレイ１８は、針ハブ１４を有する針１０が皮下注射器１６に取り付けられているかどうか、針ハブ１４に空気が充満しているかどうか、針ハブ１４に薬剤２６が充満しているかどうか、および針ハブ１４内に血液２８が存在するかどうかを表示するように構成する。
【００８２】
図１ｂ）は、本発明に係る自動注射器６４の概略図である。自動注射器６４は、図１ａ）に示すものとほぼ同様であるが、針１０を有する針ハブ１４を取り外したものである。自動注射器６４は、皮下注射器１６に針ハブ１４が取り付けられていないことを検出可能であることが好ましい。本発明に係る好適な実施形態において、この情報はディスプレイ１８を使用して提供されることになる。この情報を制御ロジックに自動的に統合してプロセス制御をサポートするのが好ましい。ゆえに、本発明に係る好適な実施形態において、自動注射器６４は、検出部８からのデータに基づいて自動注射器６４を制御するように構成される。
【００８３】
図１ｃ）を参照して、図１ａ）および図１ｂ）に示す自動注射器６４を説明する。針１０から身を守るため、針ハブ１４に針カバー３０を取り付ける。自動注射器６４は、針カバー３０が針ハブ１４に取り付けられていることを検出可能であることが好ましい。自動注射器６４のユーザを支援するため、この情報をディスプレイ１８上に表示できることが好ましい。しかしながら、自動注射器６４は、この情報を用いて、制御ユニット（図示せず）によって自動的に制御されるように構成することが好ましい。例として、吸入中に血液２８が針ハブ１４内で検出された場合、制御ユニットは薬剤の注射を中断するように適応することが好ましい。同様に、不明な（および不適切な）針ハブ１４が検出される場合、制御ユニットは注射プロセスを中断するように適応することが好ましい。このようにして、自動注射器６４の安全性および有用性を高めることができる。
【００８４】
針ハブ１４に薬剤２６または血液２８が充満する前に、空気が充満した針ハブ１４を、針カバー３０を取り付けたまま用いてキャリブレーションプロセスを行うことができる。針ハブ１４が針カバー３０で覆われた配置状態での、透過光１２および検出光１２’についての情報は有用でありうる。
【００８５】
図１ｄ）において、針カバー３０が針ハブ１４から取り外されているため、針ハブ１４には空気が充満している。この状況はプライミング前に発生し、針ハブ１４に空気２４が充満していることを自動注射器６４により検出できることが好ましい。好ましくは、この情報はディスプレイ１８上に表示できる。前述したように、自動注射器６４は、この情報に基づいて自動的に制御されるように構成されるのが好ましい。
【００８６】
図１ｅ）に、プライミング中の、図１ｄ）に示す自動注射器６４の概略図を示す。自動注射器６４において、薬剤２６が針１０に向かって押圧されるが、針ハブ１４の先端部には空気２４が充満したままであることがわかる。
【００８７】
検出装置２は、いつ薬剤２６が針ハブ１４に入るか、およびいつ針ハブ１４に薬剤２６が充満するかを判別するように構成されることが好ましい。このようにして、後の注射プロセスにおいて患者内へ注射される空気量をできる限り少なくすることが可能となり、それによって、患者安全を強化し、さらには、プライミング段階において、仮に手動でプライミングを行っていたら針先端から意図せず排出されてしまったであろう薬剤の無駄を回避することができる。
【００８８】
図１ｆ）に示す吸引段階において、針１０が静脈を貫通してしまっているどうかを検証するため、皮下注射器１６を逆方向に動かす。図１ｆ）において、針ハブ１４内に血液２８が存在する。したがって、針１０は、動脈内または静脈内に穿刺していると結論づけることができる。
【００８９】
自動注射器６４は、血液２８の第一の量が針ハブ１４に入ったら可及的速やかに血液２８を検出できることが好ましい。好ましくは、この情報をディスプレイ１８に表示または提示可能である。ここでも、針ハブ１４内の血液２８についての情報を用いて、自動注射器６４を自動的に制御することが好ましい。この自動制御は、制御ロジックとの相互作用を介して実行することができる。自動注射器６４は、針ハブ１４内において血液２８が検出される場合、薬剤の注射を中断可能であることが特に好ましい。
【００９０】
図１に示す自動注射器６４には、媒体の存在、および／または針カバー３０の有無にかかわらず針ハブ１４の存在を特定可能な検出装置２が装備されている。この情報を用いて自動注射器６４のユーザを案内することができ、自動注射器６４の自動的な使用をより安全なものとすることにより、あらゆる手動ユーザインタラクションを制限または完全に省くことができる。
【００９１】
図２ａ）は、本発明に係る検出装置２における、基本的要素の側面拡大図である。検出装置２は、検出部８および、種々の波長（例えば、４７０ｎｍ、５５０ｎｍ、５７５ｎｍ、６３０ｎｍ、および９８０ｎｍ等）の光１２を発するよう構成した発光ダイオード（ＬＥＤ）としての光源６を備える。光１２は、針１０を備える針ハブ１４に向けて送出される。
【００９２】
検出部８は、二次元光学センサとすることができ、例えば、イメージセンサ８（例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ、または、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサ等）、または光センサ８等とすることができる。
【００９３】
針ハブ１４には血液２８が充満しており、したがって、検出部８が受信した光１２’は、針ハブ１４内の媒体の光学特性の影響を受ける（血液２８の場合）。したがって、予想／予期した出射光１２を、検出部８が受信した光と比較すれば、針ハブ１４内に存在する媒体は何であるかを判別することが可能である。
【００９４】
図２ｂ）は、本発明に係る検出装置２における、基本的要素の別の拡大図である。検出装置２は、ワイヤ６２を用いて制御ユニット６０に電気的に接続した検出部８を備える。検出装置２はさらに、光源６を備えるが、光源６は、例えばＬＥＤとすることができる。光源６から出射した光１６は、針ハブ１４に向けて送出されること、および、針ハブ１４内の血液２８の光学特性は、例えば、検出部８が受信した光１２’の強度およびスペクトル特性に影響を与えることがわかる。
【００９５】
検出部８からの情報（データ）は、有線接続６２を介して制御ユニット６０に送達される。しかしながら、代案として、無線接続が可能なことはもちろんである。送出光源６と制御ユニット６０との間に接続を提供することができる。しかしながら、ほとんどの場合、光源６の出射する光は規定で既知の特徴を有することにから、このような接続を提供する必要がない場合もある。
【００９６】
図３に、皮下注射器１６の５つの異なる側面図を示す。図３ａ）では針ハブ１４がないので、針１０は皮下注射器１６に取り付けられていない。
【００９７】
図３ｂ）において、針１０を有する針ハブが、皮下注射器１６に取り付けられている。さらに、針カバー３０が、針ハブ１４に取り付けられている（針１０の保護のため）。
【００９８】
図３ｃ）において、針カバー３０は、針ハブ１４から取り外されている。針ハブには空気２４が充満しており、薬剤２６は針ハブ１４に入っていない。
【００９９】
図３ｄ）において、針ハブに薬剤２６が充満している。この状況は、プライミングプロセスが完了している状態に相当する。
【０１００】
図３ｅ）において、針ハブ１４に血液２８が充満している。針１０が意図せず静脈内に穿刺しており、吸引が行われることによって、静脈からの血液２８が針ハブ１４内に引き上げられてしまったときに、このような状態が起こることになる。
本発明に係る検出装置２は、針ハブ１４が皮下注射器１６に取り付けられているかどうかを特定し、針カバーがそのような針を覆うように存在しているかどうかを特定することができ、さらには、針ハブ（もしあれば）に向けて光１２を出射することにより、どのような種類の媒体（空気、薬剤または血液）が針ハブ１４内に存在するかどうかを特定し、図１および図２に示すような検出部８によって受信される光１２’を分析／検出することが可能である。好ましくは、本発明に係る検出装置２は、空気、（異なる種類の）薬剤および血液を区別するよう構成される。
【０１０１】
図４ａ）は、本発明に係る自動注射装置６４で使用可能な針ハブ１４の上面図を示す。針ハブ１４は、対称配置されて放射状に延在する４つの羽根（vane）３２を備える。
【０１０２】
図４ｂ）、図４ｃ）、および、図４ｄ）において、羽根の方向性が、光を受信する検出部８が検出する光の強度に影響を与えることがわかる。したがって、本発明に係る検出装置２および自動注射装置６４は、例えば検出部８が光の最高強度を検出するか、または、最良の信号対雑音比の検出のためのシステムを最適化するまで、針ハブ１４を回転するよう構成することが好ましい。
【０１０３】
本発明に係る一実施形態では、検出部８が最大光強度を受信するまで、針ハブ１４を自動的かつ累進的に回転させると同時に光源６から光１２を出射する。このような簡易フィードバック機構は信頼性が高く、また実施が簡便である。このような回転による最適化の後も、安定した検出バイアス条件を維持して様々な針状態の検出感度を向上させるため、針の角度位置は残りの注射プロセス全体を通して一貫して変化しないことが好ましい。
【０１０４】
図５ａ）に、本発明に係る検出装置の光学配置の一例を示す。検出装置２は、光源６、検出部８、開口部３４を有する第一のスクリーン、開口部３６を有する第二のスクリーン４４、開口部３８を有する第三のスクリーン４６、および開口部４０を有する第四のスクリーン４８を備える。血液２８が充満した針ハブ１４が、光源６と検出部８との間の採取領域に配置されている。
【０１０５】
光源６は、開口部３４を通して第一のスクリーンに向かって光１２を出射するように、また、さらには第二のスクリーンにおける開口部３６に光１２”の一部を通過させるように構成する。第三のスクリーンにおける開口部３８と、第四のスクリーン４８における開口部４０の両方を通過する光１２’は、検出部８によって検出される。
【０１０６】
この光学的測定原理は有利になりうる。光源６から出射した光１２は、針ハブ１４において収束する。これにより、検出部８に「偽」光（針ハブ１４を介して伝播または反射しない光）が入ってくるリスクを減少することができる。
【０１０７】
図５ｂ）に、本発明に係る検出装置２の各要素の光学配置の別の例を示す概略図である。検出装置２は、光源６、検出部８、第一レンズ５０、任意選択で第二レンズ５０’、開口部３４を有する第一のスクリーン４２、開口部３６を有する第二のスクリーン４４、開口部３８を有する第三のスクリーン４６、および開口部４０を有する第四のスクリーン４８を備える。図５ａ）と同様、血液２８が充満した針ハブ１４が、光源６と検出部８と間の採取領域に配置さていれる。
【０１０８】
第二のレンズ５０‘は、検出部８が光１２’を検出する前に光１２’収束するため、第４のスクリーン４８と検出部８との間に配置することができる。
【０１０９】
図６ａ）は、本発明に係る検出装置２の各要素の光学配置の概略図であり、代替的な光学的測定原理は、針ハブ１４から間接的に反射したおよび／または散乱した光１２’の検出に基づくものである。
【０１１０】
検出装置２は、光源６、および、カバーボックス５２内に配置した検出部８を備える。開口部３４を有する第一のスクリーン４２および開口部３６を有する第二のスクリーン４４は、カバーボックス５２内に設ける。第三のスクリーン４６は、血液２８が充満した針ハブ１４と検出部８との間に配置する。
【０１１１】
光源６が出射する光１２の一部は、開口部３４、３６を通過し、さらに針ハブ１４を通過する。開口部３４、３６を通過する光１２”は、血液が充満した針ハブ１４によって散乱される。検出部８は、血液が充満した針ハブ１４によって散乱された光１２’’’を、直接検出することはできない。しかしながら、検出部８は、血液が充満した針ハブ１４によって錯乱された光１２’’’から発生する間接光１２’を検出する。
【０１１２】
図６ｂ）は、本発明に係る検出装置２の各要素の光学配置の別の例を示す概略図である。
【０１１３】
検出装置２は、光源６、および、カバーボックス５２内に配置した検出部８を備える。開口部３４を有する第一のスクリーン４２と開口部３６を有する第二のスクリーン４４は、光源６と薬剤２６が充満した針ハブ１４との間に配置する。カバーボックス５２は針ハブ１４に隣接して配置する。カバーボックス５２は、開口部３８を有する第三のスクリーン４６と開口部４０を有する第四のスクリーン４８とを備える。
【０１１４】
二次元光学センサ８をカバーボックス５２内に配置する。二次元光センサ８はフィルタ５４を備える。
【０１１５】
光源６から出射した光１２およびこの一部の光１２”、第一のスクリーン４２の開口部３４および第二のスクリーン４４の開口部３６を通過し、薬剤２６が充満した針ハブ１４に向け送出される。
【０１１６】
光源６によって発された光１２の一部は、開口部３４、３６を通過し、さらに針ハブ１４に向かう。開口部３４、３６を通過する光１２”は、薬剤が充満した針ハブ１４によって散乱される。薬剤が充満した針ハブ１４によって散乱された光１２’は、フィルタ５４に入ったとき、検出部８によって直接検出することができる。
【０１１７】
図７ａ）は、本発明に係る自動注射装置６４の一実施形態を示す。自動注射装置６４は、実質的に、図１ａ）に示す実施形態に相当する。しかしながら、導光体５６、５６’は、筐体２０の壁内に組み込まれている。第一導光体５６’は、光源６に接続されているが、第二導光体５６は検出部８に接続されている。
【０１１８】
光ガイド５６、５６’は、光１２、１２’を案内するよう構成される。光１２は、例えば、筐体２０内の他所に配置したＬＥＤから、光源６へと案内することができる。検出部８が検出した光１２’は、制御ユニット（図示せず）に案内してさら分析を行うことができる。制御ユニットは、好ましくは、針ハブ１４が皮下注射器１６に取り付けられているかどうかを特定し、さらに、針ハブ１４内に空気２４、血液２８または別の媒体４が存在するかどうかを判別するように構成する。
【０１１９】
図７ｂ）は、本発明に係る自動注射装置６４の好適な実施形態を示す。自動注射装置６４は、実質的に、図１ａ）に示す実施形態に相当する。光源６および検出部８は、自動注射装置６４の筐体２０に摺動可能に設けられる。
【０１２０】
筐体壁の先端部は、平行移動するように構成する。図７ｂ）に示す光源６および検出部８は第一の位置Ａに配置されるが、光源６および検出部８は別の位置Ｂに移動させることができることも（点線で）示されている。光源６および検出部８は、筐体２０の先端を平行移動させることによって第二の位置Ｂに移動する。
【０１２１】
これにより、自動注射装置６４は、種々の長さの針ハブ１４を受け入れるのに好適である。さらに、好ましくは、針ハブ１４に対して光源６および検出部８を定位置に維持するため、自動注射装置６４はそれら（光源６および検出部８）を平行移動させるように構成することが好ましい。このことは、（例えば、注射中等のように）針ハブ１４が動くたびに、光源６および検出部８が平行移動することを意味する。任意の好適な手段を用いてこの動作を実行することができる。
【０１２２】
光源６および検出部８は、位置Ａから位置Ｂまでの距離ｄを移動することがわかる。この平行移動は、薬剤２６の注射中に、電気モータ（図示せず）を用いて行ってもよい。
【０１２３】
図８ａ）は、本発明に係る自動注射装置６４の側面図である。自動注射装置６４は、ディスプレイ１８を有する細長い筐体２０を有する。針１０は、自動注射装置６４に取り付けられており、ディスプレイ１８は、自動注射装置６４に取り付けた針１０の画像６８を表示する。
【０１２４】
自動注射装置６４の操作者が針の状態を視覚的に検査できるようにするため、自動注射装置６４は、様々な状態（針ハブ１４が自動注射装置６４に取り付けられていない状態、針カバー３０が針ハブ１４に取り付けられている状態、針ハブ１４に空気２４、薬剤２６、または血液２８のいずれかが充満している状態）にある針ハブ１４の自動検出を補完するように、また、針ハブ１４の画像６８を撮像またはディスプレイ１８上に表示可能なように構成する。
【０１２５】
白光源およびＣＣＤカメラを使用して、装置ユーザのインターフェースディスプレイ１８上に針ハブ１４の画像６８を直接表示可能である。ディスプレイ１８は、カラーディスプレイ１８であることが好ましい。
【０１２６】
そうすれば、ディスプレイ１８において針ハブ１４を可視化することにより、支援型手動制御を簡便に行うことができる。
【０１２７】
図８ｂ）は、水吸収スペクトルと比較した、一般的な血液吸収スペクトル７４、７６を示すグラフ６６である。グラフ６６に、吸収７０を波長７２の関数として示す（測定単位：ｎｍ）。グラフ６６を用いて、酸化血液吸収スペクトル７６、還元血液吸収スペクトル７４、および水吸収スペクトル７８を比較することができる。
【０１２８】
本発明では、この情報を用いて、針ハブ１４内の媒体が、水か血液かを検出することができる。種々の流体の吸収スペクトルについての知識を用いることにより、本発明に係る検出装置に、針ハブ１４内の異なる流体の存在を検出可能なインテリジェント制御ユニットを設けることが可能であり、さらには、これらの各流体を区別することができる。これは、例として、酸化血液と還元血液、または薬剤と血液とを区別することが可能である。
【０１２９】
注射しようとする媒体は、固液二相の液体剤形の薬剤、すなわち「懸濁液」と称するものでもよい。薬剤は、溶解性薬剤でもよい。薬剤の光学特性として、ある波長の光を吸収、反射、または透過する薬剤の能力が挙げられる。
【０１３０】
本発明に係る検出装置は、薬剤が反射性のもの（例えば、反射性の懸濁液等）である場合には、薬剤が反射する光を検出することができる。本発明に係る検出装置は、薬剤が半透明媒体（例えば、反射性の懸濁液等）である場合には、薬剤を透過する光を検出することができる。
【０１３１】
図９ａ）は、本発明に係る検出装置の概略図である。検出装置は、検出装置内に配置した針ハブ１４に向かって光１２を送出する光源６を備える。針ハブ１４は、媒体（例えば、空気、薬剤、水または血液等）を含み、針ハブ１４は、光源６に隣接配置した第一検出部８および第二検出部８’が受信した光１２’を反射する。
【０１３２】
図９ｂ）は、本発明に係る別の検出装置の概略図である。検出装置は、検出装置内部に配置した針ハブ１４に向かって光１２を送出する光源６を備える。針ハブ１４は、空気、薬剤、水または血液またはこれらの混合物を含むことができる。針ハブ１４は、第一検出部８および第二検出部８の前にそれぞれ配置された第一および第二収束レンズ５０が受信した光１２’を反射する。
【０１３３】
反射光１２’は、第一および第二レンズ５０によって集束され、集束光１２”は、第一検出部８および第二検出部８’によって受信される。光源６は、第一検出部８と第二検出部８’との間に配置する。
【０１３４】
図９ｃ）は、本発明に係る別の検出装置の概略図である。検出装置は、検出装置内部に配置された針ハブ１４に向かって光１２を送出する光源６を備える。針ハブ１４は、例えば、空気、薬剤、水または血液またはこれらの混合物等を含む。針ハブ１４は、第一検出部８および第二検出部８’のそれぞれの前に配置された第一および第二収束レンズ５０によって集束される光１２’を反射する。反射光１２’は、第一および第二レンズ５０によって集束され、集束光１２”は、第一検出部８および第二検出部８’によって受信される。
【０１３５】
しかしながら、透過光１２の一部は針ハブ１４を透過する。針ハブ１４を透過する光１２”’は、検出部８”によって受信される。収束レンズ（図示せず）を、針ハブ１４と検出部８”との間に配置して光１２”を集束することができる。
【０１３６】
図１０ａ）は、図９ａ）に示すものとほぼ同様の、本発明に係る検出装置の概略図である。唯一の相違点は、第一検出部８および第二検出部８’は、それぞれ、３つの異なる規定の波長域内の光を検出するように構成した３つの独立した検出部材を備えるということである。
【０１３７】
検出装置は、検出装置内部に配置した針ハブ１４に向かって光１２を送出する光源６を備える。針ハブ１４は、媒体（例えば、空気、薬剤、水または血液等）を含む。針ハブ１４は、光源６に隣接配置した第一検出部８および第二検出部８’が受信した光１２’を反射する。
【０１３８】
図１０ｂ）は、図９ｂ）に示すものとほぼ同様の、本発明に係る検出装置の概略図である。第一検出部８および第二検出部８’は、それぞれ、３つの異なる規定の波長域内の光を検出するよう構成した３つの独立した検出部材を備える。
【０１３９】
検出装置は、検出装置内部に配置した針ハブ１４に向かって光１２を送出する光源６を備える。針ハブ１４は、例えば、空気、薬剤、水または血液またはこれらの混合物等を含むことができる。針ハブ１４は、第一検出部８および第二検出部８’の前にそれぞれ配置した第一および第二収束レンズ５０が受信する光１２’を反射する。
【０１４０】
反射光１２’は第一および第二レンズ５０によって集束され、集束光１２”は、第一検出部８および第二検出部８’によって受信される。光源６は、第一検出部８と第二検出部８’との間に配置される。
【０１４１】
図１０ｃ）は、図９ｃ）に示すものとほぼ同様の、本発明に係る別の検出装置の概略図である。第一検出部８および第二検出部８’はいずれも、３つの異なる規定の波長域内の光を検出するよう構成した３つの独立した検出部材を備える。
【０１４２】
検出装置は、検出装置内部に配置した針ハブ１４に向かって光１２を送出する光源６を備える。針ハブ１４は、媒体（例えば、空気、薬剤、水または血液またはこれらの混合物等）を含む。針ハブ１４は、第一検出部８および第二検出部８’の前にそれぞれ配置した第一および第二収束レンズ５０が集束した光１２’を反射する。反射光１２’は第一および第二レンズ５０によって集束され、集束光１２”は、第一検出部８および第二検出部８’によって受信される。
【０１４３】
送出された光１２の一部は、針ハブ１４を通して透過される。針ハブ１４を透過した光１２”’を、検出部８”が受信する。図示しないが、収束レンズは、針ハブ１４と、検出部８”との間に配置して光１２”を集束することができる。
【０１４４】
図１１は、３つの波長１１２、１１４、１１６において検出された、種々の色および白ラベルの針ハブから反射した光の強度の関係を示す４つのグラフ６６である。針ハブは、図９または図１０で示すように光源によって照明されている。
【０１４５】
各グラフ６６は、光の波長７２の関数として、反射光の信号（強度）を描く。第一の波長１１２、１１４、１１６は、４７０ｎｍ、５３０ｎｍ、および６２２ｎｍであり、青、緑、およびオレンジの各色にそれぞれ対応している。
【０１４６】
図１１ａ）において、円形９６は、白ラベルからの反射光信号８８を表す。この信号を基準として用いる。四角形９８は、青色の針ハブからの反射光を表し、三角形１００はオレンジ色の針ハブからの反射光を表す。
【０１４７】
図１１ａ）からわかるように、青色の針ハブからの反射光信号８８は、オレンジ色の針ハブからの反射光信号８８とは有意に異なる。したがって、反射光信号８８を用いて、針ハブの色を検出することができる。
【０１４８】
本発明に係る検出装置が針ハブの色を検証可能であるとき、この情報を用いて、例えば次元情報（針の長さや直径）等の針ハブの色に関する情報を自動的に提供することができる。
【０１４９】
図１１ｂ）において、円形９０は、空気が充満した針ハブからの反射光信号８８を表す。この信号を基準として用いる。四角形９４は、水が入った針ハブからの反射光を表し、三角形１１０は、高反射性薬剤が入った針ハブからの反射光を表す。
【０１５０】
図１１ｂ）からわかるように、薬剤が充満した針ハブからの反射光信号１１０は、空気と水がそれぞれ充満した針ハブからの反射光信号９０、９４よりも、有意に大きい。したがって、反射光信号８８を用いて、自動「エアショット」手順中における針ハブ中の薬剤の存在を検出することができる。薬剤が現れ次第、検出された反射光に変化が見られることになる。
【０１５１】
図１１ｃ）において、円形１１０は、薬剤が充満した針ハブ（高反射性薬剤）からの反射光信号８８を表す。この信号を基準として用いる。三角形１０４は、血液（２５％）と薬剤（７５％）との混合物が入った針ハブからの反射光を表し、四角形１０６は血液（５０％）と薬剤（５０％）との混合物が入った針ハブからの反射光を表す。菱形１０８は、血液（２５％）と薬剤（７５％）との混合物が入った針ハブからの反射光を表す。円錐台は、血液が充満した針ハブからの反射光を表す。
【０１５２】
図１１ｃ）を参照して、本発明に係る検出装置が、血液と薬剤との混合物であって薬剤含有量の異なる各混合物を区別することが可能であることを説明する。
【０１５３】
図１１ｄ）において、円形１１０は、高反射性薬剤が充満した針ハブからの反射光信号８８を表す。この信号を基準として用いる。三角形１０４は、血液の混合物が入った針ハブからの反射光を表し、菱形９４は、水が入った針ハブからの反射光を表す。四角形９２は、血液が入った針ハブからの反射光を表す。
【０１５４】
図１２ａ）は、本発明に係る自動注射装置の概略拡大図である。自動注射装置は、内蔵型光源６および反射光１２’を検出するように構成した２つの内蔵型検出部８を有する筐体２０を備える。
【０１５５】
針１０を有する針ハブ１４を備える注射器１２４を、自動注射装置内に配置する。血液２８が、針１０を通して針ハブ１４内に入ってしまっている。自動注射器の汚染を防ぐ、注射器を包囲する使い捨て可能なケーシング８０内に注射器１２４を配置する。
【０１５６】
光源６は、針ハブ１４に向かって光１２を送出する。光源６は、３つの独立した光源部材６”、６”’、６””を備え、各光源部材は異なる波長（例えば、４７０ｎｍ、５３０ｎｍ、および６２２ｎｍ等）の光をそれぞれ送出する。
【０１５７】
送出された光１２の一部は、針ハブ１４および針ハブ１４に入っている媒体２８により反射される。反射光１２’は内蔵型検出部によって検出される。
【０１５８】
図１２ｂ）は、本発明に係る自動注射装置の別の概略拡大図である。
【０１５９】
自動注射装置は、第一光源６および第二光源６’を有する筐体２０を備える。筐体２０は、反射光１２’を検出するように配置および構成した検出部８も備える。
【０１６０】
針１０を有する針ハブ１４を備える注射器１２４の一部を自動注射装置内に配置する。自動注射装置の汚染を避けるため、注射器を包囲する使い捨て可能なケーシング８０内に注射器１２４を配置する。
【０１６１】
第一光源６は、注射器１２４に向かって光１２を送出する。光源６は、３つの独立した部材６’、６”、６”’を備え、各部材は、それぞれ、例えば、４７０ｎｍ、５３０ｎｍ、および６２２ｎｍ等の異なる波長の光を送出する。注射器１２４が反射した光１２’を、注射器１２４により検出する。
【０１６２】
したがって、本発明に係る自動注射装置は、注射器１２４の特徴（例えば色等）を検出可能である。
【０１６３】
図１３ａ）は、本発明に係る自動注射装置の概略断面図である。自動注射装置は、内蔵型の光源６および２つの内蔵型の検出部８、８’を有する筐体２０を備える。
【０１６４】
光源６が送出した光１２の一部を、針ハブ１４が反射することがわかる。反射光１２’は、光源６に隣接して設けた検出部８、８’によって検出される。
【０１６５】
本発明に係る自動注射装置は、光１２が、スリーブ８２、ケーシング７９、および針ハブ１４の外層を透過するように、また、針ハブ１４内の媒体が反射した光を検出するように構成する。反射光１２’は、針ハブ１４の内容物からの反射だけでなく、スリーブ８２およびケーシング７９の各層、および針ハブ１４の外層が反射した光に相当する。
【０１６６】
よって、本発明に係る自動注射装置は、検出された反射光１２’が、針ハブ１４の外層だけでなく、スリーブ８２およびケーシング７９の各層からの成分を含んでいても、針ハブ１４内の媒体を判別することが可能である。
【０１６７】
図１３ｂ）は、図１３ａ）に示す自動注射装置の概略図である。光源は、ケーシング７９に向かって光１２を送出し、ケーシング７９は透過光１２を反射する。
【０１６８】
反射光１２’は、第一検出部８および第二検出部８’によって検出される。この機構は、自動注射装置を用いてケーシング７９の色を検出するような場合に有利でありうる。ケーシング７９の色を用いて、薬剤の投与量を検証することができる。
【０１６９】
図１４ａ）は、血液９２、基準１０２として用いた高反射性薬剤、および、血液と薬剤との種々の混合物１０４、１０６、１０８のそれぞれについて、波長７２の関数として検出された反射光８８の関係を示すグラフである。
【０１７０】
反射性薬剤の反射曲線を、基準１０２として用いる。曲線１０８は、本発明に係る検出装置を、薬剤（７５％）と血液（２５％）との混合物から反射された光を検出するよう適用したときに、検出された反射光を表す。
【０１７１】
曲線１０６は、本発明に係る検出装置を、薬剤（５０％）と血液（５０％）との混合物から反射された光を検出するよう適用したときに、検出された反射光を表し、曲線１０８は、本発明に係る検出装置を、薬剤（２５％）と血液（７５％）との混合物から反射された光を検出するように適用したときに、検出された反射光を表す。
【０１７２】
曲線９２は、血液の充満した針ハブから反射された光を検出するように本発明に係る検出装置を使用したときに検出された反射光を表す。
【０１７３】
３つの波長１１２、１１４、１１６を点線で表示する。これらの波長１１２、１１４、１１６は、それぞれ、青、緑、およびオレンジの各色に対応する４７０ｎｍ、５３０ｎｍ、および６２２ｎｍとすることができる。点線と曲線９２、１０２、１０４、１０６、１０８との各交点を、図１１ｃ）に示す。
【０１７４】
図１４ｂ）は、基準１０２として用いた高反射性薬剤、血液９２、および血液と水との種々の混合物１１８、１２０、１２２のそれぞれについて、波長７２の関数として検出された反射光８８の関係を示すグラフである。
【０１７５】
反射性薬剤の反射曲線を、基準１０２として使用する。曲線１１８は、本発明に係る検出装置を用いて血液（２５％）と水（７５％）との混合物から反射された光を検出したときに検出された反射光を表し、曲線９２は血液からの検出反射光を表す。
【０１７６】
曲線１２０は、本発明に係る検出装置を用いて血液（５０％）と水（５０％）との混合物から反射された光を検出したときに、検出された反射光を表し、曲線１２２は、血液（７５％）と水（２５％）との混合物からの検出反射光を表す。
【０１７７】
３つの波長１１２、１１４、１１６を、点線で表示する。これらの波長１１２、１１４、１１６は、それぞれ、青、緑、およびオレンジの各色に対応する４７０ｎｍ、５３０ｎｍ、および６２２ｎｍに相当する。
【０１７８】
図１５は、本発明に係る検出装置を用いて反射光を検出した機構において、血液９２、水９４、および空気９０についての波長７２の関数として検出された反射光８８の関係を示すグラフである。
【０１７９】
反射曲線９０は、本発明に係る検出装置を用いて空気で充満した針ハブから反射された光を検出したときに、検出した反射光を表す。光の反射によって、光源と針ハブの内容物との間に配置される層の数（図１３参照）が異なる場合がある。
【０１８０】
図１５に、特定の波長を選ぶことによって、（空気、水および血液との比較において）有意に異なる反射信号８８が得られることを示す。
【０１８１】
本発明に係る一実施形態において、これらの波長は４７０ｎｍ、５３０ｎｍ、および６２２ｎｍである。
図１６は、針ハブ１４の色コード８４、８４’、８４”と、それらに対応する針１０の長さおよび直径の関係を示す表８６である。
【０１８２】
表８６は、それぞれ３列を有する８行からなる。第一列は、色コード８４、８４’、８４”からなる。第二列は、針１０の長さについての情報Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７、Ｉ８からなり、第三列は、針１０の直径についての情報Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６、Ｊ７、Ｊ８からなる。
【０１８３】
本発明に係る検出装置は、図１６に示す種類の情報を記憶するための記憶手段を備える。本発明に係る検出装置は、針ハブ１４の色（コード）８４、８４’、８４”を判別し、また針ハブ１４の色（コード）８４、８４’、８４”に基づいて針１０の特徴を検証するように構成する。
【０１８４】
適切な深さにおいて注射が行われたことを確認するため、この情報を適応して本発明に係る自動注射装置を制御することができる。
【符号の説明】
【０１８５】
２  検出装置
４  媒体
６、６’  光源
６”、６”’、６””  光源部材
８、８’、８”  検出部
１０  針
１２、１２’、１２”、１２”’  光
１４  針ハブ
１６  皮下注射器
１８  ディスプレイ
２０  筐体
２２  開口
２４  空気
２６  薬剤
２８  血液
３０  針カバー
３２  針ハブ羽根
３４、３６、３８、４０  開口部
４２、４４、４６、４８  スクリーン
５０、５０’  レンズ
５２  カバーボックス
５４  フィルタ
５６、５６’  導光体
５８  ベース部材
６０  制御ユニット
６２  ワイヤ
６４  自動注射装置
６６  グラフ
６８  画像
７０  吸収
７２  波長
７４  血液吸収スペクトル
７６  血液吸収スペクトル
７８  水吸収スペクトル
７９  ケーシング
８０  ケーシング
８２  スリーブ
８４、８４’、８４”  色コード
８６  表
８８  信号
９０  空気
９２  血液
９４  水
９６  ラベル付
９８  青色の針ハブ
１００  オレンジ色の針ハブ
１０２  基準
１０４、１０６、１０８  薬剤と血液との混合物
１１０  薬剤
１１２、１１４、１１６  波長
１１８、１２０、１２２  血液と水との混合物
１２４  注射器
Ｘ  軸
Ｒ  回転方向
Ａ、Ｂ  位置
ｄ  距離
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７、Ｉ８  情報
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６、Ｊ７、Ｊ８  情報
【図１ａ）】
2016503669.tif 000003
【図１ｂ）】
2016503669.tif 000004
【図１ｃ）】
2016503669.tif 000005
【図１ｄ）】
2016503669.tif 000006
【図１ｅ）】
2016503669.tif 000007
【図１ｆ）】
2016503669.tif 000008
【図２ａ）】
2016503669.tif 000009
【図２ｂ）】
2016503669.tif 000010
【図３ａ）】
2016503669.tif 000011
【図３ｂ）】
2016503669.tif 000012
【図３ｃ）】
2016503669.tif 000013
【図３ｄ）】
2016503669.tif 000014
【図３ｅ）】
2016503669.tif 000015
【図４ａ）】
2016503669.tif 000016
【図４ｂ）】
2016503669.tif 000017
【図４ｃ）】
2016503669.tif 000018
【図４ｄ）】
2016503669.tif 000019
【図５ａ）】
2016503669.tif 000020
【図５ｂ）】
2016503669.tif 000021
【図６ａ）】
2016503669.tif 000022
【図６ｂ）】
2016503669.tif 000023
【図７ａ）】
2016503669.tif 000024
【図７ｂ）】
2016503669.tif 000025
【図８ａ）】
2016503669.tif 000026
【図８ｂ）】
2016503669.tif 000027
【図９ａ）】
2016503669.tif 000028
【図９ｂ）】
2016503669.tif 000029
【図９ｃ）】
2016503669.tif 000030
【図１０】
2016503669.tif 000031
【図１１ａ）】
2016503669.tif 000032
【図１１ｂ）】
2016503669.tif 000033
【図１１ｃ）】
2016503669.tif 000034
【図１１ｄ）】
2016503669.tif 000035
【図１２ａ）】
2016503669.tif 000036
【図１２ｂ）】
2016503669.tif 000037
【図１３ａ）】
2016503669.tif 000038
【図１３ｂ）】
2016503669.tif 000039
【図１４】
2016503669.tif 000040
【図１５】
2016503669.tif 000041
【図１６】
2016503669.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月26日(2015.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針ハブ（１４）に取り付けた針（１０）を備えた皮下注射器（１６）を用いることにより媒体（４、２６）の注射を支援するように構成した検出装置（２）を備える自動注射装置（６４）であって、
前記検出装置（２）は前記針ハブ（１４）に入ってくる前記媒体（４、２６）、または前記針ハブ（１４）内に存在する前記媒体（４、２６）の特徴を特定する手段（６、８、５４、５６、５６’、６０）を備え、
前記検出装置（２）は、
−前記針ハブ（１４）に光を照射するよう構成した一つ以上の光源（６）と、
−光（１２）を検出するようにした光検出部材（８）と、
−前記検出部（８）が検出した光に基づいて、前記針ハブ（１４）に入ってくる前記媒体（４）の特徴を特定するように構成した制御ユニット（６０）と、
を備えることを特徴とする、自動注射装置（６４）。
【請求項２】
前記検出装置（２）は、前記針ハブ（１４）が前記皮下注射器（１６）に取り付けられているかどうか、および／または前記針ハブ（１４）に針カバー（３０）が取り付けられているかどうかを特定する手段（６、８、５４、５６、５６’、６０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項３】
前記検出装置（２）は、前記針ハブ（１４）の色および／または大きさおよび／または形状を特定する手段（６、８、５４、５６、５６’、６０）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項４】
前記検出装置（２）は、前記皮下注射器（１６）の少なくとも一部の色を光学検出する手段（６、８）を備え、および／または、検出された色（８４、８４’、８４”）に基づいて前記皮下注射器（１６）の特徴を判別する手段（６０）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項５】
前記検出装置（２）は、透過光（１２’）および／または反射光（１２”）を検出できるような形で配置した少なくとも一つの検出部（８）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項６】
前記検出装置（２）は、空気、水、血液、規定の種類の薬剤、または血液と規定の薬剤との混合物からなる媒体（４、２４、２６、２８）を特定するように構成した制御ユニット（６０）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項７】
前記検出装置（２）は、第一の媒体（１１０）またはいくつかの媒体（１１０、９２）の混合物が前記針ハブ（１４）内に存在する第一の状態から、前記針ハブ（１４）内の内容物が変化する第二の状態への移行を検出する手段を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項８】
前記光源（６）は広帯域光源（６）であり、前記検出装置（２）は、多数の既定の波長域内、好ましくは、少なくとも２つの異なる規定域内の光（１２、１２’、１２”）を検出するように構成した、少なくとも一つの検出部材（８）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜７のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項９】
前記光源（６）は、略方形のパルスシーケンス等の、所定の変調を有する光を生成することを特徴とする、先行する請求項１〜８のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項１０】
前記検出装置（２）は、前記検出した光（１２’、１２”、１２”’）の信号対雑音比を向上するように、一つ以上の前記検出部（８、８’、８”）をゲート開閉する手段を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜９のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項１１】
前記検出装置（２）はディスプレイ（１８）を備え、前記ディスプレイ（１８）は、いつ針ハブ（１４）が前記皮下注射器（１６）に取り付けられたか、および／または針カバー（３０）が前記皮下注射器（１６）に取り付けられているかどうか、および／またはいつ前記針ハブ（１４）が空気（２４）および／または薬剤（２６）および／または血液（２８）を含むかを表示するよう構成したことを特徴とする、先行する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項１２】
前記検出装置（２）は、水の反射係数より有意に大きい反射係数を有する薬剤を検出する手段（６、８）を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項１３】
前記光源（６）および／または前記光検出部材（８）は、前記針ハブ（１４）が動いているときに前記針ハブ（１４）に対して定位置に維持されるよう構成され、
前記光源（６）および／または前記光検出部材（８）を、軸方向に摺動自在に筐体（２０）に配置して、前記光源（６）および／または前記光検出部材（８）は、前記針ハブ（１４）が動いているときに前記針ハブ（１４）に対して定位置に維持できるようにすることを特徴とする、先行する請求項１〜１２のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項１４】
前記自動注射装置（６４）は、注射プロセス中に前記検出装置（２）が検出した情報を用いるように構成され、前記検出装置（２）は、好ましくは、前記針ハブ（１４）内で血液（９２）を検出したときに自動停止する手段、および／または前記針ハブ（１４）内で薬剤（１１０）を検出したときに自動停止する手段を備えることを特徴とする、先行する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【請求項１５】
前記自動注射装置（６４）は、光源（６）が送出した光（１２、１２’、１２”）を集束するよう配置するか、または検出部（８、８’）が受信した光（１２、１２’、１２”）を集束するよう配置した、少なくとも一つのレンズ（５０、５０’）を備え、前記少なくとも一つのレンズ（５０、５０’）を前記自動注射装置（６４）の前記筐体（２０）内に組み込むか、または前記筐体（２０）に取り付けたことを特徴とする、先行する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の自動注射装置（６４）。
【国際調査報告】
2016503669.tif 000043
2016503669.tif 000044
2016503669.tif 000045