特許 6023723 薬剤注入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6023723

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】薬剤注入装置

(51)【国際特許分類】

   A61M 5/315 20060101AFI20161027BHJP

   A61M 5/20 20060101ALI20161027BHJP

   A61M 5/24 20060101ALI20161027BHJP

【ＦＩ】

   A61M5/315 550P

   A61M5/315 550J

   A61M5/20

   A61M5/24

【請求項の数】15

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-551209(P2013-551209)

(86)(22)【出願日】2012年12月11日

(86)【国際出願番号】JP2012007906

(87)【国際公開番号】WO2013099123

(87)【国際公開日】20130704

【審査請求日】2015年7月10日

(31)【優先権主張番号】特願2011-283215(P2011-283215)

(32)【優先日】2011年12月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314005768

【氏名又は名称】パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】村上 健二

(72)【発明者】

【氏名】藤本 光輝

(72)【発明者】

【氏名】飯尾 敏明

【審査官】 田中 玲子

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５２６５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１１５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５１０５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５４５１７４１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 中国特許出願公開第１０２２３３１４８（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２４８９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１３８０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１０−５３８７９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ ５／３１５

Ａ６１Ｍ ５／２０

Ａ６１Ｍ ５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の設定注入量の薬剤を注入する薬剤注入装置であって、
先端側に注射針を装着する注射針装着部、後端側に弾性部材を有し、前記薬剤を内包するシリンジを装着するシリンジ装着部と、
前記シリンジ装着部に装着された前記シリンジ内の弾性部材を前記注射針装着部側に押圧するプランジャと、
前記プランジャを駆動するモータと、
前記モータのモータ回転量を検出するエンコーダと、
前記エンコーダに接続され、前記モータの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記エンコーダにより検出された、前記プランジャによる前記弾性部材の変形量に相当する第１のモータ回転量を取得し、
前記第１のモータ回転量に応じて、前記薬剤の注入時の前記モータの回転を制御する、
薬剤注入装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記設定注入量に対応するモータ回転量に前記第１のモータ回転量を加えたモータ回転量となるように、前記薬剤の注入時の前記モータの回転を制御する、
請求項１に記載の薬剤注入装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記設定注入量に対応するモータ回転量に前記第１のモータ回転量を加えたモータ回転量を前記エンコーダにより検出したとき、前記モータを逆回転させる、
請求項２に記載の薬剤注入装置。

【請求項4】

前記制御部に接続され、前記モータを駆動する電流を検出する電流検出センサを更に備え、
前記制御部は、前記電流の所定値に対応する前記モータの回転量を前記第１のモータ回転量として取得する、
請求項１から３のいずれかに記載の薬剤注入装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記注射針を前記注射針装着部に装着しない状態で前記エンコーダにより前記モータ回転量を検出して前記第１のモータ回転量を取得する第１の動作モードと、
前記第１の動作モードの実行後、前記注射針を前記注射針装着部に装着した状態で前記エンコーダにより前記モータ回転量を検出して第２のモータ回転量を取得しながら、前記薬剤の注入を行う第２の動作モードと、
を実行し、
前記第２の動作モードにおいて、前記第１のモータ回転量と前記第２のモータ回転量との差が前記設定注入量に対応する第３のモータ回転量以上になったとき、前記薬剤の注入を停止する、
請求項１から４のいずれかに記載の薬剤注入装置。

【請求項6】

前記制御部に接続され、前記モータを駆動する電流を検出する電流検出センサを更に備え、
前記制御部は、
前記第２の動作モードにおいて、前記電流検出センサにより検出された前記電流の所定値における前記第１のモータ回転量と前記第２のモータ回転量との差が前記第３のモータ回転量以上になったとき、前記薬剤の注入を停止する、
請求項５に記載の薬剤注入装置。

【請求項7】

前記制御部に接続され、前記第１の動作モードを起動させる第１のモード起動スイッチを更に備える、
請求項５または６に記載の薬剤注入装置。

【請求項8】

前記制御部に接続され、前記第２の動作モードを起動させる第２のモード起動スイッチを更に備える、
請求項５から７のいずれかに記載の薬剤注入装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記第１の動作モードを複数回繰り返したのち、前記第２の動作モードを実行する、
請求項５から８のいずれかに記載の薬剤注入装置。

【請求項10】

前記制御部は、新たに前記シリンジが装着されたときのみ前記第１の動作モードを実行する、
請求項５から９のいずれかに記載の薬剤注入装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記モータを逆回転させることにより生じる前記薬剤の注入量の誤差に基づき、前記設定注入量を補正する、
請求項３から１０のいずれかに記載の薬剤注入装置。

【請求項12】

前記薬剤の注入量の誤差は、前記設定注入量との関係に基づいて取得される、
請求項１１に記載の薬剤注入装置。

【請求項13】

前記薬剤の注入量の誤差は、前記モータが逆回転させる前の前記モータを駆動する電流値との関係に基づいて取得される、
請求項１１に記載の薬剤注入装置。

【請求項14】

前記制御部は、
前記シリンジ装着部に装着されたシリンジの周囲温度を検知し、
検知した前記シリンジの周囲温度に応じて前記第１の動作モードを実行する、
請求項５から１３のいずれかに記載の薬剤注入装置。

【請求項15】

所定の設定注入量の薬剤を注入する薬剤注入装置であって、
先端側に注射針を装着する注射針装着部、後端側に弾性部材を有し、前記薬剤を内包するシリンジを装着するシリンジ装着部と、
前記シリンジ装着部に装着された前記シリンジ内の弾性部材を前記注射針装着部側に押圧するプランジャと、
前記プランジャを駆動するモータと、
前記モータの回転量を検出するエンコーダと、
前記モータを駆動する電流を検出する電流検出センサと、
前記電流検出センサおよび前記エンコーダに接続され、前記モータの駆動を制御する制御部と、
前記制御部に接続されたメモリと、
を備え、
前記制御部は、
前記注射針を前記注射針装着部に装着しない状態で前記エンコーダにより前記モータ回転量を検出することにより第１のモータ回転量を取得し、前記メモリに記憶する第１の動作モードと、
前記第１の動作モードの実行後、前記注射針を前記注射針装着部に装着した状態で前記エンコーダにより前記モータ回転量を検出することにより第２のモータ回転量を取得しながら、前記薬剤の注入を行う第２の動作モードと、
を実行し、
前記第２の動作モードにおいて前記モータを駆動する電流が所定値に達すると、そのときのモータの回転数を前記第２のモータ回転量として取得し、
前記メモリより前記所定値の電流に対する前記第１のモータ回転量を取得し、
取得された前記第１のモータ回転量と前記第２のモータ回転量との差が前記設定注入量に対応する第３のモータ回転量以上になったとき、前記薬剤の注入を停止する、
薬剤注入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、薬剤が入った薬剤シリンジを使用した薬剤注入装置に関し、特に高い圧力で薬剤を注入する薬剤注入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

薬剤注入装置は、先端側に注射針装着部、後端側にガスケットを有するシリンジを装着するシリンジ装着部と、このシリンジ装着部に装着されたシリンジのガスケットを注射針装着部側に押圧するプランジャと、このプランジャを駆動するモータと、このモータの回転数を検出するエンコーダと、このエンコーダに接続された制御部と、この制御部に接続されたメモリと、を備えた構成となっている。

【0003】

すなわち、モータでプランジャを駆動し、ガスケットを注射針装着部側に押圧すれば、注射針を介して薬剤を人体などに注入することが出来るようになっている。
このとき、薬剤の注入量は、モータの回転数をエンコーダで検出することにより設定どおりの量となるように制御されている。しかし、従来は部品精度のばらつきが大きかったので、必ずしも設定どおりの量で薬剤注入が行えないこともあった。

【0004】

そこで、エンコーダの回転数と注入薬剤量の関係をメモリに記憶させ、このメモリに記憶させたデータを基にモータの回転数を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参考）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２００４−５１０５０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来例においては、メモリに記憶させたデータを基にモータの回転数を制御するので、部品精度のバラツキによる注入薬剤量のバラツキも抑制することができるようになっている。しかしながら、上記従来例による技術によっても、次のような問題が生じうる。
従来、皮下注射では２４Ｇ（外径約０．５７ｍｍ、内径０．３１ｍｍ）程度の針が使用されていた。しかし、最近は、刺針時の痛み低減のため、径の細い注射針が求められている。このため、加工技術の向上によって３０Ｇ（外径約０．３１ｍｍ、内径約０．１６ｍｍ）といった細い注射針が一般に使用されるようになり、更に細い針（３１〜３３Ｇ）も量産されるようになってきた。そのため、上記従来例による構成の薬剤注入装置を用いても、細い注射針を用いて注入を行なった場合には、注入薬剤量のバラツキが大きく発生するということが問題となってきた。

【0007】

つまり、従来の太い注射針を用いた場合は、注射針の流路抵抗が小さいため、プランジャでガスケットを押圧すれば、その押圧量に対応する薬剤を注入することができたのであるが、細い注射針を用いた場合には、注射針の流路抵抗が増大するため、プランジャでガスケットを押圧しても、ガスケット自体が圧縮されるだけで、薬剤を適切に注入することができなかった。

【0008】

すなわち、細い注射針を用いて薬剤を注入する等の場合、注射針から押し出すのに、極めて大きな力が必要となる。このように薬剤が注射針からスムーズに流出しない状態では、ガスケットはプランジャと薬剤に挟まれて圧縮されることとなり、このガスケットの圧縮が原因で、薬剤を適切に注入することができなくなっているのである。
そこで、本発明は、適切に薬剤を注入することができるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示における薬剤注入装置は、所定の設定注入量の薬剤を注入する薬剤注入装置であって、シリンジ装着部と、プランジャと、モータと、エンコーダと、制御部とを備える。シリンジ装着部は、先端側に注射針を装着する注射針装着部、後端側に弾性部材を有し、薬剤を内包するシリンジを装着する。プランジャは、シリンジ装着部に装着されたシリンジ内の弾性部材を注射針装着部側に押圧する。モータは、プランジャを駆動する。エンコーダは、モータのモータ回転量を検出する。制御部は、エンコーダに接続され、モータの駆動を制御する。制御部は更に、エンコーダにより検出された、プランジャによる弾性部材の変形量に相当する第１のモータ回転量を取得し、同第１のモータ回転量に応じて薬剤の注入時のモータの回転を制御する。

【発明の効果】

【0010】

本開示における薬剤注入装置は、適切に薬剤を注入することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る薬剤注入装置の概略斜視図

【図2】同薬剤注入装置の別方向から見た概略斜視図

【図3】同薬剤注入装置の概略分解斜視図

【図4】同薬剤注入装置の概略断面図

【図5】同薬剤注入装置の制御ブロック図

【図6】同薬剤注入装置の動作フローチャート

【図7】同薬剤注入装置の動作フローチャート

【図8】同薬剤注入装置の動作フローチャート

【図9】同薬剤注入装置の動作の特性の一例を示す図

【図10】実施の形態１の変形例に係る薬剤注入装置の制御ブロック図

【図11】同変形例の他の変形例に係る薬剤注入装置の動作フローチャート

【図12】実施の形態１の更に他の変形例に係る薬剤注入装置の動作フローチャート

【図13】実施の形態２に係る薬剤注入装置の動作フローチャート

【図14】モータの逆回転と薬剤注入量との関係を説明するための図

【図15】薬剤の目標注入量と注入量誤差との関係を示すグラフ

【図16】実施の形態３に係る薬剤注入装置の動作フローチャート

【図17】実施の形態３に係る薬剤注入装置による補正後の目標注入量に対する注入量誤差を示すグラフ

【図18】最終電流値と薬剤の注入量誤差との関係を示すグラフ

【図19】実施の形態３の変形例に係る薬剤注入装置による補正後の最終電流値に対する注入量誤差を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
１ 実施の形態１
１−１ 構成
図１から図４は、本実施の形態に係る薬剤注入装置１００の一例を示す。
図１および図２に示すように、薬剤注入装置１００は、本体ケース１と、本体ケース１の一端側に設けられたシリンジ装着部２（シリンジ装着部の一例）と、本体ケース１の他端側に設けられた表示部３とを備える。薬剤注入装置１００は更に、同他端側に設けられた、電源ボタン４、薬剤注入ボタン５（第２のモード起動スイッチの一例）、および設定ボタン７を有する。なお、図示されたボタンの数、位置、形状、大きさなどは一例であってこれに限定されるものではない。

【0013】

本体ケース１のシリンジ装着部２は、図３、図４に示す如く、シリンジカバー８が装着されるように構成されている。つまり、シリンジ装着部２には、シリンジカバー８内に収納されたシリンジ９が装着されるように構成されている。
シリンジ９は、先端側に注射針装着部１０（注射針装着部の一例）、後端側にガスケット１１（弾性部材の一例）を有する円筒状となっており、その内部には、各種病気に対する薬剤１２が充填されている。

【0014】

また、本体ケース１内には、図４に示すように、シリンジ装着部２に装着されたシリンジ９のガスケット１１を注射針装着部１０側に押圧するプランジャ１３（プランジャの一例）と、このプランジャ１３を送りねじ１３ａを介して駆動するモータ１４（モータの一例）と、このモータ１４の回転数（モータ回転量の一例）を検出するエンコーダ１５（エンコーダの一例）と、モータ１４に流れる電流を検出する電流検出センサ１６（図５参照）（電流検出センサの一例）と、これら電流検出センサ１６、エンコーダ１５などに接続された制御部１７（図５参照）（制御部の一例）と、この制御部１７に接続されたメモリ１８（図５参照）と、を備えている。

【0015】

図５は、本実施の形態に係る薬剤注入装置１００の制御ブロック図である。薬剤注入装置１００は、制御部１７を有する。制御部１７は、図５に示す各部の機能を実行するため所定のプログラムを実行するプロセッサ（例えば、ＣＰＵ）などから構成される中央演算部１７１を含む。制御部１７はまた、プランジャ移動距離検知部１７３や温度検知部１７５等の機能を含む。プランジャ移動距離検知部１７３は、後述するエンコーダ１５により検出されるモータ回転数からプランジャの移動距離を算出する。温度検知部１７５は、温度センサ２４により検知されたシリンジ９の周囲温度を判定する。なお、本実施の形態に係る薬剤注入装置１００は、温度センサ２４や温度検知部１７５を備えていなくともよい。

【0016】

制御部１７に接続されたメモリ１８は、制御部１７により実行されるプログラムや同プログラムを実行することにより処理されるデータなどを格納する。
本実施の形態においては、シリンジ装着部２にシリンジ９が装着されたか否かを検出するシリンジ検出スイッチ１９（図５参照）も設けられ、制御部１７に接続されている。また、モータ１４は、モータドライブ回路２０を介して制御部１７に接続されている。制御部１７は更に、表示部３、電源ボタン４、薬剤注入ボタン５、設定ボタン７、電流検出センサ１６、シリンジ検出スイッチ１９、およびサウンダ２１に接続されている。また、制御部１７は、電池や所定の電源回路により構成される電源２２に接続され、薬剤注入装置１００に対する電源供給を制御する。

【0017】

１−２ 動作
本実施の形態に係る薬剤注入装置１００の特徴点は、制御部１７が注入量初期設定モードと薬剤注入動作モードとの制御を行うことである。
１−２−１ 注入量初期設定モード
まず、注入量初期設定モードについて、主に図６（Ｓ６０１〜Ｓ６０３）および図７を参照しながら詳細に説明する。

【0018】

この注入量初期設定モードに入る前に、まず、シリンジ９をシリンジカバー８内に収納させた状態で、図４に示す如くシリンジ装着部２に装着する。なお、図４においては、シリンジ９の注射針装着部１０に注射針２３が装着された状態となっているが、この注入量初期設定モードにおいては、注射針装着部１０に注射針２３を装着しない。
シリンジ９がシリンジ装着部２に装着されると、シリンジ検出スイッチ１９がシリンジ９の装着の検出を行い、制御部１７は、シリンジ検出スイッチ１９の検出の有無を判定する（Ｓ６０１）。

【0019】

この時すでに、電源ボタン４がＯＮ状態とされているので、制御部１７は、シリンジ検出スイッチ１９による検出がないと判定すると、表示部３に「シリンジを取り付けて下さい」と表示させる（Ｓ６０２）。
一方、シリンジ９の適切な装着が行われシリンジ検出スイッチ１９による検出を有りと判定すると、制御部１７は、注入量初期設定処理を行う（Ｓ６０３）。

【0020】

（注入量初期設定処理）
この注入量初期設定処理は、図７に示すように実行される。
図７における電流上限値Ｉｍａｘは、メモリ１８に事前に記憶されており、制御部１７はこの電流上限値Ｉｍａｘを読み出す（Ｓ７０１）。
次に、制御部１７は、モータ１４を駆動し、送りねじ１３ａ、プランジャ１３を介してガスケット１１を注射針装着部１０側に押圧する（Ｓ７０２）。

【0021】

そして、そのときのモータ１４の回転数は、エンコーダ１５で検出され、またそのときのモータ電流Ｉは電流検出センサ１６によって検出される（Ｓ７０３）。
電流検出センサ１６によってモータ電流ＩがＩｍａｘ以上になったことが検出されると（Ｓ７０４）、制御部１７はモータ１４の駆動を停止する。得られた特性（例えば図９に示す特性Ａ）のデータは、[Ｉ, Ｎ₀(Ｉ)]テーブルとしてメモリ１８に保存される（Ｓ７０５）。ここで、Ｉはモータ電流を示し、Ｎ₀（Ｉ）はモータ電流Ｉの時のエンコーダパルス数（第１のモータ回転量の一例）を示す。

【0022】

その後、制御部１７は、モータ１４を逆回転させ、プランジャ１３を元の位置に戻す（Ｓ７０６）。
この時、シリンジ９の注射針装着部１０には注射針２３が装着されていないので、上述したように、プランジャ１３でガスケット１１を押圧しても、シリンジ９内の薬剤１２は圧縮されず、ガスケット１１のみが注射針装着部１０方向に圧縮される。従って、上記特性Ａ取得後に、モータ１４を逆回転させてプランジャ１３を元の位置に戻せば、圧縮されていたガスケット１１も図４の如く、元の状態に復帰する。

【0023】

１−２−２ 薬剤注入動作モード
次に、注入量初期設定モードが完了した後に行われる薬剤注入動作モードについて、主に図６（Ｓ６０４〜Ｓ６０９）および図８を参照しながら説明する。
制御部１７は、表示部３に注射針２３を装着し、設定ボタン７を押すことをユーザに促す情報を表示する（Ｓ６０４）。

【0024】

そして、注射針２３が装着され、ユーザにより設定ボタン７が押されると（Ｓ６０５）、制御部１７は、図１、図２、図４に示すように注射針２３を穿刺して薬剤注入ボタン５を押すことをユーザに促す情報を表示部３に表示させる（Ｓ６０６）。
そして、ユーザにより薬剤注入ボタン５が押されると、図８の注入処理（Ｓ６０７）に移行する。この結果、図８に示す薬剤注入動作モードに移行することとなる。

【0025】

メモリ１８には、薬剤１２の目標投与量である設定注入量に対応するモータ１４の回転数に相当するエンコーダパルス数が予め設定され、その値が記録されている。本実施の形態においては、薬剤１２の設定注入量に対応するエンコーダパルス数をＮ_Rとする（第３のモータ回転量の一例）。このＮ_Rは、例えば、次式により求められる。
（数式１）
Ｎ_R ＝Ｐ₀＊Ｒ＊Ｖ／（Ｌ＊Ａ）
Ｐ₀：モータ１回転あたりのパルス数
Ｒ：ギアドモーター減速比
Ｌ：送りねじピッチ
Ａ：シリンジ断面積
Ｖ：設定注入量
制御部１７は、メモリ１８から設定注入量に対応するエンコーダパルス数Ｎ_Rを取得する（Ｓ８０１）。なお、Ｓ８０１においては、制御部１７は、所定のプログラムにより得られた設定注入量からエンコーダパルス数を算出するようにしてもよい。

【0026】

次に、制御部１７は、モータ１４を駆動し、送りねじ１３ａ、プランジャ１３を介してガスケット１１を注射針装着部１０側に押圧する（Ｓ８０２）。
そして、その時のモータ１４の回転数は、エンコーダ１５で検出され、またモータ電流は電流検出センサ１６によって検出される（Ｓ８０３）。この結果、制御部１７は、所定の特性（例えば図９に示す特性Ｂ）を得る。なお、この特性Ｂを得ている間も、エンコーダ１５および電流検出センサ１６によって継続してこの薬剤注入動作モードにおけるモータ１４の回転数（Ｎ）とモータ電流Ｉ（Ｎ）（第２のモータ回転量の一例）を検出する。

【0027】

一方、制御部１７は、このモータ電流Ｉ（Ｎ）に対応する電流が流れた特性Ａにおけるモータ回転数、つまりエンコーダパルス数Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））をメモリ１８から読み出す（Ｓ８０４）。
そして、エンコーダパルス数（Ｎ）―エンコーダパルス数Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））が、上述した回転数（Ｎ_R）よりも小さい間は、継続的にモータ１４を駆動する（図８のＳ８０３〜Ｓ８０５）。

【0028】

そして、エンコーダパルス数（Ｎ）―エンコーダパルス数Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））が、上述したエンコーダパルス数（ＮＲ）を越えると、薬剤の注入を停止し、モータ１４をガスケット１１の変形量に相当する分、すなわちＮ₀（Ｉ（Ｎ））だけ逆回転させる（図８のＳ８０６）。
本実施の形態は、モータ電流が同じであっても、注入量初期設定モードと薬剤注入動作モードで、モータ１４の回転数が異なることに着目したものである。具体的には、注入量初期設定モードにおいては、上述の如くシリンジ９に注射針２３が装着されていないので、プランジャ１３によってガスケット１１を圧縮するためだけに必要となったモータ電流、つまりガスケット１１の変形量に相当するモータ電流を検出する。これに対して、薬剤注入動作モードでは、シリンジ９に注射針２３が装着されているので、ガスケット１１を圧縮するだけではなく、更にシリンジ９内の薬剤１２を押し出して注入するのに必要な圧力に使用されるモータ電流を検出したものである。このことは、同一のモータ電流に対し、注入量初期設定モード時のエンコーダパルス数Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））と薬剤注入動作モードのエンコーダパルス数Ｎとの差が、薬剤１２の設定注入量に対応したエンコーダパルス数（Ｎ_R）になったときが目標注入量に相当するということである。

【0029】

そこで、本実施の形態では、図７のＳ７０１〜Ｓ７０５を実行し、これにより高い圧力で薬剤１２を注入するときでも、設定した量だけ薬剤を注入することができるようにしたものである。
そして、この適量の薬剤注入が完了すると、制御部１７は、モータ１４をＮ₀（Ｉ（Ｎ））分だけ逆回転させ、プランジャ１３を戻す（図８のＳ８０６）。前述の通り、このときのエンコーダパルス数Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））は、薬剤注入完了時のガスケット１１の圧縮量に相当するので、プランジャ１３をこれだけ戻すことにより圧縮されたガスケット１１がもとの形状に復帰する。なお、モータ１４をＮ₀（Ｉ（Ｎ））よりも大なる回転数逆回転させても差し支えないが、この場合ガスケット１１とプランジャ１３が離れるので、次回の動作時に戻し過ぎた分を空送りする必要がある。

【0030】

その後、制御部１７は、抜針することをユーザに促す情報を表示部３に表示させ（Ｓ６０８）、その後表示部３に薬剤残量を表示して（Ｓ６０９）、電源をオフとする。
１−３ 効果
本実施の形態においては、薬剤注入装置１００は、先端側に注射針２３を装着する注射針装着部１０後端側にガスケット１１を有し、薬剤１２を内包するシリンジ９を装着するシリンジ装着部２と、同シリンジ装着部２に装着されシリンジ９内のガスケット１１を注射針装着部１０側に押圧するプランジャ１３と、同プランジャ１３を駆動するモータ１４と、同モータ１４の回転数を検出するエンコーダ１５と、同エンコーダ１５に接続されモータ１４の駆動を制御する制御部１７と、を備える。制御部１７は、エンコーダ１５により検出された、プランジャ１３によるガスケット１１の変形量に相当するモータ回転数、つまりエンコーダパルス数Ｎ₀を取得し、同モータ回転数に応じて、薬剤１２の注入時のモータの回転を制御する。これにより、ガスケット１１の変形量を考慮した薬剤注入が行え、その結果として、適切な圧力により薬剤を注入することができるようになる。

【0031】

すなわち、ガスケット１１は一般的に多数個取りの金型を用いて作製されるため、その形状寸法にはばらつきがあり、かつガスケット１１に用いられるゴム材料は温度によって硬度が変化する。従ってガスケット１１のプランジャ１３による変形特性は個々のシリンジ９による個体差があり、使用時の周囲温度によっても変化する。本実施の形態に係る薬剤注入装置１００は、薬剤注入の前に実際のモータ１４の回転数、つまりガスケット１１の変形量のみに相当するモータ１４の回転量とその電流値を測定してガスケット１１の変形特性を取得し、この変形特性に基づいて薬剤注入時のモータ回転量を決める。この結果、ガスケット１１の寸法ばらつきや硬度変化をも相殺することができ、高い精度での薬剤注入を可能とするものである。

【0032】

１−４ 変形例
（１）
上記実施の形態においては、制御部１７は、シリンジ９の装着を検知した後自動的に注入量初期設定モードに移行していたが、これに限定されない。図１０に示すように、注入量初期設定ボタン６（第１のモード起動スイッチの一例）を設け、ユーザの操作により注入量初期設定モードに移行するようにしてもよい。この場合、例えば、シリンジ検出スイッチ１９による検出を有りと判定した後（図６のＳ６０１）、制御部１７は、表示部３に注入量初期設定ボタン６を押すことをユーザに促す情報を表示する。そして、ユーザにより注入量初期設定ボタン６が押されると、注入量初期設定モード（図６のＳ６０３）に移行する。

【0033】

（２）
上記実施の形態においては、薬剤を注入するごとに注入量初期設定動作を行うが、これに限定されない。
ガスケット１１の材料の温度特性が十分小さい場合などは、薬剤注入ごとではなく、シリンジ９が最初に装着されたときのみ注入量初期設定モードを実行し、次回以降の薬剤注入時にはこのとき取得した特性を使用するようにしてもよい。この場合、例えば、制御部１７は、図６に示すシリンジ装着検出（Ｓ６０１）後、図１１に示すような判定処理を行うようにしてもよい。制御部１７は、装着されたシリンジ９に付された識別情報ＩＤｉを所定の読取り手段を介して取得する（Ｓ１１０１）。次に制御部１７は、先のシリンジ装着時に所得しメモリに予め記憶されたシリンジ９の識別情報ＩＤ＿ｍの値と、取得した識別情報ＩＤｉとを比較する（Ｓ１１０２）。この比較の結果、一致していれば注入量初期設定モードを実行せずに薬剤注入動作モード（図６のＳ６０４〜）に移行する。一方、一致していなければシリンジ９は最初に装着されたものであるため、その識別情報をＩＤ＿ｍとして記憶する（Ｓ１１０３）と共に、注入量初期設定モード（図６のＳ６０３）に移行する。

【0034】

（３）
シリンジ９が最初に装着されたときに注入量初期設定モードを実行する場合、更にシリンジ９の周囲温度に応じて次回以降の注入量初期設定モードを実行するかどうかを判断するようにしてもよい。この場合、例えば、図１２に示すような処理を行う。制御部１７は、装着されたシリンジ９に付された識別情報ＩＤｉを所定の読取り手段を介して取得する（Ｓ１２０１）。次に制御部１７は、メモリに予め記憶されたシリンジの識別情報ＩＤ＿ｍの値と取得した識別情報ＩＤｉとを比較する（Ｓ１２０２）。この比較の結果、一致していなければシリンジ９は最初に装着されたものであるため、その識別情報ＩＤｉをＩＤ＿ｍとして記憶する（Ｓ１２０３）。そして、制御部１７の温度検知部１７５は、温度センサ２４の出力からシリンジ９の周囲温度ＴＥＭＰｉを検出し（Ｓ１２０４）、ＴＥＭＰ＿ｐｒｅとしてメモリに記憶する（Ｓ１２０５）。そして、制御部１７は、注入量初期設定モード（図６のＳ６０３〜）を実行する。一方、Ｓ１２０２の比較の結果、一致していれば当該シリンジ９は２回目以降の装着と判断され、更に次の動作を行う。制御部１７の温度検知部１７５は、温度センサ２４の出力から現在のシリンジ９の周囲温度ＴＥＭＰｉを検出し（Ｓ１２０６）、メモリに記憶されたＴＥＭＰ＿ｐｒｅの値、すなわち前回の注入量初期設定動作時のシリンジ９の周囲温度を読み出す（Ｓ１２０７）。そして、制御部１７は、検出したＴＥＭＰｉと読み出したＴＥＭＰ＿ｐｒｅの値との差が、所定の閾値ＴＥＭＰ＿ｔｈ以内かどうかを判断する（Ｓ１２０８）。所定の閾値ＴＥＭＰ＿ｔｈを超える場合は、温度変化によりガスケット１１の変形特性が変化している可能性が高いため、ＴＥＭＰ＿ｐｒｅとしてＴＥＭＰｉを記憶（Ｓ１２０５）後、注入量初期設定モード（図６のＳ６０３〜）を実行する。一方、Ｓ１２０８においてＴＥＭＰｉとＴＥＭＰ＿ｐｒｅの値との差が所定の閾値ＴＥＭＰ＿ｔｈ以内と判断された場合は、ＴＥＭＰ＿ｐｒｅとしてＴＥＭＰｉを記憶（Ｓ１２０９）後、薬剤注入動作モード（図６のＳ６０４〜）を実行し、先に取得済みのガスケット１１の変形特性による注入量設定データを使用する。

【0035】

（４）
更に、予め取得したガスケット１１の変形特性の温度依存性データを用いてもよい。この場合、例えば、ガスケット１１の変形特性の温度依存性データを予め実験的に取得し記憶しておく。上記図１２に示す例と同様に、制御部１７は、シリンジ９が最初に装着されたときは注入量初期設定モードを実行して温度センサ２４の出力から注入量初期設定動作時のシリンジ９の周囲温度を取得し、次回以降の薬剤注入時に再度シリンジ９の周囲温度を取得し、前回の注入量初期設定動作時のシリンジ９の周囲温度との差を求める。制御部１７は、その温度差と記憶された温度依存性データとから、先に取得済みのガスケット１１の変形特性の注入量設定データを補正し、その補正後の注入量設定データを用いて薬剤注入動作モードを実行するようにしてもよい。

【0036】

２ 実施の形態２
図１３は、本発明の実施の形態２に係る薬剤注入装置１００の動作を示す。なお、薬剤注入装置の構成は上記実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
２−１ 動作
本実施の形態においては、注入量初期設定モードを２度実行するものである。すなわち、シリンジ９の長期間の保存などによりガスケット１１がシリンジ９の内壁面に固着してしまった場合等には、注入量初期設定モードにおいても、プランジャ１３をスムーズに圧縮することが出来なくなる場合ある。具体的には、以下の通りである。

【0037】

実施の形態１と同様に、制御部１７は、シリンジ９の適切な装着が行われシリンジ検出スイッチ１９による検出を有りと判定すると注入量設定データの取得処理を行う（図６のＳ６０１〜Ｓ６０３）。
制御部１７はメモリ１８に事前に記憶されている電流上限値Ｉｍａｘを読み出す（Ｓ１３０１）。

【0038】

次に、制御部１７は、モータ１４を駆動し、送りねじ１３ａ、プランジャ１３を介してガスケット１１を注射針装着部１０側に押圧する（Ｓ１３０２）。
そして、その時のモータ１４の回転数は、エンコーダ１５で検出され、またそのときのモータ電流Ｉは電流検出センサ１６によって検出される（Ｓ１３０３）。
電流検出センサ１６によってモータ電流ＩがＩｍａｘ以上になったことが検出されると（Ｓ１３０４）、制御部１７は、モータ１４を逆回転させてプランジャ１３を元の位置に戻す。この結果、圧縮されていたガスケット１１も図４の如く、元の状態に復帰する（Ｓ１３０５）。

【0039】

次いで、制御部１７は、モータ１４を再び駆動し、送りねじ１３ａ、プランジャ１３を介してガスケット１１を注射針装着部１０側に押圧する（Ｓ１３０６）。
そして、そのときのモータ１４の回転数は、エンコーダ１５で検出され、またそのときのモータ電流Ｉは電流検出センサ１６によって検出される（Ｓ１３０７）。
電流検出センサ１６によってモータ電流ＩがＩｍａｘ以上になったことが検出されると（Ｓ１３０８）、制御部１７はモータ１４の駆動を停止する。得られた特性（例えば図９に示す特性Ａ）のデータは、[Ｉ , Ｎ₀(Ｉ)] テーブルとしてメモリ１８に保存される（Ｓ１３０９）。

【0040】

その後、制御部１７は、モータ１４を逆回転させ、プランジャ１３を元の位置に戻す（Ｓ１３１０）。
その後、実施の形態１と同様に、薬剤注入動作モードの動作を開始する。
２−２ 効果
以上のように、本実施の形態においては、注入量初期設定モードにおけるプランジャ１３の移動を２回行ってから特性データを取得するため、ガスケット１１のシリンジ９内壁面への固着を解消するため、特性データの精度を向上させることができる。よって、薬剤の注入を適切に行うことができる。

【0041】

２−３ 変形例
なお、本実施の形態においては、注入量初期設定モードを２度実行するとしたが、これに限定されない。シリンジ９の保存期間の長さなどに応じて、３度以上実行してもよい。
また、本実施の形態においても、シリンジ９が最初に装着されたときのみ注入量初期設定モードを実行するようにしてもよい。

【0042】

３ 実施の形態３
実施の形態３について、図１４〜図１７を参照しながら説明する。なお、薬剤注入装置１００の構成は上記実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
３−１ 動作
薬剤注入装置１００による薬剤注入動作モードにおいて、薬剤注入動作を完了した後モータ１４を逆回転させてプランジャ１３を元の位置に戻す場合、薬剤の目標注入量と実際の注入量とに誤差（以下、注入量誤差と呼ぶ）が生じる場合がある。

【0043】

図１４に示すように、例えば、薬剤の設定注入量が８１．９μＬであるとき、８１．９μＬに相当するモータ回転量、つまりエンコーダパルス量は１０１３５パルスとする（例えば、数式１より）。また、ガスケット１１の変形量に相当するエンコーダパルス数Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））を３９１０パルスとする。Ｎ_R＝１０１３５として薬剤注入動作を実行すると、（Ｎ）−Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））がＮ_R（＝１０１３５）に達したとき、すなわち、Ｎ＝１４０４５のときにモータ１４を反転させ、Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））＝３９１０パルス分モータ１４を逆回転させる。この結果、モータ１４は初期位置からＮ_R＝１０１３５パルスの位置で停止する。ここで、（Ｎ）−Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））がＮ_R（＝１０１３５）に達した時点で目標注入量の８１．９μＬが投与されていると推定される。しかし、モータ１４が３９１０パルス分逆回転して停止するまでの間においてもガスケットの変形により高圧になったシリンジから薬剤が出続けることがある。よって、モータ１４の逆回転中に出た液量が過剰に投与されることがある。実際に前記条件にて薬剤注入動作を実行したときの過剰注入量は４．８μLであった。

【0044】

図１５は、薬剤の目標注入量と注入量誤差（つまり過剰注入量または不足注入量）との関係を示すグラフである。同図に示すように、目標注入量が小さいときは目標注入量と注入量誤差とは比例関係であり、目標注入量が大きくなると注入量誤差は一定値となる。これは、注入量がある程度大きくなると、ガスケットの変形が飽和し、変形量が一定となるためである。

【0045】

図１５に示す目標注入量と注入量誤差の相関関係（以下、補正誤差データと称する）から、目標注入量が８１．９μＬのときの注入量誤差は＋５．２４６５μＬである。よって、図１４に示すように、目標注入量８１．９μＬから注入量誤差＋５．２４６５μＬを引いた７６．６５３５μＬを仮の目標注入量として設定する。この仮の目標注入量に相当するモータ回転量（ここでは９４８６パルス）をＮ_Rとして設定し、薬剤注入動作モードを実行する。この結果、Ｎ−Ｎ₀（Ｉ（Ｎ））がＮ_R(=９４８６パルス)に達した時点で仮の目標注入量である７６．６５３５μＬの薬剤が投与されることになる。その後、モータ１４が逆回転して初期位置から１０１３５パルスの位置まで戻って停止するまでに投与される５．２４６５μＬを加えた総注入量が目標注入量の８１．９μＬ（図示例ではその近似値）となる。

【0046】

図１６は、本実施の形態に係る薬剤注入装置１００による、設定注入量に対応するエンコーダパルス数Ｎ_Rの算出処理を示す。
まず、制御部１７は、薬剤の設定注入量Ｖｉを取得する（Ｓ１６０１）。
次に、制御部１７は、予めメモリ１８に記憶された補正誤差データ（図１５）を読み出し、設定注入量Ｖｉに対応する注入量誤差Ｖｃを取得する（Ｓ１６０２）。

【0047】

次いで、制御部１７は、設定注入量Ｖ＝Ｖｉ−Ｖｃとして、薬剤の設定注入量を補正する（Ｓ１６０３）．
上記設定注入量Ｖを用いて、設定注入量に対応するエンコーダパルス数Ｎ_Rを算出する（Ｓ１６０４）。なお、エンコーダパルス数Ｎ_Rの算出においては、例えば上記数式１を用いる。

【0048】

次いで、制御部１７は、算出したエンコーダパルス数Ｎ_Rをメモリ１８に格納する（Ｓ１６０５）。薬剤注入装置１００は、この算出したエンコーダパルス数Ｎ_Rに用いて、薬剤注入動作（図８）を実行する。
３−２ 効果
上記実施の形態においては、薬剤の設定注入量を予め記憶した補正誤差データにより補正することにより、薬剤注入動作を完了した後モータ１４を逆回転させる間に生じる薬剤の注入量の誤差を防ぐことができる。よって、より精度の高い薬剤注入を実現できる。

【0049】

図１７は、上記実施の形態による設定注入量の補正の結果、目標注入量に対する注入量誤差（過剰投与または投与不足）を示す。同図に示すように、薬剤の注入量の誤差は、目標注入量に関わらず０の近似値になっている。
３−３ 変形例
上記実施の形態３においては、薬剤の目標注入量と注入量補正誤差との関係に応じて薬剤の設定注入量を補正したが、これに限定されない。

【0050】

図１８は、最終電流値（モータ１４が逆回転する直前の電流値）と注入量誤差との関係（以下、補正誤差データと呼ぶ）を示す。同図に示すように、最終電流値と注入量誤差は一定の比例関係がある。この関係に基づき、薬剤の設定注入量を補正する。この場合、図１８に示す補正誤差データを予めメモリ１８に記憶させておき、図１６に示す処理フローと同様に薬剤の設定注入量を補正し、補正した設定注入量に対応するエンコーダパルス数Ｎ_Rを、例えば上記数式１により算出する。

【0051】

図１９は、上記変形例による設定注入量の補正の結果、最終電流値に対する注入量誤差（過剰投与または投与不足）を示す。同図に示すように、薬剤の注入量の誤差は、最終電流値に関わらず０の近似値になっている。
４ その他実施の形態
上記実施の形態に係る薬剤注入装置１００においては、プランジャ１３によって押圧されるゴム部材であるガスケット１１をシリンジ９内に設けているが、これに限定されず、シリンジ内に薬剤を密閉し得る材料で且つ押圧により変形可能な弾性部材であればよい。

【0052】

また、上記実施形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本開示における薬剤注入装置は、各種疾病などに対応する薬剤を人体に注射する薬剤注入装置などとして利用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ 本体ケース
２ シリンジ装着部
３ 表示部
４ 電源ボタン
５ 薬剤注入ボタン
６ 注入量初期設定ボタン
７ 設定ボタン
８ シリンジカバー
９ シリンジ
１０ 注射針装着部
１１ ガスケット
１２ 薬剤
１３ プランジャ
１３ａ 送りねじ
１４ プランジャ駆動用モータ
１５ エンコーダ
１６ 電流検出センサ
１７ 制御部
１８ メモリ
１９ シリンジ検出スイッチ
２０ モータドライブ回路
２１ サウンダ
２２ 電源
２３ 注射針
２４ 温度センサ
１７１ 中央演算部
１７３ プランジャ移動距離検知部
１７５ 温度検知部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】