特許 7496526 薬液投与装置及び薬液投与制御方法

(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】

(24)【登録日】2024-05-30

(45)【発行日】2024-06-07

(54)【発明の名称】薬液投与装置及び薬液投与制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 5/20 20060101AFI20240531BHJP

   A61M 5/24 20060101ALI20240531BHJP

   A61M 5/28 20060101ALI20240531BHJP

【ＦＩ】

A61M5/20

A61M5/24

A61M5/28

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020042683

(22)【出願日】2020-03-12

(65)【公開番号】P2021142108

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2023-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】503366841

【氏名又は名称】株式会社アイカムス・ラボ

(73)【特許権者】

【識別番号】504165591

【氏名又は名称】国立大学法人岩手大学

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小川 裕二

(72)【発明者】

【氏名】河野 賢一郎

(72)【発明者】

【氏名】千田 勝友

(72)【発明者】

【氏名】木村 浩行

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 友彦

(72)【発明者】

【氏名】金 天海

【審査官】上石 大

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５４４１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１９９８５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５２５５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１８０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１９５７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｍ ５／２０

Ａ６１Ｍ ５／２４

Ａ６１Ｍ ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータを用いたリニアアクチュエータによって薬液カートリッジ内の薬液を押し出し、注射針を介して薬液を投与する薬液投与装置であって、
前記電動モータを駆動する実デューティ比が無外乱時のデューティ比となるように実デューティ比を制御するモータ駆動制御部を備え、
前記モータ駆動制御部は、
無外乱時のデューティ比を入力として無外乱時の消費電力を予測出力する学習を予め行った学習済みモデルを用いて、実デューティ比に対する無外乱時の消費電力を予測する無外乱消費電力予測部を備え、
実デューティ比から得られる実消費電力から、予測した無外乱時の消費電力を減算した外乱消費電力を算出し、該外乱消費電力をディーティ比に変換した外乱デューティ比分を差し引いた実デューティ比を前記電動モータに出力することを特徴とする薬液投与装置。

【請求項2】

前記学習済みモデルは、階層的に分割された状態空間にそれぞれ対応付けられた複数のノードを階層的に配置することにより構成された木構造を有する学習モデルに対し、無外乱時のデューティ比を入力として無外乱時の消費電力に関するデータ群を学習させたものであることを特徴とする請求項１に記載の薬液投与装置。

【請求項3】

前記薬液カートリッジは、薬液ごとに異なる形状のカートリッジアダプタを介して装着され、
前記カートリッジアダプタには、前記薬液カートリッジの薬液に対応した薬液情報が形成され、あるいは付され、
前記薬液情報を読み取る読取部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の薬液投与装置。

【請求項4】

薬液投与に関する情報を送受信できる無線通信機能を有したことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の薬液投与装置。

【請求項5】

薬液の被投与者の生体認証機能を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の薬液投与装置。

【請求項6】

薬液投与の時間を案内する案内機構を有することを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の薬液投与装置。

【請求項7】

前記モータ駆動制御部は、前記外乱消費電力が所定値以上となった場合、モータ駆動を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の薬液投与装置。

【請求項8】

電動モータを用いたリニアアクチュエータによって薬液カートリッジ内の薬液を押し出し、注射針を介して薬液を投与する薬液投与装置はモータ駆動制御部を備え、前記モータ駆動制御部は、前記電動モータを駆動する実デューティ比が無外乱時のデューティ比となるように実デューティ比を制御して薬液の投与を制御する薬液投与制御方法であって、
前記モータ駆動制御部は、
前記電動モータに出力される無外乱時のデューティ比を入力として無外乱時の消費電力を予測出力する学習を予め行った学習済みモデルを用いて、実デューティ比に対する無外乱時の消費電力を予測する無外乱消費電力予測ステップと、
実デューティ比から得られる実消費電力から、予測した無外乱時の消費電力を減算した外乱消費電力を算出し、該外乱消費電力をディーティ比に変換した外乱デューティ比分を差し引いた実デューティ比を前記電動モータに出力する出力ステップと、
を含む薬液投与制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薬液投与時に発生する鈍痛を抑え、低侵襲な薬液投与を行うことができる薬液投与装置及び薬液投与方法に関する。

【背景技術】

【0002】

患者自身が治療行為を医療機器である薬液投与装置には、数回分の薬液があらかじめセットされたプレフィルドタイプや、カートリッジを交換できるタイプなど、多くの手動方式によるものが市販化されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－９８０１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、これらの手動式の薬液投与装置は、バネ等の荷重により設定投与量を一気に全寮吐出するため、投与負荷に対する投与速度のフィードバックがなく、投与時に鈍痛を伴う場合がある。

【0005】

一方、電動式の薬液投与装置が知られている（特許文献１参照）が、この電動式の薬液投与装置においても、単にモータが薬液カートリッジアダプタのピストンに駆動力を供給するのみで、薬液投与時における鈍痛を抑止できるものではない。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、薬液投与時に発生する鈍痛を抑え、低侵襲な薬液投与を行うことができる薬液投与装置及び薬液投与方法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】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電動モータを用いたリニアアクチュエータによって薬液カートリッジ内の薬液を押し出し、注射針を介して薬液を投与する薬液投与装置であって、前記電動モータを駆動する実デューティ比が無外乱時のデューティ比となるように実デューティ比を制御するモータ駆動制御部を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明は、上記の発明において、前記モータ駆動制御部は、無外乱時のデューティ比を入力として無外乱時の消費電力を予測出力する学習を予め行った学習済みモデルを用いて、実デューティ比に対する無外乱時の消費電力を予測する無外乱消費電力予測部を備え、実デューティ比から得られる実消費電力から、予測した無外乱時の消費電力を減算した外乱消費電力を算出し、該外乱消費電力をディーティ比に変換した外乱デューティ比分を差し引いた実デューティ比を前記電動モータに出力することを特徴とする。

【0009】

また、本発明は、上記の発明において、前記学習済みモデルは、階層的に分割された状態空間にそれぞれ対応付けられた複数のノードを階層的に配置することにより構成された木構造を有する学習モデルに対し、無外乱時のデューティ比を入力として無外乱時の消費電力に関するデータ群を学習させたものであることを特徴とする。

【0010】

また、本発明は、上記の発明において、前記薬液カートリッジは、薬液ごとに異なる形状のカートリッジアダプタを介して装着され、前記カートリッジアダプタには、前記薬液カートリッジの薬液に対応した薬液情報が形成され、あるいは付され、前記薬液情報を読み取る読取部を備えたことを特徴とする。

【0011】

また、本発明は、上記の発明において、薬液投与に関する情報を送受信できる無線通信機能を有したことを特徴とする。

【0012】

また、本発明は、上記の発明において、薬液の被投与者の生体認証機能を有することを特徴とする。

【0013】

また、本発明は、上記の発明において、薬液投与の時間を案内する案内機構を有することを特徴とする。

【0014】

また、本発明は、上記の発明において、前記モータ駆動制御部は、前記外乱消費電力が所定値以上となった場合、モータ駆動を停止させることを特徴とする。

【0015】

また、本発明は、電動モータを用いたリニアアクチュエータによって薬液カートリッジ内の薬液を押し出し、注射針を介して薬液を投与する薬液投与方法であって、前記電動モータに出力される無外乱時のデューティ比を入力として無外乱時の消費電力を予測出力する学習を予め行った学習済みモデルを用いて、実デューティ比に対する無外乱時の消費電力を予測する無外乱消費電力予測ステップと、実デューティ比から得られる実消費電力から、予測した無外乱時の消費電力を減算した外乱消費電力を算出し、該外乱消費電力をディーティ比に変換した外乱デューティ比分を差し引いた実デューティ比を前記電動モータに出力する出力ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、薬液投与時に発生する鈍痛を抑え、低侵襲な薬液投与を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の実施の形態である薬液投与装置の正面図である。

【図2】図２は、図１に示した薬液投与装置の右側面図である。

【図3】図３は、図１に示した薬液投与装置を斜め前方右上からみた透視図である。

【図4】図４は、図１に示した薬液投与装置を斜め後方右上からみた透視図である。

【図5】図５は、着脱部の構成を示す分解斜視図である。

【図6】図６は、薬液投与装置の制御系の構成を示す模式図である。

【図7】図７は、モータ駆動制御部の制御系の構成を示すブロック図である。

【図8】図８は、無外乱消費電力予測部の学習を説明する説明図である。

【図9】図９は、学習済みモデルの一例を説明する説明図である。

【図10】図１０は、予測した外乱消費電力を減算する電力制御結果の一例を示す図である。

【図11】図１１は、コントローラによる薬液投与制御処理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】

【0018】

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

【0019】

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態である薬液投与装置１の正面図である。また、図２は、図１に示した薬液投与装置１の右側面図である。また、図３は、図１に示した薬液投与装置１を斜め前方右上からみた透視図である。また、図４は、図１に示した薬液投与装置１を斜め後方右上からみた透視図である。図１～図４に示すように、薬液投与装置１は、本体部１ａに着脱部１ｂが装着される。

【0020】

本体部１ａの前面には、表示操作部２５、電源スイッチＳＷ１、選択スイッチＳＷ２、決定スイッチＳＷ３が設けられ、本体部１ａの基部には、投与スイッチＳＷ４が設けられる。表示操作部２５は、タッチパネル付き液晶パネルなどの入出力デバイスであるが、液晶パネルなどの表示デバイスだけであってもよい。電源スイッチＳＷ１は、電源投入を指示するスイッチである。選択スイッチＳＷ２は、表示操作部２５に表示された内容を選択し、決定スイッチＳＷ３は、選択状態の表示項目に対する決定を指示するスイッチである。投与スイッチＳＷ４は、薬液投与の開始を指示するスイッチである。

【0021】

本体部１ａの内部には、無線モジュール１５、バッテリ１９、給電モジュール１８を含み、後述するコントローラ２０や電動モータ１０が含まれる。

【0022】

着脱部１ｂは、図５に示すように、薬液が内包された薬液カートリッジ３２がカートリッジアダプタ３１に装着され、さらに、カートリッジアダプタ３１がカートリッジホルダ３０に装着される。カートリッジホルダ３０の先端には、薬液カートリッジ３２の先端に接続される注射針３３が取り付けられる。

【0023】

薬液カートリッジ３２は、薬液ごとに異なる形状のカートリッジアダプタ３１にのみ装着可能であり、カートリッジアダプタ３１には、薬液カートリッジ３２の薬液に対応した薬液情報であるバーコードが付される突起３１ａを有する。この突起３１ａのバーコードは、後述するアダプタ検出センサＳ２によって読み取られる。この場合、アダプタ検出センサＳ２は、バーコードリーダとして機能する読取部となる。アダプタ検出センサＳ２は、カートリッジアダプタ３１の装着の検出、及び、バーコードの読み取りを行う。なお、バーコード及びバーコードスキャナに限らず、カートリッジアダプタ３１の突起３１ａの配置及び数によって薬液情報を示すようにしてもよい。この場合、アダプタ検出センサＳ２は、突起３１ａとの篏合状態を薬液情報として検出する。また、別途設けたバーコードスキャナによって、カートリッジホルダの前面に設けられた長孔からカートリッジアダプタ３１に付されたバーコードを読み取るようにしてもよい。

【0024】

なお、本体部１ａは、衛生面を考慮して丸洗いができる防水構造である。また、薬液投与装置１は、携帯型であるため、落下した場合であっても動作が可能な堅牢性を有している。さらに、カートリッジアダプタ３１は、抗菌樹脂で形成され、雑菌の繁殖を防いでいる。

【0025】

＜制御系の構造＞
図６は、薬液投与装置１の制御系の構成を示す模式図である。図６に示すように薬液投与装置１は、電動モータ１０を有する。電動モータ１０の回転軸には、すべりネジ１１が図示しない減速機構を介して接続される。すべりネジ１１の先端には、すべりネジ１１に螺合するナット１２が結合され、ナット１２は、すべりネジ１１の回転に伴ってすべりネジ１１の軸方向に直動する。ナット１２には、プランジャ１３が結合され、ナット１２の直動に伴ってプランジャ１３は薬液カートリッジ３２内に挿脱する。このプランジャ１３の挿入に伴って薬液カートリッジ３２内の薬液が注射針３３から吐出される。この電動モータ１０、すべりネジ１１、ナット１２、プランジャ１３は、リニアアクチュエータを構成する。

【0026】

コントローラ２０には、プランジャ位置センサＳ１、アダプタ検出センサＳ２、無線モジュール１５、生体認証モジュール１６を含む表示操作部２５、給電モジュール１８、回転数検出センサ１４、電源スイッチＳＷ１、選択スイッチＳＷ２、決定スイッチＳＷ３、投与スイッチＳＷ４が接続される。

【0027】

プランジャ位置センサＳ１は、ナット１２の位置を検出することでプランジャ１３の位置を検出する。アダプタ検出センサＳ２は、カートリッジアダプタ３１の装着の検出、及び、薬液情報の読み取りを行う。

【0028】

無線モジュール１５は、Bluetooth（登録商標）などの低消費近距離無線デバイスであり、外部の薬液投与管理装置１００と無線接続して、各種情報の送受信を行う。

【0029】

表示操作部２５は、タッチパネル付き液晶パネルなどの入出力デバイスであり、生体認証モジュール１６の機能も有する。生体認証モジュール１６は、例えば、表示操作部２５の表示画面に、被投与者の指を載置して指紋認証を行う。指紋認証の照合は、コントローラ２０に指紋認証用データを転送して保持してもよいし、薬液投与管理装置１００側に指紋を送付して認証処理を行わるようにしてもよい。

【0030】

給電モジュール１８は、薬液投与装置１が載置される外部のクレードル２００に設けられた送電モジュール２０１との間の無線給電の処理を行い、給電された電力は、バッテリ１９に蓄えられる。回転数検出センサ１４は、電動モータ１０の回転数を検出する。

【0031】

コントローラ２０は、薬液投与装置１全体の制御を行う制御部である。コントローラ２０は、モータ駆動制御部２１を有する。モータ駆動制御部２１は、電動モータ１０を駆動する実デューティ比ＤをもつＰＷＭ信号を電動モータ１０に出力する。モータ駆動制御部２１は、実デューティ比Ｄが無外乱時のデューティ比Ｄ０となるように実デューティ比Ｄを制御する。

【0032】

＜モータ駆動制御＞
図７は、モータ駆動制御部２１の制御系の構成を示すブロック図である。モータ駆動制御部２１は、ＰＷＭ制御部４１、無外乱消費電力予測部４２、外乱消費電力算出部４３、及び、乗算部４４を有する。

【0033】

無外乱消費電力予測部４２は、無外乱時のデューティ比Ｄ０を入力として無外乱時の消費電力Ｐ０を予測出力する学習を予め行った学習済みモデルを用いて、実デューティ比Ｄに対する無外乱時の消費電力Ｐ０を予測する。

【0034】

学習済みモデルは、図８に示すように、無外乱時のデューティ比Ｄ０を入力し、次の状態（時点）での無外乱時の消費電力Ｐ０を予測出力する学習を行ったものである。この学習済モデルは、階層的に分割された状態空間にそれぞれ対応付けられた複数のノードを階層的に配置することにより構成された木構造を有する学習モデルに対し、無外乱時のデューティ比Ｄ０を入力として無外乱時の消費電力Ｐ０に関するデータ群を学習させたものである。

【0035】

この学習済みモデルは、計算量の上限を設けるべく、限られた階層及びノードの木構造データであり、合致する値が存在しない場合、上位層の値の平均をとって出力するようにしている。したがって、薬液投与装置１のように、高速なリアルタイムシステム上において、安定した制御周期での稼働が保証されるとともに、必要とする計算時間を短くすることができる。

【0036】

図９に示すように、例えば学習済みモデルは、３階層のノードに分岐した木構造である。なお、各階層の状態空間は、デューティ比の１次元としている。予測条件としたディーティ比以外の条件を付加した多次元の空間としてもよい。図９（ａ）は、ルートＲから２分岐した上位のノードＮ１１，Ｎ１２を有し、さらに下位に各ノードＮ１１，Ｎ１２が２分岐した４つのノードＮ２１～Ｎ２４を有し、さらにノードＮ２１～Ｎ２４がそれぞれ２分岐した８つの葉ノードであるノードＮ３１～Ｎ３８に分岐している。

【0037】

学習時は、入力されたデューティ比Ｄ０に対する無外乱時の消費電力Ｐ０の教師データを記憶する。この教師データは、図９（ｂ）では、「×」として示している。その後、各ノードの無外乱時の消費電力Ｐ０は、各ノードの無外乱時の消費電力Ｐ０の教師データの平均（相加平均）として記憶する。例えば、ノードＮ３６の無外乱時の消費電力Ｐ０は、４つの教師データの平均である消費電力Ｐ３６が記憶される。

【0038】

予測時は、入力されたデューティ比Ｄに対応したノードをたどり、葉ノードの無外乱時の消費電力Ｐ０を出力する。例えば、デューティ比Ｄの値が０．７である場合、順に、ルートＲ、ノードＮ１２、ノードＮ２３、ノードＮ３６をたどり、ノードＮ３６の無外乱時の消費電力Ｐ３６を出力する。ここで、例えば、デューティ比Ｄが０．１の場合、ノードＮ３１には教師データがなく無外乱時の消費電力Ｐ３１が存在しないため、上位ノードＮ２１の無外乱時の消費電力Ｐ２１が代替として出力される。なお、ノードＮ３５に対する教師データ（デューティ比Ｄが０．５～０．６２５の教師データ）が多数存在する場合、さらに下位のノードに分岐した状態空間の階層を設けて予測精度を高めてもよい。

【0039】

図７に戻り、外乱消費電力算出部４３は、実デューティ比Ｄから得られる実消費電力Ｐから、無外乱消費電力予測部４２が出力した無外乱時の消費電力Ｐ０を減算した外乱消費電力ΔＰを算出する。ＰＷＭ信号は、電流制御の信号であり、実消費電力Ｐは、実デューティ比Ｄから算出することができる。なお、電動モータ１０に流れる電流及び電圧をもとに直接、実消費電力Ｐを得てもよい。

【0040】

乗算部４４は、外乱消費電力算出部４３から出力される外乱消費電力ΔＰに、予め設定された変換計数αを乗算し、外乱消費電力ΔＰをデューティ比に変換するとともに、適切な値に調整する。この乗算部４４によって変換された外乱デューティ比分ΔＤ（＝α・ΔＰ）はＰＷＭ制御部４１に入力される。

【0041】

ＰＷＭ制御部４１は、入力された目標回転数ωａから、回転数検出センサ１４が検出した実回転数ωｆを減算した誤差回転数Δω分を増減した、無外乱時のデューティ比Ｄ０を算出する。そして、ＰＷＭ制御部４１は、算出したデューティ比Ｄ０から外乱デューティ比分ΔＤを減算し、減算したデューティ比を実デューティ比Ｄとして電動モータ１０に出力する。

【0042】

すなわち、モータ駆動制御部２１は、実デューティ比Ｄを次式（１）で算出して電動モータ１０に出力している。
Ｄ＝Ｄ０－α（Ｐ－Ｐ０） …（１）
ここで、Ｄは実デューティ比であり、Ｄ０は目標回転数ωａ時の無外乱時のデューティ比であり、Ｐは実消費電力であり、Ｐ０は予測した無外乱時の消費電力であり、αは消費電力をデューティ比に調整する変換係数である。

【0043】

この式（１）では、電動モータ１０への外乱が加わった場合、実デューティ比Ｄが抑えられ、電動モータ１０への外乱がない場合、実デューティ比Ｄは、無外乱時のデューティ比Ｄ０となり、目標回転数ωａが維持される。電動モータ１０への外乱が加わった場合に実デューティ比Ｄが抑えられるので、無駄な消費電力を削減することができるとともに、注射針３３からの薬液の投与速度が徐々に上げられ、薬液投与時の鈍痛を抑えることができる。

【0044】

例えば、歯科において麻酔薬を投入する場合、細い針の利用で穿刺の際に痛みはないが針内径が細いことから薬液投与速度が速くなるため、鈍痛を発生しやすいが、本実施の形態では、消費電力を抑えて、薬液投与速度を徐々に上げる制御が行われるため、薬液投与時の痛みを抑えることができる。

【0045】

ここで、痛みの発生の一つの要因として、薬液投与時の圧力がある。本実施の形態では、薬液投与時の圧力が、実消費電力Ｐと相関があり、実消費電力Ｐが大きいほど薬液投与時の圧力も大きい傾向にあり、薬液投与時の圧力が大きい状態で薬液を押し込むと人は痛みを感じることに着目し、薬液投与時の圧力、すなわち実消費電力が大きく（外乱消費電力ΔＰが大きく）なりそうだと予測した場合、薬液の押し込みを緩めるという制御を行うようにしている。例えば、図１０に示すように、実消費電力Ｐが無外乱時の消費電力Ｐ０となるように、予測した外乱消費電力ΔＰを減算する電力制御を行うようにしている。

【0046】

＜薬液投与制御処理＞
図１１は、コントローラ２０による薬液投与制御処理を示すフローチャートである。図１０に示すように、コントローラ２０は、まず、電源スイッチＳＷ１がオンであるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。電源スイッチＳＷ１がオンでない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、本判定処理を繰り返す。

【0047】

電源スイッチＳＷ１がオンである場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、認証が許可されたか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この認証は、例えば、生体認証モジュール１６による被投与者の指紋認証である。認証が許可されない場合（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、本処理を終了する。なお、生体認証を行うのは、被投与者本人に必要な薬液や、必要な投与量以上は投与しないようにするためである。

【0048】

認証が許可された場合（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、さらに薬液種類が許可されたものであるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。この薬液種類は、アダプタ検出センサＳ２による薬液情報をもとに判定する。この薬液種類が許可されたものか否かは、例えば、無線モジュール１５を介して薬液投与管理装置１００に問い合わせる。薬液種類が許可されない場合（ステップＳ１３０：Ｎｏ）には、本処理を終了する。

【0049】

薬液種類が許可された場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、この薬液の投与時刻を事前に告知する（ステップＳ１４０）。この投与時刻の事前告知の情報は、例えば、無線モジュール１５を介して薬液投与管理装置１００に問い合わせる。また、この投与時刻の事前告知は、例えば、表示操作部２５に表示する案内でもよいし、図示しないスピーカから音声案内してもよいし、図示しない振動部によるバイブレーションで案内するようにしてもよい。表示操作部２５による案内は、例えば、光の点滅などの照明アラームであってもよい。

【0050】

その後、選択スイッチＳＷ２及び決定スイッチＳＷ３によって薬液の投与量が設定されたか否かを判定する（ステップＳ１５０）。薬液の投与量が設定されていない場合（ステップＳ１５０：Ｎｏ）、本判定処理を繰り返す。一方、薬液の投与量が設定された場合（ステップＳ１５０：Ｙｅｓ）、さらに、投与スイッチＳＷ４がオンされたか否かを判定する（ステップＳ１６０）。

【0051】

投与スイッチＳＷ４がオンされた場合（ステップＳ１６０：Ｙｅｓ）、モータ駆動制御部２１によるモータ駆動制御をオンにし（ステップＳ１７０）、薬液の投与を行う。その後、コントローラ２０は、電動モータ１０が無負荷になったか否かを判定する（ステップＳ１９０）。電動モータ１０が無負荷とは薬液が空になった状態である。なお、電動モータ１０が無負荷になったか否かの判定の替わりに、プランジャ位置センサＳ１が検出する位置によって薬液が空になったか否かを判定するようにしてもよい。電動モータ１０が無負荷になっていない場合（ステップＳ１９０：Ｎｏ）、ステップＳ１６０に移行する。

【0052】

一方、投与スイッチがオンされていない場合（ステップＳ１６０：Ｎｏ）、モータ駆動制御部２１によるモータ駆動制御をオフし（ステップＳ１８０）、ステップＳ１６０に移行する。

【0053】

電動モータ１０が無負荷になった場合（ステップＳ１９０：Ｙｅｓ）、薬液の投与量を含むログ情報の記録処理を行い（ステップＳ２００）、本処理を終了する。なお、このログ情報の記録処理は、コントローラ２０内あるいはコントローラ２０に接続される記憶部内に記録してもよいし、無線接続される薬液投与管理装置１００内に記録するようにしてもよい。また、上記の投与スイッチＳＷ４は、押下状態の時にオン状態なることを前提で説明したが、これに限らず、投与スイッチＳＷ４を一度押下した場合、その後オン状態を維持し、再度の投与スイッチＳＷ４の押下によって投与を停止するようにしてもよい。

【0054】

なお、コントローラ２０は、薬液カートリッジ３２の割れなどを防ぐため、外乱消費電力ΔＰが所定値以上となった場合、電動モータ１０を停止させるようにしてもよい。

【0055】

また、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 薬液投与装置
１ａ 本体部
１ｂ 着脱部
１０ 電動モータ
１１ すべりネジ
１２ ナット
１３ プランジャ
１４ 回転数検出センサ
１５ 無線モジュール
１６ 生体認証モジュール
１８ 給電モジュール
１９ バッテリ
２０ コントローラ
２１ モータ駆動制御部
２５ 表示操作部
３０ カートリッジホルダ
３１ カートリッジアダプタ
３１ａ 突起
３２ 薬液カートリッジ
３３ 注射針
４１ ＰＷＭ制御部
４２ 無外乱消費電力予測部
４３ 外乱消費電力算出部
４４ 乗算部
１００ 薬液投与管理装置
２００ クレードル
２０１送電モジュール
Ｄ 実デューティ比
Ｄ０ デューティ比
Ｐ 実消費電力
Ｐ０ 無外乱時の消費電力
Ｓ１ プランジャ位置センサ
Ｓ２ アダプタ検出センサ
ＳＷ１ 電源スイッチ
ＳＷ２ 選択スイッチ
ＳＷ３ 決定スイッチ
ＳＷ４ 投与スイッチ
α 変換計数
ΔＤ 外乱デューティ比分
ΔＰ 外乱消費電力
ωａ 目標回転数
ωｆ 実回転数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】