JP2015070934A5 - 液体注入装置、及び、輸送状態判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体を注入する液体注入装置、及び、輸送状態判定方法に関する。

インスリンを生体に注入するインスリンポンプが実用化されている。インスリンポンプなどの液体注入装置は、人体等の生体に固定され、予め設定されたプログラムに従って、液体を人体などの生体に定期的に注入する。

特許文献１には、流路を構成するチューブを挟んで一対の電極を設け、電極間の静電容量が変化することを計測することに基づいて、液体の輸送状態を判別する技術が開示されている。

特許文献１の技術では静電容量の変化を検出する。しかしながら静電容量の変化量は微小であるので、高精度の計測機器が必要となってしまう。また、一般的な精度を有する計測機器を用いる場合にあっては、静電容量の変化量が計測可能な水準に至るまでに時間を要することになる。よって、他の手法により液体の輸送状態を判定することができるようにすることが望まれる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液体の輸送状態を判定することを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、
液体を輸送する流路部材と、
前記流路部材に設けられた筒部と、
前記筒部の変位を計測する計測部と、
前記筒部の変位に基づいて、前記液体の輸送状態を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする液体注入装置である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。すなわち、
液体を輸送する流路部材と、
前記流路部材に設けられた筒部と、
前記筒部の変位を計測する計測部と、
前記筒部の変位に基づいて、前記液体の輸送状態を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする液体注入装置である。
このようにすることで、流路の下流で詰まりが生じた場合に、筒部の内圧が高まり、筒部自体が変形する。よって、この筒部の変位を計測し、計測して得られた変位量に基づいて液体の輸送状態を判定することができる。

また、前記筒部に設けられた蓋部と、前記液体との間に空気層を有することが望ましい。
空気層における空気は、液体よりもより圧縮されやすいので、液体の輸送状態に急激な変化が生じた場合であっても、その急激な変化を空気層が緩衝することができる。そして、筒部の過剰な変形から生ずる破損を抑制することができる。

また、前記筒部の剛性は前記流路部材の剛性よりも低いことが望ましい。
このように、筒部の剛性が流路部材の剛性よりも低いので、流路の下流側に接続されるチューブに詰まりが生じ、流路の内圧が高まったときに、流路部材よりも筒部の変形量が大きくなる。よって、筒部の変位量を計測することで、より感度高く液体の輸送状態を判定することができる。

また、前記筒部の厚みは前記流路部材の厚みよりも薄いことが望ましい。
このようにすることで、筒部の剛性を流路部材の剛性よりも低くすることができる。そして、より感度高く液体の輸送状態を判定することができる。

また、前記流路部材に接続されるチューブの剛性は少なくとも前記筒部の剛性よりも高いことが望ましい。
このように、流路部材に接続されるチューブの剛性が筒部の剛性よりも高いので、流路部材の下流側に接続されるチューブで詰まりが生じた場合に、筒部がチューブよりも大きく変形する。よって、筒部の変位量を計測することで、より感度高く液体の輸送状態を判定することができる。

また、本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項も明らかとなる。すなわち、
液体を輸送する流路部材と、前記流路部材に設けられた筒部と、前記筒部の変位を計測する計測部と、を備える液体注入装置における前記液体の輸送状態判定方法であって、 前記筒部の変位を計測することと、
前記筒部の変位に基づいて、前記液体の輸送状態を判定することと、
を含む輸送状態判定方法である。
このようにすることで、流路の下流で詰まりが生じた場合に、筒部の内圧が高まり、筒部自体が変形する。よって、この筒部の変位を計測し、計測して得られた変位量に基づいて液体の輸送状態を判定することができる。

カートリッジベース２１０はプラスチック製であり、リザーバーフィルム２５０が設けられる側の面は曲面形状を有している。このように、貯留部２９０は曲面形状を有しているが、貯留部２９０に貯留された液体の残量に応じてリザーバーフィルム２５０のフィルムが変形することができるので、液体を貯留部２９０に残留させないように絞り出すことができる。また、このときリザーバーフィルム２５０は、上記曲面形状に沿う形状に曲面加工されていることが望ましい。このようにすることにより、貯留部２９０における液体が減少しても、リザーバーフィルム２５０が曲面に沿うように変形するので、液体を残留させずに絞り出すことができる。

また、カートリッジ２０の下面側にはカートリッジセプタム２８０が設けられる（図９）。カートリッジセプタム２８０は、カートリッジベース２１０とカートリッジベース押さえ２４０とが組み付けられる際、カートリッジベース押さえ２４０に設けられたカートリッジセプタム挿入孔２４１に挿入される。カートリッジセプタム２８０の一方の面はパッチベース３４０及び粘着テープ３６０の開口部３４０ａ、３６０ａに露出し（図２、図９）、他方の面は液体流入口２１１に連通する。液体流入口２１１は、リザーバーフィルム２５０とカートリッジベース２１０との間に開口する。そのため、カートリッジセプタム２８０を介して注射針等で注入される液体は貯留部２９０に貯留される。

導入針３２０は、中空の細長い針状の部材であり、その外径はカテーテル３１０の内径よりも小さい。導入針３２０は、使用前においてカテーテル３１０内に挿通されている。導入針３２０の鋭端側はカテーテル３１０の下側方向に露出し、他端側は導入針フォルダ３２１に固定される。また、使用前において、導入針３２０は、ポートベース３３０内に固定される導入針用セプタム３２２を挿通している。

一方、超音波センサー１２２は、圧力検出用部材２６０がフィンガーベース２２７内のチューブ案内溝２２７ａにはめ込まれた後、チューブ案内溝２２７ａの側壁に固定される。このとき、超音波モジュール１２２ａの超音波送受面が筒部２６０１ａの壁面と対向するように固定される。また、超音波センサー１２２は、不図示のコネクタ等を介して制御部１４１に接続される。

なお、上記説明では、筒部２６０１ａの側壁面にひずみゲージ１２３を取り付けることとしていたが、筒部２６０１ａの蓋部材２６０１ｂにひずみゲージ１２３を取り付けることとしてもよい。これは、内圧が高まれば、筒部全体が膨張して、蓋部材２６０１ｂも膨張し、変形するからである。

上述したマイクロポンプ１は、小型化、薄型化が可能で、微量流量を安定して連続的に流動することができるため、生体内または生体表面に装着し、新薬の開発やドラッグデリバリなどの医療用に好適である。また、様々な機械装置において、装置内、または装置外に搭載し、水や食塩水、薬液、油類、芳香液、インク、気体等の液体の輸送に利用することができる。さらに、マイクロポンプ単体で、液体の流動、供給に利用することができる。

１ マイクロポンプ
１０ 本体、２０ カートリッジ、
３０ パッチ、
１１０ 本体ベース、
１２１ カム、１２１ａ カム面、
１２２ 超音波センサー、１２２ａ 超音波モジュール、
１２５ 輪列受、１２６ 出力軸、１２７ 中間車、
１２８ ローター車、１２９ ベアリング、
１３０ 本体ケース、１４０ 回路基板、１４１ 制御部、
１５０ 圧電モーター、１５１ 板状部材、１５２ ばね、
１７１ フック掛け、１７２ フック挿入口、
１８０ 電源部、１８１ 二次電池収納部、
１８２ 電池プラス端子、１８３ 電池マイナス端子、１８４ 二次電池、
２１０ カートリッジベース、２１１ 液体流入口、
２２０ フィンガーユニット、
２２２ フィンガー、２２２ａ 先端部、２２２ｂ 後端部、
２２５ チューブ、２２６ フィンガー押さえ、
２２７ フィンガーベース、
２２７ａ チューブ案内溝、２２７ｂ フィンガーガイド、２２７ｃ カム収容部、
２２８ 吸入用コネクター、２２９ 吐出用コネクター、
２３１ パッチ接続針、
２４０ カートリッジベース押さえ、
２４１ カートリッジセプタム挿入孔、２４２ フィルム押さえ部、
２５０ リザーバーフィルム、
２６０ 圧力検出用部材、
２７１ 固定フック、２７２ 固定フック、２７３ パッキン、
２８０ カートリッジセプタム、２９０ 貯留部、
３１０ カテーテル、３２０ 導入針、３２１ 導入針フォルダ、
３２２ 導入針用セプタム、
３３０ ポートベース、３４０ パッチベース、３４０ａ 開口部、
３４１ カートリッジ固定部材、
３５０ パッチセプタム、３６０ 粘着テープ、３６０ａ 開口部、
２６０１ 流路部材、２６０１ａ 筒部、
２６０４ 連通孔、２６０５ 貫通孔

Claims (8)

1. 液体を輸送する流路部材と、
   前記流路部材に設けられた筒部と、
   前記筒部の変位を計測する計測部と、
   前記筒部の変位に基づいて、前記液体の輸送状態を判定する判定部と、
   を備えることを特徴とする液体注入装置。
2. 請求項１に記載の液体注入装置であって、
   前記計測部は、超音波センサーとひずみゲージのうち少なくともいずれか一方を有することを特徴とする液体注入装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の液体注入装置であって、
   前記筒部に設けられた蓋部と、前記液体との間に空気層を有することを特徴とする液体注入装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の液体注入装置であって、
   前記筒部の剛性は前記流路部材の剛性よりも低いことを特徴とする液体注入装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の液体注入装置であって、
   前記筒部の厚みは前記流路部材の厚みよりも薄いことを特徴とする液体注入装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の液体注入装置であって、
   前記流路部材に接続されるチューブの剛性は少なくとも前記筒部の剛性よりも高いことを特徴とする液体注入装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の液体注入装置であって、
   前記筒部は、前記流路部材の流路と交差する方向に前記流路部材から延びることを特徴とする液体注入装置。
8. 液体を輸送する流路部材と、前記流路部材に設けられた筒部と、前記筒部の変位を計測する計測部と、を備える液体注入装置における前記液体の輸送状態判定方法であって、 前記筒部の変位を計測することと、
   前記筒部の変位に基づいて、前記液体の輸送状態を判定することと、
   を含む輸送状態判定方法。