专利名称：注射器驱动装置及注射器驱动方法
技术领域：
本发明涉及用于推拉注射器的活塞(plunger)而使其进行驱动的注射器驱动装置。
背景技术：
在医院内，在例如调配点滴用的药剂的药剂混合作业时，如公知那样，使用注射器来吸取瓶装在被称为药水瓶的药剂瓶中的多种药剂，并且在该注射器内混合从而进行调配。并且，该调配后的药剂接着从注射器排出，从而例如填充到点滴袋中。在医院内进行的药剂混合作业中，也存在使用例如50ml左右的大容量的注射器大量处理例如像高浓度葡萄糖液那样粘度高的液体的情况，此时，用于推拉活塞而使其进 行驱动的力极大而大至一百几十N。另外，在要调配的药剂中还含有例如抗癌剂那样具有致癌性等的对于健康者有害的药剂，对于该药剂的处理必须谨慎地注意。为此，药剂混合作业中的注射器操作成为作业者的很大负担。作为辅助注射器操作的装置，提出了以向人体注入定量药剂等为目的的注射器驱动装置。通常，这种注射器驱动装置具备保持注射器的外筒的突缘而固定注射器的固定部、以及保持活塞的凸缘部并使活塞相对于被固定部固定的筒体沿轴向移动的保持部。并且，构成为通过设置于保持部的压力检测部根据使活塞沿轴向移动的力来检测注射器内压，并向作业者显示与检测到的内压相对应的信号(例如，参照专利文献I)。图14示出专利文献I所记载的现有的注射器驱动装置的结构图。在该注射器驱动装置中，通过将电动机的旋转转换成保持部I的直线运动，并由保持部I的活塞承受部4将活塞2的凸缘部3推出，从而注射器5内的药液被推出。通过保持臂6将活塞2的凸缘部3压抵于活塞承受部4，并在活塞承受部4与保持部I之间隔着压力传递部8配置有压力传感器7。通过根据压抵凸缘部3时的压力传感器7的检测值得出信号，从而警告输液通道的闭塞或注射器脱离。具体而言，在检测到的压力过大时对闭塞进行警告，在检测到的压力过小时对注射器脱离进行警告。根据该结构，在不小心进行了注射器操作时，作业者能够意识到发生异常而尽早地进行应对，因此能够进行安全的注射器操作。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平10-192402号公报
发明内容
发明要解决的技术问题这样的注射器驱动装置的技术问题在于，压力根据药液的种类和排出速度而变动，由于在达到一百几十N的药液粘性阻力的影响下检测注射器内压，因此无法检测到微小的注射器内压。因此，例如在5kPa左右的注射器内压下发生的药剂气溶胶无法事前警告作业者。药剂气溶胶(aerosol)是指，在注射药混合作业中，当从药水瓶拉拔注射器时，若注射器内压为比周围高的压力(正压)则药液发生飞散的现象。在使例如抗癌剂这种对健康者有害的药液以药剂气溶胶的方式飞散的情况下，存在由于飞散物的附着或吸取而导致作业者的健康受到危害的危险性。在如以往那样作业者通过手动作业进行注射药混合作业的情况下，注射器内压的感知通过作业者的手的感觉来进行，可以依靠经验等而通过手的感觉来检测发生药剂气溶胶的微小的注射器内压。然而，如果使用减小了上述那样的作业者的负担的注射器驱动装置，则难以通过这样的手的感觉来进行注射器内压的检测。在图14的注射器驱动装置中，由于在活塞承受部4与保持部I之间设置有压力传感器7，因此经由对活塞承受部4施加的力而可以大致算出注射器内压。为了检测注射器驱动中的异常并对作业者进行警告，要始终进行注射器内压的算出及向作业者的警告显示。然而，发生药剂气溶胶的注射器内压的阈值非常小，是通过+5kPa左右的注射器内压向活塞2施加的力会在驱动中与药液的粘性阻力抵消的程度。因此，即使通过压力传感器7检测施加到活塞承受部4上的力，也难以正确地检测出注射器5的微小的内压，难以在事前 就药剂气溶胶的发生对作业者进行警告。本发明是为了解决这样的课题而作出的，其目的在于提供一种能够使作业者在事前意识到药剂气溶胶的发生的注射器驱动装置及注射器驱动装置的控制方法。为解决技术问题而采用的技术方案本发明的第一方案提供一种注射器驱动装置，具备固定部，其固定注射器的外筒；可动的保持部，其保持所述注射器的活塞；驱动部，其沿活塞的轴向驱动所述保持部而进行所述活塞相对于所述外筒的推出和拉出；内压检测部，其检测所述注射器内的内压；动作检测部，其检测所述保持部为驱动状态和停止状态中的哪一种状态；判定部，其在所述动作检测部检测到所述保持部为停止状态时，如果由所述内压检测部检测到的所述注射器内的所述内压为预先设定的警戒值以上则判定警报发生；以及显示部，其在所述判定部判定警报发生时显示警报。所述警戒值为发生药剂气溶胶的注射器的内压(例如OKPa以上且5KPa以下)。因此，作业者可以根据警报部发出的警报来确认注射器的内压上升至可能发生药剂气溶胶的压力。优选，所述内压检测部具备可动部，其由所述保持部支承为沿所述活塞的轴向可动，且与所述活塞的凸缘部抵接；弹性施力部，其对所述可动部向所述活塞的推出方向弹性施力而将所述可动部推抵至所述活塞的凸缘部。另外，内压检测部具备开关或力检测部，所述开关在通过所述活塞的凸缘部对所述可动部向所述活塞的拉出方向推压的力成为与所述警戒值相当的力以上时成为接通状态，所述力检测部检测通过所述活塞的凸缘部对所述可动部向所述活塞的拉出方向推压的力。尤其是，优选，所述可动部在所述弹性施力部的作用力的作用下将所述活塞向所述推出方向推压的力被设定为所述注射器与所述活塞之间的静止摩擦力以上。根据该结构，能够排除或降低注射器与活塞之间的摩擦力的影响而提高注射器内的内压的检测精度。通过使用高精度地检测到的注射器内的内压来判定警报的要否，从而提高药剂气溶胶的警报的正确性。本发明的第二方案提供一种注射器驱动装置的控制方法，所述注射器驱动装置具备外筒固定部，其固定注射器的外筒；保持部，其保持所述注射器的活塞；以及驱动部，其沿所述活塞的轴向驱动所述保持部而进行所述活塞相对于所述外筒的推出和拉出，其中，检测所述保持部为驱动状态和停止状态中的哪一种状态，若所述保持部为停止状态，则检测所述注射器的内压，若所述注射器的内压为警戒值以上，则发生警报。发明效果根据本发明的注 射器驱动装置及注射器驱动装置的控制方法，能够在事前向作业者警告药剂气溶胶发生，能够进行安全的注射药混合作业。尤其是，通过使用对注射器的活塞弹性施力的可动部，从而能够提高注射器内的微小内压的检测精度，能够提高对作业者的药剂气溶胶发生的警告的正确性。
图I是本发明的实施方式I中的注射器驱动装置的立体图。图2是本实施方式I中的伸长时的注射器驱动装置的立体图。图3是本实施方式I中的注射器驱动装置的框图。图4是本发明的实施方式I中的保持部的局部剖面立体图。图5A是本实施方式I中的推压部与推出面接触的保持部的顶视图。图5B是本实施方式I中的推压部与推出面分离的保持部的顶视图。图6A是本实施方式I中的保持部的示意剖视图。图6B是本实施方式I中的推压部与推出面接触的保持部的示意剖视图。图6C是本实施方式I中的推压部与前侧面接触的保持部的示意剖视图。图6D是本实施方式I中的推压部从推出面及前侧面分离的保持部(正压时)的示意剖视图。图6E是本实施方式I中的推压部从推出面及前侧面分离的保持部(负压时)的示意剖视图。图7A是本实施方式I中的注射器驱动装置的自动模式时的动作的流程图。图7B是本实施方式I中的注射器驱动装置的自动模式时的动作的代替方案的流程图。图7C是表示图7A的步骤S8及图7B的步骤S8，的详细情况的流程图。图7D是本实施方式I中的注射器驱动装置的非自动模式时的动作的流程图。图7E是本实施方式I中的注射器驱动装置的非自动模式时的动作的代替方案的流程图。图8A是活塞位于始端位置的注射器的俯视图。图SB是活塞从始端位置起后退了的注射器的俯视图。图9是本发明的实施方式2中的保持部的局部剖面立体图。图10是本发明的实施方式2中的摆动部的示意侧视图。图11是本发明的实施方式2中的摆动部的示意后视图。图12是图11的XII-XII线处的剖视图。图13是本发明的变形例的注射器驱动装置所具备的保持部的示意剖视图。图14是现有的注射器驱动装置的保持部的主要部分剖视图
具体实施例方式以下，参照附图来说明用于实施本发明的方式。需要说明的是，对相同结构标注相同符号，并适当省略说明。(实施方式I)图I至图3表示本实施方式I中的注射器驱动装置11。注射器驱动装置11是辅助注射器12的活塞13相对于外筒14的推出、拉出的装置。注射器驱动装置11具备固定注射器12的外筒14的固定部15、保持注射器12的活塞13的保持部16、以及使该保持部16沿活塞13的轴向进行直线运动的驱动部42(图3中示意性地示出。)。用于作业者用手进行握持的握持部30在固定部15的下部延伸。以外筒14的突缘(flange) 31嵌于突缘收容部28的凹坑且活塞13的端部的推压部(凸缘部)32嵌于保持部16的前侧的凹坑29的方式将注射器12载置于注射器驱动装置11的固定部15。然后，在推入杆33a的轴部33b时，夹紧件24、25、26、27连动地进行动作从而夹持外筒14。通过在推入轴部33b后使杆33a旋转，从而轴部33b的动作被限制，夹紧件24、25、26、27以夹持外筒14的状态被锁定。由此，注射器12向注射器驱动装置11的固定部15固定。如图3示意性所示，驱动部42具备作为驱动源的电动机43、作为传动机构的齿轮44、以及将齿轮44的旋转转换成直线移动的一对齿条45、46。由于这些齿条45、46的后端与保持部16连结，因此保持部16向与电动机43的旋转方向对应的方向移动。通过保持部16向注射器轴向移动,从而进行活塞13相对于被固定部15固定的外筒14的推出、拉出。当齿条45、46前进而保持部16向接近于固定部15的方向移动时，被固定部15固定的注射器12的活塞13沿向外筒14推出的方向移动(参照图I)。如图3示意性所示，设置有检测保持部16的位置位于始端这一情况的始端检测传感器47。在活塞13到达相对于外筒14被最大程度推出的位置时，保持部16的位置位于始端。当齿条45、46后退而保持部16沿从固定部15离开的方向移动时，被固定部15固定的注射器12的活塞13向从外筒14被拉出的方向移动(参照图2)。如图3示意性所示，设置有检测保持部16的位置位于终端这一情况的终端检测传感器48。在活塞13到达从外筒14被最大程度拉出的位置时，保持部16的位置位于终端。齿条45、46的后部收容在为折皱状的罩的伸缩部22、23内。如图I及图2所示，即使保持部16沿着活塞13的轴向进行直线移动，齿条45、46也始终由伸缩部22、23覆盖。注射器驱动装置11在握持部30的上侧后部配备作为向保持部16的驱动部42发送操作指令的操作部的操作开关17。另外，注射器驱动装置11在固定部15配备主电源开关(未图示)。进而，注射器驱动装置11具备用于选择是否执行在后详细说明的自动模式的模式开关49 (仅在图3中示意性示出)。也可以代替模式开关49而采用在检测到操作开关17的中立位置(拉出指令和推出指令均无效)时指示自动模式的电路49’。在来自操作开关17的操作指令为活塞13的拉出指令(吸取指令)时，在驱动部42的电动机43中流通正电流而电动机43进行正转(在图3中由箭头CW示意性示出)，保持部16与齿条45、46 —起向从固定部15离开的方向后退。其结果,活塞13从被固定部15固定的注射器12的外筒14被拉出，经由注射针20向注射器12内吸取药液或空气。另一方、面，在来自操作开关17的操作指令为活塞13的推出指令(排出指令)时，在驱动部42的电动机43中流通负电流而电动机43反转(在图3中由箭头CCW示意性示出)，保持部16与齿条45、46—起向接近固定部15的方向前进。其结果，活塞13相对于被固定部15固定的注射器12的外筒14被推入，经由注射针20将注射器12内的药液或空气排出。设想通过大拇指对操作开关17进行操作，若将操作开关17相对于作业者向跟前侧(箭头21a方向)按压则为拉出指令(吸取指令)，若向里侧(箭头21b方向)按压则为推出指令(排出指令)。如此， 用于对操作开关17进行操作的大拇指的移动方向与保持部16(活塞13)的移动方向一致。因此，作业者可以容易地理解操作开关17的操作和注射器驱动装置11的动作(无论为吸取还是推出)。若使手指离开操作开关17则操作开关17返回至中立位置。在操作开关17返回至中立位置时操作指令被解除，因此停止向电动机43的电流供给而伸缩部22、23停止且保持部16的移动停止。注射器驱动装置11具备设置于保持部16的内压检测部18、内置于固定部15的判定部41、以及设置在固定部15的侧面的显示部19。内压检测部18通过注射器12的内压来检测施加于活塞13上的力。本实施方式中的内压检测部18以后述的正压检测开关63的接通/断开状态来检测注射器12的内压。内压检测部18的结构及功能的详细情况在后进行说明。如果由内压检测部18检测到的注射器12的内压为预先确定的警戒值以上(在本实施方式中如后述那样，如果正压检测开关63为接通状态)，则判定部41判定药剂气溶胶发生的可能性高的警报发生。药剂气溶胶是指，在注射药混合作业中，在从药水瓶拉拔注射器时，若注射器内压为比周围高的压力(正压)的情况下药液发生飞散的现象。作为警戒值优选设定发生药剂气溶胶的通常的注射器内压的阈值(+5kPa左右)。为了更加可靠，通过将警戒值设定为比上述的通常阈值低的值(例如，大致成为OkPa的正的值)，从而形成在注射器12的内部为正压状态时发出警报的结构，能够可靠地在事前对作业者就药剂气溶胶发生的可能性高的危险状态进行警告。警戒值例如设定在OkPa以上5kPa以下的范围内。显示部19作为下述警报部发挥功能，即根据判定部41的判定结果发生向作业者报知药剂气溶胶发生的可能性高这一情况的警报。本实施方式的注射器驱动装置11中的显示部19如图I及图2所示那样具有3个LED34、35、36。LED34为绿色的LED，在主电源接通时点亮而在主电源断开时熄灭。LED35为橙色的LED，在通过始端检测传感器47检测到保持部16的位置位于始端(活塞13位于相对于外筒14被最大程度推出的位置)时点亮。另外，该LED35在通过终端检测传感器48检测到保持部16的位置位于终端(活塞13位于相对于外筒14被最大程度拉出的位置)时点売。LED36为红色的LED，其显示基于判定部41的判定结果。即，在判定部41中警报发生的判断成立时(由内压检测部18检测到的注射器12的内压为警戒值以上时)使LED36点亮。在判定部41中警报发生的判断不成立时，LED36熄灭。基于警报部(本实施方式中为显示部19)的警报的形式只要能够可靠地使作业者意识到警报发生即可，不局限于LED的点亮等的视觉上的警报。例如，也可以在握持部30内部预先埋入振动电动机等振动源，在判定部41中警报发生的判断成立时使振动源振动。这种情况下，作业者即使忘记观察显示部19，也能够通过振动知晓药剂气溶胶发生的可能性。需要说明的是，通过将固定部15和握持部30形成为不同体，从而形成为能够使振动源的振动衰减而不会向注射器12传递很强的振动的结构。另外，也可以在固定部15与握持部30之间隔着例如橡胶那样的防振材料。另外，基于警报部的警报还可以包括产生蜂鸣音等基于听觉的警报。判定部41在注射器12的内压的检测值为警戒值以上而警报发生的判定成立的情况下对显示部19指示LED36的点亮(警报)这一情况仅在保持部16处于停止状态(既未向推出方向也未向拉出方向移动的状态)的情况下发生。因此，在保持部16处于驱动状态且活塞13移动而进行药液吸取或排出作业的情况下，无论注射器12的内压如何，LED36都熄灭。这是因为，注射器12的拔取的进行仅在不进行药液吸取作业和排出作业时发生，在这些作业中无需发生警报。另外，通过在药液吸取、排出作业中不进行警告，从而在例如需要谨慎注意的处理抗癌剂的注射器操作中，作业者也能够使集中力仅朝向注射器操作，并且对于注射器驱动装置11而言，通过排除药液的粘性阻力的影响，能够进行更加正确的药剂气溶胶发生的危险性的警告。
在本实施方式中，判定部41始终判定内压检测部18检测到的注射器12的内压是否为警戒值以上，仅在保持部16停止时将其结果在显示部19显示。然而，如果成为问题的仅仅是停止时的药剂气溶胶发生，则也可以仅在保持部16停止时使判定部41进行判定。为了判断保持部16处于驱动状态(通过驱动部42向推出方向或拉出方向移动的状态)还是停止状态，也可以设置检测电动机43的旋转的编码器50。这种情况下，判定部41根据来自编码器50的输入信号来检测电动机43的旋转状态，由此判断保持部16处于驱动状态和停止状态中的哪一个。即，这种情况下，由编码器50和判定部41构成检测保持部16处于驱动状态和停止状态中的哪一个的动作检测部。在保持部16动作时，电动机可靠地处于旋转状态，在保持部16停止时，电动机可靠地处于停止状态。因此，可以根据使用编码器50进行的电动机43的旋转状态检测来可靠地判定保持部16是否处于停止状态。也可以代替基于编码器50进行的旋转状态检测，而根据电动机43的再生电流来判定保持部16是否处于停止状态。另外，通过使驱动部42的齿轮44为高减速比的机构，形成逆可动性低的结构(即使对保持部16施加力也仅会向电动机43传递与减速比对应的小的力的结构)，从而能够形成电动机43不旋转且保持部16也不进行移动的结构。在该结构中，在没有基于操作开关17的操作指令而在电动机43中未流通电流的情况下，也可以在外力作用下使保持部16成为停止状态。根据该结构，由于能够仅通过来自操作开关17的操作指令的有无来判定保持部16是否处于停止状态，因此能够更加低价地进行保持部16的停止状态的检测。在本实施方式中，判定部41在操作开关17既未设定拉出指令也未设定推出指令而位于中立位置的情况下判定保持部16处于停止状态(图7A的步骤SI)。即，在本实施方式中，通过操作开关17和判定部41构成检测保持部16处于驱动状态和停止状态中的哪一个的动作检测部。以下，对注射器驱动装置11的操作方法进行概略说明。首先，作业者向通过把持握持部30而保持的注射器驱动装置11安装注射器12。然后，将注射器12的前端的注射针20扎进药水瓶(未图示)。
为了将药水瓶内的药液吸取到注射器12中，在接通主电源开关(未图示)后，通过大拇指将操作开关17向箭头21a的方向按压，从而对注射器驱动装置11施加吸取操作指令。通过该操作，保持部16向从活塞13离开的方向进行直线移动，活塞13相对于外筒14被拉出而药水瓶的药液向注射器12被吸取。然后，在向注射器12吸取充分的药液后使手指离开操作开关17。于是，操作开关17返回中立位置且保持部16的移动停止。在用大拇指将操作开关17向箭头21b的方向按压而对注射器驱动装置11施加排出操作指令时，保持部16向接近活塞13的方向进行直线移动，活塞13向外筒14推出，从注射针20向药水瓶排出药液。如此，使用注射器驱动装置11进行活塞13的推出、拉出，从而作业者能够进行药剂混合作业。
在进行向药水瓶的药液排出时，为了防止上述的药剂气溶胶发生，进行调整注射器12的内压的空气更换作业。首先，向药水瓶扎入注射针20，在例如从药水瓶向注射器12吸取少量的空气后，从注射器12向药水瓶排出大致等量的药液，通过反复进行上述的空气更换作业，从而实施向药水瓶的药液排出作业。在药液排出作业中，如果更换的药液量与空气量的平衡性差，则药水瓶、注射器12的内压变高。如果在注射器12的内压为药剂气溶胶发生的阈值以上的状态拉拔注射针20，则会发生药剂气溶胶。然而，在本实施方式的注射器驱动装置11中，在保持部16处于停止状态时判定部41判定注射器12的内压的检测值为警戒值以上时，显示部19的LED36点亮。S卩，通过LED36的点亮向作业者警告处于下述状态，即处于如果进行从药水瓶的拔针则发生药剂气溶胶的可能性高因此不能从药水瓶拉拔注射针的状态。另外，LED36在小于警戒值的情况下熄灭，由于发生药剂气溶胶的可能性低，因此向作业者报知可以进行拔针这一情况。因此，作业者通过观察LED36，能够知晓发生药剂气溶胶的可能性低的注射器12的拔取时刻。接下来，参照图4至图6E对内压检测部18进行详细说明。在活塞13的前端的衬垫62 (参照图8A、图8B)与注射器12的外筒14之间作用有摩擦力(以下，称为注射器摩擦力)。例如在使用如小容量的注射器12那样的小径的注射器12时，存在注射器摩擦力对由内压检测部18(参照图4)检测要检测的注射器12的内压影响大的情况。在本实施方式的内压检测部18中，即使在注射器摩擦力的影响大的情况下，也能够排除注射器摩擦力的影响而以高精度检测注射器12的内压，提高利用判定部41的警告判定的正确性。参照图6A 图6E，在保持部16的前部设置有由前侧面64和推出面61前后夹着的凹坑29，在该凹坑29中收容有活塞13的推压部32。凹坑29的宽度(前侧面64与推出面61)的间隔设定为比推压部32的厚度大。在使活塞13相对于外筒14向推出方向前进移动时，如图6B所示，保持部16的推出面61与推压部32抵接。另一方面，在使活塞13相对于外筒14向拉出方向后退移动时,如图6C所不，保持部16的前侧面64与推压部32抵接。内压检测部18具备与活塞13的推压部32的底面接触的可动部58、作为将该可动部58向活塞13侧弹性推出的弹性施力部的施力弹簧53、以及根据注射器12的内压通过可动部58被操作从而成为接通状态或断开状态的正压检测开关63。可动部58具备由设置于保持部16的两端开口的筒部55支承而能够沿活塞13的轴向往复移动的自由片56、以及在与保持部16的推出面61邻接的位置处上端侧被支点65支承成转动自如的摆动片57。施力弹簧53夹在自由片56与筒部55的凸缘部59之间，施力弹簧53对自由片56施加向活塞13的方向推出的力。用于限制摆动片57相对于施力弹簧53的作用力的旋转的限动件66邻接设置在摆动片57的下端侧。自由片56的另一端(图中为右侧的端部)从筒部55向后方突出。正压检测开关63固定在安装构件67上且与自由片56的另一端对置，所述安装构件67固定在相对于保持部16的后部隔开间隔的位置上。正压检测开关63具有两种状态，即，操作片63b相对于主体63a被推入一定量以上的接通状态(例如图6B、图6D)、操作片63b相对于主体63a未被推入或推入量小于一定量的断开状态(例如图6C、图6E)。正压检测开关63被设定成，在通过操作片63b的相对于主体63a的推入阻力等特性使从自由片56作用于操作片63b上的活塞13的拉出方向的力成为与上述注射器12的内压的警戒值相当的值以上时成为接通状态。因此，正压检测开关63处于接通状态意味着注射器12的内压为警戒值以上。相反，正压检测开关63处于断开状态意味着注射器12的内压小于警戒值。正压检测开关63处于接通状态和断开状态中 的哪一个、即内压检测部18检测的注射器12的内压为警戒值以上还是小于警戒值的情况向判定部41输出。图5A及图6B示出保持部16将活塞13推出的状态。在保持部16将活塞13推出的期间，由于药液的粘性阻力产生作用，因此与施力弹簧53将摆动片57推出的力相比，保持部16将活塞13推出的力这一方压倒性地大。因此，摆动片57被推入，活塞13的推压部32和保持部16的推出面61接触。通过摆动片57被推入，从而由自由片56将正压检测开关63的操作片63b推入一定量以上，正压检测开关63成为接通状态。此时，保持部16推 压活塞13的力非常大，例如可能为一百几十N。如此，施加到活塞13上的力经由摆动片57传递到正压检测开关63，但在一百几十N负载时这样的过负载时，由推出面61承受该力，由此能够防止正压检测开关63因过负载而破损。图6C不出保持部16将活塞13拉出的状态。在保持部16将活塞13拉出的期间，活塞13的推压部32与前侧面64接触，而相对于摆动片57非接触。因此，在保持部16将活塞13拉出的期间，未从活塞13经由摆动片57和自由片56对正压检测开关63的操作片63b作用力，正压检测开关63处于断开状态。图5B、图6D、图6E示出在保持部16停止的注射器12的内压检测时，活塞13的推压部32和保持部16的推出面61分离的状态。在该状态下，注射器12的内压作为活塞13经由推压部32和摆动片57对正压检测开关63向活塞13的拉出方向按压的力发挥作用，正压检测开关63根据该力的大小(是否如上述那样为与警戒值以上的压力相当的力)而成为接通状态(图6D)或断开状态(图6E)。在保持部16停止的注射器12的内压检测时，在注射器12的内压大幅超过警戒值的情况下，如图6B所示，活塞13也变为推压部32与推出面61抵接的位置。另外，在保持部16停止的注射器12的内压检测时，在注射器12的内压为负压的情况下，活塞13也成为推压部32与前侧面64抵接的位置。施力弹簧53经由可动部58 (自由片56和摆动片57)对活塞13的推压部32向活塞13的推出方向施力。从施力弹簧53对活塞13作用的作用力设定为上述的注射器摩擦力以上。以下说明其理由。
能够作为活塞13的衬垫62与外筒14之间的摩擦力产生的约4N的力根据衬垫面积换算成压力相当于约5kPa，因此若在没有施力弹簧53的状态下进行注射器内压检测，则即使注射器12的内压达到存在药剂气溶胶发生的可能性的压力即警戒值，注射器12的内压推压活塞13的力也小于衬垫62与外筒14间的摩擦力(注射器摩擦力)，因此活塞13不向拉出方向移动而正压检测开关63维持断开状态。这种情况下，虽然存在药剂气溶胶发生的可能性，由于力传感器54无法正确地检测注射器12的内压，因此无法根据判定部41的判定对作业者进行正确的警告。相对于此，在本实施方式中，由于施力弹簧53对活塞13的推压部32施力的作用力设定为注射器摩擦力以上，因此即使假设注射器12的内压小于注射器摩擦力，也能够对注射器12的内压以正压检测开关63的接通/断开状态来高精度地检测。
具体而言，施力弹簧53经由可动部58对活塞13施加的力设定为活塞13的衬垫62与外筒14之间的静止摩擦力以上。另一方面，如果将施力弹簧53的作用力设定得过大，则基于正压检测开关63的接通/断开状态进行的注射器12的内压的检测的精度降低，因此施力弹簧53的作用力优选设定为稍微超过衬垫62与外筒14之间的静止摩擦力的程度。接下来，参照图7A的流程图来说明本实施方式的注射器驱动装置11的动作。在该图7A中，模式开关49(图3)为接通状态且执行自动模式。在没有特别说明的情况下，图7A的各步骤的处理由判定部41执行。首先，在步骤SI中，确认操作开关17是否在中立位置以外、是否被操作为拉出指令有效或推出指令有效。在步骤SI中操作开关17既不为拉出指令有效也不为推出指令有效、即操作开关17处于中立位置时，移向步骤S2。这种情况下，作业者不进行吸取作业和排出作业，相当于使注射器12移动的保持部16处于停止状态的情况。在步骤S2中，判断始端检测传感器47是否处于接通状态。若始端检测传感器47处于断开状态则移向步骤S3而参照内压检测的判定结果。如上所述，在本实施方式中，判定部41始终判定内压检测部18检测到的注射器12的内压是否为警戒值以上、更具体而言始终判定正压检测开关63处于接通状态和断开状态中的哪一个。另一方面，若始端检测传感器47为接通状态则移向步骤S10，执行以下的处理。若始端检测传感器47为接通状态，则如图8A所示，活塞13向外筒14被推出直至衬垫62到达外筒14的前端的位置。另外，若始端检测传感器47为接通状态，则如图6B所示，活塞13的推压部32向推出面61按压，因此无法根据从可动部58向正压检测开关63作用的力检测注射器12的内压。因此，在步骤SlO中，首先，通过驱动部42使保持部16移动，以使衬垫62从图8A所示的到达了外筒14的前端的位置起移动至图SB所示的相对于外筒14的前端隔开间隔的位置，由此使活塞13向拉出方向移动预先确定的后退量。在该活塞13的后退移动完成时，如图6C所不活塞13的推压部32与如侧面64抵接。在步骤SlO中，接着通过驱动部42使保持部16向活塞13的推出方向移动距离δ (图6Β及图6C)，距离δ为与从推出面61与前侧面64之间的距离减去活塞13的推压部32的厚度得到的差相当的微小距离δ。通过该前进移动，活塞13的推压部32成为未被推出面61和前侧面64中的任一个限制移动的状态，活塞13发生与注射器12的内压对应的朝向及量的移动。即，如果注射器12的内压为正压，则活塞13向拉出方向移动，如果注射器12的内压为负压，则活塞13向推出方向移动。其结果，能够通过正压检测开关63进行注射器12的内压检测。具体而言，在距离δ的前进移动完成时，如上所述，与注射器12的内压从警戒值以上变为小于警戒值这一情况相应地，正压检测开关63成为接通状态(图6D或图6Β)或断开状态(图6Ε或图6C)中的一种。距离δ优选为O. 5mm至Imm左右。通过构成为O. 5mm以上,从而使注射器12的安装、拆下容易。如果超过Imm而过大,贝U必须使摆动片57等的移动量增大，存在结构变大的问题，因此不优选。后退量根据距离δ而变化，通常优选为Imm至2mm左右。通过构成为Imm以上，能够使前侧面64与活塞13的推压部32抵接，能够可靠地使活塞13进行后退移动。若超过2_而过大，则存在进行不必要的吸取的可能性，因此不优选。需要说明的是，通过执行步骤SlO的活塞13的自动后退，从而在活塞13被推入直至注射器始端的情况下，注射器12也不会由固定部15和保持部16牢固地夹持，不会对注射器驱动装置11及注射器12施加过负载而能够确保安全性。在步骤S3中，参照注射器12的内压检测判定的结果，即参照注射器12的内压为警戒值以上(正压检测开关63为接通状态)和小于警戒值(正压检测开关63为断开状 态)中的哪一个的判定结果。与注射器12的内压相当的来自活塞13的推压部32的力经由可动部58向正压检测开关63传递，可动部58的自由片56在施力弹簧53的作用下以衬垫62与外筒14之间的静止摩擦力以上的作用力对活塞13向推出方向施力。因此，能够排除或降低所述的静止摩擦力的影响，能够对注射器12的内压以正压检测开关63的接通/断开状态来高精度地检测，因此能够正确地判定药剂气溶胶发生的可能性。若在步骤S3中注射器12的内压的检测值小于警戒值则在步骤S9中显示部19的红色的LED36熄灭而处理结束。另一方面，若在步骤S3中注射器12的内压的检测值为警戒值以上，则在步骤S4中红色的LED36点亮。然后，在步骤S5中经过预先确定的待机时间后，移向步骤S6。在步骤S6中，与步骤SI同样地，再次确认操作开关17是否为中立位置(拉出指令和推出指令均不为有效)。若在步骤S6中操作开关17为中立位置(作业者既未进行吸取作业也未进行排出作业，使注射器12移动的保持部16为停止状态)，则移向步骤S7。作为待机时间优选为I秒左右。为了可靠地检测作业者既未进行吸取作业也未进行排出作业，不优选将待机时间设定成过短的短时间。在步骤S7中，再次参照注射器12的内压检测判定的结果，即再次参照以正压检测开关63的接通/断开状态检测的注射器12的内压是否为警戒值以上的判定结果。若在步骤S7中注射器12的内压的检测值小于警戒值，则在步骤S9中显示部19的红色的LED36熄灭而处理结束。另一方面，若在步骤S7中注射器12的内压的检测值为警戒值以上，则移向步骤S8。在步骤S8中，在检测到注射器12的内压为警戒值以下这一情况(正压检测开关63成为断开状态这一情况)之前，反复进行活塞13的保持部16的前进和后退。参照图7C，对步骤S8的详细情况进行说明。首先，在步骤SlOl中，通过驱动部42使保持部16向拉出方向移动预先确定的后退量，从而使活塞13向拉出方向移动。该保持部16的后退量可以根据注射器12的尺寸、注射器12内的药剂的粘度等确定。在该后退移动完成时，如图6C所示，活塞13的推压部32与前侧面64抵接。接下来，在步骤S102中，通过驱动部42使保持部16向活塞13的推出方向移动距离δ (图6B及图6C)，该距离δ是与从推出面61与前侧面64之间的距离减去活塞13的推压部32的厚度得到的差相当的微小的距离。上述的后退量根据推出方向的移动距离而变化，通常优选为Imm至2mm左右。通过构成为Imm以上，前侧面64与活塞13的推压部32抵接，从而能够可靠地使活塞13后退移动。若超过2_而过大，则存在进行不必要的吸取的可能性，因此不优选。步骤SlOl中的保持部16的后退量需要设定得比距离δ大。通过步骤S102的前进移动，活塞13的推压部32成为未被推出面61和前侧面64中的任一个限制移动的状态，活塞13产生与注射器12的内压相应的朝向及量的移动。进而，移向步骤S103，参照注射器12的内压为警戒值以上(正压检测开关63为接通状态)和小于警戒值(正压检测开关63为断开状态)中的哪一个的判定结果。若在步骤S103中注射器12的内压为警戒值以上，则反复进行步骤SlOl (保持部16的后退)和步骤S102 (保持部16的前进)。若在步骤S103中注射器12的内压小于警戒值，则移向图7Α的步骤S9。如此，通过在正压检测开关63成为断开状态前自动地使活塞13进退，从而能够将注射器12的内压降低到不会发生药剂气溶胶的压力。图7Β表示对图7Α的自动模式进行替代的代替方案的自动模式。该代替方案的步骤SI’ S9’与图7Α相同，但在始端检测传感器47接通时不执行活塞13的自动后退及前进(图7Α的步骤S10)。在该代替方案中，若在步骤S2’中检测到始端检测传感器47为接通状态的情况下，在步骤S9’使LED36熄灭而结束处理。即，在该代替方案中，在通过保持部16将活塞13推出至注射器始端的情况下，不进行药剂气溶胶发生的警告。这是因为，对于对药剂混合作业熟练的作业者而言，在活塞13被推出至注射器始端的情况下，注射器12及药水瓶的内部的压力不为药剂气溶胶发生的压力这一点是非常明显的。通过形成这样的结构，可以在熟练的作业者所期望的情况下进行药剂气溶胶发生的警告。图7D示出模式开关49 (图3)为断开状态的情况即非自动模式的情况的本实施方式的注射器驱动装置11的动作。如上所述，在参照图7Α说明的自动模式(模式开关49为接通状态)的情况下，在暂时判定为注射器12的内压为警戒值以上(正压检测开关63为接通)的情况下，在经过待机时间后再次判定注射器12的内压是否为警戒值以上，如果注射器12的内压为警戒值以上，则反复保持部16的前进后退直至小于警戒值(图7Α的步骤S5 S8、图7C)。在图7D的非自动模式中，不进行这些动作。图7D的非自动模式下的其他动作、即步骤S201 S204、S209、S210与图7A的自动模式下的步骤SI S4、S9、S10分别相同。图7E示出非自动模式的代替方案。该图7E在步骤S210’的始端检测传感器47为接通状态时不自动进行使保持部16后退及前进的动作这一点与图7D不同。图7E的其他动作即步骤S201’ S204，、S209，与图7D的步骤S201 S204、S209分别相同。 在本实施方式的注射器驱动装置11中，也可以通过例如作为压电元件型传感器的力传感器54置换正压检测开关63。力传感器54检测经由可动部58的自由片56传递的力、即自由片56经由摆动片57通过活塞13的推压部32的底面向活塞13的拉出方向被推压的力并向判定部41输出。判定部41将从力传感器54输入的检测值换算成注射器12的内压，并与预先存储的警戒值进行比较。如上所述，在图7A的步骤S3、S7、图7B的步骤S3’、S7’、图7C的步骤S103、图7D的步骤S203及图7E的步骤S203’中执行内压检测判定。在采用力传感器54的情况下，这些内压检测判定以将根据力传感器54的检测值换算得到的内压与警戒值进行比较的方式来执行。在通过力传感器54置换了正压检测开关63的情况下，判定部41在检测到始端的情况下进行保持部16(活塞13)的自动后退(图7A的步骤S10、图7D的步骤S210)时，根据力传感器54的检测值算出或推定适当的后退量。另外，这种情况下，判定部41在自动模式时检测到正压的情况下进行保持部16(活塞13)的自动后退(图7A、图7B的步骤S8、S8，)时，能够根据力传感器54的检测值而算出或推定适当的后退量。例如，可以设定成力传感器54的检测值越大则后退量越大。尤其是，通过根据力传感器54的检测值而算出自动模式的正压检测时的保持部16(活塞13)的自动后退的后退量，从而能够大幅减少保持部16的前进和后退的反复(图7C)。判定部41中的内压的算出例如根据下式执行。
式I
,_ 力传感器的检测值[ΛΠ + (施力弹簧的作用力[N]-动摩擦力[Λφ 内瓜网=注射器面积&2]基于判定部41进行的判定也可以在从驱动部将保持部16向活塞13的方向推出后的停止时起经过施力弹簧复位时间后动作。在绝大多数情况下，在保持部16将活塞13推出而停止的瞬间，推压部32与推出面61接触。即使在注射器12的内压小于移动阈值的情况下，在通过施力弹簧53将活塞13推出之前也要花费短暂的时间。因此，如果在经过施力弹簧53回复成原始状态的时间即施力弹簧复位时间后进行警报有无的判定，则能够进行更加正确的药剂气溶胶发生的警告。施力弹簧复位时间由施力弹簧的作用力、正压检测开关的操作片63b的行程、摩擦力等确定。例如，也可以在IOOms左右后进行判定。(实施方式2)图9至图12所示的实施方式2的注射器驱动装置11在内压检测部18的可动部58通过施力弹簧53的作用力对活塞13向推出方向推压的力可以调节这一点与实施方式I不同。注射器摩擦力根据衬垫62的大小即所使用的注射器的容量而不同。因此，通过使可动部58在施力弹簧53的作用下对活塞13推出的力能够根据所使用的注射器12进行调整，即使使用不同容量的注射器12，也能够正确地排除或降低摩擦力的影响，能够根据正压检测开关63或力传感器54的检测值高精度地算出注射器12的内压，能够正确地进行药剂气溶胶发生的警告。在本实施方式2中，由于代替上述的实施方式2中的保持部16而使用保持部70，因此特别对该保持部70进行说明。摆动片57具备主体57a和在主体57a上能够上下滑动且能够定位的突起57b。突起57b具备由主体57a引导的基部57c和从该基部57c突出并与活塞13的推压部32接触的接触部57d。在主体57a上设置有防止突起57b从下端脱落的防脱件57e。在突起57b的基部57c的内侧以上下2段的方式分别设置有一对槽57f、57g。另一方面，在主体57a上设置有一对球塞68。通过使球塞68的球体卡合在上下2段的槽中的57g中，从而能够将突起57b相对于主体57a设置在图10中由单点划线示出的上段位置，通过使球塞68的球体卡合在上下2段的槽中的57f中，从而能够将突起57b相对于主体57a设置在图10中由实线示出的下段位置。在这样的结构中，通过使凸部72上下滑动，来调整变形摆动片71将活塞13推出的力。由于摆动片57以比突起57b靠上方的支点65为中心转动，因此在将突起57b设定在下段位置(槽57g)时，与将突起57b设定在上段位置(槽57f)的情况相比，作为力点的自由片56与支点65的距离不变，作用在活塞13上的力的作用点更远。因此，能够在不使施力弹簧53的弹簧力发生变化的情况下进一步减弱摆动片57将活塞13推出的力。相反地，在将突起57b设定在上段位置(槽57f)时，与将突起57b设定在下段位置(槽57g)的情况相比，作为力点的自由片56与支点65的距离不变，作用在活塞13上的力的作用点更近，因此，能够在不使施力弹簧53的弹簧力发生变化的情况下进一步加强摆动片57将活塞推出的力。另外，通过相对于小径的注射器12将接触部位即突起57b设置在下段位置，从而能够对推压部32的底面的中央附近作用力。相反地，通过相对于大径的注射器12将突起57b设置在上段位置，从而能够在 推压部32的底面的中央附近作用力。即，对于不同容量的注射器12都能够高效地向活塞13传递力。本发明不局限于所述实施方式，能够进行各种变形。在图13所示的变形例中，在将以接通/断开状态检测注射器12的内压的正压检测开关63以与自由片56对置的方式安装在安装构件67上的实施方式I的注射器驱动装置11的基础上，进一步在可动部58的自由片56的前端设置有力传感器54。该力传感器54检测自由片56经由摆动片57通过活塞13的推压部32向活塞13的拉出方向推压的力。力传感器54的检测值输入到判定部41。判定部41能够在检测为始端的情况下的保持部16 (活塞13)的自动后退(图7A的步骤S10、图7D的步骤S210)时根据力传感器54的检测值算出或推定适当的后退量。另外，判定部41能够在自动模式时检测为正压的情况下的保持部16(活塞13)的自动后退(图7A、图7B的步骤S8、S8’ )时根据力传感器54的检测值算出或推定适当的后退量。在这些情况下，例如设定成力传感器54的检测值越大则后退量越大。尤其是，通过根据力传感器54的检测值算出自动模式的正压检测时的保持部16(活塞13)的自动后退的后退量，从而能够大幅减少保持部16的前进和后退的反复(图7C)。也可以与该图13相反地，考虑在安装构件67上设置力传感器54而在自由片56的前端设置正压检测开关63的结构。工业上的可利用性本发明所涉及的注射器驱动装置及注射器驱动装置的控制方法能够在事前警告药剂气溶胶发生，对于处理抗癌剂等对健康者有害的药剂的注射药混合作业等是有用的。符号说明11注射器驱动装置12注射器13 活塞14 外筒15固定部16保持部17操作开关18内压检测部19显示部20注射针
21a、21b 箭头22、23 伸缩部24、25、26、27 夹紧件28突缘收容部29 凹坑30握持部
31 突缘32推压部33a 杆33b 轴部34、35、36LED41判定部42驱动部43电动机44 齿轮45、46 齿条47始端检测传感器48终端检测传感器49模式开关50编码器53施力弹簧54力传感器55 筒部56自由片56a凸缘部57摆动片58可动部59凸缘部61推出面62 衬垫63正压检测开关63a 主体63b操作片64前侧面65 支点66限动件67安装构件
权利要求
1.一种注射器驱动装置，具备 固定部，其固定注射器的外筒； 可动的保持部，其保持所述注射器的活塞； 驱动部，其沿活塞的轴向驱动所述保持部而进行所述活塞相对于所述外筒的推出和拉出； 内压检测部，其检测所述注射器内的内压； 动作检测部，其检测所述保持部为驱动状态和停止状态中的哪一种状态； 判定部，其根据所述内压检测部和所述动作检测部来判定警报发生； 以及 显示部，其显示所述判定部的判定。
2.根据权利要求I所述的注射器驱动装置，其中， 所述内压检测部具备 可动部，其由所述保持部支承为沿所述活塞的轴向可动，且与所述活塞的凸缘部抵接; 弹性施力部，其对所述可动部向所述活塞的推出方向弹性施力而将所述可动部推抵至所述活塞的凸缘部；以及 开关，其在通过所述活塞的凸缘部对所述可动部向所述活塞的拉出方向推压的力的作用下成为接通状态。
3.根据权利要求I所述的注射器驱动装置，其中， 所述内压检测部具备 可动部，其由所述保持部支承为沿所述活塞的轴向可动，且与所述活塞的凸缘部抵接; 弹性施力部，其对所述可动部向所述活塞的推出方向弹性施力而将所述可动部推抵至所述活塞的凸缘部；以及 力检测部，其检测通过所述活塞的凸缘部对所述可动部向所述活塞的拉出方向推压的力。
4.根据权利要求2或3所述的注射器驱动装置，其中， 所述可动部在所述弹性施力部的作用力的作用下将所述活塞向所述推出方向推压的力被设定为所述注射器与所述活塞之间的静止摩擦力以上。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的注射器驱动装置，其中， 所述内压检测部具备调节机构，该调节机构调节所述可动部在所述弹性施力部的作用力的作用下将所述活塞向所述推出方向推压的力。
6.一种注射器驱动方法，具备外筒固定部，其固定注射器的外筒；保持部，其保持所述注射器的活塞；以及驱动部，其沿所述活塞的轴向驱动所述保持部而进行所述活塞相对于所述外筒的推出和拉出， 检测所述保持部为驱动状态和停止状态中的哪一种状态， 若所述保持部为停止状态，则检测所述注射器的内压， 若所述注射器的内压为警戒值以上，则发生警报。
7.根据权利要求6所述的注射器驱动方法，其中，所述警戒值为OKPa以上且5KPa以下。
8.根据权利要求6或7所述的注射器驱动方法，其中， 在检测到所述保持部为停止状态时，若所述保持部位于所述活塞到达相对于所述外筒被最大程度推出的位置的始端，则由所述驱动部驱动所述保持部，以使所述活塞相对于所述外筒向所述拉出方向移动预先确定的后退量进而又向所述推出方向移动预先确定的前进量，然后执行所述警报发生的有无的判定。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的注射器驱动方法，其中， 在从所述警报发生起经过预先确定的待机时间后再次执行所述警报发生的有无的判定，若在该再次的判定中所述注射器内的内压为所述警戒值以上，则通过所述驱动部驱动所述保持部而使所述活塞相对于所述外筒向所述拉出方向移动，直至所述注射器内的内压小于警戒值。
全文摘要
本发明提供一种注射器驱动装置及注射器驱动方法。注射器驱动装置(11)具备固定外筒(14)的固定部(15)、保持活塞(13)的可动的保持部(16)、以及沿活塞的轴向驱动保持部(16)而进行相对于外筒(14)的推出和拉出的驱动部(42)。内压检测部(18)具备检测注射器(12)内的内压的正压检测开关(63)。在保持部(16)为停止状态时，如果正压检测开关(63)为接通状态则判定部(41)判定警报发生。显示部(19)在判定部(41)判定警报发生时点亮而发出警报。
文档编号A61J3/00GK102724947SQ20118000745
公开日2012年10月10日 申请日期2011年1月28日 优先权日2010年1月29日
发明者中村彻, 太田章博, 奥田晃庸, 水野修, 藤冈总一郎 申请人:松下电器产业株式会社