JP7290753B2 - カセット、薬剤注入装置および薬剤注入システム - Google Patents

Description

本願は、医療用の薬剤カートリッジを収納するカセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムに関する。

特定の疾病を患っている患者は、例えば、インスリン、成長ホルモン等の薬剤を１日に数回注射する必要がある場合がある。このような薬剤を患者が自分で注射するため、特許文献１等に開示されるように種々の薬剤注入装置が実用化されている。

特表２０１４－５１６６３４号公報

薬剤カートリッジは、仕様、あるいは、処方により、複数回に分けて注射される量の薬剤を含む場合がある。本願は、このような薬剤カートリッジに対応し、適切な管理を行うことが可能なカセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムを提供する。

本開示の一実施形態に係る薬剤注入装置に装填されるカセットであって、注射針の脱着が可能な第１端と、ホルダ開口を有する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置し、薬剤カートリッジを収納可能なホルダ柱状空間とを有するカートリッジホルダであって、前記薬剤カートリッジが、前記注射針の挿抜が可能な第１端と、シリンダ開口が位置する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置するシリンダ柱状空間とを有するシリンダ、前記シリンダ柱状空間内に配置された薬剤、および、前記シリンダ柱状空間内に配置され、前記シリンダ柱状空間の長手方向に移動可能なガスケットを含む、カートリッジホルダと、前記カートリッジホルダの前記第２端近傍において、前記ホルダ開口を開閉可能に支持されたカセットキャップであって、前記ホルダ開口と対向するキャップ開口を有する第１端と、ピストン挿入用開口を有する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置するキャップ柱状空間とを有し、開状態において、前記薬剤カートリッジを前記カートリッジホルダのホルダ柱状空間に出し入れ可能であり、閉状態において、前記ピストン挿入用開口から前記ホルダ柱状空間内に挿入された前記薬剤カートリッジの前記ガスケットが露出した状態で、前記薬剤カートリッジを取り出し不能に前記ホルダ開口を閉じるカセットキャップと、前記カセットキャップの前記キャップ柱状空間内に位置しており、前記キャップ柱状空間の軸周りに回動可能に支持された回転ロックユニットを少なくとも含むロック機構とを備え、前記回転ロックユニットは、前記薬剤カートリッジのガスケットを移動させるための前記薬剤注入装置のピストンと係合する形状を有し、前記薬剤カートリッジが前記カートリッジホルダに挿入され、前記カセットキャップが閉状態のときに、前記回転ロックユニットは、前記カセットキャップの開放を不能にするロック位置と、カセットキャップの開放を可能にするアンロック位置との間で回動する。

本開示によれば、適切な管理を行うことが可能な薬剤注入装置が提供される。

図１Ａは、本開示のカセットと、薬剤注入装置とを備える薬剤注入システムの外観を示す斜視図である。 図１Ｂは、カセットが装填された薬剤注入装置２００の斜視図である。 図２は薬剤注入装置の電気回路の構成例を示すブロック図である。 図３Ａは、薬剤カートリッジを収納したカセットの斜視図である。 図３Ｂは、カセットから薬剤カートリッジを取り出した状態を示す斜視図である。 図４Ａは、カセットの分解斜視図である。 図４Ｂは、長手方向に沿った１方向から見た、カセットのユニット単位の分解斜視図である。 図４Ｃは、長手方向に沿った他の方向から見た、カセットのユニット単位の分解斜視図である。 図５Ａは、カセットの側面図である。 図５Ｂは、カセットの断面図である。 図５Ｃは、カセットの断面図である。 図６Ａは回転ロックユニットの斜視図である。 図６Ｂは回転ロックユニットの斜視図である。 図７は回転ロックユニットをカセットキャップに収納する手順を説明する斜視図である。 図８Ａは、カセットキャップが開いた状態およびカートリッジホルダに薬剤カートリッジが挿入されていない状態でカセットキャップを閉じた場合における、カセットキャップ内の回転ロックユニットの状態を示す斜視図である。 図８Ｂは、カートリッジホルダに薬剤カートリッジが収納された状態でカセットキャップを閉じた場合における、カセットキャップ内の回転ロックユニットの状態を示す斜視図である。 図８Ｃは、図８Ａおよび図８Ｂに示す状態における、回転ロックユニットの位置を比較して示す斜視図である。 図９Ａは、アンロック状態の回転ロックユニットを収納したカセットキャップの斜視図である。 図９Ｂは、ロック状態の回転ロックユニットを収納したカセットキャップの斜視図である。 図１０Ａは、アンロック状態のカセットキャップの上面図である。 図１０Ｂは、アンロック状態のカセットキャップの第１端側から見た側面図である。 図１０Ｃは、アンロック状態のカセットキャップの第２端側から見た側面図である。 図１１Ａは、ロック状態のカセットキャップの上面図である。 図１１Ｂは、ロック状態のカセットキャップの第１端側から見た側面図である。 図１１Ｃは、ロック状態のカセットキャップの第２端側から見た側面図である。 図１２Ａは、ケースを取り外し、カセットを装填していない状態の薬剤注入装置の斜視図である。 図１２Ｂは、ケースを取り外し、カセットを装填した状態の薬剤注入装置の斜視図である。 図１３は、ケースを取り外した薬剤注入装置２００の分解斜視図である。 図１４Ａは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１４Ｂは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１４Ｃは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１４Ｄは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１５Ａは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１５Ｂは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１５Ｃは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１５Ｄは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１５Ｅは、ピストンの前進および回転を示す斜視図である。 図１６Ａは、ピストンを第１端側から見た正面図であり、左側はピストンが初期位置、および、薬剤注入装置に装填されたカセットのアンロック位置にある回転ロックユニットに挿入可能な状態を示し、右側はロック位置にある回転ロックユニットに挿入可能な状態を示す。 図１６Ｂは、他の形態のピストンを第１端側から見た正面図であり、左側はピストンが初期位置、および、薬剤注入装置に装填されたカセットのアンロック位置にある回転ロックユニットに挿入可能な状態を示し、右側はロック位置にある回転ロックユニットに挿入可能な状態を示す。 図１６Ｃは、他の形態のピストンを第１端側から見た正面図であり、左側はピストンが初期位置、および、薬剤注入装置に装填されたカセットのアンロック位置にある回転ロックユニットに挿入可能な状態を示し、右側はロック位置にある回転ロックユニットに挿入可能な状態を示す。 図１６Ｄは、比較例の形態のピストンを第１端側から見た正面図であり、左側はピストンが初期位置、および、薬剤注入装置に装填されたカセットのアンロック位置にある回転ロックユニットに挿入可能な状態を示し、右側はロック位置にある回転ロックユニットに挿入可能な状態を示す。 図１７Ａは、カセットの挿入時におけるロック動作を説明する斜視図である。 図１７Ｂは、カセットの挿入時におけるロック動作を説明する斜視図である。 図１８Ａは、カセットの排出時におけるアンロック動作を説明する斜視図である。 図１８Ｂは、カセットの排出時におけるアンロック動作を説明する斜視図である。 図１９Ａは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｂは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｃは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｄは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｅは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｆは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｇは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｈは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｉは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｊは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｋは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｌは薬剤注入装置の断面図である。 図１９Ｍは薬剤注入装置の断面図である。 図２０Ａは、薬剤注入システムの操作手順を示すフローチャートである。 図２０Ｂは、薬剤注入システムの操作手順を示すフローチャートである。 図２１Ａは、フルオートタイプの薬剤注入装置の外観を示す斜視図である。 図２１Ｂは、ケースを取り外した状態のフルオートタイプの薬剤注入装置の主要部の構成を示す斜視図である。 図２１Ｃは、フルオートタイプの薬剤注入装置の断面図である。 図２２は、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃに示す薬剤注入装置の電気回路の構成例を示すブロック図である。 図２３Ａは、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃに示す薬剤注入システムの操作手順を示すフローチャートである。 図２３Ｂは、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃに示す薬剤注入システムの操作手順を示すフローチャートである。

薬剤カートリッジが複数回分の量の薬剤を含む場合、使用途中であり、まだ、薬剤が残っている薬剤カートリッジをユーザーが取り出せるようにカセットが構成されていると、取り出した使用途中の薬剤カートリッジを誤って廃棄したり、紛失したり、使用途中の薬剤カートリッジがあるのを忘れて新しい薬剤カートリッジを使用してしまう等の可能性がある。また、薬剤注入装置が使用途中の薬剤カートリッジの残量を記憶しており、薬剤カートリッジの残量に応じた位置にピストンを待機させている場合、薬剤カートリッジが交換されていることによって、ピストンの位置と薬剤カートリッジに残っている薬剤の量とが正しく対応しないため、薬剤注入装置が正しく薬剤を注入できない可能性がある。例えば、カセットから使用途中の薬剤カートリッジが取り外され、未使用の新しい薬剤カートリッジがカセットに挿入された場合、薬剤注入装置のピストンが退避していないため、カセットを薬剤注入装置に装填（挿入）すると、薬剤カートリッジのガスケットが押されて薬剤が吐出される可能性がある。

これに対し、薬剤カートリッジが交換される可能性を考慮し、カセットに挿入された薬剤カートリッジに残っている薬剤の量、あるいは、ガスケットの位置を検出して、ピストンを制御するように薬剤注入装置を構成することが考えられる。しかし、この場合、カセットを薬剤注入装置に装填する前に、ピストンを退避させ、装填されたカセット内の薬剤カートリッジのガスケットの位置を検出し、検出した位置までピストンを前進させるまで、注射の準備が完了しない。つまり、薬剤注入装置が使用可能な状態になるまで、時間を要する。

本願発明者は、このような課題に鑑み、薬剤カートリッジの適切な管理が可能なカセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムを想到した。本開示のカートリッジ、薬剤注入装置および薬剤注入システムの概要は以下の通りである。

［項目１］
薬剤注入装置に装填されるカセットであって、
注射針の脱着が可能な第１端と、ホルダ開口を有する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置し、薬剤カートリッジを収納可能なホルダ柱状空間とを有するカートリッジホルダであって、前記薬剤カートリッジが、前記注射針の挿抜が可能な第１端と、シリンダ開口が位置する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置するシリンダ柱状空間とを有するシリンダ、前記シリンダ柱状空間内に配置された薬剤、および、前記シリンダ柱状空間内に配置され、前記シリンダ柱状空間の長手方向に移動可能なガスケットを含む、カートリッジホルダと、
前記カートリッジホルダの前記第２端近傍において、前記ホルダ開口を開閉可能に支持されたカセットキャップであって、前記ホルダ開口と対向するキャップ開口を有する第１端と、ピストン挿入用開口を有する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置するキャップ柱状空間とを有し、開状態において、前記薬剤カートリッジを前記カートリッジホルダのホルダ柱状空間に出し入れ可能であり、閉状態において、前記ピストン挿入用開口から前記ホルダ柱状空間内に挿入された前記薬剤カートリッジの前記ガスケットが露出した状態で、前記薬剤カートリッジを取り出し不能に前記ホルダ開口を閉じるカセットキャップと、
前記カセットキャップの前記キャップ柱状空間内に位置しており、前記キャップ柱状空間の軸周りに回動可能に支持された回転ロックユニットを少なくとも含むロック機構と、を備え、
前記回転ロックユニットは、前記薬剤カートリッジのガスケットを移動させるための前記薬剤注入装置のピストンと係合する形状を有し、
前記薬剤カートリッジが前記カートリッジホルダに挿入され、前記カセットキャップが閉状態のときに、前記回転ロックユニットは、前記カセットキャップの開放を不能にするロック位置と、カセットキャップの開放を可能にするアンロック位置との間で回動する、カセット。

［項目２］
前記回転ロックユニットは、前記ピストンの先端部の、前記ピストンの軸に垂直な断面形状に対応した断面形状を備えたユニット貫通孔を有し、
外部から前記ピストンの先端部が前記回転ロックユニットのユニット貫通孔に挿入され、前記ピストンが前記軸周りに回転することによって、前記回転ロックユニットが前記カセットキャップ内で回動する、項目１に記載のカセット。

［項目３］
前記回転ロックユニットのユニット貫通孔を、その軸に垂直な面へ投影した投影像は、前記回転ロックユニットが前記ロック位置にあるときと、前記アンロック位置にあるときとで異なる、項目２に記載のカセット。

［項目４］
前記回転ロックユニットは、前記薬剤カートリッジが前記カートリッジホルダに挿入されておらず、前記カセットキャップが閉状態のときに回動不能である、項目３に記載のカセット。

［項目５］
前記ロック機構は、
押下可能に前記カートリッジホルダに設けられたカセットボタンと、
前記カセットボタンと前記カセットキャップにそれぞれ設けられ、互いに係合可能な一対の係合部と
をさらに含み、
前記回転ロックユニットが前記アンロック位置にあるとき、前記カセットボタンは押下可能であり、前記カセットボタンを押下した状態では前記一対の係合部は互いに係合が解除され、
前記回転ロックユニットが前記ロック位置にあるとき、前記カセットボタンは押下不能であり、前記一対の係合部は互いに係合している、項目２から４のいずれか１つに記載のカセット。

［項目６］
前記回転ロックユニットが前記ロック位置および／または前記アンロック位置にあることを報知する報知部をさらに備える、項目２から５のいずれか１つに記載のカセット。

［項目７］
前記報知部は、前記カセットキャップの側面に位置する報知用穴と、前記回転ロックユニットの側面に設けられた着色領域とを含み、
前記回転ロックユニットが前記アンロック位置にある場合、前記着色領域が前記報知用穴の外側に位置し、
前記回転ロックユニットが前記ロック位置にある場合、前記着色領域が前記報知用穴に位置する、項目６に記載のカセット。

［項目８］
前記回転ロックユニットは、カセットロックリングと、カートリッジストッパと、前記カセットロックリングと前記カートリッジストッパとの間に配置されたばねとを含み、
前記カセットロックリングおよび前記カートリッジストッパは、一体的に前記ユニット貫通孔を構成し、かつ、前記キャップ柱状空間内で一体的に回転可能であり、前記カセットキャップの前記キャップ柱状空間内において、前記ばねによって、前記カートリッジストッパが前記カセットキャップの第１端側へ付勢され、前記カセットロックリングが、前記カセットキャップの第２端側へ付勢されている、項目５に記載のカセット。

［項目９］
前記カセットキャップは、キャップ開口内に突出するキャップ凸部を有し、
前記カートリッジストッパは、前記カセットキャップが閉じた状態で、前記カートリッジホルダに挿入された前記薬剤カートリッジの第２端と当接する当接面と、前記当接面の外側に位置するストッパ凸部とを有し、
前記カートリッジホルダに前記薬剤カートリッジが装填されておらず、前記カセットキャップが閉じた状態で、前記ストッパ凸部は、前記キャップ凸部と当接し、前記回転ロックユニットの回動が規制され、前記カートリッジホルダに前記薬剤カートリッジが装填され、前記カセットキャップが閉じた状態で、前記薬剤カートリッジの第２端と前記カートリッジストッパの当接面とが当接することによって、前記カートリッジストッパは、前記カセットキャップの第２端側に後退し、前記ストッパ凸部は、前記キャップ凸部と離間し、前記回転ロックユニットが回動可能になる、項目８に記載のカセット。

［項目１０］
前記カートリッジストッパは、第１側面部および第２側面部を有し、
前記ピストンの軸に垂直な面において、前記第２側面部と前記ピストンの軸との最短距離は、前記第１側面部と前記ピストンの軸との最短距離よりも短く、
前記回転ロックユニットがロック位置にある場合、前記第１側面部が前記カセットボタンと当接することによって、前記カセットボタンは押下不能であり
前記回転ロックユニットがアンロック位置にある場合、前記カセットボタンは、前記第２側面部と当接するまで、前記カセットボタンが押下可能である、項目９に記載のカセット。

［項目１１］
前記カセットロックリングおよび前記カートリッジストッパは、それぞれリング部を有し、
前記カートリッジストッパの前記当接面および前記ストッパ凸部は前記リング部に位置し、
前記カセットロックリングおよび前記カートリッジストッパの一方は、前記回転ロックユニットの軸に平行に伸びる少なくとも１つの切り欠きを含み、前記リング部に接続された筒形状の側面を有し、他方は、前記回転ロックユニットの軸に平行に伸び、前記少なくとも１つの切り欠きに適合した形状を有しており、前記リング部に接続された少なくとも１つの突出部を有し、
前記少なくとも1つの突出部が前記少なくとも1つの切り欠きに挿入された状態で、前記カセットロックリングおよび前記カートリッジストッパは、それぞれのリング部が近接または離間するように、前記軸方向に互いに移動可能である、項目９または１０に記載のカセット。

［項目１２］
前記カセットロックリングの前記リング部は、前記カセットキャップの第２端側の内面と対向する面に位置する第１リング係合部および第２リング係合部を有し、
前記カセットキャップは、前記カセットキャップの第２端の前記内面において、前記第１リング係合部および前記第２リング係合部と、選択的に係合可能なキャップ係合部を有し、
前記回転ロックユニットが前記アンロック位置にある場合、前記キャップ係合部は、前記第１リング係合部と係合し、
前記回転ロックユニットが前記ロック位置にある場合、前記キャップ係合部は、前記第２リング係合部と係合する、項目１１に記載のカセット。

［項目１３］
前記ユニット貫通孔の断面はＩ形状を有する、項目２から１２のいずれか１つに記載のカセット。

［項目１４］
前記回転ロックユニットの、前記ロック位置とアンロック位置とは、前記キャップ柱状空間の軸に垂直な面において、前記キャップ柱状空間の軸を中心として、角度αをなしており、
前記ユニット貫通孔の断面は、（３６０／α）回対称以外の回転対称を有する、項目２から１３のいずれか１つに記載のカセット。

［項目１５］
ケース開口と、項目１から１４のいずれか１つに記載のカセットの少なくとも一部を収納するカセット空間とを有するケースと、
軸を有し、前記軸に平行な方向に前進または後退し、かつ、前記軸周りに回転可能なピストンであって、前記前進時に、前記カセット空間に配置された前記カセットに収納されている薬剤カートリッジの前記ガスケットと当接し、前記ガスケットを押し込むことが可能なピストンと、
前記ピストンを前記前進または後退する方向に駆動し、かつ、前記軸周りに回転させるピストン駆動機構と、
前記ピストン駆動機構を制御する制御装置と
を備え、
前記ピストン駆動機構が前記ピストンをその軸周りに回転させることによって、前記ピストンは、前記カセットの前記回転ロックユニットを、前記ロック位置と、前記アンロック位置との間で回動させる、薬剤注入装置。

［項目１６］
前記ピストンは、前記先端部と、前記先端部に接続された本体とを有し、前記ピストンの軸と垂直な面における前記本体の投影形状の外縁は、前記先端部の投影形状の外縁よりも内側に位置している、項目１５に記載の薬剤注入装置。

［項目１７］
前記ピストン駆動機構は、
駆動凸部と、
前記駆動凸部が挿入される螺旋溝を含む第１ガイドおよび前記駆動凸部が挿入される直線溝を含む第２ガイドと
を含み、
前記駆動凸部、または、前記第１ガイドおよび第２ガイドは、前記ピストンの側面に位置している、項目１５または１６に記載の薬剤注入装置。

［項目１８］
前記駆動凸部は前記ピストンの前記側面に位置しており、
前記第２ガイドは、前記第１ガイドと前記カセット空間との間に位置している、項目１６に記載の薬剤注入装置。

［項目１９］
前記ピストンの少なくとも一部が挿入可能な穴を有するピストンガイドをさらに備え、
前記第２ガイドが前記ピストンガイドの穴の内側面に位置し、
前記第１ガイドは、前記ケースに位置している、
項目１８に記載の薬剤注入装置。

［項目２０］
前記ピストン駆動機構は、
前記制御装置の制御に基づき駆動する注入モータと、
側面に雄ネジが形成され、前記注入モータによって軸周りに回転する駆動ロッドと、
前記駆動ロッドの前記雄ネジに噛み合い、前記ピストンの軸に設けられた雌ネジと、
をさらに含み、
前記ピストンの前記雌ネジと前記駆動ロッドの前記雄ネジがかみ合った状態で前記駆動ロッドが回転することによって、前記ピストンが、前記前進方向または前記後退方向に駆動する、項目１７に記載の薬剤注入装置。

［項目２１］
前記駆動凸部が前記第１ガイドの前記螺旋溝に挿入された状態で、前記駆動ロッドが回転することによって、前記ピストンは、前記カセットの前記回転ロックユニットを、前記ロック位置と、前記アンロック位置との間で回動させる、項目２０に記載の薬剤注入装置。

［項目２２］
前記駆動凸部が前記第２ガイドの直線溝に挿入された状態では、前記ピストンは、回転せず、前記薬剤カートリッジの前記回転ロックユニットは前記ロック位置に維持される、項目２１に記載の薬剤注入装置。

［項目２３］
前記ピストンの先端部はＩカット形状を有する、項目１５から２２のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２４］
前記制御装置は薬剤の使用量または投薬回数を記憶しており、前記使用量または投薬回数がゼロである場合、
薬剤の注入動作前に、前記制御装置は、前記ピストン駆動機構を制御し、前記ピストンを前記前進方向に移動させ、かつ、前記カセットの前記回転ロックユニットが前記アンロック位置から前記ロック位置へ回動するように、前記ピストンを回転させ、
操作者の指令に基づき、制御装置は、前記ピストン駆動機構を制御し、前記ピストンを回転させることなく前記前進方向へ移動させることによって前記薬剤カートリッジの前記ガスケットを移動させ、薬剤を前記注射針から排出させ、
薬剤の排出後、前記制御装置は前記薬剤の使用量または投薬回数を更新して記憶し、前記ピストンを前記後退方向に移動させることなく、動作を終了する、項目１５から２３のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２５］
前記制御装置は薬剤の使用量または投薬回数を記憶しており、前記使用量または投薬回数がゼロでない場合、
操作者の指令に基づき、制御装置は、前記ピストン駆動機構を制御し、前記ピストンを回転させることなく前記前進方向へ移動させることによってガスケットを移動させ、薬剤を前記注射針から排出させ、
薬剤の排出後、前記制御装置は前記薬剤の使用量または投薬回数を更新して記憶し、更新後の薬剤使用量または投薬回数に基づき計算される薬剤の残量が所定値以上である場合、前記制御装置は前記ピストンを前記後退方向に移動させることなく動作を終了し、
更新後の薬剤使用量または投薬回数に基づき計算される薬剤の残量が所定値未満である場合、前記制御装置は、前記ピストン駆動機構を制御し、前記ピストンを後退方向に移動させ、かつ、前記カセットの前記回転ロックユニットが前記ロック位置から前記アンロック位置へ回動するように、前記ピストンを回転させ、前記ピストンを初期位置まで移動させることによって、動作を終了する、項目１５から２３のいずれか１つに記載の薬剤注入装置。

［項目２６］
項目２から１４のいずれか１つに記載のカセットと、
項目１５から２５のいずれか１つに記載の薬剤注入装置と
を備えた薬剤注入システム。

以下、図面を参照しながら、本実施形態のカートリッジ、薬剤注入装置および薬剤注入システムの一例を詳細に説明する。以下で説明する薬剤注入システム等は実施形態の一例であり、実施形態は以下の形態に限られず、種々の改変が可能である。以下の説明で参照する図面において、分かり易さのため、説明で言及しない図面における参照符号を省略する場合がある。

（薬剤注入システムの構成）
［薬剤注入システムの概略］
図１Ａは、カセット１００と、薬剤注入装置２００とを備える薬剤注入システム３００の外観を示す斜視図であり、図１Ｂは、カセット１００が装填された薬剤注入装置２００の斜視図である。図２は薬剤注入装置２００の電気回路の構成例を示すブロック図である。

薬剤注入装置２００は、外装筐体２０１を備える。外装筐体２０１は、例えば操作者が片手で把持しやすい太さを有する筒形状を有しており、外装筐体２０１の長手方向の一端に凹部２０１ｒが設けられている。外装筐体２０１は、凹部２０１ｒに隣接する位置に皮膚あて面２０１ｂを有する。凹部２０１ｒの底には、カセット１００を挿入可能なケース開口２０１ｄが位置しており、外装筐体２０１内に位置し、カセット１００の少なくとも一部を収納可能なカセット空間２０１ｃがケース開口２０１ｄと繋がっている。本実施形態では、外装筐体２０１の筒形状は、概ね平らな２つの平面と２つの平面を接続する２つの側面によって構成され、長手方向に垂直な断面は、長円形状を有している。しかし、外装筐体２０１の形状はこれに限られず、円筒形状や角筒形状を有していてもよい。

カセット１００は薬剤カートリッジ１０を収納可能なホルダ柱状空間１１０ｃを有している。図１Ａおよび図１Ｂでは、薬剤カートリッジ１０は、ホルダ柱状空間１１０ｃに収納されているため、図示されていない。カセット１００は、注射針２１の着脱が可能な第１端１００ａを有している。注射針２１は使い捨てであり、例えば、針ユニット２０として、使用時以外は、カセット１００とは別に取り扱われる。

針ユニット２０は、注射針２１、針キャップ２４および針ケース２５を含む。注射針２１は、針２２と、針２２を支持し、カセット１００の第１端１００ａに着脱可能に取り付けられる接続部２３とを有する。針キャップ２４は、針２２を覆う筒形状を有し、針ケース２５は、針キャップ２４で針２２が覆われた状態で注射針２１を収納する。

本明細書では、カセット１００または、カセット１００が装填された薬剤注入装置２００において、注射針２１の方向に、構成要素が移動する場合に「前進する」といい、逆の方向に移動する場合に「後退する」という。

薬剤注入装置２００は、外装筐体２０１の表面に電源ボタン２５５、選択ボタン２５６、決定ボタン２５７、注射ボタン２５８、排出レバー２０９、表示部２５９を備える。薬剤注入システム３００を使用する場合、電源ボタン２５５を押下して、薬剤注入装置２００を起動させると、表示部２５９に薬剤注入装置２００の操作手順、装填されたカセット１００内の薬剤カートリッジ１０の薬剤情報、注射履歴等が表示される。

薬剤注入装置２００にカセット１００を装填し、針ユニット２０の状態で、第１端１００ａに注射針２１の接続部２３を取り付け、針ケース２５および針キャップ２４を取り除く。この状態で、針２２が露出し、針２２の先端は、外装筐体２０１の皮膚あて面２０１ｂよりも突出している。選択ボタン２５６および決定ボタン２５７を適宜押下し、薬剤注入装置２００の動作を決定した後、薬剤の注入動作を行う。本実施形態の薬剤注入装置２００はセミオートタイプであり、刺針および抜針は手動、つまり、操作者が行う。このため、操作者が、薬剤注入装置２００を皮膚に接触するように押し当てると、注射針２１が所定の深さで、皮膚に挿入される。続いて、注射ボタン２５８を押下すると、薬剤カートリッジ１０から薬剤が所定量注入される。

薬剤の注入が完了したのち、操作者が薬剤注入装置２００を皮膚から離すと、注射針２１が皮膚から引き抜かれる。その後、排出レバー２０９を操作して、カセット１００を薬剤注入装置２００から排出する。

図２に示すように、薬剤注入装置２００は、ＣＰＵなどの演算器を含む制御部２５１と、電源である充電池２５３と、充電池２５３を充電するための充電部２５２と、コンピュータプログラム、データなどを記憶するメモリ２５４と、クロック２６１とを備える。制御部２５１およびメモリ２５４は制御装置２８０を構成し、制御部２５１は、メモリ２５４に記憶されたプログラムを読み込み、コンピュータプログラムの手順に従って、図２に示される各構成要素を制御する。コンピュータプログラムの手順は、後述する説明および添付した図面のフローチャートによって示される。薬剤注入装置２００は音によって、操作者に報知するブザー２６０をさらに備えていてもよい。

薬剤注入装置２００は、さらに、注入モータドライバ２６３と、注入モータ２６４と、エンコーダ２６５とを含む。注入モータドライバ２６３、注入モータ２６４およびエンコーダ２６５は、後述するように、ピストン駆動機構の一部を構成する。

薬剤注入装置２００は、このほかに、薬剤注入装置２００の各部の状態を検出するために、種々の検出器を備える。具体的には、薬剤注入装置２００は、ピストン原点検出器２７１、カセット装填検出器２７２、カセット保持検出器２７３、排出レバー検出器２７４および皮膚当接検出センサ２７５を含む。

薬剤注入装置２００は、さらに、通信部２６２を備えていてもよい。通信部２６２は、例えば、赤外線通信、無線通信等によって外部との情報の送受信を行う。具体的には、通信部２６２はＢＬＥ（Bluetooth Low Energy、Bluetoothは登録商標）等の、近距離無線通信規格を利用する送受信器であってもよい。例えば、操作者が薬剤注入装置２００を使用した時刻および薬剤の種類、注入量等を使用時にメモリ２５４に記憶させ、所定のタイミングで、これらの情報を、通信部２６２を用いて、スマートフォン、タブレット端末などの携帯機器や薬剤注入装置２００を管理するための専用の機器などの外部の機器へ送信してもよい。

［薬剤カートリッジ１０およびカセット１００の構造］
図３Ａは、薬剤カートリッジ１０を収納したカセット１００の斜視図であり、図３Ｂは、カセット１００から薬剤カートリッジ１０取り出した状態を示す斜視図である。図４Ａは、カセット１００の分解斜視図であり、図４Ｂおよび図４Ｃは、２方向から見た、カセット１００のユニット単位の分解斜視図である。図５Ａは、カセット１００の側面図であり、図５Ｂおよび図５Ｃは、カセット１００の断面図である。

＜薬剤カートリッジ１０＞
図５Ｂおよび図５Ｃの断面で示すように、薬剤カートリッジ１０は、長手方向に離間した第１端１１ａおよび第２端１１ｂと、第１端１１ａと第２端１１ｂとの間に位置するシリンダ柱状空間１１ｃとを有するシリンダ１１を含む。第１端１１ａは、注射針２１の針２２が挿抜可能である。例えば、シリンダ１１は、第１端１１ａ側においてシリンダ柱状空間１１ｃの長手方向に垂直な断面が小さくなるようにシリンダ１１の外形が第１端１１ａ側で細くなっており、第１端１１ａにゴム製のシリンダキャップ１２でシリンダ柱状空間１１ｃの第１端１１ａ側の開口が封止されている。シリンダ１１は、第２端１１ｂにおいてシリンダ柱状空間１１ｃと繋がったシリンダ開口１１ｄを有する。

薬剤カートリッジ１０は、さらにガスケット１３を備え、ガスケット１３は、シリンダ開口１１ｄからシリンダ柱状空間１１ｃ内に挿入され、長手方向に移動可能にシリンダ１１の内壁に支持されている。

シリンダ柱状空間１１ｃの第１端１１ａおよび第２端１１ｂ側は、シリンダキャップ１２およびガスケット１３によって閉じられ、閉じられたシリンダ柱状空間１１ｃに薬剤１４が封入されている。

＜カセット１００＞
図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、カセット１００は、カートリッジホルダ１１０と、回転ロックユニット１２０と、カセットキャップ１３０とを含む。

＜＜カートリッジホルダ１１０＞＞
カートリッジホルダ１１０は、薬剤カートリッジ１０を収納する。カートリッジホルダ１１０は、注射針の脱着が可能な第１端１１０ａと、ホルダ開口１１０ｄを有する第２端１１０ｂと、第１端１１０ａと第２端１１０ｂの間に位置し、薬剤カートリッジ１０を収納可能なホルダ柱状空間１１０ｃとを有する。図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、カートリッジホルダ１１０は、第１端１１０ａに孔１１０ｅを有し、孔１１０ｅ内においてホルダ柱状空間１１０ｃに収納された薬剤カートリッジ１０のシリンダキャップ１２が露出している。第１端１１０ａは、注射針２１が着脱可能に構成されている。例えば、カートリッジホルダ１１０は、第１端１１０ａの側面に雄ねじが設けられており、注射針２１の接続部２３の内側に雌ねじが設けられている。

注射針２１の接続部２３をカートリッジホルダ１１０の第１端１１０ａに取り付けると、針２２の後端がシリンダキャップ１２に挿入され、針２２の孔がシリンダ柱状空間１１ｃと連通する。

図４Ａに示すように、本実施形態では、カートリッジホルダ１１０は、側面に設けられた開口１１０ｆと、開口１１０ｆ内に配置されたカセットボタン１１１とを有する。カセットボタン１１１は、長手方向の第１端１１０ａ側において、接続部１１１ｄによって開口１１０ｆの外縁に位置するカートリッジホルダ１１０の側面に弾性的に接続されている。また、カートリッジホルダ１１０は、カセットボタン１１１の長手方向の第２端１１０ｂ側に位置する係合部１１１ｇを有する。本実施形態では、係合部１１１ｇは爪を有する鉤であり、爪はホルダ柱状空間１１０ｃの長手方向に平行な軸に対して外側に向いている。操作者がカセットボタン１１１を押下すると、係合部１１１ｇも押し下げられる。カセットボタン１１１および係合部１１１ｇは、後述するロック機構の一部を構成している。

カートリッジホルダ１１０の第２端１１０ｂには、シャフト１３１を支持するための一対のホルダ支持部１１０ｊが設けられている。また、カートリッジホルダ１１０の側面には、一対のロック凹部１１０ｇが設けられている（図４Ｂ）。

＜＜カセットキャップ１３０＞＞
カセットキャップ１３０は、カートリッジホルダ１１０のホルダ開口１１０ｄを開状態または閉状態にする。このために、カセットキャップ１３０は、カートリッジホルダ１１０の第２端１１０ｂ近傍において、ホルダ開口１１０ｄを開閉可能に支持されている。カセットキャップ１３０は、ホルダ開口１１０ｄと対向するキャップ開口１３０ｄを有する第１端１３０ａと、ピストン挿入用開口１３０ｅを有する第２端１３０ｂと、第１端１３０ａと第２端１３０ｂとの間に位置するキャップ柱状空間１３０ｃとを有する。後述するようにキャップ柱状空間１３０ｃには、回転ロックユニット１２０が収納される。キャップ柱状空間１３０ｃに隣接したボタン空間１３０ｆが位置している。カセットキャップ１３０がカートリッジホルダ１１０のホルダ開口１１０ｄを閉じた状態において、カセットボタン１１１の係合部１１１ｇが、ボタン空間１３０ｆに位置する。

カセットキャップ１３０は、キャップ開口１３０ｄ内に突出する少なくとも１つのキャップ凸部を備える。例えば、本実施形態では、カセットキャップ１３０は、キャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２を備える。キャップ凸部１３０ｔ１とキャップ凸部１３０ｔ２とは、キャップ開口１３０ｄにおいて、キャップ開口１３０ｄの中心を挟んで互いに反対側に位置している。また、本実施形態では、キャップ開口１３０ｄに沿った周方向の長さは、キャップ凸部１３０ｔ１の方がキャップ凸部１３０ｔ２よりも長い。

カセットキャップ１３０が開いた状態では、ホルダ開口１１０ｄがカセットキャップ１３０で覆われておらず、薬剤カートリッジ１０をカートリッジホルダ１１０のホルダ柱状空間１１０ｃに出し入れ可能である。また、カセットキャップ１３０が閉じた状態では、ホルダ開口１１０ｄがカセットキャップ１３０で覆われる。このため、ホルダ柱状空間１１０ｃに収納された薬剤カートリッジ１０は、カートリッジホルダ１１０から取り出すことができない。カセットキャップ１３０が閉じた状態において、ピストン挿入用開口１３０ｅからホルダ柱状空間１１０ｃ内に収納された薬剤カートリッジ１０のガスケット１３が露出している。

カセットキャップ１３０は、側面に位置する報知用孔１３０ｈおよび係合部１３０ｇを有する。報知用孔１３０ｈは、後述する回転ロックユニット１２０の着色領域１２６ｒとによって、回転ロックユニット１２０がロック位置にあるかアンロック位置にあるかを操作者に知らせる報知部を構成している。係合部１３０ｇは、カセットボタン１１１の係合部１１１ｇと係合可能な形状を有する。本実施形態では、係合部１３０ｇは、鉤形状を有するカセットボタン１１１の係合部１１１ｇと係合可能な開口である。カセットボタン１１１の係合部１１１ｇとカセットキャップ１３０の係合部１３０ｇが係合した状態では、カセットキャップ１３０が開くことできない。

カセットキャップ１３０の側面には、シャフト１３１が挿入される孔１３０ｉを有するキャップ支持部１３０ｊが設けられている。孔１３０ｉに挿入されたシャフト１３１は、孔１３０ｉの両端に位置するカートリッジホルダ１１０のホルダ支持部１１０ｊに支持される。これにより、カセットキャップ１３０は、シャフト１３１を軸として回動可能にカートリッジホルダ１１０に支持される。カセットキャップ１３０の第２端１３０ｂの内面には、カセットキャップ１３０のキャップ係合部１３０ｋが位置している（図４Ｂ）。

＜＜回転ロックユニット１２０＞＞
回転ロックユニット１２０は、カセットキャップ１３０に収納され、カートリッジホルダ１１０のカセットボタン１１１およびカセットキャップ１３０の係合部１３０ｇとともにロック機構を構成している。このロック機構は、カセットキャップ１３０が閉状態にあるときに、カセットキャップ１３０を開けることができないようにカセットキャップ１３０をロックする。回転ロックユニット１２０は、カートリッジストッパ１２３と、カセットロックリング１２５と、カートリッジストッパ１２３およびカセットロックリング１２５の間に配置されたばね１２４とを含む。図６Ａおよび図６Ｂは回転ロックユニット１２０を異なる角度から見た斜視図である。

カートリッジストッパ１２３は、貫通孔１２１ｃを有するリング部１２１を含む。リング部１２１は、第１端１２１ａおよび第２端１２１ｂを有する。図６Ｂに示すように、カートリッジストッパ１２３は、第１端１２１ａにおいて、カートリッジホルダ１１０に挿入された薬剤カートリッジ１０の第２端１０ｂと当接する当接面１２１ｆと、傾斜面１２１ｉとを有する。当接面１２１ｆは貫通孔１２１ｃの軸１２１ｃａに対して垂直であり、傾斜面１２１ｉは、軸１２１ｃａに対して外周側に向くように傾斜している。リング部１２１の第２端１２１ｂには後述する円筒部１２２が接続されている。貫通孔１２１ｃは、後述するように、薬剤注入装置２００のピストン２１０の先端部のピストン２１０の軸に垂直な面における投影形状に対応した断面形状の柱状空間を有する。

カートリッジストッパ１２３のリング部１２１は、第１側面部１２１ｄおよび第２側面部１２１ｅを有する。貫通孔１２１ｃの軸１２１ｃａに垂直な面において、第２側面部１２１ｅと貫通孔１２１ｃの軸１２１ｃａとの最短距離は、第１側面部１２１ｄと貫通孔１２１ｃの軸１２１ｃａとの最短距離よりも短い。本実施形態では、リング部１２１は、貫通孔１２１ｃの軸１２１ｃａに垂直な断面の外形が円である短い筒またはリングを、軸１２１ｃａに水平に切り取った形状を有しおり、切り取られた部分が、第２側面部１２１ｅを構成し、筒またはリングの残りの側面が第１側面部１２１ｄを構成している。このため、本実施形態では第２側面部１２１ｅは平面である。しかし、軸１２１ｃａと第１側面部１２１ｄおよび第２側面部１２１ｅとが上述した関係を満たしていれば、リング部１２１の形状はこの例に限られず、第２側面部１２１ｅは曲面であってもよい。

リング部１２１は、第１側面部１２１ｄに一対の溝１２１ｇ、１２１ｈを有する。溝１２１ｇおよび溝１２１ｈは、それぞれ第１端１２１ａの当接面１２１ｆと接しており、当接面１２１ｆには側面はなく、溝１２１ｇ、溝１２１ｈは当接面１２１ｆにもそれぞれ開口を有する。溝１２１ｇはさらに傾斜面１２１ｉにも接しており、当接面から傾斜面１２１ｉにかけて開口を有する。溝１２１ｈの端１２１ｈ１は第２側面部１２１ｅと接続されている。

溝１２１ｇ、１２１ｈの軸１２１ｃａに沿った幅は、一部で狭くなっている。具体的には、溝１２１ｈでは、端１２１ｈ１側で幅が狭くなっており、端１２１ｈ２側で幅が広くなっている。このため、当接面１２１ｆ（第１端１２１ａ）側から溝１２１ｈを見た場合、当接面１２１ｆの外側の端１２１ｈ１側にストッパ凸部１２１ｈｔが位置している。

溝１２１ｇでは、端１２１ｇ１および端１２１ｇ２で幅が広く、これらの間で幅が狭くなっている。このため、当接面１２１ｆから溝１２１ｇを見た場合、当接面１２１ｆの外側であって端１２１ｇ１と端１２１ｇ２との間においてストッパ凸部１２１ｇｔが位置している。溝１２１ｇは、端１２１ｇ２において、第２端１２１ｂにも開口を有していることが好ましい。また、溝１２１ｇの端１２１ｇ２は、第２側面部１２１ｅと軸１２１ｃａを挟んで反対側に位置していることが好ましい。

図４Ａに示すように、カートリッジストッパ１２３は、リング部１２１の第２端１２１ｂに接続された円筒部１２２を有する。円筒部１２２は、内空間１２２ｃを有し、内空間１２２ｃは、リング部１２１の貫通孔１２１ｃと繋がっている。円筒部１２２は、側面１２２ｓを有し、側面１２２ｓには、内空間１２２ｃの軸と平行に伸びる少なくとも１つの切り欠きを有する。本実施形態では、円筒部１２２は、切り欠き１２２ｄ、１２２ｅを有する。切り欠き１２２ｄと切り欠き１２２ｅは円筒形状の軸に対して概ね対称に配置されている。

カセットロックリング１２５は、貫通孔１２６ｃを有するリング部１２６含む。図４Ｃに示すように、リング部１２６は、第１端１２６ａ、第２端１２６ｂおよび第２端１２６ｂに位置する面１２６ｆを有する。面１２６ｆは、カセットキャップ１３０の第２端１３０ｂの内面と対向している。カセットキャップ１３０の面１２６ｆには、第１リング係合部１２６ｇ１および第２リング係合部１２６ｇ２が設けられている。カセットキャップ１３０のキャップ係合部１３０ｋは、カセットロックリング１２５の第１リング係合部１２６ｇ１および第２リング係合部１２６ｇ２の一方と選択的に係合する。

図４Ｂに示すように、キャップ係合部１３０ｋは、例えば、凹部または凹部に係合する凸部の一方であり、第１リング係合部１２６ｇ１および第２リング係合部１２６ｇ２は、凹部または凹部に係合する凸部の他方である。キャップ係合部１３０ｋと、第１リング係合部１２６ｇ１および第２リング係合部１２６ｇ２とは、凹部および凸部の組み合わせ以外の他の形状の組み合わせによって、互いに係合してもよい。本実施形態では、第１リング係合部１２６ｇ１および第２リング係合部１２６ｇ２は、それぞれ、貫通孔１２６ｃを挟む２つの領域に形成されている。

リング部１２６の側面１２６ｓには、着色領域１２６ｒが設けられている。また、溝１２６ｈ１および溝１２６ｈ２が側面１２６ｓに設けられている。溝１２６ｈ１および溝１２６ｈ２は、第１端１２６ａおよび第２端１２６ｂにそれぞれ達しており、第１端１２６ａおよび第２端１２６ｂにも開口を有する。溝１２６ｈ１および溝１２６ｈ２は、側面１２６ｓにおける周方向の長さが、カセットキャップ１３０のキャップ開口１３０ｄに設けられたキャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２の周方向の長さにそれぞれ対応している。つまり、溝１２６ｈ１の周方向における長さは、溝１２６ｈ２の周方向における長さよりも大きい。

カセットロックリング１２５は、リング部１２６の第１端１２６ａに接続された少なくとも１つの突出部を有する。本実施形態では、カセットロックリング１２５は、突出部１２７ｄ、１２７ｅを有する。突出部１２７ｄ、１２７ｅは、平坦な短冊状を有し、貫通孔１２６ｃの軸に平行である。突出部１２７ｄ、１２７ｅは、カートリッジストッパ１２３の円筒部１２２の側面１２２ｓに設けられた切り欠き１２２ｄ、１２２ｅに対応した形状を有している。

ばね１２４は、例えば、コイルスプリングであり、カートリッジストッパ１２３の円筒部１２２に挿入可能な内径を有する。

回転ロックユニット１２０は、カートリッジストッパ１２３、ばね１２４およびカセットロックリング１２５を組み立てることによって構成される。具体的には、カートリッジストッパ１２３の円筒部１２２にばね１２４が挿入され、カセットロックリング１２５の突出部１２７ｄ、１２７ｅが、カートリッジストッパ１２３の円筒部１２２の側面１２２ｓに設けられた切り欠き１２２ｄ、１２２ｅに挿入されている。これによりカートリッジストッパ１２３のリング部１２１とカセットロックリング１２５のリング部１２６とがばね１２４によって互いに反対方向に付勢される。回転ロックユニット１２０において、カセットロックリング１２５の貫通孔１２１ｃ、円筒部１２２の内空間１２２ｃおよびカセットロックリング１２５のリング部１２６の貫通孔１２６ｃは、一体的に１つのユニット貫通孔１２０ｃを構成している。ユニット貫通孔１２０ｃは、薬剤注入装置２００に備えられているピストン２１０の先端部２１１の、ピストン２１０の軸に垂直な断面形状に対応した断面形状を備えている。言い換えると、回転ロックユニット１２０は、ユニット貫通孔１２０ｃの軸に垂直な面において、ピストン２１０の軸に垂直な断面形状に対応した開口を有する。図６Ａおよび図６Ｂ等に示すように、本実施形態ではユニット貫通孔１２０ｃは、円柱を軸に平行な２平面で切り取ったＩカット形状を有している。つまり、ユニット貫通孔１２０ｃの断面は、円から平行に２つの円弧を切り取った形状を有している。これは後述するように、ピストン２１０の先端部２１１がＩカット形状を有しているからである。ただし、ユニット貫通孔１２０ｃの形状はこれに限られず、後述するようにユニット貫通孔１２０ｃは他の形状を有していてもよい。

回転ロックユニット１２０は、カセットキャップ１３０のキャップ柱状空間１３０ｃ内に保持される。上述したように、カートリッジストッパ１２３、ばね１２４およびカセットロックリング１２５を組み立て、回転ロックユニット１２０を構成したのち、図７に示すように、回転ロックユニット１２０をキャップ開口１３０ｄから、カセットロックリング１２５を先頭にした状態でキャップ柱状空間１３０ｃ内に挿入する。この時、カセットキャップ１３０のキャップ開口１３０ｄに位置するキャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２をカセットロックリング１２５のリング部１２６の溝１２６ｈ１、１２６ｈ２に位置合わせすることによって、キャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２が溝１２６ｈ１、１２６ｈ２に挿入され、キャップ開口１３０ｄをカセットロックリング１２５のリング部１２６が通過することができる（矢印ＡＲ１）。

キャップ凸部１３０ｔ１は、キャップ開口１３０ｄの周方向において、キャップ凸部１３０ｔ２よりも長く、溝１２６ｈ１および溝１２６ｈ２は、キャップ凸部１３０ｔ１およびキャップ凸部１３０ｔ２に対応した形状を有している。このため、キャップ凸部１３０ｔ１は、溝１２６ｈ２よりも長く溝１２６ｈ２にキャップ凸部１３０ｔ１を挿入することはできない。つまり、キャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２を溝１２６ｈ２、１２６ｈ１にそれぞれ位置合わせして、回転ロックユニット１２０をカセットキャップ１３０のキャップ柱状空間１３０ｃ内に挿入することはできない。これによって、正しくない方向で回転ロックユニット１２０がカセットキャップ１３０のキャップ柱状空間１３０ｃ内に配置されるのを防ぐことができる。

ばね１２４がキャップ開口１３０ｄに達したら、回転ロックユニット１２０を回転させ、キャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２をカートリッジストッパ１２３のリング部１２１の第２側面部１２１ｅおよび溝１２１ｇの端１２１ｇ２に位置合わせする。例えば、図７に示す例では、右回りに約９０度回転させる（矢印ＡＲ２）。これにより、キャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２が第２側面部１２１ｅおよび溝１２１ｇの端１２１ｇ２をそれぞれ通過し、回転ロックユニット１２０がキャップ柱状空間１３０ｃ内へ移動する（矢印ＡＲ３）。その後、第２側面部１２１ｅがカセットキャップ１３０のボタン空間１３０ｆに対向するように、回転ロックユニット１２０を逆に回転させる。例えば、左回りに約９０度回転させる（矢印ＡＲ４）。これにより、キャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２がカートリッジストッパ１２３のリング部１２１の溝１２１ｇ、１２１ｈ内に配置される。この状態で、ばね１２４の付勢力によって、カートリッジストッパ１２３およびカセットロックリング１２５は第１端１３０ａおよび第２端１３０ｂ側へそれぞれ付勢される。キャップ凸部１３０ｔ１、１３０ｔ２がリング部１２１の溝１２１ｇ、１２１ｈの側面と当接することによってカートリッジストッパ１２３がばね１２４の付勢力によってキャップ柱状空間１３０ｃから飛び出すのを防いでいる。

＜カセット１００の動作１＞
カセット１００に薬剤カートリッジ１０が収納されていない状態では、ロック機構は、カセットキャップ１３０をロックすることができないことが好ましい。これは、例えば、カセット１００に薬剤カートリッジ１０が収納されていない状態では回転ロックユニット１２０が回動不能であることによって、実現し得る。図８Ａは、カセットキャップ１３０が開いた状態およびカートリッジホルダ１１０に薬剤カートリッジ１０が挿入されていない状態でカセットキャップ１３０を閉じた場合における、カセットキャップ１３０内の回転ロックユニット１２０の状態を示す斜視図であり、図８Ｂは、カートリッジホルダ１１０に薬剤カートリッジ１０が収納された状態でカセットキャップ１３０を閉じた場合における、カセットキャップ１３０内の回転ロックユニット１２０の状態を示す斜視図であり、図８Ｃは、図８Ａおよび図８Ｂに示す状態における、回転ロックユニット１２０の位置を比較して示す斜視図である。

図８Ａおよび図８Ｃに示すように、カセットキャップ１３０が開いた状態およびカートリッジホルダ１１０に薬剤カートリッジ１０が挿入されていない状態でカセットキャップ１３０を閉じた場合には、上述したように、ばね１２４の付勢力によって、カートリッジストッパ１２３が第１端１３０ａ側へ付勢される。このため、溝１２１ｇの端１２１ｇ１において、キャップ凸部１３０ｔ２がリング部１２１の溝１２１ｇの第２端１２１ｂ側の側面と当接する。同様に、溝１２１ｈの端１２１ｈ１において（図６Ａ）、キャップ凸部１３０ｔ１がリング部１２１の溝１２１ｈの第２端１２１ｂ側の側面と当接する。これにより、カートリッジストッパ１２３がばね１２４の付勢力によってキャップ柱状空間１３０ｃから飛び出すのを防いでいる。

この時、回転ロックユニット１２０を、回転させようとすると、図８Ｃの左側に示すように、キャップ凸部１３０ｔ２は、ストッパ凸部１２１ｇｔと当接する。同様に、キャップ凸部１３０ｔ１は、ストッパ凸部１２１ｈｔと当接する（図８Ａ、図８Ｂ）。この状態では、回転ロックユニット１２０は回動不能である。

一方、後述するように、カートリッジホルダ１１０に薬剤カートリッジ１０が挿入された状態でカセットキャップ１３０を閉じた場合、薬剤カートリッジ１０の後端がカセットキャップ１３０内に入りこむことによって、ばね１２４の付勢力に抗してカートリッジストッパ１２３を押し込む。このため、図８Ｂに示すように、カートリッジストッパ１２３が後退する。

この時、カセットキャップ１３０のカートリッジストッパ１２３の傾斜面１２１ｉは、外周側に向くように傾斜しているため、当接面１２１ｆだけでリング部１２１の第１端１２１ａが構成される場合に比べて、カセットキャップ１３０がよりホルダ開口１１０ｄに近接した状態で薬剤カートリッジ１０の後端がカートリッジストッパ１２３の傾斜面１２１ｉと当接する。このため、薬剤カートリッジ１０の後端からカセットキャップ１３０の傾斜面１２１ｉが受ける力の方向と、軸１２１ｃａ、つまり、カートリッジストッパ１２３の移動方向とがなす角度は小さくなり、スムーズに、カートリッジストッパ１２３を後退させることができる。

これにより、図８Ｃの右側に示すように、キャップ凸部１３０ｔ２に対して、カートリッジストッパ１２３が後退し、キャップ凸部１３０ｔ２は、ストッパ凸部１２１ｇｔから離間する。同様に、キャップ凸部１３０ｔ１は、ストッパ凸部１２１ｈｔから離間する。これにより、回転ロックユニット１２０は回動可能になる。このような回転ロックユニット１２０の構造により、カセット１００に薬剤カートリッジ１０が装填されていない場合には、回転ロックユニット１２０の回動ができない状態となり、カセットキャップ１３０がロックできなくなる。

＜カセット１００の動作２＞
次に、カセット１００における、カセットキャップ１３０のロック動作を説明する。図９Ａおよび図９Ｂは、それぞれ、アンロック状態およびロック状態の、回転ロックユニット１２０を収納したカセットキャップ１３０の斜視図である。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、アンロック状態のカセットキャップ１３０の上面図、第１端１３０ａ側および第２端１３０ｂ側から見た側面図である。図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは、ロック状態のカセットキャップ１３０の上面図、第１端１３０ａ側および第２端１３０ｂ側から見た側面図である。

図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、カートリッジホルダ１１０のホルダ柱状空間１１０ｃに薬剤カートリッジ１０を挿入すると、薬剤カートリッジ１０の、シリンダ１１の第２端１１ｂが、ホルダ開口１１０ｄから突出する。この状態で、カセットキャップ１３０を閉じると、薬剤カートリッジ１０のシリンダ１１の後端がカセットキャップ１３０内に入りこむことによって、ばね１２４の付勢力に抗してカートリッジストッパ１２３を押し込む。このため、図９Ａに示すように、カートリッジストッパ１２３が後退する。

カセットボタン１１１の係合部１１１ｇが、カセットキャップ１３０のキャップ柱状空間１３０ｃに隣接したボタン空間１３０ｆに挿入され、カセットボタン１１１の係合部１１１ｇが、カセットキャップ１３０の係合部１３０ｇと係合する。具体的には、係合部１１１ｇの鉤形状が係合部１３０ｇの開口と係合する。これにより、カセットキャップ１３０がカートリッジホルダ１１０のホルダ開口１１０ｄを閉じた状態を維持する。

この状態では、回転ロックユニット１２０はアンロック位置に配置されている。図１０Ａに示すように、報知用孔１３０ｈ内には、回転ロックユニットの着色領域１２６ｒ以外の領域が位置している。これにより、操作者は、カセットキャップ１３０がロックされていないことが認識できる。また、図１０Ｃに示すように、カートリッジストッパ１２３の第２側面部１２１ｅがカセットキャップ１３０のボタン空間１３０ｆに対向している。第２側面部１２１ｅと軸との最短距離は、第１側面部１２１ｄと軸との最短距離よりも短いため、第２側面部１２１ｅとボタン空間１３０ｆとの間に、空間１２１ｅｅが形成される。図１０Ｂおよび図１０Ｃに示すように、回転ロックユニット１２０のユニット貫通孔１２０ｃは、例えば、２つの平坦な面が水平方向に位置するような方向に位置している。

この状態で、カセットボタン１１１を押下すると、カセットボタン１１１の係合部１１１ｇが空間１２１ｅｅに侵入し、さらに、第２側面部１２１ｅに当接するまで下降し、カセットボタン１１１の係合部１１１ｇとカセットキャップ１３０の係合部１３０ｇとの係合が解除される。この時、薬剤カートリッジ１０のシリンダ１１は、カートリッジストッパ１２３と当接しているので、ばね１２４の付勢力によって、カセットキャップ１３０が開放する方向に付勢され、シャフト１３１を軸として回動し、カセットキャップ１３０が開く。

また、薬剤カートリッジ１０がカートリッジホルダ１１０内に挿入され、カセットキャップ１３０が閉じられた状態では、上述したように、カートリッジストッパ１２３が薬剤カートリッジ１０に押されて後退しているため、回転ロックユニット１２０は回動可能な状態にある。

薬剤注入装置２００は、ユニット貫通孔１２０ｃの断面形状に対応した断面形状の先端部を含むピストン２１０を備えており、上述した状態にあるカセット１００が薬剤注入装置２００に装填されると、薬剤カートリッジ１０内の薬剤を放出するためにピストン２１０が前進する。このとき、ピストン２１０は、回転しながら前進することによって、回転ロックユニット１２０のユニット貫通孔１２０ｃに挿入され、ピストン２１０の先端部がユニット貫通孔１２０ｃ内で回転しながら前進する。断面形状がユニット貫通孔１２０ｃとピストン２１０の先端部とでは対応しているため、ピストン２１０が回転すると、回転ロックユニット１２０も回転する。図１１Ｂおよび図１１Ｃに示すように、例えば、ピストン２１０が、ユニット貫通孔１２０ｃ内を前進しながら、先端側から見て約６０°回転する。これにより、回転ロックユニット１２０が時計回りに６０°回転し、回転ロックユニット１２０がロック位置に配置される。

回転ロックユニット１２０の、ロック位置とアンロック位置とは、キャップ柱状空間の軸に垂直な面において、キャップ柱状空間の軸を中心として、角度αをなしている。上述したように例えば、αは６０°である。角度αは任意の値に設定し得る。例えば、αは３０°以上１２０°以下である。

また、回転ロックユニット１２０のユニット貫通孔１２０ｃの断面は、（３６０／α）回対称以外の回転対称の形状を有するか、または、断面が回転対称ではない形状を有することが好ましい。

回転ロックユニット１２０の回転によって、図１１Ｃに示すように、カートリッジストッパ１２３の第１側面部１２１ｄがカセットキャップ１３０のボタン空間１３０ｆに対向している。この状態では、ボタン空間１３０ｆと第１側面部１２１ｄとの間に余分な空間がなく、図５Ｃに示すように、カセットボタン１１１を押しても、係合部１１１ｇが第１側面部１２１ｄと当接することによって、カセットボタン１１１は降下せず、カセットボタン１１１は押下不能である。このため、カセットボタン１１１の係合部１１１ｇとカセットキャップ１３０の係合部１３０ｇとの係合を解除することができない。つまり、操作者はカセットボタン１１１を押下してカセットキャップ１３０を開けることができない。したがって、操作者が誤ってカセットボタン１１１を押下しても、カセットキャップ１３０を開けることができず、薬剤カートリッジ１０が取り出されるのを防ぐことが可能である。

図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、回転ロックユニット１２０がアンロック位置にある場合、カセットロックリング１２５の面１２６ｆは、カセットキャップ１３０の第２端１３０ｂの内面１３０ｍ側に付勢され、面１２６ｆの第１リング係合部１２６ｇ１が、内面１３０ｍのキャップ係合部１３０ｋと係合する。このため、この状態でカセット１００に振動などが外部から伝わっても、回転ロックユニット１２０が回転するのが抑制される。同様に、回転ロックユニット１２０がロック位置にある場合、カセットロックリング１２５の面１２６ｆは、カセットキャップ１３０の第２端１３０ｂの内面１３０ｍ側に付勢され、面１２６ｆの第２リング係合部１２６ｇ２が、内面１３０ｍのカセットキャップ１３０のキャップ係合部１３０ｋと係合する。このため、この状態でカセット１００に振動などが外部から伝わっても、回転ロックユニット１２０が回転するのが抑制される。

また、図１０Ｂおよび図１０Ｃと図１１Ｂおよび図１１Ｃとの比較から分かるように、回転ロックユニット１２０のユニット貫通孔１２０ｃをその軸に垂直な面へ投影した投影像（形状および形状の向き）は、回転ロックユニット１２０がロック位置にあるときと、アンロック位置にあるときとで完全には重ならず、異なっている。これは、ユニット貫通孔１２０ｃの断面が、（３６０／α）回対称以外の回転対称の形状を有しているからである。

本実施形態のカセット１００および薬剤注入装置２００は、薬剤カートリッジ１０が複数回分の量の薬剤を含むため、使用途中であり、まだ、薬剤が残っているカセット１００を薬剤注入装置２００からが取り出すことができる。この際、後述するように、薬剤注入装置は、ピストン２１０を退避させないことによって、次回、使用途中カセットを薬剤注入装置に装填した場合に、時間を要することなく注射を行うことができる。また、この時、誤って薬剤カートリッジが収納されていないカセット１００または未使用の薬剤カートリッジ１０が収納されたカセット１００は、薬剤注入装置２００に正しく装填することができない。これらのカセット１００では、回転ロックユニット１２０がアンロック位置にあり、ユニット貫通孔１２０ｃの断面形状の向きがロック位置とは異なっているため、ピストン２１０がカセットキャップ１３０のユニット貫通孔１２０ｃに挿入できないからである。

このように、本実施形態のカセット１００によれば、回転ロックユニット１２０を備えることによって、薬剤カートリッジ１０が装填されたカセット１００のカセットキャップ１３０をロックすることが可能である。よって、操作者が誤ってカセットボタン１１１を押下して薬剤カートリッジ１０を取り出すことを抑制することができる。また、カセットキャップ１３０がロックされている状態では、報知部がロック状態であることを操作者に提示することによって、操作者に薬剤カートリッジ１０を取り出すことが適切ではない状態であることを認識させることができ、正しい機器操作の理解に役立てることができる。

［薬剤注入装置２００の構造］
図１２Ａおよび図１２Ｂは、外装筐体２０１を取り外した薬剤注入装置２００の斜視図であり、図１２Ａは、カセット１００を装填していない状態を示し、図１２Ｂはカセット１００を装填した状態を示す。また、図１３は、外装筐体２０１を取り外した薬剤注入装置２００の分解斜視図である。図１４Ａから図１４Ｄおよび図１５Ａから図１５Ｅは、ピストン２１０の前進および回転を示す斜視図である。

薬剤注入装置２００は上述した外装筐体２０１および制御装置２８０に加えて、ピストン２１０と、ピストン駆動機構２２０とを備える。本実施形態では、薬剤注入装置２００は、ピストン駆動機構２２０を支持する内部筐体２０２をさらに備える。外装筐体２０１および内部筐体２０２は、全体として薬剤注入装置２００の筐体を構成している。

薬剤注入装置２００において、カセット空間２０１ｃにカセット１００が収納された状態で、ピストン２１０は、カセット１００に装填されている薬剤カートリッジ１０の軸方向に前進、後退、および、軸周りに回転が可能である。また、ピストン２１０が前進し、薬剤カートリッジ１０のガスケット１３と当接して、ガスケット１３を押し込むことによって、薬剤１４を注射針２１から排出させることが可能である。上述したようにピストン２１０が前進しながら軸周りに回転する際、カセットキャップ１３０の回転ロックユニット１２０をロック位置とアンロック位置との間で回動させ、カセットキャップ１３０がロックまたはアンロックされる。

ピストン駆動機構２２０はピストン２１０を、前進または後退する方向に駆動し、かつ、軸周りに回転させる。

［ピストン２１０］
ピストン２１０は、先端部２１１と先端部に接続された本体２１２とを含む。先端部２１１は、第１端２１０ａ側に位置している。先端部２１１は、本実施形態では、円柱を軸に沿った２つの平行な２平面で切断したＩカット形状を有している。図１６Ａはピストン２１０を第１端２１０ａ側から見た正面図であり、左側はピストン２１０が初期位置、および、薬剤注入装置２００に装填されたカセット１００のアンロック位置にある回転ロックユニット１２０に挿入可能な状態を示し、右側はロック位置にある回転ロックユニット１２０に挿入可能な状態を示す。

図１６Ａに示すように、軸と垂直な面における本体２１２の投影形状の外縁は、先端部２１１の投影形状の外縁よりも内側に位置している。このため、先端部２１１が、薬剤注入装置２００に装填されたカセット１００のアンロック位置またはロック位置にあるユニット貫通孔１２０ｃに挿入可能であれば、本体部分もユニット貫通孔１２０ｃを通過することができ、ピストン２１０が前進することによって、カセット１００に収納された薬剤カートリッジ１０のガスケット１３と当接して、ガスケット１３を前進させることができる。

図１６Ａの左側に示すアンロック位置にある回転ロックユニット１２０に挿入可能なピストン２１０の先端部２１１の断面の形状の向きと、右側に示すロック位置にある回転ロックユニット１２０に挿入可能なピストン２１０の先端部２１１の断面形状の向きとが異なっている場合、回転ロックユニット１２０がロック位置にあるカセット１００と、回転ロックユニット１２０がアンロック位置にあるカセット１００とを選択的に装填可能となる。つまり、前述したように、使用途中のカセットを薬剤注入装置から取り外した場合に、誤って薬剤カートリッジが収納されていないカセット１００または未使用の薬剤カートリッジ１０が収納されたカセット１００が薬剤注入装置２００に正しく装填することができなくなる。

また、図１０Ｂおよび図１０Ｃと図１１Ｂおよび図１１Ｃとの比較から分かるように、回転ロックユニット１２０のユニット貫通孔１２０ｃをその軸に垂直な面へ投影した投影像（形状および形状の向き）は、回転ロックユニット１２０がロック位置にあるときと、アンロック位置にあるときとで完全には重ならず、異なっている（一致しない）。これは、ユニット貫通孔１２０ｃの断面が、（３６０／α）回対称以外の回転対称の形状または非回転対称の形状を有しているからである。

このためには、ユニット貫通孔１２０ｃの断面と同様、カセット１００の回転ロックユニット１２０の、ロック位置とアンロック位置とのなす角度がαである場合、ピストン２１０の先端部の断面が、（３６０／α）回対称以外の回転対称の形状を有するか、または、ピストン２１０の先端部の断面が回転対称の形状を有しないことが好ましい。例えば、角度αが６０°である場合、ピストン２１０の先端部２１１の断面形状は６（３６０／６０）回対称以外の回転対称であればよい。

例えば、図１６Ｂにおいて左側に示すように、先端部２１１の断面形状が正四角形である場合、先端部２１１の断面は４回対称の形状である。このため、ピストン２１０を軸周りに６０°回転させた場合における先端部２１１の断面の向きは図１６Ｂの右側に示すように、回転前の形状の向きと異なる。図１６Ｃに示すように、先端部２１１がＤカット形状を有する場合、先端部２１１の断面の形状は回転対称ではない。したがって、ピストン２１０を軸周りに６０°回転させた場合における先端部２１１の断面の向きは図１６Ｂの右側に示すように、回転前の形状の向きと異なるし、他の回転角度でピストン２１０を回転させた場合でも、断面の向きは回転前の断面の向きと異なる。

一方、図１６Ｄにおいて左側に示すように、先端部２１１の断面形状が正六角形である場合、先端部２１１の断面は６回対称の形状である。このため、ピストン２１０を軸周りに６０°回転させた場合における先端部２１１の断面の向きは図１６Ｄの右側に示すように、回転前の形状の向きと同じとなる。したがって、この場合には、薬剤注入装置は、回転ロックユニット１２０がロック位置にあるカセット１００と、回転ロックユニット１２０がアンロック位置にあるカセット１００のいずれも装填可能となる。このため、回転ロックユニット１２０のロック位置とアンロック位置とを区別して扱うことができない。

ピストン２１０は、本体２１２の側面に位置する駆動凸部２１３を含む。駆動凸部２１３は、後述するようにピストン駆動機構２２０に設けられる第１ガイド２０３および第２ガイド２３１と係合することによって、第１ガイド２０３および第２ガイド２３１の形状にしたがって、ピストン２１０を軸周りに回転させ、または、回転を規制する。駆動凸部２１３と、第１ガイド２０３および第２ガイド２３１とは、例えば、一方がピストン２１０の側面に位置しており、他方が内部筐体２０２に位置している。本実施形態では、駆動凸部２１３はピストン２１０の側面にもけられているリブであり、リブは、ピストン２１０の軸に平行に伸びるリッジ状の凸部である。より具体的には、ピストン２１０は、本体の側面の第２端２１０ｂ側に配置された２つの駆動凸部２１３を有する。

ピストン２１０の本体２１２には、ピストン２１０の軸に沿って伸びる穴２１０ｈの内側に位置する雌ネジ２１４が設けられている。

［ピストン駆動機構２２０］
ピストン駆動機構２２０は、注入モータ２６４と、ギアボックス２２１と、駆動ギア２２２と、駆動ロッド２３５と、ピストンガイド２３０とを含む。注入モータ２６４、ギアボックス２２１、駆動ギア２２２およびピストンガイド２３０が内部筐体２０２に支持されている。図１３等では、内部筐体２０２の下半分が示されており、図示しない上半分も同様の形状を備えている。

注入モータ２６４は、制御装置２８０の制御に基づき正転または逆転する。ここで、正転とは、ピストン２１０を前進させる方向に回転することをいい、逆転とは、ピストン２１０を後退させる方向に回転することをいう。

注入モータ２６４の回転軸には回転量検出器としてエンコーダ２６５が取り付けられており、エンコーダ２６５が注入モータ２６４の回転量（回転数）を検出する。

ギアボックス２２１は、注入モータ２６４の回転軸に取り付けられた少なくとも１つのギアを含む。ギアボックス２２１は注入モータ２６４の回転速度を減速するために２以上のギアを含んでいてもよい。

駆動ギア２２２は、ギアボックス２２１のギアとかみ合い、ベアリング２２３によって回転可能に内部筐体２０２に支持される。駆動ギア２２２の軸に穴が設けられており、駆動ロッド２３５の一端が挿入され嵌合している。

駆動ロッド２３５は棒形状を有し、側面に雄ねじ２３６が形成されている。雄ねじ２３６は、ピストン２１０に設けられた雌ネジ２１４に噛み合うように、ねじ山の高さ、形状、ねじのピッチ等が構成されている。

ピストンガイド２３０は、ピストン２１０が挿入される穴２３０ｈを有している。穴２３０ｈの内側面には、第２ガイド２３１が設けられている。第２ガイド２３１は、ピストン２１０の駆動凸部２１３と係合し、ピストン２１０を軸周りに回転させることなく前進または後退するように案内する。

ピストンガイド２３０の軸方向の長さは、ピストン２１０の本体２１２の長さよりも短く、ピストン２１０が最も後退した初期状態では、ピストン２１０の駆動凸部２１３は、ピストンガイド２３０の後端よりもさらに後退している。このため、初期状態では、上述した第２ガイド２３１と駆動凸部２１３とは係合しておらず、ピストン２１０はピストンガイド２３０に対して軸周りに回転し得る。

第２ガイド２３１は、本実施形態では、第２ガイド２３１は穴２３０ｈの軸に平行に伸びる直線溝であり、ピストン２１０の側面に設けられた駆動凸部２１３であるリブが挿入される。ピストンガイド２３０は、ピストン２１０の２つの駆動凸部２１３に対応して２つの第２ガイド２３１を備える。ピストンガイド２３０は側面に溝２３０ｇを有する。

内部筐体２０２は、ギア領域２０２ｄと、第１ガイド２０３と、ピストンガイド領域２０２ｆと、カセット領域２０２ｈと、リッジ状の凸部２０２ｇとを含む。ギア領域２０２ｄには、駆動ギア２２２が配置される。カセット領域２０２ｈはカセット空間２０１ｃを規定する領域である。

ピストンガイド領域２０２ｆは凸部２０２ｇを有し、凸部２０２ｇがピストンガイド２３０の溝２３０ｇが挿入された状態でピストンガイド領域２０２ｆにピストンガイド２３０が配置される。溝２３０ｇに凸部２０２ｇが挿入されることによって、ピストン２１０が駆動される際、ピストンガイド２３０が供回りするのを抑制する。

また、後述するように、薬剤注入装置２００へのカセット１００の装填および薬剤注入装置２００からのカセット１００の排出の操作性を高めるために、ばねによる付勢力を利用してもよい。この場合には、ピストンガイド２３０がピストンガイド領域２０２ｆ内において、軸方向に移動可能なように軸方向の凸部２０２ｇの長さは、ピストンガイド２３０の溝２３０ｇよりも小さく構成されていることが好ましい。

第１ガイド２０３は、ピストン２１０の駆動凸部２１３と係合または当接し、ピストン２１０を回転させながら前進または後退するように案内する。本実施形態では、第１ガイド２０３は、先端側および後端側にそれぞれ位置する螺旋面２０３ｆおよび螺旋面２０３ｒを有し、駆動凸部２１３であるリブが挿入可能な凹部である。螺旋面２０３ｆおよび螺旋面２０３ｒの捻じれる角度は、ロック位置とアンロック位置の回転角度である角度αに概ね一致している。螺旋面２０３ｆおよび螺旋面２０３ｒの先端側の端部（前端）の位置は、ピストンガイド領域２０２ｆに配置されたピストンガイド２３０の第２ガイド２３１の後端側の端部の位置と概ね一致している。また、ピストンガイド領域２０２ｆにピストンガイド２３０が配置されることによって、第２ガイド２３１は、第１ガイド２０３とカセット空間２０１ｃとの間に位置している。

［ピストン駆動機構２２０によるピストン２１０の駆動］
図１４Ａから図１４Ｄおよび図１５Ａから図１５Ｅを参照しながら、ピストン駆動機構２２０によるピストン２１０の駆動を説明する。

図１４Ａおよび図１５Ａに示すように初期状態では、駆動ロッド２３５がピストン２１０の穴２１０ｈ内に挿入された状態で、ピストン２１０はピストンガイド２３０の穴２３０ｈに挿入されている。ピストン２１０の先端部２１１は、カセット空間２０１ｃに位置している。また、ピストン２１０の駆動凸部２１３は、第１ガイド２０３に位置しており、駆動凸部２１３であるリブの前端が螺旋面２０３ｆの後端と当接している。

制御装置２８０の指令によって、注入モータ２６４が正転すると、ギアボックス２２１を介して駆動ギア２２２が回転し、駆動ロッド２３５が回転する。駆動ロッド２３５が回転すると、駆動ロッド２３５の雄ねじ２３６とかみ合ったピストン２１０の雌ネジ２１４は軸周りの回転力を受ける。上述したように、初期状態では、駆動凸部２１３は、ピストンガイド２３０の外に位置しているので、ピストン２１０は軸周りに回転可能である。このため、ピストン２１０は、駆動ロッド２３５と供回りする。ただし、駆動凸部２１３のリブの前端が第１ガイド２０３の螺旋面２０３ｆと当接しているため、螺旋面２０３ｆの螺旋にしたがって、ピストン２１０は軸周りに回転しながら前進する。この時、カセット１００の回転ロックユニット１２０はアンロック位置から回転を開始する。

図１４Ｂおよび図１５Ｂは、駆動凸部２１３のリブの前端が第１ガイド２０３の螺旋面２０３ｆの前端に達した状態を示す。初期状態からこの状態までピストン２１０は軸周りに角度αだけ回転する。これにより、カセット１００の回転ロックユニット１２０はロック位置まで回転する。

駆動凸部２１３の前端が、螺旋面２０３ｆの前端に達すると、さらにピストン２１０が前進することにより、図１４Ｃおよび図１５Ｃに示すように、駆動凸部２１３が第２ガイド２３１の溝に挿入される。第２ガイド２３１は直線溝であるため、以降、第２ガイド２３１によってピストン２１０は軸周りの回転が規制され、駆動ロッド２３５の回転に従い、ピストン２１０は回転することなく前進する。

図１４Ｄ、図１５Ｄ、図１５Ｅは、さらにピストン２１０が前進した状態を示す。これらの状態において、ピストン２１０は軸周りには回転しない。図１５Ｅは、ピストン２１０が最も前進した状態を示す。

ピストン２１０は、上述した動作と逆の動作によって後退する。具体的には、制御装置２８０の指令によって、注入モータ２６４が逆転すると、駆動ロッド２３５の回転によって、駆動ロッド２３５の雄ねじ２３６とピストン２１０の雌ネジ２１４とがかみ合い、軸周りの回転が規制されることによって、図１５Ｅに示すピストン２１０が最も前進した状態から、ピストン２１０は軸周りに回転することなく後退する。

図１４Ｂおよび図１５Ｂに示すように、駆動凸部２１３であるリブ全体がピストンガイド２３０の第２ガイド２３１から外れるまでピストン２１０が後退すると、ピストン２１０は軸周りの回転が可能となる。この時、駆動凸部２１３のリブの後端が第１ガイド２０３の螺旋面２０３ｒと当接するため、螺旋面２０３ｒの螺旋にしたがって、ピストン２１０は軸周りに回転しながら後退する。この時、カセット１００の回転ロックユニット１２０はロック位置から回転を開始する。図１４Ａおよび図１５Ａに示すように、駆動凸部２１３のリブの後端が第１ガイド２０３の螺旋面２０３ｒの後端に達するまでにピストン２１０は軸周りに角度αだけ回転し、ピストン２１０が初期位置に戻る。これにより、カセット１００の回転ロックユニット１２０はアンロック位置まで回転する。

［カセット１００のロック］
薬剤注入装置２００は、装填されたカセット１００が誤操作によって容易に取り出せないように、ロック機構を備えていてもよい。図１７Ａおよび図１７Ｂは、カセット１００の挿入時におけるロック動作を説明する斜視図であり、図１８Ａおよび図１８Ｂはカセット１００の排出時におけるアンロック動作を説明する斜視図である。

ロック機構は、例えば、一対のカセット保持アーム２４１と、アームばね２４２と、ピストンガイドばね２４３と、スライドベース２１５と、ピストンガイド２３０に接続されたクランプ部２３２とを含む。

カセット保持アーム２４１のそれぞれは、先端側に位置する爪２４１ｇと、後端に位置する第１当接部２４１ｃと、爪２４１ｇと第１当接部２４１ｃとの間に位置する軸２４１ｅと、軸２４１ｅと第１当接部２４１ｃとの間に位置し、第２当接部２４１ｄを有する凸部２４１ｆとを含む。爪２４１ｇはカセット１００のカートリッジホルダ１１０のロック凹部１１０ｇと係合可能である。軸２４１ｅは、凸部、孔など、カセット保持アーム２４１の回動軸であり、軸２４１ｅにおいて、カセット保持アーム２４１は、回動可能に内部筐体２０２に支持されている。

アームばね２４２は、一対のカセット保持アーム２４１の凸部２４１ｆの間に配置され、２つの凸部２４１ｆが離間するように付勢する。例えば、アームばね２４２は、ねじりばね（トーションばね）であってよい。

スライドベース２１５は、基部２１５ｃと、基部２１５ｃに接続され、ピストンガイド２３０に挿入される孔を有するリング部２１５ｄと、一対のカセット保持アーム２４１の第１当接部２４１ｃと対向し得る一対のベース当接部２１５ｅとを含む。排出レバー２０９は、スライドベース２１５の基部２１５ｃに接続されており、スライドベース２１５は、軸方向に移動可能なように内部筐体２０２に支持されている。

ピストンガイドばね２４３は、ピストンガイド２３０の外側面に配置され、ピストンガイド２３０の先端側位置するフランジ２３０ｃとスライドベース２１５のリング部２１５ｄとの間に位置する。ピストンガイドばね２４３は、例えば、圧縮コイルばねである。

クランプ部２３２は、一対のカセット保持アーム２４１の第２当接部２４１ｄと対向し得る一対のクランプ当接部２３２ｃを含む。

カセット１００が薬剤注入装置のカセット空間２０１ｃに挿入されていない状態において、ピストンガイドばね２４３がピストンガイド２３０のフランジ２３０ｃを付勢することによって、ピストンガイド２３０のクランプ部２３２もカセット空間２０１ｃ側に付勢され、クランプ当接部２３２ｃが、一対のカセット保持アーム２４１の第２当接部２４１ｄを挟むように第２当接部２４１ｄと当接する。これにより、一対のカセット保持アーム２４１において、軸２４１ｅより後端側が閉じるように付勢され、軸２４１ｅより先端側が開く。

この状態でカセット１００をカセット空間２０１ｃに挿入すると、カセットキャップ１３０の第２端１３０ｂがピストンガイド２３０と当接する。操作者が、ピストンガイドばね２４３との付勢に抗してさらにカセット１００を挿入すると、ピストンガイド２３０が後退し、これに伴い、クランプ部２３２も後退する。このため、図１７Ｂに示すように、ピストンガイド２３０のクランプ部２３２のクランプ当接部２３２ｃが、一対のカセット保持アーム２４１の第２当接部２４１ｄから離間し、アームばね２４２の付勢によって、カセット保持アーム２４１の軸２４１ｅより後端側が開く。その結果、カセット保持アーム２４１の軸２４１ｅより先端側が閉じ、爪２４１ｇがカセット１００のカートリッジホルダ１１０のロック凹部１１０ｇと係合する。これにより、カセット１００の装填が完了する。

この状態では、カセット保持アーム２４１の爪２４１ｇがカセット１００のロック凹部１１０ｇと係合しているため、カセット１００を引っ張っても引き抜くことができない。また、操作者はカセット１００を挿入する際、ピストンガイドばね２４３の付勢による抗力が大きくなった後に、ロックによって抗力がなくなるため、正しい位置にカセット１００が装填されたことを操作の感触から認識し得る。

カセット１００を排出する場合、操作者が手指で排出レバー２０９を先端側にスライドさせると、図１８Ａに示すように、スライドベース２１５のベース当接部２１５ｅが、一対のカセット保持アーム２４１の第１当接部２４１ｃを挟むように当接する。これにより、一対のカセット保持アーム２４１において、軸２４１ｅより後端側が閉じるように付勢され、軸２４１ｅより先端側が開く。その結果、図１８Ｂに示すように、カセット保持アーム２４１の爪２４１ｇがカセット１００のロック凹部１１０ｇから離間する。

カセット１００は、ピストンガイドばね２４３の付勢に抗して保持されているため、カセット保持アーム２４１によるロックか解除されると、ピストンガイドばね２４３の付勢力によって、カセット１００が全体として前進する。この状態で操作者はカセット１００を手指でつまんで取り出すことが可能である。また、ピストンガイドばね２４３の付勢力によって、排出レバー２０９は後退する。

このように、カセット１００が薬剤注入装置２００に装填された状態では、カセット１００の取り出しができず、操作者が誤ってカセット１００を引き抜くことが抑制される。なお、排出レバー２０９は、ロックボタン２０９ｃを備えていてもよい。ロックボタン２０９ｃは、ロックボタン２０９ｃを押下した状態でのみ排出レバー２０９のスライドが可能なように構成されている。このような構成によれば、排出レバー２０９をスライドさせるためには、押下の操作も必要になるため、操作者はより意識的に排出レバー２０９を操作する必要がある。このため、ロックボタン２０９ｃによってより確実に誤動作を抑制することが可能となる。

［各種検出器の配置］
図２に示した薬剤注入装置２００の各種検出器をまとめて説明する。図１９は薬剤注入装置２００の断面図である。

エンコーダ２６５は前述したように注入モータ２６４の回転軸に取り付けられ、注入モータ２６４の回転数を測定する。ピストン原点検出器２７１は、ピストン２１０が、例えば、初期位置まで後退したことを検出する。原点は初期位置以外の位置に設定されていてもよい。例えば、ピストン原点検出器２７１は、ピストン２１０が初期位置まで後退した時に後端が押下するように配置されたマイクロスイッチ等であってよい。

カセット装填検出器２７２はカセット１００のカセット空間２０１ｃへの装填または排出を検出する。例えば、ケース開口２０１ｄにドア２０５が設けられ、カセット装填検出器２７２は、ドアが開いたときに押下されるマイクロスイッチ等であってよい。

カセット保持検出器２７３は、カセット空間２０１ｃにカセット１００が装填されていること／いないことを検出する。カセット保持検出器２７３は、例えば、カセット空間２０１ｃに近接して配置され、装填されたカセット１００によって押下されるマイクロスイッチ等であってよい。

排出レバー検出器２７４は、排出レバー２０９が操作されたことを検出する。排出レバー検出器２７４は、例えば、排出レバー２０９に近接して配置され、排出レバー２０９がスライドした時に押下されるマイクロスイッチ等であってよい。

皮膚当接検出センサ２７５は皮膚あて面２０１ｂが皮膚に当接したことを検出する。皮膚当接検出センサ２７５は、例えば、皮膚あて面２０１ｂに配置されたタッチセンサ、圧力センサ等であってよい。

（薬剤注入システムの動作）
図１９Ａから図１９Ｋに示す断面図および図２０Ａ、図２０Ｂに示すフローチャートを参照しながら薬剤注入システムの動作および使用手順を説明する。

［１．未使用の薬剤カートリッジ１０を初めて使用する動作］
（１）カセット装填前の状態および薬剤注入装置の起動（図１９Ａ、Ｓ１）
薬剤注入装置２００は、複数回に分けて注射される量の薬剤を含む薬剤カートリッジに適合している。このため、制御装置２８０は、各薬剤カートリッジの投薬履歴、つまり、薬剤の使用量または投薬回数をメモリ２５４に記憶している。使用量とは、薬剤カートリッジが未使用の状態から使用された薬剤の量である。投薬回数とは、薬剤カートリッジが未使用の状態から使用された回数である。以下、制御装置２８０のメモリ２５４に記憶された使用量または投薬回数がゼロである場合の状態から、薬剤注入システム３００の動作を説明する。

後述するように、使用量がゼロである場合には、薬剤注入装置２００のピストン２１０は後端まで後退した初期位置にある。この状態では、ピストン２１０の穴２１０ｈ内に、駆動ロッド２３５がほぼ完全に挿入されている。また、ピストン２１０は、アンロック位置のユニット貫通孔１２０ｃに挿入可能な回転角度にある。

操作者が電源ボタン２５５（図１）を押下することによって薬剤注入装置が起動する（Ｓ１）。

（２）カセットの装填（図１９Ｂ、Ｓ２）
未使用の薬剤カートリッジ１０が配置されたカセット１００をドア２０５に押し当て、ドア２０５を開き、カセット１００を薬剤注入装置２００内のカセット空間２０１ｃに挿入する。カセット装填検出器２７２およびカセット保持検出器２７３がカセット１００の装填および保持を検出する。カセット１００の回転ロックユニット１２０はアンロック位置にあるため、ピストン２１０の先端部２１１が回転ロックユニット１２０のユニット貫通孔１２０ｃに挿入される。

（３）カセットのロック（図１９Ｃ、図１９Ｄ、Ｓ３、Ｓ４）
制御装置２８０は、メモリ２５４に記憶された薬剤の使用量がゼロか否かを判断する（Ｓ３）。メモリ２５４に記憶された薬剤の使用量がゼロであるため（Ｓ３の“ＹＥＳ”の場合）、薬剤注入装置２００は、カセット１００のロック動作を行う。カセット１００の装填をカセット装填検出器２７２およびカセット保持検出器２７３が検出すると、制御装置２８０は、注入モータ２６４が正転させ、駆動ロッド２３５が回転する。これにより、ピストン２１０は第１ガイド２０３に案内され、前進しながら角度α回転する。ピストン２１０の先端部２１１は、回転ロックユニット１２０のユニット貫通孔１２０ｃ内を前進しながら、回転ロックユニット１２０をロック位置まで回転させる。これにより、カセットキャップ１３０がロックされる（Ｓ４）。さらにピストン２１０が前進し、薬剤カートリッジ１０のガスケット１３と当接し、注入モータ２６４の回転が停止する。

後述するように、使用量がゼロではない薬剤カートリッジ１０を含むカセット１００が装填される場合、メモリ２５４に記憶された薬剤の使用量はゼロではないため、このステップはスキップされる（Ｓ３の“ＮＯ”の場合）。

（４）投与量の設定（Ｓ５）
操作者が必要に応じて、薬剤注入装置２００の選択ボタン２５６および決定ボタン２５７（図１）を用いて薬剤カートリッジ１０内の薬剤の１回当たりの投与量を決定し、入力する。この時、入力された設定投与量は、メモリ２５４に記憶される。

（５）注射針の取り付け（図１９Ｅ、Ｓ６）
操作者がカセット１００の第１端１００ａに注射針２１を取り付ける（Ｓ６）。

（６）刺針および注射（図１９Ｆ、１９Ｇ、１９Ｈ、Ｓ７、Ｓ８）
操作者が外装筐体２０１の皮膚あて面２０１ｂを皮膚４００にあて、注射針２１を皮膚４００に刺す（図１９Ｆ、Ｓ７）。これにより、皮膚当接検出センサ２７５が皮膚４００の当接を検出する。操作者が、注射ボタン２５８（図１）を押下すると、制御装置２８０は、皮膚当接検出センサ２７５の検出および注射ボタン２５８の押下に基づき、注入モータ２６４を正転させ、駆動ロッド２３５を回転させることにより、ピストン２１０が前進する。ガスケット１３がピストン２１０とともに前進することによって薬剤が注入される（図１９Ｇ）。制御装置２８０は、設定された投与量に基づき計算された移動量でピストン２１０が移動するように、注入モータ２６４を正転させた後、停止させる（図１９Ｈ、Ｓ８）。

（７）抜針および注射針の取り外し（図１９Ｉ、図１９Ｊ、Ｓ９、Ｓ１０）
操作者が注射針２１を皮膚４００から抜き（図１９Ｉ、Ｓ９）、注射針２１をカセット１００から取り外す（図１９Ｊ、Ｓ１０）。

（８）ピストン退避要否の判断（Ｓ１１）
制御装置２８０は、注入した薬剤量に基づき、薬剤の使用量を更新し、メモリ２５４に記憶させる。また、未使用の薬剤カートリッジ１０に含まれる薬剤量と使用量とから、薬剤カートリッジ１０の薬剤残量を求める。薬剤残量がゼロまたは所定量以下である場合には、後述するように、ピストン２１０の退避動作を行う。薬剤残量がゼロでない場合には、カセットの取り出しを行う。

（９）カセット１００の取り出し（図１９Ｋ、Ｓ１３、Ｓ１４）
操作者が排出レバー２０９をスライドさせ、カセット１００を取り出す。これにより、排出レバー検出器２７４が排出レバー２０９の操作を検出し、カセット装填検出器２７２およびカセット保持検出器２７３がカセット１００の排出を検出する（Ｓ１４）。

カセット１００の排出前に、ピストン２１０を少し後退させる終了処理をおこなってもよい（Ｓ１３）。終了処理では、制御装置２８０は、ピストン２１０が所定量後退するように、注入モータ２６４を逆転させ、停止する。これにより、次回、カセット１００を装填した時に、薬剤カートリッジ１０の後端に配置されたガスケット１３がピストン２１０と当接し、薬剤が意図せず排出されるのを抑制できる。装填時の当接を抑制できればよいため、ピストン２１０が後退する距離は少しでよく、例えば、１ｍｍ程度でよい。

この状態で取り出されたカセット１００は回転ロックユニット１２０によってロックされた状態にある。また、薬剤カートリッジ１０には、まだ薬剤が残っている。このため、操作者が誤ってカセットキャップ１３０を開け、薬剤の残った薬剤カートリッジ１０を取り外したり、廃棄したりしてしまうのを抑制することができる。

（１０）薬剤注入装置の停止（Ｓ１５）
操作者が電源ボタン２５５を押下することによって、薬剤注入装置２００が停止する（Ｓ１５）。

（１１）操作者が電源ボタン２５５を押下することによって薬剤注入装置２００が停止する。

［２．使用途中の薬剤カートリッジ１０を使用する動作］
使用途中の薬剤カートリッジ１０が収納されたカセット１００を用いて注射を行う場合、上述した（１）から（１１）の手順を同様に行う。ただし、メモリ２５４に記憶されている薬剤の使用量に関する情報に基づく薬剤の使用量がゼロではなく、ピストン２１０は初期位置よりも前進した位置にあり、また、カセット１００はロックされている。このため、カセットのロック動作（Ｓ４）は行われない。

また、ピストン２１０はロックされたカセット１００に適合した角度位置にあるため、使用途中の薬剤カートリッジ１０が収納されたカセット１００は正しく薬剤注入装置２００に装填できる。一方、未使用の薬剤カートリッジ１０が収納されたカセット１００を装填しようとした場合、ユニット貫通孔１２０ｃの向きと、ピストン２１０の向きとが対応しないので、カセット１００を正しく装填することができない。

また、ピストン２１０は退避していないか、わずかな量だけしか退避していない。このため、カセット１００を薬剤注入装置２００に装填すると、ピストン２１０は、時間を要することなくガスケット１３と当接し得る。つまり、注射が可能な状態となるまで、時間を要しない。

薬剤の注入後、ピストン退避要否の判断（Ｓ１１）において、薬剤残量がゼロまたは所定量以下である場合（図１９Ｌ）には、カセット１００のロック解除およびピストン２１０の初期位置への退避を行う（図１９Ｍ、Ｓ１２）。具体的には、制御装置２８０は、注入モータ２６４が逆転させ、駆動ロッド２３５を回転させる。これにより、ピストン２１０は第２ガイド２３１に案内されながら後退する。第１ガイド２０３に達すると、さらに角度α逆回転しながら後退する。この時、ピストン２１０の先端部２１１は、回転ロックユニット１２０のユニット貫通孔１２０ｃに位置しているため、回転ロックユニット１２０が回転し、アンロック位置に戻る。これにより、カセットキャップ１３０がアンロック状態になる。さらにピストン２１０が後退し、ピストン２１０が初期位置まで後退したことをピストン原点検出器２７１が検出することによって、注入モータ２６４の回転を停止させる。

以降、（９）カセット１００の取り出し（Ｓ１４）および（１０）薬剤注入装置２００の停止（Ｓ１５）が行われる。この時、終了処理（Ｓ１４）において、薬剤の使用量をゼロに更新してメモリ２５４に記憶する。これにより、次回の使用の際には未使用の薬剤カートリッジ１０が収納されたカセット１００を使用可能な状態になる。

（その他の形態）
上記実施形態では、薬剤注入装置はセミオートタイプであるが、本開示の薬剤注入装置は、フルオートタイプであってもよい。図２１Ａはフルオートタイプの薬剤注入装置２００’の外観を示す斜視図であり、図２１Ｂはケースを取り外した主要部の構成を示す斜視図である。図２１Ｂは、薬剤注入装置２００’の断面図である。また図２２は、薬剤注入装置２００’の電気回路の構成例を示すブロック図である。薬剤注入装置２００’は、フルオートタイプであるため、刺針および抜針を行う刺針／抜針モータ２７８と、刺針／抜針モータドライバ２７９と、刺針位置検出器２７６と抜針位置検出器２７７を備えている点で上記実施形態の薬剤注入装置２００と異なる。

薬剤注入装置２００’において、刺針／抜針モータ２７８はカセット１００全体が前進または後退するように、カセット１００を駆動する。刺針位置検出器２７６と抜針位置検出器２７７は刺針および抜針時のカセット１００の位置を検出する。

図２３Ａおよび図２３Ｂは、薬剤注入装置２００’の操作手順を示すフローチャートである。薬剤注入装置２００’の操作は、制御装置２８０によって、刺針および抜針操作を刺針／抜針モータ２７８が行うこと以外は、薬剤注入装置２００の操作と同じである。

具体的には、操作者が外装筐体２０１の皮膚あて面２０１ｂを皮膚４００にあて、注射針２１を皮膚４００に刺す（図１９Ｆ、Ｓ７）ことに代えて、操作者が薬剤注入装置２００’の先端を皮膚に当接させると（Ｓ７－１）皮膚当接検出センサ２７５が皮膚の当接を検出し、検出結果に基づき刺針が可能となり制御装置２８０は、刺針／抜針モータ２７８を正転させ、カセット１００を前進させる。これにより、刺針動作が行われる（Ｓ７－２）。所定量カセットが移動したことを刺針位置検出器２７６が検出すると、制御装置２８０は、薬剤注入動作を行う（Ｓ８）。

また、操作者が注射針２１を皮膚から抜く（図１９Ｉ、Ｓ９）操作に代えて、制御装置２８０は、薬剤注入動作後、刺針／抜針モータ２７８を逆転させ、カセット１００を後退させる。これにより、抜針動作（Ｓ９－１）が行われる。所定量カセットが移動したことを抜針位置検出器２７７が検出すると、制御装置２８０は、刺針／抜針モータ２７８を停止させる。その後操作者が薬剤注入装置２００’を皮膚から外す（Ｓ９－２）。これ以外の手順は、薬剤注入装置２００と同様に行う。

このような、フルオートタイプの薬剤注入装置であっても、上述したセミオートタイプの薬剤注入装置と同様の効果を得ることができる。

上記実施形態は一例であってカセット１００、薬剤注入装置２００、薬剤注入装置２００’、薬剤注入システム３００には種々の改変が可能である。例えば、ピストン２１０の先端部２１１の断面形状およびユニット貫通孔１２０ｃの断面形状は上記実施形態で説明した形状以外の形状であってもよい。また、回転ロック機構、ピストン２１０を回転させるための第１ガイド、第２ガイドおよび駆動凸部等は、他の機械要素を組みわせて構成してもよい。

本開示のカセット、薬剤注入装置および薬剤注入システムは種々の薬剤を注射する装置に好適に用いられる。

１０ 薬剤カートリッジ
１０ｂ 第２端
１１ シリンダ
１１ａ 第１端
１１ｂ 第２端
１１ｃ シリンダ柱状空間
１１ｄ シリンダ開口
１２ シリンダキャップ
１３ ガスケット
１４ 薬剤
２０ 針ユニット
２１ 注射針
２２ 針
２３ 接続部
２４ 針キャップ
２５ 針ケース
１００ カセット
１００ａ 第１端
１１０ カートリッジホルダ
１１０ａ 第１端
１１０ｂ 第２端
１１０ｃ ホルダ柱状空間
１１０ｄ ホルダ開口
１１０ｅ 孔
１１０ｆ 開口
１１０ｇ ロック凹部
１１０ｊ ホルダ支持部
１１１ カセットボタン
１１１ｄ 接続部
１１１ｇ 係合部
１２０ 回転ロックユニット
１２０ｃ ユニット貫通孔
１２１ リング部
１２１ａ 第１端
１２１ｂ 第２端
１２１ｃ 貫通孔
１２１ｃａ 軸
１２１ｄ 第１側面部
１２１ｅ 第２側面部
１２１ｅｅ 空間
１２１ｆ 当接面
１２１ｇ 溝
１２１ｇ１ 端
１２１ｇ２ 端
１２１ｇｔ ストッパ凸部
１２１ｈ 溝
１２１ｈ１ 端
１２１ｈ２ 端
１２１ｈｔ ストッパ凸部
１２１ｉ 傾斜面
１２２ 円筒部
１２２ｃ 内空間
１２２ｄ 切り欠き
１２２ｅ 切り欠き
１２２ｓ 側面
１２３ カートリッジストッパ
１２４ ばね
１２５ カセットロックリング
１２６ リング部
１２６ａ 第１端
１２６ｂ 第２端
１２６ｃ 貫通孔
１２６ｆ 面
１２６ｇ１ 第１リング係合部
１２６ｇ２ 第２リング係合部
１２６ｈ１ 溝
１２６ｈ２ 溝
１２６ｒ 着色領域
１２６ｓ 側面
１２７ｄ 突出部
１２７ｅ 突出部
１３０ カセットキャップ
１３０ａ 第１端
１３０ｂ 第２端
１３０ｃ キャップ柱状空間
１３０ｄ キャップ開口
１３０ｅ ピストン挿入用開口
１３０ｆ ボタン空間
１３０ｇ 係合部
１３０ｈ 報知用孔
１３０ｉ 孔
１３０ｊ キャップ支持部
１３０ｋ キャップ係合部
１３０ｍ 内面
１３０ｔ１ キャップ凸部
１３０ｔ２ キャップ凸部
１３１ シャフト
２００ 薬剤注入装置
２００' 薬剤注入装置
２０１ 外装筐体
２０１ｒ 凹部
２０１ｂ 皮膚あて面
２０１ｃ カセット空間
２０１ｄ ケース開口
２０２ 内部筐体
２０２ｄ ギア領域
２０２ｆ ピストンガイド領域
２０２ｇ 凸部
２０２ｈ カセット領域
２０３ 第１ガイド
２０３ｆ 螺旋面
２０３ｒ 螺旋面
２０５ ドア
２０９ 排出レバー
２０９ｃ ロックボタン
２１０ ピストン
２１０ａ 第１端
２１０ｂ 第２端
２１０ｈ 穴
２１１ 先端部
２１２ 本体
２１３ 駆動凸部
２１４ 雌ネジ
２１５ スライドベース
２１５ｃ 基部
２１５ｄ リング部
２１５ｅ ベース当接部
２２０ ピストン駆動機構
２２１ ギアボックス
２２２ 駆動ギア
２２３ ベアリング
２３０ ピストンガイド
２３０ｃ フランジ
２３０ｇ 溝
２３０ｈ 穴
２３１ 第２ガイド
２３２ クランプ部
２３２ｃ クランプ当接部
２３５ 駆動ロッド
２３６ 雄ねじ
２４１ カセット保持アーム
２４１ｃ 第１当接部
２４１ｄ 第２当接部
２４１ｅ 軸
２４１ｆ 凸部
２４１ｇ 爪
２４２ アームばね
２４３ ピストンガイドばね
２５１ 制御部
２５２ 充電部
２５３ 充電池
２５４ メモリ
２５５ 電源ボタン
２５６ 選択ボタン
２５７ 決定ボタン
２５８ 注射ボタン
２５９ 表示部
２６０ ブザー
２６１ クロック
２６２ 通信部
２６３ 注入モータドライバ
２６４ 注入モータ
２６５ エンコーダ
２７１ ピストン原点検出器
２７２ カセット装填検出器
２７３ カセット保持検出器
２７４ 排出レバー検出器
２７５ 皮膚当接検出センサ
２７６ 刺針位置検出器
２７７ 抜針位置検出器
２７８ 刺針／抜針モータ
２７９ 刺針／抜針モータドライバ
２８０ 制御装置
３００ 薬剤注入システム
４００ 皮膚

Claims (26)

1. 薬剤注入装置に装填されるカセットであって、
   注射針の脱着が可能な第１端と、ホルダ開口を有する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置し、薬剤カートリッジを収納可能なホルダ柱状空間とを有するカートリッジホルダであって、前記薬剤カートリッジが、前記注射針の挿抜が可能な第１端と、シリンダ開口が位置する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置するシリンダ柱状空間とを有するシリンダ、前記シリンダ柱状空間内に配置された薬剤、および、前記シリンダ柱状空間内に配置され、前記シリンダ柱状空間の長手方向に移動可能なガスケットを含む、カートリッジホルダと、
   前記カートリッジホルダの前記第２端近傍において、前記ホルダ開口を開閉可能に支持されたカセットキャップであって、前記ホルダ開口と対向するキャップ開口を有する第１端と、ピストン挿入用開口を有する第２端と、前記第１端および第２端の間に位置するキャップ柱状空間とを有し、開状態において、前記薬剤カートリッジを前記カートリッジホルダのホルダ柱状空間に出し入れ可能であり、閉状態において、前記ピストン挿入用開口から前記ホルダ柱状空間内に挿入された前記薬剤カートリッジの前記ガスケットが露出した状態で、前記薬剤カートリッジを取り出し不能に前記ホルダ開口を閉じるカセットキャップと、
   前記カセットキャップの前記キャップ柱状空間内に位置しており、前記キャップ柱状空間の軸周りに回動可能に支持された回転ロックユニットを少なくとも含むロック機構と、を備え、
   前記回転ロックユニットは、前記薬剤カートリッジのガスケットを移動させるための前記薬剤注入装置のピストンと係合する形状を有し、
   前記薬剤カートリッジが前記カートリッジホルダに挿入され、前記カセットキャップが閉状態のときに、前記回転ロックユニットは、前記カセットキャップの開放を不能にするロック位置と、カセットキャップの開放を可能にするアンロック位置との間で回動する、カセット。
2. 前記回転ロックユニットは、前記ピストンの先端部の、前記ピストンの軸に垂直な断面形状に対応した断面形状を備えたユニット貫通孔を有し、
   外部から前記ピストンの先端部が前記回転ロックユニットのユニット貫通孔に挿入され、前記ピストンが前記ピストンの軸周りに回転することによって、前記回転ロックユニットが前記カセットキャップ内で回動する、請求項１に記載のカセット。
3. 前記回転ロックユニットのユニット貫通孔を、その軸に垂直な面へ投影した投影像は、前記回転ロックユニットが前記ロック位置にあるときと、前記アンロック位置にあるときとで異なる、請求項２に記載のカセット。
4. 前記回転ロックユニットは、前記薬剤カートリッジが前記カートリッジホルダに挿入されておらず、前記カセットキャップが閉状態のときに回動不能である、請求項３に記載のカセット。
5. 前記ロック機構は、
   押下可能に前記カートリッジホルダに設けられたカセットボタンと、
   前記カセットボタンと前記カセットキャップにそれぞれ設けられ、互いに係合可能な一対の係合部と
   をさらに含み、
   前記回転ロックユニットが前記アンロック位置にあるとき、前記カセットボタンは押下可能であり、前記カセットボタンを押下した状態では前記一対の係合部は互いに係合が解除され、
   前記回転ロックユニットが前記ロック位置にあるとき、前記カセットボタンは押下不能であり、前記一対の係合部は互いに係合している、請求項２から４のいずれか一項に記載のカセット。
6. 前記回転ロックユニットが前記ロック位置および／または前記アンロック位置にあることを報知する報知部をさらに備える、請求項２から５のいずれか一項に記載のカセット。
7. 前記報知部は、前記カセットキャップの側面に位置する報知用穴と、前記回転ロックユニットの側面に設けられた着色領域とを含み、
   前記回転ロックユニットが前記アンロック位置にある場合、前記着色領域が前記報知用穴の外側に位置し、
   前記回転ロックユニットが前記ロック位置にある場合、前記着色領域が前記報知用穴に位置する、請求項６に記載のカセット。
8. 前記回転ロックユニットは、カセットロックリングと、カートリッジストッパと、前記カセットロックリングと前記カートリッジストッパとの間に配置されたばねとを含み、
   前記カセットロックリングおよび前記カートリッジストッパは、一体的に前記ユニット貫通孔を構成し、かつ、前記キャップ柱状空間内で一体的に回転可能であり、前記カセットキャップの前記キャップ柱状空間内において、前記ばねによって、前記カートリッジストッパが前記カセットキャップの第１端側へ付勢され、前記カセットロックリングが、前記カセットキャップの第２端側へ付勢されている、請求項５に記載のカセット。
9. 前記カセットキャップは、キャップ開口内に突出するキャップ凸部を有し、
   前記カートリッジストッパは、前記カセットキャップが閉じた状態で、前記カートリッジホルダに挿入された前記薬剤カートリッジの第２端と当接する当接面と、前記当接面の外側に位置するストッパ凸部とを有し、
   前記カートリッジホルダに前記薬剤カートリッジが装填されておらず、前記カセットキャップが閉じた状態で、前記ストッパ凸部は、前記キャップ凸部と当接し、前記回転ロックユニットの回動が規制され、前記カートリッジホルダに前記薬剤カートリッジが装填され、前記カセットキャップが閉じた状態で、前記薬剤カートリッジの第２端と前記カートリッジストッパの当接面とが当接することによって、前記カートリッジストッパは、前記カセットキャップの第２端側に後退し、前記ストッパ凸部は、前記キャップ凸部と離間し、前記回転ロックユニットが回動可能になる、請求項８に記載のカセット。
10. 前記カートリッジストッパは、第１側面部および第２側面部を有し、
    前記ピストンの軸に垂直な面において、前記第２側面部と前記ピストンの軸との最短距離は、前記第１側面部と前記ピストンの軸との最短距離よりも短く、
    前記回転ロックユニットがロック位置にある場合、前記第１側面部が前記カセットボタンと当接することによって、前記カセットボタンは押下不能であり
    前記回転ロックユニットがアンロック位置にある場合、前記カセットボタンは、前記第２側面部と当接するまで、前記カセットボタンが押下可能である、請求項９に記載のカセット。
11. 前記カセットロックリングおよび前記カートリッジストッパは、それぞれリング部を有し、
    前記カートリッジストッパの前記当接面および前記ストッパ凸部は前記リング部に位置し、
    前記カセットロックリングおよび前記カートリッジストッパの一方は、前記回転ロックユニットの軸に平行に伸びる少なくとも１つの切り欠きを含み、前記リング部に接続された筒形状の側面を有し、他方は、前記回転ロックユニットの軸に平行に伸び、前記少なくとも１つの切り欠きに適合した形状を有しており、前記リング部に接続された少なくとも１つの突出部を有し、
    前記少なくとも1つの突出部が前記少なくとも1つの切り欠きに挿入された状態で、前記カセットロックリングおよび前記カートリッジストッパは、それぞれのリング部が近接または離間するように、前記軸方向に互いに移動可能である、請求項９または１０に記載のカセット。
12. 前記カセットロックリングの前記リング部は、前記カセットキャップの第２端側の内面と対向する面に位置する第１リング係合部および第２リング係合部を有し、
    前記カセットキャップは、前記カセットキャップの第２端の前記内面において、前記第１リング係合部および前記第２リング係合部と、選択的に係合可能なキャップ係合部を有し、
    前記回転ロックユニットが前記アンロック位置にある場合、前記キャップ係合部は、前記第１リング係合部と係合し、
    前記回転ロックユニットが前記ロック位置にある場合、前記キャップ係合部は、前記第２リング係合部と係合する、請求項１１に記載のカセット。
13. 前記ユニット貫通孔の断面はＩ形状を有する、請求項２から１２のいずれか一項に記載のカセット。
14. 前記回転ロックユニットの、前記ロック位置とアンロック位置とは、前記キャップ柱状空間の軸に垂直な面において、前記キャップ柱状空間の軸を中心として、角度αをなしており、
    前記ユニット貫通孔の断面は、（３６０／α）回対称以外の回転対称を有する、請求項２から１３のいずれか一項に記載のカセット。
15. ケース開口と、請求項１から１４のいずれか一項に記載のカセットの少なくとも一部を収納するカセット空間とを有するケースと、
    軸を有し、前記軸に平行な方向に前進または後退し、かつ、前記軸周りに回転可能なピストンであって、前記前進時に、前記カセット空間に配置された前記カセットに収納されている薬剤カートリッジの前記ガスケットと当接し、前記ガスケットを押し込むことが可能なピストンと、
    前記ピストンを前記前進または後退する方向に駆動し、かつ、前記軸周りに回転させるピストン駆動機構と、
    前記ピストン駆動機構を制御する制御装置と
    を備え、
    前記ピストン駆動機構が前記ピストンをその軸周りに回転させることによって、前記ピストンは、前記カセットの前記回転ロックユニットを、前記ロック位置と、前記アンロック位置との間で回動させる、薬剤注入装置。
16. 前記ピストンは、前記先端部と、前記先端部に接続された本体とを有し、前記ピストンの軸と垂直な面における前記本体の投影形状の外縁は、前記先端部の投影形状の外縁よりも内側に位置している、請求項１５に記載の薬剤注入装置。
17. 前記ピストン駆動機構は、
    駆動凸部と、
    前記駆動凸部が挿入される螺旋溝を含む第１ガイドおよび前記駆動凸部が挿入される直線溝を含む第２ガイドと
    を含み、
    前記駆動凸部、または、前記第１ガイドおよび第２ガイドは、前記ピストンの側面に位置している、請求項１５または１６に記載の薬剤注入装置。
18. 前記駆動凸部は前記ピストンの前記側面に位置しており、
    前記第２ガイドは、前記第１ガイドと前記カセット空間との間に位置している、請求項１７に記載の薬剤注入装置。
19. 前記ピストンの少なくとも一部が挿入可能な穴を有するピストンガイドをさらに備え、
    前記第２ガイドが前記ピストンガイドの穴の内側面に位置し、
    前記第１ガイドは、前記ケースに位置している、
    請求項１８に記載の薬剤注入装置。
20. 前記ピストン駆動機構は、
    前記制御装置の制御に基づき駆動する注入モータと、
    側面に雄ネジが形成され、前記注入モータによって軸周りに回転する駆動ロッドと、
    前記駆動ロッドの前記雄ネジに噛み合い、前記ピストンの軸に設けられた雌ネジと、
    をさらに含み、
    前記ピストンの前記雌ネジと前記駆動ロッドの前記雄ネジがかみ合った状態で前記駆動ロッドが回転することによって、前記ピストンが、前記前進方向または前記後退方向に駆動する、請求項１７に記載の薬剤注入装置。
21. 前記駆動凸部が前記第１ガイドの前記螺旋溝に挿入された状態で、前記駆動ロッドが回転することによって、前記ピストンは、前記カセットの前記回転ロックユニットを、前記ロック位置と、前記アンロック位置との間で回動させる、請求項２０に記載の薬剤注入装置。
22. 前記駆動凸部が前記第２ガイドの直線溝に挿入された状態では、前記ピストンは、回転せず、前記薬剤カートリッジの前記回転ロックユニットは前記ロック位置に維持される、請求項２１に記載の薬剤注入装置。
23. 前記ピストンの先端部はＩカット形状を有する、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の薬剤注入装置。
24. 前記制御装置は薬剤の使用量または投薬回数を記憶しており、前記使用量または投薬回数がゼロである場合、
    薬剤の注入動作前に、前記制御装置は、前記ピストン駆動機構を制御し、前記ピストンを前記前進方向に移動させ、かつ、前記カセットの前記回転ロックユニットが前記アンロック位置から前記ロック位置へ回動するように、前記ピストンを回転させ、
    操作者の指令に基づき、制御装置は、前記ピストン駆動機構を制御し、前記ピストンを回転させることなく前記前進方向へ移動させることによって前記薬剤カートリッジの前記ガスケットを移動させ、薬剤を前記注射針から排出させ、
    薬剤の排出後、前記制御装置は前記薬剤の使用量または投薬回数を更新して記憶し、前記ピストンを前記後退方向に移動させることなく、動作を終了する、請求項１５から２３のいずれか一項に記載の薬剤注入装置。
25. 前記制御装置は薬剤の使用量または投薬回数を記憶しており、前記使用量または投薬回数がゼロでない場合、
    操作者の指令に基づき、制御装置は、前記ピストン駆動機構を制御し、前記ピストンを回転させることなく前記前進方向へ移動させることによってガスケットを移動させ、薬剤を前記注射針から排出させ、
    薬剤の排出後、前記制御装置は前記薬剤の使用量または投薬回数を更新して記憶し、更新後の薬剤使用量または投薬回数に基づき計算される薬剤の残量が所定値以上である場合、前記制御装置は前記ピストンを前記後退方向に移動させることなく動作を終了し、
    更新後の薬剤使用量または投薬回数に基づき計算される薬剤の残量が所定値未満である場合、前記制御装置は、前記ピストン駆動機構を制御し、前記ピストンを後退方向に移動させ、かつ、前記カセットの前記回転ロックユニットが前記ロック位置から前記アンロック位置へ回動するように、前記ピストンを回転させ、前記ピストンを初期位置まで移動させることによって、動作を終了する、請求項１５から２３のいずれか一項に記載の薬剤注入装置。
26. 請求項２から１４のいずれか一項に記載のカセットと、
    請求項１５から２５のいずれか一項に記載の薬剤注入装置と
    を備えた薬剤注入システム。

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