JP4689142B2 - 液体供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は液体供給装置に関するもので、詳細には携帯が可能であり、液体状態の薬物等を単位時間当り一定量分を供給するように構成された液体供給装置に関するものである。
【０００２】
（背景技術）
ある薬物の場合には患者に単位時間当り一定量を長時間注入しなければならないケースがある。痛みが甚だしい患者に投与される鎮痛剤がその例である。鎮痛剤は患者に単位時間当り一定量が投与されてこそ患者が痛みを感じない。このような薬物注入装置としては、通常使用する注射器を装着し、注射器のプランジャーを一定速度で押すことが知られている。この従来の装置はかなり大きいので患者が携帯するには不適合である。
【０００３】
患者が携帯することができる薬物注入装置として一つの形態が使用されている。この従来の携帯可能な薬物注入装置は円筒形の空間にゴム材料の弾力袋が具備されている構造である。弾力袋には注入口と排出口が形成されている。注入口に薬物を注入すると袋が膨れあがる。排出口には細いチューブが付着されているが、排出口を経由して薬物が徐々に抜けていくように構成される。薬物（注射薬）は少量ずつ排出され、患者の静脈や硬膜外腔等、医者が目標としているところに点滴注入されるようになる。
【０００４】
弾力を利用する薬物注入装置は弾力袋が問題になることも起こり得る。弾力袋の製造時点に厚みが均一にできなかったり、微細な穴が発生するなど、不良品が発生する可能性がある。この不良は弾性に変化をきたして袋が持たなければならない弾力が欠けることになる。すると、単位時間当り一定量の薬物投与が不可能になる。さらにこのような不良は使用する途中に発見されるのが普通であり、あらかじめ対処することもできない。
【０００５】
袋と弾性体を利用した薬物注入装置も提示されている。弾力袋または弾性体は袋にある薬物の量によって弾性が変る可能性がある。また、液体の流れに影響を与える外力（弾性体の復元力）が注入初期にはあまりにも大きく、医者が目標にする量より過多に注入され、かつ注入末期の時点にはその外力があまり小さくなり、目標にする量よりあまり少なく注入される短所がある。
【０００６】
本発明の目的は、液体供給装置を、特に薬物注入装置として使用する場合に様々な機能を提供することである。まずは時間当り薬物注入量を一定に維持する機能が必要である。時間当り薬物注入量の変化を最小化することが望ましい。携帯が可能であれば便利である。それに部品に不良が発生する可能性が少ない構造が望ましい。
【０００７】
薬物注入装置は単位時間当り注入量（以下“注入速度”）を設定することができるようなものが望ましい。一度、時間当り注入量などを設定した後には使用者（患者）が任意に設定を変更する可能性を制限することができる構成のものがもっと望ましい。通常、一定の量で注入する鎮痛剤のような薬物は医者の監督下にその量が決定されて注入されなければならず、患者が任意に調節することができればならないからである。従って、医者の指示によって、または監督下で時間当り注入量を設定した後には患者がそれを変更できないようなロック機能が必要である。また、医者が設定した、ある一定の範囲内では患者がある程度までは時間当り注入量を増加させることができなければならない。患者の痛みが甚だしくなった場合、制限された範囲内では薬物の投入量を増加させることもできなければならないからである。
【０００８】
また、薬物注入装置は薬物注入が中断されていることを自動的に感知してそれ以上の注入を止める構成の方が望ましい。患者に薬物を静脈注射する場合、注射針が抜けるなどの問題が発生した時に対処する必要があるからである。
このような特性以外にも薬物注入装置は患者に薬物を注入する時には薬物と一緒に空気が患者の体内に入る可能性を最小化した構造であるものが望ましい。薬物注入中、漏洩の最小化も考慮しなければならない。
【０００９】
（発明の開示）
本発明によれば、概して長時間の間、一定の注入速度で液体を注入することができる液体注入装置が提供される。
【００１０】
本発明の一側面によれば、前側の頭部には出口を具備する長いシリンダーと、前記シリンダーの内部に挿入され、かつ縦方向に沿って移動しながらシリンダー内の液体を出口を経由して押し出すピストンと、前記ピストンを前記頭部の方に概して一定の速度で押し出すように、シリンダーの開放された後部に装着されるピストン押送装置を含み、前記ピストン押送装置は、前記ピストンの後方に接触し、かつ前記シリンダーの内部で直線移動する可動部材と、駆動モーターと、前記駆動モーターの駆動を前記可動部材に伝達する運動伝達装置を具備した液体供給装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の一側面によれば、液体供給装置において、前側の頭部には出口が具備されている長いシリンダーと、前記シリンダーの内部に挿入され、かつ縦方向に沿って移動しながらシリンダー内の液体を出口を経由して押し出すピストンを具備し、前記シリンダーの頭部にはシリンダーの内側に延長する突起が形成され、前記頭部の出口はその突起に縦方向貫通穴を形成して用意され、前記ピストンの先端部には前記突起を収容することができる溝が用意された液体供給装置が提供される。
【００１２】
本発明の他の一側面によれば、液体供給装置において、前側の頭部には出口が用意されている長いシリンダーと、前記シリンダーの内側に挿入され、かつ縦方向に沿って移動しながらシリンダー内の液体を出口を経由して押し出すピストンを具備し、前記ピストンの後方には内側に凹んだ溝が具備された液体供給装置が提供される。
【００１３】
本発明の他の一側面によれば、前側の頭部には出口が用意されている長いシリンダーと、シリンダーの縦方向に沿って移動しながらシリンダー内の液体を出口を経由して押し出すことができるように前記シリンダーの内側に挿入されたピストンと、前記ピストンを前記頭部の方に押し出すようにシリンダーの開放された後方に装着されるピストン押送装置を含み、前記ピストン押送装置は前記ピストンの後方のシリンダー内に気体を供給して前記ピストンを押し出す気体供給装置を含み、前記気体供給装置は、互いに化学的反応によって気体を発生させる固体物質と液体物質のうち、いずれか一つが収容された第１室と、前記固体物質と液体物質のうち、他の一つが収容され、第１室とは隔離されているが、使用者の操作によって第１室と連通されることができる第２室と、前記第２室に連結された気体通路と、前記第２室または前記気体通路内に位置する液体不透過性でありながら気体透過性であるフィルターを具備した液体供給装置が提供される。
【００１４】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の前記及び他の目的と本発明の特徴は、添付した図面を参照して説明した本発明の実施例を用いて当業者が容易に、また明確に理解することができるであろう。以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１から図４までを参照すると、薬物注入装置１０は、シリンダー１２、ピストン１４、ピストン押送装置１６を具備する。ピストン１４はシリンダー１２の内部に挿入される。チューブ１８がシリンダー１２の前側末端に連結される。ピストン押送装置１６はピストン１４をシリンダー１２の頭部２０の方に概して一定の速度で移動させるためのものである。
【００１５】
シリンダー１２は中空の円筒形である。概して透明なプラスチック樹脂材料にて製造する。図示していないが、外側の表面には目盛りが印刷されている。図１乃至図３を参照すると、シリンダー１２の頭部２０は概して半球の形で出っ張っている（しかし、本発明はこれに制限されるわけではない）。頭部２０の中央には内側に突出した排出突起２２が形成されている。排出突起２２には貫通穴２４が形成されている。この穴２４に後述するチューブ１８の末端が嵌合され、かつ固定される。排出突起２２が内側に突出、かつ延長されているので、外部的要因によってこの排出突起２２が損傷を受ける危険が顕著に減少される。シリンダー１２の後方の末端部は開放されていて、この部分にピストン押送装置１６が設置される。
【００１６】
ピストン１４はシリンダー１２の内部に挿入されるように概して厚みがある円盤形（または高さが低い円筒形）になっている。ピストン１４の先端部２６はシリンダー１２の頭部２０の内側と概して合うように半球形になっている。先端部２６の中央には溝２８が用意されている。この溝２８には排出突起２２が差し込まれる。溝２８に差し込まれた時には排出突起２２と溝２８の内側面の間に間隔が確保されていて薬物が通過することができるように溝の大きさが決定される。
【００１７】
ピストン１４の円周には輪形円周突起３０が用意されている。この輪形円周突起３０の末端部分がシリンダー１２の内面と接触して薬物が漏れないような役割を果たす。輪形円周突起３０は二つが配列される。この円周突起３０は薬物が漏洩したり気体が薬物の方に流入することを防止し、かつ作動時にピストン１４が傾くことを防止する。ピストン１４の後方部には凹んだ円形窪み３２が形成されている（図３参照）。
【００１８】
チューブ１８は排出突起２２内の穴に差し込まれ、かつ固定される。このような構造によってチューブ１８が曲がる可能性が少なくなる。チューブ１８には薬物注入のための供給バルブ部材（Ｔ形バルブ）３４、必要に応じて薬物の注入を遮断する絞め具３５，薬物内の異物質を濾過し、かつ注射薬内の気体をあらかじめ濾過して放出するフィルター３６など、薬物を注入するのに必要な各種部品類が設置されている。チューブ１８の末端部３８は、例えば患者の静脈などに挿入された注射針またはカテーテルに連通された経路に接続される。
【００１９】
図１から図４までを参照すると、ピストン押送装置１６は支持体４０と、可動部材４２と、ハウジング４４を具備する。図３に詳細に図示された通り、ピストン押送装置１６はシリンダー１２の後段部に挿入されて固定されるように、支持体４０は前側に外径が少し小さい段顎部３６を具備する。この段顎部４６がシリンダー１２に差し込まれる。ピストン押送装置１６を差し込んだ後、シリンダー１２とピストン押送装置１６の間には接着テープなどにて二つの間を固く固定する。これと異なる方法として、両側に雄ネジと雌ネジを形成し、螺合させることもできる。
【００２０】
支持体４０は概して円筒形である。前側には前に説明した通り、段顎部４６が具備され、後側には後述するハウジング４４が差し込まれる段顎部４８が用意される。内側には支持板５０が用意される。この支持板５０にはボス５２が後ろの方向に露出されている。このボス５２には後述するモーターが固定される。支持板５０の中央には貫通穴５３が用意され、詳細には図示していないがその穴の中には軸受けが設置されている。
【００２１】
支持板５０の前側空間には回転スクリューブロック５４が配置される。回転スクリューブロック５４は中間の部分にシャフト５６が具備されている。シャフト５６は支持板５０の穴５３を経由して支持体４０の後方部の空間まで延長される。シャフト５６には動力伝達機構５８を構成する歯車５９が嵌め込まれて固定される。回転スクリューブロック５４は円筒形で、外面に動力伝達用ネジ（リードスクリュー）５７が形成されている。詳細に図示していないが、 回転スクリューブロック５４は回転は可能であるがシリンダー１２の縦方向には移動しないように支持されている。
【００２２】
上記回転スクリューブロック５４を回転させるためのモーター６０は支持板５０のボス５２に固定される。モーター６０はその回転速度が正確に制御できるようなものが望ましい。本実施例では前記モーター６０はステッピングモーターで構成される。モーター６０は低電圧低電力モーターのものが望ましい。前記モーター６０の回転駆動力は歯車６２と歯車５９を経由して回転スクリューブロック５４に伝達される。図示していないが、モーター６０にはリードワイヤが付いていて、このリードワイヤは後述する回路基板に連結される。
【００２３】
また、前記支持体４０の後方部にはセンサー装置６４が配置される。センサー装置６４はロータリーエンコーダ６６と感知部６８を具備する。感知部はロータリーエンコーダ６６の両側に各々配置された発光素子と受光素子を具備する。一方、ロータリーエンコーダ６６の回転中心シャフトには歯車７０が設置されている。この歯車７０は歯車５９と噛合されている。従って、回転スクリューブロック５４の回転または停止はロータリーエンコーダ６６に伝達されて感知される。前記感知部にはリードワイヤ（図示していない）が連結されるが、このワイヤは後述する回路基板に連結される。
【００２４】
可動部材４２は前記ピストン１４を押すことができるように直線方向に移動することができるものである。可動部材４２は図４に詳細に図示されている通り、中空円筒体７２と、棒部７４を具備する。中空円筒体７２はその先端部にフランジ７６が形成されている。このフランジ７６がピストン１４の後面に接触してピストン１４を押すようになる。図示した実施例とは別に、中空円筒体７２の先端部にはピストン１４の後方部に用意された円形窪みの傾斜づけられた側壁に接触できるように構成することも可能である。その場合、中空円筒体の先端部がピストンの最後末端面だけでなく側壁をも加圧して円周突起とシリンダー内壁にさらに密着されるような構成になる。
【００２５】
中空円筒体７２の後側には互いに対面するように配置された２個の棒７４が延長されている。中空円筒体７２の内面と棒の互いに対面する面にはネジ７８が形成されている。このネジ７８は動力伝達用であり、前記回転スクリューブロック５４の外面に形成されているネジ５７と螺合する。従ってスクリューブロック５４が回転すると、互いにネジが螺合されて回転しながら、可動部材４２が直線方向に移動するようになる。
【００２６】
可動部材４２には中空円筒体７２と棒７４の外面に形成された案内溝８０が具備されている。この案内溝８０には支持体の内側面に形成された案内突起８２と相互作用し、稼動部材４２が直線運動するようにする。一方、詳細に図示していないが、支持体４０の支持板には前記棒７４が通過できるような穴が用意されている。
【００２７】
ハウジング４４が支持体４０の後側に嵌め込まれ、かつ固定される。ハウジング４４の内側には回路基板８４が固定される。回路基板８４には各種回路部品類が設置される。ハウジング４４の内部には電池（バッテリー）８６が固定される。電池８６、モーター６０、センサー装置６４のリードワイヤは前記回路基板８４の適切な位置に連結され、電源を供給したり、駆動信号、または感知信号の送受信ができるように構成される。
【００２８】
一方、赤外線受信装置８７が回路基板８４に連結、設置される。この赤外線受信装置は後述するリモコンからの信号を受信するためのものである。このためにハウジング４４にはポット穴８８が用意されている。
【００２９】
ハウジング４４の外側面には正面パネル９０が用意されている。正面パネルには液晶ディスプレー９２とボタン９４ａ、９４ｂが具備される。この正面パネルは通常、回路基板８４に固定される。液晶ディスプレー９２には注入装置の作動状態またはセッティング状態を知らせる文字または数字類が表示される。ボタン９４ａはスタートまたはストップを駆動させることができるスタート／ストップボタンである。ボタン９４ｂは注入される薬物の量を事前に設定された量だけを増加させて注入することを指示する時間当り注入量一時変更ボタンである。このボタン９４ａ、９４ｂは患者が作動することができるようにピストン押送装置１６に設置する。
【００３０】
図１を参照すると、リモコン９６が用意される。リモコン９６には多数のボタン９８ａ〜９８ｇと赤外線送信装置１００が用意される。ボタン９８ａ〜９８ｇを押すと、各ボタンに該当する赤外線信号が送信される。ボタン９８ａは時間当り注入量入力ボタンである。ボタン９８ｂは一時増加量入力ボタンである。ボタン９８ｃは設定および解除ボタンであるが、入力された時間当り注入量または一時増加量を設定したり、すでに設定したものを解除するために使用する。ボタン９８ｄはスタート／ストップボタンであり、ボタン９４ａと同一な機能を遂行する。ボタン９８ｅは高速移動ボタンであり、ピストン１４を患者に薬物を注入する直前、薬物がチューブの先端まで到達するようにするなどの場合に、即ち、薬物を素早く押し出したい時に使用するボタンである。ボタン９８ｆは後退ボタンであり、可動部材４２を後退させるためのものである。ボタン９８ｇは予備移動ボタンであり、可動部材４２の先端部とピストン１４の後方が互いに離れている時、可動部材４２をピストン１４に接触するまで、素早く移動させるためのものである。
【００３１】
図５を参照すると、回路基板８４には制御用マイクロプロセッサー１１２（このマイクロプロセッサーはメモリも搭載している単一チップマイコンを使用するものが望ましい）が用意される。マイクロプロセッサー１１２はマイコンとも呼ばれるが、演算処理部とメモリが具備される。マイクロプロセッサー１１２には各回路装置が連結される。図５はその連結状態を図示したものである。
【００３２】
マイクロプロセッサー１１２には赤外線受信装置８７が連結されている。従って、リモコン９６のボタン９８ａ〜９８ｇを押して伝達される信号はマイクロプロセッサー１１２に渡されて処理される。液晶ディスプレー９２とボタンが具備された正面パネル９０もマイクロプロセッサー１１２に連結され、指示に従って情報が出力されたり、ボタン入力内容がマイクロプロセッサー１１２に伝達される。
【００３３】
マイクロプロセッサー１１２にはモーター６０とセンサー装置６４が連結される。モーター６０はマイクロプロセッサー１１２が制御する通りに電源が供給され、かつ回転するようになる。センサー装置６４からは受光素子に光が伝達されているのか否かの情報がマイクロプロセッサー１１２に伝達され、マイクロプロセッサー１１２はこれをデータとして注入装置の作動状態を監視する。
【００３４】
マイクロプロセッサー１１２にはブザー１２５が連結されている。このブザー１２５は薬物が注入されないなどの作動異常時または薬物が全部注入された時に鳴るように制御される。
【００３５】
マイクロプロセッサー１１２はこれらの連結された回路装置類から伝達されるデータなどを処理し、ボタンの入力に従って時間当り注入量に合うようにモーターなどの作動を制御する。このような制御過程は本説明を参照すると、当業者であれば容易に理解することができるであろう。
以下、図１、図３、図５および図６Ａから図６Ｄまでを参照して薬物注入装置１０の動作を説明する。
【００３６】
図６Ａで図示した通り、シリンダー１２の後方にピストン押送装置１６を結合する。ピストン押送装置１６の可動部材４２は最大に後退した状態になっている。この結合前に時間当り注入量と瞬間変化量を設定する。時間当り注入量入力ボタン９８ａを押すと、押す時毎に交代に事前設定された時間当り注入量（例えば、時間当り０．５、１、３、５、１０ｃｃ）が次々に表示される。希望する時間当り注入量のところで設定ボタン９８ｃを押すと、時間当り注入量が設定される。その後患者が痛みを甚だしく感じる場合、自分で薬物量を増加させたい時、ボタン９４ｂを押すことになるが、前記ボタンを押す時に増加される量を設定する。これは変化量入力ボタン９８ｂを押して事前に設定された増加量（例えば、時間当り０．５、１、３、５、１０ｃｃ）が次々に表示されるようにし、希望する増加量のところで設定ボタン９８ｃを押すと、増加量が設定される。
【００３７】
ピストン押送装置１６の結合の後、図６Ｂで図示した通り、シリンダー１２内に薬物を入れる。この時、注射器１５０に薬物を入れた後、薬物を入れるために設置したＴ型バルブ（供給バルブ部材）３４に注射器部分のルアロック部分を連結して注射器プランジャーを押し入れると、薬物がシリンダー１２内に伝達される。この時、シリンダー内に残っている空気は装置の隙間を経由して排出される。これとは異なる方法として、薬物を先に供給した後にピストン押送装置１６を結合することも可能であるだろう。
【００３８】
その後、予備移動ボタン９８ｇを押して図６Ｃの通り、可動部材４２を直線移動させる。可動部材４２はピストン１４に接触すると止まる。その後、高速移動ボタン９８ｅを押して薬物を前進させた後、チューブ１８の末端を患者の静脈に挿入されている注射針と連結された経路に接続する。スタート／ストップボタン９８ｄ、９４ａを押すと、注入が開始される。図６Ｄの通り、注入が全部完了されれば、後退ボタン９８ｆを押して可動部材４２を後退させる。そして、チューブ１８の末端を患者の静脈に挿入された注射針と連結された経路と分離する。
【００３９】
使用後、ピストン押し装置１６をシリンダー１２から分離し、シリンダー１２、ピストン１４、チューブ１８などは廃棄する。ピストン押送装置１６は再活用する。
【００４０】
一方、途中に医者が瞬間的に薬物注入量を増加させたい必要性を感じた時には一時増加ボタン９４ｂを押す。薬物注入を途中に中断する時にはスタート／ストップボタン９４ａ、９８ｄを押して停止させる。注射針が静脈に正確に挿入されている状態でない場合には薬物注入ができない。この状態なのに薬物が供給されれば、患者は痛みを感じる。この時には電源がモーターに供給されてもモーターが回転できなかったり、設定された時間当り注入量と比例する速度で回転することができない。そうなると、ロータリーエンコーダ６６の回転が停止したり遅くなる。結局、発光素子から受光素子まで伝達される光によって発生するパルスの数が適正数以下になるか、０になる。これをマイクロプロセッサー１１２が感知し、そのような状態になると可動部材４２を自動的に後退させる。
【００４１】
図７Ａおよび図７Ｂはシリンダー１２にある薬物がほぼ注入された状態を図示したものである。薬物をシリンダーに供給する時、チューブにある空気がシリンダー１２内に入り込むことが起こり得る。この空気はなるべく患者に注入されないことが望ましい。図７Ａおよび図７Ｂに図示した通り、シリンダー１２内に気泡が発生した場合に、その気泡は常に上部に位置する。
【００４２】
図７Ａの場合はシリンダー１２の頭部２０が上方を向いている状態である。気泡Ｂは頭部２０の内側の末端に形成され、排出突起２２の末端は気泡Ｂより低い位置にある。従って、排出突起２２は薬物内に位置するようになる。結局、薬物が排出された後になってこそ空気が抜き出されることになる。
【００４３】
図７Ｂの場合はシリンダー１２の頭部２０が下方を向いている状態である。気泡Ｂはピストン１４の縁周囲に形成されている。この状態でピストン１４が移動しても気泡Ｂは常にピストン１４の縁付近に位置することになる。結局、薬物が排出された後になってこそ空気が抜き出されることになる。
【００４４】
前記に説明したことと同じ構成の実施例の薬物注入装置は時間当り薬物注入量を一定に維持しながら薬物を注入することができる。また、薬物の注入速度は医者が直接または医者の監督下でなければ設定ができなく、最初に医者が設定した範囲内で調節も可能である。薬物注入停止も容易にできる。注射針の状態によって静脈に薬物注入ができない場合があるが、これを自動的に感知してそれ以上の注入を止めることができる。また、薬物注入時、患者に空気が入り込む心配が少なくなり、薬物の漏洩も減少させることができる。
【００４５】
図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、本発明の他の実施例による液体注入装置に使用するピストンが図示される。ピストン１４Ｂはプラスチック樹脂で射出成形されたものである。概して短い円筒形ボディーと丸い先端部２６Ｂで構成される。先端部の末端には前記の実施例と同じように窪み２８Ｂを具備する。後側には肉カット空間１４２が用意され、その空間にはリブ１４４が用意される。
【００４６】
円筒形ボディーの外側面には２個の輪形（円環状）の溝１４６が用意される。ここには密封リング（例えばＯリング）１４８が装着される。溝１４６はその断面が図８Ｂに図示したとおり、角が付けられた隅がある四角形状であり、密封リング１４８はその断面が円形である。密封リング１４８が装着され、シリンダー内に挿入される時には密封リング１４８が歪んで溝１４６の隅に押し込まれるようになる。従って、密封を維持しながらもピストンが円滑に動くことができ、密封リング１４８が溝１４６の外部に変形されて密封リング１４８が外される心配も少なくなる。
【００４７】
図９から図１１までは本発明のもう一つの異なる実施例による液体注入装置を図示する。図９から図１１までを参照すると、液体注入装置５００はシリンダー５３８とピストン５３６とピストンに圧力をかけてピストンを押す装置として機能する気体供給装置５１０を具備する。
【００４８】
気体供給装置５１０はハウジング５１１内に上部室５１４と下部室５１８を具備する。上部室５１４と下部室５１８は隔壁５２０によって分離される。隔壁５２０は一定の圧力によって破られる。下部室５１８の底にはガス通路５２６が具備される。
【００４９】
気体供給装置５１０の前記上部室５１４の上面中央部には円盤形の加圧板５１２が用意される。使用者がこの加圧板５１２を押すことができる。加圧板５１２はハウジングの別の部分と変形可能な薄い壁を間において連結されている。
【００５０】
上部室５１４には円盤形の固体物質５３０が隔壁５２０の上に設置されて内蔵される。この固体物質５３０は液体と反応して気体を発生させられる材料を主成分にして構成される。本発明の一つの実施例では炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３
）を主成分にしてゼラチンが共に使用される。望ましいのは７０ないし９５重量％の炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）、３ないし３０重量％のゼラチンおよび３重量％以下のタルク（Ｔａｌｃ；滑石）で構成される。もっとも望ましいのは９０ないし９４重量％の炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）、５ないし１０重量％のゼラチンおよび１重量％以下のタルクで構成される。ガスの発生過程では一定圧力の気体を希望する時間とおり維持することが要求されるが、ゼラチンの量を調節することで圧力と時間を調節することができる。タルクは固体物質を製造するときに使用するのが望ましい。
【００５１】
隔壁５２０の下の下部室５１８にはその縁と底にかけて柔軟な気体透過シート（Ｓｈｅｅｔ）５２８が用意されている。このシートは気体透過性かつ液体不透過性のフィルターとして機能する。図１２の（ａ）を参照すると、このシート５２８は液体不透過性かつ気体透過性のメンブレン５２８ａ、気体を透過させたり保有することができるので気体の経路を形成する（望ましいのは合成繊維の）不織布シート５２８ｂ、柔軟な材料の液体および気体不透過性フィルム５２８ｃの３層を次々に積層して形成する。ハウジング５１１の方にはフィルム５２８ｃが位置する。前記フィルム５２８ｃとしては通常の軟質透明ビニールシートを使用するのが望ましい。前記不織布シートの代わりに柔軟であり、かつ気泡が互いに繋がっているスポンジのような発泡体を使用することも可能である。
【００５２】
図１２の（ｂ）にはこのシート５２８の展開図が図示されているが、最外郭の接合線５２８ｄおよび３層の結合線５２８ｅが用意される。この 結合線５２８ｄで丸い板と側面板が接合される。 結合線５２８ｄおよび 結合線５２８ｅで前記三つの層を結合するが、望ましいのは熱を加えながら加圧して３層を溶融接着することである。
【００５３】
図１２の（ａ）で分かるように、フィルム５２８ｃには気体通路５２６に通る位置に穴５２８ｆが形成されている。前記穴５２８ｆの位置に前記下部室５１８の液体が接近できないようにフィルム５２８ｃは下部室５１８の内壁に付着されている。望ましいのは下部室５１８の隅付近で下部室全体の縁にかけて下部室壁とフィルムを付着することである。穴５２８ｃは気体通路５２６と連通される。
【００５４】
図１１および図１２を参照すると、メンブレン表面の大部分は液体物質と接しているが、少なくとも一部分は液体に接していない。発生した第２ガスは液体と接していない部分でメンブレンを通って不織布層に入る。 不織布層が気体移動経路を形成しているので、気体はこの空間を通って前記穴５２８ｆまで移動することができ、前記穴を通って放出されることもできる。
【００５５】
シート５２８で包囲まれている下部室５１８には液体物質５３２が収容されている。この液体物質５３２は Lタルタル酸（Ｃ_４Ｈ_６Ｏ_６）溶液で構成される。液体状態の Lタルタル酸（Ｃ_４Ｈ_６Ｏ_６）水溶液は前記シート５２８の液体密封作用で下の方に漏洩しないようにされている。
【００５６】
下部室５１８の下にはガス通路５２６が形成されている。このガス通路５２６はシリンダー５３８のピストン５３６の後側と連結されている。ハウジング５１１の側面には前記ガス通路５２６と連結される穴が用意され、この穴には圧力調節バルブ５２４が設置されている。圧力調節バルブ５２４は、例えば、基準圧力を超過する時にガスを外部に排出（パージ）させて圧力を調節する（図１２参照）。このような圧力調節バルブは通常のものを使用することができる。
【００５７】
気体供給装置５１０の下部にはシリンダー５３８が連結される。図９から図１２までの実施例でシリンダー５３８とピストン５３６は前記図１に図示した実施例でのものと同一なものを使用する。ピストン５３６の後側には前記の実施例での通り、円形窪み５３６ａが用意される。
【００５８】
一方、前記シリンダー５３８の排出口５４０にはチューブ管５４２が挿入、固定される。このチューブ管５４２の一定位置には注射液を前記シリンダー５３８内に供給する供給バルブ（Ｔ型バルブ）５４４が設置される。チューブ管５４２を経由して流れる注射液の流れを希望する時に遮断する絞め具５４６が用意される。注射液内の空気など、異物質を濾過するフィルター５４８が装着される。チューブ管５４２の末端には注入量調節具５５０が設置される。この注入量調節具５５０で注射液の時間当り注入量が最終的に調節される。
【００５９】
この調節具５５０は患者の皮膚に挿した注射針またはカテーテルの延長チューブと図示していない連結具で連結することができる。使用前には図９から図１１に図示した通り、前記調節具５５０にキャップ５５４が嵌合されている。図面には透明であるものとして図示されている。キャップ５５４の内側には貫通穴が形成されている。貫通穴内には栓５５６が差し込まれているが、この栓５５６は液体不透過性であり、かつ気体透過性である。このような栓の材料はアメリカ ジョージア州、フェアバーン３０２１３所在の ポレックスコーポレーション（Ｗｅｂ ｓｉｔｅ ： ｗｗｗ．ｐｏｒｅｘ．ｃｏｍ）から入手することができる。
【００６０】
ここで前記のような構成で製造された液体注入装置に対する作動状態を添付した図１０と１１を参照して説明すると次のようである。まず、シリンダー５３８と気体供給装置５１０を結合する。シリンダー５３８内に気体供給装置５１０を結合し、連結部位にテープなどで密封する。（これとは異なる方法として、初めから気体供給装置５１０をシリンダーと一体に製作することもできる。）
【００６１】
まず、前記チューブ管５４２に付属されている注射液供給バルブ５４４を経由してシリンダー５３８の内部に注射薬液体を注入する。この時、注射液が前記シリンダー５３８のピストン５３６を上方に押しながらシリンダー５３８の内部に送り込まれることになる。この時、前記ピストン５３６が上方に押されながらピストン５３６の上側空間の空気は圧力調節バルブ５２４を経由して外部に抜け出されるので注射液はシリンダー５３８内に容易に送り込まれるようになる。
【００６２】
前記の通り、注射液をシリンダー５３８内に送り込んだ状態で使用者は前記気体供給装置５１０の上部室５１４の加圧板５１２を所定の力で加圧する。すると、加圧板５１２が下の方に押されながら、その内部の固体物質５３０を押すようになる。次に固体物質５３０は隔壁５２０を破りながら押し出され、下部室５１８内の液体物質５３２の中に浸される。同時に前記固体物質５３０と液体物質５３２が反応しながらガスを発生させるようになる。炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）を主成分にする固体物質５３０が L-タルタル酸（Ｃ４Ｈ６Ｏ６）溶液と接触すると、これらは互いに化学反応して二酸化炭素（CO₂）気体を発生させることになる。前記した固体物質５３０と液体物質５３２間の化学反応を反応式で表記すると、次の通りである。
２ＮａＨＣＯ_３＋Ｃ_４Ｈ_６Ｏ_６＝Ｎａ_２Ｃ_４Ｈ_４Ｏ_６＋２Ｈ２Ｏ＋２ＣＯ_２
【００６３】
このように発生した二酸化炭素ガスは下部室５１８の内部空間を包囲しているシート５２８を通って押し出され、押し出されたガスはガス通路５２６を経由するようになる。発生した二酸化炭素の圧力は普通、固体物質の製作時、原料の混合過程で或る程度決定されるが、圧力調節バルブ２４はガス通路５２３を経由する二酸化炭素の排出圧力を、例えば、０．３５ 〜 ０．５０ ｋｇ／ｃｍ^２で維持するように調節することができる。即ち、前記二酸化炭素ガスが０．５０ ｋｇ／ｃｍ２ 以上の高い圧力で圧力調節バルブに流入されると０．５０ ｋｇ／ｃｍ２ の二酸化炭素は第２ガス排出口５２２を経由して供給される。余剰の超過圧力分の気体は前記圧力調節バルブ２４を経由して外部に放出される。他の実施例では二酸化炭素の排出圧力は前記範囲とは異なる範囲で設定することも可能である。
【００６４】
二酸化炭素はガス通路５２６を経由して一定の圧力を維持しながらシリンダー５３８内に流入される。流入される二酸化炭素ガスはシリンダー５３８内のピストン５３６を下の方に押すようになる。ピストン５３６は常に一定のガス圧力によって一定の速度で下向移動するようになる。
ピストン５３６が押されながらシリンダー５３８内部の注射液がシリンダー５３８の下段部の末端に形成された排出口５４０を経由して排出される。ピストン５３６の一定の移動量に従って注射液も時間当り注入量を一定に維持しながらチューブ管５４２に排出される。
【００６５】
一方、前記チューブ管５４２を経由して流れる注射液を一時的に遮断したい時には前記絞め具５４６を一側に移動させてチューブ管５４２を絞めることで、注射液の流れを一時的に遮断することができる。患者は注射液を注入されながらシリンダー５３８の表面に刻まれた残量および排出量表記目盛り５３４を見て注射液の供給状況を容易に観察することができる。最終的に時間当り注入量はチューブ先の調節口５５０で調節することができる。
【００６６】
一方、シリンダー内でピストンが移動する時、ガスの圧力はピストン５３６の後方部の全面にかけて垂直に作用する。そのガス圧力はピストン５３６の後方部の円形窪み５３６ａの側壁５３６ｂにも作用する。この力は側壁５３６ｂを押して円周突起５３６ｃをシリンダーの内壁の方に押し込み、薬物の漏洩をさらに確実に減少させる。使い終わった後にはシリンダー、ピストン、気体供給装置は廃棄する。このような実施例の液体注入装置は簡単は操作で長時間、一定の注入速度で薬物を注入することができる。
以上に前記例示的な実施例を用いて本発明を図示し、かつ説明したが、本発明の趣旨や範囲を超えないで様々な変更や、修正または追加が可能であることを理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１実施例による薬物注入装置の透視図である。
【図２】 図２は、図１の薬物注入装置の分解透視図である。
【図３】 図３は、図１の薬物注入装置の断面図示である。
【図４】 図４は、図１の薬物注入装置のピストン押送装置の分解透視図である。
【図５】 図５は、図１の薬物注入装置に具備された制御装置の構成図である。
【図６】 図６は、図１の薬物注入装置の動作を説明するための図面である。
【図７】 図７は、図１の薬物注入装置で空気の注入が遅延される状態を説明するために図示した部分断面図である。
【図８】 図８Ａは本発明の第２実施例による薬物注入装置に使用するピストンの分解透視図である。図８Ｂは、本発明の第２実施例による薬物注入装置に使用するピストンの断面図である。
【図９】 図９は、本発明の第３実施例による薬物注入装置の 透視図である。
【図１０】 図１０は、図９の薬物注入装置の正面図であり、一部を切断して断面図として図示した図面である。
【図１１】 図１１は、図９の薬物注入装置の横断面図であり、使用状態を図示した図面である。
【図１２】 図１２Ａは、気体透過性シートが設置された気体供給装置の部分断面図である。図１２Ｂは、前記気体透過性シートの展開図である。

Claims (14)

1. 開口を具備する前方頭部と、少なくとも部分的に開放された後方部を具備する長いシリンダーと、
   シリンダーの内部に挿入され、かつシリンダーの縦方向を沿って移動するピストンと、
   前記ピストンを前記頭部の方に押し出すように前記シリンダーに気体を供給するためのもので、前記シリンダーの後方部に接続された気体供給装置を含み、
   前記気体供給装置は化学的相互作用によって気体を発生させることができる固体物質と液体物質を具備し、
   前記気体供給装置は破損可能な壁によって分離された第１室および第２室を具備し、前記固体物質と液体物質中の一つは第１室に収容され、固体物質と液体物質中のもう一方のものは第２室に収容され、前記第２室に連結された気体通路を具備し、前記第２室と前記通路の間に位置しながら液体不透過性及び気体透過性であるフィルターを具備し、
   前記フィルターは液体不透過性および気体透過性のメンブレンと、気体不透過性および液体不透過性のフィルムと、前記メンブレンと前記フィルムの間に挿入される気体通路形成シートを具備し、気体不透過性および液体不透過性のフィルムには前記気体通路形成シートの気体通路と連通する穴が形成されていることを特徴とする液体供給装置。
2. 前記気体通路形成シートは不織布繊維または発砲体で形成された請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記メンブレンの表面の少なくとも一部分は気体に露出される請求項１に記載の液体供給装置。
4. 前記固体物質は炭酸水素ナトリウム（NaHCO₃）を含む請求項１から請求項３までのうち、いずれか一つの請求項に記載の液体供給装置。
5. 前記固体物質は７０〜９５重量％の炭酸水素ナトリウム（NaHCO₃）、３〜３０重量％のゼラチンおよび３重量％以下のタルク（Talc;滑石）を含む請求項４に記載の液体供給装置。
6. 前記固体物質は９０〜９４重量％の炭酸水素ナトリウム（NaHCO₃）、５〜１０重量％のゼラチンおよび１重量％以下のタルクを含む請求項５に記載の液体供給装置。
7. 前記液体物質はＬ−タルタル酸（ Ｌ−ｔａｒｔａｒｉｃ Ａｃｉｄ；C₄H₆O₆）溶液である請求項１から請求項３までのうち、いずれか一つの請求項に記載の液体供給装置。
8. 前記固体物質と液体物質の化学的反応で発生する二酸化炭素ガスの排出圧力は0.35〜0.50 kg/cm² である請求項１から請求項３までのうち、いずれか一つの請求項に記載の液体供給装置。
9. 前記気体通路に連結された圧力調節装置をさらに含む請求項１から請求項３までのうち、いずれか一つの請求項に記載の液体供給装置。
10. 前記第１室と第２室の間には隔壁が用意され、前記固体物質が前記第１室に収容され、前記第１室の外側壁には加圧部が具備されることで、前記加圧部を押して前記固体物質を隔壁の方に移動させると、前記隔壁が破損されて前記固体物質が第２室の方に移動する請求項１から請求項３までのうち、いずれか一つの請求項に記載の液体供給装置。
11. 前記シリンダーの頭部にはシリンダーの内側に延長する突起が形成され、前記頭部の開口はその突起に縦方向の貫通穴を形成して用意され、前記ピストンの先端部には前記突起を収容できる溝が用意された請求項１から請求項３までのうち、いずれか一つの請求項に記載の液体供給装置。
12. 前記突起の貫通穴の内部に挿入され、かつ固定されるチューブをさらに含む請求項１１に記載の液体固定装置。
13. 前記チューブに末端を覆うキャップをさらに含み、前記キャップはチューブの穴に連結される貫通穴が用意され、前記キャップは貫通穴に設置された気体透過性および液体不透過性の栓を具備する請求項１２に記載の液体供給装置。
14. 前記ピストンは後方に溝が用意された請求項１から請求項３までのうち、いずれか一つの請求項に記載の液体供給装置。

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