JP2012061053A - 投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、悪性細胞の細胞分裂を有効に阻害することができるとともに、正常な細胞への悪影響を低減することができ、更に患者及び医療従事者の負担を軽減することができる投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法を提供することを目的とする。
【解決手段】悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投与する投薬装置であって、
前記患者の体内に前記阻害薬を投与する投与手段５０と、
前記阻害薬の投与を開始する投与時刻を記憶する投与タイミング記憶手段１１と、
現在時刻を計測する時間計測手段１４と、
前記現在時刻が前記投与時刻と一致したときに、前記投与手段を駆動させ、前記患者に前記阻害薬を投与するように前記投与手段を制御する制御手段１５とを有し、
前記投与時刻は、前記悪性細胞の細胞周期の所定時期を基準に設定されていることを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法に関し、特に、悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投与する投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法に関する。

図１〜図５に従来の代表的な抗がん剤の投与方法と有効率を示す。図１は、従来のメトトレキセートの投与方法及び有効率を示した表である。図２は、従来の５−フルオロウラシルの投与方法を示した表である。図３は、従来から日本と欧米において実施されている種々の療法の無作為試験結果を示した表である。図４は、従来のビンクリスチンの投薬方法を示した表である。図５は、従来の投与方法における種々の悪性腫瘍に対する寛解率を示した表である。

図１〜図５に示した投薬方法は、いずれも注射または点滴静注を行い、投与による副作用が消えるまで数週間の休薬期間を置いて、投与を繰り返す方法である（例えば、非特許文献１、２参照）。

しかしながら、図１〜図５に記載の従来の投薬方法では、がん細胞の細胞周期に関わらず適当なタイミングで薬液の投与を行っているため、抗がん剤の効果が充分に発揮できないという問題があった。以下図面を参照してこの点を詳しく説明する。

図６は、細胞周期の一例を示した図である。細胞周期とは、細胞が分裂して２倍の数になる過程を1つのサイクルとしてとらえた概念である。細胞周期は、ＤＮＡ合成準備期（第一間期：Ｇ１期）、ＤＮＡ合成期（Ｓ期）、細胞分裂準備期（第二間期：Ｇ２期）、細胞分裂期（Ｍ期）の各段階からなるサイクルで構成されている。なお、一時的にもしくは可逆的に分裂を停止した細胞は、Ｇ０期と呼ばれる静止期に入ったとされる。１つのがん細胞は、細胞周期を１周することで２つのがん細胞となり、倍々に増加してゆく。抗がん剤は、がん細胞の増殖を抑制する機能を有する薬剤あるいは物質の総称で、時間依存型薬剤と濃度依存型薬剤の２種類に大別される。時間依存型薬剤は、前記細胞周期に関連してその効果を示す。

時間依存型の抗がん薬は図６に示す細胞周期のＧ１期に有効に作用し、その進行にブレーキをかけることで効果を示すと考えられている。がんは、多数のがん細胞で構成されており、それぞれのがん細胞は細胞周期のいろいろな期にあるため、あるタイミングで抗がん剤を投与しても、その効果が得られるのは投与したタイミングでＧ１期にある細胞だけで、その他の期にある細胞には効果を発揮しない。

ここでがん細胞の細胞周期をＴ、抗がん剤が効果を発揮するＧ１期の長さをｔとすると、最初にあるタイミングで抗がん剤を投与したとき、分裂を阻害できる細胞数の割合は全体のｔ／Ｔ、効果を逃れる細胞数の割合は（Ｔ−ｔ）／Ｔとなる。従来のような投与方法をｎ回繰り返したとして、ｎ回後に効果を逃れる細胞数の割合は（（Ｔ−ｔ）／Ｔ））^ｎとなる。

一例として、細胞周期Ｔを２４ｈ、Ｇ１期ｔを４ｈ、投与回数ｎを６回とすると、（２０／２４）^６＝０．３３４９＝３３．５％の癌細胞が残存することになる。

すなわち従来の投与方法は、投与回数を増やしても理論的に阻害効果を逃れるがん細胞をゼロにすることができないという問題点があった。

更に、連続的な投与時間が長いため、投与を受ける患者の肉体的・精神的な負担が大きいという問題があった。つまり、微量の抗がん剤を溶液で希釈し、大量の薬液を長時間連続点滴することで治療を行うため、患者は、大量の水分を摂取することになる。そのため、患者は頻繁にトイレに行かなければならず、大きな負担となっていた。また、腎臓に負担がかかるため、腎臓に疾患のある患者には投与を実施できないという問題もあった。また、投与を通院で行う場合、投与のタイミングによっては、最適なタイミングが深夜になるということもあり得る。このような場合には、医療従事者、患者の両方にとって投与が負担になるという問題があった。

そこで、本発明は、新たな抗がん剤を開発することなく、従来の薬剤の効果を最大限に発揮させて理論的には１００％の悪性細胞の細胞分裂を有効に阻害することができるとともに、正常な細胞への悪影響を低減することができ、更に患者及び医療従事者の負担を軽減することができる投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一実施態様に係る投薬装置は、悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投与する投薬装置であって、
前記患者の体内に前記阻害薬を投与する投与手段と、
前記阻害薬の投与を開始する投与時刻を記憶する投与タイミング記憶手段と、
現在時刻を計測する時間計測手段と、
前記現在時刻が前記投与時刻と一致したときに、前記投与手段を駆動させ、前記患者に前記阻害薬を投与するように前記投与手段を制御する制御手段とを有し、
前記投与時刻は、前記悪性細胞の細胞周期の所定時期を基準に設定されていることを特徴とする。

本発明の他の実施態様に係る投薬装置の作動方法は、悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投与する投与手段と、前記阻害薬の投与を開始する投与時刻を記憶する投与タイミング記憶手段と、現在時刻を計測する時間計測手段と、前記阻害薬を連続して投与する投与時間を記憶する投与時間記憶手段と、前記投与手段が前記患者に前記阻害薬を投与するように前記投与手段を制御する制御手段とを有する投薬装置の作動方法であって、
前記悪性細胞の細胞分裂の所定時期を基準に前記投与時刻及び前記前記投与時間が設定されて前記投与タイミング記憶手段及び前記投与時間記憶手段に各々記憶され、
前記時間計測手段で計測された前記現在時刻が前記投与時刻と一致したときに、前記制御手段が前記投与手段を制御し、前記投与時間の長さ分継続して前記阻害薬を前記患者に投与することを特徴とする。

本発明の他の実施態様に係る投薬方法は、悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投与する投薬方法であって、
前記悪性細胞の細胞周期の所定時期を基準に、前記患者の体内に前記阻害薬の投与を開始する投与時刻を設定し、投与タイミング記憶手段に前記投与時刻を記憶させる工程と、
現在時刻が前記投与タイミング記憶手段に記憶された前記投与時刻と一致したときに、制御手段が投与手段を動作させ、前記阻害薬を前記患者に投与する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、悪性細胞の細胞分裂を有効に阻害できるとともに、正常細胞への悪影響を低減することができる。

従来のメトトレキセートの投与方法及び有効率を示した表である。 従来の５−フルオロウラシルの投与方法を示した図である。 従来から日本と欧米において実施されている種々の療法の無作為試験結果を示した表である。 従来のビンクリスチンの投薬方法を示した表である。 従来の投与方法における種々の悪性腫瘍に対する寛解率を示した表である。 細胞周期の一例を示した図である。 本発明の実施例１に係る投薬方法の基本原理の説明図である。図７（Ａ）は、実施例１に係る投薬方法の１回目の投薬の一例を示した図である。図７（Ｂ）は、実施例１に係る投薬方法の２回目の投薬の一例を示した図である。図７（Ｃ）は、実施例１に係る投薬方法の３回目の投薬の一例を示した図である。図７（Ｄ）は、実施例１に係る投薬方法の６回目の投薬の一例を示した図である。 実施例１に係る投薬装置の一例の構成を示した図である。 実施例１に係る投薬装置を患者に装着した状態の一例を示した図である。 実施例１に係る投薬装置のコントローラの一例の内部構成を示した図である。 実施例１に係る投薬装置を用いた投薬装置の作動方法、投薬方法の処理フローの一例を示した図である。 本発明の実施例２に係る投薬装置の一例の構成を示した図である。 本発明の実施例３に係る投薬装置の一例の構成を示した図である。 本発明の実施例４に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の説明図である。図１４（Ａ）は、実施例４に係る投薬方法の１回目の投与の一例を示した図である。図１４（Ｂ）は、実施例４に係る投薬方法の２回目の投与の一例を示した図である。図１４（Ｃ）は、実施例４に係る投薬方法の３回目の投与の一例を示した図である。図１４（Ｄ）は、実施例４に係る投薬方法の４回目の投与の一例を示した図である。図１４（Ｅ）は、実施例４に係る投薬方法の６回目の投与の一例を示した図である。 本発明の実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の一例を示した図である。図１５（Ａ）は、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の１回目の投与の一例を示した図である。図１５（Ｂ）は、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の２回目の投与の一例を示した図である。図１５（Ｃ）は、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の３回目の投与の一例を示した図である。図１５（Ｄ）は、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の６回目の投与の一例を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

図６は、細胞周期の一例を示した図である。上述のように、細胞周期とは、細胞が分裂して２倍の数になる過程を1つのサイクルとしてとらえた概念である。細胞周期は、ＤＮＡ合成準備期（第一間期：Ｇ１期）、ＤＮＡ合成期（Ｓ期）、細胞分裂準備期（第二間期：Ｇ２期）、細胞分裂期（Ｍ期）の各期間からなるサイクルで構成されている。１つのがん細胞は、細胞周期を１周することで２つのがん細胞となり、倍々に増加してゆく。抗がん剤は、がん細胞の増殖を抑制する機能を有する薬剤あるいは物質の総称で、時間依存型薬剤と濃度依存型薬剤の２種類に大別される。時間依存型薬剤は、前記細胞周期に関連してその効果を示す。がん細胞の増殖を抑制する効果を示す細胞周期中の一時期を所定時期とする。

時間依存型の抗がん薬は図６に示す細胞周期のＧ１期に有効に作用し、その進行にブレーキをかけることで効果を示すと考えられている。がんは、多数のがん細胞で構成されており、それぞれのがん細胞は細胞周期のいろいろな期にあるため、Ｇ１期に働く抗がん薬は長時間に亘る投与によって、より高い効果を示すことになる。代表的な時間依存型抗がん剤としては、５−フルオロウラシル、メトトレキセート、ビンクリスチンなどが挙げられる。

なお、濃度依存型薬剤は、投与量を増やせば増やすほど殺細胞効果が増す性質（濃度依存性）を有し、やはり大量投与が行われる。

一方、抗がん薬は細胞分裂を抑制したり、細胞に直接障害を与えたりする作用をもっており、当然正常な細胞にも障害をもたらす。特に細胞増殖の盛んな骨髄（血球細胞をつくる箇所）や消化管粘膜、そして薬剤を分解して体内から排出する機能をもつ肝臓や腎臓に障害をもたらすおそれがある。抗がん薬を多量に用いれば、それだけ副作用も招来されることになるため、抗がん剤の効果と副作用とのバランスを考えて用いる必要がある。

図６に示した細胞周期において、Ｇ１期に抗がん剤が有効に作用する場合には、各がん細胞に対して、Ｇ１期でのみ抗がん剤を投与するようにすれば、最も効果的に抗がん剤を投与することができ、正常細胞への副作用も低減させることができる。

しかしながら、現実には、がん細胞は患者の体内に複数存在し、各がん細胞が異なるタイミングで各々の細胞周期を進行させている。よって、総てのがん細胞が一斉に同一のタイミングでＧ１期の段階に入るのではなく、各々のがん細胞が異なるタイミングでＧ１期に入る。このため、従来の抗がん剤の投薬方法においては、細胞周期を無視して適当なタイミングで抗がん剤を投与するか、長時間連続して低濃度に薄めた抗がん剤を患者の体内に投与する方法を採らざるを得なかった。このため、抗がん剤の細胞分裂阻害効果を十分に発揮させることができず、また、長時間連続投与の場合には、患者及び医療従事者への負担が大きかった。

図７は、本発明の実施例１に係る投薬方法の基本原理を説明するための図である。図７（Ａ）は実施例１に係る投薬方法の１回目の投薬、図７（Ｂ）は実施例１に係る投薬方法の２回目の投薬、図７（Ｃ）は実施例１に係る投薬方法の３回目の投薬、図７（Ｄ）は実施例１に係る投薬方法の６回目の投薬の一例を、各々正常細胞への影響との比較において示した図である。

図７（Ａ）〜図７（Ｄ）において、一例として、がん細胞の細胞周期を２４時間（２４ｈ）、抗がん剤が機能するＧ１期が継続する時間の長さを４時間（４ｈ）とする。また、正常細胞の細胞周期を７２時間（７２ｈ）とする。

この場合、図７（Ａ）に示すように、Ｇ１期の時間の長さ（４ｈ）を基準とし、これを１つの基本単位として細胞周期（２４ｈ）を分割すると、２４／４＝６つの群に分割することができる。がん細胞の総ては、この６つの群のいずれかのタイミングでＧ１期の段階を迎える。なお、各がん細胞のＧ１期の段階は、必ずしも６つの群と同一のタイミングで開始及び終了する訳ではなく、２つの群に跨る場合が多いが、その点は何ら問題無い。

１回目の投与のタイミングで、抗がん剤が働く期間にある細胞は、４／２４＝１／６
の確率で存在する。これを第１群と呼ぶと、抗がん剤は第１群のがん細胞に効くことになる。１回目の抗がん剤の投与では、Ｇ１期の時間の長さの４時間以内の所定時間連続して抗がん剤が投与され、その後投与を中断する。投与時間は、抗がん剤により異なり、例えば、数分であってもよいし、４時間以内の数時間であってもよい。

図７（Ｂ）に示すように、１回目の投与の後、投与を中断し、２回目の投与を行う。このとき、２回目の投与のタイミングを、１回目の投与開始から細胞周期と同一の２４時間後としても、第1群のがん細胞にしか抗がん剤が投与されず、第１群のがん細胞にしかがん抑制の効果がないため、がん細胞の全体の抑制には効果が少ない。よって、２回目の投与は、例えば、１回目の投与開始から２８時間後に行うようにして、第２群のがん細胞に効くように投与タイミングを調整する。そうすると、第１群と第２群のがん細胞の両方に抗がん剤の効果を発揮することができる。このとき、第１群と第２群に跨るタイミングでＧ１期の段階に入るがん細胞に対しても、Ｇ１期全体に対応して抗がん剤が投与されることになり、抗がん剤をむら無くがん細胞に投与することができる。

次に、図７（Ｃ）に示すように、３回目の抗がん剤の投与においては、第３群にＧ１期に入るがん細胞に対して、抗がん剤が有効に作用するように投与する。つまり、２回目の投与から、２８時間後に抗がん剤の投与を行う。また、投与時間は、抗がん剤の性質等に応じて、１回目、２回目と同じ時間であってもよいし、異なる時間であってもよい。

図示しないが、同様に４回目、５回目と投与を、２８時間毎に４時間の長さで間欠的に繰り返すことにより、第４群と第５群にＧ１期の段階に入るがん細胞に対して、有効に抗がん剤が機能するように抗がん剤を投与することができる。

図７（Ｄ）に示すように、５回目の投与から更に２８時間後に６回の投与を行えば、総てのがん細胞に対して抗がん剤の細胞分裂阻害効果を与えることができる。抗がん剤は正常細胞にも影響を与えるが、図７（Ａ）〜図７（Ｄ）の右側の図に示したように、正常細胞の細胞周期は７２時間なので、1回の投与で４／７２＝１／１８、全６回の投与でも２４／７２＝１／３の正常細胞にしか影響を与えない。

このように、細胞周期を、抗がん剤ががん細胞に対して有効に作用する所定時期（又は所定期間）を基準として複数の群に分割し、所定時期を基準として分割した複数の群に順次間欠的に抗がん剤を投与し、最終的に総ての群に抗がん剤を投与し、細胞周期全体に抗がん剤を供給することにより、正常細胞への悪影響を低減しつつ、がん細胞に効果的に抗がん剤を投与することができる。

なお、本実施例においては、悪性細胞の細胞周期を、抗がん剤が悪性細胞の増殖を抑制するＧ１期の継続時間を基本単位として分割しているが、分割の基本単位を、Ｇ１期よりも短い期間にすることも可能である。この場合においても、間欠的かつ網羅的な投薬により、正常細胞への影響を低減させつつ、総ての悪性細胞にＧ１期のタイミングで抗がん剤を投与することができる。

しかしながら、分割期間をＧ１期よりも短くすると、同じ悪性細胞に重複投薬をする可能性が高くなる。つまり、投与時間が極めて短く、投与が時間的に点で捉えられる状態を仮定すると、図７で説明した例のように、分割の基本単位がＧ１期と同一であれば、悪性細胞がＧ１期に抗がん剤の投与を受けるのは、１巡回の投与において総て１回のみである。悪性細胞の１周期を円、円周上に６等分した点を投与タイミングとして表してこれを第１の円とし（本実施例の投与時刻の設定に相当する）、同じ大きさの円で円周の１／６をＧ１期として示した第２の円を重ねて移動させると（任意の周期で細胞周期を進行させている種々の悪性細胞に相当する）、第２の円は、第１の円の６回の投与のうち、いずれか１回の投与のみを包含するパターンにしかならないことが分かる。つまり、分割期間の基本単位をＧ１期の長さと等しくすると、１巡回の投与において、Ｇ１期が投与のタイミングと一致するのは、総ての悪性細胞について１回のみとなる。よって、総ての悪性細胞に対して、Ｇ１期に均等に阻害薬を投与することが可能となる。

一方、設定する各群の分割期間をＧ１期よりも短くすると、悪性細胞のＧ１期が、Ｇ１期の初期と末期で２回の投与を包含する場合が出てくるので、１周期分の投与であっても、２回抗がん剤が投与される悪性細胞と、１回だけ抗がん剤が投与される悪性細胞が発生し、完全に平均化された投与ではなくなってしまうおそれがある。

更に、分割期間をＧ１期よりも長くした場合には、投与間隔にＧ１期が包含される悪性細胞が発生する場合が有り得るので、Ｇ１期に投薬が行われない悪性細胞が生じるおそれがある。

また、実施例１に係る投薬方法において、投与時間がある程度の時間幅を有している場合、Ｇ１期に抗がん剤が投与されるのが１回の悪性細胞と２回の悪性細胞が生じ得るが、分割期間がＧ１期と同一の場合には、２つの群にＧ１期の投与が跨る場合であっても、１巡回中に抗がん剤が投与される時間の合計の長さは総ての悪性細胞で等しくなり、この場合にも総ての悪性細胞に均一な投薬量で抗がん剤の投与を行うことができる。

よって、分割の基本単位を、Ｇ１期よりも若干短くしたり、長くしたりすることも可能であり、それでも従来の投薬方法よりも十分な効果が期待できるが、より効果的で均一な抗がん剤の投与を行うためには、抗がん剤が最も有効に作用する所定時期の継続時間を基本単位として細胞周期を分割し、複数の群を設定することが好ましい。

以上説明したように、本実施例に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法においては、このような細胞周期の所定時期を基準にして抗がん剤を投与するという考え方を基本として、具体的な投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法を実現する。

なお、図７においては、Ｇ１期を抗がん剤が有効に作用する時期として説明したが、細胞と薬剤の組み合わせによっては、細胞周期の他の時期が、薬剤が有効に機能し得る期間となり得るので、その場合には、細胞周期の他の段階を基準としてよいこととする。

これ以後、本実施例に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法の具体的な構成例について、より詳細に説明する。なお、今まで、壊死させる対象となる悪性細胞ががん細胞、用いる薬剤が抗がん剤である例を挙げて説明したが、本発明に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法は、細胞分裂を行う悪性細胞又は腫瘍全般に用いることができるため、薬剤を一般化し、阻害薬と呼んでもよいこととする。

図８は、本発明の実施例１に係る投薬装置の一例の構成を示した図である。図８において、実施例１に係る投薬装置は、コントローラ４０と、輸液ポンプ５０と、輸液遮断機構６０と、輸液チューブ７０と、針７１と、薬剤容器（薬液袋と呼んでもよい）７２とを有する。輸液チューブ７０の先端に針７１が設けられ、針と反対側の先端に薬液袋７２が設けられ、薬液チューブ７０の途中に輸液ポンプ５０と輸液遮断機構６０が設けられている。コントローラ４０は、輸液ポンプ５０と輸液遮断機構６０とに電気的に接続されている。例えば、薬液ポンプ５０と、薬液チューブ７０と、針７１と、薬剤容器７２とは、一体の組立品の輸液セットとして提供されてもよい。

本実施例に係る投薬装置は、患者の体内に阻害剤の投与を行う投与手段として、輸液ポンプ５０を用いたものを例に挙げて説明する。輸液ポンプ５０を用いて患者に投薬を行う場合には、薬剤として液体の薬液を用い、患者の体内の静脈内に輸液で薬液を投与することにより、投薬を行う。図７において説明した実施例１に係る投薬方法の原理は、薬液に限らず、悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬全般に適用することができ、投与手段も投与する阻害薬に適した種々のものを使用することができるが、説明の容易のため、以後、輸液を用いた投薬装置について説明する。しかしながら、本発明に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法は、悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投薬する種々の場合に適用することができ、その他の筋肉内投与、皮下投与、経皮投与、経鼻投与、経肺投与等の非経口投与、又は経口投与等にも利用することができる。よって、本発明に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法は、輸液による投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法に限定されるものではない。

輸液ポンプ５０は、薬剤容器７２に収容された阻害薬（薬液）を、輸液チューブ７０を介して先端の針７１の方向に輸送するための輸送手段である。輸液ポンプ５０は、薬液を輸送できれば、種々の輸液ポンプ５０を用いることができる。

輸液遮断機構６０は、薬液の非投与時に輸液を遮断するための手段である。輸液遮断機構６０は、例えば、輸液チューブ７０を圧迫し、輸液チューブ７０を外側から圧縮することにより、輸液チューブ７０の流路を塞ぎ、輸液を遮断する機構６０であってもよい。この場合、輸液チューブ７０を圧縮する方法としては、例えば、モータによる可動式のアームで輸液チューブ７０を直接圧縮する方法、ネジによる圧縮方法等を用途に応じて用いることができる。

コントローラ４０は、輸液ポンプ５０の駆動と、輸液遮断機構６０の駆動を制御する手段として設けられる。

図９は、実施例１に係る投薬装置を患者に装着した状態の一例を示した図である。コントローラ４０は、患者の身体の近傍に装着される。また図示しない薬剤容器７２もケース７３に内蔵される。輸液ポンプ５０は、ケース７３の近傍に輸液チューブ７０によって薬剤容器７２と接続され、これらは一体となって患者の身体の近傍に装着される。輸液遮断機構６０も、輸液ポンプ５０と同様に患者の身体の近傍に装着される。輸液ポンプ５０によって送られる阻害薬は、輸液チューブ７０、針７１を通じて患者の体内に投入される。

図１０は、実施例１に係る投薬装置のコントローラ４０の一例の内部構成を示した図である。図１０において、実施例１に係る投薬装置のコントローラ４０は、投薬情報入力手段１０と、投与タイミング記憶手段１１と、投与時間記憶手段１２と、投与速度記憶手段１３と、時間計測手段１４と、制御手段１５と、輸液ポンプ駆動手段１６と、輸液遮断機構駆動手段１７とを備える。また、図１０において、コントローラ４０に接続される輸液ポンプ５０と、輸液遮断機構６０とが、外部の構成要素として示されている。

投薬情報入力手段１０は、医療従事者が、阻害薬の投与タイミング（例えば何時何分といった投与を開始する時刻）、投与を継続する時間、および投与速度（毎時何ｍｌなど）を設定するための入力手段である。つまり、投薬情報入力手段１０を用いて、医療従事者が阻害薬の種類に応じて、阻害薬の注入時間間隔及び阻害薬の注入量、すなわち輸液時間および輸液速度を設定することができるように構成する。

なお、投薬情報入力手段１０は、阻害薬の種類、投薬量等、その他の関連情報を入力できるように構成されてよく、用途に応じて入力情報を定めてよい。投薬情報入力手段１０は、タッチパネル等の選択式の入力装置として構成されてもよいし、項目別に設定する数字を直接入力するような入力装置として構成されてもよい。投薬情報入力手段１０は、用途に応じて種々の構成及び入力方法を採ることができる。

投与タイミング記憶手段１１は、投薬情報入力手段１０で入力設定された投与を開始する投与時刻を格納し、記憶する手段である。同様に、投与時間記憶手段１２は、投薬情報入力手段１０で入力設定された投与時間を格納記憶する手段であり、投与速度記憶手段１３は、投薬情報入力手段１０で入力設定された投与速度を格納記憶する手段である。投与タイミング記憶手段１１、投与時間記憶手段１２及び投与速度記憶手段１３は、例えば、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリで構成されてもよい。

時間計測手段１４は、現在時刻を計測する手段であり、一般的なタイマ等が用いられてよい。本実施例に係る投薬装置では、投与タイミング記憶手段１１により設定された投与時刻が記憶されているため、時間計測手段１４から出力される時刻が、投与タイミング記憶手段１１に記憶された投与時刻と一致したか否かにより、現在時刻が投与時刻となったか否かを判定することができる。

輸液ポンプ駆動手段１６は、輸液ポンプ５０を駆動するための手段である。輸液ポンプ駆動手段１６は、輸液ポンプ５０に接続されるともに制御手段１５に接続され、制御手段１５の指令により、輸液ポンプ５０を駆動するように構成されてよい。

輸液遮断機構駆動手段１７は、制御手段１５からの指令に従い、輸液遮断機構６０を作動又は停止させる駆動手段であり、制御手段１５と輸液遮断機構１７とに接続されている。具体的には、制御手段１５に指令に従い、輸液が行われているときには輸液遮断機構６０をオフとし、輸液が行われていないときは輸液遮断機構６０をオンとする。これにより、輸液非投与時に薬液の供給を確実に停止させることができる。

制御手段１５は、輸液ポンプ駆動手段１６及び輸液遮断機構駆動手段１７を制御し、薬液を所定のタイミングで投与又は非投与とするための手段である。制御手段１５は、輸液ポンプ駆動手段１６及び輸液遮断機構駆動手段１７に接続され、輸液タイミング記憶手段１１、輸液時間記憶手段１２、輸液速度記憶手段１３に格納された情報に応じて、輸液ポンプ５０及び輸液遮断機構６０を動作させる。

具体的には、制御手段１５には時間計測手段１４が接続され、輸液タイミング記憶手段１１に設定された時刻と時間計測手段１４の出力する時刻が一致したときに、制御手段１５が輸液遮断機構駆動手段１７を介して輸液遮断機構６０を解除させ、輸液ポンプ５０の動作を開始する。その後、輸液時間記憶手段１２に格納された所定の時間だけ、輸液速度記憶手段１３に格納された輸液速度で輸液を行い、所定時間が経過したら、輸液を停止し、輸液遮断機構６０を能動状態にする。

また、制御手段１５は、輸液ポンプ５０を駆動させていない場合には、輸液遮断機構駆動手段１７を駆動させ、薬液の投与を確実に停止させる制御を行う。つまり、制御手段１５によって、輸液が開始されるタイミングに合わせて輸液遮断機構１７の解除が行われ、輸液の終了のタイミングで再び輸液が遮断される。

このように、本実施例に係る投薬装置は、輸液遮断機構６０と輸液遮断機構駆動手段１７によって、輸液が行われない時間は、輸液が遮断されている。このようにすれば、所定の時間間隔で正確に間欠的に阻害薬の投与を行い、投与を行わない時間は、輸液を遮断しておくことができる。

なお、制御手段１５は、例えば、ＣＰＵを有し、プログラムにより動作するマイクロコンピュータや、所定の演算回路を有する電子回路として構成されてよい。

かかる構成により、実施例１に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び作動方法は、図７で説明したように、間欠的でありながら、異なるタイミングで細胞周期を進行させている総ての悪性細胞に対して、有効に阻害薬が作用するタイミングで阻害薬の投与を実行することができる。これにより、１回の投与時間を短くして正常な細胞への影響を低減させるとともに、悪性腫瘍等の悪性細胞全体に対して、阻害薬が有効に作用するタイミングで、漏れなく総ての悪性細胞に阻害剤を投与することができる。

具体的には、図８〜１０に示した投薬装置を作動させ、図７に示した投薬方法を実行すると、以下のようになる。なお、前提条件として、図７に示したように、２４時間の細胞周期、４時間のＧ１期の時間の長さを有する悪性細胞に対して、２４時間の細胞周期を４時間ずつに分割し、６つの群を設定したとする。

医療従事者が、投薬情報入力手段１０に、１回目の投与時刻をＸ日の０時００分、２回目の投与時刻を１回目の投与時刻の２８時間後の（Ｘ＋１）日の４時００分、３回目の投与を２回目の投与時刻の２８時間後の（Ｘ＋２）日の８時００分、４回目の投与を３回目の投与時刻の２８時間後の（Ｘ＋３）日の１２時００分、５回目の投与を４回目の投与時刻の２８時間後の（Ｘ＋４）日の１６時００分、６回目の投与を５回目の投与時刻の２８時間後の（Ｘ＋５）日の２２時００分に設定入力すると、投与タイミング記憶手段１１に、各々の回の投与時刻が設定記憶される。また、医療従事者が、同時に投薬情報入力手段１０に、投与時間を所定時間（例えば、Ｐ時間）に設定して入力すると、各投与の連続する時間はＰ時間に設定され、投与時間記憶手段１２に投与時間はＰ時間と設定記憶される。同様に、医療従事者が、投薬情報入力手段１０に、投与速度をＱｍｌ／ｈと設定入力すると、投与速度記憶手段１３には、投与速度はＱｍｌ／ｈと設定記憶される。

このように、投与タイミング記憶手段１１に投与時刻、投与時間記憶手段１２に投与時間、投与速度記憶手段１３に投与速度が各々設定された状態で投与を開始したとする。すると、時間計測手段１４から出力される現在時刻が、投与タイミング記憶手段１１に設定された６つの投与時刻と２８時間間隔で一致する度に、制御手段１５が輸液遮断機構駆動手段１７の駆動を解除するとともに輸液ポンプ駆動手段１６を駆動し、輸液遮断機構６０の遮断状態を解除するとともに、輸液ポンプ５０を駆動させて阻害薬の患者への投与を行う。その際、投与速度は投与速度記憶手段１３に設定記憶されたＱｍｌ／ｈに従い、投与時間は、投与時間記憶手段１２に設定記憶されたＰ時間の長さで連続投与される。Ｐ時間の連続投与が終了したときには、制御手段１５が、輸液ポンプ駆動手段１６を制御して輸液ポンプ５０を停止させるとともに、輸液遮断機構駆動手段１７を制御して輸液遮断機構６０を作動させる。

コントローラ４０がこのような制御を行うことにより、本実施例に係る投薬装置は、図７に示す投与パターンで患者への阻害薬の投与を実行し、正常細胞への影響を低減させつつ、悪性細胞の総てに対して投薬が有効なＧ１期の段階で阻害薬を投与することができる。

図１１は、実施例１に係る投薬装置を用いた投薬装置の作動方法、投薬方法の処理フローの一例を示した図である。図１１において、今まで説明した構成要素と同様の構成要素については、同一の参照番号を付し、その説明を省略するものとする。

図１１において、ステップ１００では、投薬情報の入力が行われる。投薬情報の入力は、医療従事者が、投薬情報入力手段１０に、投与時刻、投与時間、投与速度等を含む投薬情報を入力することにより行われてよい。

その際、投与時刻は、細胞分裂を阻害する対象となる悪性細胞の細胞周期の所定時期を基準として設定する。図６及び図７において説明した例であれば、細胞周期のＧ１期を基準として設定する。つまり、Ｇ１期の期間内に悪性細胞に阻害剤が投与されるようなタイミングを設定する。もし、細胞分裂を阻害して壊死させる対象となる幾つかの悪性細胞が具体的に特定できるのであれば、対象となる悪性細胞の細胞周期の段階がＧ１期となるタイミングで、個別に阻害剤を投与すればよい。しかしながら、一般的には、悪性細胞は存在数及び各々の細胞周期を特定できないレベルで複数存在し、各々の悪性細胞の細胞周期が異なるタイミングで進んでいるので、総ての悪性細胞に、個別にＧ１期に阻害薬を投与するのは困難である。そこで、悪性細胞の細胞周期を個別に把握しなくても、総ての悪性細胞にＧ１期の期間に阻害剤が投与されるような投与タイミングを有する投与パターンを定めることになる。

一例としては、図７で説明したように、Ｇ１期が継続する時間と同一時間で細胞周期を分割して複数の群を設定し、複数の群の１群ずつ、順に所定の時間間隔を空けて阻害剤の投与を行うように、投与時刻、投与時間を設定する。投与速度については、阻害剤の種類に応じて、デフォルトのような値があるのであれば、デフォルト値を採用して設定するようにしてもよい。

なお、図６及び図７においては、Ｇ１期が阻害薬を投与する時期として効果的である例を挙げて説明したが、患者の病気、使用する阻害薬により、細胞周期の別の時期が、阻害薬が有効に作用するタイミングとなる場合も有り得る。そのような場合には、阻害薬による細胞分裂の阻害効果が最も有効に機能する時期を基準として、投与タイミングを定めるようにすればよい。

ステップ１１０では、医療従事者により、投薬情報入力手段１０に入力された投薬情報のうち、投与時刻、投与時間及び投与速度は、投与タイミング記憶手段１１、投与時間記憶手段１２及び投与速度記憶手段１３に各々記憶され、制御手段１５が参照する情報として設定される。

ステップ１２０では、現在時刻と設定された投与時刻との照合が開始される。現在時刻の計測は、時間計測手段１４により行われる。制御手段１５において、時刻計測手段１４から入力される現在時刻と、投与タイミング記憶手段１１に記憶された投与時刻との照合比較が開始される。

ステップ１３０では、現在時刻が、投与タイミング記憶手段に設定された投与時刻と一致するか否かが判定される。判定は、時間計測手段１４からの出力が入力されるとともに、投与タイミング記憶手段１１に記憶された投与時間の参照が可能な制御手段１５において行う。

ステップ１３０において、制御手段１５が、現在時刻が設定された投与時刻と一致していると判定したときには、ステップ１４０に進む。制御手段１５が、現在時刻と投与時刻は一致していないと判定したときには、ステップ１３０を循環する待機状態となる。

ステップ１４０では、ステップ１３０で現在時刻が投与時刻と一致していると判定された場合に、阻害薬の患者への投与が行われる。阻害薬の投与は、ステップ１００及びステップ１１０で予め設定された投与速度、投与時間に従って行われる。これにより、阻害薬を投与するのに有効なタイミングで、阻害薬を投与することができ、阻害薬の細胞分裂効果を高めることができる。

ステップ１５０では、投与開始後、設定された所定の投与時間に達したら、投与を停止する。これにより、１回の投与で予め定められた所定量だけ阻害薬を患者に投与することができ、正常細胞への悪影響を抑制しつつ、効果的に阻害剤を投与することができる。

ステップ１６０では、制御手段１５において、投与タイミング記憶手段１１に設定された投与時刻の総てを現在時刻が経過しているか否かを判定する。現在時刻が、設定された総ての投与時刻を既に経過している場合には、設定された総ての投与を終了したことを意味するので、図１１の動作フローを終了する。一方、まだ経過していない投与時刻が投与他ミング記憶手段１１に設定されている場合には、ステップ１３０に戻り、現在時刻が投与時刻に一致しているか否かを判定する待機状態となり、残りの投与時刻に達するのを待機する状態となる。

そして、最終的に、総ての設定された投与時刻で阻害薬が投与されたら、図１１の処理フローを終了する。

なお、実施例１に係る投薬装置において、輸液のタイミングは、図７のように規則的な投与を行う設定ではなく、輸液タイミング記憶手段１１に任意の複数の時刻情報を設定、格納することにより、患者の状況等に応じて、輸液の時間間隔を変化させて設定することも可能である。例えば、Ｙ日の０時００分を１回目の投与時刻とし、２回目は（Ｙ＋１）日の２時００分を２回目の投与時刻と設定し、（Ｙ＋２）日の６時００分を３回目の投与時刻として設定すれば、１回目、２回目の時間間隔と２回目、３回目の時間間隔をそれぞれ個別に設定できることになる。他にも、２回目は２６時間後、３回目は２８時間後など、１回目からの経過時間を直接設定するようにしてもよい。また、輸液時間記憶手段１２、輸液速度記憶手段１３に設定する値も、輸液回数に応じてそれぞれ個別に設定可能である。すなわち、１回目の薬液投与量と２回目の薬液投与量を変えることもできる。

このように、実施例１に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法によれば、阻害薬を、細胞周期の所定時期にある悪性細胞に、最も効率よく阻害薬の細胞分裂抑制効果が作用するタイミングで投与することができ、対象の細胞の細胞周期に合わせて必要な量だけ正確に細胞分裂の阻害薬を投与できる。このような細胞分裂の阻害薬の投与方法が可能になると、従来のように、阻害薬を長時間大量の水分と一緒に投与する必要がなくなるため、患者の肉体的負担が軽減でき、効果的な治療を行うことができる。また、頻繁にトイレに行く必要もなくなる。

また、阻害薬の注入を間欠的に複数回行い、対象の細胞の細胞周期に合わせて、最も効果的に細胞分裂の阻害薬の投与を行うことができる。図７の例で説明すると、１回目の投与から２４時間＋４時間＝２８時間後に２回目の投与を行えば、別の群のがん細胞に効果を与えることができる。以降、２８時間毎に投与を繰り返してもよいし、患者の状態や通院の都合に合わせて、時間間隔を変えてもよい。要は、がん細胞の細胞周期と抗がん剤の効果のある期間の時間比率を考慮して、最も効果的かつ効率的に抗がん剤の投与を行うことが可能となり、患者、医療従事者双方の負担軽減ができる。

図１２は、本発明の実施例２に係る投薬装置の一例の構成を示した図である。実施例２に係る投薬装置は、コントローラ４１が、投薬情報入力手段１０と、投与タイミング記憶手段１１と、投与時間記憶手段１２と、投与速度記憶手段１３と、時間計測手段１４と、制御手段１５と、輸液ポンプ駆動手段１６と、輸液遮断機構駆動手段１７とを備え、更にコントローラ４１の外部に輸液ポンプ５０と、輸液遮断機構６０とを備える点では、実施例１に係る投薬装置の構成と同様である。実施例１で説明した構成要素と同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略するものとする。

一方、実施例２に係る投薬装置は、コントローラ４１の内部に、薬剤情報入力手段２０と、薬剤情報記憶手段２１と、投薬情報算出手段２２とを更に有する点で、実施例１に係る投薬装置と異なっている。

薬剤情報入力手段２０は、医療従事者が、投与する薬剤の情報を入力するための入力手段である。薬剤情報入力手段２０は、例えば、投与する薬剤の種類等の薬剤を特定するための情報のみを入力すれば足りる構成となっている。

薬剤情報記憶手段２１は、薬剤毎に、投与タイミング、投薬量等の最適な投与情報を記憶しているデータベースである。輸液により薬剤の投与を行う薬剤の場合には、輸液タイミング、輸液量等の輸液情報を記憶している。

輸液情報算出手段２２は、薬剤情報入力手段２０に入力された薬剤情報に基づき、薬剤情報記憶手段２１に記憶されている薬剤情報を参照し、入力された薬剤に対して、最適な投与情報を算出し、投与タイミング記憶手段１１、投与時間記憶手段１２及び投与速度記憶手段１３に、投与時刻、投与時間及び投与速度の各投与情報を設定する手段である。これにより、医療従事者は、個別に薬剤の最適投与条件を調べて設定する必要が無く、薬剤の種類等の薬剤を特定する情報を薬剤情報入力手段２０に入力するだけで、自動的に具体的な投薬装置の作動方法、投薬方法が設定されることになり、医療従事者の負担を大幅に低減させることができる。

なお、薬剤の種類により最適な投薬量が定まれば、投薬時刻、投薬時間、投薬速度が定まることにより、連続する投薬と非投薬の組み合わせを１単位としたときに、最適な投薬量と投与するために必要な全体の単位数も定まることになる。そうすると、投薬全体に要する時間等の全スケジュールが自動的に定まることになり、医療従事者の負担を更に大幅に低減させることができる。

なお、実施例２に係る投薬装置においては、投薬情報入力手段１０も併せて備えている。つまり、投与タイミング、投与量、投与速度等の投薬情報については、投薬情報入力手段１０を利用して、変更可能に構成している。これにより、一部は個別に医療従事者がマニュアル設定し、残りの項目は投薬情報算出手段２２等により自動設定を行うことも可能となる。例えば、投与速度と投与時間は投与情報算出手段２２で設定し、輸液タイミングだけは投薬情報入力手段１０を用いてマニュアルで設定する、というような使い方も可能となる。

このように、実施例２に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法によれば、阻害剤を注入する時間間隔と注入する阻害薬の量、阻害薬の種類、その他阻害薬の投与に関する設定は、予め設定することで、自動的に実行される。そのため、投与時間がたとえ深夜であっても、医師・看護士等の医療従事者が、投与に関する負担を直接負わなくてもよくなる。また、患者にとっては、２４時間、治療に必要なタイミングで、阻害薬が自動的に投与されることから、入院は、治療の必須条件ではなくなる。また、入院している場合でも、仮に深夜に投与時刻がきても、自動的に投与がなされるため、安静にした状態で投与を受けることができる。更に、自宅療養でも、治療が継続できることから、経済的なストレスや、入院によるストレスから患者を解放することができる。

このように、実施例２に係る投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法によれば、投薬設定の自動設定度を高めることにより、医療従事者及び患者の負担を大幅に低減することができるとともに、正常な細胞への悪影響を低減させつつ、効果的に阻害剤の投与を行うことができる。

図１３は、本発明の実施例３に係る投薬装置の一例の構成を示した図である。図１３において、実施例３に係る投薬装置は、コントローラ４２の内部に、投薬情報入力手段１０と、投与タイミング記憶手段１１と、投与時間記憶手段１２と、投与速度記憶手段１３と、時間計測手段１４と、制御手段１５と、輸液ポンプ駆動手段１６と、輸液遮断機構駆動手段１７とを備え、コントローラ４２の外部に輸液ポンプ５０と、輸液遮断機構６０とを備える点で、実施例１に係る投薬装置と共通する。なお、実施例１と同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

一方、実施例３に係る投薬装置は、コントローラ４２の内部にある制御手段１５の内部に輸液速度比較手段３１が設けられ、輸液ポンプ５０の内部に輸液速度検出手段３０が設けられている点で、実施例１に係る投薬装置と異なっている。

輸液速度検出手段３０は、輸液ポンプ５０内又は輸液チューブ７０内の輸液速度を検出するための手段である。輸液速度検出手段３０は、例えば、流量センサ等が用いられてもよい。輸液速度検出手段３０は、輸液ポンプ５０の内部もしくは近傍の輸液チューブ７０内に設けられる。図１３においては、輸液速度検出手段３０が、輸液ポンプ５０の内部に設けられた例が示されている。

輸液速度比較手段３１は、投与速度記憶手段１３に設定された投与速度（輸液速度）と、実際の輸液ポンプ５０内又は近傍の輸液チューブ７０内の輸液速度とを比較する手段である。輸液速度比較手段３１は、例えば、コンパレータ等が用いられてよい。

図１３において、輸液速度検出手段３０の出力は、輸液速度記憶手段１３の出力と輸液速度比較手段３１によって比較され、その比較結果に応じて、制御手段１５が輸液ポンプ駆動手段１６を制御する。これによって、患者の体内に注入される単位時間あたりの薬液の量が、輸液速度記憶手段１３に設定された値と常に一致するようにフィードバック制御がなされる。

このように、実施例３に係る投薬装置においては、輸液速度検出手段３０によって実際の輸液速度をリアルタイムに検出し、その検出値によって輸液速度をフィードバック制御する。これにより、輸液速度は、投与速度記憶手段１３に設定された値と常に同じになるように制御されるため、人体からの背圧の変化、針と薬液袋の間の高低差による重力変化等の外乱があっても、その影響を打ち消して精度良く一定流量の輸液を行うことができる。これにより、非常に微量で効果がある抗がん剤等の阻害薬、逆に言うと投薬量を厳密に管理する必要のある抗がん剤等の阻害薬を使用する場合であっても、安全な治療を実現することができる。

また、輸液速度を検出している輸液速度検出手段３０において、万が一、予め設定した値を超える流量が検出された場合には、輸液速度比較手段３１によりこの異常輸液速度が検出される。このとき、制御手段１５が直ちに輸液遮断手段１７を制御し、輸液を停止する制御を行う構成としてもよい。これにより、規定された以上の流量が体内に投与されることを安全に防止することができる。

なお、実施例３に係る投薬装置を用いた投薬装置の作動方法、投薬方法については、実施例１において説明した内容をそのまま適用することができる。実施例１において説明した投薬装置の作動方法及び投薬方法よりも、輸液速度が高精度に管理されるので、更に高精度に阻害薬の投与を行うことができる。

図１４は、本発明の実施例４に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法を説明するための図である。実施例４に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法は、実施例１〜３に係る投薬装置で共通に行うことができるので、特に実施例１〜３を区別することなく説明する。

実施例１の図７において説明した投薬方法は、２４時間の細胞周期を、４時間のＧ１期の期間で６つの群に分割した後、第１群から第６群までの群に対し、２８時間の時間間隔を空けて、順次阻害薬の投与を行う方法であった。

しかしながら、第１群から第６群の群に対しては、必ずしも順番通り阻害薬を投与する必要は無く、１群置きに順次阻害薬を投与することも可能である。また、必ずしも１細胞周期に１回投薬を行う必要は無く、２周期に１回、又は３周期に１回というように、複数周期分の時間間隔を空けて投薬することも可能である。実施例４に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法においては、そのような投薬の仕方について説明する。なお、図１４において、細胞周期、投与時間、分割した群数については、図７と同様に、細胞周期が２４時間、投与時間が４時間、分割した群数は６つである例を挙げて説明する。

図１４（Ａ）は、実施例４に係る投薬方法の１回目の投与の一例を示した図である。１回目の投与においては、第１群に阻害薬が投与されている。

図１４（Ｂ）は、実施例４に係る投薬方法の２回目の投与の一例を示した図である。図１４（Ｂ）において、２回目の投与は、第３群に阻害薬の投与が行われている。このとき、投与時刻は、１回目の投与時刻から５６時間後である。つまり、１回目の投与時刻から、１周期よりも長く２周期分の間隔を空け、第１群及び第２群の時間間隔を更に加えて、第３群への阻害薬の投与を行っている。

図１４（Ｃ）は、実施例４に係る投薬方法の３回目の投与の一例を示した図である。３回目の投与においては、第５群に阻害薬が投与されている。この場合も、２回目の投与時刻とは、５６時間の時間間隔を空けている。

図１４（Ｄ）は、実施例４に係る投薬方法の４回目の投与の一例を示した図である。４回目の投与においては、第２群に阻害薬が投与されている。３回目の投与時刻からは、３６時間の間隔が空いている。２周期分の４８時間よりは短い時間間隔であるが、１周期分の２４時間よりは長く、十分な時間間隔を空けて投薬が行われている。

図１４（Ｅ）は、実施例４に係る投薬方法の６回目の投与の一例を示した図である。図示されていないが、５回目の投与は、４回目の投与時刻から３２時間の間隔を空けて第４群に対して行われ、図１４（Ｅ）の６回目の投与は、第６群に対して行われている。この場合も、５回目の投与時刻とは、３２時間の間隔が空いている。

このように、分割した群に対して、必ずしも順番通りに阻害薬を投与する必要は無く、投与間隔が十分に空いていれば、任意の順序で分割した群に対して投薬を行うことができる。また、投与間隔が長い程、投薬が正常な細胞に与える影響は小さくなるので、１周期よりも長く、複数周期の間隔を空けるようにしてもよい。投与全体では長時間を要するが、累積投与時間自体は短いので、患者の十分な体力の回復を考慮しつつ、正常な細胞に悪影響を与えず、各群に有効に阻害薬を投与することができる。なお、実施例４においても、正常細胞への投与は、２４／７２＝１／３に留めることができる。

また、実施例４においては、群の順番を１つ置きに投与する例を挙げて説明したが、実施例１の投与方法において、（ｎＴ＋ｔ）の時間間隔で投与を行うようにしてもよい。なお、Ｔは悪性細胞の細胞周期、ｔは投薬を行う所定時期の継続時間、ｎは２以上の自然数である。

実施例１及び実施例４において説明したように、前後の投与時刻の間隔を、細胞周期の少なくとも１周期分以上の時間間隔が空くように設定すれば、連続する投与の間に、正常細胞が投薬の影響を受けない間隔を十分に設けることができる。また、分割された群をターゲットとして順次投薬を行うことにより、阻害薬が有効に作用するタイミングで、総ての悪性細胞に漏れなく投薬を行うことができる。

このように、長時間の連続投与が発生しない間欠的な投与パターンとすることにより、薬液の濃度を薄くする必要が無くなり、悪性細胞の細胞分裂の阻害に十分な効果を有する適切な濃度で投薬を行うことが可能となる。濃度を薄める必要が無くなることにより、全体の投薬量を減らすことができ、患者の排尿の頻度を低減させることができ、患者の肉体的負担を軽減することができる。

なお、実施例１及び実施例４において説明したように、複数の群への阻害薬の投与の順序は、種々の順序の投与パターンが考えられるが、投与パターンは、複数存在する群のうち、群の間での投与回数の差が１回以下となるような投与を行えばよい。このような投与を行えば、何も阻害剤が投与されていない群と、２回以上阻害薬が投与された群が同時に発生することを無くすことができる。つまり、１回多く投与がなされた群が存在する場合、他の群が同じ投与回数となるまで、１回多く投与がなされた群への投与を停止することができ、総ての群に対して、最終的に均等となるように阻害薬を投与することができる。この投与方法は、阻害剤を、細胞周期の１周分のみ投与する場合のみならず、２周以上に亘って投与する場合にも適用することができる。つまり、２周目の投与は、１周目の投与が総ての群に対して行われる前には開始されず、各周の投与を完結させてから次の周回の投与に入る投与パターンとすることができる。

また、阻害薬の投与回数は、総ての悪性細胞に対して、少なくとも１回はＧ１期に阻害薬を投与する観点から、なるべく複数の群と同数以上の回数に設定し、１周期以上の投薬を行うことが好ましい。

このように、実施例４に係る投薬方法によれば、種々の投薬パターンを用いつつ、正常細胞に悪影響が少なく、効果的に悪性細胞の細部分裂を阻害できる投薬方法とすることができる。

図１５は、本発明の実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の一例を示した図である。図１５（Ａ）は、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の１回目の投与の一例を示した図であり、図１５（Ｂ）は、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の２回目の投与の一例を示した図であり、図１５（Ｃ）は、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の３回目の投与の一例を示した図であり、図１５（Ｄ）は、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法の６回目の投与の一例を示した図である。

実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法は、悪性細胞の細胞周期が２２時間である点が、実施例１の図７に係る投薬方法と異なっている。悪性細胞の細胞周期のＧ１期の継続時間が４時間であり、細胞周期が６つの群に分割されている点は、図７に係る投薬方法と同様である。その他の前提条件についても、図７に係る投与方法と同様とする。なお、細胞周期が２２時間と短くなったことに伴い、第６群にＧ１期にある悪性細胞の数が、他の群にＧ１期にある悪性細胞の数の１／２程度になっていると考えられ、他の群に対して端数のようになっている点で、図７に係る投薬方法と異なっている。

なお、実施例５に係る投薬装置の作動方法及び投薬方法は、実施例１〜３に係る投薬装置の総てで実行することができるので、投薬装置については特に制限をせずに説明する。

図１５（Ａ）に示すように、１回目の投与では、１回目の投与のタイミングにＧ１期にある第１群の悪性細胞をターゲットとして阻害薬が投与される。阻害薬は、１回目の投与のタイミングでＧ１期を迎える第１群の悪性細胞に対して、有効に細胞分裂阻害効果を発揮する。

図１５（Ｂ）に示すように、２回目の投与では、１回目の投与時刻から２６時間後に、２回目の投与のタイミングでＧ１期にある第２群の悪性細胞をターゲットとして、阻害薬が所定時間投与される。阻害薬は、２回目の投与のタイミングでＧ１期に入っている第２群の悪性細胞に対して、有効に細胞分裂阻害効果を発揮する。

図１５（Ｃ）に示すように、３回目の投与では、２回目の投与時刻から２６時間後に、３回目の投与のタイミングでＧ１期にある第３群の悪性細胞を細胞分裂阻害目標として、阻害薬が投与される。阻害薬は、３回目の投与タイミングにおいてＧ１期を迎えている第３群の悪性細胞に対して、有効に細胞分裂阻害効果を発揮する。

以下、４回目、５回目と同様な投与を繰り返す。

図１５（Ｄ）に示すように、６回目の投与では、５回目の投与時刻から２６時間後に第６群に阻害薬が投与される。第６群は、第１〜５群が４時間を割り当てられているのに対し、半分の２時間しか割り当てられていない。よって、第６群に含まれるＧ１期を迎える悪性細胞の数は、第１〜５群の各群に含まれるＧ１期を迎える悪性細胞の数の約１／２となる。このような場合には、例えば、６回目の投与時間を１〜５回目の投与時間の１／２とし、第６群に属する（６回目の投与タイミングでＧ１期にある）悪性細胞への阻害薬の投与量を、第１〜５群に属する悪性細胞への投与量の１／２としてもよい。これにより、第１〜第６群の悪性細胞に均等に阻害薬を投与することができる。このように、阻害薬が有効に作用する所定時期の継続時間で細胞周期を分割した場合、細胞周期を総て均等に分割することができず、端数が生じる場合が有り得る。このような場合であっても、端数を単独の独立した群と見なし、端数の群に対しては、その群の長さ又はその群に含まれる所定時期の悪性細胞数に対応させて投与時間（つまり、投薬量）を設定することにより、実施例１及び実施例４において説明した投薬方法をそのまま適用することができる。

この場合、正常細胞に阻害薬が与える影響は、２２／７２＝１１／３６＜１／３となり、実施例１及び実施例４の場合よりも小さくすることができる。

なお、実施例５においては、最後の端数の第６群を独立した群として取り扱ったが、第５群に付加し、第５群への投与時間を端数分に応じて長くする対応も考えられる。この場合には、細胞周期の１周分の複数の群の総てに対して、５回で投与が終了することになる。

このように、群の分割方法は、所定段階の継続時間を基本単位としてよいが、端数が生じた場合には、端数分の群を単独の群として投与時間を短縮して全体の投与量を調整するか、又は他の群に含めて投与時間を長くして投与量を調整することにより、適切な投与を行うことができる。

なお、阻害剤の間欠投与を、細胞周期の１周期分を超えて複数周期に亘り行う場合には、端数を無視し、総ての群を同じ時間の長さとして阻害薬の投与を行うようにしてもよい。２周目においては、１周目と群の分割箇所が異なることになるが、各周においては適切に複数の群に分割されているので、群を基準として投与を行うことにより、他の実施例と同様に、正常細胞への影響が少なく、阻害剤を効果的に機能させる投与を行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、輸液ポンプ等の種々の投与手段を用いた投薬装置、投薬装置の作動方法及び投薬方法に利用することができる。

１０ 投薬情報入力手段
１１ 投与タイミング記憶手段
１２ 投与時間記憶手段
１３ 投与速度記憶手段
１４ 時間計測手段
１５ 制御手段
１６ 輸液ポンプ駆動手段
１７ 輸液遮断機構駆動手段
２０ 薬剤情報入力手段
２１ 薬剤情報記憶手段
２２ 投薬情報算出手段
３０ 輸液速度検出手段
３１ 輸液速度比較手段
４０、４１、４２ コントローラ
５０ 輸液ポンプ
６０ 輸液遮断機構
７０ 輸液チューブ
７１ 針
７２ 薬剤容器
７３ ケース

"抗がん剤報告書：フルオロウラシル及びアイソボリン（大腸がん）"、［online］、［平成２２年８月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.mhlw.go.jp/shingi/2004/05/dl/s0521-5o.pdf＞ "オンコビン注射用１ｍｇ"、［online］、２００９年８月改訂、日本化薬株式会社、［平成２２年８月１１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.info.pmda.go.jp/go/pack/4240400D1030_2_06/＞

Claims (20)

1. 悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投与する投薬装置であって、
   前記患者の体内に前記阻害薬を投与する投与手段と、
   前記阻害薬の投与を開始する投与時刻を記憶する投与タイミング記憶手段と、
   現在時刻を計測する時間計測手段と、
   前記現在時刻が前記投与時刻と一致したときに、前記投与手段を駆動させ、前記患者に前記阻害薬を投与するように前記投与手段を制御する制御手段とを有し、
   前記投与時刻は、前記悪性細胞の細胞周期の所定時期を基準に設定されていることを特徴とする投薬装置。
2. 前記所定時期は、前記細胞周期において、前記阻害薬による細胞分裂阻害効果が最も高い時期が選択され、
   前記細胞周期は、前記所定時期の継続時間以下の所定時間を基本単位として複数の群に分割され、
   前記投与時刻は、前記細胞周期をＴ、前記所定時間をｔとしたときに、（Ｔ＋ｔ）以上の間隔を空けて複数回設定されるとともに、前記複数の群に対し、投与回数の差が常に１回以下となるように設定されたことを特徴とする請求項１に記載の投薬装置。
3. 前記所定時間は、前記所定時期の継続時間に設定されたことを特徴とする請求項２に記載の投薬装置。
4. 前記阻害薬を連続して投与する投与時間を記憶する投与時間記憶手段を更に備え、
   前記投与時間は、前記所定時期の継続時間以下に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の投薬装置。
5. 前記投与時刻は、Ａを自然数の定数としたときに、前後の間隔が（ＡＴ＋ｔ）を満たすように設定されたことを特徴とする請求項４に記載の投薬装置。
6. 前記阻害薬を投与する投与速度を記憶する投与速度記憶手段と、
   投薬情報が入力される投薬情報入力手段とを更に有し、
   該投薬情報入力手段を介して入力設定された投薬量、前記投与時刻、前記投与時間、前記投与速度に基づいて、連続する投与と非投与の組み合わせを１単位とし、前記投薬量を前記患者に投与するのに要する単位数を含む全体の制御が定められ、前記制御手段は前記全体の制御を自動で行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の投薬装置。
7. 前記投与時刻は、前記複数の群の数と同数以上の回数が設定されたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の投薬装置。
8. 前記悪性細胞はがん細胞であり、
   前記阻害薬は、抗がん剤であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の投薬装置。
9. 前記阻害剤は薬液であり、
   前記投与手段は、前記患者の体内の血液の循環系に対して、輸液により前記薬液の投与を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の投薬装置。
10. 前記投与手段は、輸液ポンプを含むことを特徴とする請求項９に記載の投薬装置。
11. 前記投与手段は、前記非投与の期間中に前記輸液の経路を遮断する遮断手段を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の投薬装置。
12. 前記投与手段は、前記輸液の経路中に流量センサを備え、
    前記制御手段は、前記流量センサで検出された流量値に基づいて、前記薬液の流量が一定となるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１１に記載の投薬装置。
13. 前記薬液の経路が遮断されたことを外部に通知する遮断通知手段を更に備え、
    前記制御手段は、前記流量センサで検出された前記流量値が所定の基準値を超えたときに、前記遮断手段により前記輸液の経路を遮断するとともに、前記遮断通知手段を動作させ、前記薬液の経路が遮断されたことを外部に通知することを特徴とする請求項１２に記載の投薬装置。
14. 悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投与する投与手段と、前記阻害薬の投与を開始する投与時刻を記憶する投与タイミング記憶手段と、現在時刻を計測する時間計測手段と、前記阻害薬を連続して投与する投与時間を記憶する投与時間記憶手段と、前記投与手段が前記患者に前記阻害薬を投与するように前記投与手段を制御する制御手段とを有する投薬装置の作動方法であって、
    前記悪性細胞の細胞分裂の所定時期を基準に前記投与時刻及び前記前記投与時間が設定されて前記投与タイミング記憶手段及び前記投与時間記憶手段に各々記憶され、
    前記時間計測手段で計測された前記現在時刻が前記投与時刻と一致したときに、前記制御手段が前記投与手段を制御し、前記投与時間の長さ分継続して前記阻害薬を前記患者に投与することを特徴とする投薬装置の動作方法。
15. 前記所定時刻は、前記細胞周期において、前記阻害薬の細胞分裂阻害効果が最も高い段階が選択され、
    前記細胞周期は、前記所定時期が継続する時間の長さを単位として複数の群に分割されるとともに、前記投与時間は前記複数の群の各群の長さ以下に設定され、
    前記投与時刻は、前記細胞周期をＴ、前記所定時期が継続する時間の長さをｔとすると、（Ｔ＋ｔ）以上の間隔を空けて複数回設定されるとともに、前記複数の群に対し、投与回数の差が常に１回以下となるように設定されたことを特徴とする請求項１４に記載の投薬装置の動作方法。
16. 複数回の前記投与時刻は、Ａを自然数の定数としたときに、（ＡＴ＋ｔ）の時間間隔を空けて設定され、前記複数の群の数と同数以上の回数が設定されたことを特徴とする請求項１５に記載の投薬装置の動作方法。
17. 悪性細胞の細胞分裂を阻害する阻害薬を患者に投与する投薬方法であって、
    前記悪性細胞の細胞周期の所定時期を基準に、前記患者の体内に前記阻害薬の投与を開始する投与時刻を設定し、投与タイミング記憶手段に前記投与時刻を記憶させる工程と、
    現在時刻が前記投与タイミング記憶手段に記憶された前記投与時刻と一致したときに、制御手段が投与手段を動作させ、前記阻害薬を前記患者に投与する工程と、を有することを特徴とする投薬方法。
18. 前記所定時期が継続する時間以下の範囲で、前記患者の体内に前記阻害薬を連続して投与する投与時間を設定し、投与時間記憶手段に前記投与時間を記憶させる工程を更に有し、
    前記制御手段は、現在時刻が前記投与時刻と一致したときに、前記投与手段を前記投与時間の長さ分継続して動作させ、前記阻害薬を前記患者に投与することを特徴とする請求項１７に記載の投薬方法。
19. 前記所定時期は、前記細胞周期において、前記阻害薬の細胞分裂阻害効果が最も高い段階が選択され、
    前記細胞周期は、前記所定時期が継続する時間を単位として複数の群に分割され、
    前記投与時刻は、前記細胞周期をＴ、前記所定時期が継続する時間をｔとしたときに、（Ｔ＋ｔ）以上の間隔を空けて複数回設定されるとともに、前記複数の群に対し、投与回数の差が常に１回以下となるように設定されたことを特徴とする請求項１８に記載の投薬方法。
20. 複数回の前記投与時刻は、Ａを自然数の定数としたときに、（ＡＴ＋ｔ）の時間間隔を空けて設定されるとともに、前記投与時間と前記細胞周期前記複数の群と同数以上の回数が設定されたことを特徴とする請求項１９に記載の投薬方法。

Images