JP7529320B2 - 薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法、装置およびコンピュータプログラム製品 - Google Patents

Description

本開示は、薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法、装置、およびコンピュータプログラム製品を提供する。

糖尿病は、インスリンの分泌量が不足するか、正常な機能が行われず、血糖が正常範囲外の兆候を引き起こす代謝障害である。糖尿病は、失明、腎不全、心不全、神経障害などの合併症により人体の各組織に影響を及ぼす可能性がある複合病であり、糖尿病患者数は毎年増加しているという。

糖尿病の場合、血糖測定器を用いて血糖を測定し、食事療法、運動プログラム、インスリン注射、経口糖尿病治療薬などの適切な手段によって血糖値をコントロールする必要がある。

最近は、薬物注入装置の注入口詰まりが発生する場合をより正確に判断するための技術が求められる実情である。

本発明は、薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法、装置、およびコンピュータプログラム製品を提供することに関する。本実施形態が解決しようとする技術的課題は、上記のような技術的課題に限定されず、以下の実施形態から他の技術的課題を類推することができる。

上述の技術的課題を解決するための技術的手段として、本開示の第１態様は、一方向に沿って直線往復運動するシャフトを含むポンプモジュールと、前記シャフトに連結される第１端、および、前記直線往復運動によって回転往復運動する第２端を含む回転子と、前記第２端と接触する接触時刻情報を取得する少なくとも１つのセンサと、前記接触時刻情報を用いて前記ポンプモジュールの駆動時間を算出し、前記駆動時間に基づいて薬物注入装置の注入口詰まり（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ）の発生を決定するプロセッサとを含む、薬物注入装置を提供できる。

本開示の第２態様は、薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法において、少なくとも１つのセンサがポンプモジュールに連結される回転子と接触する接触時刻情報を取得するステップと、前記接触時刻情報を用いて前記ポンプモジュールの駆動時間を算出するステップと、前記駆動時間に基づいて前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップとを含み、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップは、所定数の連続した前記駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出するステップと、現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値以上である場合に評価値を増加させ、前記現在のフィルタリング時間と前記前のフィルタリング時間との差が前記第１基準値未満である場合に前記評価値を減少させるように前記評価値を算出するステップと、前記評価値が第２基準値以上である場合、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップとを含む方法を提供できる。

本開示の第３態様は、コンピュータプログラム製品であって、少なくとも１つのセンサがポンプモジュールに連結される回転子と接触する接触時刻情報を取得するステップと、前記接触時刻情報を用いて前記ポンプモジュールの駆動時間を算出するステップと、前記駆動時間に基づいて薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップとを実行するようにするプログラムが記憶されており、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップは、所定数の連続した前記駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出するステップと、現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値以上である場合に評価値を増加させ、前記現在のフィルタリング時間と前記前のフィルタリング時間との差が前記第１基準値未満である場合に前記評価値を減少させるように前記評価値を算出するステップと、前記評価値が第２基準値以上である場合、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップとを含む、１つ以上のコンピュータで読み取り可能な記録媒体を含むコンピュータプログラム製品を提供できる。

上述した本開示の課題解決手段によれば、所定数の連続した駆動時間をフィルタリングしたフィルタリング時間を用いて注入口詰まりを決定することにより、駆動時間の誤差および偏差を減らして注入口詰まりの有無をより正確に決定することができる。

また、フィルタリング時間が増加傾向であるうえで、フィルタリング時間が所定の値以上である条件が全て満たされた場合にのみ、薬物注入装置の注入口詰まりが発生したと決定することにより、ノイズによる誤判定を防止することができる。

本開示の他の課題解決手段の一つによれば、薬物注入装置の温度に基づいて駆動時間を補償することで、温度による駆動時間の誤差によって実際に薬物注入装置の注入口詰まりが発生しない場合にも注入口詰まりが発生したものと誤判定することを防止できる。

本開示の他の課題解決手段の１つによれば、薬物注入装置の注入速度に基づいて感知感度を調整することで、注入口詰まりの有無をより正確に決定することができる。

本開示の他の課題解決手段の一つによれば、注入口詰まりではない他の理由によって薬物注入装置の内部圧力が瞬間的に上昇した場合、ポンプモジュールの駆動を遅延させることで注入口詰まりが発生したものと誤判定することを防止することができる。

図１は、一実施形態による薬物注入装置を示す斜視図である。 図２ａは、図１の薬物注入装置の内部配置を示す斜視図である。 図２ｂは、図２ａの薬物注入装置を示す平面図である。 図３は、本発明の一実施形態によるポンプモジュールの斜視図である。 図４は、図３のＩＩ－ＩＩ’線に沿った断面図である。 図５ａは、メンブレンを中心とした第１および第２電極体における反応を示す模式図である。 図５ｂは、メンブレンを中心とした第１および第２電極体における反応を示す模式図である。 図６ａは、シャフトの往復運動を説明する断面図である。 図６ｂは、シャフトの往復運動を説明する断面図である。 図７は、本発明の一実施形態による薬物注入装置がポンプモジュールおよび駆動ユニットを介して薬物を注入することを説明するための平面図である。 図８は、本発明の一実施形態による薬物注入装置がポンプモジュールおよび駆動ユニットを介して薬物を注入することを説明するための斜視図である。 図９は、本発明の一実施形態による駆動ユニットの動作を説明するための平面図である。 図１０は、一実施形態による薬物注入装置の内部圧力とポンプモジュールの駆動時間との相関関係を説明するための図である。 図１１は、一実施形態による薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法のフローチャートである。 図１２は、一実施形態によるポンプモジュールの駆動時間を補償する温度補償係数を説明するための図である。 図１３は、一実施形態によるポンプモジュールの駆動間隔を考慮して薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法のフローチャートである。 図１４は、一実施形態による注入速度に従ってポンプモジュールの駆動を遅延させる方法のフローチャートである。 図１５は、一実施形態による薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法を示すフローチャートである。

薬物注入装置は、ポンプモジュール、回転子、少なくとも１つのセンサおよびプロセッサを含み得る。

ポンプモジュールは、一方向に沿って直線往復運動するシャフトを含み得る。回転子は、シャフトに連結される第１端および、直線往復運動によって回転往復運動する第２端を含むことができる。少なくとも１つのセンサは、第２端と接触する接触時刻情報を取得することができる。プロセッサは、接触時刻情報を用いてポンプモジュールの駆動時間を算出し、駆動時間に基づいて薬物注入装置の詰まり（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ）の発生を決定することができる。

以下では、添付の図面を参照して、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は様々な異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されない。なお、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略しており、明細書全体で類似した部分においては類似した図の符号を付けた。

本明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているとする場合、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで「電気的に連結」されている場合も含む。さらに、ある部分がある構成要素を「含む」と言う場合、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。

以下、添付の図面を参照して本開示を詳細に説明する。

図１は、一実施形態による薬物注入装置を示す斜視図である。

図１を参照すると、薬物注入装置１は薬物注入対象に取り付けられ、内部に保存された薬物をユーザーに所定の定量で注入することができる。任意の実施形態では、薬物注入装置１をユーザーの身体に取り付けることができる。また、他の任意の実施形態では、薬物注入装置１を動物に装着して薬物を注入することができる。

薬物注入装置１は、注入される薬物の種類に応じて様々な用途に使用することができる。例えば、薬物は糖尿病患者のためのインスリン系薬物を含むことができ、その他、膵臓のための薬物、心臓用薬物など、様々な種類の薬物を含み得る。

薬物注入装置１は、有線または無線でつながっている遠隔装置２と連結することができる。ユーザーは遠隔装置２を操作して薬物注入装置１を使用することができ、薬物注入装置１の使用状態をモニタリングすることができる。例えば、薬物注入装置１から注入される薬物の量、薬物の注入回数、リザーバ２００に保存された薬物の量、ユーザーのバイオ情報などをモニタリングすることができ、これに基づいてユーザーが薬物注入装置１を駆動することができる。

一実施形態で、遠隔装置２は、有無線通信環境でアプリケーションを利用することができる通信端末を意味する。ここで、遠隔装置２は、ユーザーの携帯端末であってもよい。これをより詳細に説明すると、遠隔装置２は、コンピュータ（例えば、デスクトップ、ラップトップ、タブレットなど）、メディアコンピューティングプラットフォーム（例えば、ケーブル、衛星セットトップボックス、デジタルビデオレコーダ）、ハンドヘルドコンピューティングデバイス（例えば、ＰＤＡ、電子メールクライアントなど）、携帯電話の任意の形態、ユーザーの身体に取り付け、または、装着して使用可能なウェアラブル（ｗｅａｒａｂｌｅ）デバイスの形態、または他の種類のコンピューティングまたはコミュニケーションプラットフォームの任意の形態を含むことができるが、本発明がこれに限定されるものではない。

薬物注入装置１と遠隔装置２は通信網を介して通信することができる。この時、通信網とは、遠隔装置２がサービスサーバ（図示せず）に接続した後にデータを送受信できるように接続経路を提供する通信網を意味する。 通信網は、例えば、ＬＡＮｓ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、ＷＡＮｓ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、ＭＡＮｓ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、ＩＳＤＮｓ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）などの有線ネットワークや、無線ＬＡＮｓ、ＣＤＭＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、衛星通信などの無線ネットワークを網羅することができるが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。

図１によれば、遠隔装置２は単一のデバイスであるように示されているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、薬物注入装置１と通信できる複数のデバイスを含むことができる。

図２ａは、図１の薬物注入装置の内部配置を示す斜視図であり、図２ｂは、図２ａの薬物注入装置を示す平面図である。

図２ａ～図２ｂを参照すると、薬物注入装置１の一実施形態は、外側を覆うハウジング５と、ユーザーの肌に隣接して位置する取り付け部６とを含むことができる。薬物注入装置１は、外部のハウジング５と取り付け部６との間の内部空間に配置された複数の部品を含む。取り付け部６とユーザーの肌との間には別の接合手段をさらに介在することができ、接合手段によって薬物注入装置１を肌に固定することができる。

薬物注入装置１は、ベース本体５０、ポンプモジュール１００、リザーバ２００、ニードル組立体３００、駆動ユニット４００、クラッチユニット５００、トリガー部材６００およびバッテリー７００を含むことができる。

ベース本体５０は、外部ハウジング５の基本的な枠組みを形成し、外部ハウジング５の内部空間に取り付けられる。ベース本体５０は複数設けられてもよい。一実施形態では、内部部品の上側を覆う第１本体５０ａと、内部部品の下側を覆う第２本体５０ｂとを設けてもよい。第１本体５０ａと第２本体５０ｂとは組み立てられて、薬物注入装置１の内部部品を所定の位置に固定することができる。別の実施形態で、ベース本体は一体型の１つのフレームで形成することができる。

ベース本体５０は、トリガー部材６００が回転運動できる空間を提供することができる。ベース本体５０はトリガー部材６００を支持し、トリガー部材６００がベース本体５０から突出した回動軸５１を基準に回動することができる。

ベース本体５０は、トリガー部材６００の回動距離を制限するストッパを備えてもよい。ストッパは複数設けられてもよく、トリガー部材６００が所定の位置まで回動するようにトリガー部材６００の移動距離を制限してもよい。一実施形態によれば、前記ストッパは第１ストッパ５２および第２ストッパ５３を含むことができる。

第１ストッパ５２はベース本体５０から上部に突出して、ニードル組立体３００に隣接して配置される。第１ストッパ５２は、トリガー部材６００の第１端６１０に接触するように配置され、第１端６１０が一方向に回転した後に反対方向に回転しないように、回転方向と回転距離を制限できる。

具体的には、第１ストッパ５２は、トリガー部材６００と接触する面が傾斜して突出するように形成されてもよい。トリガー部材６００の第１端６１０が一方向に回動すると、第１端６１０は第１ストッパ５２の上面に沿って移動する。第１ストッパ５２の上面はトリガー部材６００の移動を案内するので、ニードル組立体３００が回転して滑らかにトリガー部材６００を回動させることができる。

第１ストッパ５２は、トリガー部材６００の回転方向を制限することができる。第１ストッパ５２の側壁は前記上面から延び、ベース本体５０の平面と実質的に垂直に形成されてもよい。側壁は、トリガー部材６００が一方向に所定の回転距離で回転した後に、ニードル組立体３００とトリガー部材６００が反対方向に回転することを防止して、薬物注入装置１の安定性を確保できる。

第２ストッパ５３は、リザーバ２００、駆動ユニット４００およびクラッチユニット５００に隣接して配置される。第２ストッパ５３は、ベース本体５０から上部も突出して配置され、トリガー部材６００の第２端６２０の移動距離を制限することができる。一実施形態で、第２ストッパ５３は、長手方向の延長線が回転軸５１の中心を通過することができる。

一方、ニードル組立体３００のニードルＮを介してリザーバ２００内の薬物をユーザーに注入する過程で、各種異物や針周囲の血液凝固等の原因で薬物が注入される通路である注入口が詰まる可能性がある。注入口は、ニードルＮの内部通路、またはニードルＮとリザーバ２００とを連結する薬物移動通路を含むことができるが、これらに限定されない。これらの原因によって注入口が詰まった場合、ユーザーに必要な量の薬物が注入されない可能性がある。あるいは、ユーザーに薬物がまったく注入されない可能性がある。

一実施形態では、薬物注入装置１は、ポンプモジュール１００の駆動時間に基づいて注入口詰まりの有無を決定することができる。例えば、ポンプモジュール１００の駆動時間が閾値を超えると、注入口が詰まったと決定することができる。

図３は、本発明の一実施形態によるポンプモジュールの斜視図である。図４は、図３のＩＩ－ＩＩ’線に沿った断面図である。

図３を参照すると、本発明のポンプモジュール１００は、プロセッサ８００によって全般的な動作を実行することができる。具体的に、プロセッサ８００は、ポンプモジュール１００で感知した情報に基づいてポンプモジュール１００の駆動時間などを算出することができ、算出の結果に基づいて薬物注入装置１が詰まったか否かを決定できる。

図３では、プロセッサ８００はポンプモジュール１００とは別の構成で実装されていることを示しているが、また別の本発明の例によれば、プロセッサ８００はポンプモジュール１００に含まれる構成で実装され得る。プロセッサ８００がポンプモジュール１００とは別の構成で実装される場合には、薬物注入装置１に含まれてもよく、遠隔装置２に含まれて薬物注入装置１と通信網を介して通信されることもできる。

通信網は、例えば、ＬＡＮｓ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、ＷＡＮｓ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、ＭＡＮｓ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）、ＩＳＤＮｓ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）などの有線ネットワークや、無線ＬＡＮｓ、ＣＤＭＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、衛星通信などの無線ネットワークを網羅することができるが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。

また、プロセッサ８００は、デジタル信号を処理するデジタルシグナルプロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＤＳＰ））、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＴＣＯＮ（Ｔｉｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）として実装することができる。ただし、これに限定されるものではなく、中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ（ＣＰＵ））、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、アプリケーションプロセッサ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＡＰ））、または、コミュニケーションプロセッサ（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＣＰ））、ＡＲＭプロセッサのうちの１つ、または複数を含むか、当該用語で定義することができる。また、プロセッサ８００は、プロセッシングアルゴリズムが組み込まれたＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ）、ＬＳＩ（ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）で実装されてもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）の形態で実装されてもよい。

図３および図４を参照すると、ポンプモジュール１００の内部ハウジング１１０は、一側に設けられたシャフト孔１１２Ｈを含み、シャフト孔１１２Ｈを介して所定の長さを有するシャフト１２０が内部ハウジング１１０の外側に延びることができる。一実施形態では、シャフト孔１１２Ｈは、内部ハウジング１１０の本体１１１に対して一側に延びた突出部１１２に形成されてもよく、突出部１１２の直径は本体１１１の直径より小さく形成することができる。

シャフト１２０の第１部分１２１は内部ハウジング１１０の内部に配置され、第２部分１２２は上述のようにシャフト孔１１２Ｈを通過して内部ハウジング１１０の外部に延びる。シャフト１２０は、図３および図４の上下方向（Ｚ方向）に沿って往復運動することができる。シャフト１２０の往復運動において、第１部分１２１は、内部ハウジング１１０の内部空間、例えば突出部１１２に該当する内部空間で線形的に往復運動することができる。シャフト１２０の第１部分１２１の直径Ｒ１はシャフト孔１１２Ｈの直径Ｒ３よりも大きいので、第１部分１２１は内部ハウジング１１０の外部に抜けない。

シャフト１２０の第２部分１２２は、シャフト孔１１２Ｈの直径Ｒ３よりも小さい直径Ｒ２を有するが、このとき第２部分１２２がシャフト孔１１２Ｈから抜けるのを防止するために、第２部分１２２は、内部ハウジング１１０の外部に配置された動力伝達部１３０と結合することができる。

シャフト１２０の第１部分１２１の側面には、第１シール材１２５が配置されてもよい。内部ハウジング１１０の内部空間、例えば内部ハウジング１１０の内側面とシャフト１２０の内側面とによって定義される空間は密閉空間であり、内部空間には流体が存在し、第１シール材１２５は、内部ハウジング１１０とシャフト１２０との間の隙間への流体の漏れ（露出）を防止することができる。図４では説明の便宜のために流体を省略して示した。

一実施形態によれば、図４に示すように、第１シール材１２５は、Ｏリングの形態で第１部分１２１の側面を覆うことができ、第１シール材１２５によって、内部ハウジング１１０の内部に存在する流体がシャフト孔１１２Ｈを介して内部ハウジング１１０の外部に漏れる（漏出する）ことを防止できる。流体の漏れは、シャフト１２０の第１部分１２１から動力伝達部１３０までの第１距離Ｄ１を突出部１１２の内側長さＤ２と同じかそれより短く形成することで、さらに効果的に防止することができる。

メンブレン１４０は、内部ハウジング１１０の内部空間、例えば、本体１１１と対応する内部空間に配置することができる。内部空間は、メンブレン１４０を中心に両側にそれぞれ位置する第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを含む。図４では、メンブレン１４０を基準としてシャフト１２０から遠い空間が第１空間Ｓ１であり、メンブレン１４０を基準としてシャフト１２０に隣接する空間を第２空間Ｓ２と示す。

メンブレン１４０は、流体とイオンの移動が可能な多孔質構造を有することができる。メンブレン１４０は、例えば、球状シリカを熱で焼成して製造したフリット状のメンブレンであってもよい。例えば、メンブレンの形成に使用される球状シリカは、約２０ｎｍ～約５００ｎｍの直径を有するものであってもよく、具体的には約３０ｎｍ～約３００ｎｍの直径を有するものであってもよく、より具体的には約４０ｎｍ～約２００ｎｍの直径を有するものであってもよい。前記球状シリカの直径が上記の範囲を満たす場合、メンブレン１４０を通過する第１流体による圧力、すなわちシャフト１２０を移動させるのに十分な圧力を発生させることができる。

上記の実施形態では、メンブレン１４０が球状シリカを含むことを説明したが、メンブレン１４０はこれに限定されるものではない。別の実施形態で、メンブレン１４０は、多孔質シリカまたは多孔質アルミナなどのようにゼータポテンシャル（ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）によるエレクトロキネティック（ｅｌｅｔｒｏｋｉｎｅｔｉｃ）現象を引き起こす可能性がある材料であれば、その種類を限定するものではない。

メンブレン１４０は、約２０μｍ～約１０ｍｍの厚さを有することができ、具体的には約３００μｍ～５ｍｍの厚さを有することができ、より具体的には約１，０００μｍ～約４ｍｍの厚さを有することができる。

メンブレン１４０の両側には、第１電極体１５０と第２電極体１６０がそれぞれ配置される。第１電極体１５０は、メンブレン１４０の第１側に配置された第１多孔質プレート１５１および第１電極ストリップ１５２を含むことができる。第２電極体１６０は、メンブレン１４０の第２側に配置された第２多孔質プレート１６１および第２電極ストリップ１６２を含むことができる。

第１多孔質プレート１５１、および第２多孔質プレート１６１は、それぞれ、メンブレン１４０の両側主面（ｍａｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ）と接触するように配置することができる。第１多孔質プレート１５１、および第２多孔質プレート１６１は、多孔構造を介して流体およびイオンを効果的に移動させることができる。第１多孔質プレート１５１、および第２多孔質プレート１６１は、多孔質ベース層に電気化学反応物質が形成された構造を有することができる。電気化学反応物質は、例えば、無電解メッキ、真空蒸着、コーティング、ゾル－ゲルプロセスなどの方法を通じて多孔質ベース層に電着またはコーティングすることによって形成することができる。

多孔質ベース層は絶縁体であり得る。例えば、多孔質ベース層は、非導電性のセラミック、非導電性の高分子樹脂、非導電性のガラス、およびそれらの組み合わせから選択された１つ以上を含み得る。

非導電性のセラミックは、例えば、岩綿、石膏、セラミックス、セメント、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１つ以上を含むことができ、具体的には、岩綿、石膏およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１つ以上を含むことができるが、これに限定されない。

非導電性の高分子樹脂は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるものなどの合成繊維と、ウール、木綿、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるものなどの天然繊維と、海綿と、生物体、例えば生物体の骨に由来する多孔質材料と、それらの組み合わせとからなる群から選択される１つ以上を含むことができるが、これらに限定されない。

非導電性のガラスは、グラスウール、ガラスフリット（ｇｌａｓｓ ｆｒｉｔ）、多孔質ガラス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つを含むことができるが、これらに限定されない。

多孔質ベース層は、約０．１μｍ～約５００μｍの細孔サイズを有することができ、具体的には約５μｍ～約３００μｍの細孔サイズを有することができ、より具体的には約１０μｍ～約２００μｍの細孔サイズを有することができる。多孔質支持体の細孔サイズが上記の範囲を満たす場合、流体とイオンを効果的に移動させ、ポンプモジュール１００の安定性、寿命特性および効率を向上させることができる。

電気化学反応物質は、第１電極体１５０および第２電極体１６０の電極反応時に、酸化電極と還元電極がカチオン、例えば、水素イオンのやりとりできる一対の反応を成すことができ、同時に可逆的な電気化学反応を構成することができる物質を含み得る。電気化学反応物質は、例えば、銀／酸化銀、銀／塩化銀、ＭｎＯ（ＯＨ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリチオニン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｎｉｎｅ）、キノン系ポリマー（ｑｕｉｎｏｎｅ－ｂａｓｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つを含み得る。

第１電極ストリップ１５２および第２電極ストリップ１６２は、第１多孔質プレート１５１および第２多孔質プレート１６１の縁に配置することができ、内部ハウジング１１０の外部にある第１端子１５３および第２端子１６３とつながることができる。第１電極ストリップ１５２および第２電極ストリップ１６２は、銀、銅などの導電性材料を含むことができる。

内部ハウジング１１０の内部空間に設けられた流体は、相（ｐｈａｓｅ）が異なる第１流体と第２流体とを含むことができる。第１流体は水などの液体を含み、第２流体は空気などの気体を含み得る。内部空間に存在する第１流体は内部空間を全体的に埋めない。すなわち、内部空間の体積は、内部空間に存在する第１流体の体積よりも大きい。内部空間のうち水が存在しない部分には第２流体が存在する。

メンブレン１４０、第１電極体１５０、および第２電極体１６０の構造物の両側には、第２シール材１７０が配置される。第２シール材１７０は、上述した構造物の縁に対応する面積を有するリング状であってもよい。上述の流体、例えば、第１流体は、メンブレン１４０を通過するようにメンブレン１４０の厚さ方向に沿って第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ、またはその逆方向に移動することになるが、第２シール材１７０は、内部ハウジング１１０の内側面と上述の構造物との間の隙間を塞ぎ、液体がこの隙間に移動するのを防止することができる。

流体は、図３に示すような補充口１８０を通って内部空間に入ることができる。一実施形態では、両側の補充口１８０を介して第１流体を内部空間に完全に充填した後、いずれかの補充口１８０を介して第１流体の一部を外部に引き出した後に補充口１８０を閉鎖することによって、第１流体および第２流体が内部ハウジング１１０の内部空間に存在することができる。

以下では、図５ａ～図６ｂを参照して、流体の動きおよびそれに伴うシャフトの移動について説明する。

図５ａおよび図５ｂは、メンブレンを中心とした第１および第２電極体における反応を示す模式図である。

図５ａおよび図５ｂを参照すると、第１電極体１５０および第２電極体１６０は、それぞれ、第１端子１５３および第２端子１６３を介して電源部１９０と電気的に連結される。電源部１９０が供給する電圧の極性を交互に変更して供給することにより、水などの液体の移動方向を変えることができる。

一実施例では、銀／酸化銀を電気化学反応物質として用い、第１流体が水を含む溶液である場合について説明する。

図５ａに示すように、第１電極体１５０が酸化電極であり、第２電極体１６０が還元電極である場合、第１電極体１５０ではＡｇ（ｓ）＋Ｈ₂Ｏ→Ａｇ₂Ｏ（ｓ）＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-の反応が起こり、第２電極体１６０ではＡｇ₂Ｏ（ｓ）＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ａｇ（ｓ）＋Ｈ₂Ｏの反応が起こる。

第１電極体１５０における酸化反応により生成されたカチオン（Ｍｎ⁺、例えば、水素イオン）は、電圧差によってメンブレン１４０を通過して第２電極体１６０に向かって移動するが、この際、カチオンとともに水（Ｈ₂Ｏ）が一緒に移動しながら所定の圧力が発生する可能性がある。

この後、図５ｂに示すように電源部１９０が供給する電圧の極性を逆に変えると、先に酸化電極として使用したときに消費された電気化学反応物質が還元電極として使用されたときに回復し、還元電極の場合も同様に回復しながら、第１電極体１５０および第２電極体１６０は、電源部１９０の電圧供給に応じて連続的に反応可能である。図５ａとは異なり、第１電極体１５０および第２電極体１６０に供給される電圧の極性が変わると、図５ｂに示すように、カチオン（Ｍｎ⁺、例えば、水素イオン）と水（Ｈ₂Ｏ）が第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１に再び移動することになる。

図６ａおよび図６ｂは、シャフトの往復運動を説明する断面図である。

図６ａはシャフトの移動前の状態であり、図６ｂはシャフトの移動後の状態である。図６ａは、先に図５ａを参照して説明した電源部１９０によって第１電極体１５０および第２電極体１６０に電圧が印加される前の状態であることと理解されてもよい。

図６ａを参照すると、内部ハウジング１１０の内部空間には水などの液体の第１流体が存在するが、内部空間に存在する第１流体の体積は内部空間の体積より小さい。内部空間のうち液体が存在しない部分には、空気などの気体を含む第２流体が存在する。

例えば、第１空間Ｓ１および第２空間Ｓ２には、それぞれ第１流体が存在する上で、第１空間Ｓ１には第１流体および第２流体が共存しながら、第１空間Ｓ１に存在する第１流体の体積は、第１空間Ｓ１の体積より小さくてもよい。第２空間Ｓ２にも第１流体が存在するが、第１空間Ｓ１と異なり第２流体は存在しない。以下、説明の便宜のために、第１空間Ｓ１のうち液体である第１流体が存在する空間を第１サブ空間ＳＳ１といい、気体である第２流体が存在する空間を第２サブ空間ＳＳ２という。第１サブ空間ＳＳ１と第２サブ空間ＳＳ２とは、第１空間Ｓ１を成すことができる。例えば、第１空間Ｓ１から第１サブ空間ＳＳ１を除いた残りが第２サブ空間ＳＳ２であってもよい。

図６ａの状態で、電源部１９０が第１電極体１５０および第２電極体１６０に電圧を供給すると、図５ａで上述した反応が起こり、カチオン（例えば、水素イオン）が第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に向かう第１方向（図４の－Ｚ方向）に沿って移動する。この際、カチオンと共に第１空間Ｓ１の第１流体（例えば、Ｈ₂Ｏ）がメンブレン１４０を通って第１方向に沿って移動しながら圧力が発生し、圧力によって図６ｂに示すようにシャフト１２０が第１方向に沿って線形に移動する。第１空間Ｓ１の第１流体（例えば、Ｈ₂Ｏ）が第２空間Ｓ２に移動すると、第１空間Ｓ１の体積に対する第１サブ空間ＳＳ１の体積比率は減少する一方、第１空間Ｓ１のうち、第２サブ空間ＳＳ２が占める割合は増加する。

逆に、図６ｂの状態で電源部１９０が第１電極体１５０および第２電極体１６０に電圧の極性を変えて供給すると、カチオン（例えば、水素イオン）と第１流体（例えば、水）が第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１に向かう第２方向（図４のＺ方向）に沿って移動し、シャフト１２０は再び図６ａに示すように元の位置に移動する。

電源部１９０が第１電極体１５０および第２電極体１６０に印加する電圧の極性を交互に変えると、シャフト１２０は第１方向に移動してから第１方向の逆方向である第２方向に移動し、再び第１方向に移動するように往復運動することができる。

シャフト１２０の往復運動は、第１空間Ｓ１のうち第２流体が存在する空間、すなわち第２サブ空間ＳＳ２の体積比率による変化として説明することができる。

図７は、本発明の一実施形態による薬物注入装置がポンプモジュールおよび駆動ユニットを介して薬物を注入することを説明するための平面図である。図８は、本発明の一実施形態による薬物注入装置がポンプモジュールおよび駆動ユニットを介して薬物を注入することを説明するための斜視図である。図９は、本発明の一実施形態による駆動ユニットの動作を説明するための平面図である。

図７～図９を参照すると、動力伝達部１３０は回転子４３０と連結されてもよい。このとき、回転子４３０は、第１端４３１、第２端４３２および第３端４３３ａ、４３３ｂを含むことができる。第１端４３１は少なくとも１つのセンサ４２１、４２２と接触する部分であり、第２端４３２は動力伝達部１３０と連結される部分であり、第３端４３３ａ、４３３ｂは第１連結端４０１および第２連結端４０２にそれぞれ接触する部分であってもよい。

本発明の一実施形態による少なくとも１つのセンサ４２１、４２２は、アンカーセンサ（Ａｎｃｈｏｒ ｓｅｎｓｏｒ）であってもよいが、これに限定されず、接触動作によって感知可能なあらゆる種類のセンサを介して実施することができる。

本発明のポンプモジュール１００は、図３～図６ｂで説明したように、シャフト１２０を直線往復運動させることができ、それによってシャフトの第２部分１２２に連結された動力伝達部１３０も同じ方向の直線往復運動を行うことができる。

すなわち、動力伝達部１３０は回転子４３０の第２端４３２に接続することができ、動力伝達部１３０の直線往復運動に応じて第２端４３２も共に直線往復運動を行うことができる。

図９の例のように、第１端４３１が第２センサ４２２に接触した状態でポンプモジュール１００の往復運動により第２端４３２が右方向（Ｙ方向）にしたがって直線運動を行うと、回転子４３０が回転運動を行うことができる。回転子４３０の第３端４３３ｂは、上方向（Ｚ方向）に移動しながら第１連結端４０１のギヤに力を掛け、駆動ユニット４００が回転することができる。また、回転子４３０の第１端４３１は、第１センサ４２１に接触するまで左（－Ｙ方向）に回転運動を行うことができ、第１センサ４２１に接触することにより回転子４３０の回転運動が停止される。

同様に、第１端４３１が第１センサ４２１に接触した状態でポンプモジュール１００の往復運動により第２端４３２が左方向（－Ｙ方向）に沿って直線運動を行うと、回転子４３０が回転運動を行うことができる。回転子４３０の第３端４３３ａは、上方向（Ｚ方向）に移動しながら第２連結端４０２のギヤに力を掛けて駆動ユニット４００が回転することができる。また、回転子４３０の第１端４３１は、第２センサ４２２に接触するまで右（Ｙ方向）に回転運動を行うことができ、第２センサ４２２に接触することにより回転子４３０の回転運動が停止される。

上述したように、駆動ユニット４００からリザーバ２００方向に延びて形成された連結シャフト４１０は、駆動ユニット４００と接続され、駆動ユニット４００の回転に対応して回転する。

すなわち、図９と同様に、動力伝達部１３０を介して伝達されたポンプモジュール１００における直線往復運動を駆動ユニット４００の回転往復運動に切り替えることができ、本発明の一実施形態による薬物注入装置１は、前記回転往復運動を介してリザーバ２００に保存された薬物を注入することができる。

本発明の一実施形態によるプロセッサ８００は、センサ４２１、４２２を介して感知された接触時刻情報を取得することができる。

図９の例を見ると、プロセッサ８００は、第１端４３１が第２センサ４２２と接触分離される第１接触時刻情報を取得し、第１端４３１が第１センサ４２１と接触する第２接触時刻情報を取得することができる。その後、プロセッサ８００は、上述した第１および第２接触時刻情報に基づいてポンプモジュール１００の第１駆動時間を算出することができる。このとき、第１駆動時間は、ポンプモジュール１００のプッシュ（Ｐｕｓｈ）動作を駆動するための駆動時間であってもよい。

同様に、プロセッサ８００は、第１端４３１が第１センサ４２１と接触分離される第３接触時刻情報を取得し、第１端４３１が第２センサ４２２と接触する第４接触時刻情報を取得することができる。その後、プロセッサ８００は、上述した第３および第４接触時刻情報に基づいてポンプモジュール１００の第２駆動時間を算出することができる。このとき、第２駆動時間は、ポンプモジュール１００のプル（Ｐｕｌｌ）動作を駆動するための駆動時間であってもよい。

一方、上述した第１駆動時間（Ｐｕｓｈ駆動時間）および第２駆動時間（Ｐｕｌｌ駆動時間）は、メンブレン、機構、摩擦力、長さ、温度、負荷、電気分解など様々な要素の影響を受けることができる。

図１０は、一実施形態による薬物注入装置の内部圧力とポンプモジュールの駆動時間との相関関係を説明するための図である。

ポンプモジュールの駆動時間は様々な原因によって変わり得る。

例えば、ユーザーに薬物が注入される通路である注入口が詰まっているか否かによって、ポンプモジュールの駆動時間が変わり得る。具体的には、注入口詰まりが発生した場合、薬物注入装置の内部圧力が上昇し、これによりポンプモジュールの駆動時間が増加する可能性がある。

また、薬物注入装置の温度に応じてポンプモジュールの駆動時間が変わり得る。具体的には、同じ圧力条件下で、薬物注入装置の温度が基準温度より低い場合、ポンプモジュールの駆動時間を増加させることができ、薬物注入装置の温度が基準温度より高い場合、ポンプモジュールの駆動時間を短縮することができる。

また、薬物注入装置の薬物注入速度に応じてポンプモジュールの駆動時間が変わり得る。具体的には、薬物注入速度が速いほど、薬物注入装置の内部圧力が増加し、ポンプモジュールの駆動時間が増加する可能性がある。

図１０に示すグラフのｘ軸はポンプ周期（ｐｕｍｐ ｃｙｃｌｅｓ）を示し、ｙ軸はポンプモジュールの駆動時間を示す。ポンプモジュールが１回のプッシュ動作と１回のプル動作を完了することが、１回のポンプ周期であり得る。ポンプモジュールの駆動時間の単位はｍｓ（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄｓ）であり得る。図１０を参照すると、ポンプ周期が進むにつれて薬物注入装置の内部圧力が増加する場合、ポンプモジュールの駆動時間も増加傾向にある。

ポンプモジュールの駆動時間を算出する方法は、図９で詳細に説明したので、ここでは省略する。

一方、ポンプモジュールの駆動時間は、算出するたびに誤差および偏差が発生する可能性があり、以下では、駆動時間の誤差および偏差を最小化して薬物注入装置の詰まりの発生を決定する方法について説明する。

図１１は、一実施形態による薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法のフローチャートである。

図１１を参照すると、ステップ１１１０で評価値Ｃを０に設定することができる。評価値Ｃは、ポンプモジュールの駆動時間の増加または減少傾向を確認するために用いられる値であり、これについては後述する。

ステップ１１２０で、薬物注入装置はポンプモジュールの駆動時間を算出することができる。

図３および図９を参照して説明すると、プロセッサ８００は、第１端４３１が第２センサ４２２と接触分離される第１接触時刻情報を取得し、第１端４３１が第１センサ４２１と接触する第２接触時刻情報を取得することができる。その後、プロセッサ８００は、上述した第１および第２接触時刻情報に基づいてポンプモジュール１００の第１駆動時間を算出することができる。このとき、第１駆動時間は、ポンプモジュール１００のプッシュ（Ｐｕｓｈ）動作を駆動するための駆動時間であってもよい。

同様に、プロセッサ８００は、第１端４３１が第１センサ４２１と接触分離される第３接触時刻情報を取得し、第１端４３１が第２センサ４２２と接触する第４接触時刻情報を取得することができる。その後、プロセッサ８００は、上述した第３および第４接触時刻情報に基づいてポンプモジュール１００の第２駆動時間を算出することができる。このとき、第２駆動時間は、ポンプモジュール１００のプル（Ｐｕｌｌ）動作を駆動するための駆動時間であってもよい。

ステップ１１３０において、薬物注入装置は、所定数の連続した駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出することができる。

フィルタリング時間を算出するために用いられる駆動時間は、ステップ１１２０で算出された第１駆動時間または第２駆動時間であり得る。あるいは、フィルタリング時間を算出するために用いられる駆動時間は、ステップ１１２０で算出された第１駆動時間と第２駆動時間とを比較して、より長い駆動時間を用いることができる。

例えば、薬物注入装置は、１２の連続した駆動時間を取得し、移動平均方式を適用してフィルタリング時間を算出することができる。しかしながら、フィルタリング時間を算出するために用いられる駆動時間の数およびフィルタリング方式は、上記の例に限定されない。

ステップ１１４０で、薬物注入装置は、現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間とを比較することができる。

現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値以上である場合、ステップ１１５１が進むことができる。ステップ１１５１で、薬物注入装置は評価値を増加させることができる。あるいは、現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値未満である場合、ステップ１１５２が進むことができる。ステップ１１５２で、薬物注入装置は評価値を減少させることができる。

例えば、現在のフィルタリング時間が２．３０秒であり、前のフィルタリング時間が１．９０秒であり、第１基準値が０．３０秒に設定されている場合、薬物注入装置は評価値を１増加させることができる。第１基準値は、０．３０秒、０．２５秒、０．２０秒、０．１５秒、０．１０秒または０．０５秒であり得るが、これらに限定されない。

一方、図１１では、ステップ１１５１で評価値が１増加し、ステップ１１５２で評価値が１減少することが示されているが、評価値の増加／減少幅はこれに限定されない。一実施形態では、ステップ１１５２で評価値が減少する幅は、ステップ１１５１で評価値が増加される幅よりも大きくてもよい。例えば、ステップ１１５１で評価値は１増加し、ステップ１１５２で評価値は２減少することができる。すなわち、現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値以上である場合より第１基準値未満である場合に、減少重みをさらに与える方式で、薬物注入装置は評価値を算出することができる。

ステップ１１６０で、薬物注入装置は評価値と第２基準値とを比較することができる。

評価値が第２基準値以上である場合、ステップ１１７０に進むことができる。さらに、評価値が第２基準値未満である場合、ステップ１１２０に戻ることができる。例えば、第２基準値が「２０回」である場合、評価値が２０回以上になればステップ１１７０に進むことができる。第２基準値は、１０回、１５回、２０回、または２５回とすることができるが、これらに限定されない。

ステップ１１７０で、薬物注入装置は、現在のフィルタリング時間と第３基準値とを比較することができる。

現在のフィルタリング時間が第３基準値以上である場合、ステップ１１８０に進むことができる。さらに、現在のフィルタリング時間が第３基準値未満である場合、ステップ１１２０に戻ることができる。

ステップ１１８０で、薬物注入装置は、注入口詰まりが発生したと決定することができる。

例えば、現在のフィルタリング時間が２．３０秒であり、第３基準値が２．２５秒に設定されている場合、薬物注入装置は注入口詰まりが発生したと決定することができる。

各種異物、機械的破損、針周囲の血液凝固など様々な原因で、ユーザーに薬物が注入される通路である注入口が詰まる可能性がある。

ステップ１１３０を参照すると、本発明では、ポンプモジュールの駆動時間は算出ごとに誤差および偏差が発生する可能性があるので、このような誤差および偏差を減らすために所定数の連続した駆動時間をフィルタリングしたフィルタリング時間を用いることができる。

また、ステップ１１４０～ステップ１１７０を総合すると、本発明では、フィルタリング時間が増加傾向であり（すなわち、評価値が第２基準値以上）、フィルタリング時間が所定の値以上（すなわち、現在のフィルタリング時間が第３基準値以上）の条件が全て満たされた場合にのみ、薬物注入装置の注入口詰まりが発生したと決定することで、ノイズの影響を最小限に抑えることができる。

一方、一実施形態では、ステップ１１７０は省略されてもよい。この場合、ステップ１１６０で評価値が第２基準値未満である場合、ステップ１１８０に進むことができる。

図１２は、一実施形態によるポンプモジュールの駆動時間を補償する温度補償係数を説明するための図である。

薬物注入装置は、薬物注入装置の内部および／または外部の温度を測定する温度感知センサをさらに含み得る。薬物注入装置は、温度変動の多い環境で使用することができる。例えば、薬物注入装置の温度は、ユーザーの体温、外部環境に応じて変わり得る。

薬物注入装置は、温度感知センサから薬物注入装置の現在の温度を受信することができる。薬物注入装置は、基準温度と現在の温度とを比較して駆動時間を補償することによって補償された駆動時間を算出することができる。

薬物注入装置は、所定数の連続の補償された駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出することができる。フィルタリング時間を算出した後に、薬物注入装置がフィルタリング時間を用いて注入口詰まりを決定する方法は、図１１のステップ１１４０～ステップ１１８０で説明した内容と重複するので、ここでは省略する。

温度を除いた他の条件（例えば、周囲圧力など）が等しい場合、ポンプモジュールの駆動時間は温度に影響を受ける可能性がある。薬物注入装置の現在の温度が高いほど、ポンプモジュールの駆動時間は短くなる。さらに、薬物注入装置の現在の温度が低いほど、ポンプモジュールの駆動時間は長くなる。

本発明では、温度による駆動時間誤差によって実際に薬物注入装置の注入口詰まりが発生しなくても注入口詰まりが発生したと誤判定することを防止するために、補償された駆動時間を用いることができる。

図１２を参照すると、ｘ軸は温度を表し、ｙ軸は温度補償係数を表す。温度が上昇するほど、温度補償係数の値は大きくなる可能性がある。例えば、薬物注入装置の温度が２４℃の場合、温度補償係数は１．００７であり得る。

薬物注入装置は、ポンプモジュールの駆動時間に温度補償係数を掛けることによって補償された駆動時間を算出することができる。例えば、薬物注入装置の温度が３９℃であり、温度補償係数が１．５であり、ポンプモジュールの駆動時間が２．０秒である場合、補償された駆動時間は３．０秒（＝２．０秒×１．５）であり得る。

一実施形態で、薬物注入装置の温度に応じた温度補償係数は、薬物注入装置のメモリにルックアップテーブルの形態で記憶されることができる。あるいは、薬物注入装置は、所定の演算により温度に応じた温度補償係数をリアルタイムで算出してもよい。

図１３は、一実施形態によるポンプモジュールの駆動間隔を考慮して薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法のフローチャートである。

図１３を参照すると、ステップ１３１０で、薬物注入装置は接触時刻情報を用いてポンプモジュールの駆動間隔を算出することができる。

図３および図９を参照して説明すると、プロセッサ８００は、第１端４３１が第２センサ４２２と接触分離される第１接触時刻情報を取得し、第１端４３１が第１センサ４２１と接触する第２接触時刻情報を取得することができる。その後、プロセッサ８００は、上述した第１および第２接触時刻情報に基づいてポンプモジュール１００の第１駆動時間を算出することができる。このとき、第１駆動時間は、ポンプモジュール１００のプッシュ（Ｐｕｓｈ）動作を駆動するための駆動時間であってもよい。

同様に、プロセッサ８００は、第１端４３１が第１センサ４２１と接触分離される第３接触時刻情報を取得し、第１端４３１が第２センサ４２２と接触する第４接触時刻情報を取得することができる。その後、プロセッサ８００は、上述した第３および第４接触時刻情報に基づいてポンプモジュール１００の第２駆動時間を算出することができる。このとき、第２駆動時間は、ポンプモジュール１００のプル（Ｐｕｌｌ）動作を駆動するための駆動時間であってもよい。

一実施形態で、ポンプモジュールが１回のプッシュ動作と１回のプル動作を完了するまでの時間を駆動時間に設定することができる。また、プル動作が完了してから次回のプッシュ動作が開始されるまでの時間を駆動間隔として設定することができる。ただし、駆動時間と駆動間隔を上記のように設定することは例示に過ぎない。例えば、プッシュ動作が完了してから次回のプル動作が開始されるまでの時間を駆動間隔に設定することもできる。

ステップ１３２０で、薬物注入装置は、所定数の連続した駆動間隔をフィルタリングしてフィルタリング間隔を算出することができる。

例えば、薬物注入装置は、１２の連続した駆動間隔を取得し、移動平均方式を適用してフィルタリング間隔を算出することができる。しかしながら、フィルタリング間隔を算出するために用いられる駆動間隔の数およびフィルタリング方式は上記の例に限定されない。

ステップ１３３０で、薬物注入装置は、フィルタリング間隔に基づいて第２基準値を調整することができる。

具体的には、薬物注入装置は、フィルタリング間隔が長いほど第２基準値をより低く調整し、フィルタリング間隔が短いほど第２基準値をより高く調整することができる。

フィルタリング間隔が長いほど薬物注入装置の注入速度が遅いことを示し、フィルタリング間隔が短いほど薬物注入装置の注入速度が速いことを示す。本発明では、フィルタリング間隔に応じて第２基準値を調整することで感度を適用することができる。本発明では、フィルタリング間隔が長いほど、すなわち薬物注入装置の注入速度が遅いほど、注入口の詰まりが発生したか否かをより迅速に決定するために、第２基準値を低く調整することができる。

例えば、第２基準値を調整する方式として、数式１を用いることができる。

前記数式１において、Ｂは調整された第２基準値を表し、Ｂｍａｘは最大第２基準値、Ｂｍｉｎは最小第２基準値、Ｔは平均フィルタリング間隔、Ｔｍａｘは最大フィルタリング間隔を意味する。Ｔｍａｘ、Ｂｍａｘ、Ｂｍｉｎは予め設定された値である。

一実施形態で、薬物注入装置は、注入の種類に応じて第２基準値を調整することができる。例えば、注入タイプがＢａｓａｌ（商標）である場合、注入タイプがＢｏｌｕｓ（商標）である場合よりも薬物注入装置の注入速度が遅い。薬物注入装置は、注入タイプがＢａｓａｌ（商標）である場合、注入タイプがＢｏｌｕｓ（商標）である場合よりも第２基準値を低く調整することにより、注入口詰まりが発生したかどうかをより迅速に決定することができる。

ステップ１３４０において、薬物注入装置は、評価値が調整された第２基準値以上である場合、注入口詰まりが発生したと決定することができる。

本発明では、薬物注入装置の注入速度が遅いほど第２基準値を小さく設定し、薬物注入装置の注入速度が速いほど第２基準値を大きく設定するように感知感度を調整することで注入口が詰まったか否かをより正確に決定することができる。

一方、様々な注入タイプ（例えば、Ｂｏｌｕｓ、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｂｏｌｕｓ、Ｂａｓａｌなど）を組み合わせて薬物を注入する場合には、総注入速度の平均を計算することが困難であるという問題がある。本発明では、ポンプモジュールの基本注入単位ごとに駆動間隔を測定し、測定された駆動間隔に基づいて注入速度（すなわち、フィルタリング間隔）を計算するので、注入タイプを組み合わせた場合でも全体の注入速度を容易に計算することができる。

図１４は、一実施形態による注入速度に従ってポンプモジュールの駆動を遅延させる方法のフローチャートである。

瞬間的に薬物注入装置の注入量が多くなる場合、すなわち薬物装置の注入速度が速い場合、注入口が詰まらない正常な状況でも薬物注入装置の内部圧力が上昇することがある。また、注入口が詰まっていない場合でも、人の吸収率、皮膚、付着部位、血液、針状態、温度、気圧、運動、圧迫、衝撃等により薬物注入装置の内部圧力が瞬間的に上昇することができる。

薬物注入装置の内部圧力が一時的に上昇した場合に、これを注入口詰まりが発生したと誤判定するのを防ぐために、薬物注入装置はポンプモジュールの駆動を遅らせることができる。

図１４を参照すると、ステップ１４１０で薬物注入装置はポンプモジュールの駆動時間を算出することができる。

ステップ１４２０で、薬物注入装置は、所定数の連続した駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出することができる。

ステップ１４１０およびステップ１４２０は、それぞれ、図１０のステップ１１２０およびステップ１１３０と同じであるので詳細な説明は省略する。

ステップ１４３０で、薬物注入装置は、現在のフィルタリング時間と第４基準値とを比較することができる。

現在のフィルタリング時間が第４基準値未満である場合、ステップ１４４０に進むことができる。あるいは、現在のフィルタリング時間が第４基準値以上である場合、ステップ１４１０に戻ることができる。

図１０を参照して説明すると、第４基準値は第３基準値より小さくなってもよい。例えば、ポンプモジュールの平均駆動時間（または、平均フィルタリング時間）が２．０秒である場合、第３基準値は注入口詰まりの可否の基準となる時間であるため、平均駆動時間より長い６．０秒に設定することができ、第４基準値は、注入口詰まりを決定する前に、一時的なノイズまたは圧力上昇などの要因による注入口詰まりの誤判定を減らすために、第３基準値よりも短い４．０秒に設定することができる。

ステップ１４４０で、薬物注入装置は遅延時間を算出し、遅延時間ほどポンプモジュールの駆動を遅延させることができる。

一実施形態で、薬物注入装置は、フィルタリング時間に比例するように遅延時間を算出することができる。遅延時間は、予め設定された最大遅延時間および予め設定された最小遅延時間との間の値を有することができる。遅延時間は、フィルタリング時間に予め設定された比例定数を掛けることによって算出することができる。

図１５は、一実施形態による薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法を示すフローチャートである。

図１５を参照すると、ステップ１５１０において、プロセッサは、少なくとも１つのセンサがポンプモジュールに連結される回転子と接触する接触時刻情報を取得することができる。

図３および図９を参照して説明すると、プロセッサ８００は、第１端４３１が第２センサ４２２と接触分離される第１接触時刻情報を取得し、第１端４３１が第１センサ４２１と接触する第２接触時刻情報を取得することができる。

同様に、プロセッサ８００は、第１端４３１が第１センサ４２１と接触分離される第３接触時刻情報を取得し、第１端４３１が第２センサ４２２と接触する第４接触時刻情報を取得することができる。

ステップ１５２０で、プロセッサは接触時刻情報を用いてポンプモジュールの駆動時間を算出することができる。

図３および図９を参照して説明すると、プロセッサ８００は、上述した第１および第２接触時刻情報に基づいてポンプモジュール１００の第１駆動時間を算出することができる。このとき、第１駆動時間は、ポンプモジュール１００のプッシュ（Ｐｕｓｈ）動作を駆動するための駆動時間であってもよい。

また、プロセッサ８００は、上述した第３および第４接触時刻情報に基づいてポンプモジュール１００の第２駆動時間を算出することができる。このとき、第２駆動時間は、ポンプモジュール１００のプル（Ｐｕｌｌ）動作を駆動するための駆動時間であってもよい。

ステップ１５３０において、プロセッサは、所定数の連続した駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出することができる。

プロセッサは、フィルタリング時間を算出するために、第１駆動時間または第２駆動時間を用いることができる。あるいは、プロセッサは、フィルタリング時間を算出するために、第１駆動時間と第２駆動時間を足した時間を用いることができる。

例えば、プロセッサは１２の連続した駆動時間を取得し、移動平均方式を適用してフィルタリング時間を算出することができる。しかしながら、フィルタリング時間を算出するために用いられる駆動時間の数およびフィルタリング方式は、上記の例に限定されない。

ステップ１５４０で、プロセッサは、現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との間の差に基づいて評価値を算出することができる。

評価値は初期設定値にすることができる。例えば、初期設定値は０であってもよく、評価値は０以上の値に維持されてもよい。現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値以上である場合、プロセッサは評価値を増加させることができる。あるいは、現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値未満である場合、プロセッサは評価値を減少させることができる。

ステップ１５５０において、プロセッサは、評価値が第２基準値以上である場合、薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定することができる。

例えば、第２基準値が「２０回」の場合、評価値が２０回以上になると、プロセッサは薬物注入装置の注入口詰まりが発生したと決定することができる。第２基準値は、１０回、１５回、２０回、または２５回とすることができるが、これらに限定されない。

本開示の様々な実施形態は、機器（ｍａｃｈｉｎｅ）によって読み取り可能な記憶媒体（ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）に記憶された１つ以上の命令を含むソフトウェア（例えば、プログラム）として実装することができる。例えば、機器のプロセッサは、記憶媒体から記憶された少なくとも１つ以上の命令のうち、少なくとも１つの命令を呼び出し、それを実行することができる。これは、機器が前記呼び出された少なくとも１つの命令に従って少なくとも１つの機能を実行するように動作することを可能にする。前記１つ以上の命令は、コンパイラによって生成されたコード、またはインタプリタによって実行され得るコードを含み得る。機器で読み取り可能な記憶媒体は、非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体の形態で提供することができる。ここで、「非一時的」とは、記憶媒体が実在（ｔａｎｇｉｂｌｅ）する装置であり、信号（ｓｉｇｎａｌ）（例えば、電磁波）を含まないことを意味するだけであり、この用語は、データが記憶媒体に半永久的に記憶される場合と、一時的に保存された場合を区別しない。

一実施形態によれば、本開示の様々な実施形態による方法は、コンピュータプログラム製品（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ ｐｒｏｄｕｃｔ）に含まれて提供されてもよい。コンピュータプログラム製品は、商品として販売者と購入者との間で取引することができる。コンピュータプログラム製品は、機器で読み取り可能な記憶媒体（例えば、ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ（ＣＤ－ＲＯＭ））の形態で配布されるか、またはアプリケーションストア（例えば、プレイストア^TM）を介して、または２つのユーザー装置の間で直接、オンラインで配布（例えば、ダウンロードまたはアップロード）することができる。オンライン配布の場合、コンピュータプログラム製品の少なくとも一部は、製造元のサーバ、アプリケーションストアのサーバ、または中継サーバのメモリなどの機器で読み取り可能な記憶媒体に、少なくとも一時的に保存するか、一時的に生成することができる。

さらに、本明細書において、「部分」は、プロセッサまたは回路などのハードウェア構成（ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、および／またはプロセッサなどのハードウェア構成によって実行されるソフトウェア構成（ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）であり得る。

本実施例の範囲は、上記の詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲並びにその均等概念から導出される全ての変更または変形された形態が含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (6)

1. 一方向に沿って直線往復運動するシャフトを含むポンプモジュールと、
   前記シャフトに連結される第１端、および、前記直線往復運動によって回転往復運動する第２端を含む回転子と、
   前記第２端と接触する接触時刻情報を取得する少なくとも１つのセンサと、
   前記接触時刻情報を用いて前記ポンプモジュールの駆動時間を算出し、前記駆動時間に基づいて薬物注入装置の注入口詰まり（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ）の発生を決定するプロセッサと
   を含み、
   前記プロセッサは、
   所定数の連続した前記駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出し、
   現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値以上である場合に評価値を増加させ、前記現在のフィルタリング時間と前記前のフィルタリング時間との差が前記第１基準値未満である場合に前記評価値を減少させるように前記評価値を算出し、
   前記評価値が第２基準値以上である場合、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する、薬物注入装置。
2. 前記プロセッサは、
   前記評価値が前記第２基準値以上であり、前記現在のフィルタリング時間が第３基準値以上である場合、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する、請求項１に記載の薬物注入装置。
3. 前記薬物注入装置は、
   前記薬物注入装置の温度を測定する温度感知センサをさらに含み、
   前記プロセッサは、
   前記温度感知センサから現在の温度を受信し、
   前記現在の温度に基づいて前記駆動時間を補償することで補償された駆動時間を算出し、
   所定数の連続した前記補償された駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出する、請求項１に記載の薬物注入装置。
4. 前記プロセッサは、
   前記接触時刻情報を用いて前記ポンプモジュールの駆動間隔を算出し、
   所定数の連続した前記駆動間隔をフィルタリングしてフィルタリング間隔を算出し、
   前記フィルタリング間隔に基づいて第２基準値を調整し、
   前記評価値が前記調整された第２基準値以上である場合、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する、請求項１に記載の薬物注入装置。
5. プロセッサを含む薬物注入装置によって実行される、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定する方法において、
   前記薬物注入装置の前記プロセッサが、少なくとも１つのセンサがポンプモジュールに連結される回転子と接触する接触時刻情報を取得するステップと、
   前記プロセッサが、前記接触時刻情報を用いて前記ポンプモジュールの駆動時間を算出するステップと、
   前記プロセッサが、前記駆動時間に基づいて前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップと
   を含み、
   前記プロセッサが、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップは、
   前記プロセッサが、所定数の連続した前記駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出するステップと、
   前記プロセッサが、現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値以上である場合に評価値を増加させ、前記現在のフィルタリング時間と前記前のフィルタリング時間との差が前記第１基準値未満である場合に前記評価値を減少させるように前記評価値を算出するステップと、
   前記プロセッサが、前記評価値が第２基準値以上である場合、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップと
   を含む、方法。
6. コンピュータプログラム製品であって、
   少なくとも１つのセンサがポンプモジュールに連結される回転子と接触する接触時刻情報を取得するステップと、
   前記接触時刻情報を用いて前記ポンプモジュールの駆動時間を算出するステップと、
   前記駆動時間に基づいて薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップと
   を実行するようにするプログラムが記憶されており、
   前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップは、
   所定数の連続した前記駆動時間をフィルタリングしてフィルタリング時間を算出するステップと、
   現在のフィルタリング時間と前のフィルタリング時間との差が第１基準値以上である場合に評価値を増加させ、前記現在のフィルタリング時間と前記前のフィルタリング時間との差が前記第１基準値未満である場合に前記評価値を減少させるように前記評価値を算出するステップと、
   前記評価値が第２基準値以上である場合、前記薬物注入装置の注入口詰まりの発生を決定するステップと
   を含む、
   １つ以上のコンピュータで読み取り可能な記録媒体を含むコンピュータプログラム製品。

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