(57)【要約】【課題】従来の医用噴霧装置において、静電霧化によって吐出される薬液の粒径は、超音波振動に比べて大きくなってしまい、また静電霧化によって吐出される薬液は、非常に微細な孔が設けられている噴霧メッシュを詰まらせてしまう虞が生じる。【解決手段】液体霧化装置１は、薬液１１を保持する薬液保持部２と、薬液保持部２に保持されている薬液１１に電圧を印加し、薬液保持部２に設けられる霧化開口部２３に薬液１１の表面が先鋭化した尖端部２６を形成する電圧印加部である電源１９ａと、尖端部２６が形成されている際に、尖端部２６に超音波振動を加える超音波振動発生部である圧電素子６４から構成され、電圧を印加させて尖端部２６を形成し、圧電素子６４から生じる超音波振動によって液体を霧化させ、微細な粒径を有する薬液微粒子２７を部位６に放出する。【選択図】      図１
2008168223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持する液体保持部に保持されている前記液体に電圧を印加し、前記液体保持部に形成された開口部に前記液体の表面が先鋭化した尖端部を形成する電圧印加部と、
前記開口部に前記尖端部が形成されている際に、前記液体に超音波振動を加える超音波振動発生部と、
を具備することを特徴とする液体霧化装置。
【請求項２】
前記電圧印加部は、前記液体に正極の電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の液体霧化装置。
【請求項３】
前記超音波振動発生部は、前記開口部から前記液体が吐出される方向の前記超音波振動を、前記液体に加えることを特徴とする請求項１に記載の液体霧化装置。
【請求項４】
前記超音波振動発生部は、圧電素子を有することを特徴とする請求項１に記載の液体霧化装置。
【請求項５】
前記開口部から吐出される前記液体の粒径は、前記圧電素子に印加される電圧の周波数の制御によって調整されることを特徴とする請求項４に記載の液体霧化装置。
【請求項６】
液体保持部に保持された液体に電圧を印加して、前記液体保持部に形成された開口部に前記液体の表面が先鋭化した尖端部を形成する工程と、
前記開口部に前記尖端部が形成されている際に、前記液体に超音波振動を加える工程と、
を具備することを特徴とする液体霧化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の所定部位に投与される液体を霧化する液体霧化装置と液体霧化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用噴霧装置は、被検体である患者の体腔内、もしくは体外から薬液を霧化して所定の部位である体内臓器や皮膚表面に噴霧する装置である。噴霧された薬液は、たとえば肺内に噴霧された場合には、肺細胞の毛細血管に速やかに吸収され、薬液の効果が速やかに現れる。よって医用噴霧装置は、治療薬液の供給経路として有効である。この医用噴霧装置とは、主に肺内に薬液を噴霧する例えばネブライザやインヘーラと呼ばれる噴霧器である。噴霧器は、気管支喘息等の治療に用いられ、主に経口噴霧する。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている医用噴霧装置は、超音波振動子と、多数の微細孔を有する噴霧メッシュを備えるものにおいて、超音波振動子の振動面と噴霧メッシュを所定の間隔を持って対向するように配置し、かつ超音波振動子と噴霧メッシュが噴霧液層の一部を構成するようにしている。
【０００４】
より詳細には、超音波振動子は、小径部を有するステップ小型超音波ホーンを有している。このステップ小型超音波ホーンおよび噴霧メッシュが噴霧浴槽内に設けられており、超音波ホーンの振動面と噴霧メッシュの間には、一定の間隔が設けられている。さらに、噴霧浴槽の上方には、補給用のボトルが設けられている。
【０００５】
この医用噴霧装置によれば、噴霧浴槽内、且つ超音波振動子の振動面と噴霧メッシュの間に、噴霧液が充填されている。そのため、超音波振動子の振動エネルギーが噴霧を媒体として間接的に噴霧メッシュに伝達される。これにより超音波振動子の振動エネルギーが、直接的に噴霧メッシュ素材に印加されることはない。
【０００６】
そのため噴霧メッシュには、例えば柔らかい素材や割れやすい素材を用いることができ、医用噴霧装置は、低コストに構成可能である。
【０００７】
また特許文献２には、生体皮膚表面への静電霧化器が開示されている。  
この静電霧化器は、例えば患部である掌といった微小な領域に医薬を塗布するものである。静電霧化器は、薬剤を塗布する際にはハンディ型の薬品塗布装置内に液体状の薬剤を収容し、手首には薬品塗布装置と電気的に接続された電極ベルトを巻いて使用される。薬品塗布装置と電極ベルトとは、電気線により接続されており、これにより皮膚側の電位が制御される。
【０００８】
静電霧化器は、液体、固体粒子を混合・分極・乳化させた液体、またはガスを混入した液体のいずれかをターゲットとする。このターゲットを一方の極とした電極に、直流電極、または直流バイアス電極を有する交流電圧を印加し、他方の極方向に微粒子化したターゲットを放出させる。このようにして、静電霧化器は、たとえば患部といった特定領域にターゲット中に含まれる粒子を堆積させ、特定領域上に液体粒子膜、または固体粒子膜を形成させる。
【特許文献１】特開平０８−１９６９６５号公報
【特許文献２】特開２００１−２８６８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１に開示されている医用噴霧装置において、噴霧メッシュには、非常に微細な孔が設けられている。液体は、この孔から霧化され、噴霧液として吐出される。しかしながら噴霧液が乾燥したり、不純物が噴霧液に混入したりすると、孔が詰まってしまう虞がある。また、孔の詰まりを解消するために孔の大きさを大きくすると、霧化量が減少してしまう。そのため、噴霧液を安定して吐出するためには、使用者は随時噴霧メッシュをメンテナンスし、孔が詰まった際には、噴霧メッシュを交換する必要がある。これにより使用者は交換に手間がかかり、またランニングコストが増加してしまう虞が生じる。
【００１０】
また上述した特許文献２に開示されている静電霧化器において、静電霧化の場合には、特許文献１に記載のような超音波振動によって液体を霧化する場合に比べて、発生される微粒子の径が大きくなる。そのため静電霧化によって霧化された薬液（液体）が肺などに投与される場合、薬液が肺の末端に位置する肺胞に到達しない虞が生じる。
【００１１】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、液体に電圧を印加することで液体に尖端部を形成させ、さらに尖端部が形成された液体に超音波振動を加えることによって、液体を霧化し微細な流刑を有する微粒子を発生させると同時に、霧化した液体を安定して吐出する液体霧化装置および液体霧化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は目的を達成するために、液体を保持する液体保持部に保持されている液体に電圧を印加し、液体保持部に形成された開口部に液体の表面が先鋭化した尖端部を形成する電圧印加部と、開口部に尖端部が形成されている際に、液体に超音波振動を加える超音波振動発生部と、を具備することを特徴とする液体霧化装置を提供する。
【００１３】
また本発明は目的を達成するために、液体保持部に保持された液体に電圧を印加して、液体保持部に形成された開口部に液体の表面が先鋭化した尖端部を形成する工程と、開口部に前記尖端部が形成されている際に、液体に超音波振動を加える工程と、を具備することを特徴とする液体霧化方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液体に電圧を印加することで液体に尖端部を形成させ、さらに尖端部が形成された液体に超音波振動を加えることによって、液体を霧化し微細な粒径を有する微粒子を発生させると同時に、霧化した液体を安定して吐出することのできる液体霧化装置および液体霧化方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る第１の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。  
図１は、本実施形態における液体霧化装置の概略図である。図２は、霧化された薬液が搬送される方向から見た際の静電霧化針の概略図である。図３は、圧電素子の斜視図である。図４は、本実施形態において薬液が霧化される際の静電霧化針周辺の概略図である。
【００１６】
液体霧化装置１には、主要部として、液体（例えば薬液１１）を保持する薬液保持部２と、この薬液保持部２に保持されている薬液１１に正極の電圧を印加し（薬液を帯電させ）、薬液保持部２に設けられる霧化開口部２３に薬液１１の表面が先鋭化した尖端部２６を形成する電圧印加部である電源１９ａと、霧化開口部２３に尖端部２６が形成されている際に、薬液１１に超音波振動を加える超音波振動発生部である圧電素子６４と、が設けられている。また液体霧化装置１には、霧化された薬液１１（薬液微粒子２７）を搬送する薬液搬送機構部４と、薬液保持部２に保持されている薬液１１を計量する計量部５と、が設けられている。
【００１７】
薬液保持部２には、薬液１１が充填され、薬液１１を保持する薬液カートリッジ１０と、薬液カートリッジ１０を保持する保持部本体であるホルダー部材１６と、ホルダー部材１６と接続し、リザーバ室２０を有する霧化室３０と、薬液カートリッジ１０とリザーバ室２０を接続する薬液供給針２１と、リザーバ室２０に接合され（設けられ）、薬液微粒子２７を吐出する霧化開口部２３を有する静電霧化針２２と、が設けられている。なお薬液１１は、例えば被検体である患者の体内や体外の所定の部位６（例えば患部）に投与される。
【００１８】
薬液カートリッジ１０は、透明の例えば樹脂製の容器である。そのため目視により充填されている薬液１１の充填量が容易に確認される。また薬液カートリッジ１０には、薬液１１を計量する計量部５であるメモリ９が設けられている。計量部５は、薬液１１の投与（消費、供給）量に比例して移動（低下）する薬液面をメモリ９によって確認されることで、薬液カートリッジ１０に保持されている薬液１１の残量を計量する残量計量部である。なおメモリ９の代わりに例えば薬液カートリッジ１０に保持されている薬液１１の液面高さを検出する液面検出センサを使用して薬液１１の投与量を計量しても良い。
【００１９】
薬液カートリッジ１０の下部には、栓１２が設けられている。栓１２は、薬液１１が漏れないように薬液カートリッジ１０を略密閉し、中央に凹部１３を有している。この凹部１３において栓１２は、薄肉構造である。この凹部１３には、後述する薬液供給針２１が貫通する。なお栓１２の材料は、薬液成分に影響を与えない材質とし、例えばゴム製である。
【００２０】
また薬液カートリッジ１０の上部には、大気に連通している微細な開口部１４を有する例えばゴム製の連通部材１５が設けられている。連通部材１５は、薬液カートリッジ１０に充填されている薬液１１の分量に関係なく、開口部１４によって薬液カートリッジ１０の内圧と外圧を一定に維持する圧力維持機構である。これにより薬液カートリッジ１０は、薬液１１が減少した際に、内部圧力が負圧になることを防止されている。また開口部１４は微細であるために、薬液１１が開口部１４から漏れ出すことない。なお連通部材１５は、多孔質材料を用いても良く、薬液カートリッジ１０内部と大気を連通する機能を有するものであればよい。
【００２１】
ホルダー部材１６は、電気的に絶縁された樹脂製であり、薬液カートリッジ１０を上部にて保持している。詳細には、このホルダー部材１６には、取り付け開口部１７が設けられており、薬液カートリッジ１０は、栓１２をホルダー部材１６側に向けて取り付け開口部１７に挿入される。挿入された薬液カートリッジ１０は、栓１２を介してホルダー部材１６の底面部１８に載置される。これにより薬液カートリッジ１０は、ホルダー部材１６の上部にて保持される。
【００２２】
またホルダー部材１６は、底面部１８において薬液供給針２１に貫通されている。詳細には、薬液供給針２１は、底面部１８を貫通し、底面部１８から突出している。この状態において、薬液カートリッジ１０が上述したように底面部１８に載置される際に、手動により押圧されることで、薬液供給針２１が凹部１３を貫通する。これにより薬液供給針２１は、薬液カートリッジ１０に容易に刺しこまれる。
【００２３】
薬液１１は、薬液カートリッジ１０から、薬液カートリッジ１０に刺しこまれた薬液供給針２１を経て薬液保持部２のリザーバ室２０に毛細管現象によって供給される。つまり薬液カートリッジ１０から減った分量の薬液１１が、リザーバ室２０に供給される。
【００２４】
なお薬液カートリッジ１０は、刺しこまれている薬液供給針２１から抜去でき、ホルダー部材１６から取り外すことが可能である。これにより例えば薬液１１が減少した際に、薬液カートリッジ１０を、薬液供給針２１、及びホルダー部材１６から取り外し、栓１２を外して新たに薬液１１を充填することが可能である。また上述したように薬液カートリッジ１０が空になった際に、所定量の薬液１１が充填している薬液カートリッジ１０と交換可能である。このように薬液保持部２である薬液カートリッジ１０は、薬液保持部２の薬液供給針２１から着脱可能である。
【００２５】
リザーバ室２０を有する霧化室３０において、リザーバ室２０には電源１９ａが接続している。またリザーバ室２０には、薬液供給針２１、静電霧化針２２、圧電素子６４が設けられている。この圧電素子６４には、圧電素子駆動電源１９ｄが接続している。
【００２６】
霧化室３０は、ホルダー部材１６と接続して設けられている。霧化室３０の内面は、導電性膜又は導電性の金属部材等の導電性部材３１により覆われている。また導電性部材３１には、帯電部である導電性部材電源１９ｂにより後述する薬液微粒子２７と同電位となる電圧が印加される。
【００２７】
リザーバ室２０は、振動伝達性に優れている。このリザーバ室２０は、導電性の部材、例えばステンレス製であり、円柱形状である。リザーバ室２０の一方の端面（前面）２８ａには、複数の静電霧化針２２が接合され（設けられ）ており、霧化室３０に延在している。リザーバ室２０は、電源１９ａと接続しており、電源１９ａによりプラスの直流高電圧が印加される。これによりリザーバ室２０に接合している静電霧化針２２にもプラスの直流高電圧が印加される。リザーバ室２０の他方の端面（後面）２８ｂには、上述した薬液供給針２１が設けられている。この薬液供給針２１は、ステンレス製の中空構造であり、薬液カートリッジ１０とリザーバ室２０とを接続して、薬液１１を薬液カートリッジ１０からリザーバ室２０に供給する。
【００２８】
静電霧化針２２は、薬液供給針２１と同様にステンレス製、中空構造である。また静電霧化針２２は、霧化方向（部位６に向けて薬液１１を吐出する方向、霧化室３０に延在する方向）にテーパ形状となっている。静電霧化針２２の霧化面（薬液１１を吐出する面）には、直径が約１００μｍの霧化開口部２３が形成されている。静電霧化針２２は、霧化開口部２３から薬液１１を霧化室３０に吐出（噴霧）する。
【００２９】
詳細には上述したように薬液１１は、薬液供給針２１を介して薬液カートリッジ１０から毛細管現象によってリザーバ室２０に供給される。さらに薬液１１は、霧化開口部２３にまで供給され、霧化開口部２３から霧化室３０に吐出される。その際、静電霧化針２２とリザーバ室２０には、電源１９ａにより、プラスの直流高電圧が印加される。これにより、薬液カートリッジ１０から供給された薬液１１がプラスに帯電される。またリザーバ室２０と静電霧化針２２には、後述する圧電素子６４によって超音波振動が伝播される。この超音波振動は、薬液１１にも伝播する。よって薬液１１は、超音波振動によって霧化状の微粒子（薬液微粒子２７）として吐出される（薬液カートリッジ１０における薬液１１の消費量が吐出量に一致する）。
【００３０】
なお端面２８ｂには、図示しないドーナツ形状の薄板の電気絶縁板が隣接して接着している。この電気絶縁板には、端面２８ｂと接する面とは反対の面に、図３に示すようなドーナツ形状の超音波発生部である圧電素子６４が隣接して接着している。この圧電素子６４には、電気絶縁板と接する面とは反対の面に、端面２８ｂと略同形状の端面２８ｃが隣接して接着している。このように端面２８ｂと端面２８ｃとの間には、図示しないドーナツ形状の薄板の電気絶縁板、及びドーナツ形状の圧電素子６４が端面２８ｂと端面２８ｃに挟まれ、接着している。なお圧電素子６４の中央の開口部６５には、薬液供給針２１が挿通される。
【００３１】
この端面２８ｃは、霧化室３０の内面３０ａとは接着しておらず、図２に示すように端面２８ｃの周縁部を介して、支持部材２４の一端と接着している。また、支持部材２４の他端は、霧化室３０の内面３０ａに接着している。このようにリザーバ室２０は、端面２８ｂ、電気絶縁板、圧電素子６４、支持部材２４、端面２８ｃを介して霧化室３０に保持されている。各支持部材２４の間には、円弧状の空間２５が設けられている。またリザーバ室２０の側面である端面２８ｄと霧化室３０の内面３０ａは接着しておらず、同様に空間２５が設けられている。また圧電素子６４の側面７２と霧化室３０の内面３０ａとの間には、上述したように空間２５が設けられている。そのため霧化室３０と後述する送風室４０は、この空間２５を介して連通している。なお本実施形態は、霧化室３０と後述する送風室４０が連通していればこのような形状に限定する必要は無い。なお、図２において支持部材２４は９０度間隔に４本示されているが、この数は限定されない。また図１において、簡略化のために各支持部材２４は、省略している。
【００３２】
圧電素子６４は厚み方向（霧化方向）に分極されており、両端面には銀、又はニッケル電極が形成されている。圧電素子６４は、圧電素子駆動電源１９ｄと接続しており、圧電素子駆動電源１９ｄにより交流電圧が印加される。これにより圧電素子６４は、霧化開口部２３から薬液１１が吐出される方向に超音波振動し、薬液１１に超音波振動を加える。圧電素子６４の材質には、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等が使用できる。リザーバ室２０と接合した後で空気に露出している圧電素子６４の表面には、パリレンコートやシリコンコート等の防湿膜が形成される。
【００３３】
なお圧電素子６４とリザーバ室２０は、図示しない電気絶縁板により電気的に絶縁されている。よって静電霧化を行うために電源１９ａによってリザーバ室２０に印加される直流高電圧と、超音波振動を行うために圧電素子駆動電源１９ｄによって圧電素子６４に印加される交流電圧は、完全に分離されている。
【００３４】
薬液搬送機構部４には、霧化室３０の霧化方向後方に位置する送風部４ａと、霧化室３０の霧化方向前方に位置する薬液ガイド部４ｂが設けられている。  
この送風部（送風機構）４ａには、霧化方向において霧化室３０の後方（端面２８ｃよりも後方）に位置する送風室４０と、送風室４０に設けられている小型の送風部であるファン４１と、ファン４１の霧化方向後方に位置する面４２に設けられている着脱交換可能なフィルター部材４３が設けられている。送風室４０には、薬液供給針２１が位置している。ファン４１は、制御部１９ｃにより、回転数と動作開始、動作停止を制御されている。ファン４１は、ホルダー部材１６外部からフィルター部材４３によってゴミ等を除去されたクリーンな空気を送風室４０に吸引する。なお吸引された空気は、送風室４０から空間２５を介して霧化室３０に流入させられる。このように送風部４ａは、送風室４０から霧化室３０を介して部位６に向けて送風することで、霧化された薬液１１（薬液微粒子２７）を部位６に搬送する。
【００３５】
薬液ガイド部４ｂには、霧化された薬液１１（薬液微粒子２７）が部位に搬送される際の通路となる液体搬送管である可撓性の霧化チューブ３２が設けられている。霧化チューブ３２は、例えば体内の部位６に薬液１１を投与する場合には、体内に挿入される。霧化チューブ３２は、接続部３３からチューブ本体部３４まではテーパ形状をなし、接続部３３の内面とチューブ本体部３４の内面は、導電性膜又は導電性の金属部材等の導電性部材３５により覆われている。導電性部材３５は、チューブ本体部３４に形成された薬液霧化放出口部３７から所定量だけチューブ本体部３４内部に入り込んだ位置まで形成されており、先端部３６の内面には形成されていない。霧化チューブ３２は、螺合により接続端子３３ａを介して霧化室３０に着脱可能に接続されている。霧化チューブ３２が霧化室３０に取付けられた際に、導電性部材３５は、接続端子３３ａを介して導電性部材３１と接続する。そのため、上述したように導電性部材３１に導電性部材電源１９ｂにより薬液微粒子２７と同電位となる電圧が印加されると、導電性部材３５にも、導電性部材電源１９ｂにより薬液微粒子２７と同電位となる電圧が印加される。これにより霧化チューブ３２内面は、霧化室３０内面と同様に薬液微粒子２７と同電位となる。
【００３６】
チューブ本体部３４は、任意の長さを有する。上述した薬液１１は、霧化室３０からチューブ本体部３４を通り、薬液霧化放出口部３７から部位６に放出される。薬液霧化放出口部３７は、薬液１１が放出される時には薬液１１を投与したい部位６に近接対向して配置される。
【００３７】
部位６には、電源１９ａのグランド側が図示しないリストバンド等により接続されている。
【００３８】
次に本実施形態における動作方法について説明する。  
薬液カートリッジ１０に所定量の薬液１１が充填される。薬液１１が充填された薬液カートリッジ１０は、栓１２によって略密閉状態となる。次に栓１２が底面部１８に当接するように、薬液カートリッジ１０は手動にて押圧されてホルダー部材１６によって保持される。その際、薬液供給針２１が、凹部１３を貫通し、薬液カートリッジ１０に刺しこまれる。
【００３９】
薬液１１は、毛細管現象によって薬液カートリッジ１０から薬液供給針２１を経由してリザーバ室２０に供給され、また霧化開口部２３にまで供給される。
【００４０】
上述したようにリザーバ室２０、静電霧化針２２には、電源１９ａにより、プラスの直流高電圧が印加される。そのため薬液１１にも、電源１９ａによってプラスの直流高電圧が静電霧化針２２、リザーバ室２０を介して作用する。よって薬液１１は帯電する。また霧化室３０内、及び霧化チューブ３２内において、導電部材３１，３５には、導電性部材電源１９ｂにより薬液１１（薬液微粒子２７）と同電位となる電圧が印加される。また部位６には、電源１９ａのグランドが接続される。
【００４１】
薬液霧化放出口部３７が部位６に対向配置された際に、上述したように直流高電圧（例えば、約１ｋＶ〜約１０ｋＶ程度）が薬液１１に作用されると、薬液１１の表面エネルギーがキャンセルされる。これにより薬液面（界面）が電位勾配に応じて自由に変形し、直流高電圧が微小な領域に集中して印加される。よって図４に示すように霧化開口部２３において、薬液１１の表面の一部に鋭い尖端部２６が生じる（形成される）。尖端部２６は、さらに霧化方向に伸びる。
【００４２】
この後、圧電素子６４は、圧電素子駆動電源１９ｄにより交流電圧が印加されることにより超音波を発生し、リザーバ室２０を超音波によって振動させる。また圧電素子６４は、リザーバ室２０を介して静電霧化針２２を超音波によって振動させる。この超音波振動は、リザーバ室２０と静電霧化針２２内の薬液１１の尖端部２６に伝播する。これにより薬液１１の尖端部２６が、約数μｍの粒径を有し帯電した霧化状の薬液微粒子２７として霧化開口部２３から霧化室３０内の空気中に吐出される。
【００４３】
この薬液微粒子２７は、霧化室３０内に霧化方向（尖端部２６の伸縮方向）に吐出される。なお霧化開口部２３の直径は、約１００μｍと微細である。そのため薬液１１は、約数十μｍ以下の粒径を有する微細な薬液微粒子２７として吐出される。また薬液微粒子２７の吐出量は、薬液カートリッジ１０における薬液１１の消費量と一致する。
【００４４】
このとき、制御部１９ｃによってファン４１が作動している。ファン４１は、外部からフィルター部材４３を経由して空気をホルダー部材１６内に取り込み、送風室４０から空間２５を経由して霧化室３０に流入させる。上述したように帯電している薬液微粒子２７は、流入した空気によって霧化方向に流れ、霧化室３０からさらに霧化チューブ３２に流入される。
【００４５】
帯電している薬液微粒子２７は、導電性部材３１によって薬液微粒子２７と同電位に帯電している霧化室３０と、導電性部材３５によって同じく同電位に帯電している霧化チューブ３２に反発する。そのため薬液微粒子２７は、霧化開口部２３から素早く薬液霧化放出口部３７に送達される。また薬液微粒子２７は、上述したように霧化室３０と、霧化チューブ３２に反発するため、霧化室３０、及び霧化チューブ３２に滞留することはない。そのため薬液微粒子２７は、霧化チューブ３２によってガイドされて薬液霧化放出口部３７から外部に無駄なく放出される。
【００４６】
放出された薬液微粒子２７は、薬液霧化放出口部３７に最も近いグランドの部位６に速やかに送達され、直接的に吸着する。なお薬液微粒子２７は微細であるため、部位６が例えば肺の深部であっても到達することができ、無駄なく直接的に吸着する。本実施形態は、薬液１１が上述したように滞留することを防止している。そのため薬液カートリッジ１０に充填されている薬液１１において、薬液１１の消費量が、薬液微粒子２７の放出量とほぼ正確に一致する。そのため術者は、メモリ９を目視して、消費量を把握することで、薬液１１の投与量を把握することができる。
【００４７】
なお一般的に、液体を電極として液体に直流電圧が印加されると、液体における表面張力のエネルギーが消滅し、表面エネルギーがキャンセルされる。よって界面が電位勾配に応じて自由に変形し、高電界が微小領域に集中する。これにより液体自体が空気中に微小粒子として放出される。本実施形態はこのような効果を利用したものである。
【００４８】
一般に液体の噴霧状態は、液体の比抵抗（導電率）の関係で変化する。  
例えば液体の比抵抗が非常に小さい場合、液体内部にはイオンが多くなる。そのため液体の微粒子の形状は、正電極、または負電極を選択した際の液体内部のイオンの多さと微粒子全体の電荷とのバランスに非常に影響する。  
例えば液体の比抵抗が非常に大きい場合、液体の微粒子は、対向する電極側に向かって延びて曳糸状態になる。例えば本実施形態においては、図４に示す尖端部２６が霧化方向にさらに伸びた状態となる。  
本実施形態においては、この尖端部２６が伸びた状態を形成した後で、液体に超音波振動を加えているので、さらに微細な微粒子として液体を吐出することができる。
【００４９】
このように本実施形態は、電源１９ａによってリザーバ室２０内の薬液１１に電圧を印加し、霧化開口部２３において尖端部２６を形成させ、この尖端部２６に圧電素子６４によって超音波振動を加えることで、微細な薬液微粒子２７として霧化した薬液１１を吐出することができる。
【００５０】
また本実施形態は、尖端部２６を形成した後で薬液１１に超音波振動を付与しているために、数μｍ程度の微細な粒径を有する薬液微粒子２７を吐出させることができる。
【００５１】
これにより本実施形態は、より微細な薬液微粒子２７を例えば生体深部に位置する部位６に投与させることができる。例えば肺といった生体内に位置する部位６に薬液１１が投与される場合、一般に、薬液微粒子２７が末端の肺胞に到達するためには、薬液微粒子２７の粒子径は、約１μｍ〜約５μｍである必要がある。本実施形態では、数μｍの粒径を有する薬液微粒子２７を吐出させることができるので、末端の肺胞といった部位６にも薬液１１を投与することができる。
【００５２】
なお本実施形態は、圧電素子６４に印加される交流電圧をより高い周波数とすることにより、より微細な粒径を有する薬液微粒子２７を吐出することができる。このように霧化開口部２３から吐出される薬液１１の粒径は、圧電素子６４に印加される交流電圧の周波数を調整することによって制御することができる。また圧電素子６４に印加される交流電圧の周波数を、リザーバ室２０と静電霧化針２２を含めた構造を共振する際の周波数と一致させることで、より効率良く（入力電力に対して大きな振動変位を得られる）超音波振動を発生でき、薬液１１の微粒子化を促進することができる。
【００５３】
また、噴霧メッシュを用いる場合とは異なり、静電霧化針２２を用いているので、霧化開口部２３が詰まることなく、薬液１１を安定して霧化して吐出することができる。
【００５４】
また本実施形態は、薬液カートリッジにおいて消費された分量の薬液１１を霧化状の薬液微粒子２７として吐出する。本実施形態は、吐出された薬液微粒子２７と霧化室３０の内面と、霧化チューブ３２の内面を同電位にして、薬液微粒子２７を霧化室３０の内面と霧化チューブ３２内面に反発させる。よって本実施形態は、薬液微粒子２７が霧化室３０の内面、及び霧化チューブ３２の内面にて滞留することを防止している。さらに、本実施形態は、薬液微粒子２７をファン４１によって生じる空気の流れによって薬液霧化放出口部３７まで送達させ、霧化室３０に供給された量と同量の薬液１１を部位６に投与する。これにより、薬液カートリッジ１０に充填されている薬液１１において、薬液１１の消費量が、薬液微粒子２７の放出量とほぼ正確に一致する。そのため術者は、メモリ９を目視して、消費量を把握することで、薬液１１の投与量を容易に把握することができる。
【００５５】
また薬液カートリッジ１０が例えば使い捨てタイプである場合、薬液カートリッジ１０には、部位６に投与される量のみの薬液１１が充填され、薬液カートリッジ１０が計量部５を兼ねることができる。薬液カートリッジ１０における薬液１１の消費量と部位６への薬液１１の投与量は一致するために、薬液カートリッジ１０が空になると、薬液１１が全て部位６に投与されたことになる。よって術者は、例えばメモリ９やセンサが設けられていなくても目視により薬液カートリッジ１０内の薬液が空になったことを把握することで、部位６に対する薬液１１の投与量を容易に把握することができる。
【００５６】
また本実施形態は、薬液霧化放出口部３７から放出される帯電した微細かつ霧化状の薬液微粒子２７を最も近い距離にあるグランドの部位６に電気的に吸着させることができる。よって本実施形態は、薬液微粒子２７を薬液霧化放出口部３７から放出された後、高速に空間を移動させて目的とする部位６に送達させることができる。
【００５７】
また霧化された薬液１１は帯電しており、一般的にグランドの部位６に対して、電気的に強固に吸着することができる。このため本実施形態は、薬液霧化放出口部３７から放出される薬液微粒子２７が、部位６に到達する前に舞い上がる（拡散する）事が少なく、局所的（選択的）に薬液１１を投与する事ができる。
【００５８】
また本実施形態は、霧化チューブ３２の太さに影響されること無く粒径の小さい薬液微粒子２７を放出することができる。本実施形態において、液体霧化装置１が内視鏡に用いられた際に、例えば内視鏡に細い霧化チューブ３２を挿通させることで、内視鏡が太くなることを防止することができる。よって本実施形態は、例えば曲がりくねった管腔に容易に霧化チューブ３２を挿入することができる。
【００５９】
本実施形態は、静電霧化針２２を複数設けているが、静電霧化針２２の数は限定されない。また、静電霧化針２２を増やすことで、薬液微粒子２７の放出量を増加させることができる。
【００６０】
本実施形態は、霧化開口部２３の直径を約１００μｍとしているために、薬液微粒子２７の粒径を微細にする事ができる。
【００６１】
本実施形態は、静電霧化針２２に印加されるプラス極の直流高電圧に、さらにＡＣ成分の電圧を重畳する事により、薬液１１の表面の一部の鋭い尖端部２６が脈動することになり、霧化を促進できる。
【００６２】
本実施形態は、ファン４１により外部からフィルター部材４３を介して空気を取り込む際に、クリーンな空気により薬液微粒子２７を送達する事ができ、部位６に対しても安全である。また本実施形態は、フィルター部材４３に例えば滅菌フィルター等を適用する事により、より高い清浄度を有するクリーンな空気により薬液微粒子２７を搬送する事ができる。
【００６３】
本実施形態は、霧化室３０に対して霧化チューブ３２を着脱可能である。そのため薬液１１を投与する部位６が例えば生体内である場合、生体内に挿入される霧化チューブ３２のみを廃棄し、静電霧化を行う霧化室３０は、洗浄後再利用することができる。もちろん本実施形態は、霧化チューブ３２を洗浄して再利用しても良い。
【００６４】
また本実施形態は、霧化チューブ３２の長さは任意に設定できるため、接続部３３とホルダー部材１６は部位６の外部に配置する事ができる。
【００６５】
導電性部材３５は、先端部３６には形成されていないために、導電性部材３５は部位６とは直接接触せず、生体に対して安全である。
【００６６】
本実施形態は、薬液カートリッジ１０に異なる薬液１１を充填し、底面部１８に複数の薬液供給針２１を設けて切り換え式にする事により、様々な薬液１１を部位６に投与する事ができる。
【００６７】
本実施形態は、静電霧化針２２にはリザーバ室２０から薬液１１を毛細管現象により霧化開口部２３まで供給するため、薬液カートリッジ１０内や薬液供給針２１内やリザーバ室２０内の全ての薬液１１を完全に霧化することができる。
【００６８】
なお本実施形態は、薬液１１を用いて説明したがこれに限定する必要はなく、他の液体であっても良い。
【００６９】
次に図５乃至図７を参照して本発明に係る第２の実施形態について説明する。  
図５は、本実施形態における液体霧化装置の概略図である。図６は、微細開口部形成板の概略図である。図７は、本実施形態において薬液が霧化される際の微細開口部形成板の周辺の概略図である。前述した第１の実施形態と同様の部分には同じ符合を付し、その詳細な説明については省略する。本実施形態における液体霧化装置１は、前述した第１の実施形態とは異なり超音波振動を発生させる構成が異なる。
【００７０】
本実施形態における液体霧化装置１は、前述した第１の実施形態における液体霧化装置の薬液保持部２に設けられているリザーバ室２０において、端面２８ａと、端面２８ａに設けている静電霧化針２２の代わりにステンレス製の薄板である微細開口部形成板６８を接合している。この微細開口部形成板６８の厚さは、約１００μｍである。微細開口部形成板６８には、微細開口部形成板６８の板圧方向に、例えばレーザ加工や微細放電加工によって複数の開口部６９が設けられている。開口部６９は、リザーバ室２０側から霧化室３０側に向けてテーパ形状である。そのため開口部６９の縁７１は、鋭角である。開口部６９は、例えば円形状であり霧化室３０に露出する開口部６９の直径は、数μｍと微細である。この開口部６９から第１の実施形態と同様に約数μｍの粒径を有する薬液微粒子２７が吐出される。微細開口部形成板６８の霧化室３０側の面７０には、撥水性の膜が形成されている。微細開口部形成板６８は、リザーバ室２０の薬液１１に直接接するように例えばレーザ溶接によりリザーバ室２０に接合されることが好適である。これにより超音波振動による疲労破壊が防止される。なおリザーバ室２０に、電源１９ａによりプラスの直流高電圧が印加された際には、微細開口部形成板６８にもプラスの直流高電圧が印加される。
【００７１】
また本実施形態における液体霧化装置１には、前述した第１の実施形態における液体霧化装置１の超音波発生部において、超音波を発生させるランジュバン型超音波振動子７８が設けられている。このランジュバン型超音波振動子７８は、図示しない電気絶縁部材を介して端面２８ｂに接合され、またファン４１の送風方向前方に位置している。
【００７２】
薬液供給針２１は、リザーバ室２０の端面２８ｄに設けられており、リザーバ室２０は、薬液供給針２１を介して霧化方向中心軸に沿って霧化室３０に保持されている。
【００７３】
ランジュバン型超音波振動子７８には、共振器８０ａと、共振器８０ｂと、圧電素子８１とが設けられている。共振器８０ａの一面は、一端がリザーバ室２０の内部に露出し、薬液１１に直接接触している。この共振器８０ａには、振動変位を拡大するステップ段差部８２が設けられている。ステップ段差部８２の端面８３には、後述する圧電素子８１が霧化方向に超音波振動を行った際に、リザーバ室２０内の薬液１１に超音波を照射する超音波放出面８４が設けられている。共振器８０ａは、共振器８０ａの他面（リザーバ室２０の内部に露出しない面）において後述する圧電素子８１の一面に固定されている。この圧電素子８１は、圧電素子８１の他面（共振器８０ａと接しない面）において共振器８０ｂと固定されている。共振器８０ｂは、ファン４１の前方に位置する。共振器８０ｂは、後述する圧電素子８１と同様にドーナツ形状であり、材質には超音波振動による疲労破壊に強いステンレス製、又はチタン合金製が好適である。共振器８０ａ，８０ｂは、それぞれ共振器駆動電源１９ｅと接続している。共振器８０ａ，８０ｂには、共振器駆動電源１９ｅにより交流電圧が印加される。交流電圧が印加された共振器８０ａ，８０ｂは、後述するように圧電素子８１が霧化方向に超音波振動した際に、ステップ段差部８２によって圧電素子８１の振動変位を拡大する。この拡大率は、例えばステップ段差部８２の段差比率やステップ段差部８２の軸方向長さといったステップ段差部８２の形状によって決定される。圧電素子８１は、上述したように両端面において、共振器８０ａ，８０ｂによって挟みこまれている。共振器８０ａ，８０ｂ、圧電素子８１は、例えば接着剤により固定され、内部を貫通するボルトにより螺合されている。圧電素子８１は、前述した第１の実施形態における圧電素子６４と同様であり、霧化方向に分極されているドーナツ形状である。圧電素子８１の両端面には、銀、又はニッケル電極が形成されている。圧電素子駆動電源１９ｄにより交流電圧が圧電素子８１に印加されると、圧電素子８１は、霧化方向に超音波振動を行う。この超音波は、上述したように超音波放出面８４からリザーバ室２０内の薬液１１に伝播される。圧電素子８１の材質には、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等が使用できる。なお、圧電素子８１は２枚構成で使用される場合があり、このときは圧電素子８１の分極方向を対向して配置される。そして、圧電素子８１の向き合う電極にプラス、両端面の位置する共振器８０ａ，８０ｂに接触する電極をマイナスとして使用する場合が多い。
【００７４】
なおランジュバン型超音波振動子７８が、図示しない電気絶縁部材を介して端面２８ｂに接合された後、空気に露出している圧電素子８１表面には、パリレンコートやシリコンコート等の防湿膜が形成される。
【００７５】
次に本実施形態における動作方法について説明する。  
薬液カートリッジ１０がホルダー部材１６に保持され、薬液１１が毛細管現象によりリザーバ室２０に供給されるまでの動作は第１の実施形態と同様であるために省略する。
【００７６】
リザーバ室２０及びリザーバ室２０に電気的に導通している微細開口部形成板６８には、直流高電圧（例えば、約１ｋＶ〜約１０ｋＶ程度）が電源１９ａによって印加される。
【００７７】
その後、圧電素子８１には、圧電素子駆動電源１９ｄにより交流電圧が印加され、圧電素子８１がリザーバ室２０を超音波振動する。この超音波振動は、リザーバ室２０内の薬液１１に伝播する。また圧電素子８１は、リザーバ室２０を介して微細開口部形成板６８を超音波振動し、微細開口部形成板６８を介して開口部６９の薬液１１に形成される空気と薬液界面（メニスカス）を超音波振動する。メニスカスが超音波振動されると、図７に示すようにキャピラリー波が縁７１周辺からメニスカス表面に伝播し、波頭により、薬液１１が霧化される。これにより約数μｍの粒径を有する薬液微粒子２７が開口部６９（縁７１）から吐出される。なお開口部６９の縁７１周辺ではキャピラリー波が大きいため、薬液微粒子２７は、縁７１周辺からリング状に吐出される。また吐出される薬液微粒子２７の形状は、開口部６９の形状によって変化する。微細開口部形成板６８には、リザーバ室２０を介して電源１９ａによってプラスの直流高電圧が印加されている。よって吐出される薬液微粒子２７は帯電している。
【００７８】
本実施形態における超音波振動の拡大率は、上述したようにステップ段差部８２のステップ段差比率やステップ段差部８２の軸方向長さ等の形状寸法により設定される。よってランジュバン型超音波振動子７８は、リザーバ室２０内の薬液１１に対して圧電素子８１によって前述した第１の実施形態より大きな振動変位を有する超音波振動を行う。これにより開口部６９のメニスカスに前述した第１の実施形態より強力なキャピラリー波が発生するため、前述した第１の実施形態より薬液微粒子２７の吐出量が増加する。
【００７９】
この後、薬液微粒子２７が部位６に吸着するまでの動作は前述した第１の実施形態と同様であるために省略する。
【００８０】
なお面７０には、撥水性の膜が形成されているため、薬液１１は確実に開口部６９内にメニスカスを形成する。よって薬液１１が開口部６９から漏れて面７０に付着する事は防止される。
【００８１】
このように本実施形態は、第１の実施形態と同様に電源１９ａによってリザーバ室２０内の薬液１１に電圧を印加した後で圧電素子８１によって超音波振動を加えることで、帯電した微細な粒径を有する薬液微粒子２７を吐出させることができる。これにより本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に超音波によって薬液１１を霧化させることができる。
【００８２】
なお本実施形態は、開口部６９の数を増減させることにより、霧化量を調節する事ができる。
【００８３】
本実施形態は、圧電素子８１に印加される交流電圧をより高い周波数とすることで、より微細な薬液微粒子２７を吐出することができる。このように圧電素子８１に印加される交流電圧の周波数を調整することで、開口部６９から吐出される薬液１１の粒径を制御することが可能である。また圧電素子８１に印加される交流電圧の周波数は、リザーバ室２０と微細開口部形成板６８を含めた構造を共振する際の周波数と一致させることで、本実施形態は、より効率良く（入力電力に対して大きな振動変位を得られる）超音波振動を発生でき、薬液１１の微粒子化を促進させることができる。
【００８４】
また本実施形態は、超音波振動の拡大率をステップ段差部８２の形状によって設定できるため、前述した第１の実施形態より大きな振動変位を有する超音波振動を行うことができる。これにより本実施形態は、薬液微粒子２７の吐出量を前述した第１の実施形態より増加できるために、部位６に対して短時間に多量の薬液１１を投与することができる。また本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に粒径が小さい薬液微粒子２７を容易に発生させる事ができるため生体にのみ、局所的に薬液を投与する事ができる。
【００８５】
また本実施形態に用いられた微細開口部形成板６８の代わりに、第１の実施形態の静電霧化針２２を用いても良い。
【００８６】
次に図８、図９を参照して本発明に係る第３の実施形態について説明する。  
図８は、本実施形態における液体霧化装置の概略図である。図８は、薬液が霧化される際の薬液吐出ノズルの周辺の概略図である。前述した第１の実施形態と同様の部分には同じ符合を付し、その詳細な説明については省略する。本実施形態における液体霧化装置１は、例えば生体の肺といった体内に位置する患部である部位６に対して薬液１１を投与する。そのため霧化チューブ３２は、肺内に挿入される。また本実施形態における液体霧化装置１は、前述した液体霧化装置１と略同様の構成であるために詳細な説明については省略する。
【００８７】
本実施形態に用いる霧化チューブ３２はステンレス製であって、内視鏡８５の鉗子チャネル８５ａに挿通される。この霧化チューブ３２には、薬液保持部２である薬液吐出ノズル８６が挿通されている。薬液吐出ノズル８６の一端には、約１００μｍの直径を有する開口部（吐出口）８７が設けられている。吐出口８７は、霧化チューブ３２の薬液霧化放出口部３７側に位置する。薬液吐出ノズル８６は、表面に撥水性の膜が形成されており、吐出口８７から薬液１１を吐出する。吐出口８７は、絞り加工により形成されている。
【００８８】
薬液吐出ノズル８６は、電源１９ａと接続しており、電源１９ａによってプラスの直流高電圧が印加される。そのため、薬液吐出ノズル８６から吐出される薬液１１は帯電する。印加される電圧は、例えば約１ｋＶ〜約１０ｋＶ程度である。
【００８９】
薬液吐出ノズル８６の他端と薬液保持部２であるステンレス管８８の一端は、接続している。ステンレス管８８は、円筒形状の超音波発生部である圧電素子８９に挿通されている。なおステンレス管８８は、圧電素子８９の内部に隙間なく一致するように挿通され、圧電素子８９に接着固定されている。圧電素子８９の外径は約１ｍｍ、内径は約０．５ｍｍ、長さは約１０ｍｍである。圧電素子８９の外周面と内周面には、銀、又はニッケル電極が形成されている。この外周面をプラス、内周面をグランドとする。圧電素子８９の材質は、大きな変位量を得やすくするために例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好適である。圧電素子８９は、肉厚の厚さ方向に分極処理されている。
【００９０】
圧電素子８９には、圧電素子駆動電源１９ｄが接続しており、圧電素子駆動電源１９ｄによって交流電圧が印加される。これにより圧電素子８９は、伸縮し、超音波振動を発生する。この超音波振動は、ステンレス管８８、薬液吐出ノズル８６を介して薬液１１に伝播される。
【００９１】
なお薬液吐出ノズル８６がステンレス管８８に挿入固定される部分には、薬液吐出ノズル８６が圧電素子８９の内周側面電極に接しないように、電気的に絶縁処理が施されている。
【００９２】
またステンレス管８８の他端は、例えばテフロン（登録商標）製の配管チューブ９０の一端と接続している。この配管チューブ９０の他端は、部位６の位置にかかわらず生体外に引き出され、薬液１１を貯留している薬液供給機構部９４の一部である薬液貯留タンク９５に接続している。
【００９３】
薬液供給機構部９４には、配管チューブ９０の他端が接続し、薬液１１を貯留している薬液貯留タンク９５と、配管チューブ９０に設けられ、開閉可能な高速電磁弁９６と、薬液貯留タンク９５の外部から薬液貯留タンク９５内の空間に所定圧力の清浄な空気を加圧供給する加圧チューブ９７が設けられている。
【００９４】
配管チューブ９０は、薬液貯留タンク９５内において薬液１１内に浸積されている必要がある。そのため配管チューブ９０は、薬液貯留タンク９５の底面に近接することが好適である。高速電磁弁９６の開閉動作は、薬液１１を部位６に投与する目的に応じて、図示しない駆動回路を有する制御部１９ｃにより制御されている。高速電磁弁９６は、開閉することによって薬液１１の投与量を調整する。
【００９５】
また部位６には、第１の実施形態と同様に電源１９ａのグランド側が図示しないリストバンド等により接続されている。
【００９６】
次に本実施形態における動作方法について説明する。  
薬液貯留タンク９５内の空間には、加圧チューブ９７によって外部から清浄な空気が流入する。薬液貯留タンク９５内は、加圧チューブ９７によって加圧され、薬液貯留タンク９５内の圧力が上昇する。次に制御部１９ｃによって高速電磁弁９６が開放されると、薬液１１が薬液貯留タンク９５から配管チューブ９０にまで一定流速で供給される。配管チューブ９０にまで一定流速で供給された薬液１１は、ステンレス管８８、薬液吐出ノズル８６に供給され、充填される。
【００９７】
その際、薬液吐出ノズル８６には、電源１９ａによってプラスの直流高電圧（例えば約１ｋＶ〜約１０ｋＶ）が印加される。この直流高電圧は、吐出口８７に伝導する。そのため薬液１１は、帯電する。そのため吐出口８７には、第１の実施形態と同様に薬液１１の表面の一部に鋭い尖端部２６が生じる。尖端部２６は、図９に示すようにさらに霧化方向に伸びる。
【００９８】
その後、圧電素子駆動電源１９ｄによって交流電圧が圧電素子８９に印加される。圧電素子８９は肉厚方向に伸縮する（ステンレス管８８は収縮する）。圧電素子８９は、ステンレス管８８を超音波振動する。これによりステンレス管８８に充填されている薬液１１には、圧力波動（超音波振動）が作用する。
【００９９】
そのため薬液１１は、帯電された薬液微粒子２７として吐出口８７から飛翔しながら吐出される。この薬液微粒子２７は、吐出口８７に最も近いグランドの部位６に速やかに無駄なく送達され、直接的に吸着する。なお薬液微粒子２７は粒径が微細であるため、部位６が例えば肺の深部であっても到達することができ、無駄なく直接的に吸着する。
【０１００】
このように本実施形態は、電源１９ａによって薬液吐出ノズル８６内の薬液１１に電圧を印加して、吐出口８７において尖端部２６を形成させ、その後圧電素子８９によって尖端部２６が形成された薬液１１に超音波振動を加えることで、微細な粒径を有する薬液微粒子２７を吐出させることができる。これにより本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に超音波によって薬液１１を霧化させることができる。
【０１０１】
また本実施形態は、インクジェット方式を利用することで薬液１１を高速に吐出することができる。また本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に薬液１１が帯電されているために、薬液１１を部位６に確実に吸着させることができる。本実施形態は、高い飛翔エネルギーを有する。そのため本実施形態は、例えば、生体内に位置し、体腔内の粘膜にて覆われている部位６に対して高速電磁弁９６の開閉動作を調整することで薬液１１を高速に吐出することができる。これにより本実施形態は、薬液１１を部位６に確実に投与する事ができる。
【０１０２】
なお、内視鏡と組み合わせて用いた場合には、内視鏡によりイメージング観察しながら部位６を探索する際に、薬液投与の状態をイメージ観察できる。このことから本実施形態は、近年開発が進められる生体マーカー（蛍光マーカー）試薬等を目的観察位置へ投与し、分子イメージング等の高度な観察を実施する事もできる。
【０１０３】
なお本実施形態は、圧電素子８９に印加される交流電圧をより高い周波数とすることにより微細な粒径を有する薬液微粒子２７を吐出することができる。このように圧電素子８９に印加される交流電圧の周波数を調整することによって、薬液吐出ノズル８６から吐出される薬液１１の粒径を制御することが可能である。また圧電素子８９に印加される交流電圧の周波数は、ステンレス管８８と薬液吐出ノズル８６を含めた構造を共振する際の周波数と一致させることで、本実施形態は、より効率良く（入力電力に対して大きな振動変位を得られる）超音波振動を発生でき、薬液１１の微粒子化を促進させることができる。
【０１０４】
本実施形態は、加圧チューブ９７によって加圧される薬液貯留タンク９５内の内部圧力を薬液１１の飛翔エネルギーとするために、加圧量によって薬液１１の飛行距離を調整することができる。薬液１１は、部位６に吸着しやすいように帯電されているため、目的とする部位６に着弾後、跳ね返らず、確実に粘膜を貫通して、部位６に送達できる。
【０１０５】
本実施形態における薬液１１は、吐出口８７を小さくしたり、高速電磁弁９６のパルス開閉間隔を小さくしたりするように調整する事で、微小化することができる。高速電磁弁９６のパルス間隔は、制御部１９ｃによって外部から容易に制御することが可能であるため、本実施形態は、イメージング観察を行いながら、投与量をその場で変更することが可能である。
【０１０６】
このように本実施形態は、薬液１１を薬液微粒子２７として吐出する速度、薬液微粒子２７の粒径、または投与方法を目的とする用途や部位６に合わせて変更する事ができる。
【０１０７】
なお第１乃至第３の実施形態において、圧電素子駆動電源１９ｄが圧電素子６４，８１，８９に交流電圧を印加したが、これに限定する必要はなく、例えばパルス電圧を印加してもよい。これにより、薬液１１は、霧化状の微細な薬液微粒子２７として吐出されるのではなく、液滴として吐出される。液滴の大きさは、パルス電圧の大きさや、パルス幅によって任意に設定できる。これにより例えば部位６が体腔内の粘膜によって覆われている場合、薬液１１を液滴として部位６に放出することで液滴は、粘膜を貫き、確実に部位６に投与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】図１は、第１の実施形態における液体霧化装置の概略図である。
【図２】図２は、霧化された薬液が搬送される方向から見た際の静電霧化針の概略図である。
【図３】図３は、圧電素子の斜視図である。
【図４】図４は、薬液が霧化される際の静電霧化針の周辺の概略図である。
【図５】図５は、第２の実施形態における液体霧化装置の概略図である。
【図６】図６は、微細開口部形成板の概略図である。
【図７】図７は、薬液が霧化される際の微細開口部形成板の開口部付近の概略図である。
【図８】図８は、第３の実施形態における液体霧化装置の概略図である。
【図９】図９は、薬液が霧化される際の薬液吐出ノズルの周辺の概略図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…液体霧化装置、２…薬液保持部、４…薬液搬送機構部、４ａ…送風部、４ｂ…薬液ガイド部、５…計量部、６…部位、９…メモリ、１０…薬液カートリッジ、１１…薬液、１２…栓、１３…凹部、１４…開口部、１５…連通部材、１６…ホルダー部材、１７…開口部、１８…底面部、１９ａ…電源、１９ｂ…導電性部材電源、１９ｄ…圧電素子駆動電源、１９ｃ…制御部、１９ｅ…共振器駆動電源、２０…リザーバ室、２１…薬液供給針、２２…静電霧化針、２３…霧化開口部、２４…支持部材、２５…空間、２６…尖端部、２７…薬液微粒子、２８ａ…端面、２８ｂ…端面、２８ｃ…端面、２８ｄ…端面、３０…霧化室、３０ａ…内面、３１…導電性部材、３２…霧化チューブ、３３ａ…接続端子、３３…接続部、３４…チューブ本体部、３５…導電性部材、３６…先端部、３７…薬液霧化放出口部、４０…送風室、４１…ファン、４２…面、４３…フィルター部材、６４…圧電素子、６５…開口部、６８…微細開口部形成板、６９…開口部、７０…面、７１…縁、７２…側面、７４…異形開口部形成板、７８…ランジュバン型超音波振動子、８０ａ…共振器、８０ｂ…共振器、８１…圧電素子、８２…ステップ段差部、８３…端面、８４…超音波放出面、８５…内視鏡、８５ａ…鉗子チャネル、８６…薬液吐出ノズル、８７…吐出口、８８…ステンレス管、８９…圧電素子、９０…配管チューブ、９４…薬液供給機構部、９５…薬液貯留タンク、９６…高速電磁弁、９７…加圧チューブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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