(57)【要約】【課題】肺吸引用液滴吐出装置において、利用者への薬剤などの液剤の投与量を容易且つ確実に管理できる様にすることである。【解決手段】肺吸引用液滴吐出装置１において、利用者の口と連通する開口部を持つシリンダー３内にピストン４が２つの位置の間で可動に設けられ、呼気に応じてピストン４が一方の位置を取るときにシリンダー３内の開口部側に最大容積の液滴室が形成され、吸気に応じてピストン４が他方の位置を取るときにシリンダー３内の開口部側に最小容積の液滴室が形成される。さらに、液剤収納器１１を収容する収容部と、ピストン４が一方の位置付近にあるのを検知して液剤収納器１１から所定量の液滴を液滴室内に噴出させる為の検知手段７が設けられる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に利用者の口と連通する開口部を持つシリンダー部材内にピストン部材が第１の位置と第２の位置との間で可動に設けられ、利用者の呼気に応じてピストン部材が第１の位置を取るときにシリンダー部材内の開口部側に最大容積の液滴室が形成され、利用者の吸気に応じてピストン部材が第２の位置を取るときにシリンダー部材内の開口部側に最小容積の液滴室が形成される様に構成され、液滴を吐出する液剤収納器の吐出ヘッド部が液滴室内に臨むように液剤収納器を収容する収容部を有し、さらにピストン部材が第１の位置付近にあることを検知して吐出ヘッド部から所望所定量の液滴を液滴室内に噴出させる為の検知手段が設けられていることを特徴とする肺吸引用液滴吐出装置。
【請求項２】
液剤収納器の吐出ヘッド部はインクジェットヘッド構造を有する請求項１記載の肺吸引用液滴吐出装置。
【請求項３】
液滴室の最大容積を越える呼気量は、増圧力弁にて液滴室外部に逃がす様に構成されている請求項１または２記載の肺吸引用液滴吐出装置。
【請求項４】
液滴室が最小容積に達した後、減圧力弁にて液滴室外空気を液滴室内に更に吸引できる様に構成されている請求項１乃至３の何れかに記載の肺吸引用液滴吐出装置。
【請求項５】
シリンダー部材は、内壁部が液滴と同電位となる様に構成されている請求項１乃至４の何れかに記載の肺吸引用液滴吐出装置。
【請求項６】
ピストン部材が第２の位置を取るとき、ピストン部材に設けられたヘッドキャップにて吐出ヘッド部の液滴吐出面を覆う様に構成されている請求項１乃至５の何れかに記載の肺吸引用液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、利用者が薬剤など液剤の小液滴を肺に吸入する為に用いられる肺吸引用液滴吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、タンパク製剤の薬液などの患者への投与は皮下注射によって行われていた。この際、投与量はシリンダー目盛りの目視確認にて調整される。
【０００３】
しかし、近来、皮下注射器は、苦痛を伴うこと、針痕が傷として残ること、同じ個所に重ねてできないこと、他の薬物の投与器として流用されやすいこと、廃棄の問題があること等の問題があり、生理的、器具管理的にも扱い難くなってきているため、皮下注射器以外の投薬器が求められている。
【０００４】
こうした状況において、皮下注射の代用として、気管を通して肺静脈毛細血管に微小薬液滴を投与できることが解ってきた。各医療機関の実験によると、液滴径が３ミクロン程度になると気管壁や液滴通過器官に滞ることなく、ほぼ１００％肺毛細血管に到達することが解った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、径３ミクロン程度の小液滴はインクジェット応用技術で形成可能であることは解っているが、利用者（患者）への投薬量の管理が課題としてある。また、この為の肺吸引用液滴吐出装置（典型的には肺吸引式投薬器）を構成する場合、その操作方法、保守、携帯性等、色々な課題が存在する。
【０００６】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、利用者への薬剤などの液剤の投与量を容易且つ確実に管理することを可能にした構成を持つ肺吸引式投薬器などの肺吸引用液滴吐出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の肺吸引用液滴吐出装置は、使用時に利用者の口と連通する開口部を持つシリンダー部材内にピストン部材が第１の位置と第２の位置との間で可動に設けられ、利用者の呼気に応じてピストン部材が第１の位置を取るときにシリンダー部材内の開口部側に最大容積の液滴室が形成され、利用者の吸気に応じてピストン部材が第２の位置を取るときにシリンダー部材内の開口部側に最小容積の液滴室が形成される様に構成され、液滴を吐出する液剤収納器の吐出ヘッド部が液滴室内に臨むように液剤収納器を収容する収容部を有し、さらにピストン部材が第１の位置付近にあることを検知して吐出ヘッド部から所望所定量の液滴を液滴室内に噴出させる為の検知手段が設けられていることを特徴とする。この構成では、利用者の呼吸に応じて膨張・収縮する液滴室に対して上記の如き様態で液滴を吐出するので、開口部（銜え口）を口に銜えて液滴室と利用者の呼吸器官と連通させておいたままで呼気時に一定量の液剤を準備し、吸気時にこの準備された一定量の液剤を吸入でき、この繰り返し回数により利用者ごとに投与量を適正に合わせられる。こうして、例えば、公知のインクジェット方式で一定量生産された微小液滴を患者の呼吸を利用して何回吸い込むかで投薬量が決定でき、投薬量は呼吸数をカウントして容易且つ確実に管理できる。
【０００８】
上記の基本構成に基づいて、以下のような態様が可能である。
液滴室の最大容積を越える呼気量は、シリンダー部材などに設けられた増圧力弁にて液滴室外部に逃がす様に構成されてもよい。また、液滴室が最小容積に達した後、ピストン部材などに設けられた減圧力弁にて液滴室外空気を液滴室内に更に吸引できる様に構成されてもよい。
【０００９】
シリンダー部材は、構成材料に帯電剤を混入して成型する等の方法で、内壁部が液滴ミストと同電位となる様に構成されてもよい。さらに、ピストン部材が第２の位置を取るとき、ピストン部材に設けられた弾性材などから成るヘッドキャップにて吐出ヘッド部の液滴吐出面を覆う様に構成されてもよい。この場合、ヘッドキャップの液滴吐出面への押圧力は、上記減圧力弁を用いる構成により、一定圧である様にできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を明らかにすべく具体的な実施例を図に沿って説明する。
【００１１】
（第１の実施例）
図１に第１の実施例の外観図を示す。また、図２、図３に異なる状態にある本実施例の模式断面図を示す。これらの図において、１は空気孔１ａを持つ肺吸引式投薬器（肺吸引用液滴吐出装置）の本体であり、本体１は、薬液収納タンクと薬液吐出ヘッドを有するカートリッジ１１が交換自在に収納できる収納部を有する。カートリッジ１１は収納部に収まったとき、その表面に露出した複数の電気コンタクト１１ａ及び本体１側のヘッドコンタクト６を介して、装置全体を電気的に制御するコントロール基板２１に導通する。本体１には、また、導気管部３ａを持つシリンダー３内に形成される液滴室と利用者（患者）の呼吸器官とを連通させる為の銜え口２が本体１内に収納可能な形態で（本実施例では、その円筒状部２ａの回りで回転可能に）装着されている。回転可能な２ａと導気管部３ａの間はシール２ｂによりシーリングが施されている。さらに、シリンダー３内には、シール４ａでシーリングが施されてピストン４が滑らかに摺動可能に嵌め込まれていると共に、ピストン４の往動端位置を検出する為のマイクロスイッチ７が設けられている。このピストン４の前面には、弾性材から成るヘッドキャップ５が貼付されている。本体１の最後尾部には、コントロール基板２１用の電源となるバッテリ３１を収容する為のバッテリ収容部が設けられている。
【００１２】
本実施例のカートリッジ１１は、熱或いは圧電効果を利用したインクジェット方式に基づいて液状の薬剤を微小液滴として吐出する。これはプリンタなどの記録装置で実用化されているインクジェット方式と呼ばれる方式と基本的に同じであるが、医療用として使用するために、吐出ヘッドやタンクについて記録装置とは異なる特徴を幾つか有している。例えば、吐出ヘッドの構成材料としては、薬剤などと反応しない金メッキされたもの、セラミック、ガラスなどを用いる。また、吐出する薬剤の種類や投与の方法（肺まで到達させる必要があるか否か等）に応じて、吐出口（ノズル）の配列や形状を異なったものとする。
【００１３】
本実施例において、熱を利用したインクジェット方式に基づいて液状の薬剤を微小液滴として吐出する場合、この方式は駆動波形をパルス状とすることで、吐出される液滴の数をパルスの数によって制御できるため、吐出量を正確に管理する用途に適している。ピストン４の１往復単位の薬量が決定でき、利用者は必要薬量をピストン４の往復回数、即ち、呼吸数で管理できる。
【００１４】
しかしながら本実施例では、医療用として使用するために記録装置とは異なる吐出制御を行っている。すなわち、記録装置は紙などの記録媒体に上方からインクを吐出して記録を行うが、本実施例の吐出装置ないし吸入器では、ミストあるいはエアロゾル状となるように薬剤を吐出して利用者の吸入空気と共に薬剤を肺まで到達させる必要がある。
【００１５】
このため、通常の記録装置よりも液滴のサイズを遥かに小さくし、かつこの様な小さなサイズの液滴を適量だけ確実に吐出させるように制御する必要がある。液滴のサイズが小さくなると、吐出された液滴の運動エネルギーが小さいため、弾道が決まらないが、吐出方向については記録装置の様にヨレ量を小とする必要はなく、同時吐出した液滴同士が反発して、ヨレが大きくなってもよい。
【００１６】
次に本実施例の動作を説明する。図２は利用者の呼気後の状態を示す。利用者が図示の如く銜え口２を銜えて呼気の力にてシリンダー３内のピストン４を図２右方に往動させると、マイクロスイッチ７が往動端に来たピストン４を検知し、薬液吐出ヘッドの薬液吐出面がシリンダー３の液滴室内に臨んだカートリッジ１１より一定量の薬液滴が吐出される。このとき、マイクロスイッチ７によるピストン４の検知とほぼ同時に薬液滴の吐出が開始されてもよいし、検知から所定時間後に薬液滴が吐出され始める様にしてもよい。このマイクロスイッチ７は圧力センサなどに置き換えられてもよく、この場合は液滴室内の圧力が呼気で増加したことを検知して一定量の薬液滴が吐出される。
【００１７】
この往動の際、空気孔１ａを介して空気が、ピストン４の右側に形成されたシリンダー３の室内から流れ出して、ピストン４の往動を助ける。シリンダー３内は適当な手段により（例えば、構成材料に帯電剤を混入してシリンダー３を成型する）液滴室内の薬液滴とほぼ同電位に保たれており、また薬液滴は粒径ほぼ３ミクロン程度の微小重量液滴である為、薬液滴はブラウン現象（ブラウン運動）によりシリンダー３の内壁に付着することなくシリンダー３の液滴室内に浮遊して、充満される。ピストン４をマイクロスイッチ７が検知し、利用者が息を止めている短い時間内に一定量の薬液滴でシリンダー３の液滴室内が充満されてから、残呼気は利用者の鼻から放出される。このシリンダー３内の浮遊薬液滴が一吸入当たりの投薬量となる。この量はケースに応じて決められるものである。
【００１８】
図３は、図２の状態に続く吸気後の状態を示す。利用者の吸気の力がピストン４を図３左方へ復動させ、シリンダー３の液滴室内に充満していた薬液滴が利用者の呼吸器官内に吸引される。このとき、空気孔１ａを介して空気が、ピストン４の右側に形成されるシリンダー３の室内に流れ込んで、ピストン４の復動を助ける。ピストン４が復動端位置に達したとき、ピストン４の前面に貼付されたヘッドキャップ５がカートリッジ１１の薬液吐出ヘッドの薬液吐出面を覆う。これにより、更なる吸気力によりカートリッジ１１の薬液吐出ヘッドから直に薬液が漏出して利用者に吸引されるのを防止すると共に、不使用時にカートリッジ１１の薬液吐出ヘッドの薬液吐出口が乾燥するのを防止する。さらには、薬液吐出口付近の防塵の役目も果たす。薬液滴吸引後の不足吸気は鼻で行われる。
【００１９】
こうして、利用者の呼気時に一定量の薬液がシリンダー３の液滴室内に準備され、吸気時にこの一定量の薬液が利用者の肺に吸入される。そして、この繰り返し回数が利用者により確実にカウントされて、利用者ごとの投薬量が確実に投与される。
【００２０】
（第２の実施例）
図４に第２の実施例の模式断面図を示す。上記実施例の構成において、利用者の呼気にてピストン４を動作させる為、シリンダー３の液滴室内には唾液や薬液の漏出分が溜まる恐れがある。これを確実に防止する為に、第２の実施例ではシリンダー３にドレーン部３ｂを設けた。ドレーン部３ｂには排出口が形成され、ここに圧縮バネ８ａで付勢された増圧力弁８が設けられている。シリンダー３の液滴室内が呼気で増圧する時にのみバネ８ａの付勢力に抗して圧力弁８が排出口から離れて、排出口は開状態になる。これにより、ピストン４の復動で漏出薬液はドレーン部３ｂに掃き寄せられ、呼気時にピストン４が往動停止端迄移動した後、液滴室内の呼気圧上昇により圧力弁８が動いて排出口が開放され、残呼気とともにドレーン部３ｂの貯留物は排出口を通って本体１外に放出される。本実施例では、マイクロスイッチ７によるピストン４の検知から一定時間後に薬液滴が吐出される様にするのがよい。なぜなら、液滴室内の圧力が高くて排出口が開放されている状態で薬液滴が吐出されると、その一部も本体１外に放出されてしまう恐れがあるからである。
【００２１】
（第３の実施例）
図５に第３の実施例の模式断面図を示す。本実施例は、利用者の吸気にてピストン４を復動端迄移動した後、銜え口２内部や導気管部３ａ内部に残った薬液滴を全て吸入できる様にする為、シリンダー３の液滴室外部の空気を弁口部４ｂを介して更に吸引するようにしたものである。ピストン４が復動端迄移動した後、銜え口２や導気管部３ａ内部が更に吸気により減圧すると、圧縮バネ９ａで閉位置に付勢された減圧力弁９が開放されてシリンダー３の液滴室外部の空気が流入し、残薬液滴が吸入できる。この際、バネ９ａの作用によりヘッドキャップ５は一定力にてカートリッジ１１の薬液吐出部に押圧される為、吸気による過大なキャップ圧がカートリッジ１１の薬液吐出ヘッドの薬液吐出面にかからない様になっている。
【００２２】
勿論、第２の実施例のドレーン部３ｂと第３の実施例の弁口部４ｂを共に備える構成にすることもできる。この構成や、第２の実施例や第３の実施例の構成によれば、圧力弁８、９を介してシリンダー３の液滴室内から或いは内へ余剰空気が出入できるので、利用者は銜え口２を銜えたまま呼吸でき易くなる。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、肺吸引用の液滴吐出装置において、呼吸回数で液剤の投与量を容易且つ確実に管理できる様になる。すなわち、インクジェット方式による小径液滴（例えば、３ミクロン程度）の量が１吸入当たり容易且つ確実に定量化でき、吸入回数を確実にカウントできるで、投薬必要量の個人差の管理などが容易に可能となった。よって、皮下注射に代わる投薬などが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の肺吸引用液滴吐出装置の第１の実施例を示す外観図である。
【図２】本発明の第１の実施例の呼気時の状態を示す模式断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例の吸気時の状態を示す模式断面図である。
【図４】本発明の肺吸引用液滴吐出装置の第２の実施例を示す模式断面図である。
【図５】本発明の肺吸引用液滴吐出装置の第３の実施例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１  肺吸引用液滴吐出装置の本体
１ａ  本体の空気孔
２  銜え口
２ａ  銜え口の円筒状部
２ｂ、４ａ  シール
３  シリンダー
３ａ  シリンダーの導気管部
３ｂ  シリンダーのドレーン部
４  ピストン
４ｂ  ピストンの弁口部
５  ヘッドキャップ
６  ヘッドコンタクト
７  マイクロスイッチ
８  圧力弁（増圧開）
８ａ、９ａ  圧縮バネ
９  圧力弁（減圧開）
１１  液剤カートリッジ
１１ａ  カートリッジの電気コンタクト
２１  電気制御部
３１  バッテリ
【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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