(57)【要約】      （修正有）【課題】気体圧力によらず、生体内の目的部位の大きさに応じて液体投与面積を可変にできる液体噴霧投与装置を提供すること。【解決手段】液体噴霧投与装置１は、薬液１１ａが充填されている薬液充填部２と、薬液１１ａを生体１２ａの目的部位（患部）に噴霧する噴霧部３と、単一電圧、または交番電圧の一方を選択し、選択した一方を発生する電圧任意波形発生部４と、噴霧部３における薬液１１ａに、電圧任意波形発生部４から発生した一方の印加電圧を印加する電圧印加部５と、から構成され、単一電圧、または交番電圧が選択されることで、噴霧口３１ｃから生体１２ａに向けて噴霧される薬液１１ａの広がり角度（噴霧角度）を制御し、薬液１１ａの投与面積を気体圧力によらず生体１２ａ内の患部の大きさに応じて制御することができる。【選択図】図１
2009082187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に挿入され、前記体内の目的部位に液体を噴霧投与する液体噴霧投与装置において、
前記液体を充填する液体充填部と、
一端にて前記液体充填部と接続し他端にて前記液体を噴霧する噴霧口を有するカテーテルと、
単一電圧、または交番電圧の一方を選択し、選択した一方の電圧を発生する電圧任意波形発生部と、
前記液体充填部、または前記一端近傍に配置され、前記液体に前記電圧任意波形発生部から発生した一方の前記電圧を印加する電圧印加部と、
を具備することを特徴とする液体噴霧投与装置。
【請求項２】
前記電圧任意波形発生部は、前記単一電圧、または前記交番電圧を選択することで、前記噴霧口から噴霧される前記液体の噴霧角度を可変に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴霧投与装置。
【請求項３】
前記電圧任意波形発生部は、前記単一電圧、または前記交番電圧の絶対値を可変に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴霧投与装置。
【請求項４】
前記電圧任意波形発生部は、前記液体における、＋側極性の前記交番電圧と、−側極性の前記交番電圧の単位時間当たりの割合を可変に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴霧投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤を含む液体（例えば薬液）を被検体に噴霧投与する液体噴霧投与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体である例えば患者や動物である生体内の所望する部位に治療用の薬液を含む液体を効率よく投与するために、薬液は、この部位（患部）に極力近い場所から投与されることが望ましいと考えられている。また新薬として開発が進められる例えば核酸医薬なども、体内代謝分解による効能劣化を懸念して、患部に局所的に投与することが好適であると考えられている。このように薬液を、必要な部位に、必要な量を確実に投与することができ、患者に対する副作用を低減させることが望まれている。
【０００３】
以下に、特許文献１における薬液投与方法について図６を参照して説明する。  
このような薬液投与方法において、例えば微粒子状の薬液である治療薬（以下、微粒子化治療薬）を、体内の標的部位である例えば心臓にデリバリーするカテーテル１２０、及びカテーテルアセンブリー１１０が開示されている。デリバリーされる微粒子化治療薬には、例えばエアゾル型と、ドライパウダー型がある。これら２つのタイプは、超音速流を生み出す付勢機構によって微粒子化治療薬を付勢し、微粒子化治療薬を、カテーテル１２０内の静止状態から標的部位に向けた移動状態へと移行させて、心臓にデリバリーする。なお付勢機構は、例えば加圧ガス、真空、求心力、プランジャー、電位の傾き等を用いて微粒子化治療薬を付勢する。
【０００４】
固形物／流体比の高い治療薬はデリバリー管腔を通過し難くなるため、場合により溶媒を使用して実用的な固形物／流体バランスを実現する必要があるが、その場合には使用溶媒が標的部位に対して有害、または治療薬と適合しないといった問題が出てくる。
【０００５】
そのため特許文献１では、送達管腔内の通過を容易にした治療薬を標的部位に効率的にデリバリーするためのデリバリー装置及び方法を提供するとしている。
【０００６】
デリバリー装置において、付勢機構が電位の傾きを用いる場合、カテーテルアセンブリー１１０はカテーテル１２０を有し、カテーテル１２０は、全長にわたる内腔内と、活性電極を含む近位端１３０と、対極とノズル１８０とを含む遠位端１３５を有していることが開示されている。
【０００７】
またカテーテルアセンブリー１１０は、電気エネルギー源である例えば電池またはパルス発生器を有し、電気エネルギー源に活性電極と対極が接続されている。帯電した治療薬は、活性電極を経てデリバリーされ、活性電極と対極の回路により形成される電位の傾きに沿って移動し、カテーテル１２０のノズル１８０を通って標的部位に至る。例えば送達される治療薬がプラスに帯電している場合には、アノードが活性電極となりカソードが対極となって電気回路を完成させ、デリバリーされる治療薬がマイナスに帯電している場合には、カソードが活性電極となりアノードが対極とすることが、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特表２００６−５２７０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１では、加圧ガスや真空やプランジャー等の気体圧力を利用すると、薬剤と共に比較的大きな容量の気体により、薬液を送達するため、非常に遠方まで薬液を送達しやすい。
【０００９】
しかしながら、薬液がノズル１８０の直近の目的部位（患部）に投与される場合、気体圧力の送達力の強さから、薬液が生体表面に強い勢いで衝突し、生体表面から舞い上がったり、局部的に薬液が滴上に溜まりやすいと考えられ、目的部位の大きさに応じた薬液投与は管理しづらいと予想される。
【００１０】
また付勢機構が電位の傾きを用いる場合、特許文献１においては、その明確な図が開示されておらず、構成や作用や効果が不明確である。
【００１１】
活性電極を含む近位端１３０に対する、対極はノズル１８０を含む遠位端１３５に構成されると考えられ、近位端１３０から遠位端１３５にかけて治療薬を移動させると予測される。このため、比較的緩やかな薬液投与形態と推測されるが、目的とする投与部位は疾病により、大きさが異なり、投与面積は疾病毎に可変にできるほうが望ましいと推測される。
【００１２】
よって本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、気体圧力によらず、生体内の目的部位の大きさに応じて液体投与面積を可変にできる液体噴霧投与装置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】
【００１３】
本発明は目的を達成するために、体内に挿入され、前記体内の目的部位に液体を噴霧投与する液体噴霧投与装置において、前記液体を充填する液体充填部と、一端にて前記液体充填部と接続し他端にて前記液体を噴霧する噴霧口を有するカテーテルと、単一電圧、または交番電圧の一方を選択し、選択した一方の電圧を発生する電圧任意波形発生部と、前記液体充填部、または前記一端近傍に配置され、前記液体に前記電圧任意波形発生部から発生した一方の前記電圧を印加する電圧印加部と、を具備することを特徴とする液体噴霧投与装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、気体圧力によらず、生体内の目的部位の大きさに応じて液体投与面積を可変にできる液体噴霧投与装置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と図２と図３Ａと図３Ｂと図４Ａと図４Ｂを参照して説明する。  
図１は、本実施形態における液体噴霧投与装置の概略図である。図２は、薬液が噴霧される際の、ディスポシリンジとカテーテルを示す図である。図３Ａは、単一電圧の波形を示す図である。図３Ｂは、交番電圧の波形を示す図である。図４Ａは、単一電圧が選択された際の、薬液の噴霧状態を示す図である。図４Ｂは、交番電圧が選択された際の、薬液の噴霧状態を示す図である。
【００１６】
図１に示すように液体噴霧投与装置１は、主要部として、液体（例えば薬液１１ａ）が充填されている液体充填部（以下、薬液充填部）２と、薬液充填部２に充填されている薬液１１ａを体内（例えば被検体である患者などの生体１２ａ）の所望部位である目的部位（例えば図２に示す患部１２ｂ）に噴霧する噴霧部３と、単一電圧、または交番電圧の一方を選択し、選択した一方の電圧を発生する電圧任意波形発生部４と、噴霧部３における薬液１１ａに、電圧任意波形発生部４から発生した一方の電圧を印加する電圧印加部５と、から構成されている。
【００１７】
薬液充填部２には、薬液１１ａを充填している薬液タンクであるディスポシリンジ２１と、ディスポシリンジ２１に充填されている薬液１１ａを噴霧部３のカテーテル３１に送液するピストン２２が設けられている。ここで、ピストン２２は、ディスポシリンジ２１の長手軸方向に沿ってカテーテル３１側に移動することで、薬液１１ａをディスポシリンジ２１からカテーテル３１に送液している。
【００１８】
噴霧部３には、一端３１ａにてディスポシリンジ２１と接続し、生体１２ａ内に挿入される他端３１ｂからディスポシリンジ２１に充填されている薬液１１ａを生体１２ａ内の患部１２ｂに噴霧（吐出、放出）させるカテーテル３１が設けられている。なお一端３１ａは、体外（生体１２ａの外側）に配置される。
【００１９】
カテーテル３１は、他端３１ｂにて薬液１１ａを薬液微粒子１１ｂとして患部１２ｂに噴霧する噴霧口３１ｃを有する。カテーテル３１は、例えば、非導電性材料の四フッ化樹脂製（テフロン（登録商標）製）で柔軟な可撓性を有し、外径略０．３ｍｍ、内径略０．１ｍｍ、長さ略２０００ｍｍを有する細管である。噴霧口３１ｃの直径は、略０．１ｍｍとなる。カテーテル３１は、図１に示すように内視鏡１３ａの鉗子チャンネル１３ｂ内を挿通し、噴霧口３１ｃを患部１２ｂに対向配置させる。その際、噴霧口３１ｃは、カテーテル３１がカテーテル３１の挿入方向に沿って進退移動することで、患部１２ｂに近づく、または離れる。
【００２０】
電圧任意波形発生部４には、電圧任意波形発生回路４３と電極コンタクト部材４２が設けられている。  
電圧任意波形発生回路４３は、後述する電池１５ａ等の電源から例えば図３Ａに示すような略＋５ｋＶや略−５ｋＶの単一電圧、または図３Ｂに示すような±５ｋＶの交番電圧の一方を選択し、選択した電圧を発生する（任意の波形を発生する）。電圧任意波形発生回路４３は、発生した電圧を電極コンタクト部材４２を介して電圧印加部５に供給する。なお発生した電圧を、以下において高電圧と称する。電圧任意波形発生回路４３は、図示しない動作開始スイッチ等によって動作を制御され、高電圧の発生を制御される。また電圧任意波形発生回路４３は、図２に示すように単一電圧の極性を、＋側極性、または−側極性のどちらかに選択する。
【００２１】
電極コンタクト部材４２は、電圧印加部５における高電圧の印加を集中させるために、印加方向に先細な針形状を有し、例えばステンレス製の電極が好適である。また電極コンタクト部材４２は、一般的な電気接触子の金メッキされたコンタクトプローブなどでもよい。
【００２２】
また電圧任意波形発生回路４３からは、液体噴霧投与装置１の外部の生体１２ａの一部と接触する０Ｖ電位となるグランドバンド１４ａが液体噴霧投与装置１の外部に引き出されている。本実施形態において、この生体１２ａの一部は、図１に示すように例えば指１４ｂである。これにより生体１２ａ内の患部１２ｂは、グランドとなる。つまり患部１２ｂは、高電圧が印加する部位である例えば後述する噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａとは電位の異なる部位となる。
【００２３】
また電圧任意波形発生回路４３の内部には、高電圧の安全性対策として、図示しない例えば高抵抗回路や過電流検出回路等が組み込まれている。高抵抗回路として、電極コンタクト部材４２には、スパークや生体１２ａへの電撃を防止する保護用の高抵抗が直列に配置されている。また、過電流検出回路は、電圧任意波形発生回路４３が電圧印加部５に高電圧を供給した際に流れる電流を検出し、電流値が予め設定された設定値以上になったときに、電圧任意波形発生回路４３を停止させ、高電圧の発生を停止させる。なお、生体１２ａへの安全性を加味すると、過電流検出回路における設定値は、約１００μＡ以下、または少なくとも約１０μＡ以下に設定されることが好適である。
【００２４】
なお高電圧の安全性対策として上記に限定する必要はなく、例えば電圧任意波形発生回路４３は、後述する薬液送液機構６と連携し、ディスポシリンジ２１内の薬液１１ａがなくなると（例えばピストン２２がカテーテル３１側にまで移動すると）、高電圧の発生を停止する。言い換えると電圧任意波形発生回路４３は、薬液送液機構６が薬液１１ａを送液中にのみ、高電圧を発生して、高電圧を供給する。
【００２５】
なお電圧任意波形発生回路４３には、電池１５ａ等の電源を高電圧にまで昇圧（発生）させる図示しないトランス等が設けられていてもよい。
【００２６】
また電圧任意波形発生回路４３には、予め設定された、発生する電圧の種類（単一電圧または交番電圧）や単一電圧における極性や印加電圧の大きさ（印加電圧の絶対値）や印加継続時間の組み合わせ等を格納しているテーブルを記憶する図示しない記憶部が設けられていても良い。印加継続時間とは、例えば電圧印加電極５１に高電圧を供給し、電圧印加電極５１に対して薬液１１ａに高電圧を印加させる印加時間である。電圧任意波形発生回路４３は、電圧印加部５に高電圧を供給する際、薬液１１ａの使用用途に応じてテーブルを呼び出し、使用用途に対応する電圧の種類や単一電圧における印加電圧の極性や印加電圧の大きさや印加継続時間の少なくとも１つを規定しても良い。
【００２７】
また電圧任意波形発生回路４３には、図示しない外部スイッチと接続している図示しないコントロール端子が内蔵されても良い。例えばダイヤルである外部スイッチが使用者によって操作されることで、電圧任意波形発生回路４３は、例えば発生する電圧の種類と、単一電圧における印加電圧の極性と、印加電圧の大きさ（印加電圧の絶対値）と、印加電圧の印加継続時間等の少なくとも１つを調節しながら設定し、制御しても良い。  
なお電圧任意波形発生回路４３が印加電圧の大きさを変えると、薬液微粒子１１ｂの径は可変となる。
【００２８】
電圧印加部５には、電圧印加電極５１が設けられている。  
電圧印加電極５１は、電圧任意波形発生回路４３から電極コンタクト部材４２を介して供給された高電圧（単一電圧、または交番電圧）をカテーテル３１内の薬液１１ａに印加する電極である。詳細には、電圧印加電極５１は、カテーテル３１内の薬液１１ａを介して噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａに高電圧を印加する。これにより薬液１１ａは、帯電され且つ霧化状の微粒子（薬液微粒子１１ｂ）として噴霧口３１ｃから噴霧される。
【００２９】
その際、略±５ｋＶの電圧が印加されると、薬液微粒子１１ｂの直径は略１０μｍ以上になる。また高電圧が＋側極性の場合は、薬液微粒子１１ｂは＋側極性に帯電し、高電圧が−側極性の場合は、薬液微粒子１１ｂは−側極性に帯電する。一般に生体１２ａは０Ｖ近傍になっており、また本実施形態ではグランドバンド１４ａによって生体１２ａは０Ｖになっているため、生体１２ａと噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａ（帯電している薬液微粒子１１ｂ）は電位が異なる。よって＋側極性、又は一側極性に帯電している薬液微粒子１１ｂは、積極的に噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａとは電位の異なる部位である生体１２ａの患部１２ｂに付着する。
【００３０】
電圧印加電極５１は、導電性の金属製や導電性樹脂製や導電性膜が形成された樹脂製の円管形状をなし、図１と図２に示すように一端３１ａと例えば図示しない接着剤等により強固に接合されている。よって電圧印加電極５１は、生体１２ａの外側に配置される。電圧印加電極５１の内径はカテーテル３１の内径と略同一であり、内径部分には薬液１１ａが接触する。電圧印加電極５１は、カテーテル３１内の薬液１１ａが内径部分に接触することで、薬液１１ａに高電圧を印加する。
【００３１】
電圧印加電極５１は、電極コンタクト部材４２と着脱自在である。また電圧印加電極５１とディスポシリンジ２１は、螺合により締結されており、また着脱自在である。つまりディスポシリンジ２１とピストン２２による構成部材と、カテーテル３１と電圧印加電極５１による構成部材は、着脱可能であり、ディスポザブル部品として、症例に応じて使用後廃棄される。
【００３２】
また液体噴霧投与装置１には、薬液１１ａをディスポシリンジ２１から噴霧口３１ｃに送液する液体送液機構（以下、薬液送液機構）６が設けられている。  
薬液送液機構６には、駆動部であるモータ６１と、モータ６１を制御する制御回路６２と、モータ６１と接続し、モータ６１の回転運動が伝達されるボールネジ６３と、ボールネジ６３と噛み合い、ピストン２２と着脱自在であり、ボールネジ６３からモータ６１の回転運動を伝達されることで、ボールネジ６３に沿って移動し、これによりピストン２２をディスポシリンジ２１の長手軸方向に沿って移動させる可動部６４が設けられている。
【００３３】
制御回路６２は、モータ６１の回転数を制御することでディスポシリンジ２１から噴霧口３１ｃに送液される薬液１１ａの送液量を制御し、モータ６１の回転速度を制御することでディスポシリンジ２１から噴霧口３１ｃに送液される薬液１１ａの送液速度を制御する。モータ６１は、制御回路６２からの指示に基づいて回転し、ボールネジ６３を介して可動部６４を移動させて、ピストン２２をディスポシリンジ２１の長手軸方向に沿ってカテーテル３１側に移動させる。これにより薬液１１ａは、ディスポシリンジ２１から噴霧口３１ｃに送液される。この送液される薬液１１ａには、電圧印加電極５１によって単一電圧、または交番電圧が印加されている。詳細には薬液１１ａは、ディスポシリンジ２１から一端３１ａに送液され、電圧印加電極５１によって印加され、一端３１ａから噴霧口３１ｃに送液される。
【００３４】
なお制御回路６２は、ディスポシリンジ２１から噴霧口３１ｃまでの予め設定された薬液１１ａの送液量（モータ６１の回転数）や薬液１１ａの送液速度（モータ６１の回転速度）の組み合わせを格納しているテーブルを記憶する図示しない記憶部を有していても良い。制御回路６２は、薬液１１ａを送液する際、薬液１１ａの使用用途に応じてテーブルを呼び出し、使用用途に対応する送液量や送液速度等の少なくとも１つを規定してもよい。
【００３５】
また制御回路６２には、図示しない外部スイッチと接続している図示しないコントロール端子が内蔵されても良い。例えばダイヤルである外部スイッチが使用者によって操作されることで、制御回路６２は、例えば薬液１１ａの送液量（モータ６１の回転数）や送液速度（モータ６１の回転速度）の少なくとも１つを調節しながら設定し、制御しても良い。  
なお制御回路６２が送液速度を変えると、薬液微粒子１１ｂの径は可変となる。
【００３６】
薬液送液機構６と電圧任意波形発生回路４３には、電池１５ａから電力が供給される。
【００３７】
薬液送液機構６と電圧任意波形発生回路４３と電極コンタクト部材４２と電池１５ａは、筐体１５ｂ内に内蔵される。薬液１１ａが充填されたディスポシリンジ２１とピストン２２と電圧印加電極５１とカテーテル３１が接続され、例えばゴムなどの電気絶縁部であるディスポシリンジ固定枠１５ｃ内に挿通され、ピストン２２が可動部６４と接続することで、液体噴霧投与装置１が構成される。
【００３８】
電圧印加電極５１は、ディスポシリンジ固定枠１５ｃの内部にて電極コンタクト部材４２と接続するため、電圧印加電極５１と電極コンタクト部材４２は、ディスポシリンジ固定枠１５ｃと筐体１５ｂによって外部との接触を防止されている。
【００３９】
また、ピストン２２が移動する部分には、指１４ｂ等の挟みこみ防止する開閉式の透明な樹脂製のカバー１５ｄが配置されている。
【００４０】
またディスポシリンジ２１とピストン２２とカテーテル３１及び電圧印加電極５１は、薬液送液機構６である可動部６４及び電圧任意波形発生部４である電極コンタクト部材４２から着脱自在の構成であり、ディスポザブル部品として、症例に応じて使用後廃棄される。
【００４１】
そのため上述したようにディスポシリンジ２１とピストン２２とカテーテル３１及び電圧印加電極５１が使用後廃棄された際、電圧任意波形発生部４と薬液送液機構６と電池１５ａと筐体１５ｂとディスポシリンジ固定枠１５ｃとカバー１５ｄ等は、例えば未使用のディスポシリンジ２１とピストン２２とカテーテル３１及び電圧印加電極５１に接続し、リユース部品として再利用可能である。
【００４２】
次に本実施形態における動作方法について説明する。  
ディスポシリンジ２１は、電圧印加電極５１と螺合により締結し、カテーテル３１と一体化する。
【００４３】
所望する量の薬液１１ａがディスポシリンジ２１に充填され、ピストン２２がディスポシリンジ２１に配置される。
【００４４】
ディスポシリンジ２１と電圧印加電極５１とカテーテル３１は、互いに接続した後、ディスポシリンジ固定枠１５ｃ内に挿通され、ピストン２２が筐体１５ｂ内に配置される可動部６４と接続し、電圧印加電極５１が電極コンタクト部材４２と接続する。またカバー１５ｄが閉じられる。これにより液体噴霧投与装置１が構成される。
【００４５】
カテーテル３１は、内視鏡１３ａの鉗子チャンネル１３ｂを挿通し、内視鏡１３ａに設けられている図示しない観察光学系によって患部１２ｂを観察しながら、噴霧口３１ｃを患部１２ｂに対向するように配置させる。
【００４６】
液体噴霧投与装置１は、図示しない動作開始スイッチ等により使用者から動作開始を指示されると、制御回路６２にモータ６１を回転させる。これによりピストン２２がディスポシリンジ２１の長手軸に沿ってカテーテル３１側に移動し、ディスポシリンジ２１に充填されている薬液１１ａをカテーテル３１に押し出す。薬液１１ａは、ディスポシリンジ２１から噴霧口３１ｃに送液される。
【００４７】
電圧任意波形発生回路４３は、図３Ａに示す略＋５ｋＶ（単一電圧）、または略−５ｋＶ（単一電圧）、または図３Ｂに示す±５ｋＶ（交番電圧）の高電圧のいずれか１つを選択し、発生する。発生したいずれか１つの高電圧は、電極コンタクト部材４２を介して電圧印加電極５１に供給される。この高電圧は、電圧印加電極５１によってカテーテル３１内の薬液１１ａに印加される。つまりカテーテル３１内の薬液１１ａには、高電圧が印加される。
【００４８】
印加された噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａは、図２に示すように霧化状の帯電した薬液微粒子１１ｂとして噴霧口３１ｃから噴霧される。  
詳細には、噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａは、外部の空気との間に液体と気体における界面を形成している。この界面に電圧が作用すると、界面は薬液１１ａの表面に働く静電気力によって電気流体力学的に不安定になり、不安定点が発生する。この不安定点から帯電した霧化状態の薬液微粒子１１ｂが噴霧される。また界面に高電圧が作用し、噴霧口３１ｃにおける界面の電界密度が臨界値に達すると、薬液１１ａの表面から細い液糸が引き出され、さらに液糸が伸縮する。このとき、液糸の先端から薬液１１ａが、多数の薬液微粒子１１ｂとして、細い液糸から分裂する。さらに、高電圧の値が大きくなると、細い液糸における界面はさらに不安定になり、多数の不安定点が同時に発生する。薬液１１ａは、これら不安定点から、帯電した完全な霧化状態の薬液微粒子１１ｂとして噴霧口３１ｃから多数噴霧される。
【００４９】
なおカテーテル３１は非導電性材料の四フッ化樹脂製を有しているため、薬液１１ａはカテーテル３１内に滞留することなく噴霧される。
【００５０】
上述したように高電圧が薬液１１ａに印加された際、噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａと生体１２ａの間には、電位差が生じる。つまり電圧任意波形発生回路４３は、高電圧を発生し、高電圧を薬液１１ａに印加させることで、噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａと生体１２ａの間に電位差を生じさせる。このとき噴霧口３１ｃから生体１２ａに向かって図２に示すような電気力線１６が形成される。噴霧され、帯電している上述した薬液微粒子１１ｂは、噴霧口３１ｃからこの電気力線１６に従って、噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａとは電位の異なる部位であり、電気力線１６が形成された範囲内の生体１２ａに向けて投与される。帯電している薬液微粒子１１ｂは、電位が０Ｖである生体１２ａに確実に付着する。
【００５１】
その際、図３Ａに示すように電圧任意波形発生回路４３が＋側極性の単一電圧を発生すると、薬液微粒子１１ｂは＋側極性に帯電する。また電圧任意波形発生回路４３が−側極性の単一電圧を発生すると、薬液微粒子１１ｂは−側極性に帯電する。このように帯電している薬液微粒子１１ｂは、図４Ａに示すように電気力線１６に従って噴霧口３１ｃの近傍の電位が０Ｖである生体１２ａにのみ選択的に付着する。そのため図４Ａに示すように薬液微粒子１１ｂは拡散することがないため、噴霧口３１ｃから生体１２ａにおける薬液１１ａの広がり角度（噴霧角度）は小さくなる。
【００５２】
よって帯電している薬液微粒子１１ｂは、気体圧力によらず生体１２ａの患部１２ｂに集中して投与される。  
特に、薬液１１ａが呼吸器系の肺や肺胞などに投与される場合、吸入療法等で使用される経口ネブライザーでは、帯電していない薬液微粒子１１ｂは、呼吸の吐き出しにより、口から排出されやすい。しかし、帯電している薬液微粒子１１ｂは、肺の内部に侵入し、患部１２ｂに接近して投与されれば、呼吸の吐き出しに関わらず、患部１２ｂに付着する。
【００５３】
また図３Ｂに示すように電圧任意波形発生回路４３が交番電圧を発生すると、＋側極性に帯電した薬液微粒子１１ｂと、−側極性に帯電した薬液微粒子１１ｂが、僅かな時間間隔の間に交互に発生する。これら＋側極性に帯電した薬液微粒子１１ｂと、−側極性に帯電した薬液微粒子１１ｂは、空間中で、互いに消極し合う。そのためこれらは、帯電しない薬液微粒子１１ｂとなる。
【００５４】
つまり、交番電圧は、薬液１１ａを霧化するためのエネルギーとしてのみ使用される。帯電していない薬液微粒子１１ｂは、電気力線１６に従わず、噴霧口３１ｃの近傍の生体１２ａだけではなく、図４Ｂに示すように噴霧口３１ｃから離れている生体１２ａにも付着する。このように薬液微粒子１１ｂは拡散するため、噴霧口３１ｃから生体１２ａにおける薬液１１ａの広がり角度（噴霧角度）は大きくなる。
【００５５】
よって帯電してない薬液微粒子１１ｂは、気体圧力によらず生体１２ａの患部１２ｂに拡散して投与される。  
薬液微粒子１１ｂが帯電していない場合、薬液微粒子１１ｂには、薬液微粒子１１ｂの表面張力により球状形状を維持しようとする力が働く。この力は、薬液微粒子１１ｂの径が小さいほど強く作用する。そのため薬液微粒子１１ｂが帯電していないと、薬液微粒子１１ｂは生体１２ａに付着せず生体１２ａから舞い上がるドライフォグ現象が発生しやすい。しかし、上述したように薬液微粒子１１ｂの直径が略１０μｍ以上である場合、ドライフォグ現象が発生しにくい。
【００５６】
特に、薬液１１ａが腹腔や消化器管腔といった気流の変動が少ない器官の広い面積に薬液１１ａを投与される場合、帯電していない薬液微粒子１１ｂは、拡散するため、このような広い面積にも付着する。また呼吸器疾患に対しても、呼吸器回路からの圧力信号に同期して、吸入時のみ噴霧を実施する（交番電圧を印加する）ことにより、薬液微粒子１１ｂは肺胞に到達する。
【００５７】
このように、電圧任意波形発生回路４３は、単一電圧、または交番電圧を選択することで、噴霧口３１ｃから生体１２ａに向けて噴霧される薬液１１ａの広がり角度（噴霧角度）を制御する。これにより薬液１１ａの投与面積が気体圧力によらず生体１２ａ内の患部１２ｂの大きさに応じて可変となる。
【００５８】
このように本実施形態は、気体圧力によらず、生体１２ａ内の患部１２ｂに大きさや疾病等の進行状況や投与薬液の薬効や診断薬の検出範囲に応じて投与面積を可変にできる。  
詳細には、本実施形態は、図３Ａに示すように電圧任意波形発生回路４３に単一電圧を発生させ、電圧印加電極５１に薬液１１ａに印加させる場合、噴霧口３１ｃの近傍の生体１２ａに集中して薬液１１ａを投与できる。このような集中投与は、例えば呼吸器系に用いることが好適である。  
また本実施形態は、図３Ｂに示すように電圧任意波形発生回路４３に交番電圧を発生させ、電圧印加電極５１に薬液１１ａに印加させる場合、薬液１１ａを拡散させて噴霧することができるため、噴霧口３１ｃから離れた生体１２ａにも投与できる。このような拡散投与は、腹腔や消化器管腔といった気流の変動が少ない器官に用いることが好適である。
【００５９】
言い換えれば、本実施形態は、必要とされる患部１２ｂの投与面積に応じて、噴霧を集中投与と拡散投与に自由に切り替え、気体圧力によらず、治療薬及び診断薬投与時の投与面積を制御することにより、様々な疾病ケースや症例ケースに対応することができる。
【００６０】
また本実施形態は、薬液１１ａの導電率が１×１０−１０（Ｓ／ｍ）〜１×１０−１（Ｓ／ｍ）の範囲内であれば、薬液送液機構６によって制御される薬液１１ａの送液速度と、電圧任意波形発生部４である電圧任意波形発生回路４３によって制御される印加電圧の大きさ（印加電圧の絶対値）の少なくとも一方を変えることによって、薬液微粒子１１ｂの径を可変とすることができる。  
例えば本実施形態は、印加電圧の絶対値を大きくすることで、薬液微粒子１１ｂの径を小さくすることができる。  
小さな径を有する薬液微粒子１１ｂは、電気力線１６の数が少なくても移動しやすい。そのため本実施形態は、交番電圧を用いる場合、薬液微粒子１１ｂの径を小さくすることで、帯電していない薬液微粒子１１ｂをより広範囲の患部１２ｂに投与することができる。  
また例えば本実施形態は、印加電圧の絶対値を小さくすることで、薬液微粒子１１ｂの径を大きくすることができる。  
大きな径を有する薬液微粒子１１ｂは、自身の吐出エネルギーにより、直線的に飛翔しやすい。そのため本実施形態は、単一電圧と交番電圧のどちらを用いる場合でも、薬液微粒子１１ｂの径を大きくすることで、薬液微粒子１１ｂを小さな投与面積に噴霧することができる。
【００６１】
以上より印加電圧の絶対値を可変に構成することによる投与面積と薬液微粒子１１ｂの径の関係について以下にまとめると、  
Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄの順で投与面積が大きくなる。つまりＤにおける投与面積が最大であり、Ａにおける投与面積が最小である。  
Ａの場合、薬液微粒子１１ｂの径が大きく、薬液微粒子１１ｂは帯電している（単一電圧が選択される）。  
Ｂの場合、薬液微粒子１１ｂの径が大きく、薬液微粒子１１ｂは帯電していない（非帯電であり、交番電圧が選択される）。  
Ｃの場合、薬液微粒子１１ｂの径が小さく、薬液微粒子１１ｂは帯電している（単一電圧が選択される）。  
Ｄの場合、薬液微粒子１１ｂの径が小さく、薬液微粒子１１ｂは帯電していない（非帯電であり、交番電圧が選択される）。
【００６２】
また例えば本実施形態は、薬液送液機構６によって送液速度を大きくすることで、不安定点が発生する時間を短くすることができる。これにより薬液微粒子１１ｂは完全な霧化状態になる前の状態で噴霧されるため、薬液微粒子１１ｂの径は大きくなる。よって本実施形態は、送液速度を大きくすることで薬液微粒子１１ｂの径を大きくすることができる。  また本実施形態は、噴霧口３１ｃの穴径を小さくすることにより、薬液微粒子１１ｂの径を小さくすることができる。
【００６３】
これにより本実施形態は、患部１２ｂの大きさに応じて、最適な薬液微粒子１１ｂの径を選択でき、投与面積を可変とすることができる。
【００６４】
また本実施形態は、例えば、薬液１１ａが導電率１×１０−６（Ｓ／ｍ）を有する蒸留水であり、噴霧口３１ｃの直径が略０．１ｍｍ、単一電圧である印加電圧が略−５ｋＶ、送液速度が略０．１ｍＬ／分の場合、略２０μｍ〜略６０μｍの径を有し、−側極性に帯電した薬液微粒子１１ｂを投与することができる。  
また本実施形態は、例えば、薬液１１ａが導電率１×１０−６（Ｓ／ｍ）を有する蒸留水であり、噴霧口３１ｃの直径が略０．０５ｍｍ、単一電圧である印加電圧が略＋１０ｋＶ、送液速度が略０．０５ｍＬ／分の場合、略２μｍ〜略１０μｍの径を有し、−側極性に帯電した薬液微粒子１１ｂを投与することができる。  
また本実施形態は、例えば、薬液１１ａが導電率１×１０−６（Ｓ／ｍ）を有する蒸留水であり、噴霧口３１ｃの直径が略０．０５ｍｍ、交番電圧である印加電圧が略±５ｋＶ、周波数が６０Ｈｚ、送液速度が略０．３ｍＬ／分の場合、略２μｍ〜略１０μｍの径を有し、消極された薬液微粒子１１ｂを投与することができる。
【００６５】
また本実施形態は、カテーテル３１を内視鏡１３ａの鉗子チャンネル１３ｂに挿通させ、カテーテル３１をカテーテル３１の挿入方向に沿って進退移動させて観察光学系によって患部１２ｂを観察しながらでも、電気力線１６を形成させることができる。つまり本実施形態は、観察光学系によって患部１２ｂを観察しながらでも、生体１２ａ内の患部１２ｂに薬液１１ａを投与することができる。
【００６６】
また、ディスポシリンジ２１とカテーテル３１は、着脱可能である。よって２種類以上の薬液１１ａが投与される場合、本実施形態は、カテーテル３１を生体１２ａ内に配置した状態で、薬液１１ａが充填されているディスポシリンジ２１のみを交換し、交換された薬液１１ａを先に投与した薬液１１ａと同じ患部１２ｂに投与できる。つまり本実施形態は、２種類以上の薬液１１ａを同じ患部１２ｂに投与することができる。
【００６７】
また本実施形態は、動作開始スイッチ等による電圧任意波形発生回路４３のＯＮ、ＯＦＦにより高電圧の発生を制御でき、この高電圧の印加の有無に応じて噴霧を瞬時に開始及び停止することができる。これにより本実施形態は、電圧任意波形発生回路４３にて任意の印加継続時間を設定し、電圧任意波形発生回路４３のＯＮ、ＯＦＦによる印加の有無を制御することで、患部１２ｂに必要な時間だけ薬液微粒子１１ｂを投与することができる。つまり本実施形態は、正確な投与時間管理、言い換えれば投与量の管理をできる。
【００６８】
また薬液１１ａに印加電圧が印加されると、噴霧口３１ｃ以外に電界が逃げる場所が無いため、薬液微粒子１１ｂは噴霧口３１ｃのみから噴霧する。言い換えると印加電圧が薬液１１ａに印加され、且つ微細な噴霧口３１ｃが設けられていれば、噴霧はカテーテル３１の材質や長さや太さ（内径、外径）等に影響されない。これにより本実施形態は、印加電圧が薬液１１ａに印加され、且つ微細な噴霧口３１ｃが設けられていれば、任意の形状を有するカテーテル３１を用いることができる。
【００６９】
また本実施形態は、グランドバンド１４ａによって電圧任意波形発生回路４３と指１４ｂを接触させ、生体１２ａを０Ｖの電位とし、噴霧口３１ｃにおける薬液１１ａと電位の異なる部位としている。これにより本実施形態は、帯電した薬液微粒子１１ｂを確実に患部１２ｂに付着させることができるため、生体１２ａ内の患部１２ｂに薬液１１ａをより容易に適正量投与できる。また本実施形態は、グランドバンド１４ａによって生体１２ａ自身が帯電した薬液微粒子１１ｂを受け取ることによる＋極性側電位、または一極性側電位になることを防止でき、安全性を向上させることができる。
【００７０】
また電圧印加電極５１は生体１２ａの外側に配置され、噴霧口３１ｃは生体１２ａ内に配置されている。これにより本実施形態は、電圧印加電極５１を生体１２ａから遠ざけることができ安全である。また、カテーテル３１は非導電材料である。これにより本実施形態は、生体１２ａに電圧が作用することがないため安全である。  
一般的な塗装等に使用される静電噴霧ノズルは、金属製でノズル自身が電圧印加電極となり、噴霧口に電圧を作用させる。本実施形態は、液体噴霧投与装置１を生体１２ａに適用するために、静電噴霧ノズルの代わりに非導電性材料で形成されているカテーテル３１を用い、電圧印加電極５１とカテーテル３１の噴霧口３１ｃを異なる位置に配置しているにもかかわらず、噴霧口３１ｃから帯電した薬液微粒子１１ｂを噴霧でき、また電圧印加電極５１を生体１２ａから遠ざけることができ、生体１２ａに電圧が作用することがないため安全である。
【００７１】
また本実施形態は、噴霧口３１ｃからの噴霧に電界を用い、付着に電気力線１６を用いているために、薬液微粒子１１ｂを付着させるための電池１５ａの消費電力を少なくできる。
【００７２】
なお電圧印加電極５１は、体外、且つ薬液１１ａに接触できる場所に配置されていればよく、例えば、一端３１ａ近傍やディスポシリンジ２１に配置されてもよい。
【００７３】
次に本発明に係る第２の実施形態について図５を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。図５は、交番電圧の波形が＋側極性にシフトした状態を示す図である。
【００７４】
本実施形態における電圧任意波形発生回路４３は、交番電圧を発生する際に、中心から波形がシフトした電圧を発生する。電圧任意波形発生回路４３は、例えば図５に示すように、波形を＋側極性にシフトさせる。なおこれに限定させることはなく、波形を−側極性にシフトさせてもよい。このように＋側の電圧値の絶対値と−側の電圧値の絶対値が異なればよい。
【００７５】
図４に示すように波形が＋側極性にシフトすると、＋側の帯電値が−側の帯電値よりも大きいため、薬液微粒子１１ｂは＋側極性に帯電する。＋側の帯電値の絶対値から−側の帯電値の絶対値を引いた値が、＋側極性における帯電量となる。また波形が−側極性にシフトすると、−側の帯電値が＋側の帯電値よりも大きいため、薬液微粒子１１ｂは−側極性に帯電する。−側の帯電値の絶対値から＋側の帯電値の絶対値を引いた値が、−側極性における帯電量となる。このように電圧任意波形発生回路４３は、交番電圧を中心からシフトさせることにより、＋側極性の交番電圧と、−側極性の交番電圧の単位時間当たりの割合を可変とすることができる。
【００７６】
これにより電圧任意波形発生回路４３は、噴霧される薬液１１ａ（薬液微粒子１１ｂ）の帯電量を調整することができる。  
電圧任意波形発生回路４３は帯電量を大きくすると、薬液微粒子１１ｂは図４Ａに示すように電気力線１６に従って生体１２ａに積極的に付着する。よって本実施形態は、図４Ａに示すように薬液１１ａを生体１２ａに集中的に投与できるため、投与面積を小さくできる。  
また電圧任意波形発生回路４３は帯電量を小さくすると、薬液微粒子１１ｂは図４Ｂに示すように電気力線１６に従わず噴霧口３１ｃの近傍の生体１２ａだけではなく、図４Ｂに示すように噴霧口３１ｃから離れている生体１２ａにも付着する。よって本実施形態は、図４Ｂに示すように薬液１１ａを生体１２ａに拡散させて投与できため、投与面積を大きくすることができる。
【００７７】
このように本実施形態は、電圧任意波形発生回路４３により、＋側極性の交番電圧と−側極性の交番電圧の単位時間当りの割合を可変に構成することによって、気体圧力によらず、生体１２ａに送達される投与面積を自由に可変とすることができる。  
また本実施形態は、電圧任意波形発生回路４３によって波形をシフトさせることで、印加電圧の絶対値を可変に構成することによる投与面積可変の作用と同じ作用を働かせることができる。また本実施形態は、シフトする前の＋側の電圧値の絶対値と−側の電圧値の絶対値は同じであるため、薬液１１ａを薬液微粒子１１ｂにするエネルギーは変化しない。
【００７８】
また、第１の実施形態は、上述したように印加電圧の絶対値を小さくすることにより薬液微粒子１１ｂの径を可変できるが、同時に単位面積当たりの薬液噴霧量は少なくなる。しかし、本実施形態では、単位時間当たりの薬液噴霧量をほぼ一定量に維持することができる。
【００７９】
なお、厳密には、図４に示す場合、＋側極性電圧と−側極性電圧の絶対値が異なるため、＋側極性に帯電した薬液微粒子１１ｂの方が、−側極性に帯電した薬液微粒子１１ｂよりも、径が小さく、噴霧数が多い状態となる。このため本実施形態は、２種類の噴霧粒子径を有する薬液微粒子１１ｂを、噴霧口３１ｃから同時に放出することができる。つまり本実施形態は、全体の帯電極性として＋側極性に強く帯電するとともに小さな粒子が多い薬液噴霧形態となるため、比較的小さな投与面積に薬液を送達させることができる。
【００８０】
なお上述した各実施形態において、カテーテル３１は、複数の噴霧口３１ｃを有してもよい。これにより本実施形態は、カテーテル３１の挿入方向への薬液１１ａの投与量を増加させることができる。またカテーテル３１は、他端３１ｂにおける外周面３１ｅに少なくとも１つの噴霧口３１ｃを有していてもよい。これにより本実施形態は、カテーテル３１の径（周）方向への薬液１１ａの投与量を増加させることができる。
【００８１】
このように本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、第１の実施形態における液体噴霧投与装置の概略図である。
【図２】図２は、薬液が噴霧される際の、ディスポシリンジとカテーテルを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、単一電圧の波形を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、交番電圧の波形を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、単一電圧が選択された際の、薬液の噴霧状態を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、交番電圧が選択された際の、薬液の噴霧状態を示す図である。
【図５】図５は、第２の実施形態において、交番電圧の波形が＋側極性にシフトした状態を示す図である。
【図６】図６は、従来のカテーテルアセンブリーの一実施態様を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…液体噴霧投与装置、２…薬液充填部、３…噴霧部、４…電圧任意波形発生部、５…電圧印加部、６…薬液送液機構、１１ａ…薬液、１１ｂ…薬液微粒子、１２ａ…生体、１２ｂ…患部、１６…電気力線、２１…ディスポシリンジ、２２…ピストン、３１…カテーテル、３１ｃ…噴霧口、３１ｅ…外周面、４２…電極コンタクト部材、４３…電圧任意波形発生回路、５１…電圧印加電極、６１…モータ、６２…制御回路、６３…ボールネジ、６４…可動部。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2009082187.tif 000008
【図５】
2009082187.tif 000009
【図６】
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