本発明に係る第１の実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態における液体投与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、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。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic view of a liquid administration device in the present embodiment. FIG. 2 is a schematic view of the electrostatic atomizing needle when viewed from the direction in which the atomized chemical liquid is conveyed. FIG. 3 is a schematic view around the electrostatic atomizing needle when the chemical liquid is atomized in the present embodiment.
液体投与装置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、薬液保持部２に保持されている薬液１１から帯電された薬液微粒子（霧化状の薬液１１）２７を生成する帯電微粒子生成部３と、帯電微粒子生成部３によって生成された薬液微粒子２７と同一の電荷に帯電するとともに、帯電微粒子生成部３と接続し、薬液微粒子２７が所定の部位６に搬送される際の搬送路となる帯電微粒子搬送管４と、が設けられている。また液体投与装置１には、帯電微粒子搬送管４を通じて薬液微粒子２７を帯電微粒子生成部３から所定の部位６へ搬送する帯電微粒子搬送機構４ａ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。
The liquid administration device 1 includes, as main parts, a chemical solution holding unit 2 that holds a liquid (for example, a chemical solution 11) and chemical liquid particles (atomized chemical solution 11) that are charged from the chemical solution 11 that is held in the chemical solution holding unit 2. ) The charged fine particle generating unit 3 for generating 27 and the chemical fine particle 27 generated by the charged fine particle generating unit 3 are charged to the same charge and connected to the charged fine particle generating unit 3 so that the chemical fine particle 27 is in a predetermined region 6. And a charged fine particle conveyance tube 4 serving as a conveyance path when being conveyed. Further, the liquid administration device 1 includes a charged fine particle conveyance mechanism 4 a for conveying the chemical liquid particles 27 from the charged fine particle generation unit 3 to the predetermined site 6 through the charged fine particle conveyance tube 4 and the chemical liquid 11 held in the chemical liquid holding unit 2. And a weighing unit 5 for weighing.
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が設けられている。
The chemical liquid holding unit 2 is provided with a chemical liquid cartridge 10 that is filled with the chemical liquid 11 and holds the chemical liquid 11.
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。そのため例えば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。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。そのため液体投与装置１は、部位６が体内に位置する場合、帯電微粒子搬送管４を体内に挿入させる。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が設けられおり、薬液カートリッジ１０において、薬液１１の投与（消費、供給）量に比例して薬液面が移動（低下）する。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。
The chemical cartridge 10 is a transparent container made of resin, for example. Therefore, for example, the filling amount of the chemical solution 11 filled with the eyes can be easily confirmed. In addition, the chemical | medical solution 11 is administered to the predetermined site | part 6 (for example, affected part) outside the body of the patient who is a subject, for example. Therefore, the liquid administration apparatus 1 inserts the charged fine particle transport tube 4 into the body when the site 6 is located in the body. The medicinal solution cartridge 10 is provided with a memory 9 which is a measuring unit 5 for measuring the medicinal solution 11. In the medicinal solution cartridge 10, the medicinal solution level moves (decreases) in proportion to the dose (consumption, supply) of the medicinal solution 11. To do. Instead of the memory 9, for example, a liquid level detection sensor that detects the liquid level of the chemical liquid 11 held in the chemical liquid cartridge 10 may be used to measure the dose of the chemical liquid 11.
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。
A plug 12 is provided at the bottom of the chemical cartridge 10. The stopper 12 substantially seals the chemical liquid cartridge 10 so that the chemical liquid 11 does not leak, and has a recess 13 in the center. In this recess 13, the stopper 12 has a thin structure. A chemical solution supply needle 21, which will be described later, passes through the recess 13. The material of the stopper 12 is a material that does not affect the chemical component, and is made of rubber, for example.
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している。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。
In addition, a communication member 15 made of rubber, for example, having a fine opening 14 communicating with the atmosphere is provided on the upper part of the chemical cartridge 10. The communication member 15 is a pressure maintaining mechanism that maintains the internal pressure and the external pressure of the chemical liquid cartridge 10 constant by the opening 14 regardless of the amount of the chemical liquid 11 filled in the chemical liquid cartridge 10. Thereby, the chemical cartridge 10 prevents the internal pressure from becoming negative when the chemical solution 11 decreases. Moreover, since the opening part 14 is fine, the chemical | medical solution 11 does not leak from the opening part 14. FIG. The communicating member 15 may be made of a porous material, and may be any member that has a function of communicating the inside of the chemical cartridge 10 with the atmosphere.
薬液１１を供給された帯電微粒子生成部３には、ホルダー部材１６、電源１９ａ、導電性部材電源１９ｂ、薬液供給針２１、静電霧化針２２、リザーバ室２０、リザーバ室２０を保持する霧化室３０が設けられている。
The charged particle generation unit 3 supplied with the chemical solution 11 has a mist that holds the holder member 16, the power source 19 a, the conductive member power source 19 b, the chemical solution supply needle 21, the electrostatic atomization needle 22, the reservoir chamber 20, and the reservoir chamber 20. A chemical conversion chamber 30 is provided.
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。
The holder member 16 is made of an electrically insulated resin, and holds the chemical cartridge 10 at the top. Specifically, the holder member 16 is provided with an attachment opening 17, and the chemical cartridge 10 is inserted into the attachment opening 17 with the stopper 12 facing the holder member 16. The inserted chemical cartridge 10 is placed on the bottom surface 18 of the holder member 16 through the stopper 12. Thereby, the chemical cartridge 10 is held on the upper portion of the holder member 16.
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。
The holder member 16 is penetrated by the chemical solution supply needle 21 at the bottom surface portion 18. Specifically, the chemical solution supply needle 21 penetrates the bottom surface portion 18 and protrudes from the bottom surface portion 18. In this state, when the chemical liquid cartridge 10 is placed on the bottom surface portion 18 as described above, the chemical liquid supply needle 21 penetrates the concave portion 13 by being manually pressed. Thereby, the chemical solution supply needle 21 is easily inserted into the chemical solution cartridge 10.
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を経て帯電微粒子生成部３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、後述するリザーバ室２０に供給される。
The chemical liquid 11 is supplied from the chemical liquid cartridge 10 to the charged fine particle generation unit 3 by capillary action through the chemical liquid supply needle 21 inserted into the chemical liquid cartridge 10. That is, the reduced amount of the chemical solution 11 from the chemical solution cartridge 10 is supplied to the reservoir chamber 20 described later.
なお薬液カートリッジ１０は、薬液供給針２１から着脱可能であり、刺しこまれている薬液供給針２１から抜去できるため、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は、薬液供給針２１、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が空になった際には、所定量の薬液１１が充填されている薬液カートリッジ１０と交換可能である。
The chemical liquid cartridge 10 can be detached from the chemical liquid supply needle 21 and can be removed from the inserted chemical liquid supply needle 21, so that it can be detached from the holder member 16. Thereby, for example, when the chemical solution 11 is reduced, the chemical solution cartridge 10 can be detached from the chemical solution supply needle 21 and the holder member 16, removed from the stopper 12, and newly filled with the chemical solution 11. Further, as described above, when the chemical cartridge 10 becomes empty, it can be replaced with a chemical cartridge 10 filled with a predetermined amount of chemical solution 11.
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、導電性部材電源１９ｂが接続している。導電性部材３１には、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。
The atomization chamber 30 is provided in connection with the holder member 16. The inner surface of the atomization chamber 30 is covered with a conductive member 31 such as a conductive film or a conductive metal member. The conductive member 31 is connected to a conductive member power source 19b. The conductive member 31 is applied with a voltage having the same potential as that of the chemical fine particles 27 described later from the conductive member power source 19b.
リザーバ室２０は、導電性の部材、例えばステンレス製の円柱形状である。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と接続している。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（帯電）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。このように薬液供給針２１は、薬液カートリッジ１０とリザーバ室２０とを接続している。薬液供給針２１は、薬液１１を薬液カートリッジ１０から帯電微粒子生成部３に供給する供給部であり、ステンレス製、中空構造である。
The reservoir chamber 20 has a conductive member, for example, a cylindrical shape made of stainless steel. A plurality of electrostatic atomizing needles 22 are joined (provided) to one end surface (front surface) 28 a of the reservoir chamber 20 and extend to the atomizing chamber 30. The reservoir chamber 20 is connected to a power source 19a. A positive DC high voltage is applied (charged) to the reservoir chamber 20 by a power source 19a. As a result, a positive DC high voltage is also applied to the electrostatic atomizing needle 22 joined to the reservoir chamber 20. On the other end surface (rear surface) 28 b of the reservoir chamber 20, the above-described chemical liquid supply needle 21 is provided. Thus, the chemical liquid supply needle 21 connects the chemical cartridge 10 and the reservoir chamber 20. The chemical solution supply needle 21 is a supply unit that supplies the chemical solution 11 from the chemical solution cartridge 10 to the charged fine particle generating unit 3, and is made of stainless steel and has a hollow structure.
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。
The electrostatic atomizing needle 22 is made of stainless steel and has a hollow structure, like the chemical liquid supply needle 21. The electrostatic atomizing needle 22 has a taper shape in the atomization direction (the direction in which the chemical solution 11 is discharged toward the region 6 and the direction in which the chemical liquid 11 extends). An atomization opening 23 having a diameter of about 100 μm is formed on the atomization surface of the electrostatic atomization needle 22 (surface from which the chemical solution 11 is discharged). The electrostatic atomizing needle 22 discharges (sprays) the chemical liquid 11 from the atomizing opening 23 to the atomizing chamber 30.
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から供給された量の薬液１１が、帯電され且つ霧化状の微粒子（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）。
Specifically, as described above, the chemical solution 11 is supplied from the chemical solution cartridge 10 to the reservoir chamber 20 via the chemical solution supply needle 21 by capillary action. Further, the chemical solution 11 is supplied to the atomization opening 23 and is discharged from the atomization opening 23 to the atomization chamber 30. At that time, a positive DC high voltage is applied to the electrostatic atomizing needle 22 and the reservoir chamber 20 by the power source 19a. As a result, the amount of the chemical liquid 11 supplied from the chemical liquid cartridge 10 is discharged and discharged as atomized fine particles (chemical liquid fine particles 27) (the consumption amount of the chemical liquid 11 in the chemical liquid cartridge 10 coincides with the discharge amount).
なお図２に示すように帯電微粒子生成部３において、リザーバ室２０の端面２８ｂには、端面２８ｂと略同形状の端面２８ｃが接着している。この端面２８ｃは、霧化室３０の内面３０ａとは接着しておらず、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、端面２８ｃ、支持部材２４を介して霧化室３０に保持されている。支持部材２４は、９０度間隔に霧化室３０に設けられており、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。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。
As shown in FIG. 2, in the charged particle generation unit 3, an end surface 28 c having substantially the same shape as the end surface 28 b is bonded to the end surface 28 b of the reservoir chamber 20. The end surface 28c is not bonded to the inner surface 30a of the atomizing chamber 30, and is bonded to one end of the support member 24 via the peripheral edge portion of the end surface 28c. Further, the other end of the support member 24 is bonded to the inner surface 30 a of the atomization chamber 30. Thus, the reservoir chamber 20 is held in the atomization chamber 30 via the end surface 28b, the end surface 28c, and the support member 24. The support members 24 are provided in the atomization chamber 30 at intervals of 90 degrees, and arc-shaped spaces 25 are provided between the support members 24. Further, the end surface 28d which is the side surface of the reservoir chamber 20 and the inner surface 30a of the atomizing chamber 30 are not bonded, and similarly, a space 25 is provided. For this reason, the atomization chamber 30 and the air blowing chamber 40 described later communicate with each other through this space 25. In addition, this embodiment does not need to be limited to such a shape, if the atomization chamber 30 and the ventilation chamber 40 mentioned later are connected. In FIG. 2, four support members 24 are shown, but the number is not limited. In FIG. 1, each support member 24 is omitted for simplification.
帯電微粒子生成部３の霧化方向後方には、帯電微粒子搬送機構４ａが設けられている。帯電微粒子搬送機構４ａは、ホルダー部材１６の下部内部に位置する。
A charged particle transport mechanism 4a is provided behind the charged particle generator 3 in the atomization direction. The charged fine particle transport mechanism 4 a is located inside the lower portion of the holder member 16.
この帯電微粒子搬送機構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と、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に流入される。このように帯電微粒子搬送機構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。
The charged fine particle transport mechanism 4a includes a blower chamber 40 located behind the atomization chamber 30 in the atomization direction (a rear side of the end face 28c) and a fan 41 that is a small blower provided in the blower chamber 40. And a detachable and replaceable filter member 43 provided on a surface 42 located behind the fan 41 in the atomization direction. The chemical solution supply needle 21 is located in the blower chamber 40. The fan 41 is controlled by the control unit 19c so that the rotational speed, the operation start, and the operation stop are controlled. The fan 41 sucks clean air from the outside of the holder member 16 from which dust and the like are removed by the filter member 43 into the air blowing chamber 40. The sucked air flows from the blower chamber 40 into the atomization chamber 30 through the space 25. Thus, the charged fine particle transport mechanism 4 a transports the atomized chemical liquid 11 (medical liquid fine particles 27) to the site 6 by blowing air from the blower chamber 40 toward the site 6 through the atomization chamber 30.
帯電微粒子生成部３の霧化方向前方には、帯電微粒子搬送管４が設けられている。
帯電微粒子搬送管４には、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、霧化方向において接続端子３３ａを介して、帯電微粒子生成部３に設けられている霧化室３０と着脱可能に接続されている。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。なお図１に示すように帯電微粒子搬送管４は、螺合により霧化室３０に取付けられている。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から所望する範囲を除いたチューブ本体部３４内部に形成されている。なお導電性部材３５は、先端部３６の内面には形成されていない。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。そのため霧化チューブ３２が霧化室３０に取付けられた際に、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。
A charged fine particle transport tube 4 is provided in front of the charged fine particle generation unit 3 in the atomization direction.
The charged fine particle conveyance tube 4 is provided with a flexible atomizing tube 32. The atomization tube 32 is detachably connected to the atomization chamber 30 provided in the charged fine particle generation unit 3 via the connection terminal 33a in the atomization direction. The atomization tube 32 is inserted into the body, for example, when the drug solution 11 is administered to the site 6 in the body. As shown in FIG. 1, the charged fine particle conveyance tube 4 is attached to the atomization chamber 30 by screwing. The connection portion 33 to the tube main body portion 34 are tapered, and the inner surface of the connection portion 33 and the inner surface of the tube main body portion 34 are covered with a conductive member 35 such as a conductive film or a conductive metal member. The conductive member 35 is formed inside the tube main body 34 excluding a desired range from the chemical atomization discharge port 37 formed in the tube main body 34. The conductive member 35 is not formed on the inner surface of the tip portion 36. When the atomization tube 32 is attached to the atomization chamber 30, the conductive member 35 is connected to the conductive member 31 via the connection terminal 33a. Therefore, when the atomizing tube 32 is attached to the atomizing chamber 30, the conductive member 31 is applied with a voltage having the same potential as the chemical fine particles 27 by the conductive member power source 19b as described above. A voltage having the same potential as that of the chemical fine particles 27 is also applied to 35 by the conductive member power source 19b. Thereby, the inner surface of the atomization tube 32 becomes the same potential as the chemical liquid fine particles 27 similarly to the inner surface of the atomization chamber 30.
チューブ本体部３４は、任意の長さを有する。上述した霧化室３０における薬液１１は、チューブ本体部３４を通って薬液霧化放出口部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。
The tube main body 34 has an arbitrary length. The chemical solution 11 in the atomization chamber 30 described above is discharged from the chemical solution atomization discharge port portion 37 to the portion 6 through the tube main body portion 34. The medicinal liquid atomizing / releasing port 37 is disposed in close proximity to the site 6 where the medicinal liquid 11 is to be administered when the medicinal liquid 11 is released.
部位６には、電源１９ａのグランドが図示しないリストバンド等により生体に接続されている。
In the part 6, the ground of the power source 19a is connected to the living body by a wristband (not shown).
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に所望する量の薬液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。
Next, an operation method according to this embodiment will be described.
The chemical cartridge 10 is filled with a desired amount of the chemical solution 11. The chemical liquid cartridge 10 filled with the chemical liquid 11 is substantially sealed by the stopper 12. Next, the chemical cartridge 10 is manually pressed and held by the holder member 16 so that the stopper 12 contacts the bottom surface portion 18. At that time, the chemical liquid supply needle 21 penetrates the recess 13 and is inserted into the chemical liquid cartridge 10.
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。
The medicinal solution 11 is supplied from the medicinal solution cartridge 10 to the reservoir chamber 20 via the medicinal solution supply needle 21 by capillary action, and is also supplied to the atomizing opening 23.
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。よって薬液１１は帯電する。また霧化室３０内、霧化チューブ３２内の導電性部材３１，３５には、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。また部位６には、電源１９ａのグランドが接続される。
As described above, a positive DC high voltage is applied to the reservoir chamber 20 and the electrostatic atomizing needle 22 by the power source 19a. Therefore, the chemical solution 11 is charged. Further, a voltage having the same potential as that of the chemical fine particles 27 is applied to the conductive members 31 and 35 in the atomization chamber 30 and the atomization tube 32 by the conductive member power source 19b. The part 6 is connected to the ground of the power source 19a.
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３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。この尖端部２６が、霧化方向に伸縮（振動）することで、薬液１１は約数十μｍ以下の粒径の帯電した霧化状の薬液微粒子２７として吐出される。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。
When the chemical liquid atomization discharge port portion 37 is disposed opposite to the part 6 and the direct current high voltage (for example, about 1 kV to about 10 kV) is applied to the chemical liquid 11 as described above, the surface energy of the chemical liquid 11 is increased. Canceled. As a result, the chemical liquid surface (interface) is freely deformed according to the potential gradient, and a DC high voltage is concentrated and applied to a minute region. Therefore, as shown in FIG. 3, a sharp pointed portion 26 is generated in a part of the surface of the chemical solution 11 in the atomizing opening 23. The tip portion 26 expands and contracts (vibrates) in the atomization direction, whereby the drug solution 11 is discharged as charged atomized drug solution fine particles 27 having a particle diameter of about several tens of μm or less. The chemical liquid fine particles 27 are discharged into the atomization chamber 30 in the atomization direction (the direction of expansion and contraction of the tip portion 26). Since the diameter of the atomizing opening 23 is as fine as about 100 μm, the chemical liquid 11 is discharged as fine chemical liquid particles 27 having a particle diameter of about several tens of μm or less. Further, the discharge amount of the chemical liquid particles 27 coincides with the consumption amount of the chemical liquid 11 in the chemical liquid cartridge 10.
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を経由してホルダー部材１６内に取り込んだ空気を、送風室４０から空間２５を経由して霧化室３０に流入させる。この空気によって、帯電した薬液微粒子２７は霧化方向に流れ、霧化室３０からさらに霧化チューブ３２に流入される。
At this time, the fan 41 is operating by the controller 19c. The fan 41 causes the air taken into the holder member 16 from the outside via the filter member 43 to flow into the atomization chamber 30 from the blower chamber 40 via the space 25. Due to this air, the charged chemical liquid fine particles 27 flow in the atomization direction, and further flow into the atomization tube 32 from the atomization chamber 30.
帯電した薬液微粒子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、および導電性部材３５によって同じく薬液微粒子２７と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、霧化室３０、および霧化チューブ３２に反発するため、霧化室３０、及び霧化チューブ３２に滞留したり、霧化チューブ３２内面に付着したりすることはない。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。
The charged chemical liquid fine particles 27 are atomized chamber 30 charged to the same potential as the chemical liquid fine particles 27 by the conductive member 31, and the atomization tube 32 charged to the same potential as the chemical liquid fine particles 27 by the conductive member 35. To repel. Therefore, the chemical liquid fine particles 27 are quickly delivered from the atomization opening 23 to the chemical liquid atomization discharge opening 37. Further, since the chemical liquid fine particles 27 repel the atomization chamber 30 and the atomization tube 32, they do not stay in the atomization chamber 30 and the atomization tube 32 or adhere to the inner surface of the atomization tube 32. Therefore, the chemical liquid fine particles 27 are guided by the atomization tube 32 and discharged from the chemical liquid atomization discharge port 37 to the outside without waste.
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に速やかに無駄なく送達され、直接的に吸着する。なお微細な薬液微粒子２７は、部位６が例えば肺の深部に位置していても無駄なく直接的に吸着する。本実施形態は、帯電した薬液微粒子２７を生成し、霧化室３０、霧化チューブ３２を薬液微粒子２７と同電位に帯電させ、部位６をグランドとすることで目的とする部位以外に薬液１１が付着することを防止している。また本実施形態は、薬液１１が液体投与装置１内にて滞留したり霧化チューブ３２内面に付着したりすることを防止することで、薬液の無駄を防止している。
The discharged chemical liquid particles 27 are quickly delivered without waste to the ground portion 6 closest to the chemical liquid atomizing discharge port 37 and directly adsorbed. The fine chemical liquid particles 27 are directly adsorbed without waste even if the region 6 is located, for example, in the deep part of the lung. In the present embodiment, charged chemical liquid fine particles 27 are generated, the atomization chamber 30 and the atomization tube 32 are charged to the same potential as the chemical liquid fine particles 27, and the portion 6 is grounded to make the chemical solution 11 other than the target portion. Is prevented from adhering. In the present embodiment, the chemical solution 11 is prevented from staying in the liquid administration device 1 or adhering to the inner surface of the atomizing tube 32, thereby preventing waste of the chemical solution.
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。
In general, when a DC voltage is applied to a liquid using the liquid as an electrode, the surface tension energy in the liquid disappears and the surface energy is canceled. Therefore, the interface is freely deformed according to the potential gradient, and a high electric field is concentrated in a minute region. As a result, the liquid itself is released into the air as fine particles. The present embodiment utilizes such effects.
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３に示す尖端部２６が霧化方向にさらに伸びた状態となる。
例えば液体の比抵抗がこの中間である場合、液体の微粒子は、自然な振動状態となり、液体は対向する電極側に分散して霧化される。例えば本実施形態においては、図３に示すように尖端部２６が霧化方向に伸縮（振動）することで、霧化状の薬液微粒子２７が吐出される。
本実施形態において、投与する薬液１１の種類によって比抵抗が変化する。そのため薬液１１に応じて、比抵抗の任意の中間値を設定すればよい。これにより薬液１１は、図１、図３に示すように霧化状の薬液微粒子２７となって吐出され、上述したように部位６に吸着する。
In general, the liquid spray state changes depending on the specific resistance (conductivity) of the liquid.
For example, when the specific resistance of the liquid is very small, ions increase in the liquid. For this reason, the shape of the liquid fine particles greatly affects the balance between the number of ions in the liquid and the charge of the entire fine particles when the positive electrode or the negative electrode is selected.
For example, when the specific resistance of the liquid is very large, the liquid fine particles extend toward the opposing electrode and enter a threaded state. For example, in the present embodiment, the pointed portion 26 shown in FIG. 3 is further extended in the atomization direction.
For example, when the specific resistance of the liquid is intermediate, the liquid microparticles are in a natural vibration state, and the liquid is dispersed and atomized on the opposing electrode side. For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the atomized portion 26 is ejected by expanding and contracting (vibrating) the tip portion 26 in the atomization direction.
In this embodiment, a specific resistance changes with kinds of the chemical | medical solution 11 to administer. Therefore, an arbitrary intermediate value of specific resistance may be set according to the chemical solution 11. Thereby, the chemical liquid 11 is discharged as atomized fine chemical liquid particles 27 as shown in FIGS. 1 and 3 and adsorbed on the part 6 as described above.
このように本実施形態は、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、対極（グランド）である目的とする部位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、目的とする部位６以外に薬液１１が付着することを防止することができ、薬液１１の無駄を防止することができる。また本実施形態は、部位６に対して、選択的に薬液微粒子２７を最適な形態で所望する量の薬液１１を投与できる。また、薬液微粒子２７は帯電しており、また霧化室３０、霧化チューブ３２も薬液微粒子２７と同帯電に帯電している。よって薬液微粒子２７は、霧化室３０、霧化チューブ３２の内面によって反発する。これにより本実施形態は、静電霧化によって吐出された薬液微粒子２７が液体投与装置１内（霧化室３０内、霧化チューブ３２内）に滞留することを防止している。薬液微粒子２７は、ファン４１によって生じる空気の流れによって霧化チューブ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。よって本実施形態では、薬液１１の消費量が薬液微粒子２７の放出量と一致する。
As described above, in the present embodiment, the charged fine and atomized chemical liquid particles 27 discharged from the chemical liquid atomizing discharge port 37 are electrically adsorbed to the target portion 6 which is the counter electrode (ground). Can do. Therefore, this embodiment can prevent that the chemical | medical solution 11 adheres other than the target site | part 6, and can prevent the waste of the chemical | medical solution 11. FIG. Further, in the present embodiment, a desired amount of the drug solution 11 can be selectively administered to the site 6 in an optimal form with the drug solution fine particles 27. Further, the chemical liquid particles 27 are charged, and the atomization chamber 30 and the atomizing tube 32 are also charged to the same charge as the chemical liquid particles 27. Therefore, the chemical liquid particles 27 are repelled by the inner surfaces of the atomization chamber 30 and the atomization tube 32. Thereby, this embodiment is preventing that the chemical | medical solution fine particle 27 discharged by electrostatic atomization stays in the liquid administration apparatus 1 (inside the atomization chamber 30 and the atomization tube 32). The chemical liquid fine particles 27 are guided by the atomizing tube 32 by the air flow generated by the fan 41 and discharged from the chemical liquid atomizing discharge port 37 without waste. Therefore, in the present embodiment, the consumption amount of the chemical liquid 11 coincides with the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27.
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、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。
Further, when the chemical liquid cartridge 10 is, for example, a disposable type, the chemical liquid cartridge 10 is filled with only the chemical liquid 11 to be administered to the site 6, and the chemical liquid cartridge 10 can also serve as the measuring unit 5. Since the consumption amount of the chemical liquid 11 in the chemical liquid cartridge 10 matches the dose of the chemical liquid 11 to the part 6, all the chemical liquid 11 is administered to the part 6 when the chemical liquid cartridge 10 is empty. Therefore, for example, even if the memory 9 and the sensor are not provided, the surgeon can easily grasp the dose of the drug solution 11 to the site 6 by visually confirming that the drug solution in the drug solution cartridge 10 is empty. be able to.
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。
Further, in the present embodiment, the charged fine and atomized chemical liquid particles 27 discharged from the chemical liquid atomizing discharge port 37 can be electrically adsorbed to the ground portion 6 at the closest distance. Therefore, in this embodiment, after the chemical liquid fine particles 27 are released from the chemical liquid atomization discharge port portion 37, the space can be moved at high speed and delivered to the target site 6.
また本実施形態は、霧化室３０、接続部３３、チューブ本体部３４の内面を、薬液微粒子２７と同電位面にしているため、霧化状の薬液微粒子２７は、各構成部材面に反発し吸着しない。そのため本実施形態は、ファン４１によって生じる空気の流れによって薬液微粒子２７を無駄なく素早く薬液霧化放出口部３７まで送達することができ、また部位６に薬液１１を投与することができる。よって本実施形態は、薬液カートリッジ１０の薬液減少量と部位６への薬液投与量が一致し、投与量を正確に把握することができる。
Further, in this embodiment, since the inner surfaces of the atomization chamber 30, the connection portion 33, and the tube main body portion 34 are set to the same potential surface as the chemical liquid fine particles 27, the atomized chemical liquid fine particles 27 repel each component member surface. It does not adsorb. Therefore, in this embodiment, the chemical liquid fine particles 27 can be quickly delivered to the chemical liquid atomization discharge port 37 without waste by the air flow generated by the fan 41, and the chemical liquid 11 can be administered to the site 6. Therefore, in the present embodiment, the amount of the chemical solution in the chemical solution cartridge 10 matches the amount of the chemical solution administered to the part 6, and the dose can be accurately grasped.
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。
The atomized chemical liquid 11 is charged and generally electrically strongly adsorbed to the ground portion 6. For this reason, in the present embodiment, the chemical liquid particles 27 released from the chemical atomization discharge port portion 37 are less likely to rise (diffuse) before reaching the site 6, and the chemical liquid 11 is administered locally (selectively). I can do it.
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、液体投与装置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。また本実施形態は、例えば生体内の肺深等の深部に位置する部位６にも薬液１１を投与することができる。
Moreover, this embodiment can discharge | release the chemical | medical solution fine particle 27 with a small particle size, without being influenced by the thickness of the atomization tube 32. FIG. In this embodiment, when the liquid administration apparatus 1 is used for an endoscope, for example, by inserting a thin atomizing tube 32 through the endoscope, it is possible to prevent the endoscope from becoming thick. Therefore, in this embodiment, the atomization tube 32 can be easily inserted into, for example, a winding lumen. Moreover, this embodiment can administer the chemical | medical solution 11 also to the site | part 6 located in deep parts, such as the lung depth in a biological body, for example.
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。
In the present embodiment, a plurality of electrostatic atomizing needles 22 are provided, but the number of electrostatic atomizing needles 22 is not limited. Further, by increasing the number of electrostatic atomizing needles 22, the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27 can be increased.
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。
In the present embodiment, a part of the sharp tip 26 on the surface of the drug solution 11 pulsates by superimposing the voltage of the AC component on the positive DC high voltage applied to the electrostatic atomizing needle 22. And can promote atomization.
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。
In the present embodiment, when the air is taken in from the outside via the filter member 43 by the fan 41, the chemical liquid particles 27 can be delivered by clean air, and is safe for the part 6. Further, in the present embodiment, by applying a sterilization filter or the like to the filter member 43, the chemical liquid fine particles 27 can be conveyed by clean air having a higher cleanliness.
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。
In the present embodiment, the atomization tube 32 can be attached to and detached from the atomization chamber 30. Therefore, when the site | part 6 which administers the chemical | medical solution 11 is in the living body, for example, only the atomizing tube 32 inserted in the living body is discarded, and the atomizing chamber 30 that performs electrostatic atomization can be reused after cleaning. it can. Of course, in this embodiment, the atomizing tube 32 may be washed and reused.
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（生体外）に配置する事ができる。
In this embodiment, since the length of the atomizing tube 32 can be arbitrarily set, the connecting portion 33 and the holder member 16 can be disposed outside (in vitro) the region 6.
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。
Since the conductive member 35 is not formed at the distal end portion 36, the conductive member 35 is not in direct contact with the portion 6 and is safe to the living body.
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。
In the present embodiment, various chemical solutions 11 can be administered to the site 6 by filling different chemical solutions 11 in the chemical cartridge 10 and providing a plurality of chemical supply needles 21 on the bottom surface portion 18 so as to be switchable.
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。
In this embodiment, since the chemical liquid 11 is supplied to the electrostatic atomization needle 22 from the reservoir chamber 20 to the atomization opening 23 by capillary action, all of the inside of the chemical liquid cartridge 10, the chemical liquid supply needle 21, and the reservoir chamber 20 are used. The chemical solution 11 can be completely atomized.
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。
In addition, although this embodiment demonstrated using the chemical | medical solution 11, it is not necessary to limit to this and another liquid may be sufficient.
次に図４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４は、本実施形態における液体投与装置の概略図である。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投与装置１は、例えば生体の眼といった部位６に対して薬剤を投与する。そのため本実施形態における液体投与装置１には、帯電微粒子搬送管４において霧化チューブ３２の代わりにフード部材５０が設けられ、また帯電微粒子搬送機構４ａである送風室４０、ファン４１、フィルター部材４３は設けられていない。フード部材５０以外の構成は、前述した第１の実施形態と略同様であるために詳細な説明については省略する。なお本実施形態における部位６には、前述した第１の実施形態と同様にグランドが接続されている。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a schematic view of the liquid administration device in the present embodiment. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The liquid administration device 1 in this embodiment administers a drug to a site 6 such as a living eye. Therefore, in the liquid administration device 1 according to the present embodiment, a hood member 50 is provided instead of the atomizing tube 32 in the charged fine particle conveyance tube 4, and the air blowing chamber 40, the fan 41, and the filter member 43 that are the charged fine particle conveyance mechanism 4 a. Is not provided. Since the configuration other than the hood member 50 is substantially the same as that of the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted. Note that a ground is connected to the portion 6 in the present embodiment in the same manner as in the first embodiment described above.
霧化室３０に対して着脱可能なフード部材５０は、霧化方向において、螺合により霧化室３０に取付けられている。フード部材５０には、フード部材５０が螺合により霧化室３０に取付けられる際に、霧化室３０に接続する接続部５１と、ガイド部５４が設けられている。
The hood member 50 detachable from the atomizing chamber 30 is attached to the atomizing chamber 30 by screwing in the atomizing direction. The hood member 50 is provided with a connection portion 51 and a guide portion 54 that are connected to the atomization chamber 30 when the hood member 50 is attached to the atomization chamber 30 by screwing.
なおフード部材５０と霧化室３０とを取付けた際に、霧化室３０とフード部材５０との内部空間を接続する接続開口部５２と、霧化開口部２３は近接している。これにより霧化開口部２３から吐出された薬液微粒子２７は、接続開口部５２に素早く移動する。また接続開口部５２と霧化方向前方において対向する箇所には、部位６が載置される部位載置部５５が設けられている。
When the hood member 50 and the atomization chamber 30 are attached, the connection opening 52 that connects the internal space between the atomization chamber 30 and the hood member 50 and the atomization opening 23 are close to each other. Thereby, the chemical liquid particles 27 discharged from the atomization opening 23 quickly move to the connection opening 52. Moreover, the site | part mounting part 55 in which the site | part 6 is mounted is provided in the location which opposes the connection opening part 52 in the atomization direction front.
ガイド部５４は、部位６を覆うように形成され、接続開口部５２から吐出された薬液微粒子２７を部位６に導くようにガイドする。また薬液微粒子２７が部位６に流れる際に、ガイド部５４は、例えば外部から流れる空気によって生じる飛行流れによって薬液微粒子２７が部位６以外に吸着し、また拡散してしまうことを防止する。ガイド部５４は、部位６と接続開口部５２を近接させる長さを有している。これにより霧化開口部２３から部位６までの距離は短いため薬液微粒子２７は、部位６に素早く、短時間に無駄なく吸着する。
The guide part 54 is formed so as to cover the part 6, and guides the chemical liquid fine particles 27 discharged from the connection opening 52 so as to be guided to the part 6. Further, when the chemical liquid fine particles 27 flow to the part 6, the guide unit 54 prevents the chemical liquid fine particles 27 from being adsorbed and diffused outside the part 6 by, for example, a flight flow generated by air flowing from the outside. The guide portion 54 has a length that allows the portion 6 and the connection opening 52 to approach each other. Thereby, since the distance from the atomization opening part 23 to the site | part 6 is short, the chemical | medical solution microparticles | fine-particles 27 adsorb | suck to the site | part 6 quickly and without waste.
なお、ガイド部５４の内面には、導電性膜又は導電性の金属部材等の導電性部材５３が設けられている。導電性部材５３は、部位載置部５５から所定の範囲を除いたガイド部５４内部に形成されており、先端の縁周辺には形成されていない。フード部材５０が霧化室３０に取付けられた際に、導電性部材５３は、導電性部材３１と接続する。このとき導電性部材電源１９ｂにより導電性部材３１に薬液微粒子２７と同電位となる直流高電圧が印加されると、導電性部材５３にも導電性部材電源１９ｂにより薬液微粒子２７と同電位となる直流高電圧が印加される。つまり直流高電圧が導電性部材３１から導電性部材５３に導通する。これによりフード部材５０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。
A conductive member 53 such as a conductive film or a conductive metal member is provided on the inner surface of the guide portion 54. The conductive member 53 is formed inside the guide portion 54 excluding a predetermined range from the site placement portion 55, and is not formed around the edge of the tip. When the hood member 50 is attached to the atomization chamber 30, the conductive member 53 is connected to the conductive member 31. At this time, when a high direct current voltage having the same potential as that of the chemical liquid fine particles 27 is applied to the conductive member 31 by the conductive member power source 19b, the same potential as that of the chemical fine particles 27 is also applied to the conductive member 53 by the conductive member power source 19b. A DC high voltage is applied. That is, a DC high voltage is conducted from the conductive member 31 to the conductive member 53. As a result, the inner surface of the hood member 50 has the same potential as that of the chemical liquid fine particles 27 in the same manner as the inner surface of the atomizing chamber 30.
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、静電霧化針２２に供給された薬液１１が、帯電した霧化状の薬液微粒子２７として霧化開口部２３から吐出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。
Next, an operation method according to this embodiment will be described.
The operation until the medicinal solution cartridge 10 is held by the holder member 16 and the medicinal solution 11 supplied to the electrostatic atomizing needle 22 is discharged from the atomizing opening 23 as the charged atomized medicinal solution fine particles 27 is the first operation. Since it is the same as that of embodiment, it abbreviate | omits.
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および、導電性部材５３によって薬液微粒子２７と同電位に帯電しているガイド部５４に反発する。よって薬液微粒子２７は、霧化室３０、およびフード部材５０の内面に滞留することはないため、無駄なく部位６に送達される。本実施形態には第１の実施形態に記載の帯電微粒子搬送機構４ａは設けられていないが、薬液微粒子２７を吐出する（静電霧化が発生する）霧化開口部２３から部位６までの距離が近接しているために、薬液微粒子２７は、帯電微粒子搬送機構４ａがなくても霧化開口部２３からガイド部５４によってガイドされて部位６に無駄なく確実に吸着する。
The chemical liquid particles 27 are repelled by the atomizing chamber 30 charged to the same potential as the chemical liquid particles 27 by the conductive member 31 and the guide part 54 charged to the same potential as the chemical liquid particles 27 by the conductive member 53. Therefore, since the chemical liquid fine particles 27 do not stay on the inner surfaces of the atomization chamber 30 and the hood member 50, they are delivered to the site 6 without waste. Although the charged particle transport mechanism 4a described in the first embodiment is not provided in the present embodiment, the chemical particle 27 is ejected (electrostatic atomization occurs) from the atomization opening 23 to the region 6. Since the distances are close, the chemical fine particles 27 are guided by the guide portion 54 from the atomization opening 23 and reliably adsorbed to the portion 6 without waste even without the charged fine particle transport mechanism 4a.
このように本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に薬液微粒子２７を帯電させ、部位６をグランドとしており、ガイド部５４を設け、霧化開口部２３と部位６が近接しているため、静電霧化によって吐出された薬液微粒子２７が部位６以外に付着することを防止することができる。また本実施形態は、霧化室３０内、フード部材５０を薬液微粒子２７と同極に印加しているために、薬液微粒子２７は霧化室３０内、フード部材５０に対して反発する。よって本実施形態は、静電霧化によって吐出された薬液微粒子２７が液体投与装置１内（霧化室３０内、フード部材５０内）に滞留することを防止している。これにより本実施形態は、帯電した薬液微粒子２７を目的とする部位６に無駄なく放出することができる。
As described above, in this embodiment, like the first embodiment described above, the liquid chemical particles 27 are charged, the part 6 is grounded, the guide part 54 is provided, and the atomization opening 23 and the part 6 are close to each other. Therefore, it is possible to prevent the chemical liquid fine particles 27 discharged by electrostatic atomization from adhering to other than the part 6. Further, in the present embodiment, since the hood member 50 is applied to the atomizing chamber 30 and the same polarity as the chemical liquid fine particles 27, the chemical fine particles 27 repel the inside of the atomizing chamber 30 and the hood member 50. Therefore, the present embodiment prevents the chemical liquid fine particles 27 discharged by electrostatic atomization from staying in the liquid administration device 1 (inside the atomization chamber 30 and in the hood member 50). Thereby, this embodiment can discharge | release the charged chemical | medical solution microparticles | fine-particles 27 to the target site | part 6 without waste.
詳細には本実施形態は、霧化開口部２３から部位６までの間隔が短いため薬液微粒子２７を部位６に素早く（短時間に）無駄なく吸着させることができる。また本実施形態は、フード部材５０によって薬液微粒子２７が部位６以外に吸着し、拡散してしまうことを防止することができる。これにより本実施形態は、薬液１１を部位６に無駄なく投与することができる。また、本実施形態は、第１の実施形態のように帯電微粒子搬送機構４ａを設けなくとも帯電した薬液微粒子２７を目的の部位６へ付着させることができる。さらに、帯電微粒子搬送機構４ａを設けていないために、装置を安価にすることができる。
Specifically, in the present embodiment, since the interval from the atomization opening 23 to the part 6 is short, the chemical liquid particles 27 can be quickly and quickly adsorbed to the part 6 without waste. Moreover, this embodiment can prevent that the chemical | medical solution microparticles | fine-particles 27 adsorb | suck other than the site | part 6 by the hood member 50, and will spread | diffuse. Thereby, this embodiment can administer the chemical | medical solution 11 to the site | part 6 without waste. Further, in the present embodiment, the charged chemical fine particles 27 can be attached to the target site 6 without providing the charged fine particle transport mechanism 4a as in the first embodiment. Furthermore, since the charged fine particle transport mechanism 4a is not provided, the apparatus can be made inexpensive.
また本実施形態は、部位６として眼を例にしたがこれに限定されることはなく、部位６が例えば体外皮膚表面である場合、霧化開口部２３（薬液霧化放出口部５２）を部位６により近接させることができるために、上述した同様の効果を得ることができる。また薬液１１が経口から投与される場合でも、上述した同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the eye is taken as an example of the part 6, but the present invention is not limited to this. When the part 6 is an external skin surface, for example, the atomization opening 23 (the chemical atomization discharge part 52) is used. Since the region 6 can be made closer, the same effect as described above can be obtained. Even when the drug solution 11 is administered orally, the same effect as described above can be obtained.
また本実施形態は、霧化室３０に対してフード部材５０を着脱可能である。そのため本実施形態は使用したフード部材５０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、フード部材５０を洗浄して再利用しても良い。
In the present embodiment, the hood member 50 can be attached to and detached from the atomization chamber 30. Therefore, in this embodiment, only the used hood member 50 is discarded, and the atomization chamber 30 that performs electrostatic atomization can be reused after cleaning. Of course, in this embodiment, the hood member 50 may be washed and reused.
次に図５Ａ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５Ａは、本実施形態における液体投与装置の概略図である。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。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 5A.
FIG. 5A is a schematic view of a liquid administration device in the present embodiment. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態における液体投与装置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に対して薬剤を投与する。そのため霧化チューブ３２は、肺内に挿入される。
The liquid administration apparatus 1 in this embodiment administers a drug to a site 6 that is an affected part located in the body, for example, the lungs of a living body. Therefore, the atomization tube 32 is inserted into the lung.
本実施形態における霧化チューブ３２は、可撓性を有しており、例えば、肺用の内視鏡６０の鉗子チャンネル６１に挿通して用いられる。霧化チューブ３２の外径は、約２ｍｍ以下であり、内径は、約１ｍｍ以上のテフロン（登録商標）製である。なお本実施形態における導電性部材３５は、可撓性を有する。導電性部材３５は、前述した第１の実施形態と同様に薬液霧化放出口部３７から所定の範囲を除いてチューブ本体部３４内部に形成されており、先端部３６周辺には形成されていない。なお霧化チューブ３２は、ステンレス製の微細管の外表面を樹脂にてコートし、電気的絶縁を施して使用しても良い。
The atomization tube 32 in the present embodiment has flexibility, and is used by being inserted through the forceps channel 61 of the lung endoscope 60, for example. The outer diameter of the atomizing tube 32 is about 2 mm or less, and the inner diameter is made of Teflon (registered trademark) of about 1 mm or more. In addition, the electroconductive member 35 in this embodiment has flexibility. The conductive member 35 is formed inside the tube main body 34 except for a predetermined range from the chemical atomization discharge port portion 37 as in the first embodiment, and is formed around the distal end portion 36. Absent. The atomizing tube 32 may be used by coating the outer surface of a stainless fine tube with a resin and applying electrical insulation.
本実施形態では、霧化チューブ３２が肺内に挿入された際に、肺内に位置する薬液霧化放出口部３７近傍に、ＭＥＭＳ技術等による小型の圧力センサ６２が設けられている。この圧力センサ６２は、生体が呼吸した際の肺内の圧力変動を検出するものであって、制御部１９ｃによって制御される。制御部１９ｃは、圧力センサ６２の検出結果に基づいて生体が呼吸したか否かを判別する。
In this embodiment, when the atomization tube 32 is inserted into the lung, a small pressure sensor 62 based on the MEMS technique or the like is provided in the vicinity of the chemical atomization discharge port portion 37 located in the lung. The pressure sensor 62 detects pressure fluctuations in the lungs when the living body breathes, and is controlled by the control unit 19c. The control unit 19c determines whether or not the living body has breathed based on the detection result of the pressure sensor 62.
またホルダー部材１６の取り付け開口部１７には、検出部である液面水位センサ６３が設けられている。液面水位センサ６３は、薬液１１の正確な投与量を管理するために薬液１１の水位（液面高さ）を検出する。液面水位センサ６３は、制御部１９ｃにより制御される。これにより薬液１１の部位６に対する投与量が管理される。
Further, a liquid level sensor 63 serving as a detection unit is provided in the mounting opening 17 of the holder member 16. The liquid level sensor 63 detects the water level (liquid level height) of the chemical solution 11 in order to manage an accurate dose of the chemical solution 11. The liquid level sensor 63 is controlled by the control unit 19c. Thereby, the dosage with respect to the site | part 6 of the chemical | medical solution 11 is managed.
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、毛細管現象によって静電霧化針２２に供給された薬液１１が、薬液微粒子２７として霧化開口部２３から薬液霧化放出口部３７を介して部位６に放出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。
Next, an operation method according to this embodiment will be described.
The liquid medicine cartridge 10 is held by the holder member 16, and the liquid medicine 11 supplied to the electrostatic atomizing needle 22 by capillary action is a liquid particle 27 from the atomization opening 23 through the liquid atomization discharge port 37 as a part 6. Since the operation until it is released is the same as that of the first embodiment, it is omitted.
本実施形態のように部位６が例えば生体の肺である場合、霧化チューブ３２は、生体内に挿入される。本実施形態のように生体の肺といった部位６に薬液１１が投与される場合、薬液１１の部位６への投与は、生体の呼吸運動に呼応する。本実施形態では、生体が、息を吸い込んだ際に、圧力センサ６２によって肺内の圧力変動が検出される。これにより制御部１９ｃは、生体が、息を吸い込んだことを判別する。この検出結果に応じて、静電霧化針２２に直流高電圧が印加され、またファン４１が動作される。これにより生体が息を吸い込んだ際に、薬液微粒子２７が可撓性の霧化チューブ３２の薬液霧化放出口部３７から部位６に向けて放出され、吸着する。なお薬液微粒子２７は、生体の呼吸運動に呼応する間欠動作によって放出される。また薬液微粒子２７の放出量（薬液１１の部位６への投与量）は、液面水位センサ６３によって管理されている。
When the site | part 6 is a living body's lung like this embodiment, the atomization tube 32 is inserted in the living body. When the drug solution 11 is administered to the site 6 such as the lung of the living body as in the present embodiment, the administration of the drug solution 11 to the site 6 corresponds to the respiratory motion of the living body. In the present embodiment, when the living body inhales, the pressure sensor 62 detects the pressure fluctuation in the lung. Thereby, the control part 19c discriminate | determines that the biological body inhaled. In accordance with the detection result, a high DC voltage is applied to the electrostatic atomizing needle 22 and the fan 41 is operated. Thereby, when the living body inhales, the chemical liquid fine particles 27 are discharged from the chemical liquid atomizing discharge port portion 37 of the flexible atomizing tube 32 toward the portion 6 and are adsorbed. The medicinal solution fine particles 27 are released by an intermittent operation corresponding to the respiratory motion of the living body. Further, the discharge amount of the chemical liquid particles 27 (the dose of the chemical liquid 11 to the site 6) is managed by the liquid level sensor 63.
このように本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に薬液微粒子２７を帯電させ、部位６をグランドとしているため、部位６が例えば体内に位置していても目的とする部位６以外に静電霧化によって吐出された薬液微粒子２７が付着することを防止することができる。また本実施形態は、霧化室３０内、霧化チューブ３２内を薬液微粒子２７と同電位にしているために、薬液微粒子２７が、霧化室３０内、霧化チューブ３２内に対して反発する。よって本実施形態は、静電霧化によって吐出された薬液微粒子２７が液体投与装置１内（霧化室３０内、霧化チューブ３２内）に滞留することを防止している。薬液微粒子２７は、ファン４１によって生じる空気の流れによって霧化チューブ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。よって薬液微粒子２７は、目的とする部位６以外には付着せず、薬液１１の消費量が薬液微粒子２７の放出量と一致する。これにより本実施形態は、部位６が体内に位置していても薬液１１の無駄を防止することができる。
As described above, in this embodiment, since the chemical liquid fine particles 27 are charged and the part 6 is grounded as in the first embodiment described above, the part 6 other than the target part 6 is used even if the part 6 is located in the body, for example. It is possible to prevent chemical liquid particles 27 discharged by electrostatic atomization from adhering to the surface. Further, in this embodiment, since the inside of the atomizing chamber 30 and the inside of the atomizing tube 32 are set to the same potential as that of the chemical liquid fine particles 27, the chemical liquid fine particles 27 are repelled with respect to the inside of the atomizing chamber 30 and the inside of the atomizing tube 32. To do. Therefore, this embodiment is preventing that the chemical | medical solution microparticles | fine-particles 27 discharged by electrostatic atomization stay in the liquid administration apparatus 1 (inside the atomization chamber 30 and the atomization tube 32). The chemical liquid fine particles 27 are guided by the atomizing tube 32 by the air flow generated by the fan 41 and discharged from the chemical liquid atomizing discharge port 37 without waste. Therefore, the chemical liquid fine particles 27 do not adhere to any part other than the target portion 6, and the consumption amount of the chemical liquid 11 coincides with the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27. Thereby, this embodiment can prevent the waste of the chemical | medical solution 11 even if the site | part 6 is located in a body.
さらに本実施形態は、生体が息を吸い込んだことを圧力センサ６２によって検出し、息を吸い込んだ場合にのみ、薬液微粒子２７を部位６に向けて放出させ、吸着させる。そのため、呼吸の吐き出しによる無駄な薬液１１の消費を防止することができる。また本実施形態は、液面水位センサ６３によって薬液１１の投与量をより正確に管理することができるため、適切な量を投与することができる。
Further, in the present embodiment, it is detected by the pressure sensor 62 that the living body has inhaled, and only when the inhalation is inhaled, the chemical liquid fine particles 27 are released toward the region 6 and adsorbed. Therefore, useless consumption of the chemical solution 11 due to breathing out can be prevented. Moreover, since this embodiment can manage the dosage of the chemical | medical solution 11 more correctly by the liquid level sensor 63, it can administer an appropriate quantity.
なお本実施形態は、図示しない人工呼吸器等を併設運用して薬液１１を部位６に投与する場合には、人工呼吸器から出力されるタイミングを電気的に取得し、そのタイミングに合わせて、薬液微粒子２７を放出してもよい。
In this embodiment, when a medicinal solution 11 is administered to the region 6 by operating a ventilator (not shown) side by side, the timing output from the ventilator is electrically acquired, and in accordance with the timing, The chemical fine particles 27 may be released.
また本実施形態のように薬液１１が肺といった部位６に投与される場合、間欠動作が必要である。一般的に間欠動作が必要な場合には、薬液投与量の管理は比較的難しい。しかしながら本実施形態は、薬液カートリッジ１０の薬液液面を液面水位センサ６３等により検出して投与量を管理する。そのため、薬液１１が予め指定した水位（又は投与量）に達した際に、自動的に薬液微粒子２７の放出（薬液１１の投与）を停止することも可能となり、薬液投与量の管理は比較的容易である。
Moreover, when the chemical | medical solution 11 is administered to the site | parts 6 like a lung like this embodiment, intermittent operation | movement is required. In general, when an intermittent operation is required, it is relatively difficult to manage the drug dose. However, in this embodiment, the chemical liquid level of the chemical cartridge 10 is detected by the liquid level sensor 63 and the dose is managed. Therefore, it is possible to automatically stop the release of the drug fine particles 27 (administration of the drug solution 11) when the drug solution 11 reaches the water level (or dose) specified in advance, and the management of the drug solution dose is relatively easy. Easy.
さらに本実施形態は、霧化チューブ３２を内視鏡６０の鉗子チャンネル６１に挿通でき、内視鏡６０と同様に霧化チューブ３２が可撓性を有する事から、投与部位のイメージング観察を行いながら、薬液投与が可能となる。つまり本実施形態は、目的部位に到達した様子を確認することができ、確認後に確実に薬液１１を投与することができる。
Furthermore, in this embodiment, since the atomization tube 32 can be inserted into the forceps channel 61 of the endoscope 60 and the atomization tube 32 is flexible like the endoscope 60, imaging observation of the administration site is performed. However, drug administration is possible. That is, in this embodiment, it is possible to confirm the state of arrival at the target site, and to reliably administer the drug solution 11 after confirmation.
内視鏡６０の鉗子チャンネル６１には、霧化チューブ３２のチューブ部が挿通され、液体投与装置１のその他の部分は内視鏡６０の鉗子チャンネル６１外に設置される。なお霧化チューブ３２は、内視鏡の操作ハンドル部に併設しても良いし、全く外部に固定されていても良い。
The tube portion of the atomizing tube 32 is inserted into the forceps channel 61 of the endoscope 60, and the other part of the liquid administration device 1 is installed outside the forceps channel 61 of the endoscope 60. The atomizing tube 32 may be provided in the operation handle portion of the endoscope or may be fixed to the outside at all.
なお本実施形態は、液体投与装置１を内視鏡６０の一部に組み込むことも可能である。例えば、図５Ｂに示すように鉗子チャンネル６１が霧化された薬液１１を搬送する帯電微粒子搬送管４における霧化チューブ３２を兼ねることも可能である。また液体投与装置１が、例えば図５Ｂに示すように配置されていても毛細管現象によってリザーバ室２０に薬液１１を供給することができる。
In the present embodiment, the liquid administration device 1 can be incorporated into a part of the endoscope 60. For example, as shown in FIG. 5B, the forceps channel 61 can also serve as the atomization tube 32 in the charged fine particle conveyance tube 4 that conveys the atomized chemical solution 11. Even if the liquid administration device 1 is arranged as shown in FIG. 5B, for example, the drug solution 11 can be supplied to the reservoir chamber 20 by capillary action.
次に図６、図７、図８を参照して本発明に係る第４の実施形態について説明する。
図６は、本実施形態における液体投与装置の概略図である。図７は、圧電素子の斜視図である。図８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。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投与装置１は、第１の実施形態における静電霧化に超音波振動を組合せることにより、第１の実施形態に比べてより微細な薬液微粒子２７を放出する。また本実施形態における薬液保持部２、帯電微粒子搬送管４、及び帯電微粒子搬送機構４ａは、前述した液体投与装置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。
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, and FIG.
FIG. 6 is a schematic view of a liquid administration device in the present embodiment. FIG. 7 is a perspective view of the piezoelectric element. FIG. 8 is a schematic view around the electrostatic atomizing needle when the chemical liquid is atomized in the present embodiment. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The liquid administration device 1 in this embodiment discharges finer drug fine particles 27 compared to the first embodiment by combining ultrasonic vibration with electrostatic atomization in the first embodiment. In addition, since the chemical liquid holding unit 2, the charged fine particle conveyance tube 4, and the charged fine particle conveyance mechanism 4a in the present embodiment have substantially the same configuration as the liquid administration device 1 described above, detailed description thereof will be omitted.
本実施形態では、前述した第１の実施形態の帯電微粒子生成部３における端面２８ｂと端面２８ｃの間に、ドーナツ形状の図示しない薄板の電気絶縁板、および超音波発生部である図７に示すようなドーナツ形状の圧電素子６４がさらに設けられている。電気絶縁板が端面２８ｂに接着し、圧電素子６４が端面２８ｃに接着する。霧化室３０は、支持部材２４、端面２８ｃ、圧電素子６４、電気絶縁板、端面２８ｂを介してリザーバ室２０を保持する。なお圧電素子６４の中央の開口部６５には、薬液供給針２１が間隔を有して挿通される。
In the present embodiment, a thin doughnut-shaped electric insulating plate (not shown) and an ultrasonic wave generation unit between the end surface 28b and the end surface 28c in the charged particle generation unit 3 of the first embodiment described above are shown in FIG. Such a doughnut-shaped piezoelectric element 64 is further provided. The electrical insulating plate is bonded to the end surface 28b, and the piezoelectric element 64 is bonded to the end surface 28c. The atomization chamber 30 holds the reservoir chamber 20 via the support member 24, the end surface 28c, the piezoelectric element 64, the electrical insulating plate, and the end surface 28b. Note that the chemical solution supply needle 21 is inserted through the opening 65 in the center of the piezoelectric element 64 with an interval.
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。
The piezoelectric element 64 and the reservoir chamber 20 are electrically insulated by an electric insulating plate (not shown). Therefore, the DC high voltage applied to the reservoir chamber 20 by the power source 19a to perform electrostatic atomization and the AC voltage applied to the piezoelectric element 64 by the piezoelectric element drive power source 19d to perform ultrasonic vibration are completely It is separated.
図７に示される圧電素子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。また、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、霧化方向に超音波振動する。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。圧電素子６４は、リザーバ室２０やホルダー部材１６と接合した後、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。
The piezoelectric element 64 shown in FIG. 7 is polarized in the thickness direction (atomization direction), and silver or nickel electrodes are formed on both end faces. The piezoelectric element 64 is connected to the piezoelectric element driving power source 19d, and an AC voltage is applied from the piezoelectric element driving power source 19d. Thereby, the piezoelectric element 64 vibrates ultrasonically in the atomization direction. As a material of the piezoelectric element 64, for example, lead zirconate titanate (PZT) can be used. After the piezoelectric element 64 is joined to the reservoir chamber 20 and the holder member 16, a moisture-proof film such as parylene coat or silicon coat is formed on the surface of the piezoelectric element 64 exposed to air.
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、前述した第１の実施形態と同様に空間２５が設けられている。この空間２５は、第１の実施形態と同様にリザーバ室２０の端面２８ｄと霧化室３０の内面３０ａとの間にも設けられている。第１の実施形態と同様に霧化室３０と送風室４０は、これら空間２５を介して連通している。
A space 25 is provided between the side surface 72 of the piezoelectric element 64 and the inner surface 30a of the atomization chamber 30 as in the first embodiment. This space 25 is also provided between the end surface 28d of the reservoir chamber 20 and the inner surface 30a of the atomization chamber 30 as in the first embodiment. As in the first embodiment, the atomization chamber 30 and the blower chamber 40 communicate with each other through these spaces 25.
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静電霧化針２２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。
Next, an operation method according to this embodiment will be described.
Since the operation until the chemical liquid cartridge 10 is held by the holder member 16 and the chemical liquid 11 is supplied to the electrostatic atomizing needle 22 by capillary action is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
上述した第１の実施形態と同様に静電霧化針２２、リザーバ室２０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。これにより薬液１１は帯電する。また図８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。尖端部２６は、さらに霧化方向に伸びる。
As in the first embodiment described above, a direct current high voltage (for example, about 1 kV to about 10 kV) is applied to the electrostatic atomizing needle 22 and the reservoir chamber 20 by the power source 19a. As a result, the chemical solution 11 is charged. Further, as shown in FIG. 8, a sharp pointed portion 26 is generated in a part of the surface of the chemical solution 11 in the atomizing opening 23. The pointed portion 26 further extends in the atomization direction.
この後、圧電素子６４には、圧電素子駆動電源１９ｄにより交流電圧が印加される。圧電素子６４は、リザーバ室２０を超音波振動し、また、リザーバ室２０を介して静電霧化針２２を超音波振動する。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、尖端部２６に伝播する。これにより薬液１１は、霧化室３０内の空気中に約数μｍの粒径を有する帯電した霧化状の薬液微粒子２７として霧化開口部２３から霧化方向に吐出される。
Thereafter, an AC voltage is applied to the piezoelectric element 64 by the piezoelectric element driving power source 19d. The piezoelectric element 64 ultrasonically vibrates the reservoir chamber 20 and ultrasonically vibrates the electrostatic atomizing needle 22 via the reservoir chamber 20. This ultrasonic vibration propagates to the reservoir chamber 20 and the chemical solution 11 in the electrostatic atomizing needle 22 and the tip portion 26. Thereby, the chemical liquid 11 is discharged in the atomization direction from the atomization opening 23 as charged atomized chemical liquid fine particles 27 having a particle diameter of about several μm in the air in the atomization chamber 30.
なおこの後、霧化開口部２３から吐出された薬液微粒子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。
In addition, after this, since the operation | movement until the chemical | medical solution fine particle 27 discharged from the atomization opening part 23 adsorb | sucks to the site | part 6 is the same as that of 1st Embodiment mentioned above, it abbreviate | omits.
このように本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に薬液微粒子２７を帯電させ、部位６をグランドとしているため、目的とする部位６以外に静電霧化及び超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７が付着することを防止することができる。また本実施形態は、霧化室３０内、霧化チューブ３２を薬液微粒子２７と同電位にしているために、薬液微粒子２７は、霧化室３０内、および霧化チューブ３２に対して反発する。よって本実施形態は、静電霧化及び超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７が液体投与装置１内（霧化室３０内、霧化チューブ３２内）に滞留することを防止している。静電霧化及び超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７は、ファン４１によって生じる空気の流れによって霧化チューブ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。よって薬液微粒子２７は、目的とする部位６以外には付着しないため、薬液１１の消費量が薬液微粒子２７の放出量と一致する。これにより、静電霧化及び超音波振動によって薬液微粒子２７を吐出しても薬液１１の無駄を防止することができる。
As described above, in this embodiment, since the chemical liquid fine particles 27 are charged and the part 6 is grounded as in the first embodiment described above, discharge is performed by electrostatic atomization and ultrasonic vibration in addition to the target part 6. It is possible to prevent the adhered chemical liquid particles 27 from adhering. Further, in the present embodiment, since the atomizing chamber 30 and the atomizing tube 32 are set to the same potential as the chemical liquid fine particles 27, the chemical liquid fine particles 27 repel the inside of the atomizing chamber 30 and the atomizing tube 32. . Therefore, this embodiment is preventing that the chemical | medical solution microparticles | fine-particles 27 discharged by electrostatic atomization and ultrasonic vibration retain in the liquid administration apparatus 1 (inside the atomization chamber 30 and the atomization tube 32). The chemical liquid fine particles 27 ejected by electrostatic atomization and ultrasonic vibration are guided by the atomizing tube 32 by the air flow generated by the fan 41 and discharged from the chemical liquid atomization discharge port 37 to the outside without waste. Therefore, since the chemical liquid fine particles 27 do not adhere to other than the target portion 6, the consumption amount of the chemical liquid 11 coincides with the released amount of the chemical liquid fine particles 27. Thereby, even if the chemical liquid particles 27 are ejected by electrostatic atomization and ultrasonic vibration, waste of the chemical liquid 11 can be prevented.
また第１の実施形態における薬液微粒子２７の粒径は、約数十μｍ以下であったが、本実施形態では、静電霧化に超音波振動を組み合わせて、薬液１１に超音波振動を付与する事により数μｍとより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、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。
The particle diameter of the chemical liquid fine particles 27 in the first embodiment is about several tens of μm or less, but in this embodiment, ultrasonic vibration is applied to the chemical liquid 11 by combining ultrasonic atomization with ultrasonic vibration. By doing so, the chemical liquid fine particles 27 having a finer particle diameter of several μm can be discharged. Thereby, this embodiment can administer the finer chemical liquid particles 27 to the site 6 located in the deep part of the living body, for example. For example, when the drug solution 11 is administered to a site 6 located in a living body such as the lung, in general, in order for the drug solution fine particles 27 to reach the terminal alveoli, the particle size of the drug solution fine particles 27 is about 1 μm to about 5 μm. There must be. In the present embodiment, since the drug solution fine particles 27 having a particle diameter of several μm can be discharged, the drug solution 11 can also be administered to the site 6 such as the terminal alveoli.
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、さらに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。また圧電素子６４に印加す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。
In the present embodiment, by setting the alternating voltage applied to the piezoelectric element 64 to a higher frequency, the chemical liquid fine particles 27 having a finer particle diameter can be discharged. Further, by matching the frequency of the alternating voltage applied to the piezoelectric element 64 with the frequency when the structure including the reservoir chamber 20 and the electrostatic atomizing needle 22 is resonated, the frequency is more efficiently (a large vibration with respect to the input power). (Displacement can be obtained) Ultrasonic vibration can be generated, and the formation of fine particles of the chemical solution 11 can be promoted.
次に図９、図１０、図１１を参照して本発明に係る第５の実施形態について説明する。
図９は、本実施形態における液体投与装置の概略図である。図１０は、微細開口部形成板の概略図である。図１１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、第４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。また本実施形態における薬液保持部２、帯電微粒子搬送管４、及び帯電微粒子搬送機構４ａは、前述した第４の実施形態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。
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 9, FIG. 10, and FIG.
FIG. 9 is a schematic view of a liquid administration device in the present embodiment. FIG. 10 is a schematic view of a fine opening forming plate. FIG. 11 is a schematic view of the periphery of the fine opening forming plate when the chemical is atomized in the present embodiment. The same parts as those in the first and fourth embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In addition, since the chemical liquid holding unit 2, the charged fine particle conveyance tube 4, and the charged fine particle conveyance mechanism 4a in this embodiment have substantially the same configuration as that of the above-described fourth embodiment, detailed description thereof is omitted.
図９に示されるように、本実施形態における液体投与装置１は、前述した第４の実施形態における液体投与装置の帯電微粒子生成部３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の板厚方向には、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。図１１に示されるように、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４の実施形態と同様に約数μｍの直径を有する薬液微粒子２７が超音波振動によって吐出される。霧化室３０に露出す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、微細開口部形成板６８には、静電霧化針２２と同様に、プラスの直流高電圧が印加される。
As shown in FIG. 9, the liquid administration device 1 according to the present embodiment includes an end face 28 a and an electrostatic mist provided on the end face 28 a in the charged particle generation unit 3 of the liquid administration device according to the fourth embodiment described above. A fine opening forming plate 68, which is a thin plate made of stainless steel, is joined instead of the chemical needle 22. The thickness of the fine opening forming plate 68 is about 100 μm. In the thickness direction of the fine opening forming plate 68, a plurality of openings 69 are provided by, for example, laser processing or fine electric discharge machining. As shown in FIG. 11, the opening 69 has a tapered shape from the reservoir chamber 20 side toward the atomization chamber 30 side. Therefore, the edge 71 of the opening 69 has an acute angle. The opening 69 is circular, for example, and the diameter of the opening 69 exposed to the atomization chamber 30 is as fine as several μm. Similar to the fourth embodiment, the chemical fine particles 27 having a diameter of about several μm are ejected from the opening 69 by ultrasonic vibration. A water repellent film is formed on the surface 70 of the fine opening forming plate 68 exposed to the atomizing chamber 30 on the atomizing chamber 30 side. The fine opening forming plate 68 is preferably joined to the reservoir chamber 20 by, for example, laser welding so as to be in direct contact with the chemical solution 11 in the reservoir chamber 20. This prevents fatigue failure due to ultrasonic vibration. When a positive DC high voltage is applied to the reservoir chamber 20 by the power source 19a, a positive DC high voltage is applied to the fine opening forming plate 68 in the same manner as the electrostatic atomizing needle 22.
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。
Next, an operation method according to this embodiment will be described.
Since the operation until the chemical liquid cartridge 10 is held by the holder member 16 and the chemical liquid 11 is supplied to the reservoir chamber 20 by capillary action is the same as in the first embodiment, a description thereof will be omitted.
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。よって薬液１１は、帯電する。
A direct current high voltage (for example, about 1 kV to about 10 kV) is applied to the reservoir chamber 20 and the minute opening forming plate 68 electrically connected to the reservoir chamber 20 by the power source 19a. Therefore, the chemical solution 11 is charged.
この後、圧電素子６４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６４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６４は、リザーバ室２０を介して微細開口部形成板６８を超音波振動する。また圧電素子６４は、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１１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、薬液１１を霧化することができる。これにより約数μｍの粒径を有する微細な薬液微粒子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。
Thereafter, an AC voltage is applied to the piezoelectric element 64 by the piezoelectric element driving power source 19d, and the piezoelectric element 64 ultrasonically vibrates in the reservoir chamber 20. This ultrasonic vibration propagates to the chemical solution 11 in the reservoir chamber 20. The piezoelectric element 64 ultrasonically vibrates the fine opening forming plate 68 through the reservoir chamber 20. The piezoelectric element 64 ultrasonically vibrates the air and the chemical liquid interface (meniscus) formed in the chemical liquid 11 in the opening 69 via the fine opening forming plate 68. When the meniscus is vibrated ultrasonically, capillary waves propagate from the periphery of the edge 71 to the meniscus surface as shown in FIG. Thereby, fine chemical liquid particles 27 having a particle diameter of about several μm are discharged from the opening 69 (edge 71). Since the capillary wave is large around the edge 71 of the opening 69, the chemical liquid particles 27 are discharged from the periphery of the edge 71 in a ring shape. Further, the shape of the discharged chemical liquid particles 27 changes depending on the shape of the opening 69. A positive DC high voltage is applied to the fine opening forming plate 68 by the power source 19 a through the reservoir chamber 20. Therefore, the discharged chemical liquid particles 27 are charged.
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。
Thereafter, the operation until the chemical liquid fine particles 27 are adsorbed to the part 6 is the same as that in the first embodiment described above, and is therefore omitted.
なお微細開口部形成板６８には、撥水性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。
Since the water repellent film is formed on the fine opening forming plate 68, the chemical solution 11 reliably forms a meniscus in the opening 69. Therefore, the chemical solution 11 is prevented from leaking from the opening 69 and adhering to the surface 70.
このように本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に薬液微粒子２７を帯電させ部位６をグランドとしているため、目的とする部位６以外に超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７が付着することを防止することができる。また本実施形態は、霧化室３０内、および霧化チューブ３２を薬液微粒子２７と同電位に印加しているため、薬液微粒子２７が、霧化室３０内、霧化チューブ３２に対して反発する。よって本実施形態は、超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７が液体投与装置１内（霧化室３０内、霧化チューブ３２内）に滞留することを防止している。超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７は、ファン４１によって生じる空気の流れによって霧化チューブ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。よって薬液微粒子２７は、目的とする部位６以外には付着しない。よって本実施形態では、薬液１１の消費量が薬液微粒子２７の放出量と一致する。これにより本実施形態は、超音波振動によって薬液微粒子２７を吐出しても薬液１１の無駄を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, since the chemical liquid particles 27 are charged and the portion 6 is grounded as in the first embodiment described above, the chemical liquid particles 27 ejected by ultrasonic vibration other than the target portion 6 are included. Adhesion can be prevented. Further, in the present embodiment, since the atomizing chamber 30 and the atomizing tube 32 are applied to the same potential as the chemical liquid fine particles 27, the chemical fine particles 27 repel the inside of the atomizing chamber 30 and the atomizing tube 32. To do. Therefore, the present embodiment prevents the chemical liquid particles 27 ejected by the ultrasonic vibration from staying in the liquid administration device 1 (in the atomization chamber 30 and in the atomization tube 32). The chemical liquid fine particles 27 ejected by the ultrasonic vibration are guided by the atomizing tube 32 by the air flow generated by the fan 41 and discharged from the chemical liquid atomizing discharge port 37 to the outside without waste. Therefore, the chemical liquid fine particles 27 do not adhere to areas other than the target portion 6. Therefore, in the present embodiment, the consumption amount of the chemical liquid 11 coincides with the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27. Thereby, this embodiment can prevent the waste of the chemical liquid 11 even if the chemical liquid fine particles 27 are ejected by ultrasonic vibration.
また本実施形態は、超音波振動によって前述した第１の実施形態における薬液微粒子２７に比べて微細な粒径を有する薬液微粒子２７を部位６に放出させることができる。これにより本実施形態は、第４の実施形態と同様により微細な薬液微粒子２７を例えば深部に位置する部位６に吸着させることができる。このように本実施形態は、超音波振動によって部位６に約数μｍの粒径を有する薬液微粒子２７を放出する場合でも、薬液１１の無駄を防止することができる。
Further, in the present embodiment, the chemical liquid particles 27 having a finer particle diameter than the chemical liquid particles 27 in the first embodiment described above can be released to the site 6 by ultrasonic vibration. Thereby, this embodiment can adsorb | suck the fine chemical | medical solution microparticles | fine-particles 27 to the site | part 6 located in a deep part more for example like 4th Embodiment. As described above, this embodiment can prevent waste of the chemical liquid 11 even when the chemical liquid fine particles 27 having a particle diameter of about several μm are discharged to the portion 6 by ultrasonic vibration.
また本実施形態は、キャピラリー波により、前述した第１の実施形態（静電霧化）に比べて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。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、電源１９ａから直流高電圧が印加される。よって本実施形態は、薬液微粒子２７を帯電させる事ができ、生体にのみ、局所的に薬液を投与する事ができる。
Moreover, this embodiment can generate the chemical | medical solution microparticles | fine-particles 27 with a small particle diameter easily with the capillary wave compared with 1st Embodiment (electrostatic atomization) mentioned above. A DC high voltage is applied from the power source 19 a to the fine opening forming plate 68 that is electrically connected to the reservoir chamber 20. Therefore, in the present embodiment, the drug solution fine particles 27 can be charged, and the drug solution can be locally administered only to the living body.
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、霧化量を調整する事ができる。
In the present embodiment, the amount of atomization can be adjusted by increasing or decreasing the number of openings 69.
本実施形態は、圧電素子６４に印加す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。また圧電素子６４に印加する交流電圧の周波数を、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、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。
In the present embodiment, finer chemical liquid particles 27 can be discharged by setting the AC voltage applied to the piezoelectric element 64 to a higher frequency. Further, by matching the frequency of the AC voltage applied to the piezoelectric element 64 with the frequency at which the structure including the reservoir chamber 20 and the fine opening forming plate 68 is resonated, it is more efficient (large vibration relative to input power). (Displacement can be obtained) Ultrasonic vibration can be generated, and the formation of fine particles of the chemical solution 11 can be promoted.
次に図１２、図１３を参照して本発明に係る第６の実施形態について説明する。
図１２は、本実施形態における微細開口部形成板の概略図である。図１３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先端部付近の概略図である。前述した第５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投与装置１は、第５の実施形態と同様に超音波振動によって、第１の実施形態に比べてより微細な薬液微粒子２７を第５の実施形態に比べて安定的に且つ多量に放出する。また本実施形態における薬液保持部２、帯電微粒子搬送管４、及び帯電微粒子搬送機構４ａは、前述した第５の実施形態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。
Next, a sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 12 is a schematic view of a fine opening forming plate in the present embodiment. FIG. 13 is a schematic view of the vicinity of the tip of the fine opening forming plate when the chemical is atomized in the present embodiment. The same parts as those in the fifth embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The liquid administration device 1 according to the present embodiment is capable of producing finer liquid chemical particles 27 more stably than the fifth embodiment by ultrasonic vibration as in the fifth embodiment, compared to the fifth embodiment. Release in large quantities. In addition, since the chemical liquid holding unit 2, the charged fine particle conveyance tube 4, and the charged fine particle conveyance mechanism 4a in the present embodiment have substantially the same configuration as that of the fifth embodiment described above, detailed description thereof will be omitted.
本実施形態における液体投与装置１は、前述した第５の実施形態における液体投与装置の帯電微粒子生成部３において、微細開口部形成板６８の代わりにステンレス製の薄板である異形開口部形成板７４を接合している。異形開口部形成板７４の霧化室３０に露出する面には、撥水性の膜が形成される。図１２、図１３に示されるように異形開口部形成板７４には、中心部に対して鋭角である複数の先鋭部７５を有する異形開口部７６が形成されている。先鋭部７５は、異形開口部７６において、気液界面の周縁から内側に向かって延びている。先鋭部７５には、圧電素子６４によって超音波振動される薬液１１が接触する。その際、先鋭部７５、異形開口部７６は、薬液１１の気液界面の形状を規定する。異形開口部７６は、例えばレーザ加工やエッチング加工によって異形開口部形成板７４の中心部に形成されている。この異形開口部７６から、第５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が超音波振動によって吐出される。この異形開口部７６の中心部を異形開口中心部７７とする。
The liquid administration device 1 according to this embodiment is a deformed opening formation plate 74 that is a thin plate made of stainless steel instead of the fine opening formation plate 68 in the charged particle generation unit 3 of the liquid administration device according to the fifth embodiment described above. Are joined. A water repellent film is formed on the surface of the modified opening forming plate 74 exposed to the atomization chamber 30. As shown in FIGS. 12 and 13, the deformed opening forming plate 74 is formed with a deformed opening 76 having a plurality of sharpened portions 75 having an acute angle with respect to the center. The sharpened portion 75 extends inward from the peripheral edge of the gas-liquid interface at the deformed opening 76. The sharpened portion 75 is in contact with the chemical solution 11 that is ultrasonically vibrated by the piezoelectric element 64. At that time, the sharpened portion 75 and the deformed opening 76 define the shape of the gas-liquid interface of the chemical solution 11. The deformed opening 76 is formed at the center of the deformed opening forming plate 74 by, for example, laser processing or etching. The liquid chemical particles 27 having a particle diameter of about several μm are ejected from the irregularly shaped opening 76 by ultrasonic vibration as in the fifth embodiment. The central part of the irregularly shaped opening 76 is referred to as an irregularly shaped opening central part 77.
次に本実施形態における動作方法について説明する。
本実施形態では、薬液微粒子２７が異形開口部形成板７４から吐出される際の動作のみが前述した第５の実施形態と異なるために、この箇所のみ説明する。
Next, an operation method according to this embodiment will be described.
In the present embodiment, only the operation when the chemical liquid fine particles 27 are discharged from the deformed opening forming plate 74 is different from that of the fifth embodiment described above, and only this portion will be described.
第５の実施形態と同様に圧電素子６４が、リザーバ室２０を超音波振動させる。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６４は、リザーバ室２０を介して異形開口部形成板７４を超音波振動させる。また圧電素子６４は、異形開口部形成板７４を介して異形開口部７６の薬液１１に形成される空気と薬液界面（メニスカス）を超音波振動させる。メニスカスが超音波振動されると、キャピラリー波がメニスカス表面に伝播する。薬液１１は、図１３に示されるように先鋭部７５によって薬液微粒子２７として霧化される。先鋭部７５は、前述した第５の実施形態に比べて薬液１１に伝播する超音波振動の波長よりも十分に小さな鋭角を有することができる。これにより約数μｍの粒径を有する薬液微粒子２７が異形開口部７６から安定的に吐出される。
Similar to the fifth embodiment, the piezoelectric element 64 ultrasonically vibrates the reservoir chamber 20. This ultrasonic vibration propagates to the chemical solution 11 in the reservoir chamber 20. The piezoelectric element 64 ultrasonically vibrates the deformed opening forming plate 74 through the reservoir chamber 20. In addition, the piezoelectric element 64 ultrasonically vibrates the air and the chemical liquid interface (meniscus) formed in the chemical liquid 11 of the modified opening 76 via the modified opening forming plate 74. When the meniscus is vibrated ultrasonically, capillary waves propagate to the meniscus surface. As shown in FIG. 13, the chemical liquid 11 is atomized as chemical liquid fine particles 27 by the sharpened portion 75. The sharpened portion 75 can have an acute angle that is sufficiently smaller than the wavelength of the ultrasonic vibration propagating to the chemical solution 11 as compared with the fifth embodiment described above. Thereby, the chemical liquid fine particles 27 having a particle diameter of about several μm are stably discharged from the irregularly shaped opening 76.
なおキャピラリー波を効率よく伝播する部位は、先鋭部７５に集中する。そのため先鋭部７５は、約数μｍの粒径を有する薬液微粒子２７を勢い良く吐出する。なお先鋭部７５は、例えば前述した第５の実施形態における薬液１１に伝播する超音波振動の波長よりも十分に小さな鋭角を有することにより、第５の実施形態に比べて薬液１１の霧化をより安定化させる。よって約数μｍの粒径を有する薬液微粒子２７は、超音波振動によって異形開口部形成板７４の中心部に形成される異形開口部７６から安定的に吐出される。なお第５の実施形態と同様に吐出される薬液微粒子２７は、帯電している。
In addition, the site | part which propagates a capillary wave efficiently concentrates on the sharp part 75. FIG. Therefore, the sharpened portion 75 ejects the chemical liquid fine particles 27 having a particle diameter of about several μm vigorously. The sharpened portion 75 has an acute angle sufficiently smaller than the wavelength of the ultrasonic vibration propagating to the chemical solution 11 in the fifth embodiment described above, for example, so that the chemical solution 11 is atomized compared to the fifth embodiment. Stabilize more. Therefore, the chemical fine particles 27 having a particle size of about several μm are stably discharged from the deformed opening 76 formed at the center of the deformed opening forming plate 74 by ultrasonic vibration. The liquid chemical particles 27 discharged are charged in the same manner as in the fifth embodiment.
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。
Thereafter, the operation until the chemical liquid fine particles 27 are adsorbed to the part 6 is the same as that in the first embodiment described above, and is therefore omitted.
このように本実施形態は、前述した第５の実施形態と同様に薬液微粒子２７を帯電させ、部位６をグランドとしているため、目的とする部位６以外に超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７が付着することを防止することができる。また本実施形態は、霧化室３０内、霧化チューブ３２を薬液微粒子２７と同極に印加しているため、薬液微粒子２７は、霧化室３０内、および霧化チューブ３２に対して反発する。よって本実施形態は、超音波振動のみによって吐出された薬液微粒子２７が液体投与装置１内（霧化室３０内、霧化チューブ３２内）に滞留することを防止している。薬液微粒子２７は、ファン４１によって生じる空気の流れによって霧化チューブ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。よって薬液微粒子２７は、目的とする部位６以外には付着しない。よって本実施形態では、薬液１１の消費量が薬液微粒子２７の放出量と一致する。これにより本実施形態は、超音波振動によって薬液微粒子２７を吐出しても薬液１１の無駄を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, since the chemical liquid particles 27 are charged and the part 6 is grounded as in the fifth embodiment, the chemical liquid particles 27 ejected by ultrasonic vibration other than the target part 6 are used. Can be prevented from adhering. In this embodiment, since the atomization chamber 30 and the atomization tube 32 are applied to the same polarity as the chemical liquid fine particles 27, the chemical liquid fine particles 27 are repelled in the atomization chamber 30 and the atomization tube 32. To do. Therefore, in the present embodiment, the chemical liquid fine particles 27 ejected only by ultrasonic vibration are prevented from staying in the liquid administration device 1 (in the atomization chamber 30 and in the atomization tube 32). The chemical liquid fine particles 27 are guided by the atomizing tube 32 by the air flow generated by the fan 41 and discharged from the chemical liquid atomizing discharge port 37 without waste. Therefore, the chemical liquid fine particles 27 do not adhere to areas other than the target portion 6. Therefore, in the present embodiment, the consumption amount of the chemical liquid 11 coincides with the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27. Thereby, this embodiment can prevent the waste of the chemical liquid 11 even if the chemical liquid fine particles 27 are ejected by ultrasonic vibration.
また本実施形態は、先鋭部７５によって薬液１１の霧化を安定化させることができ、約数μｍの粒径を有する微細な薬液微粒子２７を前述した第５の実施形態に比べて安定的に放出することができる。
Further, according to the present embodiment, the atomization of the chemical solution 11 can be stabilized by the sharpened portion 75, and the fine chemical solution fine particles 27 having a particle diameter of about several μm are more stably compared with the fifth embodiment described above. Can be released.
また第５の実施形態では、開口部６９の目詰まりを防止するために開口部６９を大きく形成すると霧化量が減少してしまうことが考えられるが、本実施形態では、異形開口中心部７７を開口部６９よりも大きく形成したとしても、十分な霧化量を確保することができる。
In the fifth embodiment, it is conceivable that the amount of atomization decreases if the opening 69 is formed large in order to prevent the opening 69 from being clogged. In this embodiment, however, the deformed opening center 77 is formed. Even if it is formed larger than the opening 69, a sufficient amount of atomization can be ensured.
なお本実施形態の変形例として、先鋭部７５の数を増減させることにより、薬液微粒子２７の吐出量を調整する事ができる。
As a modification of the present embodiment, the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27 can be adjusted by increasing or decreasing the number of sharpened portions 75.
図１４は、本実施形態における微細開口部形成板の変形例を示す概略図である。例えば図１４に示すように異形開口部形成板７４には、複数の小さい異形開口部７６が形成されている。このように本変形例の異形開口部７６の大きさが、図１２に示す異形開口部７６の大きさに比べて小さくなっても、本変形例は、複数の先鋭部７５を有することで、安定した約数μｍの粒径を有する薬液微粒子２７を超音波振動によって吐出させることができる。また本変形例は、複数の異形開口部７６を異形開口部形成板７４の全面に設ける事により、例えば第６の実施形態に比べて広い面積から大量の薬液微粒子２７を吐出できる。これにより薬液微粒子２７の吐出量は、例えば第６の実施形態に比べて増加する。本変形例は、薬液１１を短時間に部位６に投与したい場合や、局所に集中して多量に投与したい場合などに有効である。
FIG. 14 is a schematic view showing a modification of the fine opening forming plate in the present embodiment. For example, as shown in FIG. 14, a plurality of small deformed openings 76 are formed in the deformed opening forming plate 74. Thus, even if the size of the deformed opening 76 of the present modification is smaller than the size of the deformed opening 76 shown in FIG. 12, the present modified example has a plurality of sharpened portions 75. Chemical liquid fine particles 27 having a stable particle diameter of about several μm can be ejected by ultrasonic vibration. Further, in this modification, by providing a plurality of deformed openings 76 on the entire surface of the deformed opening forming plate 74, a large amount of the chemical liquid particles 27 can be discharged from a larger area than that of the sixth embodiment, for example. Thereby, the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27 is increased as compared with, for example, the sixth embodiment. This modification is effective when it is desired to administer the medicinal solution 11 to the site 6 in a short time or when it is desired to concentrate and administer a large amount locally.
次に図１５を参照して本発明に係る第７の実施形態について説明する。
図１５は、本実施形態における液体投与装置の概略図である。前述した第５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投与装置１は、前述した第５の実施形態と同様に超音波振動によって、第１の実施形態に比べてより微細な薬液微粒子２７を第６の実施形態に比べてより増加させて放出する。また本実施形態における液体投与装置１の薬液保持部２、帯電微粒子搬送管４、及び帯電微粒子搬送機構４ａは、前述した第５の実施形態における液体投与装置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。
Next, a seventh embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 15 is a schematic view of a liquid administration device in the present embodiment. The same parts as those in the fifth embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the liquid administration device 1 in the present embodiment, the finer liquid particle 27 is more finer than that in the sixth embodiment by ultrasonic vibration as in the fifth embodiment described above, compared with the sixth embodiment. Let it release. In addition, since the drug solution holding unit 2, the charged fine particle conveyance tube 4, and the charged fine particle conveyance mechanism 4a of the liquid administration device 1 in the present embodiment have substantially the same configuration as the liquid administration device 1 in the fifth embodiment described above. Detailed description is omitted.
本実施形態における液体投与装置１には、前述した第５の実施形態における液体投与装置１の帯電微粒子生成部３において、圧電素子６４の代わりに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。
そのため薬液保持部２における薬液供給針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を介してリザーバ室２０を霧化方向中心軸に沿って霧化室３０に保持されている。
The liquid administration device 1 according to the present embodiment includes a Langevin type ultrasonic transducer 78 that generates ultrasonic waves instead of the piezoelectric elements 64 in the charged fine particle generation unit 3 of the liquid administration device 1 according to the fifth embodiment described above. Is provided. The Langevin type ultrasonic transducer 78 is joined to the end face 28b via an electric insulating member (not shown), and is positioned in front of the fan 41 in the blowing direction.
Therefore, the chemical liquid supply needle 21 in the chemical liquid holding unit 2 is provided on the end surface 28d of the reservoir chamber 20, and the reservoir chamber 20 atomizes the reservoir chamber 20 along the central axis in the atomization direction via the chemical liquid supply needle 21. It is held in the chamber 30.
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の一面と固定している。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と固定している。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、又はチタン合金が好適である。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４の実施形態における圧電素子６４と同様である。圧電素子８１は、霧化方向に分極されているドーナツ形状であり、圧電素子６４と同形状である。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有り、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。
The Langevin type ultrasonic transducer 78 is provided with a resonator 80a, a resonator 80b, and a piezoelectric element 81. One end of one surface of the resonator 80 a is exposed inside the reservoir chamber 20 and is in direct contact with the chemical solution 11. The resonator 80a is provided with a step step portion 82 that expands the vibration displacement. An end surface 83 of the step step portion 82 is provided with an ultrasonic emission surface 84 for irradiating the chemical solution 11 in the reservoir chamber 20 with ultrasonic waves when a piezoelectric element 81 described later performs ultrasonic vibration in the atomization direction. ing. The resonator 80a is fixed to one surface of the piezoelectric element 81 described later on the other surface of the resonator 80a (a surface not exposed to the inside of the reservoir chamber 20). The piezoelectric element 81 is fixed to the resonator 80b on the other surface of the piezoelectric element 81 (a surface not in contact with the resonator 80a). The resonator 80 b is located in front of the fan 41. The resonator 80b has a donut shape like a piezoelectric element 81 to be described later, and is preferably made of stainless steel or titanium alloy that is resistant to fatigue failure due to ultrasonic vibration. The resonators 80a and 80b are respectively connected to the resonator driving power source 19e. An AC voltage is applied to the resonators 80a and 80b by the resonator driving power source 19e. The resonators 80a and 80b to which the AC voltage is applied expands the vibration displacement of the piezoelectric element 81 by the step difference portion 82 when the piezoelectric element 81 is ultrasonically vibrated in the atomization direction as will be described later. The enlargement ratio is determined by the shape of the step difference portion 82 such as the step ratio of the step difference portion 82 and the axial length of the step difference portion 82. As described above, the piezoelectric element 81 is sandwiched between the resonators 80a and 80b at both end faces. The resonators 80a and 80b and the piezoelectric element 81 are fixed by, for example, an adhesive and are screwed together by bolts penetrating the inside. The piezoelectric element 81 is the same as the piezoelectric element 64 in the fourth embodiment described above. The piezoelectric element 81 has a donut shape that is polarized in the atomization direction, and has the same shape as the piezoelectric element 64. Silver or nickel electrodes are formed on both end faces of the piezoelectric element 81. When an AC voltage is applied to the piezoelectric element 81 by the piezoelectric element driving power source 19d, the piezoelectric element 81 performs ultrasonic vibration in the atomization direction. This ultrasonic wave is propagated from the ultrasonic wave emitting surface 84 to the chemical solution 11 in the reservoir chamber 20 as described above. For example, lead zirconate titanate (PZT) can be used as the material of the piezoelectric element 81. The piezoelectric element 81 may be used in a two-sheet configuration, and at this time, the piezoelectric elements 81 are arranged so that the polarization directions of the piezoelectric elements 81 are opposed to each other. In many cases, the electrodes facing the piezoelectric element 81 are used as plus, and the electrodes contacting the resonators 80a and 80b located at both end faces are used as minus.
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。
After the Langevin type ultrasonic transducer 78 is joined to the end face 28b via an electric insulating member (not shown), a moisture-proof film such as parylene coat or silicon coat is formed on the surface of the piezoelectric element 81 exposed to air. Is done.
次に本実施形態における動作方法について説明する。
本実施形態では、薬液微粒子２７が開口部６９から吐出される際の動作のみが前述した第５の実施形態と異なるために、この箇所のみ説明する。
Next, an operation method according to this embodiment will be described.
In the present embodiment, only the operation when the chemical liquid fine particles 27 are discharged from the opening 69 is different from that in the fifth embodiment described above, and only this portion will be described.
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５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５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５の実施形態より薬液微粒子２７の吐出量が増加する。
As described above, the magnification ratio of the ultrasonic vibration in the present embodiment is set by the shape dimension such as the step difference ratio of the step difference portion 82 and the axial length of the step difference portion 82. Therefore, the Langevin type ultrasonic transducer 78 performs ultrasonic vibration having a larger vibration displacement than the above-described fifth embodiment by the piezoelectric element 81 with respect to the chemical solution 11 in the reservoir chamber 20. As a result, a stronger capillary wave is generated in the meniscus of the opening 69 than in the fifth embodiment described above, and the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27 is increased as compared with the fifth embodiment described above.
このように本実施形態は、前述した第５の実施形態と同様に薬液微粒子２７を帯電させ部位６をグランドとしているため、目的とする部位６以外に超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７が付着することを防止することができる。また本実施形態は、霧化室３０内、および霧化チューブ３２を薬液微粒子２７と同極に印加させているために、薬液微粒子２７は、霧化室３０内、および霧化チューブ３２に対して反発する。よって本実施形態は、超音波振動によって吐出された薬液微粒子２７が液体投与装置１内（霧化室３０内、霧化チューブ３２内）に滞留することを防止している。薬液微粒子２７は、ファン４１によって生じる空気の流れによって霧化チューブ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。よって薬液微粒子２７は、目的とする部位６以外には付着しない。よって本実施形態では、薬液１１の消費量が薬液微粒子２７の放出量と一致する。これにより本実施形態は、超音波振動によって薬液微粒子２７を吐出しても薬液１１の無駄を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, since the chemical liquid particles 27 are charged and the portion 6 is grounded as in the fifth embodiment described above, the chemical liquid particles 27 ejected by ultrasonic vibration other than the target portion 6 are included. Adhesion can be prevented. In the present embodiment, since the atomizing chamber 30 and the atomizing tube 32 are applied to the same polarity as the chemical liquid fine particles 27, the chemical liquid fine particles 27 are applied to the atomizing chamber 30 and the atomizing tube 32. Rebound. Therefore, the present embodiment prevents the chemical liquid particles 27 ejected by the ultrasonic vibration from staying in the liquid administration device 1 (in the atomization chamber 30 and in the atomization tube 32). The chemical liquid fine particles 27 are guided by the atomizing tube 32 by the air flow generated by the fan 41 and discharged from the chemical liquid atomizing discharge port 37 without waste. Therefore, the chemical liquid fine particles 27 do not adhere to areas other than the target portion 6. Therefore, in the present embodiment, the consumption amount of the chemical liquid 11 coincides with the discharge amount of the chemical liquid fine particles 27. Thereby, this embodiment can prevent the waste of the chemical liquid 11 even if the chemical liquid fine particles 27 are ejected by ultrasonic vibration.
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５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５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５の実施形態と同様に前述した第１の実施形態に比べて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。このような場合でも本実施形態は、超音波振動によって薬液微粒子２７を吐出しても薬液１１の無駄を防止することができる。
Further, in this embodiment, since the magnification rate of the ultrasonic vibration can be set by the shape of the step difference portion 82, ultrasonic vibration having a larger vibration displacement than that of the fifth embodiment described above can be performed. Thereby, since this embodiment can increase the discharge amount of the chemical | medical solution fine particle 27 from 5th Embodiment mentioned above, it can administer a lot of chemical | medical solutions 11 with respect to the site | part 6 in a short time. In addition, since the present embodiment can easily generate the chemical fine particles 27 having a smaller particle size compared to the first embodiment described above, similarly to the fifth embodiment described above, only locally on the living body. A chemical solution can be administered. Even in such a case, the present embodiment can prevent waste of the chemical liquid 11 even if the chemical liquid fine particles 27 are ejected by ultrasonic vibration.
