CN108472451B - 投加装置的设计系统、投加系统、投加装置的设计方法、投加装置的设计程序及医疗装置的设计系统 - Google Patents

Abstract

在计算以高能量物质为动力源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置的设计规格的系统中，确定成为设计规格的计算的对象的对象投加装置，取得物质信息，所述物质信息与在该对象投加装置中被投加的既定的投加目的物质关联，取得区域信息，所述区域信息与被投加既定的投加目的物质的既定的对象区域关联，取得分布信息，所述分布信息与在被投加了既定的投加目的物质时在既定的对象区域中设想会形成的该既定的投加目的物质的分布状态关联。并且，基于这些取得的各种信息，计算与对象投加装置的结构关联的设计规格信息，所述设计规格信息包含能量信息，所述能量信息与在既定的投加目的物质的投加中使用的高能量物质关联。由此，计算与投加装置的结构关联的设计规格信息，实现投加装置的方便性的提高。

Description

投加装置的设计系统、投加系统、投加装置的设计方法、投加 装置的设计程序及医疗装置的设计系统

技术领域

本发明涉及计算投加装置的设计规格的系统，所述投加装置以高能量物质为动力源将药液等投加目的物质向对象区域投加。

背景技术

作为向生物体等对象区域投加药液的装置，可以例示出注射器，而近年来，从处置的容易度或卫生方面等出发，进行了不具有注射针的无针注射器的开发。通常，在无针注射器中，将由压缩气体或弹簧等驱动源加压的药液朝向对象区域射出、利用该药液具有的动能向对象区域的内部投加药液的结构已被实用化；此外，作为其他的驱动源，研究了火药燃烧的利用。这样，在无针注射器中，不存在对于对象区域的内部直接接触的机械性的结构（例如，注射针），所以使用者的方便性较高。另一方面，因为不存在那样的机械性的结构，所以将药液投加到对象区域内的希望的部位并不能说一定容易。

这里，在专利文献1中，公开了一种借助无针注射器将药液向生物体的皮肤构造体的希望的深度送入的技术。具体而言，关于用于注射液的射出的加压，为了使注射对象区域形成贯通路，实施进行第1加压模式和第2加压模式的加压控制，在所述第1加压模式中，在使压力上升到第1峰值压力后，使向该注射液的压力下降到待机压力，在所述第2加压模式中，对处于待机压力的注射液进行加压，使向该注射液的压力上升到第2峰值压力，进行既定的注射量的注射。通过进行这样的加压控制，控制对象区域内的注射液的动态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－61269号公报。

发明内容

发明要解决的问题

到目前为止，在以无针注射器为代表的各种各样的投加装置中，作为用于其投加的驱动源而利用弹簧、压缩气体、火药等。这里，本申请的发明人着眼于作为驱动源的含有火药或炸药的高能量物质。高能量物质由于借助燃烧而生成的能量极大，所以能够借助少量的高能量物质进行对于比较多的投加目的物质的加压，可以期待使作为投加装置的投加能力提高。另一方面，在将投加目的物质向对象区域投加的情况下，希望向期待该物质的效力等的特定的部位准确地投加。

在上述专利文献1所公开的技术中，通过将由火药燃烧向注射液附加的压力分为两个加压模式进行控制，实现了适当的注射液的射出。但是，由于被注射的注射液的量或对象区域中的关于注射液的分布或扩散的条件不一定为一定，所以仅通过该技术，并不一定能使注射液到达希望的部位。此外，作为投加装置，不仅是包括无针注射器的注射器，还有导管等各种各样的装置，对应于各装置，对于对象区域的物质的投加的形态不同。因此，专利文献1中公开的技术对于无针注射器以外的投加装置不一定能够适当地适用。

所以，本发明鉴于上述的问题，目的是提供以下的技术：在以高能量物质为驱动源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置中，计算包含与该高能量物质关联的能量信息的与投加装置的结构相关联的设计规格信息，实现投加装置的方便性的提高。

用来解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明采用了以下的结构：基于与被投加的物质关联的信息、与对象区域关联的信息、和与在对象区域中设想的投加目的物质的分布关联的信息，来计算与投加装置的结构有关的设计规格信息。由此，使用者能够容易地获得作为在投加装置中使用的驱动源的高能量物质的规格、关于与投加目的物质的投加关联的投加装置的结构的规格，所以能够适当地提高投加装置的方便性。

具体而言，本发明是一种计算以高能量物质为动力源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置的设计规格的系统，具备：装置确定部，将成为前述设计规格的计算的对象的前述投加装置确定为对象投加装置；第1取得部，取得物质信息，前述物质信息与在前述对象投加装置中投加的既定的投加目的物质关联；第2取得部，取得区域信息，前述区域信息与被投加前述既定的投加目的物质的既定的对象区域关联；第3取得部，取得分布信息，前述分布信息与在由前述对象投加装置投加了前述既定的投加目的物质时在前述既定的对象区域中设想会形成的该既定的投加目的物质的分布状态关联；以及计算部，基于由前述第1取得部取得的前述物质信息、由前述第2取得部取得的前述区域信息和由前述第3取得部取得的前述分布信息，计算与前述对象投加装置的结构关联的设计规格信息，前述设计规格信息包含能量信息，前述能量信息与在前述既定的投加目的物质的投加中使用的前述高能量物质关联。

有关本发明的投加装置的设计系统中，计算部计算与为了将在投加装置中以高能量物质为动力源将投加目的物质向对象区域投加所需要的投加装置的结构关联的设计规格信息。另外，所谓高能量物质是包含火药及炸药的物质。并且，在该计算时，利用物质信息、区域信息和分布信息。这些信息是与以高能量物质为驱动源驱动了投加装置时使用者用投加装置希望实现的希望的动作相关联的信息。即，物质信息是与使用者希望投加的既定的投加目的物质相关联的信息，例如可以例示该物质的投加量等。此外，区域信息是与被投加投加目的物质的对象区域相关联的信息，例如可以例示：在将该物质向生物体投加的情况下其投加地方是生物体的哪个内脏、或对象区域的硬度（投加目的物质的进入难度）、对象区域是生物体的情况下的该生物体的个人的身体信息（年龄、体重、人种等）。

此外，分布信息也可以是包括与前述对象区域中的前述投加目的物质的投加深度关联的信息和与该投加目的物质的扩散度关联的信息的至少一方的信息。所谓与投加深度关联的信息是表示使用者希望的对象区域中的、投加目的物质从对象区域的表层沿垂直方向进入的程度的信息（即，距对象区域的表层的深度）。此外，所谓与投加目的物质的扩散度关联的信息是关于使用者希望的对象区域中的投加目的物质的扩散的信息。

此外，设计规格信息至少包含与作为驱动源的高能量物质关联的能量信息，进而也可以包含关于与投加目的物质的投加关联的投加装置的结构的信息，例如关于在投加装置中高能量物质燃烧的空间（室）的构造或大小的信息、关于用来将借助高能量物质的燃烧生成的能量传递给投加目的物质的构造物（例如，活塞等）的构造或大小的信息、关于用来将投加目的物质向对象区域投加的构造物（例如，喷嘴等）的构造或大小的信息。

这里，在利用高能量物质的燃烧能量作为投加装置的动力源的情况下，作为高能量物质，例如也可以是含有锆和高氯酸钾的火药、含有氢化钛和高氯酸钾的火药、含有钛和高氯酸钾的火药、含有铝和高氯酸钾的火药、含有铝和氧化铋的火药、含有铝和氧化钼的火药、含有铝和氧化铜的火药、含有铝和氧化铁的火药中的某一种火药、或由它们中的多个的组合构成的火药。作为这些高能量物质的特征，即使其燃烧生成物在高温状态下是气体，在常温下却不包含气体成分，所以在点火后燃烧生成物立即进行冷凝，结果，在用于向对象区域的投加的情况下，能够进行向对象区域的更浅的部位的有效率的投加。并且，关于在这样的投加装置中能够使用的高能量物质的种类或其装填量等的信息、即关于用来实现作为投加装置中的动力源的功能的高能量物质的信息被作为上述能量信息，包含在投加装置的设计规格信息中。

这样，由计算部基于物质信息、区域信息和分布信息，计算由装置确定部确定出的对象投加装置即使用者希望使用的投加装置的设计规格信息，从而使用者能够按照既定的目的，容易地将该投加装置构建为可使用的状态，进而能够使用。

此外，在上述投加装置的设计系统中，前述投加装置也可以是以下的装置：不经由将前述投加目的物质向前述对象区域内导入的导入部，而以该高能量物质为动力源将该投加目的物质朝向该对象区域射出，使该投加目的物质贯通该对象区域的表层，从而向该对象区域内投加该投加目的物质。在这样的投加装置中，特别难以将投加目的物质如使用者的希望那样投加到对象区域内。但是，在本发明的系统中，通过计算其设计规格信息，能够容易地使投加装置如希望那样动作，使用者的方便性大幅提高。

这里，在到上述为止的投加装置的设计系统中，也可以还具备对象区域传感器，前述对象区域传感器检测与前述既定的对象区域的表层的硬度关联的既定的物理参数；在此情况下，前述第2取得部也可以取得由前述对象区域传感器检测出的前述既定的物理参数，作为前述区域信息的至少一部分。这样，通过使用对象区域传感器，能够容易地取得作为区域信息之一的与既定的对象区域的表层的硬度相关联的既定的物理参数，能够使使用者的方便性提高。

此外，在到上述为止的投加装置的设计系统中，也可以还具备映射表信息保持部，前述映射表信息保持部保持与多个种类的前述投加装置分别对应的计算映射表，前述计算映射表决定各个该投加装置中的前述物质信息前述区域信息前述分布信息与前述设计规格信息的相关。在此情况下，前述计算部基于前述映射表信息保持部保持的计算映射表中的与由前述装置确定部确定出的前述对象投加装置对应的计算映射表，计算前述设计规格信息。这样模型信息保持部预先准备关于与每个投加装置对应的设计规格信息的计算映射表，从而能够适当地计算与各投加装置对应的设计规格信息。

此外，包含到上述为止的投加装置的设计系统的投加系统也属于本发明的保护范围，前述投加系统具备前述投加装置和准备装置；前述投加装置不经由导入部，而以前述高能量物质为动力源，将前述投加目的物质向前述对象区域投加，前述准备装置按照在由前述计算部计算出的前述设计规格信息中包含的前述能量信息，准备与前述对象投加装置对应的种类及装填量的高能量物质。在该投加系统中，使用在由设计系统计算出的设计规格信息中包含的能量信息，准备与不经由导入部件而将投加目的物质投加的投加装置对应的、适合于该能量信息的种类及装填量的高能量物质。结果，能够很容易地达成投加装置的准备。

此外，还能够将本申请发明从计算以高能量物质为动力源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置的设计规格的方法的侧面来掌握。即，本申请发明是一种能够投加装置的设计方法，包括：装置确定步骤，将成为前述设计规格的计算的对象的前述投加装置确定为对象投加装置；第1取得步骤，取得物质信息，前述物质信息与在前述对象投加装置中投加的既定的投加目的物质关联；第2取得步骤，取得区域信息，前述区域信息与被投加前述既定的投加目的物质的既定的对象区域关联；第3取得步骤，取得分布信息，前述分布信息与在由前述对象投加装置投加了前述既定的投加目的物质时在前述既定的对象区域中设想会形成的该既定的投加目的物质的分布状态关联；以及计算步骤，基于由前述第1取得步骤取得的前述物质信息、由前述第2取得步骤取得的前述区域信息和由前述第3取得步骤取得的前述分布信息，计算与前述对象投加装置的结构关联的设计规格信息，前述设计规格信息包含能量信息，前述能量信息与在前述既定的投加目的物质的投加中使用的前述高能量物质关联。另外，与上述投加装置的设计系统关联而公开的技术思想，只要不发生技术上的不协调，就也能够应用到本申请发明中。

此外，还能够将本申请发明从使处理装置计算以高能量物质为动力源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置的设计规格的程序的侧面来掌握。即，本申请发明是一种投加装置的设计程序，使前述处理装置执行以下的步骤：装置确定步骤，将成为前述设计规格的计算的对象的前述投加装置确定为对象投加装置；第1取得步骤，取得物质信息，前述物质信息与在前述对象投加装置中投加的既定的投加目的物质关联；第2取得步骤，取得区域信息，前述区域信息与被投加前述既定的投加目的物质的既定的对象区域关联；第3取得步骤，取得分布信息，前述分布信息与在由前述对象投加装置投加了前述既定的投加目的物质时在前述既定的对象区域中设想会形成的该既定的投加目的物质的分布状态关联；以及计算步骤，基于由前述第1取得步骤取得的前述物质信息、由前述第2取得步骤取得的前述区域信息和由前述第3取得步骤取得的前述分布信息，计算与前述对象投加装置的结构关联的设计规格信息，前述设计规格信息包含能量信息，前述能量信息与在前述既定的投加目的物质的投加中使用的前述高能量物质关联。另外，与上述投加装置的设计系统关联而公开的技术思想，只要不发生技术上的不协调，就也能够应用到本申请发明中。

这里，到上述为止的本发明是关于投加装置的设计系统等的，但在其范畴中，也包括考虑到投加装置的更具体的使用形态的系统等。例如，可以例示用来在使用投加装置的现场教授由该使用者进行的投加装置的使用的教授支持系统。使用者特别在使用的初期难以适当地自如运用投加装置。所以，可以说作为使用者的教授支持系统的使用形态也为有意义地利用本发明的技术思想的形态。

此外，遵循到上述为止的技术思想，还可以研究出计算以高能量物质为动力源对于对象区域进行既定的医疗动作的医疗装置的设计规格的系统。在此情况下，研究出的发明是一种计算以高能量物质为动力源对于对象区域进行既定的医疗动作的医疗装置的设计规格的系统，具备：装置确定部，将成为前述设计规格的计算的对象的前述医疗装置确定为对象医疗装置；第1取得部，取得动作信息，前述动作信息与在前述对象医疗装置中进行的前述既定的医疗动作关联；第2取得部，取得区域信息，前述区域信息与被进行前述既定的医疗动作的既定的对象区域关联；第3取得部，取得变化信息，前述变化信息与在由前述对象医疗装置进行了前述既定的医疗动作时在前述既定的对象区域中设想的该既定的对象区域的变化关联；以及计算部，基于由前述第1取得部取得的前述动作信息、由前述第2取得部取得的前述区域信息和由前述第3取得部取得的前述变化信息，计算与前述对象医疗装置的结构关联的设计规格信息，前述设计规格信息包含能量信息，前述能量信息与在前述既定的医疗动作中使用的前述高能量物质关联。该计算医疗装置的设计规格的系统中的动作信息、区域信息、变化信息与到上述为止的投加装置的设计系统中的物质信息、区域信息、分布信息分别对应。因而，只要按照到上述为止的公开，只要是本领域技术人员，就当然能够导出上述医疗装置的设计系统。同样，关于医疗装置的设计方法及医疗装置的设计程序，也只要按照到上述为止的公开，只要是本领域技术人员就能够导出。

发明效果

在以高能量物质为驱动源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置中，能够计算包含与该高能量物质关联的能量信息的与投加装置的结构关联的设计规格信息，实现投加装置的方便性的提高。

附图说明

图1是表示被火药驱动的投加装置的概略结构的图。

图2A是表示构成向图1所示的投加装置装入的装置组装体的第1子组装体的概略结构的图。

图2B是表示构成向图1所示的投加装置装入的装置组装体的第2子组装体的概略结构的图。

图3是说明作为投加的对象区域的皮肤的构造体的图。

图4是表示由图1所示的投加装置射出的投加液体的射出压推移的图。

图5是表示图1所示的投加装置中的关于火药燃烧的燃烧压、作用在被封入的投加液体上的压力、被射出的投加液体的射出压的各推移的图。

图6是表示有关本发明的投加装置的设计系统的概略结构的图。

图7是图6所示的设计系统的功能块图。

图8是由图6所示的设计系统执行的设计规格信息计算处理的流程图。

图9是表示有关本发明的投加装置的设计系统的另一形态的图。

具体实施方式

以下，参照附图对有关本申请发明的实施方式的投加装置的设计系统进行说明，但在其详细的说明之前，对由该系统设计支持的投加装置的构造及特性进行说明。该投加装置是利用包括火药或炸药的高能量物质（以下，也有单称作“火药”的情况）的燃烧能量将投加液体向对象区域射出的无针投加装置。即，该投加装置是不将作为物理性的构造物的导入部夹在装置侧与对象区域间而将投加液体向对象区域投加的装置。以下，对投加装置1进行说明。

投加装置1如下述那样，是将投加液体向对象区域投加的装置，其投加液体的投加动作相当于投加装置的投加动作。因而，该投加液体相当于有关本实施方式的投加目的物质。另外，以下的实施方式的结构是例示，本实施方式并不限定于该实施方式的结构。另外，在本实施例中，作为表示投加装置1的长度方向上的相对的位置关系的用语而使用“前端侧”及“基端侧”。该“前端侧”表示后述的投加装置1的前端附近、即射出口31a附近的位置，该“基端侧”表示在投加装置1的长度方向上与“前端侧”相反侧的方向、即驱动部7侧的方向。

<投加装置1的结构>

这里，图1是表示投加装置1的概略结构的图，也是投加装置1的沿着其长度方向的剖视图。投加装置1通过在壳体2上安装装置组装体10而构成，所述装置组装体10一体地组装着由后述的注射管部3和柱塞4构成的子组装体（参照后述的图2A）10A，和由投加装置本体6、活塞5和驱动部7构成的子组装体（参照后述的图2B）10B。另外，在本申请的以后的记载中，由投加装置1向对象区域投加的投加液体通过在液体的介质中含有在该对象区域中发挥期待的效力或功能的既定物质而形成。在该投加液体中，既定物质既可以为溶解到作为介质的液体中的状态，此外也可以为没有被溶解而单单被混合的状态。

作为投加液体中含有的既定物质，例如可以例示在作为生物体的对象区域中能够投加的生物体来源物质或产生希望的生理活性的物质，例如，作为生物体来源物质，可以举出DNA、RNA、核酸、抗体、细胞等，作为产生生理活性的物质，可以举出低分子医药、用于温热疗法或放射线疗法的金属粒子等无机物质、包含作为载体的担载体的具有各种药理/治疗效果的物质等。此外，作为是投加液体的介质的液体，只要是适合于将这些既定物质向对象区域内投加的物质就可以，水性、油性都没有限制。此外，只要能够将既定物质用投加装置1投加，关于作为介质的液体的粘性也没有特别限定。此外，关于作为投加液体的投加对象的对象区域，是上述既定物质应被投加到的区域，例如可以例示生物体的细胞或组织（皮肤等）、内脏器官（眼球、心脏、肝脏等）等。另外，只要没有障碍，在从生物体本体切离的状态下，也能够将生物体的构成物设定为对象区域。即，对于ex－vivo（离体）下的对象区域（组织或器官）的既定物质的投加、以及对于in－vitro（试管内）的对象区域（培养细胞或培养组织）的既定物质的投加，也包含在有关本实施方式的投加装置的范畴中。

如上述那样，装置组装体10构成为，相对于壳体2拆装自如。在形成于装置组装体10中包含的注射管部3与柱塞4之间的填充室32（参照图2A）中被填充投加液体，并且，该装置组装体10是每当进行投加液体的射出就被更换的组件。另一方面，在壳体2侧，包含有向装置组装体10的驱动部7中包含的点火器71进行电力供给的电池9。使用者进行将设置在壳体2上的按钮8按下的操作，从而经由配线在壳体2侧的电极与装置组装体10的驱动部7侧的电极之间进行从电池9的电力供给。另外，壳体2侧的电极和装置组装体10的驱动部7侧的电极其两电极的形状及位置被设计为，如果装置组装体10被安装到壳体2上则自动地接触。此外，壳体2是只要在电池9中残留有能够向驱动部7供给的电力就能够反复使用的组件。并且，在壳体2中，在没有电池9的电力的情况下，也可以仅将电池9更换而将壳体2接着使用。

这里，基于图2A及图2B，对子组装体10A及10B的结构、以及两子组装体中包含的注射管部3、柱塞4、活塞5、投加装置本体6、驱动部7的详细的结构进行说明。注射管部3具有包含填充室32的喷嘴部31，并且在子组装体10A中以能够在填充室32内滑动的方式配置有柱塞4，前述填充室32为能够收容投加液体的空间。

注射管部3的主体30例如可以使用公知的尼龙6－12、聚芳酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚或液晶聚合物等。此外，也可以使这些树脂中含有玻璃纤维或玻璃填料等填充物，可以使聚对苯二甲酸丁二醇酯中含有20～80质量%的玻璃纤维，使聚苯硫醚中含有20～80质量%的玻璃纤维，此外使液晶聚合物中含有20～80质量%的矿物质。

并且，在形成在该主体30的内部中的填充室32中，柱塞4以能够向喷嘴部31方向（前端侧方向）滑动的方式被配置，柱塞4与注射管部3的主体之间形成的空间成为投加液体320被封入的空间。这里，柱塞4在填充室32内滑动，从而收容在填充室32中的投加液体320被推压，被从设置在喷嘴部31的前端侧的射出口31a射出。为此，柱塞4由在填充室32内的滑动较平滑、并且投加液体320不从柱塞4侧漏出那样的材质形成。作为具体的柱塞4的材质，例如可以采用丁基橡胶或硅橡胶。进而，可以举出苯乙烯类弹性体、加氢苯乙烯类弹性体，或对其混合了聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、α－烯烃共聚体等聚烯烃或流体石蜡、工艺用油等油或滑石、石膏（キャスト）、云母等粉体无机物的材质。进而，还可以采用聚氯乙烯类弹性体、烯烃类弹性体、聚酯类弹性体、聚酰胺类弹性体、聚氨酯类弹性体或天然橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶那样的各种橡胶材料（特别是进行了硫化处理的材料）或它们的混合物等作为柱塞4的材质。此外，也可以以确保/调整柱塞4与注射管部3之间的滑动性的目的，将柱塞4的表面或注射管部3的填充室32的表面用各种物质涂层/表面加工。作为其涂层剂，可以使用PTFE（聚四氟乙烯）、硅油、类金刚石碳、纳米金刚石等，也可以通过用这些材料将滑动性调整为希望的范围，来控制后述的射出压推移或其振动单元。

这里，柱塞4如图2A所示，可以做成具有头部41和筒体部42、两者之间被用具有比头部41及筒体部42的直径小的直径的颈部43相连的结构。这样使颈部43的直径变小，是为了形成作为密封部件的O形环的收容空间。另外，头部41的前端侧的轮廓为与喷嘴部31的内壁面的轮廓大致一致的形状。由此，在投加液体的射出时柱塞4向喷嘴部31侧滑动，当到达了在填充室32中位于最里侧的最里侧位置时，能够使在柱塞4与喷嘴部31的内壁面之间形成的间隙尽可能小，能够抑制投加液体320残留在填充室32内而浪费的状况。但是，柱塞4的形状只要在本实施方式的投加装置中能得到希望的效果，并不限定于特定的形状。此外，可以在筒体部42上设置单个或多个突起部，来调整柱塞4与填充室32的接触面积，调整柱塞4与注射管部3之间的滑动性，此外，通过将突起部的形状变更也能够调整该滑动性，由此，也可以控制后述的射出压推移或其振动单元。

进而，在柱塞4上，设置有从筒体部42的基端侧的端面进一步向基端侧的方向延伸的杆部44。该杆部44其直径与筒体部42相比足够小，但具有使用者能够把持该杆部44而使其在填充室32内移动之程度的直径。此外，决定杆部44的长度，以使得即使在柱塞4处于注射管部3的填充室32的最里侧位置的情况下，杆部44也从注射管部3的基端侧的端面突出，使用者能够把持该杆部44。

这里，回到注射管部3的说明。设置在注射管部3侧的喷嘴部31中的流路的内径被形成得比填充室32的内径细。借助这样的结构，被加压为高压的投加液体320被从流路的射出口31a向外部射出。所以，在位于注射管部3的前端侧而且位于喷嘴部31的附近的位置，以将该射出口31a的周围包围的方式设置有环状的遮护部31b。例如，在将射出口31a推抵在人的皮肤等投加对象区域的表层上而进行投加液体的射出的情况下，能够用遮护部31b遮蔽，以使被射出的投加液体不向其周围飞散。另外，将射出口推抵在皮肤上时皮肤某种程度凹陷，从而能够提高射出口与皮肤的接触性，抑制投加液体的飞散。所以，如图2A所示，射出口31a位于的喷嘴部31的前端也可以比遮护部31b的端面朝向投加液体的射出方向突出若干量。

此外，在位于注射管部3的基端侧的颈部33上，形成有用来将后述的子组装体10B侧的投加装置本体6与注射管部3结合的螺纹部33a。该颈部33的直径被设定为比主体30的直径小。

接着，基于图2B对包括活塞5、投加装置本体6、驱动部7的子组装体10B进行说明。活塞5构成为，被由驱动部7的点火器71生成的燃烧生成物加压，在形成于投加装置本体6的主体60的内部中的贯通孔64内滑动。这里，在投加装置本体6上，以贯通孔64为基准，在前端侧形成有结合凹部61。该结合凹部61是与上述的注射管部3的颈部33结合的部位，在结合凹部61的侧壁面62上形成有与设置在颈部33上的螺纹部33a螺纹接合的螺纹部62a。此外，贯通孔64与结合凹部61借助连通部63相连，但连通部63的直径被设定为比贯通孔64的直径小。此外，在投加装置本体6上，以贯通孔64为基准，在基端侧形成有驱动部用凹部65。在该驱动部用凹部65中配置驱动部7。

此外，活塞5是金属制，具有第1筒体部51及第2筒体部52。活塞5以第1筒体部51朝向结合凹部61侧且第2筒体部52朝向驱动部用凹部65侧的方式，配置在贯通孔64内。在该第1筒体部51及第2筒体部52与投加装置本体6的贯通孔64的内壁面对置的同时，活塞5在贯通孔64内滑动。另外，第1筒体部51与第2筒体部52之间被用比各筒体部的直径细的连结部相连，在结果形成的两筒体部间的空间中，为了提高与贯通孔64的内壁面的紧贴性而配置O形环等。此外，活塞5也可以是树脂制，在此情况下，被要求耐热性或耐压性的部分也可以一并使用金属。

这里，在第1筒体部51的前端侧的端面上，设置有直径比第1筒体部51小、并且具有比投加装置本体6的连通部63的直径小的直径的推压柱部53。在该推压柱部53上，设置有在其前端侧的端面上开口、其直径是杆部44的直径以上、并且其深度比杆部44的长度深的收容孔54。因此，推压柱部53能够经由其前端侧的端面，在活塞5被点火器71的燃烧生成物加压时将其燃烧能量传递给柱塞4的筒体部42的基端侧的端面。另外，活塞5的形状也并不限定于图2B中记载的形状。

接着，对驱动部7进行说明。驱动部7其主体72被形成为筒状，在其内部，具有使点火药燃烧而产生用于射出的能量的作为电式点火器的点火器71，驱动部7如上述那样被配置在驱动部用凹部65中，以将由点火器71带来的燃烧能量向活塞5的第2筒体部52传递。详细地讲，驱动部7的主体72也可以是将注射成形的树脂固定在金属的轴环上的结构。关于该注射成形，可以使用公知的方法。作为驱动部7的主体72的树脂材料，用与注射管部3的主体30相同的树脂材料形成。

这里，在点火器71中使用的点火药是所谓的高能量物质。并且，该点火药的燃烧能量为作为投加装置的投加装置1将投加液体向对象区域投加用的投加能量。另外，作为该点火药，优选地，可以举出含有锆和高氯酸钾的火药（ZPP）、含有氢化钛和高氯酸钾的火药（THPP）、含有钛和高氯酸钾的火药（TiPP）、含有铝和高氯酸钾的火药（APP）、含有铝和氧化铋的火药（ABO）、含有铝和氧化钼的火药（AMO）、含有铝和氧化铜的火药（ACO）、含有铝和氧化铁的火药（AFO）、或者由这些火药中的多个的组合构成的火药。这些火药虽然在刚点火之后的燃烧时产生高温高压的等离子体，但若变为常温，燃烧生成物冷凝，则不包含气体成分，因而表现出发生压力急剧地下降的特性。只要能够进行适当的投加，也可以将这些以外的火药作为点火药使用。

此外，虽然在图1所示的投加装置本体6内，没有特别配置气体发生剂作为追加的火药成分，但为了调整经由活塞5作用在投加液体上的压力推移，也可以配置在借助点火器71中的火药燃烧而产生的燃烧生成物作用下燃烧并产生气体的气体发生剂等。其配置地方例如是如在图2B中用虚线表示那样、能够暴露于来自点火器71的燃烧生成物中的地方。关于在点火器71内配置的气体发生剂，如在国际公开公报01－031282号或日本特开2003－25950号公报等中公开那样，是已经公知的技术。此外，作为气体发生剂的一例，可以举出由98质量%的硝化纤维素、0.8质量%的二苯胺、1.2质量%的硫酸钾构成的单基无烟火药。此外，也可以使用被用在气囊用气体发生器或安全带预紧器用气体发生器中的各种气体发生剂。通过调整被配置到贯通孔64内时的气体发生剂的尺寸或大小、形状、特别是表面形状，能够使该气体发生剂的燃烧完成时间变化，由此，能够调整作用在投加液体上的压力推移，使其射出压成为希望的推移。在本实施方式中，根据需要使用的气体发生剂等也包含在驱动部7中。

另外，子组装体10A中的投加液体320的填充，通过在将柱塞4插入到最里侧位置的状态下将射出口31a浸到装满投加液体的容器中、一边维持该状态一边将柱塞4拉回到填充室32的开口部侧即注射管部3的基端侧来进行。另外，此时柱塞4被拉出，直到柱塞4的筒体部42的基端侧的端面到达比注射管部3的基端侧的端面跃出若干的位置。

此外，在子组装体10B中，首先，从图2B所示的投加装置本体6的基端侧将活塞5插入。此时，活塞5被以推压柱部53朝向结合凹部61侧的方式插入到贯通孔64中。并且，进行定位，以成为活塞5的前端侧的端面、即收容孔54开口的推压柱部53的前端侧的端面比结合凹部61的底面（与侧壁面62正交的面）跃出既定量的状态。关于活塞5的定位，只要适当利用在贯通孔64内设定用于定位的标记、使用定位用的夹具等公知的技术就可以。并且，在驱动部用凹部65中安装驱动部7。另外，活塞5的贯通孔64中的固定力为借助从由驱动部7的点火器71带来的燃烧生成物受到的压力，活塞5能够充分平滑地在贯通孔64内滑动之程度，并且为对于当子组装体10A被安装到子组装体10B上时活塞5从柱塞4受到的力充分地抵抗、活塞5的位置不变动之程度。

将这样构成的子组装体10A借助螺纹部33a与62a的螺纹接合，安装到子组装体10B上，从而形成装置组装体10。此时，如果两者的结合继续下去，则柱塞4的杆部44进入到设置在活塞5的推压柱部53上的收容孔54内，成为被收容的状态，最终，成为推压柱部53的前端侧的端面接触在柱塞4的筒体部42的基端侧的端面上的状态。另外，由于收容孔54具有足够收容杆部44的大小，所以在该接触状态下，收容孔54的里侧的内壁面（特别是收容孔54的底面）不与杆部44的基端侧的端部接触，因而杆部44不会从活塞5侧受到载荷。进而，如果继续下去直到最终的螺纹接合位置，则由于如上述那样，活塞5在贯通孔64中在充分的摩擦力下其位置被固定，所以柱塞4被推压柱部53推压以向射出口31a侧前进，在注射管部3内，柱塞4被定位。另外，与该柱塞4的推出量对应的投加液体320的一部分被从射出口31a喷出。

如果这样柱塞4被定位在最终位置，则装置组装体10的形成完成。在该装置组装体10中，是活塞5相对于投加装置本体6被定位在既定的位置处的状态，以该活塞5为基准，注射管部3的填充室32中的柱塞4的位置被机械性地最终地决定。由于该柱塞4的最终的位置是在装置组装体10中被唯一地决定的位置，所以能够将最终被收容到填充室32内的投加液体320的量设为预先决定的既定量。

并且，该装置组装体10被安装在壳体2上，由使用者在使射出口31a接触在对象区域上的状态下将按钮8按下，从而经由活塞5、柱塞4将投加液体320加压，进行其射出，将投加液体320向对象区域内投加。

<投加液体的射出控制>

这里，作为投加装置1的对象区域的例子，可以举出人或家畜等生物体的皮肤构造体。在图3中概略地表示人的皮肤的解剖学上的构造。人的皮肤从皮肤表面侧起，朝向深度方向以层状构成了表皮、真皮、皮下组织/肌肉组织，进而，表皮可以以层状区分为角质层和皮内。皮肤构造体的各层构成其组织的主要的细胞等或组织的特征也不同。

具体而言，角质层主要由角化细胞构成，位于皮肤的最表面侧，所以具有作为所谓阻隔层的功能。通常，角质层的厚度是0.01～0.015mm左右，借助角化细胞起到人的表面保护作用。因此，也被要求比较高的强度，以将外部环境和人的体内某种程度在物理上隔断。此外，皮内包括树突状细胞（朗格尔汉斯细胞）或色素细胞（黑素细胞）而构成，由角质层和皮内形成表皮，表皮的厚度通常是0.1～2mm左右。该皮内中的树突状细胞可以考虑为参与抗原/抗体反应的细胞。这是因为，通过将抗原取入而树突状细胞识别出其存在，容易引起使起到用于异物攻击的作用的淋巴细胞活性化的抗原抗体反应。另一方面，皮内中的色素细胞具有防止从外部环境照射的紫外线的影响的功能。此外，在真皮中，皮肤上的血管或毛细血管被复杂地铺满，此外，用于体温调整的汗腺、体毛（包括头发）的毛根或其上附带的皮脂腺等也存在于真皮内。此外，真皮是将人体内（皮下组织/肌肉组织）与表皮联络的层，包括成纤维细胞或胶原细胞而构成。因此，关于因所谓的胶原或弹性硬蛋白不足造成的皱纹的发生或脱毛等，该真皮的状态较大地参与。

这样，人的皮肤构造被形成为大致层状，由主要包含在各层中的细胞/组织等发挥固有的解剖学的功能。这意味着，在对皮肤施以医学的治疗等的情况下，希望使用于治疗的物质到达与其治疗目的对应的皮肤构造体的地方（深度）。例如，由于在皮内存在树突状细胞，所以通过使疫苗到达这里，能够期待更有效果的抗原抗体反应。进而，由于在皮内存在色素细胞，所以在进行用于所谓的美白的美容治疗的情况下，也要求将美白用的既定物质投加到皮内。此外，由于在真皮中存在成纤维细胞或胶原细胞，所以如果注入用来将皮肤的皱纹除去的蛋白质、酵素、维生素、氨基酸、矿物质、糖类、核酸、各种成长因子（上皮细胞或成纤维细胞）等，则能期待有效果的美容治疗效果。进而，为了毛发再生治疗，据说优选的是培养自己的毛乳头细胞、表皮干细胞等并将其移植到自身的头皮中的干细胞注入法、或将从干细胞提取的多种成长因子或营养成分注入到真皮附近。

虽然这样对应于治疗目的而投加的既定物质与希望它被投加到的皮肤构造体中的位置（深度）分别地对应，但将该物质送到作为其目的的到达位置并不容易。此外，即使能够使既定物质到达作为其目的的到达位置，如果该到达位置附近的细胞被包含既定物质的投加液体破坏，也不能充分期待由既定物质带来的希望的效果。进而，在达到该到达位置的过程中，投加液体对于投加液体穿过的组织或细胞也作用某种载荷，如果产生其破坏等，则这被作为内出血或疼痛等被使用者感知到，带来不适感。特别是，在如投加装置1那样，从进行投加液体的投加的装置到对象区域，不存在任何将投加液体向对象区域的内部引导的构造物（导入部）的情况下，对于投加液体赋予一定量的能量，以使投加液体能够进入到对象区域的内部（在本实施方式的情况下，该能量是由点火器71带来的燃烧能量）。因此，投加液体被赋予比较高的能量而被朝向对象区域射出，所以对于对象区域的构成物（例如细胞等）容易带来不需要的力学作用，对于该对象区域不能说侵袭性一定较低。并且，在现有技术中，没有进行这样充分考虑到对于对象区域的侵袭性的投加液体的射出，因此不能将由既定物质带来的效力等充分地引出。

所以，在本实施方式中，将对于对象区域的低侵袭性定义为，例如以在投加时不损伤生物体的器官或组织等的功能的方式将投加液体投加，或在尽可能抑制该功能的损伤的同时将投加液体投加。此外，作为其他方法，在将生物体的细胞作为对象区域的情况下，定义为以不发生不必要的细胞死亡的方式将投加液体投加，或在尽可能地抑制不必要的细胞死亡的同时将投加液体投加。而且，在有关本实施方式的投加装置1中，采用了以下的结构：调整因由驱动部7产生的燃烧能量带来的投加液体的加压，以使从投加装置1射出的投加液体的压力推移对于对象区域呈现低侵袭性。以下，说明其详细情况。

图4是表示在投加装置1中驱动部7被驱动从而进行了投加液体的射出时的、从射出口31a射出的投加液体的压力（以下，单称作“射出压”）的推移的图。图4的横轴以毫秒表示经过时间，纵轴以MPa表示射出压。另外，关于射出压，能够利用现有技术进行测量。例如，射出力的测量也可以通过以下的方法来测量：如在日本特开2005－21640号公报中记载的测量方法那样，将射出的力向配置在喷嘴的下游的测力传感器的隔膜分散施加，将来自测力传感器的输出经由检测放大器用数据采取装置采取，作为各个时间的射出力（N）存储。通过将这样测量出的射出力除以投加装置1的射出口31a的面积，计算射出压。另外，图4所示的例子是作为驱动部7内的点火器71中的点火药而采用ZPP（含有锆和高氯酸钾）并且将气体发生剂配置到贯通孔64内从而得到的射出压的推移。

这里，图4的上段（a）是在驱动部7中以将按钮8按下的时期为原点、从其燃烧开始到经过约40毫秒的期间中的射出压的推移，其下段（b）是将上段（a）所示的压力推移中的初期的期间（从原点到经过约10毫秒的期间）中的射出压推移放大并显示的图。另外，射出压的上升不是在原点而是在5毫秒附近，是因为到点火药燃烧由其燃烧能量将活塞5推进从而将投加液体加压并从射出口31a射出需要某种程度的时间。这里，如根据图4可知的那样，在射出压推移中，在从其上升时刻T0到经过约2毫秒的既定期间Δt之间，存在多个压力振动单元S1～S4，在既定期间Δt的经过后，压力振动成为大致收敛的状态。另外，在本实施方式中，将在压力振动中射出压上升－下降的1个循环作为1个压力振动单元处置。

更详细地讲，在从上升时刻T0起的既定期间Δt中，最初发生压力振动单元S1（以下，称作“第1振动单元S1”）。该第1振动单元S1是从上升时刻T0的射出压（约0Pa）起、到在迎来一次峰值Px1（约45MPa）后迎来下个极小值的期间的射出压推移。并且，将该期间中的射出压的变动幅度（峰到峰；peak to peak）定义为第1振动单元S1的全振幅，具体而言，第1振动单元S1的全振幅约为45MPa。进而，在第1振动单元S1后，接着是第2振动单元S2、第3振动单元S3、第4振动单元S4。第2振动单元S2是从第1振动单元S1的结束的时刻起、到在迎来峰值Px2（约37MPa）后迎来下个极小值的期间的射出压推移。并且，将该期间中的射出压的变动幅度（峰到峰；peak to peak）定义为第2振动单元S2的全振幅，具体而言，第2振动单元S2的全振幅约为10MPa。关于第3振动单元S3及第4振动单元S4，关于划定各振动单元的期间及各振动单元的全振幅也仿照第2振动单元S2，其详细的说明省略，但第3振动单元S3的全振幅及第4振动单元S4的全振幅随着时间经过而变小。即，在既定期间Δt中，随着时间经过，压力推移为衰减振动，在既定期间Δt的经过后，大致迎来其振动收敛的状态。

进而，着眼于该既定期间Δt中的压力振动的周期。根据第1振动单元S1的峰值和第2振动单元S2的峰值计算的周期约为0.5毫秒，根据第2振动单元S2的峰值和第3振动单元S3的峰值计算的周期约为0.5毫秒。虽然关于马上要迎来收敛状态之前的周期，稍稍变短，但可以理解的是在既定期间Δt中射出压以大致一定的周期推移。因此，可知既定期间Δt中的射出压推移为2000Hz前后的频率的压力振动。

另外，既定期间Δt中的压力变动大致起因于点火器71的点火药的燃烧。并且，在既定期间Δt经过的时刻的附近，借助点火药的燃烧生成物，开始贯通孔64内的气体发生剂的燃烧，其燃烧能量进一步对投加液体开始作用。结果，如图4（a）所示，在既定期间Δt的经过后，射出压再次增加，大致在18毫秒的时刻迎来峰值Py。另外，然后射出压随着时间的经过而逐渐下降。由于气体发生剂的燃烧速度比点火药的燃烧速度低，所以伴随着气体发生剂的燃烧的射出压的增加速度也变得比较低。

关于在呈现这样的推移特性的射出压下，投加液体对于对象区域的构成物怎样地作用、是否呈现低侵袭性，以向图3所示的皮肤构造体的表皮的投加为例进行说明。在表皮的基底层的基底细胞中存在各种的接合手段。表皮和真皮借助表皮基底膜构造紧密地接合，两者接触的部位成为表皮基底膜。基底细胞的细胞膜与基底板之间为透明带，半桥粒较大地参与到基底细胞与基底膜的接合中。此外，桥粒或缝隙接合参与到邻接的基底细胞间的接合中。桥粒具有被称作附着板的细胞膜内侧的部位、和将细胞膜贯通而承担细胞间的粘接的构造。此外，缝隙接合由连接蛋白形成，由此，成为邻接的细胞隔着2～3nm的缝隙而接合的构造。借助这些接合手段，实现了表皮和真皮的防解离、或皮肤构造体内的水分保持。

这样，在生物体的皮肤构造体中，细胞自身被细胞膜包围，并且在细胞间存在几种接合手段。因此，为了在将皮肤构造体作为投加液体投加的对象区域的情况下呈现向细胞等的低侵袭性，可以想到，在对于由接合手段带来的细胞间的接合力适当地对抗的同时能够避免向细胞膜的无用的力学作用的射出压的控制是重要的。并且，可以想到这样的关于射出压的技术思想对于皮肤构造体以外的生物体的对象区域也同样能够适用。

在图4（b）所示的射出压推移中，在既定期间Δt内，首先发生峰值压最高的第1振动单元S1，接着第2、第3、第4振动单元S2～S4依次到来。在该过程中，各振动单元的全振幅依次变小，压力振动衰减。如果这样在既定期间Δt中使射出压衰减振动，则可以想到，在投加初期为了将对象区域的表层贯通而被赋予了比较高的能量的投加液体将力学作用分散而对细胞膜作用，从而能够避免向细胞膜的破坏。特别是，如上述那样，既定期间Δt中的射出压推移为2000Hz前后的频率的压力振动，该频率比较接近于生物体的细胞的固有振动频率。因此，如果具有图4（b）所示的射出压推移的投加液体进入到对象区域内，则可以想到，细胞容易被较大地振动，结果，不会给细胞膜带来不需要的力学作用，会促进投加液体向细胞间的扩散。因此，优选地，既定期间Δt中的射出压的振动频率是属于与对象区域的构成物（细胞等）的固有振动频率建立了关联的既定的频率范围中的频率。

另外，优选地，在既定期间Δt中的射出压推移中的压力振动中，除了第1振动单元S1以外的其他振动单元S2～S4各自的全振幅比作为基准的全振幅值小。结果，能够避免因全振幅过度变大造成的、向细胞膜的不需要的力学作用。

进而，本申请发明人着眼于在既定期间Δt内呈现衰减振动的压力推移中，与第2、第3、第4振动单元S2～S4相比，第1振动单元S1的峰值比较高的情况。如果这样作为射出压的最初的上升而成为第1振动单元S1那样的瞬间的压力振动单元，则在细胞膜间发生微小的应变，能够将由上述接合手段带来的接合力有效地消除，另一方面，能够抑制直接作用在细胞膜本身上的力。即，可以想到，根据由第1振动单元S1带来的瞬间的射出压的变动，投加液体变得容易沿着细胞间的界面流动，对于对象区域带来力学作用以将细胞彼此相互错开，能够抑制作用在细胞膜本身上的不需要的力学作用。但是，如果第1振动单元S1的峰值Px1变得过大，则可以想到也不能忽视向细胞膜本身的力学作用，因此，对于峰值Px1，优选的是考虑低侵袭性而基于其他的振动的峰值（例如，峰值第二高的第2振动单元S2的峰值Px2）来设定既定的上限比率。因而，在本实施方式中，峰值Px1相对于峰值Px2的比率为比1大且比该既定的上限比率低的值。

根据以上，在投加初期向对象区域进入的投加液体的压力（射出压）的推移中，通过射出压衰减振动、以及在该射出压的振动中最初的第1振动单元S1的峰值在相对于其他的振动单元（S2～S4）比1大且比既定的上限比率小的比率的范围内变大，能够呈现出投加液体的投加时的低侵袭性。本申请发明人不认为为了实现低侵袭的投加而在射出压的推移中必定需要两个要件。可以想到通过采用某一方的要件，也能够实现低侵袭的投加。但是，通过在射出压的推移中采用两个要件，能够实现更适当的低侵袭的投加。

并且，如果经过了既定期间Δt，则借助点火药的燃烧生成物，气体发生剂的燃烧开始。结果，压力振动大致已收敛的投加液体的射出压再次上升，迎来上述的峰值Py。借助这样的由气体发生剂带来的投加液体的加压，能够使以较低的侵袭性进入到对象区域内的投加液体进一步在对象区域内有效地扩散。

此外，即使在由投加装置1进行的投加的目的是向细胞的内部导入既定物质的情况下，通过在射出压推移中采用上述的两个要件的至少一方，也能实现向细胞的低侵袭的物质导入。即，通过使作为既定期间Δt内的压力振动群中的最初的振动单元的第1振动单元的峰值变得急陡，或者通过将该压力振动群的频率设为属于上述既定的频率范围中的频率，在投加液体进入到对象区域内的同时，与应变传播给其内部的细胞相比更快地由投加液体大范围地将细胞膜加压，暂时性地在细胞膜中发生空隙等，结果，可以想到促进了低侵袭地向细胞内的物质导入。

另外，关于作为既定期间Δt内的压力振动中的最初的振动单元的第1振动单元的峰值，也可以代替如上述那样将其他振动单元（例如，第2振动单元）的峰值设定为基准的方式，而使第1振动单元的峰值或与该峰值对应的流速高于与既定期间Δt中的压力振动的参数独立地设定的基准射出压或基准流速。该基准射出压或基准流速也可以根据成为投加的对象的对象区域而适当变更。例如，在对象区域是肝脏或心脏的器官的情况下，根据本实施方式，能够在借助其低侵袭性尽可能抑制向器官内的血管的影响的同时，向器官内的不构成血管的组织投加既定物质。特别在如肝脏那样包含较多血管的器官中，伴随着低侵袭性的投加是很有用的。所以，设定上述的基准射出压或基准流速，以便能够实现向器官内的血管的低侵袭性。

这里，基于图5，对投加装置1中的、能够进行低侵袭的投加的射出压推移的形成进行说明。图5的横轴以毫秒表示经过时间，纵轴以MPa表示压力。此外，图中线L1表示投加装置1中的贯通孔64内的压力的推移，线L2表示被收容在填充室32内的投加液体320的压力推移，线L3是投加液体320的射出压。另外，关于投加液体320的射出压推移，压力值被显示为本来的值的50%的值与其他的压力推移（线L1、L2）重叠。此外，贯通孔64内的压力通过在以与贯通孔64相连的方式设置的压力测量端口中设置压力传感器来测量，填充室32内的投加液体压力通过在以与填充室32相连的方式设置的压力测量端口中设置压力传感器来测量。

如根据这些压力推移也可以理解的那样，首先，点火器71的点火药燃烧，从而贯通孔64内的压力急陡地上升。随着其压力上升，活塞5推进以推压柱塞4，经由柱塞4将投加液体加压。由其加压带来的该填充室32内的投加液体的压力如线L2所示，虽然在比射出压的上升时期稍早的时期上升，但以与射出压的上升相同程度或在其以上急陡地推移，并且关于然后的压力振动，成为与射出压推移大致相同的周期且大致一定的频率的衰减振动。即，在图5所示的例子中，在约1.5毫秒的既定期间Δt中，射出压推移迎来了收敛状态。并且，由于这样被加压后的投加液体被从射出口31a射出，所以投加装置1中的由点火药燃烧、活塞推进及柱塞带来的加压的一连串的动作成为用来形成图4所示的射出压推移的加压动作。

这里，附带说一下由投加装置1向对象区域内投加的既定物质。在该既定物质是通过在液体的介质内被加压而引起物理性能变化的物质的情况下，能够利用其变化反应提高向对象区域内的物质导入效率。例如，在日本特开2003－261777号公报中，公开了一种如果将能够与聚乙烯醇进行氢键结合的水溶性的天然物置于高压下、则形成微粒子的水凝胶的技术。在高压力下，天然物拥有的羟基、氨基、羧酸基结合，生成微小的氢键结合集合体，所以分子的立体构造变化，有可能容易透过膜。所以，如果利用由该压力带来的膜透过性的提高特性，则通过由投加装置1投加该天然物，能够效率良好地使既定物质到达对象区域内。此外，在借助加压而发生关于既定物质的反应促进的情况下，能够将反应后的物质导入到对象区域内。

<设计系统的结构>

基于图6对有关本实施方式的用于投加装置1的设计系统200及投加系统的概略结构进行说明。设计系统200是用来计算为了到上述为止的投加装置1的投加目的而需要的、关于投加装置1的设计规格信息的系统。并且，关于该被要求的投加目的的信息例如被投加装置1的使用者（例如，医疗从事者）输入到设计系统200到中。此外，也有反映来自投加装置1的使用者的信息，而其他人（例如，设计投加装置的人）将该信息输入的情况。因而，设计系统200也可以说是以与使用者的投加目的关联的要求信息为输入信息、以为了实现该要求所需要的投加装置1侧的设计规格信息为输出信息的系统。

另外，在本实施方式中，设计系统200构成为，计算与成为投加液体的投加对象的区域不同的三种投加装置1a～1c（以后，在不需要关于投加装置单独言及的情况下，单称作投加装置1）分别对应的设计规格信息。这样例示三种投加装置是因为，在成为投加对象的区域例如如肝脏、心脏、皮肤等那样不同的情况下，对于各区域存在特有的使用者要求（投加目的）。因此，为了实现更适当的投加，优选的是大体上按照投加对象区域保持后述的计算映射表，将其用于设计规格信息的计算。因而，在本实施方式中，在设计规格信息的计算时，需要将投加装置1a～1c中的某个确定为成为计算的对象的投加装置。该被确定的投加装置相当于有关本实施方式的对象投加装置。

如图6所示，设计系统200具有处理装置200a及计算映射表存储部200b。处理装置200a是被输入上述的要求信息、基于该信息计算上述的设计规格信息并输出的装置。关于其处理内容，基于图7在后面叙述。此外，计算映射表存储部200b是所谓的存储器，相当于本实施方式的映射表信息保持部，被电气地连接，以使得在设计规格信息的计算时处理装置200a能够访问。

这里，首先对输入信息及输出信息进行说明。如上述那样，输入信息是与使用者侧的投加目的相关联的要求信息，在本实施方式中，被分类为物质信息、区域信息、分布信息这3个。这些信息是当使用者使用投加装置1时、从在投加对象区域中怎样有效率地发挥投加液体中包含的既定物质具有的效力等的侧面设定的信息。以下，对各信息进行说明。

（1）物质信息

物质信息是与具有发挥使用者要求的效力等的特性的既定物质关联的信息。例如，作为物质信息，可以例示关于投加液体中包含的药剂的信息、该投加液体中的药剂的浓度、粘度、密度、或该投加液体的比热、投加量（投加液体量）、温度、体积弹性率等。此外，该既定物质不仅是药剂，还可以是再生医疗用的生理活性物质等能够例示的其他液体、固体的物质。该物质信息不仅是关于药剂等既定物质的信息，还包括关于通过既定物质与溶媒混合而形成的混合物（投加液体等）的信息。这些具体的信息只不过是例示，物质信息并不一定必须包含这些信息，也可以包含它们的一部分的信息，或者也可以包含与既定物质关联的其他信息。这样，物质信息是与投加后的对象区域中的既定物质的动态有相关的信息，并且也是为了实现使用者要求的效力等所需要的信息。并且可以想到，为了它的实现，需要调整作为投加装置1侧的投加能力的上述射出压推移。所以，物质信息被设定为输入信息之一。

另外，关于物质信息能够使用已有的计测技术来计测。例如，作为物质信息之一的体积弹性率，是被定义为压缩率的倒数的参数，前述压缩率为对投加液体施加了压力时的体积的变化率。所以，根据与投加液体的投加时的投加液体的温度对应的声速（c）和投加液体的密度（ρ），可以按照以下的式子概略地计算体积弹性率（K）。

K = c²×ρ。

另外，在投加液体的密度和声速的测量中，优选的是利用如株式会社安东帕・日本（株式会社アントンパール・ジャパン）制的密度－声速式浓度计DSA 5000 M等那样能够同时测量两参数的装置。

此外，作为计算体积弹性率（K）的其他方法，如果设P为作用在投加液体上的压力，ε为此时的投加液体的体积应变，则也可以按照以下的式子计算。

K = P/ε。

（2）区域信息

区域信息是与被投加投加液体的对象区域相关联的信息，前述投加液体包含具有发挥使用者要求的效力等的特性的既定物质。例如，作为区域信息，可以例示关于作为投加对象区域的生物体的内脏器官（眼球、心脏、肝脏等）或骨头、牙齿等的信息，或该投加对象区域的表层的硬度、或与其内部中的投加液体的扩散程度关联的物理参数等。更具体地讲，可以例示投加液体被投加的对象区域的杨氏模量、泊松比、关于柔软度的物理量、断裂点伸长率、弹性率、屈服点强度、应力缓和（剪切应力缓和、压缩应力缓和）、密度、沿着投加方向的该对象区域的厚度、关于该对象区域的层构造的信息、该对象区域中包含的细胞种类等。这些具体的信息只不过是例示，区域信息并不一定必须包含这些信息，也可以包含它们的一部分的信息，或者也可以包含与投加对象区域关联其他信息。此外，在投加对象区域与生物体关联的情况下，也有与该区域关联的区域信息有所谓的个体差异的情况，取决于使用者的要求，需要在也充分考虑到该个体差异的基础上进行投加。所以，也可以使与个体差异关联的信息也包含在区域信息中。作为个体差异信息，例如可以举出成为投加对象的生物体的年龄、性别、人种、体重等。这样，区域信息是与被要求既定物质的效力等的显现等的投加对象区域相关联的信息，是与被射出的投加液体应进入扩散的区域相关联的信息。为了使该投加液体的动态变得更可靠，可以想到需要调整作为投加装置1侧的投加能力的上述射出压推移。所以，区域信息被设定为输入信息之一。

另外，关于区域信息可以使用已有的计测技术来计测。例如，关于作为区域信息之一的对象区域的杨氏模量，可以利用从计测探头前端的开口部将对象区域吸引一定时间、计测然后的开放状态下的对象区域的变位从而计算杨氏模量的吸引法，或将对象区域以一定的速度推入并计测此时的反作用力从而计算杨氏模量的推入法，或喷气法（牧尾理，小栗谅子，桑水流理，宮本久喜三，人皮肤的表皮杨氏模量计测方法的开发，日本机械学会论文集）。此外，关于对象区域的厚度，可以利用使用超声波的成像装置。此外，关于断裂点伸长率、弹性率、屈服点强度，可以用关于与投加对象区域的物理性能接近的材质的由JIS规格既定的拉伸试验等测量（例如，在投加对象区域是皮肤构造体的情况下，关于热硬化性聚氨酯弹性体成形物的JIS规格K7312的参照是有用的）。此外，在剪切应力缓和和压缩应力缓和的测量中，可以利用株式会社UBM（株式会社ユービーエム）制的Rheosol－G5000。此外，关于泊松比，可以根据剪切应力缓和和压缩应力缓和的测量结果来计算。另外，关于区域信息，也可以代替实际的投加对象区域的上述物理性能，而利用模仿了投加对象区域的模型（例如，由凝胶等合成高分子形成的模型）的杨氏模量等各物理性能。

此外，关于对象区域是生物体的情况下的区域信息的样例，在下述的文献中公开的信息也是有用的。

参考文献1：Agache PG，Monneur C，Leveque JL，De Rigal J，Mechanicalproperties and Young's modulus of human skin in vivo.，Arch Dermatol Res 269（3），1980，221－232

参考文献2：Yamada H.，Evans F. G.，（Ed.），Strength of BiologicalMaterials （Book），The Williams & Wilkins Company，1970。

（3）分布信息

分布信息是被投加既定物质的对象区域中、投加液体以怎样的动态分布在对象区域内较好、与其分布的状态关联的信息。例如，作为分布信息，可以例示投加对象区域中的投加液体的投加深度（相对于对象区域的表层大致垂直的方向上的投加液体的到达程度）、或与投加对象区域中的投加液体的扩散度（相对于对象区域的表层大致平行的方向上的投加液体的扩散程度）关联的信息、或在投加对象区域中被容许的侵袭性的程度、投加对象区域中的既定物质到达的位置（即，在对生物体进行投加的情况下，是应向细胞内（膜内或核内）直接导入既定物质，还是应使既定物质向细胞间扩散）、从由表层进入投加对象区域到到达到达位置所需要的时间等的信息。这些具体的信息只不过是例示，分布信息并不一定必须包含这些信息，也可以包含它们的一部分的信息，或者也可以包含与投加对象区域中的分布关联的其他信息。这样，分布信息是为了使由使用者要求的效力等有效率地显现所需要的、关于投加对象区域中的投加液体的分布的信息，较大地影响由投加装置1带来的投加效果，所以可以想到需要调整作为投加装置1侧的投加能力的上述射出压推移。所以，分布信息被设定为输入信息之一。

另外，在本实施方式中，作为输入信息而采用上述3个信息，但只要能够更有效地支持由投加装置1进行的投加，也可以将该3个信息的一部分作为输入信息，还可以采用其他信息作为输入信息。在本实施方式中重要的是，不阻碍适当采用使投加装置1的投加效果提高的有用的信息作为输入信息。

接着，对输出信息进行说明。如上述那样，输出信息是与为了实现使用者的要求所需要的投加装置1侧的设计规格相关联的信息，具体而言，是与调整上述射出压推移的投加装置1的构成物的设计规格相关联的信息。其中，与射出压推移直接相关联的是与点火器71中包含的点火药关联的信息（相当于有关本实施方式的能量信息，以下称作“火药信息”）。所以，在本实施方式中，设计规格信息至少包含火药信息，在其以外还可以包含关于构成投加装置1的各零件（注射管部3、柱塞4、活塞5、投加装置本体6）等的尺寸、形状的信息。

例如，作为火药信息，可以例示点火药的种类、装填量、形状、气体发生剂的有无等。在使用气体发生剂的情况下，还可以包含其种类、装填量、形状等。此外，作为与注射管部3关联的设计规格信息，可以例示注射管部3的主体30的材料、喷嘴部31的形状、射出口31a的直径、射出口31a的数量等。此外，作为与柱塞4关联的设计规格信息，可以例示柱塞4的材料、或关于柱塞4的筒体部42与填充室32的内壁面的接触（摩擦）的参数（筒体部42的表面形状等）。作为与活塞5关联的设计规格信息，可以例示活塞径（即，接受由点火药的燃烧带来的能量的第2筒体部52的面积）、或关于第1筒体部51或第2筒体部52与贯通孔64的内壁面的接触（摩擦）的参数。作为与投加装置本体6关联的设计规格信息，可以例示点火药的燃烧生成物被释放到的、根据情况而配置气体发生剂的贯通孔64内的空间容积或贯通孔64的直径等。这些具体的信息只不过是例示，设计规格信息并不一定必须包含这些信息，也可以包含它们的一部分的信息，或者也可以包含与投加装置1的零件的设计规格相关联的其他信息。

这里，回到图6。在构成设计系统200的计算映射表存储部200b中，分别存储有用来计算投加装置1a～1c的各自的设计规格信息的计算映射表m1～m3。例示性地对计算映射表m1进行说明。计算映射表m1是用来计算对器官A（例如，肝脏）进行投加时的设计规格信息的映射表。作为器官A的特征，例如设为因为在器官内血管的数量较多而被要求对于血管的低侵袭性。所以，借助事前的实验或模拟等，在被设定的标准的器官A中，设定能够实现低侵袭性的投加液体的基准射出压推移p1。作为一例，以上述既定期间Δt的长度、第1振动单元S1峰值相对于第2振动单元S2的峰值的比率、第1振动单元S1的峰值、从射出压的上升时到该峰值的到达时间等为参数，设定射出压推移p1。并且，将用于能够实现该基准射出压推移p1的投加装置1a的设计规格信息、与对应于基准射出压推移p1的物质信息、区域信息、分布信息的基准输入信息建立相关，从而形成计算映射表m1。即，在被设定了投加装置1a中的基准输入信息的情况下，计算映射表m1包含能够由投加装置1a实现基准射出压推移的投加装置1a的设计规格信息。优选地，计算映射表m1包含与多个基准输入信息对应的设计规格信息。关于投加装置1b用的计算映射表m2、投加装置1c用的计算映射表m3也与计算映射表m1是同样的。

此外，在设计系统200中，在处理装置200a上连接着传感器300。传感器300是能够检测上述输入信息中的、与区域信息中包含的投加对象区域的表层的硬度相关联的杨氏模量的传感器。例如，如上述那样利用吸引法或推入法来自动地检测杨氏模量。将这样检测出的关于投加对象区域的杨氏模量的表层的硬度信息交给处理装置200a，作为区域信息提供给后述的设计规格信息的计算处理。此外，关于其他的输入信息，也可以使用设置在处理装置200a中的输入装置（键盘、鼠标等）而由使用者输入，也可以由与传感器300不同的检测装置自动或半自动地检测该信息并将其交给处理装置200a。

此外，在处理装置200a上，电气地连接着准备装置400。准备装置400是基于在由处理装置200a输出的设计规格信息中包含的火药信息、准备向对应的投加装置1a～1c的某个装填的火药的装置。例如，准备装置400构成为，按照投加装置保管有多个点火器，按照来自处理装置200a的火药信息，将装填有最适当的点火药的点火器取出并对使用者提供。此时，也可以按照投加装置而区分涂敷点火器的主体的颜色，以将使用者被提供的点火器适当安装到对应的投加装置上。另外，关于点火器以外的投加装置的零件结构，使用者可以基于从处理装置200a输出的设计规格信息来适当调整。

这里，基于图7及图8，对由设计系统200进行的用于设计规格信息的计算的计算处理进行说明。图7是关于计算处理、将在设计系统200中形成的功能部形象化的图。此外，图8是计算处理的流程图。另外，设计系统200通过使用处理装置200a内的运算部、存储器等执行既定的计算程序，而形成图7所示的功能部，此外实现图8所示的计算处理。

首先，对设计系统200的功能部进行说明。设计系统200作为功能部而具有控制部200c、输入输出部210，还包含有上述计算映射表存储部200b。输入输出部210是以下的功能部：被输入关于在由投加装置1进行的投加中期待的效力等的来自使用者的要求，还将由处理装置200a计算出的设计规格信息为了传达给使用者而输出。被输入的要求信息分别是上述的物质信息、区域信息、分布信息，如上述那样，由处理装置200a具备的输入装置（键盘、鼠标等）输入，或者从与处理装置200a不同的装置经由既定的接口输入使用者的要求。此外，关于由传感器300检测出的对象区域的表层的硬度的信息也被向输入输出部210输入。关于设计规格信息的输出，也包括将计算结果显示在处理装置200a的显示装置（显示器）上、或在由系统外的其他处理装置利用该设计规格信息的情况下作为电子信息向该其他处理装置传送等的形态。

控制部200c具有装置确定部201、第1取得部202、第2取得部203、第3取得部204、计算部205。装置确定部201是基于被输入到输入输出部210中的信息、确定成为设计规格信息的计算对象的种类的投加装置（是相当于有关本实施方式的对象投加装置的装置，在图6所示的例子中，是投加装置1a～1c的某个）的功能部。此外，第1取得部202、第2取得部203、第3取得部204是基于被输入到输入输出部210中的信息，分别取得物质信息、区域信息、分布信息的功能部。此外，计算部205是以下的功能部：在由装置确定部201确定的投加装置中，进行用来实现基于由第1取得部202、第2取得部203、第3取得部204取得的各信息的使用者的要求的、关于该确定投加装置的设计规格信息的计算。

基于图8，对通过各功能部的协同而实现的设计规格信息的计算处理进行说明。首先，在S101中，基于被输入到输入输出部210中的信息，判定使用者是否确定了成为设计规格信息的计算对象的投加装置。该判定由装置确定部201执行。如果在S101中做出肯定判定，则向S102前进，如果做出否定判定，则再次重复S101的处理。接着，在S102～S104中分别由第1取得部202取得物质信息，由第2取得部203取得区域信息，由第3取得部204取得分布信息。另外，在图8所示的流程图中，以物质信息、区域信息、分布信息的顺序进行取得，但关于这些输入信息，其取得顺序并不限定于图8所示的顺序。只要根据使用者的信息的输入顺序、各功能部适当地取得对应的信息就可以。

并且，如果各信息的取得完成，则在S105中，由计算部205进行设计规格信息的计算。具体而言，计算部205对于计算映射表存储部200b保持的计算映射表中的、与由装置确定部201确定的投加装置对应的计算映射表，以第1取得部202所取得的物质信息、第2取得部203所取得的区域信息、第3取得部204所取得的分布信息为自变量，提取对应的设计规格信息。详细地讲，在为自变量的各种信息作为上述的基准输入信息被包含在计算映射表中的情况下，计算部205提取与该基准输入信息对应的设计规格信息。另一方面，在为自变量的输入信息没有作为上述的基准输入信息被包含在计算映射表中的情况下，计算部205确定与为自变量的输入信息接近的基准输入信息，对与该基准输入信息对应的设计规格信息进行插补从而得到输出。

这里，关于设计规格信息的具体的计算进行例示。

（实施例1）

作为第1实施例，对于向人进行流感疫苗的投加的投加装置1的设计规格信息的计算，进行例示。在实施例中，根据疫苗的投加量来决定使用的投加装置的种类。具体而言，如以下的表1所示，疫苗的投加量从10μL、100μL、1000μL这3种中选择，对应于各投加量而分别使用投加装置1a～1c。例如，在由输入输出部210接受了投加量为100μL的输入的情况下，选择投加装置1b作为使用投加装置。另外，该使用投加装置的决定处理由装置确定部201进行。

［表1］

使用的投加装置	投加装置1a	投加装置1b	投加装置1c
				投加量（μL）	10μL	100μL	1000μL

接着，在本实施例中由第1取得部202取得的物质信息如以下的表2所示，是关于包含流感疫苗的投加液体的信息。

［表2］

物质信息属性	密度	粘度	体积弹性率
				值	ρ<sub>m</sub>（g/cm<sup>3</sup>）	μ（mPa/sec）	K（MPa）

此外，在本实施例中由第2取得部203取得的区域信息如以下的表3所示，是关于作为流感疫苗的投加对象的人的皮肤构造体的信息。

［表3］

区域信息属性	厚度	密度	弹性率	泊松比	应力缓和时间
						值	Ts（mm）	ρ<sub>s</sub>（g/cm<sup>3</sup>）	E<sub>s</sub>（MPa）	σ<sub>s</sub>	τ<sub>s</sub>（sec）

此外，在本实施例中由第3取得部204取得的分布信息如以下的表4所示，是关于人的皮肤构造体中的投加液体的运动的信息。

［表4］

分布信息属性	投加深度	扩散度
			值	D（mm）	W（mm）

计算部205基于这些取得的物质信息、区域信息、分布信息来计算设计规格信息，但如上述那样，计算部205使用计算映射表存储部200b具有的计算映射表来计算设计规格信息。所以，对该计算映射表的生成进行说明。首先，为了该计算映射表的生成，构建了模拟器。该模拟器是以有限单元法为基础的基于力学和流体力学的模拟器，前述模拟器能够对到投加装置1中使用的点火器中的火药的燃烧、由其带来的压力的发生、进而由该压力带来的活塞、柱塞的驱动、进而由柱塞带来的向投加液体的加压、由该加压带来的投加液体从喷嘴的射出、该被射出的投加液体在皮肤构造体中向深度方向的进入及向水平方向的扩散为止的、投加装置的各部件的力学的动态及投加液体的流体力学的动态进行追踪。该模拟器利用10000台Intel公司制CPU（64内核）科学技术计算机来构建。

这里，如果对于该模拟器做出数学上的见解，则可以看作是以下的多变量函数：作为自变量而包含设计规格信息，进而包含给活塞等投加装置的构成物的驱动或被射出的投加液体向对象区域的投加深度或扩散度带来影响的上述物质信息、区域信息作为自变量，决定作为上述分布信息的投加深度D和扩散度W。所以，如果将由模拟器进行的处理用数式表现，则为以下这样。

投加深度D=D（（m_Z，V_in，m_pl，d_out），（ρ_m，μ，K），（t_s，ρ_s，E_s，σ_s，τ_s））

扩散度W=W（（m_Z，V_in，m_pl，d_out），（ρ_m，μ，K），（t_s，ρ_s，E_s，σ_s，τ_s））。

这里，m_Z是作为高能量物质的火药的装填量，关于该火药量的信息相当于本实施方式的火药信息。此外，V_in是作为燃烧室的贯通孔64的体积，是关于投加装置本体6的设计规格信息。此外，m_pl是柱塞4及活塞5的质量，它是关于柱塞4及活塞5的设计规格信息。此外，d_out是射出口31a的直径，它是关于注射管部3的设计规格信息。

接着，表示使用该模拟器的计算映射表的生成方法。对于上述的设计规格信息、物质信息、区域信息的各参数，在下述的表5中表示的采样点，计算由模拟器得到的作为分布信息的投加深度D及扩散度W。另外，在表5的下栏中，记载了各参数的采样数。按照该采样数，基于全部参数的模拟结果数约为2.24亿点。

［表5］

作为该模拟结果的投加深度D及扩散度W相当于分布信息。所以，将计算出的该分布信息与表5所示的物质信息（ρ_m，μ，K）、区域信息（t_s，ρ_s，E_s，σ_s，τ_s）组合，并且对同样由表5所示的设计支持信息（m_Z，V_in，m_pl，d_out）进行关联，从而能够生成计算映射表。并且，生成的计算映射表被存储到计算映射表存储部200b中。该计算映射表被对于投加装置1a～1c分别生成。

对于这样生成的计算映射表，计算部205以从各取得部取得的物质信息、区域信息、分布信息为自变量进行访问，从而计算出与所选择的投加装置对应的设计支持信息。即，计算部205以从各取得部取得的物质信息、区域信息、分布信息为自变量，应用分类算法，从而从对应于根据输入的投加量决定的投加装置的计算映射表中，选出与各信息适合的采样点。并且，导出与该采样点对应的设计规格信息。

（实施例2）

在上述第1实施例中，表示了使用计算映射表的设计规格信息的计算方法，而在第2实施例中，表示以下的例子：代替它，而在设计规格信息的计算中直接使用用来计算作为分布信息的投加深度D和扩散度W的上述模拟器的功能。如上述那样，投加深度D和扩散度W可以如以下这样表示为以设计规格信息为自变量、以物质信息、区域信息为参数的多变量函数。

投加深度D=D（（m_Z，V_in，m_pl，d_out），（ρ_m，μ，K），（t_s，ρ_s，E_s，σ_s，τ_s））

扩散度W=W（（m_Z，V_in，m_pl，d_out），（ρ_m，μ，K），（t_s，ρ_s，E_s，σ_s，τ_s））。

这里，将由第3取得部204取得的作为分布信息的投加深度和扩散度的值分别设为Dobj，Wobj。并且，在设计规格信息的计算中，只要使用最小二乘法将作为设计规格信息的m_Z，V_in，m_pl，d_out最优化、以使由上述多变量函数得到的投加深度D和扩散度W接近于这些Dobj和Wobj就可以。具体而言，如以下这样设定最小二乘法的评价函数F。

F= w1（D－Dobj）²+ w2（W－Wobj）²。

另外，w1及w2是评价函数F中的权重，只要适当设定就可以。并且，例如使用最速下降法或共轭梯度法，决定给出评价函数F的极值的关于设计规格信息的点的组m_Z，V_in，m_pl，d_out，以使该评价函数F的值成为最小。如果这样使用模拟器的功能由上述计算部205进行设计规格信息的计算，则与使用在实施例1中表示的计算映射表计算设计规格信息的情况相比，通常能够使其计算精度提高。

这里，说一下由上述实施例1、2计算出的设计规格信息中的作为火药信息的火药的装填量m_Z。例如，在由第3取得部204取得的分布信息中，被要求的投加深度D越深，越增加点火药的装填量m_Z，以使上述射出压推移中的第1振动单元S1的峰值变高。

此外，在上述实施例1、2中，在分布信息中，没有将在投加对象区域中被容许的侵袭性的程度作为参数包含，但只要与上述投加深度或扩散度同样在分布信息中包含该侵袭性的程度而构建模拟器，则能够进行能实现由使用者要求的侵袭性的程度的设计规格信息的计算。并且，在被要求的低侵袭的程度较高的情况下（例如，在被要求更低侵袭的投加液体的扩散的情况下），例如计算点火药的装填量m_Z、射出口31a的直径dout等，以使例如上述射出压推移中的到达第1振动单元S1的峰值以前的时间进一步变短。进而，也可以计算关联的设计规格信息，以使既定期间Δt进一步变短。

由以上，根据本实施方式的设计系统200，能够更简便且适当地实现使用者要求的投加装置1的投加效果。此外，如图6所示，通过将设计系统200的处理装置200a与准备装置400相连，使用者能够容易地获得与要求对应的适当的点火器。

<变形例1>

在图9中表示设计系统200的变形例。在本变形例中，使图7所示的控制部200c的功能及计算映射表存储部200b的功能集中到处理服务器500中。并且，在各处理装置200a、600、700中，保留着图7所示的输入输出部210的功能。来自使用者的要求被输入到各处理装置200a、600、700，并被发送给处理服务器500。并且，处理服务器500基于发送来的装置的确定信息及输入信息，计算与该确定的投加装置对应的设计规格信息，将其再次向对应的处理装置发送。在被发送来设计规格信息的处理装置中，将其结果经由显示器等向使用者输出。通过这样在处理服务器中总括进行设计规格信息的计算，医院等大规模的医疗现场中的投加装置的设计规格信息的计算变得容易，可以想到使用者的方便性会提高。另外，各处理装置200a、600、700和处理服务器500的信息传送既可以是无线，也可以是有线。

<变形例2>

在上述实施方式中，公开了关于以火药为动力源的投加装置的设计系统200，关于以火药为动力源的其他的投加装置，也能够应用本发明，构建用于此的设计系统。作为这样的投加装置，是以火药为动力源向细胞导入生物体来源物质的装置，所以也能够进行利用上述射出压推移的物质投加。所以，在用于计算这样的投加装置的设计规格信息的系统构建中也能够应用本发明。另外，作为这样的投加装置，例如可以例示为了针对人的再生医疗，向成为投加对象的细胞或支架组织/骨架播撒培养细胞、干细胞等用的装置。投加例如如日本特开2008－206477号公报所示本领域技术人员能够对应于被移植的部位及再细胞化的目的而适当决定的细胞，例如内皮细胞、内皮祖细胞、骨髓细胞、前成骨细胞、软骨细胞、成纤维细胞、皮肤细胞、肌肉细胞、肝脏细胞、肾脏细胞、肠道细胞、干细胞、其他在再生医疗的领域中可以想到的所有的细胞。

进而，为了如在日本特表2007－525192号公报中记载那样的、DNA等向细胞或支架组织/骨架等的送达的投加装置的设计规格信息的计算，也能够应用本发明。进而，关于使各种基因、癌抑制细胞、脂质包膜等送达到作为直接目的的组织，或为了提高对于病原体的免疫力而投加抗原基因的装置，为了其设计规格信息的计算也能够应用本发明。除此以外，对于在各种疾病治疗的领域（日本特表2008－508881号公报、日本特表2010－503616号公报等中记载的领域）、免疫医疗领域（日本特表2005－523679号公报等中记载的领域）等中能够利用的投加装置，也能够为了其设计规格信息的计算而应用本发明。

<变形例3>

作为利用上述射出压推移的投加装置，可以举出导管装置。导管装置是具有能够进入到生物体内的导管部、从其前端部将希望的药液等对生物体投加的装置。关于从该导管部的前端部的药液投加的结构，可以应用本申请发明。即，在导管部进入到生物体的内部中的状态下，当从其前端部投加药液时，控制该药液的射出压以成为上述本发明的特征性的射出压推移，从而对于被投加药液的对象区域（例如，心脏或肝脏等内脏器官）的既定的部位能够实现低侵袭的药液投加。为了计算这样的导管装置的设计规格信息，能够应用关于本发明的设计系统公开的技术思想。

<参考例>

关于本发明的设计系统公开的技术思想对于利用高能量物质的燃烧能量以外的投加装置也能够应用。即，也能够利用本发明的技术思想，基于与投加液体（投加目的物质）关联的物质信息、与对象区域关联的区域信息、与分布状态关联的分布信息，计算利用了弹簧或压缩气体等的能量的投加装置的设计规格信息。另外，在该情况下的设计规格信息中，包含作为在投加液体的投加中使用的驱动源的弹簧或压缩气体等的信息（例如，弹簧的压缩量或压缩气体的蓄压值等）。

附图标记说明

1････投加装置

2････壳体

3････注射管部

4････柱塞

5････活塞

6････投加装置本体

7････驱动部

8････按钮

9････电池

10････装置组装体

10A、10B････子组装体

31････喷嘴部

32････填充室

44････杆部

53････推压柱部

54････收容孔

64････贯通孔

71････点火器

200････设计系统

200a、600、700････处理装置

300････传感器

400････准备装置

500････处理服务器。

Claims (8)

1.一种投加装置的设计系统，是计算以火药为动力源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置的设计规格的系统，其特征在于，具备：

装置确定部，将成为前述设计规格的计算的对象的前述投加装置确定为对象投加装置；

第1取得部，取得物质信息，前述物质信息与在前述对象投加装置中投加的既定的投加目的物质关联；

第2取得部，取得区域信息，前述区域信息与被投加前述既定的投加目的物质的既定的对象区域关联；

第3取得部，取得分布信息，前述分布信息与在由前述对象投加装置投加了前述既定的投加目的物质时在前述既定的对象区域中设想会形成的该既定的投加目的物质的分布状态关联；以及

计算部，基于由前述第1取得部取得的前述物质信息、由前述第2取得部取得的前述区域信息和由前述第3取得部取得的前述分布信息，计算与前述对象投加装置的结构关联的设计规格信息，前述设计规格信息包含火药信息，前述火药信息包含在前述既定的投加目的物质的投加中使用的装填于前述对象投加装置的前述火药的装填量；

前述分布信息包含与前述对象区域中的前述投加目的物质的投加深度关联的信息和与该投加目的物质的扩散度关联的信息；

将投加深度和扩散度表示为以前述设计规格信息为自变量、以前述物质信息、前述区域信息为参数的多变量函数，在前述设计规格信息的计算中，使用最小二乘法将前述设计规格信息最优化，以使由前述多变量函数得到的投加深度和扩散度接近于由前述第3取得部取得的作为前述分布信息的投加深度和扩散度的值。

2.如权利要求1所述的投加装置的设计系统，其特征在于，

前述投加装置为以下的装置：不经由将前述投加目的物质向前述对象区域内导入的导入部，而以前述火药为动力源将该投加目的物质朝向该对象区域射出，使该投加目的物质贯通该对象区域的表层，从而向该对象区域内投加该投加目的物质。

3.如权利要求1所述的投加装置的设计系统，其特征在于，

还具备对象区域传感器，前述对象区域传感器检测与前述既定的对象区域的表层的硬度关联的既定的物理参数；

前述第2取得部取得由前述对象区域传感器检测出的前述既定的物理参数，作为前述区域信息的至少一部分。

4.如权利要求1～3中任一项所述的投加装置的设计系统，其特征在于，

还具备映射表信息保持部，前述映射表信息保持部保持与多个种类的前述投加装置分别对应的计算映射表，前述计算映射表决定各个该投加装置中的前述物质信息前述区域信息前述分布信息与前述设计规格信息的相关；

前述计算部基于前述映射表信息保持部保持的计算映射表中的与由前述装置确定部确定出的前述对象投加装置对应的计算映射表，计算前述设计规格信息。

5.如权利要求4所述的投加装置的设计系统，其特征在于，

前述装置确定部基于前述投加目的物质的投加量，从多个种类的前述投加装置之中确定前述对象投加装置。

6.一种投加系统，其特征在于，具备：

权利要求1～5中任一项所述的投加装置的设计系统；

前述投加装置，不经由导入部，而以前述火药为动力源，将前述投加目的物质向前述对象区域投加；以及

准备装置，按照在由前述计算部计算出的前述设计规格信息中包含的前述火药信息，准备与前述对象投加装置对应的种类及装填量的火药。

7.一种投加装置的设计方法，是计算以火药为动力源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置的设计规格的方法，其特征在于，包括：

装置确定步骤，将成为前述设计规格的计算的对象的前述投加装置确定为对象投加装置；

第1取得步骤，取得物质信息，前述物质信息与在前述对象投加装置中投加的既定的投加目的物质关联；

第2取得步骤，取得区域信息，前述区域信息与被投加前述既定的投加目的物质的既定的对象区域关联；

第3取得步骤，取得分布信息，前述分布信息与在由前述对象投加装置投加了前述既定的投加目的物质时在前述既定的对象区域中设想会形成的该既定的投加目的物质的分布状态关联；以及

计算步骤，基于由前述第1取得步骤取得的前述物质信息、由前述第2取得步骤取得的前述区域信息和由前述第3取得步骤取得的前述分布信息，计算与前述对象投加装置的结构关联的设计规格信息，前述设计规格信息包含火药信息，前述火药信息包含在前述既定的投加目的物质的投加中使用的装填于前述对象投加装置的前述火药的装填量；

前述分布信息包含与前述对象区域中的前述投加目的物质的投加深度关联的信息和与该投加目的物质的扩散度关联的信息；

将投加深度和扩散度表示为以前述设计规格信息为自变量、以前述物质信息、前述区域信息为参数的多变量函数，在前述设计规格信息的计算中，使用最小二乘法将前述设计规格信息最优化，以使由前述多变量函数得到的投加深度和扩散度接近于由前述第3取得步骤取得的作为前述分布信息的投加深度和扩散度的值。

8.一种用于执行投加装置的设计程序的处理装置，是执行计算以火药为动力源将投加目的物质向对象区域投加的投加装置的设计规格的程序的处理装置，其特征在于，

执行以下的步骤：

装置确定步骤，将成为前述设计规格的计算的对象的前述投加装置确定为对象投加装置；

第1取得步骤，取得物质信息，前述物质信息与在前述对象投加装置中投加的既定的投加目的物质关联；

第2取得步骤，取得区域信息，前述区域信息与被投加前述既定的投加目的物质的既定的对象区域关联；

第3取得步骤，取得分布信息，前述分布信息与在由前述对象投加装置投加了前述既定的投加目的物质时在前述既定的对象区域中设想会形成的该既定的投加目的物质的分布状态关联；以及

计算步骤，基于由前述第1取得步骤取得的前述物质信息、由前述第2取得步骤取得的前述区域信息和由前述第3取得步骤取得的前述分布信息，计算与前述对象投加装置的结构关联的设计规格信息，前述设计规格信息包含火药信息，前述火药信息包含在前述既定的投加目的物质的投加中使用的装填于前述对象投加装置的前述火药的装填量；

前述分布信息包含与前述对象区域中的前述投加目的物质的投加深度关联的信息和与该投加目的物质的扩散度关联的信息；

将投加深度和扩散度表示为以前述设计规格信息为自变量、以前述物质信息、前述区域信息为参数的多变量函数，在前述设计规格信息的计算中，使用最小二乘法将前述设计规格信息最优化，以使由前述多变量函数得到的投加深度和扩散度接近于由前述第3取得步骤取得的作为前述分布信息的投加深度和扩散度的值。

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