JP2009273694A - 薬液投与装置、内視鏡システムおよび薬液投与方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出孔に体内異物が付着しても、患部に限定して正確な量の薬液を投与する。
【解決手段】内部に薬液Ｗが充填される充填部１１と、基端が充填部１１に接続されるとともに先端に薬液Ｗが吐出される吐出孔が形成されたカテーテル１３と、薬液Ｗに電圧を印加する電圧印加部１４と、充填部１１内の薬液Ｗを、カテーテル１３内を通して吐出孔から吐出する吐出機構１５と、を備え、薬液Ｗを、電圧印加部１４により帯電させた状態で、前記吐出孔から体内の患部に向けて柱状に吐出させるとともに、この薬液柱の先端を、患部との間の電位差によって霧状に分裂させた状態で、当該薬液柱の先端から患部に向かう電気力線に沿って患部に到達させるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、体内の患部に薬液を投与する薬液投与装置、内視鏡システムおよび薬液投与方法に関するものである。

近年では、例えば副作用の発症を弱めたりあるいは薬効の低下を防止したりする等のために、可能な限り患部に近い位置で薬液を吐出することにより、必要最小限の薬液を患部に限定して投与することが要望されている。
このような薬液投与装置として、例えば下記特許文献１に示されるような、内部がノズル部、与圧室および貯留部に区画されたカテーテルを備える構成が知られている。このカテーテルの内部には、ノズル部と与圧室とを連通、遮断する射出弁と、与圧室と貯留部とを連通、遮断する装填弁と、が設けられている。また、与圧室には加圧ガス源と連通する加圧ガス導管が接続されている。
以上の構成において、貯留部内に薬液を装填し、かつカテーテルを体内に挿入してノズル部を患部に近づけた状態で前記装填弁を開くことにより、貯留部内の薬液を与圧室内に導入する。その後、前記装填弁を閉じた状態で前記加圧ガス導管から与圧室内に加圧ガスを導入して、この与圧室内の圧力が十分に高められたときに前記射出弁を開き、ノズル部の吐出孔から患部に向けて薬液を吐出する。
特表２００６−５２７０２３号公報

しかしながら、前記従来の薬液投与装置では、使用の過程で、例えば体内粘液や組織小片等の体内異物が、ノズル部の吐出孔に付着することがあり、この場合、患部に限定して薬液を投与することが困難になったり、あるいは患部内で薬液の投与量が不均一になったりする等のおそれがある。
なお、このような問題を解決するための手段として、例えば前記加圧ガス導管から与圧室内に導入する加圧ガスの流量を増やしたり、あるいは前記射出弁を開くタイミングを遅くしたりして与圧室の内圧を高めることにより、付着した体内異物を除去することが考えられるが、この場合、吐出孔から吐出される薬液の勢いが強くなりすぎるおそれがある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、吐出孔に体内異物が付着しても、患部に限定して正確な量の薬液を投与することができる薬液投与装置、内視鏡システムおよび薬液投与方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の薬液投与装置は、内部に薬液が充填される充填部と、基端が充填部に接続されるとともに先端に前記薬液が吐出される吐出孔が形成されたカテーテルと、前記薬液に電圧を印加する電圧印加部と、前記充填部内の薬液を、前記カテーテル内を通して吐出孔から吐出する吐出機構と、を備え、前記薬液を、電圧印加部により帯電させた状態で、前記吐出孔から体内の患部に向けて柱状に吐出させるとともに、この薬液柱の先端を、患部との間の電位差によって霧状に分裂させた状態で、当該薬液柱の先端から患部に向かう電気力線に沿って患部に到達させる構成とされたことを特徴とする。

また、本発明の内視鏡システムは、内視鏡と、本発明の薬液投与装置と、を備えることを特徴とする。
さらに、本発明の薬液投与方法は、患部に薬液を投与する薬液投与方法であって、本発明の薬液投与装置、または本発明の内視鏡システムを用い、前前記薬液を、電圧印加部により帯電させた状態で、前記吐出孔から患部に向けて柱状に吐出させるとともに、この薬液柱の先端を、患部との間の電位差によって霧状に分裂させた状態で、当該薬液柱の先端から患部に向かう電気力線に沿って患部に到達させることを特徴とする。

この発明では、薬液を霧状に分裂させる前に、吐出孔から薬液を柱状にして吐出するので、吐出孔に体内異物が付着していた場合においても、この薬液の液圧によって前記体内異物を除去することが可能になり、患部に限定して正確な量の薬液を投与することができる。
また、前記薬液柱が電圧印加部により帯電しているので、前述のように薬液柱の先端を霧状に分裂させたときに、この霧状の薬液を患部の周辺で浮遊させることなく直ちに患部に吸着させることが可能になり、患部に正確な量の薬液を投与することが可能になるとともに、患部の全域にわたって薬液を均等に投与することができる。
さらに、前記内視鏡システムでは、患部を視認して薬液の投与位置を特定することが可能になり、正確に薬液を投与することができる。

ここで、前記薬液柱は、吐出孔の直径と同等の外径で吐出孔から吐出させてもよい。
この場合、吐出孔から吐出される薬液柱の外径が吐出孔の直径と同等になっているので、霧状に分裂した薬液の液滴形状を再現性よく安定させることが可能になる。
すなわち、薬液柱の外径が吐出孔の直径よりも大きくなると、薬液柱の先端部が拡散してその形状が不安定になり、この薬液柱の先端部に電圧を集中させるのが困難になり、また薬液柱の外径が吐出孔の直径よりも小さくなると、薬液柱全体の形状が不安定になる。

また、前記吐出機構は、前記充填部に接続されるとともに加圧された気体を格納する気体格納部と、この気体格納部から前記充填部に供給される気体の流量を調整して前記充填部の内圧を制御する圧力制御部と、を備えてもよい。
この場合、圧力制御部が設けられているので、充填部内に常に一定の圧力を付与することが可能になる。この結果、薬液柱の先端の位置つまり薬液柱の長さ、あるいは薬液柱の液圧が変動するのを防ぐことが可能になり、吐出孔に付着した体内異物を確実に除去することができる。
また、このように圧力制御部が設けられていることから、充填部の内圧を使用者が適宜容易に調整することが可能になり、その取り扱い性を向上させることもできる。

さらに、内部に前記吐出孔を位置させた状態で前記カテーテルが挿通された鉗子チャンネルを備え、前記薬液を前記吐出孔から体内の患部に向けて柱状に吐出させたときに、この薬液柱の先端が前記鉗子チャンネルの先端から患部側の外部に位置させられる構成とされてもよい。
この場合、薬液が霧状に分裂し始める薬液柱の先端が、鉗子チャンネルの先端から患部側に離れているので、鉗子チャンネルの先端に付着した体内異物のうち、吐出孔と対向する位置から離れたところに位置しているために薬液柱で除去されなかった体内異物があったとしても、この異物が、霧状に分裂された薬液の患部に向けた進行の妨げになることがなく、前述の作用効果が確実に奏功される。
また、カテーテルの吐出孔が鉗子チャンネルの内側に位置しているので、体内異物がカテーテルの先端に付着してさらにはこの異物が吐出孔内に入り込むのを防ぐことが可能になる。したがって、吐出孔内に体内異物が入り込むことによって、患部に投与される薬液の量が少なくなったり、あるいは患部以外の部位に薬液が付着したりするのを避けることができる。

この発明によれば、吐出孔に体内異物が付着しても、患部に限定して正確な量の薬液を投与することができる。

以下、本発明に係る薬液投与装置の第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
薬液投与装置１０は、図１に示されるように、内部に薬液Ｗが充填される充填部１１と、基端が充填部１１に接続されるとともに先端に薬液Ｗが吐出される吐出孔が形成されたカテーテル１３と、薬液Ｗに電圧を印加する電圧印加部１４と、充填部１１内の薬液Ｗを、カテーテル１３内を通して吐出孔から吐出する吐出機構１５と、を備えている。
なお、薬液Ｗとしては、例えば、キシロカイン液等の麻酔薬、または抗癌剤、免疫抑制剤、ステロイド剤若しくは核酸医薬等の治療薬、または早期癌診断に使用される分子イメージング診断薬や染色診断薬等が挙げられる。

この薬液投与装置１０は、本実施形態では、図２に示されるように、カテーテル１３が内視鏡１の鉗子チャンネル２内に挿通された状態で、鉗子チャンネル２に設けられた鉗子栓３に装着されて用いられる（内視鏡システム）。そして、同一使用者が内視鏡１を操作しながら薬液投与装置１０の操作もできるように構成されている。
また、カテーテル１３において吐出孔が形成された先端１３ａは、鉗子チャンネル２の先端２ａから突出しておらず内側に位置している。

充填部１１は筒状に形成され、その一端開口部に中央部に貫通孔が形成されたゴム栓１６が嵌合され、他端開口部にカテーテル１３の基端側が連結されている。なお、充填部１１内の薬液Ｗは、この充填部１１を薬液投与装置１０に組付ける前に、ゴム栓１６の貫通孔内に注射器の注射針等を差し込んで注入される。

カテーテル１３は、例えばポリ四フッ化エチレン等の非導電性でかつ可撓性を有する材質で形成されている。例えば、カテーテル１３の外径は約１．６ｍｍ、内径は約０．９ｍｍとされ、吐出孔の直径は約０．０７５ｍｍとなっている。また、カテーテル１３の長さは、薬液Ｗを投与する患部Ｋや薬液Ｗの種類さらには症例等に応じて適宜設定されるが例えば約８５０ｍｍとなっている。

電圧印加部１４は、充填部１１とカテーテル１３との連結部分に配置された主電極１７と、電圧を発生する回路部１８と、主電極１７と回路部１８との間に配置された副電極１９と、回路部１８に接続された例えば電池等の電源２０と、を備えている。
さらに本実施形態では、回路部１８に、生体の一部に接続されるグランドバンドＧが接続されている。なお図示の例では、グランドバンドＧは人体の指に接続されている。

主電極１７は、導電性を有する材質で円筒状に形成され、その軸方向一端が充填部１１の他端開口部に同軸に配設されるとともに、軸方向他端側にカテーテル１３の基端が接続されている。なお、主電極１７としては、導電性を有しない材質で円筒状に形成された本体部と、導電性を有する材質で形成され前記本体部の表面を被覆する導電膜と、を備える構成を採用してもよい。
ここで、主電極１７の内径は、一端側が他端側よりも小さくなっており、大径の他端側にカテーテル１３の基端部が液密状態で嵌合され、小径の一端側の内径がカテーテル１３の内径と同等になっている。そして、充填部１１内の薬液Ｗは、主電極１７における一端面および前記一端側の内周面に接触している。また、充填部１１の他端開口部と主電極１７、および主電極１７とカテーテル１３はそれぞれ、例えば接着剤等によって互いに固定されている。

副電極１９は、例えばステンレス鋼等で形成され、電圧を印加する方向つまり主電極１７側に向けて尖る先鋭形状となっている。そして、この副電極１９の先端部が主電極１７の外周面に接続されている。なお、副電極１９は、一般的な電気接触子の外表面に金メッキ層が形成されたコンタクトプローブ等であってもよい。
回路部１８内には、高抵抗回路、過電流検出回路および圧電トランスが組み込まれている。高抵抗回路は、保護用の高抵抗が副電極１９に直列に接続されて構成され、スパークの発生や生体への電撃を防止する。また、過電流検出回路は、回路部１８に流れる電流値を検出し、その数値が設定値以上となったときに副電極１９への電圧の印加を停止させる。なお、前記設定値は生体への安全性を考慮して、例えば約１００μＡ好ましくは約１０μＡとしてもよい。圧電トランスは、電源２０から回路部１８に供給された電圧を昇圧する。

以上の構成において、電源２０から回路部１８に電圧が供給されると、この電圧が前記圧電トランスで昇圧され、この昇圧された電圧が副電極１９を通して主電極１７に供給されて主電極１７に接触する薬液Ｗに印加される。なお例えば、電源２０の電圧は約６Ｖであるところ、主電極１７に供給される電圧は約５ｋＶとなる。

吐出機構１５は、充填部１１に接続されるとともに加圧された気体を格納する気体格納部２１と、気体格納部２１に接続された三方弁２２と、三方弁２２と充填部１１とを接続する供給管２３と、三方弁２２を通して供給管２３を外部に接続させる開放管２４と、を備えている。
気体格納部２１には逆止弁２５が接続されており、この逆止弁２５を通して例えばディスポシリンジ等の図示されない気体供給手段から気体格納部２１内に例えば空気等の気体を供給することで、このタンク２１内を昇圧できるようになっている。なお、気体格納部２１の内圧は例えば約０．２ＭＰａ程度まで上昇させるのが好ましい。また、気体格納部２１はこの昇圧に耐え得る材質で形成される。さらに、前述の気体は、薬液Ｗと化学反応しないものの中から適宜選択可能である。

三方弁２２は、供給管２３と気体格納部２１および開放管２４との連通、遮断を切り替えるようになっている。本実施形態では、三方弁２２のボタンを押し込む前の待機状態では、供給管２３は、気体格納部２１との連通が遮断されて開放管２４と連通しており、充填部１１の内圧は大気圧と同等になっている。一方、前記ボタンを押し込むと、供給管２３は、開放管２４との連通が遮断されて気体格納部２１と連通し、充填部１１の内圧が気体格納部２１の内圧まで上昇する。

供給管２３の先端部は、前述のゴム栓１６の貫通孔内に差し込まれており、その外周面は先鋭形状に形成されて、ゴム栓１６の貫通孔と供給管２３の先端部との間の気密性が保たれている。
また、開放管２４の内径および内面形状のうちの少なくとも一方は、三方弁２２の前記待機状態で、カテーテル１３の吐出孔から薬液Ｗが垂れ落ちない程度の圧力損失を生じるように形成されている。なお、開放管２４の内径は例えば約０．１ｍｍとなっている。

さらに本実施形態では、回路部１８に、三方弁２２のボタンが押し込まれたか否かを検出する弁認識スイッチ２６が接続されている。そして、このスイッチ２６が、三方弁２２のボタンが押し込まれていることを認識したときに、回路部１８で電圧を発生させ、この電圧が副電極１９を介して主電極１７に供給されるようになっている。

また、回路部１８には、薬液投与装置１０が内視鏡１の鉗子栓３に装着されたか否かを検出する装着認識スイッチ２７が接続されている。このスイッチ２７が、薬液投与装置１０の鉗子栓３への装着を検出しなかった場合には、たとえ弁認識スイッチ２６が三方弁２２の押し込みを検出したとしても、回路部１８で電圧を発生させないようになっている。

ここで、以上説明した薬液投与装置１０の各構成要素のうち、カテーテル１３を除く全てが筐体２８内に収容されるとともに、充填部１１、主電極１７およびカテーテル１３が前述のように固定されてなる組立て体は、筐体２８の外側から着脱可能になっている。そして、充填部１１内の薬液Ｗを全て患部Ｋに投与した後は、前記組立て体は、筐体２８から取り外されて廃棄される。なお、主電極１７に、非導電性でかつ透明の樹脂材料で開閉可能に形成されたカバーを取り付けて、このカバーで主電極１７の全体を覆ってもよい。

そして、本実施形態では、三方弁２２が押し込まれ、気体格納部２１と充填部１１とが供給管２３を介して連通されて充填部１１の内圧が上昇したときに、充填部１１内の薬液Ｗがカテーテル１３内を通って吐出孔から柱状（以下、薬液柱Ｗ１という）に吐出されるようになっている。この薬液柱Ｗ１の外径は、吐出孔の直径と同等になっている。また、本実施形態では、薬液Ｗを吐出孔から吐出させたときに、薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２が、鉗子チャンネル２の先端２ａから患部Ｋ側の外部に位置させられるようになっている。
吐出孔からこのような薬液柱Ｗ１を吐出するためには、例えば吐出孔の直径、カテーテル１３の長さ、カテーテル１３を形成する材質の撥水性、および薬液Ｗの性状（粘度、比重、接触角、導電率等）に基づいて、気体格納部２１の内圧や薬液Ｗへの印加電圧を適宜設定することで実現される。例えば、吐出孔の直径を小さくしたり、あるいはカテーテル１３の長さを長くしたりすることにより、薬液Ｗがカテーテル１３内を吐出孔に向けて流動したときに生ずる圧力損失が大きくなった場合には、気体格納部２１の内圧を高めることで吐出孔から薬液Ｗを柱状にして吐出することができる。

また本実施形態では、三方弁２２の押し込みを弁認識スイッチ２６が検出すると、回路部１８で発生した電圧が主電極１７に供給されることにより、充填部１１内から主電極１７の内側を通過した薬液Ｗが帯電させられ、前述の薬液柱Ｗ１も帯電させられることになる。これにより、図３に示されるように、薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２が、患部Ｋとの間の電位差によって霧状に分裂させられた状態で、この薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２から患部Ｋに向かう電気力線Ｌに沿って患部Ｋに到達するようになっている。この際、前述のように指にグランドバンドＧが接続されているので、患部Ｋの電位は確実に０Ｖに保たれ、これにより薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２と患部Ｋとの間に電位差を確実に生じさせることができる。

次に、以上のように構成された薬液投与装置１０を用いて患部Ｋに薬液Ｗを投与する方法について説明する。
まず、筐体２８から取り外された充填部１１内に、ゴム栓１６の貫通孔に注射器の注射針を突き刺して注射器内の薬液を患部Ｋに必要な量だけ注入する。
次に、供給管２３の先端部を充填部１１におけるゴム栓１６の貫通孔内に差し込み、充填部１１、主電極１７およびカテーテル１３が前述のように固定されてなる組立て体を筐体２８に装着することにより、薬液投与装置１０を組み立てる。

そして、この薬液投与装置１０を図２に示されるように、カテーテル１３を鉗子チャンネル２内に挿通して、内視鏡１の鉗子栓３に装着する。この際、装着認識スイッチ２７が、薬液投与装置１０の鉗子栓３への装着を検出することで、回路部１８で電圧を発生させることが可能な状態になる。
次に、内視鏡１の鉗子チャンネル２の先端部を体内に差し込み、この内視鏡１で患部Ｋの位置を特定し、この患部Ｋに鉗子チャンネル２の先端開口を対向させて固定する。
その後、三方弁２２を押し込むことにより、充填部１１内を開放管２４に対して遮断した状態で気体格納部２１内と連通させ、充填部１１の内圧を気体格納部２１の内圧まで昇圧する。

この充填部１１内の昇圧によって、充填部１１内の薬液Ｗがカテーテル１３内を吐出孔側に向けて送られ、吐出孔から柱状の薬液Ｗが吐出される。この際、カテーテル１３の吐出孔が、内視鏡１の鉗子チャンネル２の内側に位置しているが、薬液柱Ｗ１の先端部は、鉗子チャンネル２の外側でかつその先端２ａと患部Ｋとの間に到達する。また、薬液柱Ｗ１の外径は吐出孔の直径と同等になっている。

さらにこの際、三方弁２２の押し込みが弁認識スイッチ２６により検出されることで、回路部１８で電圧が発生し、この電圧が副電極１９を通して主電極１７に供給され、主電極１７の内側を通過する薬液Ｗが帯電させられて薬液柱Ｗ１も帯電する。
これにより、薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２が、患部Ｋとの間の電位差によって霧状に分裂させられた状態で、この薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２から患部Ｋに向かう電気力線Ｌに沿って患部Ｋに到達することで、患部Ｋに薬液Ｗが投与される。

ここで、吐出孔から吐出された薬液柱Ｗ１は、患部Ｋに向かうに従い漸次減速する。そして、この流速が所定の大きさ以下になると、薬液柱Ｗ１の先端部に電圧が集中し、その表面の電荷密度が臨界値に達することで先端部が電気流体力学的に不安定になり、この先端部から患部Ｋに向けて糸状に薬液Ｗ３が引き出され、この糸状の薬液Ｗ３の先端Ｗ２から多数の液滴に分裂する。さらにこれらの液滴は前述のように帯電しているため、相互に反発力を作用させ合うことでより細かく分裂して霧状になる。

なお、薬液Ｗを直径１００μｍ以下の霧状にするための手段の一つとして、薬液Ｗの性状にも因るが、例えば吐出孔の直径を３００μｍ以下にすることが挙げられる。また、薬液Ｗの導電率が例えば１×１０^−１０〜１×１０^−１（Ｓ／ｍ)の場合には、薬液Ｗに印加する電圧を高めると薬液Ｗをより細かく霧状に分裂させることができる。例えば、導電率が１×１０^−６（Ｓ／ｍ)の蒸留水では、吐出孔の直径を０．０７５ｍｍ、印加する電圧を＋５ｋＶ、流量を０．３ｍＬ／分とすると、直径が８〜２０μｍの霧状に分裂される。

なお、薬液Ｗが霧状に分裂し始める薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２は、気体格納部２１の内圧を高めたりあるいは薬液Ｗに印加する電圧を小さくしたりすることで、吐出孔から離間させて患部Ｋ側に近づけることができる。さらに、このように薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２を患部Ｋ側に近づけると、患部Ｋにおける単位面積当たりの薬液Ｗの投与量を増大させることができる。
さらに、カテーテル１３の吐出孔を患部Ｋに近づけると、患部Ｋ上において電気力線Ｌが形成される領域が狭められて単位面積当たりの薬液Ｗの投与量が増大し、図３（ｂ）に示されるように離間させるとこの領域が広げられて単位面積当たりの薬液Ｗの投与量が減少する。

以上の薬液Ｗの投与を充填部１１内の薬液Ｗがなくなるまで行う。
その後、三方弁２２の押し込みを解除して元の位置に戻す。これにより、供給管２３と気体格納部２１との連通を遮断する一方、供給管２３と開放管２４とを連通させて充填部１１の内圧を大気圧と同等にし、かつ弁認識スイッチ２６が三方弁２２の押し込みを検出しなくなり回路部１８から主電極１７への電圧の供給を停止させる。
そして、最後に、充填部１１、カテーテル１３および主電極１７を有する前記組立て体を筐体２８から取り外す。または、薬液投与装置１０の全体を鉗子栓３から取り外す。

以上説明したように、本実施形態による薬液投与装置１０によれば、薬液Ｗを霧状に分裂させる前に、吐出孔から薬液柱Ｗ１を吐出するので、鉗子チャンネル２の先端２ａに吐出孔と対向するように体内異物が付着していた場合においても、この薬液Ｗの液圧によって前記体内異物を除去することが可能になり、患部Ｋに限定して正確な量の薬液Ｗを投与することができる。
また、薬液柱Ｗ１が電圧印加部１４により帯電しているので、前述のように薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２を霧状に分裂させたときに、この霧状の薬液Ｗを患部Ｋの周辺で浮遊させることなく直ちに患部Ｋに吸着させることが可能になり、患部Ｋに正確な量の薬液Ｗを投与することが可能になるとともに、患部Ｋの全域にわたって薬液Ｗを均等に投与することができる。
さらにまた、前述のように薬液Ｗを霧状に分裂する位置が、カテーテル１３の内部ではなく、カテーテル１３の外部となっているので、カテーテル１３内に薬液Ｗが残留して患部Ｋに投与される薬液の量が少なくなったり、吐出孔から薬液Ｗが垂れて患部Ｋ以外の部位に薬液Ｗが付着したりするのを避けることができる。

さらに本実施形態では、吐出孔から吐出される薬液柱Ｗ１の外径が吐出孔の直径と同等になっているので、霧状に分裂された薬液Ｗの液滴形状を再現性よく安定させることが可能になる。
すなわち、薬液柱Ｗ１の外径が吐出孔の直径よりも大きくなると、薬液柱Ｗ１の先端部が拡散してその形状が不安定になり、この薬液柱Ｗ１の先端部に電圧を集中させるのが困難になり、また薬液柱Ｗ１の外径が吐出孔の直径よりも小さくなると、薬液柱Ｗ１全体の形状が不安定になる。

なお、霧状の薬液Ｗを本実施形態のように帯電させないと、微小な液滴自身の表面張力により球形状を維持しようとする力が働く。その力は小さい液滴ほど強く作用するために、この液滴を患部Ｋに向けて送り出しても患部Ｋに付着しないで舞い上がる、いわゆるドライフォグ現象が発生し易くなって、患部Ｋへの薬液Ｗの投与量が少なくなるばかりでなく、その投与量の把握も困難になる。
ところが本実施形態のように霧状の薬液Ｗを帯電させることによって、薬液Ｗを患部Ｋに吸着させることが可能になり、この投与量を正確にしかつ投与量の把握も容易になる。

さらにまた、例えば患部Ｋが呼吸器系の肺や肺胞などの場合には、霧状の薬液Ｗを本実施形態のように帯電させないと、薬液Ｗが呼吸の吐き出しに伴い口から排出され易くなる。このため従来から、吸入療法等で使用されるネブライザーなどを用いて薬液Ｗを投与する際には、患者が息を吸い込む時に合わせて薬液Ｗを投与するなどの対策が必要であった。
ところが本実施形態のように、霧状の薬液Ｗを帯電させ、しかも患部Ｋの近くで薬液Ｗを吐出孔から吐出することによって、患者が息を吐き出すタイミングに合わせなくても、薬液Ｗを患部Ｋに容易かつ正確に吸着させることができる。

また、本実施形態では、薬液Ｗが霧状に分裂し始める薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２が、鉗子チャンネル２の先端２ａから患部Ｋ側に離れているので、鉗子チャンネル２の先端２ａに付着した体内異物のうち、吐出孔と対向する位置から離れたところに位置しているために薬液柱Ｗ１で除去されなかった体内異物があったとしても、この異物が、霧状に分裂された薬液Ｗの患部Ｋに向けた進行の妨げになることがなく、前述の作用効果が確実に奏功される。

さらに本実施形態では、薬液投与装置１０を内視鏡１の鉗子栓３に装着して用いるので、患部Ｋを視認して薬液Ｗの投与位置を特定することが可能になり、正確に薬液Ｗを投与することができる。
また、カテーテル１３の吐出孔が鉗子チャンネル２の内側に位置しているので、体内異物がカテーテル１３の先端１３ａに付着してさらにはこの異物が吐出孔内に入り込むのを防ぐことが可能になる。したがって、吐出孔内に体内異物が入り込むことによって、患部Ｋに投与される薬液Ｗの量が少なくなったり、あるいは患部Ｋ以外の部位に薬液Ｗが付着したりするのを避けることができる。

さらに本実施形態では、回路部１８と生体とがグランドバンドＧで接続されているので、薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２と患部Ｋとの間の電位差を確実に確保することが可能になり、患部Ｋに霧状の薬液Ｗをより一層確実に吸着させることができる。またこのようにグランドバンドＧが設けられていることから、患部Ｋが、帯電した薬液Ｗを吸着することでこの薬液Ｗの極性と同じ極性の電位になって前記電位差が小さくなるのを防ぐこともできる。

さらに前述したように、薬液Ｗに印加する電圧の大きさを変えることで、霧状の薬液Ｗの直径を変更できるので、薬液Ｗを投与する部位等に応じて最適な直径に容易に設定することが可能になる。さらに、三方弁２２のボタンを操作するだけで、吐出孔からの薬液柱Ｗの吐出、および薬液Ｗへの電圧の印加を、瞬時に開始および停止することが可能になるので、薬液Ｗを投与する部位等に応じて最適なタイミングを容易に設定することができる。

ここで、薬液Ｗの種類によっては、泡立ちやすいものや分散粒子が含有されているものがある。ネブライザーなどに適用される超音波霧化原理では、泡立ちやすい薬液は超音波の伝播を阻害するため薬液Ｗが霧化されない場合もある。また、超音波霧化原理のなかでも薬液Ｗの液滴を微細化するために、数μｍの微細穴のメッシュを使用するものは、分散粒子が含有されている液体を霧化させる際に、メッシュが目詰まりして霧化できなくなる場合もある。
ところが本実施形態では、薬液Ｗに超音波をかけたりメッシュを用いたりしないので、このような泡立ちやすい薬液や分散粒子を含有する薬液においても、前述の作用効果を奏功させることが可能になる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、回路部１８に、生体の一部に接続されるグランドバンドＧを接続したが、このグランドバンドＧは設けなくてもよい。
この場合においても、一般に生体の電位は０Ｖ程度（グランド側）になっているため、薬液Ｗが極性にかかわらず帯電していれば、患部Ｋに薬液Ｗを吸着させることができる。

また、充填部１１内からカテーテル１３内に薬液Ｗを送り出している途中に、回路部１８から主電極１７に印加する電圧の極性を変更してもよい。
さらに、患部Ｋに投与すべき薬液が２種類以上ある場合には、１種類の薬液を全て投与した後に、薬液投与装置１０の各構成要素のうち、充填部１１、カテーテル１３および主電極１７を有する前記組立て体のみを筐体２８から取り外して、他種類の薬液が充填部１１内に充填されている他の組立て体を筐体２８に装着するようにしてもよい。そして、前記他種類の薬液が有する溶液内のイオン化特性等の電気的特定に応じて、主電極１７に印加する電圧の極性を選択してもよい。

また、前記実施形態では、充填部１１とカテーテル１３との連結部分に配置された主電極１７によって薬液Ｗに電圧を印加したが、これに限らず例えば、主電極を充填部１１内に設けてもよいし、あるいはこの主電極を針状に形成しその先端部をカテーテル１３に突き刺すことでカテーテル１３内に設けてもよい。

さらに、前記実施形態では、薬液投与装置１０を内視鏡１の鉗子栓３に装着した状態で、カテーテル１３において吐出孔が形成された先端１３ａを、鉗子チャンネル２の先端２ａから突出させず内側に位置させたが、これに限らず例えば図４に示されるように、カテーテル１３の先端１３ａを鉗子チャンネル２の先端２ａから外側に突出させてもよい。
この場合においても、カテーテル１３の先端１３ａに吐出孔を塞ぐように体内異物が付着しても、この異物を薬液柱Ｗ１の液圧によって除去することができる。

さらに、前記実施形態では、薬液投与装置１０を内視鏡１の鉗子栓３に装着して用いたが、これに限らず、内視鏡１は併用しないで薬液投与装置１０のみを用いて、体内の患部Ｋに薬液Ｗを投与するようにしてもよい。
また、カテーテル１３の先端部および鉗子チャンネル２内の先端部のうちの少なくとも一方に、カテーテル１３の先端部を鉗子チャンネル２に対して固定可能な例えば突起、バルーン若しくは圧電アクチュエータ等の係止部を設けてもよい。
さらに、カテーテル１３の外周面に、鉗子チャンネル２内に挿通されたこのカテーテル１３の長さが目視可能な目盛りあるいはマーカ等の表示部を形成してもよい。

以下、本発明に係る薬液投与装置の第２実施形態を、図５を参照しながら説明する。なお、前記第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の薬液投与装置３０では、前記吐出機構１５が、気体格納部２１と三方弁２２との間に設けられ、かつ気体格納部２１から充填部１１に供給される気体の流量を調整して充填部１１の内圧を制御する圧力制御部３１を備えるとともに、グランドバンドＧが、薬液Ｗを投与される患者が横臥するベッドＢのマットＭと回路部１８とを接続している。なお、圧力制御部３１の調整つまみは筐体２８の外側に位置している。また、圧力制御部３１による充填部１１の内圧の制御は、薬液柱Ｗ１の先端Ｗ２の位置つまり薬液柱Ｗ１の長さ、あるいは薬液柱Ｗ１の液圧が所望の大きさになるように、例えば吐出孔の直径、カテーテル１３の長さ、カテーテル１３の材質、あるいは薬液Ｗの性状等に基づいて行われる。

以上説明したように、本実施形態による薬液投与装置３０によれば、圧力制御部３１が設けられているので、充填部１１内に常に一定の圧力を付与することが可能になる。この結果、薬液柱Ｗ１の長さ、あるいは薬液柱Ｗ１の液圧が変動するのを防ぐことが可能になり、吐出孔に付着した体内異物を確実に除去することができる。
また、このように圧力制御部３１が設けられていることから、充填部１１の内圧を使用者が適宜容易に調整することが可能になり、その取り扱い性を向上させることもできる。
さらに、本実施形態では、グランドバンドＧが、薬液Ｗを投与される患者が横臥するベッドＢのマットＭと回路部１８とを接続しているので、薬液Ｗを患部Ｋに投与する前の準備時間を短縮して患者にかかる負担を軽減することもできる。

以下、本発明に係る薬液投与装置の第３実施形態を、図６を参照しながら説明する。なお、前記第１実施形態および第２実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の薬液投与装置４０では、前記吐出機構１５が、逆止弁２５に接続され気体格納部２１内に気体を供給する気体供給手段４１を備えている。図示の例では、気体供給手段４１は、シリンダ４１ａ内にピストン４１ｂが軸方向に摺動可能に嵌合されて構成されており、ピストン４１ｂをシリンダ４１ａ内に押し込んだときに、シリンダ４１ａ内のヘッド側室４１ｄから圧縮気体が逆止弁２５を通って気体格納部２１内に供給されるようになっている。

また、シリンダ４１ａの周壁部には外部と連通する外気吸入管４１ｃが設けられており、ピストン４１ｂをシリンダ４１ａに対して引き上げたときに、シリンダ４１ａの内部のうちヘッド側室４１ｄ内に外気吸入管４１ｃを通して外気が吸入されるようになっている。さらに、この気体供給手段４１は、ピストン４１ｂにおけるロッド側部分および外気吸入管４１ｃの先端部を除く全体が筐体２８内に収容されている。なお、外気吸入管４１ｃ内にフィルターを設けることにより、清浄な気体をシリンダ４１ａのヘッド側室４１ｄ内に吸入するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態による薬液投与装置４０によれば、気体供給手段４１が設けられているので、気体格納部２１の内圧を容易に高めることが可能になり、その取り扱い性をより一層向上させることができる。
また、この気体供給手段４１のほぼ全体が筐体２８内に収容されているので、気体供給手段４１を設けたことによって薬液投与装置４０が大型になるのを防ぐことができる。

以下、本発明に係る薬液投与装置の第４実施形態を、図７、図８を参照しながら説明する。なお、前記第１実施形態から第３実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態の薬液投与装置５０では、前記吐出機構１５が、圧力制御部３１に代えて電気的に制御される圧力制御部５１と、前記回路部１８および圧力制御部５１に接続されるとともにこれら１８、５１を制御する制御部５３と、制御部５３に接続されるとともに薬液Ｗの種類および薬液柱Ｗ１の長さが入力される入力部５２と、を備えている。

圧力制御部５１は、制御部５３からの信号に基づいて、気体格納部２１から充填部１１に流す気体の流量を調整して充填部１１の内圧を制御する。
例えば、制御部５３から圧力制御部５１に充填部１１内を昇圧させる制御信号が入力された場合、圧力制御部５１は、気体格納部２１から三方弁２２を通して充填部１１に気体を供給するとともに、充填部１１が所定の内圧に達したときに気体の供給を停止する。また、圧力制御部５１は、薬液Ｗの減少により充填部１１の内圧が低下した場合にも、充填部１１の内圧を一定に維持するように気体格納部２１から充填部１１内に気体を供給する。

制御部５３は、薬液Ｗの種類および薬液柱Ｗ１の長さに応じた、例えば充填部１１の内圧および薬液Ｗへの印加電圧等の最適値が登録された図８に示されるようなテーブルＴを記憶した記憶部５４を備えている。図示の例では、テーブルＴには、薬液Ｗの粘度、密度、接触角、および導電率といった性状も登録されている。また、薬液Ｗの種類および薬液柱Ｗ１の長さに応じた、充填部１１の内圧および薬液Ｗへの印加電圧それぞれの最適値は、カテーテル１３の吐出孔における直径、カテーテル１３の長さ、カテーテル１３を形成する材質、および薬液Ｗの性状等に基づいて決定され登録される。
さらに本実施形態では、記憶部５４に記憶されたテーブルＴには、未登録の薬液Ｗの種類や性状、薬液柱Ｗ１の長さおよび前記最適値を、入力部５２から新規登録できるように構成されている。さらに、テーブルＴに登録済みの薬液Ｗの性状、薬液柱Ｗ１の長さおよび前記最適値を、入力部５２から変更できるようにも構成されている。

以上の構成において、使用者が入力部５２に薬液Ｗの種類と薬液柱Ｗ１の長さを入力すると、制御部５３はまず、入力された薬液Ｗの種類と薬液柱Ｗ１の長さに基づいてテーブルＴから前記最適値を特定する。次に制御部５３は、特定した前記最適値に対応する制御信号を回路部１８および圧力制御部５１に出力する。
このとき回路部１８は、制御部５３からの前記制御信号に基づいて電源２０からの電圧を前記圧電トランスで所定量昇圧し、この昇圧された電圧が副電極１９を通して主電極１７に供給される。
また圧力制御部５１は、制御部５３からの前記制御信号に基づいて気体格納部２１から三方弁２２を通して充填部１１に所定の流量の気体を供給する。
以上より、充填部１１の内圧、および薬液Ｗへの印加電圧がテーブルＴに登録されている最適値となり、所望の長さの薬液柱Ｗ１が吐出孔から吐出される。

以上説明したように、本実施形態による薬液投与装置５０によれば、使用者が薬液Ｗの種類と薬液柱Ｗ１の長さを入力するだけで、吐出孔から所望の長さの薬液柱Ｗ１を自動的に吐出させて、吐出孔に付着した体内異物を除去することができる。
したがって、例えば患部Ｋに複数種の薬液Ｗ１を投与する場合に、手間をかけることなく正確な量の薬液Ｗを所望の領域に容易かつ確実に投与することが可能になる。

なお、制御部５３は、前記最適値をテーブルＴに登録しておくのに代えて、例えば入力部５２で薬液Ｗの種類および薬液柱Ｗ１の長さを入力したときに、予め入力されているカテーテル１３の吐出孔における直径、カテーテル１３の長さ、カテーテル１３を形成する材質、および薬液Ｗの性状に基づいて、前記最適値が自動で算出されるように構成されてもよい。
さらにこれに代えて、予め充填部１１内に薬液Ｗが充填された状態で薬液投与装置５０が使用者に提供される場合には、充填部１１に、例えば薬液Ｗの種類認識用のバーコード若しくはＩＣチップ等の薬液情報保持部を設けてもよい。そして、図示されない読取装置が前記薬液情報保持部から薬液Ｗの情報を読み取り、その読み取り結果が入力部５２に自動的に入力されることとしてもよい。
この場合、使用者による入力間違い等の操作ミスの発生を防ぐことが可能になる。

また、前記実施形態では、記憶部５４に記憶されたテーブルＴに、未登録の薬液Ｗの種類や性状、薬液柱Ｗ１の長さおよび前記最適値を、入力部５２から新規登録できる構成を示したが、新規登録できない構成を採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、テーブルＴに登録済みの薬液Ｗの性状、薬液柱Ｗ１の長さおよび前記最適値を、入力部５２から変更できる構成を示したが、変更できない構成を採用してもよい。

吐出孔に体内異物が付着しても、患部に限定して正確な量の薬液を投与することができる。

本発明に係る第１実施形態として示した薬液投与装置の概略図である。 図１に示す薬液投与装置を内視鏡の鉗子栓に装着して用いている状態を示す概略側面図である。 図１および図２に示す薬液投与装置を用いて患部に薬液を投与している状態を示す概略図である。 本発明に係る他の実施形態として示した薬液投与装置を内視鏡の鉗子栓に装着して用いている状態を示す概略側面図である。 本発明に係る第２実施形態として示した薬液投与装置の概略図である。 本発明に係る第３実施形態として示した薬液投与装置の概略図である。 本発明に係る第４実施形態として示した薬液投与装置の概略図である。 図７に示す記憶部に記憶されたテーブルの一例である。

符号の説明

１ 内視鏡
２ 鉗子チャンネル
２ａ 鉗子チャンネルの先端
１０、３０、４０、５０ 薬液投与装置
１１ 充填部
１３ カテーテル
１４ 電圧印加部
１５ 吐出機構
２１ 気体格納部
３１、５１ 圧力制御部
Ｋ 患部
Ｌ 電気力線
Ｗ 薬液
Ｗ１ 薬液柱
Ｗ２ 薬液柱の先端

Claims (6)

1. 内部に薬液が充填される充填部と、
   基端が充填部に接続されるとともに先端に前記薬液が吐出される吐出孔が形成されたカテーテルと、
   前記薬液に電圧を印加する電圧印加部と、
   前記充填部内の薬液を、前記カテーテル内を通して吐出孔から吐出する吐出機構と、を備え、
   前記薬液を、電圧印加部により帯電させた状態で、前記吐出孔から体内の患部に向けて柱状に吐出させるとともに、この薬液柱の先端を、患部との間の電位差によって霧状に分裂させた状態で、当該薬液柱の先端から患部に向かう電気力線に沿って患部に到達させる構成とされたことを特徴とする薬液投与装置。
2. 請求項１記載の薬液投与装置であって、
   前記吐出孔からその直径と同等の外径の前記薬液柱を吐出する構成とされたことを特徴とする薬液投与装置。
3. 請求項１または２に記載の薬液投与装置であって、
   前記吐出機構は、前記充填部に接続されるとともに加圧された気体を格納する気体格納部と、この気体格納部から前記充填部に供給される気体の流量を調整して前記充填部の内圧を制御する圧力制御部と、を備えることを特徴とする薬液投与装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の薬液投与装置であって、
   内部に前記吐出孔を位置させた状態で前記カテーテルが挿通された鉗子チャンネルを備え、
   前記薬液を前記吐出孔から体内の患部に向けて柱状に吐出させたときに、この薬液柱の先端が前記鉗子チャンネルの先端から患部側の外部に位置させられる構成とされたことを特徴とする薬液投与装置。
5. 内視鏡と、請求項４記載の薬液投与装置と、を備えることを特徴とする内視鏡システム。
6. 患部に薬液を投与する薬液投与方法であって、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の薬液投与装置、または請求項５記載の内視鏡システムを用い、
   前記薬液を、電圧印加部により帯電させた状態で、前記吐出孔から患部に向けて柱状に吐出させるとともに、この薬液柱の先端を、患部との間の電位差によって霧状に分裂させた状態で、当該薬液柱の先端から患部に向かう電気力線に沿って患部に到達させることを特徴とする薬液投与方法。

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