JP4706069B2

JP4706069B2 - 薬物注入装置

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Publication number: JP4706069B2
Application number: JP2008544134A
Authority: JP
Inventors: 洋人立野
Original assignee: 国立大学法人鹿児島大学
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2011-06-22
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Description

本発明は、人体等の被注入体の表面に供給した薬物を、超音波振動を用いて当該被注入体の体内に注入する薬物注入装置に関する。

ＷＨＯ（World Health Organization：世界保健機関）によると、２００５年現在、例えば、世界には約１億３０００万の糖尿病患者がおり、その約１割がＩ型糖尿病患者で病床にあり、彼らが社会復帰するための携帯型人工膵臓が求められている。また、この携帯型人工膵臓に係る技術として、例えば、薬物であるインスリンを血液中に注入する技術が必要である。

現在、薬物の投薬方法としては、経口による方法、注射による方法、非浸襲的方法などがある。このうち、注射による方法は、直接血管に投薬する唯一の方法であり、広く行われている。また、非浸襲的方法としては、超音波を用いた経皮浸透によるものが考えられている（特許文献１参照）。

国際公開第２００３／０６１７５３号パンフレット特開２００４−２４９０２５号公報

例えば、上記の特許文献１では、薬物を皮膚から浸透させるのに当たり、皮膚表面に対して周波数を数ＭＨｚ領域内で変調させた周波数変調超音波を与えるようにしている。ここでは、高周波数の超音波を用いるほど注入効果が大きいと考えられている。

しかしながら、この場合、人体等の被注入体の表面に薬物を注入する際、当該薬物に応じた効率的な注入を行うことについては、一切考慮されていなかった。これにより、超音波を用いた従来の薬物注入装置では、注入する薬物に応じた効率的な注入を行うことが困難であるという問題があった。具体的に、特許文献１の技術では、上述したＩ型糖尿病患者にインスリンを効率的に注入することは不可能であった。また、特許文献１の技術では、高周波数の超音波を用いるほどその到達深度が浅くなるという制約もある。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、人体等の被注入体の表面に超音波を用いて薬物を注入する際、当該薬物に応じた効率的な注入を実現する薬物注入装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の薬物注入装置は、被注入体の表面に薬物を供給する薬物供給部と、前記薬物が供給された前記被注入体の表面に対して、各超音波の振幅を変調させた振幅変調超音波群を発振する超音波発振部と、前記薬物の前記被注入体に対するドリフト速度以下となるように、前記振幅変調超音波群の各超音波における振幅を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記振幅変調超音波群の発振開始時からの経過時間に対する当該振幅変調超音波群の各超音波における振幅の勾配が、前記ドリフト速度以下となるように、当該各超音波の振幅を制御するとともに、前記振幅変調超音波群の各超音波の振幅を、当該振幅変調超音波群の発振開始時における最初の超音波から最後の超音波まで、単調増加させる制御を行う。

本発明によれば、人体等の被注入体の表面に超音波を用いて薬物を注入する際、当該薬物に応じた効率的な注入を実現することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る薬物注入装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、超音波発振部から被注入体の皮膚に対して発振される振幅変調超音波群及びその調和確率関数を示す模式図である。図３は、ｓｉｎ波の歪み正振幅における力学モデルの等価回路図である。図４は、比較例を示し、薬物注入装置の超音波発振部から固定振幅の超音波を発振させた際の薬物（グリセリンで溶解した食紅色素）の拡散の様子を示す写真である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る薬物注入装置の超音波発振部から振幅変調超音波群を発振させた際の薬物（グリセリンで溶解した食紅色素）の拡散の様子を示す写真である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る薬物注入装置の超音波発振部から振幅変調超音波群を発振させた際に、各薬物を、被注入体（具体的に、厚み１ｍｍのブタ膀胱膜を通して２０ｃｃの純水）に拡散させた拡散濃度を示す特性図である。図７は、本発明の第２の実施形態に係る薬物注入装置の概略構成を示すブロック図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る薬物注入装置１００の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、薬物注入装置１００は、薬物供給部１１０と、超音波発振部１２０と、制御部１３０と、情報入力部１４０と、ドリフト速度値記憶部１５０とを有して構成されている。

薬物供給部１１０は、被注入体（本実施形態では、例えば人体）２００の表面（皮膚２０１）に薬物を供給するものである。この薬物供給部１１０は、薬物（本実施形態では、液体の薬物）１１１ａを貯蔵する貯蔵部１１１と、被注入体２００の表面に配設された薬物保持緩衝材１１３と、貯蔵部１１１に貯蔵されている薬物１１１ａを薬物保持緩衝材１１３に導くための薬物注入管１１２と、薬物注入管１１２に設けられ、薬物保持緩衝材１１３に供給する薬物１１１ａの注入量を調節するバルブ１１４とを有して構成されている。また、バルブ１１４は、制御部１３０のＣＰＵ１３３により制御される。

超音波発振部１２０は、例えば、ＰＺＴ等の圧電素子（不図示）を有して構成されており、薬物保持緩衝材１１３を介して薬物１１１ａが供給された被注入体２００の表面（皮膚２０１）に対して、各超音波の振幅を変調させた振幅変調超音波群を発振するものである。この超音波発振部１２０による振幅変調超音波群の発振により、薬物保持緩衝材１１３に保持されている薬物１１１ａが、皮膚２０１を介して被注入体２００の体内２０２に注入される。

情報入力部１４０は、例えば、使用する薬物１１１ａの種類に係る情報や当該薬物の注入量に係る情報を含む各種の情報を制御部１３０のＣＰＵ１３３に入力する。

ドリフト速度値記憶部１５０は、複数のドリフト速度の値を記憶しており、ドリフト速度値記憶部１５０には、例えば、薬物１１１ａの種類毎にドリフト速度の値が記憶されている。

制御部１３０は、薬物１１１ａの被注入体２００に対するドリフト速度に基づいて、超音波発振部１２０から発振する振幅変調超音波群の各超音波における振幅を制御する。この制御部１３０は、発振超音波検出部１３１と、超音波振幅抽出部１３２と、ＣＰＵ１３３と、超音波振幅調整部１３４と、位相検波部１３５と、共鳴周波数調整部１３６と、交流電圧発信部１３７と、電圧制御アンプ１３８と、電力増幅部１３９とを有して構成されている。

発振超音波検出部１３１は、超音波発振部１２０から発振された振幅変調超音波群の各超音波を電圧値として検出する。超音波振幅抽出部１３２は、発振超音波検出部１３１で検出した各超音波毎に、その振幅を電圧値として抽出する。

ＣＰＵ１３３は、薬物注入装置１００における動作を統括的に制御する。例えば、ＣＰＵ１３３は、情報入力部１４０から入力された薬物１１１ａの種類に応じてドリフト速度値記憶部１５０から対応するドリフト速度の値を抽出し、当該抽出したドリフト速度の値に基づいて、超音波発振部１２０から発振する振幅変調超音波群の振幅を制御するための制御信号を超音波振幅調整部１３４に送信する。また、例えば、ＣＰＵ１３３は、情報入力部１４０から入力された薬物１１１ａの注入量に係る情報に基づいて、貯蔵部１１１から薬物保持緩衝材１１３に供給する薬物１１１ａの量をバルブ１１４を介して制御すると共に、超音波発振部１２０から１つの振幅変調超音波群として発振する各超音波の数を決定し、当該決定に基づく制御信号を超音波振幅調整部１３４に送信する。

具体的に、ＣＰＵ１３３は、振幅変調超音波群の振幅を制御するための制御信号及び振幅変調超音波群として発振する各超音波の数に係る制御信号を、図１に示すのこぎり歯信号電圧として出力する。ここで、のこぎり歯の単調増加部の勾配（傾き）は、抽出したドリフト速度の値に相当するものであり、また、のこぎり歯のオン時間によって１つの振幅変調超音波群として発振する各超音波の数を制御する。

超音波振幅調整部１３４は、超音波振幅抽出部１３２で抽出した各超音波の振幅に係る電圧値と、ＣＰＵ１３３からのこぎり歯信号電圧とを入力とし、超音波発振部１２０から発振する振幅変調超音波群の各超音波における振幅が前記ドリフト速度以下になるように調整すると共に、当該振幅変調超音波群として発振する各超音波の数を調整する制御電圧を出力する。

位相検波部１３５は、発振超音波検出部１３１で検出した振幅変調超音波群の各超音波の波形と、交流電圧発信部１３７から出力する交流電圧の波形との位相を検出する。共鳴周波数調整部１３６は、位相検波部１３５で検出された位相に基づいて、交流電圧発信部１３７から出力する交流電圧の位相を制御し、超音波発振部１２０が共鳴状態となるように調整する。即ち、この位相検波部１３５及び共鳴周波数調整部１３６は、発振超音波検出部１３１で検出した振幅変調超音波群の各超音波に基づいて、当該振幅変調超音波群の各超音波の位相を制御して超音波発振部１２０を共鳴状態に設定する、本発明の「設定部」を構成する。

交流電圧発信部１３７は、交流電圧（例えば、正弦波電圧）を発信するものである。電圧制御アンプ１３８は、交流電圧発信部１３７から発信された交流電圧を、超音波振幅調整部１３４から出力された制御電圧に基づいて変調させる等の制御を行う。電力増幅部１３９は、電圧制御アンプ１３８で変調させた交流電圧を電力増幅して超音波発振部１２０に出力する。

超音波発振部１２０では、電力増幅部１３９から入力された交流電圧が上述の圧電素子（不図示）に供給され、当該交流電圧に基づく歪みが圧電素子で発生する。これにより、超音波発振部１２０から、各超音波の振幅を変調させた振幅変調超音波群が発振されることになる。

次に、薬物１１１ａの被注入体２００に対するドリフト速度（以下、このドリフト速度をＶ_ｄとする）を考慮した、本発明に係る薬物注入方法について説明する。

図２は、超音波発振部１２０から被注入体２００の皮膚２０１に対して発振される振幅変調超音波群及びその調和確率関数を示す模式図である。

まず、図２に示す振幅変調超音波群について説明する。
図２に示すように、超音波発振部１２０から被注入体２００の表面（皮膚２０１）に発振される１つの振幅変調超音波群には、それぞれ振幅が変調された複数の超音波が含まれている。この１つの振幅変調超音波群として発振する超音波の数は、制御部１３０（ＣＰＵ１３３）において、例えば、情報入力部１４０から入力（設定）された薬物１１１ａの注入量に係る情報に基づいて決定される。

また、制御部１３０は、図２に示すように、１つの振幅変調超音波群の発振開始時からの経過時間（ｔ）に対する当該振幅変調超音波群の各超音波における振幅の勾配Ｖ_ｅ（この勾配は、経過時間（ｔ）に対する各超音波の振幅における速度とも言える）が、前記ドリフト速度Ｖ_ｄ以下となるように、当該各超音波の振幅を制御する。ここで、図２において、各超音波の振幅を結んだ一点破線の線分の勾配（傾き）がＶ_ｅとなる。

また、制御部１３０は、図２に示すように、１つの振幅変調超音波群の各超音波の振幅を、当該振幅変調超音波群の発振開始時における最初の超音波から薬物１１１ａの注入量に係る情報に基づき決定した発振する超音波の数に係る最後の超音波まで、単調増加させる制御を行う。即ち、各超音波の振幅を勾配Ｖ_ｅで単調増加させている。

また、制御部１３０は、図２に示すように、１つの振幅変調超音波群の前記最後の超音波における制御を行った後、超音波発振部１２０から次の振幅変調超音波群の発振を行う制御を行って、発振する振幅変調超音波群の形状が、図２の一点破線に示すのこぎり歯形状となるように制御する。

続いて、図２に示す調和確率関数に係る一般的な原理について説明する。
力Ｆにより均一な系内（固体）に引き起こる流速Ｊは濃度をＣとすると、以下の数式（１）及び数式（２）のように示される。

また、薬物１１１ａの被注入体２００に対するドリフト速度Ｖ_ｄは、以下の数式（３）のように示される。

ここで、下記の数式（４）に示すように、振動応力による注入を有効とし、振動応力の振幅をＡとすると、振動応力の振幅Ａは、以下の数式（５）のように示される。

ここで、数式（５）のＥはヤング率を示し、εは歪み振幅を示す。そして、歪み振幅εの速度ｖとすると、歪み振幅εの波頭ｘとｘ＋Δｘの存在時間Δｔは、以下の数式（６）及び数式（７）のように示される。

そして、振動周期をτとすると、歪み振幅εの波頭ｘの存在確率Ｐ（ｘ）は、以下の数式（８）のように示される。

この数式（８）で示した存在確率Ｐ（ｘ）は、図２に示す調和確率関数の特性に相当するものである。

一方、拡散物質のジャンピング周波数ω_ｊがドリフト速度Ｖ_ｄを与える。外力周波数ω_Ｆが以下の数式（９）に示す条件のとき、外力に追従できず、外圧振幅Ｐ（ｘ）_ＭＡＸ点がドリフト速度作用力点として作用する。

超音波発振部１２０の圧電素子としてＰＺＴを用いて、当該ＰＺＴを薬物１１１ａの注入の駆動振動源とした場合について考える。ＰＺＴの音響インピーダンスは約３４．８×１０^６ｋｇ／ｍ^２・ｓであり、また、筋肉の音響インピーダンスは約１．５×１０^６ｋｇ／ｍ^２・ｓであり、筋肉の音響インピーダンスはＰＺＴの音響インピーダンスの約２０分の１の大きさである。

その上、人体の音響振動減衰係数は、実験により、超音波振動周波数８０ｋＨｚで０．１５／ｃｍ程度であるので、人体は緩和系と見做される。一方、超音波発振部１２０の圧電素子が人体（被注入体２００）に与える振動振幅は、正弦波（ｓｉｎ波）の振幅圧力関数の正側に限られる。即ち、ｓｉｎ波の正側振幅だけが人体（被注入体２００）に打撃力として与えられる。この力学モデルの等価回路図を図３に示す。

図３に示すｓｉｎ波の歪み正振幅Ａ（ｔ）は、以下の数式（１０）のように示される。

これをフーリエ級数展開すると、歪み正振幅Ａ（ｔ）は、以下の数式（１１）のように示される。

ここで、数式（１１）のε_０は、以下の数式（１２）のように示され、また、数式（１１）のε_ｎは、以下の数式（１３）のように示される。

数式（１３）に示す振幅ε_ｎが図３に示す緩和系に入力されると、緩和関数との積になり、ε_{ｎ（ｏｕｔ）}は、以下の数式（１４）のように示される。

数式（１４）は、振動項としてドリフト速度Ｖ_ｄに対する寄与は駆動周波数が低い程、効率的であることを示す。ここで、数式（１２）は超音波駆動周波数ωに依存しない静圧振幅を示している。そして、図２に示す振幅変調超音波群のように、のこぎり歯形状となるように振幅変調をかけると、数式（１２）は、以下の数式（１５）のように示される。

ここで、Ｖ_ｅは、上述したように、１つの振幅変調超音波群の発振開始時からの経過時間（ｔ）に対する当該振幅変調超音波群の各超音波の振幅における速度、即ち、図２の振幅変調超音波群の一点破線に示すのこぎり歯形状の傾き（勾配）を示し、薬物１１１ａの注入条件は、上述したように、以下の数式（１６）を満たさなければならない。

次に、本発明の第１の実施形態に係る薬物注入装置１００を用いた実験結果について説明する。
実験には、被注入体２００として透明なゼラチンを用い、また、薬物保持緩衝材１１３として濾紙を用いた。この濾紙には、薬物１１１ａに相当するものとして、グリセリンで溶解した食紅色素を染み込ませた。そして、被注入体２００に相当する透明なゼラチン上に、食紅色素を染み込ませた濾紙を置き、当該濾紙上から超音波発振部により超音波を発振させた。この際、超音波の発振周波数は、８０ｋＨｚとした。

図４は、比較例を示し、薬物注入装置の超音波発振部から固定振幅の超音波を発振させた際の薬物（グリセリンで溶解した食紅色素）の拡散の様子を示す写真である。
図４に示すＡ_１及びＡ_２は、それぞれ、超音波発振部から固定振幅の超音波を３０分間に亘って発振させた際のゼラチン及び濾紙である。また、図４に示すＢ_１及びＢ_２は、参考のために、超音波発振部から超音波の発振を行わず、濃度勾配による拡散を３０分間行った際のゼラチン及び濾紙である。各ゼラチンＡ_１及びＢ_１の着色された部分は、それぞれ、各濾紙Ａ_２及びＢ_２から注入された食紅色素を示している。

図５は、本発明の第１の実施形態に係る薬物注入装置１００の超音波発振部１２０から振幅変調超音波群を発振させた際の薬物（グリセリンで溶解した食紅色素）の拡散の様子を示す写真である。
図５に示すＡ_３及びＡ_４は、それぞれ、超音波発振部１２０から図２に示す振幅変調超音波群を３０分間に亘って発振させた際のゼラチン及び濾紙である。ここで、Ａ_３及びＡ_４に示す実験では、ゼラチンＡ_３のドリフト速度（Ｖ_ｄ）を探るため、１つの振幅変調超音波群の発振時間を６０秒周期として、発振を行った。また、図５に示すＢ_３及びＢ_４は、参考のために、超音波発振部１２０から超音波の発振を行わず、濃度勾配による拡散を３０分間行った際のゼラチン及び濾紙である。各ゼラチンＡ_３及びＢ_３の着色された部分は、それぞれ、各濾紙Ａ_４及びＢ_４から注入された食紅色素を示している。

固定振幅の超音波を発振させた比較例に係る薬物注入方法では、図４のゼラチンＡ_１に示すように、食紅色素の注入量が濃度勾配による拡散のみを行ったゼラチンＢ_１と大差がない。一方、振幅変調超音波群を発振させた本実施形態に係る薬物注入方法では、図５のゼラチンＡ_３に示すように、食紅色素の注入量が濃度勾配による拡散のみを行ったゼラチンＢ_３に対して、著しく多くなっている。この場合、濾紙Ａ_４からゼラチンＡ_３に多量の食紅色素が注入されているため、濾紙Ａ_４の食紅色素による着色が薄くなっている。

即ち、図４のゼラチンＡ_１に注入された食紅色素の注入量と、図５のゼラチンＡ_３に注入された食紅色素の注入量とから考察すると、ドリフト速度（Ｖ_ｄ）を考慮して振幅変調超音波群を供給する方が、固定振幅の超音波を供給し続けるよりも、効率的な注入を実現できることが実証できた。

続いて、図２に示す振幅変調超音波群（のこぎり歯形状であるのこぎり波）の周波数をパラメータとした際に、薬物１１１ａの各種類における被注入体２００に対する拡散濃度の実験結果について説明する。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る薬物注入装置の超音波発振部から振幅変調超音波群を発振させた際に、各薬物を、被注入体（具体的に、厚み１ｍｍのブタ膀胱膜を通して２０ｃｃの純水）に拡散させた拡散濃度を示す特性図である。

図６に示す実験では、薬物１１１ａとして、分子量が６３１．５１である赤色１０２号（ＣＩ名（英名）：Acid Red 18）と、分子量が７９２．８６である青色１号（ＣＩ名（英名）：Food
Blue 2）と、分子量が５８０７であるインスリンの３種類を用いた特性を示している。また、図６の横軸は、図２に示す振幅変調超音波群の周波数を示しており、図６の縦軸は、上述した各薬物１１１ａにおける被注入体２００に対する拡散濃度を示している。

図６に示すように、インスリンは、被注入体２００に対する拡散濃度がピークとなる振幅変調超音波群の周波数領域が、３種類の薬物１１１ａの中で、最も低い周波数領域となっている。インスリンは分子量が青色１号と赤色１０２号に対して１０倍近く、物理理論予測「分子量が大きいものは拡散しにくい」に一致する。

このように、被注入体２００に対する拡散濃度がピークとなる振幅変調超音波群の周波数領域についても、薬物１１１ａの種類に応じて変化することが分かった。

本発明の第１の実施形態によれば、薬物１１１ａの被注入体２００に対するドリフト速度Ｖ_ｄに基づいて、超音波発振部１２０から発振する振幅変調超音波群の各超音波における振幅を制御するようにしたので、人体等の被注入体の表面に超音波を用いて薬物を注入する際、当該薬物に応じた効率的な注入を実現することが可能となる。

なお、本実施形態においては、制御部１３０において、情報入力部１４０から入力された薬物１１１ａに係る情報に基づいて、超音波発振部１２０から発振する振幅変調超音波群の各超音波における振幅の制御及び１つの振幅変調超音波群として発振する各超音波の数の制御を行うようにしているが、本発明においてはこれに限定されるわけでなく、例えば、本実施形態で示した薬物１１１ａに係る情報に加えて、測定した被注入体２００の音響インピーダンスに係る情報を情報入力部１４０から入力し、薬物１１１ａに係る情報に加え、当該音響インピーダンスに係る情報を加味して、超音波発振部１２０から発振する振幅変調超音波群の各超音波における振幅の制御及び１つの振幅変調超音波群として発振する各超音波の数の制御を行うようにする形態であってもよい。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る薬物注入装置７００の概略構成を示すブロック図である。
図７に示すように、第２の実施形態に係る薬物注入装置７００は、図１に示す第１の実施形態に係る薬物注入装置１００に対して、血糖値測定部１６０を更に設けたものである。また、第２の実施形態では、薬物１１１ａとしてインスリンを用いる。

血糖値測定部１６０は、被注入体２００の体内２０２における血液内のグルコース（ブドウ糖）の濃度を示す血糖値を測定するものである。例えば、血糖値測定部１６０は、特許文献２の図１に示す装置により構成される。

第２の実施形態では、ＣＰＵ１３３は、第１の実施形態における制御に加えて、さらに、血糖値測定部１６０で測定された血糖値に係る情報（血糖値データ）が閾値以上となった場合に、超音波発振部１２０からの振幅変調超音波群の発振を行う制御を行う。この際、ＣＰＵ１３３は、例えば、貯蔵部１１１から被注入体２００への薬物１１１ａの供給を行うべく、バルブ１１４を駆動する制御も行う。これは、薬物１１１ａであるインスリンを被注入体２００へ注入することにより、被注入体２００の血糖値が下がるためである。
一方、ＣＰＵ１３３は、血糖値測定部１６０で測定された血糖値に係る情報（血糖値データ）が閾値未満となった場合に、超音波発振部１２０からの振幅変調超音波群の発振を停止する制御を行う。この際、ＣＰＵ１３３は、例えば、貯蔵部１１１から被注入体２００への薬物１１１ａの供給を停止すべく、バルブ１１４を駆動する制御も行う。

また、ＣＰＵ１３３において、血糖値に係る情報（血糖値データ）と比較される閾値に係る情報は、例えば、情報入力部１４０から入力されるものとする。例えば、本実施形態では、血糖値の閾値として、１３０ｍｇ／ｄｌの値が情報入力部１４０から入力されるものとする。

本発明の第２の実施形態によれば、血糖値測定部１６０で測定された血糖値に係る情報（血糖値データ）が閾値未満となった場合に、超音波発振部１２０からの振幅変調超音波群の発振を停止するようにしたので、第１の実施形態における効果に加えて、人体等の被注入体に薬物（インスリン）が十分供給された状態から更に当該被注入体に当該薬物が過剰に供給される事態を回避することができる。これにより、人体等の被注入体の安全性を確保することも可能となる。

なお、本発明の各実施形態においては、被注入体２００として人体を想定した説明を行ってきたが、本発明においてはこれに限定されるわけでなく、他の動物であっても適用可能である。

前述した本発明の各実施形態に係る薬物注入装置を構成する図１及び図７の制御部１３０の各手段の機能は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。

具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。

また、本発明は、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本発明の各実施形態に係る薬物注入装置の機能が実現される態様に限られない。そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本発明の各実施形態に係る薬物注入装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本発明の各実施形態に係る薬物注入装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。

また、前述した本実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

Claims

被注入体の表面に薬物を供給する薬物供給部と、
前記薬物が供給された前記被注入体の表面に対して、各超音波の振幅を変調させた振幅変調超音波群を発振する超音波発振部と、
前記薬物の前記被注入体に対するドリフト速度以下となるように、前記振幅変調超音波群の各超音波における振幅を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記振幅変調超音波群の発振開始時からの経過時間に対する当該振幅変調超音波群の各超音波における振幅の勾配が、前記ドリフト速度以下となるように、当該各超音波の振幅を制御するとともに、
前記振幅変調超音波群の各超音波の振幅を、当該振幅変調超音波群の発振開始時における最初の超音波から最後の超音波まで、単調増加させる制御を行うことを特徴とする薬物注入装置。
前記制御部は、設定された前記薬物の注入量に応じて、前記振幅変調超音波群として発振する前記各超音波の数を決定することを特徴とする請求項１に記載の薬物注入装置。
前記制御部は、前記振幅変調超音波群の前記最後の超音波における制御を行った後、前記超音波発振部から次の振幅変調超音波群の発振を行う制御を行って、当該振幅変調超音波群の形状がのこぎり歯形状となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の薬物注入装置。
前記薬物の種類毎に前記ドリフト速度の値を記憶する記憶部と、
少なくとも、使用する前記薬物の種類に係る情報の入力を行う情報入力部と
を更に有し、
前記制御部は、前記情報入力部から入力された薬物の種類に応じて前記記憶部から対応するドリフト速度の値を抽出し、当該抽出したドリフト速度の値に基づいて前記振幅変調超音波群の振幅を制御することを特徴とする請求項１に記載の薬物注入装置。
前記制御部は、前記超音波発振部から発振された前記振幅変調超音波群の各超音波を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記各超音波に基づいて、当該振幅変調超音波群の各超音波の位相を制御して前記超音波発振部を共鳴状態に設定する設定部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の薬物注入装置。
前記被注入体の内部の血糖値を測定する血糖値測定部を更に有し、
前記制御部は、前記血糖値測定部で測定された血糖値が閾値以上となった場合に、前記超音波発振部からの前記振幅変調超音波群の発振を行う制御をし、前記血糖値測定部で測定された血糖値が閾値未満となった場合に、前記超音波発振部からの前記振幅変調超音波群の発振を停止する制御を更に行うことを特徴とする請求項１に記載の薬物注入装置。