JP2008520388A - 管コネクタ、前面搭載可能なシリンジ、及び注入器 - Google Patents

Abstract

ノズル側の端部に流体送達管系への接続部を有し、管系を係合するコネクタの外側表面に設けた隆線部によって、流体の漏れを防止、低減、又は解消する注入器用のシリンジである。また、シリンジと注入器は、２以上の態様でシリンジを注入器に配置できるように形成されている。

Description

本発明は、患者の流体の注入器用の使い捨て可能な交換シリンジと、このシリンジを流体注入器が受け入れるためのアダプタとに関する。

注射器ないし注入器（injector）は、シリンジからチューブないしは管を介して、患者に対して造影剤のような流体を放出する装置である。通常、注射器は駆動装置を有するスタンドや支持部材に調整可能に固定される。駆動装置はシリンジを前方に駆動して流体を管に放出するためのプランジャに連結され、あるいは流体をシリンジに吸い込んで充填するために後方に駆動されてもよい。通常、シリンジは使い捨て可能な交換型である。

注入器が前方に駆動される注入段階では、例えばある用途について２５ｐｓｉから、他の用途についての１，０００から１，２００ｐｓｉを上回る範囲までシリンダ内の圧力が上昇する。高圧領域の流体を収容するシリンジは高価であるので、シリンジが使い捨てであると実用的でない。そのため、高圧用途用のシリンジの多くは、注入ユニットに固定され、かつシリンジが内部に挿入される圧力ジャケットを備える。圧力ジャケットはシリンジの外側表面と接触して内部圧力に対してシリンジの壁を制止する。他の低圧用途のシリンジは、圧力ジャケットと組み合わせて使用できない。

特許文献１〜３に記載の注入器は、シリンジが注入器に搭載される際に、ノズルと管コネクタ（tubing connector）の向きを合わせるために、ただ１つの位置に向けなければならいないシリンジを使用している。この向き合わせの要求のために、シリンジの迅速な取付と交換が妨げられていた。また、これらの特許に記載されているルアー連結部（Luer connection）、すなわちシリンジと管の接続は、低圧を使用する注入器の用途については適切であるとしても、高圧用途で使用された場合には漏れが頻繁に生じる。多くの自動注入器（power injection）では、ルアーロックシステム（Luer lock system）が１，２００ｐｓｉに達する圧力に対して有効であるが要求される。幾つかのユーザは、可能な限り接続を締め付けることで前述の漏れの問題の改善を試みている。過度に締め付けたルアー接続にはクラックが生じることがあり、シールないしは密封を損なう。他の問題としては、接続が固着してルアー接続の分解が不可能になる。

従って、注入器において使い捨て可能な交換シリンジをより迅速に搭載及び取り外すことと、より効率的な手順でのシリンジ交換に適した注入器及び交換シリンジとに対する要求がある。また、自動注入器との使用時に漏れを生じない、ルアーロックシステムのような流体管系送達システム（fluid tubing delivery system）に対する要求がある。

米国特許第５，３００，０３１号明細書 米国特許第５，４５１，２１１号明細書 米国特許第５，６５８，２６１号明細書

本発明は、迅速なシリンジの搭載、及びシリンジノズルとルアーロック接続のような流体送達管系接続との間の流体の漏れの防止や解消に対する要求に取り組んだ、注入器、シリンジのインターフェースないしは接合構造、及びシリンジを提供する。詳細には、本発明は、流体の漏れを防止、抑制、ないしは解消する、流体送達管系への接続部をノズル端に有する注入器用のシリンジを提供する。

本発明の目的の１つは、注入器のフェースプレートないし面板（face plate）に後付け可能であってシリンジケーシング（本体）の基端のノッチと係合するシリンジのアダプタ、インターフェース、ないしは回転可能なカムを提供することにある。

本発明の他の目的は、交換可能なシリンジがより効率的に注入器に対して搭載及び取り外すことができる方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、交換シリンジを備える注入器と、より効率的な注入器中のシリンジの交換を提供する注入器中のシリンジの交換の方法とを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、交換可能なシリンジと、オペレータの単純な動作や注入器ユニットの機構の迅速な作動によってより迅速なシリンジの交換を提供するシリンジの交換方法とを提供することにある。

本発明の追加の目的は、シリンジとシリンジをジャケット中に保持するロック構造との係合、プランジャ駆動部とプランジャ駆動部継手の係合、ないしシリンジの出口への注入管の接続が実際的で、迅速、かつ信頼性の高い、交換可能なシリンジを提供することにある。

本発明の他の目的は、シリンジノズルから注入器設備に流入するこぼれや漏れの可能性を最小化ないし排除し、注入器設備の無菌性及び清浄性を維持する能力を向上した注入器とシリンジの構成を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、シリンジノズルと流体送達管系接続の密閉性を高める使い捨て可能なシリンジを提供することにある。

いくつかの実施形態では、シリンジの前方端はシリンジの前方壁の材料とは別の材料で形成された再使用できる別体の圧力保持キャップにより形成される。圧力ジャケットとシリンジが協働する構造により、シリンジの前部及び速度に沿って圧力ジャケットによる抑制がなされ、圧力ジャケットは前部からのシリンジの交換が可能になっている。

本発明のいくつかの実施形態では、溝部が多数であるが限定された数の角度位置で係合可能である。そのため、それぞれユニットとシリンジに支持さたれ他のキーやキー溝が、シリンジを圧力ジャケットに挿入できる角度位置をただ１つの角度方向に制限する。例えば、シリンジ本体の背部、後部、ないし基端の周囲に間隔をあけて設けられた溝やノッチのような４つのキー溝が、圧力ジャケットの後方端のタブと係合してシリンジの傘型のキャップと圧力ジャケットの噛み合い端部（mating section）が協働する。

いくつかの実施形態では、シリンジの交換は、圧力ジャケットに対してシリンジを回転させ、シリンジプランジャからシリンジ駆動部を取り外し、あるいは圧力ジャケットからのシリンジの取り外す動きと同期及び連関した横方向の並進や回転移動することにより、圧力ジャケットの前方端に対してシリンジの前方端をアンロックすることを伴う。圧力ジャケットからのシリンジのアンロックは、例えば、シリンジ及び圧力ジャケットの前部の噛み合っているねじ部を緩めることによりなされる。圧力ジャケット内でシリンジを捩る動作は、シリンジプランジャの連結部を横方向に並進又は回転させてプランジャ駆動部から外す動作と連動する。次に、シリンジを圧力ジャケットの前方端から開口を介して圧力ジャケットからシリンジを取り外し。この取り外しは、プランジャ駆動部の引き込みを伴わず、プランジャ連結部からの取り外し時に圧力ジャケット中で駆動部が前進する。シリンジのノズルから使い捨ての注入器の管系を取り外すことなく、使用済のシリンジを取り外すことができる。

背景技術の欄で言及したように、注入器において、使い捨て可能な交換シリンジのより迅速な取り付け及び取り外しに対する要求がある。本発明での使用に適したタイプの注入器が、米国特許第５，３００，０３１号、米国特許第５，４５１，２１１号、及び米国特許第５，６５８，２６１号に記載されており、これらの文献の全体は参照することで本説明に組み込まれる。

簡潔にいうと、本発明を使用した注入器１０の例が図１に図示されている。注入器１０は車輪付きのベース１１を備え、このベース１１の頂部には鉛直方向に調整可能に直立した支柱１２が固定状態で支持されている。支柱１２の頂部には制御モジュールのプラットフォーム１３が支持されている。電力は、電源線（図示せず）からベース１１と直立する支柱１２とを経て、電力リード線１５を介してプラットフォーム１３に固定状態で支持された制御モジュール１６に伝わる。制御モジュール１６は、プログラマブル・マイクロプロセッサ（図示せず）を備え、命令やプログラムコードは制御モジュール１６上のキーボード１７を介してプログラマブル・マイクロプロセッサに入力される。また、制御モジュール１６は、入力された命令及び注入器の状態とオペレータとのインターフェースを補助するために、オペレータ用のディスプレイ１８を備える。プラットフォーム１３には、調整可能な関節アーム（articulating arm）１９が取り付けられている。関節アーム１９の遠端には注入器モジュールユニット２０が調整可能に支持されている。

図１の注入器モジュールユニット２０は、注入器１０の駆動機構を収容したハウジング２１を含む。ハウジング２１は支持ブラケット２３を有している。支持ブラケット２３はハウジング２１に固定され、調整可能に旋回するように関節アーム１９の遠端２４に支持されている。ハウジング２１は旋回可能に取り付けられた扉ないしドア２５を前部に備え、このドア２５はハウジング２１に対して固定状態で支持されると共にハウジング２１の前部から前方へ長手方向の延びるピンないしヒンジピン２６（図２）でハウジング２１に対して旋回可能に連結されている。

ハウジング２１の頂部には注入器位置及びローカル制御パネル２７があり、このローカル制御パネル２７は位置指示目盛２８を有する。この位置指示目盛２８は注入器駆動の位置をオペレータに表示する。また、ローカル制御パネル２７は前進及び逆進の一対の駆動方向制御ボタン２９を備え、これらの駆動方向制御ボタン２９はハウジング２１内での前進方向や逆進方向の駆動を起動するために選択的に作動可能である。

注入器のシリンジ及び圧力ジャケットのアセンブリ３０がドア２５の前部から前方に延びている、このアセンブリ３０の構造は以下の図２〜図５を参照してより良好に理解される。シリンジ及び圧力ジャケットのアセンブリ３０は、不透明の材料でも透明の材料でもよい硬質樹脂の圧力ジャケット３１と、不透明の材料でも透明の材料でも半透明の材料でもよい取り外し可能かつ交換可能な使い捨てのシリンジ３２と、後述する関連する構造とを備える。シリンジ３２は注入器１０の圧力ジャケット３１と使用する場合を示しているが、本発明のいくつかの実施形態は圧力ジャケットを備えない注入器と使用できるシリンジを備える。

シリンジ３２は使い捨て可能であり、中圧又は低圧にのみ耐える壁を備える。通常、これらの壁は、特に３００ｐｓｉ以上の作動圧力下で外向きに変形可能である。このようなより高い圧力は、多くの場合に望ましいものであるより高い流速での注入器管による圧力降下を克服するために必要がある。圧力ジャケット３１は、動作圧力に耐えるより強固な透明材料からなる。シリンジ３２が圧力ジャケット３１に収容されている場合、シリンジ３２は圧力ジャケット３１で取り囲まれ、シリンジ３２は圧力ジャケット３１の壁に向けて膨張するので、内部の流体圧力により引き起こされる膨張に抗して、圧力ジャケット３１によって支持される。

圧力ジャケット３１は概ね円筒状の内部孔３３を備え、内部孔３３はドア２５に隣接する基端３４からユニット２０の前部に向いた圧力ジャケット３１の遠端３５まで圧力ジャケットを貫通して延びている。この内部孔３３は、使い捨て可能なシリンジ３２を遠端３５から受け入れ、かつ内部の流体圧力による膨張に対してシリンジを支持するように寸法設定がされており、このような流体圧力は１０００ｐｓｉを上回る範囲に及ぶ。圧力ジャケット３１は基端３４の周囲で外向きに延びる環状フランジ３７を有する。環状フランジ３７はジャケットの円筒部と一体的に形成され、ドア２５の環状孔３９を取り囲む環状凹部３８と適合するように形成されており、後部から挿入することでドア２５に圧力ジャケット３１を組み付けることができる。ドア２５の孔ないし開口３９と圧力ジャケット３１の環状孔３３とは長手方向の軸線４０に対して同軸であり、シリンジ３２が圧力ジャケット３１の環状孔３３に配置されたときにシリンジ３２の軸線４１も軸線４０上に位置する。ジャケット３１は一対のねじ４３によって強固に、かつ固定状態でドア２５に取り付けられている。ねじ４３は、一方のみが図示されており、ドア２５の後部の一対の孔４４にねじ込まれる（図２）。Ｏ−リング４６は、ドア２５の凹部３８内で圧力ジャケット３１のフランジ３７を囲む。

シリンジ３２は、樹脂材料を一体成形したシリンジ容器５０と、圧力キャップ５１と、プランジャ５４とを備える（図３Ａ、図４Ａ〜図５）。シリンジ５０は、開口した基端５６と円錐状の前方壁５７が一体に成形された遠端５８とを有する円筒状のシリンジ本体５５を備える。前方壁５７は前方端が切除されており、この前方端には前方壁５７の中心から延びる細長い首部ないしネック部（neck）５９が一体的に形成されている。シリンジ容器５０のネック部５９は遠端ないし末端にオリフィス６０（図３Ａ）を備え、このオリフィス６０は、ネック部５９の内部、円錐状の前方壁５７の内部、及びシリンジ３２のシリンジ容器５０の円筒状のシリンジ本体５５に形成された内部シリンジキャビティ６１に連通している。さらに、内部シリンジキャビティ６１の後端はプランジャ５４の前方向きの円錐面６４により規定ないし画定されている。この円錐面６４は円錐状の前方壁５７の内面の傾斜と適合する傾斜を有する。プランジャ５４はシリンジ容器５０の本体５５内で摺動可能であり、キャビティ６１は容積が可変である。

図３Ｂ及び図３Ｃに最も明瞭に示されている実施形態では、シリンジ容器５０のネック部５９の遠端ないし末端の近傍において、チューブコネクタないし管コネクタ（tubing connector）２００がチューブないし管（tubing）６５の外面のねじ部６３と噛み合うように形成された雌ねじ溝ないし雌ねじ部６６を有する。他の実施形態では、管６５の外面に２以上のねじ部があってもよい。シリンジ３２に関して管コネクタ２００を以下に詳細に説明するが、管コネクタ２００はいかなるシリンジの要素であってもよい（シリンジは手動操作用途向けと自動注入器との使用向けのいずれに設計されていてもよい。）。また、管コネクタ２００は延長管（extending tubing）、針、カテーテル、二方栓、及び他のＩＶ関連の医療機器（IV-related medical devices）で使用される、標準的な医療用の６％の円錐状金具（standard 6% conical fittings）と互換性があるように設計されていてもよい。また、管コネクタ２００のような管コネクタは、延長管（extending tubing）、針、カテーテル、二方栓、及び他のＩＶ関連の医療機器の要素に含まれていてもよい。

ルアーチップ（Luer tip）ないしルアー連結部（Luer connection）としても知られる管コネクタ２００は、シリンジ容器５０のネック部５９の末端ないし遠端に、流体送達管６５（図３Ａ）への接続を可能にする特有の構造を有する。図３Ｂに図示されているように、管コネクタ２００は、管コネクタ２００の基端２０５から末端２１０へ延びる約６度のテーパ２１２を有する。テーパ２１２は、テーパ２１２の外側表面に沿った少なくとも１つの隆線部（ridge）２１５ないし節（knurl）を備え、このリッジないし隆線部２１５はシールリングとして機能し、管６５の接続端の内側表面２２０と接触する。

他の実施形態では、テーパ２１２は、テーパ２１２の外側表面に沿った少なくとも２つの隆線部ないし節２１５，２２５を備える。これらのシールリングは管コネクタ２００と流体送達管２３５との間での漏れを低減、解消、ないしは防止すると共に、管の接続及び取り外しを容易にする。隆線部２２５の一方はコネクタ２００の管末端２１０に配置されている。第２の隆線部２１５は、管コネクタ２００の末端と基端の中間等のテーパ２１２に沿ったいかなる位置に配置してもよい。

隆線部ないし節２１５，２２５の機能は、図３Ｃに最も明瞭に図示されている。管６５が管コネクタ２００に接続されると、管コネクタ２００の稜線部２１５，２２５ないしシールリングのみが管６５の内側表面２２０に接触するので、管コネクタ２００と接触する表面積が低減される点にある。この接触する表面積の低減により、管コネクタ２００と管６５の間の接触圧力が増大する。接触圧力の増大により、管コネクタ２００と管６５の接続におけるシール性ないし密封性がより良好となる。さらに、接触する表面積の低減により管６５と管コネクタ２００との間の摩擦が低減されるので、ある接触圧力について従来技術の場合よりも低減されたトルクで管を差し込み及び取り外しできる。このように、隆線部ないし節２１５，２２５により、接触圧力の増大と密封性の改善という２つの利点が達成され、摩擦の低減により差し込み及び取り外しが容易になる。

図４Ａについてより詳細に言及すると、キャップ５１は概ね円錐状の形状であり、内側後方面７５を有しており、内側後方面７５はシリンジ３２のシリンジ容器５０の円錐状壁５７の前方面と適合している。ある実施形態では、圧力キャップ５１の内側後方面７５は、シリンジ３２のシリンジ容器５０の円錐状壁５７の前方面に接合されていてもよく、シリンジ３２のシリンジ容器５０に対して一体に同じ樹脂材料から成形してもよい。図示の実施形態では、圧力キャップ５１はシリンジ本体部５５とは別体であり、一対の孔ないし回り止め７６が形成されており、この回り止め７６にシリンジ３２のシリンジ容器５０の円錐状壁５７の外側表面に対して一体に形成されて前方に延びる一対の突起７７が嵌め込まれている。ピンないし突起７７と孔ないし回り止め７６の協働により、圧力キャップ５１がシリンジ３２に取り付けられた際の圧力キャップ５１のシリンジ容器５０に対する回転が防止される。

圧力キャップ５１をシリンジ３２のシリンジ容器５０の円錐状壁５７に保持するために、圧力キャップ５１の中央内側の孔７９の周囲に６個の弾力性のあるタブ（tab）７８が形成されている。これらのタブ７８は等間隔に配置された６個の放射状の切り込み（slot）８０(図３Ａ)によって分離されている。圧力キャップ５１の孔７９は、シリンジ３２のシリンジ容器５０の円錐状壁５７の環状の前方端と同じ又はわずかに大きい寸法を有する。シリンジ３２のネック部３２は、圧力キャップ５１の孔７９よりもわずかに直径が大きく、かつシリンジ容器５０の円錐状壁５７の前方端よりもわずかに直径が大きい拡径された直線状部８１を有しており、円錐状壁５７に対する直線状ネック部８１の接続部分に溝８２が形成されている。そのため、圧力キャップ５１がシリンジ３２のシリンジ容器５０に差し込まれると、十分な弾力性を有するタブ７８が拡径された直線状ネック部８１を滑って乗り越え、孔７９がネック部５９を取り囲んで溝８２に嵌まり込む。

図２及び図４Ａを参照すると、シリンジ３２は、圧力ジャケット３１側の嵌め合わせ構造（mating structure）と協働することによって圧力ジャケット３１の前方端に対してシリンジ３２をロックするように形成された構造を有する。圧力ジャケット３１は、遠端ないし前方端３５の近傍の周囲に、４個の等間隔に配置された外向きに突出するねじ部（thread sections）８５を有する。これらのねじ部８５は圧力ジャケット３１の周方向に４５°よりもわずかに小さい範囲に延びており、４５°よりもわずかに小さい間隔で分離されている。圧力キャップ５１は同様の寸法及び間隔の４つの嵌め合わせねじ部（mating thread sections）８６が形成された円筒状の縁部８７を有している。ねじ部８６は、シリンジ３２が圧力ジャケット３１に配置されたときに、圧力ジャケット３１に向けて内向きに突出する。圧力キャップ５１が組みつけられたシリンジ３２が圧力ジャケット３１に差し込まれると、圧力キャップ５１のねじ部８６が圧力ジャケット３１のねじ部８５の間の空間を通過してねじ部８５の背後の位置に至る。このように差し込まれると、圧力キャップ５１付のシリンジ３２を時計方向に４５°捩じって締め付けることができ、図５に図示するようなねじ部８５とねじ部８６の係合によって圧力キャップ５１を圧力ジャケット３１に対して固定でき、シリンジを孔３３内にロックできる。

シリンジ３２のプランジャ５４はエラストマ材料で形成されている。好適には、プランジャ５４は異なる材料から形成されて互いに接合された２つの部分を備える。これらの部分は、前方円錐状面３４が形成された前方のより可撓性が高い部分９０を含む。この前方の部分９０はシリンジ容器５０の円筒状の本体５５の壁の内部と密封係合するために、周囲に形成された外向きに延びる一対のリング９１を備える。ピストン５４の後方部分は平坦で環状の面であり、ピストン５４より硬質の部分９３の平坦で環状の前方面が接合されている。ピストン５４の後方の硬質部分９３は、より硬く強靱な樹脂材料から形成されており、中心に後方へ延びる継手部ないし連結部（coupling）９６が一体に形成された後方に向いた環状面９５を有する。連結部９６はシリンジ３２の軸線３２上に後方に延びる環状シャフト９７と、この環状シャフト９７の後端に一体に形成された対称で円筒状のボタン９８を備える。

キャリッジ１０８の前方端には一対のフック状の顎部（jaws）１１４で支持されており、これらの顎部１１４の後端は、一対の旋回ピン１１５によってキャリッジ１０８に対して旋回可能に取り付けられている。顎部１１４は弾力性のある材料からなる一対のボール１１６ａ，１１６ｂによって軸線１１２に向けて付勢されており、ボール１１６ａ，１１６ｂは顎部１１４の外側とキャリッジ１０８の前方端に形成された凹部１１８の内側円筒壁１１７との間に配置されている。ボール１１６ａ，１１６ｂは顎部１１４の外側表面の窪みに部分的に捕捉されている。ボール１１６ａ，１１６ｂは軸線１１２に向いた最も内側よりの位置へ顎部１１４を付勢する。この顎部１１４の最も内側よりの位置は、キャビティ１１８の中心でキャリッジ１１８の軸線１１２上にあるスペーサブロック１１９によって規定される。

圧力ジャケット３１の軸線４１，４０がシャフト１０５の軸線１１２と位置合わせされるようにシリンジ３２が圧力ジャケット３１内にロックされたときに、プランジャ５４がシリンジ容器５０の円筒状の本体５５の遠端５６の前方の位置に取り付けられていてもよい。しかし、好適には、顎部１１４と連結部先端９８が非係合位置となるように顎部１１４がシャフト１０５の軸線に向けて変位し、図示のようにシリンジ３１の無菌性の内側壁が駆動部の部品と接触することなくシリンジ３２を圧力ジャケット３１に差し込むことができるように最大のクリアランスが設けられる。

係合位置では、顎部１１４は圧力ジャケット３１及びシリンジ３２の軸線４０上で連結部９６に位置合わせされる。この状態では、顎部１４は、圧力ジャケット３１の基端３４に隣接するドア２５の開口３９の中心で引き込み位置にあり、プランジャ５４の連結部９６と被係合であってもよい。この位置から、モータ１０１が作動してシャフト１０５を回転させてキャリッジ１０８を前方へ駆動し、顎部１１４をプランジャ５４の連結部９６へ向けて移動させて連結部９６と係合させる。この係合は、図１１に示すように顎部１１４の先端の前方接続部にあるテーパ状カム面１２０が連結部９６の拡径部ないしボタン９８と係合し、それによって図１１に示すように顎部１１４を拡げ、図１２に示すように駆動アセンブリ１００とプランジャ５４のボタン９８との間に駆動力の係合を形成するように顎部が連結部９６のボタン９８の周囲をくわえ込む。いったんそのように係合すると、モータ１０１の動力によるキャリッジ１０８の前進や逆進の移動により、シリンジ本体５５中でプランジャ５４が前方又は後方へ駆動される。

連結部９６に対して顎部１１４を非係合とすることは、図４Ａに示す非係合位置と図５に示す係合位置との間での、連結部１６と顎部１１４の間の並進移動によりなされる。プランジャの連結部９６と顎部１１４が非係合となると、駆動部１００のキャリッジ１０８を引き込む必要なく、シリンジ３２を交換できる。好適には、連結部９６の並進によって係合が起こる場合にはハウジング２１へ顎部１１４が完全に引き込まれるか、駆動部１００が前進しない限り交換シリンジ３２の連結部９６が顎部１１４と接触しないように、シリンジ３２の交換前に顎部１１４が十分に圧力ジャケット内に配置される。

無菌性が問題でなければ、最も時間を節約できる手法は、シリンジが顎部１１４へ向けて並進したときに、直ちに係合が起こりシリンジへの充填のために直ちにプランジャを引き込むことができるように、プランジャをしっかりと前方に位置させ完全に前進させた状態で、シリンジ３２をジャケット３１に差し込む。

シリンジ３２が圧力ジャケット３１に差し込まれてプランジャ５４がシリンジ本体５５の基端５６側の最後方位置にあるとき、連結部９６はシリンジ本体５５の基端５６に隣接する位置にあり、基端５６を超えて後方に突出している。このような位置にあるとき、図４Ａに示す位置と図５に示す位置との間の並進移動により、顎部１１４と連結部９６の間の係合がなされる。図４Ａに示すアンロック位置ないし非係合位置では、圧力ジャケット３１とシリンジ３２の軸線４０，４１は、それぞれ図４Ａに示すようにシャフト１０５の軸線１１２に対して間隔を隔てかつ平行であり、ドア２５の開口３９も同様である。ロック位置ないし係合位置では、図５に示すようにシャフト１０５の軸線１１２はジャケット３１とシリンジ３２の軸線４０，４１に対してそれぞれわずかに偏心している。この連結部９６と顎部１１４の係合と非係合の並進移動と、ねじ部８５，８６の係合により圧力キャップ５１を圧力ジャケット３１に固定する４５Ｅの回転運動は、図２〜図９を参照すると最も良好に理解されるように、並進及びロック機構（translating and locking mechanism）１２５の動作によってなされる。

並進及びロック機構１２５はシリンジ係合装置ないしカムと、ロックリング１２７とを備え、このロックリング１２７は、ドア２５の後部の環状凹部１２６に回転可能に保持されている。ロックリング１２７は一対の環状端１３３を有するばね線材の保持クリップ１３１を受け入れるために概ね半円状の溝１３０を後方面に備えており、環状端１３３はロックリング１２７の縁部の一対の溝孔１３４から突出してドア２５の凹部１２６の縁部の内側壁に正反対に配置された３対のノッチ１３５，１３５，１３７のうちの選択された１つに達している。３対のノッチ１３５，１３５，１３７は、それぞれロック位置、アンロック位置、及び解放位置である並進及びロック機構１２５の３つの位置を示す。リング１３１の環状部１３３がノッチ１３５中にあるロック位置が、図５〜図７及び図１０に図示されている。リング１３１の環状部１３３がノッチ１３６中にあるアンロック位置が、図２〜図４及び図８に図示されている。クリップ１３３の環状部１３３がノッチ１３７にある解放位置は、図９に図示されている。リング１２７と一体であってドア２５の溝孔１４１を介してリング１２７から突出するレバーアーム１４０に回転可能に取り付けられた円筒状のノブ１３９の形態である、手動で使用可能なハンドル１３８により、リング１２７がこれら３つの位置間を移動する（図１）。リング１２７は一対のねじ１４３によって凹部１２６内に保持されており、ねじ１４３はドア１２５の後部の凹部１２６の周囲にある皿孔（countersunk hole）１４４にねじ込まれている。ねじ１４３は拡径部１４６を備え、この拡径部１４６は皿孔１４４に着座するとリング１２７の縁部上に位置し、それによってリング１２７を凹部１２６内で回転可能に締め付ける。

図２及び図６に示すように、リング１２７ないし回転可能なカムは、シリンジ容器５０の本体５５の周囲よりもよりも大きい内側周縁１４９を有する。従って、シリンジ３２が圧力ジャケット３１に差し込まれると、シリンジ容器５０の基端５６は、リング１２７（回転カム）の内側周縁１４９を通過して延び、内側周縁１４９で取り囲まれる。ある実施形態でのキーないしキー溝係合構造は、シリンジ容器５０の本体５５の基端５６の縁部に設けられた４つの突起２５１、２５２、２５３、及び２５４（図４Ａ、図４Ｂ）である。これら４つの突起２５１〜２５４は等角度間隔で配置されている。

３つのタブないしキー１５５、１５６、及び１５７は、リング１２７と一体的に形成され、リング１２７の内側周縁１４９から内向きに突出している。タブ１５５〜１５７は内側周縁１４９に沿って不均一な間隔で配置され、タブないしキー１５５、１５６、及び１５７はシリンジ容器５０の本体５５の基端５６の突起２５１〜２５４間にそれぞれ嵌め込まれており、ハンドル１３８の操作により並進及びロック機構１２５が回転するとシリンジ３２が回転し、あるいはシリンジ３２の端部を回転させると並進及びロック機構１２５が回転する。

突起２５１〜２５４の間の間隔のいずれか１つがリング１２７のキーないしタブ１５５〜１５７と係合してもよい。これによって圧力キャップ５１の４つのねじ部８５により決まる４つの向きのいずれかで、ドア２５と圧力ジャケット３１のアセンブリにシリンジ３２を取り付けることができる。よって、シリンジ３２は参照することで全体が本説明に組み込まれる米国特許第５，３００，０３１号、米国特許第５，４５１，２１１、及び米国特許第５，６５８，２６１号に記載された注入器の面板に後付けでき、これはリング１２７のタブ１５５〜１５７はこれらの３つの特許の注入器と比較すると、互換性を有するように配置できるからである。

アンロック位置からロック位置へ機構１２５が回転すると、圧力ジャケット３１内でシリンジ３２が回転され、キャップのねじ部が図４Ａに示すアンロック位置から図５に示すロック位置へ移動するようにキャップが回転され、ねじ部８５，８６の係合及び締め付けによって圧力ジャケット３１にキャップが固定される。

軸線１１２に対する軸線４０，４１の並進移動は、リング１２７の背後の固定のハウジングの部分２２からリング１２７に形成されたカム溝１５４に突出している固定で円筒状のカムフォロアないしピン１５０によりなされる。機構１２５が回転すると、リング１２７に対して固定された軸線４０，４１が、ドア２５、圧力ジャケット３１、シリンジ３２、及びそれらで相互に支持されたすべての構造と共に、シャフト１０５の軸線１１２及びハウジング２２で相互に支持された他の構造に対して移動するように、カム溝１５４が形成されている。ピン１５０を係合している溝孔１５４に沿った位置から軸線４０，４１までの半径方向距離で決まるカム溝１５４の形状に応じて、これらの軸線は互いに近接及び離反する方向に移動する。

例えば図６及び図７に示すように機構１２５がロック位置にあるときに、ピン１５０と軸線４０，４１の間の距離が最少で軸線１１２が軸線４０，４１と一致するように、リング１２７のカム溝１５４の形状が設定されている。これは図５及び図７に図示されており、これらの図では顎部１１４間に位置して顎部１１４と相互に係合する位置にある連結部９６が図示されている。機構１２５がアンロック位置にあり、クリップ１３１の環状部１３３凹部１２６のノッチ１３６（図６）にあるとき、ピン１５０はカム溝１５４中の図８に示す位置にあり、この位置は図６及び図７の位置よりも軸線４０，４１から離れており、図８に示しさらに図４Ａに図示されているように、連結部９６は顎部１１４の中心線の外側の位置へ並進する。

解放位置では、図９に示すようにピン１５０はカム溝１５４のカム面の開口端１６０に位置し、図９に示すようにヒンジピン２６回りにドア２５は上方へ回転させてドア２５の背後の空間を解放し、アクセスを可能にできる。この位置は、キャビティ６１からプランジャ５４の背後の空間への漏れが生じる可能性があるために時として必要となるドア２５の背後の空間の洗浄に使用される。キャビティ６１内の流体はプランジャ５４の前進によって注入される際に、通常２００ｐｓｉを上回る範囲の比較的高い圧力となり得るので、この漏れが場合によっては生じ得る。ＣＴスキャンのための造影用の流体の注入のような用途では、圧力は通常２５から３００ｐｓｉの範囲である一方、いくつかの注入用途では圧力は１２００ｐｓｉ以上の範囲に及ぶ。

シリンジ３２のネック部５９の外側に沿った後方への漏れは、流体がシリンジ３２の本体部分５５と圧力ジャケット３１の間に流入する原因となる。このため、圧力キャップ５１は、少なくともこのネック部５９上での漏れ流体の流れを十分に制限するように、シリンジ３２の円錐状部５７の前方面に対してしっかりと嵌められる。これは、ノズルから漏れようとする流体をシリンジ３２と圧力ジャケット３１間の空間からそらすようになっている圧力キャップ５１の縁部８７の形状により補助される。

図２に図示するように、ハウジング２１の前部にはドア止め１８５が形成されており、ドア止め１８５にはドア２５のラグないし突出部（lug）１８７を受け入れて駆動部１００から受ける前方向きの力に対してドア２５を保持するために、溝孔１８６が形成されている。図４Ａ及び図５に示すように、ハウジング２１の前部の背後にはドア止め１８５と隣接して磁気センサ１８８があり、この磁気センサ１８８はリング１２７の磁石１８９の存在に反応する。磁気センサ１８８は、機構１２５がロック位置にあるときにのみ駆動部１００を起動させるために、モジュール１６への信号を生成する。

シリンジ３２と圧力ジャケット３１の間のロック構造は、キャビティ６１内の流体圧力の力や、その他駆動部１００によってプランジャ５４に作用する軸方向の力に対して、圧力ジャケット３１内にシリンジ３２を保持するために設ける必要がある。好適には、このシリンジ３２の圧力ジャケット３１に対するロックは、図５に示すように、シリンジ容器５０の前方壁５７又はその近傍の構造によってなされる。

詳細な実施形態と関連して本発明を説明した。本発明の原理から離れることなく説明した実施形態の変形や代案を採用し得ることは、当業者にとって明らかである。従って、本特許が特許請求の範囲以外により限定されることを意図するものではない。

本発明の原理を実施した注入器の斜視図。 図１の注入器の実施形態の一部の分解斜視図。 図２の注入器の一部の斜視図。 流体送達管系の受け入れ端部内のシリンジのコネクタ先端の断面図。 シリンジのコネクタ先端に取り付けられた流体送達管の端部の断面図。 図３Ａの線４−４での断面図であり、圧力ジャケットへの挿入後でロック前、又は圧力ジャケットからのアンロック後で取り外し前の、ハウジングに対してアンロックである交換可能なシリンジを示す。 ノッチが形成されたシリンジの基端の斜視図。 図４と同様であるが、ハウジングで支持された構造にロックされたシリンジを示す断面図。 図５の線６−６での断面図。 圧力ジャケットとシリンジを除去した状態の図１の注入器の正面図であり、図５及び図６中の示すようなロック位置にあるシリンジロック構造を示す。 図２〜図４のようなアンロック位置にあるシリンジロック構造を示す図７と同様の正面図。 ハウジングのドアが解放位置にあるロック機構を示す図７と同様の正面図。 プランジャ駆動部がシリンジプランジャ継手から取り外された状態での図１の線１０−１０に沿った注入器のハウジングの断面図。 長手方向に移動してプランジャ継手と係合するプランジャ駆動部を示す図１０の一部の図。 プランジャ継手と係合しているプランジャ駆動部を示す図１０の一部の図。

符号の説明

１０ 注入器
１１ ベース
１２ 支柱
１３ プラットフォーム
１６ 制御モジュール
１７ キーボード
１９ 関節アーム
２０ 注入器モジュールユニット
２１，２２ ハウジング
２４ 遠端
２５ ドア
２７ ローカル制御パネル
２８ 位置指示目盛
２９ 駆動方向制御ボタン
３０ シリンジ及び圧力ジャケットのアセンブリ
３１ 圧力ジャケット
３２ シリンジ
３３ 内部孔
３４ 前方円錐状面
３７ 環状フランジ
３８ 環状凹部
３９ 環状孔
４０，４１ 軸線
４３ ねじ
４４ 孔
５０ シリンジ容器
５１ 圧力キャップ
５４ プランジャ
５５ シリンジ本体
５６ 基端
５７ 前方壁
５８ 遠端
５９ ネック部
６０ オリフィス
６１ 内部シリンジキャビティ
６３ ねじ部
６４ 円錐面
６５ 管
６６ 雌ねじ部
７５ 内側後方面
７６ 回り止め
７７ 突起
７８ タブ
７９ 孔
８０ 切り込み
８１ 直線状部
８６ ねじ部
８７ 縁部
９０，９３ 部分
９５ 環状面
９６ 連結部
９７ 環状シャフト
９８ ボタン
１０１ モータ
１０８ キャリッジ
１１２
１１４ 顎部
１１５ 旋回ピン
１１６ａ，１１６ｂ ボール
１１７ 内側円筒壁
１１８ 凹部
１１９ スペーサブロック
１２０ テーパ状カム面
１２５ 並進及びロック機構
１２６ 環状凹部
１２７ ロックリング
１３０ 溝
１３１ 保持クリップ
１３３ 環状端
１３４ 溝孔
１３８ ハンドル
１３９ 円筒ノブ
１４０ レバーアーム
１４１ 溝孔
１４３ ねじ
１４４ 皿孔
１４６ 拡径部
１４９ 内側周縁
１５０ ピン
１５４ カム溝
１６０ 開口端
１８５ ドア止め
１８６ 溝孔
１８７ 突出部
１８８ 磁気センサ
１８９ 磁石
２００ 管コネクタ
２０５ 基端
２１０ 末端
２１２ テーパ
２１５ 隆線部
２２０ 内側表面
２５１，２５２，２５３，２５４ 突起

Claims (23)

1. 患者に流体を注射する前面搭載可能な注入器のシリンジであって、
   少なくとも部分的に内部に設けられた流体保持キャビティと、前方端と、貫通する開口を備える管状の外側表面を有する後方端と、を備える中空で細長い管状体と、
   前記管状体内に配置されて摺動可能に支持され、前記管状体内で前記前方端と前記後方端との間で長手方向に移動可能であり、前記キャビティをシールする流体密封シールを形成する、前記管状体内で前記前方端と前記後方端との間で長手方向に移動可能であり、前記キャビティをシールする流体密封シールを形成するプランジャと、
   前記管状体の前記前方端と協働する前方壁と、
   前記キャビティからの流体の連通のために延び、管コネクタを遠端に備え、前記管コネクタは前記管コネクタの周囲表面に沿った少なくとも１つの隆線部を備える、吐出ネックと
   を備える、シリンジ。
2. 前記管コネクタは、前記管コネクタの基端から前記管コネクタの末端へ延びる少なくとも６度のテーパを備える、請求項１に記載のシリンジ。
3. 前記管コネクタは、前記管コネクタの前記末端の前記周囲表面に沿った第１の隆線部と、前記流体供給管の前記内側表面と接触する前記管コネクタの前記末端と前記基端の中間の第２の隆線部とを備える、請求項２に記載のシリンジ。
4. 前記シリンジの前記管状体に対して固定配置され、前記管状体の前記後端に配置され、前記外側表面を遮断し、シリンジ係合インターフェースの外側タブと係合するシリンジのキー受け位置を形成する、少なくとも１つの周辺突起と
   前記管状体の前記前方端の直近の前記シリンジに取り外し不可に固定され、前記シリンジの前記前方壁の圧力抑制構造に対して少なくとも部分的に接続されたロックと
   をさらに備え、
   前記ロックは前記シリンジの前記管状体の外側に位置する雌ねじを有し、前記管状体の前記前方端の直近の前記シリンジに固定されている、請求項１に記載のシリンジ。
5. 少なくとも１つの周辺突起が４つの等間隔に配置された突起を備える、請求項４に記載の使い捨ての交換シリンジ。
6. 前記前方壁は、前記管状体の前記前方端に対して別体に形成されて取り外し不可に固定され、前記管状体と共に使い捨て可能なキャップを備え、前記ロックは前記キャップに少なくとも部分的に支持されている、請求項１に記載の使い捨ての交換シリンジ。
7. 前記シリンジの前記前方壁の材料とは別の材料から形成され、前記前方壁に取り外し不可に固定された圧力抑制構造をさらに備える、請求項１に記載の使い捨ての交換シリンジ。
8. シリンジと係合するために使用する注入器のシリンジ係合装置を備え、前記シリンジ係合装置は、
   前記注入器と協働するシリンジ保持及びロック機構と係合する回転可能なリングと、
   前記シリンジと協働する少なくとも１つの対応するキー係合構造と係合する、前記シリンジ係合装置の対応部材と
   を備える、前面搭載型の注入器。
9. 前記回転可能なリングは、前記リングの前記周囲表面から径方向外向きに延びるハンドルと、内側表面とを備え、前記対応部材は径方向内向きに延びる、請求項８に記載の前面搭載型の注入器。
10. 前記回転可能なリングは本体内に磁石を備える、請求項９に記載の前面搭載型の注入器。
11. 前記対応部材はキー又はタブを備える、請求項９に記載の前面搭載型の注入器。
12. 患者に流体を注入する前面搭載可能な注入器のシリンジであって、
    管状の周囲表面を有する中空で細長い管状体と、少なくとも部分的に収容された流体保持キャビティと、前方端と、開口を設けた環状の外側表面を有し、前記外側表面は少なくとも４つの前記筒状体の突起を備え、かつ前記突起は前記外側表面の周囲に間隔を開けて環状に配置されている後方端と、
    前記管状体の前方端の吐出ネックと、
    前記管状体内に摺動可能に支持され、前記管状体内で前記前方端と前記後方端との間で長手方向に移動可能であり、前記キャビティをシールする流体密封シールを形成するプランジャと
    を備える、シリンジ。
13. 前記管状体の前記前方端の直近の前記シリンジに取り外し不可に固定され、前記シリンジの前記前方壁の圧力抑制構造に対して少なくとも部分的に接続されたロックをさらに備え、
    前記ロックは前記シリンジの前記管状体の外側に位置する雌ねじを有し、前記管状体の前記前方端の直近の前記シリンジに固定されている、請求項１２に記載のシリンジ。
14. 注入器取付構造を備え、前記注入器取付構造は、
    前記注入器と協働するシリンジ保持及びロック機構と係合する回転可能なリングと、
    前記シリンジの前記突起と係合する対応部材と
    を備える、前面搭載型の注入器。
15. 前記回転可能なリングは、前記リングの外側周辺外周から径方向外向きに延びるハンドルと、内側表面とを備え、前記係合装置の前記対応部材は径方向内向きに延びる、請求項１４に記載の前面搭載可能な注入器。
16. 前記回転可能なリングは本体内に磁石を備える、請求項１４に記載の前面搭載可能な注入器。
17. 前記対応部材はキー又はタブを備える、請求項１４に記載の前面搭載型の注入器。
18. 前記対応部材は、前記シリンジの前記突起間に３つのキー又はタブを備える、請求項１７に記載の前面搭載可能な注入器。
19. テーパであって、基端と、対向する末端と、前記テーパの周囲表面に配置された環状の第１の隆線部とを備えるテーパを備える、管コネクタ。
20. 前記テーパは前記テーパの周囲表面に配置された第２の隆線部を備える、請求項１９に記載の管コネクタ。
21. 前記第１の隆線部は前記テーパの末端に配置されている、請求項１９から請求項２０のいずれかに記載の管コネクタ。
22. 前記第２の隆線部は前記テーパの前記基端と前記末端との間に配置されている、請求項１９から請求項２１のいずれかに記載の管コネクタ。
23. 前記テーパ部の周囲に配置されたねじ部をさらに備える、請求項１９から請求項２２のいずれかに記載の管コネクタ。

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