JP2008541945A - シリンジの熱保持器及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、シリンジ内部に収容された医療用流体の冷却速度を低下するために熱を保つシリンジジャケット、及びそのようなシリンジジャケットの使用方法に関する。本発明の典型的なシリンジジャケットは、相転移温度で相変化を起こす材料を包含する。追加として又は代案として、典型的なシリンジジャケットは、高い比熱を示す材料を包含する。

Description

本発明は、全体的に医療用流体と共に使用するシリンジに関し、より具体的には、加熱された医療用流体を生命体に投与する際にシリンジと共に使用する熱保持器に関する。

本欄は読み手に、以下に詳述され、及び/又は請求の範囲に記載された本発明の種々の態様に関する技術の種々の特徴を紹介することを意図している。この論考は、読み手に本発明の種々の態様を一層理解することを容易にするための背景知識を提供することで、手助けになると信じている。従ってこれらの記述は、技術分野の入門としてではなく、この観点で読まれるべきであると理解すべきである。

多くの医療処置の中で、種々の医療用流体が、診断及び/又は治療の目的で生命体に注射されている。一般的に、注射される医療用流体は、制限されることなく、Ｘ線造影剤、薬剤、フラッシング溶液（例えば含有下剤）及び他の液体を、人体の中の画像診断を進める等の目的のために含有している。そのような医療用流体の具体例は、コンピュータ断層撮影法（computed tomography）、磁気共鳴映像法（magnetic resonance imaging）、血管造影法（angiography）を高めるために使用される造影剤である。これらの診断で使用される注入器は多くの場合、シリンジから医療用流体を送り出し、チューブの内膣を介して、患者の内部に送る自動化された器具である。これらの利用に適した医療用流体注入器は、全体的に比較的大容量のシリンジを備え、比較的大きな流量と注入圧を生み出すことができる。

シリンジ及びその内部の医療用流体は、医療用流体が患者の内部（例えば患者の循環系内）に注射される前に、体温近くの温度まで加熱されるであろう。一部の人は、注射前に医療用流体を加熱することは、温度差を低減することによって患者の不快を減らす利点があると信じる。投与前に流体を加熱する更なる利点は、粘性を低減することであり、これにより医療用流体をほとんど苦労なく及び/又は高い割合で注射することができる。

内部に収容された医療用流体を備えたシリンジは、少なくとも一時的に加熱された容器（例えば温熱箱）内に保管されて、患者の体温近くに医療用流体の温度を上げる、又は維持される。医療用流体を含んだシリンジは、医療診断（例えば患者への医療用流体の注射）が始まると予定されている少し前に、温熱箱から注入器へ移動されるであろう。温熱箱から取り出された後は、シリンジ及び医療用流体は、周囲の環境への放熱によって室温に向かって冷却する傾向がある。冷却する程度は、注射の継続時間と同様に、注射が始まる前の時間遅延などの要因に左右される。いくつかの例の中で、シリンジが温熱箱から取り出された後、数分経つまで患者に医療用流体は注射されない。この遅れにより、患者に医療用流体を注射する前に、流体の温度が（時には大きく）下がる。

この冷却を防止するために、電動温熱ブランケットがコンピュータ断層撮像法や血管造影法等の所定の医療診断で使用されており、医療用流体を希望温度に維持するためにシリンジを加熱する。しかし、温熱ブランケットのような電気器具は、あいにく他の種類の治療で使用される器具に干渉するであろう。例えば、電動温熱ブランケット等の配線を通る電流は、無関係な磁場を発する。この無関係な磁場は、磁気共鳴映像法で使用される主要な磁場と互いに影響する傾向がある。従って多少の専門家は、電動温熱ブランケットをシリンジ及び流体の温度を維持するために、これらの種類の治療と併せて使用しないことを望んでいる。

もともと請求の範囲に記載されている発明の範囲と対応する態様は、以下に説明されている。これらの態様は、読み手に本発明が採りうる一定の形式の簡単な要約を提供するためだけに記載されており、これらの態様は、本発明の範囲を限定するようには意図されていないと理解すべきである。実際に本発明は、以下に説明されない種々の態様を包含する。

本発明の第１の態様は、内部に収容された医療用流体を有するシリンジと共に使用するシリンジジャケット（syringe jacket）を示す。このシリンジジャケットは、シリンジ円筒部の大部分の周りに配設するように構成されている。シリンジジャケットの構成内に含まれた第１物質は、約７０°Ｆと約１１０°Ｆの間の相転移温度を有し、第２物質は実質上、非磁性である。

本発明の第２の態様は、シリンジとシリンジ内に収容された医療用流体を有する医療用流体注入アッセンブリを示す。この医療用流体は、患者に希望使用温度（例えば医療用流体が、患者への投与中に示すことが望まれる温度）で注射されるべきである。更に前記アッセンブリは、シリンジの少なくとも１部分の周りに配設されたシリンジジャケットを備える。このシリンジジャケットは、内部に規定された内部キャビティを備える。医療用流体の希望使用温度とおよそ等しい相転移温度を示す相変化物質が、内部キャビティ内にある。例えばいくつかの実施例において、相変化物質の相転移温度は、医療用流体が投与される患者の体温におよそ等しい。

本発明の第３の態様は、シリンジとシリンジ内に収容された医療用流体を有する医療用流体注入アッセンブリを示す。更に第３の態様に係る前記アッセンブリは、シリンジの少なくとも１部分の周りに配設され、シリンジジャケットから外方に延びるフランジを有するシリンジジャケットを備える。このシリンジジャケットは又、約０．５Ｂｔｕ/（１ｂ−°Ｆ）よりも大きい又は等しい比熱を示す材料を包含する。例えばシリンジジャケットは、１以上の銅、アルミニウム、３００シリーズステンレス、黄銅や青銅及びこれらの合金や化合物を包含してもよい。

更に本発明の第４の態様は、医療用流体注入アッセンブリの使用方法を示す。この方法において、相変化物質を備えたシリンジジャケットは、内部に収容された医療用流体を有するシリンジの少なくとも１部分の周りに配設される。少なくともいくらかの医療用流体は、シリンジジャケットがシリンジの少なくとも１部分の周りに配設される間に、シリンジから患者に注射される。注射中、医療用流体の温度は、実質上相変化物質の相転移温度付近に維持される。

本発明のシリンジジャケットは、シリンジ内に収容されシリンジ外に注射されるいずれかの医療用流体の温度を維持するために使用される。少なくとも本発明のいくつかのシリンジジャケットは、温熱ブランケット等、従来の電気器具が望まれない、簡単に容認されない又は許容されない環境において利用可能である。例えば本発明の特定のシリンジジャケットは、シリンジ及び関係するシリンジジャケットが、磁場の磁力線を混乱させたり乱すことなしに高磁場強度の磁場に近接して保持されるので、磁気共鳴（ＭＲ）アプリケーションで使用される造影剤の温度を維持するために使用される。

種々の改良例が、本発明の種々の態様に関する上記の特徴の中に存立する。更なる特徴が、同様にこれらの種々の態様に取り入れられてもよい。これらの改良点及び追加の特徴は、個々に又はいずれかの組み合わせで存在してもよい。例えば、１以上の図示された実施例に関して以下で述べられる種々の特徴は、単独で又はいずれかの組み合わせで本発明の上述した態様のいずれかに組み込まれてもよい。更に上記の簡単な要約は、読み手が請求の範囲に記載された対象を制限することなしに、本発明の所定の態様及び背景を習熟することのみを意図されている。

添付図面は、本発明の種々の態様を更に理解するために添付されており、本発明の典型的な実施例を図示し、解説と共に本発明の種々の原理を説明する。

本発明の１以上の具体的な実施例が、以下に詳述される。これらの実施例を簡明に説明するために、実施の全態様を明細書の中に詳述できない。工学的又は設計上の企画等、いずれの実施の進歩においても、システム関連及びビジネス関連の制約を遵守する等の開発者の明確な目標を達するために多数の実施時固有解決がなされており、それにより１つの実施例から他の実施例まで変化することを理解すべきである。更に、そのような開発努力は複雑であり時間を費やすが、それにもかかわらず本開示の利益を有する当業者にとって、設計、組み立て、製造という日常の仕事であると理解すべきである。

図１及び２を参照すると、シリンジ１０は全体的に、外部円筒形状で中空胴に形成された管状側壁１２を備えている。シリンジの側壁１２の前端は、全体的に円錐形状を示す先細りした前壁部１４と一体になっている。シリンジ１０の首部１６は全体的に、前壁部１４から前方に延び、前壁部１４と一体になり、シリンジ１０の突出先端部１８で終了する。シリンジ１０の突出先端部１８は全体的に、首部１８、前壁部１４及びシリンジの側壁１２内部に境界を示す集合空間によって規定された内部シリンジのキャビティ又は容器と流体接続して連結する出口２０を備えている。突出先端部１８は、管１１（図４）を、多くの適当な方法の中のいずれかの方法で取り付けることができる。例えば管１１は、ルアーやルアーロック等、従来の手術針又はカニューレの接続金具（図示せず）により突出先端部１８に取り付けられる。接続金具は、管１１の長さの内膣と連通するように出口２０に連結して、患者への流体の注射経路を規定する。図１及び２はシリンジ１０の１つの実施例を示すが、本発明の原理は、他のデザイン/形状をしているシリンジにも適切に採用し得ることに留意すべきである。

シリンジの側壁１２の開口後端は、好適に前方対向頭部（図示せず）を有するシリンジプランジャ２２を受け入れるように設計されているが、少なくとも全体的に前壁部１４の内部の形状に合致するように必ずしも形成されるのではない。シリンジプランジャ２２の頭部は、好適にはシリンジの側壁１２内をぴったり滑ることができ、全体的には容器内の医療用流体１５と当接する前方対向面を有する。シリンジ１０の容器は、前壁部１４に対するシリンジプランジャ２２の頭部の位置に応じて種々の容積分担（volume contingent）を有するといえる。露出後端（exposed rearward end）２４に力を作用することによってシリンジプランジャ２２が前壁部１４に向かって進むと、容器内に収容された医療用流体１５は出口２０から押し出される。シリンジプランジャ２２は、好適には実質上シリンジの側壁１２の内部と密封係合するので、シリンジプランジャ２２がシリンジの側壁１２に対して進んだ時に、ほとんど又は全く容器内の医療用流体１５は、シリンジプランジャ２２を通過して後方に逃げない。

シリンジ１０は合わせ部２６を有し、該合わせ部２６は、半径方向外方に延びるフランジ型であってもよい。シリンジの合わせ部２６は、シリンジ１０の長手方向軸２７に直交する面内に配向されるように示され、シリンジ１０の長さに沿って延びている。合わせ部２６は、シリンジの側壁１２の後端と一体であり、シリンジ１０の注入器６０（図５）への連結を容易にするために利用することができる。

図１及び２の参照を続けると、シリンジジャケット３０はジャケット本体３２を備え、該ジャケット本体３２は、シリンジの側壁１２の少なくとも１部分の周りに配置され適合するように形作られ定寸されたキャビティ３６を規定する実質上の管状ジャケット側壁３４を有する。ジャケット本体３２は、実質上固体であり、実質上中空であり、その内部又は周囲を規定された１以上のキャビティを有し、ジャケット本体３２内の内装材を収容する。ジャケット側壁３４は、長手方向軸２８に沿って延び、長手方向軸２８周りに延在する。長手方向軸２８に平行に見ると側壁３４の断面形状は、全体的にＣ字形状であり、該Ｃ字形状は湾曲又は弓形であり、管状の断面、及び縦方向に延びるスロット３８によって規定された管状断面内にある割れ目を有する。

シリンジジャケット３０がシリンジ１０周りに嵌められると、ジャケット側壁３４はシリンジ１０と当接して、好ましくはシリンジの側壁１２の少なくとも１部分との熱交換を促すような接触、又は直面する関係にある。更に、長手方向軸２８は実質上、シリンジ１０の長手方向軸２７と一直線に並ぶ。好ましくは、シリンジジャケット３０は側壁１２の大部分の周りに配設されるように構成される。ジャケット本体３２とシリンジ１０の配置は、ジャケット側壁３４とシリンジの側壁１２との間の、実質上はシリンジの側壁１２を介してシリンジ１０の容器内に収容された医療用流体１５までの熱移動を促進する。配置は又、ジャケット本体３２を、シリンジの側壁１２の覆われた部分からシリンジ１０及びジャケット本体３２の周囲への放熱を防止、又は少なくとも低減する断熱バリアとして位置付ける。

スロット３８は、ジャケット本体３２の長さ方向軸に沿って延び、ジャケット側壁３４の一対の平行端４０、４２を分離する。スロット３８は、例えば治療中に立会人がプランジャ２２及びその頭部の位置を捉えることを可能にする。スロット３８があることでキャビティ３６への通路ができ、これにより、シリンジ１０を装着及び被装着の間に管に接続し続けることが可能である。シリンジジャケット３０がスロット３８を備えるのが一般的には好ましいが、本発明の実施例は、スロット３８が完全に欠いているもの、シリンジジャケット３０の長さ方向に沿って部分的にのみ延びる１以上のスロットを有するもの、シリンジジャケット３０を貫通して延びる１以上の開口部を有するもの、及び/又は基準軸２８に一直線に合わない１以上のスロットを有するものであるシリンジジャケットを備えてもよい。

シリンジジャケット３０は合わせ部４４を有し、該合わせ部４４は、半径方向外方に延びるフランジ型に形成されてもよく、ジャケット側壁３４の後端に形成されている。合わせ部４４は、シリンジ１０の合わせ部２６と協同で、シリンジ１０とシリンジジャケット３０の注入器６０（図５）への接合を容易にする。合わせ部４４は、長手方向軸２８に直交する面内に配向される。シリンジジャケット３０がシリンジ１０周りに嵌められると、シリンジジャケット３０の合わせ部４４は好適には、シリンジ１０の合わせ部２６に隣接するように位置し、好適には少なくとも全体的に合わせ部２６の一部と一致するように位置決めされる。

シリンジジャケット３０は、再利用可能であることが好ましい。注射治療が終わった後、シリンジ１０とシリンジジャケット３０を互いから離すことができる。シリンジ１０は廃棄する、又は再利用してもよい。好適には、シリンジジャケット３０は殺菌及び洗浄されてから、今後の注射治療で使用するために他のシリンジ１０周りに嵌められる。シリンジジャケット３０を再利用できることにより、シリンジジャケット３０の有効原価を削減する。

シリンジジャケット３０は、シリンジ１０とシリンジ１０の容器内の医療用流体１５が初期温度まで加熱された後に冷却する速度を減らすように作用する。典型的には、シリンジ１０、医療用流体１５、シリンジジャケット３０は、好適に部屋の温度又は外気の温度（例えば約７０°Ｆ（２１℃））を超える初期温度まで加熱される。使用中に、シリンジ１０、シリンジ１０により収容された医療用流体１５及びシリンジジャケット３０は加熱された容器等に配置されて、注射治療中に使用するために高められた目標温度まで、代案として医療用流体１５がシリンジ１０から患者に注射される使用温度を上回る目標温度まで加熱される。１つの具体例として、使用する目標温度は約９９°Ｆ（３７℃）であり、それはおよそ通常の人間の体温に等しい。この具体例において、シリンジ１０を加熱された容器から取り外し、患者の中に加熱された医療用流体１５を案内する注射医療を開始する前に、シリンジ１０、シリンジ１０に収容された医療用流体１５及びシリンジジャケット３０は、９９°Ｆ又はそれ以上の使用温度まで加熱される。

シリンジジャケット３０を追加することで、シリンジ１０及びシリンジ１０内に収容された医療用流体１５の熱質量が効果的に増加する。シリンジ１０、医療用流体１５及びシリンジジャケット３０は、それらの熱的結合のためにおよそ同じ速度で冷却すると見込まれている。熱質量を増やすことによって、冷却中の温度変化は連成構造物の大きさに逆比例するので、シリンジ１０、医療用流体１５及びシリンジジャケット３０の冷却速度が低下される。シリンジジャケット３０の冷却速度は又、構成材料の比熱に逆比例する。

ここで使用される物質の比熱は、物質の比熱容量と物質の比重の積を表す。相対密度としても公知である比重は、物質の密度を無次元測定して、水の密度によって分類されたものである。物質の比熱容量は、１グラムの物質を摂氏１度上げるのに必要とされる熱エネルギーの総量である。

シリンジジャケット３０の寸法及び重さを抑えるために、シリンジジャケット３０は好適には、０.５ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）よりも大きい又は等しい室温比熱を有する又は示す構成材料から形成される。例えば、いくつかの実施例におけるシリンジジャケット３０の構成材料は、約０.５８ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）よりも大きい又は等しい室温比熱を示すであろう。最適材料の無制限の例として、シリンジジャケット３０を構成する材料は、約０.８１ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）（すなわち０.０９３ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）・８.７）の比熱である銅、約０.５８ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）（すなわち０.２２ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）・２.６）の比熱であるアルミニウム、約０.９２ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）（すなわち０.１２ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）・７.７）の比熱である３００シリーズステンレス、約０.７６ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）（すなわち０.０９ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）・８.５）の比熱である黄銅、約０.８３ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）（すなわち０.１０４ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ）・８.０）の比熱である青銅、及びこれらの材料の合金又は結合であってもよい。しかし、少なくとも本発明のいくつかの実施例においては、シリンジジャケット３０は合成熱容量がアルミニウムの熱容量（すなわち約０.５８ＢＴＵ/（１ｂ・°Ｆ））よりも大きく又は等しくなるように選択された複数の材料から形成されてもよい。これはアルミニウムの熱容量よりも小さい材料と、アルミニウムの熱容量よりも大きい材料との組み合わせを許容することを意図する。

好適には、シリンジジャケット３０を形成している材料は実質上非磁性であって、それによりシリンジジャケット３０を、磁場の磁力線をかき乱すことなしに、磁場環境内に配置することができる。しかしシリンジジャケット３０を、医療用流体の注射に関わる医学治療の間、診断又は治療上の理由のために使用される人工の磁場を欠いた環境で使用してもよい。シリンジジャケット３０は温度変化によって物理的に変化しないので、シリンジジャケット３０を再利用することができる。

図３を参照すると、同じ参照番号は図２の同じ特徴を参照しており、シリンジジャケット５０は、シリンジ１０内に収容された医療用流体１５の温度を維持するように作用する十分の、又は若干の相変化物質５２を組み込むことができる。相変化物質５２は、好適には固体状態から液体状態への相転移温度、又はそれよりも高い温度で液体状態であり、それゆえシリンジジャケット５０からの液体の漏れを防止するいくつかの態様に抑えられる又はそうでなければ限定されなければならない。従って、ジャケット本体５６のジャケット側壁５４は、若干の相変化物質５２を含有して封入する、閉じられた又は密封された中空のチャンバ又は仕切り５８を備える。液体又は気体状態において、相変化物質５２は、好適には仕切り５８の内側に設けられた空間内に収容され、このため相変化物質５２は、シリンジジャケット５０の外側に移動する又は漏れることができずに、さもなければシリンジジャケット５０から抜け出すことができない。

相間の相転移点（例えば固定から液体への相変化に関する融点）にある間、発熱する相転移が連続的に熱エネルギーを放熱するために、熱エネルギーが移動又は放散するが、仕切り５８内の相変化物質５２は、発熱により相を変化する（例えば液体から固体に）時に好適には、実質上一定の相転移温度を維持する。シリンジ１０及び密封された医療用流体１５によるいずれの放熱も、一般的には相変化物質５２が転移する（例えば液体相から固体相）時に、相変化物質５２により発せられる溶融熱によって置き換えられる。

シリンジ１０及びシリンジ１０内に収容された医療用流体１５は、相変化物質５２の温度にまで冷却する傾向にあってもよく、シリンジ１０、医療用流体１５及び相変化物質５２の初期温度に関わらず転移温度にとどまる傾向にあってもよい。なぜなら、相変化物質５２の初期及び最終位相は、全ての初期位相が最終位相まで変化するまで転移温度で落ち着くからである。熱が、冷却によって相変化物質５２から放熱されて、シリンジ１０、医療用流体１５及びシリンジジャケット５０周りの環境に移動する時、喪失した熱は、相変化物質５２のいくつかの初期位相を最終位相に変化することによって置き換えられる。このようにシリンジ１０及び医療用流体１５の温度は、相変化物質５２を含んだシリンジジャケット５０でシリンジ１０及び医療用流体１５を囲むことによって、使用温度に制御され維持されることができる。これが効果的に医療用流体１５の冷却速度を低下して、医療用流体１５が注射治療中に目標温度、又はそれ付近にある時間を延ばすように作用することができる。

相変化物質５２は、相転移温度を備えるように選定されたいずれかの適する有機的、又は非有機的な物質であってもよく、それにより相変化物質５２は相転移を、治療するための医療用流体１５の目標使用温度、又はその温度付近に変化させる。相変化物質５２の相転移温度は、使用温度よりも高い、使用温度とほぼ等しい、又は使用温度よりも低くてもよい。例えば相変化物質５２は、約３０℃（８５．６°Ｆ）の相転移温度又は融点を備えた又は示す無機単体ガリウム、約３７℃（約９９°Ｆ）の融点を有する塩（III）化鉄六水和物のような無機化合物、目標使用温度又はその付近に融点を有するいずれかの無機ワックスのような物質であってもよい。そのようなワックスのような物質の構成は、当業者によって理解される。他の例として相変化物質５２は、約３９℃（約１０２°Ｆ）の融点を有するヘネイコザン（Ｃ_２１Ｈ_４４）、約３７℃（約９９°Ｆ）の融点を有するエイコサン（Ｃ_２０Ｈ_４２）、約３３℃（約９１°Ｆ）の融点を有するノナデカン（Ｃ_１９Ｈ_４０）及び、約３３℃の融点を有するベータテオブロマ油（beta theobroma oil）又はココアバター等、無機物質から選択されてもよい。当業者は、相変化物質５２として使用するために適した相転移温度を備えた他の有機的及び無機的物質を容易に理解するであろう。

相変化物質５２の相転移温度は、医療用流体を受け入れている生命体の体温にほぼ等しいことが、時には好ましい。人への注射のために、相変化物質５２は約７０°Ｆと約１１０°Ｆ（つまりはおよそ人の体温）の間の相転移温度（つまりは相変化を表す）を有してもよい。代案として、相変化物質５２の相転移温度は約８０°Ｆと約１００°Ｆの間であってもよい。代案として、相変化物質５２の相転移温度は約８５°Ｆと約１００°Ｆの間であってもよい。代案として、相変化物質５２の相転移温度は約９０°Ｆと約１００°Ｆの間であってもよい。代案として、相変化物質５２の相転移温度は約９０°Ｆであってもよい。当業者によって理解されるように、冷却中に相変化物質５２により示される相変化は、液体から固体、代案として気体又は蒸気から液体であってもよい。

好適には、シリンジジャケット５０や相変化物質５２を形成している材料は、共に実質上非磁性であり、少なくともシリンジジャケット５０を形成している材料は実質上非磁性であって、それにより磁場の磁力線をかき乱すことなしに磁場環境内でのシリンジジャケット５０の使用を促すが、本発明は限定されないので、磁場を欠いた環境ではこの適合性は必要とされない。選択された相変化物質５２は仕切り５８内部に収容され、それによりジャケット側壁５４の液状部分は好適には、ジャケット側壁５４を構成している材料と化学的に互換性があり、実質上は安定している。シリンジジャケット５０を形成している材料は、約０．５８Ｂｔｕ/（１ｂー°Ｆ）よりも大きい又は等しい比熱によって特徴付けられる又は比熱を示す、ここで列挙された材料のいずれかであってもよい。しかし、相変化物質５２が存在するので、低い比熱を有する材料を使用してもよい。シリンジジャケット５０は、相変化物質５２によってなされる相転移が可逆であるので、再利用されてもよい。

図４を参照すると、先行技術である従来の加熱されたシリンジ１０に収容され加熱された医療用流体１５の理論上の冷却特性、本発明のシリンジジャケット３０と組み合わせて使用される従来の加熱されたシリンジ１０に収容され加熱された医療用流体１５の理論上の冷却特性、及び本発明のシリンジジャケット５０と組み合わせて使用される従来の加熱されたシリンジ１０に収容され加熱された医療用流体１５の理論上の冷却特性の略図が示されている。流体温度が縦座標であり、横座標はシリンジ１０、シリンジジャケット３０、５０が加熱された容器（図示せず）から外された初期時間から始まる累積時間である。加熱されたシリンジ１０、医療用流体１５及びシリンジジャケット３０、５０は、加熱された容器から外された時に初期温度にある。

図４の線１００は、加熱された容器から外された後に、加熱された医療用流体を収容するシリンジジャケットを欠いたシリンジ１０と同様の、従来のシリンジの冷却特性を図示する。流体温度は、初期温度Ｔ_Ｏから、初期温度より低く周辺温度であってもよい最終温度Ｔ_Ｆまで直線速度で冷えている。注射治療に要求される使用温度は、典型的には初期及び最終温度の間に規定されるが、初期温度に等しく、又は初期温度より高くてもよい。

図４の線１０２は、シリンジジャケット３０が加熱された容器から外された後、容器外に置かれた時の、シリンジ１０に収容された加熱された医療用流体１５の冷却特性を図示する。線１０２から明らかなように、流体温度は、線１００よりも穏やかな傾斜で初期温度から直線速度で冷えている。これは、シリンジジャケット３０の存在によって、加熱された医療用流体１５は、平均的に使用温度に近い温度で注射されるであろうことを意味する。医療用流体１５の冷却速度の低下は、シリンジジャケット３０の存在により導入される熱質量と断熱に大部分起因する。

図４の線１０４は、シリンジジャケット５０が加熱された容器から外された後、容器外に置かれた時の、シリンジ１０に収容された医療用流体１５の冷却特性を図示する。シリンジ１０、医療用流体１５及びシリンジジャケット５０が加熱された容器から出されると、相変化物質５２を有する加熱されたシリンジ１０、医療用流体１５及びシリンジジャケット５０は、始めは熱が個々の熱容量に比例して喪失される通常の特性で、初期温度から冷える。冷えている相変化物質５２が点１０６で相転移温度（Ｔ_Ｐ）に達すると、相変化物質５２のいくつか初期位相は、最終位相に変化し始める。より多くの熱が逃げると、相変化物質５２の多くの初期位相は最終位相に変化する。この相転移が熱エネルギーを解放するので、相変化物質５２の温度は実質上、一定に保たれる。すなわち、加熱された医療用流体１５が冷却によって喪失する熱は、熱変化物質５２の初期位相が最終位相に変化することから発生する熱によって補充される。

初期及び最終位相の両者が平衡している間、相変化物質５２の温度は転移（すなわち溶融）点にとどまる。熱は、連続的に相変化物質５２からシリンジ１０と医療用流体１５に移動して、シリンジ１０と医療用流体１５によって周辺の環境に喪失した熱と置き換わる。流体の放熱も、シリンジジャケット５０によって周辺の環境から分離され断熱されたシリンジ１０のいたる所で低減される。全ての初期位相が、点１０８で最終位相に変化すると同時に、相変化物質５２の温度は、最終位相が通常の特性で最終温度に向かって受動的に冷えるので、再び降下し始めるであろう。加熱されたシリンジ１０及び医療用流体１５も又、最終温度に向かって冷えるであろう。シリンジジャケット５０の追加された熱容量も又、加熱されたシリンジ１０と医療用流体１５が更に冷える冷却速度を低下する。好適には注射医療は、相変化物質５２の相転移が完了する前、又は完了した後すぐに終わるので、医療用流体１５は注射中、相転移温度又は相転移温度付近に維持される。

図５及び６を参照すると、同じ参照番号は図１及び２の同じ特徴を参照している。一対のシリンジ１０が、医療用流体注入器６０のパワーヘッド６２に配設されている。個々のシリンジ１０は、熱を保つシリンジジャケット３０を備え、ジャケット本体３２の側壁３４は、シリンジの側壁１２の全長又は１部分を周囲する関係にある。個々のシリンジプランジャ２２の後端２４は、対応するシリンジ１０が注入器６０に配設される時は、注入器６０の対応する一対のプランジャ駆動ラム６４、６６に隣接して、実質上は位置決めして配設される。個々のプランジャ駆動ラム６４、６６は、受動的に又は積極的に、対応するシリンジプランジャ２２を有するいくつかの段階の正把持部に連結される。このように、個々のプランジャ駆動ラム６４、６６は、対応するシリンジ１０内でシリンジプランジャ２２を前に進めるのと同時に、前に進められる。

個々のプランジャ駆動ラム６４、６６は、モータ（図示せず）によって駆動されて前進移動し、それによって対応するシリンジ１０のシリンジプランジャ２２は、その対称軸２８に沿って前進移動し、人又は動物である患者に医療用流体１５を注射する。対応する１つのプランジャ駆動ラム６４、６６が前進して、関係するシリンジプランジャ２２を移動する時に、加熱された医療用流体１５は、個々のシリンジ１０の対応する出口２０から送り出されて、関係する管１１、１３を通り抜ける。プランジャ駆動ラム６４、６６は又、例えば駆動ラム６４、６６を引っ込める、及び対応するシリンジ１０を外すために、後方に移動可能である。

注入器６０のパワーヘッド６２は基部６８に支えられており、パワーヘッド６２は、例えばプランジャ駆動ラム６４、６６の動きを制御、及び/又はプログラムする制御部と、注射治療に関する情報を与えるディスプレー画面とを有するユーザ注入器７０のインターファイスを備える。パワーヘッド６２は、注射治療中の側面に沿う動きに対して１つのシリンジ１０を保持し側面に沿って抑えることができる一対の細長いシリンジ受け台又は溝７２、７４を備えている。個々の駆動ラム６４、６６は全体的に、対応する１つの溝７２、７４の長軸に平行に移動する。

注入器６０のパワーヘッド６２は、アダプタ７６がパワーヘッド６２に配設されると、パワーヘッド６２内の１つの溝７２、７４に位置合わせされる一対の溝７８、８０を備えた取り外し可能なシリンジの土台又はアダプタ７６を特徴とする。結合要素８２は、一致する溝７２、７８の幅に横切って延びる凹部の形をとって、パワーヘッド６２とアダプタ７６との間の境界であって、アダプタ７６内の溝７８とパワーヘッド６２内の溝７２との間の交点で規定される。同様に、結合要素８４も又、一致する溝７４、８０の幅に横切って延びる凹部の形をとって、パワーヘッド６２とアダプタ７６との間の境界であって、アダプタ７６内の溝８０とパワーヘッド６２内の溝７４との間の交点で規定される。個々の結合要素８２、８４は、シリンジ１０の合わせ部２６とシリンジジャケット３０の合わせ部４４と合致し係合するように定寸され形作られる。

対応する１つの溝７２、７４内に嵌めるために、シリンジ１０及びシリンジジャケット３０は１つの溝７２、７４に近接して配設され、注入器６０の基部６８に向かって下方に移動するとき、合わせ部２６、４４は対応する１つの結合要素８２、８４内に収容されて係合される。結合要素８２、８４と合わせ部２６、４４との係合は、対応する１つの駆動ラム６４、６６が移動する時に、静止するようにシリンジ１０及びシリンジジャケット３０を保持する。

加熱されたシリンジ１０、加熱された医療用流体１５、及び加熱されたシリンジジャケット３０を注入器６０に移動した後、注入器６０が作動している間、及び/又は注入器６０が作動した後、大量の加熱された医療用流体１５が注入器６０の作動によって注射された患者に、診断撮像法が実行されてもよい。この診断撮像法は、イメージング過程の一部として磁場を利用してもよい。シリンジジャケット３０は、大量の加熱された医療用流体１５を注射するために注入器６０を作動する間、加熱された医療用流体１５の放熱を低減する。

先の詳述は、等しくシリンジジャケット５０にも当てはまる。従って、加熱された医療用流体１５の温度は、大量の加熱された医療用流体１５を注射するために注入器６０を作動している間、およそ相変化物質５２の相転移温度に維持されることができる。本発明は、シリンジジャケット３０、５０を種々の異なる注入器と共に使用してもよく、使用法は注入器６０のような所定の構造を備えた医療用流体の注入器と共にする使用法に制限されないことを意図している。

本発明の種々の実施例に係る要素を紹介する時、冠詞”１つの”、”ある”、”その”、及び”前記”は１以上の要素が存在することを意味するように意図されている。更に、単語”備えている”、”含んでいる”、”有している”は記載された要素よりも他の追加の要素があることを含み、意味するように意図されている。

本発明は、多様な改良例及び代案の形態を受け入れる余地がある一方で、特定の実施例が図面に例として示されており、ここで詳細に説明されている。しかし、本発明は開示された特定の形態に制限されるとの意図はない、と理解すべきである。むしろ、本発明は、以下に添付するクレームによって規定される発明の精神及び範囲内に収まるすべての改良例、均等物、及び代案を対象とするものである。

シリンジに使用するシリンジジャケットの斜視図。 組み立てられた図１のシリンジジャケット及びシリンジの上面図。 本発明のもう１つのシリンジジャケットを部分的に破断した図２と同様の上面図。 本発明のシリンジジャケットの種々の実施例における冷却特性及び本発明のシリンジジャケットを欠いた先行技術のシリンジにおける冷却特性のグラフ表示。 本発明のシリンジジャケットと結合された２つのシリンジを保持する注入器の斜視図。 明確にするためにシリンジをシリンジ受け台の上に持ち上げた図５の６ー６線に沿った部分断面図。

符号の説明

１０ シリンジ
１５ 医療用流体
３０，５０ シリンジジャケット
３８ スロット
４４ 合わせ部
５２ 相変化物質
６０ 注入器

Claims (29)

1. 医療用流体注入アッセンブリであって、
   シリンジと、
   希望使用温度で患者に注射される医療用流体であって、前記シリンジ内に収容される医療用流体と、
   前記シリンジの少なくとも１部分の周りに配設され、内部に規定された内部キャビティを有するシリンジジャケットであって、前記希望使用温度とほぼ等しい相転移温度を有する相変化物質が前記内部キャビティ内に収容されたシリンジジャケットと、
   を備えたことを特徴とする医療用流体注入アッセンブリ。
2. 前記シリンジジャケットは、前記シリンジの円筒部の大部分と当接していることを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
3. 前記シリンジの前記円筒部の長さは、前記シリンジジャケットの長さよりも長いことを特徴とする請求項２に記載のアッセンブリ。
4. 前記シリンジジャケットは、内部に規定された軸方向スロットを備えたことを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
5. 前記相変化物質は、非磁性であることを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
6. 前記相変化物質の前記相転移温度は、約７０°Ｆと約１１０°Ｆとの間にあることを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
7. 前記相変化物質の前記相転移温度は、前記医療用流体の前記使用温度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
8. 前記相変化物質は、前記相転移温度で液体から固体への相変化を示すことを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
9. 前記シリンジジャケットは、第１端部に隣接するフランジを備えたことを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
10. 前記アッセンブリは更に、
    前記シリンジと前記シリンジジャケットが当接して配設される電子医療用流体注入器を備えたことを特徴とする請求項１に記載のアッセンブリ。
11. 医療用流体注入アッセンブリは、
    シリンジと、
    前記シリンジ内部に収容された医療用流体と、
    前記シリンジの少なくとも１部分の周りに配設されたシリンジジャケットであって、
    約０．５Ｂｔｕ/（１ｂ−°Ｆ）よりも高い、又は同じである比熱を示す材料と、
    前記シリンジジャケットから外方に向かって延びるフランジと、を有するシリンジジャケットと、
    前記シリンジと前記シリンジジャケットの前記フランジが当接する電子医療用流体注入器と、
    を備えたことを特徴とする医療用流体注入アッセンブリ。
12. 前記シリンジジャケットが、前記シリンジの円筒部の大部分と当接することを特徴とする請求項１１に記載のアッセンブリ。
13. 前記シリンジの前記円筒部の長さは、前記シリンジジャケットの長さよりも長いことを特徴とする請求項１２に記載のアッセンブリ。
14. 前記シリンジジャケットは、内部に規定された軸方向スロットを備えたことを特徴とする請求項１１に記載のアッセンブリ。
15. 前記材料は、非磁性であることを特徴とする請求項１１に記載のアッセンブリ。
16. 前記シリンジジャケットは、約７０°Ｆと約１１０°Ｆの間の相転移温度で液体から固体への相変化を示す相変化物質を備えたことを特徴とする請求項１１に記載のアッセンブリ。
17. 医療用流体注入アッセンブリの使用方法であって、
    内部に収容された医療用流体を有するシリンジの少なくとも１部分の周りに、相転移温度を示す相変化物質を有するシリンジジャケットを配設し、
    前記シリンジジャケットが前記シリンジの少なくとも１部分の周りに配設されている間に、前記シリンジから患者に少なくともいくらかの前記医療用流体を注射し、
    前記注射中に、およそ前記相転移温度に前記医療用流体の温度を維持することを特徴とする医療用流体注入アッセンブリの使用方法。
18. 前記方法は更に、前記注射の前に前記相転移温度よりも高い又は等しい初期温度まで、前記相変化物質を加熱することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記方法は更に、前記注射中に前記相変化物質が、前記初期温度から前記相転移温度まで冷却することを許容することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記方法は更に、前記相変化物質が、前記注射中に相転移を完了することを許容することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
21. 前記方法は更に、前記注射中及び前記注射後の少なくともどちらかに画像診断を行うことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
22. 前記注射は、動力化された医療用流体注入器を使用することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
23. 内部に収容された医療用流体を有するシリンジと共に使用するシリンジジャケットであって、シリンジ円筒部の大部分の周りに配設されるように構成されたシリンジジャケットにおいて、
    約７０°Ｆと約１１０°Ｆの間の相転移温度を有する第１材料と、
    実質上、非磁性である第２材料と、
    を備えたことを特徴とするシリンジジャケット。
24. 前記第２材料は、約０．５８Ｂｔｕ/（１ｂ−°Ｆ）よりも高い、又は同じ比熱を示すことを特徴とする請求項２３に記載のシリンジジャケット。
25. 前記第２材料は、前記第１材料の周りに配設されて、前記第１材料を内包することを特徴とする請求項２３に記載のシリンジジャケット。
26. 前記第１材料は、約９０°Ｆの相転移温度を有することを特徴とする請求項２３に記載のシリンジジャケット。
27. 前記第１材料は、約８０°Ｆと約１００°Ｆの間の相転移温度を有することを特徴とする請求項２３に記載のシリンジジャケット。
28. 前記第１材料は、前記相転移温度で液体から固体に相変化を行うことを特徴とする請求項２３に記載のシリンジジャケット。
29. 前記第１材料は実質上、非磁性であることを特徴とする請求項２３に記載のシリンジジャケット。

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