JP2009531139A - 単回投与シリンジ駆動装置 - Google Patents

Abstract

シリンジから流体を駆動するための種々の方法及び装置が提供される。１つの代表的態様において、シリンジを収納するようになっている枠、枠内に滑動可能に配置され、そしてシリンジのプランジャーを収納するようになっている駆動装置並びに枠内に滑動可能に配置され、そして枠上の嵌合要素に嵌合させるためのその上に形成されたラッチを有する引張り装置、を有するシリンジ駆動装置が提供される。該装置はまた、駆動装置及び引張り装置に結合され、そしてそれらの間に延伸する、定荷重ばねのような力送達要素を有することができる。使用時には、引張り装置は、力送達要素が休止位置にある第１の位置と、引張り装置上のラッチが枠上の嵌合要素に嵌合して、力送達要素を膨張させ、それにより力送達要素に、駆動装置を引き、そして枠内に配置されたシリンジのバレル中にプランジャーを駆動させてシリンジから患者に定速で流体を送達させる第２の位置、の間に移動可能である。

Description

本発明は、シリンジから流体を駆動するための装置及び方法に関する。

特定の医療用流体は制御された注入により投与され、そして緩やかで、速度が重要ではない流速を必要とする。この方法における医療用流体の注入は概括的に、点滴バッグ重力供給システム又は電気的注入ポンプの使用により実施されてきた。点滴バッグは、簡単で比較的安価な装置により、速度が重要ではない流れを提供する。しかし、特定の適用において、特に少量の流体容量を伴う適用においては、点滴バッグよりも使い捨てシリンジの使用が好ましい。シリンジを使用する低流速における医療用流体の投与は概括的に、流体の抵抗が流速を制御するように働くように、シリンジのプランジャーにかかる前以て決定された力の使用により達成される。シリンジのプランジャーに力をかけるための最近の装置は、シリンジを保持するためのハウジング及び、プランジャーに力をかけさせる、ハウジング内に配置された簡単な機構をもつことができる。これらの装置は有効ではあるが、しばしば、独自に開発されたシリンジセットとともに使用するようになっており、それが医療用流体の投与を高価なものにさせる。

従って、改善されたシリンジの駆動装置、そしてとりわけ標準的医療用シリンジとともに使用することができるシリンジ駆動装置の需要が残存する。

［発明の要約］
本発明はシリンジから流体を駆動するための種々の装置及び方法を提供する。１つの態様において、シリンジを収納するようになっている枠、枠内に滑動可能に配置されてシリンジのプランジャーを収納するようになっている駆動装置、並びに枠内に滑動可能に配置された引張り装置、を有するシリンジ駆動装置が提供される。シリンジ駆動装置はまた、駆動装置及び引張り装置に結合され、それらの間に延伸する、定荷重ばねのような力送達要素を有することができる。使用時には、引張り装置が、力送達要素が休止位置にある第１の位置と、引張り装置が枠に嵌合して、力送達要素を膨張させ、それにより力送達要素に、駆動装置を引張り、そして枠内に配置されたシリンジのバレル中にプランジャーを駆動する第２の位置の間を移動可能である。

シリンジ駆動装置にシリンジを嵌合するために種々の方法を使用することができるが、１つの代表的態様においては、駆動装置は、その中に形成され、シリンジのプランジャーの近位末端上に形成されたフランジを捕捉するようになっている空洞を有し、そして枠はその遠位末端上に形成され、シリンジの遠位末端に結合するようになっている結合要素を有する。結合要素は、例えばシリンジのバレルを受け入れるようになっている空洞、及びシリンジのバレルの遠位末端に嵌合させるための取り外し可能なルアー嵌合器具の少なくとも一部を受け入れるようになっている突起を有することができる。取り外し可能なルアー嵌合器具は、どんな標準のシリンジにも嵌合するように構成することができ、それによりシリンジ駆動装置に、種々のサイズを有するシリンジを交換可能に受け入れさせることができる。１つの態様において、ルアー嵌合器具は、結合要素上に形成された突起を受け入れるために、その中に形成されたねじの付かないソケットをもつことができる。

駆動装置、引張り装置及び力送達要素は、種々の構成をもつことができ、そしてそれらは種々の方法を使用して枠に結合させることができる。１つの代表的態様において、枠はその中に駆動装置を滑動可能に収納するための近位部分、及び引張り装置を滑動可能に収納するための遠位部分を有することができる。枠は場合により、枠内に駆動装置を滑動可能に保持するためにその上に形成されたレール、及び枠内に引張り装置を保持するために引張り装置を少なくとも一部が囲むハウジングを有することができる。特定の代表的態様においては、力送達要素は、引張り装置が第１の位置にある時に、引張り装置をハウジングと接触させて、引張り装置とハウジング間に摩擦を形成するようにさせ、それにより引張り装置を第１の位置に保持する補助をすることができる。駆動装置はまた、その上に形成され、そして、引張り装置が第１の位置にある時に、引張り装置上に形成された第２の補完的嵌合面に対して働いて、引張り装置をハウジングと更に接触させて、ハウジングと引張り装置間に摩擦を生成させるようになっている第１の嵌合面を有することができる。嵌合面は、例えば補完的傾斜要素であることができる。

上記のように、引張り装置は、好ましくは力送達要素を起動するために枠の遠位末端に嵌合し、それにより駆動装置を移動させて、枠内に保持されるシリンジ中にプランジャーを前進させるようになっている。枠の遠位末端に引張り装置を嵌合するために種々の方法を使用することができるが、１つの態様において、引張り装置はその遠位末端上に形成されたラッチを有することができ、そして、枠はその遠位末端上に形成された嵌合要素を有することができる。引張り装置は、場合により嵌合要素にラッチを嵌合するために引張り装置を滑動可能に移動するための、その上に形成された１個又は複数のハンドルを有することができる。ラッチ及び嵌合要素は解放可能に嵌合可能であることができ、そして１個又は複数のハンドルの降下が、嵌合要素からラッチを解放するようにさせることができる。

流体を駆動するためのシステムもまた提供され、そしてバレル、及びバレル中に滑動可能に配置されたプランジャーをもつシリンジ、並びに近位末端及びシリンジのバレルの遠位末端に結合するようになっている遠位末端をもつ枠を有するシリンジ駆動装置を有する。駆動装置は枠内に滑動可能に配置され、プランジャーの近位末端を保持するようになっている。引張り装置は枠内に滑動可能に配置され、引張り装置が駆動装置に隣接して配置される第１の位置と、引張り装置が枠の遠位末端に結合され、そして力が駆動装置にかかると駆動装置を遠位に移動させ、そしてそれによりプランジャーをシリンジのバレル中に押し込む第２の位置の間で移動可能である。シリンジ駆動装置は、また引張り装置と駆動装置の間に延伸する力送達要素を有することができる。力送達要素は、引張り装置が第１の位置にある時は、休止位置にあることができ、そして力送達要素は、引張り装置が第２の位置にある時に、駆動装置に力をかけるように起動することができる。

もう１つの態様において、流体を駆動するシステムは、バレルを有するシリンジ、バレル中に滑動可能に配置されたプランジャー、及びバレルを流体導管に嵌合するためにバレルの遠位末端に結合されるルアー嵌合器具を有することができる。システムは、また近位末端及び遠位末端を有する枠を有することができ、ここで近位末端はプランジャーを保持するようになっており、そして遠位末端はシリンジのバレルに結合するようになっている、その上に形成された結合要素を有する。結合要素は、枠にバレルを取り外し可能に嵌合するために、ルアー嵌合器具内に形成されたねじの付かないソケット中に延伸するように構成された突起を有することができる。

流体を駆動する方法も提供される。１つの代表的態様において、該方法は、枠内に滑動可能に配置された駆動装置と、枠の遠位末端上に形成された結合要素間にシリンジを嵌合し、そして枠の遠位末端の方向に引張り装置を滑動させて枠に引張り装置を嵌合する工程を包含することができる。引張り装置を滑動する工程は、引張り装置と駆動装置に結合され、それらの間に延伸する力送達要素を起動するであろう。力送達要素は一旦起動されると、駆動装置を遠位に移動させて、プランジャーをシリンジのバレル中に駆動させ、それによりシリンジから流体を押し出すであろう。代表的態様において、引張り装置は、ハウジング中に形成された相対するスロット内に、引張り装置上に形成された相対するハンドルを遠位に滑動させることにより滑動させることができる。相対するハンドルを降下させる工程は、枠から引張り装置を解放するのに有効であることができる。もう１つの代表的態様において、シリンジを嵌合する工程は、駆動装置内に形成された空洞内に、シリンジのプランジャーの近位末端上に形成されたフランジを配置し、そして結合要素上に形成された突起内に、シリンジの遠位末端に結合されたルアー嵌合器具を配置する工程を有することができる。

本発明は付記の図面と一緒にされる以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。

［発明の詳細な説明］
次に、本明細書に開示された装置及び方法の構造、機能、製造及び使用の原理の全体的理解を提供するために、特定の代表的態様を説明する。これらの１つ又は複数の態様は添付図面に具体的に示される。当業者は、本明細書に特別に説明され、添付図面に示される装置及び方法は限定しない代表的態様であり、そして本発明の範囲は請求項によってのみ規定されることを理解するであろう。１つの代表的態様と関連して示される又は説明される特徴物は他の態様の特徴物と組み合わせることができる。このような修飾物及び変更物は本発明の範囲内に包含されることが意図される。

本発明は概括的にシリンジから流体を駆動する装置及び方法を提供する。概括的に、該システムはシリンジ駆動装置に嵌合して、流体を、好ましくは定速でシリンジから駆動させることができるシリンジを有する。図１は、シリンジから流体を駆動するための装置の１つの代表的態様を示す。図示されるように、装置１０は、シリンジ６０を収納するようになっている枠１２、枠１２内に滑動可能に配置され、シリンジ６０に駆動力を与えるようになっている駆動装置３０、並びに枠１２内に滑動可能に配置され、枠１２に対して駆動装置３０を移動させるようになっている引張り装置４０を有する。装置１０は、また駆動装置３０及び引張り装置４０に結合され、それらの間に延伸する力送達要素（図示されていない）を有することができる。使用時には、引張り装置４０が初期位置から起動位置に移動されて、力送達要素を起動することができる。その結果、力送達要素は、駆動装置３０に、シリンジ６０のバレル６４中にシリンジ６０のプランジャー６２を遠位に移動させ、それによりシリンジ６０から流体を押し出させるであろう。該システムは、抗生物質、化学療法剤、及び典型的にＩＶバッグ中で取り扱われる他の薬剤のような医療用流体を送達するために特に有効であるが、シリンジはどんな流体を送達するためにも使用することができる。

図２Ａ〜２Ｃは更に詳細にシリンジ駆動装置１０の枠１２を示す。枠１２はどんな形状、サイズ及び構成をももつことができるが、図２Ａに示された態様においては、枠１２は近位及び遠位末端１２ａ、１２ｂをもつ実質的に長方形のハウジングの形態にある。枠１２は単一の構成をもつことができるか、又は一緒に嵌合する上部及び底部１４、１６を有することができる。上部及び底部１４、１６は駆動装置３０、引張り装置４０及びその間の力送達要素を収納することができ、そして上部１４はシリンジを保持するようにさせることができるので、２片の構成が有利である。枠１２は、また場合により、引張り装置４０のつかみ及び装置１０の使用を容易にするための特徴を任意に有することができる。図２Ａに示すように、枠１２は、以下により詳細に考察されるように、引張り装置４０の移動を容易にするために、使用者の親指を受けるためにその相対する側壁上に形成された２個の突起２６ａ、２６ｂを有する。枠１２は、また使用者の必要に応じて、装置１０をラックから吊るか、あるいは垂直又は水平面に固定させる、その上に一体として形成された、又はそれに結合された固定部材を有することができる。代表的な固定部材は例えば、フック、留め具を収納するための１個又は複数の孔又はネジ穴、接着剤、等を有する。

上記のように、駆動装置３０及び引張り装置４０は枠１２内に滑動可能に配置することができる。駆動装置３０及び引張り装置４０を枠１２に滑動可能に結合するためには、種々の方法を使用することができるが、図２Ｂに示す態様においては、枠１２の底部１６は、駆動装置３０を収納するための、その底壁上に形成された第１組の軌道又はレール２０ａ、２０ｂ、及び引張り装置４０を収納するための、その相対する側壁上に形成された第２組の軌道又はレール２２ａ、２２ｂを有する。枠１２は、また引張り装置４０が第１の位置から第２の位置に移動されて、力送達要素の移動を引き起こすことができるように、使用者に、軌道２２ａ、２２ｂ内で引張り装置４０を滑動させる特徴を有する。例えば、図２Ａに戻ると、枠１２の上部及び底部１４、１６は、引張り装置４０上に配置されたハンドル４４ａ、４４ｂを受け入れるようになっているスロット２４ａ、２４ｂを有することができる。スロット２４ａ、２４ｂ内のハンドル４４ａ、４４ｂの移動は、以下に考察されるように、引張り装置４０を起動し、それにより力送達要素を起動することができる。

枠１２の上部１４は、シリンジを受け入れるようにさせることができる。枠１２はシリンジを収納するための種々の特徴をもつことができるが、図２Ａはシリンジのバレルを収納するための、その上に形成された半円筒形の空洞１７を表す。シリンジ上のプランジャーは以下に考察されるように、駆動装置３０に結合することができ、そしてシリンジの遠位末端は枠１２に結合することができる。種々の嵌合法を使用することができるが、代表的態様においては、枠１２の上部１４は、枠１２の空洞１７内にシリンジを保持し、支持するためにシリンジの遠位末端に結合するコネクターを収納するための空洞２８を有する、その上に形成された結合要素を有する。空洞２８はどんな形状及びサイズをももつことができ、空洞２８の構成は使用されるコネクターに応じて多様であることができる。しかし、代表的態様において、コネクターは、どんなサイズのシリンジとも使用することができるルアー嵌合器具の形態にあり、空洞２８は近位及び遠位末端２８ａ、２８ｂを有する半円形をしている。代表的ルアー嵌合器具は図７及び１０に関して、以下により詳細に考察されるであろう。結合要素は、また丸型のコーマー２７のように、誤った型の嵌合器具との不注意な嵌合を防止するための特徴を有することができる。代表的な態様において、空洞２８の遠位末端２８ｂは、それから延伸してルアー嵌合器具内に延伸し嵌合するようになっている突起２９を有する。突起２９は種々の形状及びサイズをもつことができる。図２Ｃに示すように、突起２９は半円形である。突起２９は、またルアー嵌合器具から延伸する、流体を担持するためのチューブのような流体導管を収納するためのカットアウト３１のような特徴を有することができる。結合要素は枠１２と一体で形成することができるか、又はそれから分離することができる。１つの態様において、結合要素は枠１２から分離されており、上部１４の遠位末端１４ｂ上に配置されたスロット（図示されていない）中に滑動させることができる。これは、突起２９が、シリンジの重量からの応力の結果として破損する場合に、結合要素を交換できるようにしている。

当業者には、枠１２が種々の他の構成をもつことができ、そして当該技術分野で知られた種々の他の特徴を有することができることを認めるであろう。例えば、図２Ａに示すように、上部１４は、それを通して駆動装置３０を受け入れるための、そこに形成されたカットアウト１１を有することができる。その結果、上部１４は、枠１２中に駆動装置３０及び引張り装置４０を保持するためにカットアウト１１の周囲に配置することができるフランジ１３を有することができる。

駆動装置３０は図３Ａ〜４に、より詳細に示され、それは種々の形状及びサイズをもつことができるが、代表的態様においては、駆動装置３０は以下に考察されるように、力送達要素を保持するようになっているハウジングの形状にある。上記に考察されたように、駆動装置３０は枠１２中に滑動可能に配置することができる。滑動を容易にするために、駆動装置３０は、ハウジングの相対する側部に配置され、枠１２の底壁の軌道２０ａ、２０ｂ内に収納されるようになっている車輪３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを有することができる（図２Ｂに示される）。駆動装置３０は、またシリンジの一部を収納させるようにさせることができ、従って、駆動装置３０の遠位末端３０ｂは、シリンジのプランジャー又はプランジャーをシリンジ中に前進させるための他の装置を受け入れるための、その中に形成された空洞３４又は他の特徴を有することができる。空洞３４は単に駆動装置３０内に成型することができるが、その代りに、プランジャーとの嵌合を容易にするようにさせることができる。例えば、駆動装置３０は、その上に形成されシリンジのプランジャーの近位末端上に形成されたフランジと嵌合するように構成されたラッチ３６を有することができる。駆動装置３０はまた、空洞３４へのプランジャーの挿入及びそれからの取り外しを容易にするためにばね付勢された背壁を有することができる（ばね３９が図６に示される）。使用時には、シリンジが駆動装置３０に結合されると、駆動装置３０は枠１２のカットアウト１１内を滑動して、プランジャーをシリンジのバレル中に駆動させることができる。

上記のように、駆動装置１０は、また駆動装置３０に、装置１０内に配置されたシリンジのバレル中にプランジャーを駆動させるために、駆動装置３０に力をかけるために使用することができる、駆動装置３０と引張り装置４０の間に結合された力送達要素を有することができる。種々の力送達機構を使用することができるが、代表的態様において、力送達要素は、駆動装置３０内に形成されたハブ３８の周囲に巻かれ、それに嵌合され、そして引張り装置４０に嵌合された解放末端を有する定荷重ばね５０（図４に示されるような）である。使用時には、引張り装置４０の移動が力送達要素５０を、膨張された又は巻き出された位置に延伸するであろう。その結果、以下により詳細に考察されるように、力送達要素５０は駆動装置３０を遠位に引き、それによりシリンジのバレル中にプランジャーを駆動させるであろう。図示された駆動装置３０は力送達要素５０に嵌合するためのハブ３８を有するが、当業者は、駆動装置３０と引張り装置４０を結合するために種々の他の方法を使用することができることを認めるであろう。

引張り装置４０は図５Ａ〜５Ｃに、より詳細に示される。引張り装置４０は種々の構成をもつことができるが、図５Ａ〜５Ｃは近位及び遠位末端４０ａ、４０ｂを有する実質的に長方形の引張り装置４０を表す。引張り装置４０は、枠１２（図２Ｂに示した）の側壁の軌道２２ａ、２２ｂ内の滑動を容易にするために、それらの相対する側部上に配置されたレール、車輪又は他の機構（図示されていない）を有することができる。引張り装置４０は、また枠１２内の引張り装置４０の移動を容易にするために、その相対する側部上に配置されたハンドル４４ａ、４４ｂを有することができる。代表的態様において、ハンドル４４ａ、４４ｂは、枠１２の上部及び底部１４、１６間に形成されたスロット２４ａ、２４ｂ内に滑動可能に配置される。使用時には、ハンドル４４ａ、４４ｂに力をかけると、それらが枠１２のスロット２４ａ、２４ｂ内で滑動し、それにより引張り装置４０を側壁の軌道２２ａ、２２ｂに沿って滑動させ、そして第１の位置から第２の位置に移動させて、枠１２ｂの遠位部分に嵌合させ、力送達要素を起動させることができる。代表的態様は、枠１２内の引張り装置４０及び駆動装置３０の滑動可能な移動を表すが、当業者は、枠１２内の駆動装置３０及び引張り装置４０の移動を容易にするために、回転又は他のどんな種類の運動も使用することができることを認めるであろう。

上記のように、引張り装置４０は、好ましくは枠１２の遠位末端１２ｂを嵌合するように構成される。引張り装置４０は、引張り装置４０を起動位置に保持するために枠１２に解放可能に嵌合するための種々の特徴を有することができるが、代表的態様においては、引張り装置４０は、枠１２の遠位末端１６ｂ上に形成された嵌合要素１８と嵌合する、そこに形成されたラッチ４６を有する。図５Ｃは嵌合要素１８中の対応する孔中に延伸する２本のフック様アーム４７ａ、４７ｂを有する代表的ラッチ４６を表す。ラッチ４６は、Ｓｏｕｔｈｃｏ社により製造されるもののようなプッシュ−プッシュラッチ又はスラムラッチ、あるいは当該技術分野で知られたあらゆる他の型のラッチであることができる。使用時に、そして引張り装置４０の遠位移動時には、ラッチ４６は嵌合要素１８に嵌合されて、引張り装置４０を遠位位置に保持し、それにより力送達要素が膨張されることができる。ラッチ４６及び嵌合要素１８は、また好ましくは解放可能である。代表的態様においては、ラッチ４６は引張り装置４０上のハンドル４４ａ、４４ｂを降下させることにより嵌合要素１８から解放されることができる。当業者は、枠１２及び引張り装置４０上の嵌合構成部品は逆にすることができ、引張り装置４０が嵌合要素を有することができ、そして枠１２がラッチを有することができることを認めるであろう。ねじ、又は当該技術分野で知られた、あらゆる他の種類の雄型及び雌型コネクターのような種々の他の嵌合法を使用することができる。

装置はまた、力送達要素５０が未起動又は収縮位置にあり、駆動装置及び引張り装置４０が相互に隣接して配置される時に、シリンジからの流体の吸い上げを少なくするそして／又は防止するための特徴を有することができる。１つの態様において、力送達要素５０は図６に示されるように、枠１２の底壁を押す様に配置されて、引張り装置４０を上方の位置に押しやり、それにより力送達要素５０と枠１２の底部１６間、そして引張り装置４０と枠１２の上部１４間に摩擦を形成させることができる。力送達要素５０が起動されると、それは、枠１２が駆動装置３０の運動を妨げないように枠１２と接触しないように、真っすぐになるであろう。更に又はその代りに、駆動装置３０は引張り装置４０と枠１２の上部間に摩擦を形成するように、枠１２の方向に引張り装置４０を押しやるように構成することができる。例えば、駆動装置３０は、駆動装置３０及び引張り装置４０が枠１２内で装置に隣接して配置される時に、引張り装置４０の近位末端４０ａ上に形成された対応する嵌合面５４と接する、その遠位末端３０ｂ上に形成された嵌合面５２を有することができる。嵌合面５２、５４は、それぞれ図４及び５Ｂに示されるように、種々の構成をもつことができるが、それらは、相互に隣接する対応する坂又は傾斜面であることができる。代表的態様において、嵌合面５２、５４は、移動方向から約２５〜４５度の範囲内の角度をもつことができる。使用時には、嵌合面５２、５４は、相互に嵌合されて、引張り装置４０を枠１２の上部１４に対して押し上げさせて、それにより、駆動装置３０及び引張り装置４０を初期の休止位置に保持する補助をすることができる。他の態様において、引張り装置４０を滑動可能に収納するための、枠１２に配置されたレール又は軌道２２ａ、２２ｂは、枠１２内の引張り装置４０及び駆動装置３０の予期しない移動を防止するために、その上に形成された隆起又はへこみを有することができる。

図９Ａ〜９Ｄは更に、上記に考察された装置１０の種々の吸い上げ防止特徴及び、吸い上げを防止するために必要な力を決定するための代表的方法を表す。図９Ａは典型的なポール又はスタンド１００に取り付けたシリンジ駆動装置１０を示す、使用時のシステムを表す。シリンジ６０は駆動装置１０に取り付けられ、ＩＶライン１０２はシリンジ６０から延伸し、患者１０６中に挿入されたＩＶ針１０４を有する。図示されるように、シリンジ駆動装置１０はＩＶ針１０４の挿入点より高いレベルにある。この高さの差Ｈがシリンジ６０内に負の圧力を形成する。この条件下で、シリンジ６０中の負の圧力がシリンジのプランジャーを下方に引くことを可能にさせ、そのため流体が意図されずに流動を開始し、恐らく患者１０６に危険を引き起こすと考えられる。

概括的に、発生する負の圧力は次の式、
Ｐ＝Ｄ^＊Ｈ
［ここでＰは圧力であり、Ｄは流体密度であり、そしてＨは以下に示される高さの差である］
を使用して計算することができる。水及び大部分の水溶液に対する密度は約０．０４ｌｂ／ｉｎ^３（１．１ｇ／ｃｍ^３）である。従って、例えば３６インチ（３フィート）（９１．４４ｃｍ）の高さの差は、約１．４ｐｓｉの負の圧力を生成するであろう。典型的なシリンジは静止摩擦を克服し、プランジャーの移動を開始するためには約１〜３ｐｓｉの圧力を必要とするが、これは製造業者及びシリンジのサイズにより多様である。負の圧力による望ましくない流動は必ずしも起るとは限らないが、吸い上げ防止特徴が提供されないと、起る可能性がある。概括的に、１０ｃｃシリンジのプランジャーの断面積は約０．３平方インチ（１．９ｃｍ^２）の最大値を有し、従って、３ｐｓｉの圧力によりかかる力は約０．９ポンド（４０８．２ｇ）である。吸い上げ防止機構がこれより大きい摩擦力をかけると、どんな高さの差による流動も防止されるであろう。

１つの態様において、吸い上げ防止機構によりかかる摩擦力は、以下により詳細に考察されるように、次のように推定することができる。適用される摩擦力は力それ自体ではなく、移動をもたらすために適用しなければならない力の指標である。摩擦力は以下の式、
Ｆ_ｆ＝Ｃ_ｆ ^＊Ｆ_ｎ
［ここでＦ_ｎは表面に垂直な力であり、Ｆ_ｆは適用された摩擦力であり、そしてＣ_ｆは使用される特定の材料に左右される静止摩擦係数である］
を使用して計算することができる。

上記のように、本発明のためには少なくとも２種の吸い上げ防止特徴が記載され、その第１は力送達要素により直接形成される垂直力を使用し、第２は、引張り装置と駆動装置の間の嵌合面を使用する。図９Ｂは、力送達要素５０により直接形成される垂直力を表す。図示されるように、力送達要素５０は、延伸された部分が枠１２の底部１６を押すように配置されている。底部１６に垂直に働く、力送達要素５０上のこの側部荷重は枠１２の正確な幾何学構造及び力送達要素５０を作製するために使用された製法により多様である可能性があるが、垂直荷重は力送達要素の張力の約１／４であることができる。限定しない例により、名目上の力送達要素の張力が約３．２５ポンド（１．４７ｋｇ）である時は、垂直力は約０．８ポンド（３６２．９ｇ）であろう。

当業者は、金属の力送達要素５０とポリマーの底部１６の間の摩擦係数は材料の特性に左右されるであろうことを認めるであろう。金属〜ポリマーの界面に対する摩擦係数は典型的には約０．２である。図示されるように、力送達要素５０の末端における反力は引張り装置４０と駆動装置３０の間でほぼ当分に分割され、それにより、引張り装置４０に、力送達要素５０の垂直力の半分により、枠１２の上部１４を押戻させる。２種のポリマー面（すなわち、引張り装置４０と枠１２の上部１４）間の摩擦係数もまた、表面の粗さ及び材料の種類に左右されるであろう。ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）型の材料に対しては摩擦係数は約０．４の範囲内にある。全体の摩擦荷重は以下、
Ｆ_ｆ＝Ｃ_ｆ１ ^＊Ｆ_ｎ ＋ Ｃ_ｆ２ ^＊Ｆ_ｎ／２
＝０．２^＊ ．０８ ＋ ．０４^＊ ．０８／２
＝０．３２ポンド（１４５．１ｇ）
［ここでＣ_ｆ１は金属及びポリマー面間の静止摩擦係数であり、そしてＣ_ｆ２は２種のポリマー面間の静止摩擦係数である］
である。

図９Ｃは引張り装置及び駆動装置４０、３０上に形成された嵌合面５２、５４により提供される垂直力を表す。図示されるように、嵌合面５２、５４は、力送達要素５０が引張り装置及び駆動装置４０、３０を引いて相互に接触させる時に、枠１２の上部１２に引張り装置４０を押し付ける。その結果、形成される垂直力は以下の式、
Ｆ_ｎ＝Ｆ_ｓ ^＊ｔａｎ（θ）
［ここでθは接触角である］
を使用して計算することができる。例えば、３５度の接触角に対して、摩擦力は、
Ｆ_ｆ＝Ｃ_ｆ２ ^＊Ｆ_ｓ ^＊ｔａｎ（θ）
＝０．４^＊ ３．２５^＊ ｔａｎ（３５）
＝０．９１ポンド（４１２．８ｇ）
により与えられる。

上記の例に示されたような２種の摩擦力は、１．２３ポンド（５５７．９ｇ）の合わせた合計に加算することができ、それは必要な保持力を十分に超え、従ってどんな吸い上げの発生をも防止することができる。

より大きい保持力が必要であるか又は低い摩擦のプラスチックが使用される場合は、引張り装置４０と枠１２の間の垂直力を図９Ｄに示されるような単純な幾何学的修飾により更に増加することができる。図示されるように、引張り装置４０は全長Ｌ_１を有する。引張り装置４０の上面４０ｕは、駆動装置３０との嵌合面５２に隣接した長さＬ_２に対して引張り装置４０と枠１２の上面１４の間に接触がないように逃げスリット１２０により逃げを与えられる。これは垂直力を拡大するレバーのアームを形成する。大部分の接触力は、引張り装置４０の上面及び下面４０ｕ、４０ｌそれぞれの上の小領域Ａ及びＢに沿って起るであろう。Ａにおいて、生成される摩擦力は以下の式、

を使用して計算することができる。

Ｂにおいて、摩擦力は以下の式、

を使用して計算することができる。

従って、総摩擦力は

だけ増加される。例えば、引張り装置４０がその長さの１／４だけ解放されると、摩擦力は１．６７のファクダーだけ増加する。当業者は、より大きい保持力を形成し、吸い上げを防止するために、本発明のシリンジ駆動装置は種々の他の修飾物をもつことができることを認めるであろう。

図７は装置１０による使用のためのシリンジ６０の１つの態様を表す。図示されるように、シリンジ６０は、その遠位末端上に形成されたフランジ６３の付いたプランジャー６２及び、プランジャー６２を収納し、その中に流体を保持するバレル６４をもつ標準のシリンジである。上記に説明されたように、ルアー嵌合器具は枠にシリンジを嵌合するために使用される。これは装置をどんなサイズのシリンジとも適合させる。種々のルアー嵌合器具を使用することができるが、ルアー嵌合器具６６は一方の末端上に雌型嵌合器具７０及び他方の末端上に雄型嵌合器具７２を有することができる。雌型嵌合器具７０は実質的に円筒形の開口部を有し、シリンジ６０の遠位末端６０ｂと嵌合することができる。雄型嵌合器具７２は枠１２の結合要素と嵌合するようになっており、従って、突起２９を受け入れるためのカラー部分又はバレルを有する。流体送達のためのチューブのような流体導管もまた雄型嵌合器具７２から延伸することができる。使用時には、ルアー嵌合器具のカラーを結合要素の空洞２８内に配置することができ、ルアー嵌合器具６６が枠１２内に堅く保持されるように、カラーの下側を突起２９により嵌合することができる。ルアー嵌合器具６６はどんなサイズのシリンジにも結合することができるが、代表的態様においては、シリンジ６０は約５〜６０ｃｃ、そしてより好ましくは、約１０〜６０ｃｃの範囲内の容量をもつ。

図１０は本発明のシリンジ駆動装置とともに使用のためのルアー嵌合器具６６の代表的態様を示す。該ルアー嵌合器具６６は標準のルアーと類似しており、そしてそれはチューブのような流体導管を受け入れるためのソケット７９を有する雌型嵌合器具７０及び、シリンジのバレルに嵌合するようになっている雄型嵌合器具７２を有する。図示されるように、雄型嵌合器具７２はノズル７１を囲むカラー６９、及びカラー６９とノズル７１の間に形成されるソケット６７を有する。しかし、雄型嵌合器具７２のソケット６７は、結合要素中にルアー嵌合器具６６をネジ留めせずに、突起をその中に受け入れさせるためにネジ付きではない。代表的ルアー嵌合器具６６の更なる利点は、ソケット及び／又はカラーの壁上にネジを有する標準のルアー嵌合器具は装置１０に嵌合することができない点である。これは、誤った流体導管又はルアー嵌合器具６６を装置１０とともに使用されないことを確保する。流体導管は種々の方法を使用してルアー嵌合器具６６に嵌合することができる。例えば、流体導管はのりのような接着剤を使用してルアー嵌合器具６６のノズル７１に固定することができる。

図８Ａ〜８Ｃは図１〜７のシステムを使用してシリンジから流体を駆動する１つの代表的方法を表す。最初に図８Ａにおいて、駆動装置３０及び引張り装置４０を、シリンジ６０を受け入れるために枠１２内に十分な空間を形成するために、それらが相互に接触するように、枠１２ａの近位末端に滑動させることができる。ルアー嵌合器具６６の雌型嵌合器具７０はシリンジ６０の遠位末端上に配置して、枠１２と嵌合するためのシリンジ６０を準備することができる。次に、ルアー嵌合器具６６を枠１２の上部１４上に配置した結合要素に嵌合することにより、シリンジ６０を枠１２内に配置することができる。雌型嵌合器具７２は、好ましくはルアー嵌合器具６６が空洞２８内に配置され、そして流体導管（図示されていない）が突起のカットアウト内に配置され、それから外側に延伸するように、結合要素の突起により嵌合される。次に、シリンジ６０のプランジャー６２、及び好ましくはその上に形成されたフランジ６３を駆動装置３０上の空洞３４により嵌合し、そしてシリンジ６０のバレル６４を枠の空洞１７内に配置することができる。シリンジのプランジャーが切断されるか又は短い場合は、それが駆動装置３０により嵌合され得るように、補填のプランジャー（図示されていない）を、短くしたプランジャーに嵌合することができる。補填のプランジャーは、それが使用されていない時に、補填プランジャーの喪失を防止するために、柔軟なコード、鎖又は他の構成部品により装置１０に取り付けることができる。

一旦シリンジ６０が枠１２内に配置されると、力送達要素を起動して、収縮位置から膨張位置に移動して、駆動装置３０に力をかけ、それによりプランジャー６２を、シリンジ６０のバレル６４中に移動させることができる。上記のように、引張り装置４０は、力送達要素を起動するために使用することができる。図８Ｂに示すように、引張り装置４０を枠１２内で、引張り装置４０が実質的に駆動装置３０に隣接する第１の位置から、引張り装置４０が枠１２の遠位末端１２ｂに配置される第２の位置に滑動させることができる。この移動は２本の手による方法により実施することができ、そこで使用者は場合により、枠１２ｂの遠位末端上の突起２６ａ、２６ｂ上に彼らの親指を、そして引張り装置４０のハンドル４４ａ、４４ｂ上に彼らの指を配置して、ハンドル４４ａ、４４ｂに力をかけ、それにより枠１２のスロット２４ａ、２４ｂ内にハンドル４４ａ、４４ｂを滑動させることができる。一旦枠１２の遠位末端１２ｂにくると、引張り装置４０上に配置されたラッチが枠１２上の嵌合要素に嵌合し、結合することができる。

引張り装置４０が第１の位置から第２の位置に移動する時に、力送達要素は、それが駆動装置３０のハブ上に巻かれている収縮位置から膨張位置に移動される。引張り装置４０が枠１２の遠位末端に嵌合されると、力送達要素は膨張位置に保持され、そして駆動装置３０のハブ内で退行し始めて、その収縮位置に復帰するであろう。図８Ｃに示すように、力送達要素の退行は、駆動装置３０に力をかけさせ、そのため、駆動装置３０が引張り装置４０及び枠１２の遠位末端１２ｂの遠位方向に軌道（軌道２４ａが示される）に沿って滑動する。このように、駆動装置３０はシリンジ６０のバレル６４中にプランジャー６２を押し込み、それにより、流体を、シリンジ６０から、そして、それから延伸する流体導管中に流体を流動させて、患者に送達させる。一旦流体の送達が完了し、力送達要素がその収縮位置に復帰すると、ラッチ及び嵌合要素は引張り装置４０上のハンドル４４ａ、４４ｂを降下させることにより外すことができる。その結果、駆動装置３０及び引張り装置４０は枠１２ａの近位末端の方向に移動されて、シリンジ６０を外させ、新規のシリンジを追加させることができる。

他の態様において、本明細書で開示されたシリンジ駆動装置は、少なくとも１回の使用後に、再使用のために再条件調整することができる。再調整は、装置の分解、その後の洗浄又は特定の部品の交換及びその後の再集成の工程のあらゆる組み合わせを有することができる。一例として、そして、結合要素及び／又はルアー嵌合器具が破損する、あるいは交換を要する事象において、それは装置から外して選択的に交換することができる。交換すると、装置はその後の使用のために再集成することができる。当業者は、シリンジの駆動装置の再調整は分解、洗浄／交換及び再集成のための種々の方法を使用することができることを認めるであろう。このような方法の使用及びその結果の再調整されたシリンジの駆動装置はすべて本出願の範囲内にある。

当業者は、本発明が、装置が再利用可能であり、並びに堅い表面（床のような）上への少なくとも１．５ｍからの落下に耐えることができるような耐久性のあらゆる材料で製造することができることを認めるであろう。代表的材料はプラスチック及び金属を有する。当業者は更に、上記の態様に基づく発明の更なる特徴及び利点を認めるであろう。従って、本発明は、付記の請求項により示されるものを除き、特に示され、説明されたものにより限定されない。本明細書に引用されたすべての刊行物及び文献はそのままを引用により本明細書に明白に編入されている。

シリンジ及び、シリンジから流体を駆動するためのシリンジ駆動装置の１つの態様の透視図である。 図１のシリンジ駆動装置の枠の透視図である。 図２Ａの枠の底部の透視図である。 図２Ａの枠の遠位末端上に配置された、シリンジを受け入れるための結合要素の拡大透視図である。 図１のシリンジ駆動装置の駆動装置の上部透視図である。 図３Ａの駆動装置の底部透視図である。 力送達要素及び図１の駆動装置の透視図である。 図１のシリンジ駆動装置の引張り装置の上部透視図である。 図５Ａの引張り装置の底部透視図である。 図５Ａの引張り装置の遠位末端上のラッチの透視図である。 線Ａ−Ａに沿って採られた図１のシリンジ駆動装置の近位部分の断面図である。 図１のシステムのシリンジ及びルアー嵌合器具の部分的分解図である。 初期位置の駆動装置及び引張り装置を示す、使用時の図１のシステムの透視図である。 枠の遠位部分と嵌合された引張り装置を示す図８Ａのシステムの透視図である。 シリンジのバレル内にプランジャーを進めるために遠位方向に移動された駆動装置を示す、図８Ｂのシステムの透視図である。 使用時の図１のシステムの１つの態様のスキームである。 図１のシステムの吸い上げ防止特徴のスキームである。 図１のシステムのもう１つの吸い上げ防止特徴のスキームである。 図１のシステムのもう１つの吸い上げ防止特徴のスキームである。 図１のシステムと一緒の使用のための１つの代表的ルアー嵌合器具の断面図である。

Claims (31)

1. シリンジを収納するようになっている枠、
   枠内に滑動可能に配置され、シリンジのプランジャーを収納するようになっている駆動装置、
   枠内に滑動可能に配置され、その上に形成されたラッチを有し、枠上の嵌合要素に嵌合するようになっている引張り装置、並びに
   駆動装置及び引張り装置に結合され、両装置間に延伸している力送達要素、
   を有し、
   引張り装置が、力送達要素が休止位置にある第１の位置と、引張り装置上のラッチが枠上の嵌合要素に嵌合して力送達要素を膨張させ、それにより力送達要素に駆動装置を引かせ、プランジャーを、枠内に収納したシリンジのバレル中に駆動させる第２の位置、の間で移動可能であるシリンジ駆動装置。
2. 駆動装置が枠の近位部分内に滑動可能に配置され、引張り装置が枠の遠位部分内に滑動可能に配置された、請求項１記載のシリンジ駆動装置。
3. ラッチが引張り装置の遠位末端上に形成され、嵌合要素が枠の遠位末端上に形成された請求項２記載のシリンジ駆動装置。
4. 引張り装置が、ラッチを嵌合要素に嵌合させるように引張り装置を滑動可能に移動させるために、その上に形成された少なくとも１個のハンドルを有する、請求項３記載のシリンジ駆動装置。
5. ラッチ及び嵌合要素が解放可能に嵌合可能であり、少なくとも１個のハンドルの降下が嵌合要素からラッチを解放するようになっている、請求項４記載のシリンジ駆動装置。
6. 少なくとも１個のハンドルが引張り装置の相対する側部から、そして枠に形成された相対するスロットを通して延伸する相対するハンドルを有する、請求項４記載のシリンジ駆動装置。
7. 枠が、枠内に駆動装置を滑動可能に保持するために、その上に形成されたレールを有する、請求項２記載のシリンジ駆動装置。
8. 枠が、枠内に引張り装置を保持するために、引張り装置を少なくとも一部を囲むハウジングを有する、請求項２記載のシリンジ駆動装置。
9. 引張り装置が第１の位置にある時に、力送達要素が、引張り装置とハウジングの間に摩擦を形成するために、引張り装置をハウジングと接触させるようになっている、請求項８記載のシリンジ駆動装置。
10. 駆動装置が、その上に形成された第１の嵌合面を有し、そして引張り装置が、その上に形成された第２の補完的嵌合面を有し、引張り装置が第１の位置にある時に、力送達要素が、駆動装置上の第１の嵌合面を、引張り装置上の第２の嵌合面に対して作用させて引張り装置をハウジングに強制的に接触させハウジングと引張り装置の間に摩擦を形成するようになっている、請求項９記載のシリンジ駆動装置。
11. 第１及び第２の嵌合面が補完的傾斜要素である、請求項１０記載のシリンジ駆動装置。
12. 中に形成されてシリンジのプランジャーの近位末端上に形成されたフランジを捕捉するようになっている空洞を有する、請求項１記載のシリンジ駆動装置。
13. 力送達要素が、駆動装置内に形成されたハブの周囲を囲んで嵌合された一部を有する定荷重ばねを有する、請求項１記載のシリンジ駆動装置。
14. 枠にシリンジを結合するようになっている、枠の遠位末端上に形成された結合要素を更に有する、請求項１記載のシリンジ駆動装置。
15. 結合要素が、シリンジのバレルの遠位末端に嵌合するためのルアー嵌合器具の少なくとも一部の中に延伸してシリンジを流体導管に結合させるようになっている突起を有する、請求項１４記載のシリンジ駆動装置。
16. 少なくとも一部が結合要素内に配置された、取り外し可能なルアー嵌合器具を更に有する、請求項１５記載のシリンジ駆動装置。
17. 駆動装置が、異なるサイズを有する複数のシリンジを交換可能に受け入れるようになっている、請求項１記載のシリンジ駆動装置。
18. バレル及びバレル内に滑動可能に配置されたプランジャーを有するシリンジ、
    枠の遠位末端がシリンジのバレルの遠位末端に結合するようになっている近位及び遠位末端を有する枠、
    枠内に滑動可能に配置されプランジャーの近位末端を保持するようになっている駆動装置、並びに
    枠内に滑動可能に配置され、駆動装置に隣接して配置される第１の位置と、枠の遠位末端に結合されて力が駆動装置にかけられ駆動装置を遠位に移動し、それによりシリンジのバレル中にプランジャーを押し込む、第２の位置の間を移動可能な引張り装置、
    を有する流体駆動システム。
19. 引張り装置と駆動装置の間に延伸する力送達要素を更に有しており、引張り装置が第１の位置にある時には力送達要素が休止位置にあり、引張り装置が第２の位置にある時には力送達要素が起動されて駆動装置に力をかける、請求項１８記載の流体駆動システム。
20. 引張り装置が、枠上に形成された嵌合要素に嵌合するようになっている、その上に形成されたラッチを有する、請求項１８記載の流体駆動システム。
21. 嵌合要素とラッチの解放可能な嵌合を容易にするようになっている、引張り装置上に配置されたハンドル部分を更に有する、請求項２０記載の流体駆動システム。
22. 枠にシリンジのバレルを結合するようになっている、枠の遠位末端上に形成された結合要素を更に有する、請求項１８記載の流体駆動システム。
23. シリンジが、バレルの遠位末端に取り外し可能に嵌合されたルアー嵌合器具を有し、該ルアー嵌合器具が結合要素上に形成された突起物を取り外し可能に受け入れるために中に形成されたソケットを有する、請求項２２記載の流体駆動システム。
24. ソケットがねじ付きではない、請求項２３記載の流体駆動システム。
25. バレル、バレル中に滑動可能に配置されたプランジャー、及び流体導管にバレルを嵌合するためにバレルの遠位末端に結合されたルアー嵌合器具を有するシリンジ、並びに
    プランジャーを保持するようになっている近位末端、及びシリンジのバレルに結合するようになっているその上に形成された結合要素を有する遠位末端を有する枠、を有し、該結合要素は、枠にバレルを取り外し可能に嵌合させるためにルアー嵌合器具中に形成されたねじ付きでないソケット中に延伸するように構成された突起を有する、
    流体を駆動するためのシステム。
26. 枠内に滑動可能に配置された駆動装置及び枠の遠位末端上に形成された結合要素間にシリンジを嵌合する工程、及び
    枠に引張り装置を嵌合するために枠の遠位末端の方向に引張り装置を滑動させて引張り装置が、引張り装置と駆動装置に結合されてその間に延伸する力送達要素を起動し、
    力送達要素が駆動装置を遠位に移動させてシリンジのバレル中にプランジャーを駆動し、それによりシリンジから流体を駆動する、
    流体駆動方法。
27. 引張り装置が、枠の遠位末端上に形成された嵌合要素に嵌合する、その上に形成されたラッチを有する、請求項２６記載の流体駆動方法。
28. 引張り装置を滑動する工程が、ハウジング内に形成された相対するスロット内で、引張り装置上に形成された相対するハンドルを遠位に滑動する工程を有する、請求項２７記載の流体駆動方法。
29. 嵌合要素からラッチを外すために相対するハンドルを降下させる工程を更に有する、請求項２８記載の流体駆動方法。
30. 力送達要素が、駆動装置を遠位に引く定荷重ねじを有する、請求項２６記載の流体駆動方法。
31. シリンジを嵌合させる工程が、駆動装置に形成された空洞内に、シリンジのプランジャーの近位末端上に形成されたフランジを配置し、そして結合要素上に形成された突起内に、シリンジの遠位末端に結合されたルアー嵌合器具を配置する工程を有する、請求項２６記載の流体駆動方法。

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