JP2016120331A - 液体及び気体の流動を使用して内視鏡のチャネルなどの通路を洗浄する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2008年9月30日付で米国特許商標庁に出願された米国特許出願第12/286749号に関係しており、この出願の開示内容は、そのすべてが、本引用により、本明細書に包含される。
本発明の実施例は、通路の内部から汚染物質を除去するために、内視鏡又はその他の医療用内腔機器の内部通路内に流動形態を生成するべく設計可能である。汚染物質を除去するための以前から使用されている1つの方法は、気体の流れの中の十分に大きな速度で運動する液滴の衝撃によるものである。しかしながら、いくつかの状況においては、液滴を生成するべく、又は汚染物質を除去するために十分な勢いを具備した液滴を生成するべく、十分な気体速度を提供することができない。この制限は、例えば、通路を含む装置が相対的に小さな圧力制限を有すると共に/又は、内視鏡の特定のチャネル内のように通路が相対的に長い状況において発生する可能性がある。例えば、特定の内視鏡の設計に応じて、且つ、内視鏡内の特定の通路に応じて、通路内に入力可能な最大圧力は、18psig、又は24psig、又は28psigに制限されることになろう(いくつかの内視鏡の1つの特定のチャネルは、70psigの圧力制限を具備可能である)。通路の流動長は、長いものでは数メートルにもなろう。これらのパラメータの組合せが、通路内において実現可能な気体速度を制限する。又、破片及び汚染物質の存在も、通路内において実現可能な気体速度を低減し得る。
汚染物質粒子を除去するための粘性せん断と関連し、通路全体を充填する液体の従来のバルク流動によって生成可能な粘性せん断力と、3相接触ラインを具備した摺動液状体によって生成可能であると共に粒子と遭遇した際の大きな前進接触角及び非ゼロの後退接触角の基準を満足した粘性せん断力と、を比較することが有益である。この比較が図1a、図1b、図1c、及び図1dに示されている。
V(z)=2Uo[I−(Rt−Z)2/Rt 2] (1)
ここで、V(z)は、毛細管の壁から距離zを有する流動の速度である。Uoは、流動の中心における最大値の半分であり、且つ、Rtは、毛細管の半径である。この式中において、aは、壁から離れる方向において計測された距離を表す。z/Rt<<1である壁の直近においては、式1は、壁近傍の速度プロファイルを付与するべく、次式のように更に単純化される。
V(z)=(4z/Rt)Uo (2)
V縁部(摺動液状体)/V縁部(バルク流)=(1.5)(Usi/Uo)(Rt/a) (3)
「a」によって表される粒子サイズが小さくなるのに伴って、バルク液体流と比べて、摺動液状体の利点が増大することを観察可能である。例えば、0.05cm(Rt)の半径を具備するチューブ内において200cm/sec(Uo=100cm/sec)の最大速度を有するバルク液体流と比較した際に、Usi=1cm/secで運動する摺動液状体の3相接触ラインは、半径が1ミクロンのバルク液体流の剥離力と比べて、剥離力における2倍の増大、半径が0.1ミクロンの粒子の場合には、20倍の増大、半径が0.01ミクロンの粒子の場合には、200倍の増大を生成可能である。
洗浄を実現するための第2の可能なメカニズムは、通路の内部表面上における運動する3相界面、即ち、固体表面における液体と気体の間の界面に伴うメカニズムを使用する。この洗浄メカニズムは、液状体によって湿潤されている表面の一部と、乾燥状態にある又は略乾燥状態にある表面の隣接部分と、を伴うであろう。この結果、このような界面は、移動するのに伴って、汚染物質を除去するべく機能可能な力を生成可能である。図2は、この状況を概略的に示している。
Fcα=2πασsinΨsin(θ−Ψ) (4)
ここで、αは、粒子の半径であり、且つ、σは、液体の表面張力である。毛細管現象力は、接触ラインの長さ2παsinΨと、表面張力と、に比例している。sin(θ−Ψ)は、図2e及び図2fに示されているように、ベクトルFσからその投影Fσαxへの遷移において立ち上がる。角度Ψは、相互作用の際に変化し、且つ、特に、次式によって示される毛細管現象力の最大値に対応した値をとる。
Fca max=2πασsin2(θ/2) (π/2<θ<π) (5)
Fca max=2πασsin2[(π−θ)/2] (0<θ<π/2) (6)
Fh=4.5πηαUsl (7)
ここで、ηは、液体の粘度であり、αは、粒子の半径であり、且つ、Uslは、液滴又は表面流動体の摺動速度である。毛細管現象力に対する水力学的力の比率は、次式によって表現可能である。
Fh/Fcα mαx=(2.25/sin2θ/2)Cαsl (8)
ここで、Casl=ηUsl/σは、非常に小さなキャピラリー数である。例えば、摺動速度Uslが5cm/secであると仮定すれば、液体粘度ηは、1×10−2g/cm.secであり、且つ、液体の表面張力σは、50.g/s2(dynes/cm)であり、キャピラリー数は、約10−3である。接触角を考慮した場合の異なるθ及びUslにおける水力学的力と毛細管現象力の比率は、次の表のとおりである。
Flf=24πηU。(α2/Rt) (9)
ここで、Rtは、毛細管又は小さなチューブの半径であり、且つ、U。は、流動の中心において発生する液体流動の最大速度の半分である。バルク液体流と毛細管現象相互作用の両方によって粒子に対して生成される剥離力の比較は、次式のように単純化可能である。
Flf/Fcα〜12 Cαo(α/Rt) (10)
ここで、Cαoは、次式のとおりである。
Cαo=η(U0/σ) (11)
先程使用したものと同一のパラメータを適用すれば、粘度ηは、1×10−2cm/sであり、水の表面張力σは、50g/sec2(dynes/cm)であり、且つ、最大バルク液体速度が200cm/sec(Uo=100cm/sec)であると仮定すれば、Cαoは、約0.02である。液体流動の水力学的剥離力は、毛細管剥離力よりも一桁だけ弱い。
洗浄動作を提供可能な1つの特定の流動モードが、細流流動である。細流流動においては、液体の大きな部分が、通路の内部表面に付着した状態において存在可能であり、且つ、気体流動の全体的な方向において運動可能である。液体の少なくとも一部が、流動の方向に沿って略長手方向に延長する細流の形態において存在可能である。細流との実際の接触状態にない通路の内部表面の部分は、実質的に乾燥した状態となろう。
参照された文献は、静止気体によって包囲された傾斜した平らなプレートを流れ下る液体の状況におけるものである。内視鏡チャネル又はその他の内腔医療装置を洗浄するための関連する状況は、この状況とは異なる。水平通路の内部を流れる細流の状況は、いくつかの点において、平らなプレートの例と異なっている。通路の内部表面上の細流が図4に示されている。1つの相違点は、洗浄されている通路が、全体的に、実質的に水平である可能性があり、これが、洗浄の際の内視鏡の通路の一般的な向きであるという点にある(これは、洗浄における内視鏡の通路の可能な唯一の向きではなく、その他の可能な向きも、本明細書の別のところにおいて議論されている)。水平の向きの使用は、液体の前方運動のための駆動力としての平らなプレートの状況において存在していた傾斜を除去することになろう。液体の前方運動のための代わりの駆動力として、通路の長さに沿って通路内に気体流動を供給可能である。このような状況においては、気体は、通路の内部壁に付着した液状体の速度よりも大きな速度において通路を流れることが可能であり、且つ、これにより、液状体に対して牽引力を作用させ、これにより、通路に沿って流れるように液状体を押しやることができる。細流は、一般に、気体流動の方向に沿って運動可能であるが、蛇行に起因し、細流は、その全体的な位置の多少の変化をも具備可能である。例えば、細流は、気体流動の方向を横断する方向において通路の内部表面に沿ったなんらかの運動を実現するように、蛇行可能である。
液状体及び流動形態の様々な形態が図5a、図5b、及び図5cに更に示されている。これらは、前述の細流を含んでいるが、その他の液状体も同様に含んでいる。図5aに概略的に示されているもの以外の更にその他の液状体も可能である。
気体及び液体流動の形態については、チューブの入口からの様々な距離において、様々な液体及び気体流量下において、様々な直径の真っ直ぐで透明なテフロン(登録商標)チューブを通じたシステマチックな顕微鏡による観察を実行することにより、経験的に研究されてきた。これは、スチール写真撮影及び高速運動写真撮影、並びに、多重露光写真撮影を伴うストロボ照明を含んでいる。写真は、透明な水平に方向付けされたチューブの壁を通じて垂直方向を下向きに見下ろした状態において撮影された。光学系の焦点面を変化させることにより、チューブの上部又は底部の半円筒形表面のいずれかに沿った流動を観察可能であった。ここに提示されているすべての写真は、上部表面から撮影されたものである。時間の関数としての連続した画像を分析し、これにより、流動及び流動体を時間と共に分析すると共に、それらの運動を追跡することができよう。
前述のように、目標とするところは、本質的に、通路の長さに沿ったすべての場所において、3相接触界面を有する細流及び運動液体流動などの望ましい流動形態を実現するということになろう。望ましい流動形態が通路の長さの一部分のみにおいて実現された場合には、それは、依然として有用ではあろうが、通路の長さに沿ってすべての場所において望ましい流動形態を実現するほうが、より便利であろう。これは、例えば、液体流量を調節することによって調節可能である。
水平に方向付けされた通路の場合には(これは、洗浄されている内視鏡のチャネルの可能な向きである)、細流が、実質的に水平な通路の高さの低い部分に到達するよりも、上部表面(天井)に到達するのが困難であろうことを以上の説明から理解することができよう。これは、特に、相対的に大きな直径の通路に当て嵌まることであろう。従って、不都合なことに、天井が乾燥した状態になる可能性がある。更には、通路の高さの低い部分(床)が、洗浄プロセスにおける時間の不都合にも大きな割合にわたって湿潤状態になる可能性が高く、且つ、従って、床は、湿潤と乾燥の交互の変化を伴う3相接触界面による清掃を受ける可能性が低下するという別の基本的な可能な問題も存在している。
液体プラグが通路長よりも短い際には、液体プラグは、液体ポンプから分離された後に、空気圧力Pαによって駆動される。流動に対する抵抗は、i)液体プラグに沿った抵抗と、ii)通路内の空気部分に沿った抵抗と、という2つの項から構成されることになる。空気の粘度及び密度は、液体のものよりも格段に小さいため、チューブの空気部分に沿った小さな圧力降下は、無視することが可能であろう。この単純化は、水プラグの長さLplが極端に通路の長さと比べて小さい際には、不適切なものとなる。この単純化は、チューブの出口における圧力がゼロである際には、プラグの前面における圧力Pf、プラグの後部における圧力Pre、及び通路の入口における圧力Pαという表記の導入によって表現可能である。この結果は、次式のとおりである。
Pα=Pf+(Pre−Pf)+Pα−Pre (16)
Pf−0とPα−Preは、空気中における圧力降下であり、且つ、これらは、小さな空気の粘度(又は、慣性)に比例することから、無視可能である。従って、右辺において、Pre−Pf、即ち、プラグにおける圧力降下が得られる。
Pf−0<<Pα、Pα−Pre<<Pα (17)
従って、次式のとおりである。
Pre−Pf=Pα (18)
液体プラグに印加される圧力と、プラグと隣接するチャネル壁の間のせん断応力τと、の間のバランスが存在し、面積は2πRtLplであって、ここで、Lplは、プラグの長さである。プラグに印加される合計せん断応力は、2πRtLplτplであり、これは、印加された圧力Pre−Pfr=Pαに起因して克服され、即ち、次式のとおりである。
2πRtLplτpl=Pα(πRt 2) (19a)
又は、
τpl=Pα(Rt/2)(1/Lpl) (19b)
この式は、特に、プラグがチューブの全体を充填する際、即ち、Lpl=Ltである際に、有効である。
τt=Pα(Rt/2)(1/Lt) (20a)
しかしながら、この初期の時点においては、プラグは、まだ、液体ポンプから切断されておらず、即ち、この瞬間においては、プラグは、ポンプ圧力Ppuによって駆動されている。
τt=Ppu(Rt/2)(1/Lt) (20b)
簡単にするべく、次のように仮定する。
Pα=Ppu (21)
この結果、2つの式(19a)及び式(19b)が1つになる。式(18)及び式(19a)を同時に検討すれば、これらは、大括弧内に同一の乗数を具備している。これらの式の左辺の比率は、右辺の比率に等しく、前述の乗数は取り消される。
τpl/τt=Lt/Lpl (22a)
又は
τpl=τt(Lt/Lpt) (22b)
洗浄は、せん断応力によって生成されるため、層流又は乱流の形態における項目τは、過剰である。式(22b)は、両方の形態において、並びに、層流−乱流遷移モードにおいて有効である。この式は、プラグ長が約50分の1に減少するのに伴って、τplが、50倍に増大することを示している。式(17)によって表現された要件が満足されないため、更なる減少Lplは、τplの更に低速の増大に結び付くことになる。しかしながら、この要件は、省略可能であり、且つ、更に一般的な式を導出可能である。式(22b)中のτplは、プラグ流動の状態における液体流動のせん断応力であることに留意されたい。
λ=Pα(2Rt/Lpl)/(1/2)ρUpl 2 (23)
ここで、pは、液体の密度である。圧力、速度、及び長さは、短いプラグの場合について規定される。λは、Reの高度な関数である。その長さに対するプラグ速度の依存性に興味があることから、式(23)は、次のように書き換えられる。
Upl=(4PαRt/ρλpl)0.5(1/Lpl)0.5 (24)
この式は、プラグ長がチューブ長に等しいという極端な場合に有効である。
Uo=(4PαRt/ρλt)0.51/(1/Lt)0.5 (25)
右辺の比率は、左辺の比率に等しく、この結果、次式が得られる。
Upl/Uo=(Lt/Lpl)0.5(λt/λpl)0.5〜(Lt/Lpl)0.5 (26a)
(1. L.D.Landau、E.M.Lifshitsによる「Mechanics of Continuous Media− Hydrodynamics」、Adison− Wesley Publishing Company、1958年)の式22は、5000〜30000というReynoldsの範囲において、摩擦係数λ(Re)は、2倍未満に減少することを示している。式(11b)は、プラグの速度が、その長さが減少するのに伴って増大することを示している。
Upl=Uo(Lt/Lpl)0.5 (26b)
本節においては、細流又は液状体に隣接する表面が実質的に乾燥した状態にあることが有用であり、且つ、液体及び気体の交互に変化する流動を使用する場合には、液体流動が再度導入される前に、内部表面が実質的にドライアウト状態になるように、気体流動が十分に長い持続時間を有することが有用であることについて説明する。乾燥又は脱湿は、2つのメカニズムのいずれか又は両方によって実現可能である。1つのメカニズムは、通路の内部表面が十分に疎水性である場合には、細流又は液状体が表面の特定の部分から離れるように運動した際に、当然の結果として、表面が細流又は液状体の不存在に起因して脱湿されるというものである。別のメカニズムは、表面のいずれかの部分が湿潤状態に又は液体の薄膜によって覆われた状態に留まる場合に、液体が蒸発するというものである。このためには、除湿された又は室温よりも温かい又はこれらの両方の状態の空気を通路に供給することが有用であろう。そのような状況においては、凡その気体流動の期間の持続時間は、以下に挙げるとおりである。これらは、約2mの長さの通路の場合であり、空気は、約40℃の温度において約28psigの入口圧力において供給される。約2.8mm〜4mmの内部直径を具備する通路の場合に、5秒〜7秒の期間で十分であろう。1mm〜1.8mmの内部直径を具備する通路の場合には、約15秒の期間で十分であろう。表面が絶対的な乾燥状態にあることを必要としない場合には、或いは、テフロン(登録商標)(ポリテトラフルオロエチレン)などのように表面が極端な疎水性を有する場合には、更に短い期間が可能である。細流又は液状体を補充することなしに、流れる気体によって細流又は液状体を通路の下流端部に単純に押し出すことにより、脱湿を支援することも可能であろう。脱湿及び乾燥の目的は、本発明に記述されているメカニズムによって最適な剥離力を実現することができるように表面を準備するということにある。3相接触ラインの通過の後に残る残留液体薄膜の厚さを汚染物質粒子の寸法未満にすることができるものと考えられる。ドライアウト及び脱湿は、統計的な分布によって表現可能であり、且つ、3相接触ラインの通過の後に毎回実現することは不可能であろう。但し、これは、本発明による高度な洗浄を実現するべく必要である。
これまで、本発明者らは、本洗浄方法の性能に影響を及ぼす物理的なパラメータ(気体及び液体流量、気体圧力、チャネル表面の疎水性など)と、これらのものを任意のチャンセル幅及び長さについて最適化する方法について説明した。しかしながら、液体洗浄媒体の実際の組成も、本洗浄プロセスの有効性に関して重要な役割を具備している。
1つ又は複数の界面活性剤を洗浄媒体中に含むことが望ましいであろう。界面活性剤の混合物が特に有用であることが判明した。但し、有用であるのは、界面活性剤の限られた種類のみである。図7a〜図7eにおけるように流動マッピングによって内視鏡チャネル内において試験した際に、多数の実験に基づいて、界面活性剤を3つの種類に分割することができた。
様々な任意選択の成分を本発明の液体洗浄媒体中に包含可能である。好適な任意選択の成分は、以下のものを含む。
摺動液状体又は細流との3相接触界面によって通路の内部表面にどれだけの「清掃」が発生するのかに関するなんらかの基準を生成するのが有用である。例えば、蛇行細流の横断方向速度に関する情報は限られている。この主題に関する理論的な情報が存在していないことから、高速写真撮影を利用した。
ASFE,i=dSFE,iUSFE,itcl (12)
ここで、USFE,iは、i番目のSFEの摺動速度、即ち、細流断片のリーディングエッジにおける3相接触ラインが表面上を運動する速度である。
細流断片によって清掃される合計面積=ΣidSFE,iUSFE,itcl (13)
ここでは、すべての細流断片にわたって合計を採取している。
すべての表面流動体についての清掃された合計面積=Acl,Tot=tclΣkΣidk,iUk,i (14)
ここで、dk,iは、平均摺動速度Uk,iを具備する、例えば、個別の液滴などの、「k番目」のタイプのi番目のSFEの直径である。
Nj T=Aj cl,Tot/Aj C=(tcl/πD2lj)ΣkΣidj k,iUj k,i (15)
ここで、添え字「j」は、「j番目」の観察エリアを意味している。
特定の外科又は診断手順のための様々な内視鏡設計が存在しており、且つ、同一の外科手順用の内視鏡の場合にも、異なる製造者によって製造された異なるモデルの中に異なる設計が存在している。内視鏡の一般的な特徴が図12に示されている。一般的な特徴として、内視鏡は、患者内に進入する遠端100を具備可能である。遠端100から後方へ向かった多少の距離には、制御ハンドル90が存在可能であり、この制御ハンドルにおいては、特定の制御部を操作可能であり、且つ、内視鏡内のチャネルへのアクセスを得ることができる。内視鏡は、遠端100及び制御ハンドル90の間において、曲がりやすい。制御ハンドル90から更に後方に継続し、別の曲がりやすい長さが存在可能であって、これは、アンビリカルケーブル80である、このケーブルは、アンビリカル端部70において終端している。
内視鏡洗浄装置50は、様々な流体流動回路及びその他の装置を有することができる。これらが図13a〜13dに示されている。図13aは、全体システムの概略図である。図13b、図13c、及び図13dは、図13aの各部分を更に詳細に示している。例えば、図13b、図13c、及び図13dは、わかりやすくするべく図13aにおいては省略されている弁をも含む。
再生においては、装置50(図13a)は、以下の流体のすべて又は任意のサブセットを適切な時点において内視鏡に供給可能であり、又は以下の動作のすべて又は任意のサブセットを実行可能である。所与のチャネルの再生サイクルは、i)プレ洗浄、ii)漏洩及び開通性試験、iii)細流−液滴流動洗浄、iv)すすぎ、v)消毒、vi)すすぎ、vii)アルコール浸漬、及びviii)空気乾燥という段階を包含可能である。この一連のイベントが図14に更に示されている。
プレ洗浄ステップは、患者に伴う大きな物質をチャネルから除去するべく内視鏡チャネルを通じて洗浄溶液の細流−液滴流動を脈動させるステップを包含可能である。ある期間にわたる水回路2からの水とクリーナー回路3からの洗浄溶液の混合物と、これに続くある期間にわたる空気回路1からの空気パルスと、をチャネルを通じて送付可能であり、且つ、このプロセスは、このステップの全体を通じて複数回にわたって反復可能である。又、このプレ洗浄ステップの終了時点において、水回路2を使用し、その全体が水などの液体からなる流動によってチャネルを洗い流すことも可能であろう。
漏洩試験においては、約3psigなどの中程度の圧力における空気回路1からの空気を内視鏡のシースに適用し、且つ、時間の関数として圧力の低下を圧力センサによって監視可能である。圧力低下が許容可能な範囲を外れている場合には、内視鏡は漏洩試験に不合格となる。内視鏡の内部チャネルの開通性/閉塞試験においては、既知の一定の温度及び圧力における水回路2からの水の流動をチャネルに対して適用可能であり、且つ、次いで、チャネル内の流量を高精度の流量計/センサによって監視可能である。この開通性試験システムは、(1)装置のデータベース内に保存可能であるその特定の内視鏡(新しい状態)のその特定のチャネルのベースライン値に対して、得られた流量を比較することによる方法と、(2)こちらもその値が装置のデータベース内に保存されている同一の直径及び長さを具備したチャネル用の既定値に対して、計測された流量を比較することによる方法という2つの方法のいずれか又は両方により、チャネルの閉塞又は詰りを判定可能である。
このステップにおいては、細流液滴流動の形態を使用し、少なくとも時間の一部分において、ある期間にわたって、チャネルを洗浄可能である。細流−液滴流動洗浄においては、既知の圧力における空気回路1からの温かい空気と既知の流量におけるクリーナー回路3からの温かい洗浄溶液を、チャネルを通じて流すことができる。チャネルの表面から汚染物質を剥離させるように細流液滴流動を形成するべく、チャネルの内部直径及び長さに基づいて流量を選択可能である。この細流−液滴流動洗浄の終了時点において、空気回路1からの空気により、チャネルを短い期間にわたってパージし、チャネルから洗浄溶液を除去可能である。
特別なすすぎステップを実行し、内視鏡の内部チャネルから剥離された汚染物質を除去するか、又はチャネルから洗浄溶液を除去可能である。このすすぎステップは、実質的に純粋な水を使用して実行可能である。このすすぎステップは、パルス化細流−液滴流動すすぎと連続水すすぎという2つのサブステップを包含可能である。パルス化細流−液滴流動すすぎにおいては、チャネルに、ある期間にわたって水回路2からの水を、次いで、ある期間にわたって空気回路1からの空気パルスを送付可能であり、且つ、このプロセスは、複数回にわたって反復可能である。連続水すすぎにおいては、水回路2からの水をチャネルに送付可能である。すすぎの終了時点において、空気回路1からの空気により、チャネルを短い期間にわたってパージし、チャネルから水を除去可能である。
FDA承認済みの消毒剤(例えば、5分間にわたる35℃のグルタルアルデヒド又は過酢酸(PAA))を使用し、高度な消毒を実行可能である。このステップにおいては、内視鏡がベイスン4内の消毒剤中に完全に浸漬された状態において、消毒剤回路7からの消毒剤を内部チャネルを通じてベイスン4から循環させることができる。消毒ステップの終了時点において、空気回路1からの空気により、チャネルを短い期間にわたってパージし、チャネルから消毒剤を除去可能である。
このステップにおいては、水回路2からの水をチャネルに送り、消毒剤の残留物を除去可能である。すすぎの終了時点において、空気回路1からの空気により、チャネルを短い期間にわたってパージし、チャネルから水を除去可能である。
このステップにおいては、アルコール回路5からのアルコールをある時間にわたってチャネルに送付可能である。アルコールは、エタノールであってもよく、或いは、エタノールを有することができる。アルコールは水よりも容易に蒸発可能であるため、このステップは、乾燥を促進するという目的に寄与可能である。
このステップにおいては、チャネルを空気回路1からの温かい空気によってパージし、内視鏡の内部チャネルを乾燥させることができる。
効率性又は利便のために、単一の装置が同時に又はほぼ同時に2つの内視鏡を洗浄可能であることが望ましいであろう。これを実現するための一連のイベントが図15に示されている。
2つの内視鏡のための再生サイクルは、i)プレ洗浄、ii)漏洩及び開通性試験、iii)細流−液滴流動洗浄、iv)すすぎ、v)消毒、vi)すすぎ、vii)アルコール浸漬、及びviii)空気乾燥という、単一の内視鏡のために本明細書の別のところに記述されているステップを包含可能である。この一連のイベントが図15に更に示されている。再生においては、装置50(図13a)は、以下のステップのすべて又は任意のサブセットを実行可能である。
プレ洗浄ステップは、患者に伴う大きな物質をチャネルから除去するべく内視鏡チャネルを通じて洗浄溶液の細流−液滴流動を脈動させるステップを包含可能である。ある期間にわたる水回路2からの水とクリーナー回路3からの洗浄溶液の混合物と、これに続くある期間にわたる空気回路1からの空気パルスと、をチャネルを通じて送付可能であり、且つ、このプロセスは、このステップの全体を通じて複数回にわたって反復可能である。又、このプレ洗浄ステップの終了時点において、水回路2を使用し、その全体が水などの液体からなる流動によってチャネルを洗い流すことも可能であろう。
漏洩試験は、開通性試験が範囲Bにおいて実行されている間に、範囲Aにおいて実行される。この後に、範囲Aにおける開通性試験と範囲Bにおける漏洩試験が実行される。漏洩試験においては、空気回路1からの3psiの空気を内視鏡のシースに適用し、且つ、時間の関数として圧力低下を圧力センサによって監視する。圧力低下が許容可能な範囲を上回っている場合には、内視鏡は漏洩試験に不合格となる。内視鏡の内部チャネルの開通性/閉塞試験においては、既知の一定の温度及び圧力における水回路2からの水の流動をそれぞれのチャネルに別個に供給し、且つ、次いで、チャネル内の流量を高精度の流量計/センサによって監視する。この開通性試験システムは、1)装置のデータベース内に保存された同一の内視鏡(新しい状態)のベースライン値と入手された流量を比較することによる方法と、2)(修理された内視鏡の場合の)こちらもその値が装置のデータベース内に保存されている同一の直径及び長さのチャネルの既定値と計測された流量を比較することによる方法という2つの方法により、チャネルの閉塞又は詰りを判定する。本発明者らの装置においては、本発明者らは、それぞれのチャネルの開通性をその他のチャネルからの干渉を伴うことなしに試験することができるように、すべての内視鏡チャネルを相互に分離するための手段を含む。
本発明者らの装置においては、範囲Aからの1つの大きなチャネル(例えば、吸引や生検)と範囲Bからの1つの小さなチャネル(例えば、空気や水)を、それぞれ、分配マニホルドA(8)及び分配マニホルドB(9)を使用し、ある期間にわたって同時に洗浄可能である。そして、この後に、この場合にも、それぞれ、分配マニホルドA(8)及び分配マニホルドB(9)を使用し、範囲Aからの1つの小さなチャネルと範囲Bからの1つの大きなチャネルを洗浄可能である。このシーケンスは、すべてのチャネルが洗浄される時点まで、継続可能である。エレベータワイヤチャネルは、エレベータマニホルド(10)を使用し、細流−液滴流動洗浄サイクルの全体を通じて継続的に洗浄可能である。細流−液滴流動洗浄においては、チャネルの内部直径及び長さに基づいて、既知の圧力における空気回路1からの温かい空気と既知の流量におけるクリーナー回路3からの温かい洗浄溶液をそれぞれのチャネルを通じて適用し、チャネルの表面から汚染物質を剥離させることができる。細流−液滴流動洗浄の終了時点において、空気回路1からの空気により、すべてのチャネルを短い期間にわたってパージし、内視鏡の内部チャネルから洗浄溶液を除去可能である。
特別なすすぎステップを実行し、内視鏡の内部チャネルから剥離された汚染物質を除去するか、又はチャネルから洗浄溶液を除去可能である。このすすぎステップは、実質的に純粋な水を使用して実行可能である。このすすぎステップは、パルス化細流−液滴流動すすぎ及び連続水すすぎという2つのサブステップを包含可能である。パルス化細流−液滴流動すすぎにおいては、それぞれ、分配マニホルドA(8)及び分配マニホルドB(9)を介して、範囲A及びBに、ある期間にわたって水回路2からの水を、次いで、ある期間にわたって空気回路1からの空気パルスを送付可能である。このプロセスは数回繰り返される。連続水すすぎにおいては、水回路2からの水を同時に範囲A及びBのすべてのチャネルに送付可能である。すすぎの終了時点において、空気回路1からの空気により、すべてのチャネルを短い期間にわたってパージし、内視鏡の内部チャネルから水を除去可能である。
FDA承認済みの消毒剤(5分にわたる35℃のグルタルアルデヒド又は過酢酸(PAA))を使用し、高度な消毒を実行可能である。このステップにおいては、2つの範囲がベイスン4の内部の消毒剤中に完全に浸漬された状態において、消毒剤回路7からの消毒剤を、それぞれ、分配マニホルドA(8)及び分配マニホルドB(8)を使用し、範囲A及びBの内部チャネルを通じてベイスン4から循環させることができる。消毒ステップの終了時点において、空気回路1からの空気により、範囲A及びBのすべてのチャネルを短い期間にわたってパージし、内視鏡の内部チャネルから消毒剤を除去可能である。
このステップにおいては、水回路2からの水を同時に範囲A及びBのチャネルのすべてに送り、消毒剤の残留物を除去可能である。すすぎの終了時点において、空気回路1からの空気により、すべてのチャネルを短い期間にわたってパージし、内視鏡の内部チャネルから水を除去可能である。
このステップにおいては、それぞれ、分配マニホルドA(8)及び分配マニホルドB(9)を使用し、アルコール回路からのアルコールをある期間にわたって範囲A及びBのすべてのチャネルに送付可能である。アルコールは、エタノールであってもよく、或いは、エタノールを有することができる。アルコールは水よりも容易に蒸発可能であるため、このステップは、乾燥を促進するという目的に寄与可能である。
このステップにおいては、分配マニホルドA(8)及び分配マニホルドB(9)を使用して範囲A及びBのすべてのチャネルを空気回路1からの温かい空気によってパージし、内視鏡の内部チャネルを乾燥させることができる。
乾燥状態にあるか又は疎水性を有する固体表面上を移動する液状体は、運動する3相接触界面によって汚染物質を剥離させるのに有用であると考えらえると本明細書の別のところに記述されている。この状況を促進する1つの方法は、液体と固体表面の間に疎水性の適切な関係を具備するというものである。この状況を促進する別の要因は、洗浄に使用される水などの液体の蒸発の発生を支援するというものである。蒸発は、流動に対して供給される気体が100%未満の湿度を有する場合に促進可能である。気体流動用に使用される気体が空気である場合には、通路に供給される前に空気を除湿することにより、この条件を実現可能である。適切な除湿手段については、当技術分野において既知である。或いは、この代わりに、これは、室温空気をわずかに上昇した温度に加熱することによっても実現可能である。空気が100%の湿度を有するか又は略100%の湿度を有する場合にも、それが室温を有する場合には、温度が上昇した際に、空気は、100%未満の湿度を有する状態となり、且つ、従って、液体の多少の蒸発を促進する能力を有することになろう。当然のことながら、通路に対して供給される空気又はその他の気体に対して除湿及び加熱の両方を実行することも可能である。
一般的な内視鏡は、制御ハンドル90、アンビリカル端部70、及び遠端100という洗浄プロセスにおいて使用される流体の進入及び排出の3つの可能な領域を具備している。一般に、遠端100は、洗浄の際に使用される流動用の排出口として遠端100が使用される可能性を高める幾何学的な制約を具備可能である。しかしながら、その他の2つの場所、即ち、制御ハンドル90及びアンビリカル端部70における接続地点は、どの接続地点が流動用の入口となるのか、どの接続地点が流動用の出口となるのか、そして、流動を制御するべく弁をどのように使用するのかについての可能性を提供している。
洗浄に好適な条件を実現するなどのいくつかの目的のためには、液体流量と気体流量の間に、望ましい関係が存在可能であろう。更には、気体が一定圧力の供給源などの供給源から供給される場合には、通路を通じた気体流量が時間の関数として変化する可能性もあろう。例えば、洗浄が実現されるのに伴って、汚染物質が通路から除去されることになり、且つ、この汚染物質の除去の結果、通路は、減少した流動抵抗を具備することになろう。そして、この結果、気体供給源によって供給される気体の流量が増大する可能性がある。この現象が発生した場合には、或いは、更に一般的に表現すれば、気体流量がなんらかの理由によって変化した場合には、予め設定された又は一定の液体流量を具備することによっては、特定の時点において実際に発生している気体流量における最適な又は望ましい液体流量の実現を達成することはできないであろう。洗浄サイクルの一部分において気体流量について予め設定されている一定の液体流量は、例えば、流動抵抗が変化した場合には、常に最適な液体流量であるわけではない。
特定のタイプのチャネルが2つの場所においてシリンダウェルから出ていくように、コネクタが内視鏡の制御ハンドル内のシリンダウェル2060に接続可能であることを図19aにおいて観察可能である。1つの出口は、内視鏡の遠端に向かうものであってよく、且つ、もう1つの出口は、内視鏡のアンビリカル端部に向かうものであってよい。コネクタ/導入装置は、それぞれの方向における流動が到来した流動と略同一の液体/気体比率を具備すると共に気体と液体が過剰に分離しないように、2つの異なる方向において液体+気体流動を供給することが望ましいであろう。気体及び液体がコネクタ内を同時に流れており、且つ、コネクタが方向の変化を伴う場合には、気体は、液体よりも容易に方向の変化を実現する可能性が高く、且つ、液体は、その勢いによって搬送され、その結果、方向の変化の近傍においてその流路の下流の構造に衝撃を与える可能性が高いことを理解されたい。特に、これは、複数の出口が、互いに異なる局所的な構造を有するように設けられている場合には、考慮を要する事項であろう。コネクタは、液体及び気体流動の誤った分配の可能性を極小化する滑らかな幾何学的遷移などの構造を有するように設計可能である。
本発明の実施例においては、適切なシリンダとインターフェイスすると共に必要に応じて流動を誘導するコネクタを提供可能である。次に図19を参照すれば、流動を集合的にチャネルの両方の方向に誘導する能力を有する位置固定型コネクタが示されている。
次に図20aを参照すれば、流動を個別にチャネルの2つの方向のいずれかに誘導する能力を有する位置固定型(非アクチュエータ駆動型)コネクタが示されている。これは、いずれもが制御ハンドル内のシリンダウェルに接続している合計で2つの個別の通路を意味している。例えば、シリンダウェル2010は、内視鏡の遠端に向かう第1排出方向及び内視鏡のアンビリカル端部に向かう第2排出方向を具備する吸引チャネルに対して接続可能である。図示のように、2つの入口ポート2020a及び2020bと、これらに対応する導入経路2021a及び2021bと、が存在している。それぞれのポート及び導入経路は、内視鏡内の特定のチャネルの特定の方向と関連付けられている。図示のように、導入経路2021a及び導入経路2021bは、互いに同軸状になっているが、これは、必須ではない。コネクタ2000内には、個別の導入経路の間の又は導入経路と外部の間の分離を画定可能なOリングなどのシーリング材2030が存在可能である。シーリング材は、コネクタ2000がシリンダウェル2010内の定位置にある際には、シリンダウェル2010の対応する内部表面に圧接可能である。図示のように、シリンダウェル2010内の最も深い場所においてシリンダウェル2020aと接続している通路は、内視鏡のアンビリカル端部に向かう方向における吸引チャネルである。アンビリカル端部に向かう方向における吸引チャネルへの流動は、コネクタ2000の中心線上に位置するポート2020aにより、第1導入経路2021aを介して供給されている。内視鏡の遠端に向かう方向における吸引チャネルである第2通路は、シリンダウェル2010内の次の最も深い接続点である。流動は、第1導入経路2021aと同心状ではあるが第1導入経路2021aほどにはシリンダウェル2010内に延在していない第2導入経路2021bにより、遠端に向かう方向において吸引チャネルに供給されている。このコネクタの設計を使用することにより、同時に、又は順次に、或いは、これらの任意の組合せなどの任意の時間的な組合せにおいて、任意のその他の通路とは独立的に、流動を通路の中の任意のものに供給可能である。
更には、コネクタは、内視鏡又はこれに類似した医療装置の特定の1つ又は複数のチャネルの流動の経路を確実に開閉又は確立するアクチュエータ2130を有することも可能であろう。これが図21に示されており、この場合には、4つの可能な位置を具備する作動型のコネクタである。図21a、図21b、図21c、及び図21dは、それぞれ、アクチュエータのすべての4つの可能な位置を個別に示している。
更には、コネクタは、内視鏡自体の構造を把持して内視鏡との関係においてコネクタの配置を維持、固定、及び補正するラッチを有することも可能であろう。例えば、コネクタの構造は、内視鏡との関係においてコネクタの許容された1つの向きのみが存在するように、内視鏡の構造と相互作用可能であろう。或いは、この代わりに、コネクタは、複数の許容された向きにおいて、又は任意の数の許容された向きにおいて、内視鏡との関係において方向付けされるべく許容されることが望ましいであろう。必要に応じて、この状況を許容するべく、コネクタを適切に設計可能であろう。
この場合にも、この説明に限定されることを望むものではないが、気体流動及び液体流動が最初にコネクタから又は流動構造又は方向の大きな変化から通路内に導入された際には、最終的に流動形態が確立されるものと考えられ、この流動形態は、その後、更に下流において何回か反復されることになり、且つ、完全に確立された流動形態と表現可能である。但し、これが実現する前に、なんらかのその他の流動形態が存在する入口或いは流動構造又は方向の変化に近接した初期領域が存在可能である。更に下流における完全に確立された状態が洗浄にとって好適である場合にも、初期領域内の状態は、洗浄にとってあまり望ましいものでない可能性があろう。完全に確立された流動などの洗浄用の適切な状態の確立には、それ自体が生じる又は確立するための特定の長さの流路が必要となる可能性がある。従って、内視鏡又は洗浄対象のその他の装置に対するコネクタは、別個に又は単一のポートにおいて2相を導入するための1つ又は複数のポートを有することが可能であり、且つ、洗浄対象の通路のものと同一の又はこれに類似した断面形状を具備すると共に洗浄対象の通路の断面積の(いずれかの方向において)2倍以内の断面積を具備する適切な長さの通路を更に有することができよう。更には、このような導入領域は、洗浄手順の実行の前に少なくとも実質的に清浄な状態において使用されるべく提供可能であろう。この導入装置は、以前の洗浄手順における使用の後に洗浄可能である。その結果、導入領域内の流動状態自体が洗浄にとって最適ではない場合にも、少なくとも導入領域は、洗浄対象の通路内に又はこれを通じて下流に洗い流される可能性のある汚染物質を含むことにはならない。
本発明の実施例においては、それが固定型であるか作動型であるかを問わず、これらの前述のコネクタのいずれのものの場合にも、内視鏡内の特定のチャネル又は内視鏡内のチャネルの特定の方向などの特定の通路に既定の流動(液体流量及び気体流量の両方を既定可能である)を供給可能である。特に、任意の所与の時点において1つの通路のみに対して開放接続が存在している場合には、その通路内の液体/気体比率が明確に既知であることが保証される。又、特定の通路に対する流動の供給順序も明確に決定可能である。
前述の装置及び方法を使用し、内部に配置されたワイヤを有する略円筒形の通路を洗浄することも可能である。このような通路は、内視鏡内のエレベータチャネル(エレベータワイヤチャネルとも呼称可能である)であってよい。エレベータワイヤは、内視鏡の先端を操向するべく使用可能である。
本発明の実施例においては、内視鏡の外部を洗浄するための装置は、エダクタ800を有することが可能であり、エダクタとは、流動増幅装置である。これが図22aに示されている。エダクタ800は、進入合流領域822を有することが可能であり、これには、少なくとも略一定の内部断面を有することできる本体領域824が後続し、これには、発散又は拡散領域826が後続している。これらの領域822、824、及び826は、いずれも、共通の長手方向にアライメント可能である。これらの領域822、824、及び826は、円筒形であってよい。エダクタ800は、略長手方向においてエダクタ800の内部に排出するノズル830を更に有することができる。加圧された洗浄溶液がポンプによって高速でノズル830を通じて注入されるのに伴って、周囲の液体がメインストリームに流入する/引き入れられる。ポンプによって注入され、且つ、引き込まれた流動の組合せは、ノズル830自体を通じて放出されたストリームの流量を格段に上回る可能性がある。例えば、エダクタ800は、ノズル830を通じてポンプによって注入されるそれぞれの容積について、周囲の液体から最大で3〜5倍の更なる流動容積を引き込むことができる。液体は、再循環ポンプ840によって注入可能であり、このポンプは、ベイスン850から液体を汲み上げており、ベイスン内には、1つ又は複数の内視鏡が収容されている。この増幅効果に起因し、相対的に小さなポンプ840を使用し、内視鏡の外部表面の洗浄のために洗浄溶液の相対的に大きな流量を循環させることができる。図示されているように、ポンプ840は、ベイスン850から流体を汲み上げ、且つ、流体をすべてのエダクタ800のノズル830を通じて戻している。
以下の例は、本発明を例示するべく提示されるものであり、従って、その範囲を限定することをなんら意図したものではない。
[流動形態マップを作成する方法]
この方法は、動作パラメータの関数として入口から出口までのチャネルの長さに沿ったいくつかの位置におけるチャネル壁上の流動形態(表面流動体及びその分布)を識別及び定義するべく開発されものである。動作パラメータは、チャネルの直径及び長さ、液体流量、空気圧力、空気の流量及び速度、並びに、界面活性剤のタイプ及び濃度を含む。この方法によれば、様々な内視鏡チャネルポートのための細流液滴流動を識別及び最適化可能である。更には、チャネルの長さに沿った様々な場所における流動形態を使用し、チャネル表面エリア全体の高度な洗浄を実現するのに必要な洗浄サイクルの動作条件を定義した。明らかになるように、流動形態(流体流動要素の集合体)は、チャネルの入口から出口への距離の関数として変化しており、且つ、この結果、それぞれのタイプのチャネルごとに、最適な結果を実現するための異なる処理条件が必要である。本方法は、RDF流動を伴って示されているが、細流の代わりに液体プラグを導入することにより、本方法を使用してDPF及びDPDF流動形態をマッピングすることも可能であることは明らかである。
[2.8mmのチャネルにおける流動形態マップ]
この例においては、例1の方法及び装置を使用し、2.8mmのIDと2メートルの長さを有するチューブの流動形態マップを作成した。空気圧力(30psi)、空気流量(約5.0SCFM)、空気温度(21℃−周囲)、及び液体温度(21℃−周囲)という動作条件を利用した。洗浄液体は、SURFYNOL(登録商標)485とAO−455を含んでいた(表5の組成10A)。液体流量の範囲は、0mL/分〜29mL/分の合計9つの流量であり、その間に、7つの流量段階を有していた。この例においては、写真撮影の位置は、45cm、73cm、112cm、146cm、及び196cmであった。それぞれの位置及びそれぞれの液体流量において顕微鏡写真を収集し、且つ、次いで、分析して図7cに付与されている流動形態マップを作成した。チューブに沿ったそれぞれの位置(入口からの距離)において、液体流量及びチューブに沿った位置の関数として以下の流動モードが観察された。
[1.8mmのチューブにおける流動形態マップ]
使用した条件は、空気圧(30psi)、空気流量(約3.0SCFM)、空気温度(21℃−周囲)、及び液体温度(21℃−周囲)というものであった。試験洗浄液体は、Surfynol 485(0.036%)とAO−455(0.024%)を含んでいた。この例においては、液体流量の範囲は、3.5mL/分〜12.5mL/分という合計で7つの流量であり、その間に5つの流量段階を伴っていた。写真によって調査した位置は、36cm、73cm、112cm、146cm、及び188cmであり、これらは、いずれも、チューブの入口(0cm)から計測したものである。上述の条件において判明した1.8mmのチューブにおけるマップが図7bに示されている。
[4.5mmのチューブにおける流動形態マップ]
試験条件は、空気圧力(30psi)、空気流量(約6.0SCFM)、空気温度(21℃−周囲)、及び液体温度(21℃−周囲)というものであった。洗浄液体は、例2及び例3と同一であった。液体流量の範囲は、13mL/分〜69mL/分という合計で9つの流量であり、その間に、7つの流量段階を伴っていた。顕微鏡写真に使用されたチューブに沿った位置は、28cm、67cm、123cm、162cm、及び196cmであった。以上の条件において判明した4.5mmのチューブにおけるマップが図7dに示されており、且つ、これは、例2及び例3において説明した相対的に狭い直径のチューブとは大きく異なっている。
[6.0mmのチューブにおける流動形態マップ]
試験条件は、空気圧力(30psi)、空気流量(約8.0SCFM)、空気温度(21℃−周囲)、及び洗浄溶液温度(21℃−周囲)というものであった。この例における試験洗浄液体は、例1と同一のものであった。流量の範囲は、25mL/分〜85mL/分の合計で9つの流量であり、その間に、7つの流量段階を伴っていた。写真撮影の位置は、23cm、56cm、118cm、163cm、及び196cmであった。以上の条件において判明した6mmのチューブにおけるマップが図7eに示されており、且つ、これは、4.5mmのIDのチューブにおけるマップに質的に類似しているが、例2及び例3において説明した更に狭い直径のチューブのものとは大きく異なっている。
[30psiの空気圧力における0.6mmのチューブの場合の流動形態マップ]
試験条件は、空気圧力(30psi)、空気流量(約0.1SCFM)、空気及び洗浄溶液温度(21℃−周囲)というものであった。洗浄液体は、例1と同一であった。液体流量の範囲は、3mL/分〜11.5mL/分という合計で6つの流量であり、その間に、4つの流量段階を伴っていた。写真撮影の位置は、28cm、73cm、118cm、157cm、及び207cmであった。流動マップが図7aに示されている。
[80psiの空気圧力における0.6mmのチューブの場合の流動形態マップ]
動作条件は、例6のものと同一であったが、空気圧を、この非常に小さな直径の内視鏡チャネル(エレベータワイヤチャネル)の最大定格圧力である80psiに制御した。結果が図24に付与されている。
[単一界面活性剤を含む液体洗浄媒体の例]
単一の界面活性剤を含む液体組成を調製し、例1の流動マッピング法によって試験し、且つ、例2〜7に記述されているように異なる直径(IDが0.6mm〜6.0mm)の内視鏡チューブについて流動形態マップを作成した。組成は、表3に要約されている。評価において使用した空気圧力の範囲は、10〜30psiであり、且つ、その他のケースにおいては、30psi超であった。評価において使用した液体流量は、例2〜例7に付与されているものに類似した流動形態/モードマップによって定義される範囲内のものであった。
[不適切な界面活性剤を含む液体洗浄媒体の比較例]
表4に一覧表示されている比較例を調製し、且つ、例8に記述されているものと同一の手順によって試験した。但し、個別の界面活性剤は、種類I(湿潤薄膜を形成するもの)又は種類II(過剰な泡を形成するもの)に属していた。
[界面活性剤混合物を含む液体洗浄媒体の例]
表5に一覧表示されている例を調製し、且つ、例8及び9に記述されているものと同一の手順によって試験した。以前の例とは対照的に、これらの洗浄組成は、アセチレン系界面活性剤であるSURFYNOL(登録商標)485とアルコキシル化エーテルアミン酸化物であるAO−455という2つの界面活性剤の混合物を含んでいた。すべての組成は、良好に機能し、且つ、いくつかのものが、非常に有効且つ安定したRDF流動形態を提供した。
[放射性核種法(RNM)によって判定した洗浄性能]
この例は、放射線核種法(RNM)によって評価した洗浄有効性により、一相液体流動と、RDFモードと、による内視鏡チャネルの洗浄を比較している。RNMは、特殊なガンマカメラ(米国のPicker社)を使用してガンマ量子/秒/内視鏡をカウントすることにより、チャネル内の汚染物質の直接的な定量化を提供する。この方法は、内視鏡からの残留汚染物質の回収を必要とせず、且つ、従って、洗浄レベルの正確な判定を提供する。マイクロアルブミン中のTc(99)を有機質汚物と混合し、次いで、これを使用し、この混合物を内視鏡ポートの1つから注入することにより、内視鏡チャネルを汚染させる。異なるチャネルを別個に試験可能である。それぞれの試験においては、洗浄の前後における汚染物質の空間分布を示す画像も取得する。
[凝固血液によって汚れた空気/水(A/W)チャネルのRDF洗浄]
この一連の試験においては、汚物は、その製法が以下の表7に付与されている凝固した新鮮な羊の血液に基づくものであった。内視鏡の血液汚染は、非常に一般的なものであり、且つ、液体流動法によって洗浄するには、困難な汚物であると考えられる。6.5mLのTc−99アイソトープを含む凝固混合物を内視鏡のアンビリカル端部からA/Wチャネルに注入した。28又は14psiの空気において、且つ、15mL/分又は7.5mL/分の液体流量により、洗浄を実行する6つの試験を実施した。これらの動作条件は、RDF流動形態を付与するべく、前述の流動マッピング法によって選択した。試験洗浄組成は、pHが約10.0の0.05%の非イオン性表面活性剤Tergitol(1倍)に基づいたアルカリ界面活性剤溶液を含んでいた。洗浄溶液と空気を内視鏡(PENTAX(登録商標)EG−3401)の制御ハンドル内に配置されたA/Wシリンダから注入した。
[3つの圧力における流動の関数としてのバイオバーデンの除去]
この例は、内視鏡チャネル内の流動モードが、容認された回収プロトコルの後の回収可能なバイオバーデン(微生物)を試験することによって判定される洗浄効果に対してどのような影響を付与するのかを実証している。別の目的は、流動形態と、実際の内視鏡チャネルからバイオバーデンを除去する有効性と、に対する空気圧力(速度)及び液体流量の効果を定義するということにあった。
[多数の有機物を使用したRDFモードによるバイオバーデンの除去]
この例のために使用された3つの細菌系統は、Enterococcus faecalis ATCC 29212、pseudomonas aeroginosa ATCC 27853、及びCandida albicans ATCC 14053であった。この例は、Alfa他及びその論文中に引用されている文献に記述されている方法及びプロトコルに準拠している。例13に記述されているように、3つの有機物のカクテルを含むATSによって内視鏡チャネルを汚染させた。OLYMPUS(登録商標)Colonoscope(CF型のQ160Lタイプ)を使用し、特に、非常に長いチャネルの場合のワーストケース状態をシミュレートした。S/BチャネルとA/Wチャネルの両方を試験し、且つ、結果が表10に要約されている。洗浄/すすぎサイクルは、例13と同一であった。表5内の組成10Aを洗浄液体として使用した。空気圧力、液体流量、及び注入のポートを含む動作条件は、使用した内視鏡内に存在するチャネルサイズに最適又は略最適なRDFを提供するように、選択した。例2〜例7のものに類似した流動モードマップを使用し、RDFモードを定義すると共に動作条件を選択した。すべての試験を28psigの空気圧力において実行した。
[RDF流動形態による内視鏡からの有機質汚物の洗浄]
製薬産業において使用されている1つの洗浄有効性の基準は、機器及び装置の表面からの有機質汚物の除去レベルの計測に基づいている。同一の機器の使用に起因した1つの薬剤から別のものへの汚染の伝播は、FDAによって承認された洗浄プロトコルの遵守を必要とする重大な結果に結び付く可能性がある。これらの原理を適用するために、様々な内視鏡手順において遭遇する患者の汚物をシミュレートするべく、赤色汚物(ISO15883−5付属書R)と黒色汚物(ISO15883−5付属書P)という2つの人工的な汚物を選択した。これらの2つの汚物を使用し、汚物を適用すると共に適用の後にその汚物が少なくとも1時間にわたって乾燥することを許容することにより、内視鏡を汚染させた。
[内視鏡の洗浄ために流動を順序付けする装置]
この例は、細流−液滴流動(RDF)を適用すると共に再生において廃液を排出するべく使用される2つの流動シーケンスを生成するための装置を示している。以下、2つの流動シーケンスについて説明する。
[水のトリートメント数の判定]
高速画像の分析は、通常、細流蛇行が存在し、且つ、そのような蛇行は、主には、チューブの入口部分の処理を提供することを明らかにした。サブ細流及びサブ細流断片(様々な円筒体及び液滴)は、特定の瞬間において細流によって覆われていない際にチューブの底部上に観察される。摺動流動体の組は、チューブの底部半体の更なる洗浄を提供する。
サブ細流断片の直径の変動は、通常、30psiの空気圧力において、且つ、一連の液体流量において得られた画像においては、小さいため、式5(下記)を使用し、チューブの上部半体のトリートメント数を定量化可能である。この結果、摺動速度は断片の直径に依存しており、断片の長さに対するその依存性は相対的に弱いため、摺動速度の変動も、大きくはない。これらを総合的に考慮した場合に、式5は、サブ細流断片によるトリートメント数のための形態をとることになる。
NTrf=2tcldav rfUav rfNav rf/S (27)
ここで、Nav rfは、画像当たりのサブ細流断片の平均数であり、Uav rfは、断片の平均速度であり、tclは、洗浄時間(実験が実行された時間)であり、且つ、Dav rfは、観察されている細流断片の平均直径ある。チューブの上部半体のみが検査されるため、S/2がSの代わりに使用されていることから、乗数2が表れており、ここで、Sは、使用されている顕微鏡の下方の拡大される視覚野のチューブセクションの面積である。
中間セクション:NTav=800(6・10−2Uav rf+10−2Uav dr) (28)
端部セクション:NTav=800(6・10−2Uav rf+10−2Uav dr) (29)
これは、48.Uavという細流断片におけるNTavをもたらす。この例における液滴用のNTの項は、非常に小さく、従って、無視可能である。
Nav sub=0.25である際に、dav sub〜3.4・10−2cmであり、この結果、次式が得られる。
NTSub=800・3・10−2Uav sub=24Uav sub (30)
[トリートメント数に対する界面活性剤の影響]
多数の界面活性剤を試験し、サブ細流の形成及びその他の表面流動体への更なる断片化と、トリートメント数と、に対するその影響を評価した。計測法と分析は、例16に記述されているものと類似するものであった。利用した条件は、チューブのIDが2.8mmであり、長さが2mであり、空気圧が30psigであり、液体流量が19.6mL/分であり、且つ、処理時間が300秒というものであった。すべての界面活性剤溶液(液体洗浄媒体)は、メタ珪酸ナトリウム(1.3%)、三燐酸ナトリウム(SPT)(8.7%)、及びピロ燐酸四ナトリウム(2.0%)を含み、且つ、脱イオン水によって調製した。
[不連続なプラグ液滴流動(DPDF)によるチャネル洗浄]
不連続なプラグ液滴流動という流動形態(DPDF)の洗浄有効性を試験するべく、本発明者らは、例15に記述されているように、黒色汚物によって汚染された2.8mmの直径のテフロン(登録商標)チャネル(2メートル長)を使用して洗浄実験を実行した。汚染の後には、洗浄の前に、24時間にわたってチャネルが乾燥することを許容した。使用した洗浄条件は、28psigの空気、19.6mL/分の液体流量、Surynol485及びAO−455を含む洗浄液体(表5に指定されている組成10A)、及び処理時間300秒というものであり、空気及び液体は、室温において使用した。
[本発明による内視鏡洗浄の制御パラメータ]
表14〜表16は、現在入手可能な大部分の内視鏡のチャネルを洗浄する最適なRDF流動形態を生成するための様々な圧力における推奨液体及び気体流量を提供している。使用した洗浄液体は、0.036%のSurfynol−485Wと0.024%のAO−455を含むものであった。
[ベイスンの2つの側部にエダクタを有するエダクタシステム及びベイスン設計]
エダクタシステムの設計の有効性を調査するべく、24インチの長さ×24インチの幅×12インチの深さという寸法の単純なプラスチックコンテナを使用して実験を実施し、様々なノズルサイズ(0.125インチ〜0.375インチ)を具備するエダクタの効率を試験した。エダクタは、図22bに示されているように、ベイスンの2つの側部に取り付けた。この予備エダクタシステムを1/3馬力のポンプ840によって駆動し、且つ、循環システム中の2つの手動ボール弁によって制御した。これらの初期試験の結果は、0.25インチのノズル直径を有するエダクタが、内視鏡の外部表面を洗浄するのに最も有効なサイズであることを示した。それぞれのエダクタは、最大で駆動ポンプ840からの3.5ガロン/分(gpm)の洗浄溶液を供給し、且つ、最大で12.7gpmの更なる流動を周囲の液体から引き込み、これにより、略16.2gpmの合計流量を生成し、これが内視鏡表面に衝突した。
[ベイスンのコーナーにエダクタを有するエダクタシステム及びベイスン設計]
2つの内視鏡を洗浄するケースを綿密にシミュレートするという目的の下に、実験用のベイスンを設計及び構築し、ベイスンのコーナーに配置された複数のエダクタによって生成される流動パターン及び流体力学を試験した。これが図22cに示されている。ベイスンは、1つに接着されたアクリルプレートから構築され、且つ、その寸法は、幅30インチ×深さ28インチ×高さ6インチであった。内部のスロープを底部プレートに追加することにより、内視鏡の完全な浸漬を実現しつつ、洗浄及び消毒に必要とされる合計容積を低減させた。2つのエダクタをベイスンのそれぞれのコーナーに設置し、且つ、それぞれのエダクタを、ベイスン内において生成された流動に対する様々な組合せの効果を試験するべく、手動ボール弁と接続した。このエダクタシステムを1/3馬力のポンプと接続し、約15〜20psigの供給源圧力において洗浄液を循環させた。この設計において、本発明者らは、エダクタが洗浄溶液レベルの下方約0.5インチに配置された際に、且つ、特に、それぞれのコーナーに1つずつ配設された3つ又は4つのエダクタが同時に作動した際に、内視鏡の大部分の外部表面を覆う非常に強力な流動パターンを観察した。この実験における洗浄液体のレベルは、ベイスンの底部から約3インチ〜4インチであった。この設定によれば、強力な摩擦と攪拌がベイスンの底部近傍の空間内に生成されることが判明した一方で、前述の上方の噴霧設計は、ベイスンに対向する内視鏡表面に到達することができなかった。内視鏡を洗浄するための好適な構成は、2つのエダクタが前面のそれぞれのコーナーに設置され(ベイスンの前面に合計4つ)、且つ、ベイスンの背面のそれぞれのコーナーに1つずつ設置された(ベイスンの底部に合計2つ)際に、見出された。ベイスンのそれぞれのコーナーに2つのエダクタを具備することも可能である。
[エダクタによって運動する流体中に空気を流入させるためのエダクタシステム及びベイスン設計]
本発明者らは、エダクタ800内に引き込まれた流入液体の一部が、気泡などの形態を有する空気を有する場合には、内視鏡の外部表面に衝撃を与える衝突力及び攪拌力によって洗浄プロセスを更に強化可能であることをも発見した。これは、例えば、液体に加えて、多少の空気をエダクタ800内に引き込むことができるように、エダクタ800をベイスン850内の液体の表面のレベル近傍に配置することにより、実現可能である。これが図22dに示されている。
[アルコール−水溶液を使用するRDF洗浄]
アルコールと水の溶液である液体を使用し、細流液滴流動を使用した洗浄の実行を試みた。一般に、アルコール−水溶液の組成を調節して望ましい表面張力を実現することは容易であり、且つ、当然のことながら、アルコールは、単純な既製の化合物である。エタノールを使用し、且つ、更には、メタノール、n−ブタノール、及びt−ブタノールを使用し、実験を実施した。これらの溶液の表面張力を、その他の界面活性剤組成の場合に望ましい値であることが判明している約40dynes/cmの値に調節した。これらのアルコール−水溶液は、いずれも、明らかに、残存する液体薄膜と、完全な乾燥状態にならない表面と、に起因し、良好な洗浄を生成しなかった。
[相対的に大きな粘度の液体を使用するRDF洗浄]
実験を実施し、水の粘度よりも大きな粘度を具備する液体を使用する洗浄を調査した。液体は、0.05重量%のポリビニルピロリドン(増粘剤)を含む水の溶液であった。このような液体は、乾燥した表面の実現を防止すると共に、望ましい表面流動体の形成の大幅な減少に結び付く薄膜の形成を結果的にもたらすことが判明した。従って、これは、液体の表面張力が望ましい範囲にある場合にも、洗浄に望ましいものではなかった。液体は、純粋な水の粘度程度の粘度を具備することが望ましいと考えられる。
Claims (133)
- 通路を洗浄する方法であって、
前記通路に沿って長さ方向に気体の流動を生成するステップと、
前記通路に沿って長さ方向に液体の流動を生成するステップであって、前記液体は、界面活性剤を有する、ステップと、
を有し、
前記液体の前記流動は、約1〜約5ミリリットル/分/前記通路の周囲長のミリメートルという周囲長によって正規化された液体流量を具備し、
前記液体は、約50度を上回る、前記通路の内部表面上における前進接触角を具備し、且つ、0度を上回る後退接触角を具備し、
前記気体流動は、前記通路に沿った少なくともどこかにおいて、約2m/s〜約80m/sの速度を具備し、且つ、
前記界面活性剤は、0.1%の界面活性剤濃度において計測された50mmを下回るRoss Miles泡高さを具備する、方法。 - 前記気体の前記流動は、前記通路内のすべての場所において約2m/s〜約80m/sの速度を具備する請求項1記載の方法。
- 前記液体は、約33dynes/cm〜約50dynes/cmの表面張力を具備する請求項1記載の方法。
- 前記液体は、約35dynes/cm〜約45dynes/cmの表面張力を具備する請求項1記載の方法。
- 前記液体は、約10度〜約30度の後退接触角を具備する請求項1記載の方法。
- 前記界面活性剤は、約9.2を上回る平均親水性−親油性バランスを具備する請求項1記載の方法。
- 前記界面活性剤は、非イオン系界面活性剤である請求項1記載の方法。
- 前記界面活性剤は、BASF社によって販売されているPLURONIC(登録商標)L43及びPLURONIC(登録商標)L62LF及びreverse PLURONIC(登録商標)17R2、17R4、25R2、25R4、31R1などのポリエチレン酸化物−ポリプロピレン酸化物コポリマ、SURFYNOL(登録商標)465及び485などのアセチレン系界面活性剤と呼ばれるグリシジルエーテル−キャップ化アセチレンジオールエトキシレート、TERGITOL(登録商標)MINFOAM 1X(登録商標)及びMINFOAM 2X(登録商標)などのアルコールエトキシレート、Surfonic T−15などのタロウアルコールエトキシレート、AO−455及びAO−405などのアルコキシル化エーテルアルコキシル化エーテルアミン酸化物、DOWFAX(登録商標)などのアルキルジフェニル酸化物ジスルホン酸塩、エトキシル化アミド、エトキシル化カルボン酸、及びアルキル又は脂肪アルコールPEO−PPO界面活性剤からなる群から選択された物質を有する請求項1記載の方法。
- 前記界面活性剤混合物は、約0.06%の合計界面活性剤濃度におけるアセチレン系界面活性剤とアルコキシル化エーテルアミン酸化物の水性混合物である請求項1記載の方法。
- 前記液体洗浄媒体は、pH調節剤、ビルダ、金属イオン封鎖剤、曇り点消泡剤、分散剤、溶剤、ヒドロトロープ、酸化剤、及び保存剤から構成された群から選択された1つ又は複数の成分を更に有する請求項1記載の方法。
- 前記組成は、8.0を上回るpHを具備する請求項1記載の方法。
- 前記組成は、約9.5〜約11.5のpHを具備する請求項1記載の方法。
- 前記気体の前記流動は、前記通路に沿った少なくともどこかに約5m/s〜約15m/sの速度を具備する請求項1記載の方法。
- 前記通路は、実質的に水平の向きを具備する請求項1記載の方法。
- 前記通路は、実質的に垂直の向きを具備する請求項1記載の方法。
- 通路を洗浄する方法であって、気体と液体を前記通路に同時に供給するステップを有し、前記液体及び前記気体は、前記通路の内部表面の少なくともいずれかの部分上に細流液滴流動を実現するように、前記通路内において流動する、方法。
- 前記細流は、サブ細流への断片化を経験する請求項16記載の方法。
- 前記液体は、約50度を上回る、前記通路の内部表面上における前進接触角を具備し、且つ、0度を上回る後退接触角を具備する請求項16記載の方法。
- 前記液体を供給する前記ステップは、洗浄ステップを実現する請求項18記載の方法。
- 前記液体を供給する前記ステップは、プレ洗浄ステップを実現する請求項18記載の方法。
- 前記液体は、アルコールを有する請求項16記載の方法。
- 前記液体は、実質的に純粋な水から構成される請求項16記載の方法。
- 前記液体を供給する前記ステップは、すすぎを実現する請求項22記載の方法。
- 前記液体は、非霧化方式において前記通路に導入される請求項16記載の方法。
- 通路を洗浄する方法であって、気体及び液体を前記通路に同時に供給するステップを有し、前記気体及び前記液体は、前記通路の少なくともいずれかの内部表面上に運動する3相接触界面を実現する、方法。
- 通路を洗浄する方法であって、気体及び液体を前記通路に同時に供給するステップを有し、前記気体及び前記液体は、前記通路の少なくともいずれかの内部表面上に蛇行細流を実現する、方法。
- 通路を洗浄する方法であって、気体及び液体を前記通路に同時に供給するステップを有し、前記気体及び前記液体は、前記通路の少なくともいずれかの内部表面上に、サブ細流に断片化する細流を実現する、方法。
- 通路を洗浄する方法であって、気体及び液体を前記通路に同時に供給するステップを有し、前記液体は、前記通路の入口において非霧化方式において供給され、且つ、前記通路の出口において、前記液体は、泡状ではなく、且つ、前記液体の10%を上回らないものが霧化される、方法。
- 前記通路の内部表面は、交互に湿潤及び乾燥させられる請求項28記載の方法。
- 前記液体は、前記通路の少なくともいくつかの内部表面上に細流液滴流動を形成する請求項28記載の方法。
- 通路を洗浄する方法であって、
前記通路をプレ洗浄するステップと、
前記通路を洗浄するステップと、
前記通路をすすぐステップと、
を有し、
前記プレ洗浄ステップは、前記通路を通じて液体と気体を同時に流動させるステップを有する、方法。 - 前記液体及び前記気体を前記通路を通じて流動させる前記ステップは、細流液滴流動を有する請求項31記載の方法。
- 通路を洗浄する方法であって、
前記通路をプレ洗浄するステップと、
前記通路を洗浄するステップと、
前記通路をすすぐステップと、
を有し、
前記すすぎステップは、前記通路を通じて液体と気体を同時に流動させるステップを有する、方法。 - 前記液体と前記気体を前記通路を通じて流動させる前記ステップは、細流液滴流動を有する請求項33記載の方法。
- 通路を洗浄する方法であって、
前記通路の少なくとも入口において液体のプラグを形成するように、前記通路内に液体を供給するステップと、
前記液体の前記プラグを前記通路を通じて押し進めるように、前記通路内に気体を供給するステップと、
を有し、
前記気体流動は、前記通路内への前記液体の更なるものの導入の前に、前記通路の内部表面を実質的に乾燥又は脱湿させるべく十分な時間にわたって継続する、方法。 - 前記液体を前記通路内に供給する前記ステップは、合計プラグ長が前記通路の長さの約10%未満になるように、前記通路の長手方向に沿った前記合計プラグ長を具備する1つのプラグ又は一連のプラグを生成するべく、実行される、請求項35記載の方法。
- 前記気体流動は、時間との関係において安定している請求項35記載の方法。
- 前記気体流動は、時間との関係において不安定である請求項35記載の方法。
- 前記気体流動は、少なくとも約5秒にわたって継続する請求項35記載の方法。
- 前記気体流動は、少なくとも約15秒にわたって継続する請求項35記載の方法。
- 通路を洗浄する方法であって、
前記通路に第1流動形態を供給するステップと、
前記通路に第2流動形態を供給するステップと、
を有し、
前記流動形態の中の1つのものは、細流液滴流動を有し、且つ、前記流動形態の第2のものは、プラグ流動を有する、方法。 - 少なくとも第1通路と、第2通路と、を具備する1つ又は複数の医療装置を洗浄する方法であって、
前記第1通路に、前記第1通路に適切な気体流動及び液体流動の第1の時間的配列を供給するステップと、
前記第2通路に、前記第2通路に適切な気体流動と液体流動の第2の時間的配列を供給するステップと、
を有し、
前記第2の時間的配列は、前記第1の時間的配列とは異なる、方法。 - 少なくとも、第1通路と、第2通路と、を具備する1つ又は複数の医療装置を洗浄する方法であって、
前記第1通路に、前記第1通路に適切な第1の流体流動状態を供給するステップと、
前記第2通路に、前記第2通路に適切な第2の流体流動状態を供給するステップと、
を有し、
前記第2の流体流動状態は、前記第1の流体流動状態とは異なる、方法。 - 前記第1流動状態及び前記第2流動状態は、液体流動に対する気体流動の比率において異なる、請求項43記載の方法。
- 前記第1流動状態及び前記第2流動状態は、供給気体圧力において異なる請求項43記載の方法。
- 前記第1流動状態は、第1流動形態を有し、且つ、第2流動状態は、第2流動形態を有する請求項43記載の方法。
- 通路を洗浄する方法であって、
前記通路に、前記通路の第1部分を洗浄するのに適切な第1流体流動状態を供給するステップと、
前記通路に、前記通路の第2部分を洗浄するのに適切な第2流体流動状態を供給するステップと、
を有し、
前記第2流体流動状態は、前記第1流体流動状態と異なる、方法。 - 前記第1流動状態及び前記第2流動状態は、液体流動に対する気体流動の比率において異なる請求項47記載の方法。
- 前記第1流動状態及び前記第2流動状態は、供給気体圧力において異なる請求項47記載の方法。
- 前記第1流動状態は、第1流動形態を有し、且つ、第2流動状態は、第2流動形態を有する請求項47記載の方法。
- 前記通路の前記第1部分は、前記通路の前記第2部分の上流に位置し、且つ、前記第1流動状態は、前記第2流動状態よりも早期に供給される請求項47記載の方法。
- 第1通路と、第2通路と、を洗浄する装置であって、
前記第1通路及び前記第2通路に気体を供給する気体供給源と、
前記第1通路及び前記第2通路に液体を供給する液体供給源と、
前記気体供給源及び前記液体供給源の動作を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記第1通路に適切な第1液体/気体比率において液体及び気体を前記第1通路に供給させ、且つ、前記第2通路にとって適切な第2液体/気体比率において液体及び気体を前記第2通路に供給させ、前記第2液体/気体比率は、前記第1液体/気体比率とは異なる、装置。 - 前記装置は、前記第2通路への前記液体及び前記気体の供給と同時に、前記液体及び前記気体を前記第1通路に供給させる請求項52記載の装置。
- 前記装置は、前記第2通路への前記液体及び前記気体の供給と順番に、前記液体及び前記気体を前記第1通路に供給させる請求項52記載の装置。
- 前記装置は、前記第2通路への前記液体及び前記気体の供給と同時に、且つ、これと順番に、前記液体及び前記気体を前記第1通路に供給させる請求項52記載の装置。
- 前記第1通路及び前記第2通路は、異なる内視鏡内に存在する請求項52記載の装置。
- 前記第1通路及び前記第2通路は、共通の内視鏡内に存在する請求項52記載の装置。
- 前記第1通路及び前記第2通路は、異なる内部直径を具備する請求項52記載の装置。
- 前記装置は、前記第1通路に適切な第1周囲長によって正規化された液体流量と、前記第2通路に適切な第2周囲長によって正規化された液体流量と、を生成する請求項52記載の装置。
- 前記装置は、前記第1通路に適切な第1気体質量流束と、前記第2通路に適切な第2気体質量流束と、を生成する請求項52記載の装置。
- 前記第1通路内には、前記第1通路に適切な気体質量流束と周囲長によって正規化された液体流量の第1の組合せが供給され、且つ、前記第2通路内には、前記第2通路に適切な気体質量流束と周囲長によって正規化された液体流量の第2の組合せが供給される請求項52記載の装置。
- 第1通路と、第2通路と、を洗浄する装置であって、
気体を前記第1通路及び前記第2通路に供給する気体供給源と
液体を前記第1通路及び前記第2通路に供給する液体供給源と、
前記気体供給源及び前記液体供給源の動作を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、液体及び気体を前記第1通路に適切な第1時間的配列において前記第1通路に供給させ、且つ、液体及び気体を前記第2通路に適切な第2時間的配列において前記第2通路に供給させ、前記第2時間的配列は、前記第1時間的配列とは異なる、装置。 - 前記装置は、前記第2通路への前記液体及び前記気体の供給と同時に、前記液体及び前記気体を前記第1通路に供給させる請求項62記載の装置。
- 前記装置は、前記第2通路への前記液体及び前記気体の供給と順番に、前記液体及び前記気体を前記第1通路に供給させる請求項62記載の装置。
- 前記装置は、前記第2通路への前記液体及び前記気体の供給と同時に、且つ、これと順番に、前記液体及び前記気体を前記第1通路に供給させる請求項62記載の装置。
- 前記第1通路及び前記第2通路は、異なる内視鏡内に存在する請求項62記載の装置。
- 前記第1通路及び前記第2通路は、共通内視鏡内に存在する請求項62記載の装置。
- 前記第1通路及び前記第2通路は、異なる内部直径を具備する請求項62記載の装置。
- 前記第1通路及び前記第2通路は、異なる長さを具備する請求項62記載の装置。
- 通路を洗浄する装置であって、
気体を前記通路に供給する気体供給源と、
液体を前記通路に供給する液体供給源と、
を有し、
前記気体供給源は、前記通路に沿った少なくともどこかにおいて約2m/s〜約80m/sの流速で前記気体を供給し、
前記液体供給源は、約1〜約5ミリリットル/分/前記通路の周囲長のミリメートルという周囲長によって正規化された液体流量において前記液体を供給し、
前記液体は、約50度を上回る、前記通路の内部表面上における前進接触角を具備し、且つ、0度を上回る後退接触角を具備し、
前記界面活性剤は、0.1%の界面活性剤濃度において計測された50mmを下回るRoss Miles泡高さを具備する、装置。 - 前記装置は、前記液体の流動を実質的に安定状態方式によって供給するベくコントローラを有する請求項70記載の装置。
- 前記装置は、前記気体の流動を実質的に安定状態方式によって供給するべくコントローラを有する請求項70記載の装置。
- 前記装置は、約30psigを上回らない圧力において前記通路の入口に前記気体を供給する請求項70記載の装置。
- 前記液体は、界面活性剤を有する請求項70記載の装置。
- 前記装置は、前記通路の前記内部表面が前記液体によって覆われていない際に前記通路の少なくともいくつかの内部表面のドライアウトを生成する請求項70記載の装置。
- 前記気体の流動は、前記通路内の少なくともどこかにおいて約5m/s〜約15m/sの速度を具備する請求項70記載の装置。
- 前記気体の流動は、前記通路内の少なくともどこかにおいて約2m/s〜約80m/sの速度を具備する請求項70記載の装置。
- 前記気体の流動は、前記通路内のすべての場所において約2m/s〜約80m/sの速度を具備する請求項70記載の装置。
- 通路を洗浄する装置であって、
前記通路に気体を供給する気体供給源と、
前記通路に液体を供給する液体供給源と、
を有し、
前記装置は、前記通路の内部表面の少なくともいずれかの部分上に細流液滴流動を実現するように、前記液体及び前記気体を前記通路に供給する、装置。 - 前記液体は、界面活性剤を有する水性溶液を有する請求項79記載の装置。
- 前記液体は、アルコールを有する請求項79記載の装置。
- 前記液体は、実質的に純粋な水から構成される請求項79記載の装置。
- 前記装置は、前記通路の前記内部表面が前記液体と接触していない際に、前記通路の少なくともいくつかの内部表面のドライアウトを生成する請求項79記載の装置。
- 通路を洗浄する装置であって、
前記通路に気体を供給する気体供給源と、
前記通路に液体を供給する液体供給源と、
前記気体供給源及び前記液体供給源の動作を制御するコントローラと、
を有し、
いくつかの期間において、前記コントローラは、前記液体及び前記気体の両方を実質的に安定状態方式によって前記通路に供給させ、且つ、
いくつかのその他の期間において、前記コントローラは、前記液体及び前記気体の中の少なくとも1つのものが非安定状態方式によって前記通路に供給されるように、前記液体及び前記気体を前記通路に供給させる、装置。 - 前記非安定状態方式による動作においては、前記動作の少なくとも一部が周期的な方式によって不安定である請求項84記載の装置。
- 前記周期的な方式は、少なくとも10回の反復周期を有する請求項85記載の装置。
- 前記非安定状態方式による動作においては、前記動作の少なくとも一部分が非周期的な方式によって不安定である請求項84記載の装置。
- 前記液体は、非安定状態方式によって供給される請求項84記載の装置。
- 前記気体は、非安定状態方式によって供給される請求項84記載の装置。
- 通路を洗浄する装置であって、
前記通路に気体を供給する気体供給源と、
前記通路に液体を供給する液体供給源と、
前記気体供給源及び前記液体供給源の動作を制御するコントローラと、
を有し、
少なくともなんらかの期間にわたって、前記コントローラは、前記液体の一部が前記通路に供給されることを伴うことなしに、前記気体を前記通路に供給させ、且つ、
なんらかのその他の後の期間において、前記コントローラは、前記液体を前記通路に供給させる、装置。 - 前記気体は、前記通路の内部表面の少なくとも一部分のドライアウト又は脱湿を生成するべく十分な持続時間にわたって供給される請求項90記載の装置。
- 前記気体は、少なくとも約5秒にわたって供給される請求項90記載の装置。
- 前記気体は、少なくとも約15秒にわたって供給される請求項90記載の装置。
- 前記装置は、前記気体を除湿する除湿機、又は前記気体を加熱する加熱機、又は除湿機及び加熱機の両方を有する請求項90記載の装置。
- 前記液体は、前記通路への気体の供給と同時に前記通路に供給される請求項90記載の装置。
- 前記液体が前記通路に供給される際には、気体は前記通路に供給されない請求項90記載の装置。
- 前記液体は、界面活性剤を有する請求項90記載の装置。
- 前記液体は、アルコールを有する請求項90記載の装置。
- 前記液体は、実質的に純粋な水から構成される請求項90記載の装置。
- 通路を洗浄する装置であって、
前記通路に気体を供給する気体供給源と、
前記通路に液体を供給する液体供給源と、
前記気体供給源及び前記液体供給源の動作を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、気体を実質的に一定の流量において前記通路に供給させ、且つ、液体を脈動方式によって前記通路に供給させる、装置。 - 前記脈動方式は、大きな液体流量と小さな液体流量の交互に変化する周期を有する請求項100記載の装置。
- 前記脈動方式は、有限の液体流量とゼロの液体流量の交互に変化する周期を有する請求項100記載の装置。
- 前記ゼロの液体流量の周期は、前記通路の内部表面が、前記有限の液体流量の前記周期の次のものの前に、本質的に完全なドライアウト状態となるような持続時間を有する請求項102記載の装置。
- 通路を洗浄する方法であって、前記通路の内部表面との3相接触界面を具備する運動する液状体を生成するステップを有し、前記通路の前記内部表面のそれぞれのパッチは、洗浄の際に少なくとも一回だけ前記3相接触界面の中のいずれかのものによって清掃される、方法。
- 前記通路の前記内部表面のそれぞれのパッチは、前記洗浄の際に少なくとも5回にわたって前記3相接触界面の中のいずれかのものによって清掃される請求項104記載の方法。
- 前記通路の前記内部表面のそれぞれのパッチは、前記洗浄の際に少なくとも25回にわたって前記3相接触界面の中のいずれかのものによって清掃される請求項104記載の方法。
- 内視鏡の通路を洗浄する装置であって、
前記通路に流体を供給する流体供給源と、
前記内視鏡の第1アクセスポイントに接続して第1流動接続を確立する第1コネクタであって、前記第1流動接続は、第1弁を具備する、第1コネクタと、
前記内視鏡の第2アクセスポイントに接続して第2流動接続を確立する第2コネクタであって、前記第2流動接続は、第2弁を具備する第2コネクタと、
前記第1弁を開放すると共に前記第2弁を閉鎖することにより、前記通路を通じて、第1方向において、或いは、前記第1弁を閉鎖すると共に前記第2弁を開放することにより、第2方向において、流動を誘導するコントローラと、
を有する装置。 - 1つ又は複数の内視鏡の第1通路及び第2通路を洗浄する装置であって、
前記通路に気体を供給する気体供給源と、
前記通路に液体を供給する液体供給システムと、
前記第1通路に必要とされる最大気体流量が前記第1通路に供給されている際に、前記第2通路に供給されている気体流量は、前記第2通路に必要とされている最大気体流量を下回っており、且つ、前記第2通路に必要とされている前記最大気体流量が前記第2通路に供給されている際には、前記第1通路に供給されている気体流量は、前記第1通路に必要とされている前記最大気体流量を下回るように、前記気体供給源を制御するコントローラと、
を有する装置。 - 通路を洗浄する装置であって、
前記通路に気体を供給する気体供給システムと、
前記通路に液体を供給する液体供給システムと、
前記気体供給システム又は前記液体供給システム又はこれらの両方の少なくとも一部に消毒剤を供給するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記気体供給システム又は前記液体供給システム又はこれらの両方の少なくとも一部分に、前記装置の少なくとも一部分を消毒するのに好適な細流液滴流動を生成するように、動作を制御する、装置。 - 第1通路を洗浄する装置であって、
気体を供給する気体供給源と、
液体を供給する液体供給源と、
前記第1通路への前記気体の第1流量を計測する第1流量計と、
制御システムと、
を有し、
前記制御システムは、前記気体の前記計測された第1流量に応答して前記液体の前記第1流量を設定する、装置。 - 前記流量計は、前記液体と前記気体の合流点の上流において前記気体の前記流量を計測する請求項110記載の装置。
- 前記装置は、第2通路を洗浄する能力をも有しており、且つ、前記装置は、前記第2通路への第2気体流量を計測する第2流量計を有し、且つ、前記制御システムは、前記第2通路への第2液体流量をも設定する請求項110記載の装置。
- 前記第1液体流量と前記第1気体流量の間には、第1の関係が存在し、且つ、前記第2液体流量と前記第2気体流量の間には、第2の関係が存在し、且つ、前記第1の関係と前記第2の関係は、同一である請求項112記載の装置。
- 前記第1液体流量と前記第1気体流量の間には、第1の関係が存在し、且つ、前記第2液体流量と前記第2気体流量の間には、第2の関係が存在し、且つ、前記第1の関係と前記第2の関係は、互いに異なる請求項112記載の装置。
- 前記第1通路は、第1内視鏡内に存在し、且つ、前記第2通路は、第2内視鏡内に存在する請求項112記載の装置。
- 前記第1通路及び前記第2通路は、共通内視鏡内に存在する請求項112記載の装置。
- 前記第1液体流量は、第1液体ポンプによって供給され、且つ、前記第2液体流量は、第2液体ポンプによって供給される請求項112記載の装置。
- 第1通路及び第2通路を洗浄する装置であって、
気体を供給する気体供給源と、
液体を供給する液体供給源と、
前記第1通路への前記気体の第1気体流量を計測する第1流量計と、
前記第2通路への前記気体の第2気体流量を計測する第2流量計と、
制御システムと、
を有し、
前記制御システムは、前記第1気体流量及び前記第2気体流量の合計に応答して合計液体流量を設定し、且つ、
前記合計液体流量を第1液体流量と第2液体流量に分割するべく比例弁を更に有する装置。 - 前記比例弁は、前記コントローラによって制御される請求項118記載の装置。
- 洗浄流体を内視鏡に供給するコネクタであって、
第1入力流路と、
第1位置と第2位置の間において前記第1入力流路の位置を調節するアクチュエータと、
を有し、
前記第1位置において、前記第1入力流路は、第1チャネルと整合し、且つ、前記第2位置において、前記入力流路は、第2チャネルと整合する、コネクタ。 - 第2入力流路を更に有し、前記アクチュエータは、第3位置と第4位置の間において前記第2入力流路の位置を調節し、前記第3位置において、前記第2入力流路は、第3チャネルと整合し、且つ、前記第4位置において、前記第2入力流路は、第4チャネルと整合する請求項120記載の装置。
- 洗浄流体を内視鏡に供給するコネクタであって、
入力流路と、
第1位置、第2位置、第3位置、及び第4位置の間において前記入力流路の位置を調節するアクチュエータと、
を有し、
前記第1位置において、前記入力流路は、第1チャネルと整合し、且つ、前記第2位置において、前記入力流路は、第2チャネルと整合し、且つ、前記第3位置において、前記入力流路は、第3チャネルと整合し、且つ、前記第4位置において、前記入力流路は、第4チャネルと整合する、コネクタ。 - 内視鏡の外部表面を洗浄する装置であって、
少なくとも部分的に液体中に沈んだ状態において前記内視鏡を収容するベイスンと、
前記内視鏡の前記外部表面の少なくともいくつかのものに向かって、前記ベイスン内に、液体を誘導する流動システムと、
を有し、
前記流動システムは、前記液体の流動を増幅するエダクタを有し、
前記エダクタは、泡を含む液体を排出する、装置。 - 前記エダクタは、前記取入口内において前記液体と共に多少の気体を流入させるように、前記ベイスン内の液体レベルに十分近接して配置される請求項123記載の装置。
- 前記エダクタは、前記エダクタの吸引領域内への気体取入口を有する請求項123記載の装置。
- 内視鏡の外部表面を洗浄する装置であって、
液体中に少なくとも部分的に沈んだ状態において前記内視鏡を収容するベイスンと、
複数のエダクタを通じて、前記内視鏡の前記外部表面の少なくともいくつかのものに向かって、前記ベイスン内に、液体を誘導する流動システムと、
を有し、
前記エダクタの中の少なくとも1つのものは、前記エダクタの中の少なくとも別の1つのものが第2流量を搬送する際に同時に第1流量を搬送し、前記第1流量は、前記第2流量とは異なる、装置。 - 前記第2流量は、ゼロである請求項126記載の装置。
- 前記エダクタが前記第1流量を搬送し、且つ、前記エダクタのその他のものが前記第2流量を搬送するパターンは、時間の関数として変化する請求項126記載の装置。
- 噴霧を前記内視鏡に対して誘導するように配置された噴霧ノズルを更に有する請求項126記載の装置。
- 前記噴霧ノズルは、前記内視鏡の上方に配置される請求項129記載の装置。
- 通路を洗浄する方法であって、
前記通路の内部表面の表面エネルギーを増大させるのに好適な界面活性剤を有する液体を調製するステップと、
前記通路の前記内部表面の交互に変化する湿潤及び脱湿を実現するように、前記通路を通じて気体及び前記液体を流動させるステップと、
を有する方法。 - 前記流動させるステップは、前記通路の前記内部表面の少なくとも一部分上に細流液滴流動を生成するステップを有する請求項131記載の方法。
- 前記流動させるステップは、前記通路の前記内部表面の少なくとも一部分上にプラグ流動を生成するステップを有する請求項131記載の方法。
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