JP2021514699A - 眼科手術機器におけるガス混合システム及び方法 - Google Patents

Abstract

眼内注入用の混合ガスを提供するためのガス混合システム。いくつかの実施形態では、第１の定容積室は、第１のガス供給入口からのガスで自動的にパージされ、第１の所定の圧力まで充填される。第２の定容積室は、第２のガス供給入口からのガスでパージされ、第２の所定の圧力まで充填される。第１の所定の圧力及び第２の所定の圧力は、最終混合物中の所望のガス濃度と、第１の定容積室、第２の定容積室、及び第３の定容積室のそれぞれの容積とに基づいて決定される。次いで、第１の定容積室からのガスが、予めパージされた、第３の定容積室内のガスと混合することができる。次に、第２の定容積室からのガスが第３の定容積室内のガスと混合することができる。最後に、第３の定容積室内のガスの混合物が眼内シリンジ内に押し出される。

Description

健康な人間の眼において、網膜は、毛様体扁平部の背後で概ね円周状に脈絡膜に物理的に付着している。眼の後眼部を満たす透明なゼリー状物質である硝子体液は、網膜の残り部分を、脈絡膜に物理的に付着させるのではなく、脈絡膜に寄りかからせるのに役立つ。

時として、網膜の一部が脈絡膜から剥離される場合がある。またあるときには、網膜の一部が断裂して、硝子体液、及び時には房水が、網膜と脈絡膜との間に流入することを許容し、網膜下液の蓄積が生じることもある。これらの症状はどちらも失明という結果を招く。

これらの症状を外科的に修復するために、外科医は一般的に、強膜切開、すなわち毛様体扁平部において強膜を切開することによって、眼の後眼部に硝子体切除プローブを挿入する。外科医はまた、一般的に、同様の切開によって光ファイバ光源及び注入カニューレを眼に挿入し、時として硝子体切除プローブの代わりに吸引プローブを使用する場合もある。外科医は、顕微鏡下で光ファイバ光源の助けにより後眼部を視認しながら、硝子体切除プローブを使用して硝子体を切除して吸引し、網膜剥離部又は網膜断裂部にアクセスする。外科医はまた、網膜剥離又は網膜裂傷の原因になった膜を除去するために、硝子体切除プローブ、鋏、ピック、及び／又は鉗子を使用することがある。手術のこの時点で、一般的に、適切な眼内圧力を維持するために、生理食塩水が注入カニューレを介して眼に注入される。

次に、外科医は、適切な箇所で脈絡膜にへばりつくように網膜の剥離部分又は断裂部分を取り扱うことがある。一般的に、かかる取り扱いのために、先端の柔らかいカニューレ、鉗子、又はピックが利用される。多くの外科医はまた、網膜の剥離部分又は断裂部分を適切な箇所で脈絡膜にへばりつかせるのに役立つように、後眼部における生理食塩水を吸引しながら、網膜タンポナーデ流体としてペルフルオロカーボン液を眼の後眼部に注入する。この処置は、一般的に、「流体／ペルフルオロカーボン」交換と呼ばれる。他の外科医は、生理食塩水を吸引しながら、網膜タンポナーデ流体として空気を眼の後眼部に注入する。この処置は、一般的に、「流体／空気」交換と呼ばれる。最後に、他の外科医は、生理食塩水を吸引しながら、網膜タンポナーデ流体として空気とＳＦＯ、Ｃ３Ｆ８又はＣ２Ｆ６などのガスとの混合物を眼の後眼部に注入する。この処置は、一般的に、「流体／ガス」交換と呼ばれる。本明細書で使用される場合、「流体」という用語は、限定されるものではないが、添加物を含む又は含まない生理食塩水、シリコーン油、ペルフルオロカーボン液、空気、又はペルフルオロカーボンガスを含む、眼内での使用に好適である任意の液体又はガスを指すことがある。

流体交換工程は、最も一般的には、ガスが充填された６０ｃｃ（立方センチメートル）のシリンジを使用して行われる。ガスをシリンジに充填する従来の工程は、使用されるガスの種類と眼内のガス気泡の予想持続時間とに応じて、ガスの割合が約１０％〜２６％になるように空気とガスを混合することを含む手作業による工程である。この工程は、まず（例えば、ガス供給源を備えた手術用コンソールからの）１００％の濃度のガスをシリンジに充填し、次いで、目標濃度によって決まる特定の量までシリンジ内のガスの量を低減し、次いで、濾過された空気をシリンジの残り部分に充填し、これにより目標濃度で終了することによって実行されてもよい。様々な手製機械装置のいずれかの使用を伴い得る、この手作業による工程は、時間がかかるだけでなく、間違いも起こりやすい。

結果として、硝子体網膜手術では、流体／ガス交換に使用されるガスをシリンジに充填するのに役立つ改良されたシステムが依然として必要である。例えば、このシステムは、高価なガスの浪費をなくすか又は実質的に低減し、且つミスの結果として失われる時間をなくす一方で、手術室看護師がガスをシリンジに所望の濃度まで片手で正確に充填することを可能にすることができる。

眼内注入用の混合ガスをシリンジに提供するためのガス混合システムについて、以下に詳細に説明する。消耗部品を非常に単純でひいては安価な形態にするために、このシステムを使用してもよい。いくつかの実施形態では、消耗部品は、シリンジとフィルタとを含み得る。

いくつかの実施形態では、以下で更に詳細に述べるように、ガス混合システムは、調整器入口と調整器出口とを各々有するとともに、それぞれの調整器制御入力によって各々電子的に制御可能である、第１の圧力調整器及び第２の圧力調整器を含み、第１の圧力調整器及び第２の圧力調整器の調整器入口は、第１のガス供給入口及び第２のガス供給入口とそれぞれ流体接続する。ガス混合システムは、第１の圧力調整器及び第２の圧力調整器の調整器出口にそれぞれ流体的に接続された内容積部を有する第１の定容積室及び第２の定容積室と、第１の定容積室及び第２の定容積室の内容積部にそれぞれ流体的に接続された第１の圧力変換器及び第２の圧力変換器とを更に含む。第１の遮断弁及び第２の遮断弁は、弁入口と弁出口とを各々有し、第１の遮断弁及び第２の遮断弁は、第１の遮断弁及び第２の遮断弁のそれぞれの第１の弁入口及び第２の弁入口を介して、第１の定容積室及び第２の定容積室の内容積部にそれぞれ流体的に接続される。これらの第１の遮断弁及び第２の遮断弁は、それぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である。

ガス混合システムは、弁入口と弁出口とを備えた第１の抽気弁を更に含み、弁入口は、第１の定容積室の内容積部に流体的に接続され、且つ弁出口は、外部環境に接続される。この第１の抽気弁は、それぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である。システムは、第１の遮断弁の弁出口と第２の遮断弁の弁出口とに流体的に接続された内容積部を有する第３の定容積室（又は更なる追加の室）を更に含み得る。第３の圧力変換器は、第３の定容積室の内容積部に流体的に接続され、且つ第３の遮断弁は、第３の定容積室の内容積部に流体的に接続された弁入口と、弁出口とを有し、第３の遮断弁は、第３の遮断弁のための弁制御入力によって電気的に制御可能である。第２の抽気弁は、弁入口と弁出口とを有し、第２の抽気弁の弁入口は、第３の定容積室の内容積部に流体的に接続され、且つ第３の抽気弁の弁出口は、外部環境に接続され、この第２の抽気弁はまた、それぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である。最後に、コネクタは、第３の遮断弁の弁出口と流体接続し、コネクタは、フィルタと眼内シリンジとに取り外し可能に接続するように構成される。

本明細書に開示する実施形態は、網膜タンポナーデガスをシリンジに充填する方法を更に含む。シリンジを含む自動ガス充填用消耗品は、眼科手術用コンソールのポートに流体的に結合される。コンソールのユーザインターフェースは、特定の網膜タンポナーデガスを選択するために使用される。シリンジには、コンソールからの網膜タンポナーデガスが充填される。充填後に、シリンジは、外科医によるその後の使用のために、自動ガス充填用消耗品から取り外される。

本発明のより完全な理解のために、添付の図面と併せて解釈される以下の説明を参照する。

図１は、実施形態による、例示的なガス混合システムを図示する。 図２は、実施形態による、３つ以上のガスを混合するためのガス混合システムを拡張する代替的な手法を図示する。 図３は、実施形態による、網膜タンポナーデガスをシリンジに充填する方法のフローチャートを図示する。 図４は、実施形態による、第３のガスを利用する拡張された方法のフローチャートを図示する。 図５は、実施形態による、第３のガスを利用する代替方法のフローチャートを図示する。

前述の一般的な説明と以下の詳細な説明の両方が、例示的且つ説明的なものに過ぎず、特許請求される本実施形態の更なる説明を提供するように意図されたものであることを理解されたい。

図１は、いくつかの実施形態による、例示的なガス混合システム１０を示している。ガス混合システム１０は、再使用可能部分２と使い捨て部分４とに分割することができ、使い捨て部分４は、一体型逃がし弁又はフィルタ１３と、フィルタ１４とを含み得る、シリンジ１２を備える。再使用可能部分２は、定容積室と電気的に制御可能な調整器及び弁と圧力変換器との集合体のみならず、ガスボトル１６及び空気供給源１８（例えば、空気ボトル又は大気ポンプ）を含み得る。以下に更に詳細に説明するように、再使用可能部分２は、コネクタ１５を介して、所望のガス割合の、ガスと空気との混合物をシリンジ１２に自動的且つ正確に提供するために、ユーザインターフェース７０を介して提供されるユーザ入力に基づいて、及び種々の圧力変換器からの入力に基づいて、調整器及び弁を制御するように構成された処理回路６０を更に含み得る。

ガスボトル１６及び空気供給源１８は、第１のガス供給入口及び第２のガス供給入口を介してシステムの残り部分に結合される、第１のガス供給源及び第２のガス供給源の例とみなされてもよい。第１の圧力調整器２０及び第２の圧力調整器２２は、調整器入口と調整器出口とを各々有するとともに、それぞれの調整器制御入力によって各々電子的に制御可能である。第１の圧力調整器２０及び第２の圧力調整器２２の調整器入口は、第１のガス供給入口及び第２のガス供給入口を介して第１のガス供給源及び第２のガス供給源（例えば、ガスボトル１６及び空気供給源１８）にそれぞれ結合され、したがって、第１の圧力調整器２０及び第２の圧力調整器２２の調整器入口は、第１のガス供給源及び第２のガス供給源が接続される、第１のガス供給入口及び第２のガス供給入口とそれぞれシール状態で流体接続する。いくつかの実施形態では、流体接続は、弁又は調整器が介在しない、２つの要素間のシール状態での（例えば、加圧可能な）接続を含み得る。そのような流体接続の例としては、気密管又は気密導管が挙げられる。かかる接続は、複数の部品、フランジ、及びインタフェースを含み得る。したがって、互いに「流体的に接続される」２つの要素は、かかる流体接続によって互いに接続される。

ガス混合システム１０の再使用可能部分２は、第１の圧力調整器２０及び第２の圧力調整器２２の調整器出口にそれぞれ流体的に接続された内容積部を有する第１の定容積室２４及び第２の定容積室２６を更に含む。第１の圧力変換器２８及び第２の圧力変換器３０は、第１の定容積室２４及び第２の定容積室２６の内容積部にそれぞれ流体的に接続され、室２４及び２６内の圧力の電気的監視を提供する。

ガス混合システム１０は、弁入口と弁出口とを各々有する、第１の遮断弁３２及び第２の遮断弁３４を更に含む。それぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である、第１の遮断弁３２及び第２の遮断弁３４は、それぞれ第１の弁入口及び第２の弁入口を介して、第１の定容積室２８及び第２の定容積室３０の内容積部にそれぞれ流体的に接続される。弁入口と弁出口とを有する、第１の抽気弁３６は、第１の抽気弁３６の弁入口を介して、第１の定容積室２８の内容積部に流体的に接続され、第１の抽気弁３６の弁出口は、外部環境に接続される。第１の抽気弁３６はまた、それぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である。

ガス混合システム１０は、第１の遮断弁３２の弁出口と第２の遮断弁３４の弁出口とに流体的に接続された内容積部を有する、第３の定容積室３８をなお更に含む。第３の圧力変換器４０は、第３の定容積室の内容積部に流体的に接続され、且つ第３の遮断弁４２は、第３の定容積室３８の内容積部に流体的に接続された弁入口を有し、且つ弁出口を有し、第３の遮断弁４２はまた、弁制御入力によって電気的に制御可能である。第２の抽気弁４４は、弁入口と弁出口とを有し、第２の抽気弁４４の弁入口は、第３の定容積室３８の内容積部に流体的に接続され、且つ第３の抽気弁の弁出口は、外部環境に接続される。この第２の抽気弁４４はまた、それぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である。

最後に、ガス混合システム１０は、第３の遮断弁４２の弁出口と流体接続するコネクタ１５を含む。このコネクタ１５は、フィルタ１４と眼内シリンジ１２とに取り外し可能に接続するように構成される。

これらの接続の詳細は図１に示していないが、処理回路６０は、第１の圧力調整器２０及び第２の圧力調整器２２の調整器制御入力と、第１の遮断弁３２、第２の遮断弁３４、及び第３の遮断弁４２の弁制御入力と、第１の抽気弁３６及び第２の抽気弁４４の弁制御入力と、第１の抽気弁及び第２の抽気弁の弁制御入力と、第１の圧力変換器２８、第２の圧力変換器３０、及び第３の圧力変換器４０とに動作可能に接続されてもよい。処理回路６０は、例えば、メモリに結合され、且つソフトウェア及び／又はファームウェアとしてメモリに格納された適切なプログラムコードを実行するように構成された、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はその他を備え得る。いくつかの実施形態では、処理回路６０は、単独で又はマイクロコントローラ／プロセッサ及びかかるプログラムコードを格納するメモリと組み合わせて、本明細書では処理回路６０に帰属する機能の一部又は全てを実行するように特別に設計されたデジタル論理を含み得る。

図３は、実施形態による、シリンジに充填するための実施形態のフローチャートを図示している。フローチャートに示す要素は例示的なものに過ぎない。提供される種々の要素が省略されてもよく、追加の要素が追加されてもよく、且つ／又は種々の要素が、以下で提供される順序とは異なる順序で行われてもよい。３０１では、シリンジ１２（及び場合によってはフィルタ１４も）を含む自動ガス充填用消耗品が、眼科手術用コンソールのコネクタ／ポート１５に流体的に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、処理回路６０は、使用者が無菌シリンジ１２／フィルタ１４組立体をコネクタ１５に取り付けた後に、３０３で開始する工程を自動的に実行するように構成される。いくつかの実施形態では、３０３において、システムは、例えば、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ８０の存在を検出するように構成されたＲＦＩＤ読取回路７５を使用して、又はバーコードの読み取り若しくは同様の特徴によって、消耗品（例えば、シリンジ１２／フィルタ１４を含む）が手術用コンソールに結合されているか否かを自動的に検出してもよい。別の例として、コネクタ１５に結合された機械的及び／又は電気的インターロックは、スイッチを作動させて又は信号を送信して、適切に装着されたシリンジ１２が存在することを処理回路６０に示すために使用されてもよい。

３０５では、コンソールのユーザインターフェース（又は、例えば、別の入力源）は、１つ又は複数の特定の網膜タンポナーデガスを選択するために使用されてもよい。他のユーザ入力（例えば、ガス濃度）もまた、ユーザインターフェースを通じて受信されてもよい。他の入力源は、例えば、コンソールに結合されたシリンジ１２上の、ＲＦＩＤタグ又は他の電子的に読取可能なタグ、バーコードなどを含み得る。いくつかの実施形態では、ガス混合システムは、例えば、ＲＦＩＤタグ又は他の電子的に読取可能なタグ、バーコード、又は他の同様の技術によって、取り付けられたガスボトル１６からガスの種類を「読み取る」ように構成され、且つユーザ入力を確認するために、及び／又は適切なガスが接続されることを確実にするように使用者に促すために、この情報を使用してもよい。

シリンジ１２が適所にあるときに、３０７において、処理回路６０は、第２のガス供給入口からのガスを第２の定容積室２６と第３の定容積室３８との間の経路に流し、それによって、ガス混合システム１０の前回の使用からの１種又は複数種の残留ガスをこの経路からパージするために、図示のシステムでは空気供給源１８に接続される、第２の圧力調整器２２と第２の遮断弁３４と第２の抽気弁４４とをまず制御するように構成される。いくつかの実施形態では、この経路をパージすることは、空気が空気供給源１８から圧力調整器２２と室２６と弁３４と容積部３８と弁４４とを通って所定時間にわたって流れることを可能にすることを含み得る（他のパージ技術も考慮される）。この動作のために、第３の遮断弁４２が（及び例えば遮断弁３２も）閉鎖され得ることに留意されたい。３０９では、処理回路６０は、次いで、前記パージ後に第２の遮断弁３４及び第２の抽気弁４４を閉鎖するように構成される。この閉鎖は、例えば、所定時間後に行われてもよい。３１１では、処理回路６０は、次いで、図示のシステムではガス供給源１６に接続される、第１のガス供給入口からのガスを第１の定容積室２４の内容積部に流し、それによって、ガス混合システム１０の前回の使用からの１種又は複数種の残留ガスを第１の定容積室２４の内容積部からパージするために、第１の圧力調整器２０と第１の遮断弁３２と第１の抽気弁３６とを制御するように構成される。いくつかの実施形態では、この経路をパージすることは、ガスがガス供給源１６から圧力調整器２０と室２４と弁３６とを通って（但し、閉鎖された弁３２は通らない）所定時間にわたって流れることを可能にすることを含み得る（他のパージ技術も考慮される）。３１３では、処理回路６０は更に、第１の定容積室２４の内容積部のこのパージ後に第１の抽気弁３６を閉鎖する（及び弁３２を閉鎖したままにする）ように構成される。ここでも、この閉鎖は、いくつかの実施形態では、所定時間後に行われてもよい。

３１５では、処理回路６０は、次に、第１の圧力変換器２８からのフィードバックに基づいて、第１のガス供給入口からのガスで第１の定容積室２４の内容積部を第１の所定の圧力まで満たすように、第１の圧力調整器２０を制御するように構成される。以下に更に詳細に述べるように、この第１の所定の圧力は、ガスの種類と最終混合物中の所望のガス濃度とに基づいて、処理回路６０によって算出される。

第１の定容積室２４の内容積部が、圧力変換器２８によって表すように、第１の所定の圧力まで満たされた後に、３１７において、処理回路６０は、第１の遮断弁３２を開放し、それによって、第１の定容積室２４の内容積部と第３の定容積室３８の内容積部との流体連通を可能にし、その後、第１の定容積室及び第３の定容積室内の圧力が、例えば、圧力変換器４０によって表すように、均一にされた後に、又は所定時間後に、第１の遮断弁３２を閉鎖する。いくつかの実施形態では、弁３２は、室が均一になる前に閉鎖されてもよい（例えば、弁３２は、圧力変換器４０において目標圧力が検出されたときに閉鎖されてもよい）。

３１９では、処理回路６０は、次に、第２の圧力変換器３０からのフィードバックに基づいて、第２のガス供給入口からのガスで第２の定容積室２６の内容積部を第２の所定の圧力まで満たすように、第２の圧力調整器２２を制御するように構成される。図示の例では、ガスボトル１６からのガスと空気供給源１８からの空気との混合を提供するために、空気供給源１８が第２のガス供給入口に取り付けられることに留意されたい。ここでも、以下で更に詳細に述べるように、この第２の所定の圧力は、ガスの種類（ガスボトル１６及び空気供給源１８内の）と最終混合物中の所望のガス濃度とに基づいて、処理回路６０によって算出される。当然ながら、システムがより一般に適用可能であり、且つ空気以外のガスがここで又は他のガス供給入口で使用され得ることが認識されるであろう。

第２の定容積室２６の内容積部が第２の所定の圧力まで満たされた後に、ステップ３２１において、処理回路６０は、第２の遮断弁３４を開放し、それによって、第２の定容積室２６の内容積部と第３の定容積室３８の内容積部との流体連通を可能にする。これによって、第２の定容積室２６及び第３の定容積室３８内のガスが混合して圧力が均一になることが可能となる（この時点で、遮断弁３４が閉鎖されてもよい）。いくつかの実施形態では、遮断弁３４は、圧力が均一になる前に（例えば、圧力変換器４０において目標圧力が検出された場合に又は所定時間後に）閉鎖されてもよい。

３２３では、シリンジ１２に、コンソールからの網膜タンポナーデガスが充填されてもよい。例えば、第２の定容積室及び第３の定容積室内の圧力が、例えば、圧力変換器４０によって表すように、均一にされた時点で（又は、例えば、圧力変換器４０において目標圧力が検出されたときに若しくは所定時間後に）、処理回路６０は、第３の遮断弁４２を開放してもよく、それによって、第３の定容積室３８の内容積部からの混合ガスがコネクタ１５に流れ、ひいては、フィルタ１４を通ってシリンジ１２内に入ることができるようにし、圧力が上昇してガスが流入するときにプランジャを押し戻す。いくつかの実施形態では、図１に図示するように、シリンジ１２は、シリンジ１２からの任意の過剰なガス圧の解放を可能にする一体型逃がし弁１３又は代替的にフィルタを有し得る。これによっても、シリンジ１２のパージが促進され、シリンジ１２内に既に存在する空気がシリンジ１２から押し出されることを確実にする。シリンジ１２に第３の定容積室３８からのガス混合物が充填されたときに、シリンジ１２内に存在する空気をシリンジ１２からパージするのみならず適切なガス濃度でシリンジを完全に満たすのに十分な容積があることを確実にするために、第３の定容積室３８の容積が十分である必要があることに留意されたい。

３２５では、充填後に、シリンジが、外科医によるその後の使用のために、自動ガス充填用消耗品（及び手術用コンソール）から取り外される。例えば、遮断弁４２及びコネクタ１５を介してシリンジ１２に混合ガスが充填された時点で、使用者は、シリンジ１２をフィルタ１４から外し、新たなフィルタをシリンジ１２に取り付け、次いで、ガス混合物を患者の眼内に押し出すのに好適な装置にシリンジを接続することができる。

定容積室２４、２６及び３８のそれぞれの一定の容積を考慮すると、空気とガスで第１の定容積室２４及び第２の定容積室２６をそれぞれ満たすための適切な第１の圧力及び第２の圧力を、第３の定容積室３８内の空気とガスとの最終混合物に関連する、任意の所望のガス濃度についての、分圧とモル分率と容積との周知の関係を使用して決定できることが認識されるであろう。システムでの一定の容積の使用によって、システムのばらつきが最小限に抑えられる。

したがって、処理回路６０は、定容積室のそれぞれの容積と、例えばユーザインターフェース７０を介して使用者によって入力される、所望の濃度と、ガスの特性とに基づいて第１の圧力及び第２の圧力を算出するように適切なアルゴリズムを用いて構成されてもよい。いくつかの実施形態では、（例えば、３０５で述べたように）使用者は、ユーザインターフェースを介して、ガス濃度のみならず、ガスの種類も入力する。他の実施形態では、使い捨てユニットは、ＲＦＩＤタグ又は他の電子的に読取可能なタグ、バーコードなどによって、所望の濃度及び／又はガスの種類に関する情報を伝達してもよい。いくつかの実施形態では、ガス混合システムは、例えば、ＲＦＩＤタグ又は他の電子的に読取可能なタグ、バーコード、又は他の同様の技術によって、取り付けられたガスボトル１６からガスの種類を「読み取る」ように構成され、且つユーザ入力を確認するために、及び／又は適切なガスが接続されることを確実にするように使用者に促すために、この情報を使用してもよい。

更に、上で説明したガス混合システム１０が、３つ以上のガスの混合を可能にするように拡張され得ることを認識されたい。したがって、図１では、ガス混合システム１０は、ガスボトル４６が結合された、第３のガス供給入口を含む。上で説明した他の圧力調整器と同じように電気的に制御可能である、第３の圧力調整器４８は、第３のガス供給入口と流体連通する第３の圧力調整器４８の入口と、第１の定容積室２４と流体連通する第３の圧力調整器４８の出口とを有する。この構成では、第１の定容積室２４が、（３１１〜３１５において）ガスボトル１６からのガスでパージされ、第１の調整器２０によって、上述した第１の所定の圧力まで充填された後に、４０１において、第３の調整器４８は、第３のガス供給入口からのガスを第１の定容積室２４に第３の所定の圧力まで更に充填するように、例えば圧力変換器２８からのフィードバックに基づいて、処理回路６０によって電気的に制御することができる。第１の所定の圧力を必然的に超える、この第３の所定の圧力は、（それぞれガスボトル１６及び４６からの）第１のガス供給入口及び第３のガス供給入口を介して提供されるガスの種類と最終混合物中の所望のガス濃度とに基づいて算出することができる。したがって、第１の定容積室２４にガスボトル１６及び４６からのガスの混合物が第３の所定の圧力まで充填された後に、４０３において、第１の定容積室２４内のガスを、上で説明したのと同じ方式で、第２の定容積室２６からの加圧ガス（空気）と混合することができ（３１７〜３２１を参照）、その結果、第３の定容積室３８内において、第１のガス供給入口、第２のガス供給入口、及び第３のガス供給入口からのガスの３種組み合わせをもたらす。したがって、図３の工程は、３つ以上のガスの混合のための工程を提供するために、要素３１３と３１７との間に図４の要素４０１及び４０３を追加することによって修正することができる。その後、３２３において再開すると、この混合物は、上で説明したように、シリンジ１２内に放出することができる。ここでも、これらの３つのガス入口の１つは、一般的に空気であるが、全ての実施又は使用において必要であるわけではない。

図２では、ガス混合システム１０’の再使用可能部分２は、第４の定容積室８２と、第４の定容積室８２の内容積部に流体的に接続された第４の圧力変換器８４とを含む。ガス混合システム１０’において、第３の圧力調整器４８の出口は、第１の定容積室２４とではなく、第４の定容積室８２の内容積部と流体連通する。

ガス混合システム１０’は、第４の定容積室８２の内容積部に流体的に接続された第４の電気制御式遮断弁８６の入口と、第１の遮断弁３２及び第２の遮断弁３４の出口と共に第３の定容積室３８の内容積部に流体的に接続された第４の電気制御式遮断弁８６の出口とを備えた、第４の電気制御式遮断弁８６を更に含む。第３の電気制御式抽気弁８８は、第４の定容積室８２の内容積部に流体的に接続された第３の電気制御式抽気弁８８の入口と、外部環境に接続された第３の電気制御式抽気弁８８の出口とを有する。

動作時に、ステップ５０１（図５を参照）では、処理回路６０は、第１の定容積室をパージするのと同様の方式で、すなわち、（第４の遮断弁８６が閉鎖される一方で）第３の抽気弁８８を開放し、第３のガス供給入口から第４の定容積室８２を通って抽気弁８８を介して外部環境にガスが流れることを可能にするように圧力調整器４８を制御することによって、第４の定容積室８２をパージしてもよい。第４の定容積室８２がパージされた後に、５０３において、処理回路６０は、例えば圧力変換器８４からのフィードバックに基づいて、第４の定容積室８２に第３のガス供給入口からのガスを所定の圧力まで充填するために、抽気弁８８を閉鎖し且つ圧力調整器４８を制御し、この所定の圧力は、本明細書で述べた他の圧力と同じように、最終混合物中の所望のガス濃度と使用中のガスの種類とに基づいて算出される。

ガス混合システム１０について上で説明したように、第１のガス供給入口及び第２のガス供給入口からのガスが第３の定容積室３８内で混合された後に（３０７〜３２１を参照）、処理回路６０は、５０５において、（例えば、遮断弁３２及び３４を閉鎖した後に）第４の遮断弁８６を開放してもよく、これによって、第４の定容積室８２からのガスが第３の定容積室３８内のガスと混合することを可能にし、ここでも、第３の定容積室３８内において、第１のガス供給入口、第２のガス供給入口及び第３のガス供給入口からのガスの３種組み合わせをもたらす。その後、この混合物は、３２３において上で説明したように、シリンジ１２内に放出することができる。ここでもまた、これらの３つのガス入口の１つは、一般的に空気であるが、全ての実施又は使用において必要であるわけではない。

図１及び図２に示す概略図は、本開示の技術によるガス混合システムの例を表しており、例として考慮されてもよい。システムの性能及び／又は安全性を改善するために、追加の特徴及び機能及び冗長性を加えることができる。いくつかの実施形態では、例えば、図示の圧力センサ／変換器は、システムが予想通りの挙動をすることを確実にするためにシステム全体にわたる圧力を常時監視してもよく、その結果、誤った濃度のガスが分配されるのを防止するためにシステムをいつでも停止させることができる。追加のセンサも監視されてもよい。上述したように、システムは、拡張可能であるように設計することができ、使用者にとって複数のガスが利用可能であることを可能にするために、追加のガスをシステムに追加することができる。システムで使用できるガスは、ＳＦ６、Ｃ３Ｆ８、及びＣ２Ｆ６（これらのガスに限定されるものではないが）を含み得る。

上記から、本実施形態は、ガスをシリンジに充填するのに役立つとともに硝子体網膜手術で流体／ガス交換を行うのに役立つ改良されたシステム及び方法を提供することが認識され得る。このシステムは、手術室看護師がガスをシリンジに片手で充填することを可能にし、看護師が滅菌野の保全を維持することを可能にし、高価なガスの浪費をなくし、且つミスによって失われる時間を節約する。

本実施形態の動作及び構造は前述の説明から明らかになると考えられる。上で示し又は説明したシステム及び方法は例示的な実施形態を提供しているが、以下の特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、それらの実施形態に種々の変更及び修正がなされ得る。

Claims (20)

1. 眼内注入用の混合ガスを提供するためのガス混合システムであって、
   調整器入口と調整器出口とを各々有するとともに、それぞれの調整器制御入力によって各々電子的に制御可能である、第１の圧力調整器及び第２の圧力調整器と、
   第１のガス供給入口及び第２のガス供給入口とそれぞれ流体接続する、前記第１の圧力調整器及び前記第２の圧力調整器の前記調整器入口と、
   前記第１の圧力調整器及び前記第２の圧力調整器の前記調整器出口にそれぞれ流体的に接続された内容積部を有する第１の定容積室及び第２の定容積室と、
   前記第１の定容積室及び前記第２の定容積室の前記内容積部にそれぞれ流体的に接続された第１の圧力変換器及び第２の圧力変換器と、
   弁入口と弁出口とを各々有する、第１の遮断弁及び第２の遮断弁であって、前記第１の遮断弁及び前記第２の遮断弁が、それぞれ第１の弁入口及び第２の弁入口を介して、前記第１の定容積室及び前記第２の定容積室の前記内容積部にそれぞれ流体的に接続され、且つ前記第１の遮断弁及び前記第２の遮断弁の各々が、それぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である、前記第１の遮断弁及び前記第２の遮断弁と、
   弁入口と弁出口とを有する第１の抽気弁であって、前記弁入口が前記第１の定容積室の前記内容積部に流体的に接続され、且つ前記弁出口が外部環境に接続され、前記第１の抽気弁がそれぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である、前記第１の抽気弁と、
   前記第１の遮断弁の前記弁出口と前記第２の遮断弁の前記弁出口とに流体的に接続された内容積部を有する第３の定容積室と、
   前記第３の定容積室の前記内容積部に流体的に接続された第３の圧力変換器と、
   第３の遮断弁であって、前記第３の定容積室の前記内容積部に流体的に接続された弁入口を有し、且つ弁出口を有するとともに、前記第３の遮断弁のための弁制御入力によって電気的に制御可能である前記第３の遮断弁と、
   弁入口と弁出口とを有する第２の抽気弁であって、前記第２の抽気弁の前記弁入口が前記第３の定容積室の前記内容積部に流体的に接続され、且つ第３の抽気弁の前記弁出口が前記外部環境に接続され、前記第２の抽気弁がそれぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である、前記第２の抽気弁と、
   前記第３の遮断弁の前記弁出口と流体接続するコネクタであって、フィルタと眼内シリンジとに取り外し可能に接続するように構成される前記コネクタと
   を備えるガス混合システム。
2. 前記コネクタに接続されたフィルタ及び眼内シリンジを更に備える、請求項１に記載のガス混合システム。
3. 前記眼内シリンジが、前記シリンジからの過剰なガス圧の解放を可能にするように構成された一体型逃がし弁を備える、請求項１に記載のガス混合システム。
4. 調整器入口と調整器出口とを有するとともにそれぞれの調整器制御入力によって電子的に制御可能である第３の圧力調整器を更に備え、前記第３の圧力調整器の前記調整器出口が、前記第１の定容積室の前記内容積部と流体連通し、且つ前記第３の圧力調整器の前記調整器入口が、第３のガス供給入口と流体連通する、請求項１に記載のガス混合システム。
5. 調整器入口と調整器出口とを有するとともに、それぞれの調整器制御入力によって電子的に制御可能である第３の圧力調整器であって、前記第３の圧力調整器の前記調整器入口が第３のガス供給入口と流体連通する、前記第３の圧力調整器と、
   前記第３の圧力調整器の前記調整器出口に流体的に接続された内容積部を有する第４の定容積室と、
   弁入口と弁出口とを有する第３の抽気弁であって、前記第３の抽気弁の前記弁入口が前記第４の定容積室の前記内容積部に流体的に接続され、且つ前記第３の抽気弁の前記弁出口が前記外部環境に接続され、前記第３の抽気弁がそれぞれの弁制御入力によって電気的に制御可能である、前記第３の抽気弁と、
   第４の遮断弁であって、前記第４の定容積室の前記内容積部に流体的に接続された弁入口を有し、且つ前記第３の定容積室の前記内容積部に流体的に接続された弁出口を有するとともに、前記第４の遮断弁のための弁制御入力によって電気的に制御可能である前記第４の遮断弁と
   を更に備える、請求項１に記載のガス混合システム。
6. 前記第１の圧力調整器及び前記第２の圧力調整器の前記調整器制御入力と、前記第１の遮断弁、前記第２の遮断弁、及び前記第３の遮断弁の前記弁制御入力と、前記第１の抽気弁及び前記第２の抽気弁の前記弁制御入力と、前記第１の圧力変換器、前記第２の圧力変換器、及び前記第３の圧力変換器とに動作可能に接続された処理回路であって、
   前記第２のガス供給入口からのガスを前記第２の定容積室と前記第３の定容積室との間の経路に流し、それによって、前記ガス混合システムの前回の使用からの１種又は複数種の残留ガスを前記経路からパージするために、前記第２の圧力調整器と前記第２の遮断弁と前記第２の抽気弁とを制御し、
   前記パージ後に前記第２の遮断弁及び前記第２の抽気弁を閉鎖し、
   前記第１のガス供給入口からのガスを前記第１の定容積室の前記内容積部に流し、それによって、前記ガス混合システムの前記前回の使用からの１種又は複数種の残留ガスを前記第１の定容積室の前記内容積部からパージするために、前記第１の圧力調整器と前記第１の遮断弁と前記第１の抽気弁とを制御し、
   前記第１の定容積室の前記内容積部の前記パージ後に前記第１の遮断弁及び前記第１の抽気弁を閉鎖し、
   前記第１の圧力変換器からのフィードバックに基づいて、前記第１のガス供給入口からのガスで前記第１の定容積室の前記内容積部を第１の所定の圧力まで満たすように、前記第１の圧力調整器を制御し、
   前記第１の定容積室の前記内容積部が前記第１の所定の圧力まで満たされた後に、前記第１の遮断弁を開放し、それによって、前記第１の定容積室の前記内容積部と前記第３の定容積室の前記内容積部との流体連通を可能にし、その後、前記第１の定容積室及び前記第３の定容積室内の圧力が均一にされた後に、前記第１の遮断弁を閉鎖し、
   前記第２の圧力変換器からのフィードバックに基づいて、前記第２のガス供給入口からのガスで前記第２の定容積室の前記内容積部を第２の所定の圧力まで満たすように、前記第２の圧力調整器を制御し、
   前記第２の定容積室の前記内容積部が前記第２の所定の圧力まで満たされた後に、前記第２の遮断弁を開放し、それによって、前記第２の定容積室の前記内容積部と前記第３の定容積室の前記内容積部との流体連通を可能にし、且つ
   前記第２の定容積室及び前記第３の定容積室内の圧力が均一にされた後に、前記第３の遮断弁を開放し、それによって、前記第３の定容積室の前記内容積部からの混合ガスが、前記コネクタに流れることができるように
   構成された前記処理回路
   を更に備える、請求項１に記載のガス混合システム。
7. 前記処理回路が、前記処理回路に動作可能に接続されたユーザインターフェースからのユーザ入力に基づいて前記第１の所定の圧力及び前記第２の所定の圧力の一方又は両方を算出するように構成される、請求項６に記載のガス混合システム。
8. 前記ユーザ入力が、前記第１のガス供給入口及び前記第２のガス供給入口の一方からの、前記コネクタに流れる前記混合ガス中の少なくとも所望のガス濃度を表す、請求項６に記載のガス混合システム。
9. 前記処理回路が、眼内シリンジ内の又は眼内シリンジに取り付けられた構成要素を用いて電気又は無線周波数（ＲＦ）によって、前記コネクタに接続された前記眼内シリンジから得られた情報に基づいて所望のガス濃度を決定するように、且つ前記所望のガス濃度に基づいて前記第１の所定の圧力及び前記第２の所定の圧力の一方又は両方を算出するように構成される、請求項６に記載のガス混合システム。
10. 前記処理回路は、眼内シリンジが前記コネクタに接続されていることを検出したことに応じて、前記第２の定容積室及び前記第３の定容積室内の圧力が均一にされた後に、前記第３の遮断弁の前記開放を行うように構成される、請求項６に記載のガス混合システム。
11. 前記第２のガス供給入口が、加圧空気の供給源に接続され、且つ前記第１のガス供給入口が、空気以外の加圧ガスの供給源に接続される、請求項１に記載のガス混合システム。
12. 空気以外の前記ガスが、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）及びオクタフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載のガス混合システム。
13. シリンジを含む自動ガス充填用消耗品を眼科手術用コンソールのポートに流体的に結合することと、
    特定の網膜タンポナーデガスを選択することと、
    前記コンソールからの前記網膜タンポナーデガスを前記シリンジに充填することと、
    充填後に、外科医によるその後の使用のために、前記シリンジが前記自動ガス充填用消耗品から取り外されることと、
    を含む、方法。
14. 前記網膜タンポナーデガスを前記シリンジに充填することが、
    第２のガス供給入口からのガスを第２の定容積室と第３の定容積室との間の経路に流し、それによって、前記眼科手術用コンソールの前回の使用からの１種又は複数種の残留ガスを前記経路からパージするために、第２の圧力調整器と第２の遮断弁と第２の抽気弁とを制御することと、
    前記パージ後に前記第２の遮断弁及び第２の抽気弁を閉鎖することと、
    第１のガス供給入口からのガスを第１の定容積室の内容積部に流し、それによって、前記眼科手術用コンソールの前記前回の使用からの１種又は複数種の残留ガスを前記第１の定容積室の前記内容積部からパージするために、第１の圧力調整器と第１の遮断弁と第１の抽気弁とを制御することと、
    前記第１の定容積室の前記内容積部の前記パージ後に前記第１の遮断弁及び第１の抽気弁を閉鎖することと
    を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記網膜タンポナーデガスを前記シリンジに充填することが、
    第１の圧力変換器からのフィードバックに基づいて、第１のガス供給入口からのガスで第１の定容積室の内容積部を第１の所定の圧力まで満たすように、第１の圧力調整器を制御することと、
    前記第１の定容積室の前記内容積部が前記第１の所定の圧力まで満たされた後に、前記第１の遮断弁を開放し、それによって、前記第１の定容積室の前記内容積部と前記第３の定容積室の前記内容積部との流体連通を可能にすることと、
    前記第１の定容積室及び前記第３の定容積室内の圧力が均一にされた後に、前記第１の遮断弁を閉鎖することと
    を含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記網膜タンポナーデガスを前記シリンジに充填することが、
    第２の圧力変換器からのフィードバックに基づいて、第２のガス供給入口からのガスで第２の定容積室の前記内容積部を第２の所定の圧力まで満たすように、第２の圧力調整器を制御することと、
    前記第２の定容積室の前記内容積部が前記第２の所定の圧力まで満たされた後に、前記第２の遮断弁を開放し、それによって、前記第２の定容積室の前記内容積部と前記第３の定容積室の前記内容積部との流体連通を可能にすることと、
    前記第２の定容積室及び前記第３の定容積室内の圧力が均一にされた後に、前記第３の遮断弁を開放し、それによって、前記第３の定容積室の前記内容積部からの混合ガスが、前記シリンジに結合された前記眼科手術用コンソールの前記ポートに流れることができるようにすることと
    を更に含む、請求項１５に記載の方法。
17. 眼内シリンジに結合された前記眼科手術用コンソールの前記ポートに前記シリンジが接続されていることを検出したことに応じて、前記第２の定容積室及び前記第３の定容積室内の圧力が均一にされた後に、前記第３の遮断弁の前記開放を行うことを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１の所定の圧力が、ユーザインターフェースからのユーザ入力に基づいて算出される、請求項１５に記載の方法。
19. 所望のガス濃度が、眼内シリンジ内の又は眼内シリンジに取り付けられた構成要素を用いて電気又は無線周波数（ＲＦ）によって、前記シリンジに結合された前記眼科手術用コンソールの前記ポートに接続された前記眼内シリンジから得られた情報に基づいて決定され、且つ前記第１の所定の圧力が、前記所望のガス濃度に基づいて算出される、請求項１５に記載の方法。
20. 前記網膜タンポナーデガスを前記シリンジに充填することが、
    第１の圧力変換器からのフィードバックに基づいて、第１のガス供給入口からのガスで第１の定容積室の内容積部を第１の所定の圧力まで満たすように、第１の圧力調整器を制御することと、
    第３のガス供給入口からのガスで前記第１の定容積室の前記内容積部を更に満たすように、第３の圧力調整器を制御することと、
    前記第１の定容積室の前記内容積部が前記第１のガス供給入口からのガスと前記第３のガス供給入口からのガスで満たされた後に、第１の遮断弁を開放し、それによって、前記第１の定容積室の前記内容積部と前記第３の定容積室の前記内容積部との流体連通を可能にすることと、
    前記第１の定容積室及び前記第３の定容積室内の圧力が均一にされた後に、前記第１の遮断弁を閉鎖することと、
    第２の圧力変換器からのフィードバックに基づいて、第２のガス供給入口からのガスで第２の定容積室の前記内容積部を第２の所定の圧力まで満たすように、第２の圧力調整器を制御することと、
    前記第２の定容積室の前記内容積部が前記第２の所定の圧力まで満たされた後に、前記第２の遮断弁を開放し、それによって、前記第２の定容積室の前記内容積部と前記第３の定容積室の前記内容積部との流体連通を可能にすることと、
    前記第２の定容積室及び前記第３の定容積室内の圧力が均一にされた後に、前記第３の遮断弁を開放し、それによって、前記第３の定容積室の前記内容積部からの混合ガスが、前記シリンジに結合された前記眼科手術用コンソールの前記ポートに流れることができるようにすることと
    を更に含む、請求項１３に記載の方法。

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