JP4755098B2

JP4755098B2 - 無菌媒体の輸送装置

Info

Publication number: JP4755098B2
Application number: JP2006529964A
Authority: JP
Inventors: ハーグ、マルティン; クーネル、ラルフ
Original assignee: エルベエレクトロメディツィンゲーエムベーハー
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2024-08-24
Also published as: AU2004279670B2; EP1670371A1; EP1670371B1; DE10348832A1; AU2004279670A1; JP2007507261A; US8083493B2; US20070129680A1; WO2005034777A1; EP1670371B2; DE502004008660D1

Description

本発明は、例えば水ジェット手術で使用されるような無菌の流体、例えばリンガー液を輸送するための装置に関する。

とくに重要な例である水ジェット手術の分野においては、一般に、以下の要件が満たされなければならない。
・患者の体と接触するだけでなく、或る程度が体内に残るため、流体の無菌性が確保されなければならない。
・組織へともたらされる効果を再現性のあるものとするため、必要とされる流れおよび／またはそのような流れのために必要な圧力が、充分に一定でなければならず、かつ再現可能に調節可能でなければならない。
・装置を操作する者が、一定の流れで動作する個々の動作の継続時間を自由に選択できなければならない。
・或る特定の用途において、一方では適用の最中に容器を交換する必要がなく、他方では大きすぎる容器が部分的にのみ使用されて残されることがないように、必要とされる量を蓄えておくことができるよう、さまざまな寸法の流体用容器が利用可能であるべきである。
・器具の動作を実質的に遅延なく開始および停止させることが可能でなくてはならず、すなわち圧力が迅速に立ち上がらなくてはならず、動作後に低下が生じないとよい。
・施術具を問題なく交換できなくてはならない。

手術用の水ジェット切断装置および圧力確立のための関連のシステムは、それ自体は公知である。動作流体を完全に無菌に保つという課題に対する1つの技術的解決策は、すなわち動作流体がポンプ機構の部品と接触することがないようにすることによっており、独国特許第DE4200976C2号明細書に開示されている。しかしながら、この公知の課題解決策においては、流体媒体があらかじめ用意されたカートリッジに収容されているため、ユーザは流体媒体を特定の量でしか利用することができない。ひとたびこれが開封されると、実際の作業の際にどれだけの量が取り出されたかにかかわらず、残った中身をさらに使用することは不可能である。残りは破棄されなければならない。この公知の構成においては、貯留容器の最大寸法が装置の寸法によって決定的に決定される。小型の装置が望まれる場合、動作の際に貯留容器を交換しなければならない事態が容易に生じる可能性があり、施術の煩わしい中断を引き起こす。さらに、貯留容器の全体を加圧しなければならないため、貯留容器に利用できる寸法への依存性が存在する。

無菌フィルタは、無菌でない輸送装置から切断用媒体へと進入しうる菌を濾し取るという点で、無菌でない輸送を可能にするが、さまざまな欠点を抱えている。その1つは、フィルタを指定の時間間隔で交換しなければならないため、保守の手間が大幅に増加するという点である。さらに、フィルタは、流れの挙動を妨げる傾向にある。高い圧力の場合に、無菌フィルタの介装は、器具のオンおよびオフの際にフィルタが流れの大きな変化にさらされ、必要とされる迅速な圧力の立ち上がりを妨げるため、いくつかの制約のもとでのみ適切である。

本発明の目的は、無菌流体のための輸送装置であって、作業現場における使い勝手を平易にしかつ改善する輸送装置を開示することにある。

この目的は、貯留容器または同様の供給源から手術器具、とくには水ジェット手術用の器具または同様の消費装置へと、無菌の媒体を輸送するための無菌流体用輸送装置であって、媒体を引き込むための吸い込みサイクルと媒体を吐き出すための出力サイクルとを備えるピストン・ポンプまたは同様の容積型の輸送ポンプを有するとともに、さらに前記ポンプを前記供給源および前記消費装置へと接続する管路およびバルブ手段と、前記ポンプを駆動するための駆動手段とを有しており、前記駆動手段が、前記吸い込みサイクルが前記出力サイクルよりも短くなるように構成され前記ポンプに接続されている輸送装置によって達成される。他の選択肢として、ポンプが、ポンプ・サイクルが重なり合うように作動される3つ以上のポンプ室を有してもよい。

第1の選択肢の場合には、好ましくはポンプが、少なくとも1つの第1のピストン／シリンダ・ユニットおよび少なくとも1つの第2のピストン／シリンダ・ユニット、あるいは同様の少なくとも1つの第1のポンプ室および少なくとも1つの第2のポンプ室を有しており、これらを、第1のポンプ室の吸い込みサイクルが第2のポンプ室の出力サイクルよりも短く、かつその反対でもあるように、押し‐引きの態様で制御可能である。この結果として、連続的な流れの生成を確保するためにわずか2つのポンプ室で充分である。

駆動手段は、好ましくは出力サイクルが互いに重なり合うように構成される。これにより、保存容器などを必要とすることなくとくに均一な流れが確保される。

各駆動手段は、好ましくは、媒体が事実上一定の圧力で、したがって一定の輸送量で消費装置へと供給されるように構成される。これにより、使い勝手が大きく向上する。

好ましくは、ポンプが駆動手段へと切り離し可能に接続される。この結果、「装置の無菌部分」を、多大な労苦をともなわなければ無菌化できない「装置の非無菌部分」から分離することができる。

この実施の形態において、ポンプおよび／または管路が、好ましくはバルブ手段とともに、「使い捨てユニット」として構成されるととくに好都合である。これにより、使用の都度、ポンプと管路と必要なバルブ手段とで構成される「セット」が、一方では輸送対象の媒体の貯留容器へと接続され、他方では手術器具へと接続され、次いで駆動手段へと接続される。使用後に、このセットの全体が破棄される。このようにして、セットを製造業者によって簡単なやり方で無菌化することができるため、きわめて簡単な取り扱いで完全な無菌性を確保することが可能である。

駆動手段に関し、さまざまな選択肢が可能である。例えば、適切な電子制御システムを使用する（例えば、ステッピング・モータを使用する）ことによって個々のポンプ室の速度プロファイルをわずかな労苦で所望のとおりに設定できるよう、各ポンプ室について、別個に制御可能な駆動モータを設けることができる。代案として（あるいは、いくつかの場合には追加として）、駆動装置を、歯車列を駆動モータに接続して備え、歯車列の出力を各ポンプ室のために備えている歯車機構として設けることができる。この場合、出力サイクルに対する吸い込みサイクルの比を変化させることができないが、輸送速度をきわめて容易に設定することができる。これに関する複雑さは、同様に比較的わずかである。

以下では、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しつつさらに詳しく説明する。

以下の説明では、同一の部品または同一の作用を有する部品について、同じ参照番号が使用されている。

図1に示した実施の形態においては、第1のポンプ20および第2のポンプ30が備えられており、第1のポンプ20および第2のポンプ30のそれぞれが、ピストン25；35と、シリンダ26；36と、ピストン棒27；37と、それぞれ出力バルブ24および34ならびにクランプ・バルブ2によって手術器具1へと接続されたポンプ管路21または31とを有している。

ポンプ管路21および31は、吸い込み管路22および32ならびに吸い込みバルブ23および33によって、吸い込み管路12へと接続されており、吸い込み管路12は、切り離し可能な接続具11によって供給源10に接続可能である。

ピストン棒27および37は、それぞれ第1の接続具43および第2の接続具44によって第1のモータ41および第2のモータ42へと、切り離し可能に接続されている。図1において破線で囲まれている部品が、製造業者によって無菌化されて無菌パッケージに配置され、この形態で販売者および／またはエンドユーザへと届けられる使い捨てユニットを構成している。

駆動モータ41、42は、制御手段（図示されていない）へと接続されており、制御手段が、ピストン25、35が図2に示した時間経過の経路sに沿って移動するように、駆動モータ41、42を制御する。図2に示されているように、その最中に量sが増加する（したがって、図2においてsの曲線が上昇する）吸い込みサイクルは、出力サイクル（その最中に図2の曲線が下降する）よりもはるかに短い。さらに、体積（ピストン25および35ならびにシリンダ26および36によって定められる）の合計が単位時間当たりについて同じままであり減ることがないよう、出力サイクルが重なり合っており、したがって供給源10から手術器具1へと液体の一定の流れが確保される。水ジェット手術における使用時の圧力の通例の値として、約20〜100barを挙げることができる。ポンプ20、30の好ましいストローク体積は、1ストローク当たり2および100mlの間である。

図3に示した本発明の実施の形態は、主として第3のポンプ管路51と、第3の吸い込み管路52と、第3の吸い込みバルブ53と、第3の出力バルブ54と、第3のピストン55と、第3のシリンダ56と、第3のピストン棒57とを備える第3のポンプ50が設けられており、さらに第3のモータ45および第3の接続具46が第3のピストン棒57に接続されて設けられている点で、図1による実施の形態と相違している。

さらに、本発明のこの実施の形態においては、モータ41、42、および45の制御手段（ここでは図示されていない）を、吸い込みサイクルが出力サイクルと正確に同じ長さであるように構成でき、その場合には、やはり一様なポンプ出力が確保されるようなやり方で、すなわち単位時間当たりに送出される体積が一様であるようなやり方で、3つのサイクルが重なり合うように配置される。これが図4に概念的に示されており、図4においては個々のポンプ20、30、および50についての曲線が、それらの参照番号によって指し示されている。

図5に示した本発明のさらなる実施の形態は、ポンプのモータ41、42、および45が別個独立に設けられてはいない点を除き、図3に示した実施の形態に一致している。代わりに、駆動手段40がただ1つのモータ64を有しており、モータ64の軸65が、それぞれがポンプ20、30、および50をそれぞれ駆動する3つの歯車機構61、62、および63を有する歯車装置60に接続されている。歯車機構61、62、および63は、例えば円板カム機構として構成でき、動作サイクルを図4による動作サイクルと同様に構成することができる。当然ながら、このように設計された駆動手段40を、図1による実施の形態とともに使用することも可能である。

本発明の第1の実施の形態の概略図である。ポンプ・サイクルを説明するための図である。本発明の他の実施の形態を、図1と同様の図で示している。図3による構成のポンプ・サイクルを説明するための図である。本発明の第3の好ましい実施の形態を示している。

符号の説明

1 手術器具
2 クランプ・バルブ
10 供給源
11 接続具
12 吸い込み管路
20 第1のポンプ
21 第1のポンプ管路
22 第1の吸い込み管路
23 第1の吸い込みバルブ
24 第1の出力バルブ
25 第1のピストン
26 第1のシリンダ
27 第1のピストン棒
30 第2のポンプ
31 第2のポンプ管路
32 第2の吸い込み管路
33 第2の吸い込みバルブ
34 第2の出力バルブ
35 第2のピストン
36 第2のシリンダ
37 第2のピストン棒
40 駆動手段
41 第1のモータ
42 第2のモータ
43 第1の接続具
44 第2の接続具
45 第3のモータ
46 第3の接続具
50 第3のポンプ
51 第3のポンプ管路
52 第3の吸い込み管路
53 第3の吸い込みバルブ
54 第3の出力バルブ
55 第3のピストン
56 第3のシリンダ
57 第3のピストン棒
60 歯車装置
61 歯車装置の第1の部分
62 歯車装置の第2の部分
63 歯車装置の第3の部分
64 モータ
65 軸

Claims

貯留容器または同様の供給源（１０）から水ジェット手術用の手術器具（１）へと、無菌の流体を輸送するための無菌流体用輸送装置であって、
流体を引き込むための吸い込みサイクルと流体を吐き出すための出力サイクルとによって容積式で輸送を行なうピストン・ポンプまたは同様のポンプ（２０、３０）と、
前記ポンプ（２０、３０）を前記供給源（１０）および前記消費部（１）へと接続する管路およびバルブ装置（１２；２１〜２４；３１〜３４）と、
前記ポンプ（２０、３０）を駆動するための駆動手段（４０）とを有しており、前記駆動手段（４０）は、流体が前記手術器具（１）へと事実上一定の圧力で供給されるように構成されており、
前記ポンプ（２０、３０）が、少なくとも１つの第１のピストン／シリンダ・ユニットおよび少なくとも１つの第２のピストン／シリンダ・ユニット、あるいは同様の第１および第２のポンプ室（２５、２６；３５、３６）を有しており、
前記駆動手段（４０）が、前記吸い込みサイクルが前記出力サイクルよりも短くなるように構成され前記ポンプ（２０、３０）に接続されてあって、当該出力サイクルが重なり合うように構成されており、
前記ポンプ（２０、３０）が、前記駆動手段（４０）に切り離し可能に接続されており、
前記ポンプ（２０、３０）および／または前記管路（１２；２１、２２；３１、３２）、ならびに好ましくは前記バルブ装置（２３、２４；３３、３４）が、使い捨てのユニットとして構成されている、輸送装置。
貯留容器または同様の供給源（１０）から水ジェット手術用の手術器具（１）へと、無菌の流体を輸送するための無菌流体用輸送装置であって、
流体を引き込むための吸い込みサイクルと流体を吐き出すための出力サイクルとによって容積式で輸送を行なうピストン・ポンプまたは同様のポンプ（２０、３０、５０）と、
前記ポンプ（２０、３０、５０）を前記供給源（１０）および前記消費部（１）へと接続する管路およびバルブ装置（１２；２１〜２４；３１〜３４；５１〜５４）と、
前記ポンプ（２０、３０、５０）を駆動するための駆動手段（４０）とを有しており、前記駆動手段（４０）は、流体が前記手術器具（１）へと事実上一定の圧力で供給されるように構成されており、
前記ポンプ（２０、３０、５０）が、少なくとも３つのポンプ室（２５、２６；３５、３６；５５、５６）を有しており、前記駆動手段（４０）が、前記ポンプ室の吸い込みおよび出力サイクルが互いに重なり合うように構成されてあって、当該出力サイクルが重なり合うように構成されており、
前記ポンプ（２０、３０、５０）が、前記駆動手段（４０）に切り離し可能に接続されており、
前記ポンプ（２０、３０、５０）および／または前記管路（１２；２１、２２；３１、３２；５１、５２）、ならびに好ましくは前記バルブ装置（２３、２４；３３、３４；５３、５４）が、使い捨てのユニットとして構成されている、輸送装置。
前記少なくとも１つの第１のピストン／シリンダ・ユニットおよび少なくとも１つの第２のピストン／シリンダ・ユニット、あるいは同様の第１および第２のポンプ室（２５、２６；３５、３６）が、第１のポンプ室（２５、２６）の吸い込みサイクルが第２のポンプ室（３５、３６）の出力サイクルよりも短く、かつその反対でもあるように、押し‐引きの態様で制御可能であることを特徴とする請求項１に記載の輸送装置。
各ポンプ室（２５、２６；３５、３６）のための前記駆動手段（４０）が、別個の制御可能な駆動モータ（４１、４２）を有していることを特徴とする請求項１に記載の輸送装置。
前記駆動手段（４０）が、ただ１つの制御可能な駆動モータ（６４）および歯車機構（６０）を有しており、前記歯車機構が、前記駆動モータ（６４）に接続された歯車列の入力および各ポンプ室（２５、２６；３５、３６）のための歯車列の出力を備えていることを特徴とする請求項１に記載の輸送装置。
各ポンプ室（２５、２６；３５、３６；５５、５６）のための前記駆動手段（４０）が、別個の制御可能な駆動モータ（４１、４２、４５）を有していることを特徴とする請求項２に記載の輸送装置。
前記駆動手段（４０）が、ただ１つの制御可能な駆動モータ（６４）および歯車機構（６０）を有しており、前記歯車機構が、前記駆動モータ（６４）に接続された歯車列の入力および各ポンプ室（２５、２６；３５、３６；５５、５６）のための歯車列の出力を備えていることを特徴とする請求項２に記載の輸送装置。