JP5155326B2 - 回分量制御デバイス - Google Patents

Description

本出願は、2006年10月16日に出願された米国特許出願第11/581,629号から変更された米国仮特許出願第60/921,497号の優先権を主張すると共に、2006年5月17日に出願された米国特許出願第11/435,906号の一部継続出願である。
本発明は、薬剤を眼球内へと注入するデバイスに関し、より詳細には、回分量制御機構を備えた眼薬供与デバイスに関する。

眼球の後眼部の幾つかの障害および疾患は、視覚を脅す。幾つかの例は、加齢性黄斑変性症(ARMD)、脈絡膜新血管新生(CNV)、(たとえば糖尿病性網膜症、硝子体網膜症などの)網膜症、(たとえばサイトメガロウィルス(CMV)網膜炎などの)網膜炎、ブドウ膜炎、黄斑浮腫、緑内障、および、神経障害である。

これらのおよび他の障害は、薬剤を眼球内へと注入することにより治療され得る。斯かる注入は典型的に、習用の注入器および針を用いて手動的に行われる。図１は、眼球内へと薬剤を注入すべく使用される先行技術の注入器の斜視図である。図１において注入器は、針105、ルアー・ハブ110、チャンバ115、プランジャ120、プランジャ・シャフト125および親指当て130を含んでいる。一般的に知られた如く、注入されるべき薬剤はチャンバ115内に配置される。親指当て130を押圧すると、プランジャ120は針105を介して薬剤を放出する。

斯かる注入器を使用する上で外科医は、眼球組織を上記針により穿刺し、上記注入器を安定して保持し、且つ、(看護師の助力ありでもしくはなしで)上記注入器プランジャを起動して上記流体を眼球内へと注入することが必要とされる。注入される体積は典型的には正確な様式では制御されない、と言うのも、上記注入器上の副尺は僅かな注入体積に対しては正確ではないからである。流体の流速は制御されない。副尺の読取りは、視差エラーにも委ねられる。また、“不安定な”注入によれば、組織の損傷が生じ得る。

少量の液体の供与を制御すべく、努力は為されてきた。市販されている流体供与器は、ロードアイランド州、プロビデンスのイーエフディー社(EFD Inc.)から入手可能なULTRA（登録商標）容積式供与器である。該ULTRA供与器は典型的には、小体積の業務用接着剤を供与する際に用いられる。それは、習用の注入器および特製の先端を利用している。上記注入器は、電気的ステッパ・モータおよび起動流体を用いて起動される。この種の供与器によれば、供与される体積は、流体の粘度、表面張力、および、上記特有の先端に強く依存する。また、オハイオ州、クリーブランドのパーカー・ハネフィン(Parker Hannifin)社は、カリフォルニア州、サンディエゴのオーロラ・インスツルメント社(Aurora Instruments LLC)により製造された薬剤表示用途のための小体積の液体供与器を販売している。上記パーカー／オーロラ社の供与器は、圧電式の供与機構を利用している。正確ではあるが、この供与器は高価であると共に、上記供与機構に対する電気信号の付与を必要とする。

特許文献１は、手術の間の流体／流体交換において眼球内へと粘性流体(たとえばシリコーン油)を注入し乍ら、同時に第２の粘性流体(たとえばパーフルオロカーボン液体)を吸引することで、網膜の剥離もしくは裂孔を修復する眼科的システムを開示している。該システムは、プランジャを備えた習用の注入器を含んでいる。上記注入器の一端は、上記プランジャを起動する一定の空気圧を提供する空気圧源に対して流体的に連結される。上記注入器の他端は、管材を介して輸液カニューレに対して流体的に連結されることで、注入されるべき上記粘性流体を供与する。

米国特許第6,290,690号

注入毎に正しい回分量が供与されることを確実とする眼科用注入システムのための回分量制御デバイスを提供することは好適であろう。斯かるデバイスは、注入の間における医療専門家の側の回分供与エラーを排除すると共に、薬剤の臨床的供試の間における正確な回分供与を確実とするために好適であろう。

本発明の原理に一致する一実施例において、本発明は、供与チャンバと、プランジャと、コントローラと、殺菌操作に耐えるメモリ・デバイスと、上記供与チャンバおよび上記プランジャを少なくとも部分的に取り囲むハウジングとを備えた注入デバイスである。上記供与チャンバは、内側面および外側面を有する。上記内側面は、所定量の物質を受容するキャビティを画成する。上記プランジャは、上記供与チャンバの上記内側面と係合され、上記供与チャンバの上記キャビティ内を摺動し得、且つ、上記供与チャンバの上記内側面に対して流体的にシールされる。上記コントローラは、上記注入デバイスの動作を制御する。上記コントローラは、上記メモリ・デバイスから回分量データを読み取り且つ上記注入デバイスを操作することで上記回分量データに対応する回分量を供与する。

本発明の原理に一致する別実施例において、本発明は、先端セグメントと再使用制限アセンブリとを有する眼科用注入システムである。上記先端セグメントは、供与チャンバと、プランジャと、殺菌操作に耐えるメモリ・デバイスと、上記供与チャンバおよび上記プランジャを少なくとも部分的に取り囲むハウジングとを含む。上記供与チャンバは、内側面および外側面を有する。上記内側面は、所定量の物質を受容するキャビティを画成する。上記プランジャは、上記供与チャンバの上記内側面と係合され、上記供与チャンバの上記キャビティ内を摺動し得、且つ、上記供与チャンバの上記内側面に対して流体的にシールされる。上記プランジャは、第１の機械的リンク機構インタフェースを備えた基端を有する。上記コントローラは、上記注入デバイスの動作を制御する。上記再使用制限アセンブリは、電源と、上記システムの動作を制御するコントローラと、シャフトを備えるアクチュエータと、上記シャフトの端部上に配置された第２の機械的リンク機構インタフェースと、上記コントローラおよび上記アクチュエータを少なくとも部分的に取り囲む第２ハウジングとを含む。上記コントローラは、上記メモリ・デバイスから回分量データを読み取り且つ上記注入デバイスを操作することで上記回分量データに対応する回分量を供与する。

上述の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示的で説明的であるにすぎず、権利請求された本発明の更なる説明を提供することが意図されることは理解される。以下の説明ならびに本発明の実施によれば、本発明の付加的な利点および目的が明示され且つ示唆される。

取入れられて本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の幾つかの実施例を例証すると共に、上記説明と協働して本発明の原理を説明する役割を果たす。

先行技術の注入器の斜視図である。 本発明の実施例に係る薬剤供与先端セグメントと再使用制限アセンブリとを含む眼科用ハンドピースを示す図である。 本発明の実施例に係る薬剤供与先端セグメントにおいて使用されるメモリ・デバイス回路の概略図である。 本発明の実施例に係る眼科用ハンドピースに対する薬剤供与先端セグメントの分解断面図である。 本発明の実施例に係る薬剤供与先端セグメントおよび再使用制限アセンブリの断面図である。 本発明の実施例に係る回分量制御カードの斜視図である。 本発明の実施例に係るコンソール、薬剤供与デバイスおよび回分量制御カードの斜視図である。 本発明の実施例に係るハード結線メモリ回路の回路図である。

次に本発明の好適実施例が詳細に参照されるが、その例は添付図面に示される。可能であるときは常に、上記図面の全体に亙り同一もしくは同様の部材を参照すべく同一の参照番号が使用される。

図２は、本発明の実施例に係る薬剤供与先端セグメントと再使用制限アセンブリとを含む眼科用ハンドピースのひとつの概観を示している。図２において上記ハンドピースは、先端セグメント205および再使用制限アセンブリ250を含んでいる。先端セグメント205は、針210、ハウジング215、プランジャ接続部225および選択的ライト275を含んでいる。再使用制限アセンブリ250は、ハウジング255、スィッチ270、繋止機構265、および、螺条付き部分260を含んでいる。

先端セグメント205は、再使用制限アセンブリ250に対して接続され得ると共に、それから取り外され得る。この実施例において先端セグメント205は、ハウジング215の内側表面上の螺条付き部分であって、再使用制限アセンブリ250の螺条付き部分260上へと螺着されるという螺条付き部分を有する。これに加え、繋止機構265は先端セグメント215を再使用制限アセンブリ250に対して固着する。繋止機構265は、ボタン、摺動スィッチ、または、片持ち機構の形態とされ得る。先端セグメント205を再使用制限アセンブリ250に対して接続する他の機構であって、相互に合致係合する構造的特徴を伴う如き他の機構は、当業界において公知であり且つ本発明の有効範囲内である。

針210は、薬剤の如き物質を眼球内へと供与し得る。針210は、任意の公知の構成とされ得る。好適には針210は、その熱的特性が特定の薬剤供与用途を促進する如く設計される。たとえば、加熱された薬剤が供与されるべき場合、針210は比較的に短い長さ(数ミリメートル)とされることで、その薬剤の適切な供与を促進し得る。

スィッチ270は、上記システムに対して入力を提供し得る。たとえばスィッチ270は、上記システムを起動すべく、または、ヒータを投入すべく使用され得る。他のスィッチ、ボタン、または、ユーザの指示に従う制御入力は、公知であると共に、再使用制限アセンブリ250および／または先端セグメント205と共に採用され得る。

選択的ライト275は、先端セグメント205が使用の準備ができたときに点灯される。選択的ライト275はハウジング215から突出し得るか、または、それはハウジング215内に収容されても良く、その場合に選択的ライト275はハウジング215の透明部分を通して視認され得る。他の実施例において選択的ライト275は、上記先端セグメントのステータスもしくは状態を表す液晶ディスプレイ、セグメント化されたディスプレイ、または、他のデバイスにより置き換えられ得る。たとえば選択的ライト275はまた、限定的なものとしてで無く、システム・エラー、完全に充電されたバッテリ、不十分に充電されたバッテリ、または、先端セグメント205と使用限定アセンブリ250との間の障害的な接続の如き他の状態を表すべく、パルス的にオン・オフされても良い。

図３は、本発明の実施例に係る薬剤供与先端セグメントにおいて使用されるメモリ・デバイス回路の概略図である。図３において上記回路は、選択的ライト275、ヒューズ375、コントローラ305、電源310、および、メモリ・デバイス315を含んでいる。コントローラ305は電源310の動作を制御すると共に、メモリ・デバイス315に記憶されたデータを読取る。

図３の実施例において、選択的ライト275は任意の適切な色の発光ダイオードである。他の実施例において選択的ライト275は、ランプ、蛍光ライト、または、他の任意の類似の電気的もしくは電子的な光源であり得る。他の実施例において選択的ライト275は、液晶ディスプレイまたはセグメント化されたディスプレイの如き任意の種類の表示器である。

ヒューズ375は、選択的ライト275の動作電流よりも大きな電流定格を有するヒューズである。ヒューズ375は、一般的なガラス封入ヒューズ、プリント配線基板上のトレース線ヒューズ、または、ヒューズの機能を提供する他の同様の構造であり得る。たとえば、ヒューズ375の機能性を提供すべく、スィッチもしくは切換え回路が使用され得る。

電源310は典型的には、組み合わされた電子機器を備えた再充電可能バッテリである。他の場合において電源310は、使い捨て式バッテリであるか、または単に、切換えモード電源の如き独立的な電源に対する接続である。この実施例において電源310は、それに対して組み合わされた充電用の電子機器および電流駆動用の電子機器も含んでいる。

コントローラ305は典型的に、論理機能を実施し得る電力、入力および出力の各ピンを備えた集積回路である。種々の実施例において、コントローラ305は目標限定デバイス・コントローラである。斯かる場合にコントローラ305は、ヒータまたは電源の如き特定のデバイスもしくは構成要素に対して目標限定された特定の制御機能を実施する。たとえば、ヒータ・コントローラは、ヒータを制御する基本機能性を有する。他の実施例において、コントローラ305はマイクロプロセッサである。斯かる場合にコントローラ305は、それがデバイスのひとつ以上の構成要素を制御すべく機能し得る様にプログラム可能である。他の場合においてコントローラ305はプログラム可能なマイクロプロセッサでなく、代わりに、異なる複数の機能を実施する種々の構成要素を制御すべく構成された専用コントローラである。図３の実施例において、コントローラ305は電源310を制御し且つメモリ・デバイス315からのデータを読み取る。図１においてはひとつの構成要素として描かれるが、コントローラ305は、多数の異なる構成要素または集積回路から作成され得る。

メモリ・デバイス315は、図８に記述された如きハード結線メモリ・デバイスである。データの喪失なしではガンマ線殺菌に耐えることができないEEPROMもしくはフラッシュ・メモリの如き典型的な半導体メモリとは異なり、メモリ・デバイス315はデータ喪失なしで、ガンマ線殺菌に耐える。メモリ・デバイス315は典型的には、使い捨て式の先端セグメントまたは薬剤供与デバイスと共にパッケージ化される。斯かるパッケージは、工場を出る前に殺菌される。メモリ・デバイス315に記憶されたデータを維持するために、該メモリ・デバイス315は、ハード結線され、すなわち、ガンマ線殺菌の如き一般的に使用される殺菌技術に耐性がある。

図４は、本発明の実施例に係る眼科用ハンドピースに対する薬剤供与先端セグメントの分解断面図である。図４において上記薬剤供与先端セグメントは、ハウジング215、針210、選択的ライト275、ヒューズ375、メモリ・デバイス315、プランジャ・シャフト410、プランジャ先端(または流体シール)415、機械的リンク機構インタフェース420、供与チャンバ405、供与チャンバ・ハウジング425、ヒータ450、熱センサ460および選択的ルアー430を含んでいる。

図４の実施例において、機械的リンク機構インタフェースはプランジャ・シャフト410の一端上に配置される。プランジャ先端415は、プランジャ・シャフト410の他端上に配置される。プランジャ・シャフト410およびプランジャ先端415は、集合的にプランジャを形成する。供与チャンバ405は、供与チャンバ・ハウジング425およびプランジャ先端415により取り囲まれる。プランジャ先端415は、供与チャンバ・ハウジング425の内側表面と共に流体シールを形成する。針210は、供与チャンバ405に対して流体的に連結される。この様にして、供与チャンバ405内に配置された物質は、プランジャ先端415により接触され、且つ、針210から押し出され得る。針210は、選択的ルアー430により上記薬剤供与先端セグメントに固着され得るか、または、永続的に取付けられ得る。ヒータ450は、供与チャンバ・ハウジング425上に配置されると共に、供与チャンバ405を少なくとも部分的に取り囲む。ハウジング215は、上記薬剤供与先端セグメント上の外表板を形成すると共に、プランジャ・シャフト410、プランジャ先端415、供与チャンバ405および供与チャンバ・ハウジング425を少なくとも部分的に取り囲む。

供与チャンバ405内には、眼球内へと供与されるべき典型的には薬剤である物質が配置される。この様にして上記物質は、供与チャンバ・ハウジング425の内側面およびプランジャ先端415の一方の面により接触される。典型的に、供与チャンバ405は円筒体の形状である。ヒータ450は、供与チャンバ・ハウジング425に対して熱的に接触される。この様にして、ヒータ450は供与チャンバ425の内容物を加熱し得る。ヒータ450に対しては、(不図示の)電気インタフェースを介して電流が印加される。熱センサ460は温度情報を提供することで、ヒータ450の動作の制御を助力する。

本発明の一実施例において、供与チャンバ405内に配置された物質は、該供与チャンバ内に事前装填された薬剤である。斯かる場合、上記薬剤供与先端セグメントは、単用の消耗品として適切である。斯かる使い捨て製品は、設置された薬剤の回分量と共に、工場にて組立てられ得る。上記供与デバイス内へと、正確な体積の物質が事前装填され得る。

上記薬剤が供与チャンバ405内へと事前装填されるとき、所定量の薬剤が事前装填され得る。たとえば、100マイクロリットルの薬剤が供与チャンバ405内へと装填され得ると共に、100マイクロリットルまでの任意の量が供与され得る。斯かる場合において上記プランジャ(プランジャ・シャフト410およびプランジャ先端415)は、正確な距離だけ移動されることで、供与チャンバ405から針210を通して眼球内へと、正確な回分量の薬剤を供与し得る。これにより、回分供与の融通性および組立ての容易さが実現される。

他の実施例においては、異なる複数の先端セグメント内へと異なる回分量が事前装填され得る。たとえば、異なる複数の先端セグメントの供与チャンバ405内へと、１マイクロリットルずつ段増した１０マイクロリットルまでの回分量が事前装填され得る。適切な回分量は、供与チャンバ405内に事前装填された適切な量の薬剤を備えた先端セグメントを選択することで、選択され得る。

作動時に、図４の薬剤供与先端セグメントは、(不図示の)再使用制限アセンブリに対して取付けられる。上記再使用制限アセンブリは、上記先端セグメントに対して電力を提供すると共に、選択的ライト275を点灯させる。斯かる場合、電流は選択的ライト275およびヒューズ375を通る。機械的リンク機構インタフェース420は、上記再使用制限アセンブリ上の機械的インタフェースと合致係合する。回分量情報は、メモリ・デバイス315から読み取られる。この回分量情報によれば上記コントローラは、正しい回分量が供与される如く、上記プランジャを動作させ得る。プランジャ・シャフト410に対して力が付与されたとき、プランジャ先端415は変位される。すると、プランジャ先端415の変位により、供与チャンバ405内に収容された物質が変位される。上記物質は、針210から押し出される。回分量が供与された後、(不図示の)コントローラは、増大電流がヒューズ375を通して送られることを指示する。この増大電流はヒューズ375を焼き切り、上記先端セグメントが使用され且つ廃棄されるべきことを表す。示された実施例の先端セグメントは単用の先端セグメントであることから、ヒューズ375が一旦飛ばされたなら、上記先端セグメントはもはや作用できない。これに加え、ヒューズ375が一旦飛んだなら、メモリ・デバイス315からデータは読み取られ得ない。

図５は、本発明の実施例に係る薬剤供与先端セグメントおよび再使用制限アセンブリの断面図である。図５は、先端セグメント205が如何にして再使用制限アセンブリ250と結合するかを示している。図５の実施例において先端セグメント205は、メモリ・アセンブリ555、機械的リンク機構インタフェース420、プランジャ505、供与チャンバ・ハウジング425、先端セグメント・ハウジング215、ヒータ450、熱センサ460、針210、供与チャンバ405、インタフェース530、および、先端インタフェース・コネクタ520を含んでいる。再使用制限アセンブリ250は、機械的リンク機構545、アクチュエータ・シャフト510、アクチュエータ515、電源310、コントローラ305、再使用制限アセンブリ・ハウジング255、インタフェース535、および、再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525を含んでいる。

先端セグメント205において、機械的リンク機構420はプランジャ505の一端上に配置される。プランジャ505の他端は、供与チャンバ405の一端を形成する。プランジャ505は、供与チャンバ405内で摺動し得る。プランジャ505の外側面は、供与チャンバ・ハウジング425の内側面に対して流体的にシールされる。供与チャンバ・ハウジング425は、供与チャンバ405を取り囲む。典型的に、供与チャンバ・ハウジング425は円筒形状を有する。その故に、供与チャンバ405も円筒形状を有する。

針210は、供与チャンバ405に対して流体的に連結される。斯かる場合、供与チャンバ405内に収容された物質は、針210を通り眼球内へと通過し得る。ヒータ450は、少なくとも部分的に供与チャンバ・ハウジング425を取り囲む。この場合にヒータ450は、供与チャンバ・ハウジング425と、供与チャンバ405内に収容された一切の物質とを加熱し得る。換言すると、ヒータ450は供与チャンバ・ハウジング425と熱接触する。インタフェース530は、ヒータ450を先端インタフェース・コネクタ520に対して接続する。

供与チャンバ・ハウジング425、ヒータ450およびプランジャ505を含む先端セグメント205の各構成要素は、少なくとも部分的に先端セグメント・ハウジング215により取り囲まれる。本発明の原理に一致する一実施例においては、先端セグメント・ハウジング215の底面上にシールが存在する。この様にして、プランジャ505は先端セグメント・ハウジング215に対してシールされる。このシールは、供与チャンバ405内に収容された一切の物質の汚染を阻止する。医療目的に対し、斯かるシールは好適である。このシールは、プランジャ505上もしくは供与チャンバ・ハウジング425上の任意の箇所に配置され得る。斯かる場合、先端セグメント・ハウジング215は、供与チャンバ・ハウジング425に対して接続されることで、気密もしくは液密なシールを形成し得る。別実施例において先端セグメント・ハウジング215は、機械的リンク機構インタフェース420が位置する端部の近傍にて、プランジャ505に対してシールされ得る。斯かる場合、気密もしくは液密なシールは、プランジャ505上の箇所と先端セグメント・ハウジング215との間に形成され得る。

これに加え、先端セグメント205はプランジャ停止機構を含み得る。図５に示された如く、プランジャ505の底部(機械的リンク機構インタフェース420が位置する部分)は、供与チャンバ・ハウジング425の底部と接触し得る。斯かる場合、プランジャ505が針210に向かい上方に進行するにつれ、機械的リンク機構インタフェース420も針210に向かい上方に進行する。機械的リンク機構インタフェース420の頂面は、供与チャンバ・ハウジング425の底面に接触する。この実施例において、プランジャ505上の底端部上の突出部、および、供与チャンバ・ハウジング425の底面は、プランジャ停止機構を形成する。プランジャ505は、機械的リンク機構インタフェース420の頂面が供与チャンバ・ハウジング505の底面と接触する点からは、更には進行され得ない。斯かるプランジャ停止機構によれば、プランジャ505が針210に接触し且つ可能的には該針を脱落させることなどを阻止する安全性特徴が提供され得る。本発明の原理に一致する別実施例において、斯かるプランジャ停止機構は、針210が眼球から取り外されたときにプランジャ505が針210から縮動もしくは離間移動され得ないという繋止機構も含み得る。斯かるプランジャ繋止機構は、針210が取り外されたときに物質の逆流の阻止を助力する。

再使用制限アセンブリ250において、電源310はアクチュエータ515に対する電力を提供する。(不図示の)インタフェースは、コントローラ305を介して電源310をアクチュエータ515に対して接続する。アクチュエータ515は、アクチュエータ・シャフト510に対して接続される。アクチュエータ515がステッパ・モータである場合、アクチュエータ・シャフト510はアクチュエータ515と一体的である。機械的リンク機構インタフェース545は、アクチュエータ・シャフト510に対して接続される。この構成において、アクチュエータ515がアクチュエータ・シャフト510を針210に向けて上方に移動させるにつれ、機械的リンク機構545もまた針210に向けて上方に移動する。

コントローラ305は、インタフェース535を介して再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525に対して接続される。再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525は、機械的リンク機構インタフェース545の近傍にて、再使用制限アセンブリ・ハウジング255の頂面上に配置される。この様にして、再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525および機械的リンク機構インタフェース545の両者は夫々、先端インタフェース・コネクタ520および機械的リンク機構インタフェース420に対して接続され得る。

コントローラ305およびアクチュエータ515は、(不図示の)インタフェースにより接続される。(不図示の)このインタフェースによれば、コントローラ305はアクチュエータ515の動作を制御し得る。コントローラ305は、再充電可能もしくは再充電不能な電源310と協働する機能を有する。コントローラ305は、たとえばメモリ・アセンブリ555に対して提供される電流もしくは電圧を制御することにより、メモリ・アセンブリ555内に含まれた選択的ライト275を点灯させ且つヒューズ375を飛ばし得る。

先端セグメント205は、先に記述された如く、再使用制限アセンブリ250に対して合致係合し、または、取付けられ得る。図５の実施例において、プランジャ505の底面上に配置された機械的リンク機構インタフェース420は、再使用制限アセンブリ・ハウジング255の頂面の近傍に配置された機械的リンク機構インタフェース545と接続され得る。これに加え、先端インタフェース・コネクタ520は、再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525に対して接続され得る。この様にして先端セグメント205が再使用制限アセンブリ250に接続されるとき、アクチュエータ515およびアクチュエータ・シャフト510はプランジャ505を針210に向けて上方に駆動し得る。これに加え、コントローラ305とヒータ450との間にはインタフェースが形成される。信号はコントローラ305から、インタフェース535、再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525、先端インタフェース・コネクタ520、および、ヒータ・インタフェース530を介して、ヒータ450まで通過し得る。

作動時において、先端セグメント205が再使用制限アセンブリ250に対して接続されたとき、コントローラ305はアクチュエータ515の動作を制御する。アクチュエータ515は起動され、且つ、アクチュエータ・シャフト510は針210に向けて上方に移動される。一方、機械的リンク機構インタフェース420に対して接続された機械的リンク機構インタフェース545は、プランジャ505を針210に向けて上方に移動させる。そのとき、供与チャンバ405内に配置された物質は、針210を通して放出される。

これに加え、コントローラ305はヒータ450の動作を制御する。ヒータ450は、供与チャンバ・ハウジング425の外側面を加熱し得る。供与チャンバ・ハウジング425は少なくとも部分的に熱的に伝導性であることから、供与チャンバ・ハウジング425を加熱すると、供与チャンバ405内に配置された物質は加熱される。熱センサ460からの温度情報は、インタフェース530、先端インタフェース・コネクタ520、再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525、および、インタフェース535を介し、コントローラ305へと戻し伝達され得る。この温度情報は、ヒータ450の動作を制御すべく使用され得る。典型的にコントローラ305は、ヒータ450に送られる電流の量を制御する。ヒータ450に対して送られる電流が大きいほど、それは熱くなる。斯かる様式にてコントローラ305は、熱センサ460からの情報を利用するフィードバック・ループを使用してヒータ450の動作を制御し得る。ヒータ450の動作を制御するために、比例積分微分(PID)アルゴリズムの如き任意の適切な種類の制御アルゴリズムが使用され得る。

メモリ・アセンブリ555は、先端セグメント205におけるインタフェース530に対して接続される。本実施例においてメモリ・アセンブリ555は、図３および図４に関して記述された如く、選択的ライト275、ヒューズ375およびメモリ・デバイス315を含んでいる。メモリ・アセンブリ555におけるメモリ・デバイス315は、典型的には図８に示されたのと同様のハード結線メモリ回路である。メモリ・アセンブリ555におけるメモリ・デバイス315は、供与チャンバ405内に収容された薬剤に対する回分量情報を記憶すべく構成される。

コントローラ305は、メモリ・アセンブリ555とも協働し得る。この様にしてコントローラ305は、電源310からの電流がメモリ・アセンブリ555へと流れることを指示する。コントローラ305はまた、メモリ・アセンブリ555に含まれた上記メモリ・デバイスからのデータも読み取る。選択的ライト275およびヒューズ375を通る電流は、該選択的ライト275を点灯させる。先端セグメント205が使用された後(物質が供与された後)、コントローラ305は増大電流を供与することを電源310に指示することで、ヒューズ375を飛ばし且つ選択的ライト275を消灯させる。これにより、先端セグメント205は使用され、それは廃棄されるべきことが示される。これに加え、コントローラ305は、ヒューズ375が飛ばされたか否かを調べるべく、それをチェックし得る。もしそれが飛ばされていれば、コントローラ305は先端セグメント205を、作動不能にされたものと定義する。代替的にヒューズ375は、それが飛ばされたとき、電力が上記先端セグメントに対して供与されない様に載置され得る。斯かる場合、ヒューズ375が一旦飛ばされたなら、選択的ライト275は消灯され且つ上記先端セグメントは作動不能とされる。これに加え、ヒューズ375が一旦飛ばされたなら、メモリ・アセンブリ555におけるメモリ・デバイスからデータはもはや読み取られ得ない。

図５の実施例において、インタフェース530、先端インタフェース・コネクタ520、再使用制限アセンブリ・インタフェース525およびインタフェース535は全て、先端セグメント205と再使用制限アセンブリ250との間のデータ・インタフェースを形成する。この様にして、熱センサ460からの情報は、この一連のインタフェースおよびインタフェース・コネクタを介し、再使用制限アセンブリ250へと戻し通過され得る。これに加え、メモリ・アセンブリ555における上記メモリ・デバイスに記憶されたデータもまた、この一連のインタフェースおよびインタフェース・コネクタを介してコントローラ305により読み取られ得る。先端セグメント205が再使用制限アセンブリ250に対して接続されたとき、機械的リンク機構インタフェース545は機械的リンク機構インタフェース420に対して接続され、且つ、先端インタフェース・コネクタ520は再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525に対して接続される。再使用制限アセンブリ・インタフェース・コネクタ525に対する先端インタフェース・コネクタ520の接続によれば、熱センサ460とメモリ・アセンブリ555におけるメモリ・デバイスとからの情報もしくはデータは、コントローラ305に対して伝達され得る。

本発明の原理に一致する一実施例において、メモリ・アセンブリ555におけるメモリ・デバイスは回分量情報を記憶する。メモリ・アセンブリ555におけるメモリ・デバイスには、供与チャンバ405内に収容された薬剤に対する適切な薬剤回分量に関する情報が記憶される。斯かる場合においてコントローラ305は、メモリ・アセンブリ555におけるメモリ・デバイスから回分量情報を読み取ると共に、適切な回分量を供与するに適した様式でアクチュエータ515を動作させ得る。たとえば、供与チャンバ405内には100マイクロリットルが収容され得る。メモリ・アセンブリ555における上記メモリ・デバイスには、20マイクロリットルの回分量が眼球内へと供与されるべきことを示す情報が記憶され得る。斯かる場合にコントローラ305は、メモリ・アセンブリ555における上記メモリ・デバイスから、(眼球内へと20マイクロリットルが供与されるべきであるという)回分量情報を読み取る。そのときにコントローラ305は、アクチュエータ515を操作して20マイクロリットルの回分量を供与し得る。コントローラ305はアクチュエータ515により、20マイクロリットルの回分量に関する所定距離だけ、アクチュエータ・シャフト510および機械的リンク機構545を移動させ得る。斯かる場合にプランジャ505は、20マイクロリットルのみの薬剤が針210から眼球内へと放出される様に、この所定距離だけ移動される。

本発明の原理に一致する一実施例においてコントローラ305は、自身に記憶された種々のプランジャ距離を保有する。これらのプランジャ距離の各々は、異なる回分量に関連する。たとえば、ひとつのプランジャ距離は20マイクロリットルの回分量に関連付けられ得ると共に、第２の更に大きなプランジャ距離は40マイクロリットルの回分量に関連付けられ得る。この様にしてコントローラ305は設定プランジャ距離を使用してアクチュエータ515、アクチュエータ・シャフト510、機械的リンク機構インタフェース545および機械的リンク機構インタフェース420を制御することで、この設定距離だけプランジャ505を移動させる。換言すると、コントローラ305は、メモリ・アセンブリ555におけるメモリ・デバイスから回分量情報を読み取り、その回分量に関係付けられたプランジャ距離を見出し、且つ、プランジャ505が踏破すべき上記距離を使用して所定回分量の薬剤を供与する。アクチュエータ・シャフト510および機械的リンク機構インタフェース545は機械的リンク機構インタフェース420に対して接続されることから、アクチュエータ・シャフト510の移動により、プランジャ505の対応移動が引き起こされる。アクチュエータ515がステッパ・モータであるときにコントローラ305は、プランジャ505が適切な距離だけ移動されることで供与チャンバ405から必要回分量が針210を通して眼球内へと供与される如く、アクチュエータ515の移動を制御する。

本発明の原理に一致する別実施例において、コントローラ305は、所望回分量を供与すべくプランジャ505が移動されるべき距離を算出しても良い。たとえば、20マイクロリットルの薬剤回分量に対応する回分量情報がコントローラ305によりメモリ・アセンブリ555内のメモリ・デバイスから読み取られるなら、コントローラ305はこの情報を使用して、プランジャ505が移動されるべき適切な距離を算出し得る。供与チャンバ405の体積ならびに該供与チャンバ405内に装填された薬剤の体積は既知であることから、その必要回分量を供与するためにプランジャ505が移動されるべき距離はコントローラ305により算出され得る。供与チャンバ405が円筒形状を有するとき、該供与チャンバの体積は、円筒の断面積(円形の面積)と上記供与チャンバの高さとの積を用いて算出され得る。この単純な数式は、供与チャンバ405の総体積を算出すべく使用され得る。供与チャンバ405の断面積は任意の所定用途に対して一定であることから、プランジャ505が踏破する距離に対応する高さは、任意の回分量に対して算出され得る。

たとえば、100マイクロリットルの薬剤が供与チャンバ405内に装填され、且つ、該供与チャンバ405の断面積は10であると仮定する。供与チャンバ405が円筒体の形状であるとき、その円筒体の高さも10である。供与チャンバ405の総体積の20％に対応する20マイクロリットルの回分量を供与するためには、プランジャ505を針210に向けて上方に2の距離だけ移動させる必要がある。換言すると、20マイクロリットルの回分量は、供与チャンバ405の総体積の20％に対応する。斯かる場合にプランジャ505は、供与チャンバ405の全高の20％に等しい距離だけ、針210に向けて上方に移動されねばならない。そのときにコントローラ305は、アクチュエータ・シャフト510が供与チャンバ405の全高の20％の距離だけプランジャ505を上方に移動かつ駆動する如く、アクチュエータ515を制御し得る。

これに加えてコントローラ305は、所定回分量の薬剤を適切に供与するためにプランジャ505が移動されるべき速度に関する情報を読み取り得る。斯かる場合にコントローラ305は、メモリ・アセンブリ555から薬剤供与の速度に関する情報を読み取り、且つ、その情報を用いてアクチュエータ515を動作させることでプランジャ505をその速度で駆動する。プランジャ505が移動する速度は、固定されまたは可変とされ得る。一定の用途においては、他の用途におけるよりもプランジャ505を更に高速で移動させることが好適であり得る。たとえば、供与405内に収容される薬剤が、眼球内へと注入される前に加熱されるべき薬剤である場合には、加熱された薬剤が冷えて針210を目詰りさせない様な速度にてプランジャ505を駆動することが好適であり得る。他の用途においては、供与チャンバ405内に収容された薬剤の供与を増進するために、プランジャ505を更に低速で移動させることが好適であり得る。

メモリ・アセンブリ555における上記メモリ・デバイスに対しては、回分量エラーが生じにくい様に回分量情報を含めることも好適である。斯かる場合には、工場にて多数の異なる薬剤供与先端セグメント205が製造されて薬剤が装填され得る。回分量情報はまた、工場にてメモリ・アセンブリ555内のメモリ・デバイスに対しても取り込まれ得る。多数の異なる先端セグメントであって、その各々の供与チャンバ405には同一量の薬剤が収容されるがメモリ・アセンブリ555内のメモリ・デバイスには異なる回分量情報が記憶されるという多数の異なる先端セグメントが、製造かつ出荷され得る。代替的に、多数の異なる先端セグメントであって、その各々の供与チャンバ405には異なる量の薬剤が収容され、メモリ・アセンブリ555内のメモリ・デバイスには対応する回分量情報が記憶されるという多数の異なる先端セグメントが、製造かつ出荷され得る。その場合に医師は、メモリ・アセンブリ555内のメモリ・デバイスに必要な回分量情報を備える先端セグメント205を注文し得る。適切な回分量が患者に投与される様に、回分量情報を識別すべくパッケージは明確にラベル表示され得る。メモリ・アセンブリ555が別体のカード600上に配置される場合、そのカード600は薬剤供与デバイス405と共に含められ得る。

図６は、本発明の実施例に係る回分量制御カードの斜視図である。図６の実施例において、回分量制御デバイス600はメモリ・カード形式デバイスで実現される。回分量制御デバイス600においては、図５のメモリ・アセンブリ555に関して先に記述されたのと同一の構造および機能性が実現される。回分量制御デバイス600は、先に記述された如く、(不図示の)ヒューズ、ライトおよびメモリ・デバイスを含む。回分量制御デバイス600は、コネクタ端部605、本体610およびライト付き端部615を有する。この実施例においてコネクタ端部605は、コンソール・ボックス700に対して接続され且つそれと通信し得る。ライト付き端部615には、ライト275が取入れられる。

図７は、本発明の実施例に係るコンソール、薬剤供与デバイスおよび回分量制御カードの斜視図である。図７においてコンソール・ボックス700は、スロット715、ポート720、ボタン725およびインディケータ730を含んでいる。スロット715は、回分量制御カード600のコネクタ端部605を受容し得る。注入デバイス705はコネクタ710を有する。ポート720はコネクタ710を受容し得る。コンソール・ボックス700は、注入デバイス705の動作を制御する(不図示の)コントローラを含んでいる。注入デバイス705は図５に示された実施例の各構成要素を含むが、上記電源、コントローラ、および可能的には数個のインディケータもしくはライトは除かれる。それらの構成要素は、コンソール・ボックス700に収容される。これに加え、上記ヒータは選択的である、と言うのも、それは先に記述されたデバイスにおいて選択的だからである。

作動時に、医療専門家は(不図示の)無菌パッケージから注入デバイス705および回分量制御デバイス600を取出す。注入デバイス705は、コネクタ710をポート720に対して接続することにより、コンソール・ボックス700に対して接続される。回分量制御デバイス600は、スロット715に挿入される。コンソール・ボックス700における(不図示の)コントローラは、回分量制御デバイス600におけるメモリ・デバイスから回分量情報を読み取る。次にコンソール・ボックス700におけるコントローラは、注入デバイス705を作動させることで、適切な回分量を前述の様式で供与する。

図８は、本発明の実施例に係るハード結線メモリ回路の回路図である。この実施例においては、７個のヒューズ(F1、F2、F3、F4、F5、F6およびF7)、６個の抵抗器(R1、R2、R3、R4、R5およびR6)、および、１個のLED(L7)が回分量データを記憶する役割を果たす。図８の実施例は、６個の端子(T1、T2、T3、T4、T5およびT6)も含んでいる。ヒューズF7およびLEDL7は、図３および図４のヒューズ375および選択的ライト275に対応する。

図８の実施例は、5ビットの数値、および、チェックサムを記憶し得る。公知である如く、電圧ライン810に印加される電圧は、上記６個の抵抗器の各々を介して読み取られ得る。もし特定の抵抗器と直列なヒューズが飛ばされたなら、その抵抗器を介して電圧は読み取られない。これらの２つの状態(抵抗器を介した電圧の有無)は、２進数の１または０に対応する。図８の実施例においては、各抵抗器の内の５個が回分量データを包含する。この回分量データは、３２種類の異なる数値の内のひとつの数値である。第6の抵抗器は、チェックサム情報を保持する。

たとえば、ヒューズF2およびF3が飛ばされ且つヒューズF1、F4、F5およびF6が飛ばされなければ、抵抗器R2およびR3を介して電圧は存在せず(すなわちゼロ電圧)、且つ、抵抗器R1、R4、R5およびR6を介しては全電圧(＋5ボルト)が存在する。この例において、上記５ビットは最初の５個の抵抗器(R1〜R5)に対応し、且つ、チェックサムは第6の抵抗器(R6)に対応する。各抵抗器に亙る電圧は、夫々の端子(T1〜T6)と接地ライン820との間において読み取られる。この場合、5ビットの２進数は10011すなわち19であり、且つ、チェックサムは1である。上記コントローラは、この数値およびチェックサムを読み取り、この数値が上記チェックサムに鑑みて正しいか否かを決定してから、該数値に基づいて回分量を決定する。この場合、上記回分量制御デバイスは32通りの異なる回分量レベルを定義する。上記数値19は、48マイクロリットルの回分量に対応する。斯かる場合、２マイクロリットルの段増分にて10マイクロリットル〜72マイクロリットルの回分量が上記回分量制御デバイスにより定義され得る。その場合に上記コントローラは、上記プランジャを動作させて48マイクロリットルを供与し得る。上記回分量が供与された後、先に記述された如くヒューズが飛ばされ得ると共に、上記カードは動作不能とされ得る。

上記から、本発明は正確な体積の物質を眼球内へと供与する優れたシステムを提供することが理解される。本発明は、正確な回分量を供与し得る薬剤供与デバイスを提供する。上記先端セグメントは、汎用的なハンドピースの再使用制限アセンブリと接合される。上記回分量制御デバイスにおける情報は、適切な回分量を供与することを上記注入デバイスに指示する。本明細書において本発明は例示的に示されており、当業者によれば種々の改変が為され得る。

当業者であれば、本明細書を考慮すると共に本明細書に開示された発明を実施することで本発明の他の実施例は明らかであろう。明細書および各例は例示的にすぎないと見做されるべきであり、本発明の真の有効範囲および精神は以下の各請求項により示されることが意図される。

Claims (17)

1. 内側面と外側面とを有する供与チャンバであって、上記内側面は所定量の物質を受容するキャビティを画成する供与チャンバと、
   上記供与チャンバの上記内側面と係合されたプランジャであって、該プランジャは上記供与チャンバの上記キャビティ内を摺動し得、該プランジャは上記供与チャンバの上記内側面に対して流体的にシールされるプランジャと、
   当該注入デバイスの動作を制御するコントローラと、
   上記物質が上記供与チャンバから供与された後で飛ばされることにより当該デバイスを作動不能とするヒューズと、
   殺菌操作に耐えるメモリ・デバイスであって、複数の対のヒューズ及び抵抗器を備え、各ヒューズと抵抗器とが直列に接続され、前記複数の対のヒューズ及び抵抗器は並列に接続される、メモリ・デバイスと、
   上記供与チャンバおよび上記プランジャを少なくとも部分的に取り囲むハウジングとを備え、
   上記コントローラは上記メモリ・デバイスから回分量データを読み取り且つ当該注入デバイスを操作することで上記回分量データに対応する回分量を供与する、
   注入デバイス。
2. 前記供与チャンバに対して流体的に連結された針を更に備えて成る、請求項１記載の注入デバイス。
3. 前記供与チャンバに熱接触して前記物質を加熱するヒータを更に備えて成る、請求項１記載の注入デバイス。
4. 前記プランジャの移動を制限するプランジャ停止機構を更に備えて成る、請求項１記載の注入デバイス。
5. 前記物質は眼球の疾患を治療する薬剤である、請求項１記載の注入デバイス。
6. 当該デバイスを作動不能とする前記ヒューズと直列なライトを更に備えて成る、請求項１記載の注入デバイス。
7. 当該注入デバイスに対して電力を提供する電源を更に備えて成る、請求項１記載の注入デバイス。
8. 前記電源はバッテリである、請求項７記載の注入デバイス。
9. 前記プランジャを駆動するアクチュエータを更に備えて成る、請求項１記載の注入デバイス。
10. 先端セグメントと再使用制限アセンブリとを備えた眼科用注入システムであって、
    上記先端セグメントは、
    内側面と外側面とを有する供与チャンバであって、上記内側面は所定量の物質を受容するキャビティを画成する供与チャンバと、
    上記供与チャンバの上記内側面と係合されたプランジャであって、該プランジャは上記供与チャンバの上記キャビティ内を摺動し得、該プランジャは上記供与チャンバの上記内側面に対して流体的にシールされ、該プランジャは基端および末端を有し、該基端は第１の機械的リンク機構インタフェースを有するプランジャと、
    上記物質が上記供与チャンバから供与された後で飛ばされることにより当該システムを作動不能とするヒューズと、
    殺菌操作に耐えるメモリ・デバイスであって、複数の対のヒューズ及び抵抗器を備え、各ヒューズと抵抗器とが直列に接続され、前記複数の対のヒューズ及び抵抗器は並列に接続される、メモリ・デバイスと、
    上記供与チャンバおよび上記プランジャを少なくとも部分的に取り囲む第１ハウジングとを備え、
    上記再使用制限アセンブリは、
    電源と、
    当該システムの動作を制御するコントローラと、
    シャフトを有するアクチュエータと、
    上記シャフトの端部上に配置された第２の機械的リンク機構インタフェースと、
    上記コントローラおよび上記アクチュエータを少なくとも部分的に取り囲む第２ハウジングとを備え、
    上記コントローラは上記メモリ・デバイスから回分量データを読み取り且つ当該注入デバイスを操作することで上記回分量データに対応する回分量を供与する、
    眼科用注入システム。
11. 前記メモリ・デバイスを前記コントローラに対して連結するインタフェースを更に備えて成る、請求項１０記載のシステム。
12. 前記コントローラは、前記シャフトが算出された距離だけ移動されることにより、前記プランジャを変位させ、且つ、前記回分量データに対応する量の前記物質を前記供与チャンバから出射させる如く、前記アクチュエータを操作する、請求項１０記載のシステム。
13. 前記供与チャンバに対して流体的に連結された針を更に備えて成る、請求項１０記載のシステム。
14. 前記供与チャンバに熱接触して前記物質を加熱するヒータを更に備えて成る、請求項１０記載のシステム。
15. 前記物質は眼球の疾患を治療する薬剤である、請求項１０記載のシステム。
16. 前記先端セグメントは、当該システムを作動不能とする前記ヒューズと直列なライトを更に備えて成る、請求項１０記載のシステム。
17. 前記電源はバッテリである、請求項１０記載のシステム。

Images