JP5276075B2 - 流体運搬システム、流体運搬装置及び危険性流体を搬送する方法 - Google Patents

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関連出願の引用
本願は２００３年４月８日に出願された米国仮特許出願第60/461,152号の利益を主張し、該出願の開示は引用を以て本願に組み入れる。

本願は、一般に流体運搬(deliverly)システム、流体運搬装置、及び流体を運搬する方法に関するものである。特に、危険性医療用流体の運搬システム、それに用いられる装置、及び患者へ危険性医療用流体を運搬する方法に関する。今日の血管造影処置は、Ｘ線画像を用いて、体の内側を描画する。医師は所望の血管に向けてカテーテルを巧みに操作する。Ｘ線を吸収する造影剤が注入されて、動脈及び静脈が鮮明にＸ線表示又はフィルムに写される。得られた画像を用いて、医師は診断をし、適切な処置を決定する。インターベンショナル(interventional)手順に於いて、注入カテーテル、アテローム切除装置、移植又は多くのインターベンショナル装置の何れか１つを用いて、処置が実行される。インターベンショナル処置はしばしば、血管造影手順中に実行されるが、時にはその後で実行される。

通常の造影手順中は、造影剤に加えて生理食塩水を注入し、カテーテルから造影剤をフラッシュし、カテーテルのルーメン(lumen)を開状態に保ち(凝固せず)、及び／又は血圧を測定する流路として作動するのが通常である。医師はしばしば、特に冠動脈注入では手で注入する。幾つかの場合、生理食塩水は自重で供給される。

末梢血管に注入するには、そしてしばしば冠動脈に注入するには、造影剤の注入に電動インジェクタが用いられる、なぜなら造影剤は粘性が高く、小径のカテーテルを通して造影剤を駆動するには、高圧が要求されるからである。例えば、電動インジェクタは、そのような注入に際して、１２００psiまで圧力を加える(develop)ことができる。そのような注入に用いられる圧力範囲は、人が手動による注入で加えることができる圧力を軽く上回る。本発明の譲受人に譲り受けられた米国特許第5,494,036号、6,339,718号、5,483,037号、5,840,026号、5,806,519号、5,379,508号、及び5,569,181号は、造影剤、生理食塩水、及び他の流体を、同時又は連続して注入することができる電動インジェクタシステムの使用が開示されており、この開示は引用を以て本願の一部とする。

血栓溶解療法に於いて、医師は血管の詰まりを調べるべく、カテーテルを設置する。次に、医師は通常のカテーテル又は多くの特殊な血栓溶解療法用カテーテルの１つを用いて、血栓溶解薬剤を血栓内に注入する。しばしば、注入は周期的なパルスの高圧注入を用いて実行され、血栓溶解薬剤を血栓内に注入し、該血栓の破壊を加速する。血栓手順に用いられる適切なインジェクタの例は、ニューヨーク州、クィーンズバリィのアンジオダイナミックス社から入手可能なパルス駆動型スプレイインジェクタモデルＰＳＩ−１、及びチェコ共和国のライネットコンパクトs.r.o.から入手可能なパルス駆動型血栓溶解ポンプである。

現在入手できるそのような注入装置の問題は、医師が流路を操作することが必要で、しばしば造影剤注入シリンジを手で外し、血栓溶解インジェクタを接続しなければならないことである。この操作は、時間が掛かり、不用意な生物学的汚染など、作業者が過ちを犯すリスクを伴う。

他の開発中のインターベンショナル処置は、遺伝子治療薬剤の注入を含む。遺伝子治療の終着点の１つのタイプは、心筋が新たな血管の成長を生じさせる遺伝子を送って(express)、疾病によって動脈が著しく狭まった心筋に栄養を与えることである。そのような遺伝子治療のタイプの１つに、非複製ウィルスに含まれた遺伝子治療ＤＮＡがある。体内に注入されると、このウィルスは包含するＤＮＡを細胞に移入する。ウィルスは、ウィルスを複製するのに必要なＤＮＡを包含していないので、増殖せず疾病を引き起こさない。これらのウィルスは、遺伝子治療ＤＮＡに接触するあらゆる細胞に核酸を入れる。この理由から、ベクターウィルスが細胞組織のみを目標として搬送されることを確実にし、病院職員がベクターウィルスとの接触から十分に保護されることを確実にするのは重要である。

遺伝子治療の他の適用例は、腫瘍成長を遅くする一手段として、脈管形成を阻止することである。この適用例に於いて、遺伝子治療は目標である細胞組織に搬送され、健康な細胞組織及び医療従事者に搬送されることを最小限にすることは重要である。研究中の遺伝子治療の応用はまた、数多くあり、例えば襄胞性線維症及び筋ジストロフィーである。

アデノウィルス遺伝子治療生成物を用いる代表的な処置に於いて、医師は以下の手順を実行する。(１) 薬剤所に冷凍した瓶を格納する；(２) 薬剤所のフード中にて、手袋及び適切な技術を用いて、遺伝子治療薬とともに瓶を解凍し；(３) 針を用いて、手動シリンジに数ml例えば１０mlの薬剤を引き込み、；(４) 数mlの生理食塩水を加えて、薬剤を薄め、；(５) インターベンショナル室へ搬送すべく、手動シリンジをシリンジホルダに設置して、シリンジの外側を無菌状態に保つ(解凍した薬剤は数時間以内に用いられねばならない)；(６) インターベンショナル室内にて用いられるべく、ゴーグル及びＭ−９５フィルタを有するマスクを着用して、空中のウィルスからの感染を防ぎ、；(７) 空気の流体ラインを取り除き、；(８) 必要で有れば、更に薬剤を希釈し、；(９) 通常の血管造影装置(マニホールド、カテーテル、ガイドワイヤ)及び血管造影技術(通常はかなり選択的に配置されて、大動脈内への造影剤、即ち薬剤の如何なる逆流をも防ぎ、系統的に分配される)を用いて、所望の血管内にカテーテルを位置決めし、；(10) 造影剤注入に対するカテーテルの設置を確認し；(11) 選択的に、造影剤用シリンジを外し、生理食塩水用シリンジを取り付けることにより、マニホールド及び／又はカテーテルに生理食塩水を流し、；(12) 生理食塩水用シリンジを外し、；(13) 遺伝子治療用シリンジを接続し、；(14) 手動で１分間から２分間、遺伝子治療薬剤を約１から５ミリリットル注入し、；(15) 遺伝子治療用シリンジを外し、；(16) 生理食塩水用シリンジを接続し、；(17) 同じ時間だけ(例えば、１分間から２分間)生理食塩水を数ｍｌ注入して、遺伝子治療薬剤を流路から患者内へ洗い流して、；(19) 造影剤用シリンジを再び接続し、；(20) 造影剤を注入して、カテーテルが外れていないことを確認し、；(21) 次の注入に具えて、カテーテルを再び設置し、；(22) 全ての血管に注入されるまで、上記の工程を繰り返し、；(23) システムの使い捨て部分(バイオハザード物として)を処分する。

遺伝子治療を搬送する現行のシステム及び工程について、数多くの欠点又は未だ対処されていないニーズがある。例えば、囲われた準備フードが必要である。

更に、造影剤、生理食塩水、及び薬剤を搬送する多数のシリンジを取り外し、再び接続することは、時間が掛かり、幾らかの薬剤がこぼれ、又は散布され、このようにして、作業者及び／又は患者を望ましからぬ方法で感染させ、又は薬剤が汚染されるとのリスクが増加する。

更に、人間にとって、一定速度、特に遅い速度(ｍｌ／分)で１分間以上続けて流体を注入することは非常に難しい。遅い速度で動かすことは、シリンジ内のスティックスリップに煩わされ、手順時に１−２分間の動作を５回以下行うには、かなりの集中力が要る。薬剤を無駄にし、又は大動脈内を逆流して体内の何れかを移動するとの不用意な動作(jerking)、又はボーラス注入の可成りのリスクがある。また、シリンジが接続され及び取り外されるとき、プランジャは無意識にはじかれ、薬剤のボーラスは患者内に注入され、又は周囲に吐出される。更に、薬剤用シリンジから生理食塩水用シリンジへの切換え時間により、治療注入時に制御できない中断が生じる。薬剤は攪拌すると、塊を作りやすいから、シリンジを手動で接続し、取り外すことにより、攪拌し凝固する事態が生じる。

上記の如く、選択的に深くカテーテルを設置することは、大動脈内への逆流を避けるのに必要である。しかし、そのようにカテーテルを設置することは、動脈を通る血流を減らす虞れを招来し、切開を引き起こす可能性を増大させる。更に、選択的に深くカテーテルを設置するのは、技術的に一層難しい。

シリンジ及びカテーテルに接続されるマニホールドを手動で多数回操作することにより、カテーテルが適切に設置された位置から不用意に動く虞れが増大する。

シリンジ及びマニホールドを多数回手動で操作することにより、また生理食塩水を最初に注入し、次に薬剤を注入し、これによりカテーテルが１の血管から他の血管に移された際に、カテーテル内の薬剤が大動脈に注入されるエラーの虞れを増大させる。

患者の血管にアクセスする全ての手順は、患者を感染から保護すべく、無菌領域が形成されて、それが維持されることを必要とする。無菌の手袋を着用した作業者は、無菌でないどんな物をも触ることができず、無菌でない手袋をした作業者は無菌領域に入るどんな物をも触ることができない。更に、患者に触れた如何なる物、特に血液のような体液に触れた如何なる物も、バイオハザード物として処分されねばならない。上記の如く、遺伝子治療薬剤は、汚染されてなくとも、それ自身がバイオハザードをもたらす。

同様に、準備中又は搬送中の化学療法薬剤の噴霧化又は流出は、医療従事者又はその近傍の人に危険な状況を作り出す。化学療法薬剤の準備は、薬剤所の作業者を保護すべく、一般に薬剤所のフード内でなされる。化学療法薬剤は動脈内投与されて、腫瘍に滋養を与えている血管に入る。これにより、全組織への分量(及び細胞損傷と副作用)を最小にしつつ、腫瘍に非常に大量の分量を与えるとの利点がある。これにより、カテーテル注入のための高価な設備又は特別な処置室を占有する必要が少なくなる。更に一般に、化学療法薬剤は、末梢静脈カテーテル、ＰＩＣＣライン、中央静脈カテーテル、又は注入ポートを通って投薬される。手動シリンジ又は注入ポンプを用いて注入される薬剤は、上記の静脈にアクセスする装置の１つに接続される注入ラインの側部ポート内に、しばしば入る。これは普通は患者の部屋、外来患者の医院、最近ではよく患者の家でなされる。接続し及び接続を外すことは、薬剤の流出、又は噴霧化の事態となり、こうして近傍の人に感染する。化学療法薬剤の投薬用マスク及びゴーグルは、普通は用いられない。

化学療法薬剤を動脈内へ投薬すると、腫瘍は薬剤を直接受ける。化学療法薬剤を静脈内へ投薬すると、多くの化学療法薬剤は、該薬剤が注入された血管を傷付ける。これにより局所的な反作用及び痛みが生じ、医療従事者が続いてカテーテルを血管内に入れることが困難になる。

潜在的に危険な薬剤を患者に搬送し、それに関連して他の人に薬剤を晒すおそれがある第３の形態は、筋肉内及び皮下注入である。多くの医療的な先駆例(trail)があり、遺伝子治療及び生物薬剤の筋肉内注入に焦点を当てた多くの調査例がある。手動シリンジの針は、皮膚を通って、目標の筋肉に挿入される。次に、調整された量の薬剤が注入される。針が一方の箇所から外されて、他の箇所に動かされる各時間にて、薬剤が針の頂部に残っている故に、薬剤が噴霧化し、及び／又は流出する機会がある。

薬剤の吸入は遺伝子治療には広範に使用されてはいないが、薬剤の吸入は、喘息薬については、普通に実行され、他の薬剤についても研究されており、患者に投薬される薬剤によって、近傍の人が不用意に汚染される応用分野についても研究されている。より一層効き目がある薬剤がこの方法で投薬されると、偶発的に薬剤に晒される場合の影響は一層深刻(prevalent)となる。この場合に於いて、薬剤は意図的に液体の噴霧又は出力として搬送され、問題は特に深刻である。空気路及び患者の気道に入る噴霧は全てが、患者の体内に溜まるわけではない。このようにして、偶発的に放出され得る噴霧は、かなりの量である。

他の問題と同様に、上記の現行のシステム、装置、方法に関する１又は２以上の問題を減らし、及び／又は除去する、患者に危険な薬剤を搬送し又は投薬するシステム、装置、方法を開発することが望まれている。

発明の要約
１つの態様に於いて、本発明は患者に注入するシステムを提供し、該システムは危険性薬剤を封入する入れ物と、危険性薬剤を患者に搬送する第１のポンプと、第１のポンプ、入れ物、患者に作動可能に接続された流路を具える。システムは更に、危険性薬剤入れ物を流路に接続する際に、危険性薬剤を閉じ込めるのに適した危険性材料封込め容器を有する。

危険性材料封込め容器は例えば、入れ物を流路に接続する前に、入れ物を危険性材料封込め容器内に設置可能なように構成されたシール可能な開口を有する。危険性材料封込め容器はまた、導管に流体接続されたコネクタを有し、該導管はシールされた状態で危険性薬剤入れ物を通る。該実施例に於いて、コネクタは入れ物と流体接続するように構成されている。導管は流路に接続するように構成されている。

システムは、流路に作動可能に接続された少なくとも第２のポンプを具え、少なくとも１つの非危険性流体を患者に搬送する。非危険性流体は例えば、薬剤を流路から外に出して、体内にフラッシュするのに適した流体、又は危険性薬剤を希釈するのに適した流体である。非危険性流体は例えば、生理食塩水である。システムは更に、流路に作動可能に接続された第３のポンプを具え、第３のポンプは第３の流体の源に流体接続されている(例えば、造影剤)。

システムはまた、流路に流体接続された廃棄物入れ物を有する。廃棄物入れ物は危険性薬剤を収容するのに適している。

システムは更に、流路を通る流れを制御する少なくとも１つのバルブを有する。システムはまた、少なくとも第１のポンプと第２のポンプの動作を制御するコントローラを有する。ユーザインターフェイスがコントローラに作動的に接続され得る。

一実施例に於いて、危険性材料封込め容器は、危険性材料封込め容器の温度を制御する温度調節器を有する。

危険性材料封込め容器は、危険性薬剤用入れ物を囲む可撓性のバリアを有する。危険性材料封込め容器はまた、取り外し可能な蓋を有する入れ物を有して、危険性薬剤入れ物を危険性材料封込め容器内に設置することができる。本実施例に於いて、危険性材料封込め容器は更にシールバリアを有し、流路要素が該シールバリアを通って危険性薬剤用入れ物と流体接続した状態で設置される。シールバリアは、危険性薬剤が危険性材料封込め容器の周りに流れることを防ぐのに適している。危険性材料封込め容器はまた、危険性薬剤入れ物とシールを形成する少なくとも１つのシール部材を有する。

システムの第１のポンプ及び他のポンプは、１つのインジェクタ内に含まれ得る。一実施例に於いて、各ポンプはエネルギー駆動される。“エネルギー駆動”又は“エネルギー駆動される装置”の語は、直接の手動操作よりもエネルギーを用いる用途(例えば、機械的エネルギー又は熱エネルギー)を指す。一般的に、電気エネルギー又は蓄積された機械的エネルギーが本発明の装置をエネルギー駆動するのに用いられる。

システムは更に、患者の生理学的信号を探知する測定装置、及び生理学的信号に基づいて少なくとも第１のポンプと第２のポンプの１つからの流体搬送を制御し、臓器の機能に関係する流体搬送を制御する(例えば、同期化)コントローラを具えている。

本発明のシステムの一実施例に於いて、入れ物は器であり、該器内にて危険性薬剤は製造業者によって分配される。入れ物は、多数の患者に搬送されるのに十分な危険性薬剤を封入することができる。他の実施例に於いて、入れ物は、危険性材料の封込めを維持するローディング装置を用いて、危険性薬剤にて充填される。再び、充填された入れ物は多数の患者に搬送されるのに十分な危険性薬剤を囲むことができる。

システムの流路は、患者の血管内にて留まるように構成されたカテーテルを有する。一実施例に於いて、カテーテルは２つのルーメンを有し、該ルーメンは外側ルーメンからの流れが内側ルーメンからの流れを囲むように構成されている。カテーテルは、コネクタによってシステムの流路に接続され、コネクタは接続時にバイオハザード物封込め容器を構成する。

本発明のシステムの一実施例に於いて、流路は少なくとも１つのコネクタによって接続される少なくとも２つの流路要素を具え、接続時にバイオハザード物封込め容器を構成する。

コントローラを有する本発明のシステムの一実施例に於いて、コントローラは時間に亘って流速を変えることができる。例えば、コントローラは、流速が増える時間領域があるように流れを変える。

他の態様に於いて、本発明はインジェクタに接続するアセンブリを提供する。インジェクタはアセンブリを保持する保持機構、及び患者に搬送するのに備えて１又は２以上の流体をアセンブリ内に加圧する加圧機構を有する。アセンブリは、少なくとも第１の仕切り室を有し、危険性薬剤を封入した危険性薬剤入れ物を封入するように構成された封入囲いを形成する。第１の仕切り室は、危険性材料が第１の仕切りから周囲に脱出することを防止するように構成される。第１の仕切り室は危険性薬剤の器と流体接続する第１のコネクタ、及び該第１のコネクタと流体接続する第１の流出口を具える。アセンブリは更に、危険性薬剤とは別の流体を収容するように構成された第２の仕切り室を具え、該第２の仕切り室は第１の流出口に流体接続されている。

他の態様に於いて、本発明は患者の臓器に関係した局所的循環系に薬剤を注入するシステムを提供する。システムはバイオハザード薬剤を局所的循環系に注入する第１のポンプと、第１のポンプに作動可能に接続され、第１のポンプと患者との間に配置された流路と、流路に作動可能に接続して薬剤を流路から出して患者にフラッシュするのに十分な流体を注入する第２のポンプと、患者の生理学的信号を探知する測定装置と、及び生理学的信号に基づいて少なくとも第１のポンプと第２のポンプの１つからの流体搬送を制御し、臓器の機能に関する流体搬送を制御する(例えば、同期化)コントローラを具えている。一実施例に於いて、生理学的信号は心臓の様相に関する。心臓の様相に対する同期化は例えば、局所的循環から患者のシステム循環への薬剤の逆流を防ぐことである。他の実施例に於いて、生理学的信号は呼吸の様相に関する。

更なる態様に於いて、本発明は患者に注入するシステムを提供し、システムは危険性薬剤を患者に搬送する第１のポンプと、第１のポンプに作動可能に接続され、第１のポンプと患者との間に配置された流路を具える。システムは更に、流路に作動可能に接続して危険性薬剤を流路から出して患者にフラッシュするのに十分な流体を注入する第２のポンプを具える。システムはまた、接続、修正及び流路要素の配置の際に、危険性材料を閉じこめる危険性材料封込め容器を有する。

他の態様に於いて、本発明は危険性薬剤を患者に投薬する方法を提供し、患者を入れ物に作動可能に接続する工程を具え、入れ物内で危険性薬剤が、ポンプに作動可能に接続された流路に分配される。ポンプは危険性薬剤を患者に投薬するように構成される。方法は更に、入れ物を流路に接続する前及び接続中に、危険性薬剤を閉じ込めるのに適した危険性材料封込め容器内に入れ物を設置する工程を有する。危険性材料封込め容器はシール隔壁を有して、該シール隔壁を通って入れ物と接続される。

他の態様に於いて、本発明はカテーテルを具え、該カテーテルは外側導管と、外側導管内に位置して、外側導管よりも小径の内側導管を具えている。外側導管と内側導管の間の容積量は、患者に流体を搬送するように構成された第１のルーメンを形成する。内側導管の内径は、患者に流体を搬送するように構成された第２のルーメンを形成している。一実施例に於いて、内側導管は外側導管の後方で留まっている。内側導管からの流れは、外側導管からの流れによって略環状に囲まれる。

更なる態様に於いて、本発明は入れ物を提供し、該入れ物はコネクタと協働する可撓性のシール部材を具えて、入れ物をコネクタに接続するときに、バイオハザードシールを形成する。可撓性のシール部材は例えば、環状である。可撓性のシール部材はまた、接続時に軸方向に圧縮され得る。

他の態様に於いて、本発明はコネクタを提供し、該コネクタは第１の部材と第２の部材を具える。第１の部材又は第２の部材の少なくとも一方は、第１の部材と第２の部材を接続するときに、危険性材料を収容するように構成されたバイオハザードシールを具えている。

他の態様に於いて、本発明はバイオハザード物用の入れ物を提供し、該入れ物は入れ物へのポートをシールする第１の隔壁と、該ポートをシールする第２の隔壁を具えている。第２の隔壁は第１の隔壁から離れている。

他の態様に於いて、本発明は薬剤を移送するシステムを提供し、該システムは危険性薬剤を封入する第１の入れ物と、危険性薬剤を受け入れる第２の入れ物と、第１の入れ物から第２の入れ物へ危険性薬剤を搬送する第１のポンプと、第１のポンプ、第１の入れ物、第２の入れ物に作動可能に接続された流路と、第１の入れ物を流路に接続するときに、危険性薬剤を閉じ込めるのに適している危険性材料封込め容器を具えている。

更なる態様に於いて、本発明はシリンジローディング装置を提供し、該シリンジローディング装置は、第１のシリンジを取り外し可能に受け入れるように構成された少なくとも第１の仕切り室を有する。第１のシリンジは、その中にスライド可能に配置されたプランジャを有する。第１の仕切り室は、第１のシリンジと流体接続するように構成されたシリンジコネクタを有する。
シリンジローディング装置は更に、危険性薬剤を収容する第１の流体用入れ物とシール係合を形成するように構成された第１の入れ物ドックを有する。第１の入れ物ドックは、第１の入れ物と流体接続するように構成された第１の入れ物用コネクタを有する。第１の入れ物用コネクタは、シリンジコネクタと流体接続する。
シリンジローディング装置は更に、第１の入れ物から第１のシリンジ内に流体を引き込むように第１のシリンジプランジャに力を加えるように構成されたアクチュエータを有する。シリンジローディング装置は更に、第２の流体入れ物と係合するように構成された少なくとも第２の入れ物ドックを具える。第２の入れ物ドックは、第２の入れ物と流体接続するように構成された第２の入れ物用コネクタを具える。第２の入れ物用コネクタは、シリンジコネクタと流体接続される。シリンジローディング装置は更に、流体がシリンジから第１の入れ物又は第２の入れ物の何れに引き込まれるかを制御するスイッチを具える。

更なる態様に於いて、本発明はインジェクタを提供し、該インジェクタは第１のシリンジを受け入れるように構成された第１の仕切り室を具える。第１のシリンジはそのバレル内に危険性薬剤を有し、該シリンジ内にスライド可能に配置されたプランジャを具える。インジェクタは更に、第１の仕切りと作動可能に接続した第１のプランジャ駆動装置、第１のプランジャ駆動装置に手で加えられる機械的エネルギーを蓄積するように構成されたエネルギー蓄積機構、及び第２のシリンジを受け入れるように構成された第２の仕切り室を具える。第２のシリンジはまた、該シリンジ内にスライド可能に配置されたプランジャを具える。インジェクタは更に、第２の仕切り室と作動可能に接続した第２のプランジャ駆動装置、第２のプランジャ駆動装置に手で加えられる機械的エネルギーを蓄積するように構成されたエネルギー蓄積機構、及び第１のシリンジのプランジャ及び第２のシリンジのプランジャへ、蓄積された機械的エネルギーを加えることを調整する少なくとも１つの制御手段を具える。

本発明は、患者に危険性薬剤を運搬する現行の方法に対して、多くの改善点がある。例えば、本発明は薬剤の準備時及びローディング時に、作業者と患者を保護するのに十分な封入囲いを提供する。本発明の或る実施例は、作業者にとって無菌で安全な一体化した流路、好ましくは閉路と組み合わされる。本発明は同様に、電動駆動されたポンプ、即ち調節器を提供して、人間にとって現実的でない時間に亘って、一定で規則的な流速を提供する。

本発明のシステムは、例えば診断上の情報(逆流速度)と組み合わされて、治療パラメータを設定する。多種類の流体のコントローラ／シーケンサの集合体が本発明のシステムに組み入れられて、作業者にとっての手順を簡単にし、患者に対する手順をより堅実且つ安全にする。本発明はまた、流体投薬パラメータをも記録し得る。

本発明のシステム、装置及び方法は、Ｘ線、ＭＲ、ＣＴ、超音波又は他の医療用画像の様式に用いられ、遺伝子治療薬剤に加えて、多くの流体及び多くのタイプの流体を有利に注入できる。

発明の他の態様及びそれらの利点は、以下の添付の図面に関連して、以下の詳細な記載を読めば、理解されるであろう。
図１は、遺伝子治療に現在用いられている流体搬送システムの例を示している。 図２は、本発明の流体搬送システムの一実施例を示している。 図３は、逆流を除去するパルス注入の概念図を示している。 図４は、バイオハザード薬剤又は薬剤ボトルについて用いられる本発明のバイオハザード物用入れ物の他の実施例を示す。 図５Ａは、バイオハザード薬剤入れ物用のバイオハザード封込め容器の他の実施例を示す。 図５Ｂは、バイオハザード薬剤入れ物用のバイオハザード封込め容器の他の実施例を示す。 図５Ｃは、バイオハザード薬剤入れ物用のバイオハザード封込め容器の他の実施例を示す。 図６は、手動シリンジについて用いられるように構成されたバイオハザード物用入れ物を示す。 図７Ａは、バイオハザード物用封入囲いを有するシリンジローダーの斜視図である。 図７Ｂは、図７Ａのシリンジローダーの他の斜視図であり、シリンジは無菌領域にアンローディングされている。 図７Ｃは、図７Ａのシリンジローダーに用いられる内部流路の一実施例の斜視図である。 図８Ａは、取外し状態にある本発明のポンプ及び多数室の流体入れ物の一実施例を示す。 図８Ｂは、接続状態にある図７Ａのポンプ及び多数室の流体入れ物の斜視図である。 図８Ｃは、接続状態にある図７Ａのポンプ及び多数室の流体入れ物の他の斜視図であり、薬剤入れ物は挿入に待機している。 図９は、多数準備されたシリンジから流体を自動的に搬送するのに用いられる本発明のポンプ機構の一実施例を示している。 図１０Ａは、２つのフロントローディングシリンジについて用いられる本発明の電動インジェクタ、即ちポンプの一実施例の斜視図を示す。 図１０Ｂは、血管造影用インジェクタに関連した携帯式支持システムのアーム上に支持された図１０Ａのポンプを示す。 図１０Ｃは、画像システムの患者テーブルから延びた支持に取り付けられる図１０Ａのポンプを示す。 図１１Ａは、略同軸で二重ルーメンカテーテルの一実施例の端部の側面断面図である。 図１１Ｂは、図１１Ａのカテーテルの端部を示す。 図１１Ｃは、図１１Ａのカテーテルの側面断面図であり、生理食塩水及び危険性薬剤はその中を流れる。 図１１Ｄは、患者の血管を通る合成流量形状を示す。 図１２は、他のシステムの実施例を示す図である。 図１３Ａは、他のコネクタの実施例を示す図である。 図１３Ｂは、他のコネクタの実施例を示す図である。 図１３Ｃは、他のコネクタの実施例を示す図である。 図１３Ｄは、他のコネクタの実施例を示す図である。

発明の詳細な説明
遺伝子治療用薬剤を注入するのに現在用いられているシステムは、図１に示される。図１に於いて、患者(１)はカテーテル(31)を有し、カテーテル(31)は大腿部(足)の動脈を介して、患者の心臓(２)に栄養を送る動脈に挿入される。１つの又は並んだ２つのルーメンを具えた多数のカテーテルが、一般に用いられる。カテーテルは、端部孔又は多数の側孔を開設して、血液と薬剤の混合を増加させている。案内カテーテルの内側を滑る注入カテーテルもまた、普通に用いられる。他の動脈も同様にアクセスに用いられる。カテーテル(31)の外部端部は、コネクタを介してマニホールド(30)に接続され、直接に又はチューブの中間片(図示せず)を用いて接続される。ガイドワイヤ、止血バルブ、Ｘ線画像システム、ＭＲ画像システム、超音波画像システム、又は他の画像装置のような他の一般的な血管造影装置、及び医師及び看護師のような人は、図１に示されない。

マニホールド(30)は一般的には３又は４本のバルブを具え、図１のシステムでは３本のラインに接続されている。ライン(22)は、血圧測定装置(図示せず)に接続され、ライン(21)は生理食塩水バッグ、ボトル、入れ物又は貯蔵庫(図示せず)に接続され、ライン(20)は造影剤バッグ、ボトル、入れ物又は貯蔵庫(図示せず)に接続される。
手動操作されるシリンジ(10)は、それがライン(20)又はライン(21)から充填されたか否かにより、造影剤又は生理食塩水を注入するのに用いられる。患者の血管アクセス箇所及び近傍領域を囲む領域は、無菌の布で覆われ、血管への挿入箇所の近傍の露出した皮膚は、消毒されている。
一般には、隣接して平坦な無菌面(19)を有する作業台、即ちカートがあり、無菌の器具及び補給品を使用に備えて保持する。遺伝子治療薬剤が注入されるべき状態に備えて、シリンジ(12)は遺伝子治療薬剤を含み、シリンジ(11)は生理食塩水を含み、該生理食塩水は遺伝子治療薬剤注入に続いて注入され、流路から患者内へ遺伝子治療薬剤を流す。上記の如く、医師は手でシリンジ(10)(11)(12)を接続し、充填し、取り外して、所望の流体搬送手順を実行する。接続がされる各時間にて、医師は、患者内に注入されると発作又は他の臓器への損害を与え得る泡が生成されていないことを確認しなければならない。

図２は、本発明の流体搬送システムの一実施例を示す。図２の実施例に於いて、患者(１)は、大腿を介して患者の心臓(２)に挿入されるカテーテル(31)を有する。カテーテル(31)はマニホールド(30)に接続されて、種々の流体の注入を可能にする。シリンジ(10)はライン(20)からの造影剤にて充填されて、その後注入される。本実施例に於いて、シリンジ(10)は機械的インジェクタ(40)によって作動され、該インジェクタ(40)はシリンジプランジャの拡張部を押し又は引くピストン(40a)を有し、それによって流体をシリンジ(10)へ引き込み、及びシリンジ(10)から外に出す。例えば、ペンシルバニア州、インディアノーラのメドラッドインコーポレーションから市販されている血管造影インジェクタＰｒｏＶｉｓ(商標)のようなインジェクタ、即ちシリンジポンプがポンプ(40)として用いられ得る。

ポンプ(42)は遺伝子治療薬剤又は他の薬剤を搬送する。本実施例に於いて、薬剤は入れ物(52)内に残り、蠕動ポンプ(42)によって入れ物から吐出される。薬剤はチューブ(24c)を、次にチューブ(24a)を通ってマニホールドに流れ、そこから患者内に流れる。例えば、チューブ(24c)(24a)は、微細孔が空いたチューブ(microbore tubing)であって、チューブ自身の中の流体の量、又はデッドスペースを最小にしている。図２の実施例に於いて、ポンプ(42)及び薬剤を含む器具は、無菌領域の外にある。流体は無菌のチューブ(24a)を通って無菌領域に運搬される。薬剤入れ物(52)は、無菌状態及び薬剤の実用性を保持する如何なる入れ物でもよく、例えばガラス瓶、バッグ、カルプル(carpules)又は予め充填されたシリンジを含む。入れ物(52)(又はシステム内の如何なる他の流体入れ物)が剛体であるなら、流体が吐出されると、真空が形成される。この問題を除去する幾つかの方法がある。例えば、流体を吐出する前に空気を入れ物内に注入することである、又は疎水性のフィルタ、又は及び流体が排出されたときに無菌空気が入れ物内に入ることを許すが流体の如何なる漏れをも防ぐワンウエイバルブとフィルタを有し、流体を出すのに用いられる針又はスパイクから空気を通すことである。

バイオハザード封込め容器、即ち封入囲い(70)により、スパイキング及び薬剤入れ物(52)から遺伝子治療薬剤を薬剤所、実際はフードの外に引き出すことが可能になる。流路要素(24c)の一端部は貫通し、バイオハザード物用封入囲い(70)によって封止される。薬剤入れ物(52)への流体接続を作るスパイク、針、又は他の機構は、バイオハザード物用封入囲い(70)の内側に位置して、作業者と囲いを保護すべく覆われる。使用中は、バイオハザード物用封入囲い(70)は開き、薬剤入れ物(52)はその内側に設置される。次に、バイオハザード物用封入囲い(70)は封止されて、入れ物(52)は、封入囲い(70)の壁を通って作動するグローブ又は他の可撓性のある取扱い器具を用いて流路(24c)に接続される。バイオハザード物用封入囲い(70)が可撓性であれば、通気する必要はない。
封入囲い(70)が剛体又は半剛体であれば、通気装置と組み合わされるのが好ましく、該通気装置は噴霧化されたバイオハザード物を含むように作られ、又は構成されるのが好ましい。同様に薬剤の蒸気も含めるのが必要又は望ましいならば、通気装置は活性炭又はゼオライトを組み込むことができる。本発明の一組のバイオハザード物用封入囲い(70)は、薬剤所に於けるシリンジ充填工程を除去することにより、かなりの時間と労働と費用を節約する。例えば、バイオハザード物用封入囲い(70)は、マサチューセッツ州のノースアンドバーのＣＡＰＴＡＩＲ(商標) ＬＡＢＸ(商標)インコーポレーションから市販されているキャプテアフィールドピラミッドグローブボックスがある。

本発明のバイオハザード物用封入囲い(80)の他の実施例は、図４に示される。バイオハザード物用封入囲い(80)は、首部(81n)を有する器(81a)を有し、器(81a)は例えば薬剤入れ物(52)の首部、即ち蓋の外側が囲い首部(81n)の内側に緊密に嵌まるように形成され、構成され、設計される。例えば、蓋(81b)が器(81a)上に取り付けられたときは、薬剤入れ物(52)はバネ(81c)のような付勢部材によって封入囲い(80)の底部に保持される。例えば、蓋(81b)はネジ又は他の手段によって保持される。如何なるバイオハザード物の流出をも阻止するのに十分な封止が、蓋(81b)と器(81a)との間に形成されるのが好ましい。封止は例えば、蓋(81b)と器(81a)の一方又は両方に形成される。或いは、封止は分離したエラストマー系シールであり得る。
図４の実施例に於いて、バイオハザード物用封入囲い(80)は適切にフィルタ処理されて空気の移動を許す通気口(81d)を有して、内側と外側の圧力を釣り合わせる。使用中は、チューブ(24c)の基端部(患者から最も遠い)に接続された針又はスパイクは、先ず囲いの隔壁(81s)を突き刺す。更に押されて、薬剤入れ物の隔壁(52s)を突き刺す。バイオハザード薬剤の如何なる漏れも、封入囲い(80)内に含まれる。
囲いが瓶の１サイズに合うように構成されていれば、バネ(81c)は例えば蓋(81b)を単に内側へ膨らませるだけで、その機能を持たせ、薬剤入れ物(52)を所定の場所に保持することができる。器(81a)及び蓋(81b)は例えば、真空成形又は射出成形によって製造される。或いは、器(81a)はＺＩＰＬＯＣ(登録商標)バッグに見いだされるような封止を具えた可撓性であり得る。この場合に於いて、器(81a)は薬剤入れ物の首部と結合する剛性又はエラストマー系の部分である。

薬剤瓶が図４に示すような一体的なバイオハザード物用封入囲いと一緒になって分配されると便利である。薬剤瓶は例えば、バイオハザード物用封入囲いの所定の位置で一緒にあり、又はバイオハザード物用封入囲いと同じパッケージ内に収容して、パッケージが開かれたら直ちに設置してもよい。バイオハザード封込め機構は、入れ物の首部上に二重隔壁構成を組み合わせることにより達成される。

シールされた封入囲いの有効性又は特許性を有する他の実施例は、濾過された通気口(81d)を連続的又は周期的に作動し、手動又は自動である低流速真空ポンプに接続することにより形成される。囲い内の圧力を測定することにより、囲いの如何なる欠陥も、圧力上昇によって示され、及び警告又は表示が作業者になされる。

バイオハザード物用囲いの他の実施例が、図５Ａに示される。図５Ａの実施例に於いて、薬剤入れ物(52)の全体を取り囲むよりむしろ、薬剤入れ物の隔壁(52s)を突き刺す針(92)が流路(24c)に予め接続され、針は１回押されると入れ物(52)から取り外せない(かなりの力及び／又は努力をもってする以外は)“永久取り付け(on only)”キャップ(90)の一部である。
隆起(91a)(91b)は例えば、キャップ(90)が押されると、弾性変形する。隆起(91a)(91b)は、入れ物(52)のへり(52b)に係合して、キャップ(90)の外れを防ぐ。可撓性のシール部材(93)は曲がって、へり(52b)が通ることを許し、入れ物(52)の首部(52n)をシール封止する。キャップ(90)の内側の空気は、通気口(94)から排出される。シール部材(93)はキャップ(90)に永久に取り付けられ、又は圧入され、又は使用者によって使用前にキャップ内に取り付けられる。図５Ｂは、流体入れ物上に取り付けられたシール部材(53)を示す。シール部材(53)は取り付けられ、又は取り外されてキャップ(90)と結合する前に使用者によって取り付けられる。
図５Ｃは、第３の実施例を示しており、シールは変形可能部材(97)と入れ物首部の前、又は随意的にへり(52b)の前との間にある。本実施例に於いて、シールは針(92)が隔壁(52s)を突き刺す前に変形可能部材(97)に形成される。キャップ(90)を入れ物(52)に更に動かすと、シールが維持され、隔壁(52s)を突き刺し、流路を形成する。変形可能部材(97)又はシール(93)又は(53)は、例えば蛇腹、薄手の変形可能構造、十分に柔軟なエラストマー、独立気泡型発泡体、又は如何なるバイオハザード物の流出をも防ぐのに十分な微細孔又は表面処理を有する開放気泡型発泡体である。開放気泡型発泡体が用いられるなら、該発泡体は通気機能を有しており、別個の通気口(94)は不要である。バイオハザード物の封込めに関して後で述べられるシールオプションもまた、ここで用いられる。或いは、入れ物(52)及びキャップ(90)には、入れ物及びキャップとの間にシール接続を形成するネジが配備される。流路(24c)を薬剤入れ物(52)に接続する前に、流路(24c)を他の流路要素に接続することにより、薬剤、即ち薬のバイオハザードの封込めは、入れ物(52)を物理的に十分に囲むことなく、達成される。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは隔壁を刺す針に関して記載しているが、インターリンク(商標)システムのような針のないコネクタ、ただのルアー接続、又は他の適切な適切な流体接続も用いることができる。

液体接続が開放されることを取り除き、又は防止することにより、図５のシステムによって、かなりの噴霧の生成の源が除かれる。

緊密にシールすることに代わるものは、緩いシール、殺菌性、ウィルス性、又は化学的破壊薬剤、装置、物質を含む受動的な封止(passive enclosure)である。殺菌性、ウィルス性、又は化学的破壊薬剤、装置、物質の例は、紫外線光、過酸化水素蒸気、活性炭、及びオゾンガスであるが、これらに限定されない。いくつかの状況に於いて、銀、プラチナ、酵素、活性炭又はトリクロサンにて被覆又は含浸された表面が用いられる。

図２に示すように、熱装置(71)が入れ物(52)に熱接続され得る。熱装置(71)は例えば、薬剤を冷凍状態に維持し、該薬剤を制御された速度で室温、体温又は他の温度の何れかにまで、加熱する熱電ヒータ／クーラであり得る。熱装置(71)は、該装置の動作を調整する制御ユニット(69a)に接続される。熱装置(71)は例えば、受動的に断熱すること又は積極的に冷凍すること(例えば、ドライアイス又は機械的な冷凍機を用いて)によって、薬剤を低温に維持することができる。熱は、抵抗ヒータ、電子レンジ、化学反応、材料相変化又は熱気を含む多くの方法で供給されるが、これらに限定されない。

ポンプ(42)は長時間(例えば、数分間)に亘って、人がシリンジプランジャを押すよりも、より良く安定した定常流を流す。ポンプ(42)によって供給される定常流は、作業者の疲れ及び／又はミステイクに関するリスクを減じる。また、保護された方法で接続し、流路(24)、入れ物(51)(52)、囲い(70)及び他の流路要素をユニットとして捨てることにより、バイオハザード物が周囲に拡散する流路の開口は存在しない。

生理食塩水、他のフラッシュ用流体、又は他の危険性のない薬剤が入れ物(51)内に格納される。流れはポンプ(41)によって駆動され又は生じる。フラッシュ用流体はチューブ(24b)(24a)を通ってマニホールド(30)に流れ、患者(１)に入る。或る遺伝子治療薬剤手順に於いて、最初のフラッシュの流速は、薬剤の流速と同じであることが好ましく、薬剤の流れが止まった後、直ぐにフラッシュが開始するのが好ましい、なぜならフラッシュは薬剤を流路から患者に吐出させるのに用いられるからである。生理食塩水は薬剤と同時に噴出されて、それが有効であれば薬剤を希釈する。生理食塩水と薬剤を素早く交代することにより、流路に残った液体に触れたときに、流体を希釈する効果がある。更に、考えられる２又は３以上の複数の流体が相性が悪い場合、フラッシュ用流体は相性が悪い流体が患者内に搬送される前に、分離するのに用いられる。例えば、幾つかのＸ線造影剤は、或る遺伝子治療薬剤と相性が悪い。

ポンプ(41)(42)は、多くの市販されているポンプの１つであり得る。例えば、適切なポンプは、ペンシルベニア州、インディアノーラのメドラッドインコーポレイテッドから市販されているＣＯＮＴＩＮＵＵＭ(商標)ポンプである。ペンシルベニア州、プリマウスのインステックラボラトリーズインコーポレイテッドから市販されているＰＥＧＡＳＵＳ(商標)シリーズのポンプもまた、幾つかの応用例にて用いられる。手順の詳細及び用いられる流体の数により、封込め容器室を有する複数の危険性流体用ポンプ及び複数の非危険性流体用ポンプが用いられ得る。

流体ライン(24b)(24c)が一緒になって部分(24a)となる一方、一方の流体が他方の流体に流れ、又は希釈しないように、１又は２以上のバネ付勢されたワンウエイバルブ又は電気制御されたバルブ(24d)(24e)を有することが有用である。同様のバルブは、例えばメドラッドインコーポレイテッドから市販されているＳＰＥＣＴＲＩＳ(商標)ＭＲインジェクタを用いた使い捨て流路に使用されて、ＭＲ造影剤がフラッシュ用流体に混合して希釈化することを防ぐ。

本発明のシステムに関し、作業者は、現在の手作業手順よりもより一層堅実に且つ便利に、遺伝子治療薬剤を注入しフラッシュすることができる。種々の注入の手順、量、流速、所要時間は、現在手動で行われているのと同じ方法で行われ、別個のシリンジ及び手動注入にて可能なことよりもより一層柔軟で、高度であり又は複雑である。

より使用し易く安全である本発明のシステムの他の特徴は、図２に示す廃棄物入れ物(55)であり、チューブ(25)を介してマニホールド(30)に接続される。廃棄物入れ物(55)は例えば、シールされて当初はつぶれているバッグ、又はフィルタ付きの通気口を具えた剛体又は半剛体の入れ物である。流体ラインが最初に接続されると、それらは乾燥していてもよい(空気が充填する)。患者の血管内に空気が注入されると一般に悪影響があるから、流体ラインを充填し又はパージする、即ちラインを介して流体を押し、空気を取り除く必要がある。どんなバイオハザード物をも周囲に放出されることを防ぐべく、最初に造影剤用シリンジ(10)及びマニホールド(30)が充填され、廃棄物入れ物(55)に入れられるか、又は現在行われている手順を用いる。
次に、バイオハザード薬剤が流体ライン(24c)を介して充填され、極く少量がチューブ(24a)内に入る。次に、フラッシュ用流体が流体ライン(24b)(24a)全てを介して廃棄物入れ物(55)内に入る。このようにして、パージ工程中はバイオハザード薬剤は放出されない。他の実施例に於いて、流路は例えば、流路を入れ物(52)に接続する前に、生理食塩水にて充填される。そのような“予備充填”は２００２年７月に出願されて本発明の譲受人に譲渡された米国特許公開公報２００３−０００４４６３号に記載されており、その開示は引用をもって記載加入とする。

図２の点線(60)(61)(62)(63)(64)(65)(66)(67)(68)は、情報、又は制御通信、又は送信用の通信路を表す。図２の実施例に於いて、制御ユニット(69a)は、システムポンプ及び患者と通信する。制御ユニット(69a)はまた、ユーザインターフェイス(69b)を含むのが好ましく、作業者は該インターフェイス(69b)を介して全ての関連した装置を監視し、プログラムし、制御できる。ユーザインターフェイス(69b)によって、作業者は設定又は制御を入力することができ、システムの条件及び動作にアクセスすることができる。一実施例に於いて、ユーザインターフェイス(69b)は、当該コンピュータ技術業界では公知のタッチスクリーンを具えたディスプレイを含む。ユーザインターフェイス(69b)の一部は、フットペダル、手動スイッチ、音声認識装置、音声出力、キーボード、マウス、及び／又はＬＣＤディスプレイを随意的に含むことができる。制御ユニット(69a)は例えば、ユーザインターフェイス(69b)として働くキーボード、スピーカ、及びディスプレイを含む。テキサス州オースチンのナショナルインスツルメント社から市販されているＬＡＢＶＩＥＷ(商標)のようなソフトウエアは例えば、データを収集し、該データに基づいて、高機能の制御方策を生成することができ、制御ユニット(69a)に組み込まれ得る。

ライン(60)(61)(62)は、夫々システムポンプ(40)(41)(42)と通信する。ライン(63)は、適切な流路が適切な時間に開くように、マニホールド(30)と通信する。ライン(65)(66)はバルブ(24d)(24e)がバネ付勢されたバルブであるよりもむしろ制御バルブであれば、夫々バルブ(24d)(24e)に作動することができる。ライン(64)は心拍情報を患者(１)から制御ユニット(69a)に伝えるものとして概略的に示される。信号及び状態を制御ユニット(69a)に出力する前に、信号及び状態を獲得して、又は信号及び状態に作動する器具(図示せず)が配備される。器具は例えば、ＥＣＧモニター、血圧モニター、パルスオキシメーター、関係ある抽出箇所の画像部又は領域、又は他の装置である。制御ユニット(69a)は例えば、十分な絶縁性を備えたデータ獲得カード(例えば、ナショナルインスツルメント社から市販されている)を組み込んでおり、更なる器具は不要である。目標が心臓よりも臓器であるときは、器具は幾つかの生理学的パラメータ、又は目標の臓器に関する画像の特徴を監視する。その例は、関係するパラメータが呼吸速度、呼吸量、終末呼吸量である呼吸監視器具である。他の例は、パラメータが腸の蠕動収縮又は筋肉の自発的又は刺激的な収縮である呼吸監視器具である。

多種類の通信路が存在する。例えば、通信路は、電圧を用い、又は電圧を用いずにリレーを活性化する配線接続であり、即ちＲＳ−２３２のような標準品を用いる。制御ラインは、電気的ライン、油圧ライン、空気圧ライン、機械的ライン、又は他の有利な通信ラインであり得る。或いは、通信路は、多くの標準的なプロトコルの何れか１つを用いるワイヤレスであり得る。通信路はまた、ＩＲデータ送信方法を用いる。更に、送信方法／プロトコルの１つのタイプは、１つの通信路に用いられ、他のタイプの通信路が異なるタイプの通信路に用いられる。

本発明のシステムによれば、流体搬送同期化、中央制御、一般的なユーザインターフェイスの利益に加えて、逆流を防ぐために準選択的な(subselective)カテーテルを深く設置する必要を無くすることができる。

この点に関し、心拡張中に、心筋は緩和して、心室は血液で充填されている。同時に、圧力を受けた血液は、大動脈に格納され、冠動脈血管内に流れる。収縮時は心筋は収縮して、血液を心臓の内側から吐出する。この循環中に、冠動脈内の血液は流れ方向に逆流を受ける。これが逆流と言われる。これは通常は問題ではなく、通常の血管造影時は問題ではない。幾らかの量の造影剤は単に大動脈に還流し、体内を循環する。

しかし、遺伝子治療薬剤又は他の有害な、危険な、又は強力な治療薬については、体内循環又は近傍の血管内への危険な薬物の逆流は無いのが好ましい。現行の遺伝子治療薬剤の実務では、カテーテルを冠動脈血管内に深く設置することにより、逆流は回避される。深く設置することの代替策は、薬剤の注入を患者の心臓サイクルに同期させて、予め薬剤の流れを十分に停止させ、逆流した血液が大動脈に如何なる薬剤も搬送せず、それゆえ体内循環に搬送しないことである。

図３は、逆流を防ぐ本発明の血液流れパターン及び薬剤注入パターンの例を示す。薬剤注入は、冠動脈流れが注入薬剤を下流へと搬送するのに十分となった後に開始し、未だカテーテルの先端部を通らない血液量が逆流する血液量よりも少なくなる前に終了する。このタイミングは、全ての患者に対して作動するのに十分な余裕を設けて設定され得る。或いは、種々の注入流れ速度及び／又はタイミングの造影剤テスト注入を具えた画像システムを用いること、及び特定の患者のＥＣＧ、即ち血圧波形に関する逆流の量及びタイミングを測定することも可能である。
更に、カテーテルの先端部は血流を直接測定することができる流れセンサを組み込むことができ、制御ユニット(69a)にＥＣＧ及び血圧波形に関する同期化、又は校正及びタイミングの確認についての情報をこのように提供する。制御ユニット(69a)は心機能に同期して造影剤を注入することを比較的容易にし、造影剤の逆流の有無を監視する画像を用いることにより、心機能に関する注入終了のタイミングが最適になる。

ポンプ(42)が必要な流れパルスを搬送するのに十分速く開始し停止することができないならば、受動バルブ(24e)はＯＮとＯＦＦを素早く切り換えて鋭いパルスを搬送する能動バルブに置換され得る。受動バルブ(24e)から患者(１)への流路内に、大きなキャパシタンス又はコンプライアンスがあれば、能動バルブは下流に移動されて、ボーラスの鋭さを改善する。能動バルブは例えば電磁気式、圧電式、圧縮空気式、油圧式を含む如何なる適切なタイプのバルブをも含む。

或る状況に於いて、流れが停止したときに、ポンプ(42)又は能動バルブをして、数マイクロリットルの流体を実施に引き戻すことが有益である。この動作によって、カテーテル内の少量の血液が引き込まれ、それによって動脈から大動脈に血液が逆流するときに、カテーテルから拡散して大動脈に入る薬剤はないことを確実にする。

血管、及び特に冠動脈内の液体について上記記載がされてきたが、十分な薬剤を搬送し、不用意な薬剤の動きを最小にする利益は、噴霧した薬剤の搬送を肺と同期させることによっても同様に得られる。空気が吸入されると、薬剤は空気流れ内に供給される。吸入が止まる前に、薬剤の搬送は停止され、全ての薬剤は肺内に深く搬送される。このようにして、薬剤の呼気発散は著しく少なく、又は全くない。

注入を同期させることによって、逆流を防ぐことの代替例は、薬剤が注入されている時間は、流れを止める塞ぎ風船を用いることである。風船は手動又は自動で膨らまされる。風船を膨らませる装置は、制御ユニット(69a)に繋がっているのが好ましい。薬剤が搬送される短い時間は風船が膨らまされ、次に萎んで例えば心筋に滋養を与えるべく血液を送り、又は次の息に備えて膨らまされる。この手順は多数回繰り返される。本発明の逆流を閉塞することの利点は、薬剤は筋肉を出て静脈システム内へと連続的に流されないことである。

２つの風船で塞ぐシステムが用いられて、薬剤は２つの風船間の空間に注入される。この手順によって、血管の選択された部位の治療ができ、例えば移植すべき動脈の部位を前もって治療し又は治療するのに有益である。

図２に示すシステムの流路は、全体的に予め組み立てられることができ、カテーテル(31)及び入れ物(52)との接続だけが必要である。又は、流路は多くの別個の断片であって、ユーザによって組み立てられてもよい。危険性薬剤がシステムに入る前に接続がなされ、その後開くので、接続は単純なルアーロック標準コネクタであり得る。カテーテル接続のように危険性流体がシステム内に入った後に、接続され又は壊されて再び接続されるこれらの接続については、更なる予防措置が成されるべきである。適切な生物学的な封込めコネクタが、他の箇所で記載される。

表１は、現在実行され及び本発明のシステム組立の簡単な記載及び薬剤搬送工程を示しており、要求される工程と比較して明白な改善点を示している。
表１

本発明のシステムに於ける通信及び制御は、設計、検証、経済性及び有用性に鑑みて、高度な種々のレベルを有する。１のレベルは、２又は３以上の装置間に於ける集中化された開始／停止タイミング又は同期化である。
次のレベルは例えば、集中化された１又は２以上のプログラミングであり、作業者又はユーザの利便性を改善する。次のレベルは例えば、全てのポンプに共通なプログラミングインターフェイスを改善する。次のレベルは例えば、種々の同期化方策を有し、作業者が特注したプロトコルを保存し呼び出すことができる標準プロトコルを含むことである。本発明のシステムは、ユーザーのニーズを満たすように設計者に多大な柔軟性を付与する。

通信及び制御機能は、制御ユニット(69a)により組み合わされるように概略的に示される。しかし、制御は他の方法でも容易に割り当てられる(distribute)。例えば、血管造影用インジェクタはＥＣＧを監視でき、造影剤の注入を心臓に同期させることができる。インジェクタは次に、ＥＣＧ信号又は開始−停止命令を薬剤ポンプ(42)に送信し、薬剤注入を心臓に同期させることができる。このようにして、制御ユニット(69a)の幾つか又は全ての機能が、システムポンプ自身によって、製品設計者又はユーザに都合良く、割り当てられた方法で実行される。制御ユニット(69a)に属する全て、多く又は何れかの機能を実行するハードウエアの特定のボックス又はピースは不要である。制御は割り当てられ得る。

或る状況にて、２００１年１０月１８日に出願され本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願０９／９８２,５１８号に記載されたものに近似した制御ユニット(69a)の多くの機能を実行する主コントローラである造影剤用インジェクタ、即ちポンプ(40)を有することは有益であり、米国特許出願０９／９８２,５１８号の内容は引用を以て記載加入とする。
本実施例に於いて、ポンプ(41)(42)は造影剤用ポンプ(40)と通信し、ここで記載した全ての動作は達成可能である。更なる流体搬送システムは、造影剤用ポンプ(40)のアクセサリと考えられる。

適切に流体ラインが放出してることを点検すべく、ニューヨーク、エッジウッドのイントロテック社から市販されているような空気検知器が、流路に沿った種々の場所に取り付けられる。

上記の本発明の実施例は、コスト、過去の選択、知覚、感覚の何れかを制御する必要に鑑みて、手順に関する全ての流体の搬送に適用されるポンプを含んでいるが、幾つかのポンプ機能は手動で実行され、他の機能は機械的に実行される。
特に、多くの医師は造影剤注入を行う際の手動で“感知して制御する”ことを好む。この場合に於いて、ポンプ(41)(42)のみが用いられる。或いは機械的な搬送法が用いられて、医師には手動操作の“感知して制御する”触覚がフィードバックされる。触覚をフィードバックすることは、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願０９／９８２,５１８号及び１０／２３７,１３９号に記載されており、これらの内容は引用を以て記載加入とする。

例えばその容量が、搬送されるべき薬剤の全量を保持するのに十分なチューブ(24a)のような特性の流路要素を選択することも可能である。この場合に於いて、１回の注入で搬送されるべき薬剤の全量は、比較的素早くチューブ(24a)に注入され、次にフラッシュ用流体がポンプ(41)によって注入されて、薬剤を所望の制御速度で患者内に押し込む。チューブ(24a)の容量が薬剤の全量を保持するのに十分でなくとも、システムが種々のチューブ及びポンプの流体量を認識していれば、薬剤がカテーテルから丁度排出されるまで、システムは最初は早い速度でポンプ(42)を作動させ、次に所望の注入速度に減速する。これにより、時間が節約でき、時間の節約は金銭の節約である。

このようにして、如何なる１の、幾つかの、全ての流体がポンプによって有利に注入され、又は流体が注入されず、ユーザが望むなら、残った流体が手動で注入されることができることは明白である。

医師又は作業者が薬剤の手動注入を好むのに理由があれば、図６の装置が有意義であり得る。図６の装置は多数のポート付きバルブ(100)を具えたバイオハザード物用囲い(80)又はここで述べられた種々のバイオハザード物用囲いの何れかを組み込んでおり、多数のポート付きバルブ(100)によって、手動シリンジ(10)は、バイオハザード物用囲い(80)内に安全に取り付けられた薬剤入れ物(52)、フラッシュ用流体、生理食塩水即ち希釈剤(21)の源、及び患者(１)に流体接続される流出口(101)に接続され得る。流出口(101)は、カテーテル、又は皮下又は筋肉内に薬剤を搬送する針に接続される可撓性チューブであり得る。バルブ(100)は例えば囲い(80)の隔壁(81s)及び入れ物(52)の隔壁(52s)を貫通して、バルブ(100)を入れ物(52)に流体接続する尖ったコネクタ(100a)を含む。或いは、バルブ(100)は可撓性の流体ラインを含み、バイオハザード物用囲い(80)はシリンジ(10)及びバルブ(100)から取り外されることができる。バルブ制御レバーを回転することにより、流路接続を選択すれば、作業者は本発明のバイオハザード物用囲い(80)によって、充填及び搬送の全てを、一層安全に手動で制御することができる。

図７Ａ乃至図７Ｃは、本発明の流体搬送システムの一部の他の実施例を示す。特に、本実施例は、薬剤所内に生物学的に安全なフードを設ける必要無しに、表１のステップ３から５を行う。ローディング装置(200)は例えば、内部にシリンジ(350)を具えて予め組み立てられ、完全に無菌である。生理食塩水の瓶(210)及び薬剤の瓶(212)は、ローディング装置(200)の頂部内の開口に挿入される。シール(208)は、瓶の外側をシールし、バイオハザード物用囲いを形成する。装置内の空間はフィルタ又は通気口(図示せず)を通って通気する。瓶(210)(212)が十分に取り付けられると、それらの隔壁は針(図示せず)によって穿孔される。シリンジ(350)は覆い(222)の内側にある。シリンジ(350)内のプランジャはレバー(230)を進行方向に動かす、又は指回し板(240)を回すことにより、上下に動いて、見事な動きをする。レバー(250)はシリンジを先ず生理食塩水の瓶(210)に接続し、次に薬剤の瓶(212)に接続するように切り換えられる。シリンジ(350)は例えば、スパイク(254)を介して瓶(210)(212)に流体接続され、シリンジ(350)は自己シール性エラストマー系プラグ、即ち隔壁(360)(図７Ｃ参照)にてシールされて流体接続する。

シリンジ(350)を薬剤と生理食塩水との混合液で充填するために、ユーザは２つの瓶を装置(200)内に完全に押し込む。次に生理食塩水の瓶に接続されたレバーを用いて、ユーザは十分な生理食塩水を引き込み、ラインから全ての空気をシリンジに送り出す。次にユーザは空気を押して、所望量の生理食塩水がシリンジに残るまで、幾らかの生理食塩水を生理食塩水用入れ物に戻す。ユーザは透明な覆い(222)を介してシリンジを見る。ユーザは例えばバルブ(252)に動作可能に繋がったレバー(250)を装置(200)のハウジング内で薬剤位置に切り換えて、薬剤の瓶(212)からシリンジ(350)内に流体を引き込む。薬剤と一緒に引き込まれた少量で一定量の空気がある。空気の泡はチューブの径を最小とすることにより最小になり、又は泡は公知の一定量であり、ユーザによってこのように補償される。シリンジ(350)が所望量の生理食塩水及び薬剤にて充填されたとき、覆い(222)を回転し、シリンジ(350)を外すことにより、シリンジは装置(200)から排出される。シリンジ(350)は例えば、端部の自己シール性エラストマー系隔壁(360)とともに装置(200)から排出され、周囲には薬剤は漏れ得ない。シリンジ(350)の外側、即ち外面は無菌に維持され、無菌の医師又は装置作業者によって取り扱われることができる。シリンジ(350)は手動注入に用いられることができ、又は例えば図１３に示すシステムと近似したシステムを介してポンプに接続され、該システムは接続中に生成される噴霧又は零れを捕らえるべく封じ込められているのが好ましい。

図８Ａ乃至図８Ｃは、本発明の流体搬送システムの一部の他の実施例を示しており、電力ライン(410)(図８Ｂ)を介して電気エネルギー源に接続して駆動される電気機械的動力インジェクタ、即ちポンプ(400)を有する。図１０Ａ乃至図１０Ｃの実施例に於いて、多数の室、多数の格納庫、即ち多数の仕切りを具えた入れ物(500)は、ポンプ(400)に取り外し可能に取付け可能である。多数の仕切りを具えた入れ物(500)は、例えば３種類の異なる流体を封じ込める室を有し、多数の仕切りを具えた入れ物(500)が図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、ポンプ(400)に作動可能に繋がったとき、３種類の流体はポンプ(400)によって噴出される。第１の室(510)は例えば、チューブ(512)を介して生理食塩水源(図示せず)に流体接続される。第２の室(520)は例えば、チューブ(522)を介して造影剤源(図示せず)に流体接続される。第３の室、即ち封入囲い(530)は危険性薬剤を封じ込める室を形成するのが好ましく、例えば遺伝子治療薬剤のような危険性薬剤入れ物(536)に接続されて用いられる。危険性薬剤の封入囲い(530)は例えば、図４の封入囲い(80)と同様の方法で、又は図５に示すのと同様の方法で作動する。危険性薬剤の封入囲い(530)は上記の如く、加熱／冷却要素を含む。

ポンプ(400)の動作時、室(510)(520)(530)からの１又は２以上の流体は、カテーテル(図示せず)に流体接続されたチューブ(560)を介して患者に搬送される。第２のチューブライン(570)が提供されて、廃棄物入れ物(515)(図２の廃棄物入れ物(55)と動作が近似する)に接続される。注入に備えて血管間を切り換えるときに、第２のチューブライン(570)がカテーテルとの接続が壊される度に各時間に空気を吐出するのに用いられる。

ポンプ(400)は更に、ポンプ(400)から多数の仕切りを具えた入れ物(500)を外すことができるように、解除ラッチ(420)を有する。ポンプ(400)は更に、ポンプ(400)のハウジングの上に位置して、ポンプの動作を制御する制御釦(430)を有する。更に又はこれに代えて、ポンプ(400)から離れた制御ユニットが配備され得る。図８Ａ乃至図８Ｃの実施例では、入れ物、即ち貯蔵庫(510)(520)(530)は一体に形成されているが、当業者ならば入れ物及び囲いはまた、別個にポンプ(400)又は同様のポンプに取付け可能であることが判るだろう。

図８Ａ乃至図８Ｃのシステムは、再使用可能なポンプ(400)をプラスチックバッグのような使い捨て入れ物に入れることにより、無菌領域で用いられ、遺伝子治療薬剤のような危険性薬剤を十分に含むことができる。多数室の入れ物(500)は使い捨て可能に作られる。薬剤所での準備手順は、危険性薬剤の封入囲い(530)により、省かれる。電気機械的ポンプ(400)は延長された時間に亘って、流体を均一に搬送し、複雑な流れ制御パラメータをプログラムすることができる。

図９は、本発明の他の実施例を示しており、長時間に亘って、流体を均一に搬送することを自動化する。本実施例に於いて、１つの使い捨て可能な装置(600)は、２つの並んだシリンジを具え、これは例えば生理食塩水用シリンジ(620)と薬剤用シリンジ(610)である。これらは、多くの場所、例えば病院の薬剤所のフード内、図７の装置内に準備され、液体を予めローディングした状態で得られているのが好ましい。シリンジ(610)(620)を充填するには、作業者はハンドル(640)(630)を引き、なお回転し、生理食塩水用シリンジと薬剤用シリンジを夫々加圧するバネ(632)(642)を付勢する。薬剤の流れを開始する制御釦(650)が配備されている。調整可能な停止釦(660)(670)が配備されて、流出口(680)を通って患者内に夫々注入される薬剤及び生理食塩水の量を制御する。選択された量の薬剤が搬送された後に、ポンプは自動的に選択された量の生理食塩水を搬送する。ポンプ(600)は全ての部分に亘って使い捨て可能である。

図１０Ａ乃至図１０Ｃは、ポンプ機構(600)と同様の方法で作動するポンプ機構(700)を示している。しかし、ポンプ機構(700)は、使い捨てのフロントローディングシリンジ(800a)(800b)から流体を注入するのに、電気機械的動力を用いる。ポンプ(700)は例えばメドラッドインコーポレーテッドから市販されているデュアルシリンジＳＴＥＬＬＡＮＴ(商標)及びＳＯＬＡＲＩＳ(商標)と近似した方法で作動する。動力が動力ライン(710)を介して、ポンプ即ちインジェクタ(700)に供給される。

シリンジ(800b)は、危険性流体を含み得る。シリンジ(800a)は例えば、他の流体源(例えば、生理食塩水)に流体接続される流路(810)に流体接続されている。危険性流体用シリンジ(800b)は、流体接続が付いている、又は図１３Ａ乃至図１３Ｃに示すような危険性流体が封じ込められるように流体接続されているのが好ましい。

本発明の種々の実施例の幾つかに関して用いられるように、“ポンプ”の語は、制御された流体流れを生じる全ての手段を含み、制御されたポンプ又は圧力源及び調節器、例えば蠕動ポンプ、ギアポンプ、シリンジポンプ、静電ポンプ、重力、圧縮ガス、制御されたガス発展装置、バネポンプ、求心性ポンプ又は流体が流れるときに推進し続ける人の力を必要としない如何なるシステムをも含む。本発明の種々の態様はまた、同様の手動駆動されるポンプに有意義に適用される。

特に心臓検査では、１以上の薬剤が有意義に注入されることが予想される。更なる薬剤の例は、心臓ストレス用薬剤、血栓溶解剤、又は血管形成又はステンティング後の動脈再狭窄の機会を減じる薬剤である。当業者に明らかなように、そのような追加される物質は、ポンプ、流体貯蔵庫、及びここに記載した通信ラインをシステムに適切に追加することにより受け入れられる。

本発明のシステムの構成を非ウィルス性遺伝子治療薬剤へ適用すると、本発明のシステムの構成の利益を享受する。危険性でなくとも、非ウイルス性薬剤は尚、医療従事者に危険をもたらす。例えば、ウイスコンシン州、マジソンのマイルスコーポレーションは、ウィルス性ベクターを介したＤＮＡ導入について、上記したよりも、速い流速及び多い量で足の動脈内に、ウィルスに含まれないＤＮＡを注入した動物実験結果を公表した。速い流速及び多い量(１００ｍｌ以上)にて、機械的ポンプを用いる流体搬送システムは、特に有益である。

遺伝子治療薬剤又は他の治療薬剤の注入前に、薬剤又は酵素を注入することについて検討する研究もある。これらの前処理薬剤は例えば、血管から組織内へＤＮＡの移入又は搬送を促進させる。そのような前処理薬剤の例は、コラーゲンを破壊し、血管を遺伝子治療薬剤のＤＮＡに対してより通水性があるようにする酵素である。本発明のシステムは、そのような前処理薬剤を注入するのに用いられる。

本発明の流体搬送システムはまた、遺伝子治療薬剤を心臓又は他の組織に直接注入するのに用いられる。例えば、１９９８年５月１１日１２：４のＴｈｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔは、１４の別々のインシュリン(低量)シリンジ及び針を用いて、心臓切開手術中に、心筋に直接遺伝子治療薬剤を注入する治療を開示した。本発明のシステムは、作業者が共通の貯蔵庫から多数回直接に注入できることにより、これら全てのシリンジを充填する労力、コスト及びリスクを低減する。そのような手順にて、流体をカテーテル(31)に搬送する代わりに、流体は心臓の筋肉(心筋)に大部分が挿入される小さな針にチューブを介して搬送される。
これにより、薬剤注入後に生理食塩水でラインをフラッシュすることの安全性が常に高まり、接続が外れたとき、流出又は噴霧の可能性があるのは、薬剤よりもむしろ生理食塩水のフラッシュである。このような場合に於いて、ユーザーインターフェイスは注入が完了し、危険性薬剤がラインからフラッシュして、接続が開き、針が取り外されるときは、ユーザに告げることが有益である。

本発明の流体搬送システムはまた、他の薬剤の摂取を増強する構想、例えばソノポレーション、電気穿孔法、又は光学的に作動する薬剤搬送方策に関して、流体を搬送するのに用いられる。

本発明の流体搬送システム、装置及び方法は、遺伝子治療薬剤又は物質の注入の代表例を用いて、上記に大体記載される。しかし、本発明のシステム、装置及び方法は、遺伝子治療薬剤への適用に限定されない。本発明のシステム、装置及び方法は、他の多くの薬剤搬送及び治療手順に用いられ得る。一般に、本発明のシステム、装置及び方法は、患者(人間又は動物)に注入されるあらゆる危険性薬剤又は物質について用いるのに特に適している。
ここで用いられるように、“薬剤”の語は、医療的手順に於いて、体内(人間又は動物の何れか)に注入され、又は搬送される如何なる物質又は薬剤にも及び、画像手順(例えば、造影剤)に用いられる物質、診断及び治療用物質を含むが、これらに限定されない。遺伝子治療薬剤について上述の如く、そのような多くの薬剤物質は、適切に取り扱われ及び／又は注入されなければ、患者及び該物質を投薬する者の双方に危険をもたらす。危険性薬剤の例は、放射性医薬品、生物学的薬剤、プロテイン、細胞(例えば、幹細胞又は筋原性細胞)、科学療法薬剤、及び遺伝子治療用薬剤を含むが、これらに限定されない。
危険性薬剤を投薬する方法の例は、肺内に吸引することによる動脈内投与、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、及び経皮投与である。極度に危険ではないと考えられる薬剤でさえ、本システムによって、有利に投薬され、病院の職員を有害影響から更に保護する。

本発明のシステムは、例えば放射性治療薬剤又は薬物に適用されることができ、薬剤又は薬物自身は放射性である。当業者に明らかなように、放射性薬剤の完璧な封止を維持することは、安全性を高める。薬剤又は薬物が放射性で有れば、放射能吸収剤、即ち鉛−プレキシガラスシールドは、不要な放射線照射から作業者及び患者を保護するのに役立つであろう。放射線シールドの分野に於ける設計者は、容易に必要な厚みを特定できる。放射性薬剤の封じ込めは、米国公開公報２００３−０００４４６３号に記載されている。

血栓溶解剤について用いられるとき、本発明のシステムは例えば、集中制御及び血栓溶解薬剤、生理食塩水を注入できること、及び造影剤を周期的に注入してカテーテルが正しく設置されていることを連続して証明することができるとの利点がある。

同様に、本発明のシステムは、腫瘍及び他の化学療法に有意義に適用され、化学療法用薬剤は、腫瘍又は他の関係する領域に供給する血管に供給される。化学療法用薬剤の場合、流体量はかなり少量で、例えば腫瘍細胞から化学療法用薬剤が洗い流されることを遅くし、又は予防するのに、閉塞風船が有意義である。

上記の薬物又は薬剤、又は他の薬物又は薬剤は、超音波で泡を破壊する薬剤に含まれ、又は関係する。本発明のシステムは、泡を関係する領域に搬送し、次に超音波エネルギーが泡を破壊するのに用いられ得て、薬剤を組織に搬送することを助長する。超音波で泡を破壊して、薬剤を関係する領域に搬送し放出することは、本発明の譲受人に譲渡された米国特許６,３９７,０９８号に開示されており、その開示は引用を以て記載加入とする。

本発明の手順は、一般に液体薬剤について記載されてきており、液体又は気体の何れかの搬送手段を具えた電動駆動される薬剤、又は受容体に搬送される気体薬剤にも適用される。

本発明のシステム、装置及び方法に関して用いられる危険性薬剤の多くは、それらが注入された血管にかなりの損傷を引き起こす。例えば、或る制癌科学療法薬剤は、末梢静脈カテーテルを介して搬送されるとき、血管損傷を引き起こすことが知られている。図１１Ａ乃至図１１Ｃは、本発明の二重で略同軸のルーメンカテーテル(900)の端部の実施例を示しており、血管損傷を減らすのに用いられ得る。この点について、先ず外側チューブ、即ち導管(910)が配備される。第２に内側チューブ、即ち導管(920)が部材(915)によって第１のチューブ(910)内に保持されて、流体の通路である外側ルーメン、及び流体の通路である内側ルーメンが生成される。生理食塩水(950)のような血管損傷を引き起こさない流体は、外側ルーメンを通るのが好ましい。危険性薬剤(960)は、内側ルーメンを通るのが好ましい。

図１１Ｃは、カテーテル(900)内の流体を示している。注入に備えて、生理食塩水がルーメン(911)を通って流れ始める。薬剤はルーメン(921)を流れない。所定時間後、薬剤はルーメン(921)を通って流れ、随意的な生理食塩水の流れは薬剤と同じ流速だけ減速され、カテーテルから出る流速は一定を保つ。これらの流れ変化は、瞬時でないのが好ましい。 十分な薬剤が注入されると、薬剤の流速は０に減じられ、生理食塩水の流速はそれを補償するように速くなる。稍時間が経過した後に、図１１Ｃに示すように、薬剤の流れは逆流して、少量の生理食塩水をルーメン(921)内に引き込む。生理食塩水の流れは停止し、又は減速される。この１サイクルに於いて、薬剤(960)の全投与量が搬送され、投与量は多数サイクル回に亘って搬送される。この特殊な流れの側面は、時間に亘って変化する多くの流れの側面の例として提供される。

図１１Ｄは、血管(1000)内の流れの側面を合成して示す。図１１Ｄに示すように、血管(1000)はカテーテルの先端部近傍で、生理食塩水が境界を囲むことにより、危険性流体(960)との接触から保護される。流体が血管(1000)の流路を下流に流れると、希釈された危険性薬剤(960)が幾つかの地点で血管(1000)に接する。しかしながら、薬剤(960)の粘度を選択することによって、ボーラスが比較的分散することなく、例えば心臓に運ぶことが可能である。

この生理食塩水と薬剤搬送の流れは連続的であってもよく、薬剤が全て搬送されるまで、又は所望ならば長時間に亘って繰り返され、薬剤搬送を拡散し、患者のシステムに薬剤を受け入れる機会を与え、副作用を最小にするまで続く。この周期的なパルス状の搬送は、他に幾つかの利点がある。例えば、噴出検知システムを作動させることがより簡単となる。噴出検知器(1100)(図１１Ｄに概略が示される)は短時間のシーケンス注入時間だけは、噴出を監視さえすればよく、続いて注入噴出を検知する方策を煩わせるベースラインドリフトの影響をより受けにくくなる。本発明に関して用いられるのに適した噴出検知器は、例えば本発明の譲受人に譲渡された米国公開公報２００３−００３６６７４号及び２００３−００３６７１３号に開示されており、その開示は引用を以て記載加入とする。他の利点は最初の数ミリリットルは生理食塩水であり、噴出が検知され、注入が停止すると、危険性流体は患者の組織に注入されない。

本発明のシステム、装置及び方法は、全体的に人間の治療について記載されてきた。しかし、本発明のシステム、装置及び方法は、どんな動物又は生物系にもまた用いられ、動物又は生物系には、危険性薬剤(例えば、バイオハザード又は化学的に危険な)を用いるのに、便利で一貫性及び安全性があるとの利点を付与するのが好ましい。

本発明の更なる実施例は、図１２に示される。例えば、図１２のモジュール(1200)は使い捨てであり、手動で操作される。部品はベース板(1230)の一部又はベース板(1230)に接続され、(1224c)のような流路を組み込んでいる。危険性薬剤の入れ物(1265)は、バイオハザード物用囲い(1270)に挿入されて、生成されるどんな噴霧も囲い内に含まれるようなシールを形成する。例えば、入れ物(1265)は穿孔され、又は開口しており、流体は流路(1224c)に流れることができる。シリンジ(1212)のプランジャを後方に引くことにより、薬剤は流路(1224c)及びバルブ(1242)を通ってシリンジ(1212)内に引き込まれる。
生理食塩水の入れ物(1295)はチューブ(1290)を介して接続される。シリンジ(1212)は生理食塩水にて充填される。アセンブリ全体が小さく、無菌で、軽いのが好ましいから、泡を移動させるのに容易に上下に傾けることができる。残りの流体ラインを液体で充填すべく、バルブ(1242)(1243)が回転してシリンジ(1212)は廃棄物入れ物(1255)に通じる。このとき、空気はシリンジ(1212)から排出されて、流路は廃棄物入れ物(1255)に入る。危険物流体を無駄にするのを防ぐべく、シリンジ(1212)は、廃棄物入れ物(1255)に向けてバルブ(1243)を通った危険性薬剤の半分を移動させるのに十分に、前進する。次にバルブ(1241)(1243)は回転して、生理食塩水用シリンジ(1211)は廃棄物入れ物(1255)に通じる。アセンブリは傾けられてシリンジ(1212)が前に押されると、シリンジ(1212)内の空気は外に出て廃棄物入れ物(1255)内に入る。これにより、廃棄物入れ物への流路の残り部分は液体で充填される。次にバルブ(1243)は回転して、シリンジ(1212)は排出口(1280)に通じる。シリンジ(1211)は前進して、生理食塩水はコネクタ(1280)に押されて患者への接続前に全ての空気を除去する。

バルブ(1243)を回転しシリンジ(1212)(1211)を作動させることによって、危険性薬剤及び生理食塩水は、作業者が指示するように順に注入されることができる。本実施例では、全ての自動的な特徴及び他の実施例に於ける保護手段を有していないが、全体的に使い捨てであり、再使用可能なシステムの部品を有する幾つかの装置よりも当初のコストが低いとの利点がある。シリンジ(1212)は囲い(1270)内の薬剤入れ物から安全な方法で、再充填されるから、シリンジ(1212)はより少量であり、より小径であり、これにより手動注入がより正確になる。

或いは、モジュール(1200)が再使用可能な駆動装置(1300)上に取り付けられ、駆動装置は例えば２つのシリンジピストンを動かしてバルブを回転させて、動作を自動化する。例えば、モジュール(1200)は図１０Ａに示す装置(700)と近似した動作で装置の前に取り付けられることができる。モジュール(1200)はシリンジを介して支持されて、又は或いは更なる取付けブラケット(図示せず)が装置(300)上に組み込まれ得る。取付けブラケットはまた、バルブ(1241)(1242)及び／又は(1243)を自動的に駆動するソレノイド、モータ、又は他のアクチュエータを保持できる。このようにして、動作は完全に自動であり、ここのどこかで記載した保護手段が組み込まれている。図１２の実施例の重要な利点は、例えば病院が再使用可能な動力装置を持つ余裕が無いときには手動で使え、求められ又は要求されるときは再使用可能な動力装置と結合することを選択できる１つの使い捨て可能なモジュール(1200)を形成することである。

図１３Ａ乃至図１３Ｄは、コネクタの幾つかの実施例を示しており、流体接続形成中及び随意的に流体接続を外す際に、生成される流出及び噴出を封じる要素を含む２つの流路要素を結合する。図１３Ａ乃至図１３Ｄの実施例は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許６,４４０,１０７号に述べられたコネクタを修正又は改善したコネクタを述べており、その開示は引用を以て記載加入とする。

図１３Ａ乃至図１３Ｄのコネクタは、共通した多数の要素を有し、同様の要素は同じ符号である。無菌のコネクタ(1450a)(1450b)(1450c)は、第１の、即ち雌部材(1455)と第２の、即ち雄部材(1475)を有する。第１の部材(1455)は形状が略円筒形であり、その一端部を囲む隔壁(1460)を具える。第１の部材(1455)はまた、延出部材(1462)を有し、該延出部材に可撓性チューブ、即ちルアーコネクタのような導管又はコネクタ(図示せず)が取り付けられ得る。延出部材(1462)は内部に、第１の部材(1455)の内側(1466)と流体接続された通路(1464)を形成している。第１の部材(1455)はまた、外壁にネジ(1470)を形成するのが好ましい。

第２の部材(1475)は、貫通部材(1480)を有する。貫通部材(1480)は、一端部から延びる略円筒形の貫通部材(1482)を具える。通路(1484)が貫通部材(1482)及び貫通部材(1480)の残り部分を通って形成される。貫通部材(1480)の第２端部は、通路(1482)に流体接続される延出部材(1486)を形成し、該延出部材に可撓性チューブ、即ちルアーコネクタのような導管又はコネクタ(図示せず)が取り付けられ得る。

第２の部材(1475)はまた、上記の如く、貫通部材(1480)に回転可能に接続された旋回部材(1490)を有する。旋回部材(1490)は更に、内面にネジ(1492)を形成して、第１の部材(1455)のネジ(1470)と螺合する。第２の部材(1475)はまた、外向き放射状に延びる対向した翼要素(1494)を具え、第２の部材(1475)の第１の部材(1455)に対する回転を容易にして、第１の部材(1455)と第２の部材(1475)との螺合接続を形成する。

無菌接続を形成する第１の部材(1455)と第２の部材(1475)との連繋は、例えば図１３Ｄに示される。第１の部材(1455)と第２の部材(1475)は、先ずともに軸方向に移動する。貫通部材(1482)が隔壁(1460)を突き刺すと、旋回部材(1490)は第１の部材(1455)に対して回転して、ネジ部(1470)(1492)を係合させる。ネジ部(1470)(1492)が締結されると、第１の部材(1455)と第２の部材(1475)とは密に接し、第１の部材(1455)の前面(1472)は、第２の部材(1475)の略円筒形の内壁(1498)内に位置する環状のエラストマー系部材(1496)に接する。環状のエラストマー系部材(1496)はそれによって、貫通部材(1480)の周りを旋回部材(1490)の内壁に対して略対称に圧縮し、貫通部材(1480)と旋回部材(1490)の内壁との間に緊密で略密封したシールを形成する。上記の如く、環状のエラストマー系部材(1496)上の略軸方向及び半径方向の力により、比較的高圧で無菌のコネクタ(1450)を使用することができる。

米国特許６,４４０,１０７号に述べられたコネクタが組み立てられると、空間(1500)(図１３Ａ参照)内の空気及び噴霧又は流出は、流路要素間から吐出される。ネジ(1470)(1492)は力を付与するが、コネクタ内の空気をシールするようには設計されていない。更にネジ(1470)(1492)が空気をシールするならば、コネクタが組み立てられたときに、空気圧が高まる。

図１３Ａに示す実施例に於いて、環状のエラストマー系、即ち可撓性シール要素(1510)が雌コネクタ(1455)に取り付けられる。更に、エラストマー系部材(1496)は貫通部材(1480)と旋回部材(1490)の間のギャップをシールする大きさである。シール要素(1510)が雄コネクタ(1475)に接すると、コネクタの内面にシールを形成する。シールはネジ(1492)が旋回する際に維持される。或いは、図１３Ｂに示すように、シール面(1520)は雄コネクタ(1475)の内側に位置している。２つのコネクタ間に捕捉された空気が脱出することを許すべく、図１３Ｃ及び図１３Ｄの実施例はガス排気口(1530)を有する。ガス排気口(1530)は微細孔を有するフィルタ又はプラグを組み込むのが好ましく、空気が脱出することを許すが、噴霧及び流出は捉える。ガス排気口は親水性又は疎水性材料製の両方が、噴霧を封じ込める。例えば、ＧＯＲＥＴＥＸ(商標)、ＴＹＶＥＫ(商標)及び溶融ポリエチレンプラグが、この目的に用いられる。活性炭が排気口(1530)に組み込まれて、蒸気相にあり及び噴霧又は流出した種々のタイプの薬剤が保持される。

シール部材はエラストマー材によってネジ自体に組み込まれ、緊密に嵌合し、又は窪みに組み込まれて十分に撓る。更に、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃに示す十分に回転する多くの例に代えて、１／４のみ回転する多数ネジが用いられて、締結効果を発揮し、シールがより簡単になされる。

排気口に組み込むことの代替例は、コネクタが取り付けられるのと共に、空気を流路に入れることである。他の代替例は、シール部材(1510)(1520)を開放型細胞発泡体、又はＴｙｂｅｋ(商標)のような他の微細孔材が活性炭と同様に組み込まれるのが好ましく、空気は排気口を通り、又はシールから排気されるが、薬剤は脱出できない。

図２の血管造影用カテーテル(31)を位置決めするのに接続を開く必要があり、危険性薬剤が放出される可能性があるから、図１３のコネクタが用いられるならば、隔壁を具えたコネクタ(1455)を、隔壁がカテーテルの一体化部分であることなく、流路及びコネクタ(1475)の流体源側に接続することは有益である。

本発明が上記実施例及び／又は例について、詳細に記載されてきたが、そのような詳細な説明は説明の為であって限定するものではなく、当業者ならば発明から離れることなく、種々の変形が可能である。前記の記載によるよりもむしろ、以下の請求の範囲によって、本発明の範囲は示される。請求の範囲の意味内及び均等物の範囲内の全ての変更及び変形例は、請求の範囲内に包含される。

Claims (28)

1. 患者に注入するシステムであって、
   危険性薬剤を入れる入れ物(52)と、
   入れ物(52)上に配備された隔壁(52s)と、
   入れ物(52)及び患者に作動可能に接続可能な流路(24c)と、
   危険性薬剤用入れ物(52)を流路(24c)に接続している間、危険性薬剤を閉じ込めるのに適した危険性薬剤封入囲い(70)(80)とを具え、
   該危険性薬剤封入囲い(70)(80)は、
   危険性薬剤封入囲い(70)に配備された封止バリア(81s)(93)(53)(97)を具えて、
   流路要素が危険性薬剤用入れ物(52)へ流体の流通可能に設置される前に、危険性薬剤封入囲い(70)が入れ物(52)と係合すると、それによって、隔壁(52s)と封止バリア(81s)は、互いに接近して配備され、
   該封止バリアは、危険性薬剤封入囲い(70)(80)の外側周囲に危険性薬剤が流れることを防ぐのに適している、患者に注入するシステム。
2. 危険性薬剤封入囲い(70)は更に、危険性薬剤封入囲いの外側周囲に危険性薬剤が流れることを防ぐのに適した蓋シールを有する、取り外し可能な蓋(81b)を具える、請求項１に記載のシステム。
3. 危険性薬剤封入囲い(70)は、封止された状態で、危険性薬剤封入囲い(70)を通るコネクタ(92)に接続されたキャップ(90)を含み、キャップ(90)は入れ物(52)と接続するように構成され、コネクタ(92)は流路に接続されるように、構成された、請求項１に記載のシステム。
4. 更に、流路に流体が行き来するように繋がり、危険性薬剤を封じ込めるのに適した廃棄物入れ物(55)を具えた、請求項１に記載のシステム。
5. 流路(24c)は更に、第１のポンプ(42)に作動可能に接続されて、危険性薬剤を患者に搬送する、請求項１に記載のシステム。
6. 更に、流路(24b)に作動可能に接続されて、少なくとも１の非危険性流体を患者に搬送する少なくとも第２のポンプ(41)を具えた、請求項５に記載のシステム。
7. 非危険性流体は、薬剤を流路の外であって体内へ洗い流すのに適した流体、又は危険性薬剤を希釈するのに適した流体である、請求項６に記載のシステム。
8. 非危険性流体は、生理食塩水である、請求項７に記載のシステム。
9. 更に、流路(20)に作動可能に接続した第３のポンプ(40)を具え、該第３のポンプは造影剤の源に流体が行き来するように接続された、請求項６に記載のシステム。
10. 更に、流路を通る流れを制御する少なくとも１つのバルブ(100)を有する、請求項１に記載のシステム。
11. 更に、少なくとも第１のポンプ(42)と第２のポンプ(41)の動作を制御するコントローラ(69a)を具える、請求項６に記載のシステム。
12. 更に、コントローラ(69a)に作動可能に繋がったユーザインターフェイス(69b)を具える、請求項１１に記載のシステム。
13. 危険性薬剤封入囲いは、危険性薬剤用入れ物の温度を制御する温度調節器(71)を具える、請求項１に記載のシステム。
14. 少なくとも第１のポンプと第２のポンプが、１つのインジェクタ内に含まれる、請求項６に記載のシステム。
15. 各第１のポンプと第２のポンプには給電される、請求項６に記載のシステム。
16. 更に、少なくとも第１のポンプ(42)又は第２のポンプ(41)の動作を制御するコントローラ(69a)を具える、請求項１５に記載のシステム。
17. 更に、患者の生理的な信号を検知する測定装置と、
    該生理的な信号に基づいて、少なくとも第１のポンプと第２のポンプからの流体搬送を制御して、臓器機能に関して流体搬送を制御するコントローラ(69a)を具える、請求項６に記載のシステム。
18. 入れ物は器であり、該器内へ危険性薬剤が製造業者によって分配される、請求項１に記載のシステム。
19. 入れ物(52)は、多数の患者に搬送するのに十分な危険性薬剤を封入する、請求項１８に記載のシステム。
20. 危険性薬剤封入囲いを保持するローディング装置を用いて、入れ物(52)には危険性薬剤が充填される、請求項１に記載のシステム。
21. 入れ物は、多数の患者に搬送するのに十分な危険性薬剤を封入する、請求項２０に記載のシステム。
22. 流路はカテーテル(31)を含み、該カテーテルは患者の血管内に末端が留められるように構成された、請求項１に記載のシステム。
23. カテーテルは２つのルーメンを具え、該２つのルーメンは外側ルーメンからの流れが、内側ルーメンからの流れを略囲むように構成された、請求項２２に記載のシステム。
24. カテーテルは、コネクタにて流路に接続され、該コネクタは接続時にバイオハザード薬剤を封じ込める、請求項２２に記載のシステム。
25. 流路は少なくとも１つのコネクタにて接続される少なくとも２つの流路要素を具え、該コネクタは接続時にはバイオハザード薬剤を封じ込める、請求項１に記載のシステム。
26. コントローラは時間に亘って、流速を変える、請求項１１に記載のシステム。
27. 流速が増加する期間があるように、コントローラは流れを変える、請求項２６に記載のシステム。
28. 患者の臓器に薬剤を注入するシステムであって、
    危険性薬剤を入れる入れ物(52)と、
    入れ物上に配備された隔壁(52s)と、
    危険性薬剤を患者に搬送する第１のポンプ(42)と、
    危険性薬剤用入れ物(52)を流路(24c)に接続している間、危険性薬剤を閉じ込めるのに適した危険性薬剤封入囲い(70)(80)とを具え、
    該危険性薬剤封入囲い(70)(80)は、
    危険性薬剤封入囲い(70)に配備された封止バリア(81s)(93)(53)(97)を具えて、
    流路要素が危険性薬剤用入れ物(52)へ流体の流通可能に設置される前に、危険性薬剤封入囲い(70)が入れ物(52)と係合すると、それによって、隔壁(52s)と封止バリア(81s)は、互いに接近して配備され、
    該封止バリアは、危険性薬剤封入囲い(70)(80)の外側周囲に危険性薬剤が流れることを防ぐのに適しており、
    第１のポンプ(42)、入れ物(52)及び患者に作動可能に接続可能な流路と、
    流路に作動可能に接続されて、流路の外及び患者の中へ薬剤を洗い流すのに十分な流体を注入する第２のポンプと、
    心臓の様相に関する患者の生理学的な信号を検知する測定装置と、
    生理学的な信号に基づいて、第１のポンプ及び第２のポンプの少なくとも一方からの流体搬送を制御して、流体搬送を心臓の様相と同期させ、局所的な循環器から患者のシステム循環内への薬剤の逆流を防ぐコントローラ(69a)を具えたシステム。

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