JP5654996B2 - 多流路濾過システム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２００８年１０月１０日に出願された米国仮特許出願第６１／１９５，８９８号明細書に対する優先権の利益を主張するものであり、この特許出願は、参照によりその全体を本明細書に援用するものとする。

本発明は、例えば、健康管理用途で使用する濾過システムに関し、より詳細には、複数の異なる流体流路およびフィルタ・チャンバを有するフィルタ・カートリッジ・アセンブリを含む濾過システムに関し、さらにより詳細には、３つの独立した流体源を濾過または調整するように適合および構成された３流路フィルタ・カートリッジ・アセンブリおよびコントローラを含む濾過システムに関する。

健康管理用途、住宅用途、または産業用途などの多くの用途で、使用前に流体源またはガス源を濾過することが必要とされる。例えば、腹腔鏡手術では、患者の腹腔に炭酸ガスなどの加圧流体を充填または注入して、気腹と呼ばれるものを形成する。炭酸ガスは、患者の腹腔に供給される前に濾過されなくてはならない。

さらに多くの用途で２つ以上の流体源の濾過が必要とされる。例えば、２００７年１２月１８日に出願され、国際公開第２００８／０７７０８０号パンフレットとして公開された、参照によりその全体を本明細書に援用する国際出願ＰＣＴ／ＵＳ０７／８８０１７号は、腹腔鏡手術で使用される、外科的注入（surgical insufflation）およびガス再循環のためのシステムを開示しており、この腹腔鏡手術では３つの独立した流体流れを利用し、これらの流体流れは使用中に濾過される。国際公開第２００８／０７７０８０号パンフレットの図１４および図１５は、いくつかの要素の中で特に、外科的注入器および外科的トロカール（surgical trocar）に関連する制御ユニットを含む、外科的注入およびガス再循環のための代表的なシステムを開示している。開示したシステムでは、３つの流体管がトロカールを制御ユニットに接続する。制御ユニットとトロカールとの間に延びる３つの流路のそれぞれに、独立したフィルタ要素が設けられる。３つの独立したフィルタ要素を３つのフィルタ・ハウジングと共に利用するのは扱いにくく、空間が貴重である手術室の環境では望ましくない。さらに、フィルタ要素は同じに見えるが、実際上、使用されるフィルタ・カートリッジの大きさおよびタイプは、所望する流れ特性および必要な調整に応じて各流路ごとに変わる。したがって、保守作業中に、フィルタ・カートリッジが混ざって、誤ったハウジングおよび流路に不適切に置かれる可能性がある。さらに、腹腔鏡手術において、各手術の前にフィルタを交換する必要がある場合に、各フィルタ・カートリッジをそのハウジング内から個別に取りだして、交換しなければならず、これは、保守作業の範囲を広げる。

したがって、３つの独立した流体源を濾過するように適合および構成された、腹腔鏡手術などの用途で使用するフィルタ・カートリッジ・アセンブリが必要である。さらに、コンパクトで、使用および維持が簡単な、外科的環境で使用できる濾過システムも必要である。

本発明は、特に、軸方向反対側にある近位端および遠位端を有し、内部空洞と、近位端から遠位端まで延びる第１、第２および第３の流路とを画定する細長いハウジングを含むフィルタ・カートリッジ・アセンブリに関する。

カートリッジ・アセンブリは、また、第１、第２、および第３のフィルタ要素を含む。第１のフィルタ要素はハウジングの内部空洞内に配置され、第１の導入ポートから第１の排出ポートまで第１の流路を移動する流体を調整する。第２のフィルタ要素はハウジングの内部空洞内に配置され、第２の導入ポートから第２の排出ポートまで第２の流路を移動する流体を調整する。最後に、第３のフィルタ要素もハウジングの内部空洞内に配置され、第３の導入ポートから第３の排出ポートまで第３の流路を移動する流体を調整する。第１の流路は、第２および第３の流路から隔離され、第２の流路は、第３の流路から隔離される。

ハウジングの近位端はコネクタ要素を含むのが好ましい。本発明の特定の実施形態では、コネクタ要素は、第１の導入ポートと、第２および第３の排出ポートとを含む。

ハウジングは、同軸に配置された一対の周囲壁を有すると想定される。特定の構造では、ハウジングの周囲壁は一体に成形される。代替の構造では、ハウジングの内部空洞内に配置された円筒状の内側ハウジング要素を使用して、内側周囲壁が形成される。そのような構造では、第２および第３の流路の一部が、ハウジングの周囲壁間に画定されたギャップ内に延びると想定される。

第１のフィルタ要素は半径方向にひだのあるフィルタであり、流体は第１のフィルタ要素を半径方向内側の方向に横断することによって、第１の流路内で調整されるのがここでは好ましい。さらに、第２のフィルタ要素は半径方向にひだのあるフィルタであり、流体は第２のフィルタ要素を半径方向外側の方向に横断することによって、第２の流路内で調整されることも想定される。最後に、本発明の好ましい実施形態では、第３のフィルタ要素はディスク状フィルタであり、流体は、第３のフィルタ要素を軸方向に横断することによって、第３の流路内で調整される。

ここで開示されるフィルタ・カートリッジ・アセンブリの特定の構造において、ハウジングは、ハウジングの内部空洞内に配置され、第２のフィルタ要素用の第２のフィルタ・チャンバを形成する第２の内側ハウジング要素をさらに含む。さらに、本発明の実施形態では、ハウジングは、ハウジングの内部空洞に２つの長手方向チャネルを画定する２つの長手方向リブを含み、第２の流路はそのチャネルの一方を通り、第３の流路は他方のチャネルを通ると想定される。

第１の排出ポート、第２の導入ポート、および第３の導入ポートは、ハウジングの遠位端に配置されるのが好ましい。さらに、第１の排出ポート、第２の導入ポート、および第３の導入ポートは、同軸に配置することができると想定される。

本発明は、また、特に、軸方向反対側にある近位端および遠位端を有する細長いハウジングを含むフィルタ・カートリッジ・アセンブリに関する。ハウジングは、第１、第２、および第３のフィルタ・チャンバ、ならびにハウジングの近位端から遠位端まで延びる第１、第２、および第３の流路を画定する。第１のフィルタ要素はハウジングの第１のフィルタ・チャンバ内に配置され、第１の導入ポートから第１の排出ポートまで第１の流路を移動する流体を調整する。第２のフィルタ要素はハウジングの第２のフィルタ・チャンバ内に配置され、第２の導入ポートから第２の排出ポートまで第２の流路を移動する流体を調整する。第３のフィルタ要素はハウジングの第３のフィルタ・チャンバ内に配置され、第３の導入ポートから第３の排出ポートまで第３の流路を移動する流体を調整する。カートリッジ・アセンブリは、第１の流路が、第２および第３の流路から隔離され、第２の流路が、第３の流路から隔離されるように構成される。

本発明は、また、特に、中心軸と、軸方向反対側にある近位端および遠位端とを有する細長いハウジングを含むフィルタ・カートリッジ・アセンブリに関する。ハウジングは、軸方向に離間した複数のフィルタ・チャンバと、ハウジングの近位端から遠位端まで延びる複数の流路とを画定する。複数の流路は、それぞれ互いから隔離される。フィルタ・カートリッジは、また複数のフィルタ要素を含み、複数のフィルタ要素の１つが、複数の各フィルタ・チャンバ内に配置される。

好ましい実施形態では、ハウジングは、３つのフィルタ・チャンバおよび３つの流路を画定する。さらに、そのような実施形態では、複数のフィルタ要素には、第１のフィルタ要素、第２のフィルタ要素、および第３のフィルタ要素が含まれると想定される。第１のフィルタ要素はハウジングの第１のフィルタ・チャンバ内に配置され、第１の導入ポートから第１の排出ポートまで第１の流路を移動する流体を調整する。第２のフィルタ要素はハウジングの第２のフィルタ・チャンバ内に配置され、第２の導入ポートから第２の排出ポートまで第２の流路を移動する流体を調整する。第３のフィルタ要素はハウジングの第３のフィルタ・チャンバ内に配置され、第３の導入ポートから第３の排出ポートまで第３の流路を移動する流体を調整する。

本発明は、また、３つの異なる流体源から受け入れた流体を調整する濾過システムに関し、濾過システムは、特に、コントローラ、ソケット・アセンブリ、およびフィルタ・カートリッジ・アセンブリを含む。コントローラは、濾過システム内の流体流れを調整および監視する手段を含み、細長い収容部を画定する。ソケット・アセンブリは、コントローラによって画定された細長い収容部内に少なくとも部分的に配置され、ロック要素を含む。フィルタ・カートリッジ・アセンブリは、ソケット・アセンブリに挿入され、ロック要素によってコントローラと流体連通した状態に固定される。

本発明の好ましい実施形態では、ソケット・アセンブリのロック要素は、フィルタ・カートリッジ・アセンブリの外側面から延びる１つまたは複数の突起と係合するカム機構を含む。

フィルタ・カートリッジ・アセンブリは、細長いハウジングと、第１、第２、および第３のフィルタ要素とを含むとここで想定される。細長いハウジングは、軸方向反対側にある近位端および遠位端を有し、内部空洞と、ハウジングの近位端から遠位端まで延びる第１、第２、および第３の流路とを画定する。第１のフィルタ要素はハウジングの内部空洞内に配置され、第１の導入ポートから第１の排出ポートまで第１の流路を移動する流体を調整する。第２のフィルタ要素はハウジングの内部空洞内に配置され、第２の導入ポートから第２の排出ポートまで第２の流路を移動する流体を調整する。第３のフィルタ要素はハウジングの内部空洞内に配置され、第３の導入ポートから第３の排出ポートまで第３の流路を移動する流体を調整する。第１の流路は、第２および第３の流路から隔離され、第２の流路は、第３の流路から隔離される。

当業者が、本発明の装置および方法をより深く理解できるように、本発明の実施形態が、図面を参照して下記に説明される。

本発明に従って構成されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリの側面図である。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの近位端の正面図を示している。 見やすくするために部品を切り離して示した、図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの分解斜視図である。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの正面図を示し、フィルタ・ハウジングを通る第１の流路を示している。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図を示し、フィルタ・ハウジングを通る第１の流路を示している。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの正面図を示し、フィルタ・ハウジングを通る第２の流路を示している。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図を示し、フィルタ・ハウジングを通る第２の流路を示している。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの正面図を示し、フィルタ・ハウジングを通る第３の流路を示している。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図を示し、フィルタ・ハウジングを通る第３の流路を示している。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの近位端の正面図を示しており、端部キャップおよびディスク状フィルタが取り外されて、ディスク・ホルダが見えている。 図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの近位端の正面図を示しており、端部キャップ、ディスク状フィルタ、およびディスク・ホルダが取り外されて、流路が見えている。 近位端キャップを取り外し、第３の流路を図解して示した、図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの部分断面図である。 図８ＡのＬ−Ｌ切断線に沿って切り取った、図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図である。 図８ＡのＰ−Ｐ切断線に沿って切り取った、図１Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に従って構成されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリの側面図である。 図９Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの近位端の正面図を提示している。 図９Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの斜視図を提示している。 見やすくするために部品を切り離して示した、図９Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの分解斜視図である。 図９Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図であり、フィルタ・ハウジングを通る第１の流路を示している。 図９Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの近位端の正面図である。 図１２ＡのＥ−Ｅ切断線に沿って切り取った、図９Ａのフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図であり、フィルタ・ハウジングを通る第２および第３の流路を示している。 本発明の実施形態に従って構成され、コントローラ／注入器モジュールおよびフィルタ・カートリッジ・アセンブリを含む３流路濾過システムの斜視図である。 図１３Ｂの３流路濾過システムの正面図である。 図１３Ａおよび図１３Ｂの３流路濾過システムで使用するのに適したソケット・アセンブリの斜視図である。 本発明の実施形態に従って構成され、図１４のソケットに部分的に挿入されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリの斜視図である。 本発明の実施形態に従って構成され、図１４のソケット・アセンブリに完全に挿入されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリの斜視図である。 図１４のソケット・アセンブリに完全に挿入されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図である。 図１４のソケット・アセンブリに完全に挿入されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリの断面図であり、ソケット・アセンブリとフィルタ・カートリッジ・アセンブリとの間の流体連通を示している。 本発明のさらなる実施態様に従って構成されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリの前部−上部等角図である。 図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの後部−上部等角図である。 図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの右側面図である。 図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの上面図である。 図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの正面図である。 図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの底面図である。 図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの左側面図である。 図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの前部−上部分解等角図である。 図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの後部−上部分解等角図である。 本発明の実施形態に従って構成され、コントローラ／注入器モジュールおよびフィルタ・カートリッジ・アセンブリを含む３流路濾過システムのさらなる実施形態の斜視図である。 図２８の３流路濾過システムの正面図である。 一体チューブ・セットを備えた図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの前部−上部等角図である。 切り離し可能なチューブ・セットと併用するためのコネクタに適合した図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの前部−上部等角図である。 切り離し可能なチューブ・セットと併用するためのコネクタに適合した図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの詳細等角図であり、接続ブッシュを示している。 図３２のブッシュの正面図である。 図３２のブッシュの底部等角図である。

典型的な実施形態を示すが、本発明の範囲を限定することを意図しない、図面を用いた特定の好ましい例示的な実施形態の詳細な説明から、本発明に従って構成されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリおよび濾過システムの利点が、当業者にいっそう容易に明らかになるであろう。

ここで図面を参照すると、同じ参照数字は本発明の同様な構造の要素を示しており、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、参照数字１００によって全体として表されたフィルタ・カートリッジが図１Ａ〜８Ｃに示されている。フィルタ・カートリッジ１００は、軸方向反対側にある近位端（Ｐ）および遠位端（Ｄ）を有し、内部空洞を画定する細長いハウジング１０を含む。下記にさらに詳細に説明するように、第１の流路２５、第２の流路３５、および第３の流路４５は、ハウジングの近位端（Ｐ）から遠位端（Ｄ）まで延びている。流路は、図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂおよび図８Ａ〜８Ｃに流れ矢印で示されている。

第１のフィルタ要素２０、第２のフィルタ要素３０、および第３のフィルタ要素４０は、フィルタ・カートリッジ１００の内部空洞内に配置されている。第１のフィルタ要素２０は、（図３Ａおよび図３Ｂに「吸い込み接続スロット」として示す）第１の導入ポート２７から（図３Ｂに「吸い込み／戻し接続ポート」として示す）第１の排出ポート２９まで第１の流路２５を移動する流体を調整する。第２のフィルタ要素３０は、（図４Ｂに「再循環濾過ポンプの圧力接続ポート」として示す）第２の導入ポート３７から（図４Ａに「圧力接続ポート」として示す）第２の排出ポート３９まで第２の流路３５を移動する流体を調整する。最後に、第３のフィルタ要素は、（図５Ｂに「再循環濾過ポンプの検出／注入接続ポート」として示す）第３の導入ポート４７から（図５Ａに「検出／注入接続ポート」として示す）第３の排出ポート４９まで第３の流路４５を移動する流体を調整する。図３Ｂ、図４Ｂ、および図５Ｂに最もよく示すように、第１の流路２５は、第２の流路３５および第３の流路４５から隔離され、第２の流路３５は、第３の流路４５から隔離されている。

図２および図３Ｂに示すように、第１のフィルタ要素２０は、半径方向にひだのあるフィルタである。流体は、第１のフィルタ要素２０を半径方向内側の方向に横断することによって、第１の流路２５内で調整される。図２および図４Ｂに示すように、第２のフィルタ要素３０も半径方向にひだのあるフィルタであり、流体は、第２のフィルタ要素３０を半径方向外側の方向に横断することによって、第２の流路３５内で調整される。最後に、図２および図５Ａに示すように、第３のフィルタ要素４０はディスク状のフィルタであり、流体は、第３のフィルタ要素４０を軸方向／近位方向に横断することによって、第２の流路４５内で調整される。

図２は、フィルタ・カートリッジ１００の分解斜視図を提示している。図２に示すように、フィルタ・カートリッジのハウジング１０は、本体部分１２、近位端キャップ６０、および遠位端キャップ７０を含む。ハウジング１０の本体部分１２は、第１のフィルタ要素２０および第２のフィルタ要素３０用のフィルタ・チャンバを部分的に画定する（図３Ｂを参照のこと）。第１のフィルタ要素２０は、本体部分１２に挿入され、近位端壁１８に接触している。内部のフィルタ支持構造体８５（図２）は、第１のフィルタ要素２０を（図３Ｂおよび図４Ｂに「吸い込みフィルタ・チャンバ」として示す）第１の封止フィルタ・チャンバ２２内に挟み込んでいる。内部のフィルタ支持構造体８５は、第１のフィルタ要素２０と当接する第１の仕切り要素８７と、仕切り要素８７から軸方向に延びる円筒状心棒８９とを含む。Ｏ−リング８３は、仕切り要素８７に形成された円周溝内に配置され、第１のフィルタ・チャンバ２２を第２のフィルタ・チャンバ３２から流体的に隔離する助けとなる。

第２のフィルタ要素３０は、フィルタ支持構造体８５の円筒状心棒８９上に配置され、第２の仕切り要素９０は、（図３Ｂおよび図３Ａに「圧力フィルタ・チャンバ」として示す）第２のフィルタ・チャンバ３２の遠位端を封止するのに使用される。第２の仕切り要素９０は、フィルタ支持構造体８５の円筒状心棒８９が挿入された円筒状ネック部分９２を有する。

第３のフィルタ要素４０は、ハウジング１０内でディスク・ホルダ８０上に支持されている。第３のフィルタ要素４０およびディスク・ホルダ８０は、近位端キャップ６０と、ハウジング１０の本体部分１２の近位端壁１８との間に配置されている。

図３Ｂ、図４Ｂ、および図５Ｂに最もよく示すように、ハウジング１０の本体部分１２は、同軸に配置された一対の周囲壁１４（外側）および周囲壁１６（内側）を含み、これらの周囲壁は、近位端壁１８と一体で成形されている。これらの図に示し、下記に詳細に説明するように、第２の流路３５および第３の流路４５の一部は、ハウジング１０の周囲壁間に画定された通路に延びる。

再度図２、図３Ａ、図４Ａおよび図５Ａを参照すると、ハウジング１０の近位端（Ｐ）はコネクタ要素５０を含む。コネクタ要素５０は、第１の導入ポート２７、第２の排出ポート３９、および第３の排出ポート４９を収容している。コネクタ要素５０はまた、フィルタ・カートリッジ１００が、例えば、対になるコネクタ・ヘッドを有するチューブ・セットと流体的につながることを可能にする、ルアー・ロック取付具（luer lock fitting）と同様な雄ねじ５２を含む。図３Ｂ、図４Ｂ、および図５Ｂに最もよく示すように、第１の排出ポート２９、第２の導入ポート３７、および第３の導入ポート４７は、ハウジング１０の遠位端（Ｄ）に同軸に配置されている。

図３Ａおよび図３Ｂに最もよく示すように、第１の流路２５は、コネクタ要素５０内に形成されたスロット付き穴である第１の導入ポート２７から、ハウジング１０の本体部分１２の近位端壁１８に形成された開孔４（図６および図７を参照のこと）を通って、第１のフィルタ・チャンバ２２に延びている。この場合に、第１の流路２５内の流体は、第１のフィルタ要素２０の円周のまわりに分散され、フィルタ媒体を半径方向内側の方向に通過して（図８Ｃを参照のこと）、フィルタ要素の中心コア部に至ることで調整される。次いで、調整された流体は、第１のフィルタ要素２０の中心コア部からフィルタ支持構造体８５の円筒状心棒８９内に画定された穴に遠位方向に進み、第１の排出ポート２９を通ってフィルタ・ハウジング１０を出る。

図４Ａおよび図４Ｂに最もよく示すように、第２の流路３５は、フィルタ支持構造体８５の円筒状心棒８９の外周と、第２の仕切り要素９０の円筒状ネック９２との間に画定された第２の導入ポート３７から、第２のフィルタ要素３０の中心コア部に達するまで延びている。この場合に、第２の流路内の流体は、第２のフィルタ要素３０のフィルタ媒体を半径方向外側の方向に進む（図８Ｂを参照のこと）ことで調整され、調整された流体は、ハウジング１０の本体部分１２の内周壁１６と外周壁１４との間に画定された軸方向流路６に供給される。軸方向流路６は図８Ｂにも見られ、「フィルタ・ハウジングを通る圧力フィルタ流路」として示されている。軸方向流路６内の調整された流体は、周囲端部壁１８に形成された流れ開孔８（図６を参照のこと）を通ってハウジング１０の本体部分１２を出て、コネクタ５０に形成された第２の排出ポート３９を通ってフィルタ・カートリッジ１００の近位端（Ｐ）を出る。

図５Ａおよび図５Ｂに最もよく示すように、第３の流路４５は、最初に、第２の仕切り要素９０の円筒状ネック９２の外周と、端部キャップ７０の円筒状ネック７２との間に画定された第３の導入ポート４７から、端部キャップ７０と第２の仕切り要素９０との間に画定された平面チャンバまで軸方向に延びている。第３の流路４５は、このチャンバから、ハウジング１０の本体部分１２の内周壁１６と外周壁１４との間に画定された第２の軸方向流路２まで半径方向外側に延在している。この軸方向流路２は、図８Ｂおよび図８Ｃにも示されている（「フィルタ・ハウジングを通る検出／注入フィルタ流路」として示されている）。第２の軸方向流路２内の流体は、周囲端部壁１８を通ってハウジングの本体部分を出て、三角形形状のチャンバ２４（図７を参照のこと）に供給される。第３の流路４５は、このチャンバ２４から、ディスク・ホルダ８０に形成された開孔３７、およびディスク状フィルタである第３のフィルタ要素４０を通る。次いで、調整された流体は、コネクタに形成された第３の排出ポート４９を通ってハウジング１０を出る。

ここで図９Ａ〜１２Ｂを参照すると、本発明のさらに好ましい実施形態に従って構成され、参照数字２００で全体として表されたフィルタ・カートリッジが示されている。フィルタ・カートリッジ２００は、軸方向反対側にある近位端（Ｐ）および遠位端（Ｄ）を有し、内部空洞を画定する細長いハウジング１１０を含む。下記にさらに詳細に説明するように、第１の流路１２５、第２の流路１３５、および第３の流路１４５は、ハウジングの近位端（Ｐ）から遠位端（Ｄ）まで延びている。流路は、図１１、図１２Ａ、および図１２Ｂに流れ矢印で示されている。

第１のフィルタ要素１２０、第２のフィルタ要素１３０、および第３のフィルタ要素１４０は、フィルタ・カートリッジ２００の内部空洞内に配置されている。第１のフィルタ要素１２０は、（図１１に「吸い込み接続スロット」として示す）第１の導入ポート１２７から第１の排出ポート１２９まで第１の流路１２５を移動する流体を調整する。第２のフィルタ要素１３０は、第２の導入ポート１３７から（図１２Ｂに「圧力ガス出口」として示す）第２の排出ポート１３９まで第２の流路１３５を移動する流体を調整する。最後に、第３のフィルタ要素は、第３の導入ポート１４７から（図１２Ｂに「注入ガス出口」として示す）第３の排出ポート１４９まで第３の流路１４５を移動する流体を調整する。図１１、図１２Ａ、図１２Ｂに最もよく示すように、第１の流路１２５は、第２の流路１３５および第３の流路１４５から隔離され、第２の流路１３５は、第３の流路１４５から隔離されている。

図１０および図１１に示すように、第１のフィルタ要素１２０は半径方向にひだのあるフィルタである。流体は、第１のフィルタ要素１２０を半径方向内側の方向に横断することによって、第１の流路１２５内で調整される。図１０および図１２Ｂに示すように、第２のフィルタ要素１３０も半径方向にひだのあるフィルタであり、流体は、第２のフィルタ要素１３０を半径方向外側の方向に横断することによって、第２の流路１３５内で調整される。最後に、図１０および図１２Ｂに示すように、第３のフィルタ要素１４０はディスク状のフィルタであり、流体は、第３のフィルタ要素１４０を軸方向／近位方向に横断することによって、第２の流路１４５内で調整される。

ここで図１０を参照すると、図１０は、フィルタ・カートリッジ２００の分解斜視図を提示している。図１０に示すように、フィルタ・カートリッジ２００のハウジング１１０は、外側本体部分１１２および近位端キャップ１６０を含む。２重壁式ハウジング１０および遠位端キャップ７０を利用するフィルタ・カートリッジ１００とは異なり、カートリッジ２００用のハウジング１１０は、単一壁の外側本体部分１１２、第１の内部チャンバ・セグメント１５４、および第２の内部チャンバ・セグメント１５６を有する。ハウジング１１０の第１の内部チャンバ・セグメント１５４および第２の内部チャンバ・セグメント１５６は、第１のフィルタ要素１２０および第２のフィルタ要素１３０用のフィルタ・チャンバを部分的に画定する。

第２の内部チャンバ・セグメント１５６は、円筒状ネック部分１９２（図９Ａ）を含み、このネック部分１９２は、外側本体部分１１２の遠位端に形成された開孔を貫通するまで、ハウジング１１０の外側本体部分１１２の近位端（Ｐ）に挿入される。第２のフィルタ要素１３０は、第２の内部チャンバ・セグメント内に配置され、第２のフィルタ・チャンバ１３２は、第１の内部チャンバ・セグメント１５４に結合された円筒状心棒１８９を、第２のフィルタ要素１３０の中心から円筒状ネック部分１９２の穴に挿入することで確立される。第１のフィルタ要素１２０は、第１の内部チャンバ・セグメント１５４によって画定された内部空洞内に収容され、第１のフィルタ・チャンバ１２２は、ディスク・ホルダ１５０（図１０を参照のこと）および近位端キャップ１６０を使用して、外側本体部分１１２の近位端を封止することで確立される。第３のフィルタ要素１４０は、上側半体１５０ａおよび下側半体１５０ｂを含むディスク・ホルダ１５０によってハウジング１１０内に支持される。

図９Ｃに最もよく示すように、ハウジング１１０の外側本体部分は、約９０°離間した２つの長手方向リブ１５８ａ、１５８ｂを含む。リブ１５８ａ、１５８ｂは、外側本体部分１１２の内側壁と、第１の内側チャンバ・セグメント１５４および第２の内側チャンバ・セグメント１５６の外側面との間に長手方向チャネルまたは通路を形成するのに使用される。この図に示し、下記に詳細に説明するように、第２の流路１３５および第３の流路１４５の一部は、内部チャンバ・セグメントとハウジングの外側本体部分との間に画定された長手方向チャネル内に延びる。

ここで図９Ａ、図９Ｂ、図１１、図１２Ａ、および図１２Ｂを参照すると、ハウジング１１０の近位端（Ｐ）はコネクタ要素１５０を含む。コネクタ要素１５０は、第１の導入ポート１２７、第２の排出ポート１３９、および第３の排出ポート１４９を収容している。コネクタ要素１５０はまた、フィルタ・カートリッジ２００が、例えば、対になるコネクタ・ヘッドを有するチューブ・セットと流体的につながることを可能にする、ルアー・ロック取付具と同様な雄ねじ１５２を含む。図９Ａ、図１１、および図１２Ｂに最もよく示すように、第１の排出ポート１２９、第２の導入ポート１３７、および第３の導入ポート１４７は、ハウジング１１０の遠位端（Ｄ）に同軸に配置されている。

図１１に最もよく示すように、第１の流路１２５は、コネクタ要素１５０内に形成されたスロット付き穴が配置された第１の導入ポート１２７から、上側ディスク・ホルダ半体１５０ａおよび下側ディスク・ホルダ半体１５０ｂに形成された通路１０４（図１０を参照のこと）を通って第１のフィルタ・チャンバ１２２に延びている。この場合に、第１の流路１２５内の流体は、第１のフィルタ要素１２０の円周のまわりに分散され、フィルタ媒体を半径方向内側の方向に通過して（図１１を参照のこと）、第１のフィルタ要素１２０の中心コア部に至ることで調整される。次いで、調整された流体は、第１のフィルタ要素１２０の中心コア部から、第１の内部チャンバ・セグメント１５４の円筒状心棒１８９内に画定された穴に遠位方向に移動し、第１の排出ポート１２９（図１１）を通ってフィルタ・ハウジング１１０を出る。

図１２Ａおよび図１２Ｂに最もよく示すように、第２の流路１３５は、第１の内部セグメント１５４の円筒状心棒１８９の外周と、第２の内部チャンバ・セグメント１５６の円筒状ネック１９２との間に画定された第２の導入ポート１３７から、第２のフィルタ要素１３０の中心コア部に達するまで延びている。この場合に、第２の流路１３５内の流体は、第２のフィルタ要素１３０のフィルタ媒体を半径方向外側の方向に進むことで調整され、調整された流体は、第２の内部チャンバ・セグメント１５６に形成された側部開孔１０２（図１０を参照のこと）を通って、外側本体部分１１２のリブ１５８ｂと、第１の内部チャンバ・セグメント１５４および第２の内部チャンバ・セグメント１５６の外周壁との間に画定された軸方向流路１０６に供給される。軸方向流路１０６内の調整された流体は、近位端キャップ１６０に形成された、半径方向を向いたチャネル１９７（図１２Ａを参照のこと）に出て、コネクタ１５０に形成された第２の排出ポート１３９を通ってフィルタ・カートリッジ２００の近位端（Ｐ）を出る。

図１２Ａおよび図１２Ｂに最もよく示すように、第３の流路１４５は、最初に、第２の内部チャンバ・セグメント１５６の円筒状ネック１９２の外周と、ハウジング１１０の外側本体部分１１２の円筒状ネック１７２との間に画定された第３の導入ポート１４７から、リブ１５８ａと、第２の内部チャンバ・セグメント１５６の外側面との間に形成された、半径方向に向けられたチャネルまで軸方向に延びている。第３の流路１４５内の流体は、次いで、外側本体部分１１２のリブ１５８ａと、第１の内部チャンバ・セグメント１５４および第２の内部チャンバ・セグメント１５６（図１０）との間に画定された第２の軸方向流路１２６に供給される。第２の軸方向流路１２６内の流体は、側部開孔１７２（図１０を参照のこと）を通って、上側ディスク・ホルダ半体１５０ａおよび下側ディスク・ホルダ半体１５０ｂによって画定された第３のフィルタ・チャンバ１４２に送られる。第３のフィルタ・チャンバ１４２に入ると、流体は、ディスク状フィルタである第３のフィルタ要素１４０を軸方向に通過して調整される。調整された流体は、近位端キャップ１６０の裏面に形成された楔形状のチャンバ１２４（図１２Ａを参照のこと）に供給され、コネクタ１５０内に形成された第３の排出ポート１４９を通ってハウジング１１０を出る。

当業者には、本発明が、半径方向にひだのあるフィルタ要素など、特定のタイプのフィルタ種類またはフィルタ媒体に限定されるものではないと容易に分かるであろう。例えば、樹脂で結合されたセルロース・タイプのフィルタを使用することができ、またはバクテリアなどの病原微生物を濾過するための繊維媒体、カーボン・ブロック・フィルタ媒体、渦状に巻かれた媒体を使用することができる。

ここで図１３Ａ〜１７を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、参照数字３００で全体として表された濾過システムが示されている。下記に説明するように、濾過システム３００は、３つの異なる流体源から受け入れた流体を調整し、米国特許出願第１１／９６０，７０１号明細書、および２００８年６月２６日に公開された国際公開第２００８／０７７０８０号パンフレットに開示された外科的トロカールと併用するように適合および構成されており、これらの特許は、参照によりそれらの全体を本明細書に援用するものとする。

濾過システム３００は、要素の中でも特に、コントローラ３１０、ソケット・アセンブリ３３０、および前に説明したフィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００を含む。下記に詳細に説明するように、コントローラ３１０は、濾過システム３００内の流体流れを調整および監視するための機構を含む。

コントローラ３１０は、平面状の上側面３１４および下側面３１６と、湾曲した側壁３１８ａ、３１８ｂとを備えた外側ハウジング３１２を有する。側壁３１８ａ、３１８ｂはそれぞれ、コントローラ３１０を動かす、または取り扱うための指用凹部３２０ａ（反対側、図示せず）および指用凹部３２０ｂを含む。平面状下側面３１６により、コントローラ３１０をユーティリティ・カートに置いたり、またはブーム機構を使用して、コントローラ３１０を手術室のオーバヘッドで支持したりすることが可能になる。

コントローラ３１０の前面３２２は、アナログ・ゲージ３２４、ダイヤル３２６、電源ボタン３２８、およびジャック３２９を含む。これらの要素の用途および操作について下記に説明する。細長い収容部３４０または穴は、コントローラ３１０用のハウジング３１２内に形成され、その前面３２２からコントローラ３１０内に延びている。収容部３４０は、ソケット・アセンブリ３３０を受け入れるように適合および構成されている（図１４〜１７を参照のこと）。アナログ・ゲージではなくデジタル・ゲージを使用することもでき、コントローラには、さらなるダイヤル、ゲージ、および表示装置を装備できると当業者には分かるであろう。

ここで図１４〜１７を参照すると、ソケット・アセンブリ３３０は、フィルタ・カートリッジ１００をコントローラ３１０と流体連通した状態で解放可能に保持するアダプタとして機能する。ソケット・アセンブリ３３０は、フィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００が挿入される中心穴３３４を画定する本体部分３３２を含む。ロック要素３３６および取付リング３３８は、ソケット・アセンブリ３３０の近位端に配置されている。取付リング３３８は、ソケット・アセンブリ３３０をコントローラ３１０に固定するために、その周囲に形成された複数の穴を有する。

ソケット・アセンブリ３３０のロック要素３３６は、その外周から半径方向外側に延びるレバー・アーム３４４の付いたカム・リング３４２を有するカム機構を含む。レバー・アーム３４４は、カム・リング３４２をソケット・アセンブリ３３０の本体部分３３２に対して回転させるために使用される。カム・リング３４２は、それぞれが、（図１４に２つを示した）傾斜したカム・チャネル３４８で終端する４つの軸方向スロット３４６を含む。

図２に示すように、フィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００のハウジング１０の本体部分１２は、半径方向に突出して離間した４つのカム突起６２と、その外周に形成された位置合わせリブ６４とを有する。当業者には、本発明が、任意の特定の数量または向きのカム突起に限定されないと容易に分かるであろう。

図１５に示すように、フィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００がソケット・アセンブリ３３０の中心穴３３４に挿入されるときに、各位置合わせリブ６４は、ソケット・アセンブリ３３０の本体部分３３２に形成された（外部から分かる）それぞれの嵌め合いチャネル３５０内に収まることができるように向きを合わされなければならない（図１５を参照のこと）。さらに、カム突起６２は、それぞれカム・リング３４２の軸方向スロット３４６を通って、それぞれの傾斜したカム・チャネル３４８に至らなければならない。図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように（方向矢印３５２を参照のこと）、レバー・アーム３４４を回して、カム・リング３４２をフィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００に対して回転させると、ハウジング１０の外周に形成されたカム突起６２は、傾斜したカム・チャネル３４８にはまり、フィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００は、ソケット・アセンブリ３３０の中心穴３３４にさらに押し込まれ、コントローラ３１０と流体連通した状態に固定される（図１６および図１７を参照のこと）。

図１８に示すように、第１の流路内の流体は、中心軸に沿ってフィルタアセンブリ１００を出て、ソケット・アセンブリ３３０に形成された軸方向ポートを通過する。流体は、ソケット・アセンブリ３３０内に形成された、半径方向を向いたポートを通って、フィルタアセンブリの第２および第３の流路に供給される。

作動時、コントローラ３１０は、米国特許出願第１１／９６０，７０１号明細書、および２００８年６月２６日に公開された国際公開第２００８／０７７０８０号パンフレットに開示されたものと同様に、注入ユニットを含み、外科的トロカールに接続することができる。トロカールは、流体管またはチューブ・セット（図示せず）により、コントローラ３１０に接続することができる。本明細書で開示した実施形態では、コントローラは注入器を含まないが、ジャック３２９を通して注入器から注入ガスを受け入れる。注入器は、例えば、供給タンクからガスを受け入れ、通常、タンクと注入器との間に圧力調整器が設けられる。

コントローラの動作は、米国特許出願第１１／９６０，７０１号明細書、および２００８年６月２６日に公開された国際公開第２００８／０７７０８０号パンフレットに詳細に記載されており、本明細書で繰り返すことはしない。これらの文献に記載されているように、本明細書で開示した外科的注入および再循環のためのシステムは、３つの独立した流体源の濾過を必要とする。コントローラ３１０は、これらの出願に記載された、システムの任意の実施形態で利用することができる。図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、コントローラ３１０は、コントローラからの所望の圧力出力を設定するための設定可能なダイヤル３２６と、設定圧力を確認するための圧力ゲージ３２４とを含む。

図示したように、フィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００は、制御ユニット３１０に直接取り付くので、薄型にすることができる。そのような構成では、フィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００の第１の流路２５は、患者の腹部（吸い込み管）から取り出されたガスを濾過するために、または使用済みの注入流体を取り除くために使用される。フィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００の第２の流路３５は、器具を通すために使用される内腔を封止するのに使用するトロカールに供給される加圧ガス、およびトロカールを通る加圧ガスを調整するために使用される。フィルタ・カートリッジ・アセンブリ１００の第３の流路４５は、注入および検出用に使用される加圧ガスを調整するために使用される。

図１９〜図２７は、本発明のさらなる実施態様に従って構成されたフィルタ・カートリッジ・アセンブリ１９００を示している。前述の実施形態と同様に、フィルタ・カートリッジ・アセンブリは、複数の流路でフィルタ処理するための複数のフィルタ要素を含む。相違点は、ハウジング１９２０の形状、ハウジング内に形成される流路、および他の特徴にある。しかし、フィルタ１９００の場合、フィルタ・カートリッジ１００と同様の特徴が図示されており、必ずしも明示的に描かれているわけではない。

図１９および図２０に最もよく示すように、フィルタ・カートリッジ１９００は、チューブ・セット用のコネクタ１９５０、前端キャップ１９１０、ハウジング１９２０、および後端キャップ１９９０を含む。後端キャップ１９９０では、再循環ユニットと接続するためのポートが画定される。１つのポート１９５３は、フィルタ・カートリッジ１９００を通る、ユニットからの供給圧力用であり、１つのポート１９５７は、カートリッジ１９００による注入および圧力検出用であり、１つのポート１９５５は、カートリッジからユニットへの戻し用である。

図２６および図２７の分解図において、見える部品およびその機能は以下の通りである。前端キャップ１９１０は、コネクタ１９５０からの流れを分配する。再循環流れは、チューブ・セットからコネクタ１９５０の下側幅広ポートを通って、前部プレート１９１０と分離プレート１９７３との間に画定されたチャンバに至り、分離プレートは、流体を保持するのに役立ち、流体が、円筒状に成形された水平方向のひだ付きフィルタである再循環フィルタ１９８１に達するのを妨げる。フィルタ１９８１は、略三角形の断面を有するテーパ付きリングによって、ハウジング１９２０内のチャンバ１９２２の底部から離れて保持され、テーパ付きリングの小さい端部は、ハウジング１９２０内の中央壁１９２４に当接している。戻し流れは、フィルタ１９８１を通り、ハウジング内のチャネル１９２６を通り、後端プレート１９９０内の別の通路を通り、それぞれのポート１９５５に至る。

注入圧力は、そのポート１９５７から後端プレート１９９０の後部ハウジング部分１９９５によって画定されたチャンバに至り、平板フィルタ１９８５を通って、ハウジング１９２０内に画定されたチャネル１９２１に至り、前端キャップ内に形成されたチャネル１９１１に至り、コネクタ１９５０のそれぞれのポートを通る。

ユニットからの圧力は、そのポート１９５３を通って、ハウジング１９２０および端部プレート１９９０によって圧力フィルタ１９８３用に画定された後部チャンバに至る。フィルタを分割壁１９２４から離して保持するために、リング１９７７も設けられている。次いで、チャネル１９２９により、圧力はハウジング１９２０から前端キャップ１９１０に伝えられ、前端キャップでは、チャネル１９１９により、流れがコネクタ１９５０に送られる。

フィルタ１９８３および１９８１は、接着によりハウジング１９２０で封止されるのが好ましい。溝およびそれに合わせた突起を隣接するハウジング部分間に設けることができ、このような溝および突起は、接着剤または超音波溶接などの他の適切な手段によって接着することができる。

図２８〜図２９は、本発明の実施形態に従って構成され、コントローラ／注入器モジュールおよびフィルタ・カートリッジ・アセンブリ１９００を含む３流路濾過システム２８００のさらなる実施形態を示している。システム２８００は、デジタル表示器２８２４を含むが、そのほか図１３Ａおよび図１３Ｂの実施形態と同様な特徴を含む。

図３０は、一体チューブ・セット３０１０を備えた、図１９のフィルタ・カートリッジ・アセンブリの前部−上部等角図である。チューブ・セット３０１０の３内腔チューブをフィルタ・ハウジング１９００に接続するために、ブッシュ３０９０が設けられている。代替案として、接続部３１４０を設けることもできる。図３３および図３４に示すように、ブッシュ３０９０は、チューブに実質的に合わせた内側輪郭部３０９３と、接続部１９５０と接続し、チューブ・セット３０１０とフィルタ１９００との圧縮嵌合を容易にする外側傾斜部３０９４とを含む。それらの間の封止を容易にするために、接着剤を使用してもよい。

Claims (13)

1. 濾過システムであって、
   ｉ）前記濾過システム内の流体流れを調整および監視する手段を含み、細長い収容部を画定するコントローラと、
   ｉｉ）前記コントローラによって画定された前記細長い収容部内に少なくとも部分的に配置され、ロック要素を含むソケット・アセンブリと、
   ｉｉｉ）前記ソケット・アセンブリに挿入され、前記ロック要素によって前記コントローラと流体連通した状態に固定されるフィルタ・カートリッジ・アセンブリと、を含み、前記フィルタ・カートリッジ・アセンブリが、その外側面から延びる突起を有し、かつ、前記ロック要素が、その外周から半径方向外側に伸びるレバー・アームの付いたカム・リングを有するカム機構を有し、前記カム・リングを前記突起に係合するように前記フィルタ・カートリッジ・アセンブリに対して回転させて前記フィルタ・カートリッジ・アセンブリを前記コントローラと流体連通した状態に固定し、さらに、
   前記フィルタ・カートリッジ・アセンブリが、
   ｉｖ）軸方向反対側にある近位端および遠位端を有し、内部空洞と、中心軸と、前記近位端から前記遠位端まで延びる第１、第２、および第３の流路とを画定する細長いハウジングと、
   ｖ)前記ハウジングの前記内部空洞内に配置されて、第１の導入ポートから第１の排出ポートまで前記第１の流路を移動する流体を調整する第１のフィルタ要素と、
   ｖｉ）前記ハウジングの前記内部空洞内に配置されて、第２の導入ポートから第２の排出ポートまで前記第２の流路を移動する流体を調整する第２のフィルタ要素と、
   ｖｉｉ）前記ハウジングの前記内部空洞内に配置されて、第３の導入ポートから第３の排出ポートまで前記第３の流路を移動する流体を調整する第３のフィルタ要素と、を有するフィルタ・カートリッジ・アセンブリであって、前記第１の流路が、前記第２および第３の流路から隔離され、前記第２の流路が、前記第３の流路から隔離される、ことを特徴とする濾過システム。
2. 前記フィルタ・カートリッジ・アセンブリの前記ハウジングの前記近位端が、コネクタ要素を含む、請求項１に記載の濾過システム。
3. 前記コネクタ要素が、前記第１の導入ポートと、前記第２および第３の排出ポートとを含む、請求項２に記載の濾過システム。
4. 前記ハウジングが、同軸に配置された一対の周囲壁を含む、請求項１に記載の濾過システム。
5. 前記第２および第３の流路のそれぞれの一部が、前記ハウジングの前記周囲壁間を軸方向に延在する、請求項４に記載の濾過システム。
6. 前記第１のフィルタ要素が、半径方向にひだのあるフィルタであり、流体が、前記第１のフィルタ要素を半径方向内側の方向に横断することによって、前記第１の流路内で調整される、請求項１に記載の濾過システム。
7. 前記第２のフィルタ要素が、半径方向にひだのあるフィルタであり、流体が、前記第２のフィルタ要素を半径方向外側の方向に横断することによって、前記第２の流路内で調整される、請求項１に記載の濾過システム。
8. 前記第３のフィルタ要素が、ディスク状フィルタであり、流体が、前記第３のフィルタ要素を軸方向に横断することによって、前記第３の流路内で調整される、請求項１に記載の濾過システム。
9. 前記ハウジングが、前記ハウジングの前記内部空洞内に配置され、前記第１のフィルタ要素用の第１のチャンバを形成する円筒状の内側ハウジング要素を含む、請求項１に記載の濾過システム。
10. 前記ハウジングが、前記ハウジングの前記内部空洞内に配置され、前記第２のフィルタ要素用の第２のチャンバを形成する第２の内側ハウジング要素をさらに含む、請求項９に記載の濾過システム。
11. 前記ハウジングが、前記ハウジングの前記内部空洞内に２つの長手方向チャネルを画定する２つの長手方向リブを含み、前記第２の流路が前記チャネルの一方を通り、前記第３の流路が他方の前記チャネルを通る、請求項１に記載の濾過システム。
12. 前記第１の排出ポート、前記第２の導入ポートおよび第３の導入ポートが、前記ハウジングの前記遠位端に配置される、請求項１に記載の濾過システム。
13. 前記ハウジングが、３つのフィルタ・チャンバおよび３つの流路を画定する、請求項１に記載の濾過システム。

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