JP5681784B2 - 流量制御弁を有する注射器及び関連した方法 - Google Patents

Description

（クロスリファレンス）
本出願は、その全開示が参照により本明細書に組み込まれる、２０１０年３月１２日に出願された米国特許出願第１２／７２３６１０号の優先権の利益を主張する。

本発明は、概ね、手動操作される注射器に関し、より具体的には、そのような注射器の胴の中への、胴の外への、又は胴を通る流体の流れを制御するための弁を有する手動操作される注射器に関する。本発明の教示を組み込む注射器は、手動パルス吸引方法や手動パルス供給方法に限定されないがこれらを含む様々な方法において有益である。

一態様では、本発明は、力及び／又は制御を最大化する又は最適化するように配向されて配置された弁を有する注射器を含む。様々な実施形態では、そのような注射器は、少なくとも一対の（すなわち、少なくとも二つの）弁を含む。第１弁は、注射器の胴の遠位側開口部に直接的に隣接して配置され、第２弁は、胴の別の部分に配置され、あるいは、注射器のプランジャの遠位端上に又は注射器のプランジャの遠位端に直接隣接して配置される。

そのような注射器のより具体的な実施形態は、吸引するように構成され、従って、本明細書中において“吸引注射器”として参照される。本発明の教示を組み込む吸引注射器の実施形態は、本明細書中において“インレット弁”として参照される第１弁を含み、第１弁は、注射器の胴の遠位端と関連され、注射器のプランジャが注射器の胴の内部の近位側に引き込まれるときに、胴の中に物質（例えば、液体、他の流体など）の流れの制御を提供する。本明細書中において“アウトレット弁”として参照されるそのような実施形態の第２弁は、プランジャが注射器の胴の中において遠位側に押されるときに、胴の外への物質（例えば、液体、他の流体など）の流れを制御する。

吸引注射器のいくつかの実施形態では、インレット弁及びアウトレット弁は、一方向弁からなる。例えば、インレット弁は、注射器の胴の遠位側開口部の中に流体が近位方向に流れるのを許容しながら流体が遠位側開口部遠位方向に流れるのを防止する一方向弁からなる。一方向アウトレット弁は、胴の内部外に流体が流れるのを許容しながら流体が胴の内部に引き込まれるのを防止する。

吸引注射器の他の実施形態では、インレット弁は、注射器の胴の遠位側開口部の中又は外への流体の流れを選択的に（例えば、使用者による手動制御に基づいてなど）制御するフロースイッチ（例えば、ストップコックバルブなど）を備えることができる。開放動作では、フロースイッチは、流体が胴の遠位側開口部の中に及び／又は外に流れるのを許容する。閉鎖の場合には、フロースイッチは、流体が遠位側開口部の中に又は外に流れるのを防止する。特定の実施形態では、本発明の注射器は、フロースイッチを備える少なくとも一つのインレット弁と、胴の内部に流体が流れるのを防止しながら流体が胴の内部の外に流れるのを許容するように配向された一方向弁を備える少なくとも一つのアウトレット弁とを含む。

吸引注射器の更に他の実施形態では、インレット弁は、互いに連続したフロースイッチ及び一方向弁を含む。そのような実施形態のフロースイッチが開くと、流体は注射器の胴の遠位側開口部の中に引き込まれるが、遠位側開口部を通じて胴の内部の外に押されない。そのような実施形態のフロースイッチが閉じられると、流体は、胴の遠位側開口部を通じて近位方向に引き込まれないあるいは胴の遠位側開口部の外に遠位方向に押されない。

二つ以上の弁を有する注入又は注射の注射器は、本発明の範囲内にある。本発明の教示を組み込む注入又は注射の注射器の弁は、インレット弁とアウトレット弁の位置が反対になった状態で本発明の吸引注射器の様々な実施形態の弁と同じ位置に配置され、すなわち、アウトレット弁は、注入又は注射の注射器の胴の遠位側開口部に又はに隣接して配置され、インレット弁は、注入又は注射の注射器の胴の別の位置に又は近傍に、あるいは、注入又は注射の注射器のプランジャの遠位端に又は近傍に配置される。

別の態様によれば、本発明は、胴及びプランジャの双方の実施形態を含むがこれに限定されない、少なくとも二つの弁を有する吸引注射器のコンポーネントの様々な実施形態を含む。胴は、胴の遠位側開口部と関連されたインレット弁を有する。また、アウトレット弁は、胴の内部と連通する。いくつかの実施形態では、アウトレット弁は、胴と関連される（例えば、胴に対して適所に固定される）。別の実施形態では、アウトレット弁は、注射器のプランジャと関連される。注射器の胴の内部ではなく胴の内部の外に流体が流れることを許容するために構成され又は配向された弁を含むがこれに限定されない弁を有するプランジャの実施形態は、本発明の範囲内にある。

注射器の弁は、互いにできるだけ近づけて配置される。弁が両方とも胴に固定される実施形態では、弁は、胴の遠位端に配置される。弁の一方がプランジャの遠位端に又は遠位端にできるだけ近くに配置される実施形態では、プランジャが胴の中に（遠位側に）完全に挿入されたとき、プランジャの弁は、胴の遠位端で又は遠位端近くで弁に近接して配置される。吸引注射器では、そのような弁の配置は、真空が注射器に形成されるときにその中で空気が捕らえられる量を最小限にすることができる。注入又は注射の注射器では、そのような弁の配置は、注射器の胴が、続いて注入される又は注がれる流体で（吸引中）満たされるので、空気が捕らえられるデッドスペースを低減することができる。

また、本発明は、注射器の胴が弁を欠いているが、単一の弁が注射器のプランジャの遠位端に配置され又は直接隣接される注射器の実施形態を含む。（例えば、胴の遠位端を概ね下方に向けることなどによって）注射器の胴内の基部に近い位置に空気を上昇させ、次に、プランジャを胴の中に遠位側に押し、空気を弁を通じて胴の内部外に押し出すことによりそのような注射器の実施形態の胴の内部から空気が取り除かれる。

本発明の吸引注射器を含むシステムは、本発明のさらなる態様である。注射器に加えて、そのようなシステムは、インレット弁及びアウトレット弁の一方又は各々と連通する、カテーテル又は針などの遠位側連通要素を含む。

別の態様では、本発明は、本発明の注射器及びシステムを使用する様々な方法を含む。そのような方法の吸引実施形態では、注射器のプランジャは、注射器の胴から実質的に空気又は他の流体を押すために注射器の胴の内部の中に遠位側に押される。空気又は他の流体は、アウトレット弁を通じて胴の外に流れ、インレット弁は、胴の遠位側開口部の外に及び胴の遠位側開口部と関連されたあらゆる連通要素の中に、流れるのを防止する。このように、吸引注射器のプランジャは、“設定され”又は“リセットされ”て、胴の遠位側開口部と関連された連通要素を通じて遠位側に流体を移動させないで（胴の内部外へのプランジャの基部への動きを介して）吸引を可能にする。関連実施形態では、二つ以上の弁を有する注射器又はそのような注射器を含むシステムは、流体をくみ上げるために使用される。そのような注射器のプランジャが胴の内部を通じて遠位方向にそして基部方向に（例えば、手動などで）繰り返移動されると、注射器又はシステムは、患者の体などのソースから流体をくみ上げるのに使用される。

本発明の教示を組み込む吸引方法の他の実施形態は、注射器の胴の内部内にある真空の最大化を含む。そのような方法では、胴の遠位側開口部の内外への流体の流れが防止されながら、流体（例えば、空気などの気体又は気体混合物など）が別の位置で胴の内部外に押されるが、その位置で胴の内部に押されない。胴の内部（を通じて遠位方向）の中及び胴の内部（を通じて近位方向）の外へのプランジャの各繰り返される動きで、より流体が胴の内部から取り除かれ、プランジャが胴を通じて近位側に引き込められる次のときに胴の内部内に発生された真空を更に増加する。弁が互いに近接して配置されるときに、空気又は他の気体が加圧される空間が少なく、胴の内部から空気又は他の気体をより押す。そのような方法は、いくつかの実施形態では、インレット弁がフロースイッチを含む注射器の実施形態で行われる。

本発明の方法の注入及び／又は注射または供給の実施形態は、外部ソースから注射器の胴の内部の中に流体を引き込むために、注射器の胴の内部の外に近位方向に注射器のプランジャを引き込むことを含む。流体は、胴の遠位側開口部ではなく又は胴の遠位側開口部と直接連通しない胴の遠位端に隣接した位置で、注射器のプランジャ又は注射器の胴と関連されたインレット弁を通じて引き込まれる。流体が胴の内部の中に引き込まれると、胴の遠位側開口部で又は遠位側開口部と直接連通して配置されたアウトレット弁は、（例えば、針、カテーテルなどの流体連通要素を通じて）遠位側開口部と連通する外部位置からの流体が、胴の内部の中に引き込まれるのを防止し、それによって、胴の内部の中に引き込まれる新しい流体の量を最適化する。ひとたび胴の内部が流体で実質的に満たされると、インレット弁が流体がそのソースの中に戻って流れるのを防止した状態で、注射器の胴の中に遠位方向にプランジャが押される。胴の遠位側開口部に又は遠位側開口部と直接連通して配置されたアウトレット弁は、流体が胴の内部からその遠位側開口部の外に出されるのを可能にする。注射器の胴（を通じて近位方向）の外及び胴（を通じて遠位方向）の中へのプランジャの動きを繰り返すことによって、注射器は、流体を所望の場所（例えば、患者の体の中など）にくみ上げるのに使用されることができる。

本発明の他の態様及び本発明の様々な態様の特徴及び利点は、以下の説明、添付の図面及び添付の特許請求の範囲の考慮を通じて、当業者に明らかになるであろう。

図１は、図示の注射器のプランジャが注射器の胴の内部の中に完全に（遠位側に）挿入された、二つの弁を有する胴を含む注射器の実施形態を示す。 図２は、プランジャが胴の内部から（近位側に）引っ込められている、図１に示された注射器の実施形態を示す。 図３は、プランジャが胴の内部の中に戻って（遠位側に）挿入されている、図１に示された注射器の実施形態を示す。 図４は、図示の注射器のプランジャが注射器の胴の内部の中に完全に（遠位側に）挿入された、一方が注射器の胴上にあり他方が注射器のプランジャ上にある二つの弁を含む注射器の実施形態を示す。 図４Ａは、図４によって示された注射器の実施形態の具体的な特徴を示す。 図５は、プランジャが胴の内部から（近位側に）引っ込められている、図４に示された注射器の実施形態を示す。 図６は、プランジャが胴の内部の中に戻って（遠位側に）挿入されている、図４及び図５に示された注射器の実施形態を示す。 図７は、本発明の注射／注入の注射器の実施形態を示す。 図８は、本発明の注射／注入の注射器の実施形態を示す。 図９は、注射器のプランジャの遠位端に又は隣接して配置された単一の弁を含む注射器の実施形態を示す。 図１０は、注射器の胴（の外に）を通じて近位側に注射器のプランジャの近位方向への移動を付勢するスプリングを含む注射器の実施形態を示す。 図１１は、注射器、遠位側連通要素及び選択的に近位側連通要素を含む本発明によるシステムの実施形態を示す。 図１２は、注射器、遠位側連通要素及び選択的に近位側連通要素を含む本発明によるシステムの実施形態を示す。 図１３は、手動パルス吸引方法が本発明の教示によってなされるときに生じる力を示すグラフである。

本発明の教示を組み込む注射器１０の実施形態が図１乃至図３に示され、それを参照して説明される。注射器１０は、胴２０、プランジャ３０、一対の弁４０及び５０を含む。胴２０は、（注射器１０を作動する個人から離れて配置された）遠位端２１及び（注射器１０を作動する個人に向いて配置された）近位端２９を含む。近位端２９では、胴２０は、胴２０の内部２３と連通すると共に、胴２０の内部２３の中へのプランジャ３０の導入を容易にするように構成された、近位側開口２８を含む。胴２０の内部２３は、プランジャ３０を収容するように及びプランジャ３０が胴２０の内部２３の長さに沿って移動されることができるように構成される。遠位端２１では、胴２０は、近位側開口部２８の寸法に比較して比較的小さい遠位側開口２２を含む。

プランジャ３０は、遠位端３１及び近位端３９を含む。先端３３は、プランジャ３０の遠位端３１に配置される。先端３３は、胴２０の内部２３の中に流体を引き込む又は胴２０の内部２３から流体を押すためにプランジャ３０の能力を最適化するために胴２０の内部表面２４に抗して実質的に密閉する、圧縮できる弾力性のある材料（例えば、ゴム等）から少なくとも部分的に形成される。また、先端３３は、胴２０の内部２３内の流体がプランジャ３０の遠位端３１を超えて近位側に流れるのを防止する。近位端３９では、プランジャ３０は、アクチュエータ３８を含む。いくつかの実施形態では、アクチュエータ３０は、使用者の一つ以上の指によって把持されるように構成される。他の実施形態では、アクチュエータ３８は、ハンドル（図示せず）などの機械的なアクチュエータを有するアッセンブリのために構成される。図１乃至図３に示された注射器１０の実施形態では、第１弁４０が胴２０の開口部２２に遠位側に配置され、が胴２０の開口部２２と連通する。弁４０は、流体の流れを制御するために配置されて配向された一方向弁からなる。より具体的には、図１乃至図３に示された実施形態では、弁４０は、胴２０の遠位側開口部２２を通じて内部２３の外に遠位方向への流体の流れを防止しながら、胴２の遠位側開口部２２を通じて胴２０の内部２３の中への近位方向への流体の流れを許容するように配置されて配向される。従って、そのような実施形態では、弁４０は、“インレット弁”と呼ばれる。特定の実施形態では、弁４０は、流体が適当な“弁開口”方向から適用されるときに流体の圧力が最小開放閾値に達するか又は超えたときに開き、そして、流体が反対の“弁閉鎖”から直接的に適用されるときに最大閉鎖閾値圧力まで閉じたままである、いわゆる“ダックビル”弁からなる。もちろん、最大閉鎖閾値圧力は、認識可能に大きくなり、最小開放閾値圧力よりもかなり大きい。特定の実施形態では、弁４０の最小開放閾値圧力は、約２０ｍｍＨｇ以上にすることができ、弁４０の最大閉鎖閾値圧力は、約１０００ｍｍＨｇと同じくらい大きい。他の特定の実施形態では、弁４０は、開閉されることができるスイッチタイプ弁（例えば、ストップコックバルブなど）からなる。代替的に、一方向弁およびスイッチ弁の組み合わせが使用されることができる。

さらに、第２弁５０は、胴２０の内部２３と連通する。図示のように、少なくとも一つの実施形態では、弁５０は、また、胴２０の遠位端２１に配置される。弁４０と同様に、弁５０は、一方向弁からなる。弁４０とは異なり、弁５０は、胴２０の内部２３の外に流体が流れるのを可能にするように配向され、銅２３の内部の中に流体が流れるのを防止する。従って、弁５０が配向される実施形態では、“アウトレット弁”として参照される。弁５０は、特定の実施形態では、約２０ｍｍＨｇの最小開放閾値圧力及び約１０００ｍｍＨｇの最大閉鎖閾値圧力を有するダックビル弁からなる。胴２０の長さに対するプランジャ３０の様々な配向が図１乃至図３に図示される。図１は、胴２０の内部２３の中に完全に挿入されたプランジャ３０を有する注射器１０を示す。プランジャ３０は、図２に示されるように、胴２０の内部２３を通じて近位方向に引き込まれ、従って、胴２０の内部２３から少なくとも部分的に引き込まれ、十分な負圧は、胴２０の内部２３内に発生されて、インレット弁４０を（矢印Ｉｏに沿って）開くと共に、弁５０を（矢印Ｏｃに沿って）閉じ、符号Ｘによって図示されたように弁５０の外に流体が流れるのを防止する。このようにプランジャ３０を動かすことにより、流体は、弁４０を通り、胴２０の遠位側開口２２を通り、胴２０の内部２３の中に矢印Ｉｏの方向に近位方向に流れる。次に、プランジャ３０は、図３によって示されたように胴２０の内部２３の中に少なくとも部分的に再挿入され、又は胴２０の内部２３を通じて遠位方向に移動され、弁４０を（矢印Ｉｃに沿って）閉じさせるために十分な正圧を発生し、符号Ｘで示されたように弁４０の外に流体が流れるのを防止し、弁５０を（矢印Ｏｏに沿って）閉じ、流体を弁５０を通じて胴２０の内部２３の外に押す。

図４乃至図６を参照すると、注射器１１０の別の実施形態が示される。注射器１１０は、胴部１２０及びプランジャ１３０を含む。胴１２０は、遠位側開口部１２２が配置される遠位端１２１と、近位側開口部１２８が配置される近位端１２９とを有する。

一方の弁４０だけが胴１２０に支持される。より具体的には、インレット弁は、遠位側開口部１２２を通じる流体の流れを制御するように胴１２０の遠位側開口部１２２と関連される（例えば、遠位側開口部１２２に遠位側に配置される）。より具体的には、弁４０は、胴１２０の遠位側開口部１２２を通じて内部１２３の外に遠位方向に流体が流れるのを防止しながら、胴１２０の遠位側開口部１２２を通じて胴１２０の内部１２３の中に近位方向に流体が流れるのを可能にするように配置されて配向される。弁４０は、いくつかの実施形態では、ダックビル弁などの一方向弁からなる。特定の実施形態では、弁４０は、実質的に矢印Ｉｏの方向への圧力が最小開放閾値圧力（例えば、約２０ｍｍＨｇなど）に達するか超えるときに開き、圧力が最大閉鎖閾値圧力（例えば、約１０００ｍｍＨｇなど）まで実質的に矢印Ｉｃの方向において弁４０に適用されるときに閉じる。別の特定の実施形態では、弁４０は、開閉されることができるスイッチタイプ弁（例えば、ストップコックバルブなど）からなる。代替的に、弁４０は、一方向弁およびスイッチタイプ弁の双方を含むことができる。

別の弁５０が注射器１１０のプランジャ１３０と関連される。図４乃至図６に示された実施形態では、プランジャ１３０は、遠位端１３１及び近位端１３９を含む。近位端１３９では、プランジャ１３０は、アクチュエータ３８を含む。プランジャ１３０の遠位端１３１は、先端１３３を支持する拡大要素１３２を含む。

先端１３３は、胴１２０の内部１２３の中に流体を引き込む又は胴１２０の内部１２３から流体を押すためにプランジャ１３０の能力を最適化するために胴１２０の内部表面１２４に抗して実質的に密閉する、圧縮できる弾力性のある材料（例えば、ゴム等）からなる。また、先端１３３は、胴１２０の内部１２３内の流体がプランジャ１３０の遠位端１３１を超えて近位側に流れるのを防止する。

連通ポート１３４がプランジャ１３０の遠位端１３１で先端１３３及び拡大要素１３２を通って延びる。連通ポート１３４は、先端１３３の遠位側（例えば、胴１２０の内部１２３の遠位部分）と先端１３３の近位側（胴１２０の内部１２３のより近位部分）との間の連通を確立する。弁５０は、連通ポート１３４を通じた流体の連通を制御するように連通ポート１３４と関連される。弁５０は、様々な実施形態では、流体が連通ポート１３４を通じて遠位方向に（例えば、胴１２０の内部１２３の中に遠位方向に）流れるのを防止しながら、流体が連通ポート１３４を通じて近位方向に（例えば、胴１２０の内部１２３の外に近位方向に（図４）など）流れるのを可能にするアウトレット弁からなる。

図４Ａによって示された特定の実施形態では、連通ポート１３４は、拡大要素１３２の近位側から近位側に突出する短いポスト１３５を通じて延びる。弁５０が関連された（例えば、弁５０が密閉された、もしくは含まれた等）、ルアーロックコネクタの雌部材のような接続要素の接続部材１３６は、あらゆる適当な方法でポスト１３５に固定される。本発明の範囲を制限しないで、接続部材１３６は、ポスト１３５に螺合されることができる。接続部材１３６へのアクセスは、プランジャ１３０が胴１２０の内部１２３から近位方向に引き込まれるときに得られることができる。

特定の実施形態では、弁５０は、ダックビル弁などの一方向弁からなる。そのような弁５０は、実質的に矢印Ｏｏの方向への圧力が最小開放閾値圧力（例えば、約２０ｍｍＨｇなど）に達するか超えるときに開き、圧力が最大閉鎖閾値圧力（例えば、約１０００ｍｍＨｇなど）までの圧力が矢印Ｏｃの方向において弁５０に適用されるときに閉じる。

図４乃至図６は、注射器１１０の胴１２０の内部１２３内において様々な位置での注射器１１０のプランジャ１３０を示す。図４は、胴１２０の内部１２３の中に完全に挿入されたプランジャ１３０を有する注射器１１０を示す。プランジャ１３０は、図５に示されたように、胴１２０の内部１２３を通じて近位側に引き込まれ、従って、胴１２０の内部１２３から少なくとも部分的に引き込まれ、十分な負圧は、弁４０を開くために実質的に矢印Ｉｏの方向及び弁５０を閉じるために実質的に矢印Ｏｃの方向においてに胴１２０の内部１２３内に発生されて、符号Ｘによって図示されたように弁５０の外に流体が流れるのを防止する。そして、流体は、弁４０を通じ、胴２０の遠位側開口部２２を通じて胴２０の内部２３の中に矢印印Ｉｏの方向に近位方向に流れる。次に、プランジャ３０は、図６に示されたように胴２０の内部２３の中に少なくとも部分的に再挿入され、又は胴２０の内部２３を通じて遠位方向に移動され、弁４０を（矢印Ｉｃに沿って）閉じさせるために十分な正圧を発生し、符号Ｘで示されたように弁４０を通じて胴１２０の内部１２３の外に遠位方向に流体が流れるのを防止し、弁５０を（矢印Ｏｏに沿って）閉じ、流体を弁５０を通じて胴２０の内部２３の外に押す。

本発明の教示を組み込む注射器の弁を胴の内部にできるだけ近くに配置することにより、デッドスペースが低減され又は排除され、長い導管の目詰まりの可能性が低減され又は排除される。

開示は、主に、流体を近位方向（すなわち、注射器のオペレータの方）に引き込むのに有用な弁システムを有する注射器により上記焦点が提供されているが、遠位方向（すなわち、注射器のオペレータから離れる方向）に流体の流れを容易にする弁システムも本発明の範囲内にある。図７及び図８に示された非制限実施形態では、本発明の教示を組み込む注射器１０’及び１１０’の様々な実施形態は、それぞれ、遠位開口部２２’、１２２’を通じた注射器１０’ 及び１１０’の胴２０’、１２０’の内部２３’、１２３’の中への近位方向への流体の流れを防止しながら、流体が、遠位開口部２２’、１２２’を通じて注射器１０’ 及び１１０’の胴２０’、１２０’の内部２３’、１２３’の外に遠位方向に流れるのを許容するように配向された第１弁４０’を含む。第２弁５０’は、流体が別の位置で胴２０’、１２０’の内部２３’、１２３’から取り除かれるのを防止しながら、外部ソース（図示せず）からの流体が、別の位置（例えば、注射器の遠位開口部以外の場所）から注射器１０’ 及び１１０’の胴２０’、１２０’の内部２３’、１２３’の中に引き込まれるのを可能にするように配向される。

図９を参照すると、単一の弁５０を含む注射器２１０の実施形態が示される。図示の実施形態では、弁５０は、プランジャ２３０の遠位端２３１に直接隣接して注射器２１０のプランジャ２３０上に配置される。より具体的には、弁５０は、プランジャ２３０の先端２３３を支持するプランジャ２３０の拡大要素２３３の近位側に配置される。弁５０は、先端２３３及びプランジャ２３０の拡大端部２３２を通じて延びる連通ポート２３４を通じて先端に２３３に遠位側に配置された注射器２１０の胴２２０の内部２３３の一部分と連通する。図９に示された特定の実施形態では、連通ポート２３４は、拡大要素２３２の近位側から近位方向に突出する短いポスト２３５を通じて延びる。弁５０が関連された（例えば、弁５０が密閉された、もしくは含まれた等）、ルアーロックコネクタの雌部材のような接続要素の接続部材２３６は、あらゆる適当な方法でポスト２３５に固定される。本発明の範囲を制限しないで、接続部材２３６は、ポスト２３５に螺合されることができる。接続部材２３６へのアクセスは、プランジャ３０が胴２２０の内部２２３から近位方向に引き込まれるときに得られることができる。

他の実施形態では、弁５０は、反対側に配向されて、連通ポート２３４を通じて胴２２０の内部２３３の外に近位方向に流体が流れるのを防止しながら、連通ポート２３４を通じて胴２２０の内部２３３の中に流体が遠位方向に流れるのを許容する。また、単一の弁の実施形態は、注入を改善するように構成されることができる。そのような弁５０とプランジャ２３０の遠位端２３１との間の距離が最小化されるとき、流体（例えば、生理食塩水、薬、造影剤など）（図示せず）のソースと胴部２２０の内部２２３との間の距離は、最小化され、流体ソースから胴部２２０の内部の中に流体が流れるレートを改善することができる。弁５０は、周知なタイプの自動一方向チェック弁からなることができる。いくつかの実施形態では、弁５０は、プランジャ２３０が胴２２０の内部２２３の中に遠位方向に押されるときに開くように配向され、胴２２０の内部２２３内の圧力を増加する。胴２２０の内部２２３内の十分な圧力（例えば、少なくとも約２０ｍｍＨｇ、少なくとも約４０ｍｍＨｇなどの最小開放閾値圧力）の増加は、弁５０を開き、又は弁５０を破り、先端２３３及びプランジャ２３０の拡大端部２３２を通って延びる連通ポート２３４を通じた近位方向への流体の流れを可能にする。

図１０に示されるように、スプリング６０は、（単に簡略化のために注射器１０として示された）本発明の教示を組み込む注射器のあらゆる実施形態と関連され、胴２０の内部２３を通じて、注射器１０の直感的な操作中にプランジャ３０が移動する方向と反対の方向へのプランジャ３０プランジャ３０の移動を付勢する又は容易にする。図示の実施形態では、使用者は、胴２０の内部２３の中に遠位方向にプランジャ３０を押すことにより最も直感的に注射器１０を操作し、スプリング６０は、胴２０の内部を通じた（内部の外への）反対方向又は近位方向へのプランジャ３０の移動を付勢する又は容易にする。もちろん、より直感的な操作が（吸引注射器のような）胴を通じて（胴の外へ）近位方向にプランジャを移動させる注射器の実施形態では、スプリングは、胴を通じて（胴の外へ）遠位方向へのプランジャの動きを付勢する又は容易にするようにプランジャと関連される。

図１乃至図１０は、使用者の親指によって操作されるように構成されたプランジャを有する注射器を示すが、注射器の様々な他のタイプが本発明の教示を具現化することができる。本発明の範囲を制限しないで、本発明の教示は、その全開示がこの参照により本明細書に組み込まれる、米国特許７５３４２３４号及び米国特許出願公開第２００６０２７０９９６号に開示されているような機械的利点を提供する手動的操作可能な注射器と関連して利用される。また、本発明の教示は、の全開示がこの参照により本明細書に組み込まれる、米国特許７６７４２４７号に開示された、吸引注射器、注入又は注射の注射器、二重胴の注射器などの多数の胴の注射器の一方の胴又は双方の胴に適用することができることに留意されるべきである。

図１１及び図１２を参照すると、本発明のシステム４１０、４１０’の実施形態が図示される。そのようなシステム４１０、４１０’は、注射器４２０、４２０’及び遠位側連通要素４３０を含む。いくつかの実施形態では、そのようなシステム４１０、４１０’は、近位側連通要素４４０も含むことができる。

注射器４２０、４２０’は、少なくとも二つの弁４２２及び４２４、４２２’及び４２４’を含む。弁４２２及び４２４、４２２’及び４２４’は、吸引を可能にするように又は注入及び／又は注射を可能にするように配向される。注射器４２０、４２０’の二つの特定の実施形態が図１１及び図１２に示されているが、本発明の実施形態によるシステム４１０、４１０’は、本発明の教示を組み込む注射器のあらゆる他の実施形態を含む。

遠位側連通要素４３０は、流体を所望の位置に又は所望の位置から連通するように構成される。いくつかの実施形態では、遠位側連通要素４３０は、患者の体から又は患者の体の中に流体を連通するように構成される。そのような遠位側連通要素４３０の特定の実施形態は、様々なタイプのカテーテル、様々な種類のチューブ、様々なタイプの針、トロカール、及び、患者からサンプルを得るためのあるいは流体を患者の体の中に注入又は注射するための他の装置を含むがこれらに限定されない。

遠位側連通要素４３０は、注射器の胴の遠位端において遠位開口部（図１乃至図１０を参照）と直接的に連通するように接続され、従って、当技術分野で知られているあらゆる適当な方法で胴の内部と連通する。いくつかの実施形態では、遠位側連通要素４３０の近位端４３１及び注射器４２０、４２０’の胴の遠位端４２１は、ルアーロックカップなどの接合要素４５０の接合する又は協働する部品４３５及び４２５をそれぞれ含む。

本発明のシステム４１０、４１０’が近位側連通要素４４０を含む実施形態では、近位側連通要素４４０は、弁４２４、４２４’をわたって注射器４２０、４２０’の胴の内部と連通する。様々な実施形態では、近位側連通要素４４０は、注射器４２０、４２０’と外部タンク５００との間に（例えば、注入又は注射システムの注射器の胴の内部の中に、吸引システムの注射器の胴の内部の外に、など）流体を供給するチューブ又は他の導管を備える。

そのような近位側連通要素４４０は、当該技術分野で公知の任意の適切な方法で注射器４２０、４２０’に接合することができる。遠位側連通要素４３０と同様に、近位側連通要素４４０の遠位端４４１は、注射器４２０、４２０’上の相補的接合要素４２６に接合されるように構成された接合要素４４６（例えば、ルアーロックカップリングの部材、など）を含む。

（方法が注射器の特定の実施形態の使用に限定されていないけれども）図１乃至図３を再び参照すると、本発明の吸引方法の実施形態が説明される。そのような方法は、注射器１０の胴２０の内部２３を通じて遠位方向に注射器１０のプランジャ３０を動かして、胴の遠位端２１とプランジャ３０の先端との間の胴３０の内部２３内の量を増加することを含む。このようなプランジャ３０の動きは、胴２０の内部２３内に正圧を発生し、胴２０の遠位側開口部２２にある弁４０を、閉じさせて、胴２０の内部２３と連通するアウトレット弁５０を通じて胴２０の内部２３の外に空気又は他の流体を押させる。

注射器１０の胴２０の内部２３内の遠位位置からより近位位置まで注射器１０のプランジャ３０を動かすことにより、プランジャ３０の先端３３の遠位側の胴部２０の内部２３内の量を増加されることができる。プランジャ３０の先端３３と胴２０の遠位端２１との間の量が増加すると、真空が胴２０の内部２３内に形成され、弁４０を通じて流体を引き込むことができる。

弁４０が一方向弁からなる実施形態では、胴２０の内部２３の中への遠位方向及び胴２０の内部２３の外への近位方向のプランジャ３０の繰り返される動きは、注射器１０が、図１３のグラフの線６００によって示されたように実質的に連続した又はパルスされたように流体を吸引することができる手動ポンプとして作動することができる。比較して、そのグラフの線６１０は、プランジャ３０の単一の吸引ストロークが迅速にゼロまで減少し、そのような注射器で吸引される流体の量を制限する、従来の注射器の吸引力を示す。本発明の教示を組み込む注射器を有する手動パルス吸引は、使用者に、即時応答を提供し、そのような注射器で流体が吸引される力を制御する。

また、パルス状の吸引は、図９に関して設明され図示された注射器２１０などの注射器の単一弁の実施形態で、具体的には、（例えば、外部連通要素（図示せず）によって遠位端２２２に連通された流体によって、）注射器２１０などの胴２２０の遠位端２２２に連通された圧力が、弁５０の最小開放閾値圧力を超える場合に、可能である。

また、本発明の教示を組み込む注射器は、図１１及び図１２に示された遠位側連通要素４３０などの外部連通要素を通じて流体が流れるレートを増加する。本発明の教示を組み込む注射器を使用することにより、手動で操作する注射器によって生成される圧力（正または負）の量を最大化することができる。その圧力の増加は、以下のポアズイユの式及び以下の式によって表されるポアズイユの法則によって明らかなように、遠位側連通要素４３０を通じて流体が流れるレートを増加する。

ここで、ΔＰは導管の長さに沿った第１ポイントから導管の長さに沿った第２ポイントまで圧力の変化又は減少を示し、Ｌは導管の長さであり、μは導管を流れる流体の動粘度であり、Ｑは流体が胴管を流れる体積流量であり、ｒは導管の半径であり、ｄは導管の直径であり、πは約３．１４１６である数学定数パイであり、

ここで、Ｌは導管の長さであり、ηは流体の粘度である。
手動パルス状吸引プロセスは、様々な手順で役に立つ。そのようなプロセスの例は、一般的な排水手順、一般的な吸引手順及び一般的な抽出手順であるがこれらに限定されない。このような手順のより具体的な例は、複数の胸水、胆道ドレナージ、嚢胞の吸引、膿瘍の除去、血栓除去、塞栓除去、関節除去、腎瘻造設、肺胞洗浄、創傷避難、生検（例えば、骨生検など）、骨髄抽出、脊椎穿刺、脊椎椎間板減圧術、組織切除技術、脂肪吸引であるがこれらに限定されない。また、手動パルス状吸引プロセスは、供給チューブ、アクセスライン又はポートをきれいにする及び／又は洗浄するためなど他の目的のために使用されることができる。

胴２０の内部２３内に発生した真空は、弁４０が閉じた位置に配向されたスイッチタイプ弁を含むときに最大化される。最初にプランジャ３０が胴２０の内部２３の中に完全に挿入されると、いくつかのデッドスペースが胴２０の内部２３内に存在する。空気を含む流体は一般的に圧縮可能であるので、空気の比較的大きな量は、デッドスペースの量が比較的小さいときでさえ胴２０の内部２３内に残る。胴２０の内部２３のデッドスペース内に圧縮されたあらゆる空気又は他の流体は、減圧され、そして、胴２０の内部の中に遠位方向に及び胴２０の内部２３の外に近位方向にプランジャ３０が繰り返し動かされることによって、胴２０の内部２３から除去される。ひとたび所望の量が胴２０の内部２３内に発生されると、弁４０は、開かれて、流体が胴２０の内部２３の中に吸引されるのを可能にする。

（その方法は注射器の特定の実施形態の使用に制限されないが）図８を再度参照すると、注射及び／又は注入、供給の本発明の実施形態が説明される。そのような方法は、注射器１０のプランジャ３０を注射器１０の胴２０の内部２３の外に近位方向に引き込んで、外部ソース（図示せず）からの流体を注射器１０の胴２０の内部２３の中に引き込む。流体は、プランジャ３０の先端３３と胴２０の遠位端２１との間に配置された胴２０の内部２３の一部分と連通するインレット弁５０’を通じて引き込まれる。流体が胴２０の内部２３の中に引き込まれると、胴２０の遠位開口部２２に又は遠位開口部２２と直接連通して配置されたアウトレット弁４０’は、遠位開口部２２と連通する外部場所からの流体が（例えば、針、カテーテルなどの流体連通要素を通じて）胴２０の内部２３の中に引き込まれるのを防止し、それによって、胴２０の内部２３の中に引き込まれる新しい流体の量を最適化する。ひとたび胴２０の内部２３が流体で実質的に満たされると、プランジャ３０は、胴２０の内部２３の中へ遠位方向に押され、胴２０の内部２３内に正圧を発生させる。胴２０の内部２３内に発生された正圧は、インレット弁５０’を閉じさせて、流体がそのソースの中に戻って流れるのを防止する。さらに、胴２０の内部２３内に発生された正圧は、アウトレット弁４０’を開かせて、流体を胴２０の遠位開口部２２を通じて胴の内部２３の外に流させる。注射器１０の胴２０の内部２３（を通じて近位方向に）の外に及び注射器１０の胴２０の内部２３（を通じて遠位方向に）の中にプランジャ３０が繰り返されて動くことによって、注射器１０は、流体を所望の場所（例えば、患者の体中になど）に（例えば、手動的になど）くみ上げるのに使用される。

図９を再び参照すると、また、本発明は、注射器２１０の胴２２０の内部２２３からの空気を取り除くための方法を含む。注射器１０の実施形態は、そのプランジャ２３０と関連されたアウトレット弁５０を含む場合、弁５０は、胴２２０の内部２２３から除去された又は放出された流体量を最大化する又は最適化するアウトレットとして動作する（そのような方法の実施形態は、図９を参照して説明されているけれども、図４乃至図６に示されるようにプランジャの遠位端に又は直接隣接して配置された弁を含む注射器の他の実施形態もそのような方法に使用される）。そのような除去又は放出は、胴２２０の遠位開口部２２２が弁５０の最小開放閾値圧力を超える圧力にさらされる状況、例えば、胴２２０の遠位開口部２２２が遠位開口部２２２に連通する外部連通要素（図示せず）（例えば、針、トロカール、カテーテル、チューブなど）と連通して、患者の体内の遠隔場所からの高圧にさらされる状況で単一の弁で可能である。

図９を続いて参照すると、単一のプランジャ２３０に取り付けられた弁５０を含む注射器２１０の実施形態も空気を注射器２１０の配向に関係なく胴２２０の内部２２３から取り除くことができる。従って、注射器２１０は、反転された又は部分的に反転された位置（すなわち、胴２２０の遠位端２２１を下方にプランジャ２３０の近位端２３９を上方に）配向されることができ、それは、一般的に従来の注射器の胴の内部から空気を取り除くために必要な配向（すなわち、遠位端２２１が上方）よりも使用者に対してより自然な配向である。

上記の説明は多くの詳細を含むが、これらは本発明の範囲を限定するものではなく、単にいくつかの実施形態のイラストを提供するものとして解釈されるべきである。同様に、本発明の他の実施形態は、本発明の範囲を超えないものとして考案することができる。異なる実施形態の特徴は、組み合わせて用いてもよい。従って、本発明の範囲は、上記の説明よりはむしろ、添付の特許請求の範囲及びその法的等価物だけによって示されて制限される。特許請求の範囲の意味及び範囲内にある本明細書に開示される発明のすべての追加、削除および修正は、それによって包含されるものとする。

Claims (23)

1. 吸引注射器であって、
   流体を受け入れる胴と、
   胴の中に挿入可能なプランジャであって、流体を胴の中に吸い込むために胴を通じて近位側で引き込まれるように構成されたプランジャと、
   胴の遠位端と関連された第１弁であって、流体が胴の中に近位側に流れるのを許容すると共に流体が吸引注射器から遠位側に又は吸引注射器から離れる方向に流れるのを防止するように構成された一方向弁からなる第１弁と、
   胴の内部と関連された第２弁であって、プランジャを通じて胴又は胴が一部分であるシステムを流体が出るのを可能にするように構成された一方向弁からなる第２弁と、
   第２弁と連通すると共に、第２弁から近位方向に延びる導管と、を備える、吸引注射器。
2. 請求項１記載の吸引注射器において、
   第１弁は、胴の遠位端近くで胴を通って延びるポートと連通する、吸引注射器。
3. 請求項１記載の吸引注射器において、
   第１弁は、胴の遠位端近くで胴に固定される、吸引注射器。
4. 請求項１記載の吸引注射器において、
   第１弁は、胴の遠位端に取り外し可能に固定されるように構成されると共に胴の遠位端で取り外し可能に固定されるように構成された部材と関連される、吸引注射器。
5. 請求項１記載の吸引注射器において、
   第２弁は、プランジャの遠位端を通じた流体の連通を制御する、吸引注射器。
6. 請求項５記載の吸引注射器において、
   第２弁は、プランジャの遠位端を通って伸びるポートを通じて胴の内部と連通する、吸引注射器。
7. 請求項６記載の吸引注射器において、
   第２弁は、プランジャの遠位端の近位側に固定される、吸引注射器。
8. 請求項１記載の吸引注射器において、
   第１弁と関連した第１接続要素であって、胴の外部のソースと、胴の内部との間の連通を確立するように構成された第１接続要素を更に備える、吸引注射器。
9. 請求項１記載の吸引注射器において、
   第２弁と関連した第２接続要素であって、胴の内部と、胴の外部のレセプタクルとの間の連通を確立するように構成された第２接続要素を更に備える、吸引注射器。
10. 流体を吸引するためのシステムであって、
    遠位端及び近位端を含む遠位側連通要素と、
    注射器と、を備え、
    注射器は、
    流体を収容するための胴であって、遠位連通要素の近位端と連通するように構成された遠位端を含む胴と、
    胴の近位端の中に挿入可能なプランジャであって、胴内に真空を発生するために胴を通じて近位側で引き込まれるように構成されたプランジャと、
    胴と関連された一対の弁と、を有し、
    一対の弁の第１弁は、流体が近位方向に流れるのを許容すると共に流体が遠位方向に流れるのを防止するように構成された一方向弁からなり、
    一対の弁の第２弁は、プランジャを通じて胴の外に流体が流れるのを許容するように構成された一方向弁からなり、
    システムは、更に、
    第２弁と連通すると共に、第２弁から近位方向に延びる導管を備える、システム。
11. 請求項１０記載のシステムにおいて、
    第２弁からの流体を受け入れるための近位側連通要素を更に備える、システム。
12. 請求項１０記載のシステムにおいて、
    注射器は、更に、
    プランジャを胴を通じて近位側に付勢するためのスプリングを備える、システム。
13. 注射器のためのプランジャであって、
    注射器の胴の内部の中に挿入するため及び注射器の胴の内部から引き出すために構成された細長い要素であって、遠位端及び近位端を含む細長い要素と、
    細長い要素の近位端にあるアクチュエータと、
    細長い要素の遠位端にある遠位側部材であって、注射器の胴の遠位側に物質を押すように、あるいは注射器の胴の内部の中に近位側に物質を引き込むように、構成された遠位側部材と、
    注射器の胴の内部と、注射器の外部の場所との間の連通を可能にする遠位側部材を通って伸びるアクセスポートと、
    アクセスポートと連通する弁であって、流体が、遠位側部材の遠位な場所からアクセスポートの中にそしてアクセスポートを通って弁の近位な場所まで流れるのを許容するために遠位側部材の近位側に配置された弁と、
    弁と連通する接合要素であって、プランジャから遠隔した場所に近位方向に流体を供給するための導管を受け入れるように構成された接合要素と、を備える、プランジャ。
14. 請求項１３記載のプランジャにおいて、
    注射器の胴の内部の表面に対して密閉するために、遠位側部材と関連されたシール要素を更に備える、プランジャ。
15. 請求項１４記載のプランジャにおいて、
    シール要素は、胴の内部の少なくとも一部分内の実質的な真空の形成を可能にする、プランジャ。
16. 請求項１３記載のプランジャにおいて、
    弁は、一方向弁からなる、プランジャ。
17. 注射器であって、
    流体を受け入れるための胴部と、
    胴の中に挿入可能なプランジャであって、流体を胴の中に吸い込むために胴を通じて近位側で引き込まれるように構成されたプランジャと、
    胴の遠位端と関連された第１弁であって、胴の遠位側開口部の中への流体の流れを制御するように構成された一方向弁からなる第１弁と、
    胴の内部と関連された第２弁であって、流体が第１弁を流れる方向とは反対方向にプランジャを通じて胴の内部の外への流体の流れを制御するように構成された一方向弁からなる第２弁と、
    第２弁と連通する接合要素であって、プランジャから遠隔した場所に近位方向に流体を供給するための導管を受け入れるように構成された接合要素と、を備える注射器。
18. 請求項１７記載の注射器において、
    第１弁は、流体が遠位側開口部を通じて胴の中に流れるのを防止しながら、流体が遠位側開口部を通じて胴の外へ流れるのを可能にするように構成される、注射器。
19. 請求項１８記載の注射器において、
    第２弁は、胴によって支持される、注射器。
20. 請求項１８記載の注射器において、
    第２弁は、プランジャによって支持される、注射器。
21. 請求項２０記載の注射器において、
    第２弁は、プランジャの遠位端に直接的又は隣接して配置される、注射器。
22. 注射器であって、
    流体を受け入れるための胴部と、
    胴の中に挿入可能なプランジャであって、流体を胴の中に吸い込むために胴を通じて近位側で引き込まれるように構成されたプランジャと、
    プランジャの遠位端にある弁であって、胴の内部と連通し、流体が同じ位置で胴に入るのを防止しながら流体が胴を出ることができるように構成された一方向弁からなる弁と、
    弁と連通する接合要素であって、プランジャから遠隔した場所に近位方向に流体を供給するための導管を受け入れるように構成された接合要素と、を備える、注射器。
23. 請求項２２記載の注射器において、
    胴の遠位側開口部と直接的な流体連通する別の弁を更に備え、別の弁は、流体が胴に入ることができるように構成された一方向弁からなる、注射器。

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