JP7050816B2 - 圧力変化を検出するためのシリンジ - Google Patents
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Description
本出願は、2017年5月10日出願の米国仮特許出願第62/503,954号の優先権を主張し、その全体を参照することにより援用する。
しかしながら、針の挿入は危険を伴う処置である。
針頭が人体内の不適切な部位に到達したら、重篤な合併症が生じ得る。
針先の位置を検出するために、異なる種類の技術が用いられてきた。
針先の位置を特定するための最も一般的なやり方の1つは、圧力変化を検出することによるものである。
具体的には、異なる体腔または体の部分(たとえば、静脈または動脈)は、異なるレベルの圧力を針先にフィードバックする。
たとえば、圧力低下は、針頭が、より高い圧力である1つの体の部分から、より低い圧力である体の別の部分へ動いたことを意味し得る。
そのような技術は、一般に、硬膜外注射および中心静脈カテーテル(以下「CVC」)の挿入において使用される。
硬膜外注射によって実施された硬膜外神経ブロックは、部分麻酔(regional anesthesia)の技術である。
これは、以下の処置において非常に有効であることが分かっている:無痛分娩(obstetrical analgesia)、外科麻酔、術後鎮痛法、および慢性疼痛のコントロール。
局所麻酔(Local anesthetics)またはステロイドが硬膜外腔に注入される。
注入された薬剤が、硬膜を通って拡散し、およびさらに、脊髄中の神経線維の信号伝達を遮断する。
その結果、可逆的に感覚および意識を消失する。
硬膜外に薬剤を注入するためには、正中アプローチおよび傍正中アプローチの双方とも、針先を硬膜外に配置する必要がある。
正中アプローチでは、針は、皮膚、皮下組織、棘間靭帯および黄色靭帯を突き通して、硬膜外に到達する。
LORは、針の穿刺ルートに沿った体の他の部分よりも低い圧力を有する硬膜外が前提とされる。
それゆえ、シリンジプランジャーの突然の抵抗消失の結果によって、シリンジからの空気または液体の自由な注入が誘発され得る。
たとえば、麻酔医は、針に結合されたプランジャーの抵抗変化を感じることによって、圧力低下を検出できる。
硬膜外は、脊髄の近くの非常に狭い空間である。
針の前進を、針先が硬膜外腔に到達した直後に停止して、偶発的な硬膜穿刺を防止する必要がある。
そうでなければ、結果的に、髄液が漏れ、それに続いて、難治性頭痛および脊髄神経の損傷が生じ得る。
今日では、偶発的な硬膜穿刺率は2~5%である。
非熟練の経験の浅いオペレータでは、失敗率はさらに高くなる。
なぜなら、伝統的なLOR技術は、針頭が硬膜外に到達するときの繊細な圧力変化/抵抗消失を感知するオペレータの能力に依存するところが大きいためである。
しかしながら、硬膜穿刺後頭痛(以下「PDPH」)は、食塩水ではなく空気が使用される場合に、より簡単に誘発されることが報告されている。
その理由は、液体は圧縮できないため、針が硬膜外に突き刺すときに、硬膜外が同時に拡張され得るからかもしれない。
従って、液体は硬膜穿刺のリスクを低下させ得る。
さらに、多くのケースで、針先を位置決定するために空気ベースのLOR技術を使用することにおけるエラーは、脊髄への空気注入を生じ、および対麻痺および気脳などの重度の合併症を引き起こすことが報告されている。
機器は、片側にダイアフラム、一方向弁、硬膜外針への複数の接続部、およびシリンジを含む。
針が機器に接続され、かつ気体が提供された後、ダイアフラムは、針先が身体塊(body mass)によってブロックされることに起因して、外向きに膨らむ。
引き続いて、ダイアフラムは、針先があまり圧力のない空間/領域(たとえば、硬膜外)に到達すると、平らになる。
可視的な終点が、処置を支援するために提供される。
しかしながら、そのような機器は、外科的処置の最中の脆弱性が知られており、および空気ベースのLOR処置にのみ好適であり、これは、最近では硬膜外注射の一部しか網羅してない。
ここでは、主要な原理は、筒内の圧力と、機器内のバネ力とのバランスを達成する一方で、筒内の圧力が針先の圧力に等しくなるようにすることである。
まず、オペレータは、プランジャーを引いて食塩水を機器に引き入れ、かつバネを圧縮する必要がある。
次に、オペレータは、プランジャーをシリンジに対してある位置に保って、食塩水がシリンジから出るのを防止し、およびシリンジを針のハブに取り付ける。
シリンジは、上記の処置において定圧を供給し、および液体はシリンジ内に留まる。
針先内の圧力がバネ力未満になると、バネが解放し、およびピストンおよびプランジャーは双方とも前方に動く。
シリンジは視覚信号を提供して、限局的な処置(localization procedure)を容易にするが、実務ではいくつかの欠点を含む。
たとえば、圧縮されたバネは、シリンジ内の流体(たとえば食塩水)に力を提供するため、シリンジと針が適切に固定されていない場合には、流体を偶発的に放出し得る。
さらに、プランジャーにはプランジャーを取り付けるための定着要素がないため、機器は、針を引き出すかまたは針の方向を調整する前に、完全に除去されて、皮下組織への偶発的な流体の注入を防止する必要がある。
これは、プランジャーを固定できる固定機構を提供する。
固定手段が解放されるとき、ひとたび針先が硬膜外に到達したら、プランジャーは、開始位置から最終的な位置へと自由に動くことができる。
しかしながら、固定手段の解放は、手術の間は容易に可逆的ではない。
オペレータが、機器を解放状態から固定状態へ強制的に変更する場合、針は、挿入の間に蓄積された皮下組織によって、ブロックされ得る。
上記は、処置における機器の柔軟性を低減させる。
さらに、固定機構を追加することは、追加的な構成要素、およびより複雑な構造を意味する。
CVCは、輸液蘇生(fluid resuscitation)の監視、薬物投与、透析および診断検査など、多くの目的で適用され得る。
CVCの挿入の準備では、オペレータは、小口径の針(たとえば、23G針)を身体塊の静脈に挿入する。
正しい位置を確認した後、より大きな直径の機器が挿入されて、CVCのために十分に大きい挿入孔を形成する。
処置全体の重要なステップは、針先が、動脈または他の領域ではなく静脈に配置されているかどうかを決定することである。
検査技術の1つは、圧力検出を介するものである。
針先が適切に配置されていない場合、CVC処置全体が危険にさらされ、結果的に患者にとって重要な損傷となり得る(たとえば、卒中または死)。
しかしながら、統計的な結果によれば、約3~25%の患者がCVC処置中またはCVC処置後に合併症を経験する。
たとえば、約2~4.5%の患者は、偶発的に動脈に穿刺される。
CVC処置中のリスクを低下させる技術が必要とされている。
それにもかかわらず、臨床の場ではほとんど用いられていない。
調査では、約67%の医師がCVC挿入の最中に超音波を使用したことがほとんどないと報告されている。
しかしながら、典型的な圧力計の適用は、不便である。
ほぼ患者の右心房のレベルの高さに、外部トランスデューサを配置する必要がある。
間違ったトランスデューサの位置は、誤った測定値を生じ得る。
さらに、圧力を測定するために使用される食塩溶液は、血管内の生体液と直接接触しており、さらに、感染リスクを高める。
米国特許第8,926,525号明細書には、伝統的な圧力計に関する問題を解決するための別の機器が開示されている。
そのような機器は、ハウジングに覆われた、感知装置、処理装置、および出力装置を含む。
出力装置は、決定された圧力に基づく報告信号を伝達する。
そのような機器が針に接続されると、オペレータは針先内の圧力が分かり、そして、それにより、間違った中心静脈カテーテル処置のリスクを低下させる。
しかしながら、そのような感知機器は高価であるため、阻止て、それゆえ、臨床処置では、まだ稀にしか使用されていない。
シリンジは、筒、ピストン、付勢要素、プランジャー、および穿刺装置を含む。
筒は、構成成分を収容するためのリザーバを画成し、および近位端部と、出口を備える遠位端部とを含む。
プランジャーは、ピストンと摺動可能に係合し、およびそれら双方ともリザーバ内で可動である。
付勢要素は、プランジャーとピストンとの間に配置され、およびプランジャーとピストンとの相対位置は、付勢要素の長さの変化に対応する。
穿刺装置は、筒の遠位端部に取り外し可能に接続され、したがって、筒の内部体積部は、穿刺装置を介して外部環境と連通可能である。
ピストンは、付勢要素が第1の長さであるとき、プランジャーに対して第1の位置にある。
ピストンは、さらに、塊の、ある部位に到達する穿刺装置によって引き起こされるリザーバ内の圧力変化に起因する付勢要素の長さの変化に応答して、第1の位置から第2の位置へ動く。
さらに、ピストンの位置の変化は可視的に検出可能である。
視覚信号を、オペレータによってより容易におよび簡単に特定可能にする。
圧力変化の情報は、ピストンとプランジャーとの間の引き伸ばされた位置の変化を観察することによって、簡単に得られ得る。
本機器の単純な設計は、オペレータによる誤った/偽の読取りのリスクを低下させ、かつ関連の作業に対して、より安上がりの選択肢を提供する働きをする。
そのような異なるモードは、処置の間の針または他の器械の調整/交換を容易にし得、および誤った/偽の読取りのリスクを低下させるのを助け得る。
図面は、別段の開示がない限り、縮尺通りではない。
図面では、要素のいくつかのサイズは、説明のために誇張されており、そして、縮尺通りではないことがある。
寸法および相対寸法は、必ずしも本発明の現実の実施化に対応しない。
特許請求の範囲の参照符号はいずれも、範囲を限定するとみなされるべきではない。
様々な図面における同様の参照符号は同様の要素を示す。
しかしながら、実施形態は、多種多様の特定の文脈において供され得る、多くの適用可能な発明的な概念を提供し得ることを理解すべきである。
説明の具体的な実施形態は、単に実施形態を作製および使用するための具体的な方法の説明にすぎず、本開示の範囲を限定するものではない。
ここで、添付図面に示す例示的な実施形態を詳細に参照する。
図面および説明では、可能な限り、同じまたは同様の部分を指すために、同じ参照符号を使用する。
図面では、形状および厚さは、明白にするために、および、便宜上、誇張され得る。
この説明は、特に、本開示による装置の部分を形成するまたはより直接的に協働する要素に関する。
具体的には、図示または説明しない要素は、様々な形態を取り得ることが、理解されるべきである。
本明細書を通して、「一実施形態」または「ある実施形態」への言及は、実施形態と関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。
それゆえ、本明細書を通した様々な箇所での語句「一実施形態では」または「ある実施形態では」の出現は、必ずしも、全て同じ実施形態を指すわけではない。
さらに、特定の特徴、構造、または特性は、1つ以上の実施形態において、任意の好適な方法で組み合わせられ得る。
以下の図面は、縮尺通りではないことを理解すべきである;むしろ、これらの図面は、単に説明を意図したものである。
図面は必ずしも縮尺通りではなく、および場合によっては、図面は、説明のために、複数の箇所で誇張および/または単純化されている。
当業者は、以下の本開示の説明に役立つ実施形態に基づいて、本開示の多くの考えられる適用例および変形例を理解する。
要素が、別の要素「上に」あると言及されるとき、他の要素上に直接あることができても、または介在要素が存在してもよいことが理解される。
対照的に、要素が別の要素「上に直接」あると言及されるとき、介在要素は存在しない。
さらに、本明細書では、「底部」および「上部」などの相対的な語は、図面に示すような、1つの要素の他の要素との関係を説明するのに使用される。
さらに、用語;一般的に使用される辞書で定義される用語などは、関連技術および本開示の内容におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈される必要があり、および本明細書で明らかにそのように定義されない限り、理想化されたまたはあまりに形式的な意味で解釈されるものではないことがさらに理解される。
図1Aおよび図1Bは、本開示の例示的な実施形態の概略図である。
身体塊(body mass)における圧力変化を検出するための機器10が提供される。
機器10は、シリンジなどの形態にあり得る。
機器10は、筒20、プランジャー30、ピストン40、および付勢要素50を含む。
筒20は、遠位端部に接続管202、および対向する近位端部に開口部を備える、チューブ状シリンダーである。
筒20は、開口部を通して、プランジャー30、ピストン40、および付勢要素50を受け入れ、かつ収容する。
筒20は、他の医療器械、たとえば管や針と、接続管202を介して、結合されるため、それと流体または気体連通可能とし得る。
筒20は、その近位端部において、リング状フランジ204を有する。
フランジ204は、開口部の近くの筒20の直径を、横断面(たとえば、線A-A’)で測定されたその本体の正規の直径と比べて、減少させている。
フランジ204は、ピストン40またはプランジャー30が、筒から偶発的に飛び出すのを防止する働きをする。
フランジ204は、筒20の一体部分とし得る。
あるいは、フランジは、筒20に結合された別個の構成要素とし得る。
プランジャー30とピストン40は、付勢要素50によって接続される。
付勢要素50は、バネ、または圧縮または伸張されると反力を加えることができる任意の装置とし得る。
さらに、付勢要素は、動作中、プランジャー30とピストン40との間の相対位置を調整する働きをする。
長尺状のバーが、プランジャー30とピストン40との間の動きの安定性を増すためのインターフェースとして、任意選択的に提供され得る。
それゆえ、ピストン40は、任意選択的に、さらに、内部体積部を画成する外壁を備えるシリンダー状本体404を含み得、この内部体積部は、シリンダー状本体404の近位端部にある、喉部406を経由して外部と連通可能である。
プランジャー30は、マッシュルーム形状の摺動部分302と、摺動部分302を取り囲むシース304と、ラッチ308を有する本体とを含む。
摺動部分302は、シリンダー状本体404内で摺動可能である。
しかしながら、そこから簡単には取り出すことはできない。
なぜなら、喉部406がストッパーの機能を果たすためである。
付勢要素50(たとえば、バネ)は、ピストン40のシリンダー状本体404およびプランジャー30の摺動部分302を取り囲みかつそれらを接続するように構成される。
図1Bは、動作前の組み立てられた機器10を開示しており、ここでは、機器10の付勢要素50はこの状態で最大長を有する。
付勢要素50のそのような状態は、第1の長さ(すなわち、基本長S1)と定義される。
付勢要素50は、プランジャー30とピストン40との間の相対距離が短くなるときに、圧縮される。
換言すると、付勢要素50は、摺動部分302が、シリンダー状本体404内へ摺動するときに、圧縮される。
上記の状態では、シリンダー状本体404は、シース304によって覆われていると定義される。
筒20、プランジャー30、ピストン40、および付勢要素50は、正確に圧力変化(すなわち、体腔)を検出するために使用され、かつそのようなものを、簡単に特定可能な視覚信号に変換する例示的なシリンジを構成する。
さらに、前記材料はまた、高温、エチレンオキシド(EtO)滅菌または当業界で公知の任意の他の方法などの、医療目的の滅菌に耐えることができる必要がある。
筒20を製造するために使用される主要材料は、ポリプロピレン(「PP」)、ポリカーボネート(「PC」)、および高密度ポリエチレン(「HDPE」)を含む。
ピストンヘッドを製造するために使用される主要材料は、ゴム、サーモプラスチコマー(themoplasticomer)(「TPR」)、熱可塑性エラストマー(「TPE」)、およびエチレンプロピレンジエンターポリマー(「EPDM」)を含む。
ピストン本体およびプランジャー40を製造するために使用される主要材料は、ポリプロピレン(「PP」)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(「ABS」)、ポリカーボネート(「PC」)、ポリエチレン(「PE」)、および高密度ポリエチレン(「HDPE」)を含む。
付勢要素50を製造するために使用される主要材料は、金属、プラスチック、ゴム、または圧縮または変形されるときに反力をもたらすことができるそれらの組み合わせを含む。
一実施形態では、シリンジは、構成成分として、液体(たとえば、食塩水)を使用する。
図2は、液体形態の構成成分を含む、本開示の断面図である。
図2に示すように、液体を、筒20内へ引き入れることは、プランジャー30を外向きに引くことによって達成され得る。
そのような処置の最中、シリンジは、非感知モードにあり、ここでは、付勢要素50は圧縮されていないかまたは圧縮が最小限であり、およびプランジャー30のシース304は、シリンダー状本体404を覆っていない。
換言すると、シリンジは、非感知モードの間は所望の腔(たとえば、体腔)における圧力変化を検出できない。
針60は、針先602、チューブ状の針604、ハブ606、およびハンドル608を含む。
さらに、図3Bに示すように、針60は、針60が皮膚71および皮下組織72を順に突き通した(約3cm深さ)後で、針60のハブ606と筒20の接続管202を結合することによって、機器10に接続される。
機器10はまた、付勢要素の長さが減少するときに第2の長さ(すなわち、圧縮長S2)を含む。
別の実施形態では、機器10はまた、付勢要素の長さが長くなるときの第3の長さ(すなわち、伸張されたまたは張力をかけられた長さS3)を含み得る。
図3Bおよび図3Cに示すように、機器10は、プランジャー30が針60の方へ動くときに、基本長S1(図3B)から圧縮長S2(図3C)に切り替わる。
換言すると、ピストンとプランジャーとの間の距離が短くなる。
具体的には、図3Bと図3Cとの差は、ラッチ308がフランジ204を通過するまで、プランジャー30が筒20内へと動いて、プランジャー30が、動作のために、筒20に対して、適所(すなわち、第1の位置)に固定されることである。
筒20内の構成成分(たとえば、気体または流体/液体)は、非圧縮性であるか、または限られた程度で圧縮され得るにすぎず、ピストン40が前方に動くのを防止する。
別の態様では、針先におけるより高い圧力によって、ピストンが前方に動くのを防止する。
図3Bおよび図3Cに開示する実施形態では、構成成分は液体である。
換言すると、ピストン40は、筒20に対して第1の位置にある。
換言すると、液体およびプランジャー30からの合力によって、付勢要素50を圧縮する(すなわち、基本長S1から圧縮長S2へ)。
また、シリンダー状本体404は、プランジャー30によって完全に収容され、かつシース304によって覆われる。
基本長S1と圧縮長S2との間の付勢要素50の長さの差は、ラッチ308が筒20のフランジ204とかみ合うように動く距離と同じである。
従って、シリンジは、圧縮長S2の間に、オペレータが所望の腔(たとえば体腔)を検出できるようにし、および検出結果は、簡単におよび容易に特定可能である。
針先602が前進する間、付勢要素50は液体に対して圧力/力を供給し続ける。
針先602が固体の身体塊にあるとき、図3Cに示すように、液体が逃げるための余地はない。
それゆえ、筒20内の圧力は維持される。
針先602が前進しかつ所望の体腔72(たとえば、特定の硬膜外腔)に到達すると、針先602はもはやブロックされない。
構成成分が、図3Dに示すように付勢要素50によって加えられる力に起因して、体腔内へ注入される。
対応して、ピストン40は、付勢要素50の圧縮の程度が減少するため、前方に、すなわち、オペレータおよびプランジャーから離れるように、動く。
換言すると、ピストン40は、筒20に対して第1の位置から第2の位置へ移動し、および位置が変化する間、ピストンとプランジャーとの間の距離は長くなる。
上述のプロセスは、筒20内の圧力が体腔72における圧力と等しくなるかまたは釣り合うまで、停止する。
あるいは、プロセスは、圧力が完全に解放される(すなわち、付勢要素50が基本長S1に戻る)まで、停止する。
さらに他のいくつかの状況では、プロセスは、ピストン40がプランジャー30から完全に伸長されると、停止する。
そのような場合には、シリンダー状本体404は、摺動部分302によって掴まれ、およびもはや前方に動くことはできない。
要するに、針先602が、予め決められた体腔に到達すると、ピストン40は前方に、およびプランジャー30から離れるように、動く。
ピストン40の動きはヒトの眼によって簡単に特定可能である。
いくつかの実施形態では、ピストンは、圧力変化が検出されると、約2~4センチメートル動く。
いくつかの他の実施形態では、圧力変化が検出されると、ピストンは少なくとも約1センチメートル動く。
当業者は、ピストンの動く量はそのように限定されておらず、およびヒトのオペレータによって簡単に特定可能ないずれの動きも、本開示の範囲内にあることを理解する。
従って、機器10は、針先602が正しい位置に到達したことを確認するために、オペレータに対して、圧力変化の明確な視覚信号を提供する。
視覚信号は、ピストン40の可視的な動き、長尺状のバーがもはやシーブ304によって覆われていないときの特別な通知の存在、または異なる色への色の変化などを含み得る。
シリンジが、図3Cに示すような圧縮長S2下にあるとき、オペレータは、プランジャー30または筒20を直接操作する(たとえば、押す)ことなく、単に、針のハンドル608を持って押して、針先を前進させ得る。
換言すると、オペレータは、シリンジの他の部分を動かすことなく、ハンドル608を制御することによって針を案内することに集中し得る。
オペレータが、処置の間に針を引き出すかまたは針の方向を変更する必要がある場合、オペレータは、プランジャー30を引き出すことによって、シリンジを付勢要素50の圧縮長S2から基本長S1へ切り替えて、フランジ204からラッチ308を切り離すことができる。
従って、付勢要素50は、シリンジ内の液体に力を加えず、およびシリンジは、図2に示すような状態に戻る。
針の方向が調整された後、オペレータは、図3Cに示すような位置へプランジャー30を前進させることによって、簡単にシリンジを感知モードへ切り替え得る。
ここでも、そのような例では、付勢要素50は圧縮長S2にあり、およびシリンジは感知モードにある。
必要なときに、シリンジを、感知モードへ始動させるだけであり、それにより、誤った読取りのリスクが減少することに留意されたい。
本開示の機器10は、上述の目標を達成するために、単純かつ可逆的な機構を提供する。
本開示の機構は、針先602が適切な部位に到達する前に、機器10内の流体が軟組織(たとえば、筋膜、線維組織、脂肪、および滑膜)に注入されるのを防止し得る。
たとえば、オペレータは、針のルートを調整するときに、簡単に、機器10を非感知モード(ピストン40を押す付勢要素50からの力がない)へ切り替えることができるため、筒20内の構成成分は、偶発的に、望ましくない体の部分に入ることはない。
たとえば、偽陽性条件下では(すなわち、針先が、硬膜外などの本当の標的腔ではなく、軟組織73に入っており、およびピストン40が前方に動く)、シリンジを、図4Aに示すように、第2の組のラッチおよびフランジ204が結合されるまで、プランジャーを押すことによって、感知モードへ再び切り替え得る。
その後、オペレータは、本開示に基づいて、機器10を動作させ、および、図4Bに示すように、視覚信号を読取ることによって圧力変化を特定し得る。
この処置の最初に、オペレータはプランジャーを前進させて、ラッチとフランジとを結合させて、図3Cに示すように、シリンジを感知モードへ切り替えることができる。
さらに、オペレータは、続けて、針先をさらに塊内へと前進させて、腔を探し得る。
針先が体腔75に到達したら、視覚信号が提示され、これは、図3Dまたは図4Bに示すように、付勢要素50が基本長S1に戻る結果である。
それに続いて、シリンジをハブ606から取り出すことができ、次の処置の準備が整う。
図5と図1のシリンジの大きな違いは、ラッチ308はないが、シリンジ内にストッパー310があることである。
いくつかの例示的な実施形態では、ストッパー310は、図5Bに示すように、プランジャー30の一方の端部に構成される。
さらに、ストッパー310は、プランジャー30の外表面を取り囲む弾性リングであり、およびプランジャー30のシース304と筒20の内壁との間に配置される。
それゆえ、ストッパー310は、筒20とプランジャー30との間に抵抗を生じさせることができ、オペレータがプランジャー30を、筒20に対していくつかの所望の位置に維持可能となる。
ストッパー310は、具体的には、筒20とプランジャー30との間に収まるように設計され得る。
図5内のシリンジは、わずかに異なる設計を有するが、操作手順は同一であることに留意されたい。
すなわち、シリンジは、簡単に特定可能な視覚信号を提供することによって、オペレータが圧力変化(特定の体の部分に到達したという信号)を検出できるようにする。
いくつかの実施形態では、オペレータは、第1の箇所にあるハンドル608を押すことによって、チューブ状の針604が皮膚70を特定の深さまで突き通すようにすることができる。
他方で、オペレータは、プランジャー30を引くことによって、構成成分(たとえば、流体または気体)を筒20に引き入れることができる。
そのあと、図6Aに示すように、針およびシリンジは接続されている。
この例では、シリンジは基本長S1下にある。
次に、オペレータは、付勢要素50を圧縮することによって、プランジャー30を第1の位置に前進させることによって、シリンジを基本長S1から圧縮長S2へ切り替える。
換言すると、プランジャー30はピストン40の方へ動く。
付勢要素50の圧縮長は柔軟であり得ること、およびさらに圧縮された状態が、まだ始動され得ることは注目に値する。
具体的には、プランジャー30のストッパー310は、付勢要素50によってもたらされる力を上回る抵抗力(たとえば、摩擦)を提供するので、オペレータがストッパー310を一定の位置まで押すと、ストッパー310は、プランジャー30をその一定の位置に固定する。
換言すると、ストッパーは、オペレータがプランジャー30をその一定の位置まで押したときに、プランジャー30を動かさずに固定し、そして、付勢要素を圧縮した状態に保持することによって、構成成分への力を維持する。
図6Bに示すように、付勢要素50は完全に圧縮され(すなわち、感知モード下)、およびシース304は長尺状のバーのシリンダー状本体404を完全に覆う。
ストッパー310と筒20の内部表面との間の摩擦は、付勢要素50の圧縮力を上回り、プランジャー30の位置を固定する。
以下の処置では、オペレータは、両手を使用してハンドル608を押し、そして、針先602を案内して、身体塊に突き刺すことができる。
図6Cに示すように、針先602が腔72に到達すると、ピストン40および長尺状のバーは、筒20の遠位端部の方へ向かって前方へ動き、および付勢要素50は、基本長S1に戻る。
ピストン40の動きによって、視覚信号をオペレータに提供する。
換言すると、オペレータは、針を塊から引き出すことなく、簡単に機器10を感知モードに戻すように切り替え得る。
それゆえ、プランジャー30のシース304のインジケータ(たとえば、インジケータ窓)(図示せず)は、シース304の表面上の目盛またはカラーマークによってピストンの動きを強調し得る。
図7は、人体の概略図である。
カテーテルを挿入するためには、最初に、針を、動脈を穿刺せずに、静脈に挿入する。
医師は、セルディンガー法などの従来の方法を使用して、予め挿入された針の助けで、中心静脈カテーテル処置(以下「CVC」)を静脈に挿入できる。従って、針は、CVC処置によって静脈内に正確に配置され得る。
図8は、CVC適用例のためのシリンジの断面図である。
CVC適用例用のシリンジは、プランジャー300にラッチまたはストッパーを全く含まない。
換言すると、プランジャー300と筒200との間に抵抗力や摩擦がなく、およびプランジャー300は筒200内を自由に摺動できる。
さらに、CVCシリンジの操作手順はまた、既に説明したシリンジとは異なるが、それら双方とも、圧力変化を検出しかつ合図することができる。
図9Aに示すように、シリンジは構成成分を含まず、および筒200内の空間は陰圧条件下にある。
さらに、陰圧条件は、プランジャー300を後方へ部分的に引き出すことによって、生み出される。
具体的には、最初の準備処置において、オペレータは、シリンジと針を接続し、およびプランジャー300をわずかに引いて、血液逆流を誘発する必要があるだけである(すなわち、筒200内に陰圧を生じるさせるために)。
その後、オペレータは、さらに、針先を静脈へ案内するために、続きの処置を行い得る。
血液逆流がオペレータによって観察されると、オペレータは、ピストン400の位置をチェックすることによって、針先が静脈内または動脈内のどちらに挿入されたかを確認できる。
ピストン400の位置が第1の位置に留まっている場合、これは、付勢要素500(たとえば、バネ)が基本長S1下にあることを意味し、オペレータは、針先が、動脈ではなく静脈内にあることが分かる。
理由は、静脈の圧力が、付勢要素500によってもたらされる力を下回るためである。
対照的に、動脈の圧力は、付勢要素500によってもたらされる力よりも高く、およびこれにより、ピストン400を動かす。
それゆえ、付勢要素500は圧縮され、およびピストン400の筒200に対する相対位置は、ここで、第2の位置へと動く(すなわち、ピストン400とプランジャー300との間の相対距離が短くなる)。
これにより、オペレータに、針先が動脈内にあることを合図する。
オペレータは、針を引き出し、その後、正しい静脈を見つけて、合併症を回避する必要がある。
針先が静脈に到達したかどうかを特定する機構(すなわち、ピストンの動き)は、針が腔に到達するように設計される、既に説明した実施形態とは反対であることに留意されたい。
理由は、静脈内の圧力が、より高い圧力を有する動脈とは対照的に、付勢要素500によってもたらされる力と比べて低いためである。
それゆえ、動脈内の高圧によって、図9Bに示すように、付勢要素500が完全に圧縮されるまで、ピストン400を強制的に後方にする、すなわち、筒200の遠位端部から離す。
換言すると、ピストン400は、針先が動脈に到達するときに圧力が上昇することをシリンジが特定するとき、遠位端部から離れるように動く。
それゆえ、血管を特定するピストン400の動きは、腔を特定するものとは異なる。
具体的には、体腔を検出したピストン400は、第1の位置から第2の位置へ動く一方で、静脈を検出したピストンは静止している。
ここで、CVC適用例用のシリンジの感知モードでは、付勢要素500は、最大長を有する基本長S1にある。
違いは、プランジャー300がピストン400によって収容されることである。
具体的には、シリンダー状本体4040は、シース3040によって覆われておらず、その代わりに、プランジャー300のシース3040を覆っている。
換言すると、ピストン400のシリンダー状本体4040は、プランジャー300のシース3040を取り囲むまたは囲む。
さらに、ストッパー3100は、シース3040の近位端部に接続されたプランジャー300のほぼ中央セクションに構成される。
バネ500は、プランジャー300およびピストン400にそれぞれ接続する。
さらに、バネ500は、プランジャー300およびピストン400によって収容される。
この設計は、ピストン400の正確な動きを提供し、および圧力変化の視覚信号を特定可能である。
ピストンが動かないか、または部分的にのみ動く場合、これは、針先が静脈内にあること(すなわち、望ましい結果)を意味する。
CVC適用例において使用される機器100の付勢要素500の、対応する圧力は、約1.2~14kPaの範囲にあり、および一層好ましくは約2kPaである。
別の態様では、患者の硬膜外のほとんどの部分の圧力は、≦0kPaである。
それゆえ、付勢要素500が構成成分に、構成成分に加えられる硬膜外の圧力と比べて、より高い圧力を提供する限り、機器100は、硬膜外の適用例で使用され得る。
それにもかかわらず、突き通しプロセスの最中に針が組織によってブロックされるのを防止するために、付勢要素の圧縮荷重を増加させる必要があるかもしれない。
いくつかの形態では、シリンジから分離することなく、プランジャーが限界値まで引き出されたとき(すなわち、シリンジが最大長である)、付勢要素(たとえば、バネ)は、依然として部分的に圧縮されており、およびバネの圧縮荷重は約90gである。
換言すると、シリンジが基本長S1であるときには、付勢要素を圧縮するために、90gを上回る力が必要とされる。
しかしながら、上記は限定を意味せず、およびバネの圧縮力は、圧力変化があるときに、結果として生じるシリンジが特定可能な視覚信号を表示する限り、調整され得る。
さらに、付勢要素の圧縮荷重は、圧力変化の間のピストンの動きの範囲に対応し得る。
換言すると、より多くの力がピストンに加えられれば加えられるほど、針先が所望の部位(たとえば、腔)に到達するとき、ピストンの動きは、より明白である。
しかしながら、付勢要素によって加えられる力が多すぎると、気体の漏れを誘発し得(すなわち、偽陽性を生じる)、およびプランジャーのラッチまたはストッパーは、より大きな抵抗または摩擦を提供して、望ましくないプランジャーの動きを防止する必要があることに留意されたい。
それゆえ、付勢要素500の好ましい圧縮荷重は約200gであり、これにより、長尺状のバーのチューブ状部分が、プランジャーのシース内に完全に覆い隠される(submerged)と、筒200内の構成成分へ約16kPaの圧力を生み出す。
これは、プランジャー300に対するピストン400の動きが著しく、オペレータが視覚信号をより簡単に検出できるようにする働きをすることを保証する。
202 接続管
204 フランジ
20、200 筒
30、300 プランジャー
302 摺動部分
304、3040 シース
308 ラッチ
310、3100 ストッパー
40、400 ピストン
404、4040 シリンダー状本体
406 喉部
50、500 付勢要素
S1 基本長
S2 圧縮長
60 針
602 針先
604 チューブ状の針
606 ハブ
608 ハンドル
70 皮膚
71 皮下組織
72 腔
73 軟組織
A-A’ 断面線
Claims (23)
- 圧力変化を検出するためのシリンジであって、
●構成成分(constituent)を収容するリザーバを画成する筒(当該筒は、近位端部と、出口を備える遠位端部とを有する);
●前記リザーバ内で可動であるピストン;
●前記リザーバ内で可動であり、かつ、前記ピストンと摺動可能に係合するプランジャー;
●前記プランジャーと、前記ピストンとの間に配置される付勢要素(biasing element)(ここで、前記付勢要素の長さの変化は、前記プランジャーとピストンとの相対位置に対応する);および
●前記筒の前記遠位端部に取り外し可能に接続される穿刺装置;
を含み、
ここで、
前記ピストンは、前記付勢要素が第1の長さにあるときに、前記プランジャーに対して第1の位置にあり、そして、
塊(mass)の、ある部位に前記穿刺装置が到達すると、前記ピストンは、前記リザーバ内の圧力変化に起因する前記付勢要素の前記長さの変化に応答して、前記第1の位置から第2の位置へと動き、
前記ピストンの位置の変化が可視的に検出可能である、シリンジ。 - 前記プランジャーが、前記プランジャーを適所に固定するために、前記筒との間に抵抗を生じるためのストッパーを含む、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記ストッパーが、エラストマー製リングである、請求項2に記載のシリンジ。
- 前記構成成分(constituent)が、液体または気体の形態にある、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記付勢要素がバネを含む、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記付勢要素が、前記プランジャーによって収容される、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記穿刺装置は針先を含む、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記リザーバ内の前記圧力変化が低下しているとき、前記ピストンは、前記プランジャーに対して、前記第1の位置から前記第2の位置へと動く、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記リザーバ内の前記圧力変化が上昇しているとき、前記ピストンは、前記プランジャーに対して前記第1の位置から前記第2の位置へ動く、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記圧力が、ゼロ超へまたは2kPaへ上昇する、請求項9に記載のシリンジ。
- 前記付勢要素の材料が:金属、プラスチック、ゴム、またはそれらの組み合わせを含む、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記塊の前記部位が、液体、気体、またはそれらの組み合わせを含む、加圧された構成成分で満たされている、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記塊の前記部位が腔である、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記第1の位置から前記第2の位置への前記ピストンの移動方向が、前記プランジャーに近づく方向である、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記第1の位置から前記第2の位置への前記ピストンの移動方向が、前記プランジャーから離れる方向である、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記ピストンは、前記プランジャーによって少なくとも部分的に収容される、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記付勢要素の圧縮の程度が、前記ピストンが前記第2の位置にあるときの方が、前記第1の位置にあるときよりも、小さい、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記付勢要素の圧縮の程度が、前記ピストンが前記第2の位置にあるときの方が、前記第1の位置にあるときよりも、大きい、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記穿刺装置が前記塊に入っているが、前記部位に到達する前であるときは、前記ピストンが、前記第1の位置にある、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記穿刺装置が前記塊(mass)の、前記部位に到達すると、前記ピストンが前記第2の位置へ直ちに移動する、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記ピストンが、前記第1の位置から前記第2の位置へ、少なくとも1センチメートル移動する、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記ピストンの位置の変化が、前記ピストンまたは前記プランジャーにおける信号によって表わされる、請求項1に記載のシリンジ。
- 前記信号が、色、または色の変化である、請求項22に記載のシリンジ。
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