JP7246355B2 - 医療用鋭利物取り外しデバイス用の誘導加熱回路 - Google Patents

Description

本願は、２０１７年７月７日に出願されおよび「医療用鋭利物取り外しおよび保管デバイス（Medical Sharp Removal and Storage Device）」との名称が付けられた米国仮特許出願整理番号第６２／５２９，９２６号、ならびに２０１７年７月７日に出願されおよび「医療用鋭利物取り外しデバイス用の誘導加熱回路（Induction Heating Circuit for Medical Sharp s Removal Device）」との名称が付けられた米国仮特許出願整理番号第６２／５３０，００１号に対する優先権を主張し、前記出願の両方の開示の全体は、参照によって本明細書に明示的に組み込まれる。

発明の分野
本発明は、概して、誘導加熱を用いてホルダーから医療用鋭利物を取り外すためのデバイスと共に使用するための電気制御回路に関する。特に、しかし限定目的ではなく、本発明は、金属のカニューレを加熱しおよびハブにカニューレを固定する接着剤またはプラスチックを融解させるために誘導加熱を使用することによってプラスチックのペン針ハブから金属のペン針カニューレを取り外すためのデバイスと共に使用するための電気制御回路、ならびにそのような回路において使用するための誘導加熱コイルに関する。制御回路およびデバイスは、また、カテーテル組立品において、プラスチックの針ハブまたはプラスチックのシリンジバレルから金属のシリンジ針を、プラスチックのランセットホルダーから金属のランセットを、またはプラスチックの針ハブから金属の導入針（introducer needle）を取り外すために使用され得る。

発明の背景
注射ペン針、シリンジ針、皮下針、ランセットまたはカテーテル導入針のような医療用鋭利物が使用された後、いくつかの理由のために、鋭利物を取り外しおよび安全容器内に保管することは望ましい。例えば、医療用鋭利物は、多くの場合、単回使用の後に鈍り、それ故、その後の使用は患者に不快を引き起こす可能性がある。加えて、医療用鋭利物の複数回使用（multiple use）は、また、鋭利物の強度を低減させる可能性があり、これは、潜在的な破砕を引き起こし得る。さらに、医療用鋭利物の再使用は、衛生についての懸念および患者に対する健康上のリスクを増大させる。その上、露出された医療用鋭利物は、患者、介護者、および廃棄物管理作業者に健康上のリスクをもたらし得る。

当技術分野において知られている、使用された針を保管するための鋭利物容器は、内側箱部材および外側ハウジング部材を含む。箱およびハウジング各々は、皮下針を受け入れるように寸法付けられたアパーチャを有する。箱およびハウジングは、開放位置（open position)において箱およびハウジングのアパーチャが重なり合うように、互いに対してヒンジ式に接続され、および針は、箱内へ突出するように両方のアパーチャを通して挿入されてもよい。針がアパーチャ内へ挿入された後、箱およびハウジングは、針が挟み切られる(clipped）ように、例えばはさみ運動で、互いに関して動かされる。挟み切られた後、針は、保管およびその後の処分のための箱内に落下する。慣例上、鋭利物容器は大きな赤い箱であり、および医療用鋭利物の挿入は比較的容易であるが、そこからの医療用鋭利物の取り外しは、意図的に困難である。

Ｂｕｔｌｅｒに対する特許文献１は、針の一部の挿入に続いて、針の少なくとも一部をおよそ１７５０℃に加熱し、および次いで、一部を針ホルダーまたはハブ内に残して、針を剪断するデバイスを開示する。同様に、Ｐｉｖａに対する特許文献２は、ブレードまたは針の一部を融解させ、およびブレードまたは針の一部を針／ブレードホルダーまたはハブ内に残して、ブレードまたは針の断端（stump）を切断するデバイスを開示する。加えて、Ｇｅｒｍａｉｎに対する特許文献３は、使用者がハブをシリンジからねじって外しまたはハブがシリンジ上に摩擦嵌合されている場合にハブを引っ張って外すことができるように、針ステムによって針およびそのホルダーまたはハブを保持するデバイスを開示する。

しかしながら、これらのデバイスにより、針の一部は針ホルダー内に残存する。したがって、針刺し損傷の可能性が残り得る。加えて、針ホルダーは、医療廃棄物として処分されなければならず、およびリサイクルされ得ない。その結果、針を完全に取り外す改善された医療用針取り外しデバイスが望ましい。取り外された針の保管もまた、望ましい。

米国特許第６，５４５，２４２号明細書 米国特許第５，５４５，８６９号明細書 米国特許第４，８６７，３０９号明細書 米国特許第８，８２９，３９４号明細書 米国特許第９，５７９，４６９号明細書 米国特許第９，８０２，００６号明細書

本発明の態様に従って、誘導加熱は、鋭利物内に渦電流および抵抗加熱を励起させる高周波振動磁場（magnetic field）を適用することによって金属の医療用鋭利物をそのホルダーから分離させるために使用される。誘導加熱の使用は、電気回路と鋭利物またはそのホルダーとの間に直接的な接触を必要としない点で有利であり、および加熱は、また、鋭利物をそのホルダーから分離するのと同時に、鋭利物を滅菌するように作用し、およびそれによってそれを危険性のより低い状態にし得る。

鋭利物のそのホルダーからの分離は、鋭利物の全てまたは部分を融解させる工程によって、鋭利物をそれがより容易に切断または破壊され得るように局所的に加熱する工程によって、鋭利物をそのホルダーに取り付ける接着剤を軟化させまたは融解させるために加熱された鋭利物を使用する工程によって、またはホルダー自体の付近の（adjoining）プラスチック材料を軟化または融解させるために加熱された鋭利物を使用する工程によって、のようないくつかの方法によって達成され得る。これらの方法は、単独でまたは互いと組み合わせて使用され得、および、また、機械的分離方法と組み合わせて使用され得る。

金属の医療用鋭利物をそのホルダーから分離するために誘導加熱を使用する上での１つの課題は、必要とされる軟化または融解温度を合理的に短い時間で生成するために、ペン針カニューレのような小さな金属製の本体に無線周波数（ＲＦ）エネルギーを十分に集中させることは困難であることである。長い通電時間は、それらが使用者にとって不便であるからだけでなく、また、それらが誘導コイルの過熱をもたらし得るので、望ましくない。

別の課題は、誘導加熱は近距離（close range）において最も効率的に起こる一方で、ペン針ハブのようないくつかの種類の鋭利物ホルダーは、金属の鋭利物自体に対して物理的に大きく、および効率的なエネルギー伝達（transfer）のために誘導コイルが鋭利物に十分に近く位置付けられることを物理的に防止することである。

振動周波数および／または振幅（amplitude）は、所与の時間内に金属の鋭利物へより多くのＲＦエネルギーを送達するために増大され得るが、高周波数および／または振幅の使用は、望ましくないＲＦ照射（RF emission）をもたらし得、およびまた、いくつかの場合において、規制認可（regulatory approval）を必要とし得る。

本発明の態様に従って、これらの課題は、いくつかの方法で対応される。１つの態様において、金属の鋭利物へのＲＦエネルギー伝達の効率を最大化させるために、特殊な形状の（specially shaped）誘導コイルが使用される。コイルは、異なる直径を有する２つの軸方向に間隔が空けられた部分によって画定される階段形状（stepped shape）を有し、および階段形状を同様に有するハブに据え付けられる金属のペン針カニューレにＲＦエネルギーを集中させるのに有用である。

本発明の別の態様は、規制要件を導入することまたは全ての望ましくないＲＦ照射をこれらの周波数で妨害するための針取り外しデバイスの設計を必要とすることなく効率的なエネルギー伝達を可能にする無認可（unlicensed）の工業、科学、医療用（ＩＳＭ）帯の振動周波数の使用である。

本発明のさらなる態様は、電流が流れている導体（conductor）の表面の近くに集中させられるように、交流電流（ＡＣ）、本件では誘導コイルによって誘導される渦電流、の特質（tendency）であるＲＦ「表皮効果（skin effect）」の利点を活かすことにある。この効果は、より高周波数でより顕著になる。
多くの種類の医療用鋭利物はそれらの外面がプラスチックのホルダー内に適合されまたは結合されるような方法で設計されるので、表皮効果は、鋭利物をそのホルダーから解除するために加熱を必要とする金属の鋭利物の特定の部分（例えば、金属／プラスチックのインタフェース）へＲＦエネルギーを効率的に向けるのに有利である。

本発明の実施形態の付加的な態様および利点は、添付図面と併せて以下の詳細な説明から、より容易に理解されるであろう。
本発明の実施形態に従う医療用鋭利物取り外しおよび保管デバイスの斜視図である。 本発明の実施形態に従う医療用鋭利物取り外しおよび保管デバイスの断面図である。 図１および図２の例示的なデバイスの操作を示す斜視図である。 図１および図２の例示的なデバイスの操作を示す断面図である。 図１および図２の例示的なデバイスのための電気制御回路の第１の実施形態のブロック図である。 図１および図２の例示的なデバイスのための電気制御回路の第１の実施形態の概略図である。 図１および図２の例示的なデバイスのための電気制御回路の第１の実施形態の概略図である。 図１および図２の例示的なデバイスのための電気制御回路の第１の実施形態の概略図である。 図１および図２の例示的なデバイスのための電気制御回路の第２の実施形態のブロック図である。 図１および図２の例示的なデバイスのための電気制御回路の第２の実施形態の概略図である。 図１および図２の例示的なデバイスのための電気制御回路の第２の実施形態の概略図である。 図１および図２の例示的なデバイスのための電気制御回路の第２の実施形態の概略図である。 図７および図８の電気制御回路の操作を示すフローチャートである。 図１および図２の例示的なデバイスにおいて使用される磁気誘導コイルのために可能な形状を示す。 図１および図２の例示的なデバイスにおいて使用される磁気誘導コイルのために可能な形状を示す。

図面を通して、同様の参照番号は、同様の部分および構成要素を示すために使用される。

本発明の実施形態の詳細な説明
次に、添付図面に示される本発明の実施形態に対する参照が詳細になされ、同様の参照番号は終始同様の要素を指す。本明細書に記載される実施形態は、図面を参照することによって、本発明を例示するが、限定しない。

この開示はその適用において以下の記載において説明されまたは図面に示される構成要素の構造および配置の詳細に限定されないことは当事者によって理解されるであろう。本明細書中の実施形態は、他の実施形態が可能であり、および様々なやり方で実施されまたは実行され得る。また、本明細書において使用される表現法（phraseology）および用語（terminology）は、説明の目的のためであり、および限定的とみなされるべきではないことは理解されよう。 本明細書における「含む（including）」、「含む（comprising）」または「有する（having）」およびそれらの変形の使用は、以後列挙されるアイテムおよびその同等物ならびに付加的なアイテムを包含することが意図される。異なって限定されない限りは、本明細書における用語「接続され（connected）」、「結合され（coupled）」、および「据え付けられ（mounted）」ならびにそれらの変形は、広く使用され、ならびに直接的および間接的な接続、結合、および据え付けを包含する。加えて、用語「接続され」および「結合され」ならびにそれらの変形は、物理的または機械的接続または結合に制限されない。さらに、「上（up）」、「下（down）」、「底部（bottom）」、および「頂部（top）」のような用語は、相対的であり、および例示を助けるために採用されるが、限定的ではない。

図１は、本発明の実施形態に従う例示的な医療用鋭利物取り外しおよび保管デバイス１００の斜視図であり、および図２は、デバイス１００の断面図である。デバイス１００の機械的構成および操作は、以下に要約されており、およびその全体が参照によって本明細書に組み込まれる、２０１７年７月７日に出願された米国仮特許出願整理番号第６２/５２９，９２６号により詳細に記載されている。

例示的なデバイス１００は、再使用可能なペン注入器と共に典型的に使用されるタイプの単回使用ペン針と共に使用するために適当であるが、しかし、また、他のタイプの医療用鋭利物と共に使用され得る。図に示されるように、デバイス１００は、本体１０２および加熱ユニット１０４を含む。１つの実施形態によると、加熱ユニット１０４は、電池１０６または同様のもののようなエネルギー源１０６、誘導コイル１０８、およびエネルギー源１０６および誘導コイル１０８に電気的に接続可能な制御器１１０を含む。制御器は、印刷回路基板を含み得、およびメモリーチップおよびマイクロプロセッサのような回路基板構成要素を有し得る。デバイス１００は、また、本体１０２内に固定的に配置される受入ユニット１１４、コレット（collet）１２２、鋭利物受入容器（receiving container）または室１２４、第１および第２の偏倚ユニット１３０および１３２、扉部材１３４、および滑動部（slider）またはユーザーインタフェース１３６を含む。１つの実施形態において、鋭利物受入容器１２４は、本体１０２から取り外し可能である。

図３および図４は、医療用鋭利物取り外しおよび保管デバイス１００の操作を示す。図３において、使用者は、ペン注入器１３８に接続されたペン針１４０を受入ユニット１１４の受入部分１１６に挿入する。ペン針１４０は、プラスチックのハブ１４２およびステンレス鋼のような金属製の医療用鋭利物または針カニューレ１４４を含む。ペン針のスプラインは、使用者がペン針１４０からペン注入器１３８を回し外しおよび受入ユニット１１４の受入部分１１６内にペン針１４０を残してペン注入器１３８を取り外すことができるように、ペン針１４０の回転に抵抗するように受入部分１１６の内部スプライン１２０を係合させる。

使用者がペン針１４０を受入ユニット１１４内へ挿入するとき、受入ユニット１１４の受入部分１１６はハブ１４２を受け入れ、およびコレット１２２は針１４４を受け入れる。使用者がペン針１４０を受入ユニット１１４内へ挿入する際に、開放コレット１２２は針１４４を受け入れる。使用者がペン針１４０を受入ユニット１１４内へ挿入するのに続いて、使用者は、扉部材１３４を本体１０２に対して前方へ滑動させることによって扉部材１３４を閉鎖する。閉鎖された扉部材１３４は、ペン針１４０を受入ユニット１１４内に維持するのを助け、および扉部材１３４の閉鎖位置（closed position）は、制御器１１０が誘導コイル１０８に通電する（energize）のを可能にするために検出される。例えば、扉部材１３４が本体１０２に対する所定の変位の後に閉鎖位置に到達したときにトリガされる制御器１１０に接続される物理的または光学的センサー１８２が在り得る。あるいはまた、扉部材１３４は、制御器１１０と誘導コイル１０８の間までの回路の一部を完成させる電気接点（electrical contact）を有し得る。制御器１１０が誘導コイル１０８に通電するのを可能にする他の方法は、本発明の範囲から逸脱することなく採用され得る。これらの特徴に加えて、扉部材１３４の下面（lower surface）は、好ましくは、制御器の接地端子（ground）または基準電位（reference potential）に接続される金属箔またはストリップの形状の導電性ライニング（conductive lining）１３５を備える。これは、デバイスが動作中であるときに、誘導コイルからの望ましくないＲＦ照射を低減させる遮蔽機能を提供する。

使用者が扉部材１３４を閉鎖するのに続いて、使用者は、図４において矢印によって示されるように、滑動部またはユーザーインタフェース１３６を第１の方向に下方に滑動させる。ユーザーインタフェース１３６は滑動部１３６として描かれているが、当業者は、解除ボタン（release button）のような他のユーザーインタフェースが本発明の範囲から逸脱することなく採用され得ることを理解するであろう。

図２および図４に示されるように、第２の偏倚ユニット（biasing unit）またはばね１３２は、コレット１２２の下側フランジ（lower flange）の頂部に配置され、および第１の偏倚ユニットまたはばね１３０はフランジの下に配置される。コレット１２２の変位の前に、第１のばね１３０は、コレット１２２を受入ユニット１１４に向かって偏倚させる。図４に示される初期状態において、第２のばね１３２は、また、コレット１２２を受入ユニット１１４から離れて偏倚させる。この初期状態において、第１のばね１３０も第２のばね１３２も、コレット１２２を偏倚させない。当業者は、第１および第２の偏倚ユニット１３０および１３２を適切に寸法付けることによって、デバイス１００を操作するために使用者によって滑動部１３６に加えられる力に関して所望の力プロフィールが達成され得ることを理解するであろう。

ユーザーインタフェースまたは滑動部１３６は、コレット１２２に結合される。１つの実施形態において、ユーザーインタフェースまたは滑動部１３６は、コレット１２２に直接的に結合される。別の実施形態において、第２の偏倚ユニットまたはばね１３２のような別の要素は、ユーザーインタフェースまたは滑動部１３６とコレット１２２との間に配置され、および滑動部１３６の偏倚をコレット１２２の偏倚に変換する。

滑動部１３６の所定の距離の変位は、コレット１２２に針１４４を把握させ、およびまた、加熱ユニットを作動させる。１つの実施形態によると、デバイス１００は、滑動部またはユーザーインタフェース１３６の所定の変位が生じたときに、回路を完成させおよび誘導コイル１０８に高周波電流を供給するように制御器１１０に信号を送ることを決定するための、制御器１１０に結合される機械的または光学的センサー１８４を含む。あるいはまた、滑動部またはユーザーインタフェース１３６は、エネルギー源１０６から誘導コイル１０８までの電気回路を完成し制御器１１０が誘導コイル１０８へのエネルギーの供給を制御するのを可能にする、電気接点を有し得る。

誘導コイル１０８へのエネルギーの供給は、誘導コイル１０８の真ん中に強い振動磁場を生成する。コイル１０８内部における金属の医療用鋭利物（すなわち、ステンレス鋼ペン針カニューレ１４４）の存在のために、振動磁場は、金属の医療用鋭利物内に電気的な渦電流を誘導し、これは次に鋭利物の抵抗加熱を引き起こす。加熱は、医療用鋭利物１４４をホルダー１４２（本例において、プラスチックのペン針ハブ１４２）に接続する接着剤および／またはプラスチックを軟化させおよび弱化させる。誘導コイル１０８の好ましい構成、特に、より小さい直径の下側コイル部分１６２から軸方向に間隔が空けられたより大きい直径の上側コイル部分１６０を含む構成は、図４に最もよく見られる。この階段状のコイル形状は、典型的なペン針の階段状の遠位構成（distal configuration）を映し、およびコイルによって生成されたＲＦエネルギーが、金属の針カニューレ１４４とプラスチックのハブ１４２との間のインタフェースにおいて、接着剤および／またはプラスチック材料にできる限り近接して適用されることを可能にする。

コレット１２２は、使用者によって滑動部１３６に加えられた力によって押し下げられているので、ハブ１４２に対する針１４４の変位を可能にするための誘導加熱（induced heating）によって針１４４とハブ１４２との間の接続が十分に軟化されおよび弱化されると、針１４４を依然として把握しているコレット１２２は、針１４４を下方に引っ張りおよびハブ１４２から離される。受入ユニット１１４の円柱状部分（columnar portion）１１８の内部のテーパー区画（tapered section）においてコレット１２２が下方に移動する際に、コレットの鋭利物受入部分に加えられた半径方向内側の力、およびしたがって針１４４に及ぼすコレットの把握力は低減する。換言すると、テーパー区画のテーパー形状（tapered shape）は、コレット１２２が、それが第１の方向（すなわち、図中、下方）に移動する際に、広がることを可能にする。テーパー区画の場所は、針がプラスチックのハブ１４２から解放されて完全に引っ張られた後にのみ、針１４４を解除するようにコレット１２２が広がることができるように、選択される。

１つの実施形態によると、ハブ１４２に対する針１４４の変位を可能にするための誘導加熱（induced heating）によって針１４４とハブ１４２との間の接続が十分に軟化されおよび弱化された状態は、かなり突然に達成され、およびコレット１２２は、針に推進力（momentum）を与える。コレット１２２の把握力が十分に低減すると、コレット１２２は針１４４を解除し、および針１４４の推進力はそれを鋭利物受入容器１２４内に運ぶ。

続いて、使用者は、滑動部１３６に加えられる下向きの力（downward force）を解除し、ならびに第１のばね１３０は、コレット１２２および滑動部１３６を図２および図４に示される初期位置に戻す。あるいはまた、使用者は、滑動部１３６（およびしたがって、それらの結合に起因してコレット１２２）を図２および図４に示される初期位置に戻すことができる。

１つの実施形態によると、制御器１１０は、所定量の時間の間、誘導コイル１０８にエネルギーを供給する。あるいはまた、制御器は、滑動部１３６またはコレット１２２の位置に基づいて（例えば、前述されたセンサーもしくは電気接点を介して、または異なるセンサーを介して）誘導コイル１０８へのエネルギー供給を制御し得る。

針１４４がハブ１４２から分離されると、使用者は、扉部材１３４を開放し、およびハブ１４２を処分またはリサイクルのためにデバイス１００から取り外すことができ、一方、針１４４は、鋭利物受入容器または室１２４内に安全に処分される。ハブ１４２からのその分離前に針１４４に加えられた加熱は、短いけれども、針１４４を滅菌する効果を有し、およびそれによって、任意の後続の取り扱いおよび処分の間、それを危険性のより低い状態にすることができる。鋭利物受入容器１２４の開口部は、容器１２４がデバイス１００の本体１０２に取り付けられたときにくさびまたは円錐体によって開放させられ、針１４４が容器１２４に入るのを可能にする、ゴムのセプタム様の障壁（barrier）またはダックビル弁を備えていてもよい。容器１２４が処分のために取り外されたとき、セプタムまたは弁は、容器１２４内の針１４４および任意の他の分離された鋭利物がその中に保持されおよび抜け落ち得ないように、跳ね返って閉じられる（spring closed）こととなる。

図１から図４の示される例において、医療用鋭利物は金属のペン針カニューレ１４４であり、およびホルダーはプラスチックのペン針ハブ１４２である。しかし他の医療用鋭利物およびホルダーも、また、デバイス１００を用いて分離され得る。概して、プラスチックホルダーから分離されおよび処分のために封じ込められる必要がある潜在的に危険な金属の鋭利物構成要素を有する任意の医療用デバイスは、デバイス１００によって収容され得る。例えば、金属のランセット、スタイレットまたはトロカールは、そのハンドルから分離され得、金属の針カニューレは、固定された（staked）シリンジからまたはシリンジに適合されるハブもしくはホルダーから分離され得、および金属のカテーテル導入針は、そのハブまたはホルダーから分離され得る。扉部材１３４の切り欠き１４６（図１に最もよく見られる）は、ランセット、スタイレットもしくはトロカールのハンドル、シリンジ、またはカテーテル導入器（introducer）を収容し、一方、デバイス１００は、医療用鋭利物をそのホルダーから分離するために使用され、および扉部材１３４が閉鎖することを依然として可能にする。同様に、受入ユニット１１４の形状は、受入ユニット１１４と金属の鋭利物が取り付けられるプラスチックのホルダーまたはハンドルとの間に滑り嵌め（snug fit）を提供することによってこれらの異なる種類の医療用デバイスを収容するために変更されてもよい。

本体１０２、受入ユニット１１４、コレット１２２、扉部材１３４、滑動部１３６、および鋭利物受入容器１２４は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のようなプラスチック製であり得る。異なる構成要素は、異なるプラスチック製であり得る。好ましくは、コレット１２２はセラミックであり、またはアルミニウムのような金属製である。

誘導コイルを備える本発明の実施形態は、医療用鋭利物上の多数の接点への直接的なアクセスが困難であり、それによって伝導加熱（conductive heating）をあまり達成できなくする状況において、特に有用である。

本発明の実施形態は、汚染された鋭利物の安全な封じ込めおよび処分を可能にし、および針使用者の針処分遵守を改善させ得る携帯型個人用鋭利物の容器／取り外しデバイスを提供する。

本発明の実施形態は、使用者がプラスチックの非鋭利物構成要素を普通のごみ（regular trash）またはリサイクル可能なコンテンツとして捨てることを可能とする一方で、注射デバイス（例えば、ペン針またはシリンジであるがそれに限定されない）の金属の鋭利物部分のみを取り外し、および金属の鋭利物部分をデバイスの内部に維持することによって、機能し得る。本発明の実施形態は、例えば、「引き出し（pull-out）」機構と併せて、医療用鋭利物をホルダーに付着させる接着剤ビーズ（adhesive bead）の近くに強い高温の領域を誘導的に（inductively）生み出すことによって、この効果を達成し得る。

本発明の実施形態において、加熱は、誘導加熱機構によって達成され得る。そのような機構により、針は、加熱機構によって直接的に接触される必要がない。しかしながら、加熱は、また、医療用鋭利物と直接的に接触する加熱要素によって、または医療用鋭利物に電流を通過させるための電気回路を完成させるように医療用鋭利物を接触させることによって、のような他の方法でも達成され得る。例えば、その開示の全てが参照によって本明細書に明示的に組み込まれる、同一出願人による（commonly-assigned）特許文献４、５、６を参照。

本発明のいくつかの実施形態において、デバイス１００は、耐久性の構成要素および使い捨ての構成要素を有する。耐久性の構成要素は、電池（再充電式（rechargeable）または別な方法）のような電力源（power source）を利用する。表示器（indicator）は、カニューレ保持区分室（holding compartment）がある容量（capacity）に達したときに使用者に警告するデバイスに組み入れられ得る。同様の特徴は、電池交換（replacement）または再充電（recharging）のような電力要求（power requirements）を管理するために使用され得る。使い捨ての構成要素（室または鋭利物受入部分）は、適当な数の針が室内に導入されるまで利用され得、その後、それは適切に切り離され（detached）および処分され得る。適切な処分は、いろいろなオプションを含み得、例えば、使い捨ての構成要素は、製造業者または別個の廃棄物管理事業者（waste management entity）に郵送され得、または使い捨ての構成要素は、適当な医療用処理容器（disposal receptacle）内に捨てられ得る。好ましくは、交換使い捨ての構成要素は、その後の医療用鋭利物の取り外しのために耐久性の構成要素を使用し続けるために得られ得る。

図５は、図１および図２のデバイス１００のための第１の例示的な電気制御回路のブロック図である。加熱ユニット１０４は、エネルギー源１０６およびＤＣチョッパ型ブーストコンバータ回路１１３を含む電源サブシステム（power subsystem）１１２として構成され得る。１つの実施形態によると、ブーストコンバータ回路１１３および誘導加熱共振回路１１５は、制御器１１０の一部である。１つの実施形態において、エネルギー源１０６は、１つ、または直列に接続された２つの３．７ボルトのリチウムイオン電池のような複数の、電池を含む。ブーストコンバータ回路１１３は、２つの直列接続されたリチウムイオン電池の７．４ボルトの直流出力（DC output）を２８ボルトの直流出力に変換する。当業者は、他の電池構成または他の種類の電池が本発明の範囲から逸脱することなく採用され得ることを理解するであろう。１つの実施形態によると、エネルギー源１０６は、本体１０２から取り外し可能であり、および交換可能（replaceable）である。図５に示されないが、電源サブシステム１１２は、使用者が医療用鋭利物を適切に挿入しおよびコレット１２２を作動させたときにだけ、それが誘導加熱共振回路１１５に電力を適用する（applies power）ように、前に言及されたセンサー１８２、１８４の一方もしくは両方によってまたは何らかの他の方法で制御されてもよい。

図６は、図５の電気制御回路の詳細な概略図である。電圧基準回路１７０は、誘導発振器（induction oscillator）（タンク回路）の周波数を制御する低電圧基準（low voltage reference）を生成するツェナーダイオード（Zener diode）Ｕ２を利用する。この電圧基準は、２７ＭＨｚの所望の振動周波数を生成するために、示されるトリミング抵抗器（trimming resistor）およびキャパシタ（capacitors）と組み合わせて、演算増幅器（operational amplifier）（オペアンプ（op amp））Ｕ１を利用する発振器駆動回路（oscillator drive circuit）１７２への入力として提供される。オペアンプＵ２の出力は、所望の出力電力（約６０ワット）を結合変換器１７６へ提供するために、バイポーラトランジスタＱ１およびＱ２を使用する駆動（増幅器）回路１７４への入力として適用される。結合変換器１７６は、針取り外しデバイス１００の磁気誘導加熱コイル１０８に電圧ブーストおよびインピーダンス整合（impedance match）を提供する。電力供給１７８は、２８ボルトの電源サブシステム１１２を構成する電池１０６およびブーストコンバータ回路１１３から２８ボルトの直流出力をフィルター掛けし（filters）および整える（smooths）。

２７ＭＨｚ以外の周波数は、駆動回路および誘導コイルの幾何学的形状に対応する変化を伴って、使用され得ることに留意されたい。例えば、４３ＭＨｚは、本発明における使用のために適当である別の無認可の周波数である。概して、無認可のＩＳＭ帯の周波数は好ましいが、これは必須ではない。

図７は、図１および図２のデバイスのための第２の例示的な電気制御回路のブロック図である。この回路において、マイクロ制御器ユニット（ＭＣＵ）１８０は、共振回路の振動周波数を変動させることならびに様々なセンサーおよび検出器１８２～１８８の状態を検出することを含む、回路の機能を制御するために使用される。図８は、この実施形態の詳細な概略図であり、その中で、電圧基準回路１７０は、削除され、およびＭＣＵ１８０からのデジタル／アナログ変換された（ＤＡＣ）出力によって置き換えられている。ライン１８１上の電圧レベルは、磁気誘導コイル１０８の振動周波数、およびそれゆえに、そのホルダーから分離される鋭利物に適用されるＲＦ電力の量を制御する。ＭＣＵは、扉部材１３４の位置を検出するためのセンサー１８２、滑動部１３６の位置を検出するためのセンサー１８４、針挿入検出器１８６、および針サイズ検出器１８８からの入力を受信する。いくつかの実施形態において、センサー１８６および１８８は、単一のセンサー内に組み入れられ得る。電源サブシステム１１２に結合される電圧調整器１９０は、必要とされるＤＣ供給電圧をＭＣＵ１８０に提供する。

図９は、図７および図８のＭＣＵに基づく制御回路を備える場合の図１および図２のデバイス１００の操作を説明するフローチャートである。２００でスリープ状態から起動すると、ＭＣＵは、２０２で、電気的（例えば、誘導的または容量的（capacitive））、機械的、または光学的センサーの形態をとり得る針挿入検出器１８６の状態を検出することによって針が挿入されているかどうかを決定するためにチェックする。針が挿入されている場合、ＭＣＵは、次いで、２０４で、扉部材１３４のための安全インターロック１８２が作動されていることを検証する。２０６でコレット１２２がペン針カニューレ１４４上に係止された後、ＭＣＵは、それか大きいか小さいかを決定するために、２０８でカニューレのサイズ（ゲージ）をチェックする。これは、針サイズ検出器１８８を用いて行われ、これは、また、電気的（例えば、誘導的もしくは容量的）、機械的、または光学的センサーの形態をとり得る。前に述べられたように、センサー１８６および１８８は、単一のセンサー内に組み入れられ得る。針が小ゲージのものであると決定された場合、ＭＣＵは、２１０で、より高いブーストコンバータ周波数および電圧をより短い時間（例えば、２秒）の間、適用し、一方、針がより大きいゲージの者であると決定された場合、ＭＣＵは、２１２で、より低いブーストコンバータ周波数および電圧をより長い時間（例えば、３秒）の間、適用する。針は共振アンテナとして作用するので、これらのパラメーターは、それぞれの針サイズのために最適な共振および誘導的結合（coupling）を生み出す。両方の場合において、電流引き込みが過度であると決定された場合（この決定は、温度センサーを介してまたは電流引き込みの直接的な測定によって起こり得る）、ＭＣＵは、２１４、２１６で、早期に振動をシャットダウンする能力を有する。所定のデューティーサイクル（時間通り（on time））の後、２１８で誘導コイル１０８の出力はＭＣＵによって終了させられ、２２０でカニューレ１４４は取り外され、２２２でコレット１２２機構は解除され、２２４で可聴式または可視式の完了信号は生み出されおよび制御回路への電力はシャットダウンされ、ならびに２２６で処理装置（processor）はスリープ状態に再び入る。

図１０Ａは、側面図において階段形状を持つコイルを一緒に提供する、より大きい直径の上側コイル部分１６０および軸方向に間隔が空けられたより小さい直径の下側コイル部分１６２を示す誘導コイル１０８の詳細図である。このコイル形状は好ましいが、他のコイルの幾何学的形状も可能である。例えば、誘導コイル１０８’が頂部２２８から底部２３０まで軸方向により徐々に先細になる円錐形の幾何学的形状は、図１０Ｂに示される。

ほんの少数の本発明の実施形態だけが示されおよび記載されてきたが、本発明は、記載される実施形態に限定されない。代わりに、本発明の原理および精神を逸脱することなくこれらの実施形態に変更がなされてもよいことが当業者によって理解されるであろう。本明細書に開示される任意の実施形態および／または要素は、互いに矛盾しない限り、具体的に開示されていない様々な付加的な実施形態を形成するために互いに組み合わされてもよい。当業者は、数多くの他の方法で上述されてきた様々な例示的な実施形態の様々な要素の様々な技術的態様を容易に組み合わせることができ、その全ては、添付される特許請求の範囲およびそれらの等価物によって定義される本発明の範囲内であるとみなされることに特に留意されたい。

Claims (26)

1. 医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置であって、
   磁気誘導コイル、および
   前記磁気誘導コイルに通電するための制御回路、
   を含み、
   前記磁気誘導コイルは、異なる直径を有する２つの軸方向に間隔が空けられた部分によって画定される階段形状、または軸方向において徐々に変化する直径によって画定される円錐形状を有して、前記磁気誘導コイルは、前記ホルダーおよび前記ホルダーに受け入れられた前記医療用鋭利物の部分を取り囲むための形状を有し、
   前記制御回路は、前記磁気誘導コイルに、医療用鋭利物のサイズまたはゲージに少なくとも部分的に依存する電圧および／または周波数で通電して、前記磁気誘導コイルの内部空間に挿入された、前記ホルダーに取り付けられた医療用鋭利物を誘導加熱により加熱することを特徴とする医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置。
2. 前記医療用鋭利物は金属のペン針カニューレを含み、および前記ホルダーはプラスチックのペン針ハブを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記制御回路は、前記磁気誘導コイルに２７ＭＨｚまたは４３ＭＨｚの周波数で通電することを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記制御回路はマイクロ制御器ユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置であって、
   前記ホルダーおよび前記ホルダーに受け入れられた前記医療用鋭利物の部分を取り囲むように構成された磁気誘導コイル、および
   前記磁気誘導コイルに通電するための制御回路、
   を含み、
   前記制御回路は、前記磁気誘導コイルに２７ＭＨｚまたは４３ＭＨｚの周波数で通電することを特徴とする医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置。
6. 前記医療用鋭利物は金属のペン針カニューレを含み、および前記ホルダーはプラスチックのペン針ハブを含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記制御回路はマイクロ制御器ユニットを含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
8. 医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置であって、
   前記ホルダーおよび前記ホルダーに受け入れられた前記医療用鋭利物の部分を取り囲むように構成された磁気誘導コイル、および
   前記磁気誘導コイルに通電するための制御回路、
   を含み、
   前記制御回路は、前記磁気誘導コイルに、前記医療用鋭利物のサイズまたはゲージに少なくとも部分的に依存する電圧および／または周波数で通電することを特徴とする医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置。
9. 前記医療用鋭利物は金属のペン針カニューレを含み、および前記ホルダーはプラスチックのペン針ハブを含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記制御回路はマイクロ制御器ユニットを含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
11. 医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置であって、
    前記ホルダーおよび前記ホルダーに受け入れられた前記医療用鋭利物を取り囲むように構成された磁気誘導コイル、
    前記磁気誘導コイルに通電するための制御回路、
    前記磁気誘導コイルおよび前記制御回路を囲い込むための、および前記医療用鋭利物と前記ホルダーを受け入れるように構成された、ハウジング、
    前記ハウジングにアクセスを提供するための可動扉、および
    前記可動扉の開放または閉鎖状態を検出するための前記制御回路に結合されるセンサー、
    を含むことを特徴とする医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置。
12. 前記医療用鋭利物は金属のペン針カニューレを含み、および前記ホルダーはプラスチックのペン針ハブを含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記制御回路は、前記磁気誘導コイルに２７ＭＨｚまたは４３ＭＨｚの周波数で通電することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
14. 前記制御回路はマイクロ制御器ユニットを含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
15. 医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置であって、
    磁気誘導コイル、
    前記磁気誘導コイルにＲＦ周波数で通電するための制御回路、
    前記磁気誘導コイルおよび前記制御回路を囲い込むためのハウジングであって、前記磁気誘導コイルは、前記ホルダーおよび前記ホルダーに受け入れられた前記医療用鋭利物の部分の少なくとも一部を取り囲む、ハウジング、
    前記ハウジングにアクセスを提供するための可動扉、および
    前記ハウジングからのＲＦ照射を低減させるための前記可動扉上の金属製の遮蔽物、
    を含むことを特徴とする医療用鋭利物をホルダーから取り外すための装置。
16. 前記医療用鋭利物は金属のペン針カニューレを含み、および前記ホルダーはプラスチックのペン針ハブを含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記ＲＦ周波数は２７ＭＨｚまたは４３ＭＨｚであることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
18. 前記制御回路はマイクロ制御器ユニットを含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
19. 前記磁気誘導コイルは、前記ホルダーの形状に対応する形状を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
20. 可動コレットが第１の位置にあるときに前記医療用鋭利物を把握し、および前記医療用鋭利物を前記ホルダーから分離するように第２の位置に移動可能である、前記可動コレットをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
21. 前記医療用鋭利物と前記ホルダーが前記装置内に挿入されおよびコレットが第１の位置にあるときに、前記医療用鋭利物を把握するように構成された当該コレットをさらに含み、および前記コレットは、前記医療用鋭利物が前記医療用鋭利物を前記ホルダーから解除する温度に加熱されたときに、前記医療用鋭利物を前記ホルダーから分離するように第２の位置に移動可能であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
22. 前記コレットを前記第１の位置に受け入れるための円柱状部分をさらに含み、そこで前記コレットは前記医療用鋭利物を前記第１の位置に把握し、および前記コレットは、前記第２の位置に移動可能であり、そこで前記医療用鋭利物は前記コレットから分離されることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記コレットを前記第１の位置から前記第２の位置に移動させるためのマニュアルユーザーインターフェースをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記コレットと前記ユーザーインターフェースとの間に延びる第１のばねをさらに含み、前記ユーザーインターフェースが前記第１の位置から前記第２の位置に移動されたときに前記第１のばねは荷重が掛けられた状態になることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. 前記円柱状部分に向かう前記コレットを前記第１の位置に偏倚させる第２のばねをさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記第２の位置の前記ユーザーインターフェースは、前記第１のばねを圧縮して前記コレットに力を加え、前記医療用鋭利物を十分な温度に加熱することが前記ホルダーから前記医療用鋭利物を分離し、および前記第１のばねは、前記荷重が掛けられた状態において偏倚力を有して、前記コレットを第２のばねに反して前記第２の位置に移動させて、前記医療用鋭利物を前記ホルダーから分離させることを特徴とする請求項２５に記載の装置。

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