JPS63500432A - ▲潅▼注システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は広くは内視鏡検査法に関し、特に関節外科に関節外科は、組織を冒すこ とが最も少ない治療法および（または）診断法であって、その間に極めて小さい 切開部を一介して関節の空洞（、最も一般的には膝）へ小型の観察用および外科 用の道具が導入される。典型的には治療に対しては最低３個所の切開、診断に対 しては最低２個所の切開が行われる。治療の間に関節に潅注することの必要な理 由は以下の通りである。

（１）　観察を良好にするには関節を広げることが望ましく、かつ関節あるいは 組織をより広げることによりそこへ近接できる。これは潅注流体を媒体として圧 力を加えることにより達成される。

（２１関節を通して、潅注流体を流すことにより視野をはつきりさせ、かつ何ら かのバラバラの破片を除去する。

（３）　潅注流体が関節を潤滑状態に保ち、喪失された体液を入れ替る。

このように、２つの独立した要素が作用する。即ち、潅注流体の圧力と流量であ る、これら２つの要素を独立して制御することの効能と必要性とを以下の状況で 示すことができる。

ａ）外科処置の間に関節を観察し、かつ関節の、最も離れた端、即ち後端に届く 必要がある場合がある。流量を増すことなく関節の分離を大きくする必要がある 。関節の圧力を高くすることによりこれを達成する。

ｂ）関節の空洞に破片が入ったり、出血がある場合、観察視野を明瞭にするため 流体を迅速に流す必要がある。

このような状況では関節の分離が十分であると想定して、高圧とすることなく流 量を大きくする必要がある。

Ｃ）壁吸引を備えたカミソリのような付属具が使用される場合、流体の必要量の 増加に応え、かつ関節が崩れないようにするために流体の流入ｍを増す必要があ る。

この場合流量は増えるが、セット圧は同じである。

現在のところ、典型的な方法は患者の高さより上に懸吊した薬用塩バッグを用い ることである。前記バッグは圧力を上げるために持ち上げられ、流量は患者に運 かり、かつそこから離れるチューブに設けた可変のクランプを用いることにより 制御される。前記２種類の作業に対する制御は手動であって、医者によって決定 される。

西独のエフ、エム、ヴイースト有限会社（Ｆ、ｍ。

Ｗｉｅｓｔ　ＫＧ）により製造されている自動調圧装置は、圧力を関節で測定す るポンプとポンプ速度（流量）を制御するために使用されるフィードバックを利 用している。圧力が低い場合、その補正のためにポンプは自動的に速度を上げ、 圧力が高ければ、ポンプ速度は低下する。この装置においては流量は希望する圧 力によって変り、独立して制御することはできない。

ジョセ、エイ、ペレス（Ｊｏｓｅ　Ａ、　Ｐｅｒｅｚ　）に対して１９８１年４ 月１４日に発行された米国特許第４，２６１゜３６０号は膀胱における流体の良 を一定口に保持するために尿道潅注に対して２個のポンプからなる潅注装置を開 示している。出血がないとすれば流入量および流出量は同じであって、膀胱はも し阻害されなければ一定伍即ち一定圧を保つことになる。膀胱へ出血があった場 合も然りである。しかしながら１、膀胱の圧縮により膀胱圧が増加しく容積に顕 著な変化がない）だ場合、ベレスの特許の装置はそれを検出しないのみならず、 何らかの修正行動もとらない。また、膀胱から何らかの漏洩がある場合、ベレス の特許の装置はその喪失に対する補給をしない。このため膀胱の流体量（膨張） および圧力を低下させる。該装置においてより高度の膨張／圧力を得るには、よ り高い流量を手動で選択する必要がある。

発明の開示 本発明の提案する潅注装置は圧力と流量の双方を独立して制御できるという点で 独特である。本装置はいずれかの予め選定した圧力値および流母値で作動するよ う設定できる。一旦前記値が選定されると、本装置はこれら値を保持するよう自 動的に作動する。しかしながら、（漏れ等によって）前記２つの値を達成する上 で問題があれば、流ｍを犠牲にして圧力値の方が保持される。その理由は、２つ の値の、中圧力の方がより重要な要素であるからである。圧力が増加すると身体 に傷を与え−る可能性がある。そのため周りの軟質の組織への流体の塩出＜滲出 ）を起す可能性があり、それが大きければ嚢を破る可能性がある。高圧は流体の 流入量の増加により発生する可能性があり、また関節が撓むと極めて高圧が発生 しうる。このように、腔での圧力を常にモニタし、かつ制御することが必要で、 かつ重要である。

前記装置において、？１１流体源は標準的な薬用塩ハヅッグでよく、流体は内径 が約４．７６ミリ（３／１６インチ）のチューブを介してポンプへ送られる。次 に、ポンプからの排出により同じ型式のチューブを介して膝やその他の潅注個所 へ流体を送る。適当なカニユーレを介して膝へ流体が送入される。潅注個所での 圧力の検出は通常専用のカニユーレを介して潅注個所と直接連通する圧力検出チ ューブにより行われる。また圧力の検出は流体を導入するカニユーレあるいは流 出配管のいずれかのボートを介して行ってもよい。

膝あるいは身体の潅注個所からの出口は通常、適当な吸引源まで運がる流出チュ ーブ即ち配管を協えた標準的なカニユーレを介して提供される。希望に応じて流 出チューブは、単に、通常滑性個所の高さより下の床の高さに位置した収集バケ ツまで連がるようにしてもよい。

流出配管には圧力＄す岨弁が設けられ、潅注個所での検出された圧力に応答して 作動可能である。前記弁は比例弁あるいは電磁弁のいずれかでよい。電磁弁が用 いられた場合、その上流に膨張空を設け、該弁の「オン、／オフ」作動による脈 動を緩衝させることも考えられる。

好ましくは内径が１．６ミリ（１／１６インチ）の圧力検出チューブが潅注個所 あるいはそのすぐ隣接個所から、ポンプキャビネットに内蔵された検出要素まで 延びる。

前記装置のこの部分はシールされていて、圧力チューブは、その中を流体が流れ ていないドライの状態で延びている。潅注個所から検知器までの好ましい伝達媒 体は空気である。小型の細菌フィルタを圧力配管に組込んで殺菌性を保持し、処 置毎の後にポンプ内の検知器を殺菌する必要性を排除する。

その他の構成も可能ではあるが、ポンプは圧力に対して２設定、流量に対して３ 設定を含み、全ての設定を独立して予設定できるように計画されている。適当な 押釦式スイッチにより低圧あるいは高圧、および低流量、中流量あるいは高流量 を迅速に選定できるようにする。また、便利さの観点から、医者の便利なところ で設定を選択するよう適当な足踏み式スイッチを設けることも考えられる。

圧力の保持に関して、圧力検知器あるいは変換器の出力は圧力制御装置に送られ 、該圧力υ制御装置はそのパラメータはスイッチにより設定演みであって、圧力 を保持するために流出配管における圧力制御弁を制御する。流量は、一定のポン プ回転数（１分当りの回転数）を通してスイッチにより設定されて保持される。

手動による圧力設定の変更は、弁操作を通して、一定に保持さ、れた流ｍとは独 立して圧力検出および制ｍ装置により自動的に保持される。同様に、流量を変え るためのポンプ回転数の手動による再設定は予設定された圧力パラメータに対し ては何ら影響せず、前記パラメータは圧力検出および制御装置、ならびに実際の 圧力安定手段として前記装置により作動する圧力制御弁を介して保持される。

ある状況下においては、前記装置は選定された流量において希望する圧力レベル を連続的に保持できないことが予測できる。例えば、カミソリによる方法に関連 した吸引装置の要求は選定された流量において圧力許容能力を上用ることが考え られる。そのような状況下では、本発明による装置はオーバライド制御装置を提 供し、該装置は、圧力制御装置が圧力パラメータを保持できないことを検出する と、ポンプ回転数の手動あるいはスイッチによる設定をオーバライドして、流量 を、希望するパラメータの範囲内で圧力を保持しうる点まで調整する。前記のオ ーバライド制御装置は、過度の要求が無くなると流量が元の設定まで自動的に低 下するように作用する。前記装置は流量のオーバライド状態を可視指示する例え ばライトを含むことが好ましい。また、望ましいと思われるその他の表示を設け てもよい。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による装置の概略図、および第２図は本発明の概略ブロック線図 である。

詳細説明 図面を詳しく参照すれば、本装置の制御要素は大きなポンプハウジング即ちキャ ビネット１０に内蔵されており、外部要素を最小としていることが判る。ポンプ １２は一定の低流量、中流量および高流量を選択的に提供する、３個の手動回転 数設定１４を備えた蟻動ポンプであることが好ましい。

前記装置は適当な流体源１６を含み、即ちそこから流体の供給を受ける。該流体 源は従来から使用されている一連の潅注流体バッグでよい。流体は供給導管即ち チューブ１８を介してポンプに供給される。希望に応じて、流体供給源１６のす ぐ下流において前記導管に適当な遮断弁を設けることができる。前記流体は通常 重力によりポンプ１２まで送られ、かつ第２の導管である流入配管即ちチューブ ２０を介して、ポンプの予設定された回転数により規定される一定の流量でポン プ１２から排出される。

流入配管２０は、図示実施例では膝である身体の潅注個所２２と適当なカニユー レを介して連通する。膝からの流出も適当なカニユーレならびに流出配管即ちチ ューブ２４を介して行われる。この流出配管２４はその排出時適当な排出装置２ ６と連通ずる。前記排出装置は低い高さの収集バケツあるいは適当な吸引装置か ら構成すればよい。

流量と同様に、潅と個所２２における希望する圧力も、希望に応じて圧力を連続 して監視しかつ自動的に調整して設定された所定のパラメータ内に留るようにし て適当な一連のスイッチ２８を介して手動で設定される。圧力を実際に検出する には、一端で膝の潅注個所２２あるいは代替的に流入チューブ２２あるいは潅注 個所２２のすぐ外側の流出チューブ２４と連通した圧力検出即ち圧力フィードバ ックチューブ３０を利用する。この圧力フィードバックチューブ３０はその内径 が１．６ミリ（１／１６インチ）程度であって、圧力伝達媒体として空気を用い るので、ドライに保持される。小型の細菌フィルタのような適当な殺菌障害３１ がフィードバック配管に組込まれ殺菌状態を保ち、それより内側の要素、特にフ ィードバック配管が直接連通する検知器あるいは圧力変換器３２の殺菌の必要性 を排除する。

前記検知器あるいは圧力変換器の出力は圧力制御装置３４へ送られ、該１１１１ ａ装置が選定されたパラメータからの圧力変動を検出し、流出配管２４に設けら れた絞り弁即ち圧力制御弁３６を制御調整する。この弁３６は電磁作動弁が好ま しく、その［オン／オフ＋弁の予期される脈動は弁３６の上流において流出配管 ２４と連通した適当な膨張室即ちアキュムレータ３８により本装置からｔま緩衝 される。例えば、本発明の環境においては、約１リツトルの膨張室は弁の繰返し 速度が毎秒約１サイクルとして１％以下まで圧力変動を濾過即ち緩衝させる。電 磁作動弁の代替として、適当な直線弁即ち比例弁を用いることができ、膨張室の 必要性を低減させるか、排、除する。

予め選定したパラメータ内に保持するための圧力調整は、予め選定したｉｔに遡 及することなく行われ、通常の状況下ではその潅注個所での流量を変動させる必 要はないことが認められるべきである。潅注個所等から破片を洗い流すためによ り大量の流量が望ましい場合、適当なスイッチを手動で作動させ、ポンプの回転 数を変えることができる。圧力制ｔＩｌ装置３４は流量の変化に自動的に対応し 、変換器ならびに弁３６の制御信号により圧力を連続して監視することにより圧 力を予設定したパラメータ内に保ち続ける。希望に応じて、適当な回転数および 圧力表示４０および４２をハウジング１０に設ければよい。

ある状況下においては、医者あるいは治療法が、ポンプ１２に対して設定した流 りにおいて保持しえない圧力を要求することがある。この原因は他の切開個所か らの漏洩、使用されている特定の用具に関連した別個の吸引装置の要求等である 。そのような場合に、例えば低圧、即ち選定した圧力より１０パーセント下方の 圧力が許容時間、即ち４秒間以上の時間存在したことを示す、圧力制御モジュー ル即ち圧力ｉ、Ｉ１ｍ装置３４からのフィードバックがオーバライド制ｔＩｌ装 置により検出される。オーバライド制御ＸＩ装＠４４の方はポンプ回転数の手動 設定を自動的にオーバライドしてポンプの流量をより高い設定、即ち圧力制御装 置が自動的に作動して希望する圧力を達成できる設定まで増加させる。、前記圧 力を達成すると、オーバライド制御装＠４４はポンプ回転数を元の手動設定まで 戻す。

また、ありえないように考えられるが、例えば真空が無くなったり、吸引チュー ブが破れたため吸引排出装置や圧力制御装置がポンプの希望する流量に追従でき ないこともありうる。そのような場合、検出された持続圧力は、圧力制御装置と オーバライド制御装置とによりポンプの流量を低下させ、圧ノコ制御弁３６の自 動制御により希望する圧力を保ちやすくする。そのような異常事態は過度の高圧 あるいは低圧により発生しようと、流量オーバライドランプ４６により可視表示 される。さらに、設定した流量をオーバライドする特定の治療法あるいはその他 の原因がもはや関係ない、即ち介在しなくなれば、オーバライド制御装置はポン プの元の回転数設定へ自動的に戻す。

また、本発明による装置は各種の安全要素を内蔵することにより、例えば選定さ れた値より２０％高い、制御不能の圧力増加のような極端な圧力変動を検出する と、適当な手段が作動して本装置を遮断して直ちにポンプを停止させ、圧力制御 弁を開放して、圧力が選定された値に戻るまで流体を排出する。この状態に対し て信号を出すため緊急ライトが設けられる。希望に応じて、一旦圧力が安全値ま で低下するとポンプは再び始動しうる。

限定的ではないが、ポンプは以下の範囲で作ｖＪするよう構成することが考えら れる。

１、　流量　０−９９９ミリリットル／分２、　圧力　ｏ−１ｏｏミリＨＯ 本装置の作動要素、制御装＠等はそれ自体周知の構造および性能のものである。

広義には、圧力は膝に挿入された針あるいはカニユーレにより検出される。カニ ユーレはポンプに至る小径のプラスチックチューブに取り付けられている。圧力 は空気によってこのプラスチックチューブを介して伝達され、シリコンのダイ上 でレーザでトリミングしたレジスタにより構成しうる標準的なソリッドステート の圧力センサにより検出される。圧力により発生する電圧差は隔絶され、次に増 幅されて実際の圧力電圧を発生させ、それがコンパレータの入力側へ送られる。

コンパレータの他方の入力側は選定された圧力レベルを示す安定した電圧を有す る。実際の圧力が希望する圧力より低い場合、コンパレータの出力は正である。

その結果の正の電圧はトランジスタをスイッチ・オンさせ、電磁弁において電流 を発生させて、電磁弁を閉鎖する。このように電磁弁が開鎖することにより膝か らの流出配管を塞ぎ、圧力を増加させ、ポンプが作動しているので流体が流入し 、流出が塞がれる。実際の圧力が希望圧力より大きくなると、逆の状態が発生し てコンパレータの出力は零となる。この零の出力はトランジスタをオフにし、ソ レノイドの電流を遮断する。したがって電磁弁は開放し、流体が隷、から流出し て圧力を低下させる。

したがって、実際の圧力は希望する圧力点の極近くに保持されることが判る。圧 力が増加するや否や、電磁弁が間放し、膝から若干流体が流出する。圧力が低下 づると、電磁弁が閉鎖し、膝の圧力が希望する値まで蓄圧されて戻る。

電（Ｕ弁を過度に作動させようとする傾向は、圧力リザーバ即ち圧力安定装置と して作用する電磁弁の前方の流出配管における膨張室により排除される。使用さ れる特定の電磁弁は作動に対して重要ではないが、本装置に対して使用しつる弁 はアスコ（ＡＳＣＯ）の子会社であるアンガサイエンティフィック（Ａｒｌｇａ ｒ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）により製作されている部品番号３８８Ｎα１２１２ １５である。これは１　、０５Ｋｇ／ｃｍ２（１平方インチ当り１５ボンド）１ ２ボルトＤＣとされている。計画されている圧力変換器はコネクチカット州スタ ンフォード（５ｔａｎｆｏｒｄ）のオメガエンジニアリング社（Ｏｍｅｃ＋ａ　 Ｅｎｑｉｎｅｅｒｉｎｏ　Ｉｎｃ　）の部品番号＃ＰＸ１３６により供給されて いる。

オーバライド論理は基本的には選定された圧力電圧と実際の圧力とを別のコンパ レータに送ることを含み、該コンパレータからの出力は圧力電圧と時間要素との 差の組合せにより規定される。

本発明による装置は、現在利用可能な装置のいずれも行わないことを行い、圧力 と流量の値とを独立して制御でき、かつ流出量を自動的に調整し、必要に応じて 、選定された圧力を保つようポンプ速度を調整する。同様に、関節をより大きく 離ず必要のある場合、本装置はより高い要求圧力に手動で設定できる。一旦これ が設定されると、新しい設定値を自動的に保持する。典型的な治療法の場合、希 望する圧力は１〜２回変えればよい。１つの値がほとんど使用され、流出量が自 動的に変って治療法の要求に対応する。このため過圧の可能性を最小にして安全 な作動状態を提供し、このように医者が関節での流量や圧力を気にするのでなく 医掠に専念できるようにする。本発明は特定治療法に対して手術室での時間を低 減させるようである。

潅注流体は、弁やポンプヘッドの通過のときも含め常に、閉鎖された弾性チュー ブを貫流することに注目すべきである。流体の殺菌性が常に無視されることはな い。

また可聴および可視双方のアラームにより高圧状態を医者に知らせることができ る。何らかの理由で本装置が遮断しなければ、機械的な逃し弁を含めて高圧を解 放させればよい。さらに、電子安全回路を含めて圧力検出がなされていないと検 出し、圧力検出が無くてもよいことが判明ずねばポンプを閉鎖するようにさせる 。

本装置は以下のように作動する。まず、医者が膨張のための希望する流ｍと圧力 とを選択する。流ｍがポンプの速度、したがって流量を規定する。膝の圧力が選 定した圧力を上廻り始めると、吸引配管即ち流出配管の制御弁が間放し圧力を低 下させることができる。逆に、圧力が前記の選定圧力より低い限りは弁は閉鎖さ れたままである。このように、膝の流体液の圧力は極めて緊、密な公差に保持さ れる。

医者が本装置から多少のｍの流体を必要とすれば、ポンプの流量を調整でき、圧 力モジュールは吸引配鷺における弁を制御することによりその変動を自動的に補 正する。例えば、流量をもつと増したい場合は、流ａ設定、したがってポンプの 回転数を増すのみである。本装置は、より長時間、あるいはより頻繁に出力ツレ ノイドを開放することにより必要に応じて応答し、そのため流量が増えても圧力 の増加は伴わない。このように、新しい容量設定であっても圧力は変らない。同 様に、圧力を多少変えたい場合、［は圧力モジュールの設定を変え、そうすると 本装置を新しい設定に適合させ、容量を何ら変えることなく作動は自動となる。

切開部からの漏洩あるいは吸引を利用する個別の計器を用いることにより選定し た流量に保持しえない圧力を医者が所望する場合がある。この場合、圧力モジュ ールからのフィードバックがポンプの流量を希望容量まで自動的に増加させ希望 する圧力を保持する。この「オーバライド］状態は自動的に得られ、本装置の流 １オーバライドインジケータを作動させる。稀ではあるが、例えば真空の失敗あ るいは吸引チューブの閉塞のため、吸引装置と圧力ちり御装置とがポンプの希望 流グに追従できないこともありうる。この場合、圧力モジュールからポンプまで のフィードバックがポンプの流量を低下させ、再び流量オーバライドインジケー タを作動させて、希望する圧力を保持する。

本発明による装置は通常前面パネルから希望する流量を設定し、かつ表示するこ とができる。１＠が他の２個より明るくなるよう選択されて、３＠の設定が常に 表示される。希望する流ｍの選択はパネルの前面の選択釦あるいは医者が制御す る足踏みスイッチによってなされる。

また膨張圧力も前面パネルの選択釦あるいは足踏みスイッチのいずれかにより変 更することができる。

ム 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＦｌ、ＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲ ＥＰＯＲＴ　０ＮＰａｔｅｎｔ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　 Ｐａｔｅｎｔ　ｆａ＋ｎ１ｌｙ　ＰｕｂＬｉｃａｔｉｏｎｃｉｔｅｄ　ｉｎ　５ ｅａｒｃｈ　ｄａｔｅ　＋ｎｅＩＴ１ｂｅｒ（ｓｌ　ｄａｔｅ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．身体内の灌注個所までの灌注流体の圧力と流量とを保持し、かつ制御するた めに、内視鏡検査に使用される灌注装置において、 （ａ）灌注流体源を提供する流体源手段と、（ｂ）灌注流体を汲出すポンプ手段 であつて、ポンプと、予め選定した流速で前記ポンプを駆動する調整可能のポン プ駆動手段と、前記流体源を前記ポンプと連通させる第１の導管手段と、および 前記ポンプを灌注個所と連通させる第２の導管手段とを含むポンプ手段と、（ｃ ）前記灌注個所と流体を受取る連通関係にあり、前記灌注流体の排出流量を規定 する流出導管手段と、（ｄ）前記灌注個所における流体圧を調整するように前記 の流出導管を通る流体排出量を選択的に変える調整可能の流量規制手段と、 （ｅ）前記灌注個所における圧力を測定し、かつ所定のパラメータ内での圧力増 加を検出する圧力検出手段と、（ｆ）前記圧力検出手段に応答し、前記ポンプ駆 動手段とは独立して前記の所定パラメータ内に前記灌注個所での圧力ならびに該 ポンプ駆動手段により得られる流量とを保持するよう前記の調整可能の流量絞り 手段を選択的に調整する圧力制御手段と、および （ｇ）前記圧力検出手段ならびに前記の所定のパラメータとは独立して前記ポン プ駆動手段を調整し、したがつて流量を選定する手動手段とを含む灌注装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の装置において、所定のパラメータ内に圧力を保持 するための前記圧力制御手段の不能を検出し、それに応答して前記手動手段とは 独立して前記ポンプ駆動手段を調整して前記手動手段をオーバライドして前記流 量を選択的に調整するオーバライド制御手段を含む灌注装置。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の装置において、前記の所定の圧力バラメータを調 整する手動手段を含む灌注装置。
4. ４．請求の範囲第３項に記載の装置において、前記の調整可能の流量絞り手段が 電磁作動弁からなる灌注装置。
5. ５．請求の範囲第４項に記載の装置において、前記の調整可能の流量絞り手段の 上流において前記流出導管手段と連通する膨張室を含む灌注装置。
6. ６．請求の範囲第３項に記載の装置において、前記圧力検出手段が前記灌注個所 と前記圧力制御手段との間で直接連通する圧力フイードバツク導管手段を含む灌 注装置。
7. ７．請求の範囲第６項に記載の装置において、前記圧力検出手段が、前記の圧力 フイードバツク導管手段内のドライ圧力伝達媒体と圧力検出変換器とを利用して いる灌注装置。
8. ８．請求の範囲第３項に記載の装置において、前記圧力検出手段が前記第２の導 管手段と前記流出導管手段の一方と連通した圧力フイードバツク導管手段を含む 灌注装置。
9. ９．請求の範囲第３項に記載の装置において、前記オーバライド制御手段に応答 する可視流量オーバライドインジケータを含む灌注装置。
10. １０．請求の範囲第３項に記載の装置において、前記の調整可能の流量絞り手段 が比例弁を含む灌注装置。