KR20180113997A

KR20180113997A - 용존 가스의 전달 및 의료용 유체 라인의 가스 제거를 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20180113997A
Application number: KR1020187020419A
Authority: KR
Inventors: 존 파일-스펠맨; 재 에이치. 최
Original assignee: 히베르니아 메디칼 엘엘씨; 재 에이치. 최; 존 파일-스펠맨
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-10-17
Also published as: EP3393545A4; WO2017112736A3; EP3393545A2; EP3393545B1; CA3013266A1; AU2016377582A1; CN108601876A; AU2016377582B2; JP6980212B2; JP2019500195A; WO2017112736A2; CA3013266C; CN108601876B; US20170173247A1; KR102371516B1; US10773009B2

Abstract

의료용 액체를 가스와 주입하기 위한 방법 및 시스템으로서, 상기 시스템은 가스원, 진공 펌프, 상기 가스원 및 상기 진공 펌프에 연결되는 유체 저장고, 가열 및 냉각 시스템, 및 초음파 분해기를 포함하는 온도 제어 용기, 및 제어기로서, 상기 진공 펌프를 작동시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 액체에서 가스를 제거하도록, 상기 가스원으로부터 제1 유체 라인을 통해 상기 유체 저장고로 가스를 방출시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체에서 가스를 제거하도록, 그리고 가스가 제거된 상기 액체를 상기 유체 저장고로부터 제2 유체 라인을 통해 카테터로 전달하도록 구성된, 상기 제어기를 포함한다.

Description

용존 가스의 전달 및 의료용 유체 라인의 가스 제거를 위한 방법 및 시스템

저작권 공고

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2015년 12월 21일에 출원된 "용존 가스의 전달을 위한 방법 및 시스템(METHOD AND SYSTEMS FOR THE DELIVERY OF DISSOLVED GASES)"이라는 명칭의 미국 가 출원 번호 62/270,216의 우선권을 주장하며, 이의 개시 내용은 이에 의해 그 전체가 참조로 통합된다.

기술분야

본 출원은 의료용 용존 가스를 함유하는 처방된 액체의 양을 동맥계를 통해 직접 전달하고 특히 신체에 주입하기 전에 라인들을 유체로 씻어 낼 때 의료 시술들 동안 공기의 의도치 않은 주입의 피해를 경감하기 위한 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

많은 임상 조건에서 치료 목적들을 위해 환자에 가스를 투여하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 환자 혈액 내 산소의 부분 압력을 증가시킬 목적으로 산소가 환자에 전달될 수 있다. 특정 조건들에서, 환자 혈류에 직접 산소를 투여하기 위해 산소 공급기가 채용될 수 있다. 산소 공급기들의 예들은 미국 특허 번호 3,934,982, 및 4,440,723에 개시된 것들을 포함한다. 산소 공급기들은 산소 함유 가스를 혈액과 결합시키고 산소가 공급된 혈액을 혈관 또는 혈액 공급원으로 되돌려준다. 산소 투여는 환자의 증상들을 완화시키고 장기 기능을 보호한다는 면에서 이점을 제공할 수 있으나, 환자의 장기 또는 장기들의 세포들의 대사 상태는 보통 또는 보통 이상을 유지될 수 있다.

의도치 않은 공기의 신체로의, 특히 동맥 순환으로의 주입은 - 미량이더라도 - 치명적인 합병증들로 이어질 수 있다. 삽입될 의료용 디바이스들(예를 들어, 스텐츠, 코일)에서 공기를 제거하는 것 및 그 다음 동맥들로 유체를 주입하기 위해 사용되는 고무관의 일상적 준비는 특히 작은 거품들이 관 벽에 달라붙고, 관을 흔들면서 그것을 씻어내고 말단을 들어 올리면서 거품들이 튜브에서 씻겨졌음을 확인함으로써 제거되어야 할 때 문제가 된다. 이는 복잡한, 시각화할 수 없는 디바이스들 및 고무관에 대해, 훨씬 더 문제가 된다.

저체온은 장기들, 이를테면 심장 및/또는 뇌에 대한 대사 요구를 감소시키는 것으로 나타났다. 저체온은 또한 원치 않는 세포 괴사 또는 손상 확산을 방지함으로써 환자의 장기들에 보호 효과들을 제공할 수 있다. 심장 또는 전신의 저체온을 유도하기 위한 하나의 방법은 혈관으로 삽입되고 해당 혈관을 통과해 흐르는 혈액을 차갑게 하기 위해 사용되는 열 교환 카테터를 사용하는 것이다.

기존 디바이스들은 혈류를 통해 가스를 제공하고 저체온을 유도하는 이점들을 조합하지 못한다. 따라서, 해당 분야에 면역 반응 따위가 제대로 발휘되지 못하는 장기 기능들로 고통 받는 환자들의 장기 보호를 개선하기 위한 요구가 남아 있다.

본 출원은 임상적으로 유용한 의료용 용존 가스를 함유하는 액체를 처방된 방식으로 전달하기 위한 시스템들 및 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

일 실시예는 의료용 액체를 가스와 주입하기 위한 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 가스원, 진공 펌프, 상기 가스원 및 상기 진공 펌프에 연결되는 유체 저장고, 가열 및 냉각 시스템, 및 초음파 분해기를 포함하는 온도 제어 용기, 및 제어기로서, 상기 진공 펌프를 작동시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 액체에서 가스를 제거하도록, 상기 가스원으로부터 제1 유체 라인을 통해 상기 유체 저장고로 가스를 방출시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체에서 가스를 제거하도록, 그리고 가스가 제거된 상기 액체를 상기 유체 저장고로부터 제2 유체 라인을 통해 카테터로 전달하도록 구성된, 상기 제어기를 포함한다.

상기 제어기는 상기 가열 및 냉각 시스템이 상기 유체 저장고를 가열시킬 수 있게 하고, 상기 초음파 분해기를 작동시켜 상기 유체 저장고에 초음파를 발생시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체에서 가스를 제거하도록 더 구성될 수 있다. 또한 상기 제어기는 상기 가열 및 냉각 시스템이 상기 유체 저장고를 냉각시킬 수 있게 하고, 상기 초음파 분해기를 작동시켜 상기 유체 저장고에 초음파를 발생시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체를 다시 가스로 처리하도록 더 구성될 수 있다. 상기 가스는 산소, 이산화탄소, 및 산화 질소로 이루어진 군으로부터 선택되는 가스를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 상기 액체의 거품들, 가스 농도, 및 온도를 검출하기 위한 센서들을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 시스템은 상기 제1 유체 라인 및 상기 제2 유체 라인을 안전한 가스로 씻어내는 디바이스를 더 포함한다. 상기 안전한 가스는 빠르게 대사되고, 용해되기 쉬우며, 무독성인 가스일 수 있다. 상기 안전한 가스는 이산화탄소 및 산소로 이루어진 군으로부터 선택되는 가스를 포함할 수 있다. 상기 시스템의 추가 실시예는 상기 액체에서 가스를 제거한 다음 상기 제1 유체 라인 및 상기 제2 유체 라인을 상기 액체로 씻어내도록 더 구성되는 제어기를 포함할 수 있다.

상기 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체는 진공 펌프를 작동시킴으로써 유체 저장고에서의 액체에서 가스를 제거하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드로서, 상기 유체 저장고는 가스원 및 상기 진공 펌프에 연결되고, 가열 및 냉각 시스템 및 초음파 분해기를 포함하는 온도 제어 용기에 포함되는, 상기 유체 저장고에서의 액체에서 가스를 제거하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함한다. 상기 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체는 상기 가스원으로부터 제1 유체 라인을 통해 상기 유체 저장고로 가스를 방출시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체를 다시 가스로 처리하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드, 및 가스가 제거된 상기 액체를 상기 유체 저장고로부터 제2 유체 라인을 통해 카테터로 전달하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함한다.

상기 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체는 상기 가열 및 냉각 시스템이 상기 유체 저장고를 가열시킬 수 있게 하고, 상기 초음파 분해기를 작동시켜 상기 유체 저장고에 초음파를 발생시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체에서 가스를 제거하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체는 상기 가열 및 냉각 시스템이 상기 유체 저장고를 냉각시킬 수 있게 하고, 상기 초음파 분해기를 작동시켜 상기 유체 저장고에 초음파를 발생시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체를 다시 가스로 처리하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 더 포함할 수 있다. 상기 가스는 산소, 이산화탄소, 및 산화 질소로 이루어진 군으로부터 선택되는 가스를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체는 상기 액체의 거품들, 가스 농도, 및 온도를 검출하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체는 상기 액체에서 가스를 제거한 다음 상기 제1 유체 라인 및 상기 제2 유체 라인을 상기 액체로 씻어내기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함할 수 있다.

본 발명은 제한적인 아니라 대표적인 것으로 여겨지는 첨부 도면들의 도면들에 예시되며, 여기서 같은 부호들은 같거나 대응하는 부분들을 나타내도록 의도된다.
도 1은 본 출원에 개시된 시스템들의 적어도 일 실시예에 따른 시스템 도해를 도시한다.
도 2는 담수에서의 산소 용해도의 차트를 도시한다.
도 3은 본 출원에 개시된 방법들의 적어도 일 실시예에 따른 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 4는 산소 부분 압력 대 산소 함량의 차트를 도시한다.
도 5는 본 출원에 개시된 시스템들의 적어도 일 실시예에 따른 다른 시스템 도해를 도시한다.

이제 본 출원의 부분을 형성하고, 예로서 본 발명이 실시될 수 있는 대표적인 실시예들을 제시하는 첨부 도면들을 참조하여 청구 대상이 이하에서 보다 충분하게 설명될 것이다. 그러나, 청구 대상은 다양한 상이한 형태로 구현될 수 있고, 그에 따라, 커버되거나 청구되는 대상이 본 출원에 제시된 임의의 예로 제한되는 것으로 여겨지지 않도록 의도된며; 예시적인 실시예들은 단지 예시적인 것으로 제공된다. 다른 실시예들이 이용될 수 있고 구조적 변경들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 마찬가지로, 청구되거나 커버되는 대상에 대해 합리적으로 광범위한 범위가 의도된다. 다른 것들 중에서도, 예를 들어, 청구 대상은 방법들, 디바이스들, 구성요소들 또는 시스템들로서 구현될 수 있다. 따라서, 실시예들은 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합(소프트웨어 그 자체로가 아니라)의 형태를 취할 수 있다. 따라서, 다음 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해지도록 의도되지 않는다.

명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, 용어들은 명백하게 언급된 의미를 넘어서 맥락이 암시 또는 함축하는 뉘앙스의 의미들을 가질 수 있다. 마찬가지로, 구 "일 실시예에서"는 본 출원에서 사용될 때 반드시 동일한 실시예를 나타내는 것은 아니고 구 "다른 실시예에서"는 본 출원에서 사용될 때 반드시 상이한 실시예를 나타내는 것은 아니다. 예를 들어, 청구된 대상은 대표적인 실시예들의 조합들을 전체로 또는 부분적으로 포함할 수 있다는 것이 의도된다.

본 출원은 중요한 가스를 용해된 상태로 알려진 농도로 조직들의 영역에 관류시켜 동맥에 카테터를 통해 인체 조직들에 전달할 수 있는 의료 요구를 처리한다. 대사적으로 주요한 활성 기체들 이를테면 산소(O2), 이산화탄소(CO2) 및 초단파 반감기 생-전달자 분자 기체들 이를테면 산화 질소(NO) 등이 그러한 수단에 의해 전달될 수 있다. 일 실시예는 O2의 농축된 양을 저점도 유체로 고 부분 압력으로 혈류량이 적은 상태들(심근 경색, 대뇌 허혈 등)의 허혈성 조직들에 전달함으로써 동맥내(IA, intra-arterial) 요법 동안 허혈성 조직들로 현저히 증가하는 O2 전달을 포함한다.

따라서, 유체 전달 디바이스는 환자의 동맥으로 전달될 수 있는 유체에 용해된 O2의 양을 현저시 증가시키기 위해 제공될 수 있다. 디바이스는 먼저 주입 유채/액체 저장고에서 그것의, 예를 들어, 질소(N2) 및 O2 가스들을 빼앗아, 그것에서 가스를 제거할 수 있다. 이는 바람직하게는 열, 진공(예를 들어, 헨리의 법칙), 또는 둘의 조합 흐늘어 또는 흔들지 않고(예를 들어, 초음파 분해 등) 이루어진다. 그 다음 유체/액체는 예를 들어, 100% 산소로 다시 채워질 수 있다. 이러한 유체-기체 혼합물은 단일 포화 유체인 것으로 고려될 수 있는데, 이는 유체의 해당 온도 및 압력에서의 가능한 모든 가스 용해가 단일 가스에 의해 차지되기 때문이다. 압력 증가 및 냉각에 따라 추가 O2가 용해될 수 있다. 액체에 함유된 O2의 총량을 향상시키기 위한 방법을 반복하는 것이 가능하다. 혈액에서 정상적으로, 헴(heme)을 함유하지 않는 유체는 단지 3%의 산소를 운반하는데 이는 생명을 지속하는 데 충분하지 않다. 그러나, 본 출원에서 설명되는 방법을 사용하면, 헴을 함유하지 않는 유체/액체에 의해 운반되는 O2의 양이 조직 생존률을 지속하는 데 유효하게 기여하도록 현저히 증가될 수 있다. 추가적으로, O2 요구를 감소시키는 저체온 처치와 함께 사용되는 이러한 방법들, 및 혈액 점성을 감소시키는 추가 유체의 효과가 또한 전달되는 O2를 증가시킨다. 이러한 요인들은 협력하여 임상적으로 유용한 양의 3%의 기준치로부터 50%- 조직에 요구되는 O2의 100%를 초과하는-까지 주입될 수 있는 물(H2O) 또는 다른 유체/액체의 O2 함량을 증가시키는 작용을 한다.

대안적인 실시예에서, 유체 전달 디바이스는 환자의 동맥으로 전달될 수 있는 유체에 용해된 NO의 양을 현저시 증가시키기 위해 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 유체 전달 디바이스를 주입되어도 안전하고 빠르게 대사되며, 예를 들어, 80% 질소인 대기를 대체하는 O2인 산소(O2)로 효율적으로 씻어내기 위한 플러싱 디바이스이다. 플러싱 디바이스는 환자에 연결될 말단 선을 유체의 투입 이전에 O2 또는 CO2로 씻어낼 수 있다. 플러싱 디바이스는 또한 유체 전달 디바이스와 별개로 사용될 수도 있다. 그러한 구성에서, 플러싱 디바이스는 라인에서 모든 이전의 실내 공기와 관련된 N2의 O2로의 안전하고, 완전하며, 효율적인 대체를 보장하는 연결기들, 가스 미소공 필터들, 및 밸브들을 포함할 수 있다. 그 다음 라인은 환자로 삽입되기 전에 유체 라인들에 연결될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 유체 전달 디바이스를 주입되어도 안전하고 용해되기 쉬우며, 예를 들어, 80% 질소인 대기를 대체하는 CO2인 CO2로 효율적으로 씻어내기 위한 플러싱 디바이스이다. 플러싱 디바이스는 모든 N2의 O2 또는 CO2 가스들로의 안전하고, 완전하며, 효율적인 대체를 보장하는 연결기들, 가스 미소공 필터들, 및 밸브들을 포함한다. 개시된 실시예들 중 하나 이상이 또한 의료적인지 않은 사용들 이를테면 수선들에서 공기를 제거하는 것에도 적용가능하다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에서, 시스템은 용액의 유형, 가스의 유형, 온도, 및 압력을 고려해, 그리고 가능한 모든 조직 혈류 특성들 및 요구들의 경우에, 의료용 용액(유체/액체)에서 가스를 제거하고, 용액을 타겟 가스로 다시 처리할 수 있는 디바이스를 포함한다. 이러한 가스 포화 용액은 그 다음 의료 처치를 위해 동맥으로 서서히 주입될 수 있다. 유체들에서의 가스 제거는 다음을 포함하여 다양한 방식으로 이루어질 수 있다: A) 가열 뒤섞음, B) 흡인기를 사용한 진공 가스 제서, C) 가스-액체 분리 막을 사용한 진공 가스 제거, D) 헬륨 퍼징에 의한 가스 제거 및 E) 동결-펌프-해동 사이클링. 이러한 모든 방법이 사용될 수 있고, 사용되는 가스 및 용액에 따라 구체적인 임상 징후들에 사용될 수 있다. 냉각 및 압력과 함께 또는 없이 가스를 제고하고 다시 가스로 처리하는 것의 사용이 도 2에 도시된 바와 같이, 용해된 가스의 양을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.

도 1에 예시된 실시예에서, 자동(프로그램된 제어기 또는 컴퓨터) 가스 제거기, 및 의료용 가스 재처리기가 의료용 가스 실린더의 레귤레이터(102), 진공 펌프(104), 솔레노이드를 갖는 3-방향 밸브(106), 솔레노이드들에 대한 제어기 연결부들(108A, 108B, 108C), 단열 용기(110), 가스/생리적 층을 갖는 접는 식의 유체 저장고(112), 3-방향 밸브(114)(솔레노이드와, 유체 저장고(112)로부터의 연결부 및 가스/진공 및 유체 경로를 포함함), 유체 인라인 센서들(116)(거품 검출기들, 가스 측정, 및 온도)(예를 들어, 하나는 114에 인접한(유체 저장고(112)에 가까운) 선에 연결되고 두번째 것은 유체 저장고(112)에서 먼 124에 인접한 선(카테타로의 유체 경로)에 연결됨), 제어기(122)로 연결되는 초음파 분해기(118), 온도 센서를 포함하고 솔레노이드로부터 제어기(122)로의 연결을 통해 컴퓨터로 연결되는 히터/칠러(120), 솔레노이드를 갖는 3-방향 밸브(126), 및 카테터 시스템으로의 연결기를 포함할 수 있는 카테터(124)로의 유체 경로의 조합을 포함하여 제공된다.

제어기(122)는 유체 저장고(112)에서의 의료용 용액의 가스 제거, 가스 재처리, 가열/냉각, 및 초음파 분해를 제어하도록 프로그램될 수 있는 마이크로컨트롤러 또는 프로세서일 수 있다. 제어기(122)는 진공 펌프(104)(가스 제거를 위함) 및 레귤레이터(102)를 갖는 의료용 가스 실린더(가스 재처리를 위함)로부터 유체 저장고(112)로의 경로들을 수립하기 위해 솔레노이드들(108A 및 108B)로의 제어기 연결들을 통해 밸브들(106 및 114)과 연관된 솔레노이드들을 제어하도록 구성가능하다. 의료용 가스 실린더의 레귤레이터(102)는 유체 저장고(112)에 허용되는 가스 압력의 양을 제한할 수 있다. 유체 저장고(112)는 가열/냉각 챔버를 포함하고 유체 경로(레귤레이터(102)를 갖는 의료용 가스 실린더로부터 카테터로의) 및 초음파 분해기(118)에 연결되는 단열 용기(110) 내에 포함된다. 유체 인라인 센서들(116)로부터의 판독치들에 기초하여, 초음파 분해기(118) 및 히터/칠러(120)가 유체 저장고(112)에서의 의료용 용액을 목적하는 가스 농도로 처리하기 위해 레귤레이터(102)를 갖는 의료용 가스 실린더와 함께 작동될 수 있다. 의료용 용액이 목적하는 가스 농도에 도달하면, 제어기(122)는 가스 포화 용액을 유체 경로로 카테터(124)로 전달하기 위해 연결부(108C)를 이용하여 밸브(126)를 제어할 수 있다.

도 3은 의료용 액체를 카테터 라인으로 전달하기 위한 의료용 가스로 농축하는 것을 제어하기 위한 마이크로컨트롤러에 의해 수행되는 방법의 흐름도를 나타낸다. 단계(202)에서, 마이크로컨트롤러는 유체 저장고와의 연결을 나타내는 신호를 수신할 수 있다. 유체 저장고는 살균한 의료용 용액 또는 액체, 이를테면 식염수를 함유할 수 있다.

그 다음 단계(204)에서, 마이크로컨트롤러는 자가 진단을 개시할 수 있다. 자가 진단은 유체 저장고로의 그리고 그것으로부터의 유체 경로 밸브들의 솔레노이드들과의, 그리고 유체 저장고의 유체 경로로 연결된 센서들과의 통신 또는 전기 시그널링을 수립하는 것을 포함할 수 있다. 단계(206)에서는, 가스 제거 절차가 시작된다. 가스 제거 절차는 의료용 액체에서 가스를 제거하는 것, 의료용 액체를 가온시키는 것, 그리고 초음파 분해하는 것을 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러는 유체 저장고 및 진공 펌프 간 경로를 개방시킬 수 있다. 그 다음 마이크로컨트롤러는 진공 펌프가 유체 저장고에서 공기를 제거할 수 있게 할 수 있다. 제어기는 거품 센서를 통해 그것이 연속적인 유체를 검출하거나 의료용 액체에 거품이 전혀 없을 때 진공을 중단할 수 있다. 히터 및 초음파 분해 디바이스는 의료용 액체가 미리 결정된 시간 기간(예를 들어, 90분 이상) 동안 소정의 온도, 이를테면 50℃에 이를 때까지 제어기에 의해 턴 온될 수 있다. 제어기는 거품 센서가 연속적인 유체를 확인할 때까지 유체 저장고에서 추가 공기를 제거하기 위해 유체 저장고 및 진공 펌프 간 경로를 다시 개방시킬 수 있다.

단계(208)에서, 의료용 액체는 의료용 가스로 다시 처리된다. 마이크로컨트롤러는 유체 저장고 및 의료용 가스원 간 경로를 개방시켜 의료용 가스를 유체 저장고로 레귤레이터의 미리 결정된 압력(예를 들어, 1.25 atm)까지 부풀리거나, 펌핑하거나, 또는 방출시킬 수 있다. 칠러 및 초음파 분해 디바이스는 의료용 액체의 온도가 미리 결정된 시간 기간(예를 들어, 3시간 이상) 동안 소정의 온도, 이를테면 -2℃일 때까지 마이크로컨트롤러에 의해 턴 온될 수 있다. 마이크로컨트롤러는 거품 검출기가 연속적인 유체를 확인할 때까지 유체 저장고에서 임의의 용해되지 않은 추가 공기를 제거하기 위해 유체 저장고 및 진공 펌프 간 경로를 다시 개방시킬 수 있다.

인라인 센서들은 의료용 액체에서의 의료용 가스 농도를 측정하기 위해 유체 저장고에 연결될 수 있다. 단계(210)에서, 마이크로컨트롤러는 의료용 액체에서의 의료용 가스의 타겟 농도가 달성되었는지 여부를 결정한다. 타겟 농도가 달성되지 않은 경우, 인라인 센서들이 타겟 농도의 가스 농도를 나타낼 때까지 단계들(206 및 208)이 반복될 수 있다.

마이크로컨트롤러가 타겟 농도가 달성되었다고 결정할 때, 마이크로컨트롤러는 가스 포화 의료용 액체가 유체 저장고로부터 카테터로 흐르게 하기 위한 통로를 연결한다, 단계(212). 마이크로컨트롤러는 계속해서 의료용 액체를 미리 결정된 냉각 온도로 냉각 또는 유지시킬 수 있다. 액체가 카테터로 가게 하기 전에, 마이크로컨트롤러는 의료용 액체에 어떠한 기포도 있지 않고 액체의 온도가 미리 결정된 냉각 온도에 있다는 것을 보장하기 위해 유체 저장고에 연결되는 유체 경로에 연결되는 센서들로부터 데이터 판독치들을 검색할 수 있다, 단계(214). 유체가 준비되면, 준비된 의료용 액체를 사용한 투입이 시작될 수 있다.

본 출원에 개시된 시스템들은 본 출원에 참조로 통합되는 미국 특허 번호 8,343,097에 개시된 Hybernia 냉각 카테터 시스템과 조합하여 사용될 수 있다. 그것은 또한 정례적인 카테터와, 또는 몇몇 상이한 방식으로 혈류를 측정하는 카테터와 사용될 수도 있다. 추가적으로, 처음에 그것이 동맥 순환에 사용되기로 계획되었더라도, 그것이 정맥 순환(예를 들어, 폐, 우심로의 O2 또는 약물 전달, 또는 정맥 환류 동안(관상 정맥동 환류)) 상에 사용될 수도 있다는 것이 이해된다.

IA 주입을 위해 식염수에 용해된 산소에 대한 바람직한 방법이 여기 개시된다. 주입된 생리 용액에 의해 운반되는 O2의 기여는 대부분 유체의 극히 낮은 O2 함량으로 인해 임상적으로 중요하지 않은 것으로, 오히려, 그것이 헤모글로빈의 매우 효율적인 O2 운반 능력(헤모글로빈은 나머지 혈액 함량보다 33배 많은 O2를 운반한다, 볼륨 대 볼륨)을 약화시키기 때문에 해로운 것으로 고려되어왔다. 공기에서의 초기 21%의 O2는 해수면 기준 O2의 159 mmHG와 동일하다. 그러나, 그것이 폐에 도달하고 혈액과 평형 상태에 있을 때에는, H2O 증기 및 CO2의 부분 압력들이 O2 함량의 일부를 대체하며, 그에 따라 산소의 혈액 부분 압력(PaO2)은 단지 95-100 mmHg가 되게 된다. 이로 인해, O2의 압도적인 차이, 예를 들어,97%가 혈액에서의 헤모글로빈에 의해 운반되며, 혈액에서의 "물"은 단지 3%를 운반한다(이러한 3%는 논의를 쉽게 하기 위해 다음 논의에서 언급될 수 있고 0.6 cc O2/100 cc 혈액을 나타낸다). 개시된 논의 내용상 - 헤모글로빈이 아닌 모든 물질이 "물"로서 언급될 수 있다 - 적혈구의 70%도 물이다. 계산 개시를 위해, 다른 헴이 아닌 혈액 성분들의 O2 용해도는 H2O의 O2 용해도와 동일한 것으로 고려될 수 있다. O2의 낮은 부분 압력과 연결지어지는, H2O에서의 O2의 낮은 용해도는 생리 식염수를 이를테면 고압 처치 동안 높은 부분 압력 하에서를 제외하고 산소의 열악한 운반체로 만든다. 추가적으로, 매우 효율적인 헤모글로빈 O2 운반체의 임의의 저하는 동등하게 효율적인 무언가에 의해 벌충되어야 할 것이고 이는 정상 상황이 아니다. 따라서, H2O, 또는 다른 생리 용액에 수송되는 O2의 기여는 흔하지 않은 상황에서를 제외하고는 중요하지 않은 것으로 고려된다. 조직 허혈증을 갖는 환자는 삽관법을 통해 보통 100% O2로 처치되지만, 그것을 폐로 전달하는 것의 유익한 효과들은 H2O, 및 CO2의 높은 부분 압력들, 폐포에의 열악한 전달, 순환계에 의한 열악한 전달, 높은 O2 농도에 대한 폐포의 국부적인 유독성을 포함하여, 다수의 실제적인 요인에 의해 완전히 둔화된다. 그러나, 이러한 이슈들은 본 출원에 개시된 시스템들에 의해 완화된다.

도 4는 O2 부분 압력(mmHG) 대 O2 함량(ml/100cc)을 예시하며, 여기서:

A - 20ml의 O2 /100cc의 혈액 = 100 mmHG O2 장력에서의 보통 동맥 O2 함량

B - 15ml의 O2 /100cc의 혈액 = 60 mmHG O2 장력에서의 보통 정맥 O2 함량

C - 5ml의 O2 /100cc의 혈액 = 30 mmHG O2 장력에서의 정맥 O2 함량의 최저

D - 0.33ml의 O2 /100cc의 혈장(혈액) = 100 mmHG O2에서의 O2 함량

E - 5ml의 O2 /100cc의 생리 식염수 = 750 mmHG O2 장력 및 0℃에서의 O2 함량

유용한 양으로 용해된 O2 가스: A) 약 100% O2 하에서, 생리 식염수(NS)에서 가스 제거 및 그것을 다시 가스로 처리하는 것은 O2 장력을 대략 750mmHg까지 가져가거나, 유효 O2를 약 3%에서 약 22.5%로 약 7.5x 높일 것이다 B) 가스 재처리 동안, 온도를 약 38℃에서 약 0℃로 낮추는 것은 H2O에서의 O2의 용해도를 대략 2배만큼 증가시키며, 그에 따라 혈액에 의해 보통 운반되는 O2 함량의 용해된 O2를 약 22.5%에서 약 45%로 증가시킨다, C) 용존 가스량은 그것이 놓여지는 압력에 정비례한다(이상 기체 법칙). 위에서 언급된 Hybernia 카테터 시스템에서 사용되는 고압 유체 회로는 대기압의 약 3-15배에서 실행된다.

표 1은 모든 다른 용존 가스를 O2로 대체하고 냉각되며, 그에 따라 O2 운반을 0.34cc O2/100 cc에서 5.1 cc O2/100 cc 유체로 증가시킬 때 액체에 미치는 효과를 나타낸다. 온도 감소 또는 압력 증가 중 어느 하나에 의해 용해되는 가스는 압력이 감소될 때 바로 용액에서 나올 수 있다(거품).

^℃	^°F	21% O2, 또는 I58 mmHg에서의 실내 공기 상에서의 O2/dl의 ml	100 mmHg을 갖는 동맥혈에서의 O2/dl의 ml	750 mmHg(예를 들어, 모든 다른 가스가 제거됨)에서의 O2/dl O2의 ml
0	32	1.02	.63	5.10
5	41	.91	.56	4.55
10	50	.82	.51	4.10
15	59	.75	.47	3.75
20	68	.68	.42	3.40
25	77	.63	.39	3.15
30	86	.59	.37	2.95
35	95	.55	.34	2.75
40	104	.52	.32	2.60

충분한 O2를 전달: 정상의 휴식 상태들 하에서, 인체 조직은 전달되는 O2의 약 21-32%의 범위로 혈액에 의해 전달되는 O2의 약 1/3보다 적게 사용한다. 이는 이용가능한 동맥혈에서의 혈액/분의 약 19-20cc O2/100 cc 중에 조직에 의해 사용되는 약 4-6cc O2/100cc 혈액/분으로 변환된다. 단기 조직 생존 능력은 현저하게 적게 - 이의 대략 1/2, 약 보통 전달되는 O2의 약 10-15%, 또는 약 2-3 ml O2/100 cc의 조직/분을 필요로 한다. 혈액은 동맥에서 보통 19 내지 20 cc O2 / 100 cc의 혈액을 운반한다. 조직은 정맥혈에서 4-6 cc의 O2를 추출하여 16- 13 cc의 O2를 남긴다. O2 전달은 조직에 의해 추출되는 산소 x 혈류량 x 전달되는 혈액량에 기초한다.

상기한 계산 및 도 4에서의 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 양은 개시된 디바이스 및 방법의 범위 내에서 적절하다. 그리고 한계 상황들에서 보다 중요하다 - 심지어 아주 작은 증가율의 O2 전달이 조직을 보존하고 있을 수 있다. 헤모글로빈이 O2에 대해 높은 운반 능력을 갖는다 하더라도, 그것은 대가를 지불하여 이를 행한다. O2는 헤모글로빈에 단단하게 홀딩되고 많은 것이 매우 낮은 O2 장력에서도 이용가능하지 않다. 추가적으로, 높은 헤모글로빈 O2 함량은 높은 부분 압력과 연관되지 않고 조직들, 특히 모세혈관상 마지막의 허혈 조직으로의 O2의 확산을 유도할 수 없다.

혈액 대신 포화 생리 식염수를 이용하여 효율적인 O2 전달을 증가시키는 다른 유익한 결과들: 혈관계에서의 폐색으로 인해 야기되는 본 출원의 시스템으로 처치될 구상되는 질병들에서, 이러한 폐색에서 먼 혈류는 측부혈관에 따른다: 조직 관류압의 보통의 강하에 따라, 혈관 확장 및 산소 추출 증가의 국부적인 보상 기전들에도 불구하고, 효율적인 산소 전달이 무력하다. 유용한 O2는 혈액의 O2 함량에 의해서 뿐만 아니라, 혈액의 조직으로의 전달율에 의해서도 결정된다. 서서히 주입되는 유체는 또한 전혈을 묽게 할 수 있고, 점도를 낮추며 이는 소정의 압력에서 흐름을 증가시킬 것이다. 이는 특히 관류압이 낮은 허혈 조직들에 해당되고, 흐름은 유체의 유효 점도와 직접 관련된다. 전혈은 생리 식염수의 점도의 약 8배인 점도를 갖는다. 외견상 더 낮은 혈액의 점도는 직경이 300 마이크론보다 작은 혈관들에서 보다 낮은 적혈구 용적율(hematocrit)을 갖는다 - 이렇게 외견상 연속의 법칙의 위반은 순환을 통해 혈장을 거의 33% 더 빠르게 순환시킴으로써 이루어진다(

효과). 그에 따라 이러한 과포화 O2 생리 식염수에서 전달되는 임의의 O2는 그것이 묽게 하고 있는 전혈보다 훨씬 더 높은 속도로 전달될 수 있다. 허혈 조직들에서, 국부적인 관류압은 낮고, 혈관들은 최대로 묽게 되며, 유체의 점도는 주요한 속도 제한 요인이다. 본 디바이스 및 방법은 점도를 그리고 그에 따라 순환 유동률을 유리한 방향으로 바꾼다.

Hybernia 시스템과 함께 본 방법 및 디바이스를 사용하는 것: 개시된 디바이스는 바람직한 실시예에서 Hybernia 카테터 냉각 시스템의 부분으로 사용되기로 계획되었다. 이러한 예들에서, 조직의 온도는 약 5- 7 C°만큼 감소될 수 있다. 조직 대사율 감소에 따라, O2에 대한 필요는 약 8-14%/도 C°로 또는 기준치로부터 적어도 약 40%로 감소된다. Hybernia 카테터 시스템은 최적의 안전한 가스 함량 및 유동률을 결정하는 데 유용한 타겟 조직 온도, 대사, 및 혈류에 관한 정보를 제공한다.

징후적인 거품들을 회피하는 것: 유체가 단지 총 750mm Hg로 포화되고(즉, 환자가 국부 기압 하에 있고), 37.8 ℃(즉, 환자 심부 체온)에 있는 경우, 거품 발달이 지연될 수 있고 디바이스 및 방법은 이러한 모드에서 보통의 카테터에 안전하게 사용될 수 있다. N2의 선전은 최소일 가능성이 있다. 전달될 수 있는 O2의 양은 도 4에 보이는 바와 같이 제한되나, 임상적으로 중요하다: 본 출원에서 제안한 바와 같이, 카테터 내 O2 포화 유체를 보다 높은 온도(0° -> 33° 대 37° C°)에 있는 혈류 내 유체로 되돌려주는 것은 포화도 저하 및 과잉 O2를 야기하여 거품이 일게 할 수 있다. 추가적으로, 유체가 대기압보다 높은 압력 하에서 다시 가스로 처리되는 경우, O2가 과잉될 수 있다. 이를 완화하는 요인들이 다뤄질 수 있다.

이러한 요인들은 다음을 포함할 수 있다: 1) O2 대사가 매우 활발하고, 혈류에서 먼저 고갈되는 O2는 혈장에 용해된 O2이고, 헤모글로빈 상에 운반된 것이 아니다. 혈류 내 질소 거품들은 혈관들에서 거의 무제한으로 약화되어 감압증을 야기한다. 그러나, 여기서 논의된 것보다 5-10배 더 큰 O2 부분 압력으로의 고압 처치 이후 징후적인 O2 색전은 희귀한 실험 조건 이를테면 감압 동안 혼성 가스 전이(예외적인 실험 조건 이를테면 매우 높은 압력으로부터의 비활성 혼성 가스 전이 감압 하에서 보고된 경우들)를 제외하고는 전례가 없다. O2 거품이 발생하고 우선적으로 대사되며, 그것의 낮은 점도가 어떤 방식으로도 순환을 지연시키거나 저해하지 않을 가능성은 크다. 2) 개시된 시스템은 전달된 O2를 대사될 수 있는 것으로 제한하도록 구성될 수 있다. 이는 사전에 설정될 수 있고, 조직 O2 전달 요건 아래로 유지될 수 있다. 추가적으로, 이는 제어기에 의해, 투입율 알고리즘의 부분으로서 계산될 수 있다. 3) O2 과포화 식염수 투입이 전혈과 혼합될 수 있다. 전혈은 추가 O2 운반 능력을 갖는다. 전혈은 a) 용존 가스의 CO2, 및 H2O 증기압이 거의 없는 형태로, b) 결합되지 않은 헤모글로빈의 형태로, 그리고 c) 추가적으로 보다 낮은 온도 [30-33°C]의 다음의 상황에 미치는 효과의 형태로 추가 O2를 운반하는 능력을 갖는다: i. 혈장 및 조직에서의 O2의 용해도 증가, 및 ii. 온도가 낮아짐에 따른 헤모글로빈 해리 곡선의 왼쪽 이동(홀데인 효과). 4) 또한 가스를 제거하는 것은 N2에서 가스를 제거하지 않고 추가 O2를 용해시키는 것이 몇몇 예에서 O2 및 N2 거품들의 형성으로 이어지기 때문에 중요하다. N2 거품들은 유독성이고 위험하다. 5) O2 거품들이 발생한다면, 이러한 거품들의 부분 압력은 대기의 또는 약 750 mmHg일 수 있어서, 그것들 및 조직 사이에 큰 변화도를 초래하여, 가스의 조직으로의 통과를 극심하게 증가시키고 거품들을 빠르게 소멸시킨다. 정맥은 O2가 정맥혈의 O2가 고갈된 헤모글로빈에 의해 흡수됨에 따라, 개시된 디바이스를 사용하여 감압병에서 통상적일 가능성이 없게, 거품들을 되돌려보낸다.

의도치 않은 해로운 결과들 이를테면 산소 독성 및 부식을 회피하는 것: O2 독성은 O2 대사 동안 그리고 면역 세포들에 의해 생성된 자유 라디칼 또는 활성 산소종들(ROS, reactive oxygen species)에 관한 복합적 현상이다. 디바이스는 ROS 스캐빈저 및 엔자임, 및 주요한 생체 신호들 이를테면 ROS에 의해 말살된 NO의 동시 투입을 가능하게 하도록 작동한다. 추가적으로, 특히 높은 압력 및 높은 흐름 속도에서 과포화 O2 용액이 금속들 및 몇몇 플라스틱을 꽤 부식시킬 수 있고, 생체에 적합한 내부식성 물질들 이를테면 폴리이미드가 사용될 필요가 있을 수 있다는 것이 주의되어야 한다.

CO2는 산소 및 포도당 대사의 생성물이다. 인체 내, 혈액 CO2 함량은 대략 2.7 mmol/100ml @ 40mmHg이다(혈액 내 용해도는 0.06ml CO2/100ml 혈액/mmHg이다). 전혈 CO2의 단지 5%(0.135 mmol/100ml)만이 물리적으로 용해되는 반면, 대부분은 단백질-카르밤산 유도체 화합물들과 결합되거나 중탄산염 형태로 수송된다. 과잉 CO2는 보통 CO2가 모세 혈관에서 폐포 공간으로 분산되는 폐에서 제거되고 내쉬어진다. CO2는 혈액 산-염기 항상성의 조절에 수반되고 강력한 혈관 확장제(세포외 양성자의 증가 및 국부 pH의 감소)이다. 대뇌의 자동 조절이 손상되지 않을 때, 혈액 CO2 수준의 증가는 뇌 혈관들의 팽창, 그리고 그에 따라 뇌 조직의 지속적으로 충분한 산소 첨가를 유지하기 위해 대뇌 혈류의 증가로 이어진다. 뇌혈관 또는 혈관 운동 반응도로도 불리우는 이러한 생리학적 연결은 일반적으로 경두개 도플러와 함께, CO2 저항 하에서 뇌 혈관들이 팽창할 수 있는 자연적인 용량(또는 그것의 병적인 결핍)을 측정하기 위해 임상적으로 이용될 수 있다. 이에 의해, 실내 공기가 5-10% CO2로 높으면 이는 보다 높은 치조 CO2 부분 압력(PACO2)으로 이어져 CO2의 모세 혈관으로의 반대 방향 확산을 초래하고, 그에 따라 동맥 CO2 부분 압력을 예를 들어, >40mmHg로 증가시킨다. 이러한 PaCO2의 증가는 전신에 영향을 주며, 이것이 전신을 수반한다는 것을 의미한다.

본 발명은 타겟 장기, 이를테면 뇌의 동맥 CO2 함량을 선택적으로 조작하는 것을 가능하게 한다. 물에서의 가스, 예를 들어, CO2의 용해도는 온도 및 압력에 따른다. 이하의 표는 0C와 37C 사이 온도 1 atm(760 mmHg)에서 물에서의 CO2 용해도를 나열한다: (CO2의 몰 질량은 44.01g이다):

섭씨 온도	CO2 용해도 (g/100ml H2O)	CO2 용해도 (mmol/100ml)
0	0.33	7.5
10	0.23	5.2
20	0.17	3.9
30	0.126	2.9
37	0.1	2.3

제시된 값들은 1 atm에서 주입액에 용해된 CO2의 이론적인 최대를 나타낸다. 동맥 장기상으로 선택적으로 제공될 때, 이러한 양들은 기준치 동맥 CO2 함량에 추가되어 타겟 장기에서의 PaCO2를 증가시킬 수 있다. CO2에 대해 보다 낮은 압력들에서 추가 가스, 예를 들어, 산소와의 조제는 주입액에서 보다 낮게 조절된 CO2 양들을 초래할 수 있다(pO2>>pCO2) 실제로, 장기 혈류를 증가시키거나 혈관 운동 반응도를 테스트하기 위해 목적하는 효과들, 예를 들어, 동맥의 혈관 확장을 달성하기 위해서는 나열된 CO2 양들 중 일부만이 요구된다.

현재 개시된 시스템들은 또한 공기 내 N2를 덜 해로운 다른 가스들로 대체함으로써 의원성의 공기 색전의 문제를 완화할 수 있다. 시술들을 위한 동맥내 주입 동안 공기의 의도치 않은 주입은 고도로 훈련된 전문가들이 회피할 절차적 경각심을 사용하도록 요구되는 심각한 문제이다. 추가적으로, 우 내지 좌 심장 션트들을 갖는 환자들에서- 의도치 않은 정맥 공기 동맥 순환으로 이르고 또한 손상을 주는 공기 색전으로 이러질 수 있다. 특히 문제가 되는 것은 라인들이 유체로 씻길 때 투입 고무관의 벽 상에 처음에 유지되고 있는 작은 거품들이며, 이는 이후, 시술 동안 제자리를 벗어나게 만들게 되고 동맥으로 주입된다. 이러한 점착성의 기포들은 대략 80% 질소, 20% 산소, 적은 양의 CO2 및 수증기로 이루어진다. 대부분 공기 색전은 직경의 범위가 0.05에서 5 mm에 이르는 크기로 작으나 많을 수 있다. 혈류로 주입될 때, O2 성분은 빠르게 대사되고 CO2 및 수증기 성분은 그것들의 매우 높은 용해도로 인해 빠르게 용해된다. 거품의 대부분인 N2 성분은 탈착되기에 매우 느리다-기본적으로 의원성의 동맥내 "감압통(bends)"의 경우로서 작용한다.

도 5는 가스, 이를테면, O2 또는 Co2의 공급원이 제공될 수 있는 연결기(310)에 연결되는 가스원 고무관(미도시)을 포함하는 다른 실시예에 따른 시스템을 나타낸다. 연결기(310)는 미소공 필터(312) 및 전방향 전용 밸브(314)를 통해 작동할 수 있다. 전방향 전용 밸브(314)는 T-밸브(316)에 연결될 수 있다. T-밸브는 주사기(318)에 연결되는 근위 아암(324)을 포함한다. 주사기(318)는 씻겨질 라인에 상응하는 볼륨을 포함하는 챔버를 포함할 수 있다. T-밸브(316)는 유체 라인(미도시)에의 연결을 위한 연결기(322)로 이어지는 제2 전방향 전용 밸브(320)에 연결될 수 있다. 추가적으로, 1-방향 전방향 밸브는 유체 라인에 통합될 수 있다.

가스원은 연결기(310)에서 디바이스에 연결될 수 있다. 가스원은 의료 등급 가스를 제공할 수 있고, O2에 대해 탱크 또는 벽 중 어느 하나의 공급원, 그리고 CO2에 대해서는 탱크로부터 올 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가스는 낮은 압력(예를 들어, 1.2 atm)으로 그리고 낮은 유동률, 이를테면, 2-4 L/분으로 제공될 수 있다. 씻겨질 유체 라인은 연결기(322)에서 시스템에 안전하고 편리하게 부착될 수 있다. 개시된 시스템은 유체 라인에서의 실내 공기를 가스에 의해 대체되게 씻어낼 수 있다. 가스가 흐르고 있다는 확인은 주사기(318)의 움직임에 의해 나타내어질 수 있다. 씻겨질 유체 라인이 가스원으로부터 일정한 거리에 있는 경우(즉, 확장된 유체 라인), 주사기는 흡인 및 주입을 통해, 반복적으로 사이클링될 수 있다.

아래 표 3으로부터 6.8배만큼 가장 길고 가장 큰 관이 사용될 때에도 20 ccs의 가스가 공기를 선택된 가스로 대체함으로써, 통상적으로 사용되는 유체 라인들을 씻어낼 수 있다는 것을 알 수 있다.

			고무관의 배수들에 따른 주사기 볼륨
관 직경 (mm)	길이 (mm)	볼륨 mm3	5	10	20
3	75	530	9.4	18.9	37.7
3	100	707	7.1	14.2	28.3
3	150	1060	4.7	9.4	18.9
5	75	1472	3.4	6.8	13.6
5	100	1963	2.5	5.1	10.2
5	150	2944	1.7	3.4	6.8

다른 실시예에 따르면, 유체 라인은 도 1에 대한 설명에 대하여 설명된 시스템에 의해 초래된 가스가 제거된 유체로 씻겨질 수 있다. 가스가 제거된 유체는 흡수하고 그에 따라 원치 않게 보유된 일정 가스를 완화시킬 수 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 설명을 가능하게 하는 개념적인 도면들이다.　 특히, 상기한 도면들 및 예들은 다른 실시예들이 설명되거나 예시된 요소들의 일부 또는 전부를 호환함으로써 가능함에 따라, 본 발명의 범위를 단 하나의 실시예로 제한하도록 의도되지 않는다.　 또한, 본 발명의 특정 요소들이 알려진 구성요소들을 사용하여 부분적으로 또는 완전하게 구현될 수 있는 경우, 그러한 알려진 구성요소들 중 단지 본 발명을 이해하는 데 필요한 그러한 부분들만 설명되고, 그러한 알려진 구성요소들 중 다른 부분들에 대한 구체적인 설명은 본 발명을 모호하지 않게 하기 위해 생략된다.　 본 명세서에서, 본 출원에서 명백히 다르게 언급되지 않는 한, 단수형 구성요소를 나타내는 실시예가 반드시 복수의 동일한 구성요소를 포함하는 다른 실시예들로, 그리고 그 반대로 제한되어야 하지 않다. 　또한, 출원인들은 본 명세서 또는 청구범위에서의 임의의 용어가 이와 같이 명백하게 제시되지 않는 한 통상적이지 않거나 특별한 의미에 속하는 것으로 생각되어지도록 의도하지 않는다.　 나아가, 본 발명은 본 출원에 예로서 언급된 알려진 구성요소들에 대한 현재 그리고 장차 알려질 등가물들을 망라한다.

본 발명의 실시예들의 다양한 측면은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.　 그러한 실시예들에서, 다양한 구성요소 및/또는 단계가 본 발명의 기능들을 수행하기 위해 하드웨어, 펌웨어, 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다.　 즉, 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어의 모듈의 동일한 피스가 예시된 블록들(예를 들어, 구성요소들 또는 단계들) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 소프트웨어 구현들에서, 컴퓨터 소프트웨어(예를 들어, 프로그램들 또는 다른 명령들) 및/또는 데이터는 컴퓨터 프로그램 제품의 부분으로서 기계 판독가능한 매체 상에 저장되고, 착탈가능한 저장 드라이브, 하드 드라이브, 또는 통신 인터페이스를 통해 컴퓨터 시스템 또는 다른 디바이스 또는 기계로 로딩된다.　 컴퓨터 프로그램들(컴퓨터 제어 로직 또는 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드로도 불리움)은 주요 및/또는 보조 메모리에 저장되고, 하나 이상의 프로세서가 본 출원에 설명된 바와 같은 본 발명의 기능들을 수행하게 하도록 하나 이상의 프로세서(제어기 또는 그 밖에 유사한 것)에 의해 실행된다.　 본 문서에서, 용어들 "기계 판독가능한 매체", "컴퓨터 판독가능한 매체", "컴퓨터 프로그램 매체", 및 "컴퓨터 사용 가능한 매체"는 이를테면 랜덤 액세스 메모리(RAM); 판독 전용 메모리(ROM); 착탈가능한 저장 장치(예를 들어, 자기 또는 광 디스크, 플래시 메모리 디바이스, 또는 기타 같은 종류의 것); 하드 디스크; 또는 기타 같은 종류의 것과 같은 매체를 일반적으로 나타내기 위해 사용된다.

따라서 구체적인 실시예들에 대한 앞에서의 설명은 본 발명의 일반적인 개념에서 벗어나지 않고, (본 출원에 인용되고 참조로 통합되는 문서들의 내용을 포함하여) 관련 기술분야(들)의 기술자 내 지식을 적용함으로써, 다른 이들이 과도한 실험 없이, 그러한 구체적인 실시예들을 다양한 적용에 대해 용이하게 변형 및/또는 적응시킬 수 있게 본 발명의 일반적인 성질을 충분히 드러낼 것이다.　 그에 따라 그러한 적응예들 및 변형예들은 본 출원에 제시된 교시 및 안내에 기초하여, 개시된 실시예들의 등가물들의 의미 및 범위 내인 것으로 의도된다.　 본 출원에서의 어법 또는 용어는 제한이 아니라 설명을 위한 것으로 이해되어야 하며, 그에 따라 본 명세서의 어법 또는 용어는 관련 기술분야(들)에서의 통상의 기술자의 지식과 함께, 본 출원에 제시된 교시 및 안내를 고려하여, 통상의 기술자에 의해 해석되어야 한다.

Claims

의료용 액체를 가스와 주입하기 위한 시스템으로서,
가스원;
진공 펌프;
상기 가스원 및 상기 진공 펌프에 연결되는 유체 저장고, 가열 및 냉각 시스템, 및 초음파 분해기를 포함하는 온도 제어 용기; 및
제어기로서,
상기 진공 펌프를 작동시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 액체에서 가스를 제거하도록;
상기 가스원으로부터 제1 유체 라인을 통해 상기 유체 저장고로 가스를 방출시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체에서 가스를 제거하도록; 그리고
가스가 제거된 상기 액체를 상기 유체 저장고로부터 제2 유체 라인을 통해 카테터로 전달하도록 구성된, 상기 제어기를 포함하는, 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 상기 가열 및 냉각 시스템이 상기 유체 저장고를 가열시킬 수 있게 하고, 상기 초음파 분해기를 작동시켜 상기 유체 저장고에 초음파를 발생시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체에서 가스를 제거하도록 더 구성되는, 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 상기 가열 및 냉각 시스템이 상기 유체 저장고를 냉각시킬 수 있게 하고, 상기 초음파 분해기를 작동시켜 상기 유체 저장고에 초음파를 발생시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체를 다시 가스로 처리하도록 더 구성되는, 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 가스는 산소, 이산화탄소, 및 산화 질소로 이루어진 군으로부터 선택되는 가스를 포함하는, 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 액체의 거품들, 가스 농도, 및 온도를 검출하기 위한 센서들을 더 포함하는, 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 유체 라인 및 상기 제2 유체 라인을 안전한 가스로 씻어내는 디바이스를 더 포함하는, 시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 안전한 가스는 빠르게 대사되고, 용해되기 쉬우며, 무독성인 가스를 포함하는, 시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 안전한 가스는 이산화탄소 및 산소로 이루어진 군으로부터 선택되는 가스를 포함하는, 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 상기 액체에서 가스를 제거한 다음 상기 제1 유체 라인 및 상기 제2 유체 라인을 상기 액체로 씻어내도록 더 구성되는, 시스템.
프로그램가능한 프로세서에 의해 실행될 때 의료용 액체를 가스와 주입하기 위한 방법을 실행하게 하는 프로그램 코드를 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
진공 펌프를 작동시킴으로써 유체 저장고에서의 액체에서 가스를 제거하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드로서, 상기 유체 저장고는 가스원 및 상기 진공 펌프에 연결되고, 가열 및 냉각 시스템 및 초음파 분해기를 포함하는 온도 제어 용기에 포함되는, 상기 유체 저장고에서의 액체에서 가스를 제거하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드;
상기 가스원으로부터 제1 유체 라인을 통해 상기 유체 저장고로 가스를 방출시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체를 다시 가스로 처리하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드; 및
가스가 제거된 상기 액체를 상기 유체 저장고로부터 제2 유체 라인을 통해 카테터로 전달하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
청구항 10에 있어서, 상기 가열 및 냉각 시스템이 상기 유체 저장고를 가열시킬 수 있게 하고, 상기 초음파 분해기를 작동시켜 상기 유체 저장고에 초음파를 발생시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체에서 가스를 제거하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 더 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
청구항 10에 있어서, 상기 가열 및 냉각 시스템이 상기 유체 저장고를 냉각시킬 수 있게 하고, 상기 초음파 분해기를 작동시켜 상기 유체 저장고에 초음파를 발생시킴으로써 상기 유체 저장고에서의 상기 액체를 다시 가스로 처리하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 더 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
청구항 10에 있어서, 상기 가스는 산소, 이산화탄소, 및 산화 질소로 이루어진 군으로부터 선택되는 가스를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
청구항 10에 있어서, 상기 액체의 거품들, 가스 농도, 및 온도를 검출하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 더 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.
청구항 10에 있어서, 상기 액체에서 가스를 제거한 다음 상기 제1 유체 라인 및 상기 제2 유체 라인을 상기 액체로 씻어내기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 더 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체.