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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6895945
(24)【登録日】2021年6月10日
(45)【発行日】2021年6月30日
(54)【発明の名称】ガス再循環システム
(51)【国際特許分類】
A61B 17/94 20060101AFI20210621BHJP
【ＦＩ】
A61B17/94
【請求項の数】18
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2018-500308(P2018-500308)
(86)(22)【出願日】2016年7月1日
(65)【公表番号】特表2018-519921(P2018-519921A)
(43)【公表日】2018年7月26日
(86)【国際出願番号】US2016040642
(87)【国際公開番号】WO2017004490
(87)【国際公開日】20170105
【審査請求日】2019年6月27日
(31)【優先権主張番号】62/188,319
(32)【優先日】2015年7月2日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】517050905
【氏名又は名称】ノースゲート テクノロジーズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＴＨＧＡＴＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100088694
【弁理士】
【氏名又は名称】弟子丸 健
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(72)【発明者】
【氏名】マンテル ロバート アール
(72)【発明者】
【氏名】ミラー ドナルド
(72)【発明者】
【氏名】ミラー パトリック ビー
(72)【発明者】
【氏名】アンダーセン エリック ピー
【審査官】
高田 元樹
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−０００３４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１５／０１９６９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
中国実用新案第２０４４０２８０５（ＣＮ，Ｕ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１５／０１１２２４６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特表２０１１−５１４２０２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ １７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内視鏡外科的処置に使用するためのガス再循環システムであって、
モータ、及び
前記モータに結合されたポンプカートリッジであって、ガス流入接続部とガス流出接続部を含み、該モータから取り外し可能であり、該ポンプカートリッジ内のガスが該モータに接触することができないように密封され、
前記ポンプカートリッジは、前記ガス流入接続部と流体連通する第１のチャンバと、前記ガス流出接続部と流体連通する第２のチャンバとを含み、
隔膜が、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置される、前記ポンプカートリッジ、
を含むポンプと、
前記ガス流入接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第１のチューブと、
前記ガス流出接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第２のチューブと、
を含み、
前記ポンプは、腹腔から前記第１のチューブを通して前記ガス流入接続部内にガスを引き込み、かつ前記ガス流出接続部から腹腔内に前記第２のチューブを通してガスを放出するように構成される、
ことを特徴とするガス再循環システム。
モータ、及び
前記モータに結合されたポンプカートリッジであって、ガス流入接続部とガス流出接続部を含み、該モータから取り外し可能であり、該ポンプカートリッジ内のガスが該モータに接触することができないように密封され、
前記ポンプカートリッジは、前記ガス流入接続部と流体連通する第１のチャンバと、前記ガス流出接続部と流体連通する第２のチャンバとを含み、
隔膜が、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置される、前記ポンプカートリッジ、
を含むポンプと、
前記ガス流入接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第１のチューブと、
前記ガス流出接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第２のチューブと、
を含み、
前記ポンプは、腹腔から前記第１のチューブを通して前記ガス流入接続部内にガスを引き込み、かつ前記ガス流出接続部から腹腔内に前記第２のチューブを通してガスを放出するように構成される、
ことを特徴とするガス再循環システム。
【請求項2】
前記ガス流入接続部と流体連通している第１の弁と、前記ガス流出接続部と流体連通している第２の弁とを更に含み、
前記第１の弁は、ガスが前記ガス流入接続部を通じて前記ポンプカートリッジを出るのを防止し、
前記第２の弁は、ガスが前記ガス流出接続部を通じて前記ポンプカートリッジに入るのを防止する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
前記第１の弁は、ガスが前記ガス流入接続部を通じて前記ポンプカートリッジを出るのを防止し、
前記第２の弁は、ガスが前記ガス流出接続部を通じて前記ポンプカートリッジに入るのを防止する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項3】
前記隔膜は、前記ガス流入接続部を通して前記ポンプカートリッジ内にガスを引き込み、かつ前記ガス流出接続部を通して該ポンプカートリッジからガスを放出するために第１の位置から第２の位置までシフトするように作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項4】
前記ポンプカートリッジは、使い捨てであることを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項5】
前記第１のチューブを通して前記ガス流入接続部と流体連通する第３の弁と、前記第２のチューブを通して前記ガス流出接続部と流体連通する第４の弁とを更に含み、
前記第３及び第４の弁は、切断された時に自動的に閉じる、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
前記第３及び第４の弁は、切断された時に自動的に閉じる、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項6】
前記ガス流入接続部又は前記ガス流出接続部と流体連通するフィルタを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項7】
前記ガス流入接続部又は前記ガス流出接続部と流体連通する流体トラップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項8】
前記流体トラップは、該流体トラップを横断するガスから液滴を吸収し、かつ該流体トラップを横断する該ガスに水分を放出するように作動可能であることを特徴とする請求項７に記載のガス再循環システム。
【請求項9】
前記流体トラップを横断する前記ガスは、相対湿度を５０％から７０％の範囲に維持することを特徴とする請求項８に記載のガス再循環システム。
【請求項10】
毎分４と１０リットルの範囲のガス流量を達成するように作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項11】
内視鏡外科的処置に使用するためのガス再循環システムであって、
モータ、及び
前記モータに結合されたポンプカートリッジであって、ガス流入接続部とガス流出接続部を含み、該モータから取り外し可能であり、該ポンプカートリッジ内のガスが該モータに接触することができないように密封され、
前記ポンプカートリッジは、前記ガス流入接続部と流体連通する第１のチャンバと、前記ガス流出接続部と流体連通する第１のチャンバとを含み、
隔膜が、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置される、前記ポンプカートリッジ、
を含むポンプと、
前記ガス流入接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第１のチューブと、
前記ガス流出接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第２のチューブと、
を含み、
前記ポンプは、腹腔から前記第１のチューブを通して前記ガス流入接続部内にガスを引き込み、かつ前記ガス流出接続部から腹腔内に前記第２のチューブを通してガスを放出するように構成され、
前記モータに送出される電力の量に基づいて故障条件を検出するように作動可能であるコントローラを含むことを特徴とするガス再循環システム。
モータ、及び
前記モータに結合されたポンプカートリッジであって、ガス流入接続部とガス流出接続部を含み、該モータから取り外し可能であり、該ポンプカートリッジ内のガスが該モータに接触することができないように密封され、
前記ポンプカートリッジは、前記ガス流入接続部と流体連通する第１のチャンバと、前記ガス流出接続部と流体連通する第１のチャンバとを含み、
隔膜が、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置される、前記ポンプカートリッジ、
を含むポンプと、
前記ガス流入接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第１のチューブと、
前記ガス流出接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第２のチューブと、
を含み、
前記ポンプは、腹腔から前記第１のチューブを通して前記ガス流入接続部内にガスを引き込み、かつ前記ガス流出接続部から腹腔内に前記第２のチューブを通してガスを放出するように構成され、
前記モータに送出される電力の量に基づいて故障条件を検出するように作動可能であるコントローラを含むことを特徴とするガス再循環システム。
【請求項12】
前記故障条件は、
ガス再循環システム内のガス回路内の切断、
ガス再循環システム内のガス回路内の閉塞、
モータ故障、
から構成される群から選択される、
ことを特徴とする請求項１１に記載のガス再循環システム。
ガス再循環システム内のガス回路内の切断、
ガス再循環システム内のガス回路内の閉塞、
モータ故障、
から構成される群から選択される、
ことを特徴とする請求項１１に記載のガス再循環システム。
【請求項13】
前記コントローラに接続されたユーザインタフェースを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のガス再循環システム。
【請求項14】
吹送器と通信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項15】
前記吹送器によって制御されるように構成されることを特徴とする請求項１４に記載のガス再循環システム。
【請求項16】
吹送器内に位置付けられ、かつ該吹送器の電源、プロセッサ、及びユーザインタフェースを利用することを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項17】
前記モータは、回転可能モータシャフトを有し、
ガス再循環システムが、
前記モータシャフトに回転可能に結合された結合アームと、
前記結合アームから延びる結合シャフトと、
前記結合アームから延びる位置決めピンであって、前記モータシャフトが回転する時に前記結合シャフトが平面内に留まるように該モータシャフトが回転する時にスロット内で移動するように構成された前記位置決めピンと、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
ガス再循環システムが、
前記モータシャフトに回転可能に結合された結合アームと、
前記結合アームから延びる結合シャフトと、
前記結合アームから延びる位置決めピンであって、前記モータシャフトが回転する時に前記結合シャフトが平面内に留まるように該モータシャフトが回転する時にスロット内で移動するように構成された前記位置決めピンと、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス再循環システム。
【請求項18】
内視鏡外科的処置に使用するための医療システムであって、
腹腔にガスを与えるように構成された吹送器と、
前記吹送器と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された吹送チューブと、
モータ、及び
前記モータに結合されたポンプカートリッジであって、ガス流入接続部とガス流出接続部を含み、該モータから取り外し可能であり、該ポンプカートリッジ内のガスが該モータに接触することができないように密封され、
前記ポンプカートリッジは、前記ガス流入接続部と流体連通する第１のチャンバと、前記ガス流出接続部と流体連通する第１のチャンバとを含み、
隔膜が、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置される、前記ポンプカートリッジ、
を含むポンプ、
前記ガス流入接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第１のチューブ、及び
前記ガス流出接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第２のチューブ、
を含み、
前記ポンプが、腹腔から前記第１のチューブを通して前記ガス流入接続部内にガスを引き込み、かつ前記ガス流出接続部から腹腔内に前記第２のチューブを通してガスを放出するように構成された、
ガス再循環システムと、
を含み、
前記吹送器及び前記ガス再循環システムは、前記腹腔からのガスを再循環させ、かつ該腹腔内の圧力を維持するように構成される、
ことを特徴とする医療システム。
腹腔にガスを与えるように構成された吹送器と、
前記吹送器と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された吹送チューブと、
モータ、及び
前記モータに結合されたポンプカートリッジであって、ガス流入接続部とガス流出接続部を含み、該モータから取り外し可能であり、該ポンプカートリッジ内のガスが該モータに接触することができないように密封され、
前記ポンプカートリッジは、前記ガス流入接続部と流体連通する第１のチャンバと、前記ガス流出接続部と流体連通する第１のチャンバとを含み、
隔膜が、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバの間に配置される、前記ポンプカートリッジ、
を含むポンプ、
前記ガス流入接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第１のチューブ、及び
前記ガス流出接続部と流体連通しており、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成された第２のチューブ、
を含み、
前記ポンプが、腹腔から前記第１のチューブを通して前記ガス流入接続部内にガスを引き込み、かつ前記ガス流出接続部から腹腔内に前記第２のチューブを通してガスを放出するように構成された、
ガス再循環システムと、
を含み、
前記吹送器及び前記ガス再循環システムは、前記腹腔からのガスを再循環させ、かつ該腹腔内の圧力を維持するように構成される、
ことを特徴とする医療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の開示は、低侵襲外科的処置に使用されるガス再循環システムに関する。
【背景技術】
【0002】
腹腔鏡外科的処置、関節鏡外科的処置、子宮鏡外科的処置、胸腔鏡外科的処置のような内視鏡外科的処置を含む低侵襲外科的処置は、短めの回復時間、短めの手術継続時間、及び低いコストに起因して手術環境において益々一般的になってきている。低侵襲外科的処置は、典型的には、患者内に人工的に生成された小さい開口部又は入口を通して挿入される器具を用いて実施される。
【0003】
腹腔鏡外科的処置では、気腹針によって生成された腹部の人工的な開口部を通して腹腔内にガスが注入される。典型的には、注入されるガスのタイプはＣＯ2ガスであるが、外科的処置に依存して２又は３以上のガスの混合物又は異なるガスが適切である場合がある。腹腔鏡処置では、ＣＯ2ガスは、気腹を膨張させるために使用され、それによって外科医が臓器を見るためのかつ外科器具及び内視鏡を操作するための空隙を生成する。ＣＯ2ガスは、吹送デバイスによって腹腔内に加圧下で注入される。この用途に適する吹送デバイスの例は、米国特許第６，２９９，５９２号明細書及び米国特許出願第６２／０３７，８９３号明細書に記載されており、これらは、全てがこれにより引用によって組み込まれる。
【0004】
最初に気腹を膨張させた後に、空洞、より具体的には手術空間の内部を可視化するためにカメラ（モニタに接続された）を有する内視鏡が腹腔内に挿入される。内視鏡は、典型的には、外科的処置の継続時間にわたって挿入されたままに保たれる。他の開口部も、他の外科器具に腹腔内へのアクセスを与えるために生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第６，２９９，５９２号明細書
【特許文献2】米国特許出願第６２／０３７，８９３号明細書
【特許文献3】米国特許第９，２８３，３３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
腹腔鏡処置のような低侵襲外科的処置中に腹部内の組織を切断、焼灼、切除、又は蒸散するのに使用される器具は手術煙をもたらし、これは、手術煙の一部又は全てが手術室に逃げた場合に患者に対して健康リスクを課す場合があり、同じく外科医及び他の個人にも健康リスクを課す場合がある。本明細書に使用する時の「手術煙」という用語は、以下に限定されるものではないが、毒素、粒子状物質、刺激物、生細胞及びウイルス、水蒸気、及び他の汚染物質を含有する場合があるガス又はエーロゾルを含む。手術煙はまた、内視鏡内のカメラを通じた外科医の可視化を阻害する。可視化に対する阻害はまた、体温よりも低い温度で腹腔内に入るＣＯ2ガスに起因するカメラレンズ上の結露又は凝縮によって更に際立つ可能性がある。可視化の阻害は、外科的処置を妨げ、かつ患者の健康に対するリスクをもたらす可能性がある。更に、可視化の阻害はまた、手術において、特に遠隔的に実施されるロボット支援外科的処置を伴う手術において遅延に至る場合がある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一態様では、内視鏡外科的処置に使用するためのガス再循環システムは、モータを有するポンプと、モータに結合されたポンプカートリッジとを含む。ポンプカートリッジは、ガス流入接続部とガス流出接続部を含む。ポンプカートリッジは、モータから取り外し可能であり、ポンプカートリッジは、ポンプカートリッジ内のガスがモータに接触することができないように密封される。ガス再循環システムはまた、それぞれガス流入及びガス流出接続部と流体連通している第１及び第２のチューブを含む。第１及び第２のチューブは、腹腔内に挿入可能である手術器具に接続可能であるように構成される。ポンプは、第１のチューブを通して腹腔からガス流入接続部内にガスを引き込み、かつ第２のチューブを通してガス流出接続部から腹腔内にガスを放出するように構成される。
【0008】
他のシステム、方法、特徴、及び利点は、以下の図及び詳細説明を精査した上で当業者には明らかであり、又は明らかになるであろう。全てのそのような追加のシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書に含まれ、本発明の範囲内であり、かつ以下の特許請求の範囲によって保護されるように意図している。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】ガス再循環システムの実施形態の例示的実施例の図である。
【図2】ガス再循環システムの実施形態の概略的実施例の図である。
【図3】ガス再循環ポンプカートリッジの実施形態の例示的断面図である。
【図4】ガス再循環ポンプカートリッジの実施形態の別の例示的断面図である。
【図5】ガス再循環ポンプカートリッジの実施形態の実施例の図である。
【図6】ガス再循環ポンプカートリッジの実施形態の別の実施例の図である。
【図7】ガス再循環ポンプカートリッジの一部分の実施形態の実施例の図である。
【図8】ガス再循環ポンプの実施形態の実施例の図である。
【図9】ガス再循環システムのブロック図である。
【図10】ガス再循環ポンプカートリッジとモータの間の結合方法の実施形態の実施例の図である。
【図11】ガス再循環システムに使用される接続要素の実施形態の実施例の図である。
【図12】ガス再循環システムに使用される接続要素の実施形態の断面図である。
【図13】ガス再循環システムに使用される接続要素の別の実施形態の断面図である。
【図14】ガス再循環システムに使用されるバイパス弁の実施形態の実施例の図である。
【図15】ガス再循環システムに使用される水分トラップの実施形態の実施例の図である。
【図16】ガス再循環システムに使用される水分トラップの別の実施形態の実施例の図である。
【図17】ガス再循環システムのための筺体の実施形態の実施例の図である。
【図18】ガス再循環システムのための筺体の別の実施形態の実施例の図である。
【図19】ガス再循環システムのための筺体の別の実施形態の実施例の図である。
【図20】ガス再循環システムのための筺体の別の実施形態の実施例の図である。
【図21】ガス再循環ポンプカートリッジの実施形態の別の実施例の図である。
【図22】ガス再循環ポンプカートリッジとモータの間の結合方法の別の実施形態の実施例の図である。
【図23】ガス再循環ポンプカートリッジとモータの間の結合方法の別の実施形態の実施例の図である。
【図24】ガス再循環システムに使用される三方弁の実施形態の実施例の図である。
【図25】ガス再循環システムに使用される三方弁の別の実施形態の実施例の図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の開示は、外科的処置中に腹腔内に注入されるガスを再循環させるためのシステムに関する。システムは、外科的処置中に腹腔内で発生する煙を除去するためにガスを除去し、かつガスを腹腔内に注入するための容積型ポンプを含む。
【0011】
本発明の開示は、滅菌せずに再使用することができる構成部品を有する安全で費用効果的なガス再循環システムを提供する。費用効果的なシステムは、ポンプ作動をモニタして故障を検出するのにセンサではなくコントローラを利用する。システムは、高い除去流量及び注入流量、例えば、毎分４から１０リットルを達成することができ、これは、いずれの手術煙も外科医の視野から迅速かつ有効に除去され、同時に腹腔内のいずれの圧力変化も最小にすることを保証する。
【0012】
図１を参照すると、ガス再循環システム１００の実施形態が示されている。ガス再循環システム１００は、再循環ポンプ１０５と、１次流入トロカール１１０と、２次流出トロカール１１５と、流入配管１２０と、流出配管１２５とを含むことができる。流出配管１２５は、フィルタ及び／又は水分トラップ１３０を含むことができる。流入配管１２０及び流出配管１２５は、Ｎｏｒｔｈｇａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによって製造されている吹送配管セットと類似である場合がある。
【0013】
ガス再循環システム１００は、全てがこれにより引用によって組み込まれる米国特許第６，２９９，５９２号明細書及び米国特許出願第６２／０３７，８９３号明細書に記載されているもののような吹送システムと併用することができる。吹送システムは、吹送器１２７と、吹送トロカール１２８と、吹送器１２７を吹送トロカール１２８に接続する吹送配管１２９と、ガス再循環システム１００と吹送器１２７の間の電子通信線１２９とを含むことができる。ガス再循環システム１００は、通信線１２９を通して吹送器１２７と通信するためのコントローラを含むことができる。開始、停止、流量増加、流量減少、又はガス再循環コントローラの他の機能のような情報又は指令は、吹送器１２７に存在させてガス再循環コントローラに通信することができると考えられる。これに加えて又はこれに代えて、ガス再循環コントローラは、吹送器１２７内に統合されてそれと共有することができると考えられる。ガス再循環システム１００と吹送器１２７は、いくつかの例を挙げると、電源、プロセッサ、グラフィックユーザインタフェース、加熱機能、湿度機能を共有することができる。
【0014】
再循環ポンプ１０５は、患者からガスを２次流出トロカール１１５、流出配管１２５、及びフィルタ／水分トラップ１３０を通して除去する。弁１３５は、２次流出トロカール１１５を流出配管１２５に接続することができる。流出配管１２５が、弁１３５を通して２次流出トロカール１１５に接続される場合に、弁１３５の弁軸は、開放位置に偏向させることができる。弁１３５が２次流出トロカール１１５から切り離されると、弁１３５の弁軸は、その元来の閉鎖位置に戻ることができる。弁１３５は、流出配管１２５が２次流出トロカール１１５に接続されている時にガスが弁を通って流れることを可能にすることができる。弁１３５は、流出配管１２５が２次流出トロカール１１５から切り離されている時にガスが流出配管１２５に流入するのを防止することができる。弁１３５は、流出配管１２５が２次流出トロカール１１５から切り離された時に自動的に閉じることができる。弁１３５は、Ｔｅｘｉｕｍ（登録商標）又はＨａｌｋｅｙ／Ｒｏｂｅｒｔｓ（登録商標）銘柄の閉じた雄ルアーのようなルアー弁とすることができる。
【0015】
再循環ポンプ１０５はまた、ガスを１次流入トロカール１１０及び流入配管１２０を通して患者内に注入する。弁１３５と類似の弁を１次流入トロカール１１０及び流入配管１２０に接続することができ、この弁は、流入配管１２０が１次流入トロカール１１０から切り離された時に閉じることができる。
【0016】
再循環ポンプ１０５は、ガスを腹腔からフィルタ／水分トラップ１３０を通して腹腔内に戻るように再循環させる。患者から流出配管１２５を通して除去されるガスの流量は、流入配管１２０を通して患者内に注入して戻されるガスの流量と同じか又は実質的に類似である。フィルタ／水分トラップ１３０は、ガスから液体を除去することができ、かつガスから手術煙粒子のような粒子状物質を除去することができる。フィルタ／水分トラップ１３０は、媒質を含むことができ、これは、液体、好ましくは１５から２０ｍｌまでの液体を容易に吸収し、かつ媒質の上又は中を流れるガス内に水分を容易に放出する。使用に適する媒質は、Ｃｒｙｓｔａｒ（登録商標）銘柄の材料を含む。媒質のサイズは、好ましくは、長さ１〜２．５インチ及び直径０．５〜２．０インチであり、最も好ましくは、長さ１．５〜２．０インチ及び直径１〜１．５インチである。一実施形態では、媒質は、鋸歯状外面及び中心開口部を有する場合がある。フィルタハウジングに置かれると、鋸歯状外面は、ガスが流れることができる複数のチャネル開口部を定め、中心開口部は、木炭を含むロッドで充填することができる。木炭は、ガスが中心開口部を通過する時にガス内の粒子状物質を捕集することができ、同時にガスから望ましくない臭気を除去することにおいて有効なものとすることができる。これに加えて又はこれに代えて、臭気除去は、酵素材料、酢、及び水のような他の材料のカートリッジを用いて達成することができ、又は臭気は、芳香剤を用いて隠すことができる。フィルタ／水分トラップ１３０は、再循環させるガスが水分を５０〜７０％の相対湿度範囲に保持することを可能にすることができる。好ましくは、ガス再循環システム１００は、ガスがカ氏６０度〜カ氏７５度の間の通常手術室温度にある状態で患者の内外へのガスの再循環を可能にすることになり、最低でも７０％の相対湿度になるガスの湿度レベルを受動的に維持することになる。ガス再循環システム１００を利用することにより、腹腔内に追加ＣＯ2ガスを注入するための吹送器１２７を低減又は排除することができ、更に、最初にガス加温加湿器（追加コスト）を通さない限り一般的に０％の相対湿度で非常に乾燥することになる追加ＣＯ2ガスとは反対に、腹腔内で適切な水分レベルを維持することができる。ガスの再循環は、０％相対湿度のガスの流入を低減することになるだけではなく、腹腔内の圧力を維持しようと試みる吹送器１２７によって引き起こされる呼吸効果を防止し、手術室内へのＣＯ2ガスの大量の放出を防止することができる。例えば、毎分６リットルの漏出率を許す受動的煙除去システムは、通常の４５分の胆嚢処置中に２７０リットルまでのＣＯ2ガスを手術室内に放出する場合がある。従って、ガス再循環システム１００は、腹腔内のガスの十分な湿度を維持するための費用効果的な方法である。
【0017】
図２を参照すると、ガス再循環システム２００の実施形態が示されている。ガス再循環システム２００は、ガス再循環システム１００と同じ構成要素及び作動特性の一部を含むことができる。ガス再循環システム２００は、再循環ポンプ２０５と、流入トロカール２１０と、流出トロカール２１５と、流入配管２２０と、流出配管２２５とを含むことができる。流出配管２２５は、フィルタ及び／又は流体トラップ２３０を含むことができる。流入配管２２０は、フィルタ２３２を含むことができる。弁２３５は、流出トロカール２１５を流出配管２２５に接続することができる。弁２３６は、流入トロカール２１０を流入配管２２０に接続することができる。弁２３５、２３６は、切断された時に自動的に閉じることのような同じ特性を用いてかつ弁１３５と同じ方式で作動させることができる。
【0018】
再循環ポンプ２０５は、カートリッジ２０６とモータ２０７とを含む隔膜ポンプ又はあらゆる他の適切な容積型ポンプとすることができる。カートリッジ２０６は、モータ２０７から分離可能にすることができる。モータ２０７は、あらゆるタイプのモータとすることができる。モータ２０７は、好ましくは、直流（「ＤＣ」）モータとすることができるがこれに限定されない。カートリッジ２０６は、流入配管２２０及び流出配管２２５への接続部を除いてガスがカートリッジ２０６を逃げ出すのを防止するために密封することができる。カートリッジ２０６は、超音波溶接、接着剤、レーザ溶接、ガスケット用いた又は用いない機械的スナップ式接続、又は合わせ面を互いに組み合わせて密封するあらゆる他の公知の方法等によって互いに取り付けられる複数の構成要素で構成することができる。カートリッジ２０６は、それが流入配管２０及び流出配管２２５への開口部としか流体連通状態にないように密封することができる。従って、カートリッジ２０６内のガスは、モータ２０７又は再循環ポンプ２０５の他の部分と接触することができない。ガス再循環システムは、モータ２０７が腹腔からのガスとの接触によって汚染されることがなく、それによって滅菌を必要とすることなく再使用することができるので、患者の腹腔から手術煙を除去するための廉価な方法とすることができる。腹腔からのガスとの接触によって汚染される可能性がある再循環ポンプ２０５のカートリッジ２０６のような部分は、使い捨てである場合がある。
【0019】
ガス再循環システム２００は、作動時に手術煙を含むガスを腹腔から好ましくは毎分４〜１０リットルの流量、最も好ましくは毎分６〜８リットルの流量で除去し、フィルタリング後にこのガスを腹腔内に好ましくは毎分４〜１０リットルの流量、最も好ましくは毎分６〜８リットルの流量で注入して戻すことができる。腹腔からのガスは、最初に流出トロカール２１５を通り、更に弁２３５を通って進行し、流出配管２２５内に入る。木炭ロッド（上述した）又は別個又は一体の活性炭フィルタが使用される場合に、ガスは、その温度変化（すなわち、体温から室温への）に起因して形成される凝縮物／液体を除去することができる流体トラップ２３０を通って進行することができる。次いで、ガスは、再循環ポンプ２０５のカートリッジ２０６を通って進行する。ガスは、再循環ポンプ２０５の前又は後に位置付けられたフィルタ２３０又は２３２のようなフィルタを通って進行することができる。フィルタは、ガスから粒子状物質及び他の汚染物質を除去することができる。フィルタは、好ましくは２０リットル毎分の流量で１２．３ｍｍＨＧを超えない圧力降下を与える材料で製造される。ガスは、流入配管２２０、弁２３６、及び流入トロカール２１０を通して腹腔内に注入することができる。
【0020】
再循環システム２００は、モータ２０７の作動を制御するためのコントローラ２４０を含むことができる。コントローラ２４０は、再循環システム２００に接続された吹送器と組み合わせるか又は併用することができる。コントローラ２４０は、Ｔｉｖａ（登録商標）（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）銘柄のコントローラとすることができる。コントローラ２４０は、モータ２０７の作動及び／又は故障条件、及び／又はガス再循環システム２００内の安全問題を検出するために使用することができる。コントローラ２４０は、モータ２０７に対する電圧を測定することなどによってモータ２０７によって消費される電力量を検出することができる。コントローラ２４０は、ガス再循環システム２００内で故障又は安全問題が発生したことをモータ２０７によって消費される電力量に基づいて検出又は決定することができる。例えば、コントローラ２４０は、モータ２０７が、予め決められた量よりも高い電圧又は電流の増大によって測定されるような予想よりも多い電力を消費している場合に、故障条件又は安全問題が発生したことを決定することができる。コントローラ２４０は、故障条件又は安全問題が発生した場合にモータ２０７の停止をトリガすることができる。ガス再循環システム２００内の故障条件又は安全問題を検出するためにコントローラ２４０を使用するのは、センサを使用するのよりも費用効果的とすることができる。
【0021】
弁２３５及び２３６は、流出トロカール２１５及び流入トロカール２１０それぞれから切り離された時に閉じるように構成することができる。流出トロカール２１５から切り離された時に弁２３５を閉じることにより、ガス再循環システム２００の吸引側への外気の混入を抑制することができる。ガス再循環システム２００内に混入したあらゆる外気は、再循環ポンプ２０５によって腹腔内に注入されることになる。流入トロカール２１０から切り離された時に弁２３６を閉じることにより、腹腔からのガスが周囲環境内に放出されるのを防止することができる。
【0022】
弁２３５又は２３６を閉じることにより、ガス再循環システム２００のガス回路内に圧力差が発生する場合がある。圧力差は、モータ２０７によって消費される電圧又は電流の増大によって測定されるモータ２０７に対する負荷を増大する場合がある。電圧又は電流の増大が予め決められた閾値を超えた場合に、コントローラ２４０は、ガス再循環システム２００内の故障条件又は安全問題を検出することができる。コントローラ２４０は、ガス再循環システム２００内の故障条件又は安全問題の検出時にモータ２０７の停止をトリガすることができる。例えば、弁２３５及び流出配管２２５が流出トロカール２１５から切り離された場合に、弁２３５は閉じることになる。弁２３５を閉じることにより、再循環ポンプ２０５は、閉じたチューブに対して吸引力を掛けることになり、それによって再循環ポンプ２０５はより激しく作動することが強いられ、モータ２０７はその適正速度を維持するためにより多くの電力を消費することが強いられる。モータ２０７によって消費される電力の増加は、電圧又は電流の増大が予め決められた値を超えた場合に故障条件をもたらす場合がある。弁２３５を流出トロカール２１５から切り離すことによって引き起こされる故障条件の検出時に、コントローラ２４０は、再循環ポンプ２０５が停止することをトリガすることができる。同様に、弁２３６及び流入配管２２０が流入トロカール２１０から切り離された時に弁２３６は閉じることになる。弁２３６を閉じることにより、再循環ポンプ２０５は、閉じたチューブ又は「デッドヘッド」に対してポンピングすることになり、それによって再循環ポンプ２０５はより激しく作動することが強いられ、モータ２０７はその適正速度を維持するためにより多くの電力を消費することが強いられる。モータ２０７によって消費される電力の増加は、電圧又は電流が予め決められた値を超えた場合に故障条件をもたらす場合がある。弁２３６を流入トロカール２１０から切り離すことによって引き起こされる故障条件の検出時に、コントローラ２４０は、再循環ポンプ２０５が停止することをトリガすることができる。従って、再循環システム２００は、コントローラ２４０を用いてモータ２０７をモニタすることにより、流出配管２２５及び流入配管２２０のステータスをモニタすることができる。
【0023】
類似の方式で、ガス再循環システム２００は、流入トロカール２１０及び流出トロカール２１５と腹腔との接続ステータスをモニタすることができる。流入トロカール２１０又は流出トロカール２１５を腹腔から取り出すことによって再循環ポンプの吸引源又は放出源の圧力が変化することで、再循環ポンプ２０５及びモータ２０７の作動が影響を受けることになる。コントローラ２４０は、モータ２０７の作動の変化を検出し、流入トロカール２１０又は流出トロカール２１５が腹腔から取り出されたことを決定することができる。例えば、流入トロカール２１０を腹腔から取り出すことによって再循環ポンプ２０５は腹腔内圧に打ち勝つためのポンピングをもはや行わなくなるので、モータ２０７が同じ速度を維持するのに必要とされる電力が減少することになる。コントローラ２４０は、モータ２０７によって消費される電力の減少を検出し、流入トロカール２１０が腹腔から切り離されたことを決定することができる。次いで、コントローラ２４０は、ガスが腹腔から周囲環境に流入することを防止するために再循環ポンプ２０５が停止することをトリガすることができる。
【0024】
ガス再循環システム２００は、オペレータがガス再循環システム２００のステータスを決定又は確認することを可能にするために、コンピュータのようなユーザインタフェース２４５を含むことができる。例えば、弁２３５が流出トロカール２１５から切り離されたことに起因してコントローラ２４０が再循環ポンプ２０５を停止した場合に、ユーザインタフェース２４５は、再循環ポンプ２０５が停止されたこと、及び有力な原因が流出配管２２５が流出トロカール２１５から切り離されたことであることを表示することができる。オペレータは、流出配管２２５が流出トロカール２１５から切り離されたことを確認し、再循環ポンプ２０５を再開するために流出配管２２５を再接続することができる。同じくオペレータは、他の故障条件、例えば、ガス経路内の閉塞、過度の限流、又は切り離された又は損傷を受けた配管のようなガス経路内の漏出が発生したかを決定することができる。
【0025】
図３及び図４を参照すると、再循環ポンプに使用されるカートリッジ３０６の実施形態が示されている。カートリッジ３０６は、図２に関して記述した再循環ポンプ２０５のような再循環ポンプに使用することができる。図３及び図４は、カートリッジ３０６の部分断面図を示している。カートリッジ３０６の作動をより明快に説明するために、ガス流路を示す矢印を含めた。カートリッジ３０６は、腹腔に接続することができる図２の流出配管２２５のような流出配管への接続部３５０を含む。カートリッジ３０６は、腹腔に接続することができる図２の流入配管２２０のような流入配管への接続部３５２を含む。
【0026】
腹腔からのガスは、図３に矢印で示すように接続部３５０を通ってカートリッジ３０６に流入する。カートリッジ３０６は、弁３５４及び３６０を含むことができる。ガスは、カートリッジ３０６内に進入し、図３に矢印で示すように弁３５４を通って隔膜チャンバ３５６内に入る。ガスは、図４に矢印で示すように隔膜チャンバ３５６から弁３６０を通ってカートリッジ３０６を出る（下記で解説する）。弁３５４及び３６０は、傘状弁とすることができる。弁３５４及び３６０を貫通するガス開口部３６２の直径は、０．０５インチと０．１５インチの間にあるとすることができ、好ましくは０．０８５インチの直径とすることができる。ガス開口部３６２は、毎分４リットルから毎分１０リットルまでの範囲、好ましくは毎分７リットルから毎分８リットルの範囲の流量を可能にするような組み合わせた面積のサイズを有することができるような１よりも多い同心開口部を含むことができる。毎分４〜１０リットルの流量は無難な流量範囲であるが、より多いか又はより少ない流量をカートリッジのサイズを拡大又は縮小すること、隔膜空洞内に達成される容積を変化させるためにモータのストローク長を拡大又は短縮すること、又はモータの速度を高めることによって達成することができる。
【0027】
カートリッジ３０６は、隔膜チャンバ３５６内に隔膜３５８を含むことができる。弁３５４から離れる隔膜３５８の移動は弁３５４を開け、図３に矢印で示すように弁３５４を通してガスを隔膜チャンバ３５６内に引き込む。隔膜３５８が弁３５４及び３６０から遠ざかる時に弁３５４を引き開けることができ、それによって図３に矢印で示すようにガスを腹腔から流出配管を通して隔膜チャンバ３５６内に引き込むことができる。隔膜３５８が弁３５４及び３６０から遠ざかる時に弁３６０を引き閉じることができ、それによってガスが弁３６０を通って隔膜チャンバ３５６内から流出又は隔膜チャンバ３５６内に流入することを防止することができる。
【0028】
弁３５４及び３６０に向う隔膜３５８の移動は弁３６０を開け、図４に矢印で示すようにガスを隔膜チャンバ３５６から弁３６０を通過させ、更に接続部３５２を通してカートリッジ３０６から押し出す。弁３５４及び３６０に向う隔膜３５８の移動は弁３５４を閉じ、それによってガスを隔膜チャンバ３５６から接続部３５０を通して押し出すのを防止することができる。弁３５４及び３６０に向かい、かつこれらから遠ざかる隔膜３５８の相反移動は、ガスを腹腔からいずれかのフィルタ又は液体トラップを通して引き出し、流入配管を通して腹腔内に押し入れて戻す。
【0029】
図５〜図７は、図２に関して記述した再循環ポンプ２０５のようなガス再循環ポンプにおける使用のためのカートリッジの他の例示的実施形態を示している。図５〜図７に示すカートリッジの構成要素及び作動特性は、上述したカートリッジ３０６と類似であると考えられる。
【0030】
図５Ａは、カートリッジ５０６の分解組立図を示している。カートリッジ５０６は、接続部５５０、５５２と、弁５５４、５６０と、隔膜５５８と、プランジャー５６４とを含む。弁５５４、５６０は傘状弁とすることができる。接続部５５０は、カートリッジ５０６内へのガス入口とすることができる。接続部５５２は、カートリッジ５０６からのガス出口とすることができる。プランジャー５６４は、図３及び図４を参照して上述したように腹腔を通してガスを再循環させるために隔膜５５８を弁５５４、５６０に向けて移動することができる。
【0032】
図６Ａは、カートリッジ６０６の分解組立図を示している。カートリッジ６０６は、接続部６５０、６５２と、弁６５４、６６０と、隔膜６５８と、プランジャー６６４とを含む。弁６５４、６６０は傘状弁とすることができる。接続部６５０は、カートリッジ６０６内へのガス入口とすることができる。接続部６５２は、カートリッジ６０６からのガス出口とすることができる。プランジャー６６４は、図３及び図４を参照して上述したように腹腔を通してガスを再循環させるために隔膜６５８を弁６５４、６６０に向けて移動することができる。
【0033】
図６Ｂは、カートリッジ６０６の非分解斜視図である。図６Ｃは、例示的寸法を有するカートリッジ６０６の正面図である。図６Ｄは、例示的寸法を有するカートリッジ６０６の側面図である。カートリッジ６０６の寸法及び向きは、作動要件に依存して変化する場合がある。
【0034】
図７は、カートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの複数の図を示している。図７Ａは、カートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの斜視図を示している。図７Ｂは、カートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの正面図を示している。図７Ｃは、例示的寸法を有するカートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの底面図を示している。図７Ｄは、カートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの側面図を示している。図７Ｅは、例示的寸法を有するカートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの背面図を示している。図７Ｆは、例示的寸法を有するカートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの側面断面図を示している。図７Ｇは、例示的寸法を有するカートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの別の側面断面図を示している。図７Ｈは、カートリッジ７０６のガス入口／出口セクションの底断面図を示している。カートリッジ７０６の寸法及び向きは、作動要件に依存して変化する場合がある。
【0035】
図８を参照すると、再循環ポンプ８０５の実施形態が示されている。再循環ポンプ８０５は、カートリッジ８０６と、モータ８０７と、クランクアセンブリ８６６と、ロッキングアーム８６８と、カートリッジホルダ８７０とを含むことができる。再循環ポンプ８０５の構成要素及び作動特性は、上述した再循環ポンプ３０５と類似であると考えられる。モータ８０７は、クランクアセンブリ８６６に機械的結合によって接続することができる。モータ８０７は、クランクアセンブリ８６６に回転運動を与えることができる。クランクアセンブリ８６６は、回転運動を往復運動に変換することができる。クランクアセンブリ８６６の往復運動は、図３を参照して上述したようにカートリッジ８０６内で隔膜を移動することができる。図８Ａは、再循環ポンプ８０５から切り離されたカートリッジ８０６を示している。カートリッジ８０６を滅菌又は廃棄するために、カートリッジ８０６を再循環ポンプ８０５から切り離すことができる。カートリッジ８０６は、患者の腹腔からのガスと接触する再循環ポンプ８０５の唯一の構成要素とすることができるので、再循環ポンプ８０５の残りの構成要素は、患者の安全を脅かすことなく異なる患者内で再使用することができる。カートリッジ８０６は、患者内の使用後に滅菌又は廃棄することができ、次の患者に向けて新しいカートリッジ８０６を再循環ポンプ８０５内に挿入することができる。
【0036】
図８Ｂは、再循環ポンプ８０５のカートリッジホルダ８７０内に挿入されたカートリッジ８０６を示している。カートリッジ８０６は、再循環ポンプ８０５内にロッキングアーム８６８を用いて固定することができる。ロッキングアーム８６８は、カートリッジ８０６に位置付けられた凹部８７４内に嵌合するように設計された突起８７２を含むことができる。突起８７２は、図８Ｄにおいて最も明瞭に見ることができる。凹部８７４は、図８Ｃにおいて最も明瞭に見ることができる。カートリッジ８０６は、図８Ｆに示すように突起８７２が凹部８７４に置かれた時にカートリッジホルダ８７０内に固定することができる。カートリッジ８０６は、ロッキングアーム８６８の端部を押下し、次いでカートリッジ８０６をカートリッジホルダ８７０から持ち上げることによってカートリッジホルダ８７０から解除することができる。カートリッジ８０６を再循環ポンプ８０５に固定し、かつそこから解除する方法は、作動要件に依存して変化する場合がある。
【0037】
図９を参照すると、ガス再循環システム９００の実施形態が示されている。ガス再循環システム９００は、図１〜図８に記述したガス再循環システムと類似の構成要素及び作動特性を含むことができる。ガス再循環システム９００は、再循環ポンプ９０５と、ポンプカートリッジ９０６と、モータ９０７と、流入トロカール９１０と、流出トロカール９１５と、弁９３５及び９３６と、流体トラップ９３０と、フィルタ９３２と、コントローラ９４０と、ユーザインタフェース９４５と、電源９７６とを含むことができる。コントローラ９４０は、モータ制御回路９７８とプロセッサ回路９８０を含むことができる。ユーザインタフェース９４５は、ガス再循環システム９００の一部又は全ての構成要素を制御するためのＬａｂＶｉｅｗ（登録商標）のようなソフトウエアを有するコンピュータを含むことができる。
【0038】
ガス再循環システム９００は、それに関連付けられた故障又は安全問題を検出するために、モータ９０７に対して課せられる負荷をモニタすることができる。モータ９０７に対する負荷は、電流を測定するために抵抗器をＡＤコンバータに接続することなどによってモータ９０７の電力経路に位置付けられた抵抗器の両端での電流変化を測定することによってモニタすることができる。電流は、モータ９０７に対する負荷が変化する時に変化することになる。電流測定値は、実時間で測定することができ、又は遅延を含む場合がある。予め決められた値よりも大きいか又は小さい電流変化は、ガス再循環システム９００が故障又は安全問題を有することを示すことができ、再循環ポンプ９０５の停止を開始することができる。電流変化を感知してモータ９０７の停止を開始するためのソフトウエアは、例えばコントローラ９４０内に含めることができる。
【0039】
故障又は安全問題が発生する場合を定義する電流の予め決められた値は、ガス再循環システム９００が正常作動している時の平均電流に基づくとすることができる。平均値よりも大きい電流測定値は、切断された弁９３５又は９３６、又は再循環ポンプ９０５を患者の腹腔に接続する配管内の閉塞のような故障又は安全条件を示すことができる。例えば、正常作動中にモータ９０７がカートリッジ９０６内で隔膜を駆動していた間に測定された平均電流が０．３Ａであった場合に、０．４Ａの測定電流は、再循環ポンプ９０５を患者の腹腔に接続する配管内の閉塞を示すことができ、０．５Ａの測定電流は、弁９３５又は９３６の一方が切断されたことを示すことができる。故障又は安全条件が発生する場合を定義するために、測定電流の分散を使用すること又は格納された時間テンプレート又は周波数テンプレートに対する比較を使用することのような他の方法又は統計学が使用されることになる。これに加えて又はこれに代えて、コントローラ９４０内のコンピュータは、電流測定信号の周波数成分を解析するために高速フーリエ変換を可能にすることができる。
【0040】
ポンプカートリッジ９０６とモータ９０７の間のインタフェースＭ１は、機械的インタフェースとすることができる。インタフェースＭ１は、外科的処置中にガス再循環システムが使用される時間長よりも長い連続期間にわたって適度に作動するように設計することができる。例えば、外科的処置に対する最大時間長が４時間である場合に、インタフェースＭ１は、８時間にわたって誤作動なく連続作動するように設計することができる。
【0041】
モータ９０７の速度は、ＣＯ2ガスの送出を毎分７リットルの割合で可能にするように指定することができる。モータ９０７に適するモータは、Ｍｏｏｇ（登録商標）銘柄の高速モータを含むことができる。モータ９０７に関する重要な作動パラメータは、トルク、速度、及び故障条件とすることができる。モータ９０７の作動電流は、正常作動電流、故障電流、膨張状態電流、及び収縮状態電流のようないくつかの方法で指定することができる。これらの電流値は、故障又は安全条件に起因してモータ９０７が停止される場合を定義するために使用することができる。
【0042】
インタフェースＥ１は、モータ９０７とＤＣモータ制御回路９７８の間にある。インタフェースＥ１において８本の線が存在することが可能である。これら８本の線は、モータ９０７の３つの駆動フェーズの各々に対する線と、各々が３つのホールセンサピックアップに関する線と、ホールセンサに給電するための線と、接地のための線とを含むことができる。これら８本の線は、複数のモータ製造業者に共通である場合がある。
【0043】
インタフェースＥ３は、ＤＣモータ制御回路９７８とプロセッサ回路９８０の間にある。このインタフェース内には、速度制御及びフィードバックの方法に依存して複数の線が存在することが可能である。
【0044】
モータ９０７の速度は、モータの電圧制御及びデジタル制御という２つの方法を用いて制御することができる。電圧制御を使用する第１の方法は、電位差計又はパルス幅変調信号を通じて制御回路９７８に電圧を送るプロセッサ回路９８０をもたらすと考えられる。例えば、本方法では、プロセッサ回路９８０に３．２５Ｖの電圧をモータ制御回路に供給させることによってモータ９０７の最高速度に達することができる。第２の方法は、プロセッサ回路９８０内でデジタル信号をモータ制御回路９７８に送ることに関わると考えられる。
【0045】
ガス再循環システム９００は、膨張故障状態及び収縮故障状態のような復旧可能である２つの故障状態を検出することができる。モータ９０７に関連付けられた問題のような復旧不能な他の故障状態が発生する場合がある。膨張故障状態は、ガス回路がガス再循環ポンプ９０５の吸引側で壊れ、それによって例えば弁９３５が流出トロカール９１５から切り離された場合に外気がガス再循環システム９００内に引き込まれる時である場合がある。再循環ポンプ９０５が停止されていない場合は再循環ポンプ９０５が患者の腹腔を外気で膨張させる可能性があるので、そのような状態を「膨張」と呼ぶ。膨張故障状態が発生した場合に再循環ポンプ９０５を停止することに対する代替は、腹腔内に送り込まれる外気の量を最底限に抑制するために再循環ポンプ９０５を通るガス流れを少量に低減することとすることができる。収縮故障状態は、ガス回路がガス再循環ポンプ９０５の放出側で壊れ、それによって例えば弁９３６が流入トロカール９１０から切り離された場合に腹腔からのガスが周囲環境内に送り込まれる時である場合がある。ガス再循環システム９００からのガスの損失に起因して腹腔が収縮し始める可能性があるので、そのような状態を「収縮」と呼ぶ。収縮故障状態は、腹腔内で望ましい膨張レベル又は圧力を維持するために腹腔に接続された吹送器の起動を引き起こす場合がある。
【0046】
ガス再循環システム９００は、ユーザインタフェース９４５によって制御することができる。ユーザインタフェース９４５は、ガス再循環システム９００内及び／又はガス再循環システム９００に接続されたコンピュータ内に位置付けることができる。ユーザインタフェースは、ＬａｂＶｉｅｗ（登録商標）のようなソフトウエアが制御することができるマルチモードインタフェースとすることができる。第１のモードを「出力」とすることができ、第２のモードを「制御」とすることができる。「出力」モードにおいて、コントローラ９４０内のプロセッサは、モータ９０７をモニタすることに関する情報を出力することができる。そのような情報は、モータ速度（ＲＰＭ）、電流（ｍＡ）、電圧（Ｖ）。及びモータ状態を含むことができる。
【0047】
図１０を参照すると、ガス再循環システム１０００の実施形態が示されている。ガス再循環システム１０００は、図１〜図５で記述したガス再循環システムと類似の構成要素及び作動特性を含むことができる。ガス再循環システム１０００は、ポンプカートリッジ１００６が定位置に挿入された時に隔膜アクチュエータ１０８１上の磁石がモータ結合アーム１０８２上の磁石に引き寄せられるような磁気結合を隔膜アクチュエータ１０８１とモータ結合アーム１０８２の間に含むことができる。磁石が互いに引き寄せられた状態で、隔膜アクチュエータ１０８１は、モータ結合アーム１０８２が上下に移動する時にモータ結合アーム１０８２に上下に追従することになり、ポンプカートリッジ１００６内でポンピングアクションを引き起こす。磁気結合は、ポンプカートリッジ１００６の取り外し等に向けて隔膜アクチュエータ１０８１とモータ結合アーム１０８２の間の結合を生成かつ解除するためにオンとオフで循環する電磁石とすることができる。これに代えて、磁気結合は、非電磁石とすることができる。図１０Ａは、モータ結合アーム１０８２に挿入されて結合される前の隔膜アクチュエータ１０８１上に磁石を有するポンプカートリッジ１００６を示している。図１０Ｂは、ポンプカートリッジ１００６が挿入され、隔膜アクチュエータ１０８１がモータ結合アーム１０８２に磁気結合された後のポンプカートリッジ１００６を示している。
【0048】
これに代えて、隔膜アクチュエータ１０８１を上下に移動するためにクランクアームを有するモータを使用するのではなく、隔膜アクチュエータ１０８１を上下に移動してポンプカートリッジ１００６内にポンピングアクションを生成するために隔膜アクチュエータ１０８１に取り付けられた又はその中に埋め込まれた磁石を移動するための振動磁場を使用することができる。これに加えて又はこれに代えて、クランクアームを有するモータが下向き運動を与える一方、ポンプカートリッジ１００６内に位置付けられたバネが隔膜の上方運動を与えることができる。そのような配置は、隔膜をモータクランクアームと結合する必要性を排除することができる。
【0049】
図１１は、流入配管及び流出配管をトロカールに接続する弁１３５、２３５、２３６、９３５、及び９３６のような弁の実施形態を開示している。図１１の弁１１３５は、弁１１３５が剛的に接続された時に開いてガスが流れることを可能にし、切断された時にガス流れを防止するような可動セクションを有する回転可能カラーを含むことができる。図１１Ａは、雌ルアー付属品（図示せず）と接合し、ガス流れを可能にするために回転する雄ルアーロック付属品１１３７を含むことができる弁１１３５の分解組立図を示している。弁１１３５は、流入配管又は流出配管に接続するスリーブ及び配管接続部１１３８と、漏出を防止するためのｏ−リングと、残りの構成要素を定位置に保持するための部分とを更に含むことができる。図１１Ｂは、弁１１３５の端面図を示し、図１１Ｃは、弁１１３５の側面図を示している。図１１Ｄ、図１１Ｅ、及び図１１Ｆは、弁１１３５の断面図を示している。図１１Ｆは、弁１１３５の雄ルアーロック１１３７付属品部分の過回転を防止するタブ１１３９を示している。
【0050】
図１２は、開流構成にある弁１１３５の断面図を開示している。図１２の矢印は、雄ルアーロック付属品１１３７がガス流れを可能にするように回転された時に弁１１３５を通るガス流路を開示している。弁１１３５がトロカールに接続されると、雄ルアーロック付属品１１３７は、静止スリーブ１１３８の内側で回転し、雄ルアーロック付属品１１３７内の開口部とスリーブ１１３８内の開口部とを位置合わせしてガスが通過するのを可能にする。弁１１３５が切断されると、開口部は、位置合わせ不良になり、ガスの流れを遮断する。
【0051】
図１３は、閉流構成にある弁１１３５の断面図を開示している。図１３の矢印は、雄ルアーロック付属品１１３７が流体流れを阻止するように回転された時に弁１１３５内で停止するガス流路を開示している。
【0052】
図１４は、ガス再循環システム１４００の実施形態を開示している。ガス再循環システム１４００は、図１〜図１３で記述したガス再循環システムと類似の構成要素及び作動特性を含むことができる。ガス再循環システム１４００は、流出配管１４２５と流入配管１４２０の間に位置付けられたバイパス弁１４８３を含むことができる。図１４に示す矢印は、ガス流路を示すとすることができる。バイパス弁は、通常は流出配管１４２５と流入配管１４２０の間にガス流路が存在しないように閉じることができる。バイパス弁１４８３が開かれると、それによって図１４に矢印で示すように流入配管１４２０から流出配管１４２５へのガス流路を生成することができる。流入配管１４２０から流出配管１４２５へのガス流路は、ポンピングサイクル中に発生する可能性がある下流圧力を制限することができる循環ガスループをポンプカートリッジ１４０６の周りに生成することができる。例えば、バイパス弁１４８３を開けることにより、ガス流れの一部分をポンプカートリッジ１４０６から流出配管１４２５内に経路変更することができ、それによってバイパス弁１４８３の下流における圧力増大を防止することができる。バイパス弁１４８３は、Ｍｉｎｉｖａｌｖｅ弁又はＨａｌｋｅｙ／Ｒｏｂｅｒｔｓ（登録商標）弁のような一方向圧力逃し弁、例えば、ダックビル弁又はバネ荷重弁とすることができる。バイパス弁１４８３は、その流入側又はポンプカートリッジ１４０６の下流の別の場所に存在する圧力に基づいて自動的に開くように選択することができる。例えば、バイパス弁１４８３は、用途に依存して０．１ｐｓｉ程度の低い圧力から１０ｐｓｉ超までの圧力で開くように選択することができる。圧力が約０．１５ｐｓｉから０．５５ｐｓｉの範囲にある時にバイパス弁１４８３が開くことが好適である場合がある。
【0053】
図１５は、水分トラップ１３０、２３０、及び９３０のような水分トラップの実施形態を開示している。図１５の水分トラップ１５３０は、図１５Ｂに矢印で示すようにガスが患者から再循環ポンプ（図示せず）に流れる場所である流出配管（図示せず）に位置付けることができる。図１５Ｂは、水分トラップ１５３０内を延びるチューブ１５８４を含む水分トラップ１５３０の断面図を示している。チューブ１５８４は、水分トラップ１５３０のガス流入側で始まり、水分トラップ１５３０の出口に向けて延びることができるが、チューブ１５８４の端部と水分トラップ１５３０の出口の間に間隙が存在するように、水分トラップ１５３０の出口に接触することはできない。間隙は、ガスが水分トラップ１５３０の出口に達する前にガス内に存在する液体が滴下流出することを可能にすることができる。ガスから除去された液体は、水分トラップ１５３０内に回収することができる。チューブ１５８４の端部と水分トラップ１５３０の出口の間の間隙のサイズは、用途に依存して変更することができる。例えば、高めのガス速度を有する用途は、ガス内の液体が滴下流出することを可能にするためにより大きい間隙を必要とする場合があり、それに対して比較的低めのガス速度を有する用途は、液体が滴下流出することを可能にするのに小さめの間隙しか必要としない場合がある。水分トラップ１５３０は、水分トラップ１５３０内に液体を回収するための吸収体媒質を含まなくてもよい。水分トラップ１５３０及びその構成要素は、液体と接触状態にするのに適するあらゆる材料、例えば、プラスチック又は金属で構成することができる。
【0054】
図１６は、水分トラップ１３０、２３０、９３０、及び１５３０のような水分トラップの別の実施形態を開示している。図１６の水分トラップ１６３０は、図１６Ｂに矢印で示すようにガスが再循環ポンプ（（図示せず）から患者に流れる場所である流入配管（図示せず）に位置付けることができる。図１６Ｂは、両方共に水分トラップ１６３０内を延びる流入チューブ１６８５と流出チューブ１６８５とを含む水分トラップ１６３０の断面図を示している。流入チューブ１６８４は、水分トラップ１６３０のガス流入側で始まり、水分トラップ１６３０の出口に向けて延びることができる。流出チューブ１６８５は、水分トラップ１６３０のガス流出側で始まって水分トラップ１６３０の入口に向けて延びることができる。流入チューブ１６８５と流出チューブ１６８５は、流入チューブ１６８４から水分トラップ１６３０に進入するガスが、最初に水分トラップ１６３０の内部を通って流れることなく直接に流出チューブ１６８５内に流れ込むことができないように、水分トラップ１６３０内で互いを通り過ぎて延びることができ、１６Ｂに示すように重複部を生成する。図１６Ｂは、チューブの各部分が重なり、同時に流入チューブ１６８４の入口と流出チューブ１６８５の出口とが軸上で位置合わせしたままであるように、流入チューブ１６８４及び流出チューブ１６８５が曲げ部を含むことができることを示している。ガス内の液体は、ガスが流出チューブ１６８５を通って水分トラップ１６３０から流れ出る前に水分トラップ１６３０の内部を通って流れる間に滴下流出することができる。ガスから除去された液体は、水分トラップ１６３０内に回収することができる。水分トラップ１６３０は、水分トラップ１６３０内に液体を回収するための吸収体媒質を含まなくてもよい。水分トラップ１６３０及びその構成要素は、液体と接触状態にするのに適するあらゆる材料、例えば、プラスチック又は金属で構成することができる。
【0055】
図１７は、ガス再循環システム１７００の実施形態を開示している。ガス再循環システム１７００は、図１〜図１６で記述したガス再循環システムと類似の構成要素及び作動特性を含むことができる。ガス再循環システム１７００は、再循環ポンプ１７０５、ポンプカートリッジ１７０６、モータ１７０７、コントローラ１７４０、ユーザインタフェース１７４５、電源１７７６、ＤＣモータ制御回路１７７８、及びプロセッサ回路１７８０のようなガス再循環システム１７００の構成要素のうちの一部を含む再循環ポンプ筺体１７８６を含むことができる。
【0056】
図１７Ａは、カートリッジドアが開いて筺体１７８６内に設置されたポンプカートリッジ１７０６を示すガス再循環システム１７００を開示している。図１７Ｃは、ポンプカートリッジロッキング機構１７８７を示すガス再循環システム１７００の詳細断面図である。ポンプカートリッジロッキング機構１７８７は、バネ１７８８を含むことができ、バネ１７８８の一端にボール１７８９が位置付けられている。バネ１７８８は、筺体１７８６内にポンプカートリッジ１７０６をロックすることができる力をポンプカートリッジ１７０６に対してボール１７８９を通して作用することができる。これに代えて、バネ１７８８は、ボール１７８９なしで力をポンプカートリッジ１７０６に対して直接に作用することができる。
【0057】
図１８Ａは、ポンプカートリッジ１７０６が挿入前位置にあるガス再循環システム１７００の斜視図である。図１８Ｂは、ポンプカートリッジ１７０６が筺体１７８６内に設置されたガス再循環システム１７００の斜視図である。
【0058】
図１９Ａは、カートリッジドアが閉められたガス再循環システム１７００の斜視図である。図１９Ｂは、カートリッジドアが開き、ポンプカートリッジ１７０６がないガス再循環システム１７００の斜視図である。
【0060】
図２１は、ガス再循環システム２１００の実施形態を開示している。ガス再循環システム２１００は、図１〜図２０で記述したガス再循環システムと類似の構成要素及び作動特性を含むことができる。ガス再循環システム２１００は、コード化されたコネクタ２１９０を有するポンプカートリッジ２１０６を含むことができる。コネクタ２１９０は、これにより引用によって組み込まれる米国特許第９，２８３，３３４号明細書に記載されていると考えられる。コネクタ２１９０は、正しいポンプカートリッジ２１０６が再循環ポンプ２１０５に接続されているか、ポンプカートリッジ２１０６が過去に使用されたものであるかを識別すること、又は特別な設定、例えば、流量に従って作動するようにガス再循環システム２１００を選択して設定することができる。図２１Ａ〜図２１Ｈは、コネクタ２１９０を有するポンプカートリッジ２１０６の斜視図を示している。
【0061】
図２２は、ガス再循環システム２２００の実施形態を開示している。ガス再循環システム２２００は、図１〜図２１で記述したガス再循環システムと類似の構成要素及び作動特性を含むことができる。ガス再循環システム２２００は、ユーザがモータ結合アーム２２８２の正確な場所を知ることなく、かつモータ結合アーム２２８２の場所を確認するために腰を曲げて筺体２２８６の内部を覗き込むことなくポンプカートリッジ２２０６をガス再循環システム筺体２２８６（図示せず）内に挿入することができるような「目隠し」方式でポンプカートリッジ２２０６（図示せず）をモータ結合アーム２２８２と結合することを可能にする構成要素を含むことができる。図２２Ａは、モータ結合アーム２２８２の前面から延びる結合シャフト２２９１を示している。結合シャフト２２９１は、隔膜アクチュエータ２２８１（図２２には示しておらず、図５、図６、図８、及び図２１に示す）内の対応する開口部内への結合シャフト２２９１の挿入を助けるために先細の末端部分を含むことができる。隔膜アクチュエータ２２８１は、対応する先細の開口部を含むことができる（図２１に示すように）。モータ結合アーム２２８２の背面から位置決めピン２２９２が延びることができる。位置決めピン２２９２は、位置決めスロット２２９３内に嵌合することができる。図２２Ｂは、結合シャフト２２９１及びモータ結合アーム２２８２から延びる位置決めピン２２９２の詳細図を示している。位置決めスロット２２９２は、モータ２２０７又は筺体２２８６の他の静止部分に対するマウント内に見出すことができる。位置決めピン２２９２は、モータ２２０７がモータ結合アーム２２８２を上下に移動する時に位置決めスロット２２９３内で上下に移動することができる。位置決めスロット２２９３は、位置決めピン２２９２の横方向運動を抑制することになる。位置決めピン２２９２はモータ結合アーム２２８２に接続されるので、抑制された位置決めピン２２９２の横方向運動は、モータ２２０７が停止した時にモータ結合アーム２２８２が何処に位置するかに関わらず、モータ結合アーム２２８２と結合シャフト２２９１とがほぼ同じ垂直平面に留まることを保証することになる。従って、ユーザは、ポンプカートリッジ２２０６を筺体２２８６内に容易に挿入し、隔膜アクチュエータ２２８１をモータ結合アーム２２８２と容易に結合することができる。
【0062】
図２３は、ガス再循環システム２２００の各部分の図を開示している。図２２Ａは、モータ２２０７と結合シャフト２２９１を有するモータ結合アーム２２８２とに対するマウントの正面図を示している。図２３Ｂは、モータ２２０７、結合シャフト２２９１、及び位置決めピン２２９２と共に、モータ２２０７のためのマウントの側面断面図を示している。図２３Ｃは、モータ結合アーム２２８２の前面上及び背面上それぞれに見られる結合シャフト２２９１及び位置決めピン２２９２の詳細図を示している。図２３Ｄは、モータ２２０７及び位置決めピン２２９２が位置決めスロット２２９３を通って延びている状態の置決めピン２２９２と共に、モータ２２０７のためのマウントの側面図を示している。図２３Ｅは、モータ２２０７及び位置決めピン２２９２が位置決めスロット２２９３を通って延びている状態の位置決めピン２２９２と共に、モータ２２０７のためのマウントの背面図を示している。図２３Ｆは、位置決めピン２２９２が位置決めスロット２２９３を通って延びている状態の位置決めピン２２９２の詳細背面図を示している。
【0063】
図２４は、ガス再循環システム２４００の実施形態を開示している。ガス再循環システム２４００は、図１〜図２３で記述したガス再循環システムと類似の構成要素及び作動特性を含むことができる。ガス再循環システム２４００は、腹腔鏡手術が完了した後に患者の腹腔からＣＯ2ガスを排気するための構成要素を含むことができる。典型的には、腹腔鏡手術が完了すると、患者内に挿入されていたトロカール上のルアー接続部が開かれ、それによってＣＯ2ガスが患者の腹腔の内部から手術室内に逃げ出すことが可能になる。残念なことに、逃げ出すＣＯ2ガスはフィルタリングされず、外科的処置から残った煙霧化学物質、粒子、細菌などを含有する場合がある。
【0064】
ガス再循環システム２４００は、流入配管２４２０に位置付けられた三方弁２４９４を含むことができる。流入配管２４２０は患者に流れている。図２４Ａは、三方弁２４９４を通って流れるあらゆるガスが不純物を事前にフィルタ除去したものであるように、三方弁２４９４をフィルタ２４３２の下流に位置付けることができることを示している。図２４Ｂは、三方弁２４９４と、流入配管２４２０と、流出配管２４２５と、フィルタ２４３２とを示すガス再循環システム２４００の詳細図である。外科的処置の終了時に、再循環配管２４２０、２４２５が取り出される前かつ再循環ポンプ２４０５が依然として作動している間に、三方弁２４９４は、患者へのガス流れを阻止し、手術室へのガス流れを可能にするように構成することができる。このようにして、再循環ポンプ２４０５は、患者の腹腔の内部からＣＯ2ガスをポンピングして出すことになり、いずれの汚染も患者から出て行くのをフィルタ２４３２を用いて阻止する。手術室へのガス流れを可能にするために単純に流入配管２４２０を患者から切り離す代わりに三方弁２４９４を利用することにより、最初に外科的処置中に存在した患者との全てのガス接続部を維持することによって患者から手術室に流入するガスだけがフィルタ２４３２を通してフィルタリングされることを保証する。患者からＣＯ2ガスを除去するために三方弁２４９４を利用することにより、逃げ出すＣＯ2ガスの清浄性を保証するための追加手段を必要とすることなく手術室スタッフへのリスクを低減することができる。
【0065】
図２５は、流入配管２４２０から隔離された三方弁２４９４を示している。三方弁２４９４は、流入配管２４２０に接続するための２つの直列逆目付属品２４９５を含むことができる。三方弁２４９４はまた、２つの直列逆目付属品２４９５に対して垂直に向けられた雌ルアー接続部２４９６を含むことができる。雌ルアー接続部２４９６は、ＣＯ2ガスを手術室内に放出するためなどの圧力緩和目的で使用することができる。三方弁２４９４はまた、三方弁２４９４の開流路を調節するために回転するコック栓２４９７を含むことができる。図２５に示すように、三方弁２４９４を通る閉流路をコック栓２４９７の「ＯＦＦ」部分で示している。図２５Ａは、患者に至る流入配管２４２０に接続することができる２つの直列逆目付属品２４９５を通るガス流れを可能にするように構成された三方弁２４９４を示している。図２５Ａは、再循環機能中に使用される構成であると考えられる。図２５Ａの三方弁２４９４の構成は、ガスが手術室内に放出されるのを防止することができる。図２５Ｂは、雌ルアー接続部２４９６を通して手術室内に入るガス流れを可能にするように構成された三方弁２４９４を示している。図２５Ｂは、外科的処置の終了時にガスが患者から排気されている時に使用される構成とすることができる。図２５Ｂの三方弁２４９４の構成は、患者に流れるガスを防止することができる。
【0066】
本発明の様々な実施形態を説明したが、更に多くの実施形態及び実施が本発明の範囲で可能であることは当業者には明らかであろう。開示した様々な実施形態の要素は、実施形態の作動特性及び利点の一部又は全てを有するシステムを生成するために組み合わせてかつ適応させることができる。あらゆるそのような組合せは、本出願において本明細書に開示されている。
【符号の説明】
【0067】
１７０６ ポンプカートリッジ１７８６ 再循環ポンプ筺体