(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-12
(54)【発明の名称】眼内ガスインジェクタ
(51)【国際特許分類】
A61F 9/007 20060101AFI20220104BHJP
【ＦＩ】
A61F9/007 120
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021517611
(86)(22)【出願日】2019-10-03
(85)【翻訳文提出日】2021-03-29
(86)【国際出願番号】 IB2019058431
(87)【国際公開番号】W WO2020079517
(87)【国際公開日】2020-04-23
(31)【優先権主張番号】16/165,140
(32)【優先日】2018-10-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】319008904
【氏名又は名称】アルコン インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100160705
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】ジャック ロバート オールド
(72)【発明者】
【氏名】ジェイムズ レスクーリー
(72)【発明者】
【氏名】ジョン クリストファー ハキュラック
(72)【発明者】
【氏名】マーカス アントニオ ソーザ
(72)【発明者】
【氏名】クリストファー マッコラム
(57)【要約】
ガス混合装置は、測定制御システムと、起動システムと、１つ以上のガスを有する加圧チャンバと、混合チャンバとを含む。フィルタは、混合装置の出口に事前に取り付けられ、フィルタを通して余剰ガスが排出され、且つその後、治療ガス混合物を生成するためにフィルタを通して混合装置に大気が引き込まれることを可能にし得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
患者に治療ガスを送達するための手持式ガス用インジェクタであって、出口を有するシリンジ本体と、
前記シリンジ本体内において且つ前記シリンジ本体と共に摺動可能に配置されたプランジャであって、前記シリンジ本体内に第１チャンバを画定するプランジャと、
前記シリンジ本体及び前記プランジャの少なくとも１つの中に配置された第２チャンバであって、
少なくとも、大気における濃度と異なる濃度及び周囲大気の圧力を超える圧力の第１流体を収容する内容積と、
前記第２チャンバの第１端部における開口部と、
前記第１端部に隣接して位置する第１弁機構であって、前記開口部を封止するように構成された第１弁機構と
を含む第２チャンバと、
前記第２チャンバと前記第１チャンバとの間のチャネル及びアパーチャと、
前記第２チャンバに動作可能に結合された起動システムであって、前記チャネルを通した前記第２チャンバから前記第１チャンバへの前記第１流体の放出を引き起こすように構成される起動システムと、
前記プランジャの移動を、前記第１チャンバの複数の容量に対応する複数の使用者選択可能位置に限定するように構成された調節可能な容量リミッタと、
前記シリンジ本体の前記出口に接続された第１端部と、フィルタオリフィスを有する第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に配置されたフィルタ要素とを有するフィルタと、
前記フィルタオリフィスに取り外し可能に接続され、且つ前記フィルタオリフィスよりも小さい制限器オリフィスを有する流量制限器であって、前記フィルタオリフィスを通る前記第１チャンバからの流体の流れを制限し、したがって、前記第１流体が前記第２チャンバから前記第１チャンバに放出されるとき、前記第１チャンバから前記フィルタオリフィスを通る流体の流れに対して追加的な背圧を生成して、前記プランジャを移動させる力を増大させ、且つそれにより前記第１チャンバを拡張させるように構成された流量制限器と
を含む手持式ガス用インジェクタ。
【請求項2】
前記フィルタは、前記シリンジ本体に取り外し可能に接続される、請求項１に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項3】
前記流量制限器は、前記フィルタオリフィスから流体を受け入れるように構成された第１端部と、前記制限器オリフィスを含む第２端部とを有する内腔を含み、前記内腔は、前記第１端部と前記第２端部との間でテーパしている、請求項１に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項4】
手持式ガス用インジェクタアセンブリであって、出口を有するシリンジ本体と、
前記シリンジ本体内において且つ前記シリンジ本体と共に摺動可能に配置されたプランジャであって、前記シリンジ本体内に第１チャンバを画定するプランジャと、
プランジャの移動を、前記第１チャンバの複数の容量に対応する複数の使用者選択可能位置に限定するように構成された調節可能な容量リミッタと、
前記シリンジの前記出口に接続された第１端部と、フィルタオリフィスを有する第２端部とを有するフィルタと、
前記フィルタオリフィスに取り外し可能に接続され、且つ前記フィルタオリフィスよりも小さい制限器オリフィスを有する流量制限器であって、前記フィルタオリフィスを通る前記第１チャンバからの流体の流れを制限するように構成された流量制限器と
を含む手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項5】
前記第１チャンバに第１流体を導くように構成された充填機構を更に含み、前記流量制限器は、前記フィルタオリフィスから出る流体の流れを制限して、前記フィルタオリフィスから出る前記流体の流れに対して追加的な背圧を生成するように構成される、請求項４に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項6】
前記フィルタは、前記シリンジ本体に取り外し可能に接続される、請求項４に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項7】
前記流量制限器は、前記フィルタオリフィスから流体を受け入れるように構成された第１端部と、前記制限器オリフィスを含む第２端部とを有する内腔を含み、前記内腔は、前記第１端部でのより大きいサイズから前記第２端部でのより小さいサイズにテーパしている、請求項４に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項8】
第１位置と第２位置とを有する弁機構を更に含み、前記弁機構は、前記第１位置にあるときに前記第１チャンバからの流体の流れを阻止し、且つ前記第２位置にあるときに前記第１チャンバからの流体の流れを許可するように構成される、請求項４に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項9】
手持式ガス用インジェクタアセンブリであって、端壁と、前記端壁に接続された出口とを含むシリンジ本体と、
前記シリンジ本体内において且つ前記シリンジ本体と共に摺動可能に配置されたプランジャであって、前記シリンジ本体内において且つ前記プランジャと前記端壁との間に第１チャンバを画定し、前記第１チャンバが、前記プランジャの移動によって画定可能な最小容量を含むように前記シリンジ本体の前記端壁に配置されるプランジャと、
前記シリンジの前記出口に接続された第１端部と、フィルタオリフィスを有する第２端部とを有するフィルタと
を含む手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項10】
プランジャの移動を、前記第１チャンバの複数の容量に対応する複数の使用者選択可能位置に限定するように構成された調節可能な容量リミッタを更に含む、請求項９に記載の手持式ガス用アセンブリ。
【請求項11】
前記フィルタオリフィスに取り外し可能に接続され、且つ前記フィルタオリフィスを通る前記第１チャンバからの流体の流れを制限するように構成された流量制限器を追加的に含み、前記流量制限器は、前記フィルタオリフィスよりも小さい制限器オリフィスを含む、請求項９に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項12】
前記第１チャンバに第１流体を導くように構成された充填機構を更に含み、前記流量制限器は、前記フィルタオリフィスから出る流体の流れを制限して、前記フィルタオリフィスから出る前記流体の流れに対して追加的な背圧を生成するように構成される、請求項１１に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項13】
前記フィルタは、前記シリンジ本体に取り外し可能に接続される、請求項９に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項14】
流量制限器は、前記フィルタオリフィスから流体を受け入れるように構成された第１端部と、制限器オリフィスを含む第２端部とを有する内腔を含み、前記内腔は、前記第１端部と前記第２端部との間でテーパしている、請求項１０に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項15】
第１位置と第２位置との間で移動するように構成された弁機構を更に含み、前記弁機構は、前記第１位置にあるときに前記第１チャンバからの流体の流れを阻止し、且つ前記第２位置にあるときに前記第１チャンバからの流体の流れを許可するように構成される、請求項９に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項16】
前記弁機構は、弁体と、ピストンと、シールと、弁付勢部材と、内部突出部材とを含む、請求項１５に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項17】
前記フィルタは、前記シリンジ本体に取り外し可能に接続され、前記フィルタは、前記シリンジ本体に結合されるとき、前記弁機構を前記第１構成から前記第２構成に移行させるために前記弁機構に係合するように構成される、請求項１５に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項18】
第２チャンバを更に含み、前記第２チャンバは、少なくとも、大気における濃度と異なる濃度及び前記周囲大気の圧力を超える圧力の第１流体を収容する内容積を含む、請求項９に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項19】
前記第２チャンバは、第１端部における開口部と、前記第１端部に隣接して位置する内部弁機構であって、前記開口部を封止するように構成された内部弁機構とを含む、請求項１８に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【請求項20】
前記内部弁機構は、ピストンと、シールと、付勢部材とを含み、且つ少なくとも前記アセンブリの起動前に前記開口部を封止するように構成される、請求項１９に記載の手持式ガス用インジェクタアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される本発明は、概して、動物の眼にガスを注入するためのデバイス及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
外科的処置では、特定の怪我、障害及び疾患の治療のために、標的領域へのガス又は他の流体の注入を必要とすることがある。黄斑円孔、網膜裂孔及び剥離などの眼の状態の治療では、外科的処置の一部は、眼へのガス又は他の流体の注入を含むことがある。
【0003】
例えば、網膜剥離は、網膜を所定の位置に保持する組織である網膜色素上皮（ＲＰＥ）からの網膜の分離を伴う眼疾患である。網膜剥離は、網膜裂孔、網膜の牽引又は網膜下の空間に流体が蓄積することで網膜が支持ＲＰＥ組織から分離し始める原因となる炎症によって起こり得る。この疾患は、後部硝子体剥離（ＰＶＤ）、増殖糖尿病網膜症（ＰＤＲ）、怪我又は網膜をＲＰＥから剥離させる線維組織若しくは血管組織の血管新生によっても起こり得る。このような状態は、即座に処置されなければ、部分的な視力喪失及び場合により更に失明に至るおそれがある。
【0004】
複雑でない網膜剥離の治療法としては、空気式網膜復位術、レーザー光凝固術又は冷凍固定法などの非外科的手法が挙げられ得る。より複雑な網膜剥離には、外科的介入が必要である。場合により、失明の原因となり得る感染リスクのため、こうした手術は、感染の可能性を大幅に低下させるために無菌条件下で実施される。手術方法としては、硝子体液の除去である硝子体切除；牽引性網膜剥離の場合には膜の切離及び除去；及び更なる網膜裂孔の場合には光凝固術又は冷凍固定法が挙げられる。このような外科的処置に続いて、眼内ガスタンポナーデが使用され得る。眼内ガスタンポナーデにより、網膜組織をＲＰＥと接触した状態に維持し、外科的処置後の治癒過程中に網膜を付着したままにすることができる。
【0005】
治癒過程中、眼圧を比較的一定に維持しなければならないため、選択されるガスは、通常、一定圧力（等圧過程）で膨張するものである。したがって、眼内ガスタンポナーデは、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、ヘキサフルロエタン（Ｃ２Ｆ６）又はオクタフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）などの膨張性ガスと混合された空気の気泡であり得る。眼内ガスタンポナーデは、使用されるガス及び濃度に応じて、時間の経過と共に溶解する。例えば、六フッ化硫黄は、約２０パーセントの濃度で空気と混合されると、１～２週間以内に溶解し、ヘキサフルオロエタンは、約１６パーセントの濃度で空気と混合されると、約４～５週間で溶解し、オクタフルオロプロパンは、約１２％の濃度で空気と、混合されると約６～８週間で溶解する。これらのガスの濃度の変更は、所要時間に影響を及ぼす。
【0006】
現在の手法は、別個の複数用量用加圧容器内に収容されたガスの使用を伴う。その後、これらのガスは、空気と混合し、患者の眼に注入するためにシリンジに移される。したがって、外科的処置中、シリンジを所望の濃度のガス及び空気で満たすために複数の非無菌工程及び無菌工程が必要とされる。これらの非無菌工程及び無菌工程は、通常、無菌領域内の外科医をサポートする非無菌手術室外回り看護師及び無菌手術器械出し専門職員によって実施される。第１非無菌工程中、外回り看護師は、ガス容器に接続された圧力調整器を適切な圧力に設定することによって非無菌再利用可能ガス容器を準備する。第２工程中、手術器械出し専門職員は、止め栓、フィルタ及び管をシリンジ上に直列に接続することによって無菌シリンジを準備する。第３工程中、管がガス容器に接続される。手術器械出し専門職員は、無菌管の自由端を、目に見えない無菌バリアを通して待機中の非無菌外回り看護師に慎重に渡す。非無菌外回り看護師は、管を受け取り、手術器械出し専門職員も任意の他の無菌表面も汚染させないことを慎重に確実にして、ガス容器上の調整器に管を接続する。第４工程中、シリンジは、次いで、容器からのガスで満たされる。手術器械出し専門職員と外回り看護師とは、接続された管、フィルタ、止め栓を通してシリンジにガスを放出するために加圧容器弁の開放を調整する。放出されるガスの圧力は、シリンジプランジャをシリンジバレルの長さに沿って押し、それによりシリンジをガスで満たすのに十分なものである。手術器械出し専門職員は、ガスがシリンジバレルの開端部からプランジャを押し出していないことを確実とし、シリンジが完全に満たされた状態に近づいたときにガス容器弁を閉じるように外回り看護師に合図する。第５工程中、次いで、シリンジは、ガスで満たす前にシリンジ、止め栓、フィルタ及び管内に存在していた可能性のある空気の大半をパージすることを確実にするために、全ての空気及びガスがパージされる。手術器械出し専門職員は、止め栓を回し、シリンジ内の空気及びガスを大気に放出するための手段を提供し、シリンジプランジャを押して、シリンジからその内容物を全て空にする。次いで、手術器械出し専門職員は、止め栓を反対方向に回し、接続経路を管及びガス容器に戻す。
【0007】
工程４と工程５とは、シリンジ、止め栓、フィルタ及び管内に最初に存在する空気の量を更に低減するために数回繰り返され、シリンジ、止め栓、フィルタ及び管から空気の大半をフラッシュし、システムから空気をパージする。第６工程中、次いで、シリンジに容器からガスが補充される。手術器械出し専門職員は、フィルタから管を取り外し、外回り看護師に、管を慎重に取り、管を無菌領域から取り除くように合図する。第７工程中、手術器械出し専門職員は、シリンジの全内容物を排出せず、測定した容量のガスのみがシリンジ内に残るようにプランジャを停止させる。例えば、ガスは、１２ｍＬのみがシリンジ内に残るように排出され得る。第８工程中、手術器械出し専門職員は、使用済みフィルタを新たな無菌フィルタと交換し、濾過された室内気を、シリンジ内の空気／ガス混合物の合計が所望のガス濃度に対する適切な容量になるまでシリンジ内に引き込む。
【0008】
例えば、大気は、空気とガスとの合計容量が６０ｍＬであり、そのため、２０パーセントの濃度を達成するようにシリンジ内に引き込まれ得る。加圧容器は、非無菌であり、シリンジ及び手術領域は、無菌であるため、上述の工程の完了は、非無菌領域（通常、外回り看護師）内の少なくとも１人の関係者と、無菌領域内の第２関係者（通常、手術器械出し専門職員）とによって実施されなければならず、２人の関係者間の連携及び意思疎通を必要とする。
【0009】
この手順は、複雑な一連の工程を要し、過失が起こる可能性が増大させるおそれがある。これらの工程の１つの過失は、圧力上昇又は網膜タンポナーデの継続時間の減少のいずれかをもたらすおそれのある誤った濃度のガスの使用につながる可能性があり、それにより虚血又は復位術の失敗を引き起こす可能性がある。これらは、両方とも失明の原因となる可能性がある。更に、現在の手法は、かなりの量の無駄なガスを生じさせ、コストが高く、且つ環境に有害である。したがって、特に、１回より多い用量を含む加圧容器内のこのようなガスの取り扱いは、誤って取り扱われた場合、オペレータに潜在的な危険をもたらすおそれがある。したがって、一部の国では、これらの加圧容器を手術室内で保管することさえ禁止している場合がある。
【0010】
米国特許第６，８６６，１４２号明細書（Ｌａｍｂｏｒｎｅら）、無菌領域内に配置することができる１回用量のための容器並びにガスの充填及びパージを可能にするＡｌｃｏｎ（登録商標）Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ（登録商標）システムなど、現在の手順を向上させるためのいくつかの手法が存在するものの、これらの手法は、潜在的な課題の全てに対処するには不十分である。シリンジ装置が容量制限機構内に膨張性ガスの内部加圧キャニスタを含む別の手法は、米国特許第８，９８６，２４２号明細書に開示されている。使用時、容量制限機構は、膨張性ガスと空気とを含み得るガスタンポナーデの最終的な望ましい濃度に対応する膨張性ガスの容量に設定される。膨張性ガスは、シリンジのプランジャが容量制限機構構造に当たるまでシリンジのチャンバに放出され、残りの膨張性ガスは、大気に排出される。その後、フィルタがシリンジ機構の出口に取り付けられ、後に注入する望ましい濃度の膨張性ガスと空気との混合物を作成するために、シリンジのチャンバにフィルタを通して大気が引き込まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0011】
本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの一態様は、眼内ガスインジェクタデバイスが、使用者に要求される操作を低減又は排除する手法で組み立てられ且つ包装され得、及び潜在的な汚染源を更に低減し得るという認識を含む。例えば、米国特許第８，９８６，２４２号明細書に開示されているデバイスの使用に関して上述したように、膨張性ガスは、シリンジデバイスの内部混合チャンバに供給され、いくらかの余分な膨張性ガスは、シリンジの出口を通して排出される。その後、シリンジの出口にフィルタが取り付けられ、フィルタを通して混合チャンバに大気が引き込まれる。
【0012】
本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの一態様は、眼内ガス注入デバイスが、シリンジ本体と、治療ガスの供給源と、例えば出口を通した余分な治療ガスの排出前にシリンジの出口に事前に取り付けられたフィルタとを含み得るという認識を含む。いくつかの実施形態では、フィルタを事前に取り付けたガス注入デバイスは、外科的処置での使用のために無菌容器内に包装され得る。したがって、使用者が無菌容器を開封し、眼内ガス注入デバイスを取り出し、ガス混合プロセスの全体を通してフィルタが所定の位置にある状態で眼内ガス注入デバイスを動作させることができる。例えば、フィルタが事前に取り付けられた状態で、使用者は、シリンジの混合チャンバに膨張性ガスを供給して、混合チャンバを膨張性ガス又は選択した別のガスで少なくとも一部満たすことができ、いくつかの使用モードでは、余分な膨張性ガスを混合チャンバから、シリンジ本体の出口を通し、フィルタを通し、その後、大気に排出することを可能にする。余分な膨張性ガスのこのような排出中、膨張性ガスの濾過は、任意の周知の特段の直接的で有益な効果をもたらすわけではない。しかしながら、余分な膨張性ガスの排出中にフィルタが所定の位置にある状態で眼内ガスインジェクタをそのようなモードで使用すると、シリンジのプランジャとフィルタデバイスのフィルタ膜との間の空間容量を含むデバイス内の様々な空間容量の汚染のリスクの低下をもたらす。更に、余分な膨張性ガスの排出が完了したら、その後、使用者は、中間空間容量を大気に開放することなく、フィルタを通して大気を混合チャンバに引き込むことができる。したがって、フィルタ膜とシリンジのプランジャとの間の中間空間容量は、大気に対して閉鎖したままであり、フィルタデバイスを通して濾過された大気のみが受け入れられる。
【0013】
使用者が所望の量の大気を引き込み、フィルタデバイスを通して濾過した後、フィルタデバイスは、取り外すことができ、所望の器具をシリンジの出口に取り付けることができる。例えば、いくつかの実施形態では、使用者は、混合済みの膨張性ガス及び大気を、剥離した網膜の治療のために動物又は患者の眼に注入するための針を取り付け得る。このような針の取り付け後、使用者は、混合チャンバ内の混合済みの膨張性ガス及び大気で針をフラッシュすることができる。したがって、外科的使用前に、フィルタ膜とシリンジプランジャとの間において、未濾過の大気に曝される空間容量はない。
【0014】
本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの別の態様は、可変容量ガスミキサーを定量のソースガスで満たすと、可変容量チャンバの不十分な拡張、したがって所望の濃度の混合済みガスの生成の失敗に至る可能性があるという認識を含む。したがって、本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの一態様は、眼内ガス注入デバイスの出口に取り付けられたフィルタの出口上に流量制限デバイスを設けると、混合チャンバが膨張性ガスなどの治療ガス又は治療ガスの成分の所望の容量に拡張することをより確実にするために有益となり得る、有益な及び／又は追加の背圧を提供することができるという認識を含む。
【0015】
本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの別の態様は、混合チャンバが治療ガスで満たされた後、眼内ガスインジェクタの下流フィルタの出口に取り付けられた流量制限器が、フィルタを通して周囲空気又は大気を引き込むプロセス中、不必要に強力な流量制限を生じさせる可能性があるという認識を含む。したがって、本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの一態様は、眼内ガス注入デバイスのフィルタの出口に取り外し可能な流量制限器を設けると、２つの有益な動作モードを提供することができ、混合チャンバの充填段階中の余分な治療ガスの排出中に望ましい背圧を発生させ、混合チャンバが所望の量の治療ガスを収容するための所望の容量まで完全に拡張することを確実とし、その後、流量制限器が取り外された状態で使用者が混合チャンバを手動で拡張させ、フィルタを通して大気を引き込むことができ、流量制限器が所定の位置にある場合にそのような動作に付随する困難が増すことはないという認識を含む。したがって、本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの一態様は、下流フィルタデバイスと、フィルタデバイスの下流端部における取り外し可能な流量制限器とを有する眼内ガス注入デバイスを含む。
【0016】
本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの別の態様は、フィルタデバイスが手術室でシリンジの出口に取り付けられる場合、フィルタデバイスの上流端部に異物又は混入物が入り、そのため、フィルタ膜とプランジャとの間に配置された容量内に含まれる可能性があるという認識を含む。したがって、いくらかの余分な膨張性ガスが、その後、フィルタを通して排出されても、そのような混入物及び／又は異物は、フィルタ膜によって捕捉される可能性があり、その後、フィルタを通して大気が逆方向に引き込まれるときに混合チャンバにバックフラッシュする可能性がある。したがって、本明細書に開示される本発明の少なくとも１つの一態様は、フィルタ膜とプランジャとの間に配置された空間容量に混入物及び／又は異物が入る可能性を低下させる構成及び動作方法を含む。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下の詳細な説明は、本質的に単なる実例にすぎず、本主題の実施形態又はこうした実施形態の用途及び使用を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する場合、「例示の」という語は、「例、事例、実例として機能すること」を意味する。本明細書で例示として記載する任意の実装形態は、必ずしも他の実装形態よりも好ましい又は有利であると解釈すべきではない。更に、前述の技術分野、背景、概要又は以下の詳細な説明で提示されるいずれの明示又は示唆される理論によっても拘束されることを意図するものではない。
【0019】
以下の説明では、特定の用語が参照のみを目的として使用される場合があり、そのため、それらは、限定を意図するものではない。例えば、「上側」、「下側」、「上方」及び「下方」などの用語は、参照される図面内での方向を指す。「近位」、「遠位」、「前部」、「後部」、「後方」及び「側部」などの用語は、記述中の構成要素を説明する本文及び関連図面を参照することにより明確になる、一貫しているが、任意の基準系の範囲内での構成要素の部分の向き及び／又は位置を説明するものである。このような用語は、具体的に上述された語、それらの派生語及び類似の意味の語を含み得る。同様に、用語「第１」、「第２」及び他のこのような数値的な用語も構造を参照する。
【0020】
本明細書で使用する場合、「前部」及び「遠位」という用語は、注入操作中に装置の使用者（例えば、外科医）から遠い方に位置する本主題の装置の部分を指す。本明細書で使用する場合、「後方」及び「近位」という用語は、注入操作中に装置の使用者（例えば、外科医）に近い方に位置する装置の部分を指す。
【0021】
２つのガスを混合するための装置
図１Ａは、容器４内に封入されたガス混合装置１０を含み得るガス混合キット２の一実施形態を示す。容器４は、外科用キットの構成要素の収容における使用、滅菌内部環境での使用、手術室の滅菌場内などの手術室での使用、手術中の使用に適した任意の種類の容器であり得る。いくつかのこのような容器では、熱成形プラスチックトレイは、外科用構成要素を含む構成要素を所定の配置に保持するための構造物と、薄膜型材料でできた壊れやすいシールとを含む。いくつかの実施形態では、ガス混合装置１０を含む外科用構成要素は、滅菌されて、滅菌環境内で容器４に挿入され、いくつかの実施形態では容器４内に不活性ガスが封入される。他の種類の容器も使用することができる。
図１Ａは、容器４内に封入されたガス混合装置１０を含み得るガス混合キット２の一実施形態を示す。容器４は、外科用キットの構成要素の収容における使用、滅菌内部環境での使用、手術室の滅菌場内などの手術室での使用、手術中の使用に適した任意の種類の容器であり得る。いくつかのこのような容器では、熱成形プラスチックトレイは、外科用構成要素を含む構成要素を所定の配置に保持するための構造物と、薄膜型材料でできた壊れやすいシールとを含む。いくつかの実施形態では、ガス混合装置１０を含む外科用構成要素は、滅菌されて、滅菌環境内で容器４に挿入され、いくつかの実施形態では容器４内に不活性ガスが封入される。他の種類の容器も使用することができる。
【0022】
ガス混合装置１０は、治療ガス又は治療ガスの成分を形成するように構成され得る。例えば、ガス混合装置１０は、治療的使用のために後に排出するために、治療ガス又は治療ガスの成分と、いくつかの実施形態では大気であり得る第２ガスとを混合チャンバに受け入れるように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、ガス混合装置１０は、患者、いくつかの実施形態では患者の眼に注入するための治療ガス混合物を作成するために使用され得る。
【0023】
図１Ａを引き続き参照すると、ガス混合装置１０は、混合システム３１０、圧力調整システム７１０及びフィルタデバイス７６０を含み得る。混合システム３１０は、外部ハウジング３１１、治療ガス供給源４１０及び混合チャンバ５１０を含み得る。混合チャンバ５１０は、ハウジング３１１の一部分と、プランジャ４６０などの可動壁とによって画定され得る。プランジャ４６０は、シリンジデバイス内に一般に提供されるプランジャの形態であり得る。
【0024】
混合システム３１０は、供給源４１０と混合チャンバ５１０との間に配置された圧力調整システム６１０も含み得る。圧力調整システム６１０は、弁を含み得る。弁は、供給源４１０を閉じた状態に保持し、作動時、弁６１０を通して供給源４１０の内容物を混合チャンバ５１０に放出するように構成されている。
【0025】
圧力調整システム７１０は、混合チャンバ５１０に出入りするガスの流れを制御するように構成され得る。例えば、圧力調整システム７１０は、混合チャンバ５１０に供給された、元々は供給源４１０からの余剰ガスを大気に逃がすことを可能にするように構成され得る。例えば、圧力調整システム７１０は、大気圧を超える圧力の混合チャンバ５１０からガスを制御可能に放出するように構成され得る。更に、圧力調整システム７１０は、混合チャンバ５１０内の圧力が大気圧を下回るときにガスが混合チャンバ５１０に入ることを可能にするように構成され得る。
【0026】
フィルタデバイス７６０は、それを流れるガスから粒子、異物又は他の物質を除去するように構成されたフィルタ膜（図示せず）又は別のフィルタリングデバイスを含み得る。フィルタデバイス７６０は、大気と連通する出口端部７６１を含み得る。出口７６１は、混合チャンバ５１０からガスを排出し、且つ混合チャンバ５１０内で混合するための大気をフィルタデバイス７６０に入れるために使用され得る。任意選択的に、フィルタデバイス７６０は、流量制限器１３００を更に含み得る。流量制限器１３００は、出口７６１から出、且つ／又は出口７６１に入る流れを制限するように構成されている。
【0027】
キット２は、滅菌環境内で用意することができ、フィルタ部材７６０が混合装置３１０に取り付けられ、容器４内に密閉されるように、任意の流量制限器１３００を有する又は有しないガス混合装置１０を受け入れることができる。使用時、医師は、容器４を開封し、供給源４１０から混合チャンバ５１０に治療ガス又はガス成分を放出することができる。
【0028】
混合チャンバ５１０へのガスの導入により、プランジャ４６０は、左に（図１Ａに見られるように）移動し、それにより供給源４１０から混合チャンバ５１０への治療ガスの導入に従って混合チャンバ５１０の容量を拡張することを可能にする。例えば、いくつかの実施形態では、供給源４１０は、治療ガス又は治療ガスの成分の加圧容器である。そのため、混合チャンバ５１０に加圧ガスを放出すると、混合チャンバ５１０内の圧力が上昇し、それによりプランジャ４６０を付勢して移動させ、それにより混合チャンバ５１０の容量を拡張させる。
【0029】
圧力調整システム７１０は、弁機構を含み得る。弁機構は、大気を超える圧力に曝されると開くように構成されており、同時に、流量制限部を設け、それによりプランジャ４６０を移動させ、且つ混合チャンバ５１０を拡張させるのに十分なある程度の背圧を生じさせるように構成されている。プランジャ４６０が混合チャンバ５１０を治療ガスの所望の容量に拡張させるほど十分に移動したとき、圧力調整デバイスシステム７１０は、残りの余剰ガスを供給源４１０から放出し、フィルタデバイス７６０及び出口７６１を通して流出させる。デバイス１０内の全ての内部空間は、事前滅菌され、容器４内の滅菌環境内で保管されていたであろうため、余剰ガスがフィルタデバイス７６０内を流れる際、フィルタデバイス７６０の上流側は、いかなる異物又は混入物も捕捉しないものと考えられる。したがって、混合チャンバ５１０からの余剰ガスの排出中、フィルタデバイス７６０は、任意の所望のフィルタリング機能を果たさないものと思われる。
【0030】
チャンバ５１０が所望の容量の治療ガス又は治療ガスの成分で満たされた後、プランジャ４６０は、出口７６１内に、フィルタデバイス７６０を通して、圧力調整システム７１０を通して且つ混合チャンバ５１０内に大気を引き込むために、例えば（図１Ａに見られるように）左に向かって手動で移動させることができる。したがって、フィルタデバイス７６０は、大気中に存在し得る異物及び／又は他の望ましくないガスが入らないように捕捉し、これらの物質が混合チャンバ５１０に入ることを防ぎ得る。
【0031】
プランジャ４６０は、所望の供給源４１０からのガスと大気との混合物に対応する所望の位置に移動させることができる。混合チャンバ５１０内で所望の混合物が形成された後、使用者は、フィルタ７６０を取り外し、更なる排出のために、皮下針などの送達デバイス（図示せず）を圧力調整デバイス７１０に取り付けることができる。
【0032】
例えば、剥離した網膜の治療のために、供給源４１０からの膨張性ガスと大気とを混合するためのデバイス１０を使用することに関連しては、使用者は、圧力調整システム７１０の下流側の、フィルタデバイス７６０の図示位置に皮下針を取り付けることができる。針をそのように取り付けた状態で、使用者は、プランジャ４６０を右に（図１Ａに見られるように）手動で移動させ、混合チャンバ５１０内からの混入物のない混合済みガスで皮下針をフラッシュし、その後、例えば混合済みの膨張性ガスと大気との泡を混合チャンバ５１０から患者の眼に導入することにより、患者に治療を提供する手順を継続することができる。
【0033】
いくつかの実施形態では、上述のように、デバイス１０は、流量制限器１３００を含み得る。流量制限器１３００は、出口７６１に出入りする流れの追加的な制限を提供することができる。したがって、混合チャンバ５１０への治療ガスの添加中、流量制限器１３００は、追加的な背圧を提供することができ、そのため、プランジャ４６０を（左に）移動させ、それにより、混合チャンバ５１０を、混合チャンバ５１０内の混合物の所望の最終濃度に関連する所望の容量まで完全に拡張させるように、混合チャンバ５１０内に十分な正圧が発生するという確実性を提供することができる。
【0034】
図１Ｂは、全体として参照番号２ａで示されるガス混合キット２の更なる実施形態を示す。キット２ａは、容器４ａ内に収容されたガス混合装置１０ａを含む。容器４を参照して上述したように、容器４ａは、システム１０ａを、手術環境で開封し且つ使用するために滅菌状態で収容することができる。ガス混合装置１０ａは、測定制御システム１１０ａと、起動システム２１０ａと、２つ以上のガスの混合物を所望の濃度比で作成するように構成された混合システム３１０ａと、事前に取り付けられたフィルタ７６０ａとを含み得る。更に、任意選択的に、キット２ａは、フィルタデバイス７６０ａの出口７６１ａに取り付けられた取り外し可能な流量制限器１３００を含み得る。混合システム３１０ａは、任意選択的に、加圧チャンバ４１０ａ及び混合チャンバ５１０ａも含み得る。
【0035】
混合システム３１０ａは、混合システム３１０ａの動作を向上させるための圧力調整システムも含み得る。いくつかの実施形態では、混合システム３１０ａは、第１圧力調整システム６１０ａ及び第２圧力調整システム７１０ａを追加的に含む。
【0036】
測定制御システム１１０ａは、混合システム３１０ａ内に収容されたデバイスの特定の側面を制御するために混合システム３１０ａ内に収容された計測機構の形態であり得る。いくつかの実施形態では、測定制御システム１１０ａは、可変且つ使用者調節可能なデバイスであり得る。起動システム２１０ａは、デバイスの動作を起動し、混合システム３１０ａ内でのガスの混合を開始するために、加圧チャンバ４１０ａに動作可能に結合され得る。
【0037】
任意の加圧チャンバ４１０ａは、混合システム３１０ａ内で混合される２つ以上のガスの少なくとも１つを収容することができる。いくつかの実施形態では、加圧チャンバ４１０ａ内に収容されたガスは、周囲の環境条件よりも高い圧力であり得る。更に、加圧チャンバ４１０ａは、大気における濃度と異なる濃度のガスを収容することができる。加圧チャンバ４１０ａは、第１圧力調整システム６１０ａと流体連通するように構成され得る。他の実施形態では、加圧チャンバ４１０ａは、混合チャンバ５１０ａと直接流体連通することができる。加圧チャンバ４１０ａは、インジェクタ装置内において内部に収容されるように構成され得る。加圧チャンバ４１０ａは、インジェクタ装置の外部にあるようにも構成され得る。第１圧力調整システム６１０ａは、加圧チャンバ４１０ａと混合チャンバ５１０ａとの間の事前設定された圧力差を維持するように構成され得る。
【0038】
混合チャンバ５１０ａは、加圧チャンバ４１０ａからのガスを直接又は第１圧力調整システム６１０ａを介して受け入れるように構成され得る。いくつかの実施形態では、混合チャンバ５１０ａは、混合される第２ガスを、外部ガス容器又は大気など、混合システム３１０ａの外部から受け入れるように追加的に構成され得る。混合チャンバ５１０ａは、混合チャンバ５１０ａの出口点で第２圧力調整システム７１０ａと流体連通するように構成され得る。他の実施形態では、混合チャンバ５１０ａは、混合チャンバの出口点で大気と直接流体連通することができる。これらのサブシステムそれぞれの例については、以下で別々に記載する。
【0039】
いくつかの実施形態では、測定制御システム１１０ａは、ガス混合装置１０ａ内のガスの濃度を制御するように構成されている。いくつかの実施形態では、測定制御システム１１０ａは、混合システム３１０ａと動作可能に結合されている。好ましくは、測定制御システム１１０ａは、測定制御システム１１０ａが圧力チャンバ４１０ａ及び／又は混合チャンバ５１０ａの可変的な側面を変更することができるように、加圧チャンバ４１０ａ又は混合チャンバ５１０ａのいずれかと動作可能に結合されている。
【0040】
いくつかの実施形態では、測定制御システム１１０ａは、混合チャンバ５１０ａ内に収容されるガスの容量などであるが、それに限定されない特性を制御可能である。圧力などの他の特性も測定制御システム１１０ａによって制御可能であると考えられる。好ましくは、ガス混合装置１０ａから放出され得るガスの所望の濃度比を使用者が選択することができるように、測定制御システム１１０ａは、可変である。これにより、有利には、広範な所望の濃度比に対して単一のガス混合装置１０ａのみを使用者が有することを可能にする。したがって、測定制御システム１１０ａは、加圧チャンバ４１０ａ、混合チャンバ５１０ａ、第１圧力調整システム６１０ａ及び第２圧力調整システム７１０ａなど、混合システム３１０ａ内の構成要素の動作を変化させるダイヤルなどの使用者作動可能スイッチを含み得る。
【0041】
加圧チャンバ４１０ａは、ガス混合装置１０ａ内で２つ以上のガスを混合する前に、１つ以上のガスを加圧チャンバ４１０ａの内部空間内にある期間にわたって貯蔵するように構成され得る。内部空間内の条件は、大気圧条件のものと異なるように構成されている。したがって、内部空間は、一般に、２つ以上のガスの混合が実施されるまで、内部空間からのそのようなガスの放出を低減するはずであるか、又は貯蔵されていないガスの内部空間への進入を低減するはずである。
【0042】
いくつかの実施形態では、内部空間内の１つ以上のガスは、周囲大気圧条件よりも高い圧力である。更に、１つ以上のガスは、周囲大気圧条件での濃度と異なる濃度のガスでもあり得る。いくつかの実施形態では、内部空間は、１つ以上のガスを保持するための別個のサブセクション又は部分に分割することができる。したがって、内部空間のこれらの別個の部分は、異なるガス圧力及び／又は異なるガス濃度に維持され得る。
【0043】
いくつかの実施形態では、ガスは、内部空間内の異なる構造ユニット内に追加的に配置することができる。このような構造ユニットは、貯蔵ガスの放出をより効果的に低減し、且つ／又は貯蔵されていないガスの進入をより効果的に低減するために使用され得る。いくつかの実施形態では、加圧チャンバ４１０ａの貯蔵ガスは、製造時に事前装填されている。他の実施形態では、加圧チャンバ４１０ａの内容物は、ガス混合装置１０ａの使用者によって装填され得ると考えられる。例えば、貯蔵ガスは、このようなガスの交換を有利に容易にすることができる取り外し可能なカートリッジ状のデバイス内に収容され得る。
【0044】
いくつかの実施形態では、起動システム２１０ａは、ガス混合装置１０ａの動作を起動し、混合システム３１０ａ内で２つ以上のガスを混合するプロセスを開始するように構成されている。したがって、起動システム２１０ａは、混合システム３１０ａに動作可能に結合され、混合チャンバ３１０ａ及び加圧チャンバ４１０ａの両方に結合され得る。起動システムは、加圧チャンバ４１０ａを起動させ、加圧チャンバ４１０ａ内に収容されたガスを混合チャンバ５１０ａに放出させることができる。いくつかの好適な実施形態では、第１圧力調整システム６１０ａが起動され、それにより加圧チャンバ４１０ａから混合チャンバ５１０ａに流体が流れることを可能にするように、起動システム２１０ａは、加圧チャンバ４１０ａ内の圧力の増加を生じさせることができる。起動システム２１０ａは、加圧チャンバ４１０ａの別個のセクション内の圧力が増加するように、加圧チャンバ４１０ａの残部よりも高い圧力のガスを収容する、加圧チャンバ４１０ａの別個の部分を起動するように構成されたデバイスを含み得る。好適な実施形態では、起動システム２１０ａは、混合チャンバ５１０ａ内の密閉されたデバイスを開放して、加圧ガスを放出し、それにより加圧チャンバ４１０ａ全体の圧力を放出することができる。このような実施形態では、起動システム２１０ａは、シールに穴を開けることができる穿刺デバイスを含み得る。他のデバイス及び手法も使用することができる。起動システム２１０ａを使用すると、ガス混合装置１０ａを場合により使用前に事前充填すること及び安全に保管することを可能にすることによる利点が提供される。
【0045】
起動システム２１０ａは、混合チャンバ５１０ａに動作可能に結合させることもでき、デバイスの特定の側面を使用者が手動で変化させることを可能にする。いくつかの実施形態では、起動システム２１０ａは、混合チャンバ５１０ａの容量を変更するために使用され得る。起動システム５１０ａは、混合チャンバ５１０ａの圧力を変更するためにも使用され得る。
【0046】
いくつかの実施形態では、第１圧力調整システム６１０ａは、加圧チャンバ４１０ａと混合チャンバ６１０ａとの間の分離機構としての役割を果たすように構成されている。第１圧力調整システム６１０ａは、加圧チャンバ４１０ａと混合チャンバ５１０ａとの両方間の事前設定された圧力差に達すると起動することができる。いくつかの好適な実施形態では、第１圧力調整システム６１０ａは、少なくとも１つの弁アセンブリを含み得る。弁アセンブリは、加圧チャンバ４１０ａの一部分内の圧力が混合チャンバ５１０ａ内の圧力よりも高いときに開くことができる。弁アセンブリは、逆止弁、羽打弁、逆流防止弁又は一方向弁であり得る。このような弁としては、ボール逆止弁、ダイヤフラム逆止弁、スイング逆止弁、ねじ締め逆止弁、リフト逆止弁、インライン逆止弁及びダックビル弁も挙げられ得る。他の圧力調整機構も使用することができる。更に、第１圧力調整システム６１０ａは、システム６１０ａの圧力差以外の他の手段によっても起動させることができると考えられる。
【0047】
いくつかの実施形態では、混合チャンバ５１０ａは、その内部で２つ以上のガスを混合して、ガスの所望の濃度比を得ることができる空間として機能するように構成されている。混合チャンバ５１０ａは、起動機構の使用時に調整可能な可変容量を有するように構成され得る。混合チャンバ５１０ａは、混合するガスを、加圧チャンバのみから又は混合チャンバ５１０ａ内に既に存在するガスから受け入れることができる。混合チャンバ５１０ａは、二次供給源からもガスを受け入れることができる。いくつかの実施形態では、混合チャンバ５１０ａは、圧力チャンバ３１０ａから及び／又は混合チャンバ５１０ａ内に既に存在するガスから受け入れたガスと混合するために、大気から空気を受け入れることができる。
【0048】
いくつかの実施形態では、第２圧力調整システム７１０ａは、混合チャンバ５１０ａと周囲大気との両方間の分離機構としての役割を果たすように構成されている。第２圧力調整システム７１０ａは、混合チャンバ５１０ａと周囲大気との両方間の事前設定された圧力差に達すると起動することができる。いくつかの好適な実施形態では、第２圧力調整システム７１０ａは、少なくとも１つの弁アセンブリを含み得る。弁アセンブリは、混合チャンバ５１０ａ内の圧力が周囲大気の圧力よりも高いときに開くことができる。弁アセンブリは、逆止弁、羽打弁、逆流防止弁又は一方向弁であり得る。このような弁としては、ボール逆止弁、ダイヤフラム逆止弁、スイング逆止弁、ねじ締め逆止弁、リフト逆止弁、インライン逆止弁及びダックビル弁も挙げられ得る。他の圧力調整機構も使用することができる。更に、第２圧力調整システム７１０ａは、システム７１０ａの圧力差以外の他の手段によっても起動させることができると考えられる。
【0049】
キット２ａは、混合チャンバ５１０ａの出口及び／又は第２圧力調整システム７１０ａの出口に取り付けられたフィルタデバイス７６０ａも含み得る。フィルタデバイス７６０ａは、外部ハウジングと、不要な異物、物質及び／又はガスを濾過して除去するための所望の気孔率又はアパーチャサイズを有する膜などの内部フィルタリング構成要素とを含み得る。フィルタデバイス７６０ａは、大気と連通する出口７６１ａを含み得る。キット２ａの組み立て中、混合デバイス１０ａは、構成要素１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、５１０ａ、６１０ａ、７１０ａとフィルタデバイス７６０ａとが滅菌包装室で取り付けられ、滅菌状態で容器４ａ内に密閉され、任意選択的に滅菌された不活性ガスが充填される。したがって、構成要素１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、４１０ａ、６１０ａ、５１０ａ、７１０ａ及び７６０ａ内並びにこれらの間の空の内容積は、全て密閉されたパッケージ４１０ａ内の不活性ガスで滅菌されており、且つ／又は不活性ガスで満たされているかのいずれかである。任意選択的に、上述したように、キット２１０ａは、フィルタデバイス７６０ａの出口７６１ａに取り付けられた追加的な流量制限器１３００も含み得る。
【0050】
動作概要
図２Ａ～図２Ｄを参照すると、ガス混合装置１０ｂの一実施形態の動作が示されている。図２Ａを参照すると、装置１０ｂは、起動システム２１０ｂが第１又は「閉」位置にあり、パッケージ４ｂ内に収容されている初期段階にあり得る。この段階において、デバイス１０ｂは、フィルタデバイス７６０のフィルタ要素とプランジャ４６０（図示せず）との間の内容積を含む全ての内容積が、滅菌されている及び／又は滅菌された不活性ガスで満たされている、完全滅菌状態である。
図２Ａ～図２Ｄを参照すると、ガス混合装置１０ｂの一実施形態の動作が示されている。図２Ａを参照すると、装置１０ｂは、起動システム２１０ｂが第１又は「閉」位置にあり、パッケージ４ｂ内に収容されている初期段階にあり得る。この段階において、デバイス１０ｂは、フィルタデバイス７６０のフィルタ要素とプランジャ４６０（図示せず）との間の内容積を含む全ての内容積が、滅菌されている及び／又は滅菌された不活性ガスで満たされている、完全滅菌状態である。
【0051】
医師又は他の使用者は、パッケージ４ｂからデバイス１０ｂを取り出し、測定制御システム１１０ｂを使用して、混合する治療ガスの所望の濃度を選択することができる。その後、使用者は、起動システム２１０ｂを使用して、ガス供給源４１０ｂから混合チャンバ５１０ｂにガスを放出することができる。
【0052】
例えば、図２Ｂを参照すると、加圧チャンバ４１０ｂ内に収容されたガスは、放出することができ、第１圧力調整システムを含む実施形態では、第１圧力調整システムは、チャンバ内の圧力の変化に応答して開放することができる。したがって、加圧チャンバから混合チャンバ５１０ｂに流体が流れることができ、それにより混合チャンバ５１０ｂの容量の増加を生じさせる。しかしながら、測定制御システム１１０ｂの構成要素により、混合チャンバ５１０ｂのプランジャ４６０ｂは、使用者が選択した第１容量で停止し、この第１容量を超えて拡張することはできない。この第１容量は、注入可能容量の所望の濃度に基づいて設定され得る。この第１動作段階中、余剰ガスも混合チャンバ５１０ｂから第２圧力調整システム７１０ｂを介して放出され得る。混合チャンバがこの第１容量に到達したら、第１動作段階が完了し、第２動作段階が開始する。
【0053】
第２動作段階中、混合チャンバ５１０ｂ内の圧力がフィルタ７６０及び第２圧力調整システム７１０ｂを介してシステムから放出される間、混合チャンバ５１０ｂは、第１容量に留まることができる。混合チャンバ５１０ｂに所望のガスを過剰充填し、その後、そのガスを放出することにより、これは、起動前に混合チャンバ５１０ｂ内に収容されている可能性のある、混合チャンバ５１０ｂ内に包装時に容器に供給された任意の量の大気ガス又は不活性ガスを混合チャンバ５１０ｂから実質的にパージし、加圧チャンバ内に本来収容されているガスが取って代わることを確実にするのに役立つ。混合チャンバ５１０ｂ内の圧力が、第２圧力調整システム７１０ｂの構成に基づく設定値に到達したら、混合チャンバ５１０ｂ内のガスの放出が停止し、第２動作段階が完了する。
【0054】
第３動作段階中、図２Ｃに示すように、ガスが大気圧に到達するのに十分な時間が経過したら、その後、使用者は、起動システム２１０ｂを第１又は「閉」位置に設定し、それにより測定制御システム１１０ｂをロック解除することができる。その後、使用者は、混合チャンバ５１０ｂの容量を注入可能容量に手動で拡張させることができる。使用者が混合チャンバ５１０の容量を手動で拡張させる際、フィルタデバイス７６０ｂを通して混合チャンバ５１０ｂ内に大気から周囲空気が引き込まれる。それにより、フィルタ７６０ｂは、周囲空気から、この空気がチャンバ５１０ｂに入る前に異物又はガスを濾過して除去することができる。
【0055】
第３段階が完了したら、図２Ｄを参照すると、フィルタデバイス７６０ｂを取り外すことができ、混合チャンバ５１０ｂ内の治療ガスを送達するように構成された追加的なデバイスを取り付けることができる（図示せず）。例えば、混合チャンバ５１０ｂ内の治療ガスの患者への治療的送達を支持するために、デバイス１０ｂに皮下針が取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、混合チャンバ５１０ｂ内のガスは、剥離した網膜の治療のための、膨張性ガスと、濾過された大気との混合物であり得る。このような場合、デバイスに取り付けられた皮下針は、４６０ｂが混合チャンバ５１０ｂから皮下針を通してガスの一部を排出するためのプランジャの押し込みにより、皮下針内に存在し得る任意のガスをパージすることができる。その後、患者の眼に針を挿入することができ、混合チャンバ５１０ｂからのガスを使用して、剥離した網膜の治療のために患者の眼内で１つ以上の気泡を発生させることができる。他の使用も可能である。
【0056】
他の実施形態では、より少数又は多数の動作段階を実施することができる。いくつかの実施形態では、１つの動作段階のみを実施することができる。例えば、加圧チャンバ４１０ａは、事前設定された濃度レベルのガスを収容することができる。１つの動作段階中、使用者は、チャンバが、設定された容量に達するまで、加圧チャンバ４１０ａから混合チャンバ５１０ａなどの第２チャンバにガス又は流体が流れるように装置１０ｂを起動させることができる。ガス又は流体は、チャンバ内の所望の圧力が得られるまで圧力調整システムを使用して排出又は放出することもできる。ガスの排出後、装置１０ｂは、使用する準備ができた状態となり得る。当業者に明らかであるように、このような実施形態では、実際には、混合は、ほとんど実施されない場合がある。
【0057】
システム概要
図３を参照すると、測定制御システム１１０ｂ、起動システム２１０ｂ、加圧チャンバ４１０ｂ、混合チャンバ５１０ｂ、第１圧力調整システム６１０ｂ及び第２圧力調整システム７１０ｂを含むガス混合装置１０ｂの一実施形態の構成要素が示されている。測定制御システム１１０ｂは、計測ダイヤル１２０と、計測ダイヤル１２０に挿入され得るプランジャ本体１６０とを含み得る。起動システム２１０ｂは、作動ロッド２２０及び起動スイッチ２６０を含み得る。起動システム２１０ｂは、ガス混合装置１０ｂの動作を制御するための測定制御デバイス１１０ｂに動作可能に結合され得る。起動システム２１０ｂは、プランジャ本体１６０に挿入され得る。
図３を参照すると、測定制御システム１１０ｂ、起動システム２１０ｂ、加圧チャンバ４１０ｂ、混合チャンバ５１０ｂ、第１圧力調整システム６１０ｂ及び第２圧力調整システム７１０ｂを含むガス混合装置１０ｂの一実施形態の構成要素が示されている。測定制御システム１１０ｂは、計測ダイヤル１２０と、計測ダイヤル１２０に挿入され得るプランジャ本体１６０とを含み得る。起動システム２１０ｂは、作動ロッド２２０及び起動スイッチ２６０を含み得る。起動システム２１０ｂは、ガス混合装置１０ｂの動作を制御するための測定制御デバイス１１０ｂに動作可能に結合され得る。起動システム２１０ｂは、プランジャ本体１６０に挿入され得る。
【0058】
加圧チャンバ４１０ｂは、ハウジング４２０、ガスを収容するキャニスタ４３６、キャニスタ４３６内に収容されたガスを放出するための放出機構４４４、ハウジング４２０から流出する非ガス又は細菌物質の量を低減するためのフィルタ４４８及びプランジャシール４６０を含み得る。混合チャンバ５１０ｂは、シリンジ本体５２０を含み得る。第１圧力調整システム６１０ｂは、弁体及び関連する弁構成要素を含み得る。第２圧力調整システム７１０ｂは、関連する弁構成要素も含み得る。
【0059】
測定制御システム及び起動システム
図４を参照すると、組み合わされた測定制御システム１１０ｂ及び起動システム２１０ｂの一実施形態が示されている。測定制御システム１１０ｂは、計測ダイヤル１２０及びプランジャ本体１６０を含み得る。起動システムは、作動ロッド２２０（図７に示される）及び起動スイッチ２６０を含み得る。
図４を参照すると、組み合わされた測定制御システム１１０ｂ及び起動システム２１０ｂの一実施形態が示されている。測定制御システム１１０ｂは、計測ダイヤル１２０及びプランジャ本体１６０を含み得る。起動システムは、作動ロッド２２０（図７に示される）及び起動スイッチ２６０を含み得る。
【0060】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、装置１０ｂの使用者が注入可能容量の濃度を選択的に変化させることを可能にするように構成されている、ガス混合装置１０ｂの計測ダイヤル１２０の一実施形態が示されている。計測ダイヤル１２０は、２つの構造部品、計測本体１２２と計測キャップ１２４とを含み、計測キャップ１２４は、計測ダイヤル１２０を装置１０ｂの別の構成要素に取り外し可能に取り付けることを可能にするために計測本体１２２に結合され得る。これにより、有利には、装置の組み立てを容易にすることができ、いくつかの実施形態では、再利用可能な装置を再滅菌のために取り外すことを容易にすることができる。いくつかの実施形態では、計測キャップ１２４は、当技術分野で周知のねじ、リベット、クリップ及び他の締結機構などの締結具を使用して、計測本体１２２に取り外し可能に取り付けることができる。計測本体１２２に計測キャップ１２４を取り付けると、計測ダイヤル１２０を装置１０ｂの別の構成要素に取り付けることができるように、環状スロット１２６及び環状リップ１２８を形成することができる。例えば、環状スロット１２６及び環状リップ１２８は、シリンジ本体５２０上に位置するフランジ５２６に対応することができる。
【0061】
計測本体１２２は、その上端部におけるフランジ１３２と、円筒状部材１３０の実質的に中心にあり、メータ本体１２２の全体にわたって延びるチャネル１３４とを有する略円筒状の部材１３０を有することができる。メータ本体１２２は、注入可能容量内のガスの濃度を制御するように構成されているため、メータ本体１２２は、完全に組み立てられた状態において装置１０ｂの使用者が視認できる表面に沿って計測インジケータ１３６を含み得る。図示される実施形態では、計測インジケータ１３６は、フランジ１３２の頂面に位置するが、使用者に見える任意の位置を使用することができる。計測インジケータ１３６は、デバイスの使用者に、装置１０ｂの動作に関する情報を提供することができる。図示される実施形態では、計測インジケータ１３６は、装置１０ｂが起動された場合に注入可能容量内で生成される六フッ化硫黄（ＳＦ６）の濃度に対応する１８、１９、２０、２１及び２２の範囲の数を示す。当業者に明らかであるように、使用される範囲は、使用されるガス及びガスの用途次第であり得る。更に、いくつかの実施形態では、この範囲は、所望の濃度にわたる制御の強化を提供するために更に分割することができる。
【0062】
計測本体１２２は、計測インジケータ１３６に対応するスロット１３８、スロット１３８及び可変停止部１４２を有し得る。図示される実施形態では、計測本体１２２は、チャネル１３４の内部表面に沿って位置する、上記した５つの整数値に対応する５つの別個のスロット１３８を有する。他の実施形態では、計測本体１２２は、計測インジケータ１３６によって提供される値の数よりも少数又は多数のスロットを有することができる。
【0063】
これらのスロット１３８のそれぞれと対応しているのは、スロット１３８から内向きに延びる可変停止部１４２である。上述したように、これらの可変停止部１４２は、筒状本体１３０の下端部から、設定された距離を開けて配置された下端面１４２ａを有するフランジ１３２の頂面から延びる表面の形態であり得る。いくつかの実施形態では、可変停止部１４２は、頂面から延びる必要はなく、代わりに円筒状部材１３０の下端部に向かう設定された距離に配置された下端面１４２ａを有する小さい突起である。これらの可変停止部１４２は、ラッチ２２８などのプランジャ本体１６０内に収容された構成要素又はプランジャ本体１６０自体と相互作用し、第１及び第２動作段階中における混合チャンバ５１０ｂの拡張容量を、これらの段階中のプランジャ本体１６０の後方の延びを制限することによって制御するように構成されている（図２Ｂを参照されたい）。したがって、可変停止部１４２は、停止部１４２が対応する濃度に応じて異なる距離で延びる。例えば、２１パーセントの濃度では、２０パーセントの濃度よりも短い距離で下向きに延び、それにより混合チャンバ５１０ｂがより多くの量の第１ガスを保持することを可能にする。第４段階（図２Ｄ）中に濾過された周囲空気が添加される前の第３動作段階（図２Ｃ）の終了である。したがって、２１パーセントの濃度が選択された場合、プランジャ本体１６０を後方により大きい距離で延ばすことができ、それにより第１動作段階中における混合チャンバ５１０ｂのより大きい拡張を可能にする。したがって、明らかであるように、可変停止部１４２は、第１動作段階の第１拡張容量を制御するために使用される。
【0064】
スロット１３８の両側において、チャネル１３４の内部表面から内向きに延びるスロット１３８がある。いくつかの実施形態では、スロット１３８は、可変停止部１４２よりも大きい距離でチャネル１３４の内部表面から内向きに延びる。スロット１３８は、装置１０ｂが起動されたら、装置１０ｂが異なる濃度値に切り替わることを防ぐように構成され得る。これは、特定の濃度のガスが必要な場合があり、この値のいかなるわずかな変化でも極めて有害な効果をもたらすおそれがある用途において特に重要となり得る。図示される実施形態では、スロット１３８は、プランジャ本体１６０が少なくとも最初の２つの動作段階中に異なる可変停止部１４２に回転する可能性を大幅に低下させるように構成されている。特定の実施形態では、常時変化する測定デバイスが望ましい場合、これらのレールは、取り外すことができる。代わりに、このような実施形態では、可変停止部１４２は、複数の階段を有するのではなく、むしろ傾斜形状を有することができる。
【0065】
計測本体１２２は、チャネル１３４の内部表面に沿ってチャネル１３４の中心に向かって内向きに延びるラチェットポール１４４を追加的に含み得る。ラチェットポール１４４は、ヒンジ連結され、ラチェットポール１４４は、可動的に変形可能であり、変形中に抵抗を与えるように構成され得る。このラチェットポール１４４は、選択した濃度に対する適切な向きを促すために、プランジャ本体１６０上に位置する特徴に対応し得る。このような機構は、適切なアライメントが得られたことを示す触覚フィードバックをデバイスの使用者に追加的に提供することができる。この触覚フィードバックは、不適当な向きへの起動の可能性を有利に低下させることができる。他の種類のフィードバック機構及びアライメント機構も使用することができる。
【0066】
図６を参照すると、略筒状のフレーム１６２と、プランジャ本体１６０の一端におけるハンドル１６４と、略筒状のフレーム１６２とハンドル１６４との間に位置するセレクタリング１６６と、筒状フレーム１６２の中心にあり、プランジャ本体１６０の全長にわたって延びるチャネル１６８とを含むプランジャ本体１６０の一実施形態が示されている。筒状フレーム１６２は、計測ダイヤル１２０のチャネル１３４内において摺動可能に並進可能及び部分的に摺動可能に回転可能であるように構成されている。
【0067】
筒状フレーム１６２は、筒状フレーム１６２にヒンジ式に取り付けられたクリップの形態の保持機構１７０を有する。保持機構１７０は、加圧チャンバ４１０ｂのハウジング４２０などの構成要素を保持するように構成され得る。保持機構１７０は、ツールを使用することなく構成要素を取り付けることを有利に可能にし、それによりデバイス全体の組み立てプロセスを容易にする。更に、保持機構１７０は、構成要素を筒状フレーム１６２から取り外すことができるようにも構成され得る。それにより、装置１０ｂの再使用を可能にするか、又は装置１０ｂの再使用が可能な他の実施形態では、再滅菌プロセスを、そのようなプロセスがデバイスに対して使用される場合に容易にする。図示実施形態に示されるクリップの代わりに他の種類の保持機構も使用され得、ねじなどの締結具を含み得る。
【0068】
筒状フレーム１６２は、筒状フレーム１６２の外部表面から外向きに延びるガイド１７２を追加的に含み得る。ガイド１７２は、筒状フレーム１６２の下端部から、筒状フレーム１６２の上端部に対してある距離まで延びることができる。ガイド１７２は、計測本体１２２のチャネル１３４の内部表面に沿って位置するスロット１３８及びスロット１３８内に収まるように構成されている。したがって、ガイド１７２は、スロット１３８間に配置されているとき、プランジャ本体１６０が回転することを防ぎ得る。これにより、第１動作段階の開始後、プランジャ本体１６０が、異なる可変停止部１４２に移動することを有利に防ぎ、それにより注入可能容量の不適当な濃度のリスクを低下させることができる。ガイド１７２は、初期動作段階中、プランジャ本体１６０が、異なる濃度値に自由に回転することができるように、プランジャ本体１６０が完全に挿入されたとき、ガイド１７２がスロット１３８よりもわずかにのみ下にあるような大きさにされることが好ましい（図２Ａを参照されたい）。しかしながら、ガイド１７２がスロット１３８のわずかにのみ下にあるため、ガイド１７２は、短い距離を延びたら、選択したレール１４０内にロックされることになり得る。この位置決めにより、装置１０ｂの起動後、間もなくガイド１７２がロックすることを有利に可能にする。更に、ガイド１７２は、スロット１３８に接触することができるには十分な距離であるが、スロット１３８間に位置する可変停止部１４２に接触するには十分でない距離だけ筒状フレーム１６２から外向きに延びることが好ましい。したがって、これにより、動作中にガイド１７２が可変停止部１４２によって妨げられないようにすることができる。
【0069】
筒状フレーム１６２は、起動ロッド２２０上に位置するラッチ２２８（図７）が筒状フレーム１６２から外向きに突出することを可能にするように構成されたラッチアパーチャ１７４を追加的に含むことができる。ラッチアパーチャ１７４は、ガイド１７２の最上部の真上の中央に配置されていることが好ましい。以下で詳細に記載するように、第１又は「閉」位置において、ラッチ２２８は、ガイド１７２を越えて延びないように引き込まれており、そのため、可変停止部１４２に接触しない（図８Ａを参照されたい）。第２位置にあるとき、ラッチ２２８は、ラッチ２２８が下面１４２ａなどの可変停止部１４０に接触することができるように筒状フレーム１６２からガイド１７２を越えて外向きに延び、それによりラッチが第２位置にある間のプランジャ本体１６０の更なる延びを防ぐ（図８Ｂを参照されたい）。したがって、チャンバ５１０ｂが拡張することができる容量は、ラッチ２２８及び表面１４２ａによって制限される。いくつかの実施形態では、ラッチアパーチャ１７４は、プランジャ本体１６０が初期動作段階中（図２Ａに示される）に計測ダイヤル１２０内で不適当に方向付けられた場合、ラッチ２２８が第２又は「開」位置に外向きに延びることを計測ダイヤル１２０のレール１４０によって阻止することができるように配置され得る。これにより、不適当に方向付けられた場合に装置１０ｂが起動することを有利に防ぎ得る。
【0070】
筒状フレーム１６２は、その外部表面に沿って位置する切抜部の形態のラチェットスロット１７６を追加的に含み得る。ラチェットスロット１７６は、計測本体１２２のラチェットポール１４４を受け入れるように構成されており、それにより、ポール１４４がラチェットスロット１７６の１つの内部に受け入れられているときに回転に対して抵抗を与えることにより、プランジャ本体１６０が計測本体１２２内で適切に方向付けられることを確実にするための機構を提供する。更に、有利には、ラチェットポール１４４がラチェットスロット１７６内で受け入れられている各地点において、プランジャ本体１６０が計測本体１２０内で適切に方向付けられているとき、装置１０ｂの使用者は、触覚フィードバックを受け取ることもできる。
【0071】
図６を引き続き参照すると、リング１６６は、筒状フレーム１６２の外部表面から延びる環状突起を含み得る。セレクタリング１６６は、セレクタリング１６６上に位置する小さい突起の形態をとることができるセレクタインジケータ１７８を追加的に含むことができる。セレクタインジケータ１７８は、ラッチ２２８と、対応する表面１４２ａとのアライメントに対応するその位置にプランジャ本体１６０が方向付けられると得られる濃度レベルを示すために、計測本体１２２上に位置する計測インジケータ１３６（図５Ａ）と対応し、且つこれと位置合わせ可能であり得る。このようなシステムは、デバイスの使用者に、選択した濃度レベルに関して容易に視認できる情報を有利に提供することができる。セレクタインジケータ１７８は、有利には、装置１０ｂの使用を容易にするために着色することができる。
【0072】
ハンドル１６４は、筒状フレーム１６２の長手方向軸線に対して半径方向に延び得る。ハンドル１６４は、装置１０ｂの使用者がハンドル１６４を把持することができ、プランジャ本体１６０を後方に且つ装置１０ｂから外に更に延ばすか、又はプランジャ本体１６０を前方に装置１０ｂ内に更に押し込むかのいずれかのためにハンドルを使用することができるように形作られ得る。ハンドル１６４は、起動スイッチ２６０のカップリング機構を受け入れるためのアパーチャ１８０を追加的に含み得る。起動スイッチ２６０は、それにより、プランジャ本体１６０内に位置する作動ロッド２２０を動作させるために、カップリング機構を中心に回転することができる。
【0073】
図７を参照すると、作動ロッドアセンブリ２２０と起動スイッチ２６０とを含む起動システム２１０ｂの一実施形態が示されている。作動ロッドアセンブリ２２０は、第１端部におけるアクチュエータピン２２２、第２端部におけるアクチュエータステム２２４及び中間部に位置するラッチ移動部２２６を有する略長尺状の本体を有する。第２又は「開」位置にあるとき、アクチュエータピン２２２は、加圧チャンバ４１０ｂのハウジング４２０内に受け入れられ、ハウジング４２０内に収容されているガスの放出を起動させるように構成されている。
【0074】
アクチュエータステム２２４は、起動部スイッチ２６０の曲線状の表面２６２（図９）に当接し、追従するように構成されている。アクチュエータステム２２４は、その断面外形が、プランジャ本体１６０のハンドル１６４の近くに位置するチャネル１６９の上部分の断面外形（図８に示すような）に一致するように形作られていることも好ましい。好ましくは、断面外形は、アクチュエータロッド２２０がプランジャ本体１６０のチャネル１６８内で回転することが実質的に阻止されるように、実質的に円形ではない。ラッチ移動部２２６は、ラッチ２２８が作動ロッド２２０のラッチ移動部２２６に沿って摺動可能に並進するとき、ラッチ２２８を並進させるように形作られている。したがって、ラッチ２２８は、ラッチ移動部２２６の断面形状に類似する断面形状を有するアパーチャ２３０を有する。
【0075】
起動部スイッチ２６０は、プランジャ本体１６０の一部を通して且つ加圧チャンバ４１０ｂのハウジング４２０を通してアクチュエータロッド２２０を並進させて、ハウジング４２０内に収容されたガスの放出を起動させるように構成されている。したがって、起動部スイッチ２６０は、アクチュエータステム２２４に接触するように構成された、表面に沿って曲線状の外形２６２を有するカムを含み得る。起動部スイッチ２６０は、起動部スイッチ２６０がピン２６６を中心に回転することができるように、ピン２６６を受け入れるように構成されたアパーチャ２６４も有し得る。図示される実施形態では、起動部スイッチ２６０は、第１又は「閉」位置で示されている。この第１位置では、アクチュエータロッドが第１又は「閉」位置に留まるように、ピン２６６と、アクチュエータステムに接触している曲線状の表面２６２との間の距離は、低減された距離であり得る。
【0076】
ピン２６６を中心に第２又は「開」位置に回転させると、ピン２６６と、アクチュエータステム２２４に接触している曲線状の表面２６２との間の距離は、増加した距離になり、それによりアクチュエータロッド２２０を更に加圧チャンバ４１０ｂのハウジング４２０内へと第２又は「開」位置に並進させる。図１０及び図１１に関して以下でより詳細に記載するように、第２又は「開」位置への移動は、加圧チャンバ４１０ｂ内のガスを放出するように構成され得る。起動部スイッチ２６０は、好ましくは、第１位置又は第２位置に留まることができ、使用者がスイッチをその位置に維持する必要がない任意の種類のスイッチであり得る。図示される実施形態では、回転レバーが使用される。ねじ、ラッチ、ばね荷重式ピン又は当技術分野で周知の任意の他のスイッチなどの他のスイッチも使用することができる。
【0077】
図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、測定制御システム１１０ｂ及び起動システム２１０ｂのいくつかの構成要素を含む起動システム２１０ｂの動作の図が示される。ここで示されるように、ラッチがプランジャ本体１６０の前端部又は後端部に向かって並進することができないように、ラッチ２２８は、ラッチアパーチャ１７４内に収容されている。したがって、アクチュエータロッド２２０が前方又は後方方向に並進するとき、ラッチ２２８は、アクチュエータロッド２２０のラッチ移動部２２６の外形に追従しなければならない。したがって、これにより、起動部スイッチ２６０、したがってアクチュエータロッド２２０が対応する第２位置にあるとき、第２位置におけるラッチ２２８のカップリング運動の利点を提供する。更に、ラッチ２２８の運動は、他の起動部スイッチ２６０及びアクチュエータロッド２２０の運動と結合されているため、ラッチ２２８が第２位置に移動することを阻止されれば、起動部スイッチ２６０及び起動部ロッド２２０も第２位置に移動することを阻止される。上述のように、第２又は「開」位置にある間、ラッチ２２８は、プランジャ本体１６０から突出することができ、それにより、図８Ｂに示すように、プランジャ本体１６０の延びを制限することに留意されたい。
【0078】
加圧チャンバ及び第１圧力調整システム
図９を参照すると、起動システム２１０ｂ、混合システム３１０ｂの加圧チャンバ４１０ｂの両方及び混合システム３１０ｂの第１圧力調整システム６１０ｂのいくつかの構成要素を含む実施形態が示されている。示されるように、加圧チャンバ４１０ｂは、ハウジング４２０の第１端部の近くに位置する環状スロット４２２を有するハウジング４２０を有し得る。環状スロット４２２は、プランジャ本体１６０上に位置する保持機構１７０を受け入れるように構成され得る。ハウジング４２０は、ハウジング４２０の第２端部に位置するプランジャシール４６０も有し得る。プランジャシール４６０は、混合チャンバ５１０ｂを画定する気密シールを提供するように構成されている。
図９を参照すると、起動システム２１０ｂ、混合システム３１０ｂの加圧チャンバ４１０ｂの両方及び混合システム３１０ｂの第１圧力調整システム６１０ｂのいくつかの構成要素を含む実施形態が示されている。示されるように、加圧チャンバ４１０ｂは、ハウジング４２０の第１端部の近くに位置する環状スロット４２２を有するハウジング４２０を有し得る。環状スロット４２２は、プランジャ本体１６０上に位置する保持機構１７０を受け入れるように構成され得る。ハウジング４２０は、ハウジング４２０の第２端部に位置するプランジャシール４６０も有し得る。プランジャシール４６０は、混合チャンバ５１０ｂを画定する気密シールを提供するように構成されている。
【0079】
加圧チャンバ４１０ｂ及び第１圧力調整システム６１０ｂの断面図である図１０を参照する。環状スロット４２２は、第１又は後方端部に位置し、第２又は前方端部に位置する円錐形又は円錐台表面４２４は、プランジャシール４６０の形状に対応する。ハウジング４２０は、環状突起４２６と、プランジャシール４６０のリップ４６２を受け入れるように構成された環状スロット４２８とを有するように追加的に形作られ得る。この構成は、プランジャシール４６０がハウジング４２０に接続されたままになり、シールを形成して、ハウジング本体４２０内に収容された任意のガスの漏れを防ぐことを有利に確実にする。プランジャシール４６０のリップ４６２は、ハウジング４２０の環状スロット４２８内に密に収まり、シールの強化を提供することができる。
【0080】
内部空間４３０は、ハウジング４２０によって実質的に囲まれており、第１の別個の部分４３２と第２の別個の部分４３４とに分離され得る。ハウジング４２０の第２の別個の部分４３４内に収容されているのは、キャニスタ４３６などの構造ユニットの形態の第３の別個の部分であり得る。このキャニスタは、混合チャンバ５１０ｂで混合するためのガスを収容することができる。キャニスタ内にガスを提供すると、キャニスタを加圧チャンバ４１０ｂの他の構成要素と別々に製造することを可能にできることから、装置１０ｂの製造が容易になるために有利である。装置１０ｂが再使用可能であるいくつかの実施形態では、キャニスタを交換することができる。
【0081】
キャニスタ４３６は、アクチュエータピン２２２と接触する第１又は後方端部と、密閉された第２又は前方端部４３７とを有する。キャニスタ４３６の一端にあるのは、第１の別個の部分４３２から第２の別個の部分４３４へのいかなるガスの漏れも実質的に低減するシール４３８である。これにより、アクチュエータアパーチャ４４０及び装置１０ｂからガスが漏れる可能性を有利に低下させる。
【0082】
ハウジング４２０は、ハウジング４２０の第２端部から遠ざかる方向の力をシールに作用させる、ばねなどの付勢機構４４２も含み得る。図示される実施形態では、付勢機構４４２は、第１の別個の部分４３２内に位置する。これにより、キャニスタ４３６が第１の別個の部分４３２に移動し、キャニスタ４３６内に収容されたガスが、使用者によって起動されることなく潜在的に放出される可能性が低下する。更に、付勢機構４４２は、使用者がデバイスを誤って起動することができないように、起動に抗する反力を提供することもできる。付勢機構４４２は、第１及び第２動作段階が完了し、起動スイッチ１６０が第１又は「閉」位置に戻った後、アクチュエータロッド２２０がその第１又は「閉」位置に戻り、それによりラッチ２２８をその第１又は「閉」位置に戻すように付勢機構４４２が十分な力を作用させるように、十分な力を作用させるように構成され得る。ラッチ２２８がその第１又は「閉」位置に戻ると、プランジャ本体１６０の延びは、もはや制限されず、第３動作段階が開始され得る。付勢機構４４２がアクチュエータロッド２２０に十分な力を作用させなければ、第３動作段階に入ることは、より困難になり得る。
【0083】
ハウジング４２０は、この実施形態の装置１０ｂに示されるような、針又はパイロットティップなどの放出機構４４４を有することもできる。放出機構４４４は、キャニスタ４３６の密閉された第２端部４３７を穿刺し、放出機構４４４内に軸方向に延びるチャネル４４６により、放出機構４４４を介して第１の別個の部分４３２にガスを放出するように構成され得る。第１の別個の部分４３２内の高い圧力によって第１圧力調整システム６１０ｂが開放し、プランジャシール４６０の前部及び混合チャンバ５１０ｂ内にガスが出ることを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、異物が混合チャンバ５１０ｂに入る可能性が低下するように、フィルタ４４８が流路に沿って配置され得る。いくつかの実施形態では、フィルタ４４８は、細菌を濾過して除去するように構成され得る。
【0084】
プランジャシール４６０は、混合チャンバ５１０ｂのシールを作成することにより、混合チャンバ５１０ｂの注入可能容量を部分的に画定するように構成されている。プランジャシール４６０は、混合チャンバ５１０ｂの内部表面に接触するように構成された環状突起４６４と、前方端部における円錐形又は円錐台形面４６６とを有する略円筒状の本体を有し得る。円錐台形面４６６は、円筒状本体の中央に配置された、第１圧力調整システム６１０ｂの構成要素を受け入れるように構成されたアパーチャ４６８を追加的に含み得る。更に、本体は、リップ４６２によって画定される、ハウジング４２０を受け入れるように構成された開口部４７０も後方端部に有し得る。
【0085】
図１０を引き続き参照すると、第１又は「閉」位置にある第１圧力調整システム６１０ｂの一実施形態が示されている。第１圧力調整システム６１０ｂは、一端に複数のアパーチャ６２２を含む弁体６２０と、弁体６２０内に延びる弁ステム６２４であって、後端部における、付勢機構６２８に接触するように構成された弁座６２６と、前端部における、シールリング６３２に接触するように構成されたヘッド６３０とを有する弁ステム６２４とを含み得る。
【0086】
動作中、ヘッド６３０がシールリング６３２及び弁体６２０に対して付勢され、それにより、ガスの流れが弁体６２０を通して最終的に混合チャンバ５１０ｂに入ることを低減又は阻止するように、付勢機構６２８は、弁座６２６に対して後方方向に付勢力を作用させることができる。付勢機構６２８の向きのため、第１圧力調整システム６１０ｂは、加圧チャンバ４１０ｂ内の圧力が閾値を超えるまで閉じられたままである。この閾値は、付勢機構６２８を圧縮するために必要な力の量を変更することによって設定され得る。
【0087】
図１１を参照すると、加圧チャンバ４１０ｂ内の圧力が混合チャンバ５１０ｂ内の圧力を超える「開」位置にある第１圧力調整システム６１０ｂの一実施形態が示されている。いくつかの好適な実施形態では、圧力の差は、相当なものである。この圧力差により、付勢機構６２８に打ち勝つのに十分な力が弁構成要素にかけられ、それにより、ガスが弁体６２０から流れ出て混合チャンバ５１０ｂに入ることを可能にする。
【0088】
装置１０ｂの複数の動作段階により、第１圧力調整システム６１０ｂのこの構成は、有利である。第１動作段階及び第２動作段階の少なくとも一部中、圧力差により、弁は、開いたままになる。しかしながら、圧力差が閾値に打ち勝つのに不十分になると、弁は、閉位置に留まり、任意の追加のガスが混合チャンバに流入することを阻止し、場合により計算された圧力／濃度を狂わせる。
【0089】
図１２を参照すると、シリンジ本体５２０と、第２圧力調整システム７１０ｂと、上述のシステムの様々な構成要素とを含む混合チャンバ５１０ｂの一実施形態が示されている。シリンジ本体５２０は、円筒状本体であり得、後端部におけるアパーチャ５２２と、前端部におけるねじ付きノズル５２４とを含み得る。シリンジ本体は、計測デバイス１２０と係合するように構成されたフランジ５２６も有する。混合チャンバ５１０ｂは、シリンジ本体５２０の内壁とプランジャシール４６０とによって画定され得る。更に、シリンジ本体は、その外部表面に沿って、選択した濃度に対応するインジケータ５２８を含み得る。これらのインジケータ５２８は、選択した濃度の視覚的な確認を使用者に有利に提供することができる。
【0090】
図１３を参照すると、ボール７２２と、付勢機構７２４と、弁座７２６と、封止機構７２８とを含み得る弁体７２０を含む第２圧力調整システム７１０ｂの一実施形態が示されている。第２圧力調整システム７１０ｂは、第２付勢機構７３０及びピンアクチュエータ７３２も含み得る。
【0091】
弁体７２０は、シリンジ本体５２０のノズル５２４の近くの内部空間７３４内を並進可能であり得る。いくつかの実施形態では、第２付勢機構７３０により、弁体７２０は、弁体７２０のフランジ７３５がノズル５２４の内部リップ７３６に押し付けられるように並進する。更に、付勢機構７２４は、付勢力に打ち勝つための十分な力がボール７２２にかけられるまで、弁体７２０を通る流れを封止し、阻止することができる。これは、混合チャンバ５１０ｂと大気との間の圧力差が閾値を超えると起こり得る。
【0092】
動作中、第２圧力調整システム７１０ｂは、第１及び第２動作段階中、混合チャンバ５１０ｂ内に含まれる圧力の増加によって開放される。弁体７２０を開かせるための圧力差が不十分になると、第２動作段階は、完了し、使用者は、第３動作段階に移行することができる。
【0093】
図１４を参照すると、フィルタ７６０は、第２圧力調整システム７１０ｂの出口に取り付けられている。フィルタ７６０は、ねじ付きノズル５２４の内側のねじ山と係合するように構成されたフランジ７６４を有する第１開端部７６２と、第２開端部７６６と、第１開端部７６２と第２開端部７６６との間に位置するフィルタ要素７６８とを有する。したがって、ガスは、第１開端部７６２と第２開７６６との間を両方の方向に通過することができ、このプロセスで濾過され得る。
【0094】
いくつかの実施形態では、第１開端部７６２の内部表面は、その形状が弁体７２０の形状に対応するように、第２開端部７６６の方向にテーパしている。アタッチメント７６０がねじ付きノズル５２４内にねじ込まれると、アタッチメント７６０は、弁体７２０に係合し、弁体７２０を、第２付勢機構７３０の付勢力に反し、シリンジ本体５２０の後端部に向かって並進させる。これがボール７２２をピンアクチュエータ７３２に接触させ、それによりボールを弁体７２０の内部表面から離れさせ、それによりガスが弁体７２０内をいずれかの方向に流れることを可能にする。この構成は、大気圧で混合チャンバ５１０ｂを更に拡張させること及び混合チャンバ５１０ｂに引き込まれる空気を濾過することを可能にすることができる。したがって、この位置において、第３動作段階が実施され得る。第３動作段階が完了したら、フィルタ７６０は、取り外すことができる。使用者が、例えば患者に治療ガスを注入するための注入針を取り付けることにより、混合チャンバ５１０内の治療ガスを使用することを決定するまで、弁体７２０が閉じたままになるように、第２付勢機構７３０の力により、弁体７２０は、ピンアクチュエータ７３２から遠ざかる方に並進させることができる。
【0095】
【0096】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、デバイスの使用者が注入可能容量の流体の濃度を選択することを可能にするように構成され得る計測ダイヤル８２０の一実施形態を示す。他の実施形態と同様に、計測ダイヤル８２０は、計測本体８２２及び計測本体８２２に取り外し可能に取り付けられ得る計測キャップ８２４などの２つの構成要素を含み得る。
【0097】
図１５Ａ及び図１５Ｂを引き続き参照すると、計測本体８２２は、略円筒状の部材８３０を有することができ、フランジ８３２が計測本体８２２の上部分に位置する。計測本体８２２は、実質的に円筒状部材８３０の中央にあり、計測本体８２２の全体にわたって延びるチャネル８３４を含み得る。図１５Ａに示されるもののようないくつかの実施形態では、略円筒状の部材８３０は、略円筒状の部材８３０を挿入するデバイスに対して場合により固定され得る直径増加部８３１などの追加的な表面特徴を含み得る。
【0098】
計測ダイヤル又は類似の計測機構の他の実施形態と同様に、この実施形態も、計測本体８２０の表面に沿って位置する計測インジケータ８３６を含み得る。この図示実施形態では、計測インジケータ８３６は、フランジ８３２の頂面に位置するが、例えばフランジ８３２の周辺部に沿うなど、任意の他の視認可能な位置を使用することができる。図示される実施形態では、計測インジケータ８３６は、アセンブリの注入可能容量内で生成され得る六フッ化硫黄（ＳＦ６）の濃度に対応する１８、１９、２０、２１及び２２の範囲の数を示す。
【0099】
計測ダイヤル及び他の計測機構の他の実施形態と同様に、計測本体８２２は、スロット８３８、レール８４０及び計測インジケータ８３６に対応する可変停止部を有し得る。
【0100】
計測ダイヤル８２０の図示実施形態の可変停止部の動作は、計測ダイヤル及び計測機構の他の実施形態のものに類似し得る。可変停止部は、少なくともいくつかの動作段階中に注入可能容量のチャンバの拡張を制御するために、ラッチ９２８又は同様の突出構造など、プランジャ本体８６０内に収容された構成要素と相互作用するように構成され得る。いくつかの実施形態では、可変停止部は、このタスクを、異なる段階中にプランジャ本体８６０の後方の延びを制限することによって実施することができる。したがって、可変停止部は、停止部が対応する濃度に応じて異なる距離で延びる。
【0101】
図１６を参照すると、略筒状のフレーム８６２と、プランジャ本体８６０の一端におけるハンドル８６４と、略筒状のフレーム８６２とハンドル８６４との間に位置するセレクタ部材８６６と、筒状フレーム８６２の中心にあり、プランジャ本体８６０の全長にわたり延び得るか、又は筒状フレーム８６２の長さの少なくとも一部にわたり延び得るチャネル８６８とを含み得るプランジャ本体８６０の一実施形態が示されている。筒状フレーム８６２は、計測ダイヤルのチャネル内において摺動可能に並進し且つ摺動可能に回転するように構成され得る。
【0102】
図１６を引き続き参照すると、筒状フレーム８６２は、起動ロッド９２０上に位置し、チャネル８６８内に収容されたラッチ９２８が筒状フレーム８６２から外向きに突出することを可能にするように構成されたラッチアパーチャ８７４を含むことができる。図示実施形態に示されるように、ラッチアパーチャ８７４は、ガード８７２の最上部の真上の中央に配置され得る。他の実施形態では、ラッチアパーチャ８７４は、筒状フレーム８６２に沿った異なる位置に位置することもでき、複数のラッチが使用される場合には２つ以上のラッチアパーチャを含むことができる。
【0103】
以下でより詳細に記載するように、ラッチ９２８は、第１、「初期」又は「起動前」位置において、ガード８７２を越えて延びないような大きさにされており、そのため、可変停止部又は類似の構造に接触することができない。第２又は「開」位置にあるとき、ラッチ９２８は、ラッチ９２８が可変停止部又は類似の構造に接触することができるように筒状フレーム８６２からガード８７２を越えて外向きに延びることができ、それにより、ラッチが第２位置にある間にプランジャ本体８６０が更に延びる可能性を防ぐか又は大幅に低下させる。
【0104】
図１６、図２５ａ及び図２５ｂを引き続き参照すると、起動部スイッチ９６０は、プランジャ本体８６０を通して第１ハウジング部材１０２０に向かってアクチュエータロッド９２０を並進させて、第１ハウジング部材１０２０内に収容されたガスを放出するための機構を起動するように構成され得る。したがって、他の実施形態の起動部スイッチのような起動部スイッチ９６０は、アクチュエータ本体９２２に接触するように構成された、表面に沿って位置する曲線状の外形９６２を有するカムであり得る。起動部スイッチ９６０は、起動部スイッチ９６０がピンを中心に回転することができるように、ピンを受け入れるように構成されたアパーチャ９６４を追加的に含み得る。起動スイッチ９６０は、好ましくは、第１位置、第２位置又はこれより多くの位置に留まることができ、使用者がスイッチをその位置に維持する必要のない任意の種類のスイッチであり得ることが当業者に理解されるであろう。図示される実施形態では、回転レバーが使用される。ねじ、ラッチ、ばね荷重式ピン又は当技術分野で周知の任意の他のスイッチなどの他のスイッチも使用することができる。
【0105】
図１８を参照すると、第１、「初期」又は「起動前」位置にある起動部スイッチ９６０が示されている。例えば、これは、第１動作段階前の位置であり得る。この第１位置では、アクチュエータ本体９２２がプランジャ本体８６０の筒状フレーム８６２の端部から第１距離に位置するように、ピン９６６とアクチュエータ本体９２２と、接触している曲線状の表面９６２との間の距離は、第１距離であり得る。
【0106】
図１９に示すように、いくつかの実施形態では、起動部スイッチ９６０は、より垂直に向いた位置である、第２又は「開」位置に向かって回転させることができる。この位置では、アクチュエータ本体９２２がプランジャ本体８６０の筒状フレーム８６２の端部から第２距離に位置するように、ピン９６６から、アクチュエータ本体９２２に接触している曲線状の表面９６２までの距離は、第２距離であり得る。これは、第１及び第２動作段階中における起動スイッチ９６０の位置に対応し得る。いくつかの実施形態では、第２距離は、第１距離よりも大きくすることができる。図２５～図２７に関してより詳細に記載するように、これにより、アクチュエータ本体９２２を加圧チャンバの第１ハウジング部材１０２０に向かって並進させることができる。この並進により、加圧チャンバ内に収容された流体又はガスの放出を起動させることができる。
【0107】
図２０に示すように、いくつかの実施形態では、起動スイッチ９６０は、より水平に向いた位置である、第３又は「閉」位置に向かって回転させることもできる。この位置では、アクチュエータ本体９２２がプランジャ本体８６０の筒状フレーム８６２の端部から第３距離に位置するように、ピン９６６から、アクチュエータ本体９２２に接触している曲線状の表面９６２までの距離は、第３距離であり得る。これは、第３動作段階及び／又は注入可能容量を患者に注入する前の最終段階に対応し得る。この第３距離は、第１距離及び／又は第２距離以下であり得る。いくつかの実施形態では、流体又はガスが加圧チャンバから放出されないように、第３位置への回転により、加圧チャンバの第１ハウジング部材１０２０から遠ざかる方にアクチュエータ本体９２２を並進させることができる。
【0108】
任意選択的に、起動スイッチ９６０の移動を制御及び制限するためにインターロック機構が含まれ得る。
【0109】
図２１～図２３を参照すると、起動システムの一実施形態の動作が示されている。図示される実施形態及び類似する他の実施形態に示されるように、ラッチがプランジャ本体８６０の前端部又は後端部に向かって並進することができないように、ラッチ９２８は、ラッチアパーチャ８７４内に収容され得る。このような実施形態では、アクチュエータロッド９２０が前方方向又は後方方向に並進するとき、ラッチ９２８は、アクチュエータロッド９２０のラッチ移動部９２６の外形に追従するように構成されている。
【0110】
図２１は、第１、「初期」又は「起動前」位置にある実施形態を示す。ここで示されるように、ラッチ９２８は、後方に延ばされる場合、ラッチ９２８が計測本体９２２上に位置する可変停止部に接触し、それ以上の延びが阻止されるように、プランジャ本体８６０から十分に外向きに突出するように配置され得る。他の実施形態では、第１位置にあるとき、ラッチ９２８は、そのような延びを阻止するために、本体８６０から外向きに突出しないように構成され得る。図２２に示すような第２又は「開」位置に移動すると、ラッチ９２８が、計測ダイヤル８２０上に位置する可変停止部又は類似の構造に接触し、それによりいかなるそれ以上の後方の延びも阻止することができるように、ラッチ９２８は、プランジャ本体８６０から十分に外向きに突出することができる。図２３に示すような第３又は「閉」位置に回転すると、ラッチ９２８が、計測ダイヤル８２０上に位置する可変停止部又は類似の構造にもはや接触せず、それによりプランジャ本体８６０が更に後方に延びることを可能にするように、ラッチ９２８は、ラッチアパーチャ８７４内に十分に引き込まれ得る。
【0111】
図２１～図２３を引き続き参照すると、プランジャ本体８６０にポールなどのラチェット部材８８６を取り付けることができる。ラチェット部材８８６は、ヒンジ連結され、ラチェット部材８８６は、可動的に変形可能であり、変形中に抵抗を与えるように構成され得る。ラチェット部材８８６は、選択した濃度に対する適切な向きを促すために、切欠部８４２（図１５ｂ）など、プランジャ本体計測ダイヤル８２０上に位置する特徴に対応し得る。ラチェット部材８８６の内向きの変形を可能にするために、アクチュエータ本体９２４は、凹部又は窪み９８０を含み得る。この凹部９８０は、ラチェット部材８８６が第１位置及び第３位置でのみ内向きに変形することを可能とする一方、ラチェット部材８８６が第２位置にある間は内向きに変形することを制限するように構成され得る。これにより、デバイスの動作中にプランジャ本体８６０が回転し得る可能性を低下させる手段を提供することができる。
【0112】
加圧チャンバの実施形態
図２４～図２５Ｂを参照すると、加圧チャンバの一実施形態が起動システムの構成要素と共に示されている。図示されるように、加圧チャンバは、互いに対して並進可能な第１ハウジング部材１０２０と第２ハウジング部材１０２２とを有する２部分ハウジングを有し得る。図示実施形態に示されるように、２つの部材１０２０、１０２２は、２つの部材１０２０、１０２２の一部又は全部をプランジャ本体８６０のチャネル８６８内に受け入れることができるように、略円筒状の形状を有し得る。いくつかの実施形態では、２つの部材１０２０、１０２２を互いに分離し、２つの部材１０２０、１０２２の自由並進を可能にすることができる。他の実施形態では、２部分ハウジングは、部材１０２０、１０２２の互いに対する並進を依然として可能にしつつ取り付けることができる。こうした取り付けは、２つの部材１０２０、１０２２の安定性を増すために使用され得る。
図２４～図２５Ｂを参照すると、加圧チャンバの一実施形態が起動システムの構成要素と共に示されている。図示されるように、加圧チャンバは、互いに対して並進可能な第１ハウジング部材１０２０と第２ハウジング部材１０２２とを有する２部分ハウジングを有し得る。図示実施形態に示されるように、２つの部材１０２０、１０２２は、２つの部材１０２０、１０２２の一部又は全部をプランジャ本体８６０のチャネル８６８内に受け入れることができるように、略円筒状の形状を有し得る。いくつかの実施形態では、２つの部材１０２０、１０２２を互いに分離し、２つの部材１０２０、１０２２の自由並進を可能にすることができる。他の実施形態では、２部分ハウジングは、部材１０２０、１０２２の互いに対する並進を依然として可能にしつつ取り付けることができる。こうした取り付けは、２つの部材１０２０、１０２２の安定性を増すために使用され得る。
【0113】
図示実施形態に示されるように且つ加圧チャンバの他の実施形態と同様に、第２ハウジング部材１０２２上に環状スロット１０２４が位置し得る。図示される実施形態では、環状スロット１０２４は、第１ハウジング部材１０２０に対向する端部に位置する。しかしながら、考えられる他の位置を選択することもできる。環状スロット１０２４は、プランジャ本体８６０の保持翼８７０（図２５Ａ）を受け入れるような大きさに作られ、且つそのように構成され、スナップフィット接続を用いてプランジャ本体８６０に第２ハウジング部材１０２２を締結することを可能にできる。プランジャ本体８６０のチャネル８６８への第２ハウジング部材１０２２の挿入を容易にするために、挿入される端部部分は、わずかにテーパ状であり得る。いくつかの実施形態では、第２ハウジング部材１０２２は、プランジャ本体８６０に取り外し可能に取り付けることができ、それにより第２ハウジング部材１０２２内に収容された特定の部品の交換を可能にする。例えば、いくつかの実施形態では、貯蔵部材１０３０又はキャニスタを２部分ハウジング内に収容することができる。２部分ハウジングは、プランジャ端部１０６０も有し得る。プランジャ端部１０６０は、シリンジ本体１１２０に密閉的に接触し、注入可能容量を収容するためのチャンバ（このようなチャンバは、場合により、混合チャンバとして機能する）を画定するシールを形成するように構成されたゴム製Ｏリングなどのプランジャシール１０６１を有する。このようなシールを形成するために、プランジャ端部１０６０の周りに他の種類の封止部材を使用することもできる。
【0114】
図２５Ａ及び図２５Ｂは、装置が第１、「初期」又は「起動前」位置にあるときの、図２４に示される実施形態の断面図である。図２５Ｂにより明確に示されるように、第１位置において、コイルばねなどのロッド付勢部材９２４は、アクチュエータ本体９２２及び第１ハウジング部材１０２０の両方に接触することができる。しかしながら、アクチュエータ本体９２２は、第１ハウジング部材１０２０と直接接触しなくてもよい。第１位置において、ロッド付勢部材９２４は、第１ハウジング部材１０２０に対して前方方向の力を作用させることができ、且つアクチュエータ本体９２２が起動スイッチ９６０と接触したままになるようにアクチュエータ本体９２２に対して後方方向の力を作用させることができる。この位置では、第１ハウジング部材１０２０に対する前方の力により、第１ハウジング部材１０２０が第２ハウジング部材１０２２に向かって並進しようとする際、第１ハウジング部材１０２０がその中に収容された貯蔵部材１０３０に力を印加することができる。好ましくは、第１位置では、貯蔵部材１０３０内に収容されている機構（図２８～図２９で更に詳細に説明する）のために、第１ハウジング部材１０２０が貯蔵部材１０３０に対して印加する力は、貯蔵部材１０３０を第２ハウジング部材１０２２に向かって並進させるには不十分である。したがって、第１位置にある間、貯蔵部材１０３０内に収容された任意のガス又は流体は、貯蔵部材１０３０内に収容されたままである。
【0115】
図２６Ａ及び図２６Ｂは、装置が第２又は「開」位置にあるときの、図２４に示される実施形態の断面図である。図２６Ｂにより明確に示されるように、第２位置にある間、アクチュエータ本体９２２及びロッド付勢部材９２４は、両方とも第１ハウジング部材１０２０と直接接触することができる。この直接接触により、第１ハウジング部材１０２０が前方方向に並進することができ、それにより貯蔵部材１０３０を前方方向に並進させるようにより大きい力を第１ハウジング部材１０２０に印加することができる。その後、貯蔵部材１０３０のこの前方並進により、貯蔵部材１０３０からのガスの放出を起動させることができる。他の実施形態では、アクチュエータ本体９２２は、第１ハウジング部材１０２０に直接接触する必要はない。なぜなら、このような実施形態では、ロッド付勢部材９２４の圧縮によりロッド付勢部材９２４によって印加される力の増大は、第１ハウジング部材１０２０を前方方向に並進させて、貯蔵部材１０３０からのガスの放出の起動を生じさせるのに十分なものであり得るからである。
【0116】
図２７Ａ及び図２７Ｂは、装置が第３又は「閉」位置にあるときの、図２４に示される第２実施形態の断面図である。図２７Ｂに示されるように、第３位置にある間、アクチュエータ本体９２２は、第１ハウジング部材１０２０と接触している。更に、いくつかの実施形態では、ピン９６６と曲線状の表面９６２との間の距離が減少したことで、アクチュエータ本体９２２が起動スイッチ９６０と接触したままになるように、ロッド付勢部材９２４によってアクチュエータ本体９２２に後方方向に作用される力により、アクチュエータ本体９２２を曲線状の表面９６２に向かって並進させることができる。このロッド付勢部材９２４の拡張は、ロッド付勢部材９２４によって第１ハウジング部材１０２０に作用される力の減少をもたらす。この減少した力の結果及び貯蔵部材１０３０又はキャニスタ内に位置する他の機構の結果、貯蔵部材１０３０は、閉状態に復帰することができ、それにより、混合チャンバとしても機能し得る、注入可能容量を収容するためのチャンバに任意の追加のガスが放出されることを阻止する。
【0117】
図２８は、加圧チャンバの一実施形態の断面図である。第１及び第２ハウジング部材１０２０、１０２２は、その中において、ガスなどの流体を収容するマイクロシリンダなどの貯蔵部材１０３０又はキャニスタを収容している。いくつかの実施形態では、第２部材１０２２は、第１部材１０２０と反対側の端部において、円錐形又は円錐台表面を形成するプランジャ端部１０６０を有する。いくつかの実施形態では、第２部材１０２２とプランジャ端部１０６０とは、一体ユニットを形成する。プランジャ端部１０６０は、混合チャンバとしても機能し得る注入可能容量のチャンバを形成するために、ゴム製Ｏリングなどのプランジャシール１０６１を受け入れるように構成された環状スロットを有し得る。
【0118】
第１ハウジング部材１０２０は、貯蔵部材１０３０の第１端部に接触し、これを受け入れるように構成された凹設部１０２６又は陥没部を含み得る。凹設部１０２６の形状は、好ましくは、貯蔵部材１０３０の第１端部の形状に対応すべきである。他の実施形態では、第１ハウジング部材１０２０は、凹設部１０２６を含まなくてもよい。第２ハウジング部材１０２２は、貯蔵部材１０３０の第２端部を受け入れるような大きさにされ、且つそのように構成された内部空間１０２８を含み得る。いくつかの実施形態では、内部空間１０２８は、貯蔵部材１０３０の第２端部と接触するハウジングシール１０２９を含み得る。いくつかの実施形態では、ハウジングシール１０２９は、内部空間１０２８を通して後方にガス漏れがほとんどないように十分なシールを作成する。いくつかの実施形態では、内部空間１０２８は、貯蔵部材１０３０が全般的に前方方向及び後方方向にのみ並進することを確実にするために、貯蔵部材１０３０の周りに概ね密な嵌合を提供することもできる。これにより、貯蔵部材１０３０の第２端部とハウジングシール１０２９との間のシールが破損する可能性を有利に低下させる。
【0119】
図２８を引き続き参照すると、図示されるキャニスタ又はマイクロシリンダなどの貯蔵部材１０３０は、本体部分１０４０及びヘッド１０４２を含み得る。図示実施形態に示されるように、本体部分１０４０は、半球形の第１端部を有する略円筒状の形状を有し得る。本体部分１０４０は、ヘッド１０４２と共に、気体若しくは液体形態のいずれか又はこれらの両方の組み合わせのガスなどの流体を、大気ガスと異なり得る第１圧力及び濃度で収容するための内容積１０４１を形成することができる。例えば、このようなガスとしては、膨張性ガス、ＳＦ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６又は類似のガスなどの眼科用ガス、ＣＯ２などの推進剤ガス、Ｎ２Ｏなどの冷媒ガス及び他の様々な種類のガスが挙げられ得るが、これらに限定されない。内部空間１０４１の大きさは、ユニット又は単回使用用量が容量内に収容され得るように選択され得る。本体部分１０４０に関しては、他の形状も選択することができる。
【0120】
ヘッド１０４２は、本体部分１０４０の内径に一致する外径を有する略筒状の形状を有することができる。ヘッド１０４２は、内部チャネル及びフランジ１０４４を有し得る。図示実施形態に示されるように、ヘッド１０４２の第１端部は、チャネルの直径に一致する直径を有する開口部を有することができ、ヘッドの第２端部は、チャネルの直径よりも小さい直径を有する開口部１０４６を有することができる。いくつかの実施形態では、本体部分１０４０とヘッド１０４２とは、後に取り付けられる別個の構成要素であり得る。これにより、場合により、組み立て前にヘッド１０４２の内部構成要素の組み立てを有利に可能にする。ヘッド１０４２内の全ての構成要素が組み立てられたら、ヘッド１０４２を本体部分１０４０内に受け入れ、接着剤、溶接等などのデバイス及び機構を用いて締結することができる。図２８に示されるものなどのいくつかの実施形態では、フランジ１０４４が本体部分１０４０に当接し、この表面に沿って接着又は溶接され得る。他の実施形態では、本体部分１０４０とヘッド１０４２とは、一体ユニットを形成することができる。
【0121】
ヘッド１０４２は、貯蔵部材圧力調整システムを収容することができる。貯蔵部材圧力調整システムは、第１圧力調整システムの一部を形成することができ、チャネル内の内部弁機構の形態をとることができる。内部弁機構は、保持リング１０４８と、弁座１０５０と、ばねなどの内部付勢部材又は機構１０５２と、弁ピストン１０５４と、ピストンシール１０５６とを含み得る。保持リング１０４８は、ヘッド１０４２上に位置する環状スロット１０５８内に配置され得る。保持リング１０４８は、保持リングがスロット１０５８に嵌合する前に変形することができるように、弾性材料で作成され得る。弁座１０５０は、保持リング１０４８とヘッド１０４２の第２端部との間に配置され得る。いくつかの実施形態では、弁座１０５０は、ヘッド１０４２の内径に略等しい外径を有するリングであり得る。
【0122】
弁ピストン１０５４は、略円筒状の形状を有することができ、弁座１０５０とヘッド１０４２の第２端部との間に配置され得る。弁ピストン１０５４の外径は、ヘッド１０４２の内径に略等しくなるように選択され得る。図示実施形態に示されるように、弁ピストンは、ピストンシール１０５６と、ピストンの周囲に沿って位置する流体経路１０５５又はチャネルと、突起１０５７とを受け入れるように構成された環状スロットを含み得る。流体経路１０５５は、弁ピストン１０５４とヘッド１０４２との間を流体が通過することを可能にするように構成され得る。図示される実施形態では、合計４つの流体経路が含まれているが、より少数又は多数の経路を使用することもできる。いくつかの実施形態では、突起１０５７は、開口部１０４６の直径に対応するより小さい直径を有する円筒状部材であり得る。突起１０５７は、開口部１０４６内に収まるように構成され得る。いくつかの実施形態では、突起１０５７は、ヘッド１０４２の端面と面一であり得る。他の実施形態では、突起１０５７は、開口部内に引っ込むか又は端面を越えて延びることができる。ピストンシール１０５６とヘッド１０４２との間にシールが形成されるように、弁ピストン１０５４に前方方向の力を印加するための付勢機構１０５２が弁座１０５０とピストン１０５４との間に配置され得る。他の実施形態では、ボールバルブ、ポペット弁又は本明細書で言及した若しくは当技術分野で周知の任意の他の弁などの他の種類の弁設計を使用することができる。
【0123】
いくつかの実施形態では、内部付勢機構１０５２は、起動スイッチが第１又は「起動前」位置にあるとき、第１ハウジング部材１０２０を介してロッド付勢機構９２４により貯蔵部材１０３０に印加される力など、内部弁機構に印加される任意の力によって内部弁機構が開かないように構成され得る。いくつかの実施形態では、内部付勢機構１０５２は、起動スイッチが第２又は「開」位置にあるとき、内部弁機構に印加された力によって内部弁機構が開くように構成され得る。いくつかの実施形態では、内部付勢機構１０５２は、起動スイッチが第３又は「閉」位置にあるとき、第１ハウジング部材１０２０を介してロッド付勢機構９２４により貯蔵部材１０３０に印加される力など、内部弁機構に印加される任意の力によって内部弁機構が開かないように構成され得る。
【0124】
いくつかの実施形態では、貯蔵部材１０３０は、ヘッド１０４２などの貯蔵部材１０３０の一部分に内蔵されたフィルタなどの他の構造を含み得る。貯蔵部材１０３０は、貯蔵部材１０３０の保管寿命を有利に延長することができる追加のシールを提供するために、ヘッド１０４２上及び開口部１０４６上に配置された膜又は他の封止構造を含み得る。膜又は封止構造は、ピン１０５９などの突出部材又は任意の他の類似の放出機構によって穿刺され得る。いくつかの実施形態では、放出機構は、例えば、「フリット」として知られる多孔質材料であり得る。貯蔵部材１０３０は、貯蔵部材１０３０内に含まれる圧力が特定の動作限界を超えた場合に破壊する可能性を低下させるためのリリーフ弁として機能し得る追加の弁部材も含み得る。貯蔵部材１０３０は、破滅的な損傷の可能性を低下させるために、制御された方式で破壊するように構成することもできる。
【0125】
いくつかの実施形態では、貯蔵部材１０３０及び内部弁などの内部構成要素は、小型且つ軽量の材料から製造される。材料は、可撓性でもあり得る。いくつかの実施形態では、貯蔵部材１０３０の材料及び寸法は、貯蔵部材１０３０が貯蔵部材１０３０の壁を通したガスの拡散に耐えるように選択され得る。これにより、貯蔵部材１０３０内にガスが収容されている場合の貯蔵部材１０３０の貯蔵寿命が増加するという利点を提供することができる。いくつかの実施形態では、本体１０４０の最も後方の端部からヘッド１０４２の最も前方の端部までの貯蔵部材１０３０の長さは、約１５ｍｍ～約６５ｍｍ、約２０ｍｍ～約４５ｍｍ及び２９ｍｍなど、約２５ｍｍ～約３５ｍｍの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、本体１０４０の外径は、約４ｍｍ～約２５ｍｍ、約６ｍｍ～約２０ｍｍ及び９．５ｍｍなど、約８ｍｍ～約１５ｍｍの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、フランジ部を含まないヘッド１０４２の外径は、約２ｍｍ～約２０ｍｍ、約４ｍｍ～約１５ｍｍ及び７．５ｍｍなど、約６ｍｍ～約１０ｍｍの範囲であり得る。
【0126】
図２８を引き続き参照すると、放出機構として機能し得るピン１０５９は、チャネル１０６２内に位置し得る。放出機構１０５９は、弁ピストン１０５４の突起１０５７上の実質的に中央に配置され、開口部１０４６の直径に一致する直径を有することができ、貫通通路（図示せず）を画定することができる。図２９に示されるように、放出機構１０５９が弁ピストン１０５６をヘッド１０４２から退座させ、それにより、流体の流れが貯蔵部材１０３０から経路１０５５及び放出機構１０５９を越え、チャネル１０６２を通り、最終的に混合チャンバなどの注入可能容量のチャンバに流入できるようにすることができるように、動作中、貯蔵部材１０３０が放出機構１０５９に向かって前方方向に並進するとき、放出機構１０５９は、静止したままである。いくつかの実施形態では、放出機構１０５９は、内部若しくは外部チャネルを含み得るか、又は放出機構１０５９自体がチャネル１０６２内を流れる流体の予備的なフィルタリング機構として機能するように多孔質材料で作成され得る。いくつかの実施形態では、材料を濾過して除去するために、放出機構１０５９とチャネル１０６２の端部との間又は任意の他の位置にフィルタを付加することができる。
【0127】
図３０～図３２を参照すると、ガス混合デバイス１０ｃを有する容器４ｃを含む外科用キット２ｃの更なる実施形態が示されている。ガス混合デバイス１０ｃは、以下に示すもの以外、ガス混合デバイス１０、１０ａ及び１０ｂを参照して上述したものと同じ又は類似の構成要素を含み得る。
【0128】
混合デバイス１０ｃは、混合チャンバなどの注入可能容量のチャンバを含み得る。混合チャンバは、シリンジ本体１１２０と、第２圧力調整システムの一部を形成することができるシリンジ圧力調整システムと、上述のシステムの様々な構成要素とを含み得る。シリンジ本体１１２０は、円筒状本体と、前端部における突出部１１２２とを有し得る。
【0129】
いくつかの実施形態では、圧力調整システムの複数構成要素を含み得るねじ付きノズル１１２４は、シリンジ本体１１２０の突出部１１２２に取り外し可能に取り付けられ得る。これにより、シリンジ本体１１２０に組み込まれる前に圧力調整システムをより小さいノズル１１２４内で組み立てることを可能にすることによって装置の組み立てを有利に容易にすることができる。ノズル１１２４は、ねじ、接着剤、スナップフィット、溶接等などの複数の締結デバイス及び手段を使用して突出部１１２２に取り付けることができる。注入可能容量のチャンバは、シリンジ本体１１２０の内壁とプランジャシール１０６１とによって画定され得る。更に、シリンジの他の実施形態と同様に、シリンジ本体１１２０はまた、その外部表面に沿った、選択した濃度に対応するインジケータと、計測ダイヤルに取り付けられるように構成されている、本体１１２０の後端部におけるフランジとを含み得る。任意選択的に、外科用キット２ｃは、フィルタデバイス７６０ｃの７６１ｃに接続された流量制限器１３００を含み得る。
【0130】
図３０～図３２を引き続き参照すると、弁体１２２０と、弁端部１２２２と、弁ピストン１２２４と、ピストンシール１２２６と、ピストン付勢部材又は機構１２２８と、弁付勢部材又は機構１２３０と、弁端部シール１２３２とを含むシリンジ圧力調整システムの一実施形態が示されている。圧力調整システムの他の実施形態と同様に、弁体１２２０及び弁端部１２２２は、ねじ付きノズル１１２４内を摺動的に並進することができる。
【0131】
図３２に示される位置などの第１位置において、弁付勢部材１２３０によって弁体１２２０及び弁端部１２２２に対して前方方向に作用される力により、弁端部１２２２は、ねじ付きノズル１１２４の肩部１２３４に載ることができる。第１位置において、弁ピストン１２２４と弁シール１２２６とは、シールを形成することができ、弁体１２２０内を流体が通過することを制限又は阻止することができる。しかしながら、注入可能容量のチャンバ内の圧力がピストン付勢部材１２２８によって作用される付勢力に打ち勝つための閾値を超えて増加すると、弁ピストン１２２４は、ピストン付勢部材１２２８によって印加される力に抗して前方方向に並進することができ、流体は、弁体１２２０及び弁端部１２２２を通過し、大気に入ることができる。圧力が閾値に再び低下すると、力の平衡により、弁ピストン１２２４及び弁シール１２２６が弁体１２２０に再度密閉的に接触することが可能になる。
【0132】
第２位置において、弁体１２２０及び弁端部１２２２は、弁付勢部材１２３０に抗して後方方向に並進することができる。例えば、これは、弁端部１２２２に後方方向の力を印加することによって達成することができる。第２位置において、弁ピストン１２２４が弁体１２２０にもはや密閉的に接触しないように、弁ピストン１２２４とシリンジ本体１１２０の内部突出部材１１２６との間の接触により、弁ピストン１２２４を弁体１２２０及び弁端部１２２２に対して後方方向に移動させることができる。いくつかの実施形態では、これにより、注入可能容量のチャンバへの及び注入可能容量のチャンバからの流体の通過を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、インラインフィルタ７６０ｃをねじ付きノズル１１２４上にねじ止めすると、圧力調整システムを強制的に第２位置にすることができる。止め栓、弁、管等などの他の種類のアタッチメントもねじ付きノズル１１２４に取り付けることができる。
【0133】
図３２～図３５を参照すると、流量制限器１３００ｃは、フィルタデバイス７６０ｃの出口及び７６１ｃに係合するように構成されたキャップの形態であり得る。例えば、流量制限器１３００ｃは、出口７６１ｃの内部表面上のねじ山に係合するように構成されたねじ付き端部１０３２を含み得る。更に、流量制限器１３００ｃは、外科用グローブを着用しているときの流量制限器１３００ｃの取り外しを簡単にするために、指での把持を容易にするように構成された任意の指グリップ１３０４を含み得る。
【0134】
流量制限器は、流量制限ポート１３０６も含み得る。いくつかの実施形態では、ポート１３０６の最低直径は、出口７６１ｃ（図３０）の出口開口部１３０８の最小直径よりも小さくされ得る。したがって、出口ポート１３０６の最小断面積は、出口開口部１３０８の最小断面積よりも小さくなり得る。したがって、図１Ａ及び流量制限器１３００ｃを参照して上述したようなものである。図３０を引き続き参照すると、動作する混合デバイス１０ｃは、容器４ｃ内に包装され、外科用キット２ｃを形成することができる。他の混合デバイス１０、１０ａ、１０及び１０ｂと同様に、混合デバイス１０ｃは、フィルタデバイス７６０ｃが滅菌状態で事前に取り付けられた状態で容器４ｃ内に包装することができ、任意選択的に流量制限器１３００も含み得る。
【0135】
使用時、医師又は他の使用者は、パッケージ４ｃから、フィルタ７６０ｃが事前に取り付けられた混合デバイス１０ｃを取り出すことができる。その後、使用者は、デバイス１０ｃの混合チャンバに治療ガス及び／又は治療ガスの成分を供給することができ、所望の混合済みガス濃度を提供する治療ガスの所望の容量に対応する位置にプランジャ１０６１が移動するまで、プランジャ１０６１をフィルタデバイス７６０ｃから遠ざかる方向（図３０に見られるように）に移動させる。プランジャ１０６１が所望の位置に移動した後、余分な治療ガスは、フィルタデバイス７６０ｃを通して排出することができる。したがって、フィルタデバイス７６０ｃは、混合デバイス１０ｃに事前に取り付けられているため、未濾過の大気がフィルタデバイス７６０ｃのフィルタ部材７６３とプランジャ１０６１との間のいかなる開放容量にも存在することは、決してない。したがって、このフィルタデバイス７６０ｃを通した治療ガスの排出中、フィルタ部材７６３の上流側で混入物、異物又は望ましくないガスが捕捉されることはない。
【0136】
治療ガス又は治療ガスの成分の所望の容量が混合チャンバ内に収容された後、使用者は、プランジャ１０６１をフィルタデバイス７６０ｃから遠ざかる方向に手動で更に移動させ、それにより大気を、フィルタデバイス７６０ｃの出口７６１ｃを通して、フィルタ部材７６３を通して且つ混合チャンバ内に引き込むことができる。したがって、フィルタ部材７６３は、あらゆる微粒子、異物又は望ましくないガスを濾過して除去し、そのようなものが混合チャンバに入ることを阻止し得る。混合チャンバが所望の容量に拡張し、それにより所望の濃度の治療的混合物を形成した後、フィルタデバイス７６０ｃは、取り外すことができ、代わりに更なる送達デバイスを接続することができる。例えば、治療ガスの送達のために、皮下針をフィルタデバイス７６０ｃの代わりに取り付けることができる。
【0137】
上述したように、混合デバイス１０ｃは、任意選択的に、流量制限器１３００ｃが事前に取り付けられた状態で容器４ｃ内に包装され得る。流量制限器１３００ｃを事前に取り付けることで、余剰ガスの排出中に追加的な背圧を提供し、それにより、シリンジ本体１１２０内の治療ガス又は治療ガスの成分の所定の容量を画定するための任意の制限デバイスに対してプランジャ１０６１を完全に押し付けることを確実にするのに役立つことができるという任意の更なる利益を提供する。
【0138】
いくつかの実施形態では、加圧チャンバは、装置の外部にあり得る。このような実施形態では、加圧チャンバは、液体又は気体（又はこれらの組み合わせ）形態のガスを収容するタンク又は他のキャニスタであり得る。いくつかの実施形態では、タンクは、管又は他の機構を介してねじ付きノズルに取り付けられ得る。ねじ付きノズルと管との間の接続により、装置上に位置する圧力調整システムを強制的に開放させ、それによりタンクからのガスをチャンバに投入することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、タンクからのガスの導入は、第１動作段階中に実施され得る。したがって、装置が、設定された第１容量に到達するまで、タンクからのガスにより装置をガスで満たすことができる。いくつかの実施形態では、タンクは、圧力が調整されたガスで装置が満たされるように調整器を有することができる。その後、接続は、ねじ付きノズルから取り外され、弁が正常に機能することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、ガスは、大気よりも高い圧力となる可能性があり、圧力調整システムの閾値を超える可能性があるため、装置の設定圧力が達成されるまでガスをシステムから排出又は放出することができる。装置内の設定圧力が達成されたら、その後、上記の実施形態の手法と同様の手法で残りの動作段階を完了することができる。
【0139】
前述の記載は、本発明による特定の特徴、態様及び利点を有する、ガスを混合及び／又は注入するための装置及び方法のものである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、上記のガス混合装置及び方法に対する様々な変更形態及び修正形態もなされ得る。したがって、例えば、当業者であれば、本明細書で教示又は提案され得るような他の目的又は利点を必ずしも達成することなく、本明細書に教示されるような１つの利点又は利点の群を達成又は最適化するような手法で本発明を具現化又は実行できることを理解するであろう。更に、本発明のいくつかの変形形態を示し、詳述してきたが、本発明の範囲内にある他の修正形態及び使用方法は、本開示に基づいて当業者に容易に明らかになるであろう。実施形態の特定の特徴及び態様の様々な組み合わせ又は部分的組み合わせを作成することができ、これらは、依然として本発明の範囲内にあると考えられる。したがって、開示された実施形態の様々な特徴及び態様は、開示されたガス混合装置の様々な態様を形成するために互いに組み合わされ得るか又は互いに置換され得ることが理解されるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25A】
【図25B】
【図26A】
【図26B】
【図27A】
【図27B】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【国際調査報告】