蠕動ポンプ装置及び方法

专利摘要:
本願開示は、蠕動ポンプのためのロータアセンブリに関する。ポンプは、複数のローラーを有している第１のロータと、第１のロータに連結され、且つ複数のローラーを有している第２のロータと、を含む。第１のロータの複数のローラーと第２のロータの複数のローラーとは、互いに対して４５°の角度で配置される。一の実施形態において、第１のロータと第２のロータとは、円形である。他の実施形態において、第１のロータの前記複数のローラーは、等しい間隔をあけて配置される、又は互いに対して、約９０°の角度で配置される。さらなる他の実施形態において、第２のロータの前記複数のローラーは、等しい間隔をあけて配置される、又は互いに対して、約９０°の角度で配置される。蠕動ポンプ及び手術領域に流体を供給するための方法も開示されている。
公开号:JP2011513633A
申请号:JP2010548892
申请日:2009-02-27
公开日:2011-04-28
发明作者:セマル・シェナー
申请人:スミス アンド ネフュー インコーポレーテッド；
IPC主号:F04B43-12

专利说明:

[0001] ［関連出願の相互参照］
この出願は、２００８年２月２７日付で提出された米国特許出願第61/031,799のＰＣＴ国際出願であり、その開示は、その全体を参照することによって組み込まれる。]
[0002] 本願の開示は、一般的に蠕動ポンプに関し、より具体的には、蠕動ポンプのためのロータアセンブリに関する。]
背景技術

[0003] 関節鏡検査法及び子宮鏡検査法などの内視鏡による外科手術で使用される現在の蠕動ポンプシステムは、圧力及び流れにおいて変動を生み出す。それらの変動は、軸の周りに回転する一方、前記複数のローラーの周りに一般的に巻き付けられるフレキシブルチューブ上に力を作用する複数のローラーの結果である。本質において、複数のローラーのこの回転運動は、フレキシブルチューブ内に流体ポケットを生み出し、フレキシブルチューブを通じて連続的に押し出され、それによって、流れを生み出す。それらの流体ポケットの性質に起因して、複数のローラーの合成した流れ及び合成した圧力は、変動する傾向を有する。手術中に、この問題は、制限することなく、手術スタッフのための乏しい視覚を有すること、手術キャビティ内の組織又は器官の移動、及びキャビティ容積を変化させること、変化する流れの要求に対する遅いポンプ応答、を含む不安定な手術環境として現われる。]
[0004] 上述された問題に取り組む一の方法は、インラインチャンバー（in-line chamber）を使用することである。該インラインチャンバーは、チューブの一部であり、複数のローラーの下流に配置され、液体を含有することに加えて、変動を和らげるためのクッションとして作用することができるように、部分的に空気で満たされる。使用者は、十分な量の空気が該チャンバー内に残留することを確実にするために、正しい量の液体でチャンバーを満たす責任がある。しばしば、使用者は、これを厳密に行わず、その結果、該チャンバーの効果を実質的に低減する。使用者のエラーに加えて、このチャンバーは、チューブの価格において追加の費用となる。]
発明が解決しようとする課題

[0005] 圧力出力における変動及び流れ圧力における変動を実質的に低減する、本願の蠕動装置及び方法は、必要とされる。]
課題を解決するための手段

[0006] 一の態様において、本願の開示は、蠕動ポンプのためのロータアセンブリに関する。該ロータアセンブリは、複数のローラーを有する第１のロータと、第１のロータに連結された第２のロータであって、複数のローラーを有している第２のロータと、を含む。第１のロータの複数のローラーと第２のロータの複数のローラーとは、互いに対して４５°の角度で配置される。一の実施形態において、第１のロータ及び第２のロータは、円形（circular）である。他の実施形態において、第１のロータの複数のローラーは、互いに対して９０°の角度で配置される。さらなる他の実施形態において、第２のロータの複数のローラーは、互いに対して９０°の角度で配置される。さらなる実施形態において、第２のロータは、第１のロータより小さい直径を有する。]
[0007] 他の態様において、本願の開示は、ポンプに関する。該ポンプは、第１のチューブ及び第２のチューブであって、第２のチューブが、第１のチューブに連結された第１の端部と、第１のチューブに連結された第２の端部と、を有する第１のチューブ及び第２のチューブと、第１のチューブを支持するために配置された弓状の支持表面であって、第１のチューブが弓状の支持表面の周りに延在するように配置される弓状の支持表面と、軸に関して回転するように配置されたロータアセンブリであって、ロータアセンブリが、複数のローラーを含んでいる第１のロータと、複数のローラーを含んでいる第２のロータと、を備えており、第２のロータが第１のロータに連結され、第１のロータの複数のローラーと第２のロータの複数のローラーとが、互いに所定の角度で配置されるロータアセンブリと、を含む。第１のロータの複数のローラーは、ロータアセンブリが回転すると、弓状の支持表面に対して第１のチューブを圧搾し、第２のロータの複数のローラーは、ロータアセンブリが回転すると、第２のチューブを圧縮する。一の実施形態において、第１のチューブは、第２のチューブより大きな直径を有する。]
[0008] さらなる他の態様において、本願の開示は、手術領域に流体を供給する方法に関する。該方法は、第１のチューブ及び第２のチューブであって、第２のチューブが、第１のチューブに連結された第１の端部と、第１のチューブに連結された第２の端部と、を有する第１のチューブ及び第２のチューブと、第１のチューブを支持するために配置された弓状の支持表面であって、第１のチューブが弓状の支持表面の周りに延在するように配置される弓状の支持表面と、軸に関して回転するように配置されたロータアセンブリであって、ロータアセンブリが、複数のローラーを含んでいる第１のロータと、複数のローラーを含んでいる第２のロータと、を備えており、第２のロータが第１のロータに連結され、第１のロータの複数のローラーと第２のロータの複数のローラーとが、互いに所定の角度で配置されるロータアセンブリと、を備えているポンプを提供するステップと、流体源から第１のチューブ及び第２のチューブ内へ流体を提供するステップと、ロータアセンブリの回転が、第１のロータの複数のローラーを弓状の支持表面に対して第１のチューブを圧搾させ、第１のチューブ内に流体ポケットを生成させ、第２のロータの複数のローラーを、第２のチューブを圧縮させ、第２のチューブ内に流体ポケットを生成するように、ポンプを動作させるステップと、を含む。該第１のチューブ及び該第２のチューブの流体ポケットは、第１のチューブによって、該手術領域に運ばれる。]
[0009] 本願開示の適用性のさらなる領域は、後述される詳細な説明から明らかになるであろう。本願開示の好ましい実施形態を示す一方、詳細な説明及び特定の例が、図示のみの目的のために意図され、且つ本願開示の技術的範囲を制限するように意図されないことは、理解されるであろう。]
[0010] 明細書に組み込まれ、且つ明細書の一部を形成する添付した図面は、本願開示の実施形態を図示し、詳細な説明とともに、本願開示の原理を説明するために役立つ。]
図面の簡単な説明

[0011] 本願発明の蠕動ポンプの上面図である。
本願発明の蠕動ポンプの正面図である。]
実施例

[0012] 以下の好ましい実施形態の説明は、実際は単に例示であり、且つ少しも、開示、その用途、又は使用を制限するように意図されない]
[0013] 図１及び図２は、本願発明の蠕動ポンプ１０を示す。蠕動ポンプ１０は、ハウジング１０と、ロータアセンブリ２０と、フレキシブルチューブ３０、４０と、を含む。この開示の目的のために、ハウジング１０及びロータアセンブリ２０は、金属、プラスチック、又は蠕動ポンプのハウジング及びロータアセンブリに適切な他の材料を含む場合がある。フレキシブルチューブ３０、４０は、シリコン、塩化ビニル（ＰＶＣ）、又は、流体を運ぶために、蠕動ポンプで使用されるチューブに適切な任意の他の材料を含む。ハウジング１０の内側には、フレキシブルチューブ３０を支持するための弓状の支持表面１１が構成される。前方では、ハウジング１０は、前方カバー１２とともに閉鎖され、後方では、ベアリング１４が設けられた後方カバー１３とともに閉鎖される。ロータアセンブリ２０は、ベアリング１４を介して後方カバー１３を通じて延在するシャフト５０上に配置される。ロータアセンブリ２０は、複数のローラー２２を有する第１のロータ２１を含む。この開示の目的のために、第１のロータ２１は、４つのローラー２２を含むが、第１のロータ２１は、より多い又はより少ないローラー２２の数を含む場合がある。同様に、この開示の目的のために、ローラー２２は、等しい間隔をあけて配置され、又は、互いに対して約９０°の角度βで配置され、金属ピン２５によって第１のロータ２１に連結される。しかしながら、金属ピン２５は、金属以外の材料から形成される場合があり、複数のローラー２２は、金属ピン２５以外の他の方法で第１のロータ２１に連結される場合があり、複数のローラー２２は、等しくない間隔をあけて配置される場合がある。ロータアセンブリ２０は同様に、第１のロータ２１に連結された第２のロータ２３を含む。第２のロータ２３は、等しい間隔をあけて配置され、又は、互いに対して約９０°の角度αで配置される複数のローラー２４を含む。第１のロータ２１と同様に、第２のロータ２３は、４つのローラーを含むが、より多い、又はより少ないローラーの数を含む場合があり、又は、等しくない間隔をあけて配置される場合がある。複数のローラー２４は、金属ピン２６によって第２のロータ２３に連結されるが、金属ピン２６は、金属以外の材料から形成される場合があり、複数のローラー２４は、金属ピン２６以外の他の方法で第２のロータ２３に連結される場合がある。] 図１ 図２
[0014] この開示の目的のために、第２ロータ２３のローラー２４は、第１のロータ２１のローラーに対して約４５°の角度θで配置される。しかしながら、角度θは、４５°より大きい又は小さいとされる場合がある。第１のロータ２１は、第２のロータ２３より大きい直径を有し、第１のロータ２１が約５ｃｍから約１０ｃｍの間とされ、且つ第２のロータ２３が約２ｃｍと約４ｃｍとの間とされる。ハウジング１０の外側に延在しているロータシャフト５０の一部は、連結器５１によって、動作中に、ロータアセンブリ２０を回転させりためのモータ６０に連結される。]
[0015] 第１のフレキシブルチューブ３０は、弓状の支持表面１１と第１のロータ２１との間に配置される。第２のフレキシブルチューブ４０は、第１の端部４１と、第２の端部４２と、を有し、第１の端部４１及び第２の端部４２のそれぞれが第１のフレキシブルチューブ３０に連結される。第２のフレキシブルチューブ４０は、第２のロータ２３の周りに延在する。]
[0016] 動作中に、流体は、流体が第１のロータ２１のローラー２２に近づくと、一部の流体が第２のフレキシブルチューブ４０に入る状態で、流体源（図示せず）から第１のフレキシブルチューブ３０内へ流れる。この開示の目的のために、流体は、生理食塩水であるが、他の種類の生体適合性流体とされる場合がある。ロータアセンブリ２０は、矢印７０によって示されるように、反時計回りの方法で回転する。第１のロータ２１のローラー２３及び第２のロータ２４のローラー２４は、第１のフレキシブルチューブ３０及び第２のフレキシブルチューブ４０に圧力を作用し、第１のフレキシブルチューブ３０及び第２のフレキシブルチューブ４０内に、第１のフレキシブルチューブ３０及び第２のフレキシブルチューブ４０を通じて連続的に押し出される流体ポケットを生成し、それによって、流れを生成する。第２のフレキシブルチューブ４０の流体ポケットは、第２の端部４２で、第１のフレキシブルチューブ３０内に堆積される。第１のフレキシブルチューブ３０及び第２のフレキシブルチューブ４０の流体ポケットは、次いで、外科手術領域に運ばれる。]
[0017] 第１のロータ２１及び第２のロータ２３が同一のシャフト上に配置されるので、第１のロータ２１及び第２のロータ２３の速度又は回転分速（ＲＰＭ）は、同一である。しかしながら、第２のロータ２３のローラー２４が第１のロータ２１のローラー２２に対して所定の角度で配置されることにより、第１のロータ２１が第１のフレキシブルチューブ３０を通じて流体のポケットを押し出すことを始める場合と、第２のロータ２３が第２のフレキシブルチューブ４０を通じて流体ポケットを押し出すことを始める場合との間に遅延が存在する。さらに、上述したように、第２のフレキシブルチューブ４０は、第１のフレキシブルチューブ３０より小さい直径を有し、それ故に、第１のフレキシブルチューブ３０より小さな流体ポケットを押し出すことを可能にする。その結果として、第１のフレキシブルチューブ３０及び第２のフレキシブルチューブ４０の流体の流速は、第２のフレキシブルチューブ４０の高い流れ（high flow）と低い流れ（low flow）との期間と反対である、高い流れと低い流れとの期間を有する第１のフレキシブルチューブ３０の流体の流速と異なる。すなわち、第１のフレキシブルチューブ３０が高い流れの期間を有する場合に、第２のフレキシブルチューブが低い流れの期間を有するであろう。さらに逆もまた同様である。それ故に、流れ出力及び圧力出力が、チューブを介して手術部位へ流体を運んでいる１つのロータを有するロータアセンブリと比較して、圧力及び流れにおいて、より小さな変動を有するとの結果を生じると考えられる。]
[0018] 様々な改良は、この開示の特許請求の範囲から逸脱することなく、対応する図面を参照して上述されるように、例示的な実施形態に施されることができるので、上記の詳細な説明に含まれた全ての事項、及び添付した図面に示された全ての事項が制限されることなく、図示として解釈されるであろうことは、意図される。それ故に、本願開示の広がり及び技術的範囲は、任意の上述された例示的な実施形態によって制限されるべきではないが、本願明細書に添付された以下の特許請求の範囲に従ってのみ規定されるべきである。]
[0019] １０蠕動ポンプ、ハウジング
１１弓状の支持表面
１２前方カバー
１３後方カバー
１４ベアリング
２０ロータアセンブリ
２１ 第１のロータ
２２ローラー
２３ 第２のロータ
２４ ローラー
２５金属ピン
２６ 金属ピン
３０ 第１のフレキシブルチューブ
４０ 第２のフレキシブルチューブ
４１ 第１の端部
４２ 第２の端部
７０ 矢印
α 第１のロータ２１のローラー２２間の角度
β 第２のロータ２２のローラー２４間の角度
θ ローラー２２とローラー２４との間の角度]

权利要求:

請求項1
蠕動ポンプのためのロータアセンブリであって、複数のローラーを含んでいる第１のロータと、前記第１のロータに連結された第２のロータであって、複数のローラーを含んでいる第２のロータと、を備えているロータアセンブリにおいて、前記第１のロータの前記複数のローラーと前記第２のロータの前記複数のローラーとは、互いに対して所定の角度で配置されることを特徴とするロータアセンブリ。
請求項2
前記第１のロータ及び前記第２のロータは、円形であることを特徴とする請求項１に記載のロータアセンブリ。
請求項3
前記第１のロータの前記複数のローラーは、互いに対して所定の角度で配置されることを特徴とする請求項１に記載のロータアセンブリ。
請求項4
前記所定の角度は、約９０°であることを特徴とする請求項３に記載のロータアセンブリ。
請求項5
前記第２のロータの前記複数のローラーは、互いに対して所定の角度で配置されることを特徴とする請求項１に記載のロータアセンブリ。
請求項6
前記所定の角度は、約９０°であることを特徴とする請求項３に記載のロータアセンブリ。
請求項7
前記所定の角度は、約４５°であることを特徴とする請求項１に記載のロータアセンブリ。
請求項8
前記第２のロータは、前記第１のロータより小さい直径を有することを特徴とする請求項１に記載のロータアセンブリ。
請求項9
第１のチューブ及び第２のチューブであって、第２のチューブが、前記第１のチューブに連結された第１の端部と前記第１のチューブに連結された第２の端部とを有する、第１のチューブ及び第２のチューブと、前記第１のチューブを支持するために配置された弓状の支持表面であって、前記第１のチューブが前記弓状の支持表面の周りに延在するように配置される弓状の支持表面と、軸に関して回転するように配置されたロータアセンブリであって、前記ロータアセンブリが、複数のローラーを含んでいる第１のロータと、複数のローラーを含んでいる第２のロータと、を備えており、第２のロータが前記第１のロータに連結され、前記第１のロータの前記複数のローラーと前記第２のロータの前記複数のローラーとが、互いに所定の角度で配置されるロータアセンブリと、を備えるポンプにおいて、前記第１のロータの前記複数のローラーは、前記ロータアセンブリが回転すると、前記弓状の支持表面に対して前記第１のチューブを圧搾し、前記第２のロータの前記複数のローラーが、前記ロータアセンブリが回転すると、前記第２のチューブを圧縮することを特徴とするポンプ。
請求項10
前記第１のチューブは、前記第２のチューブより大きな直径を有することを特徴とする請求項９に記載のポンプ。
請求項11
手術領域に流体を供給する方法であって、第１のチューブ及び第２のチューブであって、第２のチューブが、前記第１のチューブに連結された第１の端部と、前記第１のチューブに連結された第２の端部と、を有する第１のチューブ及び第２のチューブと、前記第１のチューブを支持するために配置された弓状の支持表面であって、前記第１のチューブが前記弓状の支持表面の周りに延在するように配置される弓状の支持表面と、軸に関して回転するように配置されたロータアセンブリであって、前記ロータアセンブリが、複数のローラーを含んでいる第１のロータと、複数のローラーを含んでいる第２のロータと、を備えており、第２のロータが前記第１のロータに連結され、前記第１のロータの前記複数のローラーと前記第２のロータの前記複数のローラーとが、互いに所定の角度で配置されるロータアセンブリと、を備えているポンプを提供するステップと、流体源から前記第１のチューブ及び第２のチューブ内へ流体を提供するステップと、前記ロータアセンブリの回転が、前記第１のロータの前記複数のローラーを前記弓状の支持表面に対して前記第１のチューブを圧搾させ、前記第１のチューブ内に流体ポケットを生成させ、前記第２のロータの前記複数のローラーを、前記第２のチューブを圧縮させ、前記第２のチューブ内に流体ポケットを生成するように、前記ポンプを動作させるステップと、前記第１のチューブによって、前記手術領域へ前記第１のチューブ及び前記第２のチューブの流体ポケットを運ぶステップと、を備えていることを特徴とする方法。