JP2007529984A - ステッピングモータに提供された電流を制御するシステムと方法 - Google Patents

Abstract

輸液ポンプのステッピングモーターに対する入力電流を所定のトルク要求に基づいて制御するシステムおよび方法が開示される。システムは、モーターコントローラと、ポンプサイクルの間に期待されるロードトルク値を格納する非揮発性のメモリとを含み得る。モーターコントローラーは、期待されるロードトルク値に応答して、ポンピングサイクルの各点におけるロードトルクを克服するための可変電流をステッピングモーターに提供する。電流を変動させるため、追加的なファクターも考慮され得る。これらのファクターは、温度、圧力、動作の経過時間を含むが、それらには限定されない。

Description

本発明は、概して、ステッピングモータを駆動するために提供された電流を制御するシステムと方法とに関する。特に、本発明は、輸液ポンプのような医療用送達デバイス内で用いられるステッピングモーターを駆動するための可変電流を提供するシステムと方法とに関する。

ステッピングモーターは、従来のモーターがそうであったように滑らかに回転するよりもむしろ、増分またはステップ内で動く電気モーターの一種である。典型的に、増分の大きさは度数で測定され、アプリケーションに依存して変動し得る。例えば、増分は、０．９度または１．８度であり、４００個または２００個の増分が１個の完全な円を生成する。さらに、モーターの速度は、増分動作各々の間の時間遅延によって決定される。

典型的なステッピングモーターの内部では、コイルのセットが永久磁石の場と相互作用する磁場を生成する。コイルは、所望の角度でモーターシャフトが回転できるように特定の順序でオンおよびオフに切り替えられる。典型的なモーターは、どちらか一方の方向（時計回りまたは反時計回り）で動作し得る。ローターシャフトは、ステッピングモーターのコイルが電流を受けたときに特定の位置まで回転し、その後、他のコイルが励起されるまで、その場に停止し続ける。ステッピングモーターは、従来の電気モーターとは異なり、一旦シャフトが停止し、電流が印加されると、シャフトに印加される外部トルクに抵抗する。この抵抗は、典型的にはホールディングトルク（ｈｏｌｄｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ）と呼称される。

ステッピングモーターのホールディングトルクは、位置によって一定ではなくなり、シャフトがあるフルステップ位置から次のフルステップ位置に動くのに伴って変動する。この変動は、デタントトルク（ｄｅｔｅｎｔ ｔｏｒｑｕｅ）によって引き起こされる。デタントトルクは、モーターシャフトが動くのに伴って電気的に誘導されたトルクに追加されるか、電気的に誘導されたトルクから減じられる。デタントトルクは、モーターのフルステップすべてを繰り返す正弦波トルクによって近似され得る。派生電流の大きさが、モーターから入手可能なトルクを決定する。

ステッピングモーターはまた、ロードトルク（ｌｏａｄ ｔｏｒｑｕｅ）によっても特徴付けられる。ステップのロスを無くすため、十分な電流が印加され、ロードトルクを克服しなければならない。しかしながら、ロードトルクは、輸液ポンプ内でモーターが用いられているとき、ポンピングサイクルの間に大幅に変動し得る。ステップのロスは、モーターのストールを引き起こし得る。モーターのストールから回復するには、ストールが発生した時点の速度よりも遅い速度でモーターを再始動し、その後、もとの速度まで加速しなければならない。この再始動の工程は、トルクを生成するために高電流を要求する。この高いトルクは、エネルギーを浪費する。

当業者によって理解されるように、ステッピングモーターのフルステップレゾリューションは、フルステップのデタント位置の間のいくつかの点にモーターが位置する特性のモーターコイルに対して電流を印加することにより、高められる。よって、２相式ステッピングモータでは、両コイルを励起することにより、隣接するフルステップ位置の真ん中にモーターが位置することになる。これは、ハーフステッピングと呼称される。フルステップは、所定の位置の正弦電流を１つの相に印加し、所定の位置の余弦電流を別の相に印加することにより、さらに再分割される。これは、マイクロステッピングと呼称される。モータートルクは、各相に印加される電流のベクトル和の関数であり、駆動の種類に無関係なものである。

既に示唆されたように、ステッピングモーターの用途の１つは、容積測定ポンプまたはぜん動ポンプのような輸液ポンプを制御することである。輸液ポンプは、被験者に対し液体の薬を自動的に投薬するのに用いられる。液体の薬は、薬の供給源から供給され、カテーテルまたはその他の注射器具を介して被験者に送達される。

特許文献１に開示されているような静脈内輸液用の一般的な種類の輸液ポンプは、ぜん動流を生成する。特許文献１は、参照のためここで援用される。この種類のポンプの内部では、プラスチックのチューブが、点滴スタンドの上にあるバッグまたはボトルから、特別なゲートを通って静脈注射用針（すなわち、「投与セット（ｇｉｖｉｎｇ ｓｅｔ）」または「ドリップセット（ｄｒｉｐ ｓｅｔ）」）まで延び、上記ポンプの内部では、カム機構によって動かされ閉点を順方向にしぼる一列の「指」の間でゲートが閉じられる。

しかしながら、同じ方法でチューブが繰り返し変形され、その間にチューブの弾性回復特性が破られるため、チューブは圧縮性を維持する。チューブの弾性回復特性に関するこの破れにより、ポンプの容積測定出力は、時間につれ、著しく変化する。

今日では、バッテリー電源を用いた輸液ポンプならびにその他の医療用装置についての望ましい動作が存在する。よって、バッテリー駆動の医療用装置を長時間動作させることにとって、電力の維持は重要な特性である。
米国特許第５，８４２，８４１号明細書

（発明の要約）
本発明は、所定のトルク要求に基づき輸液ポンプのステッピングモーターに対する入力電流を制御するシステムと方法とに関する。上記システムは、モーターコントローラと、ポンプサイクルの間の期待されるロードトルク値を格納する非揮発性のメモリとを含み得る。モーターコントローラーは、期待されるロードトルク値に応答して、ポンピングサイクルの各点におけるロードトルク値を克服するための可変電流をステッピングモーターに提供する。電流を変動させるため、追加的なファクターも考慮され得る。これらのファクターは、温度、圧力、動作の経過時間を含むが、それらには限定されない。

本発明のその他の特性および利点は、以下の図面を参酌することにより以下の明細書から理解される。

（好ましい実施形態に関する詳細な記述）
本発明は、いろいろな実施形態の影響を受けやすいが、ここでの開示が本発明の原理の例示としてみなされ、本発明の広い局面を説明されている実施形態に制限することを意図していないという理解のもと、本発明の好ましい実施形態が図面に図示され、かつ、その詳細が明細書に記述されている。

図１に移ると、ステッピングモーターに提供される電流を制御する本発明によるシステムに関するブロック図形式の簡略化された電気接続図が図示されている。システム１０は、ステッピングモータ１２、モーター電流ドライバ１４、輸液ポンプコントローラ１６、メモリ１８、温度センサ２０、背圧センサ２２、モーター位置センサ２４、クロック２６、データ入力２８、および電源（図示されず）を含む。当業者によって理解されるように、図１内の各ブロックは、本明細書で記述されているような機能またはタスクを実行するための電気回路を含む。

一実施形態において、ステッピングモーター１２は、輸液ポンプ内で用いられる従来型のステッピングモーターである。よって、ステッピングモーター１２は、被験者（図示されず）への流体の送達を機械的に制御するため、１つ以上の機械的構造（図示されず）に動作可能なように接続されている。当業者によって理解されるように、そのような輸液ポンプ内で用いられる機械的構造は、公知の技術である。このため、そのような構造は、本明細書ではこれ以上議論されていない。

ステッピングモーター１２を駆動するための電流は、従来設計のモーター電流ドライバ１４によって提供される。モーターコントローラ１６によって提供されたモーター駆動信号３０に応答して、モーター電流ドライバ１４は、ステッピングモーターを駆動するための電流を供給する。

モーター駆動信号３０は、ステッピングモーター１２を駆動するためにモーター電流ドライバ１４により供給されるべき電流の大きさに関する情報またはデータを格納しているデジタルまたはアナログの信号であり得る。例えば、モーター駆動信号３０は、４ビットのデジタル信号であり得る。２進数の「０」は、電流ドライバ１４がステッピングモーター１２に電流を提供していないことを表す。２進数の「１１１１」（すなわち、１０進数の１５）は、電流ドライバがステッピングモーター１２に最大電流を提供していることを表す。「０」と「１５」との間の２進数値は、増分が一定な増加を電流ドライバが提供すること、または、増分が変動する増加を電流ドライバが提供することを表す。別の実施形態において、モーター駆動信号３０は、０ボルトから５ボルトまでのアナログ信号であり得る。約０ボルトは、電流ドライバ１４がステッピングモーター１２に電流を提供していないことを表す。約５ボルトの電圧は、電流ドライバがステッピングモーターに最大電流を提供していることを表す。約０ボルトから約５ボルトの間のアナログ電圧は、ステッピングモーター１２に提供される電流に関し、上記電圧に対応する増加または減少を、電流ドライバ１４が提供していることを表す。

当業者によって理解されるように、電流ドライバ１４は、ステッピングモーター１２に電流を供給するため、従来型の電力供給（図示されず）に動作可能なように接続されている。言い換えると、電力供給は、代替的な電源（例えば、従来型の１２０ＶＡＣコンセント）またはバッテリー等に動作可能なように接続され得る。

１つ以上の入力に応答して、モーターコントローラ１６は、モータードライバ１４にモーター駆動信号３０を提供する。これらモーターコントローラ１６に対する入力は、メモリ１８、温度センサ２０、背圧センサ２２、モーター位置センサ２４、クロック２６、および入力２８によって提供されるデータを含み得るが、これらには限定されない。

入力に応答し、ステップのロスを無にするためまたはこれによりモーターのストールを無にするため、モーターコントローラ１６は、十分な電流を用いてステッピングモーター１２を動作させる。しかしながら、モーターコントローラ１６によってステッピングモーター１２に提供される電流の大きさは、単に一定のアンペア数にセットされるよりもむしろ、必要に基づいて設定される（すなわち、電流は変動する）。

ステッピングモーター１２がいつ動作するか、および、ステッピングモーター１２がいかに動作するかは、典型的には手動によるデータ入力２８によって、または、遠隔手段によって決定される。よって、データ入力１２は、例えば輸液ポンプによって管理されるサイクル時間および流速に関するデータまたは情報から、構成され得る。

一般に、ポンピングサイクルの間、メモリ１８は、ロードトルクを特徴付けるためのデータをモーターコントローラ２６に提供する。特に、メモリ１８は、１つ以上の変数またはファクターに基づいてステッピングモーター１２が受け取るべき電流の大きさに対応するデータを含む。以下で記述されるように、これら変数またはファクターは、温度、背圧、モーター位置、および動作持続時間を含み得る。よって、モーターコントローラは、上記変数に関する情報またはデータを受け取り、その後、モーターコントローラは、受け取った情報を処理するかメモリ１８によって提供されたデータと比較をし、さらにその後、ステッピングモーター１２を動作させるための、対応するモーター駆動信号３０を生成する。

一実施形態において、温度センサ２０は、動作および設計においては従来のものである。センサ２０は、モーターコントローラ１６にシステム１０の周囲の温度に関する情報またはデータを提供する。当業者によって理解されるように、静脈内に薬を投与するために点滴セット（ＩＶ ｓｅｔ）内で用いられる典型的なチュービングは、温度が低下するのに伴って、輸液ポンプの操作を難しくする。このため、メモリ１８および温度センサ２０によって提供されたデータに応答して、モーターコントローラ１６は、温度が低下するのに伴って、ステッピングモーター１２によって提供される電流の大きさを増大させる。同様に、モーターコントローラ１６は、温度が上昇するのに伴って、ステッピングモーター１２によって提供される電流の大きさを低下させる。さらに、ポンプの始動時において、モーターコントローラ１６は、ステッピングモーター１２を動作させるための電流を提供する。ここで、電流の大きさは、少なくとも部分的には、温度センサ２０によって受信される情報に基づいている。

背圧センサ２２は、動作および設計においては従来のものである。センサ２２は、静脈内に薬を投与する際に輸液ポンプによって生成される順圧に抵抗する背圧（例えば、遠圧（ｄｉｓｔａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ））に関する情報またはデータをモーターコントローラ１６に提供する。よって、メモリ１８と背圧センサ２２によって提供されたデータに応答して、モーターコントローラ１６は、背圧が増大するのに伴って、ステッピングモーター１２に提供される電流の大きさを増大させる。同様に、モーターコントローラ１６は、背圧が低下するのに伴って、ステッピングモーター１２に提供される電流の大きさを低下させる。さらに、ポンプの始動時において、モーターコントローラ１６は、ステッピングモーター１２を動作させるための電流を提供する。ここで、電流の大きさは、少なくとも部分的には、背圧センサ２２によって受信される情報に基づいている。

モータ位置センサ２４は、動作および設計においては従来のものである。モータ位置センサ２４は、ステッピングモーター１２の位置に関する情報またはデータをモーターコントローラ１６に提供する。メモリ１８および位置センサ２４によって提供されたデータ自身に応答して、モーターコントローラ１６は、ホールディングトルクの大きさにおける増大または低下のそれぞれに基づいて、ステッピングモーター１２に提供された電流の大きさを増大または低下させる。また、ポンプの始動時において、モーターコントローラ１６は、ステッピングモーター１２を動作させるための電流を提供する。ここで、電流の大きさは、少なくとも部分的には、モーター位置に関する情報に基づいている。

クロック２６は、モーターコントローラ２６に時間を示す情報またはデータ、あるいは時間を測定する情報またはデータを提供する。当業者によって理解されるように、点滴チュービングの弾性回復特性は、点滴薬の送達の間、チュービングが輸液ポンプにより繰り返し変形されるのに伴って低下する。このため、チュービングは、時間が経つと、輸液ポンプの操作をやさしくする。しかしながら、ステッピングモーターのエネルギー効率は、典型的にはモーターの年数に伴って低下する。

メモリ１８およびクロック２６によって提供されたデータに応答して、モーターコントローラ１６は、チュービングがポンプ内に設置されている年数に伴い、ステッピングモーター１２に提供される電流の大きさを低下させる。しかしながら、モーターコントローラ１６は、ステッピングモーターの年数に伴い、ステッピングモーター１２に提供された電流の大きさを増大させる。

図１において、クロックは、コントローラ１６から分離したブロックとして図示されているが、クロックは、モーターコントローラ内に統合され得る。例えば、モーターコントローラは、内部クロックを有する中央処理装置またはマイクロコントローラであり得る。さらに、メモリ１８が非揮発性で、図１に図示されているようにモーターコントローラから分離されているか、モーターコントローラ内に統合されていることが好ましい。

一実施形態において、ステッピングモーターに提供される電流は、以下の式で表され得る。ステッピングモーターに提供される総電流＝入力されたデータ入力２８に基づく内部動作電流＋温度センサ２０からのデータに基づく電流における増分性の増加または低下＋背圧センサ２２からのデータに基づく電流における増分性の増加または低下＋モーター位置センサ２４からのデータに基づく電流における増分性の増加または低下＋モーター１２によってチュービングが操作されている経過時間に基づく電流における増分性の増加または低下＋ステッピングモーター１２が動作している経過時間に基づく電流における増分性の増加または低下。

しかしながら、当業者によって理解されるように、上記の式におけるファクターのうちの任意のものは、改変および／または省略され得る。

図２は、本発明による方法を図示する簡略化されたフローチャートである。図２に図示されているように、方法は、ステップ１００において開始し、ポンプサイクルにおける位置が決定されるステップ１１０に続く。例示的な実施形態のひとつにおいて、ポンプシーケンスにおける位置は、ポンプサイクルの開始に関連する時間性の座標である。別の例示的な実施形態において、ポンプサイクルにおける位置は、完全なポンプサイクルの開始に関連する時間性の座標である。別の例示的な実施形態において、ポンプサイクルにおける位置は、単一のセッションに対する点滴セットの使用の開始に関連する時間性の座標である。別の例示的な実施形態において、ポンプサイクルにおける位置は、デバイスの使用の開始に関連する時間性の座標である。

次に、ステップ１２０では、ポンプシーケンスにおける位置に対応して電流値が決定される。一実施形態において、電流値は、対応する電流値に対するポンプシーケンス内での位置に関連するデータベースに格納される。既に示唆されたように、データベースは、医療用ポンプ内部に提供されたメモリ内に格納され得る。

次に、ステップ１３０において、ステップ１２０において決定された値の電流がステッピングモーターに印加される。最後に、ステップ１４０において、方法は終了する。

図３は、本発明による方法の別の実施形態を図示する簡略化されたフォローチャートである。図３に図示されているように、方法は、ステップ２００において開始し、流速が決定されるステップ２１０に続く。決定された流速は、ステッピングモーターによってポンプが駆動されている間の瞬間的な液体の流れに関する測定値である。例示的な実施形態のひとつにおいて、決定された流速は、あとで用いるため、コンピュータレジスタまたはメモリ内に格納される。別の実施形態において、決定された流速は、あとで用いるため、データベース内に格納される。

次に、図２のステップ１１０に類似したステップ２２０において、ポンプサイクルにおける位置が決定される。次に、ステップ２３０において、２つのパラメータに基づいて電流値が決定される。第１のパラメータは、ステップ２４０において決定されるようなポンプサイクルにおける位置である。第２のパラメータは、ステップ２１０において決定されるような流速である。例示的な実施形態において、ポンプサイクルにおける位置は、コンピュータまたはシステムのメモリに格納されたデータベーステーブルから取り出される。

次に、ステップ２４０において、点滴セットの温度が決定されるか近似される。その後、決定ステップ２５０において、ステップ２３０において決定された電流値がステップ２４０において決定された温度にしたがって改変されるべきか否かについての決定が行なわれる。一実施形態において、この決定は、実際の温度読み取りにおける電流値を標準的な温度読み取りにおける電流値に関連させるアルゴリズムの結果に基づいて行なわれる。別の実施形態において、この決定は、温度を電流値に関連させる１つ以上のデーターベーステーブルに格納された値に基づいて行なわれる。

ステップ２４０において決定された温度に基づいて電流値が変化されるべきである場合、その後、ステップ２６０において電流値における変化が決定され、さらにその後、ステップ２７０に処理が続く。しかしながら、ステップ２４０において決定された温度に基づいて電流値が変化されるべきではない場合、処理は、直接的にステップ２７０に続く。

ステップ２７０において、遠圧が決定される。一実施形態において、遠圧は、ポンプによって生成された順圧に抵抗する背圧である。処理は、その後、ステップ２８０に続き、ステップ２７０において決定された遠圧にしたがって電流値がさらに改変されるべきか否かについての決定が行なわれる。一実施形態において、この決定は、遠圧読み取りにおける電流値を標準的な遠圧読み取りにおける電流値に関連させるアルゴリズムの結果に基づいて行なわれる。別の実施形態において、この決定は、遠圧を電流値に関連させる１つ以上のデータベースに格納された値に基づいて行なわれる。

ステップ２７０において決定された圧力に基づいて電流値が変化されるべきである場合、その後、処理はステップ２９０に続く。ステップ２９０において、電流値は、遠圧を含む決定された値すべてに対して適切な電流値に設定される。その後、処理はステップ３００に続く。しかしながら、ステップ２７０において決定された温度にもとづいて電流値が変化されるべきではない場合、処理は、直接的にステップ３００に続く。ステップ３００では、ステップ２３０，２６０または２９０のうちの１つ以上において決定された値の電流が、ステッピングモーターに印加される。最後に、ステップ３１０において、方法は終了する。

図４は、図３に図示された方法の改変を図示する簡略化されたフローチャートである。図４内では、図３の方法において決定された電流値は、容積測定輸液ポンプのモーターセッションに関する経過時間を参照することにより、さらに決定される。

特に、既に述べられたように、図３の方法は、以下のステップを含む。ステップ２１０において流速が決定される。ステップ２２０においてポンピングサイクルにおけるモーターの位置が決定される。ステップ２４０において点滴セットの温度が決定されるか近似される。さらに、ステップ２７０において遠圧が決定される。次に、ステップ２４０において、ポンプサイクルにおける位置が決定される。次に、ステップ２５０において、ステップ２４０で決定されたようなポンプサイクルにおける位置に基づいて電流値が決定される。このことは、ステップ２１０において流速が決定されたのと同様なことである。

次に、以下のような決定が行なわれる。ステップ２３０において、流速とステッピングモーターの位置とに基づいて電流値が決定される。ステップ２５０において、温度情報に基づいて電流値が改変されるべきか否かについての決定が行なわれる。さらに、ステップ２８０において、圧力情報に基づいて電流値が改変されるべきか否かについての決定が行なわれる。

図４において、追加的なステップ３２０が提供され、容積測定輸液ポンプのモーターセッションの経過時間が決定される。一実施形態において、経過時間を決定するため、マイクロプロセッサベースのクロックが調べ（ｐｏｌｌ）られる。動作は、決定ステップ３３０に続き、そこでは時間に関係したファクターによるトルクにおける任意の変化を考慮するために電流値を改変すべきか否かについての決定が行なわれる。ステップ３０において、電流が改変されるべきであるとの決定が行なわれると、処理はステップ３４０に続く。よって、ステップ３４０において、電流値は、経過時間を含む決定された値すべてに対して適切な電流値に設定される。一実施形態において、経過時間に対して適切な電流値の決定は、その他すべての決定された値に対して適切な所定の電流値に時間依存のアルゴリズムを適用することにより、決定される。別の実施形態において、経過時間に対して適切な電流値の決定は、電流値を経過時間に関連させるテーブルを格納するデータベースをクエリすることによって決定される。その後、処理はステップ３００に続く。

ステップ３３０において、電流値は改変されるべきではないとの決定が行なわれると、処理はステップ３００に続く。ステップ３００では、図３および図４の方法により決定された電流値の電流が、ステッピングモーターに印加される。最後に、ステップ３１０において、方法は終了する。

図５は、図３に示された方法のさらに別の改変を図示する簡略化されたフォローチャートである。図５内では、図３の方法において決定された電流値は、容積測定輸液ポンプの年数を参照することにより、さらに決定される。

特に、図５内では、追加的なステップ３５０が提供され、輸液ポンプのモーターの年数が決定される。一実施形態において、輸液ポンプのモーターの年数は、容積測定輸液ポンプの各モーターセッションの経過時間の和である。別の実施形態において、輸液ポンプのモーターの年数は、所定の認定イベント（ｑｕａｌｉｆｙｉｎｇ ｅｖｅｎｔ）からの経過時間である。一実施形態において、所定の認定イベントは、容積測定輸液ポンプの最初の使用を示す日付けスタンプまたはタイムスタンプである。別の実施形態において、所定の認定イベントは、工場ベースのイベントの日付または時間を示す日付けスタンプまたはタイムスタンプであり、例えば、容積測定輸液ポンプの構成に関する日付または時間、または、容積測定輸液ポンプの品質保証処理の終了に関する日付または時間である。

一実施形態において、容積測定輸液ポンプのモーターの年数は、データベースに格納される。一実施形態において、上記年数は、特定の容積測定輸液ポンプのモーターの識別子に関連付けられる。

次に、ステップ３６０において、例えば摩擦、耐性等の増加または低下のような年数に関連したファクターによるトルクにおける任意の変化を考慮するために電流値を改変すべきか否かについての決定が行なわれる。これらのファクターは、必要に応じ、一意的なモーター製造に合うように調整され得る。さらに、上記で議論されたような電流に関する任意の改変値は、製造者やモーターの仕様のようなモーターに関する一意的な特性に関する参酌を含み得る。

ステップ３６０において、電流値が改変されるべきであるとの決定が行なわれると、処理はステップ３７０に続く。よって、ステップ３７０において、電流値は、容積測定輸液ポンプの年数を含む決定された値すべてに対して適切な値に設定される。一実施形態において、経過時間に対して適切な電流値の決定は、その他すべての決定された値に対して適切な電流値に年数依存のアルゴリズムを適用することにより、決定される。別の実施形態において、容積測定輸液ポンプの年数に対して適切な電流値の決定は、電流値を容積測定輸液ポンプの年数に関連させるテーブルを格納するデータベースをクエリすることによって決定される。その後、処理はステップ３００に続く。

ステップ３６０において、電流値は改変されるべきではないとの決定が行なわれると、処理はステップ３００に続く。ステップ３００では、図３の方法により決定された電流値の電流が、ステッピングモーターに印加される。最後に、ステップ３１０において、方法は終了する。

さらに別の実施形態において、図３の方法において決定された電流値は、電力をポンプに供給する輸液ポンプ内のバッテリーによって提供された電圧を参照することにより、さらに決定される。一実施形態において、モーターに提供された電流の大きさは改変され、特にバッテリーの電位が公称レベル（ｎｏｍｉｎａｌ ｌｅｖｅｌ）を下回る場合には、増加される。さらに、モーターに提供された電流の大きさは改変され、特にバッテリーの電位が公称レベルを上回る場合には、低下される。

特定の実施形態が図示され、記述されてきたが、本発明の精神から著しく逸れることなしに数多くの改変が想達され、保護の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定される。

図１は、ステッピングモーターに提供された電流を制御する本発明によるシステムに関するブロック図形式の簡略化された電気接続図である。 図２は、ステッピングモーターに提供された電流を制御する本発明による方法を図示する簡略化されたフローチャートである。 図３は、ステッピングモーターに提供される電流を制御する本発明による方法の別の実施形態を図示する簡略化されたフローチャートである。 図４は、図３に図示された方法の改変を図示する簡略化されたフローチャートである。 図５は、図３に図示された方法の別の改変を図示する簡略化されたフローチャートである。

Claims (34)

1. 輸液ポンプのモーターを駆動する方法であって、
   ポンプサイクルにおける位置を決定するステップと、
   少なくとも部分的に該ポンプサイクルにおける該位置に応答して、輸液ポンプのステッピングモーターを駆動する電流値を決定するステップと
   を包含する、方法。
2. 前記ポンプサイクルにおける前記位置と前記電流値とは、データベース内の関係で互いに関係している、請求項１に記載の方法。
3. 流速を決定するステップをさらに包含し、前記電流値は前記ポンプサイクルにおける前記位置と該流速とに関係している、請求項１に記載の方法。
4. 前記ポンプサイクルにおける前記位置、前記流速および前記電流値は、データベース内に格納され、該ポンプサイクルにおける該位置および該流速は、該電流値に関係している、請求項３に記載の方法。
5. 温度情報に応答して前記電流値を改変するステップをさらに包含する、請求項３に記載の方法。
6. 末端圧力情報に応答して前記電流値を改変するステップをさらに包含する、請求項３に記載の方法。
7. 経過時間の値に応答して前記電流値を改変するステップをさらに包含する、請求項３に記載の方法。
8. 前記輸液ポンプのモーターの年数に応答して前記電流値を改変するステップをさらに包含する、請求項３に記載の方法。
9. 前記輸液ポンプのモーターをハーフステッピングするステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
10. 前記輸液ポンプのモーターをマイクロステッピングするステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
11. 出力を有するセンサと、
    センサ出力に応答する出力を有するモーターコントローラと、
    モーターコントローラ出力に応答する電流出力を有する電流ドライバと、
    該電流出力に応答するステッピングモーターと
    を備える、システム。
12. 前記ステッピングモーターは、輸液ポンプ内に格納される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記輸液ポンプは、バッテリ電源のもとで動作を提供する、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記センサの前記出力は、温度の変化に応答する、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記センサの前記出力は、背圧の変化に応答する、請求項１１に記載のシステム。
16. 前記センサの前記出力は、前記ステッピングモーターの位置における変化に応答する、請求項１１に記載のシステム。
17. 前記モーターコントローラの出力は、薬物投与に用いられるチュービングの年数における変化に応答する、請求項１１に記載のシステム。
18. 前記モーターコントローラの前記出力は、前記ステッピングモーターの年数における変化に応答する、請求項１１に記載のシステム。
19. データを格納するメモリをさらに備え、前記電流出力は該データと前記センサの出力とに応答する、請求項１１に記載のシステム。
20. 前記コントローラおよびメモリは、マイクロコントローラ内に存在する、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記センサの前記出力は、温度の変化に応答する、請求項１９に記載のシステム。
22. 前記センサの前記出力は、背圧の変化に応答する、請求項１９に記載のシステム。
23. 前記センサの前記出力は、前記ステッピングモーターの前記位置における変化に応答する、請求項１９に記載のシステム。
24. 出力を有する１つ以上の追加的なセンサをさらに備え、前記モーターコントローラの前記出力は前記センサの出力に応答し、少なくとも１つのセンサの出力は前記ステッピングモーターの前記位置に応答する、請求項１１に記載のシステム。
25. 出力を有するセンサと、
    センサ出力に応答する出力を有するモーターコントローラと、
    モーターコントローラ出力に応答する電流出力を有する電流ドライバと、
    該電流出力に応答するステッピングモーターと
    を備え、該ステッピングモーターは、バッテリ電源のもとで動作を提供する輸液ポンプ内に格納される、システム。
26. 前記センサの前記出力は、温度の変化に応答する、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記センサの前記出力は、背圧の変化に応答する、請求項２５に記載のシステム。
28. 前記センサの前記出力は、前記ステッピングモーターの位置における変化に応答する、請求項２５に記載のシステム。
29. 前記モーターコントローラの出力は、薬物投与に用いられるチュービングの年数における変化に応答する、請求項２５に記載のシステム。
30. 前記モーターコントローラの前記出力は、前記ステッピングモーターの年数における変化に応答する、請求項２５に記載のシステム。
31. データを格納するメモリをさらに備え、前記電流出力は該データと前記センサの出力とに応答する、請求項２５に記載のシステム。
32. 前記センサの前記出力は、温度の変化に応答する、請求項３１に記載のシステム。
33. 前記センサの前記出力は、背圧の変化に応答する、請求項３１に記載のシステム。
34. 前記センサの前記出力は、前記ステッピングモーターの前記位置における変化に応答する、請求項３１に記載のシステム。

Images