JP2010501286A - 改良された低流量医療用ポンプ吐出のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2004年3月26日に出願された米国特許出願第10/810,123号の一部継続出願である。
なし
本発明は、流体などの物質を患者へ吐出するための医療用ポンプに関する。特に、本発明は、物質の低流量吐出を患者に対して行なう医療用ポンプに関する。
LE−補正ファクタ(175°から180°の直線距離)として使用される、有効な吐出の終わりと半サイクル(ストローク)との間の直線距離の隔たり(インチ)
V−ステッピングに起因して吐出される量(mL)(全てのVS−VPの和)(加圧ボーラスを除く)
TP−加圧継続時間(秒)(ポンプサイクルの開始から加圧段階の終了までの時間)
LP−加圧段階に起因する直線距離(インチ)(TPにわたって移動する距離)
LR−直線ステッピング範囲(インチ)(175°までの加圧(「クラッキング」)の終了後におけるポンプドライブ(プランジャ)移動距離)
N−低流量を維持するためにLRを分割して処理ユニット30が計算を行うステップ数
VS−ステップ毎に吐出される量(mL)(ステップ毎に2μLを超えるかどうかをチェックするために使用される)
処理ユニット30は、吐出段階を開始して完了するためにポンプドライブにおける全ステップ時間TTを決定することができる。これは、20秒要件を超えるかどうかをチェックするために使用される。以下の式を使用してTTを決定することができる:
Q=(VP+N×VS)/(TP+(N×TT)+TR)
有効吐出が要する全時間を決定するために、処理ユニット30によって全ドウェル時間TDを決定することもできる。以下は、上記パラメータの決定/計算に関する更なる情報を与える:
LE(インチ)=0.5×SL×(1−COS((180−ES)×PI()/180))
V(mL)=SV−VP
TP(s)=EP×60/((PM/27)×360)
LP(インチ)=0.5×SL×(1−COS(EP×PI()/180))
LR(インチ)=SL−LP−LE
N=ROUND(LR/SS,0)
VS(mL)=(SV−VP)/N
TT(s)=(3600×(VP+N×VS)/Q−TR−TP)/N
TD(s)=[(3600×(VP+N×VS)/Q−TR−TP)/N]−TM
Q(mL/時)=3600×(VP+N×VS)/(TP+(N×TT)+TR)
LE=0.00011インチ
V=0.07030mL
TP=4.1015625秒
LP=0.00229インチ
LR=0.05640インチ
N=161
VS=0.00044mL
TT=16.13秒
TD=15.63秒
Q=定数×伸展性(方程式1)
ここで、
Qは、1ストローク当たりの量
定数は、量×変位当たりの力
伸展性は、力毎の変位
である。
この関係は、異なる温度で定めることができ、また、それに応じて適用できる。したがって、特定の投与ラインセットにおけるストローク量は、2つの成分、すなわち、平均成分とデルタ成分との和として決定される。
Q(ストローク量)=Qaverage+Qdelta
Claims (41)
- ポンプドライブおよび力/圧力センサを有する医療用ポンプに低流量の連続性を与えるための方法であって、
サイクル開始位置を決定するステップと、
所望の吐出速度に基づく駆動速度でポンプドライブを駆動させるステップと、
ポンプドライブの駆動が起こるときに力/圧力センサに対して及ぼされる力/圧力を表わす複数の力/圧力値を力/圧力センサを使用して経時的に検出するステップと、
検出された力/圧力値の変化率を計算するステップと、
検出された力/圧力値の変化率が第1の変化率値を満たすかどうかを第1の決定ステップにおいて決定するステップと、
第1の決定ステップが真である場合に、検出された力/圧力値の変化率が第2の変化率値を満たすかどうかを第2の決定ステップにおいて決定するステップと、
第2の決定ステップが真である場合に、有効ポンプサイクルの終了前にポンプドライブがどの程度更に移動すべきかを決定するために残余ポンプドライブ移動値を計算するステップと、
残余ポンプドライブ移動値を使用して有効ポンプサイクル吐出を完了させるステップと
を含む、方法。 - ポンプドライブの位置を連続的に検出することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 残余ポンプドライブ移動値を計算するステップが、
有効サイクル移動値を与えるステップと、
第2の決定ステップが真であるときに、既に移動したサイクル値を決定するステップと、
既に移動したサイクル値を有効サイクル移動値から差し引くステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 残余ポンプドライブ移動値をステップ移動サイズ値で割ることにより、有効サイクルを完了させるべくポンプドライブステップ値を決定するステップを更に含む、請求項3に記載の方法。
- 駆動速度が、一定速度と可変速度とからなるグループから選択される、請求項1に記載の方法。
- 第1および第2の変化率値がいずれも所定値であり、第1の決定ステップが、検出された力/圧力値の変化率が第1の変化率値よりも大きいかどうかを決定することを含み、第2の決定ステップが、検出された力/圧力値の変化率が第2の変化率値よりも小さいかどうかを決定することを含み、第1の変化率値が第2の変化率値よりも小さい、請求項1に記載の方法。
- 第1および第2の変化率値を計算するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 第1および第2の変化率値が、前のサイクルからの最も高い変化率値の所定のパーセンテージとして計算される、請求項1に記載の方法。
- ポンプドライブが、ポンプチャンバ内に力/圧力を及ぼすためのプランジャを駆動させるカムを駆動するために設けられる、請求項1に記載の方法。
- サイクルが、加圧段階、圧送段階、および、引き込み段階を含む、請求項1に記載の方法。
- ポンプドライブが、圧送段階が完了された後にサイクル開始位置へと引き込まれる、請求項1に記載の方法。
- ポンプドライブを駆動させるために所定の駆動速度を計算するステップが、サイクル較正値に基づいている、請求項1に記載の方法。
- ポンプドライブがサイクルにおける最小許容ポンプドライブ移動値を超えて移動したかどうかを決定するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- ポンプドライブがサイクルにおける最大許容ポンプドライブ移動値を超えて移動したかどうかを決定するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 複数の検出された力/圧力値を記憶するステップと、
複数の時間間隔のそれぞれにおいて平均の力/圧力値を計算するとともに、平均の力/圧力値を使用して、検出された力/圧力値の変化率を決定するステップと、
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 所定の初期移動値がサイクル開始位置に関して満たされたかどうかを決定するステップと、
所定の初期移動値が満たされるまで以下のステップ、
a)第1の決定ステップ、
b)複数の力/圧力値を検出するステップ、
c)検出された力/圧力値の変化率を計算するステップ、及び/又は
d)残余ポンプドライブ移動値を計算するステップのうちの少なくとも1つを妨げるステップと
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 第1の決定ステップが真であった後に更なる移動値が満たされたかどうかを決定するステップと、
更なる移動値が満たされるまで以下のステップ、
a)第2の決定ステップ、
b)複数の力/圧力値を検出するステップ、
c)検出された力/圧力値の変化率を計算するステップ、及び/又は
d)残余ポンプドライブ移動値を計算するステップのうちの少なくとも1つを妨げるステップと
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - ポンプドライブおよび力/圧力センサを有する医療用ポンプに低流量の連続性を与えるための方法であって、
サイクル開始位置を決定するステップと、
所望の吐出速度に基づく駆動速度でポンプドライブを駆動させるステップと、
ポンプドライブの駆動が起こるときに力/圧力センサに対して及ぼされる力/圧力を表わす複数の力/圧力値を力/圧力センサを使用して経時的に検出するステップと、
所定の初期移動値がサイクル開始位置に関して満たされたかどうかを決定するステップと、
検出された力/圧力値の変化率を計算するステップと、
検出された力/圧力値の変化率が変化率閾値よりも小さい場合に、有効ポンプサイクルの終了前にポンプドライブがどの程度更に移動すべきかを決定するために残余ポンプドライブ移動値を計算するステップと、
所定の初期移動値が満たされるまで以下のステップ、
a)複数の力/圧力値を検出するステップ、
b)検出された力/圧力値の変化率を計算するステップ、
検出された力/圧力値の変化率が変化率閾値よりも小さいかどうかを決定するステップ、及び/又は、
c)残余ポンプドライブ移動値を計算するステップのうちの少なくとも1つを妨げるステップと、
残余ポンプドライブ移動値を使用して有効ポンプサイクル吐出を完了させるステップと
を含む方法。 - 初期移動値が時間と距離とからなるグループから選択される、請求項16に記載の方法。
- ポンプドライブおよび力/圧力センサを有する医療用ポンプに低流量の連続性を与えるための方法であって、
サイクル開始位置を決定するステップと、
所望の吐出速度に基づく駆動速度でポンプドライブを駆動させるステップと、
ポンプドライブの駆動が起こるときに力/圧力センサに対して及ぼされる力/圧力を表わす複数の力/圧力値を力/圧力センサを使用して検出するステップと、
検出された力/圧力値の変化率を計算するステップと、
検出された力/圧力値の変化率が変化率閾値を満たしたかどうかを決定するステップと、
検出された力/圧力値の変化率が変化率閾値を満たした場合に、所定の更なる移動値が満たされたかどうかを決定すること、及び/又は、所定の更なる移動値に基づいてポンプドライブを駆動させることのうちの少なくとも一方を行なうステップと、
所定の更なる移動値が満たされ及び/又は実現された場合に、有効ポンプサイクルの終了前にポンプドライブがどの程度更に移動すべきかを決定するために残余ポンプドライブ移動値を計算するステップと、
残余ポンプドライブ移動値を使用して有効ポンプサイクル吐出を完了させるステップと
を含む方法。 - ポンプドライブおよび力/圧力センサを有する医療用ポンプに低流量の連続性を与えるための方法であって、
吐出サイクル開始位置を決定するステップと、
吐出されるべき残りの物質の量を決定するステップと、
所望の吐出速度に基づく駆動速度でポンプドライブを駆動させるステップと、
ポンプドライブの駆動が起こるときに力/圧力センサに対して及ぼされる力/圧力を表わす複数の力/圧力値を力/圧力センサを使用して移動距離にわたって検出するステップと、
検出された力/圧力値の変化率を移動距離にわたって決定するステップと、
検出された力/圧力値の変化率が第1の変化率値を満たすかどうかを第1の決定ステップにおいて決定するステップと、
第1の決定ステップが真である場合に、吐出されるべき残りの物質の量が変化したかどうかを決定するステップと、
吐出されるべき残りの物質の量が変化閾値よりも多く変化した場合に、吐出サイクルを終了させるステップと
を含む、方法。 - 物質の量が、重量と体積とからなるグループから選択される、請求項21に記載の方法。
- 残りの物質の量が変化閾値よりも多く変化しなかった場合に、物質吐出を引き離すためにポンプドライブを逆方向に駆動させるステップを更に含む、請求項21に記載の方法。
- 残りの物質の量が変化閾値よりも多く変化しなかった場合に、物質吐出を引き離すための時間間隔内で、ポンプドライブの駆動を順方向と逆方向とで複数回交互に行なうステップを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 検出された力/圧力値の変化率が第2の変化率値を満たすかどうかを第2の決定ステップにおいて決定するステップと、
第2の決定ステップが真である場合に、吐出されるべき残りの物質の量が変化したかどうかを決定するステップと、
を更に含む、請求項21に記載の方法。 - ポンプドライブおよび力/圧力センサを有する医療用ポンプに低流量の連続性を与えるための方法であって、
サイクル開始位置を決定するステップと、
所望の吐出速度に基づく駆動速度でポンプドライブを駆動させるステップと、
ポンプドライブの駆動が起こるときに力/圧力センサに対して及ぼされる力/圧力を表わす複数の力/圧力値を力/圧力センサを使用して検出するステップと、
検出された力/圧力値の変化率を計算することによって吐出開始位置を決定するとともに、変化率閾値が満たされたときの吐出開始位置を決定するステップと、
吐出開始位置に関して残余ポンプドライブ移動値を計算するステップであって、
有効サイクル移動値を受けるステップと、
吐出開始位置に基づいて既に移動したサイクル値を決定するステップと、
既に移動したサイクル値を有効サイクル移動値から差し引くステップと
を含むステップと、
残余ポンプドライブ移動値を使用してポンプドライブを駆動させるステップと
を含む方法。 - ポンプチャンバと共に使用するための、物質の低流量吐出のための医療用ポンプであって、
ポンプチャンバに対して力を及ぼすためのポンプドライブと、
ポンプドライブによりポンプチャンバに対して及ぼされる力/圧力を検出するためにポンプドライブと動作可能に結合されるセンサと、
ポンプドライブの位置を検出するためにポンプドライブに動作可能に接続されるポンプドライブ位置センサと、
ポンプドライブ、力/圧力センサ、および、ポンプドライブ位置センサと電子通信するプロセッサと、
プロセッサと電子通信し、プロセッサによる実行のためのプログラミングコードを含むメモリと
を含み、
プログラミングコードが、
検出された力/圧力値の経時的な変化率を計算し、
検出された力/圧力値の変化率が第1の変化率値を満たすかどうかを第1の決定ステップにおいて決定し、
第1の決定ステップが真である場合に、検出された力/圧力値の変化率が第2の変化率値を満たすかどうかを第2の決定ステップにおいて決定し、
第2の決定ステップが真である場合に、有効ポンプサイクルの終了前にポンプドライブがどの程度更に移動すべきかを決定するために残余ポンプドライブ移動値を計算し、
残余ポンプドライブ移動値を使用して有効ポンプサイクルの残りのためにポンプドライブを駆動させるための複数のポンプドライブ信号をトリガする
ように構成されている、医療用ポンプ。 - ポンプドライブがステッピングモータを含み、プログラミングコードが、更に、モータステップサイズ値にしたがってステッピングモータを駆動させるためにモータステップサイズ値を決定するように構成されている、請求項27に記載の医療用ポンプ。
- ポンプドライブがステッピングモータを含み、プログラミングコードが、更に、残余ポンプドライブ移動値を計算するのに用いる設定モータRPM値を受けるように構成されている、請求項27に記載の医療用ポンプ。
- プログラミングコードが、更に、推定増分吐出量を計算するように構成されている、請求項27に記載の医療用ポンプ。
- ポンプドライブが、ポンプチャンバに対して力を及ぼすためのポンプエレメントを駆動させる、請求項27に記載の医療用ポンプ。
- ポンプチャンバが、カセット、チューブ、及び/又は、シリンジのうちの少なくとも1つの一部である、請求項27に記載の医療用ポンプ。
- ポンプドライブ位置センサが約0.15ミルから約0.45ミルの分解能を有する、請求項27に記載の医療用ポンプ。
- ポンプチャンバと共に使用するための、物質の低流量吐出のための医療用ポンプであって、
ポンプチャンバに対して力を及ぼすためのポンプドライブと、
ポンプドライブによりポンプチャンバに対して及ぼされる力/圧力を検出するためにポンプドライブと動作可能に結合されるセンサと、
ポンプドライブの位置を検出するためにポンプドライブに動作可能に接続されるポンプドライブ位置センサと、
ポンプドライブ、力/圧力センサ、および、ポンプドライブ位置センサと電子通信するプロセッサと、
プロセッサと電子通信し、プロセッサによる実行のためのプログラミングコードを含むメモリと
を含み、
プログラミングコードが、
サイクル開始位置を決定し、
検出された力/圧力値の変化率を計算し、
所定の初期移動値がサイクル開始位置に関して満たされたかどうかを決定し、
所定の初期移動値が満たされるまで以下のステップ、
a)複数の力/圧力値を検出するステップ、及び/又は、
b)検出された力/圧力値の変化率を計算するステップのうちの少なくとも1つを妨げ、
検出された力/圧力値の変化率が変化率閾値よりも小さいかどうかを決定し、
検出された力/圧力値の変化率が変化率閾値よりも小さい場合に、有効ポンプサイクルの終了前にポンプドライブがどの程度更に移動すべきかを決定するために残余ポンプドライブ移動値を計算し
残余ポンプドライブ移動値を使用して有効ポンプサイクルの残りのためにポンプドライブを駆動させるための複数のポンプドライブ信号をトリガする
ように構成されている、医療用ポンプ。 - ポンプチャンバと共に使用するための、物質の低流量吐出のための医療用ポンプであって、
ポンプチャンバに対して力を及ぼすためのポンプドライブと、
ポンプドライブによりポンプチャンバに対して及ぼされる力/圧力を検出するためにポンプドライブと動作可能に結合されるセンサと、
ポンプドライブの位置を検出するためにポンプドライブに動作可能に接続されるポンプドライブ位置センサと、
ポンプドライブ、力/圧力センサ、および、ポンプドライブ位置センサと電子通信するプロセッサと、
プロセッサと電子通信し、プロセッサによる実行のためのプログラミングコードを含むメモリと
を含み、
プログラミングコードが、
サイクル開始位置を決定し、
検出された力/圧力値の変化率を計算し、
検出された力/圧力値の変化率が変化率閾値を満たしたかどうかを決定し、
検出された力/圧力値の変化率が変化率閾値を満たした場合に、所定の更なる移動値が満たされたかどうかを決定すること、及び/又は、所定の更なる移動値に基づいてポンプドライブを駆動させることのうちの少なくとも一方を行ない、
所定の更なる移動値が満たされ又は実現された場合に、有効ポンプサイクルの終了前にポンプドライブがどの程度更に移動すべきかを決定するために残余ポンプドライブ移動値を計算し、
残余ポンプドライブ移動値を使用して有効ポンプサイクルの残りのためにポンプドライブを駆動させるための複数のポンプドライブ信号をトリガする
ように構成されている、医療用ポンプ。 - ポンプチャンバと共に使用するための、物質の低流量吐出のための医療用ポンプであって、
ポンプチャンバに対して力を及ぼすためのポンプドライブと、
ポンプドライブによりポンプチャンバに対して及ぼされる力/圧力を検出するためにポンプドライブと動作可能に結合されるセンサと、
ポンプドライブの位置を検出するためにポンプドライブに動作可能に接続されるポンプドライブ位置センサと、
ポンプドライブ、力/圧力センサ、および、ポンプドライブ位置センサと電子通信するプロセッサと、
プロセッサと電子通信し、プロセッサによる実行のためのプログラミングコードを含むメモリと
を含み、
プログラミングコードが、
吐出サイクル開始位置を受け、
吐出されるべき残りの物質の量を決定し、
検出された力/圧力値の変化率を移動距離にわたって決定し、
検出された力/圧力値の変化率が第1の変化率値を満たすかどうかを第1の決定ステップにおいて決定し、
第1の決定ステップが真である場合に、吐出されるべき残りの物質の量が変化したかどうかを決定し、
吐出されるべき残りの物質の量が変化閾値よりも多く変化した場合に、残余ポンプドライブ移動値を使用して有効ポンプサイクルの残りのためにポンプドライブを駆動させるための複数のポンプドライブ信号をトリガする
ように構成されている、医療用ポンプ。 - ポンプチャンバと共に使用するための、物質の低流量吐出のための医療用ポンプであって、
ポンプチャンバに対して力を及ぼすためのポンプドライブと、
ポンプドライブによりポンプチャンバに対して及ぼされる力/圧力を検出するためにポンプドライブと動作可能に結合されるセンサと、
ポンプドライブの位置を検出するためにポンプドライブに動作可能に接続されるポンプドライブ位置センサと、
ポンプドライブ、力/圧力センサ、および、ポンプドライブ位置センサと電子通信するプロセッサと、
プロセッサと電子通信し、プロセッサによる実行のためのプログラミングコードを含むメモリと
を含み、
プログラミングコードが、
サイクル開始位置を受け、
検出された力/圧力値の変化率を計算することによって吐出開始位置を決定するとともに、変化率閾値が満たされたときの吐出開始位置を決定し、
吐出開始位置に関して残余ポンプドライブ移動値を計算し、その場合、
有効サイクル移動を表わす有効サイクル移動値を受けるステップと、
吐出開始位置に基づいて既に移動したサイクル値を決定するステップと、
既に移動したサイクル値を有効サイクル移動値から差し引くステップと
を含み、
残余ポンプドライブ移動値を使用して有効サイクル移動の残りのためにポンプドライブを駆動させるための複数のポンプドライブ信号をトリガする
ように構成されている、医療用ポンプ。 - ポンプチャンバと共に使用するための、物質の低流量吐出のための医療用ポンプであって、
ポンプチャンバに対して力を及ぼすためのポンプドライブと、
ポンプドライブによりポンプチャンバに対して及ぼされる力/圧力を検出するためにポンプドライブと動作可能に結合されるセンサと、
ポンプドライブの位置を検出するためにポンプドライブに動作可能に接続されるポンプドライブ位置センサと、
ポンプドライブ、力/圧力センサ、および、ポンプドライブ位置センサと電子通信するプロセッサと、
プロセッサと電子通信し、プロセッサによる実行のためのプログラミングコードを含むメモリと
を含み、
プログラミングコードが、
検出された力/圧力値の変化率を計算し、
検出された力/圧力値の変化率が第1の変化率値を満たすかどうかを第1の決定ステップにおいて決定し、
第1の決定ステップが真である場合に、残余ポンプドライブ移動値を計算すること、及び/又は、吐出されるべき残りの物質の量が変化したかどうかを決定することのうちの少なくとも一方を行ない、
有効ポンプサイクルの残りのためにポンプドライブを駆動させるための複数のポンプドライブ信号をトリガする
ように構成されている、医療用ポンプ。 - 残余ポンプドライブ移動値を計算することが、有効ポンプサイクルの終了前にポンプドライブがどの程度更に移動すべきかを決定するために行なわれる、請求項38に記載の医療用ポンプ。
- 複数のポンプドライブ信号をトリガするステップが、複数のポンプドライブ信号をトリガするために残余ポンプドライブ移動値を使用する、請求項38に記載の医療用ポンプ。
- プログラミングコードが、更に、
吐出サイクル開始位置を受け、
吐出されるべき残りの物質の量を決定し、
吐出されるべき残りの物質の量が変化閾値よりも多く変化した場合に、残余ポンプドライブ移動値を使用して有効ポンプサイクルの残りのためにポンプドライブを駆動させるための複数のポンプドライブ信号をトリガする
ように構成されている、請求項38に記載の医療用ポンプ。
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