JP2014527591A - 精度が高く、低消費のmemsマイクロポンプ作動のための方法、及び、該方法を実行するためのデバイス - Google Patents
精度が高く、低消費のmemsマイクロポンプ作動のための方法、及び、該方法を実行するためのデバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014527591A JP2014527591A JP2014522205A JP2014522205A JP2014527591A JP 2014527591 A JP2014527591 A JP 2014527591A JP 2014522205 A JP2014522205 A JP 2014522205A JP 2014522205 A JP2014522205 A JP 2014522205A JP 2014527591 A JP2014527591 A JP 2014527591A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pumping
- cycle
- membrane
- pause
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 237
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 100
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 17
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 claims description 11
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims description 10
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 5
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 5
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 4
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 4
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000000541 pulsatile effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
- F04B43/043—Micropumps
- F04B43/046—Micropumps with piezoelectric drive
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
- A61M5/14212—Pumping with an aspiration and an expulsion action
- A61M5/14224—Diaphragm type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
- F04B19/006—Micropumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
- F04B43/043—Micropumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hematology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
Description
次の項目で出来ている標準的作動サイクルを考えよう:
1.ハーフ「プッシュ」、膜の、それの休止位置(上部、及び、底部機械的停止部の間に位置する)から上部に向かう動き
2.フル「プル」、膜の、上部から底部機械的停止部に向かう動き
3.第2のハーフ「プッシュ」、膜の、底部からそれの休止位置に向かう動き
ストローク
ストロークは、本明細書では、初期位置から始まり、2つの機械的停止部に、反復的に到達し、最終的にそれの初期位置に戻ってくる、ポンピング膜のフル・サイクルに相当する。
ポンピング膜を、第1の機械的停止部から第2の機械的停止部方向へ変位する時、平衡状態での、ポンピング空洞の体積変化。
このストローク体積は、公称ストローク体積、又は、幾何学的ストローク体積である。ストローク体積は、ゼロに等しい、開の閾値を持つバルブを有するポンプのストロークの間に、注入された体積に等しい。
ストローク体積は、本明細書では、精度良く注入出来る最小体積である。
使用者がプログラムする、体積又は流動率は、必要な間隔を有する公称ストロークのシーケンスに分解される。
基本的、及び、ボーラス・モード、それぞれにおいて、ストロークの間に注入された有効体積。バルブはプレテンションを有するので、ポンプの弾性は、有効ストローク体積、又は、1回のストロークの間に注入された体積に影響を与える。この影響は、基本的、及び、ボーラス・モードでは差がある。
単独のストロークを行うため、アクチュエータに印加される電圧プロファイル。
公称単独ポンピング電圧プロファイルは、標準の基本的、及び、ボーラス・モードの双方に対して、基本のプロファイルである。この公称単独ポンピング電圧プロファイルは、正常な状態の温度と圧力における、サイクル毎に正しいストローク体積を得るために適している。
ポンピング送達のシーケンス。ポンピング・ユニットは、注射器ポンプのような、一連の単独ポンピングでつくられた、パルス状の流動率を送達する。各ストローク間の間隔は、プロセスグラムされた流動率に合うように調整され、定期的であっても、又は、不定期であってもよい。
入口と出口間の圧力勾配がない場合でも、各ストローク間の注入不足を引き起こす、ポンプ・ユニットの、少なくとも1つのバルブの漏出。逆流は、通常、1つのバルブ・シート上への大きな粒子の存在によるものであり、ボーラス、及び、基本的精度の双方に影響を与える。
静止期は、その間中、アクチュエータが実質的に動かない相である。1つ又はそれ以上の静止期は、ポンピング・パターンの開始、及び、終了の間に、行われてよい。この発明にとって、静止期は、双方のチェック・バルブが閉の位置であったとしても、前記バルブの少なくとも1つを通って、流体は流れると言う事実によって特徴付けられる。
休止位置は、ポンピング・チャンバ内の膜の位置である。それは、上部と底部の位置間に位置する。好ましくは、休止位置は、予め決められており、無作為でなく、上部と底部位置とは異なっている。
基本的モードにおいて、送達精度に関するポンピング・チャンバ弾性の影響は、ポンピング・パターン次第である。
1.ハーフ・「プッシュ」、膜の休止位置(上部、及び、底部機械的停止部の間に位置する)から上部に向かっての膜の動き
2.フル・「プル」、上部から底部に向かっての、膜の動き
3.第2のハーフ・「プッシュ」、底部から、膜の休止位置に向かっての、膜の解放
4.ハーフ・「プッシュ」、膜の休止位置(上部、及び、底部機械的停止部の間に位置する)から底部に向かっての膜の動き
5.フル・「プッシュ」、底部から上部機械的停止部に向かっての、膜の動き
6.第2のハーフ・「プル」、底部から、膜の休止位置に向かっての、膜の解放
イクルBより少ないサイクルAを含むに違いなく、又は、言い換えれば、ポンピング・パターンは、休止位置への停止に続いてハーフ・プッシュよりも少ない、休止位置への停止に続いてハーフ・プルを含むに違いない。もしも、出口バルブに漏れがあるならば、それは同一のポンピング・パターンである。従って、もしも、Rin/Rout > 1であれば、その時は、Stpush/Stpull > 1である。
我々は、本明細書に、全ての項目を含む、基本的ストローク体積の完全な計算手順を提供する。
Pval = 絶対値での、バルブ・プレテンション、又は、バルブ開閾値
V0 = ポンピング・チャンバのデッド・ボリューム(dead volume)
dV = 圧力Pvalをかけた後、膜が機械的停止部にぶつかっている時の、ポンピング・チャンバの体積変化
dVr =圧力Pvalをかけた後、膜が解放された時の(ピエゾに電力の供給なし)、ポンピング・チャンバの体積変化
dVi = 入口(i=1)を通じて、及び、出口(i=2)を通じて放出された体積dVの一部
dVri =入口(i=1)を通じて、及び、出口(i=2)を通じて放出された体積dVrの一部
我々は、起こり得る、2つの極端な場合について、ポンピング・プロファイルB、及び、ポンピング・プロファイルAの各ステップでの、入口、ポンピング・チャンバ、及び、出口に対する体積変化を解析する。
・膜の解放の間以外は、圧力の緩和なし(緊密度の極めて高いポンプ)
・膜の各動きの後、圧力の十分な緩和(安全なポンプであるが、緊密度に関して仕様限度にある)
基本的ストローク体積は、交互に入れ替えるポンピング・プロファイルを使用して、最終的に次の形となる:
dV = 0.48 nl
dVr = 8.28 nl
誤差(交互に入れ替える基本的ストローク)=±1.26nl
を得る。
誤差(標準的な基本的ストローク)=±5.35nl
オープンループにおいて駆動されるピエゾ・アクチュエータは、ヒステリシスと緩和を示す。アクチュエータは、機械的停止部に対してオーバードライブされるので、ヒステリシスと緩和の単独の影響は、アクチュエータの解放の間に、とりわけ、交互に入れ替えられたポンピング・プロファイルB、及び、Aを使用している間に、見られる。
1.補償=基本的ストローク体積の変化
2.特定のポンピング・サイクル=連続した、交互に入れ替えられるサイクル数の削減
基本的ストロークの各ステップの間に注入された体積が、上述のような、2つの交互に入れ替えられたポンピング・プロファイルの平均と同様に推定される。
誤差(交互に入れ替えられる基本的ストローク)=±1.66nl
となる。
ヒステリシス、又は、緩和によって、中程度の、又は、高い、基本的流量では、2つの連続した、交互に入れ替えられる作動に対してのみ、ストローク体積が変化する。
誤差(交互に入れ替えられる基本的ストローク)=±1.39nl
となる。
数個の中間の位置を含んでいる、その他のサイクルC、D...を、これらの全ての方法に使用することが出来る。サイクルiの数Niは、ここでi=A,B,C...であるが、互いの間で異なっていてよい。
ポンピング・チャンバ弾性、及び、ボーラス・ストローク体積
我々は、初期位置から、1つの機械的停止部への完全なサイクルを作り、次の2つの極端な場合:
・ボーラスの最後での膜の解放の間を除いて、圧力緩和なし(=緊密度の極めて高いポンプ)
・膜の各動きの後、圧力の十分な緩和(=安全なポンプであるが、緊密度に関して仕様限度にある)
を考慮し、ボーラス・ポンピング・プロファイルの各ステップ間の、入口、ポンピング・チャンバ、及び、出口での体積変化を解析する、
誤差(ボーラス・ストローク)=±0.384nl
ボーラス・モードにおいて、患者が、短期間内に注入すべき、インスリンの体積Vbolus
をプログラムする。体積Vbolus は、標準的に0.02Uのステップで、通常0から25Uに変化する。
Claims (35)
- 送達精度を改善する、決定されたポンピング・パターンを達成するためのポンピング・デバイスを作動させるための方法であって、ここで、ポンピング・デバイスが、
・ポンピング膜、及び押されてポンピング・チャンバ内に正圧を発生させ、そして引かれてポンピング・チャンバ内に負圧を発生させる該膜に接続されたアクチュエータを含む、ポンピング・チャンバ、
・リザーバに接続される入口チャンネル、
・患者ラインに接続される出口チャンネル、
・Rin と指定された流体抵抗を有する、入口チャンネルに位置するバルブ、
・Routと指定された流体抵抗を有する、出口チャンネルに位置するバルブ
を含み:
ここで、上記膜が、少なくとも3つの位置、即ち休止位置、底部位置及び上部位置を有するように設計され;
ここで、休止位置が、底部と上部との間に含まれ、そしてここで、該上部、休止、及び底部の位置が、それぞれ、ポンピング・チャンバの最小、中間、及び最大の体積に相当し、
ここで、ポンピング・パターンが、Stpush と指定された部分的プッシュによって先行された、休止位置への多数のストップ、及び、Stpullと指定された部分的プルによって先行された、休止位置への多数のストップを含み;
上記方法が、比Rin/Routに依存する比Stpush/Stpull を含む、ポンピング・パターンによって特徴付けられる、
上記方法。 - 請求項1に記載の方法であって、ここで、比Stpush/Stpull が:
・比Rin/Routが1に等しい、若しくは不明である場合、1に等しいか;
又は
・比Rin/Routが1より小さい場合、1より小さく、
・比Rin/Routが1より大きい場合、1より大きい;
上記方法。 - なおその上、前記ポンピング・パターンの開始と終了との間に、少なくとも1つの静止期を含んでなり、該静止期が、双方のバルブが閉位置にある事実によって特徴付けられる、
請求項1に記載の方法。 - 請求項3に記載の方法であって、ここで、前記静止期が、平衡圧力までのポンピング・チャンバ内の圧力の緩和によって特徴付けられ、該緩和は、双方のバルブを通る流れによって誘起される、ポンピング・チャンバ内にある流体の体積の変化によるものであり、該流れは、ポンピング・チャンバと、入口及び出口バルブ双方との間の圧力差、並びに閉位置にある、該バルブの残余流体抵抗によって駆動される、
上記の方法。 - 請求項1に記載の方法であって、ここで、決定されたポンピング・パターンが、少なくとも、シーケンスの上部−休止−上部、若しくは底部−休止−底部に対応する膜の動きを含み、又は、該決定されたポンピング・パターンが少なくとも2つの異なったサイクル、
・次のシーケンス:休止−底部−休止−上部−休止によって規定されるサイクルA
・次のシーケンス:休止−上部−休止−底部−休止によって規定されるサイクルB
を含み:
ここで、決定されたポンピング・パターンが、少なくとも、サイクルB(それぞれ、サイクルA)に続いてサイクルA(それぞれ、サイクルB)を含む、
上記方法。 - 入口(それぞれ、出口)が漏れる場合、ポンピング・パターンが、好ましくは、より多くのStpull若しくはStpull (それぞれ、Stpush)のみを、又はタイプAのより多いサイクル若しくはタイプA(それぞれ、タイプB)のサイクルのみを含む、請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法であって、ここで、休止位置が、底部機械的停止部、及び上部機械的停止部の間に含まれ、そして上記休止位置が予め決められ、無作為でなく、そして上部及び底部位置とは異なっていてよく;ここで、該上部位置が、該上部機械的停止部への、ポンピング膜の接触位置に対応し、そして上記底部位置が、上記底部機械的停止部への、ポンピング膜の接触位置に対応する、
上記方法。 - 比Rin/Rout が1に等しいか、又は、不明である場合、注入ポンピング・パターンの各サイクルB(それぞれ、サイクルA)が、サイクルA(それぞれ、サイクルB)に続く、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 比Rin/Rout が1に等しいか、又は、不明である場合、ポンピング・パターンのサイクルA(それぞれ、サイクルBの)の数Yは、サイクルB(それぞれ、サイクルA)の数Yに続き、Yは1より大きい整数であり、ここで、数Yはプログラムされた、流動率又は流動体積の関数であってもよい、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 各作動間の間隔、及び/又はポンピング・パターンを計算するために使用される公称ストローク体積は、プログラムされた流動率又は流動体積の関数である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法であり、
ここで、ポンピング・デバイスが、なおその上、ポンピング・チャンバ内に圧力センサを含み、該方法が、双方のバルブ・プレテンションの値、及び/又はポンピング・チャンバ内の空気体積の値、及び/又は入口及び出口圧力の値を決定するために、作動中の該圧力センサの信号の解析を含んでなり、該値の全てが、ポンピング・パターンを決定するために使用される、上記方法。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法であり、ここで、ポンピング・デバイスが、少なくとも:
−)n= Vbolus/Sv(bolus)の決定、ここで、Vbolusは注入すべき体積であり、Sv(bolus)は公称ボーラス・ストローク体積であり、
−)nに最も近い整数に等しい、送達すべきストローク数Nの決定、
を含んでなるアルゴリズムを有する、基礎注入及び/又はボーラス注入を送達するようにプログラムされ、
ここで、上記アルゴリズムが、Vbolusの値に無関係に、Sv(bolus)/2に等しい最大誤差に導く、
上記方法。 - 決定されたポンピング・パターンを実現するためのポンピング・デバイスを作動させるための方法であって、ここで、ポンピング・デバイスが、ポンピング膜、及び該ポンピング膜に接続されたアクチュエータを含む、ポンピング・チャンバを含み;該膜が、少なくとも3つの位置、即ち休止位置、底部位置、及び上部位置を有するように設計され;ここで、休止位置が、底部と上部位置との間に含まれ、そしてここで、該上部、休止、及び底部位置が、ポンピング・チャンバの、それぞれ、最小、中間、及び最大の体積に対応し、
上記方法が、シーケンスの上部−休止−上部、又は底部−休止−底部に対応する、少なくとも膜の動きを含む、決定されたポンピング・パターンを備えた、膜の作動によって特徴付けられている、
上記方法。 - 少なくとも2つの異なったサイクル、
・次のシーケンス:休止−底部−休止−上部−休止、によって規定されるサイクルA
・次のシーケンス:休止−上部−休止−底部−休止、によって規定されるサイクルB
を含んでなる、
請求項13に記載の方法であって、
ここで、決定されたポンピング・パターンが、少なくとも、サイクルB(それぞれ、サイクルA)に続いてサイクルA(それぞれ、サイクルB)を含む、
上記方法。 - なおその上、上記ポンピング・パターンの開始と終了との間に、少なくとも1つの静止期を含んでなり、該静止期が、双方のバルブが閉位置にある事実によって特徴付けられる、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項15に記載の方法であって、ここで、前記静止期が、平衡圧力までのポンピング・チャンバ内の圧力の緩和によって特徴付けられ、該緩和は、双方のバルブを通る流れによって誘起される、ポンピング・チャンバ内にある流体の体積の変化によるものであり、該流れは、ポンピング・チャンバと、入口及び出口バルブ双方との間の圧力差、並びに閉位置にある該バルブの残余流体抵抗によって駆動される、
上記の方法。 - ポンピング・チャンバ内の相対圧力が、サイクルBによって行われたストロークの最後に正であり、及び/又は、サイクルAによって行われたストロークの最後に負である、請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法であり、ここで、出口(それぞれ、入口)バルブの残余流体抵抗が、入口(それぞれ、出口)の残余流体抵抗よりも大きいとき、ポンピング・パターンが、タイプA(それぞれ、B)のより多くのサイクルを含み、又は入口(それぞれ、出口)が漏れた場合、ポンピング・パターンが、Aタイプのより多くのサイクルを、若しくはA(それぞれ、B)タイプのサイクルのみを含む、
上記方法。 - 請求項13に記載の方法であって、ここで、休止位置が、予め決められ、無作為でなく、そして上部と底部位置とは異なっていてもよく、そして底部機械的停止部及び上部機械的停止部の間に含まれていてよく、そして、ここで該上部位置が、ポンピング膜の該上部機械的停止部との接触位置に対応し、そして、該底部位置が、ポンピング膜の該底部機械的停止部への接触位置に対応する、上記方法。
- 注入ポンピング・パターンの各サイクルB(それぞれ、サイクルA)が、サイクルA(それぞれ、サイクルB)に続く、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜20のいずれか1項に記載の方法であって、ここで、2つの交互に入れ替えられたサイクルAとB、又はBとAの後、ポンピング・チャンバ弾性に起因する平均注入不足は、バルブが閉じられたとき、バルブの残余流体抵抗の比に依存せず、ここで、該平均注入不足はVr/2と概算され、ここで、アクチュエータに電力が供給されていないとき、及び上記ポンピング・チャンバ内部の相対圧力が、ゼロから、入口又は出口バルブ・プレテンションの値へと変化するとき、Vrはポンピング空洞の体積変化である、
上記方法。 - 請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法であり、ここで、ポンピング・パターンのサイクルA(それぞれ、サイクルBの)の数Yが、サイクルB(それぞれ、サイクルA)の数Yに続き、Yが1より大きい整数であり、ここで、数Yがプログラムされた流動率又は流動体積の関数であってよい、
上記方法。 - 請求項1〜22のいずれか1項に記載の方法であり、ここで、各作動間の間隔、及び/又はポンピング・パターンを計算するため使用される公称ストローク体積は、プログラムされた流動率又は流動体積の関数である、上記方法。
- 請求項1〜23のいずれか1項に記載の方法であり、ここで、ポンピング・デバイスが、なおその上、ポンピング・チャンバ内に圧力センサを含み、該方法が、双方のバルブ・プレテンションの値、及び/又はポンピング・チャンバ内の空気体積の値、及び/又は入口及び出口圧力の値を決定するため、作動中の該圧力センサの信号の解析を含んでなり、該値の全てが、ポンピング・パターンを決定するために使用される、上記方法。
- ポンピング・デバイスが、基礎注入を送達するためにプログラムされる、請求項1〜24のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜25のいずれか1項に記載の方法であって、ここで、方法がボーラス送達アルゴリズムを含み、該アルゴリズムが、少なくとも、
−)n = Vbolus/Sv(bolus)の決定、ここで、Vbolusは、注入すべき体積であり、Sv(bolus)は公称ボーラス・ストローク体積であり、
−)nに最も近い整数に等しい、送達すべきストローク数Nの決定、
を含んでなり、
上記アルゴリズムが、Vbolusの値に無関係に、Sv(bolus)/2に等しい最大誤差に導く、上記方法。 - ・ポンピング膜、及び該ポンピング膜に接続されたアクチュエータを含むポンピング・チャンバであり、該膜の動きは、3つの位置、即ち休止位置、底部位置、及び上部位置によって規定され;ここで、休止位置は底部及び上部位置との間に含まれ、そして、ここで、該上部、休止及び底部位置は、それぞれ、ポンピング・チャンバの最小、中間、及び最大体積に対応する、該ポンピング・チャンバ、
・シーケンス上部−休止−上部、又は底部−休止−底部に対応する、少なくとも膜の動きを含む、決定されたポンピング・パターンに従って、膜を作動するための手段
を含むポンピング・デバイスであって、
ここで、デバイスは、さらに、基礎注入のためのプログラムされた流動率、又は、プログラムされたボーラス体積に従って、ポンピング・パターンを決定するためのプロセッシング手段を含んでなる、
上記ポンピング・デバイス。 - 請求項27に記載のポンピング・デバイスであって、ここで、膜を作動するための前記手段が、少なくとも2つの異なったサイクル:
・次のシーケンス:休止−底部−休止−上部−休止、によって規定されるサイクルA
・次のシーケンス:休止−上部−休止−底部−休止、によって規定されるサイクルB
を行うように設計され、
ここで、決定されたポンピング・パターンが、少なくとも、サイクルB(それぞれ、サイクルA)に続いてサイクルA(それぞれ、サイクルB)を含む、
上記ポンピング・デバイス。 - 請求項27又は28に記載のポンピング・デバイスであって、ここで、前記プロセッシング手段を、アクチュエータ緩和又はヒステリシス、及び任意のプログラムされた流動率又は流動体積に対する送達精度へのポンピング・チャンバ弾性の影響を補償するために使用し、そして、ここで、アクチュエータに電力を供給したとき、及び/又はポンピング膜が機械的停止部と接触し始めるとき、ポンピング・チャンバの弾性が、少なくとも、係数2だけ減少する、
上記ポンピング・デバイス。 - 1つのバルブがチェック・バルブであって、及びプレテンションを有してよい、入口及び出口バルブを含んでなる、請求項27に記載のポンピング・デバイスであって;ここで、入口及び出口バルブが同一のプレテンション、又は開口閾値を有してよい、上記ポンピング・デバイス。
- 請求項27に記載のポンピング・デバイスであって、ここで、休止位置が、予め決められ、無作為でなく、上部及び底部位置とは異なっていてよく、休止位置が、底部機械的停止部と上部機械的停止部との間に含まれ、そして、ここで、該上部位置がポンピング膜と該上部機械的停止部との間の接触位置に対応し、そして、該底部位置がポンピング膜と該底部機械的停止部との間の接触位置に対応する、上記ポンピング・デバイス。
- さらに、入口及び出口での流体抵抗、又は入口と出口との間の流体抵抗の差を測定し得る圧力センサを含んでなる、請求項27に記載のポンピング・デバイス。
- アクチュエータが、決定された電圧プロファイルに従ってコントロールされる圧力のピエゾ・アクチュエータであり、休止位置が、ピエゾ・アクチュエータへの電圧を遮断することにより達成される、請求項27に記載のポンピング・デバイス。
- 膜の休止位置が、上部と底部の機械的停止部から、実質的に等距離に位置する、請求項1〜33のいずれか1項に記載のポンピング・デバイス。
- 請求項1〜34のいずれか1項に記載のポンピング・デバイスであって、ここで、ポンピング・チャンバの体積変化が、ポンピング膜が機械的停止部に当っている(against)とき、印加圧力1バールあたり、0.5nl〜50nlの間に、そして、ポンピング膜が機械的停止部に当っていないとき、及びアクチュエータに電力が供給されていないとき、印加圧力1バールあたり、10nl〜500nlの間に含まれる、上記ポンピング・デバイス。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11176003.9 | 2011-07-29 | ||
EP11176003A EP2551523A1 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Method and device for accurate and low-consumption mems micropump actuation |
PCT/IB2012/053847 WO2013018011A2 (en) | 2011-07-29 | 2012-07-27 | Method for accurate and low-consumption mems micropump actuation and device for carrying out said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014527591A true JP2014527591A (ja) | 2014-10-16 |
JP6069319B2 JP6069319B2 (ja) | 2017-02-01 |
Family
ID=46982650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014522205A Expired - Fee Related JP6069319B2 (ja) | 2011-07-29 | 2012-07-27 | 精度が高く、低消費のmemsマイクロポンプ作動のための方法、及び、該方法を実行するためのデバイス |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10041483B2 (ja) |
EP (2) | EP2551523A1 (ja) |
JP (1) | JP6069319B2 (ja) |
CN (1) | CN103717898A (ja) |
CA (1) | CA2841903A1 (ja) |
WO (1) | WO2013018011A2 (ja) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2551523A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | Debiotech S.A. | Method and device for accurate and low-consumption mems micropump actuation |
US8979808B1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-03-17 | Medtronic Minimed, Inc. | On-body injector and method of use |
AU2015308144B2 (en) | 2014-08-26 | 2020-07-02 | Debiotech S.A. | Detection of an infusion anomaly |
US10912881B2 (en) | 2015-04-27 | 2021-02-09 | Shane Maguire | Implantable infusion pumping catheter |
DE102015224624B3 (de) * | 2015-12-08 | 2017-04-06 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Freistrahldosiersystem zur Verabreichung eines Fluids in oder unter die Haut |
US10898638B2 (en) | 2016-03-03 | 2021-01-26 | Bayer Healthcare Llc | System and method for improved fluid delivery in multi-fluid injector systems |
DE102016218658B3 (de) * | 2016-09-28 | 2018-01-18 | Ford Global Technologies, Llc | Rückschlagventil |
US11333134B2 (en) | 2017-05-05 | 2022-05-17 | Hutchinson Technology Incorporated | Shape memory alloy actuators and methods thereof |
GB2602950B (en) | 2017-05-05 | 2022-10-26 | Hutchinson Technology | Shape memory alloy actuators and methods thereof |
US11815794B2 (en) | 2017-05-05 | 2023-11-14 | Hutchinson Technology Incorporated | Shape memory alloy actuators and methods thereof |
US11105319B2 (en) | 2017-05-05 | 2021-08-31 | Hutchinson Technology Incorporated | Shape memory alloy actuators and methods thereof |
EP3675927B1 (en) | 2017-08-31 | 2023-12-13 | Bayer Healthcare LLC | Fluid injector system volume compensation system and method |
US11141535B2 (en) | 2017-08-31 | 2021-10-12 | Bayer Healthcare Llc | Fluid path impedance assessment for improving fluid delivery performance |
WO2019046282A1 (en) | 2017-08-31 | 2019-03-07 | Bayer Healthcare Llc | SYSTEM AND METHOD FOR INJECTOR PRESSURE CALIBRATION |
AU2018326380B2 (en) | 2017-08-31 | 2024-02-29 | Bayer Healthcare Llc | System and method for drive member position and fluid injector system mechanical calibration |
EP3675929A1 (en) | 2017-08-31 | 2020-07-08 | Bayer Healthcare LLC | Method for dynamic pressure control in a fluid injector system |
US10837891B2 (en) | 2017-12-11 | 2020-11-17 | Honeywell International Inc. | Miniature optical particulate matter sensor module |
US11859598B2 (en) | 2021-06-10 | 2024-01-02 | Hutchinson Technology Incorporated | Shape memory alloy actuators and methods thereof |
US11982263B1 (en) | 2023-05-02 | 2024-05-14 | Hutchinson Technology Incorporated | Shape metal alloy (SMA) bimorph actuators with reduced wire exit angle |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010046728A1 (en) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | Debiotech S.A. | Mems fluid pump with integrated pressure sensor for dysfunction detection |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4778451A (en) * | 1986-03-04 | 1988-10-18 | Kamen Dean L | Flow control system using boyle's law |
US5171132A (en) * | 1989-12-27 | 1992-12-15 | Seiko Epson Corporation | Two-valve thin plate micropump |
CH689836A5 (fr) | 1994-01-14 | 1999-12-15 | Westonbridge Int Ltd | Micropompe. |
FR2726332B1 (fr) * | 1994-10-26 | 1997-01-24 | Francois Couillard | Systeme de pompage a pistons delivrant des fluides avec un debit sensiblement constant |
EP1283957B1 (fr) | 2000-05-25 | 2005-10-26 | Debiotech S.A. | Dispositif fluidique micro-usine et son procede de fabrication |
US6561479B1 (en) * | 2000-08-23 | 2003-05-13 | Micron Technology, Inc. | Small scale actuators and methods for their formation and use |
US8034026B2 (en) * | 2001-05-18 | 2011-10-11 | Deka Products Limited Partnership | Infusion pump assembly |
EP1403519A1 (en) | 2002-09-27 | 2004-03-31 | Novo Nordisk A/S | Membrane pump with stretchable pump membrane |
FR2881222A1 (fr) * | 2005-01-25 | 2006-07-28 | Debiotech Sa | Procede de mesure de volume par profilometrie optique de surface dans un dispositif micromecanique et ensemble destine a une telle mesure |
EP2551523A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | Debiotech S.A. | Method and device for accurate and low-consumption mems micropump actuation |
-
2011
- 2011-07-29 EP EP11176003A patent/EP2551523A1/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-07-27 EP EP12769478.4A patent/EP2737211A2/en not_active Withdrawn
- 2012-07-27 WO PCT/IB2012/053847 patent/WO2013018011A2/en active Application Filing
- 2012-07-27 CN CN201280037712.XA patent/CN103717898A/zh active Pending
- 2012-07-27 CA CA2841903A patent/CA2841903A1/en not_active Abandoned
- 2012-07-27 JP JP2014522205A patent/JP6069319B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-07-27 US US14/235,090 patent/US10041483B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2018
- 2018-08-06 US US16/056,311 patent/US11067068B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010046728A1 (en) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | Debiotech S.A. | Mems fluid pump with integrated pressure sensor for dysfunction detection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11067068B2 (en) | 2021-07-20 |
WO2013018011A3 (en) | 2014-02-13 |
EP2737211A2 (en) | 2014-06-04 |
WO2013018011A2 (en) | 2013-02-07 |
US10041483B2 (en) | 2018-08-07 |
JP6069319B2 (ja) | 2017-02-01 |
CN103717898A (zh) | 2014-04-09 |
US20190093643A1 (en) | 2019-03-28 |
EP2551523A1 (en) | 2013-01-30 |
US20140199181A1 (en) | 2014-07-17 |
CA2841903A1 (en) | 2013-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6069319B2 (ja) | 精度が高く、低消費のmemsマイクロポンプ作動のための方法、及び、該方法を実行するためのデバイス | |
US20190328959A1 (en) | Method and system for detecting malfunction of a mems micropump | |
AU2008363189B2 (en) | Mems fluid pump with integrated pressure sensor for dysfunction detection | |
EP1727575B1 (en) | Medical infusion pump with closed loop feedback system | |
US7944366B2 (en) | Malfunction detection with derivative calculation | |
US8075546B2 (en) | Air-in-line and pressure detection | |
JP5205645B2 (ja) | 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 | |
JP2006514856A (ja) | 動作状態を判断する単一の力センサを有する医用カセットポンプ | |
WO2012126744A1 (en) | Infusion system and method of integrity testing and leak detection | |
Fournier et al. | Modeling of a piezoelectric MEMS micropump dedicated to insulin delivery and experimental validation using integrated pressure sensors: Application to partial occlusion management | |
WO2018146467A1 (en) | Control of a pump driven by shape memory alloy wire | |
Fournier et al. | Dynamic simulations of a piezoelectric driven MEMS micropump | |
JP2014205056A (ja) | ポンプ機能不全検出用の一体型圧力センサを有する微小電気機械流体ポンプ | |
Schneeberger et al. | Drug delivery micropump with built-in monitoring | |
EP2543404A1 (en) | Method and system for detecting malfunction of a mems micropump | |
ME | LLLLGGG GGGGGGG GGG LLL GGGGGG (51) lnt Cl: L00a 00000000000 | |
Fournier et al. | Research Article Modeling of a Piezoelectric MEMS Micropump Dedicated to Insulin Delivery and Experimental Validation Using Integrated Pressure Sensors: Application to Partial Occlusion Management |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150710 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160513 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160531 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161226 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6069319 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |