JP2017020508A - 流体を注入するためのシステム、方法および装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】蠕動ポンプ、および関連するシステムと方法を提供する。
【解決手段】本蠕動ポンプは、カム・シャフトと、第１および第２のピンチ弁カムと第１および第２のピンチ弁カム・フォロワとプランジャ・カムとプランジャ・カム・フォロワとチューブ受け器とばねバイアス・プランジャとを含む。ばねバイアス・プランジャは、カム・シャフトが回転したときにプランジャ・カム・フォロワと交差する半径方向角度に沿ってプランジャ・カムが伸長することによりプランジャの方向にプランジャ・カム・フォロワが押され、これによってばねバイアス・プランジャがチューブから係合解除されるようにしてプランジャ・カム・フォロワに結合させている。ばねバイアス・プランジャと結合されたばねによって、ばねバイアス・プランジャが付勢され、チューブに圧潰力が加えられる。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本願は、その各々を参照によりその全体を本明細書に組み込む以下に対する優先権およ
びその恩恵を主張する特許協力条約の下で提出された国際本出願である：
２０１１年１２月２１日に提出された「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａ
ｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｕｓｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ」と題する米国仮特許出願第
６１／５７８，６４９号（整理番号第Ｊ０２号）；
２０１１年１２月２１日に提出された「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａ
ｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」
と題する米国仮特許出願第６１／５７８，６５８号（整理番号第Ｊ０４号）；
２０１１年１２月２１日に提出された「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａ
ｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｏｒａｌ Ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎｓ
」と題する米国仮特許出願第６１／５７８，６７４号（整理番号第Ｊ０５号）；
２０１２年８月３日に提出された「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐ
ａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ， Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ， ｏｒ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ」と題する米国仮特許出願第６１／６７９，
１１７号（整理番号第Ｊ３０号）；および
２０１２年５月２４日に提出された「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐ
ｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」と題する
米国仮特許出願第６１／６５１，３２２号（整理番号第Ｊ４６号）。
本願は、そのいずれも参照によりその全体を本明細書に組み込む以下に対する優先権お
よびその恩恵を主張するとともに、その一部継続出願である：
２０１１年１２月２１日に提出された「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａ
ｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」と題す
る米国特許出願第１３／３３３，５７４号で、２０１２年７月１９日に公開された現米国
公開第ＵＳ−２０１２−０１８５２６７−Ａ１号（整理番号第Ｉ９７号）；および
２０１１年１２月２１日に提出された「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａ
ｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」と題す
るＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ１１／６６５８８号（整理番号第Ｉ９７ＷＯ号）。
本願はまた、そのすべてについて参照によりその全体を本明細書に組み込む本件と同日
に提出された以下の米国特許出願のうちの１つまたはいくつかに関係することがある：
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｌａｍ
ｐｉｎｇ」に関する本出願（整理番号第Ｊ４７号）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｐ
ｅｎｓｉｎｇ Ｏｒａｌ Ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎｓ」に関する本出願（整理番号第Ｊ７４
号）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｐ
ｅｎｓｉｎｇ Ｏｒａｌ Ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎｓ」に関するＰＣＴ出願（整理番号第Ｊ
７４ＷＯ号）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｓｔｉ
ｍａｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」に関する本出願（整理番号第Ｊ７５号
）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｕ
ｓｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ」に関するＰＣＴ出願（整理番号第Ｊ７６号）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」に関する本出願（整理番号第Ｊ７７号）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」に関する本出願（整理番号第Ｊ７８号）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉ
ｔｏｒｉｎｇ， Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ， ｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ
Ｆｌｏｗ」に関する本出願（整理番号第Ｊ７９号）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉ
ｔｏｒｉｎｇ， Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ， ｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ
Ｆｌｏｗ」に関するＰＣＴ出願（整理番号第Ｊ７９ＷＯ号）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｓｔｉ
ｍａｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」に関する本出願（整理番号第Ｊ８１号
）；
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｓｔｉ
ｍａｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」に関するＰＣＴ出願（整理番号第Ｊ８
１ＷＯ号）；および
「Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」に関する本出願（整理番号第Ｊ８５号）。
本開示は流体の注入に関する。さらに詳細には本開示は、患者内に例えばポンプを用い
て流体を注入するためのシステム、方法および装置に関する。
病院における患者ケアの提供には一般に、多くの専門者やケア提供者（例えば、医師、
看護師、薬剤師、技師、ナース・プラクティショナー、その他）と所与の患者の治療に必
要な任意の数の医用デバイス／システムとのやり取りが必要である。電子医療記録（「Ｅ
ＭＲ」）やコンピュータ式プロバイダ・オーダー入力（「ＣＰＯＥ」）を組み入れたシス
テムなど、ケア過程を容易にすることを目的としたシステムが存在してはいるが、投薬な
どの医学的処置の指示および伝達を含む包括的なケアを患者に提供するプロセスには数多
くの重要な問題を伴う。
蠕動ポンプは、医学的用途（特に、そのシステムからの流体とその他の流体との分離か
ら恩恵が得られるような流体転送用途）などの多種多様な用途で用いられる。いくつかの
蠕動ポンプは、ある長さの柔軟な配管を圧縮または圧搾することによって動作する。機械
的な機構がこの配管の一部分を挟むとともに、配管内に捕捉された任意の流体を回転方向
に押し出している。回転蠕動ポンプやフィンガ式蠕動ポンプが存在している。
回転蠕動ポンプは典型的には、弧形状の軌道路内に配置させた柔軟な配管を通過して液
体を移動させている。回転蠕動ポンプは一般に、モータによる回転性駆動を受けるローラ
キャリア上に配置された２〜４個のローラからできている。典型的な回転蠕動ポンプは、
配管上への圧搾作用を閉塞ベッドに対して提供するために間隔をおいた箇所にある柔軟な
配管に圧力を加えているピンチローラを伴った回転子アセンブリを有する。配管が閉塞す
るために、圧搾エリアの前側での圧力上昇と当該エリアの後側での圧力低下とが生じ、こ
れにより回転子アセンブリが配管に沿ってピンチローラを移動させるにつれて配管を通る
ように液体が押し出される。この動作のためには、常に閉塞ゾーンを存在させなければな
らない、換言するとローラのうちの少なくとも１つが常にチューブを押していなければな
らない。
フィンガ式蠕動ポンプは、柔軟なチューブを対向面に押し当てて平坦にするように周期
性に動く一連のフィンガからできている。このフィンガは本質的に垂直方向に波様に移動
し、これにより上流側から下流側まで移動する閉塞ゾーンが形成される。最終のフィンガ
（最下流にあるフィンガ）は、第１のフィンガ（最上流にあるフィンガ）が対向面に押し
当てられるときに上にあがっている。最もよく用いられるフィンガ・ポンプはリニア式で
あり、このことはその対向面が平坦でありかつそのフィンガが平行であることを意味する
。この場合にフィンガは、各カムがフィンガと協働するようにして交互に配置された一連
のカムによって制御される。これらのカムは、モータによる回転駆動を受ける共有のシャ
フト上にらせん方向にオフセットして配置される。さらに、ローラ・ポンプの利点とフィ
ンガ・ポンプの利点とを組み合わせるように試みた回転−フィンガ式の蠕動ポンプも存在
している。このタイプのポンプでは、その対向面が平坦ではなく弧形状をしているととも
に、そのフィンガは対向面の内部で半径方向に配置される。この場合、その弧の中心に複
数のノブを配置させた共有のカムを用いてフィンガを起動させる。
蠕動ポンプ、および関連するシステムと方法を提供する。この蠕動ポンプは、カム・シ
ャフトと、第１および第２のピンチ弁カムと、第１および第２のピンチ弁カム・フォロワ
と、プランジャ・カムと、プランジャ・カム・フォロワと、チューブ受け器と、ばねバイ
アス・プランジャと、を含む。第１および第２のピンチ弁カムは、カム・シャフトに結合
されている。第１および第２のピンチ弁カム・フォロワの各々は、第１および第２のピン
チ弁カムのそれぞれと係合している。プランジャ・カムはカム・シャフトに結合されてい
る。プランジャ・カム・フォロワはプランジャ・カムと係合している。チューブ受け器は
、チューブを受け取るように構成されている。ばねバイアス・プランジャは、カム・シャ
フトが回転したときにプランジャ・カム・フォロワと交差する半径方向角度に沿ってプラ
ンジャ・カムが伸長することによりプランジャの方向にプランジャ・カム・フォロワが押
され、これによってばねバイアス・プランジャがチューブから係合解除されるようにして
プランジャ・カム・フォロワに結合させている。ばねバイアス・プランジャと結合された
ばねによって、ばねバイアス・プランジャが付勢され、チューブに圧潰力が加えられる。
いくつかの実施形態では、摺動オクルーダはＲＦＩＤタグを含み、かつ注入ポンプはＲ
ＦＩＤ呼掛器を含む。注入ポンプに関連付けされた（または、注入ポンプ内にある）プロ
セッサは、その摺動オクルーダが使用認証されているか否か判定するためにＲＦＩＤタグ
に問い合わせする。例えばＲＦＩＤタグは、暗号キーおよび／または認証済みＩＤ値を有
することがある。
いくつかの実施形態では、注入ポンプのカム断面は任意の方向の回転によって前進の流
れが生じるように形作られることがある。
いくつかの実施形態では、注入ポンプは患者への円滑な流体流を生成するために下流側
オクルーダを含むことがある。
いくつかの実施形態では、その注入ポンプは自動的に呼び水される（ｐｒｉｍｅ）こと
がある（例えば、そのチューブはポンプにより読み取りを受け得るＲＦＩＤタグおよび／
またはバーコードを有することがあり、ポンプはこれを用いて（流体流推定、その他のた
めに）下流側チューブの呼び水体積を自動的に推定することがある。
いくつかの実施形態では、注入ポンプは、チューブに当てるように圧縮を受ける抵抗性
素子を含む。この注入ポンプは、この抵抗に従って流体圧力を推定する。
いくつかの実施形態では、その注入ポンプは、チューブ内の流体の温度を推定するため
の温度センサを含む。この注入ポンプは、その流体流計算（例えば、以下に記載するデル
タ流体推定）においてチューブおよび／または流体の温度を補正することがある。
いくつかの実施形態では、ポンプＵＩ上のディスプレイは、摺動オクルーダをどのよう
に据え付けるかの指示を表示する（例えば、オクルーダ内のＲＦＩＤタグにあるＩＤが未
認証のＩＤの場合）。
いくつかの実施形態では、ポンプを制御するために注入ポンプに対して電子回路モジュ
ールを取付可能である。この電子回路モジュールは、ＲＦ送受信機と、バッテリと、制御
構成要素と、を含むことがある。
本開示のいくつかの実施形態では、蠕動ポンプは、カム・シャフトと、第１および第２
のピンチ弁カムと、第１および第２のピンチ弁カム・フォロワと、プランジャ・カムと、
プランジャ・カム・フォロワと、チューブ受け器と、ばねバイアス・プランジャと、位置
センサと、プロセッサと、を含む。第１および第２のピンチ弁カムはカム・シャフトと動
作可能に結合されている。第１および第２のピンチ弁カム・フォロワは第１および第２の
ピンチ弁カムと係合するように構成されている。プランジャ・カムはカム・シャフトに結
合されている。プランジャ・カム・フォロワはプランジャ・カムと係合するように構成さ
れている。チューブ受け器はチューブを受け取るように構成されている。ばねバイアス・
プランジャは、カム・シャフトが回転したときにプランジャ・カム・フォロワと交差する
半径方向角度に沿ってプランジャ・カムが伸長することによりプランジャ・カムが押され
、ばねバイアス・プランジャがチューブから係合解除されるようにしてプランジャ・カム
・フォロワに結合されている。ばねは、ばねバイアス・プランジャを付勢して圧潰力をチ
ューブに加えるためにばねバイアス・プランジャに結合させている。位置センサは、ばね
バイアス・プランジャの位置を決定するように構成されて、ばねバイアス・プランジャと
動作可能に結合されている。プロセッサは、位置センサに結合されており、かつ位置セン
サを使用して決定した位置を利用してチューブ内の流体の流体流を推定するように構成さ
れている。
このポンプは、カム・シャフトの回転角を決定するように構成されて、カム・シャフト
と動作可能に結合された角度センサを含むことがある。
プロセッサは、位置センサによって測定されるプランジャのピーク運動を識別すること
によって第１の静止領域を決定し、かつ第２の静止領域がその識別されたピークの後にあ
ると識別する。プロセッサは、角度センサによって示される所定の角度範囲内で第１の静
止領域を識別することによって第１の静止領域を決定することがある。プロセッサは、角
度センサによって示される第２の所定の角度範囲内で第２の静止領域を識別することによ
って第２の静止領域を決定することがある。プロセッサは、角度センサによって示される
所定の角度で位置センサを測定することによって第１および第２の静的領域を決定するこ
とがある。
プロセッサは、流体流を推定するために、位置センサによって測定された第１の静的領
域を位置センサによって測定された第２の静的領域と比較することがある。プロセッサは
、位置センサの運動ピークを識別し、かつ第１の静的領域がその識別されたピークの後に
あると識別することによって第１の静止領域を決定することがある。プロセッサは、第１
の静的領域の端部を識別することによって第２の静止領域を決定することがある。
いくつかの実施形態では、そのポンプはまた、バランサ・カムと、バランサ・カム・フ
ォロワと、このバランサ・カム・フォロワに対して力を加え、それによりバランサ・カム
・フォロワから力をバランサ・カムに加えるように構成されたバランサばねと、を含む。
バランサ・カムは、カム・シャフトがその回転軸周りで回転したときカム・シャフトのピ
ーク・トルクを低減するように形作られることがある。
ポンプはまた、カム・シャフトに回転トルクを加えるようにカム・シャフトに動作可能
に結合された電気モータを含むことがある。電気モータは、ステッパ・モータ、ＤＣモー
タ、ブラシレスＤＣモータ、ブラシＤＣモータ、ＡＣモータ、多相誘導モータ、固定子ま
たは回転子に結合された少なくとも１つの永久磁石を有する電気モータ、および誘導モー
タとすることがある。
本開示の別の実施形態では、ポンプは、第１の層と、少なくとも部分的にこの第１の層
に隣接して配置され、入口流路、気泡室および出口流路を画定する第２の層と、を含む。
入口流路は気泡室と流体連通し、かつ出口流路は気泡室と流体連通する。ポンプはまた、
可変容積室と、基準室と、これら可変容積室および基準室と動作可能に連通する音響ポー
トと、を有するアセンブリであって、その可変容積室が気泡室周りで第１の層および第２
の層のうちの少なくとも１つに配置された開口を含むようなアセンブリを含む。
ポンプは、気泡室に係合するように配置されたプランジャを含むことがある。
ポンプは、圧力源と基準室に結合された流体ポートとを含み、これにより圧力源が流体
ポートと流体連通し、負圧および正圧のうちの少なくとも１つを流体ポートに加えるよう
にすることがある。
いくつかの実施形態では、そのポンプはまた、（１）基準室内に配置された基準スピー
カと、基準室内に配置された基準マイクロフォンと、可変容積室内に配置された可変容積
マイクロフォンと、を含む。
ポンプは、基準スピーカならびに基準および可変容積マイクロフォンと動作可能に通信
するプロセッサを含むことがある。プロセッサは、複数の周波数を生成するようにスピー
カを制御しかつ基準および可変容積マイクロフォンを通じてこれらの周波数を感知し、基
準および可変容積マイクロフォンからの感知された周波数を使用して可変容積の容積を推
定するように構成されることがある。プロセッサはさらに、可変の容積の推定された容積
を使用してポンプの流量を推定するように構成されることがある。
本開示の別の実施形態では、流量計は、（１）第１の層と、（２）少なくとも部分的に
この第１の層に隣接して配置され、入口流路、気泡室、および出口流路を画定する第２の
層であって、この入口流路は気泡室と流体連通しかつ出口流路は気泡室と流体連通する第
２の層と、（３）可変容積室、基準室、ならびにこれら可変容積室および基準室と動作可
能に連通する音響ポートを有するアセンブリであって、この可変容積室が気泡室周りで第
１の層および第２の層のうちの少なくとも１つに配置された開口を含むアセンブリと、（
４）基準室内に配置された基準スピーカと、（５）基準室内に配置された基準マイクロフ
ォンと、（６）可変容積室内に配置された可変容積マイクロフォンと、（７）基準スピー
カ、基準マイクロフォン、および可変容積マイクロフォンと動作可能に通信するプロセッ
サと、を含む。プロセッサは、複数の周波数を生成するようにスピーカを制御しかつ基準
および可変容積マイクロフォンを通じてこれらの周波数を感知するように構成されている
。プロセッサはさらに、基準および可変容積マイクロフォンからの感知された周波数を使
用して可変容積の容積を推定するように構成されている。プロセッサはさらに、可変容積
の推定された容積を使用して流量を推定するように構成されている。
本開示のさらに別の実施形態では、蠕動ポンプは、ハウジングと、モータと、カム・シ
ャフトと、プランジャ・カムと、ピボット・シャフトと、プランジャと、付勢部材と、位
置センサと、プロセッサと、を含む。カム・シャフトは、モータの回転によりカム・シャ
フトが回転するようにモータに動作可能に結合されている。プランジャ・カムは、共に回
転するようにカム・シャフトに結合されている。ピボット・シャフトは、ハウジングに動
作可能に結合されている。プランジャは、ピボット・シャフトに枢動可能に結合されてお
り、プランジャはカム・シャフトのプランジャ・カムと係合するように構成されたカム・
フォロワを有している。プランジャは、チューブを圧縮するための第１の位置にまたチュ
ーブから離れた第２の位置に枢動するように構成されている。付勢部材は、チューブを圧
縮するための第１の位置にプランジャを付勢するように構成されている。位置センサは、
プランジャの位置を測定するようにプランジャに結合されている。プロセッサは、付勢部
材がプランジャを第１の位置に向かって移動させたときチューブから排出される流体の体
積を推定するように位置センサに結合されている。
プランジャおよびプランジャ・カムは、付勢部材の力だけを使用してチューブを圧縮す
るように構成されることがある。プランジャ・カムは、プランジャを第２の位置に引き込
むようにだけ構成されることがある。プランジャは、プランジャ・カムがプランジャをチ
ューブに押し付けないようにしてプランジャ・カムと係合するように構成されることがあ
る。プランジャは、その他の形状の中でもとりわけＬ字形やＵ字形など適当な任意の形状
とすることがある。
ポンプはさらに、入口弁および出口弁を含むことがある。入口弁、出口弁、プランジャ
およびプランジャ・カムは、入口弁および出口弁が閉じている間にチューブを圧縮するよ
うに構成されることがあり、これによりプロセッサが位置センサを用いてプランジャの第
１の位置を測定することができる。入口弁、出口弁、プランジャおよびプランジャ・カム
は、プランジャの第１の位置が測定された後で出口弁を開き、出口弁を通じてチューブか
ら流体を排出するように構成されることがある。プロセッサは、出口弁が開かれた後で位
置センサを使用してプランジャの第２の位置を測定するように構成されることがある。プ
ロセッサは、測定された第１の位置を測定された第２の位置と比較し、出口弁を通じて排
出された流体の量を決定することがある。入口弁および出口弁は、チューブに対してばね
バイアスされることがある。
入口弁は、カム・シャフトに結合された入口弁カムと連動するように構成された入口弁
カム・フォロワを含むことがある。出口弁は、カム・シャフトに結合された出口弁カムと
連動するように構成された出口弁カム・フォロワを含むことがある。
本開示の別の実施形態では、ポンプは、ハウジングと、ドアと、キャリアと、レバー・
ハンドルと、を含む。ハウジングは第１のスロットを有する。ドアは、ハウジングに枢動
可能に結合され、かつチューブを受け取るように構成された圧盤を有する。ドアは、閉位
置および開位置を有するように構成されている。ドアは第２のスロットを含む。キャリア
は、共に枢動可能に結合された第１の部分と第２の部分とを画定するピボットを有する。
第１の部分はハウジングの第１のスロット内に摺動可能に配置されており、かつ第２の部
分はドアの第２のスロット内に摺動可能に配置されている。レバー・ハンドルは、ドアに
枢動可能に結合されており、かつキャリアに動作可能に結合されている。
いくつかの実施形態では、ドアが開いているとき、キャリアの第１の部分が第１のスロ
ット内に配置されかつキャリアの第２の部分が第２のスロット内に配置されており、また
キャリアのこの第１の部分と第２の部分は、ドアが開いているとき枢動点から離れて互い
に直交して配置されている。
蠕動ポンプは、ドアが閉じられているときキャリアの第１の部分と第２の部分が互いに
隣接して配置され、その結果レバー・ハンドルが動いたときキャリアが第１および第２の
スロット内で摺動可能であるように構成されることがある。
第２の部分は、ドアが開位置にあるとき閉塞位置でチューブに結合された摺動オクルー
ダを受け取るように構成されることがある。ドアおよびレバー・ハンドルは、ドアが閉位
置にあるときレバー・ハンドルの動きによりキャリアの第１および第２の部分が第１のス
ロットに向かって移動し、それにより摺動オクルーダが非閉塞位置に移動されるように構
成されることがある。
いくつかの実施形態では、プランジャは、ドアが閉じられているときチューブを圧盤内
で圧縮するように構成されている。レバー・ハンドルは、レバー・ハンドルが開位置にあ
るときプランジャをチューブから持ち上げて離し、またレバー・ハンドルが閉位置にある
ときプランジャをチューブに向かって駆動するようにしてプランジャに動作可能に結合さ
れている。
第２の部分は、ドアが開位置にあるとき閉塞位置でチューブに結合された摺動オクルー
ダを受け取るように構成されることがある。いくつかの実施形態では、ドアが板ばねを含
み、その結果、ドアが閉位置にありかつ板ばねがドアをハウジングに対して押圧するよう
にレバー・ハンドルがドアに対して枢動されたときハウジング上に掛止するようにドアが
構成されてもよい。
いくつかの追加の実施形態では、ポンプは、（１）回転用のモータ手段と、２）この回
転用モータ手段に結合されたカム手段と、（３）チューブに対して押圧するためのプラン
ジャ手段と、（４）チューブを通じて排出される流体の体積を推定するための容積測定手
段と、を含む。
上記の様態および他の様態は、図面を参照して本開示の様々な実施形態の以下の詳細な
説明を読めば、より明らかになるであろう。
本開示の一実施形態による流体注入システムのブロック図である。 本開示の一実施形態による、図１のシステムの注入部位モニタのブロック図である。 本開示の一実施形態による、図１のシステムの流体注入ポンプのブロック図である。 本開示の一実施形態による、点滴室を受ける点滴室ホルダを示す図であり、点滴室ホルダは流量計と自由流れ感知器を含む。 本開示の一実施形態による、図４の点滴室ホルダのドアを開いた状態を示す図である。 本開示の別の実施形態による別の点滴室ホルダのブロック図である。 本開示の一実施形態による、図４および図５の点滴室ホルダのカメラの様態を示すための錯乱円の直径を示す光路図である。 本開示の一実施形態による、図４および図５の点滴室ホルダのカメラについての、様々な、レンズから焦点面までの間隔およびレンズから画像までの間隔について計算された錯乱円を示す図である。 本開示の一実施形態による、図４および図５の点滴室ホルダのカメラの焦点距離２０ミリメートルのレンズを使用した場合のピクセルサイズで分けた錯乱円を示す図である。 本開示の一実施形態による、図４および図５の点滴室ホルダのカメラの焦点距離４０ミリメートルのレンズを使用した場合のピクセルサイズで分けた錯乱円を示す図である。 本開示の一実施形態による、図９および図１０の２通りの構成における隅部の光軸を中心としたそれぞれに対応する視野を示す表である。 本開示の一実施形態による、図４および図５の点滴室ホルダのカメラの撮像システムのブロック図である。 本開示の一実施形態による、図１２のシステムのカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、図４および図５の点滴室ホルダのカメラの撮像システムのブロック図である。 本開示の一実施形態による、自由流れ状態が存在する場合に図１４のカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、背景画像としての使用に向けた、図１４のカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、図１４の点滴室内で点滴が形成されている際にカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、背景画像としての使用に向けた、図１４のカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、追加処理を施した図１７および図１８の画像の違いを示す図である。 本開示の一実施形態による、自由流れ状態が存在するかどうか判定するために図１７〜図１９を使用して行われる画像処理を示す図である。 本開示の一実施形態による、図１４の点滴室内に自由流れ状態が存在することにより、流れを形成している場合に、カメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、背景画像としての使用に向けた、図１４のカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、自由流れ状態を感知する際の使用に向けた、何らかの追加処理を施した図２０および図２１の画像の違いを示す図である。 本開示の一実施形態による、自由流れ状態が存在するかどうか判定するために図２１〜図２３を使用して行われる画像処理を示す図である。 本開示の一実施形態による、図１７〜図１９または図２１〜図２３を使用して自由流れ状態が存在するかどうか判定するためのパターン・マッチング用テンプレートを示す図である。 本開示の一実施形態による、基準画像と、自由流れ状態を感知する際の使用に向けた端部感知と線感知で処理された流れを含む画像との違いを示す図である。 本開示の一実施形態による、図１４の点滴室内に自由流れ状態が存在することにより、流れを形成している場合に、カメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、図４〜図５または図６の点滴室ホルダとの併用に向けた、帯状の後方パターンならびにカメラに近い位置から帯を照らす光源を有する撮像システムのブロック図である。 本開示の一実施形態による、図４〜図５または図６の点滴室ホルダとの併用に向けた、帯状の後方パターンならびにカメラの反対側の端部と相対する後方パターンの背後から帯を照らす光源を有する撮像システムのブロック図である。 本開示の一実施形態による、図２６の後方パターンを点滴が歪める場合の図２９のカメラからの画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、図４〜図５または図６の点滴室ホルダとの併用に向けた、格子状の後方パターンならびにカメラの反対側の端部と相対する後方パターンの背後から帯を照らす光源を有する撮像システムのブロック図である。 本開示の一実施形態による、図２６の後方パターンを点滴が歪める場合の図３１のカメラからの画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、カメラを使用する空気感知器のブロック図である。 本開示の一実施形態による、空気感知の際の使用に向けたマッチング・テンプレートを示す図である。 本開示の一実施形態による、空隙内にチューブが存在ないことを感知するため図３３のシステムのカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、気泡を感知するため図３３のシステムのカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、血液を感知するため図３３のシステムのカメラによって捉えられた画像を示す図である。 本開示の一実施形態による、血液を感知するために赤色の閾値量を感知するための画像処理を施された図３７の画像を示す図である。 本開示の一実施形態による浸透感知器を示す図である。 本開示の一実施形態による、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの光吸収を示すグラフを示す図である。 本開示の別の実施形態による別の浸透感知器を示す図である。 本開示の一実施形態によるオクルーダの透視図である。 本開示の一実施形態による図４２のオクルーダの側面図である。 本開示の一実施形態による図４２のオクルーダの動作時の側面図である。 本開示の一実施形態によるカセット内での使用に向けた弁の側面図である。 本開示の一実施形態による図４５の弁の上面図である。 本開示の一実施形態によるカセット内に取り付けられた図４５の弁の別の側面図である。 本開示の一実施形態による、密封を施すための傾斜面を有する摺動弁を示す図である。 本開示の一実施形態による図４８の摺動弁の側面図である。 本開示の一実施形態による図４８〜図４９の摺動弁の台座を示す図である。 本開示の一実施形態によるリザーバの通気孔を示す図である。 本開示の一実施形態によるリザーバの通気孔を示す図である。 本開示の一実施形態によるリザーバの通気孔を示す図である。 本開示の一実施形態によるリザーバの通気孔を示す図である。 本開示の一実施形態によるリザーバの通気孔を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の片面型使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の片面型使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の片面型使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の両面型使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の両面型使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の両面型使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の三層構造、対面型の使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の三層構造、対面型の使い捨て部分を示す図である。 本開示の一実施形態による流量計の三層構造、対面型の使い捨て部分を示す図である。 本開示の別の実施形態による流量計の別の使い捨て部分の上面図である。 本開示の一実施形態による、全音量感知（「ＡＶＳ」）クラムシェル・アセンブリおよび片面型使い捨て部分を含む流量計を示す図である。 本開示の一実施形態による、一体型周囲密封弁付き両面型ＡＶＳアセンブリを含む流量計の側面図である。 本開示の別の実施形態による、周囲ＡＶＳ室付き片面型ＡＶＳアセンブリを含む別の流量計の側面図である。 本開示の別の実施形態による、２つのピストン弁を含むさらに別の流量計の側面図である。 本開示の一実施形態による、半連続的流れを提供する上部と下部のＡＶＳアセンブリを有する流量計を示す図である。 本開示の一実施形態による２つの直列ＡＶＳアセンブリを有する流量計を示す図である。 本開示の一実施形態による負圧源を有する膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による負圧源と正圧源とを有する膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による光センサ式流量計を示す図である。 本開示の一実施形態による圧力制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、図７９および図８３〜図９８との併用に向けた凡例を示す図である。 本開示の一実施形態による、図７９および図８３〜図９８との併用に向けた凡例を示す図である。 本開示の一実施形態による、図７９および図８３〜図９８との併用に向けた凡例を示す図である。 本開示の一実施形態による流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８３の流量制御膜ポンプの動作状態図である。 本開示の一実施形態による、図８４の状態図のアイドル状態にある場合の弁の動作を示す、図８３の流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の状態図のアイドル状態をさらに詳細に示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の正圧弁漏れ試験状態の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の正圧弁漏れ試験状態の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の状態図の正圧弁漏れ試験状態をさらに詳細に示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の負圧弁漏れ試験状態の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の負圧弁漏れ試験状態の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の状態図の負圧弁漏れ試験状態をさらに詳細に示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の充填状態の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の充填状態をさらに詳細に示す図である。 本開示の一実施形態によるＡＶＳ測定の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８４のＡＶＳ測定状態をさらに詳細に示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の排出状態の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図８４の排出状態をさらに詳細に示す図である。 本開示の一実施形態による、使い捨て部分とぴったり重なって流体に力を加える弾性膜を有する、膜ポンプを示す図である。 本開示の実施形態による肺型ポンプの２通りの実施形態を示す図である。 本開示の実施形態による肺型ポンプの２通りの実施形態を示す図である。 本開示の付加的実施形態による肺型ポンプを密封するための様々なガスケットを示す図である。 本開示の付加的実施形態による肺型ポンプを密封するための様々なガスケットを示す図である。 本開示の付加的実施形態による肺型ポンプを密封するための様々なガスケットを示す図である。 本開示の別の実施形態による別の肺型ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、様々なチェックを実行中のピストン・ポンプの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による、様々なチェックを実行中のピストン・ポンプの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による、様々なチェックを実行中のピストン・ポンプの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による、様々なチェックを実行中のピストン・ポンプの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による、様々なチェックを実行中のピストン・ポンプの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による、様々なチェックを実行中のピストン・ポンプの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による、様々なチェックを実行中のピストン・ポンプの動作を示す図である。 本開示の別の実施形態によるピストン・ポンプを示す図である。 本開示の別の実施形態によるピストン・ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図１１３および図１１４の膜ポンプを複数有するカセットを示す２通りの図である。 本開示の一実施形態による図１１３および図１１４の膜ポンプを複数有するカセットを示す２通りの図である。 本開示の一実施形態による膜ポンプと火山型弁とを有するカセットを示す図である。 本開示の一実施形態によるカセット式ポンプのローラ機構を示す図である。 本開示の一実施形態による図１１８のローラ機構との併用に向けたカセット式ポンプの流路を示す図である。 本開示の一実施形態による図１１８のローラ機構との併用に向けたカセット式ポンプの流路を示す図である。 本開示の一実施形態による、ローラを使用する浸透試験の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ピストンを使用する浸透試験の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態によるセル式リザーバを示す図である。 本開示の一実施形態によるチューブ式リザーバを示す図である。 本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリと併せてプランジャ・ポンプを操作する方法を示す複数の段階を示す図である。 本開示の別の実施形態による、ＡＶＳアセンブリと併せてプランジャ・ポンプを操作する方法を示す複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態によるＡＶＳアセンブリを有するプランジャ・ポンプを使用する方法を示す複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態によるＡＶＳアセンブリを有するプランジャ・ポンプを使用する方法を示す複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態によるＡＶＳアセンブリを有するプランジャ・ポンプを使用する方法を示す複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、標準的な点滴用チュービング・セットとの併用に向けた、可変容積内にアクチュエータを有するプランジャ・ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積内にピンチ弁とプランジャを有するカム駆動リニア蠕動ポンプの様々な状態を示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積外にアクチュエータを有し、標準的な点滴用チュービング・セット内での使用に向けたプランジャ・ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積内にピンチ弁とプランジャとを有し、可変容積外に対応するカム機構を有する、カム駆動リニア蠕動ポンプの様々な状態を示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積内にプランジャを有し、可変容積外にアクチュエータを有する、プランジャ・ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積内にプランジャを有し、可変容積外に対応するカム機構を有し、可変容積のハウジング上にピンチ弁を有する、カム駆動リニア蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積内にプランジャを有し、可変容積外にピンチ弁を有する、プランジャ・ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積内にプランジャを有し、可変容積外に対応するカム機構とピンチ弁とを有する、カム駆動リニア蠕動ポンプの様々な状態を示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積内にＡＶＳアセンブリとばねバイアス式狭窄機構とを有するプランジャ・ポンプを使用しての閉塞感知を示す図である。 本開示の一実施形態による、可変容積外で作動するプランジャを有するＡＶＳアセンブリの可変容積内にばね荷重式プランジャを有するポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、ばねバイアス式狭窄機構を内部に有するＡＶＳアセンブリの可変容積内にピンチ弁とカム・シャフトが配置され、可変容積外にプランジャとピンチ弁とを有する、リニア蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリの可変容積外にピンチ弁とプランジャが配置されたリニア蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、一室内に存在するチューブ内の容積を測定するための光センサまたはカメラを有する、プランジャ・ポンプの複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、チューブの周囲にばねバイアス式狭窄機構を有するチューブの流体容積を推定するための光センサを有する室とプランジャおよびピンチ弁とを有するプランジャ・ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、チューブの周囲にばねバイアス式狭窄機構を有するチューブの流体容積を推定するための光センサを有する室を有し、室外にプランジャとピンチ弁とを有する、プランジャ・ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリの可変容積内にピンチ弁が配置されたＡＶＳアセンブリと可変容積外に配置されたプランジャおよびピンチ弁とを有する、プランジャ・ポンプの様々な状態を示す図である。 本開示の一実施形態による図１４７のプランジャ・ポンプの２通りの断面図である。 本開示の一実施形態による図１４７のプランジャ・ポンプの別の２通りの代替的断面図である。 本開示の一実施形態による、ばねバイアス・プランジャを有するプランジャ・ポンプの通常動作時の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ばねバイアス・プランジャを有するプランジャ・ポンプの閉塞感知の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ばねバイアス・プランジャを有するプランジャ・ポンプの漏出感知の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ばねバイアス・プランジャを有するプランジャ・ポンプの弁故障感知および／または気泡感知の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ばねバイアス・プランジャを有するプランジャ・ポンプの空リザーバ感知および／または上流閉塞感知の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ばねバイアス・プランジャを有するプランジャ・ポンプの自由流れ防止の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ばねバイアス・プランジャを有するプランジャ・ポンプの負圧弁チェックの複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリの可変容積を横断するカム・シャフト６７１を有するプランジャ・ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリの可変容積を横断するカム・シャフト６７１を有するプランジャ・ポンプを示す図である。 本開示の複数の実施形態による複数のカム・プロファイルを示す図である。 本開示の複数の実施形態による複数のカム・プロファイルを示す図である。 本開示の複数の実施形態による複数のカム・プロファイルを示す図である。 本開示の複数の実施形態による複数のカム・プロファイルを示す図である。 本開示の一実施形態による、ＡＶＳ室の界面に２つのピンチ弁を有するＡＶＳ室の外部にプランジャとピンチ弁とを有する蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図１６３の蠕動ポンプの動作の複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、ＡＶＳ室外に２つのプランジャを有する蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図１６５の蠕動ポンプの複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、リニア・センサ付きプランジャを有する蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による、図１６７の蠕動ポンプのリニア・センサからのデータのグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による図１６９の蠕動ポンプの複数の段階を示す図である。 本開示の一実施形態による、非閉塞状態と比較した閉塞状態の感知を示す図である。 本開示の一実施形態による、弁完全密閉状態と比較した弁漏れの感知を示す図である。 本開示の一実施形態による、適切な動作状態と比較したチューブ内空気過多またはバルブ故障の感知を示す図である。 本開示の別の実施形態による蠕動ポンプの電子装置を示すブロック図である。 本開示の別の実施形態による蠕動ポンプの電子装置を示すブロック図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による複数のＡＶＳ掃引からのデータを示す図である。 本開示の一実施形態による複数のＡＶＳ掃引からのデータを示す図である。 本開示の一実施形態による複数のＡＶＳ掃引からのデータを示す図である。 本開示の一実施形態による複数のＡＶＳ掃引からのデータを示す図である。 本開示の一実施形態による複数のＡＶＳ掃引からのデータを示す図である。 本開示の一実施形態による図１７５の蠕動ポンプのカム機構の複数の側面図である。 本開示の一実施形態による図１７５の蠕動ポンプのカム機構の複数の側面図である。 本開示の一実施形態による図１７５の蠕動ポンプのカム機構の複数の側面図である。 本開示の一実施形態による図１７５の蠕動ポンプのピンチ弁とプランジャの断面図である。 本開示の一実施形態による、チューブを掴む可撓性フィンガを有するプランジャを示す２通りの図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプのカム機構の一実施形態を示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプのカム機構の一実施形態を示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の付加的な一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の付加的な一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の付加的な一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の付加的な一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の付加的な一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプのカム・シャフトに掛かるトルクを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプの複数のカムのカム・プロファイルを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプの様々なフィードバック・モードを示す図である。 本開示の一実施形態による流体流の推定に使用するリニア・センサのデータを示すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による、カムと連動する有角部材を有する蠕動ポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による、カムと連動する有角部材を有する蠕動ポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による、カムと連動する有角部材を有する蠕動ポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による、カムと連動する有角部材を有する蠕動ポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による、カムと連動する有角部材を有する蠕動ポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による、カムと連動する有角部材を有する蠕動ポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による、カムと連動する有角部材を有する蠕動ポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による図２００〜図２０６の蠕動ポンプの摺動オクルーダの動作を示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による摺動オクルーダの動作を示す図２２２〜図２２３の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図２２２〜図２３８の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図２２２〜図２３８の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図２２２〜図２３８の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図２２２〜図２３８の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図２２２〜図２３８の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図２２２〜図２３８の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の一実施形態による図２２２〜図２３８の蠕動ポンプを示す図である。 本開示の別の実施形態による、本開示で開示される蠕動ポンプでの使用に向けた一体型のカムおよびモータを示す図である。 本開示の別の実施形態による、本開示で開示される蠕動ポンプでの使用に向けた一体型のカムおよびモータを示す図である。 本開示の別の実施形態による、本開示で開示される蠕動ポンプでの使用に向けた一体型のカムおよびモータを示す図である。 本開示の別の実施形態による、本開示で開示される蠕動ポンプでの使用に向けた一体型のカムおよびモータを示す図である。 本開示の別の実施形態による、本開示で開示される蠕動ポンプでの使用に向けた一体型のカムおよびモータを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプのプランジャとピンチ弁の位置測定での使用に向けたカメラ・センサを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプのプランジャとピンチ弁の位置測定での使用に向けたカメラ・センサを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプのプランジャとピンチ弁の位置測定での使用に向けたカメラ・センサを示す図である。 本開示の一実施形態による蠕動ポンプのプランジャとピンチ弁の位置測定での使用に向けたカメラ・センサを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの機械要素をポンプ上方から見た分解図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの機械要素をポンプ下方から見た分解図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドアが開いた状態の機械要素をポンプ上方から見た等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのＰＣＢ、ポンプ本体、ドア、およびギアヘッド付きモータを示す分解図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの開いたドアへ挿入された摺動オクルーダを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドアを開け、一部の要素を取り外してカム・シャフト、ポンプおよび弁が分かる状態を示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの開いたドアへの摺動オクルーダの挿入を示す図である。 ドアの半分が別の分割キャリッジである別のドアを示す図である。 ドアの半分が別の分割キャリッジである別のドアを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドア、レバーおよび摺動キャリッジを示す分解図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドアが開いた状態の機械要素をポンプ下方から見た等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのカム・シャフトの等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのプランジャ・カム・フォロワを前方から見た等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのプランジャ・カム・フォロワを後方から見た等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの弁カム・フォロワを第１の側方から見た等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの弁カム・フォロワを第２の側方から見た等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの出口カムの正投影図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのポンプ・カムの正投影図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの吸入カムの正投影図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのプランジャと弁カム・フォロワの分解図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのカム・フォロワ上のばね保持具の等角図である。 カム、プランジャおよび圧盤の部分を含むポンプの断面図である。 プランジャが注入チューブを圧盤に対して圧縮している状態の断面図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのハウジング、カム・シャフトおよびカム・フォロワの分解図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの上部ハウジングと下部ハウジングの等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの上部ハウジングと下部ハウジングを組み立てた状態の等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの上部ハウジングと下部ハウジングを組み立てた状態の等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのＰＣＢを取り外し、プランジャ上の磁石およびＰＣＢ上の対応するセンサが分かる状態を示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの開いたドアへの摺動オクルーダの挿入を示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの開いたドアへ挿入された摺動オクルーダを示す図である。 開位置にある分割キャリッジを示す図である。 閉位置にある分割キャリッジを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドアを部分的に閉じ、一部の要素を取り外して、閉じられた分割キャリッジ内の摺動オクルーダが分かる状態を示す図である。 分割キャリッジとレバーとの間の多重部分連結を示す等角図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドアを閉じ、一部の要素を取り外して、閉じられた分割キャリッジ内の摺動オクルーダが分かる状態を示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドアを閉じる４つのステップを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドアを閉じる４つのステップを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドアを閉じる４つのステップを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの本体にピンを係合させる、ドア上のレバーを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドア内のばね要素を示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドア上のレバーの２つの掛止フックを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの縦断面図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプの横断面図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドア内で閉位置にあるレバー掛止フック上に戻り止めを係合させるばねピンを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプのドア内で開位置にあるレバー掛止フック上に戻り止めを係合させるばねピンを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプ上にドアがある場合に、摺動オクルーダによって移動させられる摺動オクルーダ感知レバーを示す図である。 Ｌ字形カム・フォロワを有する蠕動ポンプ上にドアがある場合に、掛止フックによって移動させられる掛止フック感知レバーを示す図である。 本開示の一実施形態による患者ベッドサイド・システムを示す図である。 本開示の一実施形態による患者ベッドサイド・システムを示す図である。 本開示の一実施形態による患者ベッドサイド・システムを示す図である。 本開示の一実施形態による患者ベッドサイド・システムを示す図である。 本開示の一実施形態による図３０３〜図３０６に記載のポンプに取付可能なクランプの界面の一部分を示す拡大図である。 本開示の一実施形態による図３０１に記載の界面の別の部分を示す別の拡大図である。 本開示の一実施形態による図３０３〜図３０６に記載のポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による図３０３〜図３０６に記載のポンプの透視図である。 本開示の一実施形態による、グラフィック・ユーザ・インターフェースが画面に表示されるポンプの透視図である。 本開示の一実施形態によるグラフィック・ユーザ・インターフェースの注入プログラミング用画面の一例を示す図である。 本開示の一実施形態によるグラフィック・ユーザ・インターフェースの注入プログラミング用画面の一例を示す図である。 本開示の一実施形態によるグラフィック・ユーザ・インターフェースの注入プログラミング用画面の一例を示す図である。 本開示の一実施形態によるグラフィック・ユーザ・インターフェースの注入プログラミング用画面の一例を示す図である。 本開示の一実施形態によるグラフィック・ユーザ・インターフェースの注入プログラミング用画面の一例を示す図である。 本開示の一実施形態による一注入例における注入速度の経時的変化を表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による一注入例における注入速度の経時的変化を表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による一注入例における注入速度の経時的変化を表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による一注入例における注入速度の経時的変化を表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による一注入例における注入速度の経時的変化を表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態によるグラフィック・ユーザ・インターフェースの薬物投与ライブラリ画面の一例を示す図である。 バッテリ駆動式ドロー・スピーカの概略図である。 本開示の一実施形態に従った蠕動ポンプの電気ブロック図である。 本開示の一実施形態に従った蠕動ポンプの詳細電気ブロック図である。 本開示の一実施形態に従ったカム角度に対するリニア・エンコーダ信号を示したグラフである。 本開示の一実施形態に従った時間に対する容積を示したグラフである。 本開示の一実施形態に従った容積に対するカム・シャフト角度を示したグラフである。 本開示の一実施形態に従った蠕動ポンプの送達ライン下流側に関する可能な測定圧力対時間を示したトレースである。 本開示の一実施形態に従った状態図である。 本開示の一実施形態に従ったソフトウェア・ブロック図である。 本開示の一実施形態に従ったソフトウェア・ブロック図である。 本開示の一実施形態に従った注入ポンプのモータを制御するためのフィードバックベースの制御ループを示した図である。 本開示の一実施形態に従った注入ポンプのソフトウェア動作を例証するためのプロセス図である。 本開示の一実施形態に従った注入ポンプと一緒に使用するための２つのデュアルバンド・アンテナを示した図である。 本開示の一実施形態に従った注入ポンプと一緒に使用するための２つのデュアルバンド・アンテナを示した図である。
図１は、流体注入システム１のブロック図である。システム１は、流体を収容してそれ
を患者５へ注入するための流体リザーバ２、３および４を含む。流体リザーバ２、３およ
び４はそれぞれ点滴室７、８および９への重力供給式である。点滴室７、８および９はそ
れぞれ流量計１０、１１および１２へ供給される。流量計１０、１１および１２から、流
体はそれぞれ自由流れ感知器１３、１４および１５へ供給される。
システム１は、自由流れ感知器１３、１４および１５の各自由流れ感知器からの弁１６
、１７および１８をも含む。ポンプ１９、２０および２１は弁１６、１７および１８から
の流体を受け、コネクタ２２を使用して流体を混合する。弁１６、１７および１８はそれ
ぞれ、ポンプ１９、２０および２１と無線通信または有線通信されることにより流量およ
び／または吐出プロファイルを制御するものであってもよい。例えば、ポンプ１９は弁１
６と無線通信して、例えばポンプ１９が所定の速度で稼働する場合に目標流量を達成する
よう弁１６の開閉を調節するものであってもよい。弁１６は一部の実施形態においてポン
プ１９より下流に位置していてもよい。
コネクタ２２からの流体は閉塞感知器２３へ供給され、さらに空気感知器２４へ供給さ
れる。閉塞感知器２３は、システム１のチュービング内に閉塞が生じている状態を感知し
得る。閉塞感知器２３は、チューブに対して圧縮され、その結果、所定の閾値を超える増
加が閉塞の指標となる圧力センサであってもよい。空気感知器２４は、例えば患者５へ向
かって流れている場合にチュービング内に空気が存在していると感知する。注入部位モニ
タ２６へ入る前に、流体は弁２５を通過する。
監視クライアント６は、一部の実施形態において、システム１の動作を監視する。例え
ば、閉塞感知器２３によって閉塞が感知され、かつ／または空気感知器２４によって空気
が感知されると、監視クライアント６は弁２５へ信号を無線通信して患者５への流体流を
停止させ得る。
監視クライアント６は、処方箋を薬局へ遠隔送信するものであってもよい。処方箋は、
流体ポンプを使用して流体を注入するための処方箋であってもよい。薬局は、処方箋を受
診して１つまたは複数のコンピュータ内で待機させるための、ネットワーク（例えばイン
ターネット）へ接続された１つまたは複数のコンピュータを含み得る。薬局は処方箋を使
用して、薬物の化合（例えば１つまたは複数のコンピュータへ結合された自動化合装置を
使用して、もしくは１つまたは複数のコンピュータ待ち行列を閲覧する薬剤師の手作業に
よって）、注入ポンプに付帯する流体リザーバの事前充填、および／または注入ポンプの
プログラミング（例えば処置計画を注入ポンプ１９へ組み込む）を、処方箋に従って薬局
で行うことができる。流体リザーバ２は自動化合装置によって自動充填されるものであっ
てよく、かつ／または注入ポンプ１９は自動化合装置によって自動的にプログラムされる
ものであってもよい。自動化合装置はバーコード、ＲＦＩＤタグ２９および／またはデー
タを生成し得る。バーコード、ＲＦＩＤタグ２９および／またはデータの中の情報は、処
置計画、処方箋、および／または患者情報を含み得る。自動化合装置は、バーコードを流
体リザーバ２および／または注入ポンプ１９へ添付する；ＲＦＩＤタグ２９を流体リザー
バ２および／または注入ポンプ１９へ添付する；および／またはＲＦＩＤタグ２９もしく
は流体リザーバ２もしくは注入ポンプ１９の中のメモリを情報またはデータでプログラム
するものであってもよい。データまたは情報は、例えばバーコード、ＲＦＩＤタグ２９ま
たはメモリの中の通し番号または他の識別情報を使用して、処方箋と流体リザーバおよび
／または注入ポンプ１９とを関連付けるデータベース（例えば電子医療記録）へ送信され
得る。
注入ポンプ１９は、特定の患者（例えば患者のバーコード、ＲＦＩＤ２７または他の患
者情報から決定される）について、流体リザーバ２内の流体が正しいかどうか、正しい流
体リザーバ２であるかどうか、注入ポンプ１９へプログラムされた処置が流体リザーバ２
内の流体に対応しているかどうか、および／または流体リザーバ２と注入ポンプ１９の中
の流体が正しいかどうか判定するためのスキャナ、例えばＲＦＩＤタグ２９へ問い合わせ
るＲＦＩＤ呼掛器または流体リザーバ２のバーコードをスキャンするバーコード・スキャ
ナを有していてもよい。例えば、注入ポンプ１９は流体リザーバ２のＲＦＩＤタグ２９を
スキャンし、ＲＦＩＤタグ２９内で符号化された通し番号または流体種別が注入ポンプ１
９内でプログラムされた処置によって示されるものと同じであるかどうか、チェックする
ものであってもよい。それに加えて、または代替として、注入ポンプ１９は流体リザーバ
２のＲＦＩＤタグ２９に通し番号を問い合わせ、そして患者５のＲＦＩＤタグ２７に患者
通し番号を問い合わせ、さらに電子医療記録に問い合わせて、ＲＦＩＤタグ２９内の流体
リザーバ１９の通し番号が電子医療記録によって示される通りのＲＦＩＤタグ２７内の患
者通し番号と一致するかどうか、判定するものであってもよい。それに加えて、または代
替として、監視クライアント６は、特定の患者（例えば患者のバーコード、ＲＦＩＤタグ
２７、電子医療記録または他の患者識別情報または情報によって決定される通り）につい
て、流体リザーバ２内の流体が正しいかどうか、正しい流体リザーバ２であるかどうか、
注入ポンプ１９へプログラムされた処置が流体リザーバ２内の流体に対応しているかどう
か、および／または流体リザーバ２と注入ポンプ１９が正しいかどうか判定するため、流
体リザーバ２のＲＦＩＤタグ２９および注入ポンプ１９のＲＦＩＤタグをスキャンするも
のであってもよい。それに加えて、または代替として、監視クライアント６または注入ポ
ンプ１９は、処方箋を検証またはダウンロードするため、例えば注入ポンプ１９または流
体リザーバ２に記載されたバーコード通し番号を使用して電子医療記録データベースおよ
び／または薬局へ問い合わせるものであってもよい。
それに加えて、または代替として、安全な薬物送達を確保するよう、ポンプ１９、２０
および２１からの流れを監視クライアント６によって監視および／または制御され得る。
監視クライアント６は、腕輪２８に取り付けられたＲＦＩＤタグ２７を、さらに流体リザ
ーバ２、３および４それぞれに取り付けられたＲＦＩＤタグ２９、３０および３１をスキ
ャンし得る。監視クライアント６は患者５の腕輪に取り付けられたＲＦＩＤタグ２７に関
連付けられた電子医療記録（「ＥＭＲ」）をダウンロードし、それを患者５のＥＭＲに記
載された１つまたは複数の処方箋と比較し得る。ＥＭＲが、流体リザーバ２、３および４
が正しい薬剤を収容していることを示せば、ユーザはポンプ１９、２０および／または２
１経由での患者５への流体のポンプ輸送を開始するための命令を、監視クライアント６へ
入力することができる。
注入部位モニタ２６は、流体が患者５へ供給される部位を監視する。注入部位モニタ２
６は入力ポート４０８から流体を受け取り、流体を出力ポート４０９経由で患者５へ供給
する。図２に記載の通り、一部の実施形態において、注入部位モニタ２６は選択的に空気
感知器４１０、浸透感知器３２、圧力センサ３３、流体温度センサ３４、および／または
患者体温センサ３５を含む。一部の実施形態において、注入部位モニタ２６は選択的に周
囲気温センサ３６およびＲＦＩＤ呼掛器４１Ａを含む。
注入部位モニタ２６は、プロセッサ３７とメモリ３８をも含む。メモリ３８は、プロセ
ッサ３７上で実行されるよう設定されたプロセッサ実行可能命令を含み得る。プロセッサ
３７は空気感知器４１０、浸透感知器３２、圧力センサ３３、流体温度センサ、患者体温
センサ３５、周囲気温センサ３６、ＲＦＩＤ呼掛器４１Ａ、ユーザ入力３９およびボタン
４０と動作可能に通信し、例えばプロセッサ３７はバス、パラレル通信リンク、シリアル
通信リンク、無線通信リンク等へ結合され得る。図１および図２を参照しながら、４１０
、３２、３３、３３、３４、３５、３６、３９、４０および／または４１の様々な回路か
らの情報は、例えばＷｉＦｉ、ＵＳＢ、シリアル、ＷｉＭａｘ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚ
ｉｇｂｅｅ等の有線または無線の通信リンク経由で監視クライアント６へ伝達され得る。
図１において、ポンプ１９、２０および２１、または流体リザーバ２、３および４はそ
れぞれ、ラインに沿ってポンプ輸送装置、監視装置または計量装置など他の装置へと移動
する圧力「特性」を生成するための上流および／または下流の圧力生成源（オクルーダ、
スピーカ等）を含み得る。これらの圧力特性は各ライン内の圧力の指標とすることができ
、各ラインの識別および流量調整に使用することができ、および／またはラインの流量測
定の望ましい結果の指標とすることができる。圧力特性は、デジタル・データまたはアナ
ログ信号等の情報を符号化するために変調される、圧電セラミックによって生成される超
音波信号、例えばＦＭ変調、ＡＭ変調、デジタル変調、アナログ変調等を伴う音響搬送波
周波数であってもよい。
例えば、ポンプ１９、２０および２１はそれぞれ、点滴ラインから注入部位モニタ２６
（圧力波を感知するトランスデューサを含み得る）にかけて音圧を伝達し、その経路全体
の予想流量を注入部位モニタ２６に示すことができる。流量計（図２参照）は流体流量を
測定可能で、測定された流体流量の逸脱量がある所定の量に達すると、注入部位モニタ２
６はアラームおよび／または警報を発することができ、例えばアラームは弁１６、１７、
１８および２５に閉じるよう信号を送ることができ、および／または監視クライアント６
はその情報を記録目的で使用する、および／または弁１６、１７、１８および２５を閉じ
させることができる。
再び図２を参照しながら、また前述の通り、プロセッサ３７はユーザ入力３９および１
つまたは複数のボタン４０と動作可能に通信する。注入部位モニタ２６は、患者５の処置
監視を開始するための信号をプロセッサ３７へ送るため、様々なユーザ入力３９を受け取
ることができる。それに加えて、または代替として、注入部位モニタ２６は患者５の腕輪
のＲＦＩＤタグ２７（図１参照）に問い合わせて、注入部位モニタ２６が正しい患者５へ
結合されているかどうか判定することができる。
空気感知器４１０はプロセッサ３７と動作可能に通信する。空気感知器４１０は、入力
ポート２９経由で注入部位モニタ２６へ進入する空気の量を測定、推定および／または判
定することができる。一部の実施形態において、プロセッサ３７は、チューブ内の空気が
所定の閾値を超えると決定した場合、アラームまたは警報を監視クライアント６（図１参
照）に伝達し、監視クライアント６は患者５への流体流を遮断するための信号を弁２５へ
送ることができる。それに加えて、または代替として、プロセッサ３７は、チューブ内の
空気が所定の閾値を超えると、流体流を止めるためのアラームまたは警報を弁２５もしく
はポンプ１９、２０および２１のうち１つまたは複数に伝達することができる。空気感知
器４１０は、超音波空気探知器、インピーダンス式空気感知器等であってもよい。
浸透感知器３２はプロセッサ３７と動作可能に通信する。浸透感知器３２は、浸透試験
中に出力ポート３０経由で注入部位モニタ２６へ進入する血液の量を測定、推定および／
または判定することができる。一部の実施形態において、プロセッサ３７は、浸透試験中
にチューブ内の血液が所定の閾値未満であると決定した場合、アラームまたは警報を監視
クライアント６（図１参照）に伝達し、監視クライアント６は患者５への流体流を遮断す
るための信号を弁２５へ送ることができる。それに加えて、または代替として、プロセッ
サ３７は、浸透試験の結果、浸透が発生したと決定されると、流体流を止めるためのアラ
ームまたは警報を弁２５もしくはポンプ１９、２０および２１のうち１つまたは複数に伝
達することができる。浸透試験は、血液が実際に注入部位モニタ２６へ流入するかどうか
判定するためポンプ１９、２０および／または２１のうち１つまたは複数を反転させる過
程を含み得る。浸透が発生してしまうと、血液は注入部位モニタ２６へ流入しにくくなる
。したがって、浸透が発生していなければ、流体が患者５から引き出される場合、所定の
最低限の量の血液がポンプの作用によってチューブ４１へ戻されるはずである。浸透感知
器３２はＣＣＤ式感知器、カメラ式感知器、光学式感知器等であってもよい。
圧力センサ３３はプロセッサ３７と動作可能に通信する。圧力センサ３３は、ポート２
９および３０経由で注入部位モニタ２６へ進入、注入部位モニタ２６から退出および／ま
たは注入部位モニタ２６を通過する圧力の量を測定、推定および／または判定することが
できる。一部の実施形態において、プロセッサ３７は、チューブ内の圧力が所定の閾値を
超える、および／または所定の閾値を下回ると決定した場合、アラームまたは警報を監視
クライアント６（図１参照）に伝達し、監視クライアント６は患者５への流体流を遮断す
るための信号を弁２５へ送ることができる。圧力センサ３３は、力が加えられる場合、伸
張される場合、および／または引っ張られる場合に抵抗が変化する抵抗素子であってもよ
い。抵抗素子をチューブ４１の周囲に巻き付け、その結果、流体の圧力によってチューブ
４１を拡張させ、抵抗素子の抵抗を測定してチューブ内の圧力と関連付けることができる
ようにしてもよく、例えば抵抗を測定し、ルックアップ・テーブルを使用してチューブ４
１内の推定圧力を検索できるようにしてもよい。一部の実施形態において、プロセッサ３
７は、チューブ内の圧力が所定の最高値を超える、もしくは所定の最低値未満であると決
定した場合、アラームまたは警報を監視クライアント６（図１参照）に伝達し、監視クラ
イアント６は患者５への流体流を遮断するための信号を弁２５へ送ることができる。それ
に加えて、または代替として、プロセッサ３７は、所定の最高値を超えるもしくは所定の
最低値未満の、流体ライン４１内の測定圧力を圧力センサ３３から受けると、流体流を止
めるためのアラームまたは警報を弁２５もしくはポンプ１９、２０および２１のうち１つ
または複数に伝達することができる。
流体温度センサ３４はプロセッサ３７と動作可能に通信する。流体温度センサ３４は、
チューブ４１内の流体温度を測定、推定および／または判定することができる。一部の実
施形態において、プロセッサ３７は、チューブ４１内の流体温度が所定の閾値を超える、
および／または所定の閾値を下回ると決定した場合、アラームまたは警報を監視クライア
ント６（図１参照）に伝達し、監視クライアント６は患者５への流体流を遮断するための
信号を弁２５へ送ることができる。一部の実施形態において、ユーザは例えば監視クライ
アント６のタッチ画面を使用して、アラームまたは警報を無効にすることができる。それ
に加えて、または代替として、プロセッサ３７は、流体が所定の閾値を超える、および／
または所定の閾値を下回ることを示す、チューブ４１内の流体の推定温度を受けると、流
体流を止めるためのアラームまたは警報を弁２５もしくはポンプ１９、２０および２１の
うち１つまたは複数に伝達することができる。流体温度センサ３４は、温度感受性材料、
正温度係数材料、負温度係数材料、または他の温度センサ技術を利用するものであっても
よい。
患者体温センサ３５はプロセッサ３７と動作可能に通信する。患者体温センサ３５は、
患者５の体温を測定、推定および／または判定することができる（図１参照）。患者５の
体温は、その患者の状態、薬剤に影響を及ぼす温度との適合、または薬剤に影響を及ぼす
温度の効果の判定に使用され得る。患者５の体温（患者状態パラメータ）は、監視クライ
アント６へ伝達され得る（図１参照）。一部の実施形態において、プロセッサ３７は、患
者５の体温が所定の閾値を超える、または所定の閾値を下回ると決定した場合、アラーム
または警報を監視クライアント６（図１参照）に伝達し、監視クライアント６は患者５へ
の流体流を遮断するための信号を弁２５へ送る、警報を遠隔通信機へ送信する、および／
または注入部位モニタ２６内の内蔵スピーカ４２または振動モータ４３を介して状態を介
護者へ通知することができる。それに加えて、または代替として、プロセッサ３７は、所
定の閾値を超える、または所定の閾値を下回る推定体温を患者体温センサ３５から受ける
と、流体流を止めるためのアラームまたは警報を弁２５もしくはポンプ１９、２０および
２１のうち１つまたは複数に伝達することができる。患者体温センサ３５は、温度感受性
材料、正温度係数材料、負温度係数材料、または他の温度センサ技術を利用するものであ
ってもよい。
周囲気温センサ３６はプロセッサ３７と動作可能に通信する。周囲気温センサ３６は、
注入部位モニタ２６内の周囲気温を、もしくは別の実施形態では注入部位モニタ２６の外
部の気温を測定、推定および／または判定することができる。過剰な周囲気温は、一部の
特定の実施形態において、電子部品故障の指標となり得る。一部の実施形態において、プ
ロセッサ３７は、周囲気温センサ３６からの温度が所定の閾値を超える、または所定の閾
値を下回ると決定した場合、アラームまたは警報を監視クライアント６（図１参照）に伝
達し、監視クライアント６は患者５への流体流を遮断するための信号を弁２５へ送ること
ができる。それに加えて、または代替として、プロセッサ３７は、所定の閾値を超える、
または所定の閾値を下回る推定気温を周囲気温センサ３６から受けると、流体流を止める
ためのアラームまたは警報を弁２５もしくはポンプ１９、２０および２１のうち１つまた
は複数に伝達することができる。周囲気温センサ３６は、温度感受性材料、正温度係数材
料、負温度係数材料、または他の温度センサ技術を利用するものであってもよい。
図面を参照すると、図３は、本開示の一実施形態による図１のシステムの流体注入ポン
プのブロック図である。図３のポンプ１９は図１のポンプ１９に該当するものとして記載
されているが、図３のポンプ１９は図１のポンプ１９、２０および２１のうち１つまたは
複数であってよい、もしくは本開示で開示された任意の十分な数のポンプに含まれてよい
。
ポンプ１９は、メモリ３８に結合されたプロセッサ３７を含む。プロセッサ３７は、プ
ロセッサ３７上で実行されるよう設定されたプロセッサ実行可能命令を受け取るよう、メ
モリ３８と動作可能に通信する。一部の実施形態において、プロセッサ３７は、選択的に
、ユーザ入力３９、空気感知器４１０、流体温度センサ３４、弁４７、４９、５１および
５２、流量計４８、アクチュエータ５４、エア・フィルタ５０、排液室５３ならびに／ま
たは圧力センサ３３と動作可能に通信する。
ポンプは、チューブ５６内に収容されてポンプを通過する流体に対して動作する、アク
チュエータ５４を含む。アクチュエータ５４は、チューブ５６に対して直接動作する、も
しくはアクチュエータ５４内に収容された１つまたは複数の膜を作動させるものであって
もよい。一部の実施形態において、弁４７と４９はアクチュエータ５４と協働して流体、
例えば液体を入力ポート４４からチューブ５６経由で出力ポート４５へとポンプ輸送する
。本開示の一部の実施形態において、ポンプ１９は内部チュービングも、外部チュービン
グへの界面も含まない。
エア・フィルタ５０はチューブ５６からの空気を濾過する。代替的実施形態において、
エア・フィルタ５０は空気感知器４１０より上流に位置する。弁５２は、空気がチューブ
５６から分岐チューブ５７経由で排液室５３へ進入できるよう起動し得る。
図面を参照すると、図４および図５は点滴室５９を受ける点滴室ホルダ５８を示す図で
ある。後述する通り、点滴室５８は本開示の一実施形態による自由流れ感知器を含む。そ
れに加えて、代替として、または選択的に、点滴室５８は本開示の一部の実施形態による
流量計を含み得る。図４は点滴室ホルダ５８のドア６２を閉めた状態を示す図であり、図
５は点滴室５８ホルダのドア６２を開いた状態を示す図である。点滴室ホルダ５８は、図
１の点滴室７、流量計１０および自由流れ感知器１３が一体化されたもの、もしくは何ら
かの形で組み合わされたものを含み得る。点滴室ホルダ５８は開始ボタン６０と停止ボタ
ン６１とを含む。点滴室ホルダは、そこを通過する流体を止める弁を含み得る、もしくは
図１の弁１６など別の弁に流体の流れを止めるための信号を送ることができる。
点滴室ホルダ５８は選択的に、流体流を推定および／または自由流れ状態を感知できる
カメラ６３と６４とを含む。点滴室ホルダ５８は２つのカメラ（例えば６３と６４）を含
むが、一部の実施形態ではカメラ６３と６４のうち１つのみ使用してもよい。カメラ６３
と６４は、点滴室５９内で形成される際の滴を撮像し、そのサイズを推定することができ
る。滴のサイズは、点滴室５９を通過する流体流の推定に使用され得る。例えば、本開示
の一部の実施形態において、カメラ６３と６４は点滴室５９内で形成される滴のサイズの
輪郭を推定する端部感知アルゴリズムを使用することができ、点滴室５９内のプロセッサ
（例えば図１２または図１４のプロセッサ９０）は輪郭が滴のあらゆる角度から均一であ
ると想定することができ、また輪郭から滴のサイズを推定することができる。図４および
図５に記載の典型的実施形態において、２つのカメラ６３と６４は２つの輪郭を総合して
平均し、滴のサイズを推定することができる。カメラ６３と６４は、本開示で記述される
ような滴のサイズの認識を円滑化するための基準背景パターンを使用するものであっても
よい。
本開示の別の実施形態において、カメラ６３と６４は、自由流れ状態が存在するかどう
か判定するために流体を撮像する。カメラ６３と６４は、流体が自由に流れている（すな
わち、滴が形成されず、流体が点滴室５９を通って連続的に流れる状態である）かどうか
判定するために背景パターンを使用することができる。点滴室ホルダ５８は２つのカメラ
（例えば６３と６４）を含むが、一部の実施形態ではカメラ６３と６４のうち１つのみ、
自由流れ状態が存在するかどうかの判定に使用してもよい。
それに加えて、または代替として、本開示の一部の実施形態において、別のカメラ６５
が流体ライン６６を監視して、流体ライン内の１つまたは複数の気泡の存在を感知する。
別の実施形態において、別の気泡感知器をカメラ６５の代わりに使用してもよい。さらな
る付加的実施形態において、点滴室ホルダ５８では気泡感知を使用しない。
図６は、本開示の別の実施形態による別の点滴室ホルダ６７のブロック図である。点滴
室ホルダ６７は、点滴袋６９から流体を受ける光学式点滴カウンタ６８を含む。別の実施
形態において、光学式点滴カウンタ６８はカメラ、一対のカメラ、容量性点滴カウンタ等
である。点滴室ホルダ６７は、モータ７２によって制御されるホルダ・クランプ７１へ結
合されたチューブ７０へ結合される。モータ７２は、ローラ・クランプ７４を制御するリ
ード・スクリュ機構７３へ結合され得る。
モータ７２はサーボ・モータであってもよく、またチューブ７０を通過する流量の調節
に使用され得る。つまり、点滴室６７は流量計兼調整器の役割も果たし得る。例えば、点
滴室６７内のプロセッサ７５は、光学式点滴カウンタ６８によって測定される流量が望ま
しい流量となるよう、モータ７２を調節することができる。プロセッサ７５は、光学式点
滴カウンタ６８をフィードバックとして使用する制御アルゴリズム、例えばモータ７２へ
出力し、光学式点滴カウンタ６８からフィードバックを受信する比例・積分・微分（「Ｐ
ＩＤ」）制御ループを実装することができる。
別の実施形態において、モータ７２、リード・スクリュ機構７３およびローラ・クラン
プ７４を、チューブ７０を圧搾するアクチュエータ（例えばモータによって駆動されるカ
ム機構またはリンケージを使用するもの）に置き換える、および／またはアクチュエータ
で補完する、もしくはモータによって駆動される任意の十分なローラ、スクリュ、または
スライダに置き換えてもよい。
点滴室ホルダ６７はさらに、ディスプレイ、例えば図４および図５の点滴室ホルダ５８
に記載のようなディスプレイ７６を含むものであってもよい。ディスプレイは、目標流量
の設定、現在の流量の表示に使用してよく、および／または例えばタッチ画面ボタンの提
供、流量の停止に使用してもよい（もしくは図４および図５に記載のようなボタン６１を
流体流の停止に使用してもよい）。
再び図４を参照すると、本開示の一部の特定の実施形態において、カメラ６３および／
または６４は、４２７５ Ｂｕｒｔｏｎ Ｄｒｉｖｅ、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ、Ｃａｌ
ｉｆｏｒｎｉａ ９５０５４のＯｍｎｉＶｉｓｉｏｎ製カメラ・キューブであってもよい
。例えば、カメラ・キューブは電話機カメラ用途向けに製造されたものであってもよい。
本開示の一部の実施形態において、カメラ６３および／または６４は、固定焦点を使用し
、被写界深度（「ＤＯＦ」）が１５センチメートル〜無限大のものであってもよい。
カメラ６３と６４はそれぞれ、１ピクセルの領域内に完全に収まるカメラ６３および／
または６４のうち１つの範囲内で撮像される１点の錯乱円を有するものであってよい。例
示的実施形態において、カメラ６３と６４のカメラ・レンズは焦点距離が１．１５ミリメ
ートル、Ｆ＃が３．０、開口が０．３８３３ミリメートルのものであってよい。カメラ６
３と６４のうち１つまたは複数における光学系の第１次近似は行列方程式を使用して作成
することができ、光線ｒはすべて、以下の通り、式（１）に記載のベクトルとして表され
る。
Figure 2017020508
上式（１）中、ｈはカメラ６３および／または６４のカメラ・システムへの入口での光
線の高さ、θは光線の角度である。図７を参照すると、カメラ６３または６４（焦点距離
をｆとする）のうち１つのレンズから距離ｄｉｍの位置にある仮説上の点を撮像する場合
、レンズは焦点面から距離ｄｆｐの位置にあるとすると、これに対応してカメラ（カメラ
６３および／または６４のうち１つまたは両方）を表す行列Ｍｃａｍは以下の通り、式（
２）によって表される。
Figure 2017020508
光線が当たる場所を焦点面ｆｐ上で見つけるには、以下の通り、式（３）に記載の行列
乗算を用いるとよい。
Figure 2017020508
図７に記載の通り、錯乱円の直径Ｄｂｌｕｒはおおよそ、図７に記載の２点間の距離と
して示される。この距離は、光軸上のレンズからｄｉｍ離れた点から、光線をレンズの端
部へ、そして焦点面に至るまで追跡すると分かる。この光線は以下の通り、式（４）に記
載のベクトルによって付与される。
Figure 2017020508
図８に記載の通り、錯乱円Ｄｂｌｕｒは、様々な、レンズから焦点面までの間隔および
レンズから画像までの間隔について計算され、示されている。等高線図７７も図８で示さ
れている。ｘ軸は、焦点面と、カメラ６３および／または６４のうち１つのレンズから焦
点距離分離れた位置にある１点の間の距離をミクロン単位で示す。ｙ軸は、レンズと撮像
対象点の間の距離をメートル単位で示す。等高線図７７を創出する値は、錯乱円のサイズ
をピクセルサイズで割った値であり、したがって約１以下の値であれば撮像に十分である
。図８に記載の通り、焦点面は焦点距離に５マイクロメートルを加算した分、レンズから
離れた位置にある。
カメラ６３および／または６４は、第２のレンズを利用し得る。例えば、カメラ６３お
よび／または６４のうち１つまたは複数が、比較的大きめの被写界深度と比較的大きめの
視野を創出するために第２のレンズを利用し得る。２つのレンズを利用する被写界深度は
、上記と同じ分析を用いて計算できるが、第２のレンズおよび追加距離に適応するよう光
学マトリックスが修正され、これは以下の通り、式（５）で示される。
Figure 2017020508
図９および図１０は、レンズとカメラの間隔に伴う視野の変化と、対応するカメラの焦
点の変化を示す図である。図９および図１０は、ピクセルサイズで分けた錯乱円を示す図
である。図９は、焦点距離２０ミリメートルのレンズを使用した場合のピクセルサイズで
分けた錯乱円を示す図である。図１０は、焦点距離４０ミリメートルのレンズを使用した
場合のピクセルサイズで分けた錯乱円を示す図である。図９および図１０の２通りの構成
における隅部の光軸を中心とした対応する視野が、図１１の表に示されている。
図１１に記載の通り、一部の実施形態において、図４および図５のカメラ６３と６４は
４０ｍｍ〜６０ｍｍの焦点距離のレンズを利用できる。この構成は、カメラ６３と６４の
うち１つまたは複数を焦点から約２インチ離して配置する構成を含む。本開示の他の実施
形態において、図１１に不記載の構成を含め、他の構成を使用してもよい。
例えば、以下の分析は、カメラ６３と６４のうち１つまたは複数について被写界深度を
設定可能な方法、すなわち焦点距離ｆのレンズを使用し、焦点面からの距離をｚとし、空
間内の１点からの距離をｄとする方法を示し、システムの行列は以下の通り、式（６）で
示される。
Figure 2017020508
式（６）は以下の通り、式（７）へと約分される。
Figure 2017020508
式（７）は以下の通り、式（８）へと約分される。
Figure 2017020508
軸上の点を考察すると、高さはすべてゼロとなる。異なる光線が当たる焦点面上の点は
、以下の通り、式（９）によって付与される。
Figure 2017020508
上式（９）に記載の通り、θは光線の角度である。完璧な合焦点は、以下の通り、式（
１０）に記載のレンズ・メーカーの方程式によって付与される。
Figure 2017020508
式（１０）を再整理すると、以下の通り、式（１１）を導き出すことができる。
Figure 2017020508
光線が当たる点を示すため、式（１１）からｄを（９）へ挿入すると、以下の通り、式
（１２）となる。
Figure 2017020508
この点を離脱する光線はすべて、光軸で焦点面に当たる。式（１３）に記載の通り、カ
メラ６３および／または６５が焦点から距離δ移動する場合の状況は以下のように表され
る。
Figure 2017020508
式（１３）は、カメラ６３と６４のレンズの位置を焦点面を基準に適切に決めることに
より、発明者らが被写界深度を変えることができることを示す。それに加えて、スポット
・サイズは角度θの大きさに左右される。この角度は、カメラ６３および／または６４に
よって創出される視覚システムの開口に直線的に左右される。
それに加えて、または代替として、本開示の一部の実施形態により、カメラ６３と６４
を、以下を含む様々なパラメータについて調節することによって実装することができる：
視覚システムのコンパクトさ、位置合わせ、環境への感度に対して焦点までの距離が及ぼ
す影響；システムの視野；システムの位置合わせに対する許容度および環境に対するシス
テムの感度に対してレンズから焦点面までの間隔が及ぼす影響。
図１２は、本開示の一実施形態による図４および図５の点滴室ホルダのカメラの撮像シ
ステム７８のブロック図である。図４および図５のカメラ６３は図１２を参照して記述さ
れることになるが、カメラ６４も図１２に記載の構成を利用し得る。
図１２は、カメラ６３、点滴室５９を介して少なくとも部分的に光を照らす均一バック
・ライト７９、および均一バック・ライト７９からの光を受ける赤外線（「ＩＲ」）フィ
ルタ８０を含む、撮像システム７８を示す図である。システム７８は、カメラ６３および
／または均一バック・ライト７９へ動作可能に結合され得るプロセッサ９０をも含む。
均一バック・ライト７９は、同じ色または異なる色の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）の
アレイ、電球、周囲光を受ける窓、白熱電灯等であってもよい。別の実施形態において、
均一バック・ライト７９を１つまたは複数の点光源に置き換えてもよい。
プロセッサ９０は、カメラ６３に合わせて均一バック・ライト７９を変調し得る。例え
ば、プロセッサ９０は所定の長さの時間にわたり均一バック・ライト７９を起動し、カメ
ラ６３へ信号を送って少なくとも１つの画像を捉えさせ、その後、均一バック・ライト７
９へ消灯信号を送ることができる。カメラ６３からの１つまたは複数の画像は、流量の推
定および／または自由流れ状態の感知のため、マイクロプロセッサによって処理され得る
。例えば、本開示の一実施形態において、システム７８は点滴室５９内で形成される滴の
サイズを監視し、所定の長さの時間内に点滴室５９を通過する滴の数を数える。プロセッ
サ９０はある期間にわたる個々の滴からの周期的な流れを平均して流量を推定することが
できる。例えば、個々の容積がＹの滴がＸ個、時間Ｚ内に点滴室を通って流れるとすると
、流量は（Ｘ＊Ｙ）／Ｚとして算出され得る。
それに加えて、または代替として、システム７８は、点滴流体が点滴室５９を通って連
続的に流れている状態（すなわち、自由流れ状態中）を決定し得る。均一バック・ライト
７９は点滴室５９を通って照らすことにより、点滴室５９の画像をカメラ６３へ提供する
。カメラ６３は点滴室５９の１つまたは複数の画像を捉えることができる。
システム７８の別の配向を、均一バック・ライト７９の感度および／または配向、カメ
ラ６３、均一バック・ライト７９からの光の特性、および周囲光の説明に使用してもよい
。本開示の一部の実施形態において、プロセッサ９０は、均一バック・ライト７９によっ
て容易になるカメラ６３による収集画像の均一性を利用するアルゴリズムを実装する。例
えば、均一バック・ライト７９を利用すると、一貫して均一な画像をカメラ６３で捉える
ことができる。
周囲照明は、直射日光に起因するものなど、カメラ６３から受ける画像が一貫性を欠く
原因となり得る。したがって、本開示の一部の実施形態において、ＩＲフィルタ８０を選
択的に使用して周囲光の影響の一部を除去する。例えば、ＩＲフィルタ８０は狭帯域赤外
光フィルタをカメラ６３の前面に配置したものであってよい。均一バック・ライト７９は
フィルタ８０の通過帯域の中心周波数とほぼ同じ波長の光を発し得る。ＩＲフィルタ８０
と均一バック・ライト７９は、約８５０ナノメートルの中心周波数を有し得る。別の実施
形態において、他の光学的周波数、帯域幅、中心周波数、または他の種類のフィルタを、
システム７８で利用してもよい。
図１３は、本開示の一実施形態による図１２のシステムのカメラ６３によって捉えられ
た画像８１を示す図である。画像８１は、凝結８２と、自由流れ状態に起因する流れ８３
を示す。一部の実施形態において、端部感知を使用して流れ８３および／または凝結８２
の位置を決定することができる。それに加えて、または代替として、下記のような背景画
像またはパターンを使用してもよい。
図１４は、本開示の一実施形態による図４および図５の点滴室ホルダのカメラの撮像シ
ステム８４のブロック図である。図４および図５のカメラ６３は図１４を参照して記述さ
れることになるが、カメラ６４も図１４に記載の構成を利用し得る。
システム８４は、不透明で点滴室５９の背後に位置するライン８５のアレイを含む。ラ
インのアレイ８５は、システム８４における自由流れ状態の感知に使用され得る。自由流
れ感知アルゴリズムは、滴の存在または不在を、流動状態（自由流れ状態など）が存在す
るか否かの判定に使用し得る。次に図１５を参照すると、本開示の一実施形態により、点
滴室５９に自由流れ状態が存在する場合に図１４のカメラ６３によって捉えられた画像８
６の図解が示されている。
画像８６は、点滴室５９が自由流れ状態となる状態を示し、また流体８７の流れが正の
円柱レンズの役割を果たすことを示す。つまり、図１５に記載の通り、カメラ６３によっ
て１つの画像内で捉えられたラインのアレイ８５は、非自由流れ状態と比べ、ラインのア
レイ８５から反転したライン・パターン８８を示す。
本開示の一部の実施形態において、約８５０ナノメートルの光波長の照明を、画像８６
の創出に使用できる。一部の材料は、可視スペクトルでは不透明で、約８５０ナノメート
ルのＩＲ付近で透明となり、したがってラインのアレイ８５の創出に使用できる。ライン
のアレイ８５は、様々なラピッド・プロトタイピング樹脂を使用して創出できる。例えば
、ラインのアレイ８５は、ラインのアレイ８５を作るためにラピッド・プロトタイプ構造
に赤外不透明インクを印刷または金属被覆を施したものを使用して創出できる。それに加
えて、または代替として、本開示の一部の実施形態において、ラインのアレイ８５を創出
する別の方法は、銅にラインを引いた回路基板を創出することである。別の実施形態にお
いて、ラインのアレイ８５は、均一バック・ライト７９上にリボン・ケーブル片を巻いて
創出される。リボン・ケーブル内のワイヤは赤外スペクトルに対しては不透明であるが絶
縁体は透明で、ワイヤの間隔をカメラ６３による撮像に利用できる（図１４参照）。さら
なる付加的実施形態において、薄い放電加工金属片を利用してもよい。金属は不透明で、
製造時に材料の空間を非常に細かく制御することにより、ＩＲ光が空間を通過できるよう
にすることができる。
プロセッサ９０は、自由流れ状態が存在する時期を決定するアルゴリズムを実装する。
プロセッサ９０は、自由流れ状態が存在するかどうか判定するアルゴリズムを実装する旨
の１つまたは複数の命令を受け取るよう、コンピュータ可読媒体９１（非一過性コンピュ
ータ可読媒体など）と動作可能に通信され得る。コンピュータ可読媒体９１からの１つま
たは複数の命令は、プロセッサ９０による実行向けに設定される。
再び図１４を参照すると、血液がシステム８４により使用され得る。例えば、システム
８４は、ウシ血液の使用時などに例えば波長８５０ナノメートルまたは７８０ナノメート
ルの光を使用するよう構成されたカメラ６３、ＩＲフィルタ８０、および均一バック・ラ
イト７９を利用する場合、血液の自由流れ状態が存在する時期を決定し得る。血液は、水
を流体として使用して取得された画像に比べ、不透明な外観となり得る。
自由流れが存在する時期を決定するため、プロセッサ９０によって実装され、コンピュ
ータ可読媒体９１から受け取られる以下のアルゴリズムが使用され得る：（１）背景画像
８９を確立し（図１６参照）、（２）背景画像８９を現在の画像から差し引く。結果的な
画像に対して追加処理を施してもよい。
本開示の一部の実施形態において、図１６の背景画像８９はプロセッサ９０によって動
的に生成され得る。動的背景画像は、点滴室表面上の凝結または飛沫８２など、変化する
状態の説明に使用され得る（図１３参照）。例えば、特定の一実施形態において、カメラ
（図１４の６３など）によって捉えられた新規画像それぞれについて、背景画像の各ピク
セルに０．９６を乗じ、現在の画像（直近に捉えられた画像など）の各ピクセルに０．０
４を乗じ、その後、２つの値を合算して、各ピクセルの新規背景画像についての新規の値
を創出する。このプロセスはすべてのピクセルについて反復され得る。さらに別の例では
、特定の一実施形態において、新規画像の１ピクセルが行ｘおよび列ｙにある場合、行ｘ
および列ｙでの新規背景画像は、行ｘおよび列ｙの従前の背景画像に０．９６を乗じた値
を新規画像の行ｘおよび列ｙのピクセルの値に０．０４を乗じた値に加算した値である。
システム８４において点滴室５９を通って流れる水が全くない場合（図１４参照）、差
し引いた結果はほぼ完全に黒い、すなわちピクセル・マグニチュードが低い状態となるは
ずであり、それによりアルゴリズムは点滴室５９を通って流れる水が全くないと判定しや
すくなる。
図１７は、点滴室５９内に滴が存在する場合のカメラ６３からの画像９２を示す図であ
る（図１４参照）。図１８は、システム８４によって使用される背景画像９３を示す図で
ある。システム８４が図１７の画像９２で示されるような滴を有する場合、図１４のシス
テム８４は、図１９の画像９４によって示されるように、ラインのアレイの画像が液滴の
レンズ効果によって歪められる高コントラスト・スポットをいくつか有する。図１９の画
像９４は、個々のピクセルについて、図１８の画像９３から図１７の画像９２を差し引い
た絶対値を取得し、そして個々のピクセルを、値が所定の閾値を超える場合は白色のピク
セルへと変換する、またはそうでなく値が所定の閾値を下回るの場合は黒色のピクセルへ
と変換することによって生成される。図１９の画像９４内の白色の各ピクセルは、画像９
２と９３の間で当該ピクセルの位置について所定の閾値を超える差異が存在している結果
である。
例えば、行ｘおよび列ｙの位置を有する図１７、１８および１９それぞれの３つのピク
セルを考察してみる。図１９の画像９４の行ｘおよび列ｙのピクセルを決定するには、図
１７の画像９２の行ｘおよび列ｙのピクセルを図１８の画像９３の行ｘおよび列ｙのピク
セルから差し引き、次いで減算結果の絶対値を取得する。結果の絶対値が所定の閾値を超
える（例えばグレースケール値１２８を超える）場合、図１９の画像９４の行ｘおよび列
ｙの位置のピクセルは白色となり、そうでなければ図１９の画像９４の行ｘおよび列ｙの
位置のピクセルは黒色となる。
図１９の画像９４内にいくつかの高コントラスト・スポットが存在すると決定される場
合、システム８４のプロセッサ９０（図１４参照）は、滴が点滴室５９内で形成される途
中であり、自由流れ状態は存在しないと決定する。滴の画像は、本開示にて記載の通り、
流量を推定するための滴のサイズの判定に利用され得る。
図２０は、本開示の一実施形態による、自由流れ状態が存在するかどうか判定するため
に図１７〜図１９を使用して行われ得る画像処理を示す図である。図２０および図１９を
参照すると、各行の白色のピクセルがすべて合計され、図２０で結果１８３として示され
ている。ｙ軸は行番号を表し、ｘ軸は各行ごとに決定された白色のピクセルの数を表す。
次に図２０のみ参照すると、前述の通り、行ごとの白色のピクセルの数が合計され、結
果１８３として示されており、この結果が自由流れ状態が存在するかどうか、もしくは存
在する時期の判定に使用される。一部の特定の実施形態において、システム８４のプロセ
ッサ９０（図１４参照）は、結果１８３における合計された行について所定の数の連続値
が閾値１８４を超えて存在する場合、自由流れ状態が存在すると決定する。例えば、結果
１８３の範囲内で、概して１８５によって表される複数の行が、閾値１８４を超える合計
値を有する。合計された行について所定の数を超える連続値が結果１８３の範囲内に存在
すると決定された場合、図１４のプロセッサ９０により、自由流れ状態が存在すると決定
される。例えば、図２０に記載の通り、複数の連続行１８５が、合計された行について所
定の数の連続値未満であり、したがって自由流れ状態は存在しないと決定される。
図２１は、自由流れ状態が存在する場合に図１４のカメラ６３によって捉えられた流れ
を示す画像９５を示す図である。図２２は、背景画像９６を示す図である。図２３は、図
２２の画像９６と図２１の画像９５の差異の絶対値が白色のピクセル（差異の絶対値が閾
値を超える場合）または黒色のピクセル（差異の絶対値が閾値を下回る場合）いずれかへ
変換された場合に、絶対値によって形成される画像９７を示す図である。図２３に記載の
通り、上から下へと流れる流れのラインの逆配向によって生じる高コントラスト・スポッ
トが、プロセッサ９０によって感知され得る。図１４のプロセッサ９０は、上記のアルゴ
リズムを使用することにより、画像９７を使用して自由流れ状態が存在するかどうか判定
できる。
つまり、図２４に記載の通り、結果１８６は、閾値１８８を超える結果１８６の連続範
囲１８７を有する形で示される。合計された行の連続範囲１８７は閾値１８８を超える連
続値について所定の閾値数より大きいことから、プロセッサ９０により、自由流れ状態が
存在すると決定される（図１４参照）。つまり、結果１８６において閾値１８８を超える
連続範囲が所定の連続値範囲より大きく、したがってプロセッサ９０は、図２４の結果１
８６を使用する場合、自由流れ状態が存在すると決定する。
本開示のさらなる付加的な一実施形態において、強度、強度の二乗または他の関数を使
用して、結果１８３および／または１８６を生成することができる。さらなる付加的な一
実施形態において、１つまたは複数のデータ平滑化関数、例えばスプライン関数、三次ス
プライン関数、Ｂスプライン関数、ベジエ・スプライン関数、多項式補間、移動平均また
は他のデータ平滑化関数などを使用して、結果１８３および／または１８６を平滑化する
ことができる。
例えば、図１４のカメラ６３の画像、例えば図２１の画像９５は、図２２の画像９６な
どの背景画像から差し引いて強度値を取得し得る。例えば、図２１の行ｘおよび列ｙのピ
クセルは、行ｘおよび列ｙでの強度値を創出するために、図２２の画像９６の行ｘおよび
列ｙのピクセルから差し引かれ得る。これはすべての強度値を取得するためにすべてのピ
クセル位置について反復され得る。各行の強度値は結果１８３および／または１８６を取
得するために合計され、その結果、プロセッサ９０は、強度値について合計された行が閾
値を超える連続範囲を有する場合、自由流れ状態が存在すると決定することができる。一
部の実施形態において、強度値は強度値の絶対値へ変換され、強度値の絶対値について合
計された行は、その連続範囲が連続値の閾値範囲を超えるかどうかの判定に使用される。
それに加えて、または代替として、強度を二乗してもよく、次いでプロセッサ９０は二乗
強度行を合計し、強度二乗値について合計された行の連続範囲が閾値を超えて存在するか
どうかにより、自由流れ状態が存在するかどうか判定することができる。一部の実施形態
において、強度値または強度二乗値について合計された行の閾値（最小範囲と最大範囲な
ど）を超える所定の連続値範囲が、プロセッサ９０によって、液体の滴が画像内にあるか
どうかの判定に使用され得る。強度値（または強度二乗値）の行が合計され、合計値の範
囲が閾値の数を超える場合、連続値の範囲が最低範囲と最大範囲の間にあると、プロセッ
サ９０は、所定の閾値を超える連続値の範囲はカメラ６３の視野内の滴からのものである
と決定することができる。本開示の一部の実施形態において、強度値または強度二乗値に
ついて合計された行は、例えば０と１の間の値を有するよう正規化され得る。
以下は、自由流れ状態が存在するかどうかのプロセッサ９０による判定に先立って強度
値または強度二乗値について合計された行に対して使用され得る、三次スプラインに似た
平滑化関数（すなわち三次スプライン形関数）に関する記述である。三次スプライン形関
数は、後述する通り、一部の特定の実施形態において、プロセッサ９０による自由流れ状
態の識別を容易にし得るブロックの識別に使用され得る。
三次スプライン形関数は三次スプラインと類似するが、所与の関数を忠実に模倣すると
いうよりむしろ、データ・セットを円滑化するものである。プロセッサ９０からの区間上
でデータ標本を抽出すると（例えば二乗された強度または正規化された強度の行に沿った
総和）、区間［ｘ０，ｘ１］、［ｘ１，ｘ２］，．．．，［ｘＮ−１，ＸＮ］についてｘ
０＝０およびｘＮ＝１とした場合に最良適合の一組の三次関数を見つけることができ、た
だし関数全体は連続導関数および連続曲率と共に連続する。
標準的な三次スプラインの定義は以下の通り、式（１４）で表される。
Figure 2017020508
関数Ａｉ、Ｂｉ、Ｃｉ、Ｄｉは以下の通り、一組の式（１５）で定義される。
Figure 2017020508
式（１４）と式（１５）は、連続性と曲率連続性を保証する。自由に選択できる値はｙ
ｉ、
Figure 2017020508
 および
Figure 2017020508
 のみである。式（１６）は以下のように選択されるという点に留意されたい。
Figure 2017020508
すなわち、関数は０と１にて平坦である。残りの
Figure 2017020508
 は以下の一組の式（１７）を満たさなければならない。
Figure 2017020508
一組の式（１７）は以下の通り、一組の式（１８）として書き換えることができる。
Figure 2017020508
転じて、これが行列方程式（１９）になる。
Figure 2017020508
一組の式（１９）は、一組の式（２０）として書き換えることができる。
Ｆｙｄｄ＝Ｇｙ
ｙｄｄ＝Ｆ−１Ｇｙ＝Ｈｙ （２０）
収集されたデータについて最小二乗基準を使用してのベクトルｙの値の選択は以下の通
り、式（２１）で示される。
Figure 2017020508
つまり、式（２１）はデータとスプラインの間の最小偏差、すなわち誤差関数である。
ｙの値は式（２１）で定義される誤差を最小化するよう選択され、予測値のベクトルは以
下の式（２２）に示されるように書き換えることができる。
Figure 2017020508
式（２２）の括弧内の行列の要素は、各データ・ポイントに対応するｘの値に依存する
が、これは固定行列である。したがって、最終の式は疑似逆を使用して決定され得る。転
じて、疑似逆はデータ・セットのｘの位置および三次スプライン内の分岐設定位置のみに
依存する。これの意味合いは、スプラインの幾何と画像のサイズが選定されると、一連の
測定値ｙｍを前提とするｙの最良の選択は以下の通り、式（２３）で示されるということ
である。
ｙ＝（ＡＴＡ）−１Ａ・ｙｍ （２３）
画像の合計強度二乗関数を介した三次スプラインは、結果的に式（２４）によって付与
される。
ｙｃｓ＝Ａ・ｙ （２４）
三次スプラインの最大値を求めたいので、スプラインの導関数も必要となる。三次スプ
ライン導関数は以下の通り、式（２５）によって付与される。
Figure 2017020508
式（２５）は式（２６）のように記述できる。
ｙ’ｃｓ＝（Ａ’｛ｋ｝＋Ｂ’｛ｋ｝）ｙ＋（Ｃ’｛ｋ｝＋Ｄ’｛ｋ｝）ｙｄｄ
＝［Ａ’｛ｋ｝＋Ｂ’｛ｋ｝＋Ｃ’｛ｋ｝Ｈ＋Ｄ’｛ｋ｝Ｈ］ｙ
＝Ａ’ｙ （２６）
ｙの現在値が分かれば、三次スプラインｙｃｓとその導関数ｙ’ｃｓを計算できる。三
次スプライン・データは、所定の閾値を超える値を含むデータの「ブロック」を含み得る
。チューブを出て点滴室５９へ流入する液体によってパイプ・ブロックが形成され、また
液体が点滴室５９の重力端部に集まるとプール・ブロックが形成される（図１４参照）。
以下のアルゴリズムが、三次スプライン・データへ適用され得る：（１）導関数情報を
使用して三次スプライン・データの局所最大値を決定する；（２）三次スプライン値が閾
値を超えるすべての点を包含することにより、各局所最大値を包囲するブロックを決定す
る；（３）交差するブロックをすべて統合する；（４）質量（強度）の中心を含むデータ
のブロック、質量（強度）の第２の動き、ブロックにおける低い方のｘの値、ブロックに
おける高い方のｘの値、ブロック内の強度二乗データの元来の合計の平均値、ブロック内
の強度二乗データの元来の合計の標準偏差、ならびにブロック内の高域通過フィルタ処理
済み画像セットの平均強度に関する情報を計算する；そして（５）収集されたデータを解
釈して、滴の発生時期およびシステムが流れとなる時期に関する情報を取得する。
ブロック内の高域通過フィルタ処理済み画像セットの平均強度は、スプライン・データ
の各連続範囲によって創出されるブロックが高頻度アーチファクト（滴など）または低頻
度アーチファクトの結果であるかどうかの判定に使用される。これは、凝結などのアーチ
ファクトを画像から除去する傾向にある第２の背景フィルタの役割を果たすことになる。
つまり、１つの画像メモリ・バッファ内の従前の画像（例えば従前の３０のフレーム）が
すべて、データがフレーム間の高頻度運動の結果であるかどうかの判定に使用される。ブ
ロックが低頻度変化の結果であれば、ブロックは除去され、あるいは高頻度変化の結果で
あれば、ブロックはさらなる分析向けに維持される。有限インパルス応答フィルタまたは
無限インパルス応答フィルタを使用してもよい。
各ブロックは、高さがブロック内のデータの平均値に等しい物理的範囲にわたりプロッ
トされる。あるブロックにおける高域通過フィルタ画像の平均値が閾値より低い場合、そ
れは複数の画像の周囲にまたがって存在していることを意味し、したがって除去され得る
。
自由流れ状態は、ブロックを使用して、パイプ・ブロックがプール・ブロック付近にま
で伸びる場合、パイプ・ブロックとプール・ブロックが一体となる場合、および／または
プール・ブロックとパイプ・ブロック（またはすべてのブロック）の幅の合計範囲が所定
の閾値を超える場合、例えばブロックの合計範囲の幅が３８０ピクセルを超える場合、プ
ロセッサ９０により、存在すると決定され得る。プロセッサ９０は、チューブ内で滴が形
成され、その滴が点滴室５９のパイプ（すなわちチューブ）を離脱する結果として、長め
の幅から短めの幅へのパイプ・ブロックの遷移が発生する場合、滴を感知し得る。プロセ
ッサ９０はこれを、現在のパイプ・ブロックの幅と従前の画像におけるパイプ・ブロック
の幅の比率を考察することによって感知することができ、例えばある画像について比率が
０．９未満であると同時に局所最小値である場合、その画像はプロセッサ９０により、滴
が形成された直後に形成された画像であると見なされ得る。
様々なフィルタ処理アルゴリズムを使用して、凝結または他の低頻度現象を感知するこ
とができ、例えばあるブロックにおける高域通過フィルタ画像の平均値が低い場合、それ
は凝結であると考えられる。このアーチファクトは凝結から除去され得る。それに加えて
、または代替として、高域平均値が低い長いブロック（所定の閾値を超えるものなど）は
流れである可能性もあり、何故なら流れの画像は不変のままである傾向にあるからである
。
プロセッサ９０は、一部の特定の実施形態において、ブロック・データを使用して滴を
数えることにより、システム８４を滴カウンタとして使用し得る。プロセッサ９０はまた
、滴が水を撹乱する場合のプール・ブロック内の幅の変化を使用して、滴と共に形成され
た気泡がプールに衝突するかどうか判定することもできる。例えば、プロセッサ９０は、
ブロックがプール・ブロックより下方で形成される状態を決定でき、またプロセッサ９０
は、滴が水に衝突する場合に気泡が形成される状態を決定できる。全ブロック範囲の所定
の値が自由流れ状態の存在を意味するかどうか判定するため、気泡はプロセッサ９０のフ
ィルタ処理によって除去され得る。
本開示の一部の実施形態において、システム８４の被写界深度は、室壁上の凝結および
液滴に対するシステム８４の感度を低くするよう、狭い被写界深度を有するものであって
もよい。一部の実施形態において、前方焦点システムを使用してもよい。
次に図２５を参照すると、本開示の別の実施形態において、テンプレート１８９が、自
由流れ状態が存在するかどうかの判定に使用される。テンプレート１８９は、図１４のプ
ロセッサ９０によって、パターン・マッチ・スコア１９０の判定に使用される。図１９の
画像９４は、パターン１８９と対比され得る（例えば、背景画像と図１４のカメラ６３に
よって捉えられた画像の差異が、次いで閾値以下であれば黒色のピクセルへと変換される
、もしくは閾値を超えると白色のピクセルへと変換される）。パターン・マッチ・スコア
１９０が所定の閾値を超えると、自由流れ状態が存在すると決定される。テンプレート・
マッチングは、Ｏｐｅｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ（「Ｏｐｅｎ
ＣＶ」）ライブラリに記載されているようなテンプレート・マッチング・アルゴリズムを
利用し得る。例えば、テンプレート１８９は、ＣＶ＿ＴＭ＿ＣＣＯＥＦＦ方式またはＣＶ
＿ＴＭ＿ＣＣＯＥＦＦ＿ＮＯＲＭＥＤ方式を使用するＯｐｅｎＣＶライブラリのｍａｔｃ
ｈＴｅｍｐｌａｔｅ（）関数呼び出しと併用され得る。ＣＶ＿ＴＭ＿ＣＣＯＥＦＦ方式は
、以下の通り式（２７）で示されるパターン・マッチング・アルゴリズムを使用する。
Figure 2017020508
Ｉは画像を表し、Ｔはテンプレートを表し、Ｒは結果を表す。総和は、ｘ’＝０．．．
ｗ−１かつｙ’＝０．．．ｈ−１となるよう、テンプレートおよび／または画像パッチに
わたって実行される。
結果Ｒは、アルゴリズムによる判定に従って画像Ｉ内の特定の位置でテンプレートＴが
どの程度マッチするかの判定に使用され得る。ＣＶ＿ＴＭ＿ＣＣＯＥＦＦ＿ＮＯＲＭＥＤ
のＯｐｅｎＣＶテンプレート・マッチ方式は、以下の通り式（２８）で示されるパターン
・マッチング・アルゴリズムを使用する。
Figure 2017020508
本開示の別の実施形態において、テンプレート・マッチング・アルゴリズムは高速フー
リエ変換（「ＥＦＴ」）を使用する。一部の実施形態において、ＯｐｅｎＣＶのｍａｔｃ
ｈＴｅｍｐｌａｔｅ（）関数における例えばＣＶ＿ＴＭ＿ＳＱＤＩＦＦ、ＣＶ＿ＴＭ＿Ｓ
ＱＤＩＦＦ＿ＮＯＲＭＥＤ、ＣＶ＿ＴＭ＿ＣＣＯＲＲおよび／またはＣＶ＿ＴＭ＿ＣＣＯ
ＲＲ＿ＮＯＲＭＥＤなど、どの方式でも使用され得る。
ＣＶ＿ＴＭ＿ＳＱＤＩＦＦは、以下の通り式（２９）で示されるパターン・マッチング
・アルゴリズムを使用する。
Figure 2017020508
ＣＶ＿ＴＭ＿ＳＱＤＩＦＦ＿ＮＯＲＭＥＤは、以下の通り式（３０）で示されるパター
ン・マッチング・アルゴリズムを使用する。
Figure 2017020508
ＣＶ＿ＴＭ＿ＣＣＯＲＲは、以下の通り式（３１）で示されるパターン・マッチング・
アルゴリズムを使用する。
Figure 2017020508
ＣＶ＿ＴＭ＿ＣＣＯＲＲ＿ＮＯＲＭＥＤは、以下の通り式（３２）で示されるパターン
・マッチング・アルゴリズムを使用する。
Figure 2017020508
本開示のさらに別の実施形態において、自由流れ状態が存在するかどうかの判定のため
、自由流れ状態のグレースケール画像のテンプレートが図１４のカメラ６３によって取得
された画像と比較される。一部の実施形態において、ＯｐｅｎＣＶライブラリ内のテンプ
レート・マッチング関数が利用され得る。
次に図２６および図２７を参照して、本開示のさらなる付加的な一実施形態において、
自由流れ状態が存在する時期を決定するために図１４のプロセッサ９０上で実行されるア
ルゴリズムは、端部感知とそれに続くライン感知を利用して、テンプレート・パターンが
ピクセルのアレイにマッチするかどうか判定するためのアルゴリズムを利用し得る。図２
６に記載の通り、画像９８は、端部感知とそれに続くライン感知の使用により、図２７の
画像９９から形成される。結果的なラインは、プロセッサ９０により、自由流れ状態が存
在することの判定に利用され得る。図２６に記載の通り、プロセッサ９０によるこの処理
の後に出現する特徴は、背景基準画像の予想勾配４５°と異なる勾配を有するラインであ
る。一部の実施形態において、背景画像と同じ角度のラインは図２６から除去され得る。
ラインは、ＯｐｅｎＣＶライブラリに記載されているＣａｎｎｙアルゴリズムを、同じく
ＯｐｅｎＣＶライブラリに記載されているラインの勾配を決定するためのＨｏｕｇｈアル
ゴリズムと併用して、端部として感知され得る。
図２８〜図３２は、自由流れ状態の感知または流体の滴のサイズの推定に使用され得る
様々な背景パターンを示す図である。図２８〜図３２の背景パターンと併用される場合、
図２８〜図３２で使用するよう記載されているカメラ１０２は、図４または図５のカメラ
６３または６４、図６のカメラ、図１４のカメラ６３であってもよく、それぞれ、図６の
プロセッサ７５または図１４のプロセッサ９０など、カメラからの画像処理用の各プロセ
ッサへ結合され得る。
図２８は、本開示の一実施形態による点滴室１０４（図４〜図５または図６の点滴室ホ
ルダに記載されているような点滴室など）との併用に向けた、帯状の後方パターン１０１
ならびにカメラ１０３に近い位置から帯を照らす光源１０２を有する撮像システム１００
のブロック図である。点滴室１０４内の任意の滴または自由流れの流れは、カメラ１０３
によって取得された画像を歪める。カメラ１０３へ結合されたプロセッサ（図６のプロセ
ッサ７５など）は、カメラ１０３によって捉えられた後方パターン１０１の歪みを使用し
て、流量を推定および／または自由流れ状態を感知することができる。
図２９は、本開示の一実施形態による、点滴室１０４との併用に向けた、帯状の後方パ
ターン１０１ならびにカメラ１０３の反対側の端部と相対する後方パターン１０１の背後
から帯を照らす光源１０２を有する撮像システム１０５のブロック図である。図３０は、
本開示の一実施形態による、図２９の後方パターン１０１を滴が歪める場合の図２９のカ
メラ１０３からの画像を示す図である。図３０に記載の通り、後方パターン１０１の帯は
、カメラ１０３による画像で捉えられる通り、点滴室１０４からの滴によって歪められる
（または自由流れの流れによって歪められる）という点に留意されたい。この歪みは、滴
のサイズの推定、流体室ホルダを通る流量の計算、または自由流れ状態が存在するかどう
かの判定に使用され得る。
図３１は、本開示の一実施形態による、図４〜図５または図６の点滴室ホルダとの併用
に向けた、格子状の後方パターンならびにカメラの反対側の端部と相対する後方パターン
の背後から帯を照らす光源を有する撮像システムのブロック図である。図３２は、本開示
の一実施形態による、図２６の後方パターン１０７を滴が歪める場合の図３１のカメラか
らの画像を示す図である。さらに別の実施形態において、背景は複数のランダム・ドット
および／または円を使用して形成され得る。
図２８〜図３２を参照すると、滴のレンズ効果（すなわちカメラ側から見た背景パター
ンの歪み）が、滴の半径の測定に使用され得る。滴の半径は、それを通過する光に対して
滴が及ぼす効果に関連する。滴を通して見える較正用格子に生じる変化を測定することに
より、滴の半径を計算し、その結果、滴の容積を計算することができる。例えば、滴を通
して見える、既知のサイズの試験用格子の拡大を光学的に測定することができ、この測定
結果から半径を推測することができる。半径と滴の関係は、経験的に生成されたルックア
ップ・テーブルを使用して計算および／または決定され得る。
図３３は、本開示の一実施形態による、カメラ１０９を使用する空気感知器１０８のブ
ロック図である。空気感知器１０８は、図１の空気感知器２４、図２もしくは図３の空気
感知器４１０、または図５の空気感知器６５であってもよい。それに加えて、または代替
として、一部の実施形態において、空気感知器１０８は点滴室ホルダ５８内に形成されて
もよく、またカメラ１０９は点滴室ホルダ５８のカメラ６５であってもよい（図４および
図５参照）。
空気感知器１０８はカメラ１０９、バック・ライト１１０、プロセッサ５８４およびメ
モリ５８５を含む。バック・ライト１１０はチューブ１１１を通して光を照らす。カメラ
は選択的にレンズ上にＩＲフィルタを含んでもよく、および／またはバック・ライトは例
えばＩＲフィルタに対応する赤外波長または帯域幅に合わせて調整され得る。
カメラ１０９は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ディスク、ハード・ディスク、メモリなどコンピュ
ータ可読メモリ５８５と動作可能に通信する１つまたは複数のプロセッサ５８４と動作可
能に結合され得る。コンピュータ可読メモリ５８５は、１つまたは複数のプロセッサによ
って実行されるための１つまたは複数の動作命令設定を含み得る。１つまたは複数の動作
命令は、例えばチューブ１１１内の１つまたは複数の気泡の存在の判定または感知によっ
て、チューブ１１１内の空気の存在を感知または判定するアルゴリズムを実装することが
できる。
それに加えて、または代替として、システム１０８は、例えばこの例における点滴チュ
ービングなど、流体を輸送するために設計されたチューブ１１１の状態の感知に使用され
得る。カメラ１０９は、バック・ライト１１０からの散乱光を後方から照らされるチュー
ブ１１１の画像を捉えるデジタル・カメラであってもよい。バック・ライト１１０は、一
連のＬＥＤで端部を照らされる透明樹脂材料で構成され得る（液晶ディスプレイに使用さ
れるものなど）。カメラ１０９は、１つまたは複数のプロセッサが以下を感知または判定
することができるよう、１つまたは複数の画像を捉え得る：（１）チューブ１１１が装置
に装着されているかどうか、（２）チューブ１１１が準備万端（すなわち液体で満たされ
ている）の状態であるかどうか、（３）チューブ内に気泡が存在しているかどうか、およ
び／または（４）チューブ内の流体の色と不透明度。
次に、図３３のシステム１０８の典型的用途の説明について、図３４、図３５および図
３６を参照する。メモリ５８５内に存在しプロセッサ５８４によって実行される感知アル
ゴリズム（図３３参照）は３つのテンプレート画像、すなわちチューブが装着されていな
いことを表す画像、チューブが装着されてチューブ内に透明な液体が存在することを表す
別の画像、そして図３４に記載のような薄い縦方向の気泡断面を表す別の画像を使用する
。このアルゴリズムは、チューブ１１１の各断面が図３４の気泡テンプレート、チューブ
不装着のテンプレート、またはチューブ内に液体が存在する状態のテンプレートにどの程
度密接にマッチするかを定量化する。マッチング・アルゴリズムは、上記の式（１４）ま
たは式（１５）に記載の、ＯｐｅｎＣＶのパターン・マッチング関数、ｍａｔｃｈＴｅｍ
ｐｌａｔｅ（）、もしくはＦＦＴパターン・マッチング・アルゴリズムを利用し得る。さ
らなる付加的な一実施形態において、ＯｐｅｎＣＶのｍａｔｃｈＴｅｍｐｌａｔｅ（）に
おける例えばＣＶ＿ＴＭ＿ＳＱＤＩＦＦ、ＣＶ＿ＴＭ＿ＳＱＤＩＦＦ＿ＮＯＲＭＥＤ、Ｃ
Ｖ＿ＴＭ＿ＣＣＯＲＲおよび／またはＣＶ＿ＴＭ＿ＣＣＯＲＲ＿ＮＯＲＭＥＤなどのパタ
ーン・マッチング方法がどれでも使用され得る。
パターン・マッチング・アルゴリズムは、例えば左から右へと、片側から他の側へスキ
ャンし得る。プロセッサ５８４は画像全体にまたがってスキャンすることから、パターン
・マッチング・アルゴリズムは各テンプレートを、スキャン済み部分のうち１つへマッチ
させようと試みる。１つのテンプレートがマッチし、複数回のスキャン後にマッチするテ
ンプレートがなく、最終的に別のテンプレートがマッチすると、プロセッサは、後者のテ
ンプレートはマッチされるはずであった可能性が最も高いテンプレートであると補間し得
る。例えば、領域１９１において左から右へとスキャンする場合、チューブ内に液体が存
在する状態のテンプレートがマッチする。左からの気泡１１２の一方の側から遷移する場
合、ボックス１１２内の気泡の左側にある領域１９４はどのテンプレートにもマッチしな
い可能性があり、また最終的に、ボックス１１２内で、気泡は領域１９３の空気テンプレ
ートにマッチする可能性があり、プロセッサ５８４は、パターン・マッチング・アルゴリ
ズムが中間領域１９４を１つのテンプレートとマッチさせることができなかった理由は、
気泡の画像がカメラから見た光景を変化させ始めたからであると想定し得る。したがって
、この例では、マッチするテンプレートがないと判例された領域１９４について、プロセ
ッサ５８４は気泡が存在していたと想定し得る。領域１９５では補間が使用され得ること
にも留意されたい。
密接なマッチ（上記のような補間を含む）が存在する場合、ボックス１１２に記載の通
り、気泡が識別され得る。ボックス１１２内の気泡のサイズは、チューブ１１１の直径（
事前に既知の直径または図３３のカメラ１０９によって測定された直径）およびテンプレ
ート・マッチング・アルゴリズムで判明する気泡の長さ、例えばボックス１１２によって
決定されるものを基準に、推定され得る。ボックス１１２は気泡を、チューブ１１１と直
径が同じ円筒形としてモデル化し得る。気泡情報は、視野を通って移動した気泡の数とサ
イズを追跡するようフレーム間で比較され得る（また結果的に、患者へ送達された空気の
合計量も追跡され得る）。プロセッサ５８４は、気泡が所定のサイズを超える場合、チュ
ーブ１１１を通過する空気の合計量が所定の閾値を超える場合、または所定の長さの時間
内にチューブ１１１を通過する空気の合計量が所定の閾値を超える場合、警報またはアラ
ームを発し得る。一部の実施形態において、流体の色が、チューブ１１１内の液体内で溶
解した空気の量の推定および／または判定に使用され得る。
一部の実施形態において、図３６の気泡は形状を推定され得る。例えば、気泡の左端と
右端を識別して気泡の体積を推定するため、Ｃａｎｎｙ端部感知、一次端部感知アルゴリ
ズム、二次端部感知アルゴリズム、位相合同式端部感知アルゴリズムなどの端部感知が使
用され得る。端部感知アルゴリズムは、ＯｐｅｎＣＶに記載のアルゴリズムを利用し得る
。それに加えて、または代替として、端部感知アルゴリズムは一方の側（例えば左側）か
らの従前の５ピクセルを平均し、それを次の５ピクセル（例えば右側）の平均と比較する
ことができ、そして変化が所定の閾値を超える場合、気泡の端部が存在すると決定され得
る。
それに加えて、または代替として、カメラ１０９は、チューブ１１１内で閾値量の赤色
の液体を伴う画像を捉えることができ、その結果、１つまたは複数のプロセッサ５８４は
チューブ１１１内に血液が存在すると決定する。例えば、図３３のカメラ１０９を有する
システム１０８は、図２の浸透感知器３２の形成に使用され得る。ポンプ、例えばポンプ
１９、２０および２１のうち１つまたは複数が、カテーテルが適切に静脈内に収まってい
るかどうか判定するための背圧の創出に使用され得る。つまり、カテーテルが適切に静脈
内に収まっていれば、チューブ内の少量の負圧が血液をチューブへ引き込むはずである。
図３７に記載の通り、血液１１３は図３３のカメラ１０９によって取得された画像内で捉
えることができ、次いでこの画像が処理され、閾値量の赤色が存在するかどうかの判定に
使用される。図３８は、１つまたは複数のプロセッサ、例えば図２のプロセッサ３７によ
り、閾値量の赤色が存在すると決定された領域１１４を示す図である。白色のピクセルは
、閾値量の赤色が感知されたことを表し、黒色のピクセルは、そのピクセルについて閾値
量の赤色が感知されなかったことを表す。
別の実施形態において、ピクセルがグレースケールへと変換され、次いで閾値量の暗い
色は、各個々のピクセルに血液が存在することの判定に使用され得る。例えば、ピクセル
が閾値未満（例えば閾値を超えて黒色に近い）であると決定されると、そのピクセルは血
液であると決定されることにより、白色へと変換される一方、残りのピクセルは黒色へと
変換される（または別の実施形態ではその逆）。例えば、取得される画像はＲＧＢ形式で
あってもよく、この画像は次いでＣＶ＿ＲＧＢ２ＧＲＡＹ色空間変換コードを使用するＯ
ｐｅｎＣＶライブラリのｖｏｉｄ ｃｖｔＣｏｌｏｒ（）関数を使用してグレースケール
画像へと変換される。閾値量は５０、１２８、または動的に調節される量であってもよい
。
プロセッサ３７は、注入ポンプが逆転稼働中など、チューブ内に所定の量の負圧が存在
する場合に、図２の注入部位モニタ２６がチューブ内に血液が全くないまたは所定の量に
満たないという情報を受けると、浸透が発生したと決定することができる。血液の量は、
領域１１４内の白色のピクセルを合計することによって決定され得る。チューブは、チュ
ーブおよび／またはチューブのホルダの位置特定に役立つ基準物を含んでよい。それに加
えて、または代替として、基準物は距離の指示に使用してもよく、例えばチューブ内の血
液の量は、例えば浸透試験中に血液が過剰に引き戻されるのを防ぐよう、基準物を使用し
てチューブ内の血液の長さと関連付けられ得る。
図３９は、本開示の一実施形態による浸透感知器１１５を示す図である。図３９の浸透
感知器１１５は、図２の浸透感知器３２であってもよい。浸透感知器１１５は、Ｔコネク
タ１１７へ結合された光ダイオードを含む。Ｔコネクタはチューブ１１８をチューブ１１
９へ接続し、チューブ１１９はカテーテル１２１の内側部分を介して液体を断面図１２０
の部分へ供給する。浸透感知器１１５は、皮膚１２４へ光を照らすＬＥＤ１２２をも含む
。光ダイオード１１６とＬＥＤ１２２は、図２の注入部位モニタ２６のプロセッサ３７な
ど、浸透が発生した状態を決定するアルゴリズムを実装するプロセッサへ結合され得る。
このアルゴリズムは、プロセッサ（プロセッサ３７など）によって実行されるよう設定さ
れた、動作可能な一連のプロセッサ実行可能命令（例えばメモリ３８上に保存された）に
よって実装され得る。
チューブ１１９へ進入し、カテーテルの周囲で見つかる血液は、軟組織、静脈壁、静脈
血、ならびに点滴カテーテルおよびチュービング１１９内の流体を通過する光路を通るＬ
ＥＤ１２２からの光の通過を最小化することになる特定の波長にて、顕著な吸光特性を有
する。浸透が発生すると、流体はカテーテル１２１（１８ゲージなど）の内側部分を包囲
するはずであり、またＬＥＤ１２２から光ダイオード１１６へ至る光の量は、血液によっ
て生じる光吸収によって減少する。これは、カテーテル１２１を包囲する点滴流体が、静
脈血によって吸収される同じ波長の光を最小限に吸収または減衰し、その結果、より強度
の大きい光がＬＥＤ１２２から軟組織、溢出流体を通った後、カテーテル１２１および点
滴チュービング１１９を経て光感知器、例えば光ダイオード１１６へと通過することが可
能になる浸透状態と対照的である。
光ダイオード１１６は、カテーテル１２１およびチューブ１１９を通過するどの光でも
受けることができるよう配置され得る。Ｔコネクタ１１７は、流体がチューブ１１９経由
でチューブ１１８からカテーテル１２１へと同時に通過することを可能にするよう、また
チューブ１１９からの光が光ダイオード１１６へ分岐することを可能にするよう構成され
る。
ＬＥＤ１２２は、血液中のヘモグロビンによって減衰される波長で発光し、またカテー
テル１２１の開口端部に近い皮膚１２４の表面を照らすよう配置される。カテーテル１２
１が静脈１２６内で適切に配置さると、ＬＥＤ１２２からの照明の血液による減衰が、光
ダイオード１１６に到達する光の量を減らす。それに加えて、カテーテル１２１が静脈１
２６内に配置されなくなると（例えば浸透の発生時に発生する）、ＬＥＤ１２２からの照
明がカテーテル１２１へ入ってチューブ１１９を通過し、光ダイオード１１６によって感
知される。
図４０は、本開示の一実施形態による、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの
光吸収を示すグラフ１２７を示す図である。グラフ１２７は、酸素化ヘモグロビンと脱酸
素化ヘモグロビンの両方が５３０〜５９０ナノメートルの範囲と４００〜４５０ナノメー
トルの範囲で強い吸収を有することを示す。再び図３９を参照すると、本開示の一部の実
施形態において、ＬＥＤ１２２および光ダイオード１１６はそれぞれ、４０５ナノメート
ル、４７０ナノメートル、５３０ナノメートル、５９０ナノメートルおよび６２５ナノメ
ートルの光波長を放射および吸収するよう構成され得る。一部の実施形態において、光ダ
イオード１１６は、４００ナノメートル〜１０００ナノメートルで測定可能な応答を伴う
シリコン光感知器であってもよい。
次に図４１を参照すると、本開示の別の実施形態による別の浸透感知器１２８が示され
ている。感知器１２８は、静脈１２６をさらに照らすレーザ１２９を含む。光ダイオード
１１６は、迷光を最小化するための銅製テープによる被覆を含む注射器１３０の端部に配
置される。ＬＥＤ１２２、レーザ１２９（レーザ・ポインタなど）、または両方が、カテ
ーテル１２１の端部の照明に使用され得る。ＬＥＤ１２２は約６２５ナノメートルの波長
を有する光を発するものであってよく、レーザ１２９は赤色の波長の光を発するものであ
ってよい。
本開示の一部の実施形態において、カテーテル１２１および／またはチューブ１１９は
、アルミホイルで被覆されたコネクタを有するステンレス鋼製注射針（１８ゲージなど）
を含む。本開示のさらなる付加的な一実施形態において、ＬＥＤ１２２および／またはレ
ーザ１２９は、光ダイオード１１６による感知を強化するよう変調され得る。
注射器１３０は、チューブ１１９へ負圧を加える目的で使用され得る。図２のプロセッ
サ３７は、浸透が発生したかどうかの判定のため、光ダイオード１１６および注射器１３
０の位置センサへ結合され得る。注射器１３０が（手動または自動アクチュエータ経由い
ずれかにより）十分な量の距離引き戻され、光ダイオード１１６によって血液が感知され
なければ（例えば血液によるスペクトル吸収から）、プロセッサ３７は、浸透が発生した
ことを示す警報および／またはアラームを発し得る。
別の実施形態において、カテーテル１２１または注射針を通って配置された小型光ファ
イバがカテーテル１２１の先端部分を照らし、例えばＬＥＤ１２２は静脈１２６内へと光
を誘導する光ファイバ・ケーブルへ結合される。それに加えて、または代替として、点滴
部位上方のパルス酸素濃度計が、例えばプロセッサ３７を使用して、浸透によって生じる
変化を感知する目的で吸収のベースライン・プロファイルを自動測定するために使用され
得る。
さらなる付加的実施形態において、静脈血によって顕著に吸収される波長の光によって
励起される蛍光塗料が選択的に、カテーテル１２１の注射針の先端に塗布される。例えば
、ヘモグロビンに吸収される有色光は、カテーテル１２１が静脈内の適切な位置にある場
合、感知されない。カテーテル１２１が静脈外にあったとすると、この光は吸収されず、
光ダイオード１１６によって感知されるようになる。蛍光塗料は励起光がヘモグロビンに
吸収されると放射光量が少なくなり、また放射光もヘモグロビンに吸収され得る。
例えば、蛍光塗料からの放射光は、例えばＬＥＤ１２２からの励起光と異なっていても
よく、また光ダイオード１１６は、ＬＥＤ１２２からの励起光を除去し、励起された蛍光
塗料から放射された光を受けるための、フィルタを含んでよい。一部の実施形態において
、蛍光塗料はブラック・ライトが当てられた場合に蛍光を発するものであってもよい。そ
れに加えて、または代替として、ＬＥＤ１２２は変調され得る。
図４２は、本開示の一実施形態による、オクルーダ１３１の透視図である。図４３はオ
クルーダ１３１の側面図、図４４はオクルーダ１３１の動作時の側面図である。次に図４
２、図４３および図４４をすべて参照すると、オクルーダ１３１はオクルーダ端部１３２
および旋回軸１３３を含む。オクルーダ１３１は、チューブ１３５に対してオクルーダ端
部１３２を押し付けるばね（不記載）を含み得る。それに加えて、または代替として、オ
クルーダ１３１は、チューブ１３４に対してオクルーダ１３１を作動させるアクチュエー
タ１３４を含み得る。
オクルーダ１３１は蠕動ポンプ内にて、チューブ１３５の位置を合わせるためにドアが
開いている場合にオクルーダ１３１がオクルーダ端部１３２の領域内にチューブ１３５を
配置するためにオクルーダ１３１が開いた状態となるよう、使用され得る。ドアが再び開
けられると、オクルーダ１３１は、チューブ１３５を閉塞するアクチュエータ１３４の作
用により、開状態から弛緩状態へと遷移し得る。
図４５は、本開示の一実施形態によるカセット内での使用に向けた弁１３６の側面図で
ある。図４６は、弁１３６の上面図である。図４７は、本開示の一実施形態によるカセッ
ト内に取り付けられた弁１３６の別の側面図である。図４５で容易に分かる通り、経路１
３７は流体の流れを示す。図４６では、退出オリフィス１３８と再進入オリフィス１３９
が見える。図４７は、弁１３６がカセット内に装着された場合の膜１４０を示す図である
。膜１４０は弁１３６を再び圧縮するよう設定可能で、また厚さは０．０３２インチであ
ってよい。膜１４０は、ＵＶ硬化接着剤を使用し得る。膜１４０は、図４５に記載の通り
、経路１３７と反対の方向など、誤った方向に流体が流れるのを防止する。流体が誤った
方向へ流れようとすると、吸引力によって膜１４０が退出オリフィス１３８に向かって押
され、流体が再進入オリフィス１３９から退出オリフィス１３８へと流れるのを防止する
。それに加えて、または代替として、アクチュエータに結合されたプランジャが、弁１３
６をさらに閉じるための膜１４０の圧縮に使用され得る。本開示のさらなる付加的な一実
施形態において、正圧または負圧が、弁１３６の制御のため、膜１４０の上部に加えられ
得る。
図４８は、本開示の一実施形態による、密封を施すための傾斜面を有する摺動弁１４１
を示す図である。摺動弁１４１は、シーリング面１４２と取付面１４３とを含む。図４９
、すなわち摺動弁１４１の側面図から分かる通り、摺動弁１４１はばねアーチ１４４と、
図５０に記載のような台座１４７のポート１４６を密封するための下向きの力を生み出す
ウェッジ１４５とを含む。
ばねアーチ１４４に掛かる下向きの力によって、摺動弁１４１が摺動して取付面１４３
から離れ、弁ポート１４６が露出する。解除されると、ばねアーチ１４４がシーリング・
アーム１４８を取付面１４３に押し付け、下向きの力のウェッジ１４５が台座１４７側の
成形された相手方と接触し、シーリング面１４２を弁シーリング面のポート１４６に押し
付ける。
図５１〜図５５は、本開示の一実施形態による、リザーバ１５０の通気孔１４９を示す
図である。通気孔１４９は、図１の流体リザーバ２、３または４上で、もしくは図３に記
載のように、エア・フィルタ５０上で、またはポンプ１９の排液室５３と共に使用され得
る。通気孔はセプタム１５１、透気性フィルタおよびチューブ１５３を含む。本開示の一
部の実施形態において、注入剤用リザーバ１５０は、硬質の点滴袋または他の流体ポンプ
輸送装置用流体リザーバなど、硬質のものである。リザーバ１５０は、透気性フィルタ１
５２を有する流体リザーバ１５０を通気させながら硬質のリザーバ１５０から流体が流れ
出ることを可能にする、通気孔１４９を含み得る。一部の実施形態において、通気孔１５
２は水蒸気に対して不透過性であってはならない。ただし、流体リザーバ１５０とエア・
フィルタ１５２の間のインラインでオイル・プラグ１５４を配置することにより、オイル
１５４は注入剤がオイル・プラグ１５４を通過して蒸発するのを防止することから、注入
剤１５５の損失が低減される。
オイル・プラグ１５４は、図５１、図５２、図５３、図５４および図５５に記載の通り
、リザーバ１５０の断面が比較的狭い区間でセプタム１５１をリザーバ１５０の上流に配
置することによって創出される。図５２に記載の通り、オイル１５４が充填針１５６経由
でセプタム１５１を通って注入され、その後、注入剤１５５が注入される（図５３および
図５４で順を追って示されている通り）。充填終了時、エア・フィルタ１５２と注入剤１
５５の間に一定量のオイル１５４が残る。空気がエア・フィルタ１５２を通ってリザーバ
１５０へ引き込まれると、図５５に記載の通り、オイル１５４は注入剤１５５と共に前進
し、蒸発損失を防ぐ。
それに加えて、または代替として、一部の実施形態において、オイル・プラグ１５４は
セプタム１５１とエア・フィルタ１５２の間のチューブ１５３内へ事前充填される。例え
ば、充填手順が図５２に記載のように始まる場合が該当する。
図５６〜図５８は、本開示の一実施形態による、流量計１５７の複数の段階を示す図で
ある。図５６は第１の段階、図５７は第２の段階、図５８は第３の段階を示す図である。
図５６〜図５８の各段階は、本開示の一実施形態による１つの方法として実施され得る。
本開示で開示されるポンプは、入力ポート１６２を介して上流に結合され得る、および／
または注入ポンプは流体が入力ポート１６２から流量計１５７経由で出力ポート１６３へ
流れるよう、下流の出力ポート１６３へ結合され得る。
流量計１５７は、膜１５９で仕切られた室１５８を含む。膜１５９は室１５８を第１の
区間１６０と第２の区間１６１とに仕切る。流量計１５７は入力ポート１６２と出力ポー
ト１６３とを含む。流量計１５７は第１の弁１６４、第２の弁１６７、第３の弁１６６お
よび第の４弁１６５を含む。入力ポート１６２は、第１の弁１６４を介して第１の区間１
６０と、また第の４弁１６５を介して第２の区間１６１と流体連通する。出力ポート１６
３は、第３の弁１６６を介して第１の区間１６０と、また第２の弁１６７を介して第２の
区間１６１と流体連通する。室１５８は、球形または円筒形であってもよい。室１５８は
硬質であってもよく、例えば室１５８は樹脂製、金属製もしくは他の硬質または半硬質の
材料製であってもよい。
入力ポート１６２から出力ポート１６３への流れは、可撓性膜１５９の使用によって監
視され得る。流体の通路は、第１の弁１６４、第２の弁１６７、第３の弁１６６および第
４の弁１６５の起動を介して制御され得る。室１５８の第２の区間１６１を充填し、室１
５８の第１の区間１６０を排出するには、第１の弁１６４と第の２弁１６７が閉じられる
一方、第３の弁１６６と第４の弁１６５が開放される。これにより、図５７に記載の通り
、ダイヤフラムまたは膜１５９が室１５９の上側へ押される。図５８に記載の通り、この
プロセスは、第１の弁１６４と第２の弁１６７を開く一方、第３弁の１６６と第４の弁１
６５を閉じることにより、第１の区間１６０を充填し第２の区間１６１を排出する形で逆
転され得る。室１５８の容積が既知であることから、入力ポート１６２を通って出力ポー
ト１６３へ至る流体の体積は、膜の動きによって推定することができ、何故なら膜１５９
は室１５８の内側表面と面一になると予想されるからである。
膜１５９（すなわちダイヤフラム）が室１５８の上部または底部に到達した時期を決定
するため、圧力センサが入力弁１６２へ追加され得る。膜１５９が移動終了に達すると、
入力ポート１６２からの流れが閉塞され、圧力が上昇する。この時点で、（図５８に記載
の通り）弁を切り替え、反対側の室でプロセスを継続することができる。
本開示の一部の実施形態において、弁１６４、１６５、１６６および１６７は機械的に
切り替えられ得る。入力ポート１６２の圧力は潜在的に、図５６〜図５７または図５８に
記載のような個々の状態において２組の弁を交互に開閉するスイッチを機械的に切り替え
るために使用され得る。例えば、入口圧力は、弁１６４、１６５、１６６および１６７を
制御する掛止機構を押す、ばね荷重式ダイヤフラムを拡張し得る。
それに加えて、または代替として、一部の実施形態において、室１５８は透明な材料（
ポリカーボネート、トパーズ等）製であってもよく、ダイヤフラム１５９は不透明な材料
製であってもよく、またカメラが、室１５８を観察し、ダイヤフラム１５９が移動終了に
達したことを感知するために使用され得る。さらに別の実施形態において、「標的」画像
をダイヤフラム１５９上に配置し、一対のステレオ・カメラ（不記載）を使用して、この
標的が室１５８のハウジングの端部に到達して可視状態となったことを感知することがで
きる。例えば、第１の区間１６０を外部から見るカメラと、第２の区間１６１を外部から
見る別のカメラを配置してもよい。
図５９は、本開示の一実施形態による、流量計の使い捨て部分１６８を示す図である。
使い捨て部分１６８は、注入部位モニタ２６内での使用に向けた図１の流量計１０、１１
または１２、図２の流量計１６９の一部、もしくはポンプ１９との併用に向けた図３の流
量計４８（一部の実施形態において、流量計４８はチューブ５６に結合される）であって
もよい。さらなる付加的実施形態において、使い捨て部分１６８は一体型流量計および膜
ポンプの一部である。使い捨て部分１６８は、上方クラムシェル音響容積感知（ＡＶＳ）
アセンブリおよび下方クラムシェルＡＶＳアセンブリ（例えば下記の図７０の上方クラム
シェルＡＶＳアセンブリ１９２および下方クラムシェルＡＶＳアセンブリ１９３）と連結
してもよい。音響容積感知については、「音響容積感知」と題した詳細な説明のセクショ
ンで詳述されている。
使い捨て部分１６８は、入口チュービング１７０、入口閉塞解除用カラー１７１、入口
用カモノハシ型閉塞弁１７２、使い捨て本体１７３、流体通路１７４および１８１、ＡＶ
Ｓ室１７５（後述）、空気パージおよびスペクトル分析用窓１７６、ならびに出口アセン
ブリ１７７を含む。出口アセンブリ１７７は、閉塞弁１７８、解除用カラー１７９および
出口チュービング１８０を含む。
カモノハシ型弁１７２と１７８は、ＡＶＳクラムシェル（図７０参照）がＡＶＳ流体室
１７５の上方で閉じられる場合にカモノハシ型部材を変形させる（スロットを挟む）こと
によって作動され開かれ得る、および／または弁１７２と１７８を手動で（例えばそれを
開くために、カモノハシ型部材の上方で楕円リングを摺動させるなど）開くよう設定され
た別個の部材をチュービング上に配置してもよい。
ＡＶＳ室１７５は、使い捨て部分１６８を通って流れる流体の測定に利用され得る。つ
まり、下記のＡＶＳシステムはＡＶＳ室１７５内の流体の体積を測定できる。流量は、例
えば有線接続または無線接続を介して、プロセッサによって監視クライアント６へ伝達さ
れ得る。ＡＶＳ室１７５から取得される測定結果は、ＡＶＳ室１７５を通って流れる流体
の測定を制御する目的で、図２の注入部位モニタ２６のプロセッサ３７または図３のポン
プ１９のプロセッサ３８などのプロセッサへ、動作可能に伝達され得る。
図１および図５９を参照すると、使い捨て部分１６８は（下記の全クラムシェルＡＶＳ
アセンブリと共に）、（直接または監視クライアント６内の制御システム経由で）ポンプ
１９、２０および／または２１の流れの制御に使用することができる、もしくは所定の量
の流体が患者５へ供給されたことを示す目的で使用することができ、後者の場合、流体の
流れを止めるための信号が（直接または監視クライアント６内の制御システム経由で）ポ
ンプ１９、２０および／または２１へ送られる。一部の実施形態において、使い捨て部分
１６８は、全クラムシェルＡＶＳアセンブリと共に流量計として使用する場合、充填時間
および／または排出時間が可変の固定容積モードでのポンプの稼働に使用され得る、また
は充填時間または排出時間が固定および／または可変の可変容積内での稼働に使用され得
る、もしくは固定測定間隔で稼働され得る。それに加えて、または代替として、使い捨て
部分１６８は、使い捨て部分１６８を使用する流量計が例えば直接または監視クライアン
ト６へアラームまたは警報を発する原因となり得る、エラー状態または暴走状態（例えば
流体が所定の閾値を超えて流れている状態）を感知し得る。アラームまたは警報は、弁１
６、１７、１８および／または２５のうち１つまたは複数に対して流体流の増加を防止さ
せる目的で使用され得る。
再び図５９を参照すると、使い捨て部分１６８は、２枚以上のバリア・フィルムまたは
複数のバリア・フィルム層および硬質樹脂板を一体的に熱融着させたものによって形成さ
れ得る。使い捨て部分１６８は、図６０〜６２の使い捨て部分１９４、図６３〜図６５の
使い捨て部分２０１、図６６〜図６８の使い捨て部分２０８、および図６９の使い捨て部
分２２０と共に使用され得る（またはこれらの一部である）。流体通路はフィルムおよび
／または硬質樹脂へ組み込まれ得る（例えば熱的に形成されたもの、もしくは単純に、熱
融着されないフィルムの一領域であってもよい）。例えば、硬質部分は流体通路１７４と
１８１、およびＡＶＳ室１７５を画定し得る。可撓性層は、硬質層の上方で加圧されない
状態の場合に可撓性層が概して平坦となるよう、硬質板の上方に配置され得る。
例えば、使い捨て部分１６８は、硬質樹脂板に設けられた貫通穴（複数可）（「ビア」
など）によって接続される片側（または両側）を通る流体通路を含む、バリア・フィルム
／膜を片側に有する硬質樹脂板を使用する３つの層から形成され得る。
ＡＶＳ室１７５は、膜および／または硬質樹脂へ組み込まれ得る（例えば熱的に形成さ
れたもの、もしくは単純に、熱融着されないフィルムの一領域であってもよく、つまり、
室は充填時の弾性潜在性を伴って拡張する）。流体は、例えば三層設計を使用する場合、
フィルム／膜内の流体通路経由でＡＶＳ室１７５へ送達され得る。例えば、ＡＶＳ室１７
５は、流体通路１７４と１８１が反対側にあるＡＶＳ室１７５内の穴によって供給され得
る。一部の実施形態において、これらの穴は、反対側の流体通路に対して作用する弁調節
システムの一部である。チューブ１７０と１８０は、流体通路１７４へと連結してもよい
。チューブ１７０と１８０はそれぞれ、通常閉じている閉塞弁１７２と１７８を含む。そ
れに加えて、または代替として、本開示の一部の実施形態において、閉塞弁１７２および
／または１７８は一方向弁であってもよい。
空気パージおよびスペクトル分析用窓１７６は、その中身の流体のスペクトル撮像およ
び／または組成分析用に透明であってもよい。例えば、スペクトル分析用窓１７６は、中
身の血液を感知する目的で、またはその内容物のスペクトル吸収または反射を決定してそ
れをデータベースと比較し、可能性のある流体の組成および／または物質の濃度を決定す
る目的で、カメラによって使用され得る。
空気パージ用窓１７６は、片側が注入流体と接触し反対側が大気へ露出する、微孔質疎
水性膜を含み得る。微孔質疎水性膜は、一部の特定の実施形態において、流路の加圧区間
に配置され得る。空気パージおよびスペクトル分析用窓１７６は、気泡の自由流れを防ぐ
一体型気泡トラップを含む、および／または流体がトラップを通過する間に圧力が膜全体
にわたってトラップされた気泡を追い出すものであってもよい。
使い捨て部分１６８は選択的に、複数の位置合わせ機能１８２を含んでよく、これらは
インク・マーカー、穴、圧痕または他の位置合わせ機能（複数可）であってもよい。使い
捨て部分１６８は、押印、真空形成および熱融着を使用して構成され得、また注入流体と
適合することが既知の材料（点滴袋材料、ポリカーボネート、トパーズ等）を使用し得る
。
図６０〜図６２は、本開示の一実施形態による、流量計の片面型使い捨て部分１９４を
示す複数の図である。図６０は流量計の使い捨て部分１９４の側面図、図６１は流量計の
使い捨て部分１９４の上面図、図６２は流量計の使い捨て部分１９４の端面図である。
使い捨て部分１９４は、底部フィルム１９７で流体空間１９６を画定する１つまたは複
数のフィルム層１９５を含み、底部フィルム１９７は硬質であってもよい（一部の実施形
態において、底部フィルム１９７は半硬質または可撓性である）。図６１で容易に分かる
通り、フィルム１９５はＡＶＳ室１９８も形成する。図６２で分かる通り、ＡＶＳ室１９
８は、流体通路１９９経由でＡＶＳ室１９８へ流入し退出する流体を測定するよう配置さ
れる。流体通路１９９は、流体が流体通路１９９からＡＶＳ室１９８へ進入する際にＡＶ
Ｓ室１９８が拡張できるよう、ＡＶＳ室１９８と連結する。流体通路１９９は、一部の特
定の実施形態において、１時間当たり最大３００ミリリットルの流量を許容できるよう、
０．０２５ｃｃの容積を保持し得る。層１９５は、長さ２００に沿って熱接着される。
図６２に記載の通り、層１９５によって形成される流体通路１９９が見え、ＡＶＳ室１
９８も見える。ただし、層１９５は、一部の実施形態において、図６１に記載の通り、使
い捨て部分１９４の左側から右側へ遷移する場合、流体通路１９９からＡＶＳ室１９８へ
と遷移する。例えば、図６２において、流体通路層１９９はＡＶＳ室１９８（図６２の長
さ２８５に沿っている）に対して（図６１の長さ２８４に沿って）相対的に近位にあるが
、図６２に記載の図では遠位にある。
図６３〜図６５は、本開示の一実施形態による、流量計の両面型使い捨て部分２０１を
示す複数の図である。使い捨て部分２０１は、流体空間２０４を一体的に画定する１つま
たは複数の上部フィルム２０２および１つまたは複数の底部フィルム２０３を含む。フィ
ルム２０２および／または２０３のうちいずれか１つは硬質、半硬質、可撓性または弾性
であってもよい。別の特定の実施形態において、硬質の平面層が、可撓性の層２０２と２
０３（不記載）の間に配置され得る。
図６４で容易に分かる通り、フィルム２０２と２０３はＡＶＳ室２０５を形成する。図
６５で容易に分かる通り、ＡＶＳ室２０５は流体通路２０６から受ける流体を測定し得る
。また流体は流体通路２０６を通ってＡＶＳ室２０５を離脱し得る。同じく図６５に記載
の通り、熱融着および／または熱接着された界面２０７が示されている。前述の通り、一
部の実施形態において、硬質部材（不記載）が層２０２と２０３の中心に配置されること
により、２つのＡＶＳ室２０５と２つの流体通路２０６を画定し得る。この特定の実施形
態において、２つの流体通路２０６および／または２つのＡＶＳ室２０６の間に、これら
の間に均圧を提供する小さい穴が存在し得る。流体通路２０６のいかなる共通モード適合
も、複数のＡＶＳ室２０５のうち１つによって対処され、それによりＡＶＳ測定の自己平
衡がもたらされることになる。
図６６〜図６８は、本開示の一実施形態による、流量計の三層構造、対面型の使い捨て
部分２０８を示す複数の図である。使い捨て部分２０８は、硬質樹脂層２１０を間に挟む
上部層２０９と底部層２１２によって形成される。硬質樹脂層２１０は２つの穴２１７と
２１８を有し、これらにより流体が流体空間２１１とＡＶＳ室２１３の間を通過できるよ
うになる。
流体は流体通路２１５から穴２１７と２１８を通り、ＡＶＳ室２１３を通過する。また
使い捨て部分２０８は熱接着部分２１９をも含む。
図６９は、本開示の別の実施形態による、流量計の別の使い捨て部分２２０の上面図で
ある。使い捨て部分２２０は、硬質本体２５９へ接着された１つまたは複数の層を含む。
硬質本体２５９は、切り抜き部分２６０を含む。ＡＶＳ室２６１は硬質本体２５９の両側
から突き出ることにより、ＡＶＳ室２６１を包囲するＡＶＳアセンブリ（不記載）がＡＶ
Ｓ室２６１の容積を推定できるようにし得る。可変容積が完全に（または実質的に）ＡＶ
Ｓ室２６１の周囲に位置し得るよう、空気は切り抜き部分２６０を完全に通過し得る。使
い捨て部分２２０は、硬質本体２５９に対して密封された１つまたは複数の弾性層から形
成され得る。使い捨て部分２２０は、流体がＡＶＳ室２６１を通過し退出することを可能
にする流体通路２６２と２６３とを含む。
図７０は、本開示の一実施形態による、全ＡＶＳクラムシェル・アセンブリと片面型使
い捨て部分（例えば図６２の使い捨て部分１９４）とを含む流量計２２１を示す図である
。流量計２２１は０．０２５ｃｃの液体を１時間当たり最大３００ミリリットル充填し得
る。
ＡＶＳクラムシェル・アセンブリは、上方クラムシェル・ＡＶＳアセンブリ１９２と下
方クラムシェルＡＶＳアセンブリ１９３とを含む。下方クラムシェルＡＶＳアセンブリ１
９２は、下方裏当て２３３内に適切に収まるよう若干付勢され得る、および／または通気
孔２２４を補う硬質樹脂板または補強材を含み得る。上方および下方のクラムシェルＡＶ
Ｓアセンブリ１９２および１９３は、ＡＶＳ流体容積２２４の周囲を、例えば凹凸型「ピ
ンチ」を使用して熱シールのすぐ外側を包囲するものであってもよく、またＡＶＳ流体容
積２２４を密封するため、Ｏリングが選択的に使用され得る。流量計２２１は選択的に、
閾値を超える空気が患者へ送達されているかどうか判定するため、本開示に記載のような
空気センサ、例えば超音波空気センサおよび／またはカメラ式空気センサを含み得る。閾
値を超える空気に対応して、アラームまたは警報が発せられ得る。それに加えて、または
代替として、空気は、流量計２２１を通過する液体の推定容積から減算され得る。
流量計２２１は、ＡＶＳ基準室２２２、基準マイクロフォン２２３、共鳴ポート２２４
、一体型周囲密封弁２２５（開状態で記載）、別の一体型周囲密封弁２３０（密封状態で
記載）、可変容積マイクロフォン２２６、スピーカ２２７および可変容積２２８を含む。
流量計２２１は、ばねディスク２２９をも含む。ばねディスク２２９は、均圧用の小さい
穴を含み得る。ばねディスク２２９は、一部の実施形態において、弾性のフィルムまたは
層から形成され得る。一部の実施形態において、ばねディスク２２９は流体をＡＶＳ流体
容積２２４へ流入させるために使用される。ばねディスク２２９は予備成形を介してばね
を提供し得る、および／または可変容積２２８は周辺大気および／またはＡＶＳ流体容積
２２４を通過する流体と相対的に負圧または正圧を有し得る。
弁２２５と２３０は、流体のＡＶＳ流体容積２２４への進入またはＡＶＳ流体容積２２
４からの離脱を可能にするまたは閉塞するよう、上方クラムシェルＡＶＳアセンブリ１９
２の本体に沿って摺動する。弁２２５と２３０は、弁２２５と２３０の弁状態を制御する
アクチュエータ（回転カム等へ結合されたリニア・サーボ、リニア・ステッパ・モータ、
カム・フォロワなど）へ結合される。弁２２５および／または２３０は、通常は閉鎖され
得る；（例えばソレノイドおよび／またはニチノールを使用して）開動作され得る；位置
センサを含み得る；円錐形であってもよい（例えば流体通路側からの円錐形プランジャが
エラストマーをＡＶＳ室の入口／出口の穴へ押し込んで密封状態を形成する）；そして弁
が十分な圧力を加えているかどうか判定するための対抗圧力シールを含み得る。アクチュ
エータは、本開示で開示されるプロセッサ（例えば図２または図３のプロセッサ３７）へ
結合され得る。弁２２５および／または２３０はいずれも、エラー状態の場合、例えば図
２または図３のプロセッサ３７および／または２３０監視クライアント６が、患者への流
体流の停止を必要とするエラー状態が存在すると決定した場合、流体が患者へ送られるの
を防ぐよう閉鎖し得る。プロセッサは、例えば脈動ポンプが液体を下流へポンプ輸送する
場合に、ＡＶＳ容積２２４が満たされるよう、弁２２５と２３０の動作を調整し得る。流
量計２２１は、例えば流量、パルス回数、パルス持続時間、パルスの大きさ、パルス周波
数など、ポンプから受ける無線情報を介して、ポンプとの動作を調整し得る。
スピーカ２２７は、基準マイクロフォン２２３と可変容積マイクロフォン２２６とによ
って受け取られる１つまたは複数の音響周波数を発する。マイクロフォン２２３と２２６
の間での音響利得は、流量計２２１を通る体積の判定のため、可変容積２２８の容積と相
互に関連付けられ得る。それに加えて、または代替として、マイクロフォン２２３と２２
６の間での位相変動は、可変容積２２８の容積と相互に関連付けられ得る。スピーカ２２
７およびマイクロフォン２２３と２２６は、ＡＶＳを使用する体積を決定するアルゴリズ
ムを実装するための１つまたは複数のプロセッサ、例えば図２または３のプロセッサ３７
と動作可能に通信し得る。ＡＶＳの動作に関する付加的詳細は、「音響容積感知」と題し
た下記のセクションに記載されている。
フィルム２３１と２３３は、流体空間２３２を画定する。流体は流体空間２３２を介し
て進入および離脱することによりＡＶＳ流体容積２２４内で変化することから、流量計２
２１経由で流量を決定するため容積の差が計算される。つまり、可変容積２２８は、ＡＶ
Ｓ流体容積２２４の判定に使用され得る音響応答を有する。流量計２２１は、ＡＶＳ流体
容積２２４を画定するフィルム２３３の下方での空気の蓄積を防ぐための通気経路２２５
をも含む。
本開示のさらなる付加的な一実施形態において、流量計２２１は膜ポンプの一部として
利用され得る。例えば、アクチュエータ（不記載）はＡＶＳ流体容積２２４へポンプ輸送
作用を提供するようばねディスク２２９（またはフィルム２３１）と連動してもよい。ア
クチュエータは可変容積内に存在してもよく、あるいは（適切な防音を施した）上方クラ
ムシェル・アセンブリ１９２を貫通するシャフトを介してばねディスク２２９と連動して
もよい。シャフトの容積はＡＶＳ測定で対処されてもよく、および／またはアクチュエー
タ全体が可変容積内に存在してもよい。
図７１は、本開示の一実施形態による一体型周囲密封弁２３９と２４０とを有する、上
部ＡＶＳアセンブリ２３６および底部ＡＶＳアセンブリ２３８を含む流量計２３４の側面
図である。流量計２３４は、図６３〜図６５の使い捨て部分２０１を含み得る。流量計２
３４は、１時間当たり最大３００ミリリットルの充填１回につき最大０．２５ｃｃの流れ
を、また一部の特定の実施形態においては、例えば各側で１時間当たり１５０ミリリット
ル向けに各側につき０．１２５ｃｃを許容し得る。
上部ＡＶＳアセンブリ２３６は上部可変容積２４１の音響応答を測定し、底部ＡＶＳア
センブリ２３８は底部可変容積２４２の音響応答を測定する。上部と底部の可変容積２４
１と２４２の音響応答測定結果は、上部と底部の可変容積２４１と２４２に相互に関連付
けられ得る。ＡＶＳ流体室２４３の容積は、ＡＶＳ室２４１と２４２の容積から所定の合
計容積を減算することによって推定され得る。本開示で開示されるプロセッサ（例えば図
２または図３のプロセッサ３７）は、ＡＶＳ流体室２４３の容積を推定し得る。
本開示のさらなる付加的な一実施形態において、流量計２３４は膜ポンプの一部として
利用され得る。例えば、１つまたは複数のアクチュエータ（不記載）はＡＶＳ流体容積２
４３へポンプ輸送作用を提供するようばねディスク２３５および／または２３７（または
ＡＶＳ流体室２４３）と連動してもよい。アクチュエータは可変容積２４３および／また
は２４２内に存在し得る、もしくは（適切な防音を施した）ＡＶＳアセンブリ２３６およ
び／または２３８を貫通するシャフトを介してばねディスク２３５および／または２３７
と連動してもよい。シャフトの容積はＡＶＳ測定で対処されてもよく、および／またはア
クチュエータ全体が可変容積内に存在してもよい。
図７２は、本開示の別の実施形態による、周囲可変容積２４６および２４７付き片面型
ＡＶＳアセンブリ２４５を含む、別の流量計２４４の側面図である。流量計２４４は、図
６９の使い捨て部分２２０を使用し得る。可変容積２４６と２４７は、ＡＶＳ流体室２４
８の端部周囲で相互に流体連通し得る。ＡＶＳアセンブリ２４５は、ＡＶＳ室２４６と２
４７の容積を相互に関連付けるため、室２４６と２４７の音響応答を測定する。ＡＶＳ室
２４６と２４７の合計容積は、ＡＶＳ流体容積２４８内の流体の体積を推定するために所
定の合計容積から減算される。
本開示のさらなる付加的な一実施形態において、流量計２４４は膜ポンプの一部として
利用され得る。例えば、１つまたは複数のアクチュエータ（不記載）はＡＶＳ流体容積２
４８へポンプ輸送作用を提供するようばねディスク２８６および／または２８７（または
ＡＶＳ流体室２４８）と連動してもよい。アクチュエータは可変容積２４６および／また
は２４７内に存在し得る、もしくは（適切な防音を施した）ＡＶＳアセンブリ２４５を貫
通するシャフトを介してばねディスク２８６および／または２８７と連動してもよい。シ
ャフトの容積はＡＶＳ測定で対処されてもよく、および／またはアクチュエータ全体が可
変容積内に存在してもよい。
図７３は、本開示の別の実施形態による、２つのピストン弁２５０と２５１とを含む、
さらに別の流量計２４９の側面図である。ピストン弁２５０と２５１はアクチュエータへ
結合され得、次いでこれらのアクチュエータはプロセッサ、例えば図２または図３のプロ
セッサ３７へ結合される。流量計２４９は、上部ＡＶＳクラムシェル・アセンブリ２５２
と底部ＶＡＳクラムシェル・アセンブリ２５３とを含む。流体は流体通路２５４から穴２
５５を通ってＡＶＳ流体室２５６へと流入する。その後、流体は穴２５７を通って（弁２
５１が開状態の場合は流体通路２５８を通って）流れ、最終的に流量計２４９から退出し
得る。ピストン弁２５０および／または２５１は、片方のピストン弁が閉じている間にも
う片方のピストン弁が開く形で交互に開閉し得る。ばねディスク２２９は、ＡＶＳ流体室
２５６での流体の吸入または吐出を補助し得る。
本開示のさらなる付加的な一実施形態において、流量計２４９は膜ポンプの一部として
利用され得る。例えば、１つまたは複数のアクチュエータ（不記載）はＡＶＳ流体容積２
５７へポンプ輸送作用を提供するようばねディスク２８８（またはＡＶＳ流体室２５７）
と連動してもよい。アクチュエータは可変容積２８９内に存在し得る、もしくは（適切な
防音を施した）ＡＶＳアセンブリ２５２を貫通するシャフトを介してばねディスク２８９
と連動してもよい。シャフトの容積はＡＶＳ測定で対処されてもよく、および／またはア
クチュエータ全体が可変容積内に存在してもよい。
図７４は、本開示の一実施形態による、半連続的流れを提供する上部と下部のＡＶＳア
センブリ（それぞれ２６２と２６３）を有する流量計２５９を示す図である。流量計２５
９は弁２６０、２６１、２６４および２６５を含む。弁２６０、２６１、２６４および２
６５は、ＡＶＳ流体容積２６６と２６７を充填するよう一体的に、順番に、ただし逆の形
で動作し得る。例えば、弁２６０、２６１、２６４および２６５は、ＡＶＳ流体容積２６
６を充填する一方で他方のＡＶＳ流体容積２６７を排出するよう動作し、逆の形でも動作
し得る。つまり、１つのＡＶＳ流体容積が充填されている場合、他のＡＶＳ流体容積はそ
れぞれのＡＶＳアセンブリによってＡＶＳ測定されてもよい。
流量計２５９は、ポンプから流れてくる流体を緩衝する小型リザーバ２６８と、プロセ
ッサへ結合され得る可変オクルーダ２６９をも含む。可変オクルーダ２６９は、ＡＶＳ流
体容積２６６と２６７の排出が「平滑化」されて患者への半連続的な流れを生み出すよう
変化し得る（例えばＡＶＳ流体容積２６６と２６７は流体を強制排出するために、ディス
クばねなどばね荷重式であってもよい）。プロセッサは、患者への目標流量を達成するよ
う可変オクルーダ２６９を調節するため、ＡＶＳアセンブリ２６２と２６３からのフィー
ドバックを使用し得る。
特定の一実施形態において、流量計２５９は、０．１〜３００ｍｌ／時の範囲にわたり
流れを測定し；３００ｍｌ／時超〜２０００ｍｌ／時の計量対象外流量を許容し；流れ抵
抗は０．１〜２０００ｍｌ／時の範囲にわたり１ＰＳＩを超えず；能動的容積蓄積（ａｃ
ｔｉｖｅ ｖｏｌｕｍｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）は２ミリリットルを超えず；保持
容積は０．５ｍｌ未満であり；使い捨て部分のサイズは１インチ×３インチ×１インチ未
満であり；電池または有線接続によって電力を供給され電池駆動の場合８時間にわたり１
００ｍｌ／時の定格で稼働することができ；弁、センサおよび構成部品すべてと無線通信
を行うユーザ・インターフェースを含み得る。
図７５は、本開示の一実施形態による、通過流体を制御するための複数の弁２７２、２
７３、２７４、２７５および２７７を備えた２つの直列ＡＶＳアセンブリ２７０と２７１
とを有する、流量計２７６を示す図である。弁２７５は最小量の流体がＡＶＳ容積２７８
からＡＶＳ容積２７９へ流入することを可能にし、弁２７４はより多くの流体がＡＶＳ容
積２７８からＡＶＳ容積２７９へ流入することを可能にし、弁２７３は最大量の流体がＡ
ＶＳ容積２７８からＡＶＳ容積２７９へ流入することを可能にする。弁２７３、２７４お
よび２７５は、ポンプから患者への流れを制御するよう制御され得る。
２つのＡＶＳアセンブリ２７０と２７１はそれぞれ、ＡＶＳ流体容積２７８と２７９を
測定し得る。ＡＶＳ容積２７８と２７９は、流体がポンプから患者へと流れる際に弁２７
３、２７４および２７５によって生じる圧力差が原因で異なり得る。連続流体流は、ベル
ヌーイの法則に基づいて圧力差を生み出す。
連続流センサは、ベルヌーイの法則を利用し得る。例えば、流体の流路内での固定オリ
フィスまたは他の制限（例えばオリフィス板によって生じる制限）は、以下の通り式（３
３）で示されるベルヌーイの法則に基づく流量判定のため、オリフィス全体に及ぶ圧力低
下の測定に使用され得る。
Figure 2017020508
式中、Ｑは体積流量を表し、Ｃｄは流れの撹乱に関連する流量係数を表し、ρは流体の
密度を表し、Ａ１は制限の直前の断面積を表し、Ａ２は制限部分の断面積を表し、Δｐは
制限部分全体に及ぶ圧力低下を表す。式（３３）は以下の通り、式（３４）へと簡略化す
ることができる。
Figure 2017020508
Ａ０はオリフィスの面積を表し、Ｃｆは制限要素の設計に特有の撹乱と流れ形状に関連
する定数を表す（Ｃｆは概して、経験的に導き出された０．６と０．９の間の範囲の値を
有する）。したがって、推定流量は、オリフィスの面積および測定された圧力低下の平方
根に関連する。推定流量は、測定される流体の密度とオリフィスの形状にも関連する。
したがって、流量計２７６の弁２７３、２７４および２７５は、ＡＶＳ容積２７８と２
７９の間に測定可能な圧力差を生み出す制限要素（例えば連続流量計内のオリフィス板の
役割を果たす）を見なされ得る。ＡＶＳ容積２７８と２７９を形成するそれぞれの膜は内
部圧力を基に伸展することから、ＡＶＳ容積２７８と２７９はそれぞれの圧力と相互に関
連付けられ得る。
例えば、弁２７２と２７７は開かれることにより、流体がポンプから患者へと連続的に
流れることを可能にし得る。ＡＶＳ容積２７８と２７９は、弁２７３、２７４および２７
５（一部の実施形態ではオリフィスとしてモデル化され得る）のうち１つまたは複数から
の全体的制限によって生じる圧力に差が出る。
ＡＶＳ室２７８と２７９の間での差分ＡＶＳ容積測定は、流量に比例する（圧力差は経
験的に流量と相互に関連付けられ得る）。いかなる共通モードの下流圧力変化も、ＡＶＳ
室２７８と２７９両方の容積増大という結果に繋がることにより、ＡＶＳ室２７８と２７
９の増加が少なくなる。それに加えて、ＡＶＳ容積測定における所定のプラスの変化は閉
塞の指標と見なすことができ、また流量における所定の変化はアラームおよび／または警
報の誘因となり得る。
弁２７３、２７４および２７５は、ポンプから患者への一定範囲の流量を使用できるよ
うにし、また流量計２７６の測定範囲を変える。プロセッサは弁２７３、２７４および２
７５のうち１つまたは複数を起動することができ、また弁２７３、２７４および２７５に
よって生じる閉塞の全体的制限を決定付けることができる。つまり、弁２７３、２７４お
よび２７５の構成は、流量を決定するためのモデル、例えば式（３３）または（３４）を
使用する制限部分の断面積と相互に関連付けられ得る。プロセッサは、望ましい流量測定
範囲内での流量を決定するため、弁２７３、２７４および２７５を変化させ得る。
ＡＶＳアセンブリ２７０と２７１は、所定の長さの時間内、例えば２分の１秒または２
０分の１秒以内に、音響周波数の掃引（本開示にて記載の通り）によって測定を行う。一
部の実施形態において、ＡＶＳアセンブリ２７０と２７１は２種類の周波数掃引、例えば
短時間周波数掃引（より短い時間内に行われるものなど）および／または全周波数掃引、
例えば音響漏洩（複数可）のチェックなど他のエラー・チェックを行うことができる。流
量計２７６は、一部の実施形態において、流量計２７６の較正および／またはエラー・チ
ェックのため、周期的撹乱を導入するためのポンプとの調整を行うことができる。それに
加えて、または代替として、小型リザーバ４００と４０１は、一部の実施形態において流
れを「平滑化」するため流体を湿らせることができる。流体リザーバ４００と４０１は、
気泡型可撓性ブラッダを規定する弾性材料から形成され得る。
弁２７２と２７７は、エラー状態のチェックのため動作調整を施され得る。例えば、弁
２７２は、エラー・チェック（閉塞チェックなど）のために、流体が患者へと放出されて
いるかどうかの判定のため弁２７７が開いたままの状態の間は閉鎖され得る。
一部の実施形態において、弁２７２、２７３、２７４、２７５および２７７は、ＡＶＳ
容積のうち１つが流体で満たされる一方で他のＡＶＳ容積が流体を排出することにより、
ＡＶＳ容積２７８と２７０を使用しての区分的連続流量測定が可能となるようにＡＶＳ容
積２７８と２７９が操作されるよう、使用される。それに加えて、または代替として、弁
２７２、２７３、２７４、２７５および２７７は、「流量ゼロ」補正（例えばＡＶＳ容積
測定の容積ドリフト向けの補正）を実行するための「流量ゼロ」試験を実行するためにも
使用され得る。
特定の一実施形態において、流量計２７６は、０．１〜３００ｍｌ／時の範囲にわたり
（一部の実施形態では最大２０００ｍｌ／時）連続的な流れを測定することができ；０．
１〜２．５ｍｌ／時の範囲では＋／−０．０２ｍｌ、またはそれ以外の範囲では５％の測
定正確性を有し；１秒間に流れが１０％変化する流れ撹乱に対して反応しないほど十分に
迅速に測定し；頭部高さでの＋／−２ＰＳＩの圧力変化範囲で測定し；０．１〜２０００
ｍｌ／時の流れの範囲にわたり１ＰＳＩを超える流れ抵抗を加えず；使い捨て部分のサイ
ズは１インチ×３インチ×１インチ未満であり；電池または有線接続によって電力を供給
され電池駆動の場合８時間にわたり１００ｍｌ／時の定格で稼働することができ；弁、セ
ンサおよび構成部品すべてと無線通信を行うユーザ・インターフェースを含み得る。
図７６は、本開示の一実施形態による、負圧源２８１を有する膜ポンプ２８０を示す図
である。膜ポンプ２８０は、可変容積２９０に負圧を加える動作と可変容積２９０に大気
圧を加える動作を交互に行うことができる弁２８２と２８３を含む。弁２８２と２８３は
、例えば一部の特定の実施形態における０．０２０インチなど、音響アーチファクトをも
たらさない十分に小さいサイズのポート４０３を介してＡＶＳ基準容積４０２と流体接続
される。プロセッサ、例えば図３のプロセッサ３７は、圧力センサ４０４によって測定さ
れる通り、基準容積４０２内で目標圧力を達成するよう、弁２８２および／または２８３
を制御し得る。プロセッサ、例えば図３のプロセッサ３７は、弁２８２および２８３と、
また圧力センサ４０４と、動作可能に通信し得る。
弁２８２が閉じられ、弁２８３が開かれることにより、可変容積２９０が負圧源２８１
と流体連通され得る。その後、弁２８３が閉じられ、弁２８２が開かれると、可変容積２
９０は大気と流体連通され得る。これは可変容積２９０内の圧力を繰り返し振動させるよ
う、継続的に反復され得る。一部の特定の実施形態において、ＡＶＳ測定は、可変容積４
０２が静圧状態に置かれ（例えば周囲圧力、静的負圧に設定されている、もしくは弁２８
２と２８３を閉じることによる）、ＡＶＳ流体容積２９３が静圧状態に置かれている（例
えばピストン弁２９１と２９２が閉じられている）場合に行われる。
前述の通り、負圧源２８１は、弁２８３の開放と弁２８２の閉鎖によって可変容積２９
０へ加えられ得る。負圧が可変容積２９０へ加えられると、ＡＶＳ流体容積２９３へ流体
を引き込むよう、ピストン弁２９１が開かれ、ピストン弁２９２が閉じられ得る。その後
、弁２８３とピストン弁２９１が閉じられる結果、ＡＶＳアセンブリ２４９によってＡＶ
Ｓ測定結果が取得され得る（ＡＶＳアセンブリ２９４は下方ＡＶＳクラムシェル・アセン
ブリ２９６を含む）。選択的に、ピストン弁２９１と２９２はＡＶＳ測定の前または途中
、閉じておいてもよい。その後、弁２８２とピストン弁２９２が開かれ、流体はＡＶＳ室
２９３から流体チャネル２９５へと流入できるようになる。次に、ピストン弁２９２と弁
２８２が閉じられ、別のＡＶＳ測定結果がＡＶＳ室２９３から取得される。これらのＡＶ
Ｓ測定結果の差異は、個々のポンプ輸送サイクルについて、ポンプ輸送された流体の量と
相互に関連付けられ得る。つまり、患者への液体の各パルスは１つのＡＶＳ測定結果から
別のＡＶＳ測定結果を差し引くことによって推定され得る。一部の特定の実施形態におい
て、ＡＶＳ測定は、正圧と負圧が気泡体積に及ぼす効果に対処するよう、ＡＶＳ容積２９
０の同じ圧力条件で個々に行われる（例えば圧力センサ４０４によって決定される通り、
大気圧または静的負圧の条件で）ことにより、気泡が流体容積流量測定に及ぼす効果を軽
減する。
図７７は、本開示の一実施形態による、それぞれ、弁２９８へ結合された負圧源２９６
と弁２９９へ結合された正圧源２９７とを有する、膜ポンプ３００を示す図である。負圧
源２９６は、流体をＡＶＳ室３０２内へ引き込む際、可変容積３０１と流体連通し得る。
同様に、正圧源２９７は、流体をＡＶＳ室３０２から排出する際、可変容積３０１と流体
連通し得る。可変容積は、ＡＶＳ測定結果が取得される際、弁３０４を介して大気圧３０
３へ結合され得る。
図７７に記載の実施形態ではディスクばねを使用しないという点に留意されたい。ＡＶ
Ｓ流体容積３０２は、可変容積３０１内に圧力をほとんどまたは全く発生させない弛緩性
材料で形成される。本開示の一部の実施形態において、ポンプ３００は気泡サイズに対す
る圧力の効果に対処するよう、すべて同じ圧力条件でＡＶＳ測定する。例えばＡＶＳ容積
測定結果は以下のように取得され得る：（１）ピストン弁４０５を閉じ、ピストン弁４０
６を開き、弁２９８を開き、弁２９９を閉じ、そして弁３０４を閉じることにより、負圧
源２９６から負圧を加えられているＡＶＳ室３０２内へ流体を引き込ませる；（２）ピス
トン弁４０６を閉じ、弁２９８を閉じる；（３）弁３０４を開くことにより、可変容積３
０１の圧力を大気圧３０３へ到達させる；（４）弁３０４を閉じる；（５）ＡＶＳ測定す
る；（６）弁２９９を開き、ピストン弁４０５を開くことにより、流体をＡＶＳ容積３０
２から排出する；（７）ピストン弁４０５を閉じ、弁２９９を閉じる；（８）弁３０４を
開いて可変容積の圧力を大気圧３０３と均一にする；（９）弁３０４を閉じる；（１０）
ＡＶＳ測定する；（１１）ＡＶＳ容積測定結果を比較して排出された容積を決定し、例え
ば流量を推定する。上記の例は、正圧、負圧、大気圧、もしくはこれらのいくつかを組み
合わせた条件での１つまたは複数のＡＶＳ測定結果の取得を目的に修正され得る。
さらなる付加的な一実施形態において、正圧源２９７は、可変容積３０１が正圧下にあ
る場合のＡＶＳ測定結果の取得に使用される。例えば、本開示の一部の実施形態において
、ポンプ３００は気泡サイズに対する圧力の効果に対処するよう、すべて正圧条件でＡＶ
Ｓ測定する。例えば、ＡＶＳ容積測定結果は以下のように取得され得る：（１）ピストン
弁４０５を閉じ、ピストン弁４０６を開き、弁２９８を開き、弁２９９を閉じ、そして弁
３０４を閉じることにより、負圧源２９６から負圧を加えられているＡＶＳ室３０２内へ
流体を引き込ませる；（２）ピストン弁４０６を閉じ、弁２９８を閉じる；（３）弁２９
９を開くことにより、可変容積３０１の圧力を、圧力センサ４０７によって示される通り
の所定の正圧へ到達させる；（４）弁２９９を閉じる；（５）ＡＶＳ測定する；（６）弁
３０４を開き、ピストン弁４０５を開くことにより、流体をＡＶＳ容積３０２から排出す
る；（７）ピストン弁４０５を閉じ、弁３０４を閉じる；（８）弁２９９を開くことによ
り、可変容積の圧力３０１を、圧力センサ４０７によって示される通りの所定の正圧へ到
達させる；（９）弁２９９を閉じる；（１０）ＡＶＳ測定する；（１１）ＡＶＳ容積測定
結果を比較して排出された容積を決定し、例えば流量を推定する。上記の例は、正圧、負
圧、大気圧、もしくはこれらのいくつかを組み合わせた条件での１つまたは複数のＡＶＳ
測定結果の取得を目的に修正され得る。
ポンプ３００はまた、一部の実施形態において、空気によって生じるコンプライアンス
など、システムにコンプライアンスが存在するかどうか、２通りの異なる圧力でのＡＶＳ
容積測定結果の取得によって判定し得る。例えば、２通りの異なる圧力（例えば負圧と周
囲圧力、または他の何らかの組合せ）での充填段階の間、および／または２通りの異なる
圧力（例えば負圧と周囲圧力、または他の何らかの組合せ）での排出段階の間に、２通り
のＡＶＳ測定結果が取得され得る。２通りの圧力での容積変化は、流体に気泡が混入して
いた場合など、ＡＶＳ容積３０２のコンプライアンスと相互に関連付けられ得る。所定の
量のＡＶＳ容積３０２の変動が存在すると決定される場合、プロセッサはエラー状態が存
在すると決定し、アラームまたは警報を発し得る。さらに別の実施形態において、流量測
定結果は取得された空気体積測定結果について補正され得る。例えば、プロセッサは、イ
ンスリンなどの薬物の代わりに患者へ送達された空気の体積を決定し、そして処方された
用量のインスリンが送達されることを確保するよう、インスリンの送達を補償し得る。例
えば、以下の付加的実施形態を考察してみる。
本開示の一部の実施形態において、コンプライアンスは、気泡に対処するよう異なる圧
力でのＡＶＳ測定結果を少なくとも２通り取得することによってポンプ３００において推
定され得る。例えば、ＡＶＳ容積測定結果は以下のように取得され得る：（１）ピストン
弁４０５を閉じ、ピストン弁４０６を開き、弁２９８を開き、弁２９９を閉じ、そして弁
３０４を閉じることにより、負圧源２９６から負圧を加えられているＡＶＳ室３０２内へ
流体を引き込ませる；（２）ピストン弁４０６を閉じ、弁２９８を閉じる；（３）基準容
積３０１が負圧にある間にＡＶＳ測定する；（３）弁３０４を開くことにより、可変容積
３０１の圧力を大気圧３０３へ到達させる；（４）弁３０４を閉じる；（５）基準容積３
０１が大気圧のままの間にＡＶＳ測定する；（６）（３）と（５）からの２通りのＡＶＳ
測定結果を比較してＡＶＳ容積３０２のコンプライアンスを決定する；（７）弁２９９を
開き、ピストン弁４０５を開くことにより、流体をＡＶＳ容積３０２から排出する；（８
）ピストン弁４０５を閉じ、弁２９９を閉じる；（９）可変容積３０１が正圧下にある間
にＡＶＳ測定する；（１０）弁３０４を開いて可変容積の圧力を大気圧３０３と均一にす
る；（１１）弁３０４を閉じる；（１２）可変容積３０２が大気圧下にある間にＡＶＳ測
定する；（１３）（９）と（１２）からの２通りのＡＶＳ測定結果を比較してＡＶＳ容積
３０２のコンプライアンスを決定する；（１４）少なくとも２通りのＡＶＳ容積測定結果
を比較して排出された容積を決定し、例えば流量を推定する。上記の例は、２通りの異な
る圧力を有する２通りのＡＶＳ測定が充填段階、排出段階、ポンプ輸送における任意の他
の段階で発生し得るよう、正圧測定、負圧測定、大気圧測定のうち１つまたは複数、もし
くはこれらのいくつかの組合せを使用して、様々な形で修正され得る。
さらに別の実施形態を考察してみる。ＡＶＳ容積測定およびポンプ輸送作用は以下のよ
うに発生し得る：（１）ピストン弁４０５を閉じ、ピストン弁４０６を開き、弁２９８を
開き、弁２９９を閉じ、そして弁３０４を閉じることにより、負圧源２９６から負圧を加
えられているＡＶＳ室３０２内へ流体を引き込ませる；（２）ピストン弁４０６を閉じ、
弁２９９を閉じる；（３）可変容積３０１が負圧のままの場合にＡＶＳ測定する；（４）
弁２９９を開くことにより、可変容積３０１の圧力を、圧力センサ４０７によって示され
る通りの所定の正圧へ到達させる；（５）弁２９９を閉じる；（６）可変容積３０１が正
圧の状態にある場合にＡＶＳ測定する；（７）（３）と（６）からの２通りのＡＶＳ測定
結果を比較してＡＶＳ容積３０２のコンプライアンスを決定する；（８）弁３０４を開き
、ピストン弁４０５を開くことにより、流体をＡＶＳ容積３０２から排出する；（９）ピ
ストン弁４０５を閉じ、弁３０４を閉じる；（１０）可変容積３０１が大気圧の状態にあ
る間にＡＶＳ測定する（別の実施形態ではＡＶＳ容積測定結果は負圧の状態で取得される
）；（１１）弁２９９を開くことにより、可変容積３０１の圧力を、圧力センサ４０７に
よって示される通りの所定の正圧へ到達させる；（１２）弁２９９を閉じる；（１３）Ａ
ＶＳ測定する；（１４）２通りのＡＶＳ容積測定結果を比較して排出された容積および／
または可変容積のコンプライアンスを決定し、例えば流量を推定する。上記の例は、２通
りの異なる圧力を有する２通りのＡＶＳ測定が充填段階、排出段階、ポンプ輸送における
任意の他の段階で発生し得るよう、正圧測定、負圧測定、大気圧測定のうち１つまたは複
数、もしくはこれらのいくつかの組合せを使用して、様々な形で修正され得る。
特定の一実施形態において、膜ポンプ３００は、流量目標を０．１〜２０００ｍｌ／時
とし、少なくとも最大３ＰＳＩ〜最大１０ＰＳＩを生み出すことができ；最大負圧が少な
くとも−２ＰＳＩのリザーバから流体を引き出すことができ；電池式でもよく；有線給電
式でもよく；アクチュエータ、弁、圧力センサおよび他の装置すべてに結合されたプロセ
ッサと無線通信を行うユーザ・インターフェースを有し得る。
図７８は、本開示の一実施形態による光センサ式流量計３０５を示す図である。流量計
３０５は、可撓性膜３０７に光を反射するＩＲ光源３０６を含む。反射されたＩＲ光は、
センサ３０８によって受光される。ＩＲ光源３０６とＩＲセンサ３０８によって形成され
るセンサは、シャープ株式会社製の部品番号ＧＰ２Ｓ６０を有するセンサであってもよい
。膜３０７に反射した光は、容積３０９と相互に関連付けられ得る。上流または下流のポ
ンプ（不記載）を入口弁および出口弁（不記載）と併用して、流量は膜３０７に反射する
光の測定によって計算され得る。ライン内の流体圧力が変化すると、エラストマー膜３０
７が変位する結果となることから、センサ３０８との間隔は流体ライン内の圧力の関数と
して変動する。したがって、センサの出力は流体ライン内の圧力に比例し、また圧力およ
び／または容積と相互に関連付けられ得る。
流量計３０５は、本開示で開示される膜ポンプによって、正圧および／または負圧の測
定を円滑化する目的で使用され得る。圧力感度は、膜の弾性特性ならびにＡＶＳ容積３０
９を形成する膜との流体接触面積を選定することによって、調整され得る。弾性膜の反射
特性は、金属、樹脂、フィルムまたは他の反射材を使用して強化され得る。ＡＶＳ容積３
０９を形成する材料の熱効果に対処するように、温度センサを追加することができる。エ
ラストマーＡＶＳ室３０９周囲のヒート・シンクおよび／または熱制御装置が、一部の特
定の実施形態において、熱効果の軽減に使用され得る。
ＩＲ光源３０６はパルスを加えられ得る、および／または多重化が複数のＩＲ光源３０
６および複数のセンサ３０７と共に、クロストーク・エラー防止のため使用され得る。初
期読み取りはオフセット・ゼロとして使用され得、またセンサ出力の変化はＡＶＳ容積３
０８内の圧力変化と相互に関連付けられ得る。焦点調節用光学部材は使い捨て部分、例え
ば膜と共に、ＩＲ光源３０６およびＩＲセンサ３０８の範囲調整および位置合わせを容易
にする目的で使用され得る。別の実施形態において、超音波近接センサがＩＲ光源３０６
およびＩＲセンサ３０８の代わりに使用される。
特定の一実施形態において、流量計３０５は、−２〜＋１０ＰＳＩの範囲にわたりライ
ン圧力に対する感度を有し得る；１〜１０ＰＳＩの範囲にわたり＋／−２０％の許容範囲
内でライン圧力を測定し得る；少なくとも１０ビットの分解能を有し得る；低電力であっ
てもよい。
図７９は、本開示の一実施形態による圧力制御膜ポンプ３２２を示す図である。図８０
〜図８２は、本開示における参照用の凡例を示す図である。つまり、図８３、図８５、図
８７、図８８、図９０、図９１、図９３、図９５および図９７の記号の凡例については図
８０〜図８２を参照されたい。再び図７９を参照すると、膜ポンプ３２２は、基準容積３
２４と可変容積３２５とを有するＡＶＳアセンブリ３２３を含む。基準容積３２４は、ポ
ート３５７を通って可変容積３２５へと移動する基準室３２４内の音響信号を生成するた
めのスピーカ３２６を含む。音響信号は、基準マイクロフォン３２７と可変容積マイクロ
フォン３２８によって受信される。マイクロフォン３２７と３２８からの信号は、ＡＶＳ
室３３５の容積を測定するための音響応答を決定するため比較される。任意の光センサ３
２９は、ＡＶＳ室３３５を形成する膜からの光を反射するために使用され得る。光センサ
３２９は、ＡＶＳ室３３５の容積推定を容易にする目的で使用され得る。一部の実施形態
において、複数の光センサ３２９が使用され得る。
ポンプ３５３は、６０３５ Ｐａｒｋｌａｎｄ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ｃｌｅｖｅｌ
ａｎｄ， Ｏｈｉｏ ４４１２４−４１４１に所在のＰａｒｋｅｒ Ｈａｎｎｉｆｉｎ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の部品番号Ｔ３ＣＰ−１ＨＥ−０６−１ＳＮＢを有するものな
ど、ダイヤフラム・ポンプであってもよい。それに加えて、または代替として、他の種類
のポンプおよび／または任意の他の製造者によって製造されたポンプを利用してもよい。
ポンプ３５３へ加えられる可変電圧（図７９参照）は、圧力センサ３４０によって測定
される通りの望ましい圧力に到達するよう、リアルタイムで調節され得る。ポンプ３５３
は、１分当たり数リットルの流量を有し得る。可変容積３２５は０．５ｃｃの空気体積を
有してよく、また圧力を１〜１０ＰＳＩの範囲に制限され得る。一部の実施形態において
、ポンプ３５３は１Ｈｚの充填・排出サイクル時間および０．５ｃｃの流体室を有し、そ
の結果、最大流量は例えば１８００ｃｃ／時となる。付加的実施形態において、可変圧力
は数十ミリ秒持続する破裂の際に制御され得、また６回分の分割量が、０．１ｃｃ／時の
流量を達成するよう、１時間の間隔にわたり送達され得る。付加的実施形態において、空
気圧式流れ制限を有する別の空気圧式流路（不記載）が、可変容積３２４に対する作動圧
力をより下げることにより、高低の体積流量範囲を容易にする目的で使用され得る。
流体リザーバ３３１は、流路を介して一方向弁３３２へ結合される。弁３３２はピンチ
弁であってもよい。光センサ３３３は弁が閉じられる時期を測定し、例えばピンチ弁３３
２が開いていると光学ビームが遮断され得る、またはピンチ弁３３２が閉じていると光学
ビームが遮断される。
流体は流体ライン３３４を通って移動し、ＡＶＳ容積３３５へ入る。流体は流路を通っ
て一方向弁３３６へと排出され得、この排出も光センサ３３７を使用して測定される。最
終的に、流体は患者３３８の体内に入る。
基準室３２４および可変容積３２５は、ライン３３９と流体連通する。圧力センサ３４
０はラインの圧力を、そして結果的に室３２４と３２５の圧力を測定する。それに加えて
、または代替として、ポンプ３２２は温度センサ３３０を含む。圧力センサ３４０からの
圧力および／または温度センサ３３０からの温度は、ＡＶＳ測定結果の正確性を高める目
的で使用され得る。
弁３４１はチューブ３３９を周囲圧力３４２へと接続する。圧力センサ３４３は周囲圧
力を測定する。弁３４１は弁３４４にも結合され、次いで弁３４４は負圧源３４７および
正圧源３４５へと接続される。正圧源３４５は圧力センサ３４６へ結合され、負圧源３４
７は別の圧力センサ３４８へ結合される。一部の特定の実施形態において、正圧源３４５
と負圧源３４７は、所定の圧力が内部で設定され、（弁３４４、３４１、３５０および３
４９を介して）基準容積３２４へ送られて特定の圧力を発達させるアキュムレータであっ
てもよい。
可変流量／圧力ポンプ３５３は、正圧リザーバ３４５を正圧に、また負圧リザーバ３４
７を十分に低めの圧力に維持するため、弁３４９と３５０両方へ結合される。弁３５０と
３４９はそれぞれ、大気通気孔３５４と３５１にも結合される。可変流量／圧力ポンプ３
５３は、３５６にて信号を供給され、この信号はプロセッサ、例えば図２のプロセッサ３
７による検証用の出力ピンへフィードバックされ得る。また、スイッチ３５５もポンプ３
５３を有効化および／または無効化し得る。
一部の実施形態において、１つまたは複数の光センサ３２９が、送達する目標アリコー
ト体積を有する制御ループの内側部分として使用され得る。例えば、１つまたは複数の光
センサ３２９は、図２のプロセッサ３７内の制御装置（例えばＰＩＤ制御装置）へ、１つ
または複数の光センサ３２９により測定されたＡＶＳ室３３５の膜の偏向に基づく充填容
積または排出容積の推定値を提供し得る。１つまたは複数の光センサ３２９からのフィー
ドバックは、ＡＶＳポンプ室内の空気圧装置、例えば弁２３１、３４４、３４９および３
５０の、圧力流またはタイミングの制御に使用され得る。
複数の光センサ３２９が、ＡＶＳ室３３５の膜位置を三角形にするために使用され得る
。それに加えて、または代替として、この膜は光センサ３２９用の反射面を提供するよう
ＡＶＳ室３３５の膜の表面を配置する、反射性の特徴を有し得る。一部の特定の実施形態
において、制御ループの外側部分は、個々のアリコート体積を調整するため、患者へ送達
される軌跡送達体積を目標とし得る。例えば、１つまたは複数の光センサ３２９によって
行われる光学的容積感知機能は、ＡＶＳ式容積測定および／または容積推定誤差計算に対
するチェックとして使用される独立的容積測定結果を提供し得る。付加的実施形態におい
て、光学的容積測定のみ行われ、すなわちこの特定の例示的実施形態ではＡＶＳが使用さ
れない。
図８３は、本開示の一実施形態による流量制御膜ポンプ３５８を示す図である。流量制
御膜ポンプ３５８は図７９の圧力制御ポンプ３２２と類似するが、流量制御膜ポンプ３５
８には図７９に記載のリザーバ３４５と３４７がない。
図８４は、本開示の一実施形態による、図８３の流量制御膜ポンプ３５８の動作状態図
３５９である。状態図３５９は、状態３６０〜３６８を含む。状態３６０〜３６８は図８
５〜図９８によって示される。
次に図８４、図８５および図８６を参照すると、アイドル状態３６０が図８４と図８６
で描写され、図８６に詳細が示されている。アイドル状態３６０は、二次的状態３７０〜
３７１を含む。二次的状態３７０において、複数の変数が設定される。二次的状態３７０
が変数を設定してから所定の長さの時間が経過した後、二次的状態３７１は、所定の範囲
を基準にチェックされる複数の値を測定する。
図８５は、本開示の一実施形態による、図８４の状態図のアイドル状態３６０にある場
合の弁の動作を示す、図７９の流量制御膜ポンプ３５８を示す図である。アイドル状態３
６０において、弁３４１は基準容積３２４を大気圧源３４２へと結合する。注意点として
、アイドル状態３６０を示す図８５に記載の通り、ＡＶＳ容積３３５を形成する膜は収縮
する。
図８６に記載の通り、二次的状態３７０は、例えば入力電圧を適切な入力へ印加するこ
とにより（図８３参照）、変数ＰＣａｄｊ、ＰＣｅｎｂ１、ＰＣｅｎｂ２、ＰＣｖ１、Ｐ
Ｃｖ２、ＰＣｖ３、ＨＣｖ１およびＨＣｖ２を設定する。図８５および図８６を参照しな
がら、変数ＰＣａｄｊはポンプ３５３を設定し、変数ＰＣｅｎｂ１はポンプ３５３への入
力を有効化し、変数ＰＣｅｎｂ２はスイッチ３５５を有効化し、変数ＰＣｖ１は弁３５０
を制御し、変数ＰＣｖ２は弁３４９を制御し、変数ＰＣｖ３は弁３４１を制御し、変数Ｈ
Ｃｖ１は弁３３２を制御し、そして変数ＨＣｖ２は弁３３６を制御する。
同じく図８６に記載の通り、二次的状態３７０でパラメータが設定された後、二次的状
態３７１は複数の測定をする。二次的状態３７１では、ＰＳａｖｓ、ＰＳａｔｍ、ＰＣｍ
ｏｎ、ＯＰＴｖａｒ、ＯＰＴｈｖｌ、ＯＰＴｈｃ２およびＴａｖｓの値が取得され、所定
の範囲と比較される。測定値がいずれかでも所定範囲を外れる場合、例えば図８６の予想
列３７３に記載のような場合、エラー状態３７２が存在すると決定され、エラー状態３７
２への対応として警報またはアラームが発せられ得る。
ＰＳａｖｓは圧力センサ３４０から決定された値、ＰＳａｔｍは圧力センサ３４３から
決定された値、ＰＣｍｏｎは入力電圧３５６から正しい電圧をポンプが受けているかどう
か判定するためセンサ３６９から決定された値、ＯＰＴｖａｒは光センサ３２９からの測
定結果、ＯＰＴｈｖ１は弁３３２が閉じているか開いているか判定するための光センサ３
３３からの測定結果、ＯＰＴｈｃ２は弁３３６が閉じているか開いているか判定するため
の光センサ３３７からの測定結果、そしてＴａｖｓは温度センサ３３０からの温度測定結
果である。
再び図８４を参照しながら、アイドル状態３６０の後、状態図３５９は正圧弁漏れ試験
状態３６１へと続く。図８７〜図８８は、本開示の一実施形態による、図８４の正圧弁漏
れ試験状態の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプ３５８を示す図である。図８７に記
載の状態から基準容積３２４へ圧力をポンプ輸送できるよう、弁３４９が変化しているこ
とに留意されたい。図８８は、弁３４９が再び切り替わり、基準容積３２４が流体源から
分離されている状態を示す図である。
図８９は、本開示の一実施形態による、図８４の状態図の正圧弁漏れ試験状態３６１を
さらに詳細に示す図である。図８９は、図８４の状態３６４も表し得る。正圧弁漏れ試験
状態３６１は、二次的状態３７４〜３８０を含む。
二次的状態３７４は、基準容積３２４へ正圧が加えられるよう、ポンプ３５３を起動し
、弁３５０、２４９および３４１を設定する。弁２２２と３３７は閉じたままである。二
次的状態３７４では測定結果が取得される。測定値が所定の許容範囲から外れていると、
二次的状態３７９はエラー状態が発生したと決定する。平均圧力目標Ｐｍａｘに達しない
場合、状態３６１は二次的状態３７８へと続き、所定の長さの時間、待機する。このプロ
セスは図８７で描写されている。二次的状態３７４、３７５および３７８は、二次的状態
３７８が所定の回数発生するまで、または所定の長さの時間に達し、二次的状態３７９に
エラー状態が存在すると決定されるまで、反復し得る。
状態３６１は選択的に、二次的状態３７５から３７６へと遷移する際、一定の長さの時
間、待機し得る。二次的状態３７６では、ポンプ３５３が停止され、弁３５０と３４９が
ポンプ３５３からの可変容積３２４の接続を解除する（図８８で描写されている通り）。
状態３６１は選択的に、二次的状態３７７から３７８へと遷移する際、一定の長さの時間
、待機し得る。二次的状態３７７では、例えば、ＡＶＳ容積３３５が変化していることに
より漏れ状態を示すかどうか判定するため（音響応答を使用して）可変容積３２５の容積
を測定する、スピーカ３２６およびマイクロフォン３２７と３２８を有するＡＶＳシステ
ムなどを使用してのＡＶＳ測定など、様々な測定結果が取得される。それに加えて、また
は代替として、光センサ３３０は、漏れ状態が存在するかどうか判定するため、膜３３５
の所定の動きが発生するかどうか感知し得る。これらの測定結果が所定の範囲を外れる、
および／または所定の閾値を超える場合、二次的状態３８０にエラー状態が存在すると決
定される。
再び図８４を参照すると、正圧弁漏れ試験状態３６１が発生した後、負圧弁漏れ試験状
態３６２が発生する。正圧弁漏れ試験状態３６２の説明については図９０、図９１および
図９２を参照されたい。図９０〜図９１は、本開示の一実施形態による、図８４の負圧弁
漏れ試験状態の間に使用中の図８３の流量制御膜ポンプ３５８を示す図であり、図９２は
、本開示の一実施形態による、図８４の状態図の負圧弁漏れ試験状態３６２をさらに詳細
に示す図である。図９２に記載の通り、状態３６２は二次的状態３８１〜３８７を含む。
図９２は、図８４の状態３６５を示す目的でも使用され得る。
二次的状態３８１は、基準容積３２４へ負圧が加えられるよう、ポンプ３５３を起動し
、弁３５０、２４９および３４１を設定する。弁２２２と３３７は閉じたままである。二
次的状態３８２では測定結果が取得される。測定値が所定の許容範囲から外れていると、
二次的状態３８２はエラー状態が発生したと決定し、状態３８５へと続く。平均圧力目標
Ｐｍｉｎに達しない場合、状態３８２は二次的状態３８６へと続き、所定の長さの時間、
待機する。このプロセスは図９０で描写されている。二次的状態３８１、３８２および３
８６は、二次的状態３７８が所定の回数発生するまで、または所定の長さの時間に達し、
二次的状態３８５が、エラー状態が存在すると判定するまで、反復し得る。
状態３６２は選択的に、二次的状態３８２から３８３へと遷移する際、一定の長さの時
間、待機し得る。二次的状態３８３では、ポンプ３５３が停止され、弁３５０と３４９が
ポンプ３５３からの可変容積３２４の接続を解除する（図９１で描写されている通り）。
状態３６２は選択的に、二次的状態３８３から３８４へと遷移する際、一定の長さの時間
、待機し得る。二次的状態３８３では、例えば、ＡＶＳ容積３３５が変化していることに
より漏れ状態を示すかどうか判定するため（音響応答を使用して）可変容積３２５の容積
を測定する、スピーカ３２６およびマイクロフォン３２７と３２８を使用するＡＶＳシス
テムなど、様々な測定結果が取得される。それに加えて、または代替として、光センサ３
３０は、漏れ状態が存在するかどうか判定するため、膜３３５の所定の動きが発生するか
どうか感知し得る。これらの測定結果が所定の範囲を外れる、および／または所定の閾値
を超える場合、二次的状態３８７にエラー状態が存在すると決定される。
図９３は、本開示の一実施形態による、図８４の充填状態３６３の間に使用中の図８３
の流量制御膜ポンプ３５８を示す図である。図９４は、本開示の一実施形態による、図８
４の充填状態３６３をさらに詳細に示す図である。
状態３６３は二次的状態３８８〜３９１を含む。二次的状態３８８は、可変容積３２４
へ負圧が加えられるよう、弁３５０と３５１、およびポンプ３５３を設定する。弁３３２
も開かれ、ＡＶＳ容積３３５は流体リザーバ３３１からの流体を充填する。状態３８９は
、ＡＶＳ容積３３５を画定する膜が充填中かどうか判定するため、光センサ３３０からの
光学的測定を含め、複数の測定をする。未充填であれば、二次的状態３９１は所定の長さ
の時間、待機する。その後、二次的状態３８８、３８９および３９１は、少なくとも所定
のサイクル数、および／または所定の長さの時間が経過するまで反復され得、その後、二
次的状態３９０は、例えばリザーバ３３１が空である、および／または弁３３２が閉じた
まま動かないなど、弁が不作動の状態である場合など、エラー状態が存在すると決定する
。それに加えて、または代替として、二次的状態３８９の間に取得された測定結果が所定
の範囲から外れている、および／または所定の閾値を超える場合、二次的状態３９０は、
エラー状態が存在すると決定することができる。
再び図８４を参照すると、状態３６３が行われた後、状態３６４の間に正圧弁漏れ試験
がもう１回行われ、また状態３６５の間に負圧弁漏れ試験がもう１回行われる。
状態３６６は、ＡＶＳ室３５５の容積を決定するためのＡＶＳ測定する（図９５参照）
。次に図９５および図９６を参照すると、図９５は、ＡＶＳ測定状態３６６の間に使用す
る図８３の流量制御膜ポンプ３５８を示す図であり、図９６は、図８４のＡＶＳ測定状態
３６６をさらに詳細に示す図である。
状態３６６は二次的状態３９２と３９３を含む。二次的状態３９２はスピーカ３２９に
１つまたは複数の音響周波数を放射させ、また二次的状態３９３は、マイクロフォン３２
７と３２８から測定して音響応答を決定する。音響応答はＡＶＳ室３３５の容積と相互に
関連付けられ、その結果、ＡＶＳ室３３５内の流体とも相互に関連付けられる。音響応答
および他の測定結果は、二次的状態３９３の間に取得される。二次的状態３９２と３９３
は選択的に、例えば二次的状態３９５として示されているように反復され得る。二次的状
態３９２からの１つまたは複数の測定結果が所定の範囲から外れている、および／または
所定の閾値を超える場合、二次的状態３９４は、エラー状態が存在すると決定することが
できる。
再び図８４を参照すると、状態３６６でＡＶＳ測定結果が取得された後、排出状態３６
７はＡＶＳ容積３３５を排出する。図９７は、図８４の排出状態３６７の間に使用中の図
８３の流量制御膜ポンプ３５８を示す図であり、図９８は、図８４の排出状態をさらに詳
細に示す図である。
図９８に記載の通り、排出状態３６７は二次的状態３９６〜３９９を含む。二次的状態
３９６は、基準容積３２４へ正圧が加えられるよう、弁３５０と３４９、およびポンプ３
５３を設定する。二次的状態３９６は弁３３６も開き、流体が患者３３８へ流れることが
できるようにする。二次的状態３８７の間に複数の測定結果が取得され、二次的状態３９
７は二次的状態３９９へと続き、所定の長さの時間、待機する。二次的状態３９６、３９
７および３９９は、ＡＶＳ容積が所定の量未満であると光センサ３２９が判定するまで反
復する。二次的状態３９７の間に取得された測定結果が所定の範囲から外れている、およ
び／またはある測定結果が所定の閾値を超える（すなわち閾値を超えるまたは閾値未満）
場合、二次的状態３９８は、エラー状態が存在すると決定する。二次的状態３９９が所定
の回数反復する、および／または所定の長さの時間にわたり続く場合、二次的状態３９８
は、例えば弁３３６などの弁の不作動および／または下流の閉塞がＡＶＳ容積から患者３
３８への液体排出を妨げていると考えられるなど、エラー状態が存在すると決定すること
ができる。
再び図８４を参照すると、状態３６７の後、状態３６８はＡＶＳ測定する。ＡＶＳ測定
結果３６８は、患者３３８へ送達された流体の量を決定するため、ＡＶＳ測定結果３６６
と比較され得る。例えば、排出状態３６７では、流体の一部がＡＶＳ容積３３５内に残留
し得る。ＡＶＳ測定結果の差の比較により、ライン経由で患者３３８へ排出された流体の
量を推定することができる。
図９９は、本開示の一実施形態による、使い捨て部分４１３とぴったり重なって液体に
力を加える弾性膜４１２を有する、膜ポンプ４１１を示す図である。つまり、膜４１２の
作用は流体を膜ポンプ４１１で動かす作動を提供する。膜ポンプ４１１は、使い捨て部分
４１８へと結合するＡＶＳアセンブリ４１７を含む。ＡＶＳアセンブリ４１７は、使い捨
て部分４１８への嵌め込み式、ねじ留め式、もしくは掛け留め式であってもよい。膜ポン
プ４１１は、空気圧式充填ポート４１４を含む。空気圧式充填ポート４１４は、本開示に
記載のどの空気ポンプにも接続され得る。さらなる付加的実施形態において、空気圧式充
填ポート４１４は注射器ポンプまたは他の液体ポンプなどの液体ポンプへ接続され得る。
一部の実施形態において、流体をポンプ輸送するため弁４１５および４１６と併用される
空気圧式充填ポート４１４へ、正圧と負圧が交互に加えられる。一部の実施形態において
、負圧が空気圧式充填ポート４１４へ加えられ、膜４１２の弾性特性が弁４１６経由での
液体吸引に使用される。一部の実施形態において、正圧が空気圧式充填ポート４１４へ加
えられ、膜４１２の弾性特性が弁４１５経由での液体吐出に使用される。
図１００〜図１０１は、本開示の実施形態による肺型ポンプの２通りの実施形態を示す
図である。図１００は肺型ポンプ４１９を、図１０１は肺型ポンプ４２０を示す図である
。
図１００の肺型ポンプ４１９は、可撓性であるリザーバ４２５の容積を測定するための
ＡＶＳまたはＦＭＳポート４２５を有する硬質本体４２１を含む。ＦＭＳは、米国特許第
４，８０８，１６１号、第４，８２６，４８２号、第４，９７６，１６２号、第５，０８
８，５１５号、第５，１９３，９９０号および第５，３５０，３５７号に記載されている
。一部の実施形態において、肺型ポンプ４１９のポンプ輸送作用を促すため、正圧および
／または負圧がポート４２５へ加えられる。リザーバ４２４は弁４２２および４２３と流
体連通する。リザーバ４２４はチューブ４３１へ成形または接着されたものであってもよ
い、もしくはブリスタなどチューブ４３１から真空形成される。硬質本体４２１は、チュ
ーブ４３１が硬質本体を通過し、リザーバ４２４へ接続する状態で、チューブ４３１の周
囲を完全密封し得る。ポート４２５経由で正圧または負圧を加えることにより、流体がリ
ザーバ４２４へ引き込まれ、排出され得る。この正圧および負圧は、ポート４２５経由で
のＦＭＳ測定を可能にする基準室をも含むマニホールドによって供給され得る。それに加
えて、または代替として、硬質本体４２１は、例えば弁４２２と４２５を制御するプロセ
ッサ、ポート４２５へ結合されたＡＶＳアセンブリなどのハードウェアを含み得る。液体
は弁４２２から引き込まれ、弁４２３を通って離脱する。弁４２２と４２３はピンチ弁で
あってもよい。弁４２２と４２３は互いに交互に開閉され、ポート４２５経由で加えられ
る任意の正圧および／または負圧と同期され得る。例えば、ポンプ輸送の順序は以下のよ
うに発生し得る：（１）弁４１３を閉じ、弁４２２を開く；（２）負圧をポート４２５へ
加える；（３）弁４２２を閉じる；（４）リザーバ４２５内の流体の体積を推定する（例
えばＡＶＳまたはＦＭＳを使用）；（５）ステップ（１）〜（４）を、所定の量がリザー
バに溜まるまで繰り返す；（６）弁４２５を開く；（７）正圧を弁４２５へ加える；（８
）弁４２３を閉じる；（９）リザーバ内の流体容積を推定する；（１０）ステップ（９）
と（４）の間に測定された容積を比較して液体の排出量を決定する；（１１）所定の量の
液体のポンプ輸送が完了するまで（１）〜（１０）を繰り返す。
図１０１の肺型ポンプ４２０は、可撓性であるリザーバ４２９の容積を測定するための
ＡＶＳまたはＦＭＳポート４３０を有する硬質本体４２６を含む。一部の実施形態におい
て、肺型ポンプ４２０のポンプ輸送作用を促すため、正圧および／または負圧がポート４
３０へ加えられる。リザーバ４２９は弁４２７および４２８と流体連通する。肺型ポンプ
４２０は図９９の肺型ポンプ４１９と類似し得るが、流体をリザーバ内へポンプで送り込
む際は弁４２７が開き、弁４２８が閉じ、流体をポンプ輸送してリザーバから排出する際
は弁４２８が開き、弁４２７が閉じる。
図１０２〜図１０４は、本開示の付加的実施形態による、肺型ポンプを密封するための
様々なガスケットを示す図である。図１０２は、肺型ポンプの硬質本体（図９９の硬質本
体４２１または図１００の硬質本体４２６など）の区間４３３と４３４によって密封され
得るチューブ４３２を示す図である。別の実施形態において、４２２と４２４はハウジン
グ機構、掛止機構またはドア開閉機構の一部であってもよい。図１０３は、ガスケット・
シール４２６を含むチューブ４２５を示す図である。ガスケット・シール４２６は左右へ
押すことにより、密封面の２つの側が合わさる部分（すなわち４２２および／または４２
４）の密封状態を高め得る。図１０４は、谷状構造４２７と加圧板４２９の間で加圧され
ることによって密封するガスケット４２７を含む場合の、チューブ４３２の別の密封方法
を示す図である。
図１０５は、本開示の別の実施形態による別の肺型ポンプ４３０を示す図である。肺型
ポンプ４３０は、チューブ４３２の周囲に接着された硬質片４３１を含み、硬質片４３１
は圧力を加えられると環状構造４３３と合わさって密封する前面密封ガスケットを創出す
る。硬質片４３１は、ワッシャに似た環状構造など、円形構造であってもよい。
図１０６〜図１１２は、本開示の一実施形態による、様々なチェックを実行中のピスト
ン・ポンプの動作を示す図である。図１０６〜図１１２のピストン・ポンプと関連して記
述されるチェックはまた、本開示に記載のばねバイアス・プランジャを有する蠕動ポンプ
と共に使用され得る。図１０６は、ピストン４３５、ダイヤフラム４３６、入口弁４３７
、出口弁４３８およびポンプ室４３９を含むポンプ４３４を示す図である。ピストン４３
５は、制御用プロセッサ３７（図３参照）へ結合されるリニア・アクチュエータ（図１０
６〜図１１２には不記載）へと結合され得る。
弁４３７と４３８の開口は、ポンプ動作中に弁全体が周期的にチェックされることを可
能にするよう、ピストン４３５の動きと同期され得る。ピストン４３５は、弁４３７と４
３８のうち１つまたは両方について、他方の弁が開く前に漏れていないかどうか検証する
ため圧力または真空を加える。このプロセスは、自由流れ状態の防止に使用され得る。１
つの弁が適切に密封されていない場合、他方の弁は開かれない。同じ構成が、ポンプ室内
の空気混入、上流閉塞および下流閉塞のチェックに使用され得る。
一部の実施形態において、ピストン４３５ならびに弁４３７と４３８は、単一のモータ
によって駆動される一連のカムによって駆動され得る。それに加えて、一部の実施形態に
おいて、ピストン４３５は、カムがピストン４３５を上昇させ、ばねがピストン４３５を
下方位置へ戻す、ばね荷重式である。この特定の実施形態は、比較的一定した送達圧力を
有し得る。
本開示の一部の実施形態において、ピストン４３５の位置および／またはダイヤフラム
４３６の位置は、センサを使用して決定され得る。一部の実施形態において、ピストン４
３５の位置は、エンコーダ、磁気センサ、ポテンショメータ、またはカム・シャフト上の
回転センサ等を使用して決定され得る。付加的実施形態において、ピストン４３５の位置
は、光センサ、ＬＶＤＴ（リニア可変差動変圧器）センサ、ホール効果センサ、または他
のリニア・センサの使用により直接測定される。ダイヤフラム４３６の位置は、本開示で
別途記載のＡＶＳアセンブリを使用して感知され得る（例えば図９８のＡＶＳアセンブリ
４１７が、ダイヤフラム４３６の位置の判定に使用され得る）。一部の付加的実施形態に
おいて、ピストンが使用されず、ダイヤフラムは本開示で開示される空気圧を使用して動
かされる。
図１０７〜図１１２は、図１０６のピストン・ポンプの様々な段階を示す図である。図
１０７は、空気チェックおよび入口４３７の漏れチェックを示す図である。ピストン４３
５は、弁４３７と４３８が閉じている間、下向きの力を加える。ピストン４３５が所定の
距離動く、および／または所定の速度を超えて動く場合、プロセッサ３７は、過剰な空気
がポンプ室４３９内に存在すると決定することができる。ピストン４３５がある量を圧縮
し、そしてポンプ室４３９の底部へ向かってゆっくり動き続ける場合、プロセッサは弁４
３７および／または４３８の１つが漏れていると決定することができる。例えば、弁４３
７および／または４３８が漏れている場合、ポンプ室４３９に付帯する容積は減少し続け
る。ポンプ室４３９内の過剰な空気によって生じる動き（または速度）は、漏れによって
生じる動きと速度が異なり得る。一部の特定の実施形態において、プロセッサ３７は、ポ
ンプ室４３９内の過剰な空気および／または弁４３７と４３８のうち１つでの漏れを区別
し得る。例えば、ピストン４３５は第１の速度で下方へ動き、素早く超低速へ近付き得る
。低速が続く場合、突発的減速後に続く低速の動きは弁４３７と４３８のうち１つでの漏
れの指標であると決定され得る。
図１０８は、下流閉塞チェックが行われる段階を示す図である。出口弁４３８が開き、
ポンプ室４３９内の流体が患者へ送達される。容積が変化しない場合、下流閉塞が存在し
得る。それに加えて、または代替として、ピストン４３５が閾値より遅く動く、および／
または従前の流体排出よりも所定の量遅く動く場合、プロセッサ３７（図３参照）は、下
流閉塞が発生したと決定することができる。それに加えて、または代替として、ピストン
４３５が所定の運動量（例えば所定の力がピストン４３５へ加えられる状態）に達しない
うちに動きを止める場合、プロセッサ３７は、下流閉塞が発生したと決定することができ
る。
図１０９は、出口弁４３８が閉じた段階を示す図である。図１１０は、ピストン４３５
が引き上げられる段階を示す図である。出口弁４３８は閉じたままである。ダイヤフラム
４３６が伸展する結果、ポンプ室４３９内に真空が生じる。弁４３７と４３８のうち１つ
が漏れている場合、ポンプ室４３９内の流体が増加する。ダイヤフラム４３６が所定の量
動く場合、プロセッサ３７は、弁が漏れていると決定し、警報および／またはアラームを
発し得る。
図１１１は、ポンプ室４３８が充填され、上流閉塞チェックが行われる段階を示す図で
ある。入口弁４３７が開き、ポンプ室４３８は液体が充填される。ポンプ室が所定の量充
填されない場合、プロセッサは、上流閉塞が存在するまたは点滴袋が空であると決定する
ことができる。それに加えて、または代替として、室４３８の充填が過剰に遅いまたは従
前の充填より所定の量遅い場合、プロセッサ３７は、上流閉塞が存在すると決定すること
ができる。図１１２は、入口弁４３７が閉じた段階を示す図である。図１０７〜図１１２
に記載の段階は、所定の量の流体が患者へ送達されるまで反復され得る。
図１１３および図１１４は、本開示の別の実施形態によるピストン・ポンプ４４１を示
す図である。図１１３に記載の通り、ピストン・ポンプ４４１は、予備成形膜４４０とカ
セット本体４４５とを含む使い捨てカセット４４２を含む。予備成形膜４４０は、Ｓａｒ
ｌｉｎｋ、Ｐｅｂａｘ、Ｋｒａｔｏｎ、ＳａｎｔｏｐｒｅｎｅなどのＰＶＣエラストマー
のうち１つまたは複数であってもよい。予備成形膜４４０は、熱接着、レーザ溶接、溶媒
または接着剤による接着、超音波溶接または付着、ＲＦ溶接、もしくはオーバーモールデ
ィングを含む任意の方法を使用して、カセット本体４４５へ付着され得る。予備成形膜４
４０は、図１１４に記載のように圧縮されると、膜はピストン４４３が引き戻された後、
図１１３に記載のように元の形状へ戻る。図１１５および図１１６は、複数の膜ポンプ４
４１を有するカセット４４４を示す２通りの図である。カセット４４４は、硬質本体周囲
に配置された２つの弾性層でカセット本体を画定する硬質本体によって形成され得る。硬
質本体は、図１１３および図１１４に記載の通り、弾性層が予備成形膜を形成するように
リザーバを形成し得る。
図１１７は、本開示の一実施形態による、膜ポンプ４５１および火山型弁４４９と４５
０を含むカセット４４７を有する、アセンブリ４４６を示す図である。膜ポンプ４５１は
、膜４５１と連動するポンプ・プランジャ４５２を含む。プランジャ４５１の往復運動に
応じて、流体は流路４５４から引き込まれ、流路４５６から排出される。火山型弁４４９
は、流体を火山型弁４４９から流体容積４５５へ流入させる一方向弁であるが、逆の流れ
は生じない。一部の実施形態において、アクチュエータが膜４５６を再び押して火山型弁
４４９の一方向作用を補助し得る。
火山型弁４５０は、流路４５６と火山型弁４５０を介して流体を流体容積４５５から排
出させる一方向弁である（ただし逆の流れは生じない）。一部の実施形態において、アク
チュエータが膜４５７を再び押して火山型弁４５０の一方向作用を補助し得る。
アセンブリ４４６は、ＡＶＳアセンブリ４４８をも含む。ＡＶＳアセンブリは、スピー
カ４５９とマイクロフォン４６０とを有する基準容積４５８を含む。可変容積４６１はマ
イクロフォン４６２を含む。スピーカ４５９およびマイクロフォン４６０と４６２は、流
体容積４５５の容積測定および本開示に記載のプランジャ４５２の動作調整を行うプロセ
ッサ３７へ結合される。
プランジャ４５２は、ＡＶＳアセンブリ４４８へ結合された１つまたは複数の音響密封
と連動してもよい。プロセッサ３７は、プランジャ４５２の位置を決定するための位置セ
ンサ（例えばプランジャのリニア・アクチュエータへ結合されたもの）と動作可能に通信
し得る。プロセッサ３７は、プランジャ３７が往復運動する際に可変容積４６１へ吸引し
排出する容積の量に対処することができる。この容積補正は、プランジャ４５２の変位の
測定により直接、もしくはカムへ結合されプランジャ４５２を動かす駆動シャフトの角度
の測定により、行われ得る。
図１１８は、本開示の一実施形態によるカセット式ポンプのローラ機構４６３を示す図
である。ローラ機構４６３はローラ４６４、４６４および４６６を含む。ローラ４６４、
４６５および４６６は円形方向に動き、カセット本体４６８と膜４６９とを有するカセッ
ト４６７へ再び下方圧力を加える。ローラ４６４、４６５および４６６はレール上に配置
されていてもよく、また少なくとも１つのローラがカセット４６７に係合するような間隔
で配置され得る。ローラ機構４６３は、ステッパ・モータによって制御され得る。ローラ
機構４６３は、例えば０．１ｍｌ／時の流量での液体のポンプ輸送を補助し得る。
ローラ機構４６３は、例えばその運動速度に基づく流体流の推定に使用され得る。ロー
ラ４６４、４６５および４６６は、閉塞のない流れの促進および／または望ましい自由流
れ状態の創出のため、カセット４６７から係合解除され得る。
図１１９は、本開示の一実施形態による図１１８のローラ機構との併用に向けたカセッ
ト式ポンプの流路４７０を示す図である。流路４７０は、流路４７２とバイパス流路４７
３とを有するローラ相互作用区域４７１を含む。流路４７０は、隆起した可撓性機能を形
成するよう隆起後部へ接着された、真空成形フィルムを含み得る。流路４７０は、オクル
ーダ４７４と４７５を含む。オクルーダ４７４と４７５は独立的に閉塞され得る。流路４
７２と４７３は、断面積が同じであっても異なっていてもよい。ローラ機構４６３は、ロ
ーラ機構４６３の運動速度ならびに（例えばオクルーダ機能４７４と４７５が係合するチ
ャネルのうち）閉塞されないすべてのチャネルの合計断面積に基づいて異なる流量を生み
出すよう、ローラ相互作用区域４７１と相互作用し得る。オクルーダ機能４７４と４７５
は、流体が任意の方向に流れるのを止めるよう火山型弁の膜に対して適用され得るプラン
ジャ付き火山型弁であってもよい。別の実施形態において、オクルーダ機能４７４と４７
５は、ソレノイドなどのアクチュエータへ結合されたピンチ弁であってもよい。
流路４７０は、液体の流れを緩衝する（例えば液体を平滑化する）流体キャパシタ４７
６を含み得る。それに加えて、または代替として、そこを通過する流体を測定するための
ＡＶＳアセンブリが、流体キャパシタ４７６へ結合され得る。
別の一実施形態において、流路４７２または４７３のうち１つまたは複数が、硬質裏当
て（カセット本体）内に成形された特徴を有する隆起後部へ接着された、平坦な可撓性フ
ィルムを含む。この実施形態において、ローラ４６３は、チャネル４７８を狭窄するため
チャネル４７８を凹ませる特徴を有する。この実施形態は、頭部が球状のピストンがチャ
ネル４７８を通る流れを可変的に制限可能な、モールド成形された特徴をも有し得る（例
えばオクルーダ機能４７４と４７５）。チャネルを凹ませる特徴とピストン頭部の形状は
、ピストンの線形係合に基づいて様々な流れのプロファイルを許容できるよう調節され得
る。一実施形態において、使い捨て部分はローラ機構４６３用の１つのチャネル４７２と
、ローラ区域からのバイパスの役割を果たす第２のチャネル４７３とを有する。オクルー
ダ機能４７４と４７５に付随する２つのチャネル４７２と４７３は、カセット（使い捨て
であってもよい）がバイパス・モードまたはポンプ・モードで使用されることを可能にす
る。一部の実施形態において、図１１９のローラ機構４６３は常にチャネル４７８の上方
で係合するが、バイパス・チャネル４７３の上方では係合しない。
一実施形態において、ローラ機構４６３は高い流量向けに使用され得、バイパス４７４
は低い流量向けに使用され得る。例えば、一部の特定の実施形態において、流路４７２と
４７３は０．４ｃｍ２の断面積を有し、またローラを２５０ｃｍ／時〜２５００ｃｍ／時
の範囲で直線移動させるステッパ・モータの使用により、流量は１００ｍｌ／時〜１００
０ｍｌ／時の範囲となり得る。バイパス４７３は１００ｃｍ／時未満の流量の達成に使用
される。
図１２０は、本開示の一実施形態による図１１８のローラ機構との併用に向けたカセッ
ト式ポンプの流路４７８を示す図である。流路４７８は２つの流路４７９と４８０、およ
びバイパス流路４８１を含む。図１１８のローラ機構４６３は流路４７０および４８０と
連結する。流路４７８は、オクルーダ４８２、４８３および４８４にも結合される。
図１２１は、本開示の一実施形態による浸透試験の複数の段階３１０、３１１および３
１２を示す図である。図１２１によって示される浸透試験は、チューブ３１４に対して圧
縮され（段階３１１に記載）、その後、回転運動を介して引き戻される（段階３１４に記
載）、オクルーダ・ローラ３１３を含む。オクルーダ・ローラ３１３は、ポンプ１９、２
０もしくは／または２１（図１参照）内または注入部位モニタ２６（図２参照）内に存在
し得る。監視クライアント６は、オクルーダ・ローラ３１３に浸透試験の実行を命令し得
る。例えば、監視クライアント６は、ローラ・オクルーダ３１３へ結合されたステッパ・
モータに、患者５から液体を引き出すよう命令し得る（図１参照）。監視クライアント６
はその後、注入部位モニタ２６（図１参照）へ進入する血液の量の推定値を、浸透感知器
３２（図２参照）から受信し得る。浸透感知器３２は、浸透試験の複数の段階の間に適切
な量の血液が注入部位モニタ２６へ引き込まれるかどうか判定し、または代替として、監
視クライアント６は浸透感知器３２から原データを受信して、適切な量の血液が注入部位
モニタ２６へ引き込まれているかどうか判定し得る（図１および図２参照）。
前述の通り、図２の浸透感知器３２は、図３７と図３８に記載の画像を捉えるために使
用される場合、図３３のシステム１０８との関連で上記のカメラ式浸透感知器３２であっ
てもよい。図３７および図３８は、浸透試験時に図２の注入部位モニタ２６へ進入する血
液を推定するために図３３のシステム１０８のカメラ１０９によって取得された画像を示
す図である。つまり、図３３のシステム１０８は、図１２１のローラ・オクルーダ３１３
が作動して図２の注入部位モニタ２６へ引き込む場合に血液を感知するため、注入部位モ
ニタ２６（図２参照）の浸透感知器３２内に存在し得る。
段階３１２の間、この段階による戻り容積３１５が患者５から引かれる。図３３のカメ
ラ１０９は注入部位モニタ２６にて（例えば浸透感知器３２内）、図３７と図３８に記載
のように血液が患者から引き戻されているかどうか判定し得る。注入部位モニタ２６（図
２参照）内のチューブに血液が全く引き込まれない場合、浸透が発生した指標であると考
えられる。それに加えて、または代替として、図３３のカメラ１０９は、圧力センサ３３
および／または容積センサ１６９と共に、血液がチューブ４１へ引き戻される原因となる
圧力の量の判定に使用され得る。
一部の実施形態において、流体は、回転オクルーダ３１３を反転させることにより、ま
たはオクルーダ３１３を上昇させてチューブ３１４から離すことにより、患者５へ戻され
る。付加的な一実施形態において、引き戻し流体を保持する、適合上流リザーバが含まれ
得る（弁は流体の方向を逆転させて適合上流リザーバへ送り込み得る）。上流リザーバは
、本開示に記載のＡＶＳ室へ結合されてもよい、もしくは別個の室である。ＡＶＳ室は引
き戻し流体容積を、ＡＶＳ室へ結合されたプロセッサに測定させる、および／または監視
クライアント６へ伝達させることができる。それに加えて、または代替として、ポンプ１
９、２０および２１は浸透試験中に停止される、もしくは回転オクルーダ３１３と共にま
たは回転オクルーダ３１３の代わりに流体の引き戻しを補助し得る。
付加的実施形態において、適合する室がローラ・オクルーダ３１３と患者５の間で使用
される。引き戻し中の室膜の排出容積は、例えばＡＶＳまたは光センサを使用して監視さ
れる。室膜の偏向は流体ライン３１４内の圧力に比例し、膜の偏向量は血液をチュービン
グへ引き込もうとする力に比例する。血液を患者５から引き出すために必要な引き戻し圧
力の閾値量は、浸透が存在しているかどうかの判定に使用される。それに加えて、閾値量
の時間が引き戻しに必要な場合、これは下流閉塞または浸透が存在することの指標として
使用され得る。したがって、室膜は経時的に監視され得、また引き戻し効果の指標となる
圧力変化率を感知し得る（図２のプロセッサ３７による判定通り）。
図１２２は、本開示の一実施形態による浸透試験の段階３１６および３１７を示す図で
ある。ピストン３１９は流体ライン沿いの随所にまたは図２のポンプ１９、２０もしくは
２１内に配置され得る、あるいはピストン３１９は図２の注入部位モニタ２６内に配置さ
れ得る。段階３１６では、弁３１８は開いたままで、ピストン３１９は膜３２０に対して
圧迫されるが、流体は患者へと流れ続ける。段階３１７では、弁３１８が閉じられ、ピス
トン３１９が上昇し、その後、膜３２０の弾力性によって流体が引き戻される。引き戻さ
れた流体は、段階３１６に記載の通り、ピストンが作動して静止状態へ戻る時点で患者へ
戻る。図３３のカメラ１０９は浸透感知器３２内の注入部位モニタ２６にて（図２参照）
、前述の通り、血液が患者から引き戻されているかどうか判定し得る。注入部位モニタ２
６（図２参照）内のチューブに血液が全く引き込まれない場合、浸透が発生した指標であ
ると考えられる。
一部の実施形態において、引き戻し中に加えられる最大の決定された流体圧力が存在す
るよう、エラストマー表面積とエラストマー特性が室容積と共に選定され、例えば特性は
、監視区域へ血液を引き戻すための十分な引き戻し圧力が存在するよう選択され得るが、
浸透が発生した場合、血液を監視区域へ引き戻すための圧力は不十分となる。それに加え
て、または代替として、血液は所定の長さの時間内に引き戻されなければならない。さも
なければ、浸透状態が存在すると決定され得る。引き戻しのために考慮される時間の長さ
は、浸透が発生したかどうか判定するための所定の基準と共に使用され得る（すなわち、
引き戻し室が所定の長さの時間にわたり引き戻しに耐える一方、所定の長さの時間が経過
する前にカメラ１０９を使用して血液の指標を探索し、浸透センサ３２（図２および図３
３参照）、例えばカメラ１０９によって血液が感知されない場合は浸透が発生したと判定
する）。
図１２３および図１２４は、本開示の一実施形態によるセル式リザーバ４８５を示す図
である。セル式リザーバ４８５は、図１のリザーバ２、３または４であってもよい。セル
式リザーバ４８５は、注入剤の動きの緩和に適する材料で構築された、液体吸収能力のあ
るセル・フォーム４８６を含む。セル・フォーム４８６は膜４８７を含み得る。リザーバ
・ベース４８８は、流体剪断発生時に注入剤の安定性を高めるよう、硬質、半硬質または
非硬質の流体リザーバを使用して構築され得る。
例えば、半硬質のベース４８８を使用する場合、セル・フォーム４８６は、通常は空の
リザーバ空隙を充填するためのオープン・セル・シリコン・フォームを含み得る。セル・
フォーム４８６は、一部の実施形態において、注入剤の安定性保持に役立つよう、リザー
バ内容物のスロッシング防止に役立ち得る。折り畳み式膜４８７のばねレートとポンプ輸
送機構両方に対して高度な圧縮性を有するフォームを選択することにより、セル・フォー
ム４８６の残存容積は一部の実施形態において最小限となり得る。
図１２５および図１２６は、本開示の一実施形態によるチューブ式リザーバ４８９を示
す図である。チューブ式リザーバ４８９は、図１のリザーバ２、３または４であってもよ
い。チューブ式リザーバ４８９は、液体を収容できるチュービング・リザーバ４９０を含
む。チューブ式リザーバ４８９は、フィルタ４９１を介して通気され得る。フィルタ４９
１は、図５１〜図５５の通気孔の一部であってもよい。例えば、ポンプ輸送機構（例えば
本開示に記載されているが図１２５および図１２６には不記載のポンプ）は、硬質リザー
バの空隙４９２に貯蔵された流体をチュービング・リザーバ４９０から引き出し得る（ベ
ース４９２は可撓性、硬質、半硬質であってもよく、および／または一部の実施形態にお
いてカセットの一部であってもよい）。チュービング・リザーバ４９０は、一部の実施形
態において、リザーバ内容物のスロッシング防止に役立つことにより、注入剤の安定性保
持に役立ち得る。
図１２７は、本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリ４９４と併せてプランジャ
・ポンプ４９３を操作する方法を示す複数の段階１〜８を示す図である。流路４９５は弁
４９６、４９７および４９８を含む。
段階１は、弁４９８が閉じ、弁４９６と４９７が開いた状態を示す。弁４９７は、弁４
９８と４９７が漏れているかどうかチェックするため、プランジャ４９９が引き上げられ
ている間に閉鎖され得る。例えば、プランジャ４９９を（例えばばねから）後退させるた
めにプランジャ４９９へ一定の力が加えられ、弁４９６および／または弁４９７が閉鎖さ
れ得る。プランジャ４９９が所定の量を超えてまたは所定の速度より速く上方へ動く場合
、プロセッサ３７（図２参照）は、漏れが発生したと決定することができる。それに加え
て、または代替として、弁４９６を閉じてもよく、プランジャ４９９は所定の長さの時間
まで上方へ力を加え、その後、下方へ力を加える。ＡＶＳアセンブリ４９４はその後、Ａ
ＶＳ掃引を実行し得る。ＡＶＳアセンブリ内の流体（例えば流体容積の容積によって測定
される）が所定の量を超える場合、プロセッサは弁４９６と４９８のうち１つが漏れてい
る可能性があると決定することができる。
段階２は、流体がプランジャ・ポンプ４９３へ引き込まれている状態を示す。段階３は
ＡＶＳ掃引を実行する。段階３と４の間で漏れチェックが実行され得、例えば弁４９７と
４９８は、プランジャ４９３が下方へ力を加える間、閉じた状態を維持し得る。動きが所
定の量を超える場合、プロセッサにより、弁４９７と４９８のうち１つまたは両方が漏れ
ていると決定され得る。段階４では、プランジャ・ポンプ４９３からの流体の体積が、Ａ
ＶＳアセンブリ４９４の膜へと移送される。段階５では、ＡＶＳアセンブリ４９４内の流
体を決定するＡＶＳ掃引が行われる。段階６では、弁４９７が開き、流体の体積がＡＶＳ
アセンブリ４９４からプランジャ・ポンプ４９３へと移送される。段階５と６の間で、弁
４９７は、別の弁の漏れチェックを実行するため一時的に閉じたままにされ得る。
段階７では弁４９７が閉じられる。段階８では、プランジャ・ポンプ４９３内の流体が
排出される。段階７と８の間で、弁４９８は、弁４９７と４９８のうち１つまたは両方が
漏れているかどうか判定するため、当初から閉じたままの状態を維持し得る。
図１２８は、本開示の別の実施形態による、ＡＶＳアセンブリと併せてプランジャ・ポ
ンプを操作する方法を示す複数の段階を示す図である。段階１と２の間で、プランジャ４
９９に上方への力が加えられている間に弁５００を一時的に閉じたままにしておくことに
より、漏れ試験が実行され得る。段階２で、流体がプランジャ・ポンプ４９３へ引き込ま
れる。段階２ではまた、ＡＶＳアセンブリ４９４によるＡＶＳ掃引も実行され得る。段階
３では、流体がＡＶＳアセンブリ４９４へ移送される。段階２中ではまた、ＡＶＳアセン
ブリ４９４によるＡＶＳ掃引も実行され得る。漏れ試験は段階２と３の間で（例えばプラ
ンジャ４９９に下方への力を加えながら弁５０１を閉じたままにしておくことにより）実
行され得る。段階４では、流体がＡＶＳアセンブリ４９４からプランジャ４９３へ引き込
まれる。段階２ではまた、ＡＶＳアセンブリ４９４によるＡＶＳ掃引も実行され得る。段
階３と４の間で、プランジャ４９９に上方への力が加えられている間に弁５０１を一時的
に閉じたままにしておくことにより、漏れ試験が実行され得る。段階５では、流体がプラ
ンジャ４９３から患者へ排出される（すなわちＡＶＳアセンブリ４９４を通過する）。段
階４と５の間で、弁５０１を一時的に閉じたままにしておくことにより、および／または
逆流をチェックするため、漏れ試験が実行され得る。逆流をチェックするための漏れ試験
は、段階５でも実行され得る。
図１２９は、本開示の一実施形態によるＡＶＳアセンブリ５０４を有するプランジャ・
ポンプ５０３を使用する方法を示す複数の段階を示す図である。段階１では、ＡＶＳ掃引
が実行される。段階２では、流体が可変容積５０６へ引き込まれる。段階２では、流体が
可変容積４５３へ引き込まれた後、別のＡＶＳ掃引が実行される。段階３で流体が排出さ
れる。段階３では、流体が排出された後、ＡＶＳ掃引が実行され得る。アクチュエータ５
０７が可変容積５０６内にあるという点に留意されたい。したがって、アクチュエータ５
０７の動きは可変容積５０６の容積に影響しない。
図１３０は、本開示の一実施形態によるＡＶＳアセンブリ５０９を有するプランジャ・
ポンプ５０８を使用する方法を示す複数の段階を示す図である。アクチュエータ５０７は
可変容積５０９外に位置する。プランジャ・ポンプ５０８は、チュービング５１０のコン
プライアンスにより段階４で液体を引き込めるよう、標準的な点滴チューブ・セット５１
０を使用する。段階２で液体が排出される。段階１〜４は反復され得る。
段階１では、ＡＶＳアセンブリ５０９によるＡＶＳ掃引が実行され、またピンチ弁５１
３と５１４両方を有するプランジャ５１２に下方への力が加えられ得る。段階２で流体容
積が排出される。段階３では、プランジャ５１２が格納され、その後、弁５１３と５１４
が漏れていないか判定するためのＡＶＳ掃引が実行され得る（例えばチュービング４５５
のコンプライアンスにより、チュービング５１０内に負圧がもたらされ得る）。
図１３１は、本開示の一実施形態によるＡＶＳアセンブリ５１６を有するプランジャ・
ポンプ５１５を使用する方法を示す複数の段階１〜５を示す図である。プランジャ・ポン
プ５１５は、空気圧式アクチュエータ５１８を介して流体を可変容積５１７へ引き込み、
排出する。段階１の間、弁５１９と５２０両方が閉じた状態で、可変容積５１８へ正圧お
よび／または負圧が加えられ得る。段階１の間、ＡＶＳアセンブリ５１６による１回また
は複数回のＡＶＳ掃引が実行され得る。弁５１９と５２０両方が閉じた状態でＡＶＳアセ
ンブリ５１６による推定容積が変化する場合、プロセッサ３７は、弁５１９および／また
は５２０のうち１つまたは両方に漏れが存在すると決定することができる。
段階３の間、弁５１９と５２０両方が閉じた状態で、可変容積５１８へ正圧および／ま
たは負圧が加えられ得る。段階１の間、ＡＶＳアセンブリ５１６による１回または複数回
のＡＶＳ掃引が実行され得る。弁５１９と５２０両方が閉じた状態でＡＶＳアセンブリ５
１６による推定容積が変化する場合、プロセッサ３７は、弁５１９および／または５２０
のうち１つまたは両方に漏れが存在すると決定することができる。
図１３２は、本開示の一実施形態による、標準的な点滴用チュービング・セット５２４
との併用に向けた、可変容積５２３内にアクチュエータ５２２を有するプランジャ・ポン
プ５２１を示す図である。
図１３３は、本開示の一実施形態による、可変容積５２６内にピンチ弁５２３と５２４
およびプランジャ５２５を有するカム駆動リニア蠕動ポンプ５２２の様々な状態を示す図
である。断面図５２７と５２８は、プランジャ５２５の下方における標準的な点滴チュー
ブ・セット５２９の、２通りの異なる構成を示す図である。
図１３４は、本開示の一実施形態による、可変容積５３３の外にアクチュエータ５３２
を有する標準的な点滴用チュービング・セット５３１内での使用に向けたプランジャ・ポ
ンプ５３０を示す図である。図１３５は、本開示の一実施形態による、可変容積５３８内
にピンチ弁５３５と５３６およびプランジャ５３７とを有し、可変容積５３８外に対応す
るカム機構５３９を有する、カム駆動リニア蠕動ポンプ５３４の様々な状態を示す図であ
る。カム・フォロワ５４０、５４１および５４２が可変容積５３５へ進入および退出する
形で動くにつれ、図２のプロセッサ３７は、カム・フォロワ５４０、５４１および５４２
が可変容積に影響を及ぼす容積変化に対処するよう、測定される容積を調節し得る。断面
図５４３と５４４は、プランジャ５３７が連動する標準的な点滴用チュービング・セット
５４５の２通りの異なる構成を示す図である。
図１３６は、本開示の一実施形態による、可変容積５４８内にプランジャ５４７を有し
、可変容積５４８外にアクチュエータ５４９を有する、プランジャ・ポンプ５４６を示す
図である。プロセッサ３７は、プランジャ５４７のシャフトが可変容積５４８へ進入およ
び退出する際のシャフトの容積に対処するよう、図２の位置センサへ結合される。
図１３７は、本開示の一実施形態による、可変容積５５２内にプランジャ５５１を有し
、可変容積５５２外に対応するカム機構５５３を有し、可変容積５５２のハウジング上に
ピンチ弁５５４と５５５を有する、カム駆動リニア蠕動ポンプ５５０を示す図である。ピ
ンチ弁５５４と５５５は、可変容積５５２と標準的な点滴チューブ・セット５５６との界
面の防音シールも形成し得る。２つの断面図５５７と５５８は、プランジャ５５１と標準
的な点滴チューブ・セット５５６との界面の構成を示す形で示されている。
図１３８は、本開示の一実施形態による、可変容積５６１内にプランジャ５６０を有し
、可変容積５６１外にピンチ弁５６２と５６３を有する、プランジャ・ポンプ５５９を示
す図である。アクチュエータ５６４（カム機構、リニア・モータ、リニア・アクチュエー
タなど）は可変容積５６１外に位置する。図２のプロセッサ３７は、プランジャ５６０の
シャフトが可変容積５６１へ進入し退出する際、シャフトの動きを補償し得る。
図１３９は、本開示の一実施形態による、可変容積５６４内にプランジャ５６３を有し
、可変容積５６４外に対応するカム機構５６５およびピンチ弁５６６と５６７を有する、
カム駆動リニア蠕動ポンプ５６２の様々な状態を示す図である。断面図５６９と５７０は
、標準的な点滴チューブ・セット５６８の２通りの異なる構成を示す図である。標準的な
点滴チューブ・セット５６８は、配管を使用して配置してもよい（例えばチュービング５
６８の下方、上方および／または周囲に画定）。
図１４０は、本開示の一実施形態による、可変容積５７４内にＡＶＳアセンブリ５７２
とばねバイアス式狭窄機構５７３とを有するプランジャ・ポンプ５７１を使用しての閉塞
感知の段階１〜５を示す図である。プランジャ・ポンプ５７１はピンチ弁５７５、５７６
および５７７を含む。
段階１では、ピンチ弁５７５、５７６および５７７は閉じている。可変容積５７４は、
ばねバイアス式狭窄機構５７３がチューブ５７８を圧縮する際に測定され得る。可変容積
の容積が増加する（例えば可変容積５７４内のチューブ直径が減少する）場合、図２のプ
ロセッサ３７は、弁５７６と５７７のうち１つまたは両方が漏れていると決定することが
できる。それに加えて、または代替として、ばねバイアス式狭窄機構５７３は、可変容積
５７４内のチューブ５７３内の液体の体積を推定するセンサを含み得る。センサは、例え
ばリニア・ホール効果センサであってもよい。ピンチ弁５７５、５７６および５７７が閉
じているにもかかわらず、狭窄機構５７３がゆっくり閉まっていることをセンサが示す場
合、プロセッサ３７は、エラー状態が存在すると決定することができる（図２参照）。
段階２では、弁５７６が開き、アクチュエータ５７９がチューブ５７３を圧縮すること
により、可変容積内のチューブを液体で満たす。段階３では弁５７６が閉じられる。段階
４では弁５７７が開く。液体閉塞が発生していなければ、ばねバイアス式狭窄機構５７３
内の液体が排出される。図１４０において、段階４は、閉塞が発生しておらず、ばねバイ
アス式狭窄機構５７３が液体を排出する状態の投影図５８０を示し、また段階４は、ばね
バイアス式狭窄機構５７３が液体を排出しない（または十分に排出しない）状態の投影図
５８１も示す。本開示の一部の実施形態において、段階４でのばねバイアス式狭窄機構５
７３の位置は、閉塞状態が下流に存在するかどうかの判定に使用される（例えばプロセッ
サ３７は閉塞が存在すると決定することができる）。段階５は、２つの投影図５８２と５
８３を示す。段階５の投影図５８２は、下流閉塞が存在しない状態を示し、段階５の投影
図５８３は下流閉塞が存在する状態を示す（２つの投影図５８２と５８３におけるばねバ
イアス式狭窄機構５７３の容積差に留意されたい）。ばねバイアス式狭窄機構５７３のＡ
ＶＳ掃引および／または位置センサは、段階５において、可変容積５７３内の液体の体積
が所定の閾値を超えるかどうかの判定に使用されることにより、図２のプロセッサ３７は
、下流閉塞が存在すると決定することができる。
図１４１は、本開示の一実施形態による、可変容積６０５外で作動するプランジャ６０
４を有するＡＶＳアセンブリ６０６の可変容積６０５内にばね荷重式プランジャ６０４を
有するポンプ６００を示す図である。プランジャ６０４が格納された状態でチューブ６０
７がプランジャ６０４下方の流体を引き込めるよう、弁６０２が閉じられ、弁６０１が開
かれ得る。
可変容積６０５内に配置されたチューブ６０７の領域へ流体を押し込めるよう、プラン
ジャ６０４がチューブ６０７を圧縮している間、弁６０１と６０３が閉じ、弁６０２が開
く。これにより、ばね荷重式（またはばねバイアス式）プランジャ６０４が作動して、ば
ねに蓄えられるエネルギー量が増える。弁６０２が閉じ、ＡＶＳ測定結果が取得される。
その後、ピンチ弁６０３が開くことにより、可変容積６０５内の流体がチューブ６０７か
ら排出され、患者へと向かう。その後、弁６０２が閉じ、ＡＶＳ掃引がもう１回実行され
る。ＡＶＳ容積測定結果の比較により、ポンプ６００経由で排出された流体の量が決定さ
れる。ばねバイアス式プランジャ６０４は、チューブ６０７に下方の力を加えるよう、シ
ャフトにばねが取り付けられた単一のプランジャであってもよい。
図１４２は、本開示の一実施形態による、ばねバイアス式狭窄機構６１４（投影図６１
５参照）を内部に有するＡＶＳアセンブリ６１３の可変容積６１２内にピンチ弁６０９お
よび６１０とカム・シャフト６１１が配置され、可変容積６１２外にプランジャ６１６と
ピンチ弁６１７とを有する、リニア蠕動ポンプ６０８を示す図である。動作形態は図１４
１のポンプ６００と同じであってもよい（例えばプランジャ６１６が流体に力を加えて狭
窄機構６１４を拡張し、付帯するばねに荷重を加える）。
図１４３は、本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリ６２４の可変容積６２３外
にピンチ弁６１９、６２０および６２１とプランジャ６２２が配置された、リニア蠕動ポ
ンプ６１８を示す図である。動作形態は図１４１のポンプ６００と同じであってもよい。
図１４４は、本開示の一実施形態による、室６２８内に存在するチューブ６２７内の容
積を測定するための光センサまたはカメラ６２６を有する、プランジャ・ポンプ６２５の
複数の段階１〜５を示す図である。プランジャ・ポンプ６２５は、ばねバイアス式狭窄機
構６２９を含む。アクチュエータ６３４が、図１４１のポンプ６００と同様の形で、室６
２８内のチューブ６２７の領域へ流体を押し込むよう、ポンプ輸送力を加える。
段階１では、弁６３０、６３１および６３２は閉じている。光センサまたはカメラ６２
６は、室６２８内に配置されたチューブ６２７の領域内の容積を推定する。プランジャ６
３３は、弁６３０と６３１のチェックを実行する目的で、チューブ６２７を圧縮して、プ
ランジャ６３３が所定の量を超えて動いていないか判定し得る。つまり、プランジャ６３
３が閾値量を超えて動く場合、プロセッサ３７は、弁６３０と６３１のうち１つが漏れて
いると決定することができる。
段階２では、弁６３１が開き、流体がプランジャ６３３の作動によって室６２８内へ押
し込まれる。段階３では、弁６３１と６３２両方が閉じた後に光学的容積推定がもう１回
行われる。段階４では弁６３２が開く。閉塞が存在している場合、ばねバイアス式狭窄機
構６２９は室６２８内のチューブ６２７からすべての流体を排出することができない。閉
塞が存在していない場合、ばねバイアス式狭窄機構６２９は流体を排出することができる
。段階５の間、流体が閾値を超えて排出されたかどうか判定するため、容積測定が行われ
る。流体が閾値を超えて排出されていない場合、図３のプロセッサ３７は、閉塞が存在す
ると決定する。
図１４５は、本開示の一実施形態による、チューブ６３８の周囲にばねバイアス式狭窄
機構６３９を有するチューブ６３８の流体容積を推定するための光センサ６３７を有する
室６３６とプランジャ６４０とピンチ弁６４１、６４２および６４３とを有するプランジ
ャ・ポンプ６３５を示す図である。光センサ６３７は、ＬＥＤ光時間装置またはカメラで
あってもよい。プランジャ・ポンプ６３５の動作形態は、図１４４のプランジャ・ポンプ
６２５と同じであってもよい。
図１４６は、本開示の一実施形態による、チューブ６４７の周囲にばねバイアス式狭窄
機構６４８を有するチューブ６４７の流体容積を推定するための光センサ６４６を有する
室６４５を有し、室６４５外にプランジャ６４９とピンチ弁６５０、６５１および６５２
とを有する、プランジャ・ポンプ６４４を示す図である。プランジャ・ポンプ６４４は、
図１４４のプランジャ・ポンプ６２５と同じ形態で動作し得る。
図１４７は、本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリ６５９の可変容積６５８内
にピンチ弁６５６と６５７が配置されたＡＶＳアセンブリ６５５と可変容積６５８外に配
置されたプランジャ６６０およびピンチ弁６６１とを有する、プランジャ・ポンプ６５３
の様々な状態を示す図である。ピンチ弁６５６と６５７が可変容積６５８を完全に横断す
るという点に留意されたい。図１４８は、本開示の一実施形態による図１４７のプランジ
ャ・ポンプの２通りの断面図である。図１４９は、本開示の一実施形態による図１４７の
プランジャ・ポンプの代替的な２通りの断面図である。図１４８の２つの投影図ではピン
チ弁がチューブの周囲に配置され、図１４９ではピンチ弁がチューブの片側に配置されて
いるという点に留意されたい。
図１５０は、本開示の一実施形態による、ばねバイアス・プランジャ６６３を有するプ
ランジャ・ポンプ６６２の通常動作時の複数の段階１〜４を示す図である。段階１では、
プランジャ６６３が引っ張られてチューブ６６４から離れ、ピンチ弁６６５が開く。ＡＶ
Ｓ測定結果が取得される。段階２では、ピンチ弁６６５が閉じ、プランジャ６６３がチュ
ーブ６６４を圧縮する。ＡＶＳ測定結果がもう１回取得される。段階３では、ピンチ弁６
６６が開かれ、プランジャ６６３がチューブ６６４から流体を押し出す。送達された流体
の体積を推定するためのＡＶＳ掃引が実行される。一部の実施形態において、プランジャ
６６３は、段階２と３の間のプランジャの動きを相互に関連付けて流体排出量を推定する
リニア・ホール効果センサを含む。
図１５１は、本開示の一実施形態による、図１５０のプランジャ・ポンプ６６２の閉塞
感知の複数の段階を示す図である。段階３では、閉塞が発生した場合、ＡＶＳ測定結果を
正常な流体送達と比較する。図３のプロセッサ３７は、不十分な流体が送達されたことに
より閉塞が発生したことがプロセッサで示される状況を感知し得る。
図１５２は、本開示の一実施形態による、図１５０のプランジャ・ポンプ６６２の漏れ
感知の段階１〜２を示す図である。段階１では、ピンチ弁６６５が開かれ、プランジャ６
６３が開かれることによりチューブ６６４へ流体を引き込む。段階２では、ピンチ弁６６
５がチューブ６６４の方向へ圧縮された後、プランジャがチューブ６６４に力を加える。
弁６６５と６６６のうち１つが漏れている場合、段階２において、ＡＶＳ測定結果は流体
の漏れ（すなわち可変容積の増加）を示すことになる。
図１５３は、本開示の一実施形態による、プランジャ・ポンプ６６２の弁故障感知およ
び／または気泡感知の段階１〜２を示す図である。段階２に記載の通り、可変容積が所定
の閾値を超えて増加し、減少へと続かない場合、図３のプロセッサ３７は、チューブ６６
４内に気泡が存在すると決定することができる。
図１５４は、本開示の一実施形態による、プランジャ・ポンプ６６２の空リザーバ感知
および／または上流閉塞感知の複数の段階を示す図である。段階２に記載の通り、ＡＶＳ
掃引の結果、流体がチューブ６６４へ引き込まれていないことを示す場合、図３のプロセ
ッサ３７は、上流リザーバが空であると決定することができる。
図１５５は、本開示の一実施形態による、プランジャ・ポンプ６６２の自由流れ防止の
複数の段階を示す図である。つまり、自由流れ状態が感知された場合、プランジャ６６３
はチューブ６６４を圧縮して自由流れを止め得る。
図１５６は、本開示の一実施形態による、プランジャ・ポンプ６６２の負圧弁チェック
の複数の段階を示す図である。段階１では、プランジャ６６３がチューブ６６４の方向へ
圧縮され、弁６６５と６６６両方が閉じる。段階２では、プランジャ６６３が上昇してチ
ューブ６６４から離れる。漏れが生じている場合、チューブ６６４のコンプライアンスに
より流体が引き込まれ、ＡＶＳ掃引によって感知される。段階３に記載の通り、弁６６５
と６６６が開く。
図１５７〜図１５８は、本開示の一実施形態による、ＡＶＳアセンブリ６７３の可変容
積６７２を横断するカム・シャフト６７１を有するプランジャ・ポンプ６７０を示す図で
ある。
図１５９〜図１６２は、本開示の複数の実施形態による複数のカム・プロファイルを示
す図である。図１５９〜図１６２のカム・プロファイルは、図１５０〜図１５８の蠕動ポ
ンプ６６２と、もしくは本開示で開示される任意の十分なポンプと併せて使用され得る。
図１５９は、負圧弁チェックを除き、図１５０〜図１５８に記載の完全性チェックを使
用するカム・プロファイルを示す図であり、前方ポンプ輸送と後方ポンプ輸送向けに使用
され得る。後方ポンプ輸送は、本開示に記載の浸透試験の際に使用され得る。図１６０は
、負圧チェックを除き、図１５０〜図１５８に記載の完全性チェックを使用するカム・プ
ロファイルを示す図である。前後方向でのカムの回転により、カムが０〜１５５度の範囲
で揺動する場合、図１６０のカム・プロファイルでの流体流が生じる。後方ポンプ輸送は
、カム・シャフトを３１５度〜１６０度の範囲で前後に回転させることにより、図１６０
のカム・プロファイルで完遂される。図１６１では、負圧弁チェックを除き、図１５０〜
図１５８に記載の完全性チェックを使用するカム・プロファイルが示されている。図１６
１のカム・プロファイルは、ポンプの前方流体流を提供する際に使用され得る。図１６１
は、合計流体流がゼロの一方向での連続回転時に流体にパルスを与えるカム・プロファイ
ルを示す図である。図１６２の右下隅に記載のチャートは、前方、後方および共鳴音を発
する流体の動きを達成する動きを示す。
図１６３は、本開示の一実施形態による、ＡＶＳ可変容積６７８の界面に２つのピンチ
弁６７９と６８０とを有するＡＶＳ可変容積６７８の外部にプランジャ６７６とピンチ弁
６７７とを有する蠕動ポンプ６７５を示す図である。図１６４は、本開示の一実施形態に
よる図１６３（簡略版）の蠕動ポンプの動作の複数の段階１〜５を示す図である。
図１６５は、本開示の一実施形態による、ＡＶＳ可変容積６８４外に２つのプランジャ
６８２と６８３とを有する蠕動ポンプ６８１を示す図である。図１６６は、本開示の一実
施形態による図１６５の蠕動ポンプ６８１の複数の段階１〜６を示す図である。
図１６７は、本開示の一実施形態による、リニア・センサ６８７付きプランジャ６８６
を有する蠕動ポンプ６８５を示す図である。図１６８は、本開示の一実施形態による、図
１６７の蠕動ポンプ６８５のリニア・センサ６８７からのデータのグラフを示す図である
。図１６８に記載の通り、加圧段階（例えばピンチ弁６８８と６８９両方が閉じ、および
プランジャ６８６のばねが再びチューブ６９０に力を加える段階）と送達段階（例えば出
口ピンチ弁６８９が開く）の間でのプランジャ６８６の運動量は、流体排出量と相互に関
連付けられる。流体排出量とセンサ６８７からのデルタ出力との相互関連は、経験的に決
定され得る。プランジャ６８６は、プランジャ６８６を上昇させてチューブ６９０から離
すために、プランジャ６８６へ結合されたカム・フォロワのみとカムが接触する形となる
、チューブ６９０に対するばね荷重式であってもよい。
図１６９は、本開示の一実施形態による図１６７の蠕動ポンプの複数の段階を示す図で
ある。図１７０は、本開示の一実施形態による、非閉塞状態と比較した閉塞状態の感知を
示す図である。つまり、プランジャ位置データが、通常状態と閉塞状態を対比する形で示
されている。閉塞が生じた場合、流体は排出されず、したがってプランジャ位置もその分
動かないという点に留意されたい。これは図３のプロセッサ３７によって感知され得る。
図１７１は、弁漏れ感知を弁完全密封状態と対比する図である。図１７２は、チューブ内
の過剰な空気または弁故障の感知を、適切な動作と対比する図である。
図１７３は、本開示の別の実施形態による蠕動ポンプの電子装置を示すブロック図であ
る。つまり、図１７３は特定の一実施形態における図１のポンプ１６、１７および１８の
うち１つの電子機器を示す図である。図１７４は、図１のポンプ１６、１７および１８の
うち１つの蠕動ポンプの別の実施形態における電子機器を示すブロック図である。
図１７５は、本開示の一実施形態による蠕動ポンプ７００の透視図である。蠕動ポンプ
はＡＶＳ室を含む（図１８４のＡＶＳ室７１４参照）。蠕動ポンプ７００は、ギア７０５
を介してモータへ結合されたカム・シャフト７０４に沿って回転するカム７０１、７０２
および７０３を含む。カム７０１は入口ピンチ弁を制御し、カム７０２はプランジャを制
御し、カム７０３は出口ピンチ弁を制御する。
カム７０１〜７０３は、チューブ７０７に沿った蠕動ポンプ輸送作用を提供する形状で
あってもよい。カム７０１〜７０３は、３段階のポンプ輸送作用または４段階のポンプ輸
送作用を提供する形状であってもよい。
３段階のポンプ輸送作用は段階１、２および３を含む。段階１では、出口弁が閉じ、入
口弁が開き、そしてプランジャが上昇してチューブから離れる。一実施形態において、出
口弁は入口弁が実質的に開く前に実質的に閉じる。段階２では、入口弁が閉じ、ばねバイ
アス・プランジャがカムによって、チューブ７０７に対して圧縮力を加えられるようにな
る。段階３では、出口弁が開くことにより、ばねのプランジャの圧縮力が流体を患者へ向
けて押し出す。リニア・センサ（光センサまたはホール効果センサなど）がプランジャの
位置を測定する。カム・シャフト７０４を制御するモータへ結合され、またリニア・セン
サへ結合されたプロセッサは、段階２においてプランジャが動きを止めてチューブ７０７
を完全に圧縮する時点でのプランジャの位置と段階３終了時点（すべての流体が排出され
患者へと向かい、プランジャはチューブから押し出され得る流体がそれ以上ないため動き
を止める）でのプランジャの位置の差を比較し得る。別の一実施形態において、カム・シ
ャフト７０４を制御するモータへ結合され、リニア・センサへ結合されたプロセッサへ結
合されたプロセッサが、段階２においてプランジャの運動速度が所定の閾値未満に落ちる
時点でのプランジャの位置と、段階３においてプランジャの運動速度が任意の閾値未満に
落ちる時点もしくはプランジャの位置が所定の値未満に低下する時点でのプランジャの位
置の差を比較し得る。プランジャの運動速度の閾値および位置の閾値は、較正実験によっ
て決定される。プロセッサは、これら２つの位置の変位間で測定された差を、（例えばデ
ルタ値（２つの測定結果間の差）とルックアップ・テーブル内の値の差の比較によって）
ポンプ輸送される流体の体積と相互に関連付ける。選択的に、段階３では、出口弁の開放
は目標流体排出速度プロファイルを達成するよう、カム７０４の回転によって制御され、
例えばデルタが段階２の測定結果と段階３で出口弁が開く実時間との間で使用される（例
えばデルタは連続的に計算される）。
段階２の間、プランジャが所定の閾値を超えて動く、および／または所定の勾配を超え
て動く場合、入口弁と出口弁のうち１つが漏れている可能性がある。例えば、プランジャ
が素早く動いてチューブを圧縮し、（例えば所定の勾配を超えて）動き続ける場合、プロ
セッサは、入口弁と出口弁のうち１つが漏れていると決定することができる。リニア・セ
ンサへ結合されたプロセッサ（図３のプロセッサ３７）は、アラームおよび／または警報
を発し得る。
段階２の間、カムがばねの圧縮によるチューブの圧縮を可能にする時点でプランジャが
所定の閾値を超えて動く場合、もしくはプランジャがチューブに衝突する際に動きが遅く
なり、その後さらに所定の閾値を超えて動く（気泡が圧縮されているため）場合、それは
チューブ内に気泡が存在することの指標となり得る。例えば、カム・フォロワがばねバイ
アス・プランジャをチューブ方向へ動かす際にプランジャが動いた後で一瞬止まり、そし
て再び動く場合、プロセッサは、チューブ内の空気が圧縮されていると決定することがで
きる。一部の実施形態において、所定の閾値を超える動きは、チューブ内に空気が存在す
ることを示唆し得る。リニア・センサへ結合されたプロセッサは、アラームおよび／また
は警報を発し得る。一部の実施形態において、漏れている弁と気泡とを区別するため、下
流の気泡センサ（不記載）が、２つのエラー状態を区別するプロセッサによって使用され
得る。
一部の実施形態において、ばねバイアス・プランジャが段階２でチューブに向かって動
くが、所定の閾値を過ぎるまでチューブに係合しない場合、プロセッサは、上流閉塞が存
在し、チューブが段階１の間に流体で満たされなかったと決定することができる。
一部の実施形態において、ばねバイアス・プランジャが段階３で所定の閾値を超えて動
かない場合、プロセッサは、下流閉塞が存在する（例えばチューブが流体を下流へ排出で
きない）と決定することができる。それに加えて、または代替として、プロセッサは、段
階１〜３の各サイクルにおいて患者へ排出される流体量が減少し続ける（すなわちコンプ
ライアンスが増大して下流の流体を取り込んでいる）場合、下流閉塞が存在すると決定す
ることができる。
本開示の一部の実施形態において、カム７０１、７０２および７０３は、４段階のポン
プ輸送作用を有する形状であってもよい。
段階１では、出口弁が閉じ、入口弁が開き、そしてプランジャが上昇してチューブから
離れる。段階２では、入口弁が閉じ、ばねバイアス・プランジャがカムによって、チュー
ブ７０７に対して圧縮力を加えられるようになる。段階３では、プランジャが上昇してチ
ューブから離れ、出口弁が開く。段階４では、カム７０２によりプランジャが、流体を患
者へ向けて押し出すばねのプランジャの圧縮力を加えることができるようになる。リニア
・センサ（光センサまたはホール効果センサなど）がプランジャの位置を測定する。カム
・シャフト７０４を制御するモータへ結合され、またリニア・センサへ結合されたプロセ
ッサは、段階２においてプランジャが動きを止めてチューブ７０７を完全に圧縮する時点
でのプランジャの位置と段階４終了時点（すべての流体が排出され患者へと向かい、プラ
ンジャはチューブから押し出され得る流体がそれ以上ないため動きを止める）でのプラン
ジャの位置の差を比較し得る。プロセッサは、これら２つの位置の変位間で測定された差
を使用して、（例えばデルタ値（２つの測定結果間の差）とルックアップ・テーブル内の
値の差の比較によって）ポンプ輸送される流体の体積と相互に関連付ける。選択的に、段
階４では、プランジャの圧縮力を使用してチューブを圧縮するプランジャの運動（カム７
０２によって可能になる）は、目標流体排出速度プロファイルを達成するよう、カム７０
４の回転によって制御され、例えばデルタが、段階２でプランジャがチューブを完全に圧
縮する時点での測定結果とプランジャがチューブ７０７を圧縮できるようになる実時間で
のプランジャの運動との間で使用される（例えばデルタは連続的に計算される）。
一部の実施形態において、下流オクルーダは、患者への流体の流れを平滑化するよう調
節され得る。
一部の実施形態において、ＡＶＳがリニア位置センサの代わりに使用され得る。一部の
実施形態において、リニア位置センサのみ使用される。さらなる付加的実施形態において
、ＡＶＳとリニア位置センサ両方が使用される。
図１７６〜図１８０は、本開示の一実施形態による複数のＡＶＳ掃引からのデータを示
す図である。図１７６〜図１８０のＡＶＳ掃引は、図１７５の蠕動ポンプ７００が対象で
ある。
図１７６は、基準室と相対的な図１７５の蠕動ポンプ７００のチューブ７０７周囲の可
変容積に関する、大きさおよび位相応答を含むデータを示す図である。つまり、図１７６
に記載のデータは、図１８４に記載の防音シール領域（すなわち可変容積室）内のチュー
ブ７０７（図１７５参照）周囲の空気体積と相互に関連付けられる。
図１７７は、図１７５の蠕動ポンプ７００を使用して実行される様々なＡＶＳ掃引を示
す図である。プランジャは掃引３でチューブ７０７に対してばね荷重を掛け、出口弁がカ
ム７０３によって開かれるが、流体は患者へ向かって下流に排出されるわけではないとい
う点に留意されたい。図３のプロセッサ３７は、この状況で下流閉塞が存在すると決定す
ることができる。
図１７８は、図１７５のポンプ７００を使用する様々なＡＶＳ掃引を示す図である。図
１７８の掃引２と３では、カム７０２により、プランジャのばねがチューブ７０７に対し
て圧縮できるようになるが、カム７０１と７０３はピンチ弁を強制的に閉じる。掃引３で
は、入口弁と出口弁が閉じたままであるが、可変容積が増大することにより、流体が入口
弁と出口弁のうち１つから排出されていることを示す。図３のプロセッサ３７は、入口弁
と出口弁が閉じたままであるにもかかわらず、掃引２と３に見られる掃引データから、入
口弁と出口弁のうち１つが漏れていると決定することができる。
図１７９は、図１７５のポンプ７００を使用する様々なＡＶＳ掃引を示す図である。掃
引１では、カム７０１と７０３が弁を閉じ、カム７０２が、プランジャのばねがチューブ
７０７に対して圧縮できるようにする。掃引２では、カム７０１と７０３が弁を閉じたま
まにしているが、プランジャのばねがプランジャを所定の量を超えて動かしている。プロ
セッサ３７は、プランジャの運動はプランジャ下方のチューブ内の空気が原因であると決
定することができる。プランジャ下方のチューブ７０７内に空気が存在する場合の空気の
圧縮性に起因する運動と、入口または出口のピンチ弁の漏れに起因する運動を区別するた
め、下流空気感知器（図１参照）が使用され得る。
図１８０は、下流閉塞が発生している場合に、患者へ向けた複数回（全サイクル）の流
体排出の間に図１７５のポンプ７００を使用して実行されるＡＶＳ掃引を示す図である。
つまり、毎回の掃引は、プランジャが流体を患者へ向けて排出すると予想される後に実行
され得る。掃引４に記載の通り、ポンプ７００は流体を排出していない。例えば、ポンプ
７００は、チューブがそれ以上拡張できなくなるまでチューブ７０７の下流コンプライア
ンスをゆっくり充填し得る。この場合、ポンプ７００は追加の液体を下流へポンプ輸送す
るのが難しくなり、それはプランジャのばねが追加の液体を下流へポンプ輸送するための
力を十分に加えることができないからである。プロセッサ３７（図３参照）は、ポンプ７
００の各サイクルにおける液体送達減少は下流閉塞の存在の指標であると決定することが
できる。
図１８１〜図１８３は、本開示の一実施形態による図１７５の蠕動ポンプのカム機構の
複数の側面図である。図１８１は、プランジャ７０６の側方断面図である。プランジャ７
０６とカム・フォロワ７０９の運動は、光カム・フォロワ位置センサ７１１によって監視
される。
様々な装置が、図１７５のポンプのポンプ・プランジャ７０６とピンチ弁の位置の感知
に使用され得る。これらは以下のうち１つまたは複数を含むが、これらに限定されない：
超音波式、光学式（反射型、レーザ干渉計、カメラなど）、直線ノギス、磁気式、機械接
触スイッチ、赤外光測定器など。一実施形態において、例えば本開示に示し、記載のよう
な蠕動ポンプ１７５の例示的実施形態に適合する、小型反射光センサ・アセンブリ（以下
「光センサ」という）が使用され得る。様々な実施形態における光センサは、例えば一部
の実施形態におけるプランジャ７０６など、光センサが感知し得る部品に適応する感知範
囲を有する。例示的実施形態において、日本の大阪府のシャープ株式会社の米国子会社で
あるＳｈａｒｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＳｈａｒｐ Ｇ
Ｐ２Ｓ６０を含め、ただしこれに限定せず、どのような光センサでも使用できる。
様々な実施形態において、ばね式装置によるチュービング部分に対する力の回復の応用
を通じた、可撓性チューブ部分の間接圧縮の原理に基づく、ポンプ輸送装置が使用され得
る。図１８１に記載の通り、カム・ローブまたはカム要素７０２は、カム要素７０２の回
転に応じてカム・フォロワ７０９を往復運動させるよう、シャフト７０５上に偏心配置さ
れ得る。この図に記載のプランジャばね７１０は、蠕動ポンプ７００内に位置する可撓性
チューブ部分７０７をプランジャ７０６に圧縮させるよう付勢される。したがって、この
構成では、ばね７１０の作用によりプランジャが可撓性チューブ部分７０７を圧縮できる
よう、予め選定された粘度範囲を有する液体がチューブ部分の内部に存在する場合にチュ
ーブ部分の壁を変形させるのに必要な範囲で、また可撓性チューブの末端に取り付けられ
たカテーテルまたはカニューレの端部に対する流体柱の所定の流れ抵抗について、ばね定
数が選定され得る。このように、プランジャ７０６がチュービング部分７０７を圧縮する
ために動く際の距離と速度は、チュービング部分７０７に対して遠位のチュービングの状
態に関する情報、例えばチューブまたは取り付けられたカテーテルが関係する完全閉塞ま
たは部分閉塞が生じているかどうか、あるいはカテーテルが血管または体腔から外れて血
管外組織空間へ進入してしまっているかどうか、といった情報を提供し得る。ばねまたは
付帯要素（プランジャなど）の運動は１つまたは複数のセンサによって監視され得、デー
タはチューブ部分の圧縮に応じた運動の速度およびパターンを分析する制御装置（図３の
プロセッサ３７など）へ伝送される。この目的に適するセンサの例として、様々な形式の
パターン認識ソフトウェアを採用する制御装置へデータを伝送する能力のある、ＬＥＤ式
、レーザ式またはカメラ式の感知システムを含め、ホール効果センサ、ポテンショメータ
または光センサなどが挙げられる。
図１７５の蠕動ポンプ７００の作用が、図１８２で示されている。図１８２ａは、カム
・フォロワ７０９と接触し、ばね７１０を圧縮し、そしてプランジャ７０６を動かしてチ
ューブ部分７０７から離す、カム・ローブまたはカム要素７０４を示す図である。図１８
２ｂは、カム・ローブ７０４がカム・シャフト７０５を中心に回転してカム・フォロワ７
０９から離れ、ばね７１０を伸展させ、そしてプランジャ７０６がチューブ部分７０７の
圧縮を開始できるようにした状態を示す図である。図１８２ｃでは、プランジャ７０６が
チューブ部分７０７を完全に圧縮できるようばね７１０が十分に伸展するようにカム・フ
ォロワ７０９を完全に解除するよう、カム・ローブ７０４が十分に回転しきっている。ポ
ンプ７０７へ進入するチューブ部分７０７に作用する入口弁が閉じており、ポンプ７００
を離脱するチューブ部分７０７に作用する出口弁が開いていると想定すると、チューブ部
分７０７内の液体の体積は、遠位的にチューブ部分７０７から押し出されることになる。
図１８２に記載の側面図はプランジャの側面図であるが、入口弁と出口弁の動作も同様お
よび／または同一となり得る。
図１８３は、チューブ部分７０７内の液柱の流れに対する抵抗が、ポンプ７００につい
て選定されたばねの所定の機能範囲を超えて増大するというシナリオを示す図である。カ
ム・ローブ７０４が図１８３ａでのばね圧縮位置から図１８３ｂのばね圧縮解除位置へと
動くにつれ、ばねの力はチューブ部分７０７を素早く圧縮するには不十分となり、また図
１８３ｃに記載の通り、チューブ部分７０７を部分的にしか圧縮することができない場合
もある。プランジャ／ばね／カム・フォロワからなるアセンブリの部材の運動速度および
端部位置は、例えばプランジャ７０６の付近にまたは隣接して取付可能な、この作業に適
する１つまたは複数のセンサ（カメラ式センサなど）によって感知され得る。この情報は
、従前に経験的に決定された保存データに照らして信号パターンを解釈するようプログラ
ム可能な制御装置へ伝送され得る。図１８０に記載のものなど、圧縮されたチューブ部分
の容積変化と時間を対比したパターンは、一部の事例において、プランジャ／ばね／カム
・フォロワからなるアセンブリの部材の相対位置が追跡される場合に、運動と時間の対比
について予想されるパターンを反映し得る。
図１８４は、本開示の一実施形態による図１７５の蠕動ポンプのピンチ弁７１５と７１
６およびプランジャ７１８の断面図である。様々な実施形態において、ポンプ輸送装置内
のチューブ部分は、プランジャによって圧縮される間、アンビル・プレートを背にして保
持される。チューブ部分は、チューブ部分の壁が圧縮に応じて横方向に変位できるよう十
分な空間を有する形状追従管路内に固定されることにより、所定の位置に保持され得る。
ただし、これはチューブ部分が非圧縮状態でも多少の横方向の運動を考慮し得る。図１８
５は、チューブ部分が圧縮される際の側面拡張に適応するよう弾性的に分散し得る可撓性
の側方アームまたはフィンガによって、チューブ部分が所定の位置に保持され得る、代替
的構成を示す図である。図１８５は、非圧縮状態と圧縮状態の両方でチューブ部分を掴ん
で比較的不動の状態に保つ可撓性の側方アームまたはフィンガを備えたプランジャを示す
図である。非圧縮または「非狭窄」状態では、可撓性フィンガがチューブ部分の側面にぴ
ったり適合し、ポンプ輸送装置内でのチューブの横方向運動を防止する。圧縮状態または
「狭窄」状態では、チューブが圧縮される際、チューブ部分の壁の横方向変位に適応する
よう可撓性フィンガが弾性的に分散し、ポンプ輸送装置内でのチューブ部分の総体的な位
置を維持する。
図１８６は、本開示の一実施形態による蠕動ポンプ７１９のカム機構の一実施形態を示
す図である。カム７２０はピンチ弁７２１を制御する。カム７２２はプランジャ７２３、
７２４および７２５を制御する。カム７２６は別のピンチ弁７２７を制御する。掛止機構
（磁気掛止など）は、図１８７に記載の通り、プランジャ７２３と７２５が動いてチュー
ブ７２８を圧縮するのを防止し得る。
図１８８、図１８９、図１８９および図１９０Ａは、本開示の一実施形態による蠕動ポ
ンプ７２９を示す複数の図である。蠕動ポンプ７２９は、カム・フォロワ７３５、７３６
、７３７および７３８にそれぞれ係合するカム７３１、７３２、７３３および７３４へ結
合された、カム・シャフト７３０を含む。カム・フォロワ７３５は第１のピンチ弁７３９
へ結合され、カム・フォロワ７３６と７３７はプランジャ７４０へ結合され、カム・フォ
ロワ７３８は別のピンチ弁７４１へ結合される。図１９０Ｂ〜図１９０Ｃに記載の通り、
プランジャ７４０は、管路を形成するフィンガ７４３に係合するペンチ７４４を含む。
図１９１〜図１９５は、本開示の付加的な一実施形態による蠕動ポンプ７４５を示す複
数の図である。図１９０〜図１９５の蠕動ポンプ７４５は、図１８８〜図１９０Ｃの蠕動
ポンプ７２９と類似するが、例外として図１９０〜図１９５の蠕動ポンプ７４５は、カム
・シャフト７４８の回転トルクを平滑化するため一体的に動作する、カム・フォロワ７４
７へ結合されたトルク平衡化カム７４６を含む。
図１９６Ａは、本開示の一実施形態による図１８８〜図１９０Ｃの蠕動ポンプおよび図
１９１〜図１９５の蠕動ポンプの回転カム・シャフトのトルク・プロファイルを示す図で
ある。トルク・プロファイル７４９は、図１８８〜図１９０Ｃの蠕動ポンプのトルクを示
す。トルク７５０は、図１９１〜図１９５の蠕動ポンプのトルク平衡化カム７４６によっ
て生み出されるトルクを示す。トルク・プロファイル７５１は、トルク平衡化カム７４６
の平滑化動作によって生じる、カム・シャフト７４８に対する結果的な正味トルクを示す
（図１９６Ｂも参照のこと）。
図１９７は、本開示の一実施形態による蠕動ポンプの複数のカムのカム・プロファイル
を示す図である。カム・プロファイルは、上記の４段階ポンプ輸送作用を表す。実線は、
カムの直線位置を表す。破線は、プランジャと弁の位置をプロットする。ポンプ・カムと
プランジャの経時的位置が、１３００でプロットされている。入口弁カムと入口弁の位置
が、１３０２でプロットされている。出口弁カムと出口弁の位置が、１３０４でプロット
されている。段階１において、出口弁は１３０６の時点で閉じる。入口弁は１３０８の時
点で開く。プランジャは１３１０の時点で上昇してチューブから離れ、これにより流体が
プランジャ下方のチューブへ進入できるようになる。段階２において、入口弁が１３１２
の時点で閉じる一方、プランジャはチューブから上昇して離れたままである。段階３で、
プランジャがチューブを圧縮できるようになる。プランジャの位置１３１４は、チューブ
内に流体が存在するため、カム位置から離れる。制御装置は、段階３の間に測定されるプ
ランジャの位置および運動に基づく、漏れ試験、ライン内の空気、閉塞を含め、ただしこ
れらに限定せず、多数の診断試験を実行し得る。段階４において、出口弁は１３１６の時
点で開く。出口弁が開いた後、プランジャはチューブを圧縮して液体をポンプから排出で
きるようになる。プランジャの力は、プランジャに作用するばねまたはプランジャ・カム
・フォロワに作用するばねによって供給される。カムは、段階４におけるプランジャの降
下を制限する形状であってもよい。プランジャの実際の位置は、チューブから出る流体流
によってさらに制限され得る。ポンプ上のプロセッサは、プランジャ位置測定結果を基に
カム回転を制御することにより、プランジャ位置を能動的に制御し得る。モータに対する
この閉ループ制御は、低い流量を提供し得る（図１９８）。より流量の多い、別の実施形
態においては、カムおよび／またはモータが開ループで制御される。
図１９８は、本開示の一実施形態による蠕動ポンプの様々なフィードバック・モードを
示す図である。閉ループ・モードでは、ＡＶＳ測定および／またはリニア・センサからの
フィードバックがカム・シャフトの速度制御に使用される。開ループ・モードでは、目標
流体流量に対応する形でルックアップ・テーブルを参照することにより、回転速度が選定
される。
図１９９は、本開示の一実施形態による流体流の推定に使用するリニア・センサのデー
タを示すグラフを示す図である。デルタ値は、流体で満たされたチューブをプランジャが
十分に圧縮している状態の蠕動ポンプ内で入口弁と出口弁両方が閉じられることによって
生じる停滞期７５２と、出口弁が開き、すべての流体が蠕動ポンプから排出され、プラン
ジャがばねからの力によってチューブを十分に圧縮した後に生じる停滞期７５３からの値
である。
図２００〜図２０６は、モータ１２０４がギア・トレーン１２０８を介してカム・シャ
フト１２０６を駆動し得る、蠕動ポンプ１２００の代替的実施形態を示す図である。カム
は、共通の軸を中心に回転するレバーを介して、１つまたは複数の弁１２２６、１２２８
とプランジャ１２２２を作動させ得る。チューブ１２０２は、ドア１２１２によって所定
の位置に保持される。蠕動ポンプ１２００は、摺動オクルーダ１２１０用のレセプタクル
と、蠕動ポンプ１２００内のチューブ装着時に自由流れ状態がチューブに生じるのを防止
する機構とを含み得る。
カム・シャフト１２０６は、複数のカム１２３２Ａ〜Ｅを含み得る。カム１２３２Ａ〜
Ｅは、以下を含め、ただしこれらに限定せず、複数の品目の位置を制御し得る：入口ピン
チ弁１２２４、プランジャ１２２２、出口ピンチ弁１２２６およびトルク・バランサ。カ
ム１２３２Ａ〜Ｅは、カム・フォロワ１２１６Ａ〜Ｅ上のホイール１２１４Ａ〜Ｅが接触
し得る。カム・フォロワ１２１６Ａ〜Ｅは、磁石１２１８Ａ〜Ｅを含み得る。各磁石の位
置は、センサのアレイ１２２０によって感知され得る。ポンプ制御装置は、磁石１２１８
Ａ〜Ｅによって生成されるセンサ信号から、ポンプ・プランジャ１２２２と弁１２２４、
１２２６の位置を計算し得る。蠕動ポンプ１２００は、ポンプを退出する流体内の気泡の
存在を感知する超音波センサ１２２８を含み得る。超音波センサ１２２８は、ポンプ制御
装置と通信し得る。
カム・フォロワ１２１４Ａ〜ＥはＬ字形であってもよく、また１２３０の中心軸を中心
として枢動し得る。カム・フォロワは、カム１２３２Ａ〜Ｅを背にして、ばね１２３４Ａ
〜Ｅによって保持される。ばね１２３４Ｃは、トルク平衡化荷重を提供し得る。ばね１２
３４Ｂと１２３４Ｄは、プランジャをアンビル・プレート１２３６の方向へ押す力を提供
し得る。ばね１２３４Ａと１２３４Ｅは、ピンチ弁１２２４、１２２６をアンビル・プレ
ート１２３６に対して閉じる力を提供し得る。
図２０７は、チューブを摺動オクルーダと共に蠕動ポンプ１２００内に装着する手順を
示す図である。ステップ１で、ドア１２１２が開く。ステップ２で、チューブ１２０２と
摺動オクルーダ１２１０が蠕動ポンプ１２００内の所定の位置に配置される。ステップ３
で、摺動オクルーダ１２１０が蠕動ポンプ１２００へ摺動挿入され、スライド１２４２と
レバー１２４０を移動させてドアから離し、ボタン１２４８を前方に移動させる。チュー
ブ１２０２は、チューブ１２０２がスロットの狭い部分に収まり狭窄閉鎖されるよう、摺
動オクルーダ１２１０同様に蠕動ポンプ１２００の前部付近に保持される。ステップ４で
、ドアが閉じる。ステップ５で、摺動オクルーダ１２１０は蠕動ポンプ１２００の後部へ
向かうボタン１２４８の動きによって押し出される。ボタン１２４８はレバー１２４０を
動かし、レバー１２４０はスライド１２４２を前方へ引き出す。摺動オクルーダ１２１０
の前方への動きにより、摺動オクルーダ１２１０によるチューブ１２０２の狭窄が解除さ
れる。
図２１０〜図２１２は、ユーザが正しい摺動オクルーダを使用せずにチューブを装着す
ることを防止する機能を示す図である。タブ１２５０は、スロット１２５２に一致しない
摺動オクルーダ１２１０の装着を防ぐ。シャッタ１２５４は、ドア１２１２の閉鎖を防ぐ
。シャッタ１２５４は、図２０７のステップ３で摺動オクルーダ１２１０と入れ替わる。
図２１３〜図２２０は、チューブ１２０２の装填時および／または除去時に蠕動ポンプ
１２００が自由流れ状態を防止する状況を示す図である。ドア１２１２は蠕動ポンプ１２
００の前部から９０度の位置へ容易に開く。小さい力を加えるとドア１２１２をさらに回
転させることができ、この力によりプランジャ１２２２とピンチ弁１２２４、１２２６が
開位置となる。ドア１２１２の動きはＬ字形カム・フォロワ１２１８Ａ〜Ｅを前部に向か
って引くことにより、プランジャ１２２２とピンチ弁１２２４、１２２６をチューブ１２
０２から離す。
図２２１は、ポンプのピンチ弁１２２６の下流の流体内の一定のサイズの気泡を感知し
得る、超音波空気センサ１２２８を示す図である。圧力センサ１２６０は、ポンプ下流の
流体内の静圧を測定し得る。圧力センサ１２６０および空気センサ１２２８は、ポンプ制
御装置と通信し得る。
図２２２〜図２２３は、本開示の一実施形態による蠕動ポンプ７５４を示す２通りの図
である。蠕動ポンプ７５４は、ドア・レバー７５５およびドア７５６を含む。図２２４は
、チューブ７５８を背にして開位置の摺動オクルーダ７５７を示す図である。摺動オクル
ーダ７５７は、摺動オクルーダ・キャリッジ７６０内に担持される。摺動オクルーダ・キ
ャリッジ７６０は、図２２５のプランジャ昇降レバー７５９と機械的に連通するピン７６
１に係合する。図２２５は、ドア・レバー７５５が開き（図２４４参照）、プランジャ昇
降レバー７５９がプランジャ１３１０とピンチ弁を持ち上げていない状態を示す図である
。図２２６は、ドア・レバー７５５が開く際、キャリッジ７６０がドアへ向かって前進し
、チューブ７５８を通過する形で摺動オクルーダ７５７を動かすことにより、チューブ７
５８が摺動オクルーダ７５７の狭い区間へ入り込むにつれ閉鎖される状況を示す図である
。チューブ７５８が摺動オクルーダ７５７によって狭窄閉鎖されるのとほぼ同時に、図２
２７に記載の通り、キャリッジ７６０が前方へ動いてピン７６１を回転させ、ピン７６１
がプランジャ昇降レバー７５９を動かしてプランジャ１３１０とピンチ弁を上昇させ、チ
ューブ７５８から離す。図２２８では、ドア・レバー７５５が全開となり、キャリッジ７
６０の動きが止まる。図２２９に記載の通り、ドア・レバー７５５が全開の場合、プラン
ジャ昇降レバー７５９が中心位置上方で安定した状態となることにより、プランジャ１３
１０がチューブ７５８から離れた状態を維持する。
図２３０〜図２３３は、ドア７５６が最初に閉じられない状況において、摺動オクルー
ダ・キャリッジ７６０が動いてプランジャ１３１０と弁１３１２を閉じてしまうことを防
止し得る、インターロックを示す図である。図２３０は、ドア７５６が開き、解除タブ１
３１６が露出した状態を示す図である。インターロック・ピン１３１８は、摺動オクルー
ダ・キャリッジ７６０の動きを防止するインターロック位置にある状態で示されている。
ばね１３２０がインターロック・ピン１３１８を摺動オクルーダ・キャリッジ７６０へ向
かって押し、摺動オクルーダ・キャリッジ７６０が所定の位置にある場合にインターロッ
ク・ピンをマッチング穴に係合させる。
図２３１〜図２３３は、ドア７５６が開き、そして解除タブ１３１６を引き戻すことに
よってインターロック・ピン１３１８を解除する順序を示す図である。タブが引き戻され
る際、インターロック・ピン１３１８は摺動オクルーダ・キャリッジ７６０へ向かって押
される。
図２３４は、ドア７５６が開き、摺動オクルーダ７５７が持ち上げられて摺動オクルー
ダ・キャリッジ７６０から出ている状態を示す図である。チューブ７５８は、摺動オクル
ーダ７５７の狭い区間内にあり、そこで狭窄閉鎖されている。図２３５は、チューブ７５
８をポンプのアンビル・プレート１３２４とプランジャ１３１０と弁１３１２の間に挿入
する状態を示す図である。図２３６は、摺動オクルーダ７５７とチューブ７５８がポンプ
７５４へ完全に装着され、摺動オクルーダ７５７がチューブ７５８を狭窄閉鎖している状
態を示す図である。図２３７は、ドア７５６とドア・レバー７５５が閉じられ、摺動オク
ルーダ・キャリッジ７６０をポンプ７５４の後部へ向かって摺動させた状態を示す図であ
る。摺動オクルーダ・キャリッジ７６０が動き、チューブ７５８を通過する形で摺動オク
ルーダ７５７を押したことにより、チューブが開いてピン７６１が回転し、次いでピン７
６１がプランジャ昇降レバー７５９を回転させ、レバー７５９がプランジャ１３１０と弁
１３１２を解除して降下させ、チューブ７５８を閉じた。図２３８は、ドア７５６が閉じ
られた状態の前面図である。
図２３９〜図２４５は、本開示の一実施形態による図２２２〜図２３８の蠕動ポンプを
示す複数の図である。モータ２００１がギアを回転させ、次いでギアがカム・シャフト７
７２を回転させる。カム・シャフト７７２が回転すると、カム２００３、２００４、２０
０５、２００６および２００７がカム・シャフト７７２と共に回転する。カム２００３は
、ピンチ弁７７０を動かすため枢軸７６３に沿って枢動するカム・フォロワ７６９に係合
する。カム２００４および２００６は、プランジャ７６７を動かすため枢軸７６３に沿っ
て枢動するカム・フォロワ７６６および７６５に係合する。カム２００７は、ピンチ弁７
６４を動かすカム・フォロワ７６２に係合する。それに加えて、カム２００５はカム・フ
ォロワ７６８に係合する。カム２００５は、カム・フォロワ７６８との係合が少なくとも
部分的にトルクを平衡化するような形状である（例えばピーク・トルク低減のため）。一
部の実施形態において、カム２００５とカム・フォロワ７６８は任意である。入口弁７７
０（ピンチ弁である）、プランジャ７６７および出口弁７６４（ピンチ弁である）は、上
記のような３段階または４段階のポンプ輸送作用を使用して、チューブ７７１に係合し得
る。気泡センサ２００８は、上記のような気泡と弁７６４または７７０（例えばピンチ弁
）の漏れとの区別に使用され得る。
カム・シャフト７７２の回転は、プランジャ位置センサによって測定される通り目標排
出速度プロファイル（例えば排出速度の平滑化）を達成するために、流体がプランジャ７
６７によって圧縮されている間、出口弁７６４がＰＩＤ制御ループによって開かれるよう
、モータ２００１によって制御され得る。一部の実施形態において、ある範囲の角度のみ
、出口弁（出口ピンチ弁など）を動かす。さらなる付加的実施形態において、上記の４段
階ポンプ輸送作用において、プランジャ７６７の動きは、プランジャ７６７の位置センサ
によって測定される通り目標排出速度プロファイル（例えば排出速度の平滑化）を達成す
るために、出口弁７６４が開いた後で閉じられる。
図２４１で容易に分かる通り、カム２００２、２００３、２００４、２００５および２
００６はそれぞれカム・フォロワ７６９、７６６、７６８、７６５および７６２に係合し
ている状態で示されている。図２４２は、チューブ７７１に係合するよう配置されたプラ
ンジャ７６７とピンチ弁７６４および７７０とを含む、蠕動ポンプの前面図である。
光学監視システムを有する標準的なチュービング・ポンプ１０００が、図２５１と図２
５２で示されている。光学監視システムは、プランジャ１００４の一部または全部を含み
得る視野を有するカメラ１０１０、ピンチ弁１００２、チューブ１００６の一部分、ピン
チ弁上の基準マーク１０１４、プランジャ上の基準マーク１０１６、逆転防止装置上の基
準マーク１０１８、カメラ１０１０と向かい合う表面を照らす光源（不記載）および導光
装置１０１２を備える。光学監視システムはさらに、プランジャ１００４の前部を含む視
野を有するカメラ１０１０、追加のピンチ弁１００２、チューブ１００６の一部分、ピン
チ弁上の基準マーク１０１４、プランジャ上の基準マーク１０１６、逆転防止装置上の基
準マーク１０１８、カメラ１０１０と向かい合う表面を照らす光源（不記載）および導光
装置１０１２をも備え得る。光学監視システムはさらに、カメラ１０１０と向かい合うチ
ューブ１００６の後面を照らすための１つまたは複数の光源１１０２、後部導光装置１１
０４および透明プランジャ１００６をも備え得る。カメラ１０１０と照明装置は、紫外線
から赤外線に至るスペクトルの範囲で動作し得る。
光学システムはさらに、逆転防止装置１００５と相対的なプランジャの位置、逆転防止
装置１００５と相対的なピンチ弁の位置、プランジャ１００４とピンチ弁１００２の速度
と方向、チューブ１００６の存在、チューブ１００６内の液体または気体の存在、チュー
ブ１００６内の気泡の存在、チューブ１００６内の変形の存在を含む、ただしこれらに限
定されない、ポンプ、チュービングおよび流れの状態に関する一連の情報を提供するため
の画像の解釈を可能にし得る、プロセッサ、メモリおよびソフトウェアをも備え得る。プ
ロセッサはさらに、流体流量、ライン内の閉塞の存在、チュービングにおける漏れの存在
を決定するため、プランジャと弁の位置に関する情報をも解釈し得る。
光学監視システムは、アンビル・プレート１００５と相対的なプランジャ１００４と弁
１００２の位置を認識および測定する。アンビル・プレート１００５はポンプの静止部分
であり、他ではカウンタ面または閉塞ベッドとも呼ばれ得る。ポンプ制御装置は光学監視
システムに対し、カメラ１０１０と前部または後部の光源を使用して画像を取得するよう
命令し得る。カメラ内または別の場所に位置するプロセッサは、アンビル・プレート１０
０５に対して相対的なプランジャ１００４と弁１００２の距離と配向を識別するソフトウ
ェアを使用して、画像を処理し得る。一実施形態において、マシン・ビジョン・ソフトウ
ェアが、要素１００２、１００４および１００５、ならびに視野内でのそれらの位置を、
上記のような端部感知アルゴリズムを介して識別し得る。感知された端部は、視野内での
端部位置に基づき、各要素１００２、１００４および１００５へと割り当てられ得る。一
例として、視野の上方３分の１内で感知された端部はアンビル・プレート１００５として
割り当てられ得る一方、左下の象限で感知された端部は、図２５１に記載の通りカメラ１
０１０が左側にある場合、ピンチ弁１００２として割り当てられ得る。
別の一実施形態において、マシン・ビジョン・ソフトウェアはピンチ弁１００２、プラ
ンジャ１００４およびアンビル・プレート１００５、ならびに視野内でのそれらの位置を
、各要素１００２、１００４および１００５上に配置された基準マークを使用して識別し
得る。各要素は、カメラ１０１０の視野内に位置する１つまたは複数の基準マークを含み
得る。基準マークは、感知される視野内の領域に基づき、各要素１００２、１００４およ
び１００５へ割り当てられる。一例として図２５１の左側のカメラ１０１０を考察しなが
ら、左下の領域内の基準マークはピンチ弁１００２として割り当てられ得る一方、右下の
領域内の基準マークはプランジャ１００４として割り当てられ、上方の領域内の基準マー
クはアンビル・プレート１００５として割り当てられ得る。単一の基準マークは、光学監
視システムがアンビル・プレート１００５と相対的なピンチ弁１００２およびプランジャ
１００４の動きを測定することを可能にし得る。単一の要素上の複数の基準マークは、各
要素の運動面内で回転した要素を光学監視システムが識別することを可能にし得る。プロ
セッサは、要素１００２、１００４および／または１００５のうち１つまたは複数が許容
量を超えて回転した場合、警告またはアラームを発し得る。著しい回転は、ピンチ弁１０
０２またはプランジャ１００４の機械的破壊、もしくはカメラがカメラ・ドア１０２０上
の土台内で回転したことを示唆し得る。
マシン・ビジョン・ソフトウェアは、保存されたテンプレートを画像とマッチングさせ
ることにより、基準要素を識別し得る。ビジョン・ソフトウェアは、ＯｐｅｎＣＶと呼ば
れインターネットからのダウンロード向けに用意されている、Ｏｐｅｎ Ｓｏｕｒｃｅ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎなど、既製品であってもよい。ビジョン・ソフトウェア
は、保存されたテンプレートから基準マークを識別するため、ＴｅｍｐｌａｔｅＭａｔｃ
ｈｉｎｇという機能またはモジュールを使用し得る。
マシン・ビジョン・ソフトウェアはその後、ピンチ弁１００２、プランジャ１００４お
よびアンビル・プレート１００５についてカメラの視野内で観察された位置と保存された
幾何学データから、要素１００２、１００４および１００５の相対的な位置と配向を計算
し得る。マシン・ビジョン・ソフトウェアによって決定された位置と配向は、その後、以
下を含む、ただしこれらに限定されない特定の情報を識別するアルゴリズムへ渡され得る
：ピンチ弁の開放、ピンチ弁の閉鎖、最大ストロークでのプランジャ、最小ストロークで
のプランジャ。他のアルゴリズムが、マシン・ビジョンによって決定された位置と配向の
データを処理して、以下を含む、ただしこれらに限定されないパラメータを決定し得る：
プランジャの速度、流体流量、ライン内の閉塞、ライン内の空気、外部漏洩。これらの状
態およびパラメータは、上記の、プランジャ１００４およびピンチ弁１００２の位置を測
定するホール効果センサからの判定と同様に決定される。
別の実施形態において、マシン・ビジョン・ソフトウェアは状態を識別し、上記のパラ
メータを決定し得る。別の実施形態において、ピンチ弁１００２、プランジャ１００４お
よびアンビル・プレート１００５の相対的な位置と配向は、マシン・ビジョン・ソフトウ
ェア以外のアルゴリズムによって計算され得る。
マシン・ビジョン・ソフトウェアまたはマシン・ビジョン・ソフトウェアの出力を処理
するアルゴリズムは、以下を含む、ただしこれらに限定されない多数の状態を認識し得る
：チュービングが存在していない状態、チュービングが正しく配置されていない状態、チ
ュービングに流体が存在しない状態、チュービングが流体で満たされている状態、チュー
ビングが変形した状態、液体内に気泡が存在している状態。
光学監視システムは、図２５２に記載の通り、カメラ１０１０に対して相当な角度で取
り付けられた追加のカメラ１０１１からのデータを使用して、より少ない想定で、チュー
ブの容積を計算し得る。バック・ライト１１０２、導光装置１１０４は、プランジャ１０
０４の後部へ赤外線照明を供給し得る。プランジャ１００４は、赤外放射に対して透明な
ナイロンまたは類似の材料製であってもよい。プランジャは、赤外線スペクトルにおいて
プランジャ１００４を通るチューブの明瞭な画像を提供するよう、カメラ１０１１の視野
内では被覆されない。マシン・ビジョン・ソフトウェア・パッケージは、チューブ１００
６について、カメラ１０１０からのプロファイルとカメラ１０１１からのプロファイルを
決定し得る。アルゴリズムは、カメラ１０１０から見たチューブの第１の厚さと、カメラ
１０１１から見た第２の距離を計算し得る。その後、チューブの容積は、２つの距離と、
チューブの既知の円周から計算され得る。２つの距離とチューブの円周の比較により、チ
ューブ内の液体の体積を著しく変化させる、チューブ形状の座屈を識別し得る。
チューブ１００６内の流体の体積は、ピンチ弁１００２が閉じている場合、充填された
チューブによって取られる形状に依存し得る。ピンチ弁１００２付近のチューブ１００６
の形状は、ポンプの較正後、チューブの材料、製造の変化、湿度や温度の変化を含め、た
だしこれらに限定されず、多数の要因が原因で変化し得る。カメラ１０１０は、ピンチ弁
１００２付近のチューブ１００６の形状を観察し得る。チューブは、前方または後方から
、可視光または赤外光で照明され得る。好適な実施形態において、チューブは背後から赤
外光で照明され得る。ここでいう背後からの照明とは、照明の光源をカメラ１０１０から
見てチューブ１００６の反対側に置くことを指す。
一実施形態において、マシン・ビジョン・ソフトウェアは端部感知を使用してチューブ
形状を感知し得る。アルゴリズムは観察されたチューブ形状を、メモリに保存された形状
と比較し得る。一実施形態において、アルゴリズムはチューブ形状の変化に対処するよう
、ストロークごとの流体の体積を補正し得る。別の実施形態において、チューブ形状を評
価するアルゴリズムは、より高水準のアルゴリズムへ警告またはアラームを発し得る。別
の実施形態において、マシン・ビジョン・ソフトウェアは、許容されたチューブ形状のテ
ンプレートと画像のマッチングを試みることにより、許容可能なチューブ形状を確認し得
る。マシン・ビジョン・ソフトウェアまたは次に高水準のソフトウェア制御は、許容可能
なチューブ形状が識別されない場合、警告またはアラームを発し得る。
カメラ１０１０、１０１１は、画像生成向けに処理され得る電気信号へ光を変換する、
ＣＣＤ（電荷結合素子）チップまたはＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）チップいずれ
かを含み得る。カメラの一例は、Ｉｒｖｉｎｅ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ、ＵＳＡのＨｉｍ
ａｘ Ｉｍａｇｉｎｇ， Ｉｎｃ．製のＨＭ０３５７−ＡＴＣ−００ＭＡ３１である。カ
メラ１０１０、１０１１および光１０１２は、電力消費を削減するよう、測定を行う場合
のみ電源を投入してもよい。
ピンチ弁１００２、プランジャ１００４、チューブ１００６およびアンビル・プレート
１００５は、前方から照明され得る。前方照明とは、対象物におけるカメラ１０１０と同
じ側にあり、対象物からの反射によってカメラ１０１０へ照明を供給する光源を指す。前
方照明供給の一実施形態は、カメラ・ドア１０２０に取り付けられたＬＥＤからの光を伝
送する照明バー１０１２を備える。照明バー１０１２の一実施形態が図２５３で示されて
いる。光は、カメラ・ドア１０２０に取り付けられたＬＥＤまたは他の光源から、照明バ
ー端部表面１０３２へ供給される。前部表面１０３０および後部表面（不記載）は、供給
される光を反射する材料で被覆される。一実施形態において、前部表面と後部表面はアル
ミめっきテープで被覆される。穴１０３６は、カメラ１０１０向けの明瞭な視野を提供す
る。照明バーは、ピンチ弁１００２、プランジャ１００４、チューブ１００６およびアン
ビル・プレート１００５の前部を照らす分散光を提供するよう粗面化された、穴１０３６
それぞれの周囲の表面を含み得る。穴１０３６の周囲の区域は凹状にされた後、より多く
の分散光を提供するよう粗面化されてもよい。
カメラ１０１０と相対的なチューブ１００６の反対側からのバックライティングまたは
照明の提供が有利であり得る。バックライティングは、チューブ１００６のチューブ形状
および／または内部容積形状の、より明瞭な可視化を可能にし得る。一実施形態では、後
部光源をポンプ１０００の後部に配置する。後部光源１１０２は、紫外光、可視光または
赤外光の範囲で照明を提供するＬＥＤまたは他の光源であってもよい。導光装置１１０４
は、光をプランジャ１００４の後部へ誘導し得る。プランジャは、光源１１０２から放射
される光のスペクトルに対して透明な材料製であってもよい。一実施形態において、プラ
ンジャはナイロン製で、光源１１０２はカメラ１０１０が感知し得る赤外線照明を提供す
る。一部の実施形態において、バック・ライトは複数の光源であってもよい。複数の光源
は、露出されるピクセルの照明に必要な特定の光だけが提供されるよう制御および／また
は変調され得る。例えば、カメラは対象領域を有する場合があり、対象領域の照明に必要
な光だけが、対象領域内のピクセルの露出時間中に提供される。一部の実施形態において
、光は、光の行および／もしくは列、あるいは／または光の画素（例えばＬＥＤ光のアレ
イなど）であってもよい。
後部光源１１０２のスペクトルおよびカメラ１０１０は、チューブ内の流体の視認性を
最大化するよう選定され得る。一実施形態において、スペクトルはチューブを可視化する
最大の光を提供する広範囲に及び得る。別の一実施形態において、後部光源１１０２の前
部の一連のフィルタが、導光装置１１０４、プランジャ１００４およびチューブ１００６
を通過する狭い範囲の赤外線スペクトルを放射するが、チューブ内の液体によって吸収さ
れる。光源１１０２は、導光装置１１０４を通過する狭い範囲の赤外線スペクトルも放射
し得る。別の一実施形態において、望ましい帯域の赤外線のみ許容するフィルタが、カメ
ラ１０１０の前部に配置される。
音響容積感知
以下の議論では、本開示で開示されるプロセッサにより、本開示で開示される蠕動ポン
プなど蠕動ポンプの１つのスピーカと２つのマイクロフォン（例えば基準マイクロフォン
と可変容積マイクロフォン）を使用して実行され得る音響容積感知について記述する。Ａ
ＶＳは、本開示で開示されるリザーバ内の液体の推定、本開示で開示されるリザーバから
排出される液体の量の推定、および／または本開示で開示されるリザーバの液体排出速度
の推定に使用され得る。表１は以下の通り、様々な用語の定義を示す。
Figure 2017020508
音響容積センサ（「ＡＶＳ」）は、音響ハウジングなどＡＶＳ室内のリザーバの非液体
側によって変位される流体容積またはリザーバ内の流体容積などを測定する。センサは流
体容積を直接測定するのではなく、ＡＶＳ室内の空気の可変容積、Ｖ２を測定する。ＡＶ
Ｓ室の合計容積が一定のままの場合、Ｖ２の変化は流体容積の変化の正反対となる。ＡＶ
Ｓ室は、音響ポートより先の可変容積マイクロフォンと流体連通する空気の容積である。
空気の容積Ｖ２は、音響共鳴を使用して測定される。時間依存性の圧力は、スピーカを
使用して、基準室の固定容積、Ｖ１で確立される。この圧力摂動は、２つの容積を接続す
る音響ポート内に周期的な気流を生じさせ、これが転じて可変容積内の圧力摂動を引き起
こす。システム力学はヘルムホルツ・オシレータの力学と類似する。２つの容積が一体的
に「ばね」の役割を果たし、２つの容積を接続するポート内の空気は共鳴質量の役割を果
たす。この共鳴の自然周波数は、ポート形状、音の速度および可変容積の関数である。ポ
ート形状は固定されており、音の速度は温度測定によって判明し得る。したがって、これ
ら２つのパラメータを所与として、可変容積は自然周波数から判明し得る。本開示の一部
の実施形態において、温度センサが音響ハウジング内および／またはリザーバの非液体側
内で使用される。一部の実施形態において、温度は所定の固定値と見なされ、例えば室温
などと想定される。
システムの自然周波数は、スピーカによって創出される異なる周波数摂動に対する、２
つの容積内の圧力の相対的応答の測定によって推定される。典型的なＡＶＳ測定は、初期
測定結果の取得からなる。その後、液体が１つまたは複数のリザーバの液体側から放出さ
れ、患者へ送達される（その後、第２の容積測定結果が取得される）。これらの測定結果
間の差が、患者へ送達される液体の体積となる。一部の実施形態において、１つまたは複
数のリザーバの液体側を充填する前に、および／または液体を排出する前に、例えば注射
器ポンプが事前充填される前に、任意の流体システムの故障を感知するための測定結果が
取得される。
ＡＶＳ測定は、以下の順序で発生し得る：（１）プロセッサがＡＶＳ電子機器の電源を
投入し、プロセッサのＡＤＣを有効化し、ＡＶＳアルゴリズムを初期化する；（２）ＡＶ
Ｓ測定は、多数の異なる周波数でのデータ収集からなる；（３）任意で温度を測定する；
そして（４）収集されたデータを基に通常の推定手順を実行して、リザーバの液体側内の
液体の体積を推定する。
各周波数でのデータを収集するため、スピーカは目標周波数にて正弦波的に駆動され、
測定結果は整数の波長を対象に２つのマイクロフォン、例えば基準マイクロフォンと可変
容積マイクロフォン（上記の通り）から取得される。データ収集が完了すると、本開示で
開示されるプロセッサがデータに対して離散フーリエ変換アルゴリズムを実行して、マイ
クロフォンからの時系列データを単一の複素振幅へと変換する。データが有効かどうか、
例えば応答が所定の位相内および／または音響周波数の振幅範囲内にあるかどうか判定す
るため、マイクロフォンからのデータに対して完全性チェックが実行される。
周波数測定結果は、多数の異なる周波数について取得される。この正弦波掃引はその後
、可変容積を推定する通常の推定手順によって使用される。推定完了後、正弦波掃引全体
について他の完全性チェックが、本開示で開示されるプロセッサによる二次チェックを含
め、実行され得る。
一部の実施形態において、本開示で開示されるプロセッサが測定結果の完全性を検証し
た後、容積推定が最終決定され、センサの電源が切られる。
ＡＶＳ共鳴モデル
ＡＶＳシステム向けの支配的方程式は、簡略化するいくつかの想定を前提に、第一原理
から判明し得る。システムは、理想化された音響ポートによって接続される２つの線形化
音響容積としてモデル化される。
音響容積のモデル化
理想的な断熱ガスの圧力と容積は、以下の通り、式（３５）によって関連付けられ得る
。
ＰＶｒ＝Ｋ （３５）
式中、Ｋはシステムの初期状態によって定義される定数である。式（３５）は、平均圧
力Ｐ、容積Ｖ、そしてこれらの圧力に加えての小さい時間依存性摂動ｐ（ｔ）、ｖ（ｔ）
に関して、以下の式（３６）の通り記述され得る。
（Ｐ＋ｐ（ｔ））（Ｖ＋ｖ（ｔ））ｒ＝Ｋ （３６）
式（３６）を微分すると、以下の式（３７）の通りとなる。
Figure 2017020508
式（３７）は以下の通り、式（３８）へと簡略化される。
Figure 2017020508
音響圧力レベルが周囲圧力より大幅に低い場合、式（３８）はさらに、以下の通り、式
（３９）へと簡略化され得る。
Figure 2017020508
断熱関係を使用して、式（４０）は以下の通りとなり得る。
Figure 2017020508
したがって、誤差想定は以下の式（４１）の通りである。
Figure 2017020508
非常に大音量の音響信号（例えば１２０ｄＢ）は、振幅が約２０パスカルの圧力正弦波
に相当する。大気条件での空気がパラメータｒ＝１．４およびＰ＝１０１３２５Ｐａを有
すると想定すると、結果的な誤差は０．０３％である。ｄＢからＰａへの換算は、以下の
通り、式（４２）で示される。
Figure 2017020508
式中、ｐｒｅｆ＝２０・μＰａである。
理想的なガスの法則Ｐ＝ρＲＴを適用し、圧力を代入すると、結果は以下の式（４３）
の通りとなる。
Figure 2017020508
これは音の速度に関して、以下の式（４４）の通り記述される。
Figure 2017020508
また、式（４４）を式（４３）に代入すると、以下の通り、式（４５）となる。
Figure 2017020508
ある容積の音響インピーダンスは、以下の通り、式（４６）で定義される。
Figure 2017020508
音響ポートのモデル化
音響ポートは、ポート内の流体がすべて本質的に、軸方向で往復運動する硬質円柱とし
て動くと想定してモデル化される。チャネル内の流体はすべて同じ速度で移動すると想定
され、チャネルは断面が一定であると想定され、チャネルに進入し離脱する流体から生じ
る末端効果は無視される。
Figure 2017020508
 という形の層流摩擦を想定する場合、チャネル内の流体の質量に作用する摩擦力は
Figure 2017020508
 と記述され得る。次に、チャネル内の流体の力学についての二次微分方程式は、以下の式
（４７）の通り記述され得る。
Figure 2017020508
または、容積流量に関しては、以下の式（４８）の通りとなる。
Figure 2017020508
次に、チャネルの音響インピーダンスは以下の式（４９）の通り記述され得る。
Figure 2017020508
システム伝達関数
上記で定義される容積およびポート力学を使用して、ＡＶＳシステムは以下の式（５０
）〜（５３）によって記述され得る。
Figure 2017020508
Figure 2017020508
Figure 2017020508
Figure 2017020508
ｐ０が
Figure 2017020508
 に代入される入力として扱われる場合、式（５４）〜（５６）で示される通り、１つの式
が排除され得る。
Figure 2017020508
Figure 2017020508
 および
Figure 2017020508
音響ポートの各側における２つの容積間の関係は、クロス・ポート伝達関数と呼ばれる
。この関係は、以下の通り、式（５７）で示される。
Figure 2017020508
式中、
Figure 2017020508
 および
Figure 2017020508
 である。
この関係は、極が可変容積のみに依存し、基準容積には依存しないという利点がある。
共鳴ピークは実際、基準容積圧力の応答における零の反転に起因するという点に留意され
たい。これは、基準室内の圧力測定結果が、測定結果におけるノイズに影響し得る共鳴の
付近で振幅が少なくなることを意味する。
共鳴Ｑ係数およびピーク共鳴
共鳴の質は、蓄積エネルギーと電力損失の比率に共鳴周波数を乗じたものである。純粋
な二次システムの場合、性質係数は式（５８）で示される減衰比の関数として表され得る
。
Figure 2017020508
ピーク応答と低周波応答との比率も、式（５９）で示される減衰比の関数として記述さ
れ得る。
Figure 2017020508
これは減衰後の自然周波数で発生する。
Figure 2017020508
電気的および機械的類似性
音響共鳴因子は、例えば抵抗器、インダクタおよびキャパシタを直列に結合したものな
ど、ばね質量ダンパ・システムまたはＬＲＣ回路いずれかと類似している、
複素応答の計算
ＡＶＳを実装するには、システムはスピーカによって設定される音波に対する２つのマ
イクロフォンの相対応答を取得しなければならない。これはスピーカを既知の周波数での
正弦波出力で駆動することによって完遂される。そうすると、各マイクロフォンの複素応
答は、その駆動周波数で判明する。最後に、２つのマイクロフォンの相対応答が判明し、
そして本開示で開示されるプロセッサへ結合されたアナログ・ツー・デジタル変換器の交
互サンプリング向けに補正される。
それに加えて、総信号分散が計算され、そして離散フーリエ変換（「ＤＦＴ」）を使用
して抽出された純音の分散と比較される。これは信号電力がノイズ源または歪みに由来す
る度合いの尺度となる。本開示の一部の実施形態において、この値は不良測定結果の拒絶
および反復に使用され得る。
離散フーリエ変換の計算
各マイクロフォンからの信号は、固定された数の点Ｎが波長ごとに取得されるよう、ス
ピーカへの出力と同期してサンプル抽出される。波長の各点で測定された信号は、整数倍
の波長Ｍにわたり合計され、そして当該周波数についてすべてのデータが収集された後、
本開示で開示されるプロセッサ内の割り込み処理ルーチン（「ＩＳＲ」）によって、配列
ｘに保存される。
離散フーリエ変換は、スピーカの被駆動周波数に対応する整数値でのデータに対して実
行される。ＤＦＴの基本成分の一般的表現は、以下の式（６１）の通りである。
Figure 2017020508
積ＭＮは点の合計数で、そして係数２が加算されることにより、式（６２）で示される
通り、解の実数部分と虚数部分が正弦波の振幅と一致する。
Figure 2017020508
この式の実数部分は、式（６３）で示される。
Figure 2017020508
ＤＦＴの計算に必要な計算回数を減らすため、余弦関数の対称性を利用することができ
る。上記の式は以下の式（６４）に等しい。
Figure 2017020508
同様に、式の虚数部分は以下の式（６５）で示される。
Figure 2017020508
 これは式（６６）として表現され得る。
Figure 2017020508
被駆動周波数での信号の分散は、以下の通り、式（６７）で示される。
Figure 2017020508
トーン分散は、被駆動周波数での音響出力に比例する。ｘの実数部分および虚数部分の
最大可能値は２１１で、これはＡ／Ｄレンジの半分に相当する。トーン分散の最大値は２
２１、すなわちＡＤレンジの二乗の半分である。
総信号分散の計算
測定結果の完全性を示す良い尺度は、すべての周波数での総音響出力に対する、被駆動
周波数での音響出力の比率である。総信号分散は、式（６８）での表現によって付与され
る。
Figure 2017020508
ただし、一部の特定の実施形態において、総和はＡ／Ｄ割り込み処理ルーチン（ＩＳＲ
）内で行われ、その場合、時間の制約がある、および／またはすべてのマイクロフォン・
データが事後処理向けに保存されなければならない。一部の実施形態において、効率を高
めるため、単一の平均波長を基に疑似分散が計算される。信号の疑似分散は、以下の通り
、式（６９）で示される関係を使用して計算される。
Figure 2017020508
結果は、ＡＤカウントの二乗の単位である。総和は１２ビットＡＤＣの場合、およそ
Figure 2017020508
 となる。Ｎ＜２７＝１２８かつＭ＜２６＝６４の場合、総和は２４３未満となり、６４ビ
ット整数で保存され得る。個々の連続的サンプルについて０〜２１２の値の範囲でＡＤＣ
が振動した場合、分散は最大可能値となる。これはピーク分散が
Figure 2017020508
 となる結果となり、したがって結果は符号付き３２ビット整数でのＱ９分解能の最大限で
保存され得る。
マイクロフォンの相対応答の計算
次に、２つのマイクロフォンの相対応答Ｇが、式（７０）〜（７２）で示される通り、
各マイクロフォンの複素応答から計算される。
Figure 2017020508
Figure 2017020508
Figure 2017020508
いずれの式の分母も、前節で計算される基準トーン分散に関して以下の式（７３）の通
り表現され得る。
Figure 2017020508
Ａ／Ｄスキュー補正
スピーカ出力は、サンプルごとに固定の３２回更新され得る。例えば、駆動周波数の変
化に応じて、スピーカ出力周波数も、固定された３２回のサイクルを維持するよう更新さ
れる。２つのマイクロフォンはスピーカ出力と同期してサンプル抽出され、したがってサ
ンプリング周波数は駆動周波数の固定間隔で持続する。ただし、マイクロフォンのＡ／Ｄ
測定結果は同時にサンプル抽出されるわけではなく、Ａ／Ｄ ＩＳＲは２つのマイクロフ
ォンの間で交代し、各マイクロフォンについて波長ごとにＮ個のサンプルの合計を取得す
る。結果は、２つのマイクロフォン間の位相オフセット、
Figure 2017020508
 となる。この位相オフセットを補正するため、前節で計算された相対周波数応答に対し、
複合的回転が適用される。
角度
Figure 2017020508
 を複合的な回数で回転させる場合、
Figure 2017020508
 を乗じる。結果は、以下の通り、式（７４）で示される。
Figure 2017020508
時間遅延
一部の実施形態において、ＡＶＳ計算式を導き出す際の想定の１つは、圧力が音響容積
内で均一であるという想定である。この想定は、ＡＶＳ室の寸法と比較して音響波長が大
きい場合に当てはまる。任意の周波数での音波の波長は、以下の式（７５）で計算され得
る。
Figure 2017020508
例えば、波長は１ｋＨｚで約２４６ｍｍ、５ｋＨｚでは約４９．２ｍｍである。ＡＶＳ
室は、容積を通って移動する音波に付随する時間遅延が、小さいが測定可能な効果を及ぼ
すような直径を有し得る。この効果は時間遅延（またはマイクロフォンの配向次第で時間
前進）としてモデル化され得る。純粋な時間遅延のラプラス変換ｄは、以下の通り、式（
７６）で示される。
Ｇ＝ｅｄｓ （７６）
位相は時間遅延の影響を受けるが、システム応答の大きさには影響されない。時間遅延
を補正するため、モデル適合アルゴリズムの適用により、周波数応答データが事前に補正
され得る。複素振幅は、上記の時間遅延方程式に従った周波数の関数として回転され得る
。時間遅延は固定と想定され得るため、回転は単に周波数の関数である。
時間遅延は、モデル適合エラーを最小化するよう、時間遅延を見つけ出す最適化ルーチ
ンの実行によって決定され得る。それに加えて、または代替として、見掛け上の「時間前
進」がデータに存在し得る。例えば、基準マイクロフォンは音響ポートより若干早く圧力
摂動を受ける可能性があり、また可変マイクロフォンは音響ポートより若干遅れて圧力摂
動を受ける可能性がある。これらの「前進」と「遅延」は圧力波の伝播の効果と考えられ
、また例えばこれらの効果が説明となり得る、システムの「共鳴」力学に加わるものであ
る。
増幅平準化
任意のスピーカ駆動信号の圧力測定結果の振幅は、装置によって、また被駆動周波数の
関数としても変動し得る。装置間変動は、マイクロフォンとスピーカの感度の部分差に起
因する（例えば約＋／−３ｄＢ）。周波数ベースの依存性は、周波数に対するスピーカの
感度の変動のほか、予想される音響共鳴の力学にも起因する。
補償するため、一部の実施形態において、スピーカ利得が自動的に、ＡＶＳ測定の間に
調整される。スピーカ利得は、例えば図２のメモリ２２内など、正弦波掃引周波数それぞ
れについて１つが入力される配列に保存される。（可変マイクロフォンまたは基準マイク
ロフォンいずれかからの）マイクロフォン信号の増幅は、目標増幅に照らしてチェックさ
れ得る。増幅が過度に大きい、または過度に小さい場合、当該周波数でのスピーカ利得を
更新するための二分探索ルーチンが採用され得る。
個々の測定結果の完全性チェック
部材のエラー、故障または外部障害により、誤った測定結果が発生し得る。部材故障の
例として、スピーカ出力の歪曲またはマイクロフォンの故障が挙げられる。外部障害の例
として、ポンプ・ハウジングに対する機械的衝撃または極端に大きな外部ノイズが挙げら
れる。こうした類の故障は、２通りの異なる完全性チェック、すなわちマイクロフォン飽
和および帯域外分散を使用して感知され得る。
マイクロフォン飽和チェックでは、マイクロフォンごとの波長平均信号の最大値と最小
値を検査する。これらの値がＡ／Ｄの限度に近い場合、本開示で開示されるプロセッサ内
で、測定結果の振幅が範囲外であったことを示すフラグが設定される。
帯域外分散チェックでは、トーン分散を、マイクロフォンごとの総信号分散と比較する
。これらの信号の理想的な比率は１となる、すなわちすべての音響出力が被駆動周波数で
発生する。衝撃または極端に大きい外部音響ノイズが発生した場合、より大きい電力が他
の周波数で存在することになり、この値は１より低くなる。一部の実施形態において、正
常動作時は比率が０．９９より大きいと見なされ得る。
一部の実施形態において、個々のデータ・ポイントがこれらの完全性チェックのいずれ
かで不合格となる場合、当該チェックを反復してよい、もしくはＡＶＳの頑健性推進に役
立つよう、正弦波掃引全体を反復しなくても当該チェックを除外してよい。完全な正弦波
掃引に基づき、他の完全性チェックを行うことができ、これらについては後述する。
掃引正弦波を使用しての容積推定−一般解
システムの共鳴周波数は、掃引正弦波システム識別を使用して推定され得る。この方法
では、正弦波圧力変動に対するシステムの応答が、多数の異なる周波数で判明し得る。こ
の周波数応答データは、その後、線形回帰を使用してのシステム伝達関数の推定に使用さ
れ得る。
システムの伝達関数は、ｓに関する有理関数として表現され得る。一般的な事例は、ｎ
番目の次数の分子とｍ番目の次数の分母での伝達関数について、以下のように表される。
ＮとＤはそれぞれ分子と分母の係数である。式は式（７７）および（７８）で示される通
り、分母の首位係数が１となるよう正規化されている。
Figure 2017020508
または
Figure 2017020508
この式は以下の通り、式（７９）の形に書き換えられ得る。
Figure 2017020508
式（８０）は、この総和を行列表記法で示す式である。
Figure 2017020508
式中、ｋは掃引正弦波内で収集されたデータ・ポイントの数を表す。表記を簡略化する
ため、この式は式（８１）で示されるベクトルｙを使用して要約され得る。
ｙ＝Ｘｃ （８１）
式中、ｙ＝ｋ×１、ｘ＝ｋ（ｍ＋ｎ−１）、ｃ＝（ｍ＋ｎ−１）×１である。次に、係
数は最小二乗法を使用して判明し得る。誤差関数は、式（８２）のように記述され得る。
ｅ＝ｙ−Ｘｃ （８２）
最小化される関数は、誤差関数の加重二乗である。Ｗは式（８３）〜（８４）で示され
る通り、ｋ×ｋの対角行列である。
ｅＴＷｅ＝（ｙ−Ｘｃ）ＴＷ（ｙ−Ｘｃ） （８３）
ｅＴＷｅ＝ｙＴＷｙ−（ｙＴＷＸｃ）Ｔ−ｙＴＷＸｃ＋ｃＴｘＴＷＸｃ （８４）
中央の２つの項はスカラーであるため、式（８５）〜（８７）で示される通り、転置は
無視してよい。
ｅＴＷｅ＝ｙＴＷｙ−２ｙＴＷＸｃ＋ｃＴｘＴＷＸｃ （８５）
Figure 2017020508
 および
ｃ＝（ＸＴＷＸ）−１ＸＴＷｙ （８７）
一部の実施形態において、これらの事例すべてにおける複素応答が利用される。この手
法は結果として複素係数に至り得るが、プロセスは、すべての係数が実数であることを確
保するよう修正され得る。最小二乗最小化は、誤差関数が式（８８）へと変わる場合、実
数の係数のみ付与するよう修正され得る。
ｅＴＷｅ＝Ｒｅ（ｙ−Ｘｃ）ＴＷＲｅ（ｙ−Ｘｃ）＋Ｉｍ（ｙ−Ｘｃ）ＴＷＩｍ（ｙ−
Ｘｃ） （８８）
次に、係数は式（８９）で判明し得る。
ｃ＝（Ｒｅ（Ｘ）ＴＷＲｅ（Ｘ）＋Ｉｍ（Ｘ）ＴＷＩｍ（Ｘ））−１（Ｒｅ（Ｘ）ＴＷ
Ｒｅ（ｙ）＋Ｉｍ（Ｘ）ＴＷＩｍ（ｙ）） （８９）
掃引正弦波解を使用しての容積推定−二次システム向けの解
分子が零次で分母が二次のシステムの場合、式（９０）で示される伝達関数となる。
Figure 2017020508
この伝達関数の係数は、以下の式（９２）の通り、前節に記載の式に基づいて判明し得
る。
ｃ＝（Ｒｅ（Ｘ）ＴＷＲｅ（Ｘ）＋Ｉｍ（Ｘ）ＴＷＩｍ（Ｘ））−１（Ｒｅ（Ｘ）ＴＷ
Ｒｅ（ｙ）＋Ｉｍ（Ｘ）ＴＷＩｍ（ｙ）） （９２）
式（９３）は以下の通りである。
Figure 2017020508
アルゴリズムを簡略化するため、以下の式（９４）〜（９６）で示される通り、項の一
部を結合することができる。
ｃ＝Ｄ−１ｂ （９４）
式中
Ｄ＝Ｒｅ（Ｘ）ＴＷＲｅ（Ｘ）＋Ｉｍ（Ｘ）ＴＷＩｍ（Ｘ） （９５）および
ｂ＝Ｒｅ（Ｘ）ＴＷＲｅ（ｙ）＋Ｉｍ（Ｘ）ＴＷＩｍ（ｙ） （９６）。
複素応答ベクトルＧと自然周波数ｓ＝ｊωに関して、Ｄを表す式を求めるには、以下の
式（９７）および（９８）でそれぞれ示される通り、まずＸを実数部分と虚数部分とに分
割する。
Figure 2017020508
 および
Figure 2017020508
次に、上記のＤを表す式の実数部分と虚数部分はそれぞれ、以下の式（９９）および（
１００）になる。
Figure 2017020508
 および
Figure 2017020508
これらの項を結合すると、Ｄ行列の最終表現を求められる。この行列は、以下の式（１
０１）で示される通り、実数値のみ含む。
Figure 2017020508
Ｇとωに関してｂベクトルを表す式を見出す場合も、同じ手法を採ることができる。ｙ
の実数部分と虚数部分は以下の式（１０２）〜（１０３）で示される。
Figure 2017020508
 および
Figure 2017020508
これら２つを結合すると、以下の式（１０４）で示される通り、ｂベクトルを表す式を
求められる。
Figure 2017020508
次のステップは、Ｄ行列の反転である。この行列は対称形かつ正定値であり、したがっ
て反転を見出すのに必要な計算回数は一般的な３×３の場合より少なくなる。一般的な行
列反転の表現は、以下の式（１０５）の通りである。
Figure 2017020508
Ｄが式（１０６）として表される場合、以下の通りとなる。
Figure 2017020508
次に、随伴行列は以下の式（１０７）の通り記述され得る。
Figure 2017020508
対称形であるため、上部の対角行列のみ計算すればよい。次に、行列式は、以下の式（
１０８）で示される通り、元の配列における零要素を利用して、随伴行列の値に関して計
算され得る。
ｄｅｔ（Ｄ）＝ａ１２ｄ１２＋ａ２２ｄ２２ （１０８）
最後に、Ｄの反転は以下の式（１０９）で示される形で記述され得る。
Figure 2017020508
一部の実施形態において、式（１１０）の値を解くことができる。
Figure 2017020508
その結果、式（１１１）が使用される。
Figure 2017020508
モデルに対するデータの適合度を定量的に評価するため、式（１１２）で示される通り
、誤差を表す元来の表現が利用される。
ｅＴＷｅ＝Ｒｅ（ｙ−Ｘｃ）ＴＷＲｅ（ｙ−Ｘｃ）＋Ｉｍ（ｙ−Ｘｃ）ＴＷＩｍ（ｙ−
Ｘｃ） （１１２）
これはＤ行列とｂベクトルおよびｃベクトルに関して、以下の式（１１３）の通り表現
され得る。
ｅＴＷｅ＝ｈ−２ｃＴｂ＋ｃＴＤｃ （１１３）
式中、
ｈ＝Ｒｅ（ｙＴ）ＷＲｅ（ｙ）＋Ｉｍ（ｙＴ）ＷＩｍ（ｙ） （１１４）、および
Figure 2017020508
 である。
一部の実施形態において、異なる正弦波掃引からの誤差を比較するため、以下の式（１
１６）の行列による加重の二乗により、適合誤差が正規化され、式中、ｈはスカラーを表
す。
ｅＴＷｅｈ−１＝（ｈ−２ｃＴｂ＋ｃＴＤｃ）ｈ−１ （１１６）
掃引正弦波を使用しての容積推定−容積推定
モデル適合は、ポートの共鳴周波数を正弦波掃引データから抽出するために使用され得
る。送達体積はこの値に関連付けられ得る。これらの２つの理想的関係は、以下の式（１
１７）で示される関係で表現され得る。
Figure 2017020508
音の速度は温度と共に変動することから、以下の式（１１８）で示される通り、温度効
果を分離すると有用である。
Figure 2017020508
次に、容積は、以下の式（１１９）の通り、測定された共鳴周波数および温度の関数と
して表現され得る。
Figure 2017020508
式中、Ｃは以下の式（１２０）で示される較正定数である。
Figure 2017020508
掃引正弦波を使用しての容積推定−容積推定完全性チェック
一部の実施形態において、第２の一連の完全性チェックが、モデル適合および容積推定
のルーチンの出力を基に実行され得る（第１の一連のチェックはＦＦＴレベルで行われる
）。チェックは、冗長性を通じて、または以下のような複数の値の範囲チェックを通じて
実行され得る：（１）モデル適合誤差、（２）推定減衰比、（３）推定伝達関数利得、（
４）推定自然周波数、（５）推定可変容積、および（６）ＡＶＳセンサ温度。
それに加えて、一部の特定の実施形態において、ＡＶＳ計算の複数の部分が、単独の温
度センサと、ＲＡＭ故障に備えて防護するための較正パラメータの独立的コピーとを使用
して、本開示で開示されるプロセッサ上で冗長的に実行され得る。
掃引正弦波を使用しての容積推定−使い捨て部分感知
使い捨て部分、例えば着脱可能なカートリッジまたはリザーバなどは、一部の特定の実
施形態において、磁気スイッチや機械式インターロックを使用して感知され得る。一方、
１）使い捨て部分に取り付けられたポンプとチャージャを区別するため、また２）主要な
感知方法のバックアップを提供するため、第２の感知方法が使用され得る。
使い捨て部分が存在しない場合、可変容積Ｖ２は事実上、非常に大きい。結果として、
基準マイクロフォンから正常な信号が発せられるが、可変マイクロフォンからの信号は微
小となる。正弦波掃引中の基準マイクロフォンの平均振幅が正常で（これはスピーカが作
動している証拠である）、可変マイクロフォンの平均振幅が小さい場合、使い捨て部分が
存在しないことを示すフラグが、本開示で開示されるプロセッサ内で設定される。
実装の詳細−Ｖ２と相対的なＶ１のサイジング
Ｖ１のサイジングは、音響容積と、伝達関数における極と零との相対位置の相殺を含み
得る。Ｖ１およびＶ２両方についての伝達関数は、以下の式（１２１）〜（１２４）の通
り、スピーカの容積置換と相対的である。
Figure 2017020508
 、および
Figure 2017020508
式中
Figure 2017020508
Figure 2017020508
 および
Figure 2017020508
 である。
Ｖ１が増加するにつれ利得が減少し、スピーカは、同じ音圧レベルを得るには、より高
い振幅で駆動されなければならない。一方、Ｖ１の増加は、ｐ１伝達関数における複合的
な零を複合的な極へと動かすという便益がある。Ｖ１→∞となり、次いでα→１となる限
定的事例において、極零点相殺と平坦な応答が発生する。したがって、Ｖ１が増加すると
、ｐ１伝達関数における共鳴とノッチ両方が減少し、ｐ２の極はωｎへ向かって移動する
。その結果、ｐ２／ｐ１伝達関数を計算する場合の測定誤差に対する感度が低くなる。
実装の詳細−エイリアシング
高めの周波数は、エイリアシングによって対象周波数へ下げることができる。エイリア
シングされた周波数は、以下の式（１２５）の通り表現され得る。
ｆ＝｜ｆｎ−ｎｆｓ｜ （１２５）
式中、ｆｓはサンプリング周波数、ｆｎはノイズ源の周波数、ｎは正の整数、ｆはエイ
リアシングされたノイズ源の周波数を表す。
復調ルーチンは、特定の復調周波数を除き、ノイズを除去し得る。サンプル周波数が動
的に、復調周波数の固定倍数に設定される場合、復調周波数へとエイリアシングされ得る
ノイズの周波数は、基本周波数について固定された一連の倍音となる。
例えば、サンプリング周波数が復調周波数の８倍である場合、その周波数へとエイリア
シングされ得るノイズの周波数は以下の通りである。
Figure 2017020508
式中、
Figure 2017020508
 である。β＝１６の場合、以下のような級数となる。
Figure 2017020508
ＡＶＳ測定誤差発生源−ＡＶＳ室の動き
一部の実施形態において、ＡＶＳ測定に関する想定の１つは、総ＡＶＳ容積（Ｖ２に、
他の部品によって吸入される容積を加えた容積）は一定であるという想定である。一方、
ＡＶＳハウジングが収縮する場合、ＡＶＳ室の総容積は若干変化し、示差容積測定に影響
を及ぼし得る。一部の実施形態において、容積誤差の寄与は流体送達の１．０％未満に維
持される。
ＡＶＳ測定誤差発生源−外部ノイズ
一部の実施形態において、外部ノイズ発生源が除去され得る。
ＡＶＳ測定誤差発生源−機械的衝撃
ＡＶＳ測定中のポンプ・ハウジングに対する機械的衝撃は、マイクロフォン測定に影響
を及ぼし、また周波数応答データ誤差の原因となり得る。しかし、この誤差は、本開示で
開示されるプロセッサによって、復調ルーチンでの帯域外分散チェックを使用して感知さ
れ得る。そうした誤差が感知された場合、そのデータ・ポイントを反復（例えば別のサン
プルを取得）することにより、ＡＶＳ測定結果に対する影響を微小または皆無とすること
ができる。
ＡＶＳ測定誤差発生源−ＡＶＳ室内の空気
気泡がＡＶＳ測定に影響を及ぼす機序は、二次共鳴を通じた影響である。この二次共鳴
はシステムを四次システムにし、また二次共鳴の周波数や大きさ次第では、推定が二次モ
デルを使用している場合、何らかの誤差の原因となり得る。
ＡＶＳ測定誤差発生源−電気部品故障
概して、電気部品の故障は、信号がない状態または高調波歪みの原因となる。いずれの
場合も、故障はＡＶＳ完全性チェックによって感知され、測定結果は無効となる。
特定されている１つの例外は、ＤＡＣおよびＡＤＣの制御に使用されるオシレータの故
障である。このオシレータが許容範囲を外れたとすると、低レベルの完全性チェックでは
感知されない測定誤差をもたらすことになる（極端な場合、上記の容積完全性チェックに
よって感知される）。この故障を防止するため、一部の実施形態において、オシレータは
、ＡＶＳ測定が開始される都度、専用クロックを基準にチェックされる。
Ｌ字形カム・フォロワ蠕動ポンプ
図２５５〜図３０２は、蠕動ポンプ２９９０の別の実施形態を示す図である。
図２５５は、ポンプ輸送機構３０００、ディスプレイ２９９４、ボタン２９９６、シャ
ーシ２９９２およびクランプ２９９８を備える、蠕動ポンプ２９９０を示す図である。シ
ャーシ２９９２は、液体を機構内部からそらす、ポンプ輸送機構３０００上方のエクステ
ンション２９９２Ａを含む。
図２５６Ａ〜Ｂは、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１０１、３１１０（図２７４参
照）を有する蠕動ポンプ輸送機構３０００の分解図である。ハウジングは選択的に２つの
部分３００５、３０１０で構成され、カム・シャフト３０８０、メインＰＣＢ３００２、
カム・フォロワ・シャフト３１２０、ギア・ヘッド・アセンブリ３０７０の土台、および
ドア３０２０取付用ヒンジ・ポイント３０１０Ａを提供する。２つの部分３００５、３０
１０は、上半分３０１０と下半分３００５であってもよい。センサ・ハウジング３０１５
は、ハウジングの部分３００５、３０１０へ取付可能で、センサ・マウント３０６０およ
び回転センサ・ボード３１３０の取付ポイントを提供する（図２５７）。ライン内空気感
知器３０６６（図２５７参照）および圧力センサ３０６８（図２５７）は、センサ・マウ
ント３０６０へ取付可能である。
図２５７は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１０１、３１１０（図２７４参照）を
有するポンプ輸送機構３０００の、ドア・アセンブリ３０２１が全開し、注入ライン３２
１０および摺動オクルーダ３２００がドア３０２０に取り付けられた状態を示す図である
。ドア・アセンブリ３０２１は、２つのヒンジ３０１０Ａとヒンジ・ピン３０１２とを介
して、ハウジング部分３０１０、３００５へ取り付けられる（図２５８）。開位置にある
場合、ドア・アセンブリ３０２１は、ドア・アセンブリ３０２１上に注入ライン３２１０
を配置するのに役立ち得る便利な受容要素を提供し得る。受容要素は、注入ライン３２１
０が蠕動ポンプ２９９０のセンサおよび能動要素と適切に連動または整列するよう、注入
ライン３２１０を配置し得る。センサは、例えば圧力センサ３０６８（図２５７）および
／またはライン内空気センサ（３０６６）（図２５７）を含み得る。能動要素は、例えば
プランジャ３０９１、入口弁３１０１および出口弁３１１１を含み得る（図２６０）。ド
ア３０２０内の受容要素は、以下のうち１つまたは複数を含み得る：ドア３０２０Ｋの溝
（図２５９参照）、クリップ３０６２Ａ（図２５７）、クリップ・インサート３０２４（
図２５７）、圧盤３０２２（図２５７、２５９）。クリップ３０６２Ａ（図２５７）およ
び３０２４（図２５７）は、適切な、非変形性で、コンプライアンスが全くないまたは最
小限の材料から製造されたものであってもよい。クリップ３０６２Ａは、好適にはナイロ
ンなどの樹脂から成形されるが、ＡＢＳ樹脂、アルミニウム、鋼またはセラミックを含め
、他の多数の材料も使用され得る。
ドア・アセンブリ３０２１（図２５７）は、摺動オクルーダ３２００用の受容要素を含
み得る。ドア・アセンブリ３０２１内の摺動オクルーダ３２００受容要素は、摺動オクル
ーダ３２００がポンプ本体３００１の受容開口へ進入できるよう、摺動オクルーダ３２０
０を所定の位置に保持し得る（図２６５）。摺動オクルーダ３２００受容要素の一部は、
注入セットの不適切な装填を防ぐ特徴を含み得る。一実施形態において、ドア分割キャリ
ッジ３０４０は、ドア・アセンブリ３０２１がポンプ本体３００１に対して閉じられる際
に摺動オクルーダ３２００を受容し、それを注入ライン３２１０に対して直角に保持する
ための、スロットを含む。摺動オクルーダ３２００は、カットアウト３２００Ａ（図２６
１）がタブ３０４０Ｃ（図２６１）と整列する形に限り摺動オクルーダ３２００を挿入で
きるようにする、タブ３０４０Ｃ（図２５９）を含み得る。別の一実施形態において、ド
ア３０２０は、カットアウト３２００Ａ（図２６１）がタブ３０２０Ｆ（図２６２）と整
列する形に限り摺動オクルーダ３２００を挿入できるようにする、タブ３０２０Ｆ（図２
６２、２６３）を含み得る。ドア３０２０（図２５７）は、摺動オクルーダ３２００（図
２５７）がタブ３２００Ｂ（図２６１）と共にドア・アセンブリ３０２１（図２５７）へ
向かって挿入されるのを防ぐ、タブ３０２０Ｄ（図２５９）を含み得る。ドア３０２０お
よび／またはドア分割キャリッジ３０４０（図２５７）上に位置するタブ３０２０Ｆは、
摺動オクルーダ３２００が１つの配向に限り挿入されることを可能にすることにより、注
入セットとポンプ輸送機構３０００との間の適正な配向を強制し得る。圧盤３０２２（図
２５７）は注入ライン３２１０を受容し、また一般的な「Ｕ字」形を提供することにより
、ポンプ輸送時にプランジャ３０９１が注入ライン３２１０を変形させる際に注入ライン
３２１０を制約する。
図２６４は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１０１、３１１０（図２７４参照）を
有する蠕動ポンプ輸送機構３０００（図２５７）のレバー３０２５および分割キャリッジ
３０４１を含む、ドア・アセンブリ３０２１の分解図である。注入ライン３２１０受容要
素３０６２、３０２２（図２６０）、３０２４（図２５７）はそれぞれ、ドア３０２０の
凹部３０２０Ａ、３０２０Ｂ、３０２０Ｅに取り付けられ得る。ドア・アセンブリ３０２
１は、リンク３０３５を介してレバー３０２５へ接続されるドア分割キャリッジ３０４０
を含み得る。ドア・アセンブリ３０２１はまた、ばね鋼など弾性材料でできた板状のフラ
ットばね３０３２をも含み得る。フラットばね３０３２は、レバー３０２５がポンプ本体
３００１上のボディ・ピン３０１１（図２９７）を掴み、掛止ピン３０３４をポンプ本体
３００１へ向かって引き込む際、掛止ピン３０３４によってドア３０２０に対して圧迫さ
れ得る。掛止ピン３０３４は、掛止フック３０２５Ｃがボディ・ピン３０１１に係合する
際、ドア３０２０内のスロット３０２０Ｃに沿って動く。
図２６５は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１０１、３１１０（図２７４参照）を
有する蠕動ポンプ２９９０（図２５５）の、ドア・アセンブリ３０２１が開き、レバー３
０２５が格納された状態を示す図である。制御プロセッサと一部のセンサとを含むメイン
ＰＣＢ３００２は、上部ハウジング３０１０の上部に取り付けられた状態で示されている
。モータ３０７２およびギアヘッド３０７０は、上部ハウジング３０１０の片方の端部に
配置された状態で示されている。回転センサ・アセンブリ３１３０は、下部ハウジングの
部分３００５に取り付けられ得る。ポンプ本体３００１は、ハウジングの部分３００５、
３０１０、ハウジング部分３００５、３０１０の内部の回転機構および往復運動機構、モ
ータ３０７２およびギアボックス３０７０、センサならびに上記が取り付けられる構造を
備え得る。
図２６０は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１０１、３１１０（図２７４参照）を
有する蠕動ポンプ２９９０（図２５５）の、ドア３０２０が開き、上部ハウジング３０１
０および他の要素が取り外されてカム・シャフト３０８０、プランジャ３０９１および弁
３１０１、３１１１が見える状態を示す図である。モータ３０７２はギアボックス３０７
０を介してカム・シャフト３０８０を駆動する。モータ３０７２は、速度および／または
位置を制御可能なドライブ・シャフトを有し得る。一実施形態において、モータ３０７２
は、メインＰＣＢ３００２に取り付けられ得るモータ制御装置３４３０（図３２５Ｂ参照
）によって制御されるブラシレスＤＣサーボ・モータ３０７２である。代替的実施形態に
おいて、モータ３０７２は、適切な制御装置を有するステッパ・モータ３０７２、ブラシ
ＤＣモータ３０７２またはＡＣモータ３０７２であってもよい。
モータ３０７２は、モータ／ギアボックス・ユニットが１つのユニットとしてカム・シ
ャフト３０８０および上部ハウジング３０１０へ取り付けられるよう、ギアボックス３０
７０へ固定結合され得る。ギアボックス３０７０のギア減速はトルクを増やす一方、カム
・シャフト３０８０の１回転当たりのモータ３０７２の回転数も増やす（図２６０）。一
実施形態において、ギアボックス３０７０の減速比は１９：１である。ギア減速は、モー
タ３０７２内のホール・センサの数が比較的少ない状態でのカム・シャフト３０８０（図
２６０）の位置に対して合理的な分解能を可能にする。一実施形態において、３つのホー
ル・センサと８つの巻線が、１回転当たり２４回の交差を生み出す。２４回の交差を１９
：１のギア比と組み合わせると、カム・シャフト３０８０（図２６０）の回転に対して０
．８度より良好な角度分解能を提供する。
カム・シャフト３０８０（図２６０）の回転は、カム・シャフト３０８０（図２６０）
の端部に取り付けられた磁石３１２５の位置を感知する回転センサ３１３０（図２５７）
で直接測定され得る。一実施形態において、センサは、磁石３１２５（図２６０）の位置
を感知する４つの一体型ホール要素、高分解能アナログ・ツー・デジタル変換器および高
性能電源管理制御装置を採用する、シングル・チップ磁気ロータリ・エンコーダＩＣであ
る。角度位置、アラーム・ビットおよび磁界情報は、標準的な３ワイヤまたは４ワイヤの
ＳＰＩインターフェースを介して、ホスト制御装置へ伝送され得る。ロータリ・エンコー
ダの一例は、オーストリアのＡｕｓｔｒｉａｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ製のＡＳ５０５５
型で、これは１回転当たり４０９６のインクリメントを提供する。
弁３１０１、３１１０およびプランジャ３０９０の動きは、個々のカム３０８３、３０
８４、３０８２（図２６６）を回転させるカム・シャフト３０８０の回転によって制御さ
れ、これらのカムはＬ字形フォロワ３０９０、３１０１、３１１０（図２７４）のローラ
端部３０９２、３１０２、３１１２（図２７４）を下方へ偏向させる。Ｌ字形カム・フォ
ロワ３０９０、３１００、３１１０（図２７４）は、カム・フォロワ・シャフト３１２０
を中心に回転し、その結果、ローラ端部３０９２、３１０２、３１１２の下方運動によっ
て能動端部は注入ライン３２１０から引き離される（図２７６）。Ｌ字形カム・フォロワ
３０９０、３１００、３１１０（図２７４）それぞれに取り付けられたトーションばね３
０９４、３１０４、３１１４（図２７４）は、ローラ３０９２、３１０２、３１１２をカ
ム３０８２、３０８３、３０８４（図２７６）に対して上方へ押し上げ、能動端部３９０
１、３１０１、３１１１を注入ライン３２１０へ向かわせる。
出口弁カム３０８４、プランジャ・カム３０８３、および入口弁カム３０８２のプロフ
ァイルが図２７１〜図２７３に描画されている。これらのプロファイルは、図１９７で図
示されているものと類似の弁動作順序を生み出す。カム３０８４、３０８３、３０８２は
、接着、圧着、キー付きシャフトを含め、任意の標準的な方法でカム・シャフト３０８０
へ接続され得る。一部の実施形態において、カム３０８４、３０８３、３０８２は、カム
・シャフト３０８０へ単一部品として物理的に一体化され得る。一実施形態において、カ
ム３０８４、３０８３、３０８２は、キー・スロット３０８２Ａ、３０８３Ａ、３０８４
Ａを有し、キー（不記載）付きのショルダー（不記載）を背にしてカム・シャフト３０８
０へ押し当てられることにより、カム・シャフト３０８０上のカム３０８４、３０８３、
３０８２と、カム・シャフト３０８０の軸に沿った位置にカム３０８４、３０８３、３０
８２を保持する円形クリップ３０８５とを回転配置する。カム・シャフト３０８０は上部
および下部のハウジング３００５、３０１０内に、軸受３０８６によって取り付けられる
。一実施形態において、軸受３０８６は密封ローラ軸受である。
図２７４は、プランジャ用Ｌ字形フォロワ３０９０、弁用Ｌ字形カム・フォロワ３１０
１、３１１０およびカム・フォロワ・シャフト３１２０の分解図である。Ｌ字形カム・フ
ォロワ３０９０、３１００、３１１０はカム・フォロワ・シャフト３１２０に取り付けら
れ、カム・フォロワ・シャフト３１２０上で自由に回転する。Ｌ字形カム・フォロワ３０
９０、３１００、３１１０のカム・フォロワ・シャフト３１２０上での回転は、軸受によ
って円滑化され得る。一実施形態において、軸受は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３
１００、３１１０の本体３０９３、３１０３、３１１３へ頑丈なフランジ付きブッシング
３０９５、３１０５、３１１５を圧入したものである。軸受は、ブロンズ、真鍮、樹脂、
ナイロン、ポリアセタール、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、超高分子量ポリ
エチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、Ｒｕｌｏｎ、ＰＥＥＫ、ウレタンおよびベスペルを含め、任
意の低摩擦ブッシングであってもよい。ブッシング３０９５、３１０５、３１１５上のフ
ランジは、隣接するＬ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０の間の、また弁
用Ｌ字形カム・フォロワ３１０１、３１１０とハウジング部分３００５、３０１０との間
の、軸方向軸受表面の役割を果たし得る（図２６５）。ブッシング３０９５、３１０５、
３１１５上のフランジ（図２７４）はまた、ドア・アセンブリ３０２１（図２５７）上の
圧盤３０２２（図２５７）と相対的な、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１
１０（図２７４）の能動端部３０９１、３１０１、３１１１（図２７４）の、ドア・アセ
ンブリ３０２１（図２５７）上の圧盤３０２２（図２５７）の空間を適切に保つ役割も果
たし得る。
カム・フォロワ・シャフト３１２０（図２７４）は、カム・フォロワ・シャフト３１２
０（図２７４）の中央区間３１２０Ｂ（図２７４）と相対的に偏心の端部区間３１２０Ａ
（図２７４）を含み得る。カム・シャフト３０８０（図２６０）および／または圧盤３０
２２（図２６０）と相対的なカム・フォロワ・シャフト３１２０（図２７４）の位置は、
偏心端部３１２０Ａを回すことによって微調整され得る。偏心端部３１２０Ａを回すこと
により、ローラ３０９２、３１０２、３１１２と、カム・シャフト３０８０（図２６０）
上のカム３０８４、３０８３、３０８２（図２７１〜図２７３）との間での素早い調節が
可能となる。
カム・フォロワ・シャフト３１２０（図２７４）の端部区間３１２０Ａは、スクリュ・
ドライバ、六角キーまたはその他、カム・フォロワ・シャフト３１２０（図２７４）にト
ルクを加えることができる工具などを受容する特徴３１２０Ｃを含み得る。一実施形態に
おいて、この特徴は、すり割り付きスクリュ用ドライバを受容するようにサイズを合わせ
た溝である。偏心端部３１２０Ａは、ハウジング部分３００５、３０１０それぞれに設け
られたカットアウト３００５Ｄ、３０１０Ｄ（図２７８参照）によって形成される穴に適
合する。一実施形態において、カットアウト３００５Ｄ、３０１０Ｄ（図２７８）によっ
て形成される穴は、調節を可能にするようカム・フォロワ・シャフト３１２０（図２７４
）を拘束しない。カム・フォロワ・シャフト３１２０（図２７４）の回転位置を確保する
ため、クランプ要素が追加され得る。一実施形態において、クランプ要素はねじ穴３１２
０Ａ内のセット・スクリュである。
Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０（図２７４）またはアクチュエー
タは、カム３０８４、３０８３、３０８２（図２７１〜図２７３）と接触するローラ３０
９２、３１０２、３１１２と、カム表面に向かっての要素接触を促す弾性要素３０９４、
３１０４、３１１４と、カム・フォロワ・シャフト３１２０に取り付けられ、そして注入
ライン３２１０と接触する能動要素３０９１、３１０１、３１１１へローラ３０９２、３
１０２、３１１２を接続する、ボアを含むＬ字形構造３０９３、３１０３、３１１３とを
備える。それに加えて、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０（図２７４
）は、構造３０９３、３１０３、３１１３のボアに取り付けられたフランジ付き軸受３０
９５、３１０５、３１１５を含む（図２７４）。
一実施形態において、ローラ３０９２、３１０２、３１１２は、構造３０９３、３１０
３、３１１３に取り付けられたシャフト３０９６、３１０６、３１１６を中心に回転する
（図２７４）。ローラは、モータ３０７２に対する荷重を低減するための、また蠕動ポン
プ２９９０の反復性を改善するための、接触要素として好適である。別の実施形態におい
て、異なる種類の接触要素が使用され得る。
一実施形態において、能動要素、または入口弁３１０１、プランジャ３０９１、出口弁
３１１１は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０の一部として形成され
る（図２７４）。一実施形態において、能動要素３０９１、３１０１、３１１１は、Ｌ字
形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０それぞれの構造へ、着脱可能に取り付け
られる（図２７４）。一実施形態において、能動要素３０９１、３１０１、３１１１（図
２７４）は、スクリュを使用して機械的に取り付けられ得る。別の実施形態において能動
要素３０９１、３１０１、３１１１（図２７４）は、構造３０９３、３１０３、３１１３
（図２７４）内の穴を通過してナットで所定の位置に保持されるスタッドを含み得る、も
しくは能動要素３０９１、３１０１、３１１１（図２７４）は、構造３０９３、３１０３
、３１１３（図２７４）内の受容要素へ嵌合する樹脂製スタッドを含み得る、
弾性要素３０９４、３１０４、３１１４は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００
、３１１０（図２７４）を、カム３０８４、３０８３、３０８２（図２７１〜図２７３）
のカム表面に対して、また圧盤３０２２（図２６０）および注入ライン３２１０に向かっ
て押す。一実施形態において、弾性要素３０９４、３１０４、３１１４（図２７４）は、
ボアを含む構造３０９３、３１０３、３１１３（図２７４）の区間の周囲を包む、コイル
型トーションばねである。トーションばねの片方の端部は、Ｌ字形カム・フォロワ構造３
０９０、３１００、３１１０（図２７４）を、ボアとローラ３０９２、３１０２および３
１１２との間で圧迫する。ばねの他方の端部は、蠕動ポンプ２９９０の固定構造と接触す
る。一実施形態において、各ばねの他方の端部は、ばね端部を捕捉するスロット３１４０
Ａを含み得るばねリテーナ３１４０（図２７５、図２７６）と接触する。リテーナ・セッ
ト・スクリュ３１４２（図２７５）は、ねじ込まれることによって、上部ハウジング３０
１０内でばねリテーナ３１４０を動かし、弾性要素３０９４、３１０４、３１１４に荷重
を加えることができる。カム３０８４、３０８３、３０８２（図２７１〜図２７３）の回
転位置の一部において、ばねに加えられた荷重は次に、能動端部３０９１、３１０１、３
１１１によって注入ライン３２１０へ加えられる。注入ライン３２１０に対する各能動端
部３０９１、３１０１、３１１１（図２７４）の圧縮荷重は、対応するリテーナ・セット
・スクリュ３１４２を回すことによって調節され得る。
別の一実施形態において、弾性要素３０９４、３１０４、３１１４（図２７４）は、Ｌ
字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０（図２７４）と、ポンプ本体３００１
の構造との間に位置するらせんばねである。らせんばねは、Ｌ字形カム・フォロワ３０９
０、３１００、３１１０（図２７４）のフォロワ側端部またはローラ側端部をカム３０８
２、３０８３、３０８４（図２７１〜図２７３）に向かって押すように配置される。らせ
んばねは、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０（図２７４）の能動端部
を圧盤３０２２（図２６０）に向かって押す場合もある。らせんばねとＬ字形カム・フォ
ロワ３０９０、３１００、３１１０の一構成例が図２０５、図２０６、図２１９、図２２
０で示されている。
図２７６は、プランジャ・カム３０８３、プランジャ３０９１および圧盤３０２２の部
分を含むポンプ輸送機構３０００の断面図である。カム・シャフト３０８０は、３０８４
Ａでシャフトにキー留めされるプランジャ・カム３０８３を回転させる。カム３０８３は
、プランジャ３０９１用Ｌ字形カム・フォロワ３０９０の一部であるカム接触要素または
カム・ローラ３０９２を動かす。プランジャ３０９１用Ｌ字形カム・フォロワ３０９０は
、カム・フォロワ・シャフト３１２０を中心に回転する。プランジャ３０９１用Ｌ字形カ
ム・フォロワ３０９０は、弾性要素３０９４によって、プランジャ・カム３０８３を背に
して保持される。弾性要素の片方の端部３０９４Ａは構造３０９３と接触する一方、弾性
要素の自由端部３０９４Ｂはばねリテーナ３１４０と接触する。プランジャ３０９１は、
注入ライン３２１０を圧盤３０２２を背にして圧縮する。プランジャ３０９１は、プラン
ジャ・カム３０８３がカム・ローラ３０９２を押し下げると、圧盤３０２２から後退する
。
図２７７は、プランジャ３０９１のストロークの下死点でのプランジャ３０９１、圧盤
３０２２および注入ライン３２１０の断面図である。プランジャ３０９１のストロークの
上死点では、非圧縮状態の注入ライン３２１０は通常し、最大体積を収容する円形の断面
を有する。ポンプ輸送機構３０００は、注入ライン３２１０がストロークの上死点で完全
充填し、プランジャ３０９１のストロークの下死点で注入ライン３２１０内の容積を最小
化することを可能にすることによって、ストロークごとのポンプ輸送を最大化する。ポン
プ輸送される容積の量は、プランジャ３０９１の形状、プランジャ３０９１のストローク
長および圧盤３０２２の形状に影響され得る。ただし、注入ライン３２１０が完全に押し
潰される場合、プランジャ３０９１に対する力は必要な力を超える可能性があり、その場
合、より大型の弾性要素３０９０、３１００、３１１０（図２７４）および／またはより
大型のモータ３０７２またはより高い電力の導引が必要となり得る。より高い電力導引は
、蠕動ポンプ２９９０の電池３４２０での稼働可能時間を短縮してしまう、あるいは大型
電池３４２０に起因する蠕動ポンプ２９９０の重量増加を引き起こし得る。プランジャ３
０９１および圧盤３０２２の設計は、プランジャ３０９１に対する荷重増加に対して増加
した容積のバランスを取るよう選定され得る。一実施形態において、プランジャ３０９１
と圧盤３０２２は、注入ライン３２１０の肉厚の２倍よりもう少し大きめの隙間をプラン
ジャ３０９１と圧盤３０２２との間に設けることにより、注入ライン３２１０の壁の圧縮
を回避するよう設計される。
一実施形態において、プランジャ・カム３０８３とプランジャ用Ｌ字形カム・フォロワ
３０９０は、プランジャの先端３０９１Ｂと圧盤の底３０２２Ｄとの間に最小限のクリア
ランス３０２２Ｇを提供するよう設計される。一例において、クリアランス３０２２Ｇは
注入ライン３２１０の肉厚の２倍〜３倍で、注入ライン３２１０の壁がプランジャの先端
３０９１Ｂと圧盤の底３０２２Ｄとの間で接触しないようにする上で十分である。一例に
おいて、プランジャの先端３０９１Ｂと圧盤の底３０２２Ｄとの間のクリアランス３０２
２Ｇは約０．０４８インチで、これは一例の注入ライン３２１０の肉厚の２倍より９％大
きい。別の例では、クリアランス３０２２Ｇは一例の注入ライン３２１０の肉厚の２倍よ
り２％大きい程度であってもよい。別の例では、クリアランス３０２２Ｇは一例の注入ラ
イン３２１０の肉厚の２倍より５０％大きくてもよい。
一実施形態において、圧盤３０２２とプランジャの先端３０９１Ｂの寸法は、注入ライ
ン３２１０の単一の肉厚の２倍〜３倍のクリアランス３０２２Ｇを提供するよう選定され
る。一例において、プランジャの先端３０９１Ｂと圧盤３０２２との間のクリアランス３
０２２Ｇは、一例の注入ライン３２１０の肉厚の２倍より８％〜３５％大きい。クリアラ
ンス３０２２Ｇは、注入ライン３２１０の側面が折り曲がっても折り目が狭窄閉鎖されな
いようにする。一実施形態において、プランジャの先端３０９１Ｂは半径０．０５インチ
で、両側面３０９１Ｃ間の角度は３５度である。両側面３０９１Ｃはプランジャの先端３
０９１Ｂの半径と接線角で接触し得る。プランジャ先端長３０９１Ｄは０．１１６インチ
であってもよい。圧盤の底３０２２Ｄは、平坦で各側に半径３０２２Ｃを有するものであ
ってもよい。圧盤の底３０２２Ｄの長さと半径３０２２Ｃは、プランジャの先端３９０１
Ｂと圧盤３０２２との間のクリアランス３０２２Ｇを注入ライン３２１０の肉厚の２倍超
に維持するよう選定される。一例において、圧盤の底３０２２Ｄは長さ０．０５インチ、
各半径３０２２Ｃは０．０６インチである。側方３０２２Ｂはプランジャ３０９１から離
れるよう角度が付けられる。短い側方３０２２Ｅはほぼ垂直である。側方３０２２Ｆは、
プランジャの壁３９０１Ｃより鉛直角が小さいことにより、ドア・アセンブリ３０２１が
閉じる際にプランジャの先端３０９１Ｂが圧盤３０２２へ進入できるようになっている。
プランジャ３０９１と圧盤３０２２は、機械的停止を提供する２つの平坦区間３０９１
Ａと３０２２Ａとを含み得る。平坦区間３０９１Ａおよび３０２２Ａは、本開示にて、止
め具３９０１Ａおよび３０２２Ａとも呼ばれ得る。機械的止め具３９０１Ａ、３０２２Ａ
は、容積測定の信頼性を高め、不確実性を低減し得る。別途記載の通り、容積はプランジ
ャ３０９１の排出ストロークの開始から終了に至るまでの位置の変化から決定される。止
め具３０９１Ａと３０２２Ａは、ストローク測定の下死点における不確実性または許容差
を解消し得る。プランジャ・カム３０８３のプロファイルは、平坦区間３０９１Ａが３０
２２Ａで圧盤３０２２と接触する場合にローラ３０９２を離昇させるよう設計され得る。
プランジャ３０９１と圧盤３０２２は、ＰＶＣまたは非ＤＥＨＰの注入ライン３２１０
の材料上を容易に摺動する表面で形成され得る。一実施形態において、プランジャ３０９
１と圧盤３０２２は、ナイロン製であってもよい。別の実施形態において、プランジャ３
０９１と圧盤３０２２は、ＰＴＦＥで被覆された金属（アルミニウムなど）製であっても
よい。別の実施形態において、他の樹脂が使用され得る、もしくは他の被覆が金属製のプ
ランジャ３０９１および／または圧盤３０２２に施され、ＰＶＣ製または非ＤＥＨＰ製の
注入ライン３２１０との摩擦係数を低減する。
カム・シャフト３０８０とカム・フォロワ・シャフト３１２０は、図２６０、図２７８
に記載の通り、上部および下部のハウジング３００５、３０１０内のカットアウト３００
５Ｃ、３００５Ｄ、３０１０Ｃ、３０１０Ａに取り付けられる。弁３１０１、３１１１お
よびプランジャ３０９１の動きの正確性はもとより、ローラ要素３０９２、３１０２、３
１１２およびカム３０８２〜３０８４の使用期間も、２つのシャフト３０８０、３１２０
の平行位置合わせの向上と適正な間隔によって改善される。２つのシャフト３０８０、３
１２０の平行位置合わせと間隔は、部分的に、カットアウト３００５Ｃ、３００５Ｄ、３
０１０Ｃ、３０１０Ａの平行位置合わせと間隔とによって制御される。一実施形態におい
て、ハウジングの２つの部品３００５、３０１０は、カットアウトなしで形成される（図
２７８、２７９）。その場合、これら２つの部品は機械的に接合され、穴３００６、３０
０７が、同じ設定の同じ機械（図２８０）によって同時に穿孔される。一部の実施形態に
おいて、ハウジングの２つの部品３００５、３０１０は、組立時に相互に固定された位置
合わせでこれらを保持する特徴を含む。一例において、ハウジング３００５、３０１０の
位置合わせ機能は、片方の部品に圧入されたピンと、それに適合するもう片方の部品の穴
である。別の例において、片方の部品の特徴が分割線３００８と交差して伸び、もう片方
の部品の特徴に係合する。正確な穿孔操作は、ライン・ボーリングと呼ばれることもある
。ライン・ボーリングは、カットアウト３００５Ｃ、３００５Ｄ、３０１０Ｃ、３０１０
Ａの平行位置合わせを改善し得る。接合されたハウジング３００５、３０１０のカットア
ウト３００５Ｃ、３００５Ｄ、３０１０Ｃ、３０１０Ａのライン・ボーリングは、より正
確に円形の穴３００６、３００７と、互いの平行度がより高い穴３００６、３００７を一
体的に形成するカットアウト３００５Ｃ、３００５Ｄ、３０１０Ｃ、３０１０Ａを、低費
用で創出する。
ポンプ輸送容積の測定は、プランジャ３０９１の位置の測定結果に基づく。図２８１、
図２７５に記載のような一実施形態において、プランジャ３０９１の位置は、プランジャ
３０９１用Ｌ字形カム・フォロワ３０９０に接触することなく遠隔測定される。一実施形
態において、プランジャ３０９１の位置は、リニア・ホール効果エンコーダＩＣ３００２
Ａと、単純な２極磁石３０９６Ａとを使用して測定される（図２８２）。リニア・エンコ
ーダＩＣ３００２Ａ（図２８２）はメインＰＣＢ３００２上に位置し、そしてプランジャ
３０９１用Ｌ字形カム・フォロワ３０９０上に位置する磁石３０９６Ａの位置を制御装置
へ報告する。リニア・エンコーダＩＣ３００２Ａは有利に、可動部品から機械的に接続解
除されるため、センサの使用に伴う摩耗、劣化または破損が発生しない。一実施形態にお
いて、リニア・エンコーダＩＣ３００２Ａは、オーストリアのＡｕｓｔｒｉａｍｉｃｒｏ
ｓｙｓｔｅｍｓ製の部品ＡＳ５４１０である。ＡＳ５４１０は、曲線運動、非線形スケー
ルおよび傾斜チップ／磁石形状を含め、広範な幾何学情報をリニア出力信号へと変換可能
にする。リニア・エンコーダＩＣ３００２Ａの柔軟性により、プランジャ磁石３０９６Ａ
と相対的なメインＰＣＢ３００２の配置における許容範囲を拡大することができる。代替
として、プランジャ３０９１の位置は、プランジャ３０９１用Ｌ字形カム・フォロワ３０
９０上に位置する端部または基準点を使用するビジョン・システムで測定され得る。代替
として、プランジャ３０９１の位置は、リニア・ポテンショメータ、回転ポテンショメー
タ、ロータリ・エンコーダ、リニア・エンコーダまたはＬＶＤＴを含め、当業者に既知の
様々なセンサを任意で使用して測定され得る。これらのセンサのうち１つをプランジャ用
Ｌ字形カム・フォロワ３０９０へ機械的に接続する方法は、当業者にとって明らかな方法
であってよい。
摺動オクルーダ３２００は、図２６１に記載されている。摺動オクルーダ３２００は、
注入ライン３２１０が開口３２００Ｄの狭い部分にある場合に、注入ライン３２１０を狭
窄閉鎖し、流れを阻止する役割を果たす（図２６１）。注入ライン３２１０が摺動オクル
ーダ３２００の前部の開口３２００Ｃの幅広端部に位置する場合、流れは注入ライン３２
１０を通ることができる。摺動オクルーダ３２００上での開位置は、注入ライン３２１０
が開口３２００Ｃの幅広端部に位置する状態を指す。摺動オクルーダ３２００上での閉位
置は、注入ライン３２１０が開口３２００Ｄの狭い部分に位置する状態を指す。摺動オク
ルーダ３２００は、少なくとも１つの開口３２００Ａを、摺動オクルーダ３２００の前端
部に含む。タブ３２００Ｂは摺動オクルーダ３２００の後端部に位置する。
摺動オクルーダ３２００を解除するためのドアの閉鎖および摺動キャリッジ３０４１の
挿入のプロセスは、図２８３〜図２９３を参照して記述される。図２８３は、摺動オクル
ーダ３２００がドア分割キャリッジ３０４０へ完全に挿入され、注入ライン３２１０がク
リップ３０６２Ａ、３０２４へ挟み込まれた状態を示す図である。ドア・アセンブリ３０
２１は、ヒンジ３０１０Ａを中心とする回転によって閉じる。ポンプ本体３００１の本体
分割キャリッジ３０４５の初期位置は、図２８４に記載されている。本体分割キャリッジ
３０４５内のスロット３０４５Ｅは、ドア・アセンブリ３０２１がポンプ本体３００１に
対して閉じるとき、摺動オクルーダ３２００を受容する。本体分割キャリッジ３０４５内
の開口３０４５Ｂは摺動オクルーダ３２００のタブ３２００Ｂに適応することにより、摺
動オクルーダ３２００の後端部が本体分割キャリッジ３０４５へ進入し、ドア・アセンブ
リ３０２１が閉じることが可能となる。本体分割キャリッジ３０４５および／または上部
ハウジング３０１０は、摺動オクルーダ３２００が誤った方向を向いている場合に、ドア
・アセンブリ３０２１の閉鎖を防止する。本体分割キャリッジ３０４５の側面の、開口３
０４５Ｂと反対側は、摺動オクルーダ３２００上のタブ３２００Ｂに適応可能な開口また
はスロットを提供しない。一実施形態において、上部ハウジング３０１０は、タブ３２０
０Ｂを阻止するレール３０１０Ｅを含む。
図２８５は、２つの部品からなる分割キャリッジ・アセンブリ３０４１の開位置の状態
を示す図である。開位置は、ドア・アセンブリ３０２１が開くときに到達され得る。図２
８６は、２つの部品からなる分割キャリッジ・アセンブリ３０４１の閉位置の状態を示す
図である。閉位置は、ドア・アセンブリ３０２１がポンプ本体３００１に対して閉じると
きに到達され得る。ヒンジ３０４０Ｂの軸は、ドア・アセンブリ３０２１が開いている場
合、上部ハウジング３０１０のヒンジ３０１０Ａの軸とおおよそ一直線である。ドア分割
キャリッジ３０４０は、ドア３０２０上の少なくとも１つのタブ３０２０Ｄと上部ハウジ
ング３０１０内のレール３０１０Ｅとにドア分割キャリッジ３０４０が適応できるように
する、少なくとも１つのスロット３０４０Ｄを含む。図２６２〜図２６３に記載の代替的
実施形態において、スロット３０４０Ｄはタブ３０２０Ｄ、３０２０Ｆに適応し得る、ま
たはこれらのタブ上で誘導され得る。本体分割キャリッジ３０４５は、上部ハウジング３
０１０上のレール３０１０Ａおよび／またはセンサ・ハウジング３０１５上のレール３０
１５Ｅに適応するよう、少なくとも１つのスロット３０４５Ｄを含む。スロット３０４０
Ｄと３０４５Ｄは、ドア３０２０が本体３００１に対して閉じるとき、分割キャリッジ３
０４１がポンプ本体３００１とドア３０２０の内部へ摺動できるようにする。
図２８７は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０を有する蠕動ポンプ
２９９０のドア３０２０を部分的に閉じ、一部の要素を取り外して、閉じられた分割キャ
リッジ３０４１内の摺動オクルーダ３２００が分かる状態を示す図である。ドア・アセン
ブリ３０２１は閉じており、レバー３０２５はまだボディ・ピン３０１１との係合を開始
していない。部品３０４５と３０４０とを備える分割キャリッジ３０４１の位置は、レバ
ー３０２５の位置によって制御される。分割キャリッジ３０４１は、レバー３０２５がポ
ンプ本体３００１に向かって閉じるまたは回転する際、リブ３０２５Ｆによってポンプ本
体３００１へ押し込まれる。分割キャリッジ３０４１は、レバー３０２５が開くまたは回
転してポンプ本体３００１から離れる際、レバー・リンク３０３５によって、ポンプ本体
３００１から部分的に引き出される。ドア分割キャリッジ３０４０は、キャリッジ・ピン
３０４０Ａの上方で適合するレバー・リンク３０３５Ｃの閉鎖端部を介してレバー３０２
５へ接続され、開放端部３０３５Ｂは、レバー３０２５上のスロット付きリブ３０２５Ａ
へ摺動して入り込むピン３０２６を保持する。分割キャリッジ３０４１の移動は、摺動オ
クルーダ３２００の長さによって制限される。摺動オクルーダ３２００は、レバー３０２
５に過度の力を手動で加えなくてもレバー３０２５がボディ・ピン３０１１に係合し、入
口弁および／または出口弁３１０１、３１１１に対して注入ライン３２１０を圧縮するた
めの、十分な回転を提供できない。
レバー３０２５、分割キャリッジ３０４１およびドア・アセンブリ３０２１は、ドア３
０２０の開閉プロセス中は常時、注入ライン３２１０の閉塞を維持するよう設計される。
注入ライン３２１０は、ドア３０２０の閉鎖動作中に摺動オクルーダ３２００が分割キャ
リッジ３０４１によって動かされる前に、ドア３０２０を本体に対して押すことによって
閉塞される。開放プロセスにおいて、ドア３０２０が本体との係合を解除され、注入ライ
ン３２１０が圧縮を解除される前にまず、摺動オクルーダ３２００が動かされて注入ライ
ン３２１０を阻止する。
スロット付きリブ３０２５Ａとレバー・リンク３０３５は、レバー３０２５を閉じる場
合に分割キャリッジ３０４１を動かさなくても、レバー３０２５が数度回転して掛止フッ
ク３０２５Ｃでボディ・ピン３０１１に係合し始めることを可能にする。開放後、スロッ
ト付きリブ３０２５Ａとレバー・リンク３０３５は、ボディ・ピン３０１１の係合を解除
して弁３１０１、３１１１からの注入ライン３２１０を解除する前に、レバー３０２５が
分割キャリッジ３０４１を格納して注入ライン３２１０を阻止することを可能にする。レ
バー・リンク３０３５はレバー３０２５をドア分割キャリッジ３０４１へ機械的に接続し
、その結果、レバー３０２５はレバー・リンク３０３５へ張力を加える役割しか果たさな
い。レバー・リンク３０３５に対する力を張力に限定すると、レバー・リンク３０３５が
耐座屈性であることを確保する必要がなくなり、レバー・リンク３０３５を小型軽量化す
ることができる。
レバー３０２５はドア３０２０および本体３００１の方向へ回転することにより、圧盤
３０２２と弁３１０１、３１１１およびプランジャ３０９１との間の注入ライン３２１０
を圧縮し、ドア３０２０を掛け止めして閉じ、摺動オクルーダ３２００を開位置まで動か
す。レバー・リンク３０３５とスロット付きリブ３０２５Ａ、ならびに掛止フック３０２
５Ｃの形状は、レバー３０２５が閉じる際に摺動オクルーダ３２００が開位置まで動かさ
れる前に、注入ライン３２１０が弁３１０１、３１１１に対して圧縮されることを保証す
る。レバー・リンク３０３５とスロット付きリブ３０２５Ａ、ならびに掛止フック３０２
５Ｃの形状はまた、レバー３０２５が開く際に弁３１０１、３１１１に対する注入ライン
３２１０の圧縮が解除される前に、摺動オクルーダ３２００が閉位置まで動かされること
も保証する。第２の要素の解除前に注入ライン３２１０を通る流れを１つの要素で阻止す
るというこの順序は、蠕動ポンプ２９９０内の注入ライン３２１０の装填時に注入ライン
３２１０が決して自由流れ状態にならないことを保証する。
代替として、ドア分割キャリッジ３０４０は、図２８８に記載の通り、２つのリンク３
０３６、３０３７によってドア分割キャリッジ３０４０へ接続されたレバー３０２５によ
って、ポンプ本体３００１から引き出され得る。第１のリンク３０３６は、分割キャリッ
ジ・ピン３０４０Ａの上方で適合し、ヒンジ３０３６Ａで第２のリンク３０３７へ接続す
る。第２のリンクは第１のリンク３０３６を、枢着部３０２５Ｇでレバー３０２５へ接続
する。２つのリンク３０３６、３０３７はそれぞれ、リンク３０３６、３０３７の相対的
回転を制限する平坦部３０３６Ｂ、３０３７Ｂを有し、その結果、決して中心点で交差せ
ず、また常に、互いに向き合って同じ方向で折れ曲がる。図示された実施形態において、
リンク３０３６、３０３７は、レバー３０２５が閉じる際、相互の枢着部３０３６Ａがレ
バー枢軸３０２５Ｂから遠ざかる形でしか折れ曲がることができない。２つのリンク３０
３６、３０３７は、分割キャリッジ３０４１を動かさなくても、レバー３０２５が数度回
転して掛止フック３０２５Ｃでボディ・ピン３０１１に係合し始め、弁３１０１、３１１
１のうち少なくとも１つに対して注入ライン３２１０を閉塞することを可能にする。２つ
のリンク３０３６、３０３７が折れ曲がって閉じると、リブ３０２５Ｆがドア分割キャリ
ッジ３０４０と接触する。リブ３０２５Ｆは、レバー３０２５がドア・アセンブリ３０２
１の方向への回転を完了すると、分割キャリッジ３０４１をポンプ本体３００１へ押し込
む。
レバー３０２５が開くと、またはレバー３０２５を回転させてドア・アセンブリ３０２
１から遠ざけると、２つのリンク３０３６、３０３７は展開し、そして最初のレバー３０
２５の回転後に分割キャリッジ３０４１を格納し始めるだけである。レバー３０２５の回
転の第２の部分の間、分割キャリッジ３０４１はポンプ本体３００１から戻って摺動オク
ルーダ３２００を動かし、摺動オクルーダ３２００は、ボディ・ピン３０１１の係合解除
および弁３１０１、３１１１からの注入ライン３２１０の解放の前に、注入ライン３２１
０を阻止する。注入ライン３２１０は、レバー３０２５の回転の第３の部分の間に圧縮を
解除される。
代替として、２つのリンク３０３６、３０３７は、分割キャリッジ３０４１をポンプ本
体３００１から引き出す可撓性のケーブルまたはワイヤに置き換えられ得る。可撓性ケー
ブルは、ドア分割キャリッジ３０４０へ、そしてレバー３０２５上の固定された箇所へ取
り付けられ得る。分割キャリッジ３０４１は、レバー３０２５がポンプ本体３００１の方
向へ回転する際、リブ３０２５Ｆによってポンプ本体３００１へ押し込まれる。
図２７４は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０を有する蠕動ポンプ
２９９０を示す図である。図２８９に記載の通り、ドア３０２０は閉じ、レバー３０２５
は掛け止めが掛かった状態である。分割キャリッジ３０４１は部分的に、ドア３０２０を
通って本体３００１へと摺動した状態である。分割キャリッジ３０４１が動くと摺動オク
ルーダ３２００をポンプ本体３００１へと動かす一方、注入ライン３２１０は所定の位置
に保持されたままである。注入ライン３２１０と相対的な摺動オクルーダ３２００の動き
は、注入ライン３２１０を摺動オクルーダ３２００の幅広端部３２００Ｃへと動かし、流
れは注入ライン３２１０を通過できるようになる。
図２９０〜図２９３は、Ｌ字形カム・フォロワ３０９０、３１００、３１１０を有する
蠕動ポンプ２９９０のドア３０２０を閉じる４つのステップを示す図である。図２９０で
は、ドア・アセンブリ３０２１が開き、注入ライン３２１０および摺動オクルーダ３２０
０が装着されている。図２９１では、ドア・アセンブリ３０２１が閉じ、レバー３０２５
が開いて分割キャリッジ３０４１が完全に格納される結果、注入ライン３２１０が摺動オ
クルーダ３２００によって阻止される。図２９２では、レバー３０２５が本体３００１に
向かって部分的に回転するが、この段階では分割キャリッジ３０４１はまだ動いておらず
、摺動オクルーダ３２００が注入ラインを阻止しているが、掛止フック３０２５Ｃがボデ
ィ・ピン３０１１に係合し、ドア・アセンブリ３０２１と、弁３１０１、３１１１のうち
少なくとも１つとの間で注入ライン３２１０を圧縮したところである。図２９３では、レ
バー３０２５がポンプ本体３００１に向かって完全に回転し、すなわち閉じた状態である
。図２９３では、摺動キャリッジ３０４１が完全にポンプ本体３００１へ挿入される結果
、注入ライン３２１０は摺動オクルーダ３２００による阻止を解除され、ドア３０２１は
、弁３１０１、３１１１のうち少なくとも１つを含め、ポンプ本体３００１に対して完全
に事前荷重された状態である。
図２９４〜図２９８は、ドア・アセンブリ３０２１およびポンプ本体３００１およびレ
バー３０２５の要素が一体的に、ドア３０２０を掛け止めして閉じ、ドア・アセンブリ３
０２１を上部ハウジング３０１０の前面と平行に配置し、そして圧盤３０２２と、弁３１
０１、３１１１のうち少なくとも１つと、プランジャ３０９１との間で注入ライン３２１
０を圧縮する状態を示す図である。ドア・アセンブリ３０２１は、ヒンジ・ピン３０１２
に荷重を加えることなく、またはヒンジ・ピン３０１２と枢動穴３０２０Ｊ、３０１０Ｆ
に対して精密さを要求することなく、配置され、上部ハウジング３０１０に押し付けられ
る。
上記および図２８３、図２８７の図解の通り、２つの掛止フック３０２５Ｃが、上部ハ
ウジング３０１０のタブ３０１０Ｂに取り付けられたボディ・ピン３０１１に係合し、こ
の時点でドア・アセンブリ３０２１は既に回転して上部ハウジング３０１２と接触してお
り、レバー３０２５はドア３０２０の方向へ回転する。掛止フック３０２５Ｃは、ドア・
アセンブリ３０２１（図２５７）と上部ハウジング３０１０（図２５８）との間の広範囲
に及ぶ初期位置での係合を保証するよう、テーパ加工された開口を有する。掛止フック３
０２５Ｃの開口は、レバー３０２５（図２５７）の回転時に、掛止ピン３０３４（図２９
９）をボディ・ピン３０１１にさらに近付けて引っ張ることができる形状である。掛止ピ
ン３０３４（図２９９）は、ボディ・ピン３０１１に向かって動く際、スロット３０２０
Ｃに沿ってドア３０２０内で自由に動くことができる（図２９４）。図２９４のドア３０
２０の上部に設けられたスロット構造３０２０Ｃは、図２９５のドア３０２０の底部にか
けて繰り返され、そこで第２の掛止フック３０２５Ｃが掛止ピン３０３４に係合する。
図２９８では、上部ハウジング３０１０に向かう掛止ピン３０３４の動きが、ドアばね
３０３２Ａの各端部でドア３０２０に支持されるドアばね３０３２を偏向させる。ドアば
ね３０３２の偏向は、上部ハウジング３０１０とポンプ本体３００１の方向でドア３０２
０に加えられる力を生み出す。ポンプ本体３０１０は、弁３１０１、３１１１およびプラ
ンジャ３０９１の周囲に分散する３箇所以上で上部ハウジング３０１０の前面と接触する
、突起または絶縁体３０２５Ｈを含む（図２６０）。一実施形態において、絶縁体３０２
５Ｈは、ドアばね３０３２とドア３０２０との間の接触域内で接触域に対して均等な距離
で配置され、その結果、ばねの力は各絶縁体３０２５Ｈへ均等に分配される。図２９６に
記載のような一実施形態において、４つの絶縁体３０２０Ｈが圧盤３０２２の周囲に配置
され、その近くで弁３１０１、３１１１（図２６０）が注入ライン３２１０と接触する。
ドア３０２０内の枢動穴３０２Ｊ０はヒンジ・ピン３０１２（図２９５）向けに若干大き
めであることにより、ドア３０２０はヒンジ・ピン３０１２に制約されずに絶縁体３０２
５Ｈに載せることができる。
図２９７は、掛止ピンを通る断面図で、掛止フック３０２５Ｃがボディ・ピン３０１１
に完全に係合している状態を含む。一実施形態において、ボディ・ピン３０１１は、摩耗
や摩擦を低減するための滑り軸受３０１１Ａを含む。滑り軸受３０１１Ａは、掛止フック
３０２５Ｃの摩耗を低減するようボディ・ピン３０１１上で回転可能な、硬質材料製のチ
ューブである。掛止ピン３０３４は、レバー枢動穴３０２５Ｂを通過し、またスロット３
０２０Ｃ内で自由に動き、ドアばね３０３２を偏向させることができる。図２９７では、
プランジャ３０９１が圧盤３０２２に対して注入ライン３２１０を圧縮する位置にある。
偏向されたドアばね３０３２の力は、圧盤３０２２側から注入ライン３２１０を圧縮する
力を供給する一方、プランジャの弾性要素（図２６７）がプランジャ３０９１側に力を供
給する。
図２９８は、ドアばね３０３２の中央を横断し、掛止ピン３０３４に対し直角の断面図
である。掛止ピン３０３４とドアばね３０３２の両端３０２０Ｆとばねカットアウト３０
２０Ｇとの間での、ドアばね３０３２の偏向が明白である。図２９６は、絶縁体３０２０
Ｈが、ドアばね３０３２がドア３０２０と接触する箇所の間に、これらの箇所に対して均
等な距離で位置する、一実施形態を示す図である。
図２９９〜図３００に記載の一実施形態において、掛止フック３０２５Ｃのうち１つは
、戻り止め３０２５Ｇ、３０２５Ｊと、戻り止め３０２５Ｇ、３０２５Ｊに係合するばね
ピン３０２７またはボールを備え得る。図２９９は、レバー３０２５がドア３０２０に対
して完全に閉じた状態を示す図である。掛止フック３０２５Ｃは、ばねピン３０２７が係
合する第１の戻り止め３０２５Ｇを含む。ばねピン３０２７は、レバー３０２５が閉じる
際にばねピン３０２７が第１の戻り止め３０２５Ｇに係合する位置で、ドア３０２０に取
り付けられる。
図３００は、レバー３０２５がドア３０２０と相対的に全開し、ドア分割キャリッジ３
０４０が格納された状態を示す図である。ばねピン３０２７は、ドア３０２０が全開位置
にあるとき、第２の戻り止め３０２５Ｊに係合する。一部の実施形態において、掛止フッ
ク３０２５Ｃ内の戻り止め３０２５Ｇ、３０２５Ｊは、レバー３０２５がドア３０２０と
相対的な１つまたは複数の位置を保持できるようにし得る。
図３０１は、ドア・アセンブリ３０２１とレバー３０２５（図２６５）が完全に閉じる
際に摺動オクルーダ３２００によって移動させられる、感知レバー３１５０を示す図であ
る。感知レバー３１５０は、上部ハウジング３０１０に取り付けられたピン上で回転し、
本体分割キャリッジ３０４５内のスロット３０４５Ｆ（図２８５）を通って揺動する。ド
ア３０２０が閉じる際に摺動オクルーダ３２００が分割キャリッジ３０４１内に存在して
いると、摺動オクルーダ３２００は感知レバー３１５０を上方へ、メインＰＣＢ３００２
に向けて偏向させる。メインＰＣＢ３００２上のセンサ３１５２は、感知レバー３１５０
上の磁石３１５０Ａの近さを感知する。感知レバー３１５０、磁石３１５０Ａおよびセン
サ３１５２は、特定の摺動オクルーダ３２００の形状のみ感知するよう設計され得る。他
の摺動オクルーダ３２００または摺動オクルーダ３２００の形状は、センサ３１５２が磁
石３１５０Ａを感知するほど感知レバー３１５０を十分に偏向させること、あるいは感知
レバー３１５０をメインＰＣＢ３００２と接触させて、分割キャリッジ３０４１の完全挿
入およびレバー３０２５の閉鎖を防ぐことはできない。制御装置は、適切な摺動オクルー
ダ３２００の存在を示す感知レバー３１５０の移動をセンサ３１５２が感知した場合に限
り、蠕動ポンプ２９９０の動作を許可し得る。
図３０２は、ドア・アセンブリ３０２１とレバー３０２５が完全に閉じる際に掛止フッ
ク３０２５Ｃによって移動させられる、掛止フック感知スライド３１６０を示す図である
。掛止フック感知スライド３１６０は、上部ハウジング３０１０内に取り付けられたスク
リュまたは柱を通過する形でスライドを誘導する、１つまたは複数のスロット３１６０Ａ
を含む。ばね３１６４は、掛止フック３０２５Ｃがボディ・ピン３０１１に係合している
場合、掛止フック感知スライド３１６０を非移動位置へ戻す掛止フック感知スライド３１
６０は、感知スライド３１６０が完全に移動した場合に限り、メインＰＣＢ３００１上に
取り付けられたセンサ３１６３が磁石の存在を感知するように配置された、少なくとも１
つの磁石を含む。一実施形態において、掛止フック感知スライド３１６０は、掛止フック
感知スライド３１６０が完全に格納された場合に限りセンサ３１６３によって感知される
、第２の磁石３１６２を含み得る。制御装置は、レバー３０２５が完全に閉じていること
示す掛止フック感知スライド３１６０の移動をセンサ３１６３が感知した場合に限り、蠕
動ポンプ２９９０の動作を許可し得る。
図３０３〜図３１０は、システム３２００に関連する様々な投影図である。図３０３は
、複数のポンプ３２０１、３２０２および３２０３を含むシステム３２００を示す図であ
る。ポンプ３２０１、３２０２、３２０３は、極３２０８へ接続可能な一群のポンプを形
成するよう、一体的に結合され得る。システム３２００は、２つの注射器ポンプ３２０１
、３２０２および蠕動ポンプ３２０３を含む。ただし、他の様々な医療機器も組み合わせ
て採用され得る。
ポンプ３２０１、３２０２、３２０３は、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３の制御
に使用され得るタッチ画面３２０４を含む。ポンプ（３２０１、３２０２，３２０３など
）のタッチ画面３２０４のうち１つは、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３すべての動
作の調整および／または他のポンプ３２０１、３２０２、３２０３のうち１つまたは複数
の制御にも使用され得る。
ポンプ３２０１，３２０２および３２０３は、相互に電気通信するよう一体的にデイジ
ー・チェーン接続される。それに加えて、または代替として、ポンプ３２０１、３２０２
および／または３２０３は、電力を相互に共有し得る。例えばポンプ３２０１、３２０２
および／または３２０３のうち１つは、ＡＣ電源を他のポンプ３２０１、３２０２、３２
０３への給電に適するＤＣ電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換器を含み得る。
システム３２００内で、ポンプ３２０１、３２０２および３２０３は、それぞれのＺフ
レーム３２０７を使用して一体的に積層される。Ｚフレーム３２０７はそれぞれ、下部３
２０６と上部３２０５とを含む。Ｚフレーム３２０７の下部３２０６（例えばポンプ３２
０１の下部３２０６）は、別のＺフレーム３２０７の上部３２０５（例えばポンプ３２０
２のＺフレーム３２０７の上部３２０５）に係合し得る。
クランプ３２０９は、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３のうち１つへ結合され得る
（例えば図３０４に記載のポンプ３２０２）。つまり、クランプ３２０９はポンプ３２０
１、３２０２および／または３２０３のうちいずれか１つへ結合され得る。クランプ３２
０９はポンプ３２０１、３２０２および／または３２０３のうちいずれか１つの後部へ取
付可能である。図３０６で容易に分かる通り、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３はそ
れぞれ、上部アタッチメント部材３２１０と下部アタッチメント部材３２１１とを含む。
クランプ・アダプタ３２１２は、それぞれのポンプ（例えば３２０１、３２０１または３
２０３）の上部アタッチメント部材３２１０と下部アタッチメント部材３２１１とを介し
たポンプ３２０２へのクランプ３２０９の取付を容易にする。一部の実施形態において、
クランプ・アダプタ３２１２はクランプ３２０９と一体型でもよい。
図３０７は、本開示の一実施形態による図３０４〜図３０６に記載のポンプ３２０２（
またはポンプ３２０１もしくは３２０３）に取付可能なクランプの界面の一部分（すなわ
ちクランプ・アダプタ３２１２）を示す拡大図である。クランプ・アダプタ３２１２は、
下部アタッチメント部材３２１１（図３０６参照）を取付可能な穴３２１３を含む。つま
り、下部アタッチメント部材３２１１は、曲線状のフック型突起であるが、穴３２１３へ
挿入し、その後、回転させて穴に固定することができる。
図３０８で容易に分かる通り、クランプ・アダプタ３２１２は、掛止３２１４をも含む
。掛止３２１４は、枢軸３２１６を介してクランプ・アダプタ３２１２へ枢動可能に取り
付けられる。掛止３２１４は、フック３２２０へ結合されたばね３２１８を介してばね付
勢され得る。制止部材３２１９は、掛止３２１４が所定の量を超えて枢動することを防止
する。穴３２１３が下部アタッチメント部材３２１１上に配置された後、クランプ・アダ
プタ３２１２は、突起３２１５が上部アタッチメント部材３２１０の補完空間へ嵌合する
まで掛止３２１４が上部アタッチメント部材３２１０によって下方へ圧迫されるまで、掛
止３２１４を上部アタッチメント部材３２１０の方向へ押す形で回転させることができる
。フック３２２０は、クランプ・アダプタ３２１２をポンプ３２０２へ固定する際に役立
つ。
ポンプ３２０１、３２０２、３２０３それぞれに使用するＺフレーム３２０７はそれぞ
れ、上部３２０５上の凹部３２２３（図３０６参照）を含み、また各ポンプ３２０１、３
２０２、３２０３は突起３２２４を含む（図３０９参照）。１つのポンプ（例えばポンプ
３２０１、３２０２または３２０３）の突起３２２４は、ポンプ３２０１、３２０２、３
２０３を互いの上部に積み重ねられるよう、別のＺフレームの凹部３２２３に係合し得る
。ポンプ３２０１、３２０２、３２０３はそれぞれ、ポンプ３２０１、３２０２、３２０
３のうち別のポンプへ掛止３２２２を介して取り付けられるようにする掛止係合部材３２
２１を含む（図３０９参照）。掛止３２２２は、掛止係合部材３２２１の下方に形成され
た空間へ「嵌合」可能な、小さいばね荷重式フランジを含み得る。掛止３２２２は、Ｚフ
レーム３２０７の下部３２０６へ枢動可能に結合され得る。
図３０４で分かる通り、ポンプ３２０１のＺフレームの掛止３２２２を引っ張ると、ポ
ンプ３２０２の掛止係合部材３２２１下方の空間から掛止３２２２の一部を引き出すこと
ができる。その後、ポンプ３２０１は、ポンプ３２０２、３２０３の積層から取り外すこ
とができるよう、ポンプ３２０２のＺフレームの凹部３２２３からポンプ３２０１の突起
３２２４を引き出す目的で回転させることができる（図３０５参照）。
ポンプ３２０１、３２０２、３２０３はそれぞれ、上部コネクタ３２２５（図３１０参
照）と底部コネクタ３２２６（図３０９参照）とを含む。コネクタ３２２５と３２２６は
、積み重ねられたポンプ３２０１、３２０２および３２０３の相互通信および／または相
互電力供給を可能にする。例えば、中段のポンプ３２０２（図３０３参照）の電池が故障
した場合、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３のうち１つまたは複数が可聴アラームを
発している間、上段のポンプ３２０１および／または下段のポンプ３２０３が予備として
中段のポンプ３２０２へ給電し得る。
グラフィック・ユーザ・インターフェース（以下、ＧＵＩと略す）３３００の例示の実
施形態が図３１１に示されている。ＧＵＩ３３００は、ある薬剤を注入可能な方法を、様
々なプログラミングの選択肢のカスタマイジングによってユーザが修正できるようにする
。例示のため、ＧＵＩ３３００は、以下に詳述する通り、画面３２０４を使用し、これは
ユーザとの対話手段としてのタッチ画面である。別の実施形態において、ユーザとの対話
手段は異なっていてもよい。例えば、代替的実施形態はユーザが押し下げる形式のボタン
または回転ダイヤル、音声コマンドなどを備え得る。別の実施形態において、画面３２０
４は液晶ディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマ・ディスプレイなど、任意の電子
画像表示装置であってもよい。
先行段落で詳述の通り、ＧＵＩ３３００はポンプ３２０３の画面に表示される。図３０
３〜図３０５に記載の通り、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３はすべて、それ自体の
個々の画面３２０４を有し得る。ポンプ３２０１、３２０２、３２０３のうち１つがポン
プ３２０１、３２０２、３２０３すべての制御に使用されている構成では、主ポンプのみ
、画面３２０４を必要とし得る。記載の通り、ポンプはＺフレーム３２０７に収容される
。記載の通り、ＧＵＩ３３００は多数のインターフェース・フィールド３２５０を表示し
得る。インターフェース・フィールド３２５０は、ポンプまたは注入状態、薬剤などに関
する様々な情報を表示し得る。一部の実施形態において、ＧＵＩ３３００上のインターフ
ェース・フィールド３２５０は、様々なメニューへの誘導、インターフェース・フィール
ド３２５０の拡張、データ入力などを行うためのタッチ式、タップ式などの形式であって
もよい。ＧＵＩ３３００に表示されるインターフェース・フィールド３２５０は、メニュ
ー次第で変化し得る。
ＧＵＩ３３００は、多数の仮想ボタンをも有し得る。図３１１の非限定的実施形態にお
いて、ディスプレイは仮想電源ボタン３２６０、仮想開始ボタン３２６２および仮想停止
ボタン３２６４を有する。仮想電源ボタン３２６０はポンプ３２０１、３２０２、３２０
３の電源を投入または切断し得る。仮想開始ボタン３２６２は、注入を開始し得る。仮想
停止ボタン３２６４は、注入を一時停止または停止し得る。仮想ボタンは、ユーザによる
タッチ、タップ、ダブル・タップなどの操作によって起動され得る。ＧＵＩ３３００の様
々なメニューが、他の仮想ボタンを備え得る。仮想ボタンは、それぞれの機能をより即座
に理解可能または認識可能にするため、スキュアモーフィックであってもよい。例えば、
仮想停止ボタン３２６４は、図３０５に記載のような停止標識に似たものであってもよい
。代替的実施形態において、仮想ボタンの名称、機能、数などは異なっていてもよい。
図３１２の例示の実施形態に記載の通り、ＧＵＩ３３００のインターフェース・フィー
ルド３２５０（図３１１参照）は、多数の異なるプログラミング・パラメータ入力フィー
ルドを表示し得る。ＧＵＩ３３００がパラメータ入力フィールドを表示する際、ユーザは
１つまたは複数のメニューの検索を要求され得る。それに加えて、ユーザは任意のパラメ
ータ入力フィールドを操作可能となる前にパスワードの入力を要する場合がある。
図３１２では、薬剤パラメータ入力フィールド３３０２、容器薬物量パラメータ入力フ
ィールド３３０４、容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６、濃度パラメータ入
力フィールド３３０８、用量パラメータ入力フィールド３３１０、容積流量（以下、単に
流量という）パラメータ入力フィールド３３１２、注入予定容積（以下、ＶＴＢＩという
）パラメータ入力フィールド３３１４、そして時間パラメータ入力フィールド３３１６が
表示される。パラメータ、パラメータの数、パラメータの名称などは、代替的実施形態に
おいて異なり得る。例示の実施形態において、パラメータ入力フィールドは、実質的に四
角形で四隅が丸い、図式的に表示されるボックスである。別の実施形態において、パラメ
ータ入力フィールドの形状やサイズは異なり得る。
例示の実施形態において、ＧＵＩ３３００は直観的で柔軟性を持たせるよう設計されて
いる。ユーザは、ユーザにとって最も簡単または最も便利なパラメータ入力フィールドを
組み合わせて入力することを選択し得る。一部の実施形態において、ユーザによって空欄
のまま残されたパラメータ入力フィールドは、空欄のフィールドが入力済みのパラメータ
入力フィールドと無関係に動作せず、入力済みのフィールドから十分な情報を集めて空欄
の１つまたは複数のフィールドを計算可能である範囲で、ＧＵＩ３３００によって自動的
に計算および表示され得る。図３１２〜図３１６全体を通じて、別のフィールドに依存す
るフィールドは、曲線の二重先端矢印記号で括られている。
薬剤パラメータ入力フィールド３３０２は、注入予定の注入薬剤の種類をユーザが設定
するパラメータ入力フィールドであってもよい。例示の実施形態において、薬剤パラメー
タ入力フィールド３３０２は入力済みで、注入薬剤は「０．９％生理食塩水」と定義済み
である。記載の通り、特定の注入剤が設定された後、ＧＵＩ３３００はその特定の注入剤
の名称を薬剤パラメータ入力フィールド３３０２に表示することにより、薬剤パラメータ
入力フィールド３３０２を埋めることができる。
注入予定の特定の注入薬剤を設定する際、ユーザはＧＵＩ３３００上の薬剤パラメータ
入力フィールド３３０２をタッチし得る。一部の実施形態において、この操作は可能性の
ある様々な注入剤のリストを選抜し得る。ユーザは、所望の注入剤が見つかるまで、この
リストを探索し得る。別の実施形態において、薬剤パラメータ入力フィールド３３０２を
タッチすると、仮想キーボードが表示され得る。次いでユーザは正しい注入剤を仮想キー
ボードでタイプ入力することができる。一部の実施形態において、ユーザは注入剤名を数
文字、仮想キーボードにタイプ入力するだけで、ＧＵＩ３３００が多数の候補を表示し得
る。例えば、「ノルエ」とタイプ入力した後、ＧＵＩ３３００は「ノルエピネフリン」を
候補に挙げ得る。正しい注入剤が見つかった後、ユーザは当該注入剤のタップ、ダブル・
タップまたはタッチ・アンド・ドラッグなど、ただしこれらに限定せず、ある行動の実行
を要求され得る。要求された行動がユーザによって完了した後、当該注入剤がＧＵＩ３３
００により、薬剤パラメータ入力フィールド３３０２に表示され得る。注入剤選定手段の
別の例について詳しくは、図３２２を参照されたい。
図３１２で例示の実施形態において、パラメータ入力フィールドはユーザによって、容
積ベース注入（ｍＬ、ｍＬ／時など）を実行するよう整理されている。結果的に、容器薬
物量パラメータ入力フィールド３３０４と容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０
６は未実装である。濃度パラメータ入力フィールド３３０８と用量パラメータ入力フィー
ルド３３１０も未実装である。一部の実施形態において、容器薬物量パラメータ入力フィ
ールド３３０４、容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６、濃度パラメータ入力
フィールド３３０８および用量パラメータ入力フィールド３３１０は、容積ベース注入が
選択されている場合、ＧＵＩ３３００上ではロック、グレー表示、または非表示となり得
る。容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４、容器合計容積パラメータ入力フィー
ルド３３０６、濃度パラメータ入力フィールド３３０８および用量パラメータ入力フィー
ルド３３１０については後続の段落でさらに詳しく説明する。
容積ベース注入をプログラムするためにＧＵＩ３３００が使用されている場合、流量パ
ラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４および時
間パラメータ入力フィールド３３１６は、相互に独立的に動作しない。ユーザは、流量パ
ラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４および時
間パラメータ入力フィールド３３１６のうちいずれか２つのみ定義するよう要求され得る
。ユーザによって定義される２つのパラメータは、ユーザが設定する際に最も便利なパラ
メータであってもよい。ユーザによって空欄のまま残されたパラメータは、ＧＵＩ３３０
０によって自動的に計算および表示され得る。例えば、ユーザが流量パラメータ入力フィ
ールド３３１２に１２５ｍＬ／時という値（図の通り）を入力し、ＶＴＢＩパラメータ入
力フィールド３３１４に１０００ｍＬという値（図の通り）を入力した場合、時間パラメ
ータ入力フィールド３３１６は、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４の値を流量
パラメータ入力フィールド３３１２の値で割ることにより計算され得る。例えば、図３１
２で例示の実施形態において、上記の計算の商、８時間０分が適正に、ＧＵＩ３３００に
よって時間パラメータ入力フィールド３３１６へ入力される。
ユーザは、流量パラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィール
ド３３１４および時間パラメータ入力フィールド３３１６を入力したい場合、ＧＵＩ３３
００上の所望のパラメータ入力フィールドをタッチまたはタップし得る。一部の実施形態
において、これは０〜９など範囲または数字が個別に選択可能な仮想ボタンとして表示さ
れる数字パッドを表示させ得る。ユーザは、所望の数字を個別にタップ、ダブル・タップ
、タッチ・アンド・ドラッグするなどの操作により、パラメータを入力するよう要求され
得る。所望の値がユーザによって入力されると、ユーザはフィールドを埋めるため仮想の
「確認」、「入力」などのボタンをタップ、ダブル・タップなどで操作するよう要求され
得る。数値定義方法の別の例について詳しくは、図３２２を参照されたい。
図３１３は、プログラムされた注入パラメータが容積ベース注入のパラメータでないと
いうシナリオを示す図である。図３１３では、注入プロファイルは連続的な容積／時間の
投薬速度でのプロファイルである。図３１３で例示の実施形態において、パラメータ入力
フィールドはすべて入力済みである。記載の通り、ＧＵＩ３３００上の薬剤パラメータ入
力フィールド３３０２は、定義済みの注入剤として「ヘパリン」が入力されている。記載
の通り、図３１３では容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４、容器合計容積入力
フィールド３３０６、および濃度パラメータ入力フィールド３３０８が入力される。それ
に加えて、容積／時間注入がプログラムされていることから、図３１２に記載の用量パラ
メータ入力フィールド３３１０は、投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８に置き換
えられている。
容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４は、図３１３で例示の実施形態ではフィ
ールドが２つに分かれている。図３１３で例示の実施形態において、容器薬物量パラメー
タ入力フィールド３３０４の左側のフィールドは、数値が入力され得るフィールドである
。数値は、ユーザが流量パラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フ
ィールド３３１４および時間パラメータ入力フィールド３３１６に入る値を定義する場合
と同じ方法で定義され得る。図３１３で例示の実施形態において、容器薬物量パラメータ
入力フィールド３３０４の左側のフィールドにＧＵＩ３３００によって表示される数値は
「２５，０００」である。
容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４の右側のフィールドで定義されるパラメ
ータは、測定単位である。容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４の右側のフィー
ルドを定義する場合、ユーザはＧＵＩ３３００上の容器薬物量パラメータ入力フィールド
３３０４をタッチし得る。一部の実施形態において、この操作は可能性のある許容可能な
測定単位のリストを選抜し得る。係る実施形態において、所望の測定単位は、正しい注入
剤の定義と同じ方法でユーザによって定義され得る。別の実施形態において、容器薬物量
パラメータ入力フィールド３３０４をタッチすると、仮想キーボードが表示され得る。次
いでユーザは正しい測定単位を仮想キーボードでタイプ入力することができる。一部の実
施形態において、ユーザは容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４の左側のフィー
ルドを埋めるため、仮想の「確認」、「入力」などのボタンをタップ、ダブル・タップな
どで操作するよう要求され得る。
一部の実施形態において、図３１３に記載の実施形態も含め、容器薬物量パラメータ入
力フィールド３３０４の右側のフィールドは、他の１つまたは複数のパラメータ入力フィ
ールドへのパラメータ入力に依存し得る１つまたは複数の許容値を有し得る。例示の実施
形態において、測定単位「ＵＮＩＴＳ」の意味は、薬剤パラメータ入力フィールドで設定
される注入剤に応じて異なり得る。またＧＵＩ３３００は、ユーザが容器薬物量パラメー
タ入力フィールド３３０４の右側のフィールドに非メートル法の測定単位を入力した場合
、容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４の左側フィールドの値と右側のフィール
ドの測定単位をそれぞれ、自動的にメートル法の値および測定単位に変換し得る。
容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６は、容器の合計容積を定義する数値が
入力され得る。一部の実施形態において、ＧＵＩ３３００は、１つまたは複数のセンサに
よって生成されたデータを基に、容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６に自動
的に入力し得る。別の実施形態において、容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０
６は、ユーザによって手入力され得る。数値は、ユーザが流量パラメータ入力フィールド
３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４および時間パラメータ入力フィー
ルド３３１６に入る値を定義する場合と同じ方法で定義され得る。図３１３で例示の実施
形態において、容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６は「２５０」ｍＬという
値が入力されている。容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６は、記載のｍＬな
ど１つの測定単位に制限され得る。
濃度パラメータ入力フィールド３３０８は、容器薬物量パラメータ入力フィールド３３
０４同様、フィールドが２つに分かれている。図３１３で例示の実施形態において、濃度
パラメータ入力フィールド３３０８の左側のフィールドは、数値が入力され得るフィール
ドである。数値は、ユーザが流量パラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメー
タ入力フィールド３３１４および時間パラメータ入力フィールド３３１６に入る値を定義
する場合と同じ方法で定義され得る。図３１３で例示の実施形態において、濃度パラメー
タ入力フィールド３３０８の左側のフィールドにＧＵＩ３３００によって表示される数値
は「１００」である。
濃度パラメータ入力フィールド３３０８の右側のフィールドで定義されるパラメータは
、測定単位／容積である。濃度パラメータ入力フィールド３３０８の右側のフィールドを
定義する場合、ユーザはＧＵＩ３３００上の濃度パラメータ入力フィールド３３０８をタ
ッチし得る。一部の実施形態において、この操作は可能性のある許容可能な測定単位のリ
ストを選抜し得る。係る実施形態において、所望の測定単位は、正しい注入剤の定義と同
じ方法でユーザによって定義され得る。別の実施形態において、濃度パラメータ入力フィ
ールド３３０８をタッチすると、仮想キーボードが表示され得る。次いでユーザは正しい
測定単位を仮想キーボードでタイプ入力することができる。一部の実施形態において、ユ
ーザは選択を保存し、そして許容可能な容積測定のリストへ移行するため、仮想の「確認
」、「入力」などのボタンをタップ、ダブル・タップなどで操作するよう要求され得る。
所望の容積測定は、正しい注入剤の定義と同じ方法でユーザによって定義され得る。図３
１３で例示の実施形態において、濃度パラメータ入力フィールド３３０８の右側のフィー
ルドは、「ＵＮＩＴＳ／ｍＬ」という測定単位／容積が入力されている。
容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４、容器合計容積パラメータ入力フィール
ド３３０６、および濃度パラメータ入力フィールド３３０８は、相互に独立的ではない。
相応に、ユーザは、容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４、容器合計容積パラメ
ータ入力フィールド３３０６、および濃度パラメータ入力フィールド３３０８のうちいず
れか２つのみ定義するよう要求され得る。例えば、ユーザが濃度パラメータ入力フィール
ド３３０８と容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６とを入力したとすると、容
器薬物量パラメータ入力フィールドはＧＵＩ３３００上で自動的に計算され、入力され得
る。
図３１３のＧＵＩ３３００は、連続的な容積／時間の用量についてプログラムされてい
ることから、投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８が入力されている。ユーザは、
投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８に入力することにより、注入剤の注入速度を
定義することができる。図３１３で例示の実施形態において、投薬速度パラメータ入力フ
ィールド３３１８は、上記の容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４や濃度パラメ
ータ入力フィールド３３０８同様、フィールドが２つに分かれている。数値は、ユーザが
流量パラメータ入力フィールド３３１２の値を定義する場合と同じ方法で、投薬速度パラ
メータ入力フィールド３３１８の左側のフィールドにて定義され得る。図３１３で例示の
実施形態において投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８の左側のフィールドは「１
０００」という値が入力されている。
投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８の右側のフィールドは、測定単位／時間を
定義し得る。投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８の右側のフィールドを定義する
場合、ユーザはＧＵＩ３３００上の投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８をタッチ
し得る。一部の実施形態において、この操作は可能性のある許容可能な測定単位のリスト
を選抜し得る。係る実施形態において、所望の測定単位は、正しい注入剤の定義と同じ方
法でユーザによって定義され得る。別の実施形態において、投薬速度パラメータ入力フィ
ールド３３０４をタッチすると、仮想キーボードが表示され得る。次いでユーザは正しい
測定単位を仮想キーボードでタイプ入力することができる。一部の実施形態において、ユ
ーザは選択を保存し、そして許容可能な時間測定のリストへ移行するため、仮想の「確認
」、「入力」などのボタンをタップ、ダブル・タップなどで操作するよう要求され得る。
所望の時間測定は、正しい注入剤の定義と同じ方法でユーザによって定義され得る。図３
１３で例示の実施形態において、投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８の右側のフ
ィールドは、「ＵＮＩＴＳ／時」という測定単位／時間が入力されている。
例示の実施形態において、投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８と流量パラメー
タ入力フィールド３３１２は、相互に独立的ではない。ユーザが投薬速度パラメータ入力
フィールド３３１８または流量パラメータ入力フィールド３３１２に入力した後、ユーザ
によって空欄のまま残されたパラメータ入力フィールドは、濃度パラメータ入力フィール
ド３３０８が定義済みである限り、ＧＵＩ３３００によって自動的に計算および表示され
得る。図３１３で例示の実施形態において、流量パラメータ入力フィールド３３１２は「
１０ｍＬ／時」という注入剤流量が入力されている。投薬速度パラメータ入力フィールド
３３１８には「１０００」「ＵＮＩＴＳ／時」と入力されている。
図３１３で例示の実施形態において、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４と時
間パラメータ入力フィールド３３１６も入力済みである。ＶＴＢＩパラメータ入力フィー
ルド３３１４と時間パラメータ入力フィールド３３１６は、図３０６との関連での記述と
同じ方法で、ユーザによって入力され得る。ＧＵＩ３３００が、連続的な容積／時間の投
薬速度での注入についてプログラムされている場合、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド
３３１４と時間パラメータ入力フィールド３３１６は、相互に依存する。ユーザは、ＶＴ
ＢＩパラメータ入力フィールド３３１４または時間パラメータ入力フィールド３３１６、
いずれか１つを入力するだけでよい。ユーザによって空欄のまま残されたフィールドは、
ＧＵＩ３３００に自動的に計算および表示され得る。
図３１４は、プログラムされた注入パラメータが、本開示において断続的注入と呼ばれ
る薬物量ベース注入のパラメータであるというシナリオを示す図である。図３１４で例示
の実施形態において、パラメータ入力フィールドはすべて入力済みである。記載の通り、
ＧＵＩ３３００上の薬剤パラメータ入力フィールド３３０２は、定義済みの注入剤として
抗生剤「バンコマイシン」が入力されている。
記載の通り、容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４、容器合計容積パラメータ
入力フィールド３３０６、および濃度パラメータ入力フィールド３３０８のレイアウトは
図３１４と同じである。図３１４で例示の実施形態において、容器薬物量パラメータ入力
フィールド３３０４の左側のフィールドは「１」が入力されている。容器薬物量パラメー
タ入力フィールド３３０４の右側のフィールドは「ｇ」が入力されている。つまり、容器
内のバンコマイシンの合計量は、１グラムと定義されている。容器合計容積パラメータ入
力フィールド３３０６は、「２５０」ｍｌが入力されている。濃度パラメータ入力フィー
ルド３３０８の左側のフィールドは「４．０」が入力されている。濃度パラメータ入力フ
ィールドの右側のフィールドは「ｍｇ／ｍＬ」が入力されている。
ユーザがＧＵＩ３３００を通じてプログラム可能となり得る、他に可能性のある種類の
注入に関して前述の通り、容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４、容器合計容積
パラメータ入力フィールド３３０６、および濃度パラメータ入力フィールド３３０８は、
相互に依存する。上記の通り、これはパラメータ入力フィールド名を繋ぐ曲線の二重矢印
記号で示されている。これらのパラメータのうちいずれか２つの入力により、第３のパラ
メータは自動的に計算され、ＧＵＩ３３００上の適正なパラメータ入力フィールドに表示
され得る。
図３１４で例示の実施形態において、用量パラメータ入力フィールド３３１０が入力済
みである。記載の通り、用量パラメータ入力フィールド３３１０は左右のフィールドを備
える。数値は、数値を定義する他のパラメータ入力フィールドの値をユーザが定義する場
合と同じ方法で、用量パラメータ入力フィールド３３１０の右側のフィールドにて定義さ
れ得る。図３１４で例示の実施形態において、用量パラメータ入力フィールド３３１０の
左側のフィールドは「１０００」という値が入力されている。
用量パラメータ入力フィールド３３１０の右側のフィールドは、質量測定単位を定義し
得る。用量パラメータ入力フィールド３３１０の右側のフィールドを定義する場合、ユー
ザはＧＵＩ３３００上の用量パラメータ入力フィールド３３１０をタッチし得る。一部の
実施形態において、この操作は可能性のある許容可能な測定単位のリストを選抜し得る。
係る実施形態において、所望の測定単位は、正しい注入剤の定義と同じ方法でユーザによ
って定義され得る。別の実施形態において、用量パラメータ入力フィールド３３１０をタ
ッチすると、仮想キーボードが表示され得る。次いでユーザは正しい測定単位を仮想キー
ボードでタイプ入力することができる。一部の実施形態において、ユーザは選択を保存し
、そして許容可能な質量測定のリストへ移行するため、仮想の「確認」、「入力」などの
ボタンをタップ、ダブル・タップ、スライドなどで操作するよう要求され得る。所望の質
量測定は、正しい注入剤の定義と同じ方法でユーザによって定義され得る。図３１４で例
示の実施形態において、用量パラメータ入力フィールド３３１０の右側のフィールドは、
「ｍｇ」という測定単位が入力されている。
記載の通り、流量パラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィー
ルド３３１４および時間パラメータ入力フィールド３３１６は入力済みである。記載の通
り、流量パラメータ入力フィールド３３１２は「１２５」ｍＬ／時が入力されている。Ｖ
ＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４は「２５０」ｍＬと定義されている。時間パラ
メータ入力フィールド３３１６は「２」時間「００」分と定義されている。
ユーザは、用量パラメータ入力フィールド３３１０、流量パラメータ入力フィールド３
３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４および時間パラメータ入力フィール
ド３３１６の各々を個別に定義しなくてもよい。曲線の二重矢印記号で示されている通り
、用量パラメータ入力フィールド３３１０とＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４
は相互に依存する。１つの値を入力すれば、他の値がＧＵＩ３３００によって自動的に計
算および表示され得る。流量パラメータ入力フィールド３３１２と時間パラメータ入力フ
ィールド３３１６も相互に依存する。ユーザは、１つの値を定義し、その後、未定義の値
が自動計算されＧＵＩ３３００上に表示されるようにするだけでよい。一部の実施形態に
おいて、流量パラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３
３１４および時間パラメータ入力フィールド３３１６は、容器薬物量パラメータ入力フィ
ールド３３０４、容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６および濃度パラメータ
入力フィールド３３０８の定義が済むまで、ＧＵＩ３３００上でロックされ得る。これら
のフィールドがロックされ得る理由は、流量パラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢ
Ｉパラメータ入力フィールド３３１４および時間パラメータ入力フィールド３３１６の自
動計算が、容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４、容器合計容積パラメータ入力
フィールド３３０６および濃度パラメータ入力フィールド３３０８の値に依存するという
点にある。
注入剤が体重ベース投与を必要とするシナリオでは、体重パラメータ入力フィールド３
３２０も、ＧＵＩ３３００に表示され得る。図３１５に記載のＧＵＩ３３００の例は、ユ
ーザが体重ベース投与をプログラムできるよう配置されている。パラメータ入力フィール
ドは、上記にて詳述の通り、ユーザによって定義され得る。例示の実施形態では、薬剤パ
ラメータ入力フィールド３３０２の注入剤が、「ドーパミン」と定義済みである。容器薬
物量パラメータ入力フィールド３３０４の左側のフィールドは、「４００」と定義されて
いる。容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４の右側のフィールドは、「ｍｇ」と
定義されている。容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６は「２５０」ｍｌと定
義されている。濃度パラメータ入力フィールド３３０８の左側のフィールドは「１．６」
と定義されている。濃度パラメータ入力フィールド３３０８の右側のフィールドは「ｍｇ
／ｍＬ」と定義されている。体重パラメータ入力フィールド３３２０は「９０」ｋｇと定
義されている。投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８の左側のフィールドは「５．
０」と定義されている。投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８の右側のフィールド
は「ｍｃｇ／ｋｇ／ｍｉｎ」と定義されている。流量パラメータ入力フィールド３３１２
は「１６．９」ｍＬ／時と定義されている。ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４
は「２５０」ｍＬと定義されている。時間パラメータ入力フィールド３３１６は「１４」
時間「４８」分と定義されている。
体重パラメータ入力フィールド３３２０を定義する場合、ユーザはＧＵＩ３３００上の
体重パラメータ入力フィールド３３２０をタッチまたはタップし得る。一部の実施形態に
おいて、これは０〜９などの数字の範囲が個別に選択可能な仮想ボタンとして表示される
数字パッドを表示させ得る。ユーザは、所望の数字を個別にタップ、ダブル・タップ、タ
ッチ・アンド・ドラッグするなどの操作により、パラメータを入力するよう要求され得る
。所望の値がユーザによって入力されると、ユーザはフィールドを埋めるため仮想の「確
認」、「入力」などのボタンをタップ、ダブル・タップなどで操作するよう要求され得る
。
曲線の二重矢印記号で示されている通り、ＧＵＩ３３００に表示される一部のパラメー
タ入力フィールドは相互に依存し得る。上記の例同様、容器薬物量パラメータ入力フィー
ルド３３０４、容器合計容積パラメータ入力フィールド３３０６、および濃度パラメータ
入力フィールド３３０８は相互に依存し得る。図３１５において、体重パラメータ入力フ
ィールド３３２０、投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８、流量パラメータ入力フ
ィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４および時間パラメータ入
力フィールド３３１６はすべて、相互に依存する。これらのパラメータ入力フィールドに
おいて、十分な情報がユーザによって定義されれば、ユーザによって入力されないパラメ
ータ入力フィールドは自動計算され、ＧＵＩ３３００に表示され得る。
一部の実施形態において、特定のパラメータ入力フィールドを自動計算するために十分
な情報が定義済みであっても、ユーザは当該フィールドの定義を要求され得る。これは、
ユーザによる入力エラーを把握する機会を増やすことにより、使用の安全性を改善し得る
。ユーザが入力した値が、定義済みの値と適合しない場合、ＧＵＩ３３００は、ユーザが
既に入力した値の二重チェックをユーザに求める警報またはアラームメッセージを表示し
得る。
一部のシナリオにおいて、注入剤の送達について、患者の体表面積（ＢＳＡ）が情報源
となり得る。図３１６において、ＧＵＩ３３００は体表面積ベース注入向けに設定されて
いる。記載の通り、ＢＳＡパラメータ入力フィールド３３２２がＧＵＩ３３００に表示さ
れ得る。パラメータ入力フィールドは、上記にて詳述の通り、ユーザによって定義され得
る。例示の実施形態において、注入剤は薬剤パラメータ入力フィールド３３０２で「フル
オロウラシル」と定義されている。容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４の左側
のフィールドは、「１７００」と定義されている。容器薬物量パラメータ入力フィールド
３３０４の右側のフィールドは、「ｍｇ」と定義されている。容器合計容積パラメータ入
力フィールド３３０６は「５００」ｍｌと定義されている。濃度パラメータ入力フィール
ド３３０８の左側のフィールドは「３．４」と定義されている。濃度パラメータ入力フィ
ールド３３０８の右側のフィールドは「ｍｇ／ｍＬ」と定義されている。ＢＳＡパラメー
タ入力フィールド３３２２は「１．７」ｍ２と定義されている。投薬速度パラメータ入力
フィールド３３１８の左側のフィールドは「１０００」と定義されている。投薬速度パラ
メータ入力フィールド３３１８の右側のフィールドは「ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ」と定義され
ている。流量パラメータ入力フィールド３３１２は「２０．８」ｍＬ／時と定義されてい
る。ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４は「５００」ｍＬと定義されている。時
間パラメータ入力フィールド３３１６は「２４」時間「００」分と定義されている。依存
性のパラメータ入力フィールドは図３０９の場合と同じであるが、例外としてＢＳＡパラ
メータ入力フィールド３３２２が体重パラメータ入力フィールド３３２０に取って代わっ
ている。
ＢＳＡパラメータ入力フィールド３３２２に入力する場合、ユーザはＧＵＩ３３００上
のＢＳＡパラメータ入力フィールド３３２２をタッチまたはタップし得る。一部の実施形
態において、これは０〜９などの数字の範囲が個別に選択可能な仮想ボタンとして表示さ
れる数字パッドを表示させ得る。一部の実施形態において、数字パッドおよび上記で詳述
の任意の数字パッドは、小数点などの記号も特徴とし得る。ユーザは、所望の数字を個別
にタップ、ダブル・タップ、タッチ・アンド・ドラッグするなどの操作により、パラメー
タを入力するよう要求され得る。所望の値がユーザによって入力されると、ユーザはフィ
ールドを埋めるため仮想の「確認」、「入力」などのボタンをタップ、ダブル・タップな
どで操作するよう要求され得る。
一部の実施形態において、患者のＢＳＡは自動計算され、ＧＵＩ３３００に表示され得
る。係る実施形態において、ＧＵＩ３３００はユーザがＢＳＡパラメータ入力フィールド
３３２２をタッチ、タップなどで操作する際、患者に関する情報をユーザに照会すること
ができる。例えば、ユーザは患者の身長と体重とを定義するよう求められ得る。これらの
値はユーザが定義した後、患者のＢＳＡを求める適切な計算式を経て処理され得る。計算
されたＢＳＡはその後、ＧＵＩ３３００上のＢＳＡパラメータ入力フィールド３３２２へ
の入力に使用され得る。
動作中、パラメータ入力フィールドに表示される値は、現在の注入状態を反映するよう
、プログラムされた注入の過程全体を通じて変化し得る。例えば、注入剤が患者へ注入さ
れるにつれ、容器薬物量パラメータ入力フィールド３３０４と容器合計容積パラメータ入
力フィールド３３０６でＧＵＩ３３００によって表示される値は、容器の残存内容物の容
積を反映する形で減少し得る。それに加えて、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１
４と時間パラメータ入力フィールド３３１６の値も、注入剤が患者へ注入されるにつれ減
少し得る。
図３１７は、１回の注入過程にわたるポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図３０３
参照）の１つの挙動構成を詳細に示す、経時的流量グラフの一例である。図３１７のグラ
フは、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３について、注入が連続注入（ある投薬速度で
の注入）である場合の挙動構成の例の詳細である。記載の通り、図３１７のグラフは注入
開始で始まる。記載の通り、注入はある期間にわたり一定の流量で投与される。注入が進
行するにつれ、注入剤の量が枯渇する。注入剤の残量が所定の閾値に達すると、「注入終
了接近警報」が発せられ得る。「注入終了接近警報」はＧＵＩ３３００上のメッセージ形
式であってもよく、また点滅光や、一連の警告音など可聴ノイズが付随してもよい。「注
入終了接近警報」は、必要であれば介護者および薬局が注入続行のための材料を準備する
時間を考慮する。記載の通り、注入速度は「注入終了接近警報時間」にわたり変化しなく
てもよい。
ポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図３０３参照）がＶＴＢＩを患者へ注入し終え
た場合、「ＶＴＢＩゼロ警報」が発せられ得る。「ＶＴＢＩゼロ警報」はＧＵＩ３３００
上のメッセージ形式であってもよく、また点滅光や、警告音など可聴ノイズが付随しても
よい。記載の通り、「ＶＴＢＩゼロ警報」は、新規の注入剤容器が準備できるまで、ポン
プを静脈解放維持（以下、ＫＶＯという）速度へ切り替えさせる。ＫＶＯ速度は低い注入
速度である（例えば５〜２５ｍＬ／時）。この速度は、新規の注入を開始できるまで、注
入部位を忍耐強く維持するよう設定される。ＫＶＯ速度はグループ（詳しくは後述）また
は薬剤別に設定可能で、またポンプ３２０１、３２０２、３２０３上で修正可能である。
ＫＶＯ速度は、連続注入速度を超えてはならない。ＫＶＯ速度をそれ以上持続できなくな
り、空気がポンプ輸送チャネルに到達すると、「ライン内空気警報」が発せられ得る。「
ライン内空気警報」が発せられると、すべての注入が停止され得る。「ライン内空気警報
」はＧＵＩ３３００上のメッセージ形式であってもよく、また点滅光や、警告音など可聴
ノイズが付随してもよい。
図３１８は、１回の注入過程にわたるポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図３０３
参照）の１つの挙動構成を詳細に示す、経時的流量グラフの別の一例である。図３１８の
グラフは、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３について、注入が連続注入（ある投薬速
度での注入）である場合の挙動構成の例の詳細である。図３１８に記載のグラフにおける
警報は、図３１７のグラフに記載の警報と同じである。警報を伝播する条件も同じである
。ただし、「ライン内空気警報」が発せられ、注入が止まるまで、グラフ全体にわたり速
度は一定を維持する。一定の速度での注入を継続するポンプ設定は、注入剤が半減期の短
い薬物である場合に望ましいと考えられる。一定の速度での注入継続により、薬物の血漿
中濃度が治療効果を発揮する水準を維持することが確保される。
ポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図３０３参照）は、第１または第２の断続的注
入の送達にも使用され得る。断続的注入の間、ある量の薬物（用量）が患者へ投与され、
対照的に連続注入では、薬物が指定の投薬速度（量／時間）で投与される。断続的注入は
、所定の期間にわたり送達されるが、期間と用量は相互に依存しない。前述の図３１３は
、連続注入向けのＧＵＩ３３００のセットアップを示す図である。前述の図３１４は、断
続的注入向けのＧＵＩ３３００のセットアップを示す図である。
図３１９は、１回の断続的注入過程にわたるポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図
３０３参照）の１つの挙動構成を詳細に示す、経時的流量グラフの一例である。記載の通
り、断続的注入は、断続的注入向けにプログラムされた注入剤がすべて枯渇するまで、一
定の速度で提供される。挙動構成例において、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３は、
注入剤をすべて使い切った時点で「ＶＴＢＩゼロ警報」を発し、注入を止めるようプログ
ラムされている。この構成では、ユーザは別の注入を開始または再開できるようになる前
に、警報を手動で解除するよう要求され得る。
別の構成が、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図３０３参照）の挙動を異なるも
のにし得る。例えば、断続的注入が第２の注入である場合、ポンプ３２０１、３２０２、
３２０３は随伴ポンプ３２０１、３２０２、３２０３と通信し、第２の断続的注入が完了
した旨の通知を出した後、自動的に切り替わって第１の注入へ戻るよう構成され得る。代
替的構成において、ポンプは、断続的注入完了後、「ＶＴＢＩゼロ警報」を発し、注入速
度をＫＶＯ速度まで落とすよう構成され得る。係る構成において、ユーザは第１の注入が
再開される前に、警報を手動で解除するよう要求され得る。
より高い血漿中薬物濃度の達成またはより即時の治療効果の顕在化に必要または望まし
いと考えられる場合、ボーラスも第１の断続的注入として送達され得る。そのような場合
、ボーラスは第１の注入を実行するポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図３０３参照
）によって送達され得る。ボーラスは、第１の注入の送達元と同じ容器から送達され得る
。ボーラス投与は、ボーラスの送達に十分な注入剤が存在することを前提に、注入過程の
任意の時点で実行され得る。ボーラスを介して患者へ送達される容積は、第１の注入につ
いてＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４によって表示される値に含まれる。
注入剤次第で、ユーザはボーラス投与の実行を禁じられ得る。ボーラスの用量は、使用
される特定の注入剤に応じて事前設定され得る。それに加えて、ボーラス投与が発生する
期間も、使用される特定の注入剤に応じて事前設定され得る。一部の実施形態において、
ユーザはＧＵＩ３３００の様々な設定の調節によってこれらの事前設定を調整する能力を
有し得る。注入される薬物の半減期が長い（バンコマイシン、テイコプラニンなど）状況
など、状況によっては、ボーラスは、治療効果の高い血漿中薬物濃度へより迅速に到達す
るための負荷用量として投与され得る。
図３２０は、注入剤に対して患者を「強化」するために注入剤の流量が漸増されている
、別の経時的流量グラフを示す図である。タイトレーションは大抵、治療効果は素早いが
半減期の短い薬物（ノルエピネフリンなど）で用いられる。タイトレーションを行ってい
る場合、ユーザは、望ましい治療効果が顕在化するまで、注入剤の送達速度を調節し得る
。調節は毎回、患者へ投与されている特定の注入剤について定義された一連の限度を基準
にチェックされ得る。所定の割合を超えて注入が変化した場合、警報が発せられ得る。図
３２０に記載の例示的グラフでは、流量が１回、漸増されている。必要な場合、流量は複
数回漸増され得る。それに加えて、ある薬物から患者を「引き離す」ためにタイトレーシ
ョンが用いられている場合、流量は適切な回数、漸減され得る。
図３２１は、注入が多段階注入として構成されている、別の経時的流量グラフを示す図
である。多段階注入は、異なる多数の段階に分けてプログラムされ得る。各段階はＶＴＢ
Ｉ、時間および投薬速度によって定義され得る。多段階注入は、非経口栄養補給に使用さ
れるものなど、一定の種類の注入剤に有用となり得る。図３２１で例示のグラフでは、注
入が５段階注入として構成されている。第１段階では「ＶＴＢＩ１」をある長さの時間「
時間１」にわたり、一定の速度「速度１」で注入する。第１段階の時間区間が経過すると
、ポンプは多段階注入の第２段階へ移行する。第２段階では「ＶＴＢＩ２」をある長さの
時間「時間２」にわたり、一定の速度「速度２」で注入する。記載の通り、「速度２」は
「速度１」より高速である。第２段階の時間区間が経過すると、ポンプは多段階注入の第
３段階へ移行する。第３段階では「ＶＴＢＩ３」をある長さの時間「時間３」にわたり、
一定の速度「速度３」で注入する。記載の通り、「速度３」は多段階注入のどの段階でも
最高速である。「時間３」も、多段階注入のどの段階でも最長の持続時間である。第３段
階の時間区間が経過すると、ポンプは多段階注入の第４段階へ移行する。第４段階では「
ＶＴＢＩ４」をある長さの時間「時間４」にわたり、一定の速度「速度４」で注入する。
記載の通り、「速度４」は「速度３」から漸減されている。「速度４」は「速度２」とお
およそ同じである。多段階注入の第４段階の時間区間が経過すると、ポンプは第５段階へ
移行する。第５段階では「ＶＴＢＩ５」をある長さの時間「時間５」にわたり、一定の速
度「速度５」で注入する。記載の通り、「速度５」は「速度４」から漸減され、「速度１
」とおおよそ同じである。
「注入終了接近警報」は、図３２１で例示の注入の第４段階で発せられる。多段階注入
の第４段階終了時と最終段階で、「ＶＴＢＩゼロ警報」が発せられる。図３２１のグラフ
で例示の構成において、速度は、多段階注入が完了して「ＶＴＢＩゼロ警報」が発せられ
た後、ＫＶＯ速度にまで落ちる。他の構成は異なり得る。
多段階注入における毎回の速度変化は、様々な情報方法で処理され得る。一部の実施形
態において、ポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図３０３参照）は通知を表示し、自
動的に速度を調節して次の段階へ移行し得る。別の実施形態において、ポンプ３２０１、
３２０２、３２０３は速度が変わる前に警報を発し、そして速度を調節して次の段階へ移
行する前にユーザからの確認を待機し得る。そのような構成において、ポンプ３２０１、
３２０２、３２０３はユーザからの確認を受け取るまで、注入を停止またはＫＶＯ速度ま
で減速し得る。
一部の実施形態において、ユーザが事前に注入プログラムを設定可能であってもよい。
ユーザは、一定の時間区間の経過後（例えば２時間後）に注入が自動的に開始するよう、
事前にプログラムすることができる。注入はまた、１日の特定の時刻（例えば午後１２時
３０分）に自動的に開始するようプログラムされ得る。一部の実施形態において、ユーザ
は、事前にプログラムされた注入の開始時刻になったときに、ポンプ３２０１、３２０２
、３２０３（図３０３参照）がコールバック機能と併せてユーザに警報を発するよう、プ
ログラム可能であってもよい。ユーザは、事前にプログラムされた注入の開始の確認を要
する場合がある。コールバック機能は、一連の可聴警告音、点滅光などであってもよい。
複数のポンプ３２０１、３２０２、３２０３（図３０３参照）が存在する構成の場合、
ユーザは中継注入をプログラム可能であってもよい。中継注入は、第１のポンプ３２０１
、３２０２、３２０３が注入を完了した後、第２のポンプ３２０１、３２０２、３２０３
が自動的に第２の注入を開始し、以後同様となるようプログラムされ得る。ユーザはまた
、中継の発生前にコールバック機能を介して警報を受けられるよう、中継注入をプログラ
ムすることができる。そのようなプログラムされた構成において、中継注入は、ユーザか
らの確認を受け取るまで開始しなくてもよい。ポンプ３２０１、３２０２、３２０３は、
ユーザからの確認を受け取るまでＫＶＯ速度で続行し得る。
図３２２は、「薬物投与ライブラリ」のブロック図の例である。右上隅に、実質的に四
角形であるが四隅が丸いボックスがある。このボックスは「全般設定」という名称が付い
ている。「全般設定」は現場名（ＸＹＺ病院など）、言語、共通パスワードなど、施設内
のすべての装置に共通すると思われる設定を含み得る。
図３２２において、「薬物投与ライブラリ」は「グループ設定（ＩＣＵ）」および「グ
ループ設定」という名称が付いた２つのボックスを有する。これらのボックスはそれぞれ
固有の列を表す見出しを形成する。これらのボックスは、施設内で当該装置が設置されて
いるグループ（例えば小児集中治療室、救急処置室、亜急性処置室など）の定義に使用さ
れ得る。グループは、例えば患者の自宅、または救急車など病院間輸送手段など、親施設
外の区域であってもよい。各グループは、施設内の様々なグループ特有の設定（体重、タ
イトレーション限度など）に使用され得る。これらのグループは、他の方法で代替的に定
義され得る。例えば、グループはユーザの訓練水準で定義され得る。グループは、事前に
指定された個人または事前に指定された多数の個人のうち任意の個人によって定義され、
関連する患者または装置が、施設内の特定のグループから別のグループへ移動した場合は
変更され得る。
例示の実施形態において、左の列は「グループ設定（ＩＣＵ）」で、蠕動ポンプ２９９
０が施設の集中治療室に設置されていることを示している。右の列は「グループ設定」で
あるが、それ以上詳細な定義は為されていない。一部の実施形態において、この列は例え
ば操作員の訓練水準など、従属グループの指定に使用され得る。「グループ設定（ＩＣＵ
）」および「グループ設定」の列からのブロック図の左側へ外れたボックスへ伸びる線で
示されている通り、これらのグループ向けの設定は、事前に数が設定された初期設定をも
含み得る。
グループ設定は、患者体重制限、患者ＢＳＡ制限、空気アラーム感度、閉塞感度、ＫＶ
Ｏ速度初期設定、ＶＴＢＩ限度などを含み得る。グループ設定はまた、高リスク注入につ
いてプログラムされた注入の再検討が必要か否か、ユーザは注入開始前に身元を証明しな
ければならないか否か、ユーザは限度を超えた場合にコメント文を入力しなければならな
いか否か、といったパラメータをも含み得る。ユーザはまた、画面輝度またはスピーカ音
量など様々な属性の初期設定も定義し得る。一部の実施形態において、ユーザは時刻など
、ただし時刻に限らず、１つまたは複数の条件に関連して画面輝度を画面が自動調節する
ようプログラム可能であってもよい。
同じく図３２２のブロック図の左に記載の通り、各施設は施設内で使用され得るすべて
の注入剤を定義する「マスタ薬剤リスト」を有し得る。「マスタ薬剤リスト」は、有資格
者が更新または維持し得る多数の薬剤を含み得る。例示の実施形態において、「マスタ薬
剤リスト」は３種類の薬剤、すなわちヘパリン、０．９％生理食塩水およびアルテプラー
ゼのみ掲載している。施設内の各グループは、グループ内で使用する薬剤のリストを独自
に有し得る。例示の実施形態において、「グループ薬剤リスト（ＩＣＵ）」は１つの薬剤
、ヘパリンのみ含む。
記載の通り、各薬剤は１つまたは複数の臨床使用と関連付けられ得る。図３２２におい
て、「臨床使用記録」はグループ薬剤リスト内の薬剤ごとに定義され、毎回の注入につい
て展開後の小見出しとして現れる。臨床使用は、注入の臨床使用について限度や既定の設
定を個別に調整する際に使用され得る。ヘパリンの場合、体重ベース投与と非体重ベース
投与が、図３２２において、可能な臨床使用として示されている。一部の実施形態におい
て、注入開始前に患者の体重（またはＢＳＡ）の再検討または再入力をユーザに要求する
、「臨床使用記録」設定が設けられ得る。
臨床使用はまた、各注入剤の様々な医療用途（脳卒中、心臓発作など）について、当該
注入剤の投与モードに代わり、またはそれに加えて定義され得る。臨床使用はまた、注入
剤の投与形態が第１の連続注入、第１の断続的注入、第２の注入などのうちどれであるか
の定義にも使用され得る。臨床使用はまた、用量、速度、ＶＴＢＩ、持続時間などに対す
る適切な制限の賦課にも使用され得る。臨床使用はまた、タイトレーション変更限度、ボ
ーラスの可用性、負荷用量の可用性およびその他多数の注入特有のパラメータをも提供す
る。一部の実施形態において、グループ薬剤リストにおける各注入剤について、少なくと
も１つの臨床使用の提供が必要となり得る。
それに加えて、各臨床使用は、濃度も定義され得る、別の、展開後の小見出しを含み得
る。一部の事例において、１つの注入剤について複数の可能な濃度が存在し得る。図３２
２で例示の実施形態において、体重ベース投与の臨床使用は、４００ｍｇ／２５０ｍＬの
濃度と８００ｍｇ／２５０ｍＬの濃度を有する。非体重ベース投与の臨床使用は、１つの
濃度、４００ｍｇ／ｍＬのみ有する。濃度はまた、例えばユーザが注入剤の濃度をカスタ
マイズし得る許容可能範囲の定義にも使用され得る。濃度設定は、薬物濃度（記載の通り
）、希釈剤容積または他の関連情報を含み得る。
一部の実施形態において、ユーザは図３１２〜図３１６に記載のパラメータ入力フィー
ルドの一部の入力に際し、「薬物投与ライブラリ」を探索し得る。ユーザはまた、蠕動ポ
ンプ２９９０が投与する注入の種類を各注入剤の臨床使用から選択する際も、「薬物投与
ライブラリ」を探索し得る。例えば、ユーザが図３２２に記載のヘパリンの体重ベース投
与を選択したとすると、ＧＵＩ３３００は図３１５に記載の注入プログラミング用画面を
、薬剤パラメータ入力フィールド３３０２が「ヘパリン」と入力された状態で表示し得る
。薬物の臨床使用を選択すると、ユーザは薬物濃度の選定も促され得る。この濃度はその
後、濃度パラメータ入力フィールド３３０８の入力に使用され得る（図３１２〜図３１６
参照）。一部の実施形態において、「薬物投与ライブラリ」は、蠕動ポンプ２９９０の外
部で更新および維持され、そして何らかの適切な手段を介して蠕動ポンプ２９９０へ伝達
され得る。係る実施形態において、「薬物投与ライブラリ」は蠕動ポンプ２９９０側で変
更可能でなくてもよいが、図３１２〜図３１６に記載のパラメータ入力フィールドにユー
ザが入力するためのプログラミングの選択肢に制限および／または制約を課すことのみ可
能であってもよい。
前述の通り、グループ薬剤リストから薬剤と臨床使用を選択することにより、ユーザは
、注入プログラミング用画面向けの他のパラメータ入力フィールドに対する制限も設定し
得る。例えば、「薬物投与ライブラリ」内の薬剤を定義することにより、ユーザは用量パ
ラメータ入力フィールド３３１０、投薬速度パラメータ入力フィールド３３１８、流量パ
ラメータ入力フィールド３３１２、ＶＴＢＩパラメータ入力フィールド３３１４および時
間パラメータ入力フィールド３３１６などについても制限を定義し得る。これらの制限は
、ある注入剤の臨床使用の都度、ユーザによる注入プログラムに先立って事前に定義され
得る。一部の実施形態において、柔軟な制限と厳格な制限両方を設けることができ、厳格
な制限は柔軟な制限の上限に当たる。一部の実施形態において、グループ設定はグループ
が利用可能なすべての薬剤についての制限を含み得る。そのような場合、臨床使用制限は
、特定の薬剤の毎回の臨床使用に合わせてグループ制限をさらに調整するよう定義され得
る。
例示のバッテリおよびスピーカ・テスト
図３２３は、本開示の一実施形態に従ったスピーカ３６１５およびバッテリ３４２０を
有する回路図１３４２０を示している。バッテリ３４２０をバックアップのバッテリ３４
５０（図３２５Ａ）とすることがあり、かつ／またはスピーカ３６１５をバックアップの
アラーム・スピーカ３４６８（図３２５Ｂ）とすることがある。すなわち回路１３４２０
を、例えば蠕動ポンプ２９００などの医用デバイス内にあるバックアップ・アラーム回路
などのバックアップ・アラーム回路とすることがある。
本開示のいくつかの実施形態ではそのバッテリ３４２０は、スピーカ３６１５と同時に
テストされることがある。スイッチ１３４２２が開位置にあるとき、バッテリ３４２０の
開回路電圧を測定するために電圧計１３４２５を用いることがある。その後で、スイッチ
１３４２２が閉じられることがあり、またバッテリ３４２０からの閉回路電圧が測定され
ることがある。バッテリ３４２０の内部抵抗は、スピーカ３６１５の既知のインピーダン
スＺを用いて推定されることがある。バッテリ３４２０の内部抵抗を推定するためにはプ
ロセッサ（例えば、蠕動ポンプ２９００のプロセッサ）を用いることがある。このプロセ
ッサは、バッテリ３４２０の内部抵抗をバッテリ３４２０の健全性と相関させることがあ
る。本開示のいくつかの実施形態では、バッテリ３４２０の閉回路電圧が所定のレンジ（
このレンジはバッテリ３４２０の開回路電圧の関数とすることがある）域内にない場合に
、そのスピーカ３６１５が故障したと判定することがある。
本開示のいくつかの追加の実施形態ではそのスイッチ１３４２２は、スピーカ３６１５
がバッテリ３４２０と同時にテストされるように調整されることがある。スピーカ３６１
５が所定の動作パラメータ（例えば、ボリューム、周波数、スペクトル組成、その他）の
域内にある信号を聴取可能に放送しているか否か判定するためにマイクロフォン３６１７
を用いることがあり、かつ／またはバッテリ３４２０の内部インピーダンスが所定の動作
パラメータ（例えば、複素インピーダンスなど）の域内にあるか否か判定するためにこの
バッテリ３４２０の内部インピーダンスが推定されることがある。マイクロフォン３６１
７（図３２５Ｃ）はプロセッサと結合させることがある。それに加えて、または代替とし
て、スピーカ３６１５に対して（例えば、スイッチ１３４２２を調整することによって）
テスト信号を加えることがありかつスピーカ３６１５の電流波形を電流センサ１３４２６
によって監視してスピーカ３６１５の総高調波歪みおよび／または電流の大きさを決定す
ることがあり、電流センサ１３４２６を用いてスピーカ３６１５内に故障条件が存在する
（例えば、総高調波歪みまたは電流の大きさが所定のレンジ域内にない）か否か判定する
ためにプロセッサによってこれらの値を監視することがある。
スピーカ３６１５のインピーダンスを測定するためおよび／またはバッテリ３４２０の
インピーダンスを測定するためには、様々な正弦波、周期性波形および／または信号がス
ピーカ３６１５に加えられることがある。例えば、本明細書に開示した蠕動ポンプ２９０
０のプロセッサは、バッテリ３４２０およびスピーカ３６１５が所定のレンジ域内のイン
ピーダンスを有するか否か判定するためにスイッチ１３４２２を調整しかつバッテリ３４
２０にまたがる電圧を測定することがあり、バッテリ３４２０の推定インピーダンスが第
１のレンジ外にある場合にプロセッサはバッテリ３４２０が故障条件にあると判定するこ
とがあり、かつ／またはスピーカ３６１５の推定インピーダンスが第２のレンジ外にある
場合にプロセッサはスピーカ３６１５が故障条件にあると判定することがある。それに加
えて、または代替として、プロセッサがバッテリ３４２０またはスピーカ３６１５が故障
条件を有するか否か判定することは不可能であるが、故障条件にあるものが少なくとも１
つ存在すると決定された場合に、プロセッサは回路１３４２０が故障条件にあるとの警報
またはアラームを発生させることがある。プロセッサは、ユーザまたはリモートのサーバ
に対して故障条件に関するアラームまたは警報を出すことがある。本開示のいくつかの実
施形態ではその蠕動ポンプ２９９０は、その故障が対処、緩和および／または矯正を受け
るまで動作することがない。
電気システム
図３２４、３２５Ａ〜３２５Ｇのブロック概略図は、蠕動ポンプ２９９０の電気システ
ム４０００を説明している。電気システム４０００は、ユーザ・インターフェース３７０
０およびセンサ３５０１からの入力に基づいて蠕動ポンプ２９９０の動作を制御する。電
気システム４０００は、充電式メイン・バッテリ３４２０とＡＣメインにプラグ接続した
バッテリ充電３４２２とからなる電力システムとすることがある。電気システム４０００
は、冗長式セーフティ・チェックによって安全な動作を提供するように構築されるととも
に、蠕動ポンプ２９９０に対していくつかのエラーについては故障動作モードでまたそれ
以外についてはフェールセーフでの動作を可能にさせることがある。
複数のプロセッサに関する高レベルのアーキテクチャを図３２４に示している。一例で
は電気システム４０００は、２つのメイン・プロセッサと、リアルタイム・プロセッサ３
５００と、ユーザ・インターフェースおよびセーフティ・プロセッサ３６００と、からな
る。この電気システムはまた、ウォッチ・ドッグ回路３４６０と、モータ制御素子３４３
１と、センサ３５０１と、入力／出力素子と、を備えることがある。リアルタイム・プロ
セッサ（ＲＴＰ）３５００と呼ばれる１つのメイン・プロセッサによって、プランジャ３
０９１および弁３１０１、３１１１を起動させるモータ３０７２の速度および位置を制御
することがある。ＲＴＰ３５００は、センサ３５０１からの入力ならびにユーザ・インタ
ーフェースおよびセーフティ・プロセッサ（ＵＩＰ）３６００からのコマンドに基づいて
モータ３０７２を制御する。ＵＩＰ３６００は、遠隔通信の管理、ユーザ・インターフェ
ース３７０１の管理、ならびにＲＴＰ３５００に対するセーフティ・チェックの提供を行
うことがある。ＵＩＰ３６００は、モータ・エンコーダ３４３８の出力に基づいてポンピ
ングされる容積を推定しており、またその推定容積が所望の容積またはＲＴＰ３５００に
より報告される容積からある指定量を超えて異なったときにアラームまたは警報を信号伝
達することがある。ウォッチ・ドッグ回路３４６０は、ＲＴＰ３５００の機能を監視して
いる。ＲＴＰ３５００がウォッチ・ドッグ３４６０を予定通りにクリアできなかった場合
、ウォッチ・ドッグ３４６０はモータ制御器を無効化し、アラームを鳴動させかつユーザ
・インターフェース３７０１の位置にある故障ライトを点灯させることがある。センサ３
１３０は、カム・シャフト３０８０およびプランジャ３９０１の回転位置を測定すること
がある。ＲＴＰ３５００は、以下で説明するような閉ループ制御器内においてモータ３０
７２の位置および速度を制御するためにセンサ入力を用いることがある。この遠隔通信は
、中央のコンピュータまたは付属装置と通信するためのＷＩＦＩドライバおよびアンテナ
と、付属装置、タブレット、携帯電話機その他と通信するためのブルートゥース・ドライ
バおよびアンテナと、ＲＦＩＤタスクおよびブルートゥース向けの近距離通信（ＮＦＣ）
ドライバおよびアンテナと、を含むことがある。図３２４ではこれらの構成要素を一括し
て参照番号３７２１で示している。ユーザ・インターフェース３７０１はユーザと通信す
るために、ディスプレイと、タッチ画面と、１つまたは複数のボタンと、を含むことがあ
る。
電気システム４０００に関する詳細な電気的接続および構成要素については図３２５Ａ
〜３２５Ｇに示している。図３２５Ａには、センサ３１３０、３５３０、３５２５、３５
２０およびＲＴＰ３５００の一部分を示している。ＲＴＰ３５００に接続された蠕動ポン
プ２９９０を監視するセンサは、カム・シャフトの位置を監視する回転位置センサ３１３
０と、図示したようなプランジャ３０９１の位置を測定する２つのリニア・エンコーダ３
５２０、３５２５と、を備えることがある。一方のリニア・エンコーダ３５２０は、プラ
ンジャ３０９１の上流側にあるマグネット（図２６８の３０９６Ａ）の位置を測定してい
る。もう一方のリニア・エンコーダ３５２５は、プランジャ３０９１の下流側にあるマグ
ネット（図２６８の３０９６Ａ）の位置を測定している。別の実施形態ではそのプランジ
ャの位置は、単一のマグネットおよびリニア・エンコーダによって測定されることがある
。別法としてＲＴＰ３５００は、一方のリニア・エンコーダのみの出力を用いることがあ
る（もう一方が故障している場合）。サーミスタ３５４０によって、注入ライン３２１０
の温度を表している信号をＲＴＰ３５００に提供する。別法としてサーミスタ３５４０は
、蠕動ポンプ２９９０の温度を測定することがある。
図示したように電気システム４０００は、様々な構成要素に対して指定の部品番号を規
定している。例えばサーミスタ３５４０は、「２Ｘ ＳＥＭＩＴＥＣ １０３ＪＴ−０５
０ ＡＤＭＩＮ Ｓｅｔ ＴＨＥＲＭＩＳＴＯＲ」であると規定している。これらの部品
番号は、いかなる意味においても限定と解釈すべきではない。異なる実施形態では、図３
２５Ａ〜３２５Ｇにリストした指定部品の代わりに適当な代用構成要素を用いることがあ
る。例えばサーミスタ３５４０を「２Ｘ ＳＥＭＩＴＥＣ １０３ＪＴ−０５０ ＡＤＭ
ＩＮ Ｓｅｔ ＴＨＥＲＭＩＳＴＯＲ」とせずに、適当な任意の代用サーミスタ３５４０
とすることがある。いくつかの実施形態では、その電気システム４０００は追加の構成要
素を備えることがある。いくつかの実施形態ではその電気システム４０００は、図３２５
Ａ〜３２５Ｇに示した構成要素の数と比べてより少ない構成要素を備えることがある。
蠕動ポンプ２９９０の下流側に配置させた２つの注入ライン・センサと、エア・イン・
ライン・センサ３５４５と、閉塞センサ３５３５と、をＲＴＰ３５００に接続させること
がある。エア・イン・ライン・センサ３５４５は、注入ライン３２１０のエア・イン・ラ
イン・センサ３５４５の近くにある区画における空気の有無を検出する。一例ではそのエ
ア・イン・ライン・センサ３５４５は、超音波センサ３５４５Ｂと、論理ユニット３５４
５Ａと、信号条件付けユニット３５４５Ｃと、を備えることがある。
閉塞センサ３５３５は、注入ライン３５３５内における流体の内部圧力を測定する。例
示の一実施形態ではその閉塞センサ３５３５は、力センサ３５３５Ｂと、電流励起ＩＣ３
５３５Ａと、信号増幅器３５３５Ｃと、データ・バッファ３５３５Ｄと、を備えることが
ある。データ・バッファ・チップ３５３５Ｄは、力センサ３５３５Ｂに加えられた圧力か
らの大きな力に由来する過剰電圧からＲＴＰ３５００を保護することがある。
図３２５Ａ〜３２５Ｃにはウォッチ・ドッグ回路３４６０を示している。このウォッチ
・ドッグ回路は、ＲＴＰ３５００からのＩ２Ｃコマンドによって有効化される。ウォッチ
・ドッグ回路３４６０は、ＲＴＰ３５００からの信号が指定された周波数で受け取れない
場合に、エラーを信号伝達するとともにモータ制御３４３０を無効化する。ウォッチ・ド
ッグ回路３４６０は可聴アラームを介してユーザに信号伝達する。この可聴アラームは、
増幅器３４６４および／またはバックアップ・スピーカ３４６８を介して発せられること
がある。ウォッチ・ドッグ回路３４６０は、視覚的アラームＬＥＤ３７５０（図３２５Ｄ
に図示）によってユーザに信号伝達することがある。一実施形態ではそのＲＴＰ３５００
は、ウォッチ・ドッグ回路の最終の「クリア（ｃｌｅａｒ）」後１０ｍｓから２００ｍｓ
の間にウォッチ・ドッグ回路３４６０をクリアしなければならない。一実施形態ではその
ウォッチ・ドッグ回路３４６０は、ウィンドウ・ウォッチ・ドッグ３４５０Ａと、１つま
たは複数のフリップフロップ・スイッチを含んだ論理回路３４６０Ｂと、Ｉ２Ｃバスを介
してＲＴＰ３５００と通信するＩＯエキスパンダ３４６０Ｃと、からなる。バックアップ
・バッテリ３４５０はメイン・バッテリ３４２０が故障した場合に、ウォッチ・ドッグ回
路３４６０と、バックアップ・スピーカ・システム（オーディオ増幅器３４６４およびバ
ックアップ・スピーカ３４６８を備えることがあり得る）と、に電力を提供する。バック
アップ・バッテリ３４５０は、内部計時を維持するためにＲＴＰ３５００とＵＩＰ３６０
０とに電力を提供する（このことはメイン・バッテリ３４２０を交換する際に特に望まし
いものとなり得る）。ＲＴＰ３５００はまた、図３２５Ａに示した「ＦＡＩＲＣＨＩＬＤ
ＦＰＦ１００５ ＬＯＡＤ ＳＷＩＴＣＨ」３４５２などのスイッチによってバックア
ップ・バッテリ３４５０の電圧を監視することがある。
ＲＴＰ３５００は、プランジャおよび弁の位置および速度を制御するモータ３０７２の
速度および位置を直接制御する。モータ３０７２は、ブラシＤＣモータ、ステッパ・モー
タまたはブラシレスＤＣモータを含む多くのタイプのモータのうちのいずれとすることも
できる。図３２５〜３２５Ｇに示した実施形態では、蠕動ポンプ２９９０は回転位置セン
サ３１３０がカム・シャフトの位置を測定した位置においてブラシレス直流（ＢＬＤＣ）
サーボ・モータ３０７２によって駆動されている。例示の一実施形態ではＲＴＰ３５００
は、ブラシレスＤＣモータ３０７２のホール・センサ３４３６から信号を受け取るととも
に、所望の速度または位置を達成するためのモータ３０７２の巻線への電力を算定するた
めの計算を行う。この算定信号は、巻線をモータ電源３４３４に選択的に接続するモータ
・ドライバ３４３０に送られる。モータ３０７２は、電流センサ３４３２および温度セン
サ３０７２ａを介して損傷性の動作や危険な動作の有無について監視を受けている。
ホール・センサ３４３６からの信号はＲＴＰ３５００とエンコーダ３４３８との両方に
供給されることがある。一実施形態では、３つのホール・センサ信号が生成される。この
３つのホール信号のうちの任意の２つがエンコーダ３４３８に送られる。エンコーダ３４
３８はこれらの信号を用いて、ＵＩＰ３６００に位置信号を提供することがある。ＵＩＰ
３６００は、エンコーダ３４３８の位置信号を解釈することによって蠕動ポンプ２９９０
が分配する流体の総容積を推定する。ＵＩＰ３６００は、カム・シャフトの全回転回数に
所与のストローク容積を掛け算することによって総容積を推定する。ＵＩＰ３６００の総
容積推定では、各プランジャ・ストロークによって所与の流体量が供給されることを前提
としている。１回のストロークで供給される流体の量は、開発中に実験的に決定されてメ
モリ内に保存される。別法として各蠕動ポンプ２９９０は、メモリ内に保存されることが
ある公称の容積／ストロークを確立するために組み上げの間に較正されることがある。Ｕ
ＩＰ３６００の推定した容積は次いで、指令された治療が期待する容積と定期的な間隔で
比較されることがある。いくつかの実施形態では、その比較間隔は特定の注入剤（例えば
、短半減期の注入剤）では短くすることがある。治療では、パラメータの中でもとりわけ
、流量、持続時間または注入しようとする総容積（ＶＴＢＩ）を指定することがある。い
ずれの場合でも、当該治療中の所与の時点におけるプログラムされた治療に関して期待さ
れる容積が計算されてＵＩＰ３６００によって推定した容積と比較されることがある。Ｕ
ＩＰ３６００は、ＵＩＰ３６００による推定容積と治療が期待する容積の間の差が事前定
義の閾値の域外にある場合に警報を信号伝達することがある。ＵＩＰ３６００は、ＵＩＰ
３６００による推定容積と治療が期待する容積の間の差が別の事前定義の閾値の域外にあ
る場合にアラームを信号伝達することがある。
ＵＩＰ３６００はまた、推定した容積をＲＴＰ３５００によって報告された容積と比較
することがある。ＵＩＰ３６００は、ＵＩＰ３６００による推定容積とＲＴＰ３５００の
報告容積の差が事前定義の閾値の域外にある場合に警報を信号伝達することがある。ＵＩ
Ｐ３６００は、ＵＩＰ３６００による推定容積とＲＴＰ３５００の報告容積の差が第２の
閾値の域外にある場合にアラームを信号伝達することがある。
いくつかの実施形態ではそのＵＩＰ３６００は、ＲＴＰ３５００の報告容積を治療が期
待する容積と比較するとともに、この２つの値が事前定義の閾値を超えて異なる場合に警
報を信号伝達することがある。ＵＩＰ３６００は、ＲＴＰ３５００の報告容積と治療が期
待する容積の間の差が事前定義の閾値を超えて異なる場合にアラームを信号伝達すること
がある。警報およびアラームの閾値の値は、ＵＩＰ３６００による推定容積、ＲＴＰ３５
００による計算容積および治療が期待する容積を含む異なる容積の組の間での比較につい
て異なることがある。これらの閾値はメモリ内に保存されることがある。これらの閾値は
、薬剤、薬剤濃度、治療種別、臨床用途、患者または箇所（ただし、これらに限らない）
など多くの他のパラメータに依存して変化することがある。これらの閾値は、ＤＥＲＳデ
ータベース内に含めておくとともに、デバイス・ゲートウェイ・サーバからダウンロード
されることがある。
摺動クランプまたは摺動オクルーダ・センサ３１５２とドア・センサ３１６２とは、図
３２５Ｂ、３２５Ｆに示したようにＲＴＰ３５００とＵＩＰ３６００の両者と連絡してい
る。一実施形態ではこれらのセンサは、例えば摺動オクルーダ３２００が検出されたとき
またはドア・ラッチ・フック３０２５Ｃがポンプ本体を係合しているときに状態を変化さ
せる磁気ヌル・センサである。ＲＴＰ３５００またはＵＩＰ３６００は、プロセッサが摺
動オクルーダ３２００が適所にありかつドア・アセンブリ３０２１が適正に閉じられたこ
とを示す信号を受け取っている間だけモータ電源３４３４を有効化することがある。
ＲＦＩＤタグ３６７０（図３２５Ｃ）は、Ｉ２ＣバスによってＵＩＰ３６００と近距離
アンテナ３９５５とに接続させることがある。ＲＦＩＤタグ３６７０は、蠕動ポンプ２９
９０が電力未供給状態にあるときに情報を収集または保存するために医療技術者またはそ
の他のユーザや担当者によって用いられることがある。ＵＩＰ３６００は、ＲＦＩＤリー
ダによってアクセスを受けることが可能なＲＦＩＤタグ３６７０内に、サービス・ログま
たはエラー・コードを保存することがある。医療技術者は例えば、格納してある電力未供
給の蠕動ポンプ２９９０を検査することや、ＲＦＩＤリーダを用いてＲＦＩＤタグ３６７
０に問い合わせすることによって機能不良の蠕動ポンプ２９９０を評価することが可能で
ある。別の例では医療技術者は、蠕動ポンプ２９９０に対してサービスを実行し、その関
連するサービス情報をＲＦＩＤタグ３６７０内に保存することがある。ＵＩＰ３６００は
次いで、最新のサービス情報をＲＦＩＤタグ３６７０から引き出し、これをメモリ３６０
５内に保存することがある。
メイン・バッテリ３４２０は、蠕動ポンプ２９９０に対してすべての電力を供給するこ
とがある。メイン・バッテリ３４２０は、システム電力ゲート制御素子３４２４を介して
モータ電源３４３４に接続されている。これらのセンサおよびプロセッサはすべて、いく
つかの電圧レギュレータ３４２８のうちの１つによって電力供給を受けることがある。メ
イン・バッテリ３４２０は、バッテリ充電器３４２２およびＡＣ／ＤＣ変換器３４２６を
介してＡＣ電力により充電される。ＵＩＰ３６００は、１つまたは複数のメモリ・チップ
３６０５に接続されることがある。
ＵＩＰ３６００は、メイン・スピーカ３６１５およびオーディオ・チップ３６１０、３
６１２を備えたメイン・オーディオ・システムを制御する。このメイン・オーディオ・シ
ステムは、例えば警報やアラームを示すあるレンジの音を発生可能とし得る。このオーデ
ィオ・システムはまた、タッチ画面３７５５およびディスプレイ３７２５とのユーザのや
り取りを容易にしかつ改善するための確認音を提供することがある。メイン・オーディオ
・システムは、メイン・スピーカ３６１５およびバックアップ・スピーカ３４６８の動作
の確認に使用し得るマイクロフォン３６１７を含むことがある。このメイン・オーディオ
・システムは１つまたは複数の音色、変調シーケンスおよび／または音調パターンを発生
させることがあり、またオーディオｃｏｄｅｃチップ３６１０はマイクロフォン３６１７
から受け取った信号をメイン・スピーカ３６１５に送られる信号と比較することがある。
１つまたは複数の音色の使用および信号の比較によってこのシステムは、周囲のノイズと
無関係にメイン・スピーカ３６１５の機能を確認することが可能となる。別法としてＵＩ
Ｐ３６００またはオーディオｃｏｄｅｃ３６１０は、マイクロフォン３６１７がスピーカ
増幅器３６１２に信号が送られたのと同時に信号を発生させたことを確認することがある
。
ＵＩＰ３６００は、あるレンジの異なるワイヤレス信号を異なる用途のために提供する
ことがある。ＵＩＰ３６００は、チップ３６２１、３６２０および３６２２ならびにアン
テナ３７２０、３７２２を用いたデュアル・バンドｗｉｆｉを介して病院ワイヤレス・ネ
ットワークと通信することがある。空間ダイバーシティとしたデュアル・アンテナによれ
ば、室内にある複数の経路および相殺に由来するデッドスポットの克服を可能とし得るの
で望ましいものとなり得る。病院デバイス・ゲートウェイは、ＤＥＲＳ（薬物過誤削減シ
ステム：Ｄｒｕｇ Ｅｒｒｏｒ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＣＱＩ（継続的
品質改善：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｍｐｏｒｖｅｍｅｎｔ）、処方、
その他をｗｉｆｉシステムを介して蠕動ポンプ２９９０に伝達することがある。
同じチップ３６２１、３６２０および３６２２とアンテナ３７２０、３７２２とを用い
たブルートゥース・システムは、蠕動ポンプ２９９０に対してパルス・オキシメータ、血
圧リーダ、バーコード・リーダ、タブレット、電話機、その他を含み得る補助装置を接続
するための都合の良い方法を提供する。このブルートゥースは、例えば更新値を１分間に
１回送るような連続式の血糖値計など、蠕動ポンプ２９９０と周期的に通信することがあ
る低電力の補助装置に対応するバージョン４．０を含むことがある。
ＮＦＣシステムは、ＮＦＣ制御器３６２４とアンテナ３７２４とからなる。制御器３６
２４はまた、ＲＦＩＤリーダと呼ぶこともある。ＮＦＣシステムは、薬物やその他の在庫
情報を識別するＲＦＩＤチップの読み取りのために用いられることがある。このＲＦＩＤ
タグはまた、患者やケア提供者を識別するために用いられることもある。ＮＦＣ制御器３
６２４はまた、処方、バーコード情報、患者、ケア提供者ＩＤ、その他を含む情報を入力
するために、例えば電話機やタブレット・コンピュータ上にある同様のＲＦＩＤリーダと
やり取りすることがある。ＮＦＣ制御器３６２４はまた、電話機やタブレット・コンピュ
ータに対して蠕動ポンプ２９９０の履歴やサービス条件などの情報を提供することがある
。ＲＦＩＤアンテナ３７２０および３７２２またはＮＦＣアンテナ３７２４は表示画面の
周囲またはその近くに配置させることが好ましく、これによってポンプとのやり取りはす
べて、ＲＦＩＤタグの読み取りであるかディスプレイのタッチ画面３７２５、３７３５と
のやり取りであるかに関わらず画面上またはその近くで行われる。
ＵＩＰ３６００は、その他の医用デバイスを蠕動ポンプ２９９０にプラグ接続しかつ追
加の能力を提供できるような医療グレードのコネクタ３６６５を含むことがある。コネク
タ３６６５はＵＳＢインターフェースを実装することがある。
ディスプレイ３７００は、アンテナ３７２０、３７２２、３７２５と、タッチ画面３７
３５と、ＬＥＤインジケータ光３７４７と、３つのボタン３７６０、３７６５、３７６７
と、を含む。ディスプレイ３７００は、画面輝度が周辺光に自動的に応答できるようにし
たバック・ライト３７２７と周辺光センサ３７４０とを含むことがある。第１のボタン３
７６０を「パワー」ボタンとすることがあり、また別のボタン３７６５を注入中止ボタン
とすることがある。これらのボタン３７６０、３７６５、３７６７は、蠕動ポンプ２９９
０に対する直接制御を提供せず、むしろ注入の開始と終了のいずれかをさせる信号をＵＩ
Ｐ３６００に提供することがある。第３のボタン３７６７は、メイン・スピーカにおいて
また副次的スピーカにおいてアラームを鳴動停止させる。アラームが鳴動停止しても故障
が排除されるのではなく、可聴アラームが終了することになる。上述した電気システム４
０００または上述した電気システム４０００の代替実施形態は、リニア位置センサを伴う
蠕動ポンプのいずれかと一緒に用いられることがある。
制御
このポンピング・アルゴリズムは、１回の全回転にわたるモータ３０７２の回転速度を
変更することによって実質的に均一な流れを提供する。流れが少ない場合にモータ３０７
２は、その回転のうちのプランジャ３０９１が患者に向けて流体を移動させていない部分
において比較的高い速度率で回転する。流量が多くなるとモータ３０７２は、電力消費を
最小化するためにその回転全体にわたってほぼ一定の速度で回転する。流量が多い場合に
モータ３０７２の回転率は所望の流量に比例する。ポンプ・アルゴリズムは、患者に向け
てポンピングされる流体の体積を測定するためにプランジャ３０９１の上側にあるリニア
・エンコーダ３５２０、３５２５（図３２５Ａ）を用いる。ポンプ・アルゴリズムは、患
者に向けて導かれる空気に関する下流側閉塞、上流側閉塞／バッグの空き、漏れおよび量
という条件のうちの１つまたはいくつかを検出するために、プランジャ３０９１の上側に
あるリニア・エンコーダ３５２０、３５２５（図３２５Ａ）と、カム・シャフト３０８０
の近くにある回転エンコーダ３１３０（図３２５Ａ）と、プランジャ３０９１の下流側に
あるエア・イン・ライン・センサ３５４５と、を用いる。
弁３１０１、３１１１の開口およびプランジャ３０９１の位置に関する一実施形態を図
３２６にプロットしている。図３２６には、再充填８２６、加圧８３５および送達８４０
の期間を含む３つの時間期間が識別される。さらに、期間「Ａ」は加圧期間８３５と送達
期間８４０の間に生じており、また期間「Ｂ」は送達期間８４０と再充填期間８３０の間
に生じている。カム・シャフト３０８０の一回の全回転にわたってカム角度に対するセン
サ信号のグラフ上に入口弁位置８２０、出口弁位置８２５およびプランジャ位置８１５を
プロットしている。
再充填期間８３０は、入口弁８２０が注入ライン３２１０から離れて保持されかつプラ
ンジャ３０９１がプランジャ・カム３０８３によって注入ライン３２１０から持ち上げら
れている間に生じている。入口弁３１０１が閉じるのに伴って再充填期間８３０が終わり
かつ加圧期間８３５が始まる。プランジャ・カム３０８３は、プランジャ３０９１が満た
された注入ライン３２１０の上に着地できるように加圧期間８３５の間は完全に引っ込め
られている。加圧期間８３５は、プランジャ・カム３０８３がその最小値に到達する点を
カム角度で数度過ぎると終わっている。待機期間「Ａ」の後で、プランジャ３０９１に期
待される高さに至るまでプランジャ・カム３０８３が持ち上げられる。送達期間８４０は
、出口弁３１１１が開き始める時点で始まるとともに、出口弁３１１１が再度閉じられる
まで継続する。プランジャ・カム３０８３が回転し、これにより患者に向けて流体を押し
出す送達期間８４０の間にプランジャ３０９１が降下することになる。
ＲＴＰ３５００は、カム・シャフト３０８０の角度を測定している回転エンコーダ３１
３０からの信号およびプランジャ３０９１の位置を測定しているリニア・エンコーダ３５
２５、３５２０からの信号に基づいて各ストロークごとに患者に向けて送達される流体の
体積を決定することがある。各ストロークの容積は、加圧期間８３５の終了時点のプラン
ジャ３０９１の高さから送達期間８４０の終了時点のプランジャ３０９１の高さを差し引
くことによって測定されることがある。プランジャ３０９１の高さは、その高さがプラン
ジャ先端３０９１Ｂの圧盤３０２２からの距離に近い場合にリニア・エンコーダ３０２０
、３０２５のうちの一方または両方の信号から決定されることがある。送達期間８４０の
終わりおよび加圧期間８３５の終わりは、クランク・シャフトの角度を測定している回転
エンコーダ３１３０から決定されることがある。測定された高さの差８４５は、ポンピン
グした容積および制御器にあるルックアップ・テーブルまたはメモリ内に保存された結果
と実験的に関連付けされることがある。容積対ストロークのテーブルは、開発中に決定さ
れることおよび製造時に各蠕動ポンプ２９９０内にプログラミングされることがある。別
法としてプランジャ３０９１の高さに関して測定された変化は、製造プロセスの間におい
て各蠕動ポンプ２９９０またはポンピング機構３０００に関するポンピングした容積に合
わせ較正されることがある。
一実施形態では、ポンピングされた容積がプランジャ３０９１の位置により次式のよう
に較正される。
Ｖｉ＝Ａ＋Ｂ＊（ｈＰ−ｈＤ）
上式において、Ｖｉはポンピングした容積であり、ＡおよびＢはフィッティング係数であ
り、ｈＰは加圧期間８３５の終了時点のプランジャ３０９１の位置であり、かつｈＤは送
達期間８４０の終了時点のプランジャ３０９１の位置である。
モータ３０７２の速度は、流量に伴って変化するとともに、流量がより少ない場合は単
一の回転にわたって変化する。一例ではモータ３０７２の回転は、概ね７５０ｍｌ／時を
超える指令流量では比較的一定である。モータ３０７２の速度は、取り込み中および概ね
７５０ｍｌ／時未満の指令流量の送達流量では比較的緩慢な速度となるように制御される
。
モータ３０７２は、加圧期間８３５の間はすべてのポンピング速度に関して一定速度で
動いている。一例ではそのモータ３０７２は、最高流量での流体の送達に必要な速度で回
転する。一例ではそのモータ３０７２は、加圧期間８３５の間は１２００ｍＬ／Ｈｒを送
達する蠕動ポンプ２９９０に対応する８００°毎秒で回転する。加圧期間８３５の間に固
定の速い速度でモータ３０７２を動かすと、流体の流れの均一性を向上させる無流れの期
間が最小化されるので有利となり得る。加圧期間８３５の間に固定の速い速度でモータ３
０７２を動かすと、注入ライン３２１０のプラスチック壁が各時点で同じ率で圧縮される
ことによって満たされた注入ライン３２１０の高さに関して一貫した測定値が生成される
ので有利となり得る。単一の理論に限定されるものではないがある理論では、プラスチッ
ク注入ライン３２１０は圧縮を受けた後も屈曲状態（ｙｉｅｌｄ）を継続し、これにより
圧縮と測定の間の時間が長い程、満たされた注入ライン３２１０について得られる高さが
それだけ低くなる。このプラスチックは、圧縮率に伴ってプラスチックの歪み量が変化し
、これが次いでプラスチック注入ライン３２１０の測定高さを変化させることになるよう
な粘弾性特性を示すことがある。
低流量モード
所望の流量を得るためのポンピング・アルゴリズムは、より大きな流量と比べて比較的
少ない流量に関しては再充填期間と送達期間８３０、８４０の間におけるモータ３０７２
の速度について異なった制御をし得る。
低流量モードではモータ３０７２は送達期間８４０の間において、カム・シャフト３０
８０の位置を制御して事前定義の容積軌道を生成するように制御を受ける。この容積軌道
とは、時間に対する患者に送達される流体の体積のことである。この事前定義の容積軌道
は通常は、カム・シャフト３０８０の多くの回転にわたって生じており、このため送達期
間８４０は１回の全回転分の流体をそれだけ短い送達期間８４０において軌道速度で送達
しなければならない。
再充填期間８３０の間のモータ３０７２の速度は、プランジャ３０９１の位置における
加圧期間８３５の終了時点での測定に従ってフル注入ライン３２１０が生成されるように
調整される。注入ライン３２１０が直前のポンプ・サイクルにおいて満たされていなけれ
ば制御器はモータ３０７２の速度を減速させることになる。再充填期間８３０は、キャビ
テーションおよび気泡発生を最小化するためにプランジャ３０９１がハード・ストップ３
０２２Ａ（図２７７）からゆっくりと（より低流量で）引き上げられるように選択される
。
その他のすべての時点においてはモータ３０７２は送達ストローク速度で回っている。
簡単にいえばこれは、軌道容積に対応するためにカム・シャフト３０８０が回転を完了し
なければならない速度であり、毎秒５００°を超える値に制限される。
大流量モード
大流量モードでは、再充填期間と送達期間８３０、８４０は送達ストローク速度で生じ
る。加圧期間８３５は毎秒８００°で生じ続ける。この送達ストローク速度は、直前の容
積測定に基づいて継続して更新される。
送達ストローク速度
送達ストローク速度とは、制御器が必要とする流量を維持するためにカム・シャフト３
０８０が回転する必要がある速度である。この値は、毎秒５００°（概ね７００ｍＬ／時
）を超える速度に制限される。この値はまた、蠕動ポンプ２９９０が１回のストローク当
たり８０μＬしか送達しないような場合に必要とされる流量の維持に要する速度未満に制
限される。これでは、かなりの充填不足となり、また蠕動ポンプ２９９０の上流側におけ
る何らかの問題の帰結である可能性がある。この速度は、図３２７に示したように送達さ
れる目下の容積、送達される必要容積、直前のストローク容積、および必要流量を用いて
計算される。
Ａ＝直前ストロークの終了時点の軌道容積
Ｂ＝直前ストロークに関する計測送達体積
Ｄ＝期待されるストローク容積
Ｃ＝Ｂ＋Ｄ−Ａ
Ｔ＝必要とされる軌道流量
Ｃ＝Ｔ（ｔ）
Figure 2017020508
Figure 2017020508
一貫した流量を達成するためには、特に低流量送達の間において、プランジャ３０９１
を下げる速度を制御しなければならない。その目標は、その流れをできる限り連続的とし
かつ軌道容積の近くに維持することにある。このことは、蠕動ポンプ２９９０が送達（再
充填、加圧、その他）をしていない期間のために複雑となる。
連続した流れを達成するためには送達ストロークの開始時において、直前のストローク
の一部として送達される容積を軌道容積と等しくすべきである。このことによって、円滑
な初期送達が保証される（キャッチアップのための初期「ラッシュ」が回避される）。こ
れを実現するには、直前のストロークの終了までに蠕動ポンプ２９９０が再充填および加
圧８３０、８３５フェーズの間に得られる容積だけ過剰送達していなければならない。こ
の過剰送達体積は送達ストロークの全体にわたって加えられており、このため開始時点で
は全く加えられていないが、終了時点までにその全容積が追加されている。
追加の検討は充填容積である。図３２８は、数ポンプ・サイクルの間における送達体積
対カム角度を様々な充填容積にわたって示したグラフである。完全に満たされたポンピン
グ・チェンバ（概ね、１５０μＬ）の場合、出口弁３１１１が最初に開くと流体の噴出が
発生する。別法として、充填容積が約１３０μＬより少ない場合、流体を引き込む傾向が
ある。これらの現象はいずれも流れの連続性にマイナスの影響を及ぼす。これを緩和する
ためにいくつかの実施形態では、これらの影響を最小化するように目標充填容積が設定さ
れる。
図３２８のグラフは、複数の送達ストロークについて送達体積を１３５μＬに正規化し
て表している。充填容積に関する調整がされていればこのストロークの大部分は反復可能
である。このすべてに関する結果は、必要容積が与えられたときにカム・シャフト３０８
０の所望の角度を計算するような３次関数となる。関連する式については以下を参照され
たい。
変数
ｎ＝目下の送達ストローク
ｉ＝目下のモータ制御ＩＳＲサイクル
ｆ（ｘ）＝３次多項式当てはめ
Ｅｎ＝目下の１送達ストロークごとの充填容積が与えられたときの期待されるパルス
の大きさ
Ｐｎ＝１送達ストロークごとのｆ（ｘ）当たりのパルスの大きさ（一定値）
Ｓｎ＝目下のストロークの期待される容積不足
Ｔｉ＝軌道を介した目下の目標容積
Ｖｎ−１＝直前の送達ストロークの完了時点で計測した送達体積
Ｑｉ＝時刻ｉにおいて送達する目標容積
Ｆｉ＝ストロークのうち時刻ｉにおいて完了した比率
Ｏｎ＝過剰容積（サイクルの非送達部分の間の軌道容積増加）
θｉ＝必要とするカム・シャフト角度
θ０＝送達ストロークの開始時点の初期カム・シャフト角度
式
Figure 2017020508
いくつかの実施形態では、送達ストローク中のモータ３０７２の速度は送達ストローク
速度を超えないように制限される。この結果、速い速度では、必要とされる位置が常に速
度制限位置の前側に来ることになる。流量がより少ない場合は、カム・シャフト３０８０
の位置は計算された位置に速やかに到達し、続いて上のアルゴリズムに従う。
下流側閉塞検出
制御器は、送達期間８４０の間、直前の再充填期間８３０の間に閉塞検出器３５３５（
図２５７の３０６８）の位置で測定した圧力または力と、直前のポンプ・サイクルからの
フィルタ処理済みの圧力データと、の比較によって下流側閉塞が存在するか否か判定する
ことがある。ここでポンプ・サイクルとは、再充填、加圧および送達の期間（８３０、８
３５、８４０）を生成するようなカム・シャフト３０８０の１回の全回転のことである。
下流側閉塞は、いくつかの条件のうちのいずれか１つが生じた場合にプロセッサが存在す
ると判定することになる。センサ３５４５Ｂによって測定された圧力または力は、スプリ
アス・ノイズを拒絶するために低域通過フィルタ処理されることがある。一実施形態では
その低域通過フィルタは、１０００Ｈｚを超えるノイズを拒絶することがある。図３２９
にはフィルタ処理済みの仮想圧力を時間の経過に対してプロットして示しており、この中
で圧力は、出口弁３１１１（図２５９）が閉じているときのより低い圧力８５０と、出口
弁３１１１が開いており注入ライン３２１０を通して流れに力が加わって圧力センサ３５
３５Ｂに押し当てられている高い圧力８５１と、の間で往来している。下流側閉塞がある
と、流体が患者の方向に押される際に生成される流れ抵抗が大きくなり、このために拘束
された流体が部分閉塞部を通過してゆっくりと流れることによってピーク圧力が高くなり
かつ／または出口弁３１１１が閉じているときの圧力が高くなる。
下流側閉塞テストの第１の例は、目下のサイクルの最小圧力（ＰＭＩＮ）に関する測定
された変化を一定の値と比較する。ＰＭＩＮの変化が事前定義の値より大きい場合、制御
器は閉塞を宣言することになる。ＰＭＩＮｉの変化は、直前のポンプ・サイクルＰＭＩＮ
ｉ−１の最小圧力に対する目下のポンプ・サイクルの最小圧力の差である。
下流側閉塞は、サイクルｉについてＰ＊ ＭＩＮｉが第１の所与の閾値を超えた場合に宣
言されることになる。
別の実施形態では、ＰＭＩＮの変化は、次式のようにしてＰＭＩＮのフィルタ処理済み
の変化に対するＰＭＩＮの目下の変化の間の差として計算される。
Ｐ＊ ＭＩＮｉ＝ｆ＊ＰＭＩＮｉ＋（１−ｆ）＊Ｐ＊ ＭＩＮｉ−１
ＦＰＭＩＮｉ＝ＰＭＩＮｉ−Ｐ＊ ＭＩＮｉ−１
上式において、ｆは直近のデータに対する重み付け値である。一例では、ｆに関する重み
付け値は０．０５である。ＦＰＭＩＮｉが第２の所与の閾値より大きい場合、制御器はサ
イクルｉについて閉塞を宣言することがある。
別の実施形態では、ＰＭＩＮの変化の総和が第３の所与の閾値を超えたときに下流側閉
塞が宣言される。ここで、ＰＭＩＮの変化の総和は次式に従って計算される。
ＩＰＭＩＮ＝ＰＭＩＮｉ−ＰＬ
上式において、ＰＬは初期圧力マイナス最小圧力である。ＩＰＭＩＮが第３の所与の値を
超えている場合、制御器は閉塞を宣言することがある。
下流側閉塞テストの第４の例は、次式のように目下のポンプ・サイクルに関して最大圧
力を最小圧力（ＰＭＩＮ）と比較する。
ＰＰｉ＝ＰＭＡＸｉ−ＰＭＩＮｉ−１
上式において、ＰＭＡＸＩは送達期間８４０の間における最大圧力である。制御器は、Ｐ
Ｐｉが第４の所与の閾値を超えた場合に下流側閉塞を宣言することがある。
下流側閉塞が発生すると、制御器はポンプに対して、閉塞部に加わる圧力を軽減するた
めに蠕動ポンプ２９９０を通して流体を逆流させるように指令することがある。閉塞が軽
減されるときに患者に流体ボーラスが向かうのを回避するために閉塞に加わる圧力を軽減
することが有益となり得る。一例ではその閉塞は、蠕動ポンプ２９９０と患者の間で注入
ライン３２１０の挟まりやよじれを除くことによってクリアにさせることがある。
上流側閉塞／エア・イン・ライン測定
制御器は、１回のストローク当たりの測定容積および１回のストローク当たりの履歴容
積の平均値に基づいて、上流側閉塞を検出するまたは患者に向けてポンピングされた空気
の体積を決定することがある。制御器は、次式のようにして各ストロークごとの過少送達
体積ＶＵＤｉを計算する。
ＶＵＤｉ＝Ｖａｖｇｉ−Ｖｉ
Ｖａｖｇｉ＝ｆｖ＊Ｖｉ＋（１−ｆｖ）＊Ｖａｖｇｉ−１
上式において、ｆｖは容積に関する重み付け係数であり、またＶｉはサイクルｉの間にポ
ンピングされる流体の体積である。制御器は、直近のＶＵＤが追加されるにつれて最も古
い値を落としながら、いくつかのＶＵＤ値のバッファをメンテナンスしている。エア・イ
ン・ライン検出器３５４５（図２５７の３０６６）が気泡を検出した場合、制御器はＶＵ
Ｄｉが気泡を表すものと見なすことになる。エア・イン・ライン検出器３５４５が空気を
検出しない場合は、ＶＵＤｉは過少送達の容積であると見なされる。制御器は、ＶＵＤｉ
が所与の値を超えておりエア・イン・ライン検出器３５４５が空気を検出しない場合に、
上流側閉塞を宣言することがある。制御器は、患者に向けてポンピングされた空気の体積
を決定することがあるとともに、空気体積が第１の時間期間にわたって第１の値を超える
場合に警報を、また空気体積が第２の時間期間にわたって第２の値を超える場合にアラー
ムを信号伝達することがある。一例では制御器は、エア・イン・ライン検出器３５４５が
空気の存在と第１の空気検出の前のある数のＶＵＤｉとを信号伝達しているときの各スト
ロークごとの過少送達体積（ＶＵＤｉ）の総和をとることによって気泡体積（ＶＢＵＢＢ
ＬＥ）を計算する。
ＶＢＵＢＢＬＥ＝ＶＵＤｉ
一例ではＶＢＵＢＢＬＥは、エア・イン・ライン検出器３５４５が空気の存在と第１の空
気検出の前におけるこの３つのＶＵＤｉとを信号伝達しているときに各ストロークごとに
計算される。
代替的な一実施形態では制御器は、各ストロークごとに過少送達体積ＶＵＤｉを次式の
ようにして計算する。
ＶＵＤｉ＝ＶＴ−Ｖｉ
上式において、ＶＴは制御器内に格納されたあるポンプ・サイクルの公称容積である。こ
の代替実施形態では制御器は、エア・イン・ライン検出器３５４５が空気の存在と第１の
空気検出前のある数のＶＵＤｉとを信号伝達しているときに各ストロークごとの過少送達
体積（ＶＵＤｉ）の総和をとることによって次式のようにして気泡の総容積（ＶＢＵＢＢ
ＬＥ）を計算する。
ＶＢＵＢＢＬＥ＝（ＶＵＤＩ−Ｖ＊ ＵＤｉ）
Ｖ＊ ＵＤｉ＝ｆｖ＊Ｖ＊ ＵＤｉ＋（１−ｆｖ）＊Ｖ＊ ＵＤｉ−１
上式において、Ｖ＊ ＵＤｉはＶＵＤのフィルタ処理済み値であり、またｆｖは重み付け平
均値である。一例ではＶＢＵＢＢＬＥは、エア・イン・ライン検出器３５４５が空気の存
在と第１の空気検出前の３つのＶＵＤｉとを信号伝達しているときに各ストロークごとに
計算される。
一実施形態では、各気泡体積ＶＢＵＢＢＬＥがある設定時間期間をカバーする気泡体積
のバッファに追加されるとともに、このバッファ内の気泡体積の総和が標準に対して評価
される。気泡体積の総和が所与の閾値を超えているとき、制御器はライン内の空気につい
てアラームを出す。制御器は、患者から空気を引き戻すように蠕動ポンプ２９９０を逆転
されることがある。一例ではそのバッファは、最も最近の１５分間の動作を取り込んでお
り、またその空気体積閾値は５０から１０００?ｌの間の値に設定される。一例では、所
与の値より少ない気泡体積が気泡体積の和の中に算入されることがある。一例では、１０
?ｌ未満の気泡体積を無視することがある。空気体積閾値は、ユーザ設定可能とすること
があり、またはデバイス・サーバ・ゲートウェイからダウンロードしたＤＥＲＳデータの
一部とすることがある。ＤＥＲＳおよびデバイス・サーバ・ゲートウェイについては、Ｓ
ＹＳＴＥＭ， ＭＥＴＨＯＤ， ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＥＬＥＣＴＲＯ
ＮＩＣ ＰＡＴＩＥＮＴ ＣＡＲＥに関する相互参照の本出願（整理番号第Ｊ８５号）に
詳細に記載されている。
漏れテスト
加圧期間８３５の終了時点において、プランジャＬ字形カム・フォロワ３０９０がプラ
ンジャ・カム３０８３上に載っておらずかつプランジャ先端３０９１Ｂが注入ライン３２
１０上に載っている間にプランジャ３０９１の位置を監視することによって漏れが決定さ
れる。プランジャ３０９１が所与の時間にわたって所与の値を超えるだけ移動していれば
、流体が弁３１０１、３１１１を通過して漏れたことを示す。一実施形態では、プランジ
ャ３０９１の位置を監視して弁３１０１、３１１１の間に漏れが存在するか否か判定する
ために、蠕動ポンプ２９９０を、加圧期間８３５の終了時点で毎６秒ごとに２分の１秒間
停止させている。
蠕動ポンプによる流体送達に関する状態図
流体の送達を制御するソフトウェアに関する状態図を図３３０に示している。［送達ト
ップ状態］（本明細書において大文字表記のフェーズ（訳文では、［］内に入れて表記）
は、その文脈に応じて、変数、プロセスまたはデータ構造、その他を示すことがあり得る
）は、全ポンプ制御器３４３０に関する［上位状態］であるとともに、［待機状態］と［
作動状態］とを備える。ポンプ制御器３４３０の開始、送達の完了または送達の中止／ア
ボートがあると、この［待機状態］に入る。［作動状態］は、モータ３０７２の起動また
は送達の実行を要するすべての状態に関する［上位状態］である。［作動状態］はまた、
［フリーズ］コマンドを扱う。
［送達状態］は、送達の実行を要するすべての状態に関する［上位状態］である。この
状態は、その目下の状態に応じて２つの挙動を有する中止コマンドを扱う。能動的な送達
の間に指令があると蠕動ポンプ２９９０は目下のストロークが完了した後で送達を終了さ
せることになる。蠕動ポンプ２９９０が現在フリーズ状態にある場合は、送達を即座に終
わらせることになる。
［送達開始状態］は、送達サイクルの開始またはカム・シャフト３０８０の１回転を意
味する。蠕動ポンプ２９９０は、目下の条件に応じて３つの状態のうちの１つに遷移する
ことになる。直前の漏れチェック以降に十分な時間が経過していれば、［漏れチェック位
置へ移動状態］がコールされる。直前の送達がフリーズして中間ストロークでアボートし
た場合、直前の送達が終了した箇所で送達を再開するために［プランジャの降下移動状態
］に入る。そうでない場合は、モータ制御器３４３０は［被加圧位置へ移動状態］に遷移
する。
［漏れチェック位置へ移動状態］は、モータ制御器３４３０に対して［弁閉鎖プランジ
ャ降下］位置まで移動しその位置を保持するように指令する。モータ３０７２の速度は、
毎秒８００°で動くように指令される。カム・シャフト３０８０が所望の位置に達したと
の通知を受け取ると、容積計算のために被加圧位置測定値が取られるとともに、［漏れチ
ェック待ち状態］がコールされる。
［漏れチェック待ち状態］は、ある設定量の時間を経過し終えるまでアイドリング状態
とし、これにより注入ライン３２１０を整理させ、また漏れの場合には流体をポンピング
・チェンバから逃がすことが可能となる。この時間が経過した後に、プランジャ３０９１
の位置が再度測定されるとともに、漏れ条件の有無を決定するためにこれがその被加圧位
置と比較される。故障検出器には、空気および閉塞に関する監視のために送達ストローク
が開始されようとしていること、ならびに［プランジャ降下位置へ移動状態］がコールさ
れたことが伝えられる。
［被加圧位置へ移動状態］は、モータ制御器３４３０に対して［弁閉鎖プランジャ降下
］位置に向けて移動しその箇所に到達した時点で通知を送るように指令する。この位置に
到達すると新たなコマンドが発せられるまで移動を続けることになる。モータ３０７２の
速度は、毎秒８００°で動くように指令される。
カム・シャフト３０８０が所望の位置に達したとの通知を受け取ると、容積計算のため
に被加圧位置測定値が取られるとともに、［プランジャ降下位置へ移動状態］がコールさ
れる。故障検出器には、空気および閉塞に関する監視のために送達ストロークが開始され
ようとしていることが伝えられる。
［プランジャ降下位置へ移動状態］は、カム・シャフト３０８０の回転のうちの出口弁
３１１１が開いている部分の全体にわたってカム・シャフト３０８０の位置を制御する。
カム・シャフト３０８０の位置は、その流れの一貫性をできる限り維持しようと試みるよ
うな方式で制御を受ける。この状態の間では、モータ３０７２の速度はここでも、計算さ
れた送達ストローク速度を超えないように制限されている。モータ制御器３４３０がこの
状態を抜け得るための経路は２つ存在する。第１のケースではこの状態は、カム・シャフ
ト３０８０が［出口開放プランジャ降下］位置に達した後に通知される。別法として、ス
トローク中に総送達体積が指令された容積に達した場合に、カム・シャフト３０８０の位
置がフリーズされるとともにその状態はストロークが完了したとの通知を受ける。
カム・シャフト３０８０が［出口開放プランジャ降下］位置に達したとの通知を受ける
と、そのプランジャ３０９１の位置が送達後位置測定値として保存されるとともに、故障
検出器にはその送達ストロークが完了したことが伝えられる。この測定を用いることによ
って、送達された容積が（セクション３の較正を用いて）計算される。蠕動ポンプ２９９
０が中間ストロークで停止となった場合に、送達された容積は目下の位置と充填容積とを
用いて推定される。更新された送達体積情報を用いて、更新済みの送達ストローク速度が
計算される。最後に、送達体積に到達したようなケースでは、蠕動ポンプ２９９０は［送
達終了状態］をコールする。そうでない場合は、［充填位置へ移動状態］に入る。
［充填位置へ移動状態］はモータ制御器３４３０に対して［入口弁開放プランジャ上昇
］位置（［充填前ウィンドウ］を差し引く）に向けて移動しその箇所に到達した時点で通
知を送るように指令する。この位置に到達すると新たなコマンドが発せられるまで移動を
続けることになる。モータ３０７２の速度は、計算された送達ストローク速度で動くよう
に指令される。所望の位置に到達すると、［充填位置通過状態］がコールされる。
［充填位置へ移動状態］はモータ制御器３４３０に対して［入口弁開放プランジャ上昇
］位置（［充填後ウィンドウ］を加える）に向けて移動しその箇所に到達した時点で通知
を送るように指令する。この位置に到達すると新たなコマンドが発せられるまで移動を続
けることになる。モータ３０７２の速度は、計算された再充填ストローク速度で動くよう
に指令される（セクション８．３参照）。再充填ストローク速度は、この状態に入った時
点で新たなモータ３０７２コマンドが発せられる前に計算される。
所望の位置に到達すると、［送達終了状態］がコールされる。
［送達終了状態］は、その送達体積が得られたか否かまたは中止の要求がなされたか否
かをチェックする。諾の場合には、モータ制御器３４３０が［待機状態］に入るとともに
、カム・シャフト３０８０の位置は［入口弁開放プランジャ上昇］位置まで進むように指
令される。そうでない場合は［送達開始状態］がコールされるとともに、新たな送達サイ
クルが始まる。
［作動状態］が［フリーズ］コマンドを処理しているときは［フリーズ状態］がコール
される。カム・シャフト３０８０の位置がその目下の位置にフリーズされるとともに、故
障検出器および容積推定器は送達がフリーズされているとの通知を受ける。
［フリーズ状態］にある間に送達再開コマンドを受け取った場合は、状態マシンは［フ
リーズ状態］に入る前にあった状態に戻される。故障検出器と容積推定器の両者に対して
、送達が再開されていることが知らされる。送達中止コマンドを受け取った場合は、［待
機状態］がコールされる。
［較正状態］は、カム・シャフト３０８０およびプランジャ３０９１の位置の較正に伴
う各状態に関する［上位状態］である。
［ホーム検出状態］はカム・シャフト３０８０の較正を実行する。この状態に入ると、
［ＩＯアクセス］クラスは較正が始まっているためある種のセンサ保護がオフになってい
る可能性があることが通知される。この状態は、そのプロセスが完了したのちに通知を受
け取る。この通知を受け取ると、その較正値が不揮発メモリに送られる。最後に、［ホー
ムへ移動状態］がコールされる。
［ホームへ移動状態］は単に蠕動ポンプ２９９０に対して、［入口弁開放プランジャ上
昇］位置まで移動するように指令するだけである。この位置に到達すると、蠕動ポンプ２
９９０は［待機状態］に戻る。
図３３１は、蠕動ポンプ２９９０の故障を検出するためのコードに関する可能状態チャ
ートを示しており、また図３３２は本開示の一実施形態に従った蠕動ポンプ２９９０の閉
塞を検出するための閉塞検出状態チャートを示している。図３３３は、本開示の一実施形
態に従った蠕動ポンプ２９９０内の蠕動ポンプ２９９０用モータ３０７２の速度を制御す
るためのフィードバック制御ループを表している。
ソフトウェア・アーキテクチャ
蠕動ポンプ２９９０のソフトウェア・アーキテクチャについて図３３４に概略を示して
いる。このソフトウェア・アーキテクチャでは、要求されるポンピング作用を実行するた
めに相互作用する協働型のサブシステムにソフトウェアを分割している。このソフトウェ
アは、本明細書に記載したすべての実施形態に等しく適用可能とし得る。このソフトウェ
アはまた、本明細書には記載しないことがあるようなその他のポンプ実施形態に関して使
用されることがある。各サブシステムは、基礎にあるオペレーティング・システムによっ
て制御される１つまたは複数の実行ストリームから構成されることがある。本技術分野で
使用される有用な用語には、オペレーティング・システム、サブシステム、プロセス、ス
レッドおよびタスクが含まれる。
宛先のタスクまたはプロセスへの情報の「プッシュ」のためには、非同期メッセージ４
１３０が使用される。送り手プロセスまたはタスクではメッセージ送達の確認を取得しな
い。この方式で送達されるデータは、その性質が反復性であるのが典型的である。メッセ
ージが一貫したスケジュールに基づくことが予測される場合、受け手プロセスまたはタス
クはメッセージが時間通りに届かないときに障害を検出する可能性がある。
タスクまたはプロセスにコマンドを送るため、あるいはプロセスまたはタスクからの情
報を要求（プル）するためには、同期メッセージ４１２０を使用することがある。コマン
ド（または、要求）を送った後で、発側のタスクまたはプロセスは応答を待っている間は
実行を中断する。この応答は要求された情報を包含することがあり、または単に送信メッ
セージの受け取りの確認だけのことがある。応答が適時に受け取れない場合は、送り側プ
ロセスまたはタスクはタイムアウトすることがある。こうしたことが起きた場合、送り側
プロセスまたはタスクは実行を再開すること、かつ／またはエラー条件を信号伝達するこ
とがある。
オペレーティング・システム（ＯＳ）とは、コンピュータ・ハードウェア・リソースを
管理するとともにコンピュータ・プログラムに対して共通のサービスを提供するソフトウ
ェアの集合体である。オペレーティング・システムは、プログラムとコンピュータ・ハー
ドウェアとの間の媒介体の役割をする。ハードウェアによってある種のアプリケーション
・コードが直接実行されることがあるが、そのアプリケーション・コードがＯＳ機能への
システム・コールを頻繁に出すことやこれによって中断されることがある。
ＲＴＰ３５００は、医用デバイスに関するセーフティ・レベルに合うように認定を受け
たリアルタイム・オペレーティング・システム（ＲＴＯＳ）上で動作する。ＲＴＯＳは、
リアルタイムのアプリケーション実行を目標とするマルチタスク型オペレーティング・シ
ステムである。リアルタイム・オペレーティング・システムは、挙動の決定論的性質を達
成できるようにした特殊なスケジュール調整式アルゴリズムを使用することが多い。ＵＩ
Ｐ３６００は、Ｌｉｎｕｘオペレーティング・システム上で動作する。Ｌｉｎｕｘオペレ
ーティング・システムは、Ｕｎｉｘ様のコンピュータ・オペレーティング・システムであ
る。
サブシステムとは、ある指定された（関連の）システム機能組が割り当てられたソフト
ウェア（および、恐らくはハードウェア）の集合体である。サブシステムは、担当内容を
明瞭に規定しており、またその他のサブシステムに対するインターフェースを明瞭に規定
している。サブシステムは、１つまたは複数のプロセス、スレッドまたはタスクを使用す
るソフトウェアに関するアーキテクチャ上の一機構である。
プロセスは、それ自体の仮想アドレス空間で動作するＬｉｎｕｘオペレーティング・シ
ステムの上で動作する独立の実行体である。保護用コード空間への書き込みおよびプロセ
スのメモリ領域外部でのデータアクセスの禁止によって当該メモリの完全性および分離性
を強化するために、ＣＰＵ上にあるメモリ管理ハードウェアを用いることがある。プロセ
スは単に、プロセス間通信機構を用いてその他のプロセスにデータを渡すことだけが可能
である。
Ｌｉｎｕｘではスレッドは、別々にスケジュール設定された並行プログラム実行パスで
ある。Ｌｉｎｕｘ上においてスレッドは常に、プロセス（少なくとも１つのスレッドを有
さねばならないとともに、複数のスレッドを有することが可能）と関連付けされている。
スレッドはその「ペアレント」プロセスと同じメモリ空間を共有する。あるプロセスに属
しているスレッドのすべての間でデータを直接共有することが可能であるが、共有された
項目に適正に同期してアクセスするためには注意をしなければならない。各スレッドは、
割り当てられた実行優先度を有する。
ＲＴＯＳ（リアルタイム・オペレーティング・システム）上のタスクは、Ｌｉｎｕｘの
「スレッド」に類似した別々にスケジュール設定された並行プログラム実行パスである。
すべてのタスクはＣＰＵメモリ・マップ全体からなる同じメモリ・アドレス空間を共有し
ている。メモリ保護を提供するＲＴＯＳを用いているとき、各タスクの有効なメモリ・マ
ップはメモリ保護ユニット（ＭＰＵ）ハードウェアによって共通コード空間とタスクのプ
ライベート・データおよびスタック空間とに制限されている。
ＵＩＰ３６００上のプロセスは、図３３４の片方向矢印で示したようなＩＰＣコールを
介して連絡している。各実線矢印は、同期メッセージ４１２０のコールおよび応答を表し
ており、また点線矢印は非同期のメッセージ４１３０である。ＲＴＰ３５００上のタスク
も同様に互いに連絡している。ＲＴＰ３５００およびＵＩＰ３６００は、各側にＩｎｔｅ
ｒＣｏｍｍプロセス４１１０またはＩｎｔｅｒＣｏｍｍタスク４２１０を備えた非同期シ
リアル・ライン３６０１によってブリッジされている。ＩｎｔｅｒＣｏｍｍプロセス４１
１０は、このブリッジの両側に同じ通信ＡＰＩ（アプリケーション・プログラミング・イ
ンターフェース）を設けており、したがってすべてのプロセスおよびタスクは同じメソッ
ド・コールを用いてやり取りすることが可能である。
管理プロセス４３２０は、オペレーティング・システム・サービスのすべてが開始済み
になった後にＬｉｎｕｘシステムのスタートアップ・スクリプトによって呼び出されるこ
とがある。管理プロセス４３２０は次いで、ＵＩＰ３６００上のソフトウェアを備えた様
々な実行可能ファイルを開始することがある。ソフトウェア・コンポーネントのいずれか
が予期せずに終了またはフェールになった場合、管理プロセス４３２０は通知を受けるこ
とがあり、また適当なアラームを生成することがある。
システムが動作している間において、管理プロセス４３２０は様々なシステム・コンポ
ーネントに関するソフトウェアの「ウォッチ・ドッグ」の役割をすることがある。管理プ
ロセス４３２０による登録の後に、プロセスは管理プロセス４３２０に「チェックイン」
するようにまたはこれに周期的に信号を送るように要求されることがある。要求された間
隔で「チェックイン」の不良が管理プロセス４３２０によって検出されることがある。不
良のサブシステムが検出されると管理プロセス４３２０は、何も行わない、アラームを宣
言する、または不良のプロセスをリスタートさせるのうちのいずれかの回復措置を実施す
ることがある。実施する回復措置は、管理プロセス４３２０内にコンパイルされたテーブ
ル・エントリによって事前決定されることがある。「チェックイン」間隔は、そのプロセ
スの重要度にその一部で基づいてプロセスごとに様々とすることがある。このチェックイ
ン間隔はまた、コンピュータ・プロセスの最小化によってポンプ制御器４２５６の応答を
最適化するために蠕動ポンプ２９９０動作の間において様々とすることがある。例示の一
実施形態では、チューブの充填の間においてポンプ制御器４２５６は、能動的なポンピン
グの間と比べてチェックインをより頻繁としないことがある。
要求されたチェックイン・メッセージに応答して、管理プロセス４３２０はチェックイ
ンを受けるプロセスに、様々なシステム・ステータス項目を返すことがある。このシステ
ム・ステータス項目は、ポンプ上の１つまたは複数のコンポーネントのステータスおよび
／またはエラーとすることがある。このシステム・ステータス項目は、バッテリ・ステー
タス、ＷｉＦｉ接続ステータス、デバイス・ゲートウェイ接続ステータス、デバイス・ス
テータス（待機、注入実行、診断モード、エラー、その他）、テクニカル・エラー指示、
およびエンジニアリング・ログ・レベルを含むことがある。
管理プロセス４３２０内で実行しているスレッドは、バッテリ３４２０内の内部監視チ
ップからバッテリ３４２０の状態を読み取るために用いられることがある。このことは、
毎１０秒ごとなど比較的頻繁ではない間隔で実施されることがある。
ＵＩ Ｖｉｅｗ４３３０は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）を実
装し、表示画面３７２５上での表示グラフィックスのレンダリングおよびタッチ画面３７
３５やその他のデータ入力手段上での入力への応答を行うことがある。ＵＩ Ｖｉｅｗ４
３３０の設計はステートレスとすることがある。表示されている画面は、表示しようとす
る任意の可変データを伴うようにＵＩ Ｍｏｄｅｌプロセス４３４０によって指令される
ことがある。指令された表示はデータの変化に関わらず周期的にリフレッシュされる。
ユーザ入力ダイアログ（仮想キーボード、ドロップ・ダウン選択リスト、チェック・ボ
ックス、その他）のスタイルおよび外観は、画面設計によって指定されるとともに、全体
としてＵＩ Ｖｉｅｗ４３３０によって実装されることがある。ユーザ入力は、ＵＩ Ｖ
ｉｅｗ４３３０によって収集されるとともに、解釈のためにＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３４０に
送られる。ＵＩ Ｖｉｅｗ４３３０は、仮想キーボード、ユニコード文字列、ロード可能
フォント、右→左入力、翻訳機能（ロード可能な翻訳ファイル）、および構成可能な数値
および日付フォーマット（ただし、これらに限らない）を含むリストに関する機能を伴っ
たマルチ地域、マルチ言語サポートに対応することがある。
ＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３４０は、画面フローを実装し、これによりユーザ経験を制御する
ことがある。ＵＳモデル４３４０は、ＵＩ Ｖｉｅｗ４３３０とやり取りし、表示する画
面を指定するとともに画面上に表示させようとする任意の過渡値を供給することがある。
ここで画面とは、物理的な表示画面３７２５上に表示される画像のこと、および規定され
た対話エリアまたはユーザ・ダイアログ（すなわち、タッチ画面３７３５上のボタン、ス
ライダ、テンキーその他など）のことを指す。ＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３４０は、ＵＩ Ｖｉ
ｅｗ４３３０から送られるあらゆるユーザ入力を解釈することがあり、また目下の画面上
の値の更新、新たな画面の指令、または適当なシステム・サービスへ要求を渡すこと（す
なわち、「ポンピングの開始」をＲＴＰ３５００に渡すこと）のいずれかを行うことがあ
る。
薬物投与ライブラリから注入する投薬が選択されたときにＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３４０は
、データベース・システム４３５０の一部とし得るローカル・データベース内に保存され
た薬物投与ライブラリとやり取りすることがある。ユーザのこの選択によって、所望の投
薬のプログラミングおよび投与のためのランタイム構成がセットアップされることがある
。
オペレータが注入プログラムに入ることがあり得る間において、ＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３
４０は検証および解釈のためにユーザの入力値を［注入マネージャ］４３６０に伝達する
。治療決定は、ＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３４０によってなされないことがある。治療値は［注
入マネージャ］４３６０からＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３４０にまたＵＩ Ｖｉｅｗ４３３０に
渡りユーザに対して表示させることがある。
ＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３４０は、［注入マネージャ］４３６０から収集したデバイス・ス
テータス（目下の注入進捗、警報、ドア・センサ３１６３および摺動クランプ・センサ３
１５２、その他）を、ＵＩ Ｖｉｅｗ４３３０によって表示可能にするために連続して監
視することがある。警報／アラームおよびシステム状態のその他の変化が、ＵＩ Ｍｏｄ
ｅｌ４３４０による画面変化を起こさせることがある。
追加の投与量セーフティ・ソフトウェア・アルゴリズム（複数可）
注入マネージャ・プロセス（ＩＭ）４３６０は、蠕動ポンプ２９９０により送達される
注入を検証しかつ制御することがある。注入を開始するためには、ユーザはＵＩ Ｖｉｅ
ｗ／Ｍｏｄｅｌ４３３０／４３４０とやり取りして指定の投薬および臨床用途を選択する
ことがある。この指定によって、使用するある指定の薬物投与ライブラリ（ＤＡＬ）エン
トリが選択されることがある。ＩＭ４３６０は、注入の検証および実行で使用するために
データベース４３５０からこのＤＡＬエントリをロードすることがある。
薬物投与ライブラリのあるエントリが選択された後にＩＭ４３４０は、投与量モード、
すべてのユーザ入力可能パラメータに関する限界値およびデフォルト値（設定がある場合
）をＵＩ Ｍｏｄｅｌ４３４０に渡すことがある。このデータを用いてＵＩ Ｍｏｄｅｌ
４３４０は、ユーザが注入プログラムに入るガイドを行うことがある。
各パラメータがユーザによって入力されるにつれて、その値が検証のためにＵＩ Ｖｉ
ｅｗ／Ｍｏｄｅｌ４３３０／４３４０からＩＭ４３６０に送られることがある。ＩＭ４３
６０は、ＤＡＬ限界とのパラメータの適合に関する指示と一緒にＵＩ Ｖｉｅｗ／Ｍｏｄ
ｅｌ４３３０／４３４０にそのパラメータをエコーバックすることがある。これによって
ＵＩ Ｖｉｅｗ／Ｍｏｄｅｌ４３３０／４３４０は、制限外のすべての値についてユーザ
に通知することが可能となり得る。
有効なパラメータからなる完全な組が入力済みになると、ＩＭ４３６０はさらに有効な
注入インジケータを返し、これによってＵＩ Ｖｉｅｗ／Ｍｏｄｅｌ４３３０／４３４０
に対してユーザへの「開始」制御子の提示を可能とさせることがある。
ＩＭ４３６０は、要求を受けたときにＵＩ Ｖｉｅｗ／Ｍｏｄｅｌ４３３０／４３４０
に利用可能な注入／ポンプ・ステータスを同時に行うことがある。ＵＩ Ｖｉｅｗ／Ｍｏ
ｄｅｌ４３３０／４３４０が「ステータス」画面を表示している場合は、このデータのそ
こへの投入が要求されていることがある。このデータは、注入状態とポンプ状態とからな
る複合体とすることがある。
（有効な）注入を実行するように要求されたときに、ＩＭ４３６０はユーザ指定のデー
タを包含した「注入ワークシート」と、ＤＡＬからの読み取り専用限界値を包含した「注
入テンプレート」と、をＣＲＣを受けたバイナリ・ブロックとしてＲＴＰ３５００上で実
行される注入制御タスク４２２０に返すことがある。ＲＴＰ３５００上の注入制御タスク
４２２０は、同じユーザ入力、変換およびＤＥＲＳ入力をとるとともに、注入ワークシー
トを再計算することがある。注入制御タスク４２２０の計算による結果は第２のＣＲＣを
受けたバイナリ・ブロック内に保存されるとともに、ＵＩＰ３６００からの第１のバイナ
リ・ブロックと比較されることがある。ＵＩＰ３６００上で行われた注入計算は、注入の
実行前にＲＴＰ３５００上で再計算されてダブルチェックされることがある。
入力値（すなわち、?ｌ、グラム、％）をｍｌなどの標準単位に変換するための係数は
、ＵＩＰ３６００のメモリまたはデータベース・システム４３５０内に保存されることが
ある。この係数は、ルックアップ・テーブル内または指定の記憶箇所に保存されることが
ある。このルックアップ・テーブルは、数十個の変換値を包含することがある。単一のビ
ットの反転によって誤った変換係数が使用されることになる恐れを低減するために、変換
値に関するアドレスは、ゼロから４２９４９６７２９６すなわち２３２までの値の間に分
散させている。このアドレスは、あるアドレスのバイナリ形式が第２のアドレスのものと
１ビットの差だけにならないようにして選択される。
注入が実行されている間においてＩＭ４３６０は必要に応じて、その進捗、シーケンス
、休止、リスタート、副次的注入、ボーラスおよびＫＶＯ（静脈開放保持）の状況を監視
することがある。注入の間に要求されるあらゆるユーザ警報（注入ほぼ完了、ＫＶＯコー
ルバック、副次的完了コールバック、その他）は、ＩＭ４３６０によってトラッキングお
よびトリガされることがある。
ＵＩＰ３６００上のプロセスは、Ｌｉｎｕｘで利用可能なメッセージ・キュー・ライブ
ラリに基づいて独自のメッセージ伝達スキームを介して互いに通信することがある。この
システムは、承認型（同期メッセージ４１２０）と非承認型（非同期メッセージ４１３０
）の両方のメッセージ受け渡しを提供することができる。
リアルタイム・プロセッサ（ＲＴＰ）３５００を宛先とするメッセージは、Ｉｎｔｅｒ
Ｃｏｍｍプロセス４３１０に渡され、ＩｎｔｅｒＣｏｍｍプロセス４３１０はこのメッセ
ージをシリアル・リンク３６０１を介してＲＴＰ３５００に転送する。ＲＴＰ３５００上
の同様のＩｎｔｅｒＣｏｍｍタスク４２１０は、このメッセージをその目的の宛先までＲ
ＴＰ３５００のメッセージ伝達システムを介して中継することがある。
このシリアル・リンク３６０１上で使用されるメッセージ伝達スキームは、傷ついたメ
ッセージに関するエラー検出および再送信を提供することができる。このことは、時折プ
ロセッサ間通信を「歪める（ｇａｒｂｌｅ）」ことがあるような電気的な外乱をシステム
が受けにくくさせるために必要となることがある。
すべてのタスクにわたって一貫したインターフェースを維持するために、メッセージ伝
達システムで使用されるメッセージ・ペイロードは共通ベースクラス（メッセージ・ベー
ス）から導出されたデータ・クラスとすることがある。このクラスは、データ同一性（メ
ッセージ種別）とデータ保全性（ＣＲＣ）の両者をメッセージに追加する。
オーディオ・サーバ・プロセス４３７０は、システム上の音を演出するために使用され
ることがある。すべてのユーザ・フィードバック音（キー押下ビープ音）およびアラーム
または警報音は、事前に録音されたサウンド・ファイルを再生することによって作成され
ることがある。このサウンド・システムはまた、所望の場合に音楽やスピーチを再生する
ために用いられることがある。
サウンド要求は、実際のサウンド・ファイル選択がオーディオ・サーバ・プロセス４３
７０内に組み込まれた象徴的なもの（「高優先度アラーム音の再生」など）とすることが
ある。代替的な音環境に切り替える能力を提供することがある。この能力は、地域や言語
の違いに応じて音をカスタマイズするために用いられることがある。
デバイス・ゲートウェイ通信マネージャ・プロセス（ＤＧＣＭ）４３８０は、Ｗｉ−Ｆ
ｉネットワーク３６２０、３６２２、３７２０を介したデバイス・ゲートウェイ・サーバ
との通信を管理することがある。ＤＧＣＭ４３８０は、管理プロセス４３２０によって開
始されかつ監視されることがある。ＤＧＣＭ４３８０が予期せずに終了すると管理プロセ
ス４３２０によってこれがリスタートされることがある、ただし障害が持続的である場合
にシステムはゲートウェイ実行を伴わずに機能を継続することがある。
Ｗｉ−Ｆｉ接続を確立し維持すること、および次いでデバイス・ゲートウェイへの接続
を確立することがＤＧＣＭ４３８０の機能であることがある。ＤＧＣＭ４３８０とデバイ
ス・ゲートウェイの間のすべてのやり取りは、Ｓｙｓｔｅｍ， Ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ
Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅに関
する相互参照の本出願（整理番号第Ｊ８５号）に記載されたシステムなどのシステムとす
ることがある。
ゲートウェイとの接続が利用不可能であるまたは利用不可能となった場合に、ＤＧＣＭ
４３８０は進行中のあらゆる転送を止め、そのリンクの再接続を試みることがある。リン
クが再確立されたときに転送を再開することがある。ネットワークおよびゲートウェイの
動作状態は周期的に管理プロセス４３２０に報告されることがある。管理プロセス４３２
０は、ユーザに表示させるためにこの情報を分配することがある。
ＤＧＣＭ４３８０は、更新のためにデバイス・ゲートウェイ・サーバをポーリングしか
つ利用可能の場合により新しい項目をダウンロードするような自律型サブシステムとして
機能することがある。さらにＤＧＣＭ４３８０は、データベース内のロギング・テーブル
を監視し、利用可能となると直ちに新たなログ・イベントをアップロードすることがある
。首尾よくアップロードされたイベントは、データベース内などでそのようにフラグされ
てもよい。デバイス・ゲートウェイ・サーバに再接続された後でＤＧＣＭ４３８０は、ロ
グ・アップロードに「キャッチアップ」し、通信途絶の間に入力されたすべての項目を送
ることがある。ゲートウェイから受け取ったファームウェアおよび薬物投与ライブラリの
更新は、後続のインストールのためにＵＩＰ３６００のファイル・システム内にステージ
ングされる（ｓｔａｇｅｄ）ことがある。そのデバイスに向けられた注入プログラム、臨
床的助言、患者識別およびその他のデータ項目をデータベース内にステージングさせるこ
とがある。
ＤＧＣＭ４３８０は、接続ステータスおよび日付／時刻の更新値を管理プロセス４３２
０に報告することがある。ＤＧＣＭ４３８０とこれ以外の動作ソフトウェアのいずれかの
間にその他の直接的な接続は全く存在しないことがある。こうした設計によれば、その動
作ソフトウェアがデバイス・ゲートウェイおよびＷｉ−Ｆｉネットワークの潜在的に過渡
的な利用可能性から切り離される。
モータ・チェック４３８３のソフトウェアは、モータ３０７２の回転を報告するハード
ウェア・カウンタまたはエンコーダ３４３８（図３２５）を読み取る。このモジュールの
ソフトウェアは、モータ３０７２の動きを独立に推定するとともに、これらを注入速度に
関するユーザ入力に基づいて予測される動きと比較する。これは、適正なモータ制御のた
めの独立チェックである。しかし、ＲＴＰ３５００上において主要モータ制御ソフトウェ
アを実行することがある。
通常動作の間にロギング・プロセス４３８６を介してイベント情報がログに書き込まれ
ることがある。これらのイベントは、内部マシン・ステータスおよび測定値、ならびに治
療履歴イベントからなることがある。イベント・ログ・データのボリュームおよび頻度に
由来して、データベースに書き込むために待機している間はこれらのロギング動作をＦＩ
ＦＯキュー内にバッファリングしておくことがある。
薬物投与ライブラリ、ローカル・マシン設定値、注入履歴およびマシン・ログ・データ
を保存するためには、ＳＱＬデータベース（ＰｏｓｔｇｒｅＳＱＬ）を用いることがある
。データベース・サーバによって実行される保存済み手続きは、アプリケーションを内部
データベース構造から分離するために用いられることがある。
データベース・システム４３５０は、デバイス・ゲートウェイ・サーバ向けのログ・デ
ータ用バッファとして、ならびにゲートウェイからポンプに送られる注入設定値およびウ
ォーニング向けのステージング・エリアとして用いられることがある。
注入の開始が要求されると、ＤＡＬエントリおよびユーザ選択のすべてのパラメータが
注入制御タスク４２２０に送られることがある。ＤＡＬ検証のすべて、ならびに要求され
た投与量に基づいた注入速度および容積に関する再計算が実行されることがある。この結
果はＵＩＰ３６００上のＩＭ４３６０によって計算された結果と突き合わせてチェックさ
れることがある。これらの結果は、継続のためにマッチングを要することがある。
注入が実行されているとき、注入制御タスク４２２０は各注入「セグメント」（すなわ
ち、ある注入のうちの容積と速度からなる一部分）の送達を制御することがある。セグメ
ントの例は、主注入、ＫＶＯ、ボーラス、ボーラス後の主部の残り、滴定後の主部、その
他である。注入セグメントは、ＵＩＰ３６００上のＩＭプロセス４３６０によって順序設
定されている。
ポンプ制御タスク４２５０は、ポンピング機構を駆動させる制御器を組み込むことがあ
る。所望のポンピング速度および量（ＶＴＢＩ）は、注入制御タスク４２２０から送られ
るコマンド内で指定されることがある。
ポンプ制御４２５０は、センサ・タスク４２６４から周期的なセンサ読み値を受け取る
ことがある。モータ３０７２の速度および位置を決定するためならびにブラシレス・モー
タ制御ＩＲＱ４２６２に送るための所望のコマンドを計算するために、新たなセンサ読み
値が用いられることがある。センサ・メッセージを受け取ることによって、制御器出力の
再計算がトリガされることがある。
流体をポンピングする間にポンプ制御タスク４２５０は、ポンピング速度の制御、送達
される容積の測定、検出された空気の（ローリング時間窓にわたる）測定、閉塞に関する
流体圧力やその他の指示値の測定、および上流側閉塞の検出といったタスクのうちの少な
くとも１つを実行することがある。
関連する測定は、ＲＴＰステータス・タスク４２３０に周期的に報告されることがある
。ポンプ制御４２５０は、同時に１つの注入セグメントを実行し、指令された送達体積に
達したときに中止することがある。センサ・タスク４２６４は、ポンピング・システムに
対する動的な制御のために使用されるセンサ・データを読み取りかつ集計することがある
。センサ・データは、カム・シャフトを測定する回転エンコーダ３１３０と、プランジャ
３０９１の位置を測定するリニア・エンコーダ３５２０、３５２５と、を含むことがある
。
センサ・タスク４２６４は、専用のカウンタ／タイマを介して一貫した１ｋＨｚの速度
で（１．０ｍｓごとに）実行するようにスケジュール設定されることがある。関連するセ
ンサのすべてが読み取られた後に、そのデータは非同期メッセージ４１２０を介してポン
プ制御タスク４２５０に渡されることがある。このメッセージの周期的な受け取りは、蠕
動ポンプ２９９０の制御ループを同期させるためのマスタ時間ベースとして用いられるこ
とがある。
ＲＴＰステータス・タスク４２３０は、ＲＴＰ３５００上で実行される様々なタスクの
状態とステータスの両方に関する中央リポジトリとすることがある。ＲＴＰステータス・
タスク４２３０は、ＵＩＰ３６００上で実行されるＩＭ４３６０、およびＲＴＰ３５００
自体の上で実行されるタスクの両方にこの情報を分配することがある。
ＲＴＰステータス・タスク４２３０はまた、進行中の注入に対応する流体で満たされる
ことがある。ポンプの開始および中止、ならびにポンピングの進捗は、ポンプ制御タスク
４２５６によってＲＴＰステータス４２３０に報告されることがある。ＲＴＰステータス
・タスク４２３０は、総注入容積、主送達体積、主ＶＴＢＩ（カウントダウン式）、ボー
ラスが進行する間のボーラスの送達体積およびＶＴＢＩ、ならびに副次的注入が進行する
間の副次的注入に関する送達体積およびＶＴＢＩのうちの少なくとも１つからなることが
ある。
ＲＴＰ３５００上で起動されたすべての警報またはアラームは、ＲＴＰステータス・タ
スク４２３０を通されて、引き続いてＵＩＰ３６００に渡ることがある。
このユニットが動作している間に、プログラム・フラッシュおよびＲＡＭメモリはメモ
リ・チェッカ・タスク４２４０によって連続してテストを受けることがある。この非破壊
的テストは、ＲＴＰ３５００上のメモリ空間全体が数時間ごとにテストを受けるようにス
ケジュール設定されることがある。このタスクの下で必要に応じて追加の周期的チェック
がスケジュール設定されることがある。
ＲＴＰ３５００上で実行されるタスクは、互いに通信するようにおよびＵＩＰ３６００
上で実行中のタスクと通信するように要求されることがある。
ＲＴＰメッセージ伝達システムは、システム内の任意のタスクにメッセージを渡すこと
を可能とさせるために統一全域アドレス指定スキームを用いることがある。ローカルのメ
ッセージは、オフチップのメッセージがＩｎｔｅｒＣｏｍｍタスク４２１０によって（非
同期のシリアル３６０１）通信リンクを介してルート設定されるようにしてＲＴＯＳのメ
ッセージを渡す機能を利用してメモリ内に渡されてもよい。
ＩｎｔｅｒＣｏｍｍタスク４２１０は、２つのプロセッサの間でシリアル・リンク３６
０１のＲＴＰ３５００の側を管理することがある。これは、ＵＩＰ３６００上のＩｎｔｅ
ｒＣｏｍｍプロセス４３１０に対するＲＴＰ３５００の等価物である。ＵＩＰ３６００か
ら受け取ったメッセージはＲＴＰ３５００上のその宛先まで中継されることがある。外向
きのメッセージは、ＵＩＰ３６００上のＩｎｔｅｒＣｏｍｍプロセス４３１０まで転送さ
れることがある。
ＲＴＰ３５００とＵＩＰ３６００の間のすべてのメッセージは、エラー検出コード（３
２ビットＣＲＣ）を用いてデータ破損の有無をチェックされることがある。破損が検出さ
れた場合は、シリアル・リンク３６０１を介して送られたメッセージを送り直すことがあ
る。これによってＥＳＤに妥当に耐え得るような通信システムを提供できる。プロセス間
におけるプロセッサ内部の破損メッセージは、困難なシステム障害として扱われることが
ある。メッセージ伝達システムで用いられるメッセージ・ペイロードのすべては、可能な
メッセージ宛先のすべてにわたる一貫性を保証するために共通ベースクラス（メッセージ
ベース）から導出されるデータ・クラスとすることがある。
ブラシレス・モータ制御４２６２は、１つのタスクとして実行させないことがあり、厳
密なフォアグラウンド（中断文脈）プロセスとして実装されることがある。中断はコミュ
テータまたはホール・センサ３４３６から生じることがあり、また算定アルゴリズムはそ
の全体を中断サービス・ルーチン内で実行させることがある。
図３３５および３３６は、本開示の実施形態に従った蠕動ポンプ２９９０と一緒に用い
得る２つのデュアルバンド・アンテナの幾何学構成を示している。図３３５は、プリント
回路基板を製造する際に作製されるのが典型的であるような基板上の金属層を用いて製作
し得るアンテナに関する上面および底面図である。図３３６はまた、プリント回路基板製
造方法を用いて製作されることがある。
当業者であれば本開示を逸脱することなく様々な代替形態や修正形態を考案することが
できよう。したがって本開示は、このような代替、修正および変更をすべて包含するよう
に意図している。さらに、本開示のいくつかの実施形態について図面に示しかつ／または
本明細書で検討してきたが、本技術分野が許容するのと本開示を同じ趣旨広さとすべきで
ありかつ本明細書を同様に読むべきであることを意図しているため、本開示をこれらに限
定しようという意図ではない。したがって上の説明は、限定と解釈すべきではなく、単に
特定の実施形態に関する例証と解釈すべきである。また、当業者であれば本明細書に添付
した特許請求の範囲の趣旨および精神の域内にあるその他の修正が想起されよう。上述し
たおよび／または添付の特許請求の範囲内のものと実質的に差がないその他の要素、ステ
ップ、方法および技法もまた、本開示の趣旨域内にあるように意図している。
図面に示した実施形態は、単に本開示のある種の例を論証するために提示したものであ
る。また説明した図面は単なる例示でありかつ非限定的である。例証を目的として図面の
中において、その要素のいくつかのサイズが誇張されており、ある特定のスケールに合わ
せて描かれていないことがある。さらに図面内において同じ番号を有するように示した要
素はその文脈に応じて、同一の要素であることがありまたは同様の要素であることがある
。
本説明および特許請求の範囲において「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用
語を使用する場合、これによってその他の要素やステップを排除するものではない。単数
形の名詞に言及する際に例えば「ａ」、「ａｎ」または「ｔｈｅ」などの不定冠詞または
定冠詞を用いている場合、これには当該の名詞の複数形を含む、ただし特に何か具体的な
記述がある場合を除く。したがって、「を備える」という用語はその後にリストされてい
る項目に制限していると解釈すべきではなく、これはその他の要素やステップを排除して
おらず、またしたがって「項目ＡおよびＢを備えるデバイス」という表現の趣旨は構成要
素ＡおよびＢだけからなるデバイスに限定すべきではない。この表現は、本開示について
は、本デバイスの唯一の関連する構成要素がＡとＢであることを意味している。
さらに「第１の」、「第２の」、「第３の」その他の用語は、本説明で使用されている
か本特許請求の範囲で使用されているかによらず、同様の要素の間の区別のために提供し
たものであり、必ずしも順列や時間に関する順序を記述するために提供したものではない
。このように使用される用語は適当な状況下では置き換え可能である（明瞭に否定の開示
がある場合を除く）こと、ならびに本明細書に記載した開示の実施形態が本明細書に説明
または図示したのと異なるその他のシーケンスおよび／または構成で動作可能であること
を理解すべきである。
本発明の第１の態様は、
カム・シャフトと、
前記カム・シャフトに結合された第１および第２のピンチ弁カムと、
前記第１および第２のピンチ弁カムと係合するように構成された第１および第２のピン
チ弁カム・フォロワと、
前記カム・シャフトに結合されたプランジャ・カムと、
前記プランジャ・カムと係合するように構成されたプランジャ・カム・フォロワと、
チューブを受け取るように構成されたチューブ受け器と、
前記プランジャ・カム・フォロワに結合されたばねバイアス・プランジャであって、前
記カム・シャフトが回転したとき前記プランジャ・カム・フォロワと交差する半径方向角
度に沿って前記プランジャ・カムが伸長することにより、前記プランジャ・カムが押され
、ばねバイアス・プランジャを前記チューブから係合解除し、ばねバイアス・プランジャ
に結合されたばねがばねバイアス・プランジャを付勢し、圧潰力を前記チューブに加える
、ばねバイアス・プランジャと、
前記ばねバイアス・プランジャに動作可能に結合され、前記ばねバイアス・プランジャ
の位置を決定するように構成された位置センサと、
前記位置センサに結合されたプロセッサであって、前記位置センサを使用して決定した
前記位置を利用して前記チューブ内の流体の流体流を推定するように構成されているプロ
セッサと
を備える蠕動ポンプである。
本発明の第２の態様は、
前記カム・シャフトに動作可能に結合され、前記カム・シャフトの回転角を決定するよ
うに構成された角度センサをさらに備える、第１の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第３の態様は、
前記プロセッサが、前記位置センサの第１の静止領域を前記位置センサの第２の静止領
域と比較し、前記流体流を推定する、第１の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第４の態様は、
前記プロセッサが、前記角度センサによって示される所定の角度範囲内で前記第１の静
止領域を識別することによって前記第１の静止領域を決定する、第３の態様の蠕動ポンプ
である。
本発明の第５の態様は、
前記プロセッサが、前記角度センサによって示される第２の所定の角度範囲内で前記第
２の静止領域を識別することによって前記第２の静止領域を決定する、第４の態様の蠕動
ポンプである。
本発明の第６の態様は、
前記プロセッサが、前記角度センサによって示される所定の角度で位置センサを測定す
ることによって前記第１および第２の静止領域を決定する、第４の態様の蠕動ポンプであ
る。
本発明の第７の態様は、
前記プロセッサが、前記位置センサによって測定された第１の静止領域を前記位置セン
サによって測定された第２の静止領域と比較し、前記流体流を推定する、第１の態様の蠕
動ポンプである。
本発明の第８の態様は、
前記プロセッサが、前記位置センサによって測定される前記プランジャのピーク運動を
識別することによって前記第１の静止領域を決定し、前記第２の静止領域が前記識別され
たピークの後にあると識別する、第６の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第９の態様は、
前記プロセッサが、前記第１の静止領域の端部を識別することによって前記第２の静止
領域を決定する、第６の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第１０の態様は、
バランサ・カムと、
バランサ・カム・フォロワと、
前記バランサ・カム・フォロワに対して力を加え、それにより前記バランサ・カム・フ
ォロワから力を前記バランサ・カムに加えるように構成されたバランサばねとをさらに備
え、
前記カム・シャフトがその回転軸周りで回転したとき前記カム・シャフトのピーク・ト
ルクを低減するように前記バランサ・カムが形作られる、第１の態様の蠕動ポンプである
。
本発明の第１１の態様は、
前記カム・シャフトに回転トルクを加えるように前記カム・シャフトに動作可能に結合
された電気モータをさらに備える、第１の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第１２の態様は、
前記電気モータが、ステッパ・モータ、ＤＣモータ、ブラシレスＤＣモータ、ブラシＤ
Ｃモータ、ＡＣモータ、多相誘導モータ、固定子または回転子に結合された少なくとも１
つの永久磁石を有する電気モータ、および誘導モータのうちの１つである、第１０の態様
の蠕動ポンプである。
本発明の第１３の態様は、
第１の層と、
少なくとも部分的に前記第１の層に隣接して配置され、入口流路、気泡室、および出口
流路を画定する第２の層であって、前記入口流路が前記気泡室と流体連通し、前記出口流
路が前記気泡室と流体連通する、第２の層と、
可変容積室、基準室、ならびに前記可変容積室および前記基準室と動作可能に連通する
音響ポートを有するアセンブリであって、前記可変容積室が、前記気泡室周りで、前記第
１の層および前記第２の層のうちの少なくとも１つに配置された開口を含む、アセンブリ
と
を備えるポンプである。
本発明の第１４の態様は、
前記気泡室に係合するように配置されたプランジャをさらに備える、第１３の態様のポ
ンプである。
本発明の第１５の態様は、
圧力源と、前記基準室に結合された流体ポートとをさらに備え、前記圧力源が、前記流
体ポートと流体連通し、負圧および正圧のうちの少なくとも１つを前記流体ポートに加え
る、第１３の態様のポンプである。
本発明の第１６の態様は、
前記基準室内に配置された基準スピーカと、
前記基準室内に配置された基準マイクロフォンと、
前記可変容積室内に配置された可変容積マイクロフォンと
をさらに備える、第１３の態様のポンプである。
本発明の第１７の態様は、
前記基準スピーカ、前記基準マイクロフォン、および前記可変容積マイクロフォンと動
作可能に通信するプロセッサをさらに備え、前記プロセッサが、複数の周波数を生成する
ように前記スピーカを制御し、前記基準マイクロフォンおよび前記可変容積マイクロフォ
ンを通じて前記周波数を感知するように構成され、前記プロセッサが、前記基準マイクロ
フォンおよび前記可変容積マイクロフォンからの感知された周波数を使用して前記可変容
積の容積を推定するようにさらに構成されている、第１６の態様のポンプである。
本発明の第１８の態様は、
前記プロセッサが、前記可変容積の前記推定された容積を使用してポンプの流量を推定
するようにさらに構成されている、第１６の態様のポンプである。
本発明の第１９の態様は、
第１の層と、
少なくとも部分的に前記第１の層に隣接して配置され、入口流路、気泡室、および出口
流路を画定する第２の層であって、前記入口流路が前記気泡室と流体連通し、前記出口流
路が前記気泡室と流体連通する、第２の層と、
可変容積室、基準室、ならびに前記可変容積室および前記基準室と動作可能に連通する
音響ポートを有するアセンブリであって、前記可変容積室が、前記気泡室周りで、前記第
１の層および前記第２の層のうちの少なくとも１つに配置された開口を含む、アセンブリ
と、
前記基準室内に配置された基準スピーカと、
前記基準室内に配置された基準マイクロフォンと、
前記可変容積室内に配置された可変容積マイクロフォンと、
前記基準スピーカ、前記基準マイクロフォン、および前記可変容積マイクロフォンと動
作可能に通信するプロセッサとを備え、
前記プロセッサが、複数の周波数を生成するように前記スピーカを制御し、前記基準マ
イクロフォンおよび前記可変容積マイクロフォンを通じて前記周波数を感知するように構
成され、
前記プロセッサが、前記基準マイクロフォンおよび前記可変容積マイクロフォンからの
感知された周波数を使用して前記可変容積の容積を推定するようにさらに構成され、
前記プロセッサが、前記可変容積の前記推定された容積を使用して流量を推定するよう
にさらに構成されている、流量計である。
本発明の第２０の態様は、
ハウジングと、
モータと、
前記モータの回転により回転するように前記モータに動作可能に結合されたカム・シャ
フトと、
共に回転するように前記カム・シャフトに結合されたプランジャ・カムと、
前記ハウジングに動作可能に結合されたピボット・シャフトと、
前記ピボット・シャフトに枢動可能に結合されたプランジャであって、前記カム・シャ
フトの前記プランジャ・カムと係合するように構成されたカム・フォロワを有し、チュー
ブを圧縮するための第１の位置、および前記チューブから離れた第２の位置に枢動するよ
うに構成されているプランジャと、
前記チューブを圧縮するための前記第１の位置に前記プランジャを付勢するように構成
された付勢部材と、
前記プランジャの位置を測定するように前記プランジャに結合された位置センサと、
前記付勢部材が前記プランジャを前記第１の位置に向かって移動させたとき前記チュー
ブから排出される流体の体積を推定するように前記位置センサに結合されたプロセッサと
を備える蠕動ポンプである。
本発明の第２１の態様は、
前記プランジャおよび前記プランジャ・カムが、前記付勢部材の力だけを使用して前記
チューブを圧縮するように構成され、
前記プランジャ・カムが、前記プランジャを前記第２の位置に引き込むようにだけ構成
され、
前記プランジャ・カムが前記プランジャを前記チューブに押し付けないように前記プラ
ンジャ・カムと係合するように前記プランジャが構成されている、第２０の態様のポンプ
である。
本発明の第２２の態様は、
前記プランジャがＬ字形である、第２０の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第２３の態様は、
前記プランジャがＵ字形である、第２０の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第２４の態様は、
入口弁と、
出口弁と
をさらに備える、第２０の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第２５の態様は、
前記入口弁、前記出口弁、前記プランジャ、および前記プランジャ・カムが、前記入口
弁および前記出口弁が閉じられている間前記チューブを圧縮するように構成され、その結
果、前記プロセッサが前記位置センサを使用して前記プランジャの前記第１の位置を測定
することができる、第２４の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第２６の態様は、
前記入口弁、前記出口弁、前記プランジャ、および前記プランジャ・カムが、前記プラ
ンジャの前記第１の位置が測定された後で前記出口弁を開き、前記出口弁を通じて前記チ
ューブから流体を排出するように構成され、前記プロセッサが、前記出口弁が開かれた後
で前記位置センサを使用して前記プランジャの前記第２の位置を測定するように構成され
ている、第２５の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第２７の態様は、
前記プロセッサが、前記測定された第１の位置を前記測定された第２の位置と比較し、
前記出口弁を通じて排出された流体の量を決定する、第２６の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第２８の態様は、
前記入口弁および前記出口弁が、前記チューブに対してばねバイアスされる、第２４の
態様の蠕動ポンプである。
本発明の第２９の態様は、
前記入口弁が、前記カム・シャフトに結合された入口弁カムと連動するように構成され
た入口弁カム・フォロワを含む、第２８の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第３０の態様は、
前記出口弁が、前記カム・シャフトに結合された出口弁カムと連動するように構成され
た出口弁カム・フォロワを含む、第２９の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第３１の態様は、
第１のスロットを有するハウジングと、
前記ハウジングに枢動可能に結合されたドアであって、チューブを受け取るように構成
された圧盤を有し、閉位置および開位置を有するように構成され、第２のスロットを含む
ドアと、
共に枢動可能に結合された第１の部分と第２の部分とを画定するピボットを有するキャ
リアであって、前記第１の部分が前記ハウジングの前記第１のスロット内に摺動可能に配
置され、前記第２の部分がドアの前記第２のスロット内に摺動可能に配置される、キャリ
アと、
前記ドアに枢動可能に結合され、前記キャリアに動作可能に結合されたレバー・ハンド
ルと
を備える蠕動ポンプである。
本発明の第３２の態様は、
前記ドアが開いているとき、前記キャリアの前記第１の部分が前記第１のスロット内に
配置され、前記キャリアの前記第２の部分が前記第２のスロット内に配置され、前記キャ
リアの前記第１の部分と前記第２の部分が、前記ドアが開いているとき枢動点から離れて
互いに直交して配置される、第３１の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第３３の態様は、
前記ドアが閉じられているとき前記キャリアの前記第１の部分と前記第２の部分が互い
に隣接して配置され、その結果、前記レバー・ハンドルが動いたとき前記キャリアが前記
第１および第２のスロット内で摺動可能であるように構成されている、第３１の態様の蠕
動ポンプである。
本発明の第３４の態様は、
前記第２の部分が、前記ドアが前記開位置にあるとき閉塞位置で前記チューブに結合さ
れた摺動オクルーダを受け取るように構成され、前記ドアおよび前記レバー・ハンドルが
、前記ドアが前記閉位置にあるとき前記レバー・ハンドルの動きにより前記キャリアの前
記第１および第２の部分が前記第１のスロットに向かって移動され、それにより前記摺動
オクルーダが非閉塞位置に移動されるように構成されている、第３３の態様の蠕動ポンプ
である。
本発明の第３５の態様は、
前記ドアが閉じられているとき前記チューブを前記圧盤内で圧縮するように構成された
プランジャをさらに備え、前記レバー・ハンドルが開位置にあるとき前記プランジャを前
記チューブから持ち上げて離し、前記レバー・ハンドルが閉位置にあるとき前記プランジ
ャを前記チューブに向かって駆動するように前記レバー・ハンドルが前記プランジャに動
作可能に結合されている、第３１の態様の蠕動ポンプである。
本発明の第３６の態様は、
前記第２の部分が、前記ドアが前記開位置にあるとき閉塞位置で前記チューブに結合さ
れた摺動オクルーダを受け取るように構成されている、第３１の態様の蠕動ポンプである
。
本発明の第３７の態様は、
前記ドアが板ばねを備え、前記ドアが前記閉位置にあり前記板ばねが前記ドアを前記ハ
ウジングに対して押圧するように前記レバー・ハンドルが前記ドアに対して枢動されたと
き前記ハウジング上に掛止するように前記ドアが構成されている、第３１の態様の蠕動ポ
ンプである。
本発明の第３８の態様は、
回転用のモータ手段と、
回転用の前記モータ手段に結合されたカム手段と、
チューブに対して押圧するためのプランジャ手段と、
前記チューブを通じて排出される流体の体積を推定するための容積測定手段と
を備える蠕動ポンプである。
本発明の第３９の態様は、
本明細書において規定され、参照され、例示され、または示されている注入ポンプの、
いずれか、およびすべての新規性の特徴である。
本発明の第４０の態様は、
実質的に示され、記載されている装置である。

Claims (21)

  1. カム・シャフトと、
    前記カム・シャフトに結合された第１および第２のピンチ弁カムと、
    前記第１および第２のピンチ弁カムと係合するように構成された第１および第２のピン
    チ弁カム・フォロワと、
    前記カム・シャフトに結合されたプランジャ・カムと、
    前記プランジャ・カムと係合するように構成されたプランジャ・カム・フォロワと、
    チューブを受け取るように構成されたチューブ受け器と、
    前記プランジャ・カム・フォロワに結合されたばねバイアス・プランジャであって、前
    記カム・シャフトが回転したとき前記プランジャ・カム・フォロワと交差する半径方向角
    度に沿って前記プランジャ・カムが伸長することにより、前記プランジャ・カムが押され
    、ばねバイアス・プランジャを前記チューブから係合解除し、ばねバイアス・プランジャ
    に結合されたばねがばねバイアス・プランジャを付勢し、圧潰力を前記チューブに加える
    、ばねバイアス・プランジャと、
    前記ばねバイアス・プランジャに動作可能に結合され、前記ばねバイアス・プランジャ
    の位置を決定するように構成された位置センサと、
    前記位置センサに結合されたプロセッサであって、前記位置センサを使用して決定した
    前記位置を利用して前記チューブ内の流体の流体流を推定するように構成されているプロ
    セッサと
    を備える蠕動ポンプ。
  2. 前記カム・シャフトに動作可能に結合され、前記カム・シャフトの回転角を決定するよ
    うに構成された角度センサをさらに備える、請求項１に記載の蠕動ポンプ。
  3. 前記プロセッサが、前記位置センサの第１の静止領域を前記位置センサの第２の静止領
    域と比較し、前記流体流を推定する、請求項１に記載の蠕動ポンプ。
  4. 前記プロセッサが、前記角度センサによって示される所定の角度範囲内で前記第１の静
    止領域を識別することによって前記第１の静止領域を決定する、請求項３に記載の蠕動ポ
    ンプ。
  5. 前記プロセッサが、前記角度センサによって示される第２の所定の角度範囲内で前記第
    ２の静止領域を識別することによって前記第２の静止領域を決定する、請求項４に記載の
    蠕動ポンプ。
  6. 前記プロセッサが、前記角度センサによって示される所定の角度で位置センサを測定す
    ることによって前記第１および第２の静止領域を決定する、請求項４に記載の蠕動ポンプ
    。
  7. 前記プロセッサが、前記位置センサによって測定された第１の静止領域を前記位置セン
    サによって測定された第２の静止領域と比較し、前記流体流を推定する、請求項１に記載
    の蠕動ポンプ。
  8. 前記プロセッサが、前記位置センサによって測定される前記プランジャのピーク運動を
    識別することによって前記第１の静止領域を決定し、前記第２の静止領域が前記識別され
    たピークの後にあると識別する、請求項６に記載の蠕動ポンプ。
  9. 前記プロセッサが、前記第１の静止領域の端部を識別することによって前記第２の静止
    領域を決定する、請求項６に記載の蠕動ポンプ。
  10. 前記カム・シャフトに回転トルクを加えるように前記カム・シャフトに動作可能に結合
    された電気モータをさらに備える、請求項１に記載の蠕動ポンプ。
  11. 前記電気モータが、ステッパ・モータ、ＤＣモータ、ブラシレスＤＣモータ、ブラシＤ
    Ｃモータ、ＡＣモータ、多相誘導モータ、固定子または回転子に結合された少なくとも１
    つの永久磁石を有する電気モータ、および誘導モータのうちの１つである、請求項１０に
    記載の蠕動ポンプ。
  12. ハウジングと、
    モータと、
    前記モータの回転により回転するように前記モータに動作可能に結合されたカム・シャ
    フトと、
    共に回転するように前記カム・シャフトに結合されたプランジャ・カムと、
    前記ハウジングに動作可能に結合されたピボット・シャフトと、
    前記ピボット・シャフトに枢動可能に結合されたプランジャであって、前記カム・シャ
    フトの前記プランジャ・カムと係合するように構成されたカム・フォロワを有し、チュー
    ブを圧縮するための第１の位置、および前記チューブから離れた第２の位置に枢動するよ
    うに構成されているプランジャと、
    前記チューブを圧縮するための前記第１の位置に前記プランジャを付勢するように構成
    された付勢部材と、
    前記プランジャの位置を測定するように前記プランジャに結合された位置センサと、
    前記付勢部材が前記プランジャを前記第１の位置に向かって移動させたとき前記チュー
    ブから排出される流体の体積を推定するように前記位置センサに結合されたプロセッサと
    を備え、
    前記プランジャと前記プランジャ・カムは、前記付勢部材の力だけを用いて前記を圧縮
    するようになされ、
    前記プランジャ・カムは、前記プランジャを前記第２の位置に引き込むようにだけなさ
    れ、
    前記プランジャは、前記プランジャ・カムが前記プランジャを前記チューブに押し付け
    ないようにして前記プランジャ・カムと係合するようになされる、
    蠕動ポンプ。
  13. 前記プランジャがＬ字形である、請求項１２に記載の蠕動ポンプ。
  14. 前記プランジャがＵ字形である、請求項１２に記載の蠕動ポンプ。
  15. 入口弁と、
    出口弁と
    をさらに備える、請求項１２に記載の蠕動ポンプ。
  16. 前記入口弁、前記出口弁、前記プランジャ、および前記プランジャ・カムが、前記入口
    弁および前記出口弁が閉じられている間前記チューブを圧縮するように構成され、その結
    果、前記プロセッサが前記位置センサを使用して前記プランジャの前記第１の位置を測定
    することができる、請求項１５に記載の蠕動ポンプ。
  17. 前記入口弁、前記出口弁、前記プランジャ、および前記プランジャ・カムが、前記プラ
    ンジャの前記第１の位置が測定された後で前記出口弁を開き、前記出口弁を通じて前記チ
    ューブから流体を排出するように構成され、前記プロセッサが、前記出口弁が開かれた後
    で前記位置センサを使用して前記プランジャの前記第２の位置を測定するように構成され
    ている、請求項１６に記載の蠕動ポンプ。
  18. 前記プロセッサが、前記測定された第１の位置を前記測定された第２の位置と比較し、
    前記出口弁を通じて排出された流体の量を決定する、請求項１７に記載の蠕動ポンプ。
  19. 前記入口弁および前記出口弁が、前記チューブに対してばねバイアスされる、請求項１
    ５に記載の蠕動ポンプ。
  20. 前記入口弁が、前記カム・シャフトに結合された入口弁カムと連動するように構成され
    た入口弁カム・フォロワを含む、請求項１９に記載の蠕動ポンプ。
  21. 前記出口弁が、前記カム・シャフトに結合された出口弁カムと連動するように構成され
    た出口弁カム・フォロワを含む、請求項２０に記載の蠕動ポンプ。
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