JP2023517630A - 輸液ポンプの圧力変調モータトルク - Google Patents

輸液ポンプの圧力変調モータトルク Download PDF

Info

Publication number
JP2023517630A
JP2023517630A JP2022554658A JP2022554658A JP2023517630A JP 2023517630 A JP2023517630 A JP 2023517630A JP 2022554658 A JP2022554658 A JP 2022554658A JP 2022554658 A JP2022554658 A JP 2022554658A JP 2023517630 A JP2023517630 A JP 2023517630A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plunger
current input
force
syringe
infusion pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022554658A
Other languages
English (en)
Inventor
マッデン ヘンリー
ハリソン クーンズ ポール
ファリー マリサ
クラウトバウアー ケビン
Original Assignee
スミスズ メディカル エーエスディー，インコーポレイティド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スミスズ メディカル エーエスディー，インコーポレイティド filed Critical スミスズ メディカル エーエスディー，インコーポレイティド
Publication of JP2023517630A publication Critical patent/JP2023517630A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • A61M5/14546—Front-loading type injectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/172—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/31—Details
    • A61M5/315—Pistons; Piston-rods; Guiding, blocking or restricting the movement of the rod or piston; Appliances on the rod for facilitating dosing ; Dosing mechanisms
    • A61M5/31565—Administration mechanisms, i.e. constructional features, modes of administering a dose
    • A61M5/31576—Constructional features or modes of drive mechanisms for piston rods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/332—Force measuring means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/35—Communication
    • A61M2205/3546—Range
    • A61M2205/3561—Range local, e.g. within room or hospital
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated
    • A61M2205/8212—Internal energy supply devices battery-operated with means or measures taken for minimising energy consumption
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • A61M5/1456—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons with a replaceable reservoir comprising a piston rod to be moved into the reservoir, e.g. the piston rod is part of the removable reservoir
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16831—Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

輸液ポンプは、駆動モータの静かでエネルギー効率の良い動作のために、認識された注入圧力要件に基づいて駆動モータを調節するように構成することができる。輸液ポンプは、電流入力に基づく可変出力トルクを有する電気モータと、プランジャドライバと薬剤容器のプランジャとの間の力を検出するように構成されたプランジャヘッドセンサと、プランジャドライバとプランジャ薬剤容器との間の検出力に基づいて電気モータへの電流入力を調節するように構成された制御モジュールとを含むことができる。このような輸液ポンプのための電流入力は、検出された力の規定された大きさに従って漸進的に減少させることができる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年３月１０日に出願された米国仮出願第６２／９８７，４３５号に対する優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に完全に組み込まれる。
本開示は、一般に、輸液ポンプシステムに関し、より具体的には、検出された力に基づいて輸液ポンプの駆動モータを調節するためのシステムおよび方法に関する。
医療の分野では、輸液ポンプは、所定量または所定用量の薬剤、流体、流体状の物質、または注入剤（本明細書では、まとめて、注入剤または薬剤）の患者への送達および投与を管理するために使用されてきた。輸液ポンプは、他のパラメータ間の用量および投薬のタイミングを制御するために使用されてきた。輸液ポンプは、０．０１ｍＬ／時から１２００ｍＬ／時までの範囲の速度で、長期間にわたって注入剤を正確に送達することにより、注入剤の手動投与よりも顕著な利点を提供する。輸液ポンプは、癌、糖尿病、血管障害、神経障害、および代謝障害を含む、通常の薬理学的介入を必要とする疾患および障害の治療に特に有用である。輸液ポンプは、また、麻酔を送達し、痛みを管理するための医療提供者の能力を高める。
歩行可能タイプ、大容量タイプ、患者管理鎮痛（ＰＣＡ）タイプ、エラストマータイプ、シリンジタイプ、経腸タイプ、およびインスリンポンプタイプを含む多くのタイプの輸液ポンプがある。特定の設計および使用目的に応じて、輸液ポンプを使用して、静脈内、腹腔内、動脈内、皮内、皮下、および、神経に近接して、ならびに、手術部位、硬膜外空間、あるいは、くも膜空間へ、様々な送達方法で薬剤を投与することができる。輸液ポンプは、病院、介護施設、および他の短期および長期の医療施設を含む様々な環境、ならびに在宅ケア環境で使用される。
前述したように輸液ポンプの一種は、一般にシリンジポンプと呼ばれ、プレフィルドシリンジをマイクロプロセッサ制御下で機械的に駆動し、プレフィルドシリンジと流体連通している輸液ラインまたはチューブを介して患者に所定の量または投与量の薬剤を送達するものである。シリンジポンプは、通常、親ねじ（ｌｅａｄ ｓｃｒｅｗ）を回転させるモータを含んでいる。親ねじは、ポンプに取り外し可能に取り付けられたシリンジのバレル内のプランジャを前方に押す（または、押し付けるか、さもなければ反対方向に作用する）プランジャドライバを順番に作動させる。プランジャドライバは、逆方向または反対方向、例えば、シリンジから離れる方向にも移動することができることに留意されたい。従って、シリンジのプランジャを前方に押すと、輸液がシリンジから外側へ押し出され、輸液ラインのチューブに入り、次いで患者の体内に入る。シリンジポンプの例は、「Ｈｉｇｈ Ａｃｃｕｒａｃｙ Ｓｙｒｉｎｇｅ Ｐｕｍｐｓ」と題する公開されたＰＣＴ出願ＷＯ２０１６／１８３３４９号、および「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｏｖｅｒｌｏａｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ Ｓｙｒｉｎｇｅ Ｐｕｍｐｓ」と題する米国公開特許出願２０１７／０２０３０３２号（本開示の出願人に譲渡）に開示され、その両方が参照により本明細書に完全に組み込まれる。本開示を通じて使用される場合、「シリンジポンプ」という用語は、一般に、シリンジに作用してそこから外側に輸液を制御可能に押し出す任意のデバイスに関連することを意図している。
このようなシリンジポンプは非常によく機能することが証明されているが、シリンジポンプシステムを継続的に改善することが望まれている。特に、いくつかの既知のポンプよりも動作音が静かで、消費電力が少ないシリンジポンプを提供することが望まれている。より静かでエネルギー効率の良い輸液ポンプを製造する試みが以前から行われているが、従来の常識では、より静かな動作のポンプを製造することを目的として、モータの機械的に分離するか、より静かでエネルギー効率の良い輸液ポンプを製造するために低出力モータを使用するかのいずれかが一般的である。「Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｐｕｍｐ Ｄｒｉｖｅ Ｕｓｉｎｇ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｏｔｏｒ」と題された米国公開特許出願第２０１３／０１２３７４９号（Ｒｏｃｈｅ Ｄｉａｂｅｔｅｓ Ｃａｒｅ Ｉｎｃ．に譲渡）は、より静かでより効率の良い輸液ポンプのそのような一例を開示し、これは、駆動素子としてより低い電力の線形圧電モータを使用するものである。
輸液ポンプのこれらの例は、一般に、特に従来の電気モータベースの駆動部を有するポンプと比較して、より静かな動作、および、より低いエネルギー消費を提供するが、このようなポンプは、高い注入圧力条件（例えば、１４～１８ｐｓｉ）において失速しやすいか、さもなければ、動作が中断されるようになる可能性がある。圧力上昇は、様々なポンプの動作環境および状況において珍しくないため、注入中の治療の中断の可能性を減少させた、より一貫した性能を提供する必要性がある。したがって、より静かでエネルギー効率の高い輸液ポンプを製造することが望ましい場合があるが、ポンプは、劇的に失速したり動作を中断したりすることなく、注入圧力の範囲で定常動作を提供することによって、信頼性および信頼性基準を満たすかそれを超えるのに十分に大きいか強力であることが必要である。本開示は、これらの懸念事項に対処するものである。
本開示の実施形態は、感知された注入圧力に従って、全範囲の注入圧力を取り扱うことができる駆動モータへの電力入力を制御し、それによって、注入圧力がそのような動作をする余裕があるほど低い場合、駆動モータをより静かでよりエネルギー効率のよい方法で動作させる装置および方法を提供する。例えば、一実施形態では、装置および方法は、約０．１～約１．０アンペア（Ａ）の電気入力を有する電気モータを用いることができ、シリンジポンププランジャドライバと薬剤容器またはシリンジのプランジャとの間の検出された力に基づいて電気入力を低減することができる。別の実施形態では、約０．１７５Ａから約０．７Ａの間の電気入力を有する電気モータを実装することができる。したがって、いくつかの実施形態では、入力電流は、定常状態の通常の動作条件（例えば、約８ｐｓｉ未満の注入圧力）において大幅に減少させることができ、それによって、従来の電気駆動システムと比較して、より静かな動作、および、より低いエネルギー消費が提供される。エネルギー効率の向上は、輸液ポンプをバッテリ電源で動作させる場合に特に望ましい場合がある。
本開示の一実施形態は、認識された注入圧力要件に基づいて駆動モータの電流入力を調節するように構成された輸液ポンプを提供する。輸液ポンプは、電気モータと、力センサと、制御モジュールとを含む。電気モータは、電流入力に基づく可変出力トルクを有し得る。力センサは、ポンプのプランジャドライバと薬剤容器内のプランジャとの間の力を検出するように構成されている。制御モジュールは、力センサによって検出された力に基づいて、電気モータへの電流入力を調整するように構成されている。
一実施形態では、プランジャドライバセンサによって検出された力の大きさに応じて、輸液ポンプ内の電気モータの電流入力を段階的に減少させることができる。そのような実施形態において、電流入力は、検出された力が約８０Ｎ以上である場合は電気モータの最大定格電力入力に、検出された力が約８０Ｎ未満である場合は電気モータの最大定格電力入力の約７５％に、検出された力が約６５Ｎ未満である場合は電気モータの最大定格電力入力の約５０％に、検出された力が無視できる場合は電気モータの最大定格電力の約２５％に維持することができる。一実施形態では、連続曲線に沿って検出された力の非線形関数に従って、電気モータへの電流入力を減少させることができる。
本開示の別の実施形態は、輸液ポンプのプランジャドライバと薬剤容器内のプランジャとの間の力を検出することと、プランジャドライバと薬剤容器内のプランジャとの間の検出された力に基づいて、電気駆動モータへの電流を調節することと、を含む輸液ポンプの動作方法を提供する。
別の実施形態では、本開示は、輸液ポンプのプランジャドライバの直線移動速度に少なくとも部分的に基づいて、駆動モータの電流入力を変調するように構成された輸液ポンプを提供する。輸液ポンプは、電気モータと、プランジャヘッドセンサと、制御モジュールとを含む。電気モータは、電流入力に基づく可変出力トルクを有することができる。プランジャヘッドセンサは、プランジャドライバがシリンジのプランジャのように薬剤容器を押すときに、動作中のプランジャドライバの直線移動速度を検出するように構成されている。制御モジュールは、プランジャヘッドセンサによって検出された直線移動速度に基づいて、電気モータへの電流入力を調整するように構成されている。
別の実施形態において、本開示は、力センサによって検出されるプランジャドライバと薬剤容器との間の力、および輸液ポンプのプランジャドライバの直線移動速度の両方に基づいて、駆動モータの電流入力を調節するように構成される輸液ポンプを提供する。
一実施形態において、本開示は、認識された注入圧力要件に基づいて駆動モータの電流入力を調節するように構成された輸液ポンプを提供する。輸液ポンプは、シリンジの装填を受け入れる形状およびサイズのシリンジレセプタクルを規定するポンプハウジングと、電流入力に基づく可変出力トルクを有する電気モータと、シリンジ駆動アセンブリと、を備える。シリンジ駆動アセンブリは、電気モータと動作可能に結合された親ねじと、親ねじと動作可能に結合され、電気モータの回転に応答して直線的に移動可能なプランジャドライバと、シリンジのプランジャに対して押し付けるように構成されたプランジャドライバと、プランジャドライバとシリンジのプランジャの間の力を検出するように構成された力センサと、を含む。輸液ポンプは、プランジャドライバとシリンジのプランジャとの間の検出された力に基づいて、電気モータへの電流入力を調節するように構成された制御モジュールをさらに備える。
一実施形態において、本開示は、輸液ポンプを動作させる方法を提供する。本方法は、制御モジュールによって、輸液ポンプのプランジャドライバを輸液ポンプに設置されたシリンジのプランジャに押し付けるように、輸液ポンプの電気モータに電流入力を提供することを含み、電気モータは、電流入力に基づく可変出力トルクを含む。本方法は、力センサを使用してプランジャドライバとシリンジのプランジャとの間の力を検出することと、制御モジュールによって、プランジャドライバとシリンジのプランジャとの間の検出された力に基づいて電気モータへの電流入力を調節することと、をさらに含む。
実施形態において、本開示は、認識された注入圧力要件に基づいて駆動モータの電流入力を調節するように構成された輸液ポンプを提供する。輸液ポンプは、シリンジの装填を受け入れる形状およびサイズのシリンジレセプタクルを規定するポンプハウジングと、電流入力に基づいて可変出力トルクを有する電気モータと、シリンジ駆動アセンブリと、を備える。シリンジ駆動アセンブリは、電気モータと動作可能に結合された親ねじと、親ねじと動作可能に結合され、電気モータの回転に応答して直線的に移動可能なプランジャドライバと、シリンジのプランジャに対して押すように構成されたプランジャドライバと、プランジャドライバとシリンジのプランジャ間の力を検出するように構成された力センサと、プランジャドライバの直線移動量を検出するように構成されたプランジャヘッドセンサとを備える。輸液ポンプは、プランジャドライバとシリンジのプランジャとの間の検出された力に基づいて電気モータへの電流入力を調節するように構成された制御モジュールをさらに備え、制御モジュールは、プランジャヘッドセンサによって検出されたプランジャドライバの直線移動速度に基づいて電気モータへの電流入力を調節するようにさらに構成され、電流入力は、検出された力の規定された大きさに従って漸減し、駆動モータの最大定格電力入力は約１．０Ａ未満である。
上記の要約は、例示された各実施形態または本開示のすべての実施形態を説明することを意図したものではない。以下の図および詳細な説明は、これらの実施形態をより具体的に例示するものである。
本開示は、添付の図面に関連する、本開示の様々な実施形態の以下の詳細な説明を考慮することにより、より完全に理解することができる。
図１は、一実施形態による、シリンジポンプを示す正面透視図である。 図２は、一実施形態による、シリンジプランジャドライバアセンブリの透視図である。 図３は、一実施形態による、シリンジポンプの構成要素を示すブロック図である。 図４は、一実施形態による、モータ失速曲線、入力変調曲線、および安全係数を示すグラフである。 図５は、一実施形態による、２つの異なる電流入力についての流量に対するノイズ基準評価を示すグラフである。 図６は、一実施形態による、輸液ポンプを動作させる方法を示すフローチャートである。 図７は、一実施形態による、輸液ポンプを動作させる方法を示すフローチャートである。 図８は、一実施形態による、輸液ポンプを動作させる方法を示すフローチャートである。 図８Ａは、一実施形態による、輸液ポンプを動作させる方法を示す別のフローチャートである。
本開示の実施形態は、様々な変更および代替形態に従うことが可能であるが、図面に例として示された具体的な実施形態が詳細に説明される。しかしながら、その意図は、本開示を、記載された特定の実施形態に限定することではないことを理解されたい。それどころか、その意図は、特許請求の範囲によって規定される主題の精神および範囲内に入るすべての変更、均等物、および代替物を網羅することである。
図１を参照すると、本開示の一実施形態に従ったシリンジポンプ１００が描かれている。シリンジポンプ１００は、ハウジング１０２と、ユーザインタフェース１０４と、駆動アセンブリ（シリンジプランジャドライバアセンブリ）１０６と、薬剤容器レセプタクル１０８とを含むことができる。いくつかの実施形態では、ハウジング１０２は、シリンジポンプ１００の内部構成要素を囲む保護シェルを概ね形成するように構成された、前部ハウジングアセンブリ１１０および後部ハウジングアセンブリ１１２を含むことができる。
ユーザインタフェース１０４は、表示画面１１４およびキーパッド１１６を含むことができる。表示画面１１４は、シリンジポンプ１００の制御に使用するための任意の適切なグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）ディスプレイとすることができる。例えば、一実施形態では、表示画面１１４は、マルチカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ドットマトリクスディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、および／または情報を視覚的に配信および／または受信することができる任意の他のデバイスとすることができる。いくつかの実施形態では、表示画面１１４は、薬剤および／または患者情報、輸液送達パラメータ、および他の情報の表示を可能にするように適切な大きさにすることができる。一実施形態において、表示画面１１４は、約１８０ｍｍ×７３ｍｍの大きさであってよく、他の表示画面サイズも考えられる。いくつかの実施形態では、表示画面１１４は、例えば、介護者がシリンジポンプ１００を適切に保守および使用するのを支援するために、説明ビデオを表示するように構成することができる。いくつかの実施形態では、表示画面は、タッチスクリーン機能を含むことができ、それによって、表示画面１１４によって特定のコマンドおよび／または指示を受信することができる。
キーパッド１１６は、表示画面１１４に隣接して配置することができ、様々なボタンおよびインジケータライトを提示することができる。いくつかの実施形態では、物理的な機械的作動を必要とする押しボタンをキーパッド１１６上で使用して、オンオフ電源、可聴アラームのミュート、および輸液の送達の開始および停止を含む特定のユーザコマンドを受け取ることができる。キーパッド１１６上のボタンの追加または削減も考えられる。主目的および冗長目的のための物理的な機械的作動ボタンは、表示画面１１４のタッチスクリーン機能が適切に機能しない場合、または正しく操作することが困難な場合に、オペレータの安全性および信頼性を向上させるものである。したがって、表示画面１１４とキーパッド１１６の両方を有するユーザインタフェース１０４を含むことは、画面インタフェースの柔軟性および有用性、ならびに物理的制御ボタンの向上した安全性および信頼性を提供する。
薬剤容器レセプタクル１０８は、前部ハウジングアセンブリ１１０の一部とシリンジレッジ１１８との間に画定することができる。薬剤容器レセプタクル１０８は、シリンジポンプ１００に装填されたときに様々な形状およびサイズの薬剤容器（例えば、シリンジ）を受け入れるように構成されたシリンジポンプ１００の前面を横切って延びる細長い空洞として構成することができる。いくつかの実施形態では、薬剤容器レセプタクル１０８は、装填された薬剤容器が容易に、かつ、持続的に見えるように、シリンジポンプ１００の前面に開いたままの空洞をシリンジポンプ１００に提供することができる。
いくつかの実施形態では、薬剤容器レセプタクル１０８は、ユーザインタフェース１０４の表示画面１１４の下方に配置される。ユーザインタフェース１０４の下方に薬剤容器レセプタクル１０８を配置することは、シリンジからの意図しない流体の漏れが重力により自然に下方に流れてユーザインタフェース１０４から離れ、それによってユーザインタフェース１０４の電子的および／または機械的特徴に対する潜在的な損傷を避けることができるため有利となり得る。従って、薬剤容器レセプタクル１０８は、装填中、取り出し中、または操作中に、薬剤容器が損傷したり、または他の漏れが生じたりした場合に、シリンジポンプ１００の残部から、有利には幾分空間的に隔離することができる。さらに、表示画面１１４は、薬剤容器レセプタクル１０８の上方に配置されるため、表示画面１１４は、一般に、薬剤容器レセプタクル１０８に装填された薬剤容器の存在によって視覚的に遮られることはない。すなわち、表示画面１１４を薬剤容器レセプタクル１０８の上方に配置することにより、シリンジポンプ１００の動作中に薬剤容器とディスプレイの両方をはっきりと視認することができる。
いくつかの実施形態では、シリンジポンプ１００は、薬剤容器レセプタクル１０８内および／またはユーザインタフェース１０４のほぼ下に位置するバレルクランプ装置１２０をさらに含むことができる。バレルクランプ装置１２０は、例えば、薬剤容器レセプタクル１０８の軸にほぼ直交する軸に沿って、前部ハウジングアセンブリ１１０に対してシフトおよび回転するように構成され、それによって、バレルクランプ装置１２０とシリンジレッジ１１８の一部との間に薬剤容器のバレルを捕捉することを可能にする。いくつかの実施形態では、バレルクランプ装置１２０は、薬剤容器のバレルがバレルクランプ装置１２０とシリンジレッジ１１８の一部との間に捕捉されたとき、したがって、薬剤容器が薬剤容器レセプタクル１０８に装填されたときに電子的に感知するように構成されたバレルクランプセンサ１２２（図１に図示）を含むことができる。いくつかの実施形態では、バレルクランプセンサ１２２は、バレルクランプ装置１２０が前部ハウジングアセンブリ１１０から伸長または変位する程度、従って、薬剤容器レセプタクル１０８に装填される薬剤容器のおおよその直径を感知するように構成された線形ポテンショメータを含むことができる。いくつかの実施形態では、バレルの感知されたおおよその直径は、薬剤容器（またはシリンジ）の特徴付けのために使用され得る。
図２を参照すると、シリンジプランジャドライバアセンブリ１０６は、モータ１２４、駆動系アセンブリ１２６、およびプランジャドライバ１２８を含むことができる。一実施形態において、モータ１２４は、電気コマンドパルスが印加されると離散的なステップ増分で回転するように構成されたステッピングモータおよびエンコーダとすることができる。いくつかの実施形態では、モータ１２４は、公称モータ回転速度以下のモータ失速および回転減速を検出するように構成することができる。
モータ１２４は、駆動系アセンブリ１２６に動作可能に結合することができ、この駆動系アセンブリは、モータ１２４の回転出力を、プランジャドライバ１２８によって使用するための直線運動（または作動）に変換するように構成することができる。例えば、一実施形態では、駆動系アセンブリ１２６は、キャリッジアセンブリ１３０、親ねじ１３２、および駆動系シャーシ１３４を含むことができる。動作中、親ねじ１３２の回転（例えば、モータ１２４による）は、キャリッジアセンブリ１３０を駆動系シャーシ１３４に対してシフト、並進、または他の方法で移動させることができる。いくつかの実施形態では、駆動系アセンブリ１２６は、駆動系シャーシ１３４に対するキャリッジアセンブリ１３０の位置データを決定するように構成されたプランジャヘッドセンサ１３６（例えば、線形ポテンショメータ）（図２参照）をさらに含むことができる。プランジャドライバ１２８は、キャリッジアセンブリ１３０に動作可能に結合することができ、シリンジポンプ１００に装填されたシリンジの親指押し（またはプランジャ）に作用する力の大きさを感知するように構成された力センサ１３８を含むことができる。いくつかの実施形態では、力センサ１３８、プランジャヘッドセンサ１３６、およびバレルクランプセンサ１２２は、改善された動作特性化のために、個別にまたは協力してデータを収集し利用することができる。
図３を参照すると、本開示の一実施形態に従ったシリンジポンプ１００のブロック図が描かれている。先に説明したように、シリンジポンプ１００は、表示画面１１４およびキーパッド１１６を含むことが可能なユーザインタフェース１０４を含むことができる。シリンジポンプ１００は、電源レセプタクル１４０、バッテリ１４２、遠隔投与コードレセプタクル１４４、ＵＳＢポート１４６、イーサネット（登録商標）コネクタ１４８、１つ以上のスピーカ１５０、コントローラ１５２、モータ１２４、および駆動系アセンブリ１２６をさらに含むことができる。
コントローラ１５２は、モータ１２４および駆動系アセンブリ１２６の動作を制御するように構成することができる。電源レセプタクル１４０および／またはバッテリ１４２によって電力供給され得るコントローラ１５２は、１つまたは複数のプロセッサおよび／またはメモリを含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラ１５２は、シリンジポンプ１００のユーザから情報を受け取り、ユーザに情報を送信する目的で、ユーザインタフェース１０４、遠隔投与コードレセプタクル１４４、ＵＳＢポート１４６および／またはイーサネットコネクタ１４８と電気通信している。実施形態において、コントローラ１５２は、バレルクランプセンサ１２２、プランジャヘッドセンサ１３６、および力センサ１３８と電気的に通信することができ、さらなる処理のためにセンサ１２２、１３６、および１３８によって感知されたデータを受信するように構成されることが可能である。
一実施形態では、センサ１２２、１３６、および／または１３８から受信したデータは、モータ１２４のトルク出力を変調するためにコントローラ１５２によって使用され得る。モータ１２４のトルク出力の変調により、シリンジポンプ１００の騒音出力およびエネルギー効率に対するより多くの制御を提供することができる。モータ１２４の低トルク出力は、比較的エネルギー効率が良く、静かである一方、高トルク出力は、注入速度の一貫性を促進し、注入圧力の範囲にわたって失速を抑制することができる。例えば、一実施形態では、モータ１２４の出力は、力センサ１３８によって測定されるように、プランジャドライバ１２８とシリンジのプランジャとの間で感知される力に基づいて（例えば、コントローラ１５２を介して）変調することができる。別の実施形態では、モータ１２４の出力は、プランジャヘッドセンサ１３６によって測定されるような、プランジャドライバ１２８の直線移動速度に基づいて（例えば、コントローラ１５２を介して）変調することができる。
図４は、電力入力および対応するシステム圧力の範囲にわたる失速閾値（例えば、所定のサイズのモータ１２４が失速するポイント）をグラフで表すモータ失速曲線２００を示す。図示のように、Ｙ軸は、モータ１２４への電流入力をアンペアで表し、Ｘ軸は、例えば、力センサ１３８によって測定された圧力を１平方インチあたりのポンドで表す。モータ失速曲線２００より下では、システム圧力によって必要とされるトルクが、対応する電気入力においてモータ１２４によって生成される最大トルクよりも大きいため、モータ１２４は失速し（例えば、回転を停止する）、その結果、注入速度が安定しない（例えば、モータがその公称速度よりも遅くなるか、または断続的に失速する）、および／または注入が中断する（例えば、長時間にわたって失速する）ことになる。
図４は、本開示の一実施形態による、電流入力変調曲線２０２をさらに示す。したがって、一実施形態において、電流入力は、最小約０．１７５Ａから最大約０．７Ａの間で変調することができるが、モータ１２４のサイズおよび要求に応じて、電流入力の他の大きさも考えられる。モータ失速曲線２００と電流入力変調曲線２０２との間のＹ軸のギャップは、安全係数２０４を表すことができ、実施形態では、一般に約０ｐｓｉと約１８ｐｓｉとの間で大きさが増加するように構成することができる。
以下の表１を参照すると、電流入力は、力センサ１３８によって検出されるような、規定された力の大きさの閾値（または力の大きさの規定された範囲）に従って漸進的に増加および／または減少させることが可能である。例えば、無視できる量の力が力センサ１３８のセンサによって検出される場合、コントローラ１５２は、モータ１２４の電流入力をその最大定格電力入力の約２５％（例えば、約０．１７５Ａ）に調節することができる。力センサ１３８によって検出された力が第１の閾値範囲内（例えば、約０Ｎより大きい力と約６４．１Ｎとの間）である場合、コントローラ１５２は、モータ１２４の電流入力をその最大定格電力入力の約５０％（例えば、約０．３５Ａ）に調整することができる。力センサ１３８によって検出された力が第２の閾値範囲内（例えば、約６４．１Ｎより大きい力と約８２．５Ｎとの間）である場合、コントローラ１５２は、モータ１２４の電流入力をその最大定格電力の約７５％（例えば、約０．５２５Ａ）に調整することができる。力センサ１３８によって検出された力が第３の閾値（例えば、約８２．５Ｎより大きい力）以上である場合、コントローラ１５２は、モータの電流入力をその最大定格電力の１００％（例えば、約０．７Ａ）に調節することができる。特定の電流入力、モータ出力パーセンテージ、および力センサ１３８上の印加力の使用は、例示のみを目的としており、限定的であるとみなすではなく、他の電流入力、モータ出力パーセンテージ、および力センサ１３８に加えられた力も考えられる。
Figure 2023517630000002
表１は、漸進的に変調された電流入力の例示的なリストであることを理解されたい。したがって、表１に示されるようないくつかの実施形態では、電流入力は、推定注入圧力（例えば、約０ｐｓｉ、８ｐｓｉ、１４ｐｓｉ、および１８ｐｓｉに対応する）に基づいて段階的に（例えば、約２５％、５０％、７５％、および１００％の予測モータ出力に対応して）漸進的に変調されるが、これは、注入剤に接触する流体圧力センサ（図示せず）を介して、または力センサ１３８を介して、直接感知することができる。他の実施形態では、電流入力は、プランジャドライバ１２８とシリンジポンプ１００内のシリンジのプランジャとの間の検出された流体圧力および／または力（例えば、力センサ１３８を介して）の（線形または非線形）関数に従って変調され得る。
改善された電力効率に加えて、モータ１２４への電流入力を低減することは、種々の流量の範囲にわたる輸液手順および／または治療手順において、モータ１２４によって生じる全体的なノイズを低減させる効果を有する。図５は、注入流量出力の範囲にわたって測定されたノイズ基準評価をグラフで表した、ノイズ基準評価曲線を描いている。図示のように、Ｙ軸は、ノイズ基準（ＮＣ）評価を表し、Ｘ軸は、１時間当たりのミリリットル単位の輸液の流量を表している。したがって、図示のように、入力電流を約７５％から約５０％に減少させると、輸液流量出力の範囲にわたってノイズ基準評価を可変的に減少させるという効果がある。
いくつかの実施形態では、コントローラ１５２は、モータ１２４への電流入力の変調において、バレルクランプセンサ１２２および／またはプランジャヘッドセンサ１３６からの入力を交互にまたは追加的に使用することができる。一実施形態において、安全係数２０４は、（例えば、バレルクランプセンサ１２２によって決定されるような）認識されたシリンジサイズに基づいて増加および／または減少させることができる。例えば、輸液が比較的大きなシリンジ（例えば、約２０ｍＬを超えるシリンジ）を介して投与されることが決定された場合、安全係数２０４に定数を乗じ、または定数を安全係数２０４に加算し、システム圧力のより大きく潜在的により急速な変動を予想して安全係数２０４を効果的に増加させることができる。逆に、輸液が比較的小さなシリンジ（例えば、約１０ｍＬ未満のシリンジ）を介して投与されることが決定された場合、安全係数２０４を定数で割るか、または安全係数から定数を減算することができ、安全係数２０４を効果的に減少させて、より静かな性能および電気効率の向上を実現することができる。逆に、所定のサイズ以下のシリンジの安全係数を増加させ、所定のサイズ以上のシリンジの安全係数を減少させることも考えられる。
一実施形態において、（プランジャヘッドセンサ１３６によって決定されるような）シリンジ内のプランジャの感知された移動に基づいて、安全係数を増加および／または減少させることができる。例えば、シリンジがその最大容量まで充填されていると判断された場合（または、シリンジポンプ１００が注入治療の初期段階にある場合）、安全係数２０４に定数を乗じるか、または定数を安全係数２０４に加えることができ、安全係数２０４を効果的に増加させることができる。一方、注入治療が所定の時間継続しており、モータ失速が発生していないと判断された場合、安全係数２０４を定数で割るか、安全係数から定数を減じることができ、安全係数２０４を効果的に減少させて、より静かな性能と電気効率の改善を得ることができる。また、安全係数２０４は、注入治療の進行に伴って、漸増的または連続的に増加させることができると考えられる。
上記の表１の例および図６を参照すると、本開示の実施形態に従って、より静かでエネルギー効率の高い方法で輸液ポンプを動作させる方法３００を示すフローチャートが、図６に示されている。３０２において、プランジャドライバ１２８と薬剤容器のプランジャとの間の力（ＦD）を（例えば、力センサ１３８を介して）測定することができる。その後、ＦDは、さらなる処理のために、コントローラ１５２のメモリによって受信され、メモリ内に格納され得る。３０４において、ＦDは、第１の規定された力値（Ｆ1）（例えば、約８０Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ1以上である場合、３０６において、理想的な電流入力（Ｉ0）は、第１の規定された電流入力値（Ｉ1）（例えば、約０．７Ａ）に設定することができる。あるいは、ＦDがＦ1より小さい場合、方法３００は、３０８に進むことができる。
３０８において、ＦDは、第２の規定された力値（Ｆ2）（例えば、約６５Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ2以上である場合、３１０において、Ｉ0を第２の規定された電流入力値（Ｉ2）（例えば、約０．５Ａ）に設定することができる。あるいは、ＦDがＦ2より小さい場合、方法３００は、３１２に進むことができる。３１２において、ＦDは、第３の規定された力値（Ｆ3）（例えば、約０．１Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ3以上である場合、３１４において、Ｉ0を第３の規定された電流入力値（Ｉ3）（例えば、約０．３Ａ）に設定することができる。あるいは、ＦDがＦ3より小さい場合、方法３００は、３１６に進むことができる。３１６において、ＦDを第４の規定された力値（Ｆ4）（例えば、無視できる力）と比較することができる。ＦDがＦ4以上である場合、３１８において、Ｉ0を第４の規定された電流入力値（Ｉ4）（例えば、約０．２Ａ）に設定することができる。Ｉ0は、コントローラ１５２のメモリ内に格納することができる。理想的な電流入力Ｉ0が規定された電流入力値に設定されると、次に方法３００は３２０に進み、モータ１２４への電流入力を理想的な電流入力Ｉ0を実質的に満たすように設定することができる。
図７を参照すると、本開示の一実施形態に従って、より静かで、よりエネルギー効率の良い方法で輸液ポンプを動作させる方法４００を示すフローチャートが示されている。４０２において、プランジャドライバ１２８と薬剤容器のプランジャとの間の力（ＦD）を（例えば、力センサ１３８を介して）測定することができる。その後、ＦDは、さらなる処理のために、コントローラ１５２のメモリによって受信され、メモリ内に格納され得る。４０４において、ＦDは、第１の規定された力値（Ｆ1）（例えば、約８０Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ1以上である場合、４０６において、理想的な電流入力（Ｉ0）は、第１の規定された電流入力値（Ｉ1）（例えば、約０．７Ａ）に設定することができる。あるいは、ＦDがＦ1より小さい場合、方法４００は、４０８に進むことができる。
４０８において、ＦDは、第２の規定された力値（Ｆ2）（例えば、約６５Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ2以上である場合、４１０で、Ｉ0は、第２の規定された電流入力値（Ｉ2）（例えば、約０．５Ａ）に設定することができる。あるいは、ＦDがＦ2より小さい場合、方法４００は、４１２に進むことができる。４１２において、ＦDは、第３の規定された力値（Ｆ3）（例えば、約０．１Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ3以上である場合、４１４において、Ｉ0は、第３の規定された電流入力値（Ｉ3）（例えば、約０．３Ａ）に設定することができる。あるいは、ＦDがＦ3未満である場合、方法４００は４１６に進むことができる。４１６において、ＦDは、第４の規定された力値（Ｆ4）（例えば、無視できる力）と比較することができる。ＦDがＦ4以上である場合、４１８において、Ｉ0は、第４の規定された電流入力値（Ｉ4）（例えば、約０．２Ａ）に設定することができる。Ｉ0は、コントローラ１５２のメモリ内に格納することができる。
方法４００は、オプションとして、ブロック動作４２０および４２２を含むことができる。ブロック動作４２０および４２２が含まれない場合、方法４００は、４２４に進み、モータ１２４への電流入力を、理想的な電流入力Ｉ0を実質的に満たすように設定することができる。
一実施形態において、ブロック動作４２０が方法４００に含まれる場合、理想的な電流入力は、薬剤容器のサイズに基づいてさらに調整することができる。ブロック動作４２０によれば、４２６において、薬剤容器サイズ（ＳD）（例えば、直径）を（例えば、バレルクランプセンサ１２２を介して）決定することができる。その後、ＳDは、さらなる処理のために、コントローラ１５２のメモリによって受信され、メモリ内に格納され得る。４２８において、ＳDは、規定されたサイズ値（Ｓ1）と比較することができる。ＳDがＳ1以上である場合、４３０において、Ｉ0に第１の定数（Ｃ1）を乗じることができる。次に、方法４００は４２４に進み、モータ１２４への電流入力を、理想的な電流入力Ｉ0を実質的に満たすように設定することができる。あるいは、ブロック動作４２２が方法４００に含まれ、まだ検討されていない場合、方法４００は、任意のブロック動作４２２に進むことができる。
一実施形態において、ブロック動作４２２が方法４００に含まれる場合、理想的な電流入力は、薬剤容器プランジャの移動距離に基づいてさらに調整することができる。ブロック動作４２２によれば、４３２において、薬剤容器プランジャ移動距離（ＴD）を（例えば、プランジャヘッドセンサ１３６を介して）決定することができる。その後、ＴDは、さらなる処理のために、コントローラ１５２のメモリによって受信され、メモリ内に格納され得る。４３４において、ＴDを規定の移動距離（Ｔ1）と比較することができる。ＴDがＴ1以上である場合、４３６において、Ｉ0を第２の定数（Ｃ2）で割ることができる。次に、方法４００は、４２４に進み、モータ１２４への電流入力を、理想的な電流入力Ｉ0を実質的に満たすように設定することができる。あるいは、ブロック動作４２０が方法４００に含まれ、まだ検討されていない場合、方法４００は、オプションのブロック動作４２０に進むことができる。
図８を参照すると、本開示の一実施形態に従って、より静かで、よりエネルギー効率の高い方法で輸液ポンプを動作させる方法５００を示すフローチャートが示されている。５０２において、理想的な電流入力（Ｉ0）は、第１の規定された電流入力値（Ｉ1）（例えば、約０．７Ａまたはその最大定格電力入力の約１００％）に設定することができる。
５０４において、プランジャドライバ１２８と薬剤容器のプランジャとの間の力（ＦD）が、（例えば、力センサ１３８を介して）測定することができる。その後、ＦDは、さらなる処理のために、コントローラ１５２のメモリによって受信され、メモリ内に格納され得る。５０６において、ＦDは、第１の規定された力値（Ｆ1）（例えば、約８２．５Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ1より小さい場合、５０８において、理想的な電流入力（Ｉ0）を第２の規定された電流入力値（Ｉ2）（例えば、約０．５２５Ａまたはその最大定格電力入力の約７５％）に設定することができる。あるいは、ＦDがＦ1以上である場合、方法５００は、５０２に戻ることができる。
５１０において、プランジャドライバ１２８と薬剤容器のプランジャとの間の力（ＦD）を（例えば、力センサ１３８を介して）検出することができ、直線速度（例えば、ΔＴD／Δｔ）を（例えば、プランジャヘッドセンサ１３６を介して）検出することができる。その後、ＦDおよびΔＴD／Δｔは、さらなる処理のために、コントローラ１５２のメモリによって受け取られ、記憶することができる。５１２において、ＦDは、第２の規定された力の値（Ｆ2）（例えば、約６４．１Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ2より小さい場合、５１８において、理想的な電流入力（Ｉ0）を、第３の規定された電流入力値（Ｉ3）（例えば、約０．３５Ａまたはその最大定格電力入力の約５０％）に設定することができる。あるいは、ＦDがＦ2以上である場合、方法５００は、５０８に戻ることができる。
さらに、５１４において、ＦDを第３の規定された力の値（Ｆ3）（例えば、約３０Ｎ）と比較することができる。ＦDがＦ3より小さい場合、方法５００は、５１６に進むことができる。あるいは、ＦDがＦ3以上である場合、方法５００は、５０８に戻ることができる。５１６において、ΔＴD／Δｔは、第１の直線速度値（ＬＲ1）（例えば、約１０８ｍｍ／時）と比較することができる。ΔＴD／ΔｔがＬＲ1より小さい場合、５１８において、理想的な電流入力（Ｉ0）は、第３の規定された電流入力値（Ｉ3）（例えば、約０．３５Ａまたはその最大定格電力入力の約５０％）に設定することができる。あるいは、ΔＴD／ΔｔがＬＲ1以上である場合、方法５００は、５０８に戻ることができる。したがって、いくつかの実施形態では、輸液ポンプは、例えば、利用可能なモータトルクがモータ速度の増加とともに減少する場合、モータ回転速度の代理としてプランジャの直線移動速度を利用することができる。
図８Ａは、図８に描かれた方法５００の具体例を示している。
本開示の方法で使用される個々のステップは、本開示が実施可能なままである限り、任意の順序および／または同時に実行され得ることが理解されるべきである。さらに、本開示の装置および方法は、本開示が実施可能なままである限り、記載された実施形態の任意の数、またはすべてを含むことができることを理解されたい。
本明細書では、システム、装置、および方法の様々な実施形態を説明してきた。これらの実施形態は、例示としてのみ与えられており、請求された主題の範囲を限定することを意図していない。さらに、これまで説明してきた実施形態の様々な特徴は、様々な方法で組み合わせて、多数の追加の実施形態を作り出すことができることを理解されたい。さらに、様々な材料、寸法、形状、構成、および位置などが、開示された実施形態と共に使用するために説明されてきたが、開示されたもの以外のものが、請求された主題の範囲を超えることなく利用され得る。
関連技術の当業者は、本明細書の主題が、上述の任意の個々の実施形態に例示されるよりも少ない特徴で構成され得ることを認識するであろう。本明細書に記載された実施形態は、本明細書の主題の様々な特徴を組み合わせることができる方法の網羅的な提示であることを意図していない。したがって、実施形態は、特徴の相互に排他的な組み合わせではなく、むしろ、様々な実施形態は、当業者によって理解されるように、異なる個々の実施形態から選択される異なる個々の特徴の組み合わせで構成され得る。さらに、ある実施形態に関して説明した要素は、特に断らない限り、そのような実施形態に記載されていない場合でも、他の実施形態で実施することができる。
従属請求項は、特許請求の範囲において、１つ以上の他の請求項との特定の組み合わせを指す場合があるが、他の実施形態は、従属請求項と他の各従属請求項の主題との組み合わせ、または１つ以上の特徴と他の従属請求項または独立請求項との組み合わせを含むこともできる。このような組み合わせは、特定の組み合わせが意図されていないことが記載されていない限り、本明細書で提案される。
上記の文書の参照による組み込みは、本明細書の明示的な開示に反する主題が組み込まれないないように限定される。上記の文書の参照によるいかなる組み込みも、文書に含まれるいかなる請求項も本明細書に参照により組み込まれないように、さらに限定される。上記の文書の参照によるいかなる組み込みも、文書に提供されたいかなる規定も、本明細書に明示的に含まれない限り、本明細書に参照により組み込まれないように、さらに制限される。
請求項の解釈のために、「ｍｅａｎｓ ｆｏｒ」または「ｓｔｅｐ ｆｏｒ」という特定の用語が請求項に記載されていない限り、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）の規定は適用されないことが明示的に意図されている。

Claims (19)

  1. 駆動モータの電流入力を調節するように構成された輸液ポンプであって、
    シリンジの装填を受け入れる形状およびサイズのシリンジレセプタクルを規定するポンプハウジングと、
    前記電流入力に基づく可変出力トルクを有する電気モータと、
    シリンジ駆動アセンブリであって、
    前記電気モータと動作可能に結合された親ねじ、
    前記親ねじと動作可能に結合され、前記電気モータの回転に応答して直線的に移動可能なプランジャドライバであって、前記シリンジのプランジャを押すように構成されたプランジャドライバ、および、
    前記プランジャドライバと前記シリンジのプランジャとの間の力を検出するように構成された力センサ、
    を含むシリンジ駆動アセンブリと、
    前記プランジャドライバと前記シリンジのプランジャとの間の検出された前記力に基づいて、前記電気モータへの前記電流入力を調節するように構成された制御モジュールと、
    を備える輸液ポンプ。
  2. 検出された前記力の大きさに応じて、前記電流入力を段階的に減少させる、請求項１に記載の輸液ポンプ。
  3. 検出された前記力が約８０Ｎ以上である場合、前記電流入力が最大定格電力入力に維持される、請求項１に記載の輸液ポンプ。
  4. 前記最大定格電力入力が約０．７Ａである、請求項３に記載の輸液ポンプ。
  5. 検出された前記力が約８０Ｎ未満である場合、前記電流入力がその最大定格電力入力の約７５％に低減される、請求項１に記載の輸液ポンプ。
  6. 検出された前記力が約６５Ｎ未満である場合、前記電流入力がその最大定格電力入力の約５０％に低減される、請求項１に記載の輸液ポンプ。
  7. 検出された前記力が無視できる場合、前記電流入力がその最大定格電力入力の約２５％に低減される、請求項１に記載の輸液ポンプ。
  8. 前記電流入力は、連続曲線に沿って検出された前記力の非線形関数に従って減少される、請求項１に記載の輸液ポンプ。
  9. 前記シリンジ駆動アセンブリは、前記プランジャドライバの直線移動速度を検出するように構成されたプランジャヘッドセンサをさらに備え、
    前記制御モジュールは、前記プランジャヘッドセンサによって検出される前記プランジャドライバの前記直線移動速度に基づいて、前記電気モータへの前記電流入力を調節するようにさらに構成される、
    請求項１に記載の輸液ポンプ。
  10. 輸液ポンプを動作させる方法であって、
    制御モジュールが、前記輸液ポンプのプランジャドライバを、前記輸液ポンプに設置されたシリンジのプランジャに押し付けるように、前記輸液ポンプの電気モータに電流入力を提供することであって、前記電気モータが前記電流入力に基づく可変出力トルクを含む、提供することと、
    力センサを使用して、前記プランジャドライバと前記シリンジの前記プランジャとの間の力を検出することと、
    前記制御モジュールが、前記プランジャドライバと前記シリンジの前記プランジャとの間の検出された前記力に基づいて、前記電気モータへの前記電流入力を調節することと、
    を含む方法。
  11. プランジャヘッドセンサを使用して、前記プランジャドライバの直線移動速度を検出することと、
    前記制御モジュールが、前記プランジャドライバの検出された前記直線移動速度に基づいて、前記電気モータへの前記電流入力を変調することと、
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 検出された前記力が約８０Ｎ以上である場合、前記電流入力が最大定格電力入力に変調される、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記最大定格電力入力が約０．７Ａである、請求項１２に記載の方法。
  14. 検出された前記力が約８０Ｎ未満である場合、前記電流入力がその最大定格電力入力の約７５％に変調される、請求項１０に記載の方法。
  15. 検出された前記力が約６５Ｎ未満である場合、前記電流入力がその最大定格電力入力の約５０％に変調される、請求項１０に記載の方法。
  16. 検出された前記力が無視できる場合、前記電流入力がその最大定格電力入力の約２５％に変調される、請求項１０に記載の方法。
  17. 検出された前記力が約３０Ｎより大きく、検出された移動速度が毎時約１０８ミリメートルより大きい場合、前記電流入力がその最大定格電力入力の約７５％に変調される、請求項１１に記載の方法。
  18. 検出された前記力が約６４Ｎ未満であり、検出された移動速度が毎時約１０８ミリメートル未満である場合、前記電流入力がその最大定格電力入力の約５０％に変調される、請求項１１に記載の方法。
  19. 駆動モータの電流入力を調節するように構成された輸液ポンプであって、
    シリンジの装填を受け入れる形状およびサイズのシリンジレセプタクルを規定するポンプハウジングと、
    前記電流入力に基づく可変出力トルクを有する電気モータと、
    シリンジ駆動アセンブリであって、
    前記電気モータと動作可能に結合された親ねじ、
    前記親ねじと動作可能に結合され、前記電気モータの回転に応答して直線的に移動可能なプランジャドライバであって、前記シリンジのプランジャを押すように構成されたプランジャドライバ、
    前記プランジャドライバと前記シリンジの前記プランジャの間の力を検出するように構成された力センサ、および、
    前記プランジャドライバの直線移動速度を検出するように構成されたプランジャヘッドセンサ、
    を含むシリンジ駆動アセンブリと、
    前記プランジャドライバと前記シリンジの前記プランジャとの間の検出された前記力に基づいて前記電気モータへの前記電流入力を調節するように構成された制御モジュールであって、前記制御モジュールは、さらに、前記プランジャヘッドセンサによって検出された前記プランジャドライバの直線移動速度に基づいて前記電気モータへの前記電流入力を調節するように構成されている、制御モジュールと、を有し、
    前記電流入力は、検出された前記力の規定された大きさに従って、漸進的に減少され、
    前記駆動モータの最大定格電力入力が約１．０Ａ未満である、
    輸液ポンプ。
JP2022554658A 2020-03-10 2021-03-10 輸液ポンプの圧力変調モータトルク Pending JP2023517630A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062987435P 2020-03-10 2020-03-10
US62/987,435 2020-03-10
PCT/US2021/021696 WO2021183638A1 (en) 2020-03-10 2021-03-10 Pressure modulated motor torque for infusion pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023517630A true JP2023517630A (ja) 2023-04-26

Family

ID=77670978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022554658A Pending JP2023517630A (ja) 2020-03-10 2021-03-10 輸液ポンプの圧力変調モータトルク

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230104401A1 (ja)
EP (1) EP4117751A4 (ja)
JP (1) JP2023517630A (ja)
CN (1) CN115297911A (ja)
AU (1) AU2021233831A1 (ja)
CA (1) CA3170907A1 (ja)
IL (1) IL296186A (ja)
WO (1) WO2021183638A1 (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7338260B2 (en) * 2004-03-17 2008-03-04 Baxier International Inc. System and method for controlling current provided to a stepping motor
WO2010027636A1 (en) * 2008-08-25 2010-03-11 Mallinckrodt Inc. Medical fluid injector calibration apparatus
CN102413807B (zh) * 2009-07-23 2013-11-06 松下电器产业株式会社 注射器驱动装置及配药装置
CA2792834A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh Controlling a motor of an injection device
KR101554810B1 (ko) * 2014-01-09 2015-09-21 강원대학교산학협력단 삼투압 약물주입펌프
CN209770978U (zh) * 2019-02-19 2019-12-13 重庆山外山血液净化技术股份有限公司 肝素泵多型号注射器参数采集系统

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021233831A1 (en) 2022-09-29
CA3170907A1 (en) 2021-09-16
US20230104401A1 (en) 2023-04-06
EP4117751A1 (en) 2023-01-18
WO2021183638A1 (en) 2021-09-16
IL296186A (en) 2022-11-01
EP4117751A4 (en) 2024-04-10
CN115297911A (zh) 2022-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220211938A1 (en) Fluid delivery device, transcutaneous access tool and fluid drive mechanism for use therewith
US20220001104A1 (en) Drive mechanism for infusion pump
US10141882B2 (en) Motor health monitoring and medical device incorporating same
US10228663B2 (en) Dynamic pulse-width modulation motor control and medical device incorporating same
US20180140770A1 (en) Infusate tubing clamp systems for infusion pumps
AU2016364666A1 (en) Systems and methods for controlled drug delivery pumps
US20210236719A1 (en) Systems and methods for syringe handling
US10188789B2 (en) Fluid infusion device with safety coupling
US9611058B2 (en) Filling device and controller for filling an administration container
US20220409809A1 (en) Drug delivery device with an improved mechanism for controlling the delivery rate
JP2023517630A (ja) 輸液ポンプの圧力変調モータトルク
RU2750676C1 (ru) Способ и устройства для введения инсулина
TW202406583A (zh) 輸注輸送裝置
WO2024124083A1 (en) Dedicated consumable sets with flow rate sensors

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240308