JP2625533B2 - Infusion pump and its drive system - Google Patents

Infusion pump and its drive system

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JP2625533B2
JP2625533B2 JP63505222A JP50522288A JP2625533B2 JP 2625533 B2 JP2625533 B2 JP 2625533B2 JP 63505222 A JP63505222 A JP 63505222A JP 50522288 A JP50522288 A JP 50522288A JP 2625533 B2 JP2625533 B2 JP 2625533B2
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drive
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plunger
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ディヴィッド ピルキントン クランクショー
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ザ ユニヴァーシティ オヴ メルボルン
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【発明の詳細な説明】 「発明の分野」 本発明は、薬剤や他の流体を計量させた量だけ供給す
るポンプの改良に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in pumps that deliver metered amounts of drugs or other fluids.

「発明の背景」 相互参照によってここで内容が開示されている当方の
同時係属特許出願AU−A42019/85(クランクショー等の
米国特許第4,741,732号)において、歯付き駆動ベルト
によって係合された駆動ヘッドに駆動力を伝達する駆動
ホイール上の弾性駆動リングに係合するように直流歯車
モータの出力軸上の駆動ホイールを偏倚した駆動システ
ムを備えた薬剤注入ポンプについて、当方は記載した。
記載された駆動システムは、上記出願で述べられた薬剤
注入制御システムの作動を実現するために設計された実
験ポンプに使用できるものであるが、その後その駆動シ
ステムを検討すると、市販に供するには不適当とする或
る欠点が在ることが判明した。
BACKGROUND OF THE INVENTION In our co-pending patent application AU-A42019 / 85 (U.S. Pat. No. 4,741,732 to Crankshaw et al.), The contents of which are hereby disclosed by cross-reference, the drive engaged by a toothed drive belt We have described a drug infusion pump with a drive system that biases a drive wheel on the output shaft of a DC gear motor to engage an elastic drive ring on a drive wheel that transmits drive power to the head.
The drive system described can be used in an experimental pump designed to implement the operation of the drug infusion control system described in the above application, but after considering the drive system, it will not be commercially available. It has been found that there are certain drawbacks that make it unsuitable.

特に、注入器の変形や、支持構造体の撓みや、駆動ベ
ルトの弾性や、駆動システムの弛み等によって引き起さ
れる反動によって駆動モータを逆転させる傾向がこの駆
動システムに在ることが判った。たとえ、そのような反
動をコントローラでうまく監視して注入器のプランジャ
の実際の位置を調整できたとしても、ポンプ速度やプラ
ンジャ位置を直接算出する方が最も良いことには変りな
い。更に、反動無しにより低い駆動速度や広い速度範囲
を達成することは、上述した駆動システムを使用しては
実質的に不可能であることが判った。
In particular, it has been found that this drive system has a tendency to reverse the drive motor due to recoil caused by deformation of the injector, bending of the support structure, elasticity of the drive belt, slackness of the drive system, and the like. . Even if such recoil could be successfully monitored by the controller to adjust the actual position of the injector plunger, it would still be best to directly calculate the pump speed and plunger position. Furthermore, it has been found that achieving lower drive speeds and wider speed ranges without recoil is virtually impossible using the drive systems described above.

注入器から薬剤を供給するのに確動的な駆動システム
が提案されているが、例えば米国特許第4,407,659号を
例にとると、このシステムは、注入器アクチュエータを
素早く正確に位置付けできるようにするために都合良く
駆動手段を分離できないとか、高い供給速度と組合せて
は低い供給速度を達成できないと云った幾つかの不都合
の在るものである。上記参照した同時係属特許出願で説
明されたように、薬剤注入制御システムは、注入の後期
に於ける非常に遅い速度と共に制御供給時の初期に於い
て非常に早い供給速度をしばしば必要とする。これら従
来技術の駆動システムはそのような供給方式を達成させ
てはくれそうにもない。
A positive drive system has been proposed for delivering medication from an injector, but for example, taking U.S. Pat.No. 4,407,659 as an example, this system allows for quick and accurate positioning of the injector actuator. This has several disadvantages, such as the inability to separate the drive means conveniently or to achieve a low feed rate in combination with a high feed rate. As explained in the above-referenced co-pending patent applications, drug infusion control systems often require very fast delivery rates early in controlled delivery as well as very slow rates late in infusion. These prior art drive systems are unlikely to achieve such a supply scheme.

注入器から薬剤を供給する上で制御を受ける広範囲な
注入ポンプが現在利用可能であり、医療分野で幾つかの
目的のために広く使用されている。これらポンプの幾つ
かは、一つ又は複数の標準的な注入器寸法(Atom 235や
Terufusion STC−521)を『受け入れる』と云った限定
された能力を有するだけである。他のポンプには、或る
範囲の異った標準注入器(Medfusion Systems−型式100
1,Vial Medicalプログラム3,Sky Electronics−ps 200
0)を受け入れる高度にプログラム制御可能なものがあ
る。しかし、非標準的な注入器がそのポンプに取付られ
たり、非標準的な注入器からの流体の供給がそれに基づ
いて正確に制御されるようにするその注入器に関するデ
ータをオペレータが入力できても、現在利用可能ないず
れのプログラム制御可能な注入ポンプもそれらを受入れ
ることができない。そのような事ができないと、非標準
的な注入器が使用される場合に不正確な供給を行う危険
性がある。プログラム制御される標準的な注入器の一つ
が実際に挿入されていたと仮定して非標準的な注入器が
挿入されると上記ポンプのうち少なくても幾つかのもの
は一応作動するでしょう。この種の作動に伴う危険性に
ついては、明白である。
A wide range of infusion pumps that are controlled in delivering medication from an infusion device are currently available and are widely used in the medical field for several purposes. Some of these pumps have one or more standard injector dimensions (Atom 235 or
It has only a limited ability to "accept" Terufusion STC-521). Other pumps include a range of different standard injectors (Medfusion Systems-Type 100).
1, Vial Medical Program 3, Sky Electronics-ps 200
Some are highly programmable that accept 0). However, a non-standard injector can be attached to the pump or the operator can enter data about the injector so that the fluid supply from the non-standard injector is accurately controlled accordingly. Nor can any of the currently available programmable infusion pumps accept them. Failure to do so risks the inaccurate delivery when non-standard injectors are used. Assuming that one of the standard injectors programmed is actually inserted, at least some of the above pumps will work once a non-standard injector is inserted. The dangers associated with this type of operation are obvious.

「発明の要約と目的」 本発明の第1目的は、上記欠点を少なくても部分的に
克服する薬剤注入ポンプ用の改良された駆動システムを
提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is a first object of the present invention to provide an improved drive system for a drug infusion pump that at least partially overcomes the above disadvantages.

本発明の第2目的は、非標準的な注入器の使用に関連
した難点を減少させるようにした注入器からの流体供給
に使用され、供給が制御されるポンプを提供するにあ
る。
It is a second object of the present invention to provide a pump whose supply is controlled and which is used to supply fluid from the injector which reduces the difficulties associated with the use of non-standard injectors.

第1目的に関連して、本発明は、駆動モータと、該モ
ータの出力軸に取付られたウォーム歯車と、該ウォーム
歯車と噛合し且つ出力減速歯車を駆動するように構成さ
れたウォームホイールと、上記出力歯車に関連した駆動
部材に対して駆動力を分離するために上記出力歯車に関
連したクラッチ手段とから構成され、上記駆動部材が注
入ポンプを作動させるようにした注入ポンプ用駆動シス
テムを提供するものである。
In connection with a first object, the present invention provides a drive motor, a worm gear mounted on an output shaft of the motor, and a worm wheel configured to mesh with the worm gear and drive the output reduction gear. And a clutch means associated with the output gear for separating driving force to a drive member associated with the output gear, wherein the drive member operates an infusion pump. To provide.

好適な実施例において、上記ウォームホイールには、
上記出力減速歯車が噛合するスプラインハブ又はピニオ
ンが好適に設けられており、上記クラッチ手段は上記出
力歯車と上記駆動部材との間に介設されており、またク
ラッチ作動手段が上記フレームとクラッチ手段との間に
配置されると共に該クラッチが分離されると上記スプラ
インハブに沿って下方向に上記出力歯車を移動させるよ
うに構成されている。
In a preferred embodiment, the worm wheel includes:
A spline hub or pinion with which the output reduction gear meshes is preferably provided, the clutch means is interposed between the output gear and the drive member, and a clutch operating means is provided with the frame and the clutch means. And when the clutch is disengaged, the output gear is configured to move downward along the spline hub.

クラッチ手段は、好ましくは上記出力歯車に加えられ
る力が所定値を越すと自動的に分離するようになってい
るスプリング負荷された輪止め(sprag)クラッチとな
っている。
The clutch means is preferably a spring-loaded sprag clutch adapted to automatically disengage when the force applied to the output gear exceeds a predetermined value.

本発明の特に好適な形では、駆動モータとウォームホ
イールとは、調節や修理や取替を容易に行うために1ユ
ニットとして上記フレームから容易に取外される別のフ
レーム部材によって支持されている。
In a particularly preferred form of the invention, the drive motor and the worm wheel are supported by another frame member which is easily removed from the frame as a unit for easy adjustment, repair and replacement. .

減速を伴ったまた駆動分離クラッチを備えた駆動方式
が、依然許容可能な寸法を維持しつつも広範囲な駆動速
度を提供する能力を有した特にコンパクトな構成で達成
されることが上記より容易に察知されるであろう。
It is easier than described above that a drive scheme with deceleration and with a drive separation clutch is achieved in a particularly compact configuration with the ability to provide a wide range of drive speeds while still maintaining acceptable dimensions. Will be perceived.

第2目的に関連して、本発明は、注入器本体を収容し
且つ配置する手段と、該収容配置手段によって保持され
た注入器のプランジャに係合する注入器アクチュエータ
手段と、該注入器アクチュエータ手段の位置を表わす電
気信号を発生する手段と、流体を供給するように注入器
内にプランジャを移動するべく上記アクチュエータ手段
に連結されたもので且つこの駆動手段と上記アクチュエ
ータ手段の位置に関する上記電気信号を発生する上記手
段との間に永久的に維持された連結手段を有した駆動手
段と、上記収容配置手段によって保持された場合に注入
器本体に接触する可動アームと、注入器の直径を表わす
信号を提供するために上記注入器本体と該アームが係合
するように移動中に電気信号を発生する手段と、一つ又
は複数の注入器に関する直径データを保持するプログラ
ム可能な手段と、直径に関する電気信号の値がプログラ
ムされた値かどうかを決定し且つその決定に対応した信
号を創り出す論理手段と、必要な容積の満杯の注入器の
プランジャとアクチュエータ手段が係合するに先立っ
て、必要な容積の完全に消費された注入器のプランジャ
と係合するようにアクチュエータ手段が移動することに
よって上記ポンプ制御手段にデータの入力を許容するべ
く負の決定を表わす上記信号に応答する手段と、所望の
注入器のその情報と公知の容積とから、注入器内に収容
された流体の供給を所定の供給速度で制御する制御手段
によって使用中の記憶手段に記憶される吐出供給率を算
出する手段とから成るもので本体及びプランジャを備え
た注入器から制御された量の流体を供給するポンプを提
供するものである。
In connection with a second object, the present invention comprises means for receiving and positioning an injector body, injector actuator means for engaging a plunger of an injector held by the receiving and positioning means, and the injector actuator Means for generating an electrical signal indicative of the position of the means, and the electric means associated with the actuator means for moving the plunger into the injector to supply fluid and relating the position of the drive means and the actuator means. A drive means having a connection means permanently maintained between said means for generating a signal, a movable arm which contacts the injector body when held by said housing arrangement means, Means for generating an electrical signal during the movement of the injector body and the arm to engage to provide a representative signal; and one or more injectors. Programmable means for holding the diameter data, and logic means for determining whether the value of the electrical signal relating to the diameter is a programmed value and producing a signal corresponding to the determination; and Prior to engaging the plunger with the actuator means, the actuator means is moved to engage the plunger of the required volume of fully consumed injector to permit the pump control means to input data. In use by means responsive to said signal representing a negative decision, and from that information and the known volume of the desired injector, control means for controlling the supply of fluid contained in the injector at a predetermined supply rate. Means for calculating the discharge supply rate stored in the storage means for supplying a controlled amount of fluid from an injector having a main body and a plunger. It is intended to provide that pump.

たとえ作動が進行中でもいかなる注入器に対しても流
体の供給を制御するための素早くポンプの較正をオペレ
ータが行うことができることが上記より容易に察知され
るであろう。このことは、或る薬剤は非常に短時間で、
例えば2分で患者が意識を取り戻せるようにする故に麻
酔薬の注入の場合には重要である。
It will be more readily appreciated that the operator can quickly calibrate the pump to control fluid delivery to any injector, even while operation is in progress. This means that some drugs are very short
This is important in the case of anesthetic injections, for example, to allow the patient to regain consciousness in two minutes.

「図面の簡単な説明」 本発明の好適な一実施例を添付図面を参照にして説明
する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明を具体化したポンプの斜視図; 第2図は、該ポンプの制御システムの概略ブロック線
図; 第3図は、第1図における公称線3−3に沿った第1
図のポンプの破断図解縦断面図; 第4図は、第3図における線4−4に沿った破断平面
図; 第5図は、第4図における線5−5に沿った縦断端面
図である。
FIG. 1 is a perspective view of a pump embodying the present invention; FIG. 2 is a schematic block diagram of a control system of the pump; FIG. 1
FIG. 4 is a cutaway longitudinal sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3; FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line 5-5 in FIG. is there.

「好適な実施例の説明」 まず図面のうち第1図を参照にすると、本発明を具体
化する注入ポンプは、本発明を具体化した駆動システム
を内部に配置したケーシング1から構成されていること
がわかるであろう。このケーシング1は、注入器S(第
3図)の本体を配置する溝3を中央に設け且つ注入器の
フランジを収容して配置する切欠4とを有した注入器受
け台2を備えている。注入器Sは、受け台2から上方に
伸びたハウジング6内に旋回可能に設けられたスプリン
グ負荷された注入器クランプアーム5によって溝3の所
定位置に保持されることになる。注入器のアクチュエー
タ7は、ケーシング1によって支持された一対の案内ロ
ッド8に沿って摺動移動するように搭載されており、又
ケーシング1内に配置された駆動機構によって駆動され
るようになっている。この駆動機構については、ポンプ
の中央制御システム(第2図)によって駆動された状態
で注入器内の流体を投与されるようにする注入器Sのプ
ランジャへの係合等については、より詳細に下に述べ
る。アクチュエータ7は、近接マイクロスイッチ9とク
ラッチ解放ボタン10とを担持している。この近接スイッ
チ9は、ポンプのコントローラにプランジャとの接触が
行われたことを感知させるために、注入器のプランジャ
にアクチュエータ7が最初に係合するのを検出するもの
である。クラッチ解放ボタン10は、アクチュエータが更
に下記する目的のためにその作動限界位置の間を自由に
移動されるようにするために駆動モータを駆動システム
から分離する働きをする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring first to FIG. 1 of the drawings, an infusion pump embodying the present invention comprises a casing 1 in which a drive system embodying the present invention is disposed. You will see that. The casing 1 comprises an injector cradle 2 having a groove 3 in the center of the main body of the injector S (FIG. 3) and a notch 4 for receiving and arranging the flange of the injector. . The injector S is held in place in the groove 3 by a spring-loaded injector clamp arm 5 pivotally provided in a housing 6 extending upwardly from the cradle 2. The actuator 7 of the injector is mounted so as to slide along a pair of guide rods 8 supported by the casing 1 and is driven by a driving mechanism disposed in the casing 1. I have. This drive mechanism will be described in more detail with respect to the engagement of the injector S with the plunger, which allows the fluid in the injector to be dispensed while being driven by the central control system of the pump (FIG. 2). It is described below. The actuator 7 carries a proximity microswitch 9 and a clutch release button 10. The proximity switch 9 detects the first engagement of the actuator 7 with the plunger of the injector in order to make the controller of the pump sense that contact with the plunger has been made. The clutch release button 10 serves to decouple the drive motor from the drive system to allow the actuator to be freely moved between its operational limit positions for the purposes further described below.

注入ポンプケーシング1は、通常の配列の数字キー
と、登録キーと、クリアキーと、停止キーとを含むキー
パッド11を備えている。更に他の数個のキー12も正面パ
ネル上に設けられている。即ち: バッテリーテスト−バッテリーの充電状態を確認され
るようにするもので、関連したLED(発行ダイオード)
がもし充電中であればそれを表示する。
The infusion pump casing 1 includes a keypad 11 including a normal arrangement of numeric keys, a registration key, a clear key, and a stop key. Several other keys 12 are also provided on the front panel. That is: Battery test-to check the state of charge of the battery, associated LED (emitting diode)
If it is charging, it will be displayed.

アラーム−アラームがキャンセルされるようにするも
ので、関連したLEDはアラームがトリップ状態にある時
に点滅するようになっている。
Alarm—Allows the alarm to be canceled, with the associated LED flashing when the alarm is tripped.

運転−ポンプの運転が開始されるようにするもので、
関連したLEDは運転ボタンが押されると点灯するように
なっている。
Operation-The operation of the pump is started,
The associated LED lights up when the drive button is pressed.

全量投与−制御プログラムをオーバーライドしながら
手動注入にほぼ等しい速度で注入しながら全量投与注入
を行うもので、全量投与キーが押されると再度LEDが点
灯するようになっている。
The full dose-injection is to perform a full dose injection while overriding the control program and at approximately the same rate as a manual injection, with the LED illuminating again when the full dose key is pressed.

停止−ポンプを停止させる。 Stop-stop the pump.

補助−相互作用の補助プログラムを作動させる。 Assist-Activate the interaction assist program.

イエス−入力に対して正の応答を行う。 Yes-Make a positive response to the input.

ノー−入力に対して負の応答を行う。 Gives a negative response to no-input.

下記の状態でオペレータへの情報をアルファベットと
数字のメッセージで表示できる液晶ダイオード(LCD)
の表示パネル13も設けられている。
Liquid crystal diode (LCD) that can display information to the operator in alphabetical and numeric messages in the following conditions
A display panel 13 is also provided.

図面のうち第2図を参照にすると、ポンプコントロー
ラ回路のブロック線図が示されている。中央マイクロプ
ロセッサ20は、代表的なものとしてZ80型が使われてお
り、イーピーロム21(EPROM)と、ラム(RAM)22と、イ
ーイーピーロム(EPROM)23と、キーパッド11と、クラ
ンプアーム電位差計24及び注入器アクチュエータ位置電
位差計25とによって多重チャンネル26及びアナログ−デ
ジタル変換器27を経て制御されるようになっている。こ
の制御マイクロプロセッサ20は、次に駆動ステップモー
タ28の運転をステップ駆動回路29を介して制御し、又液
晶ダイオード表示器13やアラームブザー30を制御し、次
いでプリンター(不図示)をユーアート(UART)31を経
て制御するようになっている。ステップ駆動回路29は、
充電可能なバッテリーからステップ駆動器に対して調整
された5Vのレールと8Vのレールを提供する電力供給源32
によって電気が供給される。
Referring to FIG. 2 of the drawings, there is shown a block diagram of a pump controller circuit. As the central microprocessor 20, a Z80 type is typically used, and an EPROM 21 (EPROM), a RAM (RAM) 22, an EPROM (EPROM) 23, a keypad 11, and a clamp arm potential difference It is controlled by a meter 24 and an injector actuator potentiometer 25 via a multi-channel 26 and an analog-to-digital converter 27. The control microprocessor 20 then controls the operation of the drive step motor 28 via the step drive circuit 29, controls the liquid crystal diode display 13 and the alarm buzzer 30, and then connects the printer (not shown) to UART) 31 for control. The step driving circuit 29
Power supply 32 providing 5V rail and 8V rail regulated from rechargeable battery to step driver
Supplies electricity.

イーピーロム21は、ポンプコントローラが作動する可
変のプログラム化された情報、即ち、注入される各種の
薬剤に関する一連の薬剤注入形態を含んだ情報を収容し
ている。これに関連して薬剤の注入形態及びその派生方
法が充分に述べられている、上で参照した同時継続特許
出願を参照する。更に本出願は注入ポンプの駆動システ
ムと基本的な制御システムに第1義的に関連しているの
で、その形態についての説明は行わない。ラム22は、イ
ーピーロム23が固定されたプログラムデータを有してい
る間制御マイクロプロセッサ20の作動メモリーを形成し
ており、所定の容積の注入器Sが受け台2に装荷される
とクランプアーム5の位置に関したデータを記憶できる
ようになっている。
EPROM 21 contains variable programmed information on which the pump controller operates, that is, information including a series of drug injection forms relating to various drugs to be injected. In this context, reference is made to the co-pending patent application referenced above, which fully describes the mode of infusion of the drug and its derivation methods. Further, the present application is primarily concerned with the drive system and the basic control system of the infusion pump, and will not be described in its form. The ram 22 forms the working memory of the control microprocessor 20 while the EPROM 23 has the fixed program data, and the clamp arm 5 when a predetermined volume of the injector S is loaded on the cradle 2. Can be stored.

制御マイクロプロセッサ20は、更にクラッチの手動分
離やマイクロスイッチ9と注入器Sのプランジャとの間
の接触や注入を妨害する閉塞の発生によって引起こされ
るクラッチの不意の分離を検出する各種マイクロスイッ
チから、電気信号を受信するようになっている。
The control microprocessor 20 also includes various microswitches that detect manual disconnection of the clutch or unexpected disconnection of the clutch caused by the occurrence of a blockage that impedes contact and injection between the microswitch 9 and the injector S plunger. , For receiving electrical signals.

さて添付図面のうち第3図から第5図を参照にすると
注入器クランプアーム5は、このクランプアーム5がポ
ンプの制御システムを作動させるためにその休止又は最
下位置から移動されるとオン/オフ型マイクロスイッチ
42を作動させるように配置されたノッチ付カム41を支持
した回転可能に搭載された軸40により担持された支持体
39から伸びている。この支持体は、受け台2によって担
持された注入器と係合してクランプアーム5を保持する
偏倚力を提供するスプリング負荷のレバー(図示されて
いない)に当止しているカムの形をしている。このカム
支持体39は、クランプアーム5が最も高い位置に持上げ
られると中心越る位置になるように配列されている。こ
のことにより、注入器を受け台2に装荷できるようにす
るためにクランプアーム5をその最も高い点にオペレー
タが位置決めできるようになっている。
Referring now to FIGS. 3-5 of the accompanying drawings, the injector clamp arm 5 is turned on / off when the clamp arm 5 is moved from its rest or bottom position to activate the pump control system. Off type micro switch
Support carried by a rotatably mounted shaft 40 supporting a notched cam 41 arranged to actuate 42
Extends from 39. This support takes the form of a cam which rests on a spring-loaded lever (not shown) which engages with the injector carried by the cradle 2 and provides a biasing force which holds the clamping arm 5. doing. The cam supports 39 are arranged so as to be shifted to the center when the clamp arm 5 is raised to the highest position. This allows the operator to position the clamp arm 5 at its highest point so that the injector can be loaded onto the cradle 2.

軸40は、更に電位差計24の軸45によって担持されたピ
ニオン44と噛合した歯車ホイール43を担持している。こ
のように、クランプアーム5の約35度に及ぶ全角度運動
は、通常約4:1又は5:1の歯車43とピニオン44の歯車比に
よって増幅される。かくして、クランプアーム5の位置
の非常に小さな変動は、多重チャンネル26に送られる電
圧信号の変化を生じさせる電位差計24の抵抗の容易に識
別できる変化を生じさせる。
The shaft 40 further carries a gear wheel 43 meshed with a pinion 44 carried by a shaft 45 of the potentiometer 24. Thus, the total angular movement of the clamp arm 5 up to about 35 degrees is amplified by the gear ratio of the gear 43 and the pinion 44, usually about 4: 1 or 5: 1. Thus, very small fluctuations in the position of the clamp arm 5 cause an easily discernable change in the resistance of the potentiometer 24 which causes a change in the voltage signal sent to the multiple channels 26.

軸45は、更に一端をケーシング6に止着し且つ他端を
該軸45に止着したヘアスプリング又は時計スプリング46
を担持している。このスプリングは、電位差計24に伝達
される両歯車43、44間のバックラッシュの影響を防ぐた
めに所望の方向にピニオン44を偏倚している。
The shaft 45 further includes a hair spring or a clock spring 46 having one end fixed to the casing 6 and the other end fixed to the shaft 45.
Is carried. The spring biases the pinion 44 in a desired direction to prevent the effect of backlash between the gears 43, 44 transmitted to the potentiometer 24.

クランプアーム5の形状は、注入器受け台2上の10〜
50mlの範囲の大部分の注入器において、注入器の直径と
電位差計24の抵抗との間にほぼ直線関係が存在するよう
に選択されている。このように、クランプアーム5の位
置は、注入器の直径についての表示を制御コンピュータ
20に提供する電圧信号を発生することができるようにな
っている。
The shape of the clamp arm 5 is 10 to
For most injectors in the range of 50 ml, it has been selected that there is an approximately linear relationship between injector diameter and potentiometer 24 resistance. Thus, the position of the clamp arm 5 controls the display about the diameter of the injector.
20 to be able to generate a voltage signal to be provided.

本実施例において、10、20、30及び50mlのような4個
の選択された注入器寸法に対応したクランプアーム電位
差計の電圧又は『直径』の情報が、販売前,販売中又は
販売後のいずれにおいてもイーイーピーロム23に記憶さ
れる。かくして、選択された注入器が受け台2に装荷さ
れまたクランプアーム5が注入器本体と係合するように
下げられると、直径電位信号が電位差計24によって発生
され且つ多重チャンネル26及びアナログ−デイタル変換
器27を介して中央制御マイクロプロセッサ20に伝達され
る。この直径の信号は、通常ルックアップの形を成すイ
ーイーピーロム23に含まれたプログラム化された直径情
報と比較される。もしこの直径信号が±2.5%のような
妥当な許容値内の標準直径の一つに対応していれば、コ
ントローラ20は、表示された容積が挿入されている注入
器の正しい容積であれば、オペレータがイエスボタンを
押すことによって確認できるようにその注入器の対応容
積が液晶ダイオード表示器13上に表示されるようにす
る。一度確認がオペレータによって登録されると、ポン
プは、上で参照した同時係属出願で述べられている一般
的な状態で選択された注入速度形態に応じて作動する準
備が完了する。
In this embodiment, the voltage or "diameter" information of the clamp arm potentiometer corresponding to the four selected injector dimensions, such as 10, 20, 30, and 50 ml, is provided before, during or after sale. In any case, the information is stored in the EPROM 23. Thus, when the selected injector is loaded into the cradle 2 and the clamp arm 5 is lowered to engage the injector body, a diametric potential signal is generated by the potentiometer 24 and the multi-channel 26 and analog-to-digital The signal is transmitted to the central control microprocessor 20 via the converter 27. This diameter signal is compared to the programmed diameter information contained in the EPROM 23, typically in the form of a lookup. If this diameter signal corresponds to one of the standard diameters within a reasonable tolerance, such as ± 2.5%, the controller 20 will determine if the indicated volume is the correct volume of the inserted syringe. The corresponding volume of the injector is displayed on the liquid crystal diode display 13 so that the operator can confirm by pressing the yes button. Once confirmation has been registered by the operator, the pump is ready to operate in accordance with the selected infusion rate configuration in the general state described in the co-pending application referenced above.

事前にポンプが較正されていない(以下、『非標準的
な』とする)注入器が注入器受け台2に挿入された場
合、電位差計24によって発生された直径信号はプログラ
ムに組込まれた直径のいずれにも対応したいし、コント
ローラはこの非標準的な注入器を使用した運転ができる
ようにするために手操作でプログラムが組込まれ又は較
正されなければならない。非標準的な注入器を受け入れ
るためにコントローラにプログラムを与える方式を述べ
る以前に、図面中の第3図〜第5図を参照にして本発明
を具体化する駆動システムについて更に述べるのが適当
であろう。
If an injector whose pump has not been previously calibrated (hereinafter "non-standard") is inserted into the injector cradle 2, the diameter signal generated by the potentiometer 24 will be the diameter programmed into the program. And the controller must be manually programmed or calibrated to allow operation using this non-standard injector. Before describing the manner in which the controller is programmed to accept a non-standard injector, it is appropriate to further describe a drive system embodying the present invention with reference to FIGS. 3-5 in the drawings. There will be.

本駆動システムはカバー1を支持するフレーム52に取
付られた水平部分51を有した垂直な支持板50上に水平に
搭載されたステップモータ28から構成されている。本実
施例において、ステップモータ28は、本目的に対して特
に適しており又他のステップモータより運転で優れてい
るとされているエスカップ(ESCAP)ステップモータP31
0となっている。駆動システムを高精度で急速に位置決
めができ、従って注入ポンプの高精度で早い運転が出来
るため、ステップモータ、特に上記ステップモータの使
用が特に好ましいのであるが、許容可能な結果を得るた
めに他の形のモータも使用されることは容易に察知され
るはずである。
The drive system comprises a step motor 28 mounted horizontally on a vertical support plate 50 having a horizontal portion 51 mounted on a frame 52 supporting the cover 1. In this embodiment, the step motor 28 is an ESCAP step motor P31 which is particularly suitable for this purpose and which is said to be superior in operation to other step motors.
It is 0. The use of a stepper motor, especially the stepper motor described above, is particularly preferred because the drive system can be positioned quickly with high precision, and thus with high precision and fast operation of the infusion pump. It will be readily appreciated that motors of the form are also used.

ウォーム歯車53は、ステップモータ28の出力軸に固定
され又プレート部分51に取付られた支承板54によって支
持されている。ウォーム歯車53は、スプラインハブ又は
ピニオン56を有したウォームホイール55と噛合してお
り、これらウォームホイール55とピニオン56はフレーム
52に搭載された軸受57と、板50に取付られ上に横たわっ
た支持体59に搭載された軸受58に支持されている。
The worm gear 53 is supported by a bearing plate 54 fixed to the output shaft of the step motor 28 and attached to the plate portion 51. The worm gear 53 meshes with a worm wheel 55 having a spline hub or pinion 56, and the worm wheel 55 and the pinion 56
It is supported by a bearing 57 mounted on 52 and a bearing 58 mounted on a support 59 mounted on and overlying the plate 50.

支持板50とフレーム部分52は、好適な実施例に於い
て、モータ50、ウォーム歯車53及びウォームホイール55
が1ユニットとして分離されるようにして容易に調節や
修理や取替ができるようにするために取外し可能なユニ
ットとして形成されている。
Support plate 50 and frame portion 52 are, in the preferred embodiment, motor 50, worm gear 53 and worm wheel 55.
Are detachable as a unit so that they can be easily adjusted, repaired, or replaced.

出力減速歯車60は、スプラインハブ56と噛合しており
又輪止めクラッチ62を介して駆動ヘッド61に駆動するよ
うに取付られている。この輪止めクラッチ62は、公知の
構造となっており、正常時圧縮スプリング65によって相
互に係合した状態に保持された係合歯付き部材63、64を
有している。圧縮スプリング65によって加えられる付勢
力は、パッキングワッシャ66によって調節可能になって
おり、望ましくない過剰圧力が注入器Sの注入ラインに
生ずるとクラッチ62が自動的に分離する負荷を変られる
ようになっている。
The output reduction gear 60 meshes with the spline hub 56 and is mounted so as to be driven by the drive head 61 via the wheel stopper clutch 62. The wheel stopper clutch 62 has a known structure, and includes members 63 and 64 with engagement teeth which are held in a mutually engaged state by a compression spring 65 in a normal state. The biasing force exerted by the compression spring 65 is adjustable by a packing washer 66 so as to change the load at which the clutch 62 automatically disengages when an undesired overpressure occurs in the injector S injection line. ing.

駆動ヘッド61は、フレーム52によって又該駆動ヘッド
61の最上端を支持する軸受68を担持したサドルフレーム
67によって支持されている。
The drive head 61 is also moved by the frame 52
Saddle frame carrying bearing 68 supporting the top end of 61
Supported by 67.

輪止めクラッチ62は、フレーム52とクラッチ部材63、
64を取り囲んだ駆動スリーブ70との間に配置されたレバ
ーアーム65によってスプリング65の作用に対抗して最下
位置の歯付き部材64を移動させることによって手によっ
ても解放できるようになっている。レバー69は、注入器
アクチュエータ7によって担持されたクラッチ解放ボタ
ン10の作動によって旋回される枢支された棒72にリンク
71を介して連結されている。クラッチの解放を行う機構
は、ただ1つの管がクラッチ解放運動を伝えるために使
われているだけとはいえ、上で参照にした同時継続出願
で基本的に述べられているようなものである。
The wheel stopper clutch 62 includes a frame 52 and a clutch member 63,
The lowermost toothed member 64 can be released by hand by moving the lowermost toothed member 64 against the action of the spring 65 by a lever arm 65 disposed between the drive sleeve 70 and the drive sleeve 70 surrounding the same. The lever 69 is linked to a pivoted rod 72 which is pivoted by actuation of the clutch release button 10 carried by the injector actuator 7
Connected via 71. The mechanism for disengaging the clutch is as basically described in the co-pending application referenced above, although only one tube is used to convey the clutch disengaging motion. .

ボタン10は、案内ロッド8を取囲んだチューブ89の1
つに連結された半径方向のアーム90に係合するように配
置されている。その同時継続出願において、より詳細に
述べられているように、チューブ89はアクチュエータ7
の内部で(及びスライダー8の内部で)回転できるよう
になっなおり、チューブ89が手でボタン10を押すことに
よって引き起こされるアーム90の運動に応答して回転す
ると枢支された棒70に係合するように配置された駆動解
放カム90を担持している。
The button 10 is connected to one of the tubes 89 surrounding the guide rod 8.
It is arranged to engage a radial arm 90 connected to the two. As described in more detail in that co-pending application, tube 89 is connected to actuator 7
(And inside the slider 8) and engages the rod 70 pivoted as the tube 89 rotates in response to the movement of the arm 90 caused by pushing the button 10 by hand. It carries a drive release cam 90 arranged to fit.

マイクロスイッチ73は、輪止めクラッチ62が部分的に
又は完全に分離されるといつでも電気信号を発生させる
ようにフレーム52と出力歯車60の最上面との間に配置さ
れている。マイクロスイッチ73は、本実施例においては
出力歯車60に搭載されているが、それを輪止めクラッチ
62の内部により都合良く配置することができる。更にク
ラッチ解放ボタン10の操作によって引き起こされたクラ
ッチ分離と閉塞が生じた場合に起こり得るクラッチの過
負荷について引き起こされるクラッチ分離とを識別する
ためにクラッチの解放が生ずる前にクラッチ解放機構の
作動を検出するように枢支された棒72に隣接して更に別
なマイクロスイッチ73aが配置されている。マイクロプ
ロセッサ20へのこれら異った入力は、『手動オーバーラ
イド』と『閉塞センサー』とラベル付けされる。『ヘッ
ド係合』とラベル付けされた入力は、マイクロスイッチ
49によって発生された信号を入力する。
The microswitch 73 is located between the frame 52 and the top surface of the output gear 60 so as to generate an electrical signal whenever the sprocket clutch 62 is partially or completely disengaged. Although the micro switch 73 is mounted on the output gear 60 in the present embodiment, it is
It can be more conveniently located inside 62. Further, the actuation of the clutch release mechanism prior to clutch release occurs to distinguish between clutch disengagement caused by actuation of clutch release button 10 and clutch disengagement caused by possible clutch overload in the event of blockage. A further microswitch 73a is located adjacent to the rod 72 pivoted to detect. These different inputs to microprocessor 20 are labeled "manual override" and "occlusion sensor". The input labeled "Head Engage"
Input the signal generated by 49.

駆動ヘッド61は、フレーム52の対向端に回転するよう
に搭載され且つ駆動ヘッド61に類似した更に別な駆動ヘ
ッド84に係合した歯付き駆動ベルト83によって駆動係合
された中央歯付き部分82を有している。駆動ヘッド84の
軸は、いつも駆動ベルト83の位置を正確に監視する電位
差計85に連結されている。駆動ベルト83は、一対のチュ
ーブ89によって注入器アクチュエータ7に連結されたス
ライダー88に順次取付けられた連結板87を有したベルト
クランプ86によって注入器アクチュエータ7に永久的に
連結されている。これらの組立体は、ケーシング1と注
入器受け台2によって担持された案内ロッド8に摺動可
能に搭載されている。このように永久的な駆動連結が駆
動ベルト83と注入器アクチュエータ7との間で行われて
いる。この駆動連結は、クラッチ解放ボタン10による輪
止めクラッチ62の解放に無関係に維持されている。かく
して電位差計25によって発生された電圧信号が多重チャ
ンネル26及びアナログ−デジタル変換器27を介してマイ
クロプロセッサ20に送られるので、注入器アクチュエー
タ7の位置は、中央制御コンピュータ20によって常に知
ることができる。これによって注入器アクチュエータ7
の位置と或る特定の時間中にそれが移動した距離とはマ
イクロプロセッサ20によって決定される。
The drive head 61 has a central toothed portion 82 rotatably mounted at the opposite end of the frame 52 and drive-engaged by a toothed drive belt 83 engaged with yet another drive head 84 similar to the drive head 61. have. The axis of the drive head 84 is connected to a potentiometer 85 that constantly monitors the position of the drive belt 83 accurately. The drive belt 83 is permanently connected to the injector actuator 7 by a belt clamp 86 having a connecting plate 87 which is sequentially attached to a slider 88 which is connected to the injector actuator 7 by a pair of tubes 89. These assemblies are slidably mounted on guide rods 8 carried by casing 1 and injector cradle 2. In this way, a permanent drive connection is made between the drive belt 83 and the injector actuator 7. This drive connection is maintained independently of the release of the wheel stopper clutch 62 by the clutch release button 10. Thus, the position of the injector actuator 7 is always known by the central control computer 20 since the voltage signal generated by the potentiometer 25 is sent to the microprocessor 20 via the multi-channel 26 and the analog-to-digital converter 27. . This allows the injector actuator 7
Is determined by microprocessor 20 and the distance it has traveled during a particular time.

永久的な駆動連結が駆動ベルト83と注入器アクチュエ
ータ7との間において維持されているので駆動クラッチ
62がボタン10を押すことによって分離され、且つ注入器
アクチュエータ7がその案内ロッド89に沿って自由に移
動されて非標準的な注入器と作動するように手動注入を
行ったり、コントローラにプログラムを与えたりする場
合でも電位差計25は常に注入器アクチュエータ7の位置
を正確に検出することができる。
Since a permanent drive connection is maintained between drive belt 83 and injector actuator 7, the drive clutch
62 is disengaged by pressing the button 10 and the injector actuator 7 is free to move along its guide rod 89 to perform manual injection or to program the controller to work with a non-standard injector. The potentiometer 25 can always accurately detect the position of the injector actuator 7 even when it is given.

上で述べた如く、コントローラは、注入器受け台2に
非標準的な注入器が存在しているので検出して、注入が
行われる以前にプログラムが必要である旨液晶ダイオー
ド表示器13を介してオペレータに注告する。非標準的な
注入器に対してプログラムを組むために必要な容積の空
の注入器が、先ず注入器受け台2に装荷されそしてクラ
ンプアーム5が降ろされる。注入器アクチュエータ7
は、ボタン10によるクラッチの解放後にその案内ロッド
89に沿って摺動される。コントローラは、注入器プラン
ジャとの接触が生じたことを表示するマイクロスイッチ
9の閉鎖が行われるまで注入器アクチュエータ7を移動
させる。このようにして所望の注入器を空にするように
要求された注入器アクチュエータ7の位置は、電位差計
25によって表示され、コントローラ20は、次いで多重チ
ャンネル26及びアナログ−デジタル変換器27を介してこ
のデータを受信する。空の注入器は、次いで取り除かれ
て、注入器アクチュエータ7はその休止位置に戻され
る。次に満杯の注入器が受け台2に装荷され、クランプ
アーム5が降される。注入器アクチュエータ7は、次い
でマイクロスイッチ9が注入器プランジャに接触するま
で手動で又はコントローラの作用の下で進められる。注
入が行われる前の注入器アクチュエータの始動位置が電
位差計25からコントローラ20に入力される。この手順が
完了した後に、コントローラは液晶ダイオード表示器13
で、オペレータが非標準注入器の容積を入力するように
要望する。その際、必要な供給率が、上述した注入器ア
クチュエータ7の各位置に関したデータから導かれた距
離計測値によってこの容積を割ることによって算出され
る。コントローラは、次いで直前にプログラムが組まれ
た非標準的な注入器を使用して所望の形態の注入を実施
する準備が完了する。本実施例では、ただ4つの較正が
ルックアップテーブルに記憶されるようになっている
が、もし更に非標準的な注入器が使用されることになれ
ば、Yの注入器に関連したデータは事前に入力されてい
る「直径」の一つと代替する。勿論、現在のところ4つ
で充分であると思われていても必要ならば注入器の「直
径」を記憶する能力を拡張することもできる。
As mentioned above, the controller detects the presence of a non-standard injector in the injector cradle 2 and via a liquid crystal diode indicator 13 indicates that a program is required before injection can take place. To the operator. An empty injector of the required volume to program against a non-standard injector is first loaded into the injector cradle 2 and the clamp arm 5 is lowered. Injector actuator 7
Is the guide rod after the clutch is released by button 10.
Slide along 89. The controller moves the injector actuator 7 until closing of the microswitch 9 indicating that contact with the injector plunger has occurred. The position of the injector actuator 7 thus required to empty the desired injector is determined by the potentiometer
Indicated by 25, controller 20 then receives this data via multi-channel 26 and analog-to-digital converter 27. The empty injector is then removed and injector actuator 7 is returned to its rest position. Next, a full injector is loaded on the cradle 2 and the clamp arm 5 is lowered. The injector actuator 7 is then advanced manually or under the action of a controller until the microswitch 9 contacts the injector plunger. The starting position of the injector actuator before the injection takes place is input from the potentiometer 25 to the controller 20. After this procedure is completed, the controller
Requests the operator to enter the volume of the non-standard injector. The required feed rate is then calculated by dividing this volume by the distance measurement derived from the data for each position of the injector actuator 7 described above. The controller is then ready to perform the desired form of infusion using the non-standard injector just programmed. In this embodiment, only four calibrations are stored in a look-up table, but if a more non-standard injector would be used, the data associated with the Y injector would be Substitute one of the previously entered "diameters". Of course, the ability to store the "diameter" of the injector can be extended if necessary, even if four are currently considered sufficient.

さて、或る範囲の運転モードに対して液晶ダイオード
表示器13上に表示された代表的な一連のオペレータへの
助言について、上述の実施例をより完全に理解する補助
のために説明する。
A representative series of operator advice displayed on the liquid crystal diode display 13 for a range of operating modes will now be described to assist in a more complete understanding of the above embodiment.

注入器クランプアーム5がその休止位置から最初に持
上げられると、マイクロスイッチ42は、コントローラに
電力が供給されるようにし、また液晶ダイオード表示器
13がメッセージ:『充填された注入器を装荷してクラン
プを降ろしなさい』を表示する。
When the injector clamp arm 5 is first lifted from its rest position, the microswitch 42 allows the controller to be powered and a liquid crystal diode indicator
13 displays the message: "Load filled injector and unload clamp".

もし注入器が『標準的な』注入器、即ち、事前に較正
されており且つイーイーピーロム23内に収容されたルッ
クアップテーブルに在る『直径』値を有するもので、流
体を50ml含んだ60ml注入器と仮定すると、表示器はメッ
セージ:『推定された容積ml50.00これで正しいですか
?イエス/ノー』と表示する。
If the injector is a "standard" injector, i.e. one that has been pre-calibrated and has a "diameter" value that is in a look-up table housed in EPROM 23, and contains 50 ml of fluid Assuming a 60ml injector, the indicator will display the message: "Estimated volume ml50.00 Is this correct? Yes / No ”is displayed.

もしオペレータがその推定された容積に満足し、イエ
スボタンを押すと、表示器13は:『容積ml50.00』を登
録して、『これは、新しい注入器ですか?イエス/ノ
ー』を表示する。
If the operator is satisfied with the estimated volume and presses the yes button, the display 13 will register: "Volume ml50.00" and "Is this a new injector? Yes / No ”is displayed.

もし新しい注入が必要であれば、オペレータはイエス
ボタンを押し、表示器13は:『確定されたものか又はプ
ログラムされるものか?』を示す。
If a new infusion is needed, the operator presses the YES button and the display 13 shows: "Is it confirmed or programmed? ] Is shown.

もしオペレータが確定を選択すると、表示器13はキー
パッド11を使用して必要な速度が入力されるように要請
する。もしオペレータがプログラムを選択すると、表示
器13は、上で参照した同時係属出願で述べられているも
のと同じ態様で所望の薬剤や患者のデータを入力するよ
うにオペレータに要請する。
If the operator selects confirm, the display 13 requests that the required speed be entered using the keypad 11. If the operator selects a program, the display 13 requests the operator to enter the desired medication or patient data in the same manner as described in the co-pending application referenced above.

上で参照された推定容積値が正しくない場合、次の表
示が現れる:『推定された容積ml50.00正しい容積を登
録しますか?又は注入器を再較正するために“クリヤ
ー”を押しなさい』。
If the estimated volume value referenced above is incorrect, the following display appears: "Estimated volume ml50.00 Register correct volume? Or press "clear" to recalibrate the injector. '

もしオペレータが正しい容積を登録してそれが50mlの
±2.5%以内であれば、本システムは注入を進行させる
でしょう。もし、登録された容積が±2.5%を外れてい
ると、またもし、“クリヤー”ボタンが押されると、次
の表示が現われる:『 較正: −空の注入器を装荷しなさい −駆動ヘッドをかけなさい −登録を押しなさい−再開始のため“クリヤー”しなさ
い。』 コントローラは、マイクロスイッチ9が閉じるまで注
入器アクチュエータ7をプランジャに向って移動させ
る。電位差計24からの電位値は、それに一番近い直径値
でルックアップテーブルのイーイーピーロム23に登録さ
れる。電位差計25からの電圧は、ルックアップテーブル
に登録され、表示器13は次に:『 較正: 容積ml00.00 −充填された注入器を装荷せよ −注入器内の流体の容積を登録せよ 再開始のために“クリア”せよ』 を示す。
If the operator registers the correct volume and it is within ± 2.5% of 50 ml, the system will proceed with the infusion. If the registered volume is outside ± 2.5% and the “Clear” button is pressed, the following display appears: “Calibration:-Load empty injector-Drive head Call-press register-"clear" for restart. The controller moves injector actuator 7 toward the plunger until microswitch 9 closes. The potential value from the potentiometer 24 is registered in the EEPROM 23 of the look-up table with the closest diameter value. The voltage from potentiometer 25 is registered in a look-up table, and display 13 then reads: "Calibration: volume ml00.00-Load filled syringe-Register volume of fluid in injector “Clear” to get started ”.

コントローラは、電位差計25からの電圧がイーイーピ
ーロム23に登録される時にスイッチ9が閉じるまで注入
器アクチュエータ7を一杯の注入器のプランジャと係合
するように移動する。上で参照された容積と位置のデー
タから結果ができる『供給率』が算出され、表示器13
は:『 容積ml50.00 これは新しい注入器か? イエス/ノー 』 を示す。
The controller moves the injector actuator 7 into engagement with the full injector plunger until the switch 9 closes when the voltage from the potentiometer 25 is registered in the EPROM 23. From the data of the volume and position referred to above, a “supply rate” that can produce a result is calculated, and the display 13
Is: "Volume ml50.00 Is this a new injector? Yes / No.

オペレータは、次ぎに上述したように手続を進める。 The operator then proceeds as described above.

本発明を具体化した注入ポンプは、上述した機能に加
えて、更に上で参照にした同時係属特許出願でより詳細
に述べられた機能の各々を実行することもできることも
察知されよう。かくして、本発明を具体化した注入ポン
プを完全に理解するために、それら出願に添付の明細書
の記述と図面を参照しなければならない。
It will also be appreciated that an infusion pump embodying the present invention, in addition to the functions described above, may also perform each of the functions described in more detail in the co-pending patent applications referenced above. Thus, for a full understanding of the infusion pumps embodying the present invention, reference should be had to the description and drawings in the specification that accompany those applications.

駆動システムの好適な実施例は、工学的見地から特に
コンパクトで簡単な方式で1000:1の全体的な減縮比を得
るように設計されている。説明した構成で、注入ポンプ
は何んら反動又は駆動の確実性の問題無しに0.1ml/時か
ら1500ml/時の範囲内で流体を供給できるようにしてい
る。比較では、市販可能な注入ポンプは、同時係属出願
でより詳細に述べられている薬剤注入制御システムにと
って不充分な0.1ml/時から150ml/時のオーダの供給速度
範囲を有している。かくして、所定の注入器寸法に対し
て、本駆動システムは、在来の装置で達成される速度の
10倍に及ぶ速度で注入器を作動させることができる。本
実施例で使用のために選択された特に好適なステップモ
ータは、3000rpmに及ぶ速度範囲で適当なトルクが維持
されるようにしており、それで上で参照にした高い供給
速度を容易に得ることができる。
The preferred embodiment of the drive system is designed to obtain an overall reduction ratio of 1000: 1 in a particularly compact and simple manner from an engineering point of view. With the described arrangement, the infusion pump is capable of supplying fluid in the range of 0.1 ml / hr to 1500 ml / hr without any recoil or drive reliability issues. In comparison, commercially available infusion pumps have a delivery rate range on the order of 0.1 ml / hr to 150 ml / hr which is insufficient for the drug infusion control system described in more detail in the co-pending application. Thus, for a given injector size, the present drive system provides the speed attainable with conventional devices.
The injector can be operated at up to 10 times the speed. The particularly preferred stepper motor selected for use in this embodiment is such that a suitable torque is maintained over a speed range of up to 3000 rpm, so that the high feed rates referenced above are easily obtained. Can be.

更に、上でより詳細に述べたウォーム駆動システム
は、次のような特定の長所を提供することが察知され
る。
Further, it is recognized that the worm drive system described in more detail above provides certain advantages, such as:

1. (上でより詳細に説明したように)負荷を受けて駆
動モータが逆転するのを防ぐと共に、本システムが効果
的に自己ロックできるようにする。
1. Prevent the drive motor from reversing under load (as described in more detail above) and allow the system to effectively self-lock.

2. ステップ間でステップモータの電源遮断ができるよ
うにし、ステップ間で該モータを保持する必要を無くし
て、これにより電力流失を減じる。
2. Allow the stepping motor to power down between steps, eliminating the need to hold the motor between steps, thereby reducing power loss.

3. 特にコンパクトな形態で、最少の構成部品で高い減
速比を得る。
3. High speed reduction ratio with minimum components, especially in compact form.

4. 歯付き歯車の連続係合によって静寂な運転を行う。4. Silent operation is performed by the continuous engagement of the toothed gears.

5. 軸でエンコードを行う必要無しに低速度でステップ
モータの利用ができるようにする。
5. Enable the use of a stepper motor at low speed without having to encode on the axis.

本発明の好適な形では、負荷を多数の歯に分散して摩
耗を最少に抑えるので輪止めクラッチはクラッチ手段と
して望ましい。輪止めクラッチのスプリング付勢によ
り、分離力の調節が各種の要請に適合できるようになっ
ている。同様に、スプラインハブ又はピニオンの使用に
よって、輪止めクラッチが適切に配置され且つ負荷でク
ラッチの分離ができるようになっている。
In a preferred form of the invention, a buckle clutch is desirable as the clutch means because the load is distributed over a number of teeth to minimize wear. Adjustment of the separating force can be adapted to various requirements by biasing the spring of the wheel stopper clutch. Similarly, the use of a spline hub or pinion ensures that the buckle clutch is properly positioned and that the clutch can be disengaged under load.

好適な実施例を、薬剤注入ポンプとの関連で述べて来
たが、注入ポンプと駆動システムは、いずれの方向にも
同等にうまく作動し、従ってポンプは、流体を吸入した
り吐出したりするために使用されることが容易に察知さ
れよう。例えば、或る種の血液分析において分析される
血液の或る量を速く吸入する必要があり、また上記実施
例に係る駆動システムは、そのような速い吸入が実現さ
れるようにするものである。更に、このポンプは、薬剤
以外の他の流体を圧送するためにも使用されるものであ
る。
Although the preferred embodiment has been described in the context of a drug infusion pump, the infusion pump and the drive system work equally well in either direction, so that the pump draws in and discharges fluid. It will be easily perceived to be used for. For example, in certain types of blood analysis, a certain amount of blood to be analyzed needs to be rapidly inhaled, and the drive system according to the above embodiment is such that such a rapid inhalation is realized. . Further, the pump is used for pumping other fluids other than the drug.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】本体とプランジャを有する注入器から制御
した容積の流体を供給するポンプにおいて、 前記注入器の本体を収容し、かつ、配置する収容配置手
段と、 前記収容配置手段によって支持される前記注入器のプラ
ンジャに噛み合わせるための注入器アクチュエータ手段
と、 前記注入器アクチュエータ手段の位置を示す電気信号を
発生するアクチュエータ位置信号発生手段と、 前記注入器アクチュエータ手段に接続され、前記注入器
に前記プランジャを移動させて前記流体を供給する駆動
手段と、 前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、 前記収容配置手段によって支持された前記注入器の本体
に接触する可動アームと、 前記注入器の本体に接触している前記アームの位置に相
当する信号を発生するアーム位置信号発生手段と、 供給率情報とともに1又はそれ以上の注入器に接触して
いる前記アームによって占有される位置に関連する所定
のデータを記憶する記憶手段と、 アーム位置に関連する信号の値がプログラムされた値で
あるかどうかを決定し、そしてその決定の結果を示す信
号を出力する論理回路手段と、 負の決定を示す論理回路手段の出力信号に応答して、空
のときの前記注入器のプランジャと噛み合う前記注入器
アクチュエータ手段の位置を記憶し、そして満杯のとき
の前記注入器のプランジャと噛み合う前記注入器アクチ
ュエータ手段の位置を記憶することによって、校正デー
タを前記駆動制御手段に入力する手段と、 使用者に前記注入器の容積を入力させる手段と、 前記注入器アクチュエータ手段の記憶位置と、使用者に
よって入力された前記注入器の容積とから、所定の供給
速度で前記注入器に含まれる流体の供給を制御するため
に前記駆動制御手段によって使用される供給率を計算す
る手段と、 正の決定を示す論理回路手段の出力信号に応答して、前
記記憶されたデータに相当する記憶された供給率を検索
する手段と、 を備えることを特徴とするポンプ。
1. A pump for supplying a controlled volume of fluid from an injector having a body and a plunger, comprising: housing and arranging means for housing and arranging the body of the injector; and supported by the housing and arranging means. Injector actuator means for engaging the plunger of the injector; actuator position signal generating means for generating an electrical signal indicating the position of the injector actuator means; connected to the injector actuator means; A drive unit that supplies the fluid by moving the plunger; a drive control unit that controls the drive unit; a movable arm that contacts a main body of the injector supported by the housing arrangement unit; Arm position signal generating means for generating a signal corresponding to the position of the arm in contact with the main body; Storage means for storing predetermined data associated with the position occupied by the arm in contact with one or more injectors together with rate information; and the value of the signal associated with the arm position is a programmed value. Logic circuit means for determining whether or not the output signal of the logic circuit means indicates a negative decision, and in response to an output signal of the logic circuit means indicating a negative determination, engaging the plunger of the injector when empty. Means for storing calibration injector data into the drive control means by storing the position of the injector actuator means and storing the position of the injector actuator means which engages the plunger of the injector when full; Means for inputting the volume of the injector to a storage location of the injector actuator means, and the injector input by a user Means for calculating from the volume the supply rate used by the drive control means to control the supply of fluid contained in the injector at a predetermined supply rate; and an output signal of a logic circuit means indicating a positive decision. Means for retrieving a stored supply rate corresponding to the stored data in response to the stored data.
【請求項2】前記駆動手段が、該駆動手段と前記アクチ
ュエータ位置信号発生手段との間に永久に維持される接
続を有することを特徴とする請求項1記載のポンプ。
2. The pump according to claim 1, wherein said drive means has a permanently maintained connection between said drive means and said actuator position signal generating means.
【請求項3】前記可動アームの運動によって、電位差計
に対して入力軸の対応する運動が前記アームの位置を示
す前記信号を発生させ、そして前記アームと前記電位差
計との間に配置された歯車手段が前記入力軸の回転数を
増加させることを特徴とする請求項1又は2記載のポン
プ。
3. The movement of the movable arm causes a corresponding movement of the input shaft with respect to the potentiometer to generate the signal indicative of the position of the arm and to be disposed between the arm and the potentiometer. 3. The pump according to claim 1, wherein the gear means increases the rotation speed of the input shaft.
【請求項4】歯車のバックラッシュによって生じた前記
入力軸の運動を減少させる方向に前記歯車手段を偏倚す
る手段を更に有することを特徴とする請求項3記載のポ
ンプ。
4. The pump according to claim 3, further comprising means for biasing said gear means in a direction to reduce movement of said input shaft caused by gear backlash.
【請求項5】前記記憶手段が事前にプログラムされたデ
ータのルックアップテーブルを含み、前記校正データの
入力が、現在入力中のデータに最も近い容積値を有する
事前にプログラムされたデータに置換されることを特徴
とする請求項1から4のいずれかに記載のポンプ。
5. The storage means includes a look-up table of pre-programmed data, wherein the calibration data entry is replaced by pre-programmed data having a volume value closest to the data currently being entered. The pump according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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