JP3297430B2 - 流体通路を通る流体内の空気の存在を検出する装置及びその方法 - Google Patents

流体通路を通る流体内の空気の存在を検出する装置及びその方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般的に流体ラインの中の空気の存在を検知
するための超音波装置に関し、より詳細には、ウインド
イング技法を用いて搬送される材料の所定容積の中の気
泡の量が臨界値となった時を判断し、ウインド容積の中
にこの臨界値の量の気泡が存在する時にだけ警報を発す
ることによって不快な警報を排除するようになされた装
置に関する。
［従来の技術］ 本発明は1987年12月１日付けで出願した、他の７つの
米国特許出願に関連する。これら７つの米国特許出願
は、米国特許出願番号第127,333号（発明の名称：薬物
注入システムのための使い捨てカセット）、第127,350
号（発明の名称：薬物注入システムのためのピストンキ
ャップ及びブーツシール）、第128,122号（発明の名
称：薬物注入システムのための圧力ダイアフラム）、第
128,009号（発明の名称：薬物注入シールのためのカセ
ット型光学認識装置）、第128,121号（発明の名称：薬
物注入システムのためのライン内空気検出器）、第127,
359号（発明の名称：薬物注入システムのためのカセッ
ト充填およびラッチ装置）、及び第127,133号（発明の
名称：薬物注入システムのための機械的駆動装置）であ
る。
また本発明は、1987年12月４日付け出願の他の４つの
米国特許出願に関連する。これら４つの米国特許出願
は、米国特許出願番号第128,973号（発明の名称：薬物
注入システムのための流体と排出制御及び監視装置）、
第128,966号（発明の名称：マルチモード薬物注入シス
テムの臨床構造）、第128,978号（発明の名称：薬物注
入システムのためのユーザインターフェース）、及び第
129,013号（発明の名称：薬物注入システムのための患
者側閉塞検知装置）である。
更に、本発明は「超音波センサインターフェースのた
めの自動チューブロック」、「超音波トランスジューサ
の電気的インターフェースアセンブリ」及び「超音波ラ
イン内空気検知器自己テスト技法」とそれぞれ題する３
つの米国特許出願に関連している。
過去において、患者に対し非経口摂取され得る薬物を
供給するために、２つの基本的技術が使用されてきてい
る。ひとつは、患者に対しそれほど頻繁でない間隔で、
大量の薬物を供給する、注射器と針とを使用する、注射
による技術である。この技術は、特に使用される薬物が
潜在的に致死的な可能性を有する場合には、いつでも満
足できるものではなく、大量に投与される場合にはマイ
ナスの副作用を有し、あるいは所望の治療効果を達成す
るためには多かれ少なかれ連続的に投与しなければなら
ない。この問題は、より頻繁な間隔で少量の注射をする
結果となり、それは満足すべき結果を生じない解決方法
である。
代替的方法として、２番目の技術は、通常は静脈ボト
ルを介して、患者に対し連続的流れとして薬物を投与す
る方法である。投薬は又、複雑な静脈チューブ、ホース
及びその他の装置内へなされる注入による静脈システム
を介して供給可能である。供給される流体の量を測定す
る点滴カウンタを使用して、多くの薬物が、静脈ライン
内への注入により大量に投与される結果となるけれど
も、その投薬は大量の流体によりいくらか希釈される可
能性がある。
患者に薬物を投与するこれら２つの技術に対する代替
的方法として、薬物注入ポンプを追加することが比較的
最近において歓迎すべき改良となってきている。薬物注
入ポンプは頻繁な間隔で少量の測定された投薬量を患者
に投与するために使用され、あるいは代替的方法とし
て、ある装置の場合には、少ないが連続的に投与される
ために使用される。注入ポンプ治療法は、正確に決定さ
れた間隔で、精密に測定された薬物量を供給するために
電子的に制御可能であり、それにより患者に徐々に薬物
を投入できる利点がある。この方法においては、前記注
入ポンプは人体の自然な過程を模倣することができ、そ
れにより、連続的に作動させることにより、より精密に
化学的平衡を保つことが可能である。
薬物注入システムの要求条件の１つとして、使い捨て
の可能性を設計において考慮することが重要である。薬
物を圧送する装置の部分は無菌でなければならないた
め、近代的薬物注入装置の使用においては殆ど、装置の
ある部分は１回だけ使用され、それから例えば１日１回
の定期的間隔で廃棄されるのが通常である。そのため、
前記注入ポンプの前記流体ポンプ部分は使い捨てである
ことが望ましく、流体ポンプは、安価な取付け可能なカ
セットとして、メインポンプユニットに簡単に取付け可
能なものとして説明されるのが望ましい。
カセットの構造に関する費用を最少限にするために、
前記使い捨てカセットの設計に必要な部品は最低の数を
使用して、簡単な構造を有することが望ましいことが推
測される。前記カセットの設計は大量生産可能なもので
なければならない上に、その結果として流体薬物あるい
はその他の治療流体を高度に正確に投与可能な均質なカ
セットでなければならない。前記カセットは単に流体ポ
ンプだけでなく、以前は周辺装置に含まれていた特徴を
カセット内に含まなければならない。
そのようなシステムは、上述の米国特許出願の明細書
にすべて開示されている。これらの出願の中でも、「薬
物注入システム用のライン内の空気検知装置」と称され
る、米国特許第128,121号明細書は本明細書において参
照されている。
薬物注入システムの本質的機能は、最少限以上の気泡
を含む流体の注入を排除することである。患者に注入さ
れるべき流体内に含まれる気泡の可能性を最少限にする
ための手段が講じられるけれども、注入されるべき流体
内に残っている気泡が確実に検知されるために、患者に
それが到達する前に流体ラインを監視することが必要で
ある。そのため、注入されるべきすべての流体内の気泡
の検知は、重要な設計条件である。
過去に使用されてきたライン内空気検知器の１つのタ
イプは超音波検知器であり、これは超音波送信器を流体
ラインの１側に置き、超音波受信器を該流体ラインの他
側に置く。流体は超音波の良導体であるのに対し空気あ
るいは気泡はそうでない。従って、送信器及び受信器の
間の流体ライン内に気泡がある場合は、信号の強さは極
端に減衰し、気泡の存在が表示される。超音波ライン内
気泡検知器の例は、スパニに対する米国特許第4,764,16
6号明細書、及びパストロン他に対する米国特許第4,82
1,558号明細書を含む。
そのような超音波ライン内空気検知器は流体ラインの
中の気泡を検知するために非常に良好に作動する。事
実、超音波検知器によりかなり小さな気泡を検知するこ
とができる。そのような超音波検知器における問題点は
気泡を良く検知し過ぎることである。実際に、多くの薬
物は気体を抜かれておらずいくらかの量の空気を含有し
ており、この空気は、特に薬物注入ポンプにおけるポン
プおくり工程において、小さな気泡を形成する。
大部分の患者においては、そのような少量の空気を静
脈から注入することは有害ではない。新生児、小児およ
び中隔障害を有する患者等の少しの患者が静脈系統に空
気が導入されることを受け入れることができない。その
ような患者に流体を注入する場合あるいは静脈注入を行
う場合を除いて極めて少量の空気を導入することは特別
有害であるとは考えられていない。小さな気泡でも有害
になる場合には空気除去フィルタを用いることができ
る。
したがって、超音波ライン内空気検知装置は、流体ラ
イン内のいかなる量の空気に対しても、その量が相当量
よりも小さいかあるいは大きいかに拘わらず、警報を発
するという事態が起こる。一般に病院の人員は、そのよ
うな少量の空気に対する警報を、この警報が不可避的に
存在する小さな気泡の存在により頻繁に起こるために、
不快な警報として見る傾向がある。事実、もし多くの不
快な警報が生ずると、頻繁に警報を発生しないより劣っ
たライン内空気検知装置を有する競合する他の装置に較
べて、その装置は望ましくないという評価を受け勝ちで
ある。
［発明が解決しようとする技術的課題］ したがって、本発明の基本的な目的は、流体通路の中
にわずかの量の空気の存在を検知しただけで警報を発し
ないライン内空気検知装置を提供することである。本発
明の装置は、周知の超音波ライン内空気検知装置の総て
の利点を維持する設計となされなければならず、また同
時に多くの追加の利点及び改善を提供しなければならな
い。特に、本発明のライン内空気検知装置は、ポンプ送
り作用が実行された後に、使い捨て型のカセットのその
出力端部付近における流体ライン内の非常に小さな気泡
をも検知することができなければならない。次に、本発
明の装置は、分離したわずかの気泡が存在する状態と、
流体ラインの中に相当量の空気が存在する状態とを識別
し、前者の状態においては警報を出さず、また後者の状
態においては常に警報を出すものでなければならない。
ライン内空気検知装置を構成するカセットおよびメイ
ンポンプユニットの設計においては幾つかの他の追加の
特徴が望まれる。そのような特徴の例として、カセット
の中での流体の流速が速くてもあるいは遅くても気泡の
検知を行う能力、及び流体ラインの内側が流体に被覆さ
れた状態にある場合でも流体ライン内の空気を検知する
能力が挙げられる。装置は、注入流体が透明かあるいは
脂質溶液の場合のように不透明かに拘わらず、いかなる
タイプの流体の中の気泡をも正確かつ効果的に検知する
ことができなければならない。
装置は、信頼性、耐久性および作動の安全性の総ての
利点を維持しかつ向上た状態で、これらの目的を達成し
なければならない。本発明の装置はいかなる相対的な欠
点をも生ずることなく、これら総ての利点を奏効すると
共に、従来技術の制約を排除するものでなければならな
い。本発明の総ての利点は、装置を現在用いられている
装置に代わり得る非常に望ましいものとする多くの効果
を有する優れた薬物注入装置をもたらす。
［課題を解決するための手段、作用及び効果］ 上述の従来技術の欠点及び制約は本発明により克服さ
れる。本発明によれば、流体ポンプを収容する使い捨て
型のカセットから出る流体ラインの中に含まれる総ての
気泡を検知するために、超音波ライン内空気検知器を用
いている。ライン内空気検知器回路からの信号は超音波
センサによってカバーされた流体通路の部分に含まれる
気泡が存在するかあるいは存在しないかを示す。装置は
気泡の存在あるいは不存在の現在の表示を評価するよう
に機能すると共に、ポンプ送りされた特定の容積のウイ
ンドの間の気泡の存在の過去の経歴を評価し、警報を発
してポンプを停止するに十分な気泡が存在するか否かを
判定する。
ウインドは、好ましい実施例においては、出口チュー
ブの全容積よりも少ない容積であって、空気が患者に到
達する前に警報およびポンプの停止が行われる。もし、
最後のウインド容積量の圧送の間に、臨界値よりも少な
い空気が超音波センサを通過すると、装置は継続して作
動することを許容される。もし、反対に、最後のウイン
ド容積量の圧送の間に臨界値量の空気が検知されると、
装置は停止されて警報が鳴る。
装置はウインドの中に含まれる空気の量を自動的に記
憶する。空気がウインドを越えて圧送されると、その空
気もはやはウインドの中にないために自動的に忘却され
る。このようにして、圧送される流体の中に僅かの量の
空気が含まれていても装置は継続して流体を圧送するこ
とができ、したがって不快な警報を排除することができ
る。しかしながら、臨界値を十分に低くしていかなる相
当量の空気をも迅速に検知して作動させることができ
る。
このようにして、大部分の患者にとっては危険ではな
い僅かの量の空気により起こる無差別な警報を排除する
ことができ、患者に到達するささいな量の空気により生
ずる不快な警報を取り除くことができる。装置は依然と
して非常に小さな気泡でも検知することができると共
に、これらの気泡が一緒になって警報を必要とする相当
な量を示す場合には正確に判定することができる。この
ように、総ての気泡に対して警報を発することと、流体
ラインの中に大量の空気が存在しない限り警報を発しな
いこととの間の優れた折衷がなされる。
したがって、本発明は、流体通路の中にわずかの量の
空気の存在を検知しただけで警報を発しないライン内空
気検知装置を提供することが理解されよう。本発明の装
置は、周知の超音波ライン内空気検知装置の総ての利点
を維持する設計となされ、また同時に多くの追加の利点
及び改善を提供する。本発明のライン内空気検知装置
は、ポンプ送り作用が実行された後に、使い捨て型のカ
セットのその出力端部付近における流体ライン内の非常
に小さな気泡をも検知することができる。本発明の装置
は、分離したわずかの気泡が存在する状態と、流体ライ
ンの中に相当量の空気が存在する状態とを識別し、前者
の状態においては警報を出さず、また後者の状態におい
ては常に警報を出す。
本発明のライン内空気検知装置には幾つかの他の追加
の特徴が含まれる。そのような特徴の例として、カセッ
トの中での流体の流速が速くてもあるいは遅くても気泡
の検知を行う能力、及び流体ラインの内側が流体に被覆
された状態にある場合でも流体ライン内の空気を検知す
る能力が挙げられる。装置は、注入流体が透明かあるい
は不透明かに拘わらず、いかなるタイプの流体の中の気
泡をも正確かつ効果的に検知することができる。
装置は、信頼性、耐久性および作動の安全性の総ての
利点を維持しかつ向上た状態で、これらの目的を達成す
る。本発明の装置はいかなる相対的な欠点をも生ずるこ
となく、これら総ての利点を奏効すると共に、従来技術
の制約を排除する。本発明の総ての利点は、装置を現在
用いられている装置に代わり得る非常に望ましいものと
する多くの効果を有する優れた薬物注入装置を提供す
る。
［実施例］ カセット 本発明のライン内気泡検知器を使用するカセットの好
ましい実施例は、７つの部品から製造された単体のコン
パクトな使い捨てカセットに上述の特徴をすべて含む。
その基体的構造が上述の「薬物注入システム用の使い捨
てカセット」と題する米国特許出願の主題をなす、カセ
ットの構造及び作動を議論する前に、前記カセットに含
まれる７つの構成部品の構造及び形状を議論することが
有益である。これら構成部品の第１の構成部品でありそ
の周囲にその他の６つの構成部品が組立られるカセット
ボデイ100が第１図ないし第８図に示されている。カセ
ットボデイ100は上部表面部分102を有し、これはほぼ平
坦でそれの頂部表面内に多数の突起部及び凹所を有して
いる（第１図）。上部表面部分102は上述の凹所を収容
するに充分な厚さを有し、それらのいくつかは以下に議
論する流体通路である。
第１図ないし第８図を全体的に参照すると、気泡トラ
ップ104が上部表面部分102の下方でカセットボデイ100
の前部右側コーナに配置され、気泡トラップ104はほぼ
断面が矩形である（第４図）。気泡トラップ104はその
内部に、それの底部（第４、７及び８図）で開き、カセ
ットボデイ100の上部表面部分102の底部によりそれの頂
部で閉じている、気泡チャンバー106を含む。サイフォ
ンチューブ108が気泡チャンバー106内に配置され、サイ
フォンチューブ108はその内部に気泡チャンバー106の底
部からカセットボデイ100の上部表面部分102の頂部へ導
かれる開口部を有している。
カセットボディの右側でカセットボデイ100の上部表
面部分102の下方、気泡トラップ104の背後に配置されて
いるのは、ポンプシリンダ112である（第３〜５、８
図）。ポンプシリンダ112は気泡トラップ104より下方に
延びることはない。ポンプシリンダ112はそれの底部で
開いており、以下に議論するようにピストンを受領する
ように配置され、そのような構造である。ポンプシリン
ダ112の内部形状は、ポンプシリンダ112の底部の近くの
より大きな直径のボア116を有するメイン直径ボア114を
有している。大径ボア116の下方のポンプシリンダの底
部の内部並びに大径ボア116とメイン直径ボア114との間
の領域はピストンの導入が容易なようにテーパになされ
ている。メイン直径ボア114はカセットボデイ100の上部
表面部分102の頂部へと導く円錐台形の小径開口部118内
のそれの頂部で終端している（第１図）。小径開口部11
8はテーパし、頂部の直径は底部の直径よりも小さい。
ポンプシリンダ112に面する気泡トラップ104の外部の
後面から伸びているのはスロットを画成している２つの
ピストン保持フィンガ120、122（第３図、第４図）であ
る。２つのピストン保持フィンガ120及び122により画成
されるスロットは互いに向かい合い、２つのピストン保
持フィンガー120及び122の間に嵌合する平坦な部分を摺
動方式で受領するために、それらの底部は開いている。
前記２つのピストン保持フィンガー120及び122はカセッ
トボデイ100の上部表面部分102の下面から、ポンプシリ
ンダ112の底部及び気泡トラップ104の底部の間の位置へ
と延びている。
同様にカセットボデイ100の上部表面部分102の底部側
面から延びているのは、２つのラッチ支持フィンガー12
4及び126である（第１〜４図、及び第７図）。ラッチ支
持フィンガー124はカセットボデイ100の上部表面部分10
2の底部の左側面から下方へ延び、その底部においてそ
の断面がＬ字形を形成するように、わずかに右に向かっ
て延びている。ラッチ支持フィンガー124は、カセット
ボデイ100の上部表面部分102よりも、カセットボデイ10
0の前部に向かって延び（第１図）、カセットボデイ100
の上部表面部分102の後部に向けての距離のほぼ３分の
２で終端している。
ラッチ支持フィンガー126はカセットボデイ100の上部
表面部分102の底部から下方へ延び、気泡トラップ104の
左側部がラッチ支持フィンガー126の一部を形成してい
る。ラッチ支持フィンガー126はそれの底部でわずかに
左に延び、後方に向けてＬ字形の断面を形成する。ラッ
チ支持フィンガー126はラッチ支持フィンガー124と平行
で同じ深さである（第４図）。ラッチ支持フィンガー12
4及び126は、以下に説明されるように、共にスライドラ
ッチを保持する。
カセットボデイ100の上部表面部分102の頂部に配置さ
れた通路が、ここで第１図を基本的に参照して説明され
る。上部表面部分102の頂部にある該通路は上部表面部
分102の頂部側ですべて開いており、上部表面部分102の
頂部内へ凹所として形成されてほぼＵ字形になされてい
る。第１通路128は、それの一端で気泡トラップ104のサ
イフォンチューブ108内の開口部110と連絡し、カセット
ボデイ100の上部表面部分102の後方へ向かって、ポンプ
シリンダ112の小径開口部118の右の位置まで延びてい
る。
カセットボデイ100の上部表面部分102の上部の中央の
わずか左には、頂部から見るとほぼ円形の円筒形の台地
状部すなわち圧力プラトー130が、カセットボデイ100の
上部表面部分102を超えて延びている（第１図ないし第
３図に最も良く示され、同様に第５図ないし第８図にも
示されている）。圧力プラトー130の頂部は平坦で、圧
力プラトー130の平坦な頂部を横切って延びる溝132を有
している。溝132は第１図において頂部から見えるよう
に、５時の方向から11時の方向に延び、カセットボデイ
100の後方が12時の方向にある。溝132はまた第115図に
断面図で示され、第116図に切断図で示されている。圧
力プラトー130の表面にある溝132の深さはカセットボデ
イ100の上部表面部分102の上部にある圧力プラトーの高
さそのままではなく、溝132は圧力プラトー130の縁にお
いて次第になめらかな推移により深くなり、カセットボ
デイ100の上部表面部分内へ延びている（第116図）。
カセットボデイ100の上部表面部分102の頂部にある第
２の通路134はポンプシリンダ112の小径開口部118の左
に配置され、ほぼラッチ支持フィンガー126の上方にあ
る上部表面部分102の前部に向けて延びている。第２通
路134は次に左に移動して、５時の方向に配置された圧
力プラトー130内の溝132の端に流体連通するように連結
されている。カセットボデイ100の上部表面部分102の頂
部にある第３通路は11時の方向に配置された圧力プラト
ー130内の溝132の端に始まり、カセットボデイ100の後
方及び左に向けて移動する。
第３通路136の端にあるのはくぼんだレンズ部分138で
あり、このくぼんだレンズ部分は、レンズ部分138の前
部を通過する気泡を検知するために使用される光を合焦
し、かつ反射するために使用される。レンズ部分138は
又カセットボデイ100の上部表面部分102の頂部内へも凹
入しており、そこを流体が通過可能となっている。へこ
んだレンズ部分138は、本発明の対象である装置の一部
である。カセットボデイ100の上部表面部分102の頂部に
ある第４通路140は、レンズ部分138の第３通路136とは
反対側の側部に始まり、カセットボデイ100の左及び後
方から、圧力プラトー130の周囲を回ってカセットボデ
イ100の前部及び右に向かって、圧力プラトー130上のほ
ぼ７時の方向にある位置に延びている。注意すべきこと
は、第４通路140は圧力プラトー130から隔置され、それ
の間に封止手段が配置可能なことである。
第４通路140の端は、カセットボデイ100の上部表面部
分102の頂部を通って延びる開口部142内で圧力プラトー
130に対し７時の方向の位置で終端している（第１
図）。開口部142の周囲に同心に、カセットボデイ100の
上部表面部分102の下方に配置されているのは、取り出
しチューブ取り付けシリンダ144であり（第３図及び第
４図）、これは開口部142と流体連通している。取り出
しチューブ取付けシリンダ144は、カセットボデイ100の
上部表面部分102の底部から下方へ、カセットボデイ100
の上部表面部分102に平行に延びるラッチ支持フィンガ
ー124及びラッチ支持フィンガー126の部分の上部へと延
びている。支持フィン145は取り出しチューブ取付けシ
リンダ144の前部から右へ延びている。
カセットボデイ100の上部表面部分102の頂部上に配置
されているのは、わずかに隆起している境界部146（第
１図）で、これは第１通路128、小径開口部118、第２通
路134、圧力プラトー130、第３通路136、へこんだレン
ズ部分138、及び第４通路140を完全に取り囲んでいる。
わずかに隆起した境界部146は、封止目的で使用される
が、以下を除いて、カセットボデイ100の前述の部分の
すべての縁を密接に取り囲んでいる。わずかに隆起した
境界部146は、小径開口部118、及び小径開口部118に隣
接する第１通路128及び第２通路134の部分から隔置され
ている。
小径開口部118の周囲にあるわずかに隆起した境界部1
46の部分は、バルブダイヤフラム170から隔置され、前
方及び後方に配置された広い側部と、小径開口部118に
隣接する第１通路128の部分の右に、そして小径開口部1
18に隣接する第２通路134の部分の左に配置された狭い
側部とを有する長方形に類似している。この長方形の形
状は、第１通路128及び第２通路134がカセットボデイ10
0の前部に向けて延びているの位置においてのみ破断し
ている。
わずかに隆起した境界部146は小径開口部118に隣接し
た第１通路128の部分と、小径開口部118それ自体との間
に配置されたセグメント147を有し、セグメント147はよ
り前記長方形の前記２つの広い側部の間に延びている。
わずかに隆起した境界部146は又、小径開口部118に隣接
する第２通路134と小径開口部118それ自体との間に配置
されたもう１つのセグメント149を有し、このセグメン
ト149は前記長方形の２つの広い側部の間に延びてい
る。わずかに隆起した境界部146は又、圧力プラトー130
の側面及び第２通路134及び第３通路136の圧力プラトー
130にすぐ隣接している部分から隔置されている。
カセットボデイ100の上部表面102の後方に配置されて
いるのは、３つのカセット識別目印148、150及び152で
ある。第１及び第３カセット識別目印148及び152は、カ
セットボデイ100の上部表面102の頂部から上方に延びる
小さく中実なシリンダである（第１図及び第３図）。第
２カセット識別目印150はカセットボデイ100の上部表面
102の底部に切り込まれたプリズムである（第４図）。
第１、第２及び第３カセット識別目印148、150及び152
は、「薬物注入システム用のカセット光学識別装置」と
称される上述の米国特許出願の対象である。注意すべき
ことは、カセット識別目印148、150及び152はどんな順
番でも形状でも良く、８個のまでの異なるカセットを識
別する異るID（識別）コード用に使用される。追加の識
別ビットが、８個以上の異るカセットが使用される場合
には使用可能である。冗長コードが望ましい場合、勿論
３ビットが８個よりも少ない異るカセットの使用を受け
入れる。
カセットボデイ100の製造を完成するのは、カセット
ボデイ100の上部表面102の頂部表面から突出している５
個の中空シリンダ154、156、158、160、および162、及
びカセットボデイ100の上部表面の頂部表面に配置され
た開口部161及びスロット164、そしてラッチ支持フィン
ガー124の頂部表面に配置されたスロット166である。４
個の中空のシリンダ154、156、158及び160は圧力プラト
ー130の周囲に配置され、５番目の中空シリンダ162は気
泡トラップ104の上方にある開口部110の左に配置されて
いる。開口部161は、圧力プラトー130の前部及び右にあ
るカセットボデイ100の上部表面の頂部表面内に配置さ
れている。スロット164はカセットボデイ100の上部表面
102の頂部表面の後部で右側面近くに配置されている。
スロット166はカセットボデイ100の前部近くでラッチ支
持フィンガー124の頂部表面内に配置されている。
ここで第９図ないし12図を参照すると、カセットボデ
イ100（第１図）の上部表面102の頂部の上に被さるよう
な形状でかつそのように配置された、バルブダイヤフラ
ム170が示されている。バルブダイヤフラム170は、医学
等級のシリコンラバーのような、可撓性の弾性材料から
なる。バルブダイヤフラム170に使用される材料の硬さ
は、ショア硬さＡスケールの30ないし50の間であり、好
ましい実施例においてはほぼ35の硬さを使用している。
バルブダイヤフラム170は基本的に３つの機能を有し、
その第１は第１、第２、第３、第４通路、128、134、13
6及び140のそれぞれの頂部の封止である。従って、バル
ブダイヤフラム170の主表面は平坦であり、第１、第
２、第３、第４通路、128、134、136及び140の上に被さ
り、同時にわずかに隆起した境界部146の上に完全に被
さる寸法である。バルブダイヤフラム170の平坦部は、
３個の開口部172、174、176とノッチ175を有し、中空シ
リンダ156、160及び162、それから、開口部161内に嵌合
するピン（第１図）とを収容し、バルブダイヤフラム17
0をカセットボデイ100の上部表面102の頂部の上方の適
所に整合させる。注意すべきことはバルブダイヤフラム
170は必ずしもその他の２つの中空シリンダ154及び158
を取り巻く必要がないことである。
バルブダイヤフラム170の第２の基本的機能は、第１
通路128とポンプシリンダ112へつながる小径開口部118
との間の取り出しバルブを提供することと、ポンプシリ
ンダ112へつながる小径開口部118と第２通路134との間
の取り出しバルブを提供することである。この機能を満
足させるために、バルブダイヤフラム170はほぼ矩形の
ドーム部178（第９図及び第10図の正面図、及び第11図
及び第12図の断面図に示されている）を有し、該ドーム
部178はバルブダイヤフラム170の底部に空所180を形成
している。バルブダイヤフラム170がカセットボデイ100
の上部表面102の頂部の適所に取り付けられると、空所1
80は、ポンプシリンダ112につながる小径開口部180の周
囲のわずかに隆起した境界部146の矩形の部分の内側に
丁度配置されることになろう（第１図）。
そのため空所180は第１通路128、ポンプシリンダ112
へつながる小径開口部118、及び第２通路134と流体連通
する。メインポンプユニットにカセットを取り付ける前
に、空所180が自由な流体の通過を許してカセットのプ
ライミングを容易にし、ここで総ての空気がシステムか
ら除去される。一旦プライムされると、カセットはメイ
ンポンプユニット上に挿入され、空所180がバルブアク
チュエータに接触してカセットを通って流体が自由に流
れるのを防ぐ。取り入れバルブアクチュエータを使用し
てドーム部分178をわずかに隆起した境界部146（第１
図）のセグメント147の上に押圧することにより、第１
通路128と小径開口部118の間の流体の流れは閉塞される
が、小径開口部118と第２通路の間の流れは影響を受け
ない。同様に、取り出しバルブアクチュエータを使用し
てドーム部分178をわずかに隆起した境界部146（第１
図）のセグメント149の上に押圧することにより、小径
開口部118と第２通路134との間の流体の流れは閉塞され
るが、第１通路128と小径開口部118との間の流体の流れ
は影響を受けない。バルブダイヤフラム170の頂部表面
上のドーム部分178の前部及び側部の周囲でこれらと間
隔を置いて延びているのはＵ字形の隆起したリブ181で
あり、このリブの脚部はバルブダイヤフラム170の後方
へ延びている（第９図）。
バルブダイヤフラム170の第３の基本的機能は取り出
し流体圧力を監視するために使用可能な圧力ダイヤフラ
ムを提供することである。従って、バルブダイヤフラム
170は圧力ダイヤフラム182を有し、これは上部円筒形セ
グメント184の頂部に支持され、上部円筒形セグメント1
84は次に、バルブダイヤフラム170の表面の上方に延び
る下部円筒形セグメント186の頂部に配置されている。
上部円筒形セグメント184及び下部円筒形セグメント186
は同一の内径を有し、下部円筒形セグメント186は上部
円筒形セグメント184よりも大きい外径を有する。下部
円筒形セグメント186の頂部は上部円筒形セグメント184
の底部の周囲を外側に延びてリップ部188を形成してい
る。好ましい実施例においては、圧力ダイヤフラム182
は第11図に見られるように、わずかにドーム状になって
いる。
次に第13図ないし第23図を参照すると、保持キャップ
190が示されており、このキャップは、カセットボデイ1
00の上部表面102の頂部にバルブダイヤフラム100が取り
付けられた後に、バルブダイヤフラム170に被せられ
る。保持キャップ190はかくてカセットボデイ100の頂部
を覆い、バルブダイヤフラム170を保持キャップ190とカ
セットボデイ100の間で封止状態で保持する機能を有す
る。かくて保持キャップ190は、頂部（第13図）から見
ると、カセットボデイ100（第１図）と同一の輪郭を有
する。保持キャップ190（第14図）の底部に配置されて
いるのは６本のピン192、194、196、198、200及び199で
あり、これらのピンはそれぞれ、保持キャップ190をカ
セットボデイ100上に整合させるために、カセットボデ
イ100内にある、中空のシリンダ154、156、158、160及
び162及び開口部161に収容されるようになっている。同
様に保持キャップ190の底部に配置されているのは、ス
ロット164に収容されるタブ202と、スロット166に収容
されるタブ204である。
保持キャップ190はそこを貫通する３個の開口部206、
208及び210を有し、これら開口部はそれぞれ第１カセッ
ト識別目印148、第２カセット識別目印150及び第３カセ
ット識別目印152と整合されている。前記３個の開口部2
06、208、及び210の寸法は、第１カセット識別目印148
及び第３カセット識別目印152が備える小さい中実のシ
リンダを収容するに充分な大きさである。
保持キャップ190内に配置されているのは矩形の開口
部212（第13、14、19及び20図）であり、この開口部は
バルブダイヤフラム170上のドーム部分178の上に配置さ
れる。保持キャップ190内の矩形の開口部212は、バルブ
ダイヤフラム170上のドーム部分178よりもわずかに大き
く、保持キャップ190がバルブダイヤフラム170及びカセ
ットボデイ100上に配置された場合に、ドーム部分178に
より形成される空所180のいかなる閉鎖をも防ぐ。その
ためバルブダイヤフラム170のドーム部分178は保持キャ
ップ190内の矩形の開口部212を通って突出している。矩
形の開口部212の周囲の保持キャップ190の底部にあるの
は、Ｕ字形の溝214であり、バルブダイヤフラム170上の
Ｕ字形に隆起したリブ181を収容するように設計されて
いる。
同様に、保持キャップ190内にあるのは円形の開口部2
16（第13図及び第14図）であり、その直径はバルブダイ
ヤフラム170上の上部円筒形セグメント184の外径よりわ
ずかに大きく、上部円筒形セグメント184及び圧力ダイ
ヤフラム182が保持キャップ190内の円形の開口部216か
ら突出可能なようになっている。円形の開口部216の直
径は下部円筒形セグメント186の外径よりも小さく、保
持キャップ190の底部上には円形開口部216の周囲に同心
円状に円筒形のへこみ218が配置されて、このへこみが
バルブダイヤフラム170上の下部円筒形セグメント186を
収容している。保持キャップ190の底部側の円筒形へこ
み218内に配置されているのは、円形の隆起したビード2
20であり（第14、19及び21図）、組立てられた時にカセ
ットの封止を助ける。
保持キャップ190は前縁222（第16図）と、後縁224
（第15図）と、左（第18図）および右（第17図）側面縁
226、228とをそれぞれ有する。縁222、224、226および2
28は、保持キャップ190がバルブダイヤフラム170ととも
にカセットボデイ100上に組立てられた時に、カセット
ボデイ100の上部表面102の頂部に接触する。保持キャッ
プ190は好ましい実施例においては超音波溶接によりカ
セットボデイ100に取り付けられるが、従来技術により
公知の接着又はその他の固着技術も使用可能である。
次に第22図ないし第26図を参照すると、気泡チャンバ
キャップ230が示されており、このチャンバキャップは
気泡トラップ104の開放底部に配置される（第４図）。
気泡チャンバーキャップ230の底部（第23図）は気泡ト
ラップ104（第４図）の底部の外縁と同一の寸法であ
り、底部にタブ232（第22図ないし第24図）を有し、該
タブは気泡トラップ104の後縁を超えてカセットの後方
へ向かって突出している。気泡チャンバキャップ230は
矩形の壁部分234（第24図）を有し、気泡チャンバキャ
ップ230の底部から上方へ延び、その内部に矩形の空間
を形成し、該空間の矩形の壁部分234が気泡チャンバ106
の内側に嵌合する寸法である（第４図）。
矩形の壁部分234の前部左側に配置され、気泡チャン
バキャップ230の底部から上方に延びているのは、それ
を貫いて延びる取り入れ開口部238を有する取り入れシ
リンダ236（第22、24及び26図）である。取り入れ開口
部238は気泡チャンバキャップ230の底部を通って延び
（第23図及び25図）、気泡チャンバキャップ230の底部
からの一定の長さのチューブを収容するように設計され
ている。気泡チャンバキャップ230は、好ましい実施例
においては超音波溶接によりカセットボデイ100内の気
泡トラップ104の底部に取り付けられるが、接着その他
の従来技術による固着方法も使用可能である。
気泡チャンバキャップ230が気泡トラップ104に取り付
けられると、取り入れシリンダ236が少なくとも気泡チ
ャンバ106の高さの半分まで延び（第７図）、サイフォ
ンチューブ108（第７図）が、サイフォンチューブ108の
底部から気泡チャンバキャップ230の矩形の壁部分234内
部の空間の中の流体を吸引する（第26図）。流体は、サ
イフォンチューブ108の頂部に近い取り入れシリンダ236
内の取り入れ開口部238を通って気泡チャンバ106内に入
り、流体がサイフォンチューブ108により気泡チャンバ1
06から引かれる気泡チャンバー106の底部付近のレベル
の上方にすべての気泡が保持されることは当業者には明
白である。
次に第27図ないし第32図を参照すると、カセット内で
２つの主要な機能を果たすスライドラッチ240が示され
ている。スライドラッチ240は第１にカセットをメイン
ポンプユニット内の適所にラッチする。それは又、スラ
イドラッチが取り付けられていない時に、カセットを通
る流体の流れを防止し、スライドラッチ204を閉じるこ
とによりメインポンプユニット上でカセットを適所にロ
ックし、同時にカセットを通って流体が流れるようにす
る。スライドラッチ240は、ラッチ支持フィンガー124及
びラッチ支持フィンガー126の間をカセットボデイ100
（第２図）の前部から摺動する。
スライドラッチ240はほぼ矩形の、平坦な前部242（第
31図）を有し、それの高さは保持キャップ190及び気泡
チャンバキャップ230が取り付けられたカセットボデイ1
00の高さと等しく、その幅は気泡トラップ104の左側面
及びカセットボデイ100の左側面の間の距離に等しい。
２つの小さなノッチ244及び246が、前部242の頂部後面
から除去され、該小さなノッチ244は左コーナの近くの
位置で除去され、該小さなノッチ246は右コーナで除去
される。
下方への距離のおよそ４分の３ほどにおいて前部242
の後面から後方へ延びているのは、水平底部248（第29
図）であり、この部分は小さなノッチ244及び小さなノ
ッチ246の最も近い縁のすぐ下方にその縁を有してい
る。スライドラッチ240の頂部にある小さなノッチ244の
内側縁から底部248に向かって下方へ延びているのは、
逆に角度をつけられた、すなわちＬ字形の部分250であ
る。同様に、スライドラッチ240の頂部にある小さなノ
ッチ246の内側縁から底部248へ向かって下方に延びてい
るのは、逆に角度をつけられた、すなわちＬ字形の部分
252である（第27図及び第28図）。
底部248の左側面及び逆Ｌ字形部分250の棚の左側面か
ら外方に隔置されていているのは、左スライド側面254
である。同様に、底部248の右側面及び逆の、後方にＬ
字形の部分252の脚の右側面から外方に隔置されている
のは、右スライド側面256である（第28図及び第30
図）。左スライド側面254及び右スライド側面256は底部
248の底部のわずか上方に配置されている（第39図）。
左スライド側面254及び右スライド側面256は、ラッチ支
持フィンガー124及びラッチ支持フィンガー126（第２
図）にそれぞれ係合する高さである。
底部248内に配置されているのは、細長い、水滴状の
開口部258（第29図）であり、それの広い幅の部分がス
ライドラッチ240の前部に向き、幅の狭い伸長した部分
がスライドラッチ240の後部に向いている。スライドラ
ッチ240がカセットボデイ100上のラッチ支持フィンガー
124及びラッチ支持フィンガー126内に挿入され、スライ
ドラッチ240が完全にカセットボデイ100の後方に向けて
押し込まれると、細長い水滴状の開口部258の幅広い部
分は取り出しチューブ取付けシリンダ144内の開口部142
と整合し（第４図）、開口部142から導かれるチューブ
の部分（図示されていない）が開くようになされてい
る。スライドラッチ240がカセットボデイ100の前部から
引っ張り出されると、チューブの部分（図示されていな
い）は細長い水滴状の開口部258の幅の狭い部分により
締め付けられる。
スライドラッチ240内の細長い水滴状開口部258の設計
及び配置が、スライドラッチ240がチューブが開き、流
体がカセットを通って流れることのできる前にメインポ
ンプユニットに係合することを保証するようにすること
は重要である。同様にスライドラッチ204がカセットを
メインポンプユニットから解放する前にチューブは締め
付けられねばならず、カセットを通る流体の通路は、ブ
ロックされなければならない。それに加えて、スライド
ラッチ240の材料の選択は重要であり、潤滑材料を使用
することによりチューブ（図示されていない）に損傷を
与えることなく締め付け作用を行わせることができる。
そのような材料の例は、デルレンのようなシリコン又は
テフロン含浸されたアセタールである。
右スライド側面256の内側上のスライドラッチ240の後
部の底部に配置されているのはタブ257であり、このタ
ブ257は、前記スライドが閉じた時に、メインポンプユ
ニットをカセットに係合させるために使用される。細長
い水滴状開口部258の右にある底部248の頂部側面に配置
されているのは小さなくさび形状の保持タブ259である
（第27、30及び32図）。保持タブ259は、カセットボデ
イ100のわずかに隆起した境界部146の底部と協働し（第
２図）、一旦カセットボデイ100内に取り付けられた場
合に、スライドラッチ240が自由に除去されるのに抵抗
する。スライドラッチ240がカセットボデイ100の前部か
ら外へ引っ張り戻され、それにより細長い、水滴状開口
部258の幅広い部分が取り出しチューブ取付けシリンダ1
44内の開口部142と整合すると、保持タブ259はわずかに
隆起した境界部146（第２図及び第４図）に係合し、ス
ライドラッチ240が更に外に引き出されるのを防ぐ。
次に第33図ないし36図を参照すると、１部品型のピス
トンキャップ及びブーツシール260が示されており、こ
れが上述の「薬物注入システム用のピストンキャップ及
びブーツシール」と題する上記米国特許出願の対象であ
り、これはポンプシリンダ112の中あるいはその上で使
用するためのものである（第３図及び第８図）。ピスト
ンキャップ及びブーツシール260は一体構造で、サイラ
スティック（シリコンラバー）又は医学等級の天然ゴム
のような可撓性の弾性材料から形成されている。シリコ
ンラバー製のピストンキャップ及びブーツシール260は
ポンプシリンダ112（第８図）内で何等かの接着を生ず
るため、天然ゴムを用いて摩擦を最少限にすることがで
きる。テフロン含浸サイラスティック又はその他の適当
な幅広く使用可能な組成物がこの問題を克服する。それ
に加えて、ピストンキャップ及びブーツシール260を、
ポンプシリンダ112内に取り付ける前に、シリコンオイ
ルで潤滑することができる。サイラスティックを使用す
る利点はそれが放射殺菌可能であることであり、それに
対し天然ゴムはエチレンオキサイドのようなガスを使用
して殺菌しなければならない。それに加えて、サイラス
ティックは天然ゴムより良好な耐摩耗特性を有している
ので、この材料を選択するのが好ましい。
ピストンキャップ及びブーツシール260は符号262でそ
の全体を示されるピストンキャップ部分と、保持スカー
ト264及び薄いローリングシール266を備えてなるブーツ
シール部分とを含む。ピストンキャップ部分262は、そ
の頂部に配置された拡大された丸いピストンキャップヘ
ッド270を有する中空の円筒形セグメント268を含む。ピ
ストンキャップヘッド270は概ね楕円形の断面を有し、
側部の外径はポンプシリンダ112（第８図）のメイン直
径ボア114にダイナミックシールを提供するに十分な大
きさである。ピストンキャップヘッド270のほぼ楕円形
の形状はポンプシリンダ112のメイン直径ボア114の頂部
に密接に嵌合する。ピストンキャップヘッド270の頂部
の中央から延びているのは円錐台形のセグメント272で
あり、円錐台形のセグメント272の大きい直径を有する
底部がピストンキャップヘッド270に取り付けられてい
る。円錐台形のセグメント272はポンプシリンダ112（第
８図）の小径の開口部118内に密接に嵌合する寸法であ
る。
中空円筒形のセグメント268と、ピストンキャップヘ
ッド270とは協働してピストンキャップ及びブーツシー
ル260の閉鎖端を形成してピストンを収容しているが、
これは後に説明する。中空の円筒形セグメント268はそ
の内部に配置された小径部分274を有し、この小径部分2
74はピストンキャップヘッド270の底部から間隔を置い
て配置され、ピストンキャップヘッド270と小径部分274
との間の中空円筒形セグメント268内にピストンを保持
するための保持手段を提供する。
保持スカート264はほぼ円筒形であり、ポンプシリン
ダ112（第８図）の外径の周囲にぴったり嵌合するよう
に設計されている。取り付け前にかつ第33図ないし36図
に示されているようにピストンキャップ及びブーツシー
ル260が緩んだ状態において、保持スカート264は中空の
円筒形セグメント268の周囲に概略配置されている。保
持スカート264は、ピストンキャップ部分262が動いても
保持スカートが動かないように、ポンプシリンダ112の
周囲（第８図）で保持スカート264を適所に保持するに
充分小さい内径を有する。
保持スカート264の内径の周囲に配置されているの
は、保持スカート264の一端から他端へ続く曲がりくね
った通路276である。曲がりくねった通路276は組立てら
れたカセットの殺菌のために必要であり、ポンプシリン
ダ112の内部及びピストンキャップ及びブーツシール260
の間の領域を殺菌するための殺菌ガスを導く。曲がりく
ねった通路276がない場合にはその領域は閉鎖されて殺
菌されないまま残る可能性がある。それに加えて、殺菌
ガスは高温で、殺菌作業の直後に急速に冷却されるた
め、曲がりくねった通路276がない場合に生じない、圧
力の均等化が急速に生ずるのを可能とする。好ましい実
施例においては、曲がりくねった通路276は保持スカー
ト264の内径内の一連の道筋である。
ピストンキャップ及びブーツシール260の構造を完成
させるのはローリングシール266であり、ローリングシ
ール266は、ピストンキャップ及びブーツシール260のセ
ンターラインの中心の周囲をＵ字形状を回転させること
により形成される部分であり、このＵ字形状は、中空の
円筒形セグメント268の半径に第１脚を有し、保持スカ
ート264の半径に第２脚を有し、該Ｕ字形状の第１脚の
頂部は中空円筒形セグメント268の底部に取り付けら
れ、該Ｕ字形状の第２脚の頂部は保持スカート264の底
部に取り付けられている。ピストンキャップ及びブーツ
シール260が取り付けられ、前記ピストンキャップ部分2
62がポンプシリンダ112（第８図）内のメイン直径ボア1
14内に対し出入り運動する場合、前記Ｕ字形状の脚は長
さが変化し、１つの脚は長くなると他の脚が短くなる。
このように、ローリングシール266は正にその名称が意
味する通り、ピストンキャップ部分262と、このピスト
ンキャップ部分262が動くと回転する保持スカート264と
の間の封止を提供する。
次に第37図ないし第42図を参照すると、ピストン組立
体280が示され、これはポンプシリンダ112（第８図）内
のピストンキャップ及びブーツシール260（第36図）の
ピストンキャップ部分262を駆動する。ピストン組立体2
80は矩形のベース282を有し、これは水平の姿勢を保
ち、ピストンキャップ部分262が十分にポンプシリンダ1
12内に挿入された場合に、気泡チャンバーキャップ230
（第24図）のすぐ後方に配置される。矩形のベース282
はノッチ284をその前縁に有し（第41図及び第42図）、
該ノッチは気泡チャンバーキャップ230（第23図）のタ
ブ232よりもわずかに大きい。
ノッチ284の左側で矩形のベース282の前縁から上方に
延びているのはアーム286であり、ノッチ284の右側で矩
形のベース282の前縁から上方に延びているのはアーム2
88である。アーム286及び288の頂部にあるのは垂直に延
びる矩形部分290（第38図）である。矩形部分290並びに
アーム286及び288の上部は、カセットボデイ100（第４
図）のピストン保持フィンガ120及びピストン保持フィ
ンガ122内へ及びそれらの間へ挿入するためのものであ
る。
矩形部分290の頂部はカセットボデイ100（第８図）の
上部表面102の底部に接触し、ピストン組立体280の上方
への移動を制限し、矩形ベース282は、ピストン組立体2
80がその完全に上方位置にある場合に、カセットボデイ
100の気泡トラップ104の底部に取り付けられた気泡チャ
ンバーキャップ230とほぼ同一の平面にある。矩形部分2
90（第42図）の底部は、ピストン組立体280と、ピスト
ンヘッド296と、ピストンキャップ部分262（第36図）と
が完全にポンプシリンダ112（第８図）から後退した時
に、気泡チャンバーキャップ230（第24図）上のタブ232
に接触する。
矩形ベース282の後縁の近くで矩形のベース282の頂部
から上方に延び、矩形ベース282の側面縁に関して中央
に配置されているのは、円筒形ピストンロッド292であ
る。ピストンロッド292の頂部には縮小した直径の円筒
形部分294があり、縮小した直径の円筒形部分294の頂部
に取り付けられているのは、円筒形のピストンヘッド29
6である。ピストンヘッド296の直径は縮小した直径の円
筒形の部分294の直径よりも大きく、ピストンヘッド296
の頂部は好ましい実施例においては丸い縁を有する。ピ
ストンヘッド296は、小径部分274及びピストンキャップ
部分262（第36図）内にあるピストンキャップヘッド270
の間にある中空の円筒形セグメント268の部分内に収容
されるようになされている。縮小した直径の円筒形部分
294は同様に、ピストンキャップ部分262の小径部分274
内に収容されるようになされている。
ピストンヘッド296の頂部は矩形部分290の頂部の僅か
に上方にあり、ピストン組立体280が完全にその上方の
位置に来た場合に、ピストンヘッド296はピストンキャ
ップヘッド270及びその円錐台形セグメント272（第36
図）をそれぞれポンプシリンダ112の頂部及び小径開口
部118（第８図）の中へ動かし、ポンプシリンダ112内部
及び小径開口部118内部の容積を完全に排除する。
ピストン組立体280の構造を完成するのは２個の隆起
したビード298及び300であり、ビード298がピストンロ
ッド292の左側で矩形のベース282の頂部表面上に置か
れ、隆起したビード300がピストンロッド292の右側での
矩形のベース282の頂部表面上に置かれる。ビード298と
300はピストンロッド292の両側から横へ矩形のベース28
2の側部へと延びている。隆起したビーズ298及び300
は、ピストン組立体280を、ピストン組立体280を駆動す
るために使用されるメインポンプユニットのジョーと共
にセンタリングするために使用され、並びにジョー内に
ピストン組立体280を容易に保持するように使用され
る。
次に第43図及び第44図を参照すると、チューブアダプ
タ301が、組立てられたカセット302から延びる取り出し
チューブ306と、患者に導かれる供給チューブ303の間に
配置されているのが示されている。チューブアダプタ30
1はほぼ円筒形かつ中空であって取り入れチューブ306
と、供給チューブ303がその内部に挿入される。取り入
れチューブ306及び供給チューブ303は好ましい実施例に
おいてはチューブアダプタ301内に接着固定される。チ
ューブアダプタ301の頂部端に配置されているのはテー
パ部分305で、該テーパ部分はチューブアダプタ301の外
側にあり、それがチューブアダプタ301の頂部端に近づ
くところで小さな外径を有する。テーパした部分305の
下方に配置されているのは半径方向外側に延びるフラン
ジ307である。
カセットの組立て及び形状を、第45図ないし第48図に
示す組み立てられたカセット302並びに他の必要な図面
を参照して説明する。バルブダイヤフラム170がカセッ
トボデイ100の上部表面102の頂部の上に配置され、開口
部172、174及び176はそれぞれ中空シリンダ156、160及
び162の上に配置される。保持キャップ190が次にバルブ
ダイヤフラム170及びカセットボデイ100の上に配置さ
れ、超音波溶接により適所に固定される。再び注意すべ
きは、接着封止がされても良いが、カセット302の構造
に要求される完全密閉封止を確保することがより困難で
ある。
保持キャップ190をカセットボデイ100に確実に取り付
ける段階においてバルブダイヤフラム170（第９図）に
バイアスが生じ、一定の領域、特にカセットボデイ（第
１図）の上部表面102の頂部表面上のわずかに隆起した
境界部146上で圧縮される。その結果、卓越した封止特
性が生じ、カセットボデイ100の上部表面102内に配置さ
れた様々な通路を包囲する。第１通路128はバルブダイ
ヤフラム170により包囲され、その一端を開口部110と連
通し、その他端を空所180及びカセットボデイ100の上部
表面102の間の領域と連通する。第２通路134も、その一
端でカセットボデイ100の上部表面及び空所180の間の領
域と連通し、第２通路134の他端を圧力プラトー130内の
通路132の一端と連通する。
圧力ダイヤフラム182は圧力プラトー130の表面の上方
に配置され、圧力プラトー130の側面と、上部円筒形部
分184及び低部円筒形部分186の内径との間に空間が存在
する。これにより圧力ダイヤフラム182が非常に柔軟と
なり、圧力監視装置として適切な作動特性を有する。そ
のため評価されることは、第２通路134及び第３通路136
の間の流れ領域は通路132の領域ではなく、圧力ダイヤ
フラム182及び圧力プラトー130の間の領域並びに、上部
円筒形セグメント184と下部円筒形セグメント186に隣接
する圧力プラトー130の側面の周囲の領域である。
第３通路136（第１図）もバルブダイヤフラム170（第
９図）により包囲され、その一端を通路132の他端に連
通し、他端でへこんだレンズ部分138に連通する。第４
通路140はバルブダイヤフラム170により包囲され、その
一端をへこんだレンズ部分138と、また他端を開口部142
とそれぞれ連通する。
次に、気泡チャンバーキャップ230が気泡チャンバー1
06の底部上に配置され、超音波封止により気泡チャンバ
ーキャップ230をカセットボデイ100に固定する。ピスト
ンキャップ及びブーツシール260のピストンキャップ部
分262（第36図）がポンプシリンダ112（第８図）のメイ
ン直径ボア114内に挿入され、メイン直径ボア114の頂部
に向けて押し込まれる。同時に、保持スカート264がポ
ンプシリンダ112の外側に配置され、ポンプシリンダの
外側表面上、殆どポンプシリンダ112の外側表面の頂部
に近い、第46図及び第48図に示された位置に移動させら
れる。次に、ピストン組立体280（第37図及び第40図）
のピストンヘッド296はピストンキャップ及びブーツシ
ール260の中空の円筒形セグメント268内に挿入され、ピ
ストンキャップヘッド270の底部に載置されるまで小径
部分274を通過するように強制される。
次にスライドラッチ240がカセットボデイ100と係合す
るように挿入され、これは左スライド側面254をその右
側面上のラッチ支持フィンガ124内へスライドさせるこ
とにより、そして右スライド側面256をその左側面上の
ラッチ支持フィンガ126内へスライドさせることにより
完成する。スライドラッチ240は次に、細長い、水滴状
開口部258の広い部分を取り出しチューブ取付けシリン
ダ144と整合させるまで、前方に一杯に押し込まれる。
取り入れチューブ304は気泡チャンバーキャップ230内の
取り入れ開口部238の内径内に接着固定され、気泡チャ
ンバー106と流体連通する。取り出しチューブ306は細長
い、水滴状開口部258の広い部分を通って延び、カセッ
トボデイ100内の取り出しチューブ取付けシリンダ144の
内径内に接着固定され、開口部142を通って第４通路と
流体連通する。
チューブアダプタ301は取り出しチューブ306の他端に
連結され、供給チューブ303もチューブアダプタ301に取
り付けられる。取り入れチューブ304及び供給チューブ3
03とは図面に一部だけ示されていて、組立てられたカセ
ット302に連通していないそれぞれの端に、従来技術に
おいて公知の標準ルーエコネクタ（図示されていない）
のようなコネクタ接続を有する。取り入れチューブ30
4、取り出しチューブ306、及び供給チューブ303を組立
てられたカセット302へ、そしてチューブアダプタ301へ
取り付けるために使用される接着剤も、同様に公知の技
術を使用する。例えば、シクロヘキサノン・メチレン・
ジクロライド、又はテトラヒドロフロン（THF）のよう
な接着剤が使用される。
メインポンプユニット 本発明に使用されるメインポンプユニットの好ましい
実施例は、上述のカセットを保持し、ラッチし、駆動す
るために使用される多数の構成部品を含む。第49図ない
し53図をまず参照すると、ピストン組立体280（第37
図）の隆起したビード298及び隆起したビード300を把持
するために使用されるラッチヘッド310が示されてい
る。左側面のその頂部でラッチヘッド310の前部から延
びているのは、左ジョー312であり、右側面のその頂部
でラッチヘッド310の前部から延びているのは、右ジョ
ー312である。左及び右ジョー312及び314はそれの底部
側面に湾曲した凹所を有して、隆起したビード298及び
隆起したビード300（第37図）をそれぞれ収容してい
る。左ジョー312及び右ジョー314の間の空間はそれらが
ピストン組立体280のピストンロッド292の周囲に嵌合す
ることを可能としている。
円筒形の開口部316はラッチヘッド310の頂部に配置さ
れ、円筒形の開口部316はラッチヘッド310が取り付けら
れる軸を収容する設計となっている。ラッチヘッド310
の後方側面にあるねじ付き開口部318が円筒形開口部316
と連通し、その内部に取り付けられたロック手段を有し
て、軸を円筒形開口部316内でロックする。開口部320が
ラッチヘッド310の後方及び底部の近くで、ラッチヘッ
ド310を通って左側面から、右側面へ延びている。
ノッチ322がラッチヘッド310内の底部の前部中央に配
置され、左側の側部分324及び右側の側部分326を残して
いる。開口部328が側部分324を通って配置され、開口部
330が側部分326を通って配置され、開口部328及び330は
整合している。それに加えて、左ジョー312を含むラッ
チヘッド310の部分は上方及び後方に面した上昇した縁3
27と、下方及び前方に面した上昇した縁329とを有す
る。右ジョー314を含むラッチヘッド310の部分は下方及
び前方に面した上昇した縁331を有する。上昇した縁32
7、329及び331はラッチジョーの動きを制約するために
使用されるが、これについては後に説明する。
ばねシート332が第54図及び第55図に示され、これは
ラッチヘッド310（第51図及び53図）内のノッチ322内に
嵌合するように設計されている。ばねシート332は、左
側面から右側面へそこを通って延びる開口部334を有
し、この開口部334はラッチヘッド310内にある開口部32
8及び330よりもわずかに大きい。ばねシート332は又、
それの前側面から延びる円筒形セグメント336を有して
いる。
ラッチジョー340が第56図ないし第58図に示され、こ
れはピストン組立体280（第37図）の矩形のベース282の
底部を把持し、ラッチヘッド310（第51図）の左及び右
ジョー312及び314をそれぞれ隆起したビード298及び隆
起したビード300と接触するように保持している。ラッ
チジョー340は、左及び右ジョー312及び314とほぼ同じ
幅の前部ジョー部分342を有し、ジョー部分342は、ピス
トン組立体280の矩形のベース282の底部に接触するラッ
チジョー340の部分である。ジョー部分342の左側面から
後方へ延びているのは左アーム344であり、ジョー部分3
42の右側面から後方へ延びているのは右アーム346であ
る。
左アーム344は開口部348を有し、開口部348はジョー
部分342から離れた左アームの端で、左側面から右側面
へ通っている。同様に、右アーム346は開口部350を有
し、開口部350はジョー部分342から離れた右アーム346
の端で、左側面から右側面へ通っている。開口部348及
び350の直径は、ラッチヘッド310（第49図及び第50図）
にある開口部320の直径よりもわずかに小さい。
右アーム346に対しおよそ60度の角度で、ジョー部分3
42から離れた右アーム346の端から上方に延びているの
は駆動アーム352である。右アーム346に取り付けられて
いない駆動アーム352の端は右に延びるリンクピン354で
ある。ラッチジョー340の製造を完成させるのは、ジョ
ー部分342の後方側面に配置された円筒形へこみ356であ
り、円筒形へこみ356はばねシート332（第55図）の円筒
形セグメント336の外径よりも大きい内径を有してい
る。
次に第59図ないし61図を参照すると、ラッチヘッド31
0、ばねシート332、及びラッチジョー340によるジョー
組立体360の構造が示されている。ばねシート332はノッ
チ322内及びラッチヘッド310の左ジョー312と右ジョー3
14との間に嵌合する。ピン362は側面部分324内の開口部
328、ばねシート332内の開口部334、及び側面部分326内
の開口部330を通して挿入される。ピン362は開口部328
及び330内にぴったり嵌合する寸法であり、それにより
ピン362を適所に保持し、ばねシート332がピン362の周
囲で回転することを可能とする。
ラッチジョー340は、ピン364を使用してラッチヘッド
310に取り付けられ、ラッチヘッド310の左ジョー312及
び右ジョー314はラッチジョー340のジョー部分342に面
する。ピン364は左アーム344内にある開口部348（図示
されていない）、ラッチヘッド310内の開口部320、及び
右アーム346内の開口部350を通って挿入される。ピン36
4は開口部348及び350内にぴったりと嵌合する寸法であ
り、それによりピン364が適所に配置され、ラッチジョ
ー340をピン364の周囲で回転させる。
ばね366が、ばねシート332上の円筒形セグメント336
の上に取り付けられた一端を有し、ラッチジョー340内
の円筒形へこみ356内に取り付けられた他端を有する。
ばね366は、ラッチジョー340を偏倚するように作用し、
第59図に示されている開いた位置では、ラッチジョー34
0のジョー部分342をラッチヘッド310の左ジョー312及び
左ジョー312から離れるように、又は第61図に示された
閉じた位置では、ラッチジョー340のジョー部分342をラ
ッチヘッド310の右ジョー314及び左ジョー312に密接す
るように偏倚する。ラッチヘッド310に対して両方向へ
のラッチジョー340の動きは制限されており、上昇した
縁327に接触する駆動アーム352により第59図に示されて
いる位置まで、そして隆起した縁329に接触する右アー
ム346と、隆起した縁331に接触する左アーム343により
第61図に示されている位置までに制限される。組立てら
れたカセット302が取り付けられると、ラッチジョー340
の第61図までの動きも、矩形のベース282がジョー組立
体360により把持されることにより、ピストン組立体280
の存在により制約される。注意すべきことは、ピン354
を前後に動かすことにより、ラッチジョー340はそれぞ
れ開閉する。
次に第62図ないし第65図を参照すると、メインポンプ
ユニットシャシー370が示され、これは３個の使い捨て
可能な組立てられたカセット302が取付け可能な３個の
駆動機構を含む３個の独立のポンプユニットを取り付け
るような設計となっている。組立てられたカセット302
は第62図に示されているように、ポンプシャシー370の
底部側面上に取り付けられ、モータ及び駆動輪列がポン
プシャシー370（第64図）の頂部に取り付けられ、そし
てポンプシャシー370の頂部に取り付けられたハウジン
グ（図示されていない）内に取り付けられる。
ポンプシャシー370上に取り付けられているのは３対
の曲がったセグメント372および374、376および378、及
び380および382である。曲がったセグメント372および3
74、376および378、そして380および382の各対はそれら
の間で２つの対面するチャネルを形成する。好ましい実
施例においては、曲がったセグメント372および374、37
6および378、そして380および382は前部に近いポンプシ
ャシー370の底部から更にわずかに曲がって、それによ
り、組立てられたカセット302が取り付けられ、スライ
ドラッチ240が閉じる時にカム効果を有する。曲がった
セグメント372は曲がったセグメント374に面するチャネ
ルを形成し、曲がったセグメント374は曲がったセグメ
ント372に面するチャネルを形成する。曲がったセグメ
ント376は曲がったセグメント378に面するチャネルを形
成し、曲がったセグメント378は曲がったセグメント376
に面するチャネルを形成する。最後に、曲がったセグメ
ント380は曲がったセグメント382に面するチャネルを形
成し、曲がったセグメント382は曲がったセグメント380
に面するチャネルを形成する。
曲がったセグメントの対372及び374、376及び378、そ
して380及び382のそれぞれはポンプシャシー370の底部
に、１つの組立てられたカセット302のためにそこに確
実にラッチされるための手段を提供する。組立てられた
カセット302のスライドラッチ240（第29図及び30図）内
の逆転したＬ字形部分250及び、逆転した、後方のＬ字
形の部分252は、曲がった対のセグメント372および37
4、376および378、そして380および382の１つに対し取
付け容易なように設計されている。組立てられたカセッ
ト302の前部から離れた後方へスライドラッチ240を引っ
張ることにより、スライドラッチ240の前部242及び、カ
セットボデイ100と保持キャップ190の頂部前面の間の領
域が開き、組立てられたカセット302の頂部が、曲がっ
た対のセグメント372および374、376および378、そして
380および382の１つの上に配置される。
例として、組立てられたカセット302が、曲がったセ
グメントの第１の対372及び374の上の第１の位置（ポン
プシャシー370の左端の位置）に取り付けられるとす
る。組立てられたカセット302の頂部表面は、保持キャ
ップ190であるが（第43図）、ポンプシャシー370（第62
図）の底部に対して取り付けられる。組立てられたカセ
ット302を取り付けられた状態に配置するために、スラ
イドラッチ240が組立てられたカセット302の前部から完
全に引っ張り戻され、スライドラッチ240の前部及び組
立てられたカセット302（カセットボデイ100及び保持キ
ャップ190から成る）の前部頂部の間の領域を、スライ
ドラッチ240の前部部分242に面したまま残す。
組立てられたカセット302の頂部は次に、第１の曲が
った対のセグメント372及び374をスライドラッチ240の
前部部分242及び組立てられたカセット302の前部頂部部
分の間の領域内に嵌合させて、ポンプシャシー370の底
部に対して配置される。次にスライドラッチ240がカセ
ットボデイ100内に前方に押し込まれ、スライドラッチ2
40の逆Ｌ字形の部分250を摺動させて曲がったセグメン
ト372に係合させ、そしてスライドラッチ240の逆後方Ｌ
字形部分252を曲がったセグメント374に係合させる。こ
うして組立てられたカセット302は、スライドラッチ240
が再び引っ張り戻され、組立てられたカセット302が開
放されるまで、ポンプシャシー370の底部の適所に保持
される。
ポンプシャシー370の底部から突出しているのは、ポ
ンプシャシー370上の第１（ポンプシャシー370の左端の
位置）、第２（中間）及び第３（ポンプシャシー370の
右端の位置）位置に組立てられたカセット302を位置決
めし整合させるために使用される多数の部分である。３
個の左の横方向の支持壁384、386及び388は、カセット3
02の後方に近い、組立てられたカセット302の上部左側
面部分を、第１、第２及び第３位置でそれぞれ適所に支
持する位置で、ポンプシャシー370の底部から突出して
いる。同様に、３個の右の横方向の支持壁390、392、及
び394は、カセット302の右側面上の組立てられたカセッ
ト302の上部に延びる最も後方の部分を、第１、第２及
び第３位置でそれぞれ適所に支持する位置で、ポンプシ
ャシー370の底部から突出している。
第１、第２及び第３位置へと組立てられたカセット30
2を取り付けるための追加の支持及び位置決めは、３個
の右コーナ支持壁396、398及び400により、組立てられ
たカセット302の上部右後方コーナに提供される。３個
の右コーナ支持壁396、398及び400は底部（第62図）か
ら見るとＬ字形であり、ポンプシリンダ112（第４図）
及びポンプシリンダ112に隣接する組立てられたカセッ
ト302の右側面の部分の背後で、組立てられたカセット3
02の後方を支持し位置決めする。注意すべきことは３個
の右の横方向の支持壁390、392及び394、及び３個の右
コーナ支持壁396、398、及び400は一緒になって、それ
ぞれ第１、第２、及び第３位置における組立てられたカ
セット302の連続的支持及び位置決めを提供することで
ある。
左の横方向の支持壁394を形成する隆起した材料内に
その後部近くに配置されているのは、ねじ付き開口部40
2である。隆起した材料の単独の部分は、右の横方向の
支持壁390、右のコーナ支持壁396、及び左の横方向の支
持壁396を形成し、隆起した材料の部分のその後方近く
に配置されているのは、右の横方向の支持壁390に近い
左側のねじ付き開口部404であり、そして左の横方向の
支持壁386の近くの右側のねじ付き開口部406である。同
様に、隆起した材料の単独の部分は右の横方向の支持壁
392、右コーナ支持壁398、及び左の横方向の支持壁388
を形成し、隆起した材料のそれの後方に近い部分内に配
置されているのは、右の横方向の支持壁392に近い左側
のねじ付き開口部408であり、そして左の横方向の支持
壁388に近い右側のねじ付き開口部410である。最後に、
隆起した材料の独立の部分は右の横方向の支持壁394と
右のコーナ支持壁400とを形成し、それの後方に右の横
方向の支持壁394に近いねじ付き開口部412がある。
右の横方向支持壁390と右コーナ支持壁396とが出会う
コーナの近くの、右の横方向支持壁390、右コーナ支持
壁396、及び左の横方向支持壁388を形成する隆起した材
料の部分に配置されているのは、頂部から底部までポン
プシャシー370を通って延びている開口部414である。右
の横方向支持壁392と右コーナ支持壁398とが出会うコー
ナの近くの、右の横方向支持壁392、右コーナ支持壁39
8、及び左の横方向支持壁388を形成する隆起した材料の
部分に配置されているのは、頂部から底部までポンプシ
ャシー370を通って延びている開口部416である。右の横
方向支持壁394と右コーナ支持壁400が出会うコーナの近
くの、右の横方向支持壁394及び右コーナ支持壁400を形
成する隆起した材料の部分に配置されているのは、頂部
から底部までポンプシャシー370を通って延びる開口部4
18である。
注意すべきことは、組立られたカセット302が前記第
１、第２及び第３の位置に位置決めされ取り付けられた
状態で、開口部414、開口部416及び開口部418はそれぞ
れ組立てられたカセット302（第46図）のピストンロッ
ド292のすぐ後方にあることである。開口部414、416及
び418は、ピストン組立体280を駆動するために使用され
る、ジョー組立体360（第59図ないし第61図）に連結さ
れた駆動軸を取り付けるために使用される。
左の横方向支持壁384及び右の横方向支持壁390の間に
配置されているのは、ポンプシャシー370の底部表面内
にある長手方向の矩形のへこみ420である。同様に、左
の横方向支持壁386及び右の横方向支持壁392の間に配置
されているのは、ポンプシャシー370の底部表面内にあ
る長手方向の矩形のへこみ422である。最後に、左の横
方向支持壁384及び右の横方向支持壁390の間に配置され
ているのは、ポンプシャシー370の底部表面内にある長
手方向の矩形のへこみ424である。矩形のへこみ420、42
2及び424がポンプシャシー370を通って延びていないの
に対し、矩形のへこみ420、422及び424よりも小さい楕
円形の開口部426、428及び430がそれぞれ矩形のへこみ4
20、422及び424内に配置され、ポンプシャシー370を貫
通して頂部側面へと延びている。
矩形のへこみ420、422及び424はその内部にセンサモ
ジュールを取り付けるために使用され、楕円形の開講部
426、428及び430は、ワイヤが前記センサモジュールか
らポンプシャシー370を貫通して延びることを可能とす
るようになされている。注意すべきことは、組立てられ
たカセット320が第１、第２及び第３位置に位置決めさ
れ取り付けられた状態で、組立てられたカセット302の
最も後方の延びる上部部分は矩形のへこみ420、422、及
び424の上に配置されることである。楕円形の開口部42
6、428及び430の背後に配置されているのは、それぞれ
矩形の開口部427、429及び431である。矩形の開口部42
7、429及び431は、ワイヤが超音波センサからポンプシ
ャシー370通って延びることを可能にしている。
右コーナ支持壁396の前部に配置されているのはポン
プシャシー370の底部表面にある円形のへこみ432であ
る。同様に、右コーナ支持壁398の前部に配置されてい
るのはポンプシャシー370の底部表面にある円形のへこ
み434である。最後に、右コーナ支持壁400の前部に配置
されているのはポンプシャシー370の底部表面にある円
形のへこみ436である。円形のへこみ432、434及び436が
ポンプシャシー370を通って延びていないのに対し、円
形のへこみ432、434及び436よりも小さい方形のへこみ4
38、440及び442はそれぞれ円形のへこみ432、434及び43
6内に配置され、ポンプシャシー370を貫通して頂部側面
へ延びている。
円形のへこみ432、434及び436はその内部にバルブア
クチュエータガイドを取り付けるために使用され、円筒
形開口部450、452及び454は、バルブアクチュエータが
ポンプシャシー370を通って延び、バルブアクチュエー
タガイドに向きを合わせることを可能とする。注意すべ
きことは、組立てられたカセット302がそれぞれ第１、
第２及び第３位置に位置決めされ取り付けられた状態
で、円形へこみ432、円形へこみ434及び円形へこみ436
は、組立てられたカセット302（第43図）内のバルブダ
イヤフラム170のドーム部分178の位置に正確に対応して
いることである。
円形へこみ432の左及び矩形のへこみ420の前部に配置
されているのは、ポンプシャシー370の底部表面にある
円形へこみ444である。同様に、円形へこみ434の左及び
矩形のへこみ422の前部に配置されているのは、ポンプ
シャシー370の底部表面にある円形へこみ446である。最
後に、円形へこみ436の左及び矩形のへこみ424の前部に
配置されているのは、ポンプシャシー370の底部表面に
ある円形へこみ448である。円形へこみ444、446、及び4
48はポンプシャシー370を通って延びていないのに対
し、円形へこみ444、446、及び448よりも小さい直径の
円形開口部450、452、及び454はそれぞれ円形へこみ44
4、446、及び448内に配置され、ポンプシャシー370を貫
通して頂部側面へ延びている。
円形へこみ444、446、及び448はその内部に圧力トラ
ンスジューサを取り付けるために使用され、円筒形の開
口部438、440、及び442は、ワイヤが圧力トランスジュ
ーサからポンプシャシー370を通って延びることを可能
としている。注意すべきことは、組立てられたカセット
302が第１、第２及び第３位置に位置決めされ取り付け
られた状態で、円形へこみ444、円形へこみ436、及び円
形へこみ448はそれぞれ、組立てられたカセット302（第
43図）内のバルブダイヤフラム170の圧力ダイヤフラム1
82の位置に対応している。
ポンプシャシー370の頂部側面上の表面から突出して
いるのは、ねじ付き開口部が駆動組立体を支持するため
に配置されている多数の隆起した部分である。円筒形の
隆起したセグメント456は、ポンプシャシー370の頂部側
面上の円筒形開口部450の左に配置されている。横方向
に延びる楕円形の隆起したセグメント458は、ポンプシ
ャシー370の頂部側面上にある方形の開口部438及び円筒
形開口部452の間に配置されている。第２の横方向に延
びる楕円形の隆起した部分460は、ポンプシャシー370の
方形の開口部440及び円筒形開口部454の間に配置されて
いる。円筒形の隆起したセグメント462は方形の開口部4
42の右に配置され、楕円形の隆起したセグメント458及
び460の最も後方の部分と横方向に整合している。最後
に、円筒形の隆起した部分464は方形の開口部442の右に
配置され、楕円形の隆起したセグメント458及び460の最
も前方の部分と横方向に整合している。
円筒形の隆起したセグメント456内に配置されている
のは、ねじ付き開口部466である。楕円形の隆起したセ
グメント458内に配置されているのは、楕円形の隆起し
たセグメント458の最も後方の部分に近いねじ付き開口
部468、楕円形の隆起したセグメント458の最も前方の部
分に近いねじ付き開口部470、及び楕円形の隆起したセ
グメント458内の中央に配置されたねじ付き開口部472で
ある。同様に、楕円形の隆起したセグメント460内に配
置されているのは、楕円形の隆起したセグメント460の
最も後方の部分に近いねじ付き開口部474、楕円形の隆
起したセグメント460の最も前方の部分に近いねじ付き
開口部476、及び楕円形の隆起したセグメント460内の中
央に配置されたねじ付き開口部478である。円筒形の隆
起したセグメント462内に配置されているのはねじ付き
開口部480である。最後に、円筒形の隆起したセグメン
ト464内に配置されているのはねじ付き開口部482であ
る。
ポンプシャシー370を通る開口部414、416及び418は、
ポンプシャシー370の頂部表面から延びる隆起した部分
内で終端している。隆起したセグメント484はポンプシ
ャシー370の頂部上の開口部414の周囲に配置され、隆起
した部分486はポンプシャシー370の頂部上の開口部416
の周囲に配置され、隆起したセグメント488はポンプシ
ャシー370の頂部上の開口部418の周囲に配置されてい
る。
開口部414の背後左側で隆起したセグメント484から上
方に延びているのは、ガイドフィンガ490であり、右側
のそれはガイドフィンガ492である。ガイドフィンガ490
及び492は平行であり、それらの間に間隔を保ってい
る。開口部416の背後左側で隆起したセグメント486から
上方に延びているのは、ガイドフィンガ494であり、右
側のそれはガイドフィンガ496である。ガイドフィンガ4
94及び496は平行であり、それらの間に間隔を保ってい
る。開口部418の背後左側で隆起したセグメント488から
上方に延びているのは、ガイドフィンガ498であり、右
側のそれはガイドフィンガ500である。ガイドフィンガ4
98及び500は平行であり、それらの間に間隔を保ってい
る。
ここで第66図ないし69図を参照すると、ポンプシャシ
ー370上にラッチするために、組立てられたカセット302
を適当な位置に案内するために使用するカセットガイド
510が描かれている。右側でカセットガイド510の後部に
配置されているのは開口部512であり、左側のそれは開
口部514である。開口部512はねじ付き開口部404（第62
図）、ねじ付き開口部408又はねじ付き開口部412と整合
し、それに対して、開口部514はねじ付き開口部402、ね
じ付き開口部406又はねじ付き開口部410と整合し、それ
によりカセットガイド510を第１、第２又は第３位置に
取り付ける。
カセットガイド510の頂部側面（第66図）はその内部
に矩形のへこみ516を有し、この矩形のへこみ516がその
寸法においてポンプシャシー370内の矩形のへこみ420、
422及び424に対応している。光学センサモジュールがカ
セットガイド51内の矩形のへこみ516とポンプシャシー3
70内の矩形のへこみ420、422、及び424との間に収容す
る。この矩形のへこみ516の右側面はカセットガイド510
（第67図）の底部上にある矩形の開口部518を通って露
出している。
カセットガイド510の底部の矩形の開口部518のすぐ前
の領域520と、矩形の開口部518の右及び後方にある領域
520は、カセットガイド510の表面524から上方にへこん
でいる。矩形の開口部518の前部右コーナには方形の部
分528がカセットガイド510の表面524の水準まで下方に
延びている。方形のセグメント528のすぐ前方に配置さ
れているのは、カセットガイド510の右側から延びる薄
い矩形のトラック530である。薄い矩形のトラック530は
ブロックセグメント532内のそれの前端において終端し
ている。
カセットガイド510の前端は丸くされたノッチ534をそ
の内部に有し、丸いノッチ534は、カセットガイド510が
ポンプシャシー370上に取り付けられた時にカセットボ
デイ100（第４図）上の取り出しチューブ取付けシリン
ダ144を収容するように適所に配置される。カセットガ
イド510がポンプシャシー370上に取り付けられると、組
立てられたカセット302の最も後方部分はカセットガイ
ド510及びポンプシャシー370の底部との間に嵌合する。
従って、カセットガイド510は、ポンプシャシー370の底
部にある様々な支持壁と共にラッチするために適切な位
置に組立てられたカセット302を取り付ける助けをす
る。
表面524から下方へ延びているのは、前方へ延びる突
出部513を有する中空の下部部分511である。組立てられ
たカセット302が取り付けられると、スライドラッチ240
の水平底部部分248が表面524及び突出部513の間に配置
される。下部セグメント511は、以下に明白となるよう
に、超音波センサハウジングを収容するために中空とな
っている。中空の煙突515がカセットガイド510の後方に
配置され、下部セグメント511の内部に連絡している。
カセットガイド510がポンプシャシー370上に取り付けら
れると、中空の煙突515の内部はポンプシャシー370の矩
形の開口部427、429又は431の１つと連絡し、超音波セ
ンサからのワイヤがそこを通って延びることを可能とす
る。
次に第70図を参照すると、ほぼ円筒形のポンプ軸540
が描かれている。ポンプ軸540の前部側面上頂部端近く
に、カム従動子ホイール542が、ポンプ軸540から直交し
て延びる短い車軸544の周囲に回転するように取り付け
られている。同じ位置でポンプ軸540の前部側面上に、
整合ホイール546が、短い車軸544と反対側でポンプ軸54
0から直交して延びる短い車軸548の周囲に回転するよう
に取り付けられている。ポンプ軸540の後部側面底部端
の近くにあるのは円錐形のへこみ550であり、これはジ
ョー組立体360（第59図ないし61図）をポンプ軸540に取
り付けるために使用される。
次に第71図ないし76図を参照すると、カセットガイド
510（第67図）の薄い矩形のトラック530上に取り付ける
ためのものであるスライドロック560が描かれている。
スライドロック560はそれの前部にＵ字形のスライドチ
ャネルを有し、Ｕの開いた部分が左を向いて前方から後
方へ延びている。スライドチャネル562の右側面は、前
記Ｕの底部であるが、それの前部の近くに配置された矩
形のノッチ564を有し、このノッチ564がスライドチャネ
ル562の頂部から底部へと走っている。
その底部においてスライドチャネル562の後方から戻
って延びているのは、薄い矩形の連結部分566であり、
これはスライドチャネル562の底部にある前記Ｕの脚部
から効果的に延びている。矩形の連結セグメント566の
後方縁に取り付けられているのは、Ｕ字形のチャネル56
8で、そのＵの開いた部分が右を向き、頂部から底部へ
と延びている。Ｕ字形チャネル568の前記Ｕの前方の脚
部はＵ字形のチャネル568の頂部で矩形の連結セグメン
ト566に取り付けられている。評価すべきことは、矩形
の連結セグメント566の頂部表面と、Ｕ字形チャネル568
（これはＵ字形である）の頂部とは同一平面にあり、ス
ライドチャネル562の最も低い脚部の内部表面も同様に
同一平面にあることである。
Ｕ字形のチャネル568の上部左縁はその上に配置され
た斜面（bevel）570を有し、斜面570は第76図に最も良
く描かれている。斜面570の機能は光反射装置であり、
組立てられたカセット302のラッチのための機構の説明
と関連して後に明白となる。
メインポンプユニットを駆動するための動力モジュー
ルは、いずれにせよ本発明の目的に関連しないため、こ
こには説明されていない。動力モジュールの構造の完全
な説明に対しては、上述され、参照のために組み込まれ
た米国特許第128,121号明細書「薬物注入システム用の
ライン内空気検知装置」を参照されたい。
次に第77図ないし80図を参照すると、上部超音波ハウ
ジング800が示されている。上部超音波ハウジング800は
中空であり、それの底部が開いている。上部超音波ハウ
ジング800の上部表面はその上にＵ字形のうね802と直線
状のうね804とを有し、それの間に配置された矩形の開
口部が上部超音波ハウジング800の上部表面にある。Ｕ
字形うね802と直線うね804とはカセットガイド510（第6
9図）の下部セグメント511内に嵌合する寸法である。
上部超音波ハウジング800の前部に配置されているの
は、その内部に組立てられてカセット302の取り出しチ
ューブ306を収容するためのスロット808である。スロッ
ト808は幅よりも深さのほうが大きく、じょうご状の入
り口を有して、取り出しチューブ306をスロット808へ向
けることが容易になっている。好ましい実施例において
は、スロット808の幅は取り出しチューブ306の外径より
も狭く、それにより取り出しチューブ306が取り出しチ
ューブ306を変形するような方式でスロット808内に嵌合
する。
上部超音波ハウジング800の内部は３つの領域として
考えられ、スロット808の両側の各１つと、スロット808
が延びることのない上部超音波ハウジング800の部分内
の第３の領域である。最初の２つの領域は超音波トラン
スジューサ（図示されていない）が配置される場所で、
第３の領域はミニチュアプリント回路ボード（図示され
ていない）の場所である。特に第80図を参照すると、第
１領域は、上部超音波ハウジング800の前そして右側に
あるが、スロット808の右側の壁810により区画されてい
る。第２領域は、上部超音波ハウジング800の前そして
左側にあるが、スロット808の左側の壁812により区画さ
れている。
ここで第81図ないし83図を参照すると、上部超音波ハ
ウジング800の底部に取り付ける下部超音波ハウジング8
14が示されている。上部超音波ハウジング800と同様
に、下部超音波ハウジング814は中空であるが、下部超
音波ハウジング814はそれの頂部側面が開いている。下
部超音波ハウジング814の前部部分（その部分は上部超
音波ハウジング800の最初の２つの内側領域の下にあ
る）は浅く、これに対して下部超音波ハウジング814の
後部部分はそれより深い。下部超音波ハウジング814も
その内部に配置されたスロット816を有し、このスロッ
ト816は、下部超音波ハウジング814が上部超音波ハウジ
ング800上に取り付けられた場合に、上部超音波ハウジ
ング800内のスロット808の下に取り付けられる。スロッ
ト816もスロット808と同様に、じょうご状の入り口を有
している。
その内部にスロット816を有する下部超音波ハウジン
グ814の部分の下に配置されているのはへこみ領域818で
ある。へこみ領域818は下部超音波ハウジング814内のス
ロット816の左側と右側との両方に配置されている。好
ましい実施例においては、へこみ領域818は円錐台形で
あり、第83図及び83A図に最も良く描かれている。円錐
台形の形状のへこみ領域818は下部超音波ハウジング814
の前部からわずかに間隔を置いている。その内部にある
スロット816の各側で下部超音波ハウジング814の底部前
部には２つの傾斜路820及び822があり、これらが円錐台
形の形状のへこみ領域818に向かって傾斜している。
へこみ領域818及び２つの傾斜路820及び822はその内
部にチューブアダプタ301（第43図）のテーパした部分3
05を捕え、保持するように設計されている。従って、へ
こみ領域818の寸法は、チューブアダプタ301のテーパし
た部分305とほぼ同一の寸法である。２つの傾斜路820及
び822は第83A図に示されているように、２つの傾斜路82
0及び822の位置からへこみ領域818に接触する位置ま
で、チューブアダプタ301のテーパした部分305を引くよ
うに配置されている。チューブアダプタ301のテーパし
た部分をへこみ領域818に係合させる作業は以下に更に
説明される。
次に第84図を参照すると、２組の可撓性の回路すなわ
ちフレックス回路の部分824及び825が描かれている。フ
レックス回路824は、ベース部分の側面から直交して延
びる４つのアームを有する直線ベース部分として考える
ことができる。前記４つのアームのそれぞれの端には、
露出した円形の導電パッド826、828、830又は832があ
る。一連の４つの端子834、836、838及び840は、フレッ
クス回路824のベース部分のその中央近くに配置されて
いる。導電パッド826は導線850により端末834に電気的
に接続され、導電パッド828は導線852により電気的に端
末836に接続され、導電パッド830は導線854により電気
的に端末838に接続され、そして、導電パッド832は導線
856により電気的に端末840に接続されている。
フレックス回路825は、フレックス回路824に隣接する
端に４つの端末842、844、846、及び848を有する長い尾
の部分である。フレックス回路824のベース部分及びフ
レックス回路825は近接して配置され、こうしてＴを形
成する。更に４本の導線858、860、862、及び864がフレ
ックス回路825内に配置される。導線858は電気的に端末
842に接続され、導線860は電気的に端末844に接続さ
れ、導線862は電気的に端末846に接続され、導線864は
電気的に端末848に接続されている。導線850、852、854
及び856と、導線858、860、862及び864はそれらの両側
で電気的に絶縁されていることは当業者には理解されよ
う。
次に第85図を参照すると、２つの超音波トランスジュ
ーサ866及び868のフレックス回路824に対する組立体す
なわちアセンブリが描かれている。トランスジューサ86
6及び868は通常はセラミックの超音波トランスジューサ
である。通常の超音波トランスジューサの組立体にはは
んだ付けが使用され、その結果セラミック超音波トラン
スジューサの潜在的損傷を生ずる。本発明はその代りに
導電接着性伝達テープを使用し、これは両面接着性であ
り、電気的に導電性である。そのような導電性伝達導電
伝達テープは製品同定番号9703により3Mから購入可能で
ある。導電伝達テープ870の円盤状部分が導電パッド826
及び超音波トランスジューサ866の１側面（後部側面と
称する）の間に配置される。導電伝達テープ870の円盤
状部分は導電パッド826を超音波トランスジューサ866の
１側面に固定し、導電パッド826及び超音波トランスジ
ューサ866の１側面の間の電気的接触を形成する。
導電伝達テープ872の円盤状すなわちディスク状の部
分は導電パッド828及び超音波トランスジューサ866の他
側面（前方側面）の間に配置される。導電伝達テープ87
4の円盤状部分は導電パッド830及び超音波トランスジュ
ーサ868の１側面（前方側面）の間に配置される。導電
伝達テープ876の円盤状部分は導電パッド832及び超音波
トランスジューサ868の他側面（後部側面）の間に配置
される。こうして、超音波トランスジューサ866及び868
はフレックス回路824に組み込まれ、電気的に接続され
る。
導電伝達テープ870、872、874、及び876の円盤状セグ
メントは好ましい実施例に使用されている。導電伝達テ
ープを使用する代りに、導電エポキシが使用可能である
が、導電伝達テープのほうが好ましい。
次に第86図を参照すると、超音波トランスジューサ86
6及び868は上部超音波ハウジング800内に組み込まれ
る。超音波トランスジューサ866の反対側の導電パッド8
28の側面上のフレックス回路824の部分は壁812に接着固
定され、こうして超音波トランスジューサ866は壁812に
固定され、同様に、超音波トランスジューサ868の反対
側の導電パッド830の側面上のフレックス回路824は壁81
0に接着固定され、こうして超音波トランスジューサ868
を壁810に固定する。使用されている接着剤はエアポケ
ットのない薄い被覆となる重合体の接着剤が好ましい。
そのような接着剤の１つはブラックマックス（Black Ma
x）接着剤である。小さな気泡ゴムのブロック878が超音
波トランスジューサ866とそれに取り付けられたフレッ
クス回路824の関連する部分を担持するために使用され
る。同様に、小さな気泡ゴムのブロック880が超音波ト
ランスジューサ868とそれに取り付けられたフレックス
回路824の関連する部分を担持するために使用される。
フレックス回路825はフレックス回路824内の矩形の開
口部806を通って導かれる。コネクタ858、860、862及び
864は、コネクタ882に電気的に接続されている。ここで
第87図を参照すると、様々な構成部品を有する小さなプ
リント回路ボード884がフレックス回路824上の端末83
4、846、838及び840（第84図）、及びフレックス回路82
5上の端末842、844、846及び848に電気的に接続されて
いる。プリント回路ボード884は次に示されているよう
に、上部超音波トランスジューサ800内の第３領域に載
置される。
第85A図に描かれた代替的実施例においては、１つの
開口部が、超音波トランスジューサ866及び868のそれぞ
れの後部側面上に配置された導電伝達テープの円盤状の
部分及び導電パッド上に使用される。導電パッド826及
び、導電伝達テープ870の円盤状セグメントはそれぞ
れ、超音波トランスジューサ866の後部側面にそれを通
って延びる開口部を有する。同様に、導電パッド832及
び、導電伝達テープ876の円盤状の部分はそれぞれ、超
音波トランスジューサ868の後部側面上にそれを通って
延びる開口部を有する。前記開口部は超音波トランスジ
ューサ866及び868を更に自由に曲がるようにし、説明さ
れているように前記開口部を使用することにより出力信
号の強さはほぼ２倍になる。
導電パッド826及び832内の開口部及び導電伝達テープ
870及び876の円盤状セグメント内の開口部はそれの内部
の中央に配置されている。超音波トランスジューサ866
及び868の直径、並びに導電パッド826、828、830及び83
2の直径はおよそ0.21インチ（約5.3mm）である。好まし
い実施例においては、導電パッド826及び832、及び導電
伝達テープ870及び876の円盤状セグメントの直径はおよ
そ0.125インチ（約3.2mm）である。前記開口部の寸法
は、一方で連結の抵抗を低く維持する要求のために、他
方で超音波トランスジューサ866及び868内の柔軟性の量
を最大化する要求のために必要される。
次に第88図ないし90図を参照すると、光学センサモジ
ュール670が描かれている。光学センサモジュール670は
断面がほぼ矩形で、該矩形の部分の頂部にはより広い矩
形のフランジ672を、矩形のフランジ672の上方には楕円
形の部分674を有する。柔軟なケーブル676が楕円形部分
674の頂部から延びている。楕円形の部分674の周縁に配
置されているのは、弾性Ｏリングを収容し、楕円形開口
部426、428又は430内に光学センサモジュール670の楕円
形の部分674を保持する溝678である。光学センサモジュ
ール670の矩形のフランジ672は、それぞれ第１、第２又
は第３ポンプ位置内の矩形のへこみ420、422又は424内
へ嵌合している。
光学センサモジュール670の矩形の部分は、それの前
部で矩形のフランジ672のすぐ下に配置された680により
示されたノッチを有し、このノッチ680が組立てられた
カセット302の最も後部の部分を収容する。これ以上の
光学センサモジュール670の詳細は本発明の目的に対し
ては必要でない。光学センサモジュール670の構造の完
全な説明に対しては、上述の米国特許出願第128,121
号、「薬物注入システム用のライン内気泡検知器」明細
書を参照されたい。
次に第91図ないし第93図を参照すると、バルブアクチ
ュエータ620が描かれている。バルブアクチュエータ620
は薄い、ほぼ矩形の部分622を含み、それの頂部近くに
取り付けられて回転する円形ベアリング624を有してい
る。ベアリング624の円形外径は矩形の部分622の頂部の
わずかに上へ延びている。バルブアクチュエータ620の
矩形の部分622はそれの下部端に、625で示されているよ
うに、面取りした縁を有し、それの下部端の上方の位置
にある矩形の部分622の横方向の両側面に、小さいノッ
チ626、628を有する。小さなノッチ626及び628は、一端
それが取り付けられると、バルブアクチュエータ620を
保持する収容手段となり、これは以下に説明されるメイ
ンポンプユニットの組立体の説明に関連して明白とな
る。
次に第94図及び95図に移ると、対になったバルブアク
チュエータ620を適所に案内し保持するために使用され
るバルブアクチュエータガイド630が描かれている。バ
ルブアクチュエータガイド630の上方部分632はその断面
が方形で、下部部分634はその断面が円形である。バル
ブアクチュエータガイド630の方形の上部部分632及び円
形の下部部分634の両方を垂直に通って延びているの
は、２つの開口部636及び638であり、これらはその断面
が矩形である。開口部636及び638は、バルブアクチュエ
ータ620の矩形の部分622がその内部で開口部636及び638
の内部を自由にスライドすることが可能なような寸法で
ある。
バルブアクチュエータガイド630の１つがポンプシャ
シー370内のポンプ位置のそれぞれに取り付けられる。
第１ポンプ位置においては、バルブアクチュエータガイ
ド630の方形の上部部分632がポンプシャシー370上の方
形の開口部438内に配置され、バルブアクチュエータガ
イド630の円形の下部部分634がポンプシャシー370上の
円形へこみ432内に配置される。第２ポンプ位置におい
ては、方形の上部部分632が方形の開口部440内に配置さ
れ、円形の下部部分634が円形へこみ434内に配置され
る。第３ポンプ位置においては、方形の上部部分632は
方形の開口部442内に配置され、円形の下部部分634は円
形のへこみ436内に配置される。
次に第96図ないし第98図を参照すると、圧力トランス
ジューサ660が描かれている。圧力トランスジューサ660
の１つはポンプシャーシ370に各ポンプ位置で、円形へ
こみ444、446、及び448に取り付けられる。圧力トラン
スジューサ660はほぼ円筒形で、圧力トランスジューサ6
60の周縁に配置された溝662を有している。溝662は弾性
Ｏリングを収容するようになっていて、圧力トランスジ
ューサ660を円形へこみ444、446及び448内に保持し、流
体封止を提供する。圧力トランスジューサ660の頂部上
に配置されているのは方形部分664であり、この中に配
置されているのが実際のトランスジューサであり、それ
の方形のセグメント664は円筒形の経口部450、452及び4
54内に収容される。方形のセグメント664から上方に延
びているのは数個のリード666である。
次に第99図及び第100図を参照すると、流体封止を提
供すると共にもっと重要なことには、動力モジュールカ
ム580の下部部分593に対しベアリング624と共にバルブ
アクチュエータ620（第85図ないし第87図）を上方の適
所に保持する、バルブアクチュエータシール650が示さ
れている。バルブアクチュエータシール650の外側周縁
は、バルブアクチュエータガイド630の下方で円形へこ
み432、434、及び436に摩擦嵌合して保持されるような
寸法である。金属リング（図示されていない）がバルブ
アクチュエータシール650の外側の輪郭に合わせられ、
円形へこみ432、434、及び436内により良く保持するこ
とを可能とする。
矩形の形状の２つの開口部652及び654がバルブアクチ
ュエータシール650内に配置され、バルブアクチュエー
タ620の矩形の部分622の底部部分を収容する。開口部65
2及び654の長さは、バルブアクチュエータ620の矩形の
部分622の幅よりも短く、矩形の部分622内に小さなノッ
チ626及び628を有し、これが開口部652及び654の１つの
端を捕捉するように使用される。バルブアクチュエータ
620の小さなノッチ626及び628がバルブアクチュエータ
シール650の開口部652及び654に係合し、それによりバ
ルブアクチュエータシール650がバルブアクチュエータ6
20にバイアスをかけることは理解されよう。以下にわか
るように、バルブアクチュエータシール650によりバル
ブアクチュエータ620にかかる該バイアスは、上方に向
かうそれであり、バルブアクチュエータ620を動力モジ
ュールカム580の下部部分に対して偏倚する。
メインポンプユニットの様々な部品に関する以前の議
論において、部品間の機能及び関係が簡単に説明され
た。メインポンプユニット及び組立てられたカセット30
2の作動に関する議論に移る前に、メインポンプユニッ
トの組立体の簡単な説明をする。この議論では特に第62
図ないし第65図（ポンプシャシー370）、及び第101図な
いし103図、そして特に議論の中で言及される他の図面
が参照される。本明細書においては駆動組立体の詳細は
省略される。
中空の円筒形のポンプ軸ベアリング640がポンプシャ
シー370内の開口部414、416、及び418のそれぞれの頂部
及び底部の両方に取り付けられる。好ましい実施例にお
いては、ポンプ軸ベアリング640は開口部414、416、及
び418内に嵌合し、ポンプシャシー370内の開口部414、4
16、及び418内にそれらを保持するために干渉嵌合すな
わち締まりばめとなる。ポンプ軸ベアリング640はテフ
ロンのような低摩擦素材からなり、ポンプ軸540がその
内部で自由に動けることが好ましい。
次に、バルブアクチュエータガイド630がポンプシャ
シー370の底部から第１ポンプ位置内の円形へこみ432及
び方形の開口部438内へ、第２ポンプ位置内の円形へこ
み434及び方形へこみ440内へ、そして第３ポンプ位置内
の円形へこみ436及び方形へこみ442内へ取り付けられ
る。ポンプシャシー370内に取り付けられたバルブアク
チュエータ630により、バルブアクチュエータガイド630
の底部はポンプシャシー370の底部側面から円形へこみ4
32、434及び436の部分を開いたままになっている。バル
ブアクチュエータシール650（第97図及び第98図）は後
にバルブアクチュエータガイド630の下方にある円形へ
こみ432、434及び436に取り付けられる。
組立ての次の段階は圧力及び光学センサモジュールを
取り付けることである。圧力トランスジューサ660（第9
6図ないし第98図）はポンプシャシー370の底部から円形
へこみ444、446及び448内に取り付けられる。圧力トラ
ンスジューサ660はほぼ円筒形で、円形へこみ444、446
及び448内にぴったり嵌合する溝662内のＯリングを有
し、それの底部表面は円形へこみ444、446及び448の周
囲のポンプシャシー370の底部表面と同じ高さで、圧力
トランスジューサ660の円筒形部分の頂部はポンプシャ
シー370内の円筒形開口部450、452、及び454に嵌合して
いる。薄い膜が接着されて圧力トランスジューサ660及
びその周囲のポンプシャシーの底部表面の部分に配置さ
れるという、好ましい実施例の使用法は図面には示され
ていない。この薄い膜は圧力トランスジューサ660を、
不用意あるいは偶然に装置上にかかる流体から保護す
る。
光学センサ組立体570（第88図ないし第90図）がポン
プシャシー370の矩形のへこみ420、422、及び416内に取
り付けられ、その時楕円開口部426、428、及び430内に
光学センサモジュール670の楕円部分674が嵌合した状態
である。光学センサモジュール670は、光学センサモジ
ュール670内の溝678内のＯリングの圧力により、かつカ
セットガイド510により、適所に保持される。
メインポンプユニット機構の構成要素をポンプシャシ
ー370上に取り付ける組立ての次の段階は、カセットガ
イド510（第66図ないし69図）の取付け及びスライドロ
ック560（第71図ないし76図）の取付けである。スライ
ドロック560は、カセットガイド510の後方にある領域52
2の部分を超えてスライドロック560の矩形の連結セグメ
ント566が延びた状態で、スライドチャネル562の底部を
含むスライドロック560の部分をその頂部からカセット
ガイド510の方形の穴518内へ配置することにより取り付
けられる。これによりスライドロック560上のＵ字形の
スライドチャネルがカセットガイド510上の薄い矩形の
トラック530の後方端と整合する。次にスライドロック5
60は、カセットガイド510のブロックセグメントがスラ
イドロック560に接触するまで、薄い矩形のトラック530
の上に嵌合するスライドチャネル562の内部とともに、
カセットガイド510に対し相対的に前方へ移動する。
上部超音波ハウジング800とそれに関連する構成部品
は第87図に示されているように、次に下部超音波ハウジ
ング814を取り付けることにより覆われる。好ましい実
施例においては、３つの製造技術のうちの１つが使用さ
れて、上部超音波ハウジング800及び下部超音波ハウジ
ング814を一緒に取り付ける。両者は接着固定、超音波
による溶接固定、又はポッティング材料を使用して、両
方の構成部品の内部を充填し、ポッティング組立体を形
成することができる。次に上部超音波ハウジング800
が、可撓性の回路すなわちフレックス回路825がカセッ
トガイド510の煙突515を通って延びた状態で、カセット
ガイド510に接着により取付けされる。Ｕ字形のうね802
及び直線うね804がカセットガイド510の下部セグメント
511の内部に嵌合し、接着剤が上部超音波ハウジング800
をカセットガイド510に確実に取り付ける。
次にカセットガイド510がスライドロック560とともに
ポンプシャシー370上の３つのポンプ位置へと取り付け
られ、カセットガイドは既に２個のねじ（図示されてい
ない）を使用して光学センサモジュール670を含んでい
る。第１ポンプ位置において、カセットガイド510の煙
突515を通って延びるフレックス回路825は、ポンプシャ
シー370内の矩形の開口部427を通して送られる。ねじが
カセットガイド510内の開口部514を通ってポンプシャシ
ー370のねじ穴402内へ配置され、第２ねじがカセットガ
イド510内の開口部512を通ってポンプシャシー370内の
ねじ付き開口部404内へ配置される。
第２ポンプ位置において、カセットガイド510の煙突5
15を通って延びるフレックス回路825は、ポンプシャシ
ー370内の矩形の開口部429を通して送られる。ねじがカ
セットガイド510内の開口部514を通ってポンプシャシー
370内のねじ付き開口部406内へ配置され、第２ねじがカ
セットガイド510内の開口部512を通ってポンプシャシー
370内のねじ付き開口部408内へ配置される。第３ポンプ
位置において、カセットガイド510の煙突515を通って延
びるフレックス回路825がポンプシャシー370内の矩形の
開口部431を通って送られる。ねじがカセットガイド510
内の開口部514を通ってポンプシャシー370内のねじ付き
開口部410内に配置され、第２ねじがカセットガイド510
内の開口部512を通ってポンプシャシー370内のねじ付き
開口部412内へ配置される。一例として、カセットガイ
ド510及びスライドロック560が第101図において第１ポ
ンプ位置内に取り付けられているのが示されている。
次に、ポンプ軸540がポンプ軸ベアリング640内に取り
付けられ、このベアリングは予め開口部414、416、及び
418内に取り付けられている。その内部に円錐形のへこ
み550を含むポンプ軸540の端は頂部からポンプ軸ベアリ
ング640を通って挿入され、３対のガイドフィンガーの
１つ、つまり第１ポンプ位置用のガイドフィンガー490
及び492の間、第２ポンプ位置用のガイドフィンガー494
及び496の間、及び第３ポンプ位置用ガイドフィンガー4
94及び496の間に整合ホイール546が配置される。例え
ば、ポンプ軸540は第101図において第１ポンプ位置に取
り付けられているのが示されている。
次にバルブアクチュエータ620が、各ポンプ位置に一
対取り付けられる。面取りされた縁625を有するバルブ
アクチュエータ620の底部端は、バルブアクチュエータ
ガイド630の頂部側面を通って挿入され、３個のバルブ
アクチュエータガイド630のそれぞれに一対のバルブア
クチュエータ620が取り付けられる。対のバルブアクチ
ュエータ620は、バルブアクチュエータ630内の開口部63
6及び638内へ挿入され、対のバルブアクチュエータ630
のそれぞれの上のベアリング624は互いに反対を向いて
いる。
バルブアクチュエータ620の矩形の部分622はバルブア
クチュエータガイド630内の開口部636及び638を通って
下方へ延びることは理解されよう。上述のように、バル
ブアクチュエータシール650は３つのポンプ位置のそれ
ぞれに使用され、ポンプシャシー370の底部から、バル
ブアクチュエータガイド630の下にある円形へこみ432、
434及び436内に取り付けられている。バルブアクチュエ
ータシール650の外側周縁により、それらが円形へこみ4
32、434及び436内で摩擦嵌合状態で保持される。
バルブアクチュエータ620の各対の矩形の部分622の下
部端はバルブアクチュエータシール650内の開口部652及
び654を通って下方に延びている。各対にあるバルブア
クチュエータ620の１つにある小さなノッチ626及び628
は、バルブアクチュエータシール650内の開口部652内に
保持され、各対にあるバルブアクチュエータ620のもう
１つは開口部654内に保持される。第113図及び第114図
に示されているように、バルブアクチュエータシール65
0はバルブアクチュエータ620を上方へ偏倚する傾向があ
る。好ましい実施例においては、面取り縁625を有する
バルブアクチュエータ620の底部は、バルブアクチュエ
ータ620がそれの開いた位置にある場合でも、円形へこ
み432、434、及び436の周囲のポンプシャシー370の底部
表面からいくらか突出している。例えば、それの閉じた
位置においては、それらはおよそ１インチの30/1000、
それの開いた位置では、１インチの70/1000突出してい
る。
この、バルブアクチュエータ620の上方への偏倚は、
組立てられたカセット302を自由に挿入することを可能
とすることと、動力モジュールカム580の下部部分593に
対しそれらのベアリング624とともにバルブアクチュエ
ータ620を上方の位置へ保持することとの両方にとって
必然である。従って、バルブアクチュエータシール650
は、流体封止を提供することと、かつバルブアクチュエ
ータ620を説明された上方の位置へ偏倚することとの両
方の機能を果たす。
メインポンプユニットの組立ての次の段階は、ポンプ
シャシー370上の３つのポンプ位置の各々へ動力モジュ
ール組立体（それの１つが第101図に示されている）を
取り付けることである。この工程の詳細については、上
記米国特許出願番号第128,121号明細書「薬物注入シス
テム用ライン内気泡検知装置」を参照されたい。
取り付けられるべき最終の構成部品はジョー組立体36
0であり（第59図ないし第61図）、１つのジョー組立体3
60は３つのポンプ位置のそれぞれでポンプ軸540の底部
に取り付けられ、ポンプ軸540は開口部414、416及び418
へ取り付けられる。円錐形のへこみ550を有するポンプ
軸540の底部端は、ジョー組立体360のラッチヘッド310
内の円筒形の開口部316内へ挿入される。保持ねじ（図
示されていない）はラッチヘッド310内のねじ付き開口
部318内、及びポンプ軸540の円錐形のへこみ550内へね
じこまれ、ジョー組立体360をポンプシャシー370の底部
の適所に維持される。
取り付けられたジョー組立体360の位置は第102図に示
され、ここではスライドロック560及びラッチジョー340
がそれの開いた位置にある。ラッチジョー340上のリン
クピン354はスライドロック560のＵ字形チャネル568内
に配置され、従って、スライドロック560が動くとラッ
チジョー340が動く。第102図に示されているように、ス
ライドロック560が完全に前にある場合、ラッチジョー3
40は開位置にあり、ラッチジョー340のジョー部分342は
ラッチヘッド310の右ジョー部分314から離れている。第
103図に示されているように、スライドロック506がポン
プシャシー370の後方に向けて押されている場合は、ラ
ッチジョー340は閉じた位置にあり、ラッチジョー340の
ジョー部分342はラッチヘッド310の右ジョー314に近接
している。
これにより、３つのポンプ位置を有するメインポンプ
ユニットの組立ての説明が完了する。ここでは組立てら
れたカセット302を第１ポンプ位置に取り付けることを
議論することが適当である。組立てられたカセット302
の他の２つのポンプ位置への取り付けは第１ポンプ位置
への取付けと同一である。
組立てられたカセット302の前部からスライドラッチ2
40を完全に引き戻すことにより（第45図及び第46図）、
スライドラッチ240内の細長い水滴状開口部258の広い部
分が取り出しチューブ306を閉じ、流体が組立てられた
カセット302を通って流れるのを防ぐ。取り入れチュー
ブ304が静脈バッグ（図示されていない）のような流体
源へと連結され、供給チューブ303が注入セット（図示
されていない）のような流体供給装置へ連結され、それ
の使用は従来技術において公知である。スライドラッチ
240が、他の静脈バッグライン内の閉鎖体とともに、開
放され、流体がライン及び組立てられたカセット302、
及び注入セット内に充満する。組立てられたカセット30
2をたたくか振ることにより、残っていた気泡がライン
を通って外に出る。次にスライドラッチ240が引き戻さ
れ、取り出しチューブ306が閉じられ、システムがプラ
イムされた状態になり、組立てられたカセット302がメ
インポンプユニットに取付けられる状態となる。
スライドラッチ240が引っ張り戻されると、スライド
ラッチ240の前部部分242とスライドラッチ240の前部部
分242に面した組立てられたカセット302の前部頂部部分
（カセットボデイ100と保持器キャップ190とで作られ
た）との間に、開口部が残される。ここに使用されてい
る例示の方法によれば、組立てられたカセット302が第
１位置に取り付けられ（ポンプシャシー370の左端上の
位置）、スライドラッチ240の前部部分242と組立てられ
たカセット302の前部頂部部分との間の開口部は、組立
てられたカセット302が取付けられる時、最初の対の曲
がったセグメント372及び374を受け入れる。組立てられ
たカセット302の頂部表面は、保持器キャップ190である
が（第43図）、ポンプシャシー370（第62図）の底部に
対して取り付けられる。
組立てられたカセット302をメインポンプユニットに
取り付ける前に、スライドロック560は、前述され、第1
02図に示されたように、ラッチヘッド310から離れて開
いているラッチジョー340とともに、完全に前方になけ
ればならない。それに加えて、ジョー組立体360はそれ
の完全に上昇した位置になければならない。
ここで第104図を参照すると、組立てられたカセット3
02の最も後方の縁は第１ポンプ位置の前部で上方に傾斜
している。チューブアダプタ301の角度のある位置にも
注意すべきである。次に組立てられたカセット302の頂
部の最も後方の縁は、第105図に示されているように、
圧力トランスジューサ660（ポンプシャシー370の底部と
同一平面に取り付けられた）及びカセットガイド510の
頂部側面の間のポンプシャシー370の底部に配置され
る。組立てられたカセット302がそのように配置される
と、取り出しチューブ306は、それぞれ上部超音波ハウ
ジング800及び下部超音波ハウジング814内のスロット80
8及び816へ通じるようにじょうご状入口内へと移動し始
める。同時に、チューブアダプタ301のテーパした部分3
05の頂部は、第105図に示されているように、下部超音
波ハウジング814上の傾斜路820及び822に接触する。こ
の係合がキーである。なぜなら、傾斜路820及び822はへ
こみ領域818に向かって後方にチューブアダプタ301のテ
ーパした部分305を偏倚するからである。
組立てられたカセット302の頂部の最も後方の部分は
ポンプシャシー370の後方に向かって、それの左側の左
の横方向の支持壁384及びそれの右側の右の横方向の支
持壁390の間の位置へとスライドし、組立てられたカセ
ット302の最も後方の部分の殆どが光学センサモジュー
ル670内のノッチ680内へ嵌合する。組立てられたカセッ
ト302の上部右後方のコーナは、右コーナ支持壁396によ
りポンプシリンダ112（第４図）の背後の組立てられた
カセット302の後方において、そしてポンプシリンダ112
に隣接する組立てられたカセット302の右側面の部分に
おいて支持され位置決めされる。
メインポンプユニットと係合する組立てられたカセッ
ト302の後方へのこの移動が生じている間、取り出しチ
ューブ306は、それぞ上部超音波ハウジング800及び下部
超音波ハウジング814内のスロット808及び816内へ引っ
張られ続ける。チューブアダプタ301のテーパした部分3
05は、第106図に示されているように、へこみ領域818内
へとスライドして戻る。こうして、組立てられたカセッ
ト302のメインポンプユニット内への取付けは、自動的
に取り出しチューブ306を超音波トランスジューサ866及
び868の間の適所へ係合させる。スロット808及び816の
幅は取り出しチューブ306の外径よりも小さいため、取
り出しチューブ305はスロット808及び816内でわずかに
変形する。これにより、取り出しチューブ306と上部超
音波ハウジング800内の壁810及び812との良好な接触が
保証され、こうして超音波トランスジューサ866及び868
との良好な接触が保証される。
組立てられたカセット302が完全に適所に押し戻され
ると、組立てられたカセット302の前部はポンプシャシ
ー370の底部に対して上方に傾斜し、取り出しチューブ3
06をわずかに引き伸ばす。この時点で、ポンプシャシー
370の底部上の第１の一対の角度のついたセグメント372
及び374が、スライドラッチ240の前部と組立てられたカ
セット302の前部頂部部分との間へと嵌合する。次に第1
06図に示されているように、スライドラッチ240がカセ
ットボデイ100内に押し込まれ、スライドラッチ240の逆
Ｌ字形の部分250をスライドさせて角度のついたセグメ
ント372内へ係合させ、更にスライドラッチ240の後方の
逆Ｌ字形の部分252をスライドさせて角度のついたセグ
メント374内へ係合させる。こうして組立てられたカセ
ット302は、ラッチスライド240が再び引っ張り戻され、
組立てられたカセット302が開放されるまで、ポンプシ
ャシー370の底部上の適所に保持される。
同時に、取り出しチューブ306は開くが、少なくとも
バルブアクチュエータ620の１つが常にそれの完全に下
がった位置にあり、それにより組立てられたカセット30
2がメインポンプユニット上に取り付けられている時で
も、組立てられたカセット302を通る流体の流れが妨げ
られているため、流体は取り出しチューブ306を通って
流れることはない。同様に注意すべきことは、この最初
に取り付けられた位置において、ピストンキャップ部分
262はポンプシリンダ112の再上部に配置されている、と
いうことである。
上述のシステムのポンプ送りの作動はここでは完全に
は説明されない。上述のポンプ送り作動の完全な説明の
ためには、上記米国特許出願第128,121号明細書「薬物
注入システム用のライン内気泡検知装置」を参照された
い。
本発明のライン内気泡検知装置は、組立てられたカセ
ット302（第106図）の取り出しチューブ306内の空気の
存在を検知するために、一対の超音波トランスジューサ
866及び868を使用する。作動の基本原理は簡単であり、
−流体は容易に超音波エネルギーを伝達し、それに対し
て空気又は気泡は超音波エネルギーの伝導性が流体に比
較して数倍の程度で悪い、ということである。前記シス
テムの作動を議論するために、超音波トランスジューサ
866は送信器であり、超音波トランスジューサ868は受信
器である、と仮定する。超音波トランスジューサ866が
共鳴振動で振動信号により駆動されると、それはその振
動数で振動する。駆動周波数が共鳴周波数から離れる
と、振動は共振周波数から離れた地点では非常に小さい
値に消失する。こうして、振動の強さは共振周波数にお
いて最大であり、駆動周波数が共振周波数から高いほう
又は低いほうへ移動するにつれて消失する。
システムが最大能力で機能するために、超音波トラン
スジューサ866及び超音波トランスジューサ868はほぼ同
じ共振周波数を有しなければならない。超音波トランス
ジューサ866からの振動はチューブのセグメントを通っ
て超音波トランスジューサ868へ伝達され、そこで振動
は超音波トランスジューサ868により受信された振動の
強さに比例して超音波トランスジューサ868からの出力
を生じる。超音波トランスジューサ866及び超音波トラ
ンスジューサ868の間の振動の伝達が良好な場合は、超
音波トランスジューサ868からの出力は超音波トランス
ジューサ866を駆動するために使用された共振入力信号
は非常に類似している。
超音波振動が超音波トランスジューサ866により発生
した場合は、該振動は取り出しチューブ306を通って超
音波トランスジューサ868に到達するはずである。取り
出しチューブ306が超音波トランスジューサ866及び868
の間の位置に流体を有している場合は、該超音波振動は
容易にそれを通過する。他方で、超音波トランスジュー
サ866及び868の間の位置にある取り出しチューブ306内
に空気がある場合は、超音波振動は非常に減衰し、非常
に低い信号（２倍以下の低さ）が検知される。
ポンプシステム全体の作動の簡略化された外観は第10
7図に描かれている。ポンプ制御システム886が動力モジ
ュール888を駆動するために使用され、これが次にポン
プ890を作動させる。エンコーダー892が動力モジュール
888からの位置情報を供給するために使用され、この位
置情報はポンプ890の位置（本発明のシステムにおいて
は組立てられたカセット302内に配置されたピストンタ
イプポンプである）と、ポンプ890によりポンプ送りさ
れる流体の量との両方の情報を表示する。ポンプ890は
流体入口から圧力トランスジューサ894を介してそれか
ら超音波ライン内気泡検知器（AILD）896を通って流体
出口まで流体をポンプ送りする。
エンコーダー892は、フィードバック信号としてポン
プ制御システム886に供給されるエンコーダー出力を提
供する。圧力トランスジューサ894は、閉塞したライン
状況を検知するための圧力の監視に使用するためにポン
プ制御システム886に供給される圧力出力信号を提供す
る。本発明のシステムにより使用されるAILD（超音波ラ
イン内気泡検知装置）の組織は、２つの追加の構成要素
を有する、つまりAILD監視システム898及び自己テスト
システム900である。超音波AILD896は２つの信号、特に
遮断信号及びAILD出力信号をAILD監視システム898及び
自己テストシステム900に供給する。これらの２つの信
号の性質は、以下の詳細な議論において明白となる。
AILD監視システム898は、流体ライン内に空気が存在
することを判断するために、超音波AILD896からの信号
を監視するために使用される。更に詳細には、好ましい
実施例においては、AILD監視システム898は、ポンプ送
りされた特定の量のセンサを通過する間に、所定の量の
空気がいつラインを通過したかを判断するために使用さ
れる。これは容積ウインドと称される。容積ウインドの
間に、所定の量の空気が流体ラインを通過した場合、ア
ラームが響き、流体のポンプ送りが停止する。容積ウイ
ンドの定義は以下に詳細に説明される。
自己テストシステム900は、超音波AILD896が適切に機
能していること、実際には空気がライン内にある時に流
体がライン内にあるという偽の保証を与えないように定
期的に使用される。自己テストシステム900は超音波AIL
D896にテスト信号を提供することにより、共振ではない
周波数で自己テストの間に作動させるように機能する。
したがって、自己テスト作業の間に、そうでない場合は
ライン内に空気が存在することを表示する、信号が発生
されなければならない。自己テスト作業の間にライン内
気泡信号が発生すると、それはシステムが適切に機能し
ていることを示すことになる。
次に第108図を参照すると、作動周波数3.072メガヘル
ツのクロックが送信器回路を駆動するために使用され
る。前記クロック信号はデューティサイクル発生器902
へと供給され、該発生器は166マイクロセカンドの低パ
ルスを1.33ミリセカンドごと（750ヘルツ）に発生す
る。750ヘルツの率は、取り出しチューブ306をたとえ最
高速の流速で気泡が流れる場合でも検知するに充分なも
のとして選択される。こうして前記パルスは８分の１の
デューティサイクルであり、本システム内の動力を浪費
しないために使用される。デューティサイクル発生器90
2の出力パルストレインは電圧制御されたオシレーター
（VCO904）への抑止入力として供給される。
デューティサイクル発生器902からの出力パルストレ
インはインバーター906への入力としても供給される。
インバーター906の出力はレジスタ908の１側に供給さ
れ、それの他側はVCO904のピンにあるVCOへと連結され
る。キャパシタ910がVCO904のピンにある前記VCOの１側
に連結され、他側は接地される。レジスタ908及びキャ
パシタ910は、変換された抑止波形を積分するためにRC
積分器として作用する。VCO904へ供給される抑止波形及
び、VCO904へ供給されるVCO入力波形は第111図に描かれ
ている。
VCO904の出力は低周波から高周波まで広がる可変周波
数である。超音波トランスジューサ866及び868の共振周
波数は公称1.8メガヘルツである。超音波トランスジュ
ーサ866及び868が高性能装置でなければ、正確な共振周
波数はいくらか変化し、一定の時間の間にわずかに変化
するであろう。こうして、VCO904は、例えば1.3ないし
2.3メガヘルツまでの可変掃引周波数を発生するように
使用され、この周波数の掃引は超音波トランスジューサ
866及び868の共振周波数を含むことが確実なものであ
る。この掃引は第111図に示されているように、８分の
１デューティサイクル上で発生し、それにより、最高速
度での流速においても、気泡を検知するために750ヘル
ツでの掃引を反復する間に、VCO904に要求されるエネル
ギーを浪費しない。
第108図を参照すると、VCO904の出力が単極、双投ス
イッチ912A、912B、912Cの１入力側に供給される。単
極、双投スイッチ912A、912B、912Cのもう１つの入力側
は3.072メガヘルツクロックに直接連結されている。ス
イッチ912A、912B、912Cの出力はこうしてVCO904及び3.
072メガヘルツクロックの間でスイッチされる。通常は
スイッチ912A、912B、912Cの出力はVCO904の出力に連結
される。自己テストが実行される場合にのみ、スイッチ
912A、912B、912Cの出力が3.072メガヘルツクロックの
信号に連結される。
スイッチ912A、912B、912Cの出力はそれぞれ３個のイ
ンバーター914A、914B、914Cに連結される。インバータ
ー914A、914B、914Cの出力はそれぞれ３個のバッファ91
6A、916B、916Cの入力に連結される。３個のバッファ91
6A、916B、916Cはそれぞれ、３個のチャネル用に使用さ
れるプリント回路ボード884（第87図）の１つに含まれ
る。前記３個のバッファの出力はそれぞれ、３個の（各
チャネル用に１つの）超音波トランスジューサ866A、86
6B、866Cの１つの側に連結される。超音波トランスジュ
ーサ886A、886B、886Cの他側は接地される。
第108図に加えて第111を参照すると、1.33ミリセカン
ドごと（750ヘルツ）に１回、８分の１デューティサイ
クル上で1.3から2.3メガヘルツまでの掃引周波数によ
り、３個の超音波トランスジューサ866A、866B、866Cが
励起されていることが分かる。これは充分頻繁であり、
それにより最大ポンプ送り速度でも、連続的な超音波伝
達の間に一対の超音波トランスジューサの位置を少量の
流体が通過可能である。８分の１デューティサイクル
は、VCO904及び３個の超音波トランスジューサ866A、86
6B、866Cの両方により使用されるエネルギーを浪費しな
い。
第109図は３個のチャネルの１つに使用される受信器
回路を描いており、その他の２個のチャネルはそれぞれ
同じ回路を使用する。第１チャネル用受信トランスジュ
ーサは超音波トランスジューサ868Aであり、それの出力
はカスコード前置増幅器918Aへと供給される。カスコー
ド前置増幅器918Aの出力は、流体が存在する時共振周波
数において強さの増す信号であり、かくて第111図に描
かれているような三角の包絡線を有する。カスコード前
置増幅器918Aの出力は検知器／整流器920Aに供給され、
それの出力は第111図に示されている整流器の出力であ
る。
検知器／整流器920Aの出力は第１コンパレーター922A
へ供給され、コンパレーター922Aは、検知器／整流器92
0Aからの包絡線が閾値を下まわる場合に、第111図に示
された波形を発生する。第１コンパレーター922Aからの
出力はRCタイマー／セカンド検知器924Aへ供給され、第
111図に示されているように、検知器924Aは第１コンパ
レーター922Aからの出力を積分する。積分された出力
は、第１コンパレーター922Aの閾値を超える超音波トラ
ンスジューサ868Aからの信号があるごとにリセットされ
る。ライン内に空気がある場合、積分された信号はリセ
ットされず、それにより第２コンパレーターの閾値に到
達する。この地点でセンサＡ回路の出力は低くなる。
要約すると、取り出しチューブ306内に流体がある場
合、超音波トランスジューサ868Aは強い信号を受信し、
取り出しチューブ306内に流体が存在することを表示す
る、高いセンサＡの出力が与えられる。取り出しチュー
ブ306内に空気がある場合、超音波トランスジューサ868
Aは弱い信号を受信し、取り出しチューブ306内に空気が
存在することを表示する低いセンサＡの出力が与えられ
る。第109図に示されているのと同じ回路がその他の２
つのチャネルに使用される。
ここで第110図を参照すると、第107図のAILD監視シス
テム898及び自己テストシステム900により使用される２
つの信号を得るために使用される追加の処理回路が描か
れている。センサＡの出力はラッチ924AのＤ入力に供給
され、それの出力はAILD出力Ａである。AILD出力Ａは、
流体が取り出しチューブ306内にある場合は低く、空気
が取り出しチューブ306内にある場合は高い。AILD出力
Ａはエッジ検知器926A（それ用の１つの可能な回路が描
かれている）に供給され、それの出力は、AILD出力Ａ内
のエッジが上昇しているか下降しているかを示す、チャ
ネルＡエッジ信号である。こうして、空気／流体インタ
ーフェイスが検知されるごとに、エッジ検知器928Aが出
力信号を発生する。
その他の２つのチャネルは対応する信号を発生するた
めに、類似の回路を使用する。こうして、AILD出力Ｂ及
びチャネルＢエッジ信号はチャネルＢ用の回路により発
生する。同様に、AILD出力Ｃ及びチャネルＣエッジ信号
はチャネルＣ用の回路により発生する。
チャネルＡエッジ信号、チャネルＢエッジ信号、及び
チャネルＣエッジ信号はORゲート930に供給される。OR
ゲート930の出力は、３つの入力のいずれかが高い場合
は高い。こうして、AILD出力Ａ、AILD出力Ｂ、及びAILD
出力Ｃのいずれかにエッジが存在する場合は、ORゲート
930の出力は高い。ORゲート930の出力はラッチ932を高
くラッチするために使用され、抑止信号AILD IRQを発
生する。この抑止信号は、AILD出力Ａ、AILD出力Ｂ、及
びAILD出力Ｃのいずれかの１つに状態の変化が発生した
ことを示す。
こうして、第110図の回路は２つの信号を発生する。
第１の信号はチャネルの取り出しチューブ306内に空気
又は流体が存在することを表示し、第２の信号はこれら
３つのチャネルの１つに状態の変化があることを表示す
る。こうして第１の信号は信号AILD出力Ａ、AILD出力
Ｂ、又はAILD出力Ｃを構成し、これに対し第２信号は抑
止信号AILD IRQである。本システムの作動の説明の残
りの部分のためには、第１チャネル（チャネルＡ）のみ
が議論される。その他の２つのチャネル（チャネルＢ及
びＣ）の作動は第１チャネルの作動と同一である。
AILD監視システム898の作動を議論する前に、患者に
ポンプ送りされるかもしれない空気の量の制御の定義が
最初に議論されなければならない。第１に、多くの患者
について、静脈に少量の空気がポンプ送りされることは
有害でないことを再び認識しなければならない。実際
に、多くの薬物において空気を除去することがなく、そ
の内部に一定の量の空気が含まれ、その空気は小さい気
泡を形成する。新生児とか、乳幼児、その他隔膜性欠陥
のある、わずかの患者だけがその静脈システム内に空気
の入ることを許容しないだけである。そのような患者に
流体を注入するあるいは動脈内注射を行う場合を除い
て、非常に少量の空気を導入するだけなら特に有害なこ
とはないと信じられている。診療をする医師も、そのよ
うな患者に空気を排除するフィルタを使用するかどうか
の選択権を有する。患者に対する流体ライン内の空気を
監視することについて直面するその他の問題は、殆どの
患者について、極端に少ない空気の量が注入されるだけ
で多くのアラームが鳴ることは望ましくないことであ
る。多くの病院の専門スタッフは、そのような頻繁なア
ラームは、有用な目的に役立たない望ましくない迷惑な
アラームであるとみなしている。こうして、実際のAILD
システムの目的は、不当に大量の、危険を生ずる可能性
のある量の空気が患者の体内にポンプ送りされることを
防ぐことである。そのため、それを行わないと大量の迷
惑なアラームを発生する可能性があるため、いくらかの
空気は警報なしに通過させるAILDシステムを必要とす
る。そのようなAILDシステムは一定の閾値で警報を発
し、この閾値は迷惑な警報を防ぐに充分高いが、患者の
健康のためにわずかでも脅威となるような空気の量が存
在することを確実に検知するために充分低いものであ
る。この目的はウインドイングの概念を使用することに
より補われる。
ウインドイングの定義は直前のプリセットされた流体
の所定の量内の気泡の通過が何時記憶されているかとい
うことである。そのようなウインドは、患者にポンプ送
りされる最も最近の特定の量に含まれる空気の量を監視
するために使用される。例えば、ポンプ送りされた最後
の２ミリリットルの量の中に100マイクロリットルを超
えない空気が警報を鳴すことなく存在するかもしれな
い。ポンプ送りされる最後の２ミリリットルの流体の中
に100マイクロリットルの空気が存在することが検知さ
れると直ちに警報が鳴る。これは「忘却」要素として見
られ、ポンプ送りされた最後の２ミリリットル以前にポ
ンプ送りされた気泡はシステムにより忘却される。
そのような容積のウインドは、最後の所定のウインド
容積以内に、所定の容積より少ない空気の特定の量がポ
ンプ送りされるのを許す。好ましい実施例においては、
ウインド容積の20分の１（0.05）である。ウインド容積
は３ミリリットルまで増加可能であり、これは供給チュ
ーブ303の容積より少ない。こうして、50マイクロリッ
トルの所定の容積に対し、ウリンド容積は１ミリリット
ルであり、100マイクロリットルの所定の容積に対して
はウインド容積は２ミリリットルである。
状況によってはそれより多い所定の容積が適切であ
る。いずれにせよ、その比率はおそらく（迷惑な警報の
数の増加を伴ない）100分の１から、６分の１まで（空
気フィルタの使用が採用されるような特定の予防措置を
伴ない）変更可能であることは当業者には明白である。
好ましい比率は20分の１である。
本発明により使用されたウインドイング装置は、本シ
ステムが、１つ前の更新からすぐ前の時間の間隔の中
で、空気又は流体をポンプ送りしたかどうかを決定する
ために２つの情報ピースを使用する。第１に、センサ
が、現在ライン内に空気があるかどうかを該センサの位
置で検知する。第２情報ピースは、直前の、情報が集め
られていた時間間隔に該センサの位置に空気又は流体が
あったかどうかである。こうしてこの第２情報は、現在
検知された気泡が以前に開始した気泡と連続している
か、あるいは新しい気泡の前縁であるかを表示する。こ
うして、最後の更新からすぐ前の時間間隔内に、該シス
テムが流体又は空気をポンプ送りしていたかどうかが決
定可能となる。
例えば、現在のセンサの読みがライン内の空気を表示
し、それのすぐ前の読みが同様に空気を表示している場
合、現在の時間は連続する気泡が流体ライン内に存在す
ることになる。現在のセンサの読みがライン内の空気の
存在を表示し、それにすぐ前の読みが流体を表示してい
る場合、気泡の前縁が検知されたことになる。現在のセ
ンサの読みがライン内に流体があることを表示し、すぐ
前の読みが空気であった場合、気泡の後縁が検知された
ことになる。現在のセンサの読みがライン内に流体があ
ることを表示し、すぐ前の読みが、やはり流体であった
場合、現在は流体のライン内に流体の連続するセグメン
トがあることになる。
AILD監視システム898の作動はここでは第112のフロー
チャートを参照して議論される。この作動は循環的であ
り、高い周波数で反復し、ブロック934において開始す
る。ここで議論されるシステムは３チャネルシステムで
あるが、第１チャネル（チャネルＡ）のみが議論され
る。その他の２つのチャネル（チャネルＢ及びＣ）の作
動は同一である。ブロック934において、抑止信号AILD
IRQが発生したかどうかが決定される。抑止信号が発
生していない場合、作動はブロック936へ行く。抑止信
号が発生している場合、ラッチ932（第110図）がピンＣ
上のAILD IRQ CLR信号によりリセットされる。次に作
動はブロック938に進行する。
ブロック936において、ポンプ890（第107図）におけ
る供給ストロークの終了に到達したかどうかが決定され
る。供給ストロークの終了に到達しなかった場合、作動
はブロック934に戻る。供給ストロークの終了に到達し
た場合、作動はブロック938に進行する。こうして、ブ
ロック938において開始する事象の連鎖は抑止信号が発
生したかどうか、又は供給ストロークの終了に到達した
かどうかのいずれかにより開始することは明白である。
ブロック938においてAILD出力が読み取られる。チャ
ネルＡのために、AILD出力Ａが読み取られるであろう。
次に、ブロック940において、エンコーダー出力（エン
コーダーＡ用の）が読み取られる。これはどの程度の量
が該作動が発生した最後の時間以来ポンプ送りされたか
を表示する。次に、ブロック942において圧力出力（チ
ャネルＡ用の）が読み取られる。これはボイルの法則を
使用してポンプ送りされる量の正常化をするために使用
される（P1＊V1＝P2＊V2）。次に、ブロック944におい
て、AILD出力Ａが、センサの位置において現在ライン内
に空気が存在することを表示しているかどうかの決定が
なされる。これは上述の第１情報ピースであり、それに
より本システムが決定の結果により２つのブランチの１
つに分割されることが可能となる。
センサが配置されている流体ラインの部分に現在空気
がある場合、システムはブロック946へ移動する。セン
サが配置されている流体ラインの部分に現在空気が存在
しない場合、システムはブロック948に移動する。かく
て、ブロック946に続く作動は、センサの位置にあるチ
ューブの内部に現在空気があるという決定に続く。同様
にブロック948に続く作動は、センサの位置にあるチュ
ーブの中に現在空気がないという決定に続く。いずれの
場合も、情報が集められた直前の時間間隔にセンサの位
置に空気又は流体があったかどうかという第２情報ピー
スは、次のブロック946及び948内の２つの可能性のいず
れに対しても評価されなければならない。
最初にブロック946において、その間に情報が集めら
れたすぐ前のサイクルにセンサの位置に空気又は流体が
存在したかどうかに関して決定がなされる。この次の前
の更新の時間にセンサの位置のチューブ内に空気が存在
したという決定がなされた場合、システムはブロック95
0に移動する。他方でこの次の前の更新の時間にセンサ
の位置のチューブ内に空気が存在しなかったという決定
がなされた場合、システムはブロック952に移動する。
こうして、現在のセンサの読みがライン内に空気があ
ることを表示し、すぐ前の読みもライン内に空気がある
ことを表示する場合には、ブロック950に到達する。こ
の場合、次の前のセンサの読みに存在して現在もなお存
在する気泡がライン内に存在する。こうして、ブロック
950において、次の前のセンサの読みの時間と現在の時
間との間の気泡の追加の量が計算される。次に、ブロッ
ク954において、ウインドが最新化され、どのくらいの
量のウインドが現在気泡であるかが計算される。
ブロック954において、次の前のセンサの読みの時間
と現在の時間との間の気泡の追加の量が、容積ウインド
内に含まれる空気の量に追加され、今やウインドの後縁
を超える気泡が容積ウインド内に含まれる空気の量から
減じられる。このようにして、容積ウインドは最新化さ
れ、超音波センサを通過する、最後の容積ウインドの量
の中にある気泡の量を決定する。
シーケンスはブロック960に移動し、ここで、気泡で
ある容積ウインドの部分が所定の最大値を超えているか
どうかに関する決定がなされる。気泡である容積ウイン
ドの部分が所定の最大値を超えた場合、システムはブロ
ック962へ移動し、警報が鳴り、システムによる流体の
ポンプ送りは停止する。気泡である容積ウインドの部分
が所定の最大値を超えない場合、システムはブロック93
4に戻る。
ブロック952には、現在のセンサの読みがライン内に
空気の存在することを表示し、すぐ前の読みがライン内
に流体が存在したことを表示した場合に到達する。この
場合、次の前のセンサの読みには存在しなかった気泡が
ライン内に存在し、これは正に開始したところであると
いうことを示す（気泡の開始縁が検知された）。こうし
て、ブロック952において、次の前のセンサの読取りか
ら気泡の開始までの時間の間の追加の流体の量が計算さ
れる。次に、ブロック956において、ウインドが最新化
され、どの程度の容積ウインドが気泡であるかを計算す
る。
好ましい実施例においては、検知される前に、気泡が
少なくとも最低寸法でなければならないという事実に対
するしんしゃくがなされる。こうして、最初に気泡が検
知されると、それがこの地点までの最少気泡寸法である
と推定される。好ましい実施例において使用される最少
気泡寸法は６マイクロリットルである。
ブロック956においては、次の前のセンサの読みと現
在の時間との間に流体が存在するため、容積ウインドに
含まれる空気の量に６マイクロリットルの最少の気泡寸
法のみが追加され、現在はウインドの後縁を超える気泡
が、容積ウインド内に含まれる空気の量から減じられ
る。この方法で、最後の容積ウインド内の気泡の量を決
定するために、容積ウインドが最新化され、超音波セン
サを通過する。
ブロック958においては、ウインド情報は、現在の情
報（すぐに次の前の更新になるが）が、空気の存在を表
示することを表示するよう切換えられる。こうして、次
にシステムがループを通って移動する時、情報の第２ピ
ースが、前の更新において、チューブ内に空気が存在し
たことを表示する。
シーケンスはブロック960に移動し、ここで、気泡で
ある容積ウインドの部分が所定の最大値を超えるかどう
かについて決定がなされる。気泡である容積ウインドの
部分が所定の最大値を超える場合、システムはブロック
962へ移動し、警報が鳴り、システムによる流体のポン
プ送りは停止する。気泡である容積ウインドの部分が所
定の最大値を超えない場合、システムはブロック934に
戻る。
代替的には、ブロック944において現在ライン内に空
気が存在しない場合、システムはブロック948に移動し
てしまっている。ブロック948においては、情報が収集
されたすぐ前の時間にセンサの位置に空気又は流体があ
ったかどうかということに関して決定がなされる。この
次の前の更新の時にセンサの位置のチューブ内に空気が
あったことが決定されると、システムはブロック964に
移動する。他方で、この次の前の更新の時にセンサの位
置のチューブ内に空気がなかったことが決定されると、
システムはブロック966に移動する。
こうして、ブロック964に到達するのは、現在のセン
サの読み取りがライン内に現在は空気が存在しないが、
すぐ前の読み取りがライン内の空気の存在を表示してい
た場合である。この場合、次の前のセンサの読み取りに
おいて存在したライン内の気泡があったが、その気泡が
終了したことになる（気泡の後縁が検知されたことにな
る）。こうして、ブロック964において、次の前のセン
サの読み取りの時間と、それの現在の時間における終了
時点との間の気泡の追加の量が計算される。次に、ブロ
ック968において、どの程度の容積ウインドが気泡であ
るかが計算されるためにウインドが最新化される。
ブロック968において、現在の時間で終了した、次の
前のセンサの読み取りの時間からの気泡の追加の量が容
積ウインド内に含まれる空気の量に追加され、現在ウイ
ンドの後縁を超える気泡が容積ウインド内に含まれる空
気の量から減じられる。この方法で、容積ウインドは、
超音波センサを通過する最後の容積ウインドの量内にあ
る気泡の量を決定するために最新化される。
ブロック972においては、ウインド情報がスイッチさ
れ、現在の情報（すぐに次の前の更新になるが）が、空
気の不存在を表示することを表示する。こうして、次に
システムがループを通って移動する時、第２の情報ピー
スが前の更新においてはチューブ内に空気が存在しなか
ったことを表示する。
次にシーケンスはブロック960に移動し、ここで、気
泡である容積ウインドの部分が所定の最大値を超えてい
るかどうかに関する決定がなされる。気泡である容積ウ
インドの部分が所定の最大値を超えている場合、システ
ムはブロック962に移動し、警報が鳴り、システムによ
る流体のポンプ送りが停止する。気泡である容積ウイン
ドの部分が所定の最大値を超えていない場合、システム
はブロック934に戻る。
現在のセンサの読みがライン内に空気の存在しないこ
とを表示し、すぐ前の読みもライン内に流体の存在する
ことを表示していた場合、ブロック966に到達する。こ
の場合、すぐ前の読みの時間から現在まで、ライン内に
流体が存在していたことを意味する。こうして、ブロッ
ク966においては、次の前のセンサの読みの時間と気泡
の開始までの時間の間の流体の追加の量が計算される。
次に、ブロック970において、どの程度の容積ウインド
が気泡であるかを計算するためにウインドは最新化され
る。
ブロック970においては、次の前のセンサの読みの時
間と現在の時間との間に流体が存在するため、容積ウイ
ンドに含まれる空気の量に追加の空気の量は追加され
ず、今やウインドの後方縁を超える気泡は容積ウインド
に含まれる空気の量から減じられる。この方法で、超音
波センサを通過する最後の容積ウインドの量内の気泡の
量を決定するために容積ウインドが最新化される。
次に周波はブロック960に移動し、ここで、気泡であ
る容積ウインドの部分が所定の最大値を超えるかどうか
に関しての決定がなされる。気泡で容積ウインドの部分
が所定の最大値を超えている場合、システムはブロック
962に移動し、警報が鳴りシステムによる流体のポンプ
送りが停止する。気泡である容積ウインドの部分が所定
の最大値を超えていない場合、システムはブロック934
に戻る。
第112図のフローチャートは、該システムがウインド
イング機能を果たすためにどのように実行されるかを高
度に簡略化した事例を表示していることを理解すべきで
ある。この作動の背後にある原理は当業者には直ちに理
解可能であり、様々な方法でこれを実行することができ
る。この技術の利点は明白である、つまり、患者に余分
な空気の量をポンプ送りすることが回避され、同時に迷
惑な警報の発生を回避できる。
第113図を参照すると、自己テストシステムの作動が
簡略化された方式で描かれている。この自己テストは好
ましい実施例においては、気泡である容積ウインドが所
定の最大値を超えなかったことを前提として、供給サイ
クルの終了に到達したことが決定された後にサイクルご
とに１回実行される。最初の決定は、供給サイクルの終
了に到達したかどうかにつき、ブロック980内でなされ
る。供給サイクルの終了に到達した場合、システムはブ
ロック982に移動する。供給サイクルの終了に到達しな
い場合、システムはブロック980の開始に戻る。
センサの位置においてライン内に現在空気が存在する
かどうかについてAILDがＡを出力しているかどうかの決
定がブロック982においてなされる。ライン内に空気が
存在する場合、自己テストは実行されず、システムはブ
ロック980の開始に戻る。センサ内に現在空気が存在し
ない場合、システムはブロック984に移動する。
ブロック984においては、超音波トランスジューサ866
Aに供給される周波数が非共振周波数に変更される。
（第108図を簡単に参照すると、スイッチ912Aが3.072メ
ガヘルツのクロックをインバーター914Aに連結するため
にスイッチされる。）この周波数は共振周波数から充分
離れているため、超音波トランスジューサ868Aは共振し
ない。この地点で、AILD出力は空気を表示し、抑止信号
が迅速に発生されなければならない。超音波トランスジ
ューサ868Bにより信号が発生すると、これは超音波トラ
ンスジューサ868B内、又は関連する電子機器に故障が発
生したかもしれないことを表示する。
従って、ブロック986において、事前に設定された時
間内に抑止信号が発生しない場合は、故障があることが
明白であり、AILDの故障信号987が鳴り、ポンプ送り作
動は停止する。事前に設定された時間内に抑止信号が発
生した場合は、これはシステムが適切に機能しているこ
との表示であり、システムはブロック988に移動する。
ブロック988においては、超音波トランスジューサ866A
に供給された周波数は変更されて掃引を含む定期的共振
周波数へと戻る。（第108図を簡単に参照すると、スイ
ッチ912AはVCO904の出力をインバーター914Aへ連結する
ためにスイッチされる。）システムはブロック980の開
始に戻り、シーケンスは反復される。
システム全体に関する上述の議論によって、本発明
は、流体通路の中にわずかの量の空気の存在を検知した
だけで警報を発しないユニークなライン内空気検知装置
を提供することが理解されよう。本発明の装置は、周知
の超音波ライン内空気検知装置の総ての利点を維持する
設計となされ、また同時に多くの追加の利点及び改善を
提供する。本発明のライン内空気検知装置は、ポンプ送
り作用が実行された後に、使い捨て型のカセットのその
出力端部付近における流体ライン内の非常に小さな気泡
をも検知することができる。本発明の装置は、分離した
わずかの気泡が存在する状態と、流体ラインの中に相当
量の空気が存在する状態とを識別し、前者の状態におい
ては警報を出さず、また後者の状態においては常に警報
を出す。
本発明のライン内空気検知装置に含まれる幾つかの他
の追加の特徴の例として、カセットの中での流体の流速
が速くてもあるいは遅くても気泡の検知を行う能力、及
び流体ラインの内側が流体に被覆された状態にある場合
でも流体ライン内の空気を検知する能力が挙げられる。
装置は、注入流体が透明かあるいは不透明かに拘わら
ず、いかなるタイプの流体の中の気泡をも正確かつ効果
的に検知することができる。
装置は、信頼性、耐久性および作動の安全性の総ての
利点を維持しかつ向上た状態で、これらの目的を達成す
る。本発明の装置はいかなる相対的な欠点をも生ずるこ
となく、これら総ての利点を奏効すると共に、従来技術
の制約を排除する。本発明は、装置を現在用いられてい
る装置に代わり得る非常に望ましいものとする多くの効
果を有する優れた薬物注入装置を提供する。
以上に本発明の実施例を説明したが、当業者には、本
発明の範囲を逸脱することなく、本発明に多くの変形、
変更あるいは修正を加えることができることは理解され
よう。そのような変形、変更あるいは修正は本発明の範
囲に属するものとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
好ましい実施例の詳細な説明においては、均質な方向性
のシステムが使用され、そこでは、メインポンプユニッ
トの前面から見た時に、カセットの作動位置に関し、前
部、後部、頂部、底部左及び右が示されている。本発明
のこれら及びその他の利点は図面を参照して最も良く理
解される。 第１図は使い捨てカセットボデイの頂面図で、該カセッ
トを通る流体の通路の殆どを示す図、 第２図は第１図に示されているカセットボデイの前面
図、 第３図は第１図及び第２図に示されているカセットボデ
イの後面図、 第４図は第１図ないし第３図に示されているカセットボ
デイの底面図、 第５図は第１図ないし第４図に示されているカセットボ
デイの右側面図、 第６図は第１図ないし第５図に示されているカセットボ
デイの左側面図、 第７図は第１図ないし第６図に示されているカセットボ
デイの前面から一部を切り取った図で、気泡をカセット
に供給される流体から除去するために使用される気泡ト
ラップを示す図、 第８図は第１図ないし第６図に示されたカセットボデイ
の右側面から一部を切り取った図で、カセット内に含ま
れた流体ポンプのシリンダを示す図、 第９図は第１図に示されたカセットボデイの頂部表面上
の通路を封止するために使用される、圧力ダイヤフラム
として作用し、同様に、ポンプ用のバルブとして作用す
る、バルブダイヤフラムの頂面図、 第10図は第９図に示されたバルブダイヤフラムの底面
図、 第11図は第９図及び第10図に示されたバルブダイヤフラ
ムの後面から一部を切り取った図、 第12図は第９図及び第10図に示されたバルブダイヤフラ
ムの右側面図から一部を切り取った図、 第13図は第９図ないし第12図に示されたバルブダイヤフ
ラムを保持するために使用されるバルブダイヤフラム保
持器の頂面図、 第14図は第13図に示されたバルブダイヤフラム保持器の
底面図、 第15図は第13図及び第14図に示されたバルブダイヤフラ
ム保持器の後面図、 第16図は第13図ないし第15図に示されたバルブダイヤフ
ラム保持器の前面図、 第17図は第13図ないし第16図に示されたバルブダイヤフ
ラム保持器の右側面図、 第18図は第13図ないし第17図に示されたバルブダイヤフ
ラム保持器の左側面図、 第19図は第13図ないし第18図に示されたバルブダイヤフ
ラム保持器の前面から一部を切り取った図、 第20図は第13図ないし第19図に示されたバルブダイヤフ
ラム保持器の左側面図から一部を切り取った図、 第21図は第13図ないし第20図に示されたバルブダイヤフ
ラム保持器の右側面から一部を切り取った図、 第22図は気泡チャンバーキャップの頂面図、 第23図は第22図に示された気泡チャンバーキャップの底
面図、 第24図は第22図及び第23図に示された気泡チャンバーキ
ャップの左側面図、 第25図は第22図ないし第24図に示された気泡チャンバー
キャップの後面の切断図、 第26図は第22図ないし第24図に示された気泡チャンバー
キャップの右側面の切断図、 第27図はカセットをメインポンプユニット上の適所にロ
ックすることと、該メインポンプユニット上に取り付け
る前に静脈取り出しラインをはさみこむこととの両方に
使用されるスライドラッチの頂面図、 第28図は第27図に示されたスライドラッチの右側面図、 第29図は第27図及び第28図に示されたスライドラッチの
底面図、 第30図は第27図ないし第29図に示されたスライドラッチ
の後面図、 第31図は第27図ないし第30図に示されたスライドラッチ
の前面図、 第32図は第27図ないし第31図に示されたスライドラッチ
の左側面図の切断図、 第33図はピストン及びバクテリアシールとして機能す
る、ピストンキャップ及びブーツシールの側面図、 第34図は第33図に示されたピストンキャップ及びブーツ
シールの頂面図、 第35図は第33図ないし第34図に示されたピストンキャッ
プ及びブーツシールの底面図、 第36図は第33図ないし第35図に示されたピストンキャッ
プ及びブーツシールの側面の切断図、 第37図は第33図ないし第36図に示されたピストンキャッ
プ及びブーツシール内へ挿入するためのピストンの後面
図、 第38図は第37図に示されたピストンの前面図、 第39図は第37図及び第38図に示されたピストン頂面図、 第40図は第37図ないし第39図に示されたピストンの左側
面図、 第41図は第37図ないし第40図に示されたピストンの底面
図、 第42図は第37図ないし第41図に示されたピストンの右側
面図の切断図、 第43図はスライドラッチの下方にある取り出しチューブ
内に取り付けるためのチューブ取付けアダプタの透視頂
面図、 第44図は第43図に示されたチューブ取付けアダプタの切
断図、 第45図は開いた位置にあるスライドラッチを有する、第
１図ないし第44図に示された構成要素を使用して組立て
られたカセットの透視頂面図、 第46図は図を明確にするためにチューブ取付けアダプタ
を除去し、開いた位置にあるスライドラッチを有する、
第45図に示された組立てられたカセットの底面図、 第47図は閉じた位置にあるスライドラッチを有する、第
45図及び第46図に示された組立てられたカセットの透視
頂面図、 第48図は図を明確にするためにチューブ取付けアダプタ
を除去し、閉じた位置にあるスライドラッチを有する、
第45図ないし第47図に示された組立てられたカセットの
底面図、 第49図はピストンを捕捉し、作動させるために使用され
るラッチヘッドの左側面図、 第50図は第49図に示されたラッチヘッドの右側面図、 第51図は第49図及び第50図に示されたラッチヘッドの底
面図、 第52図は第49図ないし第51図に示されたラッチヘッドの
頂面図、 第53図は第49図ないし第52図に示されたラッチヘッドの
右側面図の切断図、 第54図は第49図ないし第52図に示されたラッチヘッド内
に取り付けられるべきばね保持器の右側面図、 第55図は第54図に示されたばね保持器の前面図、 第56図は第49図ないし第52図に示されたラッチヘッド上
に取り付けられるラッチジョーの左側面図、 第57図は第56図に示されたラッチジョーの底面図、 第58図は第56図及び第57図に示されたラッチジョーの後
面図、 第59図は第49図ないし第52図に示されたラッチヘッド
と、第54図及び第55図に示されたばね保持器と、第56図
ないし第58図に示されたラッチジョーと、ラッチばね
と、様々な構成要素を一体に組立てるために使用される
ピンとから構成されるジョー組立体の左側面図、 第60図は開いた位置で示される第59図に示されたジョー
組立体の底面図、 第61図は閉じた位置（点線では開いた位置を示す）で示
される第59図及び第60図に示されたジョー組立体の左側
面図、 第62図はメインポンプユニットシャシの底面図、 第63図は第62図に示されたメインポンプユニットシャシ
の前面図、 第64図は第62図及び第63図に示されたメインポンプユニ
ットシャシの頂面図、 第65図は第62図ないし第64図に示されたメインポンプユ
ニットシャシの後面図、 第66図はメインポンプユニット上に第45図ないし第48図
のカセットを位置決めするために使用されたカセットガ
イドの透視頂面図、 第67図は第66図に示されたカセットガイドの断面図、 第68図は第66図及び第67図に示されたカセットガイドの
頂面図、 第69図は第66図ないし第68図に示されたカセットガイド
の底面図、 第70図は第59図ないし第61図に示されたジョー組立体が
取り付けられたポンプ軸の左側面図、 第71図はメインポンプユニット上の適所に第43図ないし
第48図に示されたカセットを保持するために使用される
スライドロックの右側面図、 第72図は第71図に示されたスライドロックの底面図、 第73図はスライドロックが開いた位置にある時に、光学
的光センサから離れるように光源からの光線を反射する
ために使用される斜角を示す、第71図及び第72図に示さ
れたスライドロックの左側面図、 第74図はスライドロックが閉じた位置にある時に、光学
的光センサから離れるように光源からの光線を反射する
ために使用される反射表面を示す、第71図ないし第73図
に示されたスライドロックの頂面図、 第75図は第71図ないし第74図に示されたスライドロック
の前面図、 第76図はスライドロックが開いている時に、対応するセ
ンサから離れるように光線を反射するために使用される
傾斜した表面を示す、第71図ないし第75図に示されたス
ライドロックの後面図、 第77図は上部センサハウジングの透視頂面図、 第78図は第77図に示された上部センサハウジングの断面
図、 第79図は第77図及び第78図に示された上部センサハウジ
ングの頂面図、 第80図は第77図ないし第79図に示された上部センサハウ
ジングの底面図、 第81図は低部センサハウジングの透視頂面図、 第82図は第81図に示された低部センサハウジングの断面
図、 第83図は第81図及び第82図に示された低部センサハウジ
ングの底部断面図、 第83A図は第81図ないし第83図に示された低部センサハ
ウジングの底面図、 第84図は一対の超音波トランスジューサと電気的にイン
ターフェイスで接続するために使用される柔軟な回路の
部分の頂面図、 第85図は導電伝達テープを使用してどのように超音波ト
ランスジューサが柔軟な回路に取り付けられるかを示
す、部分破断分解透視図、 第85A図は超音波トランスジューサの後面上にある柔軟
な回路及び導電伝達テープの一部にそれらを貫通する開
口部を有する他の実施例を示す部分破断分解透視図、 第86図は上部センサハウジングに取り付けられた第85図
の組立体を示す透視底面図、 第87図は第86図の組立体の柔軟な回路上に取り付けられ
た縮小された回路ボードを示す透視底面図、 第88図は光学センサモジュールの前面図、 第89図は第88図に示された光学センサモジュールの側面
図、 第90図は第88図及び第89図に示された光学センサモジュ
ールの頂面図、 第91図はバルブアクチュエータの側面図、 第92図は第91図に示されたバルブアクチュエータの側面
図、 第93図は第91図及び第92図に示されたバルブアクチュエ
ータの底面図、 第94図は１つのカセット用のバルブアクチュエータを適
所に案内し保持するために使用されるアクチュエータガ
イドの１つの頂面図、 第95図は第94図に示されたアクチュエータガイドの側面
図、 第96図は圧力トランスジューサの頂面図、 第97図は第96図に示された圧力トランスジューサの側面
図、 第98図は第96図及び第97図に示された圧力トランスジュ
ーサの底面図、 第99図は上部位置にバルブアクチュエータを偏倚するた
めに使用されるエラストマ製のバルブアクチュエータシ
ールの底面図、 第100図は第99図に示されたバルブアクチュエータシー
ルの切断図、 第101図はメインポンプユニットシャシ上に取り付けら
れた１つのポンプ用の様々な構成要素を有するメインポ
ンプユニットシャシの斜視図、 第102図はカセットが受領する準備の完了した開いた位
置にあるスライドロックを有し、その上に取り付けられ
た１つのポンプ用の様々な構成要素を有するメインポン
プユニットシャシの底面図、 第103図はカセットがメインポンプユニット上に設けら
れてラッチされた場合に閉じた位置を取るスライドロッ
クを示す第102図に示されたメインポンプユニットシャ
シの底面図、 第104図はメインポンプユニット上に取り付けられる位
置にあるカセットを示す側面図、 第105図は取り出しチューブを超音波トランスジューサ
の間に係合するように引くためにセンサハウジングの底
部にある広がった溝に係合するチューブ取付けアダプタ
を示す、メインポンプユニットに係合している時の、カ
セットの側面図、 第106図は閉じたスライドラッチと、センサハウジング
内の超音波トランスジューサの間に完全に係合する取り
出しチューブとを有するメインポンプユニット上に完全
に取り付けられたカセットを示す側面図、 第107図は超音波ライン内気泡検知機システムとそれの
自己テストを示す、本発明の注入ポンプの全作動システ
ムの機能に関する図式的ダイヤグラム、 第108図は３チャネル全部用の超音波ライン内気泡検知
機システム用の伝達回路の図式的ダイヤグラム、 第109図は出力信号を有する１チャネル用の受信機回路
の機能に関する図式的ダイヤグラム、 第110図は３つのチャネルの１つのAILD出力信号の状態
に生ずる変化を示す妨害信号、及び各チャネル用のAILD
出力信号を発生するために受信機回路からの出力信号を
処理するために使用される処理回路の図式的ダイヤグラ
ム、 第111図は第108、109、及び110図の回路により発生する
様々な波形を示す図、 第112図はライン内気泡検知機を監視するシステムの作
動を描いた簡略化されたフローダイヤグラム、及び 第113図はライン内気泡検知機自己テストシステムの作
動を描いた簡略化されたフローダイヤグラムである。 ［主要符号の説明］ 100……カセットボデイ、102……上部表面部分、 104……気泡トラップ、106……気泡チャンバー、 108……サイフォンチューブ、 110……開口部、112……ポンプシリンダ、 114……メイン直径ボア、116……大径ボア、 118……円錐台形の小径ボア、 120、122……ピストン保持フィンガ、 124、126……ラッチ支持フィンガ、 128……第１通路、130……円筒形圧力プレート、 132……チャネル、134……第２通路、 136……第３通路、138……へこんだレンズ部分、 140……第４通路、142……開口部、 144……取り出しチューブ取付けシリンダ、 145……支持フィン、 146……わずかに上昇した境界部、 147、149……セグメント、 148……第１カセット識別目印、 150……第２カセット識別目印、 152……第２カセット識別目印、 154、156、158、160、162……中空シリンダ、 161……開口部、164、166……スロット、 170……バルブダイヤフラム、 172、174、176……開口部、 175……ノッチ、178……ドーム状部分、 180……空洞、182……圧力ダイヤフラム、 184……上部円筒形セグメント、 186……低部円筒形セグメント、 188……リップ、190……保持キャップ、 192〜199……ピン、202、204……タブ、 206、208、210……開口部、 212……矩形の開口部、214……Ｕ字形の溝、 216……円形開口部、218……円筒形へこみ、 222……前縁、224……後縁、 226、228……側面縁、 230……気泡チャンバキャップ、 232……タブ、234……矩形の壁部分、 236……取り入れシリンダ、 238……取り入れ開口部、 240……スライドラッチ、 242……平坦な前方部分、 244、246……小さいノッチ、 248……水平底部部分、 250、252……Ｌ字形部分、 254……左スライド側面、 256……右スライド側面、257……タブ、 258……水滴状開口部、259……保持タブ、 260……ピストンキャップ及びブーツシール、 262……ピストンキャップ部分、 264……保持スカート、266……回転シール、 268……中空の円筒形セグメント、 270……丸いピストンキャップヘッド、 272……円錐台形セグメント、274……小径部分、 276……曲がりくねった通路、 280……ピストン組立体、282……矩形のベース、 284……ノッチ、286、288……アーム、 290……矩形部分、292……ピストンロッド、 294……縮小直径円筒形部分、 296……ピストンヘッド、 298、300……隆起したビーズ、 301……チューブアダプタ、 302……組立てられたカセット、 303……供給チューブ、305……テーパした部分、 307……フランジ、 306……取り入れ（取り出し）チューブ、 310……ラッチヘッド、312……左ジョー、 314……右ジョー、316……円筒形開口部、 318……ねじ付き開口部、320……開口部、 322……ノッチ、324、326……側面部分、 328、330……開口部、331……隆起した縁、 332……ばねシート、334……開口部、 336……円筒形セグメント、 340……ラッチジョー、342……前部ジョー部分、 344……左アーム、346……右アーム、 348、350……開口部、352……駆動アーム、 354……リンクピン、356……円筒形へこみ、 360……ジョー組立体、362、364……ピン、 370……シャシー、 372〜382……３対の角度のついたセグメント、 384、386、388……左横方向の支持壁、 390、392、394……右横方向の支持壁、 396、398、400……右コーナ支持壁、 402、404、406、408……ねじ付き開口部、 414、416、418……開口部、 420、422、424……長手方向の矩形のへこみ、 426、428、430……楕円の開口部、 427、429、430……矩形の開口部、 432、434、436……円形へこみ、 438、440、442……方形の開口部、 450、452、454……円筒形開口部、 456……円筒形に上昇したセグメント、 458、460……楕円に上昇したセグメント、 462、464……円筒形に上昇したセグメント、 466、468、470、472、476、478、480……ねじ付き開口
部、 486、488……上昇したセグメント、 490、492、494、496、498、500……ガイドフィンガー、 510……カセットガイド、 512、524……開口部、 516、518……矩形のへこみ、 520、522……領域、 524……カセットガイドの表面、 528……方形のセグメント、 530……薄い矩形のトラック、 532……ブロックセグメント、 534……丸いノッチ、540……ポンプ軸、 542……カム従動子ホイール、544……短い車軸、 546……整合ホイール、548……短い車軸、 550……円錐形へこみ、560……スライドロック、 562……Ｕ字形スライドチャネル、 564……矩形のノッチ、 566……薄い矩形の連結セグメント、 568……Ｕ字形チャネル、570……斜面、 800……上部超音波ハウジング、 802……Ｕ字形うね、804……直線うね、 806……矩形の開口部、808……スロット、 810、812……壁、 814……下部超音波ハウジング、 816……スロット、818……へこんだ領域、 820、822……傾斜路、 824、825……２ピースの可撓性の回路、 826、828、830、832……円形導電パッド、 834、836、838、840、842、844、846、848……端末、 850、852、854、858、860、862、864……導線、 866、868……超音波トランスジューサ、 870、872、874、876……導電伝達テープ、 882……コネクタ、884……プリント回路ボード、 890……ポンプ、 902……デューティサイクルジェネレータ、 904……電圧制御式オシレーター、 906……インバーター、908……レジスタ、 910……キャパシター、 912A、912B、912C……単極双投スイッチ、 914A、914B、914C……インバーター、 916A、916B、916C……バッファ、 918A……カスコード前置増幅器、 920A……検知器／整流器、 922A……第１コンパレーター、 924A……タイマー／セカンド検知器、 926A、928A……縁検知器、 930……ORゲート、932……ラッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・エイ・ケーニク アメリカ合衆国カリフォルニア州91355, バレンシア，タンピコ・ドライブ 26053 (56)参考文献 特開 平１−198560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−119758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−252163（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−152652（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61M 5/00 333

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】流体通路を通る流体の中の相当量の空気の
    存在を検出するための装置であって、 前記流体通路に隣接して設けられる超音波センサ手段で
    あって、該超音波センサ手段により監視される位置にお
    ける前記流体通路の中に現在空気が存在するかあるいは
    流体が存在するかを示すライン内空気出力信号を提供す
    る前記超音波センサ手段と、 前記流体通路を通して送られる容積を監視し、この送ら
    れる容積を示す容積出力信号を提供する監視手段と、 前記ライン内空気出力信号及び前記容積出力信号に応答
    して前記流体通路を通して送られた最後の所定容積の中
    に含まれる空気の容積を計算すると共に、送られた最後
    の所定容積の中に含まれる空気の容積を出力として提供
    する計算手段と、 前記計算手段からの出力が第２の所定容積に等しいかあ
    るいはこれよりも大きな場合に警報信号を提供する手段
    とを備えることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記超音波センサ手段
    が、 前記流体通路に与えられた超音波信号を伝達する発信器
    手段と、 前記超音波信号が前記流体通路を通過するか否かを検出
    し、前記流体通路の前記超音波センサ手段により監視さ
    れる位置に現在流体が存在するかあるいは空気が存在す
    るかを示す前記ライン内空気信号を提供する受信器手段
    とを備えることを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】請求項２において、前記発信器手段が、 前記流体通路の一側部に設けられる第１の超音波トラン
    スジューサと、 前記流体通路の他側部に設けられる第２の超音波トラン
    スジューサと、 前記第１の超音波トランスジューサを励起して前記流体
    通路の前記一側部に伝達される超音波振動を発生する励
    起手段とを備え、前記超音波振動は、前記流体通路の中
    に流体が存在する時には、前記流体通路を通過して前記
    第２の超音波トランスジューサに受け取られ、また前記
    超音波振動は、前記流体通路の中に気泡が存在する時に
    は、前記流体通路を実質的に通過せずに前記第２の超音
    波トランスジューサにより受け取られないようになさ
    れ、 更に前記発信器手段は、前記第２のトランスジューサに
    より受け取られた超音波振動を検出して前記流体通路の
    前記第１及び第２のトランスジューサの間に現在空気が
    存在するかあるいは流体が存在するかを示す前記ライン
    内空気出力信号を提供する検出手段を備えていることを
    特徴とする装置。
  4. 【請求項４】請求項３において、前記第１及び第２の超
    音波トランスジューサは共鳴周波数を有し、前記励起手
    段は第１の周波数から第２の周波数へ掃引する振動信号
    を発生し、前記共鳴周波数は前記第１及び第２の周波数
    の間にあることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】請求項３において、前記検出手段が、 前記第２の超音波トランスジューサにより発生される電
    気信号を増幅する増幅器と、 前記第２の超音波トランスジューサにより発生されかつ
    増幅された電気信号を整流する整流器と、 前記第２の超音波トランスジューサにより発生されかつ
    増幅及び整流された電気信号が第１の臨界値を越えると
    第１のコンパレータ出力信号を発生する第１のコンパレ
    ータとを備えることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】請求項３において、前記励起手段は、前記
    第１の超音波トランスジューサを励起して該超音波トラ
    ンスジューサに超音波振動を発生させるように、定期的
    に作動することを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】請求項６において、前記励起手段が８分の
    １のデューティサイクルで作動することを特徴とする装
    置。
  8. 【請求項８】請求項６において、前記励起手段は、前記
    流体通路を通る流体の流れ速度が可能な範囲で最も大き
    い場合でも確実に気泡を検出することができるように、
    十分に高い周波数で作動することを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】請求項８において、前記励起手段は約750H
    zの周波数で作動することを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】請求項１において、流体を前記流体通路
    を介して送るピストンポンプ及び該ポンプを駆動する手
    段を更に備え、また前記監視手段が、 前記ピストンポンプの位置を示す位置情報を提供するエ
    ンコーダ手段と、 前記位置情報を復号して第１の位置情報から第２の位置
    情報までにどれくらいの容積が送られたかを決定するデ
    コーダ手段とを備えることを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】請求項10において、 前記流体通路内の圧力を測定する手段と、 前記デコーダ手段により決定された容積を前記流体通路
    内の測定圧力に従って修正して前記容積出力信号を提供
    する手段とを更に備えることを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】請求項１において、前記第２の所定容積
    のサイズを複数の選択値から選定する手段を更に備える
    ことを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】請求項１において、前記第２の所定容積
    のサイズが前記超音波センサによって監視される位置か
    ら患者までの前記流体通路の容積よりも小さいことを特
    徴とする装置。
  14. 【請求項１４】請求項１において、前記第２の所定容積
    のサイズが約100マイクロリットルから300マイクロリッ
    トルの間にあることを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】請求項１において、前記第２の所定容積
    が前記最後の所定容積のサイズの20分の１と６分の１と
    の間であることを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】請求項15において、前記第２の所定容積
    が前記最後の所定容積のサイズの６分の１であることを
    特徴とする装置。
  17. 【請求項１７】請求項１において、前記警報を提供する
    手段が可聴あるいは可視警報信号を提供して前記流体通
    路を介する送り作用を遮断することを特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】流体通路を通る流体の中の相当量の空気
    の存在を検出するための装置であって、 前記流体通路の一側部に設けられる第１の超音波トラン
    スジューサと、 前記流体通路の他側部に設けられる第２の超音波トラン
    スジューサと、 前記第１の超音波トランスジューサを励起して前記流体
    通路の前記一側部に伝達される超音波振動を発生する励
    起手段とを備え、前記超音波振動は、前記流体通路の中
    に流体が存在する時には、前記流体通路を通過して前記
    第２の超音波トランスジューサに受け取られ、また前記
    超音波振動は、前記流体通路の中に気泡が存在する時に
    は、前記流体通路を実質的に通過せずに前記第２の超音
    波トランスジューサにより受け取られないようになさ
    れ、 更に該装置は、 前記第２のトランスジューサによって受け取られた超音
    波信号を検出し、前記第１及び第２のトランスジューサ
    の間の前記流体通路の中に現在空気が存在するかあるい
    は流体が存在するかを示すライン内空気出力信号を提供
    する受信器手段と、 前記流体通路を通して送られる容積を監視しこの送られ
    る容積を示す容積出力信号を提供する手段と、 前記ライン内出力信号及び前記容積出力信号に応答し
    て、前記流体通路を通して送られた最後の所定容積の中
    に含まれる空気の容積を計算すると共に、送られた最後
    の所定容積の中に含まれる空気の容積を出力として提供
    する計算手段と、 前記計算手段からの出力が第２の所定容積に等しいかあ
    るいはこれよりも大きな場合に警報信号を提供する手段
    とを備えることを特徴とする装置。
  19. 【請求項１９】流体通路を通る流体の中の相当量の空気
    の存在を検出するための装置であって、 前記流体通路に隣接して設けられるセンサ手段であっ
    て、該センサ手段により監視される位置の前記流体通路
    の中に現在空気が存在するかあるいは流体が存在するか
    を示すライン内空気出力信号を提供する前記センサ手段
    と、 前記流体通路を通して送られる容積を監視しこの送られ
    る容積を示す容積出力信号を提供する手段と、 前記ライン内空気出力信号及び前記容積出力信号に応答
    して、前記流体通路を通して送られた最後の所定容積の
    中に含まれる空気の容積を計算すると共に、送られた最
    後の所定容積の中に含まれる空気の容積を出力として提
    供する計算手段と、 前記計算手段からの出力が第２の所定容積に等しいかあ
    るいはこれよりも大きな場合に警報信号を提供する手段
    とを備えることを特徴とする装置。
  20. 【請求項２０】流体通路を通る流体の中の相当量の空気
    の存在を検出するための方法であって、 前記流体通路に隣接して設けられるセンサ手段の特定の
    位置における前記流体通路の中に現在空気が存在するか
    あるいは流体が存在するかを示すライン内空気出力信号
    を提供する段階と、 前記流体通路を通して送られる容積を監視しこの送られ
    る容積を示す容積出力信号を提供する段階と、 前記ライン内空気出力信号及び前記容積出力信号から前
    記流体通路を通して送られた最後の所定容積の中に含ま
    れる空気の容積を計算すると共に、送られた最後の所定
    容積の中に含まれる空気の容積を出力として提供する計
    算段階と、 前記計算段階からの出力が第２の所定容積に等しいかあ
    るいはこれよりも大きな場合に警報信号を提供する段階
    とを備えることを特徴とする方法。
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