JP5543216B2

JP5543216B2 - 容量ポンプ

Info

Publication number: JP5543216B2
Application number: JP2009545641A
Authority: JP
Inventors: モヒウディン，クハダー; ナバッロ，ティエリ; ジュノ，フローラン
Original assignee: アシスト・メディカル・システムズ，インコーポレイテッド
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2028-01-08
Also published as: CN101611227B; US20080294040A1; JP2010515858A; CN101611227A; WO2008086349A1; US8172799B2

Description

本出願は、医療薬または流体吐出ポンプ（輸液ポンプ、点滴ポンプ、経腸ポンプ、または非経口ポンプなど）として使用できる容量ポンプに関する。容量ポンプはまた、医療への適用として、動力造影剤注入システム（装置）においても使用できる。

流体モジュールを有するピストンポンプは既に従来技術の一部となっている。米国公開特許第2004/101426号は、上端および下端形状が特別な勾配を有する円筒形ピストンチャンバを備える装置を開示しており、前記ピストンチャンバは、回転可能且つ軸方向に運動可能なポンプピストンを含んでいる。ピストンの上端および下端表面の形状は、ピストンが回転するときに、チャンバの２つの端部表面それぞれと接触して付随的に運動するように決定されている。この回転により、ピストンは交互に上下方向に移動し、それにより、ポンプチャンバの中、およびそこから外それぞれへの流体の一方向の吸引および一方向の推進が可能になる。ピストンの回転運動は、入口および出口ポートを交互に開閉する弁として機能する。そのようなシステムの欠点は、基本的には、ピストンを円筒形チャンバに組み込むときに遭遇する困難さに起因する。

英国特許第2060131号、米国特許第4,767,399号、および米国特許第4,850,980号はポンピング機構装置を開示しており、その吸引および推進フェーズは、チャンバ内のピストンの双方向直線運動により達成される。米国公開特許第2004/101426号とは異なり、そのようなポンピング機構は、入口／出口ポート上の弁として機能し、ピストンの運動とは無関係の装置を有している。従って、弁のピストンの運動との同期と共に、弁の運動は、より多くの部品を必要とし、そのためポンピング機構のコストを増大させる。

１つの実施の形態においては、医療流体吐出システムにおいて、容量ポンプは、中空円筒内に少なくとも１つのピストンを備え、ポンプは、少なくとも１つの入口ポートであって、そのポートを介して、前記ピストンのインストロークの間に医療流体をポンプチャンバ内に吸引できる入口ポートと、少なくとも１つの出口ポートであって、そのポートを介して、ピストンのアウトストロークの間に医療流体を放出できる出口ポートと、を有している。少なくとも１つの第２ピストンは、第２中空円筒形部内で前記第１ピストンに対向して配置される。２つの中空円筒形部は、それぞれの端部がお互いに向き合うように組み立てられてハウジングを形成する。ハウジングは、双方向直線運動をするように、駆動リンクにより最終的に駆動されて、第１と第２ピストンの軸に沿って、ハウジングと第１と第２ピストンの間に摺動を引き起こす。ディスクがハウジング内の中間に搭載され、ディスクは、流体ポートを具備する。ディスクは、駆動部材を収容するためのレセプタクルを具備する。駆動部材の直線運動は、ディスクの双方向角度運動を引き起こして、ハウジングの双方向直線運動と同期する状態で、ディスクの流体ポートを入口および出口ポートと選択的に整列させて、患者へ医療流体の実質的に連続な吐出を提供する。

米国公開特許第2004-101426号とは異なり、この実施の形態における、ローターにより伝達される、双方向直線運動と角運動を組み合わせた運動は、容量ポンプから流体を定常流量で吐出する。更に、この実施の形態の容量ポンプは、前記ポンプによる吐出される流体量が、ピストンと中空シリンダハウジングの間の相対位置に密接に関連しているので非常に正確である。

１つの実施の形態においては、前記ポンプを医療流体吐出システム内において使用できる。１つの実施の形態においては、医療流体吐出システムは、造影剤および／または希釈液を患者に吐出できる動力造影剤注入システムを備える。

本発明の１つ以上の実施の形態の詳細は、付随する図および下記の記述により記載される。本発明の他の特徴、目的および利点は、下記の記述および図と、請求項から明白となるであろう。

図１は、本発明の第１実施の形態に係る、中空シリンダ内に配置されるピストンを有する容量ポンプの透視図であり、ローターは取り除かれている。図２は、第１実施の形態の偏心（エキセントリック）シャフトを備えるローターの透視図である。図３は、ピストンの上部に隣接するレセプタクルにおけるこの偏心シャフトの係合を示す断面図である。図３ａは、図３の詳細を示す。図４は、ローターの回転サイクルの開始時における容量ポンプの第１実施の形態の透視図である。図４ａは、図４の軸方向後部断面図である。図４ｂは、図４ａにおける線Ａ−Ａに沿う断面図である。図５は、ローターの９０度回転後の容量ポンプの透視図である。図５ａは、図５の軸方向後部断面図である。図５ｂは、図５ａにおける線Ａ−Ａに沿う断面図である。図６は、ローターの１８０度回転後の容量ポンプの透視図である。図６ａは、図６の軸方向後部断面図である。図６ｂは、図６ａにおける線Ａ−Ａに沿う断面図である。図７は、ローターの２７０度回転後の容量ポンプの透視図である。図７ａは、図７の軸方向後部断面図である。図７ｂは、図７ａにおける線Ａ−Ａに沿う断面図である。図８は、本発明の第２実施の形態に係る容量ポンプの透視図であり、ピストンヘッドを備えている。図８ａは、ローターのシャフトに接続された前記ピストンヘッドの透視図である。図８ｂは、本発明の第２実施の形態のピストンの透視図である。図９は、本発明の第３実施の形態に係る容量ポンプの透視上面図であり、ローター無しのポンプを透明にして示している。図９ａは、第３実施の形態の透視底面図であり、ローター無しの容量ポンプの外側を示している。図１０は、第３実施の形態の中空円筒形ハウジングを構成する、２つの円筒形部品の１つの透視図である。図１０ａは、図１０の円筒形部品に嵌め込まれた別の回転可能要素の透視図である。図１１は、この回転可能要素の正面図である。図１１ａは、図１１における線Ａ−Ａに沿う前記要素の断面図である。図１２ａは、図９の端面図である。図１２ｂは、サイクルの開始時における図１２ａの線Ａ−Ａに沿う断面図である。図１３ａは、図９の端面図である。図１３ｂは、ローターの９０度回転後の、図１３ａにおける線Ａ−Ａに沿う断面図である。図１４ａは、図９の端面図である。図１４ｂは、ローターの１８０度回転後の、図１４ａにおける線Ａ−Ａに沿う断面図である。図１５ａは、図９の端面図である。図１５ｂは、ローターの２７０度回転後の、図１５ａにおける線Ａ−Ａに沿う断面図である。図１６は、本発明の第４実施の形態に係る容量ポンプの透視図である。図１６ａは、少なくとも１つのローターに接続された軸に沿う、図１６の軸方向断面図である。図１７は、本発明の更なる実施の形態に係る容量ポンプの透視図である。図１７ａは、少なくとも１つのローターに接続された軸に沿う、図１７の軸方向断面図である。図１８は、１つの実施の形態に係る、容量ポンプを含む医療流体吐出システム（装置）のブロック図である。図１９ａは、１つの実施の形態に係る、図１８に示されているシステム内で使用できる容量ポンプの透視図である。図１９ｂは、図１９ａにおいて示されているポンプの個々の構成要素の透視図である。図２０ａは、１つの実施の形態に係る、図１９ａの容量ポンプを含むハウジングアセンブリの透視図である。図２０ｂは、１つの実施の形態に係る、図２０ａにおいて示されているアセンブリの一部分の図である。図２０ｃは、１つの実施の形態に係る、図２０ａにおいて示されているアセンブリの一部分の透視図である。図２１ａは、１つの実施の形態に係る、図１８において示されているシステムの一部分の図である。図２１ｂは、１つの実施の形態に係る、図２１ａにおいて示されているスパイクアセンブリの一部分の断面図である。図２２は、１つの実施の形態に係る、図１９ａにおいて示されているポンプ内に含まれるピストンの一部分の側断面図である。

本発明の１つの実施の形態によれば、図１は容量ポンプ１を示しており、円筒形ピストン２と、支持体４上に搭載されている中空シリンダ３とを備えている。このシリンダ３は上部開口端を有しており、そこにピストン２が摺動可能に嵌め込まれている。ピストン２は、スプリング７上の搭載されている偏心シャフト６を支持しているローター５により作動される。

図３と図３ａにより示されているように、シャフト６はその最終部分が、ピストンレセプタクル９内にクリップされている（挟むように留められている）球形基端部８となっており、それにより、ローター５の角運動が、ピストン２の双方向直線運動および角運動に変換される。このピストン２は、双方向角運動を有している間は、シリンダ３内を前後に摺動する。シャフト６は、下記に記述するように、スプリング７がレセプタクル９内の基端部８の滑らかな接合を確実にしている間は、シリンダ３内のピストン２の運動を伝達する。スプリング７は、ピストン２が、図４と図６における吸引および推進ストロークの端部に到達すると圧縮される。

ピストン２が図５と図７の吸引または推進サイクルにあるときは、スプリング７は緩和される。

ピストン２の双方向角運動は、中空シリンダ３の反対側に位置する、入口および出口ポート１０、１１の弁として機能する。ピストン２は、２つのチャネル（管路）１２、１３を含み、これらのチャネルは、ピストン２が角運動する間は、入口ポート１０と出口ポート１１を交互に開閉する。最初は、ピストン２のインストロークまたはアップストロークが入口ポート１０を開き、出口ポート１１を閉じて、図５ａと図５ｂに示すように、医療流体１５を入口ポート１０から第１チャネル１２を介して中空シリンダ３の低部に吸引する。そして、ピストン２のアウトストロークまたはダウンストロークが入口ポート１０を閉じ、出口ポート１１を開いて、図７ａと図７ｂに示すように、流体１５を第２チャネル１３を介してポンプチャンバ３の前記低部から出口ポート１１に押し出す。種々の実施の形態において使用されているように、流体１５は、患者に注入される医療流体である。ある実施の形態においては、医療流体１５は、患者への注入のための造影剤を含む。流体１５はまた、患者へ注入される食塩水のような希釈液を含んでもよい。

前記チャネル１２、１３は、ピストン２のインストロークフェーズおよびアウトストロークフェーズそれぞれの間、入口１０および出口１１の定常的な開口を確実にするために、ピストン２の双方向角運動および直線運動に従う曲線形とされている。これにより、ピストン２のインストロークの間の、ピストン２を介しての入口ポート１０から円筒形チャンバ３’の低部への液体１５の定常的な流れと、ピストン２のアウトストロークの間の、ポンプチャンバ３’の低部から出口への液体１５定常的な流れが確実になる。いくつかの特別な形状のガスケットまたは標準Ｏリング１４が入口ポート１０と出口ポート１１の周りに配置されて、ピストン２の外径と、円筒形チャンバ３’の内径の間に存在する遊びを密封する。前記ガスケットは、特別なシーリングリブ設計を備えており、ピストン２またはシリンダ３の一部である。

本発明は、非経口システムとしての医療用の使用に適合できる。ピストン２と円筒形チャンバ３’は、使い捨て品とすることが可能である。蠕動ポンプにおいてと同様に、柔軟な膜またはチューブのような柔らかい部品により構成されている使い捨て品を有する既存のポンプとは異なり、使い捨てピストン２および円筒形チャンバ３’は、射出成形法により硬質プラスチック部品として製造でき、そのため、圧力および温度には影響を受けない。その結果、そのようなシステムは、ローター５の予め設定されている角度シフトにより、薬の特別な量の正確な投与を可能にする。一回の投与量は、前記ローター５の３６０度回転により発生される。いくつかの投与量はそのようなシステムでは、単にローターを作動させるだけで一定の時間間隔で投与できる。

図８、８ａの本発明の第２実施の形態においては、ピストン２の上端部は、２つの突起（ラグ）１８を介してピストンヘッド１７にしっかりと接続されているボールソケットジョイント１６を備えている。偏心シャフト６を支えているローター５は、ピストンヘッド１７を介して、双方向角運動および直線運動を組み合わせた運動をピストン２に伝達し、ピストンヘッド１７は、誘導のためにシャフト１９が駆動される穴を有している。そのような実施の形態は、本発明の第１実施の形態において、シャフト６の球形末端部８とピストンレセプタクル９の間で、ピストン２が図５と図７で示されているような吸引または推進サイクルにあるときに起こり得る接合を回避する。

図９から図１５の第３実施の形態において、第１および第２ピストン２０、２１は、図９により示されているように、中空円筒形可動ハウジング２２内で、お互いに対向して位置決めされ固定されている。前記ハウジング２２は、２つの同一円筒形部品２３、２３’から構成されており、それぞれの端部がお互いに向き合うように組み立てられている。図１０ａ、１１、１１ａにおける、好ましくはお互いに横方向に１８０度離れて位置する入口および出口ポート１０、１１と、図９ａにおける、その下部の穴２５と、を備えているディスク２４は、２つの円筒形部品２３、２３’の間の前記ハウジング２２内の中間に搭載されている。そのような組み立てにより、図１２ｂと図１４ｂに示すように、第１および第２チャンバ２６、２６’が形成される。ディスク２４は、部品２３、２３’により形成されているハウジング２２に対して角運動が可能である。

シャフト（図示しない）が穴２５に挿入され、前記シャフトは、本発明の第１実施の形態において記載されたようにローター５上に搭載されており、ディスク２４に双方向直線運動および角運動を組み合わせた運動を伝達する。

ディスク２４のそのような運動により、円筒形ハウジング２２が、２つのピストン２０、２１の軸に追従して前後に摺動し、その間に入口および出口ポート１０、１１を閉じて、一方では入口ポート１０から第１および第２チャンバ２６、２６’それぞれへの流体１５の交互の吸引を確実にし、他方では、第１および第２チャンバ２６、２６’それぞれから出口ポート１１への流体１５の交互の放出を確実にする。

２つのチャンバ２６、２６’間の吸引および推進フェーズの最適同期は、図１１ａにより示されているように、ディスク２４内であって、その入口／出口に位置している第１および第２Ｔ形状チャネル２７、２７’により達成される。チャネル２７、２７’は、前記チャネル２７、２７’が、図１０の円筒形部品２３、２３’の両者の端部に位置する第１および第２開口部２８、２８’に交互に重なるときに、入口ポート１０を交互に第１および第２チャンバ２６、２６’に接続し、第１および第２チャンバ２６、２６’を交互に出口ポート１１に接続する。本発明のこの特別な実施の形態により、容量ポンプが連続的な流れを提供することが可能になる。本発明の第４実施の形態においては、ピストン２の双方向直線運動と角運動を組み合わせた運動が、図１６と図１６ａにより示されているように、ピストンヘッド１７と強固に接続されている上部部品２９を通る軸２８により与えられる。前記軸２８は、少なくとも１つのローター５により作動できる。軸２８の運動は、本発明の第２実施の形態において記載されているような運動をピストン２に伝達する。

そのような伝達は、図１７と図１７ａの、本発明の第３実施の形態に適合できる。

図には示されていない本発明の更なる実施の形態においては、ポンプ１は、第１実施の形態において記載されたように、前記ピストン２の上部および下部部品に動作可能に接続されている２つのローター５、５’により作動させられる。第１ローター５は、吸引フェーズで必要となる運動をピストン２に伝達し、一方、第２ローター５’は、推進フェーズで必要となる運動を前記ピストン２に伝達する。

本発明のすべての実施の形態は、ピストンの相対的直線運動を、その角運動から切り離すように適合できる。直線運動は第１ローターにより伝達でき、角運動は、第２ローターにより伝達できる。ピストンの運動は、直線運動から角運動にそのストロークの任意の時点において変換できる。

本発明の別の変形例においては、ポンプ１は圧縮機として使用できる。密封気密タンクを出口ポートに嵌め込むことができ、第１実施の形態において記載されたものと同じ機構により空気を入口１０を介してチャンバ内に吸引し、空気をタンク内に押し出すことができる。この容量ポンプ１の機構はまた、内燃機関にも適合できる。このように、本発明の別の形態は、ここで記載されるように、本発明に係る容量ポンプを備える内燃機関である。

図１８は、１つの実施の形態に係る、容量ポンプを含む、医療流体吐出システム（装置）のブロック図である。この実施の形態において、医療流体吐出システムは、動力造影剤注入システムである。このシステムは、血管造影法またはコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）処置のような、種々の異なるタイプの医療処置に対して、造影剤を吐出するために使用できる。

図１８に示されているように、本システムは、少なくとも２つの流体貯蔵器を含む。これらの貯蔵器は、ビン、袋、または他の形状の容器であってよい。少なくとも１つの貯蔵器３０は造影剤を含む。流体貯蔵器３２は、食塩水のような希釈液を含んでもよい。各流体貯蔵器は、スパイク／ドリップチャンバアセンブリ３４に結合される。流体は、対応するスパイク／ドリップチャンバアセンブリ３４により貯蔵器から流出して、連結されているチューブに流入できる。ポンプアセンブリ４０内のポンプ４１は、下記に、より詳細に記載するように、流体をこれらの貯蔵器から汲み出す。本システムは、弁または他の選択手段３６を選択的に制御して、どの流体がポンプ４１に吸入され（貯蔵器３０または貯蔵器３２のひとつから）、どの程度の量の流体がポンプ４１に吸入されるかを決定する。本システムは、弁３６のそれぞれを個々に制御できる機能を有している。１つの実施の形態においては、ピンチ弁を使用できる。

各貯蔵器３０または貯蔵器３２からのチューブは、コネクタ３８に結合されている。コネクタ３８は、ポンプアセンブリ４０内のポンプ４１の入力ポート３９に繋がっているチューブに結合されている。ポンプ４１は、入口ポート３９から出力ポート４３に流体を圧送する。１つの実施の形態においては、ポンプ４１は図１に示されている容量ポンプである。１つの実施の形態においては、ポンプ４１は図８に示されている容量ポンプである。１つの実施の形態においては、ポンプ４１は図９に示されている容量ポンプである。１つの実施の形態においては、ポンプ４１は図１９ａに示されている容量ポンプであり、下記に、より詳細に記載される。

ポンプ４１の出力ポート４３は、空気／圧力検出ユニット４２を通るチューブに結合されている。ユニット４２は、コラムの気泡の存在を検出し、結合されているチューブを通る流体の流体圧力も検出する。ポンプ４１からのチューブは、患者４８に繋がっている患者ラインに繋がる。１つの実施の形態においては、患者ラインは、ピンチ弁または逆止弁のような弁を通る。１つの実施の形態においては、システムはこの弁を制御して、ポンプ４１が患者へ流体をいつ注入するかを決定できる。

ある実施の形態においては、図１８に示されている種々の構成要素は、一回の患者処置に対してのみ使用される一回使用構成要素である。これらの構成要素は、各患者処置の後は廃棄される。ある実施の形態においては、図１８に示されている種々の構成要素は、複数の異なる患者処置において再使用できる複数回使用構成要素である。これらの実施の形態においては、複数回使用構成要素は、１つ以上のコネクタにより、ある一回使用構成要素（患者ラインのような）に結合されている。弁（例えば、逆止弁またはピンチ弁）のようなある構成要素を、これらの実施の形態におけるシステムにおいて使用できる。１つの実施の形態においては、貯蔵器３０、貯蔵器３２、アセンブリ３４、弁３６、コネクタ３８に繋がっているチューブ、および空気／圧力センサ４２は再使用可能構成要素であり、一方、入力ポート３９からのチューブ、ポンプ４１、および出力ポート４３からのチューブ（患者ライン）は一回使用構成要素である。別の実施の形態においては、ポンプ４１は、複数回の患者処置に対して使用できる、再使用可能構成要素である。

図１８のシステムは、造影剤および／または希釈液を患者へ吐出するために使用できる。１つの実施の形態においては、１つの造影剤貯蔵器３０のみが使用される。他の実施の形態においては、２つ以上の造影剤貯蔵器３０を使用できる。医療注入に対して希釈液が必要ない状況においては、貯蔵器３２をシステムから除去できる。

図１９ａは、１つの実施の形態に係る、図１８に示されているシステム内で使用できる容量ポンプの透視図である。図１９ａは、ポンプ４１のある実施の形態を示している。ポンプ４１は、図９に示されているポンプと類似している。

ポンプ４１は、第１中空円筒形ハウジング部５２と第２中空円筒形ハウジング部５２’を含む。１つの実施の形態においては、円筒形ハウジング部５２および５２’は、それぞれの端部がお互いに向き合うように組み立てることができ、ポンプハウジングが形成される。第１および第２ハウジング部５２および５２’は軸方向に整列されており、ハウジング端部ユニット６２および６２’により結合されている。第１ピストン５４は第１ハウジング部５２内に位置し、第２ピストン５４’は第２ハウジング部５４’内に位置する。各ピストン５４、５４’は、スロット５６および５６’によりシステムの静止構成要素に固定的に結合されている。これらのスロット５６および５６’は、１つの実施の形態によれば、システム上の静止タブに取り付けられており、これについては図２０に、より明確に示されている。

図１９ａの例に示されているように、開口スロット５６および５６’は断面形状が実質的に長方形である。他の実施の形態においては、他の寸法構成を、スロット５６および５６’に対して使用できる。

図１９ａの例に示されているように、ハウジング部５２および５２’は断面形状が実質的に長方形である。これはまた図１９ｂにおいても見ることができる。長方形形状部５２および５２’は、ディスク６４を内部に取り囲むように一緒に嵌め込む、または組み立てることができる。１つの実施の形態においては、ディスク６４は、ポンプハウジング内の中間に搭載できる。結果としての三次元構造は、図２０ａに示されているアセンブリのようなハウジングアセンブリにポンプ４１を挿入するために、より容易且つ効果的に使用できる半開口コラムを備える。１つの実施の形態においては、ハウジング部５２および５２’は正方形形状部であってもよい。１つの実施の形態においては、第１および第２円筒形ハウジング部５２および５２’のアセンブリ近傍のポンプハウジングの一部分は、従って、形状は長方形である。

ポンプ４１は更に、入口または入力ポート５８と、出口または出力ポート６０と、を含む。流体は、入力ポート５８を介してポンプ４１のポンプチャンバ内に流入し、出力ポート６０から、ポンプ４１のポンプチャンバの外に流出する（またはそこから放出される）。出力ポート６０に隣接する構成要素上には矢印が含まれており、ポンプ４１をハウジングアセンブリ内に挿入、または設置する方向を示している。

図１９ｂは、図１９ａに示されているポンプの個々の構成要素の透視図である。この図は、ハウジング端部ユニット６２および６２’をどのようにして一緒に、ポート５８、６０の周りに結合できるかを示している。ポート５８および６０は、図に示されているように回転可能ディスク６４に結合される。ディスク６４は、１つの実施の形態においては穴を備える、２つの流体ポートを含んでいる。ディスク６４は双方向角運動において前後に回転して、ディスク６４におけるこれらの流体ポートを通してポート５８、６０内への流体流、またはそこからの流体流を提供する。第１サイクルの間、流体は入力ポート５８内に、そして第１ハウジング部５２内の第１シリンダ内へ吸入される。流体はまた、第２ハウジング部５２’内の第２シリンダから出力ポート６０へ放出される。第２サイクルの間、流体は入力ポート５８内に、そして第２シリンダ内に吸入され、一方、流体は第１シリンダから出力ポート６０へ放出される。１つの実施の形態においては、第１および第２シリンダのそれぞれは、５ｍｌの流体を保持できる。出力ポート６０に隣接する構成要素上には矢印が含まれており、ポンプ４１をハウジングアセンブリ内に、挿入、または設置する方向を示している。１つの実施の形態においては、ポンプ４１は、双方向直線運動と角運動を好ましく組み合わせた運動により作動するように配置され、ポンプハウジングと、前記ピストンの軸に沿うピストン５４および５４’の間に摺動を引き起こし、一方、入口および出口ポートを同期して閉じ、患者への実質的に連続した医療流体の吐出を可能にする。

図９に関して前述したように、ローター上に搭載されたシャフトにより作動させられるのではなく、図１９ａおよび１９ｂに示されているポンプ４１のディスク６４は、図１９ｂにおいて、より良好に見ることができるように、ディスク６４のＣ形状または弧形状のレセプタクルに動作可能に結合される駆動部材により駆動される。１つの実施の形態においては、このレセプタクルはソケットを備えることができ、そのソケット内には、ボール形状の端部のような、駆動部材の端部を結合して係合できる。駆動部材（図１９ａまたは１９ｂには示されていないが、図２０ｃでは構成要素１０２として示されている）は動作中に、角運動または回転運動でディスク６４を作動できる。駆動部材の直線運動は、ディスク６４の回転運動または角運動を引き起こす。各サイクルの間、ディスク６４は、その前のサイクルの間の運動ではなく、反対方向に回転できる。

１つの実施の形態においては、ディスク６４と共に、ピストン５４および５４’は、Ｔｉｃｏｎａ材から製造されている。１つの実施の形態においては、ハウジング部５２、５２’と端部ユニット６２、６２’は、ポリカーボネート材から製造されている。１つの実施の形態においては、ハウジング部５２、５２’と端部ユニット６２、６２’はＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）から製造されている。

図２０ａは、１つの実施の形態に係る、図１９ａの容量ポンプを含むハウジングアセンブリの透視図である。アセンブリは、フレーム（構造）７０と、ロッド（棒部）７６と、ハウジングサポート（支持部）７２と、ピストンホルダー（保持部）７３と、タブ（突起）７７と、モーターホルダー（保持部）７１と、モーターシャフト７５と、モーター７４と、ポンプ４１と、を含む。モーター７４はアセンブリを駆動し、ロッド７６に沿って双方向で直線運動させる。図２０ａに示されている実施の形態においては、ポンプ４１はアセンブリのタブ７７に結合されている。１つの実施の形態においては、タブ７７は固定されており、アセンブリから突出している。ポンプ４１はアセンブリ内に搭載されて、スロット５６および５６’がタブ７７の周りに嵌め込まれる。タブ７７はポンプ４１を定位置に保持する。この実施の形態においては、ポンプ４１とタブ７７は固定して保持され、一方、モーターはハウジングアセンブリの残りの部分を、ロッド７６に沿って前後に移動させる。アセンブリのこの運動により、上述したように、流体は（相互に）ポンプ４１のチャンバに吸引され、そこから放出される。

１つの実施の形態においては、モーター７４のアクチュエーターは、１２０ワット（Ｗ）のマクソン（Ｍａｘｏｎ）モーターを使用するベルトギヤ駆動楕円カムシステムである。このシステムは、患者への種々の流体圧力の流体注入と共に、種々の流量の流体注入を提供できる。１つの実施の形態においては、ポンプ４１は、１から１８ｍｌ／ｓの間の流量をサポートし、最大３１０２．６ｋＰａ（４５０ｐｓｉ）までの圧力をサポートする。他の実施の形態においては、より高い圧力が要求される血管造影法処置の場合のように、種々の異なる流量と流体圧力を提供できる。１つの実施の形態においては、０.８から４０ｍｌ／ｓの流量と、１３７９．０から８２７３．７ｋＰａ（２００から１２００ｐｓｉ）の流体圧力を提供できる。

図２０ｂおよび２０ｃは、１つの実施の形態に係る、図２０ａのアセンブリの部分の図を示している。図２０ｂはロッド７６を示しており、ロッド７６に沿ってアセンブリは、直線双方向に摺動する。図２０ｂはまた、楕円カム７８と、ピン７９と、駆動リンク１００と、を示している。モーター７４は楕円カム７８を駆動し、１つの実施の形態においてはピン７９は固定ピン７９である。楕円カム７８の運動により、駆動リンク１００の運動が引き起こされる。駆動リンク１００の運動は、ロッド７６に沿うアセンブリの双方向直線運動を引き起こす。

図２０ｃは、アセンブリの部分の別の透視図を示している。この図に示されているように、楕円カム７８の運動はまた、弁駆動部材１０２の双方向直線運動も引き起こす。１つの実施の形態においては、駆動部材１０２の運動は、ロッド７６に沿うハウジングアセンブリの運動に直交する。駆動部材１０２はディスク６４（ポンプ４１内）のソケットに結合され、これは図１９ｂにおいて見ることができる。駆動部材１０２の直線運動は、ディスク６４の回転運動を引き起こす。１つの実施の形態によれば、ロッド７６に沿うハウジングアセンブリの運動と、ディスク６４の回転運動とを組み合わせた運動により、流体は相互にポンプ４１のチャンバ内に吸入され、そこから放出される。１つの実施の形態においては、これらの運動により、ポンプ４１から放出される流体の脈動流を減少する。

図２１ａは、１つの実施の形態に係る、図１８に示されているシステムの一部分の図である。示されているこの部分は、流体貯蔵器８０（１つの実施の形態においては貯蔵器３０または３２のいずれかであってよい）と、スパイク８２と、エアーベント（空気抜き）８５と、ドリップチャンバ（液滴室）８４と、チューブ（管）８６と、ポンプアセンブリ４０と、を含む。スパイク８２と、エアーベント８５と、ドリップチャンバ８４は、１つの実施の形態によれば、前述したスパイク／ドリップチャンバアセンブリ３４の一部である。動作中、ポンプアセンブリ４０とポンプ４１は、医療流体を貯蔵器８０から、１つ以上の指定された流量で医療流体を連続的に吸引する。１つの実施の形態においては、ポンプアセンブリ４０は、流体を１８ｍｌ／ｓの流量で吸引できる。

図２１ａに示されている実施の形態においては、ポンプアセンブリ４０に繋がっているチューブ８６は、５３３．４ｍｍ（２１インチ）の長さと、６．３５ｍｍ（０.２５インチ）の外径と、４．０６ｍｍ（０.１６０インチ）の内径を有している。他の実施の形態においては、種々の他の寸法のチューブ８６を使用できる。図２１ａには示されていないが、チューブ８６はまた、図１８に示されている弁３６のような弁を通り抜けることもできる。１つの実施の形態においては、エアーベント８５は５ミクロンのエアーフィルタを有している。

図２１ｂは、１つの実施の形態に係る、線Ａ−Ａに沿う、図２１ａに示されているスパイクアセンブリの一部分の断面図である。この断面図は、半球スパイク入口８７（流体流のため）と円形エアーベント８８を示している。半球スパイク入口８７は直径Ｌ１を有しており、Ａ−Ａに沿うスパイクアセンブリの断面の直径はＬ２である。１つの実施の形態においては、Ｌ１は３．１８ｍｍ（０.１２５インチ）に等しく、Ｌ２は５．０８ｍｍ（０.２００インチ）に等しい。他の実施の形態においては、Ｌ１とＬ２は異なる寸法を有してもよい。

図２２は、１つの実施の形態に係る、図１９ａに示されているポンプ内に含まれているピストンの一部分の側断面図である。図２２に示されている部分９０は、この実施の形態において図１９ａに示されているピストン５４もしくは５４’のいずれかのピストンである。部分９０は、ポンプにより圧力を加えられる流体と直接接触するピストン外表面９２を含む。部分９０は、ピストンの周辺、または周囲に沿って延伸する２つのシーリング部材９４および９６も更に含む。シーリング部材９４および９６は、改善されたシーリング機能を提供する支援をする。１つの実施の形態においては、これらの部材９４および９６は、チャンバの内壁に結合されて（図１９ａに示されている部分５２もしくは５２’に）、部分９０の、より大きな部分９０が内壁に結合された場合よりも小さな摩擦係数を提供する。１つの実施の形態においては、シーリング部材９４および９６は、ピストンの部分９０の残りの部分で使用される材料に類似する材料を備えてもよい。１つの実施の形態においては、ピストンの周辺または周囲に沿って延伸する追加的シーリング部材を、部材９４および９６に更に追加して使用して、シーリング機能を更にに改善することができる。

１つの実施の形態においては、シーリング部材９４および９６は、ＥＤＰＭ（エチレンヂエンプロピレンモノマ）のようなゴム材料から製造できるガスケットを備えてもよい。他の実施の形態においては、種々の他の材料タイプを使用してもよい。

１つの実施の形態においては、シーリング部材９４および９６は、上部成形構成要素（ピストン上）を備える。１つの実施の形態においては、シーリング部材９４および９６は、ピストン上に成形されたプラスチック材料から製造してもよい。１つの実施の形態においては、シーリング部材９４および９６は、ピストンの部分９０の残りの部分で使用される材料と類似の材料から製造してもよい。１つの実施の形態においては、上部成形部材９４および９６は、より高い注入圧力においては、シーリング機能を改善することを支援する可能性がある。

本発明は、特別な実施の形態を参照して説明されたが、この説明は限定的な意味で解釈されてはならない。本発明の適用の種々の他の分野が、付随する請求項で規定される本発明の精神または範囲から逸脱することなく考えることができる。

Claims

容量ポンプを具備する医療流体吐出システムであって、
前記ポンプは、少なくとも１つの第１ピストンを第１中空円筒形部内に具備し、前記ポンプは、少なくとも１つの入口ポートであって、そこを介して医療流体が少なくとも１つのポンプチャンバに流入できる入口ポートと、少なくとも１つの出口ポートであって、そこを介して前記医療流体を放出できる出口ポートと、を有しており、
少なくとも１つの第２ピストンは、第２中空円筒形部内で前記第１ピストンに対向して配置され、２つの中空円筒形部は、それぞれの端部がお互いに向き合うように組み立てられてハウジングを形成し、
前記ハウジングは、双方向直線運動をするように、駆動リンクにより最終的に駆動されて、前記第１と第２ピストンの軸に沿って、前記ハウジングと前記第１と第２ピストンの間に摺動を引き起こし、
ディスクが前記ハウジング内の中間に搭載され、前記ディスクは、流体ポートを具備し、
前記ディスクは、駆動部材を収容するためのレセプタクルを具備しており、前記駆動部材の、前記駆動リンクの動きに対して垂直である直線運動は、前記ディスクの双方向角度運動を引き起こして、前記ハウジングの前記双方向直線運動と同期する状態で、前記ディスクの前記流体ポートを前記入口および出口ポートと選択的に整列させて、患者へ医療流体の実質的に連続な吐出を提供しており、
前記医療流体は少なくとも造影剤を具備することを特徴とする医療流体吐出システム。
前記ポンプに結合されている１つ以上の造影剤貯蔵器を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の医療流体吐出システム。
前記１つ以上の造影剤貯蔵器のそれぞれに結合されているスパイク／ドリップチャンバアセンブリを更に具備することを特徴とする請求項２に記載の医療流体吐出システム。
前記１つ以上の造影剤貯蔵器と前記ポンプの間に位置する弁を更に具備することを特徴とする請求項２に記載の医療流体吐出システム。
前記ポンプに結合されている空気／圧力センサを更に具備することを特徴とする請求項１に記載の医療流体吐出システム。
前記システムは、動力造影剤注入システムであることを特徴とする請求項１に記載の医療流体吐出システム。
前記ポンプに結合されている希釈液貯蔵器を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の医療流体吐出システム。
前記少なくとも１つの第１ピストンおよび前記少なくとも１つの第２ピストンはそれぞれ、少なくとも２つの上部成形周方向シーリング部材を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の医療流体吐出システム。
前記第１および第２中空円筒形部のアセンブリに近接する、前記ハウジングの一部分は、形状が長方形であることを特徴とする請求項１又は８に記載の医療流体吐出システム。
前記レセプタクルは、前記駆動部材のボール形状端部を収容するソケットを具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の医療流体吐出システム。
前記少なくとも１つの第１ピストンおよび前記少なくとも１つの第２ピストンはそれぞれ、使用中に前記医療流体に接触する外側面を有しており、前記少なくとも２つの上部成形周方向シーリング部材は各々、前記少なくとも１つの第１ピストンおよび前記少なくとも１つの第２ピストンの外側面を超えるように円周方向に伸張して、前記第１と第２中空円筒形部にそれぞれ接触する、ことを特徴とする請求項８に記載の医療流体吐出システム。