JP6189390B2 - 注入ポンプアセンブリ - Google Patents
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Description
本願は、非仮出願であり、米国仮特許出願第61/291,641号(2009年12月31日出願、名称「Method and Systems for Start−UP Integrity Verification for a Medical Device」、代理人事件番号No.H60)、および米国仮特許出願第61/291,733号(2009年12月31日出願、名称「Infusion Pump Apparatus, Method and System」、代理人事件番号No.H62)からの優先権を主張する。両出願は、それらの全体が参照により本明細書に引用される。
本願は、概して、流体送達システムに関し、より具体的には、注入ポンプアセンブリに関する。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
装着型注入ポンプアセンブリであって、
注入可能な流体を受容するための貯留部と、
前記注入可能な流体をユーザに送達するように構成されている外部注入セットと、
前記貯留部から前記外部注入セットに前記注入可能な流体を送達するように構成されている流体送達システムと
を備え、
前記流体送達システムは、
容量センサアセンブリと、
前記貯留部から前記注入可能な流体のある分量を抽出し、前記注入可能な流体の前記分量を前記容量センサアセンブリに提供するためのポンプアセンブリであって、前記容量センサアセンブリは、前記流体の前記分量の少なくとも一部分の容量を決定するように構成されている、ポンプアセンブリと、
少なくとも1つの光学センサアセンブリと、
前記貯留部から前記ポンプアセンブリを選択的に隔離するように構成されている第1の弁アセンブリと、
前記外部注入セットから前記容量センサアセンブリを選択的に隔離するように構成されている第2の弁アセンブリと
を含み、
前記少なくとも1つの光学センサアセンブリは、前記ポンプアセンブリの移動を感知するように構成されている、装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目2)
前記第2の弁アセンブリの移動を感知するように構成されている第2の光学センサアセンブリをさらに備えている、項目1に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目3)
前記貯留部と、前記流体送達システムの第1の部分とを含む使い捨て筐体アセンブリと、
前記流体送達システムの第2の部分を含む再利用可能筐体アセンブリと
をさらに備えている、項目1に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目4)
前記ポンプアセンブリの第1の部分は、前記使い捨て筐体アセンブリ内に位置付けられ、前記ポンプアセンブリの第2の部分は、前記再利用可能筐体アセンブリ内に位置付けられている、項目3に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目5)
前記第1の弁アセンブリの第1の部分は、前記使い捨て筐体アセンブリ内に位置付けられ、前記第1の弁アセンブリの第2の部分は、前記再利用可能筐体アセンブリ内に位置付けられている、項目3に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目6)
前記第2の弁アセンブリの第1の部分は、前記使い捨て筐体アセンブリ内に位置付けられ、前記第2の弁アセンブリの第2の部分は、前記再利用可能筐体アセンブリ内に位置付けられている、項目3に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目7)
前記少なくとも1つの光学センサは、前記再利用可能筐体アセンブリ内に位置付けられている、項目3に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目8)
少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに連結されているコンピュータ可読媒体と
をさらに備え、
前記コンピュータ可読媒体は、複数の命令を記憶しており、前記複数の命令は、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、
前記第1の弁アセンブリを起動し、前記貯留部から前記ポンプアセンブリを隔離することと、
前記ポンプアセンブリを起動し、前記注入可能な流体の前記分量を前記容量センサアセンブリに提供することと
を含む動作を前記少なくとも1つのプロセッサに行わせる、項目1に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目9)
前記流体送達システムは、前記第1の弁アセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記第1の弁アセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、項目8に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目10)
前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、項目9に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目11)
前記流体送達システムは、前記ポンプアセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記ポンプアセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、項目8に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目12)
前記流体送達システムは、前記ポンプアセンブリを前記アクチュエータに機械的に連結するためのベルクランクアセンブリを含む、項目11に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目13)
前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、項目11に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目14)
前記コンピュータ可読媒体は、
前記容量センサアセンブリを起動し、前記ポンプアセンブリから前記容量センサアセンブリに提供される前記流体の前記分量の少なくとも一部分の容量を決定するための命令と、
前記第2の弁アセンブリを起動し、前記容量センサアセンブリを前記外部注入セットに流体的に連結するための命令と
をさらに含む、項目8に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目15)
前記流体送達システムは、前記第2の弁アセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記第2の弁アセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、項目14に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目16)
前記流体送達システムは、前記第2の弁アセンブリを前記アクチュエータに機械的に連結するためのベルクランクアセンブリを含む、項目15に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目17)
前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、項目15に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目18)
前記流体送達システムは、起動状態で前記第2の弁アセンブリを維持するように構成されているブラケットアセンブリをさらに含む、項目15に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目19)
前記コンピュータ可読媒体は、前記ブラケットアセンブリを起動し、前記起動状態から前記第2の弁アセンブリを解放するための命令をさらに含む、項目18に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目20)
前記ブラケットアセンブリを起動することは、前記ブラケットアセンブリに関連付けられているブラケットアクチュエータに電通することを含む、項目19に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目21)
前記ブラケットアクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、項目20に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目22)
注入可能な流体を受容するための貯留部と、
前記貯留部から外部注入セットに注入可能な流体を送達するように構成されている流体送達システムと
を備え、
前記流体送達システムは、
コントローラと、
前記貯留部から注入可能な流体のある分量を抽出し、前記注入可能な流体の前記分量を前記外部注入セットに提供するためのポンプアセンブリであって、前記ポンプアセンブリは、ポンププランジャを備え、前記ポンププランジャは、移動距離を有し、前記移動距離は、開始位置と終了位置とを有している、ポンプアセンブリと、
前記ポンププランジャ移動距離の前記開始位置および終了位置を感知し、センサ出力を前記コントローラに送信するための少なくとも1つの光学センサアセンブリと、
前記貯留部から前記ポンプアセンブリを選択的に隔離するように構成されている第1の弁アセンブリと
を含み、
前記コントローラは、前記センサ出力を受信し、前記ポンププランジャの総変位を決定する、装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目23)
前記コントローラが、前記ポンププランジャの変位を送達された流体の容量と相関させることをさらに含む、項目22に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目24)
前記コントローラが、前記送達された流体の容量に基づいて、前記ポンププランジャを標的位置に作動させるようにアクチュエータに命令することをさらに含む、項目23に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目25)
前記外部注入セットから前記ポンプアセンブリを選択的に隔離するように構成されている第2の弁アセンブリをさらに備えている、項目22に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目26)
前記第2の弁アセンブリの位置を感知するための少なくとも1つの光学センサアセンブリをさらに備えている、項目25に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目27)
前記貯留部と、前記流体送達システムの第1の部分とを含む使い捨て筐体アセンブリと、
前記流体送達システムの第2の部分を含む再利用可能筐体アセンブリと
をさらに備えている、項目22に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目28)
前記ポンプアセンブリの第1の部分は、前記使い捨て筐体アセンブリ内に位置付けられ、前記ポンプアセンブリの第2の部分は、前記再利用可能筐体アセンブリ内に位置付けられている、項目27に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目29)
前記第1の弁アセンブリの第1の部分は、前記使い捨て筐体アセンブリ内に位置付けられ、前記第1の弁アセンブリの第2の部分は、前記再利用可能筐体アセンブリ内に位置付けられている、項目27に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目30)
前記第2の弁アセンブリの第1の部分は、前記使い捨て筐体アセンブリ内に位置付けられ、前記第2の弁アセンブリの第2の部分は、前記再利用可能筐体アセンブリ内に位置付けられている、項目25に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目31)
前記外部注入セットは、前記流体送達システムを解放可能に係合するように構成されている着脱可能な外部注入セットである、項目22に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目32)
注入ポンプアセンブリ用の使い捨て筐体アセンブリであって、
流体経路に流体的に接続されている貯留部部分を備え、
前記貯留部部分は、気泡トラップを備えており、前記気泡トラップは、空気が前記貯留部部分から前記流体経路へ移動することを防止し、前記気泡トラップは、
出口部分と非出口部分とをさらに備え、前記非出口部分は、底部分まで先細になる先細部分を備え、前記非出口部分の前記先細部分は、前記出口部分で終了し、
前記出口部分は、貯留部出口と流体連通している上向き傾斜部分と連通している前記底部分を備え、
前記底部分は、流体が前記底部分に集まるように構成され、前記先細部分は、気泡が前記先細部分に集まるように構成されている、
使い捨て筐体アセンブリ。
(項目33)
膜アセンブリをさらに備え、前記膜アセンブリは、前記貯留部に接続され、前記膜アセンブリは、前記貯留部の一部分を形成する、項目32に記載の使い捨て筐体アセンブリ。
(項目34)
隔壁アセンブリをさらに備え、前記隔壁アセンブリは、前記膜アセンブリ上に形成されている、項目33に記載の使い捨て筐体アセンブリ。
(項目35)
隔壁アセンブリをさらに備え、前記隔壁アセンブリは、前記貯留部に接続されている、項目33に記載の使い捨て筐体アセンブリ。
(項目36)
排出口をさらに備え、前記排出口は、フィルタをさらに備えている、項目32に記載の使い捨て筐体アセンブリ。
(項目37)
装着型注入ポンプアセンブリであって、
注入可能な流体を受容するための貯留部と、
前記注入可能な流体をユーザに送達するように構成されている外部注入セットと、
前記貯留部から前記外部注入セットに注入可能な流体を送達するように構成されている流体送達システムと
を備え、
前記流体送達システムは、
容量センサアセンブリと、
前記貯留部から注入可能な流体のある分量を抽出し、前記注入可能な流体の前記分量を前記容量センサアセンブリに提供するためのポンプアセンブリであって、前記容量センサアセンブリは、前記流体の前記分量の少なくとも一部分の容量を決定するように構成されている、ポンプアセンブリと、
前記貯留部から前記ポンプアセンブリを選択的に隔離するように構成されている第1の弁アセンブリと、
前記外部注入セットから前記容量センサアセンブリを選択的に隔離するように構成されている第2の弁アセンブリと
を含む、装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目38)
少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに連結されているコンピュータ可読媒体と
をさらに備え、
前記コンピュータ可読媒体は、複数の命令を記憶しており、前記複数の命令は、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、
前記第1の弁アセンブリを起動し、前記貯留部から前記ポンプアセンブリを隔離することと、
前記ポンプアセンブリを起動し、前記注入可能な流体の前記分量を前記容量センサアセンブリに提供することと
を含む動作を前記少なくとも1つのプロセッサに行わせる、項目37に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目39)
前記流体送達システムは、前記第1の弁アセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記第1の弁アセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、項目38に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目40)
前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、項目39に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目41)
前記流体送達システムは、前記ポンプアセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記ポンプアセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、項目38に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目42)
前記流体送達システムは、前記ポンプアセンブリを前記アクチュエータに機械的に連結するためのベルクランクアセンブリを含む、項目41に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目43)
前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、項目41に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目44)
前記コンピュータ可読媒体は、
前記容量センサアセンブリを起動し、前記ポンプアセンブリから前記容量センサアセンブリに提供される前記流体の前記分量の少なくとも一部分の容量を決定するための命令と、
前記第2の弁アセンブリを起動し、前記容量センサアセンブリを前記外部注入セットに流体的に連結するための命令と
をさらに含む、項目38に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目45)
前記流体送達システムは、前記第2の弁アセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記第2の弁アセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、項目44に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目46)
前記流体送達システムは、前記第2の弁アセンブリを前記アクチュエータに機械的に連結するためのベルクランクアセンブリを含む、項目45に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目47)
前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、項目45に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目48)
前記流体送達システムは、起動状態で前記第2の弁アセンブリを維持するように構成されているブラケットアセンブリをさらに含む、項目45に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目49)
前記コンピュータ可読媒体は、前記ブラケットアセンブリを起動し、前記起動状態から前記第2の弁アセンブリを解放するための命令をさらに含む、項目に記載の48装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目50)
前記ブラケットアセンブリを起動することは、前記ブラケットアセンブリに関連付けられているブラケットアクチュエータに電通することを含む、項目49に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
(項目51)
前記ブラケットアクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、項目50に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
注入ポンプアセンブリ100は、注入ポンプアセンブリ100によって注入される流体の量を監視するように構成される容量センサアセンブリ148を含み得る。例えば、容量センサアセンブリ148は、例えば、音響容量感知を採用し得る。音響容量測定技術は、その全ての開示全体が参照することによって本明細書に組み込まれるDEKA Products Limited Partnershipに譲渡された米国特許第5,575,310号および第5,755,683号、ならびに、米国特許出願公開第US2007/0228071A1号、第US2007/0219496A1号、第US2007/0219480A1号、第US2007/0219597A1号の主題である。例えば、ドップラに基づいた方法、羽根またはフラッパ弁と組み合わせたホール効果センサの使用、(例えば、可撓性部材の偏向を感知するように、流体貯留部を覆う可撓性部材に関係する)ひずみビームの使用、プレートを有する容量感知の使用、または熱飛行時間法といった、流量を測定するための他の代替的技法も使用され得る。1つのそのような代替的技法は、その開示全体が参照することによって本明細書に組み込まれる2007年2月9日に出願され、2007年10月4日に米国出願公開第US−2007−0228071−A1号で公開された、Fluid Delivery Systems and Methodsと題された、米国特許出願第11/704,899号(代理人整理番号E70)で開示されている。注入ポンプアセンブリ100は、容量センサアセンブリ148によって生じる容量測定値が、フィードバックループを通して、ユーザに注入される注入可能な流体の量を制御するために使用され得るように、構成され得る。
9 Nucleus OS環境に合った、わずかに異なる呼び出しを伴うオペレーティングシステム抽象化層があり得る。
・(複数の再入可能なタスク上のPilot’s ARM 9上で)複数の送信/返信呼び出しが生じることを可能にする。
・異なるインターフェース上のRXおよびTXについて非同期的に作動する複数のドライバを有する。
・送信/受信のためのパケット順序付け、およびメッセージ送信の決定論的タイムアウトを提供する。
・いったんメッセージがバッファに入ると、アプリケーションによって転送または受信されるまでメッセージがそこで存続し得るため、バッファの欠如によるメッセージの撤回が不可能であり得る。
・ドライバ、PCGP、およびバッファのペイロードセクションにアクセスするためにオフセットが使用されるため、データがコピーされなくてもよい。
・ドライバは、1バイト(すなわち、バッファ所有権バイト)を上書きすることによって、メッセージデータの所有権を交換し得る。
・単一のバッファ所有者がバッファを同時に使用すること、または新規シーケンス番号を獲得することを望み得る時だけに、相互排除が必要とされ得るため、再入可能呼び出しを除く複数の排除の必要性がなくてもよい。
・アプリケーションライターが信頼性のあるシステムを実装するように従うためのルールがより少なくてもよい。
・ドライバからバッファ管理システムの外へデータをプッシュ配信する/引き出すように提供された、一式の呼び出しがあるため、ドライバは、ISR/プッシュ配信/引出し/およびポーリングしたデータモデルを使用し得る。
・ドライバがコピー、CRC、または何かのチェックを行わなくてもよいが、宛先バイトおよびCRCならびに他のチェックが後でISRホットパスから行われてもよいため、ドライバは、TXおよびRXを超えてあまり稼働しなくてもよい。
・バッファマネジャがシーケンス番号別にアクセスを順序付けてもよいため、キューの順序付けが自動的に生じてもよい。
・小コード/可変フットプリントが利用されてもよく、ホットパスコードが小さくてもよく、オーバーヘッドが低くてもよい。
・例えば、パケット長が合法であること、宛先が正しいこと等を確認するように、呼び出し引数をチェックする。
・ダウンリンクが、リンク、ペア等を確立するためにPCGPが無線プロセッサによって使用されることを可能にし得る、およびPCGPが(タイムアウトする代わりに)機能していないリンク上で通信しようとしているときにアプリケーションに通知し得る、無線リンクでない限り、ダウンしているリンク上でメッセージを送信しようとすることを回避する。
・新規メッセージのシーケンス番号を取得する、または既存のメッセージの既存のシーケンス番号を利用する。
・パケットを構築し、ペイロードデータをコピーしてCRCに書き込み、(この時点以来)パケットの完全性がCRCによって保護され得る。
・返信または新規メッセージとして、メッセージをバッファマネジャに与え、このバッファをバッファマネジャに入れることが、待機状態の送信メッセージの最大数を超えるかどうかを確かめる。
・2つだけのメッセージが、ネットワーク上の許可された「インフライト」であり得る。・応答に一致し、タイムアウトに対処するように、インフライトメッセージに関する十分なデータが記憶され得る。
・一致する応答が「インフライト」情報スロットを取り除いてもよいため、新規パケットを送信することができる。
・一致しない応答が撤回され得る。
・新規メッセージは、プロトコルに対するものであり得る(例えば、このノードに対するネットワーク統計を取得/消去する)。
・メッセージを受信するために、バッファがアプリケーションに与えられてもよく、呼び戻しを使用し得る。
・バッファが解放されるか、またはアプリケーションによって所有されたままであり得る。
・呼び戻し機能は、ペイロードデータアウトをコピーしてもよく、または戻る前にそれを完全に使用し得る。
・呼び戻し機能は、バッファを所有し、バッファおよびペイロードアドレスによるバッファのペイロードを参照してもよく、メッセージは、後で処理され得る。
・アプリケーションは、受信したメッセージについてPCGPシステムをポーリングし得る。
・アプリケーションは、事象を設定するために呼び戻しを使用し、次いで、受信メッセージについてポーリングし得る。
a)アプリケーションは、PCGPを無線状態で最新の状態に保つべきである。具体的には、リンクがダウンし、PCGPが知らなければ、PCGPは、送信する新規メッセージを受け取り、待ち行列に入れてもよく(または、最適にメッセージをタイムアウトしなくてもよい)、それは、送信キューを妨害し、リンクを最適に使用することからアプリケーションを遅延させる場合がある。
b)アプリケーションは、「タイムアウトをデクリメントする」を定期的に呼び出すべきである。最適には、プロセッサが休止していない限り、20〜100ミリ秒毎である。一般に、メッセージは、速く移動する(数ミリ秒)、遅く移動する(数秒)、または全く移動しない。タイムアウトは、バッファおよび帯域幅を解放するように撤回されるべきである「インフライト」メッセージを除去しようとする試行である。これをあまり頻繁に行わないと、新規メッセージが送信される時、またはアプリケーションが新規メッセージを待ち行列に入れる時を遅延させる場合がある。
c)アプリケーションは、休止する前に保留中の行うべき作業があるかどうかをPCGPに問うべきである。PCGPにすることがなければ、ドライバアクティビティがシステム、したがってPCGPを起動してもよく、次いで、新規パケットがシステムに進入するまで、PCGPは、「packetProcessor」または「タイムアウトをデクリメントする」への呼び出しを必要としない。これを行うことに失敗すると、タイムアウト状態により、送信/転送/受信が成功するはずだったメッセージが撤回される場合がある。d)アプリケーションは、受信メッセージを無期限に持ち続けるべきではない。メッセージシステムは迅速な返信に依存する。アプリケーションがPCGPバッファを共有していれば、メッセージを持ち続けることは、PCGPバッファを持ち続けることを意味する。受信ノードは、送信ノードに、低速または高速無線通信のために構成されたタイムアウトがあるかどうかを知らない。このことは、ノードがメッセージを受信すると、ネットワークの高速タイムアウト速度を測定するべきであることを意味する。
e)アプリケーションは、「packetProcessor」をしばしば呼び出すべきである。呼び出しは、アプリケーションによって待ち行列に入れられた新規メッセージを送信させてもよく、新規メッセージの受信に対処し得る。呼び出しはまた、バッファを再割り当てさせてもよく、あまり頻繁に呼び出さないと、メッセージトラフィックを遅延させる場合がある。
@ Receive request
uint8 i=0, *p;
if (Bridge::canReceiveFlowControl() )
{
p = Bridge::nextBufferRX();
while (not done) { p[i] = the next
byte; }
Bridge::route(p);
}
ドライバは、次の送信するバッファへのポインタをバッファマネジャに求めることによって、TXを行ってもよい。次いで、TXドライバは、パケットを受け取ることができるかどうかをインターフェースの反対側に尋ねてもよい。反対側がパケットを拒否すれば、TXドライバは、その状態が変化していないため、バッファに何もしなくてもよい。そうでなければ、ドライバは、パケットを送信してもよく、かつバッファをリサイクル/解放し得る。そのような機能を果たすコードの例は、以下の通りである。
uint8 *p = Bridge::nextBufferTX();
if (p != (uint8 *)0)
{
send the buffer p;
Bridge::recycle(p);
}
最大メッセージシステムタイムアウト時間を超えたパケットを転送することを回避するために、次のバッファを求めることにより、解放するバッファをスキャンし得る、BufferManager::first(uint8 owner)を呼び出し得る。したがって、タイムアウトを行う希望がない完全TXバッファが、バッファを所有するスレッド上で解放され得る。TXを行っている(すなわち、次のTXバッファを探しながら)ブリッジは、処理のために次のTXバッファを受信する前に期限切れになるTXバッファの全てを解放し得る。
・DE、CA:RS232とともに使用するための同期バイトで、0xDE、0xCAまたは0x5A、0xA5の公称値。
・LD:ドライバDMA長バイトで、サイズバイトまたは同期バイトを含まない合計サイズである、このDMA転送においてドライバがプッシュ配信している量に等しい。
・Cmd:流量制御のために使用される、ドライバコマンドおよび制御バイト。
・LP:PCGPパケット長で、常に、バイト+CRCサイズにおいて合計ヘッダ+ペイロードサイズである。LD=LP+1である。
・Dst:宛先アドレス。
・Src:ソースアドレス。
・Cmd:コマンドバイト。
・Scd:サブコマンドバイト。
・AT:アプリケーションタグは、アプリケーションによって定義され、PCGPにとって重要性を持たない。これは、アプリケーションが、メッセージに、例えば、メッセージの起源となったスレッドといった、さらなる情報を添付することを可能にする。
・SeqNum:32ビットのシーケンス番号が、送信された新規メッセージに対してPCGPによって増分され、番号が切り上げられず、トークンの役割を果たし、エンディアンネスが無関係であることを保証する。
・CRC16:PCGPヘッダおよびペイロードの16ビットCRC。
0xDE, 0xCA, 0xC, 0x5, 0x14, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0x1, crchigh, crclow.
0x0D, cmd, 0xC, 0x5, 0x14, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0x1, crchigh, crclow.
この方法論にはいくつかの利点があってもよく、その例は、以下を含み得るが、それらに限定されない。
・我々のハードウェアDMAエンジンの大部分は、いくつの付加的なバイトを動かすのかを定義するために、第1のバイトを使用してもよく、よって、この方法論では、ドライバおよびPCGPは、バッファを共有し得る。
・ドライバ間で流量制御情報を渡すように、DMA長の直後にバイトが提供され得る。
・ドライバ長および「Cmd」バイトがCRC領域の外側にあり得るため、それらは、ドライバによって改変されてもよく、ドライバ輸送機構によって所有されてもよく、ドライバは、無効な長さについて警戒し得る。
・CRC保護される、別個のPGCPパケット長バイトがあり得る。したがって、アプリケーションは、そのペイロード長が正しいことを信頼し得る。
・シーケンス番号のエンディアンネスは、偶然32ビットの整数でもある、一致させられ得るバイトパターンであり得るため、関連性がなくてもよい。
・シーケンス番号は、共有バッファプール長の縁に整列した、4つのバイトであり得る。・メッセージストリームをデバッグしながら、ユーザがケーブルをあちこちに動かしてもよく、インターフェースの両側が再同期化し得るように、オプションのRS232同期バイトがあり得る。
・アプリケーション、ドライバ、およびPCGPは、バッファを共有してもよく、それらをポインタによって解放し得る。
class PcgpOS : public Pcgp
{
virtual void schedulePacketProcessor(void)
{
OS_EventGrp_Set(g_RCVEvGrps[EVG_RF_TASK].pEvgHandle,
RfRadioTxEvent, OS_EV_OR_NO_CLEAR);
}
}
以下は、ドライバ事象がどのように稼働するかを例示する、事象ベースの疑似コードドライバである。DriverがBridgeを下位分類し、hasMessagesToSendおよびflowControlTurnedOffを無効にして、TXおよびRX機能がすでに作動していなければ、それらを作動するように予定する。
class SPI_Driver : public Bridge
{
virtual void hasMessagesToSend()
{
Trigger_ISR(TX_ISR, this);
}
virtual void flowControlTurnedOff()
{
Trigger_ISR(RX_ISR, this);
}
static void TX_RetryTimer()
{
Trigger_ISR(TX_ISR, this);
}
static void TX_ISR(Bridge *b)
{
DisableISRs();
do
{
uint8 *p = b->nextBufferTX();
if (p == null) break;
if (b->_bufferManager->bufferTimedOut(p)==false)
{
if (OtherSideSPI_FlowControl() == false)
{
Trigger TX_RetryTimer in 20 msec.
break;
}
send(p);
}
free(p);
} while (true) ;
EnableISRs();
}
static void RX_ISR(Bridge *b)
{
DisableISRs();
do
{
uint8* p = b->nextBufferRX();
if (p == null) break;
uint i;
while (not done receiving)
p[i++] = getChar();
b->route(p);
} while (true);
EnableISRs();
}
}
以下の統計値は、PCGPによって支持され得る。
・送信されたパケットの数
・受信されたパケットの数
・CRCエラー
・タイムアウト
・利用不可能なバッファ(バッファがなくなった)
PCGPは、複数の処理環境中で作動するように設計され得る。ほとんどのパラメータは、試験、および性能のランタイム微調整を促進するため、ランタイム構成され得る。他のパラメータは、コンパイル時間であってもよく、例えば、コンパイル時間において静的に行われなければならないメモリ割り当てを改変する、あらゆるものであり得る。
・ドライババイト数:ドライバに対する共通バッファスキームに留保される、2つのバイトであり得るが、これは、RFプロトコル等の他のドライバに適応するコンパイル時間オプションであり得る。
・RXライババッファ数:そのプロセッサ/トラッフィクフロー等にとって、いくつのバッファが良いかに対して同調され得る。
・PCGP RXバッファ数:そのプロセッサ/トラッフィクフロー等にとって、いくつのバッファが良いかに対して同調され得る。
・バッファの総数:いくつのバッファがそのプロセッサにあるべきかに対して同調され得る。
・PCGPは、全てのノード上で作動し得る。任意のドライバが、一般的ドライバインターフェースをサポートし得る。
・競合状態が許容されてはいけない。
・スレーブプロセッサとマスタプロセッサとの間のSPIポート上で半二重をサポートし得る。
・成功するか、または失敗/偽を戻すため、データ転送が試行されなくてもよい。
・低オーバーヘッド(浪費された時間、処理、帯域幅)を必要とし得る。
・DMA(高速)SPIクロック速度で動作するCC2510をサポートし得る。
音響ポートは、剛性シリンダが軸方向に往復運動するにつれて、ポートの中の流体の全てが本質的に移動することを仮定して、モデル化され得る。チャネルの中の流体の全てが同じ速度で移動すると仮定され、チャネルが一定の断面であると仮定され、チャネルに進入し、退出する流体に起因する「末端効果」が無視される。
上記で定義される容量およびポート動態を使用して、容量センサアセンブリ148は、以下の連立式
スピーカ音量と可変容量との間の関係は、システム間伝達関数と呼ばれ得る。この伝達関数は、上記の式から導出され得、
音響ポートの両側の2つの容量の間の関係は、ポート間伝達関数と呼ばれ得る。この関係は、
圧力は、スピーカの両側からも測定され得る。これは、スピーカ間伝達関数と呼ばれ、
共振の特性は、共振周波数によって増加させられる電力損失に対する貯蔵されるエネルギーの比である。純2次系について、Qファクターは、減衰比の関数
(ポート間位相を使用する容量推定)
可変容量(すなわち、容量センサチャンバ620内の)もまた、ポート間位相を使用して推定され得る。共振ポートにわたる圧力比の伝達関数は、
システムの共振周波数は、掃引正弦波システム同定を使用して推定され得る。この方法では、正弦波圧力変動へのシステムの応答が、多数の異なる周波数において求められ得る。次いで、この周波数応答データは、線形回帰を使用してシステム伝達関数を推定するために、使用され得る。
(伝達関数)
(周波数応答データの収集および複素応答の計算)
容量センサアセンブリ148を実装するために、容量センサアセンブリ148は、スピーカアセンブリ622によって設定される音波に対する参照マイクロホン626と不変容量マイクロホン630との相対応答を決定するべきである。これは、既知の周波数における正弦波出力でスピーカアセンブリ622を駆動することによって達成され得る。次いで、マイクロホン626、630の複素応答が、その駆動周波数において見出され得る。最終的に、マイクロホン626、630の相対応答が見出され、例えば、アナログ/デジタル変換器(すなわち、ADC)によって、交互サンプリングのために補正され得る。
マイクロホンからの信号は、1つの波長につき固定数の点Nが取られるように、スピーカアセンブリ622への出力と同期してサンプリングされ得る。波長の各点における測定された信号は、整数の数の波長Mにわたって合計され、その周波数に対する全てのデータが収集された後に処理するために、ISRによって配列xに記憶され得る。
信号の擬分散は、以下の関係式
マイクロホン626、630の相対応答(G)は、
マイクロホン626、630からの信号は、同時にサンプリングされなくてもよい。A/D ISRが、マイクロホン626、630のそれぞれに対する1つの波長につき合計N個のサンプル得て、マイクロホン626、630を交代させる。結果は、π/Nという2つのマイクロホン626、630の間の位相オフセットであり得る。この位相オフセットを補正するために、複素回転が、
(2次および高次モデル)
容量センサチャンバ620のシール(例えば、シールアセンブリ1404)を通る漏出は、外部容量(例えば、外部容量1506、図100)に接続されている第2の共振ポート(例えば、ポート1504、図100)としてモデル化され得る。
上記で導出された容量センサアセンブリ148の式は、圧力が音響容量中のいずれの場所においても同じであると仮定する。容量を通る音波の伝搬と関連する時間遅延があるので、これは近似式にすぎない。この状況は、マイクロホンとスピーカとの相対位置に基づく時間遅延または時間前進のように見える場合がある。
容量センサアセンブリ148はまた、別個の共振ポート(例えば、ポート1510、図103)と接続されている第3の参照容量(例えば、参照容量1508、図103)を使用して構成され得る。この構成は、温度非依存性容量推定を可能にし得る。
流動抵抗を通って出る流動が、以下の形式
モデル適合は、ポートの共振周波数が正弦波掃引データから抽出されることを可能にする。次のステップは、この値を送達容量に関連付けることである。共振周波数と送達容量との間の理想的な関係は、
(末端効果)
ポート(例えば、ポートアセンブリ624)の中で共振する空気は、各振動の端部において、音響容量の中まで延在し得る。空気が延在する距離は、基本容量センサアセンブリ式に基づいて推定され得る。所与の音響容量について、空気が容量の中へ延在する距離は、圧力およびポート断面積の関数として、
V1(例えば、固定容量1500)のサイズ決定は、伝達関数における極と零点との相対位置と音響容量とのトレードオフを必要とし得る。V1およびV2(例えば、可変容量1502)の両方の伝達関数は、スピーカアセンブリ622の容量変位に対して、以下
比較的高い周波数は、関心の周波数まで下方にエイリアシングし得、エイリアシングされる周波数は、
(温度に対する感受性)
温度に対する感受性は、利得変化および雑音変化に分けられ得る。温度がdTの因数だけ外れた場合、結果として生じる利得誤差は、以下の式
・スピーカアセンブリ622が、固定容量1500内で時間変動圧力を生成し得る。
・共振塊(図示せず)が、時間変動電圧/電流に反応する圧電材料であり得る。
・共振塊(図示せず)が、時間変動電圧/電流に反応する音声コイルであり得る。
を含み得るが、それらに限定されない。
・固定容量中の圧力を測定する。
・共振塊(図示せず)が、圧電材料であり得る。
・ひずみゲージが、ダイヤフラム(図示せず)、または共振塊(図示せず)を支持する他の構造部材に接続され得る。
を含み得るが、それらに限定されない。
・圧電センサを介する。
・容量センサを介する。
・光学センサを介する。
・ホール効果センサを介する。
・電位差計(時間変動インピーダンス)センサを介する。
・誘導型センサを介する。
・線形可変差動変圧器(LVDT)を介する。
を含み得るが、それらに限定されない。
#include “ManagedFunc.h”
// The SendGoodFunc is a “heartbeat” status messageclass SendGoodFunc : public ManagedFunc
{
public:
// Initialize the managed func to run
2 seconds after start up
// and repeat every second.
SendGoodFunc() :
ManagedFunc(IPC_SEND_GOOD, SCHEDULED_SEC, 1, true, 10) {};
〜SendGoodFunc() {};
protected:
void execute(void);
};
void SendGoodFunc::execute(void)
{
// << code to send the heartbeat >>
}
SendGoodFunc g_sendGoodFunc;
// to manipulate the heartbeat timing simply call:
// g_sendGoodFunc.setFuncStart(…) or
g_sendGoodFunc.setRepeat( … )
マネージド関数の実際の実行は、SleepManagerクラスによって制御され、実施され得る。SleepManagerは、マネージド関数の実際の優先順位リストを含有し得る。この関数の優先順位リストは、マネージド関数作成過程によって自動的にデータ投入されてもよく、各関数が適正に作成され、一意のIDを有することを確実にし得る。
Instruments CC2510無線送受信機)が、無線通信に使用され得る。
・ペアリングモード
・接続モード
・取得モード(所望のペアリングされた注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500の無線シリアル番号を含む)
・同期モード−高速ハートビート
・同期モード−低速ハートビート
・RFオフモード
注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500の無線は、メッセージングシステムを介して、以下のモード要求をサポートし得る。
・ペアリングモード
・取得モード
・RFオフモード
無線は、ローカル無線シリアル番号を得るために、システムメッセージを使用し得る。遠隔制御アセンブリ300上で、無線は、遠隔制御アセンブリ300のUIプロセッサからシリアル番号を得てもよい。無線は、ペアリング無線シリアル番号を記憶するために、システムメッセージを使用し得る。
・高速オンライン:接続成功
・高速オンライン:取得モードから高速ハートビートモードへの変更
・低速オンライン:高速ハートビートから低速ハートビートへの変更要求の成功
・オフライン:ハートビート交換の不足による、検索同期モードへの自動変更
・高速オンライン:低速ハートビートから高速ハートビートへの変更要求の成功
・オフライン:帯域幅が同期モードで10%以下に下がる
・オンライン:帯域幅が検索同期モードで10%以上に上がる
・オフライン:RFオフモードへの変更要求の成功
無線構成メッセージは、無線再試行の数を構成するために使用され得る。このメッセージは、メッセージングシステム上で送信され得る。遠隔制御アセンブリ300のUIプロセッサは、遠隔制御アセンブリ300の無線および注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500の無線の両方に、このコマンドを送信して、これらの無線設定を構成する。
・基礎無線仕様
・MSK
・250kbps以上の無線通信速度
・最大84個のチャネル
・1000kHzのチャネル間隔
・812kHzのフィルタ帯域幅
・マンチェスター符号化方式がない
・データ消去
・4バイト序言
・4バイト同期(言葉)
・パケットに付加されたCRC
・パケットに付加されたLQI(リンク品質インジケータ)
・有効化された自動CRCフィルタリング
順方向誤差訂正(FEC)が、利用されても、またはされなくてもよい。順方向誤差訂正(FEC)が、有効信号ダイナミックレンジを約3dBだけ増加させるために使用され得るが、FECは、固定パケットサイズを必要とし、同じ固定サイズのメッセージに対する無線ビットの数を倍にする。
・ペアリングモード
・RFオフモード
・接続モード
・取得モード
・高速ハートビートモード
・低速ハートビートモード
・検索同期モード
・同期化取得モード
これらは、図120B−120Cにおいて図式的に描写されている。
・RFペアリング要求(遠隔制御アセンブリ300から任意の注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500に送信される)
・RFペアリング承認(注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500から遠隔制御アセンブリ300へ)
・RFペアリング確認要求(遠隔制御アセンブリ300から注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500へ)
・RFペアリング確認承認(注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500から遠隔制御アセンブリ300へ)
加えて、遠隔制御アセンブリ300は、RFペアリング中断メッセージ(遠隔制御アセンブリ300から注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500へ)を介して、いつでもペアリング過程を中止し得る。ペアリングモードは、メッセージングシステムデータ転送をサポートしなくてもよい。
・無線オフモードであって、取得モードが要求され得るとき
・ハートビートの不足により検索同期モードがタイムアウトするとき
取得モードになると、注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500の無線は、最後に記憶されたペアリング遠隔制御アセンブリ300のシリアル番号を得てもよい。注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500の無線は、(「ペアリング要求」モードである間を除いて)それが「ペアリング」されている遠隔制御アセンブリと通信するのみであり得る。注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500の無線は、遠隔制御アセンブリ300との同期化の取得が成功すると、取得モードから高速ハートビートモードに遷移し得る。注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500の取得モードは、6.1秒以内に同期化を取得することが可能であってもよく、これは、取得モードであるときに、注入ポンプアセンブリ100、100’、400、500が、常に少なくとも約6秒毎に聴取していてもよいことを暗示し得る。
・高速ハートビートモード
・低速ハートビートモード
これらは、メッセージングシステムトラフィックが交換され得る、唯一の状態である。全ての他の状態は、オフラインと見なされ得る。
・見逃しホップの数
・良好CCA計数
・不良CCA計数
・平均RSSI(良好RXパケットのみについて累積される)
・周波数ホップリスト計数からの撤回
・取得モード計数(このチャネル上で見出された1対)
デバッグオプションは、技術のみの統計を収集するために使用され得る。プロセッサ性能、電力、およびメモリが許容すれば、この情報をランタイムで保つことが望ましくてもよい。無線統計は、メッセージングシステムに利用可能となってもよい。
例示的実施形態において、図132および図128を参照すると、SRRアンテナ2508の1つの用途は、ユーザ/患者2524に流体薬剤を送達することが可能な装着型注入装置2514への統合であり得る。そのような用途において、ユーザ/患者の安全性は、これらの電気構成要素間の流体動作に依存し、したがって、制御ユニット2522を往復する確実な無線伝送が大いに重要である。
本明細書では注入ポンプシステムとして説明されているが、送出の光学センサ制御が種々の医療デバイスで使用され得る。この説明の目的で、「ポンプ」という用語は、貯留部からユーザへ流体を移動させるために使用される弁およびアクチュエータを広範に指す。
Tn 現在のnitinol温度
Ti 最初のnitinol温度
Ta 周囲温度
I 電流
V 印加された電圧
R 電気抵抗
h 熱伝達係数[W/K]
C 熱容量[J/kg/K]
η 負荷サイクル
(SMAモデル化)
SMAワイヤの熱的モデルおよびポンププランジャ2902の線形モデルが以下で説明される。以下で論議されるように、ポンププランジャ2902の位置が測定される。いくつかの実施形態では、ポンププランジャ2902の変位が測定され、すなわち、開始点から終点まで移動した距離が測定され得る。
抵抗Rを有するワイヤを通過する定電流に対する基本的な熱伝導方程式は、以下の通りであり得る。これは、SMAの状態変化の熱的効果のうちのいずれかを無視し得る。
(光学センサによって測定されるような)ポンププランジャ2902の線形変位と送達容量との間の関係の例が、図152に示されている。いくつかの実施形態では、ポンププランジャ2902は、ポンププランジャ2902がポンプチャンバ2906を覆う膜と接触していなくてもよいデッドゾーンを示し得る。いったんポンププランジャ2902がポンプチャンバ2916膜に到達すると、ポンププランジャ2902がポンプチャンバ2906の底に接触するまで、ポンププランジャ2902の変位と容量との間の比較的線形の関係があり得る。
(フィードバックコントローラ)
ここで図154Bおよび154Cを参照すると、これらの図に示されるような典型的な作動中に、時間および時間の関数として光学センサによって測定されるような実際の位置の関数としての標的位置が、図154Bに示されている。図154Cは、制御された変数を示し、負荷サイクル2902は、位置軌跡を辿ることにおける誤差に応じて変化し得る負荷サイクルである。「ADC計数」という用語は、MSP430コマンドプロセッサ上のアナログ/デジタル変換器(「ADC」)によって読み取られるような計数を指す。ADC計数は、少なくとも1つの光学センサの電圧に比例する。したがって、少なくとも1つの光学センサの出力は、ADC(アナログ/デジタル変換器)によって読み取られる電圧となる。
いくつかの実施形態では、バッテリ電圧感知は、MSP430上のADC入力に対する抵抗器・分割器を介して行われる。電圧をサンプリングするために必要とされる最小時間は、式165
いくつかの実施形態では、外側「容量」ループ(容量コントローラに関して以下でより詳細に説明される)は、標的最終ポンププランジャ2902位置を内側ポンププランジャ2902位置制御ループに提供する。いったん流体が測定弁2940を通り越して移動させられると、ポンプチャンバ2916に戻されなくてもよいので、内側ポンププランジャ2902位置コントローラは、いくつかの実施形態では、最小の超過量を伴ってポンププランジャ2902をこの標的位置に運ぶ。したがって、いくつかの実施形態では、超過量を最小化および/または防止することが好ましくてもよく、これは、医用流体の「過剰送達」を防止するために有益であり得るので、ユーザにとっての安全性を含むが、それに限定されない多くの理由で、望ましくあり得る。いくつかの実施形態では、これは、ポンププランジャ2902位置コントローラが、位置軌跡、すなわち、SMAアクチュエータによって辿られ得る、時間の関数としての一連のポンププランジャ2902標的位置を生成する場合に達成され得る。これは、場合によっては超過量の発生率を増加させる場合がある、標的位置の段階的変化を含む他の実施形態と比較され得る。
ポンプコントローラは、種々の実施形態において、さらなる安全性をポンプシステム2900の動作に提供するように設計されているいくつかの安全性チェックを含む。これらは、バッテリ電圧が低過ぎる場合にSMAアクチュエータが電気システムの「電圧を下げる」ことを防止すること、およびSMA駆動回路の電気的故障を防ぐことを含むが、それらに限定されない。したがって、ポンプコントローラは、SMAワイヤおよび駆動回路、または電気エネルギー源が、ポンプシステム2900の機能を可能にするよう機能することを監視し、確実にする。
例示的実施形態では、コマンドプロセッサ2924は、全作動中に少なくとも2つの光学センサのそれぞれの完全性をチェックする。しかしながら、上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、ポンプシステム2900は、少なくとも1つの光学センサを含んでもよく、光学センサは、測定弁プランジャ2908ではなくポンププランジャ2902の位置を決定するために使用される。いくつかの実施形態では、ポンププランジャ2902は、ポンププランジャ2902の位置を決定する少なくとも2つの光学センサを含み得る。さらに、上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、ポンプシステム2900は、付加的な弁の位置および/または膜の位置を決定するように付加的な光学センサを含み得る。したがって、論議の目的で、「光学センサ」という用語は、単一の光学センサに限定されるように意図されておらず、むしろ、いくつかの実施形態ではポンプシステム2900に含まれ得る少なくとも1つの光学センサに該当する。1つより多くの光学センサがポンプシステム2900に含まれる場合、いくつかの実施形態では、以下の論議が各光学センサに該当し得る。
図159Aおよび159Bも参照すると、いくつかの実施形態では、SMAワイヤ(少なくとも1本のSMAワイヤを含んでもよく、いくつかの実施形態では、1本より多くのSMAワイヤであり得る)の「寿命」を最大化するために、ポンププランジャ/測定弁プランジャ(および/またはSMAによって作動させられている任意の弁/プランジャ)がその移動の終了時に「底につく」回数を最大化することが望ましくてもよい。プランジャがその移動の終了に達すると、これ以上移動することができないため、標的位置の後ろに来る。追跡誤差(標的位置と実際の実際の位置との間の差)が固定閾値を超える場合、プランジャは、「底についている」と仮定され、SMAワイヤへの電力がオフにされる。誤検出を防止するために、許容差が考慮される。
送達コントローラは、治療層によって命令される度に流体(上記で論議されたようないくつかの実施形態では、医用流体、例えば、インスリンを含むが、それに限定されない任意の流体であり得る)の離散用量を送達する。送達コントローラは、いくつかの実施形態では、治療、例えば、基礎プログラム、ボーラス、または送達のタイミングの追跡も制御も行わず、むしろ、治療は、治療層によって制御される。送達コントローラは、いくつかの実施形態では、命令されたときに流体の用量を送達するか、および(容量測定センサ2946を使用して)送達される実際の流体を測定するか、また、あらゆる容量送達誤差を最小化するようにポンププランジャ2902のコマンドを調整する主な責務を有する。したがって、ポンププランジャ2902の標的位置が満たされる場合、送達コントローラは、送達される流体の容量が予想通りであるかどうかを決定し、もしそうでなければ、ポンププランジャ2902のコマンドを調整する。
ここで図160も参照すると、いくつかの実施形態では、送達コントローラの主要機能は、送達流体容量の閉ループ制御を提供することであり得る。送達コントローラは、いくつかの実施形態では、測定された容量変化(これは、AVS/容量測定センサチャンバが満杯であるAVS/容量測定センサ測定値と、チャンバが空であるAVS測定値との間の差である)を得て、それを標的容量と比較し、それに従ってポンププランジャ2902の標的変位を設定することによってこの機能を達成する。図161も参照すると、概略図は、外側容量ループおよび上記で説明された内側電圧ループを示す。
ここで図162を参照すると、いくつかの実施形態では、容量コントローラは、積算器飽和およびアンチウインドアップとともに、示されるような構造を含み得る。離散伝達関数が、積算器が動作中である領域について以下に示される。容量測定とフィードバックループにおけるその使用との間の1フレーム遅延に対処するための単位時間遅延が、以下の
図163も参照すると、いくつかの実施形態では、コントローラの軌跡の追跡を向上させるために、例えば、パルスポンプ不感帯を補うために、非線形フィードフォワードの項が追加され得る。いくつかの実施形態では、このフィードフォワードの項は、送達コントローラに関して上記で説明された理想ポンププランジャ2902モデルを反転させることによって、所与の標的容量に対するポンププランジャ2902の変位の「最良推測」を提供する。ポンプシステム2900の特性は、異なる再利用可能筐体アセンブリ、使い捨て筐体アセンブリ、および貯留部充填容量、すなわち、貯留部の中の流体の容量について異なる。したがって、このフィードフォワードの項は、概して、フィードバックコントローラによって補正される必要があり得る、何らかの誤差を生じる場合がある。
図164に示されるフィードフォワードコントローラにおいて使用される利得およびオフセットは、測定されたポンプ特性に基づいて起動中に初期化される。
フィードフォワードコントローラの利得およびオフセットパラメータは、ポンプが動作している際に調整される。したがって、モデルの傾斜およびオフセットは、フィードフォワードモデルの精度を向上させるために、AVS測定/容量測定のセンサ測定値に基づいて連続的に更新される。「学習」アルゴリズムは、線形指数的忘却最小2乗巡回フィルタに基づいてもよい。時定数は、フィードバックコントローラ(図162)と比較してゆっくりと適応するように設定され、2つは、有意な相互作用を持たない。フィードフォワードの項が全く変更されなかった場合、フィードバックコントローラの安定性に影響を及ぼさない。
ポンプシステム2900によって送達される容量の閉ループ制御を提供することに加えて、送達コントローラはまた、いくつかの実施形態では、流体送達と関連付けられる故障状態を検出し得る。種々の故障検出方法が以下で説明され、そのうちの1つ以上が、送達コントローラの種々の実施形態に含まれ得る。
いくつかの実施形態では、送達コントローラは、容量測定チャンバ2920に流入する、およびそこから流出する、両方の流体の容量を監視し、いくつかの実施形態では、管類セット2922が閉塞される場合があるかどうかを決定し得る。いくつかの実施形態では、完全閉塞方法および部分閉塞方法と称され得る、閉塞を検出するために使用される2つの並行方法がある。完全閉塞検出方法は、流体の単回送達中に容量測定チャンバ2920への流入およびそこからの流出を監視する。部分閉塞検出方法は、容量測定チャンバ2920の中の流体の段階的蓄積を監視する。
管類セット2922およびカニューレ、ならびに容量測定チャンバ2920から下流にある使い捨て筐体アセンブリの中の流体経路とも呼ばれ得る流体出口経路の完全閉塞の場合、容量測定チャンバ2920の中の残留容量は、送出される容量、すなわち、容量測定チャンバ2920の中へ送出される流体の容量とほぼ同じ大きさであり得る。したがって、これらの状況では、流体が容量測定チャンバ2920の中へ送出されているが、容量測定チャンバ2920から流体がほとんど、または全く出て行かなくてもよい。これらの状況で、いくつかの実施形態では、閾値残留容量は、完全閉塞の指標として使用され得る。いくつかの実施形態では、完全閉塞検出閾値は、累積送出容量、すなわち、送出された流体の総容量に基づいて設定され得る。
積算器は、
空貯留部検出アルゴリズムは、いくつかの実施形態では、貯留部2918から容量測定チャンバ2920に流体を送達するポンププランジャ2902の能力を評価し得る。ポンプシステム2902は、いくつかの実施形態では、送出誤差および総軌跡誤差を含み得るが、それらに限定されない2つのパラメータをこの評価に使用し得る。送出誤差は、標的と実際の送出容量との間の差であり得る。内部「空貯留部指標」は、ポンプが送達不足である場合に設定され得る。いくつかの実施形態では、ポンププランジャ2902がその最大作動である間に、送達不足が2つの連続した送達において発生した場合、最大標的容量が減少させられてもよく、送出がより少なく頻繁な送達を続けることを可能にする。最大標的容量がこの方法によって最小閾値以下に低減された場合、空貯留部アラームが掲示され得る。代替として、いくつかの実施形態では、測定された送達容量と要求された総標的容量との間の差が閾値を超える場合、空の貯留部がポンプシステム2902によって仮定されてもよく、アラームが掲示され得る。いくつかの実施形態では、空貯留部アラームはまた、上流閉塞、漏出、またはおそらく故障したポンププランジャ形状記憶アクチュエータ2910によって掲示され得る。
いくつかの実施形態では、貯留部2918が空になると、ポンプチャンバ2916の膜復元力が貯留部2918から引き出し得る最大容量が、減少し得る。その結果として、ポンププランジャ2902が測定チャンバ2920に、次いで、管類セット2922に送達し得る最大容量も減少し得る。使い捨て筐体アセンブリが廃棄され得るときに、貯留部2918の中に残された容量を最小化するために、送達コントローラは、これが生じると、最大標的容量を動的に減少させてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、これは、より高い頻度でより少ない送達を送達することによって、ポンプシステム2900が流体/治療を投与し続けることを可能にし得る。
いくつかの実施形態では、ポンプシステム2900は、最大許容標的容量が、上記で説明されたように動的低減を介して最小値以下に低減されたとき、またはいくつかの実施形態では、ポンプシステム2900が所与の量/閾値よりも送達不足であるときは常に、空貯留部に関する警報を鳴らし得る。送達不足空貯留部検出アルゴリズムの基準は、総標的容量Vtargetと測定容量vmeasuredとの間の差であり得る。この差は、総軌跡誤差Verrorとして
ポンプシステム2900のいくつかの実施形態では、送達コントローラは、容量測定チャンバ2920の中の音響漏出および共振気泡を検出するためのアルゴリズムを含み得る。検出アルゴリズムは、いくつかの実施形態では、個々の送達に対する全ての正弦波掃引の間、二次共振に対する容量測定センサ減衰比は実質的に一定のままであり得るという前提に基づいてもよい。
いくつかの実施形態では、送達コントローラは、限定するものではないが、例えば、測定弁2940を通り越した上流、または測定弁2940を通り越した下流にある容量測定チャンバ2920から外に漏出する漏出流体をチェックし得る。例えば、残留容量が容量測定チャンバ2920から外に漏出する場合、送達中および送達間の両方において漏出が問題を生成する場合があるので、多くの理由に対し漏出をチェックし検出することが有益であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、送達中の漏出をチェックする送達間漏出試験、および送達間の残留容量の漏出をチェックする送達内漏出試験を含むが、それらに限定されない2つの異なる漏出試験がポンプシステム2900によって行われてもよい。
同様のアルゴリズムが、送達間および送達内の漏出の両方を検出するために使用され得る。検出アルゴリズムの基礎は、連続した容量推定値の間の差として定義される漏出容量
上記で説明されたようないくつかの実施形態では、ポンプシステム2900は、測定が容量測定センサによって完了されない限り、および完了するまで、測定チャンバ2920の中に流体を維持する測定弁2940を含む。したがって、いくつかの実施形態では、漏出が測定弁2940に存在するかどうか、すなわち、容量測定の完了前に流体が容量測定チャンバ2920から漏出している場合を決定し、したがって、おそらく不正確な容量測定が発生するとすぐに、それらを検出することが有益であり得る。測定弁2940故障検出の測定基準は、いくつかの実施形態では、作動の期待結果を観察された結果と比較する。完全な測定弁2940故障の場合、例えば、流体が測定チャンバ2920の中へ送出されるのとほぼ同程度に速く、または同程度に速く退出するので、送達される容量は、ゼロに近いと考えられ得る。アクチュエータ応答に対するフィードフォワードモデル推定を使用して、いくつかの実施形態では、測定弁2940故障は、傾斜mおよびオフセットbがアクチュエータモデルである以下の方法
Claims (14)
- 装着型注入ポンプアセンブリであって、
前記装着型注入ポンプアセンブリは、注入ポンプアセンブリ用の使い捨て筐体アセンブリと、再利用可能筐体アセンブリとを備え、
前記使い捨て筐体アセンブリは、流体経路に流体的に接続されている貯留部部分を備え、
前記貯留部部分は、気泡トラップを備えており、前記気泡トラップは、空気が前記貯留部部分から前記流体経路へ移動することを防止し、前記気泡トラップは、
出口部分と非出口部分とをさらに備え、前記非出口部分は、底部分まで先細になる先細部分を備え、前記非出口部分の前記先細部分は、前記出口部分で終了し、
前記出口部分は、貯留部出口と流体連通している上向き傾斜部分と連通している前記底部分を備え、
前記底部分は、流体が前記底部分に集まるように構成され、前記先細部分は、気泡が前記先細部分に集まるように構成されており、
前記再利用可能筐体アセンブリは、
前記貯留部部分によって受容される注入可能な流体をユーザに送達するように構成されている外部注入セットと、
前記貯留部部分から前記外部注入セットに前記注入可能な流体を送達するように構成されている流体送達システムと
を備え、
前記流体送達システムは、
容量センサアセンブリと、
前記貯留部部分から注入可能な流体のある分量を抽出し、前記注入可能な流体の前記分量を前記容量センサアセンブリに提供するためのポンプアセンブリであって、前記容量センサアセンブリは、前記流体の前記分量の少なくとも一部分の容量を決定するように構成されている、ポンプアセンブリと、
前記貯留部部分から前記ポンプアセンブリを選択的に隔離するように構成されている第1の弁アセンブリと、
前記外部注入セットから前記容量センサアセンブリを選択的に隔離するように構成されている第2の弁アセンブリと
を含む、装着型注入ポンプアセンブリ。 - 少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに連結されているコンピュータ可読媒体と
をさらに備え、
前記コンピュータ可読媒体は、複数の命令を記憶しており、前記複数の命令は、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、
前記第1の弁アセンブリを起動し、前記貯留部部分から前記ポンプアセンブリを隔離することと、
前記ポンプアセンブリを起動し、前記注入可能な流体の前記分量を前記容量センサアセンブリに提供することと
を含む動作を前記少なくとも1つのプロセッサに行わせる、請求項1に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。 - 前記流体送達システムは、前記第1の弁アセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記第1の弁アセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、請求項2に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、請求項3に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記流体送達システムは、前記ポンプアセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記ポンプアセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、請求項2に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記流体送達システムは、前記ポンプアセンブリを前記アクチュエータに機械的に連結するためのベルクランクアセンブリを含む、請求項5に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、請求項5に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記コンピュータ可読媒体は、
前記容量センサアセンブリを起動し、前記ポンプアセンブリから前記容量センサアセンブリに提供される前記流体の前記分量の少なくとも一部分の容量を決定するための命令と、
前記第2の弁アセンブリを起動し、前記容量センサアセンブリを前記外部注入セットに流体的に連結するための命令と
をさらに含む、請求項2に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。 - 前記流体送達システムは、前記第2の弁アセンブリに関連付けられているアクチュエータを含み、前記第2の弁アセンブリを起動することは、前記アクチュエータに通電することを含む、請求項8に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記アクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、請求項9に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記流体送達システムは、起動状態で前記第2の弁アセンブリを維持するように構成されているブラケットアセンブリをさらに含む、請求項9に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記コンピュータ可読媒体は、前記ブラケットアセンブリを起動し、前記起動状態から前記第2の弁アセンブリを解放するための命令をさらに含む、請求項11に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記ブラケットアセンブリを起動することは、前記ブラケットアセンブリに関連付けられているブラケットアクチュエータに通電することを含む、請求項12に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
- 前記ブラケットアクチュエータは、形状記憶アクチュエータを含む、請求項13に記載の装着型注入ポンプアセンブリ。
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