JP7329677B2 - 一体化されたピンチクリップ閉鎖装置を有する注入ポンプカセット - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は２０１９年７月２５日出願の米国特許出願第１６／５２２，３２５号の優先権を主張し、その開示全体を参照によって本明細書に援用する。

[0002]本発明は、注入ポンプおよびそこに取外し可能に装填可能なカセットに関する。

[0003]プログラム可能注入ポンプが、経腸栄養向けの流動食および疼痛管理などの種々の目的のための液体薬剤の制御された送達を行うために使用されている。一般的な装置では、注入ポンプが、可撓性の管を備える使い捨ての投与セットを受け、その可撓性の管を通して注入液体が圧送される。投与セットはカセットを備えることができ、弾力的に変形可能な管セグメントがカセットを通って延在し、管セグメントは、注入液体の供給源から来る管に連結された上流流入端部と、患者へと通じる管に連結された下流流出端部とを有する。弾力的に変形可能な管セグメントは、注入ポンプの圧送機構によって係合されるように設計される。カセットは所定の位置で取外し可能にポンプに装填可能であり、この所定の位置では、管セグメントが圧送機構の近くに配置されて、圧送機構が管に液体流を流すように管セグメントに作用することを可能にする。

[0004]患者を保護するための安全機能として、投与セットの一部として自由流動防止装置を設けて、カセットがポンプに適切に装填されていない場合に管を通る注入液体の流れを自動で止めることが知られている。従来技術の自由流動防止装置は、ばね付勢されたピンチクランプ、摺動クランプ、およびインライン閉鎖装置を含めて種々の形態を有する。カセットがポンプに適切に装填されているとき、自由流動防止装置は作動不能にされ、通常は必要とされるまで未使用状態である。

[0005]ばね付勢されたピンチクランプは確実に自由流動を防止し、インライン閉鎖装置および摺動クランプに勝る利点を有する。管セグメントの内腔の内部に止め弁を有するインライン閉鎖装置とは異なり、ばね付勢されたピンチクランプは、よりどろどろした栄養液体の流れに干渉しない。開位置から閉位置へと摺動クランプを動かすために外力を加えることを必要とする摺動クランプとは異なり、ばね付勢されたピンチクランプは、ピンチクランプを開くのに必要とされる外力なしに、自動で閉位置をとるように付勢される。これらの利点にもかかわらず、ばね付勢されたピンチクランプは、製造および組立てが機械的に複雑であるという欠点を有する。ばね付勢されたピンチクランプは、本体、本体に対して動くことができる別個のプランジャ、および本体に対してプランジャを付勢するためのばね要素という３つの部品を有する場合がある。これらの部品は別々に製造され、次いで組み立てられなければならず、それにより、カセットにコストが上乗せされる。

[0006]本開示では、注入ポンプと共に使用するためのカセットが提供される。カセットは、一般に、一体構造のカセット本体と、カセット本体に装着されて液体の流れを輸送する、弾力的に変形可能な管のセグメントとを備えることができる。一体構造のカセット本体は、固定ピンチ要素と、可動ピンチ要素を有する曲がることができるピンチアームとを含むことができる。ピンチアームは、通常閉位置にあることができ、閉位置では、可動ピンチ要素は、液体の流れを止めるように、固定ピンチ要素と協働して管セグメントを変形させる。ピンチアームは、閉位置から離れて開位置へと弾力的に曲がることができる場合があり、開位置では、可動ピンチ要素は、固定ピンチ要素に対し、液体の流れが可能になるように位置決めされ、ピンチアームが閉位置から離れるように曲がると、ピンチアームは閉位置に向かってばね付勢される。このように、一体構造のカセット本体は、一体に形成された自由流動防止装置を有する。

[0007]本開示の一態様では、カセット本体はプラテン表面を含むことができ、ピンチアームが閉位置から開位置へと曲がると、プラテン表面および管セグメントに対して横方向に可動ピンチ要素が変位し得る。一実施形態では、プラテン表面は凸形、たとえば台形であってよい。

[0008]本開示の別の態様では、カセット本体は壁部を含むことができ、壁部はそこを通る開口を有し、ピンチアームは、管セグメントから離れるように延在するように壁部から外向きに片持ち式にされた第１の部分と、開口を通って内向きに延在するように構成された第２の部分とを有することができ、可動ピンチ要素はピンチアームの第２の部分に位置付けられ得る。ピンチアームの第１の部分を壁部に向かって押すことにより、ピンチアームは、閉位置から離れるように曲がることができ得る。

[0009]本開示の別の態様では、カセットはカセット本体によって受けられたばねをさらに備えることができ、ピンチアームが閉位置から離れるように曲げられたとき、ばねは、ピンチアームを閉位置に向かって追加的にばね付勢する。一実施形態では、ばねは板ばねであってよい。板ばねは近位端部および遠位端部を含むことができ、カセット本体は壁部に隣接する第１のスロットと、ピンチアームに隣接する第２のスロットとを含むことができ、第１のスロットおよび第２のスロットは、板ばねの近位端部および遠位端部をそれぞれ受ける。

[0010]本開示は、上に概要を示したカセットと組み合わせたポンプを備える流体送達システムも提供する。ポンプは、カセットインターフェースと、装填位置と圧送位置との間でカセットインターフェースに対して動くことができるポンプ扉とを備えることができる。カセットがポンプのカセットインターフェースによって受けられたとき、ポンプ扉が装填位置から圧送位置へと動くと、ポンプ扉はピンチアームを閉位置から開位置へと曲げることができ、続いてポンプ扉が圧送位置から装填位置へと動くと、ピンチアームは開位置から閉位置へと自動で戻ることができる。

[0011]次に、添付図面と共に解釈される以下の詳細な説明において、本発明の特質および動作モードをより詳しく説明する。

[0012]本開示の一実施形態に従って形成された注入ポンプおよび投与セットの一部を示す分解斜視図である。 [0013]ポンプの内部の構成要素を見せるためにポンプのハウジングが取り外された状態の、図１に示した注入ポンプの図である。 [0014]図３Ａは図１に示した投与セットのカセットの平面図であり、カセットのピンチアームがその閉位置で示されている。[0015]図３Ｂは図３Ａに示したカセットの底面図である。 [0016]図４Ａはカセットの別の平面図であり、カセットのピンチアームはその開位置で示されている。[0017]図４Ｂは図４Ａに示したカセットの底面図である。 [0018]概ね図４Ａの線Ｖ－Ｖに沿って取られた、カセットの断面図である。 [0019]ポンプの扉を閉じる前に注入ポンプに装填されたカセットを示す斜視図である。 [0020]カセットおよびポンプの部分断面斜視図であり、ポンプ扉はカセットを覆って部分的に閉じられている。 [0021]カセットおよびポンプの部分断面斜視図であり、ポンプ扉はカセットを覆って完全に閉じられている。

[0022]図１には、注入ポンプ１０と、注入ポンプ１０によって取外し可能に受けられるように設計された使い捨ての投与セット３０の一部とが示してある。図２において最もよく理解されるように、注入ポンプ１０は電気モータ１４を有する圧送機構１２を含み、この電気モータ１４は駆動歯車１４に連結させられており、この駆動歯車１４は、カムシャフト１８に固定された被動歯車１６に噛み合わされている。複数の偏心カム２０が、カムシャフトと共に回転するようにカムシャフト１８に装着されており、それぞれのカム２０は各圧送指部２２に係合するように構成されている。理解され得るように、モータ１４は、カムシャフト１８の軸を中心にカムシャフト１８およびカム２０を回転させるように動作可能であり、それにより、圧送指部２２のそれぞれは、カムシャフト１８から離れるように、またカムシャフト１８に向かうように往復運動式で半径方向に運動する。偏心カム２０は、圧送指部２２が運動すると圧送機構１２の長手方向に沿って、すなわちカムシャフト１８の軸に平行な方向において周期的な蠕動圧送動作が行われるように構成され得る。注入ポンプの分野の当業者には、圧送機構１２は上に図示および説明したものとは異なる構成を有してもよいことが認識されよう。たとえば、圧送機構１２はモータ駆動式回転部を有する回転圧送機構として具体化されてもよく、モータ駆動式回転部は、回転子の回転軸を中心に角度的に間隔を空けて配置された圧送要素を搭載して、蠕動圧送動作を提供する。別の一例として、圧送機構１２は、単一のモータ駆動式回転カムを有して、回転カムの回転軸に対して概して半径方向に複数の圧送指部の往復運動を生じさせる、曲線形圧送機構として構成されてもよい。

[0023]図１に示されているように、投与セット３０は、注入液体を輸送するための管３２と、注入ポンプ１０に装填可能なカセット３４とを備える。管３２は、図３および図４に見ることができる弾力的に変形可能な管セグメント３２Ａを含むことができ、弾力的に変形可能な管セグメント３２Ａは、カセット３４の一部として設けることができ、カセット３４がポンプに装填されたときに注入ポンプ１０の圧送機構１２によって動作可能に係合されるものである。管３２は、注入液体の供給源（図示せず）から来て管セグメント３２Ａの流入端部に連結される上流管３２Ｂと、管セグメント３２Ａの流出端部に連結され、患者（図示せず）へと通じる下流管３２Ｃとを追加的に含むことができる。管セグメント３２Ａは上流管３２Ｂおよび下流管３２Ｃとは異なる材料で製作されてもよく、管セグメント３２Ａの材料は、圧送機構１２によって係合されたときに所望の弾性および流量パラメータを有するように選択される。たとえば、管セグメントは軟質ＰＶＣまたはシリコーンで製作されてもよく、管３２Ｂ、３２Ｃは管セグメント３２Ａの両端部に接着剤によって固定された、標準的なＰＶＣの投与セット管であってよい。

[0024]次に、この実施形態のカセット３４を図３および図４を参照して説明する。管セグメント３２Ａに加えて、カセット３４は一体構造であるカセット本体３６を備える。本明細書において、用語「一体構造の」は、単一の同質部品として成形された、または単一の同質部品として付加製造されたことを意味する。

[0025]一体構造のカセット本体３６は、一体構造のカセット本体の一部として一体に形成された自由流動防止装置を備える。図示されている実施形態では、自由流動防止装置は、固定ピンチ要素３８と、可動ピンチ要素４２を有するピンチアーム４０とを含む。ピンチアーム４０は、通常、図３に示されている閉位置にあり、閉位置では、可動ピンチ要素４２は、管セグメントを通る液体の流れを止めるように、固定ピンチ要素３８と協働して管セグメント３２Ａを変形させる。ピンチアーム４０は閉位置から離れて図４に示されている開位置へと弾力的に曲がることができ、開位置では、可動ピンチ要素４２は、固定ピンチ要素３８に対し、管セグメント３２Ａを通る液体の流れが可能になるように位置決めされ、ピンチアーム４０が閉位置から離れるように曲がると、ピンチアームは閉位置に向かってばね付勢される。

[0026]カセット本体３６は、管セグメント３２Ａの少なくとも一部に隣接して延在するプラテン表面４４を含むことができる。プラテン表面４４は平坦（すなわち平面）であっても、そうでなくてもよい。図５において最もよく理解されるように、プラテン表面４４は管セグメント３２Ａに向かって凸形であってよい。たとえば、プラテン表面４４は、平坦な中央領域４４Ａによって連結された１対の傾斜した端部領域４４Ｂによって特徴付けられる、台形の形状を有してもよい。

[0027]閉位置（図３Ａおよび図３Ｂ）と開位置（図４Ａおよび図４Ｂ）との間でピンチアーム４０が曲がると、プラテン表面４４および管セグメント３２Ａに対して横方向に可動ピンチ要素４２が変位し得る。こうした構成では、流れを止め、また可能にするために、プラテン表面４４に向かって、また離れるようにピンチ要素４２が動くことが回避されるので、カセット３０は薄型のプロファイルを与えられ得る。

[0028]カセット本体は壁部４６を含むことができ、壁部４６はそこを通る開口４８を有する。ピンチアーム４０は、管セグメント３２Ａから離れるように延在するように壁部４６から外向きに片持ち式にされた第１の部分４０Ａと、第１の部分４０Ａの遠位端部から管セグメント３２Ａに向かって内向きに延在するように構成された第２の部分４０Ｂとを有することができ、第２の部分４０Ｂは壁部４６の開口４８を通過する。可動ピンチ要素４２はピンチアーム４０の第２の部分４０Ｂに位置付けられ得る。図３および図４に示されている実施形態では、ピンチアームの第１の部分４０Ａを壁部４６に向かって押すことにより、ピンチアーム４０は閉位置から離れるように曲がることができる。この構成により、投与セット３０を手動で片手でプライムするための直感的かつ簡単な構造が提供され、それにより、使用者はカセット本体３６を横方向に握ってピンチアーム４０を壁部４６に向かって押し進めるだけであるので、有利である。

[0029]可動ピンチ要素４２は可動ピンチ縁部４２Ａを含むことができ、固定ピンチ要素３８は固定ピンチ縁部３８Ａを含むことができ、可動ピンチ縁部および固定ピンチ縁部は、管セグメントの対向する側面で管セグメント３２Ａに接触する。図３Ｂに示されているように、固定ピンチ縁部３８Ａおよび可動ピンチ縁部４２Ａは、管セグメントに沿った軸方向ピンチ位置Ｐにおいて、互いの真向かいで管セグメント３２Ａに接触するように構成することができ、それにより、ピンチアーム４０が閉位置に動かされたとき、管セグメント３２Ａが確実に閉止される。

[0030]カセット本体３６は、プラテン表面４４に隣接して管セグメント３２Ａを保持するための少なくとも１つの把持具５０を含むことができる。たとえば、第１の把持具および第２の把持具５０が、プラテン表面４４の両端部の近くにそれぞれ配置されてもよい。

[0031]カセット本体３６は、一体構造のプラスチック部品として、成形されてもよく、たとえば３次元プリンティングによって付加製造されてもよい。非限定的な一例として、カセット本体３６はポリカーボネートまたはＴＲＩＴＡＮ（商標）ブランドのプラスチックから成形されてもよい。前述の説明から理解されるであろうように、一体構造のカセット本体３６は、一体に形成された自由流動防止装置を含む。

[0032]一選択肢として、カセット３４は、ピンチアームが閉位置から離れるように曲げられたときにピンチアーム４０を閉位置に向かって追加的にばね付勢することを可能にする、カセット本体３６によって受けられたばね５２をさらに備えることができる。一実施形態では、ばね５２は近位端部５３および遠位端部５５を含む板ばねであり、カセット本体３６は壁部４６に隣接する第１のスロット３７と、ピンチアーム４０に隣接する第２のスロット３９とを含み、第１のスロット３７は板ばね５２の近位端部５３を受け、第２のスロット３９は板ばねの遠位端部５５を受ける。図示の実施形態によれば、第２のスロット３９は、板ばねの遠位端部とスロットの端部との間に隙間を空けて板ばね５２の遠位端部５５を受けることができる。第１のスロット３７は、ピンチアーム４０の第１の部分４０Ａが壁部４６と結合するカンチレバー位置に近接していてもよい。

[0033]ばね５２は一実施形態では板ばねであるとして示されているが、ばね５２は異なるタイプのばね、たとえばコイルばねまたはトーションばねであってよい。

[0034]次に、図１、図７、および図８を参照して、安全な流体送達システムを実現するための、注入ポンプ１０へのカセット３４の装填について説明する。ポンプ１０は、カセット３４を取外し可能に受けるように構成されたカセットインターフェース６０と、図１に示された装填位置と図８に示された圧送位置との間でカセットインターフェース６０に対して動くことができる扉６２とを含むことができる。カセットインターフェース６０は、圧送機構１２の圧送指部２２を覆う可撓性の流体封止膜６１を含むことができる。ポンプ１０にカセット３４を装填するには、使用者は、カセット３４の管セグメント３２Ａが膜６１に向くように、図７に示すようにカセットインターフェース６０にカセットを配置し、それにより、管セグメント３２Ａは圧送機構１２によって動作可能に係合され得る。図７に示されているように、ピンチアーム４０は曲げられていないその閉位置にあり、したがって上述のように管セグメント３２Ａを通る流れが妨げられる。

[0035]扉６２は、図７の矢印によって示されているように、扉６２が装填位置から圧送位置へと動かされたときにピンチアーム４０に係合するように構成されたカム表面６４を含むことができる。カム表面６４は、扉が圧送位置へと動くと、カム表面６４がピンチアーム４０に係合し、ピンチアーム４０の固有の付勢、および任意選択のばね５２の追加の付勢（任意選択のばねが提供されている場合）に逆らって、ピンチアーム４０をその開位置へと内向きに次第に曲げるように構成され得る。図８に示されているようにポンプ扉６２がその圧送位置にあるとき、ピンチアーム４０は扉６２およびカム表面６４によってその開位置に保持され、それによって管セグメント３２Ａを通る流れが可能になる。ポンプ１０からカセット３４を取り外す（すなわち装填解除する）ときになると、扉６２はその圧送位置からその装填位置に向かって戻され、ピンチアーム４０はそれ自体の弾力性を受けて、曲げられていないその閉位置へと自動で戻る。任意選択のばね５２が提供されている場合、ばね５２により、ピンチアーム４０がその閉位置へと自動で戻ることが助けられる。このように、管セグメント３２Ａを通る流れは再び妨げられる。

[0036]図示されている実施形態では、ポンプ扉６２はヒンジ軸６５を有し、ポンプ扉はヒンジ軸６５を中心に装填位置と圧送位置との間で枢動し、ピンチアーム４０が閉位置から開位置へと曲がるのは、ヒンジ軸６５に向かう方向である。ヒンジ式の扉の代わりに摺動扉が使用され、扉をその装填位置からその圧送位置へと摺動させると、ピンチアームがその閉位置からその開位置へと曲がるように構成されてもよい。

[0037]本開示には例示的な実施形態が記載されているが、詳細な説明は、添付の特許請求の範囲に記載の範囲を、記載された特定の実施形態に限定するものではない。特許請求の範囲は、特許請求の範囲に記載の範囲に含まれ得る、記載された実施形態の代替形態、修正形態および均等物を対象として含むものである。

Claims (17)

1. 液体を患者に送達するための、ポンプと共に使用されるカセットであって、
   一体構造のカセット本体と、
   前記カセット本体に装着されて液体の流れを輸送する、弾力的に変形可能な管のセグメントと
   を備え、
   前記カセット本体が、固定ピンチ要素と、可動ピンチ要素を有するピンチアームとを含み、
   前記ピンチアームが閉位置を有し、前記閉位置では、前記可動ピンチ要素は、液体の前記流れを止めるように、前記固定ピンチ要素と協働して前記管セグメントを変形させ、
   前記ピンチアームが、前記閉位置から開位置へと弾力的に曲がることができ、前記開位置では、前記可動ピンチ要素は、前記固定ピンチ要素に対し、液体の前記流れが可能になるように位置決めされ、前記ピンチアームが前記閉位置から離れるように曲がると、前記ピンチアームは前記閉位置に向かってばね付勢される、カセット。
2. 前記カセット本体がプラテン表面を含み、前記ピンチアームが前記閉位置から前記開位置へと曲がると、前記プラテン表面および前記管セグメントに対して横方向に前記可動ピンチ要素が変位する、請求項１に記載のカセット。
3. 前記カセット本体が壁部を含み、前記壁部は前記壁部を通る開口を有し、前記ピンチアームが、前記管セグメントから離れるように延在するように前記壁部から外向きに片持ち式にされた第１の部分と、前記開口を通って内向きに延在するように構成された第２の部分とを有し、前記可動ピンチ要素が、前記ピンチアームの前記第２の部分に位置付けられている、請求項１に記載のカセット。
4. 前記ピンチアームの前記第１の部分を前記壁部に向かって押すことにより、前記ピンチアームが前記閉位置から離れるように曲がることができる、請求項３に記載のカセット。
5. 前記固定ピンチ要素が固定ピンチ縁部を含み、前記可動ピンチ要素が可動ピンチ縁部を含み、前記ピンチアームが前記閉位置にあるとき、前記固定ピンチ縁部および前記可動ピンチ縁部が前記管セグメントの対向する面に接触し、互いの真向かいになる、請求項１に記載のカセット。
6. 前記カセット本体が、前記プラテン表面に隣接して前記管セグメントを保持するための少なくとも１つの把持具を含む、請求項２に記載のカセット。
7. 前記少なくとも１つの把持具が、前記プラテン表面の両端部の近くに配置された第１の把持具および第２の把持具を含む、請求項６に記載のカセット。
8. 前記プラテン表面が凸形である、請求項２に記載のカセット。
9. 前記プラテン表面が台形である、請求項８に記載のカセット。
10. 前記カセット本体によって受けられたばねをさらに備え、前記ピンチアームが前記閉位置から離れるように曲げられたとき、前記ばねは、前記ピンチアームを前記閉位置に向かって追加的にばね付勢する、請求項３に記載のカセット。
11. 前記ばねが板ばねである、請求項１０に記載のカセット。
12. 前記板ばねが近位端部および遠位端部を含み、前記カセット本体が、前記壁部に隣接する第１のスロットと、前記ピンチアームに隣接する第２のスロットとを含み、前記第１のスロットが前記板ばねの前記近位端部を受け、前記第２のスロットが前記板ばねの前記遠位端部を受ける、請求項１１に記載のカセット。
13. 前記第２のスロットが、前記板ばねの前記遠位端部と前記第２のスロットの端部との間に隙間を空けて前記板ばねの前記遠位端部を受ける、請求項１２に記載のカセット。
14. 前記第１のスロットが、前記ピンチアームの前記第１の部分が前記壁部と結合するカンチレバー位置に近接している、請求項１２に記載のカセット。
15. カセットインターフェースと、装填位置と圧送位置との間で前記カセットインターフェースに対して動くことができるポンプ扉とを備えるポンプ、ならびに
    前記ポンプ扉が前記装填位置にあるときに前記ポンプの前記カセットインターフェースによって受けられるように構成されたカセットであって、
    一体構造のカセット本体と、
    前記カセット本体に装着されて液体の流れを輸送する、弾力的に変形可能な管のセグメントと
    を備えるカセットを備え、
    前記カセット本体が、固定ピンチ要素と、可動ピンチ要素を有するピンチアームとを含み、
    前記ピンチアームが閉位置を有し、前記閉位置では、前記可動ピンチ要素は、液体の前記流れを止めるように、前記固定ピンチ要素と協働して前記管セグメントを変形させ、
    前記ピンチアームが、前記閉位置から離れて開位置へと弾力的に曲がることができ、前記開位置では、前記可動ピンチ要素は、前記固定ピンチ要素に対し、液体の前記流れが可能になるように位置決めされ、前記ピンチアームが前記閉位置から離れるように曲がると、前記ピンチアームは前記閉位置に向かってばね付勢され、
    前記カセットが前記ポンプの前記カセットインターフェースによって受けられたとき、前記ポンプ扉が前記装填位置から前記圧送位置へと動くと、前記ポンプ扉は前記ピンチアームを前記閉位置から前記開位置へと曲げ、続いて前記ポンプ扉が前記圧送位置から前記装填位置へと動くと、前記ピンチアームは前記開位置から前記閉位置へと自動で戻る、
    流体送達システム。
16. 前記ポンプ扉は、前記ポンプ扉が前記装填位置から前記圧送位置へと動くときに前記ピンチアームに係合し前記ピンチアームを次第に曲げるように構成されたカム表面を含む、請求項１５に記載の流体送達システム。
17. 前記ポンプ扉がヒンジ軸を有し、前記ポンプ扉は前記ヒンジ軸を中心に前記装填位置と前記圧送位置との間で枢動し、前記ピンチアームが前記閉位置から前記開位置へと曲がるのは前記ヒンジ軸に向かう方向である、請求項１５に記載の流体送達システム。

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