JP7378491B2 - 複数の流体ラインを用いる医療治療システム、方法、および装置 - Google Patents

Description

腹膜透析（ＰＤ）では、患者の腹膜腔内に滅菌水溶液（腹膜透析液または透析液と呼ばれる）を定期的に注入する必要がある。自己体膜を横切って溶液と血流との間で拡散および浸透の交換が行われる。これらの交換は、老廃物を、通常腎臓が排出する透析液に運ぶ。老廃物は、通常、ナトリウムおよび塩化イオンのような溶質、ならびに尿素、クレアチニンおよび水のような、通常腎臓を通して排出される他の化合物からなる。透析中に腹膜を横切る水の拡散は、限外ろ過と呼ばれる。

従来の腹膜透析液は、限外ろ過を通して患者から水を除去するために必要な浸透圧を生成するために十分な濃度のブドウ糖を含む。

持続携帯式腹膜透析（ＣＡＰＤ）は、ＰＤの一般的な形態である。患者は、１日に約４回、手動でＣＡＰＤを行う。ＣＡＰＤのための排液／充填処置の間、患者は、最初に、自身の腹膜腔から使用済みの腹膜透析液を排液し、その後、自身の腹膜腔に新鮮な腹膜透析液を注入する。この排液および充填処置は、通常、約１時間かかる。

自動腹膜透析（ＡＰＤ）は、ＰＤの別の形態である。ＡＰＤは、サイクラと呼ばれる機械を使用して、自動的に、腹膜透析液を患者の腹膜腔に注入し、滞留させ、腹膜腔から排液する。ＡＰＤは、ＰＤ患者に対して特に魅力的であり、それは、夜間、患者が眠っている間に行うことができるためである。これにより、患者が起きている時間および作業している時間において、患者がＣＡＰＤを毎日行う必要がなくなる。

ＡＰＤ手順は、通常、数時間続く。それは、腹膜腔から使用済みの透析液を空にする初期排液段階で開始することが多い。そして、ＡＰＤ手順は、順々に起こる連続した充填段階、滞留段階および排液段階を通して続く。各充填／滞留／排液手順をサイクルと呼ぶ。

充填段階中、サイクラは、患者の腹膜腔内に、所定量の新鮮な加温された透析液を運ぶ。透析液は、ある期間、腹膜腔内に残る（すなわち「滞留する」）。これを、滞留段階と呼ぶ。排液段階中、サイクラは、腹膜腔から使用済みの透析液を取り除く。

所与のＡＰＤセッション中に必要な充填／滞留／排液サイクルの数は、患者のＡＰＤレジメンに対して処方された透析液の総容積によって決まり、治療処方箋の一部として入力されるか、またはサイクラによって計算される。

ＡＰＤは、種々の方法で実施することができ、かつ実施される。

持続携帯式腹膜透析（ＣＣＰＤ）は、１つの一般に使用されるＡＰＤモダリティである。ＣＣＰＤの各充填／滞留／排液段階の間、サイクラは、処方された容積の透析液を注入する。規定された滞留期間の後、サイクラは、この液体容積を患者から完全に排液し、腹膜腔を空にするかまたは「ドライな状態にする」。通常、ＣＣＰＤは、処方された治療容積を達成するために４回～８回の充填／滞留／排液サイクルを採用する。

ＣＣＰＤにおける最後の規定された充填／滞留／排液サイクルの後、サイクラは、最終充填容積を注入する。最終充填容積は、長期間、患者の体内に滞留する。それは、夕方の次のＣＣＰＤセッションの開始時、または昼間の交換中、排液される。最終充填容積は、サイクラが提供する連続したＣＣＰＤ充填／滞留／排液充填サイクルの充填容積とは異なる濃度のブドウ糖を含むことができる。

間欠式腹膜透析（ＩＰＤ）は、別のＡＰＤモダリティである。ＩＰＤは、通常、緊急時、患者が急に透析治療に入るときに使用される。ＩＰＤはまた、患者がＰＤを必要とするときにも使用することができるが、ＣＡＰＤの責務を負うことはできず、または家庭で行うことができない。

ＣＣＰＤのように、ＩＰＤは、一連の充填／滞留／排液サイクルを含む。ＣＣＰＤとは異なり、ＩＰＤは、最終充填段階を含まない。ＩＰＤでは、ＡＰＤ治療セッション間に、患者の腹膜腔には透析液がないまま（または「ドライな状態」）である。

タイダル腹膜透析（ＴＰＤ）は、別のＡＰＤモダリティである。ＣＣＰＤのように、ＴＰＤは、一連の充填／滞留／排液サイクルを含む。ＣＣＰＤとは異なり、ＴＰＤは、各排液段階中、腹膜腔から透析液を完全に排液しない。代わりに、ＴＰＤは、第１充填段階中に基礎容積を確立し、第１排液段階中はこの量の一部しか排液しない。後続する充填／滞留／排液サイクルは、基礎容積に加えて交換容積を注入し、その後排液する。最後の排液段階は、腹膜腔からすべての透析液を取り除く。

患者に対して完全に排液がなされ新たな完全基礎容積の透析液が注入されるサイクルを含む、ＴＰＤの変形がある。

ＴＰＤは、ＣＣＰＤのように最終充填サイクルを含むことができる。別法として、ＴＰＤは、ＩＰＤのように最終充填サイクルを回避することができる。

ＡＰＤは、透析を必要とする人に柔軟性および生活の質の向上を提供する。ＡＰＤは、人によってはＣＡＰＤの毎日の実施が提示する疲労および不都合から患者を解放することができる。ＡＰＤは、患者に対して、透析液交換を行う必要のない患者の起きている時間および作業している時間を返すことができる。

本開示の実施形態は、実質的に本明細書に示され、説明されるような容量測定標準セットまたはサイクラを提供する。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムの較正のための容量測定標準セットは、カセットベースのポンプシステム内に設置された密封するように構成された剛体を含み得る。剛体は、中央体と、ポンプ室領域の既知の容積を定義する事前定義された形状をそれぞれが有する複数の固体ポンプ室領域とを有し得る。剛体は、流路およびオリフィスがない場合がある

いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは金属であり得る。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットを機械加工することができる。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは、アルミニウム、鋼、およびプラスチックからなる材料のリストから作製され得る。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは、材料添加プロセスを介して構築され得る。いくつかの実施形態では、中央体は、剛体の最も厚い部分の厚さの少なくとも半分に相当する厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、中央体は、剛体の最も厚い部分の少なくとも６０％に相当する厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、中央体は、剛体の最も厚い部分の２分の１から４分の３の範囲に相当する厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットは、カセットシートを含まない。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムの較正のための容積測定標準カセットは、完全に固体であり得、第１の面および対向する第２の面を含み得る中央体を含み得る。容積測定標準カセットは、中央体の少なくとも第１の面から延在し、中央体の周縁に位置する周壁ならびにいくつかの内壁を含むいくつかの壁をさらに含み得る。容積測定標準カセットは、ポンプ室領域の既知の容積を定義する事前定義された形状をそれぞれが有するいくつかの固体ポンプ室領域をさらに含み得る。容積測定標準カセットは、液体をポンプで送ることができない場合がある。

いくつかの実施形態では、シートは、容積測定標準カセットの任意の数の壁に結合されてはならない。いくつかの実施形態では、中央体の第１の面は、カセットシートによって覆われていなくてもよく、ポンプ室領域を含み得る。いくつかの実施形態では、中央体の第１の面と反対側の面の両方が、カセットシートによって覆われていなくてもよい。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは、材料添加プロセス、機械加工、および成形からなるプロセスのリストから作成することができる。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは、アルミニウム、鋼、およびプラスチックからなる材料のリストから作製され得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットの反対側の面は平坦であり得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットの第１の面は、内壁の壁によって取り囲まれ得るいくつかの突起を含み得る。いくつかの実施形態では、壁はドラフトフリーであり得る。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムの較正のための使い捨てポンプカセットのカセットアナログは、第１の面および対向する第２の面を有する中央体を含み得る。カセット類似体は、少なくとも第１の面上にいくつかのシーリングリブをさらに含み得る。カセットアナログは、第１のポンプ室領域および第２のポンプ室領域をさらに含み得る。第１および第２のポンプ室領域のそれぞれは、使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の選択された充填量を表す、定義された、寸法的に安定した形状を有し得る。第１の面および反対側の面は、開いた面であるか、またはオーバーレイするカセットシートがない場合がある。カセットアナログは、液体をポンピングできない場合がある。

いくつかの実施形態では、カセット類似体は金属で形成され得る。いくつかの実施形態では、中央体は完全に固体であり得る。いくつかの実施形態では、中央体は、いかなる通過も欠いていてもよい。いくつかの実施形態では、選択された充填容量は、使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の完全なポンプ室容量であり得る。いくつかの実施形態では、選択された充填容量は、使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の空のポンプ室容量であり得る。いくつかの実施形態では、選択された充填容量は、使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の完全なポンプ室容量と空のポンプ室容量との間の中間容量であり得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットの反対側の面は平坦であり得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットの第１の面は、シーリングリブによって囲まれるいくつかの突起を含み得る。突起の数は、使い捨てポンプカセットのバルブシートの数に対応する位置に配置することができる。いくつかの実施形態では、カセットアナログは、ポート、スパイク、および取り付けられた流体ラインを欠いてもよい。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムを較正するための方法は、カセットベースのポンプシステムにいくつかの容積測定較正カセットを連続的に設置することを含み得る。容積校正カセットの数のそれぞれは、既知の容積を有するポンプ室領域を含み得る。この方法は、カセットベースのポンプシステムを使用して、各容積測定較正カセット内のポンプ室領域の既知の容積を測定することをさらに含み得る。この方法は、容積校正カセットの数のそれぞれについての既知の容積および各容積較正カセットについてのポンプ室領域の対応する測定容積に少なくとも部分的に基づいて、カセットベースのポンプシステムで実施される容積測定のための較正曲線を生成することをさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、各容積校正カセット内のポンプ室領域の既知の容積を測定することは、各容積較正カセットのポンプ室領域の既知の容積の複数の測定を行い、複数の測定値を分析することを含み得る。対応する測定された容積として機能するポンプ室領域の容積の単一の値を決定する。いくつかの実施形態では、複数の測定値を分析することは、複数の測定値を平均化することを含み得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、最適な方程式を生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、最適な多項式を生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、最適な多項式は３次多項式であり得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、最小二乗回帰を実施することを含み得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、曲線の少なくとも１つの領域を少なくとも１つの限界に制約することを含み得る。いくつかの実施形態では、限界は、少なくとも１つの領域に沿った点の微分値の許容範囲であり得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、較正曲線のゼロ交差で許容される微分値（に制約を課すことを含み得る。いくつかの実施形態では、各容積校正カセット内のポンプ室領域の既知の容積を測定することは、各容積較正カセットのポンプ室領域の既知の容積の複数の測定を行い、事前定義されたそれらの適合性を決定することを含み得る。基準、および複数の測定値を分析して、対応する測定された容積として機能するポンプ室領域の容積の単一の値を決定する。いくつかの実施形態では、事前定義された基準は、事前定義された許容変動であり得る。いくつかの実施形態では、事前定義された基準は、許容される標準偏差であり得る。いくつかの実施形態では、この方法は、使い捨てのポンプカセットに起因する容積測定誤差を説明する第２の較正曲線に較正曲線を改良することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、流体源または目的地のヘッド高さに起因する容積測定誤差を説明する別の較正曲線に較正曲線を改良することをさらに含み得る。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムは、少なくとも１つのポンプ室を覆う可撓性膜を有するポンプカセットを含む流体処理セットを含み得る。システムは、サイクラをさらに含み得る。サイクラは、ポンプカセットを受け取り、カセットを制御面に対して配置するようなサイズの取り付け位置を備えていてもよい。サイクラは、複数の圧力リザーバをさらに含み得る。サイクラは、圧力リザーバからポンプカセットに圧力を加えてカセットを通して流体をポンプ輸送するための圧力送達アセンブリをさらに備え得る。圧力送達アセンブリは、圧力センサに加えて、可撓性膜を作動させるための制御面、空気圧チャネル、および制御室、ならびにポンプ室の容積を測定するための既知の容積の少なくとも１つの基準室を有し得る。空気圧チャネルは、いくつかのバルブを介して圧力リザーバと選択的に連絡している場合がある。サイクラは、圧力センサからデータを受信し、データを介して圧送される流体の生の測定量を決定し、サイクラ固有の較正方程式に少なくとも部分的に基づいて圧送される流体の生の測定量を調整するように構成されたコントローラをさらに備え得る。

いくつかの実施形態では、コントローラは、サイクラ固有の較正方程式およびポンプカセット容積誤差較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、ポンピングされる流体の生の測定された容積を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、サイクラ固有の較正方程式、ポンプカセット容積誤差較正方程式、およびヘッド高さ誤差較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、ポンプで送られる流体の生の測定量を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、サイクラ固有の較正方程式は、一連の容積測定標準カセットの試験測定値のデータセットを介して最適な多項式であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、サイクラ固有の較正方程式の関数であり得る第２の較正方程式に基づいて、ポンプで送られる流体の生の測定された量を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の方程式は、ポンプカセットの容積誤差較正方程式であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第２の較正方程式の関数であり得る第３の較正方程式に基づいて、ポンプで送られる流体の生の測定された量を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の方程式は、ポンプカセットの容積誤差較正方程式であり得、第３の方程式は、ヘッド高さ誤差較正方程式であり得る。いくつかの実施形態では、第２の方程式は、ヘッド高さ誤差較正方程式であり得、第３の方程式は、ポンプカセット容積誤差較正方程式であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、サイクラ固有の較正方程式および第２の較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、ポンプで送られる流体の生の測定量を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、システムは、カセット関連の一意の識別子に関連付けられたポンプカセット容積誤差較正方程式のデータベースをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、サイクラは、ユーザインターフェースをさらに含み得、コントローラは、ユーザインターフェースを介して入力されたカセット関連の一意の識別子を受信するように構成され得る。コントローラは、データベースと通信して、カセット関連の一意の識別子入力に関連付けられたポンプカセットの容積誤差較正方程式を取得するように構成することができる。カセット関連の一意の識別子入力に関連付けられたポンプカセットの容積誤差較正方程式を、第２の較正方程式として使用することができる。いくつかの実施形態において、サイクラは、イメージャをさらに含み得る。コントローラは、イメージャデータを介してカセット関連の一意の識別子データを決定し、データベースと通信して、カセット関連の一意の識別子データに関連付けられたポンプカセットの容積誤差較正方程式を取得するように構成することができる。カセット関連の一意の識別子データに関連付けられたポンプカセットの容積誤差較正方程式を、第２の較正方程式として使用することができる。いくつかの実施形態では、流体処理セットは、コード化されたカセット関連の一意の識別子を含み得る。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムは、少なくとも１つのポンプ室および流体リザーバへの流体連絡をゲート制御する少なくとも１つのカセットバルブを覆う可撓性膜を有するポンプカセットを含む流体処理セットを含み得る。システムは、少なくとも１つのポンプ室を覆う可撓性膜の一部を作動させるための少なくとも１つのポンプ制御室を有する圧力送達アセンブリを備えるサイクラをさらに含み得る。圧力送達アセンブリは、少なくとも１つのカセット弁を覆う可撓性膜の一部を作動させるための少なくとも１つの弁制御室をさらに含み得る。圧力送達アセンブリは、少なくとも１つのポンプ制御室と連絡している少なくとも１つの圧力センサをさらに含み得る。サイクラは、いくつかの圧力供給バルブを介して、少なくとも１つのポンプ制御室および少なくとも１つのバルブ制御室と選択的に連絡する圧力リザーバをさらに備え得る。サイクラは、少なくとも１つの圧力センサからデータを受信するように構成されたコントローラをさらに備え得る。コントローラはさらに、少なくとも１つのカセットバルブを開状態に命令し、少なくとも１つの圧力センサからのデータを監視して第１および第２の圧力ピークを識別し、第１および第２の圧力ピークに基づいて流体リザーバのヘッド高さを計算するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、コントローラは、第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバをカセットに結合する流体ラインの長さを決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、第１のピークはオーバーシュートピークであり得、第２のピークはアンダーシュートピークであり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、計算されたヘッド高さに基づいて動作パラメータを調整するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、少なくとも１つのポンプ圧であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、ヘッドの高さに基づいて較正曲線を洗練するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、透析液リザーバであり得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、患者の体腔であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも１つのカセットバルブを開状態に命令する前に、少なくとも１つのポンプ室を覆っている可撓性膜の部分を中間ストローク位置に変位させるようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバをカセットに結合する流体ラインに含まれるいくつかの延長ラインを決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、ヘッドの高さが閾値を突破したときにエラーを生成するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、頭の高さを事前定義された許容される頭の高さの閾値と比較するようにさらに構成され得る。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムのポンプ圧力を選択する方法は、ポンプシステムに設置された流体処理セットをプライミングすることを含み得る。この方法は、流体処理セットのカセットのポンプ室をリザーバと連絡するように配置することをさらに含み得る。この方法は、膜によってポンプ室から分離された制御室内の第１の圧力ピークを検出することをさらに含み得る。この方法は、制御室内の第２の圧力ピークを検出することをさらに含み得る。この方法は、第１および第２の圧力ピークを使用して最終圧力を予測することをさらに含み得る。この方法は、予測された最終圧力に基づいてポンプ圧力を計算することをさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力に基づいてリザーバのヘッド高さを計算することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第１および第２のピークに関連するカセットベースの時間データにリザーバを結合する流体ラインに特徴的な長さを決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、カセットをリザーバに結合する流体経路に含まれるいくつかの延長部を決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力が所定の閾値を突破している場合にエラーを生成することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、膜を所定の初期位置に移動させることをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、所定の初期位置は、正の頭の高さの検出に向けて頭の高さの検出範囲を偏らせる位置であり得る。いくつかの実施形態では、所定の初期位置は、負の頭の高さの検出に向けて頭の高さの検出範囲を偏らせる位置であり得る。いくつかの実施形態において、所定の初期位置は、中間ストローク位置であり得る。いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力に基づいてカセットベースのポンプシステムの較正曲線を調整することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、第１のピークを検出することは、制御室と通信する少なくとも１つの圧力センサからの連続するデータポイントのセット間の差を計算することを含み得る。いくつかの実施形態では、第１のピークを検出することは、少なくとも１つの圧力センサを形成する連続するデータポイントのセットにデータ平滑化を適用することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、連続するデータポイントのセット間の差が事前定義された制限よりも小さい場合に、第１のピークを識別することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、最終圧力を予測することは、第１および第２のピークに基づいてオーバーシュートパーセントを決定することを含み得る。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムに結合されたリザーバのヘッド高さをチェックする方法は、カセットベースのポンプシステムに設置された流体処理セットのカセットのポンプ室を以下と通信するように配置することを含み得る。貯水池。この方法は、膜によってポンプ室から分離された制御室内の第１の圧力ピークを検出することをさらに含み得る。この方法は、制御室内の第２の圧力ピークを検出することをさらに含み得る。この方法は、第１および第２の圧力ピークを使用して最終圧力を予測することをさらに含み得る。この方法は、予測された最終圧力を少なくとも１つの所定の閾値と比較することをさらに含み得る。この方法は、予測された最終圧力が少なくとも１つの所定の閾値のうちの少なくとも１つを突破しているときに通知を生成することをさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、通知を生成することは、エラーを生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、通知を生成することは、カセットベースのポンプシステムのユーザインターフェース上に表示するための画面を生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、通知を生成することは、可聴ノイズを生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力に基づいてリザーバのヘッド高さを計算することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第１および第２の圧力ピークに基づいてオーバーシュートパーセンテージを決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、リザーバをカセットに結合する流体ラインに特徴的な長さを決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、カセットをリザーバに結合する流体経路に含まれるいくつかの延長部を決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、膜を所定の初期位置に移動させることをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、所定の初期位置は、正の頭の高さの検出に向けて頭の高さの検出範囲を偏らせる位置であり得る。いくつかの実施形態では、所定の初期位置は、負の頭の高さの検出に向けて頭の高さの検出範囲を偏らせる位置であり得る。いくつかの実施形態において、所定の初期位置は、中間ストローク位置であり得る。いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力に基づいてカセットベースのポンプシステムの較正曲線を調整することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、第１のピークを検出することは、制御室と通信する少なくとも１つの圧力センサからの連続するデータポイントのセット間の差を計算することを含み得る。いくつかの実施形態では、第１のピークを検出することは、少なくとも１つの圧力センサからの連続するデータポイントのセットにデータ平滑化を適用することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、連続するデータポイントのセット間の差が事前定義された制限よりも小さい場合に、第１のピークを識別することをさらに含み得る。

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムは、少なくとも１つのポンプ室および流体リザーバへの流体連絡をゲート制御する少なくとも１つのカセットバルブを覆う可撓性膜を有するポンプカセットを含む流体処理セットを含み得る。システムは、少なくとも１つのポンプ制御室を含むサイクラをさらに含み得る。サイクラは、少なくとも１つの弁制御室をさらに含み得る。サイクラは、少なくとも１つのポンプ制御室と連絡している少なくとも１つの圧力センサをさらに含み得る。サイクラは、いくつかの圧力供給バルブを介して、少なくとも１つのポンプ制御室および少なくとも１つのバルブ制御室と選択的に連絡する圧力リザーバをさらに備え得る。サイクラは、圧力センサとのデータ通信におけるコントローラをさらに含み得る。コントローラは、少なくとも１つのカセットバルブを開状態に命令し、少なくとも１つの圧力センサからのデータを監視し、第１および第２の圧力ピークを識別し、第１および第２の圧力ピークに基づいて最終圧力を予測するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、コントローラは、第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバをカセットに結合する流体ラインの長さを決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、第１のピークはオーバーシュートピークであり得、第２のピークはアンダーシュートピークである。いくつかの実施形態では、コントローラは、計算されたヘッド高さに基づいて動作パラメータを調整するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、少なくとも１つのポンプ圧であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、ヘッドの高さに基づいて較正曲線を洗練するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、透析液リザーバであり得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、患者の体腔であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも１つのカセットバルブを開状態に命令する前に、少なくとも１つのポンプ室を覆っている可撓性膜の部分を中間ストローク位置に変位させるようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバをカセットに結合する流体ラインに含まれるいくつかの延長ラインを決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、予測された最終圧力が閾値を突破したときにエラーを生成するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、予測された最終圧力を事前定義された許容ヘッド高さ圧力閾値と比較するようにさらに構成され得る。

本開示の別の実施形態によれば、流体ライン状態検出器は、紫外線に対して不透明な流体ラインを保持するように構成されたレセプタクルを備え得る。流体ライン状態検出器は、光センサをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、赤外線発光ＬＥＤをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、紫外線発光ＬＥＤをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、第３のＬＥＤをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、光センサとのデータ通信におけるコントローラをさらに含み得る。コントローラは、赤外線発光ＬＥＤからの光センサによって感知された赤外線の強度が所定の第１の閾値を超え、紫外線発光ＬＥＤからの光センサによって感知された紫外線の強度が所定の第２の閾値を下回るときに、流体ライン状態検出器に適切なチューブが存在することを決定するように構成され得る。赤外線発光ＬＥＤの軸および紫外線発光ＬＥＤの軸は、互いに平行であり得、ならびに光センサの軸に平行であり得る。

いくつかの実施形態では、赤外線発光ＬＥＤの軸は、赤外線発光ＬＥＤの光軸であり得るし、紫外線発光ＬＥＤの軸は、紫外線発光ＬＥＤの光軸であり得る。いくつかの実施形態では、赤外線発光ＬＥＤの軸は、赤外線発光ＬＥＤの機械的軸であり得るし、紫外線発光ＬＥＤの軸は、紫外線発光ＬＥＤの機械的軸であり得る。いくつかの実施形態では、光センサの軸は、光センサの光軸であり得る。いくつかの実施形態では、光センサの軸は、光センサの機械的軸である。いくつかの実施形態では、第３のＬＥＤは、赤外発光ＬＥＤであり得る。いくつかの実施形態では、第３のＬＥＤの軸は、赤外線発光ＬＥＤの軸および紫外線発光ＬＥＤの軸に平行以外の角度であり得る。いくつかの実施形態では、紫外線発光ＬＥＤの軸は、レセプタクル内に設置された流体ラインの中央部分を通過するように構成され得る。いくつかの実施形態では、レセプタクルは、流体ラインを保持するためのリテーナを含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第３のＬＥＤからの光強度が所定の乾燥閾値を超えたときに流体ラインが乾燥していると決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第３のＬＥＤからの光強度が所定のプライミングされた閾値を下回るときに流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され得る。所定のプライム閾値は、所定の乾燥閾値よりも低くてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、赤外発光ＬＥＤからの光強度が所定の赤外光閾値を下回ったとき、および第３のＬＥＤからの光強度が所定のプライミング閾値を下回ったときに流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され得る。所定のプライム閾値は、所定の乾燥閾値よりも低くてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、赤外線発光ＬＥＤから光センサによって感知された赤外線の強度が所定の第１の閾値を超える場合、光センサによって紫外線発光ＬＥＤから感知された紫外線の強度が所定の第２の閾値を下回る場合、および第３のＬＥＤによって放出される光の強度が所定の第３の閾値を下回る場合に、流体ライン状態検出器に適切なチューブが存在することを決定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、赤外線発光ＬＥＤ、紫外線発光ＬＥＤ、および第３のＬＥＤへの電力の供給を管理するようにさらに構成され得る。

本開示の一実施形態によれば、第１のスペクトルの光に対して不透明であり、第２のスペクトルの光に対して少なくとも半透明である流体ラインの存在を検出するための流体ライン状態検出器は、流体ラインを保持するように構成されたレセプタクルを含み得る。流体ライン状態検出器は、光センサをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、第１のスペクトルの光を放出するように構成された第１のＬＥＤをさらに備え得る。流体ライン状態検出器は、第２のスペクトルの光を放出するように構成された第２のＬＥＤをさらに備え得る。流体ライン状態検出器は、第３のＬＥＤをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、光センサとのデータ通信におけるコントローラをさらに含み得る。コントローラは、第１のＬＥＤから光センサによって感知された第１のスペクトルの光の強度が所定の第１の閾値を下回ったとき、および第２のＬＥＤから光センサによって感知された第２のスペクトルの光の強度が所定の第２の閾値を超えたときに、流体ライン状態検出器に流体ラインが存在することを決定するように構成され得る。第１のＬＥＤの軸および第２のＬＥＤの軸は、互いに平行であり得、ならびに光センサの軸に平行であり得る。

いくつかの実施形態では、第１のＬＥＤの軸は、第１のＬＥＤの光軸であり得るし、第２のＬＥＤの軸は、第２のＬＥＤの光軸であり得る。いくつかの実施形態では、第１のＬＥＤの軸は、第１のＬＥＤの機械的軸であり得るし、第２のＬＥＤの軸は、第２のＬＥＤの機械的軸であり得る。いくつかの実施形態では、光センサの軸は、光センサの光軸であり得る。いくつかの実施形態では、光センサの軸は、光センサの機械的軸であり得る。いくつかの実施形態では、第３のＬＥＤは、第２のスペクトルの光を放出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第３のＬＥＤの軸は、第１のＬＥＤの軸および第２のＬＥＤの軸に平行以外の角度であり得る。いくつかの実施形態では、第１のＬＥＤの軸は、流体ラインがレセプタクル内に設置されたときに流体ラインの中央部分を通過するように構成され得る。いくつかの実施形態では、レセプタクルは、流体ラインを保持するためのリテーナを含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第３のＬＥＤからの光強度が所定の乾燥閾値を超えたときに流体ラインが乾燥していると決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第３のＬＥＤからの光強度が所定のプライミングされた閾値を下回るときに流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され得る。所定のプライム閾値は、所定の乾燥閾値よりも低くてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、第２のＬＥＤからの光強度が所定の第２の光スペクトル閾値を下回ったとき、および第３のＬＥＤからの光強度が所定のプライミング閾値を下回ったときに流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され得る。プライミングされた閾値が所定の乾燥閾値よりも低い。いくつかの実施形態では、コントローラは、第１のＬＥＤから光センサによって感知された第１のスペクトルの光強度が所定の第１の閾値を下回ったときに、第２のＬＥＤから光センサによって感知された第２のスペクトルの光強度が所定の第２の閾値を超え、そして第３のＬＥＤから光センサによって感知された光強度が所定の第３の閾値を下回る場合、流体ラインが流体ライン状態検出器に存在することを決定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第１、第２、および第３のＬＥＤへの電力の供給を管理するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、第１のスペクトルは、紫外線スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、第２のスペクトルは、赤外線スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、流体ラインは、第２のスペクトルの光に対して透明であり得る。

本開示の一実施形態によれば、検出器のレセプタクル内の適切な流体ラインの存在を検出する方法は、第１のＬＥＤから第１のスペクトルの光を放出することを含み得る。流体ラインは、第１のスペクトルの光に対して不透明であり得る。この方法は、第２のＬＥＤから第２のスペクトルの光を放出することをさらに含み得る。流体ラインは、第２のスペクトルの光に対して少なくとも半透明であり得る。この方法は、第１および第２のＬＥＤよりもレセプタクルの反対側に配置された光センサを用いて、受信光の強度を監視することをさらに含み得る。この方法は、第１のスペクトルで受信された光の強度を第１の閾値と比較することをさらに含み得る。この方法は、第２のスペクトルで受信された光の強度を第２の閾値と比較することをさらに含み得る。この方法は、第１のスペクトルの光の強度が第１の閾値よりも小さく、第２のスペクトルの光の強度が第２の閾値よりも大きい場合に、適切な流体ラインの存在を決定することをさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、第１の閾値は、第１のＬＥＤから光センサへの光透過が実質的にないことに対応し得る。いくつかの実施形態では、第１のスペクトルは、紫外線スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、第２のスペクトルは、第１のスペクトルよりも高い波長スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、第２のスペクトルは、赤外線スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、流体ラインは、第２のスペクトルの光に対して透明であり得る。いくつかの実施形態では、方法は、第１のスペクトルの光の強度が第１の閾値よりも高く、第２のスペクトルの光の強度が第２の閾値よりも大きいときに通知を生成することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、通知を生成することは、グラフィカルユーザインターフェース上に流体ラインをリロードするための通知を表示することを含み得る。いくつかの実施形態では、第１のＬＥＤおよび第２のＬＥＤの軸は、互いに平行であり得、光センサの軸に平行であり得る。

本開示の一実施形態によれば、流体ポンプシステムは、ポンプを含み得る。流体ポンプシステムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み得る。流体ポンプシステムは、流体ラインを保持するためのレセプタクル、少なくとも１つの光センサ、および少なくとも１つのＬＥＤを有する流体ライン状態検出器をさらに備え得る。流体ポンプシステムは、レセプタクルに嵌合するように構成された出力ラインを含む流体移送セットをさらに含み得る。流体ポンプシステムは、少なくとも１つの流体源をさらに含み得る。流体ポンプシステムは、流体ライン状態検出器とデータ通信するコントローラをさらに含み得る。コントローラは、少なくとも１つのＬＥＤに電力を供給し、アウトレットラインがレセプタクルに設置されたときに少なくとも１つの光センサの出力信号を監視して、ドライチューブの光強度値を決定するように構成され得る。コントローラはさらに、ポンプの動作を制御して、出力ラインを少なくとも１つの流体源からの流体でプライミングするように構成することができる。コントローラはさらに、少なくとも１つのＬＥＤに電力を供給し、出力信号を監視し、出力信号が、光強度値がプライミングされたライン閾値を下回ったことを示したときにポンプの動作を停止するように構成され得る。プライミングされたラインの閾値は、ドライチューブ強度の読み取りに基づいてコントローラによって計算され得る。

いくつかの実施形態において、プライミングされたラインの閾値は、ドライチューブ強度値のパーセンテージに定数を加えることによって計算され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも１つのＬＥＤに複数回電力を供給するようにさらに構成され得る。ドライチューブ強度値は、複数回にわたって光センサから出力された最大光強度値に基づくことができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも１つのＬＥＤに複数回電力を供給し、出力信号を監視して最大光強度値を決定するように構成され得る。ドライチューブ強度値は、最大光強度値および少なくとも１つの限界に基づくことができる。いくつかの実施形態では、限界は、ドライチューブ強度値の最小値であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、変位した流体感知アセンブリが、変位した流体の容積が事前定義された閾値よりも大きいことを示したときに通知を生成するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、出力ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す、システムのユーザインターフェースからのユーザ入力の受信時にポンピングを継続するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、ダイヤフラムポンプであり得る。いくつかの実施形態では、ポンプは空気圧ダイヤフラムポンプであり得る。いくつかの実施形態では、ポンプの一部は、流体移送セットに含まれ得る。いくつかの実施形態では、ポンプの一部は、流体移送セットの流体処理カセットに含まれ得る。いくつかの実施形態では、流体移送セットは、少なくとも１つのポンプ室を備えた流体処理カセットを含み得、少なくとも１つのポンプ室のそれぞれは、ポンプの一部を形成する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの流体源は、透析液リザーバであり得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤは、光センサの光軸に対してある角度で配置された第１のＬＥＤを含み得る。いくつかの実施形態では、少なくともオンのＬＥＤは、第２のＬＥＤおよび第３のＬＥＤを含み得る。いくつかの実施形態では、第２のＬＥＤの軸および第３のＬＥＤの軸は、光センサの光軸に平行であり得る。

本開示の別の実施形態によれば、流体ラインをプライミングする方法は、流体ライン状態検出器のレセプタクルに流体ラインを設置することを含み得る。この方法は、流体ライン状態検出器の少なくとも１つのＬＥＤから第１の複数回光を放出することをさらに含み得る。この方法は、流体ライン状態検出器の光センサの出力信号を監視し、第１の複数回の間の出力信号に基づいて最大光強度値を決定することをさらに含み得る。この方法は、最大光強度値に基づいてプライミングされたラインの閾値を決定することをさらに含み得る。この方法は、流体ラインを通して流体をポンピングすることをさらに含み得る。この方法は、流体ライン状態検出器の少なくとも１つのＬＥＤから第２の複数回光を放出することをさらに含み得る。この方法は、光センサの出力信号が、ＬＥＤからの光強度がプライミングされた管の閾値を突破したことを示すときに、流体ラインがプライミングされることを決定することをさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、流体ラインをレセプタクルに設置することは、流体ライン状態検出器のチャネル内に流体ラインを着座させることを含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、最大光強度を限界と比較し、最大光強度値が限界に適合しない場合に、最大光強度値を限界の値で上書きすることをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、出力信号に基づいて最大光強度値を決定することは、比率を決定するために、第１の複数回の間に出力信号によって示される光強度値を較正値と比較することを含み得る。いくつかの実施形態では、較正された値は、チューブがレセプタクルに取り付けられていないときの、光センサからの少なくとも１つのＬＥＤ出力からの光強度値であり得る。いくつかの実施形態では、プライミングされたラインの閾値を決定することは、最大光強度値のパーセンテージに定数を追加することを含み得る。いくつかの実施形態では、第２の複数回は、ラインを介して流体をポンピングする過程で発生し得る。いくつかの実施形態では、第２の複数回の間に少なくとも１つのＬＥＤから光を放出することは、第１、第２、および第３のＬＥＤから光を放出することを含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、流体ラインがプライミングされたと判断したときに、ラインを通る流体のポンピングを停止することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、変位した容積感知アセンブリを介して圧送される流体の容積を監視することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、圧送される流体の量が第１の量の閾値を超えたときに、流体の圧送を一時停止することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示すユーザ入力を受信したときにポンピングを再開することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、圧送される流体の量が第２の量の閾値を超える場合にポンプの再開を禁止することをさらに含み得る。

本開示の別の実施形態によれば、流体ポンプシステムは、ポンプを含み得る。流体ポンプシステムは、レセプタクル、少なくとも１つのセンサ、および少なくとも１つの照明器を有する流体ライン状態検出器をさらに備え得る。流体ポンプシステムは、レセプタクルに嵌合するように構成された出力ラインを含む流体移送セットをさらに含み得る。流体ポンプシステムは、流体ライン状態検出器とデータ通信するコントローラをさらに含み得る。コントローラは、少なくとも１つの照明器に電力を供給し、出口ラインがレセプタクルに設置されたときに少なくとも１つのセンサの出力信号を監視して、ドライチューブの光強度値を決定するように構成され得る。コントローラはさらに、ポンプの動作を制御して、出力ラインを少なくとも１つの流体源からの流体でプライミングするように構成することができる。コントローラはさらに、少なくとも１つの照明器に電力を供給し、出力信号を監視し、出力信号が、光強度値がドライチューブ強度値に依存するプライムライン閾値を下回ったことを示すときにポンプの動作を停止するように構成され得る。

いくつかの実施形態において、プライミングされたラインの閾値は、ドライチューブの光強度値のパーセンテージに定数を加えることによって計算され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも１つの照明器に複数回電力を供給するように構成され得、ドライチューブ光強度値は、複数回にわたってセンサから出力される最大光強度値に基づく。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも１つの照明器に複数回電力を供給し、出力信号を監視して最大光強度値を決定するように構成されてもよく、ドライチューブ光強度値は、最大光強度値および少なくとも１つの限界に基づく。いくつかの実施形態では、限界は、ドライチューブ光強度値の最小値であり得る。いくつかの実施形態では、システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み得る。コントローラは、変位流体容積が事前定義された閾値よりも大きいことを変位容積感知アセンブリが示したときに通知を生成するようにさらに構成することができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、出力ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す、システムのユーザインターフェースからのユーザ入力の受信時にポンピングを継続するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、ダイヤフラムポンプであり得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、空気圧ダイヤフラムポンプであり得る。いくつかの実施形態では、ポンプの一部は、流体移送セットに含まれ得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの流体源は、透析液リザーバであり得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの照明器は、センサの光軸に対してある角度で配置された第１のＬＥＤを含み得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの照明器は、第２のＬＥＤおよび第３のＬＥＤを含み得る。いくつかの実施形態では、第２のＬＥＤの軸および第３のＬＥＤの軸は、センサの光軸に平行であり得る。

本発明の態様について、少なくとも一部には以下の図面に示す例示的な実施形態を参照して後述する。図面において、同様の数字は同様の要素を参照する。
本発明の１つまたは複数の態様を組み込んだ自動腹膜透析（ＡＰＤ）システムの概略図を示す。 図１Ａに示す透析液送達セットに対する代替構成を示す。 図１のＡＰＤシステムで使用される例示的なセットの概略図である。 第１実施形態におけるカセットの組立分解斜視図である。 図３における線４－４に沿ったカセットの断面図である。 例示的な実施形態において予備成形されたポンプ室部分を有する膜を形成するために使用することができる真空成形型の斜視図である。 図３のカセット本体の正面図を示す。 例示的な実施形態における２つの異なるスペーサ配置を含むカセット本体の正面図である。 図３のカセット本体の背面斜視図である。 図３のカセット本体の背面図である。 流体ライン状態検出器または液体レベル検出器の例示的な構成の正面斜視図である。 流体ライン状態検出器または液体レベル検出器の背面斜視図である。 プリント回路基板に表面実装された３つのＬＥＤおよび光学検出器の斜視配置図である。 検出器回路基板に実装された３つのＬＥＤおよび光学検出器の平面図である。 プリント回路基板および透明または半透明プラスチックインサートを示す図１０の検出器の組立分解斜視図である。 図１０の液体レベル検出器がプライミング済み流体ラインと非プライミング流体ラインとを識別することができることを示すグラフである。 直交して向けられたＬＥＤに対して角度が付けられたＬＥＤを用いる液体検出を比較する光学センサによって検出された測定値を示すグラフである。 図１０の液体レベル検出器が検出器内の管セグメントの存在と不在とを識別することができることを示すグラフである。 図１０の液体検出器を使用する種々のサイクラに対する、プライミング済み流体ラインおよび非プライミング流体ラインに対応する信号の範囲を示すグラフである。 流体ラインをプライミングするために実行し得る複数の例示の行動を表すフローチャートである。 液体レベル検出器の代替構成の斜視図である。 流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの実施形態を示す。 流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの実施形態を示す。 流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの別の実施形態を示す。 流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの別の実施形態を示す。 切欠きを含む流体ラインキャップの例を示す。 制限部を含む流体ラインキャップの例を示す。 図２６の線２６－２６における流体ラインキャップの断面図を示す。 流体ラインの流体ラインコネクタに設置された流体ラインキャップの例を示す。 図２８の線２８－２８で取られた図２７の流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの断面図を示す。 サイクラが２部プライムでラインをプライミングするために使用することができるいくつかのステップを概説するフローチャートを示す。 サイクラのドアが開いている図１のＡＰＤシステムの斜視図である。 図３１の実施形態におけるカセットと相互作用するためのサイクラの制御面の正面図である。 サイクラの制御面の実施形態の正面図である。 図３３Ａの選択された断面図を示す。 図３３Ａの選択された断面図を示す。 嵌合圧力供給ブロックおよび圧力分配モジュール付きの図３２の界面のためのアセンブリの分解図である。 ベースユニットの圧力供給ブロックとポンプカセットとの間に挿入された制御ガスケットの分解図を示す。 一体化マニホールドの組立分解図である。 一体化マニホールドの２つの等角図を示す。 サイクラを通る流体流を制御する空気圧系統の概略図を示す。 カセット固定具の実施形態の正面側面図である。 図３に示すカセット等の変更されたカセットから作製されるカセット固定具の別の例を示す。 変更されたカセットカセットから作製されるカセット固定具の別の例を示す。 液体供給ストローク中のポンプカセットの制御または作動チャンバからの圧力追跡を示している。 例示的な実施形態における、カセットのポンプ室ならびに関連する制御構成要素及び流入／流出路の概略図である。 図４３の実施形態に対して、弁Ｘ２が開放される前の時点から弁Ｘ２が開放された幾分か後までの制御室および基準室に対する例示的な圧力知のプロットである。 例示的な実施形態における、カセットの制御室と圧力センサおよび流入／流出路を含む関連する制御構成要素との概略図である。 圧送およびＦＭＳプロセス中の基準室および制御室に対する圧力対時間プロットである。 ＦＭＳプロセスの空気圧ステップのフローチャートである。 ＋ＦＭＳプロセス中のポンプ室および基準室の圧力のプロットである。 －ＦＭＳプロセス中のポンプ室および基準室の圧力のプロットである。 ３つの別個の閉鎖質量系を含む＋ＦＭＳプロセスのポリトロープ概念モデルの図である。 制御室容積に対する＋ＦＭＳの場合のポリトロープ膨張定数のプロットである。 ３つの別個の閉鎖質量系を含む－ＦＭＳプロセスのポリトロープ概念モデルの図である。 制御室質量に対する－ＦＭＳの場合のポリトロープ膨張定数のプロットである。 基礎ＡＩＡ ＦＭＳ計算ステップのフローチャートである。 ＡＩＡ ＦＭＳ計算ステップのより詳細なフローチャートである。 ダイヤフラムポンプに対するＦＭＳ較正方法のフローチャートである。 ＦＭＳ較正方法に対して部分ストローク容積を較正するフローチャートである。 ダイヤフラムポンプにおいて部分ストローク容積を較正するために使用されるプロセスの図である。 ポンプダイヤフラムがチャンバ壁に近づくときの部分ストローク較正中の容積測定値の補正の図である。 液体送達ストローク中のポンプカセットの制御室または作動チャンバからの圧力追跡を示す。 液体送達ストローク中の制御室または作動チャンバにおける圧力をプロットするグラフと、液体送達ストローク中の累積容積推定プロットとを示す。 経時的な制御室容積変化を推定するために使用することができる複数のステップを概説するフローチャートを示す。 ポンプストローク中に経時的な制御室容積変化を推定するために使用される式を調整する複数のステップを概説するフローチャートを示す。 ストローク中の流量に基づいてストロークの終了を検出する複数のステップを概説するフローチャートを示す。 ストロークを完了するために必要な時間を予測することによりストロークの終了を確定する複数のステップを概説するフローチャートを示す。 ポンプストロークが進行中である間に流量低減状態を検出する複数のステップを概説するフローチャートを示す。 例示的な使い捨て流体ポンプカセットの上面図を示す。 図６３Ａの線６３Ｂ－６３Ｂで取られた断面図を示す。 図６３Ａの線６３Ｃ－６３Ｃで取られた断面図を示す。 例示的な容量測定標準セットの上面図を示す。 図６４Ａの線６４Ｂ－６４Ｂで取られた断面図を示す。 図６４Ａの線６４Ｃ－６４Ｃで取られた断面図を示す。 例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図６５Ａに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図６６Ａに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図６７Ａに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 図６５Ａに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図６６Ａに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図６７Ａに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図６９Ａに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図７０Ａに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図７１Ａに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図７２Ａに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 図６９Ａに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図７０Ａに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図７１Ａに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図７２Ａに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 １つまたは複数の容積測定較正カセットを用いて較正を実行するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 サイクラの制御室の例示的な較正曲線を示すグラフを示す。 サイクラによって使用され得るいくつかの較正曲線を示す例示的なグラフを示す。 サイクラの較正曲線を改良するために使用することができるいくつかの例示的なアクションを示すフローチャートを示す。 差し迫った治療で使用されようとしている使い捨てカセットに関連する情報に基づいて、特定のサイクラの較正曲線を改良するために使用され得るいくつかの例示的なアクションを示すフローチャートを示す。 製造中に使い捨てカセットの製造ロットを試験するために使用することができるいくつかの例示的なアクションを示すフローチャートを示す。 システムの対象となるコンポーネントのヘッド高さを検出するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 関心のある構成要素の決定されたヘッド高さに基づいてポンプ圧を調整するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 システムの対象となるコンポーネントのヘッド高さ検出中に実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 システムの対象となるコンポーネントのヘッド高さ検出中に実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 異なるヘッド高さで目的地への送達ストロークを終了した後のポンプ室の代表的な図を示す。 異なるヘッド高さで目的地への送達ストロークを終了した後のポンプ室の代表的な図を示す。 特定のヘッド高さの較正曲線を決定するために使用され得るいくつかのアクションを詳述するフローチャートを示す。

自動腹膜透析システム
図１Ａは、開示の１つまたは複数の側面を包含する自動腹膜透析（ＡＰＤ）システム１０を示す。２０１５年６月５日に出願されたＮｏｒｒｉｓらの米国特許番号１０，０５８，６９４（発明の名称：複数の流体ラインを使用する医療システムおよび方法）（代理人整理番号：Ｑ２１）に示され記載されているものなどの他のＡＰＤシステムまたはそのコンポーネント（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）は、本明細書に詳述される開示の様々な態様とともに使用することもできる。

図１Ａに示すように、たとえば、この例示的な実施形態におけるシステム１０は、透析液送達セット１２（いくつかの実施形態では、使い捨てセットであり得る）と、送達セット１２と相互作用して溶液容器２０（たとえば、バッグ）によって提供される液体を圧送するサイクラ１４と、ＡＰＤ処置を行うようにプロセスを管理する制御システム１６（たとえば、プログラムされたコンピュータまたは他のデータプロセッサ、コンピュータメモリ、ユーザもしくは他のデバイスに情報を提供しかつそこから入力を受け取るインタフェース、１つもしくは複数のセンサ、アクチュエータ、リレー、空気圧式ポンプ、タンク、電源および／または他の好適な構成要素を含み、すなわち、図１にはユーザ制御入力を受け取るわずかな数のボタンしか示さないが、制御システム構成要素に関するさらなる詳細については後述する）を含む。この例示的な実施形態では、サイクラ１４および制御システム１６は、共通のハウジング８２に関連づけられているが、２つ以上のハウジングに関連づけることができ、かつ／または互いに別個であり得る。サイクラ１４は、テーブルトップまたは家庭に通常見いだされる他の比較的小さい表面の上で操作されるのに適した、小型の設置場所を有することができる。サイクラ１４は、軽量かつ携帯可能であり、たとえば、ハウジング８２の両側のハンドルを介して手で所持することができる。

セット１２は、この実施形態では、単回使用の使い捨て品であるように意図されているが、代わりに、１つまたは複数の再使用可能部品を有することができ、または全体として再使用可能であり得る。ユーザは、各ＡＰＤ治療セッションを開始する前に、たとえばサイクラ１４の正面ドア１４１内にカセット２４を取り付けることにより、セット１２をサイクラ１４に関連づけ、サイクラ１４は、カセット２４と相互作用して、セット１２のさまざまなラインにおいて流体流を圧送し制御する。たとえば、ＡＰＤを行うために、透析液を患者にかつ患者から圧送することができる。治療後、ユーザは、サイクラ１４からセット１２の構成要素のすべてまたは一部を取り外すことができる。

本技術分野において既知であるように、使用する前、ユーザは、セット１２の患者ライン３４を、接続部３６において自身の体内留置腹膜カテーテル（図示せず）に接続することができる。一実施形態では、異なるサイズの患者ライン３４を有するもの等、１つまたは複数の異なるタイプのカセット２４と動作するように、サイクラ１４を構成することができる。たとえば、成人患者で使用されるサイズである患者ライン３４を備えた第１タイプのカセット、および幼児または小児の使用のためのサイズである患者ライン３４を備えた第２タイプのカセットと動作するように、サイクラ１４を構成することができる。小児用患者ライン３４は、ラインの容積を最小限にするように、成人用ラインより短くかつ内径を小さくすることができ、透析液のより制御された送達を可能にし、セット１２が連続的な排液および充填サイクルで使用されるとき、比較的大量の使用済み透析液が小児患者に戻るのを回避するのに役立つ。サイクラ１４のヒータ容器受入部分（この場合、トレイ）１４２の上に、ライン２６によってカセット２４に接続されるヒータバッグ２２を配置することができる。サイクラ１４は、新鮮な透析液を（カセット２４を介して）ヒータバッグ２２内に圧送することができ、それにより、ヒータトレイ１４２によって、たとえば、トレイ１４２に関連づけられた電気抵抗加熱素子によって、透析液を約３７℃の温度まで加熱することができる。加熱された透析液は、ヒータバッグ２２からカセット２４および患者ライン３４を介して患者に提供することができる。代替実施形態では、患者に向かう途中で、カセット２４に入る際、またはカセット２４から出た後、透析液をヒータトレイ１４２と接触する管に通すか、または（カセット２４に設けることができる）直列流体ヒータに通すことによって、透析液を加熱することができる。使用済み透析液は、患者から患者ライン３４を介してカセット２４にかつ排液ライン２８内に圧送することができ、排液ライン２８は、排液ライン２８の１つまたは複数の分岐を通る流れを制御する１つまたは複数のクランプを含むことができる。この例示的に実施形態では、排液ライン２８は、排液ライン２８を専用の排液受けに接続するコネクタ３９と、試験または他の分析のために使用済み透析液のサンプルを取得する排出物サンプルポート２８２とを含むことができる。ユーザはまた、ドア１４１内に１つまたは複数の容器２０のライン３０を取り付けることができる。ライン３０はまた、連続またはリアルタイム透析液調合システムに接続することも可能である。（ライン２６、２８、３０、３４は、要求に応じて、可撓性管および／または好適なコネクタならびに他の構成要素（ピンチ弁等）を含むことができる）。容器２０は、注入する滅菌腹膜透析液、または他の物質（たとえば、サイクラ１４が、水と混合し、または異なるタイプの透析液を混ぜることによって透析液を処方するために使用する物質）を収容することができる。カセット２４のスパイク１６０にライン３０を接続することができ、スパイク１６０は、図１Ａでは取外し可能キャップによって覆われている。

本発明の一態様では、サイクラ１４は、自動的に、カセット２４の１つまたは複数のスパイク１６０からキャップを取り外し、溶液容器２０のライン３０をそれぞれのスパイク１６０に接続することができる。この特徴は、非滅菌物品のスパイク１６０との接触の機会を低減させることにより、感染または汚染の可能性を低減させるのに役立つことができる。

別の態様では、透析液送達セット１２Ａは、カセットスパイク１６０を有していない場合がある。代わりに、１つまたは複数の溶液ライン３０は、図１Ｂに示すように、カセット２４の入口ポートに永久的に取り付けることができる。この場合、各溶液ライン３０は、溶液容器または透析液バッグ２０に手動で接続するための（キャップ付き）スパイクコネクタ３５を有することができる。

さまざまな接続を行うことにより、制御システム１６は、ＡＰＤ処置の典型的な一連の充填、滞留および／または排液サイクルを通してサイクラ１４のペースを定めることができる。たとえば、充填段階中、サイクラ１４は、１つまたは複数の容器２０（または他の透析液供給源）から透析液を加熱するためにヒータバッグ２２内に（カセット２４によって）圧送することができる。その後、サイクラ１４は、加熱した透析液をヒータバッグ２２からカセット２４を通して、患者ライン３４を介して患者の腹膜腔内に注入することができる。滞留段階に続き、サイクラ１４は、排液段階を開始することができ、排液段階の間、サイクラ１４は、患者からライン３４を介して（この場合もまたカセット２４により使用済み透析液を圧送し、使用済み透析液を、排液ライン２８を介して近くのドレーン（図示せず）内に排液する。

サイクラ１４は、溶液容器２０および／またはヒータバッグ２２がサイクラ１４の上方の規定された頭高に配置されることが必ずしも必要ではなく、たとえば、サイクラ１４は必ずしも重力流システムではないためである。代わりに、サイクラ１４は、供給源溶液容器２０がサイクラ１４の上方、下方または同じ高さにあり、患者がサイクラの上方または下方にいる等であっても、重力流を模倣するか、または他の方法で透析液の流れを好適に制御することができる。たとえば、サイクラ１４は、所与の処置の間に、固定の頭高を模倣することができ、または、サイクラ１４は、処置中に透析液に加えられる圧力を増減させるように、有効頭高を変更することができる。サイクラ１４はまた、透析液の流量も調整することができる。本発明の一態様では、サイクラ１４は、充填動作または排液動作の患者の知覚を低減させるように、患者に提供されるかまたは患者から引き出されるときの透析液の圧力および／または流量を調整することができる。こうした調整は、単一の充填および／または排液サイクル中に行うことができ、または、異なる充填サイクルおよび／または排液サイクルにわたって調整することができる。一実施形態では、サイクラ１４は、排液動作の最後の近くで患者から使用済み透析液を引き出すために使用される圧力を漸減させることができる。サイクラ１４は、人為的な頭高を確立することができるため、患者の特定の生理機能または相対的な高さの変化と相互作用する柔軟性を有し、それに適合することができる。

カセット
カセット本発明の一態様では、カセット２４は、溶液供給ラインに対して別個に閉塞可能である患者ラインおよび排液ラインを含むことができる。すなわち、患者ラインへのかつ患者ラインからのセーフティクリティカルな流れは、たとえば、１つまたは複数の溶液供給ラインを通る流れを閉塞させる必要なしに、流れを停止するようにラインを挟むことによって、制御することができる。この特徴により、簡略化したオクルーダ装置を可能にすることができ、それは、患者の安全にほとんどまたはまったく影響を与えない他のラインを閉塞させることとは対照的に、２つのラインのみに関して閉塞を行うことができるためである。たとえば、患者または排液接続が分離された状況では、患者ラインおよび排液ラインを閉塞させることができる。しかしながら、溶液供給ラインおよび／またはヒータバッグラインは、流れるように開放したままであり、サイクラ１４が次の透析サイクルの準備をすることができるようにすることができ、たとえば、患者ラインおよび排液ラインの別個の閉塞は、サイクラ１４に対して、１つまたは複数の容器２０からヒータバッグ２２または他の溶液容器２０に透析液を圧送し続けるのを可能にしながら、患者の安全を確保するのに役立つことができる。

本発明の別の態様では、カセットは、カセットの１つの側または一部に患者ライン、排液ラインおよびヒータバッグライン、カセットの別の側または別の部分、たとえば、カセットの反対側に１つまたは複数の溶液供給ラインを有することができる。こうした配置により、上述したように溶液ラインに関して患者ライン、排液ラインまたはヒータバッグラインの別個の閉塞を可能にすることができる。カセットに取り付けられたラインをタイプまたは機能によって物理的に分離することにより、所定のタイプまたは機能のラインとの相互作用のより効率的な制御が可能になる。たとえば、こうした配置により、簡略化したオクルーダ設計を可能にすることができ、それは、カセットに通じるかまたはカセットからのすべてのラインよりこれらのラインのうちの１つ、２つまたは３つを閉塞させるために必要な力が小さくなるためである。別法として、この配置により、より詳細に後述するように、カセットに対する溶液供給ラインのより有効な自動接続を可能にすることができる。すなわち、溶液供給ラインおよびそれらのそれぞれの接続部が患者ライン、排液ラインおよび／またはヒータバッグラインから離れて配置されて、自動キャップ外しおよび接続装置は、カセットのスパイクからキャップを取り除くとともに、溶液供給ラインのキャップを取り除き、患者ライン、排液ラインまたはヒータバッグラインによる妨げなしにそれぞれのスパイクにラインを接続することができる。

図２は、上述した本発明の態様を組み込んだカセット２４の例示的な実施形態を示す。この実施形態では、カセット２４は、略平面本体を有し、カセット本体の左端部のそれぞれのポートに、ヒータバッグライン２６、排液ライン２８および患者ライン３４が接続され、カセット本体の右端部は、溶液供給ライン３０を接続することができる５つのスパイク１６０を含むことができる。図２に示す配置では、スパイク１６０の各々はスパイクキャップ６３によって覆われ、スパイクキャップ６３を取り除いて、それぞれのスパイクを露出させ、それぞれのライン３０への接続を可能にすることができる。上述したように、ライン３０を、たとえば透析での使用および／または透析液の処方のために、１つまたは複数の溶液容器または他の物質源に取り付け、サンプリングの目的で、または腹膜平衡試験（ＰＥＴ試験）のために、１つまたは複数の収集バッグに接続することができる。

図３および図４は、この例示的な実施形態におけるカセット２４の組立分解図（それぞれ、斜視図および上面図）を示す。カセット２４は、略平面形状を有する比較的薄く平坦な部材として形成され、たとえば、好適なプラスチックからモールドされ、押出成形されまたは他の方法で形成される構成要素を含むことができる。この実施形態では、カセット２４は、カセット２４に対するフレームまたは構造部材として機能するとともに、さまざまな流路、ポート、弁部分等を少なくとも部分的に形成するものとして機能するベース部材１８を含む。ベース部材１８は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）アクリル樹脂、または環状オレフィンコポリマー／超低密度ポリエチレン（ＣＯＣ／ＵＬＤＰＥ）等の好適なプラスチックまたは他の材料からモールドするかまたは他の方法で形成することができ、比較的剛性があり得る。実施形態では、ＣＯＣ対ＵＬＤＰＥの比は、およそ８５％／１５％であり得る。図３は、ベース部材１８に形成されているヒータバッグ用のポート（ポート１５０）、排液用のポート（ポート１５２）および患者用のポート（ポート１５４）も示す。これらのポートの各々は、たとえば、外側リングまたはスカート１５８から延在する中心チューブ１５６、または中心チューブのみ等、任意の好適な方法で配置することができる。ヒータバッグライン２６、排液ライン２８および患者ライン３４の各々に対する可撓性管は、中心チューブ１５６に接続し、存在する場合は外側リング１５８が係合することができる。

ベース部材１８の両側を、膜１５および１６、たとえば、たとえば、鋳造され、押出成形され、または他の方法で形成されるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から作製された可撓性ポリマーフィルムによって覆うことができる。別法として、たとえば、共押出成形可能接着剤（ｃｏｅｘｔｒｕｄａｂｌｅａｄｈｅｓｉｖｅ）（ＣＸＡ）によって合わせて保持される、ポリシクロヘキシレンジメチレンシクロヘキサンジカルボキシレート（ＰＣＣＥ）および／またはＵＬＤＰＥの２つ以上の層のラミネートとして形成することができる。いくつかの実施形態では、膜厚さは、およそ０．００２インチ～０．０２０インチ厚さの範囲であり得る。好ましい実施形態では、ＰＶＣ系膜の厚さは、およそ０．０１２インチ～０．０１６インチ厚さの範囲、より好ましくはおよそ０．０１４インチ厚さであり得る。たとえばラミネートシート等、別の好ましい実施形態では、ラミネートの厚さは、およそ０．００６インチ～０．０１０インチ厚さの範囲、より好ましくはおよそ０．００８インチ厚さであり得る。

膜１５および１６はともに、カセット２４の流路の一部を閉鎖するかまたは他の方法で形成するように機能することができるだけでなく、弁ポートを開放／閉鎖しかつ／またはカセット２４内の流体を移動させるポンプダイヤフラム、隔壁または壁の一部として機能するように、移動させるかまたは他の方法で操作することも可能である。たとえば、膜１５および１６は、ベース部材１８の上に配置して、カセット２４から流体が漏れるのを防止するようにベース部材１８の周縁部の周囲のリムに（たとえば、熱、接着剤、超音波溶接または他の手段によって）封止することができる。膜１５はまた、ベース部材１８の他の内壁、たとえば、さまざまなチャネルを形成する内壁に接合することも可能であり、または、カセット２４がサイクラ１４に好適に取り付けられているとき、ベース部材１８の壁および他の特徴と封止接触するように押圧することができる。したがって、膜１５および１６の両方を、ベース部材１８の周縁リムに、たとえば、使用後にサイクラ１４から取り外す際にカセット２４からの流体の漏れを防止するのに役立つように封止することができるが、ベース部材１８の他の部分には、接触せずに位置するように配置することができる。サイクラ１４内に配置されたカセット２４を、対向するガスケットまたは他の部材の間で圧搾することができ、それにより、膜１５および１６は、周縁部の内側の領域においてベース部材１８と封止接触するように押圧され、それにより、チャネル、弁ポート等を互いから好適に封止する。

膜１５および１６に対する他の構成も可能である。たとえば、膜１６は、本体１８に接合されるかまたは他の方法で一体化される剛性シート状の材料によって形成することができる。したがって、膜１６は、必ずしも可撓性部材であるかまたは可撓性部材を含む必要はない。同様に、膜１５は、その表面全体にわたって可撓性を有する必要はなく、代わりに、ポンプおよび／または弁動作を可能にするように１つまたは複数の可撓性部分と、たとえばカセット２４の流路を閉鎖するために、１つまたは複数の剛性部分とを含むことができる。たとえば、サイクラ１４が、カセット、制御弁およびポンプ機能等の通路を封止するために好適な部材を含む場合、カセット２４は、膜１６または膜１５を含まない場合があることも可能である。

本発明の別の態様によれば、膜１５は、ベース１８の対応するポンプ室１８１のくぼみの形状に密に一致する形状を有するように形成されているポンプ室部分１５１（「ポンプ膜」を含むことができる。たとえば、膜１５は、ベース部材１８のポンプ室くぼみに形状が一致する、熱成形された（または他の方法で成形された）ドーム状形状１５１を有する平坦部材として概して形成することができる。予備成形されたポンプ室部分１５１のドーム状形状は、たとえば、図５に示すタイプの真空成形型の上で膜を加熱し成形することによって構築することができる。図５に示すように、型の壁に沿った孔の集まりを通して、真空を加えることができる。別法として、型の壁を、多孔質気体透過性材料から構築することができ、それにより、モールドされた膜の表面がより均一に平滑になる可能性がある。一例では、モールドされた膜シート１５は、真空成形型に取り付けられている間、トリミングされる。そして、真空成形型は、トリミングされた膜シート１５をカセット本体１８に対して押圧し、それらを互いに接合する。一実施形態では、膜シート１５、１６は、カセット本体１８に熱溶接される。このように、膜１５は、ポンプ室１８１に対して移動して、（たとえば、流体をポンプ室１８１から圧送している間、図４の実線に示すように）膜１５が最大限ポンプ室１８１内にかつ（場合によっては）スペーサ要素５０と接触するように移動するときと、（たとえば、流体をポンプ室１８１内に引き込むときに図４に破線で示すように）膜１５がポンプ室１８１から最大限引き抜かれているときとの両方、膜１５の伸張を必要とすることなく（または少なくとも膜１５の最小限の伸張で）圧送作用をもたらすことができる。膜１５の伸張を回避することは、シートの伸張による流体送達圧力の圧力サージまたは他の変化を防止するのに役立ち、かつ／または、ポンプ動作中の圧力変動を最小限にしようとするときにポンプの制御を簡略化するのに役立つことができる。（たとえば、伸張中に膜１５の上にかけられる応力からもたらされる膜１５の引裂きによる）膜１５の破損の可能性の低減、および／またはより詳細に後述するように、ポンプ送達容積測定における正確さの向上を含む、他の利点をみつけることができる。一実施形態では、ポンプ室部分１５１は、たとえば、ポンプ室部分１５１が、ポンプ室容積の約１００％である容積を画定する場合、ポンプ室１８１の約８５％～１１０％であるサイズを有する（たとえば、容積を画定する）ように形成することができ、ポンプ室部分１５１は、停止している間、応力を受けることなく、ポンプ室１８１内にかつスペーサ５０と接触して位置することができる。

ポンプ室内外の液体の充填および送達ストロークを発生させるために使用される圧力のより優れた制御を提供することには、いくつかの利点がある可能性がある。たとえば、排液サイクル中、ポンプ室が患者の腹膜腔から流体を引き出すとき、可能な最小の負圧をかけることが望ましい場合がある。患者は、治療の排液サイクル中、一部には充填ストローク中にポンプによって負圧がかけられているため、不快である可能性がある。充填ストローク中にかけられる負圧に対して予備成形膜が提供することができる追加の制御は、患者の不快を低減させるのに役立つことができる。

カセットポンプ室の輪郭に対して予備成形されたポンプ膜を使用することにより、複数の他の利点を具現化することができる。たとえば、ポンプ室を通る液体の流量をより均一にすることができ、それは、ポンプストロークを通して一定の圧力または真空をかけることができ、それにより、液体の加熱を調節するプロセスを簡略化することができるためである。さらに、カセットポンプ内の温度変化による、膜を変位させる動力学とともに、ポンプ室内の圧力を測定する正確さに対する影響を、より小さくすることができる。さらに、流体ライン内の圧力スパイクを最小限にすることができる。また、膜の制御（たとえば、空気圧）側において圧力変換器によって測定される圧力を、膜のポンプ室側における液体の実際の圧力と相関させることを、より単純にすることができる。これにより、治療の前の患者および流体源バッグのより正確な頭高測定を可能にし、ポンプ室内の空気を検出する感度を向上させ、容積測定の正確さを向上させることができる。さらに、膜を伸張させる必要をなくすことにより、より大きい容積を有するチャンバの構築および使用を可能にすることができる。

この実施形態では、カセット２４は、ベース部材１８に形成されている複数のポンプ室１８１を含むが、１つのポンプ室または３つ以上のポンプ室が可能である。本発明の態様によれば、ポンプ室１８１の内壁はスペーサ要素５０を含み、スペーサ要素５０は、互いから間隔を空けて配置され、膜１５の部分がポンプ室１８１の内壁と接触するのを防止するのに役立つように、ポンプ室１８の内壁から延在している。（図４における右側ポンプ室１８１に示すように、内壁は、側部１８１ａおよび底部１８１ｂによって画定されている。スペーサ５０は、この実施形態では底部１８１ｂから上方に延在しているが、側部１８１ａから延在するかまたは他の方法で形成されることが可能である。）膜１５がポンプ室内壁と接触するのを防止することにより、スペーサ要素５０はデッドスペース（またはトラップ容積）を提供することが可能であり、それは、ポンプ室１８１内の空気または他の気体を閉じ込めて、状況によってはポンプ室１８１から気体が圧送されるのを抑制するのに役立つことができる。他の場合では、スペーサ５０は、ポンプ室１８１の出口への気体の移動に役立つことができ、それにより、たとえばプライミング中、ポンプ室１８１から気体を除去することができる。また、スペーサ５０は、膜１５気体ペーサ要素５０と接触するように押圧される場合であっても、膜１５がポンプ室内壁に付着するのを防止するのに役立ち、かつ／または流れがポンプ室１８１を通って継続するのを可能にすることができる。さらに、スペーサ５０は、シートが偶発的にポンプ室内壁と非均一に接触する場合、ポンプ室の出口ポート（開口部１８７および／または１９１）の時期尚早な閉鎖を防止するのに役立つ。スペーサ５０の構成および／または機能に関するさらなる詳細は、米国特許第６，３０２，６５３号明細書および同第６，３８２，９２３号明細書に提供されており、それらはともに、参照により本明細書に組み込まれる。

本実施形態では、スペーサ要素５０は、ある種の「競技場座席」配置で配置され、それにより、スペーサ要素５０は、同心楕円形パターンで配置され、スペーサ要素５０の端部は、ポンプ室１８１の中心から距離が離れるほど内壁の底部１８１ｂからの高さが増大し、半楕円形ドーム形状領域（図４において点線で示す）を形成する。スペーサ要素５０の端部が、膜１５のポンプ室部分１５１が広がるように意図されたドーム状領域を画定する半楕円形領域を形成するように、スペーサ要素５０を配置することにより、ポンプ室１８１の意図されたストローク容積に対するいかなる低減も最小限にする所望の容積のデッドスペースを可能にすることができる。図３（および図６）に示すように、スペーサ要素５０が配置されている「競技場座席」配置は、楕円形パターンの「通路」または破断部５０ａを含むことができる。破断部（または通路）５０Ａは、流体がポンプ室１８１から送達される際にスペーサ要素５０の間の列（空隙またはデッドスペース）５０Ｂ全体を通して等しい気体レベルを維持するのに役立つ。たとえば、スペーサ要素５０が、破断部（もしくは通路）５０Ａ、または液体および空気気体ペーサ要素５０の間を流れるのを可能にする他の手段なしに、図６に示す競技場座席配置で配置された場合、膜１５は、ポンプ室１８１の最外周縁部に位置するスペーサ要素５０の上で底に達することができ、この最外スペーサ要素５０とポンプ室壁の側部１８１ａとの間の空隙に存在するいかなる気体または液体も閉じ込める。同様に、膜１５が任意の２つの隣接するスペーサ要素５０の上で底に達した場合、要素５０間の空隙内のいかなる気体および液体も閉じ込められることが可能である。こうした配置では、ポンプストロークの最後に、液体が外側の列に残る一方で、ポンプ室１８１の中心にある空気または他の気体を送達することができる。スペーサ要素５０の間の空隙の間に破断部（または通路）５０Ａまたは他の流体連通手段を提供することは、ポンプストロープ中に空隙を通して等しい気体レベルを維持するのに役立ち、それにより、液体容積が実質的に送達されていない限り、空気または他の気体がポンプ室１８１から出るのを阻止することができる。

いくつかの実施形態では、スペーサ要素５０および／または膜１５は、膜１５気体ペーサ５０に接触するように押圧されたときに、概して個々のスペーサ５０に巻き付かないかもしくはその周囲で他の方法で変形しないか、または他の方法であるペーサ５０の間の空隙に著しく延在しないように配置することができる。こうした配置により、１つまたは複数の個々のスペーサ要素５０に巻き付くかまたは他の方法でその周囲で変形することによってもたらされる、膜１５に対するいかなる伸張または損傷も低減させることができる。たとえば、この実施形態では、スペーサ５０間の空隙のサイズを、その幅気体ペーサ５０の幅と略等しくするようにすることが有利であることも分かった。この特徴は、膜１５が圧送動作中にスペーサ５０に強制的に接触させられるとき、膜１５の変形、たとえばスペーサ５０の間の空隙内への膜のたるみを防止するのに役立つことが分かった。

本発明の別の態様によれば、ポンプ室１８１の内壁は、膜１５のポンプ室部分１５１が広がるように意図された空間、たとえば半楕円形またはドーム空間より大きいくぼみを画定することができる。こうした場合、ドーム状領域内に延在するのではなく、膜部分１５１が広がるように意図されたドーム状領域の下方に、１つまたは複数のスペーサ要素５０を配置することができる。場合によっては、スペーサ要素５０の端部は、膜１５が広がるように意図されたドーム状領域の周縁部を画定することができる。膜部分１５１が広がるように意図されたドーム状領域の周縁部の外側に、またはそれに隣接してスペーサ要素５０を配置することには、いくつかの利点があり得る。たとえば、１つまたは複数のスペーサ要素５０を、可撓性部材が広がるように意図されたドーム状領域の外側にまたはそれに隣接するように配置することにより、上述したような、スペーサと膜との間のデッドスペースが提供されるとともに、ポンプ室１８１の意図されたストローク容積に対するいかなる低減も最小限になる。

ポンプ室内のスペーサ要素５０は、存在する場合、たとえば図７に示すように、他の任意の好適な方法で配置することができることが理解されるべきである。図７における左側ポンプ室１８１は、図６のものと同様に配置されたスペーサ５０を含むが、ポンプ室１８１のおよそ中心を通って垂直に延びる１つの破断部または通路５０ａのみがある。スペーサ５０は、図６のものと同様である凹状形状を画定するように配置することができ（すなわち、スペーサ５０の頂部は、図３および図４に示す半楕円形上を形成することができ）、球形、箱状形状等を形成するため等、他の好適な方法で配置することができる。図７における右側ポンプ室１８１は、スペーサ５０気体ペーサ５０が垂直に配置され、スペーサ５０間の空隙５０ｂもまた垂直に配置されている実施形態を示す。左側ポンプ室と同様に、右側ポンプ室１８１内のスペーサ５０は、半楕円形、球形、箱状または他の任意の好適な形状のくぼみを画定することができる。しかしながら、スペーサ要素５０は、固定の高さ、図示するものとは異なる空間的パターン等を有することができることが理解されるべきである。

また、膜１５自体気体ペーサ要素、またはスペーサ要素５０に加えてもしくはその代わりに、リブ、出っ張り、タブ、溝、チャネル等の他の特徴を有することができる。膜１５におけるこうした特徴は、膜１５の付着等を防止するのに役立ち、かつ／または圧送作用中に移動するときにシートがどのように折り重なるかまたは他の方法で変形するかを制御するのに役立つ等、他の特徴を提供することができる。たとえば、膜１５の出っ張りまたは他の特徴は、シートが一貫して変形するのに役立ち、繰り返されるサイクル中に同じ領域で折り重ならないようにすることができる。繰り返されるサイクルにおいて膜１５を同じ領域で折り重ねることにより、その折り目領域において膜１５が時期尚早に機能しなくなる可能性があり、したがって、膜１５の特徴は、折り目が発生する方法および場所を制御するのに役立つことができる。

この例示的な実施形態では、カセット２４のベース部材１８は、カセット２４内の流体の動きを案内するために、複数の制御可能な弁機能、流体経路、および他の構造を規定する。図６は、ベース部材１８のポンプ室側の平面図を示しており、これは、図３の斜視図でも見られる。図８は、ベース部材１８の裏側の斜視図を示している。図９は、ベース部材１８の裏側の平面図を示している。ポート１５０、１５２、および１５４のそれぞれの管１５６は、ベース部材１８に形成されたそれぞれの弁ウェルまたはチャンバ１８３と流体的に連絡している。弁ウェルまたはチャンバ１８３は、各弁ウェルまたはチャンバ１８３を取り囲む壁によって、およびウェルまたはチャンバ１８３の周りの壁との膜１５の係合をシールすることによって、互いに流体的に隔離される。同様に、弁ウェル１８５は、カセット膜１５の操作によってポート１８６からシールすることができる。ポンプ入口または出口弁は、カセット膜１５の操作によってポート１９０、１９２から密封することができるウェル１８９、１９４を有する。上記のように、膜１５は、例えば、サイクラ１４に装填されたときに、壁と接触するように押されることによって、各弁ウェルまたはチャンバ１８３、１８５、１８９および１９４（およびベース部材１８の他の壁）の周りの壁にシール係合し得る。弁ウェルまたはチャンバ１８３、１８５、１８９および１９４内の流体は、膜１５が弁ポートまたはオリフィス１８４、１８６、１９０および１９２とシール係合するように押されていない場合、各弁ポートまたはオリフィス１８４、１８６、１９０および１９２へ流れ込むか、それから流れ出ることができる。したがって、各弁ポートまたはオリフィス１８４、１８６、１９０および１９２は、弁ポートまたはオリフィス１８４、１８６、１９０および１９２に関連する膜１５の一部を選択的に動かすことによって開閉することができる弁（例えば、「ボルケーノ弁」）を画定する。カセット弁ポートまたはオリフィスシートは、カセット膜１５およびガスケットの関連する弁制御領域によるポートの閉塞がより確実に達成されるように、隆起壁１９６によって画定されて弁座（図３を参照）を形成することができる。しかし、他の実施形態では、カセット膜１５が十分に柔軟であるか適切な形状であり、加えられた圧力が弁ポート１８４、１８６、１９０および１９２を弁からシールするのに十分である場合、カセット弁ポートシートは隆起壁１９６を含まなくてもよい。

より詳細に後述するように、サイクラ１４は、膜１５の一部の位置を選択的に制御することができ、それにより、カセット２４内のさまざまな流体チャネルおよび他の経路を通る流れを制御するように、弁ポート（ポート１８４等）を開閉することができる。弁ポート１８４を通る流れは、ベース部材１８の後側に至る。ヒータバッグおよびドレーンに関連する弁ポート（ポート１５０および１５２）の場合、弁ポート１８４は、ベース部材１８の後側に形成された共通チャネル２００に至る。弁ウェル１８３およびチャンバ１８３、１８５、１８９、１９４と同様に、チャネル２００は、シート１６によってカセット２４の他のチャネルおよび経路から隔離され、チャネル２００を形成するベース部材１８の壁との封止接触をもたらす。患者ラインポート１５４に関連する弁ポート１８４の場合、ポート１８４を通る流れは、ベース部材１８の後側の共通チャネル２０２に至る。共通チャネル２００は、本明細書では上部流体バスとも呼ぶこともでき、共通チャネル２０２は、下部流体バスとも呼ぶこともできる。

図６に戻ると、（図６にキャップを外して示す）スパイク１６０の各々は、それぞれの弁ウェル１８５と流体連通し、弁ウェル１８５は、壁と、ウェル１８５を形成する壁との膜１５の封止係合とによって、互いから隔離されている。膜１５がポート１８６と封止係合しない場合、弁ウェル１８５内の流体は、それぞれの弁ポート１８６内に流れ込むことができる。（この場合もまた、各弁ポート１８６の上の膜１５の一部の位置は、弁ポート１８６を開閉するようにサイクラ１４によって制御することができる。）弁ポート１８６を通る流れは、ベース部材１８の後側にかつ共通チャネル２０２内に至る。したがって、本発明の一態様によれば、カセットは、カセットの共通のマニホールドまたはチャネルに接続される複数の溶液供給ライン（または、透析液を提供するための物質を提供する他のライン）を有することができ、各ラインは、共通のマニホールドまたはチャネルに対するラインとの間の流れを制御する対応する弁を有することができる。チャネル２０２内の流体は、下部ポンプ弁ウェル１８９（図６を参照）に通じる開口部１８８によって、ポンプ室１８１の下部開口部１８７内に流れ込むことができる。膜１５のそれぞれの部分がポート１９０と封止係合するように押圧されない場合、下部ポンプ弁ウェル１８９からの流れは、それぞれの下部ポンプ弁ポート１９０を通過することができる。図９に示すように、下部ポンプ弁ポート１９０は、ポンプチャネル１８１の下部開口部１８７と連通するチャネルに通じている。ポンプ室１８１から出る流れは、上部開口部１９１を通過し、上部弁ポート１９２と連通するチャネルに入ることができる。上部弁ポート１９２からの流れは（膜１５がポート１９２と封止係合していない場合）、それぞれの上部弁ウェル１９４内に、かつベース部材１８の後側の共通チャネル２００と連通している開口部１９３内に入ることができる。

理解されるように、ポンプ室１８１が、ポート１５０、１５２および１５４のうちの任意のものおよび／またはスパイク１６０のうちの任意のものとの間で流体を圧送することができるように、カセット２４を制御することができる。たとえば、スパイク１６０のうちの１つにライン３０によって接続される容器２０のうちの１つによって提供される新鮮な透析液を、適切なスパイク１６０に対する適切な弁ポート１８６を開放する（かつ、場合によっては、他のスパイクに対する他の弁ポート１８６を閉鎖する）ことにより、共通チャネル２０２内に引き込むことができる。また、下部ポンプ弁ポート１９０を開放することができ、上部ポンプ弁ポート１９２を閉鎖することができる。その後、ポンプ室１８１内の圧力を低下させるように、ポンプ室１８１に関連づけられた膜１５（すなわち、ポンプダイヤフラム１５１）の部分を（たとえば、ベース部材１８およびポンプ室内壁から離れるように）移動させることができ、それにより、流体を、選択されたスパイク１６０を通して、対応する弁ポート１８６を通して、共通チャネル１８１内に、開口部１８８を通して下部ポンプ弁ウェル１８９内に、（開放した）下部ポンプ弁ポート１９０を通して、下部開口部１８７を通してポンプ室１８１内に引き込む。弁ポート１８６は、独立して動作可能であり、任意の所望の順序で、または同時に、スパイク１６０および関連する供給源容器２０の任意の１つまたは組合せを通して、流体を引き込むオプションを可能にする。当然ながら、流体を引き込むように１つのポンプ室１８１のみが動作すればよい。他のポンプ室は、動作不能のままであり、適切な下部ポンプ弁ポート１９０を閉鎖することにより流れに対して封鎖されたままにすることができる。

ポンプ室１８１内の流体により、下部ポンプ弁ポート１９０を閉鎖することができ、上部ポンプ弁ポート１９２を開放することができる。膜１５がベース部材１８に向かって移動するとき、ポンプ室１８１内の圧力が上昇する可能性があり、それにより、ポンプ室１８１内の流体が、上部開口部１９１を通り、（開放した）上部ポンプ弁ポート１９２を通り上部ポンプ弁ウェル１９４内に、開口部１９３を通って共通チャネル２００内に入る。適切な弁ポート１８４を開放することにより、チャネル２００内の流体を、ヒータバッグポート１５０および／または排液ポート１５２に（かつ、対応するヒータバッグラインまたは排液ライン内に）送ることができる。このように、たとえば、容器２０のうちの１つまたは複数内の流体を、カセット２４内に引き込み、ヒータバッグ２１２および／またはドレーンに出るように圧送することができる。

ヒータバッグ２２内の流体を（たとえば、患者の体内に導入するためにヒータトレイの上で好適に加熱された後で）、ヒータバッグポート１５０用の弁ポート１８４を開放し、下部ポンプ弁ポート１９０を閉鎖し、上部ポンプ弁ポート１９２を開放することにより、カセット２４内に引き込むことができる。ポンプ室１８１に関連づけられた膜１５の部分をベース部材１８から離れるように移動させることにより、ポンプ室１８１内の圧力を低下させることができ、それにより、流体流がヒータバッグ２２からポンプ室１８１内に入る。ヒータバッグ２２からの加熱流体でポンプ室１８１を充填した状態で、上部ポンプ弁ポート１９２を閉鎖することができ、下部ポンプ弁ポート１９０を開放することができる。加熱された透析液を患者に送るために、患者ポート１５４用の弁ポート１８４を開放することができ、スパイク１６０用の弁ポート１８６を閉鎖することができる。ポンプ室１８１内の膜をベース部材１８に向かって移動させることにより、ポンプ室１８１内の圧力を上昇させることができ、それにより、流体が、下部ポンプ弁ポート１９０を通り、開口部１８８を通って共通チャネル２０２内に、患者ポート１５４用の（開放した）弁ポート１８４にかつそこを通って流れる。患者に対して所望の容積の加熱された透析液を運ぶために、この動作を好適な回数繰り返すことができる。

患者から排液を行うとき、患者ポート１５４用の弁ポート１８４を開放することができ、上部ポンプ弁ポート１９２を閉鎖することができ、下部ポンプ弁ポート１９０を（スパイク弁ポート１８６を閉鎖した状態で）開放することができる。流体を患者ポート１５４からポンプ室１８１内に引き込むように、膜１５を移動させることができる。その後、下部ポンプ弁ポート１９０を閉鎖することができ、上部弁ポート１９２を開放させることができ、排液ポート１５２用の弁ポート１８４を開放することができる。そして、ポンプ室１８１からの流体を、ドレーンもしくは収集容器内に廃棄するためにまたはサンプリングするために、排液ライン内に圧送することができる。別法として、サンプリングまたは排液の目的で、１つまたは複数のスパイク１６０／ライン３０に流体を送ることも可能である。十分な透析液が患者から取り出されて、ドレーンに圧送されるまで、この動作を繰り返すことができる。

ヒータバッグ２２はまた、混合容器としての役割を果たすことも可能である。個々の患者に対する所定の治療要件に応じて、透析液または異なる組成物を有する他の溶液を、好適な溶液ライン３０およびスパイク１６０を介してカセット２４に連結することができる。測定された量の各溶液は、カセット２４を用いてヒータバッグ２２に追加し、マイクロプロセッサメモリに格納され制御システム１６がアクセス可能な１つまたは複数の所定の処方に従って混合することができる。別法として、ユーザが、ユーザインターフェース１４４を介して所定の治療パラメータを入力することができる。透析液、またはスパイク１６０に接続された溶液容器のタイプに基づいて、適切な混合要件を計算するように、制御システム１６をプログラムすることができ、その後、制御システム１６は、混合と患者への処方された混合物の送達とを制御することができる。

本発明の態様によれば、患者に注入されるかまたは患者から取り除かれる透析液にポンプによって加えられる圧力は、排液動作および充填動作中の圧力変動からもたらされる「強く引く」または「引っ張る」という患者の感覚を最小限にすることができるように制御することができる。たとえば、透析液を排液するとき、排液プロセスの最後の近くで、吸引圧力（または真空／負圧）を低下させることができ、それにより、透析液除去の患者の感覚が最小限になる。充填動作の最後に近づくとき、同様の手法を用いることができ、すなわち、充填の最後の近くで、送達圧力（または正圧）を低下させることができる。患者が治療の種々のサイクル中に流体移動に対して事実上敏感であることが分かった場合、種々の充填サイクルおよび／または排液サイクルに対して種々の圧力プロファイルを使用することができる。たとえば、患者が覚醒しているときと比較して、患者が眠っているとき、充填サイクルおよび／または排液サイクル中に相対的に高い（または低い）圧力を使用することができる。サイクラ１４は、たとえば、赤外線動き検知器を用いて、患者の動きが低減した場合に眠っていると推論するか、または血圧、脳波、もしくは睡眠を示す他のパラメータの検出された変化を用いて、患者の睡眠／覚醒状態を検出することができる。別法として、サイクラ１４は、単純に患者に「眠っているか？」と「尋ね」、患者の応答（または応答なし）に基づいてシステム動作を制御することができる。

患者ライン状態検出器
一態様では、患者ライン状態検出器は、患者ライン３４等、患者への流体ラインが、患者に接続される前に適切にプライミングされるときを検出する。患者ラインに関して流体ライン状態検出について記載するが、本発明の態様は、任意の好適な管セグメントもしくは他の導管の存在、および／または管セグメントもしくは他の導管の充填状態の検出を含むことが理解されるべきである。したがって、本発明の態様は、任意の好適な導管と管状体検出器を使用することができるため、患者ラインとの使用に限定されない。いくつかの実施形態では、流体ライン状態検出器を用いて、流体ラインの患者接続端部の管セグメントの適切なプライミングを検出することができる。患者の血管内、体腔内、皮下、または別の器官内の体内留置カテーテルに、患者ライン３４を接続することができる。一実施形態では、患者ライン３４は、腹膜透析システム１０の構成要素とすることができ、患者の腹膜腔に透析液を送達しかつそこから流体を受け取る。ラインの先端部の近くの管セグメントは、検出器のセンサ素子が位置するクレードル内に直立姿勢で配置することができる。

図１０は、流体ライン状態検出器１０００の例示的な構成の正面斜視図を示し、流体ライン状態検出器１０００は、ハウジング８２の左側外部に、たとえば正面ドア１４１の左側に、取り付けるかまたは他の方法でそこで露出させることができる。例示の目的で、流体ライン状態検出器について患者ライン状態検出器１０００として記載する。患者ライン３４は、好ましくは、患者に接続される前にプライミングされるべきであり、それは、そうでない場合、患者の体内に空気が送達される可能性があり、合併症の危険性が高まるためである。設定によっては、患者の腹膜透析カテーテルに接続される前に、患者ライン３４内に最大１ｍＬの空気が存在することが許容可能であり得る。後述する患者ライン状態検出器１０００の例示的な構成は、概してこの基準を満たすかまたは超過し、それは、それらの検出器が、ライン３４の適切に配置された管セグメント内の液体レベルを検出することができ、それにより、プライミング後に、ライン３４の先端部に残る空気は、最大でも約０．２ｍＬであるためである。

一態様では、第１構成の患者ライン状態検出器１０００は、ベース部材１００２を含むことができる。ベース部材１００２に取り付けられた（または一般にはともにモールドされた）患者ライン状態検出器ハウジング１００６もある場合があり、それにより、検出器ハウジング１００６は、ベース部材１００２から外側に延在することができる。検出器ハウジング１００６は、チューブまたはコネクタ保持チャネル１０１２を画定し、その中に、患者ライン３４の先端部の近くの管セグメント３４ａまたはその関連するコネクタ３６を配置することができる。ベース部材１００２に面している検出器ハウジング１００６の部分は実質的に中空とすることができ、その結果、検出器ハウジング１００６の後方に開放空洞１００８（図１１おおよび図１３に示す）に生成することができる。開放空洞１００８は、管セグメント３４ａを配置することができるチャネル１０１２の隣におけるセンサ素子（図１３に示す１０２６、１０２８、１０３０および１０３２）の配置および位置決めに適応することができる。代替実施形態では、任意選択的に、ベース部材１００２から外側に延在する安定化タブ１０１０もあり得る。安定化タブ１０１０は凹状外側形状を有することができ、それにより、患者ライン３４が患者ライン状態検出器ハウジング１００６内に配置されたときに、患者ラインコネクタ３６の曲率に実質的に一致することができる。安定化タブ１０１０は、患者ライン３４のプライミング中にコネクタ３６が移動するのを防止するのに役立つことができ、それによってプライミングプロセスの正確さおよび効率を向上させる。検出器ハウジング１００６は、概してチューブまたはコネクタ保持チャネル１０１２を画定するのに役立つ形状を有することができ、チューブまたはコネクタ保持チャネル１０１２はさらに、管セグメント３４ａからチューブコネクタ３６への遷移に対応するように変化する寸法を有することができる。

この例示的な実施形態では、チャネル１０１２は、患者ラインコネクタ３６の形状に実質的に一致することができる。その結果、チャネル１０１２内に配置されたときのコネクタ３６の一部を包含するように、チャネル１０１２は「Ｕ字型」であり得る。チャネル１０１２は、２つの別個の特徴、すなわちチューブ部分１０１４およびクレードル１０１６から構成することができる。別の態様では、チューブ部分１０１４をクレードル１０１６の下方に配置することができる。さらに、一対の側壁１０１８および後壁１０２０によって、クレードル１０１６を形成することができる。側壁１０１８の両方は、形状をわずかに凸状とすることができ、後壁１０２０は、概して平坦であり得るか、または他の方法でコネクタ３６の隣接する部分の形状に概して一致する輪郭を有することができる。側壁１０１８の概して凸状の形状は、クレードル１０１６内に配置されたときの患者ラインコネクタ３６を適所に係止するのに役立つ。

患者ライン状態検出器１０００の第１構成に対する例示的な実施形態では、患者ラインコネクタ３６の領域３６ａは、チャネル１０１２の対向する後壁１０２０に対して固定して位置することができる概して平面の表面を有することができる。さらに、コネクタ３６のこの領域は、反対側に凹部３７を有することができ、それは、コネクタ３６が検出器ハウジング１００６内に配置されるときに、チャネル１０１２の対向する側壁１０１８に隣接して配置することができる。コネクタ３６の側面に位置する隆起要素３７ａによって、凹部３７を画定することができる。これらの凹部３７のうちの１つが、図１０において部分的に見える。２つの側壁１０１８は、凹部３７と係合し、クレードル１０１６内の適所にコネクタ３６を係止するのに役立つ概して嵌合する形状（たとえば、凸形状等）を有することができる。これは、患者ライン３４のプライミング中にコネクタ３６および管セグメント３４ａが検出器ハウジング１００６から不注意に取り外されるのを防止するのに役立つ。コネクタ３６の隆起要素３７ａが、十分に可撓性がある材料（たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレンまたは他の同様のポリマー系材料等）から作製される場合、コネクタ３６に対する閾値引張力は、コネクタ３６および管セグメント３４ａを検出器ハウジング１００６から解除することができる。

別の態様では、空洞１０１２のチューブ部分１０１４は、管セグメント３４ａがコネクタ３６に取り付けられる直前の時点で、管セグメント３４ａの大部分を包囲することができる。チューブ部分１０１４は、３つの構造、すなわち２つの側壁１０１８および後壁１０２０を用いて管セグメント３４ａの大部分を収容することができる。実施形態では、２つの側壁１０１８および後壁１０２０は、複数のＬＥＤ（たとえば、図１３におけるＬＥＤ１０２８、１０３０および１０３２等）からの光が、著しく遮られるかまたは拡散されることなく壁を通して向けられるのを可能にするように、透明または十分に半透明（たとえば、プレキシガラスから構築される）であり得る。壁１０１８のうちの１つに沿って、光学センサ１０２６（図１２に示す）も配置することができ、それは、ＬＥＤによって放出されている光を検出することができる。例示する実施形態では、ＬＥＤがハウジング内で配置された領域おいて、主検出器ハウジング１００６内にスナップ式に嵌まるように、透明または半透明のプラスチックインサート１０１９を構成することができる。

図１２は、患者ライン状態検出器プリント回路基板１０２２に表面実装されたＬＥＤ１０２８、１０３０および１０３２ならびに光学センサ１０２６がある斜視配置図を示す。図１３は、検出器回路基板１０２２に実装されたＬＥＤ１０２８、１０３０および１０３２ならびに光学センサ１０２６の平面図を示し、そこでは、検出器回路基板１０２２は、検出器ハウジング１００６の後壁１０２０および側壁１０１８に隣接して配置することができる。図１４は、検出アセンブリ１０００の組立分解斜視図であり、ハウジング１００６に対するプリント回路基板１０２２および半透明または透明のプラスチックインサート１０１９の相対位置を示す。

図１１の例示的な実施形態も参照すると、検出器回路基板１０２２は、支持構造１００４および内部開放空洞１００８の上に配置することができ、内部開放空洞１００８は、ベース部材１００２から外側に延在する検出器ハウジング１００６から形成されている。ベース部材１００２が、支持構造１００４に対して概して垂直であるように、ベース部材１００２および支持構造１００４を互いに取り付けることができ、または一般にはモールディングすることができる。この向きにより、概して、検出器回路基板１０２２の平面が、チャネル１０１２内に固定されたときに管セグメント３４ａの長軸に対して概して垂直であることが可能になる。検出器回路基板１０２２は、開放空洞１００８の断面形状に概して一致することができ、後壁１０２０および側壁１０１８（図１０）によって形成されたチャネル１０１２の断面形状に概して一致する切取り部１０２４（図１２、図１３）も有することができる。そして、開放空洞１００８内に検出器回路基板１０２２を配置することができ、検出器回路基板１０２２の管セグメント３４ａまたはコネクタ３６との適切な位置合わせを確実にするために、切取り部１０２４は、検出器ハウジング１００６の後壁１０２０および側壁１０１８に略隣接している。

検出器回路基板１０２２は、回路基板１０２２に取り付けることができる複数のＬＥＤおよび少なくとも１つの光学センサを含むことができ、一実施形態では、ＬＥＤおよび光学センサは、回路基板１０２２に表面実装することができる。一態様では、検出器回路基板１０２２は、第１のＬＥＤ１０２８、第２のＬＥＤ１０３０、第３のＬＥＤ１０３２および光学センサ１０２６を含むことができる。第１のＬＥＤ１０２８および第２のＬＥＤ１０３０は、チャネル１０１２の同じ側壁１０１８ａを通して光を向けるように配置することができる。第１のＬＥＤ１０２８および第２のＬＥＤ１０３０によって放出される光は、概して平行方向に、それらが最も近い側壁１０１８ａに対して概して垂直に向けることができる。チャネル１０１２の対向する側壁１０１８ｂに沿って、光学センサ１０２６を配置することができる。さらに、チャネル１０１２の後壁１０２０に沿って、第３のＬＥＤ１０３２を配置することができる。この例示的な実施形態では、ＬＥＤおよび光学センサ１０２６のこうした構成により、患者ライン状態検出器１０００は、患者ライン３４をプライミングする過程の間に３つの異なる状態、すなわち管セグメント３４ａまたはコネクタ３６が略完全に流体で充填されている（プライミング済み状態）、管セグメント３４ａまたはコネクタ３６が完全には充填されていない（非プライミング状態）、またはチャネル１０１２に管セグメント３４ａおよび／またはコネクタ３６が存在しない（ライン不在状態）を検出することができる。

たとえば腹膜透析システム１０等の腹膜透析システムで使用される場合、このように検出器回路基板１０２２を構成することにより、ＰＤサイクラコントローラシステム１６に適切な制御信号を送信することができる。そして、コントローラシステム１６は、ユーザに対し、ユーザインターフェース１４４を介して、腹膜透析カテーテルへの接続を行う前に、患者ライン状態検出器１０００においてライン３４の先端部を位置決めするように通知することができる。そして、コントローラは、患者ライン状態検出器１０００内における管セグメント３４ａの配置をモニタリングすることができる。そして、コントローラは、続いて、ライン３４のプライミングを指示し、ライン３４がプライミングされるとプライミングの終了を指示し、その後、ユーザに対して、患者ライン状態検出器１０００からライン３４の先端部を分離し、それをユーザの腹膜透析カテーテルに接続するように指示することができる。

ＬＥＤ１０２８、１０３０および１０３２ならびに光学センサ１０２６を回路基板１０２２に表面実装することは、装置に対する製造プロセスを単純化することができ、患者ライン状態検出器１０００および回路基板１０２２が相対的に小さい空間を占有するのを可能にすることができ、ＬＥＤまたは光学センサの互いに対するまたはチャネル１０１２への移動から生じる可能性がある誤差を排除するのに役立つことができる。センサ構成要素の表面実装なしでは、装置の組立中、またはその使用中に、構成要素の位置ずれが発生する可能性がある。

一態様では、ＬＥＤ１０３２の光軸（または中心光軸）は、光学センサ１０２６の光軸に対して斜角を形成することができる。例示する実施形態では、第１のＬＥＤ１０２８、第２のＬＥＤ１０３および光学センサ１０２６の光軸は、各々、互いにかつチャネル１０１２の後壁１０２０に対して概して平行である。したがって、ＬＥＤから光学センサ１０２６に向けられる光の量は、（ａ）チャネル１０１２内の半透明または透明の導管の存在もしくは不在、および／または（ｂ）（たとえば、管セグメント３４ａであり得る）導管内の液体の存在に応じて変化する可能性がある。好ましくは、チャネル１０１２内の半透明または透明の管セグメント３４ａの存在によってＬＥＤ１０３２によって放出される光の一部を屈折させるために、光学センサ１０２６から最も遠い側壁（たとえば、１０１８ａ）の近くに、ＬＥＤ１０３２を配置することができる。光学センサ１０２６から離れるかまたはそれに向かう屈折の程度は、管セグメント３４ａにおける流体の存在または不在によって決まる可能性がある。

さまざまな実施形態では、光学センサ１０２６に対するＬＥＤ１０３２の斜角により、チャネル１０１２に半透明または透明な導管を備えた、液体の存在または不在を判断するよりロバストなシステムが生成される。ＬＥＤ１０３２は、その光軸が、光学センサ１０２６の光軸に対して９１°～１７９°の任意の角度を形成することができるように、配置することができる。好ましくは、角度は、光学センサの光軸に対して約９５°～約１３５°の範囲内に設定することができる。より好ましくは、ＬＥＤ１０３２は、光学センサの光軸に対して約１１５°±５°の光軸を有するように設定することができる。図１３に示す例示的な実施形態では、光学センサ１０２６の光軸に対するＬＥＤ１０３２の光軸の角度θは、およそ１１５°±５°に設定された。（この特定の実施形態における光学センサ１０２６の光軸は、後壁１０２０に対しておよそ平行であり、側壁１０１８ｂに対しておよそ垂直である。）光学センサ１０２６の光軸に対してＬＥＤ１０３２の角度を付けることの利点は、約１１５°の角度で向けられたＬＥＤ１０３２と、これに対する、光軸が、光学センサ１０２６の光軸に対して垂直または平行に向けられたＬＥＤとを用いて、空気充填チューブセグメント（ドライチューブ）から流体充填チューブセグメント（ウェットチューブ）を識別する際に、光学センサ１０２６の性能を比較する一連の試験において確認された。その結果により、角度付きＬＥＤベースシステムは、管セグメント３４ａにおける液体の存在または不在を識別するのによりロバストであることが分かった。角度付きＬＥＤ１０３２を用いることにより、超えると空の管セグメント３４ａを確実に検出することができる、光学センサの信号強度閾値を選択することが可能であった。また、下回ると流体充填管セグメント３４ａを確実に検出することができる、光学センサ信号強度閾値を選択することも可能であった。

図１５は、患者ライン状態検出器１０００が液体充填管セグメント３４ａ（プライミング済み状態）と空の管セグメント３４ａ（非プライミング状態）とを識別することができることを実証する試験結果のグラフを示す。その結果は、光学センサ１０２６の光軸に対して約１１５°の角度で向けられたＬＥＤ１０３２（第３のＬＥＤ）と、光学センサ１０２６の光軸に対しておよそ平行に向けられたＬＥＤ１０３０（第２のＬＥＤ）とに対して記録された。図１５においてプロットされた結果により、患者ライン状態検出器１０００が、プライミング済み状態と非プライミング状態とを確実に区別することができることが実証される。ＬＥＤ１０３０から受け取られる光に関連する相対信号強度がおよそ０．４以上であった場合、ＬＥＤ１０３２から受け取られた光信号のみを使用して、非プライミング状態対プライミング済み状態に対する上限信号検出閾値１０２７および下限信号検出閾値１０２９を決定することができた。上限閾値１０２７を用いて、非プライミング状態を識別することができ、下限閾値１０２９を用いて、プライミング済み状態を識別することができる。上限閾値１０２７より上に位置するデータ点は、空の管セグメント３４ａ（非プライミング状態）に関連づけられ、下限閾値１０２９より下に位置するデータ点は、液体充填管セグメント３４ａ（プライミング済み状態）に関連づけられる。これらの２つの閾値の間の相対的に狭い領域１０３１は、管セグメント３４ａのプライミング状態の評価が不確定である可能性がある、ＬＥＤ１０３２から受け取られた光に関連づけられた相対信号強度の範囲を画定する。ＬＥＤ１０３２から受け取られる光に関連づけられた信号強度がこの不確定範囲内にある場合はいつでも、ユーザに対して適切なメッセージを送信するように、コントローラ（たとえば、制御システム１６等）をプログラムすることができる。たとえば、ユーザに対して、管セグメント３４ａおよび／またはコネクタ３６が患者ライン状態検出器１０００に適切に取り付けられているか否かを評価するように指示することができる。腹膜透析システムに関連して、光学センサ１０２６が、空の管セグメント３４ａに対応する信号を生成する場合、コントローラは、透析液で患者ライン３４をプライミングし続けるようにサイクラに指示することができる。コントローラが、液体充填管セグメント３４ａに対応する信号を用いて、それ以上のプライミングを停止し、ユーザに対して、流体ライン３４が透析カテーテルに接続される準備ができていることを指示することができる。

実施形態では、サイクラ１４コントローラは、プライミング処置の開始時、ＬＥＤのうちの１つからの受け取った信号を連続的にモニタリングすることができる。受け取った信号の変化を検出すると、コントローラは、ＬＥＤのすべてを用いる完全な測定を行うために、さらなる流体圧送を停止させることができる。受け取った信号が、十分に、ウェットチューブを示す範囲内にある場合、さらなるプライミングを停止させることができる。しかしながら、受け取った信号が、不確定領域１０３１内または「ドライ」領域内にある場合、サイクラは、圧送カセットによる患者ライン内への流体の一連の小さい漸増するパルスを命令し、流体の各パルスの後、ＬＥＤ信号強度を繰り返し読み取る。そして、センサのレベルにおいて流体充填ラインを示す読取が達成されるとすぐに、プライミングを停止させることができる。弁の短いパルスを命令して、圧力リザーバをポンプ作動チャンバまたは制御室（制御チャンバ）に接続することにより、流体の漸増パルスを達成することができる。別法として、コントローラは、ポンプ作動チャンバまたは制御室に連続した圧力を加えることを命令し、ポンプの出口弁に対して、一連の流体パルスを生成するように短い時間開放して閉鎖するように命令することができる。

図１６は、光軸が光学センサ１０２６の光軸に対しておよそ垂直であるＬＥＤ（ＬＥＤｄ）と比較したときの、角度付きＬＥＤ１０３２（ＬＥＤｃ）の優位性を実証する試験結果のグラフを示す。この場合、ＬＥＤからの光に応答して光学センサ１０２６によって生成された相対信号強度が、ＬＥＤからの光に関連づけられた信号強度に対してプロットされた。液体充填済み（「プライミング済み」）管セグメント３４ａと空（「非プライミング」）管セグメント３４ａとの間の幾分かの分離が、約０．０１５のＬＥＤ相対信号強度で明白であったが、この閾値に基づいて「プライミング済み」データ点から識別することができない実質的な数の「非プライミング」データ点１０３５が残った。一方、０．０２８～０．０３のＬＥＤｃからの光に関連づけられた相対信号強度１０３３は、「プライミング済み」管セグメント３４ａ（プライミング済み状態）と「非プライミング」管セグメント３４ａ（非プライミング状態）とを有効に識別することができる。したがって、角度付きＬＥＤ（１０３２）は、直角に向けられたＬＥＤより信頼性の高いデータを生成することができる。

別の実施形態では、患者ライン状態検出器１０００はまた、管セグメント３４ａがチャネル１０１２に存在するか否かを判断することができる。一態様では、第１のＬＥＤ１０２８および第２のＬＥＤ１０３０は、隣同士に配置することができる。一方のＬＥＤ（たとえば、ＬＥＤ１０２８）は、その光軸がチャネル１０１２内の適切に位置決めされた半透明または透明の導管または管セグメント３４ａのおよそ中心を通過するように配置することができる。第２のＬＥＤ（たとえば、ＬＥＤ１０３０）は、その光軸がチャネル１０１２内の導管または管セグメント３４ａに対して中心から外れてわずかにシフトするように配置することができる。光学センサ１０２６がチャネル１０１２の反対側にある状態で、このように、チャネル１０１２の一方の側の中心に／中心から外れてＬＥＤを対にすることにより、チャネル１０１２内に液体導管または管セグメント３４ａが存在するかまたは不在であるかを判断する信頼性が向上することが分かった。管セグメント３４ａが交互に、チャネル１０１２内に、不在である、存在するが適切に配置されていない、または存在し適切に配置された、一連の試験では、光学センサ１０２６によって第１のＬＥＤおよび第２のＬＥＤ１０３０から信号測定値が取得された。各ＬＥＤから受け取られた信号は、互いに対してプロットされ、その結果を図１７に示す。

図１７に示すように、管セグメント３４ａがチャネル１０１２（領域１０３９）に不在であった場合の大部分では、ＬＥＤａに起因する光学センサ１０２６によって受け取られた信号強度（ＬＥＤａ受信強度）は、ＬＥＤａがチャネル１０１２内の任意の管の既知の不在状態で点灯された較正ステップ中にＬＥＤａから受け取った信号強度と著しく異らないことが分かった。同様に、ＬＥＤｂに関連づけられた信号強度（ＬＥＤｂ受信強度）は、ＬＥＤｂがチャネル１０１２内の任意の管の既知の不在状態で点灯された較正ステップ中のＬＥＤｂとは著しく異ならないことが分かった。患者ライン状態検出器１０００は、ＬＥＤａのその較正値に対する比およびＬＥＤｂのその較正値に対する比が、各々およそ１±２０％である場合、チャネル１０１２内にチューブが存在しないと確実に判断することができる。好ましい実施形態では、閾値比は、１±１５％に設定され得る。患者ライン状態検出器１０００が腹膜透析サイクラとともに使用される実施形態では、図１７の領域１０３９内のＬＥＤａおよびＬＥＤｂの値を使用して、たとえば、チャネル１０１２におけるチューブセグメント３４ａの不在を示すことができる。さらなる圧送動作を休止し、患者ライン状態検出器１０００内の患者ライン３４の先端部に適切に位置決めすることが必要であることを、ユーザインターフェース１４４を介してユーザに通知するように、サイクラコントローラをプログラムすることができる。

上述した３つのＬＥＤおよび光学センサ１０２６の構成および位置合わせは、広範囲の半透明性を有する半透明または透明の流体導管（たとえば、管セグメント３４ａ）を用いて必要なデータを生成することができる。さらなる試験では、患者ライン状態検出器１０００は、著しく異なる程度の半透明性を有する管のサンプルを用いて、流体導管内の空気から液体を識別するか、または流体導管の存在もしくは不在を識別するための信頼性の高いデータを提供することができることが分かった。それはまた、使用されているＰＶＣ管が、滅菌されていないかまたは滅菌されている（たとえば、ＥｔＯＸで滅菌されている）かに関する信頼性の高いデータを提供することもできた。

特定の実施形態では、流体導管または患者ライン３４は、第１のスペクトルまたは複数のスペクトルの光に対して透明または半透明であり得る。流体導管はまた、第２のスペクトルまたは複数のスペクトルの光に対して不透明であり得る。患者ライン状態検出器１０００で使用されるＬＥＤは、流体導管の光透過特性に基づいて選択され得る。例えば、第１のＬＥＤは、第１のスペクトルまたは複数の第１のスペクトルのうちの少なくとも１つで光を放出するように選択され得る。第２のＬＥＤは、第２のスペクトルまたは複数のスペクトルで光を放出するように選択され得る。例えば、流体導管は、少なくとも赤外線スペクトルの光に対して透明または半透明であり得るが、少なくとも紫外線スペクトルの光に対して不透明であり得る。第１のＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ１０３０）は、赤外線スペクトルの光を放出することができ、一方、第２のＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ１０２８）は、紫外線スペクトルの光を放出するように選択され得る。光学センサ１０２６は、各ＬＥＤから放出された光を感知することができるか、または複数のセンサが光学センサ１０２６に含まれ得、各ＬＥＤ波長に対して１つが含まれ得る。フィルタなどは、望ましくない波長の光をフィルタで除去するために、光学センサ１０２６の一部として含まれ得る。たとえば、トリム（ショートパスとロングパス）およびバンドパスフィルタを使用できる。

ＬＥＤ１０２８が紫外線を放出し、ＬＥＤ１０３０が赤外光を放出する実施形態では、管がチャネル１０１２にない場合、光学センサ１０２６は、両方のＬＥＤ１０２８、１０３０からの光を感知し得る。管（例えば、患者ライン３４）がチャネル１０１２に設置される場合、紫外線ＬＥＤ１０２８からの光は、管の存在によって遮断され得る。赤外線ＬＥＤからの光は、管がその光スペクトルに対して半透明または透明であり得るので、光学センサ１０２６によって記録され得る。したがって、制御システム１６は、紫外線ＬＥＤ１０２８からの光の強度が事前定義された閾値（光が完全にまたはほぼ完全に隠されていることを示すように設定され得る）を下回り、赤外線発光ＬＥＤ１０３０からの光が少なくともある閾値を超える場合、管が存在すると宣言することができる。患者ライン状態検出器１０００は、予想されるタイプまたは組成の管と、望ましくないまたは許可されていない管タイプとを区別することができる可能性があるため、これはさらに有益であり得る。患者ライン状態検出器１０００はまた、様々なシナリオを区別する際により大きなロバスト性を有し得る。例えば、紫外線および赤外線ＬＥＤの使用は、不適切に配置された管の代わりに異物またはデトリタスが存在するかどうかを決定する際に、患者ライン状態検出器１０００を支援し得る。したがって、ユーザインターフェース上に表示するために生成されたトラブルシューティングおよびプロンプトは合理化され得、サイクラ１４は、より良い患者体験を提供し得る。患者は毎晩ベッドの準備をしていて、トラブルシューティングが長引くと睡眠が失われ、欲求不満の原因となる可能性があるため、これは特に患者が通常治療を設定する際に望ましい場合がある。

いくつかの実施形態では、光源を管の特性に一致させることにより、管の検出に使用されるＬＥＤ１０２８、１０３０のうちの１つを省略できる場合がある。赤外線発光ＬＥＤ１０３０は省略され得、制御システム１６は、遮断される紫外線発光ＬＥＤからの光（例えば、ある事前定義された閾値を下回る減少）のみを監視して、管が存在するか、またはチャネル１０１２に適切に設置されるかを決定し得る。

ＬＥＤ１０２８、１０３０、１０３２から光学センサ１０２６によって取得された測定値は、管セグメント３４ａの状態を検出するために患者ライン状態検出器アルゴリズムへの入力として使用することができる。充填された管セグメント３４ａ、空の管セグメント３４ａまたは不在の管セグメント３４ａを検出する以外に、アルゴリズムの結果は不確定である可能性があり、場合によっては、患者ライン状態検出器１０００内の管セグメント３４ａの移動または不適切な位置決め、または場合によっては患者ライン状態検出器１０００のチャネル１０１２内の異物の存在を示す。製造のばらつきにより、ＬＥＤ１０２８、１０３０、１０３２からの出力および光学センサ１０２６の感度が、種々のアセンブリ間で変化する可能性がある。したがって、患者ライン状態検出器１０００の初期較正を行うことが有利である可能性がある。たとえば、以下の手順を用いて、ＬＥＤおよびセンサの較正値を得ることができる。

（１）管セグメント３４ａが患者ライン状態検出器１０００に装填されていないことを確実にする。
（２）光学センサ１０２６に対して以下の４つの異なる状態に関して問い合わせる。（ａ）ＬＥＤ点灯なし（ｂ）第１のＬＥＤ１０２８（ＬＥＤａ）点灯（ｃ）第２のＬＥＤ１０３０（ＬＥＤｂ）点灯（ｄ）第３のＬＥＤ１０３２（ＬＥＤｃ）点灯
（３）「ＬＥＤ点灯なし」信号値を他の信号値の各々から減算して、それらの環境補正値を求め、「チューブなし」較正値としてこれらの３つの測定値を格納する。

ＬＥＤおよびセンサに対する較正値が得られると、管セグメント３４ａの状態を検出することができる。この例示的な実施形態では、患者ライン状態検出器アルゴリズムは、以下のように試験において状態検出を行なう：
（１）光学センサ１０２６に対して以下の４つの異なる状態に関して問い合わせる。（ａ）ＬＥＤなし（ｂ）第１のＬＥＤ１０２８（ＬＥＤａ）点灯（ｃ）第２のＬＥＤ１０３０（ＬＥＤｂ）点灯（ｄ）第３のＬＥＤ１０３２（ＬＥＤｃ）点灯
（２）「ＬＥＤ点灯なし」値を他の値の各々から減算して、それらの環境補正値を求める。
（３）各ＬＥＤに関連づけられた試験値をそれらの対応する較正（「チューブなし」）値で除算することによって相対ＬＥＤ値を計算する。

結果：
－環境補正ＬＥＤａ値が０．１０未満である場合、検出器に異物がある可能性があり、または、不確定な結果がユーザに報告される可能性がある。
－環境補正ＬＥＤａおよびＬＥＤｂ値がそれらのそれぞれの格納された較正（チューブなし）値の±１５％の範囲内にある場合、管セグメントが検出器内に存在しないことをユーザに報告する。
－環境補正ＬＥＤｂ値がその格納された較正（チューブなし）値の約４０％以上である場合、（ａ）ＬＥＤｃに関連づけられた信号を確認し、（ｉ）ＬＥＤｃに関連づけられた環境補正信号がその較正（「チューブなし」）値の約１５０％以上である場合、管セグメントが空であることをユーザに報告する、（ｉｉ）ＬＥＤｃに関連づけられた環境補正信号がその較正（「チューブなし」）値の約１２５％以下である場合、管セグメントが液体で充填されていることをユーザに報告する、（ｉｉｉ）上記以外、結果は不確定であり、その測定を繰り返すか（たとえば、管セグメントが移動中である可能性があり、凹凸がある可能性があり、または不明瞭である、または、検出器に適切に挿入されていることを確実にするように管セグメントを確認すべきであることをユーザに報告する。
－環境補正ＬＥＤｂ値がその格納された較正（「チューブなし」）値の約４０％未満である場合、ドライチューブの存在を確定するためのＬＥＤｃ閾値は、より大きくなる可能性がある。一実施形態では、たとえば、ＬＥＤｃの空のチューブ閾値は、以下の関係に従うことが経験的に分かった（［ＬＥＤｃの空のチューブ閾値］＝－３．７５×［ＬＥＤｂ値］＋３）。

管セグメント３４ａが患者ライン状態検出器１０００に搭載されたと判断されると、患者ライン状態検出器アルゴリズムは、以下を行なうことができる。ａ）ＬＥＤが点灯なしであるか光学センサ１０２６に対して問い合わせ、これをＬＥＤなし値として格納する。ｂ）ＬＥＤｃを点灯する。ｃ）光学センサ１０２６に対して問い合わせ、ＬＥＤなし値をＬＥＤｃ値から減算し、これを初期値として格納する。ｄ）圧送を開始する。ｅ）光学センサ１０２６に対して問い合わせ、ＬＥＤなし値を次のＬＥＤｃ値から減算する。ｆ）この値が初期値の７５％未満である場合、管セグメント３４ａが液体で充填されていると断定し、圧送を手薄し、上記の手順を用いて検出器状態を確認し、指示されたときに、ユーザに対してプライミングが完全したことを報告する。そうでない場合、問合せ、計算および比較を繰り返し続ける。一実施形態では、たとえば０．００５～０．０１秒毎等、要求通りの頻度で問合せプロトコルを行なうように、システムコントローラをプログラムすることができる。実施形態では、問合せサイクル全体を、好都合に０．５秒毎に行うことができる。

図１８は、６つのサイクルに対するサンプル較正手順の結果を示す。ウェットチューブからドライチューブを識別する信号強度範囲（「ウェット／ドライ閾値」範囲）は、異なるサイクル間で変化することが留意される。（これらの範囲のばらつきは、さまざまな構成要素の製造、組立および位置決めのわずかなばらつきによる可能性がある。）したがって、較正において、各サイクラに対して、ウェットチューブによって生成されるデータ点からドライチューブによって生成されるデータ点を最適に分離するウェット／ドライ閾値信号強度範囲を割り当てることができる。

いくつかの例では、制御システム１６が湿ったまたは液体で満たされた管を登録することができる閾値は異なる場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、図１９に示されるように、閾値は、管セグメント３４ａが乾燥していると決定されたときに以前に収集された値に依存し得る。これは、患者ライン状態検出器１０００が、ドライラインからプライミングラインへの移行がいつ発生するかをより確実に決定するのに役立ち得る。さらに、これは、患者ライン状態検出器１０００を、繰り返し使用した後および経時的に発生する可能性があるドリフトに対してより耐性にするのに役立ち得る。

図１９は、流体ラインをプライミングするために実行され得るいくつかのアクションを詳述するフローチャート１０５０を示している。示されるように、ブロック１０５２において、ユーザは、サイクラ１４の電源を入れ、治療の準備を開始することができる。ブロック１０５４において、患者ライン状態検出器１０００が空でない場合、サイクラ１４の制御システム１６は、ブロック１０５６においてトラブルシューティングモードに入ることができる。トラブルシューティング中に、サイクラ１４の制御システム１６は、問題を解決するためにユーザがとることができる行動を示唆する、サイクラ１４のユーザインターフェースに表示するための１つまたは複数のメッセージや警告を生成し得る。ユーザは、例えば、古いラインを除去すること、患者ライン状態検出器１０００を洗浄すること、またはデトリタスをチェックすることを要求され得る。ブロック１０５４において、患者ライン状態検出器１０００が空である場合、ユーザは、ブロック１０５８において、患者ラインを患者ライン状態検出器１０００にロードすることができる。サイクラ１４は、そうするようにユーザに指示するプロンプトを表示することができる。制御システム１６は、患者ライン状態検出器１０００を使用して、本明細書の他の場所で説明されているように、患者ライン状態検出器１０００が空であるかどうかを決定することができる。

サイクラ１４の制御システム１６は、ブロック１０６０において、患者ライン状態検出器１０００を用いて、患者ライン３４上の状態読み取り値の収集を調整することができる。この読み取り値を収集するために、制御システム１６は、例えば、ＬＥＤｃ１０３２の電源を入れ、光学センサ１０２６を用いて光強度をチェックすることができる。ブロック１０６２において、読み取り値が、患者ラインが乾燥していないことを示している場合、サイクラ１４の制御システム１６は、ブロック１０５６のトラブルシューティングに進むことができる。トラブルシューティング中に、サイクラ１４の制御システム１６は、サイクラ１４のユーザインターフェース上に表示するために、問題を解決するためにユーザがとることができる行動を示唆する１以上のメッセージやアラートまたは警告を生成することができる。たとえば、ユーザはラインを削除して再ロードするように求められる場合がある。患者ライン状態検出器１０００がウェットラインが存在することを決定し続ける場合、セット１２での治療は禁止され得る。ユーザは、セット１２を廃棄し、新しいセット１２で再開するように要求され得る。トラブルシューティング中に、ユーザインターフェースに表示するために、様々なガイダンスグラフィックが生成され得る。

「チューブなし」の較正値に対する読み取り値の比率が事前定義された範囲または閾値に一致する場合、読み取り値は、ラインが乾燥していることを示すように決定され得る。ブロック１０６２において、読み取り値がラインが乾燥していることを示している場合、制御システム１６は、１つまたは複数の基準に対してその読み取り値の特性をチェックすることができる。例えば、図１９に示される実施形態では、制御システム１６は、「チューブなし」値に対する読み取り値の比率が閾値（例えば、１．７）よりも大きいかどうかをチェックすることができる。制御システム１６はまた、その比率がその患者ラインで見られる最大のものであるかどうかをチェックすることができる。ブロックにおいて、読み取り値（または比率）がこれまでで最高である場合、ブロック１０６８において最大値として保存できる。あるいは、読み取り値（または比率）が閾値（たとえば１．７）以下の場合、最大値は、ブロック１０６８において閾値の値として保存することができる。

いくつかの実施形態では、制御システム１６は、サイクラ１４に患者ラインをプライミングするように命令する前に、患者ラインが乾燥していることを示す複数の読み取り（例えば、連続読み取り）を必要とし得る。ブロック１０７０において、事前定義された数のチェックが完了していない場合、制御システム１６は、ブロック１０６０に戻って、別の読み取り値を収集することができる。ブロック１０７０において、チェックの前提条件の数が完了した場合、サイクラ１４の制御システム１６は、ブロック１０７２においてプライミングされた患者ライン閾値を計算し得る。代替の実施形態において、このプライミングされたチューブ閾値は、時間内の異なる点で、例えば、ブロック１０６０における最初の読み取りの後に、計算され得る。そのような実施形態では、プライミングされたチューブの閾値は、ブロック１０６０を通る後続の各パスで更新され得る。

図１９に示されるように、プライミングされたラインの閾値は、ブロック１０６８において保存された最大値に基づくことができる。特定の実施例では、プライミングされたチューブの閾値は、事前に定義された値（例えば、１．７）と事前に定義された方程式の出力のうちより大きいものとして計算されてもよい。例えば、ブロック１０６８からの最大値のパーセンテージに追加された定数を使用する方程式を使用することができる。特定の実施形態では、方程式は、プライミングされたチューブの閾値 ＝１．１＋（［ブロック１０６８からの］最大ドライチューブ＊０．２）であり得る。

ブロック１０７４において、サイクラ１４の制御システム１６は、サイクラ１４に、患者ライン３４を通して流体をポンプ輸送するように命令することができる。ブロック１０７６において、サイクラ１４の制御システム１６は、患者ライン状態検出器１０００で収集される読み取り値を命令することができる。ブロック１０７８において、読み取り値が、プライミングされたチューブの閾値を突破しなかったことを示す場合、サイクラ１４の制御システム１６は、ブロック１０７４に戻り、追加のポンピングを命令することができる。あるいは、ポンピングが行われている間に読み取り値を収集することもできる。ブロック１０７８において、読み取り値が、プライミングされたチューブの閾値を突破したことを示す場合、サイクラ１４の制御システム１６は、ブロック１０８０においてラインがプライミングされたことを宣言することができる。サイクラ１４の制御システム１６はまた、ユーザに（例えば、ユーザインターフェース上に生成されたスクリーンまたはプロンプトを介して）ブロック１０８０において治療のセットアップの次のステップに進むように指示するように、ユーザへの通信を調整することができる。読み取り値は、「チューブなし」の値に対する読み取り値の比率が、ブロック１０７２で計算されたプライミングされたチューブの閾値よりも大きいときに、閾値を突破したと示すように決定され得る。

いくつかの実施形態では、サイクラ１４の制御システム１６は、患者ライン３４のプライミング中に置換することが許容される流体の容積を制限することができる。例えば、患者ライン２４をプライミングするために置換された容積に課せられた容積閾値（例えば、名目上の患者ライン３４におけるライン容積）があってもよく、制御システム１６は、この容積が破られたときに通知またはアラートを生成することができる。ユーザは、ラインが完全にプライミングされておらず、患者ライン状態検出器１０００に適切に装着されていることを確認するためにラインをチェックするように（ＧＵＩを介して）指示され得る。サイクラ１４の制御システム１６は、サイクラ１４がブロック１０７４に戻ることを許可してもよく、ラインが適切に装着され、完全にプライミングされていないというユーザ入力を受信すると、プライミングを続行し得る。いくつかの実施形態では、継続的なポンピングが許可され得る回数に上限があり得る。この上限に達するかそれを超えると、サイクラ１４の制御システム１６は、アラートまたはエラーをトリガし、サイクラ１４がそのセット１２で治療を実施することを妨げることができる。

図２０は、患者ライン状態検出器１０００の第２構成の斜視図を示す。さまざまな種類の患者ラインコネクタに対応するために、２つ以上の異なる患者ライン状態検出器構成が必要である場合がある。この例示的な実施形態では、第２構成の患者ライン状態検出器１０００は、第１構成の患者ライン状態検出器１０００とほとんど同じ構成要素を含むことができる。しかしながら、異なる種類のコネクタに対応するために、第２構成は、第１構成の患者ライン状態検出器１０００で見いだされる安定化タブ１０１０ではなく、ハウジング１００６の上方に隆起要素１０３６を含むことができる。隆起要素１０３６は、概して、標準的な患者ラインコネクタキャップまたはコネクタフランジの形状に一致することができる。

本開示の態様によれば、検出器ハウジング１００６は、チューブ部分１０１４を含まない場合がある。したがって、ＬＥＤおよび光学センサがチューブの一部ではなく半透明または透明の患者ラインコネクタ３６の隣に配置され得るように、検出器回路基板１０２２の配置を可能にするように、開放空洞１００８を配置することができる。したがって、チャネル１０１２は、コネクタ３６を通るＬＥＤ光の透過に対応するように異なる形状とすることができる。

いくつかの実施形態では、流体ライン検出器１０００は、チューブのセグメントのプライミング状態を検出するために使用されるのではなく、単に１つまたは複数のＬＥＤを使用して、流体ライン検出器１０００においてラインセグメントの存在を検出することができる。ラインセグメントの存在および適切な設置は、上述した実施形態より少ないＬＥＤを用いて判断することができる。

他の実施形態では、別のタイプのセンサを用いて、流体ライン３０または患者ライン３４等の流体ラインに関連する１つまたは複数の関心のある状態を検出することができる。たとえば、流体ライン検出器１０００は、電気もしくは磁気接点スイッチ、またはマイクロスイッチ等の物理的に作動するスイッチを含むことができる。流体ライン検出器１０００は、こうしたスイッチの作動により、流体ラインコネクタ３６または管セグメント３４ａの存在を検出することができる。いくつかの実施形態では、流体ライン検出器１０００において２つ以上のこうしたスイッチを使用することができる。これによって幾分かの冗長性を提供することができ、またはこれを用いて、関心のある複数のラインセグメントが適切に設置されていることを検出することができる。実施形態では、たとえば、管セグメント３４ａがチャネル１０１２内に設置されたときに駆動されるように、チャネル１０１２にマイクロスイッチを配置することができる。別法としてまたはさらに、流体ラインコネクタ３６が流体ライン検出器１０００に配置されたときに駆動されるように、たとえば、クレードル１０１６内にマイクロスイッチを配置することができる。こうした実施形態では、サイクラコントローラ（たとえば、制御システム１６）は、１つまたは複数のスイッチのすべてが、ラインおよび／またはコネクタが流体ライン検出器１０００内に適切に設置されていることを示すまで、チューブのプライミングを可能にしない場合がある。

別の実施形態では、流体ライン検出器１０００は、スプリットリング共振器ベースのセンサを用いてチューブセグメントの存在および状態を検知することができる。こうした検出器は、たとえば、２０１４年７月２５日に出願され、Ｓｙｓｔｅｍ，ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＢｕｂｂｌｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎａＦｌｕｉｄＬｉｎｅＵｓｉｎｇａＳｐｌｉｔ－ＲｉｎｇＲｅｓｏｎａｔｏｒと題する米国特許出願第１４／３４１，２０７号明細書に示されかつ記載されており、その出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。

いくつかの実施形態では、流体ライン検出器１０００のセンサは、流体ライン検出器１０００に設置された流体ライン３４のタイプ（たとえば、大人用サイズ対小児用サイズ、不透明対半透明等）を検出するように構成することができる。流体ラインコネクタ３６および／またはチューブセグメント３４ａは、たとえば、使用されているラインのタイプに応じて、異なる識別特徴（たとえば、異なる幾何学的形状）を有することができる。こうした識別特徴の存在または不在を検知することに基づいて、いずれのタイプのラインが存在するかを認識するように、流体ライン検出器１０００のセンサを構成することができる。

たとえば、流体ライン検出器１０００がマイクロスイッチを使用するように構成されている場合、特定のタイプの流体ラインコネクタ３６の存在を検出するようにスイッチを構成することができる。各タイプのラインにおける流体ラインコネクタ３６は、異なる特徴（たとえば、異なる突起もしくは空隙、または異なるように配置された突起もしくは空隙）を含むことができる。流体ライン検出器１０００に設置されると、流体ラインコネクタ３６は、特定のタイプの流体ラインコネクタ３６の存在を検出するために、所定のスイッチまたはスイッチ群を動かす可能性がある。スイッチの無効なまたは予期しない組合せが駆動された場合、またはサイクラもしくは医療機器と使用するように意図された流体ライン形状に対応しないスイッチの組合せが駆動された場合、ユーザに対して不適合なまたは不適切なラインを通知するように、コントローラをプログラムすることができる。スイッチのこの配置を用いて、不適切に設置されたラインまたはコネクタを検出することも可能である。

他の実施形態では、液体流がライン３４の先端部の内腔内またはライン３４の先端部におけるコネクタ３６内で空気流に置き換わったときを検出することにより、流体ライン３４の液体によるプライミングの完了を推断することができる。（重力によりまたは能動的な圧送により）所定の力を受けているときに、液体の流量をモニタリングすることにより、所与の内径の内腔内の空気と液体との間の流れに対する抵抗の差を検出することができる。内腔の内径は、空気流と液体流との識別を最適化するように選択することができる。大部分の場合、これは、流体ライン３４または先端コネクタの端部の近くまたはその部分に流量制限部を導入することを含む。ライン３４またはコネクタ３６の先端部における適切に選択された流量制限部により、ライン３４から出る比較的制限されない空気流が可能になるとともに、ライン３４を通る液柱の進行を遅くするのに十分、液体流が妨げられる。この液体流抵抗の増大または制限ゾーンの前後の圧力降下の変化は、液体流路における流量計を使用することにより、または所定時間間隔にわたる上流のポンプ室における液体の容積の変化を測定することにより、検出することができる。膜ベースの容積式ポンプが使用される実施形態では、ポンプの作動チャンバ内の圧力を（たとえば、ボイルの法則、または閉鎖空間における理想気体の他の圧力－容積関係を適用することによって）モニタリングすることにより、ポンプ室内の液体容積の変化の速度を計算することができ、作動チャンバ内の圧力は、ポンプのポンプ室内の圧力を示す。流体ラインから液体流データを受け取るか、またはポンプ室内の圧力変化を測定することによりポンプ室から出る液体流を計算するコントローラは、液体流を所定値と比較することができる。別法として、コントローラは、液体流量の低下を計算し、流量の変化を予測知と比較して、流体ラインが液体でプライミングされたことを宣言することができる。

流れが妨げられるゾーンは、狭窄部、障害物、部分的閉塞部または制限部（たとえば、オリフィス）を含むことができ、それは、空気の容易な通過を可能にするが、透析液等の液体の通過を妨げる。その特徴は、流体ラインの基端セクションにおける流体導管の断面積より小さい断面積を有する領域を含む、先端管または流体コネクタ３６の短いセグメントを含むことができる。本明細書で用いる「制限部」は、流体導管における空気と液体とで区別をして流れに対する抵抗を増大させる任意の特徴を包含するように意図される。

実施形態では、制限部は、流体ラインまたは関連するコネクタの先端部から取外し可能であり得る。たとえば、制限部は、流体ライン３４のプライミング中に流体ライン３４の適所に残る栓またはキャップに含めることができる。制限部は、たとえば、製造中に栓またはキャップの一部としてモールドすることができる。この制限部は、キャップの栓部分における凹部、空隙、チャネルまたは他の流路であり得る。キャップの栓部分を、流体導管内に直接、または取り付けられたコネクタ３６の内腔内に、挿入することができる。別法として、栓またはキャップの栓部分は、流体導管または関連するコネクタ内腔の直径より小さい直径を有するようなサイズとすることができる。キャップが設置されると、栓部分は、流体導管の一部を閉塞して、栓の外面と導管の内壁との間に小さい間隙をもたらし、それにより、制限部を生成する。

流体ライン３４をプライミングするために流体を圧送するとき、流体は、空気が制限部を通って流体ライン３４から出て自由に変位する際に、相対的に高い流量で移動する。液体が制限部に達するときのインピーダンスの上昇により、流量が低速になる。プライミングが発生する際に１つまたは複数のセンサから入力を受け取っているコントローラによって、流量をモニタリングすることができる。流量が低下すると、空気が、制限部を越えてラインから押し出され、所与の加えられた力が、このとき、液体を、制限部に押し通そうとしていることを推断することができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、さらなるロジックを採用して、流体ラインにおける液体流量の低減に対する複数のあり得る原因を識別することができる。

制限部が（流体ラインの先端部、または取り付けられたコネクタ内に配置された）オリフィスである実施形態では、オリフィス開口部の断面積は、液体流に対する所望の量のインピーダンスを生成するように選択することができる。さらに、選択される圧送圧力は、空気を圧送するときの流量と液体を圧送するときの流量とが、検出可能に異なるように、選択することができる。

流体ライン３４が完全にプライミングされる箇所のわずかに上流に制限部を配置することが望ましい場合がある。これにより、コントローラが、液体流に対するインピーダンスが変化したか否かを判断している判断または認識期間中に、幾分かの液体が制限部を通って流れることができる。制限部から下流にライン容積があることにより、コントローラがプライミングの判断を行い、流体ポンプを停止する間、追加の液体を収容する流体バッファを提供し、したがって、流体ラインの先端部から出る液体のオーバーフローを防止するのに役立つ。好ましくは、液体流インピーダンスの変化に応答する圧送システムの遅延特性は、システムパラメータが選択されると、システムに対して経験的に確定される。これらのパラメータとしては、たとえば、ポンプによって加えられる力または圧力、圧送容積確定または流量測定の頻度、管の内径および長さ、流量制限部の特性、ならびにコントローラおよびポンプの応答時間を挙げることができる。システム特性が確定すると、オーバーフローを防止するために必要な制限後の管またはコネクタバッファ容積を、経験的に求めることができる。例示的な目的で、制限部を通る流量が３０ｍＬ／分であり、かつコントローラおよびポンプがインピーダンス変化を認識してそれに応答するのに約５秒かかる場合、システムがインピーダンス変化に応答している間、約２．５ｍＬのヒステリシス流体容積が移動する。こうした実施形態では、制限部を越えた下流容積は、およそ２．５ｍＬ、または２．５ｍＬをわずかに超えるように設定することができる。これは、ラインをオーバープライミングして流体がラインをオーバーフローして漏れ出るようにすることなく、プライミング中に流体ライン３４に残っている空気の量を最小限にするのに役立つような役割を果たすことができる。

別法として、制限部は、インピーダンス変化が検出されている間に、制限流路容積が予期される流量に近づくのを可能にする距離、ライン軸に沿って延在することができる。この実施形態は、制限部が流体ラインキャップ内に含まれる場合に望ましい可能性がある。

いくつかの実施形態では、空気透過性であるが実質的に液体不透過性である材料を使用して、液体流を制限することができる。こうした材料は、比較的無制限の空気の通過を可能にするが、液体の通過を制限するかまたは阻止することができる。この材料は、流体ライン３４の端部に配置することができ、空気がライン３４から圧送されるのを可能にするが、ライン３４がプライミング状態に達したときのオーバーフローおよびこぼれを防止することができる。そして、たとえば、ユーザがラインのキャップをはずすと、流体ラインキャップとともに材料を取り除くことができる。いくつかの具体的な実施形態では、使用される材料は、Ｇｏｒｅｔｅｘまたは別の同様の材料（たとえば、微多孔性またはマクロ多孔性のいずれかであり得る通気性材料）であり得る。上述したように、液体が材料に達するときの流量の低下が、流体ライン３４がプライミング状態に達したことを通知する。

図２１および図２２は、流体ラインキャップ５３２０、流体ライン３４および流体ラインコネクタ３６の代表的な実施形態霊を示す。図示するように、制限部５３２２が、流体ライン３４内に含まれている。他の例では、キャップ５３２０は、図示する制限部５３２２と同様の制限部を組み込んだ内面特徴を有することができる。この例では、制限部５３２２は、任意選択的に、制限部５３２２の下流に幾分かの流体ライン３４容積があるように配置される。実施形態例における制限部５３２２は、断面積が低減した流体路の部分である。他の例では、制限部５３２２は、切り開かれた、穿孔された、または他の方法で液体の通過に対する抵抗を増大させる１つもしくは複数の細孔を有する、オリフィスまたは膜であり得る。

図２１に示すように、流体ライン３４内の液体５３２４は、制限部５３２２にまだ達していない。この時点で、流体ライン３４を通る流体（たとえば、空気および液体の層状柱）の流量は比較的高い可能性がある。空気柱が排出されると、流体ライン３４内の液体５３２４は、制限部５３２２に達することになる。この時点で、インピーダンスの変化のために、流量が低下する。サイクラが、インピーダンスが変化したと判断する際、幾分かの液体５３２４は流れ続ける。検出されると、ラインを通る液体の流れを停止するように、サイクラをプログラムすることができる。この時点で、図２２に示すように、液体５３２４は、制限部５３２２の下流のライン３４容積を含むライン３４全体を実質的にプライミングしている。ユーザに対して、ライン３４がプライミングされ、治療に備えてカテーテルまたは他のデバイスに接続する用意ができていることを通知するように、コントローラをプログラムすることができる。

図２３および図２４は、流体ライン３４、流体ラインコネクタ３６および流体ラインキャップ５３２０の別の実施形態霊を示す。図示するように、流体ライン３４または流体ラインコネクタ３６には制限部がない。流体ラインキャップ５３２０は、流体ライン３４用の栓として作用し、制限部５３２２を含む。実施形態例では、制限部５３２２は、流体ラインキャップ５３２０の栓部分の周囲に凹状に設けられた、切欠き、溝またはチャネルを含むことができる。制限部５３２２は、空気がプライミング中に比較的わずかな抵抗でラインから出るように圧送されるのを可能にするが、空気柱が完全に放出されると、液体の流れを妨げるような、サイズとすることができる。コントローラは、ライン３４がプライミングされていると判断すると、その後、ユーザに対して、ラインキャップ５３２０を取り除き、流体ラインコネクタ３６を体内留置カテーテルまたは他の同様のデバイスに取り付けるように指示することができる。

図２３に示すように、流体ライン３４内の液体５３２４は、制限部５３２２にまだ達していない。この時点で、流体ライン３４を通る流体（気体に液体を足したもの）の流量は、比較的高い可能性がある。流体ライン３４内の液体５３２４が制限部５３２２に達すると、制限部５３２２を通る気体流と液体流との間のインピーダンス変化のために、流量が低下する。コントローラが、インピーダンスが変化したと判断する際、幾分かの液体５３２４は流れ続ける。検出されると、コントローラは、ラインを通る液体５３２４の流れを停止する。この時点で、図２４に示すように、液体５３２４は、ライン３４全体を実質的にプライミングしている。そして、コントローラは、ユーザに対して、ライン３４がプライミングされ、ラインキャップ５３２０を取り除くことができることを通知することができる。キャップ５３２０が取り除かれると、圧送されたいかなる過剰な液体５３２４も、流体ラインキャップ５３２０の栓部分が以前占有していた流体ライン３４の容積を充填することができる。別法として、キャップ５３２０が取り除かれたという信号をユーザから受け取るようにコントローラをプログラムすることができ、サイクラまたはポンプに対し、わずかな量の液体を、液体ライン３４を下って前進させ、使用の前にライン３４またはコネクタ３６の先端部につぎ足すように、コントローラをプログラムすることができる。

図２５は、栓または栓部分５５００を備えた流体ラインキャップ５３２０の代表的な例を示す。図示するように、流体ラインキャップ５３２０は、流体ライン３４の流体導管内に突出しその中にぴったり嵌まるようなサイズであり得る栓部分５５００を含む。流体ラインキャップ５３２０の栓部分５５００内に切欠きが設けられ、それは、流体ラインキャップ５３２０が流体ライン３４またはラインコネクタ３６の端部に設置されたときに制限部５３２２を生成する役割を果たす。図では、切欠きは、断面が実質的に三角形である。他の実施形態では、任意の好適な断面形状を使用することができる。たとえば、他の部分は中実である栓５５００の長さを通る狭い内腔等、他の構成を使用することができる。また、図２５に示すように、流体流路内に延在する栓部分５５００の端部は、任意選択的に丸くする（またはテーパ状にする）ことができる。これにより、流体ライン３４上に流体ラインキャップ５３２０を配置するのを容易にすることができる。

図２６は、流体ラインキャップ５３２０の別の実施形態を示す。図２５と同様に、流体ラインキャップ５３２０は、栓部分５５００を含み、それは、流体ライン３４の流体導管内に突出しかつその中にぴったりと嵌まるようなサイズであり得る。図２６における制限部５３２２は、流体が、流体ライン３４の流体導管から栓部分５５００の内部を通り流体ラインコネクタ３６の内部容積内に流れ込むのを可能にする流路である。図２７に、例としての流体ラインキャップ５３２０の長手方向平面における断面図を示す。流路の断面積は、流体ライン３４流体導管の断面積より小さい。

図２８は、流体ライン３４の流体ラインコネクタ３６に設置された流体ラインキャップ５３２０の別の実施形態を示す。図２９に示すように、図２８の線２８－２８における断面、流体ラインコネクタ３６は、流体ライン３４の流体導管内に延在するセグメントを含む。流体ライン３４のチューブを、流体ラインコネクタ３６に固定する（たとえば、接着する、接合する、溶接する等）ことができる。流体ラインコネクタ３６は、流体ライン３４の流体導管から、流体ラインコネクタ３６の一部として含まれるコネクタ取付具５５０２に通じる流路を含む。コネクタ取付具５５０２は、（たとえば、患者の体内留置カテーテルの）相補的なコネクタの協働する特徴と嵌合して、流体が部位（たとえば、腹膜腔または別の体腔）から送達されかつ／または引き出されるのを可能にすることができる。実施形態例では、ルアーロックが示されているが、多数の他の好適なコネクタまたは取付具のうちの任意のものを使用することができる。

実施形態例におけるキャップは、栓部分５５００を含む。栓部分５５００は、流体ラインコネクタ３６の流体経路内に延在するようなサイズである。実施形態例では、栓部分５５００の直径は、流体ラインコネクタ３６内の流路の直径より小さい。流体ラインキャップ５３２０の栓部分５５００が流体ラインコネクタ３６の流路内に設置されると、栓部分５５００の外面と流路の内壁との間に小さい間隙が残る。したがって、栓部分５５００は、流路の断面積を低減させる役割を果たし、制限部５３２２を生成する。

上述したように、いくつかの実施形態では、栓部分５５００の外面と流路の内壁との間の小さい間隙は、存在する必要はない。代わりに、栓部分５５００は、流路にぴったりと嵌まることができる。流路の断面積を低減させかつ制限部を生成するように、栓部分５５００の外面に切欠きを凹状に設けることができ、またはコネクタ内腔に挿入された他の部分は中実である栓が、制限された流路を生成するように狭い流路を含むことができる。

一態様では、流路インピーダンスの変化は、ポンプカセットからの圧送ストロークの進行中の流量推定値に基づいて判断することができる。さらに、ストローク容積推定値を用いて、ポンプ室が空であることによる流量の変化と液体５３２４が流体ライン３４の制限部５３２２に達することによる流量の変化とを識別することができる。ポンピングストロークの進行中の流量およびストローク容積の推定については、さらに後述する。

いくつかの実施形態では、ストローク容積を推定するコントローラルゴリズムを用いて、全チャンバが流体ラインに送達される前にストロークを停止することができる。すなわち、ポンプダイヤフラム気体トローク終了に達するのを回避するように、プライミング中に部分送達ストロークを行うようにポンプに指示するように、コントローラをプログラムすることができる。これは、流量のいかなる低下も、ポンプダイヤフラムがポンプストローク終了において剛性ポンプ室壁に達することに起因しないことを確実にするのに役立つことができる。コントローラが、単位時間当たりに圧送される流体の容積が所定閾値を超えて低減したと判断すると、流体ライン３４内の液体５３２４は、制限部５３２２に達したと想定することができ、ラインは、プライミングされたとみなすことができる。

他の実施形態では、コントローラは、流量の不連続性が検出されるまで、ポンプに対して流体を圧送するように指示することができる。不連続性が検出された時点で、コントローラは、ポンピング装置（たとえば、サイクラ）に対して、複式ポンプカセットの別のポンプ室から少量の流体を送達するように試みるように指示することができる。流れの不連続性が、ポンプダイヤフラム気体トローク終了に達したことによる場合、他のチャンバからの流れは、第１チャンバからの終了流量より大きいはずである。不連続性が、プライミングされたライン状態による場合、他のチャンバからの流量は、第１チャンバからの終了流量と同様となる。したがって、装置コントローラは、ラインがプライミングされたと判断することができる。

いくつかの実施形態では、流体ライン３４に対する名目内部管容積を求めることができる。そして、コントローラは、ライン３４を下ってプライミングされた流体の容積が名目管容積の１つのチャンバ容積の範囲内になるまで、ポンプに対して、ライン３４を下って流体を移動させるように指示することができる。ライン３４の残りの容積が、フルポンプストロークの容積未満であると判断されると、コントローラは、次の流量不連続性を、プライミング済み状態を示すものとして登録することができる。

ライン３４の名目内部容積は、使用されているセットのタイプに基づいて求めることができる。たとえば、小児用セットは、成人用セットより小さい内部管容積を有することができる。いくつかの実施形態では、装置コントローラは、光学センサを介してこの情報を求めることができる。いくつかの実施形態では、セットは、ポンピング装置またはサイクラのカメラが読み取ることができるバーコードまたはデータマトリックスを含むことができ、符号化された情報により、コントローラは、設置されたセットのタイプを判断することができる。カメラからの入力を受け取るコントローラはまた、セットの一部の異なる特徴または幾何学的形状を検出することができる場合もある。たとえば、流体ラインコネクタ３６は、上述したように流体ライン検出器１０００によって検出可能な、一意の検出可能幾何学的形状を有することができる。別法として、ユーザは、ポンピング装置のユーザインターフェースにおいて、使用中の管またはポンプカセットのタイプに関する情報を手動で入力することができる。

ラインプライミング
ラインプライミングラインをプライミングするために必要な時間を低減させるために、重力に基づく流れが仕事を達成するのを可能にするのではなく、ポンピング装置がラインを能動的にプライミングすることが好ましい場合がある。標準的な手順である重量に基づくプライミングでは、ラインを通る流体流は、プライミング流体が保管されるリザーバの頭高によって決まる。プライミング中にラインを通る流体の流量は、プライミング流体リザーバの頭高が高くなると増大する。１つまたは複数のポンプを使用することによってラインを能動的にプライミングすることにより、リザーバが固定位置にあり続けながら、ポンピング装置またはサイクラがリザーバに対するさまざまな頭高をシミュレーションすることができる。流体ポンプが、空気圧式に駆動されるポンプ室を含む場合、膜を介してポンプ室に加えられる空気圧の量により、プライミングリザーバを再配置することなく流量を所望の値に制御することができる。流体リザーバを再配置する必要をなくすことが、ポンピングまたは透析システムを小型に維持するのに役立ち、ユーザに対する設定の負担を低減し、流体ラインの比較的高速なプライミングを可能にする。

ポンプカセットの流路およびチャンバが流体でプライミングされるべきであるいくつかの実施形態では、プライミングは２つ以上の段階で行うことができる。第１段階では、第２または後続する段階より低い有効頭高で（たとえば、低いポンプ圧でまたは受動的重力流により）ラインをプライミングすることができる。比較的高い流量の乱流により、ポンプカセットのさまざまな位置または凹部に気泡またはポケットが導入されるかまたは閉じ込められることになる可能性がある。この問題は、ポンプカセットを低速にプライミングすることができるようにし、その後、流体がカセットの下流の流体ラインに達するとより迅速なプライミングプロセスに進むことにより、緩和することができる。第１段階の長さは、試験を通して、またはプライミングリザーバからカセットまたは取り付けられた流体ラインに移動した流体容積の量の測定により、経験的に事前に確定することができる。

気泡形成または閉じ込めの低減ことは、ラインプライミングセンサが気泡を検出し、コントローラに対してプロセスを停止しユーザ警告を発するように誘導することができることを含む、複数の理由のために望ましい。

第１プライミング段階の持続時間は、使用されているカセットのタイプ（ポンプおよび弁の数、流路の複雑性）と、その内部流体路およびポンプ室の容積によって決まる可能性がある。好ましくは、プライミングは、流体が、カセットからの空気を底部から頂部に押しのけることができるように、かつ封入された空気の大部分またはすべてが、取り付けられた流体ライン内に押し込まれ、その後、雰囲気中に放出されることを確実にするように十分低速な流量で行われる。

図３０は、コントローラを使用して２つの段階を用いてカセットおよび取り付けられたラインのプライミングを制御することができる複数のステップを詳述するフローチャートを示す。例では、プライミングされるラインは、ポンプカセットから患者まで延在する患者ラインである。図示するステップは、他の流体ラインのプライミングに対して容易に一般化することができる。図示するように、ステップ５５７０において、サイクラは、流体を、カセットを通してライン内に重力供給することによって、患者ラインのプライミングを開始する。実施形態例では、プライミングリザーバはヒータバッグである。患者ラインとヒータバッグとの間に開放流路が生成されるようにカセットの弁を制御することにより、自由流を達成することができる。

ステップ５５７０においてプライミング動作を開始すると、コントローラは、第１プライミング段階に対してタイマーを始動することができる。第１プライミング段階の持続時間は、カセット内のいかなる空気もカセットから出て患者ライン内に流れ込んだことを確実にするのに十分であるように、試験を通して経験的に求めることができる。図３に示すカセットの例を用いると、この持続時間は、１秒間～３秒間の範囲であり得る。一実施形態では、タイマーは、約１．６秒間に設定することができる。タイマーを使用するのではなく、所定容積の流体がプライミングリザーバから運ばれたときの第１プライミング段階からの移行を使用する制御システム実施形態では、所定容積は、図３に示すカセット例を考慮すると、およそ１ｍｌ～３ｍｌになる可能性がある。

タイマーが経過した（または、所定容積が運ばれた）とき、ポンピング装置またはサイクラはステップ５５７２に進み、能動的にラインのプライミングを開始することができる。好ましくは、ステップ５５７２は、ステップ５５７０より高速な流量でラインをプライミングする。サイクラは、プライミングセンサが、ラインが完全プライミング状態に達したことを示すまで、患者ラインを能動的にプライミングし続けることができる。いくつかの実施形態では、その後、コントローラは、ユーザに対して、ユーザインターフェースにおいて、プライミングが完了し、プライミング済みラインが接続される用意ができていることを通知することができる。

セット装填および動作
図３１（３７）は、図１ＡのＡＰＤシステム１０の斜視図を示し、サイクラ１４のドア１４１が開放位置まで下げられ、カセット２４用の取付位置１４５および溶液ライン３０のキャリッジ１４６を露出している（この実施形態では、ドア１４１は、ドア１４１の下部でヒンジによってサイクラハウジング８２に取り付けられている）。セット１２を装填するとき、カセット２４は、膜１５およびカセット２４のポンプ室側が上方に面する状態で取付位置１４５に配置され、ポンプ室と弁ポートに関連づけられた膜１５の部分は、ドア１４１が閉鎖されたときに、サイクラ１４の制御面１４８と相互作用することができる。取付位置１４５は、ベース部材１８の形状と一致するような形状とすることができ、それにより、カセット２４の取付位置１４５における適切な向きが確実になる。この例示的な実施形態では、カセット２４および取付位置１４５は、カセット２４を取付位置１４５に適切な向きで配置することをユーザに要求するか、または、ドア１４１が閉鎖しないように、大きい半径の単一のコーナを含む概して矩形の形状を有している。しかしながら、カセット２４および／または取付位置１４５に対する他の形状または向きの特徴も可能であることが理解されるべきである。

本発明の態様によれば、カセット２４が取付位置１４５に配置されるとき、患者ライン３４、排液ライン２８およびヒータバッグライン２６は、図３１に示すようにドア１４１のチャネル４０を通して左側に通される。ガイド４１または他の特徴を含むことができるチャネル４０は、患者ライン３４、排液ライン２８およびヒータバッグライン２６を保持することができ、それにより、オクルーダ１４７が、流れのためにラインを選択的に開閉することができる。ドア１４１が閉鎖すると、オクルーダ１４７は、患者ライン３４、排液ライン２８およびヒータバッグライン２６のうちの１つまたは複数をオクルーダ止め具２９に対して押し付けることができる。概して、サイクラ１４が動作している（かつ適切に動作している）とき、オクルーダ１４７は、ライン３４、２８および２６を通る流れを可能にすることができるが、サイクラ１４の電源が落とされた（かつ／または適切に動作していない）とき、ラインを閉塞することができる。ラインの閉塞は、ラインを押圧するか、またはラインにおける流路を閉鎖するようにラインを挟むことによって行うことができる。好ましくは、オクルーダ１４７は、少なくとも患者ライン３４および排液ライン２８を選択的に閉塞することができる。

カセット２４が取り付けられ、ドア１４１が閉鎖されると、カセット２４のポンプ室側および膜１５を、たとえば、空気袋、ばね、または取付位置１４５と制御面１４８との間でカセット２４を圧迫する、取付位置１４５の後方のドア１４１の他の適切な構成によって、制御面１４８と接触するように押圧することができる。カセット２４をこのように収容することにより、膜１５および１６を、壁およびベース部材１８の他の特徴部と接触するように押圧することができ、それにより、要求に応じてカセット２４のチャネルおよび他の流路を隔離する。制御面１４８は、可撓ガスケットまたは膜、たとえば、１枚のシリコーンゴム、または膜１５に関連づけられた他の材料を含むことができ、膜１５の一部を選択的に移動させて、ポンプ室１８１の圧送作用とカセット２４の弁ポートの開閉とをもたらすることができる。制御面１４８を、膜１５のさまざまな部分に関連づけることができ、たとえば、互いに密着するように配置することができ、それにより、膜１５の一部は、制御面１４８の対応する部分の移動に応じて移動する。たとえば、膜１５および制御面１４８を互いに近接して配置することができ、制御面１４８に好適に配置された真空ポートを通じて、好適な真空（または周囲に対して低い圧力）を導入し、膜１５と制御面１４８との間で維持することができ、それにより、膜１５および制御面１４８は、弁ポートを開閉させ、かつ／または、少なくとも、圧送作用をもたらす移動を必要とする膜１５の領域において、本質的に互いに貼り付けられる。別の実施形態では、膜１５および制御面１４８を、互いに接着するか、または他の方法で好適に関連づけられることができる。

いくつかの実施形態では、ポンプ室および／または弁の上に重なる対応するカセット膜に面する制御面１４８またはガスケットの表面は、テクスチャ加工されるかまたは粗化されている。テクスチャ加工により、ガスケットが対応するカセット膜の表面に対して引っ張られるとき、ガスケットの表面に沿って水平にまたは接線方向に複数の小さい通路がもたらされる。これにより、テクスチャ位置においてガスケット表面とカセット膜表面との間において排気を促進することができる。それはまた、ガスケットと膜との間の空気の閉じ込められるポケットを最小限にすることにより、（たとえば、別の場所で記載したＦＭＳ手順における等）圧力－容積関係を用いて、ポンプ室容積確定の正確さを向上させることも可能である。それはまた、ガスケットとカセット膜との間のあり得る空間内に漏れる可能性があるいかなる液体の検出も促進することができる。実施形態では、ポンプ膜および弁膜の位置に対応するガスケットの部分を形成しない、ガスケット型の部分をマスクすることにより、達成することができる。その後、ガスケット型の非マスク部分に、Ｍｏｌｄ－Ｔｅｃｈ（登録商標）テクスチャ加工および化学彫刻プロセス等、化学彫刻プロセスを施すことができる。テクスチャ加工は、たとえば、サンドブラスト、レーザエッチング等、多数の他のプロセスのうちの任意のものにより、または放電加工を用いる型製造プロセスを用いることにより、達成することも可能である。

図３２は、カセット２４のポンプ室側（例えば、図６に示される）と相互作用して、カセット２４内で流体ポンピングおよび流路制御を引き起こすサイクラ１４の制御ガスケット１４８の平面図を示す。シリコーンゴムのシートを含み得る制御ガスケット１４８は、停止時に、概して平坦であり得る。弁制御領域１４８１は、例えば、シート表面内またはシート表面上のスコアリング、溝、リブまたは他の特徴によって、制御ガスケット１４８で定義されてもよく（または定義されなくてもよく）、概してシートの平面を横切る方向に可動または弾性変形可能／伸縮可能であるように配置され得る。内向き／外向きに移動することにより、弁制御領域１４８１は、カセット２４上の膜１５の関連部分を動かして、カセット２４のそれぞれの弁ポート１８４、１８６、１９０および１９２、それによりカセット２４の制御硫を開閉することができる。２つのより大きな領域、ポンプ制御領域１４８２は、同様に、ポンプ室１８１と協働する膜１５の関連する成形部分１５１を動かすように移動可能であり得る。膜１５の成形部分１５１と同様に、ポンプ制御領域１４８２は、該制御領域１４８２がポンプ室１８１内に延びる際に、ポンプ室１８１の形状に対応するように成形され得る。このように、ポンプ制御領域１４８２における制御シートまたはガスケット１４８の部分は、ポンピング操作中に必ずしも引き伸ばされたり、弾力的に変形したりする必要はない。

典型的には、制御ガスケット１４８は、それが型から容易に形成され得るように、単一の材料から構成される。ガスケット１４８の平坦な部分は、カセット膜１５をカセットの境界壁または周囲壁に対して圧縮および密封するのに役立ち、カセット２４が制御面／ガスケット１４８およびその支持嵌合ブロックに押し付けられると、カセット２４内の液体流路を密封する。同様に、カセット２４が制御面／ガスケット１４８に押し付けられると、流体制御ポート１７３Ａ、１７３Ｃは互いに密封することができ、その結果、制御室１７１Ａ、および２７４６は、正または負の空気圧で個別におよび独立して加圧され得る。

あるいは、ポンプ制御領域１４８２および弁制御領域１４８１などの制御ガスケット１４８の可動部分は、ガスケット１４８の平坦部分とは異なる厚さ、弾性および／またはデュロメータ値を有する材料を含み得る。異なる材料は、成形またはオーバーモールド操作で一緒に融合するか、一緒に溶剤結合するか、接着剤を使用して取り付けることができる。ガスケット１４８のポンプ制御領域１４８２および弁制御領域１４８２は、好ましくは、カセット膜１５の関連するポンプおよび弁部分を所定量だけ移動させるために、正または負の作動圧力に応答してそれらの適切な移動を可能にする厚さおよび弾性のエラストマー材料で構成される。

領域１４８１および１４８２の各々は、関連する真空または導出ポート１４８３を有することができ、それを使用して、たとえば、カセット２４がサイクラ１４内に装填され、ドア１４１が閉じられた後、カセット２４の膜１５とサイクラ１４の制御面１４８との間に存在する可能性があるいかなる空気または他の流体のすべてまたは実質的にすべてをも取り除くことができる。これは、制御領域１４８１および１４８２との膜１５の密な接触を確実にするのに役立ち、ポンプ動作および／またはさまざまな弁ポートの開／閉状態によって所望の容積の送達を制御するのに役立つことができる。真空ポート１４８２は、制御面１４８がカセット２４の壁または他の比較的剛性のある特徴と接触するように王タスされない位置に形成される。たとえば、本発明の一態様によれば、カセットのポンプ室の一方または両方は、ポンプ室に隣接して形成された真空通気間隙領域を含むことができる。図３および図６に示すようなこの例示的な実施形態では、ベース部材１８は、ポンプ室１８１を形成する楕円形状のくぼみに隣接しかつその外側の真空通気ポート間隙または拡張機構１８２（たとえば、ポンプ室に流体接続される凹状領域）を含むことができ、それにより、ポンプ制御領域１４８２のための真空通気ポート１４８３が、妨げなしに、膜１５と制御面１４８との間から（たとえば、膜１５の破裂によって）いかなる空気または流体も取り除くことができる。拡張機構は、ポンプ室１８１の外周部内に位置することも可能である。しかしながら、ポンプ室１８１の外周部の外側に通気ポート機構１８２を配置するにより、液体を圧送するためにポンプ室容積のより多くを確保することができ、たとえば、ポンプ室１８１の最大設置面積を、透析液を圧送するために使用することができる。好ましくは、拡張機構１８２は、ポンプ室１８１に対して垂直方向に下方の位置に配置され、それにより、膜１５と制御面１４８との間で漏れるいかなる液体も、可能な限り早急に真空ポート１４８３を通して引き出される。同様に、弁１４８１に関連づけられた真空ポート１４８３は、好ましくは、弁１４８１に対して垂直方向に下方の位置に配置される。

図３３Ａ～Ｃは、制御ガスケット１４８が、制御ガスケット１４８のベース要素１４８０とその弁およびポンプ制御領域１４８１、１４８２の作動部分との間に丸みを帯びた遷移を有するように任意選択で構築または成形され得ることを示す。これらの接合部またはチャネル１４９１および１４９２。ベースエレメント１４８０から弁制御領域１４８１およびポンプ制御領域１４８２にそれぞれ移行するために、小さな半径で成形することができる。丸みを帯びたまたは滑らかな遷移は、制御ガスケット１４８を含む材料の早期疲労および破壊を防止するのに役立ち、その寿命を改善し得る。オプションの実施形態では、ラジアルチャネル１４８４は、真空ポート１４８３からポンプ制御領域１４８２および弁制御領域１４８１に通じており、遷移機能に対応するためにいくらか長くする必要がある場合がある。接合部またはチャネル１４９１および１４９２は、真空チャネルとして機能し、圧力送達ブロックを介して加えられる真空を、ポンプ制御領域１４８２および弁制御領域１４８１と、カセット膜１５の対応するポンプおよび弁部分との間の潜在的な空間に伝達および分配する。必要に応じて、カセットを圧力送達ブロックから分離するのを助けるために、これらの真空チャネルを任意選択で使用して、ガスケット制御領域と対応するカセット膜領域との間の潜在的な空間に正圧を伝達することもできる。例示的な真空チャネル１４９１および１４９２は、ガスケット１４８のポンプ制御領域１４８２または弁制御領域１４８１の周辺または周囲に沿って走り、真空のより均一な適用を可能にするのに役立つ。

必須ではないが、これらの真空チャネル１４９１および１４９２は、例えば図３３Ａ－Ｃに示されるように、任意選択で、ガスケット１４８のポンプおよび弁制御領域の周囲の円周に沿って延びることができる。ガスケット１４８のポンプ制御領域１４８２またはバルブ制御領域１４８１のいずれかについて、特定の制御領域に対応するチャネル１４８４は、近くのガスケット真空ポート１４８３を、その関連するガスケット制御領域の周囲に沿って延びるチャネル１４９１または１４９２に接続するように半径方向に配向され得る。真空チャネル１４９１、１４９２は、制御領域の表面全体に真空を均一に適用することを確実にするために、関連するポンプまたは弁制御領域を完全に取り囲む必要はないが、周方向の配置は、ガスケット１４８のベース要素１４８０と、ガスケット制御領域１４８１または１４８２の本体間の柔軟な機械的遷移を提供する目的にも役立つ。

カセット２４の反対側の制御面１４８の側、たとえば、制御面１４８を形成するゴム製シートの背面において、空気圧および／または容積を制御することによって、制御領域１４８１および１４８２を移動させることができる。たとえば、図３４～３５に示すように、制御面１４８の背面に、各制御領域１４８１、１４８２に関連して配置された制御室またはくぼみ１７１Ａと、各制御領域１４８２に関連して配置されかつ互いから隔離された（または、望ましい場合は少なくとも互いから独立して制御することができる）制御室またはくぼみ１７１Ｂとを含む、嵌合または圧力送達ブロック１７０を接するように配置することができる。嵌合または圧力送達ブロック１７０の表面は、カセット２４が、嵌合ブロック１７０が背面に接する制御面１４８に動作的に関連するように押圧されるとき、カセット２４と嵌合インタフェースを形成する。したがって、嵌合ブロック１７０の制御室またはくぼみは、カセット２４の相補的な弁またはポインピングチャンバに結合され、嵌合ブロック１７０に隣接する制御面１４８の制御領域１４８１および１４８２、ならびにカセット２４に隣接する膜１５の関連する領域（成形部分１５１等）を挟装する。空気または他の制御流体は、領域１４８１、１４８２に対する嵌合ブロック１７０の制御室またはくぼみ１７１Ａ、１７１Ｂを出入りして移動することができ、それにより、要求に応じて制御領域１４８１および１４８２を移動させて、カセット２４の弁ポートを開閉し、かつ／または、ポンプ室１８１におけるポンプ作用を行う。図３４～３５に示した実施形態では、制御室１７１Ａは、ガスケット１４８の弁制御領域１４８１のそれぞれを裏打ちする円筒形の領域または凹部として配置され得る。ガスケット１４８の弁制御領域１４８１の１つの構成において（例えば、図３３Ａ～Ｃを参照のこと）、弁制御領域１４８１の表面は、ガスケット１４８の全表面よりわずかに高くなり、弾性変形可能な制御領域をカセット２４の対応する弁座に向けてバイアスする。したがって、弁制御領域１４８１に対して加えられた正の空気圧は、カセット２４の膜１５を弁座に対してシールする方向にバイアスされる。他方、隣接するカセット膜１５を弁座から持ち上げるために弁制御領域１４８１に加えられる負圧の少なくとも一部は、制御ガスケット１４８の偏った弁制御領域１４８１を克服するために費やされ得る。また、ガスケット１４８が下にある嵌合ブロック１７０に対して配置されると、制御領域１４８１のドームの下の空間１４７８が制御室１７１Ａと結合して、制御領域１４８１をカセット２４の弁座に向かってまたはそれから離れて動かすために正または負に加圧される総制御容積になることも明らかである。加圧する必要のある総制御容積の量は、ガスケットの弁制御領域１４８１の形状および構成に基づいて変化する（例えば、カセット２４に向かって凸状対凹状）。

制御室またはくぼみ１７１Ｂは、ポンプ制御領域１４８２の背面に接する楕円体、卵形体または半球体の空隙またはくぼみを含むことができる。各制御室１７１Ａに対して、流体制御ポート１７３Ａを設けることができ、それにより、サイクラ１４は、弁制御室１４８１の各々における流体の容積および／または流体の圧力を制御することができる。各制御室１７１Ｂに対して、流体制御ポート１７３Ｃを設けることができ、それにより、サイクラ１４は、容積制御室１４８２の各々における流体の容積および／または流体の圧力を制御することができる。たとえば、嵌合ブロック１７０は、さまざまなポート、チャネル、開口部、空隙、および／または制御室１７１と連通して好適な空気圧／真空が制御室１７１に加えられるのを可能にする他の特徴を含む、マニホールド１７２と嵌合することができる。図示しないが、空気圧／真空の制御は、制御可能な弁、ポンプ、圧力センサ、アキュムレータ等を使用することにより、任意の好適な方法で行なうことができる。当然ながら、制御領域１４８１、１４８２は、重力ベースのシステム、液圧系統および／または機械的システム（リニアモータによる等）により、または、空気圧系統、液圧系統、重力ベースのシステムおよび機械的システムを含むシステムの組合せによる等、他の方法で、移動させることができることが理解されるべきである。

図３６は、ポンプカセットを動作させる流体流制御装置で使用され、かつ圧力分散マニホールド１７２およびサイクラ１４の嵌合ブロック１７０として使用されるのに好適な、一体型圧力分散モジュールまたはアセンブリ２７００の組立分解図を示す。図９４は、空気圧マニホールドまたはブロック、供給圧力用ポート、空気圧制御弁、圧力センサ、圧力送達または嵌合ブロック、ならびに、ポンプカセット上のポンプおよび弁を作動させる可撓性膜を備える領域を含む制御面またはアクチュエータを備える、一体型モジュール２７００の図を示す。一体型モジュール２７００はまた、ポンプカセットのポンプ室内に存在する流体の容積を求めるＦＭＳ容積測定プロセスのために、空気圧マニホールド内に基準室（基準チャンバ）も含むことができる。一体型モジュールはまた、真空ポート、ならびに、アクチュエータとポンプカセットの可撓性ポンプおよび弁膜との間のインタフェースから流体トラップおよび液体検出システムまでの一組の通路またはチャネルも備えることができる。いくつかの実施形態では、空気圧マニホールドは、単一ブロックとして形成することができる。他の実施形態では、空気圧マニホールドは、互いに嵌合された２つ以上のマニホールドブロックから、ガスケットがマニホールドブロック間に配置されて形成することができる。一体型モジュール２７００は、流体流制御装置において比較的小さい空間を占有し、マニホールドポートをポンプカセットに嵌合する圧力送達モジュールまたはブロックの対応するポートに接続するチューブまたは可撓性導管の使用をなくす。他のあり得る利点もあるが特に、一体型モジュール２７００は、腹膜透析サイクラの空気圧作動アセンブリのサイズおよび組立コストを低減させ、その結果、サイクラを小型にしかつ安価にすることができる。さらに、圧力分散マニホールドブロックの圧力または真空分散ポートと嵌合圧力送達ブロックの対応する圧力または真空送達ポートとの間の距離が短いことにより、ポートを接続する導管の剛性と合わせて、取り付けられたポンプカセットの応答性とカセットポンプ容積測定プロセスの正確さとを向上させることができる。腹膜透析サイクラ１４で使用される場合、実施形態では、金属圧力送達ブロックに直接嵌合する金属圧力分散マニホールドを備える一体型モジュールはまた、制御弁１７１Ｂとサイクラ１４の基準室１７４との間のいかなる温度差も低減させることができ、それにより、ポンプ容積測定プロセスの正確さを向上させることができる。

図３６に、一体型モジュール２７００の組立分解図を提示する。嵌合ブロックまたは圧力送達ブロックに取り付けられたアクチュエータ面または制御ガスケット１４８は、前後に移動して、ポンプカセット２４の膜１５を押すかまたは引き寄せることにより、流体を圧送しかつ／または弁を開閉するように配置された可撓性領域を含む。サイクラ１４に関して、制御ガスケット１４８は、制御領域１４８１、１４８２の後方の制御容積１７１Ａ、１７１Ｂに供給される正および負の空気圧によって駆動される。制御ガスケット１４８は、リップ２７４２によって嵌合ブロック１７０の正面の隆起面２７４４の上にぴったりと嵌まることにより、圧力送達ブロックまたは嵌合ブロック１７０に取り付けられる。嵌合ブロック１７０は、１つまたは複数の対応するポンプ制御面１４８２の卵形湾曲形状と整列しかつそれを支持して、ポンプ制御室を形成する、１つまたは複数の表面くぼみ２７４６を含むことができる。表面くぼみがあってもなくても、同様の構成は、ポンプカセットの１つまたは複数の弁を制御するために対応する制御面１４８１と整列するように弁制御領域１７１Ａを形成する際に含めることができる。嵌合ブロック１７０は、制御流体または気体のポート１７３Ｃから背面全体ポンプ制御面１４８２までの流れを容易にするように、ポンプ制御面１４８２の後方の嵌合ブロック１７０のくぼみ２７４６の表面の溝２７４８をさらに含むことができる。別法として、溝２７４８を有するのではなく、くぼみ２７４６に粗化面または接線方向に多孔性の面を形成することができる。

一実施形態では、制御室１７１Ｂの内壁は、例えば、ポンプ制御領域１４８２に関連付けられた図３４に示されるように、（ポンプ室１８１のスペーサ要素５０にいくらか類似している）隆起した要素を含むことができる。これらの隆起した要素は、プラトー特徴、リブ、または完全に格納された制御領域１４８２から制御ポートを後退させておく他の突起の形をとることができる。この配置は、制御室１７１Ｂ内の圧力または真空のより均一な分布を可能にし、制御ガスケット１４８による制御ポートの時期尚早な遮断を防止し得る。事前に形成された制御ガスケット１４８（少なくともポンプ制御領域において）は、送達ストローク中のカセット２４のポンプ室の内壁または充填ストローク中の制御室１７１の内側のいずれかに対して完全に伸ばされたときに有意な伸長力を受けてはならない。したがって、制御領域１４８２が非対称に制御室１７１Ｂ内に延在して、チャンバが完全に排気される前に、制御領域１４８２が制御室の１つまたは複数のポートを時期尚早に閉鎖し得る。制御領域１４８２と制御ポートとの間の接触を防止する制御室１７１Ｂの内面上の特徴を有することは、制御領域１４８２が充填ストローク中に制御室内壁と均一に接触できることを保証するのに役立ち得る。

嵌合ブロック１７０は、圧力分散マニホールド１７２を制御面１４８に接続し、制御面１４８のさまざまな制御領域に圧力または真空を送達する。嵌合ブロック１７０はまた、弁制御領域１４８１およびポンプ制御領域１４８２に圧力および真空を供給し、真空ポート１４８３およびポンプ制御容積１７１Ｂから圧力センサへの接続部に真空を供給する空気圧導管を提供するという意味で、圧力送達ブロックと呼ぶこともできる。ポート１７３Ａは、制御容積１７１Ａを圧力分散マニホールド１７２に接続する。ポート１７３Ｃは、ポンプ制御容積１７１Ｂを圧力分散マニホールド１７２に接続する。真空ポート１４８３は、ポート１７３Ｂを介して圧力分散マニホールド１７２に接続される。一実施形態では、ポート１７３Ｂは、制御面１４８を通過するように圧力分散ブロック１７０の表面の上方に延在して、制御面１４８をポート１７３Ｂ上に引っ張って流れを遮ることなく、ポート１４８３において真空を提供する。

圧力送達ブロック１７０は、圧力分散マニホールド１７２の表面に取り付けられる。ポート１７３Ａ、１７３Ｂ、１７３Ｃは、弁ポート２７１４に接続する、圧力分散マニホールド１７２の空気圧回路と整列する。一例では、圧力送達ブロック１７０は、圧力分散マニホールド１７２と嵌合し、それらの間に正面平形ガスケット２７０３が締め付けられる。ブロック１７０およびマニホールド１７２は、機械的に合わせて保持され、それは、実施形態では、ボルト２７３６または他のタイプの締結具を使用することによる。別の例では、平形ガスケット２７０３ではなく、圧力送達ブロック１７０または圧力分散マニホールド１７２のいずれかに、高コンプライアンス要素が配置されるかまたはモールドされる。別法として、接着剤、両面テープ、摩擦溶接、レーザ溶接または他の接合方法によって、圧力分散マニホールド１７２に圧力送達ブロック１７０を接合することができる。ブロックおよびマニホールド１７２は、金属またはプラスチックから形成することができ、材料に応じて接合方法は変わる。

図３８に示すように、圧力分散マニホールド１７２は、空気圧弁２７１０用のポート、基準室１７４、流体トラップ１７２２および空気圧回路、または圧力リザーバ、弁の間の空気圧接続を提供する一体化モジュール２７００接続部を含み、複数のカートリッジ弁２７１０を受け入れるポート２７１４を含む。カートリッジ弁２７１０は、限定されないが、弁制御容積１７１Ａへの流れを制御するバイナリ弁２６６０と、ポンプ制御容積１７１Ｂへの流れを制御するバイナリ弁Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂ、Ｘ２、Ｘ３と、空気袋２６３０、２６４０、２６５０および圧力リザーバ２６１０、２６２０への流れを制御するバイナリ弁２６６１～２６６７とを含む。カートリッジ弁２７１０は、弁ポート２７１４内に押し込まれ、回路基板２７１２を介してハードウェアインタフェース３１０に電気的に接続される。

圧力分散マニホールド１７２における空気圧回路は、正面および背面の溝またはスロット１７２１と、一方の面の溝１７２１を弁ポート２７１４、流体トラップ１７２２に、かつ対向する面の溝およびポートに接続するおよそ垂直な孔との組合せによって形成することができる。いくつかの溝１７２１は、基準室１７４に直接接続することができる。単一の垂直孔が、溝１７２１を、間隔が密でありかつ互い違いにされている複数の弁ポート１７４に接続することができる。溝１７２１が互いから、一例では、図３６に示すように正面平形ガスケット２７０３によって隔離されるとき、封止された空気圧導管が形成される。

流体トラップ１７２２内の液体の存在は、一対の導電性プローブ２７３２によって検出することができる。導電性プローブ２７３２は、圧力分散マニホールド１７２の流体トラップ１７２２に入る前に、背面ガスケット２７０４、背面プレート２７３０および孔２７５０を通って摺動する。

背面プレート２７３０は、基準容積１７４、圧力分散マニホールド１７２の背面の溝１７２１を封止し、圧力センサ２７４０用のポートならびに圧力および真空ライン２７３４用のポートと、雰囲気２７３２への通気孔とを提供する。一例では、圧力センサは、単一基板２７４０にはんだ付けされ、かつ背面プレート２７３０の背面ガスケット２７０４に対してまとめて押圧される、ＩＣチップであり得る。一例では、ボルト２７３６が、背面プレート２７３０、圧力分散マニホールド１７２および圧力送達ブロック１７０を締め付け、それらの間にガスケット２７０３、２７０２がある。別の例では、上述したように、圧力送達マニホールド１７２に背面プレート２７３０を接合することができる。図９５に、組み立てられた一体型モジュール２７００を提示する。

図３８は、一体型マニホールド２７００内の空気圧回路とマニホールドの外側の空気圧要素との概略図を提示する。ポンプ２６００は、真空および圧力を生成する。ポンプ２６００は、３方弁２６６４および２６６５を介して、通気孔２６８０と負圧または真空リザーバ２６１０および正圧リザーバ２６２０に接続されている。正圧リザーバ２６２０および負圧リザーバ２６１０内の圧力は、圧力センサ２６７８、２６７６によってそれぞれ測定される。ハードウェアインタフェース３１０は、ポンプ２６００の速度および３方弁２６６４、２６６５、２６６６の位置を制御して、各リザーバ内の圧力を制御する。自動接続ストリッパ要素空気袋２６３０は、３方弁２６６１を介して、正圧ライン２６２２または負圧もしくは真空ライン２６１２のいずれかに接続されている。自動化コンピュータ３００は、ストリッパ要素１４６１の位置を制御するように、弁２６６１の位置を命令する。オクルーダ空気袋２６４０およびピストン空気袋２６５０は、３方弁２６６２および２６６３を介して圧力ライン２６２２または通気孔２６８０のいずれかに接続されている。自動化コンピュータ３００は、カセット２４を制御面１４８に対して確実に係合させるようにドア１４１が閉じられた後に、ピストン空気袋２６５０を圧力ライン２６２２に接続するように、弁２６６３に命令する。オクルーダ空気袋２６４０は、弁２６６２および制限部２６８２を介して圧力ライン２６２２に接続されている。オクルーダ空気袋２６４０は、弁２６６２を介して通気孔２６８０に接続されている。オリフィス２６８２は、有利に、圧力ライン２６２２内の圧力を維持するために、オクルーダ１４７を後退させるオクルーダ空気袋２６４０の充填を遅らせる。圧力ライン２６２２内の高圧は、さまざまな弁制御面１７１Ａおよびピストン空気袋２６５０がカセット２４に対して駆動された状態で維持し、オクルーダ１４７が開放する際、患者との間の流れを阻止する。逆に、オクルーダ空気袋２６４０から通気孔２６８０へｎ接続は制限されず、そのため、オクルーダ１４７は迅速に閉鎖することができる。

弁制御面１４８１は、弁制御容積１７１Ａ内の圧力によって制御され、弁制御容積１７１Ａ内の圧力は、３方弁２６６０の位置によって制御される。弁２６６０は、ハードウェアインタフェース３１０に送られる自動化コンピュータ３００からのコマンドを介して個々に制御することができる。ポンプ制御容積１７１Ｂ内の圧送圧力を制御する弁は、２方弁Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂによって制御される。弁Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂは、一例では、自動化コンピュータ３００によって命令される圧力に達するように、ハードウェアインタフェース３１０によって制御することができる。各ポンプ制御室１７１Ｂ内の圧力は、センサ２６７２によって測定される。基準室内の圧力は、センサ２６７０によって測定される。２方弁Ｘ２、Ｘ３は、それぞれ、基準室１７４をポンプ制御室１７１Ｂおよび通気孔２６８０に接続する。

流体トラップ１７２２は、本明細書の別の場所で説明したように、動作中に真空ライン２６１２に対するものある。流体トラップ１７２２は、いくつかのラインによって、圧力送達ブロック１７０のポートに接続される。流体トラップ１７２２内の圧力は、背面プレート２７３０に取り付けられている圧力センサ２６７４によってモニタリングされる。

治療の最後に、ドアを開く前または開いている間に、制御面１４８から膜１５を分離するために、真空ポート１４８３を採用することができる。負圧源によって真空ポート１４８３に提供される真空は、治療中に制御面１４８に対して膜１５を封止係合させる。場合によっては、真空の印加が断続的である場合であっても、ドア１４１が開放位置に自由に回転するのを防止して、カセット膜１５から制御面を分離するために、実質的な量の力が必要である可能性がある。したがって、実施形態では、圧力分散モジュール２７００は、正圧源と真空ポート１４８３との間の弁付きチャネルを提供するように構成される。真空ポート１４８３において正圧を供給することは、制御面１４８から膜１５を分離するのに役立つことができ、それにより、カセット２４が制御面１４８からより容易に分離することができ、ドア１４１を自由に開くことができる。真空ポート１４８３に対する正圧を提供するように、自動化コンピュータ３００によってサイクラにおける空気圧弁を制御することができる。マニホールド１７２は、この目的に対して専用の別個の弁付きチャネルを含むことができ、または別法として、特定の順序で操作される、既存のチャネル構成および弁を採用することができる。

一例では、真空ポート１４８３を正圧リザーバ２６２０に一時的に接続することにより、真空ポート１４８３に正圧を供給することができる。真空ポート１４８３は、通常、治療中、マニホールド１７２における共通の流体接続チャンバまたは流体トラップ１７２２を介して真空リザーバ２６１０に接続される。一例では、コントローラまたは自動化コンピュータは、正圧リザーバと容積制御室１７１Ｂとの間の弁Ｘ１Ｂと、負圧リザーバと同じ容積制御室１７１Ｂとの間の弁Ｘ１Ａとを同時に開放することができ、それにより、流体トラップ１７２２および真空ポート１４８３内の空気が加圧される。加圧空気は、真空ポート１４８３を通って膜１５と制御面１４８との間に流れ、膜と制御面との間のいかなる真空結合も破断する。しかしながら、例示するマニホールドでは、キャップストリッパ１４９のストリッパ要素１４９１は、共通の流体収集チャンバ１７２２流体に正圧が供給されている間に拡張することができ、それは、ストリッパ空気袋２６３０は真空供給ライン２６１２に接続されているためである。この例では、後続するステップにおいて、流体トラップ１７２２を、新たに加圧される真空ラインから弁によってオフに調整することができ、正圧リザーバおよび真空リザーバを容積制御室１７１Ｂに接続する２つの弁Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂを、閉鎖することができる。そして、真空ポンプ２６００は、真空リザーバ２６１０および真空供給ライン２６１２内の圧力を低減させるように操作され、それにより、ストリッパ要素１４９１を引っ込めることができる。そして、制御面１４８からカセット２４を取り外し、ストリッパ要素１４９１を後退させた後に、ドア１４１を開くことができる。

本開示の態様によれば、膜１５における漏れを検出するために、真空ポート１４８３を使用することができ、真空ポート１４８３に接続された導管またはチャンバ内の液体センサが、膜１５が穿孔されているか、または他の方法で膜１５と制御ガスケット１４８との間に液体が導入される場合に、液体を検出することができる。たとえば、真空ポート１４８３は、嵌合ブロック１７０における相補的な真空ポート１７３Ｂと整列し、それに封止して関連づけられることが可能であり、それにより、相補的な真空ポート１７３Ｂを、マニホールド１７２の共通の流体収集チャンバ１７２２に通じる流体通路１７２１と封止して関連づけることができる。流体収集チャンバ１７２２は入口を含むことができ、そこを通して、制御面１４８のすべての真空ポート１４８３に真空をかけ分散させることができる。流体収集チャンバ１７２２に真空をかけることにより、真空ポート１７３Ｂおよび１４８３の各々から流体を引き出すことができ、したがって、さまざまな制御領域において膜１５と制御面１４８との間の任意の空間から流体が除去される。しかしながら、領域のうちの１つまたは複数に液体が存在する場合、関連する真空ポート１４８３は、真空ポート１７３Ｂ内にかつ、流体収集チャンバ１７２２に通じるライン１７２１内に液体を引き込むことができる。いかなるこうした液体も、流体収集チャンバ１７２２に集まり、１つまたは複数の好適なセンサ、たとえば、液体の存在を示すチャンバ１７２２内の導電率の変化を検出する一対の導電率センサによって検出することができる。この実施形態では、流体収集チャンバ１７２２の底側にセンサを配置することができ、真空源は、チャンバ１７２２の上端においてチャンバ１７２２に接続する。したがって、液体が流体収集チャンバ１７２２内に引き込まれる場合、液体レベルが真空源に達する前に、液体を検出することができる。任意選択的に、真空源内に液体が入るのをさらに抵抗するのに役立つように、チャンバ１７２２への真空源接続箇所に、疎水性フィルタ、弁または他の構成要素を配置することができる。このように、液体によって汚染される危険性があるように真空源弁が配置される前に、コントローラ１６によって液体漏れを検出しそれに対して作用する（たとえば、警告を発する、液体入口弁を閉鎖する、圧送動作を中止する）ことができる。

図３８に示す概略図例には、較正ポート２６８４が示されている。較正ポート２６８４を用いて、空気圧系統におけるさまざまな圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８を較正することができる。たとえば、較正ポート２６８４を介してサイクラの空気圧回路に圧力基準を接続することができる。圧力基準が接続された状態で、圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８のすべてを同じ流体容積に接続するように、空気圧系統の弁を作動させることができる。そして、圧力基準を用いて空気圧系統において既知の圧力を確立することができる。圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８の各々から圧力測定値を圧力基準の既知の圧力と比較することができ、それにしたがって、圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８を較正することができる。いくつかの実施形態では、圧力センサ２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８のうちの選択された圧力センサを、グループでまたは個々に較正するために、基準の圧力に接続しかつ基準の圧力にすることができる。

取外し可能なカセットにおいてダイヤフラムベースのポンプおよび弁を作動させるように構成される任意の流体処理装置（すなわち、ベースユニット）は、その空気圧（または液圧）カセットインタフェースを利用して、専用較正カセット（または「カセット固定具」）を介して較正基準圧力を受け取ることができる。較正カセットは、標準流体ポンプカセットと同じ全体的な寸法を有することができ、それにより、カセットインタフェースまたはベースユニットの制御面との封止インタフェースを提供することができる。ポンプまたは弁領域のうちの１つまたは複数が、それが嵌合するインタフェースの対応する領域を連通するのを可能にすることができ、それにより、較正カセットを通して、ベースユニットの空気圧または液圧流路内に（たとえば、空気圧または液圧マニホールドを介して）、基準空気圧または液圧を導入することができる。

たとえば、空気圧作動式腹膜透析サイクラでは、サイクラの空気圧回路に対して、サイクラのカセットインタフェースを通して直接アクセスすることができる。これは、たとえば、制御面１４８がカセット固定具に対してシールを生成するのを可能にする変更されたカセットまたはカセット固定具を用いて達成することができる。さらに、カセットインタフェースの真空ポート１７３Ｂを流体連通している少なくとも１つのアクセスポートを含むように、カセット固定具を構成することができる。（たとえば、制御面にスリットまたは細孔を有する実施形態では）真空ポートがない場合、代わりに、カセットインタフェースまたは制御面の真空通気孔機構と連通するようにアクセスポートを配置することができる。

外部カセットポートから装置インタフェースに面するアクセスポートまで直接流路を有するように、カセット固定具（または較正カセット）を構築することができ、外部カセットポートは、圧力基準に接続するために利用可能である。上述したように、圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８のすべてまたはいくつかを、圧力分散マニホールドにおける空気圧制御弁を適切に作動させることにより、共通の容積に流体連通するように配置することができる。圧力基準を用いてその容積内で既知の圧力を確立することができる。圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８の各々からの圧力測定値を圧力基準の既知の圧力を比較することができ、それに従って、圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８を較正することができる。

圧力分散マニホールドのいくつかの実施形態では、圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８のすべてが、一度に共通の容積に接続されることが可能ではない場合がある。その場合、個々の圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８への流路は、すべてのセンサの較正を確実にするために、逐次開放される必要がある場合がある。さらに、較正されると、圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８のうちの１つまたは複数を用いて、ベースユニットまたはサイクラの圧力分散マニホールドにおいて圧力センサ２６７０、２６７２、２６７４、２６７６、２６７７、２６７８を較正することができることが留意されるべきである。先行して較正された１つまたは複数の圧力センサを、未較正圧力センサとの共通容積内に（たとえば、好適な弁作動を介して）配置することができる。共通容積の圧力は、較正された圧力センサを介して既知であり得る。未較正圧力センサの測定値を共通容積の既知の圧力を比較し、その後、それにしたがって較正することができる。

図３９は、カセット固定具４５７０の実施形態の概略図を示す。図示するように、カセット固定具４５７０は、上述した標準ポンプカセット２４と同じ外形を有している。カセット固定具４５７０は、ベースユニットのカセットインタフェース（制御面１４８）の対応する領域と整列するように、標準カセットの所定の弁またはポンプ領域に関連づけられたアクセスポート４５７２を含む。カセット固定具４５７０は、それ以外は、平坦な平滑インタフェース面を有することができ、それにより、制御面は、ベースユニットまたはサイクラに嵌合したときにそれに対して封止することができる。好ましくは、カセット固定具４５７０は、金属または他の硬質な堅い材料から形成される。圧力下での屈曲または変形に対する抵抗は、複数のサイクラの複数回の較正にわたる信頼性および整合性を向上させるのに役立つことができる。図示するように、カセット固定具４５７０は、カセット固定具４５７０の面に凹状に設けられたアクセスポート４５７２を含む。アクセスポート４５７２は、カセット固定具４５７０から離れるように通じる管４５７４まで延在する流路４５７３と連通する。実施形態例では、基準圧力源４５７６に管を介して接続されるように、カセットの側にカセットポートまたは取付具を含めることができる。

図４０および図４１は、図３に示すカセット２４等、変更されたカセットから適合したカセット固定具４５７０の他の表現を示す。こうした例では、カセット固定具４５７０は、サイクラに設置されたときにサイクラの制御面またはカセットインタフェース１４８（たとえば、図３３Ａ－Ｃを参照）に面するカセットの制御側から、シートまたは膜を除去するかまたはそれを含めないことによって、作製することができる。図３を参照すると、たとえば、カセット２４には膜１５が含まれていない場合がある。したがって、カセット２４を通してサイクラの空気圧回路に直接アクセスすることができる。別法として、カセット固定具４５７０を生成するように、カセットの一部のみにおいて膜またはシートを断続的にする（たとえば、除去する、穿孔する、スリット状にする等）ことができる。たとえば、カセット固定具４５７０のアクセスポート４５７２が位置する領域において、膜をこのように変更することができる。

さらに、標準カセットの外部接続箇所のうちの１つまたは複数に管４５７４を取り付けて、カセット固定具４５７０の必要な流体連通路を生成することができる。外部接続箇所は、標準カセットの上に任意の管取付箇所を含むことができ、または較正手順において繰り返し使用するためにより頑強な取付具を備えることができる。図３を参照すると、外部接続箇所は、カセットスパイク１６０および／またはポート１５０、１５２および１５４を含むことができる。そして、他の外部接続箇所のすべてに対して、閉鎖し、栓をし、または他の方法で封止することができるように、カセットを変更することができる。

上述したように、管４５７４は、圧力基準４５７６に接続路を提供するように、カセット固定具４５７０のアクセスポート４５７２に流体接続された流体流路４５７３からつながっている。アクセスポート４５７２は、カセット本体における既存の開口部または弁ポートであり得る。さらに、流体路４５７３は、アクセスポート４５７２から管４５７４またはカセット側の関連する取付具までの流体連通を可能にする、カセット本体の任意の既存の通路または通路の組合せであり得る。たとえば、流路４５７３は、１つもしくは複数の弁ポート、弁ウェル、ポンプ室および／またはカセット本体のチャネル、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。

上で示唆したように、サイクラ１４は、システムのさまざまな弁、圧力センサ、モータ等と電気的に通信するデータプロセッサを備えた制御システム１６を含むことができ、好ましくは、所望の動作シーケンスまたはプロトコルに従ってこうした構成要素を制御するように構成されている。制御システム１６は、指定されたタスクを実行する、適切な回路、プログラミング、コンピュータメモリ、電気的接続、および／または他の構成要素を含むことができる。システムは、制御面１４８の領域および他の空気圧作動構成要素の動作を制御するように、所望の空気または他の流体圧（大気圧もしくは他の何らかの基準を上回る正圧、または大気圧もしくは他の何らかの基準を下回る負圧もしくは真空）を発生させる、ポンプ、タンク、マニホールド、弁、または他の構成要素を含むことができる。制御システム１６（またはその少なくとも一部）に関するさらなる詳細については後述する。

１つの例示的な実施形態では、バイナリ弁によって、ポンプ制御チャンバ１７１Ｂ内の圧力を制御することができ、バイナリ弁は、たとえば、制御チャンバ１７１を好適な圧力／真空に露出させるように開放し、圧力／真空源を遮断するように閉鎖する。ポンプ制御チャンバ１７１Ｂ内の圧力を制御するように調整することができる鋸歯形状の制御信号を用いて、バイナリ弁を制御することができる。たとえば、ポンプ送達ストロークの間（すなわち、膜１５／制御面１４８を移動させポンプチャンバ１８１から液体を押し出すように、ポンプ制御チャンバ１７１Ｂ内に正圧が導入されている）、制御チャンバ１７１Ｂ内に好適な圧力（たとえば、約７０ｍｍＨｇ～９０ｍｍＨｇの圧力）を確立するために比較的急速に開閉するように、鋸歯信号によってバイナリ弁を駆動することができる。制御チャンバ１７１Ｂ内の圧力が約９０ｍｍＨｇを超えて上昇する場合、より長期間、バイナリ弁を閉鎖するように、鋸歯信号を調整することができる。制御チャンバ１７１Ｂ内で圧力が約７０ｍｍＨｇ未満に低下する場合、制御チャンバ１７１内の圧力を上昇させるように、バイナリ弁に鋸歯制御信号を再び印加することができる。したがって、通常のポンプ動作中、バイナリ弁は、複数回開閉され、１回以上の延長期間、閉鎖することができ、それにより、液体がポンプチャンバ１８１から押し出されるときの圧力は、所望のレベルまたは範囲（たとえば、約７０ｍｍＨｇ～９０ｍｍＨｇ）で維持される。

いくつかの実施形態では、かつ本開示の態様によれば、たとえば、膜１５がポンプチャンバ１８１のスペーサ５０と接触するか、またはポンプ制御領域１４８２がポンプ制御チャンバ１７１Ｂの壁と接触するとき、膜１５／ポンプ制御領域１４８２の「ストローク終了」を検出することが有用である場合がある。たとえば、圧送動作中、「ストローク終了」の検出は、（ポンプチャンバ１８１を充填するかまたはポンプチャンバ１８１から流体を押し出すように）新たなポンプサイクルを始動するために、膜１５／ポンプ制御領域１４８２の移動を反転させるべきであることを示すことができる。ポンプ用の制御チャンバ１７１Ｂ内の圧力が、鋸歯制御信号によって駆動されるバイナリ弁によって制御される１つの例示的な実施形態では、ポンプチャンバ１８１内の圧力は、比較的高周波数で、たとえば、バイナリ弁が開閉される周波数またはその近くの周波数で変動する。制御チャンバ１７１Ｂ内の圧力センサがこの変動を検出することができ、この変動は、概して、膜１５／ポンプ制御領域１４８２がポンプチャンバ１８１の内壁またはポンプ制御チャンバ１７１Ｂの壁と接触していないときに、相対的に高い振幅を有する。しかしながら、膜１５／ポンプ制御領域１４８２がポンプチャンバ１８１の内壁、またはポンプ制御チャンバ１７１Ｂの壁と接触すると（すなわち、「ストローク終了」）、圧力変動は、概して、ポンプ制御チャンバ１７１Ｂ内の圧力センサによって検出可能であるように、減衰するかまたは他の方法で変化する。圧力変動のこの変化を用いて、ストローク終了を特定することができ、ポンプならびにカセット２４および／またはサイクラ１４の他の構成要素を、それにしたがって制御することができる。

一実施形態では、制御チャンバ１７１Ｂにかけられる空気圧は、制御チャンバ１７１Ｂに接続された圧力変換器２６７２（図３８）、および圧力リザーバ２６２０、２６１０と制御チャンバ１７１Ｂとの間の高速動作のバイナリ弁Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂから信号を受け取るプロセッサによって、能動的に制御される。プロセッサは、制御容積１７１Ｂ内で所望の圧力を達成するように弁のデューティサイクルを変更する閉ループ比例または比例－積分フィードバック制御を含む種々の制御アルゴリズムを用いて、圧力を制御することができる。一実施形態では、プロセッサは、バンバン（ｂａｎｇ－ｂａｎｇ）コントローラと呼ばれることが多いオン－オフコントローラを用いて、制御チャンバ内の圧力を制御する。オン－オフコントローラは、送達ストローク中に制御容積１７１Ｂ内の圧力をモニタリングし、圧力が低い方の第１限界未満となると（制御容積１７１Ｂを正圧リザーバ２６２０に接続する）バイナリ弁Ｘ１Ｂを開放し、圧力が高い方の第２限界を超えると、バイナリ弁Ｘ１Ｂを閉鎖する。充填ストローク中、オン－オフコントローラは、圧力が第３限界より大きいとき、（制御容積１７１Ｂを負圧リザーバ２６１０に接続する）バイナリ弁Ｘ１Ａを開放し、圧力が第４限界未満であるとき、バイナリ弁Ｘ１Ａを閉鎖し、ここで、第４限界は第３限界より低く、第３限界および第４限界はともに、第１限界未満である。送達ストローク中および後続するＦＭＳ測定中等、経時的な圧力のプロットを図１１４に示す。制御チャンバ圧力２３００は、膜１５が制御チャンバ１７１Ｂを横切って移動する際、低い方の第１限界２３１２と高い方の第２限界２３１０との間で振動する。膜１５が移動を停止すると、圧力は、両限界の間の振動を停止する。膜１５は、通常、カセットの競技場段５０と接触するか、または制御チャンバ表面１７１Ｂと接触するとき、移動を停止する。膜１５はまた、出口流体ラインが閉塞される場合も、移動を停止することができる。

自動化コンピュータ（ＡＣ）３００は、圧力信号を評価することによってストロークの終了を検出する。ストローク終了（ＥＯＳ）を示す圧力振動の最後を検出する、多くのあり得るアルゴリズムがある。米国特許第６，５２０，７４７号明細書において「Ｄｅｔａｉｌｅｄ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｈａｎｇｅ Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ」と題するセクション、および同第８，２９２，５９４号明細書においてストロークの終了を検出するためのフィルタリングについて記述するセクションにおいて、ＥＯＳを検出するアルゴリズムおよび方法は、参照により本明細書に組み込まれる。

ＥＯＳを検出するアルゴリズムの一例、ＡＣ３００は、圧力が、送達ストローク中に第１限界および第２限界を超える間、または充填ストローク中に第３限界および第４限界を超える間の時間を評価する。オン－オフコントローラは、充填ストロークまたは送達ストローク中に制御チャンバ容積が変化する際、圧力が２つの限界の間で振動するのに応答して、弁Ｘ１Ａ、Ｘ１Ｂを開閉する。膜１５がストローク終了で移動を停止すると、圧力がそれ以上一方または両方の限界を超えないように、圧力変化は著しく減少する。ＡＣ３００は、圧力が交互の限界を超える間の時間を測定することによって、ＥＯＳを検出することができる。圧力が最後の限界を超えてからの時間が所定閾値を超える場合、ＡＣ３００はＥＯＳを宣言することができる。アルゴリズムは、ＡＣ３００が限界超過の間の時間を測定しない初期段階をさらに含むことができる。

別のアルゴリズム例では、ＡＣ３００は、時間に対する圧力信号の微分を評価する。微分が最短時間に対して最小閾値未満のままである場合、ＡＣ３００はＥＯＳを宣言することができる。さらなる例では、最小閾値は、スロトーク中の平均圧力微分の絶対値の平均である。アルゴリズムは、一組のデータ点に対する曲線あてはめの傾き（時間に対する微分）を計算し、そこでは、データ点は、移動窓から取得される。そして、ストロークにわたって各傾きの絶対値を平均することにより、平均圧力微分の絶対値が計算される。ＥＯＳアルゴリズムの別の例では、ＡＣ３００は、初期遅延後まで圧力データを含まない場合がある。ＡＣ３００は、ストロークの初期の部分の間に時々発生する不規則な圧力トレースによる、不正確なＥＯＳ検出を回避するために、初期圧力データを無視する。別の例では、ＡＣ３００は、ストロークの後の方の部分における圧力の２次微分が、最短時間、閾値未満のままであり、待ち時間が経過した後にのみ、ＥＯＳを宣言する。

ＥＯＳを宣言する基準は、種々の圧送条件に対して最適化することができる。最適化されたＥＯＳ検出条件としては、２次圧力微分閾値、２次微分閾値未満であり続ける最最短時間、初期遅延の持続時間、および待機期間の長さが挙げられる。これらのＥＯＳ検出基準は、異なるように、たとえば、バッグ２０、２２からの充填ストローク、患者への送達ストローク、患者からの充填ストローク、およびバッグ２０、２２への送達ストロークに対して最適化することができる。別法として、各ＥＯＳ検出基準は、制御チャンバ１７１Ｂ内の圧送圧力の関数であり得る。

ポンプ送達容積測定
本発明の別の態様では、サイクラ１４は、流量計、重量計、または流体容積もしくは重量の他の直接的な測定手段を使用することなく、システム１０のさまざまなラインに送達される流体の容積を求めることができる。たとえば、一実施形態では、カセット２４内のポンプ等のポンプが移動させる流体の容積は、ポンプを駆動するために使用される気体の圧力測定値に基づいて求めることができる。一実施形態では、容積の確定は、２のチャンバを互いから隔離し、隔離した２つのチャンバのそれぞれの圧力を測定し、（２つのチャンバを流体接続することにより）２つのチャンバ内の圧力が部分的にまたは実質的に等しくなるようにし、圧力を測定することによって行うことができる。測定した圧力と、チャンバのうちの一方の既知の容積と、均等化が断熱で生じるという想定とを使用して、他方のチャンバ（たとえば、ポンプ室）の容積を計算することができる。一実施形態では、チャンバが流体接続された後で測定された圧力は、実質的には互いに等しくない可能性があり、すなわち、チャンバ内の圧力は、まだ完全には均等化していない可能性がある。しかしながら、後に説明するように、これらの実質的に等しくない圧力を用いて、ポンプ制御室の容積を求めることができる。

たとえば、図４３は、カセット２４のポンプ室１８１ならびに関連する制御構成要素、および流入路／流出路の概略図を示す。この例示的な例では、ヒータバッグ２２と、ヒータバッグライン２６と、カセット２４を通る流路とを含むことができる液体供給源が、ポンプ室の上側開口部１９１に液体入力を提供するように示されている。液体出口は、この例では、ポンプ室１８１の下側開口部１８７から液体を受け取るように示され、たとえば、カセット２４の流路および患者ライン３４を含むことができる。液体供給源は、たとえば、弁ポート１９２を含む弁を含むことができ、弁は、ポンプ室１８１との間の流れを可能にする／妨げるように、開閉することができる。同様に、液体出口は、たとえば弁ポート１９０を含む弁を含むことができ、弁は、ポンプ室１８１との間の流れを可能にする／妨げるように、開閉することができる。当然ながら、液体供給源は、１つまたは複数の溶液容器、患者ライン、カセット２４内の１つまたは複数の流路、または他の液体源等の任意の好適な構成を含むことができ、液体出口は、同様に、排液ライン、ヒータバッグおよびヒータバッグライン、カセット２４内の１つまたは複数の流路、または他の液体出口等の任意の好適な構成を含むことができる。概して、ポンプ室１８１（すなわち、図４３における膜１４の左側）は、動作中に水または透析液等の非圧縮性の液体で充填される。しかしながら、初期動作中、プライミング中、または後述するような他の状況等のいくつかの状況では、ポンプ室１８１内に空気または他の気体が存在する場合がある。また、ポンプの容積および／または圧力検出に関する本発明の態様は、カセット２４のポンプ構成に関して記載されているが、本発明の態様は、任意の好適なポンプまたは流体移動システムで使用することができることが理解されるべきである。

図４３はまた、（互いに隣接する）膜１５および制御面１４８２の右側に制御室１７１Ｂも概略的に示し、それは、上述したように、ポンプ室１８１に対する制御面１４８２のポンプ制御領域１４８２に関連づけられた嵌合ブロック１７０Ａにおける、空隙または他の空間として形成することができる。膜１５／制御領域１４８２を移動させてポンプ室１８１内の液体の圧送を行うように、好適な空気圧が導入されるのは、制御室１７１Ｂ内である。制御室１７１は、ラインＬ０と連通することができ、ラインは、別のラインＬ１と、圧力源８４、たとえば、空気圧源または真空源と連通する第１弁Ｘ１とに分岐する。圧力源８４は、ピストンポンプを含むことができ、そこでは、チャンバ内をピストンが移動して制御室１７１に送達される圧力が制御されるか、または、膜１５／制御領域１４８２を移動させかつ圧送作用を行なうために好適な気体圧力を送達ように、異なるタイプの圧力ポンプおよび／またはタンクを含むことができる。ラインＬ０はまた、別のラインＬ２および基準室１７４（たとえば、後述する測定を行なうように好適に構成された空間）と連通する第２弁Ｘ２に通じることができる。基準室１７４はまた、通気孔または他の基準圧力（たとえば、大気圧源または他の基準圧力源）に通じる弁Ｘ３を有するラインＬ３と連通する。弁Ｘ１、Ｘ２およびＸ３の各々を、独立して制御することができる。制御室および基準室に関連づけられた圧力を測定するように、圧力センサを配置することができ、たとえば、１つのセンサを制御室１７１に、別のセンサを基準室に配置することができる。これらの圧力センサは、任意の好適な方法で圧力を検出するように配置することができ、かつそのように動作することができる。圧力センサは、サイクラ１４用の制御システム１６、または、ポンプもしくは他の機構によって送達される容積を求める他の好適なプロセッサと連通することができる。

上述したように、ポンプ室１８１、液体供給源および／または液体出口の圧力を測定し、かつ／または、ポンプ室１８１から液体供給源または液体出口に送達される液体の容積を測定するように、図４３に示すポンプ機構の弁および他の構成要素を制御することができる。容積測定に関して、ポンプ室１８１から送達される流体の容積を求めるために使用される１つの技法は、２つの異なるポンプ状態にある基準室内の圧力に対する制御室１７１Ｂの相対圧力を比較することである。相対圧力を比較することにより、制御室１７１Ｂの容積の変化を求めることができ、それは、ポンプ室１８１の容積の変化に対応し、ポンプ室１８１から送達され／ポンプ室に受け入れられる容積を反映する。たとえば、ポンプ室充填サイクル中に（たとえば、圧力源から開放した弁Ｘ１を通して負圧を加えることによって）制御室１７１Ｂ内の圧力が低下して、膜１５およびポンプ制御領域１４８２を制御室壁の少なくとも一部と接触するように（または膜１５／領域１４８２の別の好適な位置に）引き込んだ後、圧力源から制御室を隔離するように弁Ｘ１を閉鎖することができ、弁Ｘ２を閉鎖することができ、それにより、制御室１７１Ｂから基準室を隔離する。弁Ｘ３を開放して、基準室を大気圧に通気し、その後、閉鎖して、基準室を隔離することができる。弁Ｘ１が閉鎖され、制御室および基準室内の圧力が測定されている状態で、次いで、弁Ｘ２を開放して、制御室および基準室内の圧力の均等化を開始させる。基準室および制御室の初期圧力を、基準室の既知の容積と、均等化が開始された後（必ずしも完了している必要はない）で測定された圧力とともに使用して、制御室の容積を求めることができる。ポンプ送達サイクルの最後に、シート１５／制御領域１４８２がポンプ室１８１のスペーサ要素５０と接触するように押し込まれるとき、上記プロセスを繰り返すことができる。充填サイクルの最後の制御室容積を送達サイクルの最後の容積をと比較することにより、ポンプから送達された液体の容積を求めることができる。

概念的には、（たとえば、弁Ｘ２を開放時の）圧力均等化プロセスは、断熱である、すなわち、制御室および基準室内の空気その周囲環境の空気との間に熱伝導が発生することなく、生じるものとして見られる。その概念的な考えは、弁Ｘ２が閉鎖されるとき、最初に弁Ｘ２に仮想ピストンが位置し、弁Ｘ２が開放されるとき、仮想ピストンがラインＬ０またはＬ２中で移動して、制御室および基準室内の圧力を均等化させるというものである。（ａ）圧力均等化プロセスは比較的迅速に生じ、（ｂ）制御室および基準室内の空気は、濃度がおよそ同じである元素を有し、（ｃ）温度が同様であるため、圧力均等化が断熱で生じるという想定は、容積測定にわずかな誤差しか導入しない可能性がある。また、一実施形態では、均等化が開始された後で得られた圧力は、実質的な均等化が生じる前に測定することができ、ポンプ室容積を求めるために使用される初期圧力測定と最終圧力測定との間の時間がさらに短縮する。さらに、熱伝導を低減させるように、たとえば、膜１５／制御面１４８２、カセット２４、制御室１７１、ライン、基準室１７４等に対して低い熱伝導率の材料を使用することによって、誤差をさらに低減させることができる。

弁Ｘ２が開放されかつ圧力が均等化する後まで、弁Ｘ２が閉じた状態の間に、断熱系が存在すると想定すると、以下の式があてはまる。
ＰＶ^γ＝定数（１）
式中、Ｐは圧力であり、Ｖは容積であり、γは定数（たとえば、気体が空気等の二原子の場合には約１．４）に等しい。したがって、弁Ｘ２が開放し圧力均等化が生じる前後の制御室および基準室内の圧力および容積を関連づけるように、以下の式を書くことができる。

ＰｒＶｒ^γ＋ＰｄＶｄ^γ＝定数＝ＰｆＶｆ^γ（２）
式中、Ｐｒは、弁Ｘ２を開放する前の基準室ならびにラインＬ２およびＬ３の圧力であり、Ｖｒは、弁Ｘ２を開放する前の基準室ならびにラインＬ２およびＬ３の容積であり、Ｐｄは、弁Ｘ２を開放する前の制御室ならびにラインＬ０およびＬ１の圧力であり、Ｖｄは、弁Ｘ２を開放する前の制御室ならびにラインＬ０およびＬ１の容積であり、Ｐｆは、弁Ｘ２を開放した後の基準室および制御室の均等化した圧力であり、Ｖｆは、制御室、基準室、ならびにラインＬ０、Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３を含むシステム全体の容積であり、すなわち、Ｖｆ＝Ｖｄ＋Ｖｒである。Ｐｒ、Ｖｒ、Ｐｄ、Ｐｆおよびγは既知であり、Ｖｆ＝Ｖｒ＋Ｖｄであるため、この数式を用いて、Ｖｄについて解くことができる（ここでは、容積の値等を求める際の「測定された圧力」の使用について言及するが、こうした測定された圧力値は、必ずしもｐｓｉ単位等の任意の特定の形式である必要はないことが理解されるべきである）。代わりに、「測定された圧力」または「求められた圧力」は、電位、抵抗値、マルチビットのデジタル数字等、圧力を表す任意の値を含むことができる。たとえば、ポンプ制御室内の圧力を測定するために使用される圧力変換器は、ポンプ制御室内の圧力を表すアナログの電位、抵抗、または他の表示を出力することができる。変換器からの生の出力は、測定された圧力、および／または変換器からのアナログ出力を使用して生成されたデジタル数字、変換器出力に基づいて生成されるｐｓｉまたは他の値等、何らかの変更された形式の出力として使用することができる。同じことが、求められた容積等の他の値にも当てはまるが、必ずしも立方センチメートル等の特定の形式である必要はない。代わりに、求められた容積は、容積を表す任意の値を含むことができ、たとえば、たとえば立方センチメートルで実際の容積を生成するために使用することができる。

ポンプによって送達される容積を求めるための流体管理システム（「ＦＭＳ」）技法の実施形態では、弁Ｘ２の開放時の圧力均等化が断熱系で生じると想定される。したがって、以下の式３は、圧力均等化前後の基準室システムの容積の関係を与える。

Ｖｒｆ＝Ｖｒｉ（Ｐｆ／Ｐａｔｍ）^{－（１／γ）}（３）
式中、Ｖｒｆは、基準室の容積、ラインＬ２およびＬ３の容積、ならびに開放後のＸ２の左または右に移動することができる「ピストン」の移動からもたらされる容積調整を含む基準室システムの最終（均等化後）容積であり、Ｖｒｉは、「ピストン」が弁Ｘ２に位置する状態での基準室ならびにラインＬ２およびＬ３の初期（均等化前）容積であり、Ｐｆは、弁Ｘ２が開放された後の最終均等化圧力であり、Ｐａｔｍは、弁Ｘ２開放前の基準室の初期圧力（この例では大気圧）である。同様に、式４は、圧力均等化前後の制御室システムの容積の関係を与える。

Ｖｄｆ＝Ｖｄｉ（Ｐｆ／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}（４）
式中、Ｖｄｆは、制御室の容積、ラインＬ０およびＬ１の容積、ならびに開放後の弁Ｘ２の左または右に移動することができる「ピストン」の移動からもたらされる容積調整を含む制御室システムの最終容積であり、Ｖｄｉは、「ピストン」が弁Ｘ２にある位置する状態での制御室ならびにラインＬ０およびＬ１の初期容積であり、Ｐｆは、弁Ｘ２が開放された後の最終圧力であり、Ｐｄｉは、弁Ｘ２開放前の制御室の初期圧力である。

基準室システムおよび制御室システムの容積は、弁Ｘ２が開放され、圧力を均等化した後で、同じ絶対量だけ変化するが、式５に示すように、符号が異なる（たとえば、弁Ｘ２が開放したときに容積の変化が「ピストン」の左または右への移動によってもたらされるためである）。

ΔＶｒ＝（－ｌ）ΔＶｄ（５）
（基準室および制御室の容積の変化は、仮想ピストンの移動のみによるものであることに留意されたい。基準室および制御室は、通常条件下での均等化プロセス中に実際には容積が変化しない）。また、式３からの関係を用いて、基準室システムの容積変化は、以下の式から与えられる。

ΔＶｒ＝Ｖｒｆ－Ｖｒｉ＝Ｖｒｉ（－１＋（Ｐｆ／Ｐａｔｍ）^{－（１／γ）}） （６）
同様に、式４を用いて、制御室システムの容積の変化は、以下の式から与えられる。

ΔＶｄ＝Ｖｄｆ－Ｖｄｉ＝Ｖｄｉ（－１＋（Ｐｆ／Ｐｄｉ）^{－（１／γ））} （７）
Ｖｒｉが既知であり、ＰｆおよびＰａｔｍが測定されるかまたは既知であるため、ΔＶｒを計算することができ、それは、式５によれば（－）ΔＶｄと等しいと想定される。したがって、Ｖｄｉ（基準室との圧力均等化前の制御室システムの容積）は、式７を用いて計算することができる。この実施形態では、Ｖｄｉは、Ｌ０およびＬ１が固定および既知の量である、制御室ならびにラインＬ０およびＬ１の容積を表す。ＶｄｉからＬ０およびＬ１を減算して、制御室のみの容積が得られる。上記式７を用いて、たとえば、（たとえば、充填サイクルの最後および排液サイクルの最後の）ポンプ動作の前（Ｖｄｉ１）および後（Ｖｄｉ２）の両方で、制御室の容積の変化を求めることができ、したがって、ポンプによって送達される（またはポンプによって取り込まれる）流体の容積の測定値が提供される。たとえば、Ｖｄｉ１が充填ストローク終了での制御室の容積であり、Ｖｄｉ２がそれに続く送達ストローク終了での制御室容積である場合、ポンプによって送達される流体の容積は、Ｖｄｉ２からＶｄｉ１を減算することによって推定することができる。この測定は圧力に基づいて行われるため、容積の確定は、完全ポンプストロークに対するか部分的ポンプストロークに対するかに関わらず、ポンプ室１８１内の膜１５／ポンプ制御領域１４８２の略任意の位置に対して行うことができる。しかしながら、充填スロトーク端および送達ストローク終了で行われる測定は、ポンプ動作および／または流量への影響がほとんどまたはまったくなしに達成することができる。

本発明の一態様は、制御室に対して容積を求めることおよび／または他の目的に使用される圧力測定値を特定する技術を含む。たとえば、圧力センサを用いて、制御室内の圧力および基準室内の圧力を検出することができるが、検出された圧力値は、弁の開閉、制御室への圧力導入、基準室の大気圧または他の基準圧力への通気等に応じて変化する可能性がある。また、一実施形態では、制御室と基準室との間の圧力均等化前の時点から均等化後まで断熱系が存在すると想定されるため、時間的に近いタイミングで測定された適切な圧力値を特定することは、誤差を低減させるのを役立つことができる（たとえば、圧力測定で経過する時間が短いほど、システムで交換される熱の量を低減させることができるためである）。したがって、ポンプ等によって送達される容積を求めるために適切な圧力が使用されることを確実にするのに役立つように、測定された圧力値は、注意深く選択される必要がある可能性がある。

上述したように、図４３のＬ３は、通気孔に通じる弁Ｘ３を有することができる。いくつかの実施形態では、この通気孔は、大気、または他の実施形態では、別の基準圧力と連通することができる。いくつかの実施形態では、制御室を通気することができるように（たとえば、図３８を参照）、弁を介して制御室１７１Ｂにこの通気孔を接続することができる。従来の装置では、通気孔を用いて、制御室１７１Ｂを、充填ストロークの後の負圧から制御室１７１Ｂの正の加圧前の周囲圧力にしていた。これにより、制御室１７１Ｂは、圧力源８４に接続される前により高い開始圧力になり、したがって、正圧源またはリザーバ８４における圧力の消耗が最小限である。その結果、正圧リザーバに供給するポンプは、それほど頻繁に作動しないことが必要である。

一方、その後、すでに正圧である制御室１７１Ｂを、ＦＭＳ測定のために後にチャンバを正に再度加圧する前により低い圧力に通気することは、いくつかのシナリオでは有利である可能性があると判断された。この新たなステップは、圧力源８４をその圧力設定値で維持するために追加の作業（たとえば、ポンプ実行時間）が必要であるが、（たとえば、関連するポンプ室との間に通じるラインが閉塞することによる、または部分的閉塞による）背圧からのいかなるあり得る望ましくない影響も軽減するのに役立つように、それを行うことができる。さらに、これは、容積（容積）測定および流体計算の全体的な正確さを向上させるのに役立つことができる。これに対する１つのあり得る理由は、ポンプ室出口弁１９０（この場合は、空気圧作動式膜弁）は、制御室１７１Ｂが正に加圧されたままであるとき、効率的に閉鎖しない可能性があるということである。

いくつかの実施形態では、サイクラ１４の制御システム１６は、送達されたかまたは充填された流体容積を求める測定を行う前に、制御室１７１Ｂを通気することができる。さらに、いくつかの実施形態では、サイクラ１４の制御システム１６は、設置されたカセット２４に含まれる第２制御室によって圧送動作を行う前に、第１制御室１７１Ｂを通気することができる。

図４３に示す実施形態例では、この通気または背圧逃しは、弁Ｘ２およびＸ３を開放し弁Ｘ１を閉鎖することによって達成することができる。したがって、基準室１７４を介して通気孔と連通するように、制御室１７１Ｂを配置することができる。他の実施形態では、当然ながら、通気孔とより直接連通するように、制御室１７１Ｂを配置することができる。たとえば、通気孔と直接連通している流体路に関連づけられた追加の弁を含めることができる。他の任意の好適な構成を使用することも可能である。

いくつかの実施形態では、好適なまたは所定の期間、通気孔と流体連通するように制御室１７１Ｂを配置することにより、制御室１７１Ｂを通気することができる。他の実施形態では、制御室１７１Ｂの通気を制御するために、サイクラ１４の制御システム１６は、制御室１７１Ｂまたは基準室１７４の一方または両方に関連づけられた（または、たとえば圧力分散モジュール等、制御室に流体的に接続可能な位置にある）圧力センサからのデータを使用することができる。こうした実施形態では、圧力センサからのデータを用いて、制御室１７１Ｂが十分に通気されたか否かを判断することができる。制御室１７１Ｂが十分に通気されたと判断されると、サイクラ１４の制御システム１６は、通気孔から制御室１７１Ｂを隔離するように適切な弁を閉鎖することができる。制御システム１６が、制御室１７１Ｂが十分に通気されたと判断するために、制御室１７１Ｂの圧力は、必ずしも、通気孔の圧力と完全に均等化する必要はない。

いくつかの実施形態では、制御室１７１Ｂ内の背圧を逃すために、代わりに、制御室１７１Ｂを、適切なまたは所定の期間、負圧源にさらすことができる。こうした実施形態では、圧力源８４と連通するように制御室１７１Ｂを配置することができる。図４３に示す実施形態例では、これは、弁Ｘ１を開放し、少なくとも弁Ｘ３を閉鎖することによって、達成することができる。正に加圧された制御室１７１Ｂの場合、制御室１７１Ｂが接続される圧力源は、負圧源であり得る。いくつかの実施形態では、サイクラ１４の制御システム１６は、短期間、負圧源への弁を開放するのみである場合がある。短期間は、制御室１７１Ｂ内の圧力を、圧力源と均等化することができる前に所定値の所定範囲内（例では、これは、およそ大気圧であり得る）にするために十分な時間であり得る。他の実施形態では、同じ効果をもたらすように、弁Ｘ１を調整することができる。それが可変弁である場合、コントローラによってそのオリフィス開口部を調整することができ、バイナリ弁である場合、コントローラは、たとえばパルス幅変調を用いて、弁を横切る圧力送達の速度および大きさを調整することができる。

説明のために、図４４は、弁Ｘ２の開放前の時点から、弁Ｘ２が開放されてチャンバ内の圧力を均等化させて幾分かの時間の後までの、制御室および基準室に対する例示的な圧力値のプロットを示す。この例示的な実施形態では、制御室内の圧力は、均等化前の基準室内の圧力よりも高いが、制御室圧力は、充填ストローク中および／または充填ストローク終了等、いくつかの構成における均等化前の基準室圧力よりも低い場合があることが理解されるべきである。また、図４４におけるプロットは、均等化圧力に印を付けた水平線を示すが、この線は明確にするためにのみ示されていることが理解されるべきである。均等化圧力は、概して、弁Ｘ２の開放前には知られることはない。この実施形態では、圧力センサは、制御室および基準室の両方に対して約２０００Ｈｚのレートで圧力を検出するが、他の適切なサンプリングレートを使用することができる。弁Ｘ２の開放前に、制御室および基準室内の圧力はおよそ一定であり、チャンバ内にはいかなる空気または他の流体も導入されていない。したがって、弁Ｘ１およびＸ３は、概して、弁Ｘ２の開放前に閉鎖される。また、ポンプ室、液体供給源または液体出口における圧力変動の影響を阻止するために、弁ポート１９０および１９２等、ポンプ室内に通じる弁を閉鎖することができる。

最初に、測定された圧力データは、制御室および基準室に対する初期圧力、すなわちＰｄおよびＰｒを特定するように処理される。１つの例示的な実施形態では、初期圧力は、測定された圧力データで使用される１０ポイントスライディングウィンドウの解析に基づいて特定される。この解析は、たとえば最小二乗法を用いて、各ウィンドウ（またはセット）内のデータに対する最良適合線を生成し、最良適合線の傾きを求めることを含む。たとえば、新しい圧力が制御室または基準室に対して測定されるたびに、最新の測定値および９個の先の圧力測定値を含むデータセットに対して、最小二乗適合線を求めることができる。このプロセスは、圧力データのいくつかのセットに対して繰り返すことができ、最小二乗適合線の傾きが最初に負（または非ゼロ）になり、後続のデータセットに対してさらに負の方に進み（またはゼロの傾きから逸脱し）続けるときに関して、判断を行うことができる。最小二乗適合線が好適な増加する非ゼロの傾きを有し始める点を用いて、チャンバの初期圧力、すなわち弁Ｘ２が開放される前の時点での圧力を特定することができる。

一実施形態では、基準室および制御室に対する初期圧力値は、連続した５個のデータセットの最後にあると判断することができ、そこでは、それらのデータセットに対する最良適合線の傾きは、第１データセットから第５データセットまで増加し、第１データセットに対する最良適合線の傾きが、最初は非ゼロになる（すなわち、第１データセットに先行するデータセットに対する最良適合線の傾きが、ゼロであるかまたは十分に非ゼロではない）。たとえば、圧力センサは、弁Ｘ２が開放する前の時点で開始して、１／２ミリ秒毎に（または他のサンプリングレート）サンプリングすることができる。圧力測定値が行われる度に、サイクラ１４は、先の９個の測定値とともに最新の測定値を取得し、セット内の１０個のデータ点に対する最良適合線を生成することができる。次の圧力測定値を取得する際に（たとえば、１／２ミリ秒後）、サイクラ１４は、９個の先の測定値とともに測定値を取得し、再度、セット内の１０点に対する最良適合線を生成することができる。このプロセスを繰り返すことができ、サイクラ１４は、１セット１０個のデータ点に対する最良適合線の傾きが最初に非ゼロになる（または他の方法で、好適に傾斜する）とき、たとえば、１０個のデータ点の５個の後続のセットに対する最良適合線の傾きが後のデータセット各々に応じて増大することを確定することができる。使用する所定の圧力測定値を特定するために、１つの技法は、制御室または基準室に対する初期圧力、すなわちＰｄまたはＰｒとして使用される測定値として、第５データセット（すなわち、最良適合線が一貫した傾きで増大していることが分かり、第１測定値が時間的に最も早く取得された圧力測定値である、第５データセット）の中の第３測定値を選択することである。この選択は、経験的方法を使用して、たとえば、圧力測定値をプロットし、次いで、圧力が均等化プロセスを開始した時点を最適に表わす点を選択することにより、選択された。当然ながら、適切な初期圧力を選択するために他の技法を使用することができる。

１つの例示的な実施形態では、選択されたＰｄおよびＰｒの測定が行われた時点が、所望の時間閾値内、たとえば、互いの１～２ミリ秒以内にあったことを、確認することができる。たとえば、上述した技法を用いて、制御室圧力および基準室圧力が解析され、圧力均等化が開始される直前に圧力測定値（したがって、時点）が特定される場合、圧力が測定された時点は、互いに比較的接近しているべきである。そうでなければ、圧力測定値の一方または両方を無効にする誤差または他の障害条件があった可能性がある。ＰｄおよびＰｒが発生した時点が適切に互いに接近していることを確認することによって、サイクラ１４は、初期圧力が適切に特定されたと確認することができる。

チャンバに対する測定された圧力を用いてポンプ室容積を確実に求めることができるように、制御室１７１Ｂおよび基準室１７４内の圧力が均等化したときを特定するために、サイクラ１４は、制御室および基準室の両方に対する圧力測定値からの一連のデータ点を含むデータセットを解析し、データセットの各々に対する最良適合線を（たとえば、最小二乗法を使用して）求め、制御室１７１Ｂ用のデータセットおよび基準室１７４用のデータセットに対する最良適合線の傾きが、最初に適切に互いに類似する、たとえば、傾き両方ともゼロに近いかまたは互いの閾値内にある値を有するときを特定することができる。最良適合線の傾きが類似するかまたはゼロに近いとき、圧力は、均等化したと判断することができる。いずれかのデータセット用の第１圧力測定値を、最終均等化圧力、すなわちＰｆとして使用することができる。１つの例示的な実施形態では、圧力均等化が、弁Ｘ２が開放された後、概して約２００ミリ秒～４００ミリ秒以内に発生し、均等化の大部分が、約５０ミリ秒以内に発生したことが分かった。したがって、制御室１７１Ｂおよび基準室１７４内の圧力は、弁Ｘ２が開放される前の時点から均等化が達成される時点まで、均等化処理全体の間におよそ４００回～８００回以上の回数、サンプリングすることができる。

場合によっては、代替的なＦＭＳ技法を用いて、制御室１７１Ｂ容積測定の正確さを向上させることが望ましい場合がある。圧送されている液体と制御室１７１Ｂ気体と基準室気体との間の温度の実質的な差は、圧力均等化が断熱的に発生するという想定に基づいた計算に著しい誤差を導入する可能性がある。制御室１７１Ｂと基準室１７４との間の十分な圧力均等化まで圧力測定を行なうのを待機することは、過剰な量の熱伝達を発生させる可能性がある。本発明の一態様では、互いに実質的に同等でない、すなわち、完全な均等化が発生する前に測定される、ポンプ室１８１および基準室の圧力値を用いて、ポンプ室容積を求めることができる。

一実施形態では、弁Ｘ２の開放から完全な圧力均等化を通して均等化期間全体にわたってチャンバ圧力を測定し、断熱計算に対する均等化期間中にサンプリング点を選択することによって、熱伝達を最小限にすることができ、断熱演算誤差を低減させることができる。ＡＰＤシステムの一実施形態では、制御室１７１Ｂと基準室１７４との間の全な圧力均等化の前に取得される、測定されたチャンバ圧力を用いて、ポンプ室１８１容積を求めることができる。一実施形態では、これらの圧力値は、チャンバが最初に流体的に接続され、均等化が開始されてから約５０ミリ秒後に測定することができる。上述したように、一実施形態では、完全な均等化は、弁Ｘ２が開放されてから約２００ミリ秒～４００ミリ秒後に発生する可能性がある。したがって、測定された圧力は、弁Ｘ２が開放された（または、均等化が開始された）後の時点で取得することができ、それは、均等化期間全体の約１０％～５０％以下である。言い換えれば、測定された圧力は、圧力均等化の５０％～７０％が発生した時点で取得することができる（すなわち、基準室１７４およびポンプ室１８１圧力は、初期チャンバ圧力と最終均等化圧力との間の差の約５０％～７０％変化した。コンピュータ対応のコントローラを用いて、均等化期間中に、制御室および基準室内の実質的な回数の圧力測定を行い、格納し、解析することができる（たとえば、４０回～１００回の個々の圧力測定）。均等化期間の最初の５０ミリ秒間にサンプリングされた時点のうち、断熱計算を行なうための理論上最適化されたサンプリング点がある（たとえば、最適化されたサンプリング点が、弁Ｘ２が開放して約５０ミリ秒後で発生する、図４４を参照されたい）。最適化されたサンプリング点は、２つのチャンバの気体容積間の熱伝達を最小限にするように、弁Ｘ２の開放の後の十分に早い時点で発生するが、圧力センサの特性と弁作動の遅延とによる圧力測定の著しい誤差を導入するほど早い時点では発生しない。しかしながら、図４４に示すように、ポンプ室および基準室に対する圧力は、この時点では互いに実質的に同等ではない可能性があり、したがって、均等化は完了していない可能性がある。（場合によっては、弁Ｘ２の開放の直後に確実な圧力測定値を取得することが技術的に困難である可能性があり、それは、たとえば、圧力センサの固有の不正確さ、弁Ｘ２を完全に開放するために必要な時間、および、弁Ｘ２の開放の直後の制御室１７１Ｂまたは基準室１７４の一方の圧力の急激な初期変化等のためである）。

圧力均等化の間、制御室１７１Ｂおよび基準室１７４に対する最終圧力が同じでないとき、式２は以下のようになる。
ＰｒｉＶｒｉ^γ＋ＰｄｉＶｄｉ^γ＝定数＝ＰｒｆＶｒｆ^γ＋ＰｄｆＶｄｆ^γ（８）
式中、Ｐｒｉ＝弁Ｘ２を開放する前の基準室内の圧力、Ｐｄｉ＝弁Ｘ２を開放する前の制御室の圧力、Ｐｒｆ＝最終基準室圧力、Ｐｄｆ＝最終制御室圧力である。

最適化アルゴリズムを用いて、ΔＶｄおよびΔＶｒの絶対値間の差が均等化期間にわたって最小化（または所望の閾値未満に）される圧力均等化期間中の時点を選択することができる。（断熱過程では、この差は、式５によって示すように、理想的にはゼロであるべきである。図１０４では、ΔＶｄおよびΔＶｒの絶対値間の差が最小化される時点は、５０ミリ秒の線で発生し、そこには「最終圧力が特定された時点」とマークされている）。最初に、制御室および基準室から、弁Ｘ２の開放と最終圧力均等化との間の複数点ｊ＝１～ｎにおいて、圧力データを収集することができる。Ｖｒｉ、すなわち、圧力均等化前の基準室システムの固定容積は既知であるため、Ｖｒｊ（弁Ｘ２が開放された後のサンプリング点ｊでの基準室システム容積）に対する後続の値は、均等化曲線に沿った各サンプリング点Ｐｒｊで式３を用いて計算することができる。Ｖｒｊのこうした値の各々に対して、ΔＶｄに対する値は、式５および式７を用いて計算することができ、それにより、Ｖｒｊの各値は、Ｖｄｉｊ、Ｖｄｉに対する推定値、圧力均等化前の制御室システムの容積をもたらす。Ｖｒｊの各値およびＶｄｉｊのその対応する値を用いて、かつ、式３および式４を用いて、均等化曲線に沿った各圧力測定点において、ΔＶｄおよびΔＶｒの絶対値の差を計算することができる。これらの差の二乗の和は、Ｖｒｊの各値およびその対応するＶｄｉｊに対する圧力均等化の間のＶｄｉの計算値における誤差の測定値を提供する。｜ΔＶｄ｜および｜ΔＶｒ｜の二乗差の最小和をもたらす基準室圧力をＰｒｆ、その関連する基準室容積をＶｒｆとして示すと、Ｖｒｆに対応するデータ点ＰｒｆおよびＰｄｆを用いて、Ｖｄｉの最適化された推定値、すなわち制御室システム初期容積を計算することができる。

ＰｄｆおよびＰｒｆに対する最適化された値を補足する均等化曲線上場所を求める１つの方法は、以下の通りである。
１）制御室および基準室から、弁Ｘ２を開放する直前に開始し、ＰｒおよびＰｄが等しい値に近づいている状態で終了する一連の圧力データセットを収集する。Ｐｒｉが、捕捉された最初の基準室圧力である場合には、図１０４における後続するサンプリング点は、Ｐｒｊ＝Ｐｒ１，Ｐｒ２，．．．Ｐｒｎと称される。

２）式６を用いて、Ｐｒｉの後の各Ｐｒｊについて、対応するΔＶｒｊを計算する（ここで、ｊは、Ｐｒｉの後のｊ番目の圧力データ点を表す）。
ΔＶｒｊ＝Ｖｒｊ－Ｖｒｉ＝Ｖｒｉ（－１＋（Ｐｒｊ／Ｐｒｉ）^{－（１／γ）}）
３）こうしたΔＶｒｊ各々について、式７を用いて、対応するＶｄｉｊを計算する。
たとえば、
ΔＶｒ１＝Ｖｒｉ＊（－１＋（Ｐｒ１／Ｐｒｉ）^{－（１／γ）}）
ΔＶｄ１＝－ΔＶｒ１
したがって、
Ｖｄｉ１＝ΔＶｄ１／（－１＋（Ｐｄ１／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）
Ｖｄｉｎ＝ΔＶｄｎ／（－１＋（Ｐｄｎ／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）
圧力均等化の間に、１セットのｎ個の制御室システム初期容積（Ｖｄｉ１～Ｖｄｉｎ）を、基準室圧力データ点のセットＰｒ１～Ｐｒｎに基づいて計算し、このとき、圧力均等化期間全体にわたる制御室システム初期容積（Ｖｄｉ）の最適化された測定値をもたらす時点（ｆ）を選択することができる。

４）式７を用いて、Ｖｄｉ１～Ｖｄｉｎの各々について、時点ｋ＝１～ｎに対する制御室圧力測定値Ｐｄを用いてすべてのΔＶｄｊ，ｋを計算する。
Ｐｒ１に対応するＶｄｉに対して、
ΔＶｄ１，１＝Ｖｄｉ１＊（－１＋（Ｐｄ１／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）
ΔＶｄ１，２＝Ｖｄｉ１＊（－１＋（Ｐｄ２／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）
ΔＶｄ１，ｎ＝Ｖｄｉ１＊（－１＋（Ｐｄｎ／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）
Ｐｒｎに対応するＶｄｉに対して、
ΔＶｄｎ，ｌ＝Ｖｄｉｎ＊（－１＋（Ｐｄ１／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）
ΔＶｄｎ，２＝Ｖｄｉｎ＊（－１＋（Ｐｄ２／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）
ΔＶｄｎ，ｎ＝Ｖｄｉｎ＊（－１＋（Ｐｄｎ／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）
５）ΔＶｒおよびΔＶｄｊ，ｋの絶対値間の二乗誤差和を取る。

［Ｓ１は、第１データ点Ｐｒ１を用いてＶｒ１およびΔＶｒからＶｄｉ、すなわち、制御チャンバシステムの初期容積を求めるときの、均等化期間中のすべてのデータ点にわたって、｜ΔＶｄ｜－｜ΔＶｒ｜の二乗誤差和を表す。］

［Ｓ２は、第２データ点Ｐｒ２を用いてＶｒ２およびΔＶｒからＶｄｉ、すなわち、制御室システムの初期容積を求めるときの、均等化期間中のすべてのデータ点にわたって、｜ΔＶｒ｜－｜ΔＶｄ｜の二乗誤差和を表す。］

６）次いであるテップ５から最小二乗誤差和Ｓ（または所望の閾値未満の値）を生成するＰｒ１とＰｒｎとの間のＰｒデータ点は、選択されたＰｒｆとなり、そこから、Ｐｄｆ、およびＶｄｉの最適化された推定値、すなわち、制御室初期容積を求めることができる。この例では、Ｐｄｆが、Ｐｒｆと同時にまたは略同時に発生する。

７）制御室容積の推定値が望まれるときにはいつでも、上記手続きを適用することができるが、好ましくは各充填ストローク終了および各供給ストローク終了に適用されることができる。充填ストロークの終了での最適化されたＶｄｉと、対応する送達ストロークの終了での最適化されたＶｄｉとの間の差を用いて、ポンプによって送達される液体の容積を推定することができる。

空気検出
本発明の別の態様は、ポンプ室１８１内の空気の存在と、存在する場合は、存在する空気の容積とを判断することを含む。こうした判断は、たとえば、カセット２４から空気を除去するようにプライミング手順が適切に行なわれたことを確実にするのに役立ち、かつ／または、空気が患者に送達されないことを確実にするのに役立つために重要である可能性がある。いくつかの実施形態では、たとえば、ポンプ室１８１の底部の下部開口部１８７を通して患者に流体を送達するとき、ポンプ室に閉じ込められた空気または他の気体は、ポンプ室１８１内に残る傾向がある可能性があり、その気体の容積がポンプ室１８１の有効デッドスペースの容積よりも大きくない限り、患者に圧送されることが阻止される。後述するように、本発明の態様に従って、ポンプ室１８１に含まれる空気または他の気体の容積を求めることができ、気体の容積がポンプ室１８１の有効デッドスペースの容積よりも大きくなる前に、ポンプ室１８１から気体をパージすることができる。

ポンプ室１８１内の空気の量の判断は、充填ストロークの終了に行うことができ、したがって、圧送プロセスを中断することなく行なうことができる。たとえば、膜１５およびポンプ制御領域１４８２がカセット２４から引き離され、それにより、膜１５／領域１４８２が制御室１７１の壁と接触することになる充填ストロークの終了では、弁Ｘ２を閉鎖することができ、たとえば、弁Ｘ３を開放することによって、基準室を大気圧に通気することができる。その後、弁Ｘ１およびＸ３を閉鎖することができ、弁Ｘ２において仮想「ピストン」が固定される。次いで、弁Ｘ２を開放することができ、制御室の容積を求めるように圧力測定を行なう場合に上述したように、制御室および基準室内の圧力を均等化することができる。

ポンプ室１８１内に気泡がない場合、基準室システムの既知の初期容積と基準室の初期圧力とを使用して求められた、基準室の容積の変化、すなわち、仮想「ピストン」の移動による変化は、制御室システムの既知の初期容積と制御室内の初期圧力とを用いて求められた制御室の容積の変化と等しくなる。（制御室の初期容積は、膜１５／制御領域１４８２が制御室の壁と接触しているか、または、ポンプ室１８１のスペーサ要素５０と接触している状態で既知であり得る。）しかしながら、ポンプ室１８１内に空気が存在する場合、制御室の容積の変化は、実際には、制御室容積とポンプ室１８１内の気泡との間で分散される。その結果、制御室システムの既知の初期容積を用いる、計算された制御室に対する容積の変化は、基準室に対する計算された容積の変化と等しくはならず、したがって、ポンプ室内の空気の存在が通知される。

ポンプ室１８１内に空気がある場合、制御室システムの初期容積Ｖｄｉは、実際には、式９に示すように、制御室ならびにラインＬ０およびＬ１の容積の和（Ｖｄｆｉｘと呼ぶ）＋ポンプ室１８１内の気泡の初期容積（Ｖｂｉと呼ぶ）に等しい。

Ｖｄｉ＝Ｖｂｉ＋Ｖｄｆｉｘ（９）
充填ストロークの終了において膜１５／制御領域１４８２が制御室の壁に対して
押圧された状態で、たとえば、制御室壁の溝または他の特徴の存在、ならびに、ラインＬ０およびＬ１の容積（合わせてＶｄｆｉｘ）による、制御室内の任意の空気空間の容積は、きわめて正確に知ることができる。（同様に、膜１５／制御領域１４８２がポンプ室１８１のスペーサ要素５０に対して押圧された状態で、制御室ならびにラインＬ０およびＬ１の容積を正確に知ることができる）。充填ストロークの後、制御室システムの容積は、正圧の制御室プリチャージを用いて試験される。この試験された容積と充填ストロークの終了での試験された容積との間のいかなる相違も、ポンプ室内の空気の容積を示すことができる。式９から式７に代入して、制御室の容積の変化ΔＶｄが、以下の式によって与えられる。

ΔＶｄ＝（Ｖｂｉ＋Ｖｄｆｉｘ）（－１＋（Ｐｄｆ／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）（１０）
ΔＶｒは式６から計算することができ、式５から、ΔＶｒ＝（－１）ΔＶｄであること
が分かるため、式１０は、以下のように書き換えることができる。

（－ｌ）ΔＶｒ＝（Ｖｂｉ＋Ｖｄｆｉｘ）（－１＋（Ｐｄｆ／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）（１１）
そして、再び、以下のように書き換えることができる。

Ｖｂｉ＝（－１）ΔＶｒ／（－ｌ＋（Ｐｄｆ／Ｐｄｉ）^{－（１／γ）}）－Ｖｄｆｉｘ（１２）
したがって、サイクラ１４は、式１２を用いて、ポンプ室１８１内に空気があるか否か、かつ泡のおよその容積を求めることができる。この気泡容積の計算は、たとえば、（式６から求められるような）ΔＶｒおよび（Ｖｄｉ＝Ｖｄｆｉｘを用いて式７から求められるような）ΔＶｄの絶対値が、互いに等しくないことが分かった場合に、行なうことができる。すなわち、ポンプ室１８１内に空気が存在しない場合、ＶｄｉはＶｄｆｉｘと等しくなるべきであり、したがって、Ｖｄｉの代わりにＶｄｆｉｘを用いて式７から与えられるΔＶｄの絶対値は、ΔＶｒと等しくなる。

充填ストロークが完了した後、かつ、上述した方法にしたがって空気が検出される場合、空気が膜１５のポンプ室側に位置しているかまたは制御側に位置しているかを判断するのは困難である可能性がある。圧送されている液体中に気泡が存在する可能性があり、または、不完全なポンプストロークおよび不完全なポンプ室の充填をもたらした圧送中の状態（たとえば、閉塞等）により、ポンプダイヤフラム１５の制御（空気圧）側に残留空気がある可能性がある。この時点で、負圧のポンプ室プリチャージを用いる断熱ＦＭＳ測定を行うことができる。このＦＭＳ容積が正圧のプリチャージを伴うＦＭＳ容積と一致する場合、膜は、両方向に自由に移動することができ、それは、ポンプ室が（場合によっては、たとえば閉塞により）単に部分的に充填されていることを示唆する。膜１５／領域１４８２が制御室の内壁に接触したときに、負圧のポンプ室プリチャージＦＭＳ容積の値が名目制御室空気容積と等しい場合、可撓性膜のポンプ室側の流体中に気泡があると断定することが可能である。

ポンプ送達容積測定のためのポリトロープＦＭＳ
本開示の別の態様では、図１Ａのサイクラ１４は、流量計、重量計、または流体の容積もしくは重量の他の直接的な測定法を使用することなく、システム１０のさまざまなラインにおいて送達される流体の容積を求めることができる。たとえば、一実施形態では、カセット２４を含む空気圧駆動式ダイヤフラムポンプ等のダイヤフラムポンプによって移動する流体の容積は、ポンプを駆動するために使用される気体の圧力測定値に基づいて求めることができる。

一実施形態では、容積の確定は、本明細書では２チャンバ流体測定システム（２チャンバＦＭＳ）プロセスと呼ぶプロセスによって達成される。ダイヤフラムポンプによって圧送される流体の容積は、ダイヤフラムの一方の側における空気圧チャンバの容積の変化から計算することができる。空気圧チャンバの容積は、各充填ストロークおよび送達ストロークの終了時に測定することができ、後続する測定値の間の容積の差が、ポンプによって移動する流体の容積である。

空気圧チャンバまたは第１チャンバの容積は、ダイヤフラムポンプ内外の液体弁を閉鎖することと、既知の容積の第２チャンバ（基準室）から第１チャンバを隔離することと、第１チャンバを第１圧力にプリチャージする一方で、第２チャンバを第２圧力にプリチャージし、その後、２つのチャンバを流体的に接続することと、圧力が均等化する際に各チャンバ内の少なくとも初期圧力および最終圧力を記録することとを含む、２チャンバＦＭＳプロセスによって測定される。第１チャンバの容積は、少なくとも初期圧力および最終圧力と第２チャンバの既知の容積とから計算することができる。

第１チャンバが、第２チャンバ内の圧力を上回る圧力にプリチャージされる場合、２チャンバＦＭＳプロセスは、正圧ＦＭＳまたは＋ＦＭＳと呼ばれる。第１チャンバが、第２チャンバ内の圧力を下回る圧力にプリチャージされる場合、２チャンバＦＭＳプロセスは、負圧ＦＭＳまたは－ＦＭＳと呼ばれる。ここで図４５を参照すると、第１チャンバは制御室６１７１であり、第２チャンバは基準室６２１２である。

第１チャンバ容積を計算するアルゴリズムの形式は、第１チャンバおよび第２チャンバと２つのチャンバを接続する流体ラインとの熱伝達特性によって決まる可能性がある。均等化中の構造と気体との間の熱伝達量は、均等化中およびその後の第１チャンバ内および第２チャンバ内両方の圧力に影響を与える。均等化中、圧力が高い方のチャンバ内の気体は、他方のチャンバに向かって膨張する。この膨張気体は、より低い温度まで温度が低下し、したがってより低い圧力になる。膨張気体の温度低下および圧力の喪失は、より高温の構造からの熱伝達によって減速されるかまたは低減する可能性がある。同時に、最初は低圧であるチャンバ内の気体は、均等化中に圧縮される。この圧縮気体の温度は、圧力とともに上昇する。圧縮気体の加熱および圧力の上昇は、より低温の構造からの熱伝達によって減速されるかまたは低減する可能性がある。

構造（チャンバ壁、チャンバ内の固体材料）と気体との間の熱伝達の相対的な重要性は、チャンバの平均水力直径、気体の熱拡散率、および均等化過程の持続時間の関数である。一例では、２つの容積は、膨張過程および圧縮過程を等温であるものとしてモデル化することができるように、圧力均等化中に各チャンバ内で気体温度が一定であるように十分な表面積および熱質量を提供する、フォームまたは他のマトリックス等の熱吸収材料で充填される。別の例では、２つのチャンバは、ごくわずかな熱伝達を提供するようなサイズおよび形状であり、そのため、膨張過程および圧縮過程は、断熱的であるものとしてモデル化することができる。別の例では、制御室６１７１の形状およびサイズは、測定毎に変化する。充填ストローク後の測定において、制御室６１７１が小さく、かつ気体のすべてがチャンバ壁６１７０または膜６１４８の比較的近くである場合、気体と構造との間の熱伝達は著しい。送達ストロークの後の測定では、制御室６１７１は大きくかつ開放しており、そのため、気体の多くが、チャンバ壁６１７０またはダイヤフラム６１４８から比較的隔離され、気体への熱伝達はごくわずかである。部分ストロークの後の測定では、構造と気体との間の熱伝達は著しいが、一定温度を確実にするほど十分ではない。これらのすべての測定において、膨張過程および圧縮過程は、ポリトロープとしてモデル化することができ、熱伝達の相対的な重要性は、測定毎に変化する可能性がある。ポリトロープモデルは、すべての幾何学的形状に対して均等化プロセスを正確にモデル化し、第１チャンバおよび第２チャンバ内の異なるレベルの熱伝達の影響を取り込むことができる。均等化プロセスのより詳細なモデルは、第２チャンバの圧力および容積の知識から第１チャンバの容積をより正確に求める。

このセクションは、ポリトロープ２チャンバＦＭＳプロセスに対して第１チャンバ６１７１の容積を計算するアルゴリズムについて記載する。第１サブセクションは、容積、圧力源、弁および圧力センサの例示的な配置に対して２容積ＦＭＳまたは２チャンバＦＭＳプロセスについて記載する。次のサブセクションは、＋ＦＭＳプロセスからのデータに対するポリトロープＦＭＳアルゴリズムについて概念的に記載し、その後、圧力データから第１容積を計算する正確な式を提示する。次のサブセクションは、－ＦＭＳプロセスからのデータに対するポリトロープＦＭＳアルゴリズムの概念および式を提示する。最後のサブセクションは、いずれかの式のセットを用いて第１チャンバ６１７１の容積を計算するプロセスを提示する。

記載されているモデルは、空気圧作動式ダイヤフラムポンプを用いる任意のシステムまたは装置に適用することができる。システムの構成要素は、流体源または流体宛先のいずれかへの弁付き接続部を備えた少なくとも１つのチャンバ入口または出口を有するダイヤフラムポンプと、流体送達または充填のためにポンプ室に正圧または負圧を提供する、ダイヤフラムによってポンプ室から分離された空気圧制御室であって、既知の容積の基準室と正圧源または負圧源とに対する弁付き接続部を有する空気圧制御室とを含み、コントローラが、システムの弁を制御し、制御室および基準室内の空気圧をモニタリングする。図４５に、システムの例を概略的に示すが、入口、出口、ならびに流体および空気圧導管および弁の具体的な構成は、この例示から幾分か変更することができる。以下の記述は、例として腹膜透析サイクラおよびポンプカセットを用いるが、本発明は、この特定の適用に決して限定されない。

２チャンバＦＭＳプロセス用のハードウェア
ここで図４５を参照すると、図４５は、２チャンバＦＭＳプロセスに関与するサイクラおよびカセット６２４の要素を概略的に提示する。カセット６２４は、２つの液体弁６１９０、６１９２を含み、それらは、液体供給源６１９３および液体出口６１９１に流体的に接続されている。カセット６２４は、可変液体容積ポンプ室６１８１が、制御室６１７１から可撓性膜６１４８によって分離されている、ダイヤフラムポンプを含む。制御室６１７１の容積は、膜６１４８およびチャンバ壁６１７０によって画定される。制御室６１７１は、上述した未知の容積の第１チャンバである。

制御ライン６２０５もまた接続弁６２１４に通じ、接続弁６２１４は、基準ライン６２０７および基準室６２１２（たとえば、後述する測定を行うように好適に構成された空間）と連通する。基準室６２１２は、上述した既知の容積を有する第２チャンバである。基準室６２１２はまた、大気圧への通気孔６２２６に通じる第２弁６２１６を有する出口ライン６２０８と連通する。別の例では、通気孔６２２６は、１つまたは複数の空気圧ポンプ、圧力センサおよびコントローラによって所望の圧力に制御されるリザーバであり得る。弁６２２０、６２１４および６２１６は、コントローラ６１１００によって独立して制御することができる。

圧力源６２１０は、ライン６２０９および６２０５を介して制御室６１７１に選択的に接続される。圧力源６２１０は、１つまたは複数の空気圧ポンプによって、指定された異なる圧力に保持される、１つまたは複数の別個のリザーバを含むことができる。各空気圧ポンプは、コントローラ６１１００により、圧力センサによって測定される各リザーバ内の指定された圧力を維持するように制御することができる。第１弁６２２０が、圧力源６２１０と制御室６１７１との間の流体接続を制御することができる。コントローラ６１１００は、圧力源６２１０におけるリザーバのうちの１つをライン６２０９に選択的に接続して、圧力センサ６２２２によって測定される制御室内の圧力を制御することができる。いくつかの例では、コントローラ１１００は、ＡＰＤサイクラにおけるより大きい制御システムの一部であり得る。

制御室６１７１は、ライン６２０４を介して制御圧力センサ６２２２に接続されている。ライン６２０３を介して基準室６２１２に、基準圧力センサ６２２４を接続することができる。圧力センサ６２２２、６２２４は、日本国のフリースケールセミコンダクタ（ＦｒｅｅｓｃａｌｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）製のＭＰＸＨ６２５０Ａ等、絶対圧力を測定する電気機械圧力センサであり得る。制御圧力センサ６２２２および基準圧力センサ６２２４は、コントローラ６１１００に接続されており、コントローラ６１１００は、後続する容積計算のために制御圧力および基準圧力を記録する。別法として、圧力センサ６２２２、６２２４は、周囲圧力に対する制御室および基準室内の圧力を測定する相対圧力センサである場合があり、コントローラ６１１００は、周囲圧力を測定する絶対圧力センサを含むことができる。コントローラ６１１００は、センサ６２２２、６２２４および絶対周囲圧力センサからの相対圧力信号を結合して、制御室６１７１および基準室６２１２内の絶対圧力をそれぞれ計算することができる。

２チャンバＦＭＳプロセスを実行し、制御室６１７１内および基準室６２１２内の結果としての圧力を測定して、制御室６１７１の容積を計算するように、コントローラ６１１００によって、図４５に示すＦＭＳハードウェアの弁および他の構成要素を制御することができる。コントローラ６１１００は、単一のマイクロプロセッサまたは複数のプロセッサであり得る。一例では、圧力信号は、Ａ－Ｄ基板によって受け取られ、６１１００コントローラに渡される前にバッファリングされる。別の例では、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）が、コントローラ６１１００と弁およびセンサとの間のすべてのＩ／Ｏを処理することができる。別の例では、ＦＰＧＡは、圧力データをフィルタリングし、格納し、かつ／または処理して、制御室の容積を計算することができる。

ＡＰＤサイクラにおける２チャンバＦＭＳプロセス
ここで図４６における圧力対時間プロットと図４５の要素とを参照する。例示的な圧送および測定プロセスが、時間に対する制御室圧力６３００および基準室圧力６３０２のプロットに記載されている。上述したように、入口弁６１９２を閉鎖し出口弁６１９０を開放した後、チャンバ圧力は、送達ストローク６３３０中に流体をポンプ室６１８１から押し出す正圧弁６３０５に対して制御される。送達ストローク６３３０の終了時、出口流体弁は閉鎖され、＋ＦＭＳプロセスが発生して、制御室６１７１の容積を測定することができる。別の場所に記載するようなＦＭＳプロセスは、制御室圧力６３３０をプリチャージ圧力６３０７にすることと、圧力安定化期間６３３８とそれに続く均等化プロセス６３４０を可能にすることから構成することができる。他の例では、制御室圧力６３３０を、プリチャージ圧力６３０７まで上昇する前に、略大気圧に戻すことができる。均等化プロセス６３４０の終了時、基準室圧力６３０２および場合によっては制御室圧力６３００を略大気圧値に戻すことができる。

充填ストローク６３２０は、入口弁６１９２を開放した後に発生し、制御室圧力６３００を負圧６３１０にし、一方で、基準室は略大気圧、または測定された一定圧力のままである。負圧は、流体をポンプ室６１８１内に引き込む。充填ストローク６３２０の終了時、入口弁６１９２が閉鎖され、＋ＦＭＳプロセスが発生して、制御室６１７１の容積を求めることができる。いくつかの実施形態では、＋ＦＭＳプロセスの後に－ＦＭＳプロセスが発生することができる。－ＦＭＳプロセスは、制御室を負圧６３１７にプリチャージして、圧力安定化６３４２および最終的に均等化プロセス６３４５を可能にすることを含むことができる。－ＦＭＳプロセスから求められる制御室容積を、＋ＦＭＳプロセスから求められる制御室容積と比較して、ポンプ室６１８１内に、ある容積の空気または気体があるか否かを判断することができる。（たとえば、ポンプ室が、ポンプ室剛性壁の上のリブまたはスタンドオフを備えるエアトラップを含む場合、空気は、スタンドオフの間に蓄積する可能性があり、完全可動域にあるダイヤフラムは、スタンドオフによって圧縮することを防止することができ、空気は、＋ＦＭＳプロセスのみでは検出することができない。）一例では、－ＦＭＳプロセスは、送達ストローク６３３０の後に発生する。

図４７のフローチャート、図４６の要素、および図４８Ａ、図４８Ｂの圧力対時間プロットを参照することにより、＋ＦＭＳプロセスおよび－ＦＭＳプロセスについてより詳細に記載する。２チャンバＦＭＳプロセスは、ステップ６４１０で開始し、そこでは、膜６１４８の位置が固定される。両液圧弁６１９０、６１９２を閉鎖することにより、膜６１４８の位置を固定することができる。いくつかの例では、液体に気泡が存在する場合、制御室圧力が変化する際に、膜６１４８の位置は変化する。しかしながら、液圧弁６１９０、６１９２の間の非圧縮液体の容積は固定である。２チャンバＦＭＳプロセスは、概して、膜６１４８の両側の空気または気体の容積を測定し、そのため、膜６１４８の液体側におけるポンプ室６１８１内の気泡は、制御室６１７１の測定された容積内に含まれる。

ステップ６４１２において、制御室６１７１は、接続弁６２１４を閉鎖することにより、基準室６２１２から流体的に隔離される。そして、ステップ６４１２において、基準室６２１２および制御室６１７１は、互いに流体的に隔離される。実施形態では、ステップ６４２４において、第２弁６２１６を開放することにより、基準室６２１２は通気孔６２２６に接続される。コントローラ６１１００は、基準圧力センサ６２２４が、基準圧力が周囲圧力に達したことを示すまで、第２弁６２１６を開放したまま保持する。別法として、コントローラ６１１００は、基準圧力センサ６２２４によって測定される、基準室６２１２内の所望の初期基準圧力に達成するように、第２弁６２１６を制御することができる。別法として、接続弁６２１４を閉鎖することができ、ＦＭＳプロセスが開始する前に、第２弁６２１６が開放する。ステップ６４２８において、基準室６２１２内の所望の圧力が達成されると、第２弁６２１６は閉鎖され、それにより、基準室６２１２が流体的に隔離される。制御室ステップ６４１４および６４１８と同時に発生するように、基準室ステップ６４２４および６４２８をプログラムすることができる。

ステップ６４１４において、制御室６１７１は、第１弁６２２０を開放することにより制御室６１７１を圧力源６２１０に接続することによって、所望の圧力に加圧される。コントローラ６１１００は、圧力センサ６２２２によって制御室６１７１内の圧力をモニタリングし、所望のプリチャージ圧力に達するように第１弁６２２０を制御する。所望のプリチャージ圧力は、基準室６２１２の初期基準圧力を著しく上回るか、または初期基準圧力を著しく下回ることができる。一例では、制御室６１７１は、＋ＦＭＳプロセスの場合、基準圧力のおよそ４０ｋＰａ上回る圧力までプリチャージされる。別の例では、制御室６１７１は、－ＦＭＳプロセスの場合、基準圧力をおよそ４０ｋＰａ下回る圧力までプリチャージされる。他の実施形態では、プリチャージ圧力は、初期基準圧力の１０％～１８０％の範囲内の任意の圧力であり得る。

コントローラ６１１００は、ステップ６４１８において第１弁６２２０を閉鎖し、圧力センサ６２２２によって制御室６１７１内の圧力をモニタリングする。制御室６１７１内の圧力は、ステップ６４１８の間、気体が制御室壁６１７０および膜６１４８と熱的に均等化するために、周囲圧力に向かって移動することができる。ステップ６４１８中の圧力の大きい変化は、測定を無効にする空気または液体の漏れを示す場合がある。圧力変化の速度が所定の許容可能な速度を超える場合、２チャンバＦＭＳプロセスを中止することができ、または制御室６１７１の計算された容積を廃棄することができる。加圧ステップ６４１４からの遅延の後に、圧力変化の速度を検査して、制御室６１７１内の気体が制御室６１７１の境界６１７２、６１４８との熱平衡に近づくのを可能にすることができる。一例では、ステップ６４１８中の圧力変化の最大許容可能速度は、１２ｋＰＡ／秒である。圧力変化の速度がこの所定値を超える場合、２チャンバＦＭＳプロセスを中止して再開することができる。別の実施形態では、圧力変化の最大許容可能速度は、計算された制御室容積の関数であり、すなわち、それに基づいて変化する。一例では、最大許容圧力変化は、２５ｍｌ容積の場合は３ｋＰＡ／秒、２ｍｌ容積の場合は２５ｋＰＡ／秒である。一例では、制御室６１７１の計算された容積にもたらされる漏れ速度に関わらず、ＦＭＳプロセスを完了するように行うことができる。圧力変化の測定された速度が、計算された制御室容積に対する許容可能限界を超える場合、計算された容積を廃棄することができ、ＦＭＳプロセスを再開することができる。

ステップ６４３２において、コントローラ６１１００が、２つのチャンバ間の接続弁６２１４を開放すると、制御室６１７１および基準室６２１２は流体的に接続される。コントローラ６１１００は、制御室６１７１および基準室６２１２内の圧力が均等化する際、圧力センサ６２２２、６２２４によって、各チャンバ内の圧力をモニタリングする。コントローラ６１１００は、ステップ６４３２において、初期圧力対と均等化の最後における少なくとも１つの圧力対とを記録することができる。圧力対は、およそ同時に記録された、制御圧力センサ６２２２からの信号と、基準圧力センサ６２２４からの信号とを指す。ステップ６４３２は、接続弁６２１４が開放する直線の期間から、制御室６１７１および基準室６２１２内の圧力が略等しい時点までおよぶ。

ステップ６４３６において、２チャンバＦＭＳプロセスは完了し、そこで、記録された圧力の対を用いて、制御室６１７１の容積が計算される。制御室６１７１容積の計算については詳細に後述する。

＋ＦＭＳプロセスは、図４８Ａにおいて圧力対時間プロットとして概略されている。図４７におけるステップの参照番号に対応する参照番号が、図４８Ａにおいてそれらのステップが示される場所を示すために含まれている。制御室６１７１の圧力は、線６３０２としてプロットされている。基準室の圧力は、線６３０４としてプロットされている。図４７のステップ６４１０、６４１２、６４２４、６４２８が完了した後に、圧力対時間プロットが開始する。この時点で、基準室６２１２内の圧力は、所望の基準圧力６３１２にある。制御室６１７１内の圧力は、任意圧力６３０６で開始し、ステップ６４１４の間、プリチャージ圧力６３１６まで上昇する。任意圧力６３０６は、先の圧送動作の終了時の制御室６１７１の圧力である可能性がある。別の実施形態では、任意圧力６３０６は大気圧であり得る。ステップ６４１８の間、制御室圧力６３０２は低下する可能性がある。ステップ６４３２において、制御室圧力６３０２および基準室圧力６３０４は、平衡圧力６３２４に向かって均等化する。

－ＦＭＳプロセスは、図４８Ｂにおいて圧力対時間プロットとして概略されている。制御室６１７１（図４５）の圧力は、線６３０２としてプロットされている。基準室６３１２（図４５）の圧力は、線６３０４としてプロットされている。水平時間軸は、図４７における同じ参照番号で識別されるプロセスステップに対応する期間で分割されている。圧力対時間プロットは、基準室６２１２内の圧力（線６３０２が所望の基準圧力６３１２であり、制御室６１７１内の圧力（線６３０４）が任意圧力であるときに開始する。ステップ６４１４の間、制御室圧力６３０２は、負のプリチャージ圧力６３１７まで低下する。制御室圧力６３０２は、ステップ６４１８の間、ステップ６４１４の急な膨張によって冷却される気体が制御室壁６１７２、６１４８によって加熱される際に、上昇する可能性がある。ステップ６４３２において、制御室圧力６３０２および基準室圧力６３０４は、平衡圧力６３２４に向かって均等化する。

ポリトロープ＋ＦＭＳアルゴリズム
ここで図４５を参照すると、例示の目的で、均等化プロセスは、３つの別個の構造、すなわち制御室６１７１、基準室６２１２、および２つのチャンバ６１７１、６２１２を接続するマニホールド通路６２０４、６２０５、６２０７、６２０９の流体容積を含む。一例では、各構造は、著しく異なる水力直径を有し、したがって、構造と気体との間の異なるレベルの熱伝達を有する。この例では、基準室６２１２は、水力直径が３．３ｃｍであるおよそ立方形状を有している。およそ３０マイクロ秒の均等化プロセス中の熱伝達は極めてわずかであり、基準室６２１２容積内の気体は、断熱的に圧縮される可能性があり、そのようにモデル化することができる。対照的に、例示的な構造では、マニホールド通路６２０４、６２０５、６２０７、６２０９は、およそ０．２ｃｍの水力直径を有し、それは、基準室６２１２容積の水力直径の約１５分の１である。マニホールド通路６２０４、６２０５、６２０７、６２０９内の熱伝達は高く、これらの通路６２０４、６２０５、６２０７、６２０９を通過する気体は、およそマニホールド壁の温度で等温的に圧縮または膨張する可能性がより高い。この例での制御室６１７１の水力直径は、充填ストロークの終了時にポンプ室６１８１が液体で満杯であり、かつ制御室６１７１が最小容積であるとき、およそ０．１ｃｍの最小の値を有する。この例での制御室６１７１の水力直径は、ポンプ室６１８１が液体を送達し、制御室６１７１が最大容積であるとき、およそ２．８ｃｍの最大値を有する。制御室６１７１内の気体の膨張は、制御室６１７１のサイズによって変化するポリトロープ係数によってより適切にモデル化することができる。制御室６１７１容積が最小であり、かつ膨張過程が略等温的となる場合、ポリトロープ係数はおよそ１に設定することができる。制御室６１７１が最大であり、かつ膨張過程が略断熱的である場合、ポリトロープ係数は、およそ比熱比（ｃｐ／ｃｖ）に設定することができ、それは、空気の場合は１．４に等しい。部分ストローク時の２チャンバＦＭＳ測定の場合、膨張過程は、著しい熱伝達をともなって発生するが、それは等温的であるほど十分ではない。部分ストローク時の測定の場合、ポリトロープ係数は、１～１．４の値に設定することができる。制御室６１７１の容積がこの解析の未知の量であるため、制御室６１７１に対するポリトロープ係数は、制御室６１７１容積の推定値に基づくことができる。

ここで図４９Ａを参照すると、制御室６５１０、基準室６５２０およびマニホールドライン６５３０、６５３１の構造内の気体は、構造６５１０、６５２０、６５３０、６５３１を通して混合しないが、膨張し、収縮しかつ移動する３つの気体質量６５１２、６５３２、６５２２としてモデル化することができる。概念的に、モデル化の目的で、これらの質量６５１２、６５３２、６５２２は、各々、移動し、サイズを変更し、構造とエネルギーを交換することができる閉鎖系であるが、質量は、閉鎖系に入ることも閉鎖系から出ることもできない。閉鎖系モデルは、熱力学および流体力学において十分に理解される概念である。これらの質量はまた、制御室系５６１２、基準室系６５２２およびマニホールドまたは相互接続ライン系６５３２と呼ぶことも可能である。

３つの質量６５１２、６５３２、６５２２の熱力学的モデルに基づいて、測定された制御室６５１０および基準室６５２０の圧力から、制御室６５１０の容積を計算することができる。制御室質量または気体６５１２は、均等化プロセスの終了時に制御室６５１０を占有する気体である。基準室気体６５２２は、均等化プロセスの開始時に基準室６５２０を占有する気体である。マニホールド気体６５３２は、制御室気体と基準室との間の接続導管を含む、制御室気体６５１２と基準室気体６５２２との間の構造の平衡状態を満たす。

そして、３つの閉鎖系に対する初期状態、圧力対、熱伝達想定、および一定総容積の制約から、３つの閉鎖系６５１２、６５３２、６５２２の容積および温度を計算することができる。圧力均等化は、各容積６５１０、６５２０、６５３０、６５３１に対する異なるポリトロープ係数を用いて、各々における熱伝達の相対的重要性を取り込むことによってモデル化することができる。３つの系６５１２、６５３２、６５２２に対する理想気体およびポリトロープ過程式を結合し配列して、制御室６５１０の容積を計算することができる。以下の段落は、ＦＭＳプロセスの圧力均等化ステップ（図４７および図１０８Ａの６４３２を参照）中に測定された圧力に基づく制御室６５１０容積の計算を可能にする式の１つまたは複数のセットの導出について記載する。

＋ＦＭＳに対する閉鎖系の説明
図４９Ａにおける上方の像は、＋ＦＭＳプロセスにおける圧力均等化の開始時の３つの閉鎖系６５１２、６５３２、６５２２の位置を提示する。下方の像は、圧力均等化の終了時の３つの閉鎖系６５１２、６５３２、６５２２の位置を提示する。均等化プロセス中、閉鎖系６５１２、６５３２、６５２２の位置は、図４９Ａに提示する２つの極値の間にある。例として、制御室系６５１２および基準室系６５２２のいずれも、それらのそれぞれの構造を満たさない。以下の段落は、閉鎖系６５１２、６５３２、６５２２をより詳細に提示する。

制御室気体系６５１２は、圧力均等化後に制御室６５１０を充填する気体である。圧力均等化の前、制御室気体系６５１２は、最終均等化圧力より高く、したがって制御室６５１０全体を占有しない、プリチャージ圧力に圧縮される。制御室気体系６５１２は、＋ＦＭＳプロセスの圧力均等化の間、ポリトロープ過程において膨張しているものとしてモデル化することができ、そこでは、圧力および容積は、以下の式によって関連づけられる。

ｐ_ｆＶ_ｃｃ ^ｎＣＣ＝定数
式中、ｐ_ｆは均等化圧力であり、Ｖ_ｃｃは制御室６５１０の容積であり、ｎＣＣは制御室６５１０に対するポリトロープ係数である。

基準気体系６５２２は、均等化前の基準容積６５２０全体を占有する気体である。基準気体系６５２２は、制御室６５１０内のより高い圧力の気体が膨張し、マニホールド気体系６５３２を基準室６５２０内に押し込む際に、圧縮される。図３６に示す一例では、（図３６において１７４として示す）基準室は、圧力均等化の間の圧縮過程または膨張過程を断熱的としてモデル化することができるように十分に開放しているかまたは内部特徴／要素がない。この場合、ポリトロープ係数（ｎ）は、およそチャンバ内に存在する気体の比熱比に等しく設定することができる。基準室気体６５２２の圧力および容積は、以下の式によって関連づけられる。

ｐ_Ｒ０Ｖ_Ｒｅｆ ^ｎＲ＝定数
式中、ｐ_Ｒ０は初期基準圧力であり、Ｖ_Ｒｅｆは基準室の容積であり、ｎＲは、基準室内の気体に対する比熱比である（ｎＲ＝１．４空気）。別の例では、チャンバ６５２０が、近等温膨張を提供する、連続気泡フォーム、ワイヤメッシュ、粒子等の熱吸収材料で少なくとも部分的に充填されている場合、基準室に対するポリトロープ係数（ｎＲ）は、およそ１．０の値を有する可能性がある。

＋ＦＭＳプロセスでは、導管またはマニホールド気体系６５３２は、均等化の前に、相互接続容積６５３０、６５３１および制御室６５１０の一部６５３４の容積すべてを占有する。均等化後、導管気体系６５３２は、相互接続容積６５３０、６５３１および基準容積６５２０の一部を占有する。相互接続容積６５３０の弁６５４０の制御室側に存在する導管気体系６５３２の部分には、本明細書では、６５３３と表記されている。相互接続容積６５３１の弁６５４０の基準室側に存在する導管気体系６５３２の部分は、６５３５と称する。均等化前に制御室６５１０内に存在する導管気体系６５３２の部分には、本明細書では、６５３４と表記されている。均等化後に基準室６５２０内に存在する導管気体系６５３２の部分は、６５３６と称する。

一例では、相互接続容積６５３０および６５３１は、狭い通路である可能性があり、それは、高い熱伝達を提供し、かつ容積６５３０および６５３１内の導管気体系６５３２が通路の固体の境界または壁の温度に近いことを確実にする。相互接続容積６５３０、６５３１またはマニホールド通路を包囲する構造の温度は、本明細書では壁温度（Ｔ_ｗ）と呼ぶ。別の例では、容積６５３０、６５３１内の導管気体系６５３２の温度は、一部には、壁温度の関数である。制御室６５３４内の導管またはマニホールド気体系の部分は、制御室気体系６５１２と同じ温度でモデル化することができる。導管気体系６５３４の制御室部分は、制御室気体系６５１２と同じように膨張し、制御室気体系６５１２と同じ温度を有するものと考えることができる。基準室６５３６内のラインまたはマニホールド気体系の部分は、一部には壁温度の関数である温度によってモデル化することができる。別の例では、導管気体系６５３６の基準室部分は、基準室６５２０の境界と熱的に相互作用しないものとしてモデル化することができ、それにより、導管気体系部分６５３６の温度は、壁温度および基準室６５２０圧力の関数である。

このセクションにおける式は、以下の命名法を使用する。
変数
γ：比熱比
ｎ：ポリトロープ係数
ｐ：圧力
Ｖ：容積
Ｔ：温度
上付き文字：
ｎ：ポリトロープ係数
ｎＣＣ：制御室に対するポリトロープ係数
ｎＲ：基準室に対するポリトロープ係数
下付き文字：
ｃ：制御室系
ＣＣ：物理的制御室
ｆ：均等化の終了時の値
ｉ：ｉ番目の値
ＩＣ：物理的相互接続容積またはマニホールド通路
ＩＣ＿Ｒ：弁の基準室側における物理的相互接続容積
ＩＣ＿ＣＣ：弁の制御室側における物理的相互接続容積
ｌ：ラインまたは相互接続／マニホールド系
０：均等化の開始時の値
ｐｍｐ：ポンプ
ｒ：基準系
Ｒｅｆ：物理的基準室
ｗ：相互接続容積の壁

制御室６５１０に対する式は、図４９Ａにおける３つの別個の質量系の概念的モデルから、制御室質量６５１０、基準室質量６５２０および相互接続容積質量６５３０、６５３１の総容積が一定であると理解することにより、導出することができる。この関係は、以下のように、圧力均等化の開始から終了まで各ｉ番目の値のセットに対してゼロである各閉鎖系６５１２、６５２２、６５３２の容積変化の和として表すことができる。
０＝制御室質量の容積変化＋相互接続質量の容積変化＋基準室質量の容積変化
０＝ΔＶ_ｃｉ＋ΔＶ_ｒｉ＋ΔＶ_ｌｉ（１３）
式中、ΔＶ_ｃｉ、ΔＶ_ｒｉ、ΔＶ_ｌｉのｉ番目の値は、同じ時点におけるこれらの値を表す。ポリトロープ過程および理想気体の法則の圧力／容積関係に基づいて、制御室気体系の容積変化（ΔＶ_ｃｉ）、基準気体系の容積変化（ΔＶ_ｒｉ）および導管気体系の容積変化（ΔＶ_ｌｉ）に対して、式を展開することができる。制御室気体系６５１２のｉ番目の容積変化に対する式は、制御室質量６５１２のｉ番目の容積から均等化の開始時における制御室質量６５１２の容積を減じた値に等しい。時点ｉにおける制御室質量６５１２の容積は、以下のように、制御室６５１０の容積に、時点ｉにおける制御室６５１０圧力に対する最終制御室６５１０圧力の比を１／制御室６５１０のポリトロープ係数で累乗した値を乗じることから計算される。
制御室質量の現容積変化＝制御室質量の現容積－制御室質量の初期容積

基準気体系容積変化（ΔＶ_ｒ）に対する式は、ポリトロープ過程に対する圧力／容積関係から導出される。基準室気体系６５２２のｉ番目の質量変化に対する式は、基準室質量６５２２のｉ番目の容積から均等化の開始時の基準室質量６５２２の容積を減じた値に等しい。時点ｉにおける基準室質量６５２０の容積は、以下のように、基準室６５２０の構造上の容積に、時点ｉにおける基準室６５２０圧力に対する初期基準室６５２０圧力の比を１／基準室６５２０のポリトロープ係数で累乗した値を乗じることから計算される。
基準室質量の現容積変化＝基準室質量の現容積－基準室質量の初期容積

相互接続気体系６５３２の容積変化（ΔＶ_ｌ）に対する式は、系の一定質量気体から導出される（Ｖ＊ρ＝一定）。導管気体系６５３２のｉ番目の容積変化に対する式は、系の現質量から相互接続気体系６５３２の最初の容積を減じた値に等しい。相互接続またはライン気体系６５３２の現容積は、初期質量に、系の現密度に対する初期密度の比を乗じたものである。相互接続気体系６５３２の初期容積は、以下のように、図４９Ａの上方の像に描かれている容積６５３４、６５３３および６５３５の和である。
相互接続質量の現容積変化＝相互接続質量の現容積＋相互接続質量の初期容積

密度項ρ_ｌ０、ρ_ｌｉは、均等化の開始時および均等化の間のいずれかの時点ｉでの導管気体系における気体の平均密度である。導管気体系６５３２は、異なる温度および圧力としての気体を含む。導管気体系６５３２は、６５３４と表記されている容積内の制御室６５１０内の容積内の気体と、６５３３と表記されている弁６５４０の制御室側のマニホールド通路内の気体と、６５３５と表記されている弁６５４０の基準室側におけるマニホールド通路内の気体と、６５３６と表記されている基準室内の気体とを含む。

これらの４つの式を結合して、以下のように、圧力均等化の開始時における測定された圧力の対（Ｐ_ＣＣ０、Ｐ_Ｒｅｆ０）と、均等化中の任意の時点での測定された圧力の対（Ｐ_ＣＣｉ，Ｐ_Ｒｅｆｉ）と、均等化のおよそ終了時における制御室６５１０圧力（Ｐ_ＣＣｆ）と、基準室の一定容積（Ｖ_Ｒｅｆ）および相互接続容積（Ｖ_ＩＣ）との関数として、制御室６５１０の容積（Ｖ_ＣＣ）に対する式を展開することができる。

式中、マニホールドまたはライン系６５３２の密度（ρ_ｌ０、ρ_ｌｉ）は、後述するように関連する温度とともに、初期圧力対（Ｐ_ＣＣ０、Ｐ_Ｒｅｆ０）および均等化中の任意の圧力対（Ｐ_ＣＣｉ，Ｐ_Ｒｅｆｉ）を用いて評価される。

式（１６）における導管気体系の密度（ρ_ｌ０、ρ_ｌｉ）は、各物理的容積（すなわち、制御室６５１０、基準室６５２０および相互接続容積６５３０、６５３１）に対して容積－加重平均密度から計算することができる。

式中、Ｒは空気に対する普遍気体定数であり、温度Ｔ_{ＩＣ＿ＣＣ}、Ｔ_ＩＣ＿Ｒ、Ｔ_ｌｒは、一部には、相互接続容積壁の温度の関数であり得る。別の例では、温度Ｔ_{ＩＣ＿ＣＣ}、Ｔ_ＩＣ＿Ｒ、Ｔ_ｌｒは、一部には相互接続容積壁の温度および制御室の気体温度（Ｔ_ＣＣｉ）の関数であり得る。別の例では、温度Ｔ_{ＩＣ＿ＣＣ}、Ｔ_ＩＣ＿Ｒ、Ｔ_ｌｒは、相互接続壁温度（Ｔ_ｗ）であり得る。別の例では、温度は、制御室温度（Ｔ_ＣＣｉ）であり得る。ΔＶ_ｒｉの値は、式（１４）から計算される。ΔＶ_ｃｆ－ΔＶ_ｃｉの値は、６５３４の容積であり、以下のように計算される。

圧力均等化の前の導管気体系６５３２の密度は、各物理的容積（すなわち、制御室６５１０および相互接続容積６５３０、６５３１）に対する容積－加重平均密度である（１８）と同様の式から計算することができる。

式（１８）で使用された制御室気体系容積の変化（ΔＶ_ｃｆ）は、以下のように、制御室６５１０の物理的容積に、量１から、初期制御室圧力に対する最終制御室圧力の比に１／制御室のポリトロープ係数を乗算した値を減じた値を乗じることから計算される。

密度比（ρ_ｌ０／ρ_ｌｆ）が圧力比（Ｐ_ｌ０／Ｐ_ｌｆ）に等しいように、導管気体系６５３２に対する一定温度を想定することにより、制御室６５１０容積の推定値を導出することができる。推定をさらに簡略化するために、ポリトロープ係数の代わりに、比熱比γ）が用いられる。このより簡略化した式では、制御室６５１０容積は、圧力均等化の開始時の測定された圧力対（Ｐ_ＣＣ０、Ｐ_Ｒｅｆ０）および均等化の終了時の測定された圧力対（Ｐ_ＣＣｆ、Ｐ_Ｒｅｆｆ）と、基準室の一定容積（Ｖ_Ｒｅｆ）および相互接続容積（Ｖ_ＩＣ）との関数である。

３つの閉鎖系６５１２、６５２２、６５３２内の気体は、理想気体としてモデル化することができ、そのため、以下のように、初期状態および新たな圧力または容積から温度を求めることができる。

制御室内の気体の初期温度（Ｔ_ＣＣ０）は、相互接続容積壁の温度と、プリチャージ圧力６３１６（図１０８Ａ）と、プリチャージの直前の制御室６５１０内の圧力６３０６とから計算することができる。制御容積内の気体のプリチャージ圧力への圧縮は、ポリトロープ過程としてかつ式（２３）における理想気体の法則を用いてモデル化することができる。プリチャージの前の制御室６５１０圧力６３０６は、本明細書では圧送圧力（Ｐｐｍｐ）と呼ぶ。

膨張中の第ｉステップにおける制御室６５１０内の気体の温度（Ｔ_ＣＣｉ）は、以下のように、式（２３）を用いて、初期制御室６５１０温度と、プリチャージ圧力６３１６（図１０８Ａ）と、ｉ番目の制御室６５１０圧力（Ｐ_ＣＣｉ）とから計算することができる。

式１４、１７、１９、２１、２５で使用される制御室気体系に対するポリトロープ係数の値（ｎＣＣ）は、制御室６５１０の容積によって変化し、小さい容積に対するおよそ１から大きい容積に対するおよそ比熱比までの範囲であり得る。空気および主に二原子分子の他の系に対する比熱比は、１．４である。一例では、（＋ＦＭＳの場合の）ｎＣＣの値は、以下のように、推定された制御室容積（式２２）の関数として表すことができる。

ｎＣＣ＝１．４－３．４１９×１０^－５（２３．５６－Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}）^{３．０７４}（２６）
制御室の容積（Ｖ_ＣＣ）とポリトロープ係数（ｎＣＣ）との関係を求める方法については、以下のセクションに記載する。

ポリトロープ－ＦＭＳアルゴリズム
上述した＋ＦＭＳアルゴリズムに類似する－ＦＭＳアルゴリズムを展開して、図４５における制御室６１７１の容積を－ＦＭＳプロセスに対する制御室６１７１および基準室６２１２の圧力から計算することができる。－ＦＭＳプロセスでは、第１チャンバ（たとえば、６１７１）は、既知の第２チャンバ（たとえば、６２１２）より低い圧力にプリチャージされる。

ここで図４９Ｂを参照すると、制御室６５１０、基準室６５２０およびマニホールドライン６５３０、６５３１の構造内の気体は、構造６５１０、６５２０、６５３０、６５３１を通して混合しないが、膨張し、収縮しかつ移動する３つの気体質量６５１２、６５３２、６５２２としてモデル化することができる。３つの質量６５１２、６５２２、６５３２の熱力学的モデルに基づいて、測定された制御室６５１０および基準室６５２０の圧力から、制御室６５１０の容積を計算することができる。－ＦＭＳアルゴリズムでは、制御室質量６５１２は、均等化プロセスの開始時に制御室６５１０を占有する気体である。基準室質量６５２２は、均等化プロセスの終了時に基準室６５２０を占有する気体である。マニホールド気体６５３２は、制御室と基準室との間の接続導管を含む、制御室気体６５１２と基準室気体６５２２との間の構造の平衡状態を満たす。

そして、３つの概念的閉鎖系６５１２、６５３２、６５２２の容積および温度を、３つの閉鎖系６５１２、６５３２、６５２２に対する初期状態、圧力対、熱伝達想定および一定総容積の制約から計算することができる。圧力均等化は、各容積６５１０、６５２０、６５３０、６５３１に対する異なるポリトロープ係数を用いて、各々における熱伝達の相対的重要性を取り込むことによってモデル化することができる。３つの系６５１２、６５２２、６５３２に対する恒量、理想気体およびポリトロープ過程式を結合し配列して、制御室６５１０の容積を計算することができる。以下の段落は、－ＦＭＳプロセスの圧力均等化ステップ中に測定された圧力に基づく制御室６５１０容積の計算を可能にする式の１つまたは複数のセットの導出について記載する。

－ＦＭＳに対する閉鎖系の説明
図４９Ｂにおける上方の像は、－ＦＭＳプロセスにおける圧力均等化の開始時の３つの閉鎖系６５１２、６５２２、６５３２の位置を提示する。下方の像は、圧力均等化の終了時の３つの閉鎖系６５１２、６５２２、６５３２の位置を提示する。均等化プロセス中、閉鎖系６５１２、６５２２、６５３２の位置は、図４９Ｂに提示する２つの極値の間にある。例として、制御室系６５１２および基準室系６５２２のいずれも、それらのそれぞれの構造を満たさない。以下の段落は、閉鎖系をより詳細に提示する。

－ＦＭＳアルゴリズムにおける制御室気体系６５１２は、圧力均等化前に制御室６５１０を充填する気体である。圧力均等化中、最初に高い方の圧力基準室気体系６５２２が、膨張し、マニホールド気体系６５３２を制御室６５１０内に押し込む際、制御室気体系６５１２は圧縮される。制御室気体系６５１２は、－ＦＭＳプロセスの圧力均等化中、ポリトロープ圧縮によってモデル化することができ、そこでは、圧力および容積は、以下の式によって関連づけられる。

ｐ_０Ｖ_ｃｃ ^ｎＣＣ＝定数
式中、ｐ_０は制御室６５１０内の初期圧力であり、Ｖ_ｃｃは制御室６５１０の容積であり、ｎＣＣは制御室６５１０に対するポリトロープ係数である。

－ＦＭＳアルゴリズムにおける基準気体系６５２２は、均等化後の基準容積６５２０全体を占有する気体である。基準気体系６５２２は、均等化中、基準室６５２０内のより高い圧力の気体が、マニホールド気体系６５３２を基準室６５２０から押し出して制御室６５１０に向かわせる際、膨張する。図３６に示す一例では、（図３６において１７４と表記されている）基準室は、圧力均等化中の圧縮または膨張過程を断熱的としてモデル化することができるように十分に開放しているかまたは内部特徴／要素がなく、そのため、ポリトロープ係数（ｎＲ）は、およそチャンバ内に存在する気体の比熱比に等しく設定することができる。基準室気体６５２２の圧力および容積は、以下の式によって関連づけられる。

ｐ_Ｒ０Ｖ_Ｒｅｆ ^ｎＲ＝定数
式中、ｐ_Ｒ０は初期基準圧力であり、Ｖ_Ｒｅｆは基準室の容積であり、ｎＲは、基準室に対する比熱比である（ｎＲ＝１．４空気）。別の例では、基準室６５２０が、近等温膨張を提供する、連続気泡フォーム、ワイヤメッシュ、粒子等の熱吸収材料で充填されている場合、基準室に対するポリトロープ係数（ｎＲ）は、およそ１．０の値を有する可能性がある。

－ＦＭＳプロセスでは、導管またはマニホールド気体系６５３２は、均等化の前に、相互接続容積６５３０、６５３１および基準室６５２０の一部６５３６の容積すべてを占有する。均等化後、導管気体系６５３２は、相互接続容積６５３０、６５３１および制御室６５１０の一部６５３４を占有する。相互接続容積６５３０の弁６５４０の制御室側に存在する導管気体系６５３２の部分には、本明細書では、６５３３と表記されている。相互接続容積６５３１の弁６５４０の基準室側に存在する導管気体系６５３２の部分は、６５３５と称する。制御室６５１０内に存在する導管気体系６５３２の部分には、本明細書では、６５３４と表記されている。基準室６５２０内に存在する導管気体系６５３２の部分は、６５３６と称する。

一例では、相互接続容積６５３０および６５３１は、狭い通路である可能性があり、それは、高い熱伝達を提供し、容積６５３０および６５３１内の導管気体系６５３２が通路の固体の境界または壁の温度に近いことを確実にする。相互接続容積６５３０、６５３１またはマニホールド通路を包囲する構造の温度は、本明細書では壁温度（Ｔ_ｗ）と呼ぶ。別の例では、容積６５３０、６５３１内の導管気体系６５３２の温度は、一部には壁温度の関数である。制御室６５３４内の導管気体系の部分は、制御室気体系６５１２と同じ温度でモデル化することができる。導管気体系６５３４の制御室部分は、制御室気体系６５１２と同じように膨張し、制御室気体系６５１２と同じ温度を有するものと考えることができる。基準室６５３６内のラインまたはマニホールド気体系の部分は、一部には壁温度の関数である温度によってモデル化することができる。別の例では、導管気体系６５３６の基準室部分は、基準室６５２０の境界と熱的に相互作用しないものとしてモデル化することができ、それにより、基準室における導管気体系部分６５３６の温度は、壁温度および基準室６５２０圧力の関数である。

このセクションにおける式は、以下の命名法を使用する。
変数
γ：比熱比
ｎ：ポリトロープ係数
ｐ：圧力
Ｖ：容積
Ｔ：温度
上付き文字：
ｎ：ポリトロープ係数
ｎＣＣ：制御室に対するポリトロープ係数
ｎＲ：基準室に対するポリトロープ係数
下付き文字：
ｃ：制御室系
ＣＣ：物理的制御室
ｆ：均等化の終了時の値
ｉ：ｉ番目の値
ＩＣ：物理的相互接続容積またはマニホールド通路
ＩＣ＿Ｒ：弁の基準室側における物理的相互接続容積
ＩＣ＿ＣＣ：弁の制御室側における物理的相互接続容積
ｌ：ラインまたはマニホールド／相互接続系
０：均等化の開始時の値
ｐｍｐ：ポンプ
ｒ：基準系
Ｒｅｆ：物理的基準室
ｗ：相互接続容積の壁温度

制御室６５１０に対する式は、図４９Ｂにおける３つの別個の質量系の概念的モデルから、制御室質量６５１２、基準室質量６５２２および相互接続容積質量６５３２の総容積が一定であると理解することにより、導出することができる。この関係は、以下のように、圧力均等化の開始から終了まで各ｉ番目の値のセットに対してゼロである各閉鎖系６５１２、６５２２、６５３２の容積変化の和として表すことができる。
０＝制御室質量の容積変化＋相互接続質量の容積変化＋基準室質量の容積変化
０＝ΔＶ_ｃｉ＋ΔＶ_ｒｉ＋ΔＶ_ｌｉ（１３）
式中、ΔＶ_ｃｉ、ΔＶ_ｒｉ、ΔＶ_ｌｉのｉ番目の値は、同じ時点におけるこれらの値を表す。ポリトロープ過程および理想気体の法則の圧力／容積関係に基づいて、制御室気体系の容積変化（ΔＶ_ｃｉ）、基準気体系の容積変化（ΔＶ_ｒｉ）および導管気体系の容積変化（ΔＶ_ｌｉ）に対して、式を展開することができる。制御室気体系６５１２のｉ番目の容積変化に対する式は、制御室質量６５１２のｉ番目の容積から均等化の開始時における制御室質量６５１２の容積を減じた値に等しい。時点ｉにおける制御室質量６５１２の容積は、以下のように、制御室６５１０の容積に、時点ｉにおける制御室６５１０圧力に対する最終制御室６５１０圧力の比を１／制御室６５１０のポリトロープ係数で累乗した値を乗じることから計算される。
制御室質量の現容積変化＝制御室質量の現容積－制御室質量の初期容積

基準気体系容積変化（ΔＶ_ｒ）に対する式は、ポリトロープ過程に対する圧力／容積関係から導出される。基準室気体系６５２２のｉ番目の質量変化に対する式は、基準室質量６５２２のｉ番目の容積から均等化の開始時の基準室質量６５２２の容積を減じた値に等しい。時点ｉにおける基準室質量６５２０の容積は、以下のように、基準室６５２０の構造上の容積に、時点ｉにおける基準室６５２０圧力に対する初期基準室６５２０圧力の比を１／基準室６５２０のポリトロープ係数で累乗した値を乗じることから計算される。
基準室質量の現容積変化＝基準室質量の現容積＋基準室質量の初期容積

相互接続気体系６５３２の容積変化（ΔＶ_ｌ）に対する式は、系の一定質量気体から導出される（Ｖ＊ρ＝一定）。導管またはマニホールド気体系６５３２のｉ番目の質量変化に対する式は、系６５３２の現質量から系６５３２の最初の質量を減じた値に等しい。相互接続またはマニホールド気体系６５３２の現質量は、初期質量に、系６５３２の現密度に対する初期密度の比を乗じたものである。相互接続気体系６５３２の初期容積は、以下のように、図４９Ｂに描かれている容積６５３４、６５３３および６５３５の和である。
相互接続質量の現容積変化＝相互接続質量の現容積＋相互接続質量の初期容積

密度項ρ_ｌ０、ρ_ｌｉは、均等化の開始時および均等化中のいずれかの時点ｉでの導管気体系における気体の平均密度である。導管気体系６５３２は、異なる温度および圧力としての気体を含む。導管気体系６５３２は、６５３４と表記されている容積内の制御室６５１０内の容積内の気体と、６５３３と表記されている弁６５４０の制御室側のマニホールド通路内の気体と、６５３５と表記されている弁６５４０の基準室側におけるマニホールド通路内の気体と、６５３６と表記されている基準室内の気体とを含む。

これらの４つの式を結合して、以下のように、圧力均等化の開始時における測定された圧力の対（Ｐ_ＣＣ０、Ｐ_Ｒｅｆ０）と、均等化中の任意の時点での測定された圧力の対（Ｐ_ＣＣｉ，Ｐ_Ｒｅｆｉ）と、均等化のおよそ終了時における基準室６５２０圧力（Ｐ_Ｒｅｆｆ）と、基準室の一定容積（Ｖ_Ｒｅｆ）および相互接続容積（Ｖ_ＩＣ）との関数である、制御室６５１０の容積（Ｖ_ＣＣ）に対する式を展開することができる。

(30)

式中、ライン系６５３２の密度（ρ_ｌ０、ρ_ｌｉ）は、後述するように関連する温度とともに、初期圧力対（Ｐ_ＣＣ０、Ｐ_Ｒｅｆ０）および均等化中の任意の圧力対（Ｐ_ＣＣｉ，Ｐ_Ｒｅｆｉ）を用いて評価される。

式（２９）における導管気体系の密度（ρ_ｌ０、ρ_ｌｉ）は、各物理的容積（すなわち、制御室６５１０、基準室６５２０および相互接続容積６５３０、６５３１）に対して容積－加重平均密度から計算することができる。

式中、Ｒは空気に対する普遍気体定数であり、温度Ｔ_{ＩＣ＿ＣＣ}、Ｔ_ＩＣ＿Ｒ、Ｔ_ｌＣは、一部には相互接続容積壁の温度の関数であり得る。別の例では、温度Ｔ_{ＩＣ＿ＣＣ}、Ｔ_ＩＣ＿Ｒ、Ｔ_ｌＣｒは、一部には相互接続容積壁の温度および基準室の気体温度（Ｔ_Ｒｅｆｉ）の関数であり得る。別の例では、温度Ｔ_{ＩＣ＿ＣＣ}、Ｔ_ＩＣ＿Ｒ、Ｔ_ｌＣは、相互接続壁温度（Ｔ_ｗ）であり得る。別の例では、温度は、基準室温度（Ｔ_Ｒｅｆｉ）であり得る。

式（３１）に対するΔＶ_ｃｆの値は、式（２７）から計算され、最終制御室圧力（Ｐ_ＣＣｆ）はＰ_ＣＣｉに使用され、Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}はＶ_ＣＣに使用される。式（３１）に対するΔＶ_ｒｉの値は、式（２８）から計算される。

圧力均等化の前の導管気体系６５３２の密度は、各物理的容積（すなわち、制御室６５１０および相互接続容積６５３０、６５３１）に対する容積－加重平均密度である式（３１）と同様の式から計算することができる。

密度比（ρ_ｌ０／ρ_ｌｆ）が圧力比（Ｐ_ｌ０／Ｐ_ｌｆ）に等しいように、導管またはマニホールド気体系６５３２に対する一定温度を想定することにより、制御室６５１０容積の推定値を導出することができる。推定をさらに簡略化するために、ポリトロープ係数の代わりに、比熱比（γ）が用いられる。このより簡略化した式では、－ＦＭＳプロセスにおける制御室の容積（Ｖ_ＣＣ）は、３つの圧力（すなわち、圧力均等化の開始時の測定された圧力対（Ｐ_ＣＣ０、Ｐ_Ｒｅｆ０）および単一の均等化圧力（Ｐ_ｆ））とともに、基準室の一定容積（Ｖ_Ｒｅｆ）および相互接続容積（Ｖ_ＩＣ）と、基準室に対するポリトロープ係数（ｎＲ）および制御室に対するポリトロープ係数（ｎＣＣ）との関数として表すことができる。

３つの閉鎖系６５１２、６５２２、６５３２内の気体は、理想気体としてモデル化することができ、そのため、以下のように、初期状態および新たな圧力または容積から温度を求めることができる。

制御室内の気体の初期温度（Ｔ_ＣＣ０）は、相互接続容積壁の温度と、プリチャージ圧力６３１６（図１０８Ｂ）と、プリチャージの直前の制御室６５１０内の圧力６３０６（図１０８Ｂを参照）とから計算し、それをポリトロープ過程としてかつ式（２３）における理想気体の法則を用いてモデル化することができる。プリチャージの前の制御室圧力６３０６は、本明細書では圧送圧力（Ｐｐｍｐ）と呼ぶ。

制御室気体系に対するポリトロープ係数の値（ｎＣＣ）は、制御室６５１０の容積によって変化し、小さい容積に対するおよそ１から大きい容積に対するおよそ比熱比までの範囲であり得る。空気および主に二原子分子の他の系に対する比熱比は、１．４である。一例では、－ＦＭＳの場合のｎＣＣの値は、以下のように、推定された制御室容積（式２１）の関数として表すことができる。

ｎＣＣ＝１．５０７－１．５５１２×１０^－５（２３．５６－Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}）^{３．４２５５}（３４）
制御室の容積（Ｖ_ＣＣ）とポリトロープ係数（ｎＣＣ）との関係を求める方法については、以下のセクションで記載する。

ポリトロープ係数ｎ _ＣＣ を求める
ポリトロープ係数ｎ_ＣＣの値は、経験的にまたは解析的に求めることができる。可能な理解において、ポリトロープ係数は、構造との熱伝達による気体のあり得る温度を、圧力変化によってもたらされる温度変化と比較する。ポリトロープ係数の値は、圧力変化、圧力変化の速度、ならびに気体容積の形状およびサイズによって変化する可能性がある。

一実施形態では、ポリトロープ係数ｎ_ＣＣは、既知の容積を用いて制御室６１７１（図４５）を生成し、＋ＦＭＳプロセスまたは－ＦＭＳプロセスを実行して、均等化中に制御室および基準室の圧力を記録することによって、実験的に求められる。式（１７）、（１８）、（２０）を含むポリトロープ＋ＦＭＳアルゴリズムは、制御室に対するポリトロープ係数（ｎ_ＣＣ）の値を解くために、圧力測定値のセットおよび既知の制御室容積（Ｖ_ＣＣ）に適用される。ポリトロープ係数を求めるこのプロセスは、充填ストロークの後の制御室６１７１の典型である１．２８ｍｌから、送達ストロークの後の制御室６１７１の典型である２３．５６ｍｌの範囲のいくつかの異なる容積に対して繰り返された。ｎ_ＣＣの確定の正確さを向上させるために、各容積に対して何回か、ＦＭＳプロセスを繰り返すことができる。＋ＦＭＳプロセスに対するこの実験的確定の一例を図５０Ａに示し、そこでは、６つの異なる容積に対して式（２２）によって計算されるように、制御室の推定された容積（Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}）に対して、ｎ_ＣＣの値がプロットされている。データに指数方程式をあてはめて、推定された容積制御室に関してポリトロープ係数を表す式（２６）を生成した。図５０Ａにおけるプロットは、単純な式によってデータをより適切にあてはめるために、値１．４－ｎ_ＣＣ対２３．５６－Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}をプロットしている。

同様に、既知の制御室容積に－ＦＭＳプロセスを適用し、均等化中に制御室および基準室の圧力を記録することによって、－ＦＭＳに対するポリトロープ係数（ｎ_ＣＣ）を求めることができる。式（３０）、（３１）、（３２）を含むポリトロープ－ＦＭＳアルゴリズムは、制御室に対するポリトロープ係数（ｎ_ＣＣ）の値を解くために、圧力測定値のセットおよび既知の制御室容積（Ｖ_ＣＣ）に適用される。ポリトロープ係数を求めるこのプロセスは、いくつかの異なる容積に対して繰り返された。－ＦＭＳプロセスに対するｎ_ＣＣに対する結果としての値の例を図５０Ｂに示し、そこでは、６つの異なる容積に対して式（３３）によって計算されるように、制御室の推定された容積（Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}）に対して、ｎ_ＣＣの値がプロットされている。データに指数方程式をあてはめて、推定された容積制御室（Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}）に関してポリトロープ係数（ｎ_ＣＣ）を表す式（３４）を生成した。図５０Ｂにおけるプロットは、単純な式によってデータをより適切にあてはめるために、値１．５０７－ｎ_ＣＣ対２３．５６－Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}をプロットしている。

一実施形態では、取付プレート１７０（図９２）の正面に機械加工された容積を取り付けることにより、一定の既知の制御室容積が生成され、それにより、機械加工された容積は、取付プレートに封止され、制御室を圧力源および圧力センサに接続するポート１７３Ｃを覆う。

Ｖ _ＣＣ に対するポリトロープＦＭＳ較正手続き
ここで図５１および図５２を参照すると、２チャンバＦＭＳプロセスおよびポリトロープＦＭＳアルゴリズム中に記録された圧力データから制御室の容積を計算するフローチャートを提示する。図３９のフローチャートは、制御室（Ｖ_ＣＣ）の容積を計算するために必要な圧力データが最小限である比較的単純なプロセスを提示する。図５２のフローチャートは、均等化プロセス中に複数の圧力対を必要とする、制御室（Ｖ_ＣＣ）の容積をより正確に計算するより複雑な計算について記載する。

図５１に提示する単純なポリトロープＦＭＳ計算手続きは、プロセッサまたはコントローラによって実行され、上述した＋ＦＭＳプロセスまたは－ＦＭＳプロセスのいずれかを完了することと、均等化プロセス中に記録された複数の圧力対をメモリに格納することとを含むステップ６４００で開始する。ステップ６６１４において、コントローラは、複数の圧力対を解析して、均等化プロセスが開始したときの制御室圧力および基準圧力として初期制御室圧力（Ｐ_ＣＣ０）および初期基準圧力（Ｐ_Ｒｅｆ０）を特定する。均等化の開始または初期圧力を特定する方法または手続きについては、ポンプ送達容積測定と題する先のセクションに記載されており、そこでは、初期制御室圧力および基準室圧力はＰｄおよびＰｒと称される。ステップ６６１８において、コントローラは、複数の圧力対を解析して、制御室圧力および基準室圧力が、略均等化され、または十分低い割合で変化しているとき、最終制御室圧力（Ｐ_ＣＣｆ）および最終基準圧力（Ｐ_Ｒｅｆｆ）を特定する。制御室圧力および基準室圧力が略均等化したときを特定する１つまたは複数の方法については、ポンプ送達容積測定と題する先のセクションに記載されている。

別法として、ＦＭＳプロセス６４００中、制御室および基準室に対する初期圧力および最終圧力を特定するステップ６６１４および６６１８が発生する場合がある。コントローラまたはＦＰＧＡプロセッサは、初期圧力および最終圧力を特定し、それらの値のみを格納することができる。一例では、初期圧力は、接続弁が開放するときの制御室圧力および基準圧力である可能性があり、最終圧力は、均等化の後に基準室および制御室を通気するように第２弁が開放するときの制御室圧力および基準圧力である可能性がある。

ステップ６６２０において、＋ＦＭＳプロセスの場合は式（２２）、－ＦＭＳの場合は式（３４）を用いて、初期圧力および最終圧力から制御室の容積が推定される。ステップ６６４１において、＋ＦＭＳプロセスの場合、式（２６）において制御室容積の結果として推定値（Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}）を用いて、制御室に対するポリトロープ係数（ｎ_ＣＣ）が計算される。このポリトロープ値（ｎ_ＣＣ）および推定された容積（Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}）は、初期圧力および最終圧力の対とともに、＋ＦＭＳプロセスの場合は式（１７）、（１８）、（１９）に供給され、制御室容積（Ｖ_ＣＣ）が計算される。－ＦＭＳプロセスの場合、ステップ６６４１において、式３４を用いてポリトロープ係数（ｎ_ＣＣ）が計算され、制御室容積（Ｖ_ＣＣ）が式（３０）、（３１）、（３２）を用いて計算される。

図４５におけるコントローラ６１１００等のプロセッサは、格納された圧力対に対してステップ６６１４～６６１８（図５１）を実行することができる。代替実施形態では、プロセッサ６１１００は、圧力均等化の間、圧力対を格納することなくステップ６６１４およびステップ６６１８を実行することができる。

図５２に、制御室容積（Ｖ_ＣＣ）のより複雑な計算について記載する。ＦＭＳを計算し６４００、初期制御室圧力（Ｐ_ＣＣ０）および基準室圧力（Ｐ_Ｒｅｆ０）を特定し６６１４、最終制御室圧力（Ｐ_ＣＣｆ）および最終基準室圧力（Ｐ_Ｒｅｆｆ）６６１８を特定し、制御室容積（Ｖ_{ＣＣＥｓｔ}）６６２０を推定する初期ステップは、図５１に対して上述したものと同じである。

ステップ６６２４、６６２８、６６３０および６６４０は、ポンプ送達容積測定と題するセクションにおいて上述した計算ステップと同様であるが、制御室容積（Ｖ_ＣＣ）の計算が、＋ＦＭＳプロセスの場合は式（１７）、（１８）、（１９）に基づき、－ＦＭＳプロセスの場合は式（３０）、（３１）、（３２）に基づくことが異なる。ステップ６６２４において、制御室圧力（Ｐ_ＣＣｉ）および基準室圧力（Ｐ_ｒｉ）の圧力対が、補間によって先の後続する圧力対と相関されて、厳密に同時に発生した圧力対（Ｐ_ＣＣｉ ^＊、Ｐ_ｒｉ ^＊）が計算される。他の実施形態では、ステップ６６２４はスキップされ、後続する計算は、未補正圧力対（Ｐ_ＣＣｉ、Ｐ_ｒｉ）を使用する。ステップ６６２８において、各圧力対に対して、制御室容積（Ｖ_ＣＣ）が計算される。ステップ６６３０、６６４０において、ポンプ送達容積測定と題するセクションに記載する最適化アルゴリズムが実行されて、最適最終圧力対（Ｐ_ＣＣｆ、Ｐ_Ｒｅｆｆ）および結果としての制御室容積（Ｖ_ＣＣ）が特定される。

代替実施形態では、図４５においてコントローラ６１１００とは別個のプロセッサにおいて、図５１、図５２に記載されている計算を実行することができる。計算は、たとえば、ＦＰＧＡにおいて実行することができ、ＦＰＧＡもまた、アクチュエータ、弁および圧力センサからの入出力信号を処理する。

ポリトロープＦＭＳアルゴリズムによる空気検出
ここで図４３を参照すると、本発明の別の態様は、ポンプ室１８１内の空気の存在、および存在する場合、存在する空気の容積の確定を含む。こうした確定は、たとえば、カセット２４から空気を除去するためにプライミング手順が適切に行われることを確実にするのに役立ち、かつ／または空気が患者に送達されないことを確実にするのに役立つように、重要である可能性がある。いくつかの実施形態では、たとえば、ポンプ室１８１の底部の下部開口部１８７を通して患者に流体を送達するとき、ポンプ室に閉じ込められた空気または他の気体は、ポンプ室１８１内に残る傾向がある可能性があり、気体の容積がポンプ室１８１の有効デッドスペースの容積より大きくない限り、患者に圧送されることが阻止される。後述するように、本発明の態様に従って、ポンプ室１８１内に収容された空気または他の気体の容積を求めることができ、気体の容積が、ポンプ室１８１の有効デッドスペースの容積より大きくなる前に、ポンプ室１８１から気体をパージすることができる。

充填ストロークの終了時、ポンプ室１８１内の空気の量の確定を行うことができ、したがって、それは、圧送プロセスを妨げることなく行うことができる。たとえば、充填スロトークの終了時に、膜１５およびポンプ制御領域１４８２は、膜１５／領域１４８２が制御室１７１Ｂの壁と接触するように、カセット２４から引き離される。図４７に記載したような＋ＦＭＳ手続きを実行して、上述したように、圧力均等化を測定し、制御室１７１（図３４）の見かけの容積を計算することができる。しかしながら、膜気体ペーサ５０から離れている場合、充填ストロークの後の＋ＦＭＳ手続きはまた、膜１５の液体側におけるあらゆる気体または気泡の容積も測定する。

膜１５が制御室壁１７２に接しているときの制御室の容積は、概して、設計および製造プロセスに基づいて既知である。この最小制御室容積はＶ_{ＣＣＦｉｘ}である。充填コマンドの終了時に＋ＦＭＳ手続きの間に測定された制御室容積は、Ｖ_ＣＣ＋である。測定された制御室容積（Ｖ_ＣＣ＋）がＶ_{ＣＣＦｉｘ}より大きい場合、制御システム６６またはコントローラ１１００は、制御室容積（Ｖ_ＣＣ－）を計算する－ＦＭＳ手続きを命令することができる。－ＦＭＳ手続きが、実質的に＋ＦＭＳと同じ制御室容積を与える場合、コントローラは、充填ラインが閉塞されていることを認識することができる。別法として、－ＦＭＳ手続きがより小さい制御室容積を生成する場合、コントローラは、以下のように、気泡の和のサイズ（Ｖ_ＡＢ）として差を認識する。

Ｖ_ＡＢ＝Ｖ_ＣＣ＋－Ｖ_ＣＣ－（３０）
膜１５気体ペーサ５０に接しているとき、送達ストロークの終了時、同様の方法を使用することができる。＋ＦＭＳ手続きは、膜１５気体ペーサ５０に接しているとき、液体における空気の容積を測定するのではなく、制御室１７１内の空気の容積のみを測定する。しかしながら、－ＦＭＳ手続きは、スペーサ５０から離れるように膜を引っ張り、膜１５のドライ側（すなわち、制御室１７１）および液体側（ポンプ室１８１）における空気の容積を測定する。したがって、送達ストロークの終了時、液体における空気の容積（Ｖ_ＡＢ）もまた求めることができる。
Ｖ_ＡＢ＝Ｖ_ＣＣ－－Ｖ_ＣＣ＋（３１）

空気較正
本開示のさらなる態様は、ＦＭＳプロセスに関連づけられた圧力測定とは無関係に圧力測定を用いる制御室容積６１７１（図４５）の直接測定により、－ＦＭＳプロセスおよび＋ＦＭＳプロセスを較正する方法を含む。２チャンバＦＭＳプロセスを較正するこの方法は、本明細書では空気較正方法と呼ぶ。このセクションにおけるハードウェアの言及は、図４５に向けられるが、等価なハードウェアコンポーネント他の空気圧作動式ダイヤフラムポンプにも等しく適用される。空気較正方法は、限定されないが、制御室容積の全範囲にわたり２チャンバＦＭＳ方法の正確さを向上させ、基準室６２１２に対する名目容積（Ｖ_Ｒｅｆ）および相互接続容積６２０４、６２０５、６２０７、６２０９の容積（Ｖ_ＩＣ）の使用を可能にすることを含む、複数の利点を提供する。本方法はまた、基準室６２１２および相互接続容積６２０４、６２０５、６２０７、６２０９の実際の容積と名目容積との差の補償も可能にする。本方法はまた、制御室６１７１、基準室６２１２および相互接続容積６２０４、６２０５、６２０７、６２０９を含む２チャンバＦＭＳハードウェアの種々の容積における実際の熱伝達と想定された熱伝達と差の補償も可能にする。

空気較正方法は、制御室６１７１圧力測定値を押しのけられた液体の測定値と結合して、制御室壁６１７２と触れるときとカセット６２４のスペーサ６５０と接触するときとの間のいくつかの膜６１４８位置において、制御室６１７１の容積を測定する。制御室容積のこれらの測定値（ＶＣＩｓｏ）は、制御室容積に対するＦＭＳ較正値（ＶＦＭＳｉ）と比較されて、計算されたＦＭＳ容積各々（ＶＦＭＳｉ）に対する較正係数（ＣＣａｌｉ）が計算される。そして、ＣＣａｌｉ値対ＶＦＭＳｉ値のプロットに較正式をあてはめることができる。そして、較正式を用いて、制御室容積計算の正確さを向上させることができる。空気較正方法は、＋ＦＭＳプロセスおよび－ＦＭＳプロセスの両方に適用することができ、各々に対して別個の較正式をもたらすことができる。

＋ＦＭＳの場合の空気較正
図５３Ｂにおけるフローチャート６７００は、空気較正方法の例を記載している。空気較正に対するハードウェア設定は、液体でプライミングされる空気圧駆動式ポンプと、重量計またはメスシリンダに配管された出口とを含む。ハードウェア設定はまた、制御容積またはチャンバ６１７１、圧力センサ６２２２、６２２４、複数の弁６２１４、６２２０および基準容積またはチャンバ６２１２等、２チャンバＦＭＳハードウェアも含む。空気圧弁６２１４、６２２０に命令し、圧力センサ６２２２、６２２４からの圧力を記録し、２チャンバＦＭＳ手続きおよび計算を実行するコントローラ６１１００もまた含まれている。

ハードウェア設定の一例は、図３１に示す、カセット２４およびカセット２４が設置されるＡＰＤサイクラ１４の組合せである。この例では、カセット２４の出力は、重量計、メスシリンダまたは他の流体測定装置に配管される。

再び図５３Ｂと図４５におけるハードウェア関連を参照すると、第１ステップ６７０５は、ポンプまたはカセット６２４および出力ラインを液体でプライミングする。プライミングはまた、ポンプ室６１８１に流体を充填する。

サイクル６７１０に対して括弧によって示すように、手続きは、空気較正方法の間、ステップ６７１５～６７４０を通して複数回、循環する。空気較正サイクル６７１０の第１ステップは、ｉ＝１の場合に制御室容積（ＶＦＭＳｉ）の暫定的な測定値を生成する＋ＦＭＳプロセス６７１５を完了する。空気較正手続きは、ステップ６７１５において代替的に使用することができる他の容積測定技法に対して、等しく適用される。ステップ６７２０において、制御室６１７１内の圧力は、第１弁６２２０を制御し、気体がチャンバ壁６１７２およびガスケット６１４８と熱平衡になるのを可能にするように、所定期間気体を保持することにより、およそＰ１まで上昇する。一例では、圧力は、１５秒～３０秒間、Ｐ１で保持される。別の例では、圧力はＰ１まで上昇し、空気圧弁６２２０は閉鎖され、制御室６１７１内の気体は、壁６１７２、６１４８と熱平衡状態になる。弁６２２０および６２１４を閉鎖することにより、制御室６１７１は隔離される。ステップ６７２０の終了時の圧力は、Ｐｌｉに記録される。

ステップ６７２５において、カセット６２４の液圧弁６１９０が解放されるかまたは開放され、それにより、制御室６１７１内の圧力が、液圧弁６１９０を通って重量計の上に流体を押し出すことができる。ステップ６７３０において、制御室６１７１内の気体または空気が、ポンプ側６１８１の液体との圧力平衡に達し（それは迅速に発生する）、制御室壁６１７２、６１４８と熱平衡状態になり（それには数秒間かかる可能性がある）ように、液圧弁６１９０は十分長く開放して保持される。一例では、液圧弁は、１５秒間～３０秒間開放して保持される。ステップ６７３５において、制御室６１７１内の圧力はＰ２ｉにおいて記録され、重量計の変化はＭ_ｉで記録される。そして、液圧弁６１９０は閉鎖される。

ステップ６７４０において、以下のように、第１圧力および第２圧力（Ｐ１ｉ、Ｐ２ｉ）ならびに押しのけられた液体質量（Ｍ_ｉ）から、較正係数（ＣＣａｌ）が計算される。

(35)

式中、Ｖ_{ＣＩｓｏｉ}は、以下のように、ｉ番目の位置における制御室の等温確定容積であり、

(36)

式中、ρはカセット６２４内の液体の密度であり、Ｖ_ＦＭＳｉは、＋ＦＭＳプロセスに対して式（１７）、（１８）、８１９）毎に計算される。

膜６１４８がポンプ容積またはチャンバ６１８１の反対側に達し、スペーサ６５０と接触するまで、サイクル５６１０を複数回繰り返すことができる。ステップ６７４５において、ＦＭＳ確定容積ＣＣａｌ（ＶＶＭＳ）の関数としての較正係数に対する式が、データにあてはめられる。ここであるべてのあり得る容積に対して制御室６１７１容積のより正確な測定値を得るために、以下のように、先のセクションで記載した制御室６１７１の容積に対するＦＭＳ計算の出力を補正することができる。

Ｖ_ＣＣ＝Ｖ_ＦＭＳ・Ｃ_ｃａｌ（Ｖ_ＦＭＳ）（３７）

－ＦＭＳの場合の空気較正
－ＦＭＳプロセスの場合もまた、図５３に記載する空気較正手続きによって較正係数を得ることができる。－ＦＭＳ空気較正方法では、ポンプ室６１８１および重量計（たとえば、液体出口６１９１）への流体ラインがプライミングされ（ステップ６７０５）、重量計上の容器に部分的に液体が充填される。ステップ６７１５において、－ＦＭＳプロセスが完了して、式（３０）、（３１）、（３２）を用いて制御室６１７１容積の－ＦＭＳ測定値（ＶＦＶＭＳｉ）がもたらされる。ステップ６７２０において、制御室６１７１の圧力が、周囲圧力より十分低い圧力Ｐ１にチャージされる。ステップ６７２５において、制御室６１７１内の低い圧力が、ポンプ室６１８１内にかつ重量計の容器から流体を引き出す。ステップ６７３０～ステップ６７４５は、＋ＦＭＳ空気較正手続きに対して上述したものと同じである。－ＦＭＳ計算容の関数としての較正係数積ＣＣａｌ（ＶＦＭＳ）に対する結果としての式を、－ＦＭＳ結果に適用することができる。

改良された空気較正
Ｖ_{ＣＩＳＯｉ－１}の値およびＶ_{ＣＩＳＯｉ＋１}の値を考慮することにより、Ｖ_{ＣＩＳＯｉ}値の正確さをさらに向上させることができる。図１１３に記載した手続きは、制御室６１７１容積を逐次求め、それにより、それらの値が関連するようにすることができる。したがって、Ｖ_{ＣＩＳＯｉ}の値を、ｉ－１番目の位置からｉ番目の位置へ、ｉ＋１番目の位置へ等、平滑に変化するように期待することができる。近くの結果に対するこの依存性は、ポンプによって移動する液体の容積がわずかであるため正確に測定することがより困難である、最大値および最小値において特に有用である。いかなる制御室容積（ＶＣＩｓｏｉ）の値も、以下のように、先の制御室容積（Ｖ_{ＣＩｓｏｉ－１}）に押しのけられた液体容積を足したもの、続く制御室容積（Ｖ_{ＣＩｓｏい＋１}）から押しのけられた液体容積を引いたものを含む、２つの他の独立した測定値によって表すことができる。

Ｖ_{ＣＩｓｏｉ}＝Ｖ_{ＣＩｓｏｉ－１}＋ρ・ｍ_ｉ－１＝Ｖ_{ＣＩｓｏｉ}＝Ｖ_{ＣＩｓｏｉ＋１}－ρ・ｍ_ｉ＋１
したがって、Ｖ_ＣＩｓｏの値を、隣接する値および押しのけられた容積（ρ・ｍ_ｉ－１）と平均することによりより高精度にすることができる。

結果としての平均された値Ｖ_{ＣＩｓｏｉ，１}を、式（３８）の右辺に挿入することにって再度平均して、Ｖ_{ＣＩｓｏｉ，２}をもたらすことができる。Ｖ_{ＣＩｓｏｉ}の値が変化を止めるかまたはある値に収束するまで、この反復的平均プロセスを続けることができる。

このプロセスは、第１容積と最後の容積とに対してわずかに異なり、それは、１つの辺にのみ値があるためである。第１容積Ｖ_{ＣＩｓｏ１，１}および最後の容積Ｖ_{ＣＩｓｏＮ，１}を平均する式は以下の通りである。

この場合もまた、結果としての平均値Ｖ_{ＣＩｓｏ１，１}およびＶ_{ＣＩｓｏＮ，１}を式（３９）（４０）の右辺に挿入して、Ｖ_{ＣＩｓｏ１，２}およびＶ_{ＣＩｓｏＮ，２}を計算することができる。Ｖ_{ＣＩｓｏ１}およびＶ_{ＣＩｓｏＮ}の値が変化を止めるかまたはある値に収束するまで、この反復的平均プロセスを続けることができる。Ｖ_{ＣＩｓｏ１}およびＶ_{ＣＩｓｏＮ}の初期値が疑わしいかまたは信頼性が低いと認められる場合、以下のように、Ｖ_{ＣＩｓｏ１，２}およびＶ_{ＣＩｓｏＮ，２}の初期値を、それらのより信頼性の高い近傍値に基づいて設定することができる。

Ｖ_{ＣＩｓｏ１，１}＝（Ｖ_{ＣＩｓｏ２}－ρ・ｍ_２）
Ｖ_{ＣＩｓｏＮ，１}＝（Ｖ_{ＣＩｓｏＮ－１}－ρ・ｍ_Ｎ－１）
そして、Ｖ_{ＣＩｓｏ１，２}およびＶ_{ＣＩｓｏＮ，２}に対する後続する平均は、上述したように進行することができる。

実質的に瞬時のまたは連続的な流量およびストローク容積推定
いくつかの実施形態では、圧送ストロークが発生している間、ダイヤフラムポンプのポンプ室へのまたはポンプ室からの流量、および／またはポンプ室のストローク容積（すなわち、ダイヤフラムがポンプ室を横切った程度）を推定することができる。これは、ダイヤフラムポンプの流体送達ストローク中に、または流体充填ストローク中に達成することができる。これらの推定値は、ポンプストロークの進行中、コントローラ解析に対して十分なデータが収集されると入手可能である可能性があり、それにより、コントローラは、連続的に更新される圧力情報に対して作用して、ポンプ室を出入りして移動する流体の累積的容積を計算することができる。こうしたリアルタイム情報は、ストロークの終了を早期に判断するのに役立つことができ、行われる部分ストロークの数を低減させることができ、わずかな容積または増分の流体のより正確な送達を可能にすることができ、厳密な目標流体容積をより効率的に送達することができ、閉塞および他の流量低減状態の早期の検出を可能にすることができるとともに、流体ライン等のプライミングに役立つことができる。この情報はまた、ポンプカセットを通る流体スループットを増大させるのにも役立つことができる。

ポンプストローク中の流量およびストローク容積またはストロープ進行の推定は、ポンプストロークが進行している間に制御室内の圧力減衰をモニタリングすることによって達成することができる。圧力減衰の速度をモニタリングすることから生成されるデータは、コントローラが、ポンプ室を通る流体流量を求めるために使用することができる。ポンプストローク中の圧力減衰は、ポンプ室が流体で満たされるかまたは流体が空けられる際の制御室の容積の変化を示すため、ポンプストロークの過程にわたってこの減衰をモニタリングすることにより、コントローラは、発生時にストローク容積を推定することができる。

オン／オフ、バイナリまたは「バンバン」圧力コントローラが使用される実施形態では、圧力コントローラは、圧送中に所望の圧力を維持するために、制御室を圧力リザーバに接続し分離するように弁を繰り返し作動させる必要がある場合がある。たとえば、送達ストローク中、流体がポンプ室から圧送される際、関連する制御室の容積が増大する。これにより、制御室の圧力が減衰することになる。ポンプ室を充填するように負圧を加えるか、またはポンプ室から流体を排出するように正圧を加えて、プロセスまたはアルゴリズムを用いることができる。本明細書で用いる「圧力減衰」という用語は、測定されている実際の圧力の絶対値の減衰（すなわち、正圧が加えられる場合は周囲圧力に向かう低下、または負圧が加えられる場合は周囲圧力に向かう上昇）を指すように意図される。制御室内の圧力が許容圧力範囲外になると、圧力コントローラは、弁を圧力リザーバに開放することによって制御室圧力を調整することができる。許容圧力範囲は、圧力設定値の範囲内にあり得る。この圧力調整または維持は、制御室圧力をおよそ所望の値にかつ／または許容範囲内に戻るようにするために十分な期間、好適な圧力源にチャンバを接続することを含むことができる。圧力は、この場合もまた、流体がポンプ室にまたはポンプ室から送達されるに従って減衰し、再加圧が再度必要になる。このプロセスは、ストロークの終了に達するまで継続する。

再加圧を繰り返すことにより、事実上、実質的に鋸歯に見える圧力調整波形が生成される。上述したような圧力調整波形を示すプロット例を、図４２に示す。図示するように、波形は、下限圧力閾値２３１２と上限圧力閾値２３１０との間で振動する。ストロークが進行するにしたがって圧力は減衰し（データ点２３０２～２３０４を参照）、流体はポンプ室から出て、制御室の容積が変化する。図４２のプロット例では、流体がダイヤフラムポンプのポンプ室から出て宛先に圧送される際、制御室容積は拡張している。圧力減衰が横ばい状態になるとき２３０５、ストローク終了が示され、その時点で、チャンバ容積を固定し（すなわち、ポンプ室への入口流体弁および出口流体弁を閉鎖し）、既知の基準容積の圧力によってチャンバ圧力を均等化する２３３２ことにより、ＦＭＳ容積確定を行うことができる。

各圧力減衰は、ポンプストロークの過程の間に制御室の容積がおよそ既知であり得るように、モニタリングすることができる。この情報により、チャンバの初期容積と比較した場合に発生したポンプストローク容積の量を求めることができる。ポンプ室の初期容積は、たとえば、ストローク前ＦＭＳ測定を行うことによって求めることができる。この方法は、概して、閉鎖チャンバの容積を、既知の容積および圧力の基準室と連通したときのその圧力の変化をモニタリングすることによって求めることを含む。この確定は、ポンプの制御室の一定容積を確保するようにポンプ室の流体入口出口弁を閉鎖することと、その後、基準室に制御室を接続することとを含む。系の熱伝達特性および動力学に応じて、過程を等温または断熱としてモデル化することができる。系はまた、測定の正確さを最適にするためにポリトロープ過程としてモデル化することも可能である。制御室の初期容積を求める他の方法を使用することができる。たとえば、初期制御室容積が、実質的に、圧送システムのチャンバの測定中に物理的に測定された制御容積であると想定するように、コントローラをプログラムすることができる。この想定は、たとえば、コントローラが先行するストローク終了状態に完全に達したと計算したときに採用することができる。

ポンプストローク中のダイヤフラムポンプの制御室およびポンプ室におけるリアルタイムのまたは連続した容積変化の確定は、先に開示した圧力ベースの容積確定とは、流体入口または出口入口が開放したままであって、流体がポンプ室に流入しまたはポンプ室から流出し続けるのを可能にするという点で、実質的に異なる。さらに、既知の容積および圧力の基準室は不要である。制御室／基準室均等化プロセス（「２チャンバ」ＦＭＳ）からこのプロセスを識別するために、本明細書に記載する連続測定プロセスは、「１チャンバ」ＦＭＳとみなすことがより適切であり得る。ポンプ室が入口流体ラインまたは出口流体ラインに対して開放したままであるが、関連する制御室は、閉鎖系を維持し、それにより、初期容積が既知となると第２容積を求めることができる。制御容積が気体源またはシンクから隔離されている（すなわち、制御容積の質量に変化がない）間、圧力データが繰り返しサンプリングされる。これらの状況の下で、ポリトロープ過程を用いるアルゴリズムに基づくコントローラの計算は、より正確な結果を提供することができる。この方法は、今になって実現可能であり、それは、迅速なデータ収集および計算が可能な電子プロセッサが今では利用可能であるためである。たとえば、高速特定用途向け集積回路を採用することができ、または好ましくは、ＦＰＧＡデバイスが、今ではこのタスクに専用とすることができ、主システムプロセッサから、その計算資源を共有しその効率を低下させなければならないという負担を軽減する。いくつかの実施形態では、ポンプストローク中にオンザフライまたはリアルタイム容積測定を行いながら、他のタスクに対して幾分かの資源を維持するために必要な時間ブロックに対して、十分にロバストなＦＰＧＡが再構成可能または再プログラミング可能であり得る。リアルタイムまたはオンザフライ容積測定は、制御室圧力またはポンプ室圧力を調整するために使用される供給弁の閉鎖と開放との間の２つの時点で、制御室の容積を見付けることによって達成することができる。２つの時点の間の容積差により、コントローラは、比較的リアルタイムの流量を推定する
ことができる。

図４２に示すように、高速コントローラは、一連の圧力データ点２３０２、２３０３、２３０４を収集することができ、それらの各々により、コントローラは、各点に関連づけられたチャンバ容積変化を連続して計算することができる。コントローラが、制御室の開始容積を求めたと想定すると、後続する圧力減衰点における容積の変化を計算することができる。そして、たとえば点２３０３における終了容積を計算するために点、点２３０２に関連づけられた終了容積を２３０３における開始容積として使用することができ、以下続く。

図５６は、トレースが、制御室内の圧力とそのチャンバからの推定された圧送容積とを表す、例としてのグラフ５７００を示す。容積推定トレース５７０２は、圧力トレース５７０４の各圧力減衰５７０８時に圧力データ点をサンプリングすることによって生成される。上述したように、コントローラは、２つの圧力データ点の間の圧力差を使用して、関連づけられたポンプ室内で押しのけられた容積を求めることができる。そして、コントローラは、ポンプ室を出入りして移動した流体の累積容積を計算することができる。さらなる圧力減衰５７０８および再加圧事象５７０６が発生するに従い、容積推定トレース５７０４によって示される累積容積が増大する。プロセッサは、データ点を迅速にサンプリングし解析することができるため、例としてのグラフ５７００に示すように、容積推定値を連続的に更新することができる。その結果、ストロークが進行している間に、ポンプ室にまたはポンプ室から送達される容積を正確に推定することができる。この推定値は、流体の圧送を停止させることなく、かつ基準室を使用することなく生成される。

ポンプストローク全体を通して制御（またはポンピング）チャンバの圧力減衰をモデル化するために、あらゆる好適な数学的方法を使用することができる。しかしながら、ポンプストロークの１つの時点における圧力減衰曲線が、ポンプストローク中の別の時点における圧力減衰曲線に極めて類似するように見えるが、ポンプ室における容積変化の異なる量を表す可能性があることが理解されるべきである。ポリトロープモデルを使用することによりポンプストローク中の圧力減衰曲線を解析するようにコントローラをプログラムすることは、容積変化のこれらのあり得る差を解くのに役立つことができる。

１チャンバＦＭＳ（ポリトロープモデルを用いて制御室またはポンプ室におけるリアルタイムなまたは連続的な容積変化を計算する）は、ポンプ制御室を圧力リザーバ（正圧または負圧）に接続するバイナリオリフィス弁または可変オリフィス弁のいずれかを用いるシステムにおいて実現可能であり得る。いずれかのタイプの弁が閉鎖されている時間（ただし、この期間は、可変弁が使用される場合よりはるかに短い可能性がある）、圧力データを収集し解析することができる。いずれの場合も、流体が出ていく間の圧力減衰（または、流体が入ってくる間の圧力上昇）をサンプリングすることができ、容積変化を計算することができ、プロセスを繰り返して、リアルタイム容積変化データを提供することができる。以下の説明では、制御室またはポンプ室内の圧力を調整するためにバイナリ弁を用いるシステムに対して、ポリトロープモデリング過程が適用される。この説明は、他のタイプの弁および圧力調整プロトコルに適用される。

概して、流体ポンプ室が可撓性ダイヤフラムによって制御室から分離されている任意の気体駆動式（たとえば、空気駆動式）ダイヤフラムポンプに対して、１チャンバＦＭＳプロトコルを適用することができる。ポンプストローク中、流体がポンプ室に入るかまたはポンプ室から出る際、コントローラが、制御室およびダイヤフラムに送達される圧力を調整するため、制御室は、少なくともその時間の一部において、閉鎖系となる。制御室内の圧力が高い閾値に達するかまたはそれを超えると、制御室を圧力源に接続する弁が閉鎖する。ポンプ室内外の流体移動から圧力が減衰すると、弁は再度（完全にまたは部分的に）開放し、ポンプストローク中、空気が入ってくるか又は出ていくことに対して制御室が閉鎖される交互の期間がもたらされる。制御室が隔離されるこれらの段階中、圧力の変化は、制御室、したがってポンプ室の容積の変化を反映する。圧力減衰期間の開始時における初期容積は、先の測定値から既知となるかまたは推定されなければならない。そして、終了容積が、初期容積と終了容積との間の測定圧力差から計算することができる。そして、制御室隔離段階中に圧力がさらに減衰するため、次の計算に対する初期容積として、終了容積を使用することができる。このように、コントローラは、ポンプストロークの圧力減衰段階中に圧力測定値を迅速に収集して、ポンプ室の容積の変化を略連続的に計算することができ、したがって、ポンプに入るかまたはポンプから出る瞬間的な流体流量を推定することができる。閉鎖系における気体の圧力と容積との間の関係は、理想気体の挙動を記述する標準方程式によって制御され、計算においてポリトロープ過程を想定することは最適である可能性があり、そこでは、ポリトロープ係数は、１とポンプで使用される気体の比熱比を表す値（その気体に対する断熱係数）との間で変化する可能性がある。

ポリトロープ係数は、以下の式によって制御される。
ＰＶ^ｎ＝定数
式中、Ｐは圧力であり、Ｖは容積であり、ポリトロープ指数「ｎ」は、１とγ（γは１．４であり、空気を含む大部分の気体に対して断熱系を記述する係数である）との間の数である。式の右辺は定数であるため、２つの連続した時点を比較することができる。２つの連続した時点を比較するために、以下の式を採用することができる。

式中、Ｐ_ｔは時点ｔにおける圧力であり、Ｖ_ｔは時点ｔにおける容積であり、Ｐ_ｔ－１は時点ｔ－１における圧力であり、Ｖ_ｔ－１は時点ｔ－１における容積である。Ｖ_ｔを解くために式を再配置し、簡略化して以下の式をもたらす。

上記式に示すように、チャンバの現容積Ｖ_ｔは、先行する時間間隔の終了時の容積が求められた場合に求めることができる。そして、この容積を用いて、望ましい場合はストローク容積を求めることができる。さらに、Ｖ_ｔとＶ_ｔ－１との間の時間の長さを追跡することにより、その期間にわたる流量を求めることが可能である。連続的に対にされた圧力データ値を用いて複数の流量確定値を平均することにより、ポンプストロークの一部にわたる平均流量を求めることができる。さらに、制御室の開始容積および名目終了容積が既知であることにより、ポンプストロークを完了するために必要な時間の長さを独立して求めることができる。例では、データサンプルセットは、１０ミリ秒毎に収集することができ、２０データサンプルを含むことができる。こうした実施形態では、Ｖ_ｔとＶ_ｔ－１との間の時間の長さは０．５ミリ秒となる。好ましいデータサンプリングレートは、特に、ポンプストロークの予測される持続時間、コントローラによって観察される圧力減衰速度、圧力信号に関連づけられた測定誤差または雑音の程度、ならびにコントローラのサンプリング速度および処理能力（たとえば、専用ＦＰＧＡが使用されているか否か）によって決まる。

いくつかの実施形態では、コントローラは、サンプリングされた各データ点において容積データを計算することができる。これには、測定点の間の熱伝達の影響を最小限にするという利点がある。一方、測定中の信号雑音は、実際の容積の変化に対して正確さの低い計算をもたらす可能性がある。別の実施形態では、プロセッサは、熱伝達が許容可能なレベルであると推定される期間内で圧力データ点のセットをサンプリングすることができ、圧力データセットを、プロセッサによってフィルタリングするかまたは平滑化することができ、その後、その期間の最後に、初期平滑化圧力測定値および最終平滑化圧力測定値を用いて最終容積が計算される。したがって、測定の正確さに対する信号雑音の影響を低減させることができる。

圧送ストローク中、圧力データ収集が可能ではないかまたは勧められない期間がある。たとえば、圧力供給源が開放しており、ポンプ室圧力が急上昇しているとき、流体のポンプ室への流入または流出が続く。最初の近似として、この短い期間中の流体流量は、圧力供給弁の開放の直前に測定された流量からおよそ変化しないままであると想定することができる。そして、このように推定された容積変化は、最後に測定された圧力データ点を表す容積に加算して、次に測定される圧力データ点に対する初期容積に達することができる。さらに、ストローク中、圧力データ点が無視される可能性がある規定された時点があり得る。たとえば、データサンプリングレートに応じて、加圧事象の間に圧力上昇の直前の圧力情報は不正確である可能性がある。加圧事象の直後のデータ点に対してもまた、幾分かのエイリアシングが存在する可能性がある。実施形態では、加圧事象の前および後の所定期間内にコントローラによって収集されるデータ点を廃棄するかまたは無視して、流量確定プロセスの正確さをさらに向上させることができる。

圧力データ収集および解析にＦＰＧＡを使用する実施形態では、下位のサンプリングレートから生じる問題は、それほど重要ではない可能性がある。いくつかの実施形態では、ＦＰＧＡはまた、圧送システムにおける関連する弁を制御するための資源容量を有することも可能である。圧力供給弁を制御することにより、ＦＰＧＡは、圧力データのサンプリングをより効率的に予定することができる可能性がある。事象の同期化を改善することができ、データサンプリングによるエイリアシング問題を低減させることができる。

ポンプストロークの開始時に、いくつかの推定も行うことができる。第１圧力減衰事象の前に、ポンプ室内へのまたはポンプ室から出るわずかな量の流体移動が存在する可能性がある。慣性力が初期流体流を制限する可能性があるが、圧力減衰中の第１データサンプリング点の前に初期流体流および容積変化を推定するようにコントローラをプログラムすることができる。こうした推定により、ストロークの開始時に圧力減衰情報が入手できない間に、チャンバ容積の変化の推定を可能にすることができる。ストロークの開始時に移動したと推定される流体の量は、制御室およびポンプ室に加えられる圧送圧力によって決まる可能性がある。加えられた圧力の値に基づいて所定容積の流体移動を含むように、コントローラをプログラムすることができる。別法として、推定された流量を求めるために、複数のデータ点がサンプリングされた後、その流量を用いて、データが入手可能でなかった間に移動した容積に対して外挿することができる。たとえば、その期間にわたる流量が、現時点で推定される流量に実質的に等しかったと想定することができる。そして、流量が一定であるというこの推定を用いて、データが入手可能でなかった期間にわたって移動した容積の推定値を求めることができる。

図５７は、ポンプストローク中に制御室容積変化を推定するために使用することができる複数のステップの例を詳述するフローチャートを示す。図示するように、ステップ５２００においてフローチャートは開始し、そこであるトローク前ＦＭＳ測定が行われ、それは、実施形態では、ポンプ室および制御室の容積を固定することと、制御室圧力を測定することと、基準容積チャンバと圧力を均等化することとを含む。この測定は、開始制御室容積測定値を提供することができる。別法として、コントローラが、ポンプ室の先行するストローク終了が完全に完了したと計算した場合、コントローラによって、開始制御室容積は、一定かつ既知の量であると想定することができる。そして、ステップ５２０２において、ポンプストロークを開始することができる。ステップ５２０４において、ストロークが流体を押しのけ、流体をポンプ室内にまたはポンプ室から移動させる際に、制御室圧力減衰（または、圧力の絶対値の減衰）をモニタリングすることができる。いくつかの具体的な実施形態では、各減衰曲線に沿って複数のデータ点をサンプリングすることができ、上述した数学的モデルを用いて、ポンプストロークが進行するに従い制御室容積の変化を求めることができる。データ点および容積情報は、メモリ５２０８に保存することができる。

ストロークの終了が検出されないと想定して、制御室内の圧力が所定範囲外になる（たとえば、所定圧力値未満になる）と、ステップ５２１０を実行することができる。ステップ５２１０では、圧力コントローラは、制御室に対する圧力維持を行って（すなわち、制御室を再加圧して）制御室圧力をおよそ（たとえば、その範囲の高い圧力限界またはその近くであり得る）所定所望値に戻すことができる。ステップ５２１０を完了した後、収集されたデータを再度メモリ５２０８に保存しながら、ステップ５２０４を繰り返すことができる。これは、ストローク終了状態が検出されるまで続けることができる。ストロークの終了の検出については別の場所に記載している。

ストローク終了状態が検出される場合、ステップ５２１２において、（制御気体圧力を測定することによって容積を求める）ストローク後ＦＭＳ測定を行うことができる。この測定値をステップ５２００からの測定値と比較して、ストローク中に移動した総容積を確認しかつ／またはより精密に求めることができる。さらに、このストローク後ＦＭＳ測定値は、そのポンプ室によって行われる次のストロークに対する開始制御室容積測定値としての役割を果たすことができる。

ポンプがそのポンプストロークを完全に完了したと判断する他の手段を使用することができる。そうする場合、その後、その判断の結果を用いて、コントローラを、次のポンプストロークに対する制御室の開始容積に初期化することができる。圧力測定による容積確定以外の方法を用いて、ポンプストロークが完全に完了したか否かに関わらず、制御室およびポンプ室の最終容積を評価することができる。しかしながら、最終チャンバ容積が求められ、その後、その値を用いて、コントローラを次のポンプストロークに対するチャンバの開始容積に初期化することができる。

上述した数学的モデルのポリトロープ係数「ｎ」を、所定値で初期化することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、係数を１．４または（空気に対する断熱過程を表す）γに設定することができる。初期化値は、実施形態、制御流体のタイプまたは意図された流量によって異なる可能性がある。たとえば、相対的に高速な流量の実施形態は、断熱系としてより適切にモデル化することができ、より低速な流量の実施形態は、等温系としてより適切にモデル化することができる。

そして、複数のポンプストロークにわたって、計算されたリアルタイム流量とストローク終了時の測定された最終容積変化との間のより大きい合致をもたらす値に、係数を調整することができる。これは、任意の好適なソフトウェアアルゴリズムを用いて１つまたは複数のポンプストロークにわたって収集されたフィードバックを用いることにより、または比例コントローラもしくはＰＩＤコントローラ等のコントローラを用いることにより、行うことができる。フィードバックは、ストローク前ＦＭＳ測定およびストローク後ＦＭＳ測定の比較によって求められる計算された送達済み容積の形態であり得る。最終ＦＭＳ測定容積と、「ｎ」に対する現行値を用いて求められた、推定されたリアルタイム容積変化とを比較することができる。それらの容積が、所定量を超えて異なる場合、「ｎ」に対する値を調整することができる。そして、新たな係数値を保存し、次のポンプストロークに対する初期値として使用することができる。例では、いくつかのポンプストロークにわたって収集されたデータを用いて、係数「ｎ」を調整することができる。たとえば、複数のストロークに対して移動した最終（たとえば、ＦＭＳ測定）容積をもたらした「ｎ」の値を、合わせて平均することができる。周囲条件の著しい変化（たとえば、流体または環境の温度の変化）がない場合、平均または他の数値フィルタリング手続きにより、正確な流量およびストローク容積測定値を生成するために必要な時間を短縮することができ、それは、コントロータに対して、ストローク前ＦＭＳ測定値およびストローク後ＦＭＳ測定値の繰返しの比較を行わせる必要がない可能性があるためである。

図５８は、上述したように数学的モデルの係数を調整する複数のステップの例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップ５２２０において、ストローク前ＦＭＳ測定を行って、制御室に対する開始容積を求めることができる。そして、ステップ５２２２において、ストロークを開始することができる。ステップ５２２４において、圧力調整波形における圧力減衰をモニタリングすることができる。事前に定義された初期指数係数値とともに数学的圧力－容積モデル例を用いて、制御室の容積変化を求めることができる。ストロークが完了すると、ステップ５２２６において、ストローク後ＦＭＳ測定を行って、ストローク終了制御室容積を求めることができる。ステップ５２２８において、ステップ５２２０および５２２６からの容積測定値を比較して、ストロークに対する総制御室容積変化を求めることができる。この比較に基づいて係数を調整して、必要な場合は２つの最終値を整合させることができる。たとえば、ＦＭＳ測定値を用いることによって見つけられる容積変化をもたらした値に、係数を調整することができる。

上述したように、ストロークが進行している際の流量推定値は、限定されないが、閉塞の検出、低流量状態または流れなし状態の検出、ストローク終了の検出、流体ラインプライミング状態の検出等を含む複数の目的に使用することができる。流量推定値をモニタリングして、ストローク終了状態が存在する可能性があるか否かを判断することができる。たとえば、リアルタイム流量が事前に定義された閾値（たとえば、１５ｍＬ／分）未満に低下した場合、ポンプストロークが完全に完了した（すなわち、ポンプの物理的限界を考慮して、最大容積の流体が移動した）ことを示す可能性がある。流量推定値が事前に定義された閾値未満に低下した場合、チャンバに対してＦＭＳ測定を実行することができ、送達された容積を確認することができる。ＦＭＳ測定により、ストロークの終了に達したと判断される場合、チャンバは、次の圧送動作（またはポンプストローク）に移ることができる。ストローク終了状態に達していない場合、コントローラは、たとえば、ポンプストロークを再開しようと試みることを含む複数の動作を行うことができる。別法として、流量低減状態の検出は、流体ライン閉塞を示す可能性があり、閉塞警告または警報をトリガすることができ、または、流体押戻しを試みて閉塞が存在するか否かを判断することができる。

いくつかの実施形態では、作動可能（ａｒｍｉｎｇ）ルーチン（ソフトウェアトリガ）があるようにコントローラをプログラムして、コントローラ気体トローク終了状態を時期尚早に宣言しないようにすることができる。これは、ストローク終了確定の間違ったトリガを回避するのに役立つことができる。たとえば、ストロークの開始時に蓄積圧力データがないことにより、流量確定に対する信号雑音の影響が増大する可能性がある。例では、ポンプストロークの始動後に所定期間が経過した後にのみトリガが作動可能となるように、コントローラをプログラムすることができる。いくつかの実施形態では、ソフトウェアトリガは、所定流量値の達成であり得る。または、コントローラが、所定容積の流体が移動したと推定した後に、トリガを作動可能とすることができる。ストローク終了状態が検出される前にストローク終了検出トリガが作動可能となることが必要であることは、行われる部分ストロークの数を低減させるのに役立つことができ、ポンプカセットを通して流体のスループットを増大させるのに役立つことができる。作動可能基準に達せず、ストロークの終了が決して検出されないシナリオを防止するのに役立つために、ストロークが所定時間進行した後に、トリガを作動可能とすることができる。他の実施形態では、作動可能基準が満たされることなくストロークの開始以来所定期間が経過した後、ストロークの終了を自動的にトリガすることができる。

図５９は、リアルタイム流量推定値に基づいてストロークの終了を検出する複数のステップ例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップ５２４０において、ストローク前測定を行うことにより、制御室の開始容積を求めることができる。そして、ステップ５２４２において、ポンプストロークが開始する。ストロークが進行するに従い、ステップ５２４４において、制御室圧力調整または維持波形における圧力減衰がモニタリングされる。圧力減衰に基づいて、流量が推定される。ストローク終了作動可能基準が満たされると、コントローラは、流量が予め確立されたかまたは所定の流量を超えたか否かを判断する。流量が所定流量を超えた場合、ステップ５２４６において、ポンプストロークは続き、ステップ５２４４において、流量推定が続く。流量が所定流量未満に低下した場合、ステップ５２４８において、ストロークは終了に達した可能性があり、ストローク終了ＦＭＳ測定を行って制御室容積を求めることができる。

いくつかの実施形態では、ストロークの進行にわたる制御室容積変化の推定値を用いて、ストロークを完了するために必要な時間の長さを予測することができる。名目のまたは予測されたストロークの終了容積は既知であり、制御室容積変化を用いて流量を求めることができるため、コントローラは、この情報を用いて、ストローク全体がどれくらいかかるべきであるかを推定することができる。それに対応して、コントローラは、ストロークの残りの部分を完了するためにどれくらいの時間が必要であるかを推定値を計算することができる。予測されたストローク終了時間に達すると、ストロークを停止することができ、ＦＭＳ測定を行うことができる。ＦＭＳ測定値気体トロークが部分ストロークであることを示す場合、複数の動作を行うことができる。いくつかの実施形態では、サイクラは、ストロークの再試行を試みることができる。別法として、流量低減状態のコントローラによる検出は、閉塞警告または警報を示すものであり得るか、または押戻しの試みを行って、ライン終了閉塞を緩和することができるか否かを判断することができる。

図６０は、ストロークを完了するために必要な時間を予測することによってストロークの終了を判断するために使用することができる複数のステップ例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップ５２５０において、ストローク前ＦＭＳ測定を行って、制御室の開始容積を求めることができる。ステップ５２５２においてストロークが開始される。ストロークが開始すると、ステップ５２５４において、ストロークタイマーを始動させることができる。ストロークが進行するに従い、ステップ５２５６において、制御室に対する圧力調整または維持波形における圧力減衰がモニタリングされる。これを用いて、制御室容積および流量を推定することができる。そして、ステップ５２５８において、これらの推定値を用いて、推定ストローク時間を予測することができる。現チャンバ容積と予測されたストローク終了チャンバ容積との差を見付けることにより、推定ストローク時間を計算することができる。そして、推定された流量を用いて、ストロークを完了するために必要な時間の長さを見付けることができる。推定されたストローク終了時間が、経過したストローク時間より長い場合、ステップ５２５６、５２５８および５２６０を繰り返すことができる。推定されたストローク終了時間が実際の経過したストローク時間以下である場合、コントローラは、ストローク終了状態を宣言することができる。ステップ５２６２において、ストロークは終了し、ＦＭＳ測定を行って、制御室のストローク後容積を求めることができる。いくつかの実施形態では、所定の長さのストローク時間が残るか、または所定量のストローク容積が発生するまで、残りのストローク時間推定を行うことができる。時間が経過するまで、コントローラはストロークを続け、その後、ステップ５２６２を行うことができる。

上述した例示的な数学的モデルによって提供されるリアルタイム流量推定が利用可能であることにより、同様に流量低減状態の早期の検出を可能にすることができる。コントローラにストロークが終了するのを待たせ、容積測定を行い、その測定値を先の測定値と比較する代わりに、予測された流量閾値未満であるリアルタイム流量に応答するように、コントローラをプログラムすることができる。その時点でポンプストロークを停止して、流量推定値を確認するようにより精密な容積測定を（たとえば、ＦＭＳ測定を介して）行うように、コントローラをプログラムすることができる。したがって、流量低減によってもたらされる延長した圧送ストロークを完了する必要なしに、流量低減状態を検出することができる。これは、時間を節約することができ、患者の不快感を低減させることができ、ポンプカセットの全体的な流体スループットを増大させるのに役立つことができる。それはまた、治療が、排液段階の最後から次のサイクルの充填段階まで迅速に移行することができるようにすることも可能である。この効率の向上により、より長い治療時間を滞留に割り当てることができる。一例では、流量推定値が５０ｍＬ／分の閾値未満であるときに流量低減状態を宣言するように、コントローラをプログラムすることができる。いくつかの実施形態では、流量低減状態が宣言される前に、流量は、所定期間（たとえば、３０秒間）、閾値未満であり続けなければならない場合がある。

任意選択的に、異なる流量閾値によって定義される複数の流量低減状態分類法があり得る。たとえば、低い流量閾値（たとえば、＜５０ｍＬ／分）に加えて、低い流量閾値より低く（たとえば、＜１５ｍＬ／分）設定される「流れなし」閾値を認識するように、コントローラをプログラムすることができる。

図６１は、ポンプストローク中に流量低減状態を検出するために使用することができる複数のステップ例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップ５２７０において、ストローク前ＦＭＳ測定を行って、制御室の開始容積を求めることができる。そして、ステップ５２７２においてストロークが開始される。ステップ５２７４において、圧力調整または維持波形における圧力減衰をモニタリングすることができ、それにより、リアルタイム制御室容積変化および流量を推定することができる。流量が、所定期間、所定流量を超える限り、コントローラはポンプストロークを続ける。ステップ５２７４に記載したように、コントローラは、圧力減衰波形をモニタリングし続ける。ストロークの終了に達した場合、ステップ５２７６においてストローク終了ＦＭＳ測定を行って、ストローク終了制御室容積を求めることができる。コントローラが、流量が所定期間、所定流量未満であると判断した場合、ステップ５２７８においてＦＭＳ測定を行って、流量低減状態が存在することを確認することができる。流量低減状態が確認されない場合、ストロークは続くことができ、コントローラは、ステップ５２７４において上述したように、制御室圧力調整または維持波形に基づいて、流量を計算し続ける。

ステップ５２７８において、ＦＭＳ測定によって流量低減状態が確認された場合、ステップ５２８０において、流量低減または閉塞通知、警告または警報をユーザに送信することができる。これは、ユーザインターフェースを介して行うことができ、可聴メッセージまたは音声、振動表示等によって達成することができる。サイクラコントローラによって生成される応答は、検出される流量によって決まる可能性がある。閉塞が存在することを示す前に、流体リザーバ（または、流体ラインに応じて、腹膜腔内）への流体の押戻しをトリガすることができる。押戻しの試みが不成功である場合、コントローラは、閉塞警告を発することができる。

いくつかの実施形態では、流量低減状態が検出された場合、サイクラコントローラは、圧送動作（たとえば、排液段階）に対する目標容積が達成されたか否か（たとえば、腹膜排液の完了）を確認することができる。目標容積以上が移動した場合、コントローラは、圧送動作が完了したことを宣言することができる。いくつかの実施形態では、装置コントローラは、流体リザーバ（たとえば、溶液バッグ、ヒータバッグまたは患者の腹膜）が実質的に空であることを確実にするために、最低限の規定された時間が経過していることを要求することができる。

ポンプストローク中の流体流のリアルタイム測定により、フルポンプストローク容積未満、またはフルポンプストローク容積の整数倍の所定流体容積送達を目標とすることができる。圧力測定を通して推定されたチャンバ容積変化が、目標容積が送達されたかまたは引き出されたことを示すときに、ストロークを終了するようにコントローラをプログラムすることができる。これが発生すると、コントローラは、ＦＭＳ測定を開始して、目標容積に実際に達したことを確認することができる。リアルタイム流体流測定により、複数回ＦＭＳ測定を行う必要をなくすことができる一方で、目標容積を超過するのを回避するように小さい容積の部分ストロークを繰り返し行うことができる。こうした目標設定方式は、目標容積に近づくが超過しないで費やされる時間の長さが、本来、圧送動作における比較的長い時間をとる小児科用途において特に望ましい場合がある。

図６２は、流体の目標容積が移動したときを判断するために使用することができる複数のステップ例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップは、ストローク中の圧力減衰の測定値に基づいて、推定された、移動した容積を利用して、目標容積が達成されていると推定されたときにストロークを終了する。ステップ５２９０において、圧送動作が開始する。この動作は、たとえば、腹膜透析サイクルに対する充填段階であり得る。圧送動作が開示すると、ＦＭＳ測定を行うことができ、ステップ５２９２に示すように、ポンプストロークが開始される。ストローク中、ステップ５２９４において、圧力調整または維持波形における圧力減衰をモニタリングすることができる。これにより、ストロークが進行するに従い、容積および流量の推定が可能になる。ステップ５２９６において、ストロークが終了することができ、ストローク後ＦＭＳ測定を行うことができる。サイクラコントローラは、計算された溶液容積を追跡して、目標容積と圧送動作中に送達された流体の総容積との差が全ポンプ室容積より大きいか否かを確かめる。大きい場合、コントローラは、ステップ５２９７において、続けて次のポンプストロークを命令する。目標容積と圧送された総容積との差が、１つの全ポンプ室の容積未満となるまであるテップ５２９４、５２９６および５２９７を繰り返すことができる。その容積未満となった時点であるテップ５２９８において、別の全チャンバ容積の送達により目標容積が超過された場合、ステップ５２９８が行われる。

ステップ５２９８において、圧送動作のための総送達容積と圧送動作に対する目標容積との差として、目標設定トリガを設定することができる。そして、ステップ５３００において、コントローラが、圧力減衰測定を通して目標容積に達したことを計算するまで、ポンプストロークは続けることができる。計算した時点であるテップ５３０２を行うことができ、そこでは、ストロークは終了し、ＦＭＳ測定を行って、目標容積の流体が移動したことを確認することができる。

ポンプストローク中に圧力減衰曲線から推定された流量を計算することにより、コントローラは、所定流体容積をより精密に送達するために、１つまたは複数の弁を事前に閉鎖することも可能である。すなわち、コントローラコマンドと弁の機械的応答との間に遅延を考慮して、目標容積が送達される前に弁を閉鎖することができる。そして、弁を物理的に閉鎖するために必要な期間中発生する流れにより、目標容積を実質的に満たすことができる。特に、コントローラは、弁を物理的に閉鎖するために必要な時間の長さを推定することができる。いくつかの実施形態では、この推定値は事前プログラムされた値であり得る。たとえば、特定の弁の構成に対して、応答遅延はおよそ１００ミリ秒であり得る。流量のリアルタイム計算に基づいて、弁応答遅延中に移動した流体の容積を推定することができる。この流体の量を目標容積から減じて、弁閉鎖トリガ容積をもたらすことができる。弁閉鎖トリガ容積が満たされると、サイクラコントローラは、弁に対して閉鎖するように命令することができる。

容積測定ポンピング容積較正
サイクラ１４が患者に提供される前に、サイクラ１４によって行われる容積測定ポンプ測定値を較正することができる。較正の出力として、サイクラ１４は、その後、サイクラ１４によって収集された容積測定値を調整するためにポンピング中に使用される較正データを提供され得る。これは、特定のサイクラ１４に特有の容積計算におけるエラーを軽減するのに役立つ可能性がある。本明細書の他の場所で述べられるように（例えば、図５３Ａ～５５を参照）、較正は、使い捨てカセット２４をサイクラ１４に取り付けこと、およびマススケールへの、またはマススケールからの流体のポンピングによって達成され得る。サイクラ１４の較正係数は、伝達された測定された質量およびサイクラ１４によって計算されたＦＭＳ値に基づいて計算され得る。

しかしながら、そのような較正は、使い捨てカセット２４間の製造上の違いに応じて、その精度にある程度の変動を受ける可能性がある。そのような違いは、カセット２４の製造ロット間で生じ得る。さらに、特定のロット内に違いが存在し得る。カセット２４上のシートまたは膜１５の態様は、潜在的にある程度の変動性に寄与し得る。事前に形成された領域がシート１５に含まれる場合、いくつかの変動性は、事前に形成された生成プロセスに起因し得る。さらに、較正プロセスの間、カセット２４は、液体を含む状態または湿った状態にあってもよい。空気がカセット２４に残っている場合、この空気が較正に影響を与え得る。

いくつかの実施形態では、較正中に使い捨てポンプカセット２４の代わりに、１つまたは複数の容量測定標準セットまたは容積較正カセットを使用することができる。本明細書に詳述されるサイクラ１４に関連して説明されているが、そのような容積測定標準カセットは、他のカセットベースのポンプシステムにおいて同様に使用され得る。一般に、容積測定カセットは、サイクラ１４とインターフェースし、使い捨てカセット２４であるかのように制御ガスケット１４８に対してシールするように、使い捨てカセット２４と同様の寸法であり、同じ一般的なレイアウトを有し得る。使い捨てカセット類似体として機能する容積測定標準カセットの場合、較正は、典型的な使い捨てカセット２４に存在するのと同様の状況下で実行することができる。サイクラ１４は、使い捨てカセット２４と同じ方法で制御ガスケット１４８を介して容積測定標準カセットに圧力を加えることができる。容積測定標準カセットは、流体をポンピングしないか、または流体ポンピングに完全に使用できない場合があるが、上記のように気体法則に基づいて容積測定を行うために使用することができる。様々な容積測定標準カセットのポンプ室領域は、特定のポンプ室充填容積を模倣するように設計され得るので、サイクラ１４は、その測定の結果がどうあるべきかを知って、制御室１７１Ｂ（例えば、図４３を参照）容積の測定を行うことができる。したがって、容積較正カセットを用いて制御室１７１Ｂ（例えば、図４３を参照）の容積測定を行うことにより、その特定のサイクラ１４によって収集された容積測定データの誤差を調整するための較正を行うことができる。サイクラ固有で、使い捨てカセットの変動、質量スケールの分解能に関連する制限、またはその他の要因の影響を受けない。さらに、または代わりに、そのような容積較正カセットは、製造中のプロセス試験手順の一部として使用され得る。例えば、容積測定カセットを使用して、サイクラ１４の理想的なベースラインを確立することができる。使い捨てカセット２４は、サイクラ１４によって試験され、このベースラインと比較され得る。使い捨てカセット２４が所定の量を超えて理想的なベースラインから逸脱する場合、関連する使い捨てカセット２４（例えば、同じロットからのもの）をさらに検査するために選び出すことができる。

これらの容積測定標準カセットは、頑丈で、剛性があり、寸法的に安定した材料で構成することができる。例えば、鋼またはアルミニウムなどの様々な金属を使用することができる。特定の実施形態では、ＡＢＳ、ポリカーボネート、アクリル、アルテム、ピーク、および／またはＰＥＴなどのプラスチックを使用することができる。セラミック、ガラスなどの他の材料も可能である。これらの容積較正カセットは、機械加工、射出成形、材料添加プロセス（3D印刷など）によって構築、またはその他の適切な方法で作成できる。容積較正カセットは、流路が流体で満たされた事前に準備されたカセットをエミュレートする場合がある。これらのカセットのポンプ室領域は、理想的な使い捨てポンプカセット２４における所望の充填量を表すように選択される事前定義された形状を有するように設計され得る。いくつかの容量測定標準セットは、選択された様々な充填ボリューム（例えば、実質的に満杯、実質的に空または完全に送達された、およびそれらの間の任意の数の充填ボリューム）を反映するように構築され得る。任意の特定の容積の容積測定較正カセット上のポンプ室の形状は、そのポンプ室１８１が同じ容積を含む場合に使い捨てカセット２４に存在するものと類似の形状を有するように選択することができる。いくつかの実施形態では、容積測定標準または較正カセット上のポンプ室の形状は、所望の容積を含むようにサイクラ１４によって操作されるとき、理想的な使い捨てカセット２４のポンプ室１８１の形状を模倣し得る。容量測定標準セットが異なる容積を表すように構成されている場合でも、任意の容量測定標準セットのポンプ室領域の表面積はすべて実質的に等しくてもよい。使い捨てポンプカセット２４のシート１５は、ポンピングストロークの範囲にわたって最小の伸長を示すので、これは望ましい場合がある。したがって、シート１５のポンプ室領域１５１の表面積は、使い捨てポンプカセット２４のポンプ室１８１に含まれる容積に関係なく実質的に変化してはならない。取り付けられた容積測定較正カセットの容積測定中の方法。構築後、容量較正カセットの容量の検証を行うことができる。これは、重量、水置換量、ビジョンシステムで実行される特性評価、3D CMSでの測定、またはその他の適切な方法で行うことができる。いくつかの例では、容積較正カセットのポンプ室領域の表面積も検証することができる。

ここで、図６３Ａ～６３Ｃには、例示的な使い捨てカセット２４のいくつかの図が示されている。図。使い捨てカセット２４の上面図を示す。使い捨てカセット２４は、図６３および図６３Ｂおよび６３Ｃの断面（図６３Ａの対応する切断面で取られた）で示されている。図６３Ｂに示されるように、使い捨てカセット２４は、カセット２４の中央本体４４を通過するいくつかの流路を含む。さらに、カセットの中央本体４４から離れて突出するいくつかの壁４６および弁ポート１８６がある。リム４８は、使い捨てポンプカセット２４の周囲に存在し、壁４６の高さよりも高い高さまで延びる。膜１５は、このリム４８に取り付けられている。これらの特徴は、上でより詳細に説明されている。

図６３Ｃを参照すると、使い捨てポンプカセット２４のポンプ室１８１は、送達された状態で示されている。この状態では、膜１５は、動作中にエアトラップとして機能するようにポンプ室１８１のいくらかの容積を残すスペーサ５０に対して対向している。ポンプ室１８１およびスペーサ５０は、上でさらに説明される。示される使い捨てカセット２４は、いくつかの入口／出口ポート１５０、１５２、１５４、１５５を含む。

対照的に、図６４Ａ～６４Ｃは、例示的な容積測定または標準較正カセット４０００Ａの様々な図を示している。この容積測定カセット４０００Ａおよび本明細書に記載の他のものは、図６３Ａ－６３Ｃに示されるものならびに本明細書の他の場所に示されているもの（例えば、図６に示されているスパイク１６０を備えた使い捨てカセット２４）と同様の使い捨てカセット２４で動作するようにサイクラ１４を較正するために使用され得る。例示的な容積測定較正カセット４０００Ａの上面図が図６４Ａに示されている。 容積較正カセット４０００Ａは、使い捨てカセット２４と同等またはほぼ同等の全体的なフットプリントを有し得る。容積較正カセット４０００Ａなどの容積較正カセットには、シート１５を含めることはできない。図６４Ｂ（図６４Ａの線６４Ｂ－６４Ｂで取られた断面）では、容積較正カセット４０００Ａは、流路、オリフィス、弁ポート、ミッドボディ４０４４内のパススルーなどを欠いている可能性がある。較正カセット４０００Ａは、中実のミッドボディ４０４４を含み得る。ミッドボディ４０４４は、使い捨てカセット２４のそれよりも厚くてもよい。例えば、ミッドボディ４０４４は、使い捨てカセット２４のミッドボディ４４の少なくとも２倍の厚さ、または２から３倍の厚さであり得る（例えば、図６３Ｂを参照のこと）。例示的なミッドボディ４０４４は、容積測定較正カセット４０００Ａの厚さの大部分（約２／３）を超えて延びる。中央体４０４４の厚さは、様々な実施形態において、容積測定較正カセット４０００Ａの最も厚い部分の厚さの１／２から３／４の間であり得る。

例示的な容積測定カセット４０００Ａ（および本明細書に記載の他のもの）は、使い捨てカセット２４と同じ位置に壁４０４６を含む。これらの壁は、ミッドボディ４０４４から使い捨てカセット２４と同じ点まで延びることができる。いくつかの実施形態では、ポンプ室の反対側の容積測定標準カセットの側面は、壁がなく、実質的に平坦であり得る。壁は、容積較正カセット４０００Ａがサイクラ１４に取り付けられたときに、制御ガスケット１４８の部分を押すシーリング壁またはリブとして機能することができる。したがって、壁は、サイクラ１４の制御室１７１が、容積測定カセット４０００Ａがサイクラ１４内に取り付けられた後の制御ガスケット１４８の他の領域との通信から隔離されることを確実にすることができる。。

例示的な容積較正カセット４０００Ａはまた、突起４０４８を含む。これらの突起４０４８は、使い捨てカセット２４の弁ポート１８６の位置に配置され、使い捨てカセット２４の弁ポート１８６と同じ高さまで延びる。突起４０４８は中実である。オリフィスは含まれていない。代替の実施形態では、オリフィスが含まれ得る。各突起は、中央体４０４４から延びる壁によって完全に囲まれ得る。

例では、壁および突起４０４８は、拡大された中央体４０４４のために、中央体４０４４の表面から測定される高さがより短い。いくつかの実施形態では、壁および／または突起４０４８は、それぞれの端部のわずかに上の点まで延びることができる。使い捨てカセット２４内の壁または弁ポート１８６の点。例えば、壁および／または突起は、膜１５の厚さに等しい（またはほぼ同じであるが、おそらくわずかに大きい）追加の距離を延ばすことができる。これは、較正手順のためにサイクラ１４に取り付けられたときに、容積測定較正カセット４０００Ａを使い捨てカセット２４により近いアナログにするのに役立つ可能性がある。壁は、容積較正カセット４０００Ａがサイクラ１４に取り付けられているときに、ガスケット１４８（例えば、図３３Ａ～Ｃを参照）がミッドボディ４０４４に接触するのを防ぐのに十分な高さを有し得る。

さらに、成形を容易にするために使い捨てカセット２４上に存在するドラフトは、特に容積較正カセット４０００Ａが機械加工されている場合、容積較正カセット４０００Ａ内で除去され得る。同様に、容積測定較正カセット４０００Ａの壁または縁の半径などの特定の曲率は、機械加工を容易にするために除去またはよりきつくすることができる。いくつかの実施形態では、突起４０４８も同様に省略され得る。例示的な容積較正カセット４０００Ａはシート１５を含まない（すなわち、開いた面である）ので、使い捨てカセット２４上に存在するリム４８は、較正カセット４０００Ａの壁４０４６と均一な高さであり得る。さらに、入口／出口ポート１５０、１５２、１５４、１５５を取り外すことができる。図６４Ｃでは、スペーサ５０（例えば、図６３Ｃを参照）の代わりに、容積測定較正カセット４０００Ａのポンプ室領域４１８１Ａは固体であり得る。本明細書に記載されている他の容積較正カセットは、同様の構造のものであり得る。本明細書に示される容積較正カセットは中実として描かれているが、特定の実施形態は中空であるか、または中空領域を有し得る。

図６４Ｄ～６７Ｂには、いくつかの例示的な容積較正カセット４０００Ａ～Ｄが示されている。６４Ａ～６４Ｄに示される容積較正カセット４０００Ａは、そのポンプ室領域４１８１Ａが、理想的な使い捨てカセットで完全に送達された状態を模倣するように形作られるように構築されている。図６５Ａ～６５Ｂは、そのポンプ室領域４１８１Ｂが部分的に充填された使い捨てカセット２４ポンプ室１８１を模倣するように構成された別の容積較正カセット４０００Ｂを示す。図６５Ａ－６５Ｂはそれぞれ、理想的な使い捨てカセット２４内の５．６２５ｍｌの充填容積を表す形状を有する。別の容積較正カセット４０００Ｃが図６６A－６６Bに示されている。この容積測定カセット４０００Ｃは、そのポンプ室領域４１８１Ｃが部分的に満たされた使い捨てカセット２４ポンプ室１８１を模倣するように再び形作られる。図６６Ａ－６６Ｂは、理想的な使い捨てカセット24の11.250ml充填量を表す形状を持っている。図６７Ａ－６７Ｂは、部分的に充填された使い捨てカセット２４ポンプ室１８１を模倣するポンプ室領域４１８１Ｄを備えたさらなる容積較正カセット４０００Ｄの例を示す。各ポンプ室領域４１８１Ｄは、理想的な使い捨てカセット２４における１６．８７５ｍｌの充填容積を表す形状を有する。

容積較正カセット４０００Ｂ～Ｄの断面図（すべて図６４Ａの切断面６４Ｃ－６４Ｃの位置で切り取られた）が図６８Ａ－６８Ｃに示されている。示されるように、容積測定カセット４０００Ｂ～Ｄのポンプ室領域４１８１Ｂ～Ｄは、ポンプストロークが発生するときの使い捨てカセット２４内の膜１５の曲率を模倣するように輪郭を描かれ得る。これは、制御室１７１の容積測定が行われているときに、制御ガスケット１４８が容積較正カセット４０００Ｂ～Ｄに対して面一に着座できることを確実にするのに役立つ可能性がある。他の実施形態では、ポンプ室領域４１８１Ｂ～Ｄの輪郭は、より鋭い特徴で構築され得る。すなわち、曲率は半径がより小さくあり得、ポンプ室領域４１８１Ａ～Ｄは、プラトー、平坦、またはほぼ平坦である部分を有し得る。好ましくは、容積測定較正カセット４０００Ｂ～Ｄは、それらのポンプ室領域４１８１Ｂ～Ｄがいかなるアンダーカット特徴もないように構築されるべきである。しかしながら、いくつかの容積測定較正カセットは、それらのポンプ室領域に、ミッドボディ４０４４に垂直であるか、またはミッドボディ４０４４にほぼ垂直である部分を有する場合がある。

図６９Ａ－６９Ｂには、いくつかの例示的な容積較正カセット４０００Ｅ～Ｈが示されている。これらの容積較正カセット４０００Ｅ－Ｈには、より鋭い特徴といくつかのプラトー領域を備えたポンプ室制御領域４１８１Ｅ－Ｈが含まれている。図６９Ａ～６９Ｂは、そのポンプ室領域４１８１Ｅがそれぞれ５．６２５ｍＬの充填容積を表す形状を有するように構造化された容積較正カセット４０００Ｅを示している。図７０Ａ－７０Ｂに示される容積測定較正カセット４０００Ｆは、そのポンプ室領域４１８１Ｆのそれぞれが１１．２５０ｍＬの充填量を表す形状を持つように構成されている。図７１Ａ－７１Ｂは、ポンプ室領域４１８１Ｇの形状が１６．８７５ｍＬの充填容量を表す、さらなる容量較正カセット４０００Ｇの例を示している。図７２Ａ－７２Ｂの例示的な容積較正カセット４０００Ｈは、使い捨てカセット２４内の完全なポンプ室容積（２２．５ｍｌ）を表すようにそれぞれが形作られたポンプ室領域４１８１Ｈを有する。容積測定カセット４０００Ｂ～Ｄの断面図（すべて、図６４Ａの切断面６４Ｃ－６４Ｃの位置で切り取られたもの）は、図７３Ａ－７３Ｄに示されている。

所定の容積で満たされたときに使い捨てセット２４によって想定されるシート１５の実際の形状に対するポンプ室領域４１８１Ａ～Ｈの忠実度は、実行される容積測定のタイプに応じてより重要である可能性がある。正のFMSと負のFMSを実行できる場合（上記）、より忠実なものが望ましい場合がある。特定の例では、シート１５の形状は、使い捨てカセットを通してエポキシなど（例えば、充填剤を含むエポキシ）をポンピングし、使い捨てカセットのポンプ室が所望の充填または配送状態にあるときにエポキシを硬化させることによって決定または近似することができる。好ましくは、使用されるエポキシまたは他の材料は、硬化中に予測可能なまたは最小の容積収縮を示し得る。

図７４を参照すると、少なくとも１つの容積測定較正カセットを用いて較正を実行するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャート４１００が示されている。示されるように、容積標準または較正カセットは、ブロック４１０２のサイクラ１４に設置され得る。これは、ドア１４１のロックおよび取り付け位置１４５の後ろのドア１４１（例えば、図３１を参照）における空気袋の膨張を含んで（例えば、図３１を参照）、取り付け位置１４５と制御面１４８（例えば、図３１を参照）との間の容積較正カセットを圧迫する。容積測定標準カセットは、治療を実施する際に使用される使い捨てポンプカセット２４と同じ取り付け位置１４５に設置することができる。したがって、取り付け位置１４５は、使い捨てポンプカセット２４および容積較正カセットの両方を受け入れるように構成され得る。流体トラップはまた、ブロック４１０２において負圧にさらされ得る。サイクラ１４は、ブロック４１０４において設置された容積測定標準カセットのポンプ室領域の容積を測定し得る。容積測定標準カセットのポンプ室領域の容積測定。例えば、制御室の容積測定を介して間接的であり得る。これを行うために、サイクラ１４は、前述のようにＦＭＳ測定を実施することができる。ブロック４１０６において、その容積測定較正カセットを使用して行われる追加の測定がある場合、サイクラ１４はブロック４１０４に戻ることができる。通常、サイクラ１４は、各制御室１７１に対していくつかのＦＭＳ測定を行うことができる。充填ストロークの一部を完了または完了した後、容積測定（例えば、本明細書の他の場所で説明されるようなＦＭＳ測定）を実施するかのように、いくつかのＦＭＳ測定を実施する。サイクラ１４は、送達ストロークの一部を完了または完了した後にＦＭＳ測定を実施するかのように、いくつかのＦＭＳ測定を実施することができる。さらに、サイクラ１４は、正のＦＭＳを使用していくつかの測定を実行し、負のＦＭＳを使用していくつかの測定を実行することができる。これらのプロセスについては、上記で詳しく説明している。行われる任意の測定は、サイクラ１４の制御室１７１のそれぞれから個別に行われ得る。さらに、測定は、サイクラ１４によって利用される異なる充填および送達ポンプ圧力対について行われ得る。例えば、サイクラ１４は、患者から排出先に流体をポンプで送るときに患者の快適さを向上させるために、比較的低い圧力を使用し、その後高い供給圧力を使用し得る。ソースソリューションバッグからヒータバッグにポンピングする場合、流体の移動を高速化するために、高い充填圧力と供給圧力を使用できる。そのようなポンプ圧力対は、本明細書の他の場所でより詳細に説明されている。

特定の容量標準または較正カセットに対してすべての測定が行われたら、補正曲線をより正確に作成するために、他の容量較正カセットを取り付けることができる。ブロック４１０８に追加の容積測定カセットがある場合、ブロック４１１０において、サイクラ１４のドアを開いて、前のカセットを取り外すことができる。ブロック４１０２、４１０４、４１０６は、すべての容積測定較正カセットがデータ収集に使用されるまで繰り返すことができる。実施形態に応じて、１０個未満のカセット（例えば、４～５）があり得るが、より多くの数（例えば、ダース、２ダース、またはそれ以上）が使用され得る。特定の例において、容積測定較正カセットは、実質的に空のポンプ室を有することから実質的に満杯のポンプ室を有することまで１ｍＬの増分で構築され得る。あるいは、容量較正カセットは、ポンプ室の全容量のパーセンテージで増分することができる。空から始めて、さらに、各容量較正カセットに総充填量の５％または１０％を追加できる。典型的には、使用される容積較正カセットは、完全に送達され、完全に満たされたポンプ室を備えた代表的な使い捨てカセットである少なくとも容積較正カセットを含み得る。ポンプ室が異なる量に部分的に充填されている使い捨てカセットを代表する多数の（例えば、２～３個以上の）容積較正カセットも使用することができる。いくつかの実施形態では、使い捨てポンプカセット２４のポンプストローク容積範囲外の容積を有する容積測定較正カセットも使用することができる。例えば、空よりも大きい状態を表すポンプ室容積を有する容積測定標準カセットを使用することができる。そのような容積測定標準カセットは、例えば、空の使い捨てカセット２４ポンプ室１８１を表す容積測定標準カセットの予想容積の約１１０～１５０％（例えば、１２５％）の制御室容積を生成するように設計され得る。そのような容積較正カセットは、構築された補正曲線の導関数が、使い捨てポンプカセット２４の通常のポンピング範囲の範囲外で急速に増加または減少しないことを確実にするのに役立ち得る。

ブロック４１０８において、追加の容積測定較正カセットが存在しない場合、１つまたは複数の補正曲線がブロック４１１２で生成され得る。この補正曲線は、そのサイクラに固有である可能性がある容積測定誤差を補正するサイクラ固有の較正方程式として機能し得る。標準化された容積較正カセットのセットが使用されるため、このサイクラ固有の補正曲線は、サイクラ自体に起因する容積測定誤差を補正する場合がある。使い捨てカセットの変動による寄与は導入されない可能性がある。正および負のＦＭＳに対して補正曲線が生成される場合、ブロック４１１２において２つの補正曲線が生成され得る。また、ストローク関連の測定値の配信およびストローク関連の測定値の充填のために補正曲線が生成され得る。サイクラが使用するポンプ圧力ペアごとに補正曲線を生成できる。さらに、個々の制御室ごとに任意の補正曲線を生成することができる。補正曲線は、サイクラ１４によって取られた関連する測定された制御室容積、および容積測定較正カセットのポンプ室領域が表す既知の容積に基づいて生成され得る。いくつかの実施形態では、補正が特定の大きさよりも大きい場合、サイクラ１４は、さらなる検査のためにフラグを立てることができる。制御室の複数の読み取り値が特定の条件のセットについて各容積較正カセットから取得される場合、これらの読み取り値は一緒に平均化されるか、そうでなければ単一の値に到達するために分析される。これらの単一の値を使用して、補正曲線を生成できる。最適な多項式などの直線または曲線は、データセットに含まれる値を介して近似できる（たとえば、最小二乗回帰などの線形または非線形回帰分析で決定される）。他の実施形態では、条件の特定のセットごとに収集されたすべての測定値は、線または曲線に適合し得る（例えば、最小二乗回帰などの線形または非線形回帰分析で決定される）。いくつかの実施形態では、線または曲線は、様々な制約を受ける可能性がある。たとえば、特定の領域での直線または曲線の許容微分値に対する一連の制限が適用される場合がある。例えば、容積測定標準カセットから収集されたデータポイントのすぐ外側の線または曲線の領域は、そのような制約を受ける可能性がある。微分値は、事前定義された範囲内にある必要がある場合がある。そのような制約は、例えば、容積較正カセットがモデル化された使い捨てカセット２４の予想されるポンプ室１８１の容積を１～５ｍｌ超えるラインの領域に適用され得る。線または曲線のゼロ交差は、そのような制約を受ける可能性がある。

各特定の条件のセットで測定の各セットから単一の値を生成する前、または線または曲線を生成する前に、収集された測定値を分析して、いくつかの事前定義された基準への適合を決定することができる。たとえば、読み取り値をチェックして、正規分布などの期待される分布があることを確認し、不適合が検出された場合にエラーが生成される場合がある。いくつかの例では、標準偏差または他の変動性測定値が、測定値の各セットについて計算され、許容閾値と比較され得る。閾値を突破すると、エラーがトリガされる場合がある。あるいは、収集されたデータが好ましくないと判断された場合、サイクラ１４は、データが再収集され得るように、容積測定標準または較正カセットを再インストールするようにユーザに促すことができる。エラーがトリガされるまでに許可される再収集の試行回数に上限がある場合がある。補正曲線は、それが生成されたとしても、方程式または潜在的にルックアップテーブルとして、ブロック４１１４においてサイクラ１４のメモリに格納され得る。

図７５を参照すると、サイクラ１４の制御室の例示的な較正曲線を示すグラフ４１２０が示されている。示されるように、いくつかの点４１２２Ａ～Ｅがグラフ４１２０上にプロットされている。各点４１２２Ａ～Ｅは、特定の容積較正カセットについてサイクラによって測定されたように、生の制御室容積に対する特定の容積較正カセットによってサイクラ制御室内で測定されるべきであった既知の空気容積を示すためにプロットされる。示されているように、５つの異なる例示的な容積較正カセットからの例示的なデータが含まれている。実施形態に応じて、より多くのまたはより少ない数の容積測定較正カセットを使用することができ、グラフ上のデータポイントの数はこれを反映するであろう。各点４１２２Ａ～Ｅによって表される生の値は、特定の容積較正カセットごとに行われるであろう測定の数の平均を表す。使い捨てカセット２４が使用されている場合、サイクラ１４の制御システムの構成要素（例えば、プロセッサまたはＦＰＧＡ）は、生の測定データをこの方程式に入力して、制御室容積のより厳密な決定に到達することができる。これは、サイクラ１４が使い捨てカセット２４を介して流体を圧送するので、制御システム１６による流体移動会計の精度を高めることができる。

図７６に示されるように、いくつかの実施形態では、サイクラ１４が較正されると、サイクラ１４の較正曲線はさらに修正され得る。較正曲線は、例えば、容積測定較正カセットで事前較正されたサイクラ１４で使用されるいくつかの使い捨てカセット２４から収集されたデータに基づいて、改良された較正曲線に調整され得る。これは、シート１５などの使い捨てカセット２４の態様が、サイクラ１４によって実行される容積移動測定の精度をさらに高めるのに役立つ可能性がある最終的な改良された較正曲線で説明されることを可能にし得る。この改良は、特定の実施形態では一度行われ得る。あるいは、較正曲線の改良はロット固有であり、新しい使い捨てカセット２４がサイクラ１４に取り付けられたときに各治療を更新することができる。したがって、いずれの場合でも、サイクラ１４によって使用される最終的な較正曲線は、サイクラ１４固有の補正および使い捨てカセット２４関連の補正から構成され得る。

図７６は、サイクラ１４によって使用され得るいくつかの較正曲線４１９２、４１９４、４１２４を示す例示的なグラフ４１９０を示している。具体的には、サイクラ１４固有の曲線４１２４、使い捨て補正曲線４１９４、および最終補正曲線４１９２がプロットされている。最終的な補正曲線４１９２は、特定の実施形態では、以下の式を介して決定することができる。
V_Final = V_{cyclercorrected}(V_m) + V_{disposablecorrected}(V_m)
ここで、V_{cyclercorrected}は、特定のサイクラの14のエラーの寄与を補正した未加工の測定された制御室の容量（V_m）であり、V_{cyclercorrected}は、使い捨て関連のエラーの寄与を補正した未加工の測定された制御室の容量である。結果として、V_Finalは、サイクラ１４および使い捨てポンプカセット２４に関連する容積測定誤差を補正する改良された較正曲線である。実施形態に応じて、V_{cyclercorrected}は、AV_m ³+BV_m ²+CV_m+Dなどの方程式であり得る。ここで、V_mはサイクラの生の制御室測定値であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、較正データに基づいて最適なフィットを生成するために決定された係数である。再び実施形態に応じて、V_{disposablecorrected}は、EV_m ³+FV_m ²+GV_m+Hなどの方程式であり得る。ここで、V_mはサイクラの生の制御室測定値であり、E、F、G、およびHは、較正データに基づいて最も適合したものを生成するために決定された係数である。V_{cyclercorrected}とV_{disposablecorrected}の両方が上記の3次方程式として示されているが、他の実施形態では、これらは高次または低次の多項式であり得る。いくつかの実施形態では、選択される多項式は、例えば、５次の最適な多項式までの線形方程式の選択から最高のＲ^２値を生成するものであり得る。

他の実施形態では、最終的な補正曲線は異なって決定され得る。いくつかの実施形態では、V_Finalは複合関数に等しくてもよい。第１の機能は、生の制御室容積測定（Ｖ_ｍ）に適用され得る。次に、この結果に第２の関数を適用して、V_Finalの決定に到達することができる。例えば、いくつかの実施形態では、以下のような方程式：
V_Final = V_{disposablecorrected}(V_{cyclercorrected}(V_m))
を使用できる。

そのような実施形態では、生の測定された容積（V_m）は、上記と同様に、修正されたサイクラ容積測定値（V_{cyclercorrected}）をもたらす関数に供給され得る。次に、V_{cyclercorrected}は、使い捨て関連のエラーの寄与を修正する関数にフィードして、最終ボリューム（V_Final）に等しいV_{disposablecorrected}を提供する。 V_{disposablecorrected}は、EV_{cyclercorrected} ³+FV_{cyclercorrected} ²+GV_{cyclercorrected}+Hなどの方程式であり得る。ここで、E、F、G、およびHは、最適なものを生成するために決定された係数である。上記のように、三次方程式の使用は例示的であり、高次または低次の多項式を他の実施形態で使用することができる。

図７７を参照すると、サイクラ１４の較正曲線を改良するために使用され得るいくつかの例示的なアクションを示すフローチャート４１７０が示されている。ブロック４１７２では、容量測定標準セットで事前に較正されたいくつかのサイクラ１４を選択することができる。選択されたサイクラ１４は、それらが特定の事前定義された基準に適合するように選択され得る。例えば、使い捨てカセット２４は、事前に較正されたサイクラ１４に設置され得、そしてデータが収集され得る。このデータは、ある程度の事前定義された測定精度で動作しているサイクラ１４のグループを識別するためにスクリーニングされ得る。事前定義された分散基準（許容標準偏差など）は、すべてのサイクラ１４が類似しており、典型的なサイクラ１４ユニットを代表するように、任意の特定のテスト条件のセットについてサイクラ１４の測定値に課され得る。

ブロック４１７４において、いくつかの使い捨てポンプカセット２４は、サイクラ１４を使用して試験され得、試験からのデータは、ブロック４１７６において収集され得る。試験された使い捨てポンプカセット２４は、複数の異なる製造ロット（例えば、１０以上）から選択され得る。さらに、多数（例えば、数十）の使い捨てポンプカセット２４を各ロットから選択することができる。これらの使い捨てポンプカセット２４は、リザーバからの様々な量の流体のポンピングを命令し、これらのボリュームの移送中に収集されたサイクラ１４からの測定値を、リザーバを監視するスケールによって決定される結果として生じる重量デルタと比較することによって試験され得る。

ブロック４１７８において、データは結合され得る。これは、さまざまな方法で実行できる。たとえば、すべての生データポイントを組み合わせることができる。これらのデータポイントは、サイクラ１４によって測定された移送容積と、リザーバから変位された測定された容積（例えば、密度を使用してスケール上の重量デルタから変換された）を含む対であり得る。あるいは、特定の使い捨てポンプカセット２４について収集されたデータを分析することができ、各使い捨てポンプカセット２４についての分析の出力を組み合わせることができる。例えば、各使い捨てポンプカセット２４の補正曲線は、その使い捨てポンプカセット２４を使用して収集された生データから生成され得、これらの補正曲線のそれぞれが組み合わされ得る。

ブロック４１８０において、補正曲線は、組み合わされたデータを使用して生成され得る。この補正曲線は、ブロック4182の各サイクラ14の容積測定標準カセットを使用して生成された較正曲線を改良するために使用できる。したがって、特定のサイクラ14に固有のエラーおよび使い捨てポンプカセット２４に共通の側面に起因するエラーを考慮した改良された較正曲線を作成することができる。

本明細書の他の場所で言及されているように、サイクラ１４は、いくつかの異なる較正曲線を使用して動作することができる。例えば、サイクラ１４は、送達ストロークを実行するときに、一組の送達較正曲線のうちの１つを使用することができる。使用される特定の送達曲線は、その送達ストロークに使用されるポンプ圧に基づいて決定することができる。同じことが充填ストロークにも当てはまりる。これらの較正曲線のそれぞれは、上記の方法で使い捨てポンプカセット２４から収集されたデータに基づいて修正されて、改良された較正曲線を作成することができる。

図７８を参照すると、差し迫った治療で使用されようとしている使い捨てカセット２４に関連する情報に基づいて特定のサイクラ１４の較正曲線を改良するために使用できるいくつかの例示的なアクションを示すフローチャート４１５０が示されている。示されるように、較正データは、ブロック４１５２において使い捨てポンプカセット２４の特定の製造ロットについて収集され得る。これは、図７７に関連して上記で説明されたのと同様に行われ得る。ブロック４１５４において、このデータは、データベースに格納され、その製造ロットの一意の識別子に関連付けられ得る。ブロック４１５６において、サイクラは、差し迫った治療で使用されようとしているカセットの製造ロットの一意の識別子を決定することができる。いくつかの実施形態では、サイクラ１４は、使い捨てカセット２４、セット１２のオーバーパック、またはセット１２の他の部分に含まれるロット識別子を入力するようにユーザにプロンプトを生成することができる。この情報は、サイクラ１４のユーザインターフェースまたはタッチスクリーンディスプレイに入力することができる。いくつかの実施形態では、識別子（例えば、バーコード、データマトリックス、ＱＲコード、ＲＦＩＤなどのコード化された識別子）は、カセット２４、オーバーパック、またはセット１２の一部に含まれ得る。サイクラ１４は、サイクラ１４の一部として含まれるか、またはＵＳＢポート、ＲＳ―２３２ポートなどの接続ポートを介して補助デバイスとしてサイクラ１４に取り付けられた走査装置を用いてこの識別子を走査するようにユーザに促すことができる。サイクラ１４が自動ＩＤアセンブリを含む実施形態では、そのアセンブリのイメージャを使用して、識別子からデータを収集することができる。次に、ロット識別子に関連付けられた絞り込みデータは、ブロック４１５８のサイクラ１４によってデータベースから収集され得る。特定の例では、サイクラ１４は、無線または有線ネットワークまたはインターネット接続を介してサーバーからこのデータを収集し得る。ブロック４１６０において、サイクラは、使い捨てカセット２４ロットに関連する改良データを使用して、改良された較正曲線を生成することができる。これは、本明細書の他の場所で説明されているように行うことができる。ブロック４１６２において、使い捨てカセット２４は、サイクラ１４に設置され得、そして処置は、改良された較正曲線を使用して開始され得る。

図７９を参照すると、製造２４中に使い捨てカセットの製造ロットを試験するために使用され得るいくつかの例示的なアクションを示すフローチャート４１３０が示されている。示されるように、ブロック４１３２において、サイクラ１４は、本明細書の他の場所に記載されるように、いくつかの容積測定標準カセットを用いて較正され得る。任意選択で、サイクラ１４の較正曲線への改良もまた、本明細書の他の場所で説明されるように適用され得る。使い捨てポンプカセット２４の製造ロットは、ブロック４１３４で製造され得る。生産ロットからの使い捨てポンプカセット２４は、ブロック４１３６において較正されたサイクラに配置され得る。サイクラは、使い捨てセットを介して所定の測定量の流体のポンピングを命令し得る。そして、流体リザーバの重量は、ブロック４１３８で監視され得る。したがって、いくつかの測定ペアが収集され得る。ペアの一方のメンバーは、サイクラ１４によって実行される特定の容積移動の容積測定値である場合があり、他方は、その容積移動から生じたリザーバの重量変化測定である場合がある。各測定ペア間の比較は、ブロック４１４０で行うことができる。重量データは、比較中に流体密度を使用して容積に変換することができる。この比較により、較正されたサイクラの14の測定された転送量と、各データペアからの実際の重量で決定された転送量との間に偏差値が生成される場合がある。サイクラに起因する誤差が較正されているので、偏差は使い捨てポンプカセット２４に起因する変動に起因するはずである。ブロック４１４２において、サイクラ容積測定値と重量データの対が所定の許容範囲内で一致しない場合、ブロック４１４４で、さらなるテストまたは調査から生産ロットにフラグが立てられる場合がある。あるいは、ロットが拒否される場合もある。ブロック４１４２で、サイクラの容積測定値と重量データが一致する場合、ロットが検査に合格したという表示がブロック４１４６で生成される場合がある。いくつかの実施形態では、特定の数のペアがロットの前に許容範囲を超える必要がある場合がある。ブロック４１４４でフラグが立てられる。

いくつかの実施形態では、製造ロットからの複数の使い捨てポンプカセット２４を試験することができる。使い捨てポンプカセット２４のそれぞれからの偏差データは、今説明したように、事前定義された許容閾値と一致するかどうかチェックされ得る。さらに、データをチェックして、使い捨てポンプカセット２４間で予想される分布または分散レベルがあることを確認することができ、データがない場合は、ロットにフラグを立てることができる。

ヘッド高さの検出
状況によっては、カセット２４またはシステム１０の他の部分に対する患者の高さ方向の位置を決定することが有用な場合がある。例えば、状況によっては、透析患者は、流体の流れによる「引っ張り」または他の動きを感知することができる。充填または排出操作中に患者の腹腔に出入りする。この感覚を低減するために、サイクラ１４は、充填および／または排出操作中に患者ライン３４（例えば、図１Ａを参照）に加えられる圧力を低減することができる。しかしながら、患者ライン３４の圧力を適切に設定するために、サイクラ１４は、サイクラ１４、ヒータバッグ２２（例えば、図１Ａを参照）、ドレーン、またはシステムの他の部分に対する患者の高さを決定することができる。例えば、充填操作を実行するとき、患者の腹腔がヒータバッグ２２またはカセット２４の５フィート上に位置する場合、サイクラ１４は、患者の場合よりも透析液を送達するために患者ライン３４においてより高い圧力を使用する必要があるかもしれない。腹腔は、サイクラ１４の５フィート下に位置している。圧力は、例えば、所望の目標ポンプ室圧力を達成するために、可変時間間隔でバイナリ空気源弁を交互に開閉することによって調整することができる。平均的な所望の目標圧力は、例えば、ポンプ室圧力が指定された量だけ目標圧力を下回っているときに弁を開いたままにし、ポンプ室圧力が指定された量の目標圧力を上回っているときに弁を閉じたままにする時間間隔を調整することによって維持することができる。。完全な一回拍出量の供給を維持するための調整は、ポンプ室の充填および／または供給時間を調整することによって行うことができる。可変オリフィスソース弁を使用する場合、弁の開閉間隔のタイミングに加えて、ソース弁のオリフィスを変更することにより、目標ポンプ室圧力に到達できる。患者の位置を調整するために、サイクラ１４は、流体のポンピングを一時的に停止し、患者ライン３４を、カセット２４内の１つまたは複数のポンプ室１８１（例えば、図３を参照）と（例えば、カセット内の適切な弁ポート24を開くことによって）開いた流体連絡状態のままにすることができる。しかしながら、ポンプ室１８１の上部弁ポート１９２（例えば、図６を参照）などの他の流体ラインを閉じることができる。この状態で、ポンプの1つの制御室内の圧力を測定できる。当技術分野でよく知られているように、この圧力は、患者の「ヘッド」の高さと相関し、サイクラ１４が患者への流体の送達圧力を制御するために使用することができる。同様のアプローチを使用して、ヒータバッグ２２（一般に知られている）および／または溶液容器２０の「ヘッド」高さを決定することができる。これらの構成要素のヘッド高さは、適切な方法で流体を送り込むために必要な圧力に影響を及ぼし得るからである。ヘッド高さの検出および圧力調整方法の例は、２０００年７月１０日に出願されたＧｒａｙらの米国特許第６，５０３，０６２号「流体ポンプ圧力を調節するための方法」に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

ヘッド高さ検出決定は、様々な用途で使用することができ、本明細書に記載のヘッド高さ検出は、任意のカセットベースのポンプシステムに一般化できるが、透析サイクラに関連して本明細書に記載する。そのような決定は、複数回、例えば、サイクラプライミングの直後、患者との間の流体移動の前、または変化した（例えば、減少した）流れ状態が検出されたときに行うことができる。ヘッド高さの検出は、ポンプカセットの別のチャンバを介した流体の移送と同時に実行することもできる。ヘッド高さ検出は、システム内の関心のある複数の場所に対して同時に実行できる。カセット内の流体バスのレイアウトは、これを容易にするように配置することができる。例えば、同時測定または測定および同時容積移動が望まれるシステム内の２つの関心のある場所は、異なる流体バスと通信することができる。関心のある場所には、これらの同時アクションを容易にするための専用の流体経路がある場合もある。事前に混合されたバッグからの透析液を使用する代わりに透析液を混合するサイクラで使用される場合、ヘッドの高さの検出が特に有用である可能性がある。たとえば、ヘッドの高さを検出すると、対象のコンポーネントが予想される場所にあることを確認できる。ポンプ室内の空気は、ソースヘッドの高さの違いによりさまざまな圧縮状態にある可能性があるため、これにより、ポンプ室内の空気の動作に関する一連の仮定を行うことができる。これにより、サイクラによって計算された容積変位がより堅牢な信頼性でキャプチャされるため、混合と一般的な容積伝達の精度が向上し得る。

連続流量およびストローク変位推定（例えば、図５６～６２を参照）を実行するように構成された実施形態では、シート／膜１５のポンプ膜またはシート１５１（例えば、図４を参照）は、正確に配置され得る。最大の検出範囲にわたって、正と負の両方のヘッド高さを繰り返し測定できる。弛緩性であるか、またはストローク全体にわたって実質的に伸長することなく変位する、予め形成されたポンプシート１５１を有するカセット２４の使用は、さらなる利益を提供し得る。ポンプシート１５１の目標位置は、ポンプシート１５１の変位極値の間の中間位置または状態であり得る（例えば、ポンプ室１８１Ａ、Ｂが完全に充填され、完全に送達されたポンプシート１５１の位置）。これは、関心のある場所のヘッドの高さを確実に検出するための単一のヘッドの高さの決定プロセスを繰り返し可能にすることができる。

最大化された検出範囲は、その範囲が、関心のある場所（例えば、患者、ヒータバッグ２２、ソースバッグ、他のソースコンポーネント）について予想されるヘッドの高さを最も包括的または完全に包括的であるように選択され得る。特定の例では、最大化された検出範囲は、ほぼ同じ絶対値（例えば、互いに数ｍｍ以内の絶対値）の最大の正および負のヘッド高さの検出を可能にする範囲であり得る。関心のある場所に応じて、ポンプ室シート１５１の位置、したがって検出範囲は、正または負のいずれかのヘッド高さのより広い範囲の検出を支持するように調整され得る。

ここで、図８０に示されるフローチャート６４８０を参照すると、ブロック６４８２において、サイクラ１４のコントローラまたは制御システム１６は、ポンプシート１５１（例えば、図４を参照）の目標位置を決定することができる。ポンプシート１５１の位置目標はまた、所定の位置であり得る。いくつかの実施形態では、標的位置は、関心のあるいくつかの場所のそれぞれについて事前に決定され得る。使用される目標位置は、ヘッドの高さが決定される場所に関連するものであり得る。

ブロック６４８４において、コントローラは、サイクラ１４にポンピングストロークを開始するように命令することができる。ポンピングストロークは、その目標位置に対するポンプシート１５１の開始位置に応じて、充填ストロークまたは送達ストロークであり得る。ストローク変位、つまりポンプシート１５１の位置もまた、ブロック６４８４においてストローク中に監視することができる。この場合も、これは、図５６－６２に関連して説明したように達成することができる。ブロック６４８６において、コントローラがポンプシート１５１がその目標位置にあると決定する場合、ストロークは、ブロック６４８８においてコントローラによってその時点で停止され得る。任意選択で、制御室１７１Ｂ容積の圧力均等化を含む容積測定（ポンプシート１５１が目標位置にあることを確認するために、既知の圧力で既知の基準容積を用いてその圧力が既知である）を実行することができる。

ブロック６４９０において、ポンプ室１８１Ａ、Ｂは、ポンプ室１８１Ａ、Ｂへの／からの入口／出口カセット流体弁１９０、１９２（例えば、図６を参照）を閉じることによって隔離され得る。ポンプ室シート１５１に加えられる圧力は、ブロック６４９０においてベントすることもできる。制御室１７１Ａ、Ｂは、周囲雰囲気などのベントリザーバにベントすることができる。制御室１７１Ａ、Ｂが通気リザーバと等しくなると、制御室１７１Ａ、Ｂは隔離され得る。制御室１７１Ａ、Ｂの第１の圧力は、ブロック６４９２において測定することができる。

ブロック６４９４では、カセット２４の様々な流体弁を開いて、ポンプ室１８１Ａ、Ｂと対象の場所との間の流体通信を確立することができる。ブロック６４９６において、制御室１７１Ａ、Ｂ内の制御流体とポンプ室１８１Ａ、Ｂ内の流体との間の圧力均等化が起こり得る。いくつかの実施形態では、ブロック６４９４は、圧力の均等化が発生する所定の期間が経過することを可能にし得る。あるいは、制御室１７１Ａ、Ｂ流体と連絡している少なくとも１つの圧力センサを監視することができる。後者の場合、センサデータが制御室１７１Ａ、Ｂの圧力が比較的安定していることを示すと、ブロック６４９６は終了し得る。例えば、ブロック６４９６は、圧力が一定の量を超えてまたは一定期間範囲外に逸脱しなくなると終了し得る。

次に、関心のある位置のヘッド高さをブロック６５０４で決定することができる。ヘッド高さは、密度、重力による流体の加速度、およびブロック６４９６の端部の圧力をコンポーネントのヘッド高さに関連付けることによって決定することができる。興味を持っている。ヘッドの高さは、ブロック６４９６の終了時の圧力（密度＊重力による加速度）に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、計算されたヘッド高さは、システム１０が適切にセットアップされていることを確認するために、許容範囲に対してチェックされ得る。ブロック６５０６において、ヘッド高さが許容範囲内にある場合、ポンプ圧は、上記のように、ブロック６５０８においてヘッド高さを補償するように調整され得る。ブロック６５０６において、ヘッドの高さが許容範囲内にない場合、ブロック６５１０において、サイクラ１４のＧＵＩに表示するために、コントローラによってアラートが生成され得る。

ブロック６４８２に戻って参照すると、いくつかの実施形態では、複数のモデルを使用して、所望の最大化された検出範囲に基づいて標的位置を決定することができる。例えば、制御室１７１Ａ、Ｂおよびポンプ室１８１Ａ、Ｂ内の圧力が等しくなるのに必要な時間が閾値より上または下である場合、異なるモデルを使用することができる。以下の場合、第１のモデルを使用できる。上記の場合、第２のモデルを使用できる。いくつかの実施形態では、追加のモデルおよび閾値が含まれ得る。第１のモデルは等温モデルであり、第２のモデルは断熱モデルであり得る。モデルの選択は、治療の他の部分または治療前からの流量に基づいて決定することができる。あるいは、第１または第２のモデルのうちの１つを最初に使用することができる。圧力均等化時間によって保証される場合、コントローラはヘッド高さの決定を再実行できる。

第１のモデルは、次の方程式の例に基づいて動作する場合がある。
Ｐ_ｆ ＝ （Ｐ_ｉ（Ｖ_{ｃｏｎ，ｉ}））／Ｖ_{ｃｏｎ，ｆ}）
ここで、Ｐ_ｆは、ブロック６４６９における均等化後の制御室１７１Ａ、Ｂの最終圧力であり、Ｐ_ｉはブロック６４９２からの第１の圧力であり、Ｖ_{ｃｏｎ，ｉ}はポンプシート１５１が目標位置にあるときの初期制室１７１Ａ、Ｂの容積であり、Ｖ_{ｃｏｎ，ｆ}は、最終制御室１７１Ａ、Ｂの容積である。

第２のモデルは、次の方程式の例に基づいて動作する。
Ｐ_ｆ ＝ （Ｐ_ｉ（Ｖ_{ｃｏｎ，ｉ}／Ｖ_{ｃｏｎ，ｆ}）^γ
ここで、γは熱容量比（例：１．４）である。

ポンプ室シート１５１が目標位置から極端な移動まで移動すると仮定することにより、これらのモデルを使用して、所望の最大化された検出範囲に基づいて目標位置を決定することができる。任意の目標ポンプシート１５１の位置（したがってＶ_{ｃｏｎ，ｉ}）について、ヘッドの高さの感度範囲を決定できる。Ｐ_ｉは既知である可能性がある（たとえば、１０１ｋＰａに設定されているか、周囲と通信するセンサによって測定される）。ポンプシート１５１が極端な移動に移行すると仮定することにより、Ｖ_{ｃｏｎ，ｉ}の値も知ることができる。これから、極端な移動でポンプシート１５１を底打ちするために必要な圧力変化、したがって、ヘッド高さ感度を決定することができる。したがって、観察された等化時間に基づいて、異なるヘッド高さに対して最大の感度範囲を有するシートターゲット位置を選択することが可能である。

コントローラが、ヘッド高さが感度範囲の端の周りにあると決定する場合、オプションで、第２のヘッド高さ検出決定を行うことができる。ヘッドの高さが感度範囲の端にある場合、ポンプシート１５１が極端な移動またはその近くに変位したと推測することができる。第２のヘッド高さ検出決定において、使用されるポンプシート１５１位置ターゲットは、反対の極端な移動であり得る。これにより、第１のヘッドの高さの決定で検出されたタイプ（正または負など）のヘッドの高さの可視性が向上するが、大きさは大きくなる。

図８１は、ヘッド高さ決定の別の実施形態においてヘッド高さ圧力を計算するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを示している。図８１に示されるように、ブロック８０００において、カセットはプライミングされ得る。ブロック８００２において、ポンプ室は、対象の構成要素のヘッド高さによって加えられる圧力に応答してチャンバのシートが変位することができる初期状態に置くことができる。特定の実施形態では、シートは、正圧または負圧のいずれかに応答して変位し得る状態に置かれ得る。したがって、ポンプ室が、ポンプ室に対して正または負のヘッド高さのいずれかで対象のシステム構成要素と流体連絡するように配置される場合、チャンバと対象の構成要素との間の流体連絡の確立は、シートを変位させる可能性がある。この状態は、中間または中間のストローク状態または位置と呼ばれることがある。この中間位置は、上記のように制御システムによって決定され得るか、または事前設定され得る。

対象の構成要素のヘッド高さがポンプ室に正圧を及ぼすことが予想される状況では、ポンプ室は、ブロック８００２において第１のバイアス状態に置かれ得る。第１のバイアス状態は、正のヘッド高さの検出に向けた検出範囲にバイアスをかける状態であり得る。例えば、ポンプ室は完全に送達された状態のままにしておくことができる。同様に、対象の構成要素のヘッド高さがポンプ室に対して負であると予想される場合、ポンプ室は、ブロック８００２において第２のバイアス状態に置かれ得る。第２のバイアス状態は、負のヘッド高さの検出に向けた検出範囲にバイアスをかける状態であり得る。

ブロック８００４において、ヘッド高さを測定するために使用されるポンプ室に関連する制御室は、通気され得る。ブロック８００６において、サイクラの制御システムは、制御室内の圧力安定性が達成されるのを待つことができる。ブロック８００８では、ポンプ室に関連する制御室を隔離することができる。ブロック８０１０において、サイクラの制御システムは、制御室内で圧力が安定するのを待つことができる。ブロック８０１２において、ポンプ室は、関心のあるシステム構成要素と流体連絡するように配置され得る。ブロック８０１４において、制御システムは、いくつかの圧力ピークを検出し、制御室の最終圧力を予測することができる（例えば、図８３を参照して、以下により詳細に説明される）。ブロック８０１６において、制御システムは、最終圧力に基づいて適切なヘッド高さ圧力調整を計算することができる。この調整された圧力は、対象のコンポーネントへの、または対象のコンポーネントからのその後の流体移送に使用できる。

図８２に示されるように、整合性チェックは、図８１のブロック８００６および８０１０で使用して、対象のコンポーネントのヘッド高さを測定するために使用されるポンプ室に関連する制御室内の圧力安定性を検出することができる。整合性チェックはまた、図８０に関連して説明されたヘッド高さ決定において使用され得る。整合性チェック中に少なくとも1つの圧力整合性基準が満たされた場合、整合性チェックは合格したと見なされる場合がある。整合性チェック中、圧力サンプルは設定された時間間隔で採取される場合がある。いくつかの実施形態では、間隔は、約５～３０ミリ秒（例えば、約１０ミリ秒）に設定することができる。これらのサンプルは、事前定義されたパターンまたは特性の存在について数値的に処理および分析することができる。その事前定義されたパターンまたは特性が検出されると、安定性が達成されたことを示す信号が生成され、ヘッド高さ検出の決定が継続され得る。

整合性をチェックするために、センサデータから生成された移動平均を使用することができる。例えば、２つの連続する移動平均圧力サンプル間の差（またはその絶対値）を計算することができる。最初の移動平均圧力サンプルとその後のいくつかの移動平均圧力サンプルの圧力差が一貫してゼロに近づくと、圧力安定性が達成されたことを示す信号が生成される場合がある。いくつかの実施形態では、ゼロからの偏差が０．０３ｋＰａ未満の閾値を使用して、圧力差が十分にゼロに近いかどうかを決定することができる。移動平均ウィンドウで使用される圧力サンプルの数は、5つに設定できる。時間遅延期間内に圧力安定性が検出されない場合、圧力安定性が達成されていないと判断され、終了圧力が記録され、プロセスが繰り返される場合がある。いくつかの実施形態では、圧力安定性の欠如は、制御システムによって生成されるエラーをトリガするか、または再試行上限を超えた後にエラー生成をトリガする可能性がある。いくつかの実施形態では、制御システムは、サイクラのグラフィカルユーザインターフェース上にアラートを提示して、システムをチェックするか、または一定期間動き回るのを停止するようにユーザに求めることができる。

図８２は、例示的な整合性チェックの例示である。ブロック８０１８において、カセットはプライミングされ得る。ブロック８０２０において、タイマーが開始し得る。タイマーは、圧力安定性が達成されるべきであると予想される時間を設定することができる。タイマーは、様々な実施形態において２～６秒（例えば、３秒）の間であり得る。ブロック８０２２において、タイマーが経過したと決定された場合、制御システムは、ブロック８０２４において事前定義されたエラー処理プロトコルを実行し得る。例えば、制御システムは、再試行カウンタを増分させながら（これは再試行キャップによって制限され得る）、エラー信号を生成するか、または増分中に整合性チェックの再試行を実行し得る。

事前設定された制限時間が経過していない場合、制御システムは、ブロック８０２６で制御室を監視する１つまたは複数の圧力センサから圧力データを受信することができる。ブロック８０２８では、制御システムは、圧力データにデータ平滑化を適用することができる。いくつかの実施形態では、移動平均を使用してデータを平滑化することができる。移動平均は、３～１０の値（たとえば、～５）の移動ウィンドウサイズを使用する場合があるが、このウィンドウサイズは、サンプリング頻度に関連して拡大または縮小する場合がある。過度のノイズを除去するのに十分な任意のウィンドウサイズを利用できる。

ブロック８０３０において、制御システムは、データが第１の整合性基準に適合するかどうかを決定することができる。データが第１の整合性基準に適合しない場合、制御システムはブロック８０２２に戻ることができる。第１の整合性基準は、圧力データが比較的安定していることを示す事前定義された基準であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、２つの連続する移動平均圧力サンプル間の比較を行うことができる。2つの連続する移動平均圧力サンプルは、現在のサンプルの移動平均と直前のサンプルの移動平均値である可能性がある。比較は、連続する圧力サンプルの移動平均値間の差に少なくとも部分的に基づくことができる。特定の例では、差または差の絶対値が比較において決定され得る。差が計算される場合、差（またはその絶対値）がほぼゼロ（例えば、０．０２５～０．０２ｋＰａ未満）である場合、第１の整合性基準は、コントローラによって満たされていると見なされ得る。あるいは、基準は、ヘッドの高さの測定可能な範囲のパーセンテージとして定義することができる。

データが第１の整合性基準に準拠している場合、コントローラは、後続のサンプリングで安定した状態を維持するために、制御室内の圧力を要求する場合がある。例えば、圧力差は、後続の移動平均圧力サンプルの数（例えば、３～１０）について、一貫してゼロに近いままである必要がある場合がある。特定の実施形態では、制御システムは、５つの後続の移動平均圧力サンプルのそれぞれが収集された後に実行された比較が圧力が安定していることを示す場合、圧力安定性が達成されたと決定し得る。

図８２に示されるように、制御システムは、ブロック８０３２においてカウンタを初期化することができる。カウンタは、圧力が安定しているとの決定がなされ得る前に必要とされる移動平均サンプル圧力の所望の数（例えば、５）に設定され得る。ブロック８０３４において、制御システムは、制御室を監視する１つまたは複数の圧力センサから圧力データを受信することができ、ブロック８０３６において、制御システムは、カウンタをインクリメントすることができる。ブロック８０３８において、制御システムは、データが第２の整合性基準に適合するかどうかを決定することができる。たとえば、新しいサンプルと前のサンプルの間で計算された比較値は、約０．００ｋＰａから０．０５ｋＰａの範囲（たとえば、０．０３ｋＰａ未満）である必要があり得る。データが第２の整合性基準に適合しない場合、制御システムはブロック８０２２に戻ることができる。データが第２の整合性基準に準拠する場合、制御システムは、カウンタがブロック８０４０で事前設定された制限以下であるかどうかを決定することができる。カウンタがプリセット制限以下である場合、制御システムはブロック８０３４に戻ることができる。カウンタがプリセット制限を超える場合、制御システムは、ブロック８０４２内の対象のコンポーネントのヘッド高さの決定に進むことができる。

図８１のブロック８０１４に関連して述べたように、関心のあるコンポーネントのヘッド高さが決定されるとき、決定は、不完全なデータセットに対して行われ得る。システムがどのように動作するかを特徴付けることが可能であり、少なくとも部分的にその特徴付けに基づいて、最終的な安定した圧力が達成される前にカットオフされるデータセットから最終的な制御室圧力を予測できる１つ以上の方程式を生成することが可能であり得る。特定の実施形態では、この方法で行われるヘッドの高さの決定は、安定した圧力に到達するのに必要な時間の約２０％～１５％またはそれ以下を要し得る。治療のセットアップは、一般に、ユーザがベッドの準備をしているときに実行されるので、セットアップに必要な時間を最小化することは、現場で有利であると認められている。

これにより、迅速なヘッドの高さの決定が可能になり、ヘッドの高さが決定される治療前のチェックが高速化される。また、治療自体への影響を最小限に抑えながら、治療中にヘッドの高さを決定できる場合もある。セットアップまたは治療時間を大幅に増やすことなく、これにより、関心のあるコンポーネントリザーバのヘッド高さの決定をセルフチェックとして冗長に行うこと、またはより高い精度を提供する可能性のある複数の読み取り値の平均を生成することもできる。

不完全なデータセットを用いてヘッド高さを決定するために、制御システムは、例えば、事前定義された機能セットのいくつかの予想される機能について制御室を監視する少なくとも１つの圧力センサからのデータを分析し得る。これらの予想される特徴およびそれに関連する時間的特徴（例えば、それらが発生するときおよび／またはそれらの間の時間）は、十分な特徴が検出された後、最終的な安定した制御室圧力を推定するために使用され得る。この外挿された圧力により、対象のコンポーネントのヘッドの高さを適切に推定できる場合がある。

例えば、図１～９に示されるシステム１０において、システム１０は、ヘッド高さの決定が行われるとき、十分に減衰されていない二次システムと同様に動作することができる。このような例では、機能セットは、減衰された2次システムの下で理想的に期待される特性によって通知される場合がある。例えば、特徴セットは、オーバーシュート圧力ピークおよびオーバーシュートピークよりも大きさが小さいアンダーシュート圧力ピークを含み得る。サイクラ１４の制御システム１６は、ポンプ室が対象の構成要素と連絡するように配置された後、制御室内の圧力オーバーシュートおよびアンダーシュートピークを検出することができる。次に、これらのピークに関連するデータを使用して、最終的なチャンバ圧力を推定し、測定プロセスを大幅に高速化することができる。

データは、ヘッドの高さ以外の関心のある特性を決定するためにも使用できる。例えば、特定の実施形態では、特徴セットに関連する時間的特性は、管内の抵抗の尺度として使用され得る。これにより、カセットと対象のリザーバコンポーネントとの間の流体ラインの長さを決定できる場合がある。ライン延長アクセサリを使用できる場合、使用中のライン延長アクセサリの数は、機能セットの時間的特性に基づいて決定できる。このタイプの決定はまた、治療時間への影響を低減して、より幅広い種類のラインでライン延長を使用することを可能にし得る。例えば、患者の快適さを増すために、患者へのおよび患者からのポンプ圧を調整して、より遅い流体移動を提供することができる。使用されるポンプ圧は、ラインの患者側で所望の圧力を生成するために時間的特性に基づいて選択され得る。これにより、ライン内の抵抗が患者側の圧力の低下につながるため、圧力を最大ポンプ圧力またはその近くに保つことができる。結果として、患者ライン延長部が使用されている場合、流体移送時間の増加を回避することができる。これにより、同じプログラムされた治療時間にわたって、より長い滞留期間と患者からの代謝廃棄物のより多くのクリアランスが可能になり得る。

機能セットの時間的特性を使用して、カセットと対象のリザーバコンポーネントとの間の流路にフローインピーダンスが存在するかどうかを判断することもできる。特定の実施形態では、これらの時間的特徴を使用して、閉塞または部分的閉塞が存在するかどうかを決定することができる。あるいは、これらの時間的特徴は、閉塞または部分的閉塞の決定を通知するのを助けるために収集され得る。

図８３は、ヘッド高さの決定中に実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述する流れ図を含む。ブロック８０４４において、カセットがプライミングされ、ポンプ室シートが初期化された位置に配置され得る。ブロック８０４６において、タイマーが開始され得る。タイマーは、機能セットの機能が観察されるべきであると予想される時間を設定することができる。タイマーは、様々な実施形態において２～６秒（例えば、３秒）の間であり得る。ブロック８０４８において、タイマーが経過したと決定された場合、制御システムは、ブロック８０５０において事前定義されたエラー処理プロトコルを実行し得る。例えば、制御システムは、再試行カウンタを増分させならが（再試行キャップによって制限される場合がある）、エラー信号を生成するか、またはヘッド高さ決定の再試行を実行し得る。

ヘッド高さ検出を実行するとき、制御システムは、ブロック８０５２内の制御室を監視する少なくとも１つの圧力センサから圧力データを受け取ることができる。特定の実施形態では、初期時間ウィンドウで収集されたデータは、ノイズの懸念を最小限にするための分析に使用されない場合がある。この時間ウィンドウは、最大約１秒（例えば、約０．３秒）であり得るが、この値は、実施形態ごとに異なり得る。ブロック８０５４において、制御システムは、少なくとも１つの圧力センサから受信されたデータにデータ平滑化を適用することができる。データ平滑化は、図８２のブロック８０２８に関連して説明されたものと同様であり得る。ブロック８０５６において、制御システムは、いくつか（例えば、２つ）の連続する移動平均圧力サンプルを比較して、第１の条件が存在するかどうかを決定することができる。図１に示される例示的な実施形態では、図８３において、制御システムは、ブロック８０５６においてこれらの移動平均サンプル間の差（またはその絶対値）を計算する。ブロック８０５８において、システムは、第１の条件が存在するかどうか（例えば、差が事前定義された制限未満であるかどうか）を決定し得る。事前定義された制限は、例えば、０．００５から０．０４ｋＰａ（例えば、０．０２５ｋＰａ）の間であり得る。図８３の例では、 差が事前定義された制限以上である場合、制御システムはブロック８０４８に戻ることができる。差が事前定義された制限未満である場合、制御システムは移動平均サンプルウィンドウの最大値と現在の移動平均圧力サンプルを比較して、第２の条件が存在するかどうかを判断することができる。例えば、図８３は、ブロック８０６０において、最大移動平均サンプル圧力と現在のサンプル圧力との間の差（またはその差の絶対値）を計算する。図８３に示されるように、ブロック８０６２でピークがまだ検出されていない場合、制御システムは、差がブロック８０６４で第２の事前定義された制限未満であるかどうかを決定することができる。第２の事前定義された制限は、ブロック８０５８に関して上記で説明された第１の事前定義された制限よりも小さい場合がある。いくつかの実施形態では、差が約０．０００ｋＰａと０．０２０ｋＰａの間（例えば、約０．００５ｋＰａ未満）であれば、第１のピーク圧力はブロック８０６６において設定することができる。システムが減衰２次システムとして特徴付けられる場合、第１のピークはオーバーシュートピークであり得る。この圧力ピークは、現在の移動平均圧力サンプル、またはおそらく現在の移動平均圧力サンプルとその直前のサンプルの平均に設定することができる。圧力オーバーシュートに到達するのにかかる時間もブロック８０６６に記載されている。その後、制御システムはブロック８０４８に戻ることができる。差がブロック８０６４において第２の事前定義された制限より小さくない場合、制御システムはブロック８０４８に戻ることもできる。

第１のピークが検出され、制御システムが再びブロック８０６２に到達すると、制御システムはブロック８０６８に進むことができる。ブロック８０６８において、制御システムは、第１の圧力ピークからの時間が事前定義された時間の量よりも大きいかどうかを決定することができる。この事前定義された時間は、次のピークが発生する前に予想される経験的に決定された時間であり得る。理想的な減衰２次システムの場合、この時間は第１ピークに到達するのに必要な時間とほぼ同じである必要がある。たとえば、事前定義された時間は、第１のピークに到達するのに必要な時間から、理想的なシステムからの逸脱を説明するのに役立つ値（たとえば、０．１～０．４秒）を差し引いたものに等しく設定できる。事前定義された時間がまだ経過していない場合、制御システムはブロック８０４８に戻ることができる。事前定義された時間が経過すると、制御システムは、ブロック８０７０において現在の圧力の大きさが第１のピークについて検出されたものよりも大きいかどうかを決定することができる。現在の圧力の大きさが第１のピークで検出されたものよりも大きい場合、制御システムはブロック８０６６に戻り、第１のピークを現在の圧力としてリセットすることができる。繰り返しになるが、経過時間も記録される場合がある。しかしながら、現在の圧力が第１のピーク圧力よりも大きさが低い場合、制御システムは、ブロック８０７２において第２のピーク圧力を現在の圧力として定義することができる。第２のピーク圧力の検出までの経過時間も記録され得る。ブロック８０７４において、制御システムは、オーバーシュートパーセントを決定し得る。オーバーシュートの割合は、次のような式で決定できる。
オーバーシュートパーセント＝（１－（Ｐ_１／Ｐ_２）－α）
ここで、Ｐ_１は第１のピーク圧力、Ｐ_２は第２のピーク圧力、αは経験的に決定できる補正係数である。補正係数は、理想的な２次システムからの偏差を調整するために使用できる。

ブロック８０７６において、制御システムは、ヘッドの高さを計算することができる。いくつかの実施形態では、ヘッドの高さ自体は計算されないかもしれないが、ヘッドの高さによる圧力などの関連する値が計算され得る（または両方が計算され得る）。これは、ピークの検出後に圧力が安定した場合に存在したであろう最終圧力を予測することによって決定することができる。最終圧力Ｐ_{Ｆｉｎａｌ}は、次のような式を使用して決定できる。
Ｐ_{Ｆｉｎａｌ}＝Ｐ_１／（１＋オーバーシュートパーセント）

次に、ポンプ室の開始圧力を最終圧力から差し引いて、ヘッドの高さによる圧力を決定することができる。必要に応じて、この圧力は、重力による加速度、液体の密度、および本明細書の他の場所で説明されている圧力値に基づいて、距離の単位でヘッドの高さに変換することができる。

図８４～８６では、いくつかの実施形態では、所与のソースまたはであるティネーションについて決定されたヘッド高さに関する容積移動測定較正が望ましい場合があることが観察されている。特定の理論に拘束されることなく、ポンプ室内の空気は、ソースヘッドの高さの違いにより、さまざまな圧縮状態にある可能性がある。これは、サイクラ１４によって収集される容積測定値にわずかな影響を与える可能性がある。さらに、ポンプシート１５１およびガスケット１４８の位置は、ヘッド高さに応じてわずかに変化し得、これは、容積測定値に影響を及ぼし得る。

図８４および８５は、異なるヘッド高さで目的地への送達ストロークを終了した後のポンプ室１８１の代表的な図を示す。説明のために、図は、図８４と図８５との間のポンプシート１５１の位置の大きな違いを示している。図８４に示すように、サイクラ１４が特定の高いヘッド高さで目的地への送達ストロークを終了するとき、カセット２４シート１５のポンプシート１５１は、ポンプ室１８１のスペーサ５０の形状に実質的に一致し得る。ガスケット１４８は、カセットシート15で想定されているのと同じ輪郭を模倣または適合する。低い相対ヘッド高さで目的地への送達ストロークを完了すると（図８４と実質的に同じ送達圧力を使用して）、ポンプシート１５１は、ポンプ室１８１のスペーサ５０間のギャップに前進または曲がることができる。しかしながら、ガスケット１４８の材料は、このシナリオでは、ポンプシート１５１の位置にそれほど厳密に適合しない可能性がある。同様であるが、ヘッドの高さによる一般的に反対の効果が充填ストロークに存在し得る。上に示したように、デリバリストロークの終わりに、ヘッドの高さによっては理想的でない場所にエネルギーが蓄えられる場合がある。ＦＭＳ手順（本明細書の他の場所でより詳細に説明される）の間、制御室１７１は、典型的には、大気に放出され、所定の圧力で充填され、次いで、基準室容積と圧力が等しくなり得る。エネルギーがシステムに蓄えられている場合、これらの圧力変化の間にポンプシート１５１および／またはガスケット１４８に若干の動きがあるかもしれない。この動きは、送達ストロークの終わりにシステムに蓄積されたエネルギーの量に関連している可能性がある。このわずかな動きが制御室１７１の容積に影響を与える可能性があるため、これはサイクラ１４によって収集される容積測定にいくらかの誤差を導入する可能性がある。この誤差はヘッドの高さに予想通りに関係しているので、ヘッドの高さに基づいて較正補正を実行することができる。

サイクラ１４の較正曲線（例えば、上記の任意の較正曲線）は、例えば、そのヘッド高さに基づいて、各供給源または目的地との間で流体を移送するときに使用される改良された較正曲線に調整され得る。したがって、使い捨てのポンプカセット２４と通信する各ソースまたはであるティネーションに対して、異なる較正曲線が潜在的に使用され得る。

主に図８６を参照すると、特定のヘッド高さの較正曲線を決定するために使用することができるいくつかのアクションを詳述するフローチャート４２００が示されている。ブロック４２０２において、容積測定標準カセットで較正されたいくつかのサイクラ１４を選択することができる。これらのサイクラ１４は、図７７のブロック４１７２に関連して説明されたものと同様の基準に基づいて選択され得る。ブロック４２０４において、使い捨てセット２４は、各サイクラ１４に配置され得る。各サイクラ１４に関連するリザーバは、ブロック４２０６において、サイクラ１４に対して所定のヘッド高さに配置され得る。ブロック４２０８において、各サイクラ１４の制御システム１６は、取り付けられた使い捨てセット２４を用いて、ある量の流体のポンピングを命令することができる。ポンピングされる量は、すべてのサイクラ１４に共通であり得、事前に指定され得る。サイクラ１４は、ブロック４２０８において、汲み上げられた流体の容積測定を行うことができる。また、ブロック４２０８において、サイクラ１４によって大量の流体が使い捨てカセット２４を通して汲み上げられるときの結果として生じる重量デルタを記録するために、スケールを監視することができる。

ブロック４２１０において、各サイクラ１４から収集された容積測定値および関連するスケールデータを組み合わせることができる。たとえば、すべての生データポイントを組み合わせることができる。これらのデータポイントは、特定のサイクラ１４によって測定された移送容積と、リザーバから変位した対応する測定容積（例えば、密度を使用してスケール上の重量デルタから変換された）を含む対であり得る。あるいは、特定のサイクラ１４から収集されたデータを分析することができ、個々のサイクラデータセットの分析の出力を組み合わせることができる。例えば、その事前定義されたヘッド高さでの各サイクラ１４の補正曲線は、そのサイクラ１４に関連する生データから生成され得る。これらの補正曲線のそれぞれは、次に組み合わされ得る。

ブロック４２１２において、単一の補正曲線は、組み合わされたデータを使用して生成され得る。この補正曲線を使用して、ブロック４２１４内の各サイクラ１４の容積測定標準カセットを使用して生成された較正曲線を改良することができる。この曲線は、このヘッド高さの場所との間で流体を移送するときに、サイクラ１４によって使用され得る。いくつかのヘッド高さの較正曲線は、同じ方法で生成できる。さらに、各ヘッドの高さで、サイクラ１４によって使用される異なるポンプ圧力ペア、ならびに正および負のＦＭＳ測定についてデータセットを収集することができる。各データセットを使用して、較正曲線に特定の改良を加えることができる。治療中、使用される最終的な較正曲線は、検出されたヘッドの高さ、ポンプ圧、および実行されているＦＭＳ測定のタイプ（正または負）に一致するように選択できる。

他の方程式も可能であるが、最終的な補正値は複合関数を介して決定できる。第１の機能は、生の制御室容積測定（V_m）に適用され得る。次に、第2の関数をこの結果に適用し、結果の値をさらに第3の関数に入力して、VFinalの決定に到達することができる。例えば、いくつかの実施形態では、以下のような方程式：
V_Final = V_HeadHeight（V_{disposablecorrected}（V_{cyclercorrected}（V_m）））は、V_{cyclercorrected}が特定のサイクラの14のエラー寄与を補正する生の測定された制御室容量（V_m）の関数であり、V_{disposablecorrected}はサイクラ補正された測定容量の関数であり、使い捨て関連のエラーの寄与を修正し、V_HeadHeightは、使い捨ての修正された測定ボリュームの関数であり、ヘッドの高さに関連するエラーの寄与を修正する。あるいは、V_{disposablecorrected}は次のようにV_HeadHeightの関数であり得る：
V_Final = V_{disposablecorrected}(V_HeadHeight(V_{cyclercorrected}(V_m)))。

他の実施形態では、V_Finalは、図７６に関連して説明したように加法的に決定することができ、ヘッドの高さの補正が方程式に追加されて、V_Finalに等しい合計が生成される。

本開示から逸脱することなく、当業者によって様々な代替および修正を考案することができる。したがって、本開示は、そのようなすべての代替案、修正、および差異を包含することを意図している。さらに、本開示のいくつかの実施形態が図面に示され、および／または本明細書で論じられているが、開示は，当技術分野が許す限り広い範囲であり、明細書も同様に読まれることを意図される。したがって、上記の説明は、限定として解釈されるべきではなく、単に特定の実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付された特許請求の範囲および精神の範囲内で他の修正を想定するであろう。上記および／または添付の特許請求の範囲に記載されたものと実質的に異なる他の要素、ステップ、方法および技法もまた、本開示の範囲内にあることが意図されている。

図面に示される実施形態は、本開示の特定の例を実証するためにのみ提示されている。記載されている図面は例示に過ぎず、非限定的である。図面では、説明の目的で、いくつかの要素のサイズが誇張されており、特定の縮尺で描かれていない場合がある。さらに、図面内に示されている同じ番号の要素は、状況に応じて、同一の要素である場合もあれば、類似の要素である場合もある。

「含む」という用語が本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、それは他の要素またはステップを除外しない。単数名詞を参照するときに不定冠詞または定冠詞が使用される場合、特に明記されていない限り、これにはその名詞の複数形が含まれる。したがって、「含む」という用語は、その後に挙げられている項目に限定されると解釈されるべきではない。他の要素またはステップを除外するものではないため、「アイテムＡおよびＢを含むデバイス」という表現の範囲は、構成要素ＡおよびＢのみを含むデバイスに限定されるべきではない。

さらに、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、説明または特許請求の範囲で使用されるかどうかにかかわらず、類似の要素を区別するために提供され、必ずしも連続的または時系列の順序を説明するためではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり（他に明確に開示されない限り）、本明細書に記載される開示の実施形態は、本明細書に記載または図示される以外の配列および／または配置で動作することができることを理解されたい。
本発明の第１の態様は、
カセットベースのポンプシステムの較正用の容積測定標準カセットであって、
前記カセットベースのポンプシステム内に密封的に設置されるように構成され、中央体およびポンプ室領域の既知の容積を定義する事前定義された形状をそれぞれが有する複数の固形のポンプ室領域を有する剛体を含み、該剛体には流路およびオリフィスがない、容積測定標準カセットである。
本発明の第２の態様は、
前記容量測定標準セットが金属である、態様１に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第３の態様は、
前記容積測定標準カセットが機械加工されている、態様１に記載の容積測定標準カセ
ットである。
本発明の第４の態様は、
前記容量測定標準セットは、アルミニウム、鋼、およびプラスチックからなる材料のリストから作製される、態様１に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第５の態様は、
前記容量測定標準セットは、材料添加プロセスを介して構築される、態様１に記載の
容量測定標準セットである。
本発明の第６の態様は、
前記中央体は、前記剛体の最も厚い部分の厚さの少なくとも半分の厚さを有する、態様１に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第７の態様は、
前記中央体は、前記剛体の最も厚い部分の厚さの少なくとも６０％の厚さを有する、態様１に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第８の態様は、
前記中央体は、前記剛体の最も厚い部分の１／２～３／４の厚さを有する、態様１に
記載の容量測定標準セットである。
本発明の第９の態様は、
前記容積測定標準カセットは、カセットシートを含まない、態様１に記載の容積測定
標準カセットである。
本発明の第１０の態様は、
カセットベースのポンプシステムの較正用の容積測定標準カセットであって、
完全に固形で、第１の面と対向する第２の面を含む中央体と、
少なくとも前記中央体の前記第１の面から延在するとともに、前記中央体の周縁に位置する周壁および複数の内壁を含む複数の壁と、
複数の固形のポンプ室領域であって、それぞれが前記ポンプ室領域の既知の容積を定義する事前定義された形状を有する、複数の固形のポンプ室領域と、
を含み、前記容積測定標準カセットは、流体を圧送することができない、容積測定標準カセットである。
本発明の第１１の態様は、
前記容積測定標準カセットの前記複数の壁のいずれにもシートが結合されていない、態様１０に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第１２の態様は、
前記中央体の前記第１の面がカセットシートによって覆われておらず、前記ポンプ室領域を含む、態様１０に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第１３の態様は、
前記中央体の前記第１の面および前記対向する面の両方がカセットシートによって覆われていない、態様１０に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第１４の態様は、
前記容量測定標準セットは、材料添加プロセス、機械加工、および成形からなるプロセスのリストから作製される、態様１０に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第１５の態様は、
前記容量測定標準セットは、アルミニウム、鋼、およびプラスチックからなる材料のリストから作製される、態様１０に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第１６の態様は、
前記容積測定標準カセットの前記対向する面が平坦である、態様１０に記載の容積測
定標準カセットである。
本発明の第１７の態様は、
前記容積測定標準カセットの前記第１の面は、前記内壁の壁によって囲まれた複数の突起を含む、態様１０に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第１８の態様は、
前記壁の気密性が高い、態様１０に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第１９の態様は、
カセットベースのポンプシステムの較正のための使い捨てポンプカセットのカセット類似体であって、
第１の面と、対向する第２の面を有する中央体と、
少なくとも前記第１の面にある複数のシーリングリブと、
第１のポンプ室領域および第２のポンプ室領域であって、前記第１のポンプ室領域および前記第２のポンプ室領域のそれぞれは、前記使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の選択された充填容積を表す定義された寸法的に安定した形状を有する、第１のポンプ室領域および第２のポンプ室領域と、
を含み、前記第１の面と前記対向する面は開いた面であり、前記カセット類似体は流体を圧送することができない、カセット類似体である。
本発明の第２０の態様は、
前記カセット類似体が金属で形成されている、態様１９に記載のカセット類似体である。
本発明の第２１の態様は、
前記中央体が完全に固形である、態様１９に記載のカセット類似体である。
本発明の第２２の態様は、
前記中央体がパススルーを欠いている、態様１９に記載のカセット類似体である。
本発明の第２３の態様は、
前記選択された充填量量が、前記使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の全ポンプ室容積である、態様１９に記載のカセット類似体である。
本発明の第２４の態様は、
前記選択された充填容量が、前記使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の空のポンプ室容量である、態様１９に記載のカセット類似体である。
本発明の第２５の態様は、
前記選択された充填容積が、前記使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の完全な（ｆｕｌｌ）ポンプ室容積と空のポンプ室容積との中間である、態様１９に記載のカ
セット類似体である。
本発明の第２６の態様は、
前記容積測定標準カセットの対向する面が平坦である、態様１９に記載のカセット類
似体である。
本発明の第２７の態様は、
前記容積測定標準カセットの前記第１の面が、前記シーリングリブによって囲まれる複数の突起を含み、前記複数の突起が、前記使い捨てポンプカセット内の複数の弁座に対応する位置に配置されている、態様１９に記載のカセット類似体である。 である。
本発明の第２８の態様は、
前記カセット類似体は、ポート、スパイク、および取り付けられた流体ラインを欠いている、態様１９に記載のカセット類似体である。
本発明の第２９の態様は、
カセットベースのポンプシステムを較正するための方法であって、
前記カセットベースのポンプシステムに複数の容積測定較正カセットを連続的に設置することであって、前記複数の容積測定較正カセットは、それぞれ既知の容積を有するポンプ室領域を含む、ことと、
前記カセットベースのポンプシステムを使用して、前記容積測定較正カセットそれぞれのポンプ室領域の既知の容積を測定することと、
前記複数の容積測定較正カセットのそれぞれについての既知の容積および各容積較正カセットについてのポンプ室領域の対応する測定された容積に少なくとも部分的に基づいて、カセットベースのポンプシステムで行われる容積測定のための較正曲線を生成することと、
を含む、方法である。
本発明の第３０の態様は、
前記容積測定較正カセットのそれぞれにおけるポンプ室領域の既知の容積を測定することは、前記容積測定較正カセットのそれぞれのポンプ室領域の既知の容積の複数の測定値を取得し、前記複数の測定値を分析して、対応する測定された容積として機能する前記ポンプ室領域の容積の単一値を決定することを含む、態様２９に記載の方法である。
本発明の第３１の態様は、
前記複数の測定値を分析することは、前記複数の測定値を平均化することを含む、態様３０に記載の方法である。
本発明の第３２の態様は、
前記較正曲線を生成することは、最良適合方程式を生成することを含む、態様２９に
記載の方法である。
本発明の第３３の態様は、
前記較正曲線を生成することは、最良適合多項式を生成することを含む、態様２９に
記載の方法である。
本発明の第３４の態様は、
前記最良適合多項式は、前記３次多項式である、態様３３に記載の方法である。
本発明の第３５の態様は、
前記較正曲線を生成することは、最小二乗回帰を実施することを含む、態様２９に記
載の方法である。
本発明の第３６の態様は、
前記較正曲線を生成することは、前記曲線の少なくとも１つの領域を少なくとも１つの限界に拘束することを含む、態様２９に記載の方法である。
本発明の第３７の態様は、
前記限界が、前記少なくとも１つの領域に沿った点の微分値の許容範囲である、態様
３６に記載の方法である。
本発明の第３８の態様は、
前記較正曲線を生成することは、前記較正曲線のゼロ交差で許容微分値に制約を課すことを含む、態様２９に記載の方法である。
本発明の第３９の態様は、
前記容積測定較正カセットのそれぞれにおける前記ポンプ室領域の既知の容積を測定することは、前記容積測定較正カセットのそれぞれにおける前記ポンプ室領域の既知の容積を複数回測定し、それらの事前定義された基準への適合性を決定し、前記複数回測定したものを分析して、対応する測定された容積として機能する前記ポンプ室領域の容積の単一値を決定することを含む、態様２９に記載の方法である。
本発明の第４０の態様は、
前記事前定義された基準は、事前定義された許容変動性である、態様３９に記載の方
法である。
本発明の第４１の態様は、
前記事前定義された基準は、許容される標準偏差である、態様３９に記載の方法である。
本発明の第４２の態様は、
前記較正曲線を、使い捨てポンプカセットに起因する容積測定誤差を説明する第２の較正曲線に改良することをさらに含む、態様２９に記載の方法である。
本発明の第４３の態様は、
前記較正曲線を、流体源または目的地のヘッド高さに起因する容積測定誤差を説明する別の較正曲線に改良することをさらに含む、態様２９に記載の方法である。
本発明の第４４の態様は、
カセットベースのポンプシステムであって、
少なくとも１つのポンプ室を覆う可撓性膜を有するポンプカセットを含む流体処理セットと、
サイクラであって、
前記ポンプカセットを収容し、前記カセットを制御面に対して配置するサイズの取り付け位置、
複数の圧力リザーバ、
前記圧力リザーバからポンプカセットに圧力を加えて前記カセットを通して流体をポンプ輸送するための圧力送達アセンブリであって、前記制御面、空気圧チャネル、および前記可撓性膜および圧力センサを作動させるための制御室、ならびにポンプ室の容積を測定するための既知の容積の少なくとも１つの基準室を有し、前記空気圧チャネルは、複数の弁を介して前記圧力リザーバと選択的に連絡している、圧力送達アセンブリ、および
前記圧力センサからデータを受信し、前記データを介して圧送される流体の生の測定容積を決定し、サイクラ固有の較正方程式に少なくとも部分的に基づいて圧送される流体の生の測定量を調整するコントローラ
を含むサイクラと、
を含む、システムである。
本発明の第４５の態様は、
前記コントローラは、サイクラ固有の較正方程式およびポンプカセット容積誤差較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、前記圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様４４に記載のシステムである。
本発明の第４６の態様は、
前記コントローラは、サイクラ固有の較正方程式、ポンプカセット容積誤差較正方程式、およびヘッド高さ誤差較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、前記圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様４４に記載のシステムである。
本発明の第４７の態様は、
前記サイクラ固有の較正方程式は、一連の容積測定標準カセットの試験測定値のデータセットを通じた最適な多項式である、態様４４に記載のシステムである。
本発明の第４８の態様は、
前記コントローラは、前記サイクラ固有の較正方程式の関数である第２の較正方程式に基づいて、圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様４４に記
載のシステムである。
本発明の第４９の態様は、
前記第２の方程式は、ポンプカセット容積誤差較正方程式である、態様４８に記載の
システムである。
本発明の第５０の態様は、
前記コントローラは、前記第２の較正方程式の関数である第３の較正方程式に基づいて、圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様４８に記載のシス
テムである。
本発明の第５１の態様は、
前記第２の方程式は、ポンプカセット容積誤差較正方程式であり、前記第３の方程式は、ヘッド高さ誤差較正方程式である、態様５０に記載のシステムである。
本発明の第５２の態様は、
前記第２の方程式は、ヘッド高さ誤差較正方程式であり、前記第３の方程式は、ポンプカセット容積誤差較正方程式である、態様５０に記載のシステムである。
本発明の第５３の態様は、
前記コントローラは、サイクラ固有の較正方程式および第２の較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、前記圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様４４に記載のシステムである。
本発明の第５４の態様は、
前記システムは、カセット関連の一意の識別子に関連するポンプカセット容積誤差較正方程式のデータベースをさらに含む、態様５３に記載のシステムである。
本発明の第５５の態様は、
前記サイクラがユーザインターフェースをさらに含み、前記コントローラが、前記ユーザインターフェースを介してカセット関連の一意の識別子入力を受信し、前記データベースと通信して、前記カセット関連の一意の識別子入力に関連付けられたポンプカセット容積誤差較正方程式を取得するように構成され、前記カセット関連の一意の識別子入力に関連付けられた前記ポンプカセットの容積誤差較正方程式は、前記第２の較正方程式として使用される、態様５４に記載のシステムである。
本発明の第５６の態様は、
サイクラがイメージャをさらに含み、前記コントローラが、イメージャデータを介してカセット関連の一意の識別子データを決定し、前記データベースと通信して、前記カセット関連の一意の識別子データと関連付けられた前記ポンプカセットの容積誤差較正方程式を取得するように構成され、前記カセット関連の一意の識別子データと関連付けられた前記ポンプカセットの容量誤差較正方程式が前記第２の較正方程式として使用される、態様５４に記載のシステムである。
本発明の第５７の態様は、
前記流体処理セットが、コード化されたカセット関連の一意の識別子を含む、態様４
４に記載のシステムである。
本発明の第５８の態様は、
カセットベースのポンプシステムであって、
少なくとも１つのポンプ室を覆う可撓性膜と、流体リザーバへの流体連絡をゲート制御する少なくとも１つのカセット弁と、を有するポンプカセットを含む流体処理セットと、 サイクラであって、
前記少なくとも１つのポンプ室を覆う可撓性膜の一部を作動させるための少なくとも１つのポンプ制御室、前記少なくとも１つのカセット弁を覆う前記可撓性膜の一部を作動させるための少なくとも１つの弁制御室、および前記少なくとも１つのポンプ制御室と連絡している少なくとも１つの圧力センサを有する圧力送達アセンブリ、
複数の圧力供給弁を介して前記少なくとも１つのポンプ制御室および前記少なくとも１つの弁制御室と選択的に連絡している圧力リザーバ、および
前記少なくとも１つの圧力センサからデータを受信し、前記少なくとも１つのカセット弁を開状態に命令し、前記少なくとも１つの圧力センサからのデータを監視して第１および第２の圧力ピークを識別し、前記第１および第２の圧力ピークに基づいて前記流体リザーバのヘッド高さを計算するように構成されたコントローラ
を備えるサイクラと、
を含むシステムである。
本発明の第５９の態様は、
前記コントローラは、前記第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、前記流体リザーバを前記カセットに結合する流体ラインの長さを決定するようにさらに構成される、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６０の態様は、
前記第１のピークがオーバーシュートピークであり、前記第２のピークがアンダーシュートピークである、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６１の態様は、
前記コントローラは、計算されたヘッド高さに基づいて動作パラメータを調整するようにさらに構成される、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６２の態様は、
前記動作パラメータは、少なくとも１つのポンプ圧である、態様６１に記載のシステ
ムである。
本発明の第６３の態様は、
前記コントローラは、前記ヘッド高さに基づいて較正曲線を改良するようにさらに構成される、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６４の態様は、
前記流体リザーバが、透析液リザーバである、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６５の態様は、
前記流体リザーバが、患者の体腔である、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６５の態様は、
前記コントローラは、少なくとも１つのカセット弁を開状態に命令する前に、少なくとも１つのポンプ室を覆っている可撓性膜の部分を中間ストローク位置に変位させるようにさらに構成される、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６６の態様は、
前記コントローラは、前記第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバを前記カセットに結合する流体ラインに含まれる複数の延長ラインを決定するようにさらに構成される、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６７の態様は、
前記コントローラは、前記ヘッド高さが閾値を突破したときにエラーを生成するようにさらに構成される、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６８の態様は、
前記コントローラは、前記ヘッド高さを、事前定義された許容ヘッド高さ閾値と比較するようにさらに構成される、態様５８に記載のシステムである。
本発明の第６９の態様は、
カセットベースのポンプシステムのポンプ圧力を選択する方法であって、
ポンプシステムに取り付けられた流体処理セットをプライミングすることと、
前記流体処理セットのカセットのポンプ室をリザーバと連絡するように配置することと、
膜によって前記ポンプ室から分離された制御室内の第１の圧力ピークを検出することと、
前記制御室内の第２の圧力ピークを検出することと、
前記第１および第２の圧力ピークを使用して最終圧力を予測することと、
前記予測された最終圧力に基づいてポンプ圧力を計算することと、
を含む、方法である。
本発明の第７０の態様は、
前記方法は、前記予測される最終圧力に基づいて前記リザーバのヘッド高さを計算することをさらに含む、態様６９に記載の方法である。
本発明の第７１の態様は、
前記方法は、前記第１および第２のピークに関連する前記カセットベースの時間データに前記リザーバを結合する流体ラインの特徴的な長さを決定することをさらに含む、態様６９に記載の方法である。
本発明の第７２の態様は、
前記方法は、前記第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、前記カセットを前記リザーバに結合する流体経路に含まれる複数の延長部を決定することをさらに含む、態様６９に記載の方法である。
本発明の第７３の態様は、
前記方法は、前記予測された最終圧力が所定の閾値を突破したときにエラーを生成することをさらに含む、態様６９に記載の方法である。
本発明の第７４の態様は、
前記方法が、前記膜を所定の初期位置に変位させることをさらに含む、態様６９に記
載の方法である。
本発明の第７５の態様は、
前記所定の初期位置は、ヘッド高さ検出範囲を正のヘッド高さの検出に向けてバイアスする位置である、態様７４に記載の方法である。
本発明の第７６の態様は、
前記所定の初期位置は、前記ヘッド高さ検出範囲を負のヘッド高さの検出に向けてバイアスする位置である、態様７４に記載の方法である。
本発明の第７７の態様は、
前記所定の初期位置は、前記中間ストローク位置である、態様７４に記載の方法である。
本発明の第７８の態様は、
前記方法が、前記予測された最終圧力に基づいて前記カセットベースのポンプシステムの較正曲線を調整することをさらに含む、態様６９に記載の方法である。
本発明の第７９の態様は、
前記第１のピークを検出することは、前記制御室と通信する前記少なくとも１つの圧力センサからの連続するデータポイントのセット間の差を計算することを含む、態様６９
に記載の方法である。
本発明の第８０の態様は、
前記第１のピークを検出することは、前記少なくとも１つの圧力センサから連続するデータポイントのセットにデータ平滑化を適用することをさらに含む、態様７９に記載の
方法である。
本発明の第８１の態様は、
前記方法は、連続するデータポイントのセット間の差が所定の限界未満であるときに第１のピークを識別することをさらに含む、態様７９に記載の方法である。
本発明の第８２の態様は、
前記最終圧力を予測することは、前記第１および第２のピークに基づいてオーバーシュートパーセントを決定することを含む、態様６９に記載の方法である。
本発明の第８３の態様は、
カセットベースのポンプシステムに結合されたリザーバのヘッド高さをチェックする方法であって、
カセットベースのポンプシステムに設置された流体処理セットのカセットのポンプ室をリザーバと連絡するように配置することと、
膜によって前記ポンプ室から分離された制御室内の第１の圧力ピークを検出することと、
前記制御室内の第２の圧力ピークを検出することと、
前記第１および第２の圧力ピークを使用して最終圧力を予測することと、
予測された前記最終圧力を少なくとも１つの所定の閾値と比較することと、
予測された前記最終圧力が少なくとも１つの所定の閾値のうちの少なくとも１つを突破したときに通知を生成することと、
を含む、方法である。
本発明の第８４の態様は、
通知を生成することは、エラーを生成することを含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第８５の態様は、
前記通知を生成することは、前記カセットベースのポンプシステムのユーザインターフェース上に表示するための画面を生成することを含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第８６の態様は、
通知を生成することは、可聴ノイズを生成することを含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第８７の態様は、
前記方法は、前記予測される最終圧力に基づいて前記リザーバのヘッド高さを計算することをさらに含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第８８の態様は、
前記方法が、前記第１および第２の圧力ピークに基づいてオーバーシュートパーセンテージを決定することをさらに含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第８９の態様は、
前記方法は、前記第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、前記リザーバを前記カセットに結合する流体ラインの特徴的な長さを決定することをさらに含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第９０の態様は、
前記方法は、前記第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、前記カセットを前記リザーバに結合する流体経路に含まれる複数の延長部を決定することをさらに含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第９１の態様は、
前記方法が、膜を所定の初期位置に変位させることをさらに含む、態様８３に記載の
方法である。
本発明の第９２の態様は、
前記所定の初期位置は、ヘッド高さ検出範囲を正のヘッド高さの検出に向けてバイアスする位置である、態様９１に記載の方法である。
本発明の第９３の態様は、
前記所定の初期位置は、ヘッド高さ検出範囲を負のヘッド高さの検出に向けてバイアスする位置である、態様９１に記載の方法である。
本発明の第９４の態様は、
前記所定の初期位置は、前記中間ストローク位置である、態様９１に記載の方法である。
本発明の第９５の態様は、
前記方法が、前記予測された最終圧力に基づいて前記カセットベースのポンプシステムの較正曲線を調整することをさらに含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第９６の態様は、
前記第１のピークを検出することは、前記制御室と通信する前記少なくとも１つの圧力センサからの連続するデータポイントのセット間の差を計算することを含む、態様８３
に記載の方法である。
本発明の第９７の態様は、
前記第１のピークを検出することは、前記少なくとも１つの圧力センサからの連続するデータポイントのセットにデータ平滑化を適用することをさらに含む、態様８３に記載
の方法である。
本発明の第９８の態様は、
前記方法は、連続するデータポイントのセット間の差が所定の限界未満であるときに前記第１のピークを識別することをさらに含む、態様８３に記載の方法である。
本発明の第９９の態様は、
カセットベースのポンプシステムであって、
少なくとも１つのポンプ室を覆う可撓性膜と、流体リザーバへの流体連絡をゲート制御する少なくとも１つのカセット弁と、を有するポンプカセットを含む流体処理セットと、 サイクラであって、
少なくとも１つのポンプ制御室、
少なくとも１つの弁制御室、
前記少なくとも１つのポンプ制御室と連絡している少なくとも１つの圧力センサ、
複数の圧力供給弁を介して少なくとも１つのポンプ制御室および少なくとも１つの弁制御室と選択的に連絡している圧力リザーバ、および
前記圧力センサとデータ通信し、前記少なくとも１つのカセット弁を開状態に命令し、前記少なくとも１つの圧力センサからのデータを監視し、第１および第２の圧力ピークを識別し、前記第１および第２の圧力ピークに基づいて最終圧力を予測するように構成されたコントローラ
を含む、サイクラと、
を備える、システムである。
本発明の第１００の態様は、
前記コントローラは、前記第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、前記流体リザーバを前記カセットに結合する流体ラインの長さを決定するようにさらに構成される、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１０１の態様は、
前記第１のピークがオーバーシュートピークであり、前記第２のピークがアンダーシュートピークである、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１０２の態様は、
前記コントローラは、計算されたヘッド高さに基づいて動作パラメータを調整するようにさらに構成される、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１０３の態様は、
前記動作パラメータは、少なくとも１つのポンプ圧である、態様１０２に記載のシス
テムである。
本発明の第１０４の態様は、
前記コントローラは、前記ヘッドの高さに基づいて較正曲線を改良するようにさらに構成される、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１０５の態様は、
前記流体リザーバが、透析液リザーバである、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１０６の態様は、
流体リザーバが患者の体腔である、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１０７の態様は、
前記コントローラは、前記少なくとも１つのカセット弁を開状態に命令する前に、前記少なくとも１つのポンプ室を覆っている可撓性膜の部分を中間ストローク位置に変位させるようにさらに構成される、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１０８の態様は、
前記コントローラは、前記第１および第２のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバを前記カセットに結合する流体ラインに含まれる複数の延長ラインを決定するようにさらに構成される、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１０９の態様は、
前記コントローラは、前記予測された最終圧力が前記閾値を突破したときにエラーを生成するようにさらに構成される、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１１０の態様は、
前記コントローラは、予測された最終圧力を、事前定義された許容ヘッド高さ圧力閾値と比較するようにさらに構成される、態様９９に記載のシステムである。
本発明の第１１１の態様は、
流体ライン状態検出器であって、
紫外線に対して不透明な流体ラインを保持するように構成されたレセプタクルと、
光センサと、
赤外線発光ＬＥＤと、
紫外線発光ＬＥＤと、
第３のＬＥＤと、
光センサとデータ通信し、光センサによって前記赤外線発光ＬＥＤから感知された赤外線の強度が所定の第１の閾値を超えるとき、および前記光センサによって前記紫外線発光ＬＥＤから感知された紫外線の強度が、所定の第２の閾値を下回っているときに、適切なチューブが存在することを決定するように構成されたコントローラと、
を含み、前記赤外線発光ＬＥＤの軸および前記紫外線発光ＬＥＤの軸は、互いに平行であり、前記光センサの軸にも平行である、流体ライン状態検出器である。
本発明の第１１２の態様は、
前記赤外線発光ＬＥＤの軸は、前記赤外線発光ＬＥＤの光軸であり、前記紫外線発光ＬＥＤの軸は、前記紫外線発光ＬＥＤの光軸である、態様１１１に記載の流体ライン状態
検出器である。
本発明の第１１３の態様は、
前記赤外線発光ＬＥＤの軸は、前記赤外線発光ＬＥＤの機械的軸であり、前記紫外線発光ＬＥＤの軸は、前記紫外線発光ＬＥＤの機械的軸である、態様１１１に記載の流体ラ
イン状態検出器である。
本発明の第１１４の態様は、
前記光センサの軸は、前記光センサの光軸である、態様１１１に記載の流体ライン状
態検出器である。
本発明の第１１５の態様は、
前記光センサの軸は、前記光センサの機械的軸である、態様１１１に記載の流体ライ
ン状態検出器である。
本発明の第１１６の態様は、
前記第３のＬＥＤは、前記赤外線発光ＬＥＤである、態様１１１に記載の流体ライン
状態検出器である。
本発明の第１１７の態様は、
前記第３のＬＥＤの軸は、前記赤外線発光ＬＥＤの軸および前記紫外線発光ＬＥＤの軸に平行以外の角度にある、態様１１１に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１１８の態様は、
前記紫外線発光ＬＥＤの軸は、前記レセプタクル内に設置された前記流体ラインの中央部分を通過するように構成される、態様１１１に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１１９の態様は、
前記レセプタクルは、前記流体ラインを保持するためのリテーナを含む、態様１１１
に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１２０の態様は、
前記コントローラは、前記第３のＬＥＤからの光強度が所定の乾燥閾値を超えると、前記流体ラインが乾燥していると決定するようにさらに構成される、態様１１１に記載の
流体ライン状態検出器である。
本発明の第１２１の態様は、
前記コントローラは、前記第３のＬＥＤからの光強度が所定のプライミング閾値を下回り、前記所定のプライミング閾値が前記所定の乾燥閾値よりも低いときに前記流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成される、態様１２０に記載の流
体ライン状態検出器である。
本発明の第１２２の態様は、
前記コントローラは、前記赤外線発光ＬＥＤからの光強度が所定の赤外線光閾値を下回り、前記第３のＬＥＤからの光強度が所定のプライミング閾値を下回るときに、前記流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され、前記所定のプライミング閾値は前記所定の乾燥閾値よりも低い、態様１２０に記載の流体ライン状態検出器
である。
本発明の第１２３の態様は、
前記コントローラは、光センサによって前記赤外発光ＬＥＤから感知された前記赤外光の強度が所定の第１の閾値を超えたとき、前記光センサによって前記紫外線発光ＬＥＤから感知された紫外線の強度が所定の第２の閾値を下回ったとき、および前記第３のＬＥＤによって放出された光の強度が所定の第３の閾値を下回ったとき、適切なチューブが流体ライン状態検出器に存在することを決定するように構成される、態様１１１に記載の流
体ライン状態検出器である。
本発明の第１２４の態様は、
前記コントローラは、前記赤外線発光ＬＥＤ、前記紫外線発光ＬＥＤ、および前記第３のＬＥＤへの電力の供給を制御するようにさらに構成される、態様１１１に記載の流体
ライン状態検出器である。
本発明の第１２５の態様は、
第１のスペクトルの光に対して不透明であり、第２のスペクトルの光に対して少なくとも半透明である流体ラインの存在を検出するための流体ライン状態検出器であって、
前記流体ラインを保持するように構成されたレセプタクルと、
光センサと、
第１のスペクトルで発光するように構成された第１のＬＥＤと、
第２のスペクトルで発光するように構成された第２のＬＥＤと、
第３のＬＥＤと、
光センサとデータ通信し、前記第１のＬＥＤからの前記光センサによって感知された前記第１のスペクトルの光の強度が所定の第１の閾値を下回るとき、および前記第２のＬＥＤからの前記光センサによって感知された第２のスペクトルの光の強度が、所定の第２の閾値を超えるときに、前記流体ライン状態検出器に前記流体ラインが存在することを決定するように構成される、コントローラと、
を含み、前記第１のＬＥＤの軸および前記第２のＬＥＤの軸は、互いに平行であり、前記光センサの軸にも平行である、流体ライン状態検出器である。
本発明の第１２６の態様は、
前記第１のＬＥＤの軸は、前記第１のＬＥＤの光軸であり、前記第２のＬＥＤの軸は、前記第２のＬＥＤの光軸である、態様１２５に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１２７の態様は、
前記第１のＬＥＤの軸は、前記第１のＬＥＤの機械的軸であり、前記第２のＬＥＤの軸は、前記第２のＬＥＤの機械的軸である、態様１２５に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１２８の態様は、
前記光センサの軸は、前記光センサの光軸である、態様１２５に記載の流体ライン状
態検出器である。
本発明の第１２９の態様は、
前記光センサの軸は、前記光センサの機械的軸である、態様１２５に記載の流体ライ
ン状態検出器である。
本発明の第１３０の態様は、
前記第３のＬＥＤは、前記第２のスペクトルの光を放出するように構成される、態様
１２５に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１３１の態様は、
前記第３のＬＥＤの軸は、前記第１のＬＥＤの軸および前記第２のＬＥＤの軸に平行以外の角度にある、態様１２５に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１３２の態様は、
前記第１のＬＥＤの軸は、前記流体ラインが前記レセプタクル内に設置されたときに前記流体ラインの中央部分を通過するように構成される、態様１２５に記載の流体ライン
状態検出器である。
本発明の第１３３の態様は、
前記レセプタクルは、前記流体ラインを保持するためのリテーナを含む、態様１２５
に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１３４の態様は、
前記コントローラは、前記第３のＬＥＤからの光強度が所定の乾燥閾値を超えると、前記流体ラインが乾燥していると決定するようにさらに構成される、態様１２５に記載の
流体ライン状態検出器である。
本発明の第１３５の態様は、
前記コントローラは、前記第３のＬＥＤからの光強度が所定のプライミング閾値を下回り、前記所定のプライミング閾値が前記所定の乾燥閾値よりも低いときに、前記流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成される、態様１３４に記載の
流体ライン状態検出器である。 である。
本発明の第１３６の態様は、
前記コントローラは、前記第２のＬＥＤからの光強度が所定の第２の光スペクトル閾値を下回ったとき、および前記第３のＬＥＤからの光強度が所定のプライミング閾値を下回ったときに、前記流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され、前記所定のプライミング閾値は、前記所定の乾燥閾値よりも低い、態様１３４に記載
の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１３７の態様は、
前記コントローラは、前記第１のＬＥＤからの前記光センサによって感知された前記第１のスペクトルの光の強度が所定の閾値を下回るとき、および前記第２のＬＥＤからの前記光センサによって感知される前記第２のスペクトルの光の強度が所定の第２の閾値を上回るとき、および前記第３のＬＥＤからの前記光センサによって感知される光の強度が所定の第３の閾値を下回るときに、前記流体ラインが流体ライン状態検出器に存在することを決定するように構成される、態様１２５に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１３８の態様は、
前記コントローラは、前記第１、第２、および第３のＬＥＤへの電力の供給を制御するようにさらに構成される、態様１２５に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１３９の態様は、
前記第１のスペクトルが紫外線スペクトルである、態様１２５に記載の流体ライン状
態検出器である。
本発明の第１４０の態様は、
前記第２のスペクトルが赤外線スペクトルである、態様１２５に記載の流体ライン状
態検出器である。
本発明の第１５０の態様は、
前記流体ラインは、前記第２のスペクトルの光に対して透明である、態様１２５に記
載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第１５１の態様は、
検出器のレセプタクル内の適切な流体ラインの存在を検出する方法であって、
第１のＬＥＤから第１のスペクトルの光を放出することであって、前記流体ラインは前記第１のスペクトルの光に対して不透明である、ことと、
第２のＬＥＤから第２のスペクトルの光を放出することであって、前記流体ラインは前記第２のスペクトルの光に対して少なくとも半透明である、ことと、
前記レセプタクルの前記第１のＬＥＤおよび前記第２のＬＥＤとは反対側に配置された光センサを用いて、受信光の強度を監視することと、
前記第１のスペクトルで受信した光の強度を第１の閾値と比較することと、
前記第２のスペクトルで受信した光の強度を第２の閾値と比較することと、
前記第１のスペクトルの光の強度が第１の閾値よりも小さく、前記第２のスペクトルの光の強度が前記第２の閾値よりも大きい場合に、適切な流体ラインの存在を決定することと、
を含む、方法である。
本発明の第１５２の態様は、
前記第１の閾値は、前記第１のＬＥＤから前記光センサへの光透過が実質的にないことに対応する、態様１５１に記載の方法である。
本発明の第１５３の態様は、
前記第１のスペクトルが紫外線スペクトルである、態様１５１に記載の方法である。
本発明の第１５４の態様は、
前記第２のスペクトルは、前記第１のスペクトルよりも高い波長スペクトルである、態様１５１に記載の方法である。
本発明の第１５５の態様は、
前記第２のスペクトルが赤外線スペクトルである、態様１５１に記載の方法である。
本発明の第１５６の態様は、
前記流体ラインは、前記第２のスペクトルの光に対して透明である、態様１５１に記
載の方法である。
本発明の第１５７の態様は、
前記方法は、前記第１のスペクトルの光の強度が前記第１の閾値よりも高く、前記第２のスペクトルの光の強度が前記第２の閾値よりも大きいときに、通知を生成することをさらに含む、態様１５１に記載の方法である。
本発明の第１５８の態様は、
通知を生成することは、グラフィカルユーザインターフェース上で流体ラインをリロードするための通知を表示することを含む、態様１５７に記載の方法である。
本発明の第１５９の態様は、
前記第１のＬＥＤおよび前記第２のＬＥＤの軸は、互いに平行であり、前記光センサの軸に平行である、態様１５１に記載の方法である。
本発明の第１６０の態様は、
流体ポンプシステムであってである。
ポンプと、
変位容積感知アセンブリと、
流体ラインを保持するためのレセプタクル、少なくとも１つの光センサ、および少なくとも１つのＬＥＤを有する流体ライン状態検出器と、
前記レセプタクルに嵌合するように構成された出力ラインを含む流体移送セットと、
少なくとも１つの流体源と、
前記流体ライン状態検出器とデータ通信するコントローラであって、少なくとも１つのＬＥＤに電力を供給し、前記出口ラインが前記リセプタクルに設置されたときに少なくとも１つの光センサの出力信号を監視してドライチューブの光強度値を決定するように構成され、前記少なくとも１つの流体源からの流体で前記出力ラインをプライミングするように前記ポンプの動作を制御するように構成され、前記少なくとも１つのＬＥＤに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記出力信号が、前記光強度値がプライミングされたラインの閾値を下回ったことを示したときに前記ポンプの動作を停止するように構成された、コントローラと、
を備え、前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ強度の読み取りに基づいて前記コントローラによって計算される、システムである。
本発明の第１６１の態様は、
前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、態様１６０に記載のシステムである。
本発明の第１６２の態様は、
前記コントローラは、前記少なくとも１つのＬＥＤに複数回電力を供給するように構成され、前記ドライチューブ強度値は、複数回にわたって前記光センサから出力された最大光強度値に基づく、態様１６０に記載のシステムである。
本発明の第１６３の態様は、
前記コントローラは、前記少なくとも１つのＬＥＤに複数回電力を供給し、前記出力信号を監視して、最大光強度値を決定するように構成され、前記ドライチューブ強度値は、前記最大光強度値および少なくとも１つの限界に基づく、態様１６０に記載のシステム
である。
本発明の第１６４の態様は、
前記限界は、前記ドライチューブ強度値の最小値である、態様１６３に記載のシステ
ムである。
本発明の第１６５の態様は、
前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、前記変位された流体の容積が所定の閾値よりも大きいことを示すときに、通知を生成するようにさらに構成される、態様１６０に記載のシステムである。
本発明の第１６６の態様は、
前記コントローラは、前記出力ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す前記システムのユーザインターフェースからのユーザ入力を受信すると、ポンピングを継続するように構成される、態様１６５に記載のシステムである。
本発明の第１６７の態様は、
前記ポンプがダイヤフラムポンプである、態様１６０に記載のシステムである。
本発明の第１６８の態様は、
前記ポンプが空気圧ダイヤフラムポンプである、態様１６０に記載のシステムである。
本発明の第１６９の態様は、
前記ポンプの一部が流体移送セットに含まれる、態様１６０に記載のシステムである。
本発明の第１７０の態様は、
前記少なくとも１つの流体源が透析液リザーバである、態様１６０に記載のシステム
である。
本発明の第１７１の態様は、
前記少なくとも１つのＬＥＤが、前記光センサの光軸に対してある角度で配置された第１のＬＥＤを含む、態様１６０に記載のシステムである。
本発明の第１７２の態様は、
少なくとも１つのＬＥＤが、第２のＬＥＤおよび第３のＬＥＤを含む、態様１７１に
記載のシステムである。
本発明の第１７３の態様は、
前記第２のＬＥＤの軸および前記第３のＬＥＤの軸は、前記光センサの光軸に平行である、態様１７２に記載のシステムである。
本発明の第１７４の態様は、
流体ラインをプライミングする方法であって、
流体ライン状態検出器のレセプタクルに流体ラインを設置することと、
前記流体ライン状態検出器の少なくとも１つのＬＥＤから第１の複数回光を放出することと、
前記流体ライン状態検出器の光センサの出力信号を監視し、前記第１の複数回の出力信号に基づいて最大光強度値を決定することと、
前記最大光強度値に基づいてプライミングされたラインの閾値を決定することと、
前記流体ラインを介して流体をポンピングすることと、
前記流体ライン状態検出器の前記少なくとも１つのＬＥＤから第２の複数回光を放出することと、
前記光センサの出力信号が、前記ＬＥＤからの光強度がプライミングされたチューブの閾値を突破したことを示しているときに、前記流体ラインがプライミングされることを決定することを、
を含む、方法である。
本発明の第１７５の態様は、
前記リセプタクルに前記流体ラインを設置することは、前記流体ラインを前記流体ライン状態検出器のチャネル内に着座させることを含む、態様１７４に記載の方法である。
本発明の第１７６の態様は、
前記方法は、前記最大光強度を限界と比較し、前記最大光強度値が前記限界に適合しない場合に、前記最大光強度値を前記限界の値で上書きすることをさらに含む、態様１７
４に記載の方法である。
本発明の第１７７の態様は、
前記出力信号に基づいて前記最大光強度値を決定することは、前記第１の複数回の間に前記出力信号によって示される光強度値を較正値と比較して比率を決定することを含む、態様１７４に記載の方法である。
本発明の第１７８の態様は、
前記較正値は、前記レセプタクルにチューブが設置されていないときの、前記光センサから出力された前記少なくとも１つのＬＥＤからの光強度値である、態様１７７に記載
の方法である。
本発明の第１７９の態様は、
前記プライミングされたラインの閾値を決定することは、前記最大光強度値のパーセンテージに定数を追加することを含む、態様１７４に記載の方法である。
本発明の第１８０の態様は、
前記第２の複数回は、前記ラインを介して流体を圧送する過程で発生する、態様１７
４に記載の方法である。
本発明の第１８１の態様は、
前記第２の複数回の間に前記少なくとも１つのＬＥＤから光を放出することは、第１、第２、および第３のＬＥＤから光を放出することを含む、態様１７４に記載の方法である。
本発明の第１８２の態様は、
前記方法は、前記流体ラインがプライミングされたと決定したときに、前記ラインを通る流体の圧送を停止することをさらに含む、態様１７４に記載の方法である。
本発明の第１８３の態様は、
前記方法が、前記変位容積感知アセンブリを介して圧送される流体の容積を監視することをさらに含む、態様１７４に記載の方法である。
本発明の第１８４の態様は、
前記方法は、前記圧送される流体の容積が第１の容積閾値を超えたときに、前記流体の前記圧送を一時停止することをさらに含む、態様１８３に記載の方法である。
本発明の第１８５の態様は、
前記方法は、前記ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示すユーザ入力を受信すると、前記圧送を再開することをさらに含む、態様１８４に記載の方法である。
本発明の第１８６の態様は、
前記方法は、圧送された流体の容積が第２の容積閾値を超えたときにポンプの再開を禁止することをさらに含む、態様１８４に記載の方法である。
本発明の第１８７の態様は、
流体ポンプシステムであって、
ポンプと、
レセプタクル、少なくとも１つのセンサ、および少なくとも１つの照明器を有する流体ライン状態検出器と、
前記レセプタクルに嵌合するように構成された出力ラインを含む流体移送セットと、
流体ライン状態検出器とデータ通信しているコントローラであって、少なくとも１つの照明器に電力を供給し、出口ラインが前記レセプタクルに取り付けられているときに少なくとも１つのセンサの出力信号を監視してドライチューブの光強度値を決定するように構成され、少なくとも１つの流体源からの流体で前記出力ラインをプライミングするようにポンプの動作を制御するようにさらに構成され、少なくとも１つの照明器に電力を供給し、出力信号を監視し、前記出力信号は、光強度値がドライチューブ強度値に依存するプライミングされたラインの閾値を下回ったことを示すときに、前記ポンプの動作を停止するようにさらに構成される、システムである。
本発明の第１８８の態様は、
前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、態様１８７に記載のシステムである。
本発明の第１８９の態様は、
前記コントローラは、少なくとも１つの照明器に複数回電力を供給するように構成され、前記ドライチューブ光強度値は、複数回にわたって前記センサから出力される最大光強度値に基づく、態様１８７に記載のシステムである。
本発明の第１９０の態様は、
前記コントローラは、少なくとも１つの照明器に複数回電力を供給し、前記出力信号を監視して、最大光強度値を決定するように構成され、前記ドライチューブ光強度値は、前記最大光強度値および少なくとも１つの限界に基づく、態様１８７に記載のシステムである。
本発明の第１９１の態様は、
前記限界は、前記ドライチューブ光強度値の最小値である、態様１９０に記載のシス
テムである。
本発明の第１９２の態様は、
前記システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み、前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、前記変位流体の容積が所定の閾値よりも大きいことを示すときに通知を生成するようにさらに構成される、態様１８７に記載のシステムである。
本発明の第１９３の態様は、
前記コントローラは、前記出力ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す、前記システムの前記ユーザインターフェースからの前記ユーザ入力の受信時にポンピングを継続するように構成される、態様１９２に記載のシステムである。
本発明の第１９４の態様は、
前記ポンプが、ダイヤフラムポンプである、態様１８７に記載のシステムである。
本発明の第１９５の態様は、
前記ポンプが、空気圧ダイヤフラムポンプである、態様１８７に記載のシステムである。
本発明の第１９６の態様は、
前記ポンプの一部が前記流体移送セットに含まれる、態様１８７に記載のシステムである。
本発明の第１９７の態様は、
前記少なくとも１つの流体源が透析液リザーバである、態様１８７に記載のシステム
である。
本発明の第１９８の態様は、
前記少なくとも１つの照明器は、前記センサの光軸に対してある角度で配置された第１のＬＥＤを含む、態様１８７に記載のシステムである。
本発明の第１９９の態様は、
前記少なくとも１つの照明器は、前記第２のＬＥＤおよび前記第３のＬＥＤを含む、態様１９８に記載のシステムである。
本発明の第２００の態様は、
前記第２のＬＥＤの軸および前記第３のＬＥＤの軸は、前記センサの光軸に平行である、態様１９９に記載のシステムである。
本発明の第２０１の態様は、
実質的に本明細書に示され、記載されているような容量測定標準セットまたはサイクラである。
本発明の第２０２の態様は、
本明細書に示され、記載されているシステム、方法、および装置のいずれかである。

Claims (29)

1. 流体ポンプシステムであって、
   ポンプと、
   流体ラインを保持するためのレセプタクル、少なくとも１つの光センサ、および少なくとも１つのＬＥＤを有する流体ライン状態検出器と、
   前記レセプタクルに嵌合するように構成された出口ラインを含む流体移送セットと、
   少なくとも１つの流体源と、
   前記流体ライン状態検出器とデータ通信するコントローラであって、少なくとも１つのＬＥＤのうちの少なくとも１つに複数回電力を供給し、前記出口ラインが乾燥していて、前記レセプタクルに取り付けられているときに、前記少なくとも１つの光センサの出力信号を監視して、複数回にわたって前記光センサからの最大光強度値および限界に基づいてドライチューブ光強度値を決定し；前記ドライチューブ光強度値の決定後に、前記少なくとも１つの流体源からの流体で前記出口ラインをプライミングするように前記ポンプの動作を開始し；前記少なくとも１つのＬＥＤのうちの少なくとも１つに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記出力信号が、前記光強度値がプライミングされたラインの閾値を下回ったことを示したときに前記ポンプの動作を停止するように構成された、コントローラと、
   を備え、前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値に基づいて前記コントローラによって計算される、システム。
2. 前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記限界は、前記ドライチューブ光強度値の最小値である、請求項１に記載のシステム。
4. 前記システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み、前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、前記光強度値が前記プライミングされたラインの閾値を下回る前の変位された流体の容積が所定の変位された容積の閾値よりも大きいことを示すときに、通知を生成するように構成される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記コントローラは、前記出口ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す前記システムのユーザインターフェースからのユーザ入力を受信すると、前記ポンプの動作を調整し続けるように構成される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記ポンプの一部が前記流体移送セットに含まれる、請求項１に記載のシステム。
7. 前記少なくとも１つのＬＥＤが、前記光センサの光軸に対して非平行な角度で配置された第１のＬＥＤ軸を有する第１のＬＥＤを含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記少なくとも１つのＬＥＤが、第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤおよび第３のＬＥＤを含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記第２のＬＥＤの軸および前記第３のＬＥＤの軸は、前記光センサの光軸に平行である、請求項８に記載のシステム。
10. 流体ポンプシステムであって、
    ポンプと、
    レセプタクル、少なくとも１つのセンサ、および少なくとも１つの照明器を有する流体ライン状態検出器と、
    前記レセプタクルに嵌合するように構成された出口ラインを含む流体移送セットと、
    前記流体ライン状態検出器とデータ通信しているコントローラであって、少なくとも１つの照明器のうちの少なくとも１つに電力を供給し、前記出口ラインが前記レセプタクルに取り付けられ、前記システムによってプライミングされていないときに（非プライミング状態）前記少なくとも１つのセンサの出力信号からの複数の出力信号読み取り値を収集して、前記複数の出力信号読み取り値からの最大光強度値を用いてドライチューブ光強度値を決定し；前記ドライチューブ光強度値の決定後、少なくとも１つの流体源からの流体で前記出口ラインをプライミングするようにポンプの動作を制御し；前記少なくとも１つの照明器のうちの少なくとも１つに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記出力信号は、前記光強度値が、前記出口ラインがプライミングされたことを示すプライミングされたラインの閾値を下回ったことを示すときに、前記ポンプの動作を停止するように構成され、前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値に依存する、システム。
11. 前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記最大光強度値は、前記ドライチューブ光強度値の最小値と比較され、前記ドライチューブ光強度値は、前記最大光強度値が前記最小値を下回るときに、前記最小値として設定される、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み、前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、変位された流体の容積が所定の閾値よりも大きいことを示すときに通知を生成するようにさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。
14. 前記コントローラは、前記出口ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す、前記システムのユーザインターフェースからのユーザ入力の受信時に前記ポンプの動作の再開を調整するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記ポンプの一部が前記流体移送セットに含まれる、請求項１０に記載のシステム。
16. 前記少なくとも１つの照明器は、前記センサの光軸に対して平行ではない角度で配置された第１のＬＥＤを含む、請求項１０に記載のシステム。
17. 前記少なくとも１つの照明器は、第２のＬＥＤおよび第３のＬＥＤを含み、前記第２のＬＥＤの軸および前記第３のＬＥＤの軸は、前記センサの光軸に平行である、請求項１６に記載のシステム。
18. 流体ポンプシステムであって、
    ポンプと、
    レセプタクル、少なくとも１つのセンサ、および少なくとも１つの照明器を有する導管状態検出器と、
    前記レセプタクルに嵌合するように構成された導管を含む流体移送セットと、
    前記導管状態検出器とデータ通信しているコントローラであって、少なくとも１つの照明器のうちの少なくとも１つに複数回電力を供給し、前記導管が前記レセプタクルに取り付けられているときに前記少なくとも１つのセンサからの出力信号を監視して、前記出力信号からの最大光強度値に基づいてプライミングされていない導管の光強度値を決定し；その後、前記ポンプの動作を制御して少なくとも１つの流体源から前記導管へ流体を送達し；前記１つ以上の照明器のうちの少なくとも１つに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記出力信号が、前記光強度値が前記プライミングされていない導管の光強度値に基づいて計算された閾値を下回ったことを示すときに、前記ポンプの動作を停止するように構成される、システム。
19. 前記閾値は、前記プライミングされていない導管の光強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記プライミングされていない導管の光強度値は、少なくとも１つの限界を前記最大光強度値に適用することによって決定される、請求項１８に記載のシステム。
21. 前記システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み、前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、変位された流体の容積が所定の閾値よりも大きいことを示すときに通知を生成するようにさらに構成される、請求項１８に記載のシステム。
22. 前記コントローラは、前記導管がまだ完全にプライミングされていないことを示す、前記システムのユーザインターフェースからのユーザ入力の受信時に更なる前記ポンプの動作を命令するように構成される、請求項２１に記載のシステム。
23. 前記ポンプが、空気圧ダイヤフラムポンプである、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記ポンプの一部が前記流体移送セットに含まれる、請求項１８に記載のシステム。
25. 前記少なくとも１つの照明器は、前記センサの光軸に対して平行ではない角度で配置された第１のＬＥＤを含む、請求項１８に記載のシステム。
26. 前記少なくとも１つの照明器は、第２のＬＥＤおよび第３のＬＥＤを含み、前記第２のＬＥＤおよび前記第３のＬＥＤは、前記センサが配置された前記レセプタクルの部分とは反対側にある前記レセプタクルの第１側に配置される、請求項２５に記載のシステム。
27. 流体ポンプシステムであって、
    ポンプと、
    レセプタクル、少なくとも１つのセンサ、および少なくとも１つの照明器を有する導管状態検出器と、
    前記レセプタクルに嵌合するように構成された導管を含む流体移送セットと、
    導管状態検出器とデータ通信しているコントローラであって、前記導管が前記レセプタクルに取り付けられているが流体が前記ポンプによって送達される前に、前記導管に少なくとも１つの照明器のうちの少なくとも１つに電力を供給し、前記少なくとも１つのセンサからの出力信号を監視して、前記出力信号によって示される最大光強度値を用いてプライミングされていない導管の光強度値を決定し；前記ポンプの動作を制御して少なくとも１つの流体源から前記導管へ流体を送達し；前記１つ以上の照明器のうちの少なくとも１つに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記記出力信号が、前記光強度値が前記プライミングされていない導管の光強度値に基づいて計算された閾値を下回ったことを示すときに、前記ポンプの動作を停止するように構成される、システム。
28. 前記コントローラが、前記少なくとも１つの照明器のうちの少なくとも１つに電力を供給し、かつ前記出力信号を監視して前記導管がプライミングされていないことを確認するようにさらに構成されている、請求項２７に記載のシステム。
29. 前記コントローラは、前記最大光強度値を少なくとも１つの限界に当てることによって、前記プライミングされていない導管の光強度値を決定するように構成される、請求項２７に記載のシステム。

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