JP7413478B2 - 液体送達を推定する方法 - Google Patents

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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/35—Communication
    • A61M2205/3576—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver
    • A61M2205/3584—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver using modem, internet or bluetooth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/60—General characteristics of the apparatus with identification means
    • A61M2205/6009—General characteristics of the apparatus with identification means for matching patient with his treatment, e.g. to improve transfusion security
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14212—Pumping with an aspiration and an expulsion action
    • A61M5/14228—Pumping with an aspiration and an expulsion action with linear peristaltic action, i.e. comprising at least three pressurising members or a helical member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • G—PHYSICS
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Description

発明の詳細な説明
関連出願の相互参照
本出願は非仮出願であって、以下の優先権及びその利益を主張して特許協力条約の下に
出願された国際出願である。
米国仮特許出願第６１／５７８，６４９号、２０１１年１２月２１日出願、発明の名称
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｕｓｉｎ
ｇ Ｆｌｕｉｄ」（代理人整理番号Ｊ０２）、
米国仮特許出願第６１／５７８，６５８号、２０１１年１２月２１日出願、発明の名称
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｓｔｉｍａｔ
ｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」（代理人整理番号Ｊ０４）、
米国仮特許出願第６１／５７８，６７４号、２０１１年１２月２１日出願、発明の名称
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒＤｉｓｐｅｎｓｉ
ｎｇ Ｏｒａｌ Ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎｓ」（代理人整理番号Ｊ０５）、
米国仮特許出願第６１／６５１，３２２号、２０１２年 ５月２４日出願、発明の名称
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」（代理人整理番号Ｊ４６）、及び、
米国仮特許出願第６１／６７９，１１７号、２０１２年 ８月 ３日出願、発明の名称
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｏｒ
ｉｎｇ，Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ，ｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ」
（代理人整理番号Ｊ３０）、以上の各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれて
いる。
本出願は、以下の一部継続出願でもあり、その優先権及び利益を主張する。
米国特許出願第１３／３３３，５７４号、２０１１年１２月２１日出願、発明の名称「
Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」、現在は米国出願公開公報第ＵＳ－２０１２－０１８
５２６７－Ａ１号、２０１２年７月１９日公開（代理人整理番号ｌ９７）、及び、
ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ１１／６６５８８号、２０１１年１２月２１日出願、発明の
名称「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」（代理人整理番号ｌ９７ＷＯ）、これらの両方
は参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。
本出願はこれと共に同日に出願された以下の特許出願の一つ以上にも関連する場合があ
り、その全ては参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれている。
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｌａｍｐｉ
ｎｇ」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ４７）
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｐｅｎ
ｓｉｎｇ Ｏｒａｌ Ｍｅｄｉｃａｔｉｏｎｓ」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ
７４）、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｓｔｉｍａ
ｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ７
５）、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｕｓｉ
ｎｇ Ｆｌｕｉｄ」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ７６）、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｕｓｉ
ｎｇ Ｆｌｕｉｄ」についてのＰＣＴ出願（代理人整理番号Ｊ７６ＷＯ）、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ７７）、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ７８）、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｏ
ｒｉｎｇ，Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ，ｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ
」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ７９）、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｏ
ｒｉｎｇ，Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ，ｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ
」についてのＰＣＴ出願（代理人整理番号Ｊ７９ＷＯ）、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｓｔｉｍａ
ｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ８
１）、及び、
「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｃａｒｅ」についての非仮出願（代理人整理番号Ｊ８５）。
背景
関連分野
本開示事項は、ポンプに関するものである。更に詳しくは、本開示事項は、注射器ポン
プを用いる液体送達のためのシステム、方法、及び装置に関する。
関連技術の説明
注射器ポンプは、様々な医療用途、例えば液体医薬の静脈送達、例えば、長期間に亘る
集中治療室（ＩＣＵ）における患者のために用いられている。注射器ポンプは、針、管、
又は他の付属品を注射器ポンプに取り付け可能であるように設計し得る。一般に注射器ポ
ンプは、貯蔵器から液体を押すシャフトに取り付けられたプランジャを含む。貯蔵器は一
端にポートを有するチューブ形構造の場合があり、プランジャは注射器ポンプから液体を
押し出す（即ち排出する）ことができる。注射器ポンプはアクチュエータに結合すること
ができ、このアクチュエータはプランジャを機械的に駆動して、患者への液体の送達を制
御する。
注射器ポンプは、鎮痛薬、制吐剤又は他の流体を含む様々な薬剤を送達するのにも使用
し得る。薬物は、静脈液ラインを介して非常に速く（例えば、大量瞬時投与）又は長時間
に亘って投与し得る。注射器ポンプが、非医学的な用途、例えば小型反応炉、試験、及び
／又は化学処理用途において使用し得る。
概要
本開示事項の一つの態様においては、ポンプは貯蔵器、ポート、プランジャ、及び参照
ボリューム・アセンブリを含む。貯蔵器は、液体を送達するように構成されている。ポー
トは貯蔵器に結合して、液体を排出するように構成されている。プランジャは、シャフト
に結合したピストンを含む。ピストンは、貯蔵器内に配置されて、貯蔵器の内面と摺動的
に係合する。ピストンが貯蔵器の液体側と貯蔵器の非液体側とを規定することにより、貯
蔵器の液体側へ向かうプランジャの移動がポートを通じて液体を排出する。参照ボリュー
ム・アセンブリは、ポートに対して貯蔵器の反対側端部において貯蔵器に結合されている
。参照ボリューム・アセンブリは、参照容積チャンバ、スピーカー、及び参照マイクロフ
ォンを含む。参照容積チャンバは、貯蔵器の非液体側と音響的に連通する。スピーカーは
参照容積チャンバ内に配置され、かつ、参照マイクロフォンは参照容積チャンバ内に配置
されている。可変音量マイクロフォンを貯蔵器内に配置して、貯蔵器内の音波を検出し、
及び／又は参照ボリューム・アセンブリに配置して、貯蔵器内の音波を検出し得る。
本開示事項の他の態様では、システムは、ポンプ（上述した如き）、アクチュエータ、
線形位置センサ、及びプロセッサを含み得る。アクチュエータはポンプのシャフトに結合
されてポンプを起動し、線形位置センサはシャフトへ結合されてシャフトの位置を検知す
る。プロセッサはアクチュエータ及び線形位置センサへ結合されて、シャフトの位置の関
数として、排出された液体の量を推定する。
他の態様においては、システムは、ポンプ（上述した如き）、可変ボリューム・マイク
ロフォン及びプロセッサを含み得る。可変ボリュームのマイクロフォンは、貯蔵器の非液
体側内で音波を検出する。プロセッサは、スピーカーと参照及び可変ボリューム・マイク
ロフォンとに連動的に結合して、複数の音響周波数を生成し、可変ボリューム及び参照マ
イクロフォンからの音響的フィードバックの関数として、排出された液体の量を推定する
ように指令する。
本開示事項の更に他の態様においては、ポンプは、貯蔵器、ポート、プランジャ、更な
る貯蔵器、更なるポート、更なるプランジャ、及び参照ボリューム・アセンブリを含む。
貯蔵器は、液体を送達するように構成されている。ポートは貯蔵器へ結合して、液体を排
出するように構成されている。プランジャは、シャフトへ結合されたピストンを含む。ピ
ストンは、貯蔵器内に配置されて、貯蔵器の内面と摺動的に係合する。ピストンは、貯蔵
器の液体側と貯蔵器の非液体側とを規定することにより、貯蔵器の液体側へ向かうプラン
ジャの移動がポートを通じて液体を排出する。
更なる貯蔵器は、更なる液体を送達するように構成されている。更なるポートは更なる
貯蔵器に結合して、更なる液体を排出するように構成されている。
更なるプランジャは、更なるシャフトに結合した更なるピストンを含む。更なるピストン
は、更なる貯蔵器内に配置されて、更なる貯蔵器の内面と摺動的に係合する。更なるピス
トンは、更なる貯蔵器の液体側及び更なる貯蔵器の非液体側を規定することにより、更な
る貯蔵器の液体側へ向かうプランジャの運動が更なるポートを通じて液体を排出する。
参照ボリューム・アセンブリはポートに関して貯蔵器の反対側端において貯蔵器に結合
し、かつ、参照ボリューム・アセンブリは更なるポートに関して更なる貯蔵器の反対側端
における更なる貯蔵器に更に結合する。参照ボリューム・アセンブリは、参照容積チャン
バ、スピーカー、及び参照マイクロフォンを含む。参照容積チャンバは貯蔵器の非液体側
と音響的に連通し、かつ、参照容積チャンバは更なる貯蔵器の非液体側と音響的に連通し
ている。スピーカーは参照容積チャンバ内に配置されると共に、参照マイクロフォンは参
照容積チャンバ内に配置されている。選択的に、第１及び第２の貯蔵器の一つ以上は、参
照ボリューム・アセンブリに取り付け可能である。
本開示事項の他の態様においては、ポンプはマニホールドを含む。マニホールドは、第
１及び第２のコネクタ・ポート、排出ポート、及び液体経路を含む。第１のコネクタ・ポ
ートはポートに結合し、第２のコネクタ・ポートは更なるポートに結合する。液体経路は
、第１及び第２のコネクタ・ポートを一緒に排出ポートに流体接続する。マニホールドは
、第１及び第２のコネクタ・ポートに選択的に取り付け可能である。
本開示事項の他の態様においては、ポンプは、貯蔵器内に又は参照ボリューム・アセン
ブリ上に配置された可変ボリューム・マイクロフォンを含み、貯蔵器内の音波を検知する
ように構成されている。ポンプは、参照ボリューム・アセンブリ上の更なる貯蔵器内に配
置されて、更なる貯蔵器内で音波を検知するように構成された更なる可変ボリューム・マ
イクロフォンも含み得る。
本開示事項の他の態様においては、液体送達を推定するためのシステムは、上述した如
きポンプ、可変ボリューム・マイクロフォン、及びプロセッサを含む。可変ボリューム・
マイクロフォンは、貯蔵器の非液体側内で音波を検知する。プロセッサは、スピーカーと
、参照及び可変ボリューム・マイクロフォンとに連動的に結合する。プロセッサは、スピ
ーカーに指令して複数の音響周波数を生成して、可変ボリューム及び参照マイクロフォン
からの音響的フィードバックの関数として、排出された液体の量を推定するように構成さ
れている。
本開示事項の更に他の態様においては、ポンプは、音響ハウジング、貯蔵器、ポート、
プランジャ、及び参照ボリューム・アセンブリを含む。貯蔵器は液体を送達するように構
成されて、音響ハウジング内に配置されている。ポートは貯蔵器に結合して、液体を排出
するように構成されている。プランジャは、シャフトに結合されたピストンを有する。プ
ランジャは音響ハウジング内に配置され、かつ、ピストンは貯蔵器内に貯蔵器の内面に摺
動して係合するように配置されている。ピストンは貯蔵器の液体側と貯蔵器の非液体側と
を規定することにより、貯蔵器の液体側へ向かうプランジャの移動がポートを通じて液体
を排出する。参照ボリューム・アセンブリは、音響ポートを通じて音響ハウジングに結合
する。参照ボリューム・アセンブリは、参照容積チャンバ、スピーカー、及び参照マイク
ロフォンを含む。参照容積チャンバは、音響ポートを介して音響ハウジングと音響的に連
通している。
スピーカーは参照容積チャンバ内に配置され、かつ、参照マイクロフォンは参照容積チャ
ンバ内に配置されている。ポンプはプランジャを駆動するためにシャフトに結合されたア
クチュエータも含むことがあり、このアクチュエータは音響ハウジング内に配置し得る。
ポンプは、更なる貯蔵器、更なるポート、及び更なるプランジャも含み得る。更なる貯
蔵器は更なる液体を送達するように構成され、かつ、更なる貯蔵器は音響ハウジング内に
配置されている。更なるポートは更なる貯蔵器に結合して、更なる液体を排出するように
構成されている。更なるプランジャは、更なるシャフトに結合された更なるピストンを有
する。更なるプランジャは音響ハウジング内に配置され、かつ、更なるピストンは、更な
る貯蔵器の内面に摺動して係合するように更なる貯蔵器内に配置されている。更なるピス
トンは、更なる貯蔵器の液体側と更なる貯蔵器の非液体側とを規定することにより、更な
る貯蔵器の液体側へ向かう更なるプランジャの移動が更なるポートを通じて液体を排出す
る。
ポンプは、マニホールドを含み得る。マニホールドは、第１及び第２のコネクタ・ポー
ト、排出ポート、及び液体経路を含む。第１のコネクタ・ポートはポートに結合し、かつ
、第２のコネクタ・ポートは更なるポートに結合している。液体経路は、第１及び第２の
コネクタ・ポートを排出ポートへ一緒に流体接続する。マニホールドは、第１及び第２の
コネクタ・ポートに選択的に取り付け可能である。
本開示事項の依然として更なる態様においては、液体の送達を推定するためのシステム
は、ポンプ（上述の如き）、アクチュエータ、線形位置センサ、及びプロセッサを含む。
アクチュエータは、シャフトに結合されている。線形位置センサはシャフトに結合されて
、シャフトの位置を検出するように構成されている。プロセッサはアクチュエータ及び線
形位置センサに連動的に結合されて、シャフトの位置（例えば、線形位置センサーが判定
したもの）の関数として、排出された液体の量を推定する。
本開示事項の更なる態様においては、上述したように液体の送達を推定するためのシス
テムは、ポンプ（上述した如き）、可変ボリューム・マイクロフォン、及びプロセッサを
含む。可変ボリューム・マイクロフォンは、貯蔵器の非液体側内で音波を検知する。プロ
セッサは、スピーカーと、参照及び可変ボリューム・マイクロフォンに連動的に結合する
。プロセッサは、スピーカーに指令して、複数の音響周波数を生成して、可変ボリューム
及び参照マイクロフォンからの音響的フィードバックの関数として、排出された液体の量
を推定するように構成されている。
本開示事項の更に他の態様においては、ポンプは、音響ハウジング、更なる音響ハウジ
ング、貯蔵器、ポート、プランジャ、更なる貯蔵器、更なるポート、更なるプランジャ、
及び参照ボリューム・アセンブリを含む。貯蔵器は液体を送達するように構成されて、音
響ハウジング内に配置される。ポートは貯蔵器に結合されて、液体を排出するように構成
されている。プランジャは、シャフトに結合されたピストンを有する。プランジャは、音
響ハウジング内に配置されている。ピストンは貯蔵器内に配置されて、貯蔵器の内面と摺
動的に係合し、かつ、ピストンは、貯蔵器の液体側及び貯蔵器の非液体側とを規定するこ
とにより、貯蔵器の液体側へ向かうプランジャの移動がポートを通じて液体を排出する。
更なる貯蔵器は、更なる液体を送達するように構成されている。更なる貯蔵器は、更なる
音響ハウジング内に配置されている。更なるポートは更なる貯蔵器に結合して、更なる液
体を排出するように構成されている。更なるプランジャは、更なるシャフトに結合された
更なるピストンを有する。更なるプランジャは、更なる音響ハウジング内に配置される。
更なるピストンは、更なる貯蔵器の内面と摺動して係合するように更なる貯蔵器内に配置
される。更なるピストンは、更なる貯蔵器の液体側と更なる貯蔵器の非液体側とを規定す
ることにより、更なる貯蔵器の液体側へ向かうプランジャの移動が更なるポートを通じて
液体を排出する。
参照ボリューム・アセンブリは音響ポートを通じて音響ハウジングへ結合して、更なる
音響ポートを通じて更なる音響ハウジングに結合する。参照ボリューム・アセンブリは、
参照容積チャンバ、スピーカー、参照マイクロフォンを含む。参照容積チャンバは、音響
ポートを介して音響ハウジングと音響的に連通する。参照容積チャンバは、更なる音響ポ
ートを介して更なる音響ハウジングと音響的に連通する。スピーカーは、参照容積チャン
バ内に配置される。参照マイクロフォンは、参照容積チャンバ内に配置されている。
ポンプは、プランジャを作動させるためにシャフトに結合されたアクチュエータも含み
得る。アクチュエータは、音響ハウジング内に配置し得る。ポンプは、更なるプランジャ
を作動させるために更なるシャフトに結合する更なるアクチュエータを含み得る。
ポンプは、マニホールドも含み得る。マニホールドは、第１及び第２のコネクタ・ポー
ト、排出ポート、及び液体経路を含む。第１のコネクタ・ポートはポートに結合し、かつ
、第２のコネクタ・ポートは更なるポートに結合している。液体経路は、第１及び第２の
コネクタ・ポートを一緒に排出ポートに流体接続する。マニホールドは、第１及び第２の
コネクタ・ポートに選択的に取り付け可能である。
本開示事項の依然として更なる態様においては、液体の送達を推定するためのシステム
は、ポンプ（上述した如き）、アクチュエータ、線形位置センサ、及びプロセッサを含む
。アクチュエータはシャフトに結合する。線形位置センサはシャフトに結合して、シャフ
トの位置を検知するように構成されている。プロセッサはアクチュエータ及び線形位置セ
ンサに連動的に結合して、シャフトの位置の関数として、排出された液体の量を推定する
ように構成されている。
その依然として更に他の態様においては、液体の送達を推定するためのシステムは、ポ
ンプ（上述の如き）、可変ボリューム・マイクロフォン、及びプロセッサを含む。可変ボ
リューム・マイクロフォンは、貯蔵器の非液体側内で音波を検知する。プロセッサは、ス
ピーカーと参照及び可変ボリューム・マイクロフォンに連動的に結合する。プロセッサは
、スピーカーに指令して、複数の音響周波数を生成して、可変ボリューム及び参照マイク
ロフォンからの音響的フィードバックの関数として、排出された液体の量を推定するよう
に構成されていれる。
本開示事項の更なる態様においては、ポンプは、貯蔵器、ポート、プランジャ、及び線
形位置センサを含む。貯蔵器は、液体を送達するように構成されている。ポートは貯蔵器
に結合されて、液体を排出するように構成されている。
プランジャは、シャフトに結合されたピストンを有する。ピストンは、貯蔵器の内面と摺
動して係合するように貯蔵器内に配置される。ピストンは、貯蔵器の液体側と貯蔵器の非
液体側とを規定することにより、貯蔵器の液体側へ向かうプランジャの移動がポートを通
じて液体を排出する。線形位置センサは、シャフトの位置を検出するように構成されてい
る。
ポンプはハウジングも含むこともあり、貯蔵器がハウジング内に配置され、かつ、プラ
ンジャはハウジング内に配置される。ポンプは、プランジャを作動させるためにシャフト
に結合されたアクチュエータも含むことがあり、ハウジング内に配置されている。線形位
置センサは、ハウジング内に配置されることがある。
ポンプは、更なる貯蔵器、更なるポート、更なるプランジャ、及び更なる線形位置セン
サを更に含み得る。更なる貯蔵器は、更なる液体を送達するように構成されている。更な
るポートは更なる貯蔵器に結合して、更なる液体を排出するように構成されている。更な
るプランジャは、更なるシャフトに結合された更なるピストンを有する。更なるピストン
は、更なる貯蔵器の内面に摺動して係合するように、更なる貯蔵器内に配置される。更な
るピストンは、更なる貯蔵器の液体側と更なる貯蔵器の非液体側とを規定することにより
、更なる貯蔵器の液体側へ向かう更なるプランジャの移動が更なるポートを通じて液体を
排出する。更なる線形位置センサは、更なるシャフトの位置を検出するように構成されて
いる。
ポンプは、マニホールドも含み得る。マニホールドは、第１及び第２のコネクタ・ポー
ト、排出ポート、及び液体経路を含む。第１のコネクタ・ポートはポートに結合し、かつ
、第２のコネクタ・ポートは更なるポートに結合している。液体経路は、第１及び第２の
コネクタ・ポートを排出ポートに一緒に流体接続する。マニホールドは、第１及び第２の
コネクタ・ポートに選択的に取り付け可能である。
ポンプはハウジングも含むことがあり、貯蔵器及び更なる貯蔵器がハウジング内に配列
され、かつ、プランジャ及び更なるプランジャもハウジング内に配列される。
ポンプは、プランジャを作動させるためにシャフトに結合されたアクチュエータも含む
ことがあり、かつ、更なるアクチュエータは更なるプランジャを作動させるために更なる
シャフトに接続されている。アクチュエータ及び更なるアクチュエータは、ハウジング内
に配列し得る。線形位置センサ及び／又は更なる線形位置センサは、シャフト又は線形光
学的位置センサに結合する容量センサである場合がある。線形位置センサ及び／又は更な
る線形位置センサは、ハウジング内に配列し得る。
本開示事項の或る態様においては、線形位置センサは、光学的目標及び光学的測距アセ
ンブリを含む。光学的目標は、シャフトに結合している。光学的測距アセンブリは、光学
的目標の範囲を判定することにより、シャフトの線形位置を推定するように構成されてい
る。
光学的目標は反射目標である場合があり、かつ、光学的測距アセンブリは反射目標を照
明するように構成された照明器を含むことがあり、それによって反射目標の照明の反射か
らシャフトの線形位置を判定する。
光学目標は光源である場合があり、かつ、光学的測距アセンブリは、光学的測距アセン
ブリにより測定された光源の測定強度からシャフトの線形位置を判定するように構成し得
る。
本開示事項の他の態様においては、液体の送達を推定するためのシステムは、ポンプ、
アクチュエータ、及びプロセッサを含む。アクチュエータはシャフトに結合し、プロセッ
サは、アクチュエータ及び線形位置センサに連動的に結合し、シャフトの位置の関数とし
て、排出された液体の量を推定する。
本開示事項の依然として更に他の態様においては、本明細書に記載した一つ以上のポン
プは、下記のように一つ以上の選択的な特徴を含み得る。本明細書に説明したポンプの一
つ以上のピストンは、ピストンの周辺に沿って配列されるシールを含み得る。貯蔵器は、
円筒形状である場合があり、それによって円形横断面を規定し、ピストンは、円形横断面
に沿って貯蔵器の内面に係合することができる。貯蔵器は直方体形状である場合があり、
それによって矩形状横断面を規定し、かつ、ピストンは矩形状横断面に沿って貯蔵器の内
面に係合することができる。
ポンプは、貯蔵器の非液体側に流体連通した排出口を含み得る。この排出口は、貯蔵器
の外部から貯蔵器の非液体側を音響的に密閉するように更に構成し得る。
本明細書に説明したポンプは、貯蔵器の非液体側と流体連通した一方向弁を含み得る。
この一方向弁は、貯蔵器の外部でから貯蔵器の非液体側へガスを入れることを可能にする
ように構成し得る。
本明細書に説明された一つ以上のポンプは、プランジャを含むことがあり、これは完全
排出位置と完全装填位置との間で可動であり、プランジャが完全排出位置と完全装填位置
との間の何処かに位置しているとき、参照容積チャンバは貯蔵器の非液体側に流体連通す
る。
本明細書に説明されたポンプは、シャフトを収容するように構成された配管を更に含む
参照容積チャンバを含むことがある。シャフトは、配管と摺動係合し得る。配管はシール
を更に含むことがあり、このシールはシャフトを収容して、シャフトが配管と係合するに
つれて、貯蔵器の非液体側を音響的に密閉するように構成されている。参照ボリューム・
アセンブリは、参照容積チャンバ及び貯蔵器の非液体側に音響的に連通する音響ポートを
更に含み得る。
本明細書に説明されるポンプは、可変ボリューム・マイクロフォンを含み得る。貯蔵器
の非液体側は、可変ボリューム・マイクロフォンを貯蔵器の内面に取り付けるために収容
するように構成されることがある。可変ボリューム・マイクロフォンは、貯蔵器の非液体
側内で音波を検知するように構成されている。
付加的に又は代替的に、貯蔵器の非液体側内で音波を検知するために、可変ボリューム・
マイクロフォンを参照ボリューム・アセンブリに取り付け得る。
本明細書に説明されるアクチュエータは、線形アクチュエータ、ねじ型線形アクチュエ
ータ、線形トラック・アクチュエータ、線形サーボモーター、リニア・ステッパー・モー
ター、リニアモーター又は或る他のアクチュエータである場合がある。
本開示事項の依然として更なる態様においては、例えば、液体の送達を推定する方法は
、一つ以上の行為を含む。即ち、（１）ポンプのプランジャを第１の位置に位置決めし、
（２）音波を生成し、（３）音波を参照チャンバに適用し、（４）音波をポンプの貯蔵器
の非液体側に伝え、（５）参照チャンバ内で音波を検知し、（６）ポンプの貯蔵器の非液
体側で音波を検知し、（７）参照チャンバ内で検知された音波を貯蔵器の非液体側内で検
知された音波と比較して、貯蔵器の液体側内の液体の第１の体積を判定し、（８）ポンプ
のプランジャを第２の位置へ作動し、（９）参照チャンバ内で検知された音波を貯蔵器の
非液体側における検知された音波と比較して、貯蔵器の液体側内の液体の第２の体積を判
定し、及び／又は（１０）第１の体積を第２の体積と比較して、排出された液体の量を判
定する。
本開示事項の更に他の態様においては、注射器ポンプを準備するためのシステムは、監
視クライアント、薬局コンピュータ、調合ロボット、注射器ポンプ、及びデータ・ダウン
ロード・デバイスを含む。注射器ポンプは、上述に若しくは本明細書で開示された何れか
とし得る。監視クライアントは、ユーザー・インターフェースを介して処方の注文を伝え
るように構成されている。薬局コンピュータは、監視クライアントと作動的に交信して処
方の注文を受信する。調合ロボットは、処方の注文に対応する少なくとも一つの液体へ処
方を調合するように構成されている。注射器ポンプは、処方の注文に対応する少なくとも
一つの液体を受け取るように構成されている。データ・ダウンロード・デバイスは、錠剤
ディスペンサーのメモリに処方の注文をダウンロードするように構成されている。注射器
ポンプは、それに取り付けられた参照ボリュームを含む。調合ロボットは、注射器ポンプ
を少なくとも一つの液体で満たし得る。調合ロボットは、データ・ダウンロード・デバイ
スと作動的に交信し得る。調合ロボットは、データ・ダウンロード・デバイスに処方の注
文を錠剤ディスペンサーのメモリにダウンロードするように指示することがある。データ
・ダウンロード・デバイスは、調合ロボット及び／又は薬局コンピュータから処方の注文
を受信し得る。
これらと他の態様は、図面を参照する本開示事項の様々な実施形態の以下の詳細な説明
からより明らかになる。
図１は、本開示事項の実施形態により注射器ポンプを有する電子式患者看護システムの図解である。
図２は、本開示事項の実施形態により注射器ポンプを制御するためのシステムのブロック図である。
図３は、参照ボリューム・アセンブリを本開示事項の実施形態によって注射器ポンプにより排出される液体の量を音響的に推定するために注射器ポンプの貯蔵器へ結合された参照ボリューム・アセンブリを有する注射器ポンプの図解を示す。
図４は、本開示事項の実施形態により二つの貯蔵器とこれら貯蔵器に結合された参照ボリューム・アセンブリとを有し、注射器ポンプにより排出される液体の量を音響的に推定するための注射器ポンプの図解を示す。
図５は、本開示事項の実施形態により音響ハウジング内に配置された二つの貯蔵器と、音響ハウジングに結合された参照ボリューム・アセンブリとを有し、注射器ポンプにより排出された液体の量を音響的に推定する注射器ポンプの図解を示す。
図６は、本開示事項の実施形態により各々がそれぞれの音響ハウジング内に配置された二つの貯蔵器と、音響ハウジングに結合された参照ボリューム・アセンブリとを有し、注射器ポンプにより排出された液体の量を音響的に推定する注射器ポンプの図解を示す。
図７は、本開示事項の実施形態により二つの貯蔵器と各々がそれぞれの貯蔵器のそれぞれのプランジャへ結合された二つの容量センサとを有し、注射器ポンプにより排出された液体の量を推定する注射器ポンプの図解を示す。
図８は、本開示事項の実施形態により二つの貯蔵器と各々がそれぞれの貯蔵器のそれぞれのプランジャへ結合された二つの反射目標とを有し、光学的測距アセンブリを用いて注射器ポンプにより排出された液体の量を推定する注射器ポンプの図解を示す。
図９は、本開示事項の実施形態により二つの貯蔵器と各々がそれぞれの貯蔵器のそれぞれのプランジャへ結合された二つの光源とを有し、光学的測距アセンブリの使用により、注射器ポンプにより排出された液体の量を推定する注射器ポンプの図解を示す。
図１０は、本開示事項の実施形態により二つの貯蔵器と各々がそれぞれの貯蔵器のそれぞれのプランジャへ結合された二つの線形光学位置センサとを有し、注射器ポンプにより排出された液体の量を推定する注射器ポンプの図解を示す。
図１１は、本開示事項の実施形態により液体の送達を推定する方法のフローチャート図を示す。 図１２は、本開示事項の実施形態により液体の送達を推定する方法のフローチャート図を示す。
詳細な説明
図１は、本開示事項の実施形態による電子式患者看護システム１の例示的な配置を示す
。このシステム１は、監視クライアント２を含み、これはドック３及び１１を介して多数
の患者介護デバイスへリンクされ、液体の小バッグ５へ接続されてここから送達する注入
ポンプ４、液体の大バッグ７へ接続されてここから送達する注入ポンプ６、小バッグ５か
ら管系に接続している滴り検出デバイス８、及びマイクロ注入ポンプ９を含む。システム
１は、監視クライアント２へ無線で接続している注射器ポンプ１０も含む。或る実施形態
においては、監視クライアント２は、これらの患者介護デバイスと、図１に示すように、
有線形態で、注入ポンプ４及び６とマイクロ注入ポンプ９（ドック３及び１１を介して）
のために通信し得る。これに加えて又はこれに代えて、注射器ポンプ１０と監視クライア
ント２の間で配線接続の欠如によって示唆されるように、監視クライアント２は無線で患
者介護デバイスと通信し得る。
或る実施形態においては、監視クライアント２と患者看護デバイスとの間の有線接続は
、監視クライアント２から患者看護デバイスへ電力を供給するための機会を提供する。こ
の例示的な実施形態においては、監視クライアント２は電子回路を含むことがあり、これ
は、監視クライアント２へ取り付けられたバッテリか、患者室内のコンセント（図示せず
）から監視クライアント２へ供給された交流電流（「ＡＣ」）ライン電圧の何れかからの
電圧を患者介護デバイスの動力へ変換するのに必要である。これに加えて又はこれに代え
て、ドック３は、注入ポンプ４及び６へ、並びにマイクロ注入ポンプ９へ、例えばＡＣラ
イン電圧から生成された信号から電力を供給する。
一つの実施形態においては、監視クライアント２は、各患者介護デバイスに関して情報
を受信する能力があり、これはデバイスそれ自体から直接に、又は、ドッキング・ステー
ション、例えば患者看護デバイスが取り付けられ得るドック３を介しての何れかによって
リンクされている。ドック３は、標準化された接続マウントを介して、又は、或る場合に
は、特定のデバイスのために個々に区別される接続マウントを介して、一つ以上の患者看
護デバイスを収容するように構成されることがある。例えば、注入ポンプ４及び６は同様
な接続マウントを介してドック３に取り付けられることがあるが、マイクロ注入ポンプ９
は、例えば、マイクロ注入ポンプ９のハウジングの特定の寸法のために構成された接続マ
ウントを介してドック３へ装着し得る。
ドック３は、ドッキング・ステーションへ装着される特定の患者看護デバイスを電子的
に認識するように、かつ、この認識情報を監視クライアント２へ無線又は有線接続の何れ
かで送信するように構成されることがある。これに加えて又はこれに代えて、無線患者看
護デバイスは、認識情報を無線で監視クライアント２へ、例えば、発見プロトコルの間に
、送信し得る。更に、特定の患者看護デバイスは監視クライアント２へ送信される処置情
報（例えば、予め定められた注入液体のための注入速度のような患者処置パラメータ）に
より予めプログラムされている場合がある。例えば、注射器ポンプ１０は認識情報と処置
情報、例えばどのような薬物が患者へ処方されたか、どのような液体が注射器ポンプ１０
の貯蔵器内にあるか、どれ位の量でどれ位の長さで液体が患者へ送達されるように処方さ
れたか、誰が許可された介護者であるかなどを含み得る。本開示事項の或る実施形態にお
いては、監視クライアント２は、ＥＭＲ記録と通信し、予めプログラムされた処置情報が
特定された患者にとって安全であるか及び／又は予めプログラムされた処置情報がＥＭＲ
記録に記憶された処方処置に整合するかを確かめる確認する。
或る実施形態においては、滴り検出デバイス８は監視クライアント２と無線で又は有線
接続で通信し得る。異常な液体の流れ状態が検出された（例えば、患者への管系の閉塞が
生じたことによる）ならば、信号が監視クライアント２へ送信される場合があり、これは
(１)液体容器５からの液体の流速をユーザー・インターフェースにおいて監視クライアン
ト２上に局所的に、或いは、より離隔して看護婦ステーション又は携帯型通信デバイスに
おけるユーザー・インターフェースへの何れかへ表示することがあり、（２）聴覚的又は
可視的警報を起動することがあり、（４）注入を終了するか、さもなければ圧送速度を変
化させるかの何れかにより、監視クライアント２にバッグ５へ接続されたポンプ４の注入
速度を変えさせることがある。異常な液体の流れ状態は注入ポンプ４又は滴り検出デバイ
ス８において可聴的な警報（及び／又は振動警報）を生じさせるか、或いは、注入ポンプ
４に、例えば異常な液体流れ状態が操作の予め規定された範囲を超えたときに、圧送を変
更若しくは停止させる。
警報は同時に幾つかのデバイスに起こる場合があるか、予め定められた予定に続くこと
がある。例えば、閉塞が、注入ポンプ４に接続されたライン内で生じたとき、（１）滴り
検出デバイス８は、その内蔵スピーカー及び内蔵振動モータを用いて警報を発し、（２）
その後、注入ポンプ４がその内蔵スピーカー及び内蔵振動モータを用いて警報を発し、(
３)次いで、監視クライアント２はその内蔵スピーカー及び内蔵振動モータを用いて警報
を発し、（５）最後に、遠隔通信機（例えば、スマートフォン、ブラックベリー型電話、
アンドロイド型電話、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）など）はその内蔵スピーカー及び内蔵振
動モータを用いて警報を発する。或る実施形態においては、注射器ポンプ１０は滴り検出
デバイス８へ検出されて、上述したように異常な液体の流れ状態を検出する場合がある。
或る実施形態においては、注射器ポンプ１０は、監視クライアント２と圧送ポンプ１０
との間の通信チャンネル内の監視クライアント２における又は注射器ポンプ１０それ自体
における故障の何れかにより、予め定められた圧送速度が監視クライアント２と注射器ポ
ンプ１０との間で通信不良になったときに、操作を続けることを可能とするようにプログ
ラム可能にし得る。或る実施形態においては、この独立機能選択は、システムの他の部位
で故障が生じた場合に、注入される医薬が保持若しくは支持されるように予め指定されて
いないときに有効になる。或る実施形態においては、注射器ポンプ１０は、フェイルセー
フ・モードで独立に作動するようにプログラムされており、監視クライアント２を通じて
ではなく、滴り検出デバイス８から直接に情報を受信するように構成することもでき（例
えば、滴り検出デバイス８が注射器ポンプ１０と関連して使用される実施形態において）
、この選択によれば、注射器ポンプ１０は、或る実施形態においては、滴り検出デバイス
８が異常流状態（例えば、注入ライン内に存在する自由流れ状態又は気泡など）を検出し
たならば、注入を停止させるようにプログラムされる場合がある。或る実施形態において
は、一つ以上のポンプ４，６，及び１０は内蔵液体流量計を有することがあり、及び／又
は独立型デバイスとして独立に作動することができる。これに加えて又はこれに代えて、
注射器ポンプ１０の内蔵液体流量計は、デバイス８及び１０が一緒に使用される実施形態
において、監視クライアント２によって、滴り検出デバイス８の流量計により独立して測
定し得る。
監視クライアント２は、薬局へ処方も遠隔送信することもある。処方は、注射器ポンプ
１０を用いて流体を注入するための処方である場合がある。薬局は、ネットワーク、例え
ばインターネット、に接続している一つ以上のコンピュータを含むことがあり、処方を受
信して、一つ以上のコンピュータ内で処方を待ち行列に入れる。薬局は処方を用いて医薬
を調合し（例えば、一つ以上のコンピュータに接続された自動調合デバイスを用いて、又
は、一つ以上のコンピュータの待ち行列を視認する薬剤師による手動）、注射器ポンプ１
０の流体貯蔵器又はカートリッジを予め充填して、及び／又は、薬局において処方に従っ
て注射器ポンプ１０をプログラムする（例えば、処置療法は注射器ポンプ１０へプログラ
ムされている）。貯蔵器又はカートリッジは自動調合デバイスにより自動的に充填される
ことがあり、及び／又は、注射器ポンプ１０は自動調合デバイスにより自動的にプログラ
ムされ得る。自動調合デバイスは、バーコード、ＲＦＩＤタグ及び／又はデータを生成し
得る。バーコード、ＲＦＩＤタグ、及び／又はデータ内の情報は、処置療法、処方、及び
／又は患者情報を含み得る。
自動調合デバイスは、バーコードを注射器ポンプ１０に、或いは、貯蔵器、カートリッジ
、又は注射器ポンプ１０の使い捨て可能部分に取り付けられることがあり、及び／又は注
射器ポンプ１０内のＲＦＩＤタグ又はメモリ、或いは貯蔵器、カートリッジ、又は注射器
ポンプ１０の使い捨て可能部分を情報又はデータでプログラムする。このデータ又は情報
はデータベースへ送信されることがあり、このデータベースは、注射器ポンプ１０又は貯
蔵器、カートリッジ、又は注射器ポンプ１０の使い捨て部分による処方に、例えばバーコ
ード、ＲＦＩＤタグ又はメモリ内のシリアル番号又は他の認識情報を用いて関連している
。
注射器ポンプ１０はスキャナ、例えば、注入ポンプ１０の貯蔵器、使い捨て部分、又は
カートリッジに問いかけるＲＦＩＤ質問器を有することがあり、流体貯蔵器内に正しい流
体があるか、或いは正しい流体貯蔵器使い捨て可能な部分又はカートリッジであるか、注
射器ポンプ１０にプログラムされた処置は、流体貯蔵器使い捨て可能な部分又はカートリ
ッジ内の流体に対応するか、及び／又は注射器ポンプ１０及び注射器ポンプ１０の貯蔵器
使い捨て可能部分又はカートリッジは特定の患者に適切かを判定する（例えば、患者のバ
ーコード、ＲＦＩＤ又は他の患者の識別から判定される）。例えば、注射器ポンプ１０に
より走査された貯蔵器使い捨て部分のシリアル番号は、電子医療記録内のシリアル番号と
比較されて、電子医療記録内の患者のシリアル番号に正しく一致するか否かが判定され、
注射器ポンプ１０は患者のＲＦＩＤタグ又はバーコードを走査して患者のシリアル番号を
獲得して、これも電子医療記録内のシリアル番号と比較する（例えば、注射器ポンプ１０
の貯蔵器使い捨て可能部分又はカートリッジのシリアル番号又は注射器ポンプ１０のメモ
リ内に記憶されたシリアル番号は、電子医療記録内で走査された患者のシリアル番号に関
連せねばならない）。或る特定の実施形態においては、シリアル番号が整合しないならば
、注射器ポンプ１０はエラー又は警報を発し得る。それに加えて又はそれに代えて、監視
クライアント６は、貯蔵器、使い捨て可能部分、カートリッジ又は注射器ポンプ１０を走
査することがあり、的確な流体が流体貯蔵器内にあり、それが適切な流体貯蔵器であり、
注射器ポンプ１０へプログラムされた処置は、流体貯蔵器又はカートリッジ内の流体に対
応し、及び／又は流体貯蔵器及び注射器ポンプ１０は特定の患者について適切であること
（例えば、患者のバーコード、ＲＦＩＤ、又は他の患者の識別から判定されたものとして
）を判定する。それに加えて又はそれに代えて、監視クライアント６又は注射器ポンプ１
０は、電子医療記録データベース及び／又は薬局に質問して処方を確認若しくは処方をダ
ウンロードされることがあり、これには例えば、注射器ポンプ１０、又は貯蔵器、カート
リッジ、又は注射器ポンプ１０の使い捨て可能部分におけるシリアル番号を用いる。
患者へ送達されている液体は監視クライアント２により監視されることがあり、送達さ
れる全ての薬物が患者にとって安全か否かを判定する。例えば、監視クライアント２は注
射器ポンプ１０から送達される薬物を、注射器ポンプ１０により監視クライアント２へ通
信されるように、記録することがあり、監視クライアント２は注入ポンプ４及び６、及び
／又はマイクロ注入ポンプ９により送達される薬物も記録し得る。監視クライアント１は
記録されたデータから判定をなすこともあり、送達薬物の総計量及び形式が安全か否かを
判定する。例えば、監視クライアント２は、ＩＶバッグ５が注射器ポンプ１０内の薬物に
禁忌か否かを判定し得る。それに加えて又はそれに代えて、或る実施形態においては、監
視クライアント２は、ＩＶバッグ８内の液体の送達及び注射器ポンプ１０により送達され
た一つ以上の急速静注を監視することがあり、全服用量が予め定められた閾値を越えるか
否か、例えばＩＶバッグ５及び注射器ポンプ１０内の医薬が同じ形式若しくは種類の薬物
であるかを判定し、かつ、監視クライアント２は、薬物が患者へ送達されて組み合わされ
たときに安全か否かを判定し得る。注射器ポンプ１０は注入ポンプ４及び６、及び／又は
マイクロ注入ポンプ９と通信することがあり、同様な判定をなす。この例示的な実施形態
においては、注射器ポンプ１０はデバイスと直接に（無線又は有線通信を介して）又は監
視クライアント２を通じて（無線又は有線通信を介して）通信することがある。本開示事
項の或る実施形態においては、一つ以上の通信モジュール（例えば、各々が一つ以上のプ
ロトコルによって通信する能力を有する）が注射器ポンプ１０に接続されているか及び／
又は一緒に接続されて、注射器ポンプ１０へ接続されて、通信モジュールを介して注射器
ポンプ１０を通信可能とし得る。
注射器ポンプ１０は、タッチスクリーン・インターフェース１１（これは取り外し可能
な場合がある）、開始ボタン１２、及び停止ボタン１３を含む。
ユーザー・インターフェース１１は、処置療法、例えば流量、急速静注量、又は他の処置
パラメータをプログラムするのに使用し得る。処置療法が注射器ポンプ１０にプログラム
された後、注射器ポンプ１０はデータベース（例えば、電子医療記録（「ＥＭＲ」）、薬
物エラー低減システム（「ＤＥＲＳ」）、又は他のデータベース）に問い合わせることが
あり、処置療法が特定の患者について、又は、任意の患者について安全か否かを判定する
。例えば、注射器ポンプ１０はＥＭＲデータベースへ問い合わせることがあり（例えば、
無線リンク、有線リンク、ＷｉＦｉ、携帯電話ネットワーク、又は他の通信技術を介して
）、ＥＭＲ記録に記憶された患者情報（例えば、年齢、体重、アレルギー、体調など）に
基づいて、注射器ポンプ１０からの処置療法が安全か否かを判定する。それに加えて又は
それに代えて、注射器ポンプ１０は、ＤＥＲＳデータベースへ問い合わせることがあり（
例えば、無線リンク、有線リンク、ＷｉＦｉ、携帯電話ネットワーク、又は他の通信技術
を介して）、ＤＥＲＳ記録に予め定められた安全基準に基づいて、注射器ポンプ１０から
の処置療法が安全か否かを判定する。
或る実施形態においては、処置療法が安全であると判定されたならば、督促が処置療法
のユーザー確認を要請することがある。ユーザー確証の後、ユーザー（例えば、介護者、
看護婦又は他の許可された人）は開始ボタン１２を押すであろう。或る実施形態において
は、停止ボタン１３は、処置を止めるために、いつでも押し得る。
或る実施形態においては、ＥＭＲ及び／又はＤＥＲＳが処置療法が基準の第１のセット
を越えると判定するならば、処置はユーザーが処置を確認する（例えば、更なる警告、ユ
ーザー・パスコード、及び／又は更なる認証又は認可、その他により）ならば、処置を続
行し得る。この実施形態においては、ＥＭＲ及び／又はＤＥＲＳが、処置療法が基準の第
２のセットを越える、例えばこの処置は或る状況下では任意の患者について安全ではない
と判定するならば、ＥＭＲ又はＤＥＲＳは処置が送達されるのを防止し得る。
図２は、本開示事項の実施形態により注射器ポンプを制御するためのシステム１４のブ
ロック図である。図２のシステム１４は、図１の注射器ポンプ１０、又は後述のように図
３－１０の注射器ポンプを制御するのに使用し得る。
システム１４は、一つ以上のセンサ１５、制御システム１６、駆動回路１７、及びアク
チュエータ１８を含む。このシステム１４は、アクチュエータ１８を用いて、注射器ポン
プ内のプランジャの位置を制御するように作動する。プロセッサ２１は、アクチュエータ
１８を制御して、本明細書に説明された任意のプランジャでも作動させるであろう。例え
ば、アクチュエータ１８は、図３のシャフト１９（以下に説明する）に結合して、プラン
ジャ２０の位置を制御し得る。
制御システム１６は、メモリ２２へ接続されたプロセッサ２１を含む。プロセッサ２１
及びメモリ２２は、直列接続、並列接続、メモリバス、又は他のデータ通信リンクを通じ
て一緒に結合し得る。プロセッサ２１は一つ以上のコアを含むことがあり、任意の命令セ
ットを使用することがあり、及び／又は、任意の命令セット・アーキテクチャ又はマイク
ロアーキテクチャを使用し得る。例えば、プロセッサ２１は、フォン・ノイマン・アーキ
テクチャ、ハーヴァード・アーキテクチャを有することがあり、マイクロコントローラで
ある場合があり、ＭＩＰＳ命令セット、ＲＩＳＣ命令セット、及び／又はＣＩＳＣ命令セ
ット、その他を使用し得る。
制御システム１６は、治療層２３及び制御層２４を含む。治療層２３は、注射器ポンプ
１０からいつどれぐらいの液体が排出されたかを制御層２４に指令し得る。例えば、治療
層２３は、制御層２４に数分当たりの１０ミリメートルの液体を排出するようになどを指
令するであろう。治療層２３は、患者への液体送達の停止時間及び開始時間も制御し得る
。例えば、治療層２３は、時間に基づく液体送達率プロファイルを含み得る。治療層２３
は液体排出率を制御層２４へ、送達率を変化させる時間であることを示す液体送達率プロ
ファイル内の値として、液体排出率を指令し得る。制御層２４は治療層２３から目標液体
排出率を受信して、この目標液体排出率を制御ループにおける設定点として用い、アクチ
ュエータ１８の位置を制御して設定点に到達させる。例えば、制御層２４は、比例積分微
分（「ＰＩＤ」）制御アルゴリズムを実装することがあり、これは駆動回路１７への出力
と一つ以上のセンサ１５、例えばピストン位置センサ２５及び／又は容積センサ２６から
のフィードバックを有する。制御層２４は、様々な実施形態においては、目標排出率、排
出への目標容積、目標残留液体量、これらの何らかの組合せ等を有する場合がある。
治療層２３及び制御層２４は、ハードウェア、ソフトウェア、プロセッサ２１で実行さ
れるソフトウェア、ファームウェア、マイクロコード、アセンブリ、仮想化、バイトコー
ド、ＶＨＤＬ、Ｖｅｒｉｌｏｇ、ＰＬＤ内、ＣＰＬＤ内等、又はこれらの何らかの組み合
わせに実装し得る。例えば、治療層２３及び／又は制御層２４は、メモリ２２内に、一つ
以上のプロセッサ２１上で実行されるように構成されたプロセッサ２１実行可能指令の操
作セットとして記憶し得る。メモリ２２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ハードディ
スク、磁気ストレージ、フラッシュ・ストレージ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、光メモリ、他
の非一時的プロセッサ可読媒体等、又はそれらの何らかの組合せである場合がある。
制御システム１６は、アクチュエータ１８を駆動する駆動回路１７に一つ以上の信号を
出力する。駆動回路１７は、パワーＭＯＳＦＥＴＳ、電圧変換器、パワー変換器、及び／
又は制御システム１６から指令を受信する付加的回路を含むことがあり、一つ以上の充分
な信号をアクチュエータ１８へ加える。アクチュエータ１８が作動されると、センサ１５
は制御システム１６により、ピストン位置センサ２５及び／又は容積センサ２６を含むフ
ィードバックとして用いられる。ピストン位置センサ２５は線形位置センサである場合が
あり、本明細書に説明した任意の位置センサと共に使用し得る。容積センサ２６は、或る
実施形態においては、音響容積検知（「ＡＶＳ」）センサである場合があり、これは（本
明細書に説明された任意の充分な注射器ポンプの）スピーカー、参照マイクロフォン、及
び可変ボリューム・マイクロフォンと共に使用されて、排出された又は貯蔵器内に包含さ
れた液体の量を推定する。或る実施形態においては、センサ２５と２６とのうちの一方が
使用され、両方が使用され、及び／又は何れも使用されない。
図３は、本開示事項の実施形態により注射器ポンプ２７によって排出された液体の量を
音響的に推定するために注射器ポンプ２７の貯蔵器２９へ接続された参照容積アセンブリ
２８を有する注射器ポンプ２７の図解を示す。注射器ポンプ２７は、音響容積検知（「Ａ
ＶＳ」）を用いて、貯蔵器２９の液体側３１内の液体の容積を推定するか、及び／又は、
スピーカー６、参照マイクロフォン３７、及び可変ボリューム・マイクロフォン３８を用
いて貯蔵器２９の液体側３２から排出された液体を推定する。
注射器ポンプは、貯蔵器２９及びプランジャ２０を含む。プランジャは、シャフト１９
及びピストン３０を含み、そのピストンは貯蔵器２９の内面と摺動係合する。シャフト１
９はシール４１を通じて参照容積アセンブリ２８を通過する。ピストン３０は液体側３１
及び非液体側３２を規定する。ピストン３０がポート３３へ向かって移動するにつれて、
液体はポート３３を通じて排出される。ピストン３０は、ピストン３０の周辺に沿って配
置された一つ以上のシール３４を含むことがあり、貯蔵器２９の液体側３１と非液体側３
２との間の充分な液体シールを与える。ポート３３は、針、チューブ、マニホールドに接
続されることがあり、及び／又はコネクタ、例えばそれに形成されたスクリュー型螺子を
含み得る。
参照容積アセンブリ２８は、参照容積３５を含む。参照容積３５は、外気に対する小さ
なレーザー穿孔を有することがあり、ピストン３０が移動するにつれて、参照容積３５を
空気で満たすようにされている。参照容積アセンブリ２８も、スピーカー３６、参照マイ
クロフォン３７、及び可変ボリューム・マイクロフォン３８を含む。スピーカー３６は、
参照容積３５に適用される音波を発生させる。用語「音波」は、人間に認識できる周波数
、人間に認識できない周波数、生体器官によって認識できない周波数、超音波周波数、音
響周波数又は機械的振動の他の周波数における波を含み得る。音波は、音響ポート３９を
通じて可変容積４０へ伝搬する。参照マイクロフォン３７は参照容積３５内の音波を検知
し、かつ、可変ボリューム・マイクロフォン３８は可変容積４０内の音波を検知する。プ
ロセッサ、例えば図２のプロセッサ２１は、スピーカー３６と、参照及び可変ボリューム
・マイクロフォン３７及び３８と作動的に通信している。プロセッサ２１はスピーカー３
６に指令して複数の音響周波数を生成して、参照マイクロフォン３７及び可変ボリューム
・マイクロフォン３８で検知される音波の大きさ及び／又は位相を測定する。音響の反応
は可変容積４０の容積と相関することができ、例えば、共振周波数は可変容積４０の容積
と相関している場合がある。プロセッサは、貯蔵器２９の所定の総容積から、（１）可変
容積４０の容積（音響応答から測定されたものとして）、（２）ピストン３０により押し
のけられた容積、及び（３）貯蔵器２９内に位置するシャフトの体積を減じて、貯蔵器２
９の液体側３１内に残っている液体３１の容積を推定し得る。
プロセッサ２１は、スピーカー３６、参照マイクロフォン３７、及び可変ボリューム・
マイクロフォン３８を用いて、第１の掃引の間に流体の容積を推定し得る。プロセッサ２
１は次いでシャフト１９を移動し（アクチュエータによる作動を介して）、第２の掃引を
なし得る。プロセッサ２１は二つのボリュームを比較して、シャフト１９へ接続されたア
クチュエータの起動の間、ポート３３を通じて排出された液体の量を判定し得る。
図４は、本開示事項の実施形態により、注射器ポンプ４２により排出される液体の量を
音響的に推定するために、二つの貯蔵器４３及び４４と、貯蔵器４３及び４４へ接続され
た参照容積アセンブリ４５を有する注射器ポンプ４２の図解を示す。注射器ポンプ４２は
音響容積検出（「ＡＶＳ」）を用い、貯蔵器４３の液体側５５内の液体の容積、貯蔵器４
４の液体側５６内の液体の容積、貯蔵器４３の液体側５５から排出された液体の容積、及
び／又は貯蔵器４４の液体側５６から排出された液体の容積を、スピーカー５１、参照マ
イクロフォン５２、可変容積マイクロフォン５４、及び可変容積マイクロフォン５３を用
いて推定し得る。
注射器ポンプ４２は貯蔵器４３及び４４を含み、これは注射器ポンプ４２に対して取り
付け可能及び／又は取り外し可能である場合がある。例えば、貯蔵器４３及び４４がハウ
ジング６９へ予め装填されてスナップ式に嵌まり、貯蔵器４３及び４４が参照容積アセン
ブリ４５へスナップ式に嵌まる場合がある。或る実施形態においては、注射器ポンプ４２
は、ハウジング６９及びキャップ７０を選択的に含む。ハウジング６９はキャップ７０へ
取り付け可能である場合があり、及び／又は、ハウジング６９は他のキャップへ取り付け
可能である場合がある。
注射器ポンプ４２は、参照容積アセンブリ４５を含み、これは、二つの貯蔵器４３及び
４４の非液体側４７及び４８へそれぞれ音響的に結合された参照容積チャンバ４６を有す
る。参照容積チャンバ４６は音響ポート４９を介して貯蔵器４３の非液体側４７に結合さ
れ、かつ、参照容積チャンバ４６はポート５０を介して貯蔵器４４の非液体側４８に結合
している。
参照容積チャンバ４６はスピーカー５１と参照マイクロフォン５２を含む。そして、そ
れ両方は図２のプロセッサ２１に結合する。参照容積アセンブリ４５も、貯蔵器４４の非
液体側４８内で音波を検出するように構成された可変ボリューム・マイクロフォン５３と
、貯蔵器４３の非液体側４７内で音波を検出するように構成された他の可変ボリューム・
マイクロフォン５４とを含む。二つの可変ボリューム・マイクロフォン５３及び５４は、
図２のプロセッサ２１に結合する。プロセッサ２１は、シャフト５７及び５８の容積とピ
ストン５９及び６０の容積を計上するであろう。
注射器ポンプ４２はマニホールド６１も含み、これは貯蔵器４３及び４４のポート６２
及び６３にそれぞれ接続され、排出ポート６４への液体経路を設ける。マニホールド６１
は取り付け可能及び／又は使い捨てとし得る。排出ポート６４は、針６５、チューブ（図
示せず）、フィッティング（図示せず）へ接続される場合があり、及び／又は任意の公知
のコネクタ又はポートを含み得る。
針６５は取り付け可能及び／又は使い捨てとし得る。
図２のプロセッサ２１はスピーカー５１を用いて、複数の音響周波数を生成し、これは
参照マイクロフォン５２と、可変ボリューム・マイクロフォン５３及び５４により受信さ
れる。プロセッサ２１は、非液体側４７及び４８の音響応答を用いて、それらの各々の容
積を推定する。これら二つの値は、プロセッサ２１により用いられ、二つの貯蔵器４３及
び４４の液体側５５及び５６の容積が推定される。
図５は、本開示事項の実施形態に従って注射器ポンプ６６により排出された液体の量を
音響的に推定するために、音響ハウジング７１内に配置された二つの貯蔵器６７及び６８
と、音響ハウジング７１へ結合された参照容積アセンブリ２９とを有する注射器ポンプ６
６の図解を示す。注射器ポンプ６６は、音響容積検出（「ＡＶＳ」）を用いて、貯蔵器６
７内の液体の容積、貯蔵器６８内の液体の容積、貯蔵器６７から排出された液体の容積、
及び／又は貯蔵器６８から排出された液体の容積を、スピーカー３６，参照マイクロフォ
ン３７，及び可変容積マイクロフォン８１を用いて推定する。音響ハウジング７１は取り
付け可能及び／又は使い捨て可能とし得る。例えば、音響ハウジング７１は、ハウジング
８８へスナップ式に嵌合し得る。ハウジング８８は再使用可能及び／又は使い捨て可能と
し得る。マニホールド６１及び／又は針１０９は、取り付け可能及び／又は使い捨て可能
とし得る。保護スクリーン７２は、破片が音響ポート３９へ入る及び／又は影響を及ぼす
のを防ぐ。
注射器ポンプ６６は、音響ハウジング７１内に配置された貯蔵器６７及び６８を含む。
貯蔵器６７は、その中に配置されたプランジャ７３のピストン７５を含む。貯蔵器７６は
、その中に配置されたプランジャ７４のピストン７６を含む。貯蔵器６７は、その端部に
取り付けられた停止体１４５を有し、ピストン７５が貯蔵器６７から出て行くのを防ぐ。
更に、貯蔵器６８はその端部へ取り付けられた停止体１４６を有し、ピストン７６が貯蔵
器６８から出て行くのを防ぐ。
プランジャ７３はシャフト７７を含み、かつ、プランジャ７４は、音響ハウジング７１
内に完全に配置されたシャフト７８を含む。更に、一方のアクチュエータ７９はシャフト
７７に結合されてシャフト７７を駆動し、かつ、他方のアクチュエータ８０はシャフト７
８へ結合されて、このシャフト７８を駆動する。アクチュエータ７９及び８０と、二つの
シャフト７７及び７８との両方は、図５に示される実施形態においては、音響ハウジング
７１内に配置される。シャフト７７及び７８と、アクチュエータ７９及び８０は音響ハウ
ジング７１内に配置されているので、シャフト７７及び７８とアクチュエータ７９及び８
０の移動は（液体が排出されるにつれて）、（音響ハウジング７１内に配置された可変ボ
リューム・マイクロフォン８１を介して）図２のプロセッサ２１により検出された容積に
影響しないので、図５に示された実施形態においては、図２のプロセッサ２１は、シャフ
ト７７及び８０及び／又はアクチュエータ７９及び８０の移動に起因する可変容積を補償
する必要はない。
図６は注入ポンプ８２の図解を示し、これは本開示事項の実施形態により、注射器ポン
プ８２により排出された液体の量を音響的に推定するために、各々が各音響ハウジング（
８５及び８６）内に配置された二つの貯蔵器８３及び８４と、音響ハウジング８５及び８
６に音響的に結合された参照容積アセンブリ８７とを有する。注射器ポンプ８２は音響容
積検出（「ＡＶＳ」）、貯蔵器８３内の液体の容積、貯蔵器８４内の液体の容積、貯蔵器
８３から排出された液体の容積、及び／又は貯蔵器８４から排出された液体の容積を、ス
ピーカー３６，参照マイクロフォン３７，可変容積マイクロフォン５３，及び可変容積マ
イクロフォン５４を用いて推定する。音響ハウジング８５及び８６は、取り外し可能、取
り付け可能、ハウジング８９に恒久的に取り付けられ、及び／又はハウジング８９にスナ
ップ式に嵌合する場合がある。それに加えて又はそれに代えて、貯蔵器８３及び８４は、
取り外し可能、取り付け可能、使い捨て可能である場合があり、及び／又はハウジング８
９にスナップ式に嵌合される場合がある。マニホールド６１及び針１０９は、取り付け可
能及び／又は取り外し可能とし得る。注射器ポンプ８２はシャフト９１へ結合されたアク
チュエータ９０を含み、シャフト９１を駆動する。プランジャ９３のアクチュエータ９０
及び９３は音響ハウジング８５内に配置されているので、図２のプロセッサ２１はシャフ
ト９１及び／又はアクチュエータ９０の移動を考慮する必要はない。注射器ポンプ８２は
、シャフト９４へ結合されたアクチュエータ９２も含み、シャフト９４を作動する。同様
に、プランジャ９５のアクチュエータ９２及びシャフト９５が音響ハウジング８６内に配
置されているならば、図２のプロセッサ２１は、シャフト９４及びアクチュエータ９２の
移動を考慮する必要はない。参照ボリューム・アセンブリ８７は、一方の音響ポート９６
を介して音響ハウジング８５へ、かつ、他方の音響のポート９７を介して音響ハウジング
８６へ結合されている。
図７は、注射器ポンプ９８の図解を示し、これは本開示事項の実施形態により、注射器
ポンプ９８により排出された液体の量を推定するために、二つの貯蔵器９９及び１００と
、各々が各貯蔵器（それぞれ９９及び１９９）の各プランジャ１０３及び１０４へ接続さ
れた二つの容量センサ１０１及び１０２とを有する。注射器ポンプ９８は、プランジャ１
０３のシャフトへ結合されたアクチュエータ９０を含み、プランジャ１０３を駆動する。
更に、注射器ポンプ９８は、プランジャ１０４のシャフトに結合されたアクチュエータ９
２を含み、プランジャ１０４を駆動する。
図２のプロセッサ２１は、容量センサ１０１及び１０２へ結合されて、プランジャ１０
３及び１０４の線形位置を判定して、貯蔵器９９及び１００内に残る容積を推定し得る。
例えば、プロセッサ２１は貯蔵器をシリンダとしてモデル化し、容量センサ１０１及び１
０２からのフィードバックが、それぞれ、どのようにプランジャ１０３及び１０４のピス
トン１０５及び１０６の位置に対応するかについて知り得る。即ち、ピストン１５及び１
０６の位置は、ピストン１０５の液体側をシリンダとしてモデル化することにより、貯蔵
器９９及び１００の各々内の液体の容積を推定するのに使用し得る。
注射器ポンプ９８はハウジング１０７も含み、これは非使い捨てハウジング１０８から
取り外し可能及び／又は使い捨て可能とし得る。それに加えて又はそれに代えて、注射器
ポンプ９８はマニホールド１５３も含み、これは非使い捨てのハウジング１０８から取り
外し可能及び／又は使い捨可能とし得る。注射器ポンプ９８は、マニホールド１０８に結
合された針１０９も選択的に含むことがある。この針１０９は取り外し可能及び／又は使
い捨て可能とし得る。
図８は、注射器ポンプ１１０の図解を示し、これは本開示事項の実施形態により、光学
的測距アセンブリ１１５を用いて注射器ポンプ１１０により排出された液体の量を推定す
るために、二つの貯蔵器１１１及び１１２と、各貯蔵器（それぞれ１１１及び１１２）の
各プランジャ１１８及び１１９へ各々が結合された二つの光学的目標１１３及び１１４と
を有する。注射器ポンプ１１０はハウジング１５４を含み、これは外側ハウジング１５５
に対して取り付け可能及び／又は取り外し可能（例えば使い捨て可能）とし得る。それに
加えて又はそれに代えて、貯蔵器１１１及び１１２はハウジング１５４に対して取り付け
可能及び／又は取り外し可能とし得る（かつ、使い捨て可能とし得る）。マニホールド１
５３及び／又は針１０９は、取り付け可能、取り外し可能、及び／又は使い捨て可能とし
得る。
注射器ポンプ１１０は、プランジャ１１８のシャフトへ接続されたアクチュエータ９０
を含み、プランジャ１１８を駆動する。更に、注射器ポンプ１１０は、プランジャ１１９
のシャフトに結合するアクチュエータ９２を含み、プランジャ１１９を駆動する。
図２のプロセッサ２１は、図７の実施形態で示したのと同様な方式で貯蔵器１１１及び
１１２における液体の量を推定し得る。光学的測距アセンブリは、二つの照明器／センサ
１１６及び１１７を含む。照明器／センサ１１６は光学的目標１１３へ光を照射し、これ
は照明器／センサ１１６へ反射される。光学的測距アセンブリ１１５は、飛行時間及び／
又は強度を用いて、プランジャ１１８の位置を推定し得る。同様に、照明器／センサ１１
７は光学的目標１１４に光を照射し、これは照明器／センサ１１７へ反射される。光学的
測距アセンブリ１１５は、飛行時間及び／又は受け取られた強度を用いて、プランジャ１
１９の位置を推定し得る。
照明器／センサ１１６及び１１７からの光はＬＥＤからのものとするか、赤外線、可視
光又は不可視光とする場合があり、例えば電力節約などのために調整し得る。
図９は、注射器ポンプ１２０の図解を示し、これは本開示事項の実施形態により、注射
器ポンプにより排出された液体の量を推定するために、二つの貯蔵器１２１及び１２２と
、光学的測距アセンブリ１２５と共に使用するために各貯蔵器（それぞれ１２１及び１２
２）のそれぞれのプランジャ１２６及び１２７へ各々が結合された二つの光源１２３及び
１２４を有する。注射器ポンプ１２０は、ハウジング１５６を含み、これは外側ハウジン
グ１５７に対して取り付け可能及び／又は取り外し可能（例えば、使い捨て可能）とし得
る。それに加えて又はそれに代えて、貯蔵器１２１及び１２２は、ハウジング１５６に対
して取り付け可能及び／又は取り外し可能である場合があり（また、使い捨て可能とし得
る）。マニホールド１５３及び／又は針１０９は、取り付け可能、取り外し可能、及び／
又は使い捨て可能とし得る。注射器ポンプ１２０は、プランジャ１２６のシャフトに結合
されたアクチュエータ９０を含み、プランジャ１２６を駆動させる。また、注射器ポンプ
１２０もプランジャ１２７のシャフトに結合されたアクチュエータ９２を含み、プランジ
ャ１２７を駆動させる。
光学的測距アセンブリ１２６は、センサ１２８及び１６０を含む。センサ１２８及び１
６０は光源１２３及び１２４（例えば、ＬＥＤ）の強度を測定し、この測定された強度が
プランジャ１２６及び１２７の位置に相関する。プロセッサ２１は光源１２３及び１２４
を変調することがあり、光源１２３及び１２４の一方のみが各センサ１２８及び１６０の
測定期間中に有効になるようにする。或る実施形態においては、センサ１２８と１６０と
の両方が（プランジャ１２６及び１２７のうちの）それぞれのプランジャの位置を推定す
るのに用いられる間、光源１２３及び１２４の一方が有効である場合がある。
図１０は、注射器ポンプ１２９の図解を示し、これは本開示事項の実施形態により注射
器ポンプ１２９により排出される液体の量を推定するために、二つの貯蔵器１３０及び１
３１と、それぞれの貯蔵器（即ち、それぞれ１３０及び１３１）のそれぞれのプランジャ
（即ち、それぞれ１３４及び１３５）へ各々が接続された二つの線形光学的位置センサ１
３２及び１３３とを有する。
注射器ポンプ１２９は、ハウジング１５８を含み、これは外側ハウジング１５９に対し
て取り付け可能及び／又は取り外し可能（例えば、使い捨て可能）とし得る。それに加え
て又はそれに代えて、貯蔵器１３０及び１３１は、ハウジング１５８に対して取り付け可
能及び／又は取り外し可能である場合がある（また、使い捨て可能である場合がある）。
マニホールド１５３及び／又は針１０９は、取り付け可能、取り外し可能、及び／又は使
い捨て可能とし得る。
線形光学的位置センサ１３２及び１３３は、線形光学エンコーダとし得る。図２のプロ
セッサ２１は線形光学的位置センサ１３２及び１３３からのフィードバックを用いて、各
貯蔵器１３０及び１３１内の液体の量を推定し、これは例えば、シリンダ容積近似、又は
他の幾何学近似による。
図１１-１２は、本開示事項の実施形態により液体の送達を推定する方法１３６のフロ
ーチャート図を示す。この方法１３６は、本明細書に開示された任意のポンプ、例えば、
図１の注射器ポンプ１０、図３の注射器ポンプ２７、図４の注射器ポンプ４２、図５の注
射器ポンプ６６、図６の注射器ポンプ８２、図７の注射器ポンプ９８、図８の注射器ポン
プ１１０、図９の注射器ポンプ１２０、及び／又は図１０の注射器ポンプ１２９と共に使
用し得る。
行為１３７は、ポンプのプランジャを第１の位置に置く。行為１３８は、音波を発生さ
せる。行為１３９は、音波を参照チャンバへ適用する。行為１４０は、ポンプの貯蔵器の
非液体側へ音波を伝える。行為１４１は、参照チャンバ内で音波を検知する。行為１４２
は、ポンプの貯蔵器の非液体側において音波を検知する。行為１４３は、参照チャンバ内
の検知された音波を貯蔵器の液体側内の検知された音波と比較して、貯蔵器の液体側内の
液体の第１の容積を判定する。行為１４４は、ポンプのプランジャを第２の位置へ駆動さ
せる。行為１４７は、音波を参照チャンバへ適用する。行為１４８は、音波をポンプの貯
蔵器の非液体側へ適用する。行為１４９は、参照チャンバ内で音波を検知する。行為１５
０は、ポンプの貯蔵器の非液体側内で音波を検知する。行為１５１は、参照ャンバ内の検
知された音波を貯蔵器の非液体側内の検知された音波と比較して、貯蔵器の液体側内の液
体の第２の容積を判定する。行為１５２は、第１の容積を第２の容積と比較して、排出さ
れた液体の量を測定する。
音響容積検知
以下の説明は音響容積検知を説明し、これは図２のプロセッサ２１により、注射器ポン
プ、例えば図３の注射器ポンプ２７、図３の注射器ポンプ４２、図５の注射器ポンプ６６
、及び／又は図６の注射器ポンプ８２のスピーカー及び二つのマイクロフォン（例えば、
参照マイクロフォン及び可変ボリューム・マイクロフォン）により実行され得る。ＡＶＳ
は本明細書に開示された貯蔵器内の液体を推定し、本明細書に開示された貯蔵器から排出
された液体を推定し、及び／又は本明細書に開示された貯蔵器の液体排出率を推定するの
に用いられ得る。表１は、以下のように様々な条件の定義を示す。
Figure 0007413478000001
音響容積センサ（「ＡＶＳ」）は、ＡＶＳチャンバ、例えば、音響ハウジング又は、貯
蔵器内その他の貯蔵器の非液体側により押しのけられた液体容積を測定する。このセンサ
は液体容積を直接に測定しないが、その代わりにＡＶＳチャンバ内の空気の可変容積Ｖ２
を測定し、ＡＶＳチャンバの総容積一定のままであるならば、Ｖ２における変化は液体容
積の変化の正反対である。ＡＶＳチャンバは、音響ポートを越える可変ボリューム・マイ
クロフォンと流体連通する空気の容積である。例えば、図３において、貯蔵器２９の非液
体側３２は可変的容積であり、かつ、参照ボリューム３５はＶ１である。
空気の容積Ｖ２は、音響共鳴を用いて計測される。時間変動圧力は、スピーカーを使用
して、参照チャンバの一定容積Ｖ１において確立される。この圧力摂動は二つの容積を接
続している音響ポートにおいて周期的な気流を引き起こし、これは次いで可変容積におけ
る圧力摂動を引き起こす。システム力学は、ヘルムホルツ発振器のそれらに類似しており
、二つの容積は、一緒に「弾力」として、共鳴質量として容積を接続するポートにおける
空気の働きをする。この共鳴の固有振動数は、ポート幾何形状、音速、及び可変容積の関
数である。ポート幾何形状は一定であり、音速は温度を測定することによって見いだされ
るので、これらの二つのパラメータが与えられれば、可変容積は固有振動数から見いだす
ことができる。本開示事項の或る実施形態においては、温度センサが音響ハウジング内及
び／又は貯蔵器の非液体側内で使用される。或る実施形態においては、温度は予め定めら
れた一定値であると考えられて、例えば、室温、その他であるとみなされる。
システムの固有振動数は、スピーカーによって形成された異なる周波数摂動に対する二
つの容積における圧力の相対的反応を測定することにより推定される。代表的なＡＶＳ測
定は、初期測定をすることから成る。次いで液体は一つ以上の貯蔵器の液体側から解放さ
れて、患者へ送達される（その後、第２の容積定がなされる）。これらの測定の間の差異
は、患者へ送達される液体の容積である。或る実施形態においては、測定は、一つ以上の
貯蔵器の液体側が満たされる前及び／又は液体を排出するに先だってなされて、例えば注
射器ポンプが予め装填されたとき、流体システムの何らかの不具合を検出する。
ＡＶＳ測定は、以下の行為によって生じる場合がある。即ち、（１）プロセッサ２１は
ＡＶＳエレクトロニクスへの電源をオンにして、図２のプロセッサ２１のＡＤＣを有効に
して、ＡＶＳアルゴリズムを初期化し、（２）ＡＶＳ測定は、幾つかの異なる周波数にお
けるデータを集めることから成り、（３）選択的に温度を測定し、（４）次いで、収集さ
れたデータに基づいて評価ルーチンを実行して、貯蔵器の液体側における液体の容積を推
定する。
各々の周波数におけるデータを集めるために、スピーカーは目標周波数において正弦的
に駆動され、測定値は整数の波長に亘って二つのマイクロフォン、例えば、参照マイクロ
フォンと可変ボリューム・マイクロフォン（先述の如し）からなされる。一旦データが集
められるならば、図１のプロセッサ２１はデータに離散フーリエ変換アルゴリズムを実行
して、マイクロフォンからの時系列データを一つの複素振幅へ切り換える。完全性チェッ
クは、マイクロフォンからのデータに実行され、そのデータが有効であるか否か、例えば
、共鳴が予め定められた位相及び／又は音響周波数内であるか否かを判定する。
周波数測定は、幾つかの異なる周波数でなされる。この正弦掃引は、可変容積を推定す
るための推定ルーチンにより用いられる。推定が終了した後、他の完全性チェックが、図
２のプロセッサ２１による二次的チェックを含めて、全ての正弦掃引に関して実行され得
る。
或る実施形態においては、図２のプロセッサ２１が測定完全性を確認した後、容積推定
は終えられて、センサは電源を切られる。
ＡＶＳ共鳴モデル
ＡＶＳシステムのための支配方程式は、幾つかの単純化した仮定を与えられる第１の原
理から見いだすことができる。このシステムは、理想化された音響ポートにより接続され
た二つの線形化音響容積としてモデル化される。
音響容積モデル化
理想的な断熱的ガスの圧力及び容積は、以下のように式１によって関係付けることがで
きる。
Figure 0007413478000002
ここでＫはシステムの初期条件によって定義される定数である。式１は平均圧力Ｐ、容
積Ｖ、及びこれらの圧力ｐ（ｔ），ｖ（ｔ）の頂部における小さな時間依存摂動の項によ
り、以下のように式２として示されるように記述することができる。
Figure 0007413478000003
式２を微分すると、以下のように式３をもたらす。
Figure 0007413478000004
式３は、以下の式４へ単純化される。
Figure 0007413478000005
音響圧力レベルが周囲圧力より非常に小さいならば、式４は以下のように式５へ更に単
純化することができる。
Figure 0007413478000006
断熱的な関係を用いて、式６を以下のように示すことができる。
Figure 0007413478000007
従って、誤差仮定は以下のように式７で示される。
Figure 0007413478000008
非常に大きな音響信号（例えば、１２０ ｄＢ）は、およそ２０ Ｐａｓｃａｌの振幅
で、圧力正弦波に一致する。大気状態における空気がγ＝１．４及びＰ＝１０１３２５Ｐ
ａのパラメータを有すると仮定すると、結果として生じる誤差は０．０３％である。ｄＢ
からＰａへの転換は、以下のように式８で示される。
Figure 0007413478000009
ここで、Ｐｒｅｆ＝２０・μＰａである。
理想気体法則Ｐ＝ρＲＴを適用し、圧力について代入すると、以下のように式９で示さ
れる結果が与えられる。
Figure 0007413478000010
これは、以下のように式１０で音速の項で記述することができる。
Figure 0007413478000011
そして、式１０に式９を代入すると、以下のように式１１がもたらされる。
Figure 0007413478000012
容積についての音響インピーダンスは、以下のように式１２で定義される。
Figure 0007413478000013
音響ポートモデル化
ポート内の全ての流体が軸方向に往復運動している剛体のシリンダとして基本的に移動
する仮定して、音響ポートはモデル化される。チャンネル内の全ての流体が同じ速度で移
動すると仮定し、チャンネルは定常的な横断面であると仮定し、チャンネルに入出する流
体から生じる終端効果は無視する。
形態
Figure 0007413478000014
 の層流摩擦と仮定するならば、チャンネル内の流体の質量に働く摩擦力は次のように記述
することができる。
Figure 0007413478000015
二次微分方程式は、以下のように式１３で示されるようにチャンネル内の流体の力学に
ついて記述することができる。
Figure 0007413478000016
或いは、容積流量率の項は以下のように式１４に示される。
Figure 0007413478000017
チャンネルの音響インピーダンスは、式１５に示すように記述することができる。
Figure 0007413478000018
システム移転機能
容積を用いてポート力学が上述のように規定されるならば、ＡＶＳシステムは、式１６
-１９の以下のシステムによって説明することができる。
Figure 0007413478000019
Figure 0007413478000020
Figure 0007413478000021
 及び、
Figure 0007413478000022
ｐ０を入力として処理し、
Figure 0007413478000023
 に代入すると、式２０－２２に示されるように一つの式は省略することができる。
Figure 0007413478000024
Figure 0007413478000025
 及び、
Figure 0007413478000026
音響ポートの各々の側における二つの容積の間の関係は、クロス・ポート移動関数と称
される。この関係は、以下のように式２３に示される。
Figure 0007413478000027
ここで
Figure 0007413478000028
 かつ、
Figure 0007413478000029
 である。
この関係は、極が可変容積にのみ依存し、参照容積には依存しないという利点を有する
。共鳴ピークが参照容積圧力の応答においてゼロの反転に実際に起因することに留意され
たい。これは、参照チャンバにおける圧力測定が、測定において雑音に影響し得る共鳴の
近傍で低振幅を有することを意味する。
共鳴Ｑ因子及びピーク応答
共鳴の音質は、パワー損失に共振周波数を乗じたものに対して保存されたエネルギの比
である。純粋な二次システムについては、音質因子は式２４で示されるダンピング比率の
関数として表すことができる。
Figure 0007413478000030
低周波数応答に対するピーク応答の比は式２５で示されるダンピング比率の関数として
記述することもできる。
Figure 0007413478000031
これは、ダンプされた固有振動数
Figure 0007413478000032
 において生じる。
電気的及び機械的類似
音響共鳴器は、スプリング－質量－ダンパー・システム又はＬＲＣ回路の何れか、例え
ば、直列に一緒に接続された抵抗、誘導子及びキャパシタに類似している。
複素応答の計算
ＡＶＳを実行するために、システムはスピーカーにより設定された音響波に対する二つ
のマイクロフォンの相対的応答を得なければならない。これは、既知の周波数において正
弦波出力でスピーカーを駆動することにより達成され、次いで各々のマイクロフォンの複
素応答は、その駆動周波数において見いだされる。最後に、二つのマイクロフォンの相対
的な応答が見いだされて、図２のプロセッサ２１に結合されたアナログ－デジタル変換器
のサンプリングを交番させるために修正される。
更に、総信号差異が計算されて、離散フーリエ変換（「ＤＦＴ」）を用いて抽出された
純音の差異と比較される。これは、雑音源又は歪みから到来する信号パワーがどれ位多い
かの測定を与える。本開示事項の或る実施形態においては、この値は、不良な測定を拒絶
して繰り返すのに用いることができる。
離散フーリエ変換の計算
各々のマイクロフォンからの信号はスピーカーに対する出力に同期してサンプリングさ
れ、一定数の点（Ｎ）が波長について採取される。波長における各点において測定された
信号は、波長Ｍの整数に亘って合計され、その周波数についての全てのデータが集められ
たあと、図２のプロセッサ２１における割り込み処理ルーチン（「ＩＳＲ」）によるて配
列ｘに保存される。
離散フーリエ変換は、スピーカーの駆動周波数に対応している整数値においてデータに
なされる。ＤＦＴの第１の倍音の一般的な表式は、以下の式２６の通りである。
Figure 0007413478000033
積ＭＮは点の総数であり、２の倍数が加えられて、答えの結果的な実数及び虚数部分は
、式２７で示される正弦波の振幅に匹敵する。
Figure 0007413478000034
この表式のこの実数部分は、式２８に示される。
Figure 0007413478000035
ＤＦＴを計算するために必要な計算の数を低減するために、余弦関数の対称性を利用す
ることができる。上述の表式は以下のように式２９に等しい。
Figure 0007413478000036
同様に、式の虚数部分は以下のように式３０に示される。
Figure 0007413478000037
 これは式３１として表し得る。
Figure 0007413478000038
その駆動周波数における信号の差異は以下のように式３２に示される。
Figure 0007413478000039
トーン差異は駆動周波数における音響出力と比例している。ｘの実数及び虚数部分の最
大可能値は、２１１であり、これはＡ／Ｄレンジの半分に対応する。トーン差異の値は、
２２１であり、Ａ／Ｄレンジの二乗の半分である。
総信号相違の計算
測定値の完全性の良好な測定値は、全ての周波数における総音響パワーに関して駆動周
波数における音響パワーの比である。総信号差異は、式３３の表現によって与えられる。
Figure 0007413478000040
しかしながら、或る特定の実施形態においては、加重はＡ／Ｄ割り込みサービス・ルー
チン（ＩＳＲ）に実行され、そこには時間的制約があり、及び／又は、マイクロフォン・
データの全てを後処理に備えて記憶せねばならない。或る実施形態においては、効率を増
大させるために、偽差異は、一つの平均化波長に基づいて計算される。信号の偽差異は、
以下のように式３４に示される以下の関係を用いて計算される。
Figure 0007413478000041
結果は、ＡＤ総数平方の単位にある。加重は１２ビットのＡＤＣについて、
Figure 0007413478000042
 の次数になされる。Ｎ＜２７＝１２８かつＭ＜２６＝６４であるならば、加重は２４３
未満であり、６４ビット整数に記憶することができる。差異の最大可能値は、ＡＤＣが０
と２１２との値の間で振動するならば、各連続標本にもたらされる。これは
Figure 0007413478000043
 のピーク差異をもたらし、その結果は符号付３２ビット整数のＱ９分解能の最大値におい
て記憶することができる。
相対的マイクロフォン応答の計算
次いで、二つのマイクロフォンの相対的応答Ｇが式３５-３７に示される個々のマイク
ロフォンの複素応答から計算される。
Figure 0007413478000044
Figure 0007413478000045
Figure 0007413478000046
何れの表式の分母も前節で計算されて、式３８.で以下のように示される参照トーン差
異の項で表することができる。
Figure 0007413478000047
Ａ／Ｄ歪みのための修正
スピーカー出力は、サンプルにつき一定の３２回につき更新され得る。例えば、駆動周
波数が変化するにつれて、スピーカー出力周波数も一定の３２サイクルを維持するために
更新される。二つのマイクロフォンはスピーカー出力に同期してサンプリングされ、サン
プリング周波数は駆動周波数の一定の間隔に留まる。しかしながら、マイクロフォンＡ／
Ｄ測定は、同時にサンプリングされず、Ａ／Ｄ ＩＳＲは二つのマイクロフォンの間で交
番し、各々のマイクロフォンについて波長毎にＮサンプルの合計を採る。その結果は、π
／Ｎの二つのマイクロフォンの間の位相オフセットである。この位相オフセットを修正す
るために、複雑回転が，前節で計算された相対的周波数応答には適用される。
角度π／Ｎを複素数回転させるために、それに次式が乗じられる。
Figure 0007413478000048
 その結果は、以下のように式３９で示される。
Figure 0007413478000049
時間遅延
或る実施形態においては、ＡＶＳ式を導くとき、仮定の一つは、圧力が音響のボリュー
ムにおいて均一であることである。音響波長がＡＶＳチャンバの寸法と比較して大きいな
らば、この仮定は真である。所定の周波数における音波の波長は、以下の式４０により計
算することができる：
Figure 0007413478000050
例えば、波長は、１ｋＨｚにおいては、およそ２４６ｍｍであり、５ｋＨｚにおいては
、およそ４９．２ｍｍである。ＡＶＳチャンバは直径を有し、容積を通じて移動する音響
波に関連した時間遅延は小さいが、測定可能な効果を有する。この効果は時間遅延として
モデル化することができる（又は、マイクロフォン向きに依存する時間前進）。純粋な時
間遅延ｄのラプラス変換は、以下のように式４１で示される。
Figure 0007413478000051
位相は、システム応答の大きさではなく、時間遅延によって影響される。時間遅延を修
正するために、周波数応答データは、モデル適合アルゴリズムを適用することによって、
事前に修正し得る。複素振幅は、上述の時間遅延式による周波数の関数として回転し得る
。時間遅延は固定されていると見做し得るので、回転は周波数の関数のみである。
時間遅延は最適化ルーチンを実行することによって判定され、時間遅延を見いだしてモ
デル適合エラーを最小化し得る。それに加えて又はそれに代えて、データにおける見掛け
上の「時間前進」があり得る。例えば、参照マイクロフォンは音響ポートの前方で僅かに
圧力摂動を経験することがあり、可変マイクロフォンは音響ポートの後で僅かに圧力摂動
を経験し得る。これらの「前進」及び「遅延」は圧力波の伝播の影響である場合があって
、システムの「共鳴」力学へ加えられ、例えば、これらの効果は説明され得る。
振幅平滑化
所定のスピーカー駆動信号についての圧力測定値の振幅は、デバイスからデバイスへ変
動することがあり、また、駆動周波数の関数である。デバイスからデバイスへの変動は、
マイクロフォンとスピーカー感度（例えば、およそ＋／－ ３ｄＢ程度）における部分か
ら部分への差異からもたらされる。周波数に基づく属性は、音響共鳴の予期された力学か
らのみならず、周波数を越えるスピーカー感度における変化から生じる。
補償するために、或る実施形態においては、スピーカー利得は、ＡＶＳ測定期間中に自
動的に調整される。スピーカー利得は、正弦掃引周波数の各々について一つの入力で配列
に、例えば図２のメモリ２２内に、記憶される。マイクロフォン信号（可変または参照マ
イクロフォンからの）の振幅は、目標振幅に対して照合され得る。それがあまりに大きい
か、又はあまりに小さいならば、二進検索ルーチンはその周波数でスピーカー利得を更新
するために使用され得る。
個々の測定完全性のチェック
構成要素エラー、不具合又は外部の障害が誤測定をもたらすことは可能である。部品故
障は、歪められたスピーカー出力又は故障したマイクロフォンを含み得る。外部の障害は
、ポンプ・ハウジングに対する機械的な衝撃又は非常に大きい外部雑音を含み得る。この
種の不具合は、二つの異なる完全性チェックを用いて検出することができ、即ち、マイク
ロフォン飽和と帯域外差異である。
マイクロフォン飽和チェックは、各々のマイクロフォンへの波長平均信号の最大及び最
小値を参照する。これらの値がＡ／Ｄの限度近傍にあるならば、次いで、図２のプロセッ
サ２１内のフラグが測定振幅が範囲外にあることを示すように設定される。
帯域外差異チェックは、各々のマイクロフォンについてトーン差異を総信号差異と比較
する。これらの信号の率が１であるという理想的な場合においては、全ての音響パワーは
駆動周波数にある。衝撃又は非常に大きな外部の音響雑音の場合には、より多くのパワー
が他の周波数において存在し、この値は１よりも低い。或る実施形態においては、通常の
操作は、０．９９よりも大きい比率を有するように考慮され得る。
或る実施形態においては、個々のデータ・ポイントがこれらの完全性チェックの何れに
も不合格となるならば、ＡＶＳ頑健さの促進を扶助するために全ての正弦掃引を繰り返さ
ねばならないことなく、それは繰り返されるか、又は外され得る。他の完全性チェックは
完全な正弦掃引に基づいてされることがあり、これについては後述する。
掃引正弦一般化解法を用いるボリューム評価
システムの共振周波数は、掃引正弦システム識別を用いて推定され得る。この方法にお
いては、正弦波圧力変化に対するシステムの応答は、幾つかの異なる周波数で見いだされ
ることがある。次いで、この周波数応答データは、線形回帰を用いたシステム移転関数を
推定するのに用いられることがある。
システムについての移転関数は、sの有利関数として表すことができる。一般的な場合
は、第ｎ次分子と第ｍ次分母により移転関数について以下のように表わされる。ＮとＤと
は、それぞれ分子と分母とについての係数である。式は規格化されて、式４２及び４３に
示されるように、分母における主要な係数が１になるようにされている。
Figure 0007413478000052
或いは、
Figure 0007413478000053
この式は、以下のように式４４の形態に書き直すことができる。
Figure 0007413478000054
式４５は、この総和をマトリックス表記法で示す。
Figure 0007413478000055
ここでｋ、掃引正弦に集められたデータ点の数である。表記法を単純化するために、こ
の式は式４６に示されるベクトルｙを用いて簡単にすることができる。
Figure 0007413478000056
ここでｙはｋ×１、ｘはｋ×（ｍ＋ｎ－１）であり、及びｃは（ｍ＋ｎ－１）×１であ
る。次いで、係数は最小二乗法を用いて見いだすことができる。誤差関数は、式４７に示
すように記述することができる。
Figure 0007413478000057
最小化すべき関数、誤差関数の加重平方であり、式４８-４９に示すように、Ｗはｋ×
ｋ対角行列である。
Figure 0007413478000058
Figure 0007413478000059
式５０-５２に示されるように、中央の二つの項はスカラーであるので、転置行列は無
視することができる。
Figure 0007413478000060
Figure 0007413478000061
 及び、
Figure 0007413478000062
或る実施形態においては、これらの全ての場合の複素転置行列が利用される。この試み
は複素係数をもたらすが、この処理は全ての係数が実数であることを確実にするために修
正することができる。誤差関数が式５３に変更されるならば、最小二乗最小化は実数の係
数のみを与えるように修正することができる。
Figure 0007413478000063
次いで、係数は式５４により見いだすことができる。
Figure 0007413478000064
二次システムについての掃引正弦解法を用いるボリューム評価
０次分子及び二次分母によるシステムについては、式５５に示される移転関数に示され
る。
Figure 0007413478000065
この移転関数における計数は前節で見いだされた表式に基づいて以下（式５６）のよう
に見いだすことができる。
Figure 0007413478000066
ここで式５７は以下の通りである。
Figure 0007413478000067
 及び、
アルゴリズムを単純化するために、式５８-６０に示されるように、幾つかの項を結合
することができる：
Figure 0007413478000068
ここで、
Figure 0007413478000069
 及び、
Figure 0007413478000070
複素応答ベクトルG及び固有振動数ｓ＝ｊωの項についてのＤの式を見つけるために、
以下のように、それぞれ式６１及び６２に示されるように、最初にＸをその実数部分と虚
数部分とに分割した。
Figure 0007413478000071
上述のＤについての表式の実数及び虚数部分は、次いで、それぞれ式６３及び６４にな
る。
Figure 0007413478000072
これらの項を結合するは、Ｄ行列についての最終的な表式が与えられる。この行列は、
以下のように式６５で示すように、実数値のみを包含する。
Figure 0007413478000073
同様な試みは、Ｇ及びωの項におけるｂベクトルの表式を見つけるのになすことができ
る。ｙの実数及び虚数部分は式６６－６７に示される。
yの本当と想像上の部分は、６６-６７で方程式で例示される。
Figure 0007413478000074
これらの二つを結合するとは、以下のように式６８で示されるｂベクトルについての表
式が与えられる。
Figure 0007413478000075
次のステップは、Ｄ行列を逆にすることである。この行列は対称であり、かつ、正定置
であるので、逆を見つけるために必要な計算の数は一般的な３×３の場合から減らされる
。逆行列の一般的な表式は、式６９に示される。
Figure 0007413478000076
Ｄが式７０のように表されるならば、
Figure 0007413478000077
次いで随伴行列は、以下のように式７１として記述することができる。
Figure 0007413478000078
対称性に起因して、上の対角行列のみが計算される必要がある。次いで、この行列式は
随伴行列値の項で計算することができ、以下のように式７２に示すように、最初の配列に
おける０要素の利点を採ることができる。
Figure 0007413478000079
最後に、Ｄの逆は、式７３で示される形式に書くことができる。
Figure 0007413478000080
或る実施形態においては、式７４における値を解き得る。
Figure 0007413478000081
そこで式（７５）が使用される。
Figure 0007413478000082
データがどれくらい良好にモデルに適合するかという定量的評価を得るために、式７６
にされるような誤差についての初期表式が利用される。
Figure 0007413478000083
これは式７７に示されるＤ行列とｂ及びｃベクトルの項において記述することができる
。
Figure 0007413478000084
ここで、
Figure 0007413478000085
 及び、
Figure 0007413478000086
或る実施形態においては、異なる正弦掃引からの誤差を比較するために、適合する誤差
は以下の式８０のように行列による加重の平方により規格化され、ここでｈはスカラーで
ある。
Figure 0007413478000087
掃引正弦推定ボリュームを用いたボリューム推定
モデル適合が用いられて、ポートの共振周波数がサイン掃引データから抽出されること
がある。送達されたボリュームは、この値に関連し得る。二つの間の理想的な関係は、式
８１に示された関係によって表すことができる。
Figure 0007413478000088
音速は温度によって変化するので、式８２で示すように温度効果を外へ分けることは有
益である。
Figure 0007413478000089
次いで、このボリュームは測定された共振周波数及び温度の関数として表すことができ
、以下のように式８３で示される。
Figure 0007413478000090
ここでＣは以下のように式８４で示される較正定数である。
Figure 0007413478000091
掃引正弦ボリューム完全性チェックを用いる掃引正弦ボリューム推定
或る実施形態においては、完全性チェックの第２セットをモード適合及びボリューム推
定ルーチン（チェックの第１セットはＦＦＴレベルにおいてなされる）の出力に実行する
ことができる。チェックは、冗長性を通じて、又は、幾つかの値についての範囲チェック
を通じての何れかになし得る。例えば、(１)モデル適合エラー、 (２)推定減衰比、 (３)
推定移転関数利得、(４)推定固有振動数、(５)推定可変ボリューム、及び(６)ＡＶＳセン
サ温度である。
更に、或る特定の実施形態においては、ＡＶＳ計算の部分は図２のプロセッサ２１おけ
る冗長性を、独立温度センサと、ＲＡＭ故障から保護する校正パラメータの独立コピーと
を用いてなし得る。
掃引正弦使い捨て検出を用いるボリューム推定
或る特定の実施形態においては、使い捨て製品、例えば、取り付け可能であるカートリ
ッジ又は貯蔵器の存在は、磁気スイッチ及び機械式連動装置を用いて検出し得る。しかし
ながら、第２の検出方法を１）使い捨て製品へ取り付けられるポンプとチャージャーとの
識別、及び、２）主要な検出方法に対するバックアップを提供するために使用し得る。
使い捨て製品が存在しないならば、可変ボリュームＶ２は事実上非常に大きい。
その結果、参照マイクロフォンから通常の信号があるが、可変マイクロフォンには極く僅
かな信号しかない。正弦掃引期間中に参照マイクロフォンの平均振幅が標準（これはスピ
ーカーが作動していることを確証する）であり、かつ、可変マイクロフォンの平均振幅が
小さいならば、図２のプロセッサ２１のフラッグは、使い捨て製品が存在しないことを示
すように設定される。
Ｖ２に対するサイジングＶ１の実施詳細
サイジングＶ１は、移転関数における極及びゼロの相対的な位置による音響ボリューム
の相殺を含むことがある。Ｖ１とＶ２の両方についての移転関数は、以下の式８５－８８
で示されるようにスピーカーのボリューム置換に対して以下のように示される。
Figure 0007413478000092
 及び、
Figure 0007413478000093
ここで、
Figure 0007413478000094
Ｖ１が増大するにつれて、利得は減少し、スピーカーは、同じ音圧レベルを得るために
より高い振幅で駆動されねばならない。しかしながら、Ｖ１を増大することは、複素極へ
向かうｐ１移転関数における複素ゼロを移動させる利点を有する。限定的な場合、ここで
Ｖ１→∞であるならばα→１であり、極ゼロ・キャンセル及び平坦応答を有する。従って
、増大するＶ１は、ｐ１移転関数における共振とノッチとの両方の減少を有し、ｐ２極を
ωｎに向かって移動させ、その結果は、ｐ２／ｐ１移転関数を計算するとき測定誤差に対
する低い感度である。
実施詳細-エイリアシング
より高い周波数は、対象の周波数までエイリアス降下させることができる。エイリアス
周波数は、以下のように式８９で表すことができる。
Figure 0007413478000095
ここでｆｓはサンプリング周波数であり、ｆｎは雑音源の周波数であり、ｎは正の整数
であり、ｆは雑音源のエイリアス周波数である。
復調ルーチンは、復調の特定の周波数におけるもの以外は、雑音を除去し得る。サンプ
ル周波数が復調周波数の一定倍に動的に設定されるならば、次いで、復調周波数にエイリ
アス下降できる雑音の周波数は、その基本振動数の調波の固定セットになる。
例えば、サンプリング周波数が復調周波数の８倍であるならば、次いでその周波数へエ
イリアス下降できる雑音周波数は、
Figure 0007413478000096
ここで
Figure 0007413478000097
 β＝１６について次の級数を得る。
Figure 0007413478000098
Ａｖｓ測定誤差源－ＡＶＳチャンバ運動
或る実施形態においては、ＡＶＳ測定の仮定の一つは、総ＡＶＳボリューム（Ｖ２プラ
ス他の構成要素によって採取されたボリューム）が一定ということである。しかしながら
、ＡＶＳハウジングが曲がるならば、ＡＶＳチャンバの総ボリュームは僅かに変化して、
差分ボリューム測定に影響を及ぼすことがある。或る実施形態においては、ボリュームの
寄与を保つために、誤差は流体送達の１．０％未満に保たれる。
Ａｖｓ測定誤差源－外部雑音
或る実施形態においては、外部雑音源は除去し得る。
Ａｖｓ測定誤差源－機械的衝撃
Ａｖｓ測定期間中のポンプ・ハウジングへの機械的衝撃は、マイクロフォン測定に影響
を及ぼして、周波数応答データにおける誤差をもたらす場合がある。しかしながら、この
誤差は、図２のプロセッサ２１における復調ルーチンにおける帯域外差異チェックを用い
て検出可能である。そのような誤差が検出されるならば、データ点は、ＡＶＳ測定に対し
て殆ど影響を及ぼすことなく繰り返すことができる（例えば、他のサンプルが採取される
）。
Ａｖｓ測定誤差源－ＡＶＳチャンバにおける空気
Ａｖｓ測定に影響を及ぼす気泡についての機構は、二次共振による。二次共振は、シス
テム四次をなし、推定が二次モデルを用いているならば、二次共振の周波数及び大きさに
依存して、何らかの誤差を引き起こすことがある。
Ａｖｓ測定誤差源－電気部品不具合
一般に、電気部品の不具合は、無信号又は増大された高調和歪をもたらす。何れにせよ
、その不具合はＡＶＳ完全性チェック又は測定値無効により検出される。
確認された一つの例外は、ＤＡＣ及びＡＤＣを制御するのに用いられる発振器の不具合
である。この発振器が許容誤差からドリフトアウトしたならば、それは低レベルの完全性
チェックでは検出できない測定誤差を誘発するであろう（これは極端な場合には、上述し
たボリューム完全性チェックによって検出される）。これらの不具合に対する保護のため
に、或る実施形態においては、ＡＶＳ測定が開始されるときはいつでも、発振器は独立し
たクロックと照合される。
本発明の第１の態様は、
ポンプであって、
液体を送達するように構成された貯蔵器と、
前記貯蔵器に結合して、前記液体を排出するように構成されたポートと、
シャフトに結合されたピストンを有するプランジャであり、そのピストンは前記貯蔵器
の内面に摺動係合するように前記貯蔵器内に配置され、前記ピストンは前記貯蔵器の液体
側と前記貯蔵器の非液体側とを規定することにより、前記貯蔵器の前記液体側へ向かう前
記プランジャの移動が前記ポートを通じて液体を排出するプランジャと、
前記貯蔵器に結合された参照容積アセンブリとを備え、その参照容積アセンブリは、
前記貯蔵器の前記非液体側と音響的に連通する参照容積チャンバと、
前記参照容積チャンバ内に配置されたスピーカーと、
前記参照容積チャンバ内に配置された参照マイクロフォンとを含んでなるポンプである
。
本発明の第２の態様は、
第１の態様のポンプにおいて、前記参照容積アセンブリは前記ポートに対して前記貯蔵
器の反対側端部において貯蔵器に結合するポンプである。
本発明の第３の態様は、
第１の態様のポンプにおいて、前記貯蔵器内に配置されて、前記貯蔵器内の音波を検知
するように構成された可変ボリューム・マイクロフォンを更に備えるポンプである。
本発明の第４の態様は、
第１の態様のポンプにおいて、前記参照容積アセンブリに配置されて、前記貯蔵器内の
音波を検知するように構成された可変ボリューム・マイクロフォンを更に備えるポンプで
ある。
本発明の第５の態様は、
ポンプであって、
液体を送達するように構成された貯蔵器と、
前記貯蔵器に結合されて、前記液体を排出するように構成されたポートと、
シャフトに結合されたピストンを有するプランジャであり、そのピストンは前記貯蔵器
の内面に摺動係合するように前記貯蔵器内に配置され、前記ピストンは前記貯蔵器の液体
側と前記貯蔵器の非液体側とを規定することにより、前記貯蔵器の前記液体側へ向かう前
記プランジャの移動が前記ポートを通じて液体を排出するプランジャと、
更なる液体を送達するように構成された更なる貯蔵器と、
前記更なる貯蔵器に結合されて、前記更なる液体を排出するように構成された更なるポ
ートと、
更なるシャフトに結合された更なるピストンを有する更なるプランジャであり、その更
なるピストンは前記更なる貯蔵器の内面に摺動係合するように前記更なる貯蔵器内に配置
され、前記更なるピストンは前記更なる貯蔵器の液体側と前記更なる貯蔵器の非液体側と
を規定することにより、前記更なる貯蔵器の前記液体側へ向かう前記更なるプランジャの
移動が前記更なるポートを通じて液体を排出する更なるプランジャと、
前記ポートに対して前記貯蔵器の反対側端部において前記貯蔵器に結合された参照容積
アセンブリとを備え、この参照容積アセンブリは、前記更なるポートに対して前記更なる
貯蔵器の反対側端部において前記更なる貯蔵器に結合され、かつ、この参照容積アセンブ
リは、
前記貯蔵器の前記非液体側と音響的に連通する参照容積チャンバであり、この参照容積
チャンバは更に前記更なる貯蔵器の前記非液体側に音響的に連通する参照容積チャンバと
、前記参照容積チャンバ内に配置されたスピーカーと、
前記参照容積チャンバ内に配置された参照マイクロフォンとを含んでなるポンプである
。
本発明の第６の態様は、
第５の態様のポンプにおいて、第１と第２の貯蔵器の少なくとも一方は前記参照容積ア
センブリに取り付け可能であるポンプである。
本発明の第７の態様は、
第５の態様のポンプは、マニホールドを更に備え、このマニホールドは、
前記ポートに接続した第１のコネクタ・ポートと、
前記更なるポートに接続した第２のコネクタ・ポートと、
排出ポートと、
第１及び第２のコネクタ・ポートを前記排出ポートへ一緒に流体的に接続している液体
経路とを含んでなるポンプである。
本発明の第８の態様は、
第７の態様のポンプにおいて、前記マニホールドは第１及び第２のコネクタ・ポートへ
取り付け可能であるポンプである。
本発明の第９の態様は、
第５の態様のポンプにおいて、前記貯蔵器内に配置されて、前記貯蔵器内の音波を検知
するように構成された可変ボリューム・マイクロフォンを更に備えるポンプである。
本発明の第１０の態様は、
第９の態様のポンプにおいて、前記更なる貯蔵器内に配置されて、前記更なる貯蔵器内
の音波を検知するように構成された更なる可変ボリューム・マイクロフォンを更に備える
ポンプである。
本発明の第１１の態様は、
第５の態様のポンプにおいて、前記参照容積アセンブリに配置されて、前記貯蔵器内の
音波を検知するように構成された可変ボリューム・マイクロフォンを更に備えるポンプで
ある。
本発明の第１２の態様は、
第１１の態様のポンプにおいて、前記参照容積アセンブリに配置されて、前記更なる貯
蔵器内の音波を検知するように構成された更なる可変ボリューム・マイクロフォンを更に
備えるポンプである。
本発明の第１３の態様は、
ポンプであって、
音響ハウジングと、
液体を送達するように構成され、前記音響ハウジング内に配置された貯蔵器と、
前記貯蔵器に結合され、前記液体を排出するように構成されたポートと、
シャフトに結合されたピストンを有するプランジャであり、そのピストンは前記貯蔵器
の内面に摺動係合するように前記貯蔵器内に配置され、前記ピストンは前記貯蔵器の液体
側と前記貯蔵器の非液体側とを規定することにより、前記貯蔵器の前記液体側へ向かう前
記プランジャの移動が前記ポートを通じて液体を排出するプランジャと、
音響ポートを通じて前記音響ハウジングに結合された参照容積アセンブリとを備え、そ
の参照容積アセンブリは、
前記音響ポートを介して前記音響ハウジングと音響的に連通する参照容積チャンバと、
前記参照容積チャンバ内に配置されたスピーカーと、
前記参照容積チャンバ内に配置された参照マイクロフォンとを含んでなるポンプである
。
本発明の第１４の態様は、
第１３の態様のポンプにおいて、前記シャフトに結合されて前記プランジャを駆動する
アクチュエータを更に備えるポンプである。
本発明の第１５の態様は、
第１４の態様のポンプにおいて、前記アクチュエータが前記音響ハウジング内に配置さ
れたポンプである。
本発明の第１６の態様は、
第１３の態様のポンプは更に、
更なる液体を送達するように構成され、前記音響ハウジング内に配置された更なる貯蔵
器と、
前記更なる貯蔵器に結合されて、前記更なる液体を排出するように構成された更なるポ
ートと、
更なるシャフトに結合された更なるピストンを有し、前記音響ハウジング内に配置され
た更なるプランジャであり、その更なるピストンは前記更なる貯蔵器の内面に摺動係合す
るように前記更なる貯蔵器内に配置され、前記更なるピストンは前記更なる貯蔵器の液体
側と前記更なる貯蔵器の非液体側とを規定することにより、前記更なる貯蔵器の前記液体
側へ向かう前記更なるプランジャの移動が前記更なるポートを通じて液体を排出する更な
るプランジャとを備えるポンプである。
本発明の第１７の態様は、
第１６の態様のポンプにおいて、マニホールドを更に備え、このマニホールドは、
前記ポートに接続した第１のコネクタ・ポートと、
前記更なるポートに接続した第２のコネクタ・ポートと、
排出ポートと、
第１及び第２のコネクタ・ポートを前記排出ポートへ一緒に流体的に接続している液体
経路とを含んでなるポンプである。
本発明の第１８の態様は、
第１７の態様のポンプにおいて、前記マニホールドは第１及び第２のコネクタ・ポート
へ取り付け可能であるポンプである。
本発明の第１９の態様は、
ポンプであって、
音響ハウジングと、
更なる音響ハウジングと、
液体を送達するように構成され、前記音響ハウジング内に配置された貯蔵器と、
前記貯蔵器に結合され、前記液体を排出するように構成されたポートと、
シャフトに結合されたピストンを有し、前記音響ハウジング内に配置されたプランジャ
であり、そのピストンは前記貯蔵器の内面に摺動係合するように前記貯蔵器内に配置され
、前記ピストンは前記貯蔵器の液体側と前記貯蔵器の非液体側とを規定することにより、
前記貯蔵器の前記液体側へ向かう前記プランジャの移動が前記ポートを通じて液体を排出
するプランジャと、
更なる液体を送達するように構成され、前記更なる音響ハウジング内に配置された更な
る貯蔵器と、
前記更なる貯蔵器に結合され、前記更なる液体を排出するように構成された更なるポー
トと、
更なるシャフトに結合された更なるピストンを有し、前記更なる音響ハウジング内に配
置された更なるプランジャであり、その更なるピストンは前記更なる貯蔵器の内面に摺動
係合するように前記更なる貯蔵器内に配置され、前記更なるピストンは前記更なる貯蔵器
の液体側と前記更なる貯蔵器の非液体側とを規定することにより、前記更なる貯蔵器の前
記液体側へ向かう前記更なるプランジャの移動が前記更なるポートを通じて液体を排出す
る更なるプランジャと
音響ポートを通じて前記音響ハウジングに結合され、更なる音響ポートを通じて前記更
なる音響ハウジングに結合された参照容積アセンブリとを備え、その参照容積アセンブリ
は、
前記音響ポートを介して前記音響ハウジングと音響的に連通し、前記更なる音響ポート
を介して前記更なる音響ハウジングと音響的に連通する参照容積チャンバと、
前記参照容積チャンバ内に配置されたスピーカーと、
前記参照容積チャンバ内に配置された参照マイクロフォンとを含んでなるポンプである
。
本発明の第２０の態様は、
第１９の態様のポンプにおいて、前記シャフトに結合されて前記プランジャを駆動する
アクチュエータを更に備えるポンプである。
本発明の第２１の態様は、
第２０の態様のポンプにおいて、前記アクチュエータが前記音響ハウジング内に配置さ
れたポンプである。
本発明の第２２の態様は、
第１９の態様のポンプにおいて、前記更なるシャフトに結合されて前記更なるプランジ
ャを駆動する更なるアクチュエータを更に備えるポンプである。
本発明の第２３の態様は、
第２０の態様のポンプにおいて、前記アクチュエータが前記音響ハウジング内に配置さ
れ、かつ、前記更なるアクチュエータが前記更なる音響ハウジング内に配置されたポンプ
である。
本発明の第２４の態様は、
第１９の態様のポンプにおいて、マニホールドを更に備え、このマニホールドは、
前記ポートに接続した第１のコネクタ・ポートと、
前記更なるポートに接続した第２のコネクタ・ポートと、
排出ポートと、
第１及び第２のコネクタ・ポートを前記排出ポートへ一緒に流体的に接続している液体
経路とを含んでなるポンプである。
本発明の第２５の態様は、
第２４の態様のポンプにおいて、前記マニホールドは第１及び第２のコネクタ・ポート
へ取り付け可能であるポンプである。
本発明の第２６の態様は、
ポンプであって、
液体を送達するように構成された貯蔵器と、
前記貯蔵器に結合して、前記液体を排出するように構成されたポートと、
シャフトに結合されたピストンを有するプランジャであり、そのピストンは前記貯蔵器
の内面に摺動係合するように前記貯蔵器内に配置され、前記ピストンは前記貯蔵器の液体
側と前記貯蔵器の非液体側とを規定することにより、前記貯蔵器の前記液体側へ向かう前
記プランジャの移動が前記ポートを通じて液体を排出するプランジャと、
前記シャフトの位置を検知するように構成された線形位置センサとを備えるポンプであ
る。
本発明の第２７の態様は、
第２６の態様のポンプにおいて、ハウジングを更に備え、前記貯蔵器は前記ハウジング
内に配置され、かつ、前記プランジャは前記ハウジング内に配置されているポンプである
。
本発明の第２８の態様は、
第２６の態様のポンプにおいて、前記シャフトに結合されて前記プランジャを駆動する
アクチュエータを更に備えるポンプである。
本発明の第２９の態様は、
第２８の態様のポンプにおいて、ハウジングを更に備え、前記アクチュエータは前記ハ
ウジング内に配置されているポンプである。
本発明の第３０の態様は、
第２６の態様のポンプにおいて、ハウジングを更に備え、前記線形位置センサはハウジ
ング内に配置されているポンプである。
本発明の第３１の態様は、
第２６の態様のポンプにおいて、
更なる液体を送達するように構成された更なる貯蔵器と、
前記更なる貯蔵器に結合されて、前記更なる液体を排出するように構成された更なるポ
ートと、
更なるシャフトに結合された更なるピストンを有する更なるプランジャであり、その更
なるピストンは前記更なる貯蔵器の内面に摺動係合するように前記更なる貯蔵器内に配置
され、前記更なるピストンは前記更なる貯蔵器の液体側と前記更なる貯蔵器の非液体側と
を規定することにより、前記更なる貯蔵器の前記液体側へ向かう前記更なるプランジャの
移動が前記更なるポートを通じて液体を排出する更なるプランジャと、
前記更なるシャフトの位置を検知するように構成された更なる線形位置センサとを備え
るポンプである。
本発明の第３２の態様は、
第３１の態様のポンプにおいて、マニホールドを更に備え、このマニホールドは、
前記ポートに接続した第１のコネクタ・ポートと、
前記更なるポートに接続した第２のコネクタ・ポートと、
排出ポートと、
第１及び第２のコネクタ・ポートを前記排出ポートへ一緒に流体的に接続している液体
経路とを含んでなるポンプである。
本発明の第３３の態様は、
第３２の態様のポンプにおいて、前記マニホールドは第１及び第２のコネクタ・ポート
へ取り付け可能であるポンプである。
本発明の第３４の態様は、
第３１の態様のポンプにおいて、ハウジングを更に備え、前記貯蔵器及び前記更なる貯
蔵器は前記ハウジング内に配置され、かつ、前記プランジャ及び前記更なる貯蔵器は前記
ハウジング内に配置されているポンプである。
本発明の第３５の態様は、
第３１の態様のポンプにおいて、
前記シャフトに結合されて前記プランジャを駆動するアクチュエータと、
前記更なるシャフトに結合されて前記更なるプランジャを駆動する更なるアクチュエー
タとを更に備えるポンプである。
本発明の第３６の態様は、
第３５の態様のポンプにおいて、前記アクチュエータ及び前記更なるアクチュエータが
前記ハウジング内に配置されているポンプである。
本発明の第３７の態様は、
第３１の態様のポンプにおいて、ハウジングを更に備え、前記線形位置センサ及び前記
更なる線形位置センサが前記ハウジング内に配置されているポンプである。
本発明の第３８の態様は、
第２６の態様のポンプにおいて、前記線形位置センサは前記シャフトへ結合された容量
センサであるポンプである。
本発明の第３９の態様は、
第２６の態様のポンプにおいて、前記線形位置センサは前記シャフトへ結合された線形
光学センサであるポンプである。
本発明の第４０の態様は、
第２６の態様のポンプにおいて、前記線形位置センサは、
前記シャフトに結合された光学的目標と、
前記光学的目標の範囲を判定することにより、前記シャフトの線形位置を推定するよう
に構成された光学的測距アセンブリとを含んでなるポンプである。
本発明の第４１の態様は、
第４０の態様のポンプにおいて、前記光学的目標は反射目標であり、かつ、前記光学的
測距アセンブリは照明器を含み、この照明器は、前記反射目標を照明することにより、前
記反射目標の照明の反射から前記シャフトの前記線形位置を判定するように構成されてい
るポンプである。
本発明の第４２の態様は、
第４０の態様のポンプにおいて、前記光学的目標は光源であり、かつ、前記光学的測距
アセンブリは、この光学的測距アセンブリにより測定された前記光源の測定された強度か
ら前記シャフトの前記線形位置を判定するように構成されているポンプである。
本発明の第４３の態様は、
第１乃至４２の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、前記ピストンは、前記ピス
トンの周囲に沿って配置されたシールを含むポンプである。
本発明の第４４の態様は、
第１乃至４２の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、前記貯蔵器は円筒状である
ので、円形横断面を規定し、かつ、前記ピストンは前記円形横断面に沿って前記貯蔵器の
内面に係合するポンプである。
本発明の第４５の態様は、
第１乃至４２の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、前記貯蔵器は立方形状であ
るので、矩形横断面を規定し、かつ、前記ピストンは前記矩形横断面に沿って前記貯蔵器
の内面に係合するポンプである。
本発明の第４６の態様は、
第１乃至４２の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、前記貯蔵器の前記非液体側
と流体連通するベントを更に備えるポンプである。
本発明の第４７の態様は、
第４４の態様のポンプにおいて、前記ベントは更に、前記貯蔵器の前記非液体側を前記
貯蔵器の外側から音響的にシールするように構成されているポンプである。
本発明の第４８の態様は、
第１乃至４２の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、前記貯蔵器の前記非液体側
と流体連通する一方向弁を更に備え、この一方向弁は、前記貯蔵器の外側から前記貯蔵器
の前記非液体側へ気体を入れるように構成されているポンプである。
本発明の第４９の態様は、
第１乃至４２の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、前記プランジャは完全排出
位置と完全装填位置との間で可動であり、前記参照ボリューム・チャンバは、前記プラン
ジャが前記完全排出位置と前記完全装填位置との間の何れかに位置しているときに、前記
貯蔵器の前記非液体側と流体連通にあるポンプである。
本発明の第５０の態様は、
第１乃至１２の態様の何れか一つまたは第２６の態様に記載のポンプにおいて、前記参
照容積チャンバは、前記シャフトを収容するように構成された導管を含み、前記シャフト
は前記導管に摺動係合するポンプである。
本発明の第５１の態様は、
第５０の態様のポンプにおいて、前記導管が前記シャフトを収容して、前記シャフトが
前記導管に係合するにつれて前記貯蔵器の非液体側を音響的にシールするポンプである。
本発明の第５２の態様は、
第１乃至１２の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、前記参照容積アセンブリは
、前記容積チャンバと前記貯蔵器の前記非液体側とに音響的に連通する音響ポートを更に
含むポンプである。
本発明の第５３の態様は、
第１乃至８の態様又は第１３乃至２５の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、可
変ボリューム・マイクロフォンを更に備え、前記貯蔵器の前記非液体側は、前記貯蔵器の
内面内に前記可変ボリューム・マイクロフォンを取り付けるために収容するように構成さ
れ、前記可変ボリューム・マイクロフォンは前記貯蔵器の前記非液体側内の音波を検知す
るように構成されているポンプである。
本発明の第５４の態様は、
第１乃至８の態様又は第１３乃至２５の態様の何れか一つに記載のポンプにおいて、前
記参照容積アセンブリに取り付けられた可変ボリューム・マイクロフォンを更に備え、前
記可変ボリューム・マイクロフォンは前記貯蔵器の前記非液体側内の音波を検知するよう
に構成されているポンプである。
本発明の第５５の態様は、
第１４、１５，２０乃至２３、２８、２９、３５又は３６の態様の何れか一つに記載の
ポンプにおいて、前記アクチュエータは、リニア・アクチュエータ、スクリュー型リニア
・アクチュエータ、リニア・トラック・アクチュエータ、リニア・サーボ、リニア・ステ
ッパー・モータ又はリニア・モータのうちの一つであるポンプである。
本発明の第５６の態様は、
液体送達を推定するシステムであって、
第１の態様のポンプと、
前記シャフトへ結合されたアクチュエータと、
前記シャフトへ結合されて前記シャフトの位置を検知するように構成された線形位置セ
ンサと、
前記アクチュエータ及び前記線形位置センサに連動的に結合されたプロセッサであり、
前記シャフトの位置の関数として、排出された液体の容積を推定するように構成されたプ
ロセッサとを備えるシステムである。
本発明の第５７の態様は、
液体送達を推定するシステムであって、
第１３の態様のポンプと、
前記シャフトへ結合されたアクチュエータと、
前記シャフトへ結合されて前記シャフトの位置を検知するように構成された線形位置セ
ンサと、
前記アクチュエータ及び前記線形位置センサに連動的に結合されたプロセッサであり、
前記シャフトの位置の関数として、排出された液体の容積を推定するように構成されたプ
ロセッサとを備えるシステムである。
本発明の第５８の態様は、
液体送達を推定するシステムであって、
第１９の態様のポンプと、
前記シャフトへ結合されたアクチュエータと、
前記シャフトへ結合されて前記シャフトの位置を検知するように構成された線形位置セ
ンサと、
前記アクチュエータ及び前記線形位置センサに連動的に結合されたプロセッサであり、
前記シャフトの位置の関数として、排出された液体の容積を推定するように構成されたプ
ロセッサとを備えるシステムである。
本発明の第５９の態様は、
液体送達を推定するシステムであって、
第２６の態様のポンプと、
前記シャフトへ結合されたアクチュエータと、
前記シャフトへ結合されて前記シャフトの位置を検知するように構成された線形位置セ
ンサと、
前記アクチュエータ及び前記線形位置センサに連動的に結合されたプロセッサであり、
前記シャフトの位置の関数として、排出された液体の容積を推定するように構成されたプ
ロセッサとを備えるシステムである。
本発明の第６０の態様は、
液体送達を推定するシステムであって、
第１の態様のポンプと、
前記貯蔵器の前記非液体側内の音波を検知するように構成かつ配置された可変ボリュー
ム・マイクロフォンと、
前記スピーカーと、前記参照及び可変ボリューム・マイクロフォンとに連動的に結合さ
れたプロセッサであり、前記スピーカーに複数の音響周波数を生成するように指令して、
排出された液体の容積を前記可変ボリューム及び参照マイクロフォンからの音響フィード
バックの関数として推定するように構成されたプロセッサとを備えるシステムである。
本発明の第６１の態様は、
液体送達を推定するシステムであって、
第５の態様のポンプと、
前記貯蔵器の前記非液体側内の音波を検知するように構成かつ配置された可変ボリュー
ム・マイクロフォンと、
前記スピーカーと、前記参照及び可変ボリューム・マイクロフォンとに連動的に結合さ
れたプロセッサであり、前記スピーカーに複数の音響周波数を生成するように指令して、
排出された液体の容積を前記可変ボリューム及び参照マイクロフォンからの音響フィード
バックの関数として推定するように構成されたプロセッサとを備えるシステムである。
本発明の第６２の態様は、
液体送達を推定するシステムであって、
第１３の態様のポンプと、
前記貯蔵器の前記非液体側内の音波を検知するように構成かつ配置された可変ボリュー
ム・マイクロフォンと、
前記スピーカーと、前記参照及び可変ボリューム・マイクロフォンとに連動的に結合さ
れたプロセッサであり、前記スピーカーに複数の音響周波数を生成するように指令して、
排出された液体の容積を前記可変ボリューム及び参照マイクロフォンからの音響フィード
バックの関数として推定するように構成されたプロセッサとを備えるシステムである。
本発明の第６３の態様は、
液体送達を推定するシステムであって、
第１９の態様のポンプと、
前記貯蔵器の前記非液体側内の音波を検知するように構成かつ配置された可変ボリュー
ム・マイクロフォンと、
前記スピーカーと、前記参照及び可変ボリューム・マイクロフォンとに連動的に結合さ
れたプロセッサであり、前記スピーカーに複数の音響周波数を生成するように指令して、
排出された液体の容積を前記可変ボリューム及び参照マイクロフォンからの音響フィード
バックの関数として推定するように構成されたプロセッサとを備えるシステムである。
本発明の第６４の態様は、
液体送達を推定する方法であって、
ポンプのプランジャを第１の位置へ位置決めし、
音波を生成し、
音波を参照チャンバへ加え、
音波を前記ポンプの貯蔵器の非液体側へ伝え、
前記参照チャンバ内の音波を検知し、
前記ポンプの前記貯蔵器内の前記非液体側における音波を検知し、
前記参照チャンバ内で前記検知された音波を前記貯蔵器内の前記非液体側で前記検知さ
れた音波と比較して、前記貯蔵器の前記液体側内の液体の第１の容積を判定し、
前記ポンプの前記プランジャを第２の位置へ駆動し、
前記参照チャンバ内で前記検知された音波を前記貯蔵器内の前記非液体側で前記検知され
た音波と比較して、前記貯蔵器の前記液体側内の液体の第２の容積を判定し、
第１の容積を第２の容積と比較して排出された液体の量を判定することを含む方法である
。
本発明の第６５の態様は、
注射器ポンプを準備するためのシステムであって、
ユーザー・インターフェースを介して処方注文を通信するように構成された監視クライ
アントと、
前記監視クライアントと作動的に通信して前記処方注文を受信する薬局コンピュータと
、
前記薬局コンピュータから前記処方注文を受信するように構成され、前記処方注文に対
応する少なくとも一つの液体へ前記処方を処方するように構成された調合ロボットと、
前記処方注文に対応する少なくとも一つの液体を収容するように構成された注射器ポン
プと、
前記処方注文を錠剤ディスペンサーのメモリへダウンロードするように構成されたデー
タ・ダウン・ロード・デバイスとを備えるシステムである。
本発明の第６６の態様は、
第６５の態様のシステムにおいて、前記注射器ポンプは、それに取り付けられた参照容
積を含むシステムである。
本発明の第６７の態様は、
第６５の態様のシステムにおいて、前記調合ロボットは前記注射器ポンプを前記少なく
とも一つの液体で充填するシステムである。
本発明の第６８の態様は、
第６５の態様のシステムにおいて、前記調合ロボットは前記データ・ダウンロード・デ
バイスと作動的に通信し、かつ、前記調合ロボットは、前記データ・ダウンロード・デバ
イスに前記処方注文を前記錠剤ディスペンサーの前記メモリへダウンロードするように指
令するシステムである。
本発明の第６９の態様は、
第６５の態様のシステムにおいて、前記データ・ダウンロード・デバイスは、前記調合
ロボットと前記薬局コンピュータとの少なくとも一方から前記処方注文を受信するシステ
ムである。
本発明の第７０の態様は、
本明細書に説明して、参照して、例示して、又は図示した注射器の新規性の任意の及び
全ての特徴である。
本発明の第７１の態様は、
実質的に図示及び説明した装置である。

Claims (14)

  1. 医療用の注射器ポンプであって、
    音響ハウジングと、
    更なる音響ハウジングと、
    液体を送達するように構成され、前記音響ハウジング内に配置された貯蔵器と、
    前記貯蔵器に結合され、前記液体を排出するように構成されたポートと、
    シャフトに結合されたピストンを有し、前記音響ハウジング内に配置されたプランジャであり、そのピストンは前記貯蔵器の内面に摺動係合するように前記貯蔵器内に配置され、前記ピストンは前記貯蔵器の液体側と前記貯蔵器の非液体側とを規定することにより、前記貯蔵器の前記液体側へ向かう前記プランジャの移動が前記ポートを通じて液体を排出するプランジャと、
    更なる液体を送達するように構成され、前記更なる音響ハウジング内に配置された更なる貯蔵器と、
    前記更なる貯蔵器に結合され、前記更なる液体を排出するように構成された更なるポートと、
    更なるシャフトに結合された更なるピストンを有し、前記更なる音響ハウジング内に配置された更なるプランジャであり、その更なるピストンは前記更なる貯蔵器の内面に摺動係合するように前記更なる貯蔵器内に配置され、前記更なるピストンは前記更なる貯蔵器の液体側と前記更なる貯蔵器の非液体側とを規定することにより、前記更なる貯蔵器の前記液体側へ向かう前記更なるプランジャの移動が前記更なるポートを通じて液体を排出する更なるプランジャと、
    音響ポートを通じて前記音響ハウジングに結合され、更なる音響ポートを通じて前記更なる音響ハウジングに結合された参照容積アセンブリとを備え、その参照容積アセンブリは、
    前記音響ポートを介して前記音響ハウジングと音響的に連通し、前記更なる音響ポートを介して前記更なる音響ハウジングと音響的に連通する参照容積チャンバと、
    前記参照容積チャンバ内に配置されたスピーカーと、
    前記参照容積チャンバ内に配置された参照マイクロフォンとを含んでなる、
    医療用の注射器ポンプ。
  2. 前記シャフトに結合されて前記プランジャを駆動するアクチュエータを更に備える、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
  3. 前記アクチュエータが前記音響ハウジング内に配置された、
    請求項２の医療用の注射器ポンプ。
  4. 前記更なるシャフトに結合されて前記更なるプランジャを駆動する更なるアクチュエータを更に備える、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
  5. 前記アクチュエータが前記音響ハウジング内に配置され、かつ、前記更なるアクチュエータが前記更なる音響ハウジング内に配置された、
    請求項２の医療用の注射器ポンプ。
  6. マニホールドを更に備え、このマニホールドは、
    前記ポートに接続した第１のコネクタ・ポートと、
    前記更なるポートに接続した第２のコネクタ・ポートと、
    排出ポートと、
    第１及び第２のコネクタ・ポートを前記排出ポートへ一緒に流体的に接続している液体経路とを含んでなる、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
  7. 前記マニホールドは第１及び第２のコネクタ・ポートへ取り付け可能である、
    請求項６の医療用の注射器ポンプ。
  8. 前記ピストンは、前記ピストンの周囲に沿って配置されたシールを含む、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
  9. 前記貯蔵器は円筒状であるので、円形横断面を規定し、かつ、前記ピストンは前記円形横断面に沿って前記貯蔵器の内面に係合する、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
  10. 前記貯蔵器は立方形状であるので、矩形横断面を規定し、かつ、前記ピストンは前記矩形横断面に沿って前記貯蔵器の内面に係合する、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
  11. 前記貯蔵器の前記非液体側と流体連通する通路であって、前記シャフトが通過する通路を更に備える、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
  12. 前記シャフトが通過する通路は更に、前記貯蔵器の前記非液体側を前記貯蔵器の外側から音響的にシールするように構成されている、
    請求項１１の医療用の注射器ポンプ。
  13. 前記貯蔵器の前記非液体側と流体連通する一方向弁を更に備え、この一方向弁は、前記貯蔵器の外側から前記貯蔵器の前記非液体側へ気体を入れるように構成されている、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
  14. 前記プランジャは完全排出位置と完全装填位置との間で可動であり、前記参照容積チャンバは、前記プランジャが前記完全排出位置と前記完全装填位置との間の何れかに位置しているときに、前記貯蔵器の前記非液体側と流体連通にある、
    請求項１の医療用の注射器ポンプ。
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