JPH1071202A - プランジャー型スライドバルブの締め切り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プランジャー型スライドバルブ、特に、流体
注入用ポンプカセットに設けられた、プランジャー型ス
ライドバルブであって、上記ポンプカセットにおける流
体通路の流量調整、すなわち、該流体通路を流体が自在
に流動するようにまたは完全に遮断するように調整す
る、上記スライドバルブの締め切り装置を提供するこ
と。 【解決手段】 プランジャー型スライドバルブを支持す
る支持体に枢動可能に装着した可動支持部材が運動する
に応じて上記支持体に支持されたスライドバルブに可動
把持手段を係合させるとともに該可動支持部材の運動を
リンク手段を介して上記可動把持手段に伝達しながら上
記スライドバルブを締め切り操作するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静脈または動脈注
射等に使用される、液体注入用ポンプカセット等に適用
できる、プランジャー型スライドバルブの締め切り装置
に関するものである。

【０００２】

【技術背景】最近、病院とか患者保養所において患者に
静脈注射または動脈注射するにあたり流体注入用の容積
形流体ポンプ装置がよく使用されるようになった。この
種の装置は、ある程度伝統的重力式流動制御装置で置換
し得るが原理的に放出流量および投与量が非常に高精度
なものであるため、複数の液体源から自在制御供給を行
う、特に患者に所定時間以上にわたり医薬を投与する危
険投与を厳密に制御可能とするには、非常に複雑なもの
となる。

【０００３】代表的な容積形流体注入ポンプ装置はポン
プ駆動装置および使い捨て式カセットを含む。単一患者
用かつ単一流体放出サイクル用として適用される使い捨
て式カセットは、代表的には、可撓性チューブを介して
それぞれ流体源容器および当該注射を受ける患者と接続
される入口および出口を有する小形プラスチックユニッ
トとされる。このカセットはポンプチャンバを含み、該
チャンバを流通する流体は駆動装置により制御動作方式
で駆動されるプランジャーまたはピストンを介して制御
される。たとえば、カセットチャンバは可撓性ダイヤフ
ラムにより形成された壁部を有し、該ダイヤフラムは当
該駆動装置におけるプランジャーにより往復運動させら
れて流体流を生起する。このポンプ駆動装置はカセット
におけるポンプチャンバに出入する流体の流動を制御す
るプランジャーまたはピストンを含むとともに、患者に
確実に予め定められた方式でプリセットされた流量をも
ってかつ特定の予め選定された時間又は全投与量のみを
もって流体を流出せしめる制御機構部を含む。また、こ
のポンプ駆動装置は圧力センサおよび他の液体流監視機
器、当該カセットにおけるポンプチャンバの入口および
出口通路を含む種々の通路を開閉するバルブ手段を含
む。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明のプランジャー
型スライドバルブの締め切り装置が適用される、使い捨
て式流体注入ポンプチャンバカセットは、３つの構成部
分から容易かつ比較的安価に製造することが出来る。こ
のカセットのサンドイッチタイプ構造体は種々の制御お
よび監視機能、例えば圧力監視、気泡検出監視、複数入
力適用、漏洩検出監視等を備え、これらの諸機能は基本
カセット構造を変更することなく達成し得る。

【０００５】上記ポンプカセットは、概略硬質または固
体表面部材、硬質または固体背面部材およびそれらの面
部材間に配置されるエラストマー性ダイヤフラムから構
成される。上記背面部材は当該カセットの一端部から他
端部に流体を伝送するように形成されるとともにポンプ
チャンバを形成する拡大凹所を含んでいる。上記表面部
材はポンプチャンバの反対側に露出開口と流体通路の近
傍に対向開口とを有し、その開口内で種々のバルブ機能
を選択して作動するようになっている。

【０００６】本発明のスライドバルブの締め切り装置
は、上記形式のポンプカセットにおけるポンプチャンバ
と流体出口間の通路に隣接した表面部材上に装着され、
流体通路の流量調整、すなわち、上記流体通路の流体の
流動が自在となるように開とするかまたは該流体の流通
を完全に遮断するように閉とするのに利用される。

【０００７】

【発明の実施の形態】I．ポンプカセット 第１図〜第４図に本発明のポンプカセット１０を示す。
硬質表面部材１２、硬質背面部材１４および両部材間に
配置したエラストマー性部材１６を含む。表面部材１２
はそれを横切って広がるエラストマー性部材１６を具備
するプランジャー開口１８を有する。背面部材１４にお
けるプランジャー開口１８の背後は拡大凹所２０とさ
れ、該凹所２０はプランジャーチャンバ２２を形成して
いる。チャンバ２２から流体をくみ出すには、第１図に
示すプランジャー２４を開口１８に出入する往復運動を
行って開口１８を横断するダイヤフラムをチャンバ２２
に押し込みまたは押し出す。該ダイヤフラムに対しプラ
ンジャー２４が付勢されると、ポンプチャンバ出口バル
ブアクチュエーター２６が開とされ、その間ポンプチャ
ンバ入口バルブアクチュエーター２８が閉じられてチャ
ンバ２２から流体がカセット出口３０を介して送出され
る。該プランジャーがポンプチャンバ２２から所定量の
流体の放出を行った後、バルブアクチュエーター２６が
閉じ、バルブアクチュエーター２８が開く。プランジャ
ー２４はチャンバ２２から引き出され、その時、流体が
第１カセット入口６４（第３図）からポンプチャンバ２
２に引き込まれる。詳細に後述するように、カセット１
０は更に第１カセット入口６４およびポンプチャンバ２
２間の流体流路に管路内空気検出手段３４、およびポン
プチャンバ２２とカセット出口３０間の流体流路に管路
内空気検出手段３６を有する。これらの検出手段３４お
よび３６は、当該系路に空気が引き込まれているかどう
かおよびカセットにおける各バルブが適正に作動して当
該カセットから非制御流量の流体の流出を防止している
かどうかを検出するのに使用される。

【０００８】表面部材１２は好ましくはポリカーボネイ
ト等の硬質プラスチック材料から成形されたものであ
る。表面部材１２は、管路内空気検出手段３４用の半球
状ガード部４０、管路内空気検出手段３６用の半球状ガ
ード部４２および流量制御器４５用の円筒状ハウジング
４４を除いて略平坦状の外面とされる。表面部材１２の
内面４６にフランジが設けられ、一対の周辺フランジ４
８および５０を有し、これらのフランジは表面部材１２
の周辺を回って背面部材１４に向かって延びている。フ
ランジ４８および５０は互いに離間されるとともにそれ
らの間にエラストマー性部材１６の周辺フランジ５２を
受容している。

【０００９】また、表面部材１２の内面４６は第２図に
示されるように流体流路の輪郭に沿って当該カセットを
貫通する流路の両側にフランジ５６を有し、これらの流
路は背面部材１４の内面５４に対しエラストマー性部材
１６を絞り込みまたは引き込んで当該流路から当該カセ
ット内の流路とは異なる他の領域への流体の漏洩を防止
する。この流路の詳細は後述する。

【００１０】また、表面部材１２はバルブアクチュエー
ター開口を有する。第１カセット入口バルブアクチュエ
ーター開口６２が第１カセット入口６４の近くに配置さ
れ、指形第１入口アクチュエーター６６により当該カセ
ットへ流入する流体流量を制御するようになっている。
入口アクチュエーター６６は開口６２を貫通して延びる
とともに該開口６２内に選択的に移動させられ、エラス
トマー性部材１６の一部分が流路を横断しかつ背面部材
１４の内面に押し付けられて入口６４から当該カセット
１０への流体の流入を阻止するようになっている。入口
アクチュエーター開口６２および該開口６２に隣接して
いるエラストマー性部材１６の一部分は第１カセット入
口バルブを形成している。

【００１１】第２カセット入口アクチュエーター開口５
８が第２カセット入口３２の近くに配置される。この開
口５８は第２入口アクチュエーター６０により流体流路
にエラストマー性部材の一部分を横断せしめるとともに
背面部材１４の内面に押し付けて第２入口開口３２から
当該カセットへの流体の流入を阻止するようになってい
る。入口アクチュエーター開口５８および該開口５８に
隣接しているエラストマー性部材の一部分は第２カセッ
ト入口バルブを形成している。第１入口６４および第２
入口３２は第１及び第２流体源と接続される。２種類の
液体が所定時に患者にポンプ輸送される場合、当該カセ
ット１０においてアクチュエーター６６および６０を選
択的に用いて所定時にいずれかの流体をポンプ輸送する
ようになっている。それとも、１種類の液体が適用され
る場合は、液体容器が第１入口６４に接続されるととも
に第１カセット入口バルブが開とされる一方、該流体の
収容時に第２カセット入口バルブが閉じられる。入口ア
クチュエーター６６および６０の駆動用機構部は以下の
とおりである。

【００１２】第１図〜第３図に示すように、ポンプチャ
ンバ入口アクチュエーター開口６８が第２図に示すポン
プチャンバ入口７０と接続する流体流路の上流部に配置
され、該ポンプチャンバ入口７０はポンプチャンバ２２
の底部に配置される。アクチュエーター開口６８はアク
チュエーター２８によりポンプチャンバ２２と接続する
流体流路に該開口６８に隣接するエラストマー性部材１
６の一部分を横断せしめてカセット入口３２および６２
からポンプチャンバ２２への流体の流入を阻止するとと
もにポンプチャンバ２２からカセット入口３２または６
２を介して流体が逆流するのを阻止するようになってい
る。ポンプチャンバ入口アクチュエーター開口６８およ
び該開口６８に隣接するエラストマー性部材１６の一部
分はポンプチャンバ入口バルブを形成している。

【００１３】第１図および第４図に示すように、ポンプ
チャンバ出口アクチュエーター開口７２が表面部材１２
を貫通して設けられ、ポンプチャンバ出口アクチュエー
ター２６により第２図および第４図に示すポンプチャン
バ出口７４と連絡している流体流路にエラストマー性部
材１６の一部分を横断せしめて出口７４からチャンバ２
２からの流体の流出を選択的に阻止するようになってい
る。開口７２と該開口７２に隣接するエラストマー性部
材１６の一部分はポンプチャンバ出口バルブを形成して
いる。

【００１４】第３図において、アクチュエーター２８と
関連付けて図示するように、各アクチュエーター開口５
８、６２、６８および７２と違って背面部材１４は凹形
円環状バルブシート７５を有する。各バルブアクチュエ
ーター２６、２８、６０および６６は丸形端部を有し、
よってあるバルブアクチュエーターがアクチュエーター
開口内方に押し込まれた時、エラストマー性部材１６の
一部分がバルブシート７５内に押し込まれ、このように
してアクチュエーターが作動した際、流体の流動が阻止
される。

【００１５】表面部材１２は更に圧力センサー開口７６
を有し、該圧力センサー開口７６は、図示しないポンプ
カセット駆動装置に組み込まれた第１４図に示す圧力セ
ンサー７７のロッド状伸長部材７８を背面部材１４の圧
力チャンバ８２を覆うように配置されたエラストマー性
部材１６の第４図に示す圧力検出領域８０と接触せしめ
られる。このようにして、ポンプチャンバ２２から汲み
出された流体圧力が監視される。該圧力が過大であれ
ば、出口３０と接続されたチューブ８４の端部と接触さ
せられた患者の腕における針が閉鎖されたことを示す。
この圧力検出機構部はまた後述するようにその入口およ
び出口でポンプチャンバ２２における本来のバルブ作用
を監視するのに用いることが出来る。更にまた、この圧
力検出機構部は後述するように患者の血圧監視に用いる
ことが出来る。

【００１６】背面部材１４はまた硬質高分子材料、好ま
しくはポリカーボネイトから形成される。背面部材１４
は第３図および第４図に示すうように周辺フランジ４８
を有し、そこに表面部材１２の周辺フランジ４８が入れ
子式で収容されるようになっている。フランジ４８およ
び８６は溶接とか接着等により互いに緊密に封止され
る。

【００１７】前述したように、背面部材１４はカセット
入口６４および３２を有している。第２入口３２にルア
ー形テーパー部およびねじ状フランジが設けられ、単に
１種類の液体をポンプ輸送する場合には入口３２を封鎖
すルアーキャップを受容し、または２種類の液体をポン
プ輸送する場合にはルアー施錠チューブ接続部材と接続
するようになっている。背面部材１４はまたポンプチャ
ンバ２２を形成している凹所２０および圧力検出チャン
バを形成している凹所８２を有する。該背面部材１４
に、また貯蔵凹所８８が設けられ、当該装置が組み立て
られた時、第２図および第３図に示すような貯蔵部９０
が形成される。

【００１８】貯蔵部９０はその頂部に入口９２を有する
とともに貯蔵部９３の底部９６上方に出口９４を有す
る。最初、ポンプ作用を行う前に当該カセットに液体を
装填した時、該カセットを第２図に示すように倒置して
カセット入口３２および６２とポンプチャンバ入口７０
間の流路における空気が底部９６およびドリップチャン
バ９０の出口９４間に捕捉された空気を除いて液体で置
換される。この捕捉空気９３は、当該カセットが第２図
〜第４図に示すように起立ポンプ作用位置に戻された時
に該ドリップチャンバ９０の頂部に上昇する。この捕捉
空気９３の作用は後述する。

【００１９】貯蔵部９０、圧力検出チャンバ８２および
ポンプチャンバ２２はカセット入口３２および６２とカ
セット出口３０間の流路部分を形成する。その他の流路
部分もまた背面部材１４の内面上に形成される。第３図
および第１７図に示すように入口通路１０４は第１入口
６４を第３図に示すカセットの内側の開口１０５と接続
している。第２入口３２は第２図および第１０図に示す
入口通路１０２を介してカセット１０における開口１０
３と接続する。第２図および第３図に示すように、開口
１０３および１０５からの流体は膜部材１６および背面
部材１４間に形成されたチャンネル１６において合併さ
れるとともに詳細に後述するように管路内空気検出手段
３４内に流入する。該管路内空気検出手段３４からの流
体は貯蔵部９２の入口９２を介して貯蔵部９０に流入す
る。該貯蔵部９０からの流体はポンプチャンバ入口バル
ブアクチュエーター２８によりその下端部を開閉される
通路１０８に流入し、更にポンプチャンバ入口７０を介
してポンプチャンバ２２に流入する。ポンプチャンバ出
口バルブアクチュエーター２８により開閉される短絡チ
ャンネル１１０はポンプチャンバ出口７４を圧力検出チ
ャンバ８２に接続する。この流体は圧力検出チャンバ８
２を通過して管路内空気検出手段３６に流入する。該管
路内空気検出手段３６から流体は流量制御器４５と接続
されるチャンネル１１２に流入する。

【００２０】カセット出口３０から流出する前に、流体
は流量制御器４５を流通せしめられる。該流量制御器４
５は出願係属中の出願日１９８６年４月２５日付、Giov
anniPastorone による流体制御装置と題する米国特許出
願第８５６，７２３号に開示されおり、該米国特許出願
は１９８５年９月１６日付、１部継続特許出願第７７
６，３９９号および１部継続特許出願第８１１，２６２
号で、現在特許された“液体流量制御装置”と題する米
国特許第４，５５２，３３６号である。これらの特許出
願および特許の開示事項が本明細書において引用され
る。

【００２１】米国特許出願第８５６，７２３号に記載さ
れるように、流量制御器４５はプランジャー４７および
円筒状ハウジング４４を有する。これらのプランジャー
４７およびハウジング４４はプランジャー４７をハウジ
ング４４の内方にねじ込んで該流量制御器４５を流通す
る流体の流動を低減または阻止し、または該円筒状ハウ
ジング４４の外方に取り出して該流量制御器４５への流
体の流動を増大または流通させるように制御する。この
ように円筒状ハウジング４４内にプランジャー４７をね
じ式で出し入れ制御することにより、プランジャー４７
は該カセットを流通する流量を手動で制御することが可
能であり、当該カセットが駆動装置内に装着されない場
合、静脈注射液容器から患者への重力流体流量の制御を
行うことが出来る。このようにして、患者がいわゆる救
急車で輸送される際、本発明のカセットを具備した静脈
注射装置によればカセット駆動装置を用いることなく患
者への静脈注射液の流量を制御することができる。しか
しながら、患者が病院に到着した時、カセットは詳細に
後述するカセット駆動装置に装着して上述した手動重力
方法によるよりもより精確に流体流量の制御を行うこと
が出来る。

【００２２】上述した米国特許出願第８５６，７２３号
に詳細に記載されるように、流量制御プランジャー４７
は円筒状ハウジング４４に押し込みまたは外方に引き出
してオンおよびオフ動作の迅速な切り替えを行うことが
できる。

【００２３】II．流量調整締め切り装置 カセット駆動装置は第５図〜第９図に示すように流量調
整締め切り装置１１４を含み、カセットが当該駆動装置
に装着された時、プランジャー４７を迅速に外方に開位
置に引き出し、カセットが当該駆動装置から取り外され
た時、プランジャー４７をオフ位置に押し込む。流量調
整締め切り装置１１４は上方両端部で湾曲部１２０に取
り付けられた２つの下方従属アーム１１８、１１８′を
有する把持ブラケット１１６を含む。アーム１１８、１
１８′間に枢動可能に山形押圧部材１２２が装着され
る。この押圧部材１２２はピン１２４を介して両アーム
間に枢動可能に装着される。押圧部材１２２はまたピン
１２６の回りに枢動可能とされ、該ピン１２６はカセッ
ト駆動装置のシャーシー１２８に固着される。

【００２４】また、アーム１１８、１１８′間にカム１
３０が装着され、該カム１３０は回転シャフト１３２に
固定して取り付けられる。カム１３０はカム面１３６、
１３６′を有し、これらのカム面１３４、１３４′は押
圧部材１２２の内側の対応するカム面１３６、１３６′
と係合される。更にカム１３０は駆動ピン１３８を有
し、該ピン１３８は該カム１３０を通過して延び、後述
するようにしてアーム１１８、１１８′の下端部と係合
される。

【００２５】更に、流量調整締め切り装置１１４はスロ
ットを設けたピボットアーム１４０を有し、該ピボット
アーム１４０は回転シャフト１３２に固着され、該回転
シャフト１３２は順次シャーシー１２８に装着され、シ
ャフト１３２をその長手軸の回りに回転自在とされる一
方、水平および垂直方向へ移動しないように拘束され
る。したがって、ピボットアーム１４０はカム１３０と
縦列状に枢動を行うようにされる。

【００２６】ピボットアーム１４０はスロット１４２を
有し、該スロット１４２内でローラー１４４が摺動自在
とされる。ローラー１４４は駆動扉１４６に装着され、
当該駆動装置の内部にカセット１０が装着される。駆動
扉１４６はピン１４８に枢動可能に装着され、該ピン１
４８は当該駆動装置のシャーシー１２８に固着される。
第６図に示されるように、駆動扉１４６が開かれると、
ピボットアーム１４０はスロット１４２の末端部１５０
でローラー１４４と一緒に実質的に垂直位置とされる。
該扉１４６が垂直方向に枢動して第５図に示す閉位置と
されると、ローラー１４４はスロット１４２内を移動
し、第６図に示す位置から第５図に示す位置まで反時計
方向にピボットアーム１４０を回転させ、このようにし
てローラー１４４はスロット１４２の端部の近傍に位置
させられる。ピボットアーム１４０が第６図に示す実質
的に水平位置から第５図に示す実質的に垂直位置に枢動
させられると、該ピボットアーム１４０はシャフト１３
２に固着されているので該シャフト１３２が回転する。
シャフト１３２が反時計方向位置に回転すると、同様に
カム１３０が運動する。カム１３０が第７図に示すよう
に反時計方向に回転すると、駆動ピン１３８の両端部が
アーム１１８の両端部と係合し、把持ブラケット１１６
がピン１２４の回りに枢動する。更に、カム１３０の反
時計回りの運動は押圧部材１２２をピン１２６の回りに
枢動させる。このカム１３０の反時計方向回転運動はカ
ム面１３６に対しカム面１３４を押し当て該押圧部材を
第７図に示すようにカム面１３４′がカム面１３６′と
かみ合うまでピン１２６の回りに時計回りに回転する。

【００２７】扉１４６が再び閉じられ、即ち第６図に示
すような位置に向けて枢動させられると、ピボットアー
ム１４０は第５図に示す実質的に垂直位置から第６図に
示す実質的に水平位置に向けて枢動し、カム１３０を第
８図に示すように時計方向に回転させる。カム１３０が
時計方向に回転すると、駆動ピン１３８がアーム１１８
の両下端部を解放し、把持ブラケット１１６と押圧部材
１２２間のスプリング１５０が該把持ブラケット１１６
をピン１２４の回りに時計方向に枢動して第６図の位置
に復帰する。

【００２８】カム１３０が第８図に示すように時計方向
に回転すると、カム面１３４′がカム面１３６′とかみ
合い、押圧部材１２２はピン１２６の回りに時計方向に
枢動して第７図の位置から第６図の位置に復帰し、第８
図に示す位置から第６図および第７図の中間位置に移動
する。

【００２９】アーム１１８の両下端部は把持指部材１５
２を有する。カセット１０が扉内に装着され、該扉が閉
位置に向けて枢動され、第６図〜第９図に示すようにプ
ランジャー４７のノブ４９が指部材１５２の下方を通過
して押圧部材１２２の下端部の近傍に位置させられる。
カム１３０が把持ブラケット１１６および押圧部材１２
２を第７図に示す“閉”位置に向けて駆動すると、指部
材１５２は該指部材１５２と押圧部材１２２の下端部間
にノブ４９が拘束されるとともにプランジャー４７が円
筒状ハウジング４４の外方に引き出され、流量調整器４
５は完全に開とされる。

【００３０】反対に、扉１４６が閉位置から開位置に向
けて枢動させると、ローラー１４４はピボットアーム１
４０を枢動させてカム１３０を反時計方向に回転させ、
該カム１３０は指部材１５２を押圧部材１２２の下端部
から離間するように移動し、ノブ４９が流量調整締め切
り装置１１４から解放される。ノブ４９が解放される
と、カム１３０は押圧部材１２２を枢動させ、該押圧部
材１２２の下端部がプランジャー４７を第８図および第
９図に示すようにハウジング４４の内方に押しやり、よ
って流量調整器４５は閉とされるとともにカセットから
の流体の流出を阻止する。該扉が第６図に示すように完
全に開とされると、流量調整器４５はオフとされ、カセ
ットの取り外しが可能とされる。カセットが取り外され
る前に流量制御器４５はターンオフされないと、流体は
重力に基づいて非制御状態でカセットに流入させられ
る。

【００３１】明らかなように、カセット１０がカセット
駆動装置に装着されると、流量調整器４５は締め切り装
置１１４により完全に開とされる。一方、扉１４６が開
かれて当該駆動装置からカセット１０が取り外される
と、締め切り装置は流量調整器４５を閉として当該カセ
ットから流量調整されないで流出することがない。カセ
ット１０が取り外された後、プランジャー４７は流量調
整器４５の外方に手動で引き出され、所望であれば制御
量をもって患者に流体を注入する。

【００３２】上述したように、流量調整締め切り装置１
４４はカセット１０が扉１４６に完全に装着された時、
流量調整器４５を開とするとともに該扉１４６を閉じ
る。プランジャー２４が流体のポンプ輸送を開始する前
に流体が非制御流量をもってカセットを流動するのを防
止するには、ポンプ輸送を開始する前に、ポンプチャン
バ入口バルブアクチュエーター２８および／またはポン
プチャンバ出口バルブアクチュエーター２６を位置決め
し、このようにして第１４図に示すようにカセット１０
に流体が流動するのを阻止する。したがって、カセット
１０がカセット駆動装置に装着される前は、液体の流動
は当該担当医者によって設定された流量で流量調整器４
５により手動で制御される。この手動制御量は０からカ
セットを流通する最大重力流量までの範囲のものとされ
る。一方、カセットが駆動装置に装着されると、流量調
整器４５は完全に開とされるが、バルブアクチュエータ
ー２６および／または２８はカセット駆動ポンプシーケ
ンスおよび流量が担当医者によって選定されるまで当該
カセットへの流体の流通を停止する。更に、カセット駆
動装置からカセットが取り外されると、流量調整締め切
り装置１１４は当該流量調整器４５が担当医により手動
でリセット、もし該リセットが所望であれば所望の流量
にリセット可能とされる。

【００３３】III．管路内空気検出装置 上述したように、管路内空気検出装置はカセット入口３
２、６４間の流路に配置された管路内空気検出器３４お
よびドリップチャンバ９０を有する。また、この管路内
空気検出装置は圧力検出チャンバ８２と流量制御器４５
間の流路に配置された管路内空気検出器３６を含む。両
管路内空気検出器３４および３６はともに実質的に同様
のものである。

【００３４】また、管路内空気検出装置はカセット駆動
装置に装着された１対の超音波検出器を含む。即ち、第
１図に示すように管路内空気検出器３４用超音波検出器
１５４と管路内空気検出器３６用超音波検出器１５６と
である。超音波検出器１５４は超音波検出器１５６と同
様のものである。よって管路内空気検出器３４および超
音波検出器１５４のみを詳細に後述する。更に、これら
は１９８７年５月１日付で超音波検出装置と題する米国
特許出願第０４５，９５１号に記載されており、該開示
事項が本明細書において参照文献として引用される。

【００３５】管路内空気検出手段３４は第３図、第１０
図および第１１図に示すように、エラストマー性部材１
６と一体的に形成されたポケット１５８を含む。このポ
ケット１５８は第１１図に示すように表面部材１２にお
ける開口１６０を介して延びるとともに該表面部材１２
の表面を越えて外方に突出している。ポケット１５８は
その中に中空凹所１６２を有し、該中空凹所１６２は２
つの側壁１６４、１６４′およびアーチ状端壁１６６間
に形成されている。指部材１６８は背面部材１４の内面
から凹所１６２に突出するとともに側壁１６４、１６
４′間に互いに接触するように嵌合する一方、端壁１６
６とは接触していない。このようにして、第３図および
第１１図に示すように、端壁１６６の内面と指部材１６
８の周辺部間にアーチ状流体通路が形成され、該指部材
１６８はカセットを通過する流体通路部分を形成してい
る。流体通路１７０はカセットにおけるカセット流体路
に流体を流動せしめて表面部材１２の表面から外部に循
環路を形成し、よって当該流路におけるいずれの空気も
当該カセットの外部の超音波検出器１５４または１５６
によって検出される。第３図および第１１図に示すよう
に、ガード部４０は端壁１６６の外面を被覆するととも
に保護し、該端壁１６６が破壊されまたは破損されるの
を防止する。当該カセットは高価ではなくかつ使用後に
使い捨てにされるのに対し、超音波検出器１５４および
１５６はカセット駆動装置に非使い捨て方式で装着され
る。

【００３６】第１図、第１０図および第１２図に示すよ
うに、超音波検出器１５４は２つの鏡面対称形ミラーハ
ウジング部１７２および１７４を有する。ハウジング部
材１７２は概略Ｌ字形とされるとともに該Ｌ字の底部で
鏡像Ｌ字形ハウジング１７４部と結合され、管路内空気
検出器３４に、Ｕ字形アーム間に凹所１７６を備えたＵ
字形ハウジングアッセンブリを形成している。ハウジン
グ部１７２が凹所１７６の一方の側面に開口１７８を有
する一方、ハウジング部１７４が凹所１７６の他方の側
面に開口１８０を有する。ハウジング部材１７２および
１７４は中空状とされ、それぞれ所要の電気接続するた
めの通路１８２を有している。開口１７８に超音波発信
器１８４が開口１８０に位置決めされた超音波受信器１
８６と対向して配置される。超音波発信器１８４は超音
波受信器１８６から凹所１７６を直接横断した位置に配
置される。

【００３７】第１図および第１１図に示されるように、
エラストマー性ポケット１５８は、２つの弾性ローブ部
１８７、１８７′を有し、これらのローブ部は側壁１６
４、１６４′から相反する方向に外方に延びている。ロ
ーブ部１８７、１８７′間のポケット１５８の幅寸法は
超音波発信器１８４および超音波受信器１８６間の凹所
１７６の幅寸法よりいくらか大きくされ、よって第１０
図に示すように管路内空気検出手段３４が超音波検出器
１５４内に挿入された時、ローブ部１８７、１８７′は
互いに内方に向けて圧縮される。これにより超音波発信
器１８４とポケット１５８間および超音波受信器１８６
とポケット１５８間に良好な音響結合が得られる。この
ようにして、管路内空気検出手段３４が凹所１７６に挿
入された時、超音波信号は流路１７０を横切って伝送さ
れる。通路１７０に液体が存在する時、超音波発信器１
８４と超音波受信器１８６間の超音波伝搬が非常に強化
される。しかしながら、通路１７０に空気が存在する
と、流体通路１７０を介して行われる超音波の伝搬は減
衰させられる。この超音波伝搬量差は超音波受信器１８
６により検出される。空気が存在すれば、超音波受信器
１８６により発生された電気信号が減少する。超音波検
出器１５４又は１５６は第２５図に示すマイクロプロセ
ッサ２３３と接続され、該マイクロプロセッサ２３３は
超音波受信器１８６によって発生された増幅信号を受信
しかつ該信号を増幅する。マイクロプロセッサ２３３は
好ましくは６３Ｂ０３Ｒ日立マイクロプロセッサが用い
られる。受信器１８６からプロセッサ２３３を介して信
号が受信されると、マイクロプロセッサ２３３から、第
２５図に示す警報器２４１が警報を発するように指令さ
れる。このカセットが流体放出サイクルにあれば、該カ
セットから流体のポンプ輸送が停止させられる。このよ
うにして、カセット入口３２または６４のいずれかに接
続された薬剤溶液の容器が空になると、該空容器からカ
セットに取り込まれたいずれの空気も管路内空気検出器
３４を介して検出され、該空気の存在が超音波検出器１
５４により検出される。その時、警報器２４１および／
または看護婦呼び出し器２４２が鳴らされ、カセット駆
動装置が停止され、そのポンプ作用が阻止される。超音
波検出器１５４が故障して空気の存在が検出されない場
合、取り込まれた空気は超音波検出器１５６で検出され
るようになっている。同様にして、当該装置において流
体容器が空になる前に該流体容器とカセットの出口間で
空気洩れがあった場合、当該装置に引き込まれたいずれ
の空気も管路内空気検出器３４および３６を介して一方
の又はその他の超音波検出器１５４又は１５６によって
検出される。管路内空気検出装置のその他の機能は後述
の“作用”の項で説明される。

【００３８】本発明の管路内空気検出装置について、更
に詳細な説明は前述した、１９８７年５月１日付の超音
波検出装置と題する米国特許出願第０４５，９５１号が
参照される。

【００３９】IV．プランジャー２４ プランジャー２４およびその作用は１９８５年１２月２
０日付で出願され、“流体注入ポンプ駆動装置”と題す
る米国特許出願第８１１，２６２号に詳細に記述されて
おり、該開示事項は本明細書において参照事項として記
載される。

【００４０】V．バルブアクチュエーターアッセンブリ 前述したように、バルブアクチュエーター６０および６
６は第２および第１カセット入口バルブを作動せしめ、
バルブアクチュエーター２６および２８はポンプチャン
バ入口バルブおよびポンプチャンバ出口バルブを作動せ
しめる。これらの各対のバルブアクチュエーターを作動
させるにはそれぞれ同様の機構を有する装置が用いられ
る。第１５図〜第１９図に示すように、バルブアクチュ
エーターアッセンブリ１８８はバルブアクチュエーター
６０および６６を駆動する。バルブアクチュエーターア
ッセンブリ１８８は第１ブラケット１９０を含み、該第
１ブラケット１９０はバルブアクチュエーター６６を駆
動する。第１ブラケット１９０は２つのアーム１９４お
よび１９６を含み、これらのアームは互いに離間される
とともに直角を成し、互いに折曲部１９８を介して結合
されている。第１ブラケット１９０はピボットピン２０
０を介して当該駆動装置のシャーシー１２８に枢動可能
に装着され、該ピボットピン２００は部分１９８を介し
て結合されたアーム１９４および１９６の最末端部に配
置され、このようにして両アーム１９４および１９６は
後述するように作動せしめられた時、共通ピボット点の
回りでピボット運動を行うようになっている。バルブア
クチュエーター６６はアーム１９４の自由末端部にピボ
ット運動可能に固着される。アーム１９６の自由末端部
は後述するようにカム２０１により駆動される。

【００４１】バルブアクチュエーターアッセンブリ１８
８はまた２つの離間された垂直状のアーム２０２、２０
３を有する第２ブラケット１９２を含み、これらのアー
ムは折曲部２０４を介して連結されている。第２ブラケ
ット１９２はピボットピン２０５を介してシャーシー１
２８にピボット運動可能に装着され、該ピボットピン２
０５は折曲部２０４を介して連結されたアーム２０２お
よび２０３の端部に配置される。アーム２０２の自由端
部はバルブアクチュエーター６０にピボット運動可能に
接続される。アーム２０３の自由端部は後述するカム２
０１とかみ合っている。

【００４２】第１スプリング２０６はピン２００および
２０５の回りにブラケット１９０および１９２を偏位さ
せており、両アーム１９６および２０３はカム２０１に
向けて付勢されている。スプリング２０６の一端部はタ
ブ２０７と接続され、該タブ２０７は折曲部１９８から
延びている。第２スプリング２０６の他端部はタブ２０
８と接続され、該タブ２０８はアーム２０２の端部の近
傍部から延びている。両端部２０７および２０８は略カ
ム２０１に向かって延びており、よってスプリング２０
６はカム２０１に向けてアーム１９６および２０３を偏
らせている。

【００４３】第２スプリング２０９は折曲部１９８およ
び２０４に取り付けられ、第１スプリング２０６が破損
した場合でもアーム１９６および２０３をカム２０１か
ら離間させる。一方、第２スプリング２０９は第１スプ
リング２０６より弱いものとされ、両スプリングが作動
する場合、両アーム１９６および２０３はカム２０１に
向けて付勢される。第１スプリング２０６が破損した場
合、第２スプリング２０９がブラケット１９０および１
９２をピン２００および２０５の回りに枢動せしめ、ア
ーム１９６および２０３が枢動してカム２０１から離間
させる。第１７図および第１８図に示すように、アーム
１９６の末端にフラグ部が設けられ、該フラグ部は第１
スプリングが破損した場合、光学スイッチ１９３を通過
する。光学スイッチ１９３がトリップされると、信号が
プロッセサー２３３に伝送され、マイクロプロセッサ２
３３は、即座、に当該駆動装置を停止させるとともに警
報器２４１および／または看護婦呼び出し器２４２を作
動させる。ストップ部材１９５はカム２０１に隣接して
配置され、ブラケット１９０および１９２はアーム１９
６および２０３の端部の近傍部から突出しているストッ
プタブ１９７および１９９を有する。第１スプリング２
０６が破損した場合、ポイントフラグ部１９１がスイッ
チ１９３を通過してしまう以前にストップタブ１９７お
よび１９９がストップ部材１９５と接触するまでブラケ
ット１９０および１９２がピン２００および２０５の回
りに枢動する。

【００４４】第１７図〜第１９図に示すように、アクチ
ュエーター６０および６６は伸長ロッドとされる。前述
したように、アクチュエーター６０および６６の基端部
がそれぞれブラケット１９０および１９２のアーム１９
４および２０２とピボット運動可能に接続される。第１
３図および第１７図〜第１９図に示すように、アクチュ
エーター６０および６６の末端部が当該駆動装置の前面
パネル２５２の開口２５０および２５１内に支持され
る。

【００４５】カム２０１は円形とされ、モーターシャフ
ト２１０に偏心状に装着される。第１６図に示すよう
に、シャフト２１０はステッピングモーター２１１によ
り作動させられる。カセット１０が駆動扉１４６に配置
されるとともに該駆動扉が垂直位置に閉じられると、第
１７図に示すように、カム２０１は両バルブアクチュエ
ーター６０および６６がカセット１０に向けて完全に伸
長する位置に移動して第１および第２カセット入口バル
ブを閉じる。とりわけ、バルブアクチュエーター６０お
よび６６は、入口１０３および１０５からカセットに連
絡する流路に弾性部材１６を横切るように作用する。第
１カセット入口６４に液体が通過すると、第１入口アク
チュエーター６６は、モーター２１１により時計回りに
回転するカム２０１により、第１７図に示す位置から第
１８図に示す位置に引き込まれる。カム２０１はブラケ
ット１９０のアーム１９６とかみ合うとともにスプリン
グ２０６のばね力に抗してピボットピン２００の回りに
ブラケット１９０を枢動させる。ブラケット１９０がピ
ボットピン２００の回りを枢動するにつれて、アーム１
９４はアクチュエーター６６を引き出し、これにより入
口１０５を介して第１カセット入口６４に液体が流入す
る。

【００４６】カム２０１が第１カセット入口バルブを開
として第１図に示す位置にあると、第２カセット入口ア
クチュエーター６０は、伸長させられてエラストマー性
部材１６を、第１８図に示す入口１０３からカセットに
通じる流路を横切らせる。第２入口アクチュエーター６
０は第２スプリング２０６のばね力により伸長位置に保
持される。カム２０１が第１８図に示す位置にある時、
アーム２０３は該カム２０１と接触しない。第１スプリ
ング２０６は、第２ブラケット１９２を時計回り方向に
付勢し、該第２ブラケット１９２は第１８図に示すよう
にアクチュエーター６０を閉位置に付勢する。カセット
１０が当該駆動装置に装着された時、該カセット１０が
駆動扉１４６における所定位置に在るので、カセット１
０はストップ部材として作用し、第１８図に示すように
第１入口アクチュエーター６６が引き出されている時、
アーム２０３がカム２０１と接触するのを阻止する。

【００４７】第２カセット入口３２に流体がポンプ輸送
される時、モーター２１１は逆転され、第１８図に示す
位置から第１９図に示す位置にカム２０１を反時計回り
に回転させ、該第１９図に示す位置においてカム２０１
が第２ブラケット１９２のアーム２０３とかみ合うとと
もにブラケット１９２をピボットピン２０５の回りに反
時計回りに枢動させる。ブラケット１９２のアーム２０
２が反時計回りに枢動すると、バルブアクチュエーター
６０は引き出され、流体が開口１０３を介してカセット
に流入する。第２カセット入口が開とされる時、第１カ
セット入口アクチュエーター６６が第１スプリング２０
６のばね力に基づき伸長位置状態とされるので該第１カ
セット入口は閉とされる。カム２０１が第１９図に示す
位置に在る時、その位置ではカセット１０がスプリング
２０６のばね力に基づき第１ブラケット１９０の時計回
りの回転を阻止するストップ部材として作用するので該
第１ブラケット１９０のアーム１９６はもはやカム２０
１と接触しない。これにより、第２カセット入口は閉状
態、第１入口が開状態に保持される。

【００４８】したがって、カセット入口バルブアクチュ
エーターアッセンブリ１８８は以下のカセット入口バル
ブ位置を取ることが明らかである：（１）両第１および
第２カセット入口バルブが閉とされる。(２)第１カセッ
ト入口バルブが開、第２カセット入口バルブが閉とされ
る。(３）第２カセット入口バルブが開、第１カセット入
口バルブが閉とされる。平常作用時、バルブアクチュエ
ーターアッセンブリ１８８は両第１および第２カセット
入口バルブアクチュエーターを同時に開にさせることは
しない。

【００４９】第２０図および第２１図に示すように、第
２バルブアクチュエーターアッセンブリ２１２がポンプ
チャンバ出口および入口アクチュエーター２６および２
８の操作に用いられる。ポンプチャンバ出口バルブアク
チュエーター２６はシャーシー１２８上のピボットピン
２１４に枢動可能に装着された第１ブラケット２１３を
介して操作される。第１ブラケット２１３は折曲部２１
７に固定されるとともに該折曲部２１７と一体的に形成
された、２つの互いに離間した垂直状のアーム２１５お
よび２１６を有する。アーム２１５の基端部がピボット
ピン２１４に枢動可能に装着されるとともに該アーム２
１５の末端部がアクチュエーター２６に枢動可能に固定
される。アーム２１６の基端部がピボットピン２１４に
枢動可能に装着され、該アーム２１６の末端部が後述す
るようにスプリング２１９によりカム２１８に向けて付
勢されている。スプリング２１９の一端部がアーム２１
６の端近傍部から延びるタブ２２０に取り付けられる。
スプリング２１９の他端部がシャーシー１２８から起立
したタブ２２１に取り付けられる。したがって、スプリ
ング２１９は第１ブラケット２１３を偏らせてアーム２
１６がカム２１８に向けて付勢される。

【００５０】バルブアクチュエーターアッセンブリ２１
２はまたピボットピン２１４の回りに枢動可能に装着さ
れた第２ブラケット２２２を含む。第２ブラケット２２
２は第１アーム２２３を有し、該第１アーム２２３の基
端部がピン２１４に枢動可能に固定されるとともに該ア
ーム２２３の末端部がバルブアクチュエーター２８の基
端部に枢動可能に固定される。第２ブラケット２２２は
また第２アーム２２４を有し、該アーム２２４の端近傍
部がピン２１４の回りに枢動可能に固定されるとともに
該アーム２２４の末端部がカム２１８とかみ合い自在と
される。アーム２２３および２２４は互いに垂直状とさ
れかつ折曲部を介して互いに接続されている。更に、第
２ブラケット２２２は、第２アーム２２４の基端部から
延びるタブ２２５を有する。タブ２２５の自由端部はス
プリング２２６の一端部と接続され、該スプリング２２
６はアーム２２４をカム２１８に向けて偏らせている。
スプリング２２６の他端部がシャーシー１２８から起立
したタブ２２７に取り付けられている。

【００５１】カム２１８はステッピングモーター２２９
により作動させられるモーターシャフト２２８に装着さ
れる。カム２１８がモーター２２９により第２０図に示
す位置から反時計回りに駆動されると、第１ブラケット
２１３をピン２１４の回りに反時計回りに枢動させると
ともにバルブアクチュエーター２６をスプリング２１９
のばね力に抗して引き出す。バルブアクチュエーター２
６が引き出されると、ポンプチャンバ出口バルブが開と
される。カム２１８がアーム２１６に抗して反時計回り
に駆動されると、第２ブラケット２２２のアーム２２４
が静止状態とされ、バルブアクチュエーター２８がスプ
リング２２６によりポンプチャンバ入口バルブに対向す
る伸長状態とされ、該ポンプチャンバ入口バルブが閉状
態に保持される。カム２１８がモーター２２９により第
２０図に示す位置から時計回りに駆動されると、該カム
２１８はアーム２２４とかみ合ってブラケット２２２を
枢動させ、スプリング２２６のばね力に抗してバルブア
クチュエーター２８を引き出し、ポンプチャンバ入口バ
ルブを開とする。カム２１８がアーム２２４に抗して反
時計回りに駆動されると、ブラケット２１３のアーム２
１６が静止状態とされ、バルブアクチュエーター２６が
スプリング２１９によりポンプチャンバ出口バルブに抗
して伸長状態に維持され、該ポンプチャンバ出口バルブ
を閉状態に保持する。バルブアクチュエーターアッセン
ブリ２１２は両ポンプチャンバ入口および出口バルブを
閉とするかまたはそれらのうち何れか一方のみを一時的
に開とすることが理解される。さらに重要なことは、バ
ルブアクチュエーターアッセンブリ２１２は両ポンプチ
ャンバ入口および出口バルブを同時に開にすることがな
く、よってポンプサイクル中、流体は、重力下でカセッ
トから流量調整されることなく流出するようなことはな
い。

【００５２】上述したように、アクチュエーター２６お
よび２８の基端部はブラケット２１３および２２２と枢
動可能に接続される。アクチュエーター２６および２８
の末端部は第１４図および第１５図に示すように前面パ
ネル２５２の開口２５４および２５６内で支持されてい
る。バルブアクチュエーターアッセンブリ１８８および
２１２がそれぞれステッピングモーター２１１および２
２９により駆動される一方、プランジャー２４がステッ
ピングモーター２１１および２２９とは別のモーターに
より駆動されるので、これら３つのモーターは同期して
作動させなければならず、したがって当該カセット駆動
装置の操作時、各モーターの回転位置を監視する必要が
ある。

【００５３】バルブアクチュエーターアッセンブリ１８
８のカム２０１の位置、したがってバルブアクチュエー
ター６０および６６の位置を監視するために、フラグ部
２３０がカムシャフト２１０に装着される。フラグ部２
３０はその半径方向端部に小形ノッチ２３１を有する金
属製薄厚のパイ形ストリップとされる。カム２０１が第
１８図に示す位置から第１９図に示す位置へ反時計回り
に移動するにつれてモーター２１１は所定のステップ
数、好ましくは２４ステップを歩進する。ノッチ２３１
はフラグ部２３０の縁部における半径方向の中心位置に
存在せず、片側に偏っている。更に、バルブアクチュエ
ーターアッセンブリ１８８は光学スイッチ２３２を含
み、カム２０１が第１８図に示す位置から第１９図に示
す位置に移動するにつれてフラグ部２３０の半径方向端
部が光学スイッチ２３２を通過するとともに正常作動時
復帰する。光学スイッチ２３２はフラグ部２３０が通過
する空間部に光ビームを通過させる。フラグ部２３０は
空間部を通過する際ノッチ２３１を除いて光ビームを遮
断し、該ノッチ２３１がスイッチ２３２を通過する際光
ビームを通過させる。光学スイッチ２３２は第２５図に
示すマイクロプロセッサ２３３と接続して光ビームが透
過したかまたはフラグ部２３０により遮断されたかどう
かを該マイクロプロセッサ２３３に連絡する。マイクロ
プロセッサ２３３はまたステッピングモーター２１１を
制御し、該ステッピングモーター２１１が時計回り又は
反時計回りに歩進するにつれて該マイクロプロセッサは
カム２０１が所定位置に在るかどうかを判定する。たと
えば、フラグ部２３０が第１８図に示す位置から第１９
図に示す位置に移動する場合、可なり大きなステップ数
を要し、その場合フラグ部２３０が光ビームを遮断する
とともに光の伝搬を阻止するまでに光ビームがスイッチ
２３２を横切って伝送される。フラグ部２３０が第１９
図に示す位置に向かって移動する場合、ステップ数が小
さく、第２３Ａ図に示すようにノッチ２３１の半径方向
端部２３４が光線の通過を阻止する。

【００５４】次いで、ノッチ２３１は光学スイッチ２３
２を通過して少数ステップ期間光を通過させ、その後大
形半径方向端部２３５がモーター２１１の可なり多数の
ステップ期間をかけてスイッチ２３２を通過する。これ
は可なり多数のステップをもって行われ、そこでは部分
２３５がスイッチ２３２を通過した後、光がスイッチ２
３２を横断する。

【００５５】カム２０１が第１８図に示す位置から第１
９図に示す位置に移動する際、部分２３４がスイッチ２
３２を通過する時には少ステップ数のパターンをもっ
て、ノッチ２３１がスイッチ２３２を通過する時には小
ステップ数をもってかつ部分２３５がノッチ２３２を通
過する時には長期間をもって行われることが解る。この
繰り返し暗／明／暗パターンがマイクロプロセッサ２３
３によってそのサイクル時カム２０１が存在すべき位置
と関連付けられる。モーター２１１がマイクロプロセッ
サ２３３における予め定められた暗／明／暗値と“同
調”していなければ、マイクロプロセッサ２３３はモー
ター２１１を適当なステップ数だけ歩進させるかまたは
遅延させ、バルブアクチュエーター６０および６６が駆
動操作時に存在すべき位置と一致するように調整され
る。

【００５６】上記カム２０１と同様にして、バルブアク
チュエーターアッセンブリ２１２において、カム２１８
にフラグ部２３６が取り付けられる。フラグ部２３６
は、概略パイ形とされ、ノッチ２３７を設けて半径方向
縁部が形成される。光学スイッチが位置決めされ、第２
２（ｂ）図に示すようにバルブアクチュエーター２６が
引き出された位置から、第２２（ｃ）図に示すように、
バルブアクチュエーター２８が引き出された位置にフラ
グ部２３６が移動するにつれて該フラグ部２３６がその
スイッチを通過するようにされる。同様にして、ノッチ
２３７が互い違いとされ、該ノッチ２３７の両側に小さ
い半径方向縁部２３９と大きい半径方向縁部とが設けれ
られる。このようにして、フラグ部２３６が第２２
（ｂ）図に示す位置から第２２（ｃ）図に示す位置に移
動する際、スイッチ２３８は半径方向縁部２３９が通過
する短い時間を暗期間、ノッチ２３７が通過する短い時
間を明期間、および、部分２４０が通過する長い時間を
暗期間として検出する。マイクロプロセッサ２３３は光
学スイッチ２３８と接続され、明暗期間が段階的に第２
２（ｃ）図および第２２（ｂ）図の位置間におけるステ
ッピングモーター２２９が要するステップ段階数と関連
付けられるようになっている。

【００５７】このようにして、フラグ部２３６がポンプ
チャンバ入口および出口バルブを開くまたは閉じる２つ
の位置間を前後に移動するにつれて、マイクロプロセッ
サ２３３はカム２１８、したがってバルブアクチュエー
ター２６および２８の現在位置を予めプログラムされた
所望の位置と比較し、ステッピングモーター２２９を適
当に前進または後進させる。ポンプサイクル時カム２０
１および２１８の位置が監視されるのみならず、当該ポ
ンプ操作開始前にこれらのカムの位置がチェックされ
る。カセットが扉１４６に設置されかつ該扉を閉じた
後、モーター２１１は、例えば第１８図および第１９図
に示す位置間でカム２０１を前後に駆動する一方、光学
スイッチ２３２がフラグ部２３０の現在位置をチェック
し、マイクロプロセッサ２３３は、該カム２０１が一旦
ポンプシーケンスを開始するにあたり適当な位置に存在
していないと判断すると、ステッピングモーター２１１
を停止させる。上記適当な位置とは、例えば第１８図に
示すように単に１種類の流体のポンプ輸送を行う場合、
バルブアクチュエーター５６が引き込まれ、かつバルブ
アクチュエーター６０が伸長した状態時のものである。

【００５８】同様にして、予備ポンプ作用のチェック
時、モーター２２９はフラグ部２３６を運動させかつカ
ム２１８を第２２（ｂ）図および第２２（ｃ）図に示す
位置間を前後に移動させて当該ポンプ操作を開始するの
に適当な位置、いわば両バルブアクチュエーター２６お
よび２８を完全に伸長させた状態、即ち第２０図および
第２２（ａ）図に示す位置にポンプチャンバ入口および
出口バルブアクチュエーター２６および２８を位置決め
する。このようにして、ポンプチャンバ入口および出口
バルブアクチュエーターは後述する手順にしたがってチ
ェックされる。マイクロプロセッサ２３３はフラグ部２
３６が適当な位置に存在していることを確認すると、後
述するようなバルブチェックシーケンスおよびポンプシ
ーケンスを開始することが出来る。

【００５９】また、プランジャー２４は図示しないステ
ッピングモーターにより操作される。また、プランジャ
ーステッピングモーターシャフトに光学フラグ部が取り
付けられ、図示しない光学スイッチおよびマイクロプロ
セッサ２３３はポンプサイクル前および該サイクル時に
プランジャー２４を監視するとともに位置決めして該プ
ランジャー２４が各アクチュエーター２６、２８、６０
および６６の動作と同期して作動するようになってい
る。

【００６０】VI．作用 ある時点で、１種類の液体をポンプ輸送するにあたり、
ポンプ輸送すべき液体を収容した液体容器が第１カセッ
ト入口６４と接続されるとともに第２カセット入口３２
が図示しないルアー形施錠キャップにより閉鎖される。
ポンプカセットはオンとされた流量調整器４５を介して
液体が装填され、最初、第２図に示す位置から倒置させ
てカセット入口およびポンプチャンバ間の流路から、勿
論捕捉量１００以外の空気が除去される。

【００６１】ポンプカセットが第２図に示される起立位
置に戻されると、該ポンプカセットのポンプチャンバお
よび該ポンプチャンバを超す流路から空気が除去され
る。次いで、当該カセット駆動装置にカセットが装着さ
れるまで、流量調整器４５はオフとされるかまたは手動
で所望流量の設定が行われる。ポンプカセット駆動装置
にポンプカセットが取り付けられると、流量制御バルブ
の締め切り装置１１４は自動的にプランジャー４７を引
き出して流量調整器４５を開とするとともに各カセット
バルブが後述するようにして試験される。

【００６２】カセット入口バルブアクチュエーター６０
および６６、ポンプチャンバ入口および出口バルブアク
チュエーター２６および２８、並びに、プランジャー２
４が前述したようにして適当に同期化され、管路内空気
検出器３４および圧力検出チャンバ８２がバルブアクチ
ュエーター２６、２８、６０、および６６が使い捨式カ
セット１０と協働して該カセットにおける適当な流体バ
ルブ作用を行えるかどうかを試験するのに使用される。
そのような試験シーケンスは第２４図に示す。ポンプチ
ャンバ２２の入口および出口バルブを試験するために、
入口バルブアクチュエーター２８および出口バルブアク
チュエーター２６がそれぞれ開口６８および６７に伸長
させられ、ポンプチャンバ２２からの流体の出入が阻止
される（第２４図 ステップＡ）。

【００６３】バルブアクチュエーター２６および２８を
伸長位置とし、プランジャー２４をプランジャー開口１
８に通してエラストマー性部材１６に押し当ててポンプ
チャンバ２２を押圧する（ステップＢ）。プランジャー
２４は、“待機”期間中、上記状態に保持され（ステッ
プＣ）、チャンバ２２が短時間押圧される。その後、出
口バルブアクチュエーター２６が引き出されてポンプチ
ャンバ２２から加圧液体が流出する一方、その期間、入
口バルブアクチュエーター２８が“伸長”位置に保持さ
れる（ステップＤ）。出口バルブアクチュエーター２６
が解放される（ステップＤ）と、チャンバ２２内の加圧
液体は検出チャンバ８２内に勢いよく流入し、該チャン
バ８２内で圧力パルスまたはスパイクを発生する。ポン
プチャンバ入口および出口バルブが適正に作動する場
合、このパルスの大きさは、現在作動中のカセットから
次のカセットに至るまで一定の大きさとされる。しかし
ながら、カセットにおけるポンプチャンバ入口および／
または出口バルブの作用が不十分であると、“待機”期
間中に、ポンプチャンバ入口バルブまたはポンプチャン
バ出口チャンバのいずれかからチャンバ２２からある量
の加圧液体が漏出してしまうため、このバルブ試験操作
中にチャンバ８２内に発生した圧力パルスは著しく低い
ものとなる。もし、この試験によって圧力検出チャンバ
８２内の圧力パルスが基準値より下回ると、ポンプチャ
ンバ入口および／または出口バルブの作用が不適正であ
ると判定され、当該ポンプカセットの駆動は拒否され
る。

【００６４】上記スパイクパルスの大きさはマイクロプ
ロセッサ２３３と接続された圧力センサー７７によって
検出される。この圧力センサー７７の作用は、Ｆelling
ham等により１９８７年５月１日付で出願された、使い
捨て式ポンプカセット用圧力センサー装置と題する米国
特許出願第０４５，９４９号に詳細に記載されており、
該記載を本明細書において参照される。マイクロプロセ
ッサ２３３はセンサー７７によって発生された信号値を
格納値と比較する。格納値が著しく大きい場合、マイク
ロプロセッサ２３３から警報器２４４および看護婦呼び
出し器２４２の作動が指令され、新しいポンプカセット
に取り換えられない限り、ポンプ駆動装置の作動が禁止
される。

【００６５】上述したようなポンプチャンバ入口および
出口バルブの試験手順は、カセットが取り付けられると
直ぐに、当該カセット駆動装置によって自動的に実行さ
れる。その後、同様の試験手順が流体放出時に定期的に
行われ、流体放出時にポンプチャンバ入口および出口バ
ルブの継続性能の確認が行われる。

【００６６】上記試験手順は第２４図に示す方法で定期
的に繰り返し行われる（ステップＡ−Ｅ）。ポンプチャ
ンバ入口バルブが開とされ（ステップＡ）、その間ポン
プチャンバ出口バルブが閉とされる。チャンバ２２はチ
ャンバ２２内に短ストローク伸びたプランジャー２４に
より圧縮される(ステップＢ)。該プランジャー２４は
“待機”期間保持される（ステップＣ）。ポンプチャン
バ出口バルブが開とされて該チャンバ２２内で圧力スパ
イクが検出される（ステップＤ）。圧力スパイクが十分
大きいと、プランジャー２４は更にチャンバ２２内に伸
長し（ステップＥ）、チャンバ２２内に残留する流体を
移動させるとともに患者にポンプ輸送して注入する。ポ
ンプチャンバ出口バルブが閉とされ（ステップＥの末期
部分）、入口バルブが開とされる（ステップＦ）、その
間プランジャーは引き出されてポンプチャンバが液体で
充満される。

【００６７】ポンプチャンバ入口および出口バルブの所
要の動作状態が確立されると、第１カセット入口６４と
接続されたカセット入口バルブおよび第２カセット入口
３２の所要の動作状態が確立したかどうかを管路内空気
検出器３４を用いておこなわれる。カセット入口バルブ
を試験するにあたり、ポンプチャンバ出口バルブが閉じ
られるとともにポンプチャンバ出口バルブが開とされる
（ステップＥの末期）。同時に、２つの入口バルブが閉
じられ（ステップＥ）、プランジャー２４がポンプチャ
ンバ２２に加圧する（ステップＨ）。

【００６８】次いで、上記ポンプカセット駆動装置は短
期間加圧状態に保持される（ステップI）。２つのカセ
ット入口バルブのうちの何れかが漏洩していれば、液体
は第１カセット入口６４かまたは第２カセット入口３２
から流出する。この流体の逆置換は第３図に示すように
ドリップチャンバ９０における捕捉空気１００を上昇さ
せて管路内空気検出器３４に移動させることにより行わ
れる。超音波検出器１５４はこの空気圧の検出を行い、
該検出結果をマイクロプロッセサ２３３に伝送し、該マ
イクロプロッセサ２３３は警報器２４１および看護婦呼
び出し器２４２を鳴らす。したがって、当該カセットは
取り外される。第１及び第２カセット入口バルブが良好
であれば、後述するように流体放出の“平常サイクル”
期間（ステップＫ）中、プランジャー２４は引き込まれ
る(ステップＪ)。

【００６９】“平常サイクル”ポンプ輸送シーケンスに
おいては、単に、１種類の液体が適用される。ポンプチ
ャンバ入口バルブが閉とされるとともにポンプチャンバ
出口が開とされ、その後プランジャー２４が開口１８を
介してエラストマー性部材１６に対して押し当てられて
ポンプチャンバ２２からの流体がカセット出口３０を介
して患者に注入される。この流体注入ストローク時の流
体量は公知のステッピングモーターを具備したプランジ
ャー２４を操作して精確に制御される。ステッピングモ
ーターを具備したプランジャー２４を操作することによ
り、エラストマー性部材１６に対するプランジャー２４
の変位量は各放出ストロークに対しステッピングモータ
ーを対応するステップ数と同数ステップだけ歩進させる
ことにより精確に制御することが出来、このようにして
各ストロークに対しポンプチャンバ２２から一定量の流
体が置換される。

【００７０】次の放出ストロークに対しポンプチャンバ
２２を再充填するにあたり、ポンプチャンバ出口バルブ
が閉とされるとともにポンプチャンバ入口および第１カ
セット入口が開とされ、次いでプランジャー２４が以前
の流体放出ストローク時に歩進したステップ数と同じス
テップ数だけ引き出される。両ポンプチャンバ入口バル
ブおよび第１カセット入口が開とされているから、プラ
ンジャー２４が漸次引き出されるにしたがって第１カセ
ット入口と接続された流体容器から流体が流出される。
プランジャー２４がスタートまたは“ホーム”位置に押
し込まれると、ポンプチャンバ入口および第１カセット
入口バルブが閉とされるとともにポンプチャンバ出口バ
ルブがプランジャー２４の次段の流体放出ストローク期
間中開とされる。次いで、放出および再充填時にポンプ
チャンバ入口および出口バルブにより適宜な流体バルブ
作用を行ってプランジャー２４を介してポンプチャンバ
再充填引き込みストロークが繰り返し実行される。この
ことから明らかなように、１種類の流体がポンプ輸送さ
れる場合は、流体のポンプ輸送が著しく単純かつ簡単に
行われる。

【００７１】一方、複数流体放出を行うことができる。
２種類の流体がポンプ輸送される場合、第１液体を収容
する容器が第１カセット入口６４と接続される。第２カ
セット入口３２のルアー型ロックキャップを取り外すと
ともに該入口３２にルアー型接続器を介して第２液体容
器を接続することにより、第２液体容器が第２カセット
入口３２と接続される。流体放出およびポンプチャンバ
再充填ストローク時のポンプチャンバ入口および出口バ
ルブのバルブ作用は上述した単一液体放出操作における
ものと同様の２液体放出操作に対して行われる。しかし
ながら、カセット入口のバルブ作用は異なっている。勿
論、単一液体放出時、第２カセット入口バルブは常時閉
じられ、該ポンプチャンバの再充填時に第１入口バルブ
のみが開かれる。一方、２液体がポンプ輸送される場
合、ポンプチャンバ再充填ストローク時、第１および第
２カセット入口バルブがそれぞれ所定時間開および閉と
される。例えば、２液体が５分５分の割合で混合される
場合、プランジャー２４のポンプチャンバ再充填ストロ
ークから構成される全ストローク数の１／２に相当する
期間、第１カセット入口バルブが開とされる。プランジ
ャー２４の引き込みストロークの第１半期間、第２カセ
ット入口バルブが閉じられる。一方、プランジャー２４
の引き込み／再充填ストロークの第２半期間、第２カセ
ット入口バルブが開とされる一方、第１カセット入口バ
ルブが閉とされる。プランジャー２４は漸次制御され、
２つのカセット入口バルブを開から閉へ又はその逆の切
換を精確に行えば、所望の２流体の混合割合を達成する
ことが出来る。

【００７２】第１流体として塩水溶液等の希釈液が、第
２流体として医薬が適用されることがしばしば生じる。
このような場合、５分５分の混合割合は望み難く、プラ
ンジャー２５のポンプチャンバ再充填ストローク時、当
該ステップの１０〜２０％に相当する期間のみ第２カセ
ット入口バルブが開とされるとともにその間プランジャ
ー２４の再充填ストロークを構成するステップ数の８０
〜９０％に相当する期間、第１カセット入口バルブが開
とされる。

【００７３】前述したように、ポンプチャンバの再充填
ストローク時、プランジャー２４にを介して入口アクチ
ュエーター６０および６６を直列的および縦列的に操作
することにより本発明のカセットおよび駆動装置を用い
て簡単に第１流体における第２流体の種々の濃度をもっ
て患者に注入することが出来る。前述したように、カセ
ット入口アクチュエーター６０および６６は同時に引き
込むこことが出来ず、即ち常時一方のアクチュエーター
がカセット入口バルブを閉鎖すべく伸長されているか
ら、当該カセットを介して第１および第２流体容器間で
重力流動が生じ得ない。

【００７４】前述したように、圧力センサー７７および
圧力検出チャンバ８２を用いてポンプチャンバ入口およ
び出口バルブが適正に作動するかどうかを検出すること
が出来る。しかしながら、ポンプチャンバ入口および出
口バルブ動作が適正であるとチェックされても、圧力セ
ンサー７７および圧力検出チャンバ８２は患者の血圧を
監視するのに用いることも出来る。プランジャー２４の
ポンプチャンバ充填ストローク時（例えば第２４図にお
けるステップＦ）、ポンプチャンバ出口バルブは閉じら
れ、よってポンプチャンバ出口バルブから患者に至る流
体流路中の流体圧力が患者の血圧とされる。このように
して、ポンプカセットにより患者の血圧をリアルタイム
で測定することが出来る。この患者の血圧の測定結果が
メモリー２４３に格納される。カセット操作時、マイク
ロプロセッサは該患者血圧測定値を当該患者の以前の血
圧測定値と比較する。該患者の血圧測定値がある時間に
わたって著しく低下または上昇すれば、マイクロプロセ
ッサ２３３は警報器２４１および／または看護婦呼び出
し器２４２を鳴らして担当医に警告する。

【００７５】また、圧力センサー７７はカセット出口か
ら患者に連絡する管路における閉塞を検出するのに用い
ることが出来る。流体放出時、プランジャー２４が伸長
状態にあると、圧力チャンバ８２内の圧力がセンサー７
７およびマイクロプロセッサ２３３により監視される。
この圧力が過大であると、患者ラインが完全にまたは部
分的に閉塞されたことを示し、マイクロプロセッサ２３
３は警報器２４１および看護婦呼び出し器２４２に作動
指令する。

【００７６】また、管路内空気検出器１５４および１５
６が第２５図に示すようにマイクロプロセッサ２３３と
接続され、カセット中に空気を検出したとき又は検出器
１５４が入口バルブ不良を検出したとき、マイクロプロ
セッサ２３３は当該駆動装置を停止させるとともに警報
器２４１および看護婦呼び出し器２４２を鳴らす。第２
５図に示すように、ＬＣＤ／ＬＥＤ表示器２４４がマイ
クロプロセッサ２３３と接続され、放出流量、放出量お
よび患者血圧等の入力および出力値が操作者に表示され
る。同様にして、警報が鳴っている理由を知らせるメッ
セージコードが表示される。

【００７７】キーボード２４５により放出流量、放出
量、患者血圧、血液濃度等の値が入力される。マイクロ
プロセッサ２３３は、例えば所望期間に所望量の第１お
よび第２流体の放出を行うようにプログラムすることが
出来る。２種類の液体が同時に放出される場合、第１液
体における第２液体の設定濃度をプログラムすることが
出来る。

【００７８】ＡＣ／ＤＣ電源２４６が設けられ、該電源
は連続監視用のバッテリー充電器およびＡＣ電源で作動
しない駆動装置である場合に充電式バッテリーを備え
る。バッテリーが不良となったとき、警報器２４１が鳴
らされる。

【００７９】更に、中継器２４７が設けられ、当該駆動
装置に接続されたプリンターまたはその他の表示器に時
間に対する患者血圧、流体放出時間、流出量および流量
等の印字データが得られるようになっている。

【００８０】以上、１実施例を説明したに過ぎないが、
当業者により本発明の範囲内で種々に変形することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の締め切り装置を適用できる、ポンプ
カセット及びカセット駆動装置の一部分を示す斜視図で
ある。

【図２】 上記ポンプカセットの片面部材を外したもの
の平面図である。

【図３】 図２のIII−III線断面図である。

【図４】 図２のIV−IV線断面図である。

【図５】 本発明のプランジャー型スライドバルブの締
め切り装置を、上記ポンプカセットの駆動装置に装着し
た状態の全体斜視図である。

【図６】 本発明の締め切り装置を、上記ポンプカセッ
ト駆動装置の扉に装着した状態を示す、部分断面図であ
る。

【図７】 本発明の締め切り装置により上記ポンプカセ
ットのプランジャー型スライドバルブを締め切り操作し
た場合の詳細な作動状態の説明図である。

【図８】 上記締め切り装置の図７と同様のもう１つの
作動状態の説明図である。

【図９】 上記締め切り装置の図７と同様の更にもう１
つの作動状態の説明図である。

【図１０】 上記ポンプカセットの管路内空気検出器の
断面図である。

【図１１】 図１のXI−XI線断面図である。

【図１２】 上記管路内空気検出器内の音響機器の断面
図である。

【図１３】 上記ポンプカセット駆動装置の前面パネル
の正面図である。

【図１４】 図１３に一部仮想線で示すXIV−XIV線断面
図である。

【図１５】 上記ポンプカセットにおける第１および第
２入口アクチュエーター駆動装置の詳細を示す斜視図で
ある。

【図１６】 図１５のカッセト駆動装置の断面図であ
る。

【図１７】 図１５のカッセト駆動装置の１つの動作位
置における側面図である。

【図１８】 図１７と同様の図１５のカッセト駆動装置
におけるもう１つの動作位置における側面図である。

【図１９】 図１８と同様の上記カッセト駆動装置の更
にもう１つの動作位置における側面図である。

【図２０】 上記ポンプカセットにおけるポンプチャン
バ入口および出口アクチュエーター駆動装置の詳細側面
図である。

【図２１】 図２０のカッセト駆動装置の詳細を示す平
面図である。

【図２２】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、カセット入
口および出口アクチュエーター駆動装置のフラグ部の種
々の動作位置における簡略説明図である。

【図２３】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図２０のカ
ッセト駆動装置のフラグ部の種々の動作位置における簡
略説明図である。

【図２４】 上記ポンプカセットのカセット駆動装置の
ポンプ輸送動作シーケンス説明である。

【図２５】 上記カセット駆動装置の電気回路図であ
る。

【符号の説明】

１０…ポンプカセット １２…硬質表面部材 １４…硬質背面部材 １６…エラストマー部材（膜部材） ２２…ポンプチャンバ（凹部） ２６…ポンプチャンバ出口バルブアクチュエーター ２８…ポンプチャンバ入口バルブアクチュエーター ４４ 円筒状ハウジング ４５ 流量調整器 ４７ プランジャー １１０…短絡チャンネル、 １１４ 流量調整スライドバルブの締め切り装置、 １１６ 把持ブラケット １２２ 押圧部材 １２８ シャーシー １３０ カム １３２ 回転シャフト １４０ ピボットアーム １４２ スロット ２１２ バルブ操作器 ２３３ マイクロプロセッサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード・レーネン アメリカ合衆国カリフォルニア94303、パ ロ・アルト、タンランド・ドライブ1081番 (72)発明者 レーランド・ディ・シャムネス アメリカ合衆国カリフォルニア94040、マ ウンテン・ヴィユー、ドヴァートン・スク ェア2711番 (72)発明者 ジョージ・フェリンガム アメリカ合衆国カリフォルニア95131、サ ン・ジョセ、ミードウ・リッジ・サークル 1365番 (72)発明者 ウォルター・エル・ジミソン アメリカ合衆国カリフォルニア94301、パ ロ・アルト、フルトン・ストリート360番

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャー型スライドバルブの締め切
   り装置において、 上記スライドバルブを支持する支持体に連結可能とし
   た、可動支持部材上記スライドバルブを把持するための
   可動把持手段、 上記可動支持部材と上記可動把持手段とを連結して該可
   動支持部材の移動量を該可動把持手段に伝達するリンク
   手段により構成され、 上記可動支持体が運動するに応じて上記支持体に支持さ
   れたスライドバルブに上記可動把持手段を係合させると
   ともに該スライドバルブを摺動させることにより、該可
   動支持部材の運動を上記リンク手段を介して上記可動把
   持手段に伝達しながら上記スライドバルブを締め切り操
   作するようにしたことを特徴とする、プランジャー型ス
   ライドバルブの締め切り装置。
2. 【請求項２】 可動支持体の一端を、プランジャー型ス
   ライドバルブを支持する支持体に枢動可能に装着する一
   方、該可動支持部材の他端にリンク手段を装着し、上記
   リンク手段を介して上記可動支持部材の枢動運動を可動
   把持手段に伝達するようにした、第１項記載の装置。
3. 【請求項３】 リンク手段が可動支持部材に設けた伸長
   スロットと、該スロット内を移動自在に装着されるとと
   もにプランジャー型スライドバルブを支持する支持体の
   一端に装着されたローラー手段とにより構成され、上記
   可動支持部材が上記支持体に対して枢動するにつれて上
   記ローラー手段が上記伸長スロット内を移動するととも
   に上記リンク手段を自在に枢動させて可動把持手段を運
   動させるようにした、第２項記載の装置。
4. 【請求項４】 可動把持手段が、第１ブラケットと、該
   第１ブラケットに枢動可能に装着した第２ブラケット
   と、リンク手段の運動にしたがって上記第１ブラケット
   を枢動させる駆動手段とを有し、上記リンク手段の運動
   にしたがって上記第１及び第２ブラケットを枢動させ、
   上記両ブラケットが枢動するにつれてバルブ手段を把持
   しかつ運動させるようにした、第１項記載の装置。
5. 【請求項５】 駆動手段がリンク手段と連動可能とした
   カムを含み、上記リンク手段の運動に応じて上記カムが
   上記第１および第２ブラケットと係合することにより該
   両ブラケットを枢動させるようにした、第４項記載の装
   置。
6. 【請求項６】 リンク手段が可動支持部材に設けた伸長
   スロットと、該スロット内を移動自在に装着されるとと
   もにプランジャー型スライドバルブを支持する支持体の
   一端に装着されたローラー手段とにより構成され、上記
   可動支持部材が上記支持体に対して枢動するにつれて上
   記ローラー手段が上記伸長スロット内を移動するととも
   に上記リンク手段を自在に枢動させるとともに上記カム
   を運動せるようにした、第５項記載の装置。
7. 【請求項７】 リンク手段のアームが駆動機構部に回転
   自在に装着されたシャフトの一端部に固着されるととも
   に該シャフトの他端部に上記アームが固着され、上記駆
   動機構部におけるアームが枢動するにしたがって上記シ
   ャフトおよびカムを回転させるようにした、第６項記載
   の装置。
8. 【請求項８】 更に、回転シャフトを含み、該回転シャ
   フトの一端部に枢動可能にアーム部材を装着するととも
   に該回転シャフトの他端部を把持手段と係合させて該把
   持手段を駆動可能とし、上記アーム部材が枢動するにし
   たがって上記回転シャフトを回転させて上記把持手段を
   作動させるようにした、第３項記載の装置。