KR102210125B1 - 의도하지 않은 설정 변경에 대한 저항이 증가되고 부속품 공구 결합이 향상된 유체유량제어장치, 회전자 및 자석들 - Google Patents

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Abstract

본원은 이식가능한 생리학적 션트(shunt) 시스템, 관련된 유체유량제어장치 및 이들에 사용되는 부속품들에 관한 것이다. 본원은 의도하지 않은 설정 변경에 대한 저항성이 증가된 이식가능한 의료용 유체유량제어장치, 회전자 및 자석들에 관련된 장치들, 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 본원은 조절 공구들과 같은 유체유량제어장치 부속품들에 향상된 자기 결합을 제공하는 의료용 유체유량제어장치, 회전자 및 자석들과 관계된 장치들, 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

Description

의도하지 않은 설정 변경에 대한 저항이 증가되고 부속품 공구 결합이 향상된 유체유량제어장치, 회전자 및 자석들{FLUID FLOW CONTROL DEVICES, ROTORS AND MAGNETS WITH INCREASED RESISTANCE TO INADVERTENT SETTING CHANGE AND IMPROVED ACCESSORY TOOL COUPLING}
본 출원은 본원에 전체로서 참조되어 통합되는 2012년 6월 21일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/662,664호의 우선권을 청구한다. 본원은 이식가능한 생리학적 션트(shunt) 시스템, 유체유량제어장치 및 이들의 부속품들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원은 의도하지 않은 설정 변경에 대한 저항성이 증가된 이식가능한 의료용 유체유량제어장치, 회전자 및 자석들과 관계된 장치들, 시스템들 및 방법들을 제공한다. 또한, 본원은 조절 공구들과 같은 유체유량제어장치 부속품들에 향상된 자기 결합을 제공하는 의료용 유체유량제어장치, 회전자 및 자석들과 관계된 장치들, 시스템들 및 방법들을 제공한다.
일반적으로, 유체유량제어장치는 뇌실밖 뇌척수액의 유동을 조절하는 한방향 조절 밸브를 포함하고, 뇌실내로 뇌척수액이 역류하는 것을 방지한다. 예를 들어, 발명의 명칭 "이식가능하고 조절가능한 유체유량제어밸브"인 미국등록특허 제5,637,083호에 유체유동제어장치의 일례가 개시되어 본원에 전체로서 참조된다. 영아, 유아 및 성인에게 영향을 줄 수 있는 수두증(hydrocephalus), 신경계 질병은 뇌실, 뇌강 내의 CSF와 같은 유체의 비바람직한 축척이 원인이며, 이러한 축척은 유아들의 뇌에 극한 압력을 가하여 두개골을 변형시키는 힘을 가할 수 있다. 수두증의 치료는 종종 하나 이상의 카데터 및 일반적으로 유체유량제어장치로 기술되는 션트 밸브를 포함하는 배수 또는 션트 시스템을 사용하여 뇌척수액으로부터 CSF를 배출하는 것에 관계한다. 션트 밸브 또는 유체유량제어장치는 다양한 구성들일 수 있고, 밸브를 통해 유체가 유동하는 것이 시작되고 뇌로부터 배출되는 것을 허용하는 문턱 압력 레벨로 장치의 밸브 메커니즘을 설정하도록 조정가능하다. 유체유량제어장치들은 피하로 이식가능하고 경피적으로 조절가능하다. 유량제어장치들은 다수의 압력 설정들을 가지고 외부의 자석 조절 공구들을 통해 다양한 압력 설정들로 조절가능하다. 임의의 유체유량제어장치들은 자석들이고 장치들은 밸브 메커니즘 및 밸브 개구 압력을 선택적으로 조절하는 조절 메커니즘과 상호작용하는 자석 회전자 또는 회전자 조립체를 포함한다. 자석 회전자 또는 회전자 조립체는 외부 자석 조절 공구 또는 공구들과 자기적으로 결합될 수 있다. 자기화된 회전자들은 종종 단일 자석 또는 정렬된 수평 극성을 갖도록 배열되거나 구성된 이중 자석들을 포함한다. 자석 조절 공구들은 환자 내에 이식된 유체유동제어장치의 회전자 자석에 외부적으로(즉, 환자의 외부에) 연결되도록 설계되어 이러한 연결에 의해, 회전자는 천천히 회전하여 장치의 압력 설정을 비-침습적으로 조절한다. 조절 공구들은 회전자 자석 또는 자석들과 연결되어 위치되는 자석들을 포함하여 밸브가 이식된 후에 회전자에 외부적으로 또는 조직을 통해 연결되고 구동된다. 전형적으로, 조절 공구는 예를 들어, 환자의 머리와 같이 외부로, 그리고 이식된 장치에 근접하여 위치된다. 이러한 방식으로, 밸브 회전자를 비-침습적인 방식으로 원하는 위치에 설정하는 것이 가능하다.
정렬된 수평 극성을 갖는 단일의 자석 또는 이중 자석들을 구비한 회전자 또는 회전자 조립체는 자석 회전자가 근처의 강한 자기장에 의한 이동 또는 의도하지 않은 설정 조정에 민감하도록 하는데, 이는 이러한 방식으로 배열된 내부 자석 요소들이 외부 장과 정렬되는 경향이 있기 때문이다.
따라서, 자기공명영상(MRI) 절차에서 조우되는, 예를 들어, 3.0 테슬라까지의 MRI 자기장과 같은 강한 외부 자기장이 존재하면, 자석 회전자는 의도하지 않게 조정될 수 있다. 의도하지 않은 조정은 유체유량제어장치의 압력 설정이 특정 환자에게 최적이 아닌 위치로 회전자를 이동시키는 결과를 초래한다. 밸브 또는 장치(이에 의해 자석 회전자)가 어떻게 MRI에 진입하는지에 따라서 MRI 장치의 자기장은 회전자가 신규 설정으로 되돌아가도록(즉, 회전하도록) 일하거나, 또는 밸브가 MRI 자기장으로 90°의 각도로 MRI 장치에 들어가면, MRI 자기장은 회전자가 플립(flip)(즉, 기울어짐)되도록 일할 수 있다. 따라서, 잠재적인 의도하지 않은 조절은 외부 부속품들 및/또는 조절 공구들을 통해 매 시간 환자가 강한 외부 자기장에 있는지 또는 있었는지를 확인하고/확인하거나 조절하는 것이 필요하다. 따라서, 의도하지 않은 설정 변화들에 대한 증가된 저항을 제공하는 유체유량제어장치, 회전자 및/또는 자석에 대한 필요성이 존재한다.
유체유량제어장치 또는 밸브 압력 설정의 의도적 조절, 검증 및 지시는 예를 들어, 로케이터(locator), 인디케이터(indicator) 및/또는 조절 공구들을 포함하는 외부 공구들 및/또는 부품들을 통해 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이, 조절 공구는 이식된 회전자 어셈블리에 연결되고 이를 회전시키기 위한 자석 또는 자석들을 포함하여 장치 또는 밸브 압력 문턱값을 설정할 수 있다. 그러나, 조절 공구를 사용하는 동안 조절 공구는 이식된 밸브로부터 원거리에 위치되고 환자의 외부에 위치되어, 조절 공구 자석들과 밸브 자석 또는 자석들 사이의 장치 요소들 및/또는 조직은 두 개의 자기 결합에 의해 방해될 수 있다. 이러한 간섭에 의해 압력 설정들의 의도적인 조정이 보다 어려워져서 자기장 강도가 감소될 수 있다. 따라서, 이식된 유체유량제어장치와 관련된 외부의 자기적으로 결합가능한 부속품들 사이의 자기 결합 또는 자기장 강도를 향상시키거나 증가시키는 것이 바람직할 수 있다.
네그레(Negre)의 미국등록특허 제5,643,194호는 외부에 설정하기 위한 피하 밸브 및 장치에 대하여 기술하고 있다. 네그레는 회전자 내에 장착된 두 개의 미세자석들 및 소정의 위치에서 회전자를 잠그기 위한 잠금 수단들을 기술한다. 기술된 잠금 수단들은 회전자를 제자리로 잠그도록 선형으로 이동하여 기계식 정지부들(mechanical stops)을 연결하는 내부 장치부분들을 필요로 한다. 이동하는 기계식 부분들은 장치의 수명을 감소시키고 기계의 마모를 증가시키는 경향이 있기 때문에 이러한 유형의 메커니즘을 피하는 것이 바람직하다. 또한, 통상 유체유동제어장치들과 같은 이식가능한 의료 장치들 내에서 가능한 작은 공간으로 활용하거나 쓰이는 부품들을 설계하는 것이 바람직하다. 네그레에 기술된 잠금 메커니즘은 몇 가지 이유로 공간을 바람직하지 않거나 불필요하게 활용할 수 있는데, 그 중 가장 주목할 만한 것은 개시된 특정 이동 부분들을 필요로 하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 설계의 다른 단점은 생물학적 잔해(biological debris)가 더욱 바람직하지않게 이동가능한 부분들을 방해하거나 막는 것이다.
윌슨(Wilson)의 미국특허공개 제2012/0046595호에 이식가능하고 조절가능한 밸브가 개시된다. 윌슨은 밸브 유닛용 회전자에 대하여 개시하는데, 밸브 유닛용 회전자에서 회전자 자석들은 회전자의 회전축에 대한 각으로 가로놓이도록 배열된 자화 축들을 구비하여 지시자 또는 조절 공구와의 상호작용이 향상된다. 윌슨은 각이진 자화 축들이 밸브 어셈블리 내의 물리적으로 기울어진 자석들에 의해 얻어져 자석들이 밸브의 평평하거나 수평한 평면 표면에 대하여 각이진 평면 내에 놓이는 것에 대하여 기술하고 있다. 윌슨에 기술된 물리적으로 기울거나 각이진 자석들 또한 장치 내의 공간을 바람직하지 않게 사용할 수 있다.
의도하지 않은 설정 변화들에 대한 증가된 저항을 제공하는 유체유량제어장치, 회전자 및/또는 자석에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 임의의 구현예들은 베이스 및 상기 베이스 내에 장착된 두 개의 자석들을 포함하는 조정가능한 유체유량제어장치용 회전자 어셈블리로서, 상기 두 개의 자석들 각각은 실질적으로 수직 방향으로 분극되고 상호 대향하는 회전자 어셈블리를 제공한다. 임의의 구현예들에서, 회전자 어셈블리는 중심 구멍(central aperture)을 포함하는 베이스(base)를 포함할 수 있고, 단일의 자석 또는 다수의 자석들은 베이스 내에 임베딩(embedded)될 수 있다. 본 발명에 의한 일 구현예는 카트리지 하우징(cartridge housing) 및 그 안에 적어도 부분적으로 수용되는 회전자 어셈블리(rotor assembly)를 포함하는 카트리지 어셈블리(cartridge assembly)를 추가로 포함한다.
카트리지 하우징은 회전자 어셈블리의 중심 구멍과 결합하고, 이를 둘레로 회전자 어셈블리가 회전하도록 구성된 중심 회전자 피봇(central rotor pivot)또는 축을 포함할 수 있다. 중심 회전자 피봇은 적어도 하나의 스플라인(spline)을 포함할 수 있고, 회전자 중심 구멍은 적어도 하나의 그루브(groove)를 포함할 수 있는데, 적어도 하나의 그루브는 적어도 하나의 스플라인과 결합하도록 구성되어 회전자 피봇 둘레로 회전자 어셈블리가 회전하는 것이 적어도 하나의 그루브와 적어도 하나의 스플라인의 결합에 의해 방지된다. 임의의 구현예들에서, 적어도 하나의 스플라인은 다수의 스플라인들을 포함하고, 임의의 구현예들에서, 적어도 하나의 그루브는 다수의 그루브들을 포함한다.
임의의 구현예들에서, 적어도 하나의 스플라인 또는 다수의 스플라인들의 각각의 스플라인은 회전자 피봇의 높이보다 작은 스플라인 높이를 포함하고, 회전자 어셈블리는 회전자 피봇을 따라서 수직하여 위로 올려지도록 구성되어 회전자 어셈블리가 수직하여 위로 충분한 거리만큼 올려지면 적어도 하나의 그루브가 적어도 하나의 스플라인과 분리되도록 구성되거나, 적어도 하나의 그루브의 하부단이 적어도 하나의 스플라인의 상부단과 이격되어 그 위에 있도록 구성된다. 회전자 어셈블리는 적어도 하나의 그루브가 적어도 하나의 스플라인과 분리되는 것에 의해 회전자 피봇 둘레로 회전하도록 구성된다.
본 발명에 의한 또 다른 구현예들에 의하면, 베이스의 외주를 따르는 적어도 하나의 노치(notch)를 포함하는 베이스, 베이스 내에 임베딩된 자석 또는 자석들 및 내부에 적어도 부분적으로 회전자 어셈블리를 수용하도록 구성된 카트리지 하우징(cartridge housing)을 포함하는 회전자 또는 회전자 어셈블리를 포함하는 카트리지 어셈블리로서, 회전자 어셈블리는 카트리지 하우징 내에서 회전하도록 구성되고, 회전자 어셈블리는 카트리지 하우징의 바닥면에 대하여 수직하여 위로 올려지도록 구성된 카트리지 어셈블리를 제공한다.
카트리지 하우징은 회전자 피봇을 포함하는데, 회전자 피봇 둘레로 회전자 또는 회전자 어셈블리가 회전하도록 구성된다. 임의의 구현예들에서, 카트리지 하우징은 적어도 하나의 노치와 결합하는 적어도 하나의 탭을 포함하는 내벽을 포함하여 카트리지 하우징 내에서의 회전자 어셈블리의 회전은 적어도 하나의 노치와 적어도 하나의 탭과의 결합에 의해 방지된다. 임의의 구현예들에서, 적어도 하나의 탭은 내벽의 높이보다 낮은 높이를 포함하고, 회전자 어셈블리가 올려져서 적어도 하나의 노치의 하부단이 적어도 하나의 탭의 상부단과 이격하여 그 위에 있을 때 적어도 하나의 탭은 적어도 하나의 노치와 분리되도록 구성된다. 회전자는 적어도 하나의 노치가 적어도 하나의 탭과 분리되는 것에 의해 카트리지 내에서 회전하도록 구성된다. 임의의 구현예들에서, 적어도 하나의 노치는 다수의 노치들을 포함하고, 임의의 구현예들에서, 적어도 하나의 탭은 다수의 탭들을 포함한다. 카트리지 하우징이 회전자 피봇 및 다수의 노치들을 포함하는 임의의 구현예들에서, 회전자 피봇은 적어도 하나의 스플라인을 추가로 포함하고, 회전자 어셈블리는 적어도 하나의 그루브를 포함한다.
임의의 구현예들에서, 카트리지 어셈블리는 임의의 몇몇의 구현예들로 기술되는 바와 같이 회전자 어셈블리를 포함하는데, 회전자 어셈블리는 조정 공구에 자기적으로 결합가능하고 조정 공구에 자기적으로 결합되는 것에 의해 수직하여 위로 올려지도록 구성된다.
본 발명에 의한 임의의 구현예들을 중심 수직 축을 포함하는 베이스, 베이스 내에 장착된 두 개의 자석들을 포함하는 조정가능한 유체유량제어장치에 대한 회전 어셈블리를 제공하는데, 각각의 자석들은 평면 표면을 포함하고, 각각의 두 개의 자석들은 베이스 내에 임베딩되어 각각의 자석의 평면 표면은 중심 수직 축에 실질적으로 직교하는 평면 내에 놓이고; 각각의 자석은 중심 수직 축에 대하여 0°부터 90°미만의 각으로 분극되는 각을 포함한다. 각각의 자석은 수평 평면 표면 및 수평 자석 축을 포함할 수 있고, 수평 자석 축에 대하여 각각의 자석이 분극되는 각은 0°이상이거나 90°미만의 각을 포함할 수 있다. 임의의 구현예에서, 각진 자화 또는 분극화된 자석을 구비한 회전자 어셈블리는 서로 연결된 두 개의 각이진 분극 자석들을 포함하여 단일 회전자 자석을 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 시스템들은 유입구 및 유입구로부터 이격된 배출구, 유입구로부터 배출구로 유체의 유동을 제어하기 위한 밸브 메커니즘을 포함하는 이식가능한 유체유량제어장치를 포함하는데, 밸브 메커니즘은 볼 및 회전자 어셈블리와 상호작용하도록 구성된 스프링 및 고정 이중 동심 스테어-스텝 어레이를 포함한다. 회전자 어셈블리는 외부에 적용된 자기장에 대응하는 스테어-스텝 어레이에 대하여 회전하도록 구성되는데, 이러한 회전은 스테어-스텝 어레이에 대하여 회전자 어셈블리를 상승시키거나 낮추고, 회전자 어셈블리는 내부에 두 개의 자석들이 장착된 베이스를 포함하는데, 각각의 두 개의 자석들은 실질적으로 수직 또는 서로에 대하여 대향하여 위치된 수직 방향으로 분극될 수 있거나 수평 자석 축에 대하여 각이 지도록 분극될 수 있다.
본 발명에 의한 시스템들은 유입구 및 유입구로부터 이격된 배출구, 유입구로부터 배출구로 유체의 유동을 제어하기 위한 밸브 메커니즘을 포함하는 이식가능한 유체유량제어장치를 포함하는데, 밸브 메커니즘은 볼 및 회전자 어셈블리와 상호작용하도록 구성된 스프링 및 고정 이중 동심 스테어-스텝 어레이를 포함한다. 회전자 어셈블리는 외부에 적용된 자기장에 대응하는 스테어-스텝 어레이에 대하여 회전하도록 구성되는데, 이러한 회전은 스테어-스텝 어레이에 대하여 회전자 어셈블리를 상승시키거나 낮추고, 회전자 어셈블리는 내부에 자석이 장착된 베이스 및 장치가 장한 자기장 내에 있을 때 회전자 어셈블리의 의도하지 않은 회전을 방지하도록 구성되고 회전자 어셈블리의 의도하지 않은 회전을 허용하도록 구성되어 장치의 압력 설정을 조정하는 기계식 정지구를 포함한다.
본 발명에 의한 방법들은 각진 분극화 또는 자화를 갖는 자석들을 제조하거나 생산하기 위한 방법들을 포함하는데, 각진 자화를 포함하는 자석들은 자석의 바람직한 분극화 각도와 동일한 각도를 포함하는 물질 입자를 따라 자성 물질을 가공하는 것에 의해 제조되거나 생산될 수 있다.
도 1은 피하이식가능하고 경피적으로 조절가능한 본원에 유용한 유체유량제어장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 의한 유체유량제어장치의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 장치의 분해조립도이다.
도 4는 도 2의 장치 일부분의 삼차원 단면도이다.
도 5는 본원에 유용한 회전자 어셈블리와 자석의 상부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 구현예에 의한 유체유량제어장치에 대한 회전자 어셈블리의 상부 단면도이다.
도 6a는 도 6의 회전자 어셈블리의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 구현예에 의한 가상의 두 개의 회전자 자석들을 보여주는 도 6 및 도 6a의 회전자 어셈블리의 삼차원도이다.
도 8은 본 발명의 구현예에 의한 회전자 자석의 삼차원도이다.
도 9a는 본 발명의 구현예에 의한 카트리지 하우징(cartridge housing)의 삼차원도이다.
도 9b는 도 10의 카트리지 어셈블리의 상부도이다.
도 9c는 가상으로 도시된 회전자 어셈블리 및 카트리지 하우징의 부분들과 도 9b의 카트리지 어셈블리의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 구현예에 의한 카트리지 어셈블리의 삼차원도이다.
도 11은 본 발명의 구현예에 의한 카트리지 어셈블리의 삼차원 분해조립도이다.
도 12a-12e는 본 발명의 구현예에 의한 회전자 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 13a-13c는 본 발명의 구현예에 의한 카트리지 하우징을 도시한 도면이다.
도 14a-14e는 본 발명의 구현예에 의한 회전자 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 15a-15c는 본 발명의 구현예에 의한 카트리지 하우징을 도시한 도면이다.
도 16a-16e는 본 발명의 구현예에 의한 회전자 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 17a-17c는 본 발명의 구현예에 의한 카트리지 하우징을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 구현예에 유용한 자석들에 대한 종래의 자석 극성을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 구현예에 유용한 자석들에 대한 각이진 자석 극성을 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 구현예에 유용한 자석들에 대한 각이진 자석 극성을 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명에 의한 다양한 자기화 각도에서 자화된 회전자 자석들에 대하여 유체유동제어장치 부속품 공구와 유체유동제어장치의 회전자 어셈블리 사이의 인력을 도시한 플롯이다.
도 1은 본원에 개시에 따른 장치 및 어셈블리들에 유용한 유체유량제어장치(20)를 도시한 도면이다. 유체유량제어장치(20)는 환자(미도시)에 피하 이식가능하고 경피적으로 조절가능하다. 유체유량제어장치(20)는 각각 하나의 수술용 튜빙(미도시)의 일단을 수용하는 유입구 커넥터(22) 및 배출구 커넥터(24)를 포함한다. 유입구(22)는 환자의 두개골을 통해 압축된 뇌척수액(CSF)을 포함하는 뇌실 내로 삽입되는 카데터(미도시)에 유동적으로 연결되도록 구성된다. 배출구 커넥터(24)는 환자 신체 내의 다른 위치로 직접 CSF를 제공하는 원위 카데터에 유동적으로 연결되도록 구성된다. 도 2는 도1의 유체유량제어장치의 2-2선을 따른 단면을 도시한 도면이다. 유체유량제어장치(20)는 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명되는 유체 레저부아(reservoir)(60), 밸브 메커니즘(38) 및 회전자 어셈블리(100)을 포함한다. 또한, 도 2에 후술되는 외부 공구(140)가 도시된다.
도 3은 도 1의 유체유량제어장치(20)의 분해조립도이다. 유체유량제어장치(20)는 회전자 어셈블리(100)를 하우징하기 위한 카트리지 하우징(41)을 포함하는 카트리지 어셈블리(40)를 포함한다(도 2). 도 4는 도 2의 일부 단면도의 삼차원도이다. 밸브 메커니즘(38)은 유입구 커넥터(22)로부터 배출구 커넥터(24)까지 유체유동 "F"를 제어하기 위한 수단들을 제공한다. 보다 구체적으로, 밸브 메커니즘(38)은 플러싱 레저부아(flushing reservoir)(60)로부터 카트리지 배출구 유체 통로(50)로 유체 유동 "F"을 제어한다. 밸브 메커니즘(38)은 밸브 시트(92)에 안착된 볼(ball)(94)을 포함하여 유체 통로(50)를 통해 유체의 유동을 제어한다. 압력 스프링(96)은 볼(94) 하부에 배치되고 이와 접촉하여 유입구(22)와 배출구(24) 사이의 유체 압력 차이가 선택되거나 또는 바람직한 밸브 개구 압력을 초과할 때까지 통로(90)가 폐쇄되는 것을 유지하도록 밸브 시트(92)에 대하여 볼(94)을 바이어스(bias) 시킨다. 압력 스프링(96)은 회전자 어셈블리(100)의 제1 상부면(98)에 의해 볼(94)에 대향하는 단부에서 지지된다. 회전자 어셈블리(100)는 자석(120) 을 포함하거나 본원에서 후술하는 임의의 자석들을 포함할 수 있다. 자석(120)은 상부 및 하부면들(98,104)을 규정하는 베이스(122) 내에 제공된다. 자석 또는 자석들(120)은 베이스(122) 내에 임베딩(embedded)되거나 캡슐화(encapsulated)될 수 있다. 도 5는 단일 회전자 지석(120)이 내부에 임베딩된 베이스(122)를 포함하는 회전자 어셈블리(100)의 상부 평면도이다.
도 4로 돌아가면, 회전자 어셈블리(100)의 하부면(104)은 하부면(104)으로부터 돌출된 단일 또는 다중 돌기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부면(104)은 단일 또는 다중 다리를, 탭들(tabs) 또는 발들(feet)을 포함할 수 있다. 도 4에 내부 및 외부 다리들(134,136)이 도시되었고, 돌기 또는 돌기들의 다른 구성들이 후술된다. 그럼에도 불구하고, 돌기 또는 돌기들은 단일 스텝 배열(602)(도13a) 또는 고정된 이중 동심 스텝 배열(102)의 다수의 내부 및 외부 스텝들(108,110) 중에서 선택된 하나를 지지하도록 구성될 수 있다. 회전자 어셈블리(100)는 후술하는 바와 같이 적용된 자기장에 대응하여 회전하도록 구성된다.
단일(602)(도13a) 또는 이중 동심 스텝 배열(102)은 볼(ball)(94)에 적용된 바이어스(bias) 양을 조절하도록 허용하여 선택된 밸브 메커니즘(38) 개구 압력을 가변시킨다. 회전자 어셈블리(100)의 하부면(104)은 면(104)로부터 돌출된 돌기 또는 돌기들(즉, 도 4의 다리들 134,136)과 상호작용하는 스텝 배열(102,602)에 의해 지지되어 밸브 메커니즘(38)에 대하여 회전자 어셈블리(100)의 상대적인 높이를 가변시킨다. 예를 들어, 도 4, 9a에 도시된 바와같이 이중 동심 계산 배열(102)은 회전자 피봇(106)을 둘러싸는 다수의 내부 스텝들(108) 및 내부 스텝들(108)의 주변으로 연장되는 다수의 대응하는 외부 스텝들(110)을 포함한다. 내부 및 외부 스텝들(108,110)은 상기 스텝들이 중심 회전자 축 A에 대하여 동일한 아치(arch)로 다른 하나에 대향하고 동일 레벨에 위치되도록 구성된다.
회전자 어셈블리(100)는 (도시된) 단일 자석 또는 수평 배열 극성을 갖는 이중 자석들 또는 후술하는 임의의 자석들을 포함하는 회전자 자석(120)을 포함할 수 있다. 외부 자석 공구 또는 부품(140)(도 2)은 회전자 어셈블리(100)의 위치를 조정하고, 위치시키거나 확인하는데 사용될 수 있다. 도 2 및 도 4에 도시된 내부 및 외부 다리들(134,136)은 너브들(nubs)을 포함할 수 있으나, 다리들(134,136)은 다양한 형상들을 갖는 돌기들과 같은 다른 구성들을 포함하거나 상술한 다른 돌기들을 포함할 수 있다.
본원에 개시되고, 기술되고/기술되거나 다양한 구현예들로 도시된 회전자 어셈블리들, 카트리지들, 카트리지 하우징들, 베이스들, 자석들 및/또는 다를 하우징들 또는 이들과 사용되는 어셈블리들을 포함하는 유체유량제어장치 요소들의 임의의 하나는 본원에 개시된 유체유량제어장치(20) 또는 본원에 개시된 요소들 중 임의의 하나로 이용될 수 있다는 것이 이해되어야한다. 그러나, 하나의 구현예에서, 회전자 어셈블리(655) 및 카트리지 하우징(610)(도 12a,13a)은 회전자 어셈블리(100)를 및 유체유량제어장치(20)의 카트리지 하우징(41)을 대신하여 사용될 수 있다. 다른 구현예에서, 자석들(315,325)(도 11)은 자석(120) 또는 자석들(300,310)(도 8) 등을 대신하여 사용될 수 있다. 유사하게 본원에 개시된 유체유량제어장치 요소들의 임의의 하나는 다른 유체유량제어장치들(미도시)에서 다양하게 이용될 수 있다.
도 6에 본 발명의 일 구현예에 의한 회전자 어셈블리(200)의 상부 단면도가 도시되었다. 회전자 어셈블리(200)는 하우징 또는 베이스(222) 및 두 개의 자석들로서, 베이스(222)에 임베딩된 제1 자석(300) 및 제2 자석(310)들을 포함한다. 외부 링(228)은 베이스(222)의 원주 둘레로 립(lip)을 규정한다. 외부 링(228)은 도 6의 회전자 어셈블리(200)의 측단면도인 6a에 보다 상세하게 도시되었다. 링(228)은 유체유량제어장치의 일부와 상호작용하는 락-스텝 탭(lock-step tab)(266)을 포함하여 예를 들어, 스테어-스텝 어레이(402)에 대한 회전자 어셈블리(200)의 회전을 360°미만으로 제한하는 정지구(stop)로 기능할 수 있다. 그러나, 링(228)은 임의의 구현예들에서 락-스텝 탭(lock-step tab)(266) 없이 제공될 수 있다. 너브의 형태로 도시된 내부 다리들(234) 및 외부 다리들(236)은 베이스(222)의 하부면(27)에 의존하고 예를 들어, 이중 동심 스테어 스텝 어레이(402)(도9a)와 같은 유체유량제어장치(20)의 일부과 상호작용하도록 구성된다.
도 7은 락-스텝 탭(266)이 외부 링(228)로부터 돌출된 것을 보여줄 수 있는 회전자 어셈블리(200)의 삼차원 도면이다. 내부 및 외부 다리들(234,236)은 부분적으로 가상으로 도시되었다. 자석들(300,310) 또한 베이스(222) 내에 가상으로 도시되었다. 자석들(300,310)은 베이스(222) 내에 장착되거나 임베딩될 수 있는데, 자석들(300,310)은 베이스(222) 내에서 서로에 대하여 다양한 거리들로 위치된다. 자석들(300,310)은 매우 근접하게 위치되어 자석들(300,310)은 서로에 대하여 거의 접촉하거나 접촉할 수 있다. 유사하게, 자석들(300,310)은 자석들(300,310) 사이에 공간(도시된 바와 같이)을 가지고 위치될 수 있다.
제1 및 제2 자석들(300,310)은 각각 대략 직선의 모서리들 또는 측부들을 구비한 5개의 측면을 가진 다각형 형태(평면도 또는 상부 단면도에서)를 포함하는 것으로 도시된다. 그러나, 몇몇의 구현예들에서 자석들(300,310)은 원, 반원, 구, 반구, 타원 또는 다각형을 포함하는 형태 또는 형태들의 조합을 포함할 수 있다. 제1 자석(300) 및 제2 자석(310)은 실질적으로 유사하게 형상화된 구성들 및 크기들을 포함할 수 있거나 각각 상술한 수 개의 형태들 중 다른 하나를 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 자석들(300,310) 모두 수직 또는 실질적으로 수직인 방향, 즉, 실질적으로 회전자 어셈블리중심 수직 회전자 축 A' 에 평행하게 분극화(polarized)되고 자석들(300,310)의 극성 P1,P2는 각각 반대로 배열된다. 따라서, 화살표 P1 및 P2로 도시된 바와 같이 자석들(300,310)은 각각 수직 극성을 포함하고 서로 다른 반대의 극성을 갖는다.
도 8은 상술한 수직 극성이 도시된 회전자 어셈블리(200)로부터 분리된 하나의 자석(300)의 삼차원도이다. 자석(300)은 화살표 P1에 의해 지시된 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 분극화된다. 극성 P1은 자석(300)의 수평한 상부 평면 (320)에 대하여 수직이거나 실질적으로 수직이다.
자석들(300,310)의 극성 P1,P2의 대향 배열이 외부 장과 조정되도록 자석들(300,310)(따라서, 회전자 또는 회전자 어셈블리)의 순 경향(net tendency)을 효과적으로 삭제하기 때문에 개시된 방식의 수직 극성 P1,P2를 포함하는 자석들(300,310)을 포함하는 회전자 어셈블리(예를 들어, 200)는 자기공명영상(MRI) 절차 동안 강하거나 또는 근처의 외부 자기장과 배열하는 것에 저항하는 경향이 있다. 따라서, 계획적인 조정이 수행되는 동안 의도하지 않은 압력 설정 변경을 최소화하거나 피할 수 있다. 밸브 개구 압력을 가변하도록 의도하거나 계획한 회전자 어셈블리(200)의 조정은 외부 조정 공구(예를 들어, 도2, 140)를 사용하여 수행될 수 있는데, 외부 조정 공구는 회전자 어셈블리 자석들(300,310)에 상보적 배열로 구성된 극성을 포함하는 공구 자석(미도시)을 동시에 제공한다.
도 9A와 10 사이를 참조하여 회전자 어셈블리 및 카트리지 어셈블리의 다른 구현예들이 기술될 것이다. 도 9a에 회전자 어셈블리(455)를 수용하기 위한 카트리지 어셈블리(400)가 도시되었다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 카트리지 하우징(410)은 회전자 어셈블리(455)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 캐비티(cavity)(430)를 포함하는데, 카트리지 하우징(410) 및 회전자 어셈블리(455)는 도 10에 도시된 카트리지 어셈블리(400)를 형성한다. 카트리지 하우징(410)은 상술한 스테어-스텝 어레이(102)와 유사한 고정된 이중 동심 스테어-스텝 어레이(402)를 포함하는 하부면(404)을 포함한다. 중심 회전자 피봇 또는 축(axle)(420)은 중심 회전자 어셈블리(455)의 중심 구멍(central aperture)(250)에 결합하도록 구성되어 회전자 어셈블리(455)가 중심 회전자 피봇(420)을 따르는 다양한 축 위치들에 위치될 때 회전자 어셈블리(455)는 중심 회전자 피봇(420) 둘레로 회전할 수 있다. 중심 회전자 피봇(420)을 포함하는 것은 캐비티(430) 내에 회전자 어셈블리(455)를 위치시키는 것을 도울 수 있고, 따라서 회전자 피봇(420)은 회전자 어셈블리(455)의 위치를 제어하도록 보조한다. 추가로, 중심 회전자 피봇(420)은 중심 수직 피봇 축들 A''을 포함하고 적어도 하나의 스플라인(spline)(422)을 포함할 수 있다. 중심 회전자 피봇(420)은 임의의 개수의 스플라인들(422), 즉, 다수의 스플라인들, 예를 들어, 도 9a에 도시된 두 개의 스플라인들을 구비한 두 개 이상의 스플라인들(422)을 포함하는 임의의 개수의 스플라인들(422)을 포함할 수 있다. 스플라인들(422)은 스플라인 높이 "hs", 스플라인 넓이 "Ws" 및 깊이 "ds"를 포함한다. 스플라인 높이 "hs"는 중심 회전자 피봇(420)의 높이 "hp"보다 작을 수 있고, 스플라인 넓이 "Ws" 및 깊이 "ds"는 임의의 넓이 또는 깊이이거나 중심 피봇(420)의 직경 "d"에 대하여 유리하게 작을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 임의의 구현예들에서, 스플라인 넓이 "Ws" 및/또는 스플라인 깊이 "ds"는 피봇 직경 "d"와 동일하거나 클 수 있다.
중심 회전자 피봇(420)은 하나 이상의 스플라인(422)을 포함하고, 다수의 스플라인들(422) 각각의 스플라인 높이 "hs"는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 달리, 스플라인(422)의 높이 "hs"는 다양할 수 있다. 회전자 어셈블리(455)의 중심 구멍(250)이 중심 회전자 피봇(420) 위로 미끄러질 때 스플라인 또는 스플라인들(422)은 회전자 어셈블리(455)(도10) 상에 적어도 하나의 그루브(groove)(260)와 결합하도록 구성되어 회전자 어셈블리(455)는 카트리지 하우징(410)의 캐비티(430) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 상술한 바와 같이 카트리지 하우징(410)과 회전자 어셈블리(455)의 결합에 의해 카트리지 어셈블리(400)가 생성된다. 카트리지 어셈블리(400)는 유체유량제어장치(20)와 같은 유체유량제어장치와 사용되도록 구성된다. 카트리지 어셈블리(400)는 유체유량제어장치 내에 위치되어 회전자 어셈블리(455)가 밸브 메커니즘(38)(도 1)과 상호작용하여 환자의 뇌안의 뇌척수액의 유량을 제한다. 따라서, 카트리지 유체 배출구(440)는 밸브 메커니즘(38)을 지나서 장치의 외부로 CSF의 이동을 허용하도록 구성된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 회전자 어셈블리(455)는 자석들(315,325)을 포함하는데, 자석들(315,325)은 둥글거나 만곡진 측면(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 자석들(315,325)은 회전자 어셈블리(455)의 중심 구멍(250) 둘레로 이격되어 위치되고, 따라서 도시된 바와 같이 회전자 어셈블리(455)가 카트리지 하우징(410) 내에 위치될 때 중심 회전자 피봇(420) 둘레로 이격된다. 자석들(315,325)은 상술한 자석들(300,310)과 유사하여 자석들(315,325)은 실질적으로 대향하는 수직 극성을 포함한다. 그러나, 자석들(315,325)은 수평 극성(예를 들어, 도 2, 18에 개시)을 포함할 수 있거나 도 19-21을 참조하여 보다 자세하게 후술하는 바와 같이 각진 극성을 포함하는 단일 자석 또는 자석들을 포함할 수 있다. 또한, 회전자 어셈블리(455)는 회전자 피봇(420)을 연결하기 위한 자석 구멍을 구비한 단일 자석(미도시)을 포함할 수 있다.
회전자 어셈블리(455)는 중심 구멍(250) 안 또는 이를 따라 적어도 하나의 그루브(groove)(260)를 포함하고 임의의 개수의 그루브들(260), 즉 다수의 그루브들, 예를 들어 도 9a 및 10에 도시된 바와 같이 다섯 개의 그루브들(260)을 포함할 수 있다. 각각의 그루브(260)는 하나의 그루브(260)로부터 다른 하나로 변화하는 크기 및 형태를 가질 수 있으나, 각각의 그루브(260)는 중심 회전자 피봇(420)의 각각의 스플라인(422)과 (예를 들어, 미끄러짐을 통해) 결합하도록 구성된다. 스플라인들(422) 및 그루브들(260)의 개수는 서로 다를 수 있으나, 적어도 스플라인들(422) 개수만큼의 그루브들(260)의 개수를 포함하는 것, 즉, 그루브들(260)은 스플라인들(422)보다 많거나 많지 않은 것이 바람직할 수 있다.
회전자 어셈블리(455)는 카트리지 하우징(410) 내에 적어도 부분적으로 위치되도록 구성되어, 그루브 또는 그루브들(260)은 스플라인 또는 스플라인들(422)과 결합하도록 구성되어 회전자 어셈블리(455)의 하부면(470)(도 9b 및 9c)에 매달린 내부 및 외부 다리 또는 다리들(334,336)은 카트리지 하우징(410)의 하부면(404)에 인접하거나 근접하거나 접촉한다. 참조로, 다리들(334,336)이 하부면(404)과 접촉할 때 다리들(334,336)은 이중 동심 스테어-스텝 어레이(402)와 접촉한다. 표면들(470,404)의 근접성과 관계없이, 그루브(260)가 적어도 스플라인(422)으로 미끄러지거나 결합하면 회전자 어셈블리(455)는 중심 회전자 피봇(420) 둘레로 회전하는 것으로부터 방지될 것이다. 따라서, 적어도 하나의 그루브(260) 또는 다수의 그루브들은 적어도 하나의 스플라인(422) 또는 다수의 스플라인과 결합하도록 구성되어 중심 회전자 피봇(420) 둘레로 회전자 어셈블리(455)가 회전하는 것이 결합에 의해 방지된다. 이와 관련하여, 스플라인(422) 및 그루브(260) 구성은 의도하지 않거나 바람직하지 않은 중심 회전자 피봇(220) 둘레로 회전자 어셈블리(455)의 회전을 방지하는 기계식 정지구로서의 역할을 한다. 이러한 유형의 기계식 정지구는 상술한 바와 같이 유체유량제어장치(20)(또는 회전자, 회전자 어셈블리 또는 장치의 자석)가 외부 자기장에 의해 회전자 어셈블리(455)의 배열을 일으킬만큼 충분히 강한, 그러나 기계식 정지구에 대한 외부 자기장 내에 존재할 때 바람직할 수 있다.
회전자 또는 회전자 어셈블리의 회전이 바람직한 경우, 즉, 의도적인 조정이 바람직하거나 필요한 경우에 회전자 어셈블리(455)는 회전자 피봇(420)을 따라 수직으로 또는 위로 올려지도록 구성된다. 회전자 어셈블리(455)가 수직으로(위로) 올려지면 적어도 하나의 그루브(260)의 하부단(262)은 적어도 하나의 스플라인(422)의 상부단(423)에 이격되어 위에 위치하고, 적어도 하나의 그루브(260)는 적어도 하나의 스플라인(422)과 분리되어 회전자 어셈블리(455)가 회전자 피봇(420) 둘레로 자유롭게 회전하도록 허용한다. 회전자 피봇(420) 둘레로의 회전자의 자유도는 상술한 바와 같이 밸브 설정의 조정을 허용한다.
도 11에 카트리지 어셈블리의 다른 구현예, 즉, 카트리지 어셈블리(500)의 분해도가 도시되었다. 카트리지 어셈블리(500)는 상술한 유동 배출구(440)와 유사한 카트리지 유동 배출구(540)를 포함하는 카트리지 하우징(510)을 포함한다. 유사하게, 하우징(510)은 상술한 스테어-스텝 어레이들(102,402)과 유사한 고정된, 이중 동심 스테어-스텝 어레이(502)를 포함한다. 회전자 어셈블리(555)는 상술한 임의의 자석들을 포함하는데, 예를 들어, 도 19-21을 참조하여 기술되는 바와 같이 수직, 실질적으로 수직 또는 수평의 극성을 포함하고 대향하여 배열된 수직 또는 각이진 극성을 포함하는 자석 또는 자석들이 단일 자석 또는 두 개의 자석들을 포함할 수 있다. 두 개의 외부 다리들(436)이 상술한 다리들(235,336)과 유사하게 가상으로 도시되었다. 카트리지 하우징(510)은 카트리지 하우징(410)을 참조하여 상술한 바와 같이 중심 회전자 피봇을 포함하지 않는 것으로 도시되었지만, 카트리지 하우징(510)은 회전자 피봇(420)(도 10)과 유사한 회전자 피봇(미도시)를 포함할 수 있다. 유사하게, 중심 회전자 피봇(미도시)은 도 9a-10을 참조하여 상술한 바와 같이 적어도 하나의 또는 다수의 스플라인들 및/또는 그루브들을 포함할 수 있다.
하우징(510)은 하우징(510)의 내벽(428) 상에 또는 인접하여 적어도 하나의 탭(tab)(424)을 포함한다. 하우징(510)은 임의의 개수의 탭들(424)을 포함할 수 있는데, 즉, 카트리지 하우징(510)은 예를 들어, 도 11에 도시된 두 개의 탭들을 구비한 두 개의 또는 두 개 이상의 탭들(424)과 같은 다수의 탭들(424)을 포함할 수 있다. 도 11에 일 구현예로서 도시된 직사각형 탭과 같이 탭들(424)은 다양한 형태, 크기 및 구성들을 포함할 수 있다. 탭들(424)은 탭 높이 "ht", 탭 넓이 "wt" 및 탭 깊이 "dt"를 포함하는데, "ht"는 내벽(428)의 높이 "hw"보다 작을 수 있고, "wt" 및/또는 "dt"는 카트리지 하우징 벽(411)의 넓이 "Wc"에 비하여 상대적으로 작을 수 있다. 탭들(424)이 상대적으로 작은 넓이 및/또는 깊이 "wt" , "dt"를 유지하는 것은 상술한 바와 같은 이유로 인하여 바람직하게 카트리지 어셈블리(510) 내에 적어도 또는 최소한의 공간을 유리하게 필요로하거나 소비할 수 있다. 따라서, 탭들은 낮은 프로파일로 고려될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 대안으로, 탭 넓이 "wt" 및/또는 탭 깊이 "dt"는 카트리지 벽 넓이 "wc"와 동일하거나 클 수 있다.
카트리지 하우징(510)이 하나 이상의 탭(424)을 포함하는 경우, 다수의 탭들(424)의 각각의 탭 높이 "ht"는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 달리, 탭들(424)의 높이 "ht"는 다양할 수 있다. 탭 또는 탭들(424)은 회전자 어셈블리(555)가 하우징(510)의 캐비티(430') 내에 적어도 부분적으로 위치될 때 회전자 어셈블리(555) 둘레 상의 적어도 하나의 노치(notch)(224)와 결합하도록 구성된다. 적어도 하나의 노치(224)는 임의의 개수의 노치들(224), 즉, 예를 들어, 도 14에 일부 가상으로 도시된 바와 같이 9개의 노치들(224)와 같이 다수의 노치들을 포함할 수 있다. 각각의 노치들(224)은 하나의 노치(224)로부터 다른 하나로 변화하는 크기 및 형태를 가질 수 있으나, 각각의 노치(224)는 카트리지 하우징(510)의 각각의 탭(424)과 (예를 들어, 미끄러짐을 통해) 결합하도록 구성된다. 탭들(424) 및 노치들(224)의 개수는 서로 다를 수 있으나, 적어도 탭들(424)의 개수만큼의 노치들(224)의 개수를 포함하는 것, 즉, 노치들(224)은 탭들(424)보다 많거나 많지 않은 것이 바람직할 수 있다. 회전자 어셈블리(555)는 카트리지 하우징(510) 내에 적어도 부분적으로 위치되도록 구성되어, 적어도 하나의 노치(224)가 적어도 하나의 탭(424)과 결합하도록 구성되어 회전자 어셈블리(555)의 하부면(570)(또는 하부면(570)에 매달린 내부 및 외부 다리 또는 다리들(434,436)은 카트리지 하우징(510)의 하부면(504)과 인접하거나 근접하거나 접촉한다. 표면들(570)(또는 다리들, 434,436) 및 (404')의 근접성과 관계없이, 노치(224)가 적어도 탭(424)으로 미끄러지거나 결합하면 회전자 어셈블리(455)는 카트리지 하우징(510) 내에서 회전하는 것으로부터 방지될 것이다. 따라서, 적어도 하나의 노치(224)는 적어도 하나의 탭(422)과 결합하도록 구성되어 회전자 어셈블리(555)가 회전하는 것이 결합에 의해 방지된다. 이와 관련하여, 탭(424) 및 노치(224) 구성은 의도하지 않거나 바람직하지 않게 카트리지 하우징(510) 내에서 회전자 어셈블리(555)가 회전하는 것을 방지하는 기계식 정지구로서의 역할을 한다. 이러한 유형의 기계식 정지구는 상술한 바와 같이 회전자 어셈블리(555)를 포함하는 유체유량제어장치(20)가 외부 자기장에 의해 회전자 어셈블리(555)의 배열을 일으킬만큼 충분히 강한, 그러나 기계식 정지구에 대한 외부 자기장 내에 있을 때 바람직할 수 있다. 회전자 또는 회전자 어셈블리의 회전이 바람직한 경우, 즉, 의도적인 조정이 바람직하거나 필요한 경우에 회전자 어셈블리(555)는 표면(404')에 대하여 수직으로 또는 위로 올려지도록 구성된다. 회전자 어셈블리(555)가 수직으로(위로) 올려지면 적어도 하나의 노치(224)의 하부단(225)은 적어도 하나의 탭(424)의 상부단(425)에 이격되어 그 위에 위치하고, 적어도 하나의 노치(224)는 적어도 하나의 탭(424)과 분리되어 회전자 어셈블리(555)가 카트리지 하우징(510) 내에서 자유롭게 회전하도록 허용한다. 회전자 피봇(420) 둘레로의 회전자의 자유도는 상술한 바와 같이 밸브 설정의 조정을 허용한다.
카트리지 어셈블리(400)와 같이, 회전자 어셈블리(555)와 카트리지 하우징(510)을 연결하여 카트리지 어셈블리(500)를 생성한다. 카트리지 어셈블리(500)는 카트리지 어셈블리(400)와 같이, 유체유량제어장치(20)와 같은 유체유량제어장치와 사용되도록 구성된다. 카트리지 어셈블리(500)는 유체유량제어장치 내에 위치되어 회전자 어셈블리(555)가 밸브 메커니즘(38)(도 2)과 상호작용하여 환자의 뇌안의 뇌척수액의 유량을 제어한다. 따라서, 카트리지 유체 배출구(540)는 밸브 메커니즘(38)을 지나서 장치(20)의 외부로 CSF의 이동을 허용하도록 구성된다.
카트리지 어셈블리들(400,500)의 상기 구성들을 염두하여 두면, 회전자 어셈블리(455,555)의 회전 및 따라서 카트리지 어셈블리들(400,500)이 위치될 수 있는 유체유량제어장치(예를 들어, 20)의 압력 설정의 조정은 상술한 조정 공구(140)와 같은 외부 공구를 통해 의도적으로 수행될 수 있다. 조정 공구(140)는 회전자 어셈블리(455,555)에 임베딩된 회전자 자석 또는 자석들(예를 들어, 120, 300, 315,325, 615, 317, 327 등)에 자기적으로 결합되도록 구성되어 상술한 방식으로 회전자 어셈블리(455,555)를 들어올리는데, 즉, 이에 의해 적어도 하나의 그루브(260) 또는 노치(224)가 적어도 하나의 스플라인(422) 또는 탭(424) 위로 상승되고 이들로부터 분리되어 회전자 어셈블리(455,555)의 회전을 허용하고 회전자 어셈블리(455,555)의 조정을 통해 장치의 압력 설정이 조정된다.
일단 바람직한 회전, 따라서 압력 설정이 얻어지면, 회전자 어셈블리(455,555)는 외부 공구(140)로부터 자기적으로 분리되어 적어도 하나의 그루브(260) 또는 노치(224)는 다시 또는 최초로 적어도 하나의 스플라인(422) 또는 탭(424)과 결합하도록 허용되고, 중심 회전자 피봇(420) 둘레로의 회전자 어셈블리(455,555)의 추가 회전 또는 카트리지 하우징(410,510) 내의 회전자 어셈블리(455,555)의 추가 회전은 스플라인 또는 스플라인들(422)이 그루브 또는 그루브들(260)(회전자 어셈블리 455의 경우)로부터 다시 분리되거나 탭 또는 탭들(424)이 노치 또는 노치들(224)(회전자 어셈블리 555의 경우)로부터 다시 분리될때까지 방지된다.
도 12a-12e에 본 발명의 다른 구현예에 의한 회전자 어셈블리가 도시되었다. 회전자 어셈블리(655)는 카트리지 하우징(610)(도 13a-c)의 중심 회전자 피봇 또는 축(620)과 결합하기 위한 중심 구멍(650)을 갖는 하우징 또는 베이스(622)를 포함한다. 회전자 어셈블리(655)는 베이스(622) 내에 임베딩된 자석(615)을 포함한다. 자석(615)은 일단에 그루브(616)를 갖고, 그루브 단에 대향하는 화살형 단 또는 첨단(pointed end)(617)을 갖는 단일 자석을 포함한다. 이러한 자석(615) 구성은 엑스-레이 또는 형광투시(fluoroscopy)와 같은 영상 기법들을 이용한 밸브의 유체 유동 방향을 지시하는데 도움이될 수 있다. 자석(615)의 극성은 회전자 어셈블리(655)의 하부면(670)에 대한 수평 극성을 보여주는 화살표 P5에 의해 지시된다. 대안으로, 자석(615)은 본원에 기술된 다른 자석 구성들을 포함할 수 있고, 예를 들어, 수직, 실질적으로 수직 또는 각이진 방향으로 극화된 하나 이상의 자석들을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 자석(615)은 회전자 중심 구멍(650)과 배열된 자석 중심 구멍(651)을 포함한다.
회전자 어셈블리(655)는 어셈블리(655)의 하부면(670)으로부터 아래로 돌출된 돌기(642)를 포함한다. 돌기(642)는 스템부(stem portion)(644) 및 헤드부(646)를 포함한다. 그러나, 돌기(642)는 다양한 구성들 및 형태들을 포함할 수 있는데, 돌기(642)의 형태 또는 구성은 카트리지 하우징(610)(도13a)의 탭들 또는 정지구들(632) 내에 또는 이들 사이에 결합하거나 끼워맞춤되도록 구성된다. 도 12c에 지시된 바와 같이 돌기(642)는 하부 또는 바닥면(647), 길이 "PL", 스템부 넓이 "PW1" 및 헤드부 넓이 "PW2" 뿐 아니라 돌기부 높이 "Ph"(도 12e)를 갖는다. 넓이, 길이 및 높이는 후술하는 의도하지 않은 설정 변경에 대한 필요한 저항을 제공하기에 실질적으로 충분한 돌기(642)를 제공하도록 선택될 수 있는데, 충분히 작게 크기화되어 회전자 어셈블리(655)가 차지하는 공간을 최소화한다. 돌기(642)의 헤드(646)는 도시된 둥근 모서리들을 포함하거나 다른 기하학적 구조 또는 형태들을 포함할 수 있다.
도 12a-12e에 도시된 바와 같이, 돌기(642)는 베이스(622)를 따라 방사방향으로 위치되어 돌기(642)는 자석(615) 극성 P5의 각에 대하여 실질적으로 수직이다. 달리, 돌기(642)는 자석 주변에 방사방향으로 위치되어 돌기(642)는 P5에 대하여 90°의 각도이다. 이러한 방식으로 돌기(642)를 위치시키는 것은 잠금 위치에서 벗어나도록 회전자를 당기거나 위로 올리는 힘을 최소화한다. 예를 들어, 회전자 어셈블리(655)가 카트리지 하우징(610)의 캐비티(630) 내에 위치될 때, 자석(615)에 작용하는 외부힘들은(예를 들어, 상술한 바와 같이 만일 회전자(655)가 MRI 장치 자기장에 대하여 실질적으로 90°에서 MRI 장치에 들어가면) 회전자 어셈블리(655)를 P5에 수직인 축을 따라 전후로 약간 움직일 수 있다. "잠금" 또는 틸팅(tilting) 움직임이 돌기(642)를 직접 중단시키거나 이에 작용하지 않기 때문에(즉, 돌기(642)를 들어올리지 않음), 가능한 잠금 또는 틸팅 움직임이 기술되었음에도 불구하고, 돌기(642)는 정지구들(632) 사이의 잠금 위치에 있는 경향이 있다. 이를 고려할지라도, 돌기(642)는 대안으로 자석(615) 주변 둘레의 임의의 방사 위치에서 베이스(622)를 따라 위치될 수 있다.
상술한 도 12a-12e를 참조하여 기술된 카트리지 하우징의 다른 구현예로서, 특히 회전자 어셈블리(655)에 사용되는 카트리지 하우징이 도 13a-13c에 도시되었다. 카트리지 하우징(610)의 몇몇의 특징들은 본원에 기술된 다른 카트리지 하우징과 유사할 수 있다. 예를 들어, 카트리지 하우징(610)은 카트리지 유체 배출구(640), 중심 회전자 피봇 또는 축(620)을 포함하고, 일반적으로 유사한 외부 하우징 프로파일을 포함할 수 있다. 또한, 카트리지 하우징(610)은 도면 부호 655와 같은 회전자 어셈블리를 수용하기 위한 캐비티(630)를 포함한다. 회전자 어셈블리(655)가 카트리지 하우징(610) 내에 위치되면, 어셈블리는 카트리지 어셈블리(400,500)를 참조하여 기술된 카트리지 어셈블리(미도시)를 규정할 수 있다. 그러나, 본원에 기술된 다른 카트리지 하우징들과 현저하게 다른 카트리지 하우징(610)은 이중 동심 스테어-스텝 어레이(예를 들어, 402)와는 대조적으로 단일 스테어-스텝 어레이(602)를 포함한다. 회전자 어셈블리(655)는 오직 단일 돌기 돌출부 또는 돌기(642)를 포함하기 때문에 오직 단일 스테어-스텝 어레이(602)가 제공된다. 다른 스테어-스텝 어레이들과 같이, 스테어-스텝 어레이(602)는 유체유량제어장치(예를 들어, 밸브 20)의 다섯 개의 설정들에 대응하는 다섯 개의 스텝들(603, 604, 605, 606, 607)을 포함한다. 단일-돌기 회전자 어셈블리, 단일, 스테어-스텝 어레이 카트리지 하우징 조합은 제조하기에 용이하고 잠재적인 취약점들을 상대적으로 적게 피할 수 있도록 설계된다.
상술한 바와 같이, 카트리지 하우징은 내부 카트리지 하우징 벽(637)로부터 내부로 돌출되는 잠금부 또는 정지구들(632)을 포함한다. 각각의 잠금부들(632)은 상부면(631)을 포함하는데, 각각의 잠금부들(632)의 상부면(631)은 동일한 평면 내에(예를 들어, 도 13b에 도시된 바와 같이) 놓인다. 잠금부들(632)은 내벽(637) 둘레에 방사방향으로 위치되고 다섯 개의 잠금부들(632)이 다섯 개의 스테어-스텝 어레이(602)에 대응하여 도시되었다. 각각의 개별적인 잠금부(632)는 잠금부(632)가 회전자 피봇(620)을 향하여 돌출되면 내부로 경사지는 평탄 모서리들(flattened edges)(634)을 포함할 수 있다. 이러한 평탄하고 각이진 구성은 돌기(642)가 두 개의 잠금부들(632) 사이에 제공되거나 위치될 때 돌기(642)의 스템(644)이 잠금부(632)와 선 접촉하는 선(line)을 갖도록 허용한다. 또한, 돌기부들(642)이 두 개의 잠금부들(632) 사이의 제1 위치로부터 두 개의 다른 잠금부들(632) 사이의 제2 위치로 의도적으로 올려져서 돌기부들(642)이 각각의 두 개의 위치들에서 서로 다른 스테어-스텝 어레이(602) 상에 놓일 때, 잠금부(632)의 상부 모서리들(633)은 잠금부(632)를 따라 그 상부로 돌기(642)의 매끄러운 전이부를 제공하도록 모따기될(chamfered) 수 있다. 예를 들어, 돌기부(642)는 제1 위치에서 스테어 스텝(604) 상에 놓일 수 있고 제2 위치에서 스테어 스텝(605) 상에 놓일 수 있는 등등이다.
도 13b는 선 A-A를 따른 카트리지 하우징(610)의 측단면도이다. 스테어-스텝 어레이(602)의 일부 뿐 아니라 몇몇의 잠금부(632)가 도시되었다. 도 13c는 벽(637) 주위의 잠금부(632)의 배열을 보여주는 카트리지 하우징(610)의 평면도이다. 회전자 어셈블리(655)는 카트리지 하우징(예를 들어, 610)의 캐비티(예를 들어, 630) 내에 위치되도록 구성된다. 중심 회전자 피봇(620)은 회전자 어셈블리(655)의 중심 구멍(650)과 결합하도록 구성되어 회전자 어셈블리(655)가 중심 회전자 피봇(620)을 따라 다양한 축 위치들에 위치될 때 회전자 어셈블리(655)는 중심 회전자 피봇(620) 둘레로 회전할 수 있다. 그러나, 회전자 어셈블리(655)가 캐비티(630)의 하부 내에 있을 때 돌기(642)는 하우징(610)의 정지구들(632) 사이에 끼워맞춤되도록 구성되어 회전자 어셈블리(655)의 하부면(647)은 정지구들(632)의 상부면(631)보다 낮게 위치된다. 이러한 방식으로 돌기(642)가 두 개의 정지구들(632) 사이에 위치되면, 회전자 어셈블리(655)는 제1의, 잠금 위치에 있을 수 있고 중심 회전자 피봇(620) 둘레로 회전하는 것으로부터 방지된다. 이와 관련하여, 돌기(642) 및 잠금부(632)의 상호작용은 중심 회전자 피봇(620) 둘레로 회전자 어셈블리(655)가 의도하지 않거나 바람직하기 않게 회전하는 것을 방지하는 기계식 정지구로서 작용한다. 이러한 유형의 기계식 정지구는 예를 들어, 상술한 유체유량제어장치(20)(또는 회전자, 회전자 어셈블리 또는 장치의 자석)가 외부 자기장에 의해 회전자 어셈블리(655)의 배열을 일으킬만큼 충분히 강한, 그러나 기계식 정지구에 대한 외부 자기장 내에 존재할 때 바람직할 수 있다.
역으로, 회전자 어셈블리(655)의 회전이 바람직하면, 즉, 의도한 조정이 바람직하거나 필요하면, 돌기(642)의 하부면(647)이 잠금부(632)의 상부면 위에 위치될 때까지 회전자 어셈블리(655)는 수직 또는 위로 올려진도록 구성된다. 이러한 제1의, 비잠금 위치에서, 회전자 어셈블리(655)는 회전자 피봇(620) 둘레로 자유롭게 회전한다. 상술한 바와 같이, 회전자 피봇(620) 둘레로의 회전 자유도는 예를 들어, 제2의, 비잠금 위치인 밸브 설정의 조정을 허용한다(즉, 이에 의해 표면(647) 또는 돌기(642)는 스테어-스텝 어레이(602)에 놓이는데, 이는 스텝 표면(647)이 제1의 잠금 위치에 놓이는 것과는 다르다.).
도 14a-14e 및 15a-15c에 다른 구현예들에 의한 회전자 어셈블리 및 카트리지 하우징이 도시되었다. 회전자 어셈블리(755)는 추가 돌출부인, 베이스(722)의 하부면(770)으로부터 연장되는 다리(752)를 제외하고 회전자 어셈블리(655)와 유사하다. 다리(752)는 다리(752)가 이중-동심 스테어-스텝 어레이(702')의 (스텝들 703', 704', 705', 706, 707'을 구비한) 내부 스테어-스텝 어레이(702'')(도 15a)와 상호작용하도록 크기화되는한 다양한 형태들, 구성들 및 크기들을 포함할 수 있다. 돌기(742)는 상술한 돌기(642)와 유사하고 자석(715)의 극성에 수직하여 위치된다. 다리(752)는 중심 구멍(750)에 인접하거나 근접하여 위치된다. 다리(752)는 도 4-9의 발(134, 234, 334)을 참조하여 상술한 바와 같이 내부 스테어-스텝 어레이(702')와 상호작용한다. 이중-동심 스테어 스텝 어레이(102)와 같이, 스테어-스텝 어레이(702',702'')는 이러한 스텝들이 중심 회전자 축(720)에 대하여 동일한 아치(arch)로 상호 대향하도록 구성되고 동일 레벨에 위치된다. 따라서, 다리(752)의 하부면 또는 모서리(751)는 돌기(742)의 하부면(747)과 동일한 평면에 놓인다. 다리(752)는 내부 다리들(134,234)(도4-9)를 참조하여 상술한 바와 같이 내부 스테어-스텝 어레이(702'')와 상호작용한다. 돌기(742)는 (외부 스테어 스텝들(703, 704, 705, 706, 707)을 구비한) 외부 스테어-스텝 어레이(702')와 상호작용하도록 구성되고 돌기(642) 및 정지구들(632)과 유사한 정지구들(732)(도 15a-c) 사이에 존재하도록 구성되어, 돌기(742)의 하부면(747)이 정지구들(732)의 상부면(731) 보다 낮을 때 회전자 어셈블리(755)가 상승하는 동안 회전자 어셈블리(755)가 중심 회전자 피봇 또는 축(720) 둘레로 회전하는 것을 필수적으로 방지하고 하부면(747)이 상부면(731) 위에 있어 회전자 어셈블리(755)가 축(720) 둘레로 회전하는 것을 허용하여 상술한 설정을 조정한다.
도 16a-16e 및 17a-17c에 다른 구현예들에 의한 회전자 어셈블리 및 카트리지 하우징이 도시되었다. 회전자 어셈블리(855)는 회전자 어셈블리들(655,755)와 유사하다. 회전자 어셈블리는 두 개의 돌출부들(844,846)이, 만일 서로 결합된다면, 단일 돌출부(642)(도 12b)와 유사하는 점에서 회전자 어셈블리(655)와 유사하다. 회전자 어셈블리는 어셈블리가 두 개의 돌기 또는 돌출부들, 베이스(822)의 하부면(870)으로부터 연장되는 탭(846), 스템(844)를 포함하는 점에서 회전자 어셈블리(755)와 유사하다. 탭(846)은 탭(852)이 (스텝들 803',804',805',806',807')을 구비한 이중-동심 스테어-스텝 어레이(802)(도17a)의 내부 스테어-스텝 어레이(802'')와 상호작용하도록 크기화되는한 다양한 형태들, 구성들 및 크기들을 포함할 수 있다. 회전자 어셈블리(755)에 대한 차이는 탭(846)이 중심 구멍(850)으로부터 방사방향으로(중심 구멍(850)에 인접하지 않고) 이격되는 것이다. 탭(846)은 도 4-9, 14b의 발(134,234,334) 및 다리(752)를 참조하여 상술한 바와 같이 내부 스테어-스텝 어레이(802'')와 상호작용한다.
스템(844)은 스템(844)이 자석(815)의 극성에 수직으로 위치된다는 점에서 상술한 돌기들 또는 돌출부들(642,742)과 유사하다. 스템(844)은 (외부 스테어-스텝들(803, 804, 805, 806, 807)을 구비한) 외부 스테어-스텝 어레이(802')와 상호작용하도록 구성되고 돌출부들(542,742) 및 정지구들(632,732)와 유사하게 정지구들(832)(도17a-c) 사이에 존재하도록 구성된다. 탭(846)의 하부면 또는 모서리(848)는 스템(844)의 하부면(847)과 동일 평면에 놓인다. 비록 내부 어레이(802')가 내부 어레이(702')보다 방사방향으로 넓을 수 있지만, 스테어 스텝 어레이(802)는 어레이(702)와 유사하다. 따라서, 스템(844)의 하부면(847)이 카트리지 하우징(810)의 정지구들(832)의 상부면(831) 보다 낮을 때 회전자 어셈블리(855)가 상승하는 동안 회전자 어셈블리(855)가 중심 회전자 피봇 또는 축(820) 둘레로 회전하는 것을 필수적으로 방지하여 하부면(847)이 상부면(831) 위에 있어 회전자 어셈블리(855)가 축(820) 둘레로 회전하는 것을 허용하여 상술한 설정을 조정한다.
본원에 기술된 다양한 회전자 어셈블리들 및 카트리지 하우징들은 다양한 적합한 물질들, 예를 들어, 적합한 고분자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전자 어셈블리들은 폴리술폰을 포함할 수 있고, 카트리지 하우징들은 폴리술폰, 아세탈, PEEK, 폴리페닐렌, 폴리페닐술폰, 폴리에테르술폰을 포함할 수 있으나, 몇몇의 비제한적인 예들에 한정되지 않는다. 임의의 적합한 물질이 사용될 수 있고, 예를 들어 중심 회전자 피봇 또는 축(일반적으로 참조됨)의 균열을 방지하기에 충분한 장력을 갖는 임의의 물질을 포함할 수 있다.
도 18에 회전자 어셈블리, 예를 들어, 100, 200, 455, 555에 사용되는 두 개의 자석들(350,360)이 도시되었다. 자석들(350,360)은 화살표 P3 및 P4로 지시되는 종래의 수평 극성을 도시한다. 즉, 각각의 자석(350,30)은 자석의 상부평면(351,361)에 수평인 평면에 자화된다. 달리 설명하면, 자석들은 중심 수명 자석 축들 A1 또는 A2에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 자화된다. 도 19에 본 발명의 구현예에 의한 두 개의 자석들(317,327)이 도시된다. 자석들(317,327)은 실질적으로 평평한 수평 상부 평면 표면들(520,521)을 포함한다. 또한, 자석들(317,327)은 수평 자석 축들(H1,H2)을 각각 포함한다. 종래의 자석들(350,360)의 수평 극성(P3,P4)과 반대로, 자석들(317,327)은 화살표 P1' 및 P2'으로 표시되는 각진 자화를 포함하는데, 수평 자석 축들(H1 또는 H2)에 대한 극성의 각은 0° 보다 크고 90°보다 작은 임의의 각일 수 있다. 예를 들어, 극성의 각은 수평 자석 축들 H1 또는 H2에 대하여 대략 0°보다 크고 20°와 같거나 작을 수 있다.
자석(327)의 구현예에, 15도의 자기화 각도가 도시되었다. 그러나, 자석들(317,327)은 임의의 자기화 각도를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 자석들(315,325)은 본원에 상술된 임의의 회전자 어셈블리들(예를 들어, 10, 200, 455, 555) 또는 다른 임의의 회전자 어셈블리 또는 유체유량제어장치(예를 들어, 20)에 사용될 수 있다. 자석들(317,327)은 회전자 어셈블리(100, 200, 455, 555), 카트리지 하우징(410, 510) 또는 유체유량제어장치(20)에 위치되거나 임베딩되어 수평 평면 표면(520,521)은 자석들(315,325)의 자화 또는 분극화가 '수평 자석 축들(A, A' 또는 A')에 대한 각도에 남아있는 동안, 회전자 어셈블리(100,200,455) 또는 카트리지 하우징(410,510)의 중심 수직 회전자 축 또는 중심 수직 피봇 축(A, A' 또는 A'')(도 2, 7 및 10)에 실질적으로 수직인 평면에 놓인다. 달리, 자석들(315,327) 자체는 베이스(예를 들어, 122,222,522) 또는 카트리지 하우징(예를 들어, 41, 410, 510)에 대하여 실질적으로 또는 명백히 기울어지지 않고, 자석들(315,325)의 자화 또는 분극화는 후술하는 바와 같이 자석들(315,325)을 생산하는 공정 및/또는 제조방법으로 인하여 "기울어지거나" 각이진다. 도 20은 자석들이 서로 결합하거나 연결된 것을 제외하고 자석들(315,327)과 유사한, 따라서 단일 자석을 형성하는 자석들(317,327)에 대한 다른 구현예를 개시한다.
자석들(317,327)의 자화 또는 분극화(P1',P2')가 기울어지거나 각지는 것은, 유체유량제어장치 또는 션트 밸브(shunt valve)의 압력 설정의 의도적인 조정, 위치 또는 지시가 바람직할 때 외부 장치 공구(140)과 회전자 자석 또는 자석들(예를 들어, 300, 315,310, 325 등) 사이의 더 강한 자기력을 허용하거나 이를 야기할 수 있다. 유체유량제어장치(20)의 이식 부위와 이식 장치에 근접하여 환자의 외부 영역 사이에 위치된 조직은 자기 결합 또는 공구(140)와 회전자 어셈블리(100, 200, 455) 사이의 적절한 결합을 방해할 수 있다. 자화 또는 분극화(P1',P2')를 각지게 하는 것은 외부 공구(140)과 회전자 자석들(예를 들어, 317, 327) 사이의 더 높은 자기력을 유리하게 생성할 수 있고, 자기소거(demagnetization)에 대한 더 우수한 저항을 제공하며, 중심 회전자 피봇(420)(도9a)과 같은 축 또는 회전자 피봇과 사용될 때, MRI 장과 저항 배열하도록하는 MRI 환경(MRI environment)에 추가 마찰을 생성할 수 있다는 것이 발견되었다. 외부 공구와 회전자 자석들 사이의 더 큰 힘들이 도 21의 그래프에 도시되었다. 도 21은 도 19를 참조하여 상술한 바와 같은 수평 자석 축들로부터의 자화 각도(각도 단위)에 대한 힘(뉴턴 단위)의 플롯을 컴퓨터 시뮬레이션한 것이다. 플롯에 도시된 바와 같이, 힘은 자석들이 대략 0°와 20° 사이의 자화 각도를 포함할 때 가장 클 수 있다.
상술한 각진 분극을 갖는 자석들을 생성 또는 제조하기 위하여, 자석들(315, 317, 325, 327)은 각을 갖도록 가공될 수 있다. 유체유량제어장치들에 사용되는 일반적인 임의의 자석들은 일반으로 또는 전형적으로 상술된 자석들(350,360)에 의해 도시된 바와 같이 자석 치수들(magnet dimensions)과 상응하는 자성물질 입자로 가공된다. 만일, 대신에, 또한 개시에 의해 자성물질 입자가 바람직한 분극화 각도(예를 들어, P1',P2')와 일치하도록 가공되면, 자석 또는 자석들(예를 들어, 317, 327)은 회전자 어셈블리(예를 들어, 200, 455, 555) 내에 실질적으로 물리적으로 평평한(또는 상술한 바와 같이 수평) 구성으로 위치되고, 상술한 바와 같이 증가하는 결합 강도(coupling strength) 및 공간 절약 설계의 이점을 갖는 각진 극성 P1',P2'를 유지한다.
비록 본 발명의 개시가 바람직한 구현예들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 속하는 분야의 당업자들은 본 발명의 개시의 정신 및 범주를 벗어나지 않는 한 형태 및 세부 사항에 대한 변경들이 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 중심 구멍을 구비한 베이스(base), 상기 베이스 내에 장착된 자석 및 상기 베이스의 하부면으로부터 연장되는 돌기(protrusion)를 포함하는 회전자 어셈블리(rotor assembly);
    상기 중심 구멍에 결합되도록 구성된 중심 회전자 피봇(central rotor pivot), 스테어-스텝 어레이(stair-step array), 2개의 인접한 스텝들 사이의 경계 위에서 카트리지 하우징의 내벽으로부터 각각 돌출하는 다수의 정지구들(stops)로서, 상기 다수의 정지구들 중 두 개의 정지구는 그 사이에 상기 돌기를 수용하도록 구성되어 상기 회전자 어셈블리가 중심 회전자 피봇 둘레로 회전하는 것을 금지하는, 다수의 정지구들을 포함하는 카트리지 하우징(cartridge housing);을 포함하는 조정가능한 유체유동제어장치(fluid flow control device)용 카트리지 어셈블리(cartrdge assembly).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 자석은 수평 방향으로 분극되고 상기 돌기는 자석 분극(magnet polarization)에 대하여 직교하는 상기 베이스를 따라 방사상 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 돌기는 스템부(stem portion) 및 헤드부(head portion)를 포함하고, 상기 스템부는 스템 모서리들(stem edges)을 포함하며, 상기 정지구들은 상기 돌기가 두 개의 정지구들 사이에 위치될 때, 상기 스템 모서리들과 선 접촉(line contact)하는 선(line)을 제공하도록 구성된 정지구 모서리들(stop edges)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 돌기의 하부면은 상기 스테어-스텝 어레이(stair-step array)의 스텝 상에 놓이도록 구성된 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 회전자 어셈블리는 조정 공구에 자기적으로 결합되도록 구성되며, 이에 의해 조정 공구와 자기적으로 결합할 때 상기 회전자 어셈블리는 상기 스테어-스텝 어레이 및 정지구에 대하여 위로 올려지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 회전자 어셈블리가 올려져서 상기 돌기의 하부면이 다수의 정지구들의 상부면 위에 위치될 때, 상기 회전자 어셈블리는 상기 중심 회전자 피봇 둘레로 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 정지구들은 내부 카트리지 하우징 벽으로부터 방사방향 내부로 돌출되고, 다섯 개의 스테어-스텝 어레이 각각의 단일 스텝이 두개의 연속적인 정지구들 사이에 제공되도록 이격된 다섯 개의 정지구들을 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  8. 중심 구멍을 구비한 베이스(base), 상기 베이스 내에 장착된 자석, 스템(stem)을 포함하는 제1 돌기(first protrusion) 및 상기 베이스의 하부면으로부터 연장되는 탭(tab)을 포함하는 제2 돌기(second protrusion)를 포함하는 회전자 어셈블리(rotor assembly);
    상기 중심 구멍에 결합하도록 구성된 중심 회전자 피봇(central rotor pivot), 이중 동심 스테어-스텝 어레이(dual concentric stair-step array), 스테어-스텝 어레이 상에 위치된 다수의 정지구들(stops)로서, 상기 다수의 정지구들 중 두 개의 정지구는 그 사이에 상기 스템을 수용하도록 구성되어 상기 회전자 어셈블리가 중심 회전자 피봇 둘레로 회전하는 것을 금지하고, 상기 다수의 정지구들은 2개의 인접한 스텝들 사이의 경계 위에서 카트리지 하우징의 내벽으로부터 각각 돌출하는, 다수의 정지구들을 포함하는 카트리지 하우징(cartridge housing);을 포함하는 조정가능한 유체유동제어장치용 카트리지 어셈블리.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 자석은 수평 방향으로 분극되고 상기 스템은 자기 분극(magnet polarization)에 대하여 직교하는 베이스를 따라 방사상 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 스템은 스템 모서리들(stem edges)을 포함하고, 상기 돌기가 두 개의 정지구들 사이에 위치될 때, 상기 정지구들은 상기 스템 모서리들과 선 접촉(line contact)하는 선(line)을 제공하도록 구성된 정지구 모서리들(stop edges)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 이중 동심 스테어-스텝 어레이는 내부 및 외부 스테어-스텝 어레이를 포함하고, 상기 스템의 하부면은 상기 외부 스테어-스텝 어레이의 스텝 상에 놓이도록 구성되고 상기 탭의 하부면은 상기 내부 스테어-스텝 어레이의 스텝 상에 놓이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 회전자 어셈블리는 조정 공구에 자기적으로 결합되도록 구성되며, 이에 의해 조정 공구와 자기적으로 결합할 때 상기 회전자 어셈블리는 상기 스테어-스텝 어레이 및 정지구에 대하여 위로 올려지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 회전자 어셈블리가 올려져서 상기 스템의 하부면이 다수의 정지구들의 상부면 위에 위치될 때, 상기 회전자 어셈블리는 상기 중심 회전자 피봇 둘레로 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 카트리지 어셈블리.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 유입구;
    유입구로부터 이격된 배출구;
    유입구로부터 배출구로의 유체 유량을 제어하기 위한 밸브 메커니즘;
    스테어-스텝 어레이 및 다수의 정지구들을 포함하는 카트리지 하우징(cartridge housing)으로서, 상기 다수의 정지구들은 2개의 인접한 스텝들 사이의 경계 위에서 카트리지 하우징의 내벽으로부터 각각 돌출하고, 스테어-스텝 어레이의 2개의 인접한 스텝들 사이의 경계 위에서 카트리지 하우징의 내벽 둘레로 이격된, 카트리지 하우징;
    베이스 내에 장착된 자석 및 상기 베이스의 하부면으로부터 돌출되는 돌기를 포함하는 회전자 어셈블리를 포함하는 이식가능한 유체유량제어장치로서,
    상기 회전자 어셈블리는 적어도 부분적으로 카트리지 하우징 내에 배치되도록 구성되고, 상기 돌기는 다수의 정지구들 중 두 개의 정지구들 사이에 존재하도록 구성되어 상기 회전자 어셈블리는 상기 카트리지 하우징 내의 제1의, 잠금 위치에 있어, 상기 회전자 어셈블리가 중심 회전자 피봇 둘레로 회전하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 유체유량제어장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 회전자 어셈블리는 조정 공구에 자기적으로 결합되도록 구성되며, 이에 의해 조정 공구와 자기적으로 결합할 때 상기 회전자 어셈블리는 상기 스테어-스텝 어레이 및 정지구에 대하여 위로 올려지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 유체유량제어장치.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 돌기는 상기 베이스 둘레로 방사방향을 따라 이격되어 상기 돌기가 상기 자석의 극성에 수직이 되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 유체유량제어장치.
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