KR20120048565A

KR20120048565A - 정맥에 주입하는 유체의 펌핑 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20120048565A
Application number: KR1020127001532A
Authority: KR
Inventors: 로버트 시퍼트
Original assignee: 케어퓨전 303, 인크.
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-05-15
Also published as: MX2012001030A; US8523839B2; US20120059350A1; BR112012001403A2; CA2769504A1; WO2011014578A1; JP2013500780A; RU2012102045A; CN102625719A; EP2459250A1; US20110028902A1; US8088106B2; AU2010278966A1; WO2011014578A4

Abstract

정맥내의(IV) 유체 펌프는 일회용 부품과 비-일회용 부품을 수용하고, 상기 일회용 부품은 탄성 상부 멤브레인을 구비한 유체 챔버를 포함하고, 상기 비-일회용 부품은 탄성 멤브레인과 맞닿는 피스톤과 상기 탄성 상부 멤브레인의 상부에 끼워맞춰진 진공 챔버를 포함한다. 외부 펌프가 진공 챔버에 진공을 만들도록 사용되어, 팽팽하게 유지되는 탄성 상부 멤브레인을 초래한다. 펌프를 통과하는 유동율은 유체 펌프와 관련된 환자와 유체 저장부의 상대 높이의 변화에 의해 상류 및 하류에서의 IV 유체의 압력 변화와 비교적 독립적이다.

Description

정맥에 주입하는 유체의 펌핑 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PUMPING INTRAVENOUS FLUID}

본 발명은 전반적으로 유체 이송 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유동율 정확도(accuracy)를, 정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템에서 유지하는 방법에 관한 것이다.

정맥(Intravenous, IV)내의 유체 이송 펌프는 유체를 환자에게 이송하거나 체액을 환자의 신체로부터의 빼내는데 사용된다. 유체의 이송은 중력 및/또는 펌프를 사용해 달성된다. 전형적인 펌프-기반의 IV 유체 이송 시스템은 입구 튜브를 통해 유체 저장부와 연결되고 출구 튜브를 통해 환자와 연결된 펌프를 포함한다. 정상 유체 이송 작동 동안에, 펌프는 유체를 저장부로부터 환자에까지 특정 유동율로 이동시킨다. 유동율은 전문 의료인에 의해 제어될 수 있다. 유체 이송 시스템이 전문 의료인에 의해 설정된 유동율을 엄격하게 고수하는 특정 사용을 필요로 한다.

시장에서 현재 이용가능한 특정 IV 유체 펌프에 대한 실제 이송 유동율은 상류 및 하류 유체 압력에서의 변화에 민감하다. 이러한 변화는 저장부나 또는 환자와 관련된 펌프의 상대 높이(elevation)가 변경될 때 발생한다. 더욱이, 작은 구멍의 IV 튜브와 아웃풋 필터는 고 아웃풋 압력을 초래할 수 있다. 특정 유체 이송 펌프는, 예를 들면, 미국특허출원번호 제2009/0035152호에 개시된 바와 같이, 유동율을 제어하도록 이송된 유체와 접촉되는 유체에 있는 멤브레인의 탄성 특성을 사용한다. 이러한 유체 이송 펌프에 있어서, 상류(입구 튜브) 또는 하류(출구 튜브)의 음압은 펌핑 기구로 사용된 일회용의 유체 챔버의 가요성 멤브레인의 부분적인 또는 완전한 붕괴를 야기할 수 있다. 문제점을 완화시키기 위하여, 일회용의 유체 챔버의 영향을 받는 멤브레인 섹션은 전통적으로 실리콘과 같은 탄성이 있는, 탄성 재료로 만들어지므로, 상기 섹션이 음의 (또는 양의) 압력에 대해 자가-팽창할 수 있다. 여러 방법은 펌프가 챔버에서 끌어당길 뿐 아니라 펌핑 작용을 행하도록 가압할 수 있도록 자석이나 또는 여러 물리적인 장치를 사용해 일회용의 유체 챔버에 피스톤이나 또는 펌프를 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방법은 가압으로부터 끌어당기기까지의 이행이 일정하고 연속된 방식으로 달성되기 어렵기 때문에, 종종 유동율 정확도에 악영향을 미칠 수 있다.

상류 및 하류 유체 압력과 무관하게, 상대적으로 일정한 이송 유동율을 나타내는 유체 이송 시스템이 필요하다.

진공 챔버가 유체 챔버 부근에 위치되는 유체 펌프 설계를 가능하게 하는 본 발명을 이루는 실시예에 의해 이러한 여러 필요가 충족된다.

또한 상기 언급된 필요성과 여러 사항은 진공 챔버의 개구를 제공하는 본 발명의 실시예를 만족하며 상기 개구로부터 공기가 진공 챔버에서 적어도 부분적인 진공을 만들기 위해 제거될 수 있다.

또한 상기 언급된 필요성과 여러 사항은 피스톤을 사용해 유체 저장부의 탄성 멤브레인을 가압하는 유체를 펌핑하는 방법에 관한 본 발명의 여러 실시예로써 충족된다. 진공 챔버는 탄성 멤브레인을 피스톤에 대해 팽팽하게(taut) 유지시키고 유체 챔버 내의 유체 압력과 무관하게 탄성 멤브레인이 팽팽하게 지속시키는 것을 보장한다.

일 특정 실시예에 있어서, 정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템이 개시되어 있으며, 상기 이송 시스템은 정맥에 주입하는 유체가 이송하는 동안에 상기 정맥에 주입하는 유체와 접촉하는 일회용부와, 상기 정맥에 주입하는 유체가 이송하는 동안에 상기 정맥에 주입하는 유체와 접촉하지 않게 하는 비-일회용부를 포함하며, 상기 일회용부는 개구를 구비한 유체 챔버와 상기 유체 챔버의 한 면을 형성하도록 위치된 펌핑 멤브레인을 포함하고, 상기 비-일회용부는 상기 펌핑 멤브레인에 인접해 위치된 진공 챔버를 포함하고, 상기 진공 챔버는 정맥에 주입하는 유체가 이송되는 동안에 진공을 유지하도록 구성된다.

제 2 특정 실시예에 있어서, 저장부로부터 환자-측 기구까지 유체를 이송하는 방법이 개시되어 있으며, 상기 유체를 이송하는 방법은 유체가 유출입 될 수 있게 하는 개구를 구비한 유체 챔버를 펌핑 측에 제공하는 단계, 상기 유체 챔버와 상기 펌핑 층을 공유하고 실링 측을 더 구비한 진공 챔버를 제공하는 단계; 상기 펌핑 측을 접촉하는 피스톤을 제공하는 단계; 상기 진공 챔버의 압력이 상기 유체 챔버의 압력보다 낮도록 공기의 적어도 일부를 상기 진공 챔버로부터 제거하는 단계; 및 유체가 상기 유체 챔버에 진입할 수 있도록 상기 피스톤을 외측으로 이동시키는 단계; 및 상기 유체가 상기 유체 챔버로부터 배출되도록 상기 피스톤을 내측으로 가압하는 단계를 교호로 함으로써 상기 유체 챔버를 통하는 유체를 펌핑하는 단계를 포함한다.

제 3 특정 실시예에 있어서, 유체 이송 기기가 개시되어 있고 상기 유체 이송 기기는 유체 챔버, 상기 유체 챔버를 입구 튜브에 제어가능하게 연결하는 입구 밸브, 상기 유체 챔버를 출구 튜브에 제어가능하게 연결하는 출구 밸브, 상기 유체 챔버의 하나 이상의 부분을 형성하는 펌핑 멤브레인, 진공 챔버를 형성하도록 위치된 실링 멤브레인; 및 유체를 상기 유체 챔버의 내외측으로 펌프하기 위하여, 상기 유체 챔버를 팽창 및 수축시키는 상기 펌핑 멤브레인에 대해 왕복운동하도록 구성되고 상기 실링 멤브레인과 연결되고 상기 펌핑 멤브레인에 대해 위치된 피스톤을 포함하고, 그리고 상기 실링 멤브레인은 상기 피스톤으로써 이동하고 상기 진공 챔버 내의 감소된 압력을 유지시키고, 상기 진공 챔버는 상기 펌핑 멤브레인과 상기 실링 멤브레인 사이에 위치한다.

본 발명의 실시예의 상기 여러 특징, 특성 및 장점은 아래의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확하게 이해될 것이다.

첨부한 도면은 본 명세서의 일부를 이루도록 통합되어 있고, 본 발명의 다양한 실시예와 특성을 설명하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시예로 사용하기 위한 유체 이송 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유체 펌프 기기의 챔버-및-펌프 조립체의 사시단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 피스톤이 외측으로 당겨진 상태의, 도 2의 챔버-및-펌프 조립체의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 피스톤이 내측으로 가압된 상태의, 도 2의 챔버-및-펌프 조립체의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 유체 펌프 기기 조립체의 챔버-및-펌프 조립체의 구성요소의 분해도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 펌프 기기를 사용한 유동율 정확도의 향상을 나타낸 막대그래프이다.

본 발명의 실시예는 유체 저장부나 또는 환자의, 유체 펌프에 대한 높이 변화에 기인한 부정확한 유동율과 관련된 문제점을 처리하고 해결한다. 특히, 본 발명의 실시예는 진공 챔버 내의 압력과 유체 챔버 내의 압력 사이의 음압 차를 유지하기 위하여, 상기 유체 챔버 부근에 상기 진공 챔버를 제공한다. 유체 챔버 내의 유체가 피스톤이나 또는 압력 볼룬(balloon)과 같은 펌핑 기구를 통해 펌핑된다. 예를 들면, 피스톤 기구를 사용할 때, 진공 챔버가 진공을 유지하기 위해 유체 챔버에 인접해 배치될 수 있고 피스톤 헤드가 상기 유체 챔버의 한 면을 가압하도록 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예는 해제 밸브를 진공 챔버에 제공함으로써 적어도 부분적으로 이를 달성한다. 밸브를 사용하여, 외부 펌프가 진공 챔버로부터의 공기를 제거하도록 사용될 수 있다. 공기가 제거될 때, 해제 밸브는 폐쇄 기밀 상태이다. 충분한 공기가 진공 챔버로부터 제거되어, 저장부나 또는 환자-측 기구의 높이와 무관하게, 입구 및 출구 튜브에서의 압력이 진공 챔버에서의 압력에 비해 항상 더 높을 것이다. 정맥내의(IV) 유체에서의 관련 음의 압력이 발생하지 않기 때문에, 펌프 유체 챔버가 붕괴하지 않고, 유체 이송이 고 유동율 정확도로 발생할 것이다.

도 1은 일반적으로 본 발명의 실시예로 사용가능한 유체 이송 시스템(100)을 도시한 도면이다. 유체 저장부(102)가 유체 입구 튜브(112)를 통해 유체 펌프(104)와 연결된다. 유체 펌프(104)는 이 결과 유체 출구 튜브(114)를 통해 환자나 또는 환자-측 기구(106)와 연결된다. 전형적으로 유체 펌프(104)가 저장부(102)와 환자(106) 사이에 수직으로 위치된 상태에서, 환자(106)에 대해 보다 높은 높이로 유체 저장부(102)를 유지한다. 따라서, 저장부(102)와 유체 펌프(104) 사이의 높이 차(108)가 전형적으로 양이므로, 주변 압력(기압)보다 더 큰 입구 튜브(112)의 상류 유체 압력을 초래한다. 이와 유사하게, 환자(106)에 대한 유체 펌프(104)의 높이 차(110)가 전형적으로 더 크다. 따라서, 출구 튜브(114)의 유체의 압력은 전형적으로 대기압보다 낮을 것이다. 도시된 구성에 있어서, 환자가 유체 펌프(104)보다 낮은 높이에 있기 때문에, 상기 유체 펌프(104)는 유체를 상기 유체 펌프(104)가 제어된 방식으로 배출하기 전에 상기 유체가 환자에게 (사이펀(siphon)) 아래로 유동하지 않게 하는 것을 보장하도록 유체 펌프(104)의 후방 유체를 반드시 유지시켜야 한다.

예를 들면, 환자가 이송될 때와 같은 IV 유체의 투여 동안의 특정 상황에서, 양의 높이 차(108 및 110)가 의료 직원에 의해 유지될 수 없다. 높이 차(108 및 110)가 음이거나 또는 환자 및 유체 이송 시스템의 이동성에 의한 시간 내내 변경될 수 있다. 아래에서 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 유체 펌프가 높이 차(108 및 110)의 광범위한 값의 영향을 받으면서 유동율 정확도를 유지한다.

도 2는 본 발명에 따른 유체 펌프(200)의 실시예의 챔버-및-펌프 조립체의 도면이다. 이 도면은 약간 위쪽에서 아래로 봤을 때로서 조립체 중앙선을 통해 도시된 것이다. 피스톤 샤프트(201) 및 피스톤 헤드(203)를 구비한 피스톤 조립체(202)가 유체 펌프(200)의 상부 케이싱(218)에 끼워맞춰져 상기 피스톤 헤드(203)가 유체 챔버(208)의 펌핑 멤브레인(206)을 가압할 수 있다. 피스톤 조립체(202)로부터 먼 유체 챔버(208)의 한 면에서, 개구(210)가 하부 케이싱(220)에 제공되며, 이로서 피스톤 헤드(203)가 화살표 205의 방향으로 외측으로 당겨질 때 유체가 유체 챔버(208)에 들어갈 수 있고(화살표 214), 그리고 피스톤 헤드(203)가 유체 챔버(208)를 화살표 207의 방향으로 내측으로 가압할 때 유체가 배출될 수 있다(화살표 216). 실링 멤브레인(204)은 피스톤 헤드(203)의 상단부(209)에 제공되어 피스톤 헤드(203)와 기밀 연결을 형성한다. 피스톤 헤드(203)는 실링 멤브레인(204)을 통해 뻗어있고 피스톤 이동으로써 전후방으로 이동가능하도록 충분한 가요성을 갖는 펌핑 멤브레인(206)을 가압한다. 실링 멤브레인(204)과 펌핑 멤브레인(206) 사이에 형성된 진공 챔버(224)가 케이싱(222)으로 둘러싸인다. 특정 실시예에 있어서, 케이싱(222)은 플라스틱과 같은 경질의 비탄성 재료로 만들어진다. 외측 흡입 펌프(도면에 도시되지 않음)를 사용해 챔버(224) 외측 공기를 제거하기 위한 개구(212)를 제외하고는, 케이싱(222)은 진공 챔버(224)가 기밀되도록 설계된다. 공기를 제거한 이후에, 개구(212)는 진공 챔버(224)가 기밀되도록 사용자에 의해 실링될 수 있다.

특정 구성에 있어서, 펌핑 멤브레인(206)은 가요성이 있지만 신축가능하지 않은 재료로 만들어질 수 있다. 인장 강도가 크고 상대적으로 비탄성의 폴리우레탄 멤브레인이 유리하게도 광범위한 압력 변화를 견딤으로서 유체 챔버의 볼륨을 유지할 수 있어, 유체 압력 값의 범위를 넘는 유동율 정확도를 유지한다. 특정 구성에 있어서, 펌핑 멤브레인(206)은 진공 챔버 케이싱(222)과 하부 케이싱(220) 사이의 영역에서 뻗어있고 유리하게도 외측 프로브(도면에 도시되어 있지 않음)에 의해 유체 챔버 내의 압력을 측정할 수 있도록 노출되어 있다.

도 3은 피스톤 헤드(203)가 피스톤 행정의 상부로 외측으로 당겨진 상태인, 유체 펌프(200)의 단면도(300)이다. 피스톤 헤드(203)가 당겨진 상태에서, 유체 챔버(208)의 볼륨은 최대이다. 외측 전기기계 기구(도면에 도시되어 있지 않음)는 개방될 저장부 측에 배치된 인풋 밸브(230)를 개방하여, 유체 통과를 가능하게 한다. 외측 전기 기계 기구는 환자 측에 배치된 아웃풋 밸브(232)를 폐쇄하여, 출구 튜브(114)로 통과하지 못하게 한다. 인풋 밸브(230)가 개방된 상태에서, 유체는 저장부로부터의 유동을 가능하게 한다(화살표 214). 진공 챔버(224)가 실링 멤브레인(204)과 펌핑 멤브레인(206)을 분리하는 상태에서, 실링 멤브레인(204)이 피스톤 헤드(203)로 후방으로 당겨진다. 상기 기재한 바와 같이, 개구(212)는 유체 펌프(200)의 펌핑 작동 동안에 기밀되도록 시일되어, 진공 챔버(224)의 진공을 유지한다. 진공 챔버(224) 내의 진공 때문에, 펌핑 멤브레인(206)의 유체 측의 압력이 상기 펌핑 멤브레인(206)의 다른 측(진공 챔버 측)보다 더 높다. 따라서, 입구 튜브(112)의 유체 압력과 대기압(저장부(102)의 높이(108)의 함수)의 차와 무관하게, 진공 챔버(224)에 진공이 존재하면, 피스톤 헤드(203)가 피스톤 행정의 상부로 이동함에 따라, 실질적으로 동일량의 유체가 유체 챔버(208)로 빼내진다는 것을 보장한다. 각각의 행정에서 빼내진 유체의 볼륨은 저장부(102)의 높이와 무관하게, 피스톤 조립체(202)의 배출량(displacement capacity)과 동일할 것이다.

도 4는 피스톤 헤드(203)가 피스톤 행정의 하부에 있는 상태인, 유체 펌프 조립체(200)의 단면도이다. 피스톤 헤드(203)가 피스톤 행정의 하부에 있을 때, 실링 멤브레인(204)은 유체 챔버(208) 쪽으로 늘어날 수 있다. 펌핑 멤브레인(206)은 피스톤 헤드(203)에 의해 하향 가압되어, 유체 챔버(208)의 볼륨을 감소시킨다. 외측 전기기계 기구는 인풋 밸브(230)를 폐쇄하고 아웃풋 밸브(232)를 개방한다. 유체 챔버(208)에 포함된 유체가 개구(210) 밖 환자 쪽으로 유출된다(화살표 216). 아웃풋 밸브(232)가 작동하여 유체가 유체 챔버(208) 밖으로 유출되고, 인풋 밸브(230)가 작동하여 입구 튜브(112)로부터의 유체가 멈춰져 상기 유체 챔버(208)로 유입된다. 진공 개구(212)는 펌핑 작동 동안에 실링되기 때문에, 챔버(224)는 진공을 계속 포함한다. 펌핑 멤브레인(206) 외측의 챔버(224)의 진공 때문에, 진공 챔버와 유체 챔버(208)의 유체 사이 압력 차가 양일 것이다. 이 결과, 피스톤 헤드(203)의 하향 이동에 의해 유체 챔버(208) 외측으로 유출된 유체의 양은 유체 펌프(200)와 환자(106) 사이의 높이 차와 실질적으로 독립적이다. 일 행정으로 출구 튜브(114)로 유출된 유체의 양은 피스톤 조립체(202)의 배출량과 동일하다.

밸브(230 및 232)는 개구(210)를 통하는 유체의 단방향 유동이 용이하도록 설계된다. 예를 들면, 특정 실시예에 있어서, 밸브(230, 232)는 유입 위치와 유출 위치를 포함한 2개의 위치에서 작동하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 밸브(230, 232)는 또한 작동가능한 폐쇄 위치를 포함하며, 상기 폐쇄 위치에서 상기 밸브(230, 232)에 의해 유체의 유동이 입구 튜브(112)와 출구 튜브(114)에서 각각 유입되거나 유출되지 않게 할 수 있다. 피스톤 헤드(203)가 외측으로 이동 개시될 때, 유체 챔버(208)에서의 흡입 압력을 발생시켜, 인풋 밸브(230)는 유입 위치로 이동하며 상기 유입 위치에서 인풋 밸브(230)에 의해 입구 튜브(112)로부터의 유체가 유체 챔버(208)로 유동할 수 있다. 또한 아웃풋 밸브(232)는 그 유입 위치로 이동할 수 있으며 상기 유입 위치에서 아웃풋 밸브(232)에 의해 유체가 유체 챔버(208)로부터 출구 튜브(114)로 유동하는 것을 방지한다. 피스톤 헤드(203)가 내측으로 이동될 때, 압력을 유체 챔버(208)에서 발생시켜, 아웃풋 밸브(232)가 유출 위치로 이동할 수 있으며 상기 유출 위치에서 상기 밸브에 의해 유체 챔버(208)로부터의 유체가 출구 튜브(114)로 빠져나갈 수 있다. 유출 위치에 있어서, 인풋 밸브(230)는 입구 튜브(112)로부터의 유체가 유체 챔버(208)로 진입하는 것을 방지한다.

특정 실시예에 있어서, 진공 챔버(224)에서 공기를 제거하면 상기 진공 챔버(224)의 부분 진공(전체 진공은 아님)만이 나타난다. 상기 기재한 바와 같이, 비교적 일정한 유동율은 진공 챔버(224)와 유체 챔버(208)의 유체 사이의 압력 차가 양인 경우 유지될 수 있다. 따라서, 특정 실시예에 있어서, 높이 차(108 및 110)에 대한 예상된 작동 값에 기초하여, 사용자는 이러한 압력 차가 존재한다는 것을 보장하기 위해 진공 챔버(224)에서 충분한 공기를 제거할 수 있다.

도 5는 본 발명의 특정 실시예의 따른, 유체 펌프(200)의 다양한 구성요소의 분해도이다. 진공 챔버(222)는 중공이고 개구(212)(도면에 도시되어 있지 않음)를 포함한다. 상부측에서, 진공 챔버(224)의 케이싱에는 탄성 멤브레인(204)이 끼워맞춰진다. 피스톤 샤프트(201)가 실링 멤브레인(204)을 통과하고 피스톤 헤드(203)가 펌핑 멤브레인(206)을 가압할 수 있도록 피스톤 조립체(202)가 위치된다. 상부 조립체는 케이싱(218)에 의해 제 위치에 유지된다. 하부 측에서, 피팅(220)으로 제 위치에 유지되는 펌핑 멤브레인(206)이 진공 챔버 케이싱(222)에 끼워맞춰진다. 이들 다양한 구성요소를 조립하는데 필요한 파스너가 도면에서 생략되어 있다.

본 발명에 따른 유체 이송 시스템의 특정 실시예에 있어서, 상기 유체 이송 시스템은 일회용 부품과 비-일회용 부품을 포함한다. 유체 이송 시스템을 사용하는 환자와 의료인(medical practitioner)의 안전성을 위해, 상기 유체 이송 시스템이 사용되는 동안에 유체와 접촉하는 상기 유체 이송 시스템의 모든 부품은 1회 사용 후 처분될 수 있다. 도 1 내지 도 5를 살펴보면, 일회용 부품은 피팅(220), 펌핑 멤브레인(206), 개구(210) 및 밸브(230, 232)를 포함한다. 이들 부품이 일회용이기 때문에, 특정 실시예에 있어서, 이들 부품은 보다 덜 영구적인 재료로 이루어진다.

본 발명에 따른 유체 이송 조립체 실시예의 비-일회용 부품은 유체와 접촉하지 않는 부품을 포함하고, 그리고 진공 챔버 케이싱(222), 실링 멤브레인(204), 피스톤 조립체(201) 및 상부 조립체 케이싱(218)을 포함한다. 실링 멤브레인(204)과 펌핑 멤브레인(206)이 끼워맞춰져 진공 챔버(224)의 면을 형성하는 동안, 상기 멤브레인(204 및 206)이 유체와 서로 접촉되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 비-일회용 부품(222, 204, 201 및 218)은 다중 유체 이송을 위해 사용될 것이다. 따라서, 특정 실시예에 있어서, 이들 부품은 보다 장시간 지속되고 보다 고 정밀 또는 보다 영구적인 재료로 제조될 수 있다. 이는 유리하게도 진공 챔버(224)의 기밀이나 또는 피스톤 조립체(201)의 배출량의 변화와 같은 마모 관련 에러를 감소시킴으로써 고 유동율 정확도를 유지하는데 도움이 된다.

특정 실시예에 있어서, 유체 펌프의 일회용 구성요소 및 비-일회용 구성요소가 실질적으로 기밀 연결을 가능하게 하는 고정 기구를 사용해 서로 부착될 수 있다. 이는 아래 기재된 사항으로 한정되는 것이 아닌 단지 예를 들면, 하나의 구성요소가 다른 하나의 구성요소에 나사결합되어(예를 들면, 부재번호 202의 구성요소로의 부재번호 206의 구성요소) 기밀 연결을 이루는 나사-나사산-및-너트 설계나 또는 시일 링 및 파스너 설계의 사용을 포함하는 잘 알려진 기술을 사용해 달성될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 견본의(prototype) 유체 펌프 실시예를 사용해 실행된 측정에 기초한 유동율 정확도의 향상을 나타낸 막대그래프(700)이다. 2개의 세트의 측정이 유동율 정확도에 대해 행해지는데, 상기 2개의 세트 중 하나의 세트는 기성품의 "가압 멤브레인(push membrane)" 타입 유체 펌프를 사용하고, 나머지 하나의 세트는 견본의 실시예를 사용한다. -0.7 psi 내지 +1 psi 사이의 상류측에서의 압력과 -2 psi 내지 +6 psi 사이의 하류측에서의 압력을 변경시킴으로써 각각의 펌프로부터의 유동율에 대한 총 36회의 측정이 행해진다. 유체 펌프에 대해 시뮬레이트된 환자와 저장부의 관련 높이를 변경시킴으로써 압력 변화가 달성된다. X 축선(702)은 의도된(또는 계획된) 유동율과의 퍼센트 차를 나타낸다. Y 축선(704)은 계획된 속도로부터의 주어진 퍼센트 차에서의 실제 유동율 측정의 갯수를 나타낸다. 녹색 바(예를 들면, 706)는 견본에 대한 측정을 나타낸다. 하얀 바(예를 들면, 708)는 기성품의 펌프에 대한 측정을 나타낸다. 평균에서 영 퍼센트 변화 근방에서의 측정이 견본에 대해 가장 빈번히 발생한다. 견본에 대한 모든 측정이 대략적으로 평균 -6% 내지 1% 사이이다. 이와 달리, 기성품의 펌프에 대한 가장 일반적인 측정은 유동율 에러가 평균 유동율의 대략적으로 -13% 내지 +6% 사이인 상태에서, -2%이다. 이들 결과는 입구나 출구 측에서의 유체 압력이 유체 이송 시스템에서 변할 때, 테스트된 기성품의 펌프에 대한 유동율 변화가 대략 20%인 한편으로, 견본에 대한 유동율 변화가 단지 대략 7%라는 것을 의미한다고 해석될 수 있다. 이들 결과는 입구 측과 출구 측에서의 많은 가능한 압력 변화에 대해 측정될 때, 견본의 최대-대-최소 유동율 변화가 기성품의 유체 펌프의 최대-대-최소 유동율 변화의 대략 1/3이라는 것을 의미한다.

도 6에 나타난 결과는 본 발명에 따라 설계된 펌프의 유동율의 장점을 강조하고 있다. 당업자라면 진공 챔버로부터의 공기를 제거하면 펌프의 일회용 측에서의 멤브레인의 팽창을 초래한다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 진공은 일반적으로 IV 유체에 의해 직면하게 된 임의의 예측가능한 상류 압력이나 또는 하류 압력보다 낮은 압력을 발생시킨다. 따라서, 진공 챔버와 관련하여, 모든 IV 압력이 변화하는 레벨에서 양으로 나타날 것이다. 유체 챔버의 탄성 멤브레인의 유체 측에서의 유체 압력이 상기 탄성 멤브레인의 비-유체 측보다 항상 더 크기 때문에, 유체 챔버의 탄성 멤브레인이 붕괴하지 않고 보다 고 레벨의 유동율 정확도가 유지될 수 있다.

본 발명의 실시예가 상세하게 기재되어 있고 설명되어 있지만, 상기 실시예는 단지 설명과 예시를 위한 것으로서 이들 실시예로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다는 것을 명확하게 알 수 있을 것이다.

Claims

정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템으로서,
상기 정맥에 주입하는 유체가 이송하는 동안에 상기 정맥에 주입하는 유체와 접촉하는 일회용부; 및
상기 정맥에 주입하는 유체가 이송하는 동안에 상기 정맥에 주입하는 유체와의 접촉하지 않는 비-일회용부를 포함하고,
상기 일회용부는
개구가 형성된 유체 챔버; 및
상기 유체 챔버의 한 면을 형성하도록 위치된 펌핑 멤브레인;을 포함하고,
상기 비-일회용부는
상기 펌핑 멤브레인 주변에 위치되고, 상기 정맥에 주입하는 유체가 이송하는 동안에 진공을 유지하도록 구성된 진공 챔버를 포함하는 정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 진공 챔버는 실링가능한 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 진공 챔버로부터 공기를 제거하기 위한 진공원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 일회용부는 기밀 연결으로써 상기 비-일회용부에 부착될 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 일회용부와 상기 비-일회용부 상의 나사-나사산-및-너트 기구를 더 포함하고, 상기 나사-나사산-및-너트 기구는 상기 기밀 연결을 형성하는 정맥에 주입하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 비-일회용부는 내외측으로 이동하도록 구성된 피스톤을 더 포함하고; 그리고
상기 진공 챔버는 상기 피스톤과 상기 진공 챔버에 부착되도록 구성된 실링 멤브레인을 포함하며, 상기 실링 멤브레인은 상기 피스톤이 이동하는 동안에 상기 진공 챔버 내의 진공을 유지하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 개구와 유체 접촉하고, 인풋 밸브를 구비한 입구 튜브; 및
상기 개구와 유체 접촉하고, 아웃풋 밸브를 구비한 출구 튜브;를 더 포함하고,
상기 피스톤이 외측으로 이동될 때 상기 인풋 밸브는 상기 유체가 상기 유체 챔버로 통과할 수 있도록 구성되며;
상기 피스톤이 내측으로 이동될 때 상기 아웃풋 밸브는 상기 유체가 상기 유체 챔버로부터 통과할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정맥에 주입하는 유체의 이송 시스템.
유체를 저장부로부터 환자-측 기구로 이송하는 방법으로서,
유체가 유체 챔버를 유출입할 수 있게 하는 개구를 구비하고 펌핑 측을 갖는 유체 챔버를 제공하는 단계;
상기 유체 챔버와 상기 펌핑 측을 공유하고 실링 측을 더 구비한 진공 챔버를 제공하는 단계;
상기 펌핑 측을 접촉하는 피스톤을 제공하는 단계;
상기 진공 챔버의 압력이 상기 유체 챔버의 압력보다 더 낮도록, 상기 진공 챔버로부터 적어도 일부의 공기를 제거하는 단계; 및
상기 유체가 상기 유체 챔버에 들어갈 수 있도록 상기 피스톤을 외측으로 이동시키는 것과, 상기 유체가 상기 유체 챔버로부터 배출되도록 상기 피스톤을 내측으로 가압하는 것을 교호로 함으로써 상기 유체 챔버를 통하는 유체를 펌핑하는 단계;를 포함하는 유체를 저장부로부터 환자-측 기구로 이송하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 진공 챔버로부터 적어도 일부의 공기를 제거하는 단계는 상기 진공 챔버의 압력을 상기 유체 챔버와 상기 저장부 사이의 예상된 높이 차에 따른 값으로 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체를 저장부로부터 환자-측 기구로 이송하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 진공 챔버로부터 적어도 일부의 공기를 제거하는 단계는 진공을 상기 진공 챔버에 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체를 저장부로부터 환자-측 기구로 이송하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 진공 챔버로부터 적어도 일부의 공기를 제거하는 단계는 상기 진공 챔버의 압력을 상기 유체 챔버와 상기 환자-측 기구 사이의 예상된 높이 차에 따른 값으로 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체를 저장부로부터 환자-측 기구로 이송하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 피스톤이 외측으로 이동할 때 상기 저장부로부터의 유체를 상기 유체 챔버로 통과할 수 있게 구성된 입구 밸브를 제공하는 단계; 및
상기 피스톤이 내측으로 이동할 때 상기 유체 챔버로부터의 유체를 상기 환자-측 기구로 통과할 수 있게 구성된 출구 밸브를 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체를 저장부로부터 환자-측 기구로 이송하는 방법.
유체 이송 기기로서,
유체 챔버;
상기 유체 챔버를 입구 튜브와 제어가능하게 연결하는 입구 밸브;
상기 유체 챔버를 출구 튜브와 제어가능하게 연결하는 출구 밸브;
상기 유체 챔버의 하나 이상의 부분을 형성하는 펌핑 멤브레인;
진공 챔버를 형성하도록 위치된 실링 멤브레인; 및
상기 유체를 상기 유체 챔버 내외측으로 펌핑하기 위하여, 상기 유체 챔버를 팽창 및 수축시키는 상기 펌핑 멤브레인에 대해 왕복운동하도록 구성되고 상기 실링 멤브레인과 연결되며 상기 펌핑 멤브레인에 대해 위치된 피스톤;을 포함하고,
상기 실링 멤브레인은 상기 피스톤으로써 이동하고 상기 진공 챔버의 감소된 압력을 유지하고,
상기 진공 챔버는 상기 펌핑 멤브레인과 상기 실링 멤브레인 사이에 위치하는 유체 이송 기기.
청구항 13에 있어서,
상기 인풋 밸브 및 상기 아웃풋 밸브는 상기 유체 챔버의 안밖으로의 유체의 동시 유동을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 기기.
청구항 13에 있어서,
상기 인풋 밸브는 상기 피스톤이 외측으로 당겨질 때 유체가 상기 유체 챔버에 진입할 수 있게 구성되고;
상기 아웃풋 밸브는 상기 피스톤이 내측으로 가압될 때 유체가 상기 유체 챔버를 빠져나올 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 기기.
청구항 13에 있어서,
상기 진공 챔버는 상기 진공 챔버에 진공을 만들기 위해 공기를 빼내는 실링가능한 개구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 기기.