KR20210137504A - 유축 어셈블리용 유체 및 공기 체적 측정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 가슴으로부터 유즙을 펌핑하고 펌핑된 체적을 산출 또는 결정하기 위한 가변의 커스터마이징된 기능을 갖는 시스템 및 방법으로서, 흡입 하에서 가슴으로부터 유즙을 짜내고, 양압 하에서 유즙을 펌핑 기구로부터 수집 용기로 배출하는 것인 시스템 및 방법이 제공된다.

Description

유축 어셈블리용 유체 및 공기 체적 측정 시스템

본원은 일반적으로 휴대용 유축 어셈블리용 측정 시스템에 관한 것이다.

모유 수유가 아기에게 가장 좋은 영양 공급원이고, 또한 수유모에게 건강상의 이점을 제공한다는 것을, 보다 많은 여성들이 알게 됨에 따라, 사용하기 편하고, 펌핑된 유즙의 체적을 정확하게 결정 또는 추적하는 유축 솔루션에 대한 요구가 증가하고 있다. 이는 특히, 8~10 시간 또는 그 이상 동안 집을 떠나 있고 아기에게 모유가 제공될 수 있게 하기 위해 모유를 유축할 필요가 있는 직장에 다니는 수유모에게 특히 해당되는 것이지만, 쇼핑하는 동안, 저녁에 외식을 하는 동안, 또는 다른 활동 동안 등과 같이, 오랜 기간 동안 수유모가 가정의 사생활에서 벗어나 있는 그 밖의 많은 상황에 요구되는 사항이다.

다양한 유축기가 이용 가능하지만, 다수가 불편하고 번거로우며, 많은 부품 및 어셈블리를 필요로 하고, 운반하기 어렵다. 수동으로 구동되는 수동 펌프 종류는, 사용하기에 부담스럽고 사용하기에 불편할 수 있다. 일부 전동 유축기는, 사용 중에 AC 전원을 꽂을 필요가 있다. 일부 시스템은 배터리로 구동되지만, 전동 펌프가 착유 프로세스 동안에 흡입을 유지하도록 계속적으로 작동됨에 따라, 배터리 전력이 상당히 빠르게 저하된다.

자체적으로-전원이 공급되며, 에너지 효율적이고, 착용 가능한 소형의 휴대 유축 시스템으로서, 펌핑된 체적을 정확하게 산출 또는 결정하고, 자연스러운 젖먹이기를 흉내내며, 사용자의 가슴을 노출시키지 않고 착용시에 거의 눈에 띄지 않아 독립적인, 유축 시스템이 계속해서 필요하다.

젖먹이 아기가 충분한 영양분을 받고 있다는 것을 보장하기 위해, 아기의 섭취량을 모니터링하는 것이 유용하다. 얼마만큼의 유즙이 유축에 의해 착유되었는지를 수유모로 하여금 편리하게 알게 하도록, 시스템에 의해 펌핑된 유즙의 체적을 쉽고 정확하게 모니터링하는 유축 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 특정 집유 용기에 들어 있는 유즙의 체적을 쉽게 알 수 있도록, 세션당 펌핑되는 유즙의 체적을 추적하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 펌핑된 유체뿐만 아니라 펌핑되는 공기도 측정하여 부적절한 또는 불충분한 래칭 또는 장치 조립 또는 손상 등에 기인한 공기 누출을 시스템이 진단하고 이를 사용자에게 알려 실행에 옮기게 할 수 있는 펌핑 기법에 대한 요구가 있다.

따라서, 사용하기 편리하고 효율적인 유축 시스템이 계속해서 필요하다. 본원은 전술한 그리고 그 밖의 요구를 해결한다.

간략하게 그리고 보편적으로, 본원은 유축 어셈블리용 유체 체적 측정 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 펌핑된 체적을 실시간으로 정확하게 평가하도록 구성된 구조 및 기능을 포함한다. 일 실시형태에서, 상기 시스템은, 가슴 접촉 구조 및 수집 또는 저장 용기 또는 어셈블리, 유즙을 가슴으로부터 수집 어셈블리로 전달하는 구조를 포함한다. 유축 방법은, 유즙을 가슴으로부터 펌핑하는 것과, 펌핑된 유즙을 수집 어셈블리 또는 저장 용기에 전달하는 것을 포함한다. 어느 한 특정 양태에서, 유축 시스템은 특정 펌핑 세션 동안에 특정 사용자에 대한 펌핑 동작을 최적화하도록 실시간으로 응답한다. 상기 시스템은 또한 펌핑 압력 또는 흡입의 등급 및 레벨 중 하나 이상에 대한 수동 조절을 제공한다.

본원의 일 양태에 따르면, 상기 시스템은 폐쇄 시스템 경로 또는 튜브 세그먼트의 내부 체적을 평가하도록 구성되어 있다. 단 하나의 샘플에서, 체적은 펌프 센서로부터, 즉 바람직한 구성의 패들 로케이션 및 스트레인 게이지 측정으로부터 평가될 수 있다. 폐쇄 시스템을 유지하면서 서로 다른 스트레인/패들 로케이션에서 복수 회 측정하는 것은, 내부 시스템에 있어서의 공기 및 유체의 비율이 결정될 수 있게 한다. 이러한 체적 측정은 펌핑 세션 중 임의의 시간에 폐쇄 시스템 경로 또는 튜브 세그먼트에서 행해진다. 퍼지 이전과 이후에 체적 측정을 행하는 경우, 측정들 사이의 차이로, 퍼징된 총 체적을 결정할 수 있게 된다. 퍼지 이전과 이후 각각에 있어서의 복수 회 측정의 조합으로, 퍼지에서 배출된 공기의 총 체적과 배출된 유체의 총 체적을 결정할 수 있게 된다. 상기 시스템은 또한, 연산 장치가 명령들과 관련된 그리고 명령들에 의해 지시되는 기능들을 수행하게 하도록, 연산 장치에 의해 실행 가능한 명령들이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함한다.

또한, 일 양태에서, 연이은 복수 회의 퍼지로부터의 데이터를 분석하는 것은, 연속적인 공기 누출이 검출될 수 있게 하고, 예를 들어 특히 폐쇄 시스템과 관련 있는, 유즙 리셉터클에 펌핑된 공기 및 유체의 정확한 누적 체적이 산출될 수 있게 한다. 공기 누출은 또한, 펌핑 세션 중 임의의 시간에, 폐쇄 시스템 경로 또는 튜브 세그먼트에 있어서의 서로 다른 스트레인/패들 로케이션으로 복수 회 측정함으로써, 퍼지 이외에서도 검출된다.

또 다른 양태에서, 핀치 풋이 개방되어 있고 시스템이 펌핑하고 있는 동안, 그리고 또한 진공 레벨의 측정을 2회 행하는 동안, 체적-맵 코드의 측정을 2회 행함으로써, 공기 누출이 식별되고 산출된다. 진공에 대한 측정 체적 변화에 대해 d체적/d진공 관계가 생성되고, 이에 따라 공기 누출의 존재 및 규모를 인식 및/또는 평가한다.

추가적인 양태에서는, 내부 튜브 체적에 대한 센서 데이터의 정확한 매핑이 이용된다. 따라서, 시스템이 폐쇄되어 있는 경우, 쉽게 이용 가능한 센서 데이터로부터 해당 시스템의 내부 체적의 정확한 추정치가 구축되고 이용된다. 유축 시스템에 대한 학습으로, 센서 판독값은, 즉 정확한 체적을 생성하기 위해 측정을 어떻게 제한해야 하는가는, 그리고 이러한 판독값을 창출하기 위해 어떻게 시스템을 조작하는가는, 개선될 수 있고 보다 정확해질 수 있다. 체적 측정은 신규한 방식으로 임의의 순간에 폐쇄 시스템 경로 또는 튜브 세그먼트에 있어서의 공기 체적 및 유체 체적을 결정하는 데 사용되고, 따라서 시간의 경과에 따라, 공기 대 유체의 비율을 그리고 수집 리셉터클에 얼마나 많이 압입되었는가를 결정할 수 있다.

하나 이상의 실시형태에서, 상기 시스템은 시스템 내부에서 실시간 압력 제어를 달성하는 컨트롤러를 포함한다. 특정 기법에서, 이러한 압력 제어는 힘 게이지 또는 압력 센서 또는 다른 센서를 통해 달성될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 상기 시스템은 자동 컴플라이언스 감지 및 응답을 제공하는 컨트롤러를 포함한다. 하나 이상의 실시형태에서, 상기 시스템은 하강, 과충전 및 유동 중 하나 이상을 자동적으로 검출하는 하나 이상의 컨트롤러를 포함한다.

본원의 다른 양태에 따르면, 유즙을 펌핑하는 시스템을 작동시키는 방법은: 가슴과의 밀봉을 형성하도록 구성되어 있는 피부 접촉 부재와, 상기 피부 접촉 부재에 유체 연통 관계로 연결되어 있는 도관과, 압축 부재의 안쪽 및 바깥쪽으로의 움직임에 반응하여 상기 도관을 압축하고 압축 해제할 수 있게 구성되어 있는 압축 부재를 구비하는 구동 기구와, 센서, 그리고 상기 구동 기구의 작동을 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하는 상기 시스템을 제공하는 단계; 가슴에 상기 피부 접촉 부재를 밀봉하는 단계; 상기 도관 내에 소정의 압력 사이클을 발생시키도록 상기 구동 기구를 작동시키는 단계; 상기 도관에 대한 상기 압축 부재의 이동의 속도 및 위치 중 적어도 하나를 상기 컨트롤러에 의해 모니터링하는 단계; 상기 도관 내의 압력을 측정 또는 산출하는 단계; 상기 소정의 압력 사이클이 지속적으로 발생되는 것을 보장하도록, 상기 산출된 압력과 상기 압축 부재의 이동의 속도, 위치 및 힘 중 적어도 하나의 피드백에 기초하여, 필요에 따라 상기 압축 부재의 운동을 유지 또는 변경하는 단계; 및 스트레인 게이지 측정 및 패들 로케이션을 통해 펌핑된 체적을 산출하는 단계 중 하나 이상을 포함 또는 수반한다.

본원의 상기한 특징 및 다른 특징은, 아래에 더 상세히 기술되어 있는 바와 같은, 시스템 및 방법의 세부 사항을 읽음으로써 당업자에게 명백해질 것이다.

도 1a는 본원의 일 실시형태에 따른 유축 시스템의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 유축 시스템의 플랜지를 도시하는 후방도이다.
도 2는 쉘이 제거되어 있는 상태인 도 1의 유축 시스템의 정면도이다.
도 3은 플랜지가 제거되어 있는 상태인 도 1의 유축 시스템의 후방도이다.
도 4는 도 1의 유축 시스템의 측단면도이다.
도 5는 유축 어셈블리의 플렉스 도관을 도시하는 도 1의 시스템의 내부도이다.
도 6는 유축 시스템의 기계 구성요소를 도시하는 도 1의 시스템의 분해도이다.
도 7은 유축 시스템의 작동 구성요소를 도시하는 개략도이다.
도 8은 체적 결정에 대한 한 가지 기법을 도시하는 흐름도이다.
도 9a는 펌핑 파형을 도시하는 그래프이다.
도 9b는 작동 펌프와 연관된 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 10은 본원의 저장 수집 어셈블리의 일 실시형태를 보여주는 평면도이다.
도 11은 도 10의 저장 수집 어셈블리의 단부를 도시하는 확대도이다.
도 12는 저장 수집 어셈블리의 밸브 어셈블리를 도시하는 확대도이다.
도 13은 유축 시스템에 연결된 저장 수집 어셈블리를 도시하는 사시도이다.

본 발명의 시스템 및 방법을 기술하기 전에, 본원은 기술된 특정 실시형태들에 국한되지 않고, 이에 따라 당연히 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본원에 사용된 용어는 특정 실시형태만을 설명하기 위한 것이고, 제한을 의도로 하고 있지 않으므로, 본원의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되는 것으로 이해되어야 한다.

값의 범위가 제공되는 경우, 문맥상 분명하게 달리 지시되어 있지 않는 한, 상기 값의 범위의 상한과 하한 사이에 있는, 각각의 개재 값이 또한, 하한의 단위의 1/10까지, 구체적으로 개시되어 있는 것으로 이해된다. 주어진 범위 내의 임의의 명시된 값 또는 개재 값과, 상기 주어진 범위 내의 임의의 다른 명시된 값 또는 개재 값 사이에 있는, 보다 소규모의 범위 각각은 본원 내에 포함된다. 이러한 소규모의 범위의 상한 및 하한은 독립적으로 상기 범위 내에 포함되거나 상기 범위 내에서 배제될 수 있고, 상기 상한과 하한 중의 어느 하나가 포함되어 있거나, 양자 모두가 포함되어 있지 않거나, 또는 양자 모두가 포함되어 있는, 각각의 범위도 또한, 본원 내에 포함되며, 상기 주어진 범위 내의 임의의 구체적으로 배제된 한계의 여부에 따른다. 상기 주어진 범위가 상한 및 하한 중의 어느 하나 또는 양자 모두를 포함하는 경우, 포함된 상한 및 하한 중의 어느 하나 또는 양자 모두를 배제한 범위도 또한 본원에 포함된다.

달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는, 본원이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기술된 것과 유사한 또는 동등한 임의의 방법 및 재료가 본원의 실시 또는 테스트에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법 및 재료를 이제 기술한다. 본원에 언급된 모든 간행물은, 인용된 간행물들과 관련하여 방법 및/또는 재료를 개시하고 기술하기 위해, 본원에 참조로 인용되어 있다.

본원에 그리고 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태의 부정관사 및 정관사는, 문맥상 분명하게 달리 지시되어 있지 않는 한, 복수의 대상물을 포함한다는 것을 주목해야 할 필요가 있다. 따라서, 예를 들어 "센서"에 대한 언급은, 복수의 상기 센서를 포함하고, "펌프"에 대한 언급은, 당업자에게 알려진 하나 이상의 펌프와 그 등가물 등에 대한 언급을 포함한다.

본원에 거론된 간행물은, 단지 본 출원의 출원일 이전에 이들 간행물이 개시되었다는 이유로 제공된다. 제공된 공개일은 실제 공개일과 다를 수 있는데, 이는 독립적으로 확인해야 할 필요가 있을 수 있다.

관련 시스템의 여러 상세한 설명은, 각각 본원에 그 전체가 참조로 인용되어 있는, 각각 2015년 7월 21일자로 출원된 미국 출원 제15/085,571호(현재 미국 특허 제9,539,376호), 제15/361,974호, 제15/362,920호, 및 제15/406.923호(현재 미국 특허 제10,434,228호)와, 2018년 7월 31일자로 출원된 미국 출원 제16/050,201호에서 찾아볼 수 있다.

도 1a, 도 1b는 본원의 일 실시형태에 따른 유축 시스템(10)의 사시도와 후방도이다. 유축 시스템(10)은 이하에 소개 또는 기술된 특징들 또는 기능들, 또는 이들의 조합 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 시스템(10)의 하우징 또는 외부 쉘(12)은, 사용자의 가슴의 윤곽을 따르게 되도록, 그리고 이에 따라 사용자의 의복의 아래에 있을 때 보다 자연스러운 외관을 제공하도록 형성 및 구성될 수 있다. 도면들로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 시스템은 자연스러운 가슴 프로파일을 형성할 수 있다. 자연스러운 가슴 프로파일은, 사용자의 브래지어에 편안하고 편리하게 끼워 맞춰지고 자연스러운 모습을 나타낼 것으로 고려된다. 이에 따라, 상기 프로파일은 비원형 베이스를 갖는 것을 특징으로 한다. 비대칭 패턴을 갖는 곡면이 상기 베이스로부터 연장되어 있다. 또한, 자연 가슴과 같이, 상기 장치 또는 시스템의 프로파일은 하나 이상의 비대칭 곡선과 편심 관성 중심을 형성하는 것으로 고려된다. 다양한 자연스러운 가슴 형상이, 사용자의 취향과 필요에 따라 선택하도록 제공될 수 있다. 유축 시스템(10)의 반대편은, 사용자의 가슴에 접하는 크기 및 형상으로 형성된 플랜지(14)를 구비하는 것으로 구성되어 있다. 플랜지(14)는 넓은 범위의 사용자의 몸에 편안하게 맞고 가슴 조직에 밀봉식으로 접하기 위한 구조를 제공하도록 윤곽이 형성되어 있다. 어느 한 특정 실시형태에서, 플랜지(14)는 전반적으로 경질인 구조를 형성하며, 대안적으로 또는 추가적으로, 표준 플랜지와는 다르게, 사용 중에 가슴 조직이 접하게 될 수 있는 날카로운 에지 또는 립 부분이 없을 수 있다. 이와 관련하여, 플랜지는, 가슴 조직에 접하도록 플랜지의 유두 수용부로부터 바깥쪽으로 연장되어, 조직에 편안하게 접촉하기 위한 추가적인 표면 영역을 제공하는 표면을 포함한다.

도 2는 하우징 또는 외부 쉘(12)이 제거되어 있고 그렇지 않으면 하우징(12)에 의해 덮여 있는 구성요소를 보여주도록 하우징이 투명해져 있는 상태인, 도 1의 시스템(10)의 정면도이다. 특히, 하우징(12)이 제거되어 있는 상태에서, 여러 전자 구성요소를 확인할 수 있다. 시스템 컨트롤러는, 플렉스 회로(16)와 통신하는 회로 기판(15)으로서, 시스템(10)의 여러 전기-기계 구성요소에 연결되어 제어하도록 각각 협력하는 회로 기판(15)으로 구현된다. 제어 패널(17)은 플렉스 회로(16)를 통해 컨트롤러와 전자 통신하고, 사용자에게 시스템의 전원을 켜고 끄는 능력뿐만 아니라 기능을 변경하는 능력을 제공한다. 도관 또는 플렉스 튜브(32)(도 4, 도 5 참조)에 작용하는 액추에이터(이하에 설명)의 조작을 실시하기 위해, 하나 이상의 모터(44, 46)가 추가적으로 제공되어 시스템에 의해 전자적으로 제어된다. 배터리(48)는 충전 가능한 전원을 제공하도록 포함되어 있고, 충전용 전원에 꽂도록 구성될 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같은 압력 감지 기능을 제공하도록 구성되어 있는 로드 셀 어셈블리(54)가 제공된다. 적어도 일 실시형태에서는, 사용자가 직립해 있을 때, 도관 또는 플렉스 튜브(32)가 가슴의 유두에 대해 아래에서 위로 이어져 있도록 배향되어 있는 것으로 고려된다.

도 3은 펌핑 기능을 더 상세히 보여주도록 플랜지(14)가 제거되어 있는 상태로 시스템(10)의 반대편을 보여주는 도면이다. 도관 또는 플렉스 튜브(32)(도 4~도 6 참조)는, 펌프 섀시(35)에 형성된 리세스(34)에 분리 가능하게 수용되는 크기 및 형상으로 형성된 전반적으로 구 형태로 형성된 커넥터(33)를 포함한다. 커넥터(33)는, 부품들의 조립 또는 조정 실시가 사용자의 인지 사항 또는 의무 사항이 아닌 조건으로, 가동 모터 패들 및 스트레인 게이지에 연결된 펌프의 홈과 자동적으로 결합하도록 구성되어 있다. 펌프 섀시(35)는 시스템(10)의 전자 및 전기 기계 구조를 지지하는 기능을 한다(도 2도 또한 참조). 또한, 이하에 더 기술되는 바와 같이, 도관 또는 플렉스 튜브(32)를 향해 전진되고 도관 또는 플렉스 튜브로부터 후퇴되도록 구성되어 있는 핀칭 액추에이터(36)를 위한 공간도 제공된다. 다른 펌핑 동작은, 압축 및 팽창 부재(38)에 의해 도관 또는 플렉스 튜브(32)가 리세스(34)와 결합하는 것을 통해 달성된다(도 7 참조).

일반적으로, 실시간 압력 제어는 시스템(10)의 컨트롤러에 의해 관리될 수 있다. 컨트롤러는 압력을 추적하고, 그 선택 방향으로 압력에 영향을 미치도록 펌프 모터를 안으로 또는 밖으로 이동시킨다. 모터의 진동 운동에 의해, 펌프는 도관 또는 플렉스 튜브(32) 구조의 커넥터(33)를 잡아 당겨서 도관 또는 플렉스 튜브 구조의 체적을 증가시키도록 구성될 수 있다. 시스템(10)에 진공이 존재하는 경우, 튜브의 체적이 증가함에 따라 진공이 증가될 수 있다. 튜브를 밀면 그 체적이 줄어든다. 결국, 이는 튜브에서의 진공 레벨의 감소를 야기하고, 진공이 충분히 줄어든 경우에는 상대적으로 양압을 유발할 수 있다. 펌프 컨트롤러는 전술한 원리를 적용하여, 현재 압력을 감지한 후, 압력 목표를 생성하는 데 필요한 방향으로 모터 어셈블리의 패들 또는 압축 부재를 조금씩 몰고 간다. 이를 실시간으로 반복 실시함으로써, 시스템은 사용자의 유두에 적용되는 것이 요망되는 파형과 매칭되는 제어된 진공 파형을 생성할 수 있다.

펌프는, 압축 부재 또는 패들이 소정의 타겟과 부딪힐 때까지 압축 부재 또는 패들을 서서히 밖으로 당길 수 있다. 패들이 소기의 진공을 생성할 수 없는 상태인 그 범위의 끝까지 이동된 경우, 시스템은 진공 포텐셜을 더 생성하도록 퍼징될 것이다. 퍼지는, 물질을 시스템 밖으로 밀어내어 강한 진공 포텐셜을 생성하는 기능을 한다. 이는 먼저, 플랩, 댐 등으로 플렉스 튜브를 폐쇄하거나 도관 또는 플렉스 튜브 상의 핀치를 폐쇄하고, 그 후에 예를 들어 패들을 밀어 폐쇄된 상태로 함으로써, 플렉스 튜브를 비우는 것에 의해 달성되는데, 이는 체적을 플렉스 튜브의 밖으로 몰아내며 이 체적의 내부에 있었던 임의의 유체 또는 공기도 또한 일방향 밸브를 통해 수집 리셉터클 안으로 배출된다. 패들이 다시 후퇴된 경우, 튜브의 내용물이 이전에 퍼징되었으므로 훨씬 더 높은 진공을 생성할 수 있다. 높은 진공이 일단 생성되면, 소기의 진공 프로파일이 가슴에 적용되고 소기의 압력 파형이 생성될 수 있도록, 시스템은 핀치 밸브를 개방할 수 있다.

시스템에 공기가 충전된 경우, 모터 위치 설정에 있어서의 큰 변화가 진공에 있어서의 작은 변화만을 생기게 하도록, 이는 매우 순응적이다. 한편 시스템에 유체가 충전된 경우, 모터 위치 설정에 있어서의 작은 변화가 진공에 있어서의 큰 변화를 생기게 한다. 어느 한 특정 기법에서, 복수의 이격 배치된 자석을 포함하는 인코더가 모터와 관련되어 있다. 전반적으로 디스크 형상인 인코더의 주변을 따라, 자석들이 인코더의 회전축에 평행하게 배향되어 있는 상태로, 자석들이 배치될 수 있다. 하나 이상의 홀 효과 센서가 회로 기판(15) 상에 구성되거나 회로 기판에 표면 실장될 수 있고, 자석들의 동작 및 위치를 판독하도록 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 모터의 위치는 결정 및 모니터링될 수 있다. 따라서, 시스템이 즉각 반응하는 경우에는 안정적이고 시스템이 즉각 반응하는 것은 아닌 경우에는 효율적이도록, 시스템을 구성하는 것이, 도전 과제가 될 수 있다. 고려되는 어느 한 기법은, 상대적으로 강성인 시스템에 대해서는 컨트롤러를 튜닝하고, 시스템의 출력에 따라 진폭이 바뀌는 경우 모터를 소기의 방향으로 이동시키는 단위가 없는 양을 입력하는 것이다. 따라서, 압력 목표에 달하게 하기에 요망되는 출력보다 시스템 출력이 작은 경우 입력 파형을 확대하고, 소기의 출력보다 시스템 출력이 큰 경우 입력 파형을 축소하도록, 캐스케이드 컨트롤러가 만들어질 수 있다. 이는, 출력 대 입력을 관찰함으로써 실시간으로 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 컨트롤러는 연속적으로 타겟 파형을 조정할 수 있다. 상반부 파형과 하반부 파형은 독립적으로 제어될 수 있는데, 이는 파형을 효과적인 방식으로 중앙 정렬하는 것을 용이하게 하고, 그 결과 시스템은 매우 정확하고 신속하게 조정되는 것이 된다.

시스템에는 또한 자동 하강 검출부가 마련될 수 있다. 펌프는 유체로 가득찬 때를 감지할 수 있고, 유체가 유동하기 시작할 때 하강과 펌핑 사이를 전환함으로써 그에 맞춰 반응한다. 어느 한 기법에서, 시스템에 통합된 알고리즘은, 펌프에 있어서의 목표 파의 최대값과 최소값의 비를 검토하고 펌프의 출력에 대해 비교하도록 작동할 수 있다. 그 결과값은 단위가 없지만, 시스템의 컴플라이언스를 매우 신뢰 가능하게 감지한다. 이는, 시스템이 유체로 가득찬 때를 나타내는 몇몇 기지의 값을 컴플라이언스가 넘어갈 때, 내부 이벤트를 트리거하도록 튜닝될 수 있다. 임의의 다른 컴플라이언스 측정이 등가의 방식으로 사용될 수 있다.

하강 검출에 대한 다른 기법에서는, 공기의 튜브를 누르는 것이 유체의 튜브를 누르는 것과 동일한 힘을 발생시키지는 않는다는 점에 주목해야 할 필요가 있다. 퍼지 동안에 발생된 힘을 추적하는 것은 또한, 시스템이 유체로 가득찬 때를 강하게 나타낼 수 있다. 퍼지의 힘이 몇몇 기지의 임계값을 넘어갈 때, 시스템이 공기가 아닌 유체로 가득차 있다라고 할 수 있도록, 이벤트가 생성되어 이를 추적할 수 있다. 이러한 기법은, 펌프 설계 또는 가슴 조직과 함께 변경될 수 있는 튜닝 및 데이터 추적을 덜 수반할 수 있다. 또 다른 기법에서, 하강 검출은 유동 추적에 기초할 수 있다. 즉, 유동이 시작할 때, 하강이 틀림없이 일어날 것이고, 소량의 유동이 수집되었을 때, 시스템은 펌핑으로 전환될 수 있다. 또한, 모터 위치에 대해 측정된 진공의 상대 변화율을 검토함으로써 하강을 추적할 수 있다. 이러한 상대 변화율이 컴플라이언스의 측정값이라는 점에 주목해야 할 필요가 있다. 이 상대 변화율의 크기가 상승함에 따라, 시스템이 유체로 채워져 있다는 결론을 내릴 수 있다.

또 다른 기법에서는, 약 2.5 ml의 유즙이 검출될 때 하강하도록 하강 감지 방법론이 시스템에 통합된다. 따라서, 수유모가 유즙을 짜낼 때와 관련된 타이밍에 시스템이 자극 모드를 변경한다. 따라서, 유즙이 유동하고 있는 것을 시스템이 일단 검출하면, 이는 하강 검출로서 처리된다. 나중에, 시스템이 유체로 가득차 있는 것을 감지할 때, 모든 펌프 레벨에 대한 접근을 허용하는 별도의 게이트 웨이가 제공된다.

감지 메커니즘은, 짧은 시간 안에 2회의 퍼지가 존재하는가를 살펴보는 것을 수반한다. 어느 한 기법에서, 시스템 컨트롤러는, 2회의 퍼지가 서로 45초 이내에 일어날 때, 그리고 세션의 7초 이후에(하지만 이러한 상수는 변경될 수 있음), 하강이 존재한다고 결정한다. 기본적으로, 유즙이 유동하고 있는 경우, 퍼지들 사이에 긴 기다림 없이 펌프에 2회의 퍼지가 존재할 것이다. 부여되는 시간 제한은, 퍼지를 야기하는 매우 느린 공기 누출 또는 약간의 물리적 조정이 검출을 트리거하지 않는다는 것을 보장하는 데 기여한다. 시스템이 시작되기 전 세션을 시작할 때의 약간의 시간 지연(예를 들어, 7초)은, 세션이 시작될 때 충분한 진공을 바로 완전히 갖지는 않아 시작시 이를 바로잡기 위해 퍼지를 행할 필요가 있는 펌프의 발생을 막는다.

어느 한 구현예에서, 하강 검출이 일어날 때, 시스템은 그 펌핑 주파수를 감소시킨다. 이는 또한, 펌프가 "자극"이 아닌 "표출" 모드에 있는 것으로 시스템 앱에 표시될 수 있다. 또한, 시스템은, 모든 진공에 도달할 수 있을 때, 진공을 자동적으로 증가시키고, 모든 진공 레벨에 도달할 수 있을 때, 시스템 앱에 경보를 보낸다. 따라서, 진공이 증가될 수 있음을 사용자가 안다는 것과, 사용자가 펌핑을 완전히 제어하고 사용자에게 적절한 정렬에 대한 테스트로서 사용될 수 있는 분명한 이정표가 제공된다는 것에서, 사용자는 도움을 받는다. 즉, 이러한 타겟에 예상 시간 내에 도달할 수 없다는 것은, 사용자가 재정렬할 필요가 있을 수 있는 피드백으로서 사용된다.

따라서, 이러한 기법을 통해, 사용자가 그 자신의 하강 발생을 감지할 수 있고 사용자가 그 자신의 하강을 감지하는 데 어려움을 겪을 우려가 줄어들 수 있으므로, 시스템은 보다 즉각 반응할 수 있다. 또한, 유즙 수집이 빨라질 수 있고, 특정 사용자가 하강을 달성하기 위해 상체를 뒤로 젖힐 필요가 없어지며, 펌핑의 시작시 사용자가 모바일 앱을 끊임없이 모니터링할 필요성이 줄어든다.

도 4는 본원의 일 실시형태에 따른 시스템(10)의 구성요소의 단면도를 도시한다. 플렉스 튜브 또는 도관(32)(도 5에서는 격리되어 있음)은, 단면 내부 영역이 소형 도관 부분(32S)의 단면 내부 영역보다 상대적으로 큰 대형 도관 부분(32L)을 포함한다. 대형 도관 부분(32L)은, 세척을 위한 크기로 형성된 개구에서 종단되고, 일반적으로 작은 손가락 끝을 수용하는 크기로 형성되어 있다. 상기 두 부분(32S 및 32L)은 관형 부분으로서 도시되어 있지만, 본원은 이에 국한되는 것이 아니므로, 상기 두 부분 중의 어느 하나 또는 양자 모두가 다르게 형성될 수 있다. 관형의 경우, 단면은 타원형, 사각형, 다른 다면체 형상, 비대칭, 또는 비기하학적 형상일 수 있다. 또한, 플렉스 튜브(32)는, 대형 도관 부분(32L)의 종단부 부근에, 시스템 히스테리시스를 수용하는 것을 돕도록 제공되는 것으로 구성되는 확대된 구근형 부분(32B)을 포함할 수 있다.

도 6은 시스템(10)의 구조적 및 기술적 구성요소의 분해도를 도시한다. 섀시(35)는 하우징(12)과 플랜지(14) 사이에 구성된다. 특히, 섀시는 하우징(12)과 결합 관계로 스냅되도록 구성될 수 있다. 또한, 바람직한 실시형태에서, 섀시(35)는 모든 펌프 구성요소를 직접적으로 또는 간접적으로 지지한다. 특히, PCB 컨트롤러 마운트(62)는 섀시(35)에 의해 지지되고, 회로 기판(15)에 연결되어 이를 지지하도록 구성되어 있다(도 2도 참조). 또한, 배터리 브래킷(64)은 섀시(35)에 의해 지지되고, 시스템(10)에 파워를 공급하는 충전 가능한 배터리(48) 어셈블리를 수용하는 크기 및 형상으로 형성되어 있다. 배터리 어셈블리용 리셋 버튼 충전 포트에 대한 액세스를 제공하고 파워 코드 커넥터(도시 생략)를 수용하기 위해, 커버 잭 또는 파워 커버(65)가 추가적으로 포함된다. 모터 장착부(66)와 모터 리시버 구조(67)는 또한 섀시(35)에 의해 지지되고 시스템 모터를 수용 및 지지하도록 구성되어 있는데, 시스템 모터는 배터리에 의해 파워를 공급받는 것이고, 도관 또는 플렉스 튜브(32)에 작용하는 모터를 움직이는 기능을 하는 것이다. 또한, 플렉스 튜브에 있어서의 풋의 핀칭을 허용하도록 액추에이터를 지지지하는 액추에이터 브래킷(69)과 로드 셀 브래킷(70)과 로드 셀 리시버(71)가 섀시(35)에 의해 지지된다. 또한, 사용자 인터페이스 패널은, 각각 하우징(12)에 지지되어 있는 버튼 멤브레인(72) 및 버튼 멤브레인 하우징(73)으로서 사용자에게 시스템 제어를 제공하는 플렉스 회로(16)와 결합 관계로 배치되어 있는 것인 버튼 멤브레인(72) 및 버튼 멤브레인 하우징(73)을 포함할 수 있다.

도관 또는 플렉스 튜브 어셈블리(32)를 시스템(10)에 연결하기 위해, 플렉스 튜브 어셈블리(82)가 제공된다. 플렉스 튜브 어셈블리(82)는 플랜지 상의 슬롯(84)에 수용되는 크기 및 형상으로 형성되어 있다. (용기와 별개로 도시된) 유체 용기 피팅(86)은 플렉스 튜브 어셈블리(82)에 수용되는 크기 및 형상으로 형성되어 있다. 도어 어셈블리(90)는 플랜지(14)에 부착되고, 시스템(10)의 내부에 대한 액세스를 제공할 뿐만 아니라 피팅(86)과 플렉스 튜브 어셈블리(82) 사이의 강고한 연결을 지지하기 위해 회전시켜 개폐하도록 구성되어 있다. 따라서, 적어도 하나의 실시형태에서, 수집 또는 용기 어셈블리는, 수집 또는 용기 어셈블리에 대한 도관의 샤프트의 주위에서 마찰 부착 관계로 지지 및 유지되고, 부분적으로는 수집 또는 용기 어셈블리를 제위치에 유지하고 둘러쌀 수 있는 도어 어셈블리(90)에 의해 지지 및 유지되는 것으로 고려된다. 대안적인 실시형태에서, 유축 어셈블리는 도어 어셈블리를 완전히 생략할 수 있다. 따라서, 플랜지 자체는 용기 어셈블리를 제위치에 유지하기 위한 구조를 포함할 수 있다. 또한, 용기 어셈블리에 대한 직접적인 관찰이 제공되도록, 도어 어셈블리 또는 도어 어셈블리를 대체하는 다른 구조가 투명할 수 있다.

도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 래칭, 펌핑 및 착유력은, 각각 모터 드라이버(44, 46)에 의해 능동적으로 구동되는 2개의 압축 부재(36, 38)에 의해 형성될 수 있다. 현재 바람직한 실시형태는 도시된 바와 같이 2개의 드라이버에 의해 각각 구동되는 2개의 압축 부재를 사용하지만, 3개 이상의 압축 부재가 사용될 수 있고 1개 또는 3개 이상의 드라이버가 사용될 수 있다. 시스템 컨트롤러 또는 시스템 소프트웨어 및/또는 펌웨어는, 압력 센서 또는 로드 셀 어셈블리에 의해 검출되는 바와 같은 미리 정해놓은 래칭 및 생산 목표 또는 방안에 응답하여, 드라이버의 동작을 실시간으로 제어한다. 이러한 목표에 다양한 속도로, 어떤 경우에는 비교적 빠르게 그리고 또 어떤 경우에는 더 천천히 또는 서서히 도달하여, 복수의 자극 및 표출 레벨을 제공할 수 있도록, 펌웨어가 기록될 수 있다. 따라서, 예를 들어 래칭은 대안적으로 보다 점진적이거나 보다 빠른 기법을 취함으로써 달성될 수 있고, 아기의 흡입 패턴을 모방하기 위해 래칭이 달성되는 레벨을 결정하는 제어가 존재할 수 있다.

여러 흡입 레벨이 표출 동안에도 존재할 수 있다. 튜브 부분(32S, 32L)은 각각 압축 부재(36, 38)에 의해 폐쇄되거나, 또는 실질적으로 폐쇄될 수 있다. 또한, 이와 같이 능동적인 펌핑 부재는, 채널 내에서의 유체 또는 유즙의 순유동에 전반적으로 수직한 배관 채널 상에 결합하도록 구성될 수 있다. 또한, 배관 채널의 핀치 영역은, 보조 능동 지지부를 통해 개방되는 배관 채널의 압축 영역 옆에 위치하는 패시브 리코일을 통해 개방되도록 구성될 수 있다. 시스템(10)에 전원을 넣으면, 압축 부재(36)는 개방되고, 압축 부재(38)는 도관 또는 플렉스 튜브(32)의 볼 커넥터 등과 같은 구조에 대한 연결을 통해 물러나기 시작하며, 이에 따라 튜브(32) 내에서의 흡입 레벨이 점차 증가된다. (아래에서 설명하는 압력 센서로부터 취한 압력 판독에 의해 확인되는 바와 같이) 소정의 최대 흡입 레벨이 달성될 때, 압축 부재(38)는 현재의 방향으로의 이동을 중단하고, 시스템(10)의 작동 모드가 최대 흡입을 유지하는 소정의 시간을 갖는 경우, 소정의 기간동안 상기 위치를 유지하거나(또는 유즙이 시스템에 들어감에 따라 감소하는 흡입을 보상하도록 동일한 방향으로 약간 이동하거나), 또는 방향을 역전시키고 래치 흡입 레벨이 달성될 때까지, 튜브(32L)를 압축한다. 이러한 소정의 레벨은 펌프로부터 분리되어 있는 테스트 셋업 장치를 이용하여 결정될 수 있다. 제1 행정에서 압축 부재가 완전히 물러날 때까지 최대 흡입 레벨이 아직 달성되지 않았다면, 압축 부재(36)는 가슴의 환경에서 현재의 진공 레벨을 봉쇄하도록 다시 튜브(32S)를 압축하고, 압축 부재(38)는 시스템의 밖으로 공기를 더 밀어내도록 튜브 부분(32L)을 완전히 압축한다. 그 후에, 압축 부재(36)는 튜브 부분(32S)을 완전히 개방하도록 재개방되고, 압축 부재는 다른 행정을 수행하여, 보다 큰 흡입 레벨을 발생시키도록 다시 멀어지게 이동한다. 이러한 사이클링은, 최대 흡입 레벨이 달성될 때까지 계속된다. 어떤 경우에는 제1 행정에서 최대 흡입 레벨을 달성하는 것이 가능하지만, 다른 경우에는 복수의 행정이 필요할 수 있다는 점을 주목해서 볼 필요가 있다.

최대 흡입을 달성할 때, 압축 부재(38)가 최대 및 래치 흡입 레벨을 달성하는 가능한 최대의 범위까지 각 방향으로 이동하지 않고, 그 결과 약간의 예비 흡입 및 압력 생성 능력을 허용하도록, 상기 시스템은 설계 및 프로그래밍될 수 있다. 최대 흡입 레벨이 달성되었고, 펌핑 프로파일은 래치 진공으로 복귀할 수 있는 경우, 압축 부재(38)는 전진하여 튜브 부분(32L)를 압축하고, 그 결과 튜브(32) 내의 진공이 상승된다. 래치 흡입 진공의 달성시, 가슴에 대하여 래치 진공이 유지되어, 충분한 흡입이 유지되는 것을 보장하도록, 압축 부재(36)는 튜브(32S)를 다시 폐쇄한다. 이 단계에서, 흡입 레벨을 다시 타겟 흡입까지 (예를 들어 래치 진공에 가깝게) 증가시키도록, 압축 부재(38)는 다시 멀어지게 이동하기 시작하며, 튜브(32S)가 개방되고 가슴(2)이 최대 흡입에 노출되는 것을 허용하도록, 압축 부재(36)는 개방된다. 대안적으로, 각 사이클의 일 시점 동안에는 압축 부재(36)가 폐쇄하지 않고, 래치 진공을 초과하였을 때에는 압축 부재(36)가 폐쇄하면서, 압축 부재(38)가 최대 흡입 레벨과 래치 흡입 레벨 사이에서 순환하도록, 시스템이 프로그래밍될 수 있다.

착유의 시작시, 압축 부재(36) 및 압축 부재(38)는, 래칭에서와 동일한 방식으로 기능할 수 있지만, 그러나 로드 셀 어셈블리 또는 압력 감지 어셈블리에 반응하는 시스템 제어에 의해 실시간으로 결정되는 선택된 착유 펌핑에 의해 결정된 착유 파형을 따르는 방식으로 기능할 수 있다. 이 단계에서, 시스템의 펌핑 동작에 의해 발생된 임의의 음향은, 유즙 또는 유체가 펌프 기구를 통과함에 따라 감소된다. 압축 부재(38)의 압축 행정 동안에, 래치 압력/흡입 레벨이 달성될 때, 압축 부재(36)가 폐쇄된다. 압축 부재(38)에 의한 압축이 지속됨으로써, 압축 부재(36)의 하류측의 튜브(32)에서 압력이 증가되어, 튜브 부분(32L)의 내용물(유즙)을, 튜브 부분(32L)의 하류측의 소형 튜브 부분(32S2)을 통해 튜브 부분(32L)의 밖으로, 그리고 일방향 밸브를 통해 밖으로 밀어내도록 양압이 형성된다. 달성된 양압은, 유즙을 튜브(32)의 밖으로 그리고 집유 용기의 안으로 전달하도록 일방향 밸브를 개방하기에 충분하다. 일 실시형태에서, 양압은 20 mmHg 내지 40 mmHg의 범위이고, 통상적으로 약 25 mmHg이다. 압축 부재(38)의 동작의 역전시, 흡입 레벨이 래치 흡입 레벨로 복귀할 때, 압축 부재(36)가 개방되고, 흡입 레벨을 최대 흡입 레벨까지 증가시키도록 압축 부재(38)는 계속 개방된다.

본원은 플랜지 또는 피부/가슴 접촉 부재(14)를 가슴에 대해 밀봉시키도록 래치 진공을 형성할 수 있다. 시스템에 의해 형성된 래치 진공은 통상 약 60 mmHg이지만, 약 20 mmHg 내지 약 100 mmHg 범위 내의 임의의 값일 수 있다. 일단 시스템(10)이 피부 접촉 부재(14)를 통해 가슴에 래칭되면, 시스템은 래치 진공과 타겟("피크" 또는 "최대"라고도 함) 흡입 레벨 사이에서 순환된다. 상기 시스템(10)은 0 mmHg에 이르기까지는 순환되지 않고, 흡입 사이클의 최소 끝값이 래치 흡입 레벨(예를 들어, 약 60 mmHg)인 상태에서, 가슴에 인가된 흡입을 유지한다는 점 때문에, 종래 기술의 유축 시스템을 사용하는 경우에 유두가 수축하는 만큼 유두가 수축하지 않는다. 모유 수유 중에 젖꼭지가 형성되는 것과 유사한 방식으로, 초기 래치의 달성에 의해 유두가 피부 접촉 부재(10)를 향해 끌어당겨지는 것으로 관찰되었다. 래치와 타겟 진공 레벨 사이에서 진공의 순환이 이루어지면, 이 진공의 변화에 따라 유두가 앞뒤로 움직이는 크기가, 종래 기술의 시스템을 사용하였을 때 발생하는 크기에 비하여, 현저히 작다. 본 시스템을 사용하는 동안의 유두의 움직임(완전히 신장된 상태와 완전히 후퇴된 상태 사이의 거리)은, 통상적으로 약 2 mm 미만이고, 경우에 따라서는 약 1 mm 미만이다. 따라서, 시스템은, 자연스러운 젖먹이기에 보다 더 가까울 뿐만 아니라, 학술 문헌에 의해 입증된 바와 같이, 감소된 유두의 움직임이 자연스러운 젖먹이기에 보다 더 가까운 래칭을 제공한다. 어느 한 특정 기법에서는, 소기의 유두 움직임이 달성되는 것을 보장하도록 펌핑 동안에 유두의 움직임을 관찰하기 위해, 시스템은 초음파를 이용할 수 있다.

일 실시형태에서, 총 시스템 체적은 약 24.0 cc이다. 총 체적은, [유두에 의해 점유되지 않는] 유두 수용부와 튜브 부분(32S, 32L, 32S2) 내에 있어서 집유 또는 용기 어셈블리까지의 공간으로서 산출된다. 약 24.0 cc의 총 시스템 체적을 갖는 실시형태에서, 능동 펌핑 체적, 즉 튜브 부분(32L)을 완전히 압축되지 않은 상태로부터 압축 부재(38)에 의한 압축의 한계까지 압축함으로써 달성 가능한 체적 변위는 약 3.4 cc이다. 시스템(10)의 튜브(32) 내에 공기 만이 존재하는 경우, 압축 부재(38)를 튜브 부분(32L)에 대해 안쪽으로 이동시키고 튜브 부분으로부터 멀어지게 바깥쪽으로 이동시키는 것에 의한 압력 스윙이, 공기의 압축성으로 인해 제한된다. 이 실시형태에서, 시스템이 -60 ㎜Hg의 진공 하에 있는 상태에서, [튜브 부분(32L)을 압축하는 것로부터 완전히 압축하지 않는 것까지의] 압축 부재의 전체 행정은 진공을 -160 ㎜Hg로 증가시킨다. 총 시스템 체적에 대한 펌핑 체적의 비는, 펌핑 시스템의 파워 및 크기와 관련하여 중요할 수 있다. 이 실시형태에서, 튜브 부분(32L)은 실리콘으로 제조되었다. 펌핑시 압축 부재의 움직임이 줄어들어, 펌프 모터의 동작이 더 조용해질 수 있고, 전반적으로 시스템이 더 조용해질 수 있는 것으로 인식되었다. 또한, 본 시스템은 시스템의 수력학을 위한 매체로서 짜내어진 유즙을 채용하며, 이 매체는, 진공이 도출된 사용자의 가슴과 직접 접촉해 있다. 따라서, 시스템은 초기 래칭 및 펌핑을 위해 가슴에 대하여 공기 흡입을 채용할 수 있고, 그 후에 펌핑 동작 또는 파워를 위해 짜내어진 유즙을 이용하도록 전환된다.

하강 작동 중에, 시스템(10)은 착유 전에, 최대 흡입 타겟을 120 mmHg[통상적으로 약 100 mmHg (-100 mmHg 압력)] 이하로 하여, 가슴 안의 유즙의 하강이 초래되도록 작동하여, 하강을 이룬다. 하강(또는 영양분 미제공 흡입)의 목표는 유즙을 짜내기 위해 가슴을 자극하는 것이다. 이 시기 동안의, 상대적으로 얕고 (진공 변화 범위가 작고) 상대적으로 빠른 펌핑 주파수는, 가슴에 있어서 아이의 초기 흡유 동작을 모방하기 위한 것으로 여겨진다. 이는, 하강 시기 동안에, 흡입 압력이, 110 mmHg 또는 120 mmHg의 최대 하강 흡입을, 또는 설정되는 모든 최대 하강 흡입을, 초과하는 것이 허용되지 않기 때문이다. 따라서, 압축 부재(38)가 튜브 부분(32L)으로부터 멀어지는 방향으로 끌어당겨질 때, 시스템(10)은, 튜브 부분(32L)이 대부분 압축되지 않은 위치에 압축 부재(38)가 도달할 때까지, -100 mmHg(100 mmHg의 흡입 압력)(또는 -120 mmHg, 또는 최대 하강 흡입이 어떠한 값으로 되더라도)에 도달하도록 되어 있다.

펌핑에 대한 미묘한 변동은, 유즙 생성을 향상시킬뿐만 아니라 자연스러운 젖먹이기를 흉내내기 위해 시스템에 통합될 수 있다. 이러한 변동은 시스템에 의해 추적될 수 있고, 소기의 또는 최적의 유즙 생성을 달성하기에 가장 효과적인 변동을 결정하도록 분석될 수 있다. 자연스러운 젖먹이기를 흉내내기 위해, 파형/형상, 펌핑 주파수, 진폭, 압축/해제 및 흡입의 속도가 변경될 수 있다. 이러한 변동은 추가적으로, 사용자가 유축기를 보다 편안하게 느끼게 만들 수 있다. 어느 한 기법에서, 주파수, 진폭, 파형 형태 및 그 밖의 파라미터에 대한 미묘한 변동은, 각 기간 또는 사이클이 지난번의 기간 또는 사이클과 다르도록, 펌핑 전반에 걸쳐 실시될 수 있다. 대안적으로, 주요 간격을 두고, 예를 들어 특정 기간 또는 펌핑 이벤트 이후에 또는 특정 신호에, 변동이 행해질 수 있다. 또한, 변동은 랜덤일 수 있거나, 또는 수 초 또는 수 분 동안 반복되는 대부분의 유즙 생성을 자극하도록 되어 있는 특정 패턴 등과 같은 설계에 의한 것이고 계획적인 것일 수 있다. 또한, 편안함 및/또는 출력 및/또는 시스템 정숙성을 향상시키기 위해 변동이 사용자에 의해 선택될 수 있고, 사용자 입력 또는 시스템 펌웨어를 통해 별도의 프로파일 또는 세팅이 사용자에게 제공될 수 있다. 어느 한 특정 양태에서, 펌프는 저진공으로부터 고진공으로 그 후에 저진공으로 복귀하는 반복 파형으로 변화하는 진공을 생성하도록 구성되어 있다. 파형 기간은 특정 지속 기간의 섹션들로 분할되고, 파형 기간의 지속 기간에 따라 하나의 섹션이 존재할 수 있다. 복수의 섹션이 있는 경우, 각 섹션 지속 시간의 합은 파형 기관과 같아야 하거나/같을 수 있고, 각 섹션의 진공은 수학 함수로 특정되어, 진공을 증가 및 감소시킬 때 진공 변화율의 제어를 제공한다.

일례에서는 시스템이 -60 mmHg 내지 -100 mmHg로 작동하도록 구성되어 있도록, 하강(영양분 비제공) 동안, 시스템 소프트웨어 및/또는 펌웨어는, 압력 감지 어셈블리로부터 취한 그리고 전달받은 판독값에 기초하여 시스템 모터에 명령을 전달한다. 이 예에서, 압축 부재(38)는 튜브 부분(32L)을 거의 완전히 압축한 후, 진공을 발생시키도록 튜브 부분(32L)으로부터 멀어지게 이동될 수 있다. -100 mmHg의 최대 래치 흡입 압력은 소량의 튜브 부분(32L)의 반발로 도달될 것이고, 압축 부재(38)는 튜브 부분(32L)의 완전 압축에 가까운 좁은 범위 또는 밴드에서 -100 mmHg 내지 -60 mmHg 사이로 튜브 부분(32L)에 대하여 순환될 수 있다. 유즙이 유동할 때, 내용물을 밀어내고, 이에 따라 다시 튜브 부분(32L)을 상대적으로 덜 압축하여 펌핑하기 위한 용량을 더 회복하기 위해, 튜브 부분(32L)이 완전 압축에 의해 퍼징되는 어느 한 시점에서, 상기 좁은 밴드의 이동이 일어난다.

시스템(10)은, 튜브(32)의 안으로 유즙이 들어감으로써 야기되는 튜브(32) 내에서의 압력 변화에 대해 민감하게 반응한다. 도 7을 다시 참조해 보면, 압축 요소(36, 38)가 독립적으로, 그러나 조화를 이루어 돌진하고 후퇴하도록, 압축 요소(36, 38)는 드라이버(44, 46)에 각각 작동식으로 연결되어 있다. 전동식 드라이버가 사용되는 경우, 배터리(48)가 드라이버(44, 46) 뿐만 아니라 컨트롤러(52) 및 압력 센서(54)에 전기적으로 연결되어 있고, 드라이버(44, 46)를 작동시켜 압축 요소(36, 38)의 압축 및 후퇴를 구동시키는 데 필요한 파워를 공급한다.

소기의 진공 레벨을 달성 및/또는 유지하도록 펌핑 사이클을 제어하기 위해, 컨트롤러(52)에 피드백을 제공하는 센서(54)가 사용된다. 센서(54)는 시스템 압력을 산출하는 데 사용되는 데이터를 제공하는 로드 셀 센서인 것이 바람직하지만, 시스템(10)의 펌프 기구의 안전성 또는 기능성을 모니터링하는 데 사용 가능한 정보를 제공할 수 있는 압력, 유동, 온도, 근접도, 동작 센서, 또는 다른 센서일 수도 있다. 도시된 바와 같이, 센서(54)는 비접촉 센서(54)이며, 이는 시스템(10)의 진공 공간 또는 유즙과 유체 연통하지 않는다는 것을 의미한다.

전술한 바와 같이, 도관 또는 플렉스 튜브(32)는 모터와 작동 연결 관계로 배치된다. 플렉스 튜브(32)의 반대편 단부에는, 로드 셀 또는 스트레인 게이지의 형태를 취한 센서(54)가 연계되어 있다. 모터의 위치 설정은 예를 들어 센서에 의해 추적되고, 튜브(32)에 있어서의 힘은 시스템 펌웨어를 사용하여 펌핑되는 체적을 결정하기 위해 평가된다(도 8 참조). 즉, 단 하나의 샘플에서, 체적은 펌프 센서로부터, 즉 스트레인 게이지 측정 및 패들 또는 압축 요소(38) 로케이션을 통해, 평가될 수 있다. 폐쇄 시스템을 유지하면서 서로 다른 스트레인/패들 로케이션에서 복수 회 측정하는 것은, 내부 시스템에 있어서의 공기 및 유체의 비율이 결정될 수 있게 한다. 이러한 체적 측정은 펌핑 세션 중 임의의 시간에 폐쇄 시스템 경로 또는 튜브 세그먼트에서 행해진다. 플렉스 튜브(32)가 압축 요소(36)에 의해 핀칭되고, 용기 어셈블리로 이어지는 일방향 밸브(후술됨)가 폐쇄될 때, 폐쇄 시스템 경로 또는 튜브 세그먼트가 형성된다. 퍼지 이전과 이후에 체적 측정을 행하는 경우, 체적 측정들 사이의 차이로, 퍼징된 총 체적을 결정할 수 있게 된다. 퍼지 이전과 이후 각각에 있어서의 복수 회 측정의 조합으로, 퍼지에서 배출된 공기의 총 체적과 배출된 유체의 총 체적을 결정할 수 있게 된다. 핀치가 폐쇄된 후 양호한 측정값을 얻도록 필요한 진공이 견인될 수 있도록, 시스템은 조기에 퍼지하도록 구성되어 있다.

연이은 복수 회의 퍼지로부터의 데이터를 분석하는 것은, 연속적인 공기 누출이 검출될 수 있게 하고, 유즙 리셉터클에 펌핑된 공기 및 유체의 정확한 누적 체적이 산출될 수 있게 한다. 공기 누출은 또한, 펌핑 세션 중 임의의 시간에, 폐쇄 시스템 경로 또는 튜브에 있어서의 서로 다른 스트레인/패들 로케이션으로 복수 회 측정함으로써, 퍼지 이외에서도 검출된다.

내부 튜브 체적에 대한 센서 데이터의 정확한 매핑이 펌핑된 체적을 결정하는 데 사용된다. 시스템이 폐쇄되어 있는 경우, 쉽게 이용 가능한 센서 데이터로부터 해당 시스템의 내부 체적의 정확한 추정치가 구축되고 이용된다. 어느 한 기법에서, 체적을 도출하는 룩업 테이블을 구축하도록 포괄적인 데이터가 수집된다. 유축 시스템에 대한 학습으로, 센서 판독값은, 즉 정확한 체적을 생성하기 위해 측정을 어떻게 제한해야 하는가는, 그리고 이러한 판독값을 창출하기 위해 어떻게 시스템을 조작하는가는, 개선될 수 있고 보다 정확해질 수 있다. 체적 측정은, 임의의 순간에 폐쇄 시스템 경로 또는 튜브 세그먼트에 있어서의 공기 체적 및 유체 체적을 결정하는 데 사용되고, 따라서 시간의 경과에 따라, 공기 대 유체의 비율을 그리고 수집 리셉터클에 얼마나 많이 압입되었는가를 결정할 수 있다.

따라서, 바람직한 일 실시형태에서는, 모터 위치 설정 및 스트레인 게이지 추적을 해석함으로써, 예를 들어 모터 백래시 및 그 밖의 기계적 구성요소의 상호 작용 및 맞물림으로부터의, 시스템 노이즈 및 히스테리시스가 보상되어, 체적 산출에 이르게 된다. 보다 구체적으로, 맵이 생성되고, 다항 회귀를 통해 모터 위치[즉, 패들 또는 압축 요소(38)]와 튜브 스트레인 사이의 관계가 시스템에 의해 펌핑된 체적으로 만들어진다. 시스템 펌웨어는 모터 위치 및 튜브 스트레인을 추적함으로써 펌핑된 체적을 자동적으로 산출 및 추적하도록 구성되어 있고, 이 데이터와 펌핑된 체적의 맵을 상호 연관시킴으로써 정확하게 체적이 결정된다. 이와 관련하여, 시스템(10)은, 연산 장치가 펌웨어와 관련된 그리고 펌웨어에 의해 지시되는 기능들을 수행하게 하도록, 시스템의 연산 장치 또는 시스템 외부의 연산 장치에 의해 실행 가능한 명령들이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함하거나 이 매체와 통신한다.

이러한 기법은, 유축 시스템에 도입될 수 있는 또는 유축 시스템 고유의 것일 수 있는 여러 변수에 따라 좌우되지 않는다. 즉, 서로 다른 유즙 용기, 서로 다른 용기의 로딩, 유입 유량, 진공 레벨 또는 주파수, 서로 다른 그리고 무작위적인 파형/형태, 펌핑 또는 공기 누출 동안의 재정렬과 관련된 변수들 중 하나 이상은, 체적 결정에 영향을 미치지 않거나 최소한의 영향을 미친다.

시스템 모니터링에 대한 다른 기법에서, 로드 셀(힘) 및 모터 위치에 대해 체적을 연관시킨 맵이 이용된다. 이 맵은 별도로 사용되며, 즉 샘플 기반으로 복원된 값들이 미지의 상수에 의해 오프셋된다. 그러나, 측정값들 사이의 차이를 검토하기 위해 어느 한 측정값을 다른 측정값으로부터 감산함으로써, 플렉스 튜브에 있어서의 유의미한 체적 차이를 두 측정값들 사이에서 알 수 있게 된다. 이러한 기법을 취함으로써, 다양한 펌프 입력 파형, 주파수 및 진폭에 걸쳐 정밀도와 정확도가 향상된다.

여기서, 펌핑 중에 체적 맵을 정기적으로 사용하고, 체적 데이터를 진공 데이터와 함께 취한다. 파형에서 적어도 2개의 샘플을 이와 같이 행함으로써, 체적 및 진공 데이터를 각각 이용하여,

또는 그 역인

를 나타내는 데이터 스트림이 구축된다.

이 데이터는, 파형이 진행되는 동안, 단 정상 펌핑 중에 핀치 풋이 개방되어 있을 때에, 맵의 모든 기존 규칙을 이용하여 샘플링함으로써 취득된다. 체적에 있어서의 샘플과 진공에 있어서의 샘플을 분리할 수 있게 하도록 파형의 상단 근처와 파형의 하단 근처에서 샘플을 취하며, 이에 따라 상기한 비에서 노이즈가 줄어든다. 그러나, 진공 시스템 및 체적 맵의 우수한 샘플링 실례를 충족하는 파형에 있어서의 임의의 두 지점에서 샘플들이 만들어질 수 있다. 진공 파형에 있어서 최상의 결과를 위해 샘플링하도록 선택할 수 있는 예가 도 9a에 도시되어 있다. 우수한 샘플링 실례는, 모터에 백래시가 없음(모터가 최근에 전출됨)을 항상 보장하고 맵이 정확해지는 데 요구되는 최소의 힘을 필요로 한다. 어느 한 기법에서는, 처음에는 파동이 옮겨가기 시작한 후, 그리고 나중에는 파형이 방향을 바꾸기기 직전에, 샘플을 취한다.

도 9b를 참조해 보면, 펌프가 유즙으로 채워질 때, 펌프로부터 취한 펌프 데이터가 도시되어 있다. 하행 라인 L1은 진공 시간 k의 변화에 대한 체적의 변화의 측정을 나타내는 것으로, 여기서 k는 신호를 보다 용이하게 시각화하도록 포함된 상수이다. 시스템이 유체로 채워질 때, 상기 라인 L1은 강하하고, 예를 들어 시스템이 유즙으로 채워진 경우, 시스템 내의 공기 및 유체를 식별하기 위해 시스템에 대한 신호로서 사용된다. 이러한 특정 예에서, 시스템은, 하단의 데이터 표현 D2에 의해 나타내어진 바와 같은 진공 레벨에 있어서의 급격한 상승에 반영되는 바대로 시간 1:50:00에 유즙으로 채워진 것으로 결정되었다. 일단 검출되면, 스마트폰 등과 같은 보조 컴퓨터 장치로 전송되는 메시지 및/또는 펌프의 동작을 통해 사용자에게 경고를 통지한다.

이러한 데이터는 또한 누출 검출에도 사용된다. 예를 들어, 펌프가 계속 퍼징하고 있는 동안 라인 L1이 계속 강하하는 것을 중단한 경우, 공기 누출이 검출된다. 또한, 처음에는 강하한 후 나중에 상승하는 컴플라이언스 측정은, 나중에 세션에서 시작된 공기 누출을 나타낸다.

대안적인 기법에서는, 유량이 컴플라이언스 측정에 미치는 영향을 최소화하기 위해 어떻게 컴플라이언스의 변화가 결정되는 가를 제공한다. 여기서, 상기 기법은, 도관이 유즙으로 채워지는 때를 나타내기 위해, 및/또는 도관 또는 펌프 하드웨어에 구조적 손상이 있는가 혹은 공기 누출이나 오정렬이 있는가를 결정하기 위해, 컴플라이언스의 팩터로서 유량을 최소화하거나 배제한다. 체적의 변화 대 진공의 변화 산출은 동일하지만, 파형의 다른 지점에서 샘플을 취한다. 즉, 진공 파형의 상이 최소로부터 최대로 증가하는 경우에는, 직전 기술한 기법에서 샘플을 취하는 반면, 진공 파형의 상이 최대로부터 최소로 감소하는 경우에는, 이 기법에서 샘플을 취한다. 따라서, 제1 샘플 지점이 파동의 저진공 부분에 있고 제2 샘플 지점이 파동의 고진공 부분에 있는 것이 아니라, 역으로 샘플을 취한다; 제1 샘플 지점은 파동의 고진공 부분에 있고 제2 샘플 지점은 파동의 저진공 부분에 있음. 이는 시스템이 저진공 타겟을 용이하게 달성하는 능력을 활용하고, 최대 진공에 도달하는 것이 쉽지 않은 시스템에서 유용하다. 결과적으로, 제1 샘플 지점을 파동의 고진공 부분에서 취하는 것이, 파형 형태가 변화하는 동안, 다양한 유체 유량에서 그리고 느리거나 높은 주파수 및 파형 진폭에서, 안정성을 향상시키므로, 시스템이 유체로 채워진 때를 검출하는 것은, 유체 유량에 관계 없이 또는 유체 유량과 덜 관련하여 달성될 수 있다. 또한, 이 기법에서는, 진공이 감소하는 경우, 도관이 비어 있거나 가득 차 있을 때 모두, 유체의 유량에 관계 없이 컴플라이언스가 거의 동일하고, 이에 따라 도관이 가득 차 있기 전의 도관 체적은 향상된 정확도로 추정될 수 있다.

이제 도 10~도 13을 살펴보면, 수집 또는 용기 어셈블리(60)의 일 실시형태가 도시되어 있다. 어느 한 특정 실시형태에서, 수집 또는 용기 어셈블리(60)는 어셈블리의 주변부(92)를 따라 밴드 용접되거나 또는 다른 방식으로 접합될 수 있는 2개의 2.5~3.0 mil 시트 재료로 형성될 수 있고, 3.5 온스의 유체를, 또는 더 나아가 최대 4.5 온스의 유체를, 또는 대안적으로 8 온스의 유체를 유지하는 크기로 형성될 수 있다. 특히, 수집 또는 용기 어셈블리(60)는, 플랜지 및 펌프 시스템 내부의 공간을 최적화 또는 최대화하도록 예비 성형될 수 있다. 선적시, 수집 또는 용기 어셈블리는 포장 또는 취급을 위해 평평하게 또는 얇게 만들어지도록 진공으로 폐쇄된 상태에서 끌어당겨질 수 있다. 수집 또는 용기 어셈블리의 본체는 일반적으로 블래더 형상이고, 내부의 밴드 시일에 의해 형성된 전반적으로 중앙에 위치한 개구(93)를 포함한다. 어느 한 특정 기법에서, 본체는 체적을 더 제공하도록 거싯(gusset)을 추가적으로 포함할 수 있다. 한 쌍의 윙(94)이 중앙 개구(93)를 향해 연장될 수 있고, 유축 시스템(10) 내에서의 수집 또는 용기 어셈블리(60)의 취급을 위해 그리고 배치를 용이하게 하기 위해 제공된다. 좁은 넥 부분(95)이 중앙에 배치되고, 중앙 개구(93)로부터 멀어지게 길이방향으로 연장된다. 넥 부분(95)은 파지 및 제거를 위한 구조를 제공하는 탭 부분(96)을 포함하고, 용기(90)의 인열을 돕기 위해 제공된 하나 이상의 절취부 또는 인열 요소(97)를 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 백 어셈블리(90)의 인열을 돕기 위해, 스코어링을 가공하는 것도 고려된다. 또한, 대안적인 실시형태에서, 수집 또는 용기 어셈블리(90)는 재밀봉 가능하거나, 재사용 가능하거나, 대형 또는 소형 개구를 포함하거나, 또는 내용물을 붓기 위한 주둥이 구조를 포함할 수 있다. 주둥이는 또한, 붓는 것을 용이하게 하도록 수집 어셈블리의 피팅 또는 밸브에 부착되거나 또는 용기에 다른 방식으로 형성될 수 있다. 이러한 주둥이는, 밸브 또는 피팅을 일시적으로 또는 영구적으로 파괴하는 구조를 더 포함할 수 있다. 수집 또는 용기 어셈블리의 밸브는 또한, 제2 또는 후속 수집 또는 용기 어셈블리와 함께 재사용 가능할 수 있고, 따라서 용기 어셈블리로부터 분리 가능하다.

시스템은 밀봉된 수집 또는 용기 어셈블리(60)에 펌핑하도록 구성되어 있는 것으로, 또는 일체형 밸브 또는 그 밖의 기밀 수집 또는 용기 어셈블리(60), 또는 이들의 조합을 포함하는 것으로 고려된다. 특별히 이와 관련하여, 시스템은 대안적으로 또는 추가적으로 폐쇄될 수 있고 분위기에 대해 결코 통기되지 않을 수 있으며, 및/또는 시스텝 흡입은 시스템으로의 유즙의 유입을 통해서만 감소된다. 따라서, 적어도 하나의 기법에서, 시스템을 통해 펌핑되는 유즙 또는 유체는, 수집 또는 용기 어셈블리에 일단 들어가면, 주변 환경으로부터의 새로운 외기에 결코 노출되지 않는다. 따라서, 펌프 시스템 또는 사람의 배향은 사실상 시스템의 기능에 영향을 미치지 않는다(즉, 유출 없음). 수집 또는 용기 어셈블리는, 펌프 또는 용기 밸브가 밀어 넣어지거나 비틀어 넣어져 밀봉되는 링 또는 개스킷 등과 같은 경질의 또는 가요성의 밀봉 구성요소를 포함할 수 있다. 수집 또는 용기 어셈블리는 또한, 용기 어셈블리가 그 안에 들어가는 부재 주위에서 밀봉되도록 뚫려 있는 개구 또는 구멍 또는 구조를 포함할 수 있다. 또한, 용기 백(101) 및 피팅(102) 중 어느 하나 또는 양자 모두가 일회용이거나 재사용 가능하도록, 용기(101) 및 밸브 피팅(102) 장치의 일회성과 내구성의 조합의 범위가 고려된다. 추가적으로, 용기는 펌프 하우징의 내부 또는 외부에 있도록 구성될 수 있다.

피팅(102)은, 우산 밸브 어셈블리(103) 또는 저장 용기(101)와 유체 연통 관계로 연결된 다른 타입의 일방향 밸브 등과 같은 밸브를 구현할 수 있다. 피팅은 또한 무수히 많은 대안적인 실시형태를 취할 수 있고, 추가적으로 또는 대안적으로 용기와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 고려되는 기법에서, 피팅 및/또는 밸브는 용기에 부착된 별개의 구성요소를 형성하기보다는 용기의 일부로서 형성될 수 있다. 그러나, 도 8~도 10에 도시된 바와 같이, 우산 밸브(103)의 테일(104)은, 예를 들어 가스를 제거하는 경우 등과 같이, 필요에 따라 밸브를 돌려 테일을 밸브 본체에 맞닿게 함으로써, 밸브를 파괴시키는 데 이용될 수 있다. 추가적으로, 밸브는 약 0.875 인치의 폭을 갖는 평평한 베이스(104)로부터 연장되는 약 0.585 인치의 직경을 갖는 전반적으로 원통형인 부분을 포함한다. 2장의 백 용기 재료 사이에 포획 및 밀봉되며 테일(106)을 포함하는 것이 평평한 베이스 부분(104)이다. 테일(106)은, 특히 펌프 어셈블리 내에 배치될 때(도 12 참조), 용기 어셈블리(60)의 넥 부분을 통한 유동을 보장하는 기능을 하며, 그 둘레에서의 유동을 허용하는 좁고 가늘고 긴 형상을 갖는다. 즉, 테일(106)은, 용기 어셈블리가 유축기 본체에 부착됨에 따라 넥이 접힌 경우라도, 넥을 통한 유동을 유지한다. 밸브(103)는, 유즙이 플렉스 튜브(32) 내로 역류하는 것을 방지하고, 플렉스 튜브(32) 내의 흡입(진공) 레벨을 유지하는 것을 용이하게 한다. 다른 실시형태에서, 감압을 허용하도록 또는 밸브가 공기를 배기하는 것을 다른 방식으로 극복하도록, 밸브에 다른 특징부가 마련되거나 또는 내장될 수 있다. 이러한 기법은, 돌출부가 수집 또는 용기 어셈블리를 향해 눌러질 때, 밸브의 에지가 병진 이동되어 밸브의 내부 밀봉을 파괴하도록, 밸브에 부착되어 있거나 밸브와 연계되어 있는 것인 돌출부를 포함할 수 있다. 또한, 너브(nub)가 밸브 구조에 부착될 수 있고, 용기 어셈블리의 내부에 구성될 수 있다. 따라서, 용기 어셈블리의 층을 통해 너브를 잡아 당김으로써, 밸브의 에지가 자유로워지고, 밸브 시일이 파손된다.

적어도 하나의 실시형태에서, 집유 용기(60)에의 유입을 허용하도록 밸브(103)가 개방되는 압력은, 약 25 mmHg이다. 밸브(103)는, 도관 또는 플렉스 튜브(32) 내의 압력이 양압일 때, 예를 들어 약 25 mmHg 또는 다른 사전 설정된 "크랙 압력"일 때, 유체의 통과를 허용하도록, 구성 및 설계될 수 있다. 압축 요소가 플렉스 튜브(32)로부터 멀어지는 방향으로 움직일 때 진공을 증가시키는 것과, 압축 요소가 플렉스 튜브(32)를 압축할 때 진공을 감소시키는 것 사이에서, 압축 요소의 동작이 순환되지만, 통상적으로 진공을 소정의 최대 진공보다 크게 증가시켜서는 안 된다. 압축 요소(36, 38)가 플렉스 튜브(32)를 압축할 때, 시스템(10) 내의 압력이 상승하여 최소 흡입 레벨(예를 들어, -60 mmHg, -30 mmHg, 또는 다른 소정의 래치 흡입 레벨 등과 같은 래치 흡입 레벨)에 도달하고, 이때 압축 부재(핀치 밸브)(36)는 튜브 부분(32S)을 봉쇄하여 가슴에 대한 최소 흡입(래치 흡입)을 유지한다. 압축 부재(38)에 의한 튜브 부분(32L)의 계속적인 압축은, 밸브(103)를 개방시키는 크랙 압력[예를 들어, 25 mmHg 또는 다른 소정의 양(陽)의 크랙 압력]에 도달할 때까지, 압축 부재(36)의 하류측 압력을 계속 증가시킨다. 압축 요소(38)가 이동의 종점에 도달할 때까지, 압축 요소(36, 38)는 계속 플렉스 튜브(32)를 압축하여, 유체(유즙)를 밸브(103)를 통과하게 그리고 수집 용기 어셈블리(60)의 안으로 펌핑한다. 튜브 부분(32L)에 대한 압축 요소(38)의 이동의 종점은, 압력 센서(54)로부터의 피드백 및 압축 요소(38)의 드라이버로부터의 피드백을 사용하여, 컨트롤러(52)에 의해 실시간으로 산출되거나 또는 사전 결정될 수 있고, 이를 통해 컨트롤러(52)는, 압축 요소가 이동하는 동안에, 압축 요소(38)의 상대 위치를 산출할 수 있다. 압축 부재(38)가 수집 용기 어셈블리(60)의 밖으로 그리고 안으로 유즙을 펌핑하는 필요 시간이, 플렉스 튜브(32)를 봉쇄하는 데 사용되기 때문에, 압축 부재(36)는 상기 프로세스의 전체에 걸쳐서 폐쇄 상태로 유지된다. 압축 요소(36, 38)가 방향을 뒤바꿔서 플렉스 튜브(32)로부터 떨어질 때, 이들 압축 요소는 사이클을 다시 시작한다.

유즙이 시스템에 들어감에 따라, 흡입 레벨이 감소한다(압력 증가). 압력 센서(54)를 통한 압력 모니터링에 의해 제공된 피드백은, 발생하는 압력의 변화를, 플렉스 튜브(32) 내의 유즙의 변화하는 양에 대해 보상함으로써, 도관 또는 플렉스 튜브(32) 내에 소기의 진공(압력)을 유지하도록 압축 부재(38)의 위치를 조절하는, 피드백 루프에 대해 입력을 제공한다.

펌프 시스템(10)이 파워 업 루틴을 거치면서, 컨트롤러(52)는, 로드 셀이 압력 센서(54)로서 사용되는 경우에는, 로드 셀 상의 힘을 판독한다. 이는, 피부 접촉 부재(14)가 가슴에 부착되기 전에, 로드 셀에 의해 측정된 하중이므로, 어느 한 기법에서, 이는 도관 또는 플렉스 튜브(32)에서의 압력이 대기압인 상태이다. 그 후에 컨트롤러(52)는, 예하중력, 또는 위치, 또는 측정된 하중 또는 스트레인이 대기압에 상당하도록 시스템을 교정한다. 신경망 또는 컴퓨터 학습에 기초하여, 플렉스 튜브(32)에서 검출된 하중 또는 스트레인은, 가슴에 부착하였을 때, 유축 시스템(10)이 작동하는 동안에, 시스템(10)에서의 압력 판독값으로 변환될 수 있다.

시스템(10)은 시스템에 펌핑되는 유즙의 체적 또는 대안적으로는 집유 용기 어셈블리(60)에 수집된 체적을 전술한 방식으로 산출할 수 있다. 집유 용기가 가득 차 있는 것으로 결정된 경우, 펌핑이 중지될 것이다. 사용자가 일반적인 전체 백 검출을 지나 계속 펌핑하는 것을 선택할 수 있도록, 오버라이드가 시스템에 통합될 수 있다. 압축 부재(36)가 튜브 부분(32S)을 봉쇄하였을 때, 압축 부재(36)의 하류측에서의 도관 또는 플렉스 튜브(32)의 치수를 알아냄으로써, 압축 부재(36)의 하류측에서의 시스템(10)의 전체 체적 용량이 산출될 수 있다. 다시 도 7을 참조해 보면, [예를 들어, 인코더를 통해, 항상 모터 드라이버(46)의 위치를 알아내는 것 등에 의한] 튜브(32)에 대한 압축 부재(38)의 위치의 추적이, 튜브(32)의 체적 변화를 지시한다. 펌핑 프로세스가 실시됨에 따라, 압축 부재(36)가 소형 튜브 부분(32S)을 압축 위치에서 폐쇄하였을 때, 집유 용기로의 유즙의 펌핑/퍼징이 일어난다. 압축 부재(36)가 튜브 부분(32S)을 폐쇄하였을 때, 플렉스 튜브(32)로부터의 및 집유 용기(60)로의 유즙의 퍼징을 실시하기 위해 발생되는, 압축 부재(38)의 위치 변화는, 집유 용기(60)의 백 안으로 밀어넣어지는 유즙 및/또는 공기의 체적에 상당하는, 압축 부재(36)의 하류측에서의 튜브(32)의 체적의 변화를 산출하는 데 사용된다.

유동을 측정하기 위해 시스템이 충전되었을 때, 퍼지의 수를 추적할 수 있다. 기술된 바와 같이, 공기를 퍼징하기 위한 힘보다 유체를 퍼징하기 힘이 훨씬 더 크기 때문에, 시스템(10)이 공기를 퍼징하고 있는 때에 대비하여 유체를 퍼징하고 있는 때를 결정할 수 있다. 따라서, 유체를 포함하는 퍼지의 수를 계수하고, 각 퍼지마다 퍼징되는 체적을 파악함으로써, 유동의 산출은, 시스템의 현저한 조정 또는 교정을 필요로 하지 않고, 느린 공기 누출과 유동을 혼동하는 일이 없는 것이 된다. 누출은 또한, 핀치 압축 부재를 폐쇄하고, 뒤이어 펌프 압축 또는 패들 부재를 폐쇄한 후, 펌프 압축 부재를 바깥쪽으로 당겨 진공을 생성하는 것, 또는 대안적으로 퍼지와는 별개로 측정하고 패들을 이동시키며 다시 측정하는 것을 수반하는 알고리즘을 채용함으로써 검출될 수 있다. 그 후에 펌프 압축 부재를 이 위치에서 유지하고 진공이 유지되는 것을 확인함으로써, 시스템(10)에 누출이 있는가를 결정할 수 있다.

[컨트롤러(52)를 통해] 시스템은, 각 퍼징 사이클마다 퍼징되는 유즙의 체적을 산출하는 것 이외에도, 모든 퍼징 사이클로부터 체적을 합산하여, 착유 세션 동안에 펌프에 들어가는 또는 대안적으로 집유 용기(60)에 밀어넣어지는 총 체적을 산출할 수 있다. 이 체적은, 집유 용기에 제공된 고유 식별자를 통해 저장될 수 있고, 그 결과 시스템(10)은 얼마만큼의 유즙이 각 집유 용기(60)에 저장되어 있는가를 기록해 둔다. 이러한 정보에는 또한, 각 집유 용기에 관하여, 유즙이 수집된 일시를 사용자가 알도록, 타임 스탬프가 찍힐 수 있다. 추가적인 통계 자료가 산출될 수 있는데, 이러한 통계 자료로는: 착유 세션당 평균 체적, 임의의 주어진 날에 착유된 총 체적, 하루당 평균 착유 체적 등을 들 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다. 상기한 데이터의 일부 및 전부는, 컴퓨터가 무선 통신을 위해 시스템(10)의 범위 내에 있을 때, 또는 컴퓨터가 유선으로 시스템에 접속되어 있을 때, 외부 컴퓨터에 내보내어지거나, 컴퓨터에 수동으로 또는 자동으로 업로드될 수 있다. 따라서, 하나의 값이, 어떤 유즙을 먼저 사용할 지를, 어떤 유즙이 만료되고 있는지를, 그리고 사용자가 얼만큼 저장했는 가를, 사용자에게 전달하고 있다. 또한 선택적으로, 상기한 데이터의 일부 또는 전부는, 무선 또는 유선 방식으로 인터넷을 통해 클라우드 서비스에 수동으로 또는 자동으로 업로드될 수 있다.

사용자가 가슴으로부터 유즙을 착유하는 펌핑 시기를 마친 경우, 튜브(32) 내에 남아 있는 만큼의 유즙을 튜브(32)로부터 그리고 집유 용기(60) 안으로 퍼징하는 것이 유효하고 효율적이다. 착유 시기의 종료는, 소정의 착유 시기 기간의 경과, 펌핑된 소정량의 유즙의 산출, 조작자에 의한 착유 시기의 수동 중단, 또는 착유의 수행 이후에 달성된 다른 소정의 값에 따라, 수행될 수 있다. 압축 부재(38)의 펌핑 행정의 방향이 역전되고, 압축 부재(38)는 반대방향으로 작동되어, 튜브(32) 내의 흡입을 감소시키고 선택적으로 가슴으로부터 시스템(10)의 분리를 용이하게 하도록 튜브(32) 내에 작은 양압을 생성한다. 대안적으로, 사용자가 계속해서 시스템(10)을 가슴으로부터 당겨서 분리시키도록 약간의 흡입이 남아 있는 레벨로, 흡입이 감소될 수 있다. 가능하다면, 진공은, 시스템(10)을 가슴으로부터 자동적으로 분리시키도록 약간의 양압으로 또는 0 mmHg로 감소된다. 역방향 펌핑에 의한 압력 감소가 중단되는 종말압의 값은 약 -60 mmHg(약한 진공) 내지 +50 mmHg(예를 들어, 용기에 대한 밸브의 크랙 압력)의 범위일 수 있다. 이 프로세스 동안에 압축 부재(36)는 튜브 부분(32S)을 폐쇄하지 않고, 오히려 튜브 부분(32S)은 개방된 채로 유지된다. 이러한 역방향 펌핑이 자동적으로 개시될 수 있거나, 또는 대안적으로 사용자에 의해 개시될 수 있다. 이 프로세스는, 가슴에 대한 시스템(10)의 밀봉이 중단될 때까지 지속되는 데, 이는 센서(54)를 통해 컨트롤러에 의해 검출된다. 대기압에 대한 튜브(32)의 노출이 검출되면, 펌핑의 행정의 방향이 다시 역전되어, 양압 하에서 튜브(32) 내의 유즙을 펌핑하고, 유즙을 튜브(32)로부터 용기(60) 안으로 밀어넣는다. 우연히 시스템(10)이 퍼지 펌핑 중에 우발적으로 또는 다른 방식으로 가슴에 대해 재밀봉되고, 사용자가 펌핑을 원하지 않는 경우, 시스템(10)은, 플랜지 또는 가슴/피부 접촉 부재(14)의 부근에서 재생성되고 있는 진공 압력을 감지함에 따라 자동적으로 정지될 수 있다. 사용자가 펌핑을 원하지 않는다는 명확한 표시가 없는 경우, 시스템은, 펌핑이 요망되는 것으로 가정할 것이고, 자동적으로 정지되지 않을 것이다.

시스템(10)은 사용자의 좌측 가슴에 부착되었는나 또는 우측 가슴에 부착되었는가를 구별하도록 구성될 수 있다. 이것은 가슴마다, 세션마다 나오는 유즙의 양, 가슴마다의 일일 총량 등을 추적하는 데 유용할 수 있다. 2개의 펌프 시스템을 사용하는 경우, 어느 한 펌프 시스템(10)이, 이전 펌핑 세션 동안에는 우측 가슴에 부착된 이후에, 현재의 펌핑 세션 동안에는 좌측 가슴에 부착된 경우에도, 각 가슴에 대한 데이터의 추적이 계속해서 정확하게 유지될 수 있다. 일 실시형태에서, 펌핑 시스템(10)은 다른 가슴에 부착된 다른 펌핑 시스템으로부터 신호를 수신함으로써 현재 위치(즉, 좌측 또는 우측 가슴)를 확립할 수 있다. 이로써 두 펌핑 시스템(10)의 좌우 상대 위치가 확립되어, 유즙이 우측 가슴 또는 좌측 가슴으로부터 착유되고 있는가에 대해 정확하게 기록할 수 있다. 이러한 식별은, 사용자 입력이 필요하지 않은 자동적인 것이며, 그렇지 않으면 사용자에게 지워지는, 어느 유축 시스템(10)이 각 가슴 상에 놓여 있는지에 대해 계속 파악하는 부담과, 각각의 연속적인 펌핑 세션마다 이러한 순서를 유지하는 부담이 또한 덜어지게 된다. 좌측 및 우측 펌프 라벨링은 또한, 시스템 하우징 또는 커버 잭 상의 마킹을, 예를 들어 파워 커버 부근에 배치하는 것 등에 의해 고려된다. 우측과 좌측을 구별하는 데 도움을 주도록 스티커 또는 그 밖의 마킹이 고객에게 그들의 장치와 함께 제공된다.

시스템(10)은 전술한 임의의 방식으로 작동중 압력을 산출할 수 있다. 흡입 (압력) 레벨은 원하는 대로 변경될 수 있고, 압력을 연속적으로 또는 반복적으로 측정/산출함으로써, 센서(들)(54)에 의해 컨트롤러(52)에 제공되는 피드백은, 압축 부재(38)의 위치 및/또는 속도를 조절하여 흡입 압력을 원하는 레벨로 변경하거나, 또는 소기의 흡입 압력을 실시간으로 유지하는 데 사용될 수 있는 제어 루프를 제공한다. 따라서, 컨트롤러(52)는, 임의의 소기의 진공 압력 펌핑 프로파일을 달성하도록 압축 부재(36, 38)의 위치 및 속도를 제어할 수 있고, 시스템 내에 소기의 진공 압력을 유지하도록 자동적인, 실시간 조절을 제공할 수 있다. 또한, 유동을 유지하기 위해 실시간으로 반응하는 것도 고려된다. 이는, 압력을 실시간으로 모니터링하고 조정하는 것과는 따로 또는 함께 달성될 수 있다.

컨트롤러(52)는, 예를 들어 드라이버(46) 위치 또는 샤프트 위치[드라이버(46)와 압축 부재(38) 사이를 서로 연결하는 링크]를 계속 추적하는 것 등에 의해, 튜브(32L)에 대한 압축 부재(38)의 위치를 추적하고, 센서(54)로부터 수신된 데이터에 기초하여 압력을 산출한다(또는 찾아본다). 시스템 컨트롤러 또는 펌웨어는, 시스템 센서에 의해 검출된 값을 드라이버 위치 및 속도 그리고 시스템 압력과 연관시킨 정보로 프로그래밍되거나 이 정보를 보유한다. 따라서, 달성하고자 하는 압력에 관하여, 산출되거나 찾아본 압력의 변화를 발생시킴으로써, 압축 부재(38)의 위치 및/또는 속도의 변화가 컨트롤러(52)에 의해 제어될 수 있다. 앞서 기술된 바와 같이, 기계 학습 또는 감독 학습 회귀 기술을 이용함으로써, 시스템(10)은, 노이즈 및 히스테리시스에 대해 보상하면서, 모터 위치 설정 및 튜브 스트레인(뿐만 아니라 모터 속도 또는 펌프 세팅)을 해석하여 압력/진공 레벨에 도달하도록 훈련될 수 있다. 보다 구체적으로, 센서 입력이 압력/진공 레벨로 변환될 수 있도록, 다른 수학적 회귀 또는 신경망 시스템이 시스템 펌웨어에 통합될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(52)는 유사한 방식으로 압축 부재(36)를 제어할 수 있지만, 가슴/유두에 대해 래치 흡입을 유지할 때, 압축 부재(36)가 튜브 부분(32S)을 완전히 폐쇄할 필요가 있으므로, 압축 부재(36)의 제어는 위치 제어에 더 치중된다. 그러나, 상기 폐쇄는, 센서(54)로부터 수신된 데이터를 통해 알게 되는, 소정 래치 압력에서 시기를 맞추어 수행된다.

본원은 그 특정 실시형태들을 참조하여 기술되었지만, 본원의 진정한 사상 및 범위를 벗어나지 않고서도 다양한 변형이 실시될 수 있고 균등물이 대체될 수 있다는 것으로 당업자에 의해 이해되어야 한다. 또한, 특정 상황, 재료, 물질의 조성, 프로세스, 공정 단계(들)를 본원의 목적, 사상 및 범위에 맞추기 위해, 다수의 변형이 실시될 수 있다. 이러한 모든 변형은 본원의 범위 내에 있는 것으로 되어 있다.

Claims (26)

1. 가슴으로부터 유체를 펌핑하는 착용 가능한 시스템으로서:
   가슴과의 밀봉을 형성하도록 구성되고 치수 설정된 피부 접촉 구조; 상기 피부 접촉 구조 내에 흡입을 제공하는 펌프;
   유체가 펌핑되어 통과하는 경로로서, 폐쇄 세그먼트를 포함할 수 있는 경로; 및
   상기 폐쇄 세그먼트를 통해 펌핑된 체적을 자동적으로 산출하는 컨트롤러
   를 포함하는 착용 가능한 시스템.
2. 제1항에 있어서, 스트레인 게이지 센서 및 모터 위치 센서와, 스트레인 게이지 센서 및 모터 센서 측정값을 상기 폐쇄 세그먼트를 통해 펌핑된 체적에 상호 연관시키는 맵을 더 포함하는 착용 가능한 시스템.
3. 제1항에 있어서, 펌핑 사이클의 전체에 걸쳐서 적어도 래치 흡입을 유지하는 착용 가능한 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 착용 가능한 시스템의 작동 세팅을 제어하도록 구성되어 있는 것인 착용 가능한 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 착용 가능한 시스템은 퍼지 이전과 이후에 측정을 행하고, 체적 측정들 사이의 차이로, 공기 및 유체의 퍼징된 총 체적을 결정할 수 있게 되는 것인 착용 가능한 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 실시간으로 펌핑을 조정하도록 구성되어 있는 것인 착용 가능한 시스템.
7. 제1항에 있어서, 일단부에서 상기 경로를 폐쇄하는 압축 부재와, 타단부에서 상기 경로를 폐쇄하는 밸브를 더 포함하는 착용 가능한 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 펌프 세팅을 조정함으로써 펌핑을 최적화하는 것인 착용 가능한 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 피드백을 기반으로 펌프 세션의 편안함과 상호 연관되도록 펌프 세팅을 조정하는 것인 착용 가능한 시스템.
10. 제1항에 있어서, 플랜지, 섀시 및 하우징을 더 포함하고, 상기 플랜지, 섀시 및 하우징은 함께 조립되는 것인 착용 가능한 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 펌프를 조정하고, 펌핑 세팅은 추적되는 것인 착용 가능한 시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 실시간으로 목표에 도달하도록 펌핑을 변경하고 펌핑 기능을 제어하는 것인 착용 가능한 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 착용 가능한 시스템은 다양한 펌프 세팅을 저장하도록 구성되어 있는 것인 착용 가능한 시스템.
14. 제1항에 있어서, 펌핑된 유체가 저장되는 용기를 더 포함하는 착용 가능한 시스템.
15. 제1항에 있어서, 퍼지 이전과 퍼지 이후에 펌핑된 유체 또는 공기의 체적을 측정하는 것인 착용 가능한 시스템.
16. 제1항에 있어서, 연이은 복수 회의 퍼지를 통해, 연속적인 공기 누출이 검출되는 것이 허용되고, 유즙 리셉터클에 펌핑된 공기 및 유체의 정확한 누적 체적이 산출되는 것이 허용되는 것인 착용 가능한 시스템.
17. 제1항에 있어서, 상기 시스템의 내부 내에 배치되는 수집 어셈블리를 더 포함하는 착용 가능한 시스템.
18. 제1항에 있어서, 퍼지 이전과 퍼지 이후의 측정값의 차이를 산출할 때, 퍼징된 총 체적이 결정되는 것인 착용 가능한 시스템.
19. 제1항에 있어서, 퍼지 이전과 이후 각각에 있어서의 복수 회 측정의 조합으로, 퍼지에서 배출된 공기의 총 체적과 배출된 유체의 총 체적을 결정하는 것이 가능해진 것인 착용 가능한 시스템.
20. 제1항에 있어서, 체적 결정은 모터 또는 플렉스 튜브 구성요소의 가변성을 수용하는 것인 착용 가능한 시스템.
21. 제1항에 있어서, 펌핑 동안의 체적 및 진공 차이의 측정은, 공기 함량을 결정하는 데, 또는 펌프 격막에 대한 공기 누출이 존재하는가를 결정하는 데 사용되는 것인 착용 가능한 시스템.
22. 가슴으로부터 유체를 펌핑하는 착용 가능한 시스템으로서:
    가슴과의 밀봉을 형성하도록 구성되고 치수 설정된 피부 접촉 구조;
    상기 피부 접촉 구조 내에 흡입을 제공하는 펌프;
    유체가 펌핑되어 통과하는 경로; 및
    폐쇄 세그먼트를 통해 펌핑된 체적을 자동적으로 산출하는 컨트롤러
    를 포함하고, 펌핑 중에 체적 맵이 제공되며, 상기 체적 맵은 체적 데이터와 진공 데이터를 포함하고, 펌핑된 체적은 체적의 변화 대 진공의 변화의 비에 의해 결정되는 것인 착용 가능한 시스템.
23. 제22항에 있어서, 체적 데이터와 진공 데이터의 샘플을 적어도 2개 취하는 것인 착용 가능한 시스템.
24. 제23항에 있어서, 펌핑 동안 핀치 풋이 개방 위치에 배치되어 있을 때, 샘플을 적어도 2개 취하는 것인 착용 가능한 시스템.
25. 제22항에 있어서, 펌핑 파형의 상단 근처와 펌핑 파형의 하단 근처에서 샘플을 취하는 것인 착용 가능한 시스템.
26. 제25항에 있어서, 체적의 변화 대 진공의 변화의 비와 관련된 예상 신호 변화가 부족할 때, 공기 누출이 검출되는 것인 착용 가능한 시스템.

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