KR20220097499A - 볼록 평압 표면을 갖는 주입 펌프 장치 - Google Patents

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KR20220097499A
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KR1020227019459A
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아주르 아자파직
켄트 에프 벡
제이 라이언 스탠필드
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제벡스, 아이엔씨.
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Abstract

연동 주입 펌프 시스템은 선형 연동 펌핑 메커니즘에 대향되는 볼록 평압 표면을 갖는다. 볼록 평압 표면은 주입 펌프 내에 제거 가능하게 적재될 수 있는 투여 세트의 카세트의 부품일 수 있거나, 볼록 평압 표면은 펌프 자체의 특징부일 수 있다. 독립적으로 제어되는 보상 핑거를 가질 수 있는 능력을 포기하지 않고도, 펌핑 효율이 개선된다. 볼록 평압 표면은 사다리꼴 프로파일, 곡선형 프로파일, 또는 중간 곡선형 부분에 의해서 연결된 상류 및 하류 경사 부분을 갖는 하이브리드 프로파일을 가질 수 있다.

Description

볼록 평압 표면을 갖는 주입 펌프 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2019년 11월 14일자로 출원되고, 그 전체 개시 내용이 본원에서 참조로 포함되는 미국 특허출원 제16/683,735호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 연동 주입 펌프 및 그 내부에 제거 가능하게 적재될 수 있는 카세트에 관한 것이다.
경장 공급을 위한 액체 식품 및 통증 관리와 같은 다양한 목적을 위한 액체 약물의 제어 전달을 실행하기 위해서, 프로그래밍 가능 주입 펌프가 이용된다. 일반적인 기구에서, 주입 펌프는, 주입 액체가 통과 펌핑되는 가요성 배관을 포함하는 일회용 투여 세트를 수용한다. 투여 세트 배관의 세그먼트가 탄성적으로 변형될 수 있고, 주입 펌프의 연동 펌핑 메커니즘에 의해서 결합되도록 설계된다. 펌핑 메커니즘은 변형 가능 배관 세그먼트를 따라서 배열된 일련의 펌핑 핑거(pumping finger)를 포함할 수 있다. 펌핑 핑거가 주기적으로 구동되어, 연동 방식으로 배관 세그먼트에 작용할 수 있고, 그에 따라 액체를 펌핑 방향으로 배관을 통해서 강제로 유동시킬 수 있다. 평압 표면이 펌핑 메커니즘에 대향되는 배관 세그먼트의 측면 상에 제공되어, 펌핑 세그먼트가 펌핑 핑거에 의해서 연속적으로 결합되는 동안, 배관 세그먼트를 보호한다. 평압 표면은 펌프의 부품, 예를 들어 투여 세트가 펌프 내에 적재될 때 배관 세그먼트 위를 폐쇄하는 도어의 내부 표면일 수 있다. 대안적으로, 투여 세트는, 펌프 내로 적재될 수 있고 배관 세그먼트가 통과하여 연장되는, 카세트를 포함할 수 있고, 평압 표면은 카세트의 부품일 수 있다.
프로그래밍 가능 주입 펌프에서, 환자에 대한 액체 유동의 부피 정확도 및 연속성을 달성하는데 있어서, 액체 유동 선형성(즉, 일정 유량)이 매우 중요하다. 연동 펌핑 메커니즘은 유동 선형성 및 연속성과 관련된 고유의 결함을 가지는데, 이는 펌핑 사이클이, 배관 세그먼트 내의 액체의 변위된 부피의 상류의 배관 세그먼트의 국소적으로 변형된 부분이 그 비-변형 상태로 탄성적으로 복귀될 수 있음에 따라 발생되는, 비-유동 영역 및 역-흡입 영역을 가지기 때문이다. 이는 일반적으로 펌핑 사이클의 약 30%이고, 즉 시간의 30%이며, 이때에는 유동이 없다.
예를 들어 미국 특허 제6,267,559호에서 개시된 바와 같은, 선형 연동 주입 펌프가 알려져 있다. 펌핑 핑거들은 직선형 배관 세그먼트를 따라서 서로 평행하게 배열되고, 일반적으로 사인파 방식으로 각각의 캠 또는 작동기에 의해서 독립적으로 구동될 수 있다. 선형 연동 펌프에서, 펌핑 사이클의 무-유동 영역 및 역-흡입 영역을 줄이기 위해서 독립적으로 작동되는 보상 핑거를 제공함으로써 유동 선형성을 개선하고자 하는 노력이 있어 왔다.
곡선형 연동 주입 펌프가 미국 특허 제6,164,921호로부터 알려져 있다. 이러한 펌프는, 캠이 회전될 때, 일반적으로 반경방향으로 복수의 펌핑 핑거를 주기적으로 구동하도록 구성된 하나의 회전 가능 캠을 갖는다. 투여 세트의 배관 세그먼트가 반경방향 펌핑 핑거와 펌프의 경첩형 도어에 제공된 곡선형 평압 표면 사이에서 곡선형 경로를 따라서 배열된다. 이러한 유형의 펌프는 선형 연동 펌프에 비해서 개선된 펌핑 효율을 제공하는데, 이는 곡선형 평압 표면에 의해서 동일 펌핑 메커니즘 길이에서 배관 세그먼트가 더 길어질 수 있고, 그에 따라 각각의 펌핑 핑거 행정이 더 큰 액체 부피를 펌핑할 수 있기 때문이다. 그러나, 곡선형 연동 펌프에서, 독립적으로 작동되는 보상 핑거는 구현될 수 없는데, 이는 펌핑 핑거가 하나의 캠에 의해서 반경방향 방식으로 작동되고 그에 따라 독립적으로 제어될 수 없기 때문이다.
본 개시 내용은 선형 연동 펌핑 메커니즘에 대향되는 볼록 평압 표면을 가지는 연동 주입 펌프 시스템을 설명한다. 볼록 평압 표면은 주입 펌프 내에 제거 가능하게 적재될 수 있는 투여 세트의 카세트의 부품일 수 있다. 대안적으로, 볼록 평압 표면은 펌프 자체의 특징부일 수 있다. 개시 내용에 따라, 독립적으로 제어되는 보상 핑거를 가질 수 있는 능력을 포기하지 않고도, 펌핑 효율이 개선된다.
일 실시형태에 따라, 액체를 환자에게 전달하기 위한 펌프와 함께 사용되는 카세트가 볼록 평압 표면을 포함하는 카세트 본체, 및 액체의 유동을 이송하기 위해서 카세트 본체에 장착된 탄성적으로 변형 가능한 배관의 세그먼트를 포함하고, 배관 세그먼트의 적어도 일부는 볼록 평압 표면에 의해서 결정된 비-선형 경로를 따라서 볼록 평압 표면에 인접하여 연장된다. 볼록 평압 표면은 사다리꼴 프로파일을 가질 수 있고, 상류 표면 영역, 하류 표면 영역, 그리고 상류 및 하류 표면 영역들 사이의 중간 표면 영역을 포함할 수 있고, 배관 세그먼트는 볼록 평압 표면의 사다리꼴 프로파일을 따른다. 볼록 평압 표면은 곡선형 프로파일을 가질 수 있다. 볼록 평압 표면은, 경사진 선형 프로파일을 각각 가지는 상류 표면 영역 및 하류 표면 영역, 그리고 상류 및 하류 표면 영역들을 연결하고 곡선형 프로파일을 가지는 중간 표면 영역에 의해서 형성된 하이브리드 프로파일을 가질 수 있다.
다른 실시형태에 따라, 주입 펌프는 투여 세트 배관을 위해서 폐쇄하기 위한 경첩형 도어를 포함하고, 볼록 평압 표면은 펌프 도어의 하부측에 제공된다. 볼록 평압 표면은 앞서서 요약한 다양한 볼록 프로파일 중 임의의 볼록 프로파일을 가질 수 있다.
본 발명의 동작의 본질 및 모드가 이제 첨부 도면과 함께 취해진 이하의 구체적인 설명에서 보다 완전하게 설명될 것이다.
도 1은 본 개시 내용의 실시형태에 따라 형성된 주입 펌프 및 투여 세트의 일부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 펌프의 내부 구성요소를 보여 주기 위해서 펌프의 하우징을 제거한, 도 1에 도시된 주입 펌프의 도면이다.
도 3a는 도 1에 도시된 투여 세트의 카세트의 상면 평면도이고, 여기에서 카세트의 핀치 아암(pinch arm)이 그 폐쇄 위치에서 도시되어 있다.
도 3b는 도 3a에 도시된 카세트의 저면 평면도이다.
도 4a는 카세트의 다른 상면 평면도이고, 여기에서 카세트의 핀치 아암은 그 개방 위치에서 도시되어 있다.
도 4b는 도 4a에 도시된 카세트의 저면 평면도이다.
도 5는 펌프의 도어의 폐쇄 전의, 주입 펌프 내에 적재된 카세트를 도시하는 사시도이다.
도 6은 대체로 도 4a의 라인 VI-VI를 따라서 취한 카세트의 횡단면도이다.
도 7은 볼록 평압 표면 및 카세트의 배관 세그먼트를 갖는 펌핑 메커니즘을 도시하는 개략도이다.
도 8은 본 개시 내용의 대안적인 실시형태에 따른 카세트 평압 표면의 다른 가능한 구성을 도시하는 횡단면도이다.
도 9는 본 개시 내용의 추가적인 대안적인 실시형태에 따른 카세트 평압 표면의 또 다른 가능한 구성을 도시하는 도 8의 도면과 유사한 도면이다.
도 10은 본 개시 내용의 다른 실시형태에 따른 볼록 평압 표면을 가지는 주입 펌프의 부분적-단면의 정면도이다.
도 11은 본 개시 내용의 실시형태에 따른 펌핑 메커니즘의 캠샤프트의 사시도이다.
도 1은 주입 펌프(10) 및 주입 펌프(10)에 의해서 제거 가능하게 수용되도록 설계된 일회용 투여 세트(30)의 일부를 도시한다. 도 2에서 확인되는 바와 같이, 주입 펌프(10)는, 캠샤프트(18)에 고정된 피동 기어(16)와 맞물린 구동 기어(15)에 커플링된 전기 모터(14)를 가지는 펌핑 메커니즘(12)을 포함한다. 복수의 편심 캠(20)이 캠샤프트와 함께 회전되도록 캠샤프트(18)에 장착되고, 각각의 캠(20)은 각각의 펌핑 핑거(22)와 결합되도록 배열된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 모터(14)가 동작되어 캠샤프트(18) 및 캠(20)을 캠샤프트(18)의 축을 중심으로 회전시킬 수 있고, 그에 따라 펌핑 핑거(22)의 각각은 캠샤프트(18)로부터 멀리 또는 이를 향해서 왕복 방식으로 반경방향으로 이동한다. 편심 캠(20)은, 펌핑 핑거(22)의 이동이 펌핑 메커니즘(12)의 길이방향을 따라, 즉 캠샤프트(18)의 축에 평행한 방향으로 주기적인 연동 펌핑 작용을 제공하도록, 구성될 수 있다. 도 7 및 도 11에서, 단부 캠(20A, 20C)의 쌍을 단부 캠(20A, 20C)의 쌍 사이에 위치된 중간 캠(20B)으로부터 구별하도록, 캠(20)이 라벨로 표시되었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 투여 세트(30)는 주입 액체를 이송하기 위한 배관(32), 및 주입 펌프(10) 내로 적재될 수 있는 카세트(34)를 포함한다. 카세트(34)는 도 3a, 도 3b, 도 4a, 및 도 4b에도 도시되어 있다. 배관(32)은 탄성적으로 변형 가능한 배관 세그먼트(32B)를 포함할 수 있고, 이러한 배관 세그먼트는 카세트(34)의 일부로서 제공될 수 있고 카세트(34)가 펌프 내로 적재될 때 주입 펌프(10)의 펌핑 메커니즘(12)에 의해서 동작 가능하게 결합되도록 의도된다. 배관(32)은 또한 주입 액체의 공급원(미도시)으로부터 오고 배관 세그먼트(32B)의 유입 단부에 연결된 상류 배관(32A), 및 배관 세그먼트(32B)의 유출 단부에 연결되고 환자(미도시)까지 이어지는 하류 배관(32C)을 포함할 수 있다. 배관 세그먼트(32B)는 상류 배관(32A) 및 하류 배관(32C)과 상이한 재료로 제조될 수 있고, 배관 세그먼트(32B)의 재료는 펌핑 메커니즘(12)에 의해서 결합될 때 희망 탄성도 및 유동 매개변수를 갖도록 선택된다. 예를 들어, 배관 세그먼트(32B)는 연성 PVC 또는 실리콘으로 제조될 수 있고, 배관(32A, 32C)은 표준 PVC 투여 세트 배관일 수 있다.
배관 세그먼트(32B)에 더하여, 카세트(34)는 단일체(monolithic)일 수 있는 카세트 본체(36)를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "단일체"라는 용어는 하나의 균질한 단편으로 몰딩되는 것 또는 하나의 균질한 단편으로 적층 제조되는 것(additively manufactured)을 의미한다. 카세트 본체(36)는 단일체 플라스틱 부품으로 몰딩될 수 있거나, 예를 들어 3-차원 인쇄에 의해서, 적층 제조될 수 있다. 비제한적인 예로서, 카세트 본체(36)는 폴리카보네이트 또는 TRITANTM 브랜드 플라스틱으로 몰딩될 수 있다.
카세트 본체(36)는 단일체 카세트 본체의 일부로서 일체로 형성된 자유-유동 보호 장치(37)를 포함할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 자유-유동 보호 장치(37)는 고정 핀치 요소(38), 및 이동 가능 핀치 요소(42)를 갖는 핀치 아암(40)을 포함한다. 핀치 아암(40)은 일반적으로 도 3a 및 도 3b에 도시된 폐쇄 위치에 있고, 이러한 위치에서 이동 가능 핀치 요소(42)는 고정 핀치 요소(38)와 협력하여 배관 세그먼트(32B)를 변형시키고, 그에 따라 배관 세그먼트를 통한 액체의 유동을 중단시킨다. 핀치 아암(40)은 폐쇄 위치로부터 멀리, 도 4a 및 도 4b에 도시된 개방 위치로 탄성적으로 변형될 수 있고, 이러한 개방 위치에서, 이동 가능 핀치 요소(42)는, 배관 세그먼트(32B)를 통한 액체의 유동을 허용하도록, 고정 핀치 요소(38)에 대해서 배치되고, 폐쇄 위치 스프링으로부터 멀어지는 핀치 아암(40)의 편향은 핀치 아암을 폐쇄 위치를 향해서 편위(bias)시킨다. 카세트(34)가 주입 펌프(10) 내로 적절히 적재될 때, 핀치 아암(40)이 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 편향되도록, 자유-유동 보호 장치(37) 및 주입 펌프(10)가 서로 협력하게 구성된다. 예를 들어, 펌프(10)는 카세트(34)를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 카세트 인터페이스(60)(도 1), 및 도 5에 도시된 적재 위치와 도어가 폐쇄되고 카세트를 덮는 펌핑 위치 사이에서 카세트 인터페이스(60)에 대해서 이동될 수 있는 도어(62)를 포함할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 카세트(34)의 배관 세그먼트(32B)가 펌핑 메커니즘(12)에 대면되도록 그리고 펌핑 메커니즘에 의해서 동작 가능하게 결합되도록, 카세트(34)가 도 5에 도시된 바와 같이 카세트 인터페이스(60) 내로 배치되고, 도어(62) 상의 캠 표면(64)이 핀치 아암(40)과 결합되고 핀치 아암이 그 폐쇄 위치(도 3a 및 도 3b)로부터 그 개방 위치(도 4a 및 도 4b)로 편향되고 그에 의해서 배관 세그먼트(32B)를 통한 유동이 허용되도록, 도어(62)가 카세트(34) 위에서 폐쇄된다.
평압 표면(44)을 향한 펌핑 핑거(22)의 변위가 배관 세그먼트(32B)를 탄성적으로 변형시켜 액체를 배관 세그먼트를 통해서 연동식으로 이동시키도록, 카세트 본체(36)는 펌핑 메커니즘(12)에 대향되는 배관 세그먼트(32B)의 측면을 안정화하기 위한 평압 표면(44)을 포함한다. 배관 세그먼트(32B)의 적어도 일부는 볼록 평압 표면에 의해서 결정된 비-선형 경로를 따라서 볼록 평압 표면(44)에 인접하여 연장된다. 카세트 본체(36)는 평압 표면(44)에 인접한 배관 세그먼트(32B)를 유지하기 위한 적어도 하나의 파지부(50)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 파지부(50)는 평압 표면(44)의 대향 단부들 부근에 각각 배열될 수 있다.
도 6 및 도 7에서 가장 잘 확인될 수 있는 바와 같이, 평압 표면(44)은 배관 세그먼트(32B)를 향해서 볼록하다. 예를 들어, 도시된 실시형태에서, 평압 표면(44)은 사다리꼴 프로파일을 가질 수 있고 경사진 상류 표면 영역(44A), 경사진 하류 표면 영역(44C), 및 상류 표면 영역(44A)과 하류 표면 영역(44C) 사이에서 연장되는 편평한 중간 표면 영역(44B)을 포함할 수 있고, 배관 세그먼트(32B)는 볼록 평압 표면(44)의 사다리꼴 프로파일을 따른다. 평압 표면(44)의 사다리꼴 프로파일은 이등변 사다리꼴 프로파일로서 구성될 수 있고, 즉 상류 표면 영역(44A) 및 하류 표면 영역(44C)은 중간 표면 영역(44B)을 중심으로 대칭적일 수 있다. 상류 표면 영역(44A)은 배관 세그먼트(32B)의 축 방향으로 중간 표면 영역(44B)보다 길 수 있다. 마찬가지로, 하류 표면 영역(44C)은 배관 세그먼트(32B)의 축 방향으로 중간 표면 영역(44B)보다 길 수 있다. 도시된 실시형태에서, 상류 표면 영역(44A) 및 하류 표면 영역(44C)은 사다리꼴 프로파일에서 중간 표면 영역(44B)과 약 188°의 각각의 우각(reflex angle)을 형성한다. 그러나, 평압 표면(44)은 인접 표면 영역들 사이의 다른 우각 값으로 구성될 수 있고, 상류 표면 영역(44A)과 중간 표면 영역(44B) 사이에 형성된 우각은 중간 표면 영역(44B)과 하류 표면 영역(44C) 사이에 형성된 우각과 동일할 필요는 없다.
도 8은 본 개시 내용의 대안적인 실시형태에 따른 볼록하게 곡선화된 프로파일을 갖는 카세트 평압 표면(144)을 포함하는 카세트(134)를 도시한다. 곡선형 평압 표면(144)은 일정 곡률 반경에 의해서 형성된 원호-형상의 프로파일을 가질 수 있거나, 곡선형 평압 표면(144)은 상이한 곡률 반경들에 의해서 형성된 다수의 곡선 부분을 포함하는 혼합형 곡선 프로파일을 가질 수 있다.
도 9는 본 개시 내용의 추가적인 실시형태에 따른 하이브리드 볼록 구성을 가지는 카세트 평압 표면(244)을 포함하는 카세트(234)를 도시한다. 볼록 평압 표면(244)은, 경사진 선형 프로파일을 각각 가지는, 상류 표면 영역(244A) 및 하류 표면 영역(244C), 그리고 곡선형 프로파일을 가지는 중간 표면 영역(244B)을 포함할 수 있다. 확인될 수 있는 바와 같이, 중간 표면 영역(244B)은 상류 표면 영역(244A)과 하류 표면 영역(244C) 사이에서 연장되고 이들을 연결한다. 도 6 및 도 7을 참조하여 전술한 사다리꼴 프로파일과 유사하게, 상류 표면 영역(244A) 및 하류 표면 영역(244C)의 프로파일은 중간 표면 영역(244B)을 중심으로 대칭적일 수 있다. 상류 표면 영역(244A)은 배관 세그먼트(32B)의 축 방향으로 중간 표면 영역(244B)보다 길 수 있다. 마찬가지로, 하류 표면 영역(244C)은 배관 세그먼트(32B)의 축 방향으로 중간 표면 영역(244B)보다 길 수 있다.
전술한 실시형태에서, 볼록 평압 표면(44, 144 및 244)은 일회용 투여 세트의 부품으로서 제공된 카세트의 일부로서 형성된다. 도 10은 본 개시 내용의 다른 실시형태를 도시하고, 여기에서 볼록 평압 표면(344)은 주입 펌프(310)의 일부로서 제공된다.
주입 펌프(310)는, 연동 펌핑 메커니즘을 포함한다는 점에서, 전술한 주입 펌프(10)와 유사할 수 있다. 주입 펌프(310)는 투여 세트(330)의 배관을 수용하도록, 그리고 이를 펌프(310)의 펌핑 메커니즘과 동작 가능 결합으로 배치하도록 구성된다. 투여 세트(330)는 펌핑 메커니즘이 작용하는 배관 세그먼트(332B), 주입 액체의 공급원(미도시)으로부터 오고 플랜지형 연결부(335)에 의해서 배관 세그먼트(332B)의 유입 단부에 연결된 상류 배관(332A), 및 다른 플랜지형 연결부(335)에 의해서 배관 세그먼트(332B)의 유출 단부에 연결되고 환자(미도시)까지 이어지는 하류 배관(332C)을 가지는 것으로 도시되어 있다. 배관 세그먼트(332B)는 상류 배관(332A) 및 하류 배관(332C)과 상이한 재료로 제조될 수 있고, 배관 세그먼트(332B)의 재료는 펌프(310)의 펌핑 메커니즘에 의해서 결합될 때 희망 탄성도 및 유동 매개변수를 갖도록 선택된다. 예를 들어, 배관 세그먼트(332B)는 연성 PVC 또는 실리콘으로 제조될 수 있고, 배관(332A, 332C)은 표준 PVC 투여 세트 배관일 수 있다.
펌프(310)는, 투여 세트(330)를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 배관 인터페이스(360)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프 인터페이스(360)는 배관 세그먼트(332B)를 펌프(310)의 펌핑 메커니즘 위에 위치시키기 위해서 플랜지형 연결부(335)를 수용하는 함몰부를 포함할 수 있다. 도어(362)가 펌프(310)의 주 본체(311)에 경첩 식으로 연결되어, 펌프 인터페이스(360) 및 투여 세트(330)의 적재된 부분 위를 폐쇄할 수 있다. 도 10에서, 경첩형 도어(362)를 단면화하여, 도어(362)의 하부측에 제공될 수 있는, 평압 표면(344)의 프로파일을 보여준다. 볼록 평압 표면(344)의 프로파일은 전술한 볼록 평압 표면(44), 볼록 평압 표면(144), 또는 볼록 평압 표면(244)의 프로파일과 유사할 수 있다.
도 7 내지 도 11로부터 가장 잘 이해될 수 있는 바와 같이, 본 개시 내용에 따른 볼록 평압 표면의 이용이 펌핑 메커니즘(12)의 신규 구성에 의해서 수반될 수 있다. 전술한 바와 같이, 펌핑 메커니즘(12)은 평행 펌핑 핑거들(22), 및 평행 펌핑 핑거들(22)과 각각 연관된 캠(20)을 포함하고, 캠은 구동 샤프트(18)의 회전 축에 의해서 형성된 캠 축을 중심으로 회전되도록 구동 샤프트(18)에 커플링되어, 펌핑 핑거(22)를 배관 세그먼트와의 결합으로 주기적으로 구동한다(이러한 결합은 펌핑 핑거(22)의 단부들의 상단부에 배열된 가요성 유체 밀봉부에 의해서 간접적으로 이루어질 수 있다). 복수의 캠(20)은 단부 캠들(20A, 20C)의 쌍 및 단부 캠들(20A, 20C)의 쌍 사이의 적어도 하나의 중간 캠(20B)을 포함할 수 있고, 단부 캠들(20A, 20C)의 쌍의 각각은, 각각의 중간 캠(20B)의 캠 행정보다 큰 캠 행정을 갖는다. 본 명세서의 맥락에서, "캠 행정"은, 캠의 회전에 의해서, 캠(20)에 의해 연관 펌핑 핑거(22)에 부여되는 배관 세그먼트(32B 또는 332B)를 향하는 방향의 총 선형 변위를 지칭한다. 예를 들어, 캠(20)이 편심 거리만큼 캠의 기하형태적 중심으로부터 이격된 편심 회전 축을 가지는 원형 캠인 경우에, 캠 행정은 편심 거리의 2배이다. 각각의 캠(20)에 상응하는 캠 행정은 볼록 평압 표면(44, 144, 244, 344)의 특정 프로파일 및 평압 표면 프로파일을 따른 캠의 위치를 고려하도록 설계될 수 있다.
본 개시 내용에서 설명된 개선은, 선형 연동 펌프에 비해서 펌핑 효율을 증가시키는, 이는 볼록 평압 표면에 의해서 동일 펌핑 메커니즘 길이에서 배관 세그먼트가 더 길어질 수 있고, 그에 따라 각각의 펌핑 핑거 행정이 더 큰 액체 부피를 펌핑할 수 있기 때문이다. 또한, 단부 캠(20A 및 20C)의 하나 또는 둘 모두가 중간 캠(20B)과 독립적으로 구성될 수 있고, 그에 따라 펌핑 사이클의 무-유동 및 역-흡입 영역을 줄이기 위해서 핑거를 보상하는 방식으로 그 각각의 연관된 펌핑 핑거(22)를 작동시킬 수 있다.
본 개시 내용이 예시적인 실시형태를 설명하지만, 상세한 설명은 첨부된 청구범위의 범위를 기재된 특정 실시형태로 제한하기 위한 의도를 가지지 않는다. 청구범위는, 청구범위의 범위 내에 포함될 수 있는, 개시된 실시형태의 대안예, 수정예 및 균등물을 포함하도록 의도된 것이다.

Claims (19)

  1. 액체를 환자에게 전달하기 위한 펌프와 함께 사용되는 카세트이며:
    볼록 평압 표면을 포함하는 카세트 본체; 및
    액체의 유동을 이송하기 위해서 카세트 본체에 장착된 탄성적으로 변형 가능한 배관의 세그먼트로서, 배관 세그먼트의 적어도 일부는 볼록 평압 표면에 의해서 결정된 비-선형 경로를 따라서 볼록 평압 표면에 인접하여 연장되는, 배관의 세그먼트를 포함하는, 카세트.
  2. 제1항에 있어서,
    볼록 평압 표면은 사다리꼴 프로파일을 가지고, 상류 표면 영역, 하류 표면 영역, 그리고 상류 표면 영역 및 하류 표면 영역 사이의 중간 표면 영역을 포함하며, 배관 세그먼트는 볼록 평압 표면의 사다리꼴 프로파일을 따르는, 카세트.
  3. 제2항에 있어서,
    상류 표면 영역 및 하류 표면 영역은 중간 표면 영역을 중심으로 대칭적인, 카세트.
  4. 제2항에 있어서,
    상류 표면 영역은 배관 세그먼트의 축 방향으로 중간 표면 영역보다 긴, 카세트.
  5. 제2항에 있어서,
    하류 표면 영역은 배관 세그먼트의 축 방향으로 중간 표면 영역보다 긴, 카세트.
  6. 제1항에 있어서,
    볼록 평압 표면은 곡선형 프로파일을 가지는, 카세트.
  7. 제1항에 있어서,
    볼록 평압 표면은, 경사진 선형 프로파일을 각각 가지는 상류 표면 영역 및 하류 표면 영역, 그리고 상류 및 하류 표면 영역을 연결하고 곡선형 프로파일을 가지는 중간 표면 영역에 의해서 형성된 하이브리드 프로파일을 가지는, 카세트.
  8. 액체를 환자에게 전달하기 위한 장치이며:
    액체의 유동을 이송하기 위한 탄성적으로 변형 가능한 배관의 세그먼트,
    볼록 평압 표면; 및
    볼록 평압 표면에 대향되는 연동 펌핑 메커니즘을 포함하고;
    배관 세그먼트의 적어도 일부가 볼록 평압 표면에 의해서 결정된 비-선형 경로를 따라서 볼록 평압 표면에 인접하여 연장되고, 펌핑 메커니즘에 의한 결합을 위해서, 볼록 평압 표면과 펌핑 메커니즘 사이에 배열되는, 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    볼록 평압 표면은 사다리꼴 프로파일을 가지고, 상류 표면 영역, 하류 표면 영역, 그리고 상류 표면 영역 및 하류 표면 영역 사이의 중간 표면 영역을 포함하며, 배관 세그먼트는 볼록 평압 표면의 사다리꼴 프로파일을 따르는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상류 표면 영역 및 하류 표면 영역은 중간 표면 영역을 중심으로 대칭적인, 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상류 표면 영역은 배관 세그먼트의 축 방향으로 중간 표면 영역보다 긴, 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    하류 표면 영역은 배관 세그먼트의 축 방향으로 중간 표면 영역보다 긴, 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    볼록 평압 표면은 곡선형 프로파일을 가지는, 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    볼록 평압 표면은, 경사진 선형 프로파일을 각각 가지는 상류 표면 영역 및 하류 표면 영역, 그리고 상류 및 하류 표면 영역을 연결하고 곡선형 프로파일을 가지는 중간 표면 영역에 의해서 형성된 하이브리드 프로파일을 가지는, 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    펌핑 메커니즘 및 볼록 평압 표면은 주입 펌프의 구조적 구성요소인, 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    펌핑 메커니즘은 주입 펌프의 구조적 구성요소이고, 볼록 평압 표면은 주입 펌프 내에 적재 가능한 카세트의 구조적 구성요소인, 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    배관 세그먼트는 카세트의 구조적 구성요소인, 장치.
  18. 제8항에 있어서,
    펌핑 메커니즘은 복수의 평행 펌핑 핑거 및 복수의 평행 펌핑 핑거와 각각 연관된 복수의 캠을 포함하고, 복수의 캠은 캠 축을 중심으로 회전되도록 구동 샤프트에 커플링되고, 그에 따라 복수의 평행 펌핑 핑거를 주기적으로 구동하여 배관 세그먼트와 결합시키며, 복수의 캠은 단부 캠의 쌍 및 단부 캠의 쌍 사이의 적어도 하나의 중간 캠을 포함하고, 단부 캠의 쌍의 적어도 하나는 각각의 중간 캠의 캠 행정보다 큰 캠 행정을 가지는, 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    단부 캠의 쌍의 각각이 각각의 중간 캠의 캠 행정보다 긴 캠 행정을 가지는, 장치.
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