KR20230128058A

KR20230128058A - 자가-정렬 허브 연결부를 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20230128058A
Application number: KR1020237025732A
Authority: KR
Inventors: 그렉 닐런; 제임스 로웨; 빈센트 카우; 데이빗 고르지; 지리 슬래비
Original assignee: 백스터 인터내셔널 인코포레이티드; 박스터 헬쓰케어 에스에이
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2023-09-01
Also published as: US20220209461A1; EP4271443A1; WO2022147256A1; CO2023008687A2; CA3205989A1; CN116916984A; AU2021413226A1; MX2023007835A; JP2024502318A

Abstract

장치를 모듈형 랙에 대해서 자가-정렬 및 연결하기 위한 시스템 및 방법. 시스템은 장치로서, 연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부, 연결부 밀봉부, 및 장치에 고정된 브라켓을 포함하는, 장치, 연결부 플러그, 연결부 쉘 밀봉부, 및 선반을 포함하는 모듈형 랙으로서, 브라켓을 수용하고 선반을 복수의 방향으로 안내하도록 구성된, 모듈형 랙을 포함한다. 장치의 브라켓이 모듈형 랙의 선반 내로 삽입될 때, 선반은 복수의 방향으로 이동하여 모듈형 랙의 연결부 플러그를 장치의 연결부 수용부에 대해서 자가-정렬시켜 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 결합을 보장한다. 연결부 밀봉부가 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향되어, 밀봉부를 생성하고 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 결합을 보장한다.

Description

자가-정렬 허브 연결부를 위한 시스템 및 방법

본 개시 내용은 장치를 모듈형 랙에 연결하기 위한 새롭고 혁신적인 시스템 및 방법을 제공한다. 의료 장치(예를 들어, 의료 펌프(들))와 같은 장치가 랙 내에 배치되거나 구성될 수 있다. 일반적으로, 약물 농도를 치료 마진(therapeutic margin) 내에서 유지하여 불필요한 또는 독성을 가질 수 있는 농도 마진 또는 범위의 투여를 방지하는 정확한 속도로 약물이 투여될 수 있도록 제어된 약물 주입을 제공하기 위해서, 의료 펌프가 개발되었다. 예를 들어, 의료 펌프는 (임상의의 빈번한 주의를 필요로 하지 않고) 제어 가능한 속도로 환자에게 적절한 약물 전달을 제공하도록 구성된다.

의료 펌프는 임상 환경의 안팎에서 환자에게 정맥 치료제를 투여하는 것을 도울 수 있다. 임상 환경 외부에서, 환자가 주기적인 또는 연속적인 약제의 정맥 투여를 받는 경우, 환자는 실질적으로 정상적인 생활로 복귀할 수 있다. 주기적 또는 연속적 정맥 투여를 필요로 하는 치료의 유형들 중에는 (비제한적으로) 항생제 요법, 화학 요법, 통증 제어 요법, 영양 요법, 및 당업자에게 알려진 몇몇 다른 유형이 포함된다. 환자는 다수의 일일 치료를 받을 수 있고, 특정 의료 조건은 비교적 짧은 기간(예를 들어, 30분 내지 2시간)에 걸친 용액 약물의 주입을 필요로 한다. 주입의 빈도 및 지속시간을 기초로, 환자가 착용할 수 있고 희망 속도 또는 미리 결정되고 계획된 간격으로 연속적인 약제 공급을 투여할 수 있는, 점점 더 경량화되고, 휴대 가능한 또는 외래의(ambulatory) 주입 펌프가 개발되었다.

주입 펌프의 구성은 풍선과 같은 가요성 컨테이너로부터 환자에게 전달하기 위한 IV 튜빙 내로 용액을 압착하는 탄성중합체 펌프를 포함한다. 대안적으로, 스프링-로딩형 펌프(spring-loaded pump)가 컨테이너 또는 저장용기 내의 용액을 압착한다. 특정 펌프 설계는, 용액 방출을 위해서 압력 롤러에 의해서 압착되는 가요성 격실을 포함하는 카트리지를 이용한다. 주사기를 이용하는 주입 펌프가 또한 공지되어 있고, 여기에서 구동 메커니즘이 주사기의 플런저를 이동시켜 유체를 환자에게 전달한다. 일반적으로, 이러한 주입 펌프는 주사기 조립체를 수용하도록 구성된 하우징, 주사기 플런저를 이동시키도록 구성된 구동 메커니즘, 다양한 동작 제어부를 갖는 펌프 제어 유닛, 및 구동 메커니즘 및 제어부를 포함하는 펌프에 전력을 공급하기 위한 전원을 포함한다. 또한, 일부 의료 장치, 예를 들어 주입 펌프는 휴대 가능한 반면, 다른 주입 펌프는 더 크고 정지적으로 유지될 수 있다. 대안적으로, 주입 펌프와 같은 의료 장치가 카트, 랙, 또는 허브 내에서 병원 환경에서 이동될 수 있다.

의료 펌프 또는 의료 장치의 크기 및 유형과 관계없이, 대부분의 의료 장치는 동작을 위해서 (내부 또는 외부) 전원을 필요로 한다. 예를 들어, 주입 펌프와 같은 의료 장치는, 종종 허브로 지칭되는, 랙(예를 들어, 모듈형 랙) 상에 놓이거나 그 내부에 배치될 수 있고, 이러한 랙은 랙 상에 또는 내에 배치된 의료 장치(예를 들어, 펌프)에 전력을 제공하도록 배선될 수 있다. 모듈형 랙 상에 배치되도록 설계된 의료 장치(예를 들어, 펌프)는, 랙 자체 상에 위치된 연결부 플러그에 연결되는 의료 장치의 외측부 상에 위치된 연결 수용부(connection receptacle)를 가질 수 있다. 이러한 연결은 동작을 위한 전력을 의료 장치(예를 들어, 펌프)에 공급할 수 있다. 또한, 필요 배선이 제공되는 경우, 이러한 연결은 의료 장치(예를 들어, 펌프)와 랙 사이의 통신을 도울 수 있다. 그러나, 의료 장치(예를 들어, 펌프)가 의도된 바와 같이 동작하게 하기 위해서는, 의료 장치와 랙 사이의 연결(들)의 충분한 결합을 보장하는, 의료 장치와 랙 사이의 연결의 적절한 정렬이 필요하다. 달리 말해서, 의료 장치가 동작을 위한 전력을 수신하지 못할 수 있고, 의료 장치와 랙 사이의 통신(들)이 중단될 수 있고/있거나, 의료 장치가 달리 의도대로 동작하지 않을 수 있다.

의료 장치(예를 들어, 펌프)를 모듈형 랙에 연결하기 위한 기존 기술은 몇 가지 단점을 갖는다. 예를 들어, 의료 장치(예를 들어, 펌프)를 모듈형 랙에 연결하기 위한 하나의 기존 기술은 연결부들 사이의 적절한 결합을 보장하기 위해서 연결(들), 연결부(들) 또는 연결 인터페이스(들)을 관찰하면서 펌프를 제 위치로 수작업으로 들어 올리는 것을 포함한다. 그러나, 이러한 기존 기술은 몇 가지 단점을 갖는데, 이는 임상의가 연결(들) 또는 연결 인터페이스 중 하나 이상을 보지 못할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 연결 인터페이스가 의료 장치의 후방 측에 위치될 때, 예를 들어, 연결(들), 연결부들 또는 연결 인터페이스의 위치가 임상의의 시야를 방해할 수 있다. 또한, 몇몇 의료 장치(예를 들어, 펌프)는, 모듈형 랙 상에 또는 내에 배치될 때, 서로 상하로 적층될 수 있고, 이는 부가적인 혼잡을 생성하고 그에 따라 임상의의 시선을 추가적으로 방해하거나 각각의 연결 인터페이스를 적절히 보지 못하게 할 수 있다. 연결 인터페이스(들) 및 그러한 인터페이스들의 커플링을 적절히 관찰하지 못하는 경우, 임상의는 주어진 랙 상의 의료 장치(예를 들어, 펌프)의 적절한 연결을 보장하지 못할 수 있다. 하루 중에, 임상의는 몇 개의 의료 장치(예를 들어, 펌프)를 연결하고 이를 검사할 수 있고, 수작업으로 연결하고 적절한 결합을 보장하기 위해서 연결을 물리적으로 관찰하는 것과 관련된 기존 기술은 임상의에게 시간 소모적이고 논리적으로(logistically) 부담이 된다. 이러한 단점은, 하루의 전체를 통해서 임상의가 수작업으로 연결하고 검사하는 의료 장치(예를 들어, 펌프)의 수량 및 크기에 따라 더욱 확대되고 명백해질 수 있다.

따라서, 연결을 수작업으로 검사할 필요가 없이 적절한 연결의 결합을 보장하는, 의료 장치(예를 들어, 펌프)를 모듈형 랙에 연결하기 위한 시스템 및/또는 방법이 요구되고 있다.

본 개시 내용은 장치를 모듈형 랙에 수동적으로 연결하기 위한 새롭고 혁신적인 시스템 및 방법을 제공한다. 본원에서 설명된 여러 예에서, 장치는 의료 장치, 예를 들어 펌프(예를 들어, 주입 펌프)일 수 있다. 그러나, 주입 펌프와 같은 펌프가, 본원에서 개시된 기술로부터 이점을 취할 수 있는 의료 장치의 비제한적인 예로서 제공된 것임을 이해하여야 한다. 여러 실시형태에서 모듈형 랙은 전기화되도록 구성되고, 적어도 하나의 의료 펌프를 유지할 수 있다. 여러 실시형태에서, 랙이 임의의 유형의 전기화된 모듈형 랙, 또는 장치를 유지할 수 있고 그에 대한 연결을 제공할 수 있는 임의의 다른 적합한 장치라는 것을 이해하여야 한다.

제공된 시스템은 모듈형 랙을 포함하고, 이러한 모듈형 랙은 전기화된 배선 하니스, 연결부 플러그, 연결부 쉘 밀봉부, 및 안내 시스템으로 구성된다. 안내 시스템은 브라켓을 수용하기 위한 선반, 브라켓을 안내 및 유지하기 위한 레일, 그리고 선반을 복수의 방향으로 이동시키는 기계적 수단을 포함하여, 연결부 플러그에 대한 선반의 3-축 자가-정렬을 돕는다. 연결부 플러그는 연결부 밀봉부 쉘 내에 배치되고 공간적 체적부는 연결부 밀봉부 쉘 내에서 연결부 플러그에 인접하여 제공되어 자가-정렬 중에 이동의 자유를 허용한다. 제공된 시스템은 또한, 장치의 하단부에 부착되도록 구성된 브라켓을 포함한다. 예를 들어, 장치는 연결부 수용부 및 의료 펌프의 외측부에 위치된 연결부 밀봉부를 갖는 의료 펌프이다. 연결부 수용부는 연결부 밀봉부 내에 안착되고, 연결부 플러그를 수용하도록 구성된다. 연결부 밀봉부는 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향되어 결합을 보장한다.

브라켓이 장치에 부착되고 장치-브라켓 쌍(couplet)이 랙의 선반에 배치되면, 안내 시스템의 기계적 수단이 선반 및 장치를 안내 시스템 상에서 복수의 방향으로 이동시킨다. 안내 시스템은 랙의 연결부 플러그에 대한 장치의 연결부 수용부의 3-축 자가-정렬을 돕는다. 안내 시스템은, 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 적절한 결합을 보장하면서, 랙에 대한 장치의 수동적 연결을 제공한다. 몇 개의 선반을 제공하는 시스템의 결과로서, 개시된 안내 시스템을 이용하여 다수의 장치를 수동적 방식으로 연결할 수 있다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 자가-정렬 연결 시스템은 장치로서, 연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부, 연결부 밀봉부 및 장치에 고정된 브라켓을 포함하는, 장치, 연결부 플러그, 연결부 쉘 밀봉부, 및 선반을 포함하는 모듈형 랙으로서, 브라켓을 수용하고 선반을 복수의 방향으로 안내하도록 구성된, 모듈형 랙을 포함한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 장치의 브라켓이 모듈형 랙의 선반 내로 삽입될 때, 선반은 복수의 방향으로 이동하여 모듈형 랙의 연결부 플러그를 장치의 연결부 수용부에 대해서 자가-정렬시켜 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 결합을 보장한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 연결부 수용부가 연결부 플러그와 결합을 개시하는 것에 응답하여, 연결부 플러그가 복수의 방향으로 이동하여 연결부 수용부에 대한 공간적 위치를 조정한다; 그리고

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 모듈형 랙의 연결부 쉘 밀봉부 및 장치의 연결부 밀봉부가 정렬될 때, 연결부 밀봉부가 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향되어 밀봉부를 생성하고 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 결합을 보장한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 연결부 플러그는 연결부 쉘 밀봉부 내에 배치되고, 공간적 체적부는 연결부 밀봉부 쉘 내의 연결부 플러그에 인접하여 제공되어 자가-정렬 중의 이동 자유를 허용한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 장치는 의료 장치이다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 장치와 모듈형 랙 사이의 결합은 전기 연결, 데이터 연결, 가스 연결, 및 유체 연결 중 적어도 하나의 동작 가능 연결을 가능하게 한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 연결부 밀봉부가 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향되어 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 결합을 보장한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 복수의 방향은 X-방향, Y-방향, 및 Z-방향을 포함한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 자가-정렬 연결 시스템은 장치로서, 연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부, 연결부 밀봉부 및 장치에 고정된 브라켓을 포함하는, 장치, 연결부 플러그, 연결부 쉘 밀봉부, 및 선반을 포함하는 모듈형 랙으로서, 브라켓을 수용하고 선반을 복수의 방향으로 안내하도록 구성된, 모듈형 랙, 및 인간의 개입이 없이 모듈형 랙의 선반에 대한 장치의 브라켓의 이동을 촉진하기 위한 기계적 수단을 갖는 안내 시스템을 포함한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 모듈형 랙의 선반은, 장치의 브라켓을 유지하고 안내하도록 구성된 안내 레일을 포함한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 장치를 모듈형 랙에 연결하기 위한 방법은 연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부 및 연결부 밀봉부를 갖는 장치를 제공하는 단계, 브라켓을 장치의 적어도 하나의 표면에 부착하는 단계, 적어도 하나의 선반, 및 모듈형 랙으로부터 장치에 대한 동작 가능 연결을 제공하기 위한 적어도 하나의 연결부 플러그를 갖는 모듈형 랙을 제공하는 단계, 장치의 브라켓을, 브라켓을 수용하도록 구성된 모듈형 랙의 선반 내에 삽입하는 단계, 및 장치의 브라켓을 안내 및 유지하고 선반을 복수의 방향으로 이동시켜, 연결부 플러그에 대한 선반의 3-축 자가-정렬을 촉진하는 기계적 수단을 갖는, 모듈형 랙과 함께 동작될 수 있는 안내 시스템을 제공하는 단계를 포함한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부 및 연결부 밀봉부를 갖는 장치를 제공하는 단계는, 장치의 연결부 수용부가 모듈형 랙의 연결부 플러그와 결합을 개시하는 것에 응답하여, 연결부 플러그가 복수의 방향으로 이동하여, 장치와 모듈형 랙 사이의 연결을 촉진하기 위해서 연결부 수용부에 대한 공간적 위치를 조정하는 단계를 포함한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 방법은 연결부 밀봉부를 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향시켜 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 결합을 보장하는 단계를 포함한다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 동작 가능 연결은 전기 연결, 데이터 연결, 가스 연결, 및 유체 연결 중 적어도 하나이다.

본원에서 나열된 임의의 다른 양태 또는 양태들의 조합과 함께 사용될 수 있는 본 개시 내용의 다른 양태에서, 방법은 인간의 개입이 없이 수행된다.

제공된 시스템의 추가적인 이점은, 연결 또는 전원 문제로 인한 의료 펌프의 중단 시간을 감소시키고, 그에 의해서 임상적 자원의 효율성과 시스템에 의해서 제공되는 가치를 높인다는 것이다.

도 1은 본 개시 내용의 예시적인 실시형태에 따른, 복수의 장치가 연결 위치에 있는 자가-정렬 연결부 시스템의 예의 사시도이다.
도 2a는 본 개시 내용의 예시적인 실시형태에 따른, 어떠한 장치도 연결 위치에 없는 예시적인 랙의 사시도이다.
도 2b는 본 개시 내용의 예시적인 실시형태에 따른, 랙의 연결 인터페이스의 부분 상세도이다.
도 3a는 본 개시 내용의 예시적인 실시형태에 따른, 예시적인 연결부 플러그 및 연결부 수용부의 정면도이다.
도 3b는 본 개시 내용의 예시적인 실시형태에 따른, 도 3a의 연결부 플러그의 횡단면도이다.
도 4는 본 개시 내용의 예시적인 실시형태에 따른, 랙과 함께 동작할 수 있는 예시적인 장치의 사시도이다.
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 개시 내용의 예시적인 실시형태에 따른, 결합 전후의 장치 및 랙 연결 인터페이스의 횡단면도이다.

본 개시 내용은 장치(들)와 모듈형 랙 또는 허브 사이의 자가-정렬 연결(들)을 위한 시스템, 방법 및 기술을 제공한다. 본원에 개시된 시스템, 방법 및 기술은 유리하게 랙에 대한 장치(들)의 적절한 연결을 보장하기 위한 3-축 정렬(예를 들어, 자동-정렬 또는 자가-정렬)을 가능하게 한다. 제공된 시스템, 방법 및 기술이 의료 장치, 예를 들어 의료 펌프(예를 들어, 주입 펌프)에서 구현되어, 의료 장치를 모듈형 랙에 수작업으로 연결할 때 임상의의 부담을 경감시킬 수 있다. 구체적으로, 본원에서 개시된 기술은 유리하게 의료 장치를 랙 또는 허브 내에 설치할 때 부적절한 연결의 발생을 감소 또는 제거할 수 있다. (예를 들어, 자가-정렬 또는 자동-정렬 3-축 정렬 메커니즘을 통해서) 적절한 연결을 보장함으로써, 의료 장치는 동작에 필요한 전력을 수용하고, 중단 시간을 줄이고 임상의 자원의 효율을 높이면서 랙과 랙 내에 수용된 다른 장치의 적절한 연통을 구축할 수 있다.

도 1은 예시적인 자가-정렬 연결부 시스템(100)의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 자가-정렬 연결부 시스템(100)은 복수의 장치(115a 내지 115c)가 내부에 배치된(예를 들어, 장치(115a 내지 115c)가 연결 위치에 있는) 모듈형 랙(110)을 포함한다. 도시된 예에서, 시스템(100)은 3개의 의료 장치(115a 내지 115c)(예를 들어, 3개의 주입 펌프)를 포함하나, 시스템(100)이 3개 초과의 의료 장치를 수용하도록 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 의료 장치(예를 들어, 이하에서 전체적으로 의료 장치(115)로 지칭되는 의료 장치(115a 내지 115c)), 예를 들어 주입 펌프를 랙(110)에 적절히 연결하기 위해서, 연결들(예를 들어, 랙(110)뿐만 아니라 의료 장치(115)의 연결 인터페이스)을 정렬시키기 위한 안내가 요구될 수 있다. 일반적으로, 임상의는 수작업으로 (i) 의료 장치(115)(예를 들어, 주입 펌프)를 랙(110) 상에 배치하고, (ii) 의료 장치(115)의 연결 인터페이스를 랙(110)의 인터페이스를 향해서 안내하고, 그리고 (iii) 연결 인터페이스가 완전히 결합되었는지를 적극적으로 확인한다. 전술한 수작업 프로세스는 시간 소모적이고 인간 오류 가능성을 갖는다. 한편, 본원에 개시된 기술은, 의료 장치와 랙 또는 허브 사이의 연결을 구축할 때, 임상의의 부담을 경감하고 또한 인간 오류 가능성을 감소시키거나 제거한다.

이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 의료 장치(115) 및 허브 또는 랙(110) 모두는 제조성을 위한 조립 공차를 가질 수 있다. 일부 공차가 최소화될 수 있지만, 결과적인 조립 공차가 충분치 못하여 x-방향 또는 y-방향의(예를 들어, X-축 또는 Y-축을 따른) 자가-정렬을 지원하지 못할 수 있다. 또한, 의료 장치(115)와 허브 또는 랙(110)을 적절히 연결하는 것은 또한 가스켓 압축에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, z-방향의(예를 들어, Z-축을 따른) 자가-정렬은, 각각의 의료 장치(115)와 랙(110) 사이의 마진 밀봉(marginal seal)을 방지하기 위한 충분한 밀봉 압력으로 가스켓을 적절히 압축하도록 보장할 수 있다.

도 2a는, 임의의 장치(115)가 연결되거나 내부에 배치되기 전의 또는 임의의 장치가 연결 또는 배치되지 않은, 도 1의 랙(110)일 수 있는 랙(110)의 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모듈형 랙(110)은 연결부 쉘 밀봉부(140a) 내에 배치된 연결부 플러그(120a)를 포함할 수 있다. 모듈형 랙(110)은 다수의 연결부 플러그 및 연결부 쉘 밀봉부(예를 들어, 연결부 플러그(120a 내지 120c) 및 연결부 쉘 밀봉부(140a 내지 140c))를 포함할 수 있다. 랙(110)은 또한, 이하에서 전체적으로 선반(160)으로 지칭되는, 적어도 하나의 선반(160a 내지 160c)을 포함할 수 있다. 선반(160)은, 장치(115)에 고정된 상응 교합 구조물(mating structure)(예를 들어, 도 4에 도시된 브라켓(260))을 유지하고 안내하도록 구성되는 안내 레일을 갖는 평면형 표면을 가질 수 있다. 안내 시스템(180)은 선반(160)에 바로 인접하여 배치될 수 있다. 안내 시스템(180)은 X-축 또는 수평 평면을 따른 장치(115)의 자가-정렬을 돕기 위한 기계적 수단을 포함할 수 있다.

연결부 플러그(120)는, 연결부 플러그(120)가 장치(110)의 상응 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420))와 결합될 때, 수직 및 법선 축 방향들로 자가-정렬되도록(예를 들어, Y-축 및 Z-축 모두를 따라 자가-정렬되도록) 구성된다. 연결부 플러그(120)는 연결부 밀봉부 쉘(140) 내에 배치되고, 공간적 체적부가 연결부 밀봉부 쉘(140) 내에서 연결부 플러그(120)에 인접하여 제공되어 자가-정렬 중에 이동의 자유를 허용한다.

도 2b는, 연결부 플러그(120), 연결부 밀봉부 쉘(140), 선반(160), 및 안내 시스템(180)을 포함하는 랙(110)의 일부의 부분 상세도이다. 전술한 바와 같이, 선반(160)은, 이하에서 전체적으로 안내 레일(164)로 지칭되는, 안내 레일(164a 및 164b)을 갖는 평면형 표면(162)을 가질 수 있다. 선반(160), 평면형 표면(162) 및/또는 안내 레일(164)은, 의료 장치(115)에 고정된 상응 교합 구조물(예를 들어, 도 4에 도시된 브라켓(460))을 유지하고 안내하도록 구성될 수 있다. 안내 시스템(180)은 선반(160)에 바로 인접하여 배치될 수 있다. 안내 시스템(180)은 선반(160)을 통한 X-축 또는 수평 평면을 따른 장치(115)의 자가-정렬을 돕기 위한 기계적 수단을 포함할 수 있다. 또한, 안내 시스템(180)은, 의료 장치(115) 및 랙(110)이 적절히 결합된 후에 상응 의료 장치(115)를 선반(160) 상에서 유지하는 유지 클립을 포함할 수 있다.

안내 레일(164)은 의료 장치의 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420))를 랙(110)의 연결부 플러그(120)를 향해서 배향시키도록 구성된다. 예를 들어, 안내 레일(164)은, 연결부 플러그(120)와 상응 의료 장치(115)의 연결부 수용부의 결합 전에, 연결부 플러그(120)와 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420))의 정렬을 보조할 수 있다. 도 5a 내지 도 5d와 관련하여 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420))가 연결부 플러그(120)와 결합되기 시작하면, 연결부 플러그(120)가 공간적으로 자가-조정될 수 있고, 그에 의해서 연결부 수용부의 축방향 위치에 따라 그 공간적 위치를 조정할 수 있으며, 그에 의해서 연결부 플러그(120)와 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420)) 사이의 적절한 밀봉을 보장할 수 있다. 의료 장치(115) 및 그 연관된 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420))가 연결부 플러그(120) 및 연결부 쉘 밀봉부(140)를 향해서 전진되고, 연결부 밀봉부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 밀봉부(440))는 연결부 플러그(120) 및/또는 연결부 쉘 밀봉부(140)와 접촉하여 압축할 수 있다.

도 3a는 연결부 플러그(120) 및 연결부 쉘 밀봉부(140)의 정면도이다. 또한, 도 3a는, 연결부 플러그(120)가 이동할 수 있는 다양한 축방향을 도시한다. 예를 들어, X-방향 또는 Y-방향의(예를 들어, X-축 및 Y-축을 따른) 연결부 플러그(120)의 이동이 본 개시 내용의 자가-정렬 연결부 시스템에 의해서 용이해질 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 연결부 플러그(120)는 연결부 밀봉부 쉘(140) 내에 배치된다. 연결부 플러그(120)는, 랙(110)에 배치된 장치(115)의 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420))에 대한 3-차원적인 공간 내의 자가-정렬에 유연성을 제공하는 방식으로, 랙(110)의 외부 표면에 커플링될 수 있다.

도 3b는 도 3a의 라인 3B-3B를 따른 연결부 플러그(120)의 횡단면도이다. 횡단면도는, 연결부 플러그(120)가 원통형 측벽(122) 및 다양한 연결부 핀(124, 126)을 포함하는 것을 도시한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 연결부 플러그(120)는 연결부 밀봉부 쉘(140) 내에 배치된다. 연결부 플러그(120)는, 본 개시 내용의 자가-정렬 연결부 시스템의 도움을 받아, X-방향 또는 Z-방향으로(예를 들어, X-축 및 Z-축을 따라) 이동할 수 있다. 연결부 밀봉부 쉘(140) 내에서, 편향 부재(들)(310)가 제공되어 Z-방향의(예를 들어, Z-축을 따른) 정렬을 가능하게 한다. 예를 들어, 편향 스프링과 같은 편향 부재(들)(310)가 압축될 수 있고, 그에 의해서 연결부 플러그(120)가 Z-방향으로 이동하여 장치(115)의 상응 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420))와의 Z-방향의 정렬을 수용할 수 있게 한다. 구체적으로, 편향 부재(들)(310)의 압축 그리고 그에 따른 연결부 플러그(120)의 압축은 랙(110)과 연관 의료 장치(115) 사이의 Z-방향의 적절한 결합을 보장한다. 또한, 편향 부재(들)(310)는 유리하게, 연결부 플러그(120)가 충분한 압력 하에서 Z-방향으로 이동하도록 구성될 때, 연결에 의해서 형성된 밀봉부가 과다하게 압축되지 않도록 보장한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 연결부 쉘 밀봉부(140) 또는 랙(110) 상의 다른 상응 구조물은, 편향 부재(들)(310)를 포획하도록 구성된 후방 정지부(backstop) 또는 포획 특징부(capturing feature)(360)를 포함할 수 있다.

연결부 플러그(120)는 또한, 연결부 플러그(120)와 의료 장치(115) 상의 상응 연결부 사이에서 밀봉부를 형성하도록 구성되는 연결부 플러그(120)의 기부 주위에 배치된 O 링과 같은 밀봉 부재(330)를 포함할 수 있다. 또한, 연결부 플러그(120)는, 연결부 플러그(120)의 축방향 위치와 관계없이 연결부 쉘 밀봉부(140)와 함께 밀봉부를 형성하는 밀봉 플랜지(340)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 밀봉 플랜지(340)는, 연결부 플러그(120)가 그 축방향-허용 가능 위치 중 임의의 위치에 있을 때(예를 들어, (예를 들어, X-축, Y-축 및 Z-축을 따른) X-방향, Y-방향, 및 Z-방향 중 임의의 방향으로 그 한계까지 이동될 때), 연결부 플러그(120)와 연결부 쉘 밀봉부(140)의 인터페이스가 환경으로부터 밀봉되게 보장하도록 구성될 수 있다.

공간적 체적부(320)가 연결부 플러그(120)와 연결부 밀봉부 쉘(140) 사이에 제공되고, 이는, 연결부 수용부(예를 들어, 도 4에 도시된 연결부 수용부(420))의 결합 동안, 연결부 플러그(120) 공간적 자유 또는 X-방향, Y-방향 및 Z-방향의(예를 들어, X-축, Y-축 및 Z-축을 따른) 이동 능력을 제공한다. 공간적 체적부(320)는, 연결부 플러그(120)가 의료 장치(115) 상의 상응 연결부와의 적절한 정렬을 위해서 연결부 밀봉부 쉘(140) 내에서 3-축방향으로 이동할 수 있게 하는 링-형상의 포켓일 수 있다. 공간적 체적부(320)의 일부가 쇄선-윤곽선 그리고 연결부 플러그(120) 및 연결부 밀봉부 쉘(140)의 하단 부분 부근의 회색 음영에 의해서 표시되어 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 연결부 플러그(120) 및 연결부 밀봉부 쉘(140)은, 연결부 플러그(120)가 정렬을 위해서 3-축방향으로 이동할 수 있으면서 연결부 밀봉부 쉘(140) 내에서 유지되도록 하는 방식으로 배열되게 구성된다. 전술한 바와 같이, 이러한 결합은 본 개시 내용의 자가-정렬 연결부 시스템에 의해서 용이해진다.

도 4는, 본 개시 내용의 랙(110)과 함께 동작할 수 있게 구성된 예시적인 의료 장치(115)의 사시도이다. 예에서, 의료 장치(115)는 주입 펌프와 같은 의료 펌프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 장치(115)는, 장치(115)의 하단부에 고정될 수 있는 브라켓(460)을 포함한다. 브라켓(460)은 랙(110)의 선반(260)에 의해서 수용되도록 구성될 수 있다. 장치(115)의 외측부에서, 연결부 수용부(420)가 연결부 밀봉부(440) 내에 배치된다. 연결부 수용부(420)는 랙(110)의 연결부 플러그(120)를 수용하도록 구성된다. 구체적으로, 의료 장치(115)의 연결부 수용부(420)는 랙(110)의 연결부 플러그(120)와 결합되도록 구성된다. 전술한 바와 같이, 연결부 플러그(120)의 위치 또는 배향을 3-축방향으로 조정하여, 연결부 플러그(120)가 연결부 수용부(420)와 정렬되어 적절히 결합되도록 보장할 수 있다. 연결부 밀봉부(240)는 랙(110)의 연결부 쉘 밀봉부(140)와 연결되어 연결부 플러그(120)와 연결부 수용부(420) 사이의 연결의 밀봉부를 제공하도록 구성된다.

도 5a 및 도 5b는 의료 장치(115)와 랙(110) 사이의 결합(도 5a에서는 결합 전 그리고 도 5b에서는 완전 결합 후)의 원근적 횡단면도를 도시한다. 더 구체적으로, 도 5a는 결합 전에 정렬된 연결부 플러그(120)와 연결부 수용부(420) 사이의 결합의 원근적 횡단면도를 도시하는 한편, 도 5b는 완전 결합 후의 연결 인터페이스를 도시한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 장치(115)는 랙(110) 상에 배치되고, 랙(110) 및 장치(115) 모두의 연결은 일반적으로 공간적으로 서로 근접하고 3-축방향으로 정렬된다. 더 구체적으로, 연결부 쉘 밀봉부(140) 내에 배치된 연결부 플러그(120)는 연결부 밀봉부(440) 내에 배치된 연결부 수용부(420)와 3-축 정렬된다. 장치(115) 및 랙(110) 모두의 연결이 공간적으로 서로 근접하여 배치되면, 연결부 플러그(120)는 밀봉부를 포함한 연결부의 축방향 필요성을 기초로 그 공간적 위치를 3-축방향으로 자가-조정할 것이다. 연결부 플러그(120)의 3-축방향 자가-조정은 연결부 플러그(120)가 X-방향, Y-방향 및/또는 Z-방향으로 개별적으로 이동할 수 있게 하고, 그에 따라 장치(115)와 랙(110) 사이의 연결 또는 연결 인터페이스가 정렬되도록 보장할 수 있다. 구체적으로, 3-축 정렬은 유리하게, 연결부 플러그 측벽(122)이 연결부 수용부(420)의 상응 채널(422) 내에 피팅(fit)되도록 그리고 연결 핀(124, 126)이 의료 장치(115) 상의 연결부 수용부(420)의 그 상응 연결부 슬롯(424, 426)과 결합되도록 보장한다. 장치(115) 측의 연결부 수용부(420)와의 교합은 연결부 플러그(120)를 그 최종 위치로 강제하고, 그에 따라 시스템 내의 임의의 오정렬을 최소화한다. 연결부 플러그가 그 최종 위치에 있게 되면, 밀봉 부재 또는 O 링(330)은 연결부 수용부(420)와 함께 밀봉부를 형성하여 채널(422)을 외측 환경으로부터 밀봉한다.

도 5c 및 도 5d는 의료 장치(115)와 랙(110) 사이의 결합(도 5c에서는 결합 전 그리고 도 5d에서는 완전 결합 후)의 횡단면도를 도시한다. 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 랙(110) 및 의료 장치(115)의 연결 인터페이스가 3-축방향으로 정렬되어 적절한 결합을 보장한다. 자가-정렬은, 연결부 밀봉부 쉘(140) 및 연결부 밀봉부(440)가 결합되어 2개의 연결 인터페이스들 사이에서 밀봉부를 형성할 때, 완성된다. 장치(115) 및 그 연관된 연결부 수용부(420)가 연결부 플러그(120) 및 연결부 쉘 밀봉부(140)에 더 가까이 이동할 때, 연결부 플러그의 측벽(122)이 상응 채널(422) 내로 활주되고, 상응 채널은 초기에 초기 정렬을 위해서 과대 크기를 가질 수 있고 이어서 최종 정렬 위치로 테이퍼링될 수 있다. 연결 인터페이스들이 결합될 때, 연결부 플러그(120)가 Z 방향으로 압축되어 Z 축을 따른 적절한 위치를 보장할 수 있다. 연결부 플러그(120)가 편향 부재(들)(310)를 통해서 상응 연결부 수용부(420)를 향해서 외측으로 편향되기 때문에, 밀봉 부재(330)는 연결부 수용부(420)와 접촉되어 그와 함께 밀봉부를 형성한다. 예에서, 연결부 쉘 밀봉부(140) 내의 편향 부재(들)(310)는, 플러그(120)가 Z 방향으로 축방향으로 재배치될 수 있음에 따라, 밀봉부가 과다-압축되지 않도록 보장한다.

연결부 플러그(120)가 연결부 수용부(420)와 교합되고 밀봉부가 연결 인터페이스들 사이에서 얻어질 때, 랙(110) 및 장치(115)는 서로 연통될 수 있다. 일부 실시형태에서, 랙(110) 및 장치(115)는 형성된 연결을 통해서 서로 전기 신호를 전달한다. 다른 실시형태에서, 랙(110) 및 장치(115)는 형성된 연결 내에 배치된 튜빙을 통해서 유체 연통되고, 유체는 이들 사이에서 전달될 수 있다.

본원에서 개시된 예 및 양태는 단지 예시적인 것으로 간주되고, 본 개시 내용의 범위를 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다. 설명된 기본적인 원리로부터 벗어나지 않고도, 전술한 예의 상세 부분에 대해서 변화가 이루어질 수 있다는 것이, 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 설명된 여러 예의 특징들의 임의의 적합한 조합이 고려된다.

Claims

자가-정렬 연결 시스템이며:
장치로서, 연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부, 연결부 밀봉부 및 장치에 고정된 브라켓을 포함하는, 장치;
연결부 플러그, 연결부 쉘 밀봉부, 및 선반을 포함하는 모듈형 랙으로서, 상기 브라켓을 수용하고 선반을 복수의 방향으로 안내하도록 구성된, 모듈형 랙을 포함하며;
상기 장치의 브라켓이 상기 모듈형 랙의 선반 내로 삽입될 때, 상기 선반은 복수의 방향으로 이동하여 상기 모듈형 랙의 연결부 플러그를 상기 장치의 연결부 수용부에 대해서 자가-정렬시켜 상기 연결부 수용부에 대한 상기 연결부 플러그의 결합을 보장하고;
상기 연결부 수용부가 상기 연결부 플러그와 결합을 개시하는 것에 응답하여, 상기 연결부 플러그가 복수의 방향으로 이동하여 상기 연결부 수용부에 대한 공간적 위치를 조정하고; 그리고
상기 모듈형 랙의 연결부 쉘 밀봉부 및 상기 장치의 연결부 밀봉부가 정렬될 때, 상기 연결부 밀봉부가 상기 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향되어 밀봉부를 생성하고 상기 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 결합을 보장하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제1항에 있어서,
상기 연결부 플러그는 상기 연결부 쉘 밀봉부 내에 배치되고, 공간적 체적부가 상기 연결부 밀봉부 쉘 내의 연결부 플러그에 인접하여 제공되어 자가-정렬 중의 이동 자유를 허용하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제1항에 있어서,
상기 장치가 의료 장치인, 자가-정렬 연결 시스템.
제1항에 있어서,
상기 장치와 상기 모듈형 랙 사이의 결합은 전기 연결, 데이터 연결, 가스 연결, 및 유체 연결 중 적어도 하나의 동작 가능 연결을 가능하게 하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제1항에 있어서,
상기 연결부 밀봉부가 상기 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향되어 상기 연결부 수용부에 대한 상기 연결부 플러그의 결합을 보장하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제1항에 있어서,
상기 복수의 방향이 X-방향, Y-방향, 및 Z-방향을 포함하는, 자가-정렬 연결부 시스템.
제1항에 있어서,
상기 모듈형 랙의 선반은, 상기 장치의 브라켓을 유지 및 안내하도록 구성된 안내 레일을 포함하는, 자가-정렬 연결 시스템.
자가-정렬 연결 시스템이며:
장치로서, 연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부, 연결부 밀봉부 및 장치에 고정된 브라켓을 포함하는, 장치;
연결부 플러그, 연결부 쉘 밀봉부, 및 선반을 포함하는 모듈형 랙으로서, 브라켓을 수용하고 선반을 복수의 방향으로 안내하도록 구성된, 모듈형 랙;
인간의 개입이 없이 상기 모듈형 랙의 선반에 대한 상기 장치의 브라켓의 이동을 촉진하기 위한 기계적 수단을 갖는 안내 시스템을 포함하고;
상기 장치의 브라켓이 상기 모듈형 랙의 선반 내로 삽입될 때, 상기 선반은 복수의 방향으로 이동하여 상기 모듈형 랙의 연결부 플러그를 상기 장치의 연결부 수용부에 대해서 자가-정렬시켜 상기 연결부 수용부에 대한 상기 연결부 플러그의 결합을 보장하고;
상기 연결부 수용부가 상기 연결부 플러그와 결합을 개시하는 것에 응답하여, 상기 연결부 플러그가 복수의 방향으로 이동하여 상기 연결부 수용부에 대한 공간적 위치를 조정하고; 그리고
상기 모듈형 랙의 연결부 쉘 밀봉부 및 상기 장치의 연결부 밀봉부가 정렬될 때, 상기 연결부 밀봉부가 상기 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향되어 밀봉부를 생성하고 상기 연결부 수용부에 대한 연결부 플러그의 결합을 보장하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제8항에 있어서,
상기 연결부 플러그는 상기 연결부 쉘 밀봉부 내에 배치되고, 공간적 체적부가 상기 연결부 밀봉부 쉘 내의 연결부 플러그에 인접하여 제공되어 자가-정렬 중의 이동 자유를 허용하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제8항에 있어서,
상기 장치가 의료 장치인, 자가-정렬 연결 시스템.
제8항에 있어서,
상기 장치와 상기 모듈형 랙 사이의 결합은 전기 연결, 데이터 연결, 가스 연결, 및 유체 연결 중 적어도 하나의 동작 가능 연결을 가능하게 하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제8항에 있어서,
상기 연결부 밀봉부가 상기 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향되어 상기 연결부 수용부에 대한 상기 연결부 플러그의 결합을 보장하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제8항에 있어서,
상기 복수의 방향이 X-방향, Y-방향, 및 Z-방향을 포함하는, 자가-정렬 연결 시스템.
제8항에 있어서,
상기 모듈형 랙의 선반은, 상기 장치의 브라켓을 유지 및 안내하도록 구성된 안내 레일을 포함하는, 자가-정렬 연결 시스템.
장치를 모듈형 랙에 연결하기 위한 방법이며:
연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부 및 연결부 밀봉부를 갖는 장치를 제공하는 단계;
브라켓을 상기 장치의 적어도 하나의 표면에 부착하는 단계;
적어도 하나의 선반, 및 모듈형 랙으로부터 상기 장치에 대한 동작 가능 연결을 제공하기 위한 적어도 하나의 연결부 플러그를 갖는 모듈형 랙을 제공하는 단계;
상기 장치의 브라켓을, 상기 브라켓을 수용하도록 구성된 상기 모듈형 랙의 선반 내에 삽입하는 단계; 및
상기 장치의 브라켓을 안내 및 유지하고 상기 선반을 복수의 방향으로 이동시켜, 상기 연결부 플러그에 대한 상기 선반의 3-축 자가-정렬을 촉진하는 기계적 수단을 갖는, 상기 모듈형 랙과 함께 동작될 수 있는 안내 시스템을 제공하는 단계를 포함하고;
상기 연결부 플러그를 수용하도록 구성된 연결부 수용부 및 연결부 밀봉부를 갖는 장치를 제공하는 단계는, 상기 장치의 연결부 수용부가 상기 모듈형 랙의 연결부 플러그와 결합을 개시하는 것에 응답하여, 상기 연결부 플러그가 복수의 방향으로 이동하여, 상기 장치와 상기 모듈형 랙 사이의 연결을 촉진하기 위해서 상기 연결부 수용부에 대한 공간적 위치를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 연결부 밀봉부를 상기 연결부 쉘 밀봉부를 향해서 편향시켜 상기 연결부 수용부에 대한 상기 연결부 플러그의 결합을 보장하는 단계를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 동작 가능 연결이 전기 연결, 데이터 연결, 가스 연결, 및 유체 연결 중 적어도 하나인, 방법.
제15항에 있어서,
상기 방법이 인간의 개입이 없이 수행되는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 장치가 의료 장치인, 방법.
제15항에 있어서,
상기 복수의 방향이 X-방향, Y-방향, 및 Z-방향을 포함하는, 방법.