(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液投薬システムにおける使用のためのポンプモジュールであって、
ポンプ本体と、
前記ポンプ本体内に形成された第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーと、
前記ポンプ本体内に形成された一対のチャンバーインレット及び一対のチャンバーアウトレットであって、それぞれが前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのうちの一のポンプチャンバーと関連している一対のチャンバーインレット及び一対のチャンバーアウトレットと、
を備えているポンプモジュールであって、
前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれが、略球形部分形状を有している第１の部分と、前記第１の部分と一体であり且つ略円錐形状を有している第２の部分と、を有し、前記第１の部分及び前記第２の部分が前記チャンバーインレット及び前記チャンバーアウトレットと流体連通し、
前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれの前記第２の円錐形状部分が前記一対のチャンバーアウトレットのうちの対応するチャンバーアウトレットに収束することを特徴とするポンプモジュール。
【請求項２】
前記ポンプ本体は、プラスチック材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項３】
前記ポンプ本体は、非軟質材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項４】
前記ポンプ本体内に形成された液体フローネットワークであって、液体源から前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーへ液体を供給するために操作可能であり、前記ポンプモジュールの操作中に、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーから前記ポンプ本体の外側に液体を投薬するために操作可能である液体フローネットワークをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
【請求項５】
前記液体フローネットワークは、複数の非変位バルブを備えることを特徴とする請求項４に記載のポンプモジュール。
【請求項６】
前記ポンプ本体に機械的に結合され、且つ前記第１のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第１の液体変位部材であって、前記液体が前記第１のポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内へ変位させる第１の液体変位部材と、
前記ポンプ本体に機械的に結合され、且つ前記第２のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第２の液体変位部材であって、前記液体が前記第２のポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内へ変位させる第２の液体変位部材と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載のポンプモジュール。
【請求項７】
それぞれが液体インレット及び空気口を有している一対の多孔性のエアフィルタをさらに備え、
前記一対の多孔性のエアフィルタのそれぞれの前記液体インレットは、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのうちの一のポンプチャンバーと選択的に流体連通し、
前記一対の多孔性のエアフィルタのそれぞれは、前記エアフィルタの前記液体インレットに供給された液体内に混入された空気を濾過し、前記空気口を通じて空気を排出するために効果的に操作可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
【請求項８】
一対の圧力センサーをさらに備え、
該一対の圧力センサーのそれぞれは、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのうちの一のポンプチャンバーと流体連通することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
【請求項９】
薬液投薬システムにおける使用ためのポンプモジュールであって、
ポンプ本体と、
前記ポンプ本体内に形成された第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーであって、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれが略涙形状である第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーと、
前記ポンプ本体内に形成された液体フローネットワークであって、液体源から前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーへ液体を供給するために操作可能であり、前記ポンプモジュールの操作中に、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーから前記ポンプ本体の外側に液体を投薬するために操作可能である液体フローネットワークと、
前記ポンプ本体に機械的に結合され、且つ前記第１のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第１の液体変位部材であって、前記液体が前記第１のポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内へ変位させる第１の液体変位部材と、
前記ポンプ本体に機械的に結合され、且つ前記第２のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第２の液体変位部材であって、前記液体が前記第２のポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内へ変位させる第２の液体変位部材と、
を備え、
前記第１の液体変位部材及び前記第２の液体変位部材は、互いから独立して操作可能であることを特徴とするポンプモジュール。
【請求項１０】
薬液投薬システムにおける使用のためのポンプモジュールを製造する方法であって、
前記ポンプモジュールのポンプ本体を形成するためにプラスチック材料を使用するステップと、
前記ポンプ本体内に第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーを形成するステップであって、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれが内部キャビティーを有するステップと、
前記ポンプ本体内に液体フローネットワークを形成するステップであって、前記液体フローネットワークが前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーと流体連通し、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーを略涙形状に形成するステップを備える、ステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１１】
薬液投薬システムにおける使用のためのポンプモジュールを製造する方法であって、
前記ポンプモジュールのポンプ本体を形成するためにプラスチック材料を使用するステップと、
前記ポンプ本体内に第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーを形成するステップであって、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれが内部キャビティーを有するステップと、
前記ポンプ本体内に液体フローネットワークを形成するステップであって、前記液体フローネットワークが前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーと流体連通し、略球状の部分形状を有している第１の部分と、前記第１の部分と一体であり、且つ略円錐形状を有している第２の部分と、を備えるように、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれを形成するステップを備える、ステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１２】
薬液投薬システムにおける使用のためのポンプであって、
非軟質材料から形成されるポンプ本体と、
前記ポンプ本体内に形成された第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーと、
前記ポンプ本体内に形成された液体フローネットワークであって、液体源から前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーへ液体を供給するために操作可能であり、前記ポンプの操作中に、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーから前記ポンプ本体の外側に液体を投薬するために操作可能である液体フローネットワークと、
前記ポンプ本体に機械的に結合され、且つ前記第１のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第１の液体変位装置であって、液体が前記第１のポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内に変位させる第１の液体変位装置と、
前記ポンプ本体に機械的に結合され、且つ前記第２のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第２の液体変位部材であって、前記液体が前記第２のポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内へ変位させる第２の液体変位部材と、
を備え、
前記第１の液体変位部材及び前記第２の液体変位部材は、互いから独立して操作可能であり、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれが、略涙形状であることを特徴とするポンプ。
【請求項１３】
薬液投薬システムにおける使用のためのポンプであって、
非軟質材料から形成されるポンプ本体と、
前記ポンプ本体内に形成された第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーと、
前記ポンプ本体内に形成された液体フローネットワークであって、液体源から前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーへ液体を供給するために操作可能であり、前記ポンプの操作中に、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーから前記ポンプ本体の外側に液体を投薬するために操作可能である液体フローネットワークと、
前記ポンプ本体に機械的に結合され、且つ前記第１のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第１の液体変位装置であって、液体が前記第１のポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内に変位させる第１の液体変位装置と、
前記ポンプ本体に機械的に結合され、且つ前記第２のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第２の液体変位部材であって、前記液体が前記第２のポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内へ変位させる第２の液体変位部材と、
を備え、
前記第１の液体変位部材及び前記第２の液体変位部材は、互いから独立して操作可能であり、
前記ポンプ本体内に形成された一対のチャンバーインレット及び一対のチャンバーアウトレットを備え、
前記一対のチャンバーインレット及び前記一対のチャンバーアウトレットのそれぞれが前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのうちの一のポンプチャンバーと流体連通し、
前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれは、略球状の部分形状を有している第１の部分と、前記第１の部分と一体であり、且つ略円錐形状を有している第２の部分と、をさらに備え、
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記チャンバーインレットと前記チャンバーアウトレットとの間に配置され、
前記第２の略円錐形状部分は、前記チャンバーアウトレットに収束することを特徴とするポンプ。
【請求項１４】
薬液投薬システムにおいて液体を組み込むための方法であって、
非軟質材料から形成されたポンプ本体を備えているポンプを提供するステップであって、第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーが、前記ポンプ本体内に形成され、前記ポンプが、前記ポンプ本体内に形成された液体フローネットワークをさらに含むステップと、
前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーに前記液体フローネットワークを通じて液体を供給するステップと、
前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれから前記液体フローネットワークを通じて、前記ポンプの外側に、前記液体の少なくとも１部を独立して送り出すステップと、
を備えており、
前記送り出すステップは、
前記液体の少なくとも１部を前記第１のポンプチャンバーから送り出すために、第１のポンピングサイクルを開始するステップと、
前記第１のポンピングサイクルが完了する前に、前記液体の少なくとも１部を前記第２のポンプチャンバーから送り出すために、第２のポンピングサイクルを開始するステップと、
をさらに備えており、
前記方法は、
前記第１のポンピングサイクルの完了後に、且つ前記第２のポンピングサイクル中に、前記第１のポンプチャンバーの内部キャビティーを再充填するステップと、
前記再充填するステップの完了後に、前記第１のポンプチャンバー内の空気の存在のために検査するステップと、
をさらに備えていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ポンプに実質的に関し、より具体的には、薬液投薬システムにおける使用のためのポンプモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な周知のポンプは、薬液を投薬するために使用される。シリンジは、比較的少量の薬液を投薬するために幅広く使用され、高く濃縮された薬剤を含むことができる。シリンジの最大容量は、従来６０ｍｌである。この容量が投薬された後で、介護者は、投薬を続けるために、使い尽くされたシリンジを置き換えなければならない。従って、シリンジは、様々な状況において大量の血液を投薬するなどの、又は、例えば、熱傷に対する生理食塩水などの大量の薬液を投薬するなどの、大容量の用途に適していない。
【０００３】
シリンジは、単一のプランジャー又はシリンジのピストンを自動的に操作するシリンジポンプと併せて使用されることができる。従来、プランジャーチップは、柔らかい柔軟性ゴムから形成される。プランジャーが液体を投薬するために押される場合に、プランジャーチップは、圧縮され、且つシリンジの外側壁部に押し付けられる。「静摩擦」は、静止状態後にピストンが再び移動される場合に、次いで起こる場合があり、「静摩擦」は、静的摩擦及び動的摩擦と組み合わせて固着するための能力から得られた当業者に周知な用語である。そのような断続的な操作において、「静摩擦」を克服し、且つピストンを移動させ始めるために必要とされる力は、所望されない、液体のボーラスが初期に投薬させる場合がある。
【０００４】
大量の薬液を投薬するためにシステムで使用される周知なポンプは、蠕動ポンプ、様々なダイアグラムポンプ、及び単一のピストンポンプを含む。各種類のポンプが首尾よく使用されるけれども、それらのポンプは、特定の設計及び／又は用途を条件としている。例えば、蠕動ポンプにおける液体の流路が正常に開くので、液体は、不注意に患者に供給される場合がある。ＩＶバッグなどの液体源からポンプインレットポートに導いているチューブが締め付けられないので、これは、起こる場合がある。同様に、正常に開かれた流路を画定しているチューブの連続的な圧縮は、チューブ疲労を生じる場合があり、それによって、システムの運転費用に追加するチューブの置換を必然的に伴う。
【０００５】
蠕動ポンプはまた、液圧ヘッドの高さによって影響を及ぼされ、蠕動ポンプより上の液体源の位置から生じ、該蠕動ポンプは、蠕動ポンプの流速とともにさらなる不正確を生じる場合がある。
【０００６】
大容量の単一ピストンポンプは周知であるが、流量の安定性を呈さない。これは、ピストンが液体の所定の量を押し出し、次いで出力バルブが閉じられ、ピストンが後退し、ピストンチャンバーが液体で満たされた後で、各ポンピングサイクルのための「デッドタイム」が起こるからである。この流量の安定性の欠如は、所定の投薬の半減期（half-life）が秒単位とされる場合があるので、所望されていない。薬液がこの時間内に患者に供給され、患者に吸収されない場合、薬液は、その意図された使用にとって効果がない場合がある。高い効力の薬液が投薬されている場合に、流量の安定性は、特に重要な考慮事項である。
【０００７】
大容量の薬液投薬システムにおいて使用される周知なダイアフラムポンプは、ダイアフラムを変形し、医療量液体を投薬するために、単一のゴム弾性ダイアフラム及び関連したピストンを有しているポンプを含む。この種類のダイアフラムポンプはまた、ポンプのインレットポート及びアウトレットポートと連通するゴム弾性のチェックバルブを含む。それらのチェックバルブの軟性性質は、バルブの破壊圧力、すなわち、バルブを開く、又はバルブを閉じるために必要とされる圧力におけるばらつきに導く場合があり、流速の精度における問題点を生じる。供給されている薬液の流速における変動のための流れの安定性における欠如は、「デッドタイム」によって引き起こされた流れの安定性の欠如に対して、以前に議論した同一の理由のために所望されていない。ゴム弾性のダイアフラムを有しているポンプと関連した他の課題は、ダイアフラムが充填サイクル中に変形し、ポテンシャルエネルギーを格納することである。このエネルギーは、ポンピングサイクル中に解放され、液体のボーラスが初期に投薬される。液体の流速におけるこの一時的なスパイクは、流れの安定性に不利な影響を及ぼし、それ故に所望されない。
【０００８】
大量の薬液を投薬するために使用された他の周知なダイアフラムポンプは、２つのゴム弾性のダイアフラムを含み、該２つのゴム弾性のダイアフラムは、交互に切り替える方法で送り出している。このポンプは、ゴム弾性のチェックバルブ及び関連した課題を含まない。しかしながら、単一のピストンダイアフラムポンプのように、軟質のゴム弾性ダイアフラムは、ポンプを変形させて、且つエネルギーを貯めさせている液体充填サイクル中に加圧される。従って、対応するアウトプットバルブがポンピングサイクルの開始時点で開かれる場合に、液体のボーラスは、関連したピストンの移動なしで、投薬される場合があり、それは所望されていない。
【０００９】
一般に、周知な大容量の薬液ポンプと関連した他の課題は、液体システムで形成されている気泡に対する感受性（susceptibility）及び所望されない気泡を除去するためにポンプに「呼び水をさす」ように、介護者の干渉による従来の置換である。気泡は、液体の温度が上昇される場合に、起こる場合がある空洞化又は「ガス放出（outgassing）」を送り出すために、ポンプと関連した液体供給システム内で形成される場合がある。気泡が供給システム内で検出されると、ポンプは、従来停止し、介護者に問題を知らせる警報を発動させる。介護者が問題を修復することに取られる時間は、患者に対する薬液供給における中断を生じる。偽の警報は、患者に対する液体供給における中断と同様に、介護者の時間の浪費を生じる。
【００１０】
薬液ポンプと関連したさらなる他の課題は、ポンプの一部を置き換える必要性であり、該ポンプの一部は、インフェクションコントロールと関連した病院処理(Hospital procedure)の結果として、所定の、比較的短い期間後に、液体に曝される。この置換は、迅速で、且つ費用効率の高い方法で、達成されるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４  ８３８  ８６０  Ａ号明細書
【特許文献２】米国特許第４  ０６５  ２３０  Ａ号明細書
【特許文献３】欧州特許第０  ６２４  ３７９  Ａ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
それ故に、薬液投薬システムにおける使用のための置換可能なポンプモジュールを有しているポンプであって、該ポンプは、小量の液体用途及び大量の液体用途において使用されることができ、薬液投薬システムにおいて使用された周知なポンプと関連した利点を克服するポンプを提供することは、望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の観点において、本願発明の効果によって、ポンプモジュールは、薬液投薬システムにおける使用のために、ポンプ本体と、ポンプ本体内に形成された第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーと、を備えていることで提供される。一対のチャンバーインレット及び一対のチャンバーアウトレットは、ポンプ本体内に形成され、それぞれが第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーのうちの一のポンプチャンバーと関連している。各ポンプチャンバーは、略球状の部分形状を有している第１の部分と、第１の部分と一体であり、且つ略円錐形状を有している第２の部分と、を備える。第１の部分及び第２の部分は、チャンバーインレット及びチャンバーアウトレットと流体連通する。第２の、円錐形状部分は、チャンバーアウトレットに収束する。
【００１４】
他の実施形態において、ポンプモジュールは、１つ又は複数の以下の特徴点を備えることができる。ポンプ本体は、非軟質材料から形成されることができる。ポンプモジュールはまた、ポンプ本体内に形成された液体フローネットワークをさらに含むことができ、該液体フローネットワークは、液体源から第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーへ液体を供給するために操作可能であり、ポンプモジュールの操作中に、第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーからポンプ本体の外側に液体を投薬するために操作可能である。ポンプモジュールはまた、ポンプ本体に機械的に結合され、且つ第１のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第１の液体変位部材であって、液体が第１のポンプチャンバーから液体フローネットワーク内へ変位させる第１の液体変位部材と、ポンプ本体に機械的に結合され、且つ第２のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能である第２の液体変位部材であって、液体が第２のポンプチャンバーから液体フローネットワーク内へ変位させる第２の液体変位部材と、を含むことができる。
【００１５】
液体フローネットワークは、複数の非変位バルブを含むことができる。複数の非変位バルブのそれぞれは、ステムと、ステムと一体である結合部分と、流路と、を有している回転可能なバルブとされる場合がある。各バルブの流路は、ステムを通じて略直線的に且つ横断方向に延在し、結合部分は、回転アクチュエータに結合されるように適合されることができる。非変位バルブのうちの１つの非変位バルブは、三位置入力バルブとされる場合があり、残りの２つの非変位バルブは、第１の出力バルブ及び第２の出力バルブとされる場合がある。
【００１６】
ポンプモジュールは、インレットポート及びアウトレットポートをさらに含む。液体フローネットワークは、第１の液体供給通路及び第２の液体供給通路をさらに備えることができ、第１の液体供給通路は、三位置入力バルブが第１の位置にある場合に、インレットポート及び第１のポンプチャンバーと流体連通する。第２の液体供給通路は、三位置入力バルブが第２の位置にある場合に、インレットポート及び第２のポンプチャンバーと流体連通する場合があり、第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーは、三位置入力バルブが第３の位置にある場合に、インレットポートと流体的に切り離されることができる。
【００１７】
一対の多孔性のエアフィルタは、それぞれが第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーのうちの一のポンプチャンバーと選択的に流体連通するように提供される場合がある。アウトレットポートは、第１の出力バルブが第１の位置にある場合に、第１のポンプチャンバーと流体連通する。第１のポンプチャンバーは、第１の出力バルブが第２の位置にある場合に、一対の多孔性のエアフィルタのうちの一のエアフィルタと流体連通する。そして、第１のポンプチャンバー及び出力ポートは、第１の出力バルブが第３の位置にある場合に、流体的に切り離される。同様に、アウトレットポートは、第２の出力バルブが第１の位置にある場合に、第２のポンプチャンバーと流体連通する。第２のポンプチャンバーは、第２の出力バルブが第２の位置にある場合に、他のエアフィルタと流体連通する。第２のポンプチャンバー及び出力ポートは、第２の出力バルブが第３の位置にある場合に、流体的に切り離される。
【００１８】
ポンプモジュールは、第１の圧力センサー及び第２の圧力センサーをさらに備えることができ、それぞれの圧力センサーは、第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーのうちの一のポンプチャンバーと流体連通する。それぞれのエアフィルタは、エアフィルタに供給された液体内に混入された空気を除去し、空気口の外側に空気を排出するために効果的に操作可能である。各エアフィルタは、疎水性材料を備えることができ、ゴアテックス（登録商標）エアフィルタを備えることができる。
【００１９】
本願発明の第２の態様によれば、薬液投薬システムにおける使用のためのポンプモジュールを製造する方法は、ポンプモジュールのポンプ本体を形成するためにプラスチック材料を使用するステップと、ポンプ本体内に第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーを形成するステップと、ポンプ本体内に液体フローネットワークを形成するステップと、液体フローネットワークが前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーと流体連通するステップと、を備えることで提供される。
【００２０】
方法は、略球状の部分形状を有している第１の部分と、前記第１の部分と一体であり、且つ略円錐形状を有している第２の部分と、を備えるように、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーのそれぞれを形成するステップをさらに備えることができる。前記形成するステップは、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーを射出成形するステップを備えることができる。
【００２１】
本願発明の第３の態様によれば、薬液投薬システムにおける使用のためのポンプは、非軟質材料から形成されるポンプ本体と、前記ポンプ本体内に形成された第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーと、備えていることで提供される。ポンプは、前記ポンプ本体内に形成された液体フローネットワークをさらに備え、該液体フローネットワークは、液体源から前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーへ液体を供給するために操作可能であり、前記ポンプの操作中に、前記第１のポンプチャンバー及び前記第２のポンプチャンバーから前記ポンプ本体の外側に液体を投薬するために操作可能である。ポンプは、第１の変位液体部材及び第２の変位液体部材をさらに備え、それぞれがポンプ本体に機械的に結合され、ポンプチャンバーの対応するポンプチャンバー内に操作可能に延在可能であり、それによって、液体が前記ポンプチャンバーから前記液体フローネットワーク内へ変位させる。第１の液体変位装置及び第２の液体変位装置は、互いから独立して操作可能である。
【００２２】
他の実施形態において、ポンプは、以前に議論した本願発明のポンプモジュールの１つ又は複数の特徴をさらに備えることができる。
【００２３】
本願発明の第４の態様によれば、薬液投薬システムにおいて液体を組み込むための方法は、非軟質材料から形成されたポンプ本体を備えているポンプを提供するステップであって、第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーが、ポンプ本体内に形成され、ポンプが、ポンプ本体内に形成された液体フローネットワークをさらに含むステップ
を備えることで提供される。方法は、第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーに液体フローネットワークを通じて液体を供給するステップと、第１のポンプチャンバー及び第２のポンプチャンバーのそれぞれから液体フローネットワークを通じて、ポンプの外側に、液体の少なくとも１部を独立して送り出すステップと、をさらに備える。
【００２４】
方法は、第１のポンプチャンバーから液体の少なくとも１部を送り出すために、第１のポンピングサイクルを開始するステップと、第１のポンピングサイクルが完了する前に、第２のポンプチャンバーから液体の少なくとも１部を送り出すために、第２のポンピングサイクルを開始するステップと、さらに備えることができる。
【００２５】
方法は、第１のポンピングサイクルの完了後に、且つ第２のポンピングサイクル中に、第１のポンプチャンバーの内部キャビティーを再充填するステップ、及び再充填するステップの完了後に、第１のポンプチャンバー内の空気の存在のために検査するステップをさらに備えることができる。
【００２６】
本願発明のそれらの特徴及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明、添付した特許請求の範囲、添付した図面に関してより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本願発明の原理によるポンプを組み込んでいる、患者に静脈内に薬液を投与するためのシステムの図式的な図である。
【図２】図１における図式的に示されたポンプの斜視図である。
【図３Ａ】ポンプの操作の様々なフェーズ中に１つのポンプ入力バルブ及び２つのポンプ出力バルブの位置を図示している図２における図式的に示されたポンプの一部の一連の正面図のうちの正面図である。
【図３Ｂ】ポンプの操作の様々なフェーズ中に１つのポンプ入力バルブ及び２つのポンプ出力バルブの位置を図示している図２における図式的に示されたポンプの一部の一連の正面図のうちの正面図である。
【図３Ｃ】ポンプの操作の様々なフェーズ中に１つのポンプ入力バルブ及び２つのポンプ出力バルブの位置を図示している図２における図式的に示されたポンプの一部の一連の正面図のうちの正面図である。
【図３Ｄ】ポンプの操作の様々なフェーズ中に１つのポンプ入力バルブ及び２つのポンプ出力バルブの位置を図示している図２における図式的に示されたポンプの一部の一連の正面図のうちの正面図である。
【図３Ｅ】ポンプの操作の様々なフェーズ中に１つのポンプ入力バルブ及び２つのポンプ出力バルブの位置を図示している図２における図式的に示されたポンプの一部の一連の正面図のうちの正面図である。
【図３Ｆ】ポンプの操作の様々なフェーズ中に１つのポンプ入力バルブ及び２つのポンプ出力バルブの位置を図示している図２における図式的に示されたポンプの一部の一連の正面図のうちの正面図である。
【図３Ｇ】ポンプの操作の様々なフェーズ中に１つのポンプ入力バルブ及び２つのポンプ出力バルブの位置を図示している図２における図式的に示されたポンプの一部の一連の正面図のうちの正面図である。
【図３Ｈ】ポンプの操作の様々なフェーズ中に１つのポンプ入力バルブ及び２つのポンプ出力バルブの位置を図示している図２における図式的に示されたポンプの一部の一連の正面図のうちの正面図である。
【図４】図２及び図３Ａ〜図３Ｃに示されるポンプの側面図である。
【図５】ポンプ内に含まれることができるエアフィルタ及び圧力センサーの図式的な表示を示す図である。
【図６】図２、図３Ａ〜図３Ｈ、及び図４に示されたポンプ内に組み込まれることができる制御システムの図式的な表示を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次いで、図面を参照すると、図１は、患者に対して静脈内に薬液を投薬するためのシステム１０を図示し、該システム１０は、本願発明の原理に従って、参照符号１２で図式的に示されたポンプを組み込む。ポンプ１２は、参照符号１４で図式的に図示されたエンクロージャ内に配置されることができ、且つ同様にエンクロージャ１４内に配置されることができ、そしてポンプ１２の操作を制御することができるコントローラ１６に電気的に結合されることができる。
【００２９】
ポンプ１２の液体インレット（図１に示さず）は、一般にＩＶバッグとして言及されるバッグ２０を備えることができる、投薬されるべき液体源に流体的に結合され、該バッグ２０は、液体２２を含有している。液体２２は、多様な薬剤を備えることができ、当業者に周知な、生理食塩水等の他の液体を含むこともできる。システム１０は、第１の区域のチューブ２４をさらに含み、該第１の区域のチューブ２４は、単一部材のチューブ又は複数の部材の介在チューブを備えることができる。チューブ２４は、エンクロージャ１４のチューブインレット１８を貫通することができ、１つ又は複数の導管及び液体コネクタ（図示せず）によって、ポンプ１２の液体インレット（図１に示さず）に流体的に結合されることができる。チューブ２４の反対側の端部は、ＩＶバッグ２０のポート２８を穿孔するために適合されたスパイク２６内で終端することができる。
【００３０】
システム１０はまた、第２の区域のチューブ３０を含み、該第２の区域のチューブ３０は、単一部材のチューブ又は複数の部材の介在チューブを備えることができる。チューブ３０は、エンクロージャ１４のチューブアウトレット３２を貫通することができ、１つ又は複数の導管及び液体コネクタ（図１に示さず）によって、ポンプ１２の液体アウトレットに流体的に結合される。チューブ３０の反対側の端部は、患者の腕３６内に静脈内に挿入されたカテーテル３４内で終端することができる。
【００３１】
図２〜図４を次に参照すると、図１に図式的に示されたポンプ１２は、図示される。ポンプ１２は、変位ポンプであり、且つポンプ本体５０を含み、該ポンプ本体５０は、図２及び図４に図示された構造５２などの静止構造に取り付けられるように適合される。図示された実施形態において、構造５２は、ベースプレート５４と、該ベースプレート５４から上向きに延在している垂直方向延在部材５６と、を含む。しかしながら、ポンプ本体５０は、他の構成を有している幅広い多様な静止構造に取り付けられることができる。図示された実施形態において、ポンプ本体５０は、スリーブ６０を通じてプレート５６内に又はプレート５６を通じて延在する複数のボルト５８などの複数の従来の固定具によって、垂直方向延在部材５６に固着される。複数のボルト５８は、垂直方向延在部材５６に形成されたねじ穴（図示せず）内にねじ込まれることができる。又は垂直方向延在部材５６におけるクリアランスホールを貫通することができ、垂直方向延在部材５６の反対側でナット（図示せず）などの従来の固定具によって固定されることができる。しかしながら、ポンプ本体５０は、任意の他の適切な方法で、構造５２に取り付けられることができる。
【００３２】
ポンプ本体５０は、非軟質材料から製造される、適切な材料の例は、アクリル材料又は様々なポリカーボネートなどの様々なプラスチックを含む。ポンプ１２は、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂをさらに含み、該第１のポンプチャンバー６２ａ及び該第２のポンプチャンバー６２ｂは、非軟質なポンプ本体５０内に形成される。第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれは、ポンプ本体５０内に形成された内部表面６４によって画定され、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれは、その後に議論されるように液体を受容するために適する。一対のチャンバーインレット６８は、ポンプ本体５０に形成されることができ、該一対のチャンバーインレット６８のそれぞれは、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの一の一端に配置される。一対のチャンバーアウトレットは、ポンプ本体５０内に形成されることができ、一対のチャンバーアウトレットのそれぞれは、液体がその後に議論されるように各ポンプチャンバーから排出されている状態で、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの一のポンプチャンバーの他端に配置されることができる。
【００３３】
第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれは、第１の部分７２を含み、該第１の部分７２は、図示された実施形態で示されるような略球状の部分形状を有し、チャンバーインレット６８に近位して配置され、且つチャンバーインレット６８と流体連通することができる。第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれは、第１の部分７２と一体である第２の部分７４をさらに含み、該第２の部分７４は、第１の部分７２から離隔して延在する。第２の部分７４は、図示された実施形態で示されるように、円錐形状を有することができる。第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれの第２の部分７４は、対応するアウトレット７０に収束する。別の言い方をすれば、第２の部分７４は、対応するアウトレット７０から離隔して広がる。第１の部分７２の形状及び第２の部分７４の形状の組み合わせのために、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれは、図示された実施形態において、略涙形状に形成される。第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂは、内部キャビティー６６における液体内で混入される場合がある任意の気泡がキャビティー６６内で流れをせき止めることを防止するために、示されるように形成される。その代わりに、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの形状の結果として、任意のそのような気泡は、内部キャビティー６６を通じて上向きに上昇し、対応するアウトレット７０を通じて排出されるであろう。
【００３４】
第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂが同一形状であり、且つ第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれが、図示された実施形態において略涙形状とされるが、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂが、示された形状以外の形状を有することができ、互いに同一ではない形状を有することができ、且つ第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの形状が、気泡が内部キャビティー６６内で流れをせき止めることを妨げることを提供することは、想像可能であり、且つ本願発明の技術的範囲内である。ポンプ本体５０が静止構造５２に取り付けられる場合に、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの第１の部分７２は、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの対応する一のポンプチャンバーの第２の部分７４ｂの下に配置され、それによって、内部キャビティー６６内の液体内に混入した任意の気泡は、内部キャビティー６６を通じて対応するアウトレット７０へ上方向に上昇する。
【００３５】
ポンプ１２は、図２における参照符号８０ａ及び８０ｂで示される一対の液体変位装置をさらに含む。一対の液体変位装置８０ａ及び８０ｂは、ポンプ本体５０に機械的に結合され、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの一のポンプチャンバー内に操作可能に延在可能であり、それによって、液体は、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの対応する一のポンプチャンバーの外側に変位される。さらに、一対の液体変位装置８０ａ及び８０ｂは、以下に議論されるように、ポンプ本体５０とシール係合した状態で、配置される。
【００３６】
一対の液体変位装置８０ａ及び８０ｂのそれぞれは、リニアアクチュエータ８２と、該リニアアクチュエータ８２と接触係合された変位部材８４と、を含み、該変位部材８４のそれぞれは、ポンプ本体５０に機械的に結合される。液体変位装置８０ａの変位部材８４は、第１のポンプチャンバー６２ａから液体を変位することの目的のために、第１のポンプチャンバー６２ａ内に延在可能とされ、ポンプ本体５０とシール係合して配置される。同様に、液体変位装置８０ｂの変位部材８４は、第２のポンプチャンバー６２ｂ内に延在可能とされ、ポンプ本体５０とシール係合して配置される。図示された実施形態において、各変位部材８４は、ピストンである。しかしながら、変位部材８４は、他の装置とされる場合があり、図示されたピストン以外の形状及びサイズを有することができる。図３Ａ〜図３Ｇに示されるように、変位部材８４のそれぞれは、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの対応する一のポンプチャンバー内に延在する場合に、内部表面６４から離隔して配置される。
【００３７】
リニアアクチュエータ８２のそれぞれは、直線的に移動可能な出力ねじ８８を有しているステップモータ８６とされる場合があり、ポンプ１２の操作中に、対応する変位部材８４と接触係合して配置される。代替的には、リニアアクチュエータ８２は、空圧又は油圧で作動されるシリンダ及び同様のものに制限されないが、作動シリンダ及び同様のものを含んでいる、ステップモータ以外の装置を備える場合がある。
【００３８】
図示された実施形態において、各ステップモータ８６は、プレート９０に固定され、該プレート９０は、静止構造５２の垂直方向延在部材５６と一体であり、垂直方向延在部材５６から離隔して水平方向に延在する。ステップモータ８６は、従来の固定具（図示されない）などの任意の従来の手段によって、プレート９０に固定されることができる。プレート９０は一対の孔９２を通じて出力ねじ８８を受容するのに適した一対の孔９２を含む。
【００３９】
一対の液体変位装置８０ａ及び８０ｂのそれぞれは、対応する変位部材８４に固定されるカップリング１００をさらに含む。図示された実施形態において、これは、止めねじが変位部材８４と接触係合して配置されるまで、カップリング１００に形成される孔１０２を通じて止めねじ(図示せず)が貫通することによって、達成される。図３Ａ〜図３Ｈに最も良く示されるように、リニアアクチュエータ８２のそれぞれの出力ねじ８８は、カップリング１００の下端部を貫通し、変位部材８４と接触係合して配置される。従って、出力ねじ８８が上向き又は下向きに移動されるにつれて、リニアアクチュエータ８２の操作中に、変位部材８４は、出力ねじ８８とともに上向き又は下向きに移動する。図３Ａ〜図３Ｈに最も良く示されるように、各変位部材８４は、固定ナット１０４を貫通し、インレット６８を貫通し、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの対応する一のポンプチャンバー内へ通じる。各固定ナット１０４は、六角形形状又はトルク装置を受け入れるために適切な他の形状を有することができる下部トルクナット１０６と、該下部トルクナット１０６と一体である上部雄ねじバレル１０８と、を含むことができる。
【００４０】
各リニアアクチュエータ（作動装置）８２の変位部材８４は、ポンプ１２のポンプ本体５０とシール係合して配置され、以下に示されるように、図示された実施形態に示されるように、達成されることができる。ポンプ本体５０は、一組の凹所１１０のそれぞれが上部雄ねじバレル１０８のうちの一の雄ねじを受容するために適切な雌ねじを有している下部を含んでいる状態で、ポンプ本体５０に形成された一組の凹所１１０を含むことができる。ワッシャーなどの下部スペーサ１１２は、上部雄ねじバレル１０８の上部表面と接触係合して配置されることができる。Ｏリング等の弾性部材１１４は、下部スペーサ１１２と上部スペーサ１１６との間に配置されることができる。変位部材８４は、内部キャビティー６６内へ下部スペーサ１１２、弾性部材１１４、及び上部スペーサ１１６を貫通する。各固定ナット１０４は、上部雄ねじバレル１０８を対応する凹所１１０内に上向きに移動させ、且つ凹所１１０の上部表面に対して上部ワッシャー１１６を押し付ける方向にトルクをかけられることができる。弾性部材１１４は、凹所１１０の内側表面に対して半径方向外側に、且つ変位部材８４の外側表面に対して半径方向内側に、圧縮され、且つ押し付け、それによって、ポンプ本体５０に対して変位部材８４を密封し、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの対応する一のポンプチャンバー内に含有された任意の液体がインレット１１０を通じて凹所１１０内へ、及びポンプ本体５０の外側に逃れることを防止する。ポンプ１２は、一対のブーツ（図示されない）又はカバーをさらに含み、一対のブーツ又はカバーのそれぞれは、（エンクロージャ１４に追加して、）任意の汚染から変位部材８４をさらに隔離している目的のために、カップリング１００から上部雄ねじバレル１０８へ延在することができる。
【００４１】
ポンプ１２は、図３Ａ〜図３Ｈにおいて参照符号１２０で一般的に示される液体フローネットワークをさらに含み、該液体フローネットワークは、ポンプ本体５０内に形成され、図１に示されたＩＶバッグ２０などの液体源から第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂへ液体を供給するために操作可能であり、且つポンプ１２の操作中に、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂからポンプ本体５０の外側に、液体を投薬するために操作可能である。液体フローネットワーク１２０は、射出成形によって、ポンプ本体５０内に形成されることができる。図示された実施形態において、液体フローネットワーク１２０は、インレットポート１２２、三位置入力バルブ１２４、及びインレットポート１２２と第１のポンプチャンバー６２ａ又は第２のポンプチャンバー６２ｂとの間に延在する第１の液体供給通路１２６及び第２の液体供給通路１２８を含む。液体フローネットワーク１２０は、以下に議論されるように、液体フローネットワーク１２０内に位置付けられた一対の三位置出力バルブ１３０ａ及び１３０ｂをさらに含むことができる。三位置入力バルブ１２４及び一対の三位置出力バルブ１３０ａ及び１３０ｂのそれぞれは、非変位バルブである。非変位バルブの使用は、ポンプ１２の所望される流れの安定性を維持することを手助けする。
【００４２】
図示された実施形態において、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ及び１３０ｂは、回転可能なバルブであり、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ及び１３０ｂのそれぞれは、ステム及び流路を有する。より具体的には、三位置入力バルブ１２４は、ステム１２５及び流路１２７を有することができ、該流路１２７は、ステム１２５を通じて略直線的且つ略横断方向に延在する。三位置出力バルブ１３０ａは、ステム１３１ａ及び流路１３３ａを有することができ、該流路１３３ａは、ステム１３１ａを通じて略直線的且つ略横断方向に延在する。三位置出力バルブ１３０ｂは、ステム１３１ｂ及び流路１３３ｂを有することができ、該流路１３３ｂは、ステム１３１ｂを通じて略直線的且つ略横断方向に延在する。さらに、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ及び１３０ｂのそれぞれは、図４に示されるような三位置出力バルブ１３０ａの結合部分１３２ａのような結合部分を含み、該結合部分は、三位置出力バルブ１３０ａのステム１３１ａのような対応するバルブのステムと一体である。三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ及び１３０ｂのそれぞれは、図２及び図４に示されるような回転アクチュエータ１３６に結合される。ポンプ１２の操作中に、回転アクチュエータ１３６は、以下にさらに議論されるように、第１の位置と、第２の位置と、第３の位置との間で、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂを回転させるために効果的である。図示された実施形態において、回転アクチュエータ１３６のそれぞれは、ステップモータであり、図６に図式的に示されるように、コントローラ１６などの制御装置に電気的に結合される。しかしながら、他の適切な回転アクチュエータは、本願発明の技術的範囲内で使用される場合がある。例えば、ソレノイド可動バルブは、ステップモータの代わりに使用されることができ、任意の他の装置は、３つのそれらの位置の間で、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂを回転するのに適切であるように使用されることができる。回転アクチュエータ１３６のそれぞれは、従来の固定具（図示せず）又は他の適切な手段を使用して、図２及び図４に示されるような静止構造５２の垂直方向延在部材５６などの静止構造に取り付けられることができる。
【００４３】
図示された実施形態において、回転アクチュエータ１３６が三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂに結合される方法は、図４に示されるように、三位置出力バルブ１３０ａの結合部分１３２ａに回転アクチュエータ１３６の結合部分を参照して、さらに理解されることができる。回転アクチュエータ１３６のそれぞれは、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂのうちの一の三位置バルブに結合された回転可能な出力シャフト１３８を含む。図示された実施形態において、結合部材１４０は、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂの対応する三位置バルブに対して回転可能な出力シャフト１３８を結合するために使用される。図４に示されるように、結合部材１４０のそれぞれは、中空バレル１４２を含み、該中空バレル１４２は、出力シャフト１３８を囲む関係で配置される。中空バレル１４２は、１つ又は複数の止めねじ（図示せず）によって対応する出力シャフト１３８に固定されることができる。各結合部材１４０は、突出部分１４４をさらに含むことができ、該突出部分１４４は、その一の端部で、中空バレル１４２と一体であり、三位置出力バルブ１３０ａの結合部分１３２ａなどの対応する三位置バルブの結合部分１３２ａを係合する反対側の端部１４６を有する。端部１４６は、突出部分１４４の残りの部分に対して小さな寸法を有することができ、図４における三位置出力バルブ１３０ａの結合部分１３２ａに関して示されるように、バイオネット型の係合で、対応する三位置出力バルブの結合部分１３２を係合することができる。結合部分１３２ａと結合部材１４０の突出部分１４４における端部１４６とは、平坦な組み合わせ表面を有することができ、それによって、回転アクチュエータ１３６の出力シャフト１３８から結合部材１４０を通じて、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂの対応する一の三位置バルブへのトルクの移動を容易にする。
【００４４】
三位置入力バルブ１２４は、第１のポンプチャンバー６２ａがインレットポート１２２と流体連通する状態である図３Ａに示された第１の位置と；第２のポンプチャンバー６２ｂがインレットポート１２２と流体連通する状態である図３Ｅに示された第２の位置と；第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂがインレットポート１２２から流体的に切り離された図３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｆ、３Ｇ、及び３Ｈに示される第３の位置と；の間で対応する回転アクチュエータ１３６によって回転されることができる。三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂの様々な位置は以下に議論される。
【００４５】
図５を参照すると、液体フローネットワーク１２０は、アウトレットポート１５０及び液体排出通路１５２、１５４をさらに含む。液体排出通路１５２は、第１のポンプチャンバー６２ａと連通するアウトレット７０とアウトレットポート１５０との間で延在し、液体排出通路１５４は、第２のポンプチャンバー６２ｂと連通するアウトレット７０とアウトレットポート１５０との間で延在する。液体フローネットワーク１２０はまた、以下に議論されるように、一対の多孔性のエアフィルタ１５６のそれぞれが第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの一のポンプチャンバーと選択的に流体連通する状態で、一対の多孔性のエアフィルタ１５６を含むことができる。一対の多孔性のエアフィルタ１５６は、ポンプ本体５０内に配置されることができる、又はポンプ本体５０の外側に位置付けられることができる。一対の多孔性のエアフィルタ１５６のそれぞれは、液体インレット１５８及び空気口１６０を含む。各多孔性のエアフィルタ１５６は、疎水性材料（hydrophobic medium）（図示せず）を含むことができ、該疎水性材料は、液体インレット１５８を通じて多孔性のエアフィルタ１５６内に導入している任意の液体を通さないが、液体内に混入した任意の空気が多孔性のエアフィルタ１５６を通過し、多孔性のエアフィルタ１５６から空気口１６０を通じて排出されることを可能にする。液体フローネットワーク１２０は、第１のポンプチャンバー６２ａと連通するチャンバーアウトレット７０とエアフィルタ１５６のうちの一のエアフィルタ１５６との間に延在する第１のフィルタ供給通路１６２と、第２のポンプチャンバー６２ｂと連通するチャンバーアウトレット７０とエアフィルタ１５６のうちの他のフィルタ１５６との間に延在する第２のフィルタ供給通路１６４と、を含むことができる。
【００４６】
三位置出力バルブ１３０ａは、図３Ｄ、図３Ｆ、及び図３Ｇに示され、且つ第１のポンプチャンバー６２ａがアウトレットポート１５０と流体連通する第１の位置と、図３Ｃに示され、且つ第１のポンプチャンバー６２ａが一対の多孔性のエアフィルタ１５６の一の多孔性のエアフィルタ１５６と流体連通する状態である第２の位置と、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｈに示され、且つ第１のポンプチャンバー６２ａがアウトレットポート１５０及び多孔性のエアフィルタ１５６と流体的に切り離される第３の位置と、の間で、対応する回転アクチュエータ１３６によって回転させることができる。同様に、三位置出力バルブ１３０ｂは、図３Ａ〜図３Ｄに示され、且つ第２のポンプチャンバー６２ｂがアウトレットポート１５０と流体連通する状態である第１の位置と、図３Ｇに示され、且つ第２のポンプチャンバー６２ｂが他の多孔性のエアフィルタ１５６と流体連通する状態である第２の位置と、図３Ｅ、図３Ｆ、及び図３Ｈに示され、且つ第２のポンプチャンバー６２ｂがアウトレットポート１５０及び他の多孔性のエアフィルタ１５６と流体的に切り離される第３の位置と、の間で対応する回転アクチュエータ１３６によって回転させることができる。
【００４７】
ポンプ１２はまた、圧力トランスデューサとなる場合がある一対の圧力センサー１７０を含むことができる。圧力センサー１７０のそれぞれは、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの一のポンプチャンバーと常に流体連通する状態である。図５に図示された実施形態において、一対の圧力センサー１７０の一の圧力センサー１７０は、第１のポンプチャンバー６２ａの下流の位置及び出力バルブ１３０ａの上流の位置で、液体排出通路１５２と流体連通する状態である。代替的には、この圧力センサー１７０は、第１のポンプチャンバー６２ａ内に配置されることができる、内部表面６４に固定されることができる、又は圧力センサー１７０が常に第１のポンプチャンバー６２ａと流体連通する状態であることを提供するその他の場所で位置付けられることができる。同様に、図示された実施形態において、他の圧力センサー１７０は、第２のポンプチャンバー６２ｂの下流の位置及び出力バルブ１３０ｂの上流の位置で、液体排出流路１５４と流体連通する状態である。代替的には、この他の圧力センサー１７０は、第２のポンプチャンバー６２ｂ内に配置されることができる、内部表面６４に固定されることができる、又は他の圧力センサー１７０が常に第２のポンプチャンバー６２ｂと流体連通する状態であることを提供するその他の場所で位置付けられることができる。
【００４８】
インフェクションコントロールと関連した病院処置(Hospital procedure)は、典型的に、比較的短い、所定の時間後に、液体にさらされる薬液投薬システムの一部の置換を必要とする。投薬されている液体にさらされる、又は投薬されている液体によって湿潤状態に湿らせる薬液投薬システムのコンポーネントは、薬液にさらされる液体供給チューブ、液体排出チューブ、及びポンプの部分を含む。比較的短い期間後に、それらのコンポーネントを置き換えることの要求のために、容易に、且つコスト効果のある方法で交換されることができるポンプモジュールを提供するための要求が存在する。本願発明は、図示された実施形態において以下のコンポーネントを含むことができるポンプモジュールのように、ポンプ本体５０と、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂと、非変位回転入力バルブ１２４、非変位回転出力バルブ１３０ａ及び１３０ｂ、変位部材８４、関連した固定ナット１３０ａ及び１３０ｂ、スペーサ１１２及び１１６、弾性部材１１４、フィルタ１５６、及び圧力センサー１７０を含む液体フローネットワーク１２０と、を含むことができる。固定ナット１０４及びスペーサ１１２が第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂ内で液体にさらされる場合がないけれども、固定ナット１０４及びスペーサ１１２は、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂ内に含まれる。ポンプ１２の残りのコンポーネントは、汲み上げられる液体にさらされず、それ故に、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂ内に含まれない。ポンプ本体５０がプラスチック材料から形成される実施形態において、ポンプモジュールは、特にコスト効果がある。
【００４９】
ポンプ１２の操作は、図１、図３Ａ〜図３Ｈ、及び図６を参照してさらに理解されることができる。図６に示されるように、コントローラ１６は、２つのリニアアクチュエータ８２及び３つの回転アクチュエータ１３６の操作を制御する。コントローラ１６は、所望されるポンプサイクルを達成するために、２つのリニアアクチュエータ８２及び３つの回転アクチュエータ１３６を操作するようにプログラムされることができる。リニアアクチュエータ８２は互いに独立して操作され、回転アクチュエータ１３６は、互いに独立して操作される。これは、アウトレットポート１５０を通じて排出している液体の流れの安定性を維持するために必要とされるので、液体が第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちのいずれか一方のポンプチャンバーの外側に送り出すこと、同時に第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの両方の外側に送り出すことを可能にする。
【００５０】
ポンプ１２の操作の初期段階又は初期サイクル中に、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの一のポンプチャンバーは、投薬されるべき液体で充填される一方、液体は、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのうちの他のポンプチャンバーの外側に送り出され、図１に示された第２の区域のチューブ３０などのチューブ区域内にアウトレットポート１５０を通じて、次いで患者に送り出される。図３Ａは、以下のような操作のこの段階を図示する。
【００５１】
図３Ａにおいて、三位置入力バルブ１２４は、液体フローネットワーク１２０のインレットポート１２２と流体連通する。従って、液体は、第１のポンプチャンバー６２ａに、図１に示されたＩＶバッグ２０などの液体源から供給される。この時間中に、三位置出力バルブ１３０ａは、第１のポンプチャンバー６２ａが図３Ａに示されるように、アウトレットポート１５０及びエアフィルタ１５６と流体的に切り離される位置とされる。インレットポート１２２が第１のポンプチャンバー６２ａと流体連通するように、三位置入力バルブ１２４が選択されるときに、第１のポンプチャンバー６２ａと流体連通する圧力センサー１７０が圧力において減少を記録する場合に、流路の閉鎖は、三位置入力バルブ１２４の上流位置で示される。これが起きる場合に、ポンプ１２は、操作者が問題の原因を調査することができるように、停止させることができる。
【００５２】
液体は、第１のポンプチャンバー６２ａが満たされる期間中に、アウトレットポート１５０を通じて、第２のポンプチャンバー６２ｂの外側に、及びポンプ本体５０の外側に送り出される。これは、図３Ａに示されるように、第２のポンプチャンバー６２ｂがアウトレットポート１５０と流体連通し、変位部材８４を第２のポンプチャンバー６２ｂ内に移動させる位置に対して、三位置出力バルブ１３０ｂを回転することによって達成される。以前に記載したように、変位部材８４は、対応する第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの内部表面６４から離隔される。変位部材８４が対応する第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂ内の全ての液体を放出することは、必要とされていない。その代わりに、変位されるべき、又は送り込まれるべき液体の量は、対応する第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂ内に移動させる変位部材８４の部分の容積と等しい。圧力スパイク又は圧力における急激な増加は、三位置出力バルブ１３０ｂが前述の位置に対して回転させる場合に発生し、ポンプ１２の操作者は、三位置出力バルブ１３０ｂの下流で、流路の閉鎖が存在することを警告される。操作者は、次いでポンプ１２を停止することができ、問題の原因を調査することができる。
【００５３】
第１のポンプチャンバー６２ａが満たされた後で、第２のポンプチャンバー６２ｂから液体を送り出すことの完了の前に、検査は、任意の空気が第１のポンプチャンバー６２ａ内に含有された液体内に混入されているかどうかを決定するように、実施される。この検査は、図３Ｂを参照して、以下のように実施される。三位置出力バルブ１３０ａ及び１３０ｂは、同じ位置において維持するが、図３Ｂに示されるように、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの両方から流体的に切り離される位置に回転される。コントローラ１６は、変位部材８４を移動させるために、第１のポンプチャンバー６２ａと関連したリニアアクチュエータ８２に信号を送る。対応する圧力センサー１７０によって記録された圧力増加とともに結び付けられた変位部材８４の移動の欠如は、空気が第１のポンプチャンバー６２ａ内に含有された液体内に混入していないことを示す。
しかしながら、変位部材８４が移動しない場合に、液体内に混入した空気の存在は、対応する圧力センサー１６４が圧力における増加又は減少を示すかどうかに関わらず、示される。リニアエンコーダ（図示せず）は、対応するリニアアクチュエータ８２に結合されることができ、変位部材８４の移動を測定するために使用されることができる。
【００５４】
前述した検査が液体内に混入した空気の存在を示す場合に、三位置出力バルブ１３０ａは、第１のポンプチャンバー６２ａが、図３Ｃ及び図５に示されるように一対の多孔性のエアフィルタ１５６のうちの一のエアフィルタと連通する状態となるように、回転される。三位置出力バルブ１３０ｂ及び三位置入力バルブ１２４は、図３Ｃに示されるように、同一の位置を維持する。従って、三位置出力バルブ１３０ｂは、アウトレットポート１５０と流体連通するが、エアフィルタ１５６から流体的に切り離され、三位置入力バルブ１２４は、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの両方と流体的に切り離される。変位部材８４は、次いで、第１のポンプチャンバー６２ａ内に移動し、液体を、液体インレット１５８を通じて関連したエアフィルタ１５６内に押し込む。エアフィルタ１５６内の疎水性材料は、エアフィルタ１５６内に入ってくる液体を通さないが、液体内の空気は、疎水性材料を通じて通過することができ、空気口１６２を通じて、エアフィルタ１５６から排出することができる。前述した検査は、空気が第１のポンプチャンバー６２ａ内に混入していないことが決定されるまで、繰り返される。
【００５５】
第１のポンプチャンバー６２ａ内の液体内の任意の空気の存在を決定するための前述した検査の完了後に、空気が検出された場合の空気除去処理と同様に、三位置出力バルブ１３０ａは、第１のポンプチャンバー６２ａが図３Ｄに示されるようにアウトレットポート１５０と流体連通する位置まで回転され、それによって、液体は第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂから同時に送り出されることができる。液体は、関連した変位部材８４を第１のポンプチャンバー６２ａ内に移動することによって、第１のポンプチャンバー６２ａから送り出される。第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂの両方からこの同時の送り出すことは、比較的短い期間に連続するが、アウトレットポート１５０を通じて液体の流れの安定性を確実にする。三位置出力バルブ１３０ａが開かれるときに、第１のポンプチャンバー６２ａと関連した圧力センサー１７０が圧力の増加を記録する場合に、三位置出力バルブ１３０ａの下流の流路閉塞は示され、ポンプ１２は、操作者が問題の原因を調査するために、停止することができる。
【００５６】
第２のポンプチャンバー６２ｂに関連した変位部材８４がそのストローク又は移動の終わりに到達する場合に、三位置出力バルブ１３０ｂは、アウトレットポート１５０及び関連したエアフィルタ１５６と流体的に切り離される位置まで回転し、三位置入力バルブ１２４は、第２のポンプチャンバー６２ｂがインレットポート１２２と流体的に結合される位置まで回転され、三位置出力バルブ１３０ａは、第２のポンプチャンバー６２ｂがアウトレットポート１５０と流体連通する状態を維持する同一の位置を維持し、それらのバルブの位置は、図３Ｅに図示される。変位部材８４は、引き込まれ、第２のポンプチャンバー６２ｂは、内部キャビティー６６から引き込ませた変位部材８４の一部の容積と等しい量まで液体で再び満たされる。
【００５７】
第１のポンプチャンバー６２ａから液体を送り出すことの完了より前に、圧力の検査は、第１のポンプチャンバー６２ａに対して議論されるような同一の方法で、任意の空気が第２のポンプチャンバー６２ｂ内に含有された液体内に存在するかどうかを決定するように実施される。この検査中の三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂの位置は、図３Ｆに図示される。空気が検出されると、三位置出力バルブ１３０ｂは、第２のポンプチャンバー６２ｂが関連したエアフィルタ１５６と流体連通するように回転され、空気は、第１のポンプチャンバー６２ａに対して以前に議論されるように除去されることができる。この空気除去処理中に、三位置入力バルブ１２４及び三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂの位置は、図３Ｇに図示される。
【００５８】
必要ならば空気除去処理と同様に、第２のポンプチャンバー６２ｂ内に含有された液体内の空気の任意の存在を決定するための前述した検査の完了後に、三位置出力バルブ１３０ａは開かれ、第２のポンプチャンバー６２ｂと関連した変位部材８４は、第２のポンプチャンバー６２ｂ内に移動され、それによって、液体は、液体が送り出されない任意の「デッドタイム」の防止のために、アウトレットポート１５０を通じて、液体の流れの安定性を確実にするために、比較的短い期間で、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂから同時に送り出される。
【００５９】
医療用の液体の所望される量が患者に供給されるまで、液体が第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂから交互に送り出される状態で、ポンピングは続けられる。その時、ポンプ１２は停止され、三位置出力バルブ１３０ａ、１３０ｂは、図３Ｈに示される位置まで回転され、該位置において、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれがアウトレットポート１５０及び関連したエアフィルタ１５６と流体的に切り離される。三位置入力バルブ１２４は、図３Ｈで示されるように、第１のポンプチャンバー６２ａ及び第２のポンプチャンバー６２ｂのそれぞれがインレットポート１２２と流体的に切り離される同一の位置を維持する。
【００６０】
前述した説明が特定の詳細において本願発明の様々な実施形態を説明するので、数多くの変形、置換、及び変更が、続く特許請求の範囲によって画定されるように、本願発明の本当の精神及び技術的範囲から逸脱することなく、着手されることは、理解されるべきである。
例えば、図示された実施形態の液体フローネットワークが単一の三位置入力バルブ及び一対の三位置出力バルブを含んでいるが、本発明の原理による液体フローネットワークは、異なる数のバルブを組み込むことができ、バルブは、異なる構成を有することができる、すなわち、バルブが、三位置バルブとされない場合がある。
同様に、一対の多孔性のエアフィルタは、患者に送り込まれる液体内の任意の気泡を除去する目的のために、図示された実施形態において含まれるが、そのような任意の気泡は、液体フローネットワーク内の適切な流路とともに、又はエアフィルタを使用することなく、ポンプに手動で送り込むことによって、単一のフィルタによって除去されることができる。本願発明の原理によるポンプは、低い容量液体用途から高い容量の液体用途までの範囲にわたっている多様性の用途で使用されることができる。
しかしながら、本願発明の原理によるポンプは、大きい容量の液体用途において、特に有利な使用を有する。本願発明は、それ故に、記載されるような特定の実施形態に制限されるものではなく、以下の特許請求の範囲に規定されるもののみに制限される。
【符号の説明】
【００６１】
１０  システム
１２  ポンプ
１４  エンクロージャ
１６  コントローラ
１８  チューブインレット
２０  バッグ
２２  液体
２４  第１の区域のチューブ
２６  スパイク
２８  ポート
３０  第２の区域のチューブ
３２  チューブアウトレット
３４  カテーテル
３６  患者の腕
５０  ポンプ本体５０
５２  静止構造
５４  ベースプレート
５６  垂直方向延在部材
５８  ボルト
６０  スリーブ
６２ａ  第１のポンプチャンバー
６２ｂ  第２のポンプチャンバー
６４  内部表面
６６  内部キャビティー
６８  チャンバーインレット
７０  アウトレット
７２  第１の部分
７４  第２の部分
８０ａ  液体変位装置
８０ｂ  液体変位装置
８２  リニアアクチュエータ
８４  変位部材
８６  ステップモータ
８８  出力ねじ
９０  プレート
９２  一対の孔
１００  カップリング
１０２  孔
１０４  固定ナット
１０６  下部トルクナット
１０８  上部雄ねじバレル
１１０  一組の凹所
１１２  下部スペーサ
１１４  弾性部材
１１６  上部スペーサ
１２０  液体フローネットワーク
１２２  インレットポート
１２４  三位置入力バルブ
１２５  ステム
１２６  第１の液体供給通路
１２７  流路
１２８  第２の液体供給通路
１３０ａ  三位置出力バルブ
１３０ｂ  三位置出力バルブ
１３１ａ  ステム
１３１ｂ  ステム
１３２ａ  結合部分
１３３ａ  流路
１３３ｂ  流路
１３６  回転アクチュエータ
１３８  出力シャフト
１４０  結合部材
１４２  中空バレル
１４４  突出部材
１５０  アウトレットポート
１５２  液体排出通路
１５４  液体排出通路
１５６  一対の多孔性のエアフィルタ
１５８  液体インレット
１６０  空気口
１７０  一対の圧力センサー
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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