(57)【要約】  本発明は、流体の微小投与量用の、微小投与量ぜん動ポンプ（２）に関し、微小投与量ぜん動ポンプ（２）は、内側環状面（５）を備えたハウジング（４）であって、環状面が、開口部（１２）を備える、ハウジング（４）と、可撓管（６）であって、管の区分が、環状面（５）上に配置される、可撓管（６）と、環状面（５）上に配置される管の区分とぜん動的に係合するように構成された圧縮要素（７）と、少なくとも１つの反作用要素（１１）と、圧縮要素（７）および反作用要素（１１）を備えるアーム（１０）であって、アーム（１０）が、アームに対して垂直な回転軸で回転可能に載置される、アーム（１０）と、アーム（１０）を回転させ、それによって、圧縮要素（７）および反作用要素（１１）を円運動で動かすための駆動手段とを備える。【選択図】図１、図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の微小投与量用の、微小投与量ぜん動ポンプ（２）であって、
−  内側環状面（５）を備えたハウジング（４）であって、前記環状面が、開口部（１２）を備える、ハウジング（４）と、
−  可撓管（６）であって、前記管の区分が、前記環状面（５）上に配置される、可撓管（６）と、
−  前記環状面（５）上に配置される前記管の前記区分とぜん動的に係合するように構成された圧縮要素（７）と、
−  少なくとも１つの反作用要素（１１）と、
−  前記圧縮要素（７）および前記反作用要素（１１）を備えるアーム（１０）であって、前記アーム（１０）が、前記アームに対して垂直な回転軸で回転可能に載置される、アーム（１０）と、
−  前記アーム（１０）を回転させ、それによって、前記圧縮要素（７）および前記反作用要素（１１）を円運動で動かすための駆動手段と
を備える、微小投与量ぜん動ポンプ（２）。
【請求項２】
前記環状面（５）が、前記可撓管（６）を受容するためのくぼみを備える、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記開口部（１２）が、３０°〜１５０°の間の、より好ましくは５５°〜１２５°の間の、最も好ましくは８０°〜１００°の間の中心角を有する、請求項１または２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記可撓管（６）が、前記開口部（１２）から前記環状面（５）に入出する、請求項１から３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５】
前記圧縮要素（７）が、前記環状面（５）の外部に配置される前記管の区分と係合しないように構成される、請求項１から４のいずれかに記載のポンプ。
【請求項６】
前記圧縮要素が、前記開口部（１２）に面しているとき、前記圧縮要素（７）が、前記管（６）とぜん動的に係合しないように構成される、請求項１から５のいずれかに記載のポンプ。
【請求項７】
前記圧縮要素（７）が、ローラである、請求項１から６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項８】
前記圧縮要素（７）が、前記可撓管の最大閉塞を制限するように構成された１つまたは複数の突出要素（２０）をさらに備える、請求項１から７のいずれかに記載のポンプ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの反作用要素（１１）が、前記環状面（５）と係合して、本質的には前記管（６）と係合しないように構成される、請求項１から８のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの反作用要素（１１）が、リール形状またはボビン形状を有する、請求項１から９のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１１】
前記管に対する前記係合圧縮要素（７）の力が、前記環状面（５）に対する前記少なくとも１つの反作用要素（１１）の力と本質的には等しいように構成される、請求項１から１０のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１２】
前記アーム（１０）が、前記回転軸の周囲で対称的に回転する、請求項１から１１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１３】
前記回転軸（８）が、前記アーム（１０）の第１および第２の端部の間の中間部に配置される、請求項１から１２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１４】
前記アーム（１０）が、Ｚ形状要素である、請求項１から１３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１５】
前記圧縮要素（７）が、前記アームの前記第１の端部に配置され、前記少なくとも１つの反作用要素（１１）が、前記アームの前記第２の端部に配置される、請求項１から１４のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１６】
前記圧縮要素（７）および前記反作用要素（１１）の前記円運動が、１８０°だけずれている、請求項１から１５のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１７】
前記アーム（１０）が、前記アームの前記第１の端部にある第１の受容部材（１７）および前記アームの前記第２の端部にある第２の受容部材（１８）を備える、請求項１から１６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項１８】
前記第１の受容部材（１７）および前記第２の受容部材（１８）が、同一である、請求項１７に記載のポンプ。
【請求項１９】
前記第１の受容部材（１７）が、前記圧縮要素を受容するように構成され、前記第２の受容部材（１８）が、前記少なくとも１つの反作用要素を受容するように構成される、請求項１７または１８に記載のポンプ。
【請求項２０】
前記受容部材（１７、１８）が、前記圧縮要素および前記少なくとも１つの反作用要素を取り外し可能に取り付けるように構成される、請求項１７から１９のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２１】
前記受容部材（１７、１８）が、前記圧縮要素および前記反作用要素が、それぞれの縦軸の周囲で回転することを可能にするように構成される、請求項１７から２０のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２２】
前記アーム（１０）および／または前記受容部材（１７、１８）が、可撓性を有するように構成される、請求項１から２１のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２３】
前記アーム（１０）および／または前記受容部材（１７、１８）が、前記回転平面に対して平行方向に可撓性を有するように構成される、請求項１から２２のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２４】
前記アーム（１０）および／または前記受容部材（１７、１８）が、前記環状面（５）の凹側上に配置される、請求項１から２３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２５】
前記アーム（１０）が、可撓性シート材料でできている、請求項１から２４のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２６】
前記受容部材（１７、１８）が、前記アームに対して可撓性を有する、請求項１から２５のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２７】
５０．０μＬ以下、より好ましくは、２５．０μＬ以下、最も好ましくは１０．０μＬ以下の投与量を提供するように構成される、請求項１から２６のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２８】
少なくとも±５％ＲＳＤ、より好ましくは±２％ＲＳＤ、最も好ましくは±１％ＲＳＤの相対標準偏差（ＲＳＤ）の投与量精度を提供するように構成される、請求項１から２７のいずれかに記載のポンプ。
【請求項２９】
部品が、選択的に、ハンドヘルドデバイスに組み立てられる、請求項１から２８のいずれかに記載のポンプと、１つまたは複数の微小投与量ぜん動ポンプ（１０）とを備える部品のキット。
【請求項３０】
血液、抗凝血物質、および薬物などの流体をポンプ圧送するための、請求項１から２８のいずれかに記載のポンプの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の微小投与量用の微小投与量ぜん動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ぜん動ポンプは、大量の血液をポンプ圧送するのに使用される大型ポンプから、微小な投与量の血液または薬物をポンプ圧送する小型ぜん動ポンプまで、医療目的で広範囲に使用される。
【０００３】
医療目的では、ポンプ圧送される流体の汚染を回避することが不可欠である。したがって、流体が、周囲にさらされないこと、およびポンプが、使用の前および保管中の両方に、ならびに使用の後および使用と使用の間に適切に清浄および滅菌され得ること、および／または流体と接触する部分を、使用の後容易に取り替えるまたは処分することが可能であることが不可欠である。
【０００４】
ぜん動ポンプは、特に医療目的に適している。ぜん動ポンプでは、流体は、柔軟な管の中でポンプを通って処理され、ポンプの他のいかなる部分も、流体と接触しない。その上、柔軟な管は、典型的には、ガンマ放射線などの放射線滅菌によって容易に滅菌されるシリコーン管である。
【０００５】
動作構成の中のぜん動ポンプの柔軟な管は、１つまたは複数の場所で圧縮され、これは、ぜん動性結合とも表示される。しかしながら、管が圧縮される構成で保管および滅菌されるぜん動ポンプは、２つの主要な短所に悩まされる。
【０００６】
第１に、柔軟な管が、保管の間に永久変形する、したがって、ポンプの貯蔵寿命が短くなる危険性がある。部分的に閉塞した管などの変形した管は、ポンプの精度および信頼性に影響を及ぼすことになり、気泡および流体の目詰まりの危険性が増すことによって、安全性を損なう可能性がある。
【０００７】
第２に、放射線滅菌の間に、圧縮された柔軟な管の対向表面を一緒に融着させる危険性がある。この問題は、管の直径が小さい微小投与量ポンプではより顕著である。
【０００８】
危険性を緩和するために、ぜん動ポンプは、非動作構成で保管および滅菌される場合もある。例えば、管は、別途滅菌および保管され、使用前に簡単にポンプに組み立てられ得る。
【０００９】
それに応じて、ポンプは、保管の間、部分的に分解されることができ、組み立て時に、管が圧縮される。米国特許第４，５５９，０４０号には、偏心ロータと、ステータの取り外し可能な部分とを備え、取り外し可能な部分が取り除かれるとき、管が圧縮されない構成を有するぜん動ポンプが記載される。
【００１０】
しかしながら、ぜん動ポンプが、使用するのが単純で容易であるためには、ポンプの部分が、組立構成で保存および滅菌されることが可能であれば有利である。
【００１１】
ＥＰ２６７４１７７は、ぜん動ポンプを開示しており、機械的に押さえられていないまたは応力が加えられていない管構成から、応力が加えられた管に推移することが、ポンプの部分が組み立てられる間に起こる。管の圧縮／減圧は、多重的な歯車の係合および横変位によって発生する。
【００１２】
流れの不規則性の危険性が減少されるような、精度および信頼性が改良され、連続流量が改良された、微小投与量用のぜん動ポンプに対する必要性が存在する。そのうえ、動力および保守管理の要件が最小に抑えられた、したがって、使用、保守、および滅菌するのが単純な、最小数の部分を備え、流体と接触する部分が、容易に取り替えられるまたは処分されるポンプを得ることが、望ましい。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の第１の態様は、流体の微小投与量用の、微小投与量ぜん動ポンプ２に関し、ポンプは、
−  内側環状面５を備えたハウジング４であって、環状面が、開口部１２を備える、ハウジング４と、
−  可撓管６であって、管の区分が、環状面５上に配置される、可撓管６と、
−  環状面５上に配置される管の区分とぜん動的に係合するように構成された圧縮要素７と、
−  少なくとも１つの反作用要素１１と、
−  圧縮要素７および反作用要素１１を備えるアーム１０であって、アーム１０が、アームに対して垂直な回転軸で回転可能に載置される、アーム１０と、
−  アーム１０を回転させ、それによって、圧縮要素７および反作用要素１１を円運動で動かすための駆動手段と
を備える。
【００１４】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様によるポンプと、１つまたは複数の微小投与量ぜん動ポンプとを備える部品のキットに関し、部品が、選択的に、ハンドヘルドデバイスに組み立てられる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、血液、抗凝血物質、および薬物などの流体をポンプ圧送するための、本発明の第１の態様によるポンプの使用に関する。
【００１６】
本発明は、下文において、添付図面を参照しながらより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるポンプの実施形態を含むハンドヘルド医療デバイスの概略上面図である。
【図２】ハウジングのない図１のデバイスの概略上面図である。
【図３】本発明による微小投与量ぜん動ポンプの実施形態の概略上面図である。
【図４】待機位置におけるポンプの実施形態の概略上面図である。図４Ａは、部分が完全に組み立てられた実施形態を示す図であり、図４Ｂは、選択された構成要素（圧縮要素、管、反作用要素）を示す図である。
【図５】ポンプの実施形態の概略上面図であり、圧縮要素が、待機位置から中心角でおよそ９０度反時計回りに回転されている。図５Ａは、部分が完全に組み立てられた実施形態を示す図であり、図５Ｂは、選択された構成要素（圧縮要素、管、反作用要素）を示す図である。
【図６】ポンプの実施形態の概略上面図であり、圧縮要素が、待機位置から中心角で３６０度反時計回りに回転されている。図６Ａは、部分が完全に組み立てられた実施形態を示す図であり、図６Ｂは、選択された構成要素（圧縮要素、管、反作用要素）を示す図である。
【図７】Ｚ形状可撓性アームを備えたポンプの実施形態を分解立体図で示す図である。
【図８】圧縮要素が可撓管を閉塞している実施形態の概略断面を示す図であり、圧縮要素が、可撓管の最大閉塞を制限するように構成されたリップを備える。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、図１に示すように、ポンプが、装着型または可搬型またはハンドヘルドの医療デバイス１に内蔵されることを可能にする形状およびサイズを備えた微小投与量ぜん動ポンプを提供する。装着型デバイスは、多数の微小投与量ぜん動ポンプを備えていてもよく、異なるポンプが、異なる流体をポンプ圧送するために適用され得る。例えば、図１に示される可搬型デバイス１は、２つの微小投与量ポンプを備え、第１の微小投与量ポンプ２は、本発明によるものであり、血液をポンプ圧送するために使用されることができ、第２の微小投与量ポンプ３は、異なる種類のものであり、抗凝血物質などの薬物をポンプ圧送するために使用されることができる。
【００１９】
ハウジングは、微小投与量ぜん動ポンプを所望の場所に取り付けるための外部保持要素をさらに備えていてもよい。
【００２０】
本明細書で使用される流体という用語は、液体、気体、プラズマ、および塑性固体などの、流れることができる何らかの物質を意味している。医療目的のぜん動ポンプ用の流体の例には、血液および抗凝血物質などの薬物が含まれ得る。
【００２１】
ポンプは、装着型デバイスの部分であるハウジング４の内部に配置される。図２は、ハウジングのないポンプを示す。
【００２２】
本発明による微小投与量ぜん動ポンプ２の見取り図が、図３に示される。
【００２３】
動作原則は、可撓管６の内に含有されている流体に基づき、管の区分が、内側環状面５上に配置される。内側環状面は、図１に示すようにハウジング４の中に配置され得る。
【００２４】
可撓管の部分は、圧縮要素７によって、挟まれて閉じられる、または閉塞されることができる。圧縮下の管の部分が、図３の矢印で示されるように、挟まれて、完全にまたは部分的に閉じるように、圧縮要素は、管を環状面に当てて押しつぶす。
【００２５】
圧縮要素が、環状面に沿った円運動で駆動されるとき、流体は、ぜん動運動によってポンプ圧送される。円運動は、矢印で図示され、循環が、回転軸８を中心に起こることになる。回転の間、流体は、図３の矢印で示すように、遠位開口部９に向かって、そして遠位開口部９からポンプ圧送される。
【００２６】
圧縮要素、管、および面の間の係合は、ぜん動性係合またはぜん動性結合とも表示され、管の中の流体のぜん動推進の工程は、蠕動およびぜん動運動としても知られている。
【００２７】
圧縮要素の回転は、圧縮要素を備える、回転可能に載置されたアーム１０によって実現されることができる。これは、回転軸がアームに対して垂直であることになることを意味している。回転軸は、さらに、アームに対して中央に配置され得る。
【００２８】
アームの機械的安定性を改良するために、アームは、図３に示すように反作用要素１１を備えていてもよい。反作用要素は、アームの、圧縮要素とは反対の端部に配置され得る。したがって、アームが、回転軸の周囲で回転されるとき、圧縮要素および反作用要素は、同じ円運動で駆動されるが、回転において位置がずれている。
【００２９】
反作用要素は、環状面に直接当たって係合または圧縮することによって、アームの回転を安定させている。したがって、圧縮要素７の、環状面上に配置された管に対する圧縮力は、環状面に対する反作用要素の圧縮力によって対抗される。
【００３０】
反作用要素１１は、管を環状面に当てて押しつぶすことなく、環状面と直接係合するように構成される。これは、反作用要素が、図７に示すように、リール形状を有する反作用要素などの管受容部分を備えることによって実現されることができる。
【００３１】
反作用要素１１とは対照的に、圧縮要素７は、管を環状面に当てて押しつぶしていて、管受容部分を備えていない。したがって、圧縮要素は、図７に示すように、ローラまたは円筒の形状を有していてもよい。
【００３２】
本発明の環状面３は、開口部１２を有する。可撓管は、開口部を通って出入りし、環状部分の中の管の区分は、内側環状面上に配置される。
【００３３】
構成
圧縮要素７が、開口部１２に面しているとき、管が当たって押しつぶされ得る環状面がないことによって、管は、挟まれず、閉塞されない。圧縮要素のこの位置は、死点とも呼ばれる。したがって、この構成では、管は、機械的に応力が加えられていないことになる。構成は、図４に図示される。図４Ａは、部分が完全に組み立てられた実施形態を示し、図４Ｂは、選択された構成要素（圧縮要素、管、反作用要素）を示す。
【００３４】
機械的に応力が加えられていない構成では、管は、いかなる部分も挟まれておらず、管は、流れるように完全に開いている。この構成は、始動位置または待機位置、待機モード、または機械的に応力が加えられていないモードとも呼ばれる。圧縮要素が連続的に回転すると、圧縮要素は、回転毎に、待機位置または死点を通過することになる。
【００３５】
ポンプが完全に組み立てられていて、動作状態にある一方で、待機位置を有する微小投与量ぜん動ポンプは、医療目的では特に有利である。ポンプが、管が圧縮されない構成にあるとき、ぜん動ポンプおよび可撓管の滅菌は、好ましくは、放射線滅菌によって行われる。これは、放射線滅菌の間、管を融着させて、部分的に／完全に閉塞する危険性を回避する。したがって、待機位置を備えた微小投与量ポンプは、滅菌の後さらなる組立を必要とせずに、保管または使用前にいつでも滅菌され得る。
【００３６】
滅菌の後および連続動作中のポンプの構成が、図５および図６に図示される。図４と同様に、図Ａは、部分が完全に組み立てられた実施形態を示し、図Ｂは、選択された構成要素（圧縮要素、管、反作用要素）を示す。
【００３７】
圧縮要素が、図５に示すように、死点の外に回転されて、管を挟んで閉塞し始めると、ポンプは、遠位開口部９に向かって、そして遠位開口部９から流体をポンプ圧送し始める。図５では、圧縮要素が、待機位置から中心角でおよそ９０度反時計回りに回転されている。
【００３８】
「中心角」という用語は、角度の頂点が、圧縮要素の円形回転の中心であり、角度の脚が、円を横切る半径であることを意味している。中心角は、さらに、図３に示すようにアーム１０の回転度に相当する。
【００３９】
圧縮要素の回転毎に、すなわち待機位置から３６０度回転する毎に、圧縮要素は、図７に示すように、死点を通過することになる。この点で、遠位開口部へ向かって、そして遠位開口部からポンプ圧送される流体の流れの停止が起こることになる。連続動作の間、流れの停止は、短時間であり、圧縮要素が死点から出て回転するとき、流体ポンプ圧送は、図６に示される構成のように再開される。
【００４０】
回転毎のポンプの投与または試料採取は、圧縮要素が管および表面と係合する環状面の円周上の点によって決定される。しかしながら、圧縮要素が、管と係合し始める点の変動が起こる場合もあり、これは、試料採取の精度および再現精度に影響を及ぼすことになる。最大精度を達成するために、死点上でのいかなる投与も、回避されなければならない。
【００４１】
圧縮要素またはローラの位置を測定するための手段を含むことによって、円周上の同じスポットから投与を開始することは、可能である。これは、結果的に試料採取の高い再現精度をもたらすことになる。
【００４２】
圧縮要素の位置を測定するための手段の例としては、光センサ、磁石／ホールセンサ、電気接点、トルクベースフィードバック、または駆動手段のあらゆる段階を正確に計算して制御するための手段が含まれる。
【００４３】
圧縮要素の位置を測定することに加えて、圧縮要素の位置は、制御されることができ、制御はコンピュータで実施され得る。
【００４４】
管材料
本明細書で使用される可撓管６という用語は、圧縮によって挟まれて閉じられることができ、その後、もはや挟まれていないときに、原形に戻る何らかの中空管を意味している。中空管は、さらに、管壁によって取り囲まれた内腔を有することを特徴とする。
【００４５】
医療目的では管の材料は、清浄、洗浄、および／または滅菌されることが可能でなければならず、管材料は、血液および薬物などの流体と反応してはならない。医療目的のぜん動ポンプ用の可撓管の例としては、何らかの種類のシリコーンの管が含まれる。
【００４６】
一般的には、ぜん動ポンプの管材料は、内腔の完全な閉鎖を確実にするために、圧縮されている２つの壁の厚みの合計を下回るまで圧縮されなければならない。完全閉鎖は、圧縮要素が回転する度に、正確な投与量の流体がポンプ圧送されるためには不可欠である。したがって、管は、２つの壁の合計の最大でも８０％〜８５％など、２つの壁の合計より多くまで圧縮され得る。
【００４７】
管材料の壁が厚いほど、より多くのエネルギーが、内腔を閉塞するのに費やされる。したがって、可撓管が、薄壁で囲まれた管を備える場合、ポンプは、管材料を圧縮して、内部の液体の正確な投与量のために内腔を完全閉鎖することを確実にするのに最小のエネルギーを必要とする。
【００４８】
その上、管壁の内径が小さいほど、内腔を閉塞するのに費やされるエネルギーは、小さくなる。小内径を備えた可撓管は、さらに、精密で正確な、少量の微小リットル用量の投与であっても、または微小リットル流も可能にする。
【００４９】
したがって、本発明に記載される微小投与量ポンプは、有限の電池電源を備えた装着型システムで使用されることができる。さらに、ポンプは、小内径を備えた管材料を使用して、厳密な流れまたは流量を正確に送給することができる。
【００５０】
環状面
環状面５は、図１に示すようにハウジングの中に配置され得る。
【００５１】
上に管の区分が配置される環状面は、管が入るための入口および出口開口部を有する。開口部では、管は、図３〜図６に例証されるように、二重状態、すなわち一方の管区分が他方の上にあってもよい。
【００５２】
開口部のサイズが、圧縮要素が死点を通過するのにかかる時間を決定することになる。開口部が大きい、すなわち開口部の中心角が大きい場合には、圧縮要素は、回転の間により多くの位置で開口部に面することになり、圧縮要素が開口部に面するとき、ポンプが待機位置にあることになるので、管は、より長い間機械的に応力が加えられていないことになる。開口部が小さい場合には、回転の間、圧縮要素が開口部に面する位置が１つだけであってもよく、したがって、管は、短い間機械的に応力が加えられていないことになる。
【００５３】
本発明の実施形態では、開口部１２は、３０°〜１５０°の間の、より好ましくは５５°〜１２５°の間の、最も好ましくは８０°〜１００°の間の中心角を有する。別の実施形態では、可撓管６は、開口部１２から環状面５に入出する。別の実施形態では、圧縮要素７が、環状面５の外部に配置される管の区分と係合しないように、ポンプは、構成される。別の実施形態では、圧縮要素が、開口部１２に面しているとき、圧縮要素７が、管６とぜん動的に係合しないように、ポンプは構成される。
【００５４】
環状面は、可撓管を環状面に関して適位置に保持するための延長案内要素（図示せず）をさらに備えていてもよい。案内要素は、可撓管を正しい位置に保つために、可撓管を受容するためのくぼみを備えていてもよい。例えば、くぼみまたは類似手段は、可撓管が、圧縮手段の運動によって上または下に追従することを防止するのを助けることができる。
【００５５】
本発明の実施形態では、環状面５は、可撓管６を受容するためのくぼみを備える。
【００５６】
圧縮要素
圧縮要素７は、円筒形状を有するローラの形をしていてもよい。円筒形のローラ表面は、管を表面に当てて均等に圧縮することができる。圧縮要素の他の例には、「シュー」、「ワイパ」、「ローブ」、および「キャップ」が含まれる。
【００５７】
本発明の実施形態では、圧縮要素７は、ローラである。
【００５８】
多数の圧縮要素を備えるポンプは、多数の圧縮要素に因って、本質的に、３６０度回転の間に流量の変動を有することになる。例えば、２つの圧縮要素を備えるポンプは、３６０度回転につき２つの異なる流量を有する場合がある。
【００５９】
単一の圧縮要素を備えたポンプは、連続的な流量でポンプ圧送される体積が、圧縮要素の単一の回転によって画定されるので、同じ連続的な流量でポンプ圧送される体積を最大にすることを容易にする。より長く連続的な流量であるほど、より正確な投与量およびポンプ圧送を可能にする。
【００６０】
その上、単一の圧縮要素を備えたポンプは、結果として、各３６０度回転またはポンプ圧送サイクルの間、管の変形がより少なくなる。したがって、管材料およびポンプの摩耗は減らされ、ポンプのエネルギー使用量が改善される。
【００６１】
管材料の摩耗は、内管材料壁が破砕して、管材料物質が患者の血流に入ることになる危険性を含む可能性がある。
【００６２】
反作用要素
少なくとも１つの反作用要素１１の目的は、圧縮要素とバランスをとり、したがって、システムを機械的により安定させることである。
【００６３】
反作用要素は、圧縮要素の管および環状面に当たる圧力に対する反力を提供し、したがって、回転駆動手段が、よりバランスのとれた力を受けることを確実にして、中心に置かれる状態を維持する。
【００６４】
反作用要素が、環状面に押圧されるとき、反作用要素が、管を圧縮していないように、反作用要素は、管受容部分を有するように構成される。
【００６５】
反作用要素は、リール形状またはボビン形状を有していてもよく、したがって、ボビンは、管を圧縮することなく、環状面に押圧または転圧され得る。
【００６６】
本発明の実施形態では、少なくとも１つの反作用要素１１は、環状面５と係合して、本質的には管６と係合しないように構成される。別の実施形態では、少なくとも１つの反作用要素１１は、リール形状またはボビン形状を有する。別の実施形態では、管に対する係合圧縮要素７の力は、環状面５に対する少なくとも１つの反作用要素１１の力と本質的には等しいように、ポンプは、構成される。
【００６７】
圧縮要素（ローラ）および反作用要素（ボビン）は共に、可撓管を案内するための手段を備えていてもよい。手段は、例えば、図７に例証されるように、ボビンおよび／またはローラの一方または両方の端部上の襟部１９であってもよい。
【００６８】
アーム
圧縮要素および反作用要素の円運動は、要素を含んでいる、回転可能に載置されたアーム１０によって実現されることができ、回転可能に載置されたアームは、アームに対して垂直な、かつアームの中心上の回転軸を有する。アームが回転軸の周囲で回転するとき、圧縮要素は、可撓管に当たって円運動で駆動され、反作用要素は、環状面に当たって円運動で駆動される。
【００６９】
システム（アーム、圧縮要素、および反作用要素）のより良い機械的安定性は、回転軸が、アームの第１および第２の端部の間の中間部に配置されるとき、そして、アームが、回転軸の周囲で対称的に回転する場合に、獲得される。その上、圧縮要素および反作用要素が、アームの反対端に配置されて、それらの円運動の間、１８０度ずれていれば、安定性に関しては有利である。
【００７０】
アームの回転は、駆動手段によって実現されることができ、アームは、駆動手段の軸に対して固定されていない。
【００７１】
本発明の実施形態では、アーム１０は、回転軸の周囲で対称的に回転する。別の実施形態では、回転軸８は、アーム１０の第１および第２の端部の間の中間部に配置される。別の実施形態では、圧縮要素７は、アームの第１の端部に配置され、少なくとも１つの反作用要素１１は、アームの第２の端部に配置される。別の実施形態では、圧縮要素７および反作用要素１１の円運動は、１８０°だけずれている。
【００７２】
許容差吸収手段
管材料の圧縮および閉塞が制御されることが、ポンプの精度には不可欠である。管上での圧縮の度合いに、一貫性がない場合、管の閉塞の度合いは、変化する可能性があり、このことにより、流れの不規則性、ならびに逆流の危険性が生じる場合がある。
【００７３】
前述のように管が完全に閉塞されることを確実にする１つの方法は、２つの管壁の合計を下回るまで管を圧縮することである。しかしながら、圧縮および閉塞を完全に制御するためには、管特性の不規則性および環状面の不規則性も、同様に考慮に入れられなければならない。
【００７４】
圧縮は、圧縮要素、アーム、および反作用要素を含むシステムに組み込まれた許容差吸収手段を使用して制御されてもよい。許容差吸収手段は、直径、管壁の厚さ、または可撓性などの管特性の変動、および管と係合している環状面の粗さの変動に起因する、管上の圧縮力の変動を減らす。
【００７５】
許容差吸収手段の例には、可撓性シート材料などの可橈性材料を含むアームと、フェザー特性を備えた受容部材によってアームに取り付けられている圧縮要素とが含まれる。
【００７６】
構造的不規則性を補う能力は、小さい不規則性であっても、比較的大きく、管壁は、薄い、および／または、管の内管腔は小さい、小型ポンプで特に必要である。
【００７７】
ポンプの寸法を決めるのに、許容差吸収手段が、環状面の凹側上に配置されることは、有利である。管経路の内部に吸収手段を組み入れることで、ポンプ回転ごとにポンプ圧送される体積に対して、ポンプの外形寸法をより小さくすることが可能になる、すなわち、死点を横切って投与しないことで、精密にかつ正確に投与され得る最大試料が、より小さいポンプサイズの内部に組み入れられ得る。
【００７８】
さらに許容差吸収手段を導入することで、製造における許容差変動をより大きくすることができ、このことは、管、ローラ、およびボビンなどのさまざまな部分の生産が、より低コストで、より単純になることを意味している。
【００７９】
本発明の実施形態では、アーム１０および／または受容部材１７、１８は、可撓性を有するように構成される。別の実施形態では、アーム１０および／または受容部材１７、１８は、回転平面に対して平行方向に可撓性を有するように構成される。
【００８０】
本発明の実施形態では、アーム１０および／または受容部材１７、１８は、環状面５の凹側上に配置される。
【００８１】
組立体
図７は、分解立体図でポンプの実施形態を示す。この実施形態では、アーム１０は、Ｚ形状を有する。「Ｚ形状」という用語は、３つの平面部分を備える構造を意味しており、２つの平面部分は、平行であり、間隔を置いて配置されており、第３の平面部分は、２つの平面部分の間に、２つの平面部分を非垂直角度で連結して配置される。
【００８２】
本発明の実施形態では、アーム１０は、Ｚ形状要素である。
【００８３】
駆動手段１３は、シャフトの縦軸の周囲で回転可能であるシャフト１４を備えていてもよく、Ｚ形状はシャフトに係合されることができ、それによって、回転可能に載置され得る。シャフトは、図７に示すように、Ｚ形状の中心平面部分などの、アームの部分を受容するための中心溝を備えていてもよい。
【００８４】
駆動手段は、磁石１５と、玉軸受１６などの１つまたは複数の軸受とをさらに備えていてもよい。
【００８５】
圧縮要素７および反作用要素１１は、図７に示すように、アーム１０の反対端に配置され得る。圧縮要素は、ローラであってもよく、反作用要素は、ボビンであってもよい。駆動手段が、シャフトを回転させるとき、Ｚ形状アームは回転し、ローラおよびボビンは円運動で駆動される。ローラは、管および環状面（図７に図示せず）に当たって駆動され、それによって、可撓管をぜん動運動で圧縮し、ボビンは、環状面に当たって駆動される。
【００８６】
圧縮および反作用要素を置くために、アームは、アームの第１の端部にある第１の受容部材１７およびアームの別の端部にある第２の受容部材１８を備えていてもよい。圧縮要素および反作用要素は、受容部材と容易にかつ安定して係合するために襟部１９をさらに備えていてもよい。受容部材は、ローラおよびボビンが、それぞれの縦軸の周囲で回転することを可能にするようにさらに構成され得る。
【００８７】
本発明の実施形態では、アーム１０は、アームの第１の端部にある第１の受容部材１７およびアームの第２の端部にある第２の受容部材１８を備える。別の実施形態では、第１の受容部材１７および第２の受容部材１８は、同一である。別の実施形態では、第１の受容部材１７は、圧縮要素を受容するように構成され、第２の受容部材１８は、少なくとも１つの反作用要素を受容するように構成される。別の実施形態では、受容部材１７、１８は、圧縮要素および少なくとも１つの反作用要素を取り外し可能に取り付けるように構成される。別の実施形態では、受容部材１７、１８は、圧縮要素および反作用要素が、それぞれの縦軸の周囲で回転することを可能にするように構成される。
【００８８】
図７に具現化された組立体の中の許容差吸収手段には、アームおよび／または受容部材が含まれ得る。Ｚ形状アームは、可撓性シート材料を備えていてもよく、したがって、Ｚ形状は、平面部分に沿って、および／または平面部分の間の湾曲部において可撓性を有することになる。その上、受容部材は、アームの平面部分に対して可撓性を有していてもよい。
【００８９】
本発明の実施形態では、アーム１０は、可撓性シート材料でできている。本発明の別の実施形態では、受容部材１７、１８は、アームに対して可撓性を有する。
【００９０】
Ｚ形状可撓性アームおよび／または可撓性受容部材は、構成要素の何らかの変動または粗さが、単純であるが、極めて有効なやり方で補われることを確実にする。したがって、Ｚ形状可撓性アームを使用していることで、流体の非常に小さい体積でさえも正確に投与するまたは分注することが可能であり、微小投与量ぜん動ポンプの驚くほど高い精度を獲得することができる。
【００９１】
本発明の実施形態では、ポンプは、５０．０μＬ以下、より好ましくは、２５．０μＬ以下、最も好ましくは１０．０μＬ以下の投与量を提供するように構成される。別の実施形態では、ポンプは、少なくとも±５％ＲＳＤ、より好ましくは±２％ＲＳＤ、最も好ましくは±１％ＲＳＤの、相対標準偏差（ＲＳＤ：Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）として測定された投与量精度を提供するように構成される。
【００９２】
許容差吸収手段を含む組立体は、表面粗さなどの不規則性を考慮することで、動作の間、可撓管上での均等な圧力を促進する。しかしながら、可撓管の最適閉塞および長期耐久性のためには、管は、２つの壁厚の合計の８０％〜８５％より多くまで圧縮されてはならない。したがって、可撓管上の最高圧力の限度を確実にするために、圧縮要素は、リップなどの、１つまたは複数の突出要素をさらに備えていてもよい。図８は、２つのリップ２０を備える圧縮要素７の実施形態を示し、リップは、可撓管の最高圧力または閉塞を制限するように構成された突出要素である。リップは、襟部と類似の形状を有していてもよい。リップは、可撓管の最大閉塞を制限する立体的障害物を提供する。したがって、可撓管の軟度または許容差吸収手段の強度にかかわらず、可撓管は、突出要素によって画定されるよりも多く圧縮されることはできない。
【００９３】
本発明の実施形態では、圧縮要素は、可撓管の最大閉塞を制限するように構成された１つまたは複数の突出要素２０をさらに備える。
【符号の説明】
【００９４】
１  装着型デバイス
２  第１の微小投与量ポンプ
３  第２の微小投与量ポンプ
４  ハウジング
５  環状面
６  可撓管
７  圧縮要素
８  回転軸
９  遠位開口部
１０  アーム
１１  反作用要素
１２  開口部
１３  駆動手段
１４  シャフト
１５  磁石
１６  軸受
１７  第１の受容部材
１８  第２の受容部材
１９  襟部
２０  突出リップ要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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