(57)【要約】  医療用流体制御システム（１０）は、容器（２０）から患者へと医薬を送達するように適合された、医療用ラインセットの形態である。このラインセットは、ＭＥＭＳ要素（１４）が取り付けられた、チュービング（１２）を有する。好ましい実施形態において、ＭＥＭＳ要素（１４）は、ＭＥＭＳポンプ（１４）である。チュービング（１２）は、容器（２０）に接続される第１の端部（１６）、および患者に接続される第２の端部（１８）を有する。ＭＥＭＳポンプ（１４）は、外部制御装置（３８）によって制御され得、この制御装置は、容器（２０）からチュービング（１２）を通り、そして患者へと医薬を送達するように、ＭＥＭＳポンプ（１４）に作動可能に接続されている。
2005514175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインセットであって、以下：
１本の管；および
該管に接続されている、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）要素、
を備える、ラインセット。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ要素に作動可能に接続された制御装置をさらに備える、請求項１に記載のラインセット。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳ要素が、フローセンサである、請求項１に記載のラインセット。
【請求項４】
前記ＭＥＭＳ要素が、フローバルブである、請求項１に記載のラインセット。
【請求項５】
前記ＭＥＭＳ要素が、圧力センサである、請求項１に記載のラインセット。
【請求項６】
前記制御装置が、前記ＭＥＭＳ要素から取り外し可能である、請求項２に記載のラインセット。
【請求項７】
前記制御装置が、情報を格納するための手段を有する、請求項２に記載のラインセット。
【請求項８】
前記制御装置が、情報を表示するための手段を有する、請求項２に記載のラインセット。
【請求項９】
前記制御装置が、ネットワーク通信のための手段を有する、請求項２に記載のラインセット。
【請求項１０】
前記ネットワーク通信が、前記ＭＥＭＳ要素の自動制御および問い合わせのための手段をさらに備える、請求項９に記載のラインセット。
【請求項１１】
使い捨てラインセットであって、以下
１本の使い捨て管；および
該管に接続された、使い捨てＭＥＭＳ要素、
を備える、使い捨てラインセット。
【請求項１２】
前記ＭＥＭＳ要素に作動可能に接続された、再使用可能な制御装置をさらに備える、請求項１１に記載のラインセット。
【請求項１３】
前記ＭＥＭＳ要素に作動可能に接続された電源をさらに備える、請求項１１に記載のラインセット。
【請求項１４】
前記電源が使い捨てである、請求項１３に記載のラインセット。
【請求項１５】
医療用ラインセットであって、以下：
１本の管；および
該管に取り付けられた、ＭＥＭＳポンプ要素、
を備える、医療用ラインセット。
【請求項１６】
１本の管を備える医療用ラインセットであって、該管は、容器に接続されるように適合された第１の端部、および別の構成要素に接続するように適合された第２の端部を有し、該管には、ＭＥＭＳ要素が取り付けられたている、医療用ラインセット。
【請求項１７】
前記ＭＥＭＳ要素に作動可能に接続された電源をさらに備える、請求項１６に記載のラインセット。
【請求項１８】
前記ＭＥＭＳ要素に作動可能に接続されたＭＥＭＳ要素制御装置をさらに備える、請求項１６に記載のラインセット。
【請求項１９】
１本の管を備える注入システムであって、該管は、容器に接続されるように適合された第１の端部、および身体に接続するように適合された第２の端部を有し、該管には、ＭＥＭＳ要素が取り付けられている、注入システム。
【請求項２０】
前記ＭＥＭＳ要素が、フローセンサである、請求項１９に記載の注入システム。
【請求項２１】
前記ＭＥＭＳ要素が、フローバルブである、請求項１９に記載の注入システム。
【請求項２２】
前記ＭＥＭＳ要素が、圧力センサである、請求項１９に記載の注入システム。
【請求項２３】
前記ＭＥＭＳ要素が、ポンプである、請求項１９に記載の注入システム。
【請求項２４】
１本の管を備える注入システムであって、該管は、容器に接続されるように適合された第１の端部、および身体に接続するように適合された第２の端部を有し、該管には、ＭＥＭＳ要素が取り付けられており、該ＭＥＭＳ要素が、無線制御装置によって制御可能である、注入システム。
【請求項２５】
前記ＭＥＭＳ要素に作動可能に接続された、電源をさらに備える、請求項２４に記載の注入システム。
【請求項２６】
前記制御装置が、ネットワーク通信のための手段を有する、請求項２４に記載の注入システム。
【請求項２７】
前記管およびＭＥＭＳ要素が、使い捨てである、請求項２４に記載の注入システム。
【請求項２８】
前記電源が使い捨てである、請求項２５に記載の注入システム。
【請求項２９】
前記ＭＥＭＳ要素が、前記無線制御装置によって遠隔操作可能である、請求項２４に記載の注入システム。
【請求項３０】
医療用ラインセットであって、以下：
１本の管；
該管に取り付けられた、ＭＥＭＳポンプ要素；および
該ＭＥＭＳ要素に接続された、電源、
を備える、医療用ラインセット。
【請求項３１】
前記電源が、前記ＭＥＭＳ要素から取り外し可能である、請求項３０に記載のラインセット。
【請求項３２】
医療用ラインセットであって、以下：
１本の管；および
該管に取り付けられるように適合されたＭＥＭＳ要素、
を備え、該ラインセットが、身体の内側に移植され得る、医療用ラインセット。
【請求項３３】
前記ＭＥＭＳ要素に作動可能に接続された移植可能な電源をさらに備える、請求項３２に記載の医療用ラインセット。
【請求項３４】
前記ＭＥＭＳ要素に作動可能に接続された、再使用可能な無線ＭＥＭＳ要素制御装置をさらに備える、請求項３２に記載のラインセット。
【請求項３５】
注入および引き抜き用の使い捨て医療用ラインセットであって、以下：
使い捨て管；
該管に接続された、使い捨て電気機械的ポンプ要素；
該ポンプ要素に作動可能に接続可能な、再使用可能なポンプ制御装置；および
該管に作動可能に取り付けられた、使い捨てレザバ、
を備える、注入および引き抜き用の使い捨て医療用ラインセット。
【請求項３６】
前記使い捨てレザバが、少なくとも１つのバルブを有する、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記バルブが、遠隔操作される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ポンプ要素が、容量ポンプである、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３９】
前記ポンプ要素が、携帯型である、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
前記ポンプ要素が、着用可能である、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４１】
前記ポンプ要素が、ポータブルである、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４２】
前記ポンプ要素が、スライドクランプを備える、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４３】
医療用ラインセットであって、以下：
管であって、容器に接続されるように適合された第１の端部、および別の構成要素に接続するように適合された第２の端部を有する、管；
該管に取り付けられ、そして該管を通して該容器へと流体をポンピングするように構成されている、ＭＥＭＳポンプ；ならびに
該チュービングに取り付けられ、そして該ＭＥＭＳポンプに作動可能に接続された、電源、
を備える、医療用ラインセット。
【請求項４４】
前記ＭＥＭＳポンプおよび前記電源が、前記管内に含まれている、請求項４３に記載の医療用ラインセット。
【請求項４５】
医薬を容器から患者へと送達する方法であって、該方法は、以下の工程：
ＭＥＭＳポンプが取り付けられたチュービングを提供する工程であって、該ＭＥＭＳポンプは、電源に作動可能に接続されており、該チュービングは、該容器と連絡するように適合された第１の端部、および該患者と連絡するように適合された第２の端部を有する、工程；ならびに
該電源を作動させて、該ポンプに電力供給する工程であって、該医薬が、該ＭＥＭＳポンプによって、該容器から該患者へとポンピングされる、工程、
を包含する、方法。
【請求項４６】
外部制御装置を用いて前記ＭＥＭＳポンプを制御する工程をさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
使用後に、前記チュービングおよびＭＥＭＳポンプを処分する工程をさらに包含する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
流体を容器から送達する方法であって、以下の工程：
ＭＥＭＳポンプが取り付けられたチュービングを提供する工程であって、該チュービングは、該容器と連絡するように適合された第１の端部、および第２の端部を有する、工程；
電源を有する制御装置を提供する工程；
該制御装置を該ＭＥＭＳポンプに作動可能に接続する工程；
該ＭＥＭＳポンプに電力を提供するように、該制御装置を作動させる工程；ならびに
該容器から該チュービングを通して、流体をポンピングする工程、
を包含する、方法。
【請求項４９】
予め決定された速度で流体を送達するように、前記制御装置が、前記ＭＥＭＳポンプを制御する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記制御装置が、前記ＭＥＭＳポンプに接続されており、該ＭＥＭＳポンプが、有線接続によって、該制御装置に作動可能に接続されている、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記制御装置が、前記ＭＥＭＳポンプに接続されており、該ＭＥＭＳポンプが、無線接続によって、該制御装置に作動可能に接続されている、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記チュービングに取り付けられたフローセンサを提供する工程をさらに包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
前記チュービングに取り付けられたバルブを提供する工程をさらに包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記制御装置を用いて前記ＭＥＭＳポンプを較正する工程をさらに包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５５】
使用後に、前記管およびＭＥＭＳポンプを処分する工程をさらに包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５６】
医薬を患者に送達する方法であって、以下の工程：
注入システムを提供する工程であって、該注入システムは、ＭＥＭＳポンプが接続されたチュービングを有し、該ＭＥＭＳポンプは、電源を有し、該チュービングは、医薬を含む容器に取り付けられた第１の端部、および第２の端部を有する、工程；
該注入システムを該患者に移植する工程であって、該管の該第２の端部が、所望の位置に配置される、工程；
該患者の外側に制御装置を提供する工程；
該ＭＥＭＳポンプを作動させるように、該制御装置を作動させる工程；ならびに
該容器から該管の該第２の端部を通して、流体をポンピングする工程であって、該医薬が、所望の位置に送達されるように適合されている、工程、
を包含する、方法。
【請求項５７】
注入のためのシステムであって、以下：
１本の管；
該管に接続されたＭＥＭＳ要素；および
該ＭＥＭＳ要素を制御するための手段、
を備える、システム。
【請求項５８】
注入データを格納および表示するための手段をさらに備える、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
ネットワーク通信のための手段をさらに備える、請求項５７に記載のシステム。
【請求項６０】
前記ＭＥＭＳ要素を制御するための手段が、無線である、請求項５７に記載のラインセット。
【請求項６１】
前記ＭＥＭＳ要素に、使い捨ての電源を作動可能に取り付けるための手段をさらに備える、請求項５７に記載のラインセット。
【請求項６２】
医療用ラインセットであって、以下：
第１の端部および第２の端部を有する、１本の管であって；
該管が、ＭＥＭＳ要素を取り付けられている、管；
該管の該第１の端部を、容器に接続するための手段；ならびに
該ＭＥＭＳ要素を用いて、該管を通して流体フローを制御するための手段、
を備える、医療用ラインセット。
【請求項６３】
前記ＭＥＭＳ要素が、ポンピングのための手段を備える、請求項６２に記載の医療用ラインセット。
【請求項６４】
圧力を感知するための手段をさらに備える、請求項６２に記載の医療用ラインセット。
【請求項６５】
フローを感知するための手段をさらに備える、請求項６２に記載の医療用ラインセット。
【請求項６６】
前記ＭＥＭＳ要素が、フローバルブを備える、請求項６２に記載の医療用ラインセット。
【請求項６７】
前記ＭＥＭＳ要素が、電力を供給するための手段を備える、請求項６２に記載の医療用ラインセット。
【請求項６８】
前記ラインセットを身体の内側に移植するための手段をさらに備える、請求項６２に記載の医療用ラインセット。
【請求項６９】
無線遠隔制御装置を用いて前記ＭＥＭＳ要素を制御するための手段をさらに備える、請求項６２に記載の医療用ラインセット。
【請求項７０】
医療用ラインセットであって、以下：
１本の管；
該管に取り付けられるように適合された、ＭＥＭＳ要素；および
該ラインセットを身体の内側に移植するための手段、
を備える、医療用ラインセット。
【請求項７１】
注入および引き抜き用の使い捨て医療用ラインセットであって、以下：
使い捨て管；
該管に接続された、使い捨て微小電気機械ポンプ要素；
再使用可能なポンプ制御装置を該ポンプ要素に作動可能に接続するための手段；および
使い捨てレザバを該管に作動可能に取り付けるための手段、
を備える、注入および引き抜き用の使い捨て医療用ラインセット。
【請求項７２】
前記使い捨てレザバが、少なくとも１つのバルブを有する、請求項７１に記載のシステム。
【請求項７３】
前記レザバが遠隔操作される、請求項７２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般に、注入システムのような医療用流体フロー制御システムに関し、そしてより具体的には、微小電気機械要素を使用する、このようなシステムの制御のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
一般に、医療の患者は、連続的な医薬または一定の周期的間隔での医薬のいずれかの、正確な送達を必要とする。医療用ポンプを備える医療用流体フロー制御システムは、制御された薬物注入を提供するために開発された。このポンプを使用して、薬物は、薬物濃度を治療マージン内でかつ特定の薬物に関する可能な毒性範囲外に維持する、正確な速度で投与され得る。これらの高価な医療用ポンプは、頻繁な医療の注意を必要としない、制御可能な速度で、患者への適切な薬物送達を提供する。
【０００３】
これらのポンプは、しばしば、患者に役を送達するために代表的に使用される注入システムの一部である。慢性疼痛の場合には、経口医薬または局所医薬が効果的な疼痛緩和を提供しないか、または心地の悪い副作用を引き起こす際に、注入システムが使用される。注入システムはまた、特定の部位または器官への医薬の送達が、身体全体に全身的に医薬を送達するより効果的であるか、または全身送達より、心地の悪い副作用をより少なく引き起こす場合に、使用され得る。注入システムの使用は、医師が、より効果的な医薬の送達のために、身体内の部位を標的化することを可能にする。注入システムは、医師によって処方されたとおりの制御された速度で、患者に医薬を送達し得る。
【０００４】
医療用流体フロー制御システムは、医薬が患者に送達される注入システム、または流体が患者から取り出され、そして別の容器に送達される引き抜き型システムであり得る。このシステムは、代表的に、いくつかの異なる構成要素を備え、これらの構成要素としては、チュービング、ポンプ、レザバおよびアクセスポートが挙げられる。このシステムはまた、バルブおよびセンサのような、他の構成要素を有し得る。このシステムの構成要素は、無菌状態を維持しなければならない。チュービング、容器、およびアクセスポートのようないくつかの構成要素は、代表的に、使い捨てである。他の構成要素は、耐久性または再使用可能な要素（例えば、ポンプ、バルブおよび任意の必要とされる電気制御装置または電源）であり得る。これらの構成要素は、代表的に、より大きい、高価な設備である。これらの構成要素もまた、それらの次の使用の前に、滅菌されなければならない。このことは、高価であり得かつ時間を浪費し得る。さらに、ポンプがしばしば、このシステムの最も費用がかかる再使用可能要素であるので、より安価に、そしてより小さいサイズであるが、依然として、制御された正確な様式で医薬を送達し得るポンプを使用することに対する要求が増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、可能な限り多くの使い捨て要素を使用する、医療用流体フロー制御システムを有することが望ましい。これらの構成要素は、代表的により安価であり、そしてこれらは単に処分されるので、繰り返して滅菌する必要がない。このようなシステムはまた、メンテナンスの問題を減少させる。
【０００６】
本発明は、これらおよび他の問題を解決するために提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の要旨）
本発明は、一般に、医療用流体制御システムに関する。
【０００８】
本発明の第１の局面によれば、このシステムは、好ましくは、１本の管、およびこの管に作動可能に接続された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）要素を備える。１つの好ましい実施形態において、この要素は、ＭＥＭＳポンプである。このシステムは、使い捨てであり得、そして再使用可能な制御装置および電源を用いて実施され得る。このシステムに備えられ得る他のさらなる要素は、フローバルブ、フローセンサ、および圧力センサである。
【０００９】
本発明の別の局面によれば、このＭＥＭＳ要素を制御するための、無線制御装置が提供される。この制御装置は、遠隔位置からこの要素を制御し得る。
【００１０】
本発明の他の利点および特徴は、添付の図面に示される実施形態の以下の説明から明らかになる。
【００１１】
（詳細な説明）
本発明は、多くの異なる形式での実施が可能であるが、本発明の好ましい実施形態が、詳細に、図面に示され、そして本明細書中に記載される。本開示は、本発明の原理の例示とみなされるべきであり、そして本発明の広範な局面を、示される実施形態に限定することは意図されない。
【００１２】
図面を参照すると、図１は、本発明の医療用流体フロー制御システムを開示し、これは一般に、参照番号１０と称される。医療用流体フロー制御システム１０は、注入システムとして構成され得、ここで、例えば液体の医薬が、システム１０によって患者に送達される。しかし、システム１０はまた、流体が患者から取り出され、そして容器に送達される、引き抜きシステムとして構築され得ることが理解される。医療用流体フロー制御システム１０は、１つの好ましい実施形態において、ラインセットの形態であり得る。このラインセットは、好ましくは、単回使用のみのために設計され、患者による使用後に処分可能である。システム１０は、一般に、チュービング１２のセクション、および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）要素１４を備える。
【００１３】
チュービング１２は、第１の端部１６および第２の端部１８を有する。チュービング１２の第１の端部１６は、流体源（第１の構成要素）（例えば、ＩＶバッグ２０または他の型のレザバもしくは容器）に接続されるように適合される。第１の端部１６は、バッグ２０に接続するための別個のコネクタ２２を有し得る。チュービング１２の第２の端部１８は、例えば、患者と連絡するように適合される。この目的で、第２の端部１８は、アクセスデバイス２４を備え得る。-アクセスデバイス２４は、例えば、カニューレ、カテーテル、注射器、ＩＶラインまたは任意のいくつかの他の公知の医療用機器もしくはデバイス（第２の構成要素）への取り付けのための、コネクタの形態であり得る。チュービング１２は、それを通る内部通路２８を規定する、ほぼ円筒形の壁２６を有する。
【００１４】
チュービング１２は、少なくとも１つの源側部位から少なくとも１つのレシピエント側への流体の移動を必要とする手順のために使用される、任意の適切な医療等級のチュービングであり得る。例示的なチュービングは、米国特許出願番号０８／６４２，２７８（発明の名称（「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｔｕｂｉｎｇｓ  ｉｎ  Ｆｌｕｉｄ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｓｅｔｓ」）および米国特許第６，１２９，８７６号（発明の名称（「Ｈｅａｔ  Ｓｅｔｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｔｕｂｉｎｇ」）（それぞれ、１９９６年５月３日に出願され、そして本願の譲受人に譲渡された）に記載されている。これらの文献の各々は、本明細書中に参考として援用される。
【００１５】
さらに図１に示されるように、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）要素１４は、チューブ１２に接続される。ＭＥＭＳとは、１ミリメートル未満の大きさであり得る小さなデバイスを作製するために使用される技術である。ＭＥＭＳ要素は、代表的に、ガラスウエハまたはシリコンから製造されるが、この技術は、半導体産業におけるその起源をはるかに超えて成長している。各デバイスは、チップ上に一体化された微小システムであり、これは、光学要素、流体要素、電気要素、化学要素および生物医学要素に加えて、移動機械的部分を組み込み得る。得られるＭＥＭＳ要素は、多くの型の入力（圧力、振動、化学物質、光および加速が挙げられる）に応答性である。これらのデバイスは、感知、通信および作動のために使用される従来の機械より小さい。その結果、これらを、機械的デバイスが従来は使用され得なかった場所で使用することが可能である。ＭＥＭＳデバイスはまた、従来のデバイスより高速で作動し、そしてより低い電力を消費し得る。
【００１６】
ＭＥＭＳ要素１４は、多数の異なる構成要素（種々の型のポンプ、フローバルブ、フローセンサ、チュービング、圧力センサまたは要素の組み合わせが挙げられる）であり得る。ＭＥＭＳ要素１４の実際の大きさに起因して、ＭＥＭＳ要素１４は、図において概略的に示されていることが理解される。ＭＥＭＳ要素１４は、必要であれば、バッテリ、電源、または他の電力源から、電力供給され得る。図１に示される実施形態は、電力源および制御装置を、ＭＥＭＳ要素１４の一部として有する。以下に記載されるように、電源は、ＭＥＭＳ要素１４とは別個であり得る。流体源２０の位置は、重力が、ラインセット内でのフローに影響を与え得ることを示す。
【００１７】
システム１０の１つの好ましい実施形態において、ＭＥＭＳ要素１４は、ＭＥＭＳポンプ１４である。議論されるように、図１におけるＭＥＭＳポンプ１４は、一体的な電源を有する。ＭＥＭＳポンプ１４は、ＩＶバッグ２０に収容される流体を、管１２を通し、アクセスデバイス２４を通し、そして患者内へとポンピングし得る。一旦、医薬送達が完了すると、システム１０（管１２およびＭＥＭＳポンプ１４）は、処分され得る。ＩＶバッグ２０およびアクセスデバイス２４はシステム１０の一部とみなされ、そして使い捨てであり得ることが理解される。
【００１８】
医療用流体フロー制御システム１０は、多くの構成が可能である。さらなる要素（ＭＥＭＳ要素１４を含む）が、システム１０に追加され得る。図２は、さらなる要素を有するシステム１０を示す。類似の要素は、類似の参照番号で示される。
【００１９】
この形態で、ＭＥＭＳポンプ３２は、チュービング１２に接続される。ＭＥＭＳポンプ３２には、ＭＥＭＳ局所エレクトロニクス要素３６が取り付けられている。ＭＥＭＳエレクトロニクス要素３６は、外部の耐久性ＭＥＭＳ制御装置３８と接続する。以下にさらに詳細に記載されるように、ＭＥＭＳフローセンサ３０およびＭＥＭＳバルブ要素３４もまた、チュービング１２に接続される。ＭＥＭＳポンプ３２の好ましい形態において、ＭＥＭＳエレクトロニクス要素３６は、ＭＥＭＳポンプ内に埋包され、そして好ましくは、ＭＥＭＳパラメトリックな操作情報を格納し得る。ＭＥＭＳ制御装置３８は、そのエレクトロニクスおよび電源と一緒に、ＭＥＭＳエレクトロニクス要素３６に物理的に接続される。従って、あるいは、パラメトリックな操作情報は、取り外し可能なＭＥＭＳ制御装置３８からロードされ得る。別の実施形態において、電源もまた、ＭＥＭＳ制御装置３８に源を発し得る。電源は、ＭＥＭＳ要素電源または当該分野において公知の他の形態の電源であり得ることが、理解される。ＭＥＭＳ制御装置３８は、種々の方法（示されるプラグ型の接続が挙げられる）によって、ＭＥＭＳエレクトロニクス３６に機能的に結合され得る。このシステムは、耐久性ＭＥＭＳ制御装置３８とインターフェースするための、１つまたは複数の電気接続部位３６を含み得る。次いで、ＭＥＭＳエレクトロニクス３６は、ＭＥＭＳポンプ３２の力学を局所的に支配するために使用され得る。
【００２０】
フローセンサ３０が、システム１０に追加されて、より正確な流体送達を可能にし得る。フローセンサ３０はまた、所望であれば、圧力センサの形態を採り得る。バルブ要素３４は、単独で、代表的なシステムに追加されて、加圧されたかまたは他の力を加えられたシステムからの計量を可能にし得る。フローセンサ３０およびバルブ３４は、ＭＥＭＳポンプ３２と組み合わせた微小流体回路およびデバイスにおけるフローの速度およびフローの方向を制御する際に、補助し得る。所望であれば、このシステムはまた、スライドクランプまたは他のより従来的な補助的な特徴を備え得る。スライドクランプは、ＭＥＭＳ構成要素が通常は開いている場合にポンプの故障を警告が示す場合に、フローを手動で閉鎖するために特に有用であり得る。これらのＭＥＭＳ要素は、システム１０に追加される１つのモノリシックユニットとして、または別個の要素として、製造され得る。
【００２１】
送達プロセスは、十分な電力および適切な通信が制御装置３８から局所エレクトロニクス要素３６へと伝達する際にのみ開いて流体フローを可能にする（これによって、厄介な機械的デバイスの使用なしにフローなしの状態を提供する）、通常は閉じたバルブ３４またはポンプ３２を実行し得る。この通常は閉じた特徴は、他のＭＥＭＳ構成要素（例えば、ポンプ３２）に直接一体化され得るか、または別個のＭＥＭＳ要素であり得る。
【００２２】
好ましくは、ポンプ要素３２は、ＭＥＭＳエレクトロニクス３６内に局所的に格納された情報に基づいて、管１２を通る流体フローを発生させる。この情報は、好ましくは、取り外し可能なＭＥＭＳ制御装置３８からダウンロードされる。流体フローの方向は、医療的注入においての場合、好ましくは、流体源２０から第１の管１６内へ、ポンプ３２によって指向され、第２の管端部１８を通ってアクセスデバイス２４へである。医療用注入構成において、アクセスデバイス２４は、代表的に、カテーテルまたは針である。医療用注入デバイスにおける流体源は、一般に、ＩＶバッグ２０または何らかの型の容器である。ポンプ要素３２は、局所的ＭＥＭＳエレクトロニクス３６によって、制御された量の医薬を、管１２を通して患者へと送達することを指示される。図２に示されるシステム構成において、唯一の再使用可能な要素は、制御装置３８であり、一方で残りの要素は、使い捨てであり得る。制御装置３８は、ポンプ要素３２を、種々の異なる様式で制御し得る。この制御装置は、断続的な電力、またはポンプ要素３２が「低速モード」または「高速モード」で作動するような電力を供給し得る。制御装置３８は、所望により、ポンプ要素３２に電力および指示を供給し得る。
【００２３】
流体は、潜在的に、逆方向で流れるように指向され得る。この実施形態において、流体は、ポンプ要素３２（そのバルブ３４およびセンサ３０を備える）の作用に起因して、アクセスデバイス２４によって、管１２の第２の端部１８内へと引き抜かれ、管１２の第１の端部１６を通り、そしてレザバ２０に入る。医療用流体フロー制御システム１０は、この引き抜き構成において、好ましくは、ポンプエレクトロニクス要素３６と電気的に接続可能なポンプ制御装置３８の使用によって、調節され得る。
【００２４】
ここで図３を参照すると、本発明のなお別の実施形態の図がある。電源５０（例えば、小型バッテリ、燃料電池、または他の電源）が、システム１０に追加されて、耐久性制御装置要素３８内の機能の量をさらに減少させる。電源５０は、好ましくは、チュービング１２に接続され、そしてＭＥＭＳポンプ要素５２（ＭＥＭＳポンプ要素３２と類似）に作動可能に接続される。電源５０は、このシステムのＭＥＭＳ部分の寿命までもつように設計される。燃料電池を利用する１つの実施形態において、燃料電池５０は、チュービングの外側表面２６に、一体的構成要素として提供される。一体的とは、燃料電池５０が、チュービング１２の表面に、任意の適切な手段によって、永久的に取り付けられていることを意味する。電源５０はまた、電力の供給を開始するための、任意の必要な作動構造体を有する。燃料電池５０は、共有に係る米国特許出願番号＿＿＿（代理人文書番号９９−６６２４（１４１７  Ｇ  Ｐ  ４４６）、発明の名称「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｎｆｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  ａｎｄ  Ｐｕｍｐ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ」、本願と同時に出願され、そして本明細書中に参考として明白に援用される）に開示されるような、ラインセットとのこのような使用のために利用可能でありかつ適切な、無数の燃料電池設計のいずれかであり得る。電源５０は、図３において、ＭＥＭＳポンプ５２に接続されているように示されるが、電源５０は、所望により、他の構成要素に作動可能に接続され得ることが理解される。
【００２５】
ＭＥＭＳまたは他の出現する経済的製造技術の使用は、ＭＥＭＳ要素を使い捨てラインセットに追加する機会を提供し、これは、ポンピング、バルブ開閉、および感知のような、さらなる機能を提供する。支持する局所的エレクトロニクスのいくらかまたは全てが、同様に、ラインセットの使い捨て部分に含まれ得る。例えば、ポンプ５２、圧力センサおよび／またはフローセンサ３０、バルブ３４、あるいは使い捨て要素の組み合わせのための較正情報を含むメモリーチップを含むことが、好ましくあり得る。使い捨てであることは、各引き続く適用の間のシステムの構成要素の、費用のかかる滅菌の必要性を除去するので、望ましい。
【００２６】
耐久性制御装置３８は、ＭＥＭＳ要素５２への流体分配量を直接刺激するように設計される。この型の制御装置３８は、複数の適用のために利用され得、従って、この制御装置を、再使用可能とする。制御装置３８は、類似の再適用のために、最小の交換を必要とする。例えば、新たな患者のための投薬量が、再使用可能な制御装置３８を介して、ＭＥＭＳ要素５２によって再構成されなければならない。このようなラインセットは、実際に、非常に小さいパッケージに収容される、完全な注入および排出システムであり得る。
【００２７】
図３に示される好ましい実施形態において、ＭＥＭＳポンプ要素５２は、耐久性制御装置３８（これは、所望の流量を維持するようにポンプ５２を制御する）とインターフェースし得る、電気接続を備える。ＭＥＭＳポンプ要素５２は、ラインセットの使い捨て構成要素の残りの部分とともに、処分され得る。制御装置３８のエレクトロニクスおよび任意の型のケースまたはユーザインターフェースは、耐久性の再使用可能なシステムとして維持される。
【００２８】
ここで図４を参照すると、本発明のなお別の実施形態の概略図が図示されている。この構成において、システム１０は、無線通信を利用し得る。ＭＥＭＳポンプ６４は、管１２に接続される。電源６２は、この管に接続され、そしてポンプ６４に作動可能に接続される。無線制御装置６６は、ＭＥＭＳポンプ６４を制御するために提供される。無線通信は、使い捨てラインセットのための電気接続を開発する、以前の要件を除く。無線連結はまた、ラインセットの使用法の複雑さを減少させる。なぜなら、これは、配線された電気接続の場合のような特定の様式で装填されるされる必要がないからである。無線通信連結はまた、使用の観点で、融通性を提供する。例えば、使い捨ての移植可能なＭＥＭＳポンプ６４が、外部システム制御装置６６によって制御されることを可能にする。無線構成において、ＭＥＭＳポンプ６４は、例えば、エネルギー伝達を収集するため、および電力／制御をポンプに移すための、適切な支持構造体を備えることが理解される。
【００２９】
この構成において、耐久性の、すなわち再使用可能な、無線制御装置６６は、誘導性または容量性の無線リンクを介して、ＭＥＭＳポンプ６４と通信する。無線通信は、他のＭＥＭＳ構成要素を用いて確立され得ることが、理解される。ＭＥＭＳポンプ６４、または他のＭＥＭＳ構成要素は、使い捨てであり得るが、適切に機能するために必要な電力およびエレクトロニクスを提供される。例えば、使い捨て要素は、使い捨て要素から耐久性制御装置６６に情報を戻すことを支持するための、エレクトロニクスを必要とし得る。しかし、使い捨て要素を用いるよりむしろ、耐久性制御装置６６において、可能な限り多くのエレクトロニクスを備えることが好ましい。十分なエレクトロニクスを、指示セットおよび電力のポケットを受容し、格納し、そして解釈するために、使い捨て側に維持し、これによって、このシステムの耐久性部分と使い捨て部分との間の必要とされるリアルタイムの相互作用を減少させることが望ましくあり得る。
【００３０】
耐久性のシステム制御装置６６は、次に、ＬＡＮまたは他のネットワークへまたはこれらからの情報の伝達を提供し、ＭＥＭＳ要素６４の制御および自動化情報管理システムへの問い合わせを、完全に自動化し得る。必要に応じて、システム制御およびパラメータ調整が、ＭＥＭＳシステム制御装置６６からおよびこの制御装置への無線通信によって、達成され得る。
【００３１】
図５は、システム１０が身体内に移植可能に設計された、本発明の医療用流体フロー制御システム１０の別の実施形態を開示する。システム１０は、流体源またはレザバ７０を利用し、これは、従来のＩＶバッグよりかなり小さく、そして使い捨てである。好ましくは、ＭＥＭＳポンプ要素７２は、チュービング１２に接続される。ＭＥＭＳポンプ要素７２には、電源７４が接続されている。無線制御装置７６（身体から遠隔であるように設計される）は、ＭＥＭＳポンプ要素７２と無線通信する。従って、制御装置７６を除く、図５におけるシステム１０の全ての構成要素は、身体内に移植されるように設計される。耐久性無線制御装置７６は、このシステムに、ＭＥＭＳポンプ要素７２の局所エレクトロニクスが注入または排出を実施するために必要とされる、パラメータデータを有するシステムを提供する。
【００３２】
流体レザバ７０は、再充填可能であり得、そしてこのシステムの使い捨て部品は、他の構成要素（例えば、ＭＥＭＳバルブ３４またはセンサ３０）を備え得る。既存の方法論より優れた有意な利点としては、このシステムの耐久性システムから使い捨て部分へと機械的特徴を変えることが挙げられる。この設計は、ポンプ制御装置７６または耐久性システム７６のより安価な構築、および長期間の信頼性を可能にする。なぜなら、耐久性システム７６は、機械的構成要素を備えないからである。このシステムはまた、完全に使い捨てのシステム、または種々の様式の耐久性／使い捨てプラットフォームを開発する機会を提供する。
【００３３】
別の実施形態において、レザバ７０ではなくポンプ７２自体が、処方された量の医薬を貯蔵し、そして身体内に放出し得る。移植可能なシステムのような適用において、ラインセットにおけるアクセスデバイス２４は、必要ないかもしれない。ポンプ７２の穴またはポートは、移植されたＭＥＭＳシステムからの医薬出口部位を提供するために十分であり得る。
【００３４】
本発明の医療用流体フロー制御システム１０は、より従来の治療が無効であるかまたは適用不可能であるとみなされる場合に、使用され得る。慢性疼痛の場合には、経口医薬、静脈内医薬、または局所医薬が、効果的な疼痛の軽減を提供しないか、または心地の悪い副作用を引き起こす場合に、注入および排出システムが使用される。注入および引き抜きシステムは、特定の部位または器官への医薬の送達が、医薬を全身に（身体全体に）送達するよりも効果的であるか、または心地の悪い副作用をより少なく引き起こす場合に、共通して使用され得る。医療用流体フロー制御システムの使用は、医師が、医薬のより効果的な送達のための身体内の部位を標的化することを可能にする。ＭＥＭＳ技術の使用は、システム１０のより多くの部分が使い捨てになることを可能にし、従って、システム１０の費用を減少させる。一体的な電源を有するＭＥＭＳポンプ（ここで、このポンプは、単一の所望の流量で作動するように設計される）の使用により、別個の耐久性制御装置が排除され得る。従って、注入システム全体が、使い捨て構成要素から設計され得る。
【００３５】
特定の実施形態が、図示および説明されたが、本発明の精神から大きく逸脱することなく、多くの改変が、記載されるように、当業者によって、本発明に対してなされ得る。本発明に与えられる保護の範囲は、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定されるとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）要素がラインセットに接続されている、医療用流体フロー制御システムの１つの実施形態の概略図である。
【図２】図２は、ＭＥＭＳ要素、および制御装置を備える他の構成要素が、別の構成でラインセットに接続されている、医療用流体フロー制御システムの別の実施形態の概略図である。
【図３】図３は、電源がラインセットに接続されており、そしてＭＥＭＳポンプに作動可能に接続されている、医療用流体フロー制御システムの別の実施形態の概略図である。
【図４】図４は、制御装置と通信するＭＥＭＳ要素が無線である、医療用流体フロー制御システムの別の実施形態の概略図である。
【図５】図５は、システムが身体内に移植され得る、医療用流体フロー制御システムの別の実施形態の概略図である。
【図１】
2005514175.tif 000003
【図２】
2005514175.tif 000004
【図３】
2005514175.tif 000005
【図４】
2005514175.tif 000006
【図５】
2005514175.tif 000007
【国際調査報告】
2005514175.tif 000008
2005514175.tif 000009
2005514175.tif 000010
2005514175.tif 000011
2005514175.tif 000012