(57)【要約】  ポンプ（10）のロータリーポンプ（12）を動作するためのテスト制御器（28）および方法を提供する。前記テスト制御器（28）は、前記ポンプ（10）に電気的に接続されるが、前記ポンプと着脱可能であり、かつ所定のテスト速度および／または所定のテスト時間で前記ポンプモータ（12）を回転させるために前記ポンプモータ（12）に少なくとも１の信号を印加するように構成されたテスト速度回路を具備する。アクチュエータ（32）は、所定のテスト速度および／または所定のテスト時間で前記ポンプモータ（12）を動作する前記テスト速度回路を選択的に作動する。前記方法は、前記ポンプ（10）に前記テスト制御器（28）を電気的に接続するステップと、前記アクチュエータ（32）の選択的な作動に応答して、所定のテスト速度および／または所定のテスト時間で前記ポンプモータ（12）を動作するために前記ポンプモータ（12）に少なくとも１の信号を印加するための前記テスト速度回路を選択的に作動するステップとを有する。前記方法は、前記ポンプ（10）から前記テスト制御器（28）を取り外すステップをさらに有する。
2013520155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプの所定の動作速度を有するロータリーポンプモータを動作するためのテスト制御器であって、
前記ポンプに電気的に接続されるが、前記ポンプと脱着可能であり、かつポンプモータの所定の動作速度より遅い所定のテスト速度で前記ポンプモータを回転させるために、前記ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するように構成されたテスト速度回路と、
前記所定のテスト速度で回転するように前記ポンプモータを動作するために、前記テスト速度回路を選択的に作動するように構成されたアクチュエータと
を具備するテスト制御器。
【請求項２】
前記所定の動作速度は、およそ毎分20000回転からおよそ毎分28000回転であるとともに、前記所定のテスト速度は、およそ毎分780回転からおよそ毎分1180回転であることを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項３】
前記テスト速度回路および前記アクチュエータに電気的に接続されたタイミング回路をさらに具備し、
前記タイミング回路は、前記アクチュエータの連続した作動に応答して、所定の期間後に前記ポンプモータへの少なくとも１の信号を停止するように、前記テスト速度回路および前記アクチュエータと共に動作することを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項４】
前記所定の期間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項５】
前記テスト速度回路は、前記アクチュエータの選択的な作動の間、少なくとも１の信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項６】
前記テスト速度回路は、電源からの電力信号を前記少なくとも１の信号に変換するために、ポンプのための前記電源に電気的に接続されるが、前記電源と着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項７】
前記ポンプは、埋め込み型ポンプであるとともに、前記ポンプモータは、インペラであることを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項８】
ポンプの所定の動作速度を有するロータリーポンプモータを動作するためのテスト制御器であって、
前記ポンプに電気的に接続されるが、前記ポンプと脱着可能であり、かつ所定のテスト時間の間前記ポンプモータを回転させるために、前記ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するように構成されたテスト速度回路と、
前記所定のテスト時間の間ポンプモータを動作するように、前記テスト速度回路を選択的に作動するように構成されたアクチュエータと
を具備することを特徴とするテスト制御器。
【請求項９】
前記所定のテスト時間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１０】
前記テスト時間回路および前記アクチュエータに電気的に接続された速度回路をさらに具備し、
前記速度回路は、所定のテスト速度で回転するように前記ポンプモータを動作するために、前記ポンプモータへの各少なくとも１の信号の成分を調整するための前記テスト時間回路および前記アクチュエータと共に動作することを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１１】
前記所定のテスト速度は、およそ毎分780回転からおよそ毎分1180回転であることを特徴とする請求項１０に記載のテスト制御器。
【請求項１２】
前記テスト時間回路は、前記アクチュエータの連続した作動に応じて、およそ4秒からおよそ6秒の間、前記ポンプモータに前記少なくとも１の信号を印加するように構成されることを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１３】
前記テスト時間回路は、前記アクチュエータの選択的な作動に応じて、前記少なくとも１の信号を印加するように構成されることを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１４】
前記テスト時間回路は、前記電源からの電力信号を前記少なくとも１の信号に変換するために、前記ポンプのための電源に電気的に接続されるが、前記電源と着脱可能であることを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１５】
前記ポンプは、埋め込み型ポンプであるとともに、前記ポンプモータは、インペラであることを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１６】
テスト速度回路およびアクチュエータを有するテスト制御器を具備するポンプのロータリーポンプモータの動作をテストするための方法であって、
前記ポンプに前記テスト制御器を電気的に接続するステップと、
前記アクチュエータの選択的な作動に応答して、前記ポンプモータの所定の動作速度より遅い所定のテスト速度で前記ポンプモータを回転させるために、前記ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するための前記テスト速度回路を選択的に作動するステップと、
前記ポンプから前記テスト制御器を取り外すステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記所定の動作速度は、およそ毎分20000回転からおよそ毎分28000回転であるとともに、前記所定のテスト速度は、およそ毎分780回転からおよそ毎分1180回転であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１の信号は、所定の時間の間に印加されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記所定の時間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポンプのための電源に前記テスト制御器を電気的に接続するステップと、
前記電源からの電力信号を前記少なくとも１の信号に変換するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記ポンプは、埋め込み可能ポンプであるとともに、前記ポンプモータは、インペラであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
テスト時間回路およびアクチュエータを有するテスト制御器を具備するポンプのロータリーポンプモータの動作をテストするための方法であって、
前記ポンプに前記テスト制御器を電気的に接続するステップと、
前記アクチュエータの選択的な作動に応答して、前記ポンプモータのための通常の動作時間より短い所定のテスト時間の間前記ポンプモータを回転させるように、前記ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するために前記テスト時間回路を選択的に作動するステップと、
前記ポンプから前記テスト制御器を取り外すステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記所定のテスト時間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１の信号は、前記ポンプモータの所定の動作速度より遅い所定のテスト速度で前記ポンプモータを回転させることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記所定の動作速度は、およそ毎分20000回転からおよそ毎分28000回転であるとともに、前記所定のテスト速度は、およそ毎分780回転からおよそ毎分1180回転であることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ポンプのための電源に前記テスト制御器を電気的に接続するステップと、
前記電源からの電力信号を少なくとも１の信号に変換するステップと
をさらに有する請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記ポンプは、埋め込み可能ポンプであるとともに、前記ポンプモータは、インペラであることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にロータリーポンプの動作をテストすることに関する。より詳細には、本発明は、埋め込み（implantation）の前に埋め込み可能ポンプの動作をテストするための装置および方法に関する。
【０００２】
本願は、２０１０年２月１６日に出願された米国仮出願第６１／３０４，９３０（保留中）の利益を請求するとともに、その内容はこの引用によって本願明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
ロータリーポンプ装置は、多くの場合患者の血流の補助に使われる。典型的に、これらの装置は、患者の体内に埋め込まれるとともに、別の電源によって電力を供給される。一般に、装置の一端は、患者の心臓に取り付けられ（柔軟なカニューレを介して）、もう一端は、患者の静脈または動脈に取り付けられる（柔軟なカニューレを介して）。ポンプは電力を受けると、患者の身体の一部から別の部分に血液を送ることによって、患者の血液の循環を補助する。
【０００４】
従来の装置の埋め込みは、装置の信頼性を確保するために装置メーカによって実装される高レベルの品質制御にもかかわらず、多くの場合装置の動作を視覚的に確認することが望まれる。例えば、使用者は、電源に装置を接続しようとすることがある。故に、装置は、所定の動作速度「ドライ」で（例えば、装置を介して動く液体なく）運転され、増加した摩擦によって装置の摩滅が加速されうる。この問題を克服するために、使用者によっては無菌流体バス（sterile fluid bath）に装置を挿入するが、これらの無菌流体バスは、患者への感染リスクを高める結果となりうる。
【０００５】
さらに、装置は、多くの場合負荷とは独立した速度を維持するためにセンサレスの速度制御技法を使用する。特に、リバース起電力技法（例えば、「バックEMF」技法）は、多くの場合所定の動作速度で装置内にブラシレスモータの整流を維持するために使用される。しかしながら、装置のテストのために、使用者は、バックEMF技法を適切に利用するための十分な電力を装置に提供できないことがある。例えば、装置が動作する速度を落とすために減少した電圧では、多くの場合速度制御を維持するためのポンプモータによって生成される十分なバックEMFがなく、そのことがポンプモータの停止（間違った装置故障診断）、またはポンプモータの過速度（装置破損の可能性）をもたらす。
【０００６】
故に、装置の動作の視覚的な確認のためにロータリーポンプ装置をテストする方法を改良する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、ポンプのロータリーポンプモータを動作するためのテスト制御器を有し、ロータリーポンプモータは、所定の動作速度を有する。テスト制御器はポンプに電気的に接続されるが、ポンプと着脱可能であり、かつポンプモータをポンプモータの所定の動作速度より遅い所定のテスト速度で回転させるために、ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するように構成されたテスト速度回路を有する。テスト制御器は、所定のテスト速度で回転するようにポンプモータを動作するために、テスト速度回路を選択的に作動するように構成されたアクチュエータをさらに具備する。
【０００８】
本発明の別の態様は、所定の動作速度を有するポンプのロータリーポンプモータを動作するためのテスト制御器を有する。テスト制御器は、ポンプに電気的に接続されるが、ポンプと着脱可能であり、ポンプモータを所定のテスト時間の間回転させるために、ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するように構成されたテスト速度回路を有する。テスト制御器は、所定のテスト時間の間ポンプモータを動作するために、テスト速度回路を選択的に作動するように構成されたアクチュエータをさらに具備する。
【０００９】
本発明のある態様は、テスト速度回路およびアクチュエータを有するテスト制御器を具備するポンプのロータリーポンプモータの動作をテストするための方法を有する。方法は、ポンプにテスト速度回路を電気的に接続するステップと、アクチュエータの選択的な作動に応答して、ポンプモータをポンプモータの所定の動作速度より遅い所定のテスト速度で回転させるために、ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するようにテスト速度回路を選択的に作動するステップとを有する。方法は、ポンプからテスト制御器を取り外すステップをさらに有する。
【００１０】
本発明の別の変形態様は、テスト時間回路およびアクチュエータを有するテスト制御器を具備するポンプのロータリーポンプモータの動作をテストするための方法を有する。方法は、ポンプにテスト制御器を電気的に接続するステップと、アクチュエータの選択的な作動に応答して、ポンプモータのための通常の動作時間より短い所定のテスト時間の間ポンプモータを回転させるために、ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するために選択的にテスト時間回路を作動するステップとを有する。方法は、ポンプからテスト制御器を取り外すステップをさらに有する。
【００１１】
これらの利点および他の利点は、以降の図面および発明の詳細な説明を参照して明らかになる。
【００１２】
本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を説明するとともに、上述の本発明の一般的な説明、以降の実施形態の詳細な説明とともに、本発明の原理を説明するために提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に基づくロータリーポンプ装置、電源、およびテスト制御器を有する循環補助システムの典型的な具体例の図である。
【図２】図１のテスト制御器の内部構成要素の一実施形態の略図である。
【図３】図１のテスト制御器の電力回路の一実施形態の略図である。
【図４】図１のテスト制御器の電力表示回路の一実施形態の略図である。
【図５】図１のテスト制御器の作動回路の一実施形態の略図である。
【図６】図１のテスト制御器の電圧調整回路（voltage regulation circuit）の一実施形態の略図である。
【図７】図１のテスト制御器のスイッチング回路の一実施形態の略図である。
【図８】図１のテスト制御器の調節回路の一実施形態の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態の基本原理を説明する様々な特徴を若干簡素化した表現を提供するために、添付の図面は調整する必要はないことを理解すべきである。例えば、特定の次元、位置、配置、回路への接続および様々に図示された構成要素の形状、および動作の特定の順序（例えば、同時の動作および／またはシーケンシャルな動作を含む）を含め、本明細書に開示されるような本発明の実施形態の特定の設計機能は、特に意図されたアプリケーションおよび使用環境によって、部分的に決定される。図示された実施形態のある特徴は、視覚化を容易にするとともに理解を明確にするために他と比べて拡大または変形されている。
【００１５】
図面を見ると、同様の表記は同様の部分を表し、図１は、ロータリーポンプモータ12（以降「ポンプモータ」12）およびインペラ14を有する埋め込み可能ロータリーポンプ装置10（以降「ポンプ」10）の一実施形態を示す。埋め込み可能ポンプ10は、ポンプ10へ液体を入力するためにフレキシブル入力カニューレ本体（flexible input cannula body）18が接続されうる入力ポート16と、ポンプ10から液体を出力するためにフレキシブル出力カニューレ本体（flexible output cannula body）22が接続されうる出力ポート20とを有する。ケーブル24は、ポンプ電源26またはポンプテスト制御器28のいずれかからポンプに電力を供給するために、ポンプ10から延びている。図１に示すように、ポンプ10は、次にケーブル30を介して電源26から電力を受けるポンプテスト制御器28から、ケーブル24を介して電力を受ける。患者の身体に埋め込まれ、かつ電源26から直接電力を受けるとき、ポンプモータ12は、およそ毎分20,000回転からおよそ毎分28,000回転で動作するように構成される。それ自体、いくつかの実施形態では、ポンプは、ニュージャージー州サドルブルックのサーキュライト社から販売されているシナジー（登録商標）ポケットマイクロポンプである。
【００１６】
ポンプテスト制御器28（以降「制御器」28）は、選択的にポンプ10を作動するとともに、低速で、および／または使用者が埋め込みの前にポンプ10の動作を視覚的に確認できるような制限された時間間隔の間、ポンプモータ12を回転するように構成される。故に、制御器28は、ポンプ10の動作を作動するためのアクチュエータ32と、制御器28が電力を受けるとき表示するための制御器電力表示器34と、制御器28がポンプ10に電力を供給するとき表示するポンプ電力表示器36とを有する。
【００１７】
図２は、制御器28の内部構成要素の一実施形態の略図である。制御器28は、電源26からの電力を調節するとともに、制御器28の回路を動作するために直流電力信号へ電力の少なくとも一部を変換する電力回路38を有する。図３は、電源26からの電力信号中のアーチファクトをフィルタするとともに、キャパシタ42およびヒューズ44に接続されたインダクタ40を有する電力回路38の一実施形態の図である。キャパシタ42は、グランドに接続されるとともに、電源26からの交流の電流信号をグランドに進ませるように構成され、一方、ヒューズ44は、電源26からの過電圧または過電流の電力信号を受けることで、制御器28へのダメージを避けるように構成される。ヒューズ44の出力では、電力回路38は、制御器28に直流電力（図示されるように以降「DC+」）を供給するとともに、ダイオード46と、並列に構成されるとともにグランドに接続されたキャパシタ48および50と連結される。ダイオード46は、定電圧ダイオードであり、キャパシタ48および50は、ヒューズ44からの交流の電流信号をグランドに進ませるように構成される。特定の実施形態では、インダクタ40は、100MHzでおよそ33オーム（ゼロHzでおよそ0.008オーム）の抵抗値、およびおよそ4Aの電力制限を有し、キャパシタ42は、およそ100nFの値を有し、キャパシタ48および50は、およそ1μFの値を有し、ヒューズ44は、およそ1.3Aのトリップ値を有するリセット可能ヒューズであり、ダイオード44は、およそ22Vの値とおよそ3Wの電力制限を有する。さらに特定の実施形態では、インダクタ40は、ドイツのヴァンデンブルクのWurth Elektronik社から販売されているWE-CBF 0805 4A 0R008 チップインダクタのような、広帯域SMDフェライトビーズである。
【００１８】
図２に戻ると、電力回路38は、制御器28が電源26から電力を受けるとき、次に制御器電力表示器34を作動するように構成された電力表示器回路52に、電力を供給するように構成される。図４は、電力表示器回路52の一実施形態の図である。図４に示すように、電力表示器回路52は、電力回路38からDC+信号を受信するとともに、キャパシタ54および電圧調整器56にその信号を印加する。電圧調整器56は、次にDC+信号を調整するとともに、5Vの出力（図示するように、以降「+5V」）を提供する。電圧調整器56の出力は、別のキャパシタ57および制御器電力表示器34にさらに接続される。特定の実施形態では、電圧調整器56は、メイン州サウスポートランドのフェアチャイルド セミコンダクタ社（Fairchild Semiconductor Corporation）から販売されているLM7B05正電圧レギュレータであるとともに、キャパシタ54および57の各々は、およそ100nFの値を有する。それ自体、電力が電源26から制御器28に提供されるとき、電力表示器回路52は、制御器電力表示器34を作動するように構成される。
【００１９】
図２に戻ると、電力表示器回路42は、アクチュエータ32の作動に応答して、ポンプ電力表示器36を作動する作動回路58にさらに接続される。図５は、作動回路58の一実施形態の図である。詳細には、作動回路58は、マルチバイブレータ60のポジティブエッジトリガ入力（例えばピン2）に基づく電力表示器回路52からの第一の+5V信号（「+5VA」）と、マルチバイブレータ60のネガティブエッジトリガ入力（例えばピン1）に基づく逆グランド信号とを受信する単安定マルチバイブレータ60とともに構成される。加えて、第二の+5V信号（「+5VB」）は、キャパシタ62および抵抗64に印加される。抵抗64からの一出力は、キャパシタ66に接続され、一方抵抗64からのもう一つの出力は、マルチバイブレータ60の外部抵抗入力（例えばピン15）に直接接続される。キャパシタ66の出力は、マルチバイブレータ60の外部キャパシタ入力（例えばピン14）に接続される。マルチバイブレータ60は、第一のnチャネルEMFET68（図示されるように、以降「N-EMFET1」68）を介して、アクチュエータ32にさらに接続される。特に、アクチュエータ32の出力は、N-EMFET1 68のドレインに接続され、一方ソースはグランドに接続される。N-EMFET1 68のゲートは、全て並列である、キャパシタ70、抵抗72、および抵抗74に接続される。N-EMFET1 68のゲートは、マルチバイブレータ60の逆リセット低入力（例えばピン3）と、pチャネルEMFET 76（図示されるように、以降「P-EMFET」76）のドレインにさらに接続される。次に、P-EMFET 76のソースは、第三の+5V信号（「+5VC」）に接続されるとともに、そのゲートは、抵抗78およびキャパシタ80に接続される。抵抗78は、P-EMFET 76のソースおよびP-EMFET 76のゲートの間に接続され、一方キャパシタ80はグランドに接続される。
【００２０】
このように、マルチバイブレータ60は、アクチュエータ32の作動を検出するとともに、ポンプ電力表示器36に電力信号を提供し、かつおよそ4秒からおよそ6秒の時間の間に、ポンプモータ12を選択的に作動するように構成される。それ自体、マルチバイブレータ60の正論理出力（例えばピン13）は、第二のnチャネルEMFET 82（図示されるように、以降「N-EMFET2」82）のゲートに接続される。N-EMFET2 82のソースは、グランドに接続され、N-EMFET2 82のドレインは、電圧調整回路（voltage regulation circuit）84に接続されるように構成される。マルチバイブレータ60の逆負論理出力（例えばピン4）は、ポンプモータ12が抵抗86を介して電力を供給されるとき、ポンプ電力表示器36に電力を供給するように構成される。
【００２１】
図５を参照すると、特定の実施形態では、単安定マルチバイブレータ60は、オランダのNXP半導体者によって製造されたような、リセット付きデュアルリトリガ可能な単安定マルチバイブレータ74AHC123である。また、特定の実施形態では、N-EMFET1 68およびN-EMFET2 82は、それぞれフェアチャイルド セミコンダクタ社から販売されているBSS123 nチャネルEMFETであり、一方P-EMFET 76は、またフェアチャイルド セミコンダクタ社から販売されているBSS84 pチャネルEMFETである。さらに特定の実施形態では、抵抗64は、およそ121kΩの値を有し、抵抗72および74はそれぞれおよそ21kΩの値を有し、抵抗78はおよそ10kΩの値を有し、抵抗86はおよそ1kΩの値を有し、キャパシタ62はおよそ100nFの値を有し、キャパシタ66および70はそれぞれおよそ22μFの値を有し、キャパシタ80はおよそ10nFの値を有する。
【００２２】
戻って図２を参照すると、電力回路38は、次に作動回路58およびアクチュエータ32に接続される電圧調整回路84に接続される。図６は、電圧調整回路84の一実施形態の図である。詳細には、電圧調整回路84は、一対のpチャネルMOSFETS 86および88（図示されるように、以降「P-MOSFET1」88および「P-MOSFET2」90）で構成される。電力回路38からのDC+は、並列な抵抗92およびダイオード94に印加される。DC+は、3つの並列リードを介して、P-MOSFET1 88のソースにさらに印加される。加えて、アクチュエータ32からの出力は、抵抗96を介して、抵抗92の他端、ダイオード94の入力、P-MOSFET1 88のゲートに印加される。次に、P-MOSFET1 88のドレインは、並列な抵抗98およびダイオード100に接続される。P-MOSFET1 88のドレインは、2つの並列リードを介して、P-MOSFET2 90のソースにさらに接続される。加えて、作動回路44からの信号は、抵抗102を介して、抵抗89の他端、ダイオード1022の入力、およびP-MOSFET2 90のゲートにさらに印加される。P-MOSFET2 90のドレインは、DC+信号およびキャパシタ104に接続され、スイッチング回路106に出力される。特定の実施形態では、各抵抗92および98は、およそ22kΩの値を有し、各抵抗96および102はおよそ3kΩの値を有し、各ダイオード94および100はNXP社から販売されているような、BZX284シリーズのダイオードであり、各P-MOSFET 88および90は、コネチカット州シェルトンのビシェイ社（Vishay Americas）から販売されているSi7415DNシリーズのPチャネル60-V MOSFETである。
【００２３】
図２に戻ると、スイッチング回路106は、制御器モータ108に適する信号に、電圧調整回路84から受信した信号を変換するように構成される。図７は、ブーストまたはセットアップ・レギュレータとして構成されたスイッチング調整器（switching regulator）110を有するスイッチング回路106の一実施形態の図である。スイッチング調整器への入力に焦点を当てると、スイッチング調整器110の電圧入力（例えばピン8）は、電圧調整回路84に接続される。加えて、スイッチング調整器110の調整的な入力（例えばピン1）は、抵抗114とともに並列なスイッチング調整器110のコレクタ出力（例えばピン6）からフィードバック抵抗として構成される抵抗112に接続される。スイッチング調整器110の振動入力（例えばピン3）は、キャパシタ118および抵抗120の直列の組合せ（series combination）と並列なキャパシタ116と接続される。キャパシタ116と、キャパシタ118および120の直列の組合せとは、グランドに接続されたキャパシタ122にさらに並列である。さらに、キャパシタ116と、キャパシタ118および120の直列の組合せとの反対の端は、並列な抵抗112および114に接続される。スイッチング調整器110のグランド入力（例えばピン4）は、グランドに接続される。
【００２４】
スイッチング調整器110の出力に焦点をあてると、スイッチング調整器110のコレクタ出力（例えばピン6）は、インダクタ124とダイオード126に接続される。インダクタ124の出力は、次にDC+入力に接続される。スイッチング調整器110のエミッタ制限および電流制限（例えば、それぞれピン5およびピン7）については、次にグランドに接続する抵抗127に、これらは共に連結される。
【００２５】
ダイオード126の出力は、キャパシタ130に並列なキャパシタ128（両方ともグランドに連結される）に接続される。ダイオード126の出力は、ダイオード132（その入力はグランドに連結される）の出力と、スイッチング調整器110の調整的な入力（例えばピン1）に接続された抵抗112とに接続される。加えて、ダイオード132の出力は、直列構成の２つの抵抗134および136に接続される。抵抗134および136の出力は、インダクタ138、およびグランドに連結したキャパシタ140に接続される。インダクタ138の出力は、次に制御器モータ108だけでなく別のキャパシタ142に連結する。特定の実施形態では、スイッチング調整器110は、カリフォルニア州サンタクララのナショナル セミコンダクタ社（National Semiconductor）から販売されているLM3578Aシリーズのスイッチング調整器であり、抵抗112および120の各々は、およそ200kΩの値を有し、抵抗127はおよそ0Ωの値を有し、抵抗134および136の各々はおよそ120kΩの値を有し、キャパシタ116はおよそ22pFの値を有し、キャパシタ118はおよそ33nFの値を有し、キャパシタ122はおよそ1nFの値を有し、キャパシタ128はおよそ10μFの値を有し、キャパシタ130はおよそ10nFの値を有し、キャパシタ140はおよそ100nFの値を有し、キャパシタ142はおよそ470pFの値を有し、インダクタ124はおよそ330μHの値を有し、インダクタ138は100MHzでおよそ33Ω（ゼロHzでおよそ0.08Ω）の抵抗値と、およそ4Aの電流制限とを有し、ダイオード126は、BZX284シリーズのダイオードであり、ダイオード132はおよそ22Vの値と、およそ3Wの電力制限とを有する。さらなる特定の実施形態では、インダクタ138は、図3のインダクタ40と同様にWE-CBF 0805 4A 0R008チップインダクタである。
【００２６】
図２を再度参照すると、スイッチング回路106からの出力144は、制御器モータ108に接続される。制御器モータ108は、次に生成器150に接続された第二のギアボックス148に機械的に接続された第一のギアボックス146に接続される。生成器150は、ポンプモータ12に位相「U」、「V」、「W」の各々を提供するために、ポンプモータ12に3つの出力線152、154、156を提供するように構成される。特定の実施形態では、制御器モータ108はマサチューセッツ州フォールリバーのマクソン・プレシジョン・モータ社（Maxon Precision Motors, Inc.）から販売されているF2140シリーズの40mm黒鉛ブラッシュレスDCモータである。さらなる特定の実施形態では、ギアボックス146および148の各々は、マクソン社からまた販売されている遊星ギアヘッド（planetary gearhead）シリーズ16A、16mmであり、一方、生成器150はマクソン社からまた販売されているEC16シリーズ16mmブラッシュレスECモータである。
【００２７】
制御器28では、出力線152、154、および156上のポンプモータ12の各位相は、各調節回路158a〜158cによって調節される。図８は、ポンプモータ12への信号を調節するために使用される調節回路158の一実施形態の図である。詳細には、調節回路158への入力は、生成器150からの位相であり、キャパシタ160に接続される。キャパシタ160は、次に、DC+信号に接続された抵抗162と、グランドに接続された抵抗164とに接続される。調節回路158は、動作増幅器166を有し、その正の入力は、キャパシタ160の出力と、DC+信号に接続された抵抗162と、グランドに接続された抵抗164とに接続される。増幅器166の負の入力は、抵抗168およびキャパシタ170の直列の組合せの出力に接続される。増幅器166の負の入力は、さらに抵抗174と並列なキャパシタ172に接続される。増幅器166の出力は、第一のダイオード176の入力に接続され、その出力は、第二のダイオード178の入力に接続される。第二のダイオード178の出力は、次にグランドに連結された抵抗180に接続される。増幅器166の出力に戻ると、出力は、第二のダイオード178の出力に接続された抵抗184と並列に構成された抵抗182にまた連結される。次に、抵抗182および184は、第一のPNPトランジスタ186のベースと並列に接続される。第一のPNPトランジスタ186のエミッタは、次に増幅器166の負の入力に接続されたキャパシタ172および抵抗174の並列の組合せに接続された抵抗188に接続される。しかしながら、第一のPNPトランジスタ186のコレクタは、第二のPNPトランジスタ190のベースに連結される。第二のPNPトランジスタ190のエミッタは、抵抗192に接続され、抵抗192は増幅器166の負の入力に接続されたキャパシタ172および抵抗174の並列の組合せにさらに接続される。
【００２８】
増幅器166の出力は、第一のNPNトランジスタ196のベースに接続された抵抗194にまた接続される。第一のNPNトランジスタ196のコレクタは、抵抗198に接続される。抵抗198は、次にDC+信号と第二のNPNトランジスタ200のコレクタとに接続される。第一のNPNトランジスタ196に戻ると、第一のNPNトランジスタ196のエミッタは、第二のNPNトランジスタ200のベースに接続される。第二のNPNトランジスタ200のエミッタは、抵抗202を介して、増幅器166の負の入力に接続されたキャパシタ172および抵抗174の並列の組合せに接続される。
【００２９】
図８に示されるように、増幅器166の負の入力に接続されたキャパシタ172および抵抗174の並列の組合せは、さらに直列の２つの抵抗204および206に接続される。抵抗204および206の出力は、次に、グランドおよびインダクタ210に連結されたキャパシタ208に接続される。インダクタ210は、グランドおよびダイオード214（その入力はグランドに連結される）の出力に連結されたキャパシタ212と並列に接続される。インダクタ210は、さらにポンプモータ12のU、V、W位相に連結される。
【００３０】
特定の実施形態では、増幅器166は、マサチューセッツ州ノースウッドのアナログデバイス社（Analog Devices）から販売されている、単一電源、省電力、FET入力オペアンプであるAD824シリーズである。さらなる特定の実施形態では、抵抗162、164、および174の各々は、およそ100kΩの値を有し、抵抗168、188、および198の各々は、およそ21kΩの値を有し、抵抗180はおよそ4kΩの値を有し、抵抗182、184、および194の各々は、およそ100Ωの値を有し、抵抗192および202の各々は、およそ0Ωの値を有し、抵抗204および206は4R7-5Wシリーズの軸巻線抵抗器（axial wirewound resistor）である。特定の実施形態では、キャパシタ160はおよそ10μFの値を有し、キャパシタ170はおよそ4μFの値を有し、キャパシタ172はおよそ1nFの値を有し、キャパシタ208はおよそ47μFの値を有し、キャパシタ212はおよそ100nFの値を有する。特定の実施形態では、フェライトビーズ210は、図３のインダクタ40および図７のインダクタ138と同様のWE-CBF 0805 4A 0R008のチップインダクタであり、一方ダイオード176および178は、それぞれフェアチャイルド セミコンダクタ社から販売されている、BAV99シリーズのダイオードであり、ダイオード214はD402シリーズのツェナーダイオードである。
【００３１】
使用時、作業者は、制御器28をポンプ10と電源26とに接続する。制御器28は電力が供給されると、制御器電力表示器52が作動する。使用者がアクチュエータ32を作動すると、制御器は、電源26からの電力信号をポンプモータ12のための複数の信号に変換する。詳細には、制御器28は、およそ780RPMからおよそ1180RPMの速度でポンプモータ12を動作するように構成されるが、通常動作の間ポンプモータ12は、およそ20000RPMからおよそ28000RPMの速度で動作するように構成される。その上、そのためポンプモータ12が、ポンプモータ12が停止または過速度を受けることなくバックEMF制御技法を利用できるように、制御器28は、ポンプモータ12に十分な電力を提供するように構成される。故に、使用者は、ポンプの「ドライ」運転または無菌バスの利用なく、ポンプ10の動作を視覚的に確認できる。
【００３２】
制御器28は、およそ4秒からおよそ6秒の期間の間に、ポンプ10のために電源26からの電力を変換するように構成される。詳細には、制御器28は、アクチュエータ32が連続して作動されるとき、そのわずかの期間の間だが、ポンプ10に電力を供給するように構成される。あるいは、制御器28は、アクチュエータ32の瞬間的な作動に応答して、その期間の間にポンプ10に電力を供給するように構成されうる。制御器28は、ポンプ10に電力を供給するとき、ポンプ電力表示器34が作動される。使用者が検査を完了した後、使用者は、ポンプ10および電源26から制御器を取り外すことができる。
【００３３】
本発明の実施形態は、様々な実施形態および例の説明によって説明され、かつこれらの実施形態はかなり詳細に記載されているが、そのような詳細に添付の特許請求の範囲を制限またはどうにかして限定することは出願人の意図ではない。さらなる利点および変形が、当業者には容易に明らかである。故に、より広い意味で本願発明の実施形態は、特定の詳細、代表的な装置および方法、および図示され記載された説明的な事例に限定されない。したがって、出願人の概略の発明の概念の精神および範囲から逸脱することなく、そのような詳細から展開されうる。
【符号の説明】
【００３４】
10  埋め込み可能ロータリーポンプ装置
12  ロータリーポンプモータ
14  インペラ
16  入力ポート
18  フレキシブル入力カニューレ本体
20  出力ポート
22  フレキシブル出力カニューレ本体
24、30  ケーブル
26  ポンプ電源
28  ポンプテスト制御器
【図１】
2013520155.tif 000003
【図２】
2013520155.tif 000004
【図３】
2013520155.tif 000005
【図４】
2013520155.tif 000006
【図５】
2013520155.tif 000007
【図６】
2013520155.tif 000008
【図７】
2013520155.tif 000009
【図８】
2013520155.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月15日(2011.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者への埋め込みのために構成されるとともに、テスト制御器なしで埋め込まれた状態で動作するポンプの所定の動作速度を有するロータリーポンプモータを動作するためのテスト制御器であって、
前記ポンプに電気的に接続されるが、前記ポンプと脱着可能であり、かつポンプモータの所定の動作速度より遅い所定のテスト速度で前記ポンプモータを回転させるために、前記ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するように構成されたテスト速度回路と、
前記所定のテスト速度で回転するように前記ポンプモータを動作するために、前記テスト速度回路を選択的に作動するように構成されたアクチュエータと
を具備するテスト制御器。
【請求項２】
前記所定の動作速度は、およそ毎分20000回転からおよそ毎分28000回転であるとともに、前記所定のテスト速度は、およそ毎分780回転からおよそ毎分1180回転であることを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項３】
前記テスト速度回路および前記アクチュエータに電気的に接続されたタイミング回路をさらに具備し、
前記タイミング回路は、前記アクチュエータの連続した作動に応答して、所定の期間後に前記ポンプモータへの少なくとも１の信号を停止するように、前記テスト速度回路および前記アクチュエータと共に動作することを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項４】
前記所定の期間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項３に記載のテスト制御器。
【請求項５】
前記テスト速度回路は、前記アクチュエータの選択的な作動の間、少なくとも１の信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項６】
前記テスト速度回路は、電源からの電力信号を前記少なくとも１の信号に変換するために、ポンプのための前記電源に電気的に接続されるが、前記電源と着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項７】
前記ポンプは、インペラを有することを特徴とする請求項１に記載のテスト制御器。
【請求項８】
患者への埋め込みのために構成されるとともに、テスト制御器なしで埋め込まれた状態で動作するポンプの所定の動作速度を有するロータリーポンプモータを動作するためのテスト制御器であって、
前記ポンプに電気的に接続されるが、前記ポンプと脱着可能であり、かつ所定のテスト時間の間前記ポンプモータを回転させるために、前記ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するように構成されたテスト速度回路と、
前記所定のテスト時間の間ポンプモータを動作するように、前記テスト速度回路を選択的に作動するように構成されたアクチュエータと
を具備することを特徴とするテスト制御器。
【請求項９】
前記所定のテスト時間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１０】
前記テスト速度回路は、所定のテスト速度で回転するように前記ポンプモータを動作するために、前記ポンプモータに前記少なくとも１の信号を印加するようにさらに構成されることを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１１】
前記所定のテスト速度は、およそ毎分780回転からおよそ毎分1180回転であることを特徴とする請求項１０に記載のテスト制御器。
【請求項１２】
前記テスト速度回路および前記アクチュエータに電気的に接続されたタイミング回路をさらに具備し、
前記タイミング回路は、前記アクチュエータの連続した作動に応答して、所定の期間後に前記ポンプモータへの少なくとも１の信号を停止するように、前記テスト速度回路および前記アクチュエータと共に動作することを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１３】
前記テスト時間回路は、前記アクチュエータの選択的な作動に応じて、前記少なくとも１の信号を印加するように構成されることを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１４】
前記ポンプは、インペラを有することを特徴とする請求項８に記載のテスト制御器。
【請求項１５】
テスト速度回路およびアクチュエータを有するテスト制御器を具備し、患者への埋め込みのために構成されたポンプの所定の動作速度を有するロータリーポンプモータの動作をテストするための方法であって、
前記ポンプに前記テスト制御器を電気的に接続するステップと、
前記アクチュエータの選択的な作動に応答して、前記ポンプモータの所定の動作速度より遅い所定のテスト速度で前記ポンプモータを回転させるために、前記ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するための前記テスト速度回路を選択的に作動するステップと、
前記ポンプから前記テスト制御器を取り外すステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記所定の動作速度は、およそ毎分20000回転からおよそ毎分28000回転であるとともに、前記所定のテスト速度は、およそ毎分780回転からおよそ毎分1180回転であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１の信号は、所定の時間の間に印加されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記所定の時間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポンプのための電源に前記テスト制御器を電気的に接続するステップと、
前記電源からの電力信号を前記少なくとも１の信号に変換するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポンプは、インペラを有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
テスト速度回路およびアクチュエータを有するテスト制御器を具備し、患者への埋め込みのために構成されたポンプの所定の動作速度を有するロータリーポンプモータの動作をテストするための方法であって、
前記ポンプに前記テスト制御器を電気的に接続するステップと、
前記アクチュエータの選択的な作動に応答して、所定のテスト時間の間前記ポンプモータを回転させるように、前記ポンプモータに少なくとも１の信号を印加するために前記テスト時間回路を選択的に作動するステップと、
前記ポンプから前記テスト制御器を取り外すステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記所定のテスト時間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１の信号は、前記ポンプモータの所定の動作速度より遅い所定のテスト速度で前記ポンプモータを回転させることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記所定の動作速度は、およそ毎分20000回転からおよそ毎分28000回転であるとともに、前記所定のテスト速度は、およそ毎分780回転からおよそ毎分1180回転であることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ポンプのための電源に前記テスト制御器を電気的に接続するステップと、
前記電源からの電力信号を少なくとも１の信号に変換するステップと
をさらに有する請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記ポンプは、インペラを有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記所定の時間は、およそ4秒からおよそ6秒であることを特徴とする請求項１２に記載のテスト制御器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図２に戻ると、電力表示器回路52は、アクチュエータ32の作動に応答して、ポンプ電力表示器36を作動する作動回路58にさらに接続される。図５は、作動回路58の一実施形態の図である。詳細には、作動回路58は、マルチバイブレータ60のポジティブエッジトリガ入力（例えばピン2）に基づく電力表示器回路52からの+5V信号と、マルチバイブレータ60のネガティブエッジトリガ入力（例えばピン1）に基づく逆グランド信号とを受信する単安定マルチバイブレータ60とともに構成される。加えて、+5V信号は、キャパシタ62および抵抗64に印加される。抵抗64からの一出力は、キャパシタ66に接続され、一方抵抗64からのもう一つの出力は、マルチバイブレータ60の外部抵抗入力（例えばピン15）に直接接続される。キャパシタ66の出力は、マルチバイブレータ60の外部キャパシタ入力（例えばピン14）に接続される。マルチバイブレータ60は、第一のnチャネルEMFET68（図示されるように、以降「N-EMFET1」68）を介して、アクチュエータ32にさらに接続される。特に、アクチュエータ32の出力は、N-EMFET1 68のドレインに接続され、一方ソースはグランドに接続される。N-EMFET1 68のゲートは、全て並列である、キャパシタ70、抵抗72、および抵抗74に接続される。N-EMFET1 68のゲートは、マルチバイブレータ60の逆リセット低入力（例えばピン3）と、pチャネルEMFET 76（図示されるように、以降「P-EMFET」76）のドレインにさらに接続される。次に、P-EMFET 76のソースは、+5V信号に接続されるとともに、そのゲートは、抵抗78およびキャパシタ80に接続される。抵抗78は、P-EMFET 76のソースおよびP-EMFET 76のゲートの間に接続され、一方キャパシタ80はグランドに接続される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
戻って図２を参照すると、電力回路38は、次に作動回路58およびアクチュエータ32に接続される電圧調整回路84に接続される。図６は、電圧調整回路84の一実施形態の図である。詳細には、電圧調整回路84は、一対のpチャネルMOSFETS 86および88（図示されるように、以降「P-MOSFET1」88および「P-MOSFET2」90）で構成される。電力回路38からのDC+は、並列な抵抗92およびダイオード94に印加される。DC+は、3つの並列リードを介して、P-MOSFET1 88のソースにさらに印加される。加えて、アクチュエータ32からの出力は、抵抗96を介して、抵抗92の他端、ダイオード94の入力、P-MOSFET1 88のゲートに印加される。次に、P-MOSFET1 88のドレインは、並列な抵抗98およびダイオード100に接続される。P-MOSFET1 88のドレインは、2つの並列リードを介して、P-MOSFET2 90のソースにさらに接続される。加えて、作動回路58からの信号は、抵抗102を介して、抵抗98の他端、ダイオード100の入力、およびP-MOSFET2 90のゲートにさらに印加される。P-MOSFET2 90のドレインは、キャパシタ104に接続され、スイッチング回路106に出力される。特定の実施形態では、各抵抗92および98は、およそ22kΩの値を有し、各抵抗96および102はおよそ3kΩの値を有し、各ダイオード94および100はNXP社から販売されているような、BZX284シリーズのダイオードであり、各P-MOSFET 88および90は、コネチカット州シェルトンのビシェイ社（Vishay Americas）から販売されているSi7415DNシリーズのPチャネル60-V MOSFETである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
使用時、作業者は、制御器28をポンプ10と電源26とに接続する。制御器28は電力が供給されると、制御器電力表示器52が作動する。使用者がアクチュエータ32を作動すると、制御器は、電源26からの電力信号をポンプモータ12のための複数の信号に変換する。詳細には、制御器28は、およそ780RPMからおよそ1180RPMの速度でポンプモータ12を動作するように構成されるが、通常動作の間ポンプモータ12は、およそ20000RPMからおよそ28000RPMの速度で動作するように構成される。その上、そのためポンプモータ12が、ポンプモータ12が停止または過速度を受けることなくバックEMF制御技法を利用できるように、制御器28は、ポンプモータ12に十分な電力を提供するように構成される。故に、使用者は、無菌バスの利用なく、ポンプ10の動作を視覚的に確認できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2013520155.tif 000011
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2013520155.tif 000012
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2013520155.tif 000013
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2013520155.tif 000014
【国際調査報告】
2013520155.tif 000015