(57)【要約】  本発明の流体投与装置はタンクから流体を駆動するための流体駆動機構及び該流体駆動機構を作動させるための作動機構を含んでもよい。本発明の流体投与装置はまた、流体投与装置の動作を監視するための１つまたは複数のセンサーを含んでもよい。本発明の流体投与装置はまた、流体投与装置の構成要素の間の機械的及び／または電気的な接続を与えるシャシーを含んでもよい。
2008534131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体タンク；
前記流体タンク内に受容されるプランジャー；
前記流体タンク内で前記プランジャーを進めるために前記プランジャーに結合するねじ切り駆動ロッド；
前記ねじ切り駆動ロッドに結合した駆動輪；
前記駆動輪に結合してそれを増大方向に回転させるように構成された少なくとも１つのアームを含む旋回可能駆動結合部材；及び、
前記旋回可能駆動結合部材を旋回させるために前記旋回可能駆動結合部材に結合した線形アクチュエーターであって、作動されたときに前記旋回可能駆動結合部材が回転することを生じさせる線形アクチュエーターを備える流体投与装置。
【請求項２】
前記線形アクチュエーターがＳＭＡワイヤである、請求項１に記載の流体投与装置。
【請求項３】
前記ＳＭＡワイヤが少なくとも１つの第１及び第２のＳＭＡワイヤ部分を備え、第１ＳＭＡワイヤ部分が前記旋回可能駆動結合部材の第１方向への旋廻を生じ、第２ＳＭＡワイヤ部分が前記旋回可能駆動結合部材の第２方向への旋廻を生じる、請求項２に記載の流体投与装置。
【請求項４】
前記第１及び第２ＳＭＡワイヤ部分が第１及び第２の端部を有する連続的なＳＭＡワイヤの一部であり、前記旋回可能駆動結合部材が該第１と第２の端部の間に結合されている、請求項３に記載の流体投与装置。
【請求項５】
前記旋回可能駆動結合部材がアクチュエーター信号を起動するために電気伝導経路に接触するように構成された１つの脚部を含む、請求項１に記載の流体投与装置。
【請求項６】
前記旋回可能駆動結合部材が第１及び第２方向に旋廻するときに前記旋回可能駆動結合部材が前記駆動輪に結合してそれを増大方向に回転させるように構成された第１及び第２のアームを含む、請求項５に記載の流体投与装置。
【請求項７】
前記旋回可能駆動結合部材が第１及び第２方向に旋廻するときに前記旋回可能駆動結合部材がアクチュエーター信号を起動するために電気伝導経路に接触するように構成された第１及び第２の脚部を備える、請求項６に記載の流体投与装置。
【請求項８】
前記駆動輪が前記旋回可能駆動結合部材の前記第１及び第２アームによって結合される第１及び第２のラチェット輪部分を含む、請求項６に記載の流体投与装置。
【請求項９】
前記第１及び第２ラチェット輪部分が前記旋回可能駆動結合部材の前記アームに結合するための複数の歯を備え、前記第１ラチェット輪の該歯が第２ラチェット輪の該歯に対してオフセットを有する、請求項６に記載の流体投与装置。
【請求項１０】
前記流体タンク、前記駆動輪、前記旋回可能駆動結合部材、及び前記ＳＭＡワイヤ部分と機械的に相互作用するシャシーをさらに備える、請求項３に記載の流体投与装置。
【請求項１１】
前記旋回可能駆動結合部材が前記シャシーに旋廻可能に結合しており、前記ＳＭＡワイヤが前記第１及び第２端部で前記シャシーに取り付けられている、請求項１０に記載の流体投与装置。
【請求項１２】
前記シャシーが電気伝導経路を含み、前記第１及び第２ＳＭＡワイヤ部分が電流を前記ＳＭＡワイヤ部分に流すために構成された前記電気伝導経路の２つに電気的に接続されており、そして前記旋回可能駆動結合部材が共通グランドとして機能するように構成された前記伝導経路のもう１つに電気的に接続されている、請求項１１に記載の流体投与装置。
【請求項１３】
前記駆動輪に交差して拡張する回転センサーをさらに備え、前記駆動輪が前記駆動輪の回転の少なくとも一部の動作中に前記回転センサーを電気伝導経路に結合し、そして電気伝導経路から分離させ、それによって前記駆動輪の回転を示す回転センサー信号を起動するために前記回転センサーに結合するように構成されている、請求項１に記載の流体投与装置。
【請求項１４】
前記流体タンク、前記駆動輪、前記旋回可能駆動結合部材、及び前記ＳＭＡワイヤ部分と機械的に相互作用するシャシーをさらに備え、前記シャシーが電気伝導経路を含み、前記回転センサーの一方の端部が前記シャシーに取り付けられており、前記伝導経路の１つに電気的に接続されており、そして前記回転センサーが前記回転センサー信号を起動するために前記電気伝導経路のもう１つと接触しかつ前記電気伝導経路のもう１つから分離するように構成されている、請求項１３に記載の流体投与装置。
【請求項１５】
前記駆動輪が前記ねじ切り駆動ロッドの線形の動作を与えるために前記ねじ切り駆動ロッドにねじ込み式に結合するように構成されている、請求項１に記載の流体投与装置。
【請求項１６】
前記ねじ切り駆動ロッドの経路に交差して拡張する充填センサーをさらに備え、前記ねじ切り駆動ロッドが、前記プランジャーが前記流体タンクの予め決められた位置にあるときに前記充填センサーを伝導経路に接触させ、前記流体タンク内の流体の量を示す充填センサー信号を起動するために前記充填センサーに結合するように構成されている、請求項１５に記載の流体投与装置。
【請求項１７】
前記流体タンク、前記駆動輪、前記旋回可能駆動結合部材、及び前記ＳＭＡワイヤ部分と機械的に相互作用するシャシーをさらに備え、前記シャシーが電気伝導経路を含み、前記回転センサーの一方の端部が前記シャシーに取り付けられており、前記伝導経路の１つに電気的に接続されており、そして前記充填センサーが前記充填センサー信号を起動するために前記伝導経路のもう１つと接触するように構成されている、請求項１６に記載の流体投与装置。
【請求項１８】
前記ねじ切り駆動ロッドの経路に交差して拡張する複数の充填センサーを備え、前記ねじ切り駆動ロッドが、前記プランジャーが前記流体タンクの予め決められた位置にあるときに前記充填センサーを伝導経路に接触させ、各々が前記流体タンク内の流体の量を示す充填センサー信号を起動するために前記充填センサーに結合するように構成されている、請求項１５に記載の流体投与装置。
【請求項１９】
前記駆動輪が非スレッド結合位置から前記ねじ切り駆動ロッドのスレッドに結合するスレッド結合位置まで移動するように構成されたスレッド結合機構を含み、前記駆動輪が、前記スレッド結合機構が前記スレッド結合位置にありかつ前記駆動輪が回転したときに前記ねじ切り駆動ロッドの線形の動きを与えるように構成されている、請求項１に記載の流体投与装置。
【請求項２０】
流体タンク；
前記流体タンク内に受容されるプランジャー；
前記流体タンク内で前記プランジャーを進めるために前記プランジャーに結合するねじ切り駆動ロッド；
前記ねじ切り駆動ロッドに結合した駆動輪；
前記駆動輪に結合しそれを増大方向に回転させるように構成されている作動機構；及び、
前記駆動輪に交差して拡張する回転センサーを備え、前記駆動輪が前記駆動輪の回転中に前記回転センサーを電気伝導経路に結合して前記駆動輪の回転を示す電気信号を起動するために前記回転センサーに結合するように構成されている流体投与装置。
【請求項２１】
前記流体タンク、前記駆動輪、及び前記作動機構と機械的に相互作用するシャシーをさらに備え、前記シャシーが電気伝導経路を含み、前記回転センサーの一方の端部が前記シャシーに取り付けられており、前記伝導経路の１つに電気的に接続されており、そして前記回転センサーが前記電気信号を起動するために前記電気伝導経路のもう１つと接触しかつ前記電気伝導経路のもう１つから分離するように構成されている、請求項２０に記載の流体投与装置。
【請求項２２】
前記駆動輪が前記回転センサーと接触するように構成されたハブを含む、請求項２０に記載の流体投与装置。
【請求項２３】
流体タンク；
前記流体タンク内に受容されるプランジャー；
前記流体タンク内で前記プランジャーを進めるために前記プランジャーに結合するねじ切り駆動ロッド；
前記ねじ切り駆動ロッドにねじ込み式に結合するように構成された駆動輪であって、前記駆動輪が回転したときに前記ねじ切り駆動ロッドの線形の動作を与えるように構成された駆動輪；
前記駆動輪に結合しそれを増大方向に回転させるように構成されている作動機構；及び、
前記ねじ切り駆動ロッドの経路に交差して拡張する充填センサーを備え、前記ねじ切り駆動ロッドが、前記プランジャーが前記流体タンクの予め決められた位置にあるときに前記充填センサーを電機伝導経路に接触させ、前記流体タンク内の流体の量を示す電気信号を起動するために前記充填センサーに結合するように構成されている流体投与装置。
【請求項２４】
前記ねじ切り駆動ロッドの経路に交差して拡張する複数の充填センサーを備え、前記ねじ切り駆動ロッドが、前記プランジャーが前記流体タンクの予め決められた位置にあるときに前記充填センサーを伝導経路に接触させ、各々が前記流体タンク内の流体の量を示す充填センサー信号を起動するために前記充填センサーに結合するように構成されている、請求項２３に記載の流体投与装置。
【請求項２５】
前記流体タンク、前記駆動輪、及び前記作動機構と機械的に相互作用するシャシーをさらに備え、前記シャシーが電気伝導経路を含み、前記充填センサーの一方の端部が前記シャシーに取り付けられており、前記伝導経路の１つに電気的に接続されており、そして前記充填センサーが前記電気信号を起動するために前記電気伝導経路のもう１つと接触するように構成されている、請求項２３に記載の流体投与装置。
【請求項２６】
流体タンク；
前記流体タンク内に受容されるプランジャー；
前記流体タンク内で前記プランジャーを進めるために前記プランジャーに結合するねじ切り駆動ロッド；
前記ねじ切り駆動ロッドを受容するために構成された駆動輪であって、非スレッド結合位置から前記ねじ切り駆動ロッドのスレッドに結合するスレッド結合位置まで移動するように構成されたスレッド結合機構を含み、前記スレッド結合機構が前記スレッド結合位置にありかつ前記駆動輪が回転したときに前記ねじ切り駆動ロッドの線形の動きを与えるように構成されている駆動輪；及び、
前記駆動輪に結合しそれを増大方向に回転させるように構成されている作動機構を備える流体投与装置。
【請求項２７】
前記流体タンク、前記駆動輪、及び前記作動機構と機械的に相互作用するシャシーをさらに備え、前記シャシーが前記スレッド結合機構を前記非スレッド結合位置から前記スレッド結合位置まで移動させるために前記スレッド結合機構に結合するように構成されたカム面を含む、請求項２６に記載の流体投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は本出願人に譲渡された米国特許出願No.10/128,205の継続出願である２００３年１１月７日に出願された米国特許出願No.10/704,291の継続出願であり、それらの出願の内容は本願に参照として組み込まれる。本願は本出願人に譲渡された米国特許出願No.10/907,286「CHASSIS FOR FLUID DELIVERY DEVICE」に関連し、その出願の内容は本願に参照として組み込まれる。
【０００２】
本発明は流体投与装置（または、流体伝達装置）、特に患者に治療用の液体を投与するための注入ポンプに関する。
【背景技術】
【０００３】
流体投与装置は患者に、皮下的に液体の薬剤を投与する等の多様な用途を有する。例えば、真性糖尿病等の患者に対し、インシュリンを投与するために歩行用注入ポンプが使用されている。これらの歩行用注入ポンプは多様なベーサル率及びボーラス要求を含む複雑な流体投与プロフィール（または、投与パターン）を与える能力を有する。薬の投与を正確に制御する能力は患者への薬及び治療の効果の向上及び毒性の低減をもたらす。
【０００４】
いくつかの既存の歩行用注入ポンプは液体の薬剤を収容するためのタンクを含み、その液体の薬剤を、チューブを介して、患者の皮下に挿入される針及び／またはソフトカニューレに伝達するために電気機械式ポンプまたは計量技術を使用する。これらの既存の装置は装置の筐体上に配置された電気機械式ボタンまたはスイッチを介して制御及びプログラムすることを可能にする。これらの装置はテキストまたは画像のスクリーンを介した視覚的なフィードバックを含み、そして警告及び警報ランプ及び音声または振動による信号及びアラームを含んでもよい。これらの装置は通常、患者の身体に対してハーネスまたはポケット、またはストラップを利用して装着される。
【０００５】
しかしながら、従来技術の歩行用注入ポンプは高価で、注入のためのプログラム及び準備が難しく、さらに、大きくて重くかつ壊れやすい。これらの装置の注入のための準備は困難なことが多く、患者が目的の薬剤及び多様な付属品の両方を持ち歩くことを必要とする。多くの既存の装置はまた、正確な機能及び長期の使用に対する安全性を確実にするために特殊な取り扱い、保守、及びクリーニングを必要とする。これらの既存の装置に対する複雑さや値段の高さのために、多くの患者は歩行用注入ポンプによって大きな利益を受けることができるにもかかわらず、これらより質の低い治療法を使用している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、小型かつ単純で製造コストが低い流体投与装置に対する要求が存在し、本発明の目的はそのような流体投与装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流体投与装置は流体タンク、流体タンク内に受容されるプランジャー、流体タンク内でプランジャーを進めるためにプランジャーに結合されたねじ切り駆動ロッド、及びねじ切り駆動ロッドに結合された駆動輪を含む。本発明の流体投与装置はまた、駆動輪に結合してそれを増大方向に回転させるように構成された少なくとも１つのアームを含む旋回可能駆動結合部材、及び旋回可能駆動結合部材を旋回させるために該旋回可能駆動結合部材に結合された第１及び第２の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ部分を含む。給電（または、充電）への応答で、第１ＳＭＡワイヤ部分は収縮して旋回可能駆動結合部材を第１方向に引っ張り、第２ＳＭＡワイヤ部分は収縮して旋回可能駆動結合部材を第２方向に引っ張るように構成されている。
【０００８】
本発明のもう１つの実施例において、流体投与装置は流体タンク、流体タンク内に受容されるプランジャー、流体タンク内でプランジャーを進めるためにプランジャーに結合されたねじ切り駆動ロッド、ねじ切り駆動ロッドに結合された駆動輪、及び駆動輪に結合してそれを増大方向に回転させるように構成された作動機構を含む。流体投与装置のこの実施例はまた、駆動輪に交差して拡張する回転センサーを含む。駆動輪は回転センサーを伝導経路に接触させ、駆動輪の回転を示す電気信号を起動するために回転中に回転センサーに結合するように構成される。
【０００９】
本発明のもう１つの実施例において、流体投与装置は流体タンク、流体タンク内に受容されるプランジャー、流体タンク内でプランジャーを進めるためにプランジャーに結合されたねじ切り駆動ロッド、回転したときにねじ切り駆動ロッドの線形の動きを与えるためにねじ切り駆動ロッドにねじ込み式に結合するように構成された駆動輪、及び駆動輪に結合してそれを増大方向に回転させるように構成された作動機構を含む。流体投与装置のこの実施例はまた、ねじ切り駆動ロッドに交差して拡張する充填センサーを含む。ねじ切り駆動ロッドは、プランジャーが流体タンク内の予め決められた位置にあるときに、充填センサーを流体タンク内の流体の量を示す電気信号を可能にする電気伝導経路に接触させるために充填センサーに結合するように構成されている。
【００１０】
本発明のもう１つの実施例において、流体投与装置は流体タンク、流体タンク内に受容されるプランジャー、及び流体タンク内でプランジャーを進めるためにプランジャーに結合されたねじ切り駆動ロッドを含む。この実施例において、流体投与装置はまた、ねじ切り駆動ロッドを受容するために構成され、非スレッド結合位置からねじ切り駆動ロッドのスレッド（または、ねじ溝）に結合するスレッド結合位置まで移動するように構成されたスレッド結合機構を含む駆動輪を含む。駆動輪はスレッド結合機構がスレッド結合位置にあり、駆動輪が回転したときにねじ切り駆動ロッドの線形の動作を与えるように構成されている。
【００１１】
本発明のこれら及び他の特徴及び長所は付随する図面とともに以下の詳細な説明を読むことによってより明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照すると、流体投与装置２００の１つの実施例が示されている。例としての実施例において、流体投与装置２００は人間または動物に液体の薬剤等の流体を皮下的に投与するために使用される。流体投与装置２００が他の種類の流体の投与のために使用されてもよいことは当業者にとって明白であるだろう。流体投与装置２００は例えば、ボーラス要求、連続的注入、及び多様な流量の投与を達成するための流体投与プロフィールに従った様式等の、制御された様式で流体を投与するために使用されてもよい。
【００１３】
１つの実施例に従うと、流体投与装置２００は電源を与えるための１つまたは複数のバッテリー（または、電池）２１０、流体を収容するためのタンク２３０、流体をタンク２３０から駆動するための流体駆動機構２５０、タンク２３０から流体を受容するため及び流体を目的の場所に供給させるための流体供給機構２７０、及び装置を制御するための制御回路を備えた回路板２９０を含んでもよい。流体投与装置２００はまた、流体投与装置２００の構成要素間の機械的及び／または電気的な接続を与えるシャシー１００を含んでもよい。シャシー１００の１つの例は本願と同時に出願された米国特許出願No.10/907,286に詳細に説明されており、その出願は参照として本願に組み込まれる。流体投与装置２００はまた、構成要素２１０、２３０、２５０、２７０、２９０、及びシャシー１００を収容するための筐体２０２を含んでもよい。
【００１４】
タンク２３０の１つの実施例は流体がタンク２３０から排出されることを可能にするための排出ポート２３２を含む。タンク２３０はまた、タンク２３０を流体で充填することを可能にするための吸入ポート２３４を含む。タンク２３０の１つの実施例は本願と同時に出願された米国特許出願No.10/907,286に詳細に説明されており、その出願は参照として本願に組み込まれる。
【００１５】
流体供給機構２７０の１つの実施例は患者の皮膚を貫通し、流体を患者の身体内に供給することが可能な針及び／またはソフトカニューレ等の経皮的接触器具２７２を含む。タンク２３０を流体伝達が可能な状態で経皮的接触器具２７２に接続するためにチューブまたは管等（図示せず）の流体経路が使用されてもよい。経皮的接触器具２７２はスライド往復台２７４、２７５、１つまたは複数のバネ２７６、及び解放部材２８０を含んでもよい挿入機構に取り付けられる（図９参照）。スライド往復台２７４、２７５は、解放部材２８０がスライド往復台２７４、２７５を解放し、バネ２７６がスライド往復台２７４、２７５を挿入位置まで矢印の方向に駆動することを引き起こすまで第１後退位置に保持されてもよい。流体駆動機構２５０は解放部材２８０のアーム２８２に結合することによって解放部材２８０を作動させるために使用されてもよい。１つの実施例において、スライド往復台２７４、２７５は最初に針及びソフトカニューレを挿入し、その後にスライド往復台２７５が針を引き抜き、ソフトカニューレのみを適所に残してもよい。本発明に従ったシャシーに収容可能な多様な経皮的接触装置及びシステムは例えば、米国特許No.6,656,159、及び米国特許出願No.10/128,206、No.10/195,745、No.10/260,192、No.10/261,003に開示されており、それらは本願に参照として組み込まれる。
【００１６】
図２及び３を参照すると、流体駆動機構２５０の１つの実施例はプランジャー２３６に結合された、ねじ切りされた駆動ロッド２５２を含む。プランジャー２３６は流体タンク２３０に受容されている（図１０参照）。図示された実施例において、駆動輪２５６はプランジャー２３６をタンク２３０内に進めるためにねじ切り駆動ロッド２５２にねじ込み式に結合し、ねじ切り駆動ロッド２５２に線形の動きを与え、それによってタンク２３０から液体を押し出す。あるいは、ねじ切り駆動ロッド２５２がプランジャー２３６にねじ込み式に結合し、ねじ切り駆動ロッド２５２を回転させてプランジャー２３６に線形の動きを与えるために駆動輪２５６がねじ切り駆動ロッド２５２に固定されてもよい。
【００１７】
駆動輪２５６の１つの実施例は第１及び第２のラチェット輪部分２５８ａ、２５８ｂ、及びラチェット輪部分２５８ａ、２５８ｂの間のハブ２５４を含む。駆動輪２５６はシャシー１００によって回転可能な状態で支持されてもよい。特に、ハブ２５４はシャシー１００上の１つまたは複数の軸受け面１５８ａ−ｃによって支持されてもよい（図９参照）。駆動輪２５６は好まれるものとして、プラスチックから作製され、駆動ロッド２５２は好まれるものとして、金属またはプラスチックから作製される。
【００１８】
駆動輪２５６を結合及び増大方向に回転させるために作動機構が使用される。駆動輪２５６のための作動機構の１つの実施例は線形アクチュエーターを含んでもよい。好ましい線形アクチュエーターは形状記憶合金ワイヤを備える。図２及び３に示されているように、好まれるものとして、ＳＭＡワイヤは旋回可能な駆動結合部材２６２に結合した第１及び第２の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂを備える。ＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂは示されているように、旋回可能な駆動結合部材２６２に圧着された連続的なＳＭＡワイヤとして形成されてもよい。ＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂはまた、旋回可能駆動結合部材２６２に接続するための独立したワイヤ部材として形成され、この分野で周知の他の方法で接続されてもよい。ＳＭＡワイヤはニッケルとチタニウムの既知の合金であるニチノールから作製されてもよいし、またはこの分野で周知の他のＳＭＡワイヤであってもよい。旋回可能駆動結合部材２６２は銅合金等の電気伝導性材料から作製されてもよい。
【００１９】
図４に示されているように、ＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂはシャシー１００に機械的に固定され、シャシー１００の接点１６０ａ、１６０ｂに電気的に接続されてもよい。図示された実施例において、ＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂはシャシー１００の電気伝導部分に形成されたスロットに取り付けられた圧着端子２６６ａ、２６６ｂに接続される。圧着端子２６６ａ、２６６ｂは銅合金等の伝導材料から形成されてもよい。ＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂはまた、支柱１６１ａ、１６１ｂ、または、例えばＳＭＡワイヤの機能長を増大させるためにシャシー１００から拡張する他の機械的構造に巻き付けられてもよい。
【００２０】
旋回可能駆動結合部材２６２は電気的接点としても機能するシャシー１００上の旋回点１６２に回転可能な状態で結合されてもよい。旋回可能駆動結合部材２６２の１つの実施例は、旋回可能駆動結合部材２６２が旋回したときにラチェット輪部分２５８ａ、２５８ｂの歯に結合し、駆動輪２５６を増大方向に回転させるアーム２６４ａ、２６４ｂを含む。旋回可能駆動結合部材２６２はまた、旋回可能駆動結合部材２６２が旋回したときにシャシー１００上の点１６４ａ、１６４ｂに接触する脚部２６８ａ、２６８ｂを含む。代替的に、旋回可能駆動結合部材２６２は１つのアーム及び１つの脚部だけを含んでもよい。
【００２１】
接点１６０ａ、１６０ｂ、１６２、１６４ａ、１６４ｂは作動機構の構成要素と制御回路（図示せず）の間の電気的接続を与える。１つの実施例において、この電気的接続はシャシー１００に沿って拡張する伝導経路を介して与えられる。接点１６０ａ、１６０ｂはＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂをシャシー１００上のアクチュエーター伝導経路１９４ａ、１９４ｂに電気的に接続する。旋回点１６２は旋回可能駆動結合部材２６２をシャシー１００上の共通グランド伝導経路１９５に電気的に接続する。接点１６４ａ、１６４ｂは旋回可能駆動結合部材２６２をアクチュエーター伝導経路１９６ａ、１９６ｂに電気的に接続する。シャシー１００に沿った伝導経路は本願と同時に出願された米国特許出願No.10/907,286に詳細に説明されており、その出願は参照として本願に組み込まれる。作動機構の構成要素を制御回路に電気的に接続するための他の手段は当業者にとって明白であるだろう。
【００２２】
図５を参照すると、作動機構の動作が詳細に示されている。ＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂに給電するために（または、ＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂを充電するために）、シャシー１００に電気的に接続された制御回路（図示せず）は例えば、伝導経路１９４ａ、１９４ｂを介してＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂに選択的に電流を供給する（図４参照）。第１ＳＭＡワイヤ部分２６０ａに供給された電流はＳＭＡワイヤ部分２６０ａ及び旋回可能駆動結合部材２６２を通り、旋回点１６２を介して共通グランド伝導経路１９５に流れ、それにより、第２ＳＭＡワイヤ部分２６０ｂに通電せずに第１ＳＭＡワイヤ部分２６０ａに通電する（図４参照）。給電（または、充電）されたとき、第１ＳＭＡワイヤ部分２６０ａは収縮し、旋回可能駆動結合部材２６２を矢印２０で示されている第１方向に引っ張る。旋回可能駆動結合部材２６２が第１方向に旋回すると、アーム２６４ａはラチェット輪部分２５８ａの歯に結合し、駆動輪２５６を１増分だけ回転させる。旋回可能駆動結合部材２６２は脚部２６８ｂが接点１６４ｂに接触するまで第１方向２０に旋回し、旋回可能駆動結合部材２６２を伝導経路１９６ｂに電気的に接続させる（図４参照）。これは伝導経路１９６ｂを介した制御回路（図示せず）への信号を起動し、制御回路が第１ＳＭＡワイヤ部分２６０ａに供給されている電流を無効化するべきであることを示す。アーム２６４ａまたは２６４ｂは常に、駆動輪の歯部分によって結合されている。したがって、結合されたアーム２６４ａまたは２６４ｂは駆動輪の逆回転を防止し、独立した歯止め部材の必要性を排除する。図１３に示されているように、ラチェット輪部分２５８ａ、２５８ｂの歯は互いにオフセットされた状態（または、互いに縦方向にずれた状態）で配置されており、それによってアーム２６４ａ及び２６４ｂとラチェット輪２５８ａ、２５８ｂの間の接続部に対する許容誤差を最大にしている。
【００２３】
次のパルスを着手するために、制御回路は例えば、伝導経路１９４ｂ及び接点１６０ｂを介して第２ＳＭＡワイヤ部分２６０ｂに電流を供給する（図４参照）。給電（または、充電）されたとき、第２ＳＭＡワイヤ部分２６０ｂは収縮し、旋回可能駆動結合部材２６２を矢印２２で示されている第２方向に引っ張る。旋回可能駆動結合部材２６２が第２方向に旋回すると、アーム２６４ｂはラチェット輪部分２５８ｂの歯に結合し、駆動輪２５６を１増分だけ回転させる。旋回可能駆動結合部材２６２は脚部２６８ａが接点１６４ａに接触するまで第２方向２２に旋回し、旋回可能駆動結合部材２６２を伝導経路１９６ａに電気的に接続させる（図４参照）。これは伝導経路１９６ａを介した制御回路（図示せず）への信号を起動し、制御回路が第２ＳＭＡワイヤ部分２６０ｂに供給されている電流を無効化するべきであることを示す。
【００２４】
駆動輪２５６の増大方向の回転の各々はタンク２３０内のプランジャーを進め、流体の離散的な量の投与を引き起こす。投与されるべき流体の離散的な量は親ねじのピッチ（すなわち、ねじ切り／インチ）、ラチェット輪上の歯の数（すなわち、ラチェット輪の歯の寸法）、及び流体タンクの直径の関数である。好まれる実施例において、若年型糖尿病の治療のためのＵ１００の投与に対し、投与される流体の離散的な量は約０.２５μＬから約０.５μＬの間である。制御回路は所望の量の流体が投与されるまでＳＭＡワイヤ部分２６０ａ、２６０ｂに交互に通電する。制御回路及び制御方法の１つの例は米国特許出願No.10/835,727、No.10/836,525、及びNo.10/836,535に詳細に説明されており、それらの出願は参照として本願に組み込まれる。
【００２５】
流体投与装置２００で使用することができる交互の駆動機構及び作動機構の例は米国特許No.6,656,158、No.6,656,159、及び米国特許出願No.10/704,291に詳細に説明されており、それらの出願は参照として本願に組み込まれる。
【００２６】
流体投与装置２００はまた、流体駆動機構２５０の動作を監視するために１つまたは複数のセンサーを含んでもよい。例えば、タンク２３０を流体で充填するとき及び／またはタンク２３０から流体を投与するときにタンク２３０の流体のレベルを感知するために充填センサーが使用されてもよい。また、流体駆動機構２５０が予測どおり動作していることを感知するために回転センサーが使用されてもよい。
【００２７】
図６、７Ａ、及び７Ｂを参照すると、充填センサーの１つの実施例はセンサー支持１６６によって一方の端部で支持されており（または、取り付けられており）、ねじ切り駆動ロッド２５２の経路に交差して拡張しているセンサー棒２９２を含む。ねじ切り駆動ロッド２５２が充填センサー棒２９２に結合すると、駆動ロッド２５２は充填センサー棒２９２を動かし、それを接点１６５に結合させる。接点１６５の結合は回路を形成し、制御回路に対する充填センサー信号を起動する。充填センサー棒２９２は銅合金等の電気伝導材料から作製されてもよいし、またはニッケルまたは金等の伝導材料によってめっきされてもよい。
【００２８】
駆動ロッド２５２が充填センサー棒２９２を接点１６５に接触させた時点で、プランジャー２３６はタンク２３０の予め決められた位置に存在するので、タンク２３０中の流体の量がわかる。充填センサーは流体投与装置２００を充填するときに、タンクが予め決められた量まで充填されたことを示すために使用されてもよいし、または流体投与装置２００の制御回路を「起こす」ために使用されてもよい。すなわち、本発明の好まれる実施例において、充填センサーが起動される前に、流体投与装置の制御回路は最小の活動及び消費電力によって特徴付けられる休息状態であってもよい。そのような実施例において、充填センサーが起動されると、制御回路は高い活動及び消費電力によって特徴付けられる活性状態に入る。充填センサーはまた、流体を投与するときにタンク内に予め決められた量の流体が残っていることを示すために使用されてもよい。ここでは充填センサーの単一の実施例しか説明していないが、駆動ロッドの予め決められた位置への応答で充填センサー信号を起動するために他の構成が使用されてもよい。図１４を参照すると、代替的な実施例において、充填感知システムは駆動ロッド２５２に沿った所望の位置に配置された複数のセンサー棒２９２及び接点１６５を備える。センサー棒及び接点の数及び位置は実施例毎に選択されてもよい。
【００２９】
図８Ａ及び８Ｂを参照すると、回転センサーの１つの実施例はセンサー支持１６８によって一方の端部で支持されており（または、取り付けられており）、駆動輪２５６の多角形状部分（または、他のカム形状部分）に交差して拡張している回転センサー棒２９４を含む。回転センサー棒２９４は回路を形成するために接点１６９と接触し、制御回路への回転センサー信号を起動する。駆動輪２５６が増大方向に回転すると、駆動輪２５６のハブ２５４は回転センサー棒２９４に結合し、回転センサー棒２９４と接点１６９との接触を解く。回転センサー信号の起動及び停止は、駆動輪２５６が回転していることを示す。駆動輪の多角形状部分の特定の形状は任意の用途に対して回転センサーを最適化するために選択されてもよい。代替的な実施例において、図１５Ａ、１５Ｂ、及び１５Ｃに示されているように、回転センサーは２つの接点１６９ａと１６９ｂの間を交互に移動するセンサー棒を備え、それによって図１５Ａ、１５Ｂ、及び１５Ｃに示されているような３つの異なった状態及び対応する増加量を有してもよい。ここでは回転センサーの単一の実施例しか説明していないが、駆動輪の動きへの応答で回転センサー信号を起動するために他の構成が使用されてもよい。
【００３０】
図９及び１０を参照すると、センサー棒２９２、２９４はシャシー１００に支持されてもよい（または、取り付けられてもよい）。この実施例において、センサー支持１６６、１６８はシャシー１００に沿って拡張している共通グランド伝導経路１９５に電気的に接続されており、接点１６５、１６９はシャシー１００に沿って拡張しているセンサー伝導経路１９７、１９８に電気的に接続されておいる。センサー伝導経路１９７、１９８は制御回路に電気的に接続されている。
【００３１】
図１１Ａ及び１１Ｂを参照すると、駆動輪２５６は非スレッド結合位置からスレッド結合位置まで移動するスレッド結合機構２４０を含んでもよい。非スレッド結合位置は例えば、流体投与装置のタンクが充填されているときにねじ切り駆動ロッド２５２が駆動輪２５６を通って自由に動くことを可能にする。スレッド結合位置は例えば、タンクから流体を投与または伝達しているときに、駆動輪２５６が回転されたときだけねじ切り駆動ロッド２５２が進められることを可能にする。
【００３２】
スレッド結合機構２４０の１つの実施例はスレッド領域（または、ねじ山領域）２４４ａ、２４４ｂを有する傾斜ナット２４２を含む。傾斜ナット２４２は、傾斜ナット２４２を駆動輪２５６内で旋回可能に支持する、１つまたは複数の旋回ピン２４６を含んでもよい（図２参照）。傾斜ナットピン２４６は駆動ロッド２５２の軸に対して垂直な傾斜ナット２４２の旋回軸を与える。この旋回軸は好まれるものとして、傾斜ナット２４２の中心に対してオフセットを有する（または、中心からずれている）。傾斜ナット２４２はシャシーの一部及び（図１２Ａに分解図で示されている）傾斜ナットクリップ１２０１によって駆動輪２５６内に保持されている。傾斜ナット２４２が開放位置（傾斜位置）にあるとき、スレッド領域２４４ａ、２４４ｂはねじ切り駆動ロッド２５２のスレッド（または、ねじ溝）に結合しない（図１１Ａ参照）。傾斜ナット２４２が閉鎖位置にあるとき（図１１Ｂ参照）、スレッド部分はねじ切り駆動ロッド２５２に結合する。
【００３３】
１つの実施例に従うと、図１２Ａ及び１２Ｂに示されているように、傾斜ナット２４２はまた、シャシー１００上のガイド面１４６及びカム面１４８に結合するカム部材２４８を含んでもよい。最初に、カム部材２４８はガイド面１４６に結合し、開放（傾斜）位置で保持される（図１２Ａ参照）。初期の回転中、カム部材２４８はカム面１４８に結合し、カム面１４８はカム部材２４８をスレッド結合位置まで回転させる。傾斜ナット２４２は、駆動輪２５６が駆動ロッド２５２及びプランジャー２３６を進め、それによって流体を投与するときにスレッド結合位置のままで維持される。駆動ロッド２５２が傾斜ナット２４２に結合されると、傾斜ナットはシャシーの表面及びナットクリップによって、及び駆動ロッドの傾斜ナット２４２のオフセットされた旋回軸に対するプランジャー２３６の方向への圧力によって閉鎖位置に保持される。特に、好まれる実施例において、プランジャー２３６上のＯリング５０１の静止摩擦はプランジャーが駆動ロッド２５２とともに回転することを防止するために十分な反回転摩擦を与える。
【００３４】
図１６及び１７は流体投与装置のための「覚醒」システムの代替的な実施例を示している。図１６は経皮的接触器具２７０及び針キャップ１６０１を有する流体投与装置の底面を示している。図１７に示されているように、針キャップは、電源１７０３と制御回路１７０７を結合するスイッチ１７０５に電気的及び／または機械的に接続されている。針キャップ１６０１の除去は電源１７０３と制御回路１７０７の間のスイッチを閉じ、それによって流体投与装置を「覚醒」させる。
【００３５】
図示された実施例において、構成要素は単一のシャシーに機械的に固定され電気的に接続されているが、本発明の流体投与装置の構成要素は独立した構造の部材や筐体等の他の構造に機械的に固定され及び／または電気的に接続されてもよい。
【００３６】
要約すると、本発明の流体投与装置は流体タンク、流体タンク内に受容されるプランジャー、流体タンク内でプランジャーを進めるためにプランジャーに結合されたねじ切り駆動ロッド、及びねじ切り駆動ロッドに結合された駆動輪を含む。本発明の流体投与装置はまた、駆動輪に結合してそれを増大方向に回転させるように構成された少なくとも１つのアームを含む旋回可能駆動結合部材、及び旋回可能駆動結合部材を旋回させるために該旋回可能駆動結合部材に結合された第１及び第２の形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ部分を含む。充電または給電への応答で、第１ＳＭＡワイヤ部分は収縮して旋回可能駆動結合部材を第１方向に引っ張り、第２ＳＭＡワイヤ部分は収縮して旋回可能駆動結合部材を第２方向に引っ張るように構成されている。
【００３７】
本発明のもう１つの実施例において、流体投与装置は流体タンク、流体タンク内に受容されるプランジャー、流体タンク内でプランジャーを進めるためにプランジャーに結合されたねじ切り駆動ロッド、ねじ切り駆動ロッドに結合された駆動輪、及び駆動輪に結合してそれを増大方向に回転させるように構成された作動機構を含む。流体投与装置のこの実施例はまた、駆動輪に交差して拡張する回転センサーを含む。駆動輪は回転センサーを伝導経路に接触させ、駆動輪の回転を示す電気信号を起動するために回転中に回転センサーに結合するように構成される。
【００３８】
本発明のもう１つの実施例において、流体投与装置は流体タンク、流体タンク内に受容されるプランジャー、流体タンク内でプランジャーを進めるためにプランジャーに結合されたねじ切り駆動ロッド、回転したときにねじ切り駆動ロッドの線形の動きを与えるためにねじ切り駆動ロッドにねじ込み式に結合するように構成された駆動輪、及び駆動輪に結合してそれを増大方向に回転させるように構成された作動機構を含む。流体投与装置のこの実施例はまた、ねじ切り駆動ロッドに交差して拡張する充填センサーを含む。ねじ切り駆動ロッドは、プランジャーが流体タンク内の予め決められた位置にあるときに、充填センサーを流体タンク内の流体の量を示す電気信号を可能にする電気伝導経路に接触させるために充填センサーに結合するように構成されている。
【００３９】
本発明のもう１つの実施例において、流体投与装置は流体タンク、流体タンク内に受容されるプランジャー、及び流体タンク内でプランジャーを進めるためにプランジャーに結合されたねじ切り駆動ロッドを含む。この実施例において、流体投与装置はまた、ねじ切り駆動ロッドを受容するために構成され、非スレッド結合位置からねじ切り駆動ロッドのスレッドに結合するスレッド結合位置まで移動するように構成されたスレッド結合機構を含む駆動輪を含む。駆動輪はスレッド結合機構がスレッド結合位置にあり、駆動輪が回転したときにねじ切り駆動ロッドの線形の動作を与えるように構成されている。
【００４０】
ここまで本発明の原理が説明されてきたが、これらの記載が説明のためだけのものであり、本発明の範囲を制限するものでないことは当業者によって理解されなければならない。すなわち、ここまで説明及び図示されてきた、これらの例示としての実施例に加え、他の実施例も本発明の範囲に含まれる。また、当業者によるこれらの実施例の変更及び代用も付随する図面によって規定される本発明の範囲に含まれると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の１つの実施例に従った流体投与装置の上面図である。
【図２】本発明の流体投与装置内で使用される流体駆動機構の１つの実施例の分解図である。
【図３】シャシー内に組立てられた、図２に示されている流体駆動機構の斜視図である。
【図４】流体投与装置のための作動機構の１つの実施例の斜視図である。
【図５】図２に示されている流体駆動機構を作動させている、図４に示されている作動機構の平面図である。
【図６】本発明の１つの実施例に従った流体駆動機構で使用することができる充填センサーの概略図である。
【図７】図６に示されている充填センサーの動作を側面から図示している概略図である。
【図８】本発明の１つの実施例に従った流体投与装置で使用することができる回転センサーの動作を側面から図示している概略図である。
【図９】本発明の１つの実施例に従ったシャシーに配置されたセンサーを備えた流体投与装置のシャシーの斜視図である。
【図１０】図９に示されているシャシー内でセンサーに結合している流体駆動機構の斜視図である。
【図１１】本発明の１つの実施例に従った、非スレッド結合位置からスレッド結合位置に移動しているスレッド結合機構の動作を図示している概略図である。
【図１２Ａ】本発明の１つの実施例に従った、第１位置のスレッド結合機構の斜視図である。
【図１２Ｂ】第２位置のスレッド結合機構の斜視図である。
【図１２Ｃ】第２位置のスレッド結合機構の上面図である。
【図１３】本発明の１つの実施例に従った流体投与装置の駆動輪の概略的な拡大側面図である。
【図１４】本発明の１つの実施例に従った流体駆動機構で使用することができる充填センサーシステムの概略図である。
【図１５】本発明の１つの実施例に従った流体投与装置で使用することができる、代替的な回転センサーの動作を側面から図示している概略図である。
【図１６】本発明の１つの実施例に従った針キャップを有する流体投与装置の底面図である。
【図１７】本発明の１つの実施例に従った流体投与装置のための起動システムの概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  シャシー
１４６  ガイド面
１４８  カム面
１５８  軸受け面
１６０  接点
１６１  支柱
１６２  旋回点
１６４，１６５  接点
１６６，１６８  センサー支持
１６９  接点
１９４  伝導経路
１９５  共通グランド伝導経路
１９６  伝導経路
１９７，１９８  センサー伝導経路
２００  流体投与装置
２１０  バッテリー
２３０  流体タンク
２３６  プランジャー
２４０  スレッド結合機構
２４２  傾斜ナット
２４４  ねじ切りされた領域
２４６  傾斜ナットピン
２４８  カム部材
２５０  流体駆動機構
２５２  ねじ切り駆動ロッド
２５４  ハブ
２５６  駆動輪
２５８  ラチェット輪
２６０  ワイヤ部分
２６２  旋回可能駆動結合部材
２６４  アーム
２６６  圧着端子
２６８  脚部
２７０  流体供給機構
２７２  経皮的接触器具
２７４，２７５  スライド往復台
２７６  バネ
２８０  解放部材
２９０  回路板
２９２  充填センサー棒
２９４  回転センサー棒
５０１  Ｏリング
１２０１  傾斜ナットクリップ
１６０１  針キャップ
１７０３  電源
１７０５  スイッチ
１７０７  制御回路
【図１】
2008534131.tif 000003
【図２】
2008534131.tif 000004
【図３】
2008534131.tif 000005
【図４】
2008534131.tif 000006
【図５】
2008534131.tif 000007
【図６】
2008534131.tif 000008
【図７Ａ】
2008534131.tif 000009
【図７Ｂ】
2008534131.tif 000010
【図８Ａ】
2008534131.tif 000011
【図８Ｂ】
2008534131.tif 000012
【図９】
2008534131.tif 000013
【図１０】
2008534131.tif 000014
【図１１Ａ】
2008534131.tif 000015
【図１１Ｂ】
2008534131.tif 000016
【図１２Ａ】
2008534131.tif 000017
【図１２Ｂ】
2008534131.tif 000018
【図１２ｃ】
2008534131.tif 000019
【図１３】
2008534131.tif 000020
【図１４】
2008534131.tif 000021
【図１５Ａ】
2008534131.tif 000022
【図１５Ｂ】
2008534131.tif 000023
【図１５Ｃ】
2008534131.tif 000024
【図１６】
2008534131.tif 000025
【図１７】
2008534131.tif 000026
【国際調査報告】
2008534131.tif 000027