(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用流体輸送装置であって、
チャネルを有する入口チューブと、
チャネルを有する出口チューブと、
前記入口チューブの遠位端と前記出口チューブの遠位端との間を接続することによって形成され、前記入口チューブのチャネルと前記出口チューブのチャネルとの間に接続された内部キャビティを有する角ジョイントと、
前記内部キャビティと流体連通する第１の筐体内で往復移動し、前記内部キャビティに接続された第１の吸引キャビティを含む第１のピストンと、
前記内部キャビティ内に配置され、プライミング位置、第１のポンピング位置、および、第２のポンピング位置の間を回転可能なバルブと、を備え、
前記バルブは、
前記プライミング位置にある場合に前記入口チューブのチャネルと前記出口チューブのチャネルとを流体連通させるプライミング細管と、
前記第１のポンピング位置にある場合に前記入口チューブのチャネルと前記第１の吸引キャビティとを流体連通させる一方、前記第２のポンピング位置にある場合に前記出口チューブのチャネルと前記第１の吸引キャビティとを流体連通させるくさび形開口と、を有し、
前記第１のポンピング位置から前記第２のポンピング位置に回転することによって、前記入口チューブのチャネルに流体連通していた前記第１の吸引キャビティを、前記出口チューブのチャネルに流体連通させる、医療用流体輸送装置。
【請求項２】
前記バルブは、前記バルブを回転させるためのハンドルを備える、請求項１に記載の医療用流体輸送装置。
【請求項３】
前記内部キャビティと流体連通する第１の筐体と、
前記第１の筐体内に配置されることによって、前記第１の吸引キャビティを形成し、前記第１の吸引キャビティが第１の容量を有するように前記第１の筐体内を往復移動する第１のピストンと、をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の医療用流体輸送装置。
【請求項４】
前記出口チューブと流体連通する第２の筐体と、
前記第２の筐体内に配置されることによって、第２の吸引キャビティを形成し、前記第２の吸引キャビティが第２の容量を有するように前記第２の筐体内を往復移動する第２のピストンと、をさらに備える、請求項３に記載の医療用流体輸送装置。
【請求項５】
前記第２の容量は、前記第１の容量より小さい、請求項４に記載の医療用流体輸送装置。
【請求項６】
前記第２の容量は、前記第１の容量の半分である、請求項５に記載の医療用流体輸送装置。
【請求項７】
ポンピングサイクルにおいて流体リザーバに接続されたチャネルを有する入口チューブからチャネルを有する出口チューブまで医療用流体を輸送する方法であって、
前記入口チューブと前記出口チューブとを流体連通させるべく、バルブをプライミング位置に回転させて配置するステップと、
前記ポンピングサイクルの流入段階において、第１の吸引キャビティと前記出口チューブのチャネルとを流体連通させずに前記入口チューブのチャネルと前記第１の吸引キャビティとを流体連通させるべくバルブを第１のポンピング位置に回転させて配置するステップと、
前記流入段階において、前記第１の吸引キャビティの容量を増やすよう、前記第１の吸引キャビティに接続された第１のピストンを移動させるステップと、
前記ポンピングサイクルの流出段階において、前記入口チューブのチャネルと前記第１の吸引キャビティとを流体連通させずに前記第１の吸引キャビティと前記出口チューブのチャネルとを流体連通させるべく、前記バルブを第２のポンピング位置に回転させて配置するステップと、
前記流出段階において、前記第１の吸引キャビティの容量を減らすよう前記第１のピストンを移動させるステップと、を含み、
前記バルブは、
前記入口チューブのチャネルと前記出口チューブのチャネルとの間に接続された内部キャビティ内に配置され、前記プライミング位置、前記第１のポンピング位置、および、前記第２のポンピング位置の間を移動可能であり、
前記プライミング位置にある場合に前記入口チューブのチャネルと前記出口チューブのチャネルとを流体連通させるプライミング細管と、
前記第１のポンピング位置にある場合に前記入口チューブのチャネルと前記第１の吸引キャビティとを流体連通させる一方、前記第２のポンピング位置にある場合に前記出口チューブのチャネルと前記第１の吸引キャビティとを流体連通させるくさび形開口と、を有する、方法。
【請求項８】
前記第１の吸引キャビティの容量を減らすよう前記第１のピストンを移動させるステップは、前記第１の吸引キャビティと前記出口チューブとが流体連通する前記第２のポンピング位置に向けて前記バルブを同時に動かすことを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記流出段階において前記出口チューブ内の流体の一部の流れを変えて第２の吸引キャビティに流入させるよう、前記出口チューブに接続された第２のピストンを動作させるステップと、
前記流入段階において、前記流れを変えた流体の一部を前記第２の吸引キャビティから前記出口チューブへ輸送するステップと、をさらに含む請求項７または請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の吸引キャビティの容量は、前記第１の吸引キャビティの容量より小さい、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の吸引キャビティの容量は、前記第１の吸引キャビティの容量の半分である、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して医療用流体輸送装置および医療用流体を輸送する方法に関し、より詳しくは、ロータリーバルブを備えた、医療用流体輸送システムにおける医療用流体輸送装置および医療用流体を輸送する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の身体への流体（医療用流体）の輸送、および、患者の身体からの流体の輸送は、よくある治療の一部である。さまざまな機械流体輸送システム機構が用いられている。一般的には、これらの機構は、流体の流れを一方向に制限するバルブ機構と、その制限された方向に流体を輸送するポンプ機構との組み合わせである。ほとんどの機構は、プッシュバルブを用いて膜を押圧して流れを一方向に制限することによって一定の流れを確保しておいてからポンピング機構を用いて所望の量の流体を輸送するか、または、ロータリーバルブを使って流れを一方向に制限しながら一定量ずつの流れを確保し、ポンピング機構よって所望の量の流体を輸送する。こうして所望の量の流体が患者に供給される。
【０００３】
典型的なプッシュバルブ式のシステムでは、流体を閉じ込めることは、膜の弾性的性質を効果的に用いることによって達成される。実際には、プッシュバルブ式のシステムは、いくつか欠点がある。膜を押圧することにより流体を閉じ込める流体輸送機構は、膜の下にある流体を閉鎖経路の両側に強制的に送り込んでしまう。弾性的性質に依存する流体輸送機構では、輸送する流体の量が不正確になる。さらに、システムを介して供給される流体量は、ポンプ、流体リザーバ、および、患者の相対的な高さに影響される可能がある。プッシュバルブ式流体輸送システムにおける流量は、リザーバの構成および患者によって２０％くらいまで変化し得る。
【０００４】
米国特許第４，６０５，３９６号に開示されている典型的なロータリーバルブシステムでは、バルブは、入口とポンプチャンバ、または、ポンプチャンバと出口との間の溝を介して交互に流体を連通させるよう回転する。
【０００５】
実際には、ロータリーバルブシステムにはいくつかの欠点がある。例えば、流路から空気を追い出すべくこのようなシステムをプライミングすると、システムから空気を確実に取り除くために、ロータリーバルブをオンにして多少の流体が輸送システムから漏れるようにするので、流体をいくらか無駄にすることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，６０５，３９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
流体リザーバおよび患者に対するシステムの位置に関わらず、流量を高精度に維持し、かつ、流体の欠点に影響されることなく簡単にプライミングできる流体輸送システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このようなニーズおよび他のニーズは、プライミングが簡単にでき、プライミングの間に流体のロスを最小限にするロータリーバルブ式流体輸送システムを有する本開示の実施形態によって満たされる。
【０００９】
このようなニーズおよび他のニーズは、流体を輸送する経路とは別の経路に沿って、バルブの下側でプライミングを行う構成を有効に用い、一方向（時計回りまたは反時計回り）に回転することによって流体を輸送できるバルブ装置を有する本開示の実施形態によって満たされる。
【００１０】
第１の態様によれば、医療用流体輸送装置が開示される。医療用流体輸送装置は、チャネルを有する入口チューブと、チャネルを有する出口チューブと、入口チューブの遠位端と出口チューブの遠位端との間を接続することによって形成され、入口チューブのチャネルと出口チューブのチャネルとの間に接続された内部キャビティを有する角ジョイントと、内部キャビティと流体連通する第１の筐体内で往復移動し、内部キャビティに接続された第１の吸引キャビティを含む第１のピストンと、内部キャビティ内に配置され、プライミング位置、第１のポンピング位置、および、第２のポンピング位置の間を回転可能なバルブと、を備え、バルブは、プライミング位置にある場合に入口チューブと出口チューブとを流体連通させるプライミング細管と、第１のポンピング位置にある場合に入口チューブのチャネルと第１の吸引キャビティとを流体連通させる一方、第２のポンピング位置にある場合に出口チューブのチャネルと第１の吸引キャビティとを流体連通させるくさび形開口と、を有し、第１のポンピング位置から第２のポンピング位置に回転することによって、前記入口チューブのチャネルに流体連通していた第１の吸引キャビティを、出口チューブのチャネルに流体連通させる。
この際、前記バルブは、前記バルブを回転させるためのハンドルを備えると好適である。
また、前記内部キャビティと流体連通する第１の筐体と、前記第１の筐体内に配置されることによって、前記第１の吸引キャビティを形成し、前記第１の吸引キャビティが第１の容量を有するように前記第１の筐体内を往復移動する第１のピストンと、をさらに備えると好適である。
さらに、前記出口チューブと流体連通する第２の筐体内と、前記第２の筐体内に配置されることによって、第２の吸引キャビティを形成し、前記第２の吸引キャビティが第２の容量を有するように前記第２の筐体内を往復移動する第２のピストンと、をさらに備えると好適である。この際、前記第２の容量を、前記第１の容量より小さくすることもでき、また、前記第１の容量の半分とすることも可能である。
【００１１】
第２の態様によれば、ポンピングサイクルにおいて流体リザーバに接続されたチャネルを有する入口チューブからチャネルを有する出口チューブまで医療用流体を輸送する方法が開示される。方法は、ポンピングサイクルの流入段階において、入口チューブと出口チューブとを流体連通させるべく、バルブをプライミング位置に回転させて配置するステップと、ポンピングサイクルの流入段階において、第１の吸引キャビティと出口チューブのチャネルとを流体連通させずに入口チューブのチャネルと第１の吸引キャビティとを流体連通させるべくバルブを第１のポンピング位置に回転させて配置するステップと、流入段階において、第１の吸引キャビティの容量を増やすよう、第１の吸引キャビティに接続された第１のピストンを移動させるステップと、ポンピングサイクルの流出段階において、入口チューブのチャネルと第１の吸引キャビティとを流体連通させずに第１の吸引キャビティと出口チューブのチャネルとを流体連通させるべく、バルブを第２のポンピング位置に回転させて配置するステップと、流出段階において、第１の吸引キャビティの容量を減らすよう第１のピストンを移動させるステップと、を含み、バルブは、入口チューブのチャネルと出口チューブのチャネルとの間に接続された内部キャビティ内に配置され、プライミング位置、第１のポンピング位置、および、前記第２のポンピング位置の間を移動可能であり、プライミング位置にある場合に入口チューブのチャネルと出口チューブのチャネルとを流体連通させるプライミング細管と、第１のポンピング位置にある場合に入口チューブのチャネルと第１の吸引キャビティとを流体連通させる一方、第２のポンピング位置にある場合に出口チューブのチャネルと第１の吸引キャビティとを流体連通させるくさび形開口と、を有する。
この際、前記第１の吸引キャビティの容量を減らすよう前記第１のピストンを移動させるステップは、前記第１の吸引キャビティと前記出口チューブとが流体連通する前記第２のポンピング位置に向けて前記バルブを同時に動かすことを含む。
また、前記流出段階において前記出口チューブ内の流体の一部の流れを変えて第２の吸引キャビティに流入させるよう、前記出口チューブに接続された第２のピストンを動作させるステップと、前記流入段階において、前記流れを変えた流体の一部を前記第２の吸引キャビティから前記出口チューブへ輸送するステップと、をさらに含ませると好適である。このとき、前記第２の吸引キャビティの容量を、前記第１の吸引キャビティの容量より小さくすることもでき、また、前記第１の吸引キャビティの容量の半分とすることも可能である。
【００１２】
なお、上記医療用流体輸送装置の変形例として、入口チューブと出口チューブとを有する医療用流体輸送システムに用いられるバルブ装置とすることも可能である。バルブ装置は、上端と、プライミングチャネルノッチ、第１のポンピングチャネルノッチ、および、第２のポンピングチャネルノッチを有する下端とを含む円筒状基底部と、前記基底部の上端に接続された近位端と、ハンドルを有する遠位端とを有する円筒状上部と、を備え、前記第１および第２のポンピングチャネルノッチは、円周上に互いに間隔を置いて配置され、前記第１および第２のポンピングチャネルノッチの一方が吸引キャビティと、入口チューブまたは出口チューブとを流体連通させる位置に配置された場合、他方のポンピングチャネルノッチは、前記吸引キャビティと、前記入口チューブまたは前記出口チューブとを流体連通させず、前記第１および第２のポンピングチャネルノッチは、前記プライミングチャネルノッチとは垂直方向にオフセットであり、前記プライミングチャネルノッチが前記入口チューブおよび前記出口チューブと流体連通する場合は、前記第１および第２のポンピングチャネルノッチは前記入口チューブおよび前記出口チューブとは流体連通せず、前記第１および第２のポンピングチャネルノッチが前記入口チューブまたは前記出口チューブと流体連通する場合は、前記ポンピングチャネルノッチは前記入口チューブおよび前記出口チューブと流体連通せず、前記プライミングチャネルノッチは、前記入口チューブと前記出口チューブとに少なくとも亘る幅を有する。
この際、前記プライミングチャネルノッチは、円周に沿って前記プライミングチャネルノッチの一端から他端に向けて深くなると好適である。
このとき、前記バルブ装置は、第３のポンピングチャネルノッチをさらに備え、前記第１、前記第２、および、前記第３のポンピングチャネルノッチは、前記基底部の周辺に互いから１２０度離れて配置されていてもよい。また、前記基底部は、柔らかい密閉材料からなり、前記上部は、硬い吸引摩耗抵抗材料からなっていてもよい。このとき、前記基底部は、前記上部の上から射出成形されていてもよく、また、上部開口および底部開口を有する中空ダクトをさらに備えてもよい。前記中空ダクトをさらに備えた場合、前記上部開口に取り付けられたメンブレンをさらに備え、前記メンブレンは、流体圧力測定を可能としてもよく、また、前記上部開口に配置された流体アクセスポイントをさらに備えてもよい。さらに、前記上部開口に設けられた空気抜きをさらに備えることも可能である。
【００１３】
本開示に組み込まれてその一部を構成する添付の図面は、本発明の様々な実施形態および態様を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の実施形態による流体輸送システムの一部の断面図であり、プライミング位置にあるバルブが示されている。
【図２】本開示の実施形態による図１のバルブの断面図であり、第１のポンピング位置にあるバルブが示されている。
【図３】本開示の実施形態による図１の流体輸送システムの断面図であり、第２のポンピング位置にあるバルブが示されている。
【図４】本開示の実施形態による流体輸送システムの断面図であり、２ピストン構成が示されている。
【図５】本開示の実施形態によるバルブの斜視図であり、ポンピングノッチが示されている。
【図６】本開示の実施形態による図５のバルブの斜視図であり、ポンピングノッチが示されている。
【図７】本開示の実施形態による、図５および図６のバルブの平面図であり、バルブの下側が示されている。
【図８】本開示の実施形態による流体輸送システムの断面図であり、プライミング位置にある図５のバルブが示されている。
【図９】本開示の実施形態による流体輸送システムの断面図であり、第１のポンピング位置にある図５のバルブが示されている。
【図１０】本開示の実施形態による流体輸送システムの断面図であり、第２のポンピング位置にある図５のバルブが示されている。
【図１１】本開示の実施形態によるバルブの斜視図である。
【図１２】本開示の実施形態による図１１のバルブの斜視図であり、第１のポンピングノッチが示されている。
【図１３】本開示の実施形態による図１１のバルブの基底部の斜視図であり、第２のポンピングノッチが示されている。
【図１４】本開示の実施形態による図１１のバルブの平面図であり、バルブの下側が示されている。
【図１５】本開示の実施形態による図１１のバルブを含む流体輸送システムの断面図であり、プライミング位置に引き出されたバルブが示されている。
【図１６】本開示の実施形態による図１１のバルブを含む流体輸送システムの断面図であり、ポンピング位置に押し出されたバルブが示されている。
【図１７】本開示の実施形態による図１１のロータリーバルブを含む流体輸送システムの斜視図であり、プライミング位置にあるバルブが示されている。
【図１８】本開示の実施形態による図１１のロータリーバルブを含む流体輸送システムの斜視図であり、第１のポンピング位置にあるバルブを示す。
【図１９】本開示の実施形態による図１１のロータリーバルブを含む流体輸送システムの斜視図であり、第２のポンピング位置にあるバルブを示す。
【図２０】本開示の実施形態による中心管状開口を示すバルブの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態は、医療用流体輸送システムに関する課題を解決することを目的とする。特に、本開示の実施形態は、従来の流体輸送ポンプの限界を克服する。開示された実施形態は、入口チューブから出口チューブに流体を輸送するバルブを設けることによって、少なくとも上記目的を達成する。例えば、特定の実施形態では、バルブは、ユーザによってプライミング位置に配置され得る。バルブがこのプライミング位置にあるときは、プライミングチャネルノッチは入口チューブから出口チューブへと流体を流すことができる。その後ユーザはバルブをポンピング位置へと移動させる。ユーザはバルブをポンピング位置へと移動させた後に当該バルブに結合されている外部電気機械ポンプを起動させることができる。外部電気機械ポンプは、２つのポンピング位置の間でバルブを回転させる。第１の位置では、バルブのポンピングチャネルノッチは、流入路を吸引キャビティに流体連通させる。第２の位置では、ポンピングチャネルのノッチは、出口チューブと流体連通する。ロータリーバルブの位置を切り替えることによって、外部電気機械ポンプは、入口チューブから吸引キャビティへ、さらにそこから出口チューブへと流体を移動させることができる。どちらのステップでも、吸引キャビティに結合されたピストンを往復運動させることによって流体が移動しやすくなる。特定の実施形態では、バルブは、ポンピングチャネルのノッチから垂直にオフセットになったプライミングノッチを有する。このような実施形態では、ユーザは、バルブを押す／引く操作によってポンピングまたはプライミング位置にバルブを設定できる。
【００１６】
図１は、入口チューブ１０２および出口チューブ１０４を示す流体輸送装置１００の断面図である。入口チューブ１０２は、近接端１２４および遠位端１２６を有し、出口チューブ１０４は、近接端１３０および遠位端１３４を有する。入口チューブ１０２と出口チューブ１０４とは、それらの遠位端部１２６および１３４において角度をもって互いに接続され、角ジョイント１０６を形成する。角ジョイント１０６は、ロータリーバルブ１０８が挿入される内部キャビティ１３２を有する。バルブ１０８に取り付けられたハンドル１１０は、角ジョイント１０６の壁に外側からアクセス可能であり、その結果、入口および出口チューブを介して流れる流体とは直接連通しない。ハンドル１１０がユーザによって回されることにより、バルブは、以下のようにプライミング位置に配置されてよい。バルブ１０８は、くさび形ノッチ１１２およびプライミング細管１１４を備える。ハンドル１１０は、３つの位置（図１にはすべては示されていない）：Ｐ（プライミング用）、Ｉ（流入用）およびＯ（流出用）のうちの１つに移動されてよい。図１では、ハンドル１１０は、Ｐ位置に示されている。
【００１７】
ハンドル１１０が図１に示すようなＰ位置にある場合、くさび形ノッチ１１２は、入口チューブ１０２の流体チャネル１１６と流体連通し、プライミング細管１１４は、出口チューブ１０４の流体チャネル１１８と位置合わせされることによって、流体は、入口チューブ１０２に接続されたリザーバ１０３から、バルブ１０８のプライミング細管１１４を通り、出口チューブ１０４に接続された患者または機器１０５へと流れることができるようになる。患者への流体輸送を始める前に、流体輸送のラインをプライミングしてラインから空気を排出させなければならないことは当該技術分野では公知である。使用に際してユーザはハンドル１１０（または他の手段が設けられてもよい）をプライミング位置Ｐまで回転させることによって流体ポンプ１００をプライミングする。特定の実施形態では、ハンドル１１０のプライミング位置Ｐは、外側のマークによって流体ポンプ１００の外側に示されるので、ユーザは単にハンドル１１０を回転させるだけで当該外側のマークに合わせることができる。特定の実施形態では、ユーザは、流体ポンプ１００をプライミングするために重力を用いてもよい。プライミングを実行すべく、ユーザがハンドル１１０をＰ位置に回し、重力によって流体をリザーバ１０３から汲み出して出口チューブ１０４へと流してよい。プライミングが完了したら、ユーザは、ハンドル１１０をポンピング位置（Ｉまたは０、好ましくはＩ）に回してよい。続いて説明するように、ハンドル１１０がポンピング位置に回されると、入口チューブ１０２と出口チューブ１０４との直接的な接続が断たれるので、流体を輸送するためにはポンピング位置ＩとＯとの間でバルブ１０８を回転させるしかない。
【００１８】
図２は、流体ポンプ１００の断面図であって、ハンドル１１０がＩ位置にある流体ポンプ１００の動作を示す。ポンプ１００はユーザによって上記のようにすでにプライミングされている。ハンドル１１０がＩ位置にあるとき、くさび形ノッチ１１２は入口チューブ１０２とまだ位置合わせされている。ハンドル１１０がＩ位置にあるとき、くさび形ノッチ１１２の幅は、入口チューブ１０２およびチャンバ１２０の両方と接触するようになっている。外部電気機械ポンプ１０７によってピストン１２２が矢印１０９の方向に引き出されることによってチャンバ１２０の容積が大きくなる。くさび形ノッチ１１２は、入口チューブ１０２およびチャンバ１２０のどちらとも流体連通しているので、チャンバ１２０の容積が増大すれば、リザーバ（図示せず）からの流体はチャンバ１２０へと流れ込む。ハンドル１１０がＩ位置にあるので、プライミング細管１１４は出口チューブ１０４とは流体連通しない位置まで回っているということに注目されたい。したがって、流体は、プライミング細管１１４を通じてくさび形ノッチ１１２およびチャンバ１２０から流出することはない。ピストン１２２がその最大引出し位置まで達した後、外部ポンプ１０７がピストン１２２を矢印１１１の方向に動かし始めてピストン１２２と同期し、ハンドル１１０がＯ位置へと動くようにバルブ１０８を電気機械的に回転させる。
【００１９】
外部ポンプ１０７は、上記したさまざまな可動部品（例えばピストン１２２およびバルブ１０８）にさまざまな方法で結合されてよい。ここに列挙される例は例示目的に過ぎず、本開示に記載される構成は、他の公知の機構と組み合わされるかまたはさらなる機構と結合されてよい。特定の実施形態では、外部ポンプ１０７は、ユーザがピストン１２２のハンドルを引っ掛けるかぎ爪状の構造を用いてもよい。特定の実施形態では、ピストン１２２における圧入口にピンを滑り込ませ、外部ポンプ１０７をピストン１２２に固定することによって外部ポンプ１０７がピストン１２２に嵌合されてよい。特定の実施形態では、ユーザが流体輸送装置１００をポンプ１０７内に装填し、ポンプ１０７がピストン１２２に達して当該ピストン１２２と結合してよい。
【００２０】
特定の実施形態では、ユーザは、バルブ１０８を特定の位置に回してから流体輸送装置１００を外部ポンプ内に装填されるように構成してよい。例えば、特定の実施形態では、外部ポンプ１０７は、ハンドル１１０が外部ポンプ１０７に一方向のみからしか嵌入しないことによって外部ポンプ１０７が誤って装填されないように構成されたポンプキャビティを有してよい。特定の実施形態では、外部ポンプ１０７は、最終的にハンドル１１０に当たってバルブ１０８を開始位置に戻す回転ピンを介してハンドル１１０に“達して”よい。特定の実施形態では、ハンドル１１０に取り付けられた機能（例えばスクリュードライバスロットまたはピンホール）は、外部ポンプ１０７による位置決め機能として用いられる。バルブを回転させるための外部ポンプ１０７およびバルブ１０８のさまざまな他の実施形態も可能である。
【００２１】
図３は、図１の流体ポンプ１００の断面図であり、バルブ１０８はＯ位置にある。このＯ位置では、チャンバ１２０は流体で満たされている。バルブ１０８の回転により、入口チューブ１０２は現在チャンバ１２０と接触している流体からは切り離されている。しかしながら、バルブ１０８の回転により、くさび形ノッチ１１２は現在出口チューブ１０４およびチャンバ１２０と流体連通している。したがって、ピストン１２２は、矢印１１１に沿って下方に移動し、チャンバ１２０に溜められていた流体は、出口チューブ１０４のチャネル１１８に排出される。このＯ位置では、プライミング細管１１４は、入口チューブ１０２、チャンバ１２０、または、出口チューブ１０４とは流体連通していないので、プライミング細管１１４からのいかなる流体の漏えいも生じない。
【００２２】
ピストン１２２が図３に示すような最下位置に達する頃には、チャンバ１２０からの流体の実質的にすべてが出口チューブ１０４の流体チャネル１１８に排出されているだろう。その後、外部電気機械ポンプ１０７は、下方である矢印１１１の方向にピストンを再び動かし始めると同時にバルブ１０８を図２に示されるようなＩ位置に回転させ、それによってチャンバ１２０を入口チューブ１０２からの流体で満たすプロセスが再び繰り返される。
【００２３】
流体ポンプ１００がユーザによってプライミングされると、バルブ１０８は、入口チューブ１０２から出口チューブ１０４へと流体をポンピングするための位置ＩとＯとの間を外部ポンプ１０７によって切り替えられる。このような位置切り替え動作は、ポンピングサイクルの観点から説明できる。ポンピングサイクルは、バルブがＩ位置にある状態から始まり、当該ポンピングサイクルの間に一旦Ｏ位置に動いた後、Ｉ位置になった状態で終わる。当業者であれば、ポンプ１００は、このようなポンピングサイクルの間に、ピストン１２２の排水量（ピストンの吸引容量とも呼ばれる）とほぼ等しい体積の流体を入口チューブ１０２から出口チューブ１０４へと輸送することを理解できよう。ポンピングサイクルの持続時間は、Ｉ位置とＯ位置との間のバルブ１０８の往復移動速度を制御する外部ポンプ機構１０７によって制御される。当業者であれば、このような機構は、ポンピングサイクル毎に、ピストン１２２の吸引容量と実質的に等しい一定量の流体を輸送することが理解できよう。さらに、一方の側がチャンバ１２０との流体連通を遮断されている場合、流体は、入口チューブ１０２からチャンバ１２０、または、チャンバ１２０から出口チューブ１０４へと移動するので、ポンピングサイクル毎に輸送される液量は、とりわけ、患者に対するリザーバの高さを変えることによって起きる入口チューブ１０２または出口チューブ１０４における圧力変化とは実質的に無関係である。
【００２４】
図４は、流体ポンプ装置４００の他の実施形態の断面図である。流体ポンプ１００と比較すると、本実施形態のポンプ４００は、出口チューブ１０４に接続する筐体に嵌挿された追加のピストン４０２を含む。ピストン４０２は、出口チューブ１０４の流体チャンバ１１８と流体連通するチャンバ４０４を形成する。外部電気機械ポンプ１０７は、ピストン４０２の往復運動がピストン１２２の往復運動と位相が異なるように調整してよい。したがって、ピストン１２２がチャンバ１２０から出た流体を出口チューブ１０４に押し出すと、ピストン４０２は外側へ引き出されることによってチャンバ４０４の容量を増やすことができる。その結果、流体の量は、ピストン１２２の吸引容量より通常少ないピストン４０２の吸引容量と等しくなり、チャンバ１２０から患者へと供給されるのではなくチャンバ４０４に蓄積される。
【００２５】
バルブ１０８がＩ位置にあり、ピストン１２２が流体を入口チューブ１０２からチャンバ１２０に引き込んでいるときは、流体はチャンバ１２０から出口チューブ１０４の流体チャネル１１８へは移動しない。外部ポンプ１０７が矢印１１３方向にピストン４０２を押すことにより、チャンバ４０４に吸引された流体が患者に供給されるために流体チャネル１１８へと排出される。ピストン４０２のこの動きはピストン１２２の動きと同期しているので、チャンバ１２０からの流体は患者に２ステップで輸送される。第１のステップ（バルブはＯ位置にある）では、患者に供給される流体の量は、ポンプ１２２の吸引容量からポンプ４０２の吸引容量を引いたものに等しい。第２のステップ（バルブ１０８はＩ位置にある）では、患者に供給される流体の量は、ポンプ４０２の吸引容量に等しい。当業者なら理解できるように、流体ポンプ４００にみられるようなピストン４０２の追加によって、流体輸送速度の脈動が低下する。ピストン１２２の吸引容量よりピストン４０２の吸引容量を小さくすることにより、このように脈動を低下させることができる。これによって、ポンピングサイクルの第１の段階でチャンバ１２０にある流体のすべてがチャンバ４０４に吸い上げられることはなくなる。好適な実施形態では、ポンプ４０２の吸引容量は、ポンプ１２２の吸引容量の５０％である。この容量は、ポンピングサイクルの各段階で輸送される流体量にほぼ等しく、その結果、ポンピングサイクル全体を通じてほぼ一定の流量となる。当業者であれば、第２のピストン４０２の導入によって、バルブ１０８を回転させて第１のピストン１２２を満たすことが輸送サイクルにおける一要素ではもはやなくなることが理解できよう。なぜなら、第１のピストン１２２を充填する間に第２のピストン４０２によって患者に流体を供給することができるからである。
【００２６】
引き続き図４を参照すると、外部ポンプ１０７は、以下のようにピストン１２２および４０２と同期し得る。当初、ピストンは、それぞれのチャンバ１２０および４０４の底にある。まず、流体輸送装置１００は、Ｐ位置にあるバルブ１０８によってプライミングされる。次に、第１のバルブ１０８がＩ位置へと回される一方で第１のピストン１２２が矢印１０９（図２参照）の方向に移動する。次に、バルブ１０８がＯ位置へと回されると同時に第１のピストン１２２が矢印１１１（図３参照）の方向に押されてそれと同時に第２のピストン４０２が引き戻される。特定の実施形態では、第２のチャンバ４０４は、第１のチャンバの半分の大きさであり、第２のピストン４０２は、第１のピストン１２２が輸送した半分の量の流体を効果的に取り出して後の輸送のために蓄えておく。このとき、バルブ１０８はＩ位置に戻っている。第２のピストン４０２は矢印１１３の方向に移動して取り出した流体を輸送し、第１のピストン１２２は、次の流体ボーラスを吸引すべく矢印１１１（図３参照）方向に移動する。その後バルブ１０８はＯ位置に戻り、第１のピストン１２２が患者に流体を供給する間に第２のピストン４０２が引っ込むことにより第１のピストン１２２のための次の充填サイクルで供給されるべき流体の半分の量が蓄えられる。２つのピストン１２２および４０２のこのような動作は、パルスの間にバルブ１０８が往復する「待ち時間」によって流体の流れを変えないので、患者への拍動流を弱め、流体輸送をなめらかにする。
【００２７】
当業者であれば、図１から図４で示された流体ポンプの実施形態の単純性は、比較的少ない構成要素による実施に適することが理解できよう。好適な実施形態では、流体ポンプ１００は、４つの構成要素を用いて実施される。１つの構成要素は、接合する管類のための入口および出口と、ピストン用の当該入口および出口の間の２つのチャンバ（脈動流体の実施形態には単一のチャンバ）とを含むダクトである。この構成要素は、バルブが取り付けられる領域も含む。第２の構成要素は、位置を切り替える動作によって、流体の流れる方向を制御するよう設計されたバルブである。第３の構成要素は、角ジョイントにあるピストンである。好適な実施形態では、ピストンはツーショットピストンである。このピストンは、シリンダ内を移動し、電気機械ポンプインターフェース（図１〜４には示していない）によって把持される剛性ハンドルを有するコンプライアント面をもつ。第４の構成要素は、オプションの第２のピストンとチャンバとのコンビネーションであり、ポンプが連続的な流体の流れを作ることを可能にする。上記実施形態は、流体ポンプ装置と、カーディナルヘルス社のＳｍａｒｔＳｉｔｅ（登録商標）のニードルフリーバルブ、または、Ｔｅｘｉｕｍ（登録商標）のオスルアー製品などの自己密封式の注射の部位との一体化を妨げない。
【００２８】
図５は、ポンプから取り出して示したバルブ１０８の他の実施形態５００の斜視図である。この実施形態では、バルブ５００は、基底部５０２および上部５０４を含む。バルブ１０８には、上記したようにバルブ１０８を回転させるために用いられるハンドル１１０がついている。このバルブ５００には、前に説明したバルブ１０８とは、異なり、プライミング細管１１４が設けられていない。代わりに、後に説明するような基底部５０２の周囲にプライミング・ポンピングノッチを設けることによってプライミング・ポンピング動作を行う。基底部５０２には、その周囲にポンピングノッチ５０６が設けられる。基底部５０２には、プライミングチャネルノッチ５１２も設けられ、図５では裏側で見えないため破線で示している。ポンピングノッチ５０６およびプライミングチャネルノッチ５１２はどちらも基底部５０２の端にあり、上部５０４からは遠く離れている。ポンピングノッチ５０６の角度幅は、プライミングチャネルノッチ５１２の角度幅より小さい。ポンピングノッチ５０６の角度幅は、流体チャネル１１６または１１８とチャンバ１２０とをつなぐに十分な長さであるが流体チャネル１１６と１１８とを接続しないようにされている。対照的に、プライミングチャネルノッチ５１２の角度幅は、流体チャネル１１６と１１８とをつなぐに十分な長さであり、その結果、プライミングの間に流体が入口チューブ１０２から出口チューブ１０４へと流れることができる。
【００２９】
引き続き図５を参照すると、上部５０４は、一般的に円筒形であり、基底部５０２と接している近接端５１０と、ノッチ５１４を含む遠位端５０８とを有する。ノッチ５１４には電気機械モータのような外部機構（図５には示していない）が嵌合されてバルブ５００を回転させる。バルブ５００が回転すると、基底部５０２は流体およびチャンバ１２０と接しながら回転し、上部５０４は、チャンバ１２０のケーシングとは接触せずに回転することによってポンピングの間の摩擦を軽減する。したがって、基底部５０２および上部５０４による消耗は異なる。消耗に適切に対処すべく、これらの部分は異なる材料で作製してもよい。特定の実施形態では、基底部５０２は、上部５０４の上から射出成形される柔らかい密封材料で作製され、上部５０４は、硬い耐摩耗材料で作製される。柔らかい密封材料が剛性材料の上から射出成形されることにより、簡単ではあるが耐久性のあるバルブ構成とすることができる。
【００３０】
図６は、図５に示す状態から１８０度回転させたロータリーバルブ５００の斜視図６００である。プライミングチャネルノッチ５１２は、正面を向いており、２つの端部６０２および６０４が見える。ポンピングノッチ５０６は、裏側で見えないため破線で示されている。
【００３１】
図７は、図５の矢印ＶＩＩ方向におけるバルブ５００を示す底面図である。プライミングチャネルノッチ５１２およびポンピングノッチ５０６は、基底部５０２の周縁付近に見える。特定の実施形態では、これらノッチ５０６および５１２は同じであってよい。特定の他の実施形態では、ノッチ５０６および５１２は、ポンプ１００を通じて汲み出されることが意図された流体の流動性に応じて異なる深さになるよう選ばれてよい。例えば、高粘度を有する流体用に設計された流体ポンプ１００では、流体の表面粘着性を克服すべく広くて浅いポンピングノッチ５０６が設けられてよい。ノッチの高さを調整する他の利点は、臨床的適用範囲まで流量を増加または減少させることである。一般的には、ノッチは深くて広い方が流動抵抗は少なく、浅くて狭いほど流動抵抗が大きくなる。特定の実施形態では、ノッチ５０６のサイズは、プライミングチャネルノッチ５１２とは異なるようにしてよい。これは、とりわけプライミングチャネルノッチ５１２を介して高流量でプライミングし、ノッチ５０６を介したピストン１２２への逆圧によって検出され得るくらいの抵抗で患者に送り込むことが臨床的に好ましい場合に当てはまる。プライミングチャネルノッチ５１２は、上記の理由によりポンピングノッチ５０６より幅が広い。
【００３２】
図８は、流体輸送装置１００の別の実施形態を示す断面図である。流体輸送装置８００は、前に説明したバルブ１０８の実施形態の代わりにバルブ５００の実施形態を用いる。図８は、Ｐ位置にあるバルブ５００を示す。前に述べたように、プライミングチャネルノッチ５１２の角度幅は、流体チャネル１１６からの流体が流体チャネル１１８へと流れることができるくらい広い。
【００３３】
図９は、ポンピング位置Ｉにあるバルブ５００を示す断面図である。この位置では、ポンピングノッチ５０６は、入口チューブ１０２およびチャンバ１２０と位置合わせされている。ポンピングノッチ５０６は、流体流入チャネル１１６からチャンバ１２０へと流体が流れることができる広さに構成される。しかしながら、ポンピングノッチ５０６の幅は、流体流出チャネル１１８に通じるほど広くない。前に述べたように、バルブ５００がポンピング位置Ｉにあるときは、外部電気機械ポンプ１０７は、ピストン１２２を矢印１０９の方向に引き出すことにより、チャンバ１２０の容量を増やし、チャネル１１６からの流体でチャンバ１２０内を満たせるようにする。バルブ５００は、Ｉ位置にあり、プライミングチャネルノッチ５１２は、回転して流体チャネル１１６、流体チャネル１１８、および、チャンバ１２０から離れているのでプライミングチャネルノッチ５１２から流体が漏れることはない。
【００３４】
図１０は、バルブ５００がポンピング位置Ｏにある流体輸送装置８００の断面図である。ポンピングノッチ５０６は、チャンバ１２０および流体チャネル１１８と流体連通している。ポンピング位置Ｏにおいて、外部ポンプ（図１０には示されていない）がピストン１２２を内側に押すことにより、流体はチャンバ１２０から流体チャネル１１８に排出される。プライミングチャネルノッチ５１２は、さらに回転しており、チャネル１１６および１１８、またはチャンバ１２０と流体連通しないので、プライミングチャネルノッチ５１２から直接流体が漏れることはない。外部電気機械ポンプ１０７によってピストン１２２が矢印１１１の方向に完全に押し入れられた後、バルブ５００が図９に示されるようなポンピング位置Ｉになることでピストン１２２は引き出され始める。図８から１０に示された流体ポンプは、バルブ５００の位置をＩポンピング位置とＯポンピング位置との間で切り替えることによって入口チューブ１０２から出口チューブ１０４へと流体を輸送する。当業者であれば、バルブ５００が３つ以上のポンピングノッチ５０２を有する特定の実施形態もあり得ることが理解できよう。このような実施形態では、流体がまず入口チューブ１０２からチャンバ１２０へと輸送され、その後チャンバ１２０から出口チューブ１０４へと排出されるようバルブ５００が回転する。
【００３５】
当業者であれば、上記のバルブ５００は、図４に関連して説明したピストン４０２のような、出口チューブ１０４に取り付けられた第２のピストンを含む特定の流体ポンプの実施形態で用いられ得ることが理解できよう。特定の実施形態では、バルブ５００は、壁とバルブの底部との間にリザーバ（図７の構成要素５０２）を形成するよう設計されてよい。このリザーバにより、バクテリアを捕捉して繁殖させてしまったり、または、輸送された流体を喪失することなく入口チューブ１０２と出口チューブ１０４との間を流体が自由に移動できるようになる。
【００３６】
図１１は、本開示の実施形態によるロータリーバルブ１１００の斜視図である。ロータリーバルブ１１００と、バルブ１０８および５００との違いは、バルブ１１００は往復移動して位置を切り替える代わりに回転し続けながら流体ポンプ１００の動作を可能にする点である。このような実施形態は、バルブを連続的に回転することによりエネルギー消費が抑えられるので、流体輸送システムのバッテリー寿命を延ばす。
【００３７】
引き続き図１１を参照すると、ロータリーバルブ１１００は、上部１１２０および基底部１１２２を有する。バルブ１１００の回転を良くすべく、上部１１２０および基底部１１２２はどちらも略円筒形である。図示の実施形態では、上部１１２０の直径は下部１１２２の直径より小さい。上部１１２０の下端部１１２６は、基底部１１２２の上端部１１２８に取り付けられている。上部１１２０の上端部１１２４は、外部電気機械システムがバルブ１１００と係合して回転させるための溝または他の手段（図示せず）を有する。上部１１２０は、以下に説明するようなバルブ１１００の動作中にバルブ１１００が内側へ移動するのを制限するカラー１１１４も有する。同様に、リング１１１６（図１５参照）のような他の機械的機能を追加してもよく、それによってバルブ１１００が外側に引き戻されるのを防ぎ、バルブ１１００が流体輸送装置１００から離れないようにする。このような機械的機能を１つのロック装置、とりわけ、柱（図示せず）の内部で上下動するスナップフィットリングに組み込むことも可能である。基底部１１２２は、角ジョイント１０６内に配置され、流体と接触することになる。基底部の下端部１１３０は、プライミングチャネルノッチ１１０２と、３つのポンピングノッチ１１０８、１１１０、および、１１１２とを有する。図に示されたすべてのノッチ（１１０２、１１０８、１１１０、および、１１１２）が常にリザーバと連通することにより、ノッチ内部の装置に流体が入らないよう、プライミング可能な流体リザーバ下の機能を嵌め合い部品内に設けてもよい。特定の実施形態では、プライミングチャネルノッチ１１０２は、一端１１０４で深くなっており、他端１１０６に向かって徐々に浅くなることによってプライミング中の手動での流速制御を可能とする。他の実施形態では、プライミングチャネルノッチ１１０２の深さは、全体にわたって均一である。プライミングチャネルノッチ１１０２、ポンピングノッチ１１０８、１１１０、および、１１１２は、互いに離れている。ポンピングノッチ（１１０８）の１つは、プライミングチャネルノッチ１１０２と重複するが、プライミングチャネルノッチ１１０２ほどの幅はなく、プライミングチャネルノッチを越えて上部１１２０の下端部１１２６に向かって延びる。プライミングチャネルノッチ１１０８、１１１０、および、１１１２は、プライミングチャネルノッチ１１０２より背が高い。ポンピングノッチ１１０８、１１１０、および、１１１２の角度幅は、以下にさらに説明する理由によりプライミングチャネルノッチ１１０２の角度幅より狭い。当業者であれば、臨床的または電気機械的に好ましい量の回転、輸送、および、プライミング制御を行うべく、ノッチの数、チャネルの幅および高さはすべて要求通りに調整され得ることが理解できよう。
【００３８】
図１２は、図１１に示したロータリーバルブ１１００の斜視図であり、プライミングノッチ１１１０が見えるように回転させてある。プライミングチャネルノッチ１１０２の浅い方の他端１１０６も見えている。ポンピングノッチ１１１０は、プライミングチャネルノッチ１１０２から離れており、プライミングチャネルノッチ１１０２よりも上の上部１１２０に向かって延びる。
【００３９】
図１３は、図１１に示したバルブ１１００の基底部１１２２の斜視図であり、ポンピングノッチ１１１２が見えるよう回転させてある。プライミングチャネルノッチ１１０２の深い方の一端１１０４も見えている。先に述べたように、ポンピングノッチ１１１２は、プライミングチャネルノッチ１１０２から離れており、プライミングチャネルノッチ１１０２よりも上の上部１１２０に向かって延びる。
【００４０】
図１４は、ロータリーバルブ１１００の底面図１４００であって、ロータリーバルブ１１００の下端部１１３０の周縁付近のプライミングチャネルノッチ１１０２およびポンピングノッチ１１０８の相対的位置の例を示している。この図では、深い方の端部１１０４から浅い方の他端１１０６へのプライミングチャネルノッチ１１０２のテーパリングがよりわかりやすくなっている。図１４に示すように、ポンピングノッチ１１０８はプライミングチャネルノッチ１１０２と同じ場所に位置する。
【００４１】
図１５は、プライミング位置にあるバルブ１１００を組み込んだ流体ポンプの断面図である。バルブ１１００をプライミング位置に移動させるには、ユーザはまずバルブ１１００をプライミング位置Ｐまで回転させてから矢印１５０２の方向にプライミング位置まで引き出す。バルブが矢印１５０２の方向である外側に移動することは、バルブ１１００の基底部１１２２が壁と接触したら外側へ行かないようにするなど、ユーザに触感フィードバックを与えることによって制御できる。特定の実施形態では、他のリング１１１６がカラー１１１４の下のバルブ１１００に設けられることによって、所望の位置に達したらバルブ１１００はそれ以上外側に行かないようにすることができる。バルブ１１００がプライミング位置にあるとき、プライミングノッチ１１０２は、入口チューブ１０２の流体チャネル１１６、および、出口チューブ１０４の流体チャネル１１８とそれぞれ位置合わせされている。プライミングチャネルノッチ１１０２は、流体チャネル１１６から流体チャネル１１８へと流体を流すことができるのに十分な幅があるので、ポンプ１００のプライミングを行うことができる。プライミングチャネルノッチ１１０２は、深い方の一端１１０４から浅い方の他端１１０６へと浅くなっていくので、ユーザは、プライミング動作の間に深い方の端部（流量を増大させるため）または浅い方の端部（流量を減少させるため）に向かってバルブを回転させることにより、プライミングの流量を調整することができる。
【００４２】
引き続き図１５を参照すると、入口チューブ１０２と出口チューブ１０４との間を流体が自由に流れることができるようにすべく、下端部１１３０（図１１参照）の下の流体リザーバ１１３２が効果的に用いられる。
流体リザーバ１１３２の容積は、壁に対するバルブ１１００の位置によって制御される。
【００４３】
図１６は、ポンピング位置にあるバルブ１１００を組み込んだ流体輸送装置の一部の断面図である。ユーザまたは電気機械ポンプ１０７は、バルブ１１００を内側に押すことによってバルブ１１００をポンピング位置に置くことができる。カラー１１１４は、バルブ１１００の内側への移動を阻止し、バルブ１１００がポンピング位置に設定されているという触感フィードバックをユーザに与える。この状態では、プライミングチャネルノッチ１１０２は、流体チャネル１１６および１１８とは垂直方向に位置合わせされていない。代わりに、プライミングチャネルノッチ１１０２を越えて延びるポンピングノッチ１１０８、１１１０、および１１１２の上部は、流体チャネル１１６および１１８と垂直方向に位置合わせされている。したがって、バルブ１１００を単に押すだけで、ユーザはバルブ１１００をプライミング位置からポンピング位置へと移動させることができ、以下に説明するように、流体輸送装置１００を通じて流体のポンピングを始めることができる。バルブ１１００がこの位置にあると、流体はリザーバ１１３２も介して輸送される。
【００４４】
図１７は、バルブ１１００がプライミング位置にある流体輸送装置１００の断面図である。ポンピングノッチ１１１０および１１１２は流体チャネル１１６および１１８と垂直方向に位置合わせされていないので（図１５参照）破線で示している。プライミングチャネルノッチ１１０２の上部にあるポンピングノッチ１１０８は、図１７には示されていない（図１４参照）。プライミングチャネルノッチ１１０２は、流体チャネル１１６と流体チャネル１１８とを接続させることにより、流体ポンプ１００、および、ポンピングノッチ１１０４の下にあるリザーバ１１３２のプライミングを可能にする。上述のように、プライミングチャネルノッチ１１０２は、図１７に示すように流体チャネル１１６および１１８の間が流体連通するのに十分な幅を少なくとも有するように構成される。
【００４５】
図１８は、バルブ１１００がポンピング位置Ｉにある流体輸送装置１００の断面図である。上述のように、ユーザは、バルブを流体チャネル１１６および１１８と位置合わせする位置まで押すことによってバルブ１１００をポンピング位置に配置する。プライミングチャネル１１０２は流体チャネル１１６および１１８と垂直方向に位置合わせされていないので（図１６参照）、図１８には示していない。上述のように、バルブがＩ位置にあると、始めは押し込まれた位置にあったピストン１２２は矢印１８０９の方向に引き出され、それによってチャンバ１２０の容量が増える。ポンピングノッチ１１０８は、流体がチャネル１１６からチャンバ１２０へと流れることができるのに十分な幅を有する。しかしながら、ポンピングノッチ１１０８の幅は、流体が出口チューブ１０４へと流れることができるほど広くはない。ピストン１２２が矢印１８０９の方向に完全に引き出された後、バルブ１１００は電気機械システム１０７によってポンピング位置Ｏまで回され、ピストン１２２は電気機械システム１０７によって内側に引き戻される。
【００４６】
図１９は、バルブ１１００がポンピング位置Ｏにある流体輸送装置１００の断面図である。この位置では、ポンプチャネルノッチ１１０８によって、チャンバ１２０と出口チューブ１０４の流体チャネル１１８との間に流体連通が確立されている。ピストン１２２が押し入れられると、チャンバ１２０から流体チャネル１１８に流体が排出される。他の２つのポンピングノッチ１１１０および１１１２も回転して流路の外に完全に出ることに留意されたい。ピストン１２２が完全に押し入れられると、外部電気機械システムがバルブ１１００を同じ方向に（すなわち往復運動ではない）回転させることにより、次のノッチ１１１０がポンピング位置Ｉにおける入口チューブ１０２とチャンバ１２０との間の流体連通を確立させる。流体輸送中、バルブ１１００が同じ方向に回転することにより、ポンピング位置Ｉとポンピング位置Ｏとが切り替わり、それによって流体が輸送される。
【００４７】
当業者であれば、上記実施形態はＡＩＬセンサを含む、図４で説明された第２のピストンと共に実行されてもよい。さらに、図１１から１９までに示された実施形態は、ポンピングノッチ１１０８、１１１０、および、１１１２のすぐ下に配置されたプライミングチャネルノッチ１１０２を示しているが、ノッチの配置および形成には本開示の原理と整合性のとれたいくつかのバリエーションがあり得る。例えば、プライミングチャネルノッチをポンピングノッチの上に配置することも可能である。さらに、プライミングチャネルノッチとポンピングノッチとの間にはノッチを設けなくてもよい。
【００４８】
開示したさまざまな実施形態は、ロータリーバルブを有する流体輸送装置を提供する。ロータリーバルブは、プライミング位置およびポンピング位置で動作する。ユーザは、バルブを操作してプライミング位置またはポンピング位置にすることができる。ロータリーバルブの位置を示すものとして触感または視覚フィードバックがユーザに提供される。バルブの位置に関する同様のフィードバックが電気機械ポンプに提供されてもよい。
【００４９】
図２０は、バルブ１１００の他の実施形態を示す。図に示す実施形態では、バルブの上から下まで走る中空のダクト２００４が設けられ、バルブ１１００の上部には上部開口２００２があり、バルブ１１００の底部には底部開口２００６がある。ダクト２００４は、流体輸送装置１００の壁の二次開口を介して流体輸送装置１００内の流体にアクセスするために用いられてよい。特定の実施形態では、開口２００２は、流体圧力の測定を可能にするメンブレン（図２０には示していない）を有し得る。メンブレンは、バルブチャンバ１２６内の圧力変化を検知すべく、ユーザまたは外部機器によって用いられてよい。圧力測定は、例えば、メンブレン（図示せず）にピンを刺すことによって実行され得る。特定の実施形態では、開口２００２に流体アクセスポイントが設けられ、それによってＳｍａｒｔＳｉｔｅ（登録商標）または他の流体アクセスポイントあるいは輸送装置が流体輸送装置１００に直接取り付けられることが可能になる。特定の実施形態では、ラインから空気を排出する空気抜きが上部開口２００２に有効に設けられてよい。これは空気が流路に沿ってではなく上方に流れるであろうという理由からである。
【００５０】
ユーザがロータリーバルブをポンピング位置まで動かした後、外部電気機械システムは、入口チューブから出口チューブまで流体を輸送すべくロータリーバルブを回転させる。流体輸送は２つの流体移動ステップで実行される。第１の移動は、入口チューブから流体チャンバまでであり、出口チューブは、流体チャンバとの流体連通を断たれる。第２の移動は、流体チャンバから出口チューブまでであり、入口チューブは、流体チャンバとの流体連通を断たれる。各流体移動ステップで移動される流体量は、ピストンの動きによって制御される。したがって、バルブの回転ごとに移動される流体の量は、入口チューブまたは出口チューブにおける流体圧力とはどちらかといえば無関係である。さらに、流体輸送装置は、ユーザがロータリーバルブのプライミング位置を動かし、空気を抜くことによって簡単にプライミングできる。プライミングが完了すると、ユーザはバルブをポンピング位置に回転させることができる。この位置では、流体輸送装置は、ロータリーバルブに結合された外部電気機械システムが本開示の原理に従ってバルブを回し始めるまで事実上オフにされる（流体を輸送しない）。ロータリーバルブは、入口チューブと出口チューブとの間の流体連通を断つべく、流体輸送装置内に十分押し込まれることによって流れを止めるよう用いられてよい。
【００５１】
当業者であれば、上記のさまざまなバルブの実施形態は、バルブが時計回りに回るときは流体を入口チューブから出口チューブへと輸送し、反時計回りに回ったときは出口チューブから入口チューブへと流体を輸送する構成に適していることが理解できよう。流体輸送装置１００のこのような双方向動作の利点は、流体を患者に輸送し、かつ、患者から流体を抜き出すかまたは流体を一次流体源に送るためのさまざまな臨床用途に用いられ得ることである。例えば、特定の実施形態では、バルブ１０８、５００、または、１１００の双方向動作は、流体の二次バッグを一次流体源バッグにバックプライミングするために用いられてよい。特定の実施形態では、流れの指向性は、バルブ１００の回転方向（時計回りまたは反時計回り）を制御することによって得られる。特定の実施形態では、流れの指向性は、バルブの動きとは異なるようにピストンが動く時間を定めることによって得られる。例えば、特定の構成では、バルブ１０８、５００、または１１００がポンピング位置にあり、バルブが一方向（時計回りまたは反時計回り）に回転するよう構成されることにより、流体輸送の双方向性は以下のように得られる。流体チャンバ１２０が入口チューブ１０２と流体連通しているときはピストン１２２を外側に引っ張り、流体チャンバ１２０が出口チューブ１０４と流体連通しているときはピストン１２２を下に移動させることによって、流体を入口チューブ１０２から出口チューブ１０４まで輸送することができる。逆方向では、流体チャンバ１２０が出口チューブ１０４と流体連通しているときはピストン１２２を外側に引っ張り、チャンバ１２０が入口チューブ１０２と流体連通しているときはピストン１２２を下に移動させることによって、流体を出口チューブ１０４から入口チューブ１０２まで輸送することができる。
【００５２】
これまで本開示の実施形態を詳細に説明してきたが、これらの実施形態は例示目的に過ぎず、限定するためではないことを明確に理解されたい。また、本発明の範囲は、添付の請求項の範囲によって限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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