(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ（５０）の固定部（１０）中に充填された管（１６）を測定するために該ポンプを作動させる方法であって、該ポンプは、対向面（１２、１４）を有する管押し付けセクションと、第一センサー（１８、１９）と、少なくとも一つの第二センサー（２４）と、コントローラー（１００）とを含んでおり、該方法は、
該管（１６）を該固定部（１０）の該対向面（１２、１４）間で圧縮することと、
該第一センサー（１８、１９）から、圧縮している間に該管（１６）の圧縮を示す信号を該コントローラー（１００）内で受け取ることであって、該管（１６）の該圧縮を示す信号は、該固定部（１０）の該対向面（１２、１４）間の距離を示す、ことと、
該少なくとも一つの第二センサー（２４）から、該対向面（１２、１４）のうち少なくとも一つに対する該管（１６）の接触長さを示す信号を該コントローラー（１００）内で受け取ることと、
該管（１６）の接触長さを示す信号および該管（１６）の圧縮を示す信号に基づいて、該管（１６）の内径および厚さを該コントローラー（１００）を介して計算することと
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１の方法であって、前記管（１６）の圧縮を示す信号、または、前記接触長さを示す信号を前記コントローラー（１００）を介して監視することをさらに含む、方法。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項の方法であって、前記対向面（１２、１４）が固定面および可動面を含み、前記第一センサー（１８、１９）が、該対向面（１２、１４）の該固定面上または該可動面上の少なくとも一方に配置される、方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の方法であって、前記第一センサー（１８、１９）が、ＬＶＤＴ、超音波センサー、エア・インラインセンサー、または、静電容量センサー（３０）を含む、方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項の方法であって、前記少なくとも一つの第二センサー（２４）が、センサーアレイ（２６）、圧力センサー（２６ａ、２６ｂ）、スイッチアレイ（３６）、または、前記静電容量センサー（３０）を含む、方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項の方法であって、前記コントローラー（１００）が、前記対向面（１２、１４）に前記管（１６）を圧縮させる、方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項の方法であって、前記計算するステップが前記管（１６）の直径を、該管（１６）の二つの半円および、該管（１６）と前記対向面（１２、１４）との接触長さを使用して、計算することを含む、方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法であって、前記ポンプ（５０）が、ｉ）前記管（１６）の圧縮を示す信号を受け取ることと、ｉｉ）該管の前記接触長さを示す信号を受け取ることとを行うように作動させられる、方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法であって、前記計算するステップが前記管（１６）の外径を前記コントローラー（１００）を介して計算することを含む、方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法であって、前記管（１６）の前記計算された内径を用いて液体注入液の体積を前記コントローラー（１００）を介して計算することをさらに含む、方法。
【請求項１１】
注入ポンプ（５０）であって、該注入ポンプ（５０）は、
入口弁（５２）と、
出口弁（５３）と、
シャトル固定部（１４）とシャトル可動部（１２）とを含むシャトル（１０）であって、該シャトルは、該シャトル固定部（１４）と該シャトル可動部（１２）との間の管（１６）の長さを圧搾するよう構成されており、該シャトル可動部（１２）は、該シャトル固定部（１４）に向かうように、および該シャトル固定部（１４）から離れるように移動して、該注入ポンプ（５０）を作動する、シャトル（１０）と、
該可動部（１２）または該固定部（１４）の一方に搭載された第一センサーであって、該可動部（１２）と該固定部（１４）との間の距離を検知する第一センサーと、
該可動部（１２）および該固定部（１４）の少なくとも一方との該管の接触長さを検知する少なくとも一つの第二センサー（２４）と、
該管（１６）の内径および厚さを計算するように適合されたコントローラー（１００）と
を含む、注入ポンプ（５０）。
【請求項１２】
請求項１１に記載の注入ポンプ（５０）であって、前記第一センサーがＬＶＤＴ、超音波センサー（１８、１９）、エア・インラインセンサー、または、静電容量センサー（３０）を含む、注入ポンプ（５０）。
【請求項１３】
請求項１１および１２のいずれかの１項に記載の注入ポンプ（５０）であって、前記第二センサーが、センサー（２６）、圧力センサー（２６ａ、２６ｂ）、センサーアレイ（２４）、スイッチアレイ（３６）、または、静電容量センサー（３０）を含む、注入ポンプ（５０）。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の注入ポンプ（５０）であって、前記可動部（１２）および固定部（１４）の他方の上に搭載されたターゲット（３２）をさらに含む、注入ポンプ（５０）。
【請求項１５】
注入ポンプ（６０）であって、該注入ポンプ（６０）は、
管（６５）を操作して、薬剤を正確に輸送する積極的排水ポンプと、
該積極的排水ポンプの可動部（６７）上または固定部（６８）上の一方に搭載された第一センサー（６９）であって、該可動部（６７）と該固定部（６８）との間の距離を検知する第一センサー（６９）と、
該可動部（６７）および該固定部（６８）の少なくとも一方との該管（６５）の接触長さを検知する少なくとも一つの第二センサー（７１）と、
少なくとも該管の該可動部（６７）と該固定部（６８）との間の距離に基づいて該管（６５）の内径と厚さを計算するように適合されたコントローラー（１００）と
を含む、注入ポンプ（６０）。
【請求項１６】
請求項１５に記載の注入ポンプ（６０）であって、前記積極的排水ポンプがシャトルポンプまたは蠕動ポンプである、注入ポンプ（６０）。
【請求項１７】
請求項１５および１６のいずれか１項に記載の注入ポンプ（６０）であって、前記第一センサー（６９）がエア・インラインセンサーまたは近接センサーである、注入ポンプ（６０）。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の注入ポンプ（６０）であって、前記少なくとも一つの第二センサー（７１）が、二つ離間したセンサー（２６）またはマイクロスイッチ（３６）を含む、注入ポンプ（６０）。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の注入ポンプ（６０）であって、前記コントローラー（１００）が、前記管の長さ、厚さおよび内径を計算するためのコンピューターで読み出し可能なディスク上のコンピュータープログラムを実行する、注入ポンプ（６０）。
【請求項２０】
請求項１５および請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の注入ポンプ（６０）であって、該注入ポンプ（６０）がリニア蠕動ポンプであり、前記可動部（６７）が複数のカムプレートの一つである、注入ポンプ（６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の発明の分野は注入ポンプであり、典型的には静脈経路を介して、患者にある量の薬用流体をポンプまたは注入するシステム、装置および方法に一般的には関連する。
【背景技術】
【０００２】
注入ポンプは、典型的には静脈ラインを介して、薬と液体を患者へ注入するために用いられる。比較的多量を扱う注入ポンプがある一方で、ごく少量のコントロールされた量の液体のみを輸送する能力を備えたポンプにより関心があり得る。鎮痛薬、アヘン誘導体を含む麻酔薬、抗炎症薬、インスリン、鎮痙薬、抗生物質、化学療法薬、心血管薬などの使用される薬は非常に重要であり得る。患者が毎時０．１ｍｌのような長期間にわたって安定した確実なストリームを有するよう、これらの薬の多くは連続的に非常に少量求められる。パルスが用いられた場合、投薬量比率は毎パルスまたは毎ボーラス当たりナノリットルまたはマイクロリットルに換算した測度であり得る。少量のポンプが用いられようと、より多量のポンプが用いられようと関係なく、ポンプの正確性は患者にとって成功の結果である。
【０００３】
管の長さに沿ってポンプ室を有する注入ポンプもあり、そのポンプ室は入口弁と出口弁を有する。開いた入口弁を通してポンプ室の中で管の長さに注入流体が入れられる。次いで、管の入口で入口弁を閉じることで管を塞ぐことにより、注入流体は孤立する。次いで、出口弁が開かれ、ポンプ機構が当該の管の長さを圧縮または他の態様でマッサージし、流体をポンプ室から、および、患者に向けて、ポンプまたは排出する。入口弁は閉じられた弁によって遮断されているので、液体は弁が開かれている出口弁からしか流出し得ない。次いで、出口弁が閉じられ、入口弁とポンプ機構が開き、流体の源から追加の流体がポンプ室へ入ることを許容する。上記は一回のポンピングのサイクルまたはストロークとして参照されるものである。
【０００４】
ポンプ機構は、固定ブロックまたはプラテンに対して管を圧縮する単一のポンプ部材を含み得る。この場合、ポンプ部材またはプラテンは入口弁と出口弁間の長さに実質的に類似した長さを有し得る。あるいは、ポンプ機構は、順に管を圧縮する複数のポンプフィンガーまたは部材を含み得る。この例において、少なくとも一つは管を常に圧縮しているような十分なポンプフィンガーがある場合は特に、入口弁および／または出口弁の必要性はなくともよい。
【０００５】
全注入の正確性は各ポンピングのサイクルの正確性に依存する。換言すれば、各ポンピングのサイクルでポンプされる流体の量を正確に知ることと、全注入の量を時間にわたって知ることが重要である。各ポンピングのサイクルの量は管の内径に依存する。管ごとの内径の可変性に起因して問題が発生する。この可変性は他のものごとの中で、生産工程と許容誤差に起因する。特定の注入のために使用される、特定のＩＶ管の内径を注入ポンプが決定または測定可能であれば有益である。この情報に基づいて、ポンプ機構の機能性（ポンプ機構の速度とストロークの長さ）を調整することができ、管内径の可変性に関わらず正確性を確保および維持できる。
【０００６】
加えて、ポンプはこの情報を利用でき、管を過剰に圧縮すること（過剰なストレスにより管の寿命を縮める）を避け、そして不十分に圧縮する（不正確性と非効率性につながる）のを避ける。
【０００７】
注入ポンプは正確に薬と他の液体を患者に注入するために用いられる。投与される量は、特定の液体を患者へ投与するために用いられる、特定の管の内部寸法を正確に知ることにより改善され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、インスリンまたはモルヒネのような薬の処方された量を患者へ輸送可能な注入ポンプを含む。患者にとって最良の可能な結果を確保するため適切な薬の処方された量をポンプは正確に輸送する。ポンプは管、特に管の接触長さと一緒に作動し、患者にとっての汚染菌に晒されるリスクを犯す空気に薬が触れないように、静脈（“ＩＶ”）容器のようなソースから接触長さを通して薬を移送する。管は典型的にはプラスチック材料をダイを通して押し出すことで作られる。内径または外径のような形成される管の寸法は３％または４％も変わり得る。使用の間、管の接触部の実際の寸法を決定することで、本ポンプはこの問題を克服する。
【０００９】
注入ポンプは少なくとも一つのセンサーと一緒に作動し、このセンサーは接触部に管を保持する物理的な圧迫部間の距離を測定する。物理的な圧迫部は、管が圧縮および圧縮解除される間の固定面またはプラテンと、可動面またはプラテンを含み得る。特に、一つの方法と対応するシステムは、管を固定部に充填するステップ、固定部の対向面間で管を圧縮するステップ、圧縮している間に管の圧縮を示す信号を受け取るステップ、対向面のうち少なくとも一つに対する管の接触長さを示す信号を受け取るステップ、および管の直径と厚さを計算するステップを含む。
【００１０】
もう一つの方法と対応するシステムは、管を固定部に充填するステップ、固定部の対向面間で管を圧縮するステップ、圧縮している間に対向面間の距離を示す信号を生成し受け取るステップ、対向面の少なくとも一つに対する管の接触長さを示す信号を生成し受け取るステップ、および管の内径と厚さを計算するステップを含む。
【００１１】
上述した方法およびシステムは、特に注入ポンプによく適している。注入ポンプは管押し付けセクションを含んでいる。そのセクションは可動部と固定部と、可動部または固定部のどちらか一方上に搭載された、可動部と固定部間の距離を検知する第一センサーと、可動部と固定部の少なくとも一方との管の接触長さを検知する少なくとも一つの第二センサーと、入口弁と、出口弁と、シャトル部を有する。そのシャトル部は、シャトル固定部とシャトル可動部との間の管の長さを圧搾するよう構成されており、シャトル可動部は、シャトル固定部に向かうように、およびシャトル固定部から離れるように移動して、注入ポンプを作動する、シャトル部である。
【００１２】
あるいは、注入ポンプは、ハウジングと、可動部と固定部を有する管押し付けセクションであって、ハウジング上に搭載された管押し付けセクションと、可動部上または固定部上の一方に搭載された第一センサーであって、可動部と固定部間の距離を検知する第一センサーと、可動部と固定部の少なくとも一方との管の接触長さを検知する少なくとも一つの第二センサーと、管を操作して正確に薬剤を輸送するための積極的排水ポンプとを含む。
【００１３】
したがって、管ポンプを介してポンプされる薬用流体の体積を決定する際の、管生産バリエーションを補正するためのシステムと方法を提供することが、本開示の利点である。
【００１４】
管ポンプを介してポンプされる薬用流体体積を決定する際の管充填バリエーションを補正するシステムと方法を提供することが、本開示のもう一つの利点である。追加の特徴と利点が本明細書に記載されている。追加の特徴と利点は以下の詳細な説明と図より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は管測定システムと本開示の方法を有するシャトルタイプの注入ポンプの正面図である。
【図２】図２は本開示の管測定を実施するためにポンプコントローラーによって用いられるアルゴリズムを一般的な方法で示した図式のフローダイアグラムである。
【図３Ａ】図３Ａ、図３Ｂと図４Ａ〜図４Ｃは図１のシャトルタイプポンプ注入ポンプの接触部の断面正面図であり、装置内の管の圧縮を描写している。
【図３Ｂ】図３Ａ、図３Ｂと図４Ａ〜図４Ｃは図１のシャトルタイプポンプ注入ポンプの接触部の断面正面図であり、装置内の管の圧縮を描写している。
【図４Ａ】図３Ａ、図３Ｂと図４Ａ〜図４Ｃは図１のシャトルタイプポンプ注入ポンプの接触部の断面正面図であり、装置内の管の圧縮を描写している。
【図４Ｂ】図３Ａ、図３Ｂと図４Ａ〜図４Ｃは図１のシャトルタイプポンプ注入ポンプの接触部の断面正面図であり、装置内の管の圧縮を描写している。
【図４Ｃ】図３Ａ、図３Ｂと図４Ａ〜図４Ｃは図１のシャトルタイプポンプ注入ポンプの接触部の断面正面図であり、装置内の管の圧縮を描写している。
【図５Ａ】図５Ａと図５Ｂは管圧縮を測定するための装置と方法の一つの実施形態を描写した断面正面図である。
【図５Ｂ】図５Ａと図５Ｂは管圧縮を測定するための装置と方法の一つの実施形態を描写した断面正面図である。
【図６】図６は図５Ａと図５Ｂの実施形態における使用のための平面センサーアレイを示した遠近図である。
【図７Ａ】図７Ａと図７Ｂは二つのプラテン間の距離を測定するための装置と方法の一つの実施形態を描写した断面正面図である。
【図７Ｂ】図７Ａと図７Ｂは二つのプラテン間の距離を測定するための装置と方法の一つの実施形態を描写した断面正面図である。
【図８Ａ】図８Ａと図８Ｂは二つのプラテン間の距離と管の上部プラテンとの接触長さを測定するための装置と方法の一つの実施形態を描写した断面正面図である。
【図８Ｂ】図８Ａと図８Ｂは二つのプラテン間の距離と管の上部プラテンとの接触長さを測定するための装置と方法の一つの実施形態を描写した断面正面図である。
【図９】図９〜図１１は上記の装置と方法で取られるセンサー示度を描写した図式である。
【図１０】図９〜図１１は上記の装置と方法で取られるセンサー示度を描写した図式である。
【図１１】図９〜図１１は上記の装置と方法で取られるセンサー示度を描写した図式である。
【図１２Ａ】図１２Ａ〜図１２Ｄは管のずれを補正するための一つのシステムと方法を描写したさまざまな図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａ〜図１２Ｄは管のずれを補正するための一つのシステムと方法を描写したさまざまな図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａ〜図１２Ｄは管のずれを補正するための一つのシステムと方法を描写したさまざまな図である。
【図１２Ｄ】図１２Ａ〜図１２Ｄは管のずれを補正するための一つのシステムと方法を描写したさまざまな図である。
【図１３】図１３は本開示の管測定の装置と方法の代替的なカム駆動ポンプの実施形態を描写している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここで、図面、特に図１を参照すると、本開示のシャトルタイプの注入ポンプ５０の実施形態が示されている。注入ポンプ５０は管１６と、入口弁５２と、出口弁５３と、上部の可動プラテン１２および下部の固定プラテン１４を有するシャトル部１０とを含む。弁５２、５３およびシャトル部１０は、それぞれ、リニアアクチュエータ５４ａ〜５４ｃによって作動される。ポンプコントローラー１００は、管理処理装置や安全処理装置（示されていない）のような、注入ポンプ５０とは別の処理装置と共に作動することができる。ポンプコントローラー１００はポンプ５０とそのリニアアクチュエータ５４ａ〜５４ｃをコントロールする。
【００１７】
流体をポンプするために、アクチュエータ５４ａは入口弁５２を開ける。アクチュエータ５４ｂは出口弁５３を閉め、アクチュエータ５４ｃはプラテン１２を引くことで、管１６が開いて、液体薬を例えば重力によって受け取ることができる。次いで、アクチュエータ５４ａおよび５４ｂは弁５２および５３の状態を、それぞれ、逆にし、アクチュエータ５４ｃは、プラテン１２をプラテン１４の方へ押して、管５１を圧縮して、プラテン１２とプラテン１４の間にある管５１をちょうど満たす流体を排出する。
【００１８】
詳細は下記で論じるように、センサー１８、１９（例えばセンサーのペア）が可動プラテン１２と固定プラテン１４に埋め込まれる。送信器１８は可動プラテン１２に取り付けられ得る。一方で受信器１９は同様に固定プラテン１４に取り付けられる。使用において、液体をポンプして患者へ注入するため、シャトル部の可動プラテン１２が管５１を閉めると、送信器１８と受信器１９はそれぞれ信号を送信および受信し、以下で述べられるようにペア間の距離を検出する。同時に、複数のセンサーから成るセンサーアレイ２４はプラテン１２および１４と接している管セグメントの長さを以下で同様に述べるように検出する。このように、センサー１８、１９およびセンサーアレイ２４は管の圧縮距離と接触長さを検出および測定し、それらはコントローラー１００へ送られ、実際にポンプされる溶液の正確な量が計算される。この検知はポンプの各ストロークごとに繰り返され得る。次いで、ポンプコントローラー１００は正確に決定された量を積分して、精度を確実にするため可動プラテン１２の移動頻度および／または移動距離を調整する。
【００１９】
ここで図２を参照すると、ハイレベルのフローチャートは、本明細書で述べられた多数の実施形態のために、コントローラー１００によって実行されるアルゴリズムまたはプロセスフロー図の一つの実施形態を示している。プロセスの第一ステップ１０１は管を上記で述べたシャトル部１０へ装填することである。一度装填されると、管はステップ１０２でセンサーを伴なった二つの対向する表面で圧縮される。このセンサーは表面間の距離を測定し、また管と少なくとも表面の一つとの接触長さを測定する。テストが行なわれている間に、コントローラー１００はステップ１０３でセンサーを信号出力における変化について監視する。ステップ１０４で見られるように、信号においてほとんど変化がない場合は表面の動きが止められ得る。次いで、信号はステップ１０５で記録される。そしてステップ１０６で見られるように、コントローラー１００は計算を実行し、管の接触長さ、管の厚さ、そして外径と内径を決定する。コントローラー１００は次いで上記の実際の寸法を使って実際にポンプされた液体の量を計算し、そして将来のポンプを調整し（例えばストロークの頻度）、実際の全体の量を、ポンプされる流体の全体の目標量に等しくする。
【００２０】
ここで図３Ａと図３Ｂを参照すると、図１の注入ポンプ５０のシャトル部１０がより詳細に示されている。シャトル部１０は下部プラテンの固定プラテン１４と上部の可動プラテン１２を含んでおり、これらは管１６と一緒に作動する。下部プラテン１４は示された実施形態においては上部の可動プラテン１２と平行している。管１６は典型的にはＰＶＣであるが、ポリエチレン、ポリプロピレン、他の医学的に許容可能なプラスチック、またはそれらの組み合わせであり得る。図３Ａでは、圧縮に先立ち、管１６は最初にシャトル部１０に設置された際、管の厚さｔと外側の半径Ｒ０を有する。
【００２１】
図３Ｂに示されるように可動プラテン１２が閉められると、管１６は圧縮される。図３Ａと図３Ｂの両方において、ｄは上部プラテン１２と下部プラテン１４の間の距離であり、ｒは連続的に変化する管の曲線の半径である。ここで、管がプラテンから離れる点は、管とプラテンの接線の接触距離を定める。管１６の左側と右側の矢印によって示されるように、管の長さｌは上部プラテン１２と下部プラテン１４との上記接触距離を定め、ここで長さｌの端は接線の解放点を定める。
【００２２】
ここで、図３Ａと図３Ｂで示される方程式を説明する。管１６の側面で連続的に変化する曲線は、下部プラテン１４および上部プラテン１２という互いに平行するプラテンと接触する管の接触長さから延びる。したがって、新たに形成される曲線は半径ｒの半円であり、半径ｒはプラテン間の距離ｄの半分に等しい。それぞれの新たに形成される半円の曲線の長さはπｒに等しい。そして両半円または端の全部の長さは２πｒである。図３Ａに関連して示される方程式は次のことを意味している：管１６の外側の曲線の全長さは圧縮の間、変化しない。管１６が２πＲ０と等しい円の形のとき、外側の曲線の全長さはその円周に等しい。管が図１の右側の部分に示されるような位置まで圧縮されたとき、外側の曲線の全長さは二つの新たに形成された半円の長さに等しい、２πｒ（またはπｄ）＋接触長さｌの２倍である。管の実際の半径Ｒ０について解くとＲ０はｄ／２＋１／πであることが分かる。図３Ａにおいて、管１６はプラテン１２、１４に対してちょうど正接である。この場合、二つのプラテンの間の距離ｄは管１６のちょうど外径２Ｒ０である。そのため、接触長さはゼロであり、この長さを二倍した２ｌも同様にゼロである。したがって管の円周はπ×（測定された直径の距離ｄ）で２πｒに等しく、またはこの場合２πＲ０である。管の平面の範囲はπ×（内側の半径の二乗）である。体積は、管の長さまたは注入ポンプによって推進される液体の長さをかけることによって計算される。
【００２３】
この方法によって管の直径を測定するために、理論上、管はどのような位置にでも圧縮され得る。図３Ｂの方程式のブロック２で示されるように、接触長さｌ１、ｌ２は異なる距離ｄ１、ｄ２でとられる。接触長さｌ１、ｌ２の差異は、圧縮のステップの間、プラテンの距離ｄの差異に比例する。これら対応する値を用いることで接触長さｌにおける変化はプラテンの距離ｄにおける変化によって決定され得る。加えて、管の直径をこの方法で測定するとき、多くの異なる位置に管を圧縮することで複数のテストが実施され得る。次いで、全ての計算の平均を用いてより正確な値を得ることができる。
【００２４】
図４Ａ〜図４Ｃは可動ポンププラテン１２が閉じられ、管１６を下部の固定プラテン１４へ締め付けるときの典型的な管１６の圧縮された状況を描写している。プラテン１２、１４の間の距離ｄは、超音波センサー（センサーのペア１８および１９）によって測定される。本実施形態においては送信器１８は最上層のプラテン１２に配置され、受信器１９は最下層のプラテン１４に配置される。多くの注入ポンプは既に超音波センサーを含んでおり、そのセンサーはエア・インラインセンサーとして用いられる。このセンサーは、多くの場合先在するセンサーであるが、注入ポンプ５０のセンサー１８、１９のため用いられ得る（図１）。他の実施形態は静電容量センサー、リニア可変差動変圧器（“ＬＶＤＴ“）のようなリニア変換器または他の距離測定センサーを使い得る。上部プラテン１２を下げると、図４Ｂで見られるように管１６は距離ｄまで平坦にされる。
【００２５】
可動プラテン１２が図４Ｃで示されるように完全に下げられると、管１６は圧縮し、プラテン１２、１４が管１６自体のみによって隔てられ、距離ｄが管壁の厚さｔの二倍となる。コントローラー１００は距離ｄがもはや変化していないことを確かめ、管１６が図４Ｃに見られるように完全に圧縮されたと決定するため、センサー１８、１９を使い得る。完全な圧縮以前でさえも、プラテン１２とプラテン１４が、管自体の厚さによってのみ隔たられ、間に空気または液体がなくぴったり互いに接近するにつれて、距離ｄは非常にゆっくり変化しているということを距離センサー１８、１９は示す。図１とともに述べたように、アクチュエータ５４ｃは上部プラテン１２に力を及ぼし、固定プラテン１４に対してプラテンを閉じる。力覚センサーも追加でまたは代わりに提供され得る。力覚センサーは力の増加を探し、図４Ｃの完全な圧縮を信号で送る。アクチュエータ５４ｃの電力または電流の引き出しも追加でまたは代わりに監視され得て、電流の引き出しの増加を探し、そのことは完全な圧縮を示す。
【００２６】
図５Ａと図５Ｂに示されるように、進行した距離または管圧縮の量を決定するためのさらに別の方法がまだある。上記のように、シャトル部１０は可動上部部つまりプラテン１２、最下層プラテン１４と管１６を含む。しかし、ここで、プラテン１２はエンコーダ２２を有するモーター２０（例えばリニア）によって推進される。モーターはリードスクリュー、ボールスクリュー、ねじジャッキなどを含み得て、回転運動を並進運動に変換し、プラテン１２を管１６に対して動かす。モーター２０とエンコーダ２２は上記で示されるようにコントローラー１００に接続されている。これによって、位置情報が提供され、それはコントローラー１００が利用可能であり、また同様に比率情報へ変換できる。コントローラー１００はモーター２０をコントロールし、エンコーダ２２からモーター２０の位置の軸に関するデータを記録し、その位置または位置の変化をプラテン１２の並進位置の変化の正確な計算に変換する。既知の位置から始まり、プラテン１２の進行と位置はいつでも、エンコーダからの情報を使い、管１６の圧縮間の非常に多くの別個の時間セグメントに渡る距離ｄの記録を辿ることで決定され得る。
【００２７】
図５Ａ、図５Ｂと図６はセンサーアレイ２４を示している。センサーアレイ２４は距離ｌだけ隔たれた少なくとも二つのセンサー２６を含んでいる。図６に示されるように、少なくとも二つのセンサー２６の各々の一つまたはそれよりも多くの列または行がある。各列または行は距離ｌだけ隔てられており、距離ｌは同じでも異なっていてもよい。多くの用途に対して、二つのセンサー２６の一つの行で十分足り得る。二つのセンサー２６はセンサー２６間の管１６の存在を検知する。管１６がもはやセンサー２６に接触していないとき、センサー２６は管の存在を示さない。管がプラテン１２と１４と接線の接触点しか有しないときこの状況は起こり得る。プラテン間の距離ｄが２ｔのとき、管の端がセンサーとちょうど接触する長さに、センサー２６間の距離ｌはセットされ得る。既知の内径、外径と壁の厚さを有する所与の管の構成に対して、既知の量の管圧縮が存在し、管の長さが長さｌになり、そして管の厚さが約２ｔのとき、プラテン１２、１４は距離ｄだけ隔てられる。距離ｌをセットするため、プラテンが距離ｄだけ隔てられており、プラテンと接触している管１６が厚さ２ｔを有するとき、測定が行われ、較正データ点が用いられて、プラテンとセンサーと接触している管の長さｌが測定され得る。
【００２８】
アレイ２４のセンサー２６は管が、シャトル部１０のプラテン１２および１４に押しつけるとき、管の存在を検知することが可能である。例えば、小さなコンパクト圧力センサー、静電容量センサーまたは誘導センサーが使用され得る。センサー２６は上記で示された管１６の平坦にされた部分の存在を検知する。センサー２６は、管が接線的にのみプラテンと接しているとき、管１６の存在を検知しなくなる。例えば、圧力センサー２６は、管１６がセンサーと接触すると圧力の急速な昇りまたは上昇を示す。圧力が取り除かれると、圧力の下降とその圧力信号はちょうど同じくらい急速である。静電容量センサー２６は同様に作動する。管が静電容量センサー、例えば既知の距離ｌだけ離間した二つの静電容量センサー２６に接近すると、静電容量センサーは管材料、特に濡れた材料の急速な検知を伴なう。
【００２９】
上記で描写されたセンサーアレイ２４に加えて、接触長さと管圧縮を検知するために用いられ得る他のアプローチがある。図７Ａと図７Ｂは固定プラテン１４、可動プラテン１２、そして注入ポンプ１６の長さをまた有するシャトル部１０を描写している。示された実施形態では静電容量センサー３０は最上層または可動プラテン１２の上に搭載され、ターゲット３２は下部の固定プラテン１４の上に搭載される。最上層プラテン１２が管１６を圧搾する位置へ下げられるとき、静電容量センサー３０は最下層プラテン１４上のターゲット３２を検知する。センサー３０を用いたポンプ５０（図１）の較正は静電容量センサーを用いた正確な検知を可能とする。この構成において、他の近接センサー、例えば誘導センサーや超音波センサーが用いられ得ることが認められる。このような近接センサーは小さく、注入ポンプ５０（図１）の操作に関し邪魔にならない。ターゲット３２も同じく邪魔にならない。例えば、ターゲット３２は、プラテン１４か、注入ポンプ５０の本体の、可動プラテン１２の近くに位置する他の部分か、の内部に成形された単なる小さなビーズまたは四角い金属であり得る。
【００３０】
接触長さと距離を決定するための他の装置と方法が図８Ａと図８Ｂに描写されている。ここでもまた、シャトル部１０は最上層プラテン１２と最下層プラテン１４を含んでおり、それらは丸いプラスチックの管１６を受け取る。最上層プラテン１２には二種類のセンサーである近接センサー３４と二つのマイクロスイッチ３６が備え付けられている。最下層プラテン１４には近接センサー３４のための係合する感知物体３８が備え付けられている。例えば近接センサー３４が静電容量センサーである場合、感知物体３８は静電容量センサーによって検知されるのに適したターゲット、例えば薄い金属の板または伝導領域である。最下層プラテン１４が金属である場合、誘導センサーまたは静電容量センサーはプラテン１４自体を別個のターゲットなしに感知することができる。
【００３１】
最上層プラテン１２も二つのマイクロスイッチ３６を含んでいる。このマイクロスイッチは管１６の接触部が最上層プラテン１２の底面に近付く（管閉塞）、または離れる（管開放）につれてトリガーされる小さなリミットスイッチである。そのため、マイクロスイッチ３６は、センサーアレイの距離ｌとして作用するマイクロスイッチ間の距離により、上記で述べたセンサーアレイ２４と同様に作動する。さらに、それに代わり、時にリニア電圧変位変圧器と呼ばれるリニア可変差動変圧器（“ＬＶＤＴ”）がプラテン１２とプラテン１４の間の距離ｄを決定するのに用いられ得る。
【００３２】
上記の図との関連で描写されたさまざまなセンサーのサンプル示度は図９〜図１１を参照して述べられる。図９において、近接センサーが用いられ、可動プラテン１２の固定プラテン１４に対する接近を探知する。接近は線形ではなくあり得、幾分非線形な信号が示される。しかし、二つのプラテンが非常に近いとき、信号はほとんど変化しない傾向がある。つまり距離は距離２４まで非線形に変化し、２ｔと架空ゼロ距離の間で一定を維持する。コントローラー１００はそれゆえ変化またはゼロへ向かうデルタｄを探し、管１６が完全に圧縮されたことを決定するよう構成され得る。そのため、一つの実施形態において、近接センサー信号強度がある一定量またはパーセンテージ内まで一定のとき、２ｔ距離が推測される。このパターンは例えば静電容量センサー、誘導センサー、超音波センサーにあてはまる。
【００３３】
図１０において圧力センサー示度が開示される。この実施形態において、圧力センサーは、例えばセンサーアレイ２４の一部として、ゼロの値を示し、示されるように接触点ｄ＝２ｒ（図３Ｂ）で非常に低い値まで上昇する。プラテン１２が閉じ続けるとき、２ｔ距離（管は平坦に圧縮されている）に到達するときに、非常に急激な圧力の上昇が発生するまで、管はｄ＝２ｒからｄ＝２ｔまで圧縮されながら圧力は上昇する。
【００３４】
図１１はマイクロスイッチに対する示度を描写しており、マイクロスイッチは管が接点を圧縮するとき、必要に応じてオンまたはオフに切り替わる。示された例においては、スイッチは通常オンである。そしてプラテン１２が閉じるにつれ、スイッチをオフにする接触点（ｄ＝２ｒ）に到達するまで、一定の信号によりスイッチはオンを維持する。次いで、ｄ＝２ｒとｄ＝２ｔの間、そして２ｔの点を過ぎてさえも、プラテン１２が開いてマイクロスイッチがリセットされるまでスイッチはオフを維持する。
【００３５】
本開示はシャトル部１０の中心に、管１６が真っ直ぐ置かれていない状況もカバーする。例えば、図１２Ａは、管１６が距離Δｄ左にずれた上部プラテン１２と下部プラテン１４を描写している。センサー２６ａおよび２６ｂ（例えば圧力センサー）はこのずれに気付く。図１２Ｂは、距離ｌだけ隔てられた二つのスイッチ２６ａとスイッチ２６ｂのアレイ２４が別々の時間に圧力をピックアップすることを示している。この例において、管１６は左へずれており、そして第一センサーである左側の圧力センサー２６ａが右側のセンサー２６ｂによって検知された圧力とは異なる時間、異なる距離で最初に圧力を検知する。図１２Ｃでは、図８Ａと図８Ｂのように、二つのピンタイプのマイクロスイッチが用いられた場合、右側のスイッチ３６が入る前に管によって左側のスイッチ３６が入れられる。この場合、実際の管接触長さはｌ＋Δｌと等しくなる。ここで、ｌは二つのセンサー（図１２Ａ）の間の距離である。そしてΔｌは、図１２Ｄで示されるように、左側の第一センサーが圧力を検知した時間と右側の第二センサーが圧力を検知した時間との間の時間差によって生じる余分の接触長さである。プラテンと接触している管の余分の長さがΔｌである。プラテン距離の差異Δｄは、第一圧力センサーと第二圧力センサーが圧力の急な昇りを検知してからの時間における差異によって測定され得る。次いで、図１２Ｄに示されるように、ΔｌはΔｄを用いて計算される。管接触の全長さｌ＋Δｌとプラテン間の距離を用いて管の直径は計算され得る。もちろん、ずれによって生じる時間の遅れがある場合、距離変化Δｄは接触長さの変化Δｌに反比例する。
【００３６】
ここで図１３を参照すると、本開示の管直径検知が、リニア蠕動ポンプ６０を用いた代替操作で示されている。注入ポンプ６０はモーター６１と、駆動軸６２と、管６５に対してポンプのロッド６４を押し付ける複数のカムプレート６３とを含む。アクチュエータ６４は、固定部６６に対し押し付けて、連続してロッドからロッドへ注入液を圧搾する。注入ポンプ６０は追加のカムプレート６７も含む。この実施形態のポンプコントローラー１００はモーター６１をコントロールし、カムプレート６７を分離し、近接センサー６９から信号を受け取る。注入ポンプのコントローラーの命令の下、カムプレート６７は近接センサー６９を含む。カムプレートが前方へ押し進められるとき、近接センサー６９は固定部６８のターゲット７０を感知する。固定部６８は固定部６６の一部であり得るか、または、別個であり得る。固定部６８は、固定部６８に対する管６５の接触長さを感知するため、長さセンサー７１を含む。マイクロプロセッサーコントローラー１００はセンサー６９、７１から信号を受け取り、モーター６１と、カムプレート６７と、注入ポンプの他の部分とをコントロールする。
【００３７】
マイクロコントローラー１００は、コンピューターで読み出し可能な媒体上に、以上で述べた式を格納するために、そしてこれも以上で述べたように管の接触長さと直径を計算するために、コンピュータープログラムのためのメモリまたはメモリへのアクセスも有する。これらの示度と計算から、コントローラー１００は患者へ輸送された薬剤または注入液の体積を計算する。
【００３８】
本明細書で記載された現在好ましい実施形態に対するさまざまな変化や改変は、当業者にとっては明白であるということは理解されるべきである。本願の主題の趣旨や範囲から離れることなしに、またその意図された利点を減少させることなしに、そのような変化や改変はなされ得る。それゆえに、そのような変化や改変は添付の特許請求の範囲によってカバーされることが意図される。
（項目１）  管（１６）を測定する方法であって、
管（１６）を固定部（１０）に充填することと、
該管（１６）を該固定部（１０）の対向面（１２、１４）間で圧縮することと、
圧縮している間に該管（１６）の圧縮を示す信号を受け取ることと、
該対向面（１２、１４）のうち少なくとも一つに対する該管（１６）の接触長さを示す信号を受け取ることと、
該管（１６）の内径および厚さを計算することと
を含む、方法。
（項目２）  項目１の方法であって、前記管（１６）の圧縮を示す信号、または、前記接触長さを示す信号を監視することをさらに含む、方法。
（項目３）  前述の項目のいずれか１項目の方法であって、前記管（１６）の圧縮を示す信号が、前記固定部（１０）の前記対向面（１２、１４）間の距離を示す信号である、方法。
（項目４）  前述の項目のいずれか１項目の方法であって、前記管（１６）の圧縮を示す信号が、ＬＶＤＴ、超音波センサー（１８、１９）、エア・インラインセンサー、または、静電容量センサー（３０）によって生成される、方法。
（項目５）  前述の項目のいずれか１項目の方法であって、前記接触長さを示す信号がセンサー（２６）、圧力センサー（２６ａ、２６ｂ）、センサーアレイ（２４）、スイッチアレイ（３６）、または、前記静電容量センサー（３０）によって生成される、方法。
（項目６）  前述の項目のいずれか１項目の方法であって、前記対向面（１２、１４）が注入ポンプ（５０）の一部である、方法。
（項目７）  前述の項目のいずれか１項目の方法であって、前記計算するステップが前記管（１６）の直径を、該管（１６）の二つの半円および、該管（１６）と前記対向面（１２、１４）との接触長さを使用して、計算する、方法。
（項目８）  前述の項目のいずれか１項目に記載の方法であって、前記管（１６）の圧縮を示す信号を生成することおよび受け取ることと、該管の前記接触長さを示す信号を生成することおよび受け取ることと、を含む、方法。
（項目９）  前述の項目のいずれか１項目に記載の方法であって、前記計算するステップが前記管（１６）の内径を計算することを含む、方法。
（項目１０）  前述の項目のいずれか１項目に記載の方法であって、前記計算された内径を用いて液体注入液の体積を計算することをさらに含む、方法。
（項目１１）前述の項目のいずれか１項目に記載の方法を採用する注入ポンプ（５０）であって、該注入ポンプ（５０）は、
入口弁（５２）と、
出口弁（５３）と、
シャトル固定部（１４）とシャトル可動部（１２）とを含むシャトル（１０）であって、該シャトルは、該シャトル固定部（１４）と該シャトル可動部（１２）との間の管（１６）の長さを圧搾するよう構成されており、該シャトル可動部（１２）は、該シャトル固定部（１４）に向かうように、および該シャトル固定部（１４）から離れるように移動して、該注入ポンプ（５０）を作動する、シャトル（１０）と、
該可動部（１２）と該固定部（１４）の一方に搭載された第一センサーであって、該可動部（１２）と該固定部（１４）間の距離を検知する第一センサーと、
該可動部（１２）と該固定部（１４）の少なくとも一方との該管の接触長さを検知する少なくとも一つの第二センサー（２４）と
を含む、注入ポンプ（５０）。
（項目１２）  項目１１に記載の注入ポンプ（５０）であって、前記第一センサーがＬＶＤＴ、超音波センサー（１８、１９）、エア・インラインセンサー、または、静電容量センサー（３０）を含む、注入ポンプ（５０）。
（項目１３）項目１１と１２のいずれかの１項目に記載の注入ポンプ（５０）であって、前記第二センサーが、センサー（２６）、圧力センサー（２６ａ、２６ｂ）、センサーアレイ（２４）、スイッチアレイ（３６）、または、静電容量センサー（３０）を含む、注入ポンプ（５０）。
（項目１４）項目１１〜１３のいずれか１項目に記載の注入ポンプ（５０）であって、前記可動部（１２）および固定部（１４）の他方の上に搭載されたターゲット（３２）をさらに含む、注入ポンプ（５０）。
（項目１５）項目１〜１０のいずれか１項目に記載の注入ポンプ（６０）であって、該注入ポンプ（６０）は、
管（６５）を操作して、薬剤を正確に輸送する積極的排水ポンプと、
該積極的排水ポンプの可動部（６７）上または固定部（６８）上の一方に搭載された第一センサー（６９）であって、該可動部（６７）と該固定部（６８）間の距離を検知する第一センサー（６９）と、
該可動部（６７）と該固定部（６８）の少なくとも一方との該管（６５）の接触長さを検知する少なくとも一つの第二センサー（７１）と
を含む、注入ポンプ（６０）。
（項目１６）  項目１５に記載の注入ポンプ（６０）であって、前記積極的排水ポンプがシャトルポンプまたは蠕動ポンプである、注入ポンプ（６０）。
（項目１７）  項目１５と１６のいずれか１項目に記載の注入ポンプ（６０）であって、前記第一センサー（６９）がエア・インラインセンサーまたは近接センサーである、注入ポンプ（６０）。
（項目１８）  項目１５〜１７のいずれか１項目に記載の注入ポンプ（６０）であって、前記少なくとも一つの第二センサー（７１）が、二つ離間したセンサー（２６）またはマイクロスイッチ（３６）を含む、注入ポンプ（６０）。
（項目１９）  項目１５〜１８のいずれか１項目に記載の注入ポンプ（６０）であって、前記管の長さおよび直径を計算するためコンピューターで読み出し可能なディスク上のコンピュータープログラムをさらに含む、注入ポンプ（６０）。
（項目２０）  項目１５および項目１７〜１９のいずれか１項目に記載の注入ポンプ（６０）であって、該注入ポンプ（６０）がリニア蠕動ポンプであり、前記可動部（６７）が複数のカムプレートの一つである、注入ポンプ（６０）。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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