(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
内部に画定された流体チャンバを備えるステータであって、ステータカム表面を有するステータカム要素を更に備えるステータと、
ロータであって、
基準面を有するエンドキャップと
少なくとも一部が前記流体チャンバの内部に収まっている、前記エンドキャップから突き出た軸方向延出部と、
前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、前記ロータを、前記ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、を備えるロータと、
前記基準面上にあり、かつ前記ロータカム要素によって占有されていない区域に位置する導電性センサ接触要素と、
前記ステータカム表面又はその近傍で終端する導電性検知要素であって、検出回路と協働して前記導電性検知要素が物理的且つ電気的に前記導電性センサ接触要素と接触しているか否かを検出する導電性検知要素と、を備える、流体ポンプ機構であって、
前記検出回路が、前記ロータの角度位置に応じて前記導電性検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定する、流体ポンプ機構。
【請求項２】
前記導電性センサ接触要素が、導電性トレースを備え、
前記導電性検知要素が、前記ステータカム表面において露出された第１の端部を有し、前記検出回路に結合された第２の端部を有する第１の導電性リード線と、前記ステータカム表面において露出された第１の端部を有し、前記検出回路に結合された第２の端部を有する第２の導電性リード線と、を備える、請求項１に記載の流体ポンプ機構。
【請求項３】
前記ロータカム要素を、前記ステータカム要素及び前記基準面に向けて付勢する付勢力を提供する付勢要素を更に備える、請求項１に記載の流体ポンプ機構。
【請求項４】
正常動作状態の下で、
前記ロータの完全な回転が、流体吸込期間と、流体排出期間とを含む１ポンプ周期に対応し、
前記流体吸込期間中に、前記ステータカム要素は、前記ロータカム要素と接触しており、
前記流体排出期間中に、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素を係合解除し、また前記付勢要素は、前記ロータの基準面が前記ステータカム要素に向かって移動するように、前記ロータを軸方向に移動させ、
前記流体排出期間後かつ次の流体吸込期間前に、前記導電性検知要素は、物理的且つ電気的に前記導電性センサ接触要素と接触している、請求項３に記載の流体ポンプ機構。
【請求項５】
下流閉塞状態の下で、
前記流体ポンプ機構の閉塞下流に起因する流体圧力は、前記流体排出期間後に前記導電性検知要素が前記導電性センサ接触要素に接触するのを阻み、
前記検出回路が、前記下流閉塞状態の下で得られた前記検出信号に応じて、下流閉塞の有無を判定する、請求項４に記載の流体ポンプ機構。
【請求項６】
前記導電性検知要素から得られた前記検出信号が、第１の論理状態と、第２の論理状態とを有する２値信号であり、
前記第１の論理状態が、前記導電性検知要素と前記導電性センサ接触要素との間の物理的且つ電気的な接触に対応し、
前記第２の論理状態が、前記導電性検知要素と前記導電性センサ接触要素との間の物理的または電気的な非接触に対応し、
前記ロータの１回転中に得られた前記検出信号の第１の２値パターンが、前記流体ポンプ機構の正常かつ期待された動作を示し、
前記ロータの１回転中の前記検出信号の第２の２値パターンが、前記流体ポンプ機構の故障状態を示す、請求項１に記載の流体ポンプ機構。
【請求項７】
前記検出回路が、前記第２の２値パターンの検出に応じて警報、アラーム、又は警告メッセージを開始する、請求項６に記載の流体ポンプ機構。
【請求項８】
前記検出回路が、前記ロータの複数の連続した回転中に、前記第２の２値パターンの検出に応じて警報、アラーム、又は警告メッセージを開始する、請求項６に記載の流体ポンプ機構。
【請求項９】
前記故障状態が、下流閉塞状態である、請求項６に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１０】
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、を更に備え、
前記導電性センサ接触要素が、前記入口弁が閉じていて、かつ前記出口弁が開いている弁状態に対応した前記基準面上の区域に位置する、請求項１に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１１】
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、を更に備え、
前記導電性センサ接触要素が、前記入口弁が閉じていて、かつ前記出口弁が閉じている弁状態に対応した前記基準面上の区域に位置する、請求項１に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１２】
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、を更に備え、前記入口弁及び前記出口弁の両方が閉じていて、かつ正常動作状態の下で、前記導電性検知要素が前記導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にするように、前記導電性センサ接触要素が、前記基準面の区域上に位置しているとき、前記ロータカム要素が前記ステータカム要素を係合解除する、請求項１に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１３】
上流閉塞状態の下で、前記入口弁が閉じているとき、かつ前記出口弁が閉じているとき、前記ロータカム要素が前記ステータカム要素を係合解除した後に前記導電性検知要素が前記導電性センサ接触要素に物理的且つ電気的に接触するように、前記導電性センサ接触要素が、前記基準面の前記区域上に位置している、請求項１２に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１４】
上流閉塞状態の下で、
前記流体ポンプ機構の閉塞上流によって生じる真空状態が、前記出口弁が閉じていても前記ロータカム要素を前記基準面に向かって移動させ、
前記検出回路が、前記導電性検知要素の前記導電性センサ接触要素との物理的且つ電気的な接触に応じて上流閉塞が発生したと判定する、請求項１３に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１５】
前記基準面上にあり、かつ前記ロータカム要素によって占有されていない区域に位置する導電性トレーリングセンサ接触要素を更に備え、正常動作状態の下で、ポンプ周期ごとに１回前記導電性検知要素が前記導電性トレーリングセンサ接触要素に物理的且つ電気的に接触する、請求項１２に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１６】
上流閉塞状態の下で、前記導電性検知要素が、前記導電性センサ接触要素に接触し、その後、前記導電性トレーリングセンサ接触要素に物理的且つ電気的に接触する、請求項１５に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１７】
下流閉塞状態の下で、前記導電性検知要素が、前記導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にし、前記導電性検知要素が、前記導電性トレーリングセンサ接触要素を物理的または電気的に非接触にする、請求項１５に記載の流体ポンプ機構。
【請求項１８】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置であって、
流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構であって、前記流体ポンプ機構は、ロータとステータとを備え、前記ロータは、基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素と、を備え、前記ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を備え、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素と協働して、前記ロータを、前記ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させる、流体ポンプ機構と、
前記流体ポンプ機構の出口弁と流体連通している皮下導管と、
前記皮下導管を介して、前記流体カートリッジモジュールから前記身体に薬剤流体をポンプで注入する前記流体ポンプ機構の前記ロータを作動させるように連結された駆動モータと、
前記ロータの前記基準面上にある導電性センサ接触要素であって、前記ロータカム要素によって占有されていない区域に位置する導電性センサ接触要素と、
前記ステータカム表面又はその近傍で終端する導電性検知要素であって、前記導電性検知要素は、検出回路と協働して前記導電性検知要素が前記導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触しているか否かを検出する導電性検知要素と、を備え、
前記検出回路が、前記ロータの角度位置に応じて前記導電性検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定する、輸液装置。
【請求項１９】
前記輸液装置が、使い捨てインスリンポンプ装置であり、
前記薬剤流体が、インスリンを含む、請求項１８に記載の輸液装置。
【請求項２０】
前記導電性検知要素から得られた前記検出信号が、第１の論理状態と、第２の論理状態とを有する２値信号であり、
前記第１の論理状態が、前記導電性検知要素と前記導電性センサ接触要素との間の物理的且つ電気的な接触に対応し、
前記第２の論理状態が、前記導電性検知要素と前記導電性センサ接触要素との間の非接触に対応し、
前記ロータの１回転中に得られた前記検出信号の第１の２値パターンが、前記流体ポンプ機構の正常かつ期待された動作を示し、
前記ロータの１回転中の前記検出信号の第２の２値パターンが、前記流体ポンプ機構の故障状態を示す、請求項１８に記載の輸液装置。
【請求項２１】
前記流体ポンプ機構が、前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、を更に備え、
前記導電性センサ接触要素が、前記入口弁が閉じていて、かつ前記出口弁が開いている弁状態に対応した前記基準面上の区域に位置する、請求項１８に記載の輸液装置。
【請求項２２】
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、を更に備え、前記入口弁及び前記出口弁の両方が閉じていて、かつ正常動作状態の下で、前記導電性検知要素が前記導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にするように、前記導電性センサ接触要素が、前記基準面の区域上に位置しているとき、前記ロータカム要素が前記ステータカム要素を係合解除する、請求項１８に記載の輸液装置。
【請求項２３】
上流閉塞状態の下で、前記入口弁が閉じているとき、かつ前記出口弁が閉じているとき、前記ロータカム要素が前記ステータカム要素を係合解除した後に前記導電性検知要素が前記導電性センサ接触要素に物理的且つ電気的に接触するように、前記導電性センサ接触要素が、前記基準面の前記区域上に位置している、請求項２２に記載の輸液装置。
【請求項２４】
前記基準面上にあり、かつ前記ロータカム要素によって占有されていない区域に位置する導電性トレーリングセンサ接触要素を更に備え、正常動作状態の下で、ポンプ周期ごとに１回前記導電性検知要素が前記導電性トレーリングセンサ接触要素に物理的且つ電気的に接触する、請求項２３に記載の輸液装置。
【請求項２５】
上流閉塞状態の下で、前記導電性検知要素が、前記導電性センサ接触要素に物理的且つ電気的に接触し、その後、前記導電性トレーリングセンサ接触要素に接触する、請求項２４に記載の輸液装置。
【請求項２６】
下流閉塞状態の下で、前記導電性検知要素が、前記導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にし、前記導電性検知要素が、前記導電性トレーリングセンサ接触要素を非接触にする、請求項２４に記載の輸液装置。
【請求項２７】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータと、
基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、を備えるロータと、
前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、
前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、
前記基準面上にあり、かつ前記入口弁が閉じていて、前記出口弁が開いている弁状態に対応する区域に位置する導電性センサ接触要素と、
前記ステータカム表面又はその近傍で終端する導電性検知要素であって、前記導電性検知要素は、検出回路と協働して前記導電性検知要素が前記導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触しているか否かを検出する導電性検知要素と、を備え、
前記検出回路が、前記ロータの角度位置に応じて前記導電性検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定する、流体ポンプ機構。
【請求項２８】
前記導電性センサ接触要素が、導電性トレースを備え、
前記導電性検知要素が、前記ステータカム表面において露出された第１の端部を有し、前記検出回路に結合された第２の端部を有する第１の導電性リード線と、前記ステータカム表面において露出された第１の端部を有し、前記検出回路に結合された第２の端部を有する第２の導電性リード線と、を備える、請求項２７に記載の流体ポンプ機構。
【請求項２９】
前記ロータカム要素を、前記ステータカム要素及び前記基準面に向けて付勢する付勢力を提供する付勢要素を更に備え、
正常動作状態の下で、前記ロータの完全な回転が、流体吸込期間と、流体排出期間とを含む１ポンプ周期に対応し、
前記流体吸込期間中に、前記入口弁が開いていて、前記出口弁が閉じていて、前記ステータカム要素が、前記ロータカム要素と接触しており、
前記流体排出期間中に、前記入口弁が閉じていて、前記出口弁が開いていて、前記ロータカム要素が、前記ステータカム要素から係合解除され、前記付勢要素は、前記ロータの基準面が前記ステータカム要素に向かって移動するように、前記ロータを軸方向に移動させる、請求項２７に記載の流体ポンプ機構。
【請求項３０】
前記導電性検知要素から得られた前記検出信号が、第１の論理状態と、第２の論理状態とを有する２値信号であり、
前記第１の論理状態が、前記導電性検知要素と前記導電性センサ接触要素との間の物理的且つ電気的な接触に対応し、
前記第２の論理状態が、前記導電性検知要素と前記導電性センサ接触要素との間の物理的または電気的な非接触に対応し、
前記ロータの１回転中に得られた前記検出信号の第１の２値パターンが、前記流体ポンプ機構の正常かつ期待された動作を示し、
前記ロータの１回転中の前記検出信号の第２の２値パターンが、前記流体ポンプ機構の故障状態を示す、請求項２７に記載の流体ポンプ機構。
【請求項３１】
前記検出回路が、前記第２の２値パターンの検出に応じて警報、アラーム、又は警告メッセージを開始する、請求項３０に記載の流体ポンプ機構。
【請求項３２】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータと、
基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、を備えるロータと、
前記ロータカム要素を前記ステータカム要素に向けて、かつ前記基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記ロータに結合された力センサであって、そこに付与される力に応じて出力レベルを生成し、前記出力レベルを取得し処理する検出回路と協働して、前記流体ポンプ機構の流体経路下流の閉塞を検出する力センサと、を備え、
正常動作状態の下で、
前記ロータの完全な回転が、流体吸込期間と、流体排出期間とを含む１ポンプ周期に対応し、
前記流体吸込期間中に、前記ステータカム要素は、前記ロータカム要素と接触しており、
前記流体排出期間中に、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素を係合解除し、また前記付勢要素は、前記ロータの基準面が前記ステータカム要素に向かって移動するように、前記ロータを軸方向に移動させ、
前記流体排出期間後、かつ次の流体吸込期間前に、前記ステータカム要素が前記基準面と接触していて、かつ前記力センサが、期待された出力レベルの範囲に含まれる公称出力レベルを生成し、
下流閉塞状態の下で、
前記流体ポンプ機構の閉塞下流に起因する流体圧力は、前記流体排出期間後に前記ステータカム要素が前記基準面に接触するのを阻み、
前記流体排出期間後、かつ前記次の流体吸込期間前に、前記力センサは、前記期待された出力レベルの範囲外であり、かつ前記閉塞を示す異常値の出力レベルを生成し、
前記検出回路が、前記異常値の出力レベルに応じて、下流閉塞の有無を判定し、
前記力センサが、前記ロータと前記ステータとの間に挟まれて、前記ロータと前記ステータとから加えられる圧縮力を検出する、流体ポンプ機構。
【請求項３３】
前記検出回路が、閉塞の検出に応じて警報、アラーム、又は警告メッセージを開始する、請求項３２に記載の流体ポンプ機構。
【請求項３４】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置であって、
流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構であって、前記流体ポンプ機構は、ロータとステータとを備え、前記ロータは、基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素と、を備え、前記ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を備え、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素と協働して、前記ロータを、前記ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させる、流体ポンプ機構と、
前記ロータカム要素を前記ステータカム要素に向けて、かつ前記基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記流体ポンプ機構の出口弁と流体連通している皮下導管と、
前記皮下導管を介して、前記流体カートリッジモジュールから前記身体に薬剤流体をポンプで注入する前記流体ポンプ機構の前記ロータを作動させるように連結された駆動モータと、
前記ロータに結合された力センサであって、そこに付与される力に応じて出力レベルを生成し、前記出力レベルを取得し処理する検出回路と協働して、前記流体ポンプ機構の流体経路下流の閉塞を検出する力センサと、を備え、
正常動作状態の下で、
前記ロータの完全な回転が、流体吸込期間と、流体排出期間とを含む１ポンプ周期に対応し、
前記流体吸込期間中に、前記ステータカム要素は、前記ロータカム要素と接触しており、
前記流体排出期間中に、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素を係合解除し、また前記付勢要素は、前記ロータの基準面が前記ステータカム要素に向かって移動するように、前記ロータを軸方向に移動させ、
前記流体排出期間後、かつ次の流体吸込期間前に、前記ステータカム要素が前記基準面と接触していて、かつ前記力センサが、期待された出力レベルの範囲に含まれる公称出力レベルを生成し、
下流閉塞状態の下で、
前記流体ポンプ機構の閉塞下流に起因する流体圧力は、前記流体排出期間後に前記ステータカム要素が前記基準面に接触するのを阻み、
前記流体排出期間後、かつ前記次の流体吸込期間前に、前記力センサは、前記期待された出力レベルの範囲外であり、かつ前記閉塞を示す異常値の出力レベルを生成し、
前記検出回路が、前記異常値の出力レベルに応じて、下流閉塞の有無を判定し、
前記力センサが、前記ロータと前記ステータとの間に挟まれて、前記ロータと前記ステータとから加えられる圧縮力を検出する、輸液装置。
【請求項３５】
前記輸液装置が、使い捨てインスリンポンプ装置であり、
前記薬剤流体が、インスリンを含む、請求項３４に記載の輸液装置。
【請求項３６】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
ロータチャンバとステータカム表面を有するステータカム要素とを備えるステータと、
ロータであって、
エンドキャップと、
前記ステータの前記ロータチャンバの中に挿入される形状と大きさで、前記エンドキャップから突き出た軸方向延出部と、
前記エンドキャップの外周面に配置された光学的に検出可能なタブと、
基準面と、
前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、前記ロータを、前記ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、
を備えるロータと、を備える流体ポンプ機構であって、
前記ロータは、
前記エンドキャップと前記軸方向延出部との間に配置されて前記流体ポンプ機構の動作中に露出される軸方向に非対称の円錐テーパ部を更に備え、
前記光学的に検出可能な前記タブは、前記ロータの角度位置に応じて、回転し、軸方向に並進し、
前記ロータの１回転毎に前記光学的に検出可能な前記タブを検出するために前記エンドキャップの露出された外周に光を照射し、前記流体ポンプ機構の動作中に前記円錐テーパ部の露出面に光を照射し、その位置での前記円錐テーパ部の幅を検出し、検出した前記幅に基づいて、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定する光検出回路を備える、流体ポンプ機構。
【請求項３７】
正常動作状態の下で、
前記ロータの完全な回転が、流体吸込期間と、流体排出期間とを含む１ポンプ周期に対応し、
各ポンプ周期の間、前記光学的に検出可能なタブは、第１の特有運動に従って軸方向に並進し、
前記光検出回路は、前記第１の特有運動を観測して、前記流体ポンプ機構の前記動作状態が正常であることを判定する、請求項３６に記載の流体ポンプ機構。
【請求項３８】
下流閉塞状態の下で、
前記ロータの完全な回転が、１回の閉塞したポンプ周期に対応し、
各閉塞したポンプ周期の間、前記光学的に検出可能なタブは、前記第１の特有運動と光学的に区別可能である第２の特有運動に従って軸方向に並進し、
前記光検出回路は、前記第２の特有運動を観測して、前記流体ポンプ機構の前記動作状態が下流閉塞に対応することを判定する、請求項３７に記載の流体ポンプ機構。
【請求項３９】
正常動作状態の下で、
１ポンプ周期が、流体吸込期間と、流体排出期間とを含み、
前記流体吸込期間中に、前記ステータカム要素は、前記ロータカム要素と接触しており、
前記流体排出期間中に、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素を係合解除し、また付勢要素は、前記ロータの基準面が前記ステータカム要素に向かって移動するように、前記ロータを軸方向に移動させ、
前記流体排出期間後かつ次の流体吸込期間前に、前記ロータカム要素は、前記基準面と接触している、請求項３８に記載の流体ポンプ機構。
【請求項４０】
下流閉塞状態の下で、前記流体ポンプ機構の閉塞下流に起因する流体圧力が、前記流体排出期間後に前記ロータカム要素が前記基準面に接触するのを阻む、請求項３９に記載の流体ポンプ機構。
【請求項４１】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置であって、
流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構であって、前記流体ポンプ機構は、ロータとステータとを備え、
前記ステータは、ロータチャンバとステータカム表面を有するステータカム要素とを備え、
前記ロータは、エンドキャップと、前記ステータの前記ロータチャンバの中に挿入される形状と大きさで、前記エンドキャップから突き出た軸方向延出部と、を備え、
前記ロータは、更に、前記エンドキャップの外周面に配置された光学的に検出可能なタブと、基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素と、を備え、光学的に検出可能な前記タブは、前記ロータの角度位置に応じて、回転し、軸方向に並進し、
前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素と協働して、前記ロータを、前記ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させ、
前記ロータは、更に、前記エンドキャップと前記軸方向延出部との間に配置されて前記流体ポンプ機構の動作中に露出される軸方向に非対称の円錐テーパ部を備え、
前記ロータカム要素を前記ステータカム要素に向けて、かつ前記基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記流体ポンプ機構の出口弁と流体連通している皮下導管と、
前記皮下導管を介して、前記流体カートリッジモジュールから前記身体に薬剤流体をポンプで注入する前記流体ポンプ機構の前記ロータを作動させるように連結された駆動モータと、
前記ロータの１回転毎に前記光学的に検出可能な前記タブを検出するために前記エンドキャップの露出された外周に光を照射し、前記流体ポンプ機構の動作中に前記円錐テーパ部の露出面に光を照射し、その位置での前記円錐テーパ部の幅を検出し、検出した前記幅に基づいて、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定する光検出回路と、を備える、輸液装置。
【請求項４２】
前記輸液装置が、使い捨てインスリンポンプ装置であり、
前記薬剤流体が、インスリンを含む、請求項４１に記載の輸液装置。
【請求項４３】
正常動作状態の下で、
前記ロータの完全な回転が、流体吸込期間と、流体排出期間とを含む１ポンプ周期に対応し、
各ポンプ周期の間、前記光学的に検出可能なタブは、第１の特有運動に従って軸方向に並進し、
前記光検出回路は、前記第１の特有運動を観測して、前記流体ポンプ機構の前記動作状態が正常であることを判定する、請求項４１に記載の輸液装置。
【請求項４４】
下流閉塞状態の下で、
前記ロータの完全な回転が、１回の閉塞したポンプ周期に対応し、
各閉塞したポンプ周期の間、前記光学的に検出可能なタブは、前記第１の特有運動と光学的に区別可能である第２の特有運動に従って軸方向に並進し、
前記光検出回路は、前記第２の特有運動を観測して、前記流体ポンプ機構の前記動作状態が下流閉塞に対応することを判定する、請求項４３に記載の輸液装置。
【請求項４５】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータと、
基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、を備えるロータと、
前記ロータカム要素を前記ステータカム要素に向けて、かつ前記基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記流体ポンプ機構の動作中に前記ロータの軸方向の位置データを取得する軸方向位置センサと、
前記流体ポンプ機構の動作中に前記ロータの角度の位置データを取得する角度位置センサと、
前記ロータの角度の位置データによって示される流体ポンプ機構の流体排出期間中に軸方向の位置データに基づいて前記ロータの軸方向速度を計算し、計算された前記ロータの軸方向速度が軸方向速度の閾値を超える場合に、上流閉塞が発生したことを判定する検出回路と、を備える、流体ポンプ機構。
【請求項４６】
前記検出回路が、上流閉塞が生じたことの判定に応じて警報、アラーム、又は警告メッセージを開始する、請求項４５に記載の流体ポンプ機構。
【請求項４７】
正常動作状態の下で、
前記ロータの完全な回転が、流体吸込期間に続けて前記流体排出期間を含む１ポンプ周期に対応し、
前記流体吸込期間中に、前記ステータカム要素は、前記ロータカム要素と接触しており、
前記流体排出期間中に、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素を係合解除し、また前記付勢要素は、前記ロータの基準面が前記ステータカム要素に向かって移動するように、前記ロータを軸方向に移動させ、
前記流体排出期間後かつ次の流体吸込期間前に、前記ステータカム要素は、前記基準面と接触している、請求項４５に記載の流体ポンプ機構。
【請求項４８】
上流閉塞状態の下で、
前記流体ポンプ機構の閉塞上流によって生じる真空状態が、前記流体排出期間中の前記ロータの軸流速度を増大させる、請求項４７に記載の流体ポンプ機構。
【請求項４９】
前記上流閉塞が、空の流体リザーバ状態と関連している、請求項４８に記載の流体ポンプ機構。
【請求項５０】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置であって、
流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構であって、前記流体ポンプ機構は、ロータとステータとを備え、前記ロータは、基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素と、を備え、前記ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を備え、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素と協働して、前記ロータを、前記ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させる、流体ポンプ機構と、
前記ロータカム要素を前記ステータカム要素に向けて、かつ前記基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記流体ポンプ機構の出口弁と流体連通している皮下導管と、
前記皮下導管を介して、前記流体カートリッジモジュールから前記身体に薬剤流体をポンプで注入する前記流体ポンプ機構の前記ロータを作動させるように連結された駆動モータと、
前記流体ポンプ機構の動作中に前記ロータの軸方向位置データを取得する軸方向位置センサと、
前記流体ポンプ機構の動作中に前記ロータの角度位置データを取得する角度位置センサと、
前記ロータの角度の位置データによって示される流体ポンプ機構の流体排出期間中に軸方向の位置データに基づいて前記ロータの軸方向速度を計算し、計算された前記ロータの軸方向速度が軸方向速度の閾値を超える場合に、上流閉塞が発生したことを判定する検出回路と、を備える、輸液装置。
【請求項５１】
前記輸液装置が、使い捨てインスリンポンプ装置であり、
前記薬剤流体が、インスリンを含む、請求項５０に記載の輸液装置。
【請求項５２】
前記ロータの完全な回転が、流体吸込期間に続けて前記流体排出期間を含む１ポンプ周期に対応し、
正常動作状態の下で、前記流体排出期間は、前記ロータの第１の軸流速度を特徴とし、
上流閉塞状態の下で、前記流体排出期間は、前記ロータの第２の軸流速度を特徴とし、前記第２の軸流速度が、前記第１の軸流速度より大きい、請求項５０に記載の輸液装置。
【請求項５３】
正常動作状態の下で、
前記流体吸込期間中に、前記ステータカム要素は、前記ロータカム要素と接触しており、
前記流体排出期間中に、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素を係合解除し、また前記付勢要素は、前記ロータの基準面が前記ステータカム要素に向かって移動するように、前記ロータを軸方向に移動させ、
前記流体排出期間後かつ次の流体吸込期間前に、前記ステータカム要素は、前記基準面と接触している、請求項５２に記載の輸液装置。
【請求項５４】
上流閉塞状態の下で、
前記流体ポンプ機構の閉塞上流によって生じる真空状態が、前記流体排出期間中の前記ロータの軸流速度を増大させ
る、請求項５２に記載の輸液装置。
【請求項５５】
流体リザーバが空であるとき生じる真空状態が、前記流体排出期間中に前記ロータの軸流速度を増大させる、請求項５２に記載の輸液装置。
【請求項５６】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータと、
基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、を備えるロータと、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、
前記ロータを前記ステータに向けて付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記ロータ上に存在し、前記ロータカム要素の上縁部に続く角度位置に位置する第１の導電性センサ接触要素と、
前記ロータ上に存在し、前記第１の導電性センサ接触要素に続く角度位置に位置する第２の導電性センサ接触要素と、
前記ステータ上に存在する導電性検知要素であって、検出回路と協働して、前記導電性検知要素が前記第１の導電性センサ接触要素及び前記第２の導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触したときにそれを検知する、導電性検知要素と、を備え、
前記検出回路が、前記ロータの角度位置に応じて前記導電性検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定し、
前記ロータ上の前記第１の導電性センサ接触要素の角度位置決めが、進行中のポンプ周期で前記入口弁が閉じた後で、かつ前記進行中のポンプ周期で前記出口弁が開く前に発生する第１の弁状態に対応し、
前記ロータ上の前記第２の導電性センサ接触要素の角度位置決めが、前記進行中のポンプ周期で前記出口弁が閉じた後で、かつ次のポンプ周期で前記入口弁が開く前に発生する第２の弁状態に対応する、流体ポンプ機構。
【請求項５７】
前記ステータカム要素が前記ロータカム要素の上に位置している時に、前記ロータの前記ステータに対する最大軸方向変移が発生し、
前記ステータカム要素が前記基準面に接している時に、前記ロータの前記ステータに対する最小軸方向変移が発生し、
前記第１及び第２の導電性センサ接触要素が、前記ロータカム要素によって占有されていない区域内の前記基準面上に位置する、請求項５６に記載の流体ポンプ機構。
【請求項５８】
前記ロータが、前記ステータの対向するフランジに面するリムを有するエンドキャップを備え、
前記基準面及び前記ロータカム要素が、前記エンドキャップ内に位置し、
前記第１及び第２の導電性センサ接触要素が、前記リム上に位置する、請求項５６に記載の流体ポンプ機構。
【請求項５９】
前記導電性検知要素が、
前記検出回路に電気的に結合された第１の導電性ばねタブと、
前記検出回路に電気的に結合された第２の導電性ばねタブと、を備える、請求項５６に記載の流体ポンプ機構。
【請求項６０】
前記検出回路が、故障状態の検出に応じて警報、アラーム、又は警告メッセージを開始する、請求項５６に記載の流体ポンプ機構。
【請求項６１】
前記故障状態が、下流閉塞又は上流閉塞である、請求項６０に記載の流体ポンプ機構。
【請求項６２】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータと、
基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、を備えるロータと、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、
前記ロータを前記ステータに向けて付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記ロータ上に存在し、前記ロータカム要素の上縁部に続く角度位置に位置する第１の導電性センサ接触要素と、
前記ロータ上に存在し、前記第１の導電性センサ接触要素に続く角度位置に位置する第２の導電性センサ接触要素と、
前記ステータ上に存在する導電性検知要素であって、検出回路と協働して、前記導電性検知要素が前記第１の導電性センサ接触要素及び前記第２の導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触したときにそれを検知する、導電性検知要素と、を備え、
前記検出回路が、前記ロータの角度位置に応じて前記導電性検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定し、
正常動作状態の下で、
前記導電性検知要素が、前記第１の導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にし、
前記導電性検知要素が、前記第２の導電性センサ接触要素にポンプ周期ごとに１回物理的且つ電気的に接触する、流体ポンプ機構。
【請求項６３】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータと、
基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、を備えるロータと、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、
前記ロータを前記ステータに向けて付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記ロータ上に存在し、前記ロータカム要素の上縁部に続く角度位置に位置する第１の導電性センサ接触要素と、
前記ロータ上に存在し、前記第１の導電性センサ接触要素に続く角度位置に位置する第２の導電性センサ接触要素と、
前記ステータ上に存在する導電性検知要素であって、検出回路と協働して、前記導電性検知要素が前記第１の導電性センサ接触要素及び前記第２の導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触したときにそれを検知する、導電性検知要素と、を備え、
前記検出回路が、前記ロータの角度位置に応じて前記導電性検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定し、
上流閉塞状態の下で、
前記導電性検知要素が、前記第１の導電性センサ接触要素にポンプ周期ごとに１回物理的且つ電気的に接触し、
前記導電性検知要素が、前記第２の導電性センサ接触要素にポンプ周期ごとに１回物理的且つ電気的に接触し、
前記検出回路が、前記第１及び第２の導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触する前記導電性検知要素に基づいて上流閉塞が発生したと判定する、流体ポンプ機構。
【請求項６４】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる流体ポンプ機構であって、
ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータと、
基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素であって、前記ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させるロータカム要素と、を備えるロータと、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、
前記ロータを前記ステータに向けて付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記ロータ上に存在し、前記ロータカム要素の上縁部に続く角度位置に位置する第１の導電性センサ接触要素と、
前記ロータ上に存在し、前記第１の導電性センサ接触要素に続く角度位置に位置する第２の導電性センサ接触要素と、
前記ステータ上に存在する導電性検知要素であって、検出回路と協働して、前記導電性検知要素が前記第１の導電性センサ接触要素及び前記第２の導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触したときにそれを検知する、導電性検知要素と、を備え、
前記検出回路が、前記ロータの角度位置に応じて前記導電性検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定し、
下流閉塞状態の下で、
前記導電性検知要素が、前記第１の導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にし、
前記導電性検知要素が、前記第２の導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にし、
前記検出回路が、前記第１及び第２の導電性センサ接触要素と物理的または電気的に非接触にする前記導電性検知要素に基づいて下流閉塞が発生したと判定する、流体ポンプ機構。
【請求項６５】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置であって、
流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構であって、前記流体ポンプ機構は、ロータとステータとを備え、前記ロータは、基準面と、前記基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素と、を備え、前記ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を備え、前記ロータカム要素は、前記ステータカム要素と協働して、前記ロータを、前記ロータの角度位置に応じて前記ステータに対して軸方向に移動させる、流体ポンプ機構と、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁と、
前記ステータに対する前記ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁と、
前記ロータを前記ステータに向けて付勢する付勢力を提供する付勢要素と、
前記出口弁と流体連通している皮下導管と、
前記皮下導管を介して、前記流体カートリッジモジュールから前記身体に薬剤流体をポンプで注入する前記流体ポンプ機構の前記ロータを作動させるように連結された駆動モータと、
前記ロータ上に存在し、前記ロータカム要素の上縁部に続く角度位置に位置する第１の導電性センサ接触要素と、
前記ロータ上に存在し、前記第１の導電性センサ接触要素に続く角度位置に位置する第２の導電性センサ接触要素と、
前記ステータ上に存在する導電性検知要素であって、検出回路と協働して、前記導電性検知要素が前記第１の導電性センサ接触要素及び前記第２の導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触したときにそれを検知する、導電性検知要素と、を備え、
前記検出回路が、前記ロータの角度位置に応じて前記導電性検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、前記流体ポンプ機構の動作状態を判定し、
前記ロータ上の前記第１の導電性センサ接触要素の角度位置決めが、進行中のポンプ周期で前記入口弁が閉じた後で、かつ前記進行中のポンプ周期で前記出口弁が開く前に発生する第１の弁状態に対応し、
前記ロータ上の前記第２の導電性センサ接触要素の角度位置決めが、前記進行中のポンプ周期で前記出口弁が閉じた後で、かつ次のポンプ周期で前記入口弁が開く前に発生する第２の弁状態に対応する、輸液装置。
【請求項６６】
正常動作状態の下で、
前記導電性検知要素が、前記第１の導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にし、
前記導電性検知要素が、前記第２の導電性センサ接触要素にポンプ周期ごとに１回物理的且つ電気的に接触する、請求項６５に記載の輸液装置。
【請求項６７】
上流閉塞状態の下で、
前記導電性検知要素が、前記第１の導電性センサ接触要素にポンプ周期ごとに１回物理的且つ電気的に接触し、
前記導電性検知要素が、前記第２の導電性センサ接触要素にポンプ周期ごとに１回物理的且つ電気的に接触し、
前記検出回路が、前記第１及び第２の導電性センサ接触要素と物理的且つ電気的に接触する前記導電性検知要素に基づいて上流閉塞が発生したと判定する、請求項６５に記載の輸液装置。
【請求項６８】
下流閉塞状態の下で、
前記導電性検知要素が、前記第１の導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にし、
前記導電性検知要素が、前記第２の導電性センサ接触要素を物理的または電気的に非接触にし、
前記検出回路が、前記第１及び第２の導電性センサ接触要素と物理的または電気的に非接触にする前記導電性検知要素に基づいて下流閉塞が発生したと判定する、請求項６５に記載の輸液装置。
【請求項６９】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる薬剤流体のためのポンプ（５００、６００）であって、
ステータ（５０４、６０４、７０４）と、
前記ステータ（５０４、６０４、７０４）内に配置され、前記ステータから遠い引出し位置と前記ステータに近い引込み位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータ（５０２、６０２、７０２）と、
繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいて、前記ロータ（５０２、６０２、７０２）の回転の第１部分の間に前記ロータ（５０２、６０２、７０２）を前記引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転で前記力を除去するように、前記ロータ（５０２、６０２、７０２）と前記ステータ（５０４、６０４、７０４）との間に配置されたカム構造（６１２、７０６、７２２）と、
前記ロータ（５０２、６０２、７０２）を前記引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素と、
前記カム構造（７０６、７２２）が前記ロータ（５０２、６０２、７０２）に前記力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁（５１０）と、前記力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁（５１２）と、を含む前記ロータ（５０２、６０２、７０２）の角度位置に対応する弁と、
閉塞検出器と、を備え、
前記閉塞検出器が、前記ロータ及びステータのうちの１つに電気接触子（８７８、８８０）、並びに前記ロータ及びステータのうちの他方に導電パッド（８７０）を有し、
前記電気接触子（８７８、８８０）及び導電パッド（８７０）が、前記ロータが回転の前記第２の弧の終わりまでに前記引込み位置に達した場合、接触するように軸方向にかつ回転して位置付けられており、前記閉塞検出器は、そのような接触が行われない場合に閉塞を示すように構成されている、ポンプ。
【請求項７０】
前記導電パッド（８７０）が、回転の前記第２の弧の終わりを越えて、ただし前記繰り返しのポンプ周期の引き続く周期の回転の前記第１の弧の前に、接触するように位置付けられている、請求項６９に記載のポンプ。
【請求項７１】
前記ロータ（５０２、６０２、７０２）が、エンドキャップ（６０９、７１２）と、前記エンドキャップ（６０９、７１２）から突き出た軸方向延出部（５０８、６０８）と、を備え、前記軸方向延出部が、前記ステータ（５０４、６０４、７０４）内のロータチャンバ（６１０）に受容され、前記エンドキャップ（６００、７１２）が、前記ロータチャンバ（６１０）を越えて放射状に延在する、請求項６９又は７０に記載のポンプ。
【請求項７２】
前記カム構造が、前記ロータを前記引出し位置に向けて付勢するように前記力を付与するために漸増する高さの部分を有する弓状傾斜面（７２２、１４０４）を備え、かつエンドキャップ及び前記ステータの１つの上に、前記エンドキャップ及び前記ステータの他方の上のカム従動子（８７４）と共軸に配置されている、請求項７１に記載のポンプ。
【請求項７３】
前記弓状傾斜面（７２２、１４０４）が、前記漸増する高さの部分から連続する均一の高さの更なる部分、続けて切り立った端部を有する、請求項７２に記載のポンプ。
【請求項７４】
前記カム構造が、前記ロータ及びステータのうち１つの上に漸増する高さの部分（８６４）を有する弓状傾斜面と、前記ロータ及びステータの他方の上のカム従動子と、を備え、
電気接触子が、前記カム従動子（８７４）上の一対の接触を含み、前記導電パッドが、前記弓状傾斜面の底部の前記高さで基準面と同一平面上にある導電材料（８７０）のストリップである、請求項７１に記載のポンプ。
【請求項７５】
前記カム構造が、前記ロータ及びステータのうち１つの上に漸増する高さの部分を有する弓状傾斜面と、前記ロータ及びステータの他方の上のカム従動子と、を備え、
前記エンドキャップ（１４０６）が、前記ステータにまたがり、かつ環状リム（１４０８）内で終端する下垂スカートを有し、
前記ステータ（１４０２）が、前記下垂スカートのリム（１４０８）に対向する放射状に延在するフランジ（１４１０）を有し、
前記電気接触子が、前記リム（１４０８）及び前記フランジ（１４１０）のうちの１つの上にコネクタ（１４２６）と、前記リム（１４０８）及び前記フランジ（１４１０）の他方の上に導電材料（１４１４、１４１６）のストリップと、を含む、請求項７１に記載のポンプ。
【請求項７６】
前記弓状傾斜面が、前記エンドキャップ上に前記軸方向延出部と共軸に配置されており、前記カム従動子が、前記ステータ上に配置されている、請求項７２から７５のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項７７】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる薬剤流体のためのポンプ（５００、６００）であって、
ステータ（５０４、６０４、７０４）と、
前記ステータ（５０４、６０４、７０４）内に配置され、前記ステータから遠い引出し位置と前記ステータに近い引込み位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータ（５０２、６０２、７０２）と、
繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいて、前記ロータ（５０２、６０２、７０２）の回転の第１部分の間に前記ロータ（５０２、６０２、７０２）を前記引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転で前記力を除去するように、前記ロータ（５０２、６０２、７０２）と前記ステータ（５０４、６０４、７０４）との間に配置されたカム構造（６１２、７０６、７２２）と、
前記ロータ（５０２、６０２、７０２）を前記引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素と、
前記カム構造が前記ロータに前記力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁と、前記力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁と、を含む前記ロータ（５０２、６０２、７０２）の角度位置に対応する弁と、
閉塞検出器と、を備え、
前記閉塞検出器が、前記ロータとステータとの間に挟まれて、前記ロータと前記ステータとから加えられる圧縮力を検出する力センサ及び突起を含み、前記閉塞検出器は、前記ロータの回転の前記第２の弧の終わりまでに前記力センサが接触を検知しない場合に閉塞を示すように構成されている、ポンプ。
【請求項７８】
前記力センサ及び突起が、回転の前記第２の弧の終わりを越えて、ただし前記繰り返しのポンプ周期の引き続く周期の回転の前記第１の弧の前に接触するように位置付けられている、請求項７７に記載のポンプ。
【請求項７９】
身体に薬剤流体を送達するための輸液装置に用いられる薬剤流体のためのポンプ（５００、６００）であって、
ステータ（５０４、６０４、７０４）と、
前記ステータ（５０４、６０４、７０４）内に配置され、前記ステータから遠い引出し位置と前記ステータに近い引込み位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータ（５０２、６０２、７０２）と、
繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいて、前記ロータ（５０２、６０２、７０２）の回転の第１部分の間に前記ロータ（５０２、６０２、７０２）を前記引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転で前記力を除去するように、前記ロータ（５０２、６０２、７０２）と前記ステータ（５０４、６０４、７０４）との間に配置されたカム構造（６１２、７０６、７２２）と、
前記ロータ（５０２、６０２、７０２）を前記引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素と、
前記カム構造が前記ロータに前記力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁と、前記力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁と、を含む前記ロータ（５０２、６０２、７０２）の角度位置に対応する弁と、
閉塞検出器と、を備え、
前記ロータは、
エンドキャップと、
前記ステータの中に挿入される形状と大きさで、前記エンドキャップから突き出た軸方向延出部と、
前記エンドキャップの外周面に配置された光学的に検出可能なタブと、
前記エンドキャップと前記軸方向延出部との間に配置されてポンプの動作中に露出される軸方向に非対称の円錐テーパ部を更に備え、
前記光学的に検出可能な前記タブは、前記ロータの角度位置に応じて、回転し、軸方向に並進し、
前記閉塞検出器は、前記ロータの１回転毎に前記光学的に検出可能な前記タブを検出するために前記エンドキャップの露出された外周に光を照射し、前記ポンプの動作中に前記円錐テーパ部の露出面に光を照射し、その位置での前記円錐テーパ部の幅を検出し、検出した前記幅に基づいて、閉塞を示すように構成されている、ポンプ。
【請求項８０】
前記閉塞検出器が、回転の前記第２の弧の終わりを越えて、ただし前記繰り返しのポンプ周期の引き続く周期の回転の前記第１の弧の前に、前記幅を検知するように位置付けられている、請求項７９に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本ＰＣＴ出願は、以下の利益を主張し、また以下に対する優先権を主張するものである：２０１５年６月２２日出願の米国特許出願第１４／７４６，６２４号；２０１５年６月２２日出願の同第１４／７４６，６３４号；２０１５年６月２２日出願の同第１４／７４６，６４１号；２０１５年６月２２日出願の同第１４／７４６，６４８号；及び２０１５年６月２２日出願の同第１４／７４６，６５４号。
【０００２】
本明細書に記載された主題の実施形態は、一般に患者の身体に薬剤流体を送達するのに好適な種類の輸液装置に関する。より具体的には、本明細書で提示された主題の実施形態は、回転ポンプ機構を有する輸液装置の流体送達経路における閉塞を検出するための技術に関する。例示の薬剤流体は、糖尿病の管理に使用されるインスリンである。
【背景技術】
【０００３】
特定の疾病又は状態は、近代医学技術に従って、連続的に又は期間全体の内の特定の時間に若しくは時間間隔で、のいずれかで薬剤流体又は他の物質を患者の身体に送達することによって治療することができる。例えば、糖尿病は、適時に患者に規定量のインスリンを送達することによって一般的に治療される。患者にインスリン治療を提供するいくつかの普及している方法は、手動式の注射器及びインスリンペンによるインスリンの送達を含む。他の近代的なシステムは、プログラム可能な輸液装置（例えば、インスリンポンプ）を使用して制御された量のインスリンを患者に送達する。
【０００４】
インスリンポンプとして使用するのに好適な輸液装置は、外部装置又は患者の身体に外科的に移植される移植可能な装置として実現され得る。外部輸液装置は、一般に固定位置（例えば、病院又は診療所のベッドサイド環境で）で使用するために設計された装置、及び移動式又は携帯使用のために構成された装置（患者によって運ばれる又は着用される）を含む。外部輸液装置は、例えば、好適な中空の管材、針、又は他の種類の流体導管を介して、流体リザーバ又はカートリッジから患者への流体流路を確立し得る。
【０００５】
輸液装置は、各回転又は周期ごとに精密な体積の流体を正確に送達する回転マイクロポンプ機構を用いて実装することができる。マイクロポンプの入口は、リザーバなどの流体源に接続されており、またマイクロポンプの出口は、患者の身体につながる流体送達導管に接続されている。正常動作状態の下で、マイクロポンプは、流体源から流体を（真空又は吸引作用によって）引込み、そして次に周期ごとに予想可能な体積の流体を送達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１２３３０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ユーザーに警告するために、及び／又は別の方法で、応答性がある方式で輸液装置の動作を制御するために、確実かつ正確に少なくとも２つの状態を検出することが望ましい。これらの「故障」状態の１つは、流体送達経路の下流閉塞である（例えば、マイクロポンプの出口からの閉塞下流）。別の「故障」状態は、上流閉塞である（例えば、マイクロポンプの入口の前に位置する閉塞）。この点に関して、空のリザーバの存在下でマイクロポンプの継続運転は、通常期待される流体の送達をもたらさないので、空の流体リザーバは、上流閉塞であると見なされ得る。
【０００８】
したがって、回転マイクロポンプと関連した流体送達経路の上流及び／又は下流閉塞を効果的に検出する、輸液装置及び関連の運転方法を有することが望ましい。更に、流体送達経路の上流及び／又は下流閉塞の検出を容易にする特定の特徴及び機能を有する改善した回転マイクロポンプを提供することが望ましい。更に、他の望ましい特徴及び特性は、後続の発明を実施するための形態及び添付の特許請求の範囲を、添付図面並びに前述の産業上の利用分野及び背景と併せ読むことで明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
様々な上流及び下流閉塞検出技術並びに方法が本明細書で開示される。閉塞検出技術及び方法は、回転流体ポンプ機構（ロータ及びステータを有する）を含む輸液装置で実装することができる。流体ポンプ機構の作動は、吸込工程中に流体リザーバから流体を引込み、また送出工程中に流体を放出する。
【００１０】
特定の実施形態に従って、流体ポンプ機構は、内部に画定された流体チャンバを有するステータであって、更にステータカム表面を備えるステータカム要素を有するステータを含む。流体ポンプ機構はまた、基準面を備えるエンドキャップを有するロータ、軸方向延出部の少なくとも一部が流体チャンバの内部に収まっているエンドキャップから突き出た軸方向延出部、及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素も含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。センサ接触要素は、基準面上に存在し、ロータカム要素によって占有されていない区域に位置する。検知要素は、ステータカム表面又はその近傍で終端する。検知要素は、検出回路と協働して、ステータカム表面がセンサ接触要素と接触しているか否かを検出する。検出回路は、ロータの角度位置に応じて検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、流体ポンプ機構の動作状態を判定する。
【００１１】
更にここで提示されるのは、身体に薬剤流体を送達するための輸液装置の例示の実施形態である。輸液装置は、流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構を含む。流体ポンプ機構は、ロータ及びステータを有し、ロータは、基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を含む。ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を含み、ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。輸液装置はまた、流体ポンプ機構の出口弁と流体連通している皮下導管、及び皮下導管を介して、流体カートリッジモジュールから身体に薬剤流体をポンプで注入する流体ポンプ機構のロータを作動させるように連結された駆動モータも含む。センサ接触要素は、ロータの基準面上に提供される。センサ接触要素は、ロータカム要素によって占有されていない区域に位置する。検知要素は、ステータカム表面又はその近傍で終端する。検知要素は、検出回路と協働して、ステータカム表面がセンサ接触要素と接触しているか否かを検出する。検出回路は、ロータの角度位置に応じて検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、流体ポンプ機構の動作状態を判定する。
【００１２】
流体ポンプ機構の例示の実施形態もまた、ここで提示される。流体ポンプ機構は以下を含む：ステータ；ロータ；ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁；ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁；センサ接触要素；並びに検知要素。ステータカム要素は、ステータカム表面を有し、ロータは、基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。センサ接触要素は、入口弁が閉じていて、出口弁が開いている弁状態に対応した区域の基準面上に存在する。検知要素は、ステータカム表面又はその近傍で終端し、検出回路と協働して、ステータカム表面がセンサ接触要素と接触しているか否かを検出する。検出回路は、ロータの角度位置に応じて検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、流体ポンプ機構の動作状態を判定する。
【００１３】
流体ポンプ機構の別の例示の実施形態は、力センサを使用して流体経路の閉塞を検出する。流体ポンプ機構は、ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータを含む。流体ポンプ機構はまた、基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を備えるロータも含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。付勢要素は、ロータカム要素をステータカム要素に向けて、かつ基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する。力センサは、ロータに連結されている。力センサは、そこに付与される力に応じて出力レベルを生成し、力センサは、出力レベルを取得し処理する検出回路と協働して、流体ポンプ機構の流体経路下流の閉塞を検出する。
【００１４】
輸液装置の例示の実施形態は、流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構を含む。流体ポンプ機構は、ロータ及びステータを有する。ロータは、基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を含む。ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を含み、ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。付勢要素は、ロータカム要素をステータカム要素に向けて、かつ基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する。輸液装置はまた、流体ポンプ機構の出口弁と流体連通している皮下導管、及び皮下導管を介して、流体カートリッジモジュールから身体に薬剤流体をポンプで注入する流体ポンプ機構のロータを作動させるように連結された駆動モータも含む。力センサは、ロータに連結されて、そこに付与される力に応じて出力レベルを生成する。力センサは、出力レベルを取得し処理する検出回路と協働して、流体ポンプ機構の流体経路下流の閉塞を検出する。
【００１５】
輸液装置の例示の実施形態は、ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータ、並びに基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を備えるロータを含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。付勢要素は、ロータカム要素をステータカム要素に向けて、かつ基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する。輸液装置はまた、ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁、並びにロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁も含む。力センサは、ロータに連結されて、そこに付与される力に応じて出力レベルを生成する。検出回路は、力センサと協働して、力センサの出力レベルを取得し処理して、流体ポンプ機構の流体経路下流の閉塞を検出する。
【００１６】
他の例示の実施形態に従って、流体ポンプ機構は、ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータ、並びに光学的に検出可能な特徴、基準面、及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を備えるロータを含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。光学的に検出可能な特徴は、ロータの角度位置に応じて、回転し、軸方向に並進する。光検出回路は、流体ポンプ機構の動作中に光学的に検出可能な特徴から情報を取得して、流体ポンプ機構の動作状態を判定する。
【００１７】
輸液装置の例示の実施形態は、流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構を含む。流体ポンプ機構は、ロータ及びステータを含み、ロータは、光学的に検出可能な特徴、基準面、及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を有する。ロータカム要素が、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させるように、ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を含む。光学的に検出可能な特徴は、ロータの角度位置に応じて、回転し、軸方向に並進し、付勢要素は、ロータカム要素をステータカム要素に向けて、かつ基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する。輸液装置はまた、次も含む：流体ポンプ機構の出口弁と流体連通している皮下導管；皮下導管を介して、流体カートリッジモジュールから身体に薬剤流体をポンプで注入する流体ポンプ機構のロータを作動させるように連結された駆動モータ；及び流体ポンプ機構の動作状態を判定するために、流体ポンプ機構の動作中に光学的に検出可能な特徴から情報を取得する光検出回路。
【００１８】
輸液装置の例示の実施形態は、ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータを含み、また光学的に検出可能な特徴、基準面、及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を備えるロータを含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。入口弁は、ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉し、また出口弁は、ロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する。光検出回路は、光学的に検出可能な特徴と協働し、この光検出回路は、光学的に検出可能な特徴から情報を取得して、輸液装置の動作状態を判定する。
【００１９】
特定の例示の実施形態に従って、流体ポンプ機構は、ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータ、並びに基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を備えるロータを含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。付勢要素は、ロータカム要素をステータカム要素に向けて、かつ基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する。検出回路は、ロータの軸及び角度の位置データを処理し、軸及び角度の位置データの検出可能な特性に基づいて上流閉塞が発生したことを判定する。
【００２０】
輸液装置の例示の実施形態は、次を含む：流体ポンプ機構；付勢要素；皮下導管；駆動モータ；及び検出回路。流体ポンプ機構は、流体カートリッジモジュールと協働し、この流体ポンプ機構は、ロータ及びステータを含む。ロータは、基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を含み、ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。付勢要素は、ロータカム要素をステータカム要素に向けて、かつ基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する。皮下導管は、流体ポンプ機構の出口弁と流体連通している。駆動モータは、皮下導管を介して、流体カートリッジモジュールから身体に薬剤流体をポンプで注入する流体ポンプ機構のロータを作動させるように連結される。検出回路は、ロータの軸及び角度の位置データを処理し、軸及び角度の位置データの検出可能な特性に基づいて上流閉塞が発生したことを判定する。
【００２１】
輸液装置の例示の実施形態は、ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータ、並びに基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を備えるロータを含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。付勢要素は、ロータカム要素をステータカム要素に向けて、かつ基準面に向けて、付勢する付勢力を提供する。軸位置センサは、ロータの軸位置データを取得し、角度位置センサは、ロータの角度位置データを取得する。検出回路は、軸位置データ及び角度位置データを取得し、処理し、この検出回路は、軸位置データ及び角度位置データの処理に基づいて上流閉塞が発生したことを判定する。
【００２２】
他の例示の実施形態に従って、流体ポンプ機構は、ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータ、並びに基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を備えるロータを含む。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。流体ポンプ機構はまた、ステータに対するロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁、並びにステータに対するロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁も含む。付勢要素は、ロータをステータに向けて付勢する付勢力を提供する。第１のセンサ接触要素は、ロータ上に存在し、ロータカム要素の上縁部に続く角度位置に位置する。第２のセンサ接触要素は、ロータ上に存在し、第１のセンサ接触要素に続く角度位置に位置する。検知要素は、ステータ上に存在し、この検知要素は、検出回路と協働して、検知要素が第１のセンサ接触要素及び第２のセンサ接触要素と接触したときにそれを検出する。検出回路は、ロータの角度位置に応じて検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、流体ポンプ機構の動作状態を判定する。
【００２３】
輸液装置の例示の実施形態は、流体カートリッジモジュールと協働する流体ポンプ機構を含む。流体ポンプ機構は、ロータ及びステータを含み、ロータは、基準面及び基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素を有する。ステータは、ステータカム表面を有するステータカム要素を含み、ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。入口弁は、ステータに対するロータの角度及び軸の位置に応じて開閉し、出口弁は、ステータに対するロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する。付勢要素は、ロータをステータに向けて付勢する付勢力を提供する。皮下導管は、出口弁と流体連通しており、駆動モータは、皮下導管を介して、流体カートリッジモジュールから身体に薬剤流体をポンプで注入する流体ポンプ機構のロータを作動させるように連結される。第１のセンサ接触要素は、ロータ上に存在し、ロータカム要素の上縁部に続く角度位置に位置する。第２のセンサ接触要素は、ロータ上に存在し、第１のセンサ接触要素に続く角度位置に位置する。検知要素は、ステータ上に存在し、検出回路と協働して、検知要素が第１のセンサ接触要素及び第２のセンサ接触要素と接触したときにそれを検出する。検出回路は、ロータの角度位置に応じて検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、流体ポンプ機構の動作状態を判定する。
【００２４】
流体ポンプ機構の例示の実施形態は、ステータカム表面を有するステータカム要素を備えるステータを含む。流体ポンプ機構はまた、次を有するロータも含む：リムを備えるエンドキャップ；エンドキャップ内に位置する基準面；及びエンドキャップ内に位置し、基準面から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素。ロータカム要素は、ステータカム要素と協働して、ロータを、ロータの角度位置に応じてステータに対して軸方向に移動させる。第１のセンサ接触要素は、エンドキャップのリム上に存在し、ロータカム要素の上縁部に続く角度位置に位置する。第２のセンサ接触要素は、エンドキャップのリム上に存在し、第１のセンサ接触要素に続く角度位置に位置する。付勢要素は、ロータをステータに向けて付勢する付勢力を提供する。流体ポンプ機構はまた、次も含む：ステータに対するロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する入口弁；ステータに対するロータの角度及び軸の位置に応じて開閉する出口弁；並びに検出回路と協働して、検知要素が第１のセンサ接触要素及び第２のセンサ接触要素と接触したときにそれを検出する検知要素。検出回路は、検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、流体ポンプ機構の動作状態を判定する。
【００２５】
更なる実施形態はまた、薬剤流体用のポンプも提供する。ポンプは、ステータと、ステータ内に配置され、引込み位置と引出し位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータと、繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいてロータの回転の第１部分の間にロータを引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転で力を除去するように、ロータとステータとの間に配置されたカム構造と、ロータを引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素と、を含む。ポンプはまた、カム構造がロータに力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁、及び力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁を含むロータの角度位置に対応する弁も含む。ポンプはまた、ロータ及びステータのうちの１つに電気接触子、並びにロータ及びステータのうちの他方に導電パッドを有する閉塞検出器も含む。接触子及び導電パッドは、ロータが回転の第２の弧の終わりまでに引込み位置に達した場合、接触するように軸方向にかつ回転して位置付けられており、閉塞検出器は、そのような接触が行われない場合に閉塞を示すように構成されている。
【００２６】
薬剤流体用のポンプの別の例示の実施形態も提供されている。ポンプは、ステータと、ステータ内に配置され、引込み位置と引出し位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータと、繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいてロータの回転の第１部分の間にロータを引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転で力を除去するように、ロータとステータとの間に配置されたカム構造と、ロータを引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素と、を含む。ポンプはまた、カム構造がロータに力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁、及び力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁を含むロータの角度位置に対応する弁も含む。ポンプはまた、閉塞検出器も含み、弁は、第１の弧と第２の弧との間の回転の第３の弧に対して出口弁を閉じて保持するように更に構成されており、閉塞検出器は、回転の第３の弧の間にロータが引込み位置に達したかどうかを検知し、そうである場合は閉塞を示すように構成されている。
【００２７】
薬剤流体用のポンプの別の実施形態も提供されている。ポンプは、ステータと、ステータ内に配置され、引込み位置と引出し位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータと、繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいてロータの回転の第１部分の間にロータを引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転で力を除去するように、ロータとステータとの間に配置されたカム構造と、ロータを引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素と、を含む。ポンプは、カム構造がロータに力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁、及び力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁を含むロータの角度位置に対応する弁を含む。ポンプはまた、力センサ、及びロータとステータとの間に配置され、ロータが回転の第２の弧の終わりまでに引込み位置にあるとき、それを検知するために接触するように位置付けられた突起を有する閉塞検出器も含む。閉塞検出器は、力センサがポンプ周期内の接触を検知しない場合に閉塞を示すように構成されている。
【００２８】
薬剤流体用のポンプの別の例示の実施形態も提供されている。ポンプは、ステータと、ステータ内に配置され、引込み位置と引出し位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータと、繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいてロータの回転の第１部分の間にロータを引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転で力を除去するように、ロータとステータとの間に配置されたカム構造と、ロータを引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素と、を有する。ポンプは、カム構造がロータに力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁、及び力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁を含むロータの角度位置に対応する弁を含む。閉塞検出器は、ロータとステータとの間に配置され、かつロータが回転の第２の弧の終わりまでに引込み位置にあるかどうかを検知するように位置付けられた光検出器及び表示部を含み、閉塞検出器は、ロータがその角度位置で引込み位置にあることを光センサが検知しない場合に閉塞を示すように構成されている。
【００２９】
薬剤流体用のポンプの別の実施形態が提供されている。ポンプは、ステータと、ステータ内に配置され、引込み位置と引出し位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータと、繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいてロータの回転の第１部分の間にロータを引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転で力を除去するように、ロータとステータとの間に配置されたカム構造と、ロータを引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素と、を含む。ポンプはまた、カム構造がロータに力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁、及び力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁を含むロータの角度位置に対応する弁も含む。ポンプは、１つ又は２つ以上の対応の回転角のそれぞれで軸方向におけるロータの１つ又は２つ以上の運動学的量を測定するように、また測定された運動学的量を、正常運転を表す基準運動学的量と比較し、測定された量が基準量の閾値範囲内である場合、正常運転を示すように構成された閉塞検出器を有する。
【００３０】
更に本明細書で提示されるのは、前述の実施形態のいずれかによるポンプ、薬剤流体用のリザーバ、及びユーザーへの投薬を実施するようにポンプに接続されたカテーテルを含む注入システムの例示の実施形態である。
【００３１】
更に本明細書で提示されるのは、ステータ内に配置され、引込み位置と引出し位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータを有し、繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいてロータの回転の第１部分の間にロータを引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転でその力を除去するように、ロータとステータとの間に配置されたカム構造を有し、ロータを引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素があり、カム構造がロータに力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁、及び力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁を含むロータの角度位置に対応する弁を有する種類の薬剤流体用のポンプにおける閉塞を検出する方法の例示の実施形態である。この方法は、次のうち１つ又は両方を伴う：（１）ロータが回転の第２の弧の終わりまでに引込み位置に達したかどうかを検知し、到達しない場合に閉塞を示すこと；（２）第１の弧と第２の弧との間の回転の第３の弧に対して出口弁を閉じて保持し、回転の第３の弧の間にロータが引込み位置に達したかどうかを検知し、到達した場合に閉塞を示すこと。
【００３２】
更に本明細書で提示されるのは、ステータ内に配置され、引込み位置と引出し位置との間で軸方向に移動可能である回転駆動可能なロータを有し、繰り返しのポンプ周期のそれぞれにおいてロータの角度回転の第１部分の間にロータを引出し位置に向けて付勢するように力を付与し、次に更なる回転でその力を除去するように、ロータとステータとの間に配置されたカム構造を有し、ロータを引込み位置に向けて付勢し戻すように位置付けられた付勢要素があり、カム構造がロータに力を付与する回転の第１の弧の間、開くように構成された入口弁、及び力が取り除かれた後で回転の第２の弧に対して、開くように構成された出口弁を含むロータの角度位置に対応する弁を有する種類の薬剤流体用のポンプにおける閉塞を検出する方法の別の実施形態である。この方法は、１つ又は２つ以上の対応の回転角のそれぞれで軸方向におけるロータの１つ又は２つ以上の運動学的量を測定すること、及び測定された運動学的量を、対応の回転角で正常運転を表す基準運動学的量と比較し、測定された量が基準量の閾値範囲内である場合、正常運転を示すことを伴う。
【００３３】
この概要は、発明を実施するための形態において、更に後述される簡略化した形の概念の選択を導入するために提供される。この概要は、請求項に係る主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図せず、請求項に係る主題の範囲を決定する助けとして使用されることも意図しない。
【００３４】
主題のより完全な理解は、次の図と共に考慮されるとき、発明を実施するための形態及び特許請求の範囲を参照することによって導出され得、同様の参照番号は、図を通して類似の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】パッチポンプ装置として実装された輸液装置の実施形態の上面斜視図である。
【図２】取り外し可能な流体カートリッジモジュールの輸液装置への挿入を示す斜視図である。
【図３】輸液装置の特定の内部コンポーネントを示す斜視図である。
【図４】特定の実施形態による、輸液装置のシステムアーキテクチャのブロック図表示である。
【図５】１ポンプ周期中の様々な段階の流体ポンプ機構を示す図である。
【図６】１ポンプ周期中の様々な段階の流体ポンプ機構を示す図である。
【図７】１ポンプ周期中の様々な段階の流体ポンプ機構を示す図である。
【図８】１ポンプ周期中の様々な段階の流体ポンプ機構を示す図である。
【図９】流体ポンプ機構の例示の実施形態のステータ及びロータの分解斜視図である。
【図１０】流体ポンプ機構のステータの例示の実施形態の斜視図である。
【図１１】流体ポンプ機構のロータの例示の実施形態の斜視図である。
【図１２】流体ポンプ機構のステータカム要素とロータカム要素との間の協働を示す図である。
【図１３】流体ポンプ機構のステータカム要素とロータカム要素との間の協働を示す図である。
【図１４】流体ポンプ機構のステータカム要素とロータカム要素との間の協働を示す図である。
【図１５】ロータ軸位置対ロータ角度位置のプロットを含むグラフである。
【図１６】下流閉塞状態のロータ軸位置対ロータ角度位置のプロットを含むグラフである。
【図１７】流体ポンプ機構のロータの例示の実施形態の端面図である。
【図１８】流体ポンプ機構のステータの例示の実施形態の端面図である。
【図１９】検出回路と協働する、図１８に示されたステータを示す図である。
【図２０】輸液装置と共に使用するのに好適な閉塞検出システムの例示の実施形態を図示する概略ブロック図である。
【図２１】輸液装置と共に使用するのに好適な光学又は音響に基づいた閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図２２】位置検知技術を利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図２３】流体ポンプ機構のロータの例示の実施形態の簡略化した斜視図である。
【図２４】検知要素としてポテンショメータを利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図２５】デジタルスイッチとして電気接触子を利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図２６】導電性リムを有するステータの簡略化した端面図である。
【図２７】図２６に示されたステータと協働する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図２８】力センサを利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図２９】光学検知テクノロジーを利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図３０】光検出回路と協働する物理的特徴を有するロータの例示の実施形態の簡略化した斜視図である。
【図３１】図３０に示されたロータの部分の側面図である。
【図３２】流体リザーバから情報を取得するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図３３】空のリザーバ状態を検出するリザーバの終了検出システムの簡略図である。
【図３４】機械式スイッチの概念を実装するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図３５】導電性流体リザーバストッパ（又はストッパの導電性要素）を利用するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図３６】流体リザーバに励起信号を印加するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図３７】力センサを使用して流体リザーバのストッパの位置を判定するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図３８】圧力センサを使用して流体リザーバのストッパの位置を判定するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図３９】インダクタンスを測定して流体リザーバのストッパの位置を判定するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図４０】キャパシタンスを測定して流体リザーバのストッパの位置を判定するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。
【図４１】流体ポンプ機構のロータの軸流速度を測定するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の概略ブロック図である。
【図４２】上流閉塞状態のロータ軸位置対ロータ角度位置のプロットを含むグラフである。
【図４３】流体ポンプ機構の様々な動作状態のロータ軸位置対ロータ角度位置のプロットを含むグラフである。
【図４４】流体ポンプ機構のロータの例示の実施形態の斜視図である。
【図４５】流体ポンプ機構のロータの別の例示の実施形態の斜視端面図である。
【図４６】ステータと協働する図４５のロータを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下の発明を実施するための形態は、本来は単なる例証であり、主題又は適用例の実施形態及びそのような実施形態の利用を限定することを意図するものではない。本明細書で使用するとき、単語「例示の」は、「例（example）、例（instance）、又は実例（illustration）となる」を意味する。例示として本明細書に記載された任意の実装は、必ずしも他の実装に対して好ましい又は有利であると解釈されるものではない。更に、前述の産業上の利用分野、背景、課題を解決するための手段、又は以下の発明を実施するための形態で提示される、任意の明示的又は黙示的理論によって拘束されることは意図していない。
【００３７】
特定の専門用語は、参照の目的のみで以下の説明に使用することができ、したがって限定することを意図するものではない。例えば、「上部（upper）」、「下部（lower）」、「上方（above）」、及び「下方（below）」などの用語は、参照される図面の方向について言及するのに使用することができる。「前部（front）」、「背部（back）」、「後部（rear）」、「側部（side）」、「外側（outboard）」、及び「内側（inboard）」などの用語は、議論されている構成要素を説明する文章、及び関連の図面を参照することにより明確になる、一貫性があるが任意の座標系内で構成要素の部分の方向及び／又は位置を説明するのに使用することができる。そのような専門用語は、具体的に上述した単語、その派生語、及び同様の意味の単語を含み得る。同様に、用語「第１の」、「第２の」、及び他のそのような構造を参照する数字は、文脈により明示されない限りシーケンス又は順序を意味するものではない。
【００３８】
以下の説明は、患者の医学的状態を治療するのに使用される種類の輸液装置に関する。この輸液装置は、ユーザーの身体の中に流体（薬剤など）を注入するために使用される。開示される主題の実施形態は、それほど限定されないが、後述される非限定的な例は、糖尿病を治療するのに使用される医療用装置（より具体的には、インスリン注入装置）に関連する。したがって、特定の実施形態では注入される薬剤流体は、インスリンである。代替の実施形態では、しかしながら、限定するものではないが、疾病治療、肺高血圧症を治療するための薬、鉄キレート薬、鎮痛剤、抗ガン治療、薬物、ビタミン剤、ホルモン剤などの多くの他の流体が注入によって投与され得る。簡潔さのために、注入システムの動作、インスリンポンプの動作、流体リザーバ、及びソフトカニューレなどの流体導管に関連する従来の特徴及び特性は、ここで詳細に説明されない場合がある。
【００３９】
総括及びシステムアーキテクチャ
【００４０】
図１は、パッチポンプ装置として実装される輸液装置１００の実施形態の上面斜視図であり、図２は、輸液装置１００への取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４の挿入を示す斜視図であり、図３は、輸液装置１００の特定の内部コンポーネントを示す斜視図である。取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４は、輸液装置１００と適合性が得られるように設計され、構成されており、図１は、輸液装置１００内に取り付けられ、固定された流体カートリッジモジュール１０４を示す。図は、輸液装置１００の１つの可能な構成及び形状因子を示す。そのように所望される場合、他の設計及び構成を利用することができること、並びに図に示される特定の設計の態様が、本明細書に記載された実施形態の範囲又は適用例を限定ないしは別の方法で制限することを意図していないことを理解されたい。
【００４１】
輸液装置１００は、様々な内部コンポーネント用のシェルとして働くハウジング１０６を含む。ハウジング１０６は、取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４を受容し、固定し、解放するように好適に構成されている。この点に関して、流体カートリッジモジュール１０４を、流体カートリッジモジュール１０４の特定の物理特性に従って設計されている、好適に成形され、寸法付けられ、構成された空洞に受容することができる。例えば、ハウジング１０６は、流体カートリッジモジュール１０４の構造的特徴と嵌合する、ないしは別の方法で係合する構造的特徴を含むことができる。取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４の図示された実施形態は、輸液装置１００内に適切に取り付けられ、据え付けられた位置に流体カートリッジモジュール１０４を固定する保持機構１１０を含む。保持機構１１０は、流体カートリッジモジュール１０４を空洞１０８内の所定位置にロックして、流体カートリッジモジュール１０４と輸液装置１００との間の必要な物理的接続及び流体接続を維持する。保持機構１１０は、必要に応じて流体カートリッジモジュール１０４をハウジング１０６から解放するように物理的に操作され得る（例えば、１つのカートリッジモジュールを異なるカートリッジモジュールと交換するため、古い輸液装置を新しい輸液装置と交換する際にカートリッジモジュールを取り外すためなど）。実際には、保持機構１１０は、ラッチ機構、ロック機構、タブ、又は同種のものとして実現され得る。
【００４２】
輸液装置１００は、少なくとも１つのユーザーインタフェース機構を含み、これは必要に応じて患者により作動され得る。輸液装置１００の図示された実施形態は、物理的に作動するボタン１１２を含む。ボタン１１２は、そのように所望される場合、ユーザーが輸液装置１００を操作しやすくするために多目的のユーザーインタフェースであり得る。この点に関して、ボタン１１２は、制限なしに、次の機能の１つ又は２つ以上に関連して使用することができる：輸液装置１００のプロセッサ及び／又は電子装置をウェイクアップさせること、（例えば、患者の皮下腔又は同様の部位にカニューレを挿入する）経皮的導管アセンブリを作動させるための挿入機構を始動させること、輸液装置１００の１つ又は２つ以上の設定を構成すること、薬剤流体の送達を開始すること、流体プライミング動作を開始すること、輸液装置１００によって発生した警報又はアラームを無効にすることなど。ボタン１１２の代わりに、輸液装置１００は、スライダ機構、ピン、レバー、又は同種のものを使用することができる。
【００４３】
輸液装置１００は、ハウジング１０６を患者の身体に貼り付けるのに使用することができる接着成分又は接着材料（図１及び図２では隠されている）を含む。接着成分は、ハウジング１０６を一時的に患者の皮膚に接着することができるようにハウジング１０６の下面に位置し得る。接着成分は、例えば、所望の形状及び寸法にカットされている一片の両面接着テープであってもよい。輸液装置１００は、接着成分を覆う接着ライナーを用いて製造され、この接着ライナーを剥がして接着成分１１４の粘着性表面を露出する。接着成分は、不快感なく取り除くことも容易にしながら、（典型的には１から７日である）所望の期間、所定位置に輸液装置１００を維持する程度及び典型的な使用例に耐える程度の強さ（例えば、シャワー、雨の日、運動など）の強さであるように選択される。
【００４４】
輸液装置１００のセットアップ及び操作は、患者にとって単純かつ簡単である。この点に関して、セットアップ及び始動のための特定の手順は、輸液装置１００の特異的な構成、設計、形状因子、及び／又はオプション設定に依存して実施形態ごとに異なってもよい。１つの高レベルの操作方法に従って、輸液装置１００は、以下の方法で配置される：（１）流体カートリッジモジュール１０４をハウジング１０６の中へ挿入する；（２）接着ライナーを取り外す；（３）ハウジング１０６を身体に貼り付ける；及び（４）ボタンを押すこと、タブを引くこと、安全ピンを取り外すこと、ないしは別の方法で、挿入機構を活動化して、前負荷をかけたばね又は同等の作動コンポーネントを解放することによって、流体送達カニューレを身体の中へ挿入する。その後、輸液装置は、必要に応じて薬剤流体の送達の準備をすることができる。
【００４５】
操作の代替的方法に従って、ハウジング１０６が身体に貼り付けられた後に、流体カートリッジモジュール１０４を取り付ける。このオプションに従って、流体カートリッジモジュール１０４をハウジング１０６の中に取り付ける動作は、機械的、電気的、磁気的、又は他の種類のインタフェースを係合する又は移動させ、それが今度は前負荷をかけたばね又は同等の作動コンポーネントを解放して、流体送達カニューレを身体の中に挿入する。第１のカートリッジ挿入時にひとたびばねが解放されると、輸液装置１００は、後続の流体カートリッジモジュールの取り付けが挿入機構を再び始動させないように異なる状態になる。
【００４６】
特定の実施形態では、輸液装置１００は、３日などの指定した期間にわたる連続的な使用のために設計されている一体型の使い捨てコンポーネントとして実現される。必ずしも必要とは限らないが、輸液装置１００は、「既製の」容量（例えば、１．０ｍＬ、１．５ｍＬ、２．０ｍＬ、又は３．０ｍＬの薬剤流体）で第三者製造業者によって提供され得るプレフィルド流体カートリッジモジュール１０４を収容するように設計することができる。輸液装置１００はまた、ユーザーが充填した流体カートリッジモジュール１０４を収容するように好適に構成され、設計され得ることを理解されたい。図２を参照すると、それぞれの取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４は、再補充されるように設計されていない又は意図されていない単回使用使い捨てリザーバとして実現され得る。流体リザーバカートリッジモジュール１０４の図示された実施形態は、リザーバ１１６の挿入及び取り外しを容易にするキャリア１１８又はハウジング内に保持されているガラス又はプラスチックリザーバ１１６を含む。
【００４７】
上述したように、輸液装置１００のハウジング１０６は、所望の薬剤流体を含む取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４を受容する。ハウジング１０６はまた、協働して輸液装置１００の機能をサポートする様々なコンポーネント及び要素を含む働きもする。これらの内部コンポーネント及び要素は、制限なしに、次を含むことができる：プリント基板；振動モータ又は他の触覚フィードバック要素；バッテリ又は他のエネルギー源；流体ポンプ機構；流体ポンプ機構を作動させるように連結された駆動モータ（若しくは他の装置、コンポーネント、又はソレノイド、ニッケルチタンメモリワイヤ、若しくは同種のものなどの流体ポンプ機構を作動させる手段）；経皮的導管アセンブリを作動させるための挿入機構；駆動モータ、流体ポンプ機構、及び／又はボタン１１２と相互作用するセンサ；出口流体導管；並びに入口導管アセンブリ。当然のことながら、輸液装置１００の実施形態は、図中に示されない又はここで詳細に説明されない追加の機構、コンポーネント、装置、及び要素を含んでもよい。
【００４８】
プリント基板は、協働して輸液装置１００の機能をサポートする様々な電子的構成要素、装置、及び接続を含む。これらのコンポーネントは、保護、耐水性などのためにハウジング１０６内に密閉されている。プリント基板１３０は、制限なしに、次のいずれかを含んでもよい、又は次のいずれかと協働してもよい：スイッチ；ポテンショメータなどの調節要素若しくはトリム要素；プロセッサ装置；メモリ；又は同種のもの。振動モータは、確認信号又は警報信号を必要に応じて発生させるのに使用することができる。代替的に又は追加的に、輸液装置１００は、ユーザーにフィードバックを提供するオーディオトランスデューサ、表示灯、表示要素、又は他のコンポーネントを含むことができる。バッテリは、輸液装置と共に廃棄できる単回使用要素であり得る。バッテリは、輸液装置１００を稼動させるのに必要な電圧及び電流を提供する。
【００４９】
図３は、流体ポンプ機構１３６の実施形態を示しており、流体ポンプ機構１３６は、輸液装置１００の動作中に取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４に流体結合される。流体ポンプ機構１３６は、各送達周期で較正された量の薬剤流体を送達する回転作動マイクロポンプとして実現され得る。この点に関して、流体ポンプ機構１３６は、ステータ及びロータを含み、ロータは、駆動モータ１３８によって制御される方法で作動する。より詳細に後述されるように、流体ポンプ機構１３６は、ロータの回転運動を、ステータに対するロータの軸方向変位に変換することによって機能する。次に、その直線運動は、流体カートリッジモジュール１０４から薬剤流体を引込むために流体ポンプ機構１３６の内側にある一連の弁の開閉をもたらす。付勢力（例えば、ばね力）は、ロータをステータに向かって押し進め、流体ポンプ機構１３６の出口を通じて流体を放出する。他の種類のポンプテクノロジーを利用することもできるが、特定の実施形態では、流体ポンプ機構１３６は、Ｓｅｎｓｉｌｅ  Ｍｅｄｉｃａｌによって提供されるポンプテクノロジーを利用する。
【００５０】
特定の実施形態に従って、ロータをステータの中へ付勢する付勢力は、ばね要素及び（機械的に駆動モータ１３８をロータに連結する）連結コンポーネントの両方として働く成形されたプラスチック部品によって提供される。このばね連結器１６４は、図３に示されている。ばね連結器１６４により別個の連結要素の必要がなくなり、このことは部品数を低減し、生産コストを低減し、輸液装置１００の製造及び組立てを簡素化する。ばね連結器１６４は、駆動モータ１３８と流体ポンプ機構１３６のロータとの間に機械的に取り付けられる物理的に異なるコンポーネントであり得る。代替の実施形態では、ばね連結器１６４は、ロータに一体に作製され得る。
【００５１】
駆動モータ１３８は、直流（ＤＣ）モータ、ブラシレスＤＣモータ、ステッパモータ、又は同等のものであり得る。駆動モータ１３８の代わりに、回転運動を発生して流体ポンプ機構１３６を駆動するニッケルチタンメモリワイヤ及びラチェット機構などの他の駆動方法を使用することができることを理解されたい。
【００５２】
したがって、ロータのフル回転は、既知量の薬剤流体の送達をもたらす。輸液装置１００の流体流路が準備された後、ロータの各回転は、測定された体積の薬剤流体を流体カートリッジモジュール１０４から引込み、同量の薬剤流体を患者の中に位置するカニューレから放出する。
【００５３】
引き続き図３を参照すると、入口導管アセンブリ１４４は、取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４に適合する構造を含む。例えば、入口導管アセンブリ１４４は、中空のリザーバ針（流体カートリッジモジュール１０４の中へ延在するため隠されている）で終端する流体導管１５０を含む。流体カートリッジモジュール１０４が輸液装置１００に取り付けられると、中空のリザーバ針は、（セプタム経由で）流体カートリッジモジュール１０４のリザーバに入る。輸液装置１００はまた、密封要素１５４も含み、この密封要素は入口導管アセンブリ１４４に連結されてもよい（あるいは、密封要素１５４は、入口導管アセンブリ１４４の一体部品であり得る）。密封要素１５４は、流体カートリッジモジュール１０４が輸液装置１００のハウジング１０６から取り外されるとき入口導管アセンブリ１４４に流体シールを作製する、圧縮性があり、かつ弾性のコンポーネントであり得る。より具体的には、流体カートリッジモジュール１０４が取り付けられ、したがって中空のリザーバ針を露出するとき、密封要素１５４は、圧縮される。密封要素１５４は、流体カートリッジモジュール１０４が取り外されるとき、中空のリザーバ針の端部を覆うように延在し、入口導管アセンブリ１４４への汚染物質、流体、及び空気の侵入を阻止し、輸液装置１００の流体流路からの薬剤流体の漏れを阻止する。
【００５４】
更に、入口導管アセンブリ１４４は、流体ポンプ機構１３６の流体入口１５６と流体連通している。流体入口１５６は、図３に示されるように流体導管１５０の端部を収容し、受容する。この構成は、流体ポンプ機構１３６が、流体カートリッジモジュール１０４から入口導管アセンブリ１４４を介して薬剤流体を引込めるようにする。流体ポンプ機構１３６は、流体出口１５８から薬剤流体を放出し、この流体出口は出口流体導管１４２と流体連通している。図３は、出口流体導管１４２の一部のみを示す。特定の実施形態では、出口流体導管１４２は、輸液装置１００の経皮的導管アセンブリの一部として実現されてもよく、経皮的導管アセンブリはまた、患者の身体内に挿入され位置付けられている皮下導管も含む（例えば、ソフトカニューレ）。
【００５５】
経皮的導管アセンブリは、流体ポンプ機構１３６の流体出口１５８と流体連通している。より具体的には、例示した実施形態に従って、出口流体導管１４２は、近位端が流体出口１５８に流体結合されている可撓性の中空の針として実装される。可撓性の中空の針の遠位端は、挿入操作中に患者の身体への皮下導管の挿入に対応するように鋭利である。可撓性の中空の針の遠位端は、図３に示されていない。皮下導管の近位端は、針の少なくとも一部が最初に皮下導管の内側にあるように、可撓性の中空の針に流体結合されている（即ち、皮下導管は、挿入操作の前及び間に可撓性の中空の針によって運ばれる）。したがって、皮下導管は、薬剤流体を、患者の身体に出口流体導管１４２及び皮下導管を介して送達することができるように、流体ポンプ機構１３６と流体連通している。
【００５６】
輸液装置１００は、流体カートリッジモジュール１０４から患者の身体における皮下部位への薬剤流体の送達に対応する流路を含む。第１の流体流路は、入口導管アセンブリ１４４によって少なくとも部分的に画定され、この入口導管アセンブリは、流体カートリッジモジュール１０４と流体ポンプ機構１３６との間に存在する。第１の流体流路は、流体ポンプ機構１３６の入口流路であると見なされ得る。第２の流路（流体ポンプ機構１３６の出口流路であると見なされ得る）は、出口流体導管１４２及び皮下導管によって画定される。この点に関して、第２の流路は、皮下導管の遠位端で終端する。輸液装置１００の全体的な流路は、したがって、第１の流体流路、流体ポンプ機構１３６、及び第２の流体流路を含む。輸液装置１００を経由する流体流路は、任意の数の剛性の針（湾曲した又は真っ直ぐのもの）、ソフトチュービング、可撓性スチールチュービングなどを使用して確立され得ることを理解されたい。本明細書に記載された特定の実施形態は、単なる１つの可能な構成である。
【００５７】
図４は、輸液装置１００と共に使用するのに好適なシステムアーキテクチャ４００の例示の実施形態を示すブロック図である。図４は、ハウジング１０６によって格納される、ハウジング１０６内に密閉される、又はハウジング１０６に取り付けられる様々なコンポーネント、要素、及び装置と共に、輸液装置１００のハウジング１０６を示す。図４では、実線矢印は、電気信号路を表し、破線矢印は、要素間の機械的相互作用又は協働を表し、二重矢印は、流体流路を表す。システムアーキテクチャ４００の実施形態は、本明細書に記載される必要のない従来の機能を提供し得る追加の要素、コンポーネント、及び機構を含み得ることを理解されたい。更に、システムアーキテクチャ４００の実施形態は、そのように所望される場合、意図された、かつ説明された機能が残っている限りは、代替要素、コンポーネント、及び機構を含み得る。
【００５８】
システムアーキテクチャ４００の図示された実施形態は、一般に制限なしに次を含む：プリント基板４０１；取り外し可能な流体カートリッジモジュール１０４；流体ポンプ機構１３６；駆動モータ１３８；流体流路４０２；流体流路４０４；カートリッジセンサ４０６；１つ又は２つ以上の状態センサ４０８；１つ又は２つ以上の警告装置４１０；挿入機構４１２；及び皮下導管４１３。図４は、前述された多くの部品を含んでおり、それらの部品を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【００５９】
プリント基板４０１は、輸液装置１００の電子装置の少なくともいくつかを含んでもよい又は有してもよい（例えば、任意の数の別個の又は一体化された装置、コンポーネント、導体又はコネクタなど）。例えば、制限なしに、次の部品をプリント基板４０１上に見出すことができる：バッテリ４１４；プロセッサ装置４２０；基本速度調節コンポーネント４２２；及びスイッチ４２３。プリント基板４０１（又はプリント基板４０１が有する部品）は、必要に応じてシステムアーキテクチャ４００の他の要素に電気的に結合されて輸液装置１００の動作をサポートすることができる。例えば、プリント基板４０１は、制限なしに、少なくとも次のものに電気的に結合され得る：流体カートリッジモジュール１０４；流体ポンプ機構１３６；駆動モータ１３８；カートリッジセンサ４０６；状態センサ４０８；及び警告装置４１０。プリント基板４０１に対する電気的接続は、そのように所望される場合、直接又は間接であり得ることを理解されたい。更に、プリント基板４０１上の１つ又は２つ以上のコンポーネントは、いくつかの実施形態で無線データ通信をサポートし得る。
【００６０】
流路４０２は、流体カートリッジモジュール１０４を流体ポンプ機構１３６の入口に流体結合し、また流路４０４は、流体ポンプ機構１３６の出口を皮下導管４１３に流体結合する。皮下導管４１３は、患者の身体に流体結合されている。駆動モータ１３８は、流体ポンプ機構１３６に電気的かつ機械的に結合されて、流体ポンプ機構１３６の動作を制御する。したがって、プロセッサ装置４２０は、必要に応じて駆動モータ１３８をオンオフして、流体ポンプ機構１３６のロータの位置を制御することができる。
【００６１】
状態センサ４０８を、流体ポンプ機構１３６及びプリント基板４０１に電気的に結合して、流体ポンプ機構１３６及び／又は輸液装置１００の他のコンポーネントの特定の動作状態、パラメータ、又は特性を監視することができる。例えば、状態センサ４０８により提供される情報を処理して、ないしは別の方法で利用して、流体ポンプ機構１３６の回転数を判定すること、流体ポンプ機構１３６の静止位置を判定すること、流体送達経路の下流閉塞を検出すること、流体カートリッジモジュール１０４のリザーバが空であるときにそれを検出することなどができる。
【００６２】
警告装置４１０は、起動の制御のためにプリント基板４０１に電気的に結合され得る。この点に関して、警告装置４１０の起動は、必要に応じてプロセッサ装置４２０によって制御され得る。特定の実施形態では、ボタン１１２のユーザー操作は、スイッチ４２３の作動を引き起こし、それが今度は警告装置４１０によって発生した警報又はアラームを無効にする。
【００６３】
図４で「カートリッジトリガオプション」とラベル付けされた破線矢印は、流体カートリッジモジュール１０４と挿入機構４１２との間の機械的相互作用（及び／若しくは電気的、磁気的、誘導性、光学的、容量性、又はその他の検出方法）を表す。この点に関して、流体カートリッジモジュール１０４のハウジング１０６への取り付けを検出して、挿入機構４１２を始動させることができる。皮下導管４１３が患者の身体にまだ挿入されていない（即ち、ばね機構が作動されていない）場合は、次に挿入機構４１２は、発射されて皮下位置の中へ皮下導管４１３を位置付ける。代替の実施形態では、専用挿入ボタン４１６を使用して挿入機構４１２を発射する。したがって、図４で「ボタントリガオプション」とラベル付けされた破線矢印は、挿入ボタン４１６と挿入機構４１２との間の機械的相互作用（及び／又はいくつかの他の検出方法論）を表す。このオプションに従って、挿入機構４１２は、挿入ボタン４１６の物理的操作によって始動し、また皮下導管４１３が取り付けられる（ただし、挿入機構４１２が既に発射されている場合を除く）。
【００６４】
プロセッサ装置４２０は、任意の形状因子で実現され得る。特定の実施形態では、プロセッサ装置４２０は、プリント基板４０１に取り付けられている特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実現される。ＡＳＩＣはまた、輸液装置の動作及び機能をサポートするために必要である好適な量のメモリも含み得る。この点に関して、技術、方法、及びプロセスは、機能的及び／又は論理的ブロックコンポーネントの観点から、並びに様々なコンピューティングコンポーネント又は装置によって実行され得る動作、処理タスク、及び機能の記号表現を参照して、本明細書に記載され得る。そのような動作、タスク、及び機能は、時としてコンピュータに実行されている、コンピュータ化されている、ソフトウェアに実装されている、又はコンピュータに実装されていると見なされる。図に示される様々なブロックコンポーネントは、特定の機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアのコンポーネントで実現され得ることを理解されたい。例えば、システム又はコンポーネントの実施形態は、例えば、メモリ要素、デジタル信号処理要素、論理要素、ルックアップテーブルなどの様々な集積回路コンポーネントを使用してもよく、それらは、１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ又は他の制御装置の制御の下で様々な機能を実行し得る。
【００６５】
ソフトウェア又はファームウェアに実装されるとき、本明細書に記載されたシステムの様々な要素は、本質的に、様々なタスクを実行するコードセグメント又はコンピュータ読み取り可能な命令である。特定の実施形態では、プログラム又はコードセグメントは、具体的なプロセッサ読み取り可能媒体に記憶されており、その媒体は、情報を記憶又は転送し得る任意の媒体を含んでもよい。非一時的かつプロセッサ読み取り可能媒体の例として、電子回路、半導体メモリ装置、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、消去可能ＲＯＭ（ＥＲＯＭ）、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクなどが挙げられる。説明された機能を実行するソフトウェアは、例えば、ＡＳＩＣに存在してもよく、そこで実行してもよい。
【００６６】
より具体的には、プロセッサ装置４２０は、汎用プロセッサ、内容参照メモリ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、任意の好適なプログラム可能な論理装置、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、又はここで説明された機能を実行するように設計された任意の組み合わせで実装又は実行され得る。具体的には、プロセッサ装置４２０は、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンとして実現され得る。更に、プロセッサ装置４２０は、例えば、デジタル信号プロセッサ及びマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサコアと併用する１つ又は２つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成などコンピューティング装置の組み合わせとして実装され得る。
【００６７】
プロセッサ装置４２０は、メモリを含む又はメモリと協働し、そのメモリは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、又は当該技術分野において周知の任意の他の記憶媒体の形態として実現され得る。プロセッサ装置４２０がメモリとの間で情報の読み取り及び書き込みができるように、メモリを実装することができる。代替において、メモリは、プロセッサ装置４２０と一体であってもよい。例として、プロセッサ装置４２０及びメモリは、好適に設計されたＡＳＩＣに存在する。
【００６８】
より詳細に後述される特定の実施形態の文脈において、プロセッサ装置４２０は、輸液装置における流体流路の下流閉塞、流体流路の上流閉塞、リザーバの終了の状態、及び／又は他の検出可能な動作状態を検出するように機能する検出回路を実装することができ、検出回路と協働することができ、ないしは別の方法で検出回路（及び適切な処理ロジック）の動作をサポートすることができる。この目標を達成するために、プロセッサ装置４２０は、プロセッサ装置４２０に様々な検出タスク、動作、及び異なる検出方法の文脈において後述される方法工程を実行させる好適に書かれたコンピュータ命令を実行することができる。
【００６９】
単純なユーザーインタフェースとして、物理的ボタン１１２、静電容量式ボタン、ボタンとしての（ボタンとしてハウジング１０６の特定の部分の変形を使用する）薄膜力センシティブレジスタなどを挙げることができる。ボタン１１２を起動して、ボーラスを送達すること、非アクティブなシェルフモードから装置を移動させること、自己検査を提供すること、警報又はアラームに応答することなどができる。システムアーキテクチャ４００は、導管挿入機構４１２を解放するように起動され得るオプションの挿入ボタン４１６を含んでもよい。
【００７０】
１つの実装は、単一のソフトウェアが設定した基本速度及びボーラスボタン値を有することである。例えば、１ＳＫＵを２単位／ｈｒの基礎設定を有する輸液装置に使用することができ、ボタン１１２を押すごとにボーラス治療の２単位の送達が起こる。異なるＳＫＵを１Ｕ／ｈｒの基礎設定を有する輸液装置に使用することができ、ボタン１１２を押すごとにボーラス治療の１単位の送達が起こる。実際には、装置の操作が簡易になるように、ボーラス値を総インスリン消費量の研究に基づいて設定することができる。例えば、患者が１００Ｕ／日の基礎治療を使用する場合、その人は、より多くのボーラス治療が必要になることがあり、したがって、ボタン押下ごとに５．０単位のボーラス送達が好適であり得る。他方では、患者が２０Ｕ／日の基礎治療を使用する場合、その人は、より少ないボーラス治療が必要になることがあり、したがって、装置のボーラスボタンは、ボタン押下ごとに１．０単位のみを送達するように構成され得る。
【００７１】
ボーラス送達機能に関して、患者がボタン１１２を押すたび、輸液装置１００は、プログラムされたボーラス値を送達し、次のボタン押下を待つ。したがって、輸液装置１００が、５．０単位の予め設定されたボーラス値を有し、患者が１５．０単位を必要とする場合、次に患者は、ボタン１１２を１回押して、第１の５．０単位を送達し、ボタン１１２を再度押して次の５．０単位を送達し、最後の５．０単位に３回目かつ最終回のボタン１１２押下を行った。
【００７２】
輸液装置１００はまた、複数のボタン押下を可能にし、確認（振動、音声、表示灯）を提供し、次に全量を送達する。例えば、輸液装置１００は、３回続けてボタン押下を処理し、３回の押下の合計を認識し、ユーザーフィードバックを提供し、確認を待ち、次に合計１５．０単位を送達し得る。
【００７３】
患者別プログラミングは、有線又は無線セッションを介して医師プログラマによって実現することができる。例えば、赤外窓を、輸液装置のハウジング内に提供して無線調節又はプログラミングに対応することができる。基本速度を調節する他の方法は、ダイアル、ノブ、又は医師若しくは患者が操作することができる他の調節コンポーネントを利用する。調節コンポーネントは、タイミング及び／又は流体ポンプ機構１３６の他の特性を変更するためにプリント基板４０１及び、特にプロセッサ装置４２０に接続され得る。図４は、輸液装置１００のプログラムされた基本速度を調節する働きをする様々な方法及びコンポーネントを表すように意図される基本速度調節コンポーネント４２２を示す。調節を可視化し確認する１つの単純かつ低コストの方法は、輸液装置のハウジング上の透明な窓及び調節設定に対応したマークを有する着色されたダイアルの利用を伴う。
【００７４】
システムアーキテクチャ４００は、制限なしに次を含む警告装置４１０の任意の組み合わせを含んでもよく、又はこれと協働してもよい：振動モータ；圧電オーディオトランスデューサ；１つ又は２つ以上の表示灯（例えば、発光ダイオード又は他のランプコンポーネント）；疎水性膜で保護されたスピーカなど。
【００７５】
駆動モータ１３８は、コネクタ及び導線、ハウジング１０６上のめっきされたトレースなどで、プリント基板４０１に電気的に結合され得る。駆動モータ１３８は、連結器及びばね（図示せず）を使用して流体ポンプ機構１３６に結合され得る。あるいは、特定の実施形態は、図３を参照して上述した一体のばね連結器１６４を利用することができる。
【００７６】
状態センサ４０８を使用して、流体ポンプ機構１３６の正常性及び動作を監視することができる。例えば、状態センサ４０８を使用して、駆動モータ１３８の巻線抵抗を調べることができる。システムアーキテクチャ４００はまた、流体経路閉塞、リザーバの終了の状態、リザーバ内に残っている単位などの特定の故障状態も検出するように構成され得る。状態センサ４０８を利用して、これらの状態、及びそのように所望される場合は他の動作状態を調べることができる。
【００７７】
いくつかの実施形態では、ホールセンサを使用することによって閉塞を検出して、流体ポンプ機構１３６のロータの軸位置変化率を判定することができる。センサシステムは、ロータ上に位置付けられた磁石、及びプリント基板４０１上のホールセンサを含み得る。流体ではなく空気のポンピングは、閉塞のためポンピングしないことに比べて、異なる線形速度のロータの変化をもたらし、したがって、ポンプ状態と相関し得る。この方法論は、ロータの回転状態（即ち、１回のフル旋回を完了したとき）の知識が必要になるであろう。これは、磁気的エンコーダ、オプティカルエンコーダ、回転が完了するたびにスイッチに接触するポンプロータ上の物理的特徴などで実現することができる。スイッチは、物理的、誘導性、容量性、フォトインタラプト、又は他の種類のスイッチであり得る。ホールセンサの代わりに、ロータの角度位置を検出するのに１つ、及び線形位置を検出するのに１つの、複数のオプティカルエンコーダを使用することができる。同様に、磁気的又は他のエンコーダを使用することができる。
【００７８】
リザーバの終了の状態を、閉塞検出について上述した同じ方法論を使用して検出することができる、又は流体カートリッジモジュール１０４のプランジャ又はピストンの位置を監視する光センサを使用して検出することができる。他の技術及びテクノロジーも利用して流体カートリッジモジュール１０４の交換が必要なときにこれを判定することができる。下流閉塞及び上流閉塞を検出するための様々な技術及び方法論（例えば、「リザーバの終了」の状態）は、より総合的な方法で後述される。
【００７９】
薬剤流体の残りの量は、リザーバ容積の終わり近くのプランジャの位置を検出する光センサを使用して判定することができる。カウントダウン値を計算して、リザーバ内の残りの単位数の推定値を提供することができる。あるいは、リザーバのプランジャ上に磁石を提供することによって流体の残りの量を磁気的に判定することができる。ハウジング１０６内の磁気的センサを使用して磁石を検出することができる。更に別のオプションとして、誘導性又は容量性の検出方法を利用して、流体カートリッジモジュール１０４内の薬剤流体の残りの量を判定することができる。検出された位置は、リザーバ内の特定容量の流体の残りに対応するように較正される。
【００８０】
上述のようにハウジング１０６への挿入及びハウジング１０６からの除去を容易にするプレフィルド流体カートリッジモジュール１０４をハウジング内に提供することができる。流体カートリッジモジュール１０４は、取扱いが便利かつ容易な形状因子を提供するように設計され得る。特定の実施形態では、流体カートリッジモジュール１０４の取り付けは、カニューレ挿入機構４１２を起動し、これは、この機能に対する余分な患者の工程及び専用のシステムコンポーネントの必要をなくす。図４では、「カートリッジトリガオプション」とラベル付けされた矢印は、この機能を表す。
【００８１】
流体カートリッジモジュール１０４はまた、取り付け済みかどうかに関わりなくプロセッサ装置４２０と通信する（又はそのような通信を開始する）ように構成され得る。図４では、「リザーバ入／出」とラベル付けされた矢印は、この通信を表す。したがって、流体カートリッジモジュール１０４をハウジング１０６内に挿入する行為を、電子的に検出して適切な動作をとることができる。反対に、流体カートリッジモジュール１０４が取り外された場合、輸液装置１００は、基礎及びボーラス治療を一時停止することができる。流体カートリッジモジュール１０４を再度取り付けると、治療を再開することができる。流体カートリッジモジュール１０４を検出する方法は、実施形態ごとに異なってもよい。特定の実施形態では、流体カートリッジモジュール１０４上の物理的特徴は、次にプリント基板４０１上のスイッチを始動する輸液装置１００の特徴又は機械的コンポーネントと相互作用する。代替的に（又は追加的に）、流体カートリッジモジュール１０４の取り付けは、流体カートリッジモジュール１０４が取り付けられた際に電気接触子間の短絡を発生させることによって実現することができる。例えば、流体カートリッジモジュール１０４上の金属製キャップは、短絡を発生させる導体としての役割を果たし得る。あるいは、流体カートリッジモジュール１０４の外面は、流体カートリッジモジュール１０４が取り付けられた際に輸液装置１００の接触子間の短絡を発生させる特定の位置にある印刷された被膜又は導電性トレースを含み得る。更に別の例として、流体カートリッジモジュール１０４の取り付けは、物理的接触、容量検知、誘導検知、光学的検知、音響検知、磁気検知、赤外線検知、ＲＦＩＤテクノロジーなどによって検出することができる。図１８に示されたカートリッジセンサ４０６は、流体カートリッジモジュール１０４が据え付けられる／取り付けられるとき、及び流体カートリッジモジュール１０４が外れる／取り外されるときにこれを検出するこれらの及びその他の可能な方法、コンポーネント、及び機構を表すように意図されている。
【００８２】
流体ポンプ機構
【００８３】
図５〜８は、１ポンプ周期中の様々な段階の流体ポンプ機構５００を示す図である。図５〜８は、理解しやすくするために簡略化した方法で流体ポンプ機構５００を模式的に示している。流体ポンプ機構５００の実施形態は、特定のアプリケーションの必要条件に適合するように必要に応じて構成され得る。流体ポンプ機構５００は、通常、制限なしに次を含む：ロータ５０２；ステータ５０４；及び付勢要素５０６。ロータ５０２は、ステータ５０４内部に少なくとも部分的に受容される軸方向延出部５０８を含む。この例については、ロータ５０２は、ステータ５０４に対して回転するように駆動される。代替の実装では、ステータ５０４は、ロータ５０２に対して回転され得、又はロータ５０２及びステータ５０４の両方は互いに対して回転され得る。ロータ５０２の回転は、ロータ５０２の軸方向延出部５０８がより深くステータ５０４内に受容される引込み位置と、より浅くステータ５０４内に受容される引出し位置との間の軸運動を伴う。ロータ５０２の引込み位置において、ステータ５０４内の流体に使用できる容積は、最小値であり、ロータ５０２の引出し位置において、ステータ５０４内の流体に使用できる容積は、最大値である。典型的には、図６に示すようにステータ５０４から離れる方向のロータ５０２の軸運動は、回転の一部の間に徐々にそれらを離れさせる、ロータ５０２とステータ５０４との間で作動するカム構造体（図示せず）によって生じる。カム構造体は、他方の突起又はカム従動子と相互作用するロータ５０２及びステータ５０４のうちの１つの横の面に配置された立ち上がるランド部を備えてもよい。あるいは、カム構造体は、相互作用する円筒形表面のうちの１つを部分的に取り巻いて延在する切欠き（helical grove）に係合している放射状のピンであり得る。付勢要素５０６（図３に示されるばね連結器１６４などばねとして実現され得る）は、ロータ５０２をステータ５０４に向けて付勢する付勢力を提供する。
【００８４】
流体ポンプ機構５００は、流体入口５１０及び流体出口５１２を含む。必ずしも必要とは限らないが、流体入口５１０は、ステータ５０４の端部に位置し、流体出口５１２は、ステータ５０４の側部に位置する（図３に示される実施形態に合致する）。流体入口５１０は、流体カートリッジモジュール１０４のリザーバと連通していてもよく、流体出口５１２は、患者の身体につながる流体流路と連通していてもよい。流体入口５１０及び流体出口５１２の代替構成もまた、本開示により想到される。内部流体経路、シール構造体、及び弁構造体は、明確さ及び簡略化のために図５〜８に示されていない。
【００８５】
図５〜８は、１回の流体送達周期の間の流体ポンプ機構５００の異なる状態を示し、これはロータ５０２の１回転に対応している。図５は、内部弁及びシール構造体が流体入口５１０及び流体出口５１２を効果的に封止する初期状態にある流体ポンプ機構５００を示す。この初期状態、即ち引込み位置において、ロータ５０２は、ステータ５０４内に完全に据え付けられており、ステータ５０４に対するロータ５０２の軸方向変位は、０であると見なされる。この初期状態からのロータ５０２の回転はカム機構の作用により、ロータ５０２の外向きの軸運動及びステータ５０４内の対応する流体に使用できる容積の増加をもたらす。図６は、この、増加した容積によるステータ内部の圧力降下により、流体吸込状態を生じる状態にある流体ポンプ機構５００を示す。この状態において、流体入口５１０は、薬剤流体を流体ポンプ機構５００の中に引込み可能であるが、流体出口５１２は封止されたままである。流体は、ステータ５０４に対するロータ５０２の軸方向変位が増加するにつれて流体入口５１０の中に引込まれる。ロータ５０２の連続的な回転は、最終的に流体ポンプ機構５００を、図７に示される状況であるその引出し位置に到達させる。この状態において、流体入口５１０及び流体出口５１２は。封止されており、流体は、流体ポンプ機構５００から放出される準備ができている。更に、ステータ５０４に対するロータ５０２の軸方向変位、したがってステータ内の流体に使用できる容積は、図７に示される状態で最大化される。ロータ５０２の更なる回転は、カム構造体を係合解除させ、付勢要素５０６を、ロータ５０２をステータ５０４の中に押し戻すことができるようにし、それが今度は、流体を流体出口５１２から放出する。図８に示された状態において、流体出口５１２は、流体ポンプ機構５００から流体を放出可能であるが、流体入口５１０は封止されたままで逆流を阻止する。付勢要素５０６は、ロータ５０２を完全に据え付けられた位置へ付勢し、ロータ５０２の更なる回転は、最終的に流体ポンプ機構５００を図５に示される初期状態に戻す。正常かつ期待された動作状態の下で、ロータ５０２の１回の完全な回転が、規定の流体吸込期間及び規定の流体排出期間を有する１ポンプ周期（即ち、１回の流体送達周期）に対応する。１ポンプ周期の間、薬剤流体は、流体カートリッジモジュール１０４から引き出され、その後、薬剤流体は、患者に送達するために流体出口５１２から放出される。
【００８６】
図９は、ロータ６０２及びステータ６０４を有する流体ポンプ機構６００の例示の実施形態の分解斜視図である。流体ポンプ機構６００は、図５〜８を参照して上述した簡略化した構造体に関連して記載されたように動作する。流体ポンプ機構１３６、５００、６００の実施形態は、特許文献１（その内容が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されたポンプに従って設計され、構成され得る。明確にするかつ理解しやすくするため、次の説明は、流体ポンプ機構６００のみを指す。
【００８７】
図５〜８を参照して上述したように、ロータ６０２は、ステータ６０４のロータチャンバ６１０の中に挿入するための形状及び寸法にされている軸方向延出部６０８を有する。軸方向延出部６０８は、ロータ６０２のエンドキャップ６０９から突き出ており、また軸方向延出部６０８の少なくとも一部は、ロータチャンバ６１０の内部に収まっている。軸方向延出部６０８は、回転し、ステータ６０４に対して軸方向に移動することができる。流体ポンプ機構６００は、ステータ６０４に対するロータ６０２の角度及び軸の位置に応じて開閉する第１の弁及び第２の弁（図９には示されず）を含む。弁は、軸方向延出部６０８に形成された流体供給チャネルと協働する好適に構成されたシール構造体及び／又は密封要素を使用して実現される。シール構造体及び／又は密封要素は、ステータ６０４内部に位置付けられている。
【００８８】
ロータ６０２の回転はまた、ステータ６０４に対するロータ６０２の軸方向変位をもたらす。回転に基づく軸方向変位は、ロータ６０２及びステータ６０４上に位置する、協働するカム要素によって提供される。図９は、放射状に伸びる突起を含むステータカム要素６１２の一部を示しており、ロータカム要素は、しかしながら図９では隠されているが、角変位と共に徐々に立ち上がるランド部に続けて均一の高さの弧、及び次に開始高さまでの急激な低下を含む。ロータ６０２がステータ６０４に対して回転すると、ステータカム要素６１２は、ロータ６０２を図５〜８に関して上述した引出し位置に向けてステータ６０４から軸方向に離れさせながらロータカム要素上のランド部に徐々にずり上がる。更に、ロータ６０２がステータ６０４に対して回転すると、軸方向延出部６０８の角度及び軸運動は、２つの弁の開閉をもたらす。流体ポンプ機構６００の完全な回転周期の間、ステータ６０４のロータ６０２の軸方向変位は、ロータチャンバ６１０内部のポンプ作用を生成する（図５〜８を参照して上述したように）。この点に関して、ステータ６０４内に画定されたロータチャンバ６１０は、流体ポンプ機構６００の流体チャンバを含み得る又は流体チャンバとして機能し得る。
【００８９】
図１０は、流体ポンプ機構のステータ７０４の例示の実施形態の斜視図であり、図１１は、適合するロータ７０２の例示の実施形態の斜視図である。ロータ７０２及びステータ７０４をホストする輸液装置は、ロータ７０２及びステータ７０４を所望される位置に支持して保持する、かつステータ７０４に対するロータ７０２の軸運動及び回転運動に対応する、適切な構造体、コンポーネント、機構、及び／又は要素を含むであろうことを理解されたい。明確さ及び簡略化のために、そのような協働する構造体、コンポーネント、機構、及び／又は要素は、図１０又は図１１に示されていない。
【００９０】
ステータ７０４は、図９に示されるステータ６０４と異なる構成を有するが、操作概念及び機能は、この説明の目的に関して同一である。この点に関して、ステータ７０４は、ステータカム要素７０６及びロータ開口部７０８を（上述のように）含む。ロータ７０２は、通常、制限なしに次を含む：エンドキャップ７１２；近位軸方向延出部７１４；遠位軸方向延出部７１６；近位軸方向延出部７１４内に形成された第１の流体供給チャネル７１８；遠位軸方向延出部７１６内に形成された第２の流体供給チャネル７２０；及びロータカム要素７２２。
【００９１】
流体供給チャネル７１８、７２０は、軸方向延出部７１４、７１６の外側表面から延在する薄いスリットとして実現される。ステータ７０４内部に位置する密封要素は、流体供給チャネル７１８、７２０と協働して、ステータ７０４に対するロータ７０２の角度及び軸の位置に応じて開閉する弁として機能する。これは、ロータ７０２の軸方向変位に起因するロータチャンバ６１０内で流体に使用できる容積の変化により、流体カートリッジモジュール１０４から供給される薬剤流体のポンピングを可能にする（図３及び図４を参照）。
【００９２】
エンドキャップ７１２は、ロータ７０２の角度位置を必要に応じて制御することができるように駆動モータ１３８と嵌合ないしは別の方法で協働するように好適に構成され得る。更に、エンドキャップ７１２は、ロータ７０２をステータ７０４に向けて付勢する付勢コンポーネントと嵌合ないしは別の方法で協働するように好適に構成され得る。例えば、エンドキャップ７１２は、図３に示されるばね連結器１６４と連結され得る、又は一体に作製され得る。
【００９３】
ステータ７０４に対するロータ７０２の軸方向変位は、協働するカム要素７０６、７２２によって画定される。カム要素は、各ポンプ周期の間に互いに接触して、ステータ７０４に対するロータ７０２の角度位置に応じてロータ７０２の軸位置を調節する。図示された実施形態に関して（図１１を参照）、ロータカム要素７２２は、エンドキャップ７１２の内部に位置付けられており、特定の既定の弧にわたって延在する。ロータカム要素７２２は、可変の高さを有する、即ち、ロータ７０２の基準面から徐々に立ち上がる傾斜面に似ている。より具体的には、ロータカム要素７２２は、既定の弧にわたって高さが増大する。対照的に、ステータカム要素７０６又はカム従動子は、ロータカム要素７２２の傾斜面に沿ってかつ上に「乗る」ように設計されているステータカム表面を有する単純な凸部として実現され得る。ステータカム要素７０６が、単純な凸部として実現される必要がないこと、及び流体ポンプ機構の実施形態が、カム要素の機能を逆転させ得ることを理解されたい（その結果ロータカム要素７２２が単純な凸部として実現され、ステータカム要素７０６が傾斜面として実現される）。ロータ６０２上にあり、かつ図９に図示したロータカム要素はまた、この構造体も有し得る。
【００９４】
図１２〜１４は、ステータカム要素７０６とロータカム要素７２２との間の協働を示す図である。図１２〜１４は、ステータカム要素７０６のみを示し、ステータ７０４の残りの部分は、これらの図から省略されている。図１２〜１４で広い矢印７３０は、ロータ７０２に加えられている軸方向の付勢力を表す。この軸方向の付勢力は、ロータカム要素７２２をステータカム要素７０６に向けて、かつロータの基準面に向けて、付勢するように意図されている。図１２〜１４で矢印７３２は、ステータカム要素７０６に対するロータカム要素７２２の移動の方向を示す。上述のように、ロータカム要素７２２は、ロータ７０２の回転に応じて（ステータカム要素７０６に対して）移動する。
【００９５】
図１２は、ステータカム要素７０６がロータカム要素７２２に接して存在する状態を示す。より具体的には、ステータカム要素７０６は、ロータカム要素７２２の傾斜部分に位置付けられている。ステータカム要素７０６が、ロータカム要素７２２に沿って「乗り」続けると、ロータ７０２は、ステータ７０４に対して変位する。最大変位は、ロータカム要素７２２の最も高い部分（プラトー）で発生する。後の議論において、この最大変位はまた、「引出し」位置とも呼ばれる。ロータカム要素７２２の端部で画定される垂直の「シェルフ」を示す図１３に最も良く示されるようにロータカム要素７２２の図示された実施形態は、突然途切れている。図１３は、ステータカム要素７０６がロータカム要素７２２を通過して、かつロータ７０２が付勢力７３０によってステータ７０４に向けて押し戻される前の状態を示す。この点に関して、図１３は、ステータカム要素７０６とエンドキャップ７１２の基準面７３６との間の間隙距離を示す。この間隙距離は、ステータ７０４とロータ７０２との間の最大軸方向変位に対応する。図１４は、図１３に示される状態の直後に続く状態を示す。付勢力７３０は、ステータカム要素７０６が基準面７３６に接触するようにロータ７０２をステータ７０４に向けて移動させる。図１４に示される状態は、ステータ７０４とロータ７０２との間の最小軸方向変位に対応し、下で「引込み」位置とも呼ばれる。
【００９６】
図１５は、正常かつ典型的な動作状態に関するロータ軸位置対ロータ角度位置のプロットを含むグラフである。縦軸は、ステータ７０４に対するロータ７０２の軸位置（変位）を示し、横軸は、ロータ７０２の角度位置を示す。１ポンプ周期は、回転の３６０度に対応し、図１５は、２ポンプ周期に及ぶプロットを示す。図１５は、プロットに重ねられた領域を含み、この領域は弁が開いている期間を表す。より具体的には、領域８０２は、第２の／出口弁（Ｖ２）が開いている第１の回転の期間、より具体的には、弧に対応し、領域８０４は、第１の／入口弁（Ｖ１）が開いている第２の回転の期間、即ち弧に対応し、領域８０６は、Ｖ２が開いている第３の回転の期間、即ち弧に対応し、領域８０８は、Ｖ１が開いている第４の回転の期間、即ち弧に対応し、また領域８１０は、Ｖ２が開いている第５の回転の期間、即ち弧に対応する。これらの５つの領域の間の間隙は、両方の弁が閉じている回転の期間即ち弧に対応する。
【００９７】
プロットの第１の区間８１４（軸方向変位がほぼ０である）は、ステータカム要素７０６が基準面７３６と接触している、したがってロータが軸方向に引込み位置にある期間に対応する。プロットの第２の区間８１６（軸方向変位が約０〜約０．９５ｍｍに増加する）は、ステータカム要素７０６がロータカム要素７２２の上に乗る期間に対応する。とりわけ、軸方向変位は、ステータカム要素７０６がロータカム要素７２２によって画定された最大高さに達するまで増加する。この間に、第１の弁は開いており、第２の弁は閉じており、ロータ７０２の軸方向変位は、ステータ７０４内部の流体チャンバの容積を増加させ、それによって今度は、流体が流体ポンプ機構の中に引込まれる。したがって、プロットの第２の区間８１６は、流体吸込期間に対応する。プロットの第３の区間８１８（軸方向変位が約０．９５ｍｍで一定である）において、ロータは、ステータカム要素７０６がロータカム要素７２２によって画定されたプラトーの頂部に乗る期間に対応する引出し位置にある。この期間のほとんどの間、両方の弁は閉じている。
【００９８】
プロットの第４の区間８２０（軸方向変位が約０．９５ｍｍ〜約０に減少する）は、ステータカム要素７０６がロータカム要素７２２を越えて移動した直後の期間に対応する（図１３及び図１４を参照）。換言すれば、ステータカム要素７０６は、「落下」して、ロータカム要素７２２のプラトーを係合解除し、付勢力は、ロータ７０２をステータ７０４に向けて軸方向に移動させ、その結果ロータカム要素７２２が基準面７３６に向かって移動する。最終的に、ステータカム要素７０６は、基準面７３６に到達及び接触し、ロータは、軸方向の引込み位置に戻った。この間に、第１の弁は閉じており、第２の弁は開いており、ロータ７０２の軸方向変位によって、第２の弁を介して流体ポンプ機構から流体が放出される。したがって、プロットの第４の区間８２０は、流体排出期間に対応する。プロットの第５の区間８２２（軸方向変位がほぼ０である）は、ステータカム要素７０６が基準面７３６と接触している別の期間に対応する。したがって、流体排出期間後かつ次の流体吸込期間前に、ステータカム要素７０６は、基準面７３６と接触している。この点に関して、第５の区間８２２は、第１の区間８１４と類似であり、ロータ７０２が回転し続けると次のポンプ周期が進行する。
【００９９】
下流閉塞検出
【０１００】
何かが流体の流れが流体ポンプ機構から出た後でこれをブロック又は阻止するとき、流体送達流路の下流閉塞が発生する。下流閉塞検出技術では、薬剤注入装置の安全性を高めることが望ましい。図５〜８、図９、又は図１０〜１４に関して記載された特に流体ポンプ機構に関して、下流閉塞検出は、次の一般的な方法の一方又は両方を使用することができる：（１）ステータ７０４に対するロータ７０２の軸位置測定又は検出；及び（２）流体経路の力／圧力測定。
【０１０１】
上の図１０〜１４に関して記載された構成を例にとってみると、角度回転に応じた（ステータ７０４に対する）ロータ７０２の軸位置は、流体ポンプ機構のポンプ作用の中心である。図１５は、通常期待される流体ポンプ機構の動作を図示している。実際には、ステータ７０４に対するロータ７０２の軸位置を、送達異常を検出する目的で測定／監視することができる。例えば、通常期待される動作中に、ステータカム要素７０６は、ロータカム要素７２２から係合解除し、軸方向の付勢要素（通常はばね）によって流体が第２の弁（Ｖ２）を通じて放出される。下流閉塞の存在下では、しかしながら、流出流量が制限され、また流体の非圧縮性がロータ位置の収縮を制限し、したがってロータ７０２の軸位置に影響を与える。この点に関して、図１６は、下流閉塞状態のロータ軸位置対ロータ角度位置のプロット８４０を含むグラフである。図１６はまた、通常期待されるプロット８４２を破線で示す。
【０１０２】
プロット８４０は、下流閉塞がどのようにロータ７０２の軸方向変位に影響を与えるかを示す。ここで、プロット８４０は、ポンプ周期の流体吸込部分の間、理論上のプロット８４２を近接してたどる。第２の弁が開き、ステータカム要素７０６がロータカム要素７２２から係合解除すると、また一方、軸方向の付勢力は、閉塞に起因する流体圧力に打ち勝たない。したがって、ロータ７０２は、第１の弁が開いた直後になってやっと、ステータ７０４に対するロータ７０２の出発点、つまり軸方向の引込み位置まで完全に戻る。第１の弁が開くと、流体は、流体リザーバの中に逆流することができ、それが今度は、軸方向の付勢力がロータ７０２をその開始位置に戻すことを可能にする。図１６に示されるように、ロータ７０２の軸方向変位は、第２の弁が開いている期間、０．８５ｍｍ又はその近傍で停滞するが、ひとたび第１の弁が開き、かつステータカム要素７０６が次のポンプ周期でロータカム要素７２２の斜面に乗り始める前に約０まで急激に低下する。プロット８４０のこれらの特性は、下流閉塞を示す。以下の節は、図１６に示された動作を引き起こす場合がある下流閉塞を検出し、それに応答するように設計されている多くの技術及び方法を提示する。
【０１０３】
下流閉塞検出：方法１
【０１０４】
ここに提示される閉塞検出方法は、流体ポンプ機構に組み込まれたセンサシステムを利用する。流体ポンプ機構の基本設計、構成、及び動作は、前述されたものと合致する。特に、図５〜８、図９、及び図１０〜１４が参照される。センサシステムは、ロータに取り付けられている又は組み込まれている、かつロータカム要素から離れた区域（「オフランプ位置」とも呼ばれる）にある、金属トレース又は類似の導電性センサ接触要素を含む。センサシステムはまた、ステータ上の、又はステータに組み込まれた検知要素も含み、この検知要素は、流体ポンプ機構の動作中にセンサ接触要素と協働する。いくつかの実施形態では、検知要素は、２つの別個のトレース又はステータカム要素の区域内で終端する導電性リード線として実現される。センサ接触要素を、正常な流体送達動作の間にステータカム要素がセンサ接触要素だけと接触するような（かつ下流流体経路が閉塞されているとき、ステータカム要素がセンサ接触要素を非接触にするような）形状、寸法、及び位置にすることができる。これは、センサ接触子が流体の正常な排出の後にステータカム要素上の導電性リード線に接触するようにロータ上の適切な角度位置にセンサ接触子を配置することによって実施され得る。下流閉塞のために排出が起こり得ない場合、ロータ上のセンサ接触子は、ステータ上の導電性リード線に到達しない。この角度位置は、放出弁のタイミングに依存する。この接触子は、出口弁を介した放出の結果としてロータが引込み位置に達したかどうかを検知するように位置付けられる必要がある。回転の周期において、最も早い接触子の位置は、放出弁がまだ開いている間であって、また正常状況では、放出は既に発生しているであろう。最も遅い位置は、次のポンプ周期の入口弁の開放直前の時間に対応する。
【０１０５】
ステータ上の導電性トレースは、適切に構成された電子装置、検出回路、プロセッサなどに相互連結され得る。輸液装置で実行するソフトウェアは、センサシステムの状態（開／閉、高／低、など）を監視して、流体送達の状態などの動作状態を判定することができる。正常な送達周期の間、検出回路は、様々な吸込周期及び排出周期に相関するセンサシステムによって生成された１つの２値パターン（開、閉、開、閉、など）を観測する。しかしながら、特定の故障状態の間、検出回路は、異なる２値パターン（例えば、開、開）を観測し、それが今度はアラーム又は警報メッセージを開始する。
【０１０６】
図１７は、ここで説明された閉塞検出方法を実装する流体ポンプ機構のロータ８５２の例示の実施形態の端面図である。図１８は、閉塞検出方法を実装する流体ポンプ機構のステータ８５４の例示の実施形態の端面図であり、図１９は、検出回路８５６と協働するステータ８５４を示す図である。ロータ８５２及びステータ８５４を内蔵する流体ポンプ機構は、図５〜１６を参照して上述したようであり得る。
【０１０７】
図１７は、ロータ８５２のエンドキャップ８５８の底部を覗き込む視点からの軸方向の端面図である。図１７は、次の機構を示し、それらは詳細に上述されていたものである：エンドキャップ８５８の中央に位置付けられている軸方向延出部８６０；基準面８６２；及びロータカム要素８６４。上述したように、ロータカム要素８６４は、下縁部８６６から上縁部８６８まで基準面８６２の上方に立ち上がる。図１７はまた、基準面８６２上に存在する（又は基準面８６２に組み込まれた）センサ接触要素８７０の例示の実施形態も示す。実際には、センサ接触要素８７０の厚さは、上述した方法で流体ポンプ機構を操作する目的では無視してよい。センサ接触要素８７０は、ロータカム要素８６４によって占有されていない区域に位置する。図１７に示されるように、センサ接触要素８７０は、基準面８６２がロータカム要素８６４の下縁部８６６とセンサ接触要素８７０との間の第１の間隙、及びロータカム要素８６４の上縁部８６８とセンサ接触要素８７０との間の第２の間隙を画定できるような寸法にされている、円弧状導電性トレースとして実現され得る。センサ接触要素８７０の範囲並びにその前縁及び後縁の位置は、ロータ８５２の角度のタイミングと整合性が得られるように、かつ入口弁及び出口弁の開／閉状態と整合性が得られるように慎重に選択される。特定の実施形態では、センサ接触要素８７０は、レーザー活性化され、次にめっきされたドープした有機金属物質からなるレーザーダイレクトストラクチャリング（ＬＤＳ）処理、化学活性化及び次にめっきによるツーショット、インサート成形された接触子などを使用して製造される。
【０１０８】
図１８は、ステータ８５４の流体チャンバを覗き込む視点からの軸方向の端面図である。図１８は、突き出たタブとして実現されるステータカム要素８７４、及びステータカム表面８７６又はその近傍で終端する検知要素の一部を示す。必ずしも必要とは限らないが、検知要素の図示された実施形態は、ステータカム表面８７６で露出されている端部を有する第１の導電性リード線８７８（又はトレース）、及びステータカム表面８７６で露出されている端部を有する第２の導電性リード線８８０（又はトレース）を含む。各リード線８７８、８８０はまた、検出回路８５６と協働する又は検出回路８５６に結合される第２の端部も有する（図１９を参照）。代替の実施形態では、検知要素は、導電性のばね、タブ、ブラシなどを使用して実現され得る。
【０１０９】
リード線８７８、８８０は、検出回路８５６と協働して、ステータカム表面８７６がセンサ接触要素８７０と接触しているか否かを検出する。例えば、検出回路８５６は、ロータ８５２の角度位置の変化に応じてリード線８７８、８８０から得られる検出信号の特性を監視することができる。検出信号は、接触状態及び非接触状態に対応する２つの測定可能な状態を有する測定された電圧、電流などであり得る。この点に関して、検知要素から得られた検出信号は、第１の論理状態及び第２の論理状態を有する２値信号とすることができ、第１の論理状態は、ステータカム要素８７４とセンサ接触要素８７０との間の接触に対応し、第２の状態は、ステータカム要素８７４とセンサ接触要素８７０との間の非接触に対応する。結果的に、ロータ８５２の１回転中に得られた検出信号の第１の２値パターンは、流体ポンプ機構の正常かつ期待された動作を示す一方で、ロータの１回転中の検出信号の第２の２値パターンは、流体ポンプ機構の故障状態、例えば、下流閉塞、欠陥のある付勢要素などを示す。正常動作状態の下で、第１の２値パターンは、２つの論理状態の間で交互に起こる（高、低、高、低、高、低．．．）。下流流体経路が閉塞されている場合、しかしながら、流体背圧は、ステータが引込み位置に到達するのを阻むので、ステータカム要素８７４は、センサ接触要素８７０に到達せず、したがって、第２の２値パターンは、１つの状態のみを含む（即ち、非接触状態）。検出回路は、これらの２つの２値パターンを容易に区別して、輸液装置が平常どおり動作しているか下流閉塞を示す状態の下で動作しているかを解決することができる。
【０１１０】
センサ接触要素８７０は、正常かつ期待された動作状態の下で、各流体排出期間の直後にステータカム要素８７４がセンサ接触要素８７０と接触するような形状、寸法、及び位置にされる。ステータカム要素８７４は、ロータ８５２の規定の角度範囲ではセンサ接触要素８７０と接触したままであるが、センサ接触要素８７０は、次の流体吸込期間に対応する角度位置の前で終わる（即ち、センサ接触要素８７０は、ロータカム要素８６４の下縁部８６６の前で終わる）。好ましくは、センサ接触要素８７０が、入口弁が閉じていて、出口弁が開いている弁状態に対応する基準面８６２上の区域に位置する（図１５及び図１６を参照）。特定のタイミング及び流体ポンプ機構の構成に依存して、センサ接触要素８７０の少なくとも一部は、入口弁及び出口弁の両方が閉じている弁状態に対応する基準面８６２上の区域に位置し得る。
【０１１１】
下流閉塞状態の下で、しかしながら、流体ポンプ機構の閉塞下流に起因する流体圧力は、流体排出期間後にステータカム要素８７４がセンサ接触要素８７０に接触するのを阻む。これは、検出回路が、下流閉塞状態の下で得られた検出信号に応じて、下流閉塞の有無を判定することを可能にする。検出回路がこの方法で下流閉塞を検出する場合、警報、アラーム、警告メッセージなどを開始することができる。いくつかの実施形態では、検出回路は、故障状態に対応した検出信号の２値パターンの検出に応じて警報を始動させる。他の実施形態では、警報は、ロータ８５２の複数連続回転中に、特定の２値パターンが検出された後に始動する。この必要条件は、誤アラームを最小にするために実装され得る。
【０１１２】
代替の実施形態では、センサ接触要素が、代わりにエンドキャップ８５８のリム８８２上に位置する（図１７を参照）。そのような実施形態では、センサ接触要素の角度範囲は、センサ接触要素８７０について図１７に示されたものと同一又は機能的に同等であり得る。エンドキャップ８５８の内側の代わりにリム８８２上にセンサ接触要素を位置付けることは、製造容易性、信頼性、及びロバスト性能のために望ましい場合がある。センサ接触要素が、リム８８２上に位置付けられる場合、次にステータ８５４の導電性リード線はまた、センサ接触要素の代替的な位置決めと整合性が得られるように再配置される。例えば、リード線は、ステータ８５４のリム上又は他の表面８８４上に位置し得る。この種類の構成は、他の実施形態の文脈において図４４〜４６にも示される。他の想定される変形は、センサ接触要素がステータ上にあり、その他の接触子がロータ上にあるように接触子の位置を逆転させることである。これは、傾斜面を有するカムが、ステータ上にあり、カム従動子がロータ上にある実施形態で特に興味を持たれ得る。
【０１１３】
下流閉塞検出：方法２
【０１１４】
図２０は、流体カートリッジモジュール９００、流体ポンプ機構９０２、及び流体カートリッジモジュール９００と流体ポンプ機構９０２との間の流体導管９０４を有する輸液装置と共に使用するのに好適な閉塞検出システムの例示の実施形態を図示する概略ブロック図である。流体ポンプ機構９０２は、吸込周期中に薬剤流体を流体カートリッジモジュール９００から引込み、その後、排出周期中に薬剤流体を放出するように設計されている。この点に関して、流体カートリッジモジュール９００及び流体ポンプ機構９０２の基本動作及び機能は、図１〜４を参照して上述したものと同様である。
【０１１５】
図２０に示された閉塞検出システムの実施形態は、電気活性ポリマー（ＥＡＰ）センサ９０６及びＥＡＰセンサ９０６に動作可能に連結されている検出回路９０８を含む。ＥＡＰセンサ９０６は、流体導管９０４の周りに固定されている環状又は円筒形状コンポーネントとして実現され得る。この特定の実施形態について、流体導管９０４は、流体圧力の変化に応じて膨張及び収縮できるようにやや弾性がある。ＥＡＰセンサ９０６は、流体ポンプ機構９０２の動作状態に応じた流体導管９０４の膨張及び収縮を検出する目的のために、流体導管９０４の外面の周囲に位置付けられている。より具体的には、ＥＡＰセンサ９０６は、流体吸込周期、流体排出周期、滞留時間などの間の流体導管９０４の状態を監視し得る。
【０１１６】
ＥＡＰ材料は、一般に既知である。この特定の適用例について、ＥＡＰセンサ９０６は、エネルギー、電気、電圧、電流、又はそこに与えられる機械的応力若しくは歪みに応じた測定可能な量を生成する材料（薄膜など）から製造される。ＥＡＰセンサ９０６の反応は、必要に応じて検出回路９０８によって検出され、分析され得る。したがって、ＥＡＰセンサ９０６は、流体導管９０４の膨張及び収縮を現行の方法で検出又は測定するように好適に構成される。
【０１１７】
正常かつ期待された流体送達周期の間、弾性流体導管９０４は、流体吸込周期中に潰れる又は収縮する一方で、流体ポンプ機構９０２は、流体カートリッジモジュール９００から流体を引込む。その後、流体導管９０４は、（流体排出周期中に）「公称の」形状を回復し復帰する。したがって、ＥＡＰセンサ９０６は、この特徴的な収縮及び回復に反応するように設計されており、ＥＡＰセンサ９０６から通常期待される信号が生成されると、検出回路９０８は、適切な動作をとる（存在する場合）。対照的に、流体ポンプ機構９０２の流体流路下流が閉塞されている場合、その後流体導管９０４は、正常な送達中に行うのと同程度までは潰れない又は収縮しない。より具体的には、流体導管９０４は、下流閉塞の存在下では、入口弁が次の吸込工程のために再度開くまで加圧されたままになる。入口弁の開放は、加圧された流体を上流流体経路へと逆流できるようにし、それが今度は、弾性流体導管９０４を収縮させる又は圧潰することができるようにする（加圧された状態に対して）。この状況では、検出回路９０８は、ＥＡＰセンサ９０６の出力を分析し、下流閉塞が発生したことを判定し、警報の生成などの適切な動作をとることができる。
【０１１８】
ＥＡＰセンサ９０６の出力をまた監視して、「リザーバの終了」の状態を検出することができることを理解されたい。この点に関して、流体カートリッジモジュール９００が空であるとき、流体リザーバのストッパは、その運動距離の限界に達したのでこれ以上動かない。したがって、流体ポンプ機構９０２は、入口側の負圧を生成し、正常な送達中に経験されるより大きな範囲まで流体導管９０４を圧潰する（また流体導管９０４は、公称の形状まで回復しない）。
【０１１９】
図２０は、ＥＡＰセンサ９０６が、流体カートリッジモジュール９００と流体ポンプ機構９０２との間に存在する上流流体導管を監視するのを示す。この構成は、上流閉塞の検出に有効であり得る（例えば、リザーバの終了の状態）。代替的に又は追加的に、システムは、類似のＥＡＰセンサを使用して、流体ポンプ機構９０２の下流に位置する下流流体導管の膨張及び収縮を監視することができる。下流流体導管の監視は、下流閉塞を検出する目的のために有効であり得る。
【０１２０】
下流閉塞検出：方法３
【０１２１】
別の下流閉塞検出方法に従って、電気的スイッチが下流流体流路に組み込まれる。これは、図２０を参照して記載された構成のＥＡＰ９０６センサに置き換えることができる。例えば、流体ポンプ機構の下流に存在する流体導管の部分は、導電性である、又はそこに貼り付けられた導電性要素を含む、エラストマー材から製造され得る。導電性要素は、機械的スイッチの１つの端子を表し、他の端子は、流体導管に隣接する好適な位置に位置付けられ得る。
【０１２２】
正常かつ期待された流体送達周期の間、エラストマー材は、流体排出段階中にわずかに膨張する。下流閉塞の存在下で、しかしながら、流体ポンプ機構は、実質的により多くの流体圧力を発生させることができる。増大した圧力は、エラストマー材を膨張させる。流体ポンプ機構が動作して流体圧力を増加し続けると、流体導管の導電性要素は、他のＳ端子に接触し、電気的短絡を生じる。機械的スイッチの閉鎖は、下流閉塞の表示器として好適に設計された検出回路によって検出され得る。
【０１２３】
下流閉塞検出：方法４
【０１２４】
図２１は、流体カートリッジモジュール、流体ポンプ機構、及び流体導管９０４を有する輸液装置と共に使用するのに好適な光又は音響に基づく閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である（図２０を参照して概ね上述されたように）。図２１は、流体導管９０４の関連する部分を示すためだけに簡略化されている。上述したＥＡＰセンサ９０６の代わりに（又はそれに加えて）、ここに提示された閉塞検出システムの実施形態は、非接触検知方法を利用する。特定の実施形態では、流体導管９０４の大部分は、ステンレス鋼などの、流体圧力の変化で皆無かそれに近い変形を呈する剛性の硬い材料９２０から製造される。流体導管９０４の少なくとも一部分は、しかしながら、弾性かつ柔軟なコンポーネント９２２を含む。流体導管９０４内部の圧力変化に応じてコンポーネント９２２は、変化する（膨張し収縮する）。
【０１２５】
図２１に示された閉塞検出システムの実施形態は、コンポーネント９２２に物理的に接触することなくコンポーネント９２２の状態の情報取得、観測、ないしは別の方法で検出を行うように好適に構成された検出回路９２４を含む。検出回路９２４は、次の検知技術のうち、１つ又は２つ以上を制限なしに利用することができる：光；音響；画像；超音波；赤外線；又は磁気。検出回路９２４は、コンポーネント９２２の状態を判定する目的のために（音響、光学、磁気など）の問い合わせ信号９２８を生成する問い合わせ信号エミッタ９２６を含み得る。このように、検出回路９２４は、流体吸込周期、流体排出周期、滞留時間などの間のコンポーネント９２２の状態を監視し得る。
【０１２６】
正常かつ期待された流体送達周期の間、弾性コンポーネント９２２は、流体吸込周期中に潰れ又は収縮し、（流体排出周期中に）「公称の」形状を迅速に回復し復帰する。図２１は、実線を使用してコンポーネント９２２の収縮状態を示し、破線を使用してコンポーネント９２２の公称状態を示す。対照的に流体ポンプ機構の流体流路下流が閉塞されている場合、その後コンポーネント９２２は、潰れない又は収縮しない。検出回路９２４は、１つ又は２つ以上の適切な非接触検知テクノロジーを使用して、コンポーネント９２２の状態を判定し、今度は下流閉塞が発生したかどうかを判定する。可撓性コンポーネント９２２をまた監視して、「リザーバの終了」の状態を検出することができることを理解されたい。この点に関して、流体カートリッジモジュールが空であるとき、コンポーネント９２２は潰れるが、公称の形状に戻らない。
【０１２７】
これらの方法は、ラインの壁部に弾性部分を含み、ライン内の圧力変化に応じて屈曲することができる薬液用のポンプに接続されたラインの閉塞の検出のためのシステムを例示する。センサは、当該部分の湾曲を検出して、ライン内の圧力を監視する。システムは、検出された圧力を閾値圧力と比較して閉塞が発生したかどうかを示すためにコンパレータを更に含んでもよい。検出器は、例えば、図２０を参照して上述したように電気活性ポリマーを含んでもよい。検出器は、弾性部分が膨張又は収縮すると、弾性部分により機械的に操作される電気的スイッチを含んでもよい。検出器は、上の図２１を参照して記載されるように非接触検知テクノロジーを使用してもよい。例としては、弾性部分は、膨張すると徐々に光検出器を光源から遮蔽するようになる。膨張又は収縮の程度は、次に光の強度を監視することによって読み取られ得る。ポンプの下流を使用する際、弾性部分の膨張は、下流閉塞の指標になる。ポンプの上流を使用する際、弾性部分の陥没又はくぼみは、流体カートリッジモジュールが空であるなどの上流閉塞を示し得る。
【０１２８】
下流閉塞検出：方法５
【０１２９】
図５〜１４を参照して上に詳細に記述されるように、回転流体ポンプ機構は、協調して流体を流体リザーバから引込み、出口導管に流体を送達するロータ及びステータを含む。ステータに対するロータの軸方向変位は、ロータの角度位置と相関している。簡単に言えば、ロータは、正常かつ期待された流体ポンプ周期の間、ステータに対して前後に動く。この節で提示される閉塞検出方法は、流体ポンプ機構の動作中に少なくとも１つの非接触検知スキームを使用してステータに対するロータの位置を監視する。
【０１３０】
図２２は、位置検知技術を利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。図２２は、前述の種類の回転流体ポンプ機構のロータ９４０及びステータ９４２を示す。ロータ９４０の回転は、通常、ステータ９４２に対するロータ９４０の軸方向変位をもたらす。この軸方向変位は、図２２では矢印９４４によって表されている。前述のとおり、（ロータ９４０の角度位置に応じた）ロータ９４０の軸位置は、正常な流体送達状態の間に繰り返し可能かつ予測可能である（図１５を参照）。対照的に、ロータ９４０の軸位置は、下流閉塞の存在下では、閉塞に起因する背圧のために実質的に異なる特性を呈する（図１６を参照）。ここで提示される技術は、輸液装置の動作中のロータ及び／又はステータの相対位置を検出し、検出された位置情報を使用して下流流体経路が閉塞されているかどうかを判定する。
【０１３１】
図２２に示される閉塞検出システムの実施形態は、ロータ９４０及び／又はステータ９４２と関連した１つ又は２つ以上の非接触センサと協働する検出回路９４６を含む。普遍性及び完全性のために、図２２は、複数のロータセンサ９４８及び複数のステータセンサ９５０を示し、そのそれぞれは、検出回路９４６と協働して、対応のセンサ信号、測定可能な量、データ、又は閉塞検出のために必要に応じて解析及び処理することができる情報を提供する。特定の実施形態に依存して、閉塞検出システムは、センサ９４８、９５０のいずれか１つ、又は２つ若しくはそれ以上のセンサ９４８、９５０の任意の好適な組み合わせを利用することができる。
【０１３２】
いくつかの実施形態に従って、加速度計が、ロータセンサ９４８のうち少なくとも１つのために使用される。加速度計データを、検出回路によって処理して、軸方向におけるロータの運動学的量を１つ又は２つ以上計算することができる（例えば、ロータ９４０の角度位置に応じた軸方向変位速度又は加速度など）。この点に関して、ロータ９４０の軸流速度／加速度を、正常かつ期待された流体送達周期及び下流閉塞状態の特徴とすることができる。図１５及び図１６を再度参照すると、ロータ９４０の軸流速度／加速度は、正常な流体送達期間中は比較的に高く、また下流流体経路が閉塞されているときは比較的に低くなると予想される。検出回路９４６を、下流閉塞を示し得るロータ９４０の軸流速度／加速度の変化に反応するように適切に設計し、プログラムすることができる。
【０１３３】
特定の実施形態に従って、閉塞検出システムは、光源及び光センサを使用して、センサに対するロータ９４０の軸位置を監視する。この点に関して、センサ９４８、９５０のうち１つ又は２つ以上は、光センサとして実現され得る。あるいは、ロータ９４０の外側かつステータ９４２の外側にある１つ又は２つ以上の光センサを使用することができる。代替の実施形態に従って、光センサは、ステータ９４２（又はロータ９４０）上に設けられ、反射要素は、ロータ９４０（又はステータ９４２）上に設けられる。
【０１３４】
更に他の実施形態では、センサ９４８、９５０は、所望の非接触検知テクノロジーをサポートするように選択される。この点に関して、次の非接触検知技術のいずれかを、図２２に示された閉塞検出システムと共に制限なしに利用することができる：例えば、ホールセンサ構成を使用する磁気検知；ステータ９４２とロータ９４０との間の誘導結合に頼る誘導検知；ステータ９４２とロータ９４０との間の容量結合に頼る容量検知；赤外線検知；又は光画像。
【０１３５】
いくつかの実施形態に従って、閉塞検出システムは、ロータ９４０と関連した付勢力を測定するように好適に構成され、配置されている力又は圧力センサ９５４を含む。図５〜８を参照して前述したように、付勢要素を使用してロータ９４０をステータ９４２に向けて付勢することができる。センサ９５４は、力９５６を測定し、この力は、流体送達周期中、異なり得る。したがって、力９５６を、正常かつ期待された流体送達周期及び下流閉塞状態の特徴とすることができ、また検出回路９４６を、下流閉塞を示し得る検出された力プロファイルの変化に反応するように適切に設計し、プログラムすることができる。
【０１３６】
下流閉塞検出：方法６
【０１３７】
この節で提示される閉塞検出方法は、流体ポンプ機構のロータの軸位置を判定する検知要素としてポテンショメータを利用する。この点に関して、図２３は、そこに取り付けられた電気接触子９６２を有するロータ９６０の例示の実施形態の簡略化した斜視図であり、また図２４は、ロータ９６０と協働する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。閉塞検出システムはまた、電気接触子９６２と協働してポテンショメータを形成する可変抵抗器要素９６４も含む。電気接触子９６２及び可変抵抗器要素９６４は、ここで説明された閉塞検出方法をサポートする検出回路９６６に電気的に結合され得る。実際には、可変抵抗器要素９６４は、検出回路９６６のコンポーネントとして実現され得る。更に、可変抵抗器要素９６４は、そのように所望される場合、流体ポンプ機構のステータと一体化又は結合することができる。
【０１３８】
電気接触子９６２は、ロータ９６０の外面９６８から延在する導電性タブ、ブラシ、又は凸部として実現され得る。電気接触子９６２は、外面９６８上で、ロータ９６０が回転するたびに１回可変抵抗器要素９６４と電気的に接触するような形状、寸法、及び位置にされる。特定の実施形態では、電気接触子９６２は、可変抵抗器要素９６４と協働して電圧分配器を形成するように接地される。図２３又は図２４に図示されていないが、電気接触子９６２は、導電性トレース、接地ばね、導線、などを使用して接地電位に電気的に結合され得る。
【０１３９】
図２４は、センサ問い合わせ時間の、即ち、電気接触子９６２が可変抵抗器要素９６４に接触しているときのロータ９６０を示す。ロータ９６０の角度位置（電気接触子９６２が可変抵抗器要素９６４に電気的に結合されるときの）は、流体送達周期の所望の問い合わせ又は標本点に対応する。例えば、電気接触子９６２を、それぞれの予想される流体排出期間の直後に可変抵抗器要素９６４と接触するように配置することができる（図１５を参照）。流体ポンプ機構の周知の角度位置特性に基づいて特定のタイミングを判定することができる。
【０１４０】
図５〜１４を参照して前述したとおり、ロータ９６０は、その角度位置に応じて軸方向に移動する。図２４において矢印９７０は、ロータ９６０の軸方向変位を表す。電気接触子９６２がロータ９６０に対して固定されているので、ロータ９６０の軸方向変位は、電気接触子９６２を前後に動かす。正常かつ期待された流体送達周期の間、電気接触子９６２は、可能な位置の予測可能かつ繰り返し可能な範囲内で可変抵抗器要素９６４と接触するはずである。結果的に、ポテンショメータの抵抗、及び検出回路９６６によって検出される測定された量（例えば、電圧）は、正常な送達周期の間、特定の範囲内になるであろう。対照的に、電気接触子９６２は、下流流体流路が閉塞されているとき、かなり異なる位置で可変抵抗器要素９６４に接触するであろう。したがって、ポテンショメータの抵抗、及び測定された電圧は、出口流路が閉塞されているとき、正常な値の範囲の外になるであろう。検出回路９６６を、下流閉塞を示し得るポテンショメータの抵抗の変化に反応するように適切に設計し、プログラムすることができる。
【０１４１】
図２４は、電気接触子９６２が、ロータ９６０上に存在し、可変抵抗器要素９６４がロータ９６０の外部にある実施形態を示す。他の実施形態では、可変抵抗器要素９６４は、ロータ９６０上に存在し、電気接触子９６２は、ロータ９６０の外部にある。どちらの構成が使用されるかに関わらず、動作原理は、同じままである。
【０１４２】
下流閉塞検出：方法７
【０１４３】
この節で提示される閉塞検出方法は、下流閉塞の有無を示すためのデジタルスイッチとして電気接触子を利用する。この点に関して、図２５は、ロータ９７８（図２３及び図２４を参照して前述したものと同様）に一体化されている又は貼り付けられている電気接触子９７６を利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。図２５に示される閉塞検出システムは、ロータ９７８の外部にある導電性要素９８０を含む。導電性要素９８０は、電気接触子９７６がロータ９７８の特定の角度位置（例えば、流体ポンプ機構の流体排出周期の直後の期間に対応する角度位置）で導電性要素９８０に接触するように位置付けられ、配置されている。
【０１４４】
図２５は、流体排出周期の後の正常かつ期待された状態を示す。電気接触子９７６は、導電性要素９８０と接触することが予想される。対照的に、下流流路が閉塞されている場合、その後電気接触子９７６は導電性要素９８０から移動することになる。検出回路９８２は、閉じた電気接触子（正常な送達状態を示す）と開いた電気接触子（閉塞状態を示す）との間を区別することができる。実際には、したがって、電気接触子９７６は、接地され得る、ないしは別の方法で適切な基準電圧で保持され得る。いくつかの実施形態では、第２の導電性要素９８４を利用して閉塞状態を検出することができ、導電性要素９８４は、ロータ９７８が閉塞に起因する変化した位置にあるとき、電気接触子９７６と整列するように位置付けられている。
【０１４５】
下流閉塞検出：方法８
【０１４６】
この節で提示される閉塞検出方法は、下流閉塞の有無を示す可変抵抗器を有する電気接触子を利用する。この点に関して、図２６は、導電性リム９９２を有するステータ９９０の簡略化した端面図であり、また図２７は、ステータ９９０と協働する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。図２７はまた、ステータ９９０と協働するロータ９９４も示す。ロータ９９４、ステータ９９０、関連する流体ポンプ機構は、概ね図５〜１６を参照して上述された方法で機能する。簡略化及び明確さのために、様々な電気的接続及び検出回路が図２７に示されていない。
【０１４７】
ステータ９９０の図示された実施形態は、ロータ９９４に対向する導電性リム９９２で終端する（図２７を参照）。導電性リム９９２は、検出回路に電気的に結合されている。ロータ９９４は、導電性ブラシ、タブ、ばねなどとして実現され得る導電性接触子９９６を含む。導電性接触子９９６もまた、検出回路に電気的に結合されている。導電性接触子９９６は、下流流体流路が閉塞されているかどうかに関わらず流体ポンプ機構の動作中、導電性リム９９２との物理的かつ電気的な接触を維持する。この点に関して、ロータ９９４がステータ９９０に対して回転すると、導電性接触子９９６は、導電性リム９９２の円軌道をたどる。
【０１４８】
導電性接触子９９６は、導電性接触子９９６の抵抗がその物理的圧縮及び／又はたわみに応じて変化するように設計される。ロータ９９４と導電性リム９９２との間の間隙が縮まると、導電性接触子９９６は、より大きく縮む又は歪む。逆に、間隙が増大すると導電性要素は、その公称の形状まで膨張するか又は戻る。したがって、導電性接触子９９６の抵抗は、ステータ９９０に対するロータ９９４の軸方向変位に応じて変化する。導電性接触子９９６と導電性リム９９２との間の抵抗を、検出回路によって測定することができ、この検出回路は、下流閉塞を示し得る測定された抵抗の変化に反応するように好適に設計し、プログラムすることができる。例えば、正常かつ期待された動作状態の下で、ロータの角度位置が流体排出周期の直後の期間に対応するとき、検出回路は、特定の範囲に含まれる抵抗測定値を得ることを見込む。下流閉塞がロータ９９４のステータ９９０に向かう移動を阻む場合、その後測定された抵抗は、少なくとも閾値量によって異なるであろう。検出回路は、測定された抵抗のそのような検出された変化に対して適切に反応することができる。
【０１４９】
図２６及び図２７に示される構成を、単純なオン／オフ切替え機構として使用するために構成することもできる。この文脈において、検出回路は、導電性接触子９９６が導電性リム９９２に電気的に結合されているか否かを検出するように設計され得る。この代替の実装に関して、導電性接触子９９６及び導電性リム９９２は、ステータカム要素が基準面上に存在するときだけ電気的に接続されるように構成されている。検出回路は、図１７〜１９を参照して上述したものと同様の方法で下流閉塞の有無を検出することができる。
【０１５０】
下流閉塞検出：方法９
【０１５１】
この節で提示される閉塞検出方法は、下流流体経路が閉塞されているかどうかを判定するために分析され得る出力レベルを生成する力センサを利用する。この点に関して、図２８は、１つ又は２つ以上の力センサを流体ポンプ機構と協働して利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。図２８は、概ね図５〜１６を参照して上述した方法で機能する流体ポンプ機構のステータ１００２、ロータ１００４、及び付勢要素１００６を示す。図２８はまた、ロータ１００４とステータ１００２との間に位置付けられた力センサ１００８、及び付勢要素１００６の付勢力を測定することができるように位置付けられた別の力センサ１０１０も示す。力センサ１００８、１０１０のうち１つ又は両方を、輸液装置の実施形態で利用することができる。力センサ１００８、１０１０は、そこに付与された力に応じて出力レベルを生成するように好適に設計され、構成されており、またその出力レベルは、適切な検出回路１０１２によって取得され、処理され、分析され得る。
【０１５２】
例示した実施形態について、力センサ１００８は、ステータ１００２によって力センサ１００８に対して加えられた力を測定するように位置付けられ、構成されている。したがって、力測定値を取得する必要があるときにステータ１００２（又はその物理的特徴）が力センサ１００８と相互作用することができるように、力センサ１００８は、ロータ１００４のフランジ、ショルダー、又は他の構造的特徴上に位置付けられ得る。代替の実施形態では、力センサ１００８は、ロータ１００４によって力センサ１００８に対して加えられた力を測定するように位置付けられ、構成され得る。この点に関して、力測定値を取得する必要があるときにロータ１００４（又はその物理的特徴）が力センサ１００８と相互作用することができるように、力センサ１００８は、ステータ１００２のフランジ、ショルダー、又は他の構造的特徴上に位置付けられ得る。
【０１５３】
力センサ１０１０は、付勢要素１００６によってロータ１００４に対して加えられた力、ロータ１００４によって付勢要素１００６に対して加えられた力などを測定するように位置付けられ、構成され得る。図２８は、付勢要素１００６の一端と輸液装置の支持構造体１０１４との間に結合される力センサ１０１０を示す。代替の実装では、力センサ１０１０は、付勢要素１００６の他の端部とロータ１００４との間に結合され得る。力センサの他の構成及び位置が実施形態で利用され得ること、及び図２８に示される構成が制限又は限定されることを意図されていないことを理解されたい。
【０１５４】
力センサ１００８、１０１０は、そこに付与された力に応じて反応するように設計されている。この点に関して、力センサ１００８、１０１０の電気的、機械的、磁気的、及び／又は他の測定可能若しくは検出可能な特性は、力センサ１００８、１０１０に加えられた力の量に従って異なる。実際には、力センサ１００８、１０１０は、周知のセンサテクノロジーを実装ないしは別の方法で利用することがある。図２８に示されるように、力センサ１００８、１０１０は、輸液装置の検出回路１０１２に電気的に結合されている少なくとも１本の電気リード線を含む。あるいは、力センサ１００８、１０１０は、無線データ通信テクノロジーを使用して、力に関連したデータを検出回路１０１２に提供することができる。特定の実装では、力センサ１００８、１０１０は、検出回路１０１２によって監視及び／又は判定され得る複数の異なる出力レベルを示す又は生成するように好適に構成されている。実際には、力センサ１００８、１０１０から得られる出力レベルは、初めにアナログ電圧又はアナログ電流として伝達され、また検出回路１０１２は、サンプリングされたアナログ電圧をデジタル表現に変換するアナログデジタル変換器を含む。センサ電圧のデジタル領域への変換は、閾値との比較などの処理のし易さのために望ましい。
【０１５５】
特定の実施形態では、力センサ１００８、１０１０は、力センサ１００８、１０１０に加えられる力が変化すると変化する少なくとも１つの可変抵抗器を有する電気機械コンポーネントとして実現される。代替の実施形態では、力センサ１００８、１０１０は、静電容量型センサ、ピエゾ抵抗センサ、圧電センサ、磁気センサ、光センサ、ポテンショメータ、マイクロマシンセンサ、線形トランスデューサ、エンコーダ、歪みゲージなどであり、また検出可能なパラメータ又は特性は、圧縮、剪断力、張力、変位、距離、回転、トルク、力、圧力、などであり得る。実際には、力センサ１００８、１０１０の特性の変化は、測定されるべき物理的パラメータに対応する出力信号特性と関連している。更に、監視された出力信号の範囲及び分解能は、測定値の範囲にわたって所望される数の出力レベル（例えば、異なる状態、値、量、信号、大きさ、周波数、ステップなど）を提供する。例えば、力センサ１００８、１０１０は、加えられた力が比較的低いときに低い又は０の値を、加えられた力が比較的高いときに高い又は最大値を、加えられた力が検出可能な範囲内であるときに中間値を生成し得る。
【０１５６】
特定の例示の実施形態では、輸液装置の検出回路１０１２は、力センサ１００８、１０１０に対する一定の電源電圧を維持し、また力センサ１００８、１０１０の監視された出力信号は、力センサ１００８、１０１０の抵抗材料を通過する信号電流である。したがって、力センサ１００８、１０１０の抵抗は、力によって変化し、力センサ１００８、１０１０に対する電源電圧は一定であるので、信号電流は、力センサ１００８、１０１０に加えられる力の量によって変化する。検出回路１０１２は、監視された信号電流を信号電圧に変換し、この信号電圧はその後力センサ１００８、１０１０に対して付与された力の指標として使用される（これはステータ１００２に対するロータ１００４の軸方向変位に応じて変化する）。代替の実施形態では、一定の電源電流を使用し、また力センサ１００８、１０１０に対する信号電圧は力によって変化する。
【０１５７】
図５〜１６を参照して上述したとおり、（ステータ１００２に対する）ロータ１００４の軸方向変位は、流体ポンプ機構の各ポンプ周期に対応する予測可能な前後のパターンを呈する。この節で提示される力に基づく方法に関して、力センサ１００８、１０１０は、そこに付与された力に応じて出力レベルを生成し、また力センサ１００８、１０１０は、閉塞検出の目的のために検出回路１０１２と協働する。この目的のために、検出回路１０１２は、センサ出力レベルを取得し、処理して、流体ポンプ機構の流体経路下流の閉塞を検出する。ここに記載された例示の方法に従って、力センサ１００８、１０１０を使用して、各流体排出期間後で、かつ次の流体吸込期間の前に力測定値を取得する。更に、力測定値は、出口弁が開いているときに得られる。（図１５及び図１６を参照）。
【０１５８】
正常かつ期待された動作状態の下で、力測定期間の間、付勢要素１００６がロータ１００４をステータ１００２の中へ押し込んで出口弁から流体を放出させるはずであるため、ロータ１００４の軸方向変位は、０又は０に非常に近くなるはずである。結果的に、力センサ１００８、１０１０は、期待された出力レベルの範囲に含まれる基準又は公称出力レベルを生成する。力センサ１００８を利用する場合、その後、公称出力レベルは、比較的高い力測定値に変換できる。逆に、力センサ１０１０を利用する場合、その後、公称出力レベルは、比較的低い力測定値に変換できる。
【０１５９】
下流閉塞状態の下では、しかしながら、流体圧力は、ステータ１００２に向かうロータ１００４の軸方向変位を、阻む又は妨げることができる（図１６を参照）。結果として、力センサ１００８、１０１０は、期待された出力レベルの範囲外である異常値の出力レベルを生成する。異常値の出力レベルは、下流閉塞を示す。より具体的には、検出回路１０１２は、異常値の出力レベルの取得に応じて下流閉塞の有無を検出し、判定することができる。例えば、検出回路１０１２が、特定の閾値基準（例えば、任意の１ポンプ周期又は指定した数の連続ポンプ周期に対して所定の閾値を上回る又は下回る）を満たす異常値の出力レベルを観測した場合、検出回路１０１２は、下流閉塞が発生したと断定して、その後、適切な動作をとることができる。
【０１６０】
力センサ１００８を配置すると、その後、下流閉塞は、検出され、正常かつ期待された力測定値（これはより高くなる）と区別され得る比較的低い力測定値に変換できる出力レベルをもたらす。逆に、力センサ１０１０を使用すると、その後、下流閉塞は、検出され、正常かつ期待された力測定値（これはより低くなる）と区別され得る比較的高い力測定値に変換できる出力レベルをもたらす。どちらの力センサ１００８、１０１０が使用されるかに関わらず、検出回路１０１２は、異常値の力センサ数値に基づいて下流閉塞を検出したときに、適切に反応することができる。
【０１６１】
下流閉塞検出：方法１０
【０１６２】
この節で提示される閉塞検出方法は、（図５〜１６を参照して）上述した流体ポンプ機構は、導電性圧縮ばねを付勢要素５０６として使用すると仮定する。導電性ばねは、導電性ばねのインダクタンスを測定するように好適に構成されている検出回路に電気的に結合されている。実際には、検出回路は、導電性ばねのインダクタンスを示す数値を得るためにインダクタンス−デジタルコンバータを含むことができる。
【０１６３】
導電性ばねのインダクタンスは、その圧縮／伸長と相関している。したがって、測定された導電性ばねのインダクタンスは、ステータに対するロータの軸方向変位に応じて変化するはずである。したがって、下流閉塞が発生したか否かを判定する目的のために、ポンプ周期中の複数の時刻に測定されたインダクタンスを分析することができる。例えば、ロータカム要素が基準面と接触すると予想される各流体排出周期の直後に、導電性ばねのインダクタンスを調べることができる（図１５及び図１６を参照）。期待された値の範囲に含まれる測定されたインダクタンス値は、正常な動作状態を示す。対照的に、期待された値の範囲外である測定されたインダクタンス値は、下流閉塞を示し得る。
【０１６４】
下流閉塞検出：方法１１
【０１６５】
この節で提示される閉塞検出方法は、下流流体経路が閉塞されているかどうかを判定するために光検出技術を利用する。一実装に従って、光センサ又は検出器は、流体ポンプ機構のロータの露出面上に印刷されている光学的に検出可能なパターン（ドットアレイなど）から情報を取得する。代替の実装に従って、光センサ又は検出器は、ロータの物理構造から情報を取得する。
【０１６６】
図２９は、光学検知テクノロジーを利用する閉塞検出システムの例示の実施形態の簡略図である。図２９は、概ね図５〜１６を参照して上述した方法で機能する流体ポンプ機構のステータ１０２２、及びロータ１０２４を示す。ロータ１０２４は、流体ポンプ機構の動作中に開始され得る少なくとも１つの光学的に検出可能な特徴を含む。この点に関して、図２８もまた光学的に検出可能な特徴の例示の実施形態を示し、これはロータ１０２４の露出面１０２８に位置する光学的に検出可能なパターン１０２６として実現される。例示した実施形態に関して、光学的に検出可能なパターン１０２６は、ドットアレイであり、これを露出面１０２８に印刷する、貼り付ける、又は組み込むことができる。そのように所望される場合、他の種類の光学的に検出可能なパターン１０２６を使用することができる。
【０１６７】
光学的に検出可能なパターン１０２６を、図２９に示されるようにロータ１０２４のエンドキャップの外周の周りに位置付けることができる。特定の実施形態では、光学的に検出可能なパターン１０２６は、ロータ１０２４の角度位置に関わらず、可視である。他の実施形態では、光学的に検出可能なパターン１０２６は、露出面１０２８を完全に取り巻く必要はない。そのような実施形態では、光学的に検出可能なパターン１０２６を、ロータ１０２４の１つ又は２つ以上の領域に位置付けることができ、その領域は、光検知を必要とするロータ１０２４の角度位置に対応する。
【０１６８】
輸液装置は、適切な光検知処理ロジック及び情報と共に、光エミッタ／センサ要素１０３２を含む検出回路１０３０を含む。検出回路１０３０は、任意の周知の、又は利用可能な光検知又は検出テクノロジーを利用することができ、またそのような従来のテクノロジーは、ここでは詳細に説明されない。例えば、検出回路１０３０は、光学式マウス周辺機器で一般的に使用されているＬＥＤ又はレーザー検知テクノロジーを使用することができる。この点に関して、光学式マウスは、ワーク表面から情報を取得する小さなＬＥＤ及び反射した光を検出するＣＭＯＳセンサを含む。センサは、撮像画像データを分析のために信号プロセッサに送信して、画像／パターンが経時的にどのように変化したかを判定する。実際には、検出回路１０３０は、光学的問い合わせ信号を生成する好適に構成されたエミッタ、及び問い合わせ信号に応じてパターン１０２６を検出することができる適合するセンサを含み得る。このように、検出回路１０３０は、任意の一定時間に次のいずれか又は全てを解決することができる：ロータ１０２４の角度位置；ロータ１０２４の軸位置／変位；ロータ１０２４の角速度；ロータ１０２４の角加速度；軸方向におけるロータ１０２４の速度；及び軸方向におけるロータ１０２４の加速度。
【０１６９】
特に光学的に検出可能なパターン１０２６は、露出面１０２８に対して固定されているので、したがって、光学的に検出可能なパターン１０２６は、ロータ１０２４角度位置に応じて、回転し、軸方向に並進する。図５〜１６を参照して上に詳細に記述されるように、ロータ１０２４の１回転は、１ポンプ周期に対応し、またロータ１０２４は（パターン１０２６と共に）、正常かつ期待された動作状態の間、軸方向に前後に並進する。したがって、光エミッタ／センサ要素１０３２は、光学的に検出可能なパターン１０２６の所望される部分をカバーする、かつロータ１０２４の軸方向変位の範囲を想到する光検知範囲を含む。これは、流体ポンプ機構の動作中に検出回路１０３０がパターン１０２６から光学的に情報を取得し、光検出に応じて動作状態又は流体ポンプ機構の状態を判定することを可能にする。
【０１７０】
図５〜１６を参照して上述したとおり、輸液装置が正常かつ期待された状態で動作しているとき、ロータ１０２４は、予測可能な前後方向で軸方向に並進する。次に、光学的に検出可能なパターン１０２６は、同じ予測可能な方法で軸方向に並進する。検出回路１０３０は、正常な動作状態を示す、このパターン１０２６の特有運動を観測するように構成される。この点に関して、検出回路１０３０は、流体ポンプ機構の動作状態が正常であることを判定することができる。パターン１０３６を観測して、ロータ１０２４の角度位置を軸方向変位と相関させる目的のためにロータ１０２４の回転を検出することもできる（そのように所望される場合）。
【０１７１】
下流閉塞状態の下で、ロータ１０２４は、その公称軸位置に戻らない。換言すれば、下流閉塞に起因する流体圧力は、ロータカム要素が期待されるように基準面に接触するのを阻む。結果的に、各閉塞したポンプ周期の間、光学的に検出可能なパターン１０２６は、通常期待される特有運動と光学的に区別可能である異なる特有運動に従って軸方向に並進する。したがって、検出回路１０３０は、異なる特有運動を観測して、流体ポンプ機構の動作状態が下流閉塞に対応することを判定する。
【０１７２】
代替の実施形態に従って、ロータの光学的に検出可能な特徴は、検出回路によって観測され得る物理構造（又は構造体）として実現される。この点に関して、図３０は、光検出回路（図示せず）と協働する物理的特徴を有するロータ１０４０の例示の実施形態の簡略化した斜視図であり、図３１は、ロータ１０４０の部分の側面図である。
【０１７３】
図３０は、流体ポンプ機構の動作中に露出されたままであるロータ１０４０の部分を、エンドキャップ１０４２及び非対称の輪郭を有するテーパ部１０４４（図３１を参照）を含んで示す。テーパ部１０４４は、上述した検出回路１０３０などの検出回路によって光学的に情報を取得され得るロータ１０４０の１つの物理構造を表す。テーパ部１０４４は、ロータ１０４０の一体化した部分として実現され得るか、又はロータ１０４０のシャフトに取り付けられている別個のコンポーネントであり得る。光学的検出可能な物理構造は、代替の方法で形状、寸法、及び構成が決められてもよいこと、並びに図３０及び図３１に示される概ね円錐のテーパ部１０４４は、好適な実装の単なる一例であることを理解されたい。
【０１７４】
ロータ１０４０が軸方向に移動するとき、テーパ部１０４４の異なる区域が観測されるように、光学的問い合わせ信号を特定の位置に集束することができる。例えば、ロータ１０４０がその公称基準位置に戻ると（流体排出直後）、テーパ部１０４４の狭い部分１０４６を観測することができ、流体吸込周期中にロータ１０４０が軸方向に移動すると、テーパ部１０４４の広い部分１０４８を観測することができる。
【０１７５】
検出回路は、テーパ部１０４４の異なる幅を検出するように、そしてロータ１０４０の検出された幅及び角度位置に基づき下流流体経路が閉塞されているか否かを判定するように、設計され得る。あるいは、検出回路は、テーパ部１０４４の露出面と光エミッタとの間の距離を検出するように、そしてロータ１０４０の検出された距離及び角度位置に基づき下流流体経路が閉塞されているか否かを判定するように、設計され得る。
【０１７６】
ロータ１０４０はまた、エンドキャップ１０４２の周辺部の周りに位置付けられたタブ１０５０などの別の光学的に検出可能な物理的特徴も含み得る。検出回路は、ロータ１０４０の回転を検出する目的でエンドキャップ１０４２の周辺部から情報を取得するために第２の光エミッタ／センサを含み得る。この点に関して、タブ１０５０は、ロータ１０４０の回転ごとに１回光学的に検出される。とりわけ、タブ１０５０は、ロータ１０４０の回転中に下流閉塞が発生したか否かを検出回路が効果的に判定することができるように、検出回路の所望のタイミング特性、期待される軸方向並進特性、及びテーパ部１０４４の構成に従って、ロータ１０４０上の特定の位置に位置付けられ得る。
【０１７７】
上流閉塞検出（リザーバの終了検出）
【０１７８】
図１〜４を参照して前述したように、輸液装置は、流体リザーバを有する流体カートリッジモジュール１０４と協働する。流体リザーバは、各流体吸込周期中に流体ポンプ機構によって生じた負圧によって引き上げられる液密プランジャ、ピストン、又はストッパを有する。負圧は、薬剤流体を流体リザーバから入口導管を通じて、そして流体ポンプ機構の中へ引き抜く。ピストンが流体リザーバでスタックすると、次いで流体ポンプ機構は、流体をリザーバから引き出せなくなる。この故障状態は、流体ポンプ機構内へ通じる流体流路を、効果的に遮断するので上流閉塞として既知である。同様に、流体リザーバが空である場合、次に流体ポンプ機構は、流体を引込むのではなく真空を引っ張ることになる。リザーバが空であるとき、患者は期待される量の薬剤流体を受容しないので、この状態も、上流閉塞と見なされ得る。
【０１７９】
以下の節は、空の流体リザーバ（上流閉塞とも呼ばれる）を検出するための様々な技術及びテクノロジーに関連する。これらの技術は、薬剤注入装置の安全性を高めることが望ましい。ここで説明された特に流体ポンプ機構に関して、リザーバの終了検出は、次の一般的な方法のうち１つ又は２つ以上を制限なしに使用することができる：（１）ストッパが終了位置に到達したことを検出すること；（２）流体ポンプ機構が、流体を引込むのではなく真空を引っ張ることを検出すること；（３）リザーバの長さにわたるストッパ位置の測定；及び（４）ステータに対するロータの軸方向変位特性を観測すること。
【０１８０】
上流閉塞検出：方法１
【０１８１】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、流体リザーバのストッパがその終了位置又はその近傍にあるときに、それを検出するセンサに頼る。この点に関して、図３２は、薬剤流体１０６２が流体リザーバ１０６０内に残っているときの、流体リザーバ１０６０から情報を取得するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図であり、図３３は、流体リザーバ１０６０が空であるときの、システムの簡略図である。流体リザーバ１０６０は、導管１０６５を介して流体ポンプ機構１０６４に結合される。流体ポンプ機構１０６４は、図５〜１６を参照して上述されたように設計され、構成され得る。
【０１８２】
流体リザーバ１０６０は、バレル１０６６及びバレル１０６６の内壁と共に液密シールを作製するストッパ１０６８を含む。ストッパ１０６８は、薬剤流体１０６２が引き出されると、バレル１０６６内でスライドするように形状、寸法、及び構成を決められる。上述のように、流体ポンプ機構１０６４は、各流体吸込周期中に負圧を発生させ、またその負圧によって、薬剤流体１０６２が流体ポンプ機構１０６４のチャンバに入る。この作用はまた、ストッパ１０６８をバレル１０６６内で（図３２及び図３３の右側へ）移動させる。
【０１８３】
図３２及び図３３に示されるシステムの実施形態は、ストッパ１０６８がその終了位置に接近及び／又は到達する際に、ストッパ１０６８の位置について情報を取得する、観測する、ないしは別の方法で検出するように好適に構成されている検出回路１０７０を含む（図３３に示される）。したがって、特定の実施形態では、バレル１０６６は、検出回路１０７０の動作に対応するように透明又は半透明である。検出回路１０７０は、次の検知技術のうち、１つ又は２つ以上を制限なしに利用することができる：光；音響；画像；超音波；赤外線；又は磁気。検出回路１０７０は、ストッパ１０６８が、「リザーバの終了」状態に対応するその終了位置に到達したときに、それを判定する目的のために問い合わせ信号（音響、光、磁気など）を生成する問い合わせ信号エミッタ１０７２を含み得る。いくつかの実施形態では、ストッパ１０６８は、ストッパ１０６８がその終了位置に到達したときに、検出回路１０７０によって迅速かつ容易に検出することができるインデックス機能を含み得る。特定の実装に依存して、インデックス機能は、制限なしに次のものであり得る：可視マーキング；へこみなどの物理的特徴；着色した領域；電気的、磁気的、又は誘導的に検出可能なセンサ要素；又は同種のもの。
【０１８４】
検出回路１０７０は、ストッパ１０６８が終了点に到達した（又は終了点付近にある）と判定すると、適切な動作をとることができる。例えば、検出回路１０７０は、ユーザー又は介護人向けの警報、アラーム、又はメッセージを開始することができる。更に、検出回路１０７０を、流体ポンプ機構１０６４の動作中にストッパ１０６８の動き（又はその欠如）を監視するように好適に構成して、ポンプ周期に応じて期待されたかつ通常の方法でストッパ１０６８が移動しているか否かを判定することができる。この点に関して、検出回路１０７０を利用して、ストッパ１０６８がバレル１０６６内で凍結したか否か、ストッパ１０６８の動きが妨げられたか否かなどを調べることができる。
【０１８５】
上流閉塞検出：方法２
【０１８６】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、流体リザーバのストッパがその終了位置又はその近傍にあるときに、それを検出する機械的スイッチに頼る。この点に関して、図３４は、機械式スイッチの概念を実装するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。図３４に示される実施形態は、出口導管１０８０を、スイッチ１０８２の１コンポーネントとして使用する。出口導管１０８０は、流体リザーバ１０８６と協働する入口端部１０８４、流体ポンプ機構（図示せず）と流体連通する出口端部１０８８、及び入口端部１０８４と出口端部１０８８との間のスイッチ接触部１０９０を有する。流体リザーバ１０８６は、前の節で説明した方法で薬剤流体を流体ポンプ機構に供給する。流体ポンプ機構が機能する方法を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【０１８７】
出口導管１０８０の入口端部１０８４は、流体リザーバ１０８６のセプタム１０９２を貫通するように設計される。入口端部１０８４は、流体リザーバ１０８６のバレルに入って、バレル内の薬剤流体との流体連通を確立する。直前の節で説明したように、流体リザーバ１０８６のストッパ１０９４は、ポンプ周期中に入口端部１０８４に向かって引っ張られる。最終的に、ストッパ１０９４は、図３４に示される終了位置に到達する。終了位置又はその付近で、ストッパ１０９４は、出口導管１０８０の入口端部１０８４に物理的に接触し、また終了位置に向かうストッパ１０９４の連続的な動きによって、出口導管１０８０のスイッチ接触部１０９０がスイッチ接触パッド１０９６に向かってたわむ。図３４は、スイッチ接触部１０９０のたわんだ状態を破線で示す。
【０１８８】
スイッチ接触パッド１０９６を、回路基板１０９８又は任意の好適な構造体に取り付けることができる。出口導管１０８０のスイッチ接触部１０９０は、導電性材料から形成される。スイッチ接触パッド１０９６もまた、導電性材料から形成される。これらの２つのコンポーネントは、協調して機械的スイッチを形成する（簡略化及び明確さのために、電気的接続及びリード線は、図３４に示されていない）。回路基板１０９８を、スイッチ接触部１０９０がスイッチ接触パッド１０９６に接触したときにそれを検出する好適に設計された検出回路と共に利用してもよい。換言すれば、検出回路は、スイッチ１０８２が開いているか閉じているかを検出する。スイッチ１０８２が開いている場合は、検出回路は、流体リザーバ１０８６が空ではないと判定する。逆に、スイッチ１０８２が閉じている場合は、検出回路は、流体リザーバ１０８６が「リザーバの終了」状態にあると判定する。検出回路は、スイッチ１０８２の閉鎖を検出すると、適切な動作をとることができる。例えば、検出回路は、ユーザー又は介護人向けの「リザーバの終了」警報、アラーム、又はメッセージを開始することができる。
【０１８９】
上流閉塞検出：方法３
【０１９０】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、導電性流体リザーバストッパ（又は導電性領域を有するストッパ）を使用する。この点に関して、図３５は、流体リザーバ１１０４の導電性ストッパ１１０２を利用するリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。流体リザーバ１１０４は、薬剤流体を上述した種類の流体ポンプ機構に供給する。流体ポンプ機構が機能し、流体リザーバ１１０４と協働する方法を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【０１９１】
輸液装置は、入口端部１１０８及び出口端部１１１０を有する出口導管１１０６を含む。入口端部１１０８は、流体リザーバ１１０４のセプタム１１１２を貫通するように設計されており、また出口端部１１１０は、流体ポンプ機構と流体連通している。入口端部１１０８は、流体リザーバ１１０４のバレルに入って、バレル内の薬剤流体との流体連通を確立する。輸液装置はまた、導電性針１１１４も含む。針１１１４は、流体リザーバ１１０４のバレルの中に入るためにセプタム１１１２を貫通するように設計されている接触端１１１６を有する。出口導管１１０６及び針１１１４は、好適に構成された検出回路（図示せず）に電気的に接続されている。例えば、針１１１４を、負電圧端に接続することができ、また出口導管１１０６を、正電圧端に接続することができる（逆もまた同様）。
【０１９２】
上述のように、流体リザーバ１１０４のストッパ１１０２は、ポンプ周期中に、出口導管１１０６の入口端部１１０８に向かって移動する。最終的に、ストッパ１１０２は、終了位置（図３５に示される）に到達し、出口導管１１０６の入口端部１１０８及び針１１１４の接触端１１１６と接触する。とりわけ、出口導管１１０６及び針１１１４と接触するストッパ１１０２の区域は、導電性である。実際には、ストッパ１１０２を、導電性材料から製造することができるか、又は導電性フィルム若しくはパッチをストッパ１１０２の頂部に貼り付けることができる。ストッパ１１０２が、図３５に示される終了位置に到達すると、出口導管１１０６は、針１１１４に短絡される。この作用は、（直前の節に記述したような）スイッチの閉鎖と類似であり、検出回路によって監視され、検出され得る。したがって、流体リザーバ１１０４が空ではない場合は、ストッパ１１０２は、針１１１４及び出口導管１１０６にわたって短絡を発生させない。逆に、ストッパ１１０２がその終了位置に到達すると、針１１１４は、出口導管１１０６に短絡され、そして検出回路は、流体リザーバ１１０４が「リザーバの終了」状態にあると判定する。検出回路は、この状態を検出すると、適切な動作をとることができる。例えば、検出回路は、ユーザー又は介護人向けの「リザーバの終了」警報、アラーム、又はメッセージを開始することができる。
【０１９３】
上流閉塞検出：方法４
【０１９４】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、流体リザーバに印加される励起信号を利用して、リザーバ内に残っている流体の容積を判定する。この点に関して、図３６は、本明細書で前述した種類の流体リザーバ１１２０の状態を分析するために使用され得るリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。流体リザーバ１１２０は、薬剤流体を上述した種類の流体ポンプ機構に供給する。流体ポンプ機構が機能し、流体リザーバ１１２０と協働する方法を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【０１９５】
流体リザーバ１１２０をホストする輸液装置は、励起信号発生器１１２２及び関連したセンサ１１２４を含む、制御する、ないしは別の方法でそれらと協働する、好適に構成された検出回路（図示せず）を含む。励起信号発生器１１２２は、励起信号を流体リザーバ１１２０に印加する目的のために流体リザーバ１１２０と結合され得る。励起信号は、例えば、流体リザーバ１１２０の共振又は他の反応を測定するために好適である特定の周波数又は特定の周波数スペクトルを有する振動信号であり得る。流体リザーバ１１２０の共振は、流体リザーバ１１２０内に残っている流体の容積及び／又は質量によって影響を受ける。実際には、流体リザーバ１１２０の共振は、経験的に判定され得る、ないしは別の方法で検出回路をプログラミングする目的のために特徴とされ得る。したがって、検出回路は、応答信号を適切に取得し分析して、流体リザーバ１１２０が空であるか否かを判定することができる。応答信号が空のリザーバを示す場合は、検出回路は、例えばユーザー又は介護人向けの「リザーバの終了」警報、アラーム、又はメッセージを開始するなどの、適切な動作をとることができる。
【０１９６】
上流閉塞検出：方法５
【０１９７】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、力センサを使用して流体リザーバストッパの位置を測定する。この点に関して、図３７は、輸液装置の流体リザーバ１１３０のためのリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。流体リザーバ１１３０は、薬剤流体を上述した種類の流体ポンプ機構に供給する。流体ポンプ機構が機能し、流体リザーバ１１３０と協働する方法を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【０１９８】
流体リザーバ１１２０をホストする輸液装置は、力センサ１１３４を含む、制御する、ないしは別の方法でそれと協働する、好適に構成された検出回路１１３２を含む。力センサ１１３４は、図２８を参照して上述されたように構成され得る。力センサ１１３４を使用して、流体リザーバ１１３０のストッパ１１３８に結合されている付勢要素１１３６（ばねなど）によって付与された力を測定することができる。付勢要素１１３６の張力特性は、付勢要素１１３６がストッパ１１３８を独立して動かすことができないように選択される。換言すれば、付勢要素１１３６によって付与された力は低すぎてストッパ１１３８の静止摩擦に打ち勝てないので、付勢要素１１３６は、ストッパ１１３８を作動させる又はさもなければ流体リザーバ１１３０から流体を送達するのに利用されない。むしろ、ストッパ１１３８は、上に詳細に記述されるように流体ポンプ機構の正常運転に起因する負の流体圧力に応じてのみ移動するように設計される。結果的に、付勢要素１１３６を厳密に利用して流体リザーバ１１３０内のストッパ１１３８の位置に対応する力測定値を提供する。
【０１９９】
検出回路１１３２によって得られたないしは別の方法で処理された力測定値は、ストッパ１１３８の位置に応じて変動する。流体リザーバ１１３０が満たされているとき、ストッパ１１３８は、流体リザーバ１１３０の基端又はその近傍に位置しており、したがって、力センサ１１３４によって検出されたばね力は、比較的高い。逆に、流体リザーバ１１３０が空であるとき、ストッパ１１３８は、流体リザーバ１１３０のネック付近にあるその終了位置に位置している。ストッパ１１３８が終了位置にあるとき、力センサ１１３４によって測定されたばね力は、比較的低い。したがって、検出回路１１３２は、力センサ１１３４の出力を適切に取得し分析して、流体リザーバ１１３０が空であるか否かを判定することができる。測定された力が空のリザーバを示す場合は、検出回路１１３２は、例えばユーザー又は介護人向けの「リザーバの終了」警報、アラーム、又はメッセージを開始するなどの、適切な動作をとることができる。
【０２００】
上流閉塞検出：方法６
【０２０１】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、圧力センサを使用して流体リザーバストッパの位置を測定する。この点に関して、図３８は、輸液装置の流体リザーバ１１４４のためのリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。流体リザーバ１１４４は、薬剤流体を上述した種類の流体ポンプ機構に供給する。流体ポンプ機構が機能し、流体リザーバ１１４４と協働する方法を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【０２０２】
流体リザーバ１１４４をホストする輸液装置は、圧力センサ１１４８を含む、制御する、ないしは別の方法でそれと協働する、好適に構成された検出回路１１４６を含む。圧力センサ１１４８は、流体リザーバ１１４４と関連している密閉容積１１５０の圧力のわずかな変化を検出するように設計されている。この点に関して、図３８は、密閉容積１１５０から圧力センサ１１４８へと通じるベント１１５２を模式的に示す。ベント１１５２は、圧力センサ１１４８が、輸液装置の動作中に密閉容積１１５０内部の圧力を監視できるようにする。
【０２０３】
密閉容積１１５０は、好適に構成された輸液装置の構造体によって画定され得る。単なる１つの可能な実装である、例示した実施形態は、流体リザーバ１１４４の基部を少なくとも部分的に取り巻く壁構造体１１５４を含む。気密密封要素１１５６（Ｏリング又はガスケットなど）を使用して、流体リザーバ１１４４の外側表面に対して壁構造体１１５４を封止することができる。密閉容積１１５０は、そのように所望される場合、追加の構造体又はコンポーネントを使用して任意の適切に画定され得ることを理解されたい。更に、密閉容積１１５０の形状及び寸法は、実施形態ごとに異なり得る。
【０２０４】
検出回路１１４６によって得られたないしは別の方法で処理された圧力測定値は、流体リザーバ１１４４のストッパ１１５８の位置に応じて変動する。実際には、システムは、密閉容積１１５０が輸液装置の正常運転に悪影響を及ぼさないように、設計され構成される。例えば、密閉容積１１５０は、流体ポンプ機構の流体吸込工程に起因する、ストッパ１１５８の動きを妨げるべきではない。
【０２０５】
流体リザーバ１１４４が満たされているとき、ストッパ１１５８は、流体リザーバ１１４４の基端又はその近傍に位置しており、したがって、密閉容積１１５０は、比較的小さい。結果的に、圧力センサ１１４８から得られた圧力は、比較的高くなる。逆に、流体リザーバ１１４４が空であるとき、ストッパ１１５８は、流体リザーバ１１４４のネック付近にあるその終了位置に位置している。ストッパ１１５８が終了位置にあるとき、密閉容積１１５０は、比較的大きく、したがって、圧力センサ１１４８から得られた圧力は、比較的低くなる。したがって、検出回路１１４６は、圧力センサ１１４８の出力を適切に取得し分析して、流体リザーバ１１４４が空であるか否かを判定することができる。測定された密閉容積１１５０の圧力が空のリザーバを示す場合は、検出回路１１４６は、例えばユーザー又は介護人向けの「リザーバの終了」警報、アラーム、又はメッセージを開始するなどの、適切な動作をとることができる。
【０２０６】
上流閉塞検出：方法７
【０２０７】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、流体リザーバストッパの位置を判定するためにインダクタンスを測定する。この点に関して、図３９は、輸液装置の流体リザーバ１１６２のためのリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。流体リザーバ１１６２は、薬剤流体を上述した種類の流体ポンプ機構に供給する。流体ポンプ機構が機能し、流体リザーバ１１６２と協働する方法を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【０２０８】
流体リザーバ１１６２は、導電性ターゲット１１６６が一体化された（又は貼り付けられている）ストッパ１１６４を備えている。ターゲット１１６６は、図３９に示されているが、代わりにストッパ１１６４の本体に組み込まれてもよく、したがって、隠されていてもよい。ターゲット１１６６の形状、寸法、及び構成は、概略的形状でターゲット１１６６を単に示す図３９に示されたものとは異なり得る。ターゲット１１６６は、流体リザーバ１１６２の外側であるがごく近接して存在する導電性コイル要素１１６８と協働する。流体リザーバ１１６２をホストする輸液装置は、コイル要素１１６８を含む、制御する、ないしは別の方法でそれと連通する、好適に構成された検出回路１１７０を含む。より具体的には、検出回路１１７０が、輸液装置の動作中にコイル要素１１６８の電気的インダクタンスを監視し測定することができるように、検出回路１１７０は、コイル要素１１６８の端子に接続される。
【０２０９】
ターゲット１１６６及びコイル要素１１６８は、コイル要素１１６８のインダクタンスが（測定可能な方法で）ストッパ１１６４の位置に応じて変化するように好適に構成されている。したがって、検出回路１１７０は、ストッパ１１６４が流体リザーバ１１６２の基部から終了位置まで移動すると可変インダクタンスを観測する。測定されたインダクタンスは、ストッパ１１６４の位置と相関し得て、またストッパ１１６４の終了位置に対応するインダクタンスは、リザーバの終了状態を検出する目的のために特徴とされ得る。測定されたコイル要素１１６８のインダクタンスが空のリザーバを示す場合は、検出回路１１７０は、例えばユーザー又は介護人向けの「リザーバの終了」警報、アラーム、又はメッセージを開始するなどの、適切な動作をとることができる。
【０２１０】
上流閉塞検出：方法８
【０２１１】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、流体リザーバストッパの位置を判定するためにキャパシタンスを測定する。この点に関して、図４０は、輸液装置の流体リザーバ１１７６のためのリザーバの終了検出システムの例示の実施形態の簡略図である。流体リザーバ１１７６は、薬剤流体を上述した種類の流体ポンプ機構に供給する。流体ポンプ機構が機能し、流体リザーバ１１７６と協働する方法を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【０２１２】
ここに記載されたシステムは、検出回路１１７８を使用して、第１のキャパシタ電極１１８０と第２のキャパシタ電極１１８２との間のキャパシタンスを測定する。とりわけ、検出回路１１７８によって測定されたキャパシタンスは、流体リザーバ１１７６に残っている流体の量と相関している。結果的に、検出回路１１７８によって測定されたキャパシタンスはまた、流体リザーバ１１７６のストッパ１１８４の位置とも相関している。
【０２１３】
図４０は、この説明の目的のために電極１１８０、１１８２を模式的に示す。実際には、電極１１８０、１１８２を、検出回路１１７８への電気的結合に対応する方法で流体リザーバ１１７６のバレルに組み込む又は取り付けることができる。特定の実施形態では、電極１１８０、１１８２は、流体リザーバ１１７６の取り付けられた位置にごく近接して保持されている構造体（回路基板など）の上に位置している。電極１１８０、１１８２は、導電性トレース、金属膜などとして実現され得る。
【０２１４】
検出回路１１７８が、輸液装置の動作中に電極１１８０、１１８２間のキャパシタンスを監視し測定することができるように、検出回路１１７８は、電極１１８０、１１８２に接続されている。流体が流体リザーバ１１７６から枯渇すると、流体リザーバ１１７６の誘電特性の変化が原因で、電極１１８０、１１８２間のキャパシタンスは、（検出可能な方法で）変化する。したがって、検出回路１１７８は、流体が流体リザーバ１１７６に存在すると、可変キャパシタンスを観測する。測定されたキャパシタンスは、ストッパ１１８４の位置及び／又は流体リザーバ１１７６に残っている流体の量と相関し得て、またストッパ１１８４の終了位置に対応するキャパシタンスは、リザーバの終了状態を検出する目的のために特徴とされ得る。測定されたキャパシタンスが空のリザーバを示す場合は、検出回路１１７８は、例えばユーザー又は介護人向けの「リザーバの終了」警報、アラーム、又はメッセージを開始するなどの、適切な動作をとることができる。
【０２１５】
このようにして、図３２〜４０を参照して上述された上流閉塞検出方法１〜８は、リザーバのストッパの位置を測定することによって上流閉塞を検出することができるシステムを例示している。ストッパが最も前方の位置に到達するとき、これは、リザーバが空である指標であり、ポンプに関する限り上流閉塞に対応する。このシステムは、したがって、バレルによって画定された、かつストッパによって一端が閉じたリザーバを備える薬剤流体のためのポンプシステムを例示する。リザーバは、導管を介して注入ポンプにつながる他端に出口を有する。ストッパは、バレルが流体で満たされているときの出口から離間した後方位置と、バレルが空であるときの出口に近い前方位置との間のバレル内で移動可能である。システムは、それによってバレルが空であることを示す前方位置、又はバレルの充填の指標を与える中間位置のどちらかでのストッパの存在を検出するための装置を備えている。一実施形態では、出口は、出口においてセプタムを通過する針を含み、その針は、バレルの外側にある針によって操作可能なスイッチがある前方位置にストッパが着くと、ストッパとの接触によって軸方向に移動して、スイッチが作動したときにバレルが空であることを示すように位置付けられている。あるいは、ストッパ及び針は、ストッパが針に接触したときに電気的回路を閉じる導電性であり得る。他の構成では、針の側にある第２の接触子は、ストッパの存在によってブリッジされる。リザーバの外側からインダクタンスによって検出される、又はバレルにまたがるキャパシタのプレート間の液体若しくはストッパの検出を目的とする、ストッパの後方の位置からストッパまで伸びるばねの力、ピストンの後ろにあるチャンバ内の気体の圧力、ストッパ内の強磁性又は導電性材料の誘導的性質を測定することによって、ストッパの中間位置を検出することができる。バレル内の液体の検出は、ストッパに対して後方にバレルを励起すること及びストッパの前方の励起を検出することによって行われ得る。励起及び検出が双方隣接するとき、励起トランスデューサと受信トランスデューサとの間の非液体充填部分の伝達は、より良好なインピーダンス整合のために改善される。
【０２１６】
上流閉塞検出：方法９
【０２１７】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、輸液装置が上述した種類の流体ポンプ機構を使用すると仮定する。この方法は、ロータが流体排出周期中に移動するとき、その軸流速度を測定又は計算し、また上流閉塞（例えば、流体リザーバの終了）が発生したか否かを判定する。この点に関して、図４１は、回転流体ポンプ機構を有する輸液装置に実装され得るリザーバの終了検出システム１２００の例示の実施形態の概略ブロック図である。明確さ及び簡略化のために、流体ポンプ機構及び流体リザーバは、図４１に示されていない。更に、流体ポンプ機構が機能し、流体リザーバと協働する方法を、ここでは重複して詳細に説明しない。
【０２１８】
システム１２００は、制限なしに次を含む：検出回路１２０２；軸位置センサ１２０４（又は検知システム）；及び角度位置センサ１２０６（又は検知システム）。軸位置センサ１２０４は、ロータの軸位置データを取得するように設計され構成されており、軸位置データは、流体ポンプ機構の動作中のロータの軸位置又は変位を示す。軸位置センサ１２０４の動作原理は、実施形態ごとに異なってもよい。この点に関して、軸位置センサ１２０４は、図２２〜３１を参照して上述されたもののいずれかを制限なしに含む、本明細書に記載された位置検出技術及び方法のいずれかを利用することができる。角度位置センサ１２０６は、ロータの角度位置データを取得するように設計され構成されており、角度位置データは、任意の好都合な参照点に対するロータの回転位置を示す。実際には、ロータの角度位置は、角度測定値に対応する度又は任意の適切な単位で表され得る。特定の実施形態では、角度位置センサ１２０６は、次にロータを回転させる駆動モータの動作を監視するデジタルエンコーダ又はカウンタとして実現され得る。
【０２１９】
軸位置センサ１２０４及び角度位置センサ１２０６が実装されている方法に関わらず、処理及び分析のために対応のセンサデータ又は情報が検出回路１２０２によって得られる。より具体的には，検出回路１２０２は、センサデータを処理して流体ポンプ機構の閉塞上流が発生したか否かを判定することができる。判定は、センサデータの特定の検出可能な特性に基づいており、検出回路１２０２は、流体ポンプ機構が、期待されるとおりに動作していて、流体を流体リザーバから引込み、患者に送達するために流体を放出するかどうか、又は上流閉塞が、流体ポンプ機構の流体引込みを阻んでいるかどうかを判定することができる。前述したように、上流閉塞は、入口流体流路が遮断されているとき又は流体リザーバが空である（及びリザーバのストッパが終了位置に到達した）ときに検出され得る。
【０２２０】
検出回路１２０２は、流体排出周期中にロータの軸流速度を計算する、ないしは別の方法で取得する。図１５を再度参照すると、プロットの区間８２０は、ロータが付勢要素の力の下でステータの中に正常に「跳ね返る」流体排出期間を表す。この期間中のロータの速度を、正常かつ期待された動作状態の下で特徴とし、予測することができる。区間８２０の勾配は、ロータの軸流速度を示すことを理解されたい（緩やかな勾配は、より低い速度に対応し、またより急な勾配は、より速い速度に対応する）。上流閉塞が存在する場合は（例えば、流体リザーバが空であり、リザーバのストッパが終了位置に到達した）、次いで流体ポンプ機構は、真空を引っ張る。結果的に、流体吸込期間中（図１５でプロットの区間８１６に対応する）に真空は、付勢力の同じ方向に追加的な力を生じる。この追加的な力は、流体排出周期中のロータの軸流速度を上昇させる。
【０２２１】
図４２は、上流閉塞状態のロータ軸位置対ロータ角度位置のプロット１２１０を含むグラフである。図４２はまた、閉塞がない正常かつ期待された動作状態に対応するプロット１２１２も含む。図４２が例証するように、２つのプロット１２１０、１２１２は、ポンプ周期の流体吸込期間１２１４中におおよそ同じ特性を呈する。ポンプ周期の流体排出期間１２１６中は、しかしながら、２つのプロット１２１０、１２１２は、互いに離れる。上述のように、プロット１２１２は、排出期間１２１６中のより緩やかな勾配を特徴とし、この緩やかな勾配は、ロータの公称軸流速度を示す。対照的に、プロット１２１０は、排出期間１２１６中のより急な勾配を特徴とする。より急な勾配は、この期間中のロータのより高い軸流速度を示す。再度、流体ポンプ機構の閉塞上流によって作られた真空状態は、流体排出期間中のロータの軸流速度を上昇させる（正常な流体送達動作中に経験した公称軸流速度に対して）。
【０２２２】
検出回路１２０２を、好適に構成しプログラムして、収集された軸位置及び角度位置センサデータを図４２で可視化された比較と一致する方法で分析する。例えば、検出回路１２０２は、流体排出期間中の平均又は最大ロータ軸流速度を計算し、それから計算された速度を所定の閾値の軸流速度値と比較することができる。計算された軸流速度が閾値を超えた場合、その後検出回路１２０２は、上流閉塞が検出されたと断定することができる。とりわけ、検出回路１２０２は、角度位置データを考慮して、ロータの軸流速度を周期の流体排出フェーズ中（他の時ではなく）に分析するように、ポンプ周期のタイミングを決定することができる。検出回路１２０２を、必要に応じてプログラムして、流体排出期間中のロータの軸流速度の変動を正確に特徴付けることができる。この点に関して、正常動作状態の下で、流体排出期間は、ロータの公称軸流速度を特徴とし、また上流閉塞状態の下で、流体排出期間は、ロータの異なる軸流速度を特徴とし、それはロータの公称軸流速度より高い。
【０２２３】
検出回路１２０２は、任意の好適な方法又はアルゴリズムを使用して判定を行うことができることを理解されたい。例えば、検出回路１２０２は、ロータの角度回転に応じてロータの軸位置を判定し、反応の勾配を計算し（図４２に示されたものと同様）、計算された勾配を所定の閾値の勾配値と比較することができる。代替の実施形態では、検出回路１２０２は、加速度計データを利用して、流体排出期間中にロータがステータに向かって移動するときのロータの速度を直接測定し、測定された速度を閾値と比較することができる。これら及び他の技術は、この開示によって想到される。
【０２２４】
上流閉塞検出：方法１０
【０２２５】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、輸液装置が上述した種類の流体ポンプ機構を使用すると仮定する（即ち、ステータ及び駆動モータによって駆動される協働ロータを有するもの）。この節で提示される上流閉塞検出方法は、駆動モータのモータ電流を分析して、動作状態又は輸液装置の状態を判定する。図１５を再度参照すると、１ポンプ周期は、流体吸込期間（プロットの区間８１６によって表される）、短い滞留期間（プロットの区間８１８によって表される）、流体排出期間（プロットの区間８２０によって表される）、及び別の滞留期間（プロットの区間８２２によって表される）を含む。図５〜１５を参照して上述したように以下のとおりである：ロータカム要素７２２は、流体吸込期間中及びプロットの区間８１８に対応する滞留期間中にステータカム要素７０６に沿って移動する；ロータカム要素７２２は、流体排出期間中にステータカム要素７０６から係合解除し、基準面７３６に向かって移動する；またロータカム要素７２２は、プロットの区間８２２に対応する滞留期間中に基準面７３６に沿って移動する。ロータの連続的な回転は、このポンプ周期の反復をもたらす。
【０２２６】
この節で説明される方法は、駆動モータ１３８がＤＣモータであること、及び駆動モータ１３８の電流消費を、駆動モータがロータを駆動する際に監視し測定することができることと仮定する。ＤＣモータの電流消費は、出力トルク及び回転速度に比例する（トルクが増大すると、引込み電流が増大し、回転速度が減少する）ことは確立している。したがって、ロータカム要素７２２が基準面７３６上を移動していて、かつ加えられた付勢力がより低いとき（図１５でプロットの区間８１４、８２２）、モータ電流は、やや安定して平坦かつ比較的低い。対照的に、ロータカム要素７２２がステータカム要素７０６と係合すると、付勢ばね力は増大し、それが今度はカム要素間の摩擦を増大させる。正味の影響は、駆動モータからの駆動電流の消費及びトルク出力の増大である。駆動電流は、ロータカム要素７２２がステータカム要素７０６のプラトーに到達したときにピークに達し、そして次にロータカム要素７２２がプラトーにわたって移動し続けるにつれて徐々に減少する。ロータカム要素７２２がステータカム要素７０６から係合解除（即ち、ロータカム要素７２２がプラトーから落下）した後、駆動電流は、比較的低いかつ安定した基準レベルに戻る。
【０２２７】
輸液装置は、駆動モータの電流を監視し分析する好適に構成された検出回路を含むことができる。電流は、時間、ロータの角度位置、モータ位置などに応じて分析され得る。検出回路は、測定されたモータ電流を、保存された電流プロファイル又は応答曲線と比較して、流体ポンプ機構が正常かつ期待されたやり方で動作しているか否か、上流閉塞が発生したか否か、下流閉塞が発生したか否かなどを判定することができる。例えば、流体リザーバが空である場合（又は上流流体流路が遮断されている場合）は、次にモータ電流は、測定できる程度に上述したものとは異なる特性を呈するだろう。この点に関して、空のリザーバ又は上流閉塞によって作られた真空は、（駆動モータ１３８が、真空によって生じた力に打ち勝つ必要があるため）流体吸込期間中に出力トルクを増大させるだろう。したがって、測定されたモータ電流は、流体ポンプ機構の非閉塞動作と関連した正常なモータ電流特性に対して、流体吸込期間中により急な上昇及びより高い最大値を呈するだろう。検出回路は、測定されたモータ電流でこの種の特徴的な違いを観測した場合に適切な動作をとるように設計することができる。この節で提示される方法はまた、そのように所望される場合、下流閉塞の存在を検出するのに利用することもできることを理解されたい。
【０２２８】
上流閉塞検出：方法１１
【０２２９】
この節で提示される上流閉塞検出方法は、輸液装置が図５〜１４を参照して概ね上述した種類の流体ポンプ機構を使用すると仮定する。弁の開閉に関するタイミングは、しかしながら、わずかに異なって閉塞検出に対応する。結果的に、図１５及び図１６に示されるプロットは、ここに提示された実施形態に適合しない。更に、この節で提示された実施形態のうち少なくとも１つは、上流閉塞検出に加えて（又はその代わりに）下流閉塞検出のために利用され得る。
【０２３０】
図１５を参照して上述された実施形態は、ステータカム要素がロータカム要素を係合解除するとき、又はステータカム要素がロータカム要素を係合解除する直前に第２の弁（即ち、出口弁）が開くような弁時期を使用する。換言すれば、ロータカム要素の終端の角度位置は、図１５に示されるプロットの区間８１８の右端に対応する。結果的に、区間８１８のほとんどの間、両方の弁は閉じたままであり、第２の弁は、ステータカム要素のロータカム要素との係合解除と共に開く。
【０２３１】
上述された弁時期と対照的に、この節に記載された実施形態は、第２の弁の開放を遅らせる修正された弁時期を利用する。この点に関して、図４３は、流体ポンプ機構の様々な動作状態のロータ軸位置対ロータ角度位置のプロットを含むグラフである。図４３では、領域１３００は、第１の／入口弁（Ｖ１）が開いていて、かつ第２の／出口弁（Ｖ２）が閉じている第１の期間に対応し、領域１３０２は、Ｖ１が閉じていて、かつＶ２が開いている第２の期間に対応し、また領域１３０４は、Ｖ１が開いていて、かつＶ２が閉じている第３の期間に対応する。これらの領域の間の間隙は、両方の弁が閉じている期間に対応する。
【０２３２】
図４３はまた、ロータ１３０８の基準面１３０６も模式的に示しており、基準面１３０６は、グラフのロータ角の軸と揃えて（図４４に示されるように円ではなく）直線の状態にされている。説明のし易さのために、図４４は、エンドキャップ又はロータ１３０８の周囲の構造体を示さない。ロータ１３０８は、図１１〜１４を参照して上に詳細に記述されるように、基準面１３０６から立ち上がる可変の高さを有するロータカム要素１３１０を含む。ロータ１３０８の図示された実施形態はまた、基準面１３０６に位置する又は一体化されている第１の（先頭の）センサ接触要素１３１２、及び基準面１３０６に位置する又は一体化されている第２の（後続の）センサ接触要素１３１４も含む。以下の説明から明らかになるように、第２のセンサ接触要素１３１４は、下流閉塞検出をサポートするために利用される。
【０２３３】
第１のセンサ接触要素１３１２は、ロータカム要素１３１０によって占有されていない領域に位置する。より具体的には、第１のセンサ接触要素１３１２は、ロータカム要素１３１０の上（後続の）縁部１３１６に続く角度位置に位置する。図４４に示されるように、第１のセンサ接触要素１３１２は、ロータカム要素１３１０の直後の基準面１３０６上に位置し得る。第２のセンサ接触要素１３１４もまた、ロータカム要素１３１０によって占有されていない領域に位置する。第２のセンサ接触要素１３１４は、第１のセンサ接触要素１３１２に続く角度位置に位置する。図４３及び図４４に示されるように、第１及び第２のセンサ接触要素１３１２、１３１４は、所望される弁時期特性及び所望される閉塞検出機能によって決定される寸法を有する間隙によって分離されている。
【０２３４】
図４３を再度参照すると、角度位置１３２０は、ロータカム要素１３１０のより低い（先頭の）縁部１３２２に対応し、角度位置１３２４は、ロータカム要素１３１０の上（後続の）縁部１３１６に対応する。角度位置１３２６は、ロータカム要素１３１０のプラトー１３２８、即ち、ロータカム要素１３１０の平坦かつ最も高い部分の開始に対応する。したがって、プロットの区間１３３０は、流体ポンプ機構の流体吸込期間に対応し、プロットの区間１３３２は、ステータカム要素がロータカム要素１３１０のプラトー１３２８上に存在する滞留期間に対応する。区間１３３２の右端は、ロータカム要素１３１０の上（後続の）縁部１３１６に対応する。とりわけ、ロータカム要素１３１０は、入口弁及び出口弁の両方が閉じているときステータカム要素を係合解除し、両方の弁は、その後短時間閉じたままである。この短い「弁遅延」期間は、プロットの区間１３３４によって表されている。弁遅延期間は、ロータカム要素１３１０の終わりから開始し、出口弁の開放で終了する時間（又は回転の角度）に対応する。
【０２３５】
ロータ１３０８上の第１のセンサ接触要素１３１２の角度位置決めは、進行中のポンプ周期で入口弁が閉じた後で、かつ進行中のポンプ周期で出口弁が開く前に発生する弁状態に対応する。図４３は、この特徴、つまり第１のセンサ接触要素１３１２の位置に関連するロータ角は、弁の両方が閉じている期間に対応する、を模式的に図示する。対照的に、ロータ１３０８上の第２のセンサ接触要素１３１４の角度位置決めは、進行中のポンプ周期で出口弁が閉じた後で、かつ次のポンプ周期で入口弁が開く前に発生する異なる弁状態に対応する。
【０２３６】
センサ接触要素１３１２、１３１４は、好適に構成された検知要素又は構成、及び検知要素が、センサ接触要素１３１２、１３１２と接触するといきにそれを検出する検出回路と協働する。図１８及び１９を参照して上述された検知要素及び関連する特徴及び機能もまた、ここに記載された実施形態と共に利用され得る。上述のように、ステータ上の検知要素を利用して、ステータカム要素が第１のセンサ接触要素１３１２、第２のセンサ接触要素１３１４、又は両方と接触したか否かを判定することができる。このように、検出回路は、ロータの角度位置に応じて検知要素から得られた検出信号の特性を監視して、流体ポンプ機構の電流動作状態を判定する。例えば、検出回路によって観測された検知パターンは、正常な動作状態又は故障状態（下流閉塞、上流閉塞、空の流体リザーバなど）を示してもよい。検出回路が、故障状態を検出した場合は、次に警報、アラーム、警告メッセージ、を開始若しくは生成するか、又は任意の適切な種類の動作をとることができる。
【０２３７】
図４３の実線プロットは、正常かつ期待された動作状態の下での流体ポンプ機構の動作に対応する。これらの正常な動作状態の下で、両方の弁は、プロットの区間１３３４によって表される期間にわたって閉じたままである。この期間中、ロータの軸位置は、ステータカム要素がロータカム要素を係合解除したとしても（最も高い点又はその近傍で）実質的に安定したままである。出力弁の閉状態及び流体ポンプ機構内の流体の存在は、この期間中のロータの軸方向変位を妨げる。しかしながら出力弁が開くとすぐに、ロータは、公称基準位置に到達するまでステータに向けて付勢される。
【０２３８】
図４３の破線プロットは、入口弁の流体ライン閉塞上流又は空の流体リザーバに起因し得る、上流閉塞状態の下での流体ポンプ機構の動作に対応する。上流閉塞の存在下で、流体ポンプ機構は、流体を引込まずに真空を引っ張る。上流閉塞によって作られた真空状態は、負圧を発生させ、出口弁が閉じていてもロータカム要素１３１０を基準面１３０６に向かって移動させる。この負圧は、ステータカム要素がロータカム要素を係合解除するとすぐに（両方の弁が閉じていても）ロータを所定の位置に跳ね返らせる。したがって、ロータの軸方向変位は、迅速に減少し、公称基準レベルに戻る。プロットの区間１３３４に関連した弁遅延期間は、より詳細に後述されるように必要に応じて上流閉塞検出に対応するように操作され得る。ロータの軸方向変位は、次の流体吸込周期まで基準レベルのままである。
【０２３９】
図４３の点線プロットは、出口弁の流体ライン閉塞下流に起因し得る、下流閉塞状態の下での流体ポンプ機構の動作に対応する。下流閉塞の存在下で、流体ポンプ機構は、平常どおり流体を放出することができない。結果的に、ロータの軸方向変位は、逆流に対応するために入口弁が開くまで比較的高いままである。しかしながら、その後すぐに、次の流体吸込周期は、軸方向変位を再度増加させる。とりわけ、ロータの軸方向変位は、プロットの区間１３３４によって表される期間中でも最も高いレベル又はその付近のままである。この期間中、ロータの軸位置は、ステータカム要素がロータカム要素を係合解除したとしても（最も高い点又はその近傍で）実質的に安定したままである。
【０２４０】
正常な状態及び閉塞状態の下での流体ポンプ機構の動作は、センサ接触要素１３１２、１３１４の寸法及び位置が適切に決められ得ることを特徴とし得る。例えば、正常動作状態の下で、基準面１３０６上の第１のセンサ接触要素１３１２の場所に対応する角度位置の間、ロータはステータから軸方向に移動したままであるので、ステータカム要素上の検知要素は、第１のセンサ接触要素１３１２を非接触にする。更に、正常動作状態の下で、検知要素は、基準面１３０６上の第２のセンサ接触要素１３１４の場所に対応する角度位置の間、ロータは、その基準軸位置に存在するので、ポンプ周期ごとに１回、第２のセンサ接触要素１３１４に接触する。したがって、正常動作状態の下で、検出回路は、各ポンプ周期に対して第２のセンサ接触要素１３１４だけとの接触を検出することになる。
【０２４１】
上流閉塞状態（リザーバの終了状態又はリザーバストッパが急に止まった状態を含む）の下で、検知要素は、ポンプ周期ごとに１回、センサ接触要素１３１２、１３１４の両方に接触する。より具体的には、ロータカム要素１３１０がステータカム要素を係合解除した直後に（かつ両方の弁が閉じているときに）、検知要素は、第１のセンサ接触要素１３１２に接触し、その後、検知要素は、第２のセンサ接触要素１３１４に接触する。検出回路は、第１及び第２のセンサ接触要素１３１２、１３１４と接触する検知要素に基づいて上流閉塞が発生したと判定する、又は断定することができる。あるいは、検出回路は、第１のセンサ接触要素１３１２だけに接触する検知要素に基づいて上流閉塞が発生したと判定する、又は断定することができる。実際には、第２のセンサ接触要素１３１４を、上流閉塞検出の目的のために使用する必要はない。
【０２４２】
下流閉塞状態の下で、検知要素は、センサ接触要素１３１２、１３１４のどちらかを非接触にする。むしろ、下流閉塞は、ステータカム要素がセンサ接触要素１３１２、１３１４の角度位置範囲内のロータの基準面１３０６に到達するのを阻む。図４３に示されるように、下流流体経路が遮断されているとき、検知要素は、（到達するとしても）出口弁が開く直後まで基準面１３０６に到達しない。したがって、検出回路は、センサ接触要素１３１２、１３１４を非接触にする検知要素に基づいて下流閉塞が発生したと判定する、又は断定することができる。
【０２４３】
実際には、この節に記載された検出回路は、検知要素及びセンサ接触要素１３１２と１３１４との間の相互作用から生じた信号特性を観察するように設計され得る。この点に関して、異なる信号パターンは、１ポンプ周期に対応するロータの各回転に対して生成されることになる。検出回路は、取得したセンサ信号パターンを監視して、電流動作状態／流体ポンプ機構の状態を判定することができる。この節で提示された実施形態について、検出されたＳ１＝ＬＯＷ＋Ｓ２＝ＨＩＧＨのパターンは、正常運転を示す（式中、Ｓ１は第１のセンサ接触要素１３１４の状態であり、Ｓ２は、第２のセンサ接触要素の状態である）。検出されたＳ１＝ＨＩＧＨ＋Ｓ２＝ＨＩＧＨのパターンは、上流閉塞状態を示し、検出されたＳ１＝ＬＯＷ＋Ｓ２＝ＬＯＷのパターンは、下流閉塞状態を示す。あるいは、検出回路は、接触されたセンサ接触要素１３１２、１３１４を必ずしも追従し続けることなくロータ１３０８の各回転中に検出された「ヒット」数を次のように単純に数えることができる：１カウントのみは、正常運転を示す；２カウントは、上流閉塞を示す；０カウントは、下流閉塞を示す。この単純な符号化スキームは、検出回路が目的の３つの動作状態を区別するのを容易にする。
【０２４４】
図４４に示された実施形態について、センサ接触要素１３１２、１３１４は、ロータ１３０８の基準面１３０６上に位置する。更に、図４４の実施形態は、（図１８及び１９を参照して上述された種類の）ステータカム要素に組み込まれた検知要素と協働する。対照的に、図４５及び図４６は、センサ接触要素の異なる構成を有する代替的な実施形態を示す。この点に関して、図４５は、流体ポンプ機構のロータ１４００の例示の実施形態の斜視端面図であり、図４６は、流体ポンプ機構の適合するステータ１４０２と協働するロータ１４００を示す側面図である。ロータ１４００及びステータ１４０２の基本構成、設計、及び機能は、図５〜１４を参照して前述したものと同様であり、共通の特徴及び態様を、ここでは重複して詳細に説明しない。しかしながら、ステータカム要素（図４６に示されない）及びロータカム要素１４０４の弁時期及び構成は、図４３及び図４４を参照してこの節で前述したものと同様である。
【０２４５】
ロータ１４００は、ステータ１４０２の相手側フランジ１４１０に対向する露出したリム１４０８を有するエンドキャップ１４０６を含む。ロータ１４００の基準面１４１２及びロータカム要素１４０４は、エンドキャップ１４０６の内側（下）に位置する。ロータ１４００はまた、第１のセンサ接触要素１４１４及び第２のセンサ接触要素１４１６も含み、その両方が、リム１４０８上に位置するか、又はリム１４０８に組み込まれている。第１のセンサ接触要素１４１４の形状、寸法、及び場所は、ロータ１３０８の第１のセンサ接触要素１３１２について上述したものと合致する。同様に、第２のセンサ接触要素１４１６の形状、寸法、及び場所は、ロータ１３０８の第２のセンサ接触要素１３１４について上述したものと合致する。基準面１４１２ではなく、リム１４０８上のセンサ接触要素１４１４、１４１６の配置は、それらの軸位置を単にずらし、ロータカム要素１４０４に対する角度位置、及び弁のタイミングに対する角度位置は、上述したものと実際上同じままである。したがって、第１のセンサ接触要素１４１４は、ロータカム要素１４０４の上縁部１４２０に続く角度位置に位置し、また第２のセンサ接触要素１４１６は、第１のセンサ接触要素１４１４に続く角度位置に位置する。正常な動作状態、上流閉塞状態、及び下流閉塞状態に関する図４３に示されたプロットは、図４５及び図４６に示される実施形態にも適合することを理解されたい。
【０２４６】
検知要素は、ステータ１４０２の上に位置し、これに組み込まれ、ないしは別の方法でこれに運ばれ得る。図示された実施形態は、第１及び第２の導電性ばねタブ１４２４、１４２６を使用し、それらは、ステータ１４０２のフランジ１４１０上に位置する。導電性ばねタブ１４２４、１４２６は、ロータ１４００のリム１４０８に向かって伸長し、ロータ１４００の軸位置が公称基準位置にあるとき、及びステータ１４０２に対するロータ１４００の角度位置が導電性ばねタブ１４２４、１４２６をセンサ接触要素１４１４、１４１６に整列させるときに物理的及び電気的にセンサ接触要素１４１４、１４１６と接触するように寸法及び配置を決められる。図４６には示されていないが、各導電性ばねタブ１４２４、１４２６は、ここに提示された検出方法に対応するように検出回路に電気的に結合され得る。この点に関して、導電性ばねタブ１４２４、１４２６は、図１９を参照して上述されたものと同様の方法で検出回路に接続することができる。したがって、検出回路は、２つの導電性ばねタブ１４２４、１４２６がセンサ接触要素１４１４、１４１６のうちの１つによって共に短絡されたときにそれを判定することができる。例えば、図４６は、導電性ばねタブ１４２４、１４２６が物理的かつ電気的にセンサ接触要素１４１４に結合されているときのロータ１４００及びステータ１４０２を示す。
【０２４７】
図１７〜１９を参照して上述された実施形態は、導電性ばねタブ及びエンドキャップ８５８のリム８８２上のセンサ接触要素８７０を使用するように代替的に構成され得ることを理解されたい。換言すれば、図４５及び図４６に示されたセンサ構成は、ロータ８５２及びステータ８５４と同等の方法で配置することができる。
【０２４８】
前述の発明を実施するための形態で、少なくとも１つの例示の実施形態が提示されてきたが、膨大な数の変更例が存在することを理解されたい。本明細書に記載された例示の実施形態又は複数の実施形態は、いかなるようにも特許請求される主題の範囲、適用性、又は構成を制限する意図がないこともまた理解されたい。むしろ、前述の発明を実施するための形態は、当業者らに記載された実施形態又は実施形態を実装するのに簡便なロードマップを提供するであろう。本特許出願の出願時における周知の等価物及び予期し得る等価物を含む、特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、要素の機能及び構成に様々な変更を加えることができることを理解されたい。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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