(57)【要約】  注入液リザーバ内のベローズの変位を検出するためのベローズセンサを含む植え込み可能な薬剤送達装置および方法。ベローズセンサからのセンサデータにより、植え込み可能な薬剤送達装置または接続されたカテーテルの流動状態を間接的に測定できてもよい。植え込み可能な薬剤送達装置内のプロセッサは、センサデータを使用して、経時的な患者への注入液の送達が通常のパラメータまたは許容可能なパラメータの範囲外であるかどうかを判定し、それに応じてアクションを実行できる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植え込み可能な薬剤送達装置内の注入液に関連するパラメータの変化が正常であるかどうかを判定する方法であって、
プロセッサにより、前記植え込み可能な薬剤送達装置のベローズ内の前記注入液に関連する現在のパラメータを測定することと、
前記プロセッサにより、前記測定された現在のパラメータが前記ベローズ内に残ると予測される注入液に関連する予想パラメータと等しいか、または実質的に等しいかどうかを判定することと、
前記プロセッサにより、前記測定された現在のパラメータが、前記予想パラメータに等しくないか、または実質的に等しくないと判定したことに応答して、前記測定された現在のパラメータが第１の閾値以上かどうかを判定することと、
前記プロセッサによって、前記測定された現在のパラメータが前記第１の閾値以上であると判定したことに応答して、シャットオフ手順を開始することと、を含み、
前記シャットオフ手順が、
前記プロセッサによって、患者への前記注入液の投与が防止されるように、前記植え込み可能な薬剤送達装置の流体経路内の１つまたは複数の流れ制御装置を自動的に閉じることを含むように開始すること、を含む方法。
【請求項２】
前記シャットオフ手順が、前記プロセッサによって、無線通信インターフェースを介して、前記植え込み可能な薬剤送達装置が異常な状態で動作していることを示す通知を外部装置に送信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の閾値は、所定の投与量を超える速度で注入液を投与している前記植え込み可能な薬剤送達装置の実質的な機能不全を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記注入液に関連する前記現在のパラメータを測定することは、前記注入液または前記ベローズに関連付けられた１つまたは複数のセンサによって生成された１つまたは複数の出力に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記注入液に関連する前記現在のパラメータが、前記注入液のボリューム、前記注入液の量、または前記ベローズ内の前記注入液の前記ボリュームまたは前記量の変化率から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記予想パラメータは、前記ベローズ内の注入液の予想される量またはボリュームを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記予想パラメータは、
現在の治療計画に関連するパラメータ、以前の治療計画に関連するパラメータ、将来の治療計画に関連するパラメータ、および前記患者に関連付けられたパラメータの少なくとも１つに基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記現在の治療計画に関連する前記パラメータは、
前記ベローズに満たされた最大注入液量を使用して投与され得る投与回数、投与量、投与時間間隔、前記現在の治療計画中に注入液の最後の投与量が投与された時間に関連する情報、前記現在の治療計画中に以前に投与された投与回数、または前記現在の治療計画中に消費される注入液の量の少なくとも１つを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ベローズ内に残ると予測される前記注入液に関連する前記予想パラメータは、前記現在の治療計画が前記植え込み可能な薬物装置によって実行されるときに動的に決定される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記プロセッサにより、前記測定された現在のパラメータが前記予想パラメータと等しいかまたは実質的に等しいと判定したことに応答して、前記現在のパラメータが前記注入液に関連する所望の補充値より大きいかどうかを判定することと、
前記現在のパラメータが前記所望の補充値よりも大きくないと判定したことに応答して、
前記プロセッサにより、補充手順を開始することと、
前記プロセッサにより、前記ベローズ内の前記注入液に関連付けられた次の現在のパラメータを決定することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記補充手順は、前記注入液を補充する時間が近づいていることを前記患者、臨床医、または注入液提供者に通知するように構成された１つまたは複数の動作を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロセッサにより、現在のパラメータが前記所望の補充値よりも大きいと判定したことに応答して、前記ベローズ内の前記注入液に関連付けられた次の現在のパラメータを決定することをさらに含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記プロセッサにより、前記測定された現在のパラメータが前記第１の閾値未満であると判定したことに応答して、前記現在のパラメータが第２の閾値以上であるかどうかを判定することをさらに含み、
前記第２の閾値は、現在の注入液使用量が、ある期間にわたって危険ではない量だけ、予想される注入液使用量を超えていることを示す、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記プロセッサにより、前記測定された現在のパラメータが前記第２の閾値未満であると判定したことに応答して、外部装置に後で報告するために、観測された総投与量に関連する情報を決定して記録することをさらに含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記現在のパラメータが第２の閾値以上であると判定したことに応答して、
前記プロセッサにより、異常な投与量測定値が検出された回数のカウントが第３の閾値未満であるかどうかを判定することと、
前記プロセッサによって、異常な投与量測定値が検出された前記回数の前記カウントが前記第３の閾値以上であると判定したことに応答して、異常動作手順を開始することとをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
異常な投与量測定値が検出された前記回数の前記カウントが前記第３の閾値未満であると判定したことに応答して、前記カウントをインクリメントすることをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
１つまたは複数の流れ制御装置を自動的に閉じることは、第１の流れ制御装置および第２の流れ制御装置の少なくとも１つが閉じられるように、前記第１の流れ制御装置と前記第２の流れ制御装置との間の注入液の流れを計量することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記シャットオフ手順が、前記流れ制御装置が閉じる前に前記装置のアキュムレータに到達した注入液の量を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記プロセッサにより、前記ベローズが注入液で満たされているという指示を受け取ることと、
前記プロセッサにより、前記ベローズが注入液で満たされているという前記指示を受け取ったことに応答して、前記注入液に関連付けられた初期パラメータを決定することであって、前記初期パラメータは、前記ベローズに関連付けられた１つまたは複数のセンサからの出力に基づいて決定されるように、決定することと、
前記プロセッサにより、前記決定された初期パラメータに基づいて治療計画に関連するパラメータを決定することと、
前記プロセッサにより、前記決定された治療計画を開始することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
注入液のリザーバとして構成されたベローズと、
前記ベローズに連結され、前記注入液を患者に分配するために、ダイヤフラムチャンバと前記ダイヤフラムチャンバ内で撓むダイヤフラムとを含むアキュムレータと、
少なくとも１つのベローズセンサと、
前記少なくとも１つのベローズセンサに結合され、動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令を備えたプロセッサと、を含み、
前記プロセッサは、
前記植え込み可能な薬剤送達装置のベローズ内の注入液のボリュームに関連するパラメータのベローズセンサから第１のセンサ出力を取得することと、
前記少なくとも１つのベローズセンサからの出力を使用して、前記ベローズ内の前記注入液に関連する現在のパラメータを測定することと、
前記測定された現在のパラメータが、前記ベローズ内に残ると予測される注入液に関連する予想パラメータと等しいか、または実質的に等しいかどうかを判定することと、
前記測定された現在のパラメータが前記予想パラメータと等しくないか、または実質的に等しくないと判定したことに応答して、前記測定された現在のパラメータが第１の閾値以上であるかどうかを判定することと、
前記測定された現在のパラメータが、前記第１の閾値以上であると判定したことに応答して、シャットオフ手順を開始することと、を含み、
前記シャットオフ手順は、
前記患者への前記注入液の投与が防止されるように、前記植え込み可能な薬剤送達装置の流体経路内の１つまたは複数の流れ制御装置を自動的に閉じることを含むように開始すること、を含む、植え込み可能な薬剤送達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１６年４月１４日に出願された「フロー測定機能を備えた植え込み可能な薬剤送達装置」と題する米国特許出願第１５／０９８，６６３号の一部継続出願であり、２０１５年４月１６日に出願された「フロー測定機能を備えた植え込み可能な薬剤送達装置」と題する米国仮出願第６２／１４８，４５７号の優先の利点を主張し、その全ての内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、薬品または他の流体を患者に送達するための植え込み可能な注入装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
薬品などの注入液を患者に送達するためのさまざまな植え込み可能な装置が存在する。そのような装置の１つは、植え込み可能なバルブアキュムレータポンプシステムである。このシステムには、薬剤リザーバと出口カテーテルの間に位置する電子制御計量アセンブリが含まれている。計量アセンブリは、固定ボリュームアキュムレータの入口側と出口側に配置された２つの通常閉のソレノイドバルブを含むことができる。入口バルブが開いて、リザーバからアキュムレータへの固定ボリュームの注入液を受け入れる。次に、入口バルブを閉じ、出口バルブを開いて、固定ボリュームの注入液を、アキュムレータから注入液が患者に送達される出口カテーテルに分配する。バルブは電子機器モジュールを介して電子的に制御することができ、プログラム可能な薬物送達速度を提供するように外部プログラマを使用してプログラムすることができる。通常、装置は患者の体内に埋め込まれ、動作中に簡単にアクセスできないため、装置の正常な動作状態から障害状態またはその他の逸脱がある場合、検出するのが困難な場合がある。
【発明の概要】
【０００４】
さまざまな実施形態のシステム、方法、および装置は、注入液用のリザーバを提供するベローズのボリュームを監視することにより、植え込み可能な薬剤送達装置の流量の間接的な測定値を提供する。種々の実施形態は、ベローズの形状または変位の変化を経時的に測定することにより、植え込み可能な薬剤送達装置の流量状態の監視を可能にし得る。さまざまな実施形態は、時間の関数としてベローズの形状または変位の変化を測定するように構成されたベローズセンサを有する植え込み可能な薬剤送達装置を含む。ベローズセンサは、ひずみゲージまたは容量変位センサなどの電子式センサ、光学式センサ、圧力センサ、または音波式センサとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本発明の例示的な実施形態を示す添付図面は、上記の一般的な説明および以下の詳細な説明とともに、本発明の特徴を説明するのに役立つ。
【０００６】
【図１】図１は、植え込み可能な薬剤送達システムの概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、計量アセンブリの固定ボリュームアキュムレータと、植え込み可能な薬剤送達システムの計量アセンブリによって実行される一連のステップを概略的に示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、計量アセンブリの固定ボリュームアキュムレータと、植え込み可能な薬剤送達システムの計量アセンブリによって実行される一連のステップを概略的に示している。
【図２Ｃ】図２Ｃは、計量アセンブリの固定ボリュームアキュムレータと、植え込み可能な薬剤送達システムの計量アセンブリによって実行される一連のステップを概略的に示している。
【図２Ｄ】図２Ｄは、計量アセンブリの固定ボリュームアキュムレータと、植え込み可能な薬剤送達システムの計量アセンブリによって実行される一連のステップを概略的に示している。
【図３】図３は、アキュムレータのダイヤフラムの位置または撓みの変化を測定するように構成されたひずみゲージ検知装置を含む実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置の概略図である。
【図４】図４は、アキュムレータのダイヤフラムの位置または撓みの変化を測定するように構成された容量変位センサを含む実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置の概略図である。
【図５】図５は、アキュムレータのダイヤフラムの位置または撓みの変化を測定するように構成された光学式センサを含む実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置の概略図である。
【図６】図６は、アキュムレータのダイヤフラムの位置または撓みの変化を測定するように構成された圧力センサを含む実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置の概略図である。
【図７】図７は、アキュムレータのダイヤフラムの位置または撓みの変化を測定するように構成された音波式センサを含む実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置の概略図である。
【図８】図８は、一実施形態による、植え込み可能な薬剤送達装置を操作する方法を示すプロセスフロー図である。
【図９】図９は、注入液のボリュームおよび／またはベローズの変位に関連する１つまたは複数のパラメータを測定するように構成された異なるベローズセンサおよび／または検出器を含む植え込み可能な薬剤送達装置のさまざまな実施形態の概略図である。
【図１０】図１０は、注入液のボリュームおよび／またはベローズの変位に関連する１つまたは複数のパラメータを測定するように構成された異なるベローズセンサおよび／または検出器を含む植え込み可能な薬剤送達装置のさまざまな実施形態の概略図である。
【図１１】図１１は、注入液のボリュームおよび／またはベローズの変位に関連する１つまたは複数のパラメータを測定するように構成された異なるベローズセンサおよび／または検出器を含む植え込み可能な薬剤送達装置のさまざまな実施形態の概略図である。
【図１２】図１２は、注入液のボリュームおよび／またはベローズの変位に関連する１つまたは複数のパラメータを測定するように構成された異なるベローズセンサおよび／または検出器を含む植え込み可能な薬剤送達装置のさまざまな実施形態の概略図である。
【図１３】図１３は、注入液のボリュームおよび／またはベローズの変位に関連する１つまたは複数のパラメータを測定するように構成された異なるベローズセンサおよび／または検出器を含む植え込み可能な薬剤送達装置のさまざまな実施形態の概略図である。
【図１４】図１４は、注入液のボリュームおよび／またはベローズの変位に関連する１つまたは複数のパラメータを測定するように構成された異なるベローズセンサおよび／または検出器を含む植え込み可能な薬剤送達装置のさまざまな実施形態の概略図である。
【図１５】図１５は、注入液のボリュームおよび／またはベローズの変位に関連する１つまたは複数のパラメータを測定するように構成された異なるベローズセンサおよび／または検出器を含む植え込み可能な薬剤送達装置のさまざまな実施形態の概略図である。
【図１６】図１６は、いくつかの実施形態による、植え込み可能な薬剤送達装置のベローズ内の注入液ボリュームの変化を判定するための実施形態の方法を示すプロセスフロー図である。
【図１７】図１７は、例示的な異常な注入液ボリューム速度手順のための実施形態の方法を示すプロセスフロー図である。
【図１８】図１８は、植え込み可能な薬剤送達装置のベローズに関連する初期パラメータを決定するための実施形態の方法を示すプロセスフロー図である。
【図１９】図１９は、植え込み可能な薬剤送達装置のベローズ内の注入液に関連するフロー関連パラメータの変化に基づいて行動をとるための実施形態の方法を示すプロセスフロー図である。
【図２０】図２０は、一実施形態による、別の植え込み可能な薬剤送達システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
さまざまな実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明される。可能な限り、同一または類似部品に言及するのに、図面全体を通して同一の参照番号を使用するであろう。特定の例および実装に対する参照は、例示を目的とするものであり、本発明または特許請求の範囲を限定することを意図したものではない。
【０００８】
本明細書では、「例示的」または「例えば」という言葉は、「例、事例、または例証として機能する」ことを意味するために使用される。本明細書で「例示的」または「例えば」として説明される実行は、必ずしも他の実行よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。
【０００９】
種々の実施形態のシステム、方法、および装置は、注入液のリザーバを提供するベローズの変位を監視することにより、患者への注入液の投与量を監視することを可能にする。一実施形態の薬剤送達システムは、ベローズの変位または形状の変化を測定するように構成されたベローズセンサを含むことができる。ベローズセンサは、例えば、ひずみゲージまたは容量変位センサなどの電子式センサ、光学式センサ、圧力センサ、または音波式センサであり得る。ベローズセンサは、ベローズのボリュームの経時変化を監視することにより、植え込み可能な薬剤送達装置の流量の間接測定を提供するために使用できる。さまざまな実施形態は、時間の関数としてベローズの形状または変位の変化を測定することにより、植え込み可能な薬剤送達装置の流量が正常な動作状態内にあるかどうかの決定を可能にし得る。
【００１０】
図１は、薬品などの注入液を送達するための植え込み可能なバルブアキュムレータポンプシステム１００の実施形態を示している。システム１００は一般に４つのアセンブリを含むことができる。第１の主要なアセンブリは、細菌／エアフィルタ２４と直列の再充填可能な定圧薬剤リザーバ１０である。一実施形態では、リザーバ１０は、ベローズ１６を含む密閉ハウジング１４を含む。ベローズ１６は、ハウジング１４を２つの部分、チャンバ１８および第２のゾーン２０に分離する。チャンバ１８は、薬剤または他の薬液を保持するために使用される。第２のゾーン２０は、通常、物体温でかなりの蒸気圧を有するフレオン（登録商標）などの二相流体で満たされている。したがって、第２のゾーン２０内の流体が気化すると、蒸気はベローズ１６を圧縮し、それによりチャンバ１８内の薬剤を加圧する。チャンバ１８は、補充隔壁１２を介して注入液を補充することができる。
【００１１】
二相流体は、チャンバ１８を一定の圧力下に維持するのに役立つ。チャンバ１８が補充されると、二相流体が加圧され、それにより第２のゾーン２０内の蒸気の一部が液相に凝縮される。チャンバ１８が空になると、この液体は蒸発し、したがってベローズ１６上の圧力を維持する。チャンバ１８内の注入液は正圧下にあるため、注入液はチャンバからバクテリアフィルタ２４を通って計量アセンブリに向かって押し出される。
【００１２】
第２の主要なアセンブリは、固定ボリュームアキュムレータ３０の入口側および出口側に配置された２つの常閉ソレノイドバルブ２６、２８を含む電子制御計量アセンブリである。バルブは、外部プログラマ３４を利用してプログラムできる電子機器モジュール３２を介して電子的に制御される。計量アセンブリは、入口バルブ２６と出口バルブ２８が同時に開かないように設計することができる。
【００１３】
第３の主要なアセンブリは、局所領域への薬品注入用の出口カテーテル３６である。流体の送達は、アキュムレータの圧力よりも低い圧力を持つ注入部位で発生する。この圧力差により、カテーテル３６を通る注入液の排出が強制される。
【００１４】
薬剤リザーバ１０および電子制御計量アセンブリは、人間または動物の患者の体内に埋め込まれ得る電源（例えば、バッテリー）も含む生体適合性ハウジング内に含まれ得る。出口カテーテル３６は、ハウジングと一体であってもよく、またはハウジングに取り付けられた別個のコンポーネントであり得る。カテーテル３６と連通するアクセスポート３１は、計量アセンブリの下流に設けられてもよい。アクセスポート３１は、例えば、薬品の一回の投与量を患者に手動で提供するために使用され得る。
【００１５】
図１に示されるシステムの第４のアセンブリは、所望の投薬計画を伝達およびプログラムするために使用される外部プログラマ３４である。一実施形態では、外部プログラマ３４は、タッチスクリーンを備えた手持ちユニットであり得る。外部プログラマ３４は、植え込み電子機器モジュール３２内の無線通信トランシーバへの無線データ転送リンクを提供し、バッテリ状態、診断情報、較正情報などを含むがこれらに限定されない情報を電子機器モジュール３２と交換できるようにすることができる。以下でさらに詳細に説明するさまざまな実施形態では、電子機器モジュール３２は、植え込み可能なシステム１００から外部プログラマ３４への注入液の流量に関する情報を伝達することができる。一実施形態では、外部プログラマ３４は、電子機器モジュール３２に命令を送信して、以下に説明する実施形態による、植え込み可能なシステムからの注入液の流量を検出することができる。一実施形態では、電子機器モジュール３２は、外部プログラマ３４との間で電磁信号を送受信するように構成されたコイルを含むことができる。
【００１６】
図２Ａ〜２Ｄは、一実施形態による、電子制御計量アセンブリの固定ボリュームアキュムレータ３０の構造および動作を概略的に示している。アキュムレータ３０は、キャップ５１とともに密閉ガスチャンバ５２を画定するハウジング５０を含むことができる。キャップ５１は、レーザー溶接などの任意の適切な手段を使用してハウジング５０に固定され得る。適切なガスは、正圧下で、ガスチャンバ５２内に密封され得る。密閉ガスチャンバ５２は、アルゴン、ヘリウムまたは窒素などの不活性ガス、空気、または異なるガスの混合物を含むことができる。あるいは、密閉ガスチャンバ５２は二相流体を含んでもよい。ハウジング５０の底面は、ダイヤフラムチャンバ５７の第１の（例えば、上部）表面５３を画定し得る。ハウジング５０内の１つまたは複数の流体通路５５は、ガスチャンバ５２をダイヤフラムチャンバ５７と接続し得る。
【００１７】
フェースプレート５６（スペーサプレートとも呼ばれ得る）は、ハウジング５０の底面に固定され得る。フェースプレート５６の上面は、ダイヤフラムチャンバ５７の第２の（例えば、下部）表面６０を画定し得る。ダイヤフラム４０は、ハウジング５０とフェースプレート５６との間に位置し、それらの間に画定されたダイヤフラムチャンバ５７内に配置することができる。実施形態では、ダイヤフラム４０の縁部は、ハウジング５０とフェースプレート５６との間に挟まれてもよく、アセンブリは、レーザー溶接などによって密封され得る。ダイヤフラム４０は、アキュムレータ３０内の気体側（例えば、ダイヤフラム４０の上）を流体側（例えば、ダイヤフラム４０の下）から分離する障壁を提供し得る。フェースプレート５６は、入口バルブ２６とダイヤフラムチャンバ５７との間の流体連通をもたらす流体入口ポート５８と、出口バルブ２８とダイヤフラムチャンバ２８との間の流体連通をもたらす流体出口ポート５９とを含むことができる。
【００１８】
実施形態では、ダイヤフラム４０は、薄いディスク形状のシートを含むことができる。ダイヤフラム４０は、チタンなどの金属を含むことができる。ダイヤフラム４０の直径および厚さは、所望の撓み範囲にわたって低いばね定数を提供するように選択され得る。ダイヤフラム４０は、流体（例えば、液体注入液）をその背後の環境から分離する、しなやかで柔軟な壁として機能し得る。図２Ａ〜２Ｂに示す実施形態では、上向きおよび下向きの動きとして示されるダイヤフラム４０の撓みは、ダイヤフラム４０の機械的ストップとして作用するダイヤフラムチャンバ５７の第１および第２の表面５３、６０によって制限される。図２Ａ〜図２Ｂに示す実施形態では、これらの表面５３、６０のそれぞれは、ダイヤフラム４０の輪郭停止部として作用する浅い凹状プロファイルを有するように形成される。輪郭の寸法は、ダイヤフラム４０が所定の固定ボリュームだけ撓みまたは付勢されたときのダイヤフラム４０の一般的なプロファイルに一致するよう選択され得る。この所定の固定ボリュームは、アキュムレータ３０によって計測されるボリュームに対応する。他の実施形態では、表面５３、６０のうちの１つは、平坦な、撓んでいない状態のダイヤフラムのプロファイルに対応する概ね平坦なプロファイルを有し得る。一方、もう一方の表面は、撓んだ状態のダイヤフラムのプロファイルに対応する。
【００１９】
いくつかの実施形態では、ダイヤフラムチャンバ５７の第２の（例えば、下部）表面６０は、表面６０に形成された１つまたは複数のチャネルを含み、流体の流出を最大にし、チャンバ５７内のデッドボリュームを最小にすることができる。例えば、表面６０には、ダイヤフラムチャンバの詳細については、参照により本明細書に組み込まれるＢｕｒｋｅ等の米国特許第８，２７３，０５８号に記載されている、入口ポート５８と出口ポート５９とを接続するトラフにより交差される環状溝を形成することができる。
【００２０】
図２Ａは、ガスチャンバ５２およびダイヤフラムチャンバ５７のガス側のガス圧からの付勢の結果として、入口バルブ２６と出口バルブ２８の両方が閉じられ、ダイヤフラム４０が下向きに撓む（図２Ａに示されている方向）状態のアキュムレータ３０を示す。ポンプサイクルのこの部分では、ダイヤフラムチャンバ５７に液体注入液はない。
【００２１】
図２Ｂは、入口バルブ２６が開かれる一方、出口バルブ２８が閉じられた後のアキュムレータ３０を示す。リザーバ１０（図１参照）からの液体注入液の圧力は、ダイヤフラム４０の背面に対する加圧ガスの付勢に打ち勝つのに十分であり、ダイヤフラム４０をダイヤフラムチャンバ５７の第２の（下部）表面６０から分離させる。注入液は、図２Ｂの矢印で示されるように、入口ポート５８を通ってダイヤフラムチャンバ５７に流れ込み始める。注入液がダイヤフラムチャンバ５７を満たすと、チャンバ５７内の流体圧力からの付勢により、ダイヤフラム４０がダイヤフラムチャンバ５７の第１の（上部）表面５３に向かって上向きに（図２Ｂに示される向き）撓む。
【００２２】
図２Ｃは、固定または所望のボリュームまでの注入液で満たされたアキュムレータ３０を示している。ダイヤフラム４０は、ダイヤフラム４０の機械的ストップとして作用するダイヤフラムチャンバ５７の第１の（上部）表面５３に対して付勢される。アキュムレータ３０が注入液で満たされると、図２Ｃに示すように、入口バルブ２６が閉じられる。
【００２３】
図２Ｄは、入口バルブ２６が閉じられる一方で、出口バルブ２８が開かれた後のアキュムレータ３０を示す。注入液は、図２Ｄの矢印で示されるように、出口ポート５９およびカテーテル３０（図１参照）を通ってダイヤフラムチャンバ５７から流出し始める。注入液がアキュムレータを空にすると、ダイヤフラム４０はダイヤフラムチャンバ５７の第１の（上部）表面５３から分離する。ガスチャンバ５２およびダイヤフラムチャンバ５７のガス側のガス圧からの付勢は、ダイヤフラム４０をダイヤフラムチャンバ５７の第２の（下部）表面６０に向かって（図２Ｄに示される向きで）下向きに撓ませる。チャンバ５７の注入液が完全に空になると、ダイヤフラム４０は、ダイヤフラム４０の機械的ストップとして作用するダイヤフラムチャンバ５７の第２の（下部）表面６０に対して付勢される。次に、出口バルブ２８が閉じられ、アキュムレータ３０は再び図２Ａに示される状態になる。その後、図２Ａ−２Ｄに示されたポンプサイクルが繰り返される。したがって、アキュムレータ３０は、アキュムレータ３０の入口バルブ２６および出口バルブ２８のサイクルレートによって定義される頻度で、注入液の所定のボリュームスパイクを保存および放出する。システム１００からの注入液の公称流量は、アキュムレータ３０の入口バルブ２６および出口バルブ２８のサイクルレートを制御することにより制御され得る。
【００２４】
動作中、システムからの注入液のプログラムされた流量は、さまざまな理由で患者に送達される注入液の実際の流量を表さない場合がある。例えば、カテーテル内または装置内の他の場所の注入液の流れの詰まりまたは閉塞、バルブの誤動作、装置の漏れ、または別の障害状態があり得る。これらの状態のいずれかまたは組み合わせにより、所定の期間内に、所望の量よりも多いまたは少ない注入液が患者に送達される状況が生じる可能性がある。これにより、治療計画の有効性が低下する可能性があり患者にとって潜在的に危険な場合がある。さらに、注入液は通常、従来の流量計の使用が実用的ではない患者の体内の限定された敏感な領域に送達されるため、一般に、（例えば、従来の流体流量計を使用して）カテーテルから患者に送達される注入液の量を直接測定することは不可能である。
【００２５】
さまざまな実施形態は、固定ボリュームアキュムレータ内のダイヤフラムの動きを測定することにより、植え込み可能な薬剤送達装置の流量を間接的に測定するための方法およびシステムを含む。実施形態は、ダイヤフラムの位置または撓みの変化を経時的に測定して、アキュムレータからの注入液の流量を決定するためのさまざまなシステムおよび方法を含む。例えば、図２Ａ−２Ｄに示された固定ボリュームアキュムレータ３０を参照すると、ダイヤフラム４０が図２Ｃに示される位置（すなわち、ダイヤフラムは、ダイヤフラムチャンバ５７の第１の（上部）表面５３に対して付勢されている）から、図２Ａに示される（例えば、ダイヤフラムがダイヤフラムチャンバ５７の第２の（下部）表面６０に対して付勢されている）位置に移動するのにかかる時間は、ポンプサイクル中にアキュムレータから分配される既知ボリュームの注入液の流量に直接関連している。この時間は、カテーテルまたはシステムの他の場所での流量制限の量に基づいて変化し得る。装置の流路に詰まりや漏れがある場合など、場合によっては、ダイヤフラムチャンバ５７が各ポンプサイクル中に完全に充填または排出されないことがある（例えば、ダイヤフラムがポンプサイクル中に図２Ａおよび／または図２Ｃに示される位置に完全に撓まないなど）。これは、時間の関数としてダイヤフラムの位置または撓みの変化を測定することで検出できる。
【００２６】
さまざまな実施形態は、固定ボリュームアキュムレータのダイヤフラムの位置または撓みの変化を検出するためのダイヤフラムセンサを含む植え込み可能な薬剤送達装置を含んでもよい。ダイヤフラムセンサに接続された電子機器モジュールは、装置の流量が少なくとも１つの所定の基準を満たすかどうかを判定するために、時間の関数としてダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化を監視し得る。電子機器モジュールは、流量が所定の基準を満たさないと判定したことに応答して、電子機器モジュールは、装置のユーザおよび／または医療従事者に通知を提供する無線信号を送信し、固定ボリュームのアキュムレータのサイクルレートを調整して、流量が所定の基準内になるようにする、および／または薬品のさらなる注入を防ぐために装置をシャットダウンするなど、適切なアクションを実行できるように、構成できる。
【００２７】
ダイヤフラムセンサは、ダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を検出するように構成された任意の適切なダイヤフラムセンサであり得る。図３は、時間の関数としてアキュムレータ３０のダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を測定するように構成された電子式ダイヤフラムセンサ３０２を含む植え込み可能な薬剤送達装置３００の第１の実施形態を示す。この実施形態では、電子式ダイヤフラムセンサ３０２は、少なくとも１つのひずみゲージ３０１を含むことができる。少なくとも１つのひずみゲージ３０１は、密閉ガスチャンバ５２からのガスに曝されるダイヤフラム４０の表面３０３上に、注入液に曝されるダイヤフラム４０の表面の反対側に配置され得る（表面３０３は、ダイヤフラム４０の「裏側」と呼ばれることもある）。代替的または追加的に、１つまたは複数のひずみゲージがダイヤフラムの「前側」（すなわち、ダイヤフラムチャンバ５７内の注入液に曝される表面）に配置され得る。
【００２８】
少なくとも１つのひずみゲージ３０１は、機械的ひずみを比例電気信号に変換するための任意の適切なタイプのダイヤフラムセンサ装置を含み得る。例えば、少なくとも１つのひずみゲージ３０１は、接着箔ひずみゲージ、接着された半導体ひずみゲージ（ピエゾ抵抗器など）、薄膜ひずみゲージ（例えば、ダイヤフラムの表面に絶縁体とゲージ材料を蒸着またはスパッタリングすることにより形成されたひずみゲージ）、および／または拡散または埋め込まれた半導体ひずみゲージを含み得る。少なくとも１つのひずみゲージは、アキュムレータ３０内のダイヤフラム４０の平坦な静止状態位置からダイヤフラム４０の最大の上方および／または下方の撓み位置（すなわち、図２Ａおよび２Ｃに示されるダイヤフラムの位置）までのダイヤフラム４０の変位（すなわち撓み）に対応するひずみを測定するために較正され得る。
【００２９】
図３に示す装置３００において、電子機器モジュール３２は、コントローラ９２を含むことができる。一実施形態では、コントローラ９２は、メモリ４４に結合されたプロセッサ４３を含むことができる。プロセッサ４３は、本明細書に記載の実施形態の動作を実行するためのプロセッサ実行可能命令を備え得る、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラなどの任意のタイプのプログラム可能プロセッサであり得る。プロセッサ実行可能ソフトウェア命令は、それらがアクセスされてプロセッサ４３にロードされるメモリ４４に保存され得る。プロセッサ４３は、アプリケーションソフトウェアを保存するのに十分な内部メモリを含んでもよい。メモリ４４は、揮発性、フラッシュメモリなどの不揮発性、または両方の混合であり得る。
【００３０】
一実施形態では、コントローラ９２は、ダイヤフラムセンサ３０２のひずみゲージ監視回路４５に結合され得る。ひずみゲージ監視回路４５は、ひずみゲージ３０１が受けるひずみに対応する少なくとも１つのひずみゲージ３０１の電気的特性（例えば、抵抗）の変化を測定することができる。ひずみゲージ監視回路４５は、例えば、４ゲージのホイートストンブリッジ回路を含むことができる。電子機器モジュール３２はまた、測定されたひずみ値のそれぞれが特定の測定時間に関連付けられるように、タイミング信号を生成するクロックジェネレータを含んでもよい。コントローラ９２は、監視回路４５からの測定された歪みを、アキュムレータ３０内のダイヤフラム４０の異なる撓み位置に対応する所定のひずみ値と比較することができる。所定のひずみ値は、例えば早見表の形で、メモリ４４に保存され得る。コントローラ９２は、時間の関数として、監視回路４５からの測定されたひずみ値、およびダイヤフラム４０の異なる撓み位置に対応する既知の所定の値を使用し、ダイヤフラム４０の位置または撓みの変化（すなわち、図に示されているダイヤフラム４０の上向きおよび／または下向きの撓みの量）を決定し得る。上述のように、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの変化は、注入液がアキュムレータから汲み上げられる速度に直接関係し得る。コントローラ９２は、時間の関数としてダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成され得る（すなわち、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。いくつかの実施形態では、コントローラ９２は、測定されたひずみ値を撓み値に変換せず、代わりに、ある期間にわたる測定されたひずみ値の検出された変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成され得る（すなわち、経時的な測定ひずみ値の検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。
【００３１】
コントローラ９２は、ダイヤフラムの検出された動きが通常の動作パラメータ外（すなわち、そのようなパラメータ内ではない）であると判定された場合、外部装置３４にメッセージを送信するなどして、ユーザに通知を提供するように構成され得る。外部装置３４は、上述のプログラマであってもよく、または別の外部装置は、無線データ転送リンクを介して植え込み可能な装置３００と通信するように構成され得る。
【００３２】
さまざまな実施形態において、外部装置３４は、メモリ４６およびインジケータ４８に結合されたプロセッサ４７を含み得る。ソフトウェア命令は、アクセスされてプロセッサ４７にロードされる前にメモリ４６に保存され得る。プロセッサ４７は、インジケータ４８を作動させて、外部装置３４が、検出されたダイヤフラムの動きおよび／または注入液の流量が所定のパラメータ内にないことを示す植え込み可能な装置３００のコントローラ９２からメッセージを受信したときユーザに通知（例えば、アラーム）を提供するように構成され得る。インジケータ４８は、例えば、ディスプレイ、音声または音声メッセージ用のスピーカ、および／または触覚フィードバックを生成するためのバイブレータであり得る。外部装置３４のプロセッサ４７は、植え込み可能な装置３００のコントローラ９２からのメッセージの受信に応じて、無線通信ネットワークなどを介して遠隔にいる医療関係者に通知するように構成することもできる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、植え込み可能な装置３００のコントローラ９２は、所定のおよび／または周期的に（例えば、１時間ごと、１２時間ごとなど）ダイヤフラムの動きを検出するように構成され得る。コントローラ９２がダイヤフラムの動きを検出する予定の時間および／または頻度は、外部装置３４から受信した命令に基づいて変更され得る。代替的または追加的に、植え込み可能な装置３００のコントローラ９２は、外部装置３４からの要求またはコマンドに応じて「オンデマンド」でダイヤフラムの動きを検出し得る。いくつかの実施形態では、植え込み可能な装置３００のコントローラ９２は、治療計画の期間にわたって連続的にまたは頻繁にダイヤフラム４０の動きを検出するように構成され得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、植え込み可能な装置３００のコントローラ９２は、ひずみゲージ監視回路４５から外部装置３４に複数の生の測定値を転送することができる。外部装置３４のプロセッサ４７は、生の測定値を使用して、経時的なダイヤフラム位置または撓みおよび／または装置３００からの注入液の流量の変化を決定することができる。外部装置３４のプロセッサ４７は、計算された値を１つまたは複数の保存された閾値と比較して、流量が臨床的に許容可能なパラメータ内にあるかどうかを判定することができる。他の実施形態では、植え込み可能な装置３００のコントローラ９２は、経時的なダイヤフラム位置または撓みの検出された変化に基づいて注入液流量値を決定し、決定された注入液流量を外部装置３４に転送することができる。外部装置３４は、インジケータ４８に流量値を表示し得る。
【００３５】
図４は、時間の関数としてアキュムレータ３０のダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を測定するように構成された電子式ダイヤフラムセンサ４０２を含む植え込み可能な薬剤送達装置４００の第２の実施形態を示す。この実施形態では、電子式ダイヤフラムセンサ４０２は、少なくとも１つの容量変位センサ４０１を含むことができる。容量変位センサは、プローブ４０１（例えば電極表面）と対象物導電性表面（例えばダイヤフラム４０の表面３０３）との間の静電容量を測定するように構成された非接触装置である。プローブ４０１と対象物表面３０３の面積、およびプローブ４０１と対象物表面３０３の間の材料（例えば、ガス）の誘電率は、一定であると考えられてもよい。この場合、プローブ４０１と対象物表面３０３の間の静電容量は、プローブ４０１と対象物表面３０３の間の距離に比例して関係する。この比例関係により、ダイヤフラムセンサ４０２は、対象物表面３０３がプローブ４０２に対して移動するときの静電容量の変化を測定することができ、プロセッサは、測定された変化を使用して、分離距離の相対的な変化などの距離測定値を計算できる。
【００３６】
図４に示される実施形態では、プローブ４０１は、ダイヤフラムチャンバ５７の第１の（上部）表面５３に近接して配置され、チャンバ５７の第１の（上部）表面５３からのダイヤフラム４０の変位を測定するように構成される。代替的または追加的に、少なくとも１つのプローブ４０１は、ダイヤフラムチャンバ５７の第２の（下部）表面６０に近接して配置され、第２の（下部）表面６０からのダイヤフラム４０の変位を測定するように構成され得る。他の実施形態では、プローブ４０１は、ダイヤフラムが動く（すなわち、撓む）ときにダイヤフラム４０とダイヤフラムチャンバ５７の少なくとも１つの表面５３、６０との間の距離を測定するように構成されるダイヤフラム４０上に配置され得る。
【００３７】
図４に示されている実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置４００は、図３を参照して、上述した装置３００と同様であってもよく、上述のように、プロセッサ４３とメモリ４４とを含むコントローラ９２を有する電子機器モジュール３２を含むことができる。コントローラ９２は、プローブ４０１に接続され、ダイヤフラム４０がチャンバ５７内を移動するときにプローブ４０１とダイヤフラム４０の表面３０３との間の静電容量を測定するように構成される静電容量監視回路４５０に結合され得る。コントローラ９２は、測定された静電容量の変化に基づいて、経時的にダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を決定するように構成され得る。上述のように、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの変化は、注入液がアキュムレータから汲み上げられる速度に直接関係し得る。コントローラ９２は、ある期間にわたってダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成され得る（すなわち、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。一部の実施形態では、コントローラ９２は、静電容量測定値を距離値に変換しなくてもよい。代わりに、一定期間にわたって検出された静電容量の変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成できる（すなわち、経時的な静電容量の検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。
【００３８】
検出されたダイヤフラムの動き（または静電容量の変化）が通常の動作パラメータ内にないと判定されると、コントローラ９２は、外部装置３４にメッセージを送信するなどして、ユーザに通知するように構成できる。図４に示す実施形態の装置４００の動作は、上述の装置３００と実質的に同様であり得る。
【００３９】
上述の機械的ひずみゲージおよび／または容量変位ダイヤフラムセンサに加えて、他の電子式ダイヤフラムセンサを使用して、ダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を時間の関数として検出することができる。例えば、種々の実施形態による電子式ダイヤフラムセンサは、渦電流ダイヤフラムセンサおよび／または誘導変位ダイヤフラムセンサを含み得る。
【００４０】
図５は、時間の関数としてアキュムレータ３０のダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を測定するように構成された光学式ダイヤフラムセンサ５０２を含む植え込み可能な薬剤送達装置５００の第３の実施形態を示す。光信号を使用して距離を測定するためのさまざまな装置が知られている。光学式距離測定装置は、対象物から反射される放射線（例えば、可視光、ＵＶおよび／またはＩＲ放射線）のビーム５０７を送信する光源５０１（例えば、レーザー、ＬＥＤなど）を含むことができる。反射ビーム５０９は、光ダイヤフラムセンサ５０３（例えば、フォトダイオードセンサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、ＣＭＯＳベースの光センサなど）によって受け取られる。反射対象物までの距離は、三角測量、飛行時間、位相シフト、干渉法、色共焦点法などの１つまたは複数の既知の手法を使用して決定できる。図５に示す実施形態では、ダイヤフラム４０がアキュムレータ３０内で撓むにつれて、光ビームはダイヤフラム４０の表面３０３で反射される。光学式ダイヤフラムセンサ５０２は、経時的なダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を検出する。
【００４１】
図５に示す実施形態では、光源５０１は、アキュムレータ３０のハウジング５０の外側に配置され、ハウジング５０のキャップ５１に設けられた透明な窓５０８を通してビーム５０７を導くことができる。ビーム５０７は、密閉ガスチャンバ５２および通路５５を通って、ビーム５０７がダイヤフラム４０の表面３０３で反射されるダイヤフラムチャンバ５７に向けられる。ダイヤフラム４０は、ビームの反射を強化するために鏡面３０３を有し得る。反射ビーム５０９は、通路５５、ガスチャンバ５２および窓５０８を通って進み、アキュムレータ３０のハウジング５０の外側に位置する光センサ５０３によって検出され得る。固定ボリュームアキュムレータのダイヤフラムの変位を測定するための光学式ダイヤフラムセンサのさまざまな他の構成を使用できる。例えば、光源５０１および／または光センサ５０３は、密閉ガスチャンバ５２内などのハウジング５０内に位置してもよく、またはダイヤフラムチャンバ５７内（例えば、表面５３または６０内）に位置し得る。
【００４２】
図５に示されている実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置５００は、上述の装置３００および４００と同様であり得、上述のように、プロセッサ４３およびメモリ４４を含むコントローラ９２を有する電子機器モジュール３２を含み得る。電子機器モジュール３２は、光源５０１と光センサ５０３の動作を制御し、光センサ５０３で受信された反射光放射の電子信号表現を生成するため、光源５０１および光センサ５０３に結合された光センサ制御回路５５０を含むことができる。コントローラ９２は、光センサ制御回路５５０に結合されてもよく、光センサ５０３で受け取られた反射光放射の電子信号表現に基づいて、経時的なダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を決定し得る。コントローラ９２は、時間の経過に伴うダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を決定するために、三角測量、飛行時間、位相シフト、干渉法、および色共焦点技術を含むがこれらに限定されない上記の方法のいずれかを使用し得る。上述のように、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの変化は、注入液がアキュムレータから汲み上げられる速度に直接関係し得る。コントローラ９２は、時間の関数としてダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成され得る（すなわち、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。いくつかの実施形態では、コントローラ９２は、光センサからの測定値を距離値に変換しなくてもよい。代わりに、一定期間にわたる測定された光特性の検出された変化（例えば、飛行時間、位相シフト、干渉など）が、通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するよう構成され得る（つまり、経時的に測定された光特性の検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。
【００４３】
ダイヤフラムの検出された動きが通常の動作パラメータ内にないと判定された場合、コントローラ９２は、外部装置３４にメッセージを送信するなどして、ユーザに通知を提供するように構成され得る。装置５００の動作は、上述の装置３００および４００の動作と実質的に同様であり得る。
【００４４】
図６は、時間の関数としてアキュムレータ３０のダイヤフラム４０の位置または撓みの変化に関連する圧力の変化を測定するように構成された圧力センサ６０２を含む植え込み可能な薬剤送達装置６００の第４の実施形態を示す。圧力センサ６０２は、アキュムレータ３０の密閉ガスチャンバ５２内に、またはそれと流体連通して配置され得る圧力トランスデューサ６０１を含み得る。圧力トランスデューサ６０２は、ダイヤフラム４０がダイヤフラムチャンバ５７内で撓むときにチャンバ５２内の流体圧力の小さな変化を検出するように較正され、検出された圧力を表す電子信号を出力する。
【００４５】
図６に示されている実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置６００は、上述の装置３００、４００および５００と同様であり得、上述のように、プロセッサ４３およびメモリ４４を含むコントローラ９２を有する電子機器モジュール３２を含み得る。コントローラ９２は、圧力センサ６０２に結合されてもよく、圧力センサ６０２によって測定された圧力をアキュムレータ３０内のダイヤフラム４０の異なる撓み位置に対応する所定の圧力値と比較するように構成され得る。所定の圧力値は、例えば早見表の形でメモリ４４に保存され得る。コントローラ９２は、時間の関数として、ダイヤフラム４０の異なる撓み位置に対応する測定圧力値および既知の所定の圧力値を使用して、ダイヤフラム４０の位置または撓みの変化（すなわち、ダイヤフラム４０の上向きおよび／または下向きの撓みの量）を決定することができる。上述のように、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの変化は、注入液がアキュムレータから汲み上げられる速度に直接関係し得る。コントローラ９２は、時間の関数としてダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成され得る（すなわち、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。いくつかの実施形態では、コントローラ９２は、圧力測定値を距離または撓み値に変換しなくてもよい。代わりに、ある期間にわたって検出された圧力の変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成できる（すなわち、経時的な圧力の検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。
【００４６】
ダイヤフラムの検出された動きが通常の動作パラメータ内にないと判定された場合、コントローラ９２は、外部装置３４にメッセージを送信するなどして、ユーザに通知を提供するように構成され得る。装置６００の動作は、上述の装置３００、４００、および５００の動作と実質的に同様であり得る。
【００４７】
図７は、時間の関数としてアキュムレータ３０のダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を測定するように構成された音波式ダイヤフラムセンサ７０２を含む植え込み可能な薬剤送達装置７００の第５の実施形態を示す。音響信号を使用してダイヤフラム４０の変位を測定するために、さまざまな技術が使用され得る。例えば、音波エネルギーのソース７０１（例えば、音波トランスデューサ）は、図７に示すように、密閉ガスチャンバ５２内、または、ダイヤフラムチャンバ５７内（ダイヤフラム４０の上または下）に、音波信号（例えば、可聴域、超音波域、または可聴閾内）を生成し得る。ダイヤフラムがダイヤフラムチャンバ５７内で撓むと、ダイヤフラムの上下の流体ボリュームが変化する。ボリュームのこの変動は、音響検知装置７０３によって検出され得る方法で、信号の高調波周波数などの音波信号の１つまたは複数の特性を変更し得る。音波エネルギーのソース７０１および音波検知装置７０３は、図７において別個の装置として示されている。しかし、単一コンポーネント（例えば、トランスデューサ）を使用して、音波エネルギーパルスを送信し、反射パルス（例えば、エコー）を受信することができることが理解されよう。
【００４８】
図７に示されている実施形態の植え込み可能な薬剤送達装置７００は、上述の装置３００、４００、５００、および６００と同様であり得、上記のように、プロセッサ４３およびメモリ４４を含むコントローラ９２を有する電子機器モジュール３２を含み得る。電子機器モジュール３２はまた、ソース７０１と検知装置７０３の動作を制御するため、および検知装置７０３で受信された音響信号の電子信号表現を生成するため、音波ソース７０１および検知装置７０３に結合された音響センサ制御回路７５０を含むことができる。コントローラ９２は、音響センサ制御回路７５０に結合されてもよく、検知装置７０３で受信された音響信号の電子信号表現に基づいて、ダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を経時的に決定し得る。上述のように、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの変化は、注入液がアキュムレータから汲み上げられる速度に直接関係し得る。コントローラ９２は、時間の関数としてダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成され得る（すなわち、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。いくつかの実施形態では、コントローラ９２は、受信した音響信号の変化を距離値に変換せず、代わりに、ある期間にわたって受信した音響信号の検出した変化が通常の動作パラメータ内にあるかどうかを判定するように構成することができる（すなわち、経時的な音響信号の検出された変化は、注入液の臨床的に許容可能な流量に対応する）。
【００４９】
ダイヤフラムの検出された動きが通常の動作パラメータ内にないと判定された場合、コントローラ９２は、外部装置３４にメッセージを送信するなどして、ユーザに通知を提供するように構成され得る。装置７００の動作は、上述の装置３００、４００、５００、および６００の動作と実質的に同様であり得る。
【００５０】
時間の関数としてのダイヤフラム４０の位置または撓みの変化を検出するために、さまざまな音波式ダイヤフラムセンサを使用し得る。例えば、さまざまな実施形態による音波式ダイヤフラムセンサは、ドップラー、パルスエコーおよび／またはソナー技術を使用して、ダイヤフラム４０の変位を経時的に測定することができる。
【００５１】
図８は、植え込み可能な薬剤送達装置のアキュムレータ内のダイヤフラムの動きを測定することにより、植え込み可能な薬剤送達装置からの注入液の流量を監視するための実施形態の方法８００を示している。上述したような電子機器モジュール３２は、時間の関数としてダイヤフラムの変位（すなわち、撓みの量）を検出し得る。
【００５２】
ブロック８０２で、電子機器モジュール３２は、流量測定を開始することができる。一実施形態では、電子機器モジュール３２は、所定の時間に流量測定を開始してもよく、または外部プログラマなどの外部装置３４から受信したコマンドに応答して測定を開始し得る。
【００５３】
ブロック８０４において、電子機器モジュール３２は、第１の時間Ｔ１に、ダイヤフラムの位置または撓みＰ１を検出することができる。例えば、電子機器モジュール３２は、アキュムレータ３０が、ダイヤフラム４０が最大（例えば、上向き）の撓み位置にある、図２Ｃに示されるような、充填状態にあるとき、ダイヤフラムの位置（すなわち、撓み）を検出し得る。初期時間Ｔ１は、アキュムレータ３０の出口バルブ２８が開かれ、注入液がアキュムレータから空になり始める時間に対応し得る（図２Ｄを参照）。したがって、いくつかの実施形態では、電子機器モジュール３２は、ダイヤフラム位置Ｐ１の検出を出口バルブ２８の開口と同期させることができる。あるいは、いくつかの実施形態では、電子機器モジュール３２は、アキュムレータ３０の充填／空サイクル中の任意の時点でダイヤフラム４０の位置Ｐ１を検出し得る。
【００５４】
電子機器モジュール３２は、例えば、図３〜７を参照して、上述したダイヤフラムセンサ３０２、４０２、５０２、６０２および／または７０２のいずれかなど、アキュムレータ内のダイヤフラムの位置（すなわち、撓みの量）を決定するように構成されたダイヤフラムセンサ装置からのダイヤフラムセンサデータを使用して、ダイヤフラムの位置または撓みを検出し得る。
【００５５】
ブロック８０６で、電子機器モジュール３２は、第２の時間Ｔ２に、ダイヤフラムＰ２の位置または撓みを検出することができる。第２の時間Ｔ２は、既知のまたは測定期間（すなわち、ΔＴ）だけ第１の時間Ｔ１より遅くてもよい。期間は、約０．５秒未満、約１／４秒未満、約１００分の１秒未満、約１ミリ秒未満などを含む約１秒未満など、約５秒未満であり得る。電子機器モジュール３２は、図３〜７を参照して、上述したダイヤフラムセンサ３０２、４０２、５０２、６０２および／または７０２のいずれかなど、アキュムレータ内のダイヤフラムの位置（つまり、撓みの量）を決定するように構成されたダイヤフラムセンサ装置からのダイヤフラムセンサデータを使用して、ダイヤフラムの位置または撓みＰ２を検出することができる。
【００５６】
電子機器モジュール３２は、測定期間ΔＴにわたるダイヤフラムの位置または撓みの変化（すなわち、Ｐ１とＰ２との差、またはΔＰ）を決定することができる。上述のように、時間の関数としてのダイヤフラムの位置または撓みの変化は、注入液がアキュムレータから汲み上げられる速度に直接関係し得る。いくつかの実施形態では、電子機器モジュール３２は、所定の期間ΔＴにわたってダイヤフラムがどれだけ移動する（すなわち撓む）かを決定することができる。他の実施形態では、電子機器モジュール３２は、ダイヤフラムが所定の量（つまりΔＰ）だけ移動する（つまり、撓む）まで、ダイヤフラムの位置または撓みを定期的または連続的に監視することができ、および次に、ダイヤフラム位置の所定の変化中の経過時間（すなわち、ΔＴ）を決定し得る。例えば、電子機器モジュール３２は、ダイヤフラムが、図２Ｃに示すように、アキュムレータ３０が充填状態にある、初期の上方に撓んだ位置Ｐ１と、ダイヤフラム４０が、図２Ａに示すように完全に下方に撓む第２の位置Ｐ２の間を移動するのにかかる時間を決定するように構成され得る。
【００５７】
判定ブロック８０８では、電子機器モジュール３２のプロセッサ４３は、測定期間にわたってダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化（すなわち、ΔＰ／ΔＴ）が１つまたは複数の閾値基準を満たすかどうかを判定することができる。少なくとも１つの閾値基準は、植え込み可能な薬剤送達装置の通常の動作中の注入液の流量に関連し得る。言い換えれば、測定期間にわたるダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化（すなわち、ΔＰ／ΔＴ）は、正常に動作する装置に対して、同じ期間にわたるダイヤフラムの位置または撓みの予想される変化に対応する保存値と比較され得る。検出されたΔＰ／ΔＴが所定の量未満（例えば、０〜１０％）だけ予想されるΔＰ／ΔＴから逸脱する場合、検出されたΔＰ／ΔＴは、１つまたは複数の閾値基準を満たし得る。例えば、検出されたΔＰ／ΔＴが第１の保存された閾値よりも小さい場合、これは植え込み可能な薬剤送達装置の流路に詰まりまたは閉塞があり装置の流量が異常であることを示している場合がある。別の例では、検出されたΔＰ／ΔＴが第２の保存された閾値（第１の閾値と同じかそれ以上であり得る）より大きい場合、これは装置にリークまたは他の問題があることを示している可能性がある。
【００５８】
いくつかの実施形態では、電子機器モジュールのプロセッサ４３は、測定期間にわたるダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化（すなわち、ΔＰ／ΔＴ）に基づいて、アキュムレータ３０の流量を任意に決定し得る。固定ボリュームアキュムレータの場合、図２Ｃに示されるように、ダイヤフラム４０が完全に上方に撓んだ位置から、図２Ａに示される、完全に下方に撓んだ位置まで移動するたびに、固定ボリュームの注入液が分配される。したがって、ダイヤフラムの位置または撓みの変化ΔＰは、例えば注入液のｍＬで表され得るボリュームに相当し得る。したがって、検出されたΔＰ／ΔＴは、植え込み可能な薬剤送達装置の正常および／または異常な流量に対応する所定の流量値を含む１つまたは複数の閾値基準と比較され得る流量（例えば、ｍＬ／秒）として表すことができる。
【００５９】
測定期間中のダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化（すなわち、ΔＰ／ΔＴ）が１つまたは複数の閾値条件を満たさないと判定したこと（すなわち、判定ブロック８０８＝「いいえ」）に応答して、電子機器モジュール３２のプロセッサ４３は、ブロック８１０で注入液の流量が異常であると判定し得る。いくつかの実施形態では、異常な流量の判定は、植え込み可能な薬剤送達装置の閉塞または漏れの結果であり得る。電子機器モジュール３２のプロセッサ４３は、ブロック８１４で異常な流量の通知を提供し得る。例えば、プロセッサ４３は、植え込み可能な薬剤送達装置が異常な流量を有することを示す無線インターフェースを介して、外部プログラマなどの外部装置３４にメッセージを送信し得る。プロセッサ４３は、オプションとして、アキュムレータのサイクルレートの調整および／またはシステムのシャットダウンなど、異常な流量の決定に応答して、他の是正措置を講じることができる。
【００６０】
測定期間中に検出されたダイヤフラムの位置または撓みの変化（つまり、ΔＰ／ΔＴ）が１つまたは複数の閾値条件を満たすと判定したこと（すなわち、判定ブロック８０８＝「はい」）に応答して、電子機器モジュール３２のプロセッサ４３は、ブロック８１０で注入液の流量が正常であると判定し得る。
【００６１】
別の実施形態では、植え込み可能な薬剤送達装置内のプロセッサ４３は、ブロック８０４および８０６の動作を実行し、検出されたダイヤフラム位置および時間値を外部装置３４に伝達するプロセッサ実行可能命令を備え得る。この実施形態では、外部プログラマ３４のプロセッサ４７は、植え込み可能な薬剤送達装置から検出値を受信し、測定期間中のダイヤフラムの位置または撓みの検出された変化（すなわち、ΔＰ／ΔＴ）が１つまたは複数の閾値条件を満たすかどうかの判定に基づき、注入液の流量が正常か異常かを判定し得る。
【００６２】
前述のように、植え込み可能な薬剤送達装置３００によって実行される治療計画の有効性は、植え込み可能な薬剤送達装置３００の流路内のさまざまな障害（例えば、詰まり、閉塞など）によって影響を受ける可能性がある。しかしながら、他の要因が、追加的または代替的に、植え込み可能な薬剤送達装置３００によって実行される治療計画に影響を及ぼし得る。
【００６３】
例えば、フィルタ２４、ベローズ１６、アキュムレータ３０、アクセスポート３１、電子機器３２、およびカテーテル３６などの植え込み可能な薬剤送達装置３００の１つまたは複数のコンポーネントの機能または効率が、時間とともに変化する可能性がある。しかしながら、機能性または効率の変化は、患者が知覚する治療計画の流量および／または有効性に即座に影響を与えるほど重要ではないかもしれない。したがって、植え込み可能な薬剤送達装置３００の１つまたは複数のコンポーネントの機能に関連するパラメータを直接的または間接的に監視することが有益である場合がある。
【００６４】
加えて、治療計画は、臨床医によって定義される所定の投与量管理スケジュールを含んでもよい。治療計画中に使用するために処方される注入液の量は、治療計画中に使用される注入液の量と同じであり得る。いくつかの実施形態および治療において、治療計画は、所定の数の患者主導の投与を可能にし得る。したがって、治療計画中に投与される注入液の量は、治療計画中に患者が許可された数の患者主導の投与の１つまたは複数を使用することを選択するかどうかに応じて変わり得る。これにより、植え込み可能な薬剤送達装置３００が補充される前に全体の治療計画が実行され得る時間の長さが変化する可能性がある。したがって、注入液の補充がいつ必要になるかをより正確に予測するために、治療計画中に投与される注入液の量に関連する情報を直接的または間接的に測定することが有益な場合がある。
【００６５】
さまざまな実施形態において、患者に提供される注入液の量および／または注入液の流量を直接的または間接的に測定または決定するための方法およびシステムは、薬剤リザーバ１０に関連するさまざまなパラメータを測定することにより実行され得る。図９〜１５に示すように、さまざまな実施形態は、薬剤リザーバに関連するさまざまなパラメータを検出するためのベローズセンサを含む植え込み可能な薬剤送達装置３００を含むことができる。例えば、ベローズセンサは、薬剤リザーバ内の注入液のボリュームに関連する薬剤リザーバ１０のベローズ１６および／または第２のゾーン２０に関連する１つまたは複数のパラメータを測定し得る。いくつかの実施形態では、ベローズセンサは、ベローズ１６内の注入液または薬剤リザーバ１０の第２のゾーン２０内の二相液体の位置または変位、圧力、または液面／量のうちの１つまたは複数を検出するように構成され得る。種々のベローズセンサが図９〜１５を参照して説明されているが、ベローズセンサは、患者に提供される注入液のボリュームおよび／または注入液の流量を決定するため、注入液ボリューム、ベローズ１６、第２のゾーン２０、および／または二相液体に対応または関連する１つまたは複数のパラメータに関連する情報を提供するように構成された任意の適切なセンサであってよい。加えて、単一のベローズセンサが、図９〜１５に示される一方で、任意の数および任意の組み合わせの異なるベローズセンサを利用して、薬剤リザーバ１０のベローズ１６および／または第２のゾーン２０に関連する１つまたは複数のパラメータを検出することができる。
【００６６】
図９を参照して、植え込み可能な薬剤送達装置３００は、ベローズ１６の位置または膨張／圧縮状態に関連する情報を伝達するように構成された電子ベースのベローズセンサ９２を含み得る。ベローズセンサ９２は、１つまたは複数の電子ベースのベローズセンサを含んでもよい。ベローズセンサ９２は、第２のゾーン２０内のベローズ１６の外面に配置されるものとして、図９に示されているが、ベローズセンサ９２は、代替的または追加的に、ベローズ１６の外面の別の部分またはベローズ１６の１つまたは複数の内面に配置され得る。いくつかの実施形態では、ベローズセンサ９２はベローズ１６の一体部分であってもよく、一方、他の実施形態では、ベローズセンサ９２は内面または外面に結合された別個の装置であり得る。
【００６７】
いくつかの実施形態では、ベローズセンサ９２は、ベローズ１６の機械的特性を電気信号検出器９１に伝達される電気信号に変換するように構成され得る。ベローズセンサ９２は、ベローズ１６の変位および／または膨張に対応する、またはこれらを示す情報を提供するように構成または較正され得る。例えば、ベローズセンサ９２は、ベローズ１６が異なる変位および／または膨張／圧縮状態にあることに応答して、異なる電気信号を発するように構成され得る。例えば、ベローズセンサ９２は、フル（つまり、最大量の注入液を含む）および空（つまり、最小量の注入液を含む）の間のベローズ１６の変位および／または膨張／圧縮の範囲に対応するかまたは示す範囲電気信号（例えば、アナログまたはデジタル信号）を生成することができる。別の例として、ベローズセンサ９２は、ベローズ１６が実質的に空のときの第１の電気信号、ベローズ１６が最大量の注入液（例えば、補充直後）で満たされたときの第２の電気信号、最小量の注入液（例えば、治療計画の最終投与量が投与された後）がベローズ１６内に残っているときの第３の電気信号、および、ベローズ１６内の注入液の量が最大量よりも少なく、注入液の最小量よりも多くベローズ１６内に残るときの第４の電気信号を、発し得る。
【００６８】
電気信号検出器９１は、ベローズセンサ９２によって発信される電気信号を検出するように構成され得る。電気信号検出器９１は、電子機器モジュール３２に結合され得る。電気信号検出器９１は、電子機器モジュール３２と一体化されてもよく、または電気信号検出器９１は、電子機器モジュール３２から分離され、および／または電子機器モジュール３２から離間され得る。
【００６９】
いくつかの実施形態では、電気信号検出器９１は、ベローズセンサ９２によって発信された検出電気信号を電子機器モジュール３２に送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、電気信号検出器９１は、ベローズセンサ９２からの電気信号を監視または分析し、所定の閾値を超えるベローズセンサ９２からの電気信号に変化または変化率があると判定したことに応答して電子機器モジュール３２に情報を送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、電気信号検出器９１またはベローズセンサ９２は、ベローズセンサ９２からの電気信号の変化または変化率が所定の閾値を超えるかどうかを判定するように構成されたプロセッサを含み得る。いくつかの実施形態では、電気信号検出器９１またはベローズセンサ９２は、ベローズセンサ９２からの電気信号の変化または変化率を複数の所定の閾値と比較するように構成され得る。例えば、第１の閾値は、患者への注入液の処方された流量（例えば、医師が設定した投与計画に応じて）に関連し得る。第２の所定の閾値（例えば、注入液の使用量が、補充日が最初にスケジュールされたときに想定された量を超えていることを示す閾値）は、植え込み可能な薬剤送達装置３００の補充のスケジューリングに関連し得る。そして、第３の所定の閾値は、植え込み可能な薬剤送達装置３００の問題を示してもよく、第４の所定の閾値は、注入液の安全でない流量（例えば、警告またはアラームのトリガー）に対応し得る。
【００７０】
いくつかの実施形態では、ベローズセンサ９２は、ベローズ１６の膨張または収縮によって引き起こされる形状の変化に応じて電気特性（例えば、抵抗）を変化させることにより電気信号を生成する１つまたは複数のひずみゲージを含み得る。ひずみゲージベローズセンサ９２は、ベローズの膨張および収縮による電気特性の変化量が、ベローズ１６内の注入液の量および／または第２のゾーン２０内の二相液体の気体対液体比に対応するように、ベローズ１６に構成され、取り付けられ、またはベローズ１６内に形成され得る。ベローズセンサ９２で使用できるひずみゲージの非限定的な例には、結合箔ひずみゲージ、結合半導体ひずみゲージ（例えば、ピエゾ抵抗器）、薄膜ひずみゲージ（例えば、ベローズまたはダイヤフラムの表面に絶縁体およびゲージ材料を蒸着またはスパッタリングすることにより形成されたひずみゲージ）、拡散または埋め込み半導体ひずみゲージ、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【００７１】
図１０を参照して、植え込み可能な薬剤送達装置３００は、ベローズ１６に関連する位置、方向、膨張／圧縮状態、および／または圧力に関連する情報を電子機器モジュール３２に通信するように構成されるベローズセンサ９３を含み得る。ベローズセンサ９３は、ベローズ１６および／またはベローズ１６の１つまたは複数のリーフに関連する位置、角度、および／または変位を検出するように構成された任意のセンサであり得る。例えば、ベローズセンサ９３は、屈曲センサ、ジャイロスコープ、傾斜センサ、圧電センサ、線形、角度、および／または多軸位置センサ、またはそれらの組み合わせのうちの１つまたは複数を含み得る。追加的または代替的に、ベローズセンサ９３は、ベローズ１６内の注入液の液面に関連する情報を測定するように構成され得る。
【００７２】
図１０に示されるように、ベローズセンサ９３は、ベローズ１６の１つまたは複数のリーフ内に配置され、および／またはベローズ１６の別の外面に配置され得る。植え込み可能な薬剤送達装置３００は、任意の向き（例えば、患者は立っている、横たわっているなどでよい）で動作することができるため、配向情報は、さまざまな決定のための１つまたは複数の他のパラメータとともに電子機器モジュール３２によって使用され得る。例えば、配向情報は、ベローズ１６および／または注入液の液面に関連する位置、膨張／圧縮状態、および／または圧力に関連する検出情報と併せて使用することができる。追加的または代替的に、配向情報は、図１〜８で説明したように、注入液がアキュムレータから汲み上げられる流量を決定するために検出された情報とともに使用され得る。
【００７３】
図１１を参照して、植え込み可能な薬剤送達装置３００は、発光体９３および光検出器９４を含む光学または光学式ベローズセンサを含むことができる。発光体９３は、ベローズ１６の表面上に１つまたは複数のタイプの光（例えば、可視光、赤外線、レーザー、紫外線など）を発するように構成され得る。いくつかの実施形態では、光放射が向けられるベローズ１６の表面は、発光体９３によって生成された光の光検出器９４への反射を強化または修正する反射材料を含んでもよい。発光体９３によって生成された光は、ベローズ１６の表面で反射し、光検出器９４によって検出および／または測定され得る。光検出器９４により検出／測定された光の特性（例えば、強度、干渉パターン、遅延、極性など）に基づいて、ベローズ１６の位置および／または膨張／圧縮状態が決定され得る。
【００７４】
図１１が、ベローズ１６の底面を照らすように配置された発光体９３を示す一方で、発光体９３および光検出器９４の１つまたは複数の対は、ベローズ１６の１つまたは複数の他の表面（例えば、上面、側面、リーフなど）の光学測定を行うように配置され得る。
【００７５】
図１２を参照して、植え込み可能な薬剤送達装置３００は、発光体／検出器９５および延長部９６を特徴とする光学式ベローズセンサを含み得る。発光体／検出器９５は、第２のゾーン２０を通り、ベローズ１６の表面から伸びるアタッチメントでもよい延長部９２の表面上に、１つまたは複数のタイプの光（例えば、可視光、赤外線、レーザー、紫外線など）を放出および検出するように構成され得る。延長部９６は、反射特性を有する材料で作られてもよく、延長部９６の表面に設けられた反射材料を含んでもよい。発光体／検出器９５によって放出された光は、延長部９６の表面で反射し、発光体／検出器９５によって検出または測定され得る。発光体／検出器９５によって検出または測定された光の特性に基づいて、ベローズ１６の位置および／または膨張／圧縮状態を決定することができる。
【００７６】
図１２は、第２のゾーン２０の外側に配置された１つの発光体／検出器９５を示し、１つまたは複数の発光体／検出器９５は、ベローズ１６の任意の表面（例えば、上面、側面、葉など）からの任意の延長に関して配置され得る。
【００７７】
図１３を参照して、植え込み可能な薬剤送達装置３００は、第２のゾーン２０内の二相液体内の蒸気および／または液体の存在を検出するように構成されたベローズセンサ９７を含むことができる。例えば、前述のように、蒸気状態の二相液体の量と液体状態の二相液体の量との比は、ベローズ１６を加圧して治療計画を行うのに必要な圧力の量を示し得る。例えば、ベローズ１６内の注入液の量が減少すると、静止状態を維持するために、二相液体によってベローズ１６の外面に提供される圧力の量が増加し得る。したがって、ベローズセンサ９７は、ベローズ１６内に残っている注入液の量を決定するために、蒸気状態の二相液体の量および／または液体状態の二相液体の量を検出することができる。
【００７８】
図１４を参照して、植え込み可能な薬剤送達装置３００は、薬剤リザーバ１０とアキュムレータ３０との間を移動するときに注入液の流れを検出するように構成された流量計９８を含むことができる。流量計９８は、ハウジング１４とフィルタ２４との間に配置されているように、図１４に示されているが、１つまたは複数の流量計９８をフィルタ２４とバルブ２６の間に配置することができ、注入液の量および／または注入液が薬剤リザーバ１０とアキュムレータ３０との間を流れる速度を測定するように構成されている。流量計９８は、注入液の量および／または注入液が薬剤リザーバ１０とアキュムレータ３０との間を流れる速度に関連する情報を電気モジュール３２に提供することができる。
【００７９】
図１５を参照して、植え込み可能な薬剤送達装置３００は、ベローズ１６の外面の周りに巻き付けられたコイル９９と、誘導ベローズセンサ１０１とを含み得る。いくつかの実施形態では、コイル９９は、図１５に示されるように、ベローズ１６のリーフ内に配置され得る。他の実施形態では、誘導ベローズセンサ１０１は、コイル９９によって生成される磁場の少なくとも一部の測定を可能にする任意の位置に配置され得る。いくつかの実施形態では、誘導ベローズセンサ１０１によって検出されたコイル９９に関連する磁場測定値および／または磁場の変化を使用して、ベローズ１６内の注入液の量を決定することができる。例えば、ベローズ１６内の注入液の量が（例えば、治療計画中に注入液が投与されるとき）減少するにつれて、ベローズ１６のリーフが圧縮されると、コイル９９のループは互いに接近して移動し得るが、コイル９９によって生成される磁場の変化を引き起こし得る。同様に、ベローズ１６が注入液で補充され、ベローズ１６のリーフが膨張すると、コイル９９のループは互いに離れて移動し、反対の方法で磁場を変化させ得る。
【００８０】
図１６は、植え込み可能な薬剤送達装置のベローズ（例えば、１６）内の注入液のボリュームの変化が正常であるかどうかを判定する実施形態の方法１６００を示すプロセスフロー図である。図１〜図１６を参照すると、方法１６００は、植え込み可能な薬剤送達装置、患者プログラマ、またはそれらの組み合わせの１つまたは複数のプロセッサによって実行され得る。例えば、方法１６００は、電子機器モジュール３２のプロセッサ４３および／または外部プログラマ３４のプロセッサ４７によって実行され得る。
【００８１】
ブロック１６０２で、プロセッサは、注入液ボリューム変化率測定手順を開始することができる。注入液ボリューム変化率測定手順は、ベローズ内の注入液ボリュームの変化率を直接的または間接的に決定するように構成され得る。さらに、注入液のボリューム変化率測定手順では、ベローズ内の注入液のボリュームの決定された変化率を使用して、治療計画の有効性、または植え込み可能な薬剤送達装置またはそのコンポーネントの機能の変化または変化率などの多数の要因（例えば、コンポーネントの摩耗または故障の検出）を決定することができる。
【００８２】
注入液のボリューム変化率測定手順は、プロセッサによってさまざまな方法で開始できる。いくつかの実施形態では、外部プログラマ３４と植え込み可能な薬剤送達装置３００の電子機器モジュール３２との間の通信に応じて、プロセッサによって注入液ボリューム変化率測定手順を開始することができる。例えば、外部プログラマ３４のプロセッサ４７は、注入液ボリューム速度測定手順を開始する命令を含むメッセージを生成し、電子機器モジュール３２に送信することができる。注入液ボリューム変化率測定手順を開始する命令は、外部プログラマ３４によって、または外部プログラマ３４との通信に応じて電子機器モジュール３２によって開始され得る。
【００８３】
いくつかの実施形態では、注入液ボリューム変化率測定手順は、ベローズ１６の注入液を充填または補充すること、治療計画を受けていること、現在実施されている治療計画の１つまたは複数のパラメータを変更する指示を受信すること、流量が異常であると判定することなど、所定のイベントまたは動作によってトリガーされ得る。
【００８４】
追加的または代替的に、ボリューム速度測定手順は、治療計画中に定期的な間隔でプロセッサによって開始され得る。治療計画中に注入液ボリューム変化率測定が実行される回数および／または注入液ボリューム変化率測定間の時間間隔は、現在の治療計画に対して、事前に決められた数の連続治療計画に対して、および／または植え込み可能な薬剤送達装置の予想寿命に対して、プロセッサによって事前に決定されるか、動的に決定され得る。例えば、ボリューム変化率測定が実行される回数および／またはボリューム変化率測定間の時間間隔に関連する情報は、現在の治療計画に関連する情報、製造時、移植前、および／または移植後に提供される植え込み可能な薬剤送達装置の操作に関連する情報の１つまたは複数に含まれてもよい。ボリューム変化率測定が実行される回数および／またはボリューム変化率測定間の時間間隔に関連する情報は、事前定義された時間または間隔、またはプロセッサがボリューム変化率測定の実行回数および／またはボリューム変化率測定間の時間間隔を決定できる情報であり得る。
【００８５】
パフォーマンスの数および／またはボリューム変化率測定の時間間隔は、時間の経過とともに変化する場合がある。ボリューム変化率測定は、１つの治療計画、複数の連続治療計画、および／または植え込み可能な薬剤送達装置の寿命に関連する時間間隔にわたって、多かれ少なかれプロセッサによって実行され得る。いくつかの実施形態では、現在の治療計画のための注入液の初期最大ボリュームを決定するために、ベローズの充填または補充の直後に、プロセッサによってボリューム変化率測定をより頻繁に実行することができる。代替的に、ボリューム変化率測定は、ベローズ１６の充填または補充後、低い頻度でプロセッサによって実行され得る。
【００８６】
いくつかの実施形態では、プロセッサは、現在の治療計画の終わりに向かってより頻繁にボリューム速度測定を実行し得る。例えば、患者への注入液の送達の中断を防ぐために、植え込み可能な薬剤送達装置が、ベローズ１６をより多くの注入液で補充する前に注入液のベローズを空にするのを防ぐように測定が行われるように、注入液のボリュームをより厳密に監視することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、注入液の現在のボリュームが所定の閾値よりも少ないが、注入液の最小ボリュームレベルよりも大きいと判定することに応じて、ボリューム速度測定が実行されるレートは、注入液の消費をより詳細に監視するために、プロセッサによって増加され得る。注入液の現在のボリュームが所定の閾値未満であると判定したことに応答して、プロセッサによって患者および／または臨床医に警告を送信することができる。注入液レベルに関連する警告は、所定の時間内に注入液の補充が必要であることの指示またはリマインダーとして提供され得る。
【００８７】
ブロック１６０４において、プロセッサは、第１の時間（Ｔ１）にベローズの第１の変数（Ｂ１）を決定し得る。第１の変数Ｂ１は、ベローズ１６内の注入液のボリュームに関連付けられてもよく、ベローズ１６に関連付けられた１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器の出力を使用して検出または決定され得る。例えば、電気信号検出器９１、ベローズセンサ９３、光検出器９４、発光体／検出器９５、ベローズセンサ９７、流量計９８、および／または誘導ベローズセンサ１０１は、プロセッサが、注入液および／またはベローズ１６に関連する測定パラメータに対応する出力信号を受信するように、プロセッサに電気的に結合され得る。いくつかの実施形態では、ベローズ１６に関連付けられた１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器の出力は、ベローズ１６内の注入液のボリューム値に対応し得る。他の実施形態では、プロセッサは、第１の変数Ｂ１を使用して、ベローズ１６内の注入液のボリュームを計算することができる。
【００８８】
プロセッサは、ベローズの決定された第１の変数Ｂ１を保存し得る。加えて、プロセッサは、メモリに第１の時間Ｔ１に関連付けられた情報を保存し得る。いくつかの実施形態では、第１の時間Ｔ１は、ベローズ１６のパラメータが測定されるときに対応する離散時間インスタンスに関連するタイムスタンプまたは他の値であり得る。他の実施形態では、プロセッサは、ベローズの第１の変数Ｂ１を決定するために使用されるベローズ１６の測定されたパラメータに対応する出力の受信に応じてタイマーを開始し得る。
【００８９】
ブロック１６０６において、プロセッサは、第２の時間（Ｔ２）にベローズの第２の変数（Ｂ２）を決定し得る。第２の変数Ｂ２は、ベローズ１６内の注入液のボリュームに関連付けられてもよく、ベローズ１６に関連付けられた１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器の出力を使用してプロセッサによって検出または決定され得る。例えば、電気信号検出器９１、ベローズセンサ９３、光検出器９４、発光体／検出器９５、ベローズセンサ９７、流量計９８、および／または誘導ベローズセンサ１０１は、ベローズ１６の測定パラメータに対応するプロセッサへの出力を生成するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ベローズ１６に関連付けられた１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器の出力は、ベローズ１６内の注入液のボリューム値に対応し得る。他の実施形態では、プロセッサは、第２の変数Ｂ２を使用して、ベローズ１６内の注入液のボリュームを計算することができる。
【００９０】
プロセッサは、決定されたベローズの第２の変数Ｂ２を保存し得る。さらに、プロセッサは、第２の時間Ｔ２に関連する情報をメモリに保存し得る。いくつかの実施形態では、第２の時間Ｔ２は、ベローズ１６のパラメータが測定されるときに対応する離散時間インスタンスに関連するタイムスタンプまたは他の値であり得る。他の実施形態では、プロセッサは、ベローズの第２の変数Ｂ２を決定するために使用されるベローズ１６の測定されたパラメータに対応する出力の受信に応答して、開始されたタイマーを停止し得る。
【００９１】
判定ブロック１６０８では、プロセッサは、第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２との間の期間にわたるベローズの第１の変数Ｂ１とベローズの第２の変数Ｂ２との間の変化が閾値基準を満たすかどうかを判定することができる。プロセッサは、２つの測定されたパラメータに基づいて、ベローズ１６内の注入液のボリュームの変化率を決定するためのさまざまな計算のいずれかを実行し得る。例示的な実施形態では、以下の式を使用して、ベローズの第１の変数Ｂ１とベローズの第２の変数Ｂ２との間の変化率を、第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２との間の期間にわたって決定し得る。
【数１】
2021531109.tif 000003
【００９２】
変化率ΔＢ／ΔＴが決定された後、プロセッサは結果の値を閾値基準と比較できる。いくつかの実施形態では、閾値基準は事前に決定され得る。一方、他の実施形態では、閾値基準は、現在の治療計画、所定の数の連続治療計画、および／または植え込み可能な薬剤送達装置の予想寿命の１つまたは複数に関連するパラメータに基づいてプロセッサによって動的に決定され得る。閾値基準は、単一の治療計画に対して静的であってもよく、または閾値基準は、注入液ボリュームが異常である可能性があるとの決定に応答して、プロセッサによって動的に決定され得る。閾値基準は、単一の値または値の範囲である。
【００９３】
変化率ΔＢ／ΔＴが閾値基準を満たしていると判定したこと（すなわち、判定ブロック１６０８＝「はい」）に応答して、プロセッサは、ブロック１６１０で注入液ボリューム変化率が正常であると判定することができる。
【００９４】
変化率ΔＢ／ΔＴが閾値基準を満たさないと判定したこと（すなわち、判定ブロック１６０８＝「いいえ」）に応答して、プロセッサは、注入液ボリューム変化率がブロック１６１０で異常であると判定し得る。いくつかの実施形態では、注入液ボリューム変化率が異常であるという決定は、ベローズ内の決定された注入液のボリュームが、残っている予想注入液のボリュームまたは量と一致しないことを示し得る。決定された注入ボリュームと予想される注入液ボリュームの違いは、患者による処方線ボリュームの意図的な無効化、患者に投与される追加の投与、植え込み可能な薬剤送達装置の１つまたは複数の要素の機能の変化などのさまざまな要因によって引き起こされる場合がある。
【００９５】
いくつかの実施形態では、プロセッサは、ベローズ内の注入液が閾値基準を超えると判定したことに応答して、ベローズ内の注入液が閾値基準を満たさないと判定し得る。例えば、プロセッサがベローズ内の注入液が閾値基準未満である（つまり、ベローズから排出される注入液が多すぎる）と判定した場合、ベローズとカテーテルの間の流路が妨げられていない状態（バルブが開いているなど）が検出され得る。別の例として、プロセッサがベローズ内の注入液が閾値基準よりも大きい（すなわち、規定の流量で患者に投与される注入液が少なすぎる）と判定したとき、ベローズとカテーテルの間の流路がカテーテルの閉塞などから妨げられる状況が検出され得る。いくつかの実施形態では、閾値基準は、ベローズ内のボリュームの変化率であり得る。その場合、ボリューム変化率が閾値基準を超えたとき、妨げられていない流路が検出され得る。および、ボリューム変化率が閾値基準よりも小さいとプロセッサが判定したとき、妨げられた流路が検出され得る。参照を容易にするために、プロセッサによるそのような決定は、測定値が閾値基準を満たすかどうかの決定と呼ばれる場合がある。
【００９６】
ブロック１６１４では、プロセッサは、注入液ボリューム速度が異常であると判定したことに応答して、異常な注入液ボリューム変化速度手順を開始することができる。プロセッサによって実行される異常な注入液ボリューム速度手順には、現在の注入液ボリューム変化率測定手順を変更し、異常な動作状態が検出されたことを患者および／または臨床医に通知し、異常な動作状態を引き起こす潜在的な原因を決定し、および／または植え込み可能な薬剤送達装置の動作を停止するように構成されたさまざまな動作が含まれてもよい。
【００９７】
いくつかの実施形態では、複数の所定の動作がメモリに保存され、異常の潜在的な原因および／または異常レベルの判定に応じて、プロセッサは、決定された潜在的な原因に対応する保存された動作を取得して実行できる。他の実施形態では、動作は、注入液ボリューム速度が異常であると動的に選択され、現在の測定値に基づいて固有の異常な注入液ボリューム速度手順を作成することができる。
【００９８】
図１７は、異常な注入液ボリューム変化率手順１６１４の非限定的な例のプロセスフロー図である。図１〜１７を参照すると、方法１６１４は、植え込み可能な薬剤送達装置（例えば、植え込み可能な薬剤送達装置１００）、患者プログラマ（例えば、外部プログラマ３４）、またはその組み合わせの１つまたは複数のプロセッサ（例えば、プロセッサ４３および／またはプロセッサ４７）によって実行され得る。
【００９９】
ブロック１７０２では、プロセッサは、ブロック１６１２で注入液ボリューム変化率が異常であると判定されたことに応じて、第３の時間（Ｔ３）にベローズの第３の変数（Ｂ３）を判定することができる。第３の変数Ｂ３は、ベローズ１６内の注入液のボリュームに関連付けられてもよく、ベローズ１６に関連付けられた１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器の出力を使用して検出または決定され得る。プロセッサは、決定された第３の変数Ｂ３および第３の時間Ｔ３に関連する情報を保存し得る。
【０１００】
いくつかの実施形態では、異常判定の有効性を確認するために、ベローズの第３の変数Ｂ３の判定を実行することができる。さまざまな要因が、ベローズ１６内の実際の注入液ボリュームに影響を与えることなく、離散時間インスタンス（例えば、Ｔ１またはＴ２）でベローズセンサおよび／または検出器によって測定されるベローズ１６のパラメータに誤って影響を与える可能性がある。例えば、ポンプサイクルの現在の状態および／またはアキュムレータのサイクルレートに応じて、注入液は、ベローズ１６内の注入液の高さレベルおよび／または表面に関連する測定値が不正確になるように、ベローズ１６内で移動する可能性がある。
【０１０１】
オプションのブロック１７０４では、プロセッサは、第４の時間（Ｔ４）にベローズの第４の変数（Ｂ４）を決定し得る。第４の変数Ｂ４は、ベローズ１６内の注入液のボリュームに関連付けられてもよく、ベローズ１６に関連付けられた１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器の出力を使用してプロセッサによって検出または決定され得る。プロセッサは、決定された第４の変数Ｂ４および第４の時間Ｔ４に関連する情報を保存し得る。
【０１０２】
判定ブロック１７０６では、プロセッサは、ある期間にわたるベローズの第１の変数Ｂ１、ベローズの第２の変数Ｂ２、ベローズの第３の変数Ｂ３、およびベローズの第４の変数Ｂ４のうちの少なくとも２つの間の変化が閾値基準を満たす。プロセッサは、２つ以上の測定されたパラメータに基づいて、ベローズ１６内の注入液のボリュームの変化率を決定するためのさまざまな計算のいずれかを実行し得る。
【０１０３】
プロセッサは、測定されたパラメータに基づいて、ベローズの２つ以上の決定された変数間の変化量を決定し得る。例えば、プロセッサは、ベローズの第３の変数Ｂ３とベローズの第４の変数Ｂ４の１つまたは複数の間の変化量(ΔＢ３４)、ベローズの第１の変数Ｂ１とベローズの第３の変数Ｂ３の１つまたは複数の間の変化量(ΔＢ１３)、ベローズの第１の変数Ｂ１とベローズの第４の変数Ｂ４の１つまたは複数の間の変化量(ΔＢ１４)、ベローズの第２の変数Ｂ２とベローズの第３の変数Ｂ３の１つまたは複数の間の変化量(ΔＢ２３)、およびベローズの第２の変数Ｂ２とベローズの第４の変数Ｂ４の１つまたは複数の間の変化量(ΔＢ２４)を決定し得る。プロセッサは、決定されたベローズの変数間の変化量に対応した時間間隔の変化量を決定し得る。
【０１０４】
１つまたは複数の変化率ΔＢ／ΔＴが決定された後、プロセッサは結果の値を閾値基準と比較し得る。いくつかの実施形態では、閾値基準は所定の値であり得る。一方、他の実施形態では、閾値基準は、現在の治療計画、所定の数の連続治療計画、および／または植え込み可能な薬剤送達装置の予想寿命の１つまたは複数に関連するパラメータに基づいてプロセッサによって動的に決定され得る。閾値基準は、単一の治療計画に対して静的であってもよく、または閾値基準は、注入液ボリュームが異常である可能性があるとの決定に応答して、動的に決定され得る。閾値基準は、単一の値または値の範囲である。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、閾値基準は、現在の治療計画中の別の決定された変化率であり得る。例えば、プロセッサがベローズの第３の変数Ｂ３とベローズの第４の変数Ｂ４の間の変化量（ΔＢ３４）を決定するとき、選択された閾値基準は、注入液が一定のレートで減少するかどうかを判定するために、ベローズの第１の変数Ｂ１とベローズの第２の変数Ｂ２の間の変化量（ΔＢ１２）であり得る。
【０１０６】
代替的または追加的に、閾値基準は、異なる治療計画中に決定される１つまたは複数の変化率であり得る。閾値基準は、１つまたは複数の以前の治療計画の間に決定されたベローズの変数間の変化の量を含み得る。いくつかの実施形態では、選択された閾値基準は、現在および以前の治療計画内の実質的に同様の時間枠、または現在および以前の治療計画中の実質的に同様の注入液ボリュームレベルに対応し得る。いくつかの実施形態では、選択された閾値基準は、以前の治療計画のうちの１つまたは複数内の任意の時間枠に対応し得る。例えば、異常が判定された場合、プロセッサは、１つまたは複数の以前の治療計画から選択された閾値基準に基づいて、植え込み可能な薬剤送達装置の１つまたは複数の要素の機能の変化が起こったかどうかを判定し得る。
【０１０７】
変化率ΔＢ／ΔＴが閾値基準を満たしていると判定したこと（すなわち、判定ブロック１７０６＝「はい」）に応答して、プロセッサは、ブロック１７０８で注入液ボリューム速度が正常であると判定し、手順を終了し得る。いくつかの実施形態において、プロセッサは、変化率ΔＢ／ΔＴが閾値基準を満たすかどうかに基づいて、ブロック１６１２における異常な注入液ボリューム変化率の決定が偽陽性であると決定し得る。
【０１０８】
変化率ΔＢ／ΔＴが閾値基準を満たさないとの判定したこと（すなわち、判定ブロック１７０６＝「いいえ」）に応答して、プロセッサはブロック１７１０で注入液の流量を判定することができる。プロセッサは、本明細書に記載の方法を含むさまざまな技術を使用して注入液流量を決定し得る。例えば、プロセッサは、ベローズセンサおよび／またはアキュムレータに関連する検出器の出力を使用して、注入液の流量を決定し得る。プロセッサはまた、植え込み可能な薬剤送達装置またはカテーテル内の流体の流れに関連付けられた流量センサの出力を使用して、注入液の流量を決定し得る。
【０１０９】
判定ブロック１７１２では、プロセッサは、注入液流量が閾値基準を満たすかどうかを判定し得る。閾値基準は、所定の値であってもよく、またはさまざまなパラメータを使用して現在の治療計画中にプロセッサによって動的に決定され得る。いくつかの実施形態では、閾値基準は、１つまたは複数の以前の治療計画で決定された注入液流量に基づいてもよい。
【０１１０】
注入液流量が閾値基準を満たしていると判定したこと（すなわち、判定ブロック１７１２＝「はい」）に応答して、プロセッサは、異常な流量を引き起こしている可能性のある植え込み可能な薬剤送達装置の１つまたは複数の要素を識別し、流量を変更するか、植え込み可能な薬剤送達装置の動作を停止し得るように構成されたさまざまな操作を含み得る第１の異常な注入液流量手順を開始することができる。第１の異常な注入液流量手順は、患者および／または臨床医に通知するためのさまざまな動作をさらに含むこともできる。いくつかの実施形態では、閾値基準値または値の範囲は、異常な流量を引き起こす植え込み可能な薬剤送達装置の１つまたは複数の要素の動作の変化を示し得る。
【０１１１】
注入液流量が閾値基準を満たさないとの判定したこと（すなわち、判定ブロック１７１２＝「いいえ」）に応答して、プロセッサは、第１の異常な注入液流量手順とは異なる第２の異常な注入液流量手順を開始し得る。第２の異常な注入液流量手順は、現在の注入液ボリューム速度測定手順を修正し、現在の治療計画を修正し、および／または異常な流量をトリガーする潜在的な原因を決定するように構成されるさまざまな操作を含み得る。第２の異常な注入液流量手順は、植え込み可能な薬剤送達装置の動作を中断しなくてもよい。したがって、第２の異常な注入液流量手順が実行された後、プロセッサは、適切な時間に方法１６００の注入液ボリューム変化率測定手順を繰り返すことを含む通常の動作を実行し続けることができる。
【０１１２】
第１および第２の異常な注入液流量手順は、植え込み可能な薬剤送達装置の寿命の間、あらかじめ定められ、均一であり得る。あるいは、第１および第２の異常な注入液流量手順は、プロセッサによって動的に決定および／または修正され得る。いくつかの実施形態では、第１または第２の異常な注入液流量手順の複数の所定の動作は、メモリに保存され得る。異常な流量の潜在的な原因の判定に応じて、プロセッサは、決定された潜在的な原因に対応する保存された操作を取得して実行し得る。いくつかの実施形態では、動作はプロセッサによって動的に選択されて、現在の測定値および現在の治療計画のパラメータに基づいて一意の異常な注入液流量手順を作成することができる。
【０１１３】
図１８は、植え込み可能な薬剤送達装置のベローズに関連する初期パラメータを決定するための実施形態の方法１８００のプロセスフロー図である。図１〜１８を参照すると、方法１８００は、植え込み可能な薬剤送達装置（例えば、植え込み可能な薬剤送達装置１００）、患者プログラマ（例えば、外部プログラマ３４）、またはその組み合わせの、１つまたは複数のプロセッサ（例えば、プロセッサ４３および／またはプロセッサ４７）によって実行され得る。
【０１１４】
ブロック１８０２では、プロセッサは、空のベローズパラメータ（ＢＥｍｐｔｙ）を決定し得る。プロセッサは、ベローズ１６の注入液が空であるか、実質的に空であるときに、ベローズ１６に関連する１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器から受信した１つまたは複数の出力に基づいて、空のベローズパラメータＢＥｍｐｔｙを決定し得る。空のベローズパラメータＢＥｍｐｔｙの決定は、植え込み可能な薬剤送達装置の初期化時に一度、および／またはベローズの注入液が空であるかまたは実質的に空であるたびに決定され得る。
【０１１５】
ブロック１８０４では、プロセッサは、決定された空のベローズパラメータＢＥｍｐｔｙを植え込み可能な薬剤送達装置および／または患者プログラマのメモリに保存することができる。いくつかの実施形態では、空のベローズパラメータＢＥｍｐｔｙは、現在および／または将来の治療計画、ならびに本明細書に記載される異常な手順のいずれかを決定するために使用され得る。
【０１１６】
オプションのブロック１８０６では、プロセッサは治療計画パラメータを決定し得る。治療計画パラメータは、臨床医によって事前定義され得る。あるいは、プロセッサは、治療計画に関連付けられた情報を受け取り、その情報を使用して、対応する治療計画パラメータを決定し得る。ブロック１８０６はブロック１８０４の後に示されているが、治療計画パラメータは、方法１８００の初期化の前、最中、または後の任意の時点で決定され得る。
【０１１７】
ブロック１８０８において、プロセッサは、注入液充填指示を受信し得る。いくつかの実施形態では、注入液充填指示は、充填検出器４１によって生成され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサは、患者プログラマからのメッセージで注入液充填指示を受信し得る。
【０１１８】
ブロック１８１０において、プロセッサは初期注入液パラメータを決定し得る。初期注入液パラメータは、注入液の全投与量がベローズに保存された後、ベローズセンサおよび／またはベローズに関連する検出器の１つまたは複数の出力に基づいて決定され得る。
【０１１９】
ブロック１８１２で、プロセッサは、初期注入液パラメータを最大注入液値（ＩＭａｘ）として保存することができる。最大注入液値ＩＭａｘは、現在および／または将来の治療計画ならびに本明細書に記載されている異常な手順のいずれかを決定するためにプロセッサによって使用され得る。例えば、最大注入液値ＩＭａｘは、注入液が補充された後にプロセッサによって決定され得る。植え込み可能な薬剤送達装置の寿命中に、決定された最大注入液値ＩＭａｘが変化する場合、そのような変化は、植え込み可能な薬剤送達装置の１つまたは複数の要素の機能の変化に対応し得る。
【０１２０】
ブロック１８１４で、プロセッサは治療計画を開始することができる。プロセッサは、植え込み可能な薬剤送達装置の１つまたは複数の要素に、治療計画のパラメータにしたがって注入液の投与を開始するよう指示することができる。
【０１２１】
図１９は、植え込み可能な薬剤送達装置のベローズ内の注入液に関連するパラメータの変化が正常であるかどうかを判定する実施形態の方法１９００のフロー図である。図１〜１９に示されるように、方法１９００は、植え込み可能な薬剤送達装置、患者プログラマ、またはそれらの組み合わせの１つまたは複数のプロセッサによって実行され得る。例えば、方法１９００は、電子機器モジュール３２のプロセッサ４３および／または外部プログラマ３４のプロセッサ４７によって実行され得る。
【０１２２】
ブロック１９０２において、プロセッサは、治療計画のパラメータにしたがって注入液の投与を開始するように植え込み可能な薬剤送達装置の１つまたは複数の要素に指示することなどにより、治療計画を開始し得る。
【０１２３】
ブロック１９０４で、プロセッサは、植え込み可能な薬剤送達装置のベローズ内の注入液に関連付けられた現在のパラメータ（IＣｕｒｒｅｎｔ）を決定し得る。現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔは、注入液および／またはベローズに関連する１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器によって生成される１つまたは複数の出力に基づいて決定され得る。例えば、電気信号検出器９１、ベローズセンサ９３、光検出器９４、発光体／検出器９５、ベローズセンサ９７、流量計９８、および／または誘導ベローズセンサ１０１は、注入液および／またはベローズに関連する測定パラメータに対応するプロセッサへの出力を生成するように構成され得る。
【０１２４】
プロセッサは、注入液および／またはベローズに関連する１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器の出力から決定される１つまたは複数の測定パラメータを使用して、現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔを決定することができる。例えば、プロセッサは、測定されたパラメータの１つまたは複数の出力を使用して、注入液の現在のボリューム、注入液の現在の量、注入液に関連付けられた現在の重量、およびベローズ内の注入液の現在の高さを決定し得る。プロセッサが複数の出力を使用して現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔを決定する場合、プロセッサは同じベローズセンサおよび／または検出器からの複数の出力、または異なるベローズセンサおよび／または検出器からの１つまたは複数の出力を使用し得る。いくつかの実施形態では、プロセッサは、現在の治療計画中および／または将来の治療計画の追加の目的のために、ならびに、植え込み可能な薬剤送達装置の機能、状態、または状態に関する決定のために、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔを保存し得る。
【０１２５】
判定ブロック１９０６では、プロセッサは、注入液に関連する決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが、注入液に関連する予想パラメータ（ＩＡｎｔ）に等しいかまたは実質的に等しいかどうかを判定することができる。予想パラメータＩＡｎｔは、ベローズ内に残ると予測される注入液の量またはボリュームに対応し得る。予想パラメータＩＡｎｔは、現在の治療計画に関連するパラメータ、以前の治療計画に関連するパラメータ、将来の治療計画に関連するパラメータ、および患者に関連するパラメータの１つまたは複数に基づいて、所定の値から動的に決定または選択することができる。例えば、治療計画に関連するパラメータのいくつかは、ベローズに満たされた最大注入液量を使用して投与され得る投与回数、投与量、投与時間間隔、現在の治療計画中に注入液の最後の投与量が投与された時間に関連する情報、現在の治療計画中に以前に投与された投与回数、現在の治療計画中に消費される注入液の量、を含み得る。プロセッサは、以前に実行された１つまたは複数の治療計画に関連する情報をさらに考慮し得る。
【０１２６】
予想パラメータＩＡｎｔは、治療計画が植え込み可能な薬剤送達装置によって実行されると変化し得る。１回分の投与量が投与されるたびに、予想パラメータＩＡｎｔは、前の用量で消費される注入液の減少を反映するように変化し得る。いくつかの実施形態では、注入液の投与量は、治療計画パラメータで定義された所定の時間間隔で投与されてもよく、および／または患者からの要求の受信に応じて１回分の投与量が投与され得る。植え込み可能な薬剤送達装置によって投与される各投与量は、治療計画全体を通して均一であり得る。あるいは、植え込み可能な薬剤送達装置は、異なる投与量で注入液を投与し得る。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、注入液の異なる投与量は、１つまたは複数の治療計画パラメータ、患者から受信した追加の入力または要求、および／または患者の身体状態に関連するパラメータに基づき得る。例えば、植え込み可能な薬剤送達装置がインスリンを患者に送達するように構成されている場合、治療効果を生み出すために使用されるインスリンの投与量は、最後の投与のパラメータ、患者の水分補給レベル、患者が消費した食物の種類および／または量などに基づいて異なる場合がある。
【０１２８】
予想パラメータＩＡｎｔを決定した後、プロセッサは、判定ブロック１８０６で決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔを比較し得る。決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが予想パラメータＩＡｎｔに等しい、または実質的に等しいと判定したこと（すなわち、判定ブロック１９０６＝「はい」）に応答して、プロセッサは、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが、決定ブロック１９０８で、注入液に関連する所望の補充値（ＩＲｅｆｉｌｌ）以下であるかどうかを判定することができる。例えば、所望の補充値は、投与量投与の中止が回避されるように、患者および／または臨床医に注入液を獲得してベローズに補充するのに必要な時間を提供するために、最小注入液値より大きくてもよい。
【０１２９】
決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが所望の補充値ＩＲｅｆｉｌｌよりも大きいと判定したこと（すなわち、判定ブロック１９０８＝「いいえ」）に応答して、プロセッサはブロック１９０４で次の現在のパラメータを決定し得る。
【０１３０】
決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが所望の補充値ＩＲｅｆｉｌｌ以下であると判定したこと（すなわち、判定ブロック１９０８＝「はい」）に応答して、プロセッサは、ブロック１９１０で補充手順を開始し、その後、ブロック１９０４で次の現在のパラメータを再び決定し得る。補充手順は、患者、臨床医、および／または注入液供給者に、注入液を補充する時間が近づいていることを変更または通知するように構成された１つまたは複数の動作を含み得る。いくつかの実施形態では、プロセッサは、通知が外部プログラマ３４に表示されるように、外部プログラマ３４に送信される通知メッセージを生成し得る。または外部プログラマ３４は、通知メッセージを、患者、臨床医、および／または注入液提供者に関連する適用可能な装置にさらに送信することができる。追加または代替として、植え込み可能な薬剤送達装置は、触覚フィードバック装置によって生成される振動を使用して患者に警告するためにプロセッサが触覚フィードバック装置への出力を生成するために作動し得る触覚フィードバック装置を含み得る。補充手順は、補充が検出されるまで、所定の時間間隔で実行され得る。いくつかの実施形態では、補充手順の頻度は、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが最小量の注入液に近づくにつれて増加し得る。
【０１３１】
決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが予想パラメータＩＡｎｔと等しくない、または実質的に等しくないと判定したこと（すなわち、判定ブロック１９０６＝「いいえ」）に応答して、プロセッサは、決定ブロック１９１２において、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが第１の閾値以上であるかどうかを判定し得る。第１の閾値は、患者に有害である可能性のある所定の投与量を超える速度で注入液を投与している植え込み可能な薬剤送達装置の実質的な機能不全を示し得る。
【０１３２】
追加または代替として、プロセッサは、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが、予測される予想パラメータｌＡｎｔと等しくないか、実質的に等しくないと判定したこと（すなわち、判定ブロック１９０６＝「いいえ」）に応答して、異常な注入液ボリューム手順を開始することがあり得る。例えば、プロセッサは、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが予想パラメータＩＡｎｔに等しくない、または実質的に等しくないと判定したことに応答して、植え込み可能な薬剤送達装置の無線通信インターフェースを介してメッセージを生成し、外部装置に送信し得る。メッセージは、現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが予想パラメータＩＡｎｔと等しくないか、実質的に等しくないという指示を含むことができ、および／またはメッセージは、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔを含むことができる。いくつかの実施形態では、外部装置は臨床医に関連付けられ、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔに関連付けられた情報の受信に応じて、臨床医はボリュームの不一致が存在したかどうかを検証し得る。いくつかの実施形態では、臨床医（または臨床医に関連付けられた外部装置）は、最後の補充イベントが、皮膚を通してポンプリザーバに針を挿入することによる、物理的なボリューム測定を行うことなく、植え込み可能な薬剤送達装置が補充を必要とするかどうかを判定するので、決定された現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔと経過時間を掛けた規定流量とを比較し得る。
【０１３３】
現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが第１の閾値以上であると判定したこと（すなわち、判定ブロック１９１２＝「はい」）に応答して、プロセッサは、プロセッサが、患者への注入液の望ましくない投与を防止するために、植え込み可能な薬剤送達装置の流体経路内の１つまたは複数の流れ制御装置（例えば、バルブ）を閉じ得るブロック１９１４で「シャットオフ」手順を開始できる。
【０１３４】
図２０は、シャットオフ手順を実行するように構成された植え込み可能な薬剤送達システムの別の例の概略図である。具体的には、ベローズ１６とカテーテル３６との間の流路内に１つまたは複数の流れ制御装置（例えば、バルブ）７１、７２、７３、７４、７５を配置することができる。シャットオフ手順の間、プロセッサは、１つまたは複数の流れ制御装置７１、７２、７３、７４、および／または７５を閉じてもよい。いくつかの実施形態では、閉じられた流れ制御装置は、注入液がカテーテルに到達するのを防ぐことができる。
【０１３５】
図１９に戻り、現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが第１の閾値より小さいと判定したこと（すなわち、判定ブロック１９１２＝「いいえ」）に応答して、プロセッサは、現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが判定ブロック１９１６で、第２の閾値以上であるかどうかを判定し得る。いくつかの実施形態において、第２の閾値は、注入液使用ＩＣｕｒｒｅｎｔが、植え込み可能な薬剤送達装置の即時のシャットダウンを必要とするほど有意ではない量だけ予想パラメータＩＡｎｔを超えることを示し得る。いくつかの実施形態では、第２の閾値は、各治療動作（例えば、一回の投与量送達）で患者に投与される投与量が、現在の投与量計画の下で予想される量を一定期間にわたって危険ではない量だけ超えることを示し得る。適用される投与量のいくらかの変動は、そのような事象の総量または数が制限されている限り許容可能であり得るように時々起こりえる。例えば、いくつかの治療計画を実施するいくつかの実施形態では、患者は、患者プログラマ装置上のボタンを押すなどにより、増加した投与量を開始することができてもよい。
【０１３６】
現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが第２の閾値未満であると判定したこと（すなわち、判定ブロック１９１６＝「いいえ」）に応答して、プロセッサは、ブロック１９１８で患者が開始した投与量の総投与量の評価に関連するまたは有用な情報を決定し得る。この論理分岐では、投与される注入液の割合は、高いまたは低いが、安全なレベルで予想される投与量の割合とは異なる。予想される投与速度からの逸脱は、植え込み可能な薬剤送達装置のさまざまなコンポーネントまたは要素の発展する問題による可能性がある。例えば、植え込み可能な薬剤送達装置またはカテーテル内の流路の制限により、経時的に投与される注入液の量が減少する可能性がある。別の例として、摩耗による経時的なさまざまなコンポーネントの変化により、経時的に投与される注入液の量が増加する場合がある。したがって、臨床医が植え込み可能な薬剤送達装置を使用して患者の治療を監視できるようにするために、ブロック１９１８で、プロセッサは、外部装置（例えば、特許プログラマまたは臨床医プログラマ装置）へのその後の報告のために、観察された総投与量に関連する情報を決定および記録し得る。いくつかの実施形態では、そのような報告は、一連の動作情報が報告される植え込み可能な薬剤送達装置の日常的なチェック中に行われ得る。いくつかの実施形態では、そのような情報は、オプションのブロック１９２０で生成されるとき（またはその直後に）外部装置に通信され得る。プロセッサは、ブロック１９０４で次の注入液変化率の測定を続けてもよい。
【０１３７】
現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔが第２の閾値以上であると判定したこと（すなわち、判定ブロック１９１６＝「はい」）に応答して、プロセッサは、判定ブロック１９２２で、異常な投与量測定値が検出された回数のカウントが第３の閾値に等しいかどうかを判定し得る。第３の閾値は、持続することが許可された場合に患者の潜在的な健康問題を示す投与量の増加の発生回数であり得る。
【０１３８】
異常な投与量の測定値が検出された回数のカウントが第３の閾値より少ないと判定したこと（すなわち、判定ブロック１９２２＝「いいえ」）に応答して、プロセッサはブロック１９２４でカウントをインクリメントし、ブロック１９０４で次の注入液変化率の測定に戻ることができる。
【０１３９】
異常な投与量測定値が検出されたプロセッサの回数のカウントが閾値数に等しいと判定したこと（すなわち、判定ブロック＝「はい」）に応答して、プロセッサはブロック１９２８で異常動作手順を開始し得る。異常動作手順は、患者を保護し、および／または臨床医に知らせるためのさまざまな手術を含み得、単一の異常動作手順または複数の異なる異常動作手順で実行され得る。
【０１４０】
例えば、第１の異常動作手順は、植え込み可能な薬剤送達装置の動作および／または動作の監視に関連するさまざまなパラメータを修正し得る。いくつかの実施形態では、プロセッサは、１つまたは複数のベローズセンサおよび／または検出器が現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔを測定するときに関連する手順を修正するように構成され得る。例えば、プロセッサは、現在のパラメータＩＣｕｒｒｅｎｔの測定間の時間を短縮し得る。プロセッサはまた、異常な判定と一致する第１および第２の閾値基準の１つまたは複数を修正し得る。一部の実施形態では、異常動作手順は、カウント閾値（すなわち、第３の閾値）を増加させることをさらに含み得る。
【０１４１】
別の例として、第２の異常動作手順は、植え込み可能な薬剤送達装置の異常な状態に関する通知を患者および／または臨床医に提供し得る。そのような通知には、外部プログラマ（例えば、患者プログラマおよび／または臨床医プログラマ）への通知の送信が含まれてもよい。いくつかの実施形態では、植え込み可能な薬剤送達装置は、触覚フィードバック装置（例えば、シェーカー）を含み得、第２の異常動作手順は、プロセッサが、患者が知覚できる振動を生成するために触覚フィードバック装置を作動させることを含み得る。
【０１４２】
別の例として、第３の異常動作手順は、患者への注入液の異常な送達の潜在的な原因を決定するためにプロセッサが実行し得る動作を含み得る。第３の異常な手順は、他の異常動作手順を使って、連続してまたは同時に実行され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサは、植え込み可能な薬剤送達装置の要素のうちの１つまたは複数が異常な動作状態の潜在的な原因であるかどうかを判定し得る。植え込み可能な薬剤送達システムの構成と、植え込み可能な薬剤送達装置の動作に影響を与えると識別された特定の要素に応じて、プロセッサは、識別された要素を修正または再構成する手順を開始する。
【０１４３】
図２０を参照して、要素がベローズとして識別されると、プロセッサは、流れ制御装置７１および／または７２を使用して、ベローズ１６とアキュムレータ３０との間の注入液の量を調整および計量できるように、流れ制御装置７１および／または７２を制御することができる。例えば、ベローズを注入液の異常な投与量の原因として特定することに応答して、第３の例示的な異常動作手順を実行するプロセッサは、流れ制御装置７１を閉じて、注入液がベローズとアキュムレータとの間を流れるのを防ぐことができる。第１バルブ２６がベローズから注入液を受け取ることを予想して開位置にあると仮定し、プロセッサは、流れ制御装置７１が閉じられる前にアキュムレータに到達した注入液の量を決定することができる。次いで、プロセッサは、流れ制御装置７１を開いて、全投与量を達成するために、追加の注入液がアキュムレータに流れるのを可能にし得る。その後、プロセッサは、ベローズが正常に動作しているかのように、現在の治療計画にしたがって実質的に同様の量の注入液が流れることを可能にする頻度で、流れ制御装置７１を開閉することができる。流れ制御装置７１と７２の両方が実行されている場合、プロセッサは、流れ制御装置７１と流れ制御装置７２の両方が同時に開かないように、流れ制御装置７１と流れ制御装置７２との間の注入液の流量をさらに測定し得る。
【０１４４】
一定量の注入液が依然として各バルブを通って流れることができるという条件で、異常動作手順の一部として、同様の手順を入口バルブ２６および出口バルブ２８に実行することができる。例えば、プロセッサは、入口バルブ２６が動作するように構成される同様の方法で動作するように流れ制御装置７３を制御し得る。および、プロセッサは、出口バルブ２６が作動する同様の方法で流れ制御装置７４を制御することができる。
【０１４５】
あるいは、アキュムレータ３０および／またはカテーテル３６が識別される場合、異常動作手順を実行するプロセッサは、１つまたは複数の流れ制御装置７１、７２、７３、７４、および７５を制御して、注入液および／またはアキュムレータ３０および／またはカテーテル３６の動作の変さらによって引き起こされる他の影響を受けない要素への望ましくない損傷を防ぐ。
【０１４６】
前述の方法の説明およびプロセスフロー図は、単に例示的な例として提供されており、さまざまな態様のブロックが提示された順序で実行されなければならないことを要求または暗示するものではない。当業者によって理解されるように、前述の態様におけるブロックの順序は、任意の順序で実行され得る。「その後」、「その後で」、「次へ」などの単語は、ブロックの順序を制限することを意図したものではない。これらの単語は、単に方法の説明を通じて読者をガイドするために使用される。さらに、「上」、「下」、「上方」、および「下方」に移動するダイヤフラムへの言及は、単に図に示された方向のダイヤフラムの動きを関連付けるためのものであり、地球に対する装置またはダイヤフラムの特定の方向に関する特許請求の範囲を限定することを意図しない。さらに、例えば冠詞「ａ」、「ａｎ」または「ｔｈｅ」を使用した単数形の請求項要素への言及は、要素を単数形に限定するものとして解釈されるべきではない。
【０１４７】
本明細書で開示される態様に関連して説明されるさまざまな例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムブロックは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組み合わせとして実行され得る。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、さまざまな例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびブロックを、それらの機能に関して一般的に上記で説明した。そのような機能がハードウェアとして実行されるかソフトウェアとして実行されるかは、特定のアプリケーションとシステム全体に課される設計上の制約に依存する。当業者は、特定のアプリケーションごとにさまざまな方法で説明された機能を実行することができるが、そのような実行の決定は、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。
【０１４８】
開示された実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を作成または使用できるようにするために提供される。これらの実施形態に対するさまざまな修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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