(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腸内供給ポンプから所望の流体出力を得る方法であって、
（ａ）ポンプのロータに取り付けられたモータユニットと、前記ロータの上流側の近位部と前記ロータの下流側の遠位部とを有するように前記ロータの周りに延在するチューブセグメントとを有し、かつ前記ロータが一定の回転数だけ回転する稼動期間と、流体が前記ポンプを通過して流れないように前記ロータが回転を止める停止期間とが交互に生ずるように前記ロータが動作する腸内供給ポンプを準備する過程と、
（ｂ）前記近位部に接触するように圧力センサを配置し、近位部における圧力を測定する過程と、
（ｃ）前記遠位部に接触するように圧力センサを配置し、遠位部における圧力を測定する過程と、
（ｄ）両圧力センサからの情報に基づいて前記ポンプからの所望の出力を確保できるように前記ロータの動作を制御するべくプログラミングされた制御手段を用いて、両圧力センサからの信号に応じて、前記稼動期間におけるロータの回転数を、予め求められた両圧力センサからの出力値とポンプからの流体出力との関係に基づいて決定される一定の回転数となるように増減させる過程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
過程（ｂ）が、前記停止期間における前記チューブセグメントの前記近位部の圧力を求める過程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
過程（ｂ）が更に、前記稼動期間における前記チューブセグメントの前記近位部の圧力を求める過程を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
過程（ｄ）が、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差の大きさに応じて前記稼動期間における前記ロータの回転数を増減させる過程を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記稼動期間における前記ロータの回転数が前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差に比例して変化されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
過程（ｄ）が、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差を実験的に求められた値と比較する過程を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
過程（ｄ）が更に、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差が前記実験的に求められた値を越える場合、前記モータユニットの動作を停止する過程を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
過程（ｄ）が更に、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差が前記実験的に求められた値を越えると警報信号を発する過程を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
過程（ｄ）が、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差が前記実験的に求められた値より小さい場合、前記稼動期間における前記ロータの回転数を、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差に比例して増減させる過程を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記稼動期間におけるロータの回転数の増減が、前記ロータの回転速度を増減させることによって達成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記稼動期間におけるロータの回転数の増減が、前記ロータの回転速度を維持し、前記稼動期間の持続時間を増減させることによって達成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
過程（ｃ）が、前記遠位部での実裏側圧力を示す実裏側圧力読み値を得るべく前記チューブセグメントの前記遠位部における圧力をモニタリングする過程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
過程（ｄ）が、前記裏側圧力の読み値に応じて前記稼動期間における前記ロータの回転数を増減させる過程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
過程（ｄ）が更に、実験的に求められた裏側圧力読み値を前記実裏側圧力読み値から引いて超過裏側圧力読み値を求めて、求められた前記超過裏側圧力読み値に基づいて前記稼動期間におけるロータの回転数を増減させる過程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記超過裏側圧力読み値に実験的に求められた定数を掛けることによって前記ポンプからの流体出力が計算されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記稼動期間におけるロータの回転数が、前記計算されたポンプからの流体出力が前記所望の出力に等しくなるように増減されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記稼動期間の長さを増減することによって、前記ロータの一定の回転速度を維持しつつ前記稼動期間における前記ロータの回転数を増減させることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
過程（ｄ）が、前記実裏側圧力読み値を実験的に求められた値と比較する過程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
過程（ｄ）が更に、前記実裏側圧力読み値が前記実験的に求められた値を越える場合、前記ロータの回転を停止させる過程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
過程（ｄ）が更に、前記実裏側圧力が前記実験的に求められた値を越えると警報信号を発する過程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
腸内供給ポンプから所望の流体出力を得る方法であって、
（ａ）ポンプのロータに取り付けられたモータユニットと、前記ロータの上流側の近位部と前記ロータの下流側の遠位部とを有するように前記ロータの周りに延在するチューブセグメントとを有し、かつ前記ロータが一定の回転数だけ回転する稼動期間と、流体が前記ポンプを通過して流れないように前記ロータが回転を止める停止期間とが交互に生ずるように前記ロータが動作する腸内供給ポンプを準備する過程と、
（ｂ）前記チューブセグメントの前記近位部に接触するように圧力センサを配置する過程と、
（ｃ）前記停止期間における前記チューブセグメントの前記近位部での圧力をモニタリングし、前記停止期間における前記チューブセグメントでの圧力を示す信号を生成する過程と、
（ｄ）前記稼動期間における前記チューブセグメントの前記近位部での圧力をモニタリングし、前記稼動期間における前記チューブセグメントでの圧力を示す信号を生成する過程と、
（ｅ）前記停止期間における前記チューブセグメントの前記近位部での圧力を示す信号と、前記稼動期間における前記チューブセグメントの前記近位部での圧力を示す信号とを比較して、前記停止期間における前記近位部での圧力と前記稼動期間における前記近位部での圧力との差を示す信号を求める過程と、
（ｆ）前記圧力の差を示す信号に基づいて前記ポンプからの所望の出力を確保できるように前記ロータの動作を制御するべくプログラミングされた制御手段を用いて、前記停止期間における前記近位部での圧力と前記稼動期間における前記近位部での圧力との差の大きさに応じて、前記稼動期間におけるロータの回転数を、予め求められた前記圧力センサからの各期間における出力値とポンプからの流体出力との関係に基づいて決定される一定の回転数となるように増減させる過程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
過程（ｆ）が更に、前記停止期間における前記近位部での圧力と前記稼動期間における前記近位部での圧力との差を閾値と比較し、前記差が前記閾値より大きい場合前記ロータの回転を停止させる過程を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
更に、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差が前記閾値を越えると警報信号を発する過程を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
過程（ｆ）が、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差の大きさに実験的に求められた数値を掛けることによって前記ポンプからの流体出力を計算する過程を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記稼動期間におけるロータの回転数を、前記計算されたポンプからの流体出力が前記所望の出力に一致するように増減する過程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
医療用流体ポンプあって、
ポンプのロータに取り付けられたモータユニットと、
前記ロータの上流側の近位部と前記ロータの下流側の遠位部とを有するように前記ロータの周りに延在するチューブセグメントと、
前記チューブセグメントの少なくとも一部を受容するべく前記モータユニットに隣接して配置されたハウジング手段と、
前記ハウジング内に配置された、前記近位部における圧力を測定するための圧力センサと、
前記ロータが一定の回転数だけ回転する稼動期間と、流体が前記ポンプを通過して流れないように前記ロータが回転を止める停止期間とが交互に生ずるように前記ロータを動作させ、前記圧力センサからの信号を受け取り、その信号に基づいて、前記稼動期間におけるロータの回転数を、予め求められた圧力センサからの出力値とポンプからの流体出力との関係に基づいて決定される一定の回転数となるように増減させて、前記ポンプからの所望の出力を確保できるようにプログラミングされたコントロールユニットとを有することを特徴とする医療用流体ポンプ。
【請求項２７】
前記コントロールユニットが、前記稼動期間における前記近位部での圧力と前記停止期間における前記近位部での圧力との差の大きさに応じて前記稼動期間における前記ロータの回転数を増減させることを特徴とする請求項２６に記載のポンプ。
【請求項２８】
前記ハウジング内に配置された、前記遠位部における圧力を測定するための別の圧力センサを更に有し、
前記コントロールユニットが、前記別の圧力センサからの信号も受け取り、両圧力センサからの信号に基づいて、前記稼動期間におけるロータの回転数を、予め求められた両圧力センサからの出力値とポンプからの流体出力との関係に基づいて決定される一定の回転数となるように増減させることを特徴とする請求項２６に記載のポンプ。
【請求項２９】
前記コントロールユニットが、前記遠位部における圧力と実験的に求められた値とを比較して、前記遠位部における圧力と前記実験的に求められた値との差に基づいて前記稼動期間におけるロータの回転数を増減させることを特徴とする請求項２８に記載のポンプ。
【請求項３０】
医療用流体移送システムであって、
医療用流体をポンピングするためのモータユニットであって、一定のサイクル数だけ動作する稼動期間と、流体が流れないように動作を止める停止期間とが交互に生ずるようにポンプ動作を行う、該モータユニットと、
前記医療用流体を移送するべく前記モータユニットに係合されるデリバリーセットと、
デリバリーセットの少なくとも一部を受容するべく前記モータユニットに隣接して配置されたハウジング手段と、
前記ハウジング手段に配置され、前記デリバリーセット内の流体の圧力を測定し、且つ前記デリバリーセットが前記ハウジング手段内に適切に装着されているか否かを判定する圧力検知手段であって、前記圧力検知手段は第１及び第２の圧力センサを有しており、前記第１の圧力センサは前記デリバリーセットの前記モータユニットから上流側の近位部における圧力を測定するように配置され、前記第２の圧力センサは前記デリバリーセットの前記モータユニットから下流側の遠位部における圧力を測定するように配置されている、該圧力検知手段と、
前記第１及び第２のセンサからの前記デリバリーセット内の圧力を示す信号を受け取り、両圧力センサからの信号に基づいて、前記稼動期間におけるモータユニットの動作サイクル数を、予め求められた両圧力センサからの出力値とポンプからの流体出力との関係に基づいて決定される一定のサイクル数となるように増減させて、前記システムからの所望の出力を確保できるようにプログラミングされた制御手段とを有することを特徴とする医療用流体移送システム。
【請求項３１】
前記デリバリーセットが、チューブを含むことを特徴とする請求項３０に記載の医療用流体移送システム。
【請求項３２】
前記ハウジング手段に形成され、前記デリバリーセットの前記チューブを受容する少なくとも１つのチャネルを含んでいることを特徴とする請求項３１に記載の医療用流体移送システム。
【請求項３３】
前記モータユニットが、ぜん動ポンプを形成するように設けられたロータを含んでいることを特徴とする請求項３０に記載の医療用流体移送システム。
【請求項３４】
前記稼動期間におけるモータユニットの動作サイクル数が、前記デリバリーセットの近位部での前記稼動期間における圧力と前記停止期間における圧力との差に応じて増減されることを特徴とする請求項３０に記載の医療用流体移送システム。
【請求項３５】
前記稼動期間におけるモータユニットの動作サイクル数が、前記デリバリーセットの遠位部での圧力に応じて増減されることを特徴とする請求項３０に記載の医療用流体移送システム。
【請求項３６】
ユーザが感知可能な信号を発生するための手段を含んでいることを特徴とする請求項３０に記載の医療用流体移送システム。
【請求項３７】
前記第１及び第２の圧力センサが前記チャネルに沿って配置されていることを特徴とする請求項３２に記載の医療用流体移送システム。
【請求項３８】
前記稼動期間におけるモータユニットの動作サイクル数が、前記デリバリーセットの遠位部での圧力と実験的に求められた値との差に応じて増減されることを特徴とする請求項３５に記載の医療用流体移送システム。
【請求項３９】
前記稼動期間におけるモータユニットの動作サイクル数が、前記稼動期間の時間を変えることによって増減されることを特徴とする請求項３０に記載の医療用流体移送システム。
【請求項４０】
前記稼動期間におけるモータユニットの動作サイクル数が、前記モータユニットのモータの回転速度を変えることによって増減されることを特徴とする請求項３０に記載の医療用流体移送システム。
【請求項４１】
吸込みラインと、出力ラインと、吸込みラインと出力ラインとを接続するポンプチューブセグメントとを有する患者に流体を移送するためのデリバリーセットに沿って取り付けられる腸内供給ポンプであって、
前記ポンプチューブセグメントの上流部分を受容するための第１チャネルと、前記ポンプチューブセグメントの下流部分を受容するための第２チャネルと、前記ポンプチューブセグメントを前記第１及び第２チャネル内に保持するための選択的に係合可能なカバー手段と、前記ポンプチューブセグメントが前記第１及び第２チャネル内に配置されたとき前記吸込みラインと前記出力ラインとの間において前記ポンプチューブセグメントに機能的に接触するように前記第１及び第２チャネルに隣接して配置されたモータユニットとを有するハウジングと、
前記第１チャネル内に前記ポンプチューブセグメントの前記上流部分がないことに反応し、かつ前記ポンプチューブセグメントの前記上流部分内の圧力を測定する、前記第１チャネルに沿って前記ハウジング内に配置された第１圧力センサと、前記チャネル内に前記ポンプチューブセグメントの前記下流部分がないことに反応し、かつ前記ポンプチューブセグメントの前記下流部分内の圧力を測定する、前記第２チャネルに沿って前記ハウジング内に配置された第２圧力センサとを含む圧力検知手段と、
前記圧力検知手段に連結され、前記モータユニットが一定のサイクル数だけ動作する稼動期間と、流体が流れないように動作を止める停止期間とが交互に生ずるように前記モータユニットを動作させる制御手段であって、前記第１及び第２のセンサからの各センサが検知した圧力を示す信号を受け取り、両圧力センサからの信号に基づいて、前記稼動期間におけるモータユニットの動作サイクル数を、予め求められた両圧力センサからの出力値とポンプからの流体出力との関係に基づいて決定される一定のサイクル数となるように増減させて、前記ポンプからの所望の出力を確保できるようにプログラミングされた、該制御手段とを含むことを特徴とするポンプ。
【請求項４２】
前記カバー手段が、前記ポンプチューブセグメントの前記上流部分を前記圧力検知手段に接触した状態で保持するための少なくとも１つの突起を含んでいることを特徴とする請求項４１に記載のポンプ。
【請求項４３】
前記カバー手段が、前記ポンプチューブセグメントの前記下流部分を前記圧力検知手段に接触した状態で保持するための少なくとも１つの突起を含んでいることを特徴とする請求項４１に記載のポンプ。
【請求項４４】
前記モータユニットは、その回転によって流体を前記デリバリーセットに供給するポンプロータを回転させることを特徴とする請求項４１に記載のポンプ。
【請求項４５】
前記ポンプチューブセグメントが適切に装着されていないことを示す前記圧力検知手段からの信号に応じて、前記制御手段が前記モータユニットの動作を止めることを特徴とする請求項４１に記載のポンプ。
【請求項４６】
前記デリバリーセットが閉塞されていることを示す前記圧力検知手段からの信号に応じて、前記制御手段が前記モータユニットの動作を止めることを特徴とする請求項４１に記載のポンプ。
【請求項４７】
前記制御手段が、前記圧力検知手段で測定された前記稼動期間における圧力と前記停止期間における圧力との差に基づいて、前記モータユニットの前記稼動期間における動作サイクル数を増減させることを特徴とする請求項４１に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、患者に溶液を供給するためのシステムに関し、特に腸内供給ポンプによる溶液の供給が所望のパラメータの範囲内にあることを確保するための圧力センサを用いた腸内供給システムに関する。詳述すると、本発明は、溶液の粘性を決定したり、腸内供給ポンプを通過するデリバリーセットにおける閉塞の存在を決定するための圧力センサの使用、及び部分的な閉塞または溶液の粘性による供給量の変化を補償する方法に関する。
腸内供給システムは、１または２以上の理由により自分で摂食することが不可能な患者に対して経管栄養を供給するのに使用される。このようなシステムは、典型的には、供給コンテナに結合されたインプットチューブまたは吸込みチューブと、患者に結合されたアウトプットチューブまたは出力チューブとに取り付けられたポンプを有している。このポンプは供給コンテナから経管栄養物を引き出し、この溶液を患者に供給する。ポンプ内のモータの回転数を調節することにより、腸内供給ポンプは、経管栄養物（または薬物）を特定の量だけ特定の速度で供給する出力を調節することができる。様々なタイプの腸内供給システムを使用することは、医療技術の分野では周知である。
現在使用可能な腸内供給システムにおける重要な問題点は、吸入チューブ及び出力チューブが閉塞することがあるという点である。閉塞は、例えば、繊維物質が溶液の中に含まれており、チューブ内の流れの干渉にある程度関与しているような場合に発生し得る。また、閉塞は、チューブがその中の流れを妨げるほどに曲げられている場合、またはローラクランプ（介入医療機器として一般に用いられているようなもの）が充分に緩められていない場合にも起こりうる。
吸込みチューブが閉塞した場合、溶液がポンプや患者に十分に供給されないことになる。出力チューブが閉塞した場合、溶液の流れがブロックされたり、溶液が異常に高圧で供給されたりすることになる。更に、医療関係者が、供給コンテナに溶液が無くなっていることや、吸込みチューブ及び／または出力チューブがポンプに適切に装着されておらず、適切な量の溶液の患者への供給を妨げていることに気付けない場合もある。このような状況では、医療関係者に対する警告がすぐになされないと悲劇的な結果がもたらされることになり得る。
腸内供給システムに関する別の問題点は、コンテナ一杯に入れられた溶液が患者にポンプで供給されるにつれ、溶液の粘性が変化する点である。粘性が変化すると腸内供給ポンプによる溶液供給速度が異なってくることから、腸内供給システムを通してポンピングされる溶液の粘性は重要である。例えば、腸内供給ポンプの所定の回転数で患者に供給される高粘性の溶液の量は、溶液の粘性が低い場合と比較して少なくなる。従って、ポンプが溶液の粘性の変化を正確に求めてそれを補償することができない場合には、患者に供給された溶液の量を正確に把握することは困難となる。
これらの問題点を克服するために、閉塞、粘性（粘性の変化を含む）、及び／またはポンプや吸込み／出力チューブの不適切な継ぎ手によって生ずる矛盾を決定し、患者が危険にさらされたり、患者に対して供給される溶液の量を適切にするためのシステム及び方法の必要性が存在している。
発明の目的及び要約
本発明の目的は、吸込み及び出力チューブが供給ポンプ内に適切に設置された状態を確保するための少なくとも１つのセンサを備えた腸内供給ポンプを含む腸内供給システムを提供することである。
本発明の別の目的は、患者に供給される溶液の量を求めるための腸内供給システムを通過する溶液流れをモニタリングする装置及び方法を提供することである。
本発明の別の目的は、患者に供給される溶液の量をより正確に求めるべく、腸内供給システムを通過する流れに対する粘性及び閉塞の効果を求めるための装置及び方法を提供することである。
本発明の別の目的は、デリバリーセットにおける粘性と閉塞をモニタし、粘性が変化したり、閉塞が生じた場合にそれを表示する装置を提供することである。
本発明の別の目的は、腸内供給システムによる一定の溶液出力を維持するべく、粘性の変化または閉塞を補償する上述のような装置を提供することである。
本発明の別の目的は、ポンプに結合された吸込み及び／または出力チューブの閉塞の程度を求めるための、上流及び下流センサを備えた腸内供給ポンプを含む腸内供給システムを提供することである。
本発明の別の目的は、閉塞が生じた場合に閉塞の位置を求めるべく吸込み及び出力チューブ上にセンサを備えた腸内供給システムを提供することである。
本発明の別の目的は、従来の使い捨て型デリバリーセット共に使用され得るようなセンサを組み込んだ腸内供給ポンプを提供することである。
上述の本発明の他の目的、特徴及び利点は、供給コンテナから経管栄養物質を受け取るための吸込みチューブと患者に溶液を供給するための出力チューブとに連通している、モータを有するポンプを備えた腸内供給システムにおいて実現される。この腸内供給システムは、システム内で溶液の粘性の変化や閉塞が生じているか否かを決定し、チューブをモニタするためのデリバリーセットに設置された一対の圧力センサも備えている。
本発明の一実施例によれば、近位圧力センサは吸込みチューブに沿って設置され、遠位圧力センサは出力チューブに沿って設置されて、各チューブの圧力をモニタし、チューブに閉塞が発生しているか否かを判定し、かつ何れかのチューブが腸内供給ポンプに適切に装着されていないかどうかを判定する。
本発明の別の実施例によれば、モニタが動作中の時間と、モニタが動作していない時間との間の圧力変化が、閉塞が存在しているか否かの判定及び粘性の変化がデリバリーセットを通過する溶液に起こっているか否かを判定するのに用いられる。次いで、粘性の変化または閉塞に関する、圧力センサから得られた情報が、ポンプが溶液を動かしている間に回転数を調節するのに用いられて、所望の溶液供給量を維持せしめる。従って、例えば、圧力センサにより粘性の高い溶液が検出された場合には、ポンプが動作する各サイクルの間に、溶液の粘性が高くなるのに比例して回転が高められ、ポンプの各回転に応じて移送される溶液の量が減らされる。
本発明の別の実施例によれば、チューブへの応力の変化によって生ずる圧力センサの交流電流出力は、モニタされて、圧力センサの適切な動作状態を表示する。
【図面の簡単な説明】
上述の、本発明の他の目的、特徴、及び利点は、詳細な説明の項を以下の添付の図面と共に参照することによりより明らかとなろう。
第１図は、吸込みチューブ及び出力チューブに結合された腸内供給ポンプを備えた腸内供給システムの部分底面図である。
第２図は、吸込みチューブ及び出力チューブに結合された腸内供給ポンプを備えた腸内供給システムの部分平面図である。
第３Ａ図は、本発明の腸内供給ポンプをラインＡで切った断面図である。
第３Ｂ図は、本発明の腸内供給ポンプをラインＢで切った断面図である。
第３Ｃ図は、本発明の腸内供給ポンプをラインＣで切った断面図である。
第４Ａ図及び第４Ｂ図は、吸込みチューブ及び出力チューブを通過する溶液の圧力をモニタするのに用いられる回路の模式図である。
第５図及び第５Ａ図は、本発明の原理に基づいて構成された腸内供給ポンプの好適実施例を示した図であり、このポンプは、入力チューブ及び出力チューブを所望の位置に保持するためのカバーを備えている。
第６図は、チューブの近傍に設置された圧力センサの部分断面図である。
第７図は、吸込みチューブにおける溶液の粘性と閉塞の存在を判定し、ポンプを流れる流体流れの減少を補償するためポンプ出力を調節するのに使用される方法の図である。
第８図は、出力チューブにおける裏側圧力及び閉塞を補償するためのポンプの調節のための方法を示した図である。
詳細な説明
本発明の様々な構成要素が符号を付して示され本発明の内容が当業者が本発明を利用できるように説明された図面を参照しつつ以下説明を行う。第１図を参照すると、全体的に符号４を付して示された腸内供給システムの底面図が示されており、このシステムは一対のコネクタ１８及び腸内供給ポンプ２０内のポンプチュービングセグメントにより互いに結合された吸込み（上流）チューブ１０及び出力（下流）チューブ１４を含むデリバリーセット８を備えている。ポンプ２０の内部に設置されたポンプチュービングセグメントの位置は、点線１６により示されている。典型的には、吸込みチューブ１０の反対側の末端（図示せず）は、供給コンテナ（図示せず）に結合されており、出力チューブ１４の反対側の末端（図示せず）は、患者に装着され、ポンプ２０により溶液を供給できるようになっている。
腸内供給ポンプ２０は、全体に符号２８を伏して示された従来のモータユニットを備えたハウジング２４を有している。モータユニット２８はロータ３０を有しており、ロータ３０の外周部には複数のぜん動性ローラ３４が設置されており、これが腸内供給ポンプ２０を通して溶液を移動させる。ロータ３０はシャフト３２によりモータ（図示せず）に結合されている。ポンプチュービングセグメント１６の部分３８は、ロータ３０及びローラ３４の周りに付けられ、可撓性を有するシリコン材料から通常作られている。ロータ３０を矢印で示す方向に回すことにより、チューブセクション３８が押しつぶされ、溶液が腸内供給ポンプから出力チューブ１４を通して押し出される。典型的には、ロータの一回転で約１／４ｍｌの溶液が移動する。しかし、溶液の粘性が変化したり、出力チューブ１４内、特に吸込みチューブ内で部分的な閉塞が生ずることにより、ロータ３０の一回転で移動する溶液の量が減ることがある。
第１図を参照すると、モータユニット２８から吸込みチューブ１０に沿って近位（上流）に空気検出器４０が設けられており、供給コンテナは空になったことを医療関係者に警告できるようになっている。腸内供給ポンプの上述の構成要素は当業者には一般に知られたものである。もちろん、空気検出器は米国特許第５，５１４，１０２号明細書に示されているようにチュービングセグメント１６の下流部分に設置され得る。
これらの構成要素に加えて、本発明の腸内供給ポンプ２０は、一対の圧力センサ５０を備えている。好適実施例においては、２つの圧力センサ５０ａ及び５０ｂは、ポンプチュービングセグメント１６に沿って、吸込みチューブ１０及び出力チューブ１４の近傍に設けられており、これによって（１）チューブがポンプ２０内に適切に設置されていることを確保し、（２）ロータ３０の一回転または部分的な回転により移動する溶液の量が変化するほどの大きな粘性の変化が生じたことをモニタし、（３）デリバリーセット８の吸込みチューブ１０または出力チューブ１４における閉塞の存在を検出するようにしている。保持プレート５４（第１図）はネジ５８によりハウジング２４に取り付けられ、圧力センサ５０ａ及び５０ｂを定位置に保持している。容易に理解されようが、センサが確実に固定されていない場合には、得られる情報が信頼できないものとなる。
ポンプ２０が動作すると、モニタユニット２８はチューブセクション３８を機械的にブロックし、チューブ内の溶液を出力チューブ１４の方に押し出す。このプロセスにおいて、ポンプチュービングセグメント１６はロータ３０の回転により、またポンプの各回転により作り出される吸引力に対するポンプチュービングセグメント内の溶液の反応のため伸び縮みする。この伸び縮みは、圧力センサにより測定され得る。圧力センサからの信号は期待される信号であり、この信号がないと制御プロセッサ（後に説明する）により対応するセンサの故障と解釈される。
ここではポンプチュービングセグメントとして説明しているが、ポンプ２０を通過するチュービングは、互いに結合された吸込みラインと出力ラインの２本であり得る。このような状況の下では、それぞれのラインが同じ材料で作られたポンプチュービングセグメント１６を構成するのが好ましい。
第２図において、腸内供給システム４の部分平面図が示されている。図面に明らかに示されているように、ポンプチュービングセグメント１６は吸込みチューブ１０及び出力チューブ１４に取り付けられ、ハウジング２４に沿って伸びて、モータユニット２８の周りの位置に達している。ハウジング２４の下側には、ポンプチュービングセグメント１６を受容し、これが各圧力センサ５０ａ及び５０ｂの近傍に設置されるようにするためのチャネル６４及び６８が設けられている。
第２図において、ピンチクリップオクルダー（図示せず）のような閉塞機構を受容するように設計されたチャネル６４が形成された空隙７０も示されており、前記閉塞機構は、ポンプチュービングセグメント１６と共に用いられて、閉塞機構が外れるまで、ポンプチュービングセグメントを通して溶液が流れるのを選択的に防止する。（このようなピンチクリップオクルダーの例は、１９９５年３月２７日に出願された米国特許第＿＿＿号（米国特許出願第０８／４１０，９１２号）明細書に記載されており、ここではこれを参照されたい）。従って、ポンプチュービングセグメント１６がチャネル６４に適切にはめ込まれ、閉塞機構が適切に空隙７０の内部に入れられて、ポンプドア（図示せず）が適切に閉じられ得ることができない限り、溶液はポンプ２０を通して流れることができない。このことが重要なのは、医療関係者がポンプチュービングセグメント１６を腸内供給ポンプ２０に適切に通していなかったり、ローラクランプ等をポンプドアを開放する前に閉じ損ねてしまうことがしばしばあるからである。
システム４を適切に結合し損ねると、フリーフローとして知られている状況、即ち溶液が患者に供給される速度がモータユニット２８に従属せず供給コンテナ内の溶液の量や重力に支配されることになる状況が生じることになり得る。供給コンテナが患者より上に設置されている場合には、ポンプチュービングセグメント１６がポンプ２０のチャネル６４及び６８に適切に設置されており、吸込み３８を通る流れがモータ２８によって制御されている場合よりも、はるかに大量の溶液が患者に注入されることになる。溶液の大量の注入により、患者は重症の合併症を併発することもあり、時には死に至ることもあり得る。空隙７０内にはめ込むことにより放出される閉塞機構を用いることで、このフリーフロー状態が回避され得る。
圧力センサ５０ａ及び５０ｂは、ポンプチュービングセグメント１６が、チャネル６４及び６８内に適切に設置され、流体がチュービングセグメントを通して適切に流れる状態を確保することによってこの状態を支援している。定位置に付勢された閉塞機構を使用することのリスクは、装置を流れる流体が、クランプが開位置に動かなかった場合に止められることである。これによって、デリバリーセットの残りの部分が適切に設置されていた場合でも流体流れが妨害され、それが発見されなければ患者に害が及ぶことになりうる。このような状態において、圧力センサ５０ａ及び５０ｂはポンプチュービングセグメント１６を通過して流れる流体が無くなったときに閉塞を示す。このような閉塞の警告は、医療関係者にポンプ２０をチェックすべきであることを警告し、医療関係者がポンプチュービングセグメント１６が適切にロードされていることや、供給されるまたは他の溶液がそこを流れていないことを判定できるようにしている。
第３Ａ図を参照すると、第１図及び第２図のラインＡで切ったポンプハウジング２４の断面図が示されている。ハウジング２４は一対の開口７４及び７８を有し、これらの開口はそれぞれチャネル６８及び６４に導かれており、互いに概ね平行に設けられている。吸込みチューブ１０及び出力チューブ１４（第１図及び第２図）がチャネル６４及び６８に入れられている場合、これらのチューブは開口７４及び７８の側部によって保持される。
第３Ｂ図において、第１図及び第２図のラインＢで切ったハウジング２４の断面図が示されている。空気検出器４０は、チャネル６８の周りに設けられ、空隙７０は第２図に関して説明したようにチャネル６４の周りに形成される。
第３Ｃ図を参照すると、圧力センサ５０ａ及び５０ｂは、それぞれチャネル６８及び６４の中に延在しており、センサ５０ｂは出力ライン１４（第１図及び第２図参照）の近傍でポンプチュービングセグメント１６と接触しており、センサ５０ａは吸込みライン１０（第１図及び第２図参照）の近傍でポンプチュービングセグメントに接触している。センサ５０ａ及び５０ｂはポンプチュービングセグメント１６をそれらがチューブ内に存在する圧力を求めることができる程度に十分にポンプチュービングセグメント１６に押しつけられている。第５図及び第６図を参照して後に詳細に説明するように、これらのチューブはカバーによりセンサに対して確実に接触状態を保持され得る形態となっている。
センサ５０ａ上の圧力が低下することは、吸込みチューブ１０における圧力が低下したことを示している。これが意味するのは、吸込みチューブ１０がセンサの上流側で閉塞したか、または流体の粘性またはヘッドの高さが低下したことである。空気検出器４０が泡を表示していたり、センサ５０ａが圧力が低いことを示している場合には、供給コンテナは典型的には空になりつつある。
センサ５０ａにより検出された圧力の変化の程度は、閉塞または流体レベルの低下が存在していることを示している。例えば、モータユニット（第３Ｃ図には示されていない）が一回転する毎に、吸込みチューブ１０は瞬間的部分的に潰れた状態になり、即ちチューブ内部の外向きの圧力が低下する。部分的に潰れた状態は、モータユニットの吸込みにより流体の一部分が移動することによって生ずる。この時間において発生する圧力変化をモニタすることにより、圧力センサ及び腸内供給ポンプの関連回路は、チューブセグメント内部の溶液の粘性が変化したか否か、若しくはチュービングセグメントが部分的に若しくは完全に閉塞したか否かを判定することができる。この情報で、腸内供給ポンプは、部分的閉塞若しくは粘性変化を補償すべく矯正のための調節を行うか、若しくは閉塞が修復が不可能なほどひどくなっていることを示すことができる。閉塞等が矯正のための調節により修復することが不可能になっている場合には、ポンプは停止し、警告信号を医療関係者に向けて送る。
圧力センサ５０ａにおいて、圧力のモニタ値が低下するのに対して、センサ５０ｂにおける圧力が上昇していることは、出力ライン１４に部分的若しくは完全な閉塞が生じていることを示している。従って、センサ５０ａ及び５０ｂの出力値を観測することにより、医療関係者は、溶液が適切な圧力で患者に供給されていることを確認することができる。当業者は、モータユニットの一回転によって、センサ５０ｂ上の圧力が一時的に増加し、センサ５０ａ上の圧力が一時的に低下するこということは当業者には理解されよう。圧力の変化の一部は、チューブの張力の変化のために生ずる。この成分はフィルタリングするのでなく、圧力センサ５０ａ及び５０ｂが適切に機能することを補償すべくモニタされる。更に、ロータ３０の動きのそれぞれによって生ずる鋭いピークを無視するのではなく、直線全体がモニタされ、平均値が求められる。この平均値が所定の閾値を越えた場合には、アラームが動かされる。このような方法では、患者が動くことによって生じ得るような瞬間的な閉塞も防ぐことができる。
第１図に関連して説明したように、センサ５０ａ及び５０ｂはネジ５８によってハウジング２４に保持される保持プレート５４により定位置に維持される。シリコンブーツ（図示せず）は、センサ５０ａ及び５０ｂの保持と密閉のために適当な位置に設けられる。圧力センサ５０ａまたは５０ｂが、故障した場合には、プレート５８（及びブーツ）は、ネジ５８を緩めることによってセンサを取り替えられるように動かすことができる。
第４Ａ図を参照すると、圧力センサ５０ａ及び５０ｂ用の回路の模式図が示されている。センサ５０ａ及び５０ｂのそれぞれは個別のプリプロセッサ１０４及び１０８に接続されている。このプリプロセッサ１０４及び１０８は、入力／出力ライン１１２及び１１６に接続されており、これらのラインは第４Ｂ図に示す制御プロセッサ１２０に接続されている。圧力センサ５０ａ及び５０ｂ及びプリプロセッサから読みとられる数値をモニタすることにより、制御プロセッサ１２０は、閉塞が存在するか否か、そしてそれが上流に存在するか下流に存在するかを判定したり、チュービングセグメント１６を通してポンピングされる溶液の粘性が変化したか否かを判定したり、デリバリーセット８が適切に付加されているか否かを判定したりすることができる。結合された回路を用いて、圧力センサやロータ３０（第１図及び第２図参照）の位置やそれが回転する速度のようなシステムの他のダイナミクスをモニタすることができるということは当業者には理解されよう。この情報の全てをまとめることにより、１つのセットモニタを用いて、腸内供給システム４に関する必要な情報の全てを供給し、ユーザ（またはそのシステム自体）が、システムのダイナミクスを必要に応じて変化させることが可能となる。
更に、制御プロセッサをセンサ５０ａ及び５０ｂから得られた情報に応じてロータを制御するようにプログラミングすることができる。従って、例えば、閉塞がモニタユニット２８の下流で検出された場合に、制御プロセッサ１２０はロータの動作を停止し、医療関係者にポンプが閉塞のために停止したという警告を発することができる。同様に、センサ５０ａ及び５０ｂにより検出された上流での圧力変化を用いて制御プロセッサが回転速度またはモータユニットが一定の溶液供給を確保すべく回転するのにかかる時間を制御することができる。
ここで第５図及び第５Ａ図を参照すると、腸内供給ポンプ２００の平面図及び断面図が示されている。このポンプはモニタユニット２０４及び第１図及び第２図に関連して説明した他の特徴を全て備えている。第５図におけるポンプ２００と第１図及び第２図におけるポンプ２０との主な違いは、ヘポンプ２００がポンプチュービングセグメント２１６がチャネル２２０及び２２４に適切に設置される状態を確保し、またポンプチュービングセグメントがセンサ２３０ａ及び２３０ｂに確実に接触する状態を確保するためのカバー２０８を備えている点である。
カバー０８はポンプ２００のベース部分２４０に１または２以上のヒンジ２４０によって取り付けられ、カバーがチャネル２２０及び２２４にアクセス可能な開位置とそれが不可能な閉位置との間で回転できるようになっている。カバー２０８は一対の突出部２５０及び２４０を有し、これらはチャネル２２０及び２２４から下向きに延出してポンプチュービングセグメント２１６をセンサ２３０ａ及び２３０ｂに対して確実に位置を保持できるようにしている。チューブ２１０及び２１４をポンプチュービングセグメント２１６が圧力センサ２３０ａ及び２３０ｂに確実に接触するように配置することにより、より正確な読みとりが可能となる。
カバー２０８は、ベース部分２４０に沿ってそこに形成された小さな溝２６４に向かって延在しているクリップ部分２６０も有する。カバー２０８のクリップ部分２６０は典型的には弾力性を有し、クリップ部分から延出したフランジ２６７は溝２６４にはめ込まれて、カバーを定位置に保持する。カバー２０８を外し、ベース部分２４０のチャネル２２０及び２２４にアクセスできるようにするためには、クリップ部分２６０を曲げて、フランジ２６８が溝２６４にはめ込まれていない状態にするだけでよい。これによってカバー２０８は回動してそこから外れるようになる。チューブ２１０及び２１４が調節され、若しくは再配置等をする時には、カバー２０８を単に第５図に示す位置に回転させて、フランジ２６８が溝２６４にはめ込まれてカバーを閉じた状態に保持できるようになるまで若干の力を加えるだけでよい。チューブ２１０及び２１４がひとたびチャネル２２０及び２２４に装着され、カバー２０８が閉じられると、チューブは定位置にロックされ、カバーを開けることによってのみ取り除かれ得る状態となる。優先的に、カバー２０８はベース部分２０４に損傷が生じたとき取り替えられ得る形態で取り付けられる。
ここで第６図を参照すると、圧力センサ２３０ｂ及びその周囲の領域の拡大部分断面図が示されている。この圧力センサはオイルで満たされたリザーバ２７０及び圧力センサチップ２７４を備えている。シリコンガスケット２７８は圧力センサ２３０ｂ及びチューブ２１６の間にぴったりとはめ込まれている。チューブ２１６は突出部２５０によって定位置に保持される。部分的につぶれたチューブ２１６は、センサ２３０ｂに圧力をかける。チューブ２１６内に流体２８２が存在するときには、流体圧力の上昇は圧力センサ２３０ｂによって検出され、センサ２３０ｂはその圧力の上昇を制御プロセッサ１２０（第４Ｂ図）に伝える。デリバリーセット８（第１図）が適切に付加されていない場合には、圧力センサ２３０ｂはセンサチップ２７４に不十分な圧力状態を表す信号を送る。制御プロセッサ１２０は、次いでデリバリーセットが適切に付加されていないということを表す使用者に識別可能な信号を送り出す。閉塞が下流に生じている場合には、センサ２３０ｂが制御プロセッサ１２０（第４Ｂ図）に閉塞の存在を示す信号を送る。第６図に示すセンサ２３０ｂが好適実施例と考えられるが、当業者は本発明の機能を発揮し得る様々なタイプの他の出力センサについて周知であろう。
前述のように、圧力センサ５０ａ及び５０ｂ、若しくは２３０ａ及び２３０ｂを用いてチュービングセグメント１６を通してポンピングされる溶液の粘性の変化及び閉塞の存在の判定を行うことができる。第７図において、吸込みチューブまたは出力チューブにおける閉塞及び流体粘性に関連する問題を判定し、ポンプを通して流れる流体の流れの減少を補償するべくポンプ出力を調節するための方法のブロック図が示されている。従って、第７図に関連して圧力センサについて説明する場合には、逆の場合について示されていない限り、参照されているのは上流のセンサである。参照を容易にするために、第１図〜第３Ｃ図に示す実施例を用いて説明する。
流体がポンプ２０を通過するとき、ロータ３０の一回転により、ポンプ２０により動かされた溶液が置き換えられなければならないことから、ロータ３０の近傍の近位部のポンプチュービングセグメント１６内部に一時的な負の圧力が生ずる。流体が空の領域に流れ込み真空部分を満たす能力は、粘性とポンプに流体が流れ込むのを妨げる閉塞存在との双方に関与する。高粘性の流体及び閉塞により、その流れ抵抗のため溶液の入れ替わりに遅れが生ずる。粘性が高く閉塞が存在すると、ロータ３０及びモータユニット２８の一回転または部分的な回転で移動し得る流体の量に影響を及ぼす。粘性及び／または部分的な閉塞が大きくなると、ロータ３０の一回転でポンピングされる流体の量が少なくなることになる。従って、患者に実際に供給される流体の量を決定すべく、流体の生成及び／または閉塞の存在及び程度は計っていなければならない。この情報とロータの回転速度と相関を取ることによって、ポンプは所望の出力を維持するように調節することができる。
粘性若しくは閉塞がポンプ２０を通る流体の流れを妨げているか否かを判定するために、チュービングによって圧力センサにかけられる力または歪みが用いられ得る。ストップ時の歪み、即ちロータが回転していないときにチュービングにかかる歪みの大きさは、流体の粘性及び／または閉塞の存在を判定するための基準点となる。第１図〜第３Ｃ図に関して説明したことから明らかなように、チュービングセグメント１６に加わる歪みがなくなることは、流体が全くチュービングに流れ込めなくなることを示している。これは、完全な閉塞のためか、若しくは緩められていない状態の空隙７０の中に設けられたピンチクリップオクルダーのためである。何れにせよ、ポンプ２０はポンプ２０内に流体が流れ込まないということを示す警告信号を送り出す。
“ストップ時歪み”が存在する場合、ポンプの回路（第４Ａ図及び第４Ｂ図参照）は、圧力センサ５０ａから得られた値を格納する。ひとたびロータ３０が回転すると、圧力センサ５０ａ及びその周辺の回路は、稼働時の歪み、即ちモータユニット２８がロータ３０を回転するときにチュービングセグメント１６の近位部内に生ずる歪みを決定する。ロータ３０の回転により流体が流し出されることから、稼働時の歪みは、ストップ時の歪みより小さいものである。歪みの減少の程度は、閉塞の程度若しくは流体の粘性の程度を示し、稼働時歪みが小さくなるにつれ、粘性の程度や閉塞の程度も大きくなることになる。
ポンプ２０の回路は、稼働時歪みを記録し、その数値を以前に記録されていたストップ時歪みから差し引く。得られた差の数値またはデルタ歪みが小さい場合には、調節は不要である。どの程度を小さいと決定するかどうかは、水のような粘性の低い流体を用いて実験的に求められた歪みの変化のレベルを基礎に判断されるのが普通である。ポンプ２０が構成されたとき、このポンプは閉塞のないデリバリーセット及び水に近い粘性の溶液を想定した場合の所定の溶液量をポンピングするようにプログラミングされている。実際にポンピングされる流体の粘性が水よりも高い場合には、各“稼働”時間の間に可能な回転数が変えられなければならない。このことはこの時間中のモータ速度を上昇させるか、または回転速度を維持したままより多くの回転が得られるように稼働時間を長くすることによって達成され得る。圧力センサ５０ａを用いることにより、ポンプ２０は継続的にポンピングされる溶液をモニタして、粘性または閉塞の変化が各稼働時間中のロータ３０の回転数の調節により支配される状態を確保することができる。
デルタ歪みが小さいことが示されている場合には、矯正のための測定値をとる必要がない。デルタ歪みが小さいことは、大きな閉塞が存在していないこと及び粘性レベルがポンプの構成に使用される制御粘性と一致していないことを示している。従って、稼働時間内のロータ３０の回転数は一定に維持される。
デルタ歪みが高いことが示されている場合には、矯正のための測定値が得られて、適切な投与量の流体がモータユニット２８が稼働する一定時間内に供給される状態が確保される。一定のパラメータの範囲内で、このことは各稼働時間内のロータ３０の回転数を単に高めて、減少したポンピングされる流体の量を補償するだけで達成され得る。閉塞若しくは高粘性の流体を補償するのに必要な回転数の増加量は、実験的に定義された範囲内ではデルタ歪みの大きさに比例するものと考えられている。この範囲内では、ポンプ２０は歪みの変化を“粘性”の変化とみなし、稼働時間中の回転サイクルを変化させて調節を行う。従って、例えば、ロータ３０が１つのステップが典型的には３分の１回転からなる６ステップを各稼働時間の間に取るようにプログラミングされている場合、回路はモータユニット２８が稼働時間を延ばして、ロータ３０が稼働時間が終了する前に７ステップを取るようにすることを支持する。
しかし、一定の閾値を越えると、各稼働時間内にロータ３０の回転数を増加させても閉塞若しくは粘性を補償できなくなる。この閾値において、ポンプによる分析が示すのは、“閉塞”若しくはチューブのブロック状態である。このことは典型的にはほぼ完全な閉塞状態において発生するが、領域の粘性が著しく高い場合にも発生し得る。デルタ歪みが閾値を越えたとき、ポンプはモータユニットの回転を止め、流体がポンプに流れ込まないという警告信号を医療関係者に送る。医療関係者はデリバリーセットを見直して、流体の流れが止まった原因を調べることができる。
閾値が設定される正確なレベルは、使用される特定のポンプの種類及び所望の感受性の双方に応じて決まる。例えば、本発明では、薬物を含有する溶液を用いるために閾値は８ｐ．ｓ．ｉ．に設定されるか、ポンプが経管栄養の補給のみに使用されるときにはそれよりやや高い数値に設定される。本明細書の開示内容を参照することにより、当業者は異なるタイプのポンプに対する必要な閾値を容易く決定することができるであろう。
第８図は、流体の患者への流入を妨げるような出力チューブにおける因子を補償するためのポンプの調節方法のブロック図である。当業者は、下流チュービングにおける閉塞若しくは他の障害が医療関係者が供給されていると信じている量に対して実際に患者に供給されている量を著しく減らし得るということを理解されよう。裏側圧力が高くなるにつれ、ロータ３０の所定の回転数により実際に患者に注入される量が少なくなる。
裏側圧力はいくつかの状況の下で生じうる。例えば、部分的閉塞は出力チューブ１４において生じ、流体の流れを妨げる。更に、患者の物理的位置により出力チューブが曲げられてそこを流れる流れが制限されることによって裏側圧力が生じる。
腸管供給ポンプにより注入される流体の所望の量を確保するために、実際の注入量を求め、次いで稼働時間中のロータ３０の回転数を変化させて実際の注入量がプログラミングされた、または所望の注入量に一致するようにしなければならない。
裏側圧力が出力チューブに及ぼす影響をモニタするために、圧力センサ５０ｂはチュービングセグメント１６の圧力センサの近傍の歪み、即ち膨張圧力をモニタする。裏側圧力歪みが所定の閾値、例えば１２ｐ．ｓ．ｉ．を越えている場合、ポンプ２０の回路（第４Ａ図及び第４Ｂ図）は、閉塞の存在を示す。この回路は、次いでモータユニット２８を停止し、下流の閉塞を示す。
圧力センサ５０ｂにより得られた歪みの読みとり値が閾値を下回っている場合、ポンプ２０によって実際に注入されている流体の量がどの程度かを求めることが重要である。このことは圧力センサ５０ｂから得られた実際の裏側圧力歪みからポンプ内の裏側圧力に対する名目歪み値を差し引くことによって達成される。名目値は典型的には流体として水を用いてチューブ内の流れ抵抗が０の状態でのポンプの構成時に得られる。従って、名目裏側圧力は、典型的には０に近くなる。
過剰歪み、即ち名目値を上回る実裏側圧力歪みは、実験的に得られた定数と掛け合わされて、ポンプを通して流れる流体の実注入速度が得られる。求められた注入される実際の溶液の量を用いて、回路は医療関係者により入力された所望の量に近づける。次いでこの回路は各稼働時間内の回転数（または部分回転）を高めて、感知された裏側圧力を補償し所望の流速を得る。
本明細書においては個別に説明したが、当業者はポンプ２０がモータユニット２８の両側の圧力を同時に調整できるということを理解されよう。この調節は供給プロセス全体を通して継続的に行われるダイナミックプロセスであるが、これは閉塞及び粘性の変化が非常に短時間のうちに注入される量を変化させ得るからである。
実例１
従って、例えば、本発明のポンプの動作は以下のようなものとなり得る。所望の注入速度及び流体（投与）量が、ポンプのセットアップ時に医療関係者により入力され、この速度は１８０ｍｌ／時間及び投与量は１８０ｍｌである。これは１時間当たりの全注入時間に等しい。次いでポンプはこれを有限の個数のより小さい稼働時間／供給間隔に分ける。ポンプは稼働時に粘性及び下流裏側圧力を継続的にモニタし、同じ供給間隔の間に正確な供給量を維持するように回転数を補償し得る。この上流閉塞／粘性変化及び下流裏側圧力に対する調節は、参照を容易にするために再び分割される。指摘された結果がこの例を完結する。
粘性
上側圧力センサ５０ａは、モータユニット２８が回転していない間に歪みをモニタし、５ｐ．ｓ．ｉ．のストップ歪み値を受け取る。モニタユニット２８がひとたびロータ３０を回転し始めると、出力センサ５０ａは稼働歪みの読みとり値を得て、３．４９ｐ．ｓ．ｉ．を記録する。ストップ歪みから稼働歪みを差し引くことにより、ポンプ２０は１．５１ｐ．ｓ．ｉ．のデルタ歪みを得る。デルタ歪みの大きさから溶液は粘性が低い若しくは高い溶液であると考えられる。
実験的に得られた数値を用いて、デルタ歪みは初めに定数と掛け合わされ、次いでデルタ歪みが０に等しいときの値を表す量と加算される。この実施例では、粘性の低い溶液であると認識され、ポンプ供給は各稼働時間／供給間隔の間に４回転分に等しくなる。
この同じ供給間隔の間に粘性が変化する場合は、ポンプはこれを検出し補償する。ストップ歪みを同じ読みとり値である５ｐ．ｓ．ｉ．が維持される。圧力センサは新たな稼働読みとり値を読みとり、１．５７ｐ．ｓ．ｉ．を記録する。この稼働歪みをストップ歪みから差し引いて、ポンプ２０は３．４３ｐ．ｓ．ｉ．のデルタ歪みを得る。ポンプはこの溶液が高い粘性のものであることを認識し、モータの各稼働時間／供給間隔内での回転数を４から４．８４に高める。
下流裏側圧力（部分的閉塞）
下流裏側圧力について述べると、圧力センサ５０ｂは７ｐ．ｓ．ｉ．の歪み値を得る。名目歪み値である０ｐ．ｓ．ｉ．を読みとり裏側圧力歪みから差し引いて、過剰歪み値である７ｐ．ｓ．ｉ．を得た。
過剰歪み値である７ｐ．ｓ．ｉ．と（ポンプの構成によって決まる）実験的に得られた定数とを掛け合わせて、ポンプ２０は稼働時間／供給間隔におけるロータ３０の回転数を４．８４から５に増加させて所定の流速である１８０ｍｌ／時間で溶液を供給するようにすべきであることを決定する。
従って、粘性及び裏側圧力のネットの効果は、モータ回転数の１から５への増加となる（粘性に関して４から４．８４に増加し、裏側圧力に関して追加的に０．２６増加）。
従って回転数を変化させることにより、ポンプ２０は、たとえ注入時間内に閉塞が生じたり、粘性が変化したり、若しくは裏側圧力が変化した場合でも、所望の注入量を達成できる。閉塞、粘性、または裏側圧力の影響が大きすぎてポンプ速度の変化で回復できない場合には、ポンプは停止し、医療関係者にチュービングまたは溶液を変えなければならないことを指示する。
本発明の別の利点は、ここに開示したポンプが延長された供給コンテナを不要にすることである。適切な流速を確保するために、従来のポンプの多くは供給コンテナの下側に点滴チャンバを有していた。光学センサを用いて、所定の時間内に溶液の所望の滴下数を確保していた。しかし、このような構成は、供給コンテナが常に高い位置に持ち上げられるか延長されて、点滴チャンバに適切な流れを供給するようにしなければならないことから、使いにくいものであった。
これに対して、本発明により、延長したり高い位置に持ち上げたりすることが不要な供給コンテナを使用することが可能となる。点滴チャンバに依存するのでなく、本発明の圧力センサは、ロータの位置及び回転速度を決定するための正確な方法と組み合わせられ得る。このようなものは米国特許第＿＿＿号（米国特許出願第０８／４３５，７３５号）明細書に記載されている正確なポンプを流れる流速を決定する方法である。
上述のように、ここに開示した腸管供給システム及び方法は、吸込みチューブ、出力チューブ、及びポンプチュービングセグメントを有するシステムで、このラインに沿って腸管供給ポンプが設置されている。一対の圧力センサを設けて、ポンプが適切に動作し、吸込み及び／または出力ラインが閉塞しないようにしている。当業者は本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更を施すことが可能であることを理解されよう。添付の請求項の内容はこのような変更を包含するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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