(57)【要約】      （修正有）【課題】ポンプを提供する。【解決手段】ポンプは、圧縮コンパートメント７７，７９を含み、圧縮コンパートメントは、前記コンパートメントの第１及び第２の面間において、流体を収容し、流出口を有する可撓性容器を受容するように構成されている。前記ポンプはまた、前記コンパートメントの前記第１及び第２の面７８Ａ、８０Ｂを共に駆動して、前記流体を前記流出口８２，８４を通じて前記容器外に強制的に排出するように連結されたポンプ機構７０を有する。前記第１及び第２の面にそれぞれ固定された第１及び第２の電極１０２が存在する。前記ポンプはまた、前記第１及び第２の電極間の静電容量を測定し、前記静電容量に応じて、前記容器内に残っている前記流体の容量を推定するように連結されたプロセッサを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプであって、
圧縮コンパートメントであって、前記コンパートメントの第１の面と第２の面との間において、流体を収容し、流出口を有する可撓性容器を受容するように構成された、前記圧縮コンパートメントと、
前記コンパートメントの前記第１及び第２の面を共に駆動して、前記流体を前記流出口を通じて前記容器外に強制的に排出するように連結されたポンプ機構と、
前記第１及び第２の面にそれぞれ固定された第１及び第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極との間の静電容量を測定し、該静電容量に応じて、前記容器内に残っている前記流体の容量を推定するように連結されたプロセッサと、を含む、ポンプ。
【請求項２】
前記第１及び第２の電極が非平行平板コンデンサを形成する、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記第１の面と前記第２の面との間の角度を測定し、該角度に応じて、前記容器内に残っている流体の前記容量を推定するように構成されている、請求項１に記載のポンプ。
【請求項４】
前記第１の電極が、前記第１の面の少なくとも５０％を覆う第１の単電極を含み、前記第２の電極が、前記第２の面の少なくとも５０％を覆う第２の単電極を含む、請求項１に記載のポンプ。
【請求項５】
前記第１の電極は前記第１の面の第１の部分を覆い、前記第１の面における第１の位置に配置され、前記第２の電極は前記第２の面の第２の部分を覆い、前記第２の面における第２の位置に配置され、前記プロセッサは、前記第１の部分、前記第１の位置、前記第２の部分、及び前記第２の位置に応じて、残っている前記容量を推定するように構成されている、請求項１に記載のポンプ。
【請求項６】
前記第１の電極が前記第１の面のある部分を覆い、前記第１の面におけるある位置に配置され、前記第２の電極が前記第２の面の少なくとも５０％を覆う単電極を含み、前記プロセッサは、前記部分及び前記位置に応じて、残っている前記容量を推定するように構成されている、請求項１に記載のポンプ。
【請求項７】
ヒンジを含み、前記第１及び第２の面のうちの少なくとも１つが前記ヒンジを中心に回転するように構成されている、請求項１に記載のポンプ。
【請求項８】
前記流体が、患者に対して行われる切除手技中に使用される灌注流体を含む、請求項１に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ポンプに関し、具体的には、医療手技において使用される場合がある灌注ポンプのステータスを測定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
灌注ポンプは、低侵襲性医療手技など広範囲の分野において使用される。先行技法の例を、以下に提供する。
【０００３】
その開示が参照により本明細書に組み込まれる、ＲｏｇｏｚｉｎｓｋｉらのＰＣＴ特許国際公開第２０１４／０３０１４０号は、流体移送システムを記載しており、これは、（ａ）少なくとも２つのインフレータブル物体と、（ｂ）第１及び第２のインフレータブル物体間に置かれた少なくとも１つの状態可変流体移送導管とを含み、この状態可変導管が、開状態では流体を通過させ、閉状態では流体を通過させないように構成されている。別の流体移送システムは、（ａ）入口ポートと、（ｂ）出口ポートと、（ｃ）入口ポートと出口ポートとの間に画定された一方向性の主導管と、（ｄ）中間ポートと、（ｅ）中間ポートと主導管との間に画定された、第１の一方向性の弁と第２の一方向性の弁との間で主導管と交差する中間導管と、を含んでおり、主導管が一方向性の流体の流れを画定する。
【０００４】
その開示が参照により本明細書に組み込まれる、Ｓｉｂｂｉｔｔらの米国特許第７，１１８，５５４号は注射器装置を記載しており、これは、第１の注射器であって、その遠位端に第１の開口部を含み、その開口部を通じて流体を押し出す又は吸引する場合がある第１の注射器胴体と、第１の注射器胴体の開口部を通じて流体を押し出すために第１の注射器胴体の内部を摺動し、その遠位端にストッパーを含み、そのストッパーが第１の注射器胴体と密封式かつ摺動式に係合する第１の注射器プランジャーと、を含む第１の注射器と、第１の注射器の軸方向に平行な軌跡に沿って移動する往復部材と、第１の注射器プランジャー及び往復部材からなる群のうちの１つの部材が遠位に移動したときにその群の別の部材が近位に強制的に移動するように往復部材に第１の注射器プランジャーを接続する往復装置と、を含む。
【０００５】
参照によりその開示が本明細書に組み込まれるＫａｄａｎへの米国特許出願公開第２００４／００８２９１５（Ａ１）号は、診断的針関節鏡検査を行い、関節区画の内部への単一の入口ポートを通じて洗浄するためのシステムを記述している。このシステムは灌注及び吸引のための弁を有するハンドピース、そのハンドピースに取り付けられた診断カニューレ、で構成されている。このシステムは移動式カートと、カメラと、高解像度モニターと、ハンドピースに灌注流体を送達するために個々に制御される灌注ポンプに動力を供給するエアコンプレッサーと、流体を収集するための真空吸引コンソールと、を含んでいる。
【０００６】
参照によりその開示が本明細書に組み込まれるＷｉｌｌｉｓらへの米国特許第８，７０９，００８号は、配備カテーテルと、拡大構成に展開可能に取り付けられた撮像フードと、を含む可視電極切除システムを記述している。使用の際、血液のような不透明の体液で通常は充填されている体腔内の撮像される組織の区域に当接して又は隣接して撮像フードが配置される。生理食塩水のような半透明又は透明の流体が全ての血液を置換して、配備カテーテル内で撮像要素を介して撮像される組織の透き通った区域が残されるまで、かかる流体を撮像フード内にポンプ輸送することができる。その流体を通じて電流を流し、撮像対象組織の区域へと電流が直接流れ、その電気エネルギーが別の分離した切除プローブ又は器具を必要とせずに流体を通じて伝導されるようにして、視認している組織を切除することができる。
【０００７】
参照によりその開示が本明細書に組み込まれるＧａｌｌａｒｄｏらへの米国特許第２０１３００３０４２６号（Ａ１）は、複数の専用灌注チューブがそれぞれの電極又は電極一式に流体を供給する切除に適合したカテーテルを記述している。それらのチューブは、単極切除又は双極切除を達成し得る灌注チップ及び／又はリング電極に灌注流体を送達するカテーテルを貫通する並列流路を提供する。そのような分離した専用の流路は、流体を異なる流量で対応する電極又は電極一式に送達することを可能にする。そのようなカテーテルを使用する統合された切除システムは、切除エネルギー源と、互いに独立に動作し得る複数のポンプヘッドを有する灌注ポンプとを有する。流体源とカテーテルの間に延びる統合された灌注チューブ一式が含まれており、各ポンプヘッドは異なるチューブに作用して、流体を異なる電極又は電極一式に送達することができる。
【０００８】
本特許出願中に参照に組み込まれている文献は、本明細書に明確に又は黙示的になされている定義と矛盾する方法で、任意の用語がこれらの組み込まれている文献において定義されている限りにおいて、本明細書中の定義のみが考慮されるべきであることを除いて、本出願の不可欠な部分であると考慮されるものとする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態は、ポンプを提供し、そのポンプは、
圧縮コンパートメントであって、そのコンパートメントの第１及び第２の面間において、流体を収容し、流出口を有する可撓性容器を受容するように構成された、圧縮コンパートメントと、
コンパートメントの第１及び第２の面を共に駆動して、流体を流出口を通じて容器外に強制的に排出するように連結されたポンプ機構と、
第１及び第２の面にそれぞれ固定された第１及び第２の電極と、
第１及び第２の電極間の静電容量を測定し、その静電容量に応じて、容器内に残っている流体の容量を推定するように連結されたプロセッサと、を含む。
【００１０】
典型的には、第１及び第２の電極は、非平行平板コンデンサを形成する。
【００１１】
開示されている実施形態において、プロセッサは、第１及び第２の面間の角度を測定し、その角度に応じて、容器内に残っている流体の容量を推定するように構成される。
【００１２】
開示されている更なる実施形態において、第１の電極は、第１の面の少なくとも５０％を覆う第１の単電極を含み、第２の電極は、第２の面の少なくとも５０％を覆う第２の単電極を含む。
【００１３】
開示されている別の更なる実施形態において、第１の電極は第１の面の第１の部分を覆い、第１の面における第１の位置に配置され、第２の電極は第２の面の第２の部分を覆い、第２の面における第２の位置に配置され、プロセッサは、第１の部分、第１の位置、第２の部分、及び第２の位置に応じて、残っている容量を推定するように構成される。
【００１４】
代替実施形態において、第１の電極は第１の面のある部分を覆い、第１の面におけるある位置に配置され、第２の電極は第２の面の少なくとも５０％を覆う単電極を含み、プロセッサは、その部分及び位置に応じて、残っている容量を推定するように構成される。
【００１５】
更なる代替実施形態において、ポンプはヒンジを含み、第１及び第２の面のうちの少なくとも１つがそのヒンジを中心に回転するように構成される。
【００１６】
開示されている更に別の更なる実施形態において、流体は、患者に対して行われる切除手技中に使用される灌注流体を含む。
【００１７】
本発明の一実施形態に従って、方法であって、
圧縮コンパートメントを、そのコンパートメントの第１及び第２の面間において、流体を収容し、流出口を有する可撓性容器を受容するように構成することと、
ポンプ機構を、コンパートメントの第１及び第２の面を共に駆動して、流体を流出口を通じて容器外に強制的に排出するように連結することと、
第１及び第２の電極を第１及び第２の面にそれぞれ固定することと、
第１及び第２の電極間の静電容量を測定し、その静電容量に応じて、容器内に残っている流体の容量を推定することと、を含む方法が更に提供される。
【００１８】
本開示は、下記「発明を実施するための形態」のその実施形態から、図面と共により完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるポンプ・ステータス・システムの概略図。
【図２】本発明の一実施形態による、本システムで使用される灌注システムの概略図。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による壁及びパドルの面の概略図。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による壁及びパドルの面の概略図。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による壁及びパドルの面の概略図。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による壁及びパドルの面の概略図。
【図４Ａ】本発明の代替実施形態による壁及びパドルの面の概略図。
【図４Ｂ】本発明の代替実施形態による壁及びパドルの面の概略図。
【図４Ｃ】本発明の代替実施形態による壁及びパドルの面の概略図。
【図４Ｄ】本発明の代替実施形態による壁及びパドルの面の概略図。
【図５Ａ】本発明の各実施形態による、平行平板コンデンサの概略図及び非平行平板コンデンサの概略図。
【図５Ｂ】本発明の各実施形態による、平行平板コンデンサの概略図及び非平行平板コンデンサの概略図。
【図６】本発明の一実施形態による、ポンプ・ステータス・システムの動作において行われる各工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
概要
ポンプに供給を行う流体容器内に残っている流体の量は、ポンプを始動する前の容器内の流体の容量を最初に測定し、ポンプが動作するにつれてポンプによって使用される流体の容量を追跡することによって測定されてもよい。そのような方法はもちろん実施可能であるが、例えば、最初の測定が不正確である場合、又は追跡された容量が不正確である場合には、誤った結果につながる恐れがある。
【００２１】
本発明の各実施形態においては、異なった方法によってポンプに流体を供給する流体容器内に残る流体のステータスを測定する。このポンプは、典型的には、第１の固定面及びその第１の面に対してヒンジを中心に回転する第２の面の２つの面から形成される圧縮コンパートメントを備える。圧縮コンパートメントは、流体を収容し、流出口を有する可撓性容器を受容する。コンパートメントの第１及び第２の面を共に駆動して、流体を流出口を通じて容器外に強制的に排出するように連結されたポンプ機構が存在する。
【００２２】
第１の電極が第１の面に固定され、第２の電極が第２の面に固定される。プロセッサは、第１及び第２の電極間の静電容量を測定するように連結され、そのプロセッサは、その静電容量に基づいて、容器内に残っている流体の容量を推定するように構成される。
【００２３】
いくつかの実施形態においては、第１及び第２の電極のうちの少なくとも１つが電極の矩形アレイとして形成される。この場合、そのアレイにおける所定の電極の静電容量を用いて、その所定の電極の近傍の容器内に残っている流体の容量を推定してもよい。
【００２４】
典型的には、本発明の各実施形態において、まず較正プロセスを行って、測定された第１及び第２の電極の静電容量と容器内に残っている流体の容量との対応関係を、各面の異なる位置について形成する。その対応関係は、ポンプの動作時に、測定された静電容量に基づいて、容器内に残っている流体の容量を求めるのに用いられる。
【００２５】
システムの説明
図１は、本発明の一実施形態によるポンプ・ステータス・システム１２の概略図である。例として、以下の説明においては、このシステムが灌注流体をカテーテルに供給する医療ポンプのステータスを判定するのに用いられるものと想定しているが、当業者は、このシステムが、化学的サプリメントを点滴灌注システムに供給するのに用いられるポンプ、及び／又は薬剤を供給するポンプなど、その他のポンプのステータスを判定するのに用いられてもよいことを理解するであろう。
【００２６】
システム１２は医療専門家１４によって行われる手技において使用されてもよく、例として、システム１２はヒト患者１８の心臓１６の一部の切除手技中に使用されるものと想定する。切除を行うために、医療専門家１４は、プローブ２０を患者の内腔に挿入し、その結果、プローブの遠位端２２が、患者の心臓に入る。遠位端２２は、遠位端の外側上に取り付けられた電極２４を含み、電極は、心臓のそれぞれの領域に接触する。プローブ２０は、操作コンソール４８と、並列して、切除手技のために、典型的には生理食塩水溶液である灌注流体を提供する（図２を参照して説明される）灌注アセンブリ５２とに接続された近位端２８を有する。
【００２７】
灌注アセンブリ５２は流体を灌注チューブ８６（図２に示されている）に送り、灌注チューブ８６が、医療手技中に流体を遠位端２２に運ぶ。アセンブリ５２は、医療手技の灌注要求に応じて遠位端２２への流体の流量を調節する灌注モジュール５６によって制御される。モジュール５６はまた、静電容量モジュール５９を使用してもよく、その場合、静電容量モジュール５９は、アセンブリ５２によって提供された灌注流体のステータスの指標を生成するのに使用される。アセンブリ５２とモジュール５６及び５９の機能を以下に説明する。
【００２８】
システム１２が、システムの操作コンソール４８内に設置されるシステムプロセッサ４６により制御される。手技中、プロセッサ４６が、典型的には、当該技術分野で既知である方法を用いてプローブの遠位端２２の位置及び配向を追跡する。例えば、プロセッサ４６は、患者１８の体外にある磁気送信器が遠位端に位置付けられたコイルで信号を発生させる、磁気追跡方法を使用してもよい。Ｂｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ（カリフォルニア州Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｂａｒ）により製造されるＣａｒｔｏ（登録商標）システムは、このような追跡方法を使用する。
【００２９】
プロセッサ４６のソフトウェアは、例えば、ネットワークで、電子的な形でプロセッサにダウンロードすることができる。あるいは又はこれに加えて、このソフトウェアは、光学的、磁気的、又は電子的記憶媒体など、一時的でない有形の媒体上に提供され得る。遠位端２２の行路が、典型的に画面６２上で患者１８の心臓の３次元表示６０で表示される。
【００３０】
システム１２を動作させるために、プロセッサ４６は、メモリ５０と通信し、また、システムを動作させるためにプロセッサにより使用される、灌注モジュール５６、静電容量モジュール５９、及び追跡モジュール（図１には示されていないが、これがプロセッサ４６によって用いられる追跡方法の操作を行う）、及び切除モジュール５４を含む各モジュールと通信する。切除モジュール５４は、例えば、切除手技の使用電力などのパラメータをプロセッサが制御することを可能にする。灌注モジュール５６は、プロセッサ４６が切除中に灌注流体の流量などのパラメータを制御することを可能にする。静電容量モジュール５９は、プロセッサがアセンブリ５２のコンパートメントの静電容量を求めることを可能にする。その静電容量に基づき、プロセッサはアセンブリ５２によって提供された灌注流体のステータスを判定する。ステータスには、とりわけ、アセンブリ５２によって使用される（以下により詳細に説明されている）流体容器７２内又は流体容器７４内に残っている灌注流体の容量が含まれる。簡潔にするために、プロセッサ４６によって使用される、ハードウェア要素及びソフトウェア要素を含んでもよいその他の各モジュールは図１には示されていない。
【００３１】
図２は、本発明の一実施形態による、システム１２における灌注アセンブリ５２の概略図である。
【００３２】
灌注アセンブリは灌注ポンプ機構７０を備えている。ポンプ機構は「硬い表紙の本」が開かれたような形状であり、２つの壁（本の２つの「表紙」）と、それらの壁の間に設置されるパドル７６（本のページに相当する）とによって形成された２つのコンパートメントを備えている。パドルは、右面７６Ａ及び左面７６Ｂの２つの面を有する。右コンパートメント７７は、「硬い表紙の本」の「右表紙」である第１の壁７８の面７８Ａと、パドル７６の右面７６Ａとによって形成されている。左コンパートメント７９は、「硬い表紙の本」の「左表紙」である第２の壁８０の面８０Ｂと、パドル７６の左面７６Ｂとによって形成されている。パドルは、壁７８及び８０を画定する平面の間の接合部（本の「背」に相当する）に対して平行なヒンジ８１を中心に枢動し、モーター８５に駆動されることによってそれらの壁の間を往復する。ポンプ機構７０のモーターは、灌注モジュール５６によって制御される。ポンプの上記説明における「右」及び「左」という用語は、純粋にコンパートメントを明確に区別するために使用しているのであって、ポンプが多くの異なる配向で動作し得ることが理解されるであろう。
【００３３】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄはそれぞれ、本発明の各実施形態による壁７８の面７８Ａ、壁８０の面８０Ｂ、パドル７６の右面７６Ａ、及びパドルの左面７６Ｂの概略図である。（壁７８の面７８Ａの要素は図２にも示されている。）壁７８（図３Ａ）は、典型的には、アクリル樹脂のような非可撓性絶縁物質９８から形成され、その面７８Ａ上には、互いに絶縁された平面電極１０２の矩形アレイ１００が形成されている。例として、図３Ａにおいて、アレイ１００はそれぞれが６つの電極１０２を有する７つの横列を含むように示されている。ただし、アレイ１００が、１又は２以上の任意の都合の良い数の横列と１又は２以上の任意の都合の良い数の縦列を含んでもよいことが理解されるであろう。平面電極１０２はそれぞれ、典型的には、それぞれのリード線（明確にするために図示せず）によって静電容量モジュール５９に接続されている。
【００３４】
壁８０（図３Ｂ）は、概して、壁７８（図３Ａ）と構造が類似しており、その結果、以下に記載の相違点を除いて、両壁において同じ参照番号によって示される要素は、概して、構成及び動作において類似している。壁８０において、平面電極１０２のアレイ１００は面８０Ｂ上に形成されている。
【００３５】
パドル７６とその面７６Ａ及び７６Ｂ（図３Ｃ及び３Ｄ）もまた、概して、壁７８とその面（図３Ａ）と構造が類似しており、その結果、以下に記載の相違点を除いて、壁とその面及び各パドルとその面において同じ参照番号によって示される要素は、概して、構成及び動作において類似している。面７６Ａにおいて、平面電極１０２のアレイ１００はその面上に形成されている。面７６Ｂにおいて、平面電極１０２のアレイ１００はその面上に形成されている。
【００３６】
アレイ１００における平面電極の数に依存して、電極１０２それぞれの面積は、その電極が形成されている面の面積の５０％未満であることが理解されるであろう。図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄの例において、電極１０２それぞれの面積は、面の面積の２％未満である。
【００３７】
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄはそれぞれ、本発明の代替実施形態による壁７８の面７８Ａ、壁８０の面８０Ｂ、パドル７６の右面７６Ａ、及びパドルの左面７６Ｂの概略図である。図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄに示されている代替実施形態において、２つの壁及びパドルの２つの面はアレイ１００内に電極１０２を１つしか有しておらず、その単電極が各壁及びパドルの各面をほぼ覆っている。典型的には、その単電極の被覆率は、各壁及びパドルの各面の面積の少なくとも５０％である。
【００３８】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄと図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄによって示されている各実施形態は、本発明の２つの可能な実施形態であり、その他の実施形態が当業者にとって明らかとなるであろう。第１の実施形態において、４つの面はそれぞれ、６つの電極からなる横列が７つ並ぶアレイを有する。第２の実施形態において、４つの面はそれぞれ、１つの単電極を有する。以下に図６のフローチャートを参照してより詳細に説明されるように、本発明の各実施形態においては、アセンブリ５２（図２）の所定のコンパートメントについて、パドル側の１つ以上の電極と壁側の１つ以上の電極と間の静電容量を測定し、その静電容量に基づいて、そのコンパートメントにおいて保持されている容器内に残っている流体の容量を推定する。多数の電極からなるアレイを使用することにより、流体の容量の「粒度の高い」測定、すなわち、容器の異なった各部分における容量の測定も可能になるの対して、パドル面及び壁面に１つの単電極という構成ではそのような粒度の高い測定はできない。
【００３９】
上述した粒度の高い測定には、所定のコンパートメントについて、パドル面及び壁面上の各アレイが両方とも多数の電極を有することを必要としないことが理解されるであろう。従って、各面のうちの一方の面だけが、例えば、横２列×縦２列の電極アレイとして、多数の電極を有していればよく、他方の面は１つの単電極を有していてもよい。
【００４０】
図２に戻って、本明細書で袋とも呼ばれる２つの流体容器は、灌注流体を提供するために右と左のコンパートメントに配置される。容器７２は、壁８０とパドル７６との間の左コンパートメントに配置され、容器７４は壁７８とパドル７６との間の右コンパートメントに配置される。各袋は、灌注流体と、袋の外に流体を導き出す２つの継ぎ手とを含んでいる。第１の対のチューブ８２は袋７２の継ぎ手に接続され、第２の対のチューブ８４は袋７４の継ぎ手に接続される。
【００４１】
一実施形態では、各袋の２つの継ぎ手は流れの予備のために使用される。それらの継ぎ手の一方が閉塞した場合に、袋のもう一方の継ぎ手が流体をそれぞれのチューブに向かわせる。別の実施形態では、チューブ８２及び８４の各対を合流させて単一の（より幅広の）チューブにし、流量制御ボックスに接続する。チューブ８２はボックス９０に接続され、チューブ８４はボックス８８に接続される。
【００４２】
ボックス８８は流量計９６と弁９２を備えている。流量計は、袋７４から灌注チューブ８６へのチューブ８４内の流体の流量を測定する。弁は、「開」状態では袋７４から灌注チューブ８６への流れを制御し、「閉」状態では流れを遮断する。同様に、ボックス９０は流量計９８と弁９４を備えている。流量計は袋７２から灌注チューブ８６へのチューブ８４内の流量を測定し、弁９４は、「開」状態では袋７４から灌注チューブ８６への流れを制御し、「閉」状態では流れを遮断する。いくつかの実施形態では、調整可能な開状態（例えば、高速流では広く開き、ゆっくりした流れでは狭く開く）によって流量を調節する能力を各弁が有している。ボックス８８及び９０は灌注モジュール５６によって制御され、各弁は（モジュール５６により）自動で又は（医療専門家により）手動で制御可能であってもよい。
【００４３】
切除手技の前にパドル７６を、例えば壁７８など一方の壁に向けて回転させる。その結果、左コンパートメント（パドル７６と壁８０の間）は灌注流体で満たされた新しい袋を受容することができる。従って、袋７２がポンプ７０の左コンパートメント内に配置され得る。この段階では、両方の弁９２及び９４が閉じており、灌注アセンブリは切除手技の準備ができている。
【００４４】
切除手技が開始すると、モジュール５６は、第１のコマンドを送信して弁９４を開き、第２のコマンドを送信して、パドル７６を左方向に回転して袋７２を圧縮し、袋７２からチューブ８２に流体を運ぶために、ポンプのモーターを起動する。この段階で、流体がチューブ８２内を流れる（一方、チューブ８４は流体を含んでいない）。流量計９８は流量を測定し、読み取り値をモジュール５６に送信し、それがポンプモーターの力を制御することによって、袋７２へのパドル７６の圧縮力を調節する。流量計９８で必要とされる流量は切除モジュールによって決定され、灌注モジュールはそれに応じて流量（及びしたがって袋７２への圧縮力）を設定する。
【００４５】
プロセッサ４６は、ポンプ７０のヒンジに配置されたセンサー８３を用いて、パドル７６の壁７８及び８０に対する角度を測定する。センサーの読み取り値は、左コンパートメント７７の壁７８とパドルとの間の角度及び右コンパートメント７９の壁８０とパドルとの間の角度をプロセッサに提供する。任意の所定のコンパートメントについての角度は、本明細書においてコンパートメント角度とも呼ばれ、値θを有するものと想定される。
【００４６】
図２に示すように、袋７２からほとんどの流体が流れ出ると、（灌注流体で満たされた）袋７４の配置のために右コンパートメントが十分に開かれる。本明細書において説明されているように、システム１２は袋内に残っている流体の容量を測定する。袋７２がほぼ空になると、アラームがモジュール５６に送信され得、それが弁９４を閉じ、弁９２を開き、袋７４の圧縮を開始するためにモーターの方向を逆にする。この段階でチューブ８２内で流れが停止し、袋７４からの流体がチューブ８４内を流れる。モジュール５６が、流量計９６から流量の読み取り値を、及びヒンジのセンサーから角度読み取り値を受信して、パドル７６の角度を制御することによって、及び弁９２の開状態の程度を制御することによって、切除手技の流量を制御する。（通常は専門家１４が最大及び最小の流量閾値を設定する）。パドル７６が右に（壁７８に向かって）回転され、充填された袋を包含するために左コンパートメントが十分に開いたら、操作者（又は機械）が空の袋７２を引き出し、新しい袋と交換することができる。
【００４７】
パドル７６の振動は、切除手技中にシステム１２の電気ノイズを発生させずに灌注流体の連続した流れを遠位端に運ぶことを可能にする。加えて、このポンプ構造は、切除手技の灌注流の仕様に応じて厳しい流量制御によって灌注流体の非制限容量を送達するコンパクトな機構を提供する。
【００４８】
図５Ａ及び５Ｂはそれぞれ、本発明の各実施形態による、平行平板コンデンサ２００及び非平行平板コンデンサ２１０の概略図である。所定のコンパートメントの電極によって形成されるコンデンサは、パドルと壁とが非平行であることから、典型的には非平行平板コンデンサであるが、簡潔にするために、以下では平行平板コンデンサの特性について説明する。ただし、この説明の結論が平行平板コンデンサにも非平行平板コンデンサにも等しく当てはまることが理解されるであろう。
【００４９】
コンデンサ２００の静電容量は、次の式で与えられる。
【００５０】
【数１】
2017121482.tif 000003
ただし、Ｃはファラドで表される静電容量、
Ａはコンデンサの各平面の面積、
ｄは各平面間の距離、
ε０は真空誘電率、及び
εＥは各平面間の物質の有効誘電率である。
【００５１】
ポンプ機構７０のコンパートメントの平面間の物質は空気及び生理食塩水溶液を含む。生理食塩水溶液の容器など、その他の物質が存在するが、それら物質の有効誘電率εＥへの寄与はほぼ一定であるため、今後考慮しない。従って、εＥの式は、次の式で与えられる。
【００５２】
【数２】
2017121482.tif 000004
ただし、ｘは生理食塩水溶液で占められる平面間の容量の画分、
εｓａｌｉｎｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎは生理食塩水溶液の誘電率、及び
εａｉｒは空気の誘電率である。
【００５３】
式（２）を式（１）に代入することにより、次式が与えられる。
【００５４】
【数３】
2017121482.tif 000005
【００５５】
コンデンサ２００が所定の物理的組み合わせを有する場合、すなわち、Ａ及びｄの値が既知であり、εｓａｌｉｎｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ及びεａｉｒもまた既知であると想定すると、式（３）を検証することにより、Ｃが既知である場合にｘを求めることができることが分かる。εｓａｌｉｎｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎがおよそ８０であるのに対してεａｉｒがおよそ１であるので、Ｃの値は生理食塩水溶液容量の画分であるｘの比較的小さな変化に対して大きく変化することが理解されるであろう。
【００５６】
式（３）に類似する式が、非平行コンデンサ２１０に当てはまる。コンデンサ２１０の物理的組み合わせは、各平面の面積であるＡ、各平面間の平均距離であるｄ、及び各平面間の角度であり、図２を参照して上述したコンパートメント角度θに相当するθの各値によって画定される。コンデンサ２１０が任意の所定の物理的組み合わせを有する場合、平行平板コンデンサに関するのと同じ結論が当てはまり、すなわち、εｓａｌｉｎｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ及びεａｉｒが既知であると想定すると、考慮されているコンデンサ２１０の静電容量であるＣが既知である場合にｘを求めることができる。
【００５７】
図６は、本発明の一実施形態による、システム１２の動作において行われる各工程のフローチャートである。このフローチャートは、ポンプ機構７０のコンパートメントによって形成されるコンデンサの静電容量を求め、その静電容量に基づいて、コンパートメント内に残っている流体の容量を求める手順を説明する。
【００５８】
簡潔にするために、フローチャートの説明においては、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄを参照して上記したように、コンパートメントの面それぞれが１つの単電極を有するものと想定し、電極は各面をほぼ覆う面積Ａを有する。パドルとコンパートメントの壁とがヒンジ８１によって連結されているため、パドルと壁との間のコンパートメント角度θは、コンパートメントの２つの面の間の平均距離であるｄの値を画定するのにも十分であることが理解されるであろう。本発明の一実施形態において、コンパートメント角度θの典型的な値は１０°から８０°の範囲である。
【００５９】
このフローチャートは２つの部分に分割されている。第１の部分は工程２００から２１８を含み、較正プロセスを説明するものであり、第２の部分は工程２２０を含み、ポンプ機構７０の動作中に較正がどのように用いられるのかを説明するものである。
【００６０】
初期選択工程２００において、コンパートメント角度θを、本明細書において例として、可能なコンパートメント角度の値の範囲における最大値であると想定される、既知の値に設定する。プロセッサ４６が、そのコンパートメント角度の値を記録する。
【００６１】
挿入工程２０２において、完全に充填された流体容器をコンパートメント内に配置する。典型的には、コンパートメント角度が大きい場合、手技に備えて完全に充填済みの容器を用いてもよい。コンパートメント角度がより小さい場合、ポンプ機構７０を、完全に充填した容器に対して最初に動作させ、その後、より小さいコンパートメント角度向けに完全に充填された容器に対して動作させてもよい。
【００６２】
第１測定工程２０４において、プロセッサは容器内の流体の容量Ｖの値を記録し、更にモジュール５９を動作させてコンパートメントの静電容量Ｃを測定及び記録する。
【００６３】
容量変更工程２０６において、測定された量の流体を流体容器から除去する。この除去は、図２を参照して上記したように、弁９２又は９４によって制御され、手動で行われても自動で行われてもよい。
【００６４】
第２測定工程２０８において、プロセッサは容器内の流体の容量Ｖの値を記録し、更にコンパートメントの静電容量Ｃを測定及び記録する。
【００６５】
第１決定工程２１０において、プロセッサは容器内に流体が残っているかどうかを確認する。流体が残っている場合、プロセッサは工程２０６に戻る。
【００６６】
流体が残っていない場合、継続工程２１２において、プロセッサは、コンパートメント角度に対するＣ及びＶの値の間の対応関係を作成し、第２決定工程２１４に進む。
【００６７】
第２決定２１４において、プロセッサは可能なコンパートメント角度の範囲が網羅されたかどうかを確認する。その範囲が網羅されていない場合には、角度変更工程２１６において、プロセッサはコンパートメント角度θを変更し、工程２０２に戻る。
【００６８】
決定２１４において、その範囲が網羅されている場合には、集計工程２１８において、プロセッサはＣ、Ｖの値、及び全てのコンパートメント角度θの間の対応関係を作成する。典型的には、プロセッサは、当該技術分野において既知である任意の都合の良い内挿法及び外挿法を用いて、工程２０４及び２０８において用いられたＣ、Ｖ、及びθの値の間の内挿及び外挿を行って、この対応関係がこれらの工程において測定されなかったＣ、Ｖ、及びθの値を網羅するようにする。
【００６９】
集計工程２１８は、工程２００において開始された較正プロセスの最終工程である。
【００７０】
動作工程２２０において、図１及び図２を参照して上記したように、プロセッサ４６がポンプ機構７０を動作させる。動作中、プロセッサは、静電容量モジュール５９を用いて、圧縮された状態の機構のコンパートメントの静電容量を測定し、工程２１８において生成された対応関係を用いて、測定された静電容量に基づいてコンパートメント内に残っている流体の容量Ｖの値を求める。
【００７１】
プロセッサは、その残っている容量の値をテキスト及び／又はグラフィック形式でスクリーン６２上に表示、及び／又はそれを、上記したように、灌注モジュール５６に使用、及び／又はそれを、専門家１４への警告といったトリガリング・イベントに使用してもよい。
【００７２】
簡潔にするために、図６のフローチャートにおいては、コンパートメントの各面の電極は面のほぼ全体を占める単電極であると想定している。従って、工程２２０において求められた、結果として得られる容量Ｖはコンパートメント内に残っている流体の完全な容量である。コンパートメントの各面のうちの少なくとも１つが複数の電極のアレイ、すなわち、２列以上の横列の電極又は２列以上の縦列の電極を有する場合、２つの面の任意の所定の電極ペア間の静電容量は、その２つの電極の位置によって決まるコンパートメントのある領域内に残っている流体の量を与える。
【００７３】
例えば、コンパートメントの各面のうちの一方の面が２×２電極の矩形アレイを有し、他方の面が１つの単電極を有する場合には、そのアレイの電極はそれぞれ、各アレイ電極と単電極との間のそれぞれの静電容量を測定することにより、各アレイ電極の位置によって画定される、コンパートメントの異なる部分内に残っている流体の量を得るのに用いられてもよい。
【００７４】
この場合、コンパートメントは左上部、右上部、左下部、及び右下部に分割されるものと想定する。図６のフローチャートの各工程は以下のように適合させてもよい。
【００７５】
較正段階（工程２００から２１８）中、工程２０４及び２０８において、プロセッサはアレイの４つの電極それぞれからの静電容量を加算して単一の静電容量値を得る。その単一の値を工程２１８における対応関係の作成に用いる。
【００７６】
工程２２０の動作段階中、プロセッサは単一電極と４つのアレイ電極それぞれとの間の静電容量を測定する。プロセッサは、工程２１８において得られた、アレイ電極の総面積に対する所定のアレイ電極の面積の画分によって補正された対応関係を用いて、その所定のアレイ電極の近傍のコンパートメントの部分内に残っている流体の容量を得る。
【００７７】
プロセッサは、残っている容量の値を、例えば、残っている総容量を示す、及び／又はコンパートメントの各部分それぞれについて残っている容量を示すなど、様々に異なる形式でスクリーン６２上に表示してもよい。典型的には、後者の場合において、その表示は、例えば、コンパートメントの左上部、右上部、左下部、及び右下部内に残っている容量の値に従ってグレーレベル又はカラーレベルを有する矩形の２×２アレイとしてのグラフィックである。
【００７８】
上記されている実施形態は、例として列挙されており、本発明は、上記で特に示され、記載されているものに限定されないことが認識されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、上記されている種々の特徴の組み合わせ及び部分的組み合わせと、前述の説明を読むことに基づいて当業者が想起するであろう、先行技術に開示されていない変形例及び修飾との両方を含む。
【００７９】
〔実施の態様〕
（１）  ポンプであって、
圧縮コンパートメントであって、前記コンパートメントの第１の面と第２の面との間において、流体を収容し、流出口を有する可撓性容器を受容するように構成された、前記圧縮コンパートメントと、
前記コンパートメントの前記第１及び第２の面を共に駆動して、前記流体を前記流出口を通じて前記容器外に強制的に排出するように連結されたポンプ機構と、
前記第１及び第２の面にそれぞれ固定された第１及び第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極との間の静電容量を測定し、該静電容量に応じて、前記容器内に残っている前記流体の容量を推定するように連結されたプロセッサと、を含む、ポンプ。
（２）  前記第１及び第２の電極が非平行平板コンデンサを形成する、実施態様１に記載のポンプ。
（３）  前記プロセッサが、前記第１の面と前記第２の面との間の角度を測定し、該角度に応じて、前記容器内に残っている流体の前記容量を推定するように構成されている、実施態様１に記載のポンプ。
（４）  前記第１の電極が、前記第１の面の少なくとも５０％を覆う第１の単電極を含み、前記第２の電極が、前記第２の面の少なくとも５０％を覆う第２の単電極を含む、実施態様１に記載のポンプ。
（５）  前記第１の電極は前記第１の面の第１の部分を覆い、前記第１の面における第１の位置に配置され、前記第２の電極は前記第２の面の第２の部分を覆い、前記第２の面における第２の位置に配置され、前記プロセッサは、前記第１の部分、前記第１の位置、前記第２の部分、及び前記第２の位置に応じて、残っている前記容量を推定するように構成されている、実施態様１に記載のポンプ。
【００８０】
（６）  前記第１の電極が前記第１の面のある部分を覆い、前記第１の面におけるある位置に配置され、前記第２の電極が前記第２の面の少なくとも５０％を覆う単電極を含み、前記プロセッサは、前記部分及び前記位置に応じて、残っている前記容量を推定するように構成されている、実施態様１に記載のポンプ。
（７）  ヒンジを含み、前記第１及び第２の面のうちの少なくとも１つが前記ヒンジを中心に回転するように構成されている、実施態様１に記載のポンプ。
（８）  前記流体が、患者に対して行われる切除手技中に使用される灌注流体を含む、実施態様１に記載のポンプ。
（９）  方法であって、
圧縮コンパートメントを、前記コンパートメントの第１の面と第２の面との間において、流体を収容し、流出口を有する可撓性容器を受容するように構成することと、
ポンプ機構を、前記コンパートメントの前記第１及び第２の面を共に駆動して、前記流体を前記流出口を通じて前記容器外に強制的に排出するように連結することと、
第１及び第２の電極を前記第１及び第２の面にそれぞれ固定することと、
前記第１の電極と第２の電極との間の静電容量を測定し、該静電容量に応じて、前記容器内に残っている前記流体の容量を推定することと、を含む、方法。
（１０）  前記第１及び第２の電極が非平行平板コンデンサを形成する、実施態様９に記載の方法。
【００８１】
（１１）  前記第１の面と前記第２の面との間の角度を測定し、該角度に応じて、前記容器内に残っている流体の前記容量を推定することを含む、実施態様９に記載の方法。
（１２）  前記第１の電極が、前記第１の面の少なくとも５０％を覆う第１の単電極を含み、前記第２の電極が、前記第２の面の少なくとも５０％を覆う第２の単電極を含む、実施態様９に記載の方法。
（１３）  前記第１の電極は前記第１の面の第１の部分を覆い、前記第１の面における第１の位置に配置され、前記第２の電極は前記第２の面の第２の部分を覆い、前記第２の面における第２の位置に配置され、前記第１の部分、前記第１の位置、前記第２の部分、及び前記第２の位置に応じて、残っている前記容量を推定することを含む、実施態様９に記載の方法。
（１４）  前記第１の電極が前記第１の面のある部分を覆い、前記第１の面におけるある位置に配置され、前記第２の電極が前記第２の面の少なくとも５０％を覆う単電極を含み、前記部分及び前記位置に応じて、残っている前記容量を推定することを含む、実施態様９に記載の方法。
（１５）  前記第１及び第２の面のうちの少なくとも１つを、ヒンジを中心に回転するように構成することを含む、実施態様９に記載の方法。
【００８２】
（１６）  前記流体が、患者に対して行われる切除手技中に使用される灌注流体を含む、実施態様９に記載の方法。
【図１】
2017121482.tif 000006
【図２】
2017121482.tif 000007
【図３Ａ】
2017121482.tif 000008
【図３Ｂ】
2017121482.tif 000009
【図３Ｃ】
2017121482.tif 000010
【図３Ｄ】
2017121482.tif 000011
【図４Ａ】
2017121482.tif 000012
【図４Ｂ】
2017121482.tif 000013
【図４Ｃ】
2017121482.tif 000014
【図４Ｄ】
2017121482.tif 000015
【図５Ａ】
2017121482.tif 000016
【図５Ｂ】
2017121482.tif 000017
【図６】
2017121482.tif 000018
【外国語明細書】
2017121482000001.pdf