連続流体輸送システム及び流体輸送方法

专利摘要:
連続流体輸送システムは流体ポンプ装置を具え、該流体ポンプ装置は複数の入口ポートと少なくとも一つの出口ポートを有するベース部材を含むポンプハウジングと、該ハウジングに移動可能に連繋された少なくとも２組の対向ピストンとを含んでいる。対向ピストンの各組は、流体ポンプ装置のポンプ室をそれぞれ少なくとも部分的に画定する。複数の入口ポートのうちの任意の１つ又は少なくとも一つの出口ポートが、それぞれのポンプ室の一つと流体が流通するように独立して選択されることができるように、各組の対向ピストンは独立して制御可能である。駆動システムは夫々のピストンに接続されることで、ピストンはベース部材に対して少なくとも往復運動することができる。ポンプハウジングと少なくとも２組の対向ピストンは、使い捨てユニットを具えることもできる。
公开号:JP2011506826A
申请号:JP2010538120
申请日:2008-12-10
公开日:2011-03-03
发明作者:ディー． カポネ，クリストファー；エイ． セーマン，リチャード；ブイ． デロンガ，ロジャー；アール． ニール，ジェームズ；エル． バザラ，ジェイソン
申请人:メドラッド インコーポレーテッドＭｅｄｒａｄ，Ｉｎｃ．；
IPC主号:F04B1-02

专利说明:

[0001] ＜関連出願の説明＞
本願は、2007年12月10日に出願された米国仮特許出願第61/012,626号の優先権を主張し、その内容は引用を以て本願に組み込まれるものとする。]
背景技術

[0002] ＜発明の分野＞
ここに開示される発明は、流体ポンプ装置と、１種又はそれ以上の流体を患者に注入／注射する医学的診断及び治療の処置に用いられる、前記流体ポンプ装置に連繋された連続流体輸送用駆動システムとを具えた流体輸送システムに関する。]
[0003] ＜関連出願の説明＞
医療分野では、患者に流体を供給するのに用いられる流体輸送装置は一般に広く知られており、多くの異なる形態で存在する。この目的で一般的に使われるシステムは重力送り式システムであり、流体の入った袋が患者の身体より上方の位置に支持され、患者へ送られる流速の制御は、袋と患者との間に延在する可撓性チューブ上のクランプの総圧力によって行われる。チューブを通る流体の流速は、チューブの圧縮量に依存することは容易に理解されるだろう。医療分野では、圧力で患者に流体を輸送するのに、手動操作装置が用いられている。このような手動操作式ポンプ装置の例として、例えばKing他に付与された米国特許第3,464,359号、Bergmanに付与された米国特許第2,062,285号、及びWandelに付与された米国特許第1,748,810号がある。]
[0004] 医療分野では、シリンジ注入ポンプ及び蠕動ポンプもまた、圧力で患者に流体を輸送するのに用いられ、患者へ輸送する流体の流速及び輸送量をより精密に制御している。患者へ流体を輸送するよう構成されたシリンジポンプが記載された例として、Layer他に付与された米国特許第5,529,463号があり、この目的のためのマルチシリンジポンプを開示している。圧力で患者に一定の流速の流体を輸送するのに適した蠕動ポンプは、米国特許第6,558,125号及び第6,488,660号に記載されており、どちらもFutterknechtに付与された。]
[0005] 患者への流体輸送を精密な制御のもとで行うことが求められる医学的処置は数多くある。このような処置の１つとして、診断用コンピュータ断層撮影(ＣＴ)スキャンでＸ線画像を向上させるために、スキャン中に造影剤流体を患者に輸送することが行われる。従来、このような造影剤流体の輸送はシリンジを基礎としたインジェクションシステムを用いて行われている。このインジェクションシステムでは、造影剤流体を元の容器から使い捨てシリンジへと移動させる必要がある。インジェクションシステムは次にシリンジ内の流体に加圧し、必要に応じて、制御された流速で正確に流体を患者に輸送する。シリンジを基礎としたインジェクションシステムの中には、２つの別個のシリンジを収容することで、２種類の異なる流体を順次又は同時に容易に輸送できるものもある。]
[0006] シリンジに基いた流体インジェクションシステムの制約の１つに、各患者の処置を行う前に使い捨てシリンジの再充填と交換を必要とすることがある。Evans，III他に付与された米国特許第5,806,519号では、患者ごとにシリンジの再充填と交換を行わなくても、複数の患者に流体を順次輸送するのに用いることができる流体輸送システムが記載されている。この制約を解消させることを目的とした別の流体輸送システムが、米国特許第6,558,125号及び第6,488,660号(Futterknechtに付与)に開示されている。後者のこれらの特許は、蠕動ポンプを使って流体を造影剤のボトルから直接患者に輸送する流体輸送システムを開示している。このシステムは各患者への使用後に使い捨てシリンジを交換する必要はないが、ローラータイプの蠕動ポンプを使用するため、本来的に、システムの加圧能力が約200psiに制限される。しかしながら、多くのＣＴ処置及びほぼ全ての血管造影処置では、流体の輸送はそれより高い圧力が要求される。]
[0007] 患者へ輸送する流体の流速及び輸送量をより精密に制御するために、容積移送式ポンプのプラットホームが医療分野で開発されてきた。これらの装置はシリンジを使用せずに、蠕動ポンプよりも大きな圧力範囲をもたらすものである。このような容積移送式ポンプ装置の１つが、Reilly他に付与された米国特許第5,196,197号及び第6,197,000号に開示されており、そこには造影剤流体を患者に連続して輸送するために、カム駆動のマルチピストンポンプを用いたシステムが記載されている。このポンプは、流体を比較的高圧に制御した状態で輸送することができる。医学的処置を受けている患者への流体輸送に用いられる容積移送式ポンププラットホームが開示された別の例として、国際公開公報第2006/056828号があり、そこには往復運動と回転運動するピストンを有し、医学的処置を行う間、流体の流速を制御しかつ連続して輸送するよう構成された容積式ポンプが開示されている。日本国特許公開公報特開昭61-42199号及び特開昭61-4220号(出願人：Nemoto Kiyourindou KK)には、医学的処置を行う間、流体の制御と連続輸送が可能な別のマルチピストンシリンダーポンプが開示されている。]
[0008] 非医療用の容積移送式ポンプの例は、広く知られている。例えば、Kingに付与された米国特許第5,961,303号及びPinkertonに付与された第3,168,872号には、回転ピストンや往復運動ピストンを具えた容積移送式ポンプが開示されている。流体を供給する複数の作動ピストンを具えた他の非医療用容積移送式ポンプとして、Hayakawaに付与された米国特許第5,639,220号には、二つのピストンを有する“インク”ポンプが開示され、Takashima他による日本国特許文献特開平4-241778号には、複数のピストンを用いて粘性流体を自動計測する装置が開示され、Albardaに付与された米国特許第4,405,294号には、二つのピストンを有するドーシングポンプが開示されている。複数のピストンを有する容積移送式ポンプは、古くは、Bronanderに付与された米国特許第1,689,419号に開示されている。上述した特許及び公報は全て、引用を以てその全体が本願に組み込まれるものとする。]
[0009] 医療分野で患者への流体輸送用として知られている前記容積移送式ポンププラットホームには、幾つかの不都合がある。不都合の１つは、これらポンププラットホームは通常、単一種類の流体のポンピング(pumping)に限られるということである。多くの医学的処置、例えばＣＴ処置などは、造影剤流体と生理食塩水の両方を患者体内の対象領域へ正確に輸送することがしばしば必要とされる。例えば、造影剤流体の初期注入が行われた後、生理食塩水をボーラス(bolus)投与して造影剤流体を対象領域の中へ移動させる。異なる二種以上の流体を輸送できるようにするためには、外部選択バルブ(ストップコックなど)をポンプ入口の上流に取り付けて、流体輸送システムが二つある流体源のうち一方から選択できるようにするか、又は、混合装置が設けられている場合は両方から選択できるようにしなければならない。流体輸送システム中に相互接続された二つのポンプがある場合、流体輸送システムは、制御された二種類の流体混合物を輸送することができなければならない。しかしながら、この場合、二つのポンプの各々を独立して制御し、それぞれの流体種に必要な流速を供給できるようにしなければならない。このような２ポンプ式システムでは、下流に混合装置が用いられることもある。]
[0010] 前記の容積移送式ポンプ、特にマルチピストン容積移送式ポンプの場合、別の不都合として、マルチピストン容積移送式ポンプのピストンが加圧された流体をポンプ出口に連続して輸送する際に、流体源が一方のピストンから次のピストンへと移行するので、流速に変動、即ち“脈動(pulsatility)”が生じることがある。この脈動は追加のピストンを設けることで減少させることができるが、完全に解消させることができるわけではない。また、マルチピストンポンプでは、流体がピストンチャンバーに入ったり出て行くことができるように、受動型チェックバルブ及び同様な装置を用いることがよくある。このような受動型バルブは、高サイクル速度では迅速に反応することが十分にできないことがよくあり、このため、高圧下では体積効率の非効率及び漏れに至ることがある。]
[0011] 上記に鑑みると、ポジティブ(positive)制御された流速で流体を連続輸送することができ、患者に流体を注入／注射することを伴う医学的処置用に適した容積移送式ポンププラットホームが必要とされている。本開示内容に基づく連続流体輸送システムは前記要請に応えるもので、少なくとも一部分として流体ポンプ装置を具えており、該流体ポンプ装置は、複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを有するベース部材を含むポンプハウジングと、ベース部材ハウジングに可動に連繋され、流体ポンプ装置のポンプ室を少なくとも部分的に画定する１組の対向ピストンを含んでいる。これらのピストンは、複数の入口ポートのうちいずれか１つ(又は２以上)若しくは少なくとも１つの出口ポートを、ポンプ室と流体接続するよう独立して選択できるように、独立して制御されることができる。]
[0012] ベース部材はピストンを支持して、ピストンがベース部材に対して少なくとも往復運動できるようにする。ベース部材は、複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを画定するマニホールド部を有することができる。マニホールド部にマニホールドキャップを設けて、望ましくは該マニホールド部と共に複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを画定することができる。マニホールド部は、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートに夫々接続された、複数の流体経路を具えることができる。ベース部材は各々の流体経路に少なくとも１つの開口部を有することで、該流体経路を通じて、ポンプ室と複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートとの間で流体接続を可能にすることができる。ベース部材は、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを画定するマニホールド部を有することができ、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートはマニホールド部の側面に配置されることができる。]
[0013] ピストンの１つはスリーブ部を含むことができ、他方のピストンは少なくとも部分的にスリーブ部内に配置されることで、ポンプ室を画定する。スリーブ部は選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートとの流体接続のための開口部を画定し、選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートとポンプ室との間の流体接続を形成する。ベース部材とスリーブ部との間には、流体シール要素を配置することもできる。]
[0014] 他の実施例では、流体ポンプ装置は、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを有するベース部材を含むポンプハウジングを具えており、少なくとも２組の対向ピストンはベース部材と可動に連繋されることができる。対向ピストンの各組は、少なくとも部分的に、流体ポンプ装置の各々のポンプ室を画定する。対向ピストンの各組のピストンは、複数の入口ポートのうちの任意の１つ(又は２以上)若しくは少なくとも１つの出口ポートが、それぞれのポンプ室の１つと流体接続するよう独立して選択できるように、独立して制御されることができる。]
[0015] ベース部材は少なくとも２組の対向ピストンを支持して、ピストンがベース部材に対して少なくとも往復運動できるようにする。ベース部材は、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを画定するマニホールド部を有することができる。マニホールド部にマニホールドキャップを設けて、望ましくは該マニホールド部と一緒に複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを画定することができる。マニホールド部は、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートに夫々接続された、複数の流体経路を具えることができる。ベース部材は各々の流体経路に少なくとも１つの開口部を有することで、該流体経路を通じて、ポンプ室と複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートとの間で流体流通を可能にすることができる。ベース部材は、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを画定するマニホールド部を有することができ、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートはマニホールド部の側面に配置されることができる。]
[0016] 対向ピストンの各組のピストンのうち１つはスリーブ部を含んでよく、対向ピストンの各組のピストンのうちもう一方は、少なくとも部分的にスリーブ部内に配置されることで、それぞれのポンプ室を画定する。スリーブ部は選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートとの流体接続のための開口部を画定し、選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートとそれぞれのポンプ室との間の流体流通を確立させる。各組の対向ピストンのベース部材とスリーブ部との間には、それぞれ流体シール要素が配置されてよい。]
[0017] 他の実施例は、流体ポンプ装置及び駆動システムとを具える流体輸送システムに関するものである。流体ポンプ装置は、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを有するベース部材を含むポンプハウジングと、ベース部材に可動式に連繋された一組の対向ピストンとを含んでいる。ピストンは少なくとも部分的に流体ポンプ装置のポンプ室を画定し、複数の入口ポートのうちの任意の１つ又は少なくとも１つの出口ポートを、ポンプ室と流体流通するよう独立して選択できるように、独立して制御される。駆動システムはピストンと連結され、ピストンをベース部材に対して少なくとも往復運動させるようにする。]
[0018] 駆動システムは、各ピストンとそれぞれ連結されたピストン位置決め装置を具えることができる。ピストン位置決め装置は、ベース部材の対向面に配置され、夫々のピストンと連結される。ピストン位置決め装置はそれぞれが、各ピストンと連結されるようベース部材と同じ面に配置されてもよい。更に、ピストン位置決め装置は一般的にキャリッジ上に配置されることができる。キャリッジはキャリッジ駆動システムによって移動可能である。キャリッジはキャリッジ駆動システムにより、双方向に直線的に移動可能である。]
[0019] 位置センサは、キャリッジと連結するよう駆動システムと連繋されることで、キャリッジの少なくとも１つの位置を確認する。駆動システムのピストンのうち少なくとも１つを支持するために、支持装置を用いることができる。位置センサは、少なくとも１つのピストン位置決め装置と連結するよう駆動システムと連繋されることで、ピストン位置決め装置の少なくとも１つの位置を確認する。]
[0020] 他の実施態様において、流体ポンプ装置を操作するための方法を開示する。この方法は、流体ポンプ装置を配備することを含んでおり、該流体ポンプ装置は、複数の入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを有するベース部材を含むポンプハウジングと、ベース部材ハウジングに可動式に連繋され、流体ポンプ装置のポンプ室を少なくとも部分的に画定する一組の対向ピストンを含んでいる。これらのピストンは、複数の入口ポートのうちいずれか１つ(又はそれ以上)若しくは少なくとも１つの出口ポートを、ポンプ室と流体接続するよう単独で選択できるように、別個に制御されるピストンであってよい。]
[0021] ピストンの１つは開口部を画定するスリーブ部を含んでよく、もう一方のピストンは、少なくとも部分的にスリーブ部内に配置されることでポンプ室を画定し、さらにこの方法は、開口部と選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートとの流体接続を確立させることで、該選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートとポンプ室との間の流体接続を確立させることも含む。]
[0022] さらにこの方法は、複数の入口ポートのうち、ポンプ室と流体接続される１つの入口ポートを選択するために、ピストンを独立して制御すること、選択された入口ポートと連繋された流体源からポンプ室に流体を引き込むよう、ピストンの１つをその対向ピストンに対して移動させること、及び別の入口ポート又はポンプ室と流体接続される少なくとも１つの出口ポートを選択するために、両方のピストンを移動させること、を含んでいる。この方法はまた、ピストンの１つをその対向ピストンに対して移動させて、流体をポンプ室から少なくとも１つの出口ポートへ排出することを含むこともできる。]
[0023] さらなる実施態様では、流体ポンプ装置はベース部材に移動可能に連繋された少なくとも二組の対向ピストンを具えることができ、対向ピストンの各組は、少なくとも部分的に、流体ポンプ装置の各々のポンプ室を画定する。この方法はまた、複数の入口ポートのうちの任意の１つ(又は２以上)若しくは少なくとも１つの出口ポートが、それぞれのポンプ室の１つと流体接続するよう独立して選択できるように、対向ピストンの各組のピストンを独立して制御することを含んでいる。さらにこの方法は、対向ピストンの各組のピストンを別個に制御する際、複数の入口ポートのうち１つを選択してそれぞれのポンプ室の１つと流体接続するようピストンを別個に制御すること、選択された入口ポートと連繋された流体源からポンプ室に流体を引き込むよう、ピストンの１つをその対向ピストンに対し動かすこと、そして別の入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートを選択してポンプ室と流体接続するよう両方のピストンを動かすこと、の一連を含んで制御することを含む。この方法はまた、ピストンの１つをその対向ピストンに対し動かことで、ポンプ室から少なくとも１つの出口ポートへと流体を排出することも含む。対向ピストンの各組をほぼ互い違いに作動させることで、流体ポンプ装置は、ほぼ連続的な流れを少なくとも１つの出口ポートに送給することができる。]
[0024] 駆動システムはピストンに連結されることができる。この方法は、ピストンをベース部材に対して少なくとも往復運動させる駆動システムを含んでいる。この方法はさらに、ピストンをベース部材の対向面から少なくとも往復運動させることを含んでいる。さらにこの方法は、ピストンをベース部材の同じ側から少なくとも往復運動させることも含んでいる。]
[0025] 駆動システムは、各々のピストンに接続されベース部材の対向面に配置されたそれぞれのピストン位置決め装置を具えることができる。この方法は、それぞれのピストン位置決め装置により、ベース部材の対向面から少なくともピストンを往復運動させることを含んでいる。あるいは、駆動システムは、各々のピストンに接続されベース部材の同じ側に配置されたそれぞれのピストン位置決め装置を具えることもできる。この方法は、それぞれのピストン位置決め装置により、ベース部材の同じ側から少なくともピストンを往復運動させることを含む。ピストン位置決め装置は一般的に、キャリッジ駆動システムによって移動可能なキャリッジ上に配置されることができ、この方法はキャリッジ駆動システムによってキャリッジを移動させることを含むことができる。キャリッジは双方向の直線移動が可能である。]
[0026] さらなる詳細及び利点については、添付の図面と共に以下の詳細な説明から明らかになるであろう。]
図面の簡単な説明

[0027] 図１は、本開示に係る２又は３以上の流体ポンプを具える流体ポンプ装置の実施例の斜視図である。]
[0028] 図１Ｂは図１Ａの流体ポンプ装置の斜視図であって、複数のバルク流体源に連繋された状態を示している。] 図１Ａ 図１Ｂ
[0029] 図２は図１Ａの流体ポンプ装置の分解斜視図であって、ベース部材を含むハウジングと流体ポンプ装置の流体ポンプを示している。] 図１Ａ 図２
[0030] 図３は、図１Ａの流体ポンプ装置のハウジングのベース部材の平面図である。] 図１Ａ 図３
[0031] 図４は、図１Ａの流体ポンプ装置のハウジングのベース部材の底面斜視図であって、ベース部材から分解した流体シール要素を示している。] 図１Ａ 図４
[0032] 図５は、図１Ａの流体ポンプ装置のハウジングのベース部材の底面斜視図であって、ベース部材に組み立てられた流体シール要素を示している。] 図１Ａ 図５
[0033] 図６は、図１Ａの流体ポンプ装置の流体ポンプの１つの分解斜視図である。] 図１Ａ 図６
[0034] 図７は、図６に示される流体ポンプの平面図である。] 図６ 図７
[0035] 図８は、図６に示される流体ポンプの端面図である。] 図６ 図８
[0036] 図９は、図８の９−９線に沿う断面図である。] 図８ 図９
[0037] 図１０は、図１Ａの流体ポンプ装置の平面図である。] 図１０ 図１Ａ
[0038] 図１１は、図１０の１１−１１線に沿う断面図である。] 図１０ 図１１
[0039] 図１２は、図１０の１２−１２線に沿った断面図である。] 図１０ 図１２
[0040] 図１３は、図１Ａの流体ポンプ装置とこれに連繋された駆動システム(概略を示す)とを具える流体輸送システムを示す斜視図である。] 図１３ 図１Ａ
[0041] 図１４は、図１Ａの流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示している。
図１５は、図１Ａの流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示している。
図１６は、図１Ａの流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示している。
図１７は、図１Ａの流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示している。
図１８は、図１Ａの流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示している。
図１９は、図１Ａの流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示している。
図２０は、図１Ａの流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示している。] 図１４ 図１５ 図１６ 図１７ 図１８ 図１９ 図１Ａ 図２０
[0042] 図２１は、図１Ａの流体ポンプ装置の中にある流体ポンプが、図１Ｂに示されるバルク流体源の任意の１つから流体を独立して引き出すことができるかを示す機能ブロック図である。] 図１Ａ 図１Ｂ 図２１
[0043] 図２２Ａは、図１Ａの流体ポンプ装置の流体ポンプの時間差動作(staggered operation)により、正味流体の連続的な流れ出力が行われることを示す図表である。
図２２Ｂは、図１Ａの流体ポンプ装置の流体ポンプの時間差動作により、正味流体の連続的な流れ出力が行われることを示す図表である。
図２２Ｃは、図１Ａの流体ポンプ装置の流体ポンプの時間差動作により、正味流体の連続的な流れ出力が行われることを示す図表である。
図２２Ｄは、図１Ａの流体ポンプ装置の流体ポンプの時間差動作により、正味流体の連続的な流れ出力が行われることを示す図表である。] 図１Ａ 図２２Ａ 図２２Ｂ 図２２Ｃ 図２２Ｄ
[0044] 図２２Ｅは、図１Ａの流体ポンプ装置において、流体ポンプの充填サイクルが流体ポンプの排出サイクルよりも若干速い速度で行われることを図式的に示している。] 図１Ａ 図２２Ｅ
[0045] 図２３は、図１Ａの流体ポンプ装置と該流体ポンプ装置を作動させる駆動システムの一実施例とを具える流体輸送システムの斜視図である。] 図１Ａ 図２３
[0046] 図２４は、図２３に示された駆動システムに設けられた連結装置の斜視図である。] 図２３ 図２４
[0047] 図２５は、図１Ａの流体ポンプ装置の他の実施例の上面斜視図である。] 図１Ａ 図２５
[0048] 図２６は、図２５に示された流体ポンプ装置の実施例の底面斜視図である。] 図２５ 図２６
[0049] 図２７は、図２５に示された流体ポンプ装置の実施例の流体ポンプに用いられる挿入ピストンの斜視図である。] 図２５ 図２７
[0050] 図２８は、図２５−２６の流体ポンプ装置を作動させることができるように構成された駆動システムの実施例の概略図である。] 図２５ 図２８
[0051] 図２９は、図２８に概略的に示された駆動システムの斜視図である。] 図２８ 図２９
[0052] 図３０は、図２９に示された駆動システムの流体ポンプアクチュエータの斜視図である。] 図２９ 図３０
[0053] 図３１は、図３０に示された流体ポンプアクチュエータのピストン位置決め装置の斜視図である。] 図３０ 図３１
[0054] 図３２は、図３１に示されたピストン位置決め装置のボールスクリュシャフトである。] 図３１ 図３２
[0055] 図３３は、図２５−２６の流体ポンプ装置と図３１のピストン位置決め装置との接続を示す斜視図である。] 図２５ 図３１ 図３３
[0056] 図３４Ａは、図２９の３４Ａ箇所の詳細図である。] 図２９ 図３４Ａ
[0057] 図３４Ｂは、図２９の３４Ｂ箇所の詳細図である。] 図２９ 図３４Ｂ
[0058] 図３５Ａは、図２９に示された駆動システムのポンプ支持装置の斜視図である。] 図２９ 図３５Ａ
[0059] 図３５Ｂは、図３５Ａの３５Ｂ−３５Ｂ線に沿う断面図である。] 図３５Ａ 図３５Ｂ
[0060] 図３６は、本開示内容に係る２又は３以上の流体ポンプを具える流体ポンプ装置の他の実施例の上面斜視図である。] 図３６
[0061] 図３７は、図３６の流体ポンプ装置の底面斜視図である。] 図３６ 図３７
[0062] 図３８は、図３６の流体ポンプ装置のベース部材の底面図であって、ベース部材のマニホールド開口部及び該開口部に連繋された流体シール要素を示している。] 図３６ 図３８
[0063] 図３９は、図３６の３９−３９線に沿う断面図である。] 図３６ 図３９
[0064] 図４０は、図３６の流体ポンプ装置の上面斜視図であって、図中、マニホールド部は隠れた細部が見えるように部分的に切り取られている。] 図３６ 図４０
[0065] 図４１Ａは、図４０に示される露出したマニホールド部に連繋されたマニホールドサイドキャップの斜視図である。
図４１Ｂは、図４０に示される露出したマニホールド部に連繋されたマニホールドサイドキャップの斜視図である。] 図４０ 図４１Ａ 図４１Ｂ
[0066] 図４１Ｃは、図４１Ａ−４１Ｂに示されたマニホールドサイドキャップの断面図である。] 図４１Ａ 図４１Ｃ
[0067] 図４２は、図３６の４２−４２線に沿う断面図である。] 図３６ 図４２
[0068] 図４３は、図３６の４３−４３線に沿う断面図である。] 図３６ 図４３
[0069] 図４４Ａは、図３６の流体ポンプ装置に連繋された流体ポンプのスリーブピストンの斜視図である。] 図３６ 図４４Ａ
[0070] 図４４Ｂは、図４４Ａに示されたスリーブピストンの底面斜視図である。] 図４４Ａ 図４４Ｂ
[0071] 図４５は、図４４Ａ−４４Ｂに示されたスリーブピストンの縦断面図である。] 図４４Ａ 図４５
[0072] 図４６は、図３６の流体ポンプ装置に連繋された流体ポンプの挿入ピストンの斜視図である。] 図３６ 図４６
[0073] 図４７は、図４３Ａ−４３Ｂに示されたスリーブピストンを示す斜視図であって、スリーブピストンは、図２９の駆動システムの一部として選択的に設けられたピストン駆動クレードル(cradle)と接続されている。] 図２９ 図４３Ａ 図４７
[0074] 図４８は、図３６の流体ポンプ装置のベース部材の空洞の底面図であって、図３８に示されたマニホールド開口部と該開口部に連繋された流体シール要素の他の態様を示している。] 図３６ 図３８ 図４８
[0075] 図４９は、図２８−３５に示された駆動システムに用いることができる他の流体ポンプアクチュエータの断面斜視図である。] 図２８ 図４９
[0076] 図５０は、図４９に示された流体ポンプアクチュエータに接続するよう構成されたスリーブピストンの基部の斜視図である。] 図４９ 図５０
[0077] 図５１は、図５０の５１−５１線に沿う断面図である。] 図５０ 図５１
[0078] 図５２は、図５０−５１に示されたスリーブピストンを、図４９に示された流体ポンプアクチュエータのスリーブピストン位置決め装置と接続させる手順を示す斜視図である。] 図４９ 図５０ 図５２
[0079] 図５３は、図５２に示した手順図の断面図である。] 図５２ 図５３
[0080] 図５４は、図５１−５２に示された手順による接続後のスリーブピストンとスリーブピストン位置決め装置とを示す斜視図である。] 図５１ 図５４
[0081] 図５５は、図５４に示す接続状態の断面図である。] 図５４ 図５５
[0082] 図５６は、図４９に示された流体ポンプアクチュエータに接続するように構成された挿入ピストンの斜視図である。] 図４９ 図５６
[0083] 図５７は、図５６に示された挿入ピストンを、図４９に示された流体ポンプアクチュエータのピストン位置決め装置と接続させる手順を示す斜視図である。] 図４９ 図５６ 図５７
[0084] 図５８は、図５７に示した手順図の断面図である。] 図５７ 図５８
[0085] 図５９は、図５７−５８に示された手順による接続後の挿入ピストンとピストン位置決め装置とを示す斜視図である。] 図５７ 図５９
[0086] 図６０は、図５９に示された接続状態の断面図である。] 図５９ 図６０
[0087] 図６１Ａは、流体ポンプのピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータとの接続手順を示す断面図である。
図６１Ｂは、流体ポンプのピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータとの接続手順を示す断面図である。
図６１Ｃは、流体ポンプのピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータとの接続手順を示す断面図である。
図６１Ｄは、流体ポンプのピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータとの接続手順を示す断面図である。
図６１Ｅは、流体ポンプのピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータとの接続手順を示す断面図である。
図６１Ｆは、流体ポンプのピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータとの接続手順を示す断面図である。
図６１Ｇは、流体ポンプのピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータとの接続手順を示す断面図である。] 図４９ 図６１Ａ 図６１Ｂ 図６１Ｃ 図６１Ｄ 図６１Ｅ 図６１Ｆ 図６１Ｇ
[0088] 図６２Ａは、挿入ピストンと図４９に示す流体ポンプアクチュエータのピストン位置決め装置との接続手順を示す断面図である。
図６２Ｂは、挿入ピストンと図４９に示す流体ポンプアクチュエータのピストン位置決め装置との接続手順を示す断面図である。
図６２Ｃは、挿入ピストンと図４９に示す流体ポンプアクチュエータのピストン位置決め装置との接続手順を示す断面図である。] 図４９ 図６２Ａ 図６２Ｂ 図６２Ｃ
[0089] 図６３Ａは、スリーブピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータのスリーブピストン位置決め装置との接続を固定する手順を示す斜視図である。
図６３Ｂは、スリーブピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータのスリーブピストン位置決め装置との接続を固定する手順を示す斜視断面図である。] 図４９ 図６３Ａ 図６３Ｂ
[0090] 図６４Ａは、スリーブピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータのスリーブピストン位置決め装置との接続を固定する手順を示す斜視図である。
図６４Ｂは、スリーブピストンと図４９に示された流体ポンプアクチュエータのスリーブピストン位置決め装置との接続を固定する手順を示す斜視断面図である。] 図４９ 図６４Ａ 図６４Ｂ
[0091] 図６５は、本開示に係る流体ポンプ装置の他の実施例の分解斜視図である。] 図６５
[0092] 図６６は、図６５の流体ポンプ装置が組み立てられた状態の上面斜視図である。] 図６５ 図６６
[0093] 図６７は、図６５の流体ポンプ装置が組み立てられた状態の底面斜視図である。] 図６５ 図６７
[0094] 図６８は、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の部分断面斜視図である。] 図６５ 図６８
[0095] 図６９は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプのスリーブピストンの斜視図である。] 図６５ 図６９
[0096] 図７０は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの挿入ピストンの斜視図である。] 図６５ 図７０
[0097] 図７１は、図６９の７１−７１線に沿う断面図である。] 図６９ 図７１
[0098] 図７２は、図６５の７２−７２線に沿う断面図である。] 図６５ 図７２
[0099] 図７３は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示す断面図である。
図７４は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示す断面図である。
図７５は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示す断面図である。
図７６は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示す断面図である。
図７７は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示す断面図である。
図７８は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示す断面図である。
図７９は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示す断面図である。
図８０は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプの１つについて、流体の充填排出の完全な１サイクルを示す断面図である。] 図６５ 図７３ 図７４ 図７５ 図７６ 図７７ 図７８ 図７９ 図８０
[0100] 図８１は、図６５の流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つのポンプ室内における流体の混合を示す図である。
図８２は、図６５の流体ポンプ装置の断面図であって、流体ポンプの１つのポンプ室内における流体の混合を示す図である。] 図６５ 図８１ 図８２
[0101] 図８３は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプのスリーブピストンの断面図であって、流体の充填排出サイクルが行われる間、ポンプハウジングのベース部材の流体ポートが遮断されることを示す図である。
図８４は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプのスリーブピストンの断面図であって、流体の充填排出サイクルが行われる間、ポンプハウジングのベース部材の流体ポートが遮断されることを示す図である。
図８５は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプのスリーブピストンの断面図であって、流体の充填排出サイクルが行われる間、ポンプハウジングのベース部材の流体ポートが遮断されることを示す図である。
図８６は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプのスリーブピストンの断面図であって、流体の充填排出サイクルが行われる間、ポンプハウジングのベース部材の流体ポートが遮断されることを示す図である。
図８７は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプのスリーブピストンの断面図であって、流体の充填排出サイクルが行われる間、ポンプハウジングのベース部材の流体ポートが遮断されることを示す図である。
図８８は、図６５の流体ポンプ装置の流体ポンプのスリーブピストンの断面図であって、流体の充填排出サイクルが行われる間、ポンプハウジングのベース部材の流体ポートが遮断されることを示す図である。] 図６５ 図８３ 図８４ 図８５ 図８６ 図８７ 図８８
[0102] 図８９は、図６５の流体ポンプ装置の断面図であって、前記流体ポンプ装置が、ベース部材の底部に配置されたポンプハウジングのベース部材にある一揃いの流体ポートに接近することを示す図である。
図９０は、図６５の流体ポンプ装置の断面図であって、前記流体ポンプ装置が、ベース部材の底部に配置されたポンプハウジングのベース部材にある一揃いの流体ポートに接近することを示す図である。
図９１は、図６５の流体ポンプ装置の断面図であって、前記流体ポンプ装置が、ベース部材の底部に配置されたポンプハウジングのベース部材にある一揃いの流体ポートに接近することを示す図である。] 図６５ 図８９ 図９０ 図９１
[0103] 図９２Ａは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｂは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｃは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｄは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｅは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｆは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｇは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｈは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｉは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。
図９２Ｊは、図６５の流体ポンプ装置のポンプハウジングのベース部材の１つの円筒形部材の斜視図であって、ポンプハウジングのベース部材にある流体ポートの異なる態様を示す図である。] 図６５ 図９２Ａ 図９２Ｂ 図９２Ｃ 図９２Ｄ 図９２Ｅ 図９２Ｆ 図９２Ｇ 図９２Ｈ 図９２Ｉ
実施例

[0104] 好ましい実施例の記載
以降の記載の目的から、用いられるように、空間的な向きの用語は、添付の図面又は他に以下の詳細な記載に記載された向きとして、参考実施例に関する。しかし、以降に記載された実施例は、多くの代替変更及び構成を想定していることが理解されるだろう。添付の図面に示され、ここに記載された特定の装置、構成及び要素は単なる説明であって、限定するものと考えるべきではないことも理解されるだろう。]
[0105] 流体ポンプ装置(100)の実施例は図１−図１２に示される。流体ポンプ装置(100)は流体輸送システム又はプラットフォーム(10)の一部として使用されるのが望ましく、その概略図は図１３に示される。そのような実施例では図１３を簡潔に参照して、流体輸送システム(10)は、流体ポンプ装置(100)と、流体ポンプ装置(100)の移動可能な要素を作動させるのに用いられる動力を提供する駆動システム(600)を具える。流体ポンプ装置(100)の望ましい構成は、流体ポンプ装置(100)を例えば使い捨てカートリッジ又はユニットとして、使い捨て要素として提供することであり、１回使用又は離散的に使用され、次に処分される再使用可能な駆動システム(600)に関する。
流体ポンプ装置(100)の使い捨てのバージョンは、医療的な注入/注入手順を受ける患者に対して流体を輸送するような医療分野で特に用いられる。以前に記述されたそのような１つの手順は、Ｘ線画像を増強すべく、診断のコンピュータ断層撮影(CT)時に患者への造影剤流体の輸送を含む。この手順きに関して以前に記載されたように、シリンジベースの注入装置は、患者へ造影剤流体を輸送するこの手順時に一般的に使用される。
以前に記載されたように、シリンジベースの流体注入システムの１つの制限は、各患者への手順に先立って、使い捨てのシリンジを補充し交換する必要である。
更に以前に記載したように、各患者へのシリンジを補充し交換する必要なくして、多数の患者に連続して流体を輸送するのに適している流体輸送システムを付与する技術が、医療分野で開発されている(例として、米国特許第5,806,519号に記載されたように)。
流体ポンプ装置(100)の使い捨て形式によって、１人の患者、又は好ましくは一般的には予め定められた患者数又は個別の患者数までの多数の患者、又は使用回数に、流体ポンプ装置(100)の使用ができる。] 図１２ 図１３
[0106] 以下の記載は、流体ポンプ装置(100)の一般構造及び構成を最初に述べ、その後、駆動システム(600)の記載が流体ポンプ装置(100)と、流体ポンプ装置(100)の動作を達成する駆動システム(600)の相互作用の記載と共に提供される。
流体ポンプ装置(100)は、ポンプハウジング(102)及び１又は２以上の流体ポンプ(160)を含む多数の構成要素の装置であり、流体ポンプ(160)は流体注入／注入手順を受ける患者へ流体を輸送する患者流路(12)のような、圧力下、所望の最終点に流体を輸送する流体ポンプ装置(100)の移動可能な要素を構成する。典型的な患者流路(12)は図１Ｂに示され、医療分野で公知のカテーテル及び患者インターフェイス装置等に接続される。
ポンプハウジング(102)は、幾つかの目的に役立ち、目的は患者流路(12)を流体ポンプ装置(100)に接続する接続点と同様に、流体ポンプ装置(100)、即ち流体ポンプ(160)の移動可能な要素を支持する要素又は構造としての目的を含む。
図１Ｂに更に示すように、流体ポンプ装置(100)は、多数のバルク流体源(14)に接続され得る。流体ポンプ装置(100)が多数の異なる流体を引き出すのが好ましい。各バルク流体源(14)は、流体コンテナ(16)、接続流体ライン(18)及び上記の如くポンプハウジング(102)に流体が接続されるように構成された適切なコネクタ(20)を具える。
説明の目的のみのために、流体コンテナ(16)内の大量の流体は、２つの異なるタイプの造影流体を含み得る。
図１Ｂにて、第１のタイプ、濃度、又はブランドの造影剤が「Ａ１、Ａ２」とラベル付けられ、第２のタイプ、濃度、又はブランドの造影剤が「Ｂ１、Ｂ２」とラベル付けられ
た。大量の生理食塩水の２つの異なる源は、図１Ｂにて「Ｓ１、Ｓ２」とラベル付けられ
た。更に図１Ｂに示すように、廃棄流体のライン(22)もまた配備され、一般に適切な医療用流体の廃棄容器(図示せず)に接続される。] 図１Ｂ
[0107] ポンプハウジング(102)は一般的には、別個のマニホールドキャップ(132)が取り付けらるベース部材(104)を含む。マニホールドキャップ(132)は開示に従って、ポンプハウジング(102)の要素又は一部と考えられ、付随的にこの実施例及びここで記載された他の実施例内のベース部材(104)と一体的に形成される。本実施例に於いて、ポンプハウジング(102)は少なくともベース部材(104)及びマニホールドキャップ(132)を具える多数片の要素であると考えられえる。ベース部材(104)及びマニホールドキャップ(132)は、射出成形されるプラスチック要素又は片であり、超音波溶接、レーザー溶接、接着剤、溶剤結合のような適切な組み立て方法、直の機械的取り付け、及び同様の方法で一緒に組み立てられて、ポンプハウジング(102)を形成又は完成する。マニホールドキャップ(132)はここで記載されるように、単一又は多数片の要素である。]
[0108] ベース部材(104)は、あらゆる好ましい構成を有し、そのような構成の１つが、略板状の要素又は構成要素であり、１又は２以上の、望ましくは少なくとも２つの隣接し且つ略平行な空洞(106)である。空洞(106)は、以前に認識され且つここに詳細に記載するように、流体ポンプ装置(100)の移動可能な要素を形成する２つの同じ流体ポンプ(160)を受け入れるように構成される。ベース部材(104)の示された構成は、ベース部材(104)に形成されて、２つの近似した流体ポンプ(160)を受け入れる２つの隣接した空洞(106)を具えるが、この図示は、更なる又は幾つかの流体ポンプ(160)を夫々その中に受け入れる更なる又は幾つかの空洞(106)を形成するベース部材(104)の可能性を制限することを意図しない。
記載の単純化と便宜上、以下の記載は２つの同様の流体ポンプ(160)を具える流体ポンプ装置(100)を記載するが、流体ポンプ装置(100)の実施例をこれに限定しない。
空洞(106)はその中に流体ポンプ(160)を受け入れる略凹面形を形成し、示すように、そのような目的に一般的又は望ましい空洞(106)の形状は、その中に略円筒形の流体ポンプ(160)を受け入れる２つの略半円筒形の空洞である。流体ポンプ装置(100)の更なる特徴又は要素の空間的な向きを説明する目的から、ベース部材(104)は第１側即ち上側(108)、第２側即ち底側である下側(110)、及び両側(112)を有すると考えられる。]
[0109] ベース部材(104)との流体ポンプ(160)との繋がりを維持するために、ベース部材(104)は、ベース部材(104)の底側又は下側(110)からぶら下がった複数の個々の取付け部材(114)を具える。取付け部材(114)は、対向して空間的に離れたペアセットとして配備され、取付け部材(114)は空洞(106)の両側に配備されて、個々の流体ポンプ(160)の両側を支持する。取付け部材(114)は、ベース部材(104)へ流体ポンプ(160)を支持するように構成されて、その一方、ベース部材(104)に対する流体ポンプ(160)の動きを許し、望ましくは、ベース部材(104)に対する流体ポンプ(160)のスライド往復移動を許す。各取付け部材(114)は、流体ポンプ(160)上にてリップ、リブ、フランジ等の協働構造を受け入れるスロット(116)を形成し、ベース部材(104)及びポンプハウジング(102)全体に対する流体ポンプ(160)のスライド往復移動を許す。
取付け部材(114)は、下側(110)からぶら下がり又は延び、スロット(116)は互いに内向きに対向する。取付け部材(114)は、流体ポンプ(160)の側部上の対応する構造と共同するように構成された複数のぶら下がるタブ状の構造として一般に示されるが、これらはベース部材(104)の底側(110)からぶら下がり、流体ポンプ(160)を同軸に受け入れるように構成された一連のリング(図示せず)と置換され得る。
例えば、２つのそのようなリングが、取付け部材(114)によって現在占有されている箇所の各空洞(106)より下方のベース部材(104)の下側(110)からぶら下がってもよく、空洞(106)を通って２つの流体ポンプ(160)が夫々延びる。
各空洞(106)の両側上に連続した取付け部材(114)を配備し、又はぶら下がっている取付け部材(114)をベース部材(104)によって形成され、その中に夫々流体ポンプ(160)を受け入れるバレルを形成する２つの全く同じに形成された円筒形構成に置換することも本開示の範囲である。]
[0110] 特に図４−図５について、一対の長く延びた一直線状のスロット、又は一直線状のチャンネル(118)が各空洞(106)内に配備されて、空洞は再びリップ、リブ、フランジ等の流体ポンプ(160)上の協働構造を受け入れる。流体ポンプ(160)に繋がるこれらの協働構造を、一直線状のチャンネル(118)に係合させることは、夫々流体ポンプ(160)と空洞(160)を軸方向一直線に維持し、流体ポンプ装置(100)の動作中に、空洞(106)内の流体ポンプ(160)のスライド往復移動を案内することを含む幾つかの目的に役立ち、且つ流体ポンプ(160)がベース部材(104)に適切な方法で繋がることを確実にする重要な構成として役立ち、適切な方法は、ピストン(162)をベース部材(104)の端部(122)から挿入してベース部材(104)に係合させるのが望ましい。
更に、流体シール要素(120)が各空洞(160)内に配備され、ベース部材(104)と各空洞(160)内に配備される流体ポンプ(160)間のシール関係を付与するのに用いられるのが好ましい。この方法に於いて、一般的な流体シール係合が、流体ポンプ装置(100)の作動中に、各空洞(106)の内の各流体ポンプ(160)とベース部材(104)の間に付与される。１つの望ましい構成では、流体シール要素(120)は、ベース部材(104)を構成するのに用いられる一般的な射出成形工程に続く重ねる成形工程(over-molding process)にて、各空洞(106)内にてベース部材(104)に重ねて成形される。
ベース部材(104)及びマニホールドキャップ(132)は、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレン・テレフタレート(PET)あるいはサイクローオレフィンポリマー(COP)のような堅固か堅いプラスチック材料から一般に作られる。流体シール要素(120)は、熱可塑性エラストマー(TPE's)、熱可塑性ポリウレタン樹脂(TPU's)のようなエラストマー材料、或いはニトリルゴムかエチレン・プロピレン・ジエン・モノマー・ゴム(EPDM)のようなエラストマーゴムから一般的に作られる。ポリプロピレン、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン(UHMW)のような柔軟なプラスチック材料、あるいはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなフッ素重合体も、流体シール要素(120)に使用されてもよい。
更に、ニトリルゴム(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)かエチレン・プロピレン・ジエン・モノマー・ゴム(EPDM)のような熱硬化性のゴムも、流体シール要素(120)に使用されてもよい。] 図４ 図５
[0111] ベース部材(104)は一般に２つの対向する端部(122)(124)を含む。一般に取付け部材(114)は、ベース部材(104)の端部(122)(124)の直ぐ隣に位置するベース部材(104)の下側(110)からぶら下がる。しかし、所望ならば、取付け部材(114)は以前に記載した如く、ベース部材(104)の側部(112)に沿って連続してもよい。
ベース部材(104)は更に、ベース部材(104)の対向する端部(122)(124)間の略中央にある上側(108)上にマニホールド部(126)を具える。マニホールド部(126)は上向きに延び又はベース部材(104)の上側(108)から略起立し、流体チャンネルの１又は２以上のバンク(128)及び関係するポートを形成する。示された実施例に於いて、流体チャンネルの２つの個々のバンク(128(1))(128(2))が配備される。各流体チャンネルバンク(128(1))(128(2))は、マニホールド部(126)の一部として形成された個々の起立した周縁壁(130(1))(130(2))によって形成される。分離領域Ｓは隣接するチャンネルバンク(128(1))(128(2))間に形成され、チャンネルバンク(128(1))(128(2))を分離する。２つの別個の周縁壁(130(1))(130(2))を付与して、別個の流体ポートバンク(128(1))(128(2))を形成することは、両流体チャンネルバンク(128(1))(128(2))の周縁を形成する１つの壁(130)に置換され得ることが判るだろう。
図１−図２の検証から、更に理解されるように、マニホールドキャップ(132)は、流体チャンネルバンク(128(1))(128(2))を囲むのに用いられ、この目的から２つのキャップ半体(134a)(134b)に分岐してもよい。しかし、所望ならば、分岐されたマニホールドキャップ(132)は、両流体チャンネルバンク(128(1))(128(2))を同時に囲むべく一体であり得る。
マニホールドキャップ(132)は更に、一連のコネクタポート(136)を含み、その構成及び機能は、ここに記載される。しかし、一般にコネクタポート(136)は各流体コンテナ(16)に繋がった流体ライン(18)の端部にてコネクタ(20)と接続するように構成されて、コネクタ(20)との耐漏れ性接続を構成する。
所望ならば、マニホールド部(126)は別個の要素として形成され、該要素は超音波溶接、レーザー溶接、接着剤のような当該技術分野で慣習的な接合方法により、直の機械的取り付け、及び同等の方法によって、ベース部材(104)に結合される。] 図２
[0112] 図３から、マニホールド部(126)に繋がった周縁壁(130(1))(130(2))は一連の流体ポート(138)を形成し、各々は繋がった又は接続された流体通路(140)を有する。添付の図面に於いて、各流体ポート(138)及び関連する流体通路(140)はアルファベットの識別子(a-h)を付与されて、１つの流体ポート(138)及び繋がった又は接続された流体通路(140)を、隣接する流体ポート(138)及び繋がった又は接続された流体通路(140)から区別することを容易にする。
流体ポート(138)及び繋がった流体通路(140)は、各壁(130(1))(130(2))によって形成されるが、以前に記載したように、マニホールド部(126)上の１つのそのような壁(130)が同様に同じ構成を形成してもよい。更に、流体ポート(138)及び繋がった流体通路(140)は、各壁(130(1))(130(2))又は１つのそのような壁(130)によって各近隣の流体ポート(138)及び繋がった流体通路(140)から、流体が分離されるのが望ましい。
しかし、各壁(130(1))(130(2))又は１つのそのような壁(130)に流体接続開口(図示せず)を付与することによって、隣接の流体ポート(138)と流体的に内部接続し、所望ならば隣接の流体通路(140)と流体接続することは、本開示の範囲内である。] 図３
[0113] 一対のマニホールド口又は開口(142)が各流体通路(140)内のベース部材(104)に形成されて、各流体通路(140)と空洞(106)内に配備された流体ポンプ(160)間を流体が流通する。以前に記載したように、流体ポンプ装置(100)が示された実施例は、２つの流体ポンプ(160)を具え、従って、ここで更に記載するように、各流体ポンプ(160)を収容する(register)のに、２つのマニホールド開口(142)が各流体通路(140)に必要である。しかし、以前に記載したように、この構成は説明の目的のみであって、２つ以上の流体ポンプ(160)であってもよい。
そのような構成に於いて、ベース部材(104)は更なる又は幾つかの更なる空洞(106)を形成し、マニホールド部(126)はこの更なる又は幾つかの更なる空洞(106)を囲むように増え、付随した又は関連する流体ポンプ(160)はその中に配備される。例えば、１つの更なる流体ポンプ(160)が第３の空洞(106)(図示せず)内にてベース部材(104)と繋がっていれば、マニホールド部(126)は、各流体通路(140)内に第３のマニホールド口又は開口(142)を具えて、更なる流体ポンプ(160)を収容する。マニホールド部(126)が、射出成形工程時のように、ベース部材(104)と一般的に一体に形成されるので、この変形例では、マニホールド部(126)は、ベース部材(104)上に形成されて、更なる流体ポンプ(160)を拡張し包含する。]
[0114] 以前に説明したように、流体シール要素(120)は各空洞(106)内に配備されて、流体ポンプ(160)の作動時に、ベース部材(104)と流体ポンプ(160)との間に、略緊密な流体シールを付与する。流体シール要素(120)はベース部材(104)内のマニホールド開口(142)と略一致するように位置した一連の口又は開口(144)を形成し、流体シール要素(120)はベース部材(104)をシールし、それによって流体ポート(138)と繋がる流体通路(140)と流体ポンプ(160)間の流体が漏れない流通を許す。更に、添付の図面、特に図２から、マニホールドコネクタポート(136)は流体ポート(138)と略一致し且つ合わさることが明らかであり、マニホールドキャップ(132)がベース部材(104)のマニホールド部(126)に取り付けられたときに、マニホールドコネクタポート(136)と流体ポート(138)は一致し又は合わさって、ベース部材(104)のマニホールド部(126)上の一連のマニホールドポート(146)を形成し、それは流体通路(140)に１又は２以上の流体を付与する入口ポートとして適切であり、又は患者流路(12)或いはおそらくは適切な医療用廃棄流体コンテナに通じる廃棄流体ライン(22)に、１種の流体又は流体の混合物を輸送する１又は２以上の出口ポートとして適切である。マニホールドポート(146)は関連する流体通路(140)に割り当てられたのに対応するアルファベット識別子(a-h)を付与されている。] 図２
[0115] 図４−図５に示すように、ベース部材(104)は更に、各空洞(106)内に凹部領域(148)を形成し、各流体シール要素(120)が夫々配備される。凹部領域(148)は軸方向に延びる溝(150)を含み、流体シール要素(120)は軸方向の溝(150)内に対応する軸方向の付属物(152)を含む。軸方向の付属物(152)は、流体シール要素(120)を凹部領域(148)内に配置するのに用いられる一般的な射出成形工程の産物(result)である。
以前に記載したように、流体シール要素(120)はベース部材(104)に重ねて成形され、このようにして、流体シール要素(120)はこの開示に準じて、各空洞(106)で凹部領域(148)内に直接重ねて成形される。更に、ベース部材(104)はぶら下がりフランジ又はリムフランジ(154)を具え、該フランジは少なくとも一部は、各マニホールド開口(142)を形成し、例えばその周りに流体シール要素(120)が重ねて成形されるぶら下がり構造を付与する。リムフランジ(154)は流体シール口又は開口内に拡がり、これらの開口(144)の一部を形成する。
図４−図５は更に、ベース部材(104)の補強構造として、ベース部材(104)の底側又は下側(110)に形成された中央ポートブリッジ(156)を示す。更に、図４−図５に示すように、ベース部材(104)の両端部(122)(124)は、半径方向のフランジ(158)とともに形成され、該フランジは隣接壁を付与し、又はここに記載するように、流体ポンプ装置(100)の作動時に、ベース部材(104)に対する流体ポンプ(160)の線形運動を制限する。] 図４ 図５
[0116] 流体ポンプ(160)について見ると、流体ポンプ(160)は以前に略記載されたように、ベース部材(104)内に形成された各空洞(106)内に位置する。流体ポンプ(160)は夫々２つの対向するピストン(162)(164)を具え、ここでは識別の目的から、第１ピストン又はスリーブピストン(162)、及び第２ピストン又は挿入ピストン(164)と呼ぶ。
各流体ポンプ(160)は、同じピストン(162)(164)を有して同一であるから、以下の記載は流体ポンプ装置(100)に用いられる１つのそのようなポンプ(160)の構造の概略を示す。流体ポンプ(160)のピストン(162)(164)についての適切な構成は、例えば図６−図１２に示される。
示された構成に於いて、対向するピストン(162)(164)は、挿入ピストン(164)が少なくとも一部がスリーブピストン(162)内に配備され又は挿入されるように構成される。この目的から、スリーブピストン(162)は、対向する第１及び第２の端部(166)(168)とともに、略円筒形の構成を有する。スリーブピストン(162)は、ピストン(164)が挿入され又は配備され、且つスリーブピストン(162)の第１端部(166)を形成し又は規定するスリーブ部(170)を具える。スリーブピストン(162)は更に、スリーブ部(170)から延びて、スリーブピストン(162)の第２端部(168)を形成する延長インターフェイス部(172)を具える。
インターフェイス部(172)はここで記載したように、駆動システム(600)と接続するように構成されている。スリーブ部(170)はスリーブアクセス開口又はスリーブポート(176)を介してアクセス可能な内部空洞(174)を形成する。スリーブピストン(162)は更に、その両側部に側方フランジ又はリブ(178)を形成し、リブは流体ポンプ(160)の中央長軸Ｌに略平行に延びる。側方フランジ又はリブ(178)は、スロット(116)をベース部材(104)に繋がったぶら下がった取付け部材(114)に係合させる、以前に述べた協働構造を形成又は規定する。
側方フランジ又はリブ(178)と取付け部材(114)との係合は、流体ポンプ(160)をベース部材(104)に支持する。特にこの係合は流体ポンプ(160)をその各空洞(106)内に取り付けるのに役立ち、その一方、スリーブピストン(164)とベース部材(104)のスライド往復移動を許す。スリーブピストン(162)にはまた、スリーブ部(170)の一部として形成された端部フランジ(180)が具わっている。端部フランジ(180)は、スリーブピストン(162)の第１端部(166)の近傍に干渉構造を形成し、ベース部材(104)の端部(122)に形成された半径方向の端部フランジ(158)に係合して、ベース部材(104)に対するスリーブピストン(162)の線形運動を制限する。ベース部材(104)の対向する端部(122)(124)の半径方向の端部フランジ(158)はまた、ベース部材(104)を構造的に補強するのにも役立つ。] 図１２ 図６
[0117] スリーブピストン(162)の更なる特徴は、スリーブ部(170)上にタブ又はリブ(182)を一直線上に配備し、スリーブ部(170)と同様に略延びることである。一直線上のタブ又はリブ(182)は適切な位置及び構成に配備され、ベース部材(104)、特にベース部材(104)の各空洞(106)内の一対の長手方向に延びた一直線上のスロット又はチャンネル(118)に係合する。
一直線上のタブ(182)は、一直線上のチャンネル(118)に係合する、以前に述べた協働構造を形成する。一直線上のタブ(182)が一直線上のチャンネル(118)に係合することは、流体ポンプ(160)を空洞(106)内に向けるように作動し、流体ポンプ(160)と空洞(106)の間、特に流体ポンプ(160)の作動時に、ベース部材(104)内の空洞(106)内のスリーブピストン(162)のスライド往復運動時に、スリーブピストン(162)とベース部材(104)間の軸方向一直線状態を維持し、以前に記載したように、重要な特徴として作動する。]
[0118] スリーブピストン(162)上のインターフェイス部(172)は、駆動システム(600)(ここで記載した)のピストン駆動要素と係合するように構成されて、ベース部材(104)に対するスリーブピストン(162)の動きを達成する。インターフェイス部(172)は、例えば横断又は垂直断面が略半円の開いているか窪んでいるかの断面形状又は空間(186)に形成される。インターフェイス部(172)は、ピストン駆動要素又は構成要素に接続する箇所又は構成を付与するインターフェイス又は取付け開口(188)を形成する。特に、インターフェイス開口(188)は、スリーブピストン(162)が物理的に駆動システム(600)のピストン駆動要素又は構成要素に繋がり又は接続する箇所を付与するように構成され、駆動システム(600)はスリーブピストン(162)を作動させ、スリーブピストン(162)をベース部材(104)及び挿入ピストン(164)に対して動かすのに用いられる。
インターフェイス部(172)は、インターフェイス部(172)からぶら下がり又は下向きに延び、インターフェイス部(172)の構造強度を高める１又は２以上のぶら下がりフランジ(190)を具え、本実施例及びここで記載した他の実施例にて更なる機能を有する。インターフェイス開口(188)は、フランジ(190)の近傍(例えば、背後)、且つフランジ(190)間で軸方向に位置する。]
[0119] 以前に記載したように、挿入ピストン(164)は、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)によって形成される内部空洞(174)にアクセスするように構成されている。挿入ピストン(164)は、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内で往復移動可能で、ピストン(164)がスリーブ部(170)内に配備された状態で、ピストン(162)(164)は協働して、各流体ポンプ(160)の流体ポンプ室(192)を規定又は形成する。
ピストン(164)は、ピストンヘッド(194)と基端部に延びるピストンロッド(196)を具える。ピストンヘッド(194)とピストンロッド(196)は、示すように一体構造であるか、以前に概略が記載された結合方法によって一緒に結合される別個の構造である。ピストンロッド(196)は、略Ｘ字形の構成を具え、基端部にて止まり、駆動インターフェイス部(198)は、第２のインターフェイス開口又は取付け開口(200)を形成し、それは第１のインターフェイス開口又は取付け開口(188)に近似している。第１の駆動インターフェイス部(184)と第１のインターフェイス開口(188)と同様の方法で、第２の駆動インターフェイス部(198)と第２のインターフェイス開口(200)は、挿入ピストン(164)が物理的に駆動システム(600)のピストン駆動要素又は構成要素に繋がり又は接続する箇所を付与し、駆動システム(600)はピストン(164)を作動させ、ピストン(164)をスリーブピストン(162)及び更にベース部材(104)に対して動かすのに用いられる。]
[0120] ピストンヘッド(194)は略曲がっているか、アーチ形に形作られた先端(202)を示すのが望ましい。アーチ形に形作られた先端部(202)を形成すべく、重合体のカバー又は層(204)が、ピストンヘッド(194)上に付与されるのが望ましい。重合体の層(204)は１又は２以上の周縁がシールされたリブ(205)を形成し、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)の内壁に流体シールを形成するのが望ましい。ピストンヘッド(194)の先端部(202)の曲がった、円弧状の形は、ピストン(164)がスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内に配備されたとき、スリーブ部(170)内で対応して曲がり又は円弧状に形作られ、ピストンヘッド(194)に対向した内側端部壁(206)と協働し又は係合するように形作られているのが望ましい。ピストンヘッド(194)の先端部(202)及び端部壁(206)の対応する形状は、幾つかの理由から望ましく、該理由は端部壁(206)の曲がった形状により、スリーブ部(170)がそのドーム状の形状故に著しく撓むことなく、高圧に耐えることが出来ることを含む。
本実施例では、ピストンヘッド(194)上に１つだけのシーリングリブ(205)が示されるが、離れたリブが更に、重合体のカバー又は層(204)上に所望されるようにあり、且つ他の実施例についてここに配備されてもよい。]
[0121] ピストンロッド(196)は、個々のフランジ要素(207)によって、略断面Ｘ字形を有し、示すように、第２の駆動インターフェイス部(198)の先端部前に位置した基端部のディスク要素(208)で補強されるのが望ましい。基端部のディスク要素(208)はディスク要素(208)の外側円周端上に重合体の層(209)を配備してもよい。
重合体の層(209)は、ピストンヘッド(194)上の重合体の層(204)と同じ材料であるのが望ましい。基端部のディスク要素(208)は、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内で作動する際に、ピストン(164)の安定性を強化する。重合体の層(204)及び特にシールするリブ(205)がピストンヘッド(194)とスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)の内壁とに間に略緊密な流体シールを形成して、ピストン(162)(164)の静的で動かない状態、又はピストン(162)(164)の動的で作動的な動き時に、ポンプ室(192)が流体的に略緊密であることは理解されるだろう。
重合体の層(204)及び重合体の層(209)は、流体シール要素(120)について以前に詳細に記載された材料の１つから形成されて、ポリウレタン等の層によって重ねて成形されるのが望ましい。基端部のディスク要素(208)及び付加される重合体の層(209)は、ピストン(164)がスリーブ部(170)内を作動する際に、流体のシールを更に手助けし、ポンプ室(192)をシールすること、及び外部の汚染源から開放することの維持を手助けする。
ここに記載された他の実施例は、更なるシール及び安定との利点の為に、重合体の層はまた個々のフランジ要素(207)の外縁上に配備されてもよい。フランジ要素(207)の外縁上のあらゆる重合体の層は一般に、重合体のカバー(204)及び重合体のシール層(209)を形成する為に、重合体材料を加えるのに用いられる射出成形工程の結果であり、本発明の開示に従って、スリーブ部(170)の内壁に係合しても係合しなくてもよい。]
[0122] 以前に記載したように、流体ポンプ装置(100)の１つの好ましい実施例に於いて、流体ポンプ装置(100)は、１回又は多数回の個別の使用後に付随的に使い捨てであるカセット又はカートリッジの形式で配備され得る。そのような実施例に於いて、流体ポンプ装置(100)は図１３に示すように、流体輸送システム(10)の一部であり、該システムは流体ポンプ装置(100)と駆動システム(600)を具える。駆動システム(600)は流体ポンプ装置(100)を受け入れるように構成された囲み又は仕切り(24)を形成するキャビネットのような仕切りを具えるのが望ましい。
流体ポンプ装置(100)はポンプ仕切り(24)内に挿入され又は装填されて、駆動システム(600)と接続するのが望ましい。２つの流体ポンプ(160)を具える流体ポンプ装置(100)の前記実施例にて、駆動システム(600)は一般に２つの基本的に同一なアクチュエータ(602)を含み、各流体ポンプ(160)に１つずつある。
各流体ポンプアクチュエータ(602)は、２つの基本的に同一なピストン位置決め又は移動装置(604)を含み、全部で４つの装置(604)がある。各ピストン位置決め又は移動装置(604)は、ピストンに係合し又は繋がるように構成されたピストン位置決め又は移動部材(606)を含む。以前に記載したように、ピストン(162)(164)は、各インターフェイス開口(188)(200)に対して、各ピストン駆動インターフェイス部(184)(198)を有する。インターフェイス開口(188)(200)は、同一であることが好ましく、４つの同じ装置(604)が流体ポンプ(160)に繋がった４つのピストン(162)(164)を作動させるのに用いられることが判るだろう。
従って、各流体ポンプアクチュエータ(602)は、各流体ポンプ(160)内に、スリーブピストン(162)に繋がったピストン位置決め装置(604)と、挿入ピストン(164)に繋がった第２のピストン位置決め装置(604)を有する。
流体ポンプアクチュエータ(602)の更なる態様は、個々のピストン位置決め装置(604)が個々に制御されて、各流体ポンプ(160)内にてピストン(162)(164)を個別に動作させ、動かし、位置決めすることである。換言すれば、各流体ポンプアクチュエータ(602)は、独立し、望ましくは線形の軸方向の動きを有し、流体ポンプ(160)の作動時に、一方のピストン位置決め装置(604)は、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内でピストン(164)を軸方向に動かし、他方のピストン位置決め装置(604)はベース部材(104)に対してスリーブピストン(162)を動かす。] 図１３
[0123] ピストン位置決め装置(604)は、流体ポンプ(160)内でピストン(162)(164)を動かし、一般的には往復移動させるべく、幾つかの形式で配備される。例えば、ピストン位置決め装置(604)は、モータで駆動されるボールスクリュシャフト、音声コイルアクチュエータ、ラック及びピニオンギア駆動等であり得る。ピストン位置決め装置(604)は、同じ装置であることがしばしば望ましいが、各流体ポンプ(160)内でピストン(162)(164)を動かすのに異なる構成が用いられる可能性を排除するものと考えるべきではない。例えば、ラック及びピニオンギア駆動を用いて、スリーブピストン(162)を動かす一方、線形モータを用いて各流体ポンプ(160)内の挿入ピストン(164)を動かすことも可能であり、またラック及びピニオンギア駆動を用いて、挿入ピストン(164)を動かす一方、線形モータを用いて各流体ポンプ(160)内のスリーブピストン(162)を動かすことも可能である。
換言すれば、駆動システム(600)の流体ポンプアクチュエータ(602)内のピストン位置決め装置(604)に、種々のタイプの制御機構装置が混合され且つ調整され得る。]
[0124] 各流体ポンプ(160)内のピストン(162)(164)が、流体ポンプアクチュエータ(602)を形成する１つ又は共通のピストン位置決め装置(604)を共有することも可能である。例えば、そのような１つ又は共通のピストン位置決め装置(604)は、２つのボールナットが取り付けられた１つのボールスクリュシャフトの形式であり、ピストン(162)(164)が各流体ポンプ(160)内で１つのネジ上に独立して位置することができる。流体ポンプアクチュエータ(602)内のピストン位置決め又は移動装置(604)にはどんな形式が用いられようと、望ましい特徴は各ピストン位置決め又は移動装置(604)の位置、速度及び加速が、例えば各ピストン位置決め装置(604)に接続された制御装置によって独立して制御されることである。
そのような制御装置(図示せず)は、流体ポンプアクチュエータ(602)に繋がった個々のピストン位置決め装置(604)を作動させることができるアルゴリズムを具えたコントローラ又はコンピュータであり得る。そのような制御装置は、ピストン位置決め装置(604)から、ピストン位置決め装置(604)に繋がったピストン位置決め部材(606)の位置に関する入力を受信し、この情報は各流体ポンプ(160)内のピストン(162)(164)の動きを制御するのに用いられる。]
[0125] 更に図１４−図２０に関して、流体ポンプ装置(100)の代表的な動作が記載される。以前に記載したように、流体ポンプ装置(100)は図示のように且つ添付の図面の非限定の実施例のように、２つの流体ポンプ(160)を具える。更に、マニホールド部(120)及びマニホールドキャップ(132)は一緒に、以前に詳細に記載した構成を有する８つの一連のマニホールドポート(146)を形成する。
これらの８つのマニホールドポート(146)について、図３に表示されるように(また、図１Ｂも参照)、６つのマニホールドポート(146)が入口ポート(146a-146f)であり、残り２つのマニホールドポート(146)が出口ポート(146g、146h)である。例として、レントゲン画像手順時に、造影剤流体を輸送する流体ポンプ装置(100)の使用に関連して、６つの入口マニホールドポート(146)が以下の如く、分けられる：生理食塩水Ｓ1、Ｓ2用に２つのマニホールド入口ポート(146)(146a、146b)：１つのタイプの濃度又はブランドの造影剤流体Ａ1、Ａ2用に２つのマニホールド入口ポート(146)(146b、146e)：及び別の濃度の造影剤又は別のタイプ又はブランドの造影剤流体のような別のタイプの濃度又はブランドの造影剤流体Ｂ1、Ｂ2用に２つのマニホールド入口ポート(146)(146c、146f)。
残り２つのマニホールドポート(146)は患者投与ポート(146g)及び廃棄物出口ポート(146h)に分けられる。マニホールドポート(146)は図１Ｂに示す種々のバルク流体コンテナ(16)に接続された流体ライン(18)に繋がったコネクタ(20)と適切に接続するように構成されている。前記例は８つのマニホールドポート(146)に以下の記載を限定したが、以前に付与された詳細な説明に基づき、所望されるなら、更なる入口ポート及び出口ポートについて、更なるマニホールドポート(146)を付加することは、本開示の範囲内であることは可能である。
更に、あらゆる所望の方法で、種々のマニホールドポート(146)が、バルク流体源(14)に繋がれ、以前に記載した特定の構成は単に例示であることは明らかである。] 図１４ 図１Ｂ 図２０ 図３
[0126] 以前に記載したように、流体ポンプ(160)は駆動システム(600)の動作の下、各流体ポンプ(160)内のピストン(162)(164)が別個に制御され、従って互いに別個に位置決めされるように構成される。述べた別の方法で、各挿入ピストン(164)は対向するスリーブピストン(162)に対して移動可能であり、スリーブピストン(162)も挿入ピストン(164)に対して移動可能である。ポンプハウジング(102)を形成するベース部材(104)は、静的支持構造を形成し、流体ポンプ装置(100)の作動時に、該構造からピストン(162)(164)が互いに動く。従って、挿入ピストン(164)を動かし、その一方、対向するスリーブピストン(162)を停止状態を維持することが可能であり、その逆である挿入ピストン(164)を停止状態を維持し、対向するスリーブピストン(162)を動かすことも可能である。流体ポンプ装置(100)内の流体ポンプ(160)の動作の説明を明瞭にすべく、以下の記載は、１つの、即ち、マニホールド入口ポート(146a)(146c)(146e)の直ぐ下に隣接した流体ポンプ(160)の動作を記載する。
流体ポンプ装置(100)内の更なる、即ち「第２の」流体ポンプ(160(2))は「第１の」流体ポンプ(160(1))と同じ方法で、更には交互に作動され、ここで記載したように、患者投与マニホールド出口ポート(146g)にて連続した流体輸送が提供されることが判るだろう。]
[0127] 動力が付与された駆動システム(600)の下、ピストン(162)(164)が独立して動くことが出来ることにより、例えばスリーブピストン(162)がベース部材(104)内でマニホールド開口(142)の近傍に静止を維持することができ、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)のスリーブ開口又はスリーブポート(176)は選択されたマニホールド開口(142)と繋がり、おそらくはスリーブポート(176)に適切にサイズ化された(長く延びた)２又は３以上の隣接するマニホールド開口(142)に繋がる、思い出されるように、マニホールド開口(142)は、流体シール要素(120)内の各開口(144)と一致する。更に思い出されるように、各マニホールド開口(142)は、関連する接続流体ポート(138)及び流体通路(140)を介して夫々１つのマニホールドポート(146)と流体が流通可能に繋がり又は接続されている。
本例に於いて、スリーブピストン(162)は図１４に示すように、スリーブ部(170)中のスリーブポート(176)が流体通路(140a)及び関連する流体ポート(138a)に接続されたマニホールド開口(143a)の近傍に位置することを仮定している。図１４に特に示されなかったが、
ピストンヘッド(194)上のシーリングリブ(205)はスリーブポート(176)の丁度近傍に位置して、ピストンヘッド(194)の先端部(202)周りに僅かな隙間があり、ここで記載したように、挿入ピストン(164)の排出又はポンピング行程時に、ポンプ室(192)から流体が排出されることができるのが好ましい。] 図１４
[0128] 以前に記載したように、流体ポート(138a)及びマニホールドコネクタポート(136a)は一緒にマニホールド入口ポート(146a)を形成し、本例にあっては、マニホールド入口ポートは図１Ｂに生理食塩水Ｓ1として識別される流体コンテナ(16)内に含まれるバルク「生理食塩水」源(14)に繋がり、これはこのマニホールド入口ポート(146a)が生理食塩水Ｓ1の外部源と繋がっていることを意味する。
スリーブピストン(162)が、その関連するピストン位置決め装置(604)によって選択されたマニホールド開口(142a)に位置して保持されると、対向するピストン(164)は軸方向に動き、その関連するピストン位置決め装置(604)によってスリーブピストン(162)から略線形に離れる。この動きが図１５に矢印Ａ1で示すように生じると、ピストンヘッド(194)はスリーブポート(176)を通過し、略妨げのない入口流路がバルク「生理食塩水」コンテナ(16)とポンプ室(192)の間に確立される。
特に、この入口流路はマニホールド入口ポート(146a)、接続流体通路(140a)、マニホールド開口(142a)及びポンプ室(192)に繋がるスリーブ部(170)のスリーブポート(176)によって略形成される。
スリーブピストン(162)が、その関連するピストン位置決め装置(604)によって選択されたマニホールド開口(142a)に維持されると、更にピストン(164)が軸方向に動き、その関連するピストン位置決め装置(604)によってスリーブピストン(162)から略線形に離れ(図１６に矢印Ａ2で示すように)、この相対的な動きによって生じる負圧の下、ポンプ室(192)内へ矢印Ｆ1で示すように、流体(本例では生理食塩水Ｓ1)を引き込む。
特に生理食塩水Ｓ1は、マニホールド入口ポート(146a)、関連する流体通路(140a)、マニホールド開口(142a)及びスリーブポート(176)を介して、バルク「生理食塩水」コンテナ(16)からポンプ室(192)内へ引き込まれる。
スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)には、１つだけの開口、即ちスリーブポート(176)のみが配備されているから、マニホールド入口ポート(146a)と同一線上にある残りのマニホールド開口(142)は、ポンプ室(192)との流体の流通を阻止するスリーブ部(170)によって塞がれる。
ピストン(164)の動き動作の下、所望量の生理食塩水Ｓ1がポンプ室(192)に引き込まれると、両ピストン(162)(164)は略同期して動かされて、マニホールド入口ポート(146b)に繋がった入り口流路のような他の入り口流路を確立し、或いはマニホールド出口ポート(146b)(患者)又はマニホールド出口ポート(146h)(廃棄物)に繋がったような出口流路を確立する。他の流路への動きの間、流路をマニホールド入口ポート(146b)又は他のマニホールド入口ポート(146)に確立するのであろうと、又は流路をマニホールド出口ポート(146g)(146h)に確立するのであろうと、ピストン(162)(164)は流体ポンプアクチュエータ(602)に繋がった各ピストン位置決め装置(604)によって互いに略同期して駆動され又は動き、ポンプ室(192)の不要な圧力又は真空を防ぐ。略同期した動きは、図１７に矢印Ａ3で示される。] 図１５ 図１６ 図１７ 図１Ｂ
[0129] 一旦、次のマニホールドポート(146)が選択されると、マニホールド入口ポート(146b)、
スリーブピストン(162)はスリーブピストン(170)とともにスリーブポート(176)がマニホールド開口(142b)と直線上になる位置に停止して、ポンプ室(192)とマニホールド入口ポート(146b)との流体の流通を許す。この位置に於いて、以前に記載したように、流体通路(140b)、マニホールド開口(142b)及びスリーブポート(176)によってポンプ室(192)とマニホールド入口ポート(146b)との流体の流通は存在する。
スリーブピストン(162)が選択されたマニホールド開口(142b)に位置保持されていると、対向するピストン(164)は軸方向に再び動き、スリーブピストン(162)から線形に離れる。この動きが生じると、バルク「造影剤Ａ1」コンテナ(16)から造影剤が、ピストン(164)の動きによって生じる負圧の下、ポンプ室(192)に引き込まれる。
特に造影剤Ａ1は、マニホールド入口ポート(146b)内に引き込まれ、接続流体通路(140b)を通り、直線上にあるスリーブポート(176)とマニホールド開口(142b)を介してポンプ室(192)内に入る。造影流体Ａ1がポンプ室(192)に入ると、流体はポンプ室(192)にある生理食塩水Ｓ1と混合し、造影剤Ａ1を希釈する。ポンプ室(192)に引き込まれる生理食塩水Ｓ1と
造影流体Ａ1の量は、前記の各「充填」手順にてスリーブピストン(162)に対して、ピストン(164)が引かれる距離によって制御されることが判るだろう。この引かれる距離は、ポンプ室(192)に引き込まれる流体の比体積を形成する。従って、ポンプ室(192)内の流体の比は、前記の各「充填」手順にてピストン(164)がスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内に引き込まれる軸方向の距離によって制御される。]
[0130] ピストン(164)の線形移動が流体ポンプアクチュエータ(602)によって漸増的に制御され、流体ポンプアクチュエータ(602)は一般的に制御装置によって制御されるので、そのような制御装置は、ポンプ室(192)内に存在する造影流体Ａ1の量と、生理食塩水Ｓ1の量を正確に制御し、それによって患者に輸送されるべき造影剤流体の混合又は濃度を制御するのに用いられ得る。
そのような制御装置は、タッチ・スクリーン、キーボード、ハンドコントローラ、又は例えばデータ入力を制御装置に入力するのに用いられるパーソナルデータアシスタントの形式であるワイヤレス装置を含み得る。制御装置はデータ入力を特定のピストン(162)(164)動作に変換するソフトプログラミングを含み、例えばポンプ室(192)内の特定の造影剤濃度又は混合に達する。ピストン(164)の動作の下、所望量の造影流体Ａ1がポンプ室(192)内に引かれると、両ピストン(162)(164)は同期して動き、所望ならばマニホールド入口ポート(146b)に繋がった入口流路のような他の入口流路を確立し、更なる造影流体(この場合では「造影剤Ａ1」流体)又は他の流体を一緒に受け入れ、或いはピストン(162)(164)は
本例では患者流路(12)に接続された患者流体投与ポートとして役立つマニホールド出口ポート(146g)のような選択されたマニホールド出口ポート(146)にまで動く(以前に記載した理由により略同期して)。]
[0131] 患者マニホールド出口ポート(146g)が選択されていると仮定した場合、ピストン(162)(164)は互いに略同期してマニホールド出口ポート(146g)に繋がったマニホールド開口(142g)にまで動き、スリーブピストン(162)はマニホールド開口(142g)の近傍に停止するのが好ましく、それによってポンプ室(192)から患者マニホールド出口ポート(146g)までの出口流路を確立する。
特に、この位置にて、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内のスリーブポート(176)は、選択された「出口」マニホールド開口(142g)と略一直線上にある。この一直線化が起きると、ポンプ室(192)と流体通路(140g)間に流体の流通が確立される。以前に記載したように、流体通路(140g)は、流体ポート(138g)とマニホールドコネクタポート(136g)と一緒に流体が行来可能に接続し、患者マニホールド出口ポート(146g)を形成する。
患者マニホールド出口ポート(146g)と患者に繋がる患者流路(12)間に適切な流体が流通する接続が形成されるのが望ましい。一旦、前記の流体通信路が確立されると、スリーブピストン(162)に繋がったピストン位置決め装置(604)は、スリーブピストン(162)の位置を「固定」する。スリーブピストン(162)が略静止した状態で保持されると、ピストン(164)はその関係するピストン位置決め装置(604)によって動かされて、ポンピング又は排出ストローク又は動作を開始する。
図１８−図１９に示すように、ポンピング又は排出ストロークに於いて、ピストン(164)は図１８−図１９に矢印Ａ4−Ａ5で示すように、スリーブピストン(162)内に動き、ポンプ室(192)内に含まれる比例した混合物(proportional mixture)を加圧して、この流体、本例では造影流体Ａ1と、生理食塩水Ｓ1の混合物を、患者流路(12)を通って吐出し、加圧下、流体の混合物を患者に輸送する。図１９にて、ポンプ室(192)からスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内のスリーブポート(176)及び流体通路(140g)への流体の吐出又は排出は、矢印Ｆ0で示される。図２０に於いて、排出ストロークの終わりにて、ピストンヘッド(194)の湾曲した又は円弧状の先端部(202)は、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)の湾曲した又は円弧状の端部壁(206)と結合する。以前に記載したように、ピストンヘッド(194)上のシーリングリブ(205)については、スリーブポート(176)の丁度近傍に位置して、ピストンヘッド(194)の先端部(202)周りに僅かな隙間があるのが望ましく、挿入ピストン(164)の前記排出又はポンピングストローク中に、ポンプ室(192)から殆ど全ての流体が排出されることを可能にするのが望ましい。
排出サイクルが終了すると、以前に記載したように、他の充填サイクルが再び開始する。図２１は、機能ブロック図として記載し、各流体ポンプ(160(1))(160(2))は以前に記載した６つのバルク流体源(14)の任意の１つから独立して流体を引き出し、且つ流体を２つのマニホールド出口ポート(146g)(146h)の何れかに排出することができる。] 図１８ 図１９ 図２０ 図２１
[0132] 前記例が２つの流体が如何にポンプ室(192)に受け入れられ且つ混合されるかを記載しているが、これは如何に流体ポンプ装置(100)が作動するかの代表例であることのみを意図している。以前に記載したように、上記の方法によって更なる流体がポンプ室(192)内に受け入れられ、少なくとも３つの流体からなる多数の流体の混合物が、ポンプ室(192)内に存在する。例として、前記の記載に従って、造影流体Ａ1と生理食塩水Ｓ1の流体混合物が患者に注入された後、造影流体が残った患者に接続された流路(12)を綺麗にするのが望ましい。そのような環境に於いては、、前記の方法に従って、マニホールド出口ポート(146a)のみを「選択」し、患者マニホールド出口ポート(146g)を介して患者流路(12)内にこのテストボーラスを注入することによって、生理食塩水Ｓ1だけがポンプ室(192)内に装填される。]
[0133] 実際の実践に於いて、図２２Ａ−図２２Ｄに示す如く、流体ポンプ装置(100)は一般に、各流体ポンプ(160)が交互に動作するように作動する。換言すれば、任意に図２２Ｂに流体ポンプ(160(2))として識別される１つの流体ポンプ(160)が、関連するピストン(162)(164)が以前に記載されたように、ポンプ室(192)内に選択された流体を装填するように作動する時間内にて、充填サイクルの任意の地点にあるときは、任意に図２２Ａに流体ポンプ(160(1)として識別される他方又は「第２」の流体ポンプ(160)は、交互の排出サイクル中であって、その関連するピストン(162)(164)はマニホールド出口ポート(146g)(146h)の１つに繋がって、流体をレントゲン画像化手順を受ける患者又は廃棄物容器のような下流の最終地点に流体を吐出する。流体ポンプ装置(100)内の流体ポンプ(160)の交互の動作は、図２２Ｃの流体ポンプ(160(1))(160(2))の周期的な動作に重なることにより示される選択されたマニホールド出口ポート(146g)(146h)にて略一定の流体流れに帰し、生じた連続した正味の流体流れ出力結果は、図２２Ｄに図示される。] 図２２Ａ 図２２Ｂ 図２２Ｃ 図２２Ｄ
[0134] 従って、要するに、流体ポンプ(160)の交互の動作により、流体が連続的に供給され得る。１つの流体ポンプ(160(2))が、流体で充填されている(図２２Ｂ)間、第２の流体ポンプ(160(1))は流体を排出する(図２２Ａ)。例えば、流体ポンプ(160)の交互の動作に於いて、流体ポンプ(160(1))の挿入ピストン(164)がポンピング又は排出ストロークの終端に達すると、流体ポンプ(160(1))に繋がった流体ポンプアクチュエータ(602)は、図２２Ａに示す如く、挿入ピストン(164)の線形速度をスムーズに減じて、充填サイクルを開始する。同時に、流体ポンプ(160(2))に繋がった流体ポンプアクチュエータ(602)は、流体ポンプ(160(2))に繋がった挿入ピストン(164)の動きを加速し、第２の流体ポンプ(160(2))の「充填された」ポンプ室(192)から流体を排出する。
流体ポンプ(160(2))の挿入ピストン(164)は、流体ポンプ(160(1))の挿入ピストン(164)が流体の排出後、完全に停止したのと略同じ瞬間に、最大「排出」速度に達する。このようにして、両流体ポンプ(160)によって輸送される総流れ量は、略一定である(図２２Ｄ)。
一般に、図２２Ｅに示すように、以前に記載された充填サイクルでは、排出サイクルよりも稍速い速度を生じるのが望ましく、これにより「充填」ピストン(162)(164)が停止し、方向を逆転するのに十分な時間が可能となり、「排出」ピストン(162)(164)が排出流体ポンプ(160)のポンプ室(192)を完全に空にする前に加速し始める。この稍速い充填速度は必要である、何故ならポンプ室(192)の充填、１つの流体ポンプ(160)、本例では流体ポンプ(160(2))に対する所望のマニホールドポート(146)の選択は、交互の流体ポンプ(160)、流体ポンプ(160(1))が流体を排出している間に、完了しなければならない、従って、充填工程は排出工程よりも速い速度で一般に生じなければならない。上記した順序により、拍動なしで流体ポンプ装置(100)から略均一で、一定の流速が得られる。] 図２２Ａ 図２２Ｂ 図２２Ｄ 図２２Ｅ
[0135] 上記から流体ポンプ装置(100)により、以前に記載された従来技術に比して、幾つかの明確な利点が付与されることが判るだろう。第１に、流体ポンプ装置(100)は２又は３以上の流体を連続的に、又は混合物として輸送することができ、２つの流体ポンプ(160)を具えた流体ポンプ装置(100)を含む１つの流体輸送システム(10)を有して、連続又は混合物としての何れでも、多くの異なるタイプの流体を再び輸送することが可能である。更に、制御された２又は３以上の比例した混合物が容易に輸送され得る。混合物は２、３又は一様な４種の異なる流体であり、限定事項は有用なマニホールド入口ポート(146)の数のみである。各タイプの流体の比は、略正確に制御され得る、何故なら該比は各流体ポンプ(160)内でのスリーブピストン(162)に対する挿入ピストン(164)の位置によって決定されるからである。
更に、混合は流体ポンプ(160)の各ポンプ室(192)内で生じるから、結果物である混合物は従来技術のように混合がポンプの下流の出口チャンネル又は手段にて生じる流体輸送システムによって輸送されるよりも、いっそう均質になる。]
[0136] 更に、所望ならば、両方向(即ち、逆流れ)に流体を汲み出すことも可能である。これは流体ポンプ装置(100)に繋がった制御装置に適切にプログラミングすることで達成されて、流体ポンプ(160)内で「逆」作動工程によって、ピストン(162)(164)の連続動作を可能にする。この特徴により、流体ポンプ装置(100)が以前に記載した各マニホールドポート(142a)-(142f)に繋がった各流路、及び所望ならば廃棄物マニホールド出口ポート(146h)と同様に患者マニホールド出口ポート(146g)に繋がった患者流路(12)から空気をフラッシュし及び／又はパージすることができる。
一般に、生理食塩水がフラッシング流体として用いられ、フラッシング及び／又はパージングは、図１Ｂに示す生理食塩水Ｓ1、Ｓ2コンテナ(16)のような生理食塩水流体源から生理食塩水を引き出し、且つ流体ポンプ(160)及び一般的には患者流路(12)の他の部分を通って生理食塩水を汲み出すことにより、何時でも達成され得る。ポンプ室(192)及び患者マニホールド出口ポート(146g)に繋がった患者流路(12)をフラッシュすべく、生理食塩水は以前に概略した原理に従って、「前に」噴出される。造影剤供給マニホールド入口ポート(146)をフラッシュすべく、生理食塩水は例えば図１Ｂに示す生理食塩水Ｓ1、Ｓ2コンテナ(16)の１つから引き出され、種々の造影剤供給マニホールド入口ポート(146)を通って「後方に」噴出される。
流体ポンプ装置(100)を「逆に」作動させることができることにより、また実行されるべき解放性のチェックを自動化することが出来、少量の流体が患者マニホールド出口ポート(146g)からポンプ室(192)内へ引き出され(一時的に)、次に患者マニホールド出口ポート(146g)に戻されて、カテーテルの適切な取り付けを確実にする。患者から引き出される血液は、この工程中はポンプ室(192)に入らないが、患者流路(12)内にのみ引き込まれて、開放性を確実にし、患者マニホールド出口ポート(146g)に繋がった流体通路(140)内に、逆止弁が配備されて、ポンプ室(192)内に入ることを阻止することに注目すべきである。] 図１Ｂ
[0137] 動作に於いて、流体ポンプ装置(100)は流体のスムーズで略均一な流れを提供する、何故なら流体ポンプ(160)内の各ピストン(162)(164)は独立して制御されるからである。１つの流体ポンプ(160)が充填サイクル中に、他方の流体ポンプ(160)が排出サイクルであるように、２つの流体ポンプ(160)の動作を同期させることにより、２つの流体ポンプ(160)だけで略非パルス状の流れを連続を基準として(on a continuous basis)輸送することが可能である。以前に記載したように、１つの流体ポンプ(160)内の挿入ピストン(164)の減速の大きさは、第２の流体ポンプ(160)内の挿入ピストン(164)の加速の大きさと略適合し、選択されたマニホールド出口ポート(146g)(146h)にて均一な流体輸送を付与する。略一定で、均一な制御された流速で流体を輸送することが出来ることは、外圧に係わらず達成される、何故なら動的に制御されたマニホールドポートシステムが配備されるからである。
結果として、流体ポンプ装置(100)の量的効果は、外圧及び／又は流速の関数として変化しない。]
[0138] その上、流体ポンプ装置(100)は動的に制御されたマニホールドポートシステムを具えているから、マニホールドポート(146)、接続通路(140)、及びマニホールド開口(142)の寸法は、圧力損失が最小となるように最適化され、殆どあらゆる形状又は寸法である。結果として、マニホールドポート(146)、接続通路(140)、及びマニホールド開口(142)によって形成される流路の寸法は、圧力低下を最小にし、各流体ポンプ(160)の全体性能を最大にし、更に入口ポートの制限によるポンプのキャビテーションの可能性を最小にするようにサイズが決定される。]
[0139] 以前に記載した他の特徴は、開口又はポート(176)のポンプ室(192)への１回のみのアクセスである。この構成は、ベース部材(104)の殆ど全てのマニホールド開口(142)を、高圧から孤立させる利点があり、マニホールド出口ポート(146g)(146h)のみが流体排出サイクルの高圧を受ける。前記の構成に付随した利点は、高圧マニホールド出口ポート(146g)(146h)から低圧マニホールド入口ポート(146a)-(146f)への漏れによる逆流れの可能性を最小にすることである。]
[0140] 更に、流体ポンプ装置(100)及び該装置を組み込んだ流体輸送システム(10)の他の利点は、１回の使用又は離散した回数の使用後に、流体ポンプ装置(100)を廃棄し又は処分することができることである。結果として、流体ポンプ装置(100)は比較的安価な材料及び周知の工程から形成されて、「恒久的な」駆動システム(600)が再使用される一方、使い捨て可能である。以前に記載した図１３から明らかなように、流体ポンプ装置(100)と駆動システム(600)間の接続は、比較的簡素な接続であり、所望ならば、それによって「使い捨ての」要素と「恒久的な」要素間のインターフェイスの数と複雑さを減じる。] 図１３
[0141] 図１３について略記載されるように、駆動システム(600)は流体ポンプ装置(100)の可動要素を作動させるのに用いられる動力を供給する。以前に記載したように、流体ポンプ装置(100)の望ましい特徴は、流体ポンプ装置(100)を、例えば使い捨て可能なカートリッジ、カセット、又はユニットである使い捨て要素として供給することであり、再使用可能な駆動システム(600)と関連して、１回の使用又は離散した回数の使用後に処分される。更に、以前に記載したように、駆動システム(600)は略２つの実質上同一の流体ポンプアクチュエータ(602)を含み、各１つにつき流体ポンプ(160)がある。
各流体ポンプアクチュエータ(602)は、２つの実質上同一のピストン位置決め又は動作装置(604)を含み、全部で４つの装置(604)がある。各ピストン位置決め又は動作装置(604)は、ピストン(162)(164)に係合するように構成されたピストン位置決め又は動作部材(606)を含む。図２３から明らかなように、各流体ポンプアクチュエータ(602)について、１つのピストン位置決め装置(604)が挿入ピストン(164)と繋がるように位置し、その一方、第２のピストン位置決め装置(604)がスリーブピストン(162)と繋がるようにポンプ室(24)の反対側に位置する。以前に記載したように、ピストン(162)(164)は、夫々インターフェイス開口(188)(200)を具えた各ピストン駆動インターフェイス部(184)(198)を有する。インターフェイス開口(188)(200)は同一であるのが望ましく、上記の実施例にて、４つの同一の装置(604)が２つの流体ポンプ(160)に繋がった４つのピストン(162)(164)を動作させるのに用いられる。
従って、各流体ポンプアクチュエータ(602)は、各流体ポンプ(160)内で、スリーブピストン(162)と繋がった１のピストン位置決め装置(604)と、挿入ピストン(164)と繋がった第２のピストン位置決め装置(604)を具える。流体ポンプアクチュエータ(602)の更なる態様は、個々のピストン位置決め装置(604)が個別に制御されて、各流体ポンプ(160)内のピストン(162)(164)の個々の動作、動き又は位置決めを達成する。換言すれば、各流体ポンプアクチュエータ(602)は、独立した望ましくは線形の軸方向の動きを有し、流体ポンプ(160)の動作中は、１つのピストン位置決め装置(604)がスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内を軸方向に動き、その一方、他のピストン位置決め装置(604)はベース部材(104)に対して、スリーブピストン(162)を動かす。] 図１３ 図２３
[0142] ピストン位置決め装置(604)は、以前に詳細に記載した特定例の各流体ポンプ(160)内にてピストン(162)(164)の動き、一般的には線形の動きを達成すべく、幾つかの異なる形式で配備される。更に、以前に記載したように、各流体ポンプ(160)内のピストン(162)(164)が流体ポンプアクチュエータ(602)を形成する１つの又は共通のピストン位置決め装置(604)を共有することも可能である。流体ポンプアクチュエータ(602)内のピストン位置決め又は動き装置(604)に如何なる形式が用いられようと、望ましい特徴は各ピストン位置決め又は動き装置(604)の位置、速度、及び加速度は、例えば各ピストン位置決め装置(604)に接続された制御装置によって制御される。以前に記載したようなそのような制御装置は、各流体ポンプアクチュエータ(602)に繋がった個々のピストン位置決め装置(604)を作動させることができるアルゴリズムを具えたコントローラ又はコンピュータであり得る。そのような制御装置は、ピストン位置決め装置(604)から、各ピストン位置決め装置(604)に繋がったピストン位置決め部材(606)に関する入力を受信し、この情報は各流体ポンプ(160)内のピストン(162)(164)の動きを生じさせるのに用いられる。]
[0143] 図２３−図２４について、駆動システム(600)が更に詳細に記載される。以前に記載したように、２つの各流体ポンプアクチュエータ(602)内の各ピストン位置決め装置(604)は略同一である。従って、以下の記載は、各４つのピストン位置決め装置(604)及びそれらの動作を説明する便宜のために、ピストン位置決め装置(604)の１つを具える要素を記載する。背景の目的の為、以前に記載したポンプ囲み又はポンプ室(24)が、ポンプ室(24)の両端部に支持ベース(608)及び２つのペアの対向する支持壁(610)を具え、該端部間にポンプ装置(100)が配備され、２つの対向する壁(612)が、対向する支持壁(610)(612)の２つの各セット間に駆動システム(600)を構成する種々の要素を囲むべく配備される。各ピストン位置決め装置(604)は、例えば対向する支持壁(610)(612)間に支持される駆動モータ(614)を具え、支持壁(612)の後部又は基端部を通って延び、各ピストン位置決め装置(604)に動力を与える駆動シャフト(616)を含む。
以前に記載したように、各ピストン位置決め装置(604)は、ピストン(162)(164)と繋がるピストン位置決め部材(606)を具える。示された実施例に於いて、ピストン位置決め部材(606)は、ピストン駆動要素(618)を具え、該要素は１つのくぎ(622)にて基端部(620)に止まり、ピストン(162)(164)に形成されたインターフェイス開口(188)(200)と係合する。そのようなピストン位置決め装置(604)をピストン(162)(164)に繋げる１つの「くぎ付けられた」インターフェイスは、単に例示であり、取り外し可能な機械的なファスナによって付与される固定又は「ハード」インターフェイス接続、及び他の取り外し可能なインターフェイス接続のような数々の代替可能な取り外し可能なインターフェイス構成が置換可能である。] 図２３ 図２４
[0144] ピストン駆動要素(618)は中空で、関連装置(626)と繋がるべく、基端部(624)が開いており、関連装置は駆動モータ(614)及び駆動シャフト(616)によって付与される動力を、一般にピストン位置決め部材(606)、特にピストン駆動要素(618)に伝えるのに用いられる。
関連装置(626)は、多くの既知の機械的形式を採り得て、駆動モータ(614)及び駆動シャフト(616)の回転駆動出力をピストン位置決め部材(606)の平進運動に変換し、ピストン(162)(164)は、この開示で以前に記載した線形運動を示し、以前の記載から明らかになったように、双方向の線形運動を意図している。代表的な実施例で示された関連装置(626)は、ボールスクリュナット(630)内に回転可能にジャーナル結合された、即ち、機械技術分野で公知の螺合係合によるボールスクリュシャフト(628)を具えている。
ボールスクリュナット(630)は、ピストン位置決め部材(606)のピストン駆動要素(618)の基端部(624)に接続されている。例として、ボールスクリュナット(630)は例えば螺合係合によって、ピストン駆動要素(618)の開いた基端部(624)内部に固定されている。ボールスクリュシャフト(628)は、支持壁(612)の基端部又は後部の開口を通って延びる。スラストワッシャ(632)(及び該スラストワッシャ(632)の背後に位置するベアリング)が、支持壁(612)の基端又は後部の開口内に配備されて、開口内のスクリュシャフト(628)の回転運動を支持する。非回転カラー(634)がボールスクリュナット(630)に接続され、更に支持壁(610)(612)間を延びる固定ガイドレール(636)に接続されて、ボールスクリュシャフト(628)が回転するときに、ボールスクリュナット(630)の回転を防ぐ。
４つのそのような固定ガイドレール(636)が配備されて、４つのピストン位置決め装置(604)の各々の動作を可能にすることに注目すべきである。示すように、非回転カラー(634)はガイドレール(636)に沿うように、ガイドレール(636)に接続され、ボールスクリュナット(630)は、ボールスクリュシャフト(628)が回転しているときに、ボールスクリュシャフト(628)との螺合接続の下、線形に平進する。ボールスクリュシャフト(628)の基端部(638)は、支持壁(612)の基端部の開口を通って延び、駆動モータ(614)及び駆動シャフト(616)と接続する。特に、プーリ(640)がボールスクリュシャフト(628)に取り付けられ、タイミングベルト(642)がプーリ(640)及び駆動シャフト(616)の基端部に取り付けられた第２プーリ(643)の周りに通されて、駆動シャフト(616)とボールスクリュシャフト(628)と回転可能に繋がるのに用いられる。プーリ(640)及びタイミングベルト(642)は、機械技術分野の当業者に明らかなように、駆動シャフト(616)の回転運動をボールスクリュシャフト(628)に伝える(impart)。
センサピン(644)が、各ピストン位置決め装置(604)のピストン位置決め部材(606)のピストン駆動要素(618)から側方外向きに延びるのが好ましく、ピンは支持壁(610)の先端部のポンプ対向側又は前側に配備されたホームセンサ(646)と係合するように位置し、各流体ポンプ装置(160)内のピストン(162)(164)の「ゼロ」又は「ホーム」位置を示す。従って、４つのそのようなホームセンサ(646)は、駆動システム(600)について存在する。]
[0145] 動作に於いて、ピストン位置決め部材(606)の動作を達成すべく、モータ駆動シャフト(616)は駆動モータ(614)によって駆動され、この回転運動はタイミングベルト(642)を介してボールスクリュシャフト(628)に取り付けられたプーリ(640)に伝えられる。ボールスクリュシャフト(628)が回転すると、ボールスクリュナット(630)は、螺合係合によってボールスクリュシャフト(628)に沿って平進する(前又は後へ)。ボールスクリュナット(630)は非回転カラー(634)とガイドレール(636)との係合によって、回転を阻止される。
以前に記載したように、ボールスクリュナット(630)は例えば、螺合接続によって、ピストン位置決め部材(606)のピストン駆動要素(618)に接続される。ボールスクリュナット(630)が平進すると、ピストン駆動要素(618)及びそれ故に、ピストン位置決め部材(606)は一般に、ボールスクリュナット(630)とともに動く。このボールスクリュシャフト(628)上のボールスクリュナット(630)の平進移動によって、ピストン(162)(164)の双方向の線形移動が達成される。
以前に記載したように、各２つのポンプアクチュエータ(602)は一対のピストン位置決め装置(604)を具え、１つは各２つの流体ポンプ(160)のスリーブピストン(162)に繋がり、１つは挿入ピストン(164)に繋がる。流体ポンプ装置(100)の２つの流体ポンプ(160)の充填及び排出サイクルに関する以前の記載に於いて、１つの流体ポンプ(160)が流体で充填される間に、他方の流体ポンプは患者に輸送用に流体を患者流路(12)に排出し、その逆も可能であることに注目すべきである。一般に、以前に記載したように、充填サイクルが排出サイクルよりも稍速度が速いのが好ましい。この稍速度が速いことにより、「充填」ピストン(162)(164)が停止し、方向を逆にし、「排出」ピストン(162)(164)が排出する流体ポンプ(160)の為に、関連するポンプ室(192)を完全に空にする前に、加速し始めるのに十分な時間が可能となる。駆動システム(600)は各４つのピストン位置決め装置(604)が、制御装置によって独立して制御され、以前に記載したような動作を達成することを可能にする。]
[0146] 隣接する流体ポンプ(160)の基本的な作動順序が記載される。動作に於いて、１つの流体ポンプ(160)に繋がったポンプアクチュエータ(602)は、制御装置によって制御されて、対向するピストン位置決め装置(604)に繋がった駆動モータ(614)が略同期して駆動され(同じ速度で)、流体ポンプ(160)に繋がったピストン(162)(164)を同時に動かす。ピストン(162)(164)間に略相対的な動きがないから、ピストンが一緒に動くと、流体はポンプ室(192)内に引き出されない。ピストン(162)(164)は、スリーブ部(170)内のスリーブ開口又はポート(176)が、所望のマニホールド入口ポート(146)と一直線になるまで、動かされる。
スリーブピストン(162)の位置は、関係するピストン位置決め装置(604)によって一定に保たれる一方、ピストン位置決め装置(604)に繋がった駆動モータ(614)が反対方向に作動することによって、関連するピストン位置決め装置(604)により引き込まれる。
この動作により、ポンプ室(192)は選択されたマニホールド入口ポート(146)からの流体で充填される。所望ならば、ピストン(162)(164)は更なるマニホールド入口ポート(146)へ一緒に動き、駆動モータ(614)の略同期した動作によって、再び略同時に動き、ピストンが一緒に動くので、流体はポンプ室(192)内に引き込まれない。
次のマニホールド入口ポート(146)に達すると、挿入ピストン(164)のみが、駆動モータ(614)の逆動作によって、関連するピストン位置決め装置(604)に動かされて、次の源から流体を引き込む。ピストン(162)(164)は次に、再び、各ピストン位置決め装置(604)に繋がった駆動モータ(614)の略同期した動作(同じ速度)によって、選択されたマニホールド出口ポート(146)へ略同期して動かされる。
再び、この平進動作時はピストン(162)(164)間に相対的な動きがないから、流体はポンプ室(192)から吐出されない。スリーブピストン(162)内のスリーブポート(176)が一旦、選択されたマニホールド出口ポート(146)と一直線上に配備されると、例えば関連する制御装置が、スリーブピストン(162)を作動させるピストン位置決め装置(604)に繋がった駆動モータ(614)を停止させる動作によって、スリーブピストン(162)の動きが停止する。対向する挿入ピストン(164)は次にスリーブピストン(162)内へ動かされて、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内のスリーブ開口ポート(176)を通って、且つ選択されたマニホールド出口ポート(146)を通って排出される。この動作は例えば、挿入ピストン(164)を作動させるピストン位置決め装置(604)に繋がった駆動モータ(614)の動作によって、達成される。隣接した又は第２の流体ポンプ(160)は同様の方法で作動するが、第１の流体ポンプ(160)の動作から相から外れ(out of phase)又は「交互に動き」、略一定流れが以前に記載したように、流体ポンプ装置(100)によって付与される。]
[0147] 流体ポンプ(160)の交互の動作を正確に制御する、関連する制御装置について、開始又はスタートアップモードでは、両ピストン(162)(164)は、スリーブピストン(162)を作動させるピストン位置決め装置(604)に繋がったセンサピン(644)が関係するホームセンサ(646)に係合し作動させるまで、一緒に動くように作動される。例えばホームセンサ(646)は、ピストン位置決め装置(604)のピストン位置決め部材(606)のピストン駆動要素(618)に取り付けられるセンサピン(644)の存在を検知する、赤外線ＬＥＤ及びフォトセンサを用いる。スリーブピストン(162)が静止状態に保持された状態で、対向するピストン(164)は、そのホームセンサ(646)が同じ方法で作動されるまで、関連するピストン位置決め装置(604)によって動かされる。この点上から、コンピュータベースの制御装置は、両ピストン(162)(164)の「ゼロ」又は「ホーム」位置が既知であるとして、ピストン(162)(164)の位置の軌跡を保持する。図２４に示すように、ボールスクリュシャフト(628)の基端部(648)は、ボールスクリュナット(630)の螺合係合する先端部(650)よりも直径が小さい。基端部(648)は、プーリ(640)をボールスクリュシャフト(628)に取り付ける取付け箇所(649)を形成し、プーリ(640)とタイミングベルト(642)の組み合わせの回転がボールスクリュシャフト(628)を回転させ、それによって付与されたボールスクリュシャフト(628)の回転がボールスクリュナット(630)の平進移動を生じる。
駆動システム(600)についての更なる特徴は、流体ポンプ(160)の作動中に下方から流体ポンプ装置(100)を支持するポンプ支持構造(652)を具える。示すように、そのようなポンプ支持構造(652)は単に、流体ポンプ装置(100)のポンプハウジング(102)のベース部材(104)の側方(112)を支持する一対の支持壁(654)(656)を具える。しかし、図２８−図３５についてここに記載されたような他の流体ポンプ支持構成又は装置も配備され得る。図２３には示されていないが、ポンプ室(24)は、流体ポンプ装置(100)を囲むカバー板(図示しないが、適切なカバー板はここに記載された代替の駆動システム(700)についてここに記載される)、及びおそらくはポンプ室(24)内の駆動システム(600)の要素を含む。そのようなカバー板は付随的にマニホールドキャップ(132)の頂部に接し、流体シール要素(120)に圧力を加えて、各流体ポンプ(160)のポンプハウジング(102)のベース部材(104)内の受け入れ空洞(106)を流体的にシールするのを手助けする。] 図２３ 図２４ 図２８
[0148] 図２５−図２７について、流体ポンプ装置(100)の他の実施例が示され、同様の部分は、前記の実施例の記載で用いられた同様の符号で指定される。流体ポンプ装置(100)は以前に記載されたのと同じ基本構成を有し、如何にしてピストン(162)(164)が駆動されるかについて修正されている。流体ポンプ装置(100)の本実施例に於いて、流体ポンプ装置(100)は各流体ポンプ(160)のピストン(162)(164)が、流体ポンプ装置(100)の同じ側から駆動されるように構成されている。特に、各流体ポンプ(160)のピストン(162)(164)は図２８−図３５についてここに記載された、適切に修正された駆動システム(700)によって、流体ポンプ装置(100)のポンプハウジング(102)を形成するベース部材(104)の同じ端部(122)から駆動されるように構成される。
ここに記載された駆動システム(700)は、上記された駆動システム(600)と共通する幾つかの特徴を具える。以前に記載された流体ポンプ装置(100)の実施例との特定の違いについて、本実施例では、スリーブピストン(162)のインターフェイス部(172)は、以前に記載した駆動システム(600)のピストン位置決め装置(604)に繋がるピストン位置決め部材(606)と接続するインターフェイス又は取付け開口(188)をもはや必要としない。本実施例に於いて、インターフェイス部(172)は略平坦な端部フランジ部(210)にて止まる。インターフェイス部(172)はなお、例えば横断面が略半円の内部空間(186)を具えた開口した又は中空の断面形状を形成するのが好ましい。更に、インターフェイス部(172)はなお、インターフェイス部(172)からぶら下がり(depend)又は下向きに延び、インターフェイス部(172)の構造強度を高める１又は２以上のぶら下がりフランジ(190)を具える。図２６に示すように、フランジ(190)はスリーブピストン(162)の長さに近く延びる。] 図２５ 図２６ 図２７ 図２８
[0149] 以前に記載したのとは対照的に、本実施例のスリーブピストン(162)は、スリーブ部(170)の一部として同様に形成される、二重又はダブルのリム端部フランジ(180)を具える。
端部フランジ(180)は２つの離れたリムフランジ要素(212)を具え、該要素は駆動システム(700)に関するピストン付属具又は接続要素(ここで記載される)と接続される介入空間(214)を形成し、本実施例に従った流体ポンプ装置(100)の動作に特に適している。
２つの離れたリムフランジ要素(212)の先端部又は「内部」はなお、スリーブピストン(162)の第１端部(166)にて干渉構造を形成し、ベース部材(104)の端部(122)にて半径端部(radial end)のフランジ(158)に係合し、この開示にて以前に記載したように、ベース部材(104)に対するスリーブピストン(162)の線形移動を制限する。]
[0150] 図２７は、以前に記載した方法で、スリーブピストン(162)とともに作動する挿入ピストン(164)を示す。挿入ピストン(164)は、以前に記載したものと、全体の外観及び機能は略同一である。しかし、図２７に示すように、１つの高分子層(204)がカバーピストンヘッド(194)上に配備され、更にディスク要素の基端部(208)及び略Ｘ字形のピストンロッド(196)の断面を形成するフランジ要素(207)上に配備される。高分子層(204)はピストンヘッド(194)上に重ねて成形される１つ又は単一の層であり、更にディスク要素の基端部(208)(高分子層(209)に代わって)の環状周縁及びピストンロッド(196)を形成する個々のフランジ要素(207)の外側縁に重ねて成形されるのが好ましい。
以前に記載したように、そのような高分子層(204)の存在は、ピストンヘッド(194)とスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)の内壁との間に、流体が略漏れないシールを形成するのが望ましく、それによってピストン(162)(164)が静止し、動かない状態時、又はピストン(162)(164)が動いており、作動状態時は、ポンプ室(192)は流体が漏れない室である。高分子層(204)が単一層で、流体シール要素(120)について以前に詳細に記載した材料の何れかから形成されるのが望ましく、重ねて成形されたポリウレタン等の層であるのが望ましい。ピストンロッド(196)は、以前に記載したのと同じ駆動インターフェイス部(198)を具えることに注目すべきであり、ピストンロッド(196)本体内にインターフェイス開口(200)を形成する。] 図２７
[0151] 図２８−図３５に示すように、直前に記載した他の流体ポンプ装置(100)を作動させるように構成された他の駆動システム(700)が示され、記載される。駆動システム(700)に於いて、各流体ポンプ(160)のピストン(162)(164)は、駆動システム(600)について以前に記載したのとほぼ同じ専用の流体ポンプアクチュエータ(702)によって駆動される。しかし、各流体ポンプアクチュエータ(702)は、流体ポンプ装置(100)のポンプハウジング(102)のベース部材(104)に一端部に隣接して位置している。
従って、本駆動システム(700)に於いて、各２つの流体ポンプアクチュエータ(702)内の２つのピストン位置決め装置(704)は、１つの作動可能な装置に結合され、ピストン(162)(164)の同じ端部から各流体ポンプ(160)のピストン(162)(164)を動かすように作動可能である。前記の記載を考慮して、以前の記載は、１つの流体ポンプ(160)を作動させるのに用いる流体ポンプアクチュエータ(702)の１つを具える要素を記載し、隣接した流体ポンプ(160)を作動させる隣接した流体ポンプ(160)は、ここで記載したものと同じ構成及び動作であることは明白である。
本実施例に於けるポンプ囲み又は室(24)は、その間に流体ポンプ装置(100)が位置する支持ベース(78)及び２つの対向する一対の支持壁(710)(712)を具えることは略注目すべきである。基端側の壁(712)は、駆動システム(700)の種々の要素をポンプ室(24)から分離する。] 図２８
[0152] 記載したように、駆動システム(700)内の各流体ポンプアクチュエータ(702)は再び、ここから便宜上、(704(1))及び(704(2))で指定される２つのピストン位置決め装置(704)を用いる。ここで記載したように、ピストン位置決め装置(704(1))及び(704(2))は、移動可能な支持装置によって同時に支持される。そのようなピストン位置決め装置(704(1))の１つは、駆動システム(600)について以前に記載したピストン位置決め装置(604)とほぼ同じである。このピストン位置決め装置(704(1))は、ピストン位置決め装置(604)と同様の方法で挿入ピストン(164)と接続するように構成される。
ピストン位置決め装置(704(1))は、モータハウジング(715)を有する駆動モータ(714)及び動力をピストン位置決め装置(704(1))に付与する駆動シャフト(716)を具える。ピストン位置決め装置(704(1))は、挿入ピストン(164)と接続するピストン位置決め部材(706)を具える。ピストン位置決め部材(706)は、１つのペグ(722)の先端部(720)にて止まるピストン駆動要素(718)を具えて、ピストン(164)のピストンロッド(196)の駆動インターフェイス部(198)内のインターフェイス開口(200)に係合する。ピストン位置決め部材(706)をピストン(164)に繋ぐそのような１つの「ペグ付けられた」インターフェイスは再び、単に典型的なものであり、以前に示したように、多数の取り外し可能なインターフェイス構成が置き換えられる。]
[0153] ピストン駆動要素(718)は中空で、基端部(724)が開口(図示せず)して、関連装置(726)と繋がって、該関連装置は一般にピストン位置決め部材(706)、特にピストン駆動要素(718)に、駆動モータ(714)及び駆動シャフト(716)によって付与される動力を伝えるのに用いられる。関連装置(726)は再び、多くの既知の機械的形式を採り得て、駆動モータ(714)及び駆動シャフト(716)の回転駆動出力をピストン位置決め部材(706)の平進運動に変換し、第２のピストン(164)がこの開示で以前に記載した双方向の線形運動を示す。代表的な実施例に示された関連装置(726)は再び、即ち以前に記載したように、螺合係合によって、ボールスクリュナット(730)に回転可能にジャーナル接続されたボールスクリュシャフト(728)を具える。
図３２は、ボールスクリュシャフト(728)が、図２４について以前に記載したボールスクリュシャフト(628)と略近似していることを示している。ボールスクリュナット(730)は、ピストン位置決め部材(706)のピストン駆動要素(718)の基端部(724)に接続されている。例えば、ボールスクリュナット(730)は、例えば螺合係合によってピストン駆動要素(718)の基端部(724)内側に固定されている。このような接続は、以前に駆動システム(600)について詳細に記載され、この以前の記載を参照する。] 図２４ 図３２
[0154] 以前に記載した駆動システム(600)と対照的に、ピストン駆動要素(718)は基端部又は後部の支持壁(712)の開口(732)を通って延び、支持壁はポンプ室(24)内の支持ベース(708)から上向きに延びる。非回転カラー(734)はボールスクリュナット(730)に接続され、且つ更に基端部の支持壁(712)の開口(737)を通るガイドレール(736)に接続される。駆動システム(600)に於いて、同様のガイドレールが支持壁(610)(612)間を延び、ボールスクリュシャフト(628)が回転時にボールスクリュナット(730)が回転することを妨げる。本実施例において、ここで記載したように、ガイドレール(736)は駆動モータ(714)のモータハウジング(715)に接続されたピストンインターフェイス構造に支持される。
示すように、非回転カラー(734)はガイドレール(736)に接続されて、ガイドレール(736)に沿ってスライドし、ボールスクリュナット(730)は、ボールスクリュシャフト(728)が回転した際に、ボールスクリュシャフト(728)との螺合接続の下、線形に平進する。ボールスクリュシャフト(728)は基端部(738)を具え、ボールスクリュシャフト(728)は、プーリ(740)とタイミングベルト(742)の結合に作動可能に繋がる。特に、プーリ(740)はボールスクリュシャフト(728)の基端部(738)に取り付けられ、タイミングベルト(742)はプーリ(740)及び駆動シャフト(716)の端部に取り付けられた第２のプーリ(743)の周りを通り、駆動シャフト(716)とボールスクリュシャフト(728)に回転可能に接続するのに用いられる。この構成は以前に記載したボールスクリュシャフト(628)とプーリ(640)に近似しており、以前に記載した構成を参照されたい。
機械技術分野の当業者に明らかなように、プーリ(740)とタイミングベルト(742)により、駆動シャフト(716)の回転がボールスクリュシャフト(728)に伝えられる(impart)。センサピン(744)が、ピストン位置決め装置(704(1))のピストン位置決め部材(706)のピストン駆動要素(718)の基端部(724)に配備されたカラー部(747)から上向きに延びるのが好ましい。
センサピン(744)は支持壁(712)の基端部に取り付けられたホームセンサ(746)と係合するように位置して、流体ポンプ装置(100)の各流体ポンプ(160)内の挿入ピストン(164)の「ゼロ」又は「ホーム」位置の表示を付与する。
従って、そのような２つのホームセンサ(746)が、駆動システム(700)について、各流体ポンプアクチュエータ(702)につき存在し、各流体ポンプ(160)内の挿入ピストン(164)の「ゼロ」又は「ホーム」位置のセンサ情報を得る。]
[0155] 以前に記載した駆動システム(600)とは対照的に、各流体ポンプアクチュエータ(702)は修正された又は第２のピストン位置決め装置(704(2))を具え、該第２のピストン位置決め装置(704(2))は、以前に記載されたピストン位置決め装置(604)、及び直前の開示に記載されたピストン位置決め装置(704(1))とは異なる。第２の又は修正されたピストン位置決め装置(704(2))は、流体ポンプ装置(100)の流体ポンプ(160)内のスリーブピストン(162)に繋がるように略構成される。ピストン位置決め装置(704(2))は、ピストンインターフェイス及びスリーブピストン(162)、特にスリーブピストン(162)に連繋した２重の又はダブルリム端部フランジ(180)と繋がる支持構造(748)を具える。
以前に記載したように、端部フランジ(180)は、介在空間(214)を形成する２つの離れたリムフランジ要素(212)を具える。ピストンインターフェイス構造(748)は、リムフランジ要素(212)間の介在空間(214)に係合するように構成されたＵ字形のサドル要素(750)を具える。サドル要素(750)は、サドル要素(750)と後部支持板(752)間に延びるガイドレール(736)に接続され、ガイドレール(736)によって少なくとも片側が支持される。後部支持板(752)は駆動モータ(714)のモータハウジング(715)の後部又は基端側に取り付けられるのが望ましく、ピストンインターフェイス構造(748)の一部と考えられる。
後部支持板(752)は凹んだ空洞(756)を形成する円筒状の支持部(754)を構成し、該空洞はピストン駆動要素(718)の基端部(724)を通り、又は基端部の制限された入口を通ることができるサイズである。後部支持板(752)は空洞(756)内に、ボールスクリュシャフト(728)の通過を許す開口(図示せず)を形成し、ボールスクリュシャフト(728)はプーリ(740)と作動可能に繋がる。ガイドレール(736)は先端部が、後部支持板(752)の円筒状の支持部(754)に取り付けられる(affixed)。駆動システム(600)について記載されたのと類似した方法で、スラストワッシャ(632)に近似したスラストワッシャ(757)、及びスラストワッシャ(757)の背後に位置する関係するベアリング(図示せず)が用いられて、後部支持板(752)の開口(図示せず)内にボールスクリュシャフト(728)を回転可能に支持する。
ピストンインターフェイス構造(748)は更に、ガイドレール(736)と対向し、サドル要素(750)の両側間を延び、基端部に延びて後部支持板(752)に接続される(図示せず)のが望ましい支持レール(758)を具え、同様に駆動システム(700)のピストンインターフェイス構造(748)の一部と考えられる。]
[0156] ピストン位置決め装置(704(1))(704(2))は、駆動モータ(714)及び駆動モータ(714)のモータハウジング(715)に取り付けられた要素、例えばピストンインターフェイス構造(748)を支持すべく配備されたスレッドキャリッジ(760)上に支持される。スレッドキャリッジ(760)は、先端部(762)と基端部(764)を具え、先端部(762)から基端部(764)を通る中央開口(766)を形成する。示すように、後部支持板(752)とスレッドキャリッジ(760)の基端部(764)間の機械的接続によって、駆動モータ(714)はスレッドキャリッジ(760)に取り付けられる。
支持ブロック(765)がまた、駆動モータ(714)のモータハウジング(715)をスレッドキャリッジ(760)に機械的に取り付けるのに用いられる。スレッドキャリッジ(760)の対向する両側(768)は夫々、１又は２以上のレール要素(770)を具え、センサ板(772)がスレッドキャリッジ(760)の少なくとも一側部(768)上に配備される。センサ板(772)は、ここで記載したホームセンサと結合して作動可能であり、おそらくはスレッドキャリッジ(760)の位置及び動作を追跡し及び／又はその他の目的に使用され得る更なる位置センサと結合して作動可能である。
更に、図示しないが、ボールスクリュナットが中央開口(766)に配備され、又は中央開口(766)の内側に配備され、またここで開示したスレッドボールスクリュシャフトと繋がって、本実施例内のスレッドキャリッジ(760)の平進運動を生じさせる。]
[0157] スレッドキャリッジ(760)は、スレッド駆動システム(780)に結合され、且つスレッド駆動システム(780)によって駆動されて、スレッドキャリッジ(760)の平進運動、それ故に、スレッドキャリッジ(760)に支持される全ての要素の平進運動を達成する。スレッド駆動システム(780)は流体ポンプアクチュエータ(702)と同様の要素である。スレッド駆動システム(780)は、２つの直立する壁、即ち先端壁(784)と基端壁(786)を有するベース部(782)を具える。ベース部(782)はポンプ室(24)の支持ベース(708)にしっかりと取り付けられているのが望ましい。側壁(788)は先端部及び基端部の壁(784)(786)に接続され、端部壁(784)(786)及び側壁(788)は、スレッドキャリッジ(760)をその中に受け入れる受け入れ空洞(790)を形成する。
各側壁(788)は、レール要素(770)を対応するスレッドキャリッジ(760)の側壁(768)上に係合させる結合トラック(792)を形成する。センサ支持チャンネル(794)は、１つの側壁(788)から外向き側方に延びるのが望ましい。センサ支持(794)は、スレッド駆動ホームセンサ(796)及び後部又は基端部位置センサ(798)を支持する。スレッドキャリッジ(760)が受け入れ空洞(790)内に受け入れられた状態で、センサ板(772)はホームセンサ(796)と基端部センサ(798)との間に形成された介在空間(800)に配備され、それ故、スレッドキャリッジ(760)の十分な前方及び後方の動きにより、センサ板(772)がホームセンサ(796)及び基端部センサ(772)を夫々作動させる。特に、センサ板(772)はホームセンサ(796)と繋がって、スレッドキャリッジ(760)の「ゼロ」又は「ホーム」位置を決定し、従ってスリーブピストン(162)の「ゼロ」又は「ホーム」位置を識別することは明らかであろう。
更に、駆動システム(600)のセンサピン(644)及びホームセンサ(646)について記載されたのと同じ方法で、センサピン(644)はホームセンサ(646)に繋がって、挿入ピストン(746)の「ゼロ」又は「ホーム」位置を識別する。両ホームセンサ(746)(796)及びそれらのセンサピン(744)及びセンサ板(772)に対する相互作用は、更にここに記載される。]
[0158] スレッド駆動ボールスクリュシャフト(802)は、基端壁(786)の前側に配備されたベアリング板(804)によって、ベース部(782)から上向きに延びた後部又は基端部の壁(786)の開口(図示せず)内の開口に支持される。スレッドボールスクリュシャフト(802)は、従来の方法で、モータ駆動シャフト(図示せず)を介して、スレッド駆動モータ(806)によって作動可能に係合し駆動される。
スレッド駆動モータ(806)は、スレッドボールスクリュシャフト(802)を駆動すべく、後側又は基端部の壁(786)に取り付けられる。前開口(808)が前部又は先端部の壁(784)に配備されて、スレッドボールスクリュシャフト(802)の駆動時に、スレッドボールスクリュシャフト(802)の先端部(810)が通過することができる。スレッドキャリッジ(760)がスレッド駆動システム(780)に繋がっているとき、スレッドボールスクリュシャフト(802)は、スレッドキャリッジ(760)内の中央開口(766)内に延び、中央開口(766)内に配備され又は形成されたボールスクリュナット(図示せず)に回転可能に係合する。内部ボールスクリュナットを具えたスレッドキャリッジ(760)の概略図は、図２８に示される。従って、スレッド駆動モータ(806)が作動中は、スレッドモータ駆動シャフト(図示せず)の回転により、スレッドボールスクリュシャフト(802)が回転する。
示すように、スレッドモータ駆動シャフトは従来の方法によって、スレッドボールスクリュシャフト(802)に直接結合される。スレッドボールスクリュシャフト(802)が、スレッド駆動モータ(806)によって伝えられる駆動力を受けているときは、スレッドボールスクリュシャフト(802)とスレッドキャリッジ(760)の中央開口(766)に繋がったボールスクリュナットとの回転可能な螺合係合により、スレッドキャリッジ(760)は受け入れ空洞(790)内を平進する(先端部に前進又は基端部に後進)。スレッド駆動モータ(806)の動作によるスレッドボールスクリュシャフト(802)の回転は、図３０の矢印Ｒにて示され、スレッドキャリッジ(760)に伝えられて生じる前方及び後方の動きは、図示の目的から、図３０に矢印Ｔで示される。
スレッドキャリッジ(760)の平進運動は、同時にピストン位置決め装置(704(1))(704(2))の種々の要素を動かすことは、これらの要素がスレッドキャリッジ(760)に取り付けられているから、明らかであろう。スレッドキャリッジ(760)の側部(768)上のレール要素(770)と側壁(788)の結合トラック(792)との係合は、スレッドボールスクリュシャフト(802)に伝えられる回転動作が、受け入れ空洞(790)内のスレッドキャリッジ(760)を回転させ又は持ち上げることを阻止する。従って、スレッドボールスクリュシャフト(802)とスレッドキャリッジ(760)内の内部ボールスクリュナットとの螺合係合により、スレッド駆動モータ(806)によって伝えられる回転動作は、受け入れ空洞(790)内のスレッドキャリッジ(760)の平進運動、受け入れ空洞(790)内の先端部への前進又は基端部への後進に変換される。] 図２８ 図３０
[0159] 特に図３５Ａ−図３５Ｂを参照して、流体ポンプ装置(100)が駆動システム(700)に繋がっているときは、夫々の隣接する流体ポンプアクチュエータ(702)は、流体ポンプ装置(100)内の夫々の隣接する流体ポンプ(160)に繋がる。この関連に於いて、各流体ポンプアクチュエータ(702)について、ピストン位置決め装置(704(1))は対応する挿入ピストン(164)に繋がる。このインターフェイス接続は、ピストン位置決め装置(704(1))内のピストン駆動要素(718)の先端部(720)にて、挿入ペグ(722)を対応する挿入ピストン(164)のピストンロッド(196)の駆動インターフェイス部(198)内のインターフェイス開口(200)に挿入することによりなされる。
同様に、各流体ポンプアクチュエータ(702)内の第２のピストン位置決め装置(704(2))は、対応するスリーブピストン(162)に繋がる。このインターフェイス接続は、各スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)の端部フランジ(180)上のリムフランジ要素(212)を、各ピストン位置決め装置(704(2))内のピストンインターフェイス構造(748)と連繋させることによってなされる。特に、各ピストン位置決め装置(704(2))について、ピストンインターフェイス構造(748)のＵ字形のサドル要素(750)は、対応するスリーブピストン(162)の端部フランジ(180)上のリムフランジ要素(212)間に係合され、２つの離れたリムフランジ要素(212)間の介在空間(214)に係合する。この係合は、流体ポンプ装置(100)の流体ポンプ(160)に繋がった各スリーブピストン(162)に配備される。一旦、流体ポンプ装置(100)が駆動システム(700)に繋がると、隣接した流体ポンプアクチュエータ(702)は夫々、流体ポンプ装置(100)内の流体ポンプ(160)を作動させる。] 図３５Ａ 図３５Ｂ
[0160] 作動時に流体ポンプ装置(100)を支持するため、更にベース部材(104)と流体ポンプ(160)間に流体が略漏れないシールが存在すべく、流体ポンプ(160)に繋がった流体シール要素(120)上の十分な圧力を維持する為に、ポンプ支持及びシール装置(820)は駆動システム(700)内に組み込まれる。ポンプ支持装置(820)は流体ポンプ装置(100)の略下側に位置して、下側から流体ポンプ装置(100)を支持する。一般に、ポンプ支持装置(820)は２つの階段状のプラットフォーム(822)を具え、プラットフォームはテーブル形状の支持部(824)と天板(826)を具える。支持部(824)は機械的な取付け方法等によって、ポンプ室(24)内の支持ベース(708)に取り付けられる。]
[0161] 複数のスプリングバックされたローラ(830)が、天板(826)に形成された各開口(832)に配備される。各スプリングバックされたローラ(830)は、ローラホルダ(834)、ローラ要素(836)、及び支持又は裏当てバネ(838)を具える。示すように、天板(826)は、テーブル支持部(824)の天面(840)から離れており、支持又は裏当てバネ(838)はこの開口領域(842)内に配備されている。個々のバネ支持ガイド(844)が支持部(824)の天面(840)に配備されて、個々のローラホルダ(834)を支持する個々の支持バネ(838)の圧縮と伸張を支持するのが望ましい。一般的に、スプリングバックされたローラ(830)は、流体ポンプ(160)内、特に図２５−図２６について記載された流体ポンプ装置(100)内の各スリーブピストン(162)のインターフェイス部(172)から、ぶら下がり又は下向きに延びる、ぶら下がりフランジ(190)と係合するように配備される。
従って、スプリングバックされたローラ(830)は、各流体ポンプ(160)内のピストン(162)(164)の往復動作時に、各流体ポンプ(160)内のスリーブピストン(162)を支持する。前記記載したポンプ支持装置(820)は、図１−図２０について記載した流体ポンプ装置(100)を支持する、駆動システム(600)について記載されたポンプ支持構造(652)の代わりに配備され得ることが判るだろう。そのような修正が、駆動システム(600)についてされたならば、流体ポンプ装置(100)の以前の実施例のスリーブピストン(162)に関するぶら下がりフランジ(190)は、図２６に示すスリーブピストン(162)と同じ方法で、スリーブピストン(162)の長手に沿って延びる。] 図２０ 図２５ 図２６
[0162] 動作に於いて、スプリングバックされたローラ(830)が、ぶら下がりフランジ(190)との接触係合により、流体ポンプ(160)内の各スリーブピストン(162)の底面に直に力を加える。スプリングバックされた又はロードされたローラ(830)により、スリーブピストン(162)が低摩擦で軸方向に動くことが出来る。スプリングバックされた又はロードされたローラ(830)を用いるにより、流体ポンプ装置(100)内の製造公差の影響は最小となる。スプリングバックされた又はロードされたローラ(830)は、スリーブピストン(162)の実際の位置又はそれらの壁厚に関係なく、スリーブピストン(162)と接するまで、上向きに「押され」るように構成される。]
[0163] 更に、流体ポンプ(160)の動作時に、流体ポンプ(160)に繋がった流体シール要素(120)にポンプ支持装置(820)が十分な圧力を加えることを確実にすべく、カバー板(846)が流体ポンプ装置(100)のマニホールドキャップ(132)に係合して配置される。そのようなカバー板(846)は、ポンプ支持装置(820)及びスプリングバックされた又はロードされたローラ(830)によって加えられる上向きの力が流体シール要素(120)に直に加えられることを確実にする。カバー板(846)が存在しなければ、この上向きの力は、ピストン(162)(164)間の挿入係合をおそらくズレさせ、流体ポンプ(160)の動作を低下させる。
カバー板(846)は、ポンプ室(24)内の対向する支持壁(710)(712)間を延びる２つの側方支持梁(850)(852)に取り付けられ、それによって、支持梁(850)(852)はポンプ室(24)の一部を構成する。示すように、支持梁(850)(852)は夫々内部出っ張り(854)を形成し、該出っ張りへ流体ポンプ装置(100)のポンプハウジング(102)のベース部材(104)の側部(112)が、機械的接続等によって取り付けられる。所望ならば、カバー板(846)は、ポンプ室(24)の囲みカバーの一部として一体化され、囲みカバーがポンプ室(24)を囲むカバー位置にあるとき、ポンプ室(24)はマニホールドキャップ(132)の天面に着座する。そのような囲みカバー、例えばヒンジ接続された囲みカバーは、ポンプ室(24)の対向する支持壁(710)(712)間に形成された開口領域を少なくとも覆うのが理想的である。カバー板(846)は更に、マニホールド部(126)がシステムの圧力下、撓まないようにする。]
[0164] 以前に記載したように、図２５−図２６に示す実施例に従った流体ポンプ装置(100)は、流体ポンプ(160)の動作に関し、駆動システム(700)によって同じ側又は端部からとの点のみが、図１−図２０について記載され駆動システム(600)によって作動される流体ポンプ装置(100)とは異なる。従って、図２５−図２６に示す実施例に従った流体ポンプ装置(100)は、図１４−図２０について記載された動作手順と同じ方法で作動する。
従って、動作に於いて、駆動システム(700)は、図２５−図２６の流体ポンプ装置(100)を以前に記載したのと同様の方法で作動させ、一方の流体ポンプ(160)が流体で充填されている一方、他方の流体ポンプ(160)が患者流路(12)内へ流体を排出している(逆も可能である)。駆動システム(700)は、各流体ポンプアクチュエータ(702)が以前に記載したのと同様の方法で制御装置によって独立して制御されることを許す。各流体ポンプアクチュエータ(702)がピストン位置決め装置(704(1))(704(2))を具えているので、これらの装置は制御装置によって独立して制御される。駆動システム(700)の基本的な動作手順に於いて、制御装置は１つの流体ポンプアクチュエータ(702)に繋がったスレッド駆動モータ(806)を作動させて、スレッドキャリッジ(760)の中央開口(766)内のスレッドボールスクリュシャフト(802)を回転させる。以前に記載したように、スレッドボールスクリュシャフト(802)と、中央開口(766)内に配備された対応するボールスクリュナットとの間の螺合係合により、スレッドキャリッジ(760)は平進運動を示す。この平進運動は、スレッドキャリッジ(760)上に取り付けられたピストンインターフェイス(748)を介して、スリーブピストン(162)に伝えられる。記載したように、Ｕ字形のサドル要素(750)は、スリーブピストン(162)の端部フランジ(180)上のリムフランジ要素(212)に係合して、ピストン位置決め装置(704(2))をスリーブピストン(162)に作動可能に接続する。
後部支持板(752)、駆動モータ(714)のモータハウジング(715)、及び支持ブロック(765)を介して、ピストンインターフェイス構造(748)とスレッドキャリッジ(760)間に固定した接続が存在するので、スリーブピストン(162)の平進運動は、スレッド駆動モータ(806)が作動されると、同時に生じる。] 図１４ 図２０ 図２５ 図２６
[0165] ピストン位置決め装置(704(1))はまた、後部支持板(752)及び非回転カラーとガイドレール(736)の係合によって、スレッドキャリッジ(760)上に取り付けられるから、ピストン位置決め装置(704(1))の種々の要素はまた、ピストン位置決め装置(704(2))と同期して動き、ピストン(162)(164)は同様の平進運動を示す。ピストン(162)(164)間に相対的な動きがないから、ピストン(162)(164)が一緒に動くとき、流体はポンプ室(192)内に引き込まれない。スレッドキャリッジ(760)は、スレッド駆動モータ(806)の動作によって、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内のスリーブ開口又はポート(176)が、所望のマニホールド入口ポート(146)と一直線になるまで、動かされる。スレッドキャリッジ(760)の位置は一定に保持される一方、挿入ピストン(164)はピストン位置決め装置(704(1))の作動によって引き込まれ、ポンプ室(192)が選択されたマニホールド入口ポート(146)からの流体で充填される。
ピストン位置決め装置(704(1))が以前に記載したピストン位置決め装置(604)と同一であるので、ピストン位置決め装置(704(1))の動作はまた同じである。要するに、ピストン位置決め部材(706)の動きを達成すべく、駆動シャフト(716)は駆動モータ(714)によって駆動され、この回転運動はタイミングベルト(742)を介してボールスクリュシャフト(728)に取り付けられたプーリ(740)に伝えられる。
ボールスクリュシャフト(728)が回転すると、ボールスクリュナット(730)は、ボールスクリュシャフト(728)に沿って平進し、ピストン(164)の平進線形運動を達成し、選択されたマニホールド入口ポート(146)からポンプ室(192)へ流体を引き込む。]
[0166] 更なるマニホールド入口ポート(146)を選択するのが望ましいならば、スレッドキャリッジ(760)は、スレッド駆動モータ(806)の動作によって、受け入れ空洞(790)内を先端部又は基端部に動き、それはスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内のスリーブポート(176)が次の所望のマニホールド入口ポート(146)と一直線上になった状態にスリーブピストン(162)が位置するような制御装置の命令の下で行われる。
次の所望のマニホールド入口ポート(146)に達すると、例えば制御装置によって、ピストン位置決め装置(704(1))のみが作動し、ピストン(164)はスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内に引き込んで、第２の選択されたマニホールド入口ポート(146)を介して、ポンプ室(192)内に流体を引き込む。]
[0167] 一旦、同様の又は異なる流体の所望の流体量がポンプ室(192)内に存在すると、スレッドキャリッジ(760)は以前に記載した方法でスレッド駆動モータ(806)の動作によって移動し、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内のスリーブポート(176)は所望のマニホールド入口ポート(146)、一般的には患者流路(12)に繋がったマニホールド出口ポート(146)と一直線上にある。記載したように、スレッドキャリッジ(760)が両ピストン位置決め装置(704(1))(704(2))の要素を取り付けるので、スレッドキャリッジ(760)の平進移動時に、ピストン(162)(164)間に相対的な動きはなく、流体はスレッドキャリッジ(760)の平進移動時に、スリーブピストン(162)のスリーブ部(170)から吐出されない。所望のマニホールド出口ポート(146)に達すると、ピストン位置決め装置(704(1))のみが制御装置によって駆動され、ピストン(164)がスリーブピストン(162)のスリーブ部(170)内に挿入し、ポンプ室(192)からスリーブポート(176)を介して、選択されたマニホールド出口ポート(146)に流体を吐出する。隣接した又は第２の流体ポンプ(160)は同様に作動するが、以前に記載したように、「第１の」流体ポンプ(160)の動作とは、相が一致せず又は「交互に作動し」、略一定流れが、流体ポンプ装置(100)によって略付与される。]
[0168] 流体ポンプ(160)を正確に制御する制御装置について、初期又は開始モード又は手順にて、両ピストン(162)(164)はセンサ板(772)がホームセンサ(796)を作動させるまで、空洞(790)内を先端部前へ一緒に動くように作動する。ホームセンサ(796)は例えば、赤外線ＬＥＤ及びフォトセンサを用いてセンサ板(772)の存在を検知する。このホームセンサ(796)の動作は、スレッドキャリッジ(760)の「ゼロ」又は「ホーム」位置を示し、それ故に制御装置についてスリーブピストン(162)の「ゼロ」又は「ホーム」位置を示す。
制御装置によるスレッド駆動モータ(806)の動作により、スレッドキャリッジ(760)が固定状態を保持した状態で、それによって、スリーブピストン(120)が静止状態に保持された状態で、ピストン位置決め装置(704(1))は制御装置によって作動されて、センサピン(744)が関連するホームセンサ(746)に係合し作動させるまで、挿入ピストン(164)を動かす。
ホームセンサ(746)は、再度赤外線ＬＥＤ及びフォトセンサを用いて、ピストン位置決め装置(704(1))のピストン位置決め部材(706)のピストン駆動要素(718)上のカラー部(747)に取り付けられたセンサピン(744)の存在を検知する。この点から、コンピュータに基づく制御装置は、両ピストン(162)(164)の「ゼロ」又は「ホーム」位置が既知であるので、ピストン(162)(164)の位置の軌跡を保持する。]
[0169] 駆動システム(700)は幾つかの利点を有し、それは各ピストン位置決め装置(704(1))に繋がる駆動モータ(714)及びプーリ(740)及びタイミングベルト(742)の組み合わせが、流体ポンプ(160)の作動時に直面する高い流体圧に対して、各流体ポンプ(160)内の挿入ピストン(164)を作動させるのに必要な大きな力について、最適化されることを含む。
流体ポンプ(160)の動作時に、ピーク力は600lbsと同じ大きさである。挿入ピストン(164)が比較的遅く動くから、それらのピストン駆動(駆動モータ(714)及びプーリ(740)及びタイミングベルト(742)の組み合わせ)は、速度減速(プーリ及びベルトの適正化)を使用して、必要なモータトルクを減じる。
更にスレッド駆動モータ(806)は、高速であるが小さな力でスレッドキャリッジ(760)を駆動するように最適化される。スレッド駆動モータ(806)は、駆動システム(700)の摩擦と慣性に打ち勝つ十分な力を生み出すことだけが必要とされ、流体ポンプ(160)内の挿入ピストン(164)を作動させるのに必要な大きな力を普通は被らない。必要なモータトルクが低いから、スレッド駆動モータ(806)は、速度減速なしに、スレッドボールスクリュシャフト(802)に直に結合される。従って、流体ポンプ(160)内の挿入ピストン(164)に繋がった駆動要素は一般に大きな力と低速で動き、流体ポンプ(160)内のスリーブピストン(162)に繋がった駆動要素は、低い力と高速で動く。
更に駆動モータ(714)とスレッド駆動モータ(806)は、正確に同期する必要はない、何故なら両ピストン位置決め装置(704(1))(704(2))はスレッドキャリッジ(760)上に普通に取り付けられ、駆動モータ(714)に電圧が加えられなければ、ピストン(162)(164)間に相対的な動きが無く、この構成により、動作時の流体ポンプ装置(100)の流体量の正確さが向上する。]
[0170] 流体ポンプ装置(300)の他の実施例は、図３６−図４８に示され、ポンプ装置は流体輸送システム(10)の一部として用いられ得る。従って、流体輸送システム(10)は、流体ポンプ装置(300)と、該流体ポンプ装置(300)の移動可能な要素を作動させるのに用いられる動力を付与する前記の駆動システム(700)を具える。代替例として、流体ポンプ装置(300)はまた図４９−図６４についてここに記載された駆動システム(700)の修正されたバージョンと繋がり、駆動システム(900)として識別される。駆動システム(700)又は駆動システム(900)とともに作動する流体ポンプ装置(300)の適応例はここに記載される。再び、流体ポンプ装置(300)の望ましい特徴は、流体ポンプ装置(300)を使い捨て要素、例えば使い捨てのカートリッジ、カセット又はユニットとして付与して、流体ポンプ装置は再使用可能な駆動システム(700)(900)と繋がって、１回使用又は別個の回数使用後、処分される。] 図３６ 図４８ 図４９
[0171] 流体ポンプ装置(300)は再び、ポンプハウジング(302)と１又は２以上の流体ポンプ(360)を具えた多数の要素の装置であり、流体ポンプ(360)は流体ポンプ装置(300)の移動可能な要素を構成して、圧力下で流体を図１Ｂに示す患者流路(12)のような所望の最終地点まで輸送する。図１Ｂについて示され、種々のバルク流体源を流体ポンプ装置(100)に繋ぐのに用いられる流路要素は、流体ポンプ装置(300)について用いられるのに等しく適している。ポンプハウジング(302)は、図１Ｂについて記載した流路要素に接続する接続点と同様に、流体ポンプ装置(300)の移動可能な要素、即ち流体ポンプ(360)の支持要素又は構造として役立つ。ポンプハウジング(302)は、略板形状のベース部材(304)を具える。流体ポンプ装置(100)の以前の実施例に於いて、別個のマニホールドキャップ(132)がベース部材(104)に取り付けられ、従って、ベース部材(104)とマニホールドキャップ(132)は多数の要素のポンプハウジング(102)を構成した。この開示で以前に、これらの要素、即ちベース部材(104)及びマニホールドキャップ(132)が一体的に形成されて、ポンプハウジング(302)が一体構造であることが認識された。ポンプハウジング(302)は一実施例に於けるそのような一体構造の例である。
ベース部材(304)は射出成形のプラスチック要素として形成されるのが望ましい。それにも係わらず、ポンプハウジング(302)を形成するベース部材(304)(及びここに記載されたように、それに加えて繋がるマニホールド要素)は或いは、個々の要素又は断片として形成され、それらは超音波溶着、レーザ溶着、粘着、溶剤結合のような適切な組み立て方法、機械的な直接取り付け及び同等の方法によって一緒に組み合わされて、ポンプハウジング(302)を形成する。] 図１Ｂ
[0172] ベース部材(304)はあらゆる適切な望ましい構成を有し、そのような構成の１つは、略板形状の構成要素又は要素であり、１又は望ましくは少なくとも２つの隣接した略平行で幾分か平坦な空洞(306)を形成する。略平坦な空洞(306)は、２つの同等な流体ポンプ(360)を受け入れるように構成される。図示されたベース部材(304)の構成は、２つの近似した流体ポンプ(360)を受け入れるベース部材(304)の下側又は底側に形成された２つの隣接した平坦な空洞(306)を具えるが、再びこの図示は、ベース部材(304)が、その中に更なる又は幾つかの各流体ポンプ(360)を受け入れる更なる又は幾つかの平坦な空洞(306)を形成する可能性を制限することを意図していない。そのような代替構成は、流体ポンプ装置(100)の種々の実施例について以前に記載されており、この代替構成を実施するには以前の開示を参照されたい。
簡潔化と便宜の為、以下の記載は、流体ポンプ装置(300)の限定されない実施例として、２つの同様の流体ポンプ(360)を具えた流体ポンプ装置(300)を記載する。流体ポンプ装置(100)の以前の実施例と対照的に、平坦な空洞(306)は、以前に記載した略凹んだ空洞(106)と繋がる流体ポンプ(160)と稍異なる構成を有する流体ポンプ(360)と繋がることを意図している。流体ポンプ装置(300)の更なる特徴又は要素の空間的な向きを説明する目的から、ベース部材(304)は再び第１又は上側(308)、第２又は底側又は下側(310)を有すると考えられる。各平坦な空洞(306)は、下側(310)からぶら下がる２つの略平行な側壁(312)間に形成される。]
[0173] 流体ポンプ(360)のベース部材(304)との連繋を維持すべく、ベース部材(304)は複数の個々の取付け部材(314)を具え、取付け部材(314)はベース部材(304)の底又は下側からぶら下がった側壁(312)からぶら下がっている。
示された実施例にて、各側壁(312)は代表的な構成として、２つのぶら下がった取付け部材(314)を有し、従って、４つのそのような取付け部材(314)は各流体ポンプ(360)をベース部材(304)に支持するのに用いられ、その一方、流体ポンプ(360)の要素がベース部材(304)に対してスライド往復移動することを許す。各取付け部材(314)は、流体ポンプ(360)上のリップ、リブ、フランジ、縁等の協働構造に係合して、流体ポンプ(360)の要素がベース部材(304)に対してスライド往復移動することを許す先端タブ要素(316)を具えている。取付け部材(314)上のタブ要素(316)は互いに内側を向き、取付け部材(314)は個々の側壁(312)上で離れている。取付け部材(314)はぶら下がりのタブ状構造として略示されるが、これらは他の支持構成に置換され得る。例えば、所望ならば、取付け部材(314)は、平坦な空洞(306)を形成するベース部材(304)の対向する側壁(312)に沿って連続してもよい。]
[0174] 以前の実施例の如く、流体シール要素(320)が、各平坦な空洞(306)内の受け入れ凹部又は溝に配備されるのが望ましく、各平坦な空洞(306)内に配備されたベース部材(304)と流体ポンプ(360)間にシール関係を配備するのに用いられる。このように、略流体シール係合が流体ポンプ装置(300)の作動中に、各平坦な空洞(306)内の流体ポンプ(360)とベース部材(304)間に配備される。１つの望ましい構成に於いて、流体シール要素(320)は複数のＯリングを具え、Ｏリングは例えば平坦な空洞(306)内のベース部材(304)に、ベース部材(304)を形成するのに用いられる一般的な射出成形工程に続いて重ねて成形される方法で、重ねて成形される。以前に記載されたのと同様の方法で、この開示内のベース部材(304)は、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、又はサイクロオレフィンポリマー(COP)のような堅い又は剛性のプラスチック材から形成される。
流体シール要素(320)は一般的に、熱可塑性エラストマー(TPE's)、熱可塑性ポリウレタン(TPU's)のようなエラストマー材、又はニトリルゴム又はエチレンプロピレンモノマーゴム(EPDM)のような熱成形ゴムから形成される。ポリプロピレン、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン(UHMW)又はポリテトラフルオロエチエン(PTFE)のようなフルオロポリマーのような柔軟なプラスチック材が、シール要素(320)に用いられ得る。
更に、ニトリルゴム(アクリロニトリルブタジエンゴム)又はエチレンプロピレンジエンモノマーゴム(EPDM)のような熱硬化性ゴムもシール要素(320)に用いられる。]

权利要求:

請求項1
複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを具えるベース部材を含むポンプハウジングと、ベース部材に移動可能に連繋した一対の対向したピストンであって、ピストンの少なくとも一部は、ポンプ室を形成し、ピストンは独立して制御されて、複数の入口ポートの何れか１つ、又は少なくとも１つの出口ポートはポンプ室と流体が流通可能に独立して選択され得るピストンを具えた流体ポンプ装置。
請求項2
ベース部材はピストンを支持して、ベース部材に対し少なくとも往復作動させる、請求項１に記載の流体ポンプ装置。
請求項3
ベース部材は、複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを規定するマニホールド部を具える、請求項１に記載の流体ポンプ装置。
請求項4
更に、マニホールド部上にマニホールドキャップを有し、マニホールド部と繋がった複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを形成する、請求項３に記載の流体ポンプ装置。
請求項5
マニホールド部は、夫々が複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートに接続された複数の流路を具える、請求項３に記載の流体ポンプ装置。
請求項6
ベース部材は、各流路内に少なくとも１つの開口を具え、流路によって、ポンプ室と複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポート間の流体の流通を可能にする、請求項５に記載の流体ポンプ装置。
請求項7
１つのピストンは、スリーブ部を具え、他のピストンは少なくとも一部がスリーブ部内に配備されてポンプ室を規定する、請求項１に記載の流体ポンプ装置。
請求項8
スリーブ部は選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートと流体が流通可能な開口を形成し、選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポート及びポンプ室間を流体が流通することを可能にする、請求項７に記載の流体ポンプ装置。
請求項9
更に、ベース部材とスリーブ部間に流体シール要素を具える、請求項７に記載の流体ポンプ装置。
請求項10
ベース部材は、複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを規定するマニホールド部を具え、複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートは、マニホールド部の側部上に配備される、請求項１に記載の流体ポンプ装置。
請求項11
複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを具えるベース部材を含むポンプハウジングと、ベース部材に移動可能に連繋した一対の対向したピストンであって、ピストンの少なくとも一部は、流体ポンプ装置のポンプ室を形成し、ピストンは独立して制御されて、複数の入口ポートの何れか１つ、又は少なくとも１つの出口ポートはポンプ室と流体が流通可能に独立して選択され得るピストンと、ピストンに接続されて、ベース部材に対して少なくとも往復作動させる駆動システムを具えた、流体輸送システム。
請求項12
駆動システムは、各ピストンに接続された各ピストン位置決め装置を具える、請求項１１に記載の流体輸送システム。
請求項13
ピストン位置決め装置は、ベース部材の両側に配備されて、各ピストンに接続する、請求項１１に記載の流体輸送システム。
請求項14
ピストン位置決め装置は、ベース部材の同じ側に配備されて、各ピストンに接続する、請求項１１に記載の流体輸送システム。
請求項15
ピストン位置決め装置は、一般にキャリッジ上に配備されている、請求項１４に記載の流体輸送システム。
請求項16
キャリッジは、キャリッジ駆動システムによって、移動可能である、請求項１５に記載の流体輸送システム。
請求項17
キャリッジは、キャリッジ駆動システムによって双方向に線形に移動可能である、請求項１６に記載の流体輸送システム。
請求項18
更に、駆動システムに繋がって、キャリッジに接続された位置センサを具えて、キャリッジの少なくとも１つの位置を確実にする、請求項１５に記載の流体輸送システム。
請求項19
更に、駆動システム内の少なくとも１つのピストンを支持する支持装置を具える、請求項１１に記載の流体輸送システム。
請求項20
更に、駆動システムに繋がって、少なくとも１つのピストン位置決め装置に接続された位置センサを具えて、ピストン位置決め装置の少なくとも１つの位置を確実にする、請求項１１に記載の流体輸送システム。
請求項21
複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを具えるベース部材を含むポンプハウジングと、ハウジングに移動可能に繋がった少なくとも２つのペアの対向するピストンであって、各対向するピストンのペアは、少なくとも一部が流体ポンプ装置の各ポンプ室を規定し、対向するピストンの各ペアのピストンは、独立して制御されて、複数の入口ポートの何れか１つ、又は少なくとも１つの出口ポートは、各ポンプ室と流体が流通可能に独立して選択され得る、流体ポンプ装置。
請求項22
ベース部材は、対向するピストンの少なくとも２つのペアを支持して、ベース部材に対し少なくとも往復作動させる、請求項２１に記載の流体ポンプ装置。
請求項23
ベース部材は複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを規定するマニホールド部を具える、請求項２１に記載の流体ポンプ装置。
請求項24
更に、マニホールド部上にマニホールドキャップを有し、マニホールド部と繋がった複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを規定する、請求項２３に記載の流体ポンプ装置。
請求項25
マニホールド部は、夫々が複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートに接続された複数の流路を具える、請求項２３に記載の流体ポンプ装置。
請求項26
ベース部材は、各流路内に少なくとも１つの開口を具え、流路によって、ポンプ室と複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポート間の流体の流通を可能にする、請求項２５に記載の流体ポンプ装置。
請求項27
対向するピストンの各ペアの１つのピストンは、スリーブ部を具え、対向するピストンの各ペアの他方は、少なくとも一部がスリーブ部内に配備されて、各ポンプ室を規定する、請求項２１に記載の流体ポンプ装置。
請求項28
スリーブ部は、選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートと流体が行来可能に繋がった開口を規定し、選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートと各ポンプ室間の流体の流通を可能にする、請求項２７に記載の流体ポンプ装置。
請求項29
更に、対向するピストンの各ペア内にて、ベース部材とスリーブ部との間に配備された各流体シール要素を具える、請求項２１に記載の流体ポンプ装置。
請求項30
ベース部材は、ベース部材は、複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを規定するマニホールド部を具え、複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートは、マニホールド部の側部に配備される、請求項２１に記載の流体ポンプ装置。
請求項31
流体ポンプ装置を作動させる方法であって、流体ポンプ装置を配備する工程であって、流体ポンプ装置は複数の入口ポートと少なくとも１つの出口ポートを具えるベース部材を有するポンプハウジングと、ベース部材に移動可能に繋がり、少なくとも一部は流体ポンプ装置のポンプ室を規定する対向するピストンのペアを具えた工程と、複数の入口ポートの何れか１つ、又は少なくとも１つの出口ポートが、ポンプ室と流体が流通可能に独立して選択され得るように独立して制御する工程を有する方法。
請求項32
ピストンの１つは、開口を規定するスリーブ部であり、ピストンの他方は、少なくとも一部がスリーブ部内に配備されて、ポンプ室を規定し、開口と選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートとの間で流体を流通可能とし、選択された入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートとポンプ室間の流体の流通を可能にする工程を有する、請求項３１に記載の方法。
請求項33
更に、複数の入口ポートの１つを選択して、ポンプ室と流体が流通可能になるように、ピストンを独立して制御する工程と、１つのピストンを、対向するピストンに対して動かして、選択された入口ポートに繋がった流体源からポンプ室へ流体を引き込む工程と、両方のピストンを動かして、他の入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートを選択して、ポンプ室と流体が流通可能にする工程を有する、請求項３１に記載の方法。
請求項34
更に、１つのピストンを対向するピストンに対して動かして、ポンプ室から少なくとも１つの出口ポートへ流体を排出する工程を有する、請求項３３に記載の方法。
請求項35
流体ポンプ装置は、ベース部材に移動可能に繋がった対向するピストンの少なくとも２つのペアを具え、対向するピストンの各ペアは、少なくとも一部が流体ポンプ装置の各ポンプ室を規定し、更に、対向するピストンの各ペアのピストンを独立して制御して、複数の入口ポートの何れか１つ又は少なくとも１つの出口ポートが、各ポンプ室と流体が行来可能となるように独立して選択可能とさせる工程を含む、請求項３１に記載の方法。
請求項36
更に、対向するピストンの各ペアのピストンを独立して制御する工程を含み、該工程は、ピストンを独立して制御して、複数の入口ポートの１つを選択し、各ポンプ室の１つと流体が流通可能にする工程と、１つのピストンを、対向するピストンに対して動かして、選択された入口ポートに繋がった流体源からポンプ室へ流体を引き込む工程と、両方のピストンを動かして、他の入口ポート又は少なくとも１つの出口ポートを選択して、ポンプ室と流体が流通可能にする工程を有する、請求項３５に記載の方法。
請求項37
更に、１つのピストンを対向するピストンに対して動かして、各ポンプ室から少なくとも１つの出口ポートへ流体を排出させる工程を有する、請求項３６に記載の方法。
請求項38
対向するピストンの各ペアは、略連続した流体流れが流体ポンプ装置によって、少なくとも１つの出口ポートに輸送されるように、略間欠手順で作動する、請求項３５に記載の方法。
請求項39
更に、ピストンに接続されたピストン位置決め装置を具え、駆動システムがピストンをベース部材に対して、少なくとも往復作動させる工程を含む、請求項３１に記載の方法。
請求項40
更に、ベース部材の両側からピストンを往復作動させる工程を含む、請求項３９に記載の方法。
請求項41
更に、ベース部材の同じ側からピストンを往復作動させる工程を含む、請求項３９に記載の方法。
請求項42
駆動システムは、各ピストンに接続されてベース部材の両側に配備された各ピストン位置決め装置を具え、各ピストン位置決め装置を用いて、ベース部材の両側からピストンを少なくとも往復作動させる工程を含む、請求項３９に記載の方法。
請求項43
駆動システムは、各ピストンに接続し、ベース部材の同じ側に配備された各ピストン位置決め装置を具え、各ピストン位置決め装置を用いてベース部材の同じ側からピストンを少なくとも往復作動させる工程を有する、請求項３９に記載の方法。
請求項44
ピストン位置決め装置は、キャリッジ駆動システムによって移動可能なキャリッジ上に通常は配備され、更にキャリッジ駆動システムを用いてキャリッジを動かす、請求項３９に記載の方法。
請求項45
更に、キャリッジを動かす工程は、双方向に線形移動する、請求項４４に記載の方法。