JP5695908B2 - 連続流体輸送システム及び流体輸送方法 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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すことで、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。
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。
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、多数の患者に次々と(in succession)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。
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。
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。
取付け部材(114)は、下側(110)に繋がり又は延び、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
(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。
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。
結果として、流体ポンプ装置(100)の量的効果は、出口圧力及び/又は流速に関係せず変化しない。
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。
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。
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。
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。
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)を通って流体は排出される。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)の動作から位相がずれ(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。
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。
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。
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。
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。
従って、本駆動システム(700)に於いて、2つの流体ポンプアクチュエータ(702)の各々の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、以下の記載は、流体ポンプ(160)の1つ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(708)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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(744)はホームセンサ(746)に繋がって、挿入ピストン(164)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)内で引き込んで、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以前の実施例とは対照的に、マニホールドキャップ(332)は、一連の上向き開口又は「天面の」流体ポートを構成しない。本実施例に於いて、マニホールド部(326)は、起立した壁(330)及びマニホールドキャップ(332)によって形成される側部が開口した一連の流体ポート(336)を具え、側部の流体ポート(336)は更にここに記載される。
添付の図面に於いて、各流体通路(340)は再び本実施例に於いて、流体通路に関する流体のタイプに関する識別子、即ち第1のタイプの造影剤A1、A2の濃度又はブランド、別のタイプの造影剤B1、B2の濃度又はブランド、及びバルク生理食塩水S1、S2の2つの異なる源を付与し、隣の流体通路(340)から1の流体通路(340)を識別するのを容易にし、 従って、流体ポンプ装置(300)の基本的動作は、以前の実施例の流体ポンプ装置(100)から代わらないことは明らかであろう。一対のマニホールド開口又は開口(342)は、各流体通路(340)内のベース部材(304)に形成され、各流体通路(340)と平坦な空洞(306)に係合した各流体ポンプ(360)間で流体が流通する。以前に記載したように、示された実施例の流体ポンプ装置(300)は2つの流体ポンプ(360)を具え、従って、2つのマニホールド開口(342)が各流体通路(340)に配備されて、各流体ポンプ(360)と流体が流通可能となる。しかし、以前に示したように、この構成は説明の目的の為であり、2つを超える流体ポンプ(360)であってもよい。そのような構成に於いて、ベース部材(304)は、更なる又は幾つかの追加の平坦な空洞(306)を形成し、マニホールド部(326)は、この更なる又は幾つかの追加の平坦な空洞(306)、及び添付の又はここで配備された関係する流体ポンプ(360)を囲むように拡張され得る。
それにも係わらず、左右のマニホールド側部キャップ(338)は略同じ構成を有し、各々はマニホールド部(326)内の各側部流体ポート(336)を具えた一連のマニホールドポート(346)を形成又は規定する複数の外向きに対向する又は突出する円筒状要素(344)と、マニホールド部(326)の残りの側部流体ポート(336)と係合して、そのような残りの側部流体ポート(336)をブロック又は流体が漏れないようにシールする複数の内向きに対向する又は窪んだ突部(347)を具える。
突部(347)はまた、各流体通路(340)内に存在する「デッド」量を減じる。マニホールドポート(346)には、関連する流体通路(340)に割り当てられたポートに対応する流体識別子(造影剤A1、A2、異なるタイプの造影剤B1、B2、バルク生理食塩水S1、S2)が与えられる。
圧力センサポート(354)は同様にベース部材(304)の下側(310)に形成され、圧力センサ(図示せず)に繋がる流体導管ライン上のコネクタに接続される。例えば図42に示すように、患者出口ポート(358)はベース部材(304)の上側(308)上のマニホールド部(326)内に形成され、圧力センサポート(354)と同じ大きさ又は一致するのが望ましく、これは患者出口ポート(358)と圧力センサポート(354)とがマニホールド部(326)の同じ流体通路(340)に繋がることを意味する。ラベル付けの目的から、添付の図面に於いて、廃棄物出口ポート(352)に接続される流体通路(340)は、識別子「W」で識別され(即ち、340(W))、患者出口ポート(358)と圧力センサポート(354)に接続される流体通路は、識別子「P」で識別される(即ち、340(P))。前記の記載に鑑みて、圧力センサが圧力センサポート(354)に接続されるのが望ましく、システムの流体圧力を読むことができ、又はおそらくは血流力学的圧力センサが圧力センサポート(354)に接続され、例えば流体ポンプ装置(300)が作動動作でないときに、患者から血圧を読むことができる。
ベース部材(304)の上側(308)上のマニホールド部(326)に配備された患者出口ポート(358)は、適切な医療用コネクタを介して、患者流路(12)に接続され又は繋がる。所望ならば、各マニホールド側部キャップ(338)の一部として逆止弁(359)が配備され、特にマニホールド側部キャップ(338)上の突起(347)に繋がる。
逆止弁(359)は例えば、突起(347)と接続するように、二重成形工程によって形成され得る。逆止弁(359)は、廃棄物出口ポート(352)に接続された流体通路(340)、及び圧力センサポート(354)と患者出口ポート(358)に接続された流体通路(340)に繋がるのが望ましく、示すように、圧力センサポート(354)と患者出口ポート(358)は同じ流体通路(340)を共有している。逆止弁(359)は、廃棄物出口ポート(352)と患者出口ポート(358)からの逆流が、流体ポンプ(360)のポンプ室に入ることを防ぐ。
スリーブピストン(362)は、ピストン(364)が挿入され又は配備され、スリーブピストン(362)の第1端部(366)を形成し又は規定するスリーブ部(370)を略具える。スリーブピストン(362)は更に、スリーブ部(370)から延びる幾分か三角形のインターフェイス部(372)を具える。スリーブ部(370)は、スリーブ頂部の開口又はポート(376)を介してアクセス可能な内側空洞(374)を形成する。
ノッチNが頂部(378)の側部に形成されて、取付け部材(314)がスナップフィット係合する箇所を付与し、流体ポンプ装置(300)の蓄積と輸送中に、スリーブピストン(362)を固定位置に取り付ける。示すように、各流体ポンプ(360)はベース部材(304)の平坦な空洞(306)内に配備されたそのスリーブピストン(362)の頂部(378)を有する。平坦な空洞(306)内に頂部(378)が配備された状態で、ベース部材(304)の下側(310)からぶら下がった側壁(312)は、スリーブピストン(362)の頂部(378)の側部又は縁(390)に隣接して配備される。
ベース部材(304)からぶら下がった側壁(304)上の取付け部材(314)に配備されたタブ要素(316)は、頂部(378)の下側(380)に係合し、スリーブピストン(362)をベース部材(304)に取り付ける。この係合は、各流体ポンプ(360)をその平坦な空洞(306)内に略固定し、その一方、ベース部材(304)に対する各スリーブピストン(362)のスライド往復移動を許す。
駆動インターフェイスフランジ(398)は、略U字形のスロット(400)を形成するフランジリップ(399)に対向する硬い端部壁(401)を具える。
駆動インターフェイスフランジ(398)は、ピストン(364)が駆動システム(900)のピストン取り付け又は接続要素と物理的に繋がり又は接続する箇所を提供し、駆動システムはピストン(364)を作動させ、且つスリーブピストン(362)に対してピストン(364)を動かすのに用いられる。ピストン(364)は、ピストンロッド(396)がここで記載された駆動システム(900)とともに作動するように構成されると示されるが、ピストンロッド(396)は、その代わり、本開示で以前に記載されたように駆動インターフェイス部(198)を具え、インターフェイス開口又は取付け開口(200)が以前に記載されたピストンロッド(196)と以前に記載された駆動システム(700)を繋ぐのに用いられる。従って、駆動システム(700)が、本開示内で流体ポンプ装置(300)を作動させるのに用いられ得る。
ピストンヘッド(394)と端部壁(404)の間の「整合した」形状が望ましい、何故なら端部壁(404)の曲がった形状により、スリーブ部(470)はそのドーム形状により大きく撓むことなく、高圧に耐えることができるからである。
ピストンヘッド(394)上のシーリングリブ(402)は、ピストンヘッド(394)とスリーブピストン(362)のスリーブ部(370)との間に流体が略漏れないシールを形成し、ポンプ室(392)はピストン(362)(364)を含む静的で動かない状況、又はベース部材(304)に対するピストン(362)(364)の動的で差動的な動作時に、略流体が漏れない室であることが理解されるだろう。ピストンヘッド(394)及び高分子層(409)を形成する特定の材料は以前に識別されているが、流体シール要素(120)について以前に詳細に記載されたような他の適切な材料が用いられ得る。ピストンヘッド(394)と高分子層(409)は、同じ材料、例えばポリウレタンであるのが望ましい。望まれるならば、高分子層(409)はフランジ要素(406)の上に形成されて、高分子層(409)がディスク要素(408)の周縁、付随的にピストンロッド(396)を形成する個々のフランジ要素(406)の外側対向縁を囲み、本開示にて以前に略記載したように、封止及び汚染防止の目的から、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)の内壁に接する面は、高分子で覆われた要素によって当接する。再び、フランジ要素(406)の外縁上の任意の高分子層は一般には、ピストンヘッド(394)と高分子層(409)を形成すべく、高分子材を利用するのに用いられる射出成形の結果であり、本開示に従ってスリーブ部(370)の内壁に係合し、又は係合しない。
スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)上の端部フランジ(410)が適切に且つしっかりと、駆動システム(900)の要素に係合することを確実にすべく、介在空間(414)内に側方に位置するリブ(416)が配備されて、介在空間(414)を駆動システム(900)に繋がったピストンインターフェイス要素に係合させるように構成された係合空間(418)に仕切る。更に、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)上の端部フランジ(410)と駆動システム(900)との係合を確実にするのは特定の方向であるのが望ましく、これは端部フランジ(410)は、駆動システム(900)と接続するのに1つだけの可能な又は「正しい」方向を有することを意味する。この目的から、更なる介在リブ(420)が介在空間(414)に配備されて、ここで更に記載するように、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)が駆動システム(900)に不正確に繋がるあらゆる可能性を阻止する。
ポンプ支持装置(820)が流体ポンプ装置(100)の略下側に位置して、流体ポンプ装置(100)を下側から支持する。図47は、ポンプ支持装置(820)に繋がる更なる要素を示す。図47は、ポンプ支持装置(820)に繋がり、駆動システム(700)又はここで記載されるべき駆動システム(900)内の、流体ポンプ装置(300)を支持するのに用いられるポンプ支持「クレードル」(422)を示す。ポンプ支持クレードル(422)は、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)を受け入れるように構成された受け入れ室(424)を具える。
狭い溝又はスロット(424)がポンプ支持クレードル(422)内にて、受け入れ室(424)の基端部及び受け入れ室(424)への開口に形成され、スリーブ部(370)から後方に延びる略三角形のインターフェイス部(372)を受け入れ、スリーブピストン(362)の頂部(378)に接続する。受け入れ室(424)内にて、狭い溝(426)はスリーブピストン(362)のスリーブ部(370)と一直線になる。頂部(378)の下側(380)は、ポンプ支持クレードル(422)の天面又は上面(428)上に着座する。スリーブピストン(362)がポンプ支持クレードル(422)内に着座した状態で、十分な圧力が流体シール要素(320)(即ち、Oリング)に付加されて、ベース部材(304)と各流体ポンプ(360)間に略流体が漏れないシールが付与されるのが望ましい。
前フランジ(430)は、受け入れ室(424)への前開口(432)を形成していることが判るだろう。スリーブピストン(362)が駆動システム(700)に繋がるように構成されているならば、前フランジ(430)は、端部フランジ(180)に干渉係合する構造を付与し、或いはスリーブピストン(362)がここで記載された駆動システム(900)に繋がるように構成されて、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)のポンプ支持クレードル(422)内への線形運動を制限するならば、前フランジ(430)は、端部フランジ(410)に干渉係合する構造を付与する。
ポンプ支持装置(820)の構成は稍変更されて、スプリングバック付きローラ(830)がポンプ支持クレードル(422)に付与する上向きの力は、スリーブピストン(362)の頂部(378)の側部領域(390)にこの上向きの力を加え、これらの側部領域(390)は平坦な空洞(306)内にベース部材(304)の下側(310)を収容し、頂部(378)の側部領域(390)とベース部材(304)の下側(310)との間に形成された中央領域(388)間の流体シール要素(320)を押す。この上向きの力を適切に向けるべく、スプリングバック付きローラ(830)が、ポンプ支持クレードル(422)の上面(428)の後部領域(434)内にて、ポンプ支持クレードル(422)の上側に着座し、例えば2つのスプリングバック付きローラ(830)が狭いスロット(426)の両側に配備されることが判るだろう。
以前の記載から、例えばスプリングバック付きローラ(830)が示すように位置した状態で、ポンプ支持クレードル(422)が単にポンプ支持装置(820)のオーバートップを着座させるが、介在する狭い溝(426)の存在により、スプリングバック付きローラ(830)を支持するのに用いられる以前に記載した2段のプラットフォーム(822)の構成を稍修正する必要がある。ポンプ支持クレードル(422)は、スリーブ部(370)の底面上の、バネ付勢されたローラ(830)からの集中力を最小にする。従って、ポンプ支持クレードル(422)は、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)の広領域に亘って加えられる力を分散させることができる。更に、ポンプ支持クレードル(422)により、シール「プリロード」力が流体シール要素(320)に近いスリーブピストン(362)のスリーブ部(370)の頂部の近くに加えられ、それによって、スリーブ部(370)内で生じる撓みが最小となる。
示すように、これらの変更は、流体ポンプ装置(100)の以前の実施例に比較して、流体ポンプ装置(300)の実質的な全体動作を変更しない。従って、流体ポンプ装置(100)の以前の実施例の動作に関する以前の記載は、流体ポンプ装置(300)に等しく適用可能である。
隔離ブランク又はギャップ(440)は、異なるタイプの流体を運ぶ隣接したマニホールドポート(342)が一瞬でさえ、一緒に接続されることを防ぎ、その一方、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)内のスリーブポート(376)は本実施例の近傍の又は隣接したOリング流体シール要素(320)に被る。そのような隣接したOリング流体シール要素(320)は、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)内のスリーブポート(376)が隣接したOリングに被さると、瞬間的に流路を切り換え又は「短絡」させる可能性があり、隔離ブランク(440)は、この可能性が生じることを阻止するのが好ましい。スリーブポート(376)が所望のマニホールド開口(342)と一直線になるとき、囲むOリング流体シール要素(320)はスリーブポート(376)を選択されたマニホールド開口(342)まで流体が漏れないようにシールする。スリーブピストン(362)が駆動されてこの箇所から離れると、このOリング流体シール要素(320)は、まだ選択されたマニホールド開口(342)をシールするが、スリーブピストン(362)のスリーブポート(376)は、次の選択されたマニホールドポート(342)及びそれを囲む流体シール要素(320)と略一直線になるまで、再びシールされない。
スリーブピストン(362)が移行している間に、スリーブポート(376)を介してポンプ室(392)に入るスリーブピストン(362)周りからの流体の漏れ及び汚染物の進入の可能性を防ぐべく、ベース部材(304)の下側(310)の環状又は周縁溝(350)に配備された周縁を囲むOリング流体シール要素(320)は、夫々のマニホールド開口(342)と繋がる個々のOリング流体シール要素(320)の全てのセットを囲む。
スリーブピストン(362)がマニホールド開口(342)間を移行中に、スリーブピストン(362)から流体が漏れることは可能であるから、環状又は周縁のOリング流体シール要素(320)によって囲まれるベース部材(104)の下側(310)の内側領域(442)は廃棄物出口ポート(352)に直に接続されて、流体は廃棄物流体ライン(22)を介して適切な医療用流体廃棄物コンテナへ排出される。
ピストン(364)が噴出又は排出ストローク時に動くと、空気泡が圧縮されるが、ポンプ室(392)から排出される流体量は、空気泡の存在により、予想され且つ所望される量未満である。真空状況の起こりうる1つの結果は、スリーブピストン(362)が、廃棄物出口ポート(352)及び患者出口ポート(358)と流体が流通するポンプ室(392)内に配置するように動くときは、汚染された流体は廃棄物出口ポート(352)及び/又は患者出口ポート(358)を通って、ポンプ室(392)内へ引き込まれる。更に、未充填の状況を識別し、自動的に訂正動作を取り、又は流体輸送システム(10)の随行作業者に警告するのが望ましい。
2つの出口マニホールド開口(342)は患者出口ポート(358)に繋がった流体通路(340)に繋がった患者出口マニホールド開口(342(P))と、廃棄物出口ポート(352)に繋がった流体通路(340)に繋がった廃棄物出口マニホールド開口(342(W))を具える。
更に図48は、各マニホールド入口開口(342)と隣接するマニホールド入口開口(342)の間の3つの空の検知ポート(450)を示す。空の検知ポート(450)は、1又は2以上のシールされた領域を形成し、該領域で各流体ポンプ(360)のスリーブピストン(362)は「シャットオフ」位置に移動し、該「シャットオフ」位置でスリーブピストン(362)はどの入口又は出口マニホールド開口(342)にも接続せず、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)内のスリーブポート(376)は完全に封鎖される。示すように、Oリング流体シール要素(320)は、各マニホールド開口(342)の周りに形成された各溝(348)内に配備され、周縁Oリング流体シール要素(320)は、シールされたマニホールド開口(342)の全ての組の周りに配備される。また図48に示すように、第2の囲み溝(452)が患者マニホールド出口ポート(342(P))の周りのベース部材(104)の下側(310)に形成され、患者マニホールド出口ポート(342(P))を更に隔離すべく、更なるOリング流体シール要素(320)を輸送する。
一旦、ピストン(364)が引き込まれてポンプ室(392)を所望の流体量で充填すると、ピストン(362)(364)は、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)内のスリーブポート(376)が選択された空の検知ポート(4502)と一直線になるまで一緒に動かされ、次にピストン(364)が前進する。ポンプ室(392)が空気泡を含めば、ピストン(364)は空気泡が圧縮されるまで前進する。所定量の量が加えられて、ピストン(364)がスリーブピストン(362)内に前進する距離は、ポンプ室(392)内に存在する空気泡の量を示す。ポンプ室(392)が空気泡を含んでいなければ、ピストン(364)の著しい動きは不可能であり、ポンプ室(392)は適切に充填され、排出サイクルが開始する。ピストン(362)(364)の如何なる動きも、以前に記載したように、駆動システム(700)のホームセンサ(746)(796)から知られる。
ピストン(364)が前進するのに対応する距離は、ホームセンサ(746)から得られる。ピストン(364)を、比較的低圧、例えば、50psi未満にて、可成りの距離、例えば、0.020又は0.030インチ前進させるのことが可能であれば、ポンプ室(392)は完全には流体で充填されていないと結論付けられる。ピストン(364)が僅かに、例えば0.020又は0.030インチ未満動き、例えば100-200psi以上の高圧に対応した大きな力で進められるならば、ポンプ室(392)は完全に流体で充填されていると結論付けられる。
ポンプ室(392)が流体で完全に充填されたならば、ピストン(364)は、ピストン(364)を0.020又は0.030インチだけ引き込むことによって、又はピストン(364)が前進した如何なる距離を引き込むことによって、元の位置に戻る。ピストン(362)(364)は、スリーブピストン(362)のスリーブ部(370)内のスリーブポート(376)が、患者出口ポート(358)に繋がったマニホールド開口(342(P))と一直線上になるまで動かされ、排出サイクルが開始する。
ポンプ室(392)が流体で充填されていないと結論付けられれば、排出サイクルは関連する制御装置によって自動的に中断され、エラー状態が示される。不足している量が比較的少ないと決定されれば、排出サイクルは継続され、付随的に流体の輸送中を示す制御装置によって発行される警告メッセージが伴う。他の訂正動作は、ポンプ室(392)の中身を廃棄物出口ポート(352)へ排出することを含む。
駆動システム(900)の以下の記載は、ピストン位置決め装置(904)を具える代替の流体ポンプアクチュエータ(902)を記載し、ピストン位置決め装置(904)は駆動システム(700)について以前に記載されたピストン位置決め装置(704(1))(704(2))のピストンインターフェイス機能を1つの機械的インターフェイス装置内に結合する。一般に、本実施例に於ける流体ポンプアクチュエータ(902)は、以前に記載されたのと同じスレッドカートリッジ(760)とスレッド駆動システム(780)を具え、これらの要素の詳細な記載は、これ以降省略する。
換言すれば、ピストン位置決め装置(904)は、ピストン位置決め装置(704(1))(704(2))と同様の方法で、スレッドカートリッジ(760)上に配備される。図49の概略図から、スレッド駆動システム(780)は以前に記載された流体ポンプアクチュエータ(702)、特に流体ポンプアクチュエータ(702)のピストン位置決め装置(704(1))(704(2))と同様の方法で、流体ポンプアクチュエータ(902)を支持するように用いられることは明らかである。
スリーブインナーチューブ(918)は、スリーブアウタ駆動チューブ(908)と同心に位置する。スリーブインナーチューブ(918)は、スリーブアウタ駆動チューブ(908)内に位置する第1端部又は先端部(920)と、スリーブアウタ駆動チューブ(908)内に配備されて第1バネ(924)と繋がる第2端部又は基端部(922)とを具える。第1バネ(924)は、スリーブインナーチューブ(918)の基端部(922)と、少なくとも一部がスリーブアウタ駆動チューブ(908)の基端部(912)内に延びるインターフェイス要素(926)間で作動する。
端部フランジ(580)は、2つの間隔を開けて離れたリムフランジ要素(582)を具え、該リムフランジ要素は、駆動システム(700)について以前に記載したピストンインターフェイス構造(748)に繋がるU字形のサドル要素(750)に繋がる介在空間(584)を形成し、本実施例に従った流体ポンプ装置(500)の動作にも適している。2つの互いに離れたリムフランジ要素(582)の先端部又は「内側」の1つは、尚スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)の第1端部(566)にて干渉構造を形成して、ベース部材(504)の端部(522)にて半径方向の端部フランジ(558)と係合して、本開示で以前に記載されたのと同じ方法で、スリーブピストン(562)のベース部材(504)内への線形運動を制限する。
駆動システム(700)は、ピストンインターフェイス構造(748)への適切な修正によって、スリーブピストン(562)の往復線形動作及び望ましくはベース部材(504)のバレル(507)内にて少なくとも制限された回転動作の両方を達成すべく変更され得ることが理解されるだろう。
そのような修正の1つは、ピストンインターフェイス構造(748)に繋がった別個の作動装置を配備して、少なくともU字形のサドル要素(750)の制限された回転動作が出来ることである。U字形のサドル要素(750)の回転動作を制限することができることは同様に、ベース部材(504)のバレル(507)内にて、スリーブピストン(562)の回転動作の制限が達成される。この目的から、介在リブ(585)が介在空間(584)に配備されて、U字形のサドル要素(750)上の構造に係合し、U字形のサドル要素(750)の如何なる制限された回転動作も、リブ(585)との係合を介して、スリーブピストン(562)に伝えられる。
駆動システム(900)に関して、スリーブピストン位置決め装置(906)及び特にスリーブピストン(562)を繋ぐスリーブ外側駆動チューブ(908)は、少なくとも制限された回転動作ができる。
従って、駆動システム(700)は、本開示内で以前に詳細に記載した方法で流体ポンプ装置(500)の流体ポンプ(560)内のピストン(564)を作動させるのにも用いられる。
湾曲した又は円弧状の構成を示して、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)の端部壁(572)に係合し、本開示で以前に詳述したように、端部壁は強度の目的から対応する円弧状又は「ドーム状」の形状を有するのが望ましい。ピストンヘッド(588)を形成する高分子材は、1又は2以上の環状の封止リブ(596)を形成して、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)の内壁に流体シールを形成するのが望ましい。
一対の封止リブ(596)がピストンヘッド(588)上に示されるが、更なる離れたリブ又は1つのそのようなリブが所望されれば配備される。
ピストンヘッド(588)及び高分子層(599)を形成するのは同じ材料であるのが望ましく、例えばポリウレタンである。所望ならば、高分子層(599)はフランジ要素(597)上に形成されて、高分子層(599)は、ディスク要素(598)の周縁及び本開示で以前に記載した方法でピストンロッド(590)を形成する個々のフランジ要素(597)を囲む。以前の実施例のように、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)上の端部フランジ(580)は、以前に記載した端部フランジ(410)と同様の方法で構成され、挿入ピストン(564)のピストンロッド(590)の駆動インターフェイス部(592)は、以前に記載した駆動インターフランジ(398)と同様の方法で構成されて、ピストン(562)(564)は、駆動システム(900)によって作動されるのに適している。
例えば、レントゲン写真の画像手順時に、患者に造影剤流体を輸送するのに流体ポンプ装置(500)を使用する状況にて、6つの入口コネクタポート(536)は以下の如く分割される。生理食塩水用の2つのコネクタ入口ポート(536(1))(536(4));1つのタイプ、濃度、ブランドの造影剤流体用の2つのコネクタ入口ポート(536(2))(536(5));別のタイプ、濃度、ブランドの造影剤流体用の2つのコネクタ入口ポート(536(3))(536(6))である。
2つの残りのコネクタポート(536)は、患者コネクタポート(536(7))及び廃棄物コネクタポート(536(8))に分割される。前記の例は、記載を8つの流体コネクタポート(536)に限定しているが、上記に付与された詳細な記載に基づき、所望ならば、更なる入口及び出口ポート用のポートを加えることも本開示の範囲内で可能である。
更に本実施例に於いて、各スリーブピストン(562)は線形往復及び少なくとも制限された回転方法の両方で動くことが可能である。流体ポンプ装置(500)の流体ポンプ(560)の動作説明を明瞭にすべく、以下の記載は1つの流体ポンプ(560)の動作を記載する。
流体ポンプ装置(500)内の更なる又は「第2の」流体ポンプ(560)は同じ方法で作動し、更に「第1の」流体ポンプ(560)からの交互動作モードでは、連続した流体輸送が患者コネクタポート(536(7))にて付与されことが理解されるだろう。流体ポンプ(160)の交互動作はここで詳細に記載されてきており、そのような動作は流体ポンプ(560)に適用可能である。添付の図面から理解され明白なように、両流体ポンプ(560)は、流体通路(540)及びベース部材(504)の関係する流体ポート(538)の構成故に、入口コネクタ入口ポート(536(1))-(536(6))及び出口コネクタポート(536(7))(536(8))を共有することができる。
この移動が生じると、図74に矢印C7で示すように、ピストンヘッド(588)はスリーブポート(574)を通り、例えば造影剤流体の源とポンプ室(586)との間に、略妨害のない(unimpeded)入口流路が確立される。この流路は図74に矢印C2で示される。ピストン(564)が矢印C1方向に動き続けると、流体は、この相対移動によって生成される負圧の下、例えばコネクタポート(536(1))を通って、生理食塩水の源からポンプ室(586)内へ引き込まれる。
残りの流体ポート(538(2))-(538(8))は、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)によって封鎖されて、ポンプ室(586)との流体の流通を防ぐ。ピストン(564)の引き込み動作の下、所望量の流体がポンプ室(586)に引き込まれると、ピストン(564)の動きは、、駆動システム(700)によって停止される。両ピストン(562)(564)は他の入口流体ポート(538(2))-(538(6))に動かされ、所望ならば、又はこれに代えて、患者出口ポート(538(7))又は廃棄物出口ポート(538(8))へ動かされる。他の入口流体ポートへの移動中、ピストン(562)(564)は駆動システム(700)によって互いに略同期して駆動され又は動かされて、ポンプ室(586)内の不要な圧力又は真空を阻止する。バレル(507)内のスリーブピストン(562)の移動中、バレル(507)内の空気は通風開口(525)を通って吐出される。ピストン(562)(564)の同期動作の例は、図76に矢印C3で示される。
図78に於いて、この方法でポンプ室(586)から吐出され又は排出される流体は、矢印C5で示される。図79に於いて、排出ストロークの終端にて、ピストンヘッド(594)の曲がった又は円弧状の形状は、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)の内側端部壁の曲がった又は円弧状の形状と結合する。以前の実施例のように、ピストンヘッド(588)上の封止リブ(596)がスリーブポート(574)の丁度基端部に位置するのが好ましく、ピストンヘッド(588)の先端部とスリーブ部(574)の内壁の周りに僅かな隙間があって、前記の挿入ピストン(564)の排出又は汲み出しストローク時に、ポンプ室(586)から略全ての流体が排出されるのが好ましい。排出サイクルが完了すると、図80に矢印C6で示すように、ピストン(562)(564)を略同期させて所望の入口流体ポート(538)へ動かすことにより、以前に記載した充填サイクルが再び開始する。
から略線形に離れる。この移動が生じると、流体、ここでは入口コネクタポート(536(1))に接続された源からの生理食塩水が、ピストン(564)の動きによって引き起こされた負圧の下、矢印C10で示すように、ポンプ室(586)内に引き込まれる。生理食塩水がポンプ室(586)に入ると、生理食塩水はポンプ室(586)に既に存在した造影剤流体と混合して、造影剤流体を希釈する。ポンプ室(586)に引き込まれた生理食塩水及び造影剤流体の量は、本開示で以前に詳細に記載した前記の各「充填」手順にて、スリーブピストン(562)に対して、ピストン(564)が引き込まれる量又は距離によって制御され得ることが判るだろう。
別の造影剤流体又は他の流体を一緒に受け入れる。ピストン(562)(564)は次に、流体通路(540(7))を介して患者コネクタポート(536(7))に接続される患者出口ポート(538(7))のような出口流体ポート(538)に動かされて(望ましくは以前に記載した理由の為、略同期して)、患者コネクタポートは本例では患者流体投与ポートとして役立つ。
駆動システム(700)によって、スリーブピストン(562)が固定状態を保持されると、対向するピストン(564)は軸方向に動いて、駆動システム(700)によって、スリーブピストン(562)
から略線形に離れる。図84に矢印C11で示すように、この移動が生じると、以前に記載した手順に従って、造影剤流体の源とポンプ室(586)の間の入口流路が確立される。この流路は、図84に矢印C12で示される。ピストン(564)が矢印C11方向に動き続けると、流体はこの動きによって生じる負圧の下、コネクタポート(536(3))、流体通路(540(3))及び入口流体ポート(538(3))を介してポンプ室(586)内に引き込まれる。ピストン(564)の引き込み動作の下、所望量の流体がポンプ室(586)に引き込まれたとき、ピストン(564)の動きは駆動システム(700)によって、停止させられる。その後、図85に示すように、スリーブピストン(562)は矢印C13方向に回転して、スリーブポート(574)は最早如何なる流体ポート(538)とも一直線上になく、それによって、スリーブポート(574)を「シャットオフ」位置に置く。この位置に於いて、各流体ポート(538)はスリーブ本体(565)によって覆われて、これらのポートからの流体がポンプ室(586)内に不用意に引き込まれることを防ぐ。ピストン(562)(564)は次に略同期して他の入口流体ポート(538)、或いは出口流体ポート(538(7))(患者)(538(8))(廃棄物容器)に動く。この略同期して動く例は、図86の矢印C14に示される。スリーブピストン(562)内のスリーブポート(574)が「シャットオフ」位置に
残ることは注目すべきである。
例えば、図89−図91について、図89に示すように、挿入ピストン(564)が軸方向に動いて、流体ポート(538(1))を通ってポンプ室(586)内に流体を引き込んだ後に、スリーブピストン(562)は、駆動システム(700)によって付随的に矢印C18方向に回転され、及び/又は矢印C19方向に軸方向に並進して、図90に示すように、流体ポート(538(4))-(538(6))(538(8))の1つを選択する。図91は、スリーブピストン(562)が並進運動することなく、流体ポート(538(4))へ180°回転した状態を示す。
典型的なオプションの幾つかが、図92A−92Iに示される。説明の目的から、これらの図の各々は、ベース部材(504)の円筒状部材(505)(506)の1つのみを示し、円筒状部材(505)(506)のバレル(507)内に配備されたピストン(562)(564)を省く。他に述べられなければ、ピストン(562)(564)の構成及び動作は、これらの要素の前記記載と同等である。
ここに記載された流体ポート(538)の各構成へのアクセスを達成するために、マニホールド部(526)(528)に修正が必要であることは注目され、そのような変更は当業者の技術の範囲内にある。
説明及びこれに限定しない目的から、流体ポート(538)は、入口又は出口ポートとして形成される。各流体ポート(538(1))(538(2))(538(5))は、入口ポートとして形成される。
入口流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用であり、入口流体ポート(538(2))は、生理食塩水用であり、入口流体ポート(538(5))は第2のタイプの造影剤流体用である。
各流体ポート(538(3))(538(4))は、出口ポートとして形成される。出口流体ポート(538(3))は患者用出口ポートであり、出口流体ポート(538(4))は廃棄物出口ポートである。
スリーブピストン(562)の軸方向であって双方向の動きは、矢印C20で示され、この軸方向であって双方向の動きは、流体ポート(538)の1つを選択するのに用いられる。スリーブピストン(562)が回転方向に移動する前に、スリーブピストン(562)は、流体ポート(538)間を動くときに、スリーブポート(574)の「シャットオフ」位置(544)へ矢印C21方向に回転する。この回転動作により、軸方向の動作中に(回転することなく)、スリーブポート(574)が各流体ポート(538)を通過するとき、流体がポンプ室(586)内に不用意に引き込まれることが最小化され又は防止される。
説明及びこれに限定しない目的から、流体ポート(538)は、以下の如く、入口又は出口ポートとして形成される。各流体ポート(538(1))(538(2))(538(6))(538(7))は、入口ポートとして形成される。流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用の入口ポートであり、流体ポート(538(2))(538(6))は、生理食塩水用の入口ポートであり、流体ポート(538(7))は第2のタイプの造影剤流体用の入口ポートである。流体ポート(538(3))-(538(5))は、出口ポートとして形成される。特に、流体ポート(538(4))は患者用出口ポートであり、流体ポート(538(3))(538(5))は廃棄物出口ポートである。
スリーブピストン(562)の回転方向のみの動きは、矢印C22で示され、この動きにより所望の流体ポート(538)が選択され得る。本実施例に於いて、スリーブピストン(562)は回転方向にのみ移動する、何故なら各流体ポート(538)は同じ環状列内に配備されているからである。しかし、この構成は、多数の生理食塩水流体ポート(538(2))(538(6))及び多数の廃棄物流体ポート(538(3))(538(5))を含んで、第1のピストン(562)の回転時に、流体ポート(538)間の交差汚染を防ぐのが好ましい。
説明及びこれに限定しない目的から、流体ポート(538)は、入口又は出口ポートとして形成される。各流体ポート(538(1))-(538(3))は、入口ポートとして形成される。流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用の入口ポートであり、流体ポート(538(3))は、生理食塩水用の入口ポートであり、流体ポート(538(2))は第2のタイプの造影剤流体用の入口ポートである。流体ポート(538(4))(538(8))は、出口ポートとして形成される。特に、流体ポート(538(5))は患者用出口ポートであり、流体ポート(538(4))は廃棄物出口ポートである。
スリーブピストン(562)の回転方向の動きは、矢印C23で示され、この動きは流体ポート(538)の1つを選択するのに用いられる。スリーブピストン(562)が回転方向に移動する前に、スリーブピストン(562)は流体ポート(538)間を移動するときに、スリーブポート(574)の「シャットオフ」位置(544)へ矢印C24方向に軸方向に移動し、「シャットオフ」位置は、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)内に形成される。この軸方向の動きにより、回転動作中にスリーブポート(574)が各流体ポート(538)を通過するとき、流体がポンプ室(586)内に不用意に引き込まれることが最小化され又は防止される。
説明及びこれに限定しない目的から、流体ポート(538)は以下の如く、入口又は出口ポートとして形成される。各流体ポート(538(1))-(538(4))は、入口ポートとして形成される。流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用の入口ポートであり、流体ポート(538(3))及び(538(4))は、生理食塩水用の入口ポートであり、流体ポート(538(2))は第2のタイプの造影剤流体用の入口ポートである。各流体ポート(538(5))-(538(8))は、出口ポートとして形成される。特に、流体ポート(538(7))(538(8))は、患者用出口ポートであり、各流体ポート(538(5))(538(6))は、廃棄物出口ポートである。
スリーブピストン(562)の回転方向の動きは、矢印C25で示され、流体ポート(538)の1つを選択するのに用いられる。スリーブピストン(562)が軸方向に移動する前に、スリーブピストン(562)は流体ポート(538)間を移動するときに、スリーブポート(574)の「シャットオフ」位置(544)へ矢印C26方向に軸方向に移動し、「シャットオフ」位置は、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)内に形成される。
この軸方向の動きにより、回転動作中にスリーブポート(574)が各流体ポート(538)を通過するとき、流体がポンプ室(586)内に不用意に引き込まれることが最小化され又は防止される。スリーブピストン(562)は軸方向にも動かされて、流体ポート(538(1))(538(3))(538(5))(538(7))を含む流体ポート(538)の第1列、又は流体ポート(538(2))(538(4))(538(6))(538(8))を含む流体ポート(538)の第2列の何れかを選択する。
説明及びこれに限定しない目的から、流体ポート(538)は以下の如く、入口又は出口ポートとして形成される。各流体ポート(538(1))-(538(4))は、入口ポートとして形成される。流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用の入口ポートであり、流体ポート(538(3))及び(538(4))は、生理食塩水用の入口ポートであり、流体ポート(538(2))は第2のタイプの造影剤流体用の入口ポートである。各流体ポート(538(4))-(538(8))は、出口ポートとして形成される。特に、流体ポート(538(7))(538(8))は、患者用出口ポートであり、各流体ポート(538(5))(538(6))は、廃棄物出口ポートである。
スリーブピストン(562)の軸方向の動きは、矢印C27で示され、流体ポート(538)の1つを選択するのに用いられる。スリーブピストン(562)が軸方向に移動する前に、スリーブピストン(562)は流体ポート(538)間を移動するときに、スリーブポート(574)の「シャットオフ」位置(544)へ矢印C28方向に回転移動し、「シャットオフ」位置は、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)内に形成される。
この軸方向の動きにより、回転動作中にスリーブポート(574)が各流体ポート(538)を通過するとき、流体がポンプ室(586)内に不用意に引き込まれることが最小化され又は防止される。スリーブピストン(562)は回転方向にも動かされて、流体ポート(538(1))(538(3))(538(5))(538(7))を含む流体ポート(538)の第1列、又は流体ポート(538(2))(538(4))(538(6))(538(8))を含む流体ポート(538)の第2列の何れかを選択する。
説明及びこれに限定しない目的から、流体ポート(538)は以下の如く、入口又は出口ポートとして形成される。各流体ポート(538(1))-(538(3))は、入口ポートとして形成される。流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用の入口ポートであり、流体ポート(538(3))は、生理食塩水用の入口ポートであり、流体ポート(538(2))は第2のタイプの造影剤流体用の入口ポートである。マニホールド部入口ポート(538(1))-(538(3))とは別の環状方向の列に配備された流体ポート(538(4))及び(538(5))は、各々出口流体ポートとして形成される。特に、流体ポート(538(5))は、患者用出口ポートであり、流体ポート(538(4))は、廃棄物出口ポートである。
スリーブピストン(562)の回転方向の動きは、矢印C29で示され、所定の列内で流体ポート(538)の1つを選択するのに用いられる。スリーブピストン(562)の軸方向の動きは、矢印C30で示され、流体ポート(538)の出口列又は入口列の何れかを選択することができる。出口列及び入口列の「デッド」空間(546)は、流体ポート(538)間を移動するときに、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)内に形成されたスリーブポート(574)の「シャットオフ」位置を許す。
説明及びこれに限定しない目的から、流体ポート(538)は以下の如く、入口又は出口ポートとして形成される。各流体ポート(538(1))-(538(3))は、入口ポートとして形成される。流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用の入口ポートであり、流体ポート(538(3))は、生理食塩水用の入口ポートであり、流体ポート(538(2))は第2のタイプの造影剤流体用の入口ポートである。入口流体ポート(538(1))-(538(3))とは別の軸方向の列に配備された流体ポート(538(4))及び(538(5))は各々出口ポートとして形成される。特に、流体ポート(538(5))は、患者用出口ポートであり、流体ポート(538(4))は、廃棄物出口ポートである。
スリーブピストン(562)の軸方向の動きは、矢印C31で示され、所定の列内で流体ポート(538)の1つを選択するのに用いられる。スリーブピストン(562)の軸方向の動きは、矢印C32で示され、流体ポート(538)の出口列又は入口列の何れかを選択することができる。出口列及び入口列の「デッド」空間(546)は、流体ポート(538)間を移動するときに、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)内のスリーブポート(574)の「シャットオフ」位置を許す。
スリーブピストン(562)が回転及び軸方向に同時に移動すれば、所望の流体ポート(538)が選択され得る。或いは、本実施例のスリーブピストン(562)は、最初に「デッド」空間(546)へ回転方向に動かされ、次に所望の流体ポート(538)へ軸方向に動き、流体ポート(538)間を移動するときに、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)のスリーブポート(574)の「シャットオフ」位置を許す。
説明及びこれに限定しない目的から、流体ポート(538)は以下の如く、入口又は出口ポートとして形成される。各流体ポート(538(1))(538(2))(538(6))(538(7))は入口ポートとして形成される。流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用の入口ポートであり、流体ポート(538(2))及び(538(6))は、生理食塩水用の入口ポートであり、流体ポート(538(7))は第2のタイプの造影剤流体用の入口ポートである。各流体ポート(538(3))-(538(5))は、出口ポートとして形成される。特に、流体ポート(538(4))は、患者用出口ポートであり、流体ポート(538(3))及び(538(5))は、廃棄物出口ポートである。スリーブピストン(562)の回転方向の動きは、図92I及び図92J内の矢印C33で示され、所望の流体ポート(538)が、スリーブピストン(562)のスリーブ本体(565)の端部壁(572)に形成されたスリーブポート(574)と一直線上になることができる。本実施例に於けるスリーブピストン(562)は回転方向にのみ動く、何故なら各流体ポート(538)は同じ円形列内に配備されるからである。
流体ポート(538(1))は、第1のタイプの造影剤流体用の入口ポートであり、流体ポート(538(2))及び(538(6))は、生理食塩水用の入口ポートであり、流体ポート(538(7))は第2のタイプの造影剤流体用の入口ポートである。各流体ポート(538(3))-(538(5))は、出口ポートとして形成される。特に、流体ポート(538(4))は、患者用出口ポートであり、流体ポート(538(3))及び(538(5))は、廃棄物出口ポートである。本実施例について、スリーブピストン(562)は、スリーブピストン(562)の端部壁(572)の半径方向に沿って等間隔に離れた4つのスリーブポート(574)(図示せず)を有する。そのように構成されたスリーブピストン(562)の回転方向の動きは、4つのスリーブポート(574)の1つが所望の流体ポート(538)と一直線上となることにより、所望の流体ポート(538)が選択されることができる。
Claims (45)
- 流体ポンプ装置において、
複数の入口ポートと少なくとも1つの出口ポートとを具えるベース部材を含むポンプハウジングと、
一対のピストンを有しており、ポンプハウジングに装着されているポンプと、
を具えており、
一対のピストンの一方は、一対のピストンの他方のピストンヘッドに対向する壁部を具えており、
壁部とピストンヘッドは、それらの間でポンプのポンプ室を部分的に規定し、
一対のピストンの各々は、ポンプの長軸に沿って、ベース部材に対して独立に制御され、
各ピストンの独立に制御された移動によって、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、ポンプ室へ流体が流通可能に連通する様独立して選択され得る、流体ポンプ装置。 - ベース部材は、一対の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。
- ベース部材は、複数の入口ポートと少なくとも1つの出口ポートと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。
- 更に、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つの出口ポートとを規定するマニホールドキャップをマニホールド部上に有する、請求項3に記載の流体ポンプ装置。
- 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。
- ベース部材は、各流路内に少なくとも1つの開口を具えており、それら流路を介して、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。
- 一対のピストンの1つは、スリーブ部を具え、一対の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する、請求項1に記載の流体ポンプ装置。
- 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。
- 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。
- 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つの出口ポートとは、マニホールド部の側部に配備される、請求項1に記載の流体ポンプ装置。
- 流体輸送システムに於いて、
複数の入り口ポートと少なくとも1つの出口ポートとを具えるベース部材を含むポンプハウジングと、
一対のピストンを有し、ポンプハウジングに装着されているポンプと、
一対のピストンに接続され、該一対の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駆動システムと、
を具えており、
一対のピストンの一方は、一対のピストンの他方のピストンヘッドに対向する壁部を具えており、
壁部とピストンヘッドは、それらの間でポンプのポンプ室を部分的に規定し、
一対のピストンの各々は、ポンプの長軸に沿って、ベース部材に対して独立に制御され、
各ピストンの独立に制御された移動によって、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、ポンプ室へ流体が流通可能に連通する様独立して選択され得る、流体輸送システム。 - 駆動システムは、各ピストンに接続された別々の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。
- 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。
- 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。
- ピストン位置決め装置は、共通の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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 更に、駆動システムにて少なくとも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。
- 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。
- 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、
少なくとも二対のピストンを有し、ポンプハウジングに装着されているポンプと、
を具えており、
各ピストン対において、その対の一方のピストンは、その対の他方のピストンのピストンヘッドに対向する壁部を具えており、
各ピストン対の壁部とピストンヘッドは、それらの間にポンプの別々のポンプ室を部分的に規定し、
各ピストン対の各ピストンは、ポンプの長軸に沿って、ベース部材に対して独立に制御され、
各ピストン対のピストンは、独立に移動し、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、各ポンプ室へ流体が流通可能に連通する様独立して選択され得る、流体ポンプ装置。 - ベース部材は、少なくとも二対の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21に記載の流体ポンプ装置。
- ベース部材は、複数の入口ポートと少なくとも1つの出口ポートと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。
- 更に、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つの出口ポートとを規定するマニホールドキャップをマニホールド部上に有する、請求項23に記載の流体ポンプ装置。
- 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。
- ベース部材は、各流路内に少なくとも1つの開口を具え、それら流路によって、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。
- 各ピストン対の1つのピストンは、スリーブ部を具え、各ピストン対の他方のピストンは、少なくとも一部がスリーブ部内に配備されて、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。
- 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に連通する開口を規定し、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。
- 更に、各ピストン対にて、ベース部材とスリーブ部との間に個々に配備された複数の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。
- 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。
- 流体ポンプ装置を作動させる方法において、
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、
一対のピストンを有し、ポンプハウジングに装着されているポンプと、
を具えており、
一対のピストンの一方は、一対のピストンの他方のピストンヘッドに対向する壁部を具えており、壁部とピストンヘッドは、それらの間にポンプのポンプ室を部分的に規定する工程と、
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連通する様独立して選択され得るように、ベース部材に対して一対のピストンを独立に制御する工程と、を有する、方法。 - 一対のピストンの1つは、開口を規定するスリーブ部を具えており、一対のピストンの他方は、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。 - 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、一対のピストンを独立に制御する工程と、
一対のピストンの1つのピストンを、一対のピストンの他方のピストンに対し相対的に動かして、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連通する工程を有する、請求項31に記載の方法。 - 更に、一対のピストンの1つのピストンを一対のピストンの他方のピストンに対し相対的に動かして、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。
- 流体ポンプ装置は、ベース部材に移動可能に繋がった少なくとも二対のピストンを具え、
各ピストン対において、その対の一方のピストンは、その対の他方のピストンのピストンヘッドに対向する壁部を具えており、
各ピストン対の壁部とピストンヘッドは、それらの間にポンプの別々のポンプ室を部分的に規定し、
更に、各ピストン対のピストンを独立に制御して、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流通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。 - 更に、各ピストン対のピストンを独立に順次制御する工程を含み、該工程は、
各対のピストンを独立に制御して、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連通する工程と、
各ピストン対の1つのピストンを、各ピストン対の他方の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、
各ピストン対の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連通する工程を有する、請求項35に記載の方法。 - 更に、各ピストン対の1つのピストンを、各ピストン対の他方の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。
- 各ピストン対は、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、略交互順序で作動する、請求項35に記載の方法。
- 更に、一対のピストンに接続された駆動システムを具え、
方法は、駆動システムが一対のピストンをベース部材に対し相対的に、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。 - 更に、ベース部材の両側から一対の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。
- 更に、ベース部材の同じ側から一対の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。
- 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夫々の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一対の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。 - 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夫々の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一対の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。 - 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共通のキャリッジ上に配備され、方法は、キャリッジ駆動システムを用いてキャリッジを動かす工程を有する、請求項39に記載の方法。
- 更に、キャレッジは双方向に線形移動する、請求項44に記載の方法。
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