JPS63503117A - 圧力測定流れ制御システム - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 圧力測定流れ制御システム 発尻夏分■ 本発明は、他の具体例も後で論するが、特に医療用注入技術の分野において流体 流を制御するためのシステムに関する。

宜旦茨逝 先行技術には、静脈内投与装置および同様な用途に使用するための流体流を制御 するための多数の器具が存在する。米国特許第４゜５１５、５８８号に記載され たデザインを含む、これらのデザインの多数は圧力調節のために精巧なシステム を利用する。しかしながら、本るために外部の容積変位構造を利用するどんなシ ステムも知らない。

発尻夏Ｍ丞 ラインを通る第１の流体の流れを制御するためのシステムが提供される。ライン 中の第１の流体の一区域が外部圧力の影響から隔離され、そして測定流体が、該 区域へ出入する第１の流体の体積増分の分配が測定流体の圧力の変化を生じるよ うな態様で、前記区域と連通して収容される。システムは、測定流体のあらかじ め定めた体積増分が変位した時、および第１の流体が前記区域中へ入力または該 区域から出力された時、測定流体の圧力を測定する。この圧力データを基にして 、システムは変位した測定流体のあらかじめ定めた増分が出力された第１の流体 の体積増分のための参照として作用するように、入力または出力された流体の量 を決定する。

園画工１１１１先肌 本発明の前記目的および特徴は、添付図面を取り入れた以下の説明を参照してよ り良く理解される。

第１図は、本発明の第１の具体例の単純化した概略図である。

第２−４図は、第１図の具体例の作動を図示する。

第５および６図は、本発明の第２の具体例の異なる斜視図である。

第７図は、第５および６図の具体例に使用するための滴下室の詳細図である。

第８図は、第５および６図に示したシステムの概略図である。

第９Ａおよび９Ｂ図は、本発明の第３の好ましい具体例を示す。

第１０Ａ、１０Ｂおよび１００図は、本発明の第４の好ましい具体例を示す。

亘　の−な゛ 第１図は、貯蔵容器１１から患者１２への流体を制御するための、本発明に従っ た流体制御システムを図示する。流体ライン１４は、実質的に気密である測定ハ ウジング１３を通過する。測定ハウジング１３は、測定ハウジング内に配置され た可撓性の囲い１４１に出入する流れを制御するための上方バルブ１３２および 下方バルブ１３１を備える。可撓性の囲い１４１によって占領されていないハウ ジングの内部１６の一部分は空気で満たされる。ハウジング１３の内部１６は、 その中をピストン１６２が走行するシリンダー１６１を含む体積標準と連通して いる。ハウジング１３内の空気圧力は圧力ドランスジューサー１５によってモニ ターされる。ハウシング１て修正された内部１６の有効体積の関数であることが わかる。

第１図の研究は、ピストンの位置Ｖｏから位装置Ｖ１までのある量。

例えばｌ　ｃｃの変位は、測定ハウジング１３の内部１６の全有効体積からｌ　 ｃｃを減らすことを明らかにするであろう、ボイルの法則に従って、この体積の 減少は内部１６の空気圧の比例した増加をもたらし、この増加は圧力ドランスジ ューサー１５によってモニターされる。（囲い１４１は可撓性であるため、囲い １４１内の流体圧力にも付随する増加がある。）物体１４２として点線で示した 位置を占めるのに十分な流体が囲い１４１にあると仮定しよう、もし下方パルプ １３１が開かれれば、流体は物体１４２として示した囲いからライン１４を通っ て患者１２中へ排出されるであろう、バルブ１３２は閉じているので、可撓性囲 いの壁は流体が囲いを離れるにつれて減って行く体積を占め、そしである点にお いて囲い１４２によって占められる体積の減少はｌ　ｃｃに等しくなるであろう 、この点において、測定ハウジング１３の内部１６内の圧力は、空気による占領 のため利用し得る内部１６の全体積がもとの体積へ復帰したため、もとの圧力へ 復帰している。このため圧力ドランスジューサー１５を何時もとの圧力へ復帰し たかを決定するために使用することができ、そしてまた流体の正確に１ｃｃを患 者へ分注するためにバルブ１３１をいつ閉じるべきかの時点を確立するために使 用することができる。この態様で、シリンダー１６１およびピストン１６２を含 む体積標準は、可撓性囲い１４１を通って分注し得る流体の増分を決定するため の鋳型として作用する。このシステムは、ピストン１６２を位置Ｖｏへ後退させ 、そしてトランスジューサー１５によって指示された圧力が再びもとのレベルへ 復帰するのに十分な流体が囲い１４１へ流入するまでバルブ１３２を開くことに より、当初の位置へ復帰させることができる。

このサイクルは第２図ないし第４図のグラフに図示されている。

第２図において、大気圧はＰｏによって指示されている。体積がＶ。

からｖｌへ収縮する時、圧力は直ちに新しい圧力Ｖｌへ上昇する。

所望の間隔の後、バルブ１３１が開かれ、そして測定ハウジング１３の内部１６ 内の圧力は圧力Ｐｏへ復帰することが許され、その点でバルブ１３１は閉じられ る。このため、可撓性囲い１４１から（Ｖｏ−Ｖｌ）に等しい流体の体積増分が 分注される。追加の所望間隔の後、ピストン１６２は位置Ｖｏへ復帰させられ、 その点において内部１６中の圧力は量Ｐ２へ低下する。他の所望間隔の後、上方 バルブ１３２が開かれ、そして圧力はそれが点ＰＯへ復帰するまでモニターされ 、その時パルプ１３２が閉じられ、そして同じ体積増分（ＶＯ−Ｖｌ）が可撓性 囲い１４１中へ分配される。他の所望間隔の後、このサイクルはピストンの位３ Ｖｓへの移動その他によって再び開始させることができる。

第３図は、第２図に示したのと同じプロセスが上昇圧力において実施することが でき、そのためシステムは単なる流れ制御装置ではなくポンプとして働くことを 図示する。この具体例においては、Ｐ。

によって指示された大気圧は上昇作動圧力ＰＥより下である。ピトン１６２は当 初の位ｉＶｏから位置ｖ２へ体積を変えるために使用され、その時測定ハウジン グ１３の内部１６内の圧力は量△Ｐだけ圧力Ｐεを上進る。バルブ１３１が開か れるとき、該圧力はＰＥへ降下することが許容され、そして１３１が閉じられた 時、ピストンは位置Ｖｏへ復帰せず、位置■１へ復帰するのみであり、そのため 圧力はＰＥから量△Ｐだけ下降するがしかしＰｏには達しない、この態様で圧力 は所望の上昇圧力Ｐεのあらかじめ定めた限界６２以内に維持される。

第２および３図に関し、実際には圧力と体積との間の関係は温度の関数でもあり 、そしてピストン１６２による空気の圧縮は測定ハウジング１３内の空気温度の 瞬間的上昇をもたらし、そして上昇した温度は誤差へ導くことができることに気 付くであろう、この点に関し、温度変化をモニターし、そして圧力システムを温 度効果について補償することは本発明の範囲内である。し烏・シながら私が行っ た実験および計算は、温度補償なしで比較的高い精度（１％以内の体積測定等） を達成できることを示した。また、点Ｐ１およびＰ２はいくらか勝手であり、そ れ放圧力ドランスジューサーが百現し得る精度に誤差を有する限り、このシステ ムはどんな形の圧力ドランスジューサーによって導入される誤差も回避し、そし てこのシステムの精度はピストン１６２によって生ずる体積変位の再現性によっ て制限される傾向にあることを知るべきである。

さらに、本発明の原理内において、測定流体の流路中へ熱シンク、すなわち高い 比熱を持った材料の区域を導入することができる。そノヨウナ構造の一つが第８ 図に図示されている。エレメント８８は、測定流体のあらかじめ定めた体積を変 位させるために使用されるピストンおよびシリンダー装置内に配置される。この 特定具体例においては、エレメント８８は焼結したステンレス鋼または他の類似 の材料でつくった多孔質の栓である。この栓は熱シンクとして、そして駆動機構 から測定流体ハウジング中への粒子の移動を防止するためのフィルターとして働 く。このフィルター機能を有用性は、さもなければシリンダーがライン８５１が 外された時異物に曝されるので、ライン８５１がピストンおよびシリンダー装置 へ除去自在に取り付けられる時特に重要である。多孔質の栓を示したが、実際に 通路中にあるのではなく、測定流体の通路を囲む、高い比熱を持った材料を配置 することが可能であることがわかるであろう。

第４図は、このシステムの他の作動モードを図示する。このモードにおいては、 第１図のピストン１６２は小僧分△Ｖづつ左へ繰り返して移動される。毎回その 結果生ずるＰＯからの圧力上昇は圧力がＰｏへ復帰するまでバルブ１３１を開く ことによってキャンセルされ、その時バルブ１３１は閉じられる。この態様にお いて、流体量△■が毎回流体ラインを通って分配される。ピストンが左へそのス トロークを完全に移動した後のある点において、バルブ１３１は最後に閉じられ 、ピストンは右へ動かされ、システムを体積Ｖｏへ復帰させ、その点で上方バル ブ１３２が開かれ、可視性囲い１４１が再充項され、そして圧力が再びＰａへ復 帰した時上方バルブ１３２が閉じられる。多数の他の形が可能であり、ポイント はピストン１６２およびシリンダー１６１がその圧力を圧力ドランジューサーに よってモニターすることができる分配システムの較正を許容することのみである 。

前記議論は、システムの測定サイクルが終了した時、圧力は当初圧力ＰＯへ正確 に復帰するものと仮定した。実際には、バルブ１３１および１３２を正確な当初 圧力への復帰を得るように作動することは困難である。この事実は、修正係数を 計算するためにボイルの法則を使用することができるため、しかしながら一般に は問題ではない。ボイルの法則は、圧力と、気体によって占められる体積との積 は一定であることを提供する。ＰＯをシステム内の当初の空気圧力と等しくし、 そしてｖＯをシステム内の空気によって占められる体積と等しくし、そしてピス トン変位の体積△Ｖはシステム内の圧力増分△Ｐを生ずるものと仮定する。その 時はｐｏＶｏ＝　（Ｐｏ＋△Ｐ）（Ｖｏ＋△Ｖ）である。ＰＯは勿論システム内 の圧力ドランスジューサーによって測定される。Ｖｏは以下の態様で準備較正ス テップにおいて決定することができる。しかしながら１．最初にピストンはステ ンパモータによって駆動され、その各ステップはピストンを既知体積Ｖだけ移動 させることを記憶しよう。その時もしＮ。

ステップが較正に使用されたならば、ΔＶ＝−Ｎｏｖであり、そしてＶｏ＝　（ （Ｐｏ＋八Ｐへ（ＮＯＶ））／ΔＰであり、そのためＮＯステップ数に帰し得る 圧力上昇△Ｐの測定は、Ｖｏを計算するのに十分な情報を与えることができる。

この量は修正係数に必要であり、該係数は、−測定サイクルの終了時システムの 空気によって占められている体積の変化ΔＶｉは、Ｎｉミステップステッパモー タによる、ピストン変位により実現されるシステムの体積の変化と、プラス与え られた測定サイクルにおいてシステムから出て行った流体の体積流Ｆｉのみの関 数であることを１６することによって決定することができる。

△Ｖｉ＝−Ｎｉｖ＋Ｆｉ 測定サイクルの始めにおいて当初の圧力をＰｉそして体積をＶｉと仮定すると、 ボイルの法則から以下の式が得られる。

ＰｉＶｉ＝（Ｐｉ＋ΔＰｉ）（Ｖｉ−Ｎｉｖ＋Ｆｉ）Ｆｉについて解くと、Ｆｉ −Ｎｉｖ−△ＰｉＶｉ／（Ｐｔ＋ΔＰｉ）となる。

再びボイルの法則を用い、Ｖ　ｉ　＝　Ｐ　ｏ　Ｖ　ｏ　／　Ｐ　ｉであること を知る。これを前の式に代入すると、Ｆｉ＝Ｎｉｖ−△ＰｉＰｏ／（Ｐｉ＋△Ｐ ｉ）Ｐｉとなる。全体の流体流は、勿論各サイクルについて決定したＦｉの合計 である。Ｎ　ｉ　ｖは各サイクルにわたってピストン変位の体積であるから、直 前の方程式の２番目の項は、測定サイクルの始めと終わりに得られる圧力差に帰 すことができる修正項と見ることができる。△Ｐｉがゼロの時、修正項はゼロで ある。ＰＯは準備較正サイクルの始めに測定され、そしてＶＯは上で論じた較正 サイクルからのデータをもって計算される。

上のアプローチを用いて、与えられたサイクルについての始めと終わりの圧力間 の差はもはや問題ではなく、これら圧力は単に測定され、そして修正係数を計算 するために上の方程式に使用される。

較正サイクルはこのシステム自体をすべての重要なパラメーターを計算するため に使用するから、殆どすべてのシステム誤差はキャンセルされる。

測定ハウジング１３の内部の測定流体として空気を使用して例証したが、他の気 体および液体を含む他の流体も利用できることが予見できる。

別のモードも可能であり、その場合は区域１４１がバルブ１３２を開くことによ って満たされ、そしてこのバルブが閉じられた後、バルブ１３１が開かれるとき 注入針部における流体圧が環境圧と平衡に達するように、ピストン１６２の位置 がシステム中に内圧が発生するように弱部される。このモードにおいては、バル ブ１３１を開き、流体の放出はピストン１６２を左へ動かすことによって直接実 施することができ、そして逆ポンピングはピストンを右へ動かすことによって実 施することができる。

圧力ドランスジューサーは単に平衡圧力ＰＯまたはＰ！：からの離反よりももっ と多くの情報を発生することを認識すべきである。特に、これら数値の勾配をモ ニターし、それによって瞬間ベースで流量を決定するための極めて正確なシステ ムを提供することができる。

実際に、与えられた患者について統計学的に決定した平均流量（すなわち、圧力 勾配対時間カーブ）からの突然の低下は、システムを例えば針がもはや静脈内に ないこと、または流体ラインに閉塞があることを指示する警報状態に入れるため に使用することができる。

すなわち、サイクルの流れ部分（バルブ１３１が開いている）の間の時間に対す る圧力変化速度の突然の低下は、浸潤または閉塞の指示として使用することがで きる。他方、サイクルの充填部分（バルブ１３２が開いている）の間は、圧力は 貯蔵容器流体ヘッドの高さの指示であるレベルにおいて平衡になり、そしてこの 圧力は実質上連続ベースで貯蔵容器中の流体のレベルを決定するためにモニター することができる。サイクルの充填部分の間、平衡圧力が実現しない場合には、 上流閉塞が指示される。第２および３図のカーブの水平部分はまた、システムを 空気漏れおよび関連現象についてモニターするために使用することができ、すな わち上昇または下降した圧力はそのような漏れが存在すればコンスタントにとど まらないであろう。

上に記載した構造はまた、流体ライン中の空気の存在の検知を許容する。そのよ うな状況のもとでは、体積がピストン１６２によって変化する時の圧力変化は、 流体が適正に流れている時よりも小さぃであろう０例えば、第２図に関し、可撓 性囲い１４１内に空気が存在する場合には、体積がｖｌへ変化した時通常の域値 Ｐ１へ達しないであろう、正常圧力差へ達しないことは警報状態と見ることがで きる。しかしながら、バルブ配置１３１および１３２は全（融通性があるので、 警報状態へ入る前に、バルブ１３１をその閉位置に保ち続けることができ、そし て囲い１４１が最小体積へ収縮するように、バルブ１３２を開いたまま測定ハウ ジング１３の内部１６内の圧力の大きな増加を生ずるように、ピストン１６２を 左へ最大に移動することができ、その後ピストン１６２を右へ戻し、そして可撓 性囲い１４１が再び膨張するのを許容し、そして圧力の正常な上昇が発生したか どうかを見るためのテストをくり返すことができる。

もしそが２度目に発生しなければ、その時は警報状態へ入るであろう。また別に 、直前に記載したアプローチは囲い１４１がら小さい空気泡を追い出す合理的方 法である。このすべては、バルブ１３１が閉じ続けているため患者への害の危険 なしに実施される。

このシステムを貯蔵容器から患者への流れを制御するために適当であるとして記 載したが、このシステムは患者から出る流体の流れの監視、例えば尿体積の測定 に使用することもできる。そのような具体例においては、物体１１はカテーテル または患者への他の接続を構成し、そして第１図の物体１２は貯槽を構成するで あろう。バルブ１３１はバルブ１３２を開くことができる間閉じられるであろう 。周期的にバルブ１３２は閉じられ、そしてその時第２図に図示したような測定 サイクルが囲い１４１から測定された量の流体を分配するために実行されるであ う。

第１図はまた、患者の血圧を測定するための簡単な装置を提供することを知るべ きである。この構造においては、上方バルブ１３２が閉じられ、そして下方バル ブ１３１が開かれ、そしてシステムは平衡に達することが許容される。この態様 において、ライン１４中の圧力は患者の血圧の指示であり、それは圧力ドランス ジューサー１５によってモニターすることができる。

本発明を別体の測定ハウジング１３を備えるものとして詳細に記載したが、その ようなハウジングは、第５図に示すように、滴下室と結合することができる。第 ５図において、スパイク端５５を含んでいる滴下室５１と、ケース５６中に保持 された流体ライン端５１１を見ることができる。滴下室には、第１図に物体１５ によって指示したような圧力ドランスジューサーと、そして第１図に示したよう なピストン１６２とシリンダー］６１を含む体積標準の両方へ接続するための取 付具５４が設けられる。体積標準は、圧力変化が中間的に可撓性囲い１４１を通 さずに流体へ直接伝達されることを除き、第１図に関して先に論じた同じ態様で 滴下室５１内の空気圧力に変化を生じさせることができる。ケース５６は、滴下 室の下方域５２中のバルブと、そして滴下室の上方域５３中の他のバルブとを備 える９区域５２中のバルブは流体ライン上に作動する通常の妨害タイプバルブと することができる。上方バルブ５３は、その一つを第６および７図に関連してさ らに詳細に記載するが、任意の適当なバルブでよい。

第６図は、第５図のシステムの他の図を表わす。スパイク端５５中の滴下室５１ には六６１が設けられる。穴６１は滴下室の外側の剛直なプラスチック部分中に あり、そしてスパイク部分５５の内部にはシリコンゴムチューブの一片が嵌合さ れ、その外壁はスパイクの内壁内にぴったり係合していることを除き、流体ライ ン中へ直接達しているであろう。このため、穴６１はシリコンゴムチューブの外 壁への直接のアクセスを提供するが、しかしスパイク５５の先端から滴下室５１ 中への流体流路の外側にある。しかしながら、上方バルブ作動器ハウジング６１ １は、ピンが閉位置にある時シリコンゴムチューブを絞るような態様において穴 の内部へ動くことができる作動器ピンを含んでいる。この態様においてスパイク ５５を通る流れはピンが閉位置にある時に停止される。ピンが開位置にある時、 スパイク５５を通る流れは許容される。この具体例においては、シリコンゴムチ ューブ、穴６１、および上方バルブ作動器ハウジング６１１中のピンは上方バル ブを提供する。

第７図に図示するように、上方バルブアクセス穴６１は、前の図に関連して記載 した自動化システムに代えて、マニュアル調節を備えることができる。マニュア ル調節具体例においては、調節リング７２を、親指ねじ７３をまわし、ねじの内 側部分が六６１に入り、そしてスパイク７５内のシリコンチューブを圧縮するこ とができるまで、スパイク端７５の上に挿入することができる。チューブの圧縮 の程度はスパイク７５を通る流れを規制するであろう。マニュアル調節リングア センブリ７３がスパイクから除去される時、それは第５および６図のシステムに 使用することができる。

第５および６図のシステムは第８図に概略的に示されており、そこにはスパイク 端８７を有する滴下室８２と、上方バルブ８２１と、下方バルブ８２２と、そし てそれらバルブを作動する制御回路８１が示されている。ピストン装置８５は取 付具８２３において滴下室８２中へ接続されているライン８５１中の空気を圧縮 する。滴下室８２の内部中の圧力は、それもやはり制御回路８１へ接続されてい るトランスジューサー８３によってモニターされる。モータ８４はこの分野で良 く知られた種々の方法でピストン８５を駆動する。やはり制御回路８１へ接続さ れているモータ８４は、例えば慣用のラックおよびピニオン構造によってピスト ンを駆動するステンバモータでよい。この態様において、制御回路は常にピスト ン８５の相対的位置を知っているであろう。代わりに感知装置は、ラックの位置 をモニターするため、例えばホール効果デバイスを持ったもっと簡単なモータを 利用し得る。このシステムの作動のサイクルは、第１図に関して論じたものと同 じである。

第１図および第８図の具体例は、関連したしかしいくらか異なった技術によって 可撓性囲い１４１および滴下室８２内の流体の体積を測定するために使用するこ とができることを知るべきである。特に、ピストン１６２または８５によって体 積に僅かの摂動を発生させることができる。もしその結果性じる圧力の増加が圧 力ドランスジューサー１５または８３によって測定されるならば、滴下室または 可撓性の囲い中の流体の体積を決定するために、ボイルの法則を直接通用するこ とができる。このアプローチは、第１図の場合のどんな可視性囲い中の、または 第８図の場合のどんな硬い囲い中の流体の体積を決定するために使用することが できる。

第９Ａおよび９Ｂ図は、本発明の別の好ましい具体例を図示する。

ライン中の流体の隔離すべき区域９１は、半球条硬質囲い９２．可撓性ダイアフ ラム９３．およびバルブ手段の上下の入力ライン９４および出力ライン９４の区 域によって形成される。測定流体は、変位手段へのコネクター９７を含む硬いシ ェル９６によって収容される。半球形は、この特定の形は圧力を加えた時最小の 変形を示し、そのためシステム誤差の可能性あるソースとして変形を排除するこ とが見出されたため、硬い囲い９２のために選択された。

第９Ｂ図は、第９Ａ図に図示した構造のためのハウジングを図示する。半球形硬 質囲い９２はくぼみ９８中に座着し、入力および出力ライン９４および９５はみ ぞ９９中に座着し、シェル９６は中空９１０内に座着し、そしてコネクター９７ ははまり合う取付具９１１中に座着する。入力および出力ラインのパルピングは 、適合する穴に出入する（さびによって達成される。このユニットはヒンジ９１ ２のまわりで閉じ、そして掛金９１３によって閉じ続けられる。

第１ＯＡ、ＩＯＢおよびＩＯＣ図は、本発明の他の好ましい具体例を図示する。

第１０Ａ図に示すように、この具体例においては可撓性囲いはチューブ１４の一 体に形成したふ（らみである。ふくらんだチューブは、二つの補完的半割を含む ハウジング１０２中に収容される。各半割はふくらみを収容する中空１０３と、 そしてチューブ１４のふくらんでいない部分を収容するみぞを含んでいる。ハウ ジング１０２の二つの半割の一方は、そこを測定流体が通過するポート１０５を 含んでいる。第１０Ｃ図は、二つの半割が固着され、そしてふくらんだチューブ が所定位置にあるハウジングの断面を示す。チューブの上方部分１０６と下方部 分１０７とは、測定流体の漏れを防止するためハウジングの内表面に対してシー ルされることが望ましい。バルブ手段がハウジング１０２の上下に取り付けられ 、そしてボート１０５を変位手段へ接続するための手段が設けられる。

第１ＯＡ、ＩＯＢおよび１００図に示した具体例の重要な利益は、それは現在使 用中の静脈内注入チューブへ容易に適応し得ることである。ふくらみ１０１は、 チューブをハウジング内で加熱し、そしてチューブ内の空気圧を増すことにより 、ハウジング内でその場で容易に形成することができる。チューブ材料は、空気 圧力を増す時ハウジングの内表面へ成形されるように、加熱時十分に柔軟になる であろう、さらに、チューブのふ（らんでいない部分は、加熱と空気圧上昇の結 果、ハウジングの内表面ヘシールされ、このため所望の最終構造が得られる。使 用後チューブは開いたハウジングからゆるやかに引張ることによって容易に除去 できることが判明した。

ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、９Ｂ ＦＩＧ、１０ｃ 国際調査報告 １ｍｗ＋峰１１ｔム―”””１１””　＋＋＋ｊ＋ｅ　６−、　ｌ＾八へ　’、 　ｔＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　°ｉ’ＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡ乙　５ＥＡＲＣ ＨＰｌ？ＯＲＴ　０ＮＰａｔｅｒ＋ｔ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉ ｏｎ　Ｐａｔｅｎｔ　ｆａｍｉｌｙ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｃｉｔｅｄ　ｉｎ 　５ｅａｒｃｈ　ｄａｔｅ　ｍｅｍｂｅｒ（ｓ）　ｄａｔｅｅｐｏｒｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ラインを通る第１の流体の流れを制御するためのシステムであって、 （ｉ）前記ライン中の第１の流体のある区域であって、第１の流体のための入力 および出力を有する区域をこの区域以外のライン中の圧力の影響から隔離するた めの、そして（ｉｉ）第１の流体の体積増分を前記区域へくり返して分配流出入 させるための分配手段と、 第１の流体の増分の前記区域への分配流出入が測定流体圧力の変化を生ずるよう に前記区域と連通して測定流体を収容するための測定流体ハウジング手段と、 前記区域が変位手段から隔離される時測定流体のあらかじめ定めた体積増分の変 位が測定流体圧力の変化を生ずるように、測定流体のあらかじめ定めた体積増分 を前記測定流体ハウジングの中および外に変位させるための手段と、 測定流体圧力の変化を測定するための圧力測定手段と、前記圧力測定手段、変位 手段および分配手段と連通し、変位された測定流体のあらかじめ定めた体積増分 の少なくとも一つが出力される第１の流体の体積増分のための参照として作用す るように、前記圧力測定手段からのデータを基にして前記分配手段をして第１の 流体を増分として分配させるための制御手段とを備えている前記システム。 ２．前記分配手段は、前記区域への第１の流体入口に入力バルブと、そして前記 区域からの第１の流体出口に出力バルブを含んでいる第１項のシステム。 ３．前記測定流体ハウジングは、前記区域と集合して前記変位手段によって変え られる固定体積を形成するように前記区域に関して配置され、前記区域は測定流 体と第１の流体との間の境界を形成する可撓性インターフェース表面を含んでい る第２項のシステム。 ４．前記区域は、入口、出口および窓を備えた剛直な囲いを含み、前記可撓性イ ンターフェース表面が前記窓を覆っている第３項のシステム。 ５．前記剛直な囲いは実質上半球形である第３項のシステム。 ６．前記区域は、可撓性チューブを含み、該チューブの壁は前記可撓性インター フェース表面を含んでいる第３項のシステム。 ７．前記可撓性チューブはチューブの残部より薄い壁を備えたふくらみを含み、 該ふくらみの壁は前記可撓性インターフェース表面を含んでいる第６項のシステ ム。 ８．前記ふくらみが収容され、そして前記チューブの入口および出口において流 体密なシールを有するケースをさらに含んでいる第７項のシステム。 ９．前記ケースの内側に前記ふくらみを形成するための手段を含んでいる第８項 のシステム。 １０．前記制御手段は、前記分配手段をして前記変位手段によって変位される体 積の同じ増分として第１の流体を分配させるための手段を含んでいる第３項のシ ステム。 １１．前記測定流体が気体である第２項のシステム。 １２．気体が空気である第１１項のシステム。 １３．前記分配手段は、前記区域中の第１の流体または測定流体の体積変化に帰 せられない圧力変化によってさもなければシステム精度に影響する測定気体の温 度変化を滅らすため、測定流体と連通した熱シンクを含んでいる第１１項のシス テム。 １４．前記熱シンクは前記移動手段と隔離された第１の流体の前記区域との間に 配置された多孔質栓を含んでいる第１３項のシステム。 １５．前記多孔質栓は焼結したステンレス鋼である第１４項のシステム。 １６．前記分配手段は、それを通って第１の流体が流れそして測定流体ハウジン グ手段と連通している上部区域を有する滴下室を含んでいる第１１項のシステム 。 １７．前記制御手段は、前記分配手段をして前記変位手段によって変位される体 積の同じ増分として第１の流体を分配させるための手段を含んでいる第１６項の システム。 １８．前記変位手段は、モータ駆動カム駆動を含んでいる第１項のシステム。 １９．前記変位手段は、ベローズを含んでいる第１項のシステム。 ２０．前記変位手段は、ピストン装置を含んでいる第１項のシステム２１．前記 制御手段は、第１の流体の流れを、（Ａ）入力および出力バルプを閉じ、測定流 体の体積を減らすように変位手段をあらかじめ定めた負の体積増分へ作動し、（ Ｂ）圧力測定手段が測定流体の圧力がステップ（Ａ）の始めにおける圧力へ復帰 したことを指示するまで、第１の流体が前記区域から流出するように出力バルブ を開き、そして次に出力バルプを閉じ、 （Ｃ）前記負の増分へ絶対値において等しいあらかじめ定めた正の体積増分を変 位させるように前記変位手段を作動し、（Ｄ）圧力測定手段が測定流体の圧力が スデッブ（Ａ）の始めにおける圧力へ復帰し、そのときサイクルを反復すること ができることを指示するまで、第１の流体を受け入れるように入力バルブを開く ことよりなるポンピングサイクルに従って制御するための手段を含んでいる第２ 項のシステム。 ２２．ステップ（Ａ）の始めにおける測定流体の圧力はおよそ大気圧である第２ １項のシステム。 ２３．前記制御手段は、第１の流体ライン中の閉塞または静脈内針の周囲の組織 への浸潤を検知するための手段をさらに含み、該閉塞検知手段は出力もしくは入 力における閉塞の、または静脈針の周囲の組織中への浸潤の特徴である、ステッ プ（Ｂ）およびステップ（Ｃ）における異常に遅い圧力復帰を検知するための手 段を含んでいる第２１項のシステム。 ２４．前記制御手段は、 （Ａ）入力および出力バルブを閉じ、測定流体の圧力をあらかじめ定めた体積増 分が変位される前後に測定し、これらの測定を記憶し、そして測定流体のもとの 体積および圧力を回復させることによってシステムを較正し、 （Ｂ）圧力測定手段が測定流体の圧力があらかじめ定めた体積増分の変位後ステ ップ（Ａ）において測定した圧力の絶対値において等しい値へ達したことを指示 するまで、第１の流体を前記区域から流出させるように出力バルブを開き、（Ｃ ）圧力測定手段が測定流体の圧力があらかじめ定めた体積増分の変位前ステップ （Ａ）において測定した圧力へ等しい値へ達したことを指示するまで第１の流体 が前記区域中へ流入するように入力バルプを開き、そして次に入力バルブを閉じ 、その時ステップ（Ｂ）および（Ｃ）を反復することができる、ポンピングサイ クルに従って第１の流体の流れを制御するための手段を含んでいる第２項のシス テム。 ２５．前記制御手段は、 （Ａ）入力および出力バルプを閉じ、あらかじめ定めた負の体積増分を変位させ るように前記変位手段を作動し、（Ｂ）圧力測定手段が測定流体の圧力がステッ プ（Ａ）の始めにおける圧力へ復帰したこと指示するまで第１の流体が前記区域 から流出するように出力バルブを開き、次に出力バルブを閉じ、その時サイクル を復帰することができる、ポンピングサイクルに従って第１の流体の流れを制御 するための手段を含んでいる第２項のシステム。 ２６．囲まれた気体のあらかじめ定めた体積増分を変位させるための変位手段と 、 前記気体の圧力変化を測定し、それによりあらかじめ定めた体積増分の変位によ って生じた圧力変化の程度に基づいて前記気体の体積を決定できるようにする圧 力測定手段を備えている囲いの中の気体の体積を決定するためのシステム。 ２７．（Ａ）ライン中の第１の流体のある区域を該区域以外の前記ライン中の圧 力の影響から隔離すること、（Ｂ）前記区域へ出入する第１の流体の入力および 出力が測定流体の圧力に変化を生じさせるように前記区域と連通して測定流体を 囲むこと、 （Ｃ）測定流体のあらかじめ定めた体積増分を変位させること、（Ｄ）測定流体 の圧力を測定すること、（Ｅ）変位された測定流体のあらかじめ定めた増分が出 力される第１の流体の量の参照として作用するように、ステップ（Ｄ）において 得られた測定流体圧力データに基づいて第１の流体を前記区域中へおよびその外 へ入力および出力させることよりなるステップを含むことを特徴とするラインを 通る第１の流体の流れを制御する方法。 ２８．（Ａ）ライン中の第１の流体のある区域を該区域以外の前記ライン中の圧 力の影響から隔離すること、（Ｂ）前記区域中の第１の流体の体積の変化が測定 流体の圧力の変化を生ずるように前記区域と連通して測定流体を囲むこと、（Ｃ ）測定流体のあらかじめ定めた体積増分を変位させそして実質上コンスタントな 測定流体圧力を維持しながら、前記区域中へおよび外へ流体を入力および出力す ることのステップを含んでいることを特徴とするラインを通る第１の流体の流れ を制御する方法。 ２９．（Ａ）ライン中の流体のある区域を該区域以外の前記ライン中の圧力の影 響から隔離すること、 （Ｂ）前記区域内の流体の体積の変化が測定気体の圧力に比例した変化を生ずる ように前記区域と連通して測定気体を囲むこと、（Ｃ）前記区域内の流体の体積 を実質上コンスタントに保ちながら、前記気体の体積があらかじめ定めた量だけ 変化する前後に測定気体の圧力を測定すること、 （Ｄ）ステップ（Ｃ）において得たデータと、そして流体が前記区域の内外へ入 力および出力される間の測定気体の圧力の測定に基づいて前記区域の内外へ流体 を入力および出力することの工程を含むことを特徴とするラインを通る流体の流 れを制御する方法。 ３０．（Ａ）静脈内ライン中の静脈内流体のある区域を該区域以外のライン中の 圧力の影響から隔離すること、（Ｂ）前記区域内の流体の体積の変化が測定気体 の圧力に比例した変化を生じさせるように前記区域と連通して測定気体を囲むこ と、 （Ｃ）前記区域内の静脈内流体の体積を実質上コンスタントに保ちながら、気体 の体積があらかじめ定め量だけ変化する前後に測定気体の圧力を測定すること、 （Ｄ）前記区域から患者への出力が開かれている間、気体の体積があらかじめ定 めた量だけ変化する前後に測定気体の圧力を測定すること、 （Ｅ）ステップ（Ｃ）および（Ｄ）において得られたデータの比較に基づいて患 者内の血圧を計算することの工程を含むことを特徴とする患者の血圧をモニター する方法。 ３１．（Ａ）静脈内ライン中の静脈内流体のある区域を該区域以外のライン中の 圧力の影響から隔離すること、（Ｂ）前記区域内の流体の体積の変化が測定気体 の圧力に比例した変化を生じさせるように前記区域と連通して測定気体を囲むこ と、 （Ｃ）前記区域内の静脈内流体の体積を実質上コンスタントに保ちながら、気体 の体積があらかじめ定めた量だけ変化する前後に測定気体の圧力を測定すること 、 （Ｄ）ステップ（Ｃ）において得たデータと、そして流体が前記区域の内外へ入 力および出力される間の測定気体の圧力の測定に基づいて前記区域の内外へ流体 を入力および出力すること、（Ｅ）静脈内ライン中の閉塞の、または静脈内針に よる周囲の組織の浸潤の特徴である、静脈内流体の作動された入力または出力に 応答して測定気体の圧力変化に実質的な後れが検出されたならば、警報状態へ入 れること のステップを含むことを特徴とする静脈内ラインの閉塞または静脈内針の周囲の 組織中への浸潤を検出する方法。 ３２．（Ａ）ライン中の第１の流体のある区域を該区域以外の前記ライン中の圧 力の影響から隔離すること、（Ｂ）前記区域へ出入する第１の流体の入力および 出力が測定流体の圧力に変化を生じさせるように前記区域と連通して測定流体を 囲むこと、 （Ｃ）測定流体のあらかじめ定めた体積増分を変位させること、（Ｄ）測定流体 の圧力を測定すること、（Ｅ）変位された測定流体のあらかじめ定めた増分が出 力された第１の流体の量の参照として作用するように、測定流体のあらかじめ定 めた増分が変位される時および第１の流体の前記区域内および外への移動の間測 定流体の圧力の測定から得られたデータを基にしてラインに沿った第１の流体の 出力の体積を計算すること のステップを含むことを特徴とするラインに沿った第１の流体の出力を測定する 方法。 ３３．前記制御手段は、 （Ａ）入力および出力バルプを閉じ、測定流体の圧力Ｐｏを測定し、測定流体の あらかじめ定めた体積増分Ｎｏｖを変位させ、それによって生ずる圧力の変化Δ Ｐｏを決定し、そして以下の関係 Ｖｏ＝（Ｐｏ＋ΔＰｏ）Ｎｏｖ／ΔＰｏを用いてチンバー体積Ｖｏを誘導するこ とによってシステムを較正し、 （Ｂ）入力バルプを閉じ、圧力Ｐｉを測定し、変位手段をして測定流体の体積Ｎ ｉｖ（Ｎｉｖはゼロ、正または負であり得る）を変位させ、 （Ｃ）第１の流体が前記区域から流出するように出力バルプを開き、そしてその 結果生ずる圧力を与えられた時点で測定し、そして与えられた時点におけるＰｉ からの圧力変化ΔＰｉを決定し、（Ｄ）ステップ（Ｂ）におけるサイクルの始め から前記与えられた時点までの前記区域から流出した第１の流体の体積流Ｆｉを 以下の関係 Ｆｉ＝Ｎｉｖ−ΔＰｉＰｏＶｏ／（Ｐｉ＋ΔＰｉ）Ｐｉを用いて計算し、その時 ステップ（Ｂ）において始まるサイクルを反復できるようにする、ポソピングサ クイルに従って第１の流体の流れを制御するための手段を含んでいる第１１項の システム。