JPH0647012B2 - プログラム可能なバルブポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、注入供給のための植設可能な注入ポンプに関
する。

特に、異なる特定流量によって薬物を供給することがプ
ログラム可能な正圧で動作するポンプに関する。

植設可能な注入ポンプは、現在多様な医学的目的で使用
されている。このような装置は人体の中へ植設可能で、
液／気平衡によってその中に収容された薬品を一定圧力
に維持し、一定流量を維持して薬品を毛細管へ流通させ
る。このような装置は、「一定流量」で特徴づけられ、
例えば比較的一定流量で毛細管へ供給するような多様な
医学的適用に使用される。

米国特許第４，７１４，４６２号は、一般の技術として
選定されるが、特に加圧薬品タンクと流量絞りとの間の
液体連結流路に載置されたポンプ室を有するプログラマ
ブル容積式システムを扱っている。外部プログラムを使
用することによりこの装置は多種の流量でのポンプ室か
ら吐出される注入物を使用することができる。

一般に選定される米国特許第４，８３８，８８７号を参
照するに、この特許は一連の直交格子溝を持つスペーサ
板を有する単一のアキュムレータを使用するプログラム
可能バルブポンプについて述べている。これは’８８７
号特許の図５Ｂに示されている。幾つかの適用に適して
いる一方、このスペーサ板構造はインシュリンの沈殿の
積層を起こす。この沈殿の積層は次にシステムの脈動容
積を低下させ、従って効率と出力適用量の精度を低下さ
せる。

又、’８８７号特許で示したように流量の方向に直角な
格子状アキュムレータの交差溝の中に気泡が停留可能で
あることが発見されている。これは’８８７号特許で示
したように流量の方向に直角であることから生じる。こ
れは、スペーサに洗い落とすところがないことに起因し
ている。同じ理由で格子状スペーサ板とダイアフラムと
の間に小さな粒子が停留可能である。これは脈動容積変
化をもたらす。

格子状スペーサ板は製造に高価である。これは旋盤作業
とフライス作業の機械工程を必要とする。そして格子状
パターンがスペーサ板を化学エッチングにより作られ
る。

従来例にこれらの認識された欠点があるとすれば、本発
明の目的はアキュムレータスペーサ板上への内部及び特
別な沈殿の積層の問題なく、広い種類の薬品を使用して
動作する正圧プログラム可能なバルブポンプを提供する
ことである。

発明の概要 本発明によれば、従来例の欠点を解決するプログラム可
能なポンプを提供する。この発明は、４つの本質的構成
要素を備えている。第１は、バクテリア／空気フィルタ
と直列な再装薬可能な一定圧力の薬品タンクである。第
２の主要組立体は、固定容積アキュムレータに隣接対向
した２つの常時閉バルブを備えた電子制御計量組立体で
ある。この発明では改良されたアキュムレータ形状を使
用する。特に、アキュムレータは隣接する溝間につくら
れた多数の鋭利な隆起部を有する同心状溝形状をしてい
る。この隆起部は、アキュムレータが放出サイクルの排
出のときにダイアフラムの薬品側を支持する。これは、
ダイアフラムとスペーサ板の間の接触面積をかなり少な
くさせる。従って、接触点での薬品の表面圧力が増加
し、薬品残留物の蓄積を防止させる。このシステムで使
用される第３の基礎構成要素は出口カテーテルである。
この第３の構成要素はポンプの植設可能な面を備えてい
る。本発明の第４番目の面は外部プログラムであるとい
うことである。

初期の吸込みは、アキュムレータをその固定容積まで充
填するのに使用されるタンクによって与えられる。アキ
ュムレータは次に所望の注入部位へ吐出カテーテルを介
して「放出」する。タンクと出口の間の中間の圧力がア
キュムレータの後方で保持され、アキュムレータは充填
と排出を完全かつ迅速に行う。アキュムレータはバルブ
の任意の切換によって任意的に充填と排出を行う。従っ
て、切換速度は吸込み速度を、故に吐出速度を決める。

バルブ制御はオンポード処理システム及び動力供給によ
って植設可能なポンプに与えられる。ポンプ操作をプロ
グラムし、装置の操作に関する診断情報を得る両方に使
用することができる遠隔連結を介してプロセッサは外部
的にアクセスされる。

図面の簡単な説明 本発明は図面と共に記述する次の説明によって理解され
るであろう。

図１は全システムを示す概略ダイアグラムと流量の概略
ダイアグラムである。

図２Ａはアキュムレータのポンプサイクルを示す概略ダ
イアグラムである。

図２Ｂはシステムの放出表の時間と流量のグラフであ
る。

図３はシステムの植設可能ポンプ部分の基礎構造の斜め
側面図である。

図４は本発明によるバルブ／アキュムレータ計量システ
ムの斜め概略図である。

図５Ａはアキュムレータの側面図である。

図５Ｂは本発明によるアキュムレータのスペーサ板構成
要素の上面図である。

図６はダイアフラム部分の要部の断面図である。

発明の詳細説明 図１を参照するに、本発明の本質面の概略ダイアグラム
が示されている。本発明は、一定圧薬品タンク１０を備
えた正圧プログラム可能バルブポンプで、タンク１０は
隔膜１２によって再充填可能である。このシステムは密
封されたハウジング１４を備え、このハウジング１４は
薬品タンクを構成する室１８を形成するベローズ要素１
６を収容している。ベローズ１６は、ハウジングを、人
体温度で高い気圧を有する２相流体で正常に充填された
第２ゾーン２０に分割する。従って、流体が気化すると
ベローズ１６を圧縮し、注入部位へと導く出口を通して
タンク１８の中身を押し出す。隔膜１２を介する室１８
の再充填過程の間、２相流体は気体部分が加圧凝縮さ
れ、液相へ戻される。

代表的にはタンク１８は約２５ｍｌの容積で、システム
において維持される圧力は２３．２ｐｓｉａである。サ
イドポート２７は、直接丸薬を投入するのに使用するこ
とができる。

タンク１８からの出口２２は、タンクからバクテリアフ
ィルタ２４を介して電子的に制御される計量組立体へと
注入物を吐出する。

計量組立体はアキュムレータ３０の入口側と出口側に位
置づけられる２つの常時閉バルブ２６、２８を備えてい
る。アキュムレータは一定の容積で非常に低い１マイク
ロリッター（μ１）の範囲で代表的には１９．２ｐｓｉ
ａの圧力で作用する。バルブ２６と２８は外部プログラ
マー３４を利用してプログラムされる電子モジュール３
２を介して電子的に制御される。図１に鎖線で示したの
は、植設されるシステムである電子モジュール３２を外
部プログラマー３４から分離させるポンプ外形である。

プログラマー３４はタッチスクリーンを使用した手で保
持されるユニットである。このプログラマーは装置の一
部として設けられる電子部３２へのデータ伝送接続を与
える（図３を参照されたい）。メモリー格納要素の中
に、プログラマー３４はリアルタイムのデータの保存を
基礎とした患者の病歴を保持する。装置の状態に関する
データ、例えば、バッテリー状態、バルブの流れの診
断、使用処方等が格納される。外部プログラマーも初期
較正や専門家の使用のための保護モードのような異なっ
た質問モードを有している。

アキュムレータ３０からの出口はカテーテル３６に接続
してあり、このカテーテルは薬品供給が必要とされる人
体の部位へ注入物を供給する。図１の矢印で示したよう
に、注入部位でカテーテルを介して吐出を付勢するアキ
ュムレータの圧力以下で注入物の供給が起こる。この圧
力は大気圧（典型的には１４．７ｐｓｉａ）又は大気圧
より少し高い心臓血管の圧力、例えば動脈の１７．６ｐ
ｓｉａであるとよい。

図２Ａを参照するに、ポンプサイクルを概略的に図示す
る。システムのこの部分の目立った面はバルブ２６、２
８とアキュムレータ３０を備えていることである。第１
段階では２つのバルブ２６と２８が閉じており、アキュ
ムレータ３０が空の状態にある。薬品がタンク１８から
導管２２とフィルタ２４を介して吐出され、アキュムレ
ータ３０を充填する。従って、作用の第２段階としては
バルブ２６が開き、一方バルブ２８が閉じてアキュムレ
ータをその固定容積まで充填する。次に第３段階ではこ
のときアキュムレータが充満された状態で２つのバルブ
２６と２８を閉じる。アキュムレータサイクルの最終段
階ではバルブ２８を開き、一方バルブ２６を閉じたまま
でカテーテル３６を介してアキュムレータを空にする。
従って、アキュムレータはバルブの動作を切り換えるこ
とによって任意に充填と排出を行う。タンクと出口の圧
力の中間圧力はアキュムレータ後方の維持され、従って
充填と排出を完全かつ迅速に行うことができる。従って
バルブの切換速度は吸込み速度を決め、よって注入物の
吐出速度を決める。

図２Ｂを参照するに、このシステムの放出速度の例を示
す。図２Ｂはｙ軸の流量に対するｘ軸の時間をプロット
したグラフである。ポンプの出力は周期的で、バルブサ
イクルの周期の関数である。従ってバルブのサイクルが
速くなればそれだけユニット当たり多数のアキュムレー
タが吐出する。各吐出量は一群のスパイクの形態をして
いる。

図２Ｂには、基本の流量からこの基本の流量以上の流量
の増加となる所望の投与流量への変化がタイムチャート
の左部分の矩形波によって表されている。これは電子部
３２にプログラムされた投与流量である。要求される投
与流量を達成するためにポンプは図２Ｂの中央に図示し
たように投与周期の間その吸引サイクルを変化させるこ
とにより吐出スパイクの周波数を増加する。スパイクの
総数は時間で積分して、流量は所望の投与流量によって
要求される流量と同じになる。カテーテル３６を通る血
流に対する出力は、図２Ｂの右部分に図示される。

時間と与えられたポンプサイクルの数及び各吐出の容積
でポンプの容積を積分することによって必要時間にわた
って必要な大きさを有する流量である必要値にちょうど
模した基本と投与流量が吐出される。十分に選択された
アキュムレータの容積、薬品濃度及び吐出流量で、供給
部位は出力をろ過し、所望の「連続的」で基本の投薬を
達成する。

図３を参照するに、システムの植設可能部分の断面が示
されている。タンクシステム１０の植設可能部分は、ハ
ウジング１４を備え、ハウジングはタンク１８、フレオ
ン２相加圧室２０、場所３２内の電子モジュール及び場
所３３に収容されたシステムのアキュムレータバルブ面
を備えた本質的要素をすべてその中に有している。ポン
プタンク１８はタンク隔壁１２を介して周期的に経皮的
に作動される。隔壁は押圧性エラストマシールで、特別
な形状の針で刺すことができる。それは有限数の刺通に
対して自己密封的になっている。既知のシステムの場合
のようにタンク圧力は、例えばフレオンのような２相平
衡に保持されたかなり高い蒸気圧流体によって供給され
る。システムの圧力はフレオン蒸気が再凝縮するので、
各再充填によって再補充される。

図３に示したように、この装置の機械的構造は全体的に
２つの構成要素からできた中空のディスク型ハウジング
を備えている。即ち、ハウジング１４は下部部分４０と
上部又はカバー部分４２を備えている。このシステムの
２つの主な空洞は、ユニットの中心を画成する固い基板
４４によって分離される。下部空洞はベローズ１６によ
って２つの室１８、２０に小分離されている。室１８は
薬品を含む一方、室２０はフレオンの加圧システムを含
む。製造において、比較的少量の揮発性流体、代表的に
はフレオンが、図示しない小さい充填管を介して領域２
０へ注入される。次にフレオンはこの室内で２相平衡に
達する。蒸気圧は平衡圧によって決まり、一定のポンプ
温度及びベローズ１６の準静的容積変化に対して一定で
ある。従って、保管タンク圧力の大きさはこの蒸気圧と
ベローズ１６のバネ定数に関連した機械的圧力の総和で
ある。

中心部分は針の刺通隔壁を含み、薬品がそれを通って室
１８の中へ注入される。隔壁は針止め４６を含んでい
る。針止めは非金属製のカップで、針を支持し、同時に
針先の損傷を防止するための針の侵入を制限するのに使
用される。針が除去されると、薬品はタンク１８の中に
密封される。

このように、図示しない針は隔壁１２を刺通し、針止め
４６に支持されるところへ達する。次に薬品が室４８へ
供給され、流路５０を介して、タンク１８の中へ排出さ
れる。チェック弁５２を任意的に入口に使用してもよ
い。図３に矢印で示したように、室４８へ排出された薬
品が貫通孔５０を通過し、もし正しければ、増加した流
体圧又は針止め４６を押し下げる針の力によってチェッ
ク弁５２が開き、室１８内へ薬品を排出する。

システムはハウジング１４内に必要なマイクロプロセッ
サ電子部品と電源を包含する電子用空洞３２を含む。電
源の寿命は通常意図された植設寿命の間装置に電源を供
給するのに十分なものとする。ハウジング１４はその中
心部分に２つのバルブ２６と２８及びアキュムレータ３
０を含んでいる。バルブ２６と２８は、２つの小型ソレ
ノイド弁を備え、それらはアキュムレータ３０へ密接に
接続される。ここで述べるバルブ２６と２８はウィルソ
ン・グレートバッチ・カンパニーによって製造されたも
ので、図４にその詳細を示す。このようなバルブは市販
に入手可能なものであることを理解されたい。バルブは
密封され、バルブの電子側からバルブの流体側を隔離す
る。

図３は又、室１８から出口カテーテル３６への流れの形
状を矢印で示している。室１８からの薬品は、環状口５
４を通過し、環状フィルタ組立体５６を通過する。フィ
ルタ５６は基板４４と背板５８との間に挿入され、環状
シール材６０、６２によって内側と外側点を放射的に密
封されている。次にフィルタ５６を通過した薬品は、ア
キュムレータ３０を充填するバルブ２６の弁動作に従
い、バルブ２８を介して出口６４へと放出される。出口
の中へ組み込まれＯリング６８と７０によって密封され
た直角コネクター６６が、ハウジング１４をカテーテル
３６に連結する。

図４を参照するに、バルブ／アキュムレータ計量組立体
の詳細が示されている。バルブ２６と２８は溶接点７２
によってアキュムレータ３０と接続された小型ソレノイ
ド弁である。バルブはソレノイド組立体７４を有した平
行な配列で配置されており、接続線７６を介して入力電
源を適用することができる。バルブはばね８０によって
偏倚された可動プランジャー７８を駆動するために動力
を与えることができる。可動プランジャーと復帰用ばね
組立体は、隔離用ダイアフラム８２によってソレノイド
から隔離されている。この隔離用ダイヤフラムは両側、
即ちシステムの電子側と流体側の間に挟まれて溶接され
た金属ダイヤフラムである。ダイアフラム８２は可動プ
ランジャー７８に圧力を伝達するのではなく、従って弁
動作に対向する唯一の圧力差は弁座領域を横切る圧力差
である。

流路が図４の矢印で示されている。入力導管５４のとこ
ろで、通常の注入圧力は２３．２ｐｓｉａである。バル
ブ２６が開位置にあるとき、薬品は弁座８４（図４では
閉じた状態を示している）を通って上方のアキュムレー
タの流路８６へ排出される。図４からわかるように、全
体の容量を最小にし、弁座間に存在するいかなる停滞し
た流路の可能性をも最小にする形状になっている。弁座
間の領域はアキュムレータ蓄積空間を備えている。従っ
て、最小の停留空気に対して、低い死空間がシステムの
中に設計される。死空間は弁座間の非追従容積であり、
アキュムレータ流路８６とアキュムレータ室１０２の非
追従部分を画成する弁座間の容積である。弁座は点８４
で図示されている。弁座８４間の死空間容積（通常１μ
ｌの追従アキュムレータ容積を含まない）は４．９−
８．４μｌの範囲にある。閉じられると、アキュムレー
タ３０は孤立する。開かれると、バルブによってアキュ
ムレータと入口導管５４又は出口導管５５との間の流通
が確立される。

図５Ａ及び図５Ｂを参照するに、アキュムレータの詳細
が示されている。アキュムレータはダイアフラム９０、
背板９２、端部キャップ９４、充填管９６及びスペーサ
板９８を備えている。

アキュムレータとそのダイアフラムはこのシステムの重
要な構成要素である。ダイアフラム９０は図５Ａに示し
たように薄い金属シートの円形ディスクである。好まし
くは、チタニウムが使用されると良い。ディスクは所望
の収縮の範囲にわたって実質的に無視可能なばね定数を
持つ直径と厚さを有するように選択される。従って、こ
のダイアフラムは後方の環境から流体を分離させる従順
な可撓性壁として働く。

ダイアフラム９０の上方への運動は背板９２によって制
限される。背板９２はダイアフラム９０のそれと同じ材
料で同じ直径の金属プラグである。それは、その下部表
面に製造された浅い凹面の輪郭を有する。この表面１０
０はダイアフラム９０の外形止めとして働く。この外形
の大きさは、予め決められた固定容積（例えば１μｌ）
まで収縮したときのダイアフラム９０の概略輪郭に適合
するよう選ばれる。この予め決められた固定容積は計量
されるべき所望の容積で、図２に示した一つの吐出スパ
イクの容積に当たる。

背板９２はアキュムレータ１０２が特定容積に充填され
た後ダイアフラムの運動を制限する機械止めとして働
く。板の外形は室１０２内の容積に達したときにダイア
フラムの表面と等しく接触するように設計されている。
そして、この背板９２の表面はダイアフラムのすべての
部分の運動を正確に停止させ、圧力のさらなる増加に対
して、アキュムレータのゾーン１０２の容積を変化させ
ない。ポンプの作用圧力が（ここで述べる）アキュムレ
ータを充填させるのに必要とされる圧力よりも高い限
り、アキュムレータは作用する圧力の変化にかかわりな
くゾーン１０２の中に同じ容積を常に蓄積するであろ
う。ポンプの圧力にかかわりなく非常に多数のサイクル
にわたって繰り返し同じ容積を蓄積し吐出する能力は、
吐出率が２相流体によって発生する圧力の関数になる他
の植設可能ポンプよりも非常に優れた利点を示す。これ
は２相流体ポンプに関連した圧力の変化がポンプの温度
の関数であることによる。使用者が泳いでいる時のよう
な皮膚表面の温度変化がかなりある環境にいる場合には
この装置の圧力は変化するだろう。

ダイアフラム９０にかかる圧力差はそれが充満か空かに
よって決まる。非流体側では圧力は充満及び空の両方の
差異に影響する。この圧力は主タンクの圧力よりも低く
なければならないが、カテーテル出口圧力よりも高くな
ければならない。従って、ダイアフラム９０のアキュム
レータゾーン１０２の反対側に存在する裏充填圧力は、
タンク又出口圧力のいかなる通常の変化に対してもアキ
ュムレータの完全な充填をさせ、しかも完全な排出を保
証する値に制御されなければならない。このような圧力
は、室１０４内の圧力を制御し、ダイアフラム９０の裏
面と連結する流体内に保持されるそれを有することによ
って選択され保持され得る。端部キャップ９４はこの室
を閉塞することに使用される。充填管９６は１９．２ｐ
ｓｉａに保持されたアルゴンのような不活性ガスを室１
０４に充填するのに使用される。室１０４を画成する容
積は、ダイアフラムの変位による総容積の変化が裏充填
圧力に対して無視できる程度の影響しか与えないように
十分に大きなものが選択される。一度室１０４が加圧ガ
スで充填されると、充填管９６は溶接によって密封され
る。管９６は、溶接または再加工の間のその長さの変化
が室の容積、従って裏充填圧力に実質的に影響を与えな
いよう十分小さい内径を有するように選択される。

図５Ｂはスペーサ板９８の詳細を示す。スペーサ板は３
つの主な機能を果たす。第１に吐出の間、ダイアフラム
９０を支持する。第２に図５Ｂに示したように流体の流
れを高めるための環状通路を与える。第３にバルブの小
組立体に完全かつ検査されたユニットを取り付けるため
の技術を提供する。背板９２がアキュムレータ室１０２
に充填する間アキュムレータを支持するのと同じよう
に、スペーサ板９８は吐出の間のダイアフラムの運動を
制限するのに使用される。しかしながら、スペーサ板に
は外形をつける必要はない。というのは、それは押圧さ
れていない、即ち溶接の間に確立されたダイアフラムの
平坦な所を支持するからである。ダイアフラムのガス充
填側、即ち室１０４の機械的止めとして使用されるのに
好ましい連続的に輪郭のついた表面は、流体側には好ま
しくない。２つの比較的平坦な表面の液体を中間面とし
た密接な接触は、吸引効果を起こし、これらの表面の分
離を困難にする。この吸引効果は、図５Ｂに示したよう
に一連の同心状の溝をもったパターンを追加することに
よって克服する。従来例ではスペーサ板の表面に直交す
る一連の格子状溝を使用していた。しかしながら、この
ような格子は交差溝の中に気泡を、格子状スペーサ板と
ダイアフラムとの間の空間に小さな粒子を停留させるこ
とがわかっていた。これはシステムの脈動容積を変化さ
せる。重要なことは、格子状形状はダイアフラムとより
多く接触面積を有するので表面圧力を低下させることが
わかっていた。これはインシュリンのような沈殿物の蓄
積をもたらした。この結果、脈動容積を低下させる。格
子を有するスペーサ板は、旋盤やフライスのような多数
の機械工数を必要とした。それは化学エッチングを必要
とし、従って全体の製造コストを上げた。

しかしながら、一連の環状溝の使用によって、従来例の
問題は克服できることがわかった。図５Ｂは本発明の形
状を示す。

入口５８と出口５９は広い樋１０５によって連結されて
いる。一連の同心状円周溝１０６は入口５８と出口５９
との間の流通を確立するために備えられている。又、溝
は樋１０５と流通がある。従ってスペーサ板９８は溝１
０６に沿った環状経路と樋１０５に沿った直接横方向の
経路を備えた流路を画成する。溝をつくることは、平ら
になったダイアフラムの下で流体の完全に自由な流れを
許容するように設計されている。さらに、流路に対して
直角な溝はないので、この溝は領域の洗浄を促進する。
従って、各溝は洗浄をある程度経験する。

溝の大きさは、隣接する溝１０６との間に作られる鋭利
な隆起部となる、接触圧力を増加させてダイアフラムを
支持する最小の表面を与えるように選択されると良い。
この接触面積の減少は薬品の残留物の積層及びスペーサ
板とダイアフラムとの間の粒子の停留の可能性を防ぐ。
同時にこの形状は最小レベルでのアキュムレータの死空
間を維持する。環状溝のついたスペーサ板は又、アキュ
ムレータゾーン１０２の急激な充填や排出を促進させ、
次には時間、従ってバルブの開放を保持する為に必要と
されるエネルギーを最小にする。このようなシステムで
必要なバルブのエネルギーの減少は、システムで必要と
する全エネルギーを減少させるので、ポンプの寿命を実
質的に増加させることは理解できる。このような形状は
化学的な平削りを必要とせず作ることができ、従って製
造コストを低減できる。

スペーサ板９８の頂面外周は溝のない平坦なフランジ部
１０７を有しており、アキュムレータに対し締めつけと
密封を行う表面を提供する。スペーサ板９８の底は図５
Ａに示したように２つの対となる穿孔５８’と５９’を
備えており、図４に示したバルブに結合する。スペーサ
板９８の底面１０８は平坦に制御され、バルブの小組立
体と同じ特性の表面と結合する滑らかな表面仕上げとな
っている。この地点に溶接７２がなされる。これは再び
部品間の最小の死空間と空気の停留に対する最小空間を
保証する。

スペーサ板の外側フランジ１１０の幾何構造によってバ
ルブからの連結板と整合し、縁のまわりに密封溶接７２
ができる。平坦な環状部分１０７の外側のスペーサ板９
８は背板９２と形状と整合し、ユニットの密封のための
圧縮ゾーンを与える。

図６を参照すると、アキュムレータの変形例が示されて
いる。この図６は図５Ａおよび図５Ｂに示されたアキュ
ムレータの基本的な部品と同じ部品を用いる変形例を示
す。しかし、この変形例はアキュムレータ内の容積のレ
ベルを信号化する電気スイッチを用いている。本発明に
よれば、同心の溝のスペーサ板９８を用いることによっ
て電気スイッチングが容易化される。スイッチ板の表面
は平坦であり、その外形は溝のスペーサ板に切欠されて
いる。その外形は溝１０６の深さ又は間隔を調節するこ
とによって容易に形成される。

図６の形状によって与えられる２重の機能は、バルブシ
ートの漏洩の存在およびアキュムレータ溶接又はバルブ
の不作動を指示する重要な安全性の特徴を含む。本発明
が正圧で作動するので一つ又は２つのバルブシートの不
作動はリザーバの内容物（注入物）の不適当な供給（投
与）をもたらす。従って、スイッチアキュムレータは、
バルブの誤動作を指示したりオペレータに断続投与の警
告信号を与えたりすることが重要である。

図６のスイッチアキュムレータの作動原理は図５Ａおよ
び図５Ｂに示されたアキュムレータの作動原理と同一で
ある。しかし、上述したように、外形はスペーサ板９８
に形成されるのが好ましい。背板９２は平坦に作られ
る。図６において、図５の形状に共通な部分には同一の
符号が付してある。背板９２はこの板の中心をダイヤフ
ラム９０から電気的に隔離するように用いられるが、な
おある容積の不活性ガスを密封して貯蔵する能力を維持
する３つの有効な要素（部品）を含む。端キャップ９４
と充填管９６とはチャンバ（室）カバーと電気的リード
との２重の機能を有する。リード１１０は端キャップア
センブリの一部を形成するフランジ１１２に取付けられ
ている。セラミックアセンブリ１１３がダイヤフラムと
リード１１０との間を導通するための金属部分を含む。
従って、ダイヤフラムは可動のスイッチ接点として用い
られる。

即ち、完全なダイヤフラムはセラミックキャップ１１３
の内側の金属化セラミックを介してリード１１０を地面
にショートさせる。従って、アキュムレータが完全であ
る。即ちダイヤフラムが上方位置にあることを指示する
信号が発せられる。この信号はいずれかのバルブの開口
又はこれに続く解放前に電子システムによって感知され
る。従って、感知中の状態を決定し且つスイッチ状態に
よって種々の診断を決めることができる。

例えば、感知中、まさにバルブの入口が開く前に、スイ
ッチが開いた状態であるなら、次いで、システムは適当
に作動する。しかし、もしスイッチ状態で閉であれば、
バルブの入口に漏洩があることが認識される。同じ感知
中、バルブの出口をパルス作動前、アキュムレータから
の注入を解放するためにスイッチが開の状態なら次い
で、出口のバルブシート又はバルブ又はアキュムレータ
の溶接の一つに漏洩が存在する。

しかし、もし図６のスイッチが出口の感知中に閉になっ
たら、システムは適切に機能する。同様に、サイクルの
入口部分、すぐ続く解放を検知することによってスイッ
チの開状態は入口が開かないこと又はアキュムレータ又
はバルブ溶接の漏洩があることを指示する。しかし、同
じ検知中、閉のスイッチ状態を検出することはシステム
が許容作業をしていることを指示することになる。この
結果、図６のスイッチアキュムレータを用いることによ
って、有意義な量の情報をバルブシートの状態又は調量
システムの密封性に関して得ることができる。バルブを
好ましくパルス作動することによって、故障モードを簡
単に定めることができる。

本発明から明らかな如く、プログラム可能なポンプが、
正圧且つ正確な制御で、個々の繰返される内容物の容積
をマイクロアキュムレータを通して調量することによっ
てその流量を操作することができる。アキュムレータは
充填されたりアキュムレータと直列の２つの制御バルブ
を選択的に操作することによって排出されたりする。従
って、バルブのサイクル流量を設定することによってポ
ンプ排出量を制御することができる。

アキュムレータ自身はポンプのリザーバ圧と出口圧との
間の中間の圧力で作動する。この設定圧は、必要ない内
部のばね比に関連してとられたときシステムの完全な充
填と排出とを補償する。しかし、その容積は繰返し明確
にされて繰返し供給される条件およびバルブエネルギー
条件を最少化することができる。バルブ自体の設計は最
小のデッド（死）容積の流れを生じさせる。これはシス
テムに空気がトラップしたり流れが停滞したりする危険
を最少化する。

本発明によって明らかになったように、正圧で作用し、
マイクロコンピュータを介して不連続の繰り返し可能な
容積を計量を行うことによって流量を正確に制御するプ
ログラマム可能なポンプが存在する。アキュムレータは
アキュムレータと直列な２つの制御弁を任意的にサイク
ルさせることによって充填と排出を行う。従って、バル
ブのサイクル速度を設定することによってポンプの供給
速度を制御してもよい。

アキュムレータ自身はポンプタンク圧力と出口圧力との
間の中間の圧力で動作する。無視可能な内部ばね定数を
一緒にすると、この設計圧力はシステムの完全な充填と
排出を保証する。しかしながら容積は繰り返し供給さ
れ、必要なバルブエネルギーは最小になることを繰り返
し証明する。バルブ自身の設計を与えると、最小の死空
間と流通が起こる。これは、システム内の停留される空
気又は、停滞した流れの危険を最小限にする。

この設計及びこの中の好ましい実施例の変更が、本発明
の本質的範囲から離れることなく成され得ることはいう
までもない。

〔要約書〕

薬物の供給のための植設可能なバルブアキュムレータポ
ンプを開示する。この植設可能なポンプは一定蒸気圧に
保持された薬品タンク（１８）を備える。薬物計量組立
体が一対のバルブ（２６、２８）の間に位置づけられた
固定容積アキュムレータ（３０）を備えている。バルブ
は任意的に開閉し、アキュムレータへタンクからの薬物
を導き、出口カテーテルへ正確な容積スパイクを供給す
る。死空間を最小にし、完全な供給を保証するために、
アキュムレータは凹部止めによって位置に座り、また同
心円状溝パターン（１０６）を有するスペーサ板（９
８）によって吐出位置につくダイアフラム（９０）を使
用する。溝は入口と出口に流通される。また、入口と出
口との間に伸長した広い溝（１０５）は溝間の流通を与
える。ユニットは外部的にプログラムされる。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入口隔壁（１２）と、再充填可能な一定圧
   注入物タンク（１８）と、第１及び第２の常時閉バルブ
   （２６、２８）と該各バルブと流通があるよう位置づけ
   られたアキュムレータ（３０）を備え該タンクからの注
   入物を受け取る電子制御計量組立体と、該バルブの動作
   を制御する電子手段（３２）と、該計量組立体と流通さ
   れ人体の部位へ注入物の供給を行う出口手段（３６）
   と、を備えたハウジング（１４）を含み、該アキュムレ
   ータは入口（５８）及び出口（５９）とダイアフラム
   （９０）とスペーサ板（９８）を有する室（１０２）を
   備える植設可能な注入装置において、 該プレート板は該入口（５８）と出口（５９）に流通さ
   れた一連の同心円状溝（１０６）を有し、該第１バルブ
   （２６）が開いたときに注入物がタンクから該アキュム
   レータ室（１０２）と該同心円状溝（１０６）へ流れ、
   他方のバルブ（２８）が開き第１バルブが閉じるとアキ
   ュムレータから該出口へ注入物が流れ、該アキュムレー
   タは該バルブ対のサイクル速度によって決まる周波数で
   注入物の予め決められた容積スパイクの蓄積と吐出を行
   うことを特徴とする植設可能な注入装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、該第１及び
   第２のバルブ（２６、２８）は互いの流通のない状態で
   並んで位置づけられ、該各バルブはバルブ部材（８４）
   によって開閉される該アキュムレータ（３０）への導管
   （８６）を有しており、該アキュムレータは該導管の一
   つと整列される該入口（５８）と該導管の他方と整列さ
   れる該出口（５９）を有していることを特徴とする装
   置。
3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、該アキュム
   レータ（３０）はさらに、端部キャップ（９４）、背板
   （９２）を備え、該スペーサ板（９８）は該入口と該出
   口と連結されるまっすぐな溝（１０５）を有し、該ダイ
   アフラム（９０）は該背板と該スペーサ板との間に位置
   づけられることを特徴とする装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の装置において、該背板（９
   ２）は該端部キャップ（９４）によって覆われた凹部
   （１０４）と、圧力下該凹部を流体で充満させる手段
   （９６）と、該凹部と該ダイアフラムの片側との間で流
   通を確立させる該背板の中の手段とを含むことを特徴と
   する装置。
5. 【請求項５】請求項３記載の装置において、該背板（９
   ２）は該アキュムレータ（３０）が注入物で充満された
   ときに該ダイアフラム（９０）のための止めを画成し、
   該ダイアフラムの実質的に全表面と接触するその外形の
   ついた表面が、タンク（１８）から該アキュムレータへ
   供給される注入物の圧力変化にかかわらずアキュムレー
   タの蓄積容積の変化を制限することを特徴とする装置。
6. 【請求項６】請求項３記載の装置において、該スペーサ
   板の同心円状溝（１０６）は鋭利な突起端によって分離
   され、該突起端は該アキュムレータ（３０）が排出され
   たときに該ダイアフラム（９０）と接触し、支持するこ
   とを特徴とする装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の装置において、該スペーサ
   板のまっすぐな溝（１０５）は該同心円状溝（１０６）
   と流通があることを特徴とする装置
8. 【請求項８】請求項３記載の装置において、該スペーサ
   板（９８）はさらに外側の平坦な環状表面を備え、該ア
   キュムレータ内の該スペーサ板を密封することを特徴と
   する装置。
9. 【請求項９】請求項１記載の装置において、さらに、該
   ハウジングの外部にプログラム手段（３４）を備え、該
   電子手段（３２）へ質問、プログラムを行うことを特徴
   とする装置。
10. 【請求項１０】請求項１記載の装置において、該出口手
    段（３６）は該ハウジングに取り付けられるカテーテル
    を備え、該カテーテルは出口ポート（６４）へ挿入可能
    なコネクタ（６６）を含むことを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】請求項１記載の装置において、さらに薬
    品を該出口（３６）の中へ直接注入するためのサイドポ
    ート（２７）を備えることを特徴とする装置。