JP2024533705A - 輸液システムにおけるパルスモード圧送を制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、医療デバイスおよび他の電子デバイスなどのデバイスにおける流量補償のための新規かつ革新的な方法およびシステムを提供する。様々な実施形態において、コンピュータ実装方法は、コントローラにより制御されるポンプによって、ある期間にわたって、パルスにおけるパルス量を決定することと、パルスサイクル時間を決定することと、前記期間にわたって、ポンプの位置を制御して、遅延を実行し、パルスサイクル時間にわたって実行されるパルスを実行してある量の流体を分注することと、パルス量に対して分注される流体の量のオーバーシュートまたはアンダーシュートを計算することと、計算されたオーバーシュートまたはアンダーシュートに基づいてパルスサイクル時間を調整することと、前記期間が経過するまで分注を繰り返すことと、によって流体供給源から流体をパルスモードで分注することを含む。

Description

本出願は、医療用ポンプを対象とし、より具体的には、低流量用のパルスモード圧送を提供する医療用ポンプの制御システムを対象とする。

背景
本開示は、医療デバイスを含む電子デバイスにおける流れ制御のための新規かつ革新的な方法およびシステムを提供する。様々な実施形態では、デバイスが輸液ポンプを含む。一般に、医療患者は、連続的な薬剤または設定された定期的間隔での薬剤の正確な送達を必要とするときがある。医療用ポンプは、薬物濃度を治療マージン内に維持して不必要な範囲外または場合によっては毒性の範囲外に保つ正確な速度で薬物を投与できるように、制御された流体薬物注入を行う。医療用ポンプは、頻繁な注意を必要としない制御可能な速度で患者に適切な薬物送達を行うことができる。

医療用ポンプは、臨床環境の内外の両方で患者に静脈内（ＩＶ）治療を容易に施すことができる。臨床現場以外では、医師は、多くの場合、患者が薬剤の定期的または連続的な静脈内投与を受けていれば、患者が実質的に正常な生活に戻ることができることを見出している。この種の投与を必要とする治療の種類の中に、抗生物質治療、化学療法、疼痛制御治療、栄養治療、および当業者に公知の幾つかの他の種類がある。多くの場合、患者は複数の毎日の治療を受ける。特定の医学的症状は、３０分から２時間などの比較的短期間にわたる溶液中の薬物の注入を必要とする。これらの症状および他の症状は、患者が装着することができ、また所望の速度で薬剤の連続供給を投与することまたは予定された間隔で数回分の薬剤を提供し得るより一層軽量化された携帯型または移動式の輸液ポンプの開発を促進するために組み合わされてきた。

輸液ポンプの構成は、患者への送達のためにバルーンなどの可撓性容器からの溶液をＩＶチューブの中へと圧搾するエラストマーポンプを含む。或いは、ばね式ポンプが、溶液容器またはリザーバを加圧する。特定のポンプ設計は、溶液を排出するために圧力ローラによって圧搾するされる可撓性区画を含むカートリッジを利用する。駆動機構がシリンジのプランジャを動かして患者に流体を送達する、シリンジを利用する輸液ポンプも知られている。典型的には、これらの輸液ポンプは、シリンジアセンブリを受け入れるように適合されたハウジングと、シリンジプランジャを移動させるように適合された駆動機構と、様々な動作制御部を有するポンプ制御ユニットと、駆動機構および制御部を含むポンプに電力を供給するための電力源とを含む。

さらに、幾つかの輸液ポンプは携帯可能である。例えば、輸液ポンプは、外来患者または他の患者による移動可能な使用のために、より小さく、よりコンパクトな場合がある。当然ながら、携帯式ポンプには、ポンプモータに電力を供給するための手段として、同様に携帯式の電力源が供給されなければならない。バッテリは、携帯ユニット用の電力の適切な選択肢である。一部のポンプは、使い捨てバッテリを使用することがあり、他のポンプは、充電式バッテリを使用することがある。ポンプは、ＩＶポールに取り付けられるように寸法付けられる場合もある。ポンプが取り付けられたＩＶポールは、静止したままであってもよく、または病院環境内で移動されてもよい。別の例では、ポンプが病院のベッドまたは他の支持構造に取り付けられる場合がある。前述したように、ポンプは可搬式であってもよく、例えばパウチ内で患者上に担持されてもよい。ポンプは、患者の衣服および／またはベルト、ベストなどの他の支持衣服に取り付けられて支持されてもよい。

医療デバイスが指定された速度で薬剤を送達するようにする幾つかの方法が存在する。しかしながら、既存の方法には幾つかの短所、限界、および欠点がある。例えば、既存の方法は、モータ駆動ポンプを利用して薬剤を送達し、モータの動作を使用してポンプの動作を制御する。これは、モータが低電力モードで動作している場合に特に問題となり得る。これらの例では、モータの位置制御が不正確または信頼できない場合、医療デバイスは機能を停止するおよび／または指定された速度で薬剤を送達できない場合がある。したがって、ポンプの動作を制御し、ユーザの介入を必要としない医療デバイスの流量を管理するための方法およびシステムが望まれる。

概要
本開示は、医療デバイスおよび他の電子デバイスなどのデバイスにおける流量補償のための新規かつ革新的な方法およびシステムを提供する。本明細書で説明する流量補償は、医療デバイスが、ユーザの介入をほとんどまたは全く伴わずに所望の流量精度閾値内に流量を自動的に維持できるようにする。流量補償は、ポンプモータが一般に短時間にわたってオンすることによってより遅い速度で動作するパルスモード動作中にもたらされる。流量補償は、目標移動デルタまたは最終位置を入力としてとる、ポンプモータ移動の一貫した正確な制御に基づく。この最終位置は、パルスが実行された後のモータおよび／またはポンプの予想位置と比較される。

圧送サイクル位置を追跡することにより、移動の開始位置に対してパルス持続時間を増減する補償を適用することが可能になる。位置移動中の移動速さの制御は、制御点が目標からの距離対移動速度であるため、一般に制限される。パルスモードで動作している間、ポンプによって消費される電力は、パルスモードサイクルのオフ期間中にポンプ電気部品（例えば、モータ制御回路、表示回路、安全回路、計算構成要素など）を低電力状態にすることによって低減される。これは、より経済的に効率的であり、患者に治療を与えるシステムの能力を向上させるシステムをもたらす。

本明細書に記載の開示に照らして、決して本開示を限定するものではないが、本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１の態様において、コンピュータ実装方法は、コントローラにより制御されるポンプによって、ある期間にわたって、パルスにおけるパルス量を決定することと、パルスサイクル時間を決定することと、前記期間にわたって、ポンプの位置を制御して、遅延を実行し、パルスサイクル時間にわたって実行されるパルスを実行してある量の流体を分注すること、パルス量に対して分注される流体の量のオーバーシュートまたはアンダーシュートを計算することと、計算されたオーバーシュートまたはアンダーシュートに基づいてパルスサイクル時間を調整することと、期間が経過するまで分注を繰り返すことと、によって流体供給源から流体をパルスモードで分注することを含む。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第２の態様では、流体供給源がＩＶバッグを備える。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第３の態様において、オーバーシュートまたはアンダーシュートは、パルスの前後のポンプの位置の測定に基づいて計算される。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第４の態様において、方法は、パルスの電圧レベルを、コントローラを介して、タイマを起動し、経過時間後に、コントローラを介して、ポンプのモータのエンコーダ位置を読み取り、コントローラを介して、モータのエンコーダ位置を目標位置と比較し、エンコーダ位置が目標位置以上であるときに、コントローラを介して、パルスの電圧レベルを維持し、および、エンコーダ位置が目標位置よりも小さいときに、コントローラを介して、目標位置からエンコーダ位置を差し引き、差分を使用してパルスの電圧レベルを増大させることによって制御することをさらに含む。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第５の態様において、パルスの電圧レベルは、コントローラを介して、少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータを使用してエンコーダ位置と目標位置との間の差分を調整し、コントローラを介して、調整された差分を使用してパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧を計算し、および、コントローラを介して、計算されたＰＷＭ電圧に基づいてパルスの電圧レベルを増大させることによって増大する。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第６の態様において、少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータは、コントローラに対するＫｐ、Ｋｉ、およびＫｄを含む。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第７の態様において、方法は、コントローラを介して、ＰＷＭ電圧を電圧限界と比較することと、電圧限界を超えるときに、コントローラを介して、ＰＷＭ電圧を電圧限界まで低下させることとをさらに含む。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第８の態様において、方法は、コントローラを介して、ＰＷＭ電圧を最小モータ速さと比較することと、最小モータ速さが閾値を下回るときに、コントローラを介して、ＰＷＭ電圧を少なくとも閾値まで増大させることとをさらに含む。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第９の態様において、パルスに対するパルス量は、送達されるべき流体の量に基づいて決定される。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１０の態様において、パルスサイクル時間は、送達されるべき流体の量または輸液治療に関連する期間の少なくとも一方に基づいて決定される。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１１の態様において、方法は、期間の後に、コントローラを介して、ポンプのモータのエンコーダ位置を読み取ることと、コントローラを介して、モータのエンコーダ位置を目標位置と比較することと、エンコーダ位置が目標位置よりも大きいときに、コントローラを介して、次の期間に対する次のパルスの位置から目標位置とエンコーダ位置との間の差分を差し引くことと、エンコーダ位置が目標位置よりも小さいときに、コントローラを介して、エンコーダ位置と目標位置との間の差分を次の期間に対する次のパルスの位置に加算することとをさらに含む。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１２の態様において、輸液ポンプ装置は、静脈内チューブを通じて流体を圧送するように構成されるポンプモータと、輸液治療を実行するようにポンプモータを制御するべく構成されるコントローラとを含む。コントローラは、ある期間にわたって、パルスにおけるパルス量を決定し、パルスサイクル時間を決定し、前記期間にわたってポンプモータの位置を制御して遅延を実行し、パルスサイクル時間にわたって実行されるパルスを実行してある量の流体を分注させることによって流体をパルスモードで分注させるように構成される。また、コントローラは、パルス量に対して分注される流体の量のオーバーシュートまたはアンダーシュートを計算し、計算されたオーバーシュートまたはアンダーシュートに基づいてパルスサイクル時間を調整し、前記期間が経過するまで分注を繰り返すように構成される。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１３の態様において、コントローラは、比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラを備える。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１４の態様において、オーバーシュートまたはアンダーシュートは、パルスの前後のポンプモータの位置の測定に基づいて計算される。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１５の態様において、コントローラは、パルスの電圧レベルを、タイマを起動し、経過時間後に、ポンプモータのエンコーダ位置を読み取り、ポンプモータのエンコーダ位置を目標位置と比較し、エンコーダ位置が目標位置以上であるときに、パルスの電圧レベルを維持し、および、エンコーダ位置が目標位置よりも小さいときに、目標位置からエンコーダ位置を差し引き、差分を使用してパルスの電圧レベルを増大させることによってさらに制御する。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１６の態様において、パルスの電圧レベルは、少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータを使用してエンコーダ位置と目標位置との間の差分を調整し、調整された差分を使用してパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧を計算し、および、計算されたＰＷＭ電圧に基づいてパルスの電圧レベルを増大させることによって増大する。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１７の態様において、少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータは、コントローラに対するＫｐ、Ｋｉ、およびＫｄを含む。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１８の態様において、コントローラは、ＰＷＭ電圧を電圧限界と比較し、電圧限界を超えるときに、ＰＷＭ電圧を電圧限界まで低下させるようにさらに構成される。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第１９の態様において、コントローラは、輸液治療の指定されたタイプまたは指定された流体注入速度に基づいてパルスモードに入るように構成される。

本明細書に記載の任意の他の態様またはその一部と組み合わせることができる本開示の第２０の態様において、コントローラは、前記パルスの後に、ポンプモータのエンコーダ位置を読み取り、ポンプモータのエンコーダ位置を目標位置と比較し、エンコーダ位置が目標位置よりも大きいときに、次の期間に対する次のパルスの位置から目標位置とエンコーダ位置との間の差分を差し引き、エンコーダ位置が目標位置よりも小さいときに、エンコーダ位置と目標位置との間の差分を次の期間に対する次のパルスの位置に加算するようにさらに構成される。

第２１の態様では、図１～図９Ｃのいずれか１つ以上に関連して説明した特徴、機能、および代替例のいずれかを、図１～図９Ｃの他のいずれかに関連して説明した特徴、機能、および代替例のいずれかと組み合わせることができる。

したがって、本開示および上記の態様に照らして、本開示の利点は、輸液ポンプの流量補償を行うことである。

本開示の他の利点は、輸液ポンプのパルス圧送モードのための正確な流体量制御を行うことである。

開示された方法および装置の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面に記載され、それらから明らかになる。本明細書に記載の特徴および利点は、全てを含むものではなく、特に、多くの追加の特徴および利点が、図面および説明を考慮すると当業者には明らかである。さらに、本明細書で使用される言語は、主に読みやすさおよび説明目的のために選択されており、本発明の主題の範囲を限定するものではないことに留意すべきである。

説明は、本開示の例示的な態様として提示され、本開示の範囲の完全な列挙として解釈されるべきではない以下の図に関連してより完全に理解され得る。

図１は、本開示の例示的な態様に係る、デバイススタックの図を示す。

図２は、本開示の例示的な態様に係る、電子デバイスのブロック図を示す。

図３は、本開示の例示的な態様に係る、モータおよび／またはポンプのためのコントローラの図である。

図４は、本開示の例示的な態様に係る、パルスモード動作プロセスのフローチャートを示す。

図５は、本開示の例示的な態様に係る、位置制御プロセスのフローチャートを示す。

図６は、本開示の例示的な態様に係る、累積誤差補償プロセスのフローチャートを示す。

図７Ａは、本開示の例示的な態様に係るモータの位置制御精度を示す。 図７Ｂは、本開示の例示的な態様に係るモータの位置制御精度を示す。 図７Ｃは、本開示の例示的な態様に係るモータの位置制御精度を示す。

図８Ａは、本開示の例示的な態様に係る、モータ動作中の速度制御を示す。 図８Ｂは、本開示の例示的な態様に係る、モータ動作中の速度制御を示す。

図９Ａは、本開示の例示的な態様に係る、誤差補償を示す。 図９Ｂは、本開示の例示的な態様に係る、誤差補償を示す。 図９Ｃは、本開示の例示的な態様に係る、誤差補償を示す。

詳細な説明
ここで図面を参照すると、医療デバイスおよび他の電子デバイスなどのデバイスにおける流量補償のための新規かつ革新的なシステムおよび方法のための技術が開示される。輸液ポンプなどの様々なデバイスを使用して、患者に治療を送達することができる。これらの治療は、典型的には、特定の流量で薬剤を送達することを含む。輸液ポンプは、一般に、移動型ＩＶスタンド上に設置され、１つ以上のＩＶバッグが移動型ＩＶスタンドの上部から吊り下げられ、１つ以上の輸液ポンプが移動型ＩＶスタンドの中央のポールに取り付けられる。輸液ポンプは、典型的には、高流量モードおよび低流量モードの２つの動作モードを有する。高流量モード（例えば、非パルスモード）の間、輸液ポンプは、制御された速さまたは速度で圧送機構を移動させることによって正確な流量の流体を送達する。低流量で作動する場合、バッテリの稼働時間を最大にするために、ポンプは低電力間欠動作で作動する。低流量モード（例えば、パルスモード）にあるとき、コントローラは、各パルス間にオフ時間を伴って短い持続時間にわたって圧送機構をパルス化するように構成される。全体の流量は、各パルス中に送達される流体の量およびパルス間の時間量を測定することによって決定される。

既存の制御技術は、目標速さを入力としてとる、圧送機構速さの正確な制御を強調する。速度制御は、典型的には、速さが著しく低下しない限り、一貫した正確な位置制御を有さない。速さが低下すると、パルス動作時間が長くなり、パルス動作に対してバッテリ電力消費が増大する。これらの速度制御圧送機構は、それぞれのパルスに対して流体の意図された量に対する流体の分注された量における誤差を最小限に抑えるように動作することが困難であり得る。したがって、輸液の全体にわたってこれらのパルスごとの誤差の蓄積を最小限に抑えるために、より効果的な機構が必要である。本開示の態様に係るシステムおよび方法は、特にパルスモード動作中に、圧送機構の正確な位置制御を得ること、および／またはポンプおよび／またはモータ動作の誤差を補償することができる。これらの技術は、パルスを生成するのに必要な電力量を低減し、パルス中の注入速さを制限し、典型的な輸液ポンプと比較してより正確な流量を達成することができる。

輸液ポンプの圧送システムは、各パルス間にオフ時間を伴って短い持続時間にわたって圧送機構をパルス化させるように構成される。各個々のパルス動作は、流量精度誤差を導入し得る。本開示の態様に係る輸液ポンプは、閉ループ直流（ＤＣ）モータ駆動回転カム圧送機構と、圧送機構を動作させるための位置制御比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラとを使用するように構成される。ＰＩＤコントローラは、終了位置決定の一貫性および精度のために好ましい。しかしながら、本開示の態様によれば、任意のコントローラを使用することができることに留意すべきである。更なる目的は、特にバッテリ駆動デバイスでは、圧送中に消費される電力量を最小限に抑えることである。パルスモード輸液中、本開示の態様に係るデバイスは、ユーザと能動的に注入または相互作用していないときにスリープモードに入るように構成される。したがって、各パルス中に圧送を実行するのに必要な電力量は、電力消費を改善し、患者の安全を確保するために最適化される。

本開示の実施形態によるシステムおよび方法は、既存の技術を改善し、ユーザの介入をほとんどまたは全く伴わずに、流量を所望の流量の正確性の閾値以内に自動的に維持することができる。本開示の態様による輸液ポンプ（および任意の他のデバイス）は、改善されたエネルギー効率と共にパルスモードでの流体送達の精度を改善する改良されたパルスモード動作を提供する。多くの態様では、輸液ポンプは、パルス後のモータおよび／またはポンプの終了位置を測定する。この位置制御方法論は、目標移動デルタまたは最終位置を入力としてとる、移動の一貫した正確な制御を強調する。この最終位置は、パルスが実行された後のモータおよび／またはポンプの予想位置と比較することができる。各パルスは、流体の流れの連続性を維持するために同じ量の流体を出力するように意図されている。しかしながら、圧送機構は、典型的には、圧送サイクル中に一定量の流体を出力しない。この圧送の不整合の結果として、流体出力の量は、圧送サイクル位置に応じて変化することが多い。圧送サイクル位置を追跡することにより、移動の開始位置に対してパルス持続時間を増減する補償を適用することが可能になる。制御点は目標からの距離対移動速度であるため、位置移動中の移動速さの制御は一般に制限され、通常は最大電圧限界のみである。多くの態様では、圧送機構の逆動作を実行して位置オーバーシュートを補正することが可能であり得る。パルスモードで動作している間、ポンプによって消費される電力は、パルスモードサイクルのオフ期間中にポンプ電気部品（例えば、モータ制御回路、表示回路、安全回路、計算構成要素など）を低電力状態にすることによって低減される。これは、より経済的に効率的であり、患者に治療を与えるシステムの能力を向上させるシステムをもたらす。

本開示の態様に係る様々なシステムおよびプロセスを以下により詳細に説明する。
システムおよびデバイス

図１は、本開示の例示的な態様に係るデバイススタック１００の図を示す。デバイススタック１００は、取り付けデバイス（例えば、ＩＶポール）１１４に取り付けられた、１つ以上のデバイス（例えば、輸液ポンプ）１１０および１つ以上の流体供給源（例えば、ＩＶバッグ）１１２を含む。デバイス１１０は、必要に応じて、１つ以上の輸液ポンプまたは任意の他の電子デバイスを含むことができる。デバイス１１０は、本明細書で説明するように、流体供給源１１２から流体を受け取り、様々なプロセスを使用して指定された速度で流体を分注するようにプログラムされるように構成される。

図２は、本開示の例示的な態様に係る、電子デバイス２００のブロック図を示す。デバイス２００は、１つ以上のプロセッサ２１０、メモリ２２０、通信インターフェース２３０、センサ２４０、コントローラ、モータ、およびポンプ２４２、並びに／または電源２４４を含む。プロセッサ２１０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）とも称されることがある。プロセッサ２１０は、算術演算、論理演算、および／またはＩ／Ｏ演算を符号化する命令を実行するように構成された１つ以上のデバイスを含むことができる。多くの態様では、プロセッサ２１０は、典型的には一度に単一の命令を実行する（または単一の命令パイプラインを処理する）ことができるシングルコアプロセッサおよび／または複数の命令を同時に実行することができるマルチコアプロセッサであってもよい。様々な態様では、プロセッサ２１０は、単一の集積回路、２つ以上の集積回路として実装されてもよく、および／または、個々のマイクロプロセッサダイが単一の集積回路パッケージに含まれ、したがって単一のソケットを共有するマルチチップモジュールの構成要素であってもよい。

メモリ２２０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはデータを記憶することができる任意の他のデバイスなどの揮発性および／または不揮発性メモリデバイスの任意の組み合わせを含むことができる。幾つかの実施形態では、メモリ２２０は、様々なデータ２２２を記憶する。様々な実施形態において、データ２２２は、本明細書に記載されるように、デバイス２００に様々なプロセスのいずれかを実行させる。

通信インターフェース２３０は、ネットワークデバイス（例えば、ネットワークアダプタまたはコンピュータをコンピュータネットワークに接続する任意の他の構成要素）、周辺機器相互接続（ＰＣＩ）デバイス、記憶デバイス、ディスクドライブ、サウンドまたはビデオアダプタ、写真／ビデオカメラ、プリンタデバイス、キーボード、ディスプレイなどを含むことができる。通信インターフェース２３０は、必要に応じて様々なネットワークを介して通信することができる。これらのネットワークは、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、電話ネットワーク（例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ））、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）ネットワーク、無線ネットワーク、ポイントツーポイントネットワーク、スターネットワーク、トークンリングネットワーク、ハブネットワーク、無線ネットワーク（ＥＤＧＥ、３Ｇ、４Ｇ ＬＴＥ、Ｗｉ－Ｆｉ、５Ｇ、ＷｉＭＡＸなどのプロトコルを含む）、インターネットなどを含むことができる。ユーザ名／パスワード、オープン認証（ＯＡｕｔｈ）、ケルベロスス、セキュアＩＤ、デジタル証明書などの様々な認証および証明技術が使用されて、通信を保護してもよい。

センサデバイス２４０は、様々な環境および／または物理的状態を検知するための様々なセンサを含むことができる。幾つかの実施形態において、センサデバイス２４０は、特定の状態について処置されている患者に関するデータを測定および／または記録するために使用されることができる。様々な実施形態において、センサデバイス２４０は、モータ位置、ポンプ位置、電圧、バッテリレベル、流体流量、および／または本明細書に記載の任意の他のデータを測定するように構成される。コントローラ、ポンプ、およびモータ２４２は、電子部品、マイクロコントローラ（ＰＩＤコントローラなど）モータ、ポンプ、アクチュエータなどのアクションを実行するために使用される任意のデバイスを含むことができる。これらの動作は、デバイスの電気出力を調整すること、流体供給源によって供給される流体を圧送すること、（特に所望の流量精度内で）薬剤の送達を調整することなどを含むことができるが、これらに限定されない。様々な態様において、モータおよびポンプは別個の構成要素である。多くの態様では、モータおよびポンプは単一の構成要素である。幾つかの態様では、コントローラ、モータ、およびポンプ２４２の一部または全ては、１つ以上のプロセッサ２１０を使用して実装される。

電源２４４は、デバイス２００の構成要素のいずれかに電力を供給するように構成される。電源２４４は、バッテリ、コンデンサ、変圧器、充電回路、および／またはデバイス２００の構成要素にＡＣおよび／またはＤＣ電力を供給することができる任意の他のデバイスを含むことができる。様々な実施形態において、電源２４４は、デバイス２００の構成要素のためにＡＣ電力を３．３Ｖ、５Ｖ、および／または１２ＶのＤＣ電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを含む。電源２４４の充電回路は、ＡＣ充電器、ＤＣ充電器、ソーラーパネル、エネルギーハーベスタなどの任意の適切な充電器を含むことができる。

本発明の実施形態に係る電子デバイスのための特定のアーキテクチャが図２に示されているが、ディスクまたは何らかの他の形態のストレージ上にデータまたはアプリケーションを記憶し、実行時にメモリにロードされるものを含む様々なアーキテクチャのいずれも利用することができる。さらに、ネットワーク接続（通信インターフェースを介した無線ネットワーク接続など）が利用可能になると、システムで利用されるデータのいずれかをキャッシュおよび送信することができる。様々な実施形態において、メモリは、限定はしないが、命令を記憶するトランジスタを使用して構築されたメモリセルなどの回路を含む。同様に、プロセッサは、メモリに記憶された命令に基づいて動作を動的に実行するトランジスタ（または任意の他のデバイス）から形成された論理ゲートを含むことができる。幾つかの実施形態では、命令は、命令によって記述された動作を実施および／または実行するために、プロセッサ内部の論理ゲートの構成で具現化される。このようにして、本明細書に記載のシステムおよび方法は、汎用コンピューティングハードウェアおよび単一目的デバイスの両方を利用して実行することができる。
デバイス動作プロセス

本明細書に記載されるように、輸液ポンプ（および様々な電子デバイス）が、所望の流量精度内の特定の流量で流体を正確に分注することが望ましい。様々な態様では、輸液ポンプは、流体供給源に基づいて特定の速度で流体流を送達するようにプログラムされる。輸液ポンプは、ＰＩＤコントローラなどのコントローラを使用して、モータおよび／またはポンプの動作を正確に決定し、特にパルスモード動作におけるポンプの動作の誤差を動的に補正するように構成される。

図３は、本開示の例示的な態様に係る、モータおよび／またはポンプ用のＰＩＤコントローラ３００の図である。コントローラＰＩＤ３００は、図２のコントローラ２４２を含んでもよい。ＰＩＤコントローラ３００は、終了位置の一貫性および精度でモータおよび／またはポンプの動作を制御するように構成される。図３に示すように、各パルス中に、モータおよび／またはポンプは、構成要素の非線形送達のために変化する移動量を有することができる。ＰＩＤコントローラ３００は、各圧送パルスの前後にモータおよび／またはポンプの位置を監視するように構成される。幾つかの態様では、ＰＩＤコントローラ３００は、ポンプおよび／またはモータの動作中にポンプおよび／またはモータの速さ（例えば、速度）を制御する。ＰＩＤコントローラ３００は、ポンプおよび／またはモータの動作を開始するときに速さを上げることができる。これは、停止状態から所望の速さまたはそれに近い速さで移動状態に移行するときにモータの電流吸引スパイクを制限するために行うことができる。モータが所望の速さに達した後、浮遊電圧限界を印加することができる。この初期浮遊電圧限界は、典型的な負荷下でのポンプおよび／またはモータの動作に基づいて導出することができる。初期浮遊電圧限界が決定された後、速さを継続的に監視することができ、負荷トルク変動などによって速さが著しく低下した場合、浮遊電圧限界を増大させて所望の速さを維持しようとすることができる。ＰＩＤコントローラ３００が、ＰＩＤ動作パラメータＫ_ｐ、Ｋ_ｉ、およびＫ_ｄに基づいて決定されるようにポンプおよび／またはモータの目標動作を閉鎖すると、目標に対する位置誤差に基づいてＰＩＤ動作パラメータが再計算されることに起因して電圧が浮遊限界から低下する可能性がある。幾つかの態様では、浮遊電圧限界は、ＰＩＤコントローラの適切な挙動に影響を及ぼさない。むしろ、目標速さに近い注入速さを維持するために制限を適用する。

輸液ポンプがパルスモードで動作している場合、パルス動作が終了するたびに位置誤差の可能性がある。これらの誤差は、輸液中の全てのパルスにわたって蓄積し、輸液終了時に重大な誤差をもたらす可能性がある。この誤差は、患者に分注される流体の量に影響を及ぼし得る。これらの誤差が蓄積することを防ぐために、前のパルスの誤差が次のパルスの動きに含まれるようにアプローチする。多くの態様では、機構動作の線形化による累積誤差を防止するために、最後の動作に誤差がなかったと仮定して次のパルス動作が計算される。前の目標位置に基づいて新しいパルスが計算された後、前の位置誤差は、次のパルス動作に加算（前の動作が短かった場合）または差し引く（前の動作が長かった場合）ことができる。このようにポンプおよび／またはモータの動作を制御することにより、パルスモード動作中に発生する誤差は蓄積せず、最終パルス動作誤差が輸液プロセスが終了するときの唯一の残りの誤差である。輸液プロセスは、指定された期間の後、一定量の流体が送達された後、および／または必要に応じて任意の他の基準で終了することができる。

図４は、本開示の例示的な態様に係る、パルスモード動作４００のフローチャートを示す。プロセス４００は、図４に示すフローチャートを参照して説明されているが、プロセス４００に関連する動作を実行する多くの他の方法が使用されてもよいことを理解されたい。例えば、ブロックの幾つかの順序は変更されてもよく、特定のブロックは他のブロックと組み合わされてもよく、１つ以上のブロックが繰り返されてもよく、記載されたブロックの幾つかは任意である。プロセス４００は、ハードウェア（回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア、または両方の組み合わせを含み得る処理ロジックによって実行され得る。様々な態様では、パルスモード動作プロセスは、輸液ポンプデバイス内のモータおよび／またはポンプを動作させるコントローラによって実行することができる。

図４に示すように、新たな輸液を開始することができる（４１０）。輸液は、動作モード、期間、送達されるべき流体の量、および／または注入に関する様々な他のデータを指定することができる。輸液がパルスモード輸液でない場合（４１２）、ポンプの速度は、例えば速度動作制御アルゴリズムを使用して制御することができる（４１４）。輸液ポンプのプロセッサ２１０は、パルスモードを起動すべきかどうかを、輸液治療の指定されたタイプまたは指定された流体注入速度に基づいて決定することができる。タイプおよび／または注入速度は、タッチスクリーンなどのユーザインターフェースを使用して輸液ポンプに手動でプログラムすることができる。或いは、タイプおよび／または注入速度は、電子処方箋を介して通信インターフェース２３０を介して受信することができる。

輸液がパルスモード輸液である場合（４１２）、各パルスに対するパルス量を決定することができ（４１６）、パルスサイクル時間を決定することができ（４１８）、パルスモードフローを開始することができる（４２０）。パルス量および／またはパルスサイクル時間は、送達されるべき流体の量および／または輸液に関連する期間に基づいて決定することができる。位置移動制御を実行して（４２２）、遅延およびパルスを実行することができる。輸液プロセスが完了すると（４２４）、輸液を停止することができる（４２６）。輸液プロセスは、限定はしないが、指定された時間が経過したか、モータおよび／またはポンプの指定された動き（例えば、回転数）が完了したか、および／または指定された数のパルスの流体が送達されたかどうかを決定することなどの様々な基準に基づいて完了したと示すことができる。パルス動作を監視して正しいと決定することができる（４２８）。パルス動作が正しい場合（４２８）、プロセス４００はブロック４２２に進むことができる。パルス動作が正しくない場合（４２８）、モータの動作を調整することができ（４３０）、プロセス４００はブロック４２２に進むことができる。モータおよびポンプの動作を制御するための様々なプロセスが、図５に関連してより詳細に説明される。

図５は、本開示の例示的な態様に係る、位置制御プロセス５００のフローチャートを示す。プロセス５００は、図５に示されるフローチャートに関連して説明されるが、プロセス５００に関連する動作を実行する多くの他の方法が使用されてもよいことを理解すべきである。例えば、ブロックの幾つかの順序は変更されてもよく、特定のブロックは他のブロックと組み合わされてもよく、１つ以上のブロックが繰り返されてもよく、記載されたブロックの幾つかは任意である。プロセス５００は、ハードウェア（回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア、または両方の組み合わせを含み得る処理ロジックによって実行され得る。様々な態様では、位置制御プロセスは、輸液ポンプデバイス内のモータおよび／またはポンプを動作させるコントローラによって実行することができる。

パルスモード制御プロセスは、プロセッサ２１０および／またはＰＩＤコントローラ３００によって開始することができ（５１０）、始動タイマが経過することができる（５１２）。次いで、エンコーダ位置をＰＩＤコントローラ３００によって読み取ることができる（５１４）。エンコーダ位置が目標位置にあるか、または目標位置よりも大きい場合（５１６）、パルスモードプロセスは完了することができる（５１８）。エンコーダ位置が目標位置にないか、または目標位置以下である場合（５１６）、現在位置を目標位置から差し引くことができ（５２０）、コントローラのＰＩＤ動作パラメータ（例えば、Ｋ_ｐ、Ｋ_ｉ、およびＫ_ｄ）に基づいて差分を修正することができる（５２２）。電圧を計算することができる（５２４）。電圧は、圧送される流体の速度を制御するために使用することができる。電圧を増大させると、パルスごとに圧送される流体の量を増大させることができる。電圧は、本開示の態様に係るデバイスによって利用されるパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧などの任意の電圧とすることができる。電圧限界を超えると（５２６）、電圧を制限することができる（５２８）。このようにして、デバイスは、デバイスの動作限界内で動作することができる。計算された電圧で動作するようにモータをプログラムすることができ（５３０）、モータを動作させることができる。モータの動作が遅すぎるかまたは閾値未満である場合（５３２）、電圧限界を増大させることができ（５３４）、プロセスはブロック５３６に進むことができる。動作速さが遅すぎない場合（５３２）、プロセスはブロック５３６に進むことができる。プロセスは、次のパルスまで休止することができる（５３６）。

図６は、本開示の例示的な態様に係る、累積誤差補償プロセス６００のフローチャートを示す。累積誤差補償プロセス６００は、パルスが完了した後に実行されてもよい。プロセス６００は、図６に示されるフローチャートに関連して説明されるが、プロセス６００に関連する動作を実行する多くの他の方法が使用されてもよいことを理解すべきである。例えば、ブロックの幾つかの順序は変更されてもよく、特定のブロックは他のブロックと組み合わされてもよく、１つ以上のブロックが繰り返されてもよく、記載されたブロックの幾つかは任意である。プロセス６００は、ハードウェア（回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア、または両方の組み合わせを含み得る処理ロジックによって実行され得る。様々な態様において、累積誤差補償プロセスは、輸液ポンプデバイス内のモータおよび／またはポンプを動作させるコントローラによって実行することができる。

パルスモードを開始することができる（６１０）。位置移動を計算することができる（６１２）。多くの態様では、位置移動は線形化曲線に基づいて計算される。位置移動制御ループを実行することができる（６１４）。モータエンコーダの現在位置を読み取ることができる（６１６）。パルスモード輸液が完了すると（６１８）、プロセスは終了することができる（６２０）。パルスモード輸液が完了していない場合（６１８）、エンコーダの現在位置と所望（目標）位置との間の差分を決定することができる。現在位置が現在のパルスの所望位置よりも小さい場合（６２２）、差分を次のパルスの位置に加算することができ（６２４）、プロセスはブロック６１４に戻ることができる。例えば、差分の値に基づいて、次のパルスが始まるまでの遅延を短縮することができる。現在位置が現在のパルスの所望位置以上である場合（６２２）、次のパルスの位置から差分を差し引くことができ（６２６）、プロセスはブロック６１４に戻ることができる。例えば、差分の値に基づいて、次のパルスが始まるまでの遅延を長くすることができる。

図７Ａ～図７Ｃは、本開示の例示的な態様に係る、モータにおける位置制御精度を示す。図７Ａに示すように、グラフ７００は、本開示の態様に係る、最小パルス量における最小モータ動作を伴うパルスを示す。図７Ｂに示すように、グラフ７２０は、本開示の態様に係る、最大パルス量における最小モータ動作を伴うパルスを示す。図７Ｃに示すように、グラフ７４０は、本開示の態様に係る最大パルス量における最大モータ動作を伴うパルスを示す。図７Ａ～図７Ｃから分かるように、本開示の態様による位置制御方法は、一貫したモータ動作を提供し、特に速度制御方法と比較して正確な流体送達を保証する。

本明細書に記載されるように、コントローラは、パルスモードのモータ動作に使用することができる。幾つかの態様では、パルス速さが患者およびポンプ機構にとって安全であるのに十分に遅くなるように、モータ速さを制御することができる。加えて、パルス速さは、バッテリ寿命の懸念が満たされるように十分に速く、モータは、より高いトルクシナリオ下でさえ継続的な動作を可能にするヘッドルームを有する。モータ速さは、モータが速さに達するにつれて電流スパイクを制限するために上昇する。これらの目的を達成するために、浮遊モータ電圧パーセンテージ限界を使用することができる。

図８Ａ～図８Ｂは、本開示の例示的な態様に係る、モータ動作中の速度制御、並びにモータ電圧および速さに対するこの制限の効果を示す。図８Ａに示すように、グラフ８００は、モータ電圧の唯一の制限が１００％電圧限界である場合に、ＰＩＤコントローラによって直接制御されているモータ電圧を示す。この例では、ほとんどの動作において、モータ電圧は１００％で駆動される。モータ電圧は、動作が目標に達するときにのみ低下する。モータ速さは、サンプルあたりのエンコーダカウントの変化によって示されるように、機構限界に達し、モータ電圧が低下するにつれて低下する。

図８Ｂに示すように、グラフ８２０は、電流スパイクを回避するためにモータ電圧が上昇することを示す。モータが所望の速さに達すると、浮遊モータ電圧限界が適用される。この例では、速さは動作中に比較的一定のままであるため、この浮遊電圧限界をデフォルトからさらに調整する必要はない。モータ電圧は、速さ制御なしの場合と同様に動作の終わりに低下し、それにより、動作がその目標に近づくにつれてコントローラは電圧を自然に低下させることができる。輸液ポンプの動作モードに応じて、時間と動作速さとの間にはトレードオフがあることに留意されたい。これらの要因を考慮して所望の速さを決定することができ、本明細書に記載のプロセスは、より少ない欠点でそれらの選択を行うことを可能にする。

本明細書で説明するように、コントローラは、モータおよび／またはポンプの動作中に蓄積するパルス動作誤差を測定および補償する。補正されない場合、これらの累積誤差は、輸液期間全体にわたって大きな動作誤差をもたらす可能性がある。本明細書で説明するように、コントローラは、前のパルス誤差を次のパルスの動きに補償することによって、これらの累積誤差を防止するように構成される。パルスが終了位置をオーバーシュートした場合、そのオーバーシュート量は次のパルス動作要求から対応して除去される。同様に、パルスが終了位置をアンダーシュートした場合、そのアンダーシュート量は次のパルス動作要求に追加される。

図９Ａ～図９Ｃは、本開示の例示的な態様に係る誤差補償を示す。図９Ａに示すように、グラフ９００は、この動作モードにおけるパルス当たりの誤差を示す。グラフ９００には、最高パルスモード流量での短い輸液（＜５分）が示されている。この輸液中、より高速であるため、パルスは終了位置をわずかにオーバーシュートする傾向があった。最後のパルスは、アンダーシュートする傾向がある非常に短い動作であった。位置誤差の合計は＋８５８エンコーダカウントであり、これはモータの誤差回転のほぼ４分の１である。図９Ｂに示すように、グラフ９２０は、予想される動き、実際の動き（シーケンシャルパルス補償あり）、およびシーケンシャルパルス補償なしであったであろう動きの３セットのデータを用いて、輸液期間全体の蓄積されたエンコーダの動きを示す。図９Ｃに示すように、グラフ９４０は、グラフ９２０で強調表示されているように、連続的なパルス補償のない動きの部分を示している。グラフ９４０に示すように、予想移動データおよび実際の移動データは、最後のサンプルまで類似しており、最終パルス誤差は、誤差が以前の誤差よりも大きいために見ることができる。

本明細書に記載された開示された方法および手順の全ては、１つ以上のコンピュータプログラム、構成要素、および／またはプログラムモジュールを使用して実装されることができることを理解されたい。これらの構成要素は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気または光ディスク、光メモリ、または他の記憶媒体などの揮発性または不揮発性メモリを含む、任意の従来のコンピュータ可読媒体または機械可読媒体上の一連のコンピュータ命令として提供されてもよい。命令は、ソフトウェアまたはファームウェアとして提供されてもよく、および／またはＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰまたは任意の他の同様のデバイスなどのハードウェア構成要素に全体的または部分的に実装されてもよい。命令は、一連のコンピュータ命令を実行するときに、開示された方法および手順の全部または一部を実行するまたは実行を容易にする１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成されてもよい。当業者であれば分かるように、プログラムモジュールの機能は、本開示の様々な態様において所望に応じて組み合わされまたは分散されてもよい。

本開示はある特定の態様で説明されているが、多くの追加の変更および変形が当業者には明らかであろう。特に、前述した様々なプロセスのいずれも、特定の用途の要件により適した方法で同様の結果を達成するために、代替シーケンスでおよび／または並列に（同じまたは異なるコンピューティングデバイス上で）実行されることができる。したがって、本開示は、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、具体的に説明された以外の方法で実施されることができることを理解されたい。したがって、本開示の実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の特定の用途に適していると考えられる、本明細書で論じる実施形態の幾つかまたは全てを自由に組み合わせることは、当業者には明らかであろう。本開示を通して、「有利な」、「例示的な」または「好ましい」などの用語は、本開示またはその実施形態に特に適している（ただし必須ではない）要素または寸法を示し、明示的に必要とされる場合を除いて、当業者によって適していると考えられる場合はいつでも変更され得る。したがって、本発明の範囲は、例示された実施形態によってではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって決定されるべきである。

開示された方法および装置の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面に記載され、それらから明らかになる。本明細書に記載の特徴および利点は、全てを含むものではなく、特に、多くの追加の特徴および利点が、図面および説明を考慮すると当業者には明らかである。さらに、本明細書で使用される言語は、主に読みやすさおよび説明目的のために選択されており、本発明の主題の範囲を限定するものではないことに留意すべきである。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
輸液治療を実行するためのコンピュータ実装方法であって、前記方法は、
コントローラにより制御されるポンプによって、ある期間にわたって、流体供給源から流体をパルスモードで分注すること
を含み、前記分注することは、
パルスに対するパルス量を決定することと、
パルスサイクル時間を決定することと、
前記期間にわたって、
前記ポンプの位置を制御して、
遅延を実行することと、
ある量の前記流体を分注するようにパルスを実行することであって、前記パルスは、前記パルスサイクル時間にわたって実行される、ことと、
前記パルス量に対して分注される前記流体の量のオーバーシュートまたはアンダーシュートを計算することと、
前記計算されたオーバーシュートまたはアンダーシュートに基づいて前記パルスサイクル時間を調整することと、
前記期間が経過するまで前記分注を繰り返すことと
によって行われる、コンピュータ実装方法。
（項目２）
前記流体供給源は、ＩＶバッグを備える、項目１に記載のコンピュータ実装方法。
（項目３）
前記オーバーシュートまたはアンダーシュートは、前記パルスの前後の前記ポンプの前記位置を測定することに基づいて計算される、項目１に記載のコンピュータ実装方法。
（項目４）
前記パルスの電圧レベルを、
前記コントローラを介して、タイマを起動することと、
経過時間後に、前記コントローラを介して、前記ポンプのモータのエンコーダ位置を読み取ることと、
前記コントローラを介して、前記モータの前記エンコーダ位置を目標位置と比較することと、
前記エンコーダ位置が前記目標位置以上であるときに、前記コントローラを介して、前記パルスの電圧レベルを維持することと、
前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも小さいときに、前記コントローラを介して、前記目標位置から前記エンコーダ位置を差し引き、その差分を使用して前記パルスの前記電圧レベルを増大させることと
によって制御することをさらに含む、項目１または３に記載のコンピュータ実装方法。
（項目５）
前記パルスの前記電圧レベルは、
前記コントローラを介して、少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータを使用して前記エンコーダ位置と前記目標位置との間の前記差分を調整することと、
前記コントローラを介して、前記調整された差分を使用してパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧を計算することと、
前記コントローラを介して、前記計算されたＰＷＭ電圧に基づいて前記パルスの前記電圧レベルを増大させることと
によって増大させられる、項目４に記載のコンピュータ実装方法。
（項目６）
前記少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータは、前記コントローラに対するＫ _ｐ 、Ｋ _ｉ 、およびＫ _ｄ を含む、項目５に記載のコンピュータ実装方法。
（項目７）
前記コントローラを介して、前記ＰＷＭ電圧を電圧限界と比較することと、
前記電圧限界を超えるときに、前記コントローラを介して、前記ＰＷＭ電圧を前記電圧限界まで低下させることと
をさらに含む、項目５に記載のコンピュータ実装方法。
（項目８）
前記コントローラを介して、前記ＰＷＭ電圧を最小モータ速さと比較することと、
前記最小モータ速さが閾値を下回るときに、前記コントローラを介して、前記ＰＷＭ電圧または前記電圧限界を少なくとも前記閾値まで増大させることと
をさらに含む、項目５または７に記載のコンピュータ実装方法。
（項目９）
前記パルスに対する前記パルス量は、送達されるべき前記流体の量に基づいて決定される、項目１に記載のコンピュータ実装方法。
（項目１０）
前記パルスサイクル時間は、送達されるべき前記流体の量または輸液治療に関連する期間の少なくとも一方に基づいて決定される、項目１または９に記載のコンピュータ実装方法。
（項目１１）
前記期間の後に、
前記コントローラを介して、前記ポンプのモータのエンコーダ位置を読み取ることと、
前記コントローラを介して、前記モータの前記エンコーダ位置を目標位置と比較することと、
前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも大きいときに、前記コントローラを介して、次の期間に対する次のパルスの位置から前記目標位置と前記エンコーダ位置との間の差分を差し引くことと、
前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも小さいときに、前記コントローラを介して、前記エンコーダ位置と前記目標位置との間の差分を次の期間に対する次のパルスの位置に加算することと
をさらに含む、項目１に記載のコンピュータ実装方法。
（項目１２）
輸液ポンプ装置であって、前記輸液ポンプ装置は、
静脈内チューブを通じて流体を圧送するように構成されるポンプモータと、
前記ポンプモータを制御して輸液治療を実行するように構成されるコントローラと
を備え、
前記コントローラは、ある期間にわたって、前記流体をパルスモードで分注させるように構成されており、前記分注させることは、
パルスに対するパルス量を決定することと、
パルスサイクル時間を決定することと、
前記期間にわたって、
前記ポンプモータの位置を制御して、
遅延を実行することと、
ある量の前記流体を分注するようにパルスを実行することであって、前記パルスは、前記パルスサイクル時間にわたって実行される、ことと、
前記パルス量に対して分注される前記流体の量オーバーシュートまたはアンダーシュートを計算することと、
前記計算されたオーバーシュートまたはアンダーシュートに基づいて前記パルスサイクル時間を調整することと、
前記期間が経過するまで前記分注を繰り返すことと
によって行われる、装置。
（項目１３）
前記コントローラは、比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラを備える、項目１２に記載の装置。
（項目１４）
前記オーバーシュートまたはアンダーシュートは、前記パルスの前後の前記ポンプモータの位置を測定することに基づいて計算される、項目１２に記載の装置。
（項目１５）
前記コントローラは、前記パルスの電圧レベルを、
タイマを起動することと、
経過時間後に、前記ポンプモータのエンコーダ位置を読み取ることと、
前記ポンプモータの前記エンコーダ位置を目標位置と比較することと、
前記エンコーダ位置が前記目標位置以上であるときに、前記パルスの電圧レベルを維持することと、
前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも小さいときに、前記目標位置から前記エンコーダ位置を差し引き、その差分を使用して前記パルスの前記電圧レベルを増大させることと
によってさらに制御する、項目１２または１４に記載の装置。
（項目１６）
前記コントローラは、前記パルスの前記電圧レベルを、
少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータを使用して前記エンコーダ位置と前記目標位置との間の前記差分を調整することと、
前記調整された差分を使用してパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧を計算することと、
前記計算されたＰＷＭ電圧に基づいて前記パルスの前記電圧レベルを増大させることと
によって増大させる、項目１５に記載の装置。
（項目１７）
前記少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータは、前記コントローラに対するＫ _ｐ 、Ｋ _ｉ 、およびＫ _ｄ を含む、項目１６に記載の装置。
（項目１８）
前記コントローラは、
前記ＰＷＭ電圧を電圧限界と比較することと、
前記電圧限界を超えるときに、前記ＰＷＭ電圧を前記電圧限界まで低下させることと
を行うようにさらに構成される、項目１６に記載の装置。
（項目１９）
前記コントローラは、前記輸液治療の指定されたタイプまたは指定された流体注入速度に基づいて前記パルスモードに入るように構成される、項目１２または１６に記載の装置。
（項目２０）
前記コントローラは、前記パルスの後に、
前記ポンプモータのエンコーダ位置を読み取ることと、
前記ポンプモータの前記エンコーダ位置を目標位置と比較することと、
前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも大きいときに、次の期間に対する次のパルスの位置から前記目標位置と前記エンコーダ位置との間の差分を差し引くことと、
前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも小さいときに、前記エンコーダ位置と前記目標位置との間の差分を次の期間に対する次のパルスの位置に加算することと
を行うようにさらに構成される、項目１２、１６または１９に記載の装置。

Claims (20)

1. 輸液治療を実行するためのコンピュータ実装方法であって、前記方法は、
   コントローラにより制御されるポンプによって、ある期間にわたって、流体供給源から流体をパルスモードで分注すること
   を含み、前記分注することは、
   パルスに対するパルス量を決定することと、
   パルスサイクル時間を決定することと、
   前記期間にわたって、
   前記ポンプの位置を制御して、
   遅延を実行することと、
   ある量の前記流体を分注するようにパルスを実行することであって、前記パルスは、前記パルスサイクル時間にわたって実行される、ことと、
   前記パルス量に対して分注される前記流体の量のオーバーシュートまたはアンダーシュートを計算することと、
   前記計算されたオーバーシュートまたはアンダーシュートに基づいて前記パルスサイクル時間を調整することと、
   前記期間が経過するまで前記分注を繰り返すことと
   によって行われる、コンピュータ実装方法。
2. 前記流体供給源は、ＩＶバッグを備える、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
3. 前記オーバーシュートまたはアンダーシュートは、前記パルスの前後の前記ポンプの前記位置を測定することに基づいて計算される、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
4. 前記パルスの電圧レベルを、
   前記コントローラを介して、タイマを起動することと、
   経過時間後に、前記コントローラを介して、前記ポンプのモータのエンコーダ位置を読み取ることと、
   前記コントローラを介して、前記モータの前記エンコーダ位置を目標位置と比較することと、
   前記エンコーダ位置が前記目標位置以上であるときに、前記コントローラを介して、前記パルスの電圧レベルを維持することと、
   前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも小さいときに、前記コントローラを介して、前記目標位置から前記エンコーダ位置を差し引き、その差分を使用して前記パルスの前記電圧レベルを増大させることと
   によって制御することをさらに含む、請求項１または３に記載のコンピュータ実装方法。
5. 前記パルスの前記電圧レベルは、
   前記コントローラを介して、少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータを使用して前記エンコーダ位置と前記目標位置との間の前記差分を調整することと、
   前記コントローラを介して、前記調整された差分を使用してパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧を計算することと、
   前記コントローラを介して、前記計算されたＰＷＭ電圧に基づいて前記パルスの前記電圧レベルを増大させることと
   によって増大させられる、請求項４に記載のコンピュータ実装方法。
6. 前記少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータは、前記コントローラに対するＫ_ｐ、Ｋ_ｉ、およびＫ_ｄを含む、請求項５に記載のコンピュータ実装方法。
7. 前記コントローラを介して、前記ＰＷＭ電圧を電圧限界と比較することと、
   前記電圧限界を超えるときに、前記コントローラを介して、前記ＰＷＭ電圧を前記電圧限界まで低下させることと
   をさらに含む、請求項５に記載のコンピュータ実装方法。
8. 前記コントローラを介して、前記ＰＷＭ電圧を最小モータ速さと比較することと、
   前記最小モータ速さが閾値を下回るときに、前記コントローラを介して、前記ＰＷＭ電圧または前記電圧限界を少なくとも前記閾値まで増大させることと
   をさらに含む、請求項５または７に記載のコンピュータ実装方法。
9. 前記パルスに対する前記パルス量は、送達されるべき前記流体の量に基づいて決定される、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
10. 前記パルスサイクル時間は、送達されるべき前記流体の量または輸液治療に関連する期間の少なくとも一方に基づいて決定される、請求項１または９に記載のコンピュータ実装方法。
11. 前記期間の後に、
    前記コントローラを介して、前記ポンプのモータのエンコーダ位置を読み取ることと、
    前記コントローラを介して、前記モータの前記エンコーダ位置を目標位置と比較することと、
    前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも大きいときに、前記コントローラを介して、次の期間に対する次のパルスの位置から前記目標位置と前記エンコーダ位置との間の差分を差し引くことと、
    前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも小さいときに、前記コントローラを介して、前記エンコーダ位置と前記目標位置との間の差分を次の期間に対する次のパルスの位置に加算することと
    をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
12. 輸液ポンプ装置であって、前記輸液ポンプ装置は、
    静脈内チューブを通じて流体を圧送するように構成されるポンプモータと、
    前記ポンプモータを制御して輸液治療を実行するように構成されるコントローラと
    を備え、
    前記コントローラは、ある期間にわたって、前記流体をパルスモードで分注させるように構成されており、前記分注させることは、
    パルスに対するパルス量を決定することと、
    パルスサイクル時間を決定することと、
    前記期間にわたって、
    前記ポンプモータの位置を制御して、
    遅延を実行することと、
    ある量の前記流体を分注するようにパルスを実行することであって、前記パルスは、前記パルスサイクル時間にわたって実行される、ことと、
    前記パルス量に対して分注される前記流体の量オーバーシュートまたはアンダーシュートを計算することと、
    前記計算されたオーバーシュートまたはアンダーシュートに基づいて前記パルスサイクル時間を調整することと、
    前記期間が経過するまで前記分注を繰り返すことと
    によって行われる、装置。
13. 前記コントローラは、比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラを備える、請求項１２に記載の装置。
14. 前記オーバーシュートまたはアンダーシュートは、前記パルスの前後の前記ポンプモータの位置を測定することに基づいて計算される、請求項１２に記載の装置。
15. 前記コントローラは、前記パルスの電圧レベルを、
    タイマを起動することと、
    経過時間後に、前記ポンプモータのエンコーダ位置を読み取ることと、
    前記ポンプモータの前記エンコーダ位置を目標位置と比較することと、
    前記エンコーダ位置が前記目標位置以上であるときに、前記パルスの電圧レベルを維持することと、
    前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも小さいときに、前記目標位置から前記エンコーダ位置を差し引き、その差分を使用して前記パルスの前記電圧レベルを増大させることと
    によってさらに制御する、請求項１２または１４に記載の装置。
16. 前記コントローラは、前記パルスの前記電圧レベルを、
    少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータを使用して前記エンコーダ位置と前記目標位置との間の前記差分を調整することと、
    前記調整された差分を使用してパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧を計算することと、
    前記計算されたＰＷＭ電圧に基づいて前記パルスの前記電圧レベルを増大させることと
    によって増大させる、請求項１５に記載の装置。
17. 前記少なくとも１つのＰＩＤ動作パラメータは、前記コントローラに対するＫ_ｐ、Ｋ_ｉ、およびＫ_ｄを含む、請求項１６に記載の装置。
18. 前記コントローラは、
    前記ＰＷＭ電圧を電圧限界と比較することと、
    前記電圧限界を超えるときに、前記ＰＷＭ電圧を前記電圧限界まで低下させることと
    を行うようにさらに構成される、請求項１６に記載の装置。
19. 前記コントローラは、前記輸液治療の指定されたタイプまたは指定された流体注入速度に基づいて前記パルスモードに入るように構成される、請求項１２または１６に記載の装置。
20. 前記コントローラは、前記パルスの後に、
    前記ポンプモータのエンコーダ位置を読み取ることと、
    前記ポンプモータの前記エンコーダ位置を目標位置と比較することと、
    前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも大きいときに、次の期間に対する次のパルスの位置から前記目標位置と前記エンコーダ位置との間の差分を差し引くことと、
    前記エンコーダ位置が前記目標位置よりも小さいときに、前記エンコーダ位置と前記目標位置との間の差分を次の期間に対する次のパルスの位置に加算することと
    を行うようにさらに構成される、請求項１２、１６または１９に記載の装置。

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