ポンピングカセット（５００，６００，７００）が提供される。それぞれのカセットは、ハウジングと、少なくとも１つの流体流入口及び少なくとも１つの流体排出口と、前記カセットに流体連通される少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプ（６０２，６０４）とを含む。バランスカセットが流体連通された少なくとも１つのバランスポッド（７０６，７０８）を含む。混合カセットが流体連通された少なくとも１つの混合室を含む。前記システムは、混合カセット（５００）、バランスカセット（７００）、及び混合カセット（６００）と前記バランスカセット、及び少なくとも１つのポッドに流体連通された外側又は中間カセットを含む。混合カセットは、少なくとも１つの流路によって、中間カセットに流体連通され、且つ、中間カセットは、少なくとも１つの流路によって、バランスカセットに流体連通される。少なくとも１つのポッドが少なくとも２つのカセットに連結され、前記ポッドがカセット間の流域に配置される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体汲み出しのためのカセットシステム統合型装置に関する。
本願は、２００７年１０月１２日に出願した「目的の装置のためのカセットシステム（Ｃａｓｓｅｔｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」（代理人整理番号 Ｎｏ． ＤＥＫＡ−０２３ＸＸ）と題される米国特許出願第１１／８７１，８０３号明細書の部分継続出願であり、２００７年２月２７日付で出願された「血液透析システム及びその方法（Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ）」と題される米国仮明細書特許出願第６０／９０４，０２４号明細書及び２００７年４月２日付で出願された「センサ装置（Ｓｅｎｓｏｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」と題される米国仮明細書特許出願第６０／９２１，３１４号明細書を基礎として優先権を主張し、上記した特許出願はすべて、その全体が本願明細書に参照により援用される。
【発明の概要】
【０００２】
カセット統合型システムの一態様によれば、カセット統合型システムが、混合カセット、バランスカセット、混合カセット及びバランスカセットと流体連通された中間カセット、及び少なくとも１つのポッドとを含む。混合カセットは、少なくとも１つの流路によって中間カセットに流体連通され、中間カセットは、少なくとも１つの流路によってバランスカセットに流体連通される。少なくとも１つのポッドがカセットの少なくとも２つのカセットに連結され、ここで、ポッドは、カセット間の領域に位置される。
【０００３】
カセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の１つ以上を含む。ハウジングが天板、中板、及び低板を含む。ポッドは、少なくとも１つの流体流入口及び少なくとも１つの流体排出口を有する曲線状の硬質な室壁を含む。混合カセット、中間カセット、及びバランスカセットは、少なくとも１つの弁をさらに含む。いくつかの実施形態において、弁は、膜弁である。カセットに連結される流路の少なくとも１つが、剛性の中空型円筒状構造物である。いくつかの実施形態において、カセットを連結する流路の少なくとも１つが、円筒状構造物内の逆止め弁を含む。システムのいくつかの実施形態において、混合カセットは、混合カセットハウジング内で、少なくとも１つの定量膜ポンプをさらに含む。混合室は、流体排出口ラインに流体連通される。システムのいくつかの実施形態において、バランスカセットは、ハウジング内に位置され、流路に流体連通される少なくとも１つの定量ポンプをさらに含む。定量ポンプが所定の量の流体を汲み出すことにより、その流体が、バランス室を迂回するようにし、ここで、定量ポンプは、膜ポンプである。
【０００４】
カセット統合型システムの一態様によれば、カセット統合型システムは、混合カセット、バランスカセット、及び中間カセットを含む。混合カセットは、少なくとも１つの流体流入口ライン及び少なくとも１つの流体排出口ラインを含む混合カセットハウジングを含む。また、混合カセットは、ハウジングに流体連通された少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプを含む。圧力ポンプは、流体流入口ラインから少なくとも１つの流体排出口ラインへと少なくとも１つの流体を汲み出す。また、混合カセットは、ハウジングに流体連通された少なくとも１つが、混合室を含む。混合室は、流体排出口ラインに流体連通される。中間カセットは、少なくとも１つの流体ポート及び少なくとも１つの通気口を含むハウジングを含み、通気口は、中間カセットハウジングの外部に流体ソースをベントさせる。また、中間カセットは、ハウジングに流体連通された少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプを含む。ポンプは、流体を汲み出す。バランスカセットは、少なくとも２つの流入口流路及び少なくとも２つの排出口流路を含むハウジングを含む。また、少なくとも１つのバランスポッドがバランスカセットハウジングに流体連通され、また、流体経路と流体連通される。バランスポッドは、第１流体の流動と第２流体の流動のバランスを維持することにより、第１流体の量が第２流体の量と等しくなるようにする。バランスポッドは、膜を含み、膜は、二つのバランス室を形成する。また、バランスカセットは、バランスカセットハウジングに流体連通された少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプを含む。圧力ポンプは、流体流入口ラインから流体排出口ラインへと流体を汲み出す。混合カセットは、少なくとも１つの流路によって、中間カセットに流体連通され、また、中間カセットは、少なくとも１つの流路によって、バランスポッドに流体連通される。往復運動型圧力変位膜ポンプ、混合室、及びバランスポッドが、カセット間の流域内に位置するように、往復運動型圧力変位膜ポンプ、混合室、及びバランスポッドがハウジングに連結される。
カセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の少なくとも１つを含む。カセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。往復運動型圧力変位膜ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着された可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。また、いくつかの実施形態において、バランスポッドが、曲線状の硬質な室壁及び硬質な室壁に付着された可撓性膜を含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、二つのバランス室を画定する。混合室は、少なくとも１つの流体流入口及び少なくとも１つの流体排出口を有する曲線状の硬質な室壁を含む。混合カセット、中間カセット、及びバランスカセットは、少なくとも１つの弁をさらに含む。弁のいくつかの実施形態において、弁は、膜弁である。いくつかの実施形態において、膜弁がボルカーノ弁である。
【０００５】
いくつかの実施形態において、カセットに連結された流路の少なくとも１つが、剛性の中空型円筒状構造物である。いくつかの実施形態において、カセットに連結された流路の少なくとも１つが、円筒状構造物内の逆止め弁を含む。システムのいくつかの実施形態において、混合カセットが、混合カセットハウジング内の少なくとも１つの定量膜ポンプをさらに含む。混合室は、流体排出口ラインに流体連通される。システムのいくつかの実施形態において、バランスカセットは、ハウジング内で、流路に流体連通された少なくとも１つの定量ポンプをさらに含む。定量ポンプは、流体がバランス室を迂回するように、流体の所定の量を汲み出し、ここで、定量ポンプが膜ポンプである。
【０００６】
カセット統合型システムの一態様によれば、カセット統合型システムが、混合カセット、中間カセット、及びバランスカセットを含む。混合カセットは、少なくとも１つの流体流入口ライン及び少なくとも１つの流体排出口ラインを含む混合カセットハウジングを含む。また、少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプがハウジングに流体連通される。圧力ポンプは、流体流入口ラインから流体排出口ラインの少なくとも１つへと少なくとも１つの流体を汲み出す。また、混合カセットは、ハウジングに流体連通された少なくとも１つの混合室を含む。混合室は、流体排出口ラインに流体連通される。複数の膜弁及び複数の流路がさらに含まれる。弁が流路内の流体の流動を制御する。また、混合カセットは、混合カセットハウジング内の少なくとも１つの定量膜ポンプを含む。混合室は、流体排出口ラインに流体連通される。
【０００７】
中間カセットは、少なくとも１つの流体ポート及び少なくとも１つの通気口を含む中間カセットハウジングを含む。通気口通気ポートは、ハウジングの外部に流体ソースを排出する。また、中間カセットハウジング内の複数の流路及び複数の膜弁も含む。弁は、流路内の流体流動を制御する。ハウジングに流体連通された少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプがさらに含まれる。ポンプは、流体を汲み出す。
【０００８】
バランスカセットは、少なくとも１つの流入口流路及び少なくとも１つの排出口流路を含むバランスカセットハウジングを含む。複数の膜弁及び複数の流体経路がさらに含まれる。弁は、流体経路内の流体の流動を制御する。流体経路と流体連通され、バランスカセットハウジングに流体連通された少なくとも１つのバランスポッドがさらに含まれる。バランスポッドは、第１流体の流動と第２流体の流動の均衡を維持することにより、第１流体の量が第２流体の量と等しくなるようにする。バランスポッドは、二つのバランス室を形成する膜を含む。また、バランスカセットは、バランスカセットハウジングに流体連通された少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプを含む。圧力ポンプは、流体流入口ラインから流体排出口ラインへと流体を汲み出す。また、流路に流体連通され、ハウジング内に位置する少なくとも１つの定量ポンプが設けられる。定量ポンプは、流体がバランス室を迂回するように、所定の量の流体を汲み出す。定量ポンプは、膜ポンプである。
【０００９】
混合カセットは、少なくとも１つの流路によって、中間カセットに流体連通される。また、中間カセットは、少なくとも１つの流路によって、バランスポッドに流体連通される。往復運動型圧力変位膜ポンプ、混合室、及びバランスポッドが、カセット間の領域内に位置するように、往復運動型圧力変位膜ポンプ、混合室、及びバランスポッドがハウジングに連結される。
【００１０】
カセットのこの態様のいくつかの実施形態において、カセットを連結する流路の少なくとも１つが、硬質の中空型円筒状構造物である。
ポンピングカセットの一態様によれば、カセットは、少なくとも２つの流入口流路及び少なくとも２つの排出口流路を含むハウジングを含むカセットである。少なくとも１つのバランスポッドがハウジング内に位置され、流体経路と流体連通される。バランスポッドは、第１流体の流動と第２流体の流動の均衡を維持することにより、第１流体の量が第２流体の量と等しくなるようにする。また、バランスポッドは、二つのバランスカセットを形成する膜を含む。また、カセットには、少なくとも２つの往復運動型圧力変位膜ポンプが設けられる。ポンプは、ハウジング内に配置され、また、ポンプは、流体流入口から流体排出口ラインへと流体を汲み出し、また流体流入口から流体排出口まで第２流体を汲み出す。
【００１１】
カセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の少なくとも１つを含む。往復運動型圧力変位ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着した可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。また、カセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。また、カセットは、ハウジング内の定量ポンプをさらに含む。定量ポンプは、流路に流体連通され、所定の量の流体を汲み出す。また、圧力ポンプ及び定量ポンプは、空圧式で作動されるポンプである。また、定量ポンプは、流体がバランス室を迂回するように、所定の量の流体を汲み出し、また、定量ポンプは、膜ポンプである。また、カセットが少なくとも１つの流体弁を含む。また、カセットが１つの空圧弁によって作動される少なくとも２つの流体弁を含む。
【００１２】
カセットの他の態様によれば、カセットは、少なくとも１つの流入口流路及び少なくとも１つの排出口流路を含むハウジングを含む。また、カセットは、ハウジング内の、また、流体経路と流体連通される少なくとも１つのバランスポッドを含む。バランスポッドは、第１流体の流動と第２流体の流動の均衡を維持することにより、第１流体の量が第２流体の量と等しくなるようにする。バランスポッドは、膜を含み、膜は、バランスポッド内で二つのチェンバを形成する。また、ハウジング内の少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプがカセット内に設けられる。圧力ポンプは、流体流入口ラインから流体排出口ラインへと流体を汲み出す。定量ポンプが、さらにハウジング内に設けられる。定量ポンプは、流路に流体連通される。定量ポンプは、流体がバランス室を迂回するように、所定の量の流体を汲み出し、定量ポンプは、膜ポンプである。
【００１３】
カセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の少なくとも１つを含む。往復運動型圧力変位ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着された可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。また、カセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。また、カセットは、少なくとも１つの流体弁をさらに含み、及び／又は流体弁が１つの空圧弁によって作動される。また、カセットが１つの空圧弁によって作動される少なくとも２つの流体弁を含む。
【００１４】
ポンピングカセットの他の態様によれば、ポンピングカセットは、少なくとも２つの流入口流路及び少なくとも２つの排出口流路を含むハウジングを含む。また、少なくとも２つのバランスポッドがハウジング内に位置され、また、流路と流体連通される。バランスポッドは、純粋透析液の流動と不純透析液の流動の均衡を維持することにより、純粋透析液の量と不純透析液の量が等しくなるようにする。また、少なくとも２つの往復運動型圧力変位ポンプがハウジング内に設けられる。圧力ポンプは、純粋透析液及び不純透析液を汲み出す。ＵＦ定量ポンプが、さらにハウジング内に設けられる。ＵＦ定量ポンプは、所定の量がバランス室を迂回するように、少なくとも１つの流路から所定の量の不純透析液を汲み出す。
【００１５】
カセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の少なくとも１つを含む。往復運動型圧力変位ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着される可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。また、カセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。また、複数の空圧作動式流体弁が設けられる。
【００１６】
ポンプカセットの一態様によれば、ポンプカセットは、ハウジングを含む。ハウジングは、少なくとも１つの流体流入口ライン及び少なくとも１つの流体排出口ラインを含む。また、カセットは、ハウジング内の少なくとも１つの往復運動型圧力変位ポンプを含む。圧力ポンプは、少なくとも１つの流体を流体流入口ラインから少なくとも１つの流体排出口ラインへと汲み出す。また、カセットは、ハウジング内の少なくとも１つの混合室を含む。混合室は、流体排出口ラインに流体連通される。
【００１７】
カセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の少なくとも１つを含む。往復運動型圧力変位ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着された可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。また、カセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。また、カセットは、さらに少なくとも１つの弁を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの弁が膜を含む弁ハウジングを含む。膜は、ハウジングを二つのチェンバに分割する。混合室は、少なくとも１つの流体流入口及び少なくとも１つの流体排出口を有する曲線状の硬質な室壁を含む。また、カセットは、ハウジング内の少なくとも１つの定量膜ポンプを含む。定量ポンプは、ハウジング上の混合室、また定量ポンプ流路に流体連通される。定量ポンプ流路は、少なくとも１つの流体流入口ラインの少なくとも１つに流体連通される。定量ポンプのいくつかの実施形態において、流路が第２流体流入口ラインに連結される。
【００１８】
ポンプカセットの他の態様によれば、カセットは、少なくとも２つの流体流入口ライン及び少なくとも１つの流体排出口ラインを含むハウジングを含む。また、少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプが、ハウジング内に設けられる。圧力ポンプは、流体流入口ラインの少なくとも１つから流体排出口ラインの少なくとも１つへと流体を汲み出す。また、カセットは、ハウジング内の少なくとも１つの混合室を含み、混合室は、流体排出口ラインと流体連通される。また、少なくとも１つの定量膜ポンプが、ハウジング内に設けられる。定量膜ポンプは、ハウジング上の混合室に、また、定量ポンプ流路に流体連通される。定量ポンプ流路は、少なくとも２つの流体流入口ラインの少なくとも１つに流体連通される。
【００１９】
カセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の少なくとも１つを含む。往復運動型圧力変位ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着される可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。また、カセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。混合室は、少なくとも１つの流体流入口及び少なくとも１つの流体排出口を有する曲線状の硬質な室壁を含む。カセットは、少なくとも１つの弁をさらに含む。いくつかの実施形態において、弁は、ハウジングを二つの室に分割する膜を含む弁ハウジングを含む。
【００２０】
ポンプカセットの他の態様によれば、ハウジングを含む。ハウジングは、少なくとも３つ流体流入口及び少なくとも１つの流体排出口ラインを含む。また、カセットは、少なくとも２つの往復運動型圧力変位膜ポンプをハウジング内に含み、このポンプは、流体流入口ラインの少なくとも１つから流体排出口ラインの少なくとも１つへと流体を汲み出す。また、カセットは、少なくとも１つの混合室をハウジング内に含み、混合室は、流体排出口ラインに流体連通される。また、カセットは、少なくとも２つの定量膜ポンプをハウジング内に含む。定量ポンプは、それぞれの流体流入口ラインに、また、ハウジング上の混合室に流体連通される。定量ポンプは、流体流入口ラインから混合室に流体連通された流路へと、ある量の流体をそれぞれ汲み出す。
【００２１】
カセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の少なくとも１つを含む。往復運動型圧力変位ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着された可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。カセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。カセットは、少なくとも１つの弁を含む。いくつかの実施形態において、弁は、ハウジングを二つのチェンバに分割する膜を含む弁ハウジングを含む。
【００２２】
ポンピングカセットの一態様によれば、カセットがハウジングを含む。ハウジングは、少なくとも１つの流体ポート及び少なくとも１つの通気口を含む。通気口は、ハウジングの外部に流体ソースをベントする。また、ポンピングカセットは、少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプをハウジング内に含む。ポンプは、流体を汲み出す。
【００２３】
ポンピングカセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の１つ以上を含む。往復運動型圧力変位ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着された可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。ポンピングカセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。ポンピングカセットは、少なくとも１つの弁をさらに含む。また、いくつかの実施形態において、弁は、膜弁である。また、ポンピングカセットは、膜を含む弁ハウジングを含む少なくとも１つの弁を含み、膜は、弁ハウジングを二つの室に分割する。二つのチェンバは、作動室及び流体ポンプ室である。作動室は、少なくとも１つの開口を含み、流体ポンプ室は、少なくとも１つの開口を含む。作動室は、二つの開口を含む。また、いくつかの実施形態において、弁が、ボルカーノ弁である。弁のいくつかの実施形態において、流体ポンプ室は、実質的に滑らかな表面を含む。弁のいくつかの実施形態において、弁は、逆止め弁である。ポンピングカセットの他の態様によれば、ポンピングカセットは、少なくとも１つのソース流体流入口流体経路を有するハウジング、少なくとも１つのソース貯蔵容器通気流体経路及び少なくとも１つのソース流体排出口経路を含む。また、ポンピングカセットは、ハウジング内の少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプを含む。ポンプは、ソースタンクからハウジングの外部に、またソース流体流入口流体経路を通じてソース流体を汲み出す。また、ポンピングカセットは、少なくとも１つの弁を含む。弁は、膜を有する弁ハウジングを含み、膜は、弁ハウジングを二つの室、すなわち、流体室と作動室に分割する。
【００２４】
ポンピングカセットのこの態様の様々な実施形態は、以下の事項の少なくとも１つを含む。往復運動型圧力変位ポンプは、曲線状の硬質な室壁と、硬質な室壁に付着し可撓性膜とを含む。可撓性膜及び硬質な室壁は、ポンプ室を画定する。ポンピングカセットハウジングが、天板、中板、及び低板を含む。ポンピングカセットは、ソースタンクベント流体経路に流体連通された測定システムを制御する弁を含む。いくつかの実施形態において、この測定システムは、ソースタンクの量を測定する。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのソース貯蔵容器通気流体経路が、通気口に流体連通される。通気口は、ソースタンクを大気圧に維持する。また、ポンピングカセットのいくつかの実施形態において、少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプが、ソースタンクからハウジングを通じて、またフィルタを通じて、ハウジングの外部に流体を汲み出す。
【００２５】
本発明のこの態様は、排他的なものではなく、本発明の他の特徴、態様、及び利点は、特許請求の範囲及び添付図面を参照すれば、当業者にとって容易に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】カセットの実施形態に組み入れられたポッドポンプの一実施形態の断面図である。
【図１Ｂ】カセットの実施形態に組み入れられたポッドポンプの例示的な実施形態の断面図である。
【図２Ａ】カセットのいくつかの実施形態に組み入れられた空圧制御式弁の１つのタイプの一実施形態の断面図である。
【図２Ｂ】カセットのいくつかの実施形態に組み入れられた空圧制御式弁の１つのタイプの他の実施形態の断面図である。
【図２Ｃ】カセットのいくつかの実施形態に組み入れられた空圧制御式弁の１つのタイプの他の実施形態の断面図である。
【図２Ｄ】カセットのいくつかの実施形態に組み入れられた空圧制御式弁の他のタイプの一実施形態の断面図である。
【図２Ｅ】バルビング膜の実施形態を示す平面図及び底面図である。
【図２Ｆ】バルビング膜の実施形態を示す平面図及び底面図である。
【図２Ｇ】バルビング膜の一実施形態を示す斜視図、平面図、及び断面図である。
【図３】カセット内のポッドポンプの断面図である。
【図４】可変型膜を有するカセット内のポッドポンプを示す断面図である。
【図４Ａ】ディンプル型／可変型膜を有するカセット内のポッドポンプを示す平面図及び断面図である。
【図４Ｂ】ディンプル型／可変型膜を有するカセット内のポッドポンプを示す平面図及び断面図である。
【図４Ｃ】可変型膜を有する単一リング膜を示す斜視図である。
【図４Ｄ】可変型膜を有する単一リング膜を示す斜視図である。
【図５Ａ】可変型膜の様々な実施形態を示す側面図である。
【図５Ｂ】可変型膜の様々な実施形態を示す側面図である。
【図５Ｃ】可変型膜の様々な実施形態を示す側面図である。
【図５Ｄ】可変型膜の様々な実施形態を示す側面図である。
【図５Ｅ】定量ポンプ膜のいくつかの実施形態を示す斜視図である。
【図５Ｆ】定量ポンプ膜のいくつかの実施形態を示す斜視図である。
【図５Ｇ】定量ポンプ膜のいくつかの実施形態を示す斜視図である。
【図５Ｈ】定量ポンプ膜のいくつかの実施形態を示す斜視図である。
【図６Ａ】滑らかな表面を有するダブルリング膜を示す斜視図である。
【図６Ｂ】滑らかな表面を有するダブルリング膜を示す斜視図である。
【図６Ｃ】ディンプル表面を有するダブルリング膜を示す斜視図である。
【図６Ｄ】ディンプル表面を有するダブルリング膜を示す斜視図である。
【図６Ｅ】可変型表面を有するダブルリング膜を示す斜視図である。
【図６Ｆ】可変型表面を有するダブルリング膜を示す斜視図である。
【図６Ｇ】可変型表面を有するダブルリング膜を示す断面図である。
【図７】ポッドポンプを作動させるのに用いられる圧力作動システムを示す概略図である。
【図８】カセットの流体流動経路の一実施形態を示す配線図である。
【図９】カセットの他の実施形態についての流体流動経路の他の実施形態を示す配線図である。
【図１０】図８による弁を含むカセットの中板の作動側部の例示的な実施形態の等角正面図である。
【図１１Ａ】カセットの外側天板の例示的な実施形態を示す正面図及び等角図である。
【図１１Ｂ】カセットの内側天板の例示的な実施形態を示す正面図及び等角図である。
【図１１Ｃ】カセットの内側天板の例示的な実施形態を示す側面図である。
【図１２Ａ】カセットの中板の流体側部の例示的な実施形態を示す正面図及び等角図である。
【図１２Ｂ】カセットの中板の空気側部の例示的な実施形態を示す正面図及び等角図である。
【図１２Ｃ】カセットの中板の例示的な実施形態を示す側面図である。
【図１３Ａ】カセットの低板の内側部の例示的な実施形態を示す正面図及び等角図である。
【図１３Ｂ】カセットの低板の外側部の例示的な実施形態を示す正面図及び等角図である。
【図１３Ｃ】カセットの中板の例示的な実施形態を示す側面図である。
【図１４Ａ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す平面図である。
【図１４Ｂ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す底面図である。
【図１４Ｃ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図１４Ｄ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図１５Ａ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す断面図である。
【図１５Ｂ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す断面図である。
【図１５Ｃ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す断面図である。
【図１６Ａ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図１６Ｂ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す底面図である。
【図１６Ｃ】天板の他の実施形態を示す側面図である。
【図１７Ａ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図１７Ｂ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図１７Ｃ】中板の他の実施形態を示す側面図である。
【図１８Ａ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図１８Ｂ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図１８Ｃ】低板の他の実施形態を示す側面図である。
【図１９Ａ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す平面図である。
【図１９Ｂ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す分解組立図である。
【図１９Ｃ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す分解組立図である。
【図２０Ａ】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図２０Ｂ】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図３８Ａ】カセットの流体流動経路の一実施形態を示す配線図である。
【図３８Ｂ】カセットの流体流動経路の他の実施形態を示す配線図である。
【図３９Ａ】カセットの例示的な実施形態の外側天板の例示的な実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３９Ｂ】カセットの例示的な実施形態の外側天板の例示的な実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３９Ｃ】カセットの内側天板の例示的な実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３９Ｄ】カセットの内側天板の例示的な実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３９Ｅ】カセットの例示的な実施形態の天板を示す側面図である。
【図３１０Ａ】カセットの中板の液体側部の例示的な実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１０Ｂ】カセットの中板の液体側部の例示的な実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１０Ｃ】カセットの中板の空気側部の例示的な実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１０Ｄ】カセットの中板の空気側部の例示的な実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１０Ｅ】カセットの例示的な実施形態による中板を示す側面図である。
【図３１１Ａ】カセットの例示的な実施形態による低板の内側部を示す等角図及び正面図である。
【図３１１Ｂ】カセットの例示的な実施形態による低板の内側部を示す等角図及び正面図である。
【図３１１Ｃ】カセットの低板の外側部の例示的な実施形態の等角図及び正面図である。
【図３１１Ｄ】カセットの低板の外側部の例示的な実施形態の等角図及び正面図である。
【図３１１Ｅ】カセットの例示的な実施形態による低板を示す側面図である。
【図３１２Ａ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す平面図である。
【図３１２Ｂ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す底面図である。
【図３１２Ｃ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図３１２Ｄ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図３１３】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図３１４Ａ】カセットの外側天板の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１４Ｂ】カセットの外側天板の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１４Ｃ】カセットの内側天板の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１４Ｄ】カセットの内側天板の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１４Ｅ】カセットの他の実施形態の天板を示す側面図である。
【図３１５】カセットの他の実施形態による天板ガスケットを示す正面図である。
【図３１６Ａ】カセットの中板の液体側部の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１６Ｂ】カセットの中板の液体側部の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１６Ｃ】カセットの中板の空気側部の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１６Ｄ】カセットの中板の空気側部の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１６Ｅ】カセットの他の実施形態による中板を示す側面図である。
【図３１７】カセットの他の実施形態による低板ガスケットを示す正面図である。
【図３１８Ａ】カセットの低板の内側部の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１８Ｂ】カセットの低板の内側部の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１８Ｃ】カセットの低板の外側部の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１８Ｄ】カセットの低板の外側部の他の実施形態を示す等角図及び正面図である。
【図３１８Ｅ】カセットの他の実施形態による低板を示す側面図である。
【図３１９Ａ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す平面図である。
【図３１９Ｂ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す底面図である。
【図３１９Ｃ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す分解組立図である。
【図３１９Ｄ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す分解組立図である。
【図３２０Ａ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す断面図である。
【図３２０Ｂ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す断面図である。
【図３２１Ａ】逆止め弁の１つの実施形態を示す断面図である。
【図３２１Ｂ】逆止め弁の１つの実施形態を示す断面図である。
【図３２１Ｃ】逆止め弁の一実施形態を示す斜視図である。
【図３２１Ｄ】逆止め弁の一実施形態を示す斜視図である。
【図４８Ａ】カセットの流体流動経路の一実施形態を示す配線図である。
【図４８Ｂ】カセットの流体流動経路の他の実施形態を示す配線図である。
【図４９Ａ】カセットの例示的な実施形態の中板の例示的な実施形態を示す等角底面図である。
【図４９Ｂ】カセットの例示的な実施形態の中板を示す等角平面図である。
【図４９Ｃ】カセットの中板の例示的な実施形態を示す等角底面図である。
【図４９Ｄ】カセットの中板の例示的な実施形態を示す側面図である。
【図４１０Ａ】カセットの例示的な実施形態の天板の例示的な実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１０Ｂ】カセットの例示的な実施形態の天板の例示的な実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１０Ｃ】カセットの例示的な実施形態の天板の例示的な実施形態を示す等角図である。
【図４１０Ｄ】カセットの例示的な実施形態の天板の例示的な実施形態を示す等角図である。
【図４１０Ｅ】カセットの天板の例示的な実施形態を示す側面図である。
【図４１１Ａ】カセットの例示的な実施形態の低板の例示的な実施形態を示す等角図である。
【図４１１Ｂ】カセットの例示的な実施形態の低板の例示的な実施形態を示す等角図である。
【図４１１Ｃ】カセットの例示的な実施形態の低板の例示的な実施形態を示す等角平面図である。
【図４１１Ｄ】カセットの例示的な実施形態の低板の例示的な実施形態を示す等角平面図である。
【図４１１Ｅ】カセットの例示的な実施形態の低板の例示的な実施形態を示す側面図である。
【図４１２Ａ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態の上部を示す等角図である。
【図４１２Ｂ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態の底部を示す等角図である。
【図４１２Ｃ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図４１２Ｄ】カセットの組み立てられた例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図４１３Ａ】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図４１３Ｂ】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図４１３Ｃ】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図４１４Ａ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１４Ｂ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１４Ｃ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４１４Ｄ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４１４Ｅ】天板の他の実施形態を示す側面図である。
【図４１５Ａ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１５Ｂ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１５Ｃ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４１５Ｄ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４１５Ｅ】中板の他の実施形態を示す側面図である。
【図４１６Ａ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１６Ｂ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１６Ｃ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す等角図及び底面図である。
【図４１６Ｄ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す等角図及び底面図である。
【図４１６Ｅ】低板の他の実施形態を示す側面図である。
【図４１７Ａ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す等角平面図である。
【図４１７Ｂ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す等角底面図である。
【図４１７Ｃ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す分解組立図である。
【図４１７Ｄ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す分解組立図である。
【図４１７Ｅ】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図４１８Ａ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１８Ｂ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１８Ｃ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４１８Ｄ】カセットの他の実施形態による天板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４１８Ｅ】天板の他の実施形態を示す側面図である。
【図４１９Ａ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１９Ｂ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４１９Ｃ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４１９Ｄ】カセットの他の実施形態による中板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４１９Ｅ】中板の他の実施形態を示す側面図である。
【図４２０Ａ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４２０Ｂ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す等角図及び平面図である。
【図４２０Ｃ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４２０Ｄ】カセットの他の実施形態による低板の他の実施形態を示す斜視図及び底面図である。
【図４２０Ｅ】低板の他の実施形態を示す側面図である。
【図４２１Ａ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す平面図である。
【図４２１Ｂ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す底面図である。
【図４２１Ｃ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す分解組立図である。
【図４２１Ｄ】カセットの組み立てられた他の実施形態を示す分解組立図である。
【図４２２Ａ】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図４２２Ｂ】組み立てられたカセットの例示的な実施形態を示す断面図である。
【図５００Ａ】カセットシステムの混合カセットの例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図５００Ｂ】カセットシステムの混合カセットの例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図６００Ａ】カセットシステムの中間カセットの例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図６００Ｂ】カセットシステムの中間カセットの例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図７００Ａ】カセットシステムのバランスカセットの例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図７００Ｂ】カセットシステムのバランスカセットの例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図８００Ａ】カセットシステムの組み立てられた例示的な実施形態を示す正面図である。
【図８００Ｂ】カセットシステムの組み立てられた例示的な実施形態を示す等角図である。
【図８００Ｃ】カセットシステムの組み立てられた例示的な実施形態を示す等角図である。
【図８００Ｄ】カセットシステムの組み立てられた例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図８００Ｅ】カセットシステムの組み立てられた例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図９００Ａ】カセットシステムのポッドの例示的な実施形態を示す等角図である。
【図９００Ｂ】カセットシステムのポッドの例示的な実施形態を示す等角図である。
【図９００Ｃ】カセットシステムのポッドの例示的な実施形態を示す側面図である。
【図９００Ｄ】カセットシステムのポッドの１つの折半部の例示的な実施形態を示す等角図である。
【図９００Ｅ】カセットシステムのポッドの１つの折半部の例示的な実施形態を示す等角図である。
【図１０００Ａ】カセットシステムのポッド膜の例示的な実施形態を示す斜視図である。
【図１０００Ｂ】カセットシステムのポッド膜の例示的な実施形態を示す斜視図である。
【図１１００】カセットシステムのポッドの例示的な実施形態を示す分解組立図である。
【図１２００】カセットシステム内の逆止め弁の流路の一実施形態を示す分解組立図である。
【図１３００】カセットシステム内の逆止め弁の流路の一実施形態を示す分解組立図である。
【図１４００】カセットシステム内の流路の例示的な実施形態を示す等角図である。
【図１５００Ａ】統合されたカセットシステムの流体流動経路の一実施形態を示す配線図である。
【図１５００Ｂ】統合されたカセットシステムの流体流動経路の一実施形態を示す配線図である。
【図１６００Ａ】本願発明のシステムの一実施形態によるマニホールドに空圧管を連結するためのブロックの一実施形態を示す様々な図である。
【図１６００Ｂ】本願発明のシステムの一実施形態によるマニホールドに空圧管を連結するためのブロックの一実施形態を示す様々な図である。
【図１６００Ｃ】本願発明のシステムの一実施形態によるマニホールドに空圧管を連結するためのブロックの一実施形態を示す様々な図である。
【図１６００Ｄ】本願発明のシステムの一実施形態によるマニホールドに空圧管を連結するためのブロックの一実施形態を示す様々な図である。
【図１６００Ｅ】本願発明のシステムの一実施形態によるマニホールドに空圧管を連結するためのブロックの一実施形態を示す様々な図である。
【図１６００Ｆ】本願発明のシステムの一実施形態によるマニホールドに空圧管を連結するためのブロックの一実施形態を示す様々な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
添付図面を参照した以下の詳細な説明に基づき、本発明のこの特徴及び利点、また、他の特徴及び利点がさらに容易に理解されるであろう。
１．ポンピングカセット
１．１ カセット
ポンピングカセットは種々の特徴、例えば、ポッドポンプ、流路、そして、いくつかの実施形態では弁を含む。この説明で図示して説明されるカセットの実施形態は、例示的ないくつかの代替の実施形態を含む。しかしながら、カセットの任意の改変が同様の機能を有することを意図している。また、ここで説明されるカセットの実施形態は、図８Ａ及び図８Ｂに示される流体の概略図の実施例である。他の実施形態では、カセットは、多様の流体経路、多様な弁の配置、及び多様なポッドポンプの配置のうち少なくとも何れか１つ、並びに多様の数を有するものが本発明の範囲内にある。
【００２８】
例示的実施形態では、カセットは天板、中板、及び底板を含む。各プレートについて多様の実施形態が存在する。一般に、天板はポンプ室及び流路を含み、中板は補足的な流路、定量ポンプ及び弁を含み、底板は作動室（いくつかの実施形態では、天板及び底板はバランス室の補助的な部分を含む）を含む。
【００２９】
一般に、中板と底板との間に膜が配置されるが、バランス室に関して、膜の一部は中板と天板との間に配置される。いくつかの実施形態は、カセットに取り付けられた膜を含む。その取り付けは、オーバーモールド、捕捉、接着、圧着、溶接、又は任意の処理或いは方法で行われる。しかしながら、例示的実施形態では、プレートが組みつけられるまで、膜は天板、中板及び底板から分離している。
【００３０】
カセットは多様な材料で形成されてもよい。一般に、各種実施形態では、使用される材料は硬質かつ非可撓性を有するものである。好適な実施形態では、プレートはポリサルフォンから形成されるが、他の実施形態では、カセットは任意の他の硬質な材料から形成され、例示的実施形態では、任意の熱可塑性又は熱硬化性の材料から形成される。
【００３１】
例示的実施形態では、膜を正確な位置に配置し、プレートを順に組み付け、そしてプレートを接続することにより、カセットが形成される。一実施形態において、プレートはレーザー溶接技術を用いて接続される。しかしながら、他の実施形態において、プレートは、接着、機械的締結、拘束、超音波溶接、又はプレートを共に取り付ける任意の他の方法で取り付けられてもよい。
【００３２】
実際、カセットは、任意の流体源から任意の場所へ流れる任意の種類の流体を汲み出すために使用される。流体の種類は、栄養のあるもの、栄養のないもの、無機化学薬品、有機化学薬品、体液、又は他の任意の流体を含む。加えて、いくつかの実施形態の流体は気体を含むため、いくつかの実施形態では、カセットは気体を汲み出すために使用される。
【００３３】
カセットは、所望の場所から来る流体を所望の場所へ汲み出して方向付けるように機能する。いくつかの実施形態において、外側のポンプは流体をカセット内へ汲み出して、カセットポンプは流体を外へ汲み出す。しかしながら、いくつかの実施形態において、ポッドポンプは流体をカセット内へ引き込むとともに、流体をカセットの外へ汲み出す。
【００３４】
上記したように、弁の位置に依存して、流体経路の制御が伝達される。従って、異なる位置にある弁又は付加的な弁は、カセットの別の実施形態である。加えて、図示され上記される流路及び経路は、流路及び経路の単なる例である。他の実施形態は、より多い流体経路、又はより少ない流体経路を有してもよいし、それら加えて或いはそれらに代えて異なる流体経路を有してもよい。更に他の実施形態において、弁はカセットに設けられない。
【００３５】
また、上記したポッドポンプの数は、実施形態に依存して変更されてもよい。例えば、図示された上記される例示的かつ代替の実施形態は二つのポッドポンプを含むが、他の実施形態では、カセットは一つのポッドポンプを含む。更に別の実施形態において、カセットは三つの以上のポッドポンプを含む。ポッドポンプは単一のポンプであってもよいし、より連続的な流れを提供すべく二つ並んで機能してもよい。何れかのポンプ又は双方のポンプがカセットの各種実施形態で使用されてもよい。
【００３６】
各種の流体吸入口及び流体排出口は流体ポートである。実際、弁の配置及び制御に依存して、流体吸入口は流体排出口となる。従って、流体吸入口又は流体排出口として流体ポートを割り当てることは、説明の目的のみのためである。各種実施形態は、交換可能な流体ポートを有する。流体ポートは、カセット上に特定の流体経路を付与するために提供される。これら流体ポートを常時全て使用する必要はなく、代わりに実際には各種の流体ポートの使用により、カセットの使用の柔軟性が提供される。
【００３７】
１．２ 例示的の圧力ポッドポンプの実施形態
図１は、カセットの例示的実施形態に従って、流体制御又はポンプカセット（図３及び図４も参照）に組み込まれた例示的なポッドポンプ１００を示す断面図である。この実施形態において、ポッドポンプは、三つの硬質な部品、即ち、「天」板１０６、中板１０８、及び「低」板１１０から形成される（用語「天」及び「底」は相対的なものであり、図１で示される向きを参照して便宜上ここで使用されていることを留意されたい。）。天板及び底板１０６，１１０は、概して半球状の部分を含む。一緒に組みつけられたとき、半球状の部分は、ポッドポンプ１００である半球状の室を形成する。
【００３８】
膜１１２は、ポッドポンプ１００の中央の空洞を二つの室に分離する。一実施形態において、これら室は、汲み出される流体を受容するポンプ室、及びポンプを空気圧で駆動する制御気体を受容するための作動室である。吸入口１０２は流体がポンプ室内へ進入することを許容し、排出口１０４は流体がポンプ室から出て行くことを許容する。吸入口１０２及び排出口１０４は、中板１０８と天板１０６との間に形成される。空気圧は、正の気圧又は負の気圧による何れかの力として気圧ポート１１４を通じて提供される。正の気圧は、ポンプ室の容量を最小化、即ち、吸引するようにポッドポンプの空洞の一方の壁に膜１１２を向かわせるものである。負の気圧は、ポンプ室の容量を最大化するようにポッドポンプ１００の空洞の他方の壁に膜１１２を向かわせるものである。
【００３９】
膜１１２は、中板１０８内の突出部１１８によってきつく保持される肉厚のリム１１６に提供される。従って、製造する際、（例示的実施形態において）底板１１０が中板１０８に接続されるまで、膜１１２は溝１０８内に配置され、かつ溝１０８によって保持される。
【００４０】
図１Ａ及び図１Ｂに示されていないが、ポッドポンプのいくつかの実施形態において、流体側には溝が室壁上に存在する。溝は、空になっているときに膜の折曲部が流体を捕捉することを防止するように作用する。
【００４１】
図１Ａには、カセットにおける往復容積型ポンプ１００の断面図が示されている。ポッドポンプ１００は、可撓性膜１１２（「ポンプ隔壁」又は「膜」とも称される）を備えており、この膜１１２は、ポンプ室（「液室」又は「液体ポンプ室」とも称される）壁１２２と作動室（「空気圧室」とも称される）壁１２０とが接続する部分に取り付けられている。膜１１２は、その内部空間を容量可変ポンプ室（ポンプ室壁１２２の硬質な内面と膜１１２の表面とによって区画される）と補助容量可変作動室（作動室壁１２０の硬質な内面と膜１１２の表面とによって区画される）とに好適に分割している。天板１０６は、吸入口１０２と排出口１０４とを備えており、これら吸入口１０２及び排出口１０４の双方は、ポンプ室／液室に流体連通している。底板１１０は、作動或いは空気圧ポート１１４を備えており、このポート１１４は、その作動室に流体連通している。以下より詳細に説明するように、空気圧ポート１１４において、負圧又は大気への通気と正圧とを相互に供給することにより、膜１１２が上記の内部空間において前後に移動可能である。膜１１２が前後に往復移動する際に、ポンプ室と作動室との容積の和は、一定の値に維持される。
【００４２】
流体ポンプの標準運転時に、作動或いは空気圧ポート１１４に負圧又は大気圧への通気を印加することにより、ポンプ室／液室を膨張させるとともに、吸入口１０２を介して流体をポンプ室に流入させるように、膜１１２を作動室壁１２０に向けて後退させる。一方、正の気圧を印加することにより、ポンプ室を縮小させるとともに、排出口１０４を介してこのポンプ室における液体を圧出するように、膜１１２をポンプ室壁１２２に向けて押圧する。このようなポンプ運転の間に、膜１１２が前後に往復移動する際に、ポンプ室壁１２２及び作動室壁１２０の内面は、膜１１２の移動を制限する。図１Ａに示される実施形態においては、ポンプ室壁１２２及び作動室壁１２０の内面は、硬質で滑らかな半球状である。硬質な作動室壁１２０の代わりに、代替の硬質な制限構造、例えば空気圧を提供するためのベゼルの一部及び一群のリブのうち少なくとも何れか一方は、ポンプ室の容積が最大値に達する際に、その膜の移動を制限することができる。ベゼル及びリブ構造は、米国特許出願第１０／６９７，４５０号明細書（２００３年１０月３０日に出願された「空気制御のためのベゼルアセンブリ」と題する米国特許出願公開第２００５／００９５１５４号明細書であり、代理人整理番号は１０６２／Ｄ７５である）と、それに関連するＰＣＴ出願（２００４年１０月２９日に出願された「空気制御のためのベゼル装置」と題する国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３５９５２号であり、国際公開第２００５／０４４４３５号であり、代理人整理番号は１０６２／Ｄ７１ＷＯである）とに記載されている。これら二出願の全体は、本明細書において参照のために援用されている。したがって、この硬質な制限構造、例えば、硬質な作動室壁１２０、ベゼル又は一群のリブは、ポンプ室の容積が最大値に達した際に、膜１１２の形状を定める。好ましい実施形態においては、ポンプ室の容積が最小値になったときに、膜１１２（硬質な制限構造に寄せたとき）及びポンプ室壁１２２の硬質な内面により、球状のポンプ室が形成される。
【００４３】
従って、図１Ａに示される実施形態において、膜１１２の移動は、ポンプ室壁１２２及び作動室壁１２０により制限される。空気圧ポート１１４を介して供給される正圧と大気への通気又は負圧とが十分に強い間に、膜１１２は、作動室壁１２０によって制限される位置から、ポンプ室壁１２２によって制限される位置に向かって移動する。膜１１２が作動室壁１２０に押圧された場合には、膜及びポンプ室壁１２２により、そのポンプ室の最大容積が定められる。膜がポンプ室壁１２２に押圧された場合には、ポンプ室の容積が最小になる。
【００４４】
例示的実施形態において、ポンプ室壁１２２及び作動室壁１２０の双方が半球形状を有し、これにより、ポンプ室は、その容積が最大になったときに回転楕円体となる。容積が最大になった際に回転楕円体、具体的には球状になるポンプ室を使用することにより、ポンプ室の全体において循環流が発生する。このような形状により、ポンプ室において流れの停滞領域の発生を抑制することができる。以下更に説明するように、吸入口１０２及び排出口１０４の位置は、ポンプ室における流体の流れにおいて衝撃を発生し、一実施形態において、その流れに停滞領域が発生する可能性を低下させる傾向がある。従って、他の形状と比較して、球状（一般に、回転楕円体）は、液体がポンプ室に流入する際、同ポンプ室を通過する際、及び同ポンプ室から流出する際に、剪断及び乱流の発生を低減させる傾向がある。
【００４５】
図３〜４には、ポンプ室内における隆起流体経路３０が示されている。この隆起流体経路３０により、膜がストロークの終点に達した後に、流体がポッドポンプを継続して流れることができる。従って、この隆起流体経路３０は、ポッドポンプにおいて膜に起因して空気又は流体が捕捉される可能性、又はポッドポンプの吸入口或いは排出口が膜によって遮断され、連続的な流れが抑制される可能性を最小限に抑制する。隆起流体経路について、図９Ａ〜９Ｂ及び図１８Ａ〜１８Ｅを参照して更に説明する。例示的実施形態において特定の寸法を有する隆起流体経路３０が示されているが、別の実施形態においては、図１８Ａ〜１８Ｅに示されるように、隆起流体経路３０がより狭く、更に別の実施形態において、所望の流量又は流体の態様を得るために、隆起流体経路３０を任意の寸法に設定することができる。従って、ここで表示、説明される隆起流体経路、ポッドポンプ及び弁の寸法又は他の特性は、例示的実施形態及び別の実施形態にすぎない。他の実施形態は、容易に想到することができる。
【００４６】
１．３ バランスポッドの例示的実施形態
図１Ｂには、バランスポッドの例示的実施形態が示されている。このバランスポッドは、図１Ａを参照して上記したポッドポンプとほぼ同様に構成されている。しかしながら、バランスポッドは、作動室及びポンプ室の代わりに、二つの流体バランス室を含み、作動ポートを有していない。更に、各バランス室は、吸入口１０２と排出口１０４とを備えている。この例示的実施形態において、各バランス室壁１２０，１２２には、溝１２６がそれぞれ形成されている。溝１２６については、後でより詳細に説明する。
【００４７】
膜１１２は、二つの室の間にシールを施す。これらのバランス室は、二つの室が等しい容積流量を維持するように、流体の流入と流出とのバランスを保つ。吸入口１０２と排出口１０４とは、同じ側にあるように示されているが、別の実施形態においては、各室の吸入口１０２と排出口１０４とは、異なる側にある。また、吸入口１０２と排出口１０４とは、バランス室が結合された部分における流体経路に応じて両側にあってもよい。
【００４８】
バランス室の一実施形態において、膜１１２は、以下に図６Ａ〜図６Ｇを参照して説明する形態を含んでいる。しかしながら、別の実施形態においては、膜１１２は、二重輪が適用できないように、被覆され、又は他の態様に構成されてもよい。
【００４９】
１．４ 定量ポンプ及び流体制御システム
この定量ポンプは、任意の流体を供給又は排出可能な任意のポンプであってもよい。この流体は、医薬品、無機化合物又は無機成分、有機化合物又は有機成分、栄養補給食品、栄養成分、栄養化合物又は栄養溶液、或いはポンプによって汲み出し可能な他の任意の流体を含み、これらに限らない。一実施形態において、定量ポンプは膜ポンプである。例示的実施形態において、定量ポンプは、容積がより小さいポッドポンプである。この例示的実施形態において、比較的に大きいポッドポンプ（例えば図１Ａに示されるように）と同様に、吸入口と排出口とを備えている。しかしながら、ポッドポンプと比較して、それらの吸入口及び排出口は、一般的に遥かに小さいものである。例示的な一実施形態において、各吸入口及び排出口の周りには、火山形状の弁のような隆起リングが形成されている。定量ポンプは、膜を備えている。図５Ｅ〜５Ｈには、定量ポンプの膜の様々な実施形態が示されている。一実施形態では、定量ポンプは、所定量の流体を流路の外部に汲み出す。流体がポッドポンプ内にあると、カセットの外部に位置する基準室は、ＦＭＳにより排出された容量を測定する。
【００５０】
従って、この実施形態により、排出された流体がその後に流体排出口、バランス室或いはポッドポンプに流れることはない。従って、一実施形態において、定量ポンプは、流路から所定量の流体を排出するために使用される。別の実施形態において、定量ポンプは、所定量の流体を排出することにより他の効果を実現するために使用される。
【００５１】
ＦＭＳは、例えば本明細書において参照のために援用される、米国特許第４，８０８，１６１号明細書、米国特許第４，８２６，４８２号明細書、米国特許第４，９７６，１６２号明細書、米国特許第５，０８８，５１５号明細書、米国特許第５，３５０，３５７号明細書に記載の技術を用いて、特定の流体制御システムにおける測定、例えば膜のストロークの間にポンプ室を通じて汲み出される主流体の量の測定、又はポンプ室における空気の測定を実行するように使用されてもよい。
【００５２】
多数の実施形態において、定量ポンプは、第２の流体を流路に汲み出すように使用されることもある。一実施形態において、定量ポンプは、治療品又は化合物を流路に汲み出す。一実施形態では、溶液を作るために、定量ポンプを用いて所定量の化合物を混合室に汲み出す。これらの実施形態のうちの一部では、定量ポンプは、ＦＭＳによる容積測定のために設けられている。他の実施形態では、定量ポンプはこのために設けられたものではない。
【００５３】
ＦＭＳによる測定のために、カセットの外部、例えば空気マニホールド（図示略）には、固定された小さな基準空気室が設けられている。弁により、その基準室と第２圧力センサとが隔離されている。基準室に空気を充填してその圧力を測定し、そしてポンプ室への弁を開弁することにより、定量ポンプのストローク容積を正確に計算することができる。基準室がポンプ室に接続された際に、基準室の一定の容積及び圧力の増加に基づいて、その室側にある空気の量を算出することができる。
【００５４】
１．５ 弁
カセットの例示的実施形態では、一つ以上の弁を備えている。弁は、流路を連通又は遮断することにより、流れを調整するように使用されている。カセットの多数の実施形態に含まれる弁は、一つ以上の火山形状の弁又は滑らかな形状の弁を含んでいる。カセットの所定の実施形態において、チェック弁を含んでもよい。図２Ａ及び２Ｂには、火山形状の弁の実施形態が示され、図２Ｃには、円滑型弁の実施形態が示されている。更に、図３Ａ〜４Ｂは、吸入口及び排出口を有するカセットにおけるポッドポンプの例示的実施形態を示している。
【００５５】
一般的には、上記したこの種の往復容積型ポンプは、多数の弁を用いて、或いはこれらの弁と併用されて、ポンプを流れる流体を制御することができる。従って、例えば往復容積型ポンプ又はバランスポッドは、流入弁及び流出弁のうち少なくとも何れか一方を用いて、或いはこれらの弁と併用することが可能である。それらの弁は、パッシブ弁又はアクティブ弁である。往復容積型ポンプの例示的実施形態において、膜は、作動室を圧力作動システムに接続する空気圧ポートを通じて供給される気体の、負圧及び正圧、或いは正圧及び大気への通気により、前後に移動しようとする。得られる膜の往復動により、吸入口から流体をポンプ室に吸入し（流出弁は、流体が排出口からポンプ室に吸い戻されることを抑制する）、そして排出口を通じてその流体をポンプ室の外部に汲み出す（流入弁は、流体が流体吸入口から押し戻されることを抑制する）。
【００５６】
例示的実施形態において、アクティブ弁は、ポンプ及びカセットを流れる液体を制御している。このアクティブ弁を、制御装置により、流れを所望の方向に導くように駆動することが可能である。このような構成により、制御装置は、流体が両方向においてポッドポンプを流れるように流れを制御することができる。典型的なシステムにおいて、通常は、流れの方向は、第１方向、例えば吸入口から排出口への方向である。特定の場合には、流れの方向は、その逆方向、例えば排出口から吸入口への方向であってもよい。このような流れの反転は、例えばポンプに呼び水を差す際に、異常なライン状態（例えば、ラインの閉鎖、妨害物、未接続、又は漏れ）をチェックするために、又は異常なライン状態を解消する（例えば、妨害物を取り除く）ために実行されることが可能である。
【００５７】
弁の気圧作動により、圧力制御及びシステムにおいて発生し得る最大圧力に対する自動制限が提供される。システムという背景において、気圧作動は、全てのソレノイド制御弁を流体経路から離間したシステムの片側に容易に配置することができる、という別の利点を有する。
【００５８】
図２Ａ及び２Ｂは、火山形状の弁の二つの実施形態の断面図である。これらの火山形状の弁は、カセットの実施形態に使用可能な気圧制御弁である。膜２０２は、中板２０４とともに弁室２０６を区画している。空気圧は、正の気体圧力又は負の気体圧力による何れかの力として空気圧ポート２０８を通じて提供される。正の気圧は、弁を閉塞、即ち、吸引するように弁座２１０に膜２０２を向かわせるものである。負の気圧は、いくつかの実施形態において、通気口を大気に連通させて弁を開くために膜を弁座２１０から離間させるものである。制御ガス室２１２は、膜２０２、天板２１４、及び中板２０４によって区画されている。中板２０４には、凹みが形成されており、膜２０２は、制御ガス室２１２を膜２０２の一方側に形成するとともに、弁室２０６を他方側に形成するようにその凹みに配置されている。
【００５９】
空気圧ポート２０８は、天板２１４に形成された溝により定められている。カセットにおいていくつかの弁の気圧制御を提供することにより、全ての弁は、一つの気圧源により同時に開弁又は閉弁されるように、連動されることが可能である。中板２０４に形成されて流体経路と一致する溝は、底板２１６とともに、弁吸入口２１８及び弁排出口２２０を区画している。中板２０４を貫通するように同板に形成された貫通孔は、吸入口２１８と弁室２０６とを連通するとともに、弁室２０６と排出口２２０とを連通している。
【００６０】
膜２０２は、厚化したリム２２２によって構成され、このリム２２２は、中板２０４における溝２２４に緊密に係合されている。従って、天板２１４が中板２０４に連結される前に、膜２０２は、溝２２４に配置されて保持されることが可能である。従って、この弁の設計は、製造における利点を開示することができる。図２Ｂ〜２Ｃに示されるように、天板２１４は、膜２０２が所定の方向において溝２２４から過度に離間すること、及び膜の厚化したリム２２２が溝２２４から抜けることを抑制するために、制御ガス室２１２内にまで延びる補助部材を備えてもよい。図２Ａ及び２Ｂには、二つの実施形態における気圧ポート２０８の制御ガス室２１２に対する位置が示されている。
【００６１】
図２Ｃに示される実施形態では、弁室において弁座機構が省略されている。正しくは、図２Ｃにおいて、この実施形態における弁は、火山形状の構造を備えていないため、弁室２０６、即ち流体側は、隆起部を有しておらず、円滑である。この実施形態は、剪断に敏感な流体を汲み出すカセットに適用されている。図２Ｄは、弁室が弁膜のシールに有利な隆起領域を有する実施形態を示している。図２Ｅ〜２Ｇには、弁膜の異なる実施形態が示されている。ある例示的実施形態を表示、説明したが、別の実施形態において、弁及び弁膜の変形例が利用されることが可能である。
【００６２】
１．６ ポッド膜の例示的実施形態
図４に示されるように、一実施形態において、膜は、変化する断面の厚さを有する。より薄い、より厚い、又は変化する膜は、選択された膜の材料の強度、屈曲特性又は他の特性に適用するために使用されることが可能である。より薄い、より厚い、又は厚さが変化する膜壁は、膜の制御のために採用されることもある。これにより、膜が所定の領域において、他の領域と比較してより湾曲しやすいことを促進し、ポンプの駆動及びポンプ室における主流体の流れの制御に有利である。この実施形態において、膜の断面が最も厚い部分は、膜の中心部にある。しかしながら、変化する断面を有する他の実施形態においては、最も厚い部分及び最も薄い部分は、膜の任意部分に位置してもよい。従って、例えば、比較的に薄い断面は中心の近くに位置し、比較的に厚い断面は膜の周囲の近くに位置してもよい。また、他の構造も可能である。図５Ａ〜５Ｄには、異なる態様の表面を有する膜の実施形態が示されている。これらの表面は、膜の作動側及び汲み出し側のうち少なくとも一方の異なる部分に位置する、異なる厚さ及び形状のうち少なくとも一方の円滑面（図５Ａ）、リング（図５Ｄ）、リブ（図５Ｃ）、くぼみ又はドット（図５Ｂ）を含んでいる。膜の一実施形態において、膜は、少なくとも一つの断面において正接の勾配を有するが、他の実施形態において、膜は完全に円滑、或いは実質的に円滑である。
【００６３】
図４Ｃ，４Ｅ及び４Ｆには、膜の代替実施形態が示されている。この実施形態においては、膜は、くぼみ又はドット付きの表面を有している。
主流体に対して所望の耐久性及び適合性を有する任意の可撓性材料によって膜を形成することが可能である。作動室に供給される流体、液体又は気圧又は真空に応じて湾曲することのできる任意の材料によって膜を形成することができる。膜の動作を促進するために、膜の材料は、生物適合性、温度適合性、又は膜によってそれらの室に汲み出し或いは導入される様々な流体との適合性により選択されてもよい。その例示的実施形態では、膜は高伸張シリコンによって形成されている。しかしながら、他の実施形態においては、膜は、シリコン、ウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ（これらに限定されない）を含む任意のエラストマー、ゴム、又は他のゴム、エラストマー或いは可撓性材料によって形成されている。
【００６４】
その膜の形状は、多数の変数に基づいて定められる。これらの変数は、室の形状、室のサイズ、主流体の特性、ストローク毎に汲み出される主流体の体積、及び膜がハウジングに取り付けられる方法又はモードを含むが、これらに限らない。膜のサイズは、多数の変数に基づいて定められる。これらの変数は、室の形状、室のサイズ、主流体の特性、ストローク毎に汲み出される主流体の体積、及び膜がハウジングに取り付けられる方法又はモードを含むが、これらに限らない。従って、様々な実施形態において、膜の形状及びサイズをこれらの変数又は他の変数に基づいて変更することができる。
【００６５】
膜は任意の厚さを有することができる。しかしながら、一実施形態において、その厚さの範囲は、０．００２〜０．１２５インチ（０．０５１ミリメートル〜３．１７５ミリメートル）である。その所望の厚さは、膜に使用される材料により異なる。一実施形態において、高伸張シリコンは０．０１５インチ〜０．０５０インチ（０．３８１ミリメートル〜１．２７０ミリメートル）の厚さで使用されている。しかしながら、他の実施形態においては、この厚さを変更してもよい。
【００６６】
例示的実施形態では、膜は、膜の領域の少なくとも一部において実質的にドーム状の部分を含むように、予成形されている。図４Ｅ及び４Ｆには、ドーム状の膜の一実施形態が示されている。また、このドームの寸法を上述した変数の一部又はそれ以上に基づいて変更することができる。しかしながら、他の実施形態においては、膜は予成形のドーム状を含まなくてもよい。
【００６７】
例示的実施形態において、膜のドームは、液状射出成形により成形されている。しかしながら、他の実施形態においては、そのドームは、圧縮成形により成形されてもよい。代替の実施形態において、膜は実質的に平面状である。他の実施形態においては、そのドームのサイズ、幅、又は重量を変更してもよい。
【００６８】
様々な実施形態において、膜は様々な手段及び方法により適切な位置に保持されることが可能である。一実施形態において、膜はカセットの複数の部分の間にクランプで固定され、これらの形態の一部において、カセットのリムは、膜をつかむ構造を備えてもよい。他の実施形態において、膜は少なくとも一つのボルト又は他の装置によりカセットに固定されている。別の実施形態において、膜は一枚の樹脂部材により外側被覆されており、その樹脂部材は、溶接又は他の方法によりカセットに付着している。別の実施形態において、膜は、図１Ａ及び１Ｂを参照して説明した中板と底板との間に挟まれている。膜をカセットに取り付けるいくつかの実施形態を説明したが、膜をカセットに取り付ける任意の方法又は手段を採用することができる。一つの代替実施形態において、膜はカセットの一部に直接取り付けられている。一実施形態において、膜においてそれらの板によって挟まれている周縁部の厚さは、膜の他の部分の厚さよりも厚い。一実施形態において、この比較的に厚い部分はガスケットであり、一実施形態では、Ｏリング、リング或いは他の形状のガスケットである。図６Ａ〜６Ｄには、二つのガスケット６２，６４を有する膜の一実施形態が示されている。一実施形態では、ガスケット６２，６４は膜とカセットとの付着ポイントを備えている。別の実施形態において、膜は三つ以上のガスケットを有している。一実施形態において、一つのガスケットを有する膜が含まれている。
【００６９】
ガスケットの一実施形態において、ガスケットは膜に接触している。しかしながら、他の実施形態においては、ガスケットは膜と分離した部分である。一実施形態において、ガスケットは膜と同じ材料によって形成されている。しかしながら、他の実施形態においては、ガスケットは膜とは異なる材料によって形成されている。一実施形態において、ガスケットは、膜の周囲にあるリングを外側被覆することにより形成されている。ガスケットは、ポッドポンプハウジングの実施形態を補完するために要求される任意形状のリング又はシールであってもよい。一実施形態において、そのガスケットは、圧縮式のガスケットである。
【００７０】
１．７ 混合ポッド
カセットの一実施形態は、混合ポッドを備えている。混合ポッドは、混合のための室を有している。一実施形態において、混合ポッドが可撓性構造であり、一実施形態において、混合ポッドの少なくとも一部が可撓性構造である。混合ポッドは、Ｏリング等のシール、又は膜を備えることができる。この混合ポッドは、所望の任意形状を有することができる。例示的実施形態において、混合ポッドは、膜及び作動ポートを有しないことを除いて、ポッドポンプと同様である。この混合ポッドの一実施形態では、混合ポッド室をシールするためのＯリングシールを備えている。従って、例示的実施形態においては、混合ポッドは、流体吸入口及び流体排出口を備える球状の中空のポッドである。ポッドポンプと同様に、室は所望の任意サイズを有することができる。
【００７１】
２．圧力ポンプ作動システム
図７は、負圧及び正圧の双方によりポッドポンプ（例えば図１Ａに示されるポッドポンプ）を駆動可能な圧力ポンプ作動システムの一実施形態を示す図である。この圧力作動システムは、正圧及び負圧を間欠的に又は交互に、ポッドポンプの作動室における気体に印加することができる。しかしながら、一実施形態（図７はこれらの実施形態を示さない）において、ポッドポンプは、正圧及び大気への通気を印加している。このポッドポンプ（可撓性膜、吸入口、排出口、空気圧ポート、ポンプ室、作動室を含み、或いは流入チェック弁及び流出チェック弁、又は他の弁を含む）は、大きな使い捨てのシステムの一部である。その空気作動システム（作動室圧力変換器、正圧供給弁、負圧供給弁、正圧ガス容器、負圧ガス容器、正圧容器の圧力変換器、負圧容器の圧力変換器、及び電子制御装置（一実施形態では、ユーザインターフェースコンソール、例えばタッチパネル画面を含む）を備える）は、基本単位の一部であってもよい。
【００７２】
正圧リザーバは作動室に対して制御ガスの正圧を印加することで、膜をポンプ室が最小容量になる位置（膜がポンプ室の硬質な壁面に当接する位置）へと付勢する。負圧リザーバは作動室に対して制御ガスの負圧を印加することで、膜を反対方向に、つまり、ポンプ室が最大容量になる位置（膜が作動室の硬質の壁面に当接する位置）へと付勢する。
【００７３】
弁機構は、それぞれのリザーバと作動室との流体連通状態を制御するのに用いられる。図７に示すように、独立した弁がそれぞれのリザーバに用いられる。正圧供給弁は正圧リザーバと作動室との間の流体連通を制御し、負圧供給弁は負圧リザーバと作動室との間の流体連通を制御する。これら二つの弁は制御装置によって制御される。二つの独立した弁に代えて単一の三方弁を用いてもよい。弁としてはバイナリー開閉弁や可変絞り弁が使用可能である。
【００７４】
制御装置は三個の圧力変換器、つまり作動室圧力変換器、正圧リザーバ圧力変換器、及び負圧リザーバ圧力変換器から圧力情報を入力する。名称から明らかなように、これらの変換器は、作動室の圧力、正圧リザーバの圧力、そして負圧リザーバの圧力を計測する。作動室変換器はベースユニット内に位置するとともに、ポッドポンプ空気圧ポートを通じて作動室と流体連通している。制御装置は二つのリザーバの圧力を監視し、圧力（正圧又は負圧）が両リザーバに適切に加えられるようにする。例示的実施形態において、正圧リザーバは約７５０ｍｍＨＧに保たれ、負圧リザーバは−４５０ｍｍＨＧに保たれる。図７に示すように、単数又は複数の圧縮機型のポンプ（図示せず）により、両リザーバ内に所望の圧力が維持される。例えば、二つの独立した圧縮機がそれぞれ二つのリザーバに対応するように設けられる。リザーバ内の圧力は単純なバングバング制御を用いて制御されてもよい。この場合、正圧リザーバに対応する圧縮機は、リザーバ内の圧力が所定の閾値を下回ると起動され、負圧リザーバに対応する圧縮機はリザーバ内の圧力が所定の閾値を越えると起動される。ヒステリシスの量は両リザーバについて同一であっても、異なっていてもよい。ヒステリシスバンドを縮小すればリザーバ内圧力の厳格な制御が可能になるが、これは通常、圧縮機の周期周波数の上昇を伴う。リザーバ圧力の非常に厳格な制御が必要な場合や、特定の使用において非常に厳格な制御が望ましい場合は、バングバング制御の代わりにPＩＤ制御を採用して、圧縮機に対してＰＷＭ信号を用いることも可能である。
【００７５】
正圧リザーバにより印加される圧力は、正常な状態において、膜をポンプ室の固い壁面に密着させるくらいの強さがあることが望ましい。同様に、負圧リザーバにより印加される負圧（すなわち真空）は、正常な状態において、膜を動作室の壁面に密着させるくらいの強さがあることが望ましい。しかしながら、より好ましい実施形態においては、リザーバによって供給される正圧及び負圧は十分安全な範囲のものとなる。つまり、正圧供給弁又は負圧供給弁が全開状態であっても、膜に作用する正圧又は負圧が、ポッドポンプを損傷させたり危険な流体圧力（すなわちポンプにより血液や流体の供給を受けている患者に害が及ぶような圧力）を発生させるほど強いものにならないようにする。
【００７６】
当然のことながら、図７に示すような二つのリザーバを用いた空気圧式作動システムの代わりに、他の作動システムを用いて膜を前後に動かしてもよい。しかしながら、一般的には二つのリザーバを用いた空気式作動システムの使用が好ましい。特に、弾性を有する膜を使用する場合は、単一の供給弁と単一のリザーバ圧センサとともに、単一の正圧リザーバ又は単一の負圧リザーバを用いた空気圧作動システムを採用してもよい。このような空気圧作動システムは正のガス圧又は負のガス圧をポッドポンプの作動室に断続的に印加する。単一の正圧リザーバを用いた実施形態においては、作動室に断続的に正圧を印加してポンプを動作させることで、膜をポンプ室の壁面に向けて動かし、ポンプ室の内容物を排出する。また、これによりガス圧力を放出し、膜が弛緩位置に戻ることで流体をポンプ室に引き入れる。単一の負圧リザーバを用いた実施形態においては、作動室に断続的に負圧を印加してポンプを動作させることで、膜を作動室の壁面に向けて動かして、流体をポンプ室に引き入れる。また、これによりガス圧力を放出し、膜が弛緩位置に戻ることで流体をポンプ室から排出する。
【００７７】
３．流体の操作
図２Ａ〜図２Ｄに示すように、例示的実施形態の流体弁は可撓性膜を備えた小さな室を備え、膜は室を中央付近で流体側と空気圧側に二分している。この例示的実施形態の流体弁は三つの吸入／排出ポートを有し、そのうちの二つは室の流体側に、残りは空気圧側に設けられている。室の空気圧側に設けられたポートは室に対し正圧又は真空を印加可能である（いくつかの実施形態では、真空ではなく大気を導入する）。室の空気圧部分に真空が印加されると、膜は気体側に引き込まれ、流体経路を開放する。これにより、流体が室の空気圧側に流入あるいは流体側から流出することが可能になる。室の空気圧部分に正圧が印加されると、膜は室の流体側に向かって押圧され、流体経路を塞ぎ、流体の流れを止める。流体ポートの一つに設けられた火山形状の弁の実施形態（図２Ａ，２Ｂに示す）において、このポートは閉弁の際にまず密閉し、弁の中に残っている流体は火山形状の部分を使わずにポートから排出される。加えて、図２Ｄに記載の実施形態の弁では、二つのポートの間に設けられた隆起部分が、作動ストロークの早い段階で（すなわち膜がポートを直接的に密封するより前に）二つのポートを互いに対して密閉することを可能にする。
【００７８】
再び図７を参照して説明すると、圧力弁は流路中の異なる場所に位置するポンプを作動させるために用いられる。この構成では、圧力制御が必要なポンプ室のそれぞれに設けられた圧力センサと二つの可変オリフィス弁とを使用した圧力制御を可能にしている。実施形態の一つにおいて、一つの弁が高圧力供給源に接続され、もう一つの弁が低圧シンクに接続されている。高速制御ループが圧力センサを監視し弁の位置を制御することで、ポンプ室に必要な圧力が保たれる。
【００７９】
圧力センサは、室の空気圧部分の圧力を監視するために用いられる。室の空気圧側に対して正圧と真空を交互に作用させることで、膜が室の容量全体にわたって交互に移動される。それぞれのサイクルにおいて、空気圧が真空としてポッドに作用したときに、流体が吸入流体ポートの上流側弁を通って引き込まれる。続いて、空気圧が正圧としてポッドに作用したときに、流体は排出ポートと下流側弁とを通じて排出される。
【００８０】
多くの実施形態において、圧力ポンプは二つの室からなる。二つの室が１８０度の位相差で動作しているとき、流れは基本的に継続する。
４．容量の計測
カセット内の流速はストローク端を検知可能な圧力ポッドポンプにより制御される。外部制御ループにより、必要な流れを発生させるための正確な圧力値が決定される。圧力ポンプは、各ストロークの完了を検出するためのストローク端アルゴリズムを実行可能である。膜が動いている間、室内の計測圧力は所望の正弦波圧力となる。膜が室の壁面に接触すると、正弦波に沿った変化をやめ、圧力は一定になる。圧力信号のこの変化がストロークの終わり、つまり、ストローク端を検出するのに使われる。
【００８１】
圧力ポンプの容量は既知である。従って、ストローク端は、室内に既知の容量の流体があることを示す。よって、ストローク端を使えば、容量と等しい割合で流体の流れを制御することができる。
【００８２】
上に詳細に記載したように、定量ポンプで汲み出された流体の容量を測定するためＦMSを使用してもよい。いくつかの実施形態では、ＦＭＳ容量計測システムを使用せずに定量ポンプで流体を汲み出してもよい。しかし、例示的実施形態では、汲み出された流体の正確な容量を算出するために、ＦＭＳ容量計測システムが使用される。
５．混合カセットの例示的な実施形態
用語の流入口及び排出口、及び第１流体、第２流体、第３流体、並びに弁経路（すなわち、“第１の弁経路”）に与えられた指定数字は、単に説明するために使用されたものである。他の実施形態において、流入口は、排出口となり得るとともに、第１、第２、第３という指定は、それらの流体が互いに異なる流体であること、或いは、特に体系的に分類されていることを意味するものではない。そのような指定は、ただカセット内への区分された入口領域を単純に示すものであって、第１、第２、第３、その他の流体は、互いに異なる流体であってもよく、又は同一の流体タイプであってもよく、或いは、その組み合わせであるか、少なくとも２つが同一のものであってもよい。第１、第２、第３、その他の指定と同様に、それらの弁経路は、何ら特別な意味を有するものではなく、明確な説明のために使用されたものである。
【００８３】
流体流入口（流体排出口となることもある）に与えられた指定、例えば、第１の流体排出口、第２の流体排出口は、単に流体がそのような流入口／排出口を介してカセットの内外に移動することができることを示すだけである。いくつかの場合、配線図上における１つ以上の流入口／排出口が、同一の名称にて指定されている。これは、単に、そのように指定されたすべての流入口／排出口が、同一の定量ポンプ又はポッドポンプの組（他の実施形態において、単一のポッドポンプであってもよい）によって汲み出されることを説明するだけのものである。
【００８４】
図８を参照すると、カセット８００の流体配線図の例示的な実施形態が示されている。その他の配線図も、容易に識別することができる。カセット８００は、少なくとも１つのポッドポンプ８２８、８２０、及び少なくとも１つの混合室８１８を含む。カセット８００は、さらに第１の流体流入口８１０を含み、第１の流体流入口にて、第１流体は、カセット内に流入される。第１流体は、カセット８００内の少なくとも１つのポッドポンプ８２０、８２８のうちのいずれかによって提供される流量を含む。カセット８００は、また、第１の流体排出口８２４を含み、第１の流体排出口にて、流体は、少なくとも１つのポッドポンプ８２０、８２８のうちのいずれかによって提供される流量でカセット８００から抜け出る。カセット８００は、第１の流体排出口と流体連通された少なくとも１つの定量流路８１２、８１４、８１６を含む。カセットは、さらに少なくとも１つの第２の流体流入口８２６を含み、第２の流体流入口にて、第２流体は、カセット８００に流入される。カセット８００のいくつかの実施形態において、第３の流体流入口８２５がさらに含まれている。
【００８５】
定量ポンプ８２２、８３０は、第２流体及び第３流体を第１の流体排出口ライン内に汲み出す。第２の流体流入口８２６及び第３の流体流入口８２５でカセット８００にそれぞれ連結された第２流体、及び、いくつかの実施形態における第３流体が、定量ポンプ８２２、８３０に、そして定量流路８１２、８１４、８１６を通じて第１の流体排出口ラインに、それぞれ流体連通されている。以下でより詳細に説明される定量ポンプ８２２、８３０は、例示的な実施形態において、量測定性能を含み、それにより、定量ポンプ８２２、８３０によって汲み出される流体の量を容易に識別することができる。
【００８６】
混合室８１８は、第１の流体排出口ライン８２４に連結され、且つ流体流入口と、流体排出口とを含む。いくつかの実施形態において、複数のセンサが、混合室８１８の上流及び下流に配置される。例示的な実施形態におけるそれらのセンサの位置は、図１４Ｃ及び１４Ｄ、並びに図１５Ｂ及びｌ５Ｃに示されており、それについて以下で説明する。
【００８７】
カセット８００は、少なくとも２つの成分からなる溶液を内部で混合することができる。また、カセット８００は、混合室内に流体を汲み出す前に、流体に粉末を提供することができる性能を含む。この性能については、以下でより詳細に説明する。
各種の弁８３２−８６０は、カセット８００に様々な性能を与える。カセット８００の部品は、様々なバルビング制御に基づき、異なる実施形態において、互いに異なる方式で使用することができる。
【００８８】
図８に示されたカセット８００の流体配線図は、様々なカセット装置として具体化することが可能である。それにより、図８に示された流体配線図を含むカセット８００の実施形態は、それに統合することのできるカセットの実施形態、又はこの流体配線図のそれ以外の代替的な実施形態にのみ限定されるものではない。また、弁のタイプ、弁の連結構成、ポンプ及び室の数は、この流体配線図の様々なカセットの実施形態に応じて変わることがあり得る。
【００８９】
図８を参照すると、流体流動−経路配線図８００が、異なるバルビング流動経路に基づいて表示された流体経路とともに示されている。ここで、流体流動−経路配線図８００は、カセットの一実施形態におけるバルビング流動経路に対応するものとして説明されている。図８のそれぞれの流体流動−経路配線図８００に対応するように表示された弁とともに、カセットの中板９００の例示的な実施形態が、図１０に示されている。説明のために、バルビングに基づいてそれらの流体流動経路について説明する。“弁経路”という用語は、いくつかの実施形態において、特別な弁の制御に基づいて利用することのできる流体経路を示す。図１０の、対応する流体側部（ｆｌｕｉｄ ｓｉｄｅ）構造物が、図１２Ａに示されている。
【００９０】
図８及び図１０を参照すると、第１の弁経路は、弁８５８、８６０を含む。この弁経路８５８、８６０は、第２の流体流入口８２６に連結された定量流路８１２を含む。これらの図に示されているように、カセットのいくつかの実施形態において、２つの第２の流体流入口８２６が存在する。実質的に、この２つの第２の流体流入口８２６は、同一の流体ソースに連結されていてもよく、又は互いに異なる流体ソースに連結されていてもよい。いずれの場合であっても、同一の流体又は異なる流体が、それぞれの第２の流体流入口８２６に連結されるようになる。それぞれの第２の流体流入口８２６は、異なる定量流路８１２、８１４に連結されている。
【００９１】
第２の流体流入口８２６に連結された２つの定量流路のうちの第１の定量流路は、以下の通りである。弁８５８は開かれて、弁８６０は閉じられて、定量ポンプ８２２が作動する場合、流体は、第２の流体流入口８２６から定量流路８１２内に引き出される。弁８６０は開かれて、弁８５８は閉じられて、定量ポンプ８２２が作動する場合、第２流体は、定量流路８１２上でポッドポンプ８２０に続けて進行する。
【００９２】
弁８４２を含む第２の弁経路を参照すると、弁８４２は開かれて、、ポッドポンプ８２０が作動する場合、流体は、ポッドポンプ８２０から第３の流体流入口８２５のうちの１つに汲み出される。一実施形態において、液体を第３の流体流入口８２５に連結されたソース又はコンテナに送り出すために、この弁経路が設けられている。
【００９３】
弁８３２及び８３６を含む第３の弁経路を参照すると、この弁経路８３２、８３５は、第３の流体流入口８２５に連結された定量流路８１６を含む。これらの図に示されているように、カセットのいくつかの実施形態において、２つの第３の流体流入口８２５が存在する。実質的に、この２つの第３の流体流入口８２５は、同一の流体ソースに連結されていてもよく、又は互いに異なる流体ソースに連結されていてもよい。いずれの場合であっても、同一の流体又は異なる流体が、それぞれの第３の流体流入口８２５に連結されるようになる。それぞれの第３の流体流入口８２６は、異なる定量流路８６２、８６８に連結されている。
【００９４】
弁８３２は開かれて、弁８３６は閉じられて、定量ポンプ８３０が作動する場合、流体は、第３の流体流入口８２５から定量流路８３０内に引き出される。弁８３６は開かれて、弁８３２は閉じられて、定量ポンプ８３０が作動する場合、第３流体は、定量流路８１６上で第１の流体排出口ライン８２４に続けて進行する。
【００９５】
第４の弁経路、すなわち弁８４６を参照すると、弁８４６は開かれて、ポッドポンプ８２０が作動する場合、流体は、ポッドポンプ８２０から第３の流体流入口８２５のうちの１つに汲み出される。一実施形態において、この弁経路は、液体を第３の流体流入口８２５に連結されたソース又はコンテナに送り出すために設けられている。
【００９６】
第５の弁経路を参照すると、弁８５０は開かれて、ポッドポンプ８２０が作動する場合、流体は、第１の流体流入口８１０を介してカセット８００内に、さらにポッドポンプ８２０内に汲み出される。
【００９７】
第６の弁経路を参照すると、弁８３８は開かれて、ポッドポンプ８２０が作動する場合、流体は、ポッドポンプ８２０から混合室８１８に、さらに第１の流体排出口８２４に汲み出される。
【００９８】
第７の弁経路は、弁８５８、８５６を含む。この弁経路８５８、８５６は、第２の流体流入口８２６に連結された定量流路８１２を含む。これらの図に示されているように、カセットのいくつかの実施形態において、２つの第２の流体流入口８２６が存在する。実質的に、この２つの第２の流体流入口８２６は、同一の流体ソースに連結されていてもよく、又は互いに異なる流体ソースに連結されていてもよい。いずれの場合であっても、同一の流体又は異なる流体が、それぞれの第２の流体流入口８２６に連結されるようになる。それぞれの第２の流体流入口８２６は、異なる定量流路８１２、８１４に連結されている。
【００９９】
弁８５８は開かれて、弁８５６は閉じられて、定量ポンプ８２２が作動する場合、流体は、第２の流体流入口８２６から定量流路８１２内に引き出される。弁８５６は開かれて、弁８５８は閉じられて、定量ポンプが作動する場合、第２流体は、定量流路８１４上でポッドポンプ８２８に続けて進行する。
第８の弁経路、すなわち弁８４８を参照すると、弁８４８は開かれて、ポッドポンプ８２８が作動する場合、流体は、ポッドポンプ８２８から第３の流体流入口８２５のうちの１つに汲み出される。一実施形態において、この弁経路は、流体／液体を第３の流体流入口８２５に連結されたソース又はコンテナに送り出すために設けられている。
【０１００】
弁８４４を含む第９の弁経路を参照すると、弁８４４は開かれて、ポッドポンプ８２８が作動する場合、流体は、ポッドポンプ８２８から第３の流体流入口８２５のうちの１つに汲み出される。一実施形態において、この弁経路は、液体を第３の流体流入口８２５に連結されたソース又はコンテナに送り出すために設けられている。
【０１０１】
第１０の弁経路、すなわち弁８４８を参照すると、弁８４８は開かれて、ポッドポンプ８２８が作動する場合、流体は、ポッドポンプ８２８から第３の流体流入口８２５のうちの１つに汲み出される。一実施形態において、この弁経路は、流体／液体を第３の流体流入口８２５に連結されたソース又はコンテナに送り出すために設けられている。
【０１０２】
弁８５４及び８５６を含む第１１の弁経路が示されている。この弁経路８５４、８５６は、第２の流体流入口８２６に連結された定量流路８１４を含む。これらの図に示されているように、カセットのいくつかの実施形態において、２つの第２の流体流入口８２６が形成されている。実質的に、この２つの第２の流体流入口８２６は、同一の流体ソースに連結されていてもよく、又は互いに異なる流体ソースに連結されていてもよい。いずれの場合であっても、同一の流体又は異なる流体が、それぞれの第２の流体流入口８２６に連結されるようになる。それぞれの第２の流体流入口８２６は、異なる定量流路８１２、８１４に連結されている。
【０１０３】
第２の流体流入口８２６に連結された２つの定量流路のうちの第２の定量流路が、図８に示されている。第１２の弁経路は、以下のとおりである。弁８５４は開かれて、弁８５６は閉じられて、定量ポンプ８２２が作動する場合、流体は、第２の流体流入口８２６から定量流路８１４内に引き出される。弁８５６は開かれて、弁８５４は閉じられて、定量ポンプ８２２が作動する場合、第２流体は、定量流路８１４上でポッドポンプ８２８に続けて進行する。
【０１０４】
同じように、第１３の弁経路が示されており、弁８５４は開かれて、弁８６０は閉じられて、定量ポンプ８２２が作動する場合、流体は、第２の流体流入口８２６から定量流路８１４内に引き出される。弁８６０は開かれて、弁８５４は閉じられて、定量ポンプ８２２が作動する場合、第２流体は、定量流路８１４上でポッドポンプ８２０内に続けて進行する。
【０１０５】
弁８５２を含む第１４の弁経路を参照すると、弁８５２は開かれて、ポッドポンプ８２８が作動する場合、流体は、第１の流体流入口８１０を介してカセット８００内に、さらにポッドポンプ８２８内に汲み出される。
【０１０６】
第１５の弁経路を参照すると、弁８４０は開かれて、ポッドポンプ８２８が作動する場合、流体は、ポッドポンプ８２８から混合室８１８に、さらに第１の流体排出口８２４に汲み出される。
【０１０７】
第１６の弁経路は、弁８３４を含み、弁８３４が開かれて、弁８３６が開かれて、そして定量ポンプ８３０が作動する場合、第３の流体流入口８２５からの流体は、定量流路８６２上で、さらに定量流路８１６へ流れる。
【０１０８】
図８に示された例示的な流体流動−経路の実施形態において、また図１０に示されたカセットの対応する構造において、それらの弁は、個別的に開かれる。例示的な実施形態において、弁は、空圧式で開ける。また、例示的な実施形態において、本願明細書でより詳細に説明されているように、流体弁は、ボルカーノ弁である。
【０１０９】
図１１Ａ−１１Ｂを参照すると、カセットの例示的な実施形態の天板１１００が示されている。例示的な実施形態において、天板１１００上の混合室８１８及びポッドポンプ８２０、８２８は、同様の方式で形成されている。例示的な実施形態において、ポッドポンプ８２０、８２８及び混合室８１８は、低板と組み立てられたとき、総計３８ｍｌの体積容量を含む。しかしながら、他の実施形態において、混合室は、好ましい別の大きさの量を含むこともできる。
【０１１０】
図１１Ｂを参照すると、天板１１００の底面図が示されている。流体経路がこの図に示されている。これらの流体経路は、中板１２００内の、図１２Ａ−１２Ｂに示された流体経路に対応する。天板１１００と中板１２００の上端部とは、混合室８１８の一側部のための、また、ポッドポンプ８２０、８２８のための、カセットの液体或いは流体側部を形成する。それにより、液体流動経路の大部分が、天板１１００及び中板１２００の上に位置する。図１２Ｂを参照すると、第１の流体流入口及び第１の流体排出口８２４が示されている。
【０１１１】
図１１Ａ及び１１Ｂを参照すると、ポッドポンプ８２０、８２８は、溝１００２（他の実施形態において、これは溝である）を含む。溝１００２は、特定の大きさ及び形状を有するものと示されているが、他の実施形態において、溝１００２は、好ましい別のいずれの大きさ及び形状を有していてもよい。図１１Ａ及び１１Ｂに示された大きさ及び形状は、例示的な実施形態である。溝１００２のすべての実施形態において、溝１００２は、ポッドポンプ８２０、８２８の流体排出口側部と流体流入口側部との間の経路を形成する。他の実施形態において、溝は、ポッドポンプの内側ポンプ室の壁内の溝である。
【０１１２】
溝１００２は、流体経路を提供しており、それにより、膜が行程の終端部にある場合であっても、流入口と排出口との間には依然として流体経路が存在し、流体又は空気のポケットがポッドポンプ内に捕捉されない。溝１００２は、ポッドポンプ８２０、８２８の液体／流体及び空気／作動側部の双方共に含まれている。いくつかの実施形態において、溝は、さらに、ポッドポンプ８２０、８２８の作動／空気側部及び混合室８１８の反対側部に関して、混合室８１８内に含まれていてもよい（図１３Ａ−１３Ｂを参照）。他の実施形態において、溝は、ポッドポンプ８２０、８２８の一側部にのみ含まれていてもよく、又は含まれていなくてもよい。
【０１１３】
カセットの他の実施形態において、ポッドポンプ８２０、８２８の液体／流体側部は、特徴部（図示省略）を含んでいてもよく、それによって、流入口及び排出口流動経路が連続的となり、さらにポンプ室の外周の周りにモールディングされた剛体の外側リング（図示省略）が、また連続的になることができる。このフィーチャーは、膜（図示省略）と一緒に形成した封止を保持することができるようにする。図１１Ｅを参照すると、天板１１００の例示的な実施形態の側面図が示されている。
【０１１４】
図１２Ａ−１２Ｂを参照すると、中板１２００の例示的な実施形態が示されている。中板１２００はまた、図９Ａ−９Ｆ及び１０Ａ−１０Ｆに示されており、これらの図は、図１２Ａ−１２Ｂに対応する。それにより、図９Ａ−９Ｆ及び１０Ａ−１０Ｆは、各種の弁及び弁経路の位置を示している。それぞれのポッドポンプ８２０、８２８に対する膜の位置及び混合室８１８の位置が示されている。
【０１１５】
図１２Ａを参照すると、カセットの例示的な実施形態において、汲み出される液体の様々な特性を区別するために、カセット内にセンサ要素が組み込まれている。一実施形態において、３個のセンサ要素が含まれている。また一方で、例示的な実施形態において、６個のセンサ要素（３個ずつ２つの組）が含まれることもある。これらのセンサ要素は、センサセル１３１４、１３１６内に位置する。この実施形態において、センサセル１３１４、１３１６は、センサ（たち）要素のためのカセット上の領域として含まれている。例示的な実施形態において、２個のセンサセル１３１４、１３１６からなる３個のセンサ要素が、それぞれのセンサ要素ハウジング１３０８、１３１０、１３１２及び１３１８、１３２０、１３２２内に格納されている。例示的な実施形態において、センサ要素ハウジングのうち２つのハウジング１３０８、１３１２及び１３１８、１３２０は、伝導度センサ要素を収容し、また、第３のセンサ要素ハウジング１３１０、１３２２は、温度センサ要素を収容する。伝導度センサ要素及び温度センサ要素は、当業界で使用されるどのような伝導性又は温度センサ要素であってもよい。一実施形態において、伝導度センサは、グラファイトポストである。他の実施形態において、伝導度センサ要素は、ステンレス鋼、チタン、白金、又は耐食性を持つようにコーティングされ、さらに電気伝導性を含むその他の金属から作製されたポストである。伝導度センサ要素は、導線を含むようになり、そのような導線は、プローブ情報を制御部又は他のデバイスに伝送する。一実施形態において、温度センサは、ステンレス鋼プローブ内に収容されたサーミスタである。一方、別の実施形態において、２００７年１０月１２日付で出願され、共に係属中の「Ｓｅｎｓｏｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」というタイトルの米国特許出願（ＤＥＫＡ−０２４ＸＸ）に開示されたものと同様に、温度及び伝導度センサ要素の組み合わせが使用されることがある。
【０１１６】
さらに別の実施形態において、カセット内にセンサがなくてもよく、又は温度センサのみか、少なくとも１つの伝導度センサのみ、或いは少なくとも１つの別のタイプのセンサが存在していてもよい。
【０１１７】
図１２Ｃを参照すると、中板１３００の例示的な実施形態の側面図が示されている。
図１３Ａ−１３Ｂを参照すると、低板１３００が示されている。先ず、図１３Ａを参照すると、低板１３００の内側又は内部表面が示されている。内側又は内部表面は、中板（図示省略、図９Ｂを参照）の底面と接触する側部である。低板１３００は、空気又は作動ライン（図示省略）に取り付けられている。中板１２００内の弁（図示省略、図１０Ａ−１０Ｆを参照）及びポッドポンプ８２０、８２８を作動させる空気のための対応の入口ホールが示されている。ホール８１０、８２４は、図１２Ｂにそれぞれ示された第１の流体流入口及び第１の流体排出口８１０、８２４に対応する。混合室８１８及びポッドポンプ８２０、８２８の対応する半分部も同じく示されており、流体経路のための溝１００２等も示されている。また、ポンプ内の作動ホールも示されている。天板とは異なって、混合室８１８及びポッドポンプ８２０、８２８の半分部に対応する低板１３００は、混合室８１８とポッドポンプ８２０、８２８の間の差異を明確にする。ポッドポンプ８２０、８２８は、低板１３００の上の空気／作動経路を含むが、それに対して、混合室８１８は、天板内の半分部と同様の構成を含む。混合室８１８は、液体を混合し、それによって、膜（図示省略）を含まず、また空気／作動経路も含んでいない。センサセル１３１４、１３１６が、センサ要素ハウジング１３０８、１３１０、１３１２及び１３１８、１３２０、１３２２と共に示されている。
【０１１８】
図１３Ｂを参照すると、作動ポート１３０６は、外側又は外部の低板１３００の上に示されている。作動源が、これらの作動ポート１３０６に連結されている。さらに、混合室８１８は、空気によって作動しないため、作動ポートを有していない。図１３Ｃを参照すると、低板１３００の例示的な実施形態の側面図が示されている。
５．１ 膜
例示的な実施形態において、膜は、図５Ａに示されているようにガスケットＯ−リング膜である。さらに、いくつかの実施形態において、ガスケットＯ−リング膜は、テクスチャーを含むことができるが、それに制限されるものではなく、図４Ｄ又は図５Ｂ−５Ｄの様々な実施形態が使用されることも可能である。また他の実施形態において、図６Ａ−６Ｇに示されている膜が使用されることも可能である。
【０１１９】
図１４Ａ及び１４Ｂを参照すると、組み立てられたカセット１４００の例示的な実施形態が示されている。図１４Ｃ及び１４Ｄは、カセット１４００の例示的な実施形態の分解組立図である。膜１６００が示されている。図１４Ｃ及び１４Ｄに示されているように、それぞれのポッドポンプごとに１つの膜１６０２がある。例示的な実施形態において、ポッドポンプに関する膜は、互いに同一である。他の実施形態において、いずれの膜をも使用することができ、さらに、１つのポッドポンプが膜のある１つの実施形態を使用する一方、第２のポッドポンプが、膜の異なる実施形態を使用することができる（或いは、それぞれのポッドポンプが同一の膜を使用することも可能である）。
【０１２０】
好適な実施形態において、定量ポンプ１６０４で使用される膜の様々な実施形態が、より詳細に図５Ｅ−５Ｈに示されている。弁１２２２で使用される膜の様々な実施形態が、より詳細に図２Ｅ−２Ｇに示されている。また一方、他の実施形態において、弁膜だけではなく、定量ポンプ膜も、例えばテクスチャーを含むことができるが、それに限定されるものではなく、テクスチャーは、図５Ａ−５Ｄに示されたポッドポンプ膜の上に示されている。
【０１２１】
センサセル１３２２を構成する伝導度センサ要素１３１４、１３１６及び温度センサ要素１３１０の一実施形態が、図１４Ｃ及び１４Ｄに示されている。図１４Ｃ及び１４Ｄを参照すると、センサ要素は、低板１３００及び中板１２００の上の領域を含むセンサブロック（図１２Ｂ及び１３Ａにおいて、１３１４及び１３１６と示されている）内に格納されている。Ｏ−リングは、天板１１００の内側部及び中板１２００の上側部上に位置した流路から、センサハウジングを封止する。さらに、他の実施形態において、Ｏ−リングは、センサブロック内にモールディングされていてもよく、又は他のいずれかの封止方法が使用されていてもよい。
５．２ 断面図
図１５Ａ−１５Ｃを参照すると、組み立てられたカセットの様々な断面が示されている。先ず、図１５Ａを参照すると、膜１６０２は、ポッドポンプ８２０、８２８内に示されている。断面図から確認されるように、膜１６０２のＯ−リングは、中板１２００と低板１３００とによって挟持されている。弁膜１６０６も、また確認することができる。上記したように、それぞれの弁は膜を含む。
【０１２２】
図１５Ｂを参照すると、２個の伝導性センサ１３０８、１３１２及び温度センサ１３１０が示されている。断面図から確認されるように、それらのセンサ１３０８、１３１０、１３１２は、流路８２４内に位置する。それによって、センサ１３０８、１３１０、１３１２は、流路と流体連通されて、さらに流体排出口１８２４から抜け出る流体のセンサデータを決定することができる。図１５Ｂを参照すると、弁８３６の断面が示されている。この図面に示されているように、例示的な実施形態において、図２Ｂに関して図示して上記した実施形態と同様に、弁は、火山形状弁である。しかし、上記したように、他の実施形態において、別の弁が使用されることもできるが、それに制限されるものではなく、例えば、図２Ａ、２Ｃ及び２Ｄに関して図示されて説明された弁などが含まれる。
【０１２３】
図１５Ｃを参照すると、２個の伝導度センサ要素１３１８、１３２０及び温度センサ要素１３２２が示されている。断面図から確認されるように、センサ要素１３１８、１３２０、１３２２は、流路８２４内に位置する。それによって、それらのセンサ要素１３１８、１３２０、１３２２は、流路と流体連通されて、さらに、混合室（この図には示されていない）へ流入される流体のセンサデータを決定するために使用することができる。したがって、例示的な実施形態において、センサ要素１３１８、１３２０、１３２２を使用して、混合室内に汲み出される流体に関するデータを収集することが可能となる。図１２Ｂに戻って参照すると、センサ要素１３０８、１３１０、１３１２を使用して、混合室から流体排出口に汲み出される流体に関するデータを収集することが可能となる。しかし、他の実施形態において、センサが使用されないこともあり、又は、単に１つの組、或いは単に１つのタイプのセンサ要素（すなわち、温度又は伝導度センサ要素）のみが使用されることがある。どのようなタイプのセンサも使用することが可能であり、また、温度、伝導度センサ要素、或いは温度／伝導度センサ要素の組み合わせからなるいずれの実施形態をも使用することができる。
【０１２４】
上記したように、例示的な実施形態は、図８に示された例示的な流体流動−経路配線図を含むカセットの一実施形態である。しかし、例示的な実施形態の同一の特徴のうちの多くを含みながら、異なる構造的なデザインを含み、わずかに異なる流動経路を含むカセットの他の実施形態もまた可能である。この他の実施形態のうちの１つが、図１６Ａ−２０Ｂに示された実施形態である。
【０１２５】
図１６Ａ−１６Ｃを参照すると、天板１６００の別の実施形態が示されている。天板１６００の特徴は、例示的な実施形態における対応の特徴に関する別の実施形態である。この別の実施形態は、２個の混合室１６２２、１６２４と、３個の定量ポンプとを含む。それによって、この実施形態は、カセットデザインにおける柔軟性を表わす。様々な実施形態において、カセットは、任意の数の流体と組み合わされることが可能であり、また、その流体を独立的に或いは一緒に定量することが可能である。図９は、図１６Ａ−２０Ｂに示されたカセットの流体流動−経路配線図を示す。
【０１２６】
図１７Ａ−１７Ｃを参照すると、中板１７００の他の実施形態が示されている。図１８Ａ−１８Ｃは、低板１８００の他の実施形態を示している。
図１９Ａを参照すると、組み立てられたカセット１９００の他の実施形態が示されている。図１９Ｃ−１９Ｄは、カセット１９００の例示的な実施形態の分解組立図であり、ここに、ポッドポンプ膜１９１０と、弁膜１９１４と、定量ポンプ膜１９１２とが示されている。３個の定量ポンプ１６１６、１６１８、１６２０だけではなく、それぞれの膜１９１２も示されている。この実施形態において、３個の流体を定量することが可能であり、さらに、それぞれの制御された量が、混合室１６２２、１６２４内で一緒に混合することが可能である。図２０Ａ及び２０Ｂは、組み立てられたカセット１９００の断面図を示している。
【０１２７】
この他の実施形態に示されているように、図８に示された一般的な流体配線図及びポンピングカセットの様々な変形実施形態がある。それによって、付加的な混合室及び定量ポンプがポンピングカセットに追加の性能を与えて、少なくとも２つの流体が一緒に混合されるようにすることができる。
５．３ 混合カセットの例示的な実施形態
実際に、カセットは、任意のソースから任意の位置に、任意のタイプの流体を汲み出すために使用することができる。この流体のタイプには、栄養的な、非栄養的な、無機化学物質、有機化学物質、体液又は他のあらゆるいずれかのタイプの流体が含まれる。また、いくつかの実施形態において、流体はガスを含み、したがって、いくつかの実施形態において、カセットは、ガスを汲み出すために使用される。
【０１２８】
カセットは、所望の位置の内外に流体を汲み出し、方向付ける役割をする。いくつかの実施形態において、外部ポンプが流体をカセット内にポンプ汲み出し、またカセットは、その流体を外部に汲み出す。さらに、いくつかの実施形態において、ポッドポンプは、カセット内に流体を引き込み、且つカセットの外部へ流体を汲み出す役割をする。
【０１２９】
上記したように、弁の位置によって、流体経路の制御が分け与えられる。それにより、様々な位置の弁又は追加の弁が、このカセットの他の実施形態となる。さらに、上記した図らに示されたそれらの流路及び経路は、単なる流路及び経路の例に過ぎないものである。他の実施形態において、それより多い、少ない、及び／又は異なる流体経路を含むことが可能である。他の実施形態において、弁は、カセット内に存在しない。
【０１３０】
上記したポッドポンプの数は、実施形態によって変わっていてもよい。例えば、先に示されて説明された例示的な実施形態及び代替的な実施形態は、２個のポッドポンプを含んでいるが、他の実施形態において、カセットは、１つのポッドポンプを含んでいる。また他の実施形態において、カセットは、少なくとも２つのポッドポンプを含んでいてもよい。ポッドポンプは、単一のポンプであってもよく、或いは、より一層連続的な流動を提供するために、直列に協力して作動することもできる。そのいずれか又は双方共が、カセットの様々な実施形態において使用されることができる。
【０１３１】
特定の流体経路をカセットに提供するためには、様々なポートが設けられる。これらのポートは、常にそのすべてが使用されなければならないものではなく、その代わりに、様々なポートが、実際のカセットの使用時に柔軟性を付与することができる。
【０１３２】
ポンピングカセットは、数多くの分野で使用することが可能である。一方、１つの例示的な実施形態において、ポンピングカセットは、少なくとも２つの成分／化合物を含む溶液を混合するために使用されている。例示的な実施形態において、３個の成分が混合される。また、他の実施形態において、定量ポンプ、混合室、流入口／排出口、弁及び流路を付加することにより、３つ未満の、又は３つ超過の成分を混合することが可能である。カセットデザインに係るこれらの変形実施形態は、容易に識別することができる。
【０１３３】
本願明細書において使用されているように、“ソース成分”又は“成分のソース”という用語は、第１の流体流入口からカセット内に汲み出される流体以外の他の成分を表わす。これらのソース成分は、コンテナ内に収容されたり、又はカセットに連結されたソースによって提供される。
【０１３４】
例示的な実施形態において、ポンピングカセットは、流体流入口ラインに加えて、４個の成分のソースをカセットに連結することのできる能力を含む。例示的な実施形態において、流体流入口は、水ソースに連結されている。さらに、他の実施形態において、流体流入口ラインは、液体／流体溶液のコンテナに、又は流体／液体の別のソースに連結されている。
【０１３５】
例示的な実施形態において、４個の追加の成分のソースは、４個の同一のソース成分であってもよく、或いは２個が１つのソース成分であって、残りの２個が異なるソース成分であってもよい。２個のそれぞれのソース成分、又は４個のソース成分を使用するとき、ソースを交換することなく、汲み出し及び混合を連続的な方式で行うことができる。しかし、ソースによって、各成分の余分のソースの個数が変わることがある。例えば、ソースは、非常に大きなコンテナに、又はそれより小さなコンテナに連結されることができ、或いは、外見的に“エンドレス”なソースであることもできる。それにより、ソースの大きさ及び汲み出された量によって、ソース成分のコンテナの個数が変わることがある。
【０１３６】
図８に関連して上記した流体経路のうちの１つは、ポッドポンプが、カセット内と、さらに、ソース成分の供給源又はコンテナのうちの２つとに液体を汲み出す経路を含む。このカセットの利用できる機能により、ソース成分のうちの２つが、少なくとも初期には粉末であることが可能となり、そのような粉末は、流体流入口ラインからの流体／液体で構成することができる。また、成分ソースへの流体の汲み出しを遂行することのできる２個のポッドポンプに対する弁経路が存在する。それにより、一実施形態において、流体流入口内への、また２つのソース成分コンテナへの連続的な汲み出しを行うことができるように、所定の時間の間弁が制御される。図８に示された弁経路に加えて又はその代わりに、この同様の弁経路が、異なる２つのソース成分コンテナに対して、或いは異なる２つのソース成分コンテナのうちの１つに対して設けられることが可能である。他の実施形態において、流体流入口液体は、単に１つのソース成分コンテナに汲み出されている。
【０１３７】
さらに、いくつかの実施形態において、流体は、流体流入口内に、且つソース成分に汲み出される。そのとき、ソース成分は流体である。流体流入口の流体が、汲み出すより前に、ソース成分のうちのいずれか１つと混合する必要のあるソース成分である場合に、この実施形態を使用することができる。この機能性は、ポンピングカセットの任意の実施形態で統合されるようにデザインすることが可能である。その一方、いくつかの実施形態において、この弁経路は含まれていない。
【０１３８】
例示的な実施形態において、定量ポンプは、ソース成分が既知の量だけ汲み出されることを可能にする。それにより、汲み出しに注意をすれば、様々な成分の正確な濃度が求められる溶液を混合することができるようになる。単一の定量ポンプが、複数のソース成分を汲み出すことができる。しかしながら、成分が汲み出されるにつれて、当成分の少ない量が定量流路内に存在することがあり、それによって成分を汚染させることができ、したがって、汲み出される第２成分の量に関する、誤った評価を提供するおそれがある。したがって、例示的な実施形態において、少なくとも１つの定量ポンプが各ソース成分に対して設けられ、さらにこのようにして、ソース成分の２個のソースに対して単一の定量ポンプが設けられるが、そのとき、これらの２個のソースは同一のソース成分を含む。
【０１３９】
例示的な実施形態において、それぞれのソース成分に対して定量ポンプが設けられる。それにより、２個以上のソース成分が存在する実施形態において、ポンピングカセット内のそれぞれの追加のソース成分に対して、追加の定量ポンプが含まれていてもよい。例示的な実施形態において、単一の定量ポンプが２個のソース成分に連結されるが、これは、例示的な実施形態において、これらの２つのソース成分同士が同一であるためである。一方、代替的な実施形態において、１つの定量ポンプは、少なくとも１つのソース成分を汲み出すことができ、また、ソース成分が同一ではない場合であっても、少なくとも１つのソース成分に連結することができる。
【０１４０】
汲み出される流体の濃度、温度、又はそれ以外の特性を決定するために、センサ又はセンサ要素が流路内に含まれていてもよい。それにより、ソース成分コンテナが粉末を含み、その粉末を溶液内に提供するために水がカセットによってソース成分コンテナに汲み出される実施形態において、センサを使用して、ソース成分が正確な濃度を含むかどうかを確認することが可能となる。また、混合溶液が流体排出口を介してカセットを抜け出るより前に、混合した溶液の特性を決定するため、混合室の下流で流体排出口ライン内にセンサ要素が含まれていてもよい。さらに、良好に混合されていない溶液が流体排出口を介してカセットの外部に汲み出されないように保障するために、下流弁が設けられていてもよい。センサ要素に関する例示的な実施形態は、上記で説明されたことがある。
【０１４１】
ポンピングカセットの用途に関する１つの例には、血液透析システムの一部として混合カセットが使用される場合がある。透析液を混合してカセットの外部の透析液貯蔵容器に供給するために、混合カセットを使用することが可能である。それにより、このカセットは、それぞれのクエン酸とＮａＣｌ／重炭酸塩との２つのコンテナに連結されるようになる。２個の定量ポンプがカセット内に存在していて、一方は、クエン酸に割り当てられ、その他方は、ＮａＣｌ／重炭酸塩に割り当てられる。したがって、１つの定量ポンプが、２個のソース成分コンテナと一緒に作動する。
【０１４２】
例示的な実施形態において、ＮａＣｌ／重炭酸塩は粉末であって、流体ソース成分溶液を生成するためには、水の添加を必要とする。それによって、水が、第１の流体流入口内に、且つＮａＣｌ／重炭酸塩のソースコンテナ内に汲み出される。双方のポッドポンプは、ＮａＣｌ／重炭酸塩のソースコンテナに必要な水を速かに且つ継続的に提供するために、相から汲み出すことができる。
【０１４３】
透析液を混合するために、定量ポンプによってクエン酸がポッドポンプ内に、次いでに混合室に向かって汲み出される。同様に水がポッドポンプ内に汲み出されて、それにより所望の濃度のクエン酸が調製される。クエン酸の濃度が適切であるかどうかを決定するために、センサ要素が混合室の上流に位置され、また、必要であれば、適切な濃度を達成するために、ポッドポンプが混合室に向かって追加の水を汲み出すことができる。
【０１４４】
ＮａＣｌ／重炭酸塩は、第２の定量ポンプによって混合室の上流の流体排出口ライン内に汲み出される。クエン酸及び流体ＮａＣｌ／重炭酸塩が混合室内に流入される。次いで、２個のソース成分が混合されて、流体排出口の外部に汲み出されるようになる。
【０１４５】
いくつかの実施形態において、センサ要素は、混合室の下流に位置する。これらのセンサ要素は、最終溶液の濃度が適切となるように保障することができる。また、いくつかの実施形態において、弁は、流体排出口の下流に位置していてもよい。センサデータが、混合が成功的ではなかったこと、或いは望む通りにならなかったことを示す場合、この弁は、透析液がカセットの外部に位置した貯蔵容器内へ流動することを遮断することができる。
【０１４６】
カセットの他の実施形態において、流路から流体を除去するために、定量ポンプを追加することが可能である。また、追加のポッドポンプが、さらなる汲み出し特性のために含まれていてもよい。この透析液の混合プロセスに係る他の実施形態において、３個の定量ポンプ及び２個の混合室が使用される（図９に示された通りである）。クエン酸、塩、及び重炭酸塩が、この実施形態において、それぞれ独立的に汲み出される。１つの混合室は上述したものと同様であり、別の混合室への流動の前に塩と重炭酸塩とを混合するために、第２の混合室が使用されることがあり、そこでクエン酸とＮａＣｌ／重炭酸塩との間の混合が達成される。
【０１４７】
様々な溶液を混合するためのカセットの様々な実施形態を、容易に識別することができる。流路、バルビング、定量ポンプ、混合室、ポッドポンプ、及び流入口／排出口は、モジュール型要素であってもよく、そのようなモジュール型要素は、所望の混合機能をカセットに与えるために、混合されて、マッチングされることがある。
カセットの多くの実施形態において、流体流動−経路を変化させるために、弁構造は、変更することが可能である。さらに、ポッドポンプ、定量ポンプ、及び混合室の大きさも変更することが可能であり、また、カセットに連結される弁、ポッドポンプ、定量ポンプ、センサ、混合室、及びソース成分コンテナの数も同様に変更することが可能である。たとえ、この実施形態において、弁は火山形状弁であるが、他の実施形態において、そのような弁は、火山形状弁ではなくてもよく、またいくつかの実施形態において、滑らかな表面の弁であってもよい。
６．中間カセットの例示的な実施形態
図３８Ａを参照すると、ポンピングカセット３８００の流体配線図の例示的な実施形態が示されている。他の配線図も容易に識別することができ、配線図の１つの代替的な実施形態が図３８Ａに示されている。図３８Ａを参照すると、カセット３８００は、少なくとも１つのポッドポンプ３８２０、３８２８と、少なくとも１つの通気口３８３０とを含む。また、カセット３８００は、少なくとも１つの流体ポートを含む。この配線図において、複数のポート３８０４、３８１０、３８２４、３８２６、３８３０、３８３２、３８４６、３８４８、３８５０、３８５２、３８５４が示されている。さらに、代替的な実施形態において、ポートの数及び／又は位置は、それと異なっていてもよい。複数のポートのオプションは、任意の機能のための、任意のタイプの流体に関する数多くの汲み出し用配線図を提供することができる。
【０１４８】
カセットは、少なくとも１つのポートを介して、且つカセットの内外に流体を汲み出すために、少なくとも１つのポッドポンプ３８２０、３８２８をさらに含む。例示的な実施形態は、２個のポッドポンプ３８２０、３８２８を含む。しかし、代替的な実施形態において、少なくとも１つのポッドポンプが、カセットに含まれている。例示的な実施形態において、２個のポッドポンプ３８２０、３８２８は、連続的で又は安定した流動を提供することが可能である。通気口３８３０は、カセットの外部で、カセットに流体連通された流体貯蔵容器に対して、大気への通気を提供する。
【０１４９】
図３８Ａに示されたカセット３８００の流体配線図は、様々なカセット装置で具体化されることが可能である。それにより、図３８Ａに示された流体配線図によって表された流体流動経路を含むカセット３８００の様々な実施形態は、この流体配線図のこの実施形態又は代替的な実施形態を包含することのできる、唯一のカセットの実施形態ではない。さらに、弁のタイプ、弁の作動手順、及びポンプの個数は、この流体配線図の様々なカセットの実施形態によって変更されることがある。また、本願明細書において示されて説明されたカセットの実施形態、或いは配線図に提示されていないポンピングカセットの実施形態において、追加の特徴部等が提示されることもある。
【０１５０】
図３８Ａを参照すると、１つのシナリオで、流体は、ポート３８１０を介してカセットに流入され、さらに第１のポンプ流体経路３８１２又は第２のポンプ流体経路３８１８に汲み出される。一実施形態において、交互に開かれて閉じられるポンプ流入口弁３８０８、３８１４、そして任意の与えられた時間の間に開けられる弁３８０８、３８１４によって、流体は、それぞれの流動経路３８１２、３８１８内に、且つそれぞれのポッドポンプ３８２０、３８２８内に流動することができる。次いで、それぞれのポンプ流入口弁３８０８、３８１４が閉じられて、対応のポンプ排出口弁３８１６、３８２２が開けられる。流体は、第１の流体排出口３８２４を介してポッドポンプ３８２０、３８２８の外部に汲み出される。一方、他の実施形態において、両弁３８０８、３８１４は、同時に開かれて、同時に閉じられる。いくつかの実施形態においては、カセット内に弁が存在しないこともある。
【０１５１】
ベント３８３０は、貯蔵容器又は他のコンテナ、或いは流体ソースの大気へのベントのための位置を提供する。いくつかの実施形態において、第１流体のソースがベント３８３０に連結されている。弁３８０２は、ベント経路を制御する。
【０１５２】
たとえ、１つのシナリオにおいて、流体はポート３８１０内に汲み出されるが、他の実施形態において、流体は、ポート３８０４、３８２４、３８２６、８３０、８３２、８４６、８４８、８５０、８５２、８５４のうちのいずれかのポートを介してカセット内に汲み出され、次いでにポート３８０４、３８１０、３８２４、３８２６、３８３０、３８３２、３８４６、３８４３８、３８５０、３８５２、３８５４のうちいずれかのポートを介してカセットの外部に汲み出される。さらに、様々な実施形態のポッドポンプ３８２０、３８２８が、上述したものと反対の方向に流体を汲み出すことができる。
【０１５３】
一般的に、カセット３８００は、流体を汲み出すための汲み出しパワーを提供するだけではなく、ポート同志の間の、またカセットの周りの、流体流動経路を提供する。
一実施形態において、１つ以上のポート３８０４、３８１０、３８２４、３８２６、３８３０、３８３２、３８４６、３８４８、３８５０、３８５２、３８５４が、カセットの外部に汲み出される流体のためのフィルタ又は他の処理領域に取り付けられている。いくつかの実施形態において、ポッドポンプ３８２０、３８２８は、フィルタ又は他の処理領域を介して流体を押し出すほどの十分な汲み出し力を提供する。
【０１５４】
いくつかの実施形態において、ポンピングカセットは、追加の流体経路、及び１つ以上の追加のポッドポンプを含む。さらに、いくつかの実施形態において、カセットは、追加のベント経路を含んでいる。
【０１５５】
図３８Ａの一実施形態によって示された、カセット内で具体化することのできる様々な流動経路は、弁３８０２、３８０８、３８１４、３８１６、３８２２、３８３６、３８３３８、３８４０、３８４２、３８４４、３８５６によって制御される。様々な順番で弁３８０２、３８０８、３８１４、３８１６、３８２２、３８３６、３８３８、３８４０、３８４２、３８４４、３８５６を開けて閉じることにより、完全に異なる流体汲み出し経路、及び汲み出しに関するオプションを導き出すことが可能である。図３９Ｃ、３１０Ａ、３１０Ｂ及び３１０Ｃを参照すると、様々な弁及びポートが、カセットの例示的な実施形態に示されている。
【０１５６】
ポンピングカセットのいくつかの実施形態において、より多くの弁が含まれていたり、追加の流動経路及び／又はポートが含まれていたりする。他の実施形態においては、それより少ない数の弁、流動経路及び／又はポートが存在する。カセットのいくつかの実施形態において、カセットは、少なくとも１つのエアトラップ、１つ以上のフィルタ、及び／又は１つ以上の逆止め弁を含んでいても良い。
【０１５７】
図３８Ａに示された流体流動−経路配線図の実施形態、又はそれに関する代替的な実施形態を、構造物内に具体化することが可能である。例示的な実施形態において、構造物は、作動膜を具備する３個のプレートカセットである。カセットのまた別の実施形態も、以下において説明する。
【０１５８】
図３９Ａ及び３９Ｂを参照すると、カセットの例示的な実施形態の天板３９００の外側部が示されている。天板３９００は、ポッドポンプ３８２０、３８２８の１つの半分部を含む。この半分部は、ソース流体が通過して流動する、流体／液体半分部である。流入口及び排出口ポッドポンプ流体経路が示されている。これらの流体経路は、それぞれのポッドポンプ３８２０、３８２８へ延在される。
【０１５９】
ポッドポンプ３８２０、３８２８は、高めの流動経路３９０８、３９１０を含む。高めの流動経路３９０８、３９１０は、膜（図示省略）が行程の終端部に到逹した後、ポッドポンプ３８２０、３８２８を介して流体が継続して流動することを可能とさせる。それによって、高めの流動経路３９０８、３９１０は、膜がポッドポンプ３８２０、３８２８内で空気又は流体を捕捉することを最小化し、又は、膜がポッドポンプ３８２０、３８２８の流入口又は排出口を遮断して、流動の阻害することを最小化する。特定の寸法を含みた、高めの流動経路３９０８、３９１０の例示的な実施形態が示されている。代替的な実施形態において、高めの流動経路３９０８、３９１０は、それより大きいかそれより狭くてもよく、或いはまた他の実施形態において、流体流動を制御して、所望の流体の挙動又は流量を達成するための目的に応じて、高めの流動経路３９０８、３９１０は、どのような寸法を有していてもよい。したがって、高めの流動経路、ポッドポンプ、弁、又は任意の他のアスペクトについて示されて説明した寸法は、単なる例示的で且つ別の実施形態に過ぎず、他の実施形態も、容易に理解することができる。
【０１６０】
図３９Ｃ及び３９Ｄは、カセットの例示的な実施形態の天板３９００の内側部を示す。図３９Ｅは、天板３９００の側面図を示す。
図３１０Ａ及び３１０Ｂを参照すると、中板３１０００の流体／液体側部が示されている。図３９Ｃ及び３９Ｄに示された内側天板の上の流体経路に関する相補的な領域が示されている。これらの領域は、例示的な実施形態において、１つの製造モードであるレーザー溶接に対して伝導性を含む表面仕上げを示す、わずかに高くなったトラックである。カセットの他の製造モードに対しては、既に以上で説明した。図３１０Ａ及び３１０Ｂを参照すると、カセットの例示的な実施形態のポートは、図３８Ａに関して示されて説明した配線図に対応してラベル付けされている。１つのポート、すなわち、ポート３８５２にはラベルが付けられていない。このポートは、図３９Ｃにもっともよく示されている。
【０１６１】
図３１０Ｃ及び３１０Ｄを参照すると、中板３１０００の空気側部又は低板（図示省略、図３１１Ａ−３１１Ｅに示されている）と対向する側部が、例示的な実施形態に従って示されている。弁ホール３８０２、３８０８、３８１４、３８１６、３８２２、３８３６、３８３８、３８４０、３８４２、３８４４、３８５６の空気側部は、中板３１０００（図３１０Ａ及び３１０Ｂに示されている）の流体側部内のホールに対応する。図３１２Ｃ及び３１２Ｄに示されているように、膜３１２２０がポッドポンプ３８２０、３８２８を完成する一方、膜３１２２２は、弁３８０２、３８０８、３８１４、３８１６、３８２２、３８３６、３８３３８、３８４０、３８４２、３８４４、３８５６を完成する。弁３８０２、３８０８、３８１４、３８１６、３８２２、３８３６、３８３８、３８４０、３８４２、３８４４、３８５６は空気圧的に作動し、膜は、ホールから遠くなる方に離れて、液体／流体が流動可能となる。膜がホールの方に押し付けられることにより、流体の流動が抑制される。流体の流動は、弁３８０２、３８０８、３８１４、３８１６、３８２２、３８３６、３８３８、３８４０、３８４２、３８４４、３８５６の開閉によって管理される。弁の例示的な実施形態は、図２Ａ及び２Ｂに関連して示されて説明された、火山形状弁である。弁膜３１２２２の一実施形態が図２Ｅに示されており、代替的な実施形態が、図２Ｆ−２Ｇに示されている。
【０１６２】
図３１１Ａ及び３１１Ｂを参照すると、低板３１１００の内部図が示されている。ポッドポンプ３８２０、３８２８、及び弁３８０２、３８０８、３８１４、３８１６、３８２２、３８３６、３８３８、３８４０、３８４２、３８４４、３８５６、作動／空気室の内部様子が示されている。ポッドポンプ３８２０、３８２８、及び弁３８０２、３８０８、３８１４、３８１６、３８２２、３８３６、３８３８、３８４０、３８４２、３８４４、３８５６は、空気圧エアソースによって作動されている。図３１１Ｃ及び３１１Ｄを参照すると、低板３１１００の外側部が示されている。空気のソースは、カセットのこの側部に取り付けられている。一実施形態において、チューブは、弁及びポンプ１１０２の上のチューブに連結される。いくつかの実施形態において、弁が構成されて、また、１つ以上の弁が、同様の空気ラインによって作動されている。
【０１６３】
図３１２Ａ及び３１２Ｂを参照すると、組み立てられたカセット３１２００が示されている。図３１２Ａ及び３１２Ｂに示した、組み立てられたカセット３１２００の分解組立図が、図３１２Ｃ及び３１２Ｄに示されている。これらの図において、ポッドポンプ膜３１２２０の例示的な実施形態が示されている。そのような例示的な実施形態は、図５Ａ−５Ｄに示された膜を含む。膜のガスケットは、液体室液体室（天板３９００の内）と、空気／作動室（低板３１１００の内）との間の封止を提供する。いくつかの実施形態において、図５Ｂ−５Ｄに示されたもの等を含み、膜３１２２０のドームの上のテクスチャーは、空気及び液体が行程の終端部で室から抜け出すための追加の空間を提供し、これの以外の他の特徴部をも提供する。カセットの代替的な実施形態において、図６Ａ−６Ｇに示された膜が使用されていてもよい。図６Ａ−６Ｇを参照すると、より詳細に上記したように、これらの膜は、ダブルガスケット６２、６４を含む。このダブルガスケット６２、６４のフィーチャーは、ポッドポンプの両側部が液体を含む実施形態において、或いは両チャンバの側部を封止することが要求される用途において、好適である。これらの実施形態において、ガスケット又は他の特徴部（図示省略）に対して、相補的なリムが、ガスケット６２に対する内側低板３１１００に付加されて、低板３１１００内のポッドポンプチャンバを封止することができる。
【０１６４】
図３１３を参照すると、カセット内のポッドポンプ３８２８の断面図が示されている。膜３１２２０の取り付けに関する詳細な事項が、この図によって確認される。また、例示的な実施形態において、膜３１２２０は、中板３１０００及び低板３１１００によって挟まれる。中板３１０００のリムは、天板３９００内に位置したポッドポンプ３８２８チャンバを封止するためのガスケットに関する特徴部を提供する。
【０１６５】
図３１３を参照すると、この断面図は、組み立てられたカセット内の弁３８３４、３８３６を示している。膜３１２２０は、組み立てられて定位置に保持された状態で示されており、例示的な実施形態において、中板３１０００と低板３１１００との間で挟持されている。
【０１６６】
再び図３１３を参照すると、この断面図は、また、組み立てられたカセット内の弁３８２２を示している。膜３１２２２は、中板３１０００と低板３１１００との間で挟持されることにより、定位置に保持された状態で示されている。
【０１６７】
上記したように、上記の例示的な実施形態は、図３８Ａに示された例示的な流体流動−経路配線図を含む１つのカセットの実施形態を提示する。しかし、例示的な実施形態の数多くの同一の特徴特徴部を含みながら、異なる構造的なデザインを含むカセットの代替的な実施形態もまた可能である。これらの代替的な実施形態のうちの１つが、図３１４Ａ−３２１Ｄに示されている。代替的な配線図が、図３８Ｂに示されている。この配線図は、たとえ図３８Ａに示された配線図と類似ではあるが、図３１４Ａ−３２１Ｄに示された代替的な実施形態の流体経路を見せることができる。
【０１６８】
図３１４Ａ−３１４Ｅを参照すると、天板３１４００の代替的な実施形態が示されている。天板３１４００の特徴部は、例示的な実施形態における対応の特徴部の別の実施形態である。図３１４Ｃ及び３１４Ｄを参照すると、ポッドポンプ３８２０、３８２８が、天板３１４００の内部にカットされる。そして、図３１４Ａ及び３１４Ｂに示されているように、ポッドポンプ３８２０、３８２８は、天板３１４００の外部へはみ出ることはない。
【０１６９】
この実施形態において、カセットが組み立てられたとき、図３１９Ａ−３１９Ｂに示されているように、図３１５及び３１７において符号３１５００及び３１７００としてそれぞれ示されたガスケットを用いることで、プレート３１４００、３１６００、３１８００は、お互いから封止される。図３１９Ｃ及び３１９Ｄを参照すると、ポッドポンプ膜３１２２０及びバルビング膜３１２２２が示されている。
【０１７０】
図３１９Ｃ−３１９Ｄを参照すると、この代替的な実施形態において、カセット１９００は、連結ハードウェア３１９１０と組み立てられている。したがって、カセット３１９００は、連結ハードウェア３１９１０によって機械的に組み立てられ、一緒に保持される。この実施形態において、連結ハードウェアはネジであるが、他の実施形態において、連結ハードウェア３１９１０は、金属ポストである。代替的な実施形態において、例えば、リベット、ショルダーボルト、及びボルトを含む、いずれの連結ハードウェアを使用することが可能であるが、それに制限されるものではない、さらに別の実施形態において、プレートは、接着剤によって一緒に保持されている。
【０１７１】
図３１９Ｃ及び３１９Ｄを参照すると、逆止め弁３１９２０が示されている。この実施形態において、逆止め弁３１９２０は、ダックビル逆止め弁であるが、他の実施形態において、この逆止め弁は、いずれのタイプの逆止め弁であってもよい。この実施形態において、逆止め弁は、逆止め弁セル３１９２２によって保持される。さらに、いくつかの実施形態において、より多くの逆止め弁が、カセット内で使用される。例えば、この実施形態及び逆止め弁を含む上記の例示的な実施形態におけるいくつかの実施形態において、さらなる逆止め弁ホルダー３１９２６、３１９２８が示されている。これらは、追加の逆止め弁のためのホルダーを提供する。また他の実施形態において、この実施形態に示されているように、空気トラップ３１９２４が含まれていてもよい。図３２１Ａ−３２１Ｄを参照すると、ダックビル逆止め弁の１つの実施形態が示されている。なお、他の実施形態において、いずれの逆止め弁、又はダックビル逆止め弁の代替的な実施形態が使用されていてもよい。
【０１７２】
図３２０Ａ及び３２０Ｂを参照すると、組み立てられたカセット、及びそのような組み立てられたカセットアセンブリに関するガスケット３１５００、３１７００の断面図が示されている。
【０１７３】
代替的な実施形態において、ガスケット３１５００、３１７００はシリコンから製造されるが、他の実施形態において、ガスケット３１５００、３１７００は、それ以外の物質で製造することもできる。図３２０Ａ及び３２０Ｂを参照すると、連結ハードウェア３１９１０が示されている。図３２０Ｂを参照すると、組み立てられたカセット内のダックビル逆止め弁３１９２０の断面図が示されている。
６．１ 中間カセットの例示的な実施形態
実際に、カセットは、任意のタイプの流体を任意のソースから任意の位置に汲み出すために、使用することができる。この流体のタイプには、栄養的な、非栄養的な、無機化学物質、有機化学物質、体液又は他のあらゆるいずれかのタイプの流体が含まれる。また、いくつかの実施形態において、流体はガスを含み、したがって、いくつかの実施形態において、カセットは、ガスを汲み出すために使用される。
【０１７４】
カセットは、所望の位置の内外に流体を汲み出し、指向させる役割をする。いくつかの実施形態において、外部ポンプが流体をカセット内に汲み出し、またカセットは、その流体を外部に汲み出す。さらに、いくつかの実施形態において、ポッドポンプは、カセット内に流体を引き込み、且つカセットの外部へ流体を汲み出す役割をする。
【０１７５】
上述したように、弁の位置によって、流体経路の制御が分け与えられる。それにより、様々な位置の弁又は追加の弁が、このカセットの他の実施形態となる。さらに、上記した図らに示されたそれらの流路及び経路は、単なる流路及び経路の例に過ぎないものである。他の実施形態において、それより多い、少ない、及び／又は異なる流体経路を含むことが可能である。他の実施形態において、弁は、カセット内に存在しない。
【０１７６】
上記したポッドポンプの数は、実施形態によって変わっていてもよい。例えば、先に示されて説明された例示的な実施形態及び代替的な実施形態は、２個のポッドポンプを含んでいるが、他の実施形態において、カセットは、１つのポッドポンプを含んでいる。また他の実施形態において、カセットは、少なくとも２つのポッドポンプを含んでいてもよい。ポッドポンプは、単一のポンプであってもよく、或いは、より一層連続的な流動を提供するために、協調して作動することもできる。そのいずれか又は双方共が、カセットの様々な実施形態において使用されることができる。
【０１７７】
流入口及び排出口、そして流体経路という用語は、単に説明するために使用されたものである。他の実施形態において、流入口は、排出口となることもできる。指定は、単にカセット内への区分された入口領域を示すためのものである。
【０１７８】
流体流入口（同様に、流体排出口となることもある）に対して与えられた指定、例えば、第１の流体排出口、第２の流体排出口は、単に流体がそのような流入口／排出口を介してカセットの内外に移動することが可能であるということを示すだけである。いくつかの場合に、配線図上における少なくとも１つの流入口／排出口が、同一の名称にて指定されている。これは、単に、そのように指定されたすべての流入口／排出口が、同一の定量ポンプ又はポッドポンプの組（別の実施形態において、単一のポッドポンプであってもよい）によって汲み出されることを説明するだけのものである。
【０１７９】
特定の流体経路をカセットに提供するためには、様々なポートが設けられる。これらのポートは、常にそのすべてが使用されなければならないものではなく、その代わりに、様々なポートが、実際のカセットの使用時に柔軟性を付与することができる。
【０１８０】
図３８Ａをもう一度参照すると、一実施形態は、貯蔵容器を大気とベンティングするために、ベントポート３８３０に流体的に取り付けられた流体貯蔵容器を提供する。さらに、いくつかの実施形態において、ＦＭＳレファレンスチャンバが貯蔵容器に流体的に取り付けられて、それにより流体が貯蔵容器の内外に付加又は除去されるとき、ＦＭＳを用いて量を決定することができる。いくつかの実施形態は、カセット内の追加のベントポートを含み、それにより、カセットのいくつかの実施形態が、少なくとも１つの流体貯蔵容器に取り付けられることも可能となる。
【０１８１】
一実施形態は、ポート３８５０からポート３８４８に延在されて、且つ弁３８３８、３８３６によって制御される、流路を含む。一実施形態において、ポート３８４８は、貯蔵容器に流体的に取り付けられていてもよい。そのような場合に、ポート３８１０もまた、同一の貯蔵容器に取り付けられることができる。それにより、一実施形態において、ポート３８５０は、貯蔵容器への流路を提供し、また、ポッドポンプが貯蔵容器からカセット内に流体を汲み出すことができるように、ポート３８１０は、流路を提供する。いくつかの実施形態において、弁３８５８は、貯蔵容器から、弁３８４２によって制御される他の流路への迂回ラインを制御する。
【０１８２】
いくつかの実施形態は、少なくとも１つのセンサ及び／又は流路内のエアトラップを含んでいてもよい。センサは、任意の流体又は非流体センサデータを決定することのできる機能を持つ、いずれのセンサであってもよい。一実施形態において、３個のセンサ要素が、単一の流路内に含まれている。いくつかの実施形態において、１つ以上の流路が、３個のセンサ要素を含む。３個のセンサ要素の実施形態において、センサ要素のうちの２個は、伝導度センサ要素であり、第３のセンサ要素は、温度センサ要素である。伝導度センサ要素及び温度センサ要素は、当業界におけるいずれの伝導性又は温度センサ要素であってもよい。一実施形態において、伝導度センサは、グラファイトポストである。他の実施形態において、伝導度センサ要素は、ステンレス鋼、チタン、白金、又は耐食性を持つようにコーティングされ、さらに電気伝導性を含むその他の金属から作製されたポストである。伝導度センサ要素は、導線を含むようになり、そのような導線は、プローブ情報を制御部又は他のデバイスに伝送する。一実施形態において、温度センサは、ステンレス鋼プローブ内に収容されたサーミスタである。なお、別の実施形態において、２００７年１０月１２日付で出願され、共に係属中の「Ｓｅｎｓｏｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」というタイトルの米国特許出願（ＤＥＫＡ−０２４ＸＸ）に開示されたものと同様に、温度及び伝導度センサ要素の組み合わせが使用されている。
【０１８３】
また代替的な実施形態において、カセット内にセンサがなくてもよく、又は、温度センサのみか、１つ以上の伝導度センサのみ、或いは１つ以上の別のタイプのセンサが存在していてもよい。
７．バランシングカセットの例示的な実施形態
図４４８Ａを参照すると、定量カセット４８００及びバランシングポンプの流体配線図の例示的な実施形態が示されている。他の配線図も、容易に識別される。カセット４８００は、少なくとも１つのポッドポンプ４８２８、４８２０、及び、少なくとも１つのバランシングポッド４８２２、４８１２を含む。カセット４８００は、また第１の流体流入口４８１０を含み、そこで第１流体は、カセット内に流入される。第１流体は、カセット４８００の外部に提供される流量を含む。カセット４８００は、さらに第１の流体排出口４８２４を含み、第１の流体排出口で、第１流体は少なくとも１つのポッドポンプ４８２８のうちのいずれかによって提供される流量でカセット４８００から抜け出る。カセット４８００は、第２流体がカセット４８００に流入される第２の流体流入口４８２６と、第２流体がカセットを抜け出る第２の流体排出口４８１６とを含む。
【０１８４】
カセット４８００内のバランシングポッド４８２２、４８１２は、カセット４８００内に且つその外部に汲み出される流体の量、すなわち、第１流体と第２流体の量に関する好ましいバランスを提供する。また一方、バランシングポッド４８２２、４８１２は、定量ポンプ４８３０によって迂回されることもできる。定量ポンプ４８３０は、第２流体（或いは、他の実施形態において第１流体）の量を流路の外部に汲み出して、バランシングポッド４８２２、４８１２を迂回させる。それにより、定量ポンプ４８３０によって除去された流体の少ない量又は減少された量（すなわち、“新しい”量）がバランシングポッド４８２２、４８１２に実質的に流入されるようになり、したがって、第２流体がバランシングポッド４８２２、４８１２に到逹する前に、流体経路から所望の量を除去することで（或いは、他の実施形態において、第２流体がバランシングポッド４８２２、４８１２に到逹する前に、流体経路から所望の量の第１流体を除去することで）、定量ポンプ４８３０は、第２流体の“新しい”量を提供する機能を果し、結果であって、そのような汲み出しサイクルにおいて、より少ない第１流体（又は、他の実施形態において第２流体）が汲み出されるようにする。
【０１８５】
図４８Ａに示されたカセット４８００の流体配線図は、様々なカセット装置で具体化することが可能である。それによって、図４８Ａに示された流体配線図を含むカセット４８００の実施形態は、この流体配線図の実施形態又は代替的な実施形態を含むことのできる、唯一のカセット実施形態ではない。さらに、弁のタイプ、弁の連結構成、ポンプ、及びチャンバの数は、この流体配線図の様々なカセットの実施形態によって変更されていてもよい。
【０１８６】
図４８Ａを参照すると、流体流動−経路配線図４８００が示されている。ここで流体流動−経路配線図４８００は、カセットの一実施形態の流動経路に対応するものとして示されている。図４８Ａの流体流動−経路配線図に対応する弁とともに、カセットの中板４９００の例示的な実施形態が図４９Ａに示されている。図４９Ａに示された中板４９００のバルビング側部は、図４９Ｂに示された流体側部に対応する。
【０１８７】
図４８Ａ及び図４９Ａを参照すると、第１流体は、第１の流体流入口４８１０でカセットに流入される。第１流体は、バランシングポッドＡ４８１２へ流動する。バランシングポッドＡ４８１２は、上述したようなバランシングポッドである。バランシングポッドＡ４８１２は、最初には第２流体を第１量含む。第１流体がバランシングポッドＡ４８１２内へ流動するとき、膜は、第２流体をバランシングポッドＡ４８１２の外部に押し付ける。第２流体は、ドレン経路４８１８を介して、第１の流体排出口４８１６の外部に流動する。
【０１８８】
同時に、ポッドポンプＢ４８２０が、所定の量の第２流体を含む。所定の量の第２流体は、バランシングポッドＢ４８２２に汲み出される。バランシングポッドＢ４８２２は、所定の量の第１流体を含み、この所定の量の第１流体は、第２流体の量によって変位される。バランシングポッドＢ４８２２からの所定の量の第１流体は、第２の流体排出口４８２４に流動して、またカセットを抜け出る。所定の量の第２流体は、第２の流体流入口４８２６でカセットに流入され、ポッドポンプＡ４８２８に流動する。
【０１８９】
図４８Ａ及び図４９Ａを参照すると、第２流体は、ポッドポンプＡ４８２８からバランシングポッドＡ４８１２に汲み出される。第２流体は、バランシングポッドＡ４８１２内の第１流体を変位させる。バランシングポッドＡ４８１２からの第１流体は、第２の流体排出口４８２４に流動する。
【０１９０】
第１流体は、第１の流体流入口４８１０を介してカセット内に流動し、さらにバランシングポッドＢ４８２２に流動する。第１流体は、バランシングポッドＢ４８２２内の第２流体を変位させて、それにより、第２流体が第１の流体排出口４８１６を介してカセットの外部に流動するようにさせる。第２流体は、第２の流体流入口４８２６を介してカセット内に、且つポッドポンプＢ４８２０に流動する。
【０１９１】
定量ポンプは、何時でも作動することができ、その機能は、バランシングポッドを迂回するように流動経路から流体を除去することである。それにより、除去される任意の量の流体は、第２の流体排出口４８２４から外部に流動する他の流体の量を低減させるように作用する。定量ポンプは、バランシングポッド４８１２、４８２２及びポッドポンプ４８２０、４８２８とは独立している。流体は、第２の流体流入口４８２６を介して流入されて、また、定量ポンプ４８３０によって引き寄せられる。次いで、定量ポンプは、第２の流体排出口４８１６を介して、所定の量の流体を汲み出す。
【０１９２】
たとえ、図４８Ａに示された流体配線図の実施形態において、第２の流体流入口４８２６を介してカセットに流入される第２流体についてのみ定量ポンプを説明したが、定量ポンプは、第１の流体流入口４８１０を介してカセットに流入される第１流体を、容易に迂回させることができる。それによって、より少ない第１流体又はより少ない第２流体を含むという好ましい最終結果によって、カセット内の流路を制御する弁及び定量ポンプは、上記の最終結果を達成するために機能する。
【０１９３】
図４８Ａに示された例示的な流体流動−経路配線図において、並びに図４９Ａに示されたカセットの対応する構造において、それらの弁が同時に作動するように、弁が構成されている。好ましい実施形態において、４つの弁４８３２、４８３４、４８３６、４８３８の構成が存在する。好ましい実施形態において、構成された弁は、同一の空気ラインによって作動する。一方で、他の実施形態において、それぞれの弁は、自分の空気ラインを含む。例示的な実施形態に示されているとおり、弁を構成することにより、上述した流体−流動が生成される。いくつかの実施形態において、上記のような弁構成は、また、所望する通りに流体経路が形成されるよう、適切な弁が開かれて、また閉じられるように保障する。
【０１９４】
例示的な実施形態において、本願の明細書でより詳細に説明されているように、流体弁は、火山形状弁である。たとえ、流体流動−経路配線図が特定の流動経路に関連して説明されているが、様々な実施形態において、そのような流動経路は、弁及びポンプの作用に基づいてして変更することが可能である。さらに、流入口及び排出口、並びに第１流体及び第２流体という用語は、単に説明するために使用されたものである。他の実施形態において、流入口は、排出口となることも可能であり、さらに、第１及び第２流体は、互いに異なる流体であってもよく、或いは、同一の流体タイプであるか、組成であってもよい。
【０１９５】
図４１０Ａ乃至図４１０Ｅを参照すると、カセットの例示的な実施形態の天板４１０００が示されている。図４１０Ａ及び図４１０Ｂを先ず参照すると、天板４１０００の平面図が示されている。例示的な実施形態において、天板上のポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２が類似した方式で形成される。例示的な実施形態において、ポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２が、低板と組み立てられたとき、総３８ｍｌの体積容量を有する。しかし、様々な実施形態において、全体体積容量がそれよりも大きくても又はそれよりも小さくてもよい。第１流体流入口４８１０及び第２流体流入口４８１６が示されている。
【０１９６】
図４１０Ｃ及び４１０Ｄを参照すると、天板４１０００の底面図が示されている。流体経路がこれらの図面に示されている。これらの流体経路は、図４９Ｂに示された中板４９００内の流体経路に相応する。天板４１０００及び中板の上段は、バランスポッド４８１２、４８２２の一側部に対する、またポッドポンプ４８２０、４８２８に対するカセットの液体又は流体側部を形成する。これにより、多くの液体流動経路が上段及び中板上に位置される。バランスポッド４８１２、４８２２の流動経路の他の側部は、ここでは図示していないが、図４１１Ａ及び図４１１Ｂに示された、低板の内側部上に位置される。
【０１９７】
図４１０Ｃ及び４１０Ｄを参照すると、ポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２が、溝４１００２を含む。溝４１００２は、特定の形状を含むものと示されているが、他の実施形態において、溝４１００２の形状は、必要に応じていずれの形状を有してもよい。図４１０Ｃ及び４１０Ｄに示した形状は、例示的な実施形態である。溝のすべての実施形態において、そのような溝は、ポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２の流体流入口側部と流体排出口側部との間の経路を形成する。
【０１９８】
溝４１００２は、流体経路を提供し、この流体経路によって、膜が行程の終了部にあるとき、流入口と排出口との間に流体経路が依然として存在するようになり、これにより、流体又は空気のポケットが、ポッドポンプ又はバランスポッド内にトラップされないようになる。溝４１００２は、ポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２の液体及び空気側部のすべてに設けられる（ポッドポンプ４８２０、４８２８の空気側部及びバランスポッド４８１２、４８２２の反対側部と関連した図４１１Ａ及び図４１１Ｂ参照）。
【０１９９】
例示的な実施形態において、ポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２は、特徴部を含み、この特徴部によって、流入口及び排出口の流動経路が連続的となり、また外側リング４１００４も連続的となる。この特徴部は、膜（図示せず）と共に形成された封止が保持されるようにする。
図４１０Ｅを参照すると、天板４１０００の例示的な実施形態の側面図が示されている。ポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２の連続的な外側リング４１００４を確認し得る。
【０２００】
図４１１Ａ乃至図４１１Ｅを参照すると、低板４１１００が示されている。図４１１Ａ及び図４１１Ｂを参照すると、低板４１１００の内側表面が示されている。内側表面は、中板（図示せず、図４９Ｅ参照）の下段表面と接触する側部である。低板４１１００は、空気ライン（図示せず）に付着される。中板内のポッドポンプ４８２０、４８２８及び弁（図示せず、図４９Ｅ参照）を作動させる空気のための相応する流入孔が図面符号「４１１０６」と示されている。孔４１１０８、４１１１０は、図４９Ｇにおいて、それぞれ図面符号「４８２４」及び「４８２６」と示された第２流体流入口及び第２流体排出口に相応する。ポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２の相応する折半部もまた示されており、流体経路のための溝４１１１２も示されている。天板とは異なり、ポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２の折半部に相応する低板は、ポッドポンプ４８２０、４８２８とバランスポッド４８１２、４８２２との間の差を明確にする。ポッドポンプ４８２０、４８２８は、低板の第２折半部上において空気経路のみを含むのに対して、バランスポッド４８１２、４８２２は、天板内の折半部と同一の構成を含む。さらに、バランスポッド４８１２、４８２２は、液体をバランシングし、これにより、膜の両側部（図示せず）は、液体流体経路を含むのに対して、ポッドポンプ４８２０、４８２８は、液体を汲み出す圧力ポンプであり、これにより、一側部が液体流体経路を含み、低板４１１００に示された他側部が、空気作動室又は空気流体経路を含む。
【０２０１】
カセットの例示的な実施形態において、汲み出される流体の様々な特性を区分するために、カセット内にセンサ要素を統合した。一実施形態では、３つのセンサ要素が設けられる。例示的な実施形態において、センサ要素は、センサセル４１１１４内に位置される。この実施形態において、センサセル４１１１４は、センサ要素ハウジング４１１１６、４１１１８、４１１２０内において３つのセンサ要素を収容する。例示的な実施形態において、センサ要素ハウジングの二つのハウジング４１１１６，４１１１８は、伝導性センサ要素を収容し、また、第３センサ要素ハウジング４１１２０は、温度センサ要素を収容する。伝導性センサ要素及び温度センサ要素は、当分野において用いられるいずれの伝導性又は温度センサ要素も、使用可能である。一実施形態において、伝導性センサがグラファイトポストである。他の実施形態において、伝導性センサ要素は、ステンレス鋼、チタン、白金、又は耐食性を含むようにコートされ、依然として電気伝導性を含む他の金属で製造される。伝導性センサ要素は、導線を含み、この導線は、プローブ情報を制御部又は他の装置に伝送する。一実施形態において、温度センサは、ステンレス鋼プローブ内に収容されたサーミスタである。しかし、他の実施形態において、２００７年１０月１２日付で出願されて同時係属中の「Ｓｅｎｓｏｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題される米国特許出願（ＤＥＫＡ−０２４ＸＸ）に開示されたものと同様に、温度及び伝導性センサ要素の組合せが用いられ得る。
【０２０２】
この実施形態において、センサセル４１１１４は、流路への１つの開口部又は流路への１つの連結部である。
代替的な実施形態において、カセット内にセンサがなくてもよく、又は温度センサのみが、１つ以上の伝導性センサのみが、又は１つ以上の他のタイプのセンサが存在してもよい。
【０２０３】
図４１１Ａ及び図４１１Ｂを参照すると、定量ポンプ４８３０の作動側部がさらに示されており、また、ポンプを作動させる空気のための相応する空気流入孔４１１０６も示されている。
【０２０４】
図４１１Ｃ及び図４１１Ｄを参照すると、低板４１１００の外側部が示されている。弁、ポッドポンプ４８２０、４８２８、また、定量ポンプ４８３０、空気ライン連結ポイント４１１２２が示されている。さらに、バランスポッド４８１２、４８２２は、空気ライン連結ポイントを有さないが、これは、そのバランスポッドが空気によって作動されないからである。また、第２流体排出口４８２４及び第２流体流入口４８２６のための低板４１１００内の相応する開口部が示されている。
【０２０５】
図４１１Ｅを参照すると、低板４１１００が示されている。側面図において、低板４１１００を取り囲むリム４１１２４が示されている。リム４１１２４は、上昇され且つ連続的であり、これにより、膜（図示せず）に対する連結ポイントを提供する。膜が、この連続的且つ上昇されたリム４１１２４上に置かれ、低板４１１００内のポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２の折半部と、天板（図示せず、図４１０Ａ乃至図４１０Ｄ参照）内のポッドポンプ４８２０、４８２８及びバランスポッド４８１２、４８２２の折半部との間の封止を提供する。
７．１ 膜
例示的な実施形態において、膜は、図６Ａに示すようなダブルＯリング膜である。しかし、いくつかの実施形態において、非制限的な例であって、図６Ｂ乃至図６Ｆのいくつかの実施形態を含み、テクスチャーを含むダブルＯリング膜が用いられてもよい。
【０２０６】
図４１２Ａ及び図４１２Ｂを参照すると、カセット４１２００の組み立てられた例示的な実施形態が示されている。図４１２Ｃ及び図４１２Ｄは、カセット４１２００の例示的な実施形態の分解組立図である。膜４１２１０が示されている。図４１２Ｃ及び図４１２Ｄに示すように、それぞれのポッドポンプ及びバランスポッドに対して、１つの膜４１２２０が存在する。例示的な実施形態において、ポッドポンプ及びバランスポッドのための膜が互いに同一である。例示的な実施形態の膜は、図６Ａ及び図６Ｂに示すようなダブルＯリング膜である。しかし、代替的な実施形態において、非制限的な例であって、図６Ｃ乃至図６Ｆに示すいくつかの実施形態を含むダブルＯリング膜が用いられてもよい。しかし、他の実施形態において、ダブルＯリング膜がバランスポッド内で用いられてもよく、又は、図４Ａ乃至図４Ｄに示すような単一Ｏリング膜がポッドポンプ内で用いられてもよい。
【０２０７】
好適な実施形態において、定量ポンプ４１２２４内で用いられる膜が、図５Ｇにさらに具体的に示されており、代替的な実施形態が、図５Ｅ、図５Ｆ、及び図５Ｈに示されている。弁４１２２２内で用いられる膜が図２Ｅにさらに具体的に示されており、代替的な実施形態が、図２Ｆ及び図２Ｇに示されている。しかし、代替的な実施形態において、定量ポンプ膜及び弁膜がテクスチャーを有してもよく、非制限的な例であって、図５Ａ乃至図５Ｄに示したポッドポンプ／バランスポッド膜上のテクスチャーを有してもよい。
【０２０８】
センサセル４１２１２を構成する伝導性センサ要素４１２１４、４１２１６及び温度センサ４１２１８が、さらに図４１２Ｃ及び図４１２Ｄが示されている。図４１２Ｃ及び図４１２Ｄを参照すると、センサセルハウジング４１４１４が、低板４１１００及び中板４９００上の領域を含む。Ｏリングは、図４１２Ｄに示した天板４１０００の内側部及び図４１２Ｃに示した中板４９００の上部側部上に位置された流路から、センサセルハウジング４１４１４を封止する。しかし、他の実施形態において、Ｏリングがセンサセル内にモールドされてもよく、又は、他のいずれの封止方法が用いられてもよい。
７．２ 断面図
図４１３Ａ乃至図４１３Ｃを参照すると、組み立てられたカセットのいくつかの断面が示されている。図４１３Ａを先ず参照すると、膜４１２２０が、バランスポッド４８１２及びポッドポンプ４８２８内に示されている。断面図から分かるように、膜４１２２０のダブルＯリングが、中板４９００、低板４１１００、及び天板４１０００間に挟持される。
【０２０９】
図４１３Ｂを参照すると、二つの伝導性センサ要素４１２１４、４１２１６及び温度センサ要素４１２１８が示されている。断面から分かるように、センサ要素４１２１４、４１２１６、４１２１８が、流路４１３０２内にある。これにより、センサ要素４１２１４、４１２１６、４１２１８が流路と流体連通され、また、第１流体流入口４８１０に流入される第１流体のセンサデータを決定することができる。図４１３Ｃを参照すると、この断面図から定量ポンプ４８３０及び弁の構造を確認することができる。
【０２１０】
上記したように、例示的な実施形態は、図４８Ａに示した例示的な流体流動経路の配線図を含む１つのカセットの実施形態である。しかし、例示的な実施形態の同一の多くの特徴を含みながらも、異なる構造的なデザインを含むカセットの代替的な実施形態も可能である。これらの代替的な実施形態の流体流動経路、例えば、図４８Ｂに示した流体流動経路の配線図がある。この配線図に相応する代替的な実施形態のカセット構造物が、図４１４Ａ乃至図４１８に示されている。
【０２１１】
図４１４Ａ乃至図４１４Ｅを参照すると、天板４１４００の代替的な実施形態が示されている。天板３１４００の特徴部は、例示的な実施形態の相応する特徴部の代替的な実施形態である。
【０２１２】
図４１４Ｃ及び図４１４Ｄを参照すると、４１５００の代替的な実施形態が示されている。図４１６Ａ乃至図４１６Ｅは、低板４１６００の代替的な実施形態を示す図である。
図４１７Ａ及び図４１７Ｂを参照すると、カセット４１７００の組み立てられた代替的な実施形態が示されている。図４１７Ｃ及び図４１７Ｄは、カセット４１７００の分解組立図である。図４１７Ｅは、カセット４１７００の断面図である。
【０２１３】
図４１８Ａ及び図４２２Ｂを参照すると、カセットの他の代替的な実施形態が示されている。この実施形態において、カセットが組み立てられたとき、図４２１Ａ及び図４２１Ｂに示すように、ガスケットを用いて、プレート４１８００、４１９００、４２０００が、互いに対して封止される。図４２１Ｃ及び図４２１Ｄを参照すると、ガスケット４２１１０、４２１１２が示されている。この実施形態は、膜（図示せず）をさらに含む。図４２２Ａは、組み立てられたカセットの断面図であり、組み立てられたカセット組立体と関連したガスケット４２１１０、４２１１２が示されている。
７．３ バランスカセットの例示的な実施形態
ポンピングカセットは、多くの分野において用いられ得る。しかし、例示的な実施形態において、ポンピングカセットは、第１流体流入口に入り、第１流体排出口から抜け出す流体と、第２流体流入口からカセット内に流入され、第２流体排出口からカセットを抜け出す流体とのバランスを取れるのに用いられる（又は、その反対も可能である）ポンピングカセットは、所定の量の流体がバランス室に影響を及ぼす前に、この所定の量の流体を除去し、又は、バランス室に影響を及ぼす前に、この所定の量の流体を付加するための定量ポンプを提供する。
【０２１４】
二つの流体量のバランスを取れることが重要である用途では、このポンピングカセットが用いられ得る。また、ポンピングカセットは、流体経路の外部に流体を迂回又は定量し、又は、流体経路内に所定の量の同一の流体又は異なる流体を付加する余分の機能を与えることができる。配線図に示した流動経路は、双方向的であり、弁の位置を変更することにより、又は弁を制御、付加又は除去することにより、様々な流動経路を生成することができる。また、より多くの定量ポンプ、ポッドポンプ及び／又はバランスポッドが追加されてもよく、また、より多く又は少ない流体経路及び弁が付加されてもよい。追加的に、流入口及び排出口がさらに付加されてもよく、又は、流入口や排出口の個数が減少されてもよい。
【０２１５】
１つの例であって、ポンピングカセットを、血液透析システムの一部分としての内側透析液カセットとして用いることができる。清浄な透析液が第１流体流入口からカセット内に流入され、さらにセンサ要素を通過し、その透析液が正確な濃度及び／又は温度であるかどうかがチェックされる。この透析液は、バランス室を通過し、さらに第１流体排出口から透析器内に汲み出される。この場合、第２流体が透析器からの既使用の又は不純な透析液となる。この第２流体が第２流体流入口から流入され、また、清浄な透析液とバランスを取れ、これにより、透析器に入る透析液の量が、透析器の外部に出る量と等しくなる。
【０２１６】
定量ポンプは、追加して使用された透析液の量が、バランス室内で影響を及ぼす前に、この量を除去するために用いられ、これにより、限外ろ過（「ＵＦ」）迂回を通じて、仮のバランス室を生成する。迂回される量と同一の量だけの少し清浄でない透析液が透析器に流入する場合、この状況が生じる。
【０２１７】
この実施形態において、弁の火山形状の特徴部がバランスポッドに連結された流体ポッド上に位置するように、バランスポッドへの流体連通を制御する弁が配向される。この配向は、弁によって変位される流体が、バランスポッドから排出されるとき、その流体の大部分を指向させる。
【０２１８】
弁の火山形状の特徴部がポンプ室に連結された流体ポート上に位置するように、ＵＦポンプへの流体連通を制御する弁が配向される。例示的な実施形態において、それぞれの内部透析液ポンプチェンバの公称行程量は３８ｍｌとなる。それぞれのバランスポッドの公称行程量が３８ｍｌとなる。ＵＦポンプの行程量は、１．２ｍｌ＋／−０．０５ｍｌとなる。内側透析液ポンプ低圧空圧式可変弁は、大気圧に通気される。このアーキテクチャ特徴部は、バランス室の内部にある間、溶解されたガスが透析液から抜け出す機会を最小化する。ポッドポンプ、バランスポッド、及び定量ポンプの他の量は、容易に識別され、また、用途に応じて異なることもあり得る。追加的に、上述した実施形態は、大気へのベンティングについて説明しているが、他の用途において、負圧も適用され得る。
【０２１９】
カセットのいくつかの実施形態において、流体流動経路を変化させるために、弁アーキテクチャが変更されてもよい。追加的に、ポッドポンプ、定量ポンプ、及びバランスポッドの大きさも変更され、弁、ポッドポンプ、定量ポンプ、及びバランスポッドの個数も変更されてもよい。たとえ、この実施形態においては、弁がボルカーノ弁であっても、他の実施形態において、弁がボルカーノ弁でなくても、また、いくつかの実施形態において、滑らかな表面の弁であってもよい。
８．統合型カセットシステムの例示的な実施形態
上記のように、混合カセットは、透析液を混合し、次いで透析液を貯蔵ベッセル又は貯蔵容器に送るために用いられる。外側透析液とも称される中間カセットは、コンテナ、さらに様々な流路及びポートのためのベントを提供し、また、バランスカセットは、一方向に沿ってカセットに流入する流体の量を、他の方向に沿ってカセットに流入する量とバランスを取れるためのシステムを提供する。追加的に、バランスカセットは、定量機能を提供し、ここで、一方向からの流体の量が、バランス室を迂回するように、またバランス量に影響を及ぼさないように汲み出される。いくつかの実施形態において、この３つのカセットが、１つのシステムで組み合わせられる。統合型カセットシステムが形成されるように、流路がカセットに連結される。しかし、数個のホースは、管理し難く、また絡み合うことがあり、ポートへの連結及び分離が様々な方式で妨害され得る。
【０２２０】
これらのうち１つの実施形態であって、流路を単純に連結することができる。しかし、例示的な実施形態において、３つのカセットの例示的な流体流動経路配線図が、カセット装置で組み合わせられ、これは、システムをさらに小型化し、また、製造と関連した利点を提供することができる。
【０２２１】
統合型カセットシステムのこの例示的な実施形態において、３つのカセットが効率的且つ独立的なカセットシステムで組み合わせられる。様々な個別的なカセットと関連して、上記説明され図示された流体流動経路配線図が組み合わせられる。これにより、いくつかの場合、流路が二つの異なるカセット内に存在することができるが、空間節約又は効率のために、実質的に、流路は配線図に示すように、多くの同一の経路に沿うことである。
【０２２２】
統合型カセットシステムの例示的な実施形態についての流体流動経路が図１５００Ａに示されている。この流体流動経路は、血液回路流体流動経路と共に示されている。これにより、一実施形態において、統合型カセットシステムが血液透析システムと連結されて用いられる。説明の便宜上、統合型カセットシステムを血液透析システムの下位に置いて説明し、言い換えれば、カセットシステムを含む１つのシステムが透析液を混合し、透析液を移送し、透析器をよって、流動の前後に透析液の量のバランスを取れる。統合型カセットシステムは、血液透析システム及び方法と一緒に用いられ、この血液透析システム及び方法の例を挙げると、本願と同日付けで出願された「Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題される米国特許出願（代理人整理番号 Ｎｏ． Ｄ０５７０．７００１９ＵＳ００）に開示された血液透析システム及び方法に類似したものであり、上記特許の全体が本明細書において参照として援用される。
【０２２３】
図５００Ａ及び図５００Ｂを参照すると、カセットシステムの混合カセットが示されている。図６００Ａ及び図６００Ｂを参照すると、カセットシステムの中間カセットの一実施形態が示されている。最後に、図７００Ａ及び図７００Ｂを参照すると、カセットシステムのためのバランスカセットが示されている。図８００Ａを参照すると、組み立てられた統合型カセットシステムが示されている。
【０２２４】
混合カセット５００、中間カセット６００、及びバランスカセット７００が流路又は導管によって連結される。ポッドがカセット間に位置される。図８００Ｂ及び図８００Ｃを参照すると、いくつかの図面が統合型カセットシステムの効率を示している。流路又は導管１２００、１３００、１４００が、図１２００、図１３００、及び図１４００にそれぞれ示されている。この流路又は導管を通じて、カセット間で流体が流動する。図１２００及び図１３００を参照すると、これらの流路又は導管は、さらに大きな逆止め弁流路１３００及びさらに小さな逆止め弁流路１２００を示す。例示的な実施形態において、逆止め弁は、ダックビル弁であるが、他の実施形態において、いずれの逆止め弁も利用可能である。図１４００を参照すると、流路又は導管１４００は、逆止め弁を含まない流路又は導管である。この内容の説明のために、「流路」及び「導管」との用語は、１２００、１３００、及び１４００と関連して、交互に用いられたものである。
【０２２５】
図８００Ｂ及び図８００Ｃ、及び図１５００Ａを参照して、様々なカセットによる流体流動の一実施形態を説明する。説明の便宜上、流体流動が混合カセット５００から始まるとする。図８００Ｂ及び図１５００Ａを参照すると、混合カセット５００の流体側部が示されている。流体側部は、流体流入口又は流体排出口である複数のポート８０００、８００２、８００４、８００６、８００８、及び８０１０−８０２６を有する。いくつかの実施形態において、流体流入口及び排出口は、逆浸透圧水（「ＲＯ）水８００４、重炭酸塩、酸、及び透析液８００６のための少なくとも１つの流体流入口を有してもよい。また、ドレンを含む少なくとも１つの流体排出口は、透析液タンクに対するベントであって、酸８００２及び少なくとも１つの空気抜き排出口を有する。一実施形態において、チューブ（図示せず）が排出口に連結され、（汚染を防止するための）ベントとなる。水、重炭酸ナトリウム及び水混合物、透析液混合物（酸及び水が添加された重炭酸ナトリウム）のための追加的な排出口がさらに含まれる。
【０２２６】
透析液は、混合カセット５００の外部に、透析液タンク（図示せず、図１５００Ａにおいて「１５０２」と示される）まで流動し、次いで、導管を介して内側透析液カセット７００に（外側透析液カセット６００、ポッドポンプ６０２及び６０４によって汲み出される（ここで、６０４は図示されず、図８００Ｄ及び図８００Ｅに示されている））流動する。カセット内の流体経路は変更され得る。これにより、複数の流入口及び排出口の位置は、複数のカセット流体経路と共に変更され得る。
【０２２７】
図１５００Ｂを参照すると、カセットシステムのいくつかの実施形態において、コンドセル、伝導度及び温度センサが、図８００Ａ乃至図８００Ｃに示されたカセットシステムの外部の独立的なカセット１５０４内に設けられる。この外部センサカセット１５０４は、本願と同日付けで出願され、全体が参照として取り込まれる「Ｓｅｎｓｏｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題される米国特許出願第１２／０３８，４７４号明細書（代理人整理番号 Ｎｏ． Ｆ６３）に開示されているものとなり得る。
【０２２８】
この実施形態のための流体流動経路が、図１５００Ｂに示されている。この実施形態において、透析液のための混合プロセス中に、重炭酸ナトリウム混合物が混合カセット５００を離れて外部センサカセットに流動し、次いで、混合カセット５００内に再流動する。若し、重炭酸ナトリウム混合物が、予め設定された限界値に到達すると、酸が重炭酸ナトリウムに添加される。次に、重炭酸ナトリウム及び酸が混合室５０６内で混合され、透析液がカセットの外部に、またセンサカセット内に流動し、さらに混合カセット５００に流動する。
【０２２９】
図８００Ｄを参照すると、混合カセット５００が空圧作動側部を含む。ブロック５００において、複数の弁及び二つのポンプ室８０３０、８０３２が、酸又は重炭酸ナトリウムを汲み出し又は定量するために、カセット５００内に設置される。いくつかの実施形態において、追加的な定量ポンプ、又はそれよりも少ない定量ポンプが設けられる。定量ポンプ８０３０、８０３２は、いかなる所望の大きさであってもよいが、いくつかの実施形態において、ポンプは異なる大きさを有してもよく、他の実施形態において、ポンプが互いに同一の大きさを有してもよい。例えば、一実施形態において、酸ポンプが重炭酸ナトリウムポンプよりも小さい。これらは、高濃度の酸を用いる場合にさらに効率的且つ効果的であるが、これは、正確性のために、さらに小さいポンプを用いることが好ましいからであり、また、制御において、部分的な行程よりも全体行程を用いるために、さらに小さなポンプを含む制御戦略が好ましいからである。
【０２３０】
導管１２００、１３００は、逆止め弁を含む。この導管１２００、１３００は、一方向流動を許容する。例示的な実施形態において、この導管１２００、１３００はすべて、ドレンで連結される。図１５００Ａの流動経路配線図を参照すると、これらの逆止め弁導管の位置が明らかに分かる。図示の実施形態において、ドレンのためのすべての流体は、混合カセット５００を通じて流動する。さらに図８００Ｂを参照すると、流体ドレンポート８００６が、カセット５００の流体側部上に位置される。
【０２３１】
一旦、透析液が混合され、その透析液がセンサカセット（図１５００Ｂの「１５０４」）に流動し、また、透析液が設定されたパラメータ／限界値を外れたものと決定されると、透析液がプレイン導管１４００を通じて、混合カセット５００にさらに汲み出され、次いで、外側透析液カセット６００に汲み出され、さらに逆止め弁導管１２００を通じて、また混合カセット５００を通じて、ドレン流体排出口に汲み出される。
【０２３２】
図８００Ｄ及び図８００Ｅを参照すると、数個のポッド５０２、５０４、５０６、６０２、６０４、７０２、７０４、７０６、７０８が示されている。それぞれのポッドハウジングが同一に構成されているが、ポッドがポッドポンプ５０２、５０４、６０２、６０４、７０２、７０４、バランス室ポッド７０６、７０８、又は混合室ポッド５０４であるかどうかに応じて、ポッドハウジングの内部が異なってくる。
【０２３３】
図１５００Ａ及び図１５００Ｂと共に、図８００Ｄ及び図８００Ｅを参照すると、様々なポッドが、流体流動経路内に、またカセットシステム上に示されている。ポッド５０２は、ウォータポッドポンプであり、ポッド５０４は、混合カセット５００の重炭酸ナトリウムウォータポッドポンプ（重炭酸ナトリウムに水を送る）である。ポッド５０６は、混合室である。透析液が混合室５０６内で混合され、次いで混合カセット５００からセンサカセット１５０４へ流動し、また透析液の品質が収容可能なものと決定されると、その透析液は、混合カセット透析液タンクの排出口から透析液タンク１５０２に流動する。しかし、若し、透析液が収容不可能なものとみなされると、その流体は、カセット５００に再度汲み出され、次いで導管１４００を通じて、外側透析液カセット６００に汲み出され、次いで、逆止め弁導管１２００を通じて、また混合カセット５００を通じて、ドレン排出口の外部に汲み出される。
【０２３４】
図１５００Ａ及び図１５００Ｂと共に図８００Ａ乃至図８００Ｃを参照すると、外側透析液カセット６００が、混合カセット５００と内側透析液カセット７００との間に示されている。ポッドポンプ６０２、６０４は、透析液を透析液タンク１５０２から汲み出し、内側透析液カセット７００内のバランス室７０６、７０８に送る（透析液溶液に対する駆動力）。外側透析液カセット６００は、透析液を透析液カセット内に押し出す（すなわち、内側透析液カセット７００内のポンプは、透析液を引っ張らない）。これにより、外側透析液カセット６００から、透析液が透析液タンク１５０２から、ヒータ１５０６を通じて、また限外ろ過フィルタ１５０８を通じて、内側透析液カセット７００に汲み出す。
【０２３５】
図１５００Ａ及び図１５００Ｂと共に、図８００Ｄ及び図８００Ｅを参照すると、内側透析液カセット７００が、定量ポッド８０３８（すなわち、限界ろ過定量ポッド）を含み、また、バランスポッド７０６、７０８、及びポッドポンプ７０２、７０４を含む。また、内側透析液カセット７００は、流体排出口及び流入口を含む。これらの流入口及び排出口は、透析器１５１０への排出口、透析器１５１０からの流入口、及び透析液流入口を含む（限外ろ過フィルタ１５０８は、内側透析液カセットのポットに連結される）。また、流体流入口及び排出口が、プライミング（呼び水）及び殺菌中にＤＣＡ及びＤＣＶ連結のために設けられてもよい。数個の導管１２００、１３００、１４００が、カセット５００、６００、７００間の流体連通部としての役割をし、また、透析液流体流動のために用いられ、また混合カセット５００を通じてドレンをするために、流体が通過しなければならないものとして用いられる。最大の逆止め弁１３００（図１３００にも示されている）が最大の逆止め弁であり、これは、殺菌中に用いられる。好適な実施形態において、このチューブは、殺菌中に導管を通じて流動する血栓及びその他の汚染物質を収容可能に大きなサイズを含む。
【０２３６】
例示的な実施形態において、カセットシステムの弁及びポンプは、空圧式で作動する。空圧装置は、個別的なチューブを通じてカセットに取り付けられる。これにより、各ポンプ、バランスポッド、又は弁は、空圧作動マニホールド（図示せず）への個別的なチューブ連結部を含む。図１６００Ａ乃至図１６００Ｆを参照すると、例示的な実施形態において、チューブは、少なくとも１つのブロック１６００に連結される。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのブロックを用いて数個のチューブを連結する。ブロック１６００がマニホールド内に結合され、空圧作動機に適切に連結される。これにより、空圧管をマニホールドに容易に連結することができる。
【０２３７】
図８００Ｄを参照すると、カセットシステムは、一実施形態において、システムを一緒にホールドするためのスプリング８０３４を含む。このスプリング８０３４は、キャッチ８０３６を通じて、混合カセット５００及び内側透析液カセット７００にフック連結される。しかし、他の実施形態において、システムを適切な配向状態に維持するための他の手段又は装置が用いられ、これに対する非制限的な例を挙げると、ラッチ手段又は弾性手段が含まれる。いま、図９００Ａ乃至図９００Ｃを参照すると、ポッドの例示的な実施形態が示されている。ポッドは、二つの流体ポート９０２、９０４（流入口及び排出口）を含み、そのポッドは、いくつかの実施形態において様々に構成され得る。いくつかの構成例が２００７年４月１３日付で出願され、本明細書に全体を参照として含む「Ｆｌｕｉｄ Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ（Ｅ７８」と題される米国特許出願第１１／７８７，２１２号明細書に開示されている。
【０２３８】
いま、図９００Ａ、図９００Ｄ、及び図９００Ｅを参照すると、室内の溝９０６が示されている。水９０６は、ポッドハウジングのそれぞれの折半部上に設けられる。他の実施形態において、溝は設けられておらず、いくつかの実施形態において、溝は、ポッドの１つの折半部上にのみ設けられている。
【０２３９】
図１０００Ａ及び図１０００Ｂを参照すると、ポッドポンプ５０２、５０４、６０２、６０４、７０２、７０４で用いられる膜の例示的な実施形態が示されている。この膜は、図５Ａと関連して図示し説明した通りである。他の実施形態において、図５Ｂ乃至図５Ｄに示された膜のいずれも利用可能である。例示的な実施形態によるポッドポンプの分解組立図が、図１１００に示されている。
【０２４０】
好適な実施形態において、バランス室ポッド７０６、７０８内に用いられた膜が、図６Ａ乃至図６Ｇと関連して図示され説明されている。混合室ポッド５０４は、例示的な実施形態において、膜を有していない。しかし、例示的な実施形態において、混合室ポッド５０４が、混合室を封止するためにＯリングを含む。
【０２４１】
例示的な実施形態において、膜弁膜が図２Ｅに示されているが、図２Ｆ及び図２Ｇに示された代替的な実施形態も利用可能である。例示的な実施形態において、定量ポンプは、図５Ｅ乃至図５Ｈに示された膜のいずれも利用可能である。
【０２４２】
本願明細書において本願発明の原理を説明しているが、いわゆる当業者であれば、この説明が単に例に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではないことが理解されるだろう。図示され説明された例示的な実施形態に加えて、本発明の範囲内でも他の実施形態が可能である。いわゆる当業者による改良及び代替もまた、本願発明の範囲内で行われ得る。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンピングカセットであって、
少なくとも２つの流入口流路及び少なくとも２つの排出口流路を含むハウジングと、
前記ハウジング内に位置され、前記流体経路と流体連通されることにより、第１流体の量と第２流体の量が同一になるように、第１流体の流動と第２流体の流動のバランスを取る少なくとも１つのバランスポッドであって、二つのバランス室を形成する膜を含む、前記バランスポッドと、
前記ハウジング内で、少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプであって、前記圧力ポンプが流体流入口から流体排出口ラインへと流体を汲み出し、且つ、流体流入口から流体排出口まで前記第２流体を汲み出す、前記少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプと
を備える、ポンピングカセット。
【請求項２】
前記往復運動型圧力変位ポンプが、
曲線状の硬質な室壁と、
前記硬質な室壁に付着された可撓性膜と
を含み、前記可撓性膜及び硬質な室壁がポンプ室を画定する、請求項１に記載のポンピングカセット。
【請求項３】
前記ハウジングが、
天板と、
中板と、
低板と
をさらに備える、請求項１に記載のポンピングカセット。
【請求項４】
流路に流体連通される前記ハウジング内の定量ポンプをさらに備え、前記定量ポンプが、所定の量の流体を汲み出す、請求項１に記載のポンピングカセット。
【請求項５】
前記圧力ポンプ及び前記定量ポンプは、空圧式で作動されるポンプである、請求項４に記載のポンピングカセット。
【請求項６】
流路に流体連通される前記ハウジング内の定量ポンプをさらに備え、前記定量ポンプは、前記流体がバランス室を迂回するように、所定の量の流体を汲み出し、且つ、前記定量ポンプが膜ポンプである、請求項１に記載のポンピングカセット。
【請求項７】
少なくとも１つの流体弁をさらに備える、請求項１に記載のポンピングカセット。
【請求項８】
前記カセットが少なくとも２つの流体弁を含み、前記少なくとも２つの流体弁が１つの空圧弁によって作動される、請求項７に記載のポンピングカセット。
【請求項９】
ポンプカセットであって、
少なくとも１つの流体流入口ライン及び少なくとも１つの流体排出口ラインを含むハウジングと、
前記ハウジング内の少なくとも１つの往復運動型圧力変位ポンプであって、前記圧力ポンプは、少なくとも１つの流体を前記流体流入口ラインから前記流体排出口ラインの少なくとも１つへと汲み出す、前記少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプと、
前記流体排出口ラインに流体連通される前記ハウジング内の少なくとも１つの混合室と
を備えるポンプカセット。
【請求項１０】
前記往復運動型圧力変位ポンプが、
曲線状の硬質な室壁と、
前記硬質な室壁に付着した可撓性膜と
を備え、前記可撓性膜及び硬質な室壁がポンプ室を画定する、請求項９に記載のポンプカセット。
【請求項１１】
前記カセットハウジングが、
天板と、
中板と、
低板と
を含む、請求項９に記載のポンプカセット。
【請求項１２】
少なくとも１つの弁をさらに備える、請求項９に記載のポンプカセット。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの弁が膜を含む弁ハウジングを含み、前記膜が前記ハウジングを二つの室に分割する、請求項９に記載のポンプカセット。
【請求項１４】
前記混合室が、少なくとも１つの流体流入口と少なくとも１つの流体排出口とを有する曲線状の硬質な室壁を含む、請求項９に記載のポンプカセット。
【請求項１５】
前記ハウジング内の少なくとも１つの定量膜ポンプをさらに備え、前記定量ポンプは、前記ハウジング上の前記混合室と定量ポンプ流路とに流体連通され、前記定量ポンプ流路は、少なくとも１つの流体流入口ラインの少なくとも１つに流体連通される、請求項９に記載のポンプカセット。
【請求項１６】
前記定量ポンプ流路が、第２流体流入口ラインに連結される、請求項１５に記載のポンプカセット。
【請求項１７】
ポンピングカセットであって、
少なくとも１つの流体ポートと少なくとも１つの通気口とを含むハウジングであって、前記通気口が前記ハウジングの外部に流体ソースを排出する、前記ハウジングと、
前記ハウジング内の少なくとも１つの往復運動型圧力変位膜ポンプと
を備え、前記ポンプが流体を汲み出す、ポンピングカセット。
【請求項１８】
前記往復運動型圧力変位ポンプが、
曲線状の硬質な室壁と、
前記硬質な室壁に付着された可撓性膜と
を含み、前記可撓性膜及び硬質な室壁がポンプ室を画定する、請求項１７に記載のポンピングカセット。
【請求項１９】
前記カセットハウジングが、
天板と、
中板と、
低板と
を含む、請求項１７に記載のポンピングカセット。
【請求項２０】
少なくとも１つの弁をさらに含む、請求項１７に記載のポンピングカセット。
【請求項２１】
前記弁が、膜弁である、請求項２０に記載のポンピングカセット。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの弁が膜を含む弁ハウジングを含み、前記膜が前記ハウジングを二つの室に分割する、請求項２１に記載のポンピングカセット。
【請求項２３】
前記二つの室の１つが作動室であり、前記二つの室の１つが流体ポンプ室である、請求項２２に記載のポンピングカセット。
【請求項２４】
前記作動室が少なくとも１つの開口を有し、前記流体ポンプ室が少なくとも１つの開口を有する、請求項２３に記載のポンピングカセット。
【請求項２５】
前記作動室が、二つの開口を含む、請求項２４に記載のポンピングカセット。
【請求項２６】
前記弁が、火山形状弁である、請求項２５に記載のポンピングカセット。
【請求項２７】
前記流体ポンプ室が、実質的に滑らかな表面を含む、請求項２６に記載のポンピングカセット。
【請求項２８】
前記弁が、逆止め弁である、請求項１７に記載のポンピングカセット。
【請求項２９】
カセット統合型システムであって、
混合カセットと、
バランスカセットと、
前記混合カセット及び前記バランスカセットに流体連通された中間カセットと、
少なくとも１つのポッドと
を備え、前記混合カセットは、少なくとも１つの流路によって、前記中間カセットに流体連通され、前記中間カセットは、少なくとも１つの流路によって、前記バランスカセットに流体連通され、これにより、前記少なくとも１つのポッドのそれぞれが、前記カセットの少なくとも２つのカセットに連結され、前記ポッドが前記カセット間の領域に配置される、カセット統合型システム。
【請求項３０】
前記カセットハウジングが、
天板と、
中板と、
低板と
を含む、請求項２９に記載のカセット統合型システム。
【請求項３１】
前記ポッドが、少なくとも１つの流体流入口と少なくとも１つの流体排出口とを有する曲線状の硬質な室壁を含む、請求項２９に記載のカセット統合型システム。
【請求項３２】
前記混合カセット、中間カセット、及びバランスカセットが、少なくとも１つの弁をさらに備える、請求項２９に記載のカセット統合型システム。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの弁が、膜弁である、請求項３２に記載のカセット統合型システム。
【請求項３４】
前記カセットに連結される流路の少なくとも１つが、硬質の中空型円筒状構造物である、請求項２９に記載のカセット統合型システム。
【請求項３５】
前記カセットを連結する流路の少なくとも１つが、前記円筒状構造物内に逆止め弁を含む、請求項２９に記載のカセット統合型システム。
【請求項３６】
前記混合カセットは、前記混合カセットハウジング内で、少なくとも１つの定量膜ポンプをさらに備え、前記混合室は、前記流体排出口ラインに流体連通、される請求項２９に記載のカセット統合型システム。
【請求項３７】
前記バランスカセットは、前記ハウジング内に位置され、流路に流体連通される少なくとも１つの定量ポンプをさらに備え、前記流体が、前記バランス室を迂回するように、前記定量ポンプは、所定の量の流体を汲み出し、前記定量ポンプが膜ポンプである、請求項２９に記載のカセット統合型システム。

【図１Ａ】

【図１Ｂ】

【図２Ａ】

【図２Ｂ】

【図２Ｃ】

【図２Ｄ】

【図２Ｅ】

【図２Ｆ】

【図２Ｇ】

【図３】

【図４】

【図４Ａ】

【図４Ｂ】

【図４Ｃ】

【図４Ｄ】

【図５Ａ】

【図５Ｂ】

【図５Ｃ】

【図５Ｄ】

【図５Ｅ】

【図５Ｆ】

【図５Ｇ】

【図５Ｈ】

【図６Ａ】

【図６Ｂ】

【図６Ｃ】

【図６Ｄ】

【図６Ｅ】

【図６Ｆ】

【図６Ｇ】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１Ａ】


【図１１Ｂ】


【図１１Ｃ】

【図１２Ａ】


【図１２Ｂ】


【図１２Ｃ】

【図１３Ａ】


【図１３Ｂ】


【図１３Ｃ】

【図１４Ａ】

【図１４Ｂ】

【図１４Ｃ】


【図１４Ｄ】

【図１５Ａ】

【図１５Ｂ】

【図１５Ｃ】

【図１６Ａ】


【図１６Ｂ】


【図１６Ｃ】

【図１７Ａ】


【図１７Ｂ】


【図１７Ｃ】

【図１８Ａ】


【図１８Ｂ】


【図１８Ｃ】

【図１９Ａ】

【図１９Ｂ】

【図１９Ｃ】

【図２０Ａ】

【図２０Ｂ】

【図３８Ａ】

【図３８Ｂ】

【図３９Ａ】

【図３９Ｂ】

【図３９Ｃ】

【図３９Ｄ】

【図３９Ｅ】

【図３１０Ａ】

【図３１０Ｂ】

【図３１０Ｃ】

【図３１０Ｄ】

【図３１０Ｅ】

【図３１１Ａ】

【図３１１Ｂ】

【図３１１Ｃ】

【図３１１Ｄ】

【図３１１Ｅ】

【図３１２Ａ】

【図３１２Ｂ】

【図３１２Ｃ】

【図３１２Ｄ】

【図３１３】

【図３１４Ａ】

【図３１４Ｂ】

【図３１４Ｃ】

【図３１４Ｄ】

【図３１４Ｅ】

【図３１５】

【図３１６Ａ】

【図３１６Ｂ】

【図３１６Ｃ】

【図３１６Ｄ】

【図３１６Ｅ】

【図３１７】

【図３１８Ａ】

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【図３１８Ｃ】

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【図３１８Ｅ】

【図３１９Ａ】

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【図３１９Ｃ】

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【図３２０Ａ】

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【図３２１Ａ−３２１Ｂ】

【図３２１Ｃ】

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【図４１０Ａ】

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【図４１３Ａ】

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【図４１６Ａ】

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【図４１９Ａ】

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【図４２０Ａ】

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【図４２１Ａ】

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【図４２２Ａ】

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【図５００Ａ】

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【図８００Ａ】

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【図８００Ｃ】

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【図８００Ｅ】

【図９００Ａ】

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【図９００Ｃ】

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【図１０００Ａ】

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【図１１００】

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【図１５００Ａ】

【図１５００Ｂ】

【図１６００Ａ】

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【図１６００Ｃ】

【図１６００Ｄ】

【図１６００Ｅ】

【図１６００Ｆ】

【公表番号】特表２０１０−５１９０１１（Ｐ２０１０−５１９０１１Ａ）
【公表日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５２９５７（Ｐ２００９−５５２９５７）
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５５１６８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０６５３８
【国際公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（５０７２４７０９２）デカ・プロダクツ・リミテッド・パートナーシップ (15)
【Ｆターム（参考）】