JP2024538147A - 容積型ポンプの駆動機構 - Google Patents

Abstract

例えば装着式の薬剤送達システムにおいて使用されるタイプのポンプにおいて使用するための新規な実施形態の駆動機構は、１つ又は複数のジグザグ形状の軌道をその周面上に画定するチャネルを有するように構成された筒状のスライダ要素を備える。シリンダの半径方向軸線に沿ったスライダ要素の前後の長手方向の移動によって、チャネルを通るいくつかの軌道のうちの１つに沿ったペグの移動を引き起こし、スライダと同軸に配置されたヘッダ要素に回転運動を与える、シリンダの周囲の周りのペグの移動を提供するように、１つ又は複数のペグが軌道内に係合されている。ヘッダ要素は、リンク機構又は他のタイプの機構を介してポンプに連結された歯車列、例えば遊星歯車ボックスに接続されている。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年１０月１８日に出願された米国仮特許出願第６３／２５６，７１４号の利益を主張し、その内容は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。

例えば図１５に示されるタイプの装着式の薬剤送達装置を備えている、多くの従来の自動薬剤送達システムが周知である。薬剤送達装置１５００は、任意のタイプの液体薬剤をユーザに送達するように設計することができる。特定の実施形態では、薬剤送達装置１５００は、例えば、マサチューセッツ州のアクトンのインスレット（Insulet）社によって製造されるＯｍｎｉＰｏｄ（登録商標）薬剤送達装置とし得る。薬剤送達装置１５００は、特許文献１（米国特許第７，３０３，５４９号明細書）、特許文献２（米国特許第７，１３７，９６４号明細書）、又は、特許文献３（米国特許第６，７４０，０５９号明細書）等に記載の薬剤送達装置とすることができ、これらの各々は、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれている。

薬剤送達装置１５００は、通常、容積型ポンプ機構を備えている。典型的には、ポンプ機構は、液体薬剤を貯蔵するリザーバを備えている。リザーバ内に貯蔵された液体薬剤は、リザーバ内に画定された流体口を通して液体薬剤を押し出すようにリザーバを通って長手方向に平行移動する駆動プランジャを使用して、リザーバから薬剤を排出することによって、ユーザに送達され得る。プランジャは、例えば、駆動機構によって駆動されるリードスクリュー又は他のタイプのリンク機構によって、リザーバを介して長手方向に平行移動させられうる。

装着式の身体内の装置では、装着者への衝撃を最小限に抑えるために、ポンプ機構、並びに、薬剤送達装置１５００全体を可能な限り小さく保つことが望ましい。加えて、このような薬剤送達装置は、典型的には、搭載した電池によって電力供給されるので、装置を動作させるために必要とされる電力を最小限に抑えることが望ましい。

従来技術の薬剤送達装置では、ポンプを駆動するために必要とされる角運動／トルクは、ラチェット機構によって提供される。ラチェット機構は、例えば、形状記憶合金（ＳＭＡ）からなる２つのワイヤ、又は、ばねと、ニチノール、金属製フック及びラチェットホイールなどの１つの形状記憶合金製ワイヤとを有することができ、形状記憶合金製ワイヤは、ラチェット歯を押してポンプを前進させる金属製フックを引っ張って一投与分の液体薬剤を送達する。このタイプのラチェット機構は、薬剤送達装置１５００の１つ又は複数のハウジングの内側で比較的大きな容積を占め、ポンプ機構を動作させるために比較的大きな形状記憶合金製ワイヤ力を必要とする場合がある。したがって、より小さい形状因子を有する代替の駆動機構を使用することが、薬剤送達装置の全体寸法を低減するときに重要な役割を果たす。さらに、必要とされる形状記憶合金製ワイヤ作動力が小さくなると、装置を作動させるために必要な全エネルギを低減するであろう。エネルギ要求の低減によって、装置を動作させるためのより少ない数の電池又はより小さい形状因子を有する異なるタイプの電池の使用を可能にし、薬剤送達装置のさらなる寸法の縮小を導くことになる。

したがって、従来技術のポンプ機構を、従来技術のポンプ機構の大きな実装範囲を必要とせずかつ装置の電力消費を最小限に抑える、リザーバ内のプランジャを駆動するための改良された駆動機構を有する容積型ポンプ機構に置き換えることが望ましい。

定義
本明細書で使用するとき、「液体薬剤」という語は、例えば、ＧＬＰ－１、プラムリンタイド、及びインスリンのうちの２つ以上のインスリン又は共製剤を含む、皮下カニューレを介して薬剤送達装置によって投与することができる、液体の形態の任意の薬剤を含むと解釈されるべきである。

米国特許第７，３０３，５４９号明細書 米国特許第７，１３７，９６４号明細書 米国特許第６，７４０，０５９号明細書

本明細書に開示される本発明の実施形態は、装着式の薬剤送達装置において使用されるタイプの容積型ポンプのための新規な駆動機構を有する。駆動機構は、リザーバを通るプランジャの長手方向の平行移動を提供するために、リザーバ内に配置されたプランジャに駆動機構を連結する様々なリンク機構設計とともに使用され得る、測定された回転運動を提供する。

本発明の実施形態は、周面上にチャネルを有するように構成された筒状のスライダ要素を使用する。チャネルは、それを通るジグザグ形状の軌道を画定する。様々な例示的な実施形態では、スライダ要素のその半径方向軸線に沿った前後の長手方向の運動によって、チャネルを通る軌道に沿った１つ又は複数のインターフェイス要素の移動を引き起こし、したがって、スライダ要素の周囲の周りのインターフェイス要素の移動を提供するように、ペグ又はボールベアリングとし得る１つ又は複数のインターフェイス要素は軌道と係合される。チャネルを通る１つ又は複数のインターフェイス要素の移動は、１つ又は複数のインターフェイス要素に接続されたスライダ要素と同軸に配置されたヘッダ要素に回転運動を与える。ヘッダ要素は、次に、リンク機構を介して又は別のタイプの機構を介してポンプ機構のプランジャに連結され得る、歯車列、例えば、遊星歯車ボックスに接続されている。

第１の実施形態では、スライダ要素の周面に画定されたチャネルは、中立位置から第１の位置まで、第１の方向における半径方向軸線に沿ったスライダ要素の長手方向の運動、次いで、中立位置に戻る運動が、インターフェイス要素をチャネルを通して第１の角度間隔だけ移動させ、それによって、ヘッダ要素を第１の角度間隔だけ回転させるように、チャネルを通る単一のジグザグ形状の軌道を画定している。

第２の実施形態では、スライダ要素の周面内に画定されたチャネルは、中立位置から第１の位置まで、第１の方向の半径方向軸線に沿ったシリンダの長手方向の運動、次いで中立位置に戻る運動により、第１の軌道に沿ったチャネルを通るインターフェイス要素の移動を生じさせ、ヘッダ要素が第１の角度間隔を回転させるように、チャネルを通る２つのジグザグ形状の軌道を画定する。中立位置から第２の位置への第２の逆方向における半径方向軸線に沿ったスライダ要素の長手方向の運動、次いで中立位置に戻る運動により、第２の軌道に沿ったチャネルを通るインターフェイス要素の運動を引き起こし、ヘッダ要素を第２の（異なる）角度間隔で回転させる。チャネルを通る第１及び第２の軌道のそれぞれに沿ったインターフェイス要素のそれぞれの移動によって可能になる第１及び第２の角度間隔のヘッダ要素の移動により、スライダ要素を移動させるために同じ運動を使用して、異なる体積の液剤を供給する能力を提供する。第１又は第２の長手方向のいずれかにおけるスライダ要素の運動は、例えば、スライダ要素に連結されたＳＭＡから構成されている１つ又は複数のワイヤを備えたアクチュエータを介して提供されうる。スライダ要素と関連する構成要素の働きについては、以下でさらに詳しく説明する。

図面において、同様の参照番号は概して異なる図面を通じて同一の部分を指す。以下の説明では、本発明の様々な実施形態が、以下の図面を参照して説明される。

図１は、本明細書に開示されるシステム及び方法を実施するのに適した例示的なシステムの機能ブロック図を示す。 図２は、本発明の第１の実施形態の駆動機構の分解図である。 図３は、本発明の第１の実施形態のジグザグ形状の軌道の拡大図である。 図４は、スライダ要素が中立位置にある、無負荷構成の駆動機構を示す、本発明の第１の実施形態の斜視図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の斜視図であり、負荷構成における駆動機構を示しており、スライダ要素は、中立位置から第１の位置に移動している。 図６は、スライダ要素の前後運動によって生成される出力軸の結果として生じる回転運動を示す、本発明の第１の実施形態の斜視図である。 図７Ａは、異なるタイプのばね機構を利用する、本発明の第１の実施形態の代替実施を示す。 図７Ｂはオフセット脚部を有するばね機構の変形例の側面概略図を示す。 図８は、ジグザグ軌道の代替実施形態の模式図であり、形状記憶合金製ワイヤに適用される負荷プロファイルとポンプに適用される出力トルクのより良好な調整を可能にする非直線状傾斜面を有する軌道を示す。この傾斜面は、本明細書に記載される第１又は第２の実施形態において使用され得る。 図９は、第１の実施形態のペグとは対照的に、ヘッダ要素とスライダ要素との間にボールベアリングを利用する、一次実施形態の第２の例のブロック図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態の斜視図を示し、スライダ要素は、１周期中にヘッダを２つの異なる角度間隔で回転移動させることができる２つの軌道を備えて構成されている。 図１１は、第２の実施形態の斜視図であり、第１の長手方向におけるスライダ要素の移動に基づいて、中立位置と第１の位置との間でスライダ要素が前後に移動することに応じて、第１のより大きな軌道に沿って移動するインターフェイス要素を示す。 図１２は、第２の長手方向におけるスライダ要素の移動に基づいて、中立位置と第２の位置との間で前後にスライダ要素の移動に応じて第２のより小さな軌道を通って移動させられるインターフェイス要素を示す、第２の実施形態の斜視図である。 図１３は、本発明の第２の実施形態の斜視図であり、形状記憶合金製ワイヤ及びリンク機構を利用して、第１及び第２の長手方向におけるスライダ要素の運動を提供するための構成を示している。 図１４は、スライダ要素を中立位置に戻すための内部ばねの使用を示す、第１又は第２の実施形態のいずれかの代替実施形態である。 図１５は、本明細書に開示されるポンピング機構が使用され得る装着式の薬剤送達装置の例である。

本発明は、薬剤送達装置内の液体リザーバから針又はカニューレなどの患者インターフェイスに液体薬剤を移動させるための様々なシステム、構成要素、及び方法を提供する。本明細書で説明される実施形態は、従来の従来技術のシステム、構成要素、及び方法に対する１つ又は複数の利点、すなわち、より小さい実装範囲及び低減されたエネルギ消費を提供する。

本開示の様々な実施形態は、薬剤送達装置（本明細書では「ポッド（pod）」と呼ばれることもある）を使用して、自律的に、又は、電子機器から受信される無線信号に従って、ユーザに薬物を送達するためのシステム及び方法を含む。様々な態様では、電子機器は、スマートフォン、スマートウォッチ、スマートネックレス、薬剤送達装置に取り付けられたモジュールを備えているユーザデバイス、又は、ユーザの身体によってもしくは身体上で装着もしくは担持され得かつ薬物の送達の回数及び投与量を計算するアルゴリズムを実行する任意の他のタイプ又は種類の電子機器とし得る。例えば、ユーザデバイスは、インシュリンの送達の回数及び投与量を計算する「人工膵臓（artificial-pancreas）」アルゴリズムを実行することができる。ユーザデバイスはまた、グルコース濃度などのユーザの身体的特性又は状態に関するデータを収集するグルコースセンサなどのセンサと通信することができる。センサは、ユーザの身体内又は身体上に配置することができ、薬剤送達装置の一部とすることができ、又は、システム１００内の別個の装置としうる。あるいは、薬剤送達装置は、センサとユーザデバイスとの間の通信の代わりに又はそれに加えて、センサと通信することができる。この通信は、（例えば、センサが薬剤送達装置と一体化されているか、さもなければ薬剤送達装置の一部である場合には）直接的とし、又は、（例えば、センサが薬剤送達装置とは異なるハウジングに配置されている場合には）遠隔／無線的としうる。これらの実施形態では、センサ及び／又は薬剤送達装置は、薬物の送達の回数及び投与量を計算するアルゴリズムの一部又は全部を実行するコンピュータのハードウェア（例えば、プロセッサ、メモリ、ファームウェアなど）を備えている。

図１は、本明細書に記載のシステム及び方法を実施するのに適した例示的なシステムの機能ブロック図を示す。自動薬剤送達システム１００は、（例えば、正常血液糖－血液中の正常な血液糖値を維持するために）ユーザへのインシュリンなどの薬剤又は薬物の自動送達を管理又は制御するために、人工膵臓（ＡＰ）用途などの薬物送達アルゴリズムを実施（かつ／又は機能性を提供）することができる。薬剤送達システム１００は、装着可能とし得る薬剤送達装置１０２と、検体センサ１０８と、ユーザデバイス１０５とを有する、自動薬剤送達システムとし得る。

システム１００は、また、任意の例では、有線又は無線通信リンク１９１～１９３のいずれかを介してシステム１００の他の構成要素と通信することができる、スマートウォッチ、個人アシスタント装置などのアクセサリ装置１０６を有しうる。

ユーザデバイス１０５は、スマートフォン、タブレット、個人糖尿病管理（ＰＤＭ）装置、専用糖尿病治療管理装置などのコンピュータ装置としうる。例えば、ユーザデバイス１０５は、プロセッサ１５１と、装置メモリ１５３と、ユーザインターフェイス１５８と、通信インターフェイス１５４とを有しうる。ユーザデバイス１０５は、また、ユーザの血糖値を管理するべく例えばユーザアプリケーション１６０などの装置メモリ１５３に記憶されたプログラムコードに基づいて処理を実行し、薬剤、薬物、又は治療薬のユーザへの送達を制御するために、また、後述する炭水化物補償量、補正ボーラス量などの計算などの他の機能を提供するために、プロセッサ１５１として実行され得る、アナログ及び／又はデジタル回路を備えうる。ユーザデバイス１０５は、装着式の自動薬剤送達装置１０２及び／又は検体センサ１０３並びに選択任意のスマートアクセサリ装置１０６の動作をプログラムし、設定を調節し、かつ／又は制御するために使用され得る。

また、プロセッサ１５１は、ユーザアプリケーション１６０などの、装置メモリ１５３に記憶されたプログラミングコードを実行するように構成しうる。ユーザアプリケーション１６０は、検体センサ１０３、クラウドベースサービス１１１及び／又はユーザデバイス１０５又は任意選択のアクセサリ装置１０７から受信されたデータに基づいて薬剤を送達するように動作可能なコンピュータアプリケーションとしうる。また、メモリ１５３は、ユーザインターフェイス１５８（例えば、タッチスクリーン装置、カメラなど）、通信インターフェイス１５４などを操作するためのプログラミングコードを記憶することもできる。プロセッサ１５１は、ユーザアプリケーション１６０を実行するとき、食事摂取、血糖測定などに関する指標及び通知を実施するように構成され得る。ユーザインターフェイス１５８は、プロセッサ１５１の制御下にあり、本明細書に記載されるように、食事アナウンスの入力を可能にし、設定選択を調節するなどのグラフィカル・ユーザインターフェイスを提示するように構成されうる。

具体例では、ユーザアプリケーション１６０が人工膵臓（ＡＰ）用途であるとき、プロセッサ１５１はまた、ユーザアプリケーション１６０によって管理される（メモリに記憶され得る）糖尿病治療プランを実行するように構成されている。上述の機能に加えて、ユーザアプリケーション１６０が人工膵臓（ＡＰ）用途であるとき、それは、糖尿病治療プランに従って、炭水化物補償投与量、補正ボーラス投与量を決定し、基礎投与量を決定するための機能をさらに提供し得る。さらに、人工膵臓（ＡＰ）用途として、ユーザアプリケーション１６０は、通信インターフェイス１５４を介して装着式の自動薬剤送達装置１０２に信号を出力して、決定されたボーラス及び基礎投与量を送達する機能を提供する。

通信インターフェイス１５４は、１つ又は複数の無線周波数プロトコルに従って動作する１つ又は複数のトランシーバを有する。一実施形態では、トランシーバは、セルラートランシーバ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバを備え得る。通信インターフェイス１５４は、ユーザアプリケーション１６０によって使用可能な情報を含む信号を受信及び送信するように構成されうる。

ユーザデバイス１０５は、さらに、様々な信号をユーザに提供するために、例えば、スピーカ又は振動変換器としうる１つ又は複数の出力デバイス１５５を備えうる。

装着式の自動薬剤送達装置１０２は、例示的なシステム１００において、ユーザインターフェイス１２７と、制御部１２１と、駆動機構１２５と、通信インターフェイス１２６と、メモリ１２３と、電源／エネルギハーベスティング回路１２８と、デバイスセンサ１８４と、リザーバ１２４とを有しうる。装着式の自動薬剤送達装置１０２は、ユーザデバイス１０５又は任意選択のアクセサリ装置１０６からの入力なしに、複数の投与分の薬物をユーザに送達するために必要とされる処理を実施及び実行するように構成され得る。より詳細に説明されるように、制御部１２１は、例えば、検体センサ１０８からの入力に基づいて、送達されるべきインスリンの量、ＩＯＢ、残存インスリンなどを決定するように動作可能とし得る。

メモリ１２３は、制御部１２１によって実行可能なプログラミングコードを記憶し得る。プログラミングコードによって、例えば、制御部１２１が、リザーバ１２４からの薬物の送達を制御し、薬物送達アルゴリズム（ＭＤＡ）１２９からの信号に基づいて、又は、ＭＤＡ１２９が外部制御信号を実装するように構成されている場合には外部装置に基づいて、複数の投与分の薬物を制御することを可能にし得る。

リザーバ１２４は、インスリン、ＧＬＰ－１、プラムリンタイド、インスリン及びＧＬＰ－１又はプラムリンタイドの共製剤、モルヒネ、血圧薬、化学療法薬、生殖能力薬などの、自動送達に適した薬剤、薬物又は治療薬を貯蔵するように構成され得る。

デバイスセンサ１８４は、制御部１２１に通信可能に連結されかつ様々な信号を提供する、圧力センサ、電力センサなどのうちの１つ又は複数を有する。例えば、圧力センサは、ユーザに挿入された針又はカニューレとリザーバ１２４との間の流体軌道において検出された流体圧力の指標を提供するように構成され得る。圧力センサは、（駆動機構１２５の一部としうる）針／カニューレ挿入構成要素などに連結されているか又はそれと一体化されうる。一例では、制御部１２１又はプロセッサ１５１などは、流体圧力の指標に基づいて薬剤注入の速度を決定するように動作可能とし得る。薬剤注入の速度は、注入速度閾値と比較され得、この比較結果は、インスリン搭載量（ＩＯＢ）又は総１日インスリン（ＴＤＩ）量を決定するときに使用可能とし得る。

一実施形態では、装着式の自動薬剤送達装置１０２は、通信インターフェイス１２６を有し、これは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、近距離無線通信、セルラーなどの１つ又は複数の無線周波数プロトコルに従って動作する送受信機とし得る。制御部１２１は、例えば、通信インターフェイス１２６を介してユーザデバイス１０５及び検体センサ１０８と通信することができる。

装着式の自動薬剤送達装置１０２は、患者又は糖尿病患者などのユーザの身体に取り付け位置で取り付けることができ、前述の任意の薬剤又は薬を含む任意の治療薬を、のユーザの取り付け位置又はその周囲に送達することができる。装着式の自動薬剤送達装置１０２の表面は、ユーザの皮膚への取り付けを容易にするための接着剤を有しうる。

装着式の自動薬剤送達装置１０２は、例えば、（薬剤を貯蔵するためのリザーバ１２４と、皮下、腹腔内、又は静脈内に行われ得る）薬剤をユーザの身体内に送達するための針又はカニューレ１２０と、薬剤をリザーバ１２４から針又はカニューレを通してユーザ内に移送するための駆動機構１２５とを有する。駆動機構１２５は、リザーバ１２４に流体的に連結され、制御部１２１に通信的に連結され得る。針又はカニューレ１２０は、薬剤送達装置１０２と一体とし得るか、又はそれに取り付け可能とし得る、針／カニューレ挿入機構（図示せず）をさらに備え得る。

装着式の自動薬剤送達装置１０２は、さらに、装着式の自動薬剤送達装置１０２の駆動機構１２５及び／又は他の構成要素（制御部１２１、メモリ１２３、及び通信インターフェイス１２６など）に電力を供給するための、電池、圧電装置、エネルギハーベスティング装置などの電源１２８を有しうる。

いくつかの実施形態では、装着式の自動薬剤送達装置１０２及び／又はユーザデバイス１０５は、ユーザインターフェイス１５８と、ユーザが情報を入力しかつユーザデバイス１０５がユーザに提示するための情報（例えば、アラーム信号など）を出力することを可能にするように構成された、キーパッド、タッチスクリーンディスプレイ、レバー、発光ダイオード、薬剤送達装置１０２のハウジング上のボタン、マイクロフォン、カメラ、スピーカ、ディスプレイなどの出力デバイス１５５とを有する。ユーザインターフェイス１５８は、ユーザアプリケーション１６０が解釈するプロセッサ１５１に、ボイス入力、カメラへのジェスチャ（例えば、手又は顔）入力、タッチスクリーンへのスワイプなどの入力を提供することができる。

装着式の自動薬剤送達装置１０２は、ユーザデバイス１０５又は検体センサ１０８などの外部装置と通信するように構成されているとき、ユーザデバイス１０５又は検体センサ１０８から有線又は無線リンク１９４を介して信号を受信することができる。装着式の自動薬剤送達装置１０２の制御部１２１は、それぞれの外部装置から信号を受信しかつ処理することができ、並びに、糖尿病治療プラン又は他の薬剤送達計画に従ってユーザへの薬剤の送達を実施することができる。

動作例では、プロセッサ１２１は、ユーザアプリケーション１６０を実行するとき、インシュリンの炭水化物補償投与量、補正ボーラス、補正された基礎投与量などを送達するように駆動機構１２５を作動させるように動作可能な制御信号を出力することができる。

アクセサリ装置１０７は、例えば、Ａｐｐｌｅ Ｗａｔｃｈ（登録商標）、眼鏡を含む他の装着式のスマート装置、スマートジュエリ、全地球測位システム対応装着式の、装着式のフィットネス装置、スマート衣服などとし得る。ユーザデバイス１０５と同様に、アクセサリ装置１０７は、装着式の自動薬剤送達装置１０２の制御を含む様々な機能を実行するように構成されうる。例えば、アクセサリ装置１０７は、通信インターフェイス１７４と、プロセッサ１７１と、ユーザインターフェイス１７８と、メモリ１７３とを有しうる。ユーザインターフェイス１７８は、スマートアクセサリ装置１０７のタッチスクリーンディスプレイ上に提示されるグラフィカル・ユーザインターフェイスとしうる。メモリ１７３は、スマートアクセサリ装置１０７の異なる機能を動作させるためのプログラミングコード、並びに、ユーザアプリケーション１６０のインスタンス、又は、機能性を低減したシンプル版のユーザアプリケーション１６０を記憶することができる。

検体センサ１０８は、制御部１３１と、メモリ１３２と、検出／測定装置１３３と、任意選択のユーザインターフェイス１３７と、電源／エネルギハーベスティング回路１３４と、通信インターフェイス１３５とを有しうる。検体センサ１０８は、装着式の自動薬剤送達装置１０２の管理装置１０５又は制御部１２１のプロセッサ１５１に通信可能に連結され得る。メモリ１３２は、情報及びプログラミングコード１３６を記憶するように構成しうる。

検体センサ１０８は、グルコース、乳酸、ケトン、尿酸、ナトリウム、カリウムやアルコールレベルなどの複数の異なる検体を検出し、測定値などの検出の結果を出力するように構成され得る。検体センサ１０８は、例示的な実施形態では、５分ごと、１分ごとなどの所定の時間間隔で血糖値を測定するように構成され得る。検体センサ１０８の通信インターフェイス１３５は、測定された血糖値を無線リンク１９５を介してユーザデバイス１０５に通信する、又は、無線通信リンク１０８を介して装着式の自動薬剤送達装置１０２と通信するための送受信機として動作する回路を有しうる。本明細書では検体センサ１０８と呼ばれるが、検体センサ１０８の検出／測定装置１３３は、グルコース測定要素、心拍数モニタ、圧力センサなどの１つ又は複数の追加の検出要素を有する。制御部１３１は、個別の専用論理及び／又は構成要素と、特定用途向け集積回路と、ソフトウェア命令、ファームウェア、メモリ（メモリ１３２など）に記憶されたプログラミング命令、又はそれらの任意の組合せを実行するマイクロ制御部又はプロセッサとを有する。

薬剤送達装置１０２の制御部１２１と同様に、検体センサ１０８の制御部１３１は、多くの機能を実行するように動作可能とし得る。例えば、制御部１３１は、検出及び測定装置１３３によって検出されたデータの収集及び分析を管理するようにプログラミングコード１３６によって構成されうる。

検体センサ１０８は、装着式の自動薬剤送達装置１０２とは別個のものとして図１に示されているが、様々な例では、検体センサ１０８と装着式の自動薬剤送達装置１０２は、同じユニットに組み込まれ得る。すなわち、各種実施形態において、検体センサ１０８は、装着式の自動薬剤送達装置１０２の一部としてそれと一体でとすることができ、装着式の自動薬剤送達装置１０２と同じハウジング内に含まれうる又はそれへの取り付け可能なハウジングに含まれうる。このような例示的な構成では、制御部１２１は、ユーザデバイス１０５、クラウドベースサービス１１１、別のセンサ（図示せず）、任意選択のアクセサリ装置１０７などからのいかなる外部入力もなしに、単独で薬物の適切な送達のために必要とされる機能を実行することができる。

クラウドベースのサービス１１１をシステム１００の各装置１０２、１０５、１０６、１０８に連結する通信リンク１１５は、セルラーリンク、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク又はこれらの組み合わせとしうる。クラウドベースのサービス１１１によって提供されるサービスは、血糖測定値、過去のＩＯＢ又はＴＤＩ、事前の炭水化物補償投与量、及び他の形態のデータなど、非個人化され得るデータを記憶するデータメモリを有しうる。さらに、クラウドベースサービス１１１は、ＴＤＩ、インシュリンセンシティビティ、ＩＯＢなどに関する一般化された情報を提供するために多数のユーザからの匿名化されたデータを処理することができる。

無線通信リンク１９１～１９６は、既知の無線通信規格又は独自の規格を使用して動作する任意のタイプの無線リンクとしうる。一例として、無線通信リンク１９１～１９６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、近距離通信規格、セルラー規格、又は他の任意の無線プロトコルに基づく通信リンクを、それぞれの通信インターフェイス１５４、１７４、１２６及び１３５を介して提供し得る。

ユーザアプリケーション１６０（又はＭＤＡ１２９）は、予測期間（たとえば、６０分）にわたって、過去のグルコース測定値及び／又は予測グルコースに基づいて、周期的なインスリンマイクロボーラスを提供し得る。最適な食後制御部は、ユーザに現行のポンプ治療と同じ方法で食事ボーラスを与えるように要求し得るが、ユーザアプリケーション１６０の通常の動作は、行われない食事ボーラスを補償し、長期の高血糖を軽減する。ユーザアプリケーション１６０は、設定された目標血糖値を達成及び維持することを試み、それによって、長期の高血糖及び低血糖の持続時間を減少させる、制御対目標戦略を使用する。

ユーザアプリケーション１６０は、ユーザとの第１インターフェイスであるグラフィカル・ユーザインターフェイスを実装し、これは、装着式の薬剤送達装置１０２を始動及び停止するために使用され、手動モードのための基礎及びボーラス計算機設定をプログラムし、自動モード（ハイブリッド閉ループ又は閉ループ）に特有のプログラム設定をプログラムする。

手動モードでは、ユーザアプリケーション１６０は、仮基礎プロファイルを設定する選択肢を用いて、プログラムされた基礎速度及びボーラス量でインシュリンを送達する。制御部１２１はまた、ボーラス計算機に投入するために検体センサ１０８によって提供されるセンサグルコースデータを使用して、手動モードでセンサ拡張ポンプとして機能する能力を有する。

自動モードでは、ユーザアプリケーション１６０は、多数の目標血糖値の使用を支援する。例えば、一実施形態では、対象血糖値は、１１０ｍｇ／ｄＬ～１５０ｍｇ／ｄＬの範囲、１０ｍｇ／ｄＬの増分、５ｍｇ／ｄＬの増分、又は他の増分、好ましくは１０ｍｇ／ｄＬの増分とし得る。ユーザの体験は、現行のセットアップの流れを反映し、それによって、医療提供者がユーザが基礎速度、グルコース目標及びボーラス計算機セットアップをプログラムするのを支援する。これらは、インシュリン投与パラメータについてユーザアプリケーション１６０に通知する。インスリン投与パラメータは、薬剤送達装置１０２の各使用中に送達される１日総インスリン（ＴＤＩ）に基づいて、時間を経て適合される。仮低血糖保護モードは、自動化モードにおける様々な持続時間の間、ユーザによって実施され得る。低血糖保護モードでは、アルゴリズムは、インスリン送達を低減し、インスリン感受性がより高いと予想される場合（例えば、運動中）に、仮持続時間にわたって使用することが意図される。

ユーザアプリケーション１６０により、セットアップ処理及びシステム１００の使用を通してユーザにプロンプトを出すように、大きな文字、グラフィック、及び画面上の指示を使用することができる。それは、また、ユーザの特注の基礎インスリン送達プロファイルをプログラムし、薬剤送達装置１０２の状態を確認し、インスリンのボーラス投与を開始し、患者のインスリン送達プロファイルを変更し、システムアラート及びアラームを処理し、ユーザが自動モードと手動モードとを切り替えることを可能にするために使用される。

いくつかの実施形態では、ユーザデバイス１０５と検体センサ１０８は、互いに直接的に通信しなくてもよい。代わりに、検体センサからのデータ（例えば、血糖値）は、リンク１９６を介して薬剤送達装置１０２に伝達され、次いで、リンク１９４を介してユーザデバイス１０５に中継されうる。いくつかの実施形態では、検体センサ１０８とユーザデバイス１０２との間の通信を可能にするために、検体センサのシリアル番号がユーザアプリケーション１６０に入力されなければならない。

ユーザアプリケーション１６０は、ボーラス計算機の使用を通して、提案されたボーラス投与量を計算する能力を提供することができる。ボーラス計算機は、摂取した炭水化物、最新の血糖測定値（又は指先を使った場合は血糖測定値）、プログラム可能な補正係数、炭水化物に対するインスリン比、目標血糖値及び船上のインスリン（ＩＯＢ）に基づいて、提案されたボーラス投与決定するのに役立つように、ユーザの利便性ものとして提供されている。手動のボーラス及びインシュリンを考慮に入れたユーザアプリケーション１６０によって、ＩＯＢは推定される。

本明細書に記載する技術のソフトウェア関連の実装は、ファームウェア、用途特定ソフトウェア、又は１つ又は複数のプロセッサによって実行され得る任意の他のタイプのコンピュータ可読命令を含みうるが、これらに限定されない。コンピュータ可読命令は、一時的でないコンピュータ可読媒体を介して提供されうる。本明細書で説明する技術のハードウェア関連の実装は、集積回路（ＩＣ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルアレイ（ＦＰＧＡ）、及び／又はプログラマブル論理装置（ＰＬＤ）を含むが、これらに限定されない。いくつかの例では、本明細書で説明する技術、及び／又は、本明細書で説明する任意のシステム又は構成要素は、１つ又は複数のメモリ構成要素上に記憶されたコンピュータ可読命令を実行するプロセッサを用いて実行され得る。

本発明の一次実施形態では、容積型ポンプは、開放端及び閉鎖端などの２つの端部を有するリザーバを備え、リザーバは、開放端などの一端に配置されたプランジャと、駆動機構と、駆動機構をプランジャに連結するリンク機構とを有する。駆動機構の移動によって、プランジャをリザーバ内で閉端に向かって直線的に平行移動させ、それによって、リザーバの閉端に画定された流体口を介して液体薬剤を患者インターフェイスに放出させる。

第１の実施形態の駆動機構が本明細書に記載されており、図２に分解図で示されている。装置は、一体化されたばね２１０を有するハウジング２０２を備えるが、ばね２１０は、物理的に一体化されていなくてもよい。スライダ要素２０６は、その周面上に画定されたチャネル２１６を有するほぼ筒状である。ジグザグ形状の軌道が、チャネル２１６内に画定される。ヘッダ要素２０４は、スライダ要素２０６と同軸に配置され、本体部分から延びている複数のタブ２０４ａを有し、これらのタブ２０４ａは、スライダ要素２０６上のチャネル２１６の部分と重複する。例示的な実施形態では、ヘッダ要素２０４及びスライダ要素２０６は、射出成形処理を使用して製造することができ、例えば、ポリカーボネート又はアセタール（ポリオキシメチレン又はＰＯＭ）から構成することができる。他の例示的な実施形態では、スライダ要素２０６は、その周面を覆いかつチャネル２１６を画定する打ち抜き板金で構成されうる。摩擦を低減するために、ヘッダ要素２０４とスライダ要素２０６との間に潤滑を提供することができ、あるいは、ヘッダ要素２０４とスライダ要素２０６とは、潤滑プラスチック樹脂から構成されうる。追加的又は代替的に、複数のペグ２０８は、それらがチャネル２１６内の傾斜表面に沿って移動又は転動するとき、それらの長手軸線に沿って回転できるようにされ得る。ペグ２０８が移動するときに回転することを可能にすることによって、スライダ要素２０６をいずれかの方向に押す又は引くのに必要な力を低減することができる。この特徴及び他の特徴は、本明細書で説明される実施形態のいずれかにおいて実施され得る。

ヘッダ要素２０４とスライダ要素２０６との間の移動を調整するために、複数のインターフェイス要素がヘッダ要素２０４とスライダ要素２０６の間に配置されている。一次実施形態では、インターフェイス要素は、ヘッダ要素２０４のタブ２０４ａに画定された孔を通ってチャネル２１６内に延びている複数のペグ２０８を備える。例示的な実施形態では、ペグ２０８は、ペグ２０８が比較的小さい直径とし得ることを考慮して、必要な強度を提供するステンレス鋼又は任意の他の金属から構成され得る。

一旦、スライダ要素２０６及びヘッダ要素２０４がハウジング２０２内に配置されると、スライダ要素２０６のその半径方向軸線に沿った前後の長手方向の運動によって、ペグ２０８は、チャネル２１６内に画定されたジグザグ形状の軌道に沿ってジグザグに平行移動し、それによって、スライダ要素２０６及びヘッダ要素２０４の同軸の軸線の周りの、ヘッダ要素２０４の回転を所定の角度間隔だけ引き起こす。

図３は、チャネル２１６内に配置されたペグ２０８を有するスライダ要素２０６の拡大図を示す。図からわかるように、ペグ２０８がジグザグ形状の軌道の凹状部分３０２に位置するとき、スライダ要素２０６の方向「Ａ」への長手方向の運動によって、ペグ２０８をジグザグ形状の軌道の傾斜部分３０４と接触させ、それによって、スライダ要素２０６が第１の位置に達してペグ２０８がジグザグ形状の軌道の凹状部分３０６と接触するまで、ヘッダ要素２０４を方向「Ｃ」へ強制的に回転させることになる。この点で、中立位置に戻るときにスライダ要素２０６が方向「Ｂ」に長手方向に移動することによって、ペグ２０８をジグザグ形状の軌道の傾斜部分３０８に接触させ、スライダ要素２０６が中立位置に達したときにペグ２０８がジグザグ形状の軌道の凹状部分３１０に達するまで、ヘッダ要素２０４を方向「Ｃ」に更に回転させることになる。中立位置と第１の位置との間で、スライダ要素２０６の方向「Ａ」及び「Ｂ」で交互に繰り返される前後の運動により、ヘッダ要素２０４を、チャネル２１６内に画定されたジグザグ形状の軌道に沿ったペグ２０８の運動によってハウジング２０２内で回転させる。図３は、１つのペグのみを示しているが、実際には、複数のペグ２０８は、ヘッダ要素２０４の複数のタブ２０４ａからチャネル２１６内に延びうることに留意されたい。さらに、この実施形態では、スライダ要素２０６は回転しないが、ヘッダ要素２０４は回転し、代替の実施形態では、スライダ要素２０６は回転することができ、ヘッダ要素２０４が回転しない。

図２に戻ると、ヘッダ要素２０４は、出力軸２２８の回転の微細な制御を提供するように歯車列に連結されることが好ましい。本発明の一実施形態において、歯車列は、図２に示すように、遊星歯車システムとしうる。他の実施形態では、他のタイプの歯車列、例えば、ハーモニック歯車列又は相互作用する一組の平歯車を使用することができる。遊星歯車システムが使用される場合、ヘッダ要素２０４は、固定リング歯車２２０内で遊星歯車２２４を駆動する太陽歯車２２２を画定することができる。担体２２６は、遊星歯車２２４に直接的に連結され、リンク機構（図示せず）又は他の機構に連結され得かつポンプ機構のリザーバ内のプランジャに連結されている出力軸２２８を画定することが好ましい。

図４は、スライダ要素２０６が中立位置にある、その無負荷（すなわち、静止）構成における駆動機構２００を示す。一実施形態では、第１の方向におけるその半径方向軸線に沿ったスライダ要素２０６の長手方向の運動によって、好ましくは筒状のスライダ要素２０６の中心点に接続されている、形状記憶合金（ＳＭＡ）から構成されているワイヤ２１２への接続によって達成され得る。ＳＭＡワイヤ２１２への電圧の印加によって、スライダ要素２０６を図３に示す方向「Ａ」に第１の位置に向けて引っ張るように、ＳＭＡワイヤ２１２の収縮を引き起こす。図５に示すように、形状記憶合金製ワイヤ２１２の収縮を介してスライダ要素２０６を方向「Ａ」に移動させることによって、ばね２１０に張力が生じる。形状記憶合金製ワイヤ２１２が弛緩されてその無負荷状態に戻ると、ばね２１０は圧縮し、それによって、スライダ要素２０６を方向「Ｂ」に押して図４に示される中立位置に戻す。本発明の他の実施形態では、スライダ要素２０６を方向「Ａ」に移動させるために他の手段が使用されうる。例えば、ソレノイドをこの目的のために使用することができる。

図６は、完全に組み立てられた形の駆動機構２００を反対側から示す斜視図であり、方向「Ｄ」における出力軸２２８の回転を示す。遊星歯車を使用することにより、出力軸２２８を、図３に示す方向「Ｃ」に回転するヘッダ要素２０４の回転方向とは反対の方向に回転させることになることに留意されたい。他のタイプの歯車列を使用すると、出力軸２２０をヘッダ要素２０４と同じ方向に回転させることができる。

図７Ａは、スライダ要素２０６は、ばね機構２１０の脚部が突起２３０の周面と係合するように、ばね機構２１０に隣接する表面上に突条筒状突起２３０を画定する、第１の実施形態の変形例を示す。この実施形態では、ばね２１０の複数の脚部は、図７Ｂに示されるように、異なる深度で突起２３０に係合し、作動周期の間においてばねの複数の脚部の逐次の係合を提供し、ばね負荷プロファイルのより良好な制御を提供しうる。例えば、ばね２１０の複数の脚部は、周期の終わりに余分な剛性を提供するように調節することができる。

図８は、例えば、チャネル２１６内に画定されたジグザグ形状の軌道の対向する壁３０４及び３０８の傾斜部分に、図３に示された直線状プロファイルとは対照的な、湾曲したプロファイル８０２が提供される、本発明の第１の実施形態のさらに別の変形例を示す。同様の傾斜プロファイルが、本明細書で論じられる第２の実施形態で使用され得る。湾曲したプロファイル８０２によって、形状記憶合金製ワイヤ２１２に印加される負荷プロファイル及びポンプに印加される出力トルクの調整の改善を可能にする。図８に示す湾曲したプロファイルを有する例によって、周期の終わりに形状記憶合金製ワイヤ２１２によってもたらされる必要な力を低減する。これは、一般に、形状記憶合金製ワイヤ２１２が周期の終わりに機械的に最も弱いので、有用である。チャネル２１６内のペグ２０８のジグザグ運動がスライダ要素２０６の前後運動によって維持され得る限り、湾曲したプロファイル８０２の代わりに他のプロファイルが使用されうる。

図９は、インターフェイス要素がボールベアリング２３４を備えている、本発明の他の実施形態を示している。一次実施形態のペグ２０８の代わりにボールベアリング２３４を使用することによって、摩擦を低減し、ひいては、ヘッダ要素２０４を角度的に変位させるのに必要なエネルギを低減する可能性が高い。この実施形態では、スライダ要素２０６内のチャネル２１６は、図９に示すように、半円形の断面形状を有する溝２１７ｂになるほど浅く作られている。さらに、ヘッダ要素２０４の各タブ２０４ａは、その中に、ボールベアリング２３４が部分的に配置される、実質的に半球形の窪み２１７ａを伴って構成されている。半円形の溝２１７ｂの直径は、ボールベアリング２３４の直径よりわずかに大きくなければならず、ボールベアリング２３４は、半球形の窪み２１７ａにぴったりと嵌合すべきである。ヘッダ要素２０４上に画定されるいくつかのタブ２０４ａのうちの１つ又は複数は、半球形の窪み２１７ａ及びボールベアリング２３４を伴って構成され得る。摩擦をさらに低減するために、ヘッダ要素２０４及びスライダ要素２０６のタブ２０４ａは互いに接触しないことが望ましい。例示的な実施形態では、ボールベアリング２３４は、炭素クロム鋼から構成されうる。

図１０は、筒状のスライダ要素２０６が、その周面上のチャネル２１６内に、より大きな軌道２４０とより小さな軌道２４２の、２つのジグザグ形状の軌道を画定している、本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態は、二重投与アクチュエータと呼ぶことができる。各それぞれの軌道を通るペグ２０８の移動によって、ヘッダ要素２０４の異なる角度変位、従って駆動機構の周期毎の出力軸２２８の異なる回転を提供する。これにより、駆動機構２００の各周期中に、スライダ要素２０６がどのように引っ張られ又は押されるかに応じて、より大きい又はより小さい体積の液体薬剤の送達が可能になる。したがって、液体薬剤の総所望量は、ピン２０８を大きな軌道２４０に押し通す可能な限り多くの周期を使用して送達することができ、液体薬剤の所望量の残部は、より小さな軌道２４２を通してペグ２０８を押し通すことによって送達される。したがって、チャネル２１６内に画定された２つの軌道２４０、２４２を有する第２の実施形態により、所望の体積の液体薬剤を送達するために必要とされる周期の総数、ひいては、薬剤送達装置１０２の全エネルギ消費を低減することができる。言い換えると、二重投与アクチュエータによって、駆動機構が、より少数の形状記憶合金製ワイヤパルスを使用して、特定体積の流体を送達することを可能にし、最小の送達可能な流体体積を増加させることなく、電気エネルギ消費を低減する。

この実施形態では、スライダ要素２０６は、その半径方向軸線（図１１及び図１２を参照）に沿った方向「Ａ」又は「Ｂ」のいずれかに、スライダ要素２０６を方向「Ａ」又は「Ｂ」のいずれかに移動させるのに必要な力が除去されたときに、スライダ要素２０６が中立位置に戻った状態で、第１の位置又は第２の位置に押される及び／又は引かれる能力を有する。図１０に見られるように、スライダ要素２０６の外周面は、ペグ２０８を案内するためにそれらの間に配置されたオフセット２４４を有する、第１のジグザグ軌道２４０及び第２のジグザグ軌道２４２を画定する。図１０は、中立位置にあるスライダ要素２０６を備えた駆動機構を示しており、ペグ２０８は、オフセット２４４の近くでチャネル２１６の中央に配置されている。

スライダ要素２０６の周面上のチャネル２１６は、ペグ２０８がそれに沿ってチャネル２１６を通って移動し得る２つの軌道２４０、２４２を画定するので、方向「Ａ」又は「Ｂ」のいずれかにおけるスライダ要素２０６の長手方向の移動は、ヘッダ要素２０４の異なる角度変位をもたらし、したがって、ポンプ機構によって供給される液体薬剤の異なる体積をもたらす。より大きな軌道２４０に沿ったペグ２０８の移動によって、供給される液体薬剤のより大きい体積をもたらし、一方、より小さな軌道２４２に沿ったペグ２０８の移動によって、供給される液体薬剤のより小さい体積をもたらす。一例として、ペグ２０８がより大きな軌道２４０に沿って移動するとき、ヘッダ要素２０４は３６°回転することができ、その結果、０．２０単位の液体薬剤を送達し得る。しかしながら、ペグ２０８がより小さな軌道２４２に沿って移動するとき、ヘッダ要素２０４は、９°しか移動することができず、その結果、液体薬剤を０．０５単位のみ供給することになる。したがって、１．１単位の液体薬剤を送達するには、ペグ２０８がより大きな軌道２４０に沿って移動する、５周期と、ペグ２０８がより小さな軌道２４２に沿って移動する、２周期とを必要とする（５＊０．２０＋２＊０．０５）。理解されるように、より大きな軌道２４０及びより小さな軌道２４２は、それぞれ、例示的な実施形態で説明されるものとは異なる角度のヘッダ要素２０４の角度変位、ひいては、供給される液体薬剤の異なる体積を提供するように設計され得る。より多くの及びより少ない体積の液体薬剤を送達する能力により、薬剤送達装置１０２が、より少ない周期数（例えば、形状記憶合金製ワイヤパルス）を使用して、ある体積の液体薬剤を送達することを一定にし、したがって、液体薬剤の最小送達一定体積を増加させることなく、電気エネルギ消費を低減する。言い換えれば、ストローク又はパルスの数は、１．１単位の流体を送達するのに２２回のストローク又はパルスを必要とし得る（１パルスあたり０．０５単位を送達する場合）、上述の単回投与アクチュエータと比較して低減され得る。

図１１は、ペグ２０８がより大きな軌道２４０に沿って移動する駆動機構２００の一例を示す。中立位置から第１の位置への方向「Ｂ」におけるスライダ要素２０６の移動によって、ペグ２０８をより大きな軌道２４０の傾斜部分２４１に沿って移動させ、それによってヘッダ要素２０４をより大きな角度間隔にわたって回転させる。図１０に示される中立位置に戻るスライダ要素２０６の移動により、ペグ２０８は、スライダ要素２０６が方向「Ａ」又は方向「Ｂ」に移動させられるかに応じて、次周期の間に、より大きな軌道２４０又はより小さな軌道２４２内の次の切り欠きと係合するようにペグ２０８を位置決めするように、より大きな軌道２４０に最も近い三角形状オフセット２４４の傾斜面に係合してペグ２０８を移動させる。

図１２は、ペグ２０８がより小さな軌道２４２に沿って移動する駆動機構２００の例を示す。方向「Ａ」におけるスライダ要素２０６の移動によって、ペグ２０８をより小さな軌道２４２の傾斜部分２４３に沿って移動させ、それによってヘッダ要素２０４をより小さな角度間隔を介して回転させる。図１０に示す中立位置に戻るスライダ要素２０６の移動により、ペグ２０８は、スライダ要素２０６が方向「Ａ」又は方向「Ｂ」に移動させられるかに応じて、次周期の間に、より大きな軌道２４０又はより小さな軌道２４２の次の切り欠きと係合するようにペグ２０８を位置決めするように、より小さな軌道２４２に最も近い三角形のオフセット２４４の傾斜面と係合してペグ２０８を移動させる。

スライダ要素２０６を方向「Ａ」又は「Ｂ」のいずれかに移動させる能力は、両方向に力を加える手段を必要とする。本発明の一実施形態では、対向するこれらの力を提供するために、図１３に示す２つの形状記憶合金製ワイヤ１３０１、１３０２を使用することができる。形状記憶合金製ワイヤ１３０１、１３０２の各々は、リンク機構１３０３を反対方向に移動させ、それによって、スライダ要素２０６を方向「Ａ」又は「Ｂ」のいずれかに移動させるようにスライダ要素２０６に引張力又は押す力を与えるように構成されうる。システムの入力機械的利点は、各形状記憶合金製ワイヤと回動点との間の距離、又は、回動点点とスライダの中心との間の距離（すなわち、より大きなＳＭＡ力及びより小さいＳＭＡストローク又はより小さいＳＭＡ力及びより大きなＳＭＡストローク）を調節することによって調節することができる。これに代えて、使用される歯車列のタイプに応じて、形状記憶合金製ワイヤ１３０１、１３０２をスライダ要素２０６の対向する面（図示せず）への直接的な接続部として設けることができる。

一実施形態では、スライダ要素２０６は、１つ又は複数のばね、例えば、ばね２１０及び／又は図１４に示される内部ばね１４０１を介して、中立位置に戻され得る。他の実施形態では、スライダ要素２０６を方向「Ａ」又は「Ｂ」に移動させ、スライダ要素２０６を中立位置に戻すように、形状記憶合金製ワイヤ１３０１、１３０２を使用することができる。例えば、スライダ要素２０６を方向「Ａ」に移動させるためにＳＭＡワイヤ１３０１を使用することができ、スライダ要素２０６を中立位置に戻すためにＳＭＡワイヤ１３０２を使用することができる。同様に、スライダ要素２０６を方向「Ｂ」に移動させるためにＳＭＡワイヤ１３０２を使用することができ、スライダ要素２０６を中立位置に戻すためにＳＭＡワイヤ１３０１を使用することができる。

図１４は、ばね１４０１が内蔵されている、本発明の第１又は第２の実施形態のいずれかの代替的な形態を示している。ばね１４０１は、スライダ要素２０６を中立位置に戻すためにスライダ要素２０６に対して引張力又は圧縮力のいずれかを与えることができる。内部ばね１４０１の使用は、図２に示されるばね２１０の使用に取って代わることができる。

以下の実施例は、装着式の薬剤送達装置での使用に適した、様々な実施形態のポンプ機構に関する。

実施例１は、ヘッダ要素と同軸に配置されたスライダ要素を備える、第１の実施形態の駆動機構であって、スライダ要素は、筒状でありかつその周囲上に画定されたチャネルを有し、ヘッダ要素は、チャネルの一部分を覆う１つ又は複数のタブと、スライダ要素とヘッダ要素との間に配置されかつチャネル内に延びている１つ又は複数のインターフェイス要素とを有する、第１の実施形態の駆動機構である。

実施例２は、インターフェイス要素は、それぞれのタブから延びている複数のペグである、実施例１又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例３は、インターフェイス要素は、配置された複数のボールベアリングであり、チャネルは、半円形の断面を有し、それぞれのタブは、ボールベアリングが配置される半球形の窪みを画定する、実施例１又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例４は、スライダ要素の長手方向の運動によってペグをチャネルを通して移動させ、それによってヘッダ要素の回転を引き起こすように、チャネルはジグザグ形状の軌道を画定する、実施例１又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例５は、駆動機構はばねをさらに備え、スライダ要素は、力を加えることによって中立位置から第１の位置に移動させられ、その後、ばねの作用によって中立位置に戻る、実施例４又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例６は、駆動機構は、形状記憶合金から構成されかつスライダ要素に連結されているワイヤをさらに備え、加えられる力は、ワイヤの収縮によって生成される、実施例５又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例７は、スライダ要素の中立位置から第１の位置への移動によって、ペグを一方の壁に追従させ、スライダ要素の第１の位置から中立位置への移動によって、各ペグが第１の位置と中立位置との間で前後に平行移動するときに各ペグがチャネル内でジグザグ軌道で移動するように、ジグザグ形状の軌道は対向する一連の傾斜壁を備える、実施例１又は本明細書に開示される任意の他の例の延長である。

実施例８は、対向する一連の傾斜壁の傾斜部分は、直線状プロファイルを有する、実施例７又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例９は、対向する一連の傾斜壁の傾斜部分は、湾曲したプロファイルを有する、実施例７又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１０は、駆動機構は、ヘッダ要素に連結された歯車列をさらに備える、実施例１又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１１は、歯車列は遊星歯車システムであり、ヘッダ要素は遊星歯車システムの太陽歯車に連結されている、実施例１０又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１２は、遊星歯車システムの出力軸は、リンク機構を介してポンプ機構に連結されており、ポンプ機構は、リザーバと、駆動機構の回転によってリザーバ内で直線的に平行移動するプランジャとを備えている、実施例１１又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１３は、駆動機構は、ばね要素が一体化されているハウジングをさらに備える、実施例５又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１４は、スライダ要素の第１の方向における運動により、ペグを第１の軌道に追従させ、スライダ要素の第２の反対方向における移動によって、ペグを第２の軌道に追従させ、ペグがチャネルを通って第１の軌道又は第２の軌道に追従するときにヘッダ要素が異なる角度間隔だけ変位されるように、チャネルは第１及び第２のジグザグ形状軌道をその中に画定している、実施例１又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１５は、スライダ要素は、第１又は第２の方向にそれぞれ力を加えることによって中立位置から第１又は第２の位置のいずれかに移動させられ、その後、スライダ要素は中立位置に戻る、実施例１４又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１６は、第１及び第２の力は、それぞれ、形状記憶合金から構成されている第１及び第２のワイヤの収縮によって提供される、実施例１５又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１７は、第１及び第２のワイヤは、リンク機構を介してスライダ要素に連結されている、実施例１６又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１８は、スライダ要素は、第１又は第２のばねの作用によってそれぞれ第１又は第２の位置から中立位置に移動させられる、実施例１６又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例１９は、スライダ要素が、複数のワイヤのうちの１つの作用によって第１又は第２の位置から中立位置に移動する、実施例１６又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例２０は、リザーバと、リザーバ内に配置されかつリザーバ内で長手方向に平行移動するように構成されたプランジャと、駆動機構と、駆動機構とプランジャとの間のリンク機構とを備えるポンプ機構であって、駆動機構は、周囲上に画定されたチャネルを有する概ね筒状のスライダ要素と、スライダ要素と同軸に配置されかつチャネルの一部を覆う１つ又は複数のタブと、これらタブのうちの１つ又は複数からチャネル内に延びている１つ又は複数のインターフェイス要素とを画定するヘッダ要素とを備える、ポンプ機構である。

実施例２１は、インターフェイス要素は、それぞれのタブから延びている複数のペグである、実施例２０又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例２２は、インターフェイス要素は、配置されたボールベアリングであり、チャンネルは、半円形の断面を有し、それぞれのタブは、ボールベアリングが配置される実質的に半球形の窪みを画定する、実施例２０又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例２３は、ヘッダ要素に対するスライダ要素の長手方向の運動によって、ペグを軌道に沿ってチャネルを通して移動させ、スライダ要素に対するヘッダ要素の角度変位を引き起こすように、チャネルがジグザグ形状の軌道を画定している、実施例２０又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

実施例２４は、スライダ要素の第１の方向における運動によって、ペグを第１の軌道に追従させ、スライダ要素の第２の方向における移動によって、ペグを第２の軌道に追従させ、ヘッダ要素は、ペグがチャネルを通って第１の軌道又は第２の軌道に追従するときに異なる角度間隔だけ変位されるように、チャネルは第１及び第２のジグザグ形状の軌道をその中に画定する、実施例２１又は本明細書に開示される任意の他の実施例の延長である。

本発明が関連する技術分野の当業者には、本発明の多くの修正及び適応が実現され得る。様々な構成要素の寸法、形状、定格、及び仕様、又は、構成要素の配置、及び特定の製造プロセスの記載を含む、本明細書で提供される形態は、例示的なものにすぎず、決して本発明を限定することを意味するものではない。当業者が理解するように、本発明の範囲内に入る、本明細書で論じられる形態の多くの変形形態が可能である。さらに、本明細書に記載される様々な態様の特徴は、相互に排他的ではなく、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、そのような組合せ又は置換が本明細書に明示されない場合であっても、様々な組合せ及び置換で存在することができることを理解されたい。したがって、本明細書に開示される方法及び装置は、本発明を制限するものではなく、その例示として解釈されるべきである。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定義される。

Claims (20)

1. 駆動機構において、
   前記駆動機構は、
   概ね筒状であるスライダ要素であって、その周面上に画定されたチャネルを有するスライダ要素と、
   前記スライダ要素と同軸に配置されたヘッダ要素であって、前記ヘッダ要素は、本体部分から延びている１つ又は複数のタブを有し、前記１つ又は複数のタブは、前記スライダ要素の周面に画定された前記チャネルの部分を覆う、ヘッダ要素と、
   前記ヘッダ要素の１つ又は複数のタブのうちの１つ又は複数のタブと前記スライダ要素との間に配置された１つ又は複数のインターフェイス要素であって、前記チャネル内に延びている、１つ又は複数のインターフェイス要素とを備える、駆動機構。
2. 前記インターフェイス要素は、１つ又は複数のペグを備え、１つのペグは、前記１つ又は複数のタブの各々から前記チャネル内に延びている、請求項１に記載の駆動機構。
3. 前記チャネルは、断面で半円形であり、前記インターフェイス要素は、１つ又は複数のボールベアリングを備え、各ボールベアリングは、前記チャネル内に部分的に配置されかつ各タブ内に画定された実質的に半球形の窪み内に部分的に配置されている、請求項１に記載の駆動機構。
4. 前記ヘッダ要素に対する前記スライダ要素の半径方向軸線に沿った前記スライダ要素の長手方向の運動によって前記１つ又は複数のインターフェイス要素を前記チャネルを通して移動させ、それによって、前記スライダ要素に対する前記ヘッダ要素の角変位を引き起こすように、前記チャネルはジグザグ形状の軌道をその中に画定している、請求項１に記載の駆動機構。
5. 前記駆動機構は１つのばねをさらに備え、前記スライダ要素は、第１の長手方向に加えられた力によって中立位置から第１の位置まで前記ヘッダ要素に対して前記第１の長手方向に移動させられ、さらに、前記スライダ要素は、その後、前記ばねの作用によって前記中立位置に戻る、請求項４に記載の駆動機構。
6. 前記駆動機構は前記スライダ要素に連結された形状記憶合金からなるワイヤをさらに備え、加えられる力は、前記ワイヤの収縮によって生成される、請求項５に記載の駆動機構。
7. 前記スライダ要素の前記中立位置から前記第１の位置への長手方向の移動によって、前記１つ又は複数のインターフェイス要素を対向する一連の傾斜壁のうちの１つの壁に追従させ、かつ、前記スライダ要素の前記第１の位置から前記中立位置への長手方向の移動によって、前記スライダ要素が前記第１の位置と前記中立位置との間で前後に平行移動するときに前記チャネル内でそれぞれの各前記インターフェイス要素がジグザグ軌道で移動するように、前記１つ又は複数のインターフェイス要素を対向する壁に追従させるように、前記ジグザグ形状軌道は対向する一連の傾斜壁を備える、請求項４に記載の駆動機構。
8. 前記対向する一連の傾斜壁の傾斜部分は、直線状又は湾曲したプロファイルを有する、請求項７に記載の駆動機構。
9. 前記駆動機構は前記ヘッダ要素に連結された歯車列をさらに備え、前記歯車列は遊星歯車であり、前記ヘッダ要素は前記遊星歯車の太陽歯車に連結されている、請求項１に記載の駆動機構。
10. 前記遊星歯車システムの出力軸は、リンク機構を介してポンプ機構に連結されており、
    前記ポンプ機構は、
    リザーバと、
    前記駆動機構の前記出力軸の回転によってプランジャが前記リザーバ内で直線的に平行移動するように、前記駆動機構に連結されているプランジャとを備える、請求項９に記載の駆動機構。
11. 前記駆動機構はハウジングをさらに備え、前記スライダ要素及びヘッダ要素は前記ハウジング内に配置されており、前記ばねは前記ハウジングに一体化されている、請求項５に記載の駆動機構。
12. 前記ヘッダ要素に対するその半径方向軸線に沿った、中立位置から第１の位置への第１の長手方向におけるスライダ要素の運動により、１つ又は複数のインターフェイス要素を前記チャネルを通して第１の距離だけ移動させ、それによって、前記スライダ要素に対する前記ヘッダ要素の第１の角度変位を引き起こすように、前記チャネルは第１のジグザグ形状の軌道をその中に画定しており、
    前記ヘッダ要素に対するその半径方向軸線に沿った、前記中立位置から第２の位置への、第１の長手方向とは反対の第２の長手方向における前記スライダ要素の運動により、前記１つ又は複数のインターフェイス要素を前記チャネルを通して第２の距離だけ移動させ、それによって、前記スライダ要素に対する前記ヘッダ要素の第２の角度変位を引き起こすように、前記チャネルは、第２のジグザグ形状の軌道をその中に画定している、請求項１に記載の駆動機構。
13. 前記スライダ要素は、第１の加えられた力によって前記中立位置から第１の位置に移動させられ、さらに、前記スライダ要素は、その後、前記中立位置に戻り、
    前記スライダ要素は、第２の加えられた力によって前記中立位置から第２の位置に移動させられ、さらに、前記スライダ要素は、その後、前記中立位置に戻る、請求項１２に記載の駆動機構。
14. 前記駆動機構は、前記第１の力を提供するための形状記憶合金から構成されている第１のワイヤと、前記第２の力を提供するための形状記憶合金から構成されている第２のワイヤとを備えている、請求項１３に記載の駆動機構。
15. 前記第１のワイヤ及び前記第２のワイヤは、リンク機構を介して前記スライダ要素に連結されている、請求項１４に記載の駆動機構。
16. 前記スライダ要素は、第１のばねの作用によって前記第１の位置から前記中立位置に移動し、前記スライダ要素は、第２のばねの作用によって前記第２の位置から前記中立位置に移動する、請求項１４に記載の駆動機構。
17. 前記スライダ要素は、前記第２のワイヤによって加えられる力によって前記第１の位置から前記中立位置に移動し、前記スライダ要素は、前記第１のワイヤによって加えられる力によって前記第２の位置から前記中立位置に移動する、請求項１４に記載の駆動機構。
18. ポンプ機構において、
    前記ポンプ機構は、
    第１の端部及び第２の端部を有する管状構造を備えるリザーバであって、前記第２の端部が流体軌道で構成されている、リザーバと、
    前記リザーバ内に配置されたプランジャであって、前記第２の端部に向かって前記リザーバ内で長手方向に平行移動するように構成されたプランジャと、
    駆動機構と、
    前記駆動機構と前記プランジャとの間のリンク機構とを備え、
    前記駆動機構は、
    概ね筒状であるスライダ要素であってその周面上に画定されたチャネルを有するスライダ要素と、
    前記スライダ要素と同軸に配置されたヘッダ要素であって、前記ヘッダ要素は、本体部分から延びている１つ又は複数のタブを有し、前記１つ又は複数のタブは、前記スライダ要素の周面に画定された前記チャネルの部分を覆う、ヘッダ要素と、
    前記ヘッダ要素の前記１つ又は複数のタブのうちの１つ又は複数と前記スライダ要素との間に配置された１つ又は複数のインターフェイス要素であって、前記チャネル内に延びている、１つ又は複数のインターフェイス要素とを備える、ポンプ機構。
19. 前記ヘッダ要素に対する前記スライダ要素の半径方向軸線に沿った前記スライダ要素の長手方向の運動によって前記１つ又は複数のインターフェイス要素を前記チャネルを通して移動させ、それによって、前記スライダ要素に対する前記ヘッダ要素の角変位を引き起こすように、前記チャネルはジグザグ形状の軌道をその中に画定する、請求項１８に記載の駆動機構。
20. 薬剤送達ポンプにおいて、
    前記薬剤送達ポンプは、
    薬剤を収容するように構成されたリザーバと、
    ユーザの皮膚を貫通するように構成された針又はカニューレと、
    前記リザーバ内に配置されたプランジャであって、前記針又はカニューレを通してある体積の前記薬剤が送達されるように、前記リザーバ内で長手方向に平行移動するように構成されたプランジャと、
    スライダ要素を備える駆動機構と、
    前記駆動機構と前記プランジャとの間のリンク機構とを備え、
    前記駆動機構は、前記スライダ要素が第１の方向に移動させられたときに第１の体積の薬剤を送達し、前記スライダ要素が前記第１の方向と反対の第２の方向に移動させられたときに前記第１の体積の薬剤とは異なる第２の体積の薬剤を送達するように構成されている駆動機構とを備える、薬剤送達ポンプ。

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