JP2013521068A - 機械的循環補助システムのための一体型電源を持つ携帯用コントローラ - Google Patents

Abstract

機械的循環補助システム用の携帯用外部装置が、第一電源及び第二電源例えばバッテリと、埋込み血液ポンプの冗長的無中断作動のための制御電子部品とを備える。制御・電源モジュールは、患者の利便性及び快適性のための装着できる様々な構成に対応するように構成される。

Description

本発明は、機械的循環補助システムのための一体型電源を持つ携帯用コントローラに関する。

概して、心不全は、多数の人々に影響を及ぼす主要な公共的健康問題である。心臓移植は、これまで心不全を治療するための最も効果的な治療の１つであった。しかし、移植は、長期的免疫抑制治療による合併症、同種移植冠状動脈疾患並びに限られた数のドナー器官によって限定される可能性がある。
機械的循環補助（ＭＣＳ）システムは、完全人工心臓（ＴＡＨ）も補助人工心臓（ＶＡＤ）も、心不全患者のための心臓移植の役割を増大する又はこれに取って代わるために、研究されてきた。ＶＡＤとしては、左心室補助装置（ＬＶＡＤ）、右心室補助装置（ＲＶＡＤ）又は両室補助装置（ｂｉ−ＶＡＤ）が考えられる。概して、ＶＡＤは、心不全患者に心臓移植までのつなぎとして又は心臓移植からの回復のため並びに心臓移植の長期的代替治療を含めて治療を与えるために採用される。

ＴＡＨ及びＶＡＤは、供給源から血液を受け取って血液を患者体内の１つ又はそれ以上の目的部位へ送り出すために患者に接続された血液ポンプ装置である。例えば、ＬＶＡＤは、患者の心房又は心室から血液を受け取って、血液を大動脈へ送り込む。一方、ＲＶＡＤは、心房又は心室から血液を受け取って、これを肺動脈へ送り込む。概して、ＭＣＳは、例えば、１本又はそれ以上の経皮ケーブルによって例えば血液ポンプを含む内部要素に接続された制御電子部品及び電源など外部要素を含む。ＭＣＳを受け入れた後に患者が通常の活動を再開する時、患者が装着するＭＣＳ装置の設計及び形態は、患者の安全性及び快適さの重要な側面となる。

概して、本明細書において説明する技法は、コントローラと一体的な電源からの電力供給を受ける埋込み可能ポンプを制御するコントローラを含む機械的循環補助システムのための携帯用外部装置に関する。１つの実施例において、機械的循環補助（ＭＣＳ）システム用の携帯用外部装置は、複数の電源と１つの電力管理モジュールとを含む。電源の少なくとも１つは、埋込み可能ポンプへ電力供給するように構成される。電力管理モジュールは、電源の１つ又はそれ以上の特性又は携帯用外部装置又は埋込み可能ポンプの作動特性の少なくとも１つに基づいて、電源の１つ又はそれ以上を起動するように構成される。

別の実施例において、機械的循環補助システムは、埋込み可能ポンプと、携帯用外部装置とを含む。携帯用外部装置は、複数の電源（少なくともその１つは、埋込み可能ポンプへ電力供給するように構成される）と、電源の１つ又はそれ以上の特性又は携帯用外部装置又は埋込み可能ポンプの作動特性の少なくとも１つに基づいて電源の１つ又はそれ以上を起動するように構成された電力管理モジュールと、を含む。

１つ又はそれ以上の実施例の詳細を、添付図面及び下の説明に示す。本開示による実施例のその他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面及び請求項から明らかであろう。

携帯用外部制御・電源モジュールを含む左心室補助装置（ＬＶＡＤ）の実施例を示す概念図である。 図１の制御・電源モジュールの実施例を示す立面図である。 図１の制御・電源モジュールの実施例を示す立面図である。 図１の制御・電源モジュールの実施例を示す立面図である。 図１の制御・電源モジュールの実施例を示す平面図である。 図１の制御・電源モジュールの実施例を示す平面図である。 図２Ａ〜２Ｅの制御・電源モジュールの実施例の分解図である。 図２Ａ〜３の制御・電源モジュールの実施例のバッテリ解除ラッチの斜視図である。 図２Ａ〜３の制御・電源モジュールの実施例のバッテリ解除ラッチの斜視図である。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールの実施例を示す機能ブロック図である。 図５の制御・電源モジュールの電源の状態を使用者に連絡する際のプロセスを表す状態図である。 図５の制御・電源モジュールのユーザーインターフェイスの実施例の要素と関連付けられた機能を示す。 図５の制御・電源モジュールのユーザーインターフェイスの実施例の要素と関連付けられた機能を示す。 図５の制御・電源モジュールのユーザーインターフェイスの実施例の要素と関連付けられた機能を示す。 図５の制御・電源モジュールのユーザーインターフェイスの実施例の要素と関連付けられた機能を示す。 図５の制御・電源モジュールのユーザーインターフェイスの実施例の要素と関連付けられた機能を示す。 図５の制御・電源モジュールのユーザーインターフェイスの実施例の要素と関連付けられた機能を示す。 図５の制御・電源モジュールのユーザーインターフェイスの実施例の要素と関連付けられた機能を示す。 図５の制御・電源モジュールのユーザーインターフェイスの実施例の要素と関連付けられた機能を示す。 図５の制御・電源モジュールのパワージャンクションの実施例の回路網を示す回路図である。 図５の制御・電源モジュールの充電器１４２の実施例の回路網を示す回路図である。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。 本開示による制御・電源モジュールと一緒に採用できる別のバッテリ解除ラッチ機構を示す。

図１は、切開１６を介してケーブル１８及び延長ケーブル１９によって埋込みポンプ１４に経皮的に接続された携帯用制御・電源モジュール１２を含む左心室補助装置（ＬＶＡＤ）１０の実施例を示す概念図である。制御・電源モジュール１２は、ハウジング２２と、内蔵バッテリ（図３及び５）と、着脱式バッテリ２４（図１）とを含む。また、制御・電源モジュール１２は、コネクタ２６及びユーザーインターフェイス５０を含む。ユーザーインターフェイス５０は、ディスプレイ画面５２及び入力ボタン５４並びに図２Ｂを参照して下に説明するその他の多数の要素を含む。

下記の実施例においてより詳細に説明するように、制御・電源モジュール１２は、埋込みポンプ１２を制御するためのコントローラを含む、機械的循環補助システムのための携帯用外部装置である。埋込みポンプは、コントローラと一体的な電源によって電力供給される。制御・電源モジュールの実施例の電源は、制御・電源モジュールのハウジング２２に着脱式に接続された着脱式バッテリ２４と、ハウジング内に配置された内蔵予備バッテリ（図３及び５）とを含む。制御・電源モジュール１２は、例えば図１において患者２０の腰に巻かれたベルトに装着するなど、患者２０が装着できる様々な形態に対応するサイズに作られる。

ケーブル１８は、制御・電源モジュール１２とポンプを接続して、外部モジュールと埋込みポンプとの間で電力及びその他の信号を通信する。図１の実施例において、延長ケーブル１９は、コネクタ２６を介してケーブル１８を制御・電源モジュール１２に接続する。延長ケーブル１９は、様々な長さに製作でき、これを用いて、患者２０の身体に制御・電源モジュール１２を装着する際の融通性を改良できる。１つの実施例において、ケーブルが多様な長さを持てるように、延長ケーブル１９自体が伸縮性である。例えば、延長ケーブル１９は、コイル状であり、コイル状延長ケーブルを伸ばして巻きを解くことによって、多様な長さをとる。別の例において、制御・電源モジュール１２は、１つの機構を持ち、これから延長ケーブル１９の巻きを伸ばしかつこれへ巻き戻して、延長ケーブルに多様な長さを持たせることができる。

また、制御・電源モジュール１２は、ポンプ１４、着脱式バッテリ２４、内蔵バッテリ（図３及び５）及びユーザーインターフェイス５０を含めてＬＶＡＤ１０の各種の要素の作動を制御するように構成された制御電子部品（図１に図示せず）を含む。上述のように、ユーザーインターフェイス５０は、ディスプレイ画面５２と入力ボタン５４とを含む。ディスプレイ画面５２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ドットマトリックスディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、タッチスクリーン、又は使用者へ情報を送りかつ（又は）使用者から情報を受け取ることができるその他の装置を含めて、多様なタイプのディスプレイを含むことができる。ディスプレイ５２は、１つ又はそれ以上の色でテキスト及び図形情報を提供するように構成できる。例えば、ディスプレイ５２は、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリの充電状態を表示し、かつアラームに応答して措置を講じるための指示を含むアラームを使用者へ提示するように構成できる。制御・電源モジュール１２の１つの実施例において、入力ボタン５４は、使用者が実際にボタン又は制御・電源モジュールのその他の部分に触れることなく使用者からの入力を表示するように構成された非接触式容量性センサである。

ＬＶＡＤ１０のポンプ１４は、図１の実施例に示すように、患者の腹腔を含めて患者２０の体内に外科的に埋め込める。他の例においては、ポンプ１４は、患者２０体内の他の部位に埋め込める。ポンプ１４は、引入れカニューレ（inlet cannula）３２及び送出カニューレ（outlet cannula）３４によって患者２０の心臓３０に接続される。図１のＬＶＡＤの実施例において、引入れカニューレ３２は、心臓３０の左心室３６（ＬＶ）からポンプ１４へ血液を送る。送出カニューレ３４は、ポンプ１４から患者２０の大動脈３８へ血液を送る。ポンプ１４は、生体適合性材料から又は生体適合性材料で形成された剛性ハウジング又は体液による腐食及び劣化に耐えるコーティングを含む。適切な生体適合性材料の例は、チタン及び生物学的不活性ポリマーを含む。ポンプ１４は、ポンプの中へ血液を引き込みかつポンプから血液を放出できる様々なタイプの容積式機構を含むことができる。例えば、ポンプ１４は、遠心インペラ、蠕動ポンプ、電磁気ピストン、軸流タービンポンプ、磁気軸受けロータリーポンプ、空圧排水ポンプ又はＬＶＡＤ１０など埋込み装置に使用するのに適するその他の容積式機構の１つを含むことができる。

図１の実施例において、補助人工心臓１０は、患者２０の心臓３０の左心室３６（ＬＶ）を補助するものとして図示される。しかし、他の例において、開示する技法は、例えば、右心室補助装置（ＲＶＡＤ）において右心室４０を補助し、両室補助装置（ＢｉＶＡＤ）において両心室を補助するように構成できる他のタイプの機械的循環補助（ＭＣＳ）システムに採用できる。従って、概略的に、血液の供給源例えばＬＶを補助対象心室として説明し、制御・電源モジュールによって送られる与圧血液の目的地点を動脈として指示できる。

再び図１を参照すると、引入れカニューレ３２及び送出カニューレ３４の各々は、それぞれ左心室３６及び大動脈３８まで延びる可撓性チューブから形成できる。引入れカニューレ３２及び送出カニューレ３４は、血流を確立し維持するように、例えば縫合によってそれぞれ左心室３６及び大動脈３８の組織に付着できる。カニューレは、縫合リング４２、４４を含めてこの付着技法に適する構造体を含むことができる。上記のＬＶＡＤ、ＲＶＡＤ又はＢｉＶＡＤ形態のいずれにおいても、引入れカニューレ３２は、補助対象心室（１つ又は２つ）に吻合されるのに対して、送出カニューレ３４は対応する補助対象の動脈に吻合される。補助動脈は、左心室補助の場合には典型的には大動脈３８であり、右心室補助の場合には、典型的には肺動脈４６である。

図２Ａ〜Ｅは、図１の制御・電源モジュール１２の実施形態例を示す平面図及び立面図である。図２Ａは、制御・電源モジュール１２の実施例の前面図である。図２Ｂ及び２Ｃは、それぞれ、制御・電源モジュール１２の左立面図及び右立面図である。図２Ｄ及び２Ｅは、それぞれ、制御・電源モジュール１２の上面図及び底面図である。制御・電源モジュール１２は、ハウジング２２と、ユーザーインターフェイス５０と、ポンプケーブルポート６０と、外部電源ポート６２と、バッテリ解除ボタン６４及び６６と、着脱式バッテリベイドア６８を含む。ユーザーインターフェイス５０は、ディスプレイ画面５２と入力ボタン５４、並びに図２Ｂに示す消音ボタン７０と状態指示子７２及び７４とを含む。

制御・電源モジュール１２は、コントローラと一体的な電源によって電力供給される埋込みポンプ１２を制御するためのコントローラを含み、図１に示すように患者の腰の周りに巻きつけたベルトに装着するなど、患者２０のために多様な装着可能な形態に対応するサイズに作られる。１つの実施例において、制御・電源モジュール１２及び特にハウジング２２は、患者２０の融通性及び利便性を容易にするサイズにモジュールを維持するための明確なサイズ及び重量目標に合わせて製作される。例えば、制御・電源モジュール１２のハウジング２２は、約１００ミリ〜約１４０ミリメートルの長さＬ、約６０ミリ〜約９０ミリメートルの幅Ｗ及び約２０ミリ〜約４０ミリメートルの奥行きＤで製作できる。制御・電源モジュール１２は、また、装置の全体体積に基づいてサイズを定めることができる。例えば、制御・電源モジュール１２のハウジング２２は、約１２０立方センチ〜約５０４立方センチメートルの体積を持つように製作できる。１つの実施例において、明確なサイズの目標値に加えて又はその代わりに、制御・電源モジュール１２は、目標重量を持つことができる。例えば、制御・電源モジュールは、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ（図２Ａ〜Ｅには図示せず）を含めて、約０.４キロ〜約０.８キログラムの重量を持つように製作できる。

制御・電源モジュール１２のサイズ及び重量は、少なくとも部分的に、ハウジング２２、ディスプレイ５２、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ並びに装置のハウジング内に配置された制御電子部品を含めて装置を構成する要素に依存する。１つの例において、制御・電源モジュール１２の電子部品は、例えば、１つ又はそれ以上のプロセッサ、メモリ、遠隔計測器、充電回路網、スピーカ及び電力管理回路網を含むことができる。いずれの場合にも、例えばディスプレイ５２、状態指示子７２及び７４及び装置の内部電子部品を含めて制御・電源モジュールの内部要素のサイズ及び重量は、要素へ電力供給するために必要なエネルギーに比例する可能性がある。従って、制御・電源モジュール１２の電子部品の所要エネルギーを減少することは、バッテリ寿命を延長するのに役立つだけでなく、装置のサイズ及び重量も減少できる。

ポンプ及びコントローラの電子部品の電力消費に関する上記の検証を考慮して、１つの実施例において、制御・電源モジュール１２は、制御・電源モジュールの電子部品によって消費される電力対埋込みポンプ１４（図１）によって消費される電力の比率が目標値にほぼ等しいように構成できる。比較として、先行技術のいくつかの外部ＶＡＤコントローラの場合、コントローラの電子部品によって消費される電力対コントローラに接続されたポンプによって消費される電力の比率は約１／２である。制御・電源モジュール１２の１つの実施例において、制御・電源モジュールの電子部品が消費する電力対埋込みポンプ１４（図１）によって消費される電力の比率は約４／２０に等しい。制御・電源モジュール１２の別の実施例において、制御電源モジュールの電子部品によって消費される電力対埋込みポンプ１４（図１）によって消費される電力の比率は、約１／１００に等しい。比較として、先行技術のいくつかの外部ＶＡＤコントローラ（本開示による実施例よりかなり大きい可能性がある）の場合、コントローラの電子部品によって消費される電力対コントローラに接続されたポンプによって消費される電力の比率は、約１／２程度である。

別の実施例において、制御・電源モジュール１２は、制御・電源モジュールの電子部品によって消費される電力が目標値に等しいように構成できる。例えば、制御・電源モジュール１２の電子部品は、約０.２５〜約１.２５ワットの電力を消費するように構成できる。

図２Ａ〜２Ｅの制御・電源モジュール１２の実施例は、ディスプレイ画面５２と入力ボタン５４と消音ボタン７０と状態指示子７２及び７４とを含むユーザーインターフェイス５０を含む。ディスプレイ画面５２は、多様なタイプのディスプレイを含むことができ、１つ又はそれ以上の色でテキスト及び図形情報を提示するように構成できる。１つの実施例において、入力ボタン５４は、使用者が実際にボタン又は制御・電源モジュールの他の部分に触れることなく使用者からの入力を表示するように構成された非接触式容量性センサである。１つの実施例において、入力ボタン５４は非接触性センサを含むが、ボタンは、ハウジング２２の凹部７６に配置され、ディスプレイ５２上で情報を検索する又はディスプレイ上で情報を見るためにボタンを使用する使用者に触覚的フィードバックを与えるか、又は制御・電源モジュール１２と対話できる。１つの実施例において、入力ボタン５４は、例えば、ディスプレイ５２上に表示された現行機能及びコンテキストに基づいて制御・電源モジュール１２上で様々な機能を実行するように構成されたソフトキーである。この実施例においては、ソフトキーとして作動するボタン５４に関連付けられる現行機能は、ディスプレイ５２上でボタンの各々のすぐ上にラベルとして提示できる。１つの実施例において、入力ボタン５４は、制御・電源モジュール１２と対話するための２つの主要な機能に一致する。例えば、入力ボタン５４の１つは、「ホーム」ボタンとして機能し、使用者によって起動されると、ユーザーインターフェイス５０のディスプレイ５２上に提示されるデフォルト画面へナビゲートする。さらに、この種の実施例において、入力ボタン５４の他の１つは、「ネクスト」ボタンとして機能して、使用者によって起動されると、ユーザーインターフェイス５０のディスプレイ５２上に提示できる一連の可能な画面の次の画面へ切り替える。

図２Ｅに示すように、制御・電源モジュール１２のユーザーインターフェイス５０は、消音ボタン７０及び状態指示子７２及び７４も含む。１つの実施例において、消音ボタン７０は、押されると、制御・電源モジュール１２のスピーカによって発せられる可聴警報を消音するように構成できる。消音ボタン７０は、１つの実施例において、単に警報を一時的に消音して、例えば、患者２０が、制御・電源モジュール１２のスピーカによって発せられた警報によって悩まされる可能性のある他の人と公共の場所に居られるようにする。１つの実施例において、状態指示子７２及び７４は、制御・電源モジュール１２及び／又は埋込みポンプ１４の作動状態を表示する電球付き例えばＬＥＤ電球付きウィンドウである。例えば、状態指示子７２は、制御・電源モジュール１２及び／又は埋込みポンプ１４が誤作動なく正常に作動していることを示すために点灯できる。他方、状態指示子７４は、制御・電源モジュール１２及び／又は埋込みポンプ１４の誤作動又はその他の処置可能な状態を示す１つ又はそれ以上のアラーム状態を示すために点灯できる。例えば、状態指示子７４は、閾値充電レベルの又はこれより低い制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４及び／又は内蔵バッテリの状態を示すために点灯される。いくつかの実施例において、状態指示子７４は、異なる深刻さのレベルの着脱式バッテリ及び／又は内蔵バッテリのアラーム状態を示すために異なる色で点灯することを含めて、制御・電源モジュール１２及び／又は埋込みポンプ１４の様々な状態を示すために様々に点灯できる。

図２Ａ〜２Ｅの制御・電源モジュールの実施例は、ポンプケーブルポート６０、外部電源ポート６２、及びバッテリ解除ボタン６４及び６６も含む。ポンプケーブルポート６０は、ポンプケーブル１８又は延長ケーブル１９を直接又は図１に示すようにコネクタ２６を介して受け入れるように構成できる。外部電源ポート６２は、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４及び／又は内蔵バッテリを充電するように構成された１つ又はそれ以上のタイプの外部電源アダプタ例えばＡＣ／ＤＣ又はＤＣ／ＤＣアダプタを受け入れるように構成できる。

図３及び４を参照して下にさらに詳細に説明するように、制御・電源モジュール１２は、ハウジング２２から着脱式バッテリ２４を外すように構成されたラッチを含む。１つの実施例において、制御・電源モジュールのバッテリ解除ラッチは、少なくとも２つの独立した動作によってハウジング２２から着脱式バッテリ２４を外すために作動するように構成できる。図２Ａ〜２Ｅにおいて、制御・電源モジュール１２のバッテリ解除ラッチは、バッテリ解除ボタン６４及び６６を含む。１つの実施例において、バッテリ解除ボタン６４及び６６は、ハウジング２２からの着脱式バッテリ２４の取外しを阻止するロック位置へ付勢され、ロック解除位置へ押されると同時にハウジングから取り外すために第一電源を解除するように構成される。図２Ａ〜２Ｅの制御・電源モジュール１２の実施例において、バッテリ解除ボタン６４は、ハウジング２２の右側面（図２Ａ〜２Ｅの視点から）に配置され、バッテリ解除ボタン６６はハウジング２２の対向する左側面に配置されて、２つのボタンは、相互にほぼ反対方向に押されるように構成される。

図３は、図２Ａ〜２Ｅの制御・電源モジュール１２の実施例の分解図である。制御・電源モジュール１２の実施例は、ハウジング２２と、着脱式バテッリ２４と、内蔵バッテリ８０と、ユーザーインターフェイス５０と、ポンプケーブルポート６０と、外部電源ポート６２と、バッテリ解除ラッチ８２と、回路基板８４、８６及び８８と、スピーカ９０とを含む。ハウジング２２は、前面シールド２２ａ、側面及び裏面シールド２２ｂ、上面キャップ２２ｃ、主回路基板用バッキング２２ｄ、状態指示子用バッキング２２ｅ及び状態指示子用ベゼル２２ｆを含めた多数のピースを含む。図３に示すように、着脱式バッテリ２４は、制御・電源モジュール１２の裏面の一部を形成する。制御・電源モジュール１２のハウジング２２は、前面シールド２２ａ、側面及び裏面シールド２２ｂ、上面キャップ２２ｃ、主回路基板用バッキング２２ｄ、状態指示子用バッキング２２ｅ及び状態指示子用ベゼル２２ｆの１つ又はそれ以上を含めて、アクリロニトリロブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリビニルシロキサン（ＰＶＳ）、シリコンを含むプラスチック、ステンレス鋼、アルミニウム、チタン、銅を含む金属、カーボンファイバー、ガラス及びセラミックを含む複合体を含めて、様々な材料から製作できる。いくつかの実施例において、ハウジング２２の様々な部分は、前面シールド２２ａ、側面及び裏面シールド２２ｂ、上面キャップ２２ｃ、主回路基板用バッキング２２ｄ、状態指示子用バッキング２２ｅ及び状態指示子用ベゼル２２ｆを含めて、同一の材料から製作できる。別の例において、ハウジング２２の異なる部分は、前面シールド２２ａ、側面及び裏面シールド２２ｂ、上面キャップ２２ｃ、主回路基板用バッキング２２ｄ、状態指示子用バッキング２２ｅ、及び状態指示子用ベゼル２２ｆを含めて、異なる材料で製作できる。

１つの実施例において、ハウジングの前面シールド２２ａは、ユーザーインターフェイス５０のディスプレイ５２を部分的又は完全に取り囲む金属性ベゼルを含むことができる。金属性ベゼルは、例えばアルミニウム、銅及びその合金を含めて様々な熱伝導性材料から製作できる。ハウジング２２の前面シールド２２ａの金属性ベゼルは、回路基板８４、８６及び８８の１つ又はそれ以上並びに内蔵バッテリ８０及び／又は着脱式バッテリによって発せられた熱の熱伝導性を与えるように構成できる。１つの実施例において、前面シールド２２ａの金属性ベゼルは、ユーザーインターフェイス５０に関連する回路基板８６によって発せられた熱を低下させるように構成される。例えばシールドと回路基板との間に配置された熱伝導性パッド、注封材料又はサーマルグリースを使用して、前面シールド２２ａの金属部分を回路基板８６に熱結合させて、２つの要素の間の熱伝導を増大できる。前面シールド２２ａと同様に、指示子用ベゼル２２ｆは、１つの実施例において、回路基板８８によって発せられた熱の熱伝導性を与えるように構成できる。この例において、指示子用ベゼル２２ｆは、アルミニウム、銅及びその合金を含めて様々な熱伝導性材料から製作でき、例えばシールドと回路基板との間に配置された熱伝導性パッド、注封材料又はサーマルグリースを使用して、回路基板８８に熱結合させて、２つの要素の間の熱伝導を増大できる。

制御・電源モジュールのユーザーインターフェイス５０は、ディスプレイ５２と、入力ボタン５４と、消音ボタン７０と状態指示子７２及び７４とを含む。バッテリ解除ラッチ８２は、ベース９２と、右プッシュボタン６４及び左プッシュボタン６６と、及び右背板９４及び左背板９６とを含む。制御電源モジュール１２は、主回路基板８４、ディスプレイ用回路基板及び状態指示子用回路基板８８を含めて多数の回路基板を含み、その１つ又はそれ以上は、相互に接続できる。１つの実施例において、主回路基板８４は、プロセッサ、メモリ、遠隔計測、充電及び電源管理電子部品を含めて、制御・電源モジュール１２用の主制御電子部品を含む。ディスプレイ用回路基板８６は、入力ボタン５４を含み、ディスプレイ５２の機能に関連するその他の電子部品を含むことができる。さらに、状態指示子用回路基板８８は、消音ボタン７０及び状態指示子７２及び７４に関連する多数の電子部品を含むことができる。

図３において、主回路基板用バッキング２２ｄは、前面シールド２２ａに接続されて、主回路基板８４を固定し、かつポンプケーブルポート６０及び外部電源ポート６２を上面キャップ２２ｃと一緒に固定するのに役立つように構成される。主回路基板８４は、上面キャップ２２ｃと主回路基板バッキング２２ｄとの間に配置される。ポンプケーブルポート６０及び外部電力ポート６２は、上面キャップ２２ｃ及び主回路基板バッキング２２ｄの開口部に受け入れられる。状態指示子回路基板用バッキング２２ｅは、前面シールド２２ａに接続され、状態指示子回路基板８８を制御・電源モジュール１２のハウジング２２に固定するように構成される。状態指示子回路基板８８はバッキング２２ｅに接続できる。消音ボタン７０及び状態指示子７２及び７４の各々は、ベゼル２２ｆに受け入れられるように構成されたユーザーインターフェイス要素及び状態指示子回路基板８８上の電子部品によって構成される。図３の実施例において、消音ボタン７０は、ベゼル２２ｆの開口部に受け入れられるプッシュボタンと、指示子回路基板８８上の接触又は非接触式センサとを含む。図３の実施例において、状態指示子７２及び７４は、各々、ベゼル２２ｆの対応する開口部に受け入れられるように構成されたレンズと、状態指示子回路基板８８上の発光体例えばＬＥＤとを含む。状態指示子回路基板８８及び消音ボタン７２のプッシュボタン及び指示子７２及び７４のレンズは、主回路基板用バッキング２２ｅとベゼル２２ｆとの間に配置される。

シールド２２ｂの側面は、制御・電源モジュール１２のハウジング２２の前面シールド２２ａの側面と噛み合って、この上に重なるように構成される。側面及び裏面シールド２２ｂは、開口部９８及び１００を含む。開口部９８は、ベゼル２２ｆを受け入れるように構成される。開口部１００は、バッテリ解除ラッチ８２のボタン６４及び６６を受け入れて、前面シールド２２ａの対応する開口部１０２と整列するように構成される。図３にはこのうち１つのみを図示する。着脱式バッテリ２４は、ハウジング２２に接続され、バッテリ解除ラッチ８２によって外されるように構成される。特に、着脱式バッテリ２４のタブ１０４は、前面シールド２２ａ上のレール１０６に受け入れられるように構成されて、バッテリは、バッテリ解除ラッチ８２を介して制御・電源モジュール１２のハウジング２２とのロック接続位置へ又はロック接続位置からスライドできる。ディスプレイ５２、入力ボタン５４を含むディスプレイ回路基板８６、スピーカ９０、内蔵バッテリ８０及びバッテリ解除ラッチ８２は、制御・電源モジュールのハウジング２２内で着脱式バッテリ２４の上方に配置されるように構成される。バッテリ解除ラッチ８２のベース９２は、前面シールド２２ａに締結されて、右プッシュボタン６４及び左プッシュボタン６６及び背板９４及び９６をスライド式に受け入れるように構成される。ディスプレイ５２は、概して、前面シールド２２ａのウィンドウと整列し、ディスプレイ回路基板８６上の入力ボタン５４は、概して制御・電源モジュール１２のハウジング２２の前面シールドの陥凹部７６と整列する。

いくつかの実施例において、制御・電源モジュール１２は、ハウジング２２の中への又はハウジングからの１つ又はそれ以上の物質の出入から装置の各種要素を保護するための様々な防水技法及び機構を採用できる。１つの実施例において、着脱式バッテリ２４は、例えばマルチピン接続体を用いて回路基板８４、８６及び８８と電気的に結合できる。マルチピン接続体は、ガスケットを使用して、バッテリ２４と制御・電源モジュール１２の内部要素との間の解除可能接続部をハウジング２２への物質の進入からシールする。このガスケットは、圧縮性ポリマー又はゴムなどエラストマーを含めて様々な材料から製作できる。１つの実施例において、ハウジングの１つ又はそれ以上の部品例えば、前面シールド２２ａ、側面及び裏面シールド２２ｂ、上面キャップ２２ｃの１つ又はそれ以上を気密封止できる。例えば、前面シールド２２ａ、側面及び裏面シールド２２ｂ、上面キャップ２２ｃを、ガスケット、超音波溶接又は接着剤によって接続して、閉鎖ハウジング２２を形成できる。

１つの実施例において、スピーカ９０は、例えば接着剤で、制御・電源モジュール１２のハウジング２２の前面シールド２２ａ内面に締結するように構成された圧電スピーカである。圧電スピーカは、機械的隔膜に結合された圧電結晶を含むことができる。音響は、結晶に電気信号を交互に与え除くことによって生成される。結晶は、結晶の表面を横切って与えられた電圧に比例して機械的隔膜を屈曲及び屈曲解除することによって反応する。比較的高い振動数で機械的隔膜を屈曲及び屈曲解除する作用は、隔膜に振動を生じ、これが可聴音響例えば約１５０Ｈｚ〜約４ｋＨｚの周波数の音響を発する。

いくつかの実施例において、ハウジング２２の一部は、スピーカ９０と一緒に作用して、スピーカが発する音響の振幅を効果的に増大するように構成できる。例えば、スピーカ９０が接続されるハウジング２２の前面シールド２２ａの部分の形状を、シールドがスピーカの振動に反応して共鳴する形状及びサイズにすることができる。例えば、スピーカ９０が接続されるハウジング２２の前面シールド２２ａの部分を、ハウジングとスピーカの組立体の固有周波数がスピーカの作動範囲内の目標周波数に変調される形状及びサイズに作ることができる。特定の周波数で作動するようにスピーカ９０を制御することは、スピーカと前面シールド２２ａの一部が共鳴するようにし、それによって、スピーカが発する音響の振幅を効果的に増大できるようにする。１つの実施例において、スピーカ９０は、概して１０００Ｈｚを超えるとより良く機能する圧電スピーカを含む。従って、スピーカ９０が取り付けられる前面シールド２２ａの部分とスピーカの組立体の固有周波数は１０００Ｈｚ超えに変調できる。

制御・電源モジュールのハウジングの特定の共鳴周波数への変調は、多数の解析的、数値的及び実験的方法によって実現できる。１つの実施例において、制御・電源モジュールのハウジングの共鳴周波数は、ハウジングの形状及び材料特性に関する起点を測定するための薄い弾性プレートに関する理論を用いて解析的に変調できる。別の実施例において、制御・電源モジュールのハウジングの共鳴周波数は、異なるモデル化形状の振動特性をシミュレートするための有限要素解析（ＦＥＡ）モデリングを用いて数値的に変調できる。さらに、クラドニパターンなど多数のプロセス及び技法を採用して、ハウジングとスピーカの固有周波数を実験的に改良できる。

図３の実施例は２つのスピーカ９０を含むが、他の実施例は、可聴音響例えば制御・電源モジュールの使用者に対するアラームを発するように構成されたもっと多くの又は少ないスピーカを含むことができる。１つの実施例において、本開示による制御・電源モジュールは、１つのスピーカを含む。別の実施例において、本開示による制御・電源モジュールは、４つのスピーカを含む。

図４Ａ及び４Ｂは、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４及びバッテリ解除ラッチ８２の斜視図である。着脱式バッテリ２４は、バッテリ解除ラッチ８２のキャッチ１０８に係合して制御・電源モジュール１２のハウジング２２の中にバッテリをロックするように構成されたストッパ１０６を含む。バッテリ解除ラッチ８２は、ベース９２、右プッシュボタン６４及び左プッシュボタン６６、右背板９４及び左背板９６、キャッチ１０８及びばね１１０を含む。

図４Ａ及び４Ｂにおいて、フランジ１１２及び１１４は、それぞれプッシュボタン６４及び６６から突出して、それぞれベース９２の溝１１６及び１１８に受け入れられる。背板９４及び９６も、溝１１６及び１１８に受け入れられ、それぞれプッシュボタン６４及び６６をバッテリ解除ラッチ８２のベース９２にスライド可能に接続するようにフランジ１１２及び１１４に締結される。ばね１１０は、ベース９２の溝１１６及び１１８の面と、接続されたフランジ１１２及び１１４及び背板９４及び９６との間に配置される。ばね１１０は、制御・電源モジュール１２のハウジング２２からのバッテリ２４の取外しを阻止するロック位置へプッシュボタン６４及び６６を付勢するよう機能できる。図４Ａ及び４Ｂの実施例において、ばね１１０は、横方向外向きに、概して着脱式バッテリ２４の外面から離れる対向する方向へプッシュボタン６４及び６６を付勢するように構成されるので、キャッチ１０８は、着脱式バッテリ２４上のストッパ１０６に係合して、制御・電源モジュール１２のハウジング２２からバッテリが外れるのを阻止する。バッテリ２４を制御・電源モジュール１２のハウジング２２から取り外す際は、キャッチ１０８が着脱式バッテリ２４上のストッパ１０６との係合から外れるように、横方向内向きに、概して着脱式バッテリ２４の内部へ向かって対向する方向へ両方のプッシュボタン６４及び６６を押す。１つの実施例において、制御・電源モジュール１２は、バッテリ２４用に第二の機械的ラッチ機構を持つように構成できる。例えば、バッテリ２４は、摩擦嵌合によって制御・電源モジュール１２のハウジング２２の中へ受け入れられて、バッテリをハウジングから外すためには、使用者は、閾値の力例えば０.４５３キログラム（１ポンド）の力を加えなければならない。

図２Ａ〜４を参照して上に説明した制御・電源モジュール１２の実施例は、プッシュボタン６４及び６６を含むバッテリ解除ラッチ８２を含むが、本開示による別の実施例においては、ラッチは、制御・電源モジュールから着脱式バッテリを外すために２つの独立した動作を要求する別の機構によって起動できる。本開示による１つの実施例において、少なくとも２つの独立した動作によって作動され、制御・電源モジュールのハウジングから着脱式電源を外すように構成されたバッテリ解除ラッチは、溝と、溝の第一端へ向ってロック位置へ付勢されるポストとを含むことができる。ロック位置は、ハウジングからの電源の取外しを阻止する。この実施例において、ポストは、制御・電源モジュールのハウジングから着脱式電源を外すロック解除位置へ、溝の第二端へ向かって少なくとも２つの方向へ押されるように、構成できる。図４Ｃ〜４Ｈは、本開示による制御・電源モジュールに採用できる別のラッチ機構を示す。図４Ｃ〜４Ｈの各実施例において、制御・電源モジュールは、それぞれのラッチ機構の実施例によってハウジングから外しかつハウジングにロックできる着脱式バッテリを含む。さらに、図示する実施例において着脱式バッテリを制御・電源モジュールから取り外す際の方向は、各図において矢印Ｒで示される。

図４Ｃは、バッテリ解除ラッチ１２２を含む制御・電源モジュールの斜視図である。バッテリ解除ラッチ１２２は、パドル１２２ａと、２つのフランジ１２２ｂ（そのうち１つのみを図４Ｃに示す）と、回動心１２２ｃとカム１２２ｄとを含む。図４Ｃにおいて、パドル１２２ａ及びフランジ１２２ｂは、回動心１２２ｃにおいて制御・電源モジュールに回動可能に接続される。カム１２２ｄは、パドル１２２ｂから内向きに延びる突起部である。ラッチ１２２は、パドル１２２ａを制御・電源モジュールから離れるように回転させることによって作動できる。これによって、フランジ１２２ｂが回動心１２２ｃの周りで回転する。フランジ１２２ｂは、カム１２２ｄを回転させる。カムは、着脱式バッテリの溝内に受け入れられる。回転するカム１２２ｄは、着脱式バッテリを押すので、バッテリは下向きに押されて、制御・電源モジュールとの係合から外れる。バッテリ又は新しい又は交換用着脱式バッテリが図４Ｃの制御・電源モジュールに再び差し込まれた時、バッテリの溝は、カム１２２ｄと係合し、パドル１２２ａを回転させると（それにより、フランジ１２２ｂを回転させる）、カムがバッテリをハウジングの中へ引っ張って、バッテリを所定の場所にロックする。ラッチ１２２の１つの実施例において、パドル１２２ａを制御・電源モジュールのハウジングに取外し可能に固定して、ラッチの不注意による作動を防止できる。例えば、小型の永久磁石によってパドル１２２ａをハウジングに保持できる。

図４Ｄは、バッテリ解除ラッチ１２４を含む制御・電源モジュールの斜視図である。バッテリ解除ラッチ１２４は、パドル１２４ａと、２つのフランジ１２４ｂ（図４Ｃには一方のみ図示する）と、回転心１２４ｃと、ポスト１２４ｄとを含む。各フランジ１２４ｂは、２つのランディング１２２ｅ、１２２ｆを含み、ランディングは、着脱式バッテリが図４Ｄの制御・電源モジュールから取り外される時及びこれの中へロックされる時、ポストと係合するように構成される。図４Ｄにおいて、パドル１２４ａ及びフランジ１２４ｂは、回動心１２４ｃにおいて制御・電源モジュールの着脱式バッテリに回動可能に接続される。ポスト１２４ｄは、制御・電源モジュールのハウジングから突出する。ラッチ１２４は、制御・電源モジュールから離れるようにパドル１２４ａを回転させることによって作動できる。これによって、フランジ１２４ｂが回動心１２４ｃの周りで回転する。フランジ１２４ｂは、解除ランディング１２４ｆがポスト１２４ｄに係合するまで回転する。パドル１２４ａ及びフランジ１２４ｂが回転し続けると、ランディング１２４ｆは、ポスト１２４ｂを圧して、ラッチ及び着脱式バッテリを制御・電源モジュールのハウジングから外す。バッテリ又は新しい又は交換用着脱式バッテリを図４Ｄの制御・電源モジュールの中へ再び差し込む時、ランディング１２４ｆがポスト１２４ｄと係合するまで、バッテリ及びラッチ１２４をハウジングの中へ押し込むことができる。その後、ロックランディング１２４ｅがポスト１２４ｄと係合するまでパドル１２４ａ及びフランジ１２４ｂを回転できる。パドル１２４ａ及びフランジ１２４ｂが回転し続けると、ランディング１２４ｅは、ポスト１２４ｄを圧し、これによって、ラッチ及び着脱式バッテリは引き込まれて、制御・電源モジュールのハウジングにロックされる。ラッチ１２４の１つの実施例において、パドル１２４ａを制御・電源モジュールのハウジングに取外し可能に固定して、ラックの不注意による作動を防止できる。例えば、小型永久磁石によってパドル１２４ａをハウジングに保持できる。

図４Ｅは、バッテリ解除ラッチ１２６を含む制御・電源モジュールの斜視図である。図４Ｅの制御・電源モジュールは、相互に回動可能に接続された２つの半体を含む二枚貝設計を持つ。バッテリ解除ラッチ１２６は、２つのボタン１２６ａと２つのクリップ１２６ｂとを含む。図４Ｅにおいて、ボタン１２６ａ及びクリップ１２６ｂは、制御・電源モジュールのハウジングに接続される。ボタン１２６ａは、クリップ１２６ｂを移動させて図４Ｅの制御・電源モジュールの二枚貝形ハウジングの他方の半体のキャッチと係合させるように及びこれから外すように構成される。ラッチ１２６は、両方のボタン１２６ａを同時に押して、両方のクリップ１２６ｂを移動させて二枚貝形ハウジングの他方の半体のそれぞれのキャッチとの係合から外すことによって作動できる。１つの実施例において、クリップ１２６ｂと反対側のハウジング半体の内面は、クリップを受け入れるように構成されたスロットを含むことができる。

図４Ｆは、バッテリ解除ラッチ１２８を含む制御・電源モジュールの斜視図である。バッテリ解除ラッチ１２８は、２つのボタン１２８ａと２つのクリップ１２８ｂとを含む。図４Ｆにおいて、ボタン１２８ａ及びクリップ１２８ｂは、制御・電源モジュールのハウジングに接続される。ボタン１２８ａは、クリップ１２８ｂを移動させて図４Ｅの制御・電源モジュールのハウジングのキャップ１２８ｃのキャッチと係合させるように及びこれから外すように構成される。ラッチ１２８は、両方のボタン１２８ａを同時に押して、両方のクリップを移動させてハウジングのキャップ１２８ｃのそれぞれのキャッチとの係合から外すことによって作動できる。１つの実施例において、ハウジングのキャップ１２８ｃの内面は、クリップを受け入れるように構成されたスロットを含むことができる。

図４Ｇ及び４Ｈは、バッテリ解除ラッチ１２９を含む制御・電源モジュールの斜視図である。バッテリ解除ラッチ１２９は、ノブ１２９ａと、回動心１２９ｂと溝１２９ｃとを含む。図４Ｇ及び４Ｈにおいて、ノブ１２９ａは、回動心１２９ｂにおいて制御・電源モジュールのハウジングに回動可能に接続される。図４Ｇ及び４Ｈの制御・電源モジュールの着脱式バッテリは、バッテリの一方の端から突出して溝１２９ｃに受け入れられるように構成されたポストを含む。ラッチ１２９は、回動心１２９ｃの周りでノブ１２９ａを回転させることによってバッテリを外すように作動できる。１つの実施例において、ノブ１２９ａは、回動心１２９ｂの周りで約１８０度回転される。溝１２９ｃは、ノブ１２９ａが回転されると、バッテリから突出するポストを押圧して、バッテリをハウジングから上向きに徐々に外すように構成される。ノブ１２９ａを完全に例えば１８０度回転させた後、バッテリのポストを溝１２９ｃから外して、バッテリを制御・電源モジュールのハウジングから外すことができる。

図５は、制御・電源モジュール１２の実施例の要素を示す機能ブロック図であり、制御・電源モジュールは、着脱式バッテリ２４と、内蔵バッテリ９０と、コネクタ２６を介して延長ケーブル１９に接続されたポンプケーブルポート６０と、外部電源ポート６２と、スピーカ９０と、様々な電子部品とを含む。制御・電源モジュール１２の電子部品は、第一プロセッサ１３０と、第二プロセッサ１３２と、メモリ１３４と、第一遠隔計測モジュール１３６と、第二遠隔計測モジュール１３８と、電力管理モジュール１４０と、充電器１４２及び充電器スイッチ１４４と、パワージャンクション１４６と、パワーブリッジ１４８とを含む。制御・電源モジュール１２は、患者２０又は臨床医など介護者に対するアラームなど可聴音響を発するための、ドライバ１５０によって駆動されるスピーカ９０を含む。図５の実施例に示すように、制御・電源モジュール１２は、動作センサ又は光センサなどを含めて１つ又はそれ以上のセンサ１５２も含むことができる。１つの実施例において、センサ１５２は、現在の環境光条件に基づいてユーザーインターフェイス５０のディスプレイ５２のコントラスト及び／又は明度を自動的に調節するように構成された環境光センサを含む。

制御・電源モジュール１２は、１つの着脱式バッテリ２４を一次電源として使用し、着脱式バッテリ２４の再充電時に制御・電源モジュールの作動をつなぐための予備として内蔵バッテリ８０を使用することによって、ＶＡＤの要素例えば埋込みポンプ１４へ中断無しに電力供給するように構成される。内蔵バッテリ８０は、装置の正常の作動時に使用者が取り外して交換するように構成されないという意味で、制御・電源モジュール１２に非着脱式に接続できる。いくつかの例において、例えば装置を分解し、装置の内蔵回路網から内蔵バッテリを切断することによって、当然、内蔵バッテリを制御・電源モジュール１２から取り外すことができる。１つの実施例において、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の一方又は両方は、例えば充電式リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）、リチウムポリマー（Ｌｉｐｏｌｙ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）又はニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池を含むことができる。１つの実施例において、着脱式バッテリ２４は、充電式リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）又はニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池を含み、内蔵バッテリ８０はリチウムポリマー（Ｌｉｐｏｌｙ）電池を含む。

制御・電源モジュール１２は、冗長性及び連続的作動のために２つの電源を採用する。一次電源は着脱式バッテリ２４であり、例えば別個の充電ステーションを用いてバッテリを再充電するために取り外すことができる。内蔵バッテリ８０は、概して非着脱式であり、いくつかの実施例においては、着脱式バッテリあるいは外部電源によって充電できる。制御・電源モジュール１２は、一次電源として着脱式バッテリ２４を含むものとして説明されるが、モジュールは、アダプタ、すなわちＤＣ又はＡＣ電源用の外部電源ポート６２も含む。ポート６２を介して制御・電源モジュール１２に接続された外部電源は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０を充電する機能を果たすだけでなく、装置の電源としても機能できる。１つの実施例において、制御・電源モジュール１２は、装置の要素並びに例えば埋込みポンプ１４へ電力供給するために着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方に対して優先してこの種の外部電源を採用できる。

本開示による実施例において、第三電源として外部電源を制御・電源モジュール１２に接続するのに加えて、着脱式バッテリ２４を、例えば交流（ＡＣ）又は直流（ＤＣ）電源を含めて外部電源と交換できる。この実施例において、着脱式バッテリ２４は、外部電源を接続できるアダプタを含むことができる。図５の実施例に図解する形態の別の例として、患者２０が充電と充電の間の運転時間を着脱式バッテリ２４の場合より長くしたい場合、制御・電源モジュール１２は、装置に接続された拡大着脱式バッテリを持つように構成できる。１つの実施例において、拡大着脱式バッテリは、着脱式バッテリ２４の２倍の容量を含むことができるが、バッテリ２４より著しく大きくなる可能性がある。いずれにしてもこの種の拡大着脱式バッテリは、ポート６２を介して又は着脱式バッテリ２４上のポートを介して制御・電源モジュール１２に接続できる。

再び図５を参照すると、着脱式バッテリ２４及び予備の内蔵バッテリ８０は、充電と充電の間に同じ又は異なる運転寿命を持つように構成できる。さらに、着脱式バッテリ２４及び予備内蔵バッテリ８０は、交換を必要とする前に同じ数又は異なる数の充電サイクルに定格できる。１つの実施例において、着脱式バッテリ２４は、約４時間〜約８時間、再充電なしに作動するように構成される。別の実施例において、着脱式バッテリ２４は、約６時間再充電なしで作動するように構成される。１つの実施例において、内蔵バッテリ８０は、約３０分〜約２時間、再充電なしで作動するように構成される。１つの実施例において、内蔵バッテリ８０は、約１時間再充電なしで作動するように構成される。より小型の内蔵バッテリ８０を制御・電源モジュール１２に採用すると、２つの普通サイズの外部バッテリ及び機械的バッテリロック機構の必要性をなくすことによって、装置のサイズ、複雑性及びコストを小さくするのに役立つ。

１つの実施例において、着脱式バッテリ２４は、直列の４つの電池及び並列の２つの電池を持つ４Ｓ２Ｐバッテリである。着脱式バッテリ２４は、交換を必要とする前に約５００〜約１０００回の再充電サイクルで作動するように構成された３アンペア−時（Ａｈ）、１４.４ボルトのバッテリを含むことができる。約５００〜１０００再充電サイクルの着脱式バッテリ２４の作動寿命は、１つの実施例において約１年に等しい。１つの実施例において、内蔵バッテリ８０は、直列の４つの電池及び並列の１つの電池を持つ４Ｓ１Ｐバッテリである。内蔵バッテリ８０は、交換を必要とする前に約５００再充電サイクルの間作動するように構成された１００ミリアンペア−時（ｍＡｈ）、１４.４ボルトのバッテリを含むことができる。上述のように、本開示に従って実施例において、内蔵バッテリ８０は、装置の通常の作動時に使用者が取り外して交換するように構成されないと言う意味で、制御・電源モジュール１２に非着脱式に接続できる。しかし、内蔵バッテリ８０は、例えばバッテリ充電を保持できなくなった後にこれを交換するために、例えば、装置を分解し、装置の内蔵回路網から内蔵バッテリを切断することによって、制御・電源モジュール１２から取り外すことができる。

制御・電源モジュール１２は、電力管理モジュールを含む。管理モジュールは、様々なハードウェア及び／又はソフトウェア要素として組み込むことができる。１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、メモリ１３４に記憶され、制御・電源モジュール１２の第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２の一方又は両方によって実行される１つ又はそれ以上のアルゴリズムである。いずれの場合も、電力管理モジュール１４０は、制御・電源モジュール１２の電源の充電を管理し、装置の異なる作動様式の下でどの電源がどの要素へ電力供給するかを管理して、例えばインターフェイス５０の１つ又はそれ以上の要素を介して使用者へ電源の状態を知らせるように構成できる。

図５の制御・電源モジュール１２の１つの実施例において、電源管理モジュール１４０は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の充電を管理する。例えば、電力管理モジュール１５０は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の一方又は両方を選択的に充電するように充電器１４２及び充電器スイッチ１４４の作動を制御できる。上述のように、制御・電源モジュール１２は、第三外部電源を装置に接続するための外部電源ポート６２を含む。制御・電源モジュール１２の全て又はいくつかの要素へ電力供給するために第三電源が採用される実施例において、装置は、融通性のあるオンボード型充電技法を採用して、装置に接続したまま着脱式バッテリ２４及び／又は内蔵バッテリ８０を充電する可能性を使用者に与えることができる。第三電源としては、付加的外部バッテリあるいは例えばＤＣ又はＡＣ外部電源など別の外部電源が考えられる。

１つの実施例において、充電器スイッチ１４４は、一連の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含むか、又は他のスイッチは、制御・電源モジュール１２のメモリ１３４に記憶され電力管理モジュール１４０によって実行される１つ又はそれ以上のアルゴリズムが、所定の時点で及びモジュール１２の所定の作動状態において着脱式バッテリ２４又は内蔵バッテリ８０のいずれが充電されるかを制御できるようにする。さらに、１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、制御・電源モジュール１２の充電器１４２及び充電器スイッチ１４４を制御して、着脱式バッテリ２４あるいは好ましくはポート６２を介して接続された第三外部電源を選択して装置の他の電源を充電するために採用できる。制御・電源モジュール１２の充電器１４２及び充電器スイッチ１４４に関連する要素については、図１２の回路の例を参照して、下に詳細に説明する。１つの実施例において、制御・電源モジュール１２のどの電源を充電するかを制御するために電力管理モジュール１４０によって実行される同じ又は異なるアルゴリズムが、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０及びポート６２を介して接続される場合には第三外部電源の状態に基づいてバッテリ充電プロフィールも制御できる。

ＶＡＤ又は他のＭＣＳに使用される際、電力は、制御・電源モジュール１２によって主に着脱式バッテリ２４から埋込みポンプ１４へ供給される。バッテリ２４が空になり、取り外して再充電する必要がある場合、又は着脱式バッテリが故障した場合、制御・電源モジュール１２の電力管理モジュール１４０は、内蔵バッテリ８０又はポート６２を介して装置に接続された外部電源へ自動的に切り替えることができる。電力管理モジュール１４０は、図５の実施例において、パワージャンクション１４６を介して制御・電源モジュール１２に関連する電源のこの多重化を実行する。

１つの実施例において、パワージャンクション１４６は、着脱式バッテリ２４、内蔵バッテリ８０及びポート６２を介して制御・電源モジュール１２に接続される場合には第三外部電源に接続された、多数の理想ダイオードを含むことができる。パワージャンクションのこのような実施例の理想ダイオードは、制御・電源モジュール１２に接続された最大電圧の電源を自動的に選択するように構成できる。しかし、制御・電源モジュール１２のいくつかの例において、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０は、ほぼ同じ電圧で作動するように構成できる。この例の場合、着脱式バッテリ２４の少量の放電が着脱式バッテリの作動電圧を内蔵バッテリ８０より下に低下させる可能性があり、これによって、干渉無しでは、着脱式バッテリを少量使用しただけで、パワー-ジャンクションの理想ダイオードは内蔵バッテリを選択することになる。従って、１つの実施例において、理想ダイオードの他に、パワージャンクション１４６は、電力管理モジュール１４０によって制御されたスイッチを含むことができる。スイッチは、いくつかの条件の下でダイオードに優先して機能して、制御・電源モジュール１２の要素及び埋込みポンプ１４へ電力供給するために内蔵バッテリ８０に優先して着脱式バッテリ２４を選択できる。

電力管理モジュール１４０は、パワージャンクション１４６のスイッチを制御して、着脱式バッテリが閾値充電レベルまで枯渇するまでは、電力供給するために着脱式バッテリ２４を選択できる。閾値レベルにおいて、電力管理モジュール１４０は、例えばスイッチを非作動化して、パワージャンクション１４６の理想ダイオードが内蔵バッテリ８０を選択できるようにする。１つの実施例において、外部電源がポート６２を介して装置に接続されている場合には、電力管理モジュール１４０は、パワージャンクション１４６と一緒に、制御・電源モジュール１２の要素及び埋込みポンプ１４へ電力供給するために着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０に優先して外部電源を選択するように構成できる。１つの実施例において、電源管理モジュール１４０は、パワージャンクション１４６と一緒に、着脱式バッテリ２４又は内蔵バッテリ８０の充電レベルに関係なく外部電源を選択するように構成できる。パワージャンクション１４６の付加的な詳細については、図１１の回路網の実施例を参照して下に詳細に説明する。

パワージャンクション１４６の特定の形態に関係なく、電力管理モジュールは、制御・電源モジュールに接続された電源を監視して、装置の作動条件次第で電源の１つを選択的に起動できる。例えば、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリ２４、内蔵バッテリ８０及び外部電源のどれが制御・電源モジュール１２に接続されているか監視して、接続された電源のどれをモジュール１４０の要素並びに埋込みポンプ１４へ電力供給するために使用すべきかを決定できる。さらに、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０を監視して、バッテリに残留する充電レベルに基づいてバッテリの１つを選択的に起動できる。例えば、着脱式バッテリ２４が使用されている時、予備の内蔵バッテリ８０を電力管理モジュール１４０によって周期的にテストして、内蔵バッテリの充電レベルを測定できる。着脱式バッテリ２４が閾値充電レベルより下まで低下した場合、電力管理モジュール１４０は、内蔵バッテリ８０を起動できる。ただし、いくつかの実施例において、内蔵バッテリに少なくとも閾値充電量が残っていることを条件とする。

電力管理モジュール１４０は、単独で又はパワージャンクション１４６と一緒に、電源によって提供される電圧及び電源に残留する充電レベル以外の理由に基づいて、モジュール１２の電源の１つを選択的に起動するように構成できる。例えば、電源管理モジュール１４０は、特定の所要電力のソース及び振幅に基づいて着脱式バッテリ２４又は内蔵バッテリ８０の１つを選択的に起動するように構成できる。上述のように、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）、リチウムポリマー（Ｌｉｐｏｌｙ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）又はニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）を含めて様々な化学的性質を持つ充電式バッテリを含むことができる。特定の化学的性質を含む着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の他に、制御・電源モジュール１２の各バッテリは、特定の性能特性を持つように構成できる。いくつかの実施例において、性能特性に基づいて、電力管理モジュール１４０は、バッテリの１つを選択的に起動できる。

本開示による１つの実施例において、制御・電源モジュール１３又は本開示による別の同様の装置は、１つのエネルギー密度の高い電源及び１つの出力密度の高い電源を含む。例えば、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４は、エネルギー密度の高い電源であり、内蔵バッテリ８０は出力密度の高い電源である。別の実施例において、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４は出力密度の高い電源であり、内蔵バッテリ８０は、エネルギー密度の高い電源である。エネルギー密度の高い電源としては、電源が提供できる単位体積当たりのエネルギー総量を最大化するように設計された電源が考えられる。充電式バッテリの場合、エネルギー密度の高い電源として、充電と充電の間に電源が提供できる単位体積当たりのエネルギー総量を最大化するように設計されたバッテリが考えられる。一方、出力密度の高い電源として、例えば大きな電力負荷に対処するために、所定の時点に電源が提供できる単位体積当たりの出力を最大化するよう設計された電源が考えられる。

１つの実施例において、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４は、約４５５〜約６００ワット時／リットル（Ｗ−ｈｒ／Ｌ）のエネルギー密度を含むエネルギー密度の高い電源である。１つの実施例において、内蔵バッテリ８０は、約７００ワット／リットル（Ｗ／Ｌ）〜約６キロワット／リットル（ｋＷ／Ｌ）の出力密度を含む出力密度の高い電源である。制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４がエネルギー密度の高い電源であり、内蔵バッテリ８０が出力密度の高い電源である１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、特定の所要電力の振幅に基づいて着脱式バッテリ２４又は内蔵バッテリ８０の１つを選択的に起動するように構成できる。例えば、埋込みポンプ１４は、一時的にポンプによって引き出される電力に大きなスパイクを生じる過渡的作動条件を持つ可能性がある。１つの実施例において、埋込みポンプ１４を始動することは、定常的なポンプの運転より著しく大きな量の電力を引き出す。例えば、始動は約５０ワットを引き出すのに対して、定常運転は約５ワットを引き出す。別の実施例において、患者２０の過渡的生理学的条件は、ポンプ１４から大きな電力を引き出させる可能性がある。例えば埋込みポンプ１４の所要電力において大きな電力スパイクを含む実施例において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリ２４の充電レベルに関係なく、例えばパワージャンクション１４６を制御することによって、内蔵バッテリ８０を選択的に起動できる。なぜなら、電力密度の高い内蔵バッテリの方が、エネルギー密度の高い着脱式バッテリより電力スパイクを扱うのに適するからである。

上記の実施例において説明したように、電源充電を管理して、電力供給のために電源を選択的に起動する他に、電力管理モジュール１４０は、例えばユーザーインターフェイス５０の１つ又はそれ以上の要素を介する使用者への電源の状態の通知を管理するように構成できる。制御・電源モジュール１２の電力管理モジュール１４０が使用者への装置の電源の状態の通知を管理する際のプロセスの例を、図６の状態図において図解する。制御・電源モジュール１２のユーザーインターフェイス５０の要素の実施例の機能及び外観を図７Ａ〜９Ｃに示す。そのいくつかについては、制御・電源モジュール１２の電力管理モジュール１４０が本開示による１つの例において使用者への装置の電源の状態の通知を管理する際のプロセスを示す図６の状態図を参照して説明する。

図６は、制御・電源モジュール１２に接続された電源、例えば着脱式バッテリ２４、内蔵バッテリ８０及びいくつかの例においてポート６２を介して接続された外部電源の状態１７０〜１９４を示す。図６の状態図は、図の左から右への状態の間の移動が、着脱式バッテリ２４が制御・電源モジュール１２から切断され再びこれに接続される際の状態を示すように、体系化される。さらに、図６の状態図は、図の上から下への状態の間の移動が、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリの一方又は両方が徐々に異なる閾値充電レベルまで枯渇する際の状態を示す。

図６の状態図は、多数の略語を使用する。図６において、ｂａｔｔは概してバッテリを指す。状態１７０〜１９７は、各々、状態説明（例えば状態１７０の場合には「正常」）、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の各々に関する状態及びユーザーインターフェイス表示（例えば、着脱式バッテリ２４の場合には“Ｅ：ＯＫ，ＧＲＮ，ＢＬＫ”及び内蔵バッテリ８０の場合には“Ｉ：ＯＫ，ＧＲＮ，ＢＬＫ”及びユーザーインターフェイス５０を介して使用者に通知されるアラームを含む。着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の各々に関する状態及びユーザーインターフェイス表示に関しては、図６に使用される略語は、下記の意味を持つ。第一の文字例えばＥ又はＩは、それぞれ状態及びユーザーインターフェイス表示が関係するのが着脱式バッテリ２４であるか、内蔵バッテリ８０であるかを示す。第一の文字Ｅ並びに状態説明における略語Ｅｘｔは、外部バッテリを指し、図６の実施例においては、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４など着脱式バッテリに等しい。着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方について、状態及びユーザーインターフェイス表示は、バッテリの充電及び作動状態、ユーザーインターフェイス５０上のアラーム表示の色、及びユーザーインターフェイス５０上のバッテリの図形表示の色である。例えば、状態１７０において、“Ｅ：ＯＫ，ＧＲＮ，ＢＬＫ”は、着脱式バッテリ２４が、閾値低充電レベルより高く、適切に作動しており（ＯＫ），ユーザーインターフェイス５０上のアラーム表示の色が緑色（ＧＲＮ）であり、ユーザーインターフェイス５０上のバッテリの図形表示の色が黒色（ＢＬＫ）であることを意味する。

図６の状態図において、アラーム及びバッテリ表示の色“ＹＬＷ”は、黄色を表し、“ＲＥＤ”は赤色を意味する。着脱式バッテリ２４が制御・電源モジュール１２から切断された場合、バッテリの状態は、図６において、切断を意味する“ＤＣ”として示される。さらに、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方とも、“ＯＫ、ＬＯＷ及びＥＭＰ”で示される３つの閾値充電レベルを含む。バッテリ状態ＯＫは、充電レベルに関する限り、状態が関係するバッテリが閾値低充電レベルより高いことを示し、ＬＯＷは、バッテリが閾値低充電レベルにあることを示す。これは、充電レベルの範囲である可能性がある。ＥＭＰＴＹは、バッテリが閾値空充電レベルにあることを示し、これも充電レベルの範囲であり、ゼロ充電より大きい可能性がある。本開示による実施例において採用される着脱式バッテリ２４と内蔵バッテリ８０の閾値充電レベルは、数並びに大きさの点で同じかあるいは異なる。

図６の状態図の左上隅から始めて、状態１７０は、制御・電源モジュール１２の正常な作動状態を示す。状態１７０において、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０は両方とも、閾値低充電レベルより高いので、状態１７０においてはＯＫとして示される。バッテリが閾値低充電レベルより高いので着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０が両方ともＯＫであると言う状態１７０における表示は、必ずしも、バッテリが完全に充電されていることを意味せず、バッテリの一方又は両方を充電するために制御・電源モジュール１２が外部電源に接続されているか否かに関係なく現れる可能性がある。例えば、状態１７０は、着脱式バッテリ２４が部分的に放電されているが、バッテリの充電レベルがまだ使用者に警告を発して再充電する必要がある低閾値レベルより高い時に現れる可能性がある。同様に、状態１７０は、内蔵バッテリが部分的に放電されているが、バッテリの充電レベルがまだ使用者に警告を発して再充電する必要がある低閾値レベルより高い時に現れる可能性がある。状態１７０は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方が部分的に放電されているが、両方のバッテリの充電レベルがまだ使用者に警告を発して再充電する必要がある低閾値レベルより高い時に現れる可能性もある。別の実施例において、状態１７０は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方が完全に充電されている時、及び両方のバッテリが閾値低充電レベルより高い限り外部電源が制御・電源モジュール１２に接続されている時に現れる可能性がある。

図７Ａ及び７Ｂは、制御・電源モジュール１２が図６の状態１７０によって示される正常な作動状態にある時、電力管理モジュール１４０がどのようにユーザーインターフェイスを制御するかの実施例を示す。上述のように、制御・電源モジュール１２のユーザーインターフェイス５０は、ディスプレイ５２と入力ボタン５４、並びに消音ボタン７０と状態指示子７２及び７４とを含む。図７Ａ及び７Ｂの例において、ディスプレイ５２は、着脱式バッテリ２００アイコンと、内蔵バッテリアイコン２０２と、状態指示子２０４とを含む。また、図７Ａ及び７Ｂ並びに図８〜１０Ｂの例において、入力ボタン５４は、２つの異なるアイコンでコード化される。一方は長方形アイコンであり、他方は三角形アイコンである。ユーザーインターフェイス５０のこれらの例において、入力ボタン５４は、制御・電源モジュール１２と対話するための２つの主要な機能に対応する。長方形アイコンでコード化された入力ボタン５４は、「ホーム」ボタンとして機能でき、使用者によって起動されると、ユーザーインターフェイス５０のディスプレイ５２上に提示されるデフォルト画面へナビゲートする。三角形アイコンでコード化された入力ボタン５４は、「ネクスト」ボタンとして機能でき、使用者によって起動されると、ユーザーインターフェイス５０のディスプレイ５２上に提示できる一連の可能な画面のうち次の画面に切り替える。

図７Ａは、それぞれ着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０と関連付けられた着脱式バッテリアイコン２００及び内蔵バッテリアイコン２０２における充填量によって示されるように、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０が完全充電されている例を示す。図７Ａにおいて、着脱式バッテリ２４も内蔵バッテリ８０も、例えばポート６２を介して制御・電源モジュール１２に接続された外部電源によってあるいは内蔵バッテリ８０の場合には着脱式バッテリ２４によって、現在充電中ではない。

図７Ａにおいて、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０並びに制御・電源モジュール１２の他の各種要素の状態は、図６の状態１７０に対応する正常作動状態を示すので、ディスプレイ５２上の状態指示子２０４は、ハートアイコンを提示する。さらに、状態指示子７２は、制御・電源モジュール１２によって起動されて、ハート形指示子を点灯する。最後に、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０並びに制御・電源モジュール１２のその他の各種の要素はアラームを必要としない正常作動状態を示すので、ディスプレイ５２は、アラームアイコンを提示せず、アラーム状態に関連する状態指示子７４は、点灯されない。

図７Ｂは、それぞれ着脱式バッテリ及び内蔵バッテリに関連付けられる図形２００及び２０２の充填量で示されるように、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０が完全充電より低く、閾値低充電レベルより高い例を示す。さらに、図７Ｂにおいて、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０は、共に、着脱式バッテリアイコン２００及び内蔵バッテリアイコン２０２に重なった充電アイコン２０６によって示されるように、現在充電中である。上述のように、着脱式バッテリ２４は、ポート６２を介して制御・電源モジュール１２に接続された外部電源によってモジュール１２に接続されたまま充電できる。さらに、内蔵バッテリ８０は、外部電源又は着脱式バッテリ２４によって充電できる。着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０並びに制御・電源モジュール１２の他の各種の要素の状態は、図７Ａに示す装置の状態と同様、図６の状態１７０に対応する正常作動状態を示すので、ディスプレイ５２上の状態指示子２０４はハートアイコンを提示し、状態指示子７２は点灯され、状態指示子７４は点灯されない。

図７Ａ及び７Ｂの両方において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリアイコン２００及び内蔵バッテリアイコン２０２を黒色で提示するのに対して、着脱式バッテリアイコン２００及び内蔵バッテリアイコン２０２の充填量で示される着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の充電レベル並び荷ディスプレイ５２上の状態指示子２０４及び状態指示子７２は、図６の状態１７０によって示されるように緑色で提示できる。

再び図６を参照して、状態１７０から右へ移動すると、状態１７２は、着脱式バッテリ２４が制御・電源モジュール１２から切断され、内蔵バッテリ８０が閾値低充電レベルより高いことを示す。状態１７２は、ＤＣとして着脱式バッテリ２４の切断を示す。図６の状態図の例において、着脱式バッテリ２４が制御・電源モジュール１２から切断された時、色ではなく記号としてアラームカラーが示される。これは、図６の状態において“ＳＹＭ”として略される。この切断記号の例は、図８のユーザーインターフェイス５０の実施例において示される。着脱式バッテリ２４は、様々な理由で制御・電源モジュール１２から切断される。１つの例において、使用者例えば患者２０は、いつでも又はほぼいつでも放電したバッテリと交換できる完全充電着脱式バッテリを持つことができるように、制御・電源モジュール１２に接続できる複数の着脱式バッテリを持つ場合がある。別の例において、着脱式バッテリ２４が不調で、完全交換を必要とする場合がある。別の例において、着脱式バッテリ２４がその充電サイクル最高回数に達して、もはや充電を維持できず、完全交換を必要とする場合がある。

図８は、制御・電源モジュール１２が図６の状態１７２によって示される着脱式バッテリ切断状態にある時、電力管理モジュール１４０がどのようにユーザーインターフェイス５０を制御できるかの例を示す。図８の例において、ディスプレイ５２は、着脱式バッテリアイコン２００と、内蔵バッテリアイコン２０２と、状態指示子２０４と切断記号２０６とを含む。図８は、着脱式バッテリ２００に重なる切断記号２０６によって示されるように、着脱式バッテリ２４が制御・電源モジュールから切断される例を示す。制御・電源モジュール１２の内蔵バッテリ８０は、図６の状態１７２に示されるように、閾値低充電レベルより高く、特に、図８においては、内蔵バッテリアイコン２０２の充填量によって示されるように完全充電されている。図８において、着脱式バッテリ２４も内蔵バッテリ８０も、例えばポート６２を介して制御・電源モジュール１２に接続された外部電源によって又は内蔵バッテリ８０の場合には着脱式バッテリ２４によって現在充電中ではない。

図８において、内蔵バッテリ８０並びに制御・電源モジュール１２の他の各種の要素の状態は、アラーム状態を示していないので、電力管理モジュール１４０は、ディスプレイ５２上にハートアイコンとして状態指示子２０４を提示できる。さらに、状態指示子７２は電力管理モジュール１４０によって起動されて、ハート形指示子を点灯させる。最後に、制御・電源モジュール１２の状態はアラームを必要としないので、ディスプレイ５２はアラームアイコンを提示せず、アラーム状態に関連する状態指示子７４は点灯されない。

図８において、電力管理モジュール１４０は、バッテリアイコン２００、内蔵バッテリアイコン２０２、及び切断記号２０６を黒色で提示するのに対して、内蔵バッテリアイコン２０２の充填量によって示される内蔵バッテリ８０の充填レベル並びにディスプレイ５２上の状態指示子２０４及び状態指示子７２は、図６の状態１７２によって示されるように緑色で提示できる。

再び図６を参照して、状態１７２から右へ移動すると、状態１７４は、切断タイムアウトに達したことを示す。これによって、電力管理モジュール１４０は、制御・電源モジュール１２の使用者に着脱式バッテリ２４又はその他の電源を装置に再接続するよう指示するアラームを発する。図６の実施例において切断タイプアウトは、５分として示されるので、５分を超えて着脱式バッテリ２４を制御・電源モジュール１２から切断したままでいると、バッテリ再接続アラームが発せられる。ただし、本開示による他の実施例において、接続タイムアウトを図６の実施例より長く又は短くできる。例えば、切断タイムアウトを１０分にすることができ、電力管理モジュール１４０は、１０分を超えて着脱式バッテリ２４が制御・電源モジュール１２から切断されたままであると、バッテリ再接続アラームを発する。状態１７４の１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、切断タイムアウトに達した後ディスプレイ５２上で新しい又は再充電された着脱式バッテリを差し込むよう制御・電源モジュール１２の使用者に指示を提示するようにユーザーインターフェイス５０を制御できる。別の実施例において、電力管理モジュールは、スピーカが可聴音を発するように、スピーカドライバ１５０及びスピーカ９０を制御できる。

図６の実施例において、正常状態１７０から状態１８８まで下へ移動すると、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の充電レベルは徐々に下がる。さらに、正常状態１７０から状態１８８まで下へ移動すると、電力管理モジュール１４０が発するアラーム及びこのアラームに関連する指示は、例えば図形記号、色及び／又は制御・電源モジュール１２のスピーカによって発せられる可聴音の振幅によって、深刻さを増す。状態１７６において、着脱式バッテリ２４は、閾値低充電レベルに達しているのに対して、内蔵バッテリ８０はまだ閾値低充電レベルより高い。状態１７８において、着脱式バッテリ２４は、閾値空充電レベルに達しているのに対して、内蔵バッテリ８０は、まだ閾値低充電レベルより高い。状態１７８においては、着脱式バッテリ２４が閾値空充電レベルに達しているので、制御・電源モジュール１２の電力管理モジュール１４０は、低バッテリ充電アラームを発する。状態１７８の１つの例において、ユーザーインターフェイス５０は、状態指示子７４を点灯して、ディスプレイ５２上でアラームアイコンとして状態指示子２０４を提示できる。さらに、ユーザーインターフェイス５０は、例えばディスプレイ５２上の着脱式バッテリアイコンの一部又は全部を黄色で色付けすることによって、ディスプレイ５２上で制御・電源モジュール１２の使用者に低バッテリ充電レベルの表示を提示することができる。状態１８０において、着脱式バッテリ２４は、閾値空充電レベルに達しており、内蔵バッテリ８０は閾値低充電レベルに達している。最終的に、状態１８８において、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方が閾値空充電レベルに達している。

図６の実施例において状態１７０から状態１８８まで下に移動すると、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の充電レベルが徐々に低下する他に、電力管理モジュール１４０が発するアラーム及び前記のアラームに関連する指示は、例えば、ユーザーインターフェイス５０の要素と関連する図形記号及び色を変化させかつ（又は）制御・電源モジュール１２のスピーカ９０によって発せられる可聴音の振幅を変化させることによって、深刻さを増す。例えば、空の着脱式バッテリ及びＯＫの内蔵バッテリの状態１７８に関連するアラームは、ユーザーインターフェイス５０が、例えばディスプレイ５２上の着脱式バッテリアイコンの一部又は全部を黄色に色付けることによるディスプレイ５２上の低バッテリ充電レベルの表示を制御・電源モジュール１２の使用者に提示することを含むが、空の着脱式バッテリ及び低充電の内蔵バッテリの状態１８０に関連するアラームは、ディスプレイ５２上に新しいバッテリを差し込むよう示す指示を使用者に提示することを含む。この実施例において、例えばスピーカ９０によって発せられる音響の振幅によって示される新しいバッテリを差し込むようユーザーに指示するアラームの優先度は中程度とすることができる。

状態１７８及び１８０とは対照的に、空の着脱式バッテリ及び空の内蔵バッテリの状態１８８において、電力管理モジュール１４０は、制御・電源モジュールの使用者に提示されるアラームの深刻さをさらに増すことができる。例えば、図６に示されるように、電力管理モジュール１４０は、ディスプレイ５２上でユーザーインターフェイス５０によって提示されるアラーム及びバッテリアイコンに赤く色付けることができ、かつ新しいバッテリを差し込みかつ（又は）例えばポート６２を介して制御・電源モジュール１２を外部電源に接続するように使用者に指示を発することができる。この実施例において、例えばスピーカ９０によって発せられる音響の振幅によって示される新しいバッテリを差し込みかつ（又は）制御・電源モジュール１２を外部電源に接続するように使用者に指示するアラームの優先度は高い。

再び図６の状態１８０を参照して、状態１８０から右へ移動すると、内蔵バッテリ８０は閾値低充電レベルを維持するが、着脱式バッテリ２４の状態は着脱式バッテリの切断及び再接続又は交換を含めて変化する状況が示される。状態１８２において、着脱式バッテリ２４は、制御・電源モジュール１２から切断され、内蔵バッテリ８０は、閾値低充電レベルにある。状態１８２において、電力管理モジュール１４０は、バッテリ２４が接続されたことを示す着脱式バッテリアイコンと関連する記号を提示し、ディスプレイ５２上の内蔵バッテリアイコンの一部又は全部を黄色に色付けるようにユーザーインターフェイス５０を制御することを含めて、制御・電源モジュール１２の使用者にアラームを発することができる。電力管理モジュール１４０は、また、新しいバッテリを差し込むようディスプレイ５２上に指示を提示し、例えば特定の振幅の可聴音を発するようスピーカを制御することによって、新しいバッテリを差し込むよう使用者に指示するアラームの優先度が中程度であることを示すことができる。

状態１８４において、閾値低充電レベルの着脱式バッテリは制御・電源モジュール１２に接続され、内蔵バッテリ８０は閾値低充電レベルにある。状態１８４の１つの例において、着脱式バッテリ２４は、閾値低充電レベルまで再充電され、制御・電源モジュール１２に接続されている。しかし、別の例において、着脱式バッテリ２４は別の着脱式バッテリと交換されており、別の着脱式バッテリは閾値低充電レベルにあり、制御・電源モジュール１２に接続される。状態１８４において、電力管理モジュール１４０は、例えばディスプレイ５２上の着脱式バッテリアイコン及び内蔵バッテリアイコンの一部又は全部を黄色に色付けるようユーザーインターフェイス５０を制御することを含めて制御・電源モジュールの使用者にアラームを発し、新しいバッテリを差し込むようにディスプレイ５２上に指示を提示し、例えば特定の振幅の可聴音を発するようにスピーカ９０を制御することによって新しいバッテリを差し込むよう使用者に指示するアラームの優先度が中程度であることを示すことができる。

状態１８６において、閾値低充電レベルより高い着脱式バッテリは制御・電源モジュール１２に接続され、内蔵バッテリ８０は閾値低充電レベルにある。状態１８６の１つの例において、着脱式バッテリ２４は、閾値低充電レベルより上まで再充電され、制御・電源モジュール１２に再接続されている。しかし、別の例において、着脱式バッテリ２４は別の着脱式バッテリと交換されている。この別のバッテリは、閾値低充電レベルより上まで充電され、制御・電源モジュール１２に接続される。状態１８６において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリが閾値低充電レベルより高いことを示すために着脱式バッテリアイコンの一部又は全部を緑色に色付けるようにユーザーインターフェイス５０を制御し、かつ内蔵バッテリ８０がまだ閾値低充電レベルにあることを示すためにディスプレイ５２上の内蔵バッテリアイコンの一部又は全部を黄色に色付けるようにユーザーインターフェイス５０を制御することを含めて、制御・電源モジュール１２の使用者にアラームを発することができる。

再び図６の実施例の状態１８８を参照して、状態１８８から右へ移動すると、内蔵バッテリ８０は閾値空充電レベルを維持するが、着脱式バッテリ２４の状態は、着脱式バッテリの切断及び再接続又は交換を含めて変化する。状態１９０において、着脱式バッテリ２４は、制御・電源モジュール１２から切断され、内蔵バッテリ８０は閾値空充電レベルにある。状態１９０において、電力管理モジュール１４０は、例えば着脱式バッテリ２４が接続されたことを示す着脱式バッテリに関連する記号を提示し、ディスプレイ５２上の内蔵バッテリアイコンの一部又は全部を赤に色付けるようユーザーインターフェイス５０を制御することを含めて、制御・電源モジュール１２の使用者にアラームを発することができる。電力管理モジュール１４０は、また、新しいバッテリを差し込みかつ（又は）制御・電源モジュール１２を外部電源に接続するようにディスプレイ５２上に指示を提示し、例えば特定の振幅例えば中程度の優先度のアラームとして発せられる音響より高い振幅で可聴音を発するようスピーカ９０を制御することによって、新しいバッテリを差し込むよう使用者に指示するアラームの優先度が高いことを示すことができる。

状態１９２において、閾値低充電レベルにある着脱式バッテリは制御・電源モジュール１２に接続され、内蔵バッテリは閾値空充電レベルにある。状態１９２の１つの例において、着脱式バッテリ２４は閾値低充電レベルに再充電され、制御・電源モジュール１２に再接続されている。別の例において、着脱式バッテリ２４は別の着脱式バッテリと交換されている。この別のバッテリは、閾値低充電レベルにあり、制御・電源モジュール１２に接続される。状態１９２において、電力管理モジュール１４０は、例えば、ディスプレイ５２上の着脱式バッテリアイコンの一部又は全部を黄色に色付けし、内蔵バッテリアイコンを赤く色付けし、かつディスプレイ５２上に制御・電源モジュール１２を外部電源に接続するように指示を提示するようにユーザーインターフェイス５０を制御することを含めて、制御・電源モジュール１２の使用者にアラームを発することができる。

状態１９４において、閾値低充電レベルより高い着脱式バッテリは制御・電源モジュール１２に接続され、内蔵バッテリ８０は閾値空充電レベルにある。状態１９４の１つの例において、着脱式バッテリ２４は閾値低充電レベルより上まで再充電され、制御・電源モジュール１２に再び接続されている。しかし、別の例において、着脱式バッテリ２４は別の着脱式バッテリと交換されている。この別の着脱式バッテリは、閾値低充電レベルより上まで充電され、制御・電源モジュール１２に接続される。状態１９４において、電力管理モジュール１４０は、例えば内蔵バッテリ８０がまだ閾値空充電レベルにあることを示すためにディスプレイ５２上の内蔵バッテリアイコンの一部又は全部を赤く色付けるようにユーザーインターフェイス５０を制御することを含めて、制御・電源モジュール１２の使用者にアラームを発することができる。内蔵バッテリ８０はまだ閾値空充電レベルにあるので、電力管理モジュール１４０は、制御・電源モジュール１２を外部電源に接続して、着脱式バッテリを枯渇させることなく内蔵バッテリを閾値空充電レベルより上に充電するようにディスプレイ５２上に指示を提示できる。

図６の状態図の上記の例は、図の左上隅の状態１７０から始めて、この状態から複数の方向に移動することによって、説明される。しかし、起点として状態１７０を選択すること及びそこから下に説明する他の状態に移動することは、任意であり、制御・電源モジュール１２の状態についていかなる要求される順位を示すものでもない。図６の状態図の中の矢印は、制御・電源モジュール１２の様々な状態間の移動が、例えば着脱式バッテリの取外し又は差込み、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の一方又は両方の充電レベルの様々な閾値への枯渇又は上昇及び着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の一方又は両方の充電を含めた多様な要因の結果として生じる可能性があることを図解する。

図９Ａ〜１０Ｂは、制御・電源モジュール１２のユーザーインターフェイス５０の要素の実施形態例の付加的機能及び外観の例を示す。図９Ａ〜Ｃは、電力管理モジュール１４０が、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の充電レベルが変化する時の制御・電源モジュール１２の３つの状態を示す際の、ユーザーインターフェイス５０の複数の例を図解する。図９Ａ〜Ｃの例において、着脱式バッテリ２４も内蔵バッテリ８０も、例えばポート６２を介して制御・電源モジュール１２に接続された外部電源によってあるいは内蔵バッテリ８０の場合には着脱式バッテリ２４によって、現在充電中ではない。

図９Ａは、着脱式バッテリが閾値低充電レベルにありかつ内蔵バッテリが閾値充電レベルより高い時、電力管理モジュール１４０がどのようにユーザーインターフェイス５０を制御できるかの例を図解する。図９Ａにおいてユーザーインターフェイス５０によって表される状態の１つの例において、電力管理モジュール１４０は、ディスプレイ５２上にアラームアイコンとして状態指示子２０４を提示できる。図９Ａの例において、状態指示子２０４は、アラームアイコンの輪郭線を示して強調記号を全く提示しないことによって、最低レベルのアラーム状態を示す。状態指示子７２は電力管理モジュール１４０によって非作動化されて、ハート形指示子は点灯されず、状態指示子７４はアラーム状態を示すために点灯される。図９Ａの例において、状態指示子２０４は、図９Ａにおいて２本の曲線として示される強調記号を点灯することなく指示子の三角部分を点灯することによって、最低レベルのアラーム状態を示す。１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリアイコン２００及び内蔵バッテリアイコン２０２を黒色で表示し、バッテリアイコン２００の中の充填量で示される着脱式バッテリ２４の充電レベル並びにディスプレイ５２上の状態指示子２０４及び状態指示子７４を黄色で提示できる。電力管理モジュールは、バッテリアイコン２０２の充填量によって示される内蔵バッテリ８０の充電レベルを緑色で提示して、着脱式バッテリ２４と異なり内蔵バッテリが閾値低充電レベルより高いことを示すことができる。

図９Ｂは、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方が閾値低充電レベルにある時、電力管理モジュール１４０がどのようにユーザーインターフェイス５０を制御できるかの例を図解する。図９Ｂにおいてユーザーインターフェイス５０によって表される状態の１つの例において、電力管理モジュールは、ディスプレイ５２上にアラームアイコンとして状態指示子２０４を提示できる。図９Ｂの例において、状態指示子２０４は、アラームアイコンを充填しかつ太い曲線によって表される１つの強調記号を提示することによって中レベルのアラーム状態を示す。状態指示子７２は電力管理モジュール１４０によって非作動化されて、ハート形指示子は点灯されず、状態指示子７４はアラーム状態を示すために点灯される。図９Ｂの例において、状態指示子２０４は、指示子の三角部分を点灯しかつ図９Ｂにおいて２本の曲線として示される２つの強調記号の一方を点灯することによって、中レベルのアラーム状態を示す。１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリアイコン２００及び内蔵バッテリアイコン２０２を黒色で提示し、バッテリアイコン２００及び２０２の充填量によって表される着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の充電レベル並びにディスプレイ上５２の状態指示子２０４及び状態指示子７４を黄色で提示できる。

図９Ｃは、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方が閾値空充電レベルにある時、電力管理モジュール１４０がどのようにユーザーインターフェイス５０を制御できるかの例を図解する。図９Ｃにおいてユーザーインターフェイス５０によって表される状態の１つの例において、電力管理モジュールは、ディスプレイ５２上にアラームアイコンとして状態指示子２０４を提示できる。図９Ｃの例において、状態指示子２０４は、アラームアイコンを充填しかつ２本の太い曲線によって表される２つの強調記号を提示することによって高レベルのアラーム状態を示す。状態指示子７２は電力管理モジュール１４０によって非作動化されて、ハート形指示子は点灯されず、状態指示子７４はアラーム状態を示すために点灯される。図９Ｃの例において、状態指示子２０４は、指示子の三角部分を点灯しかつ図９Ｃにおいて２本の曲線として示される２つの強調記号の両方を点灯することによって、高レベルのアラーム状態を示す。１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリアイコン２００及び内蔵バッテリアイコン２０２を黒色で提示し、バッテリアイコン２００及び２０２の充填量によって表される着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の充電レベル並びにディスプレイ上５２の状態指示子２０４及び状態指示子７４を赤色で提示できる。

図１０Ａ及び１０Ｂは、バッテリ充電状態及びアラーム状態を示す画面の他に、ユーザーインターフェイス５０のディスプレイ５２が提示できる画面を図解する。図１０Ａは、電力管理モジュール１４０が埋込みポンプ１４に関する様々なパラメータを提示する例を示す。下に説明するように、電力管理モジュール１４０は、図５に図解するパワーブリッジ１４８と一緒に、埋込みポンプ１４を駆動するモーターの作動パラメータを検出するように構成できる。図１０Ａにおいて、電力管理モジュール１４０は、ポンプ１４を駆動するモーターによって引き出される現在の電力をワット（ｗ）で、ポンプの現在のスループットを分当たりのリットル（ｌ／分）で、ポンプモーターの現在の角速度を分当たりの回転数（ｒｐｍ）で提示する。図１０Ｂは、電力管理モジュール１４０が、モジュールが制御・電源モジュール１２の使用者へ発するアラームの説明並びに制御・電源モジュールをアラーム状態から抜け出させるために使用者が実施できる改善処置に関する指示を提示する例を図解する。

図７Ａ、７Ｂ及び９Ａ〜１０Ｂを参照すると、電力管理モジュール１４０は、制御・電源モジュール１２の使用者に、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０に残留する充電量の推定値を提示するだけでなく、交換又は再充電を必要とする前にバッテリが作動を継続する時間量の推定値を示す。例えば、図７Ａ及び７Ｂにおいて、電力管理モジュール１４０は、バッテリ充電に関する残り時間を２時間４５分と算定し、これがユーザーインターフェイス５０によって、ディスプレイ５２上の着脱式バッテリアイコン２００のすぐ下に提示される。図９Ａ及び９Ｂにおいて、電力管理モジュール１４０はバッテリ充電に関する残り時間を４５分と算定し、これがユーザーインターフェイス５０によってディスプレイ５２上の着脱式バッテリアイコン２００のすぐ下に提示される。１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリ２４の充電に関する残り時間を算定し、ユーザーインターフェイス５０はこれを提示できる。別の実施例において、電力管理モジュール１４０は、内蔵バッテリ８０の充電に関する残り時間を算定し、ユーザーインターフェイス５０はこれを提示できる。別の実施例において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の両方の充電に関する合計残り時間を算定し、ユーザーインターフェイス５０は、これを提示できる。別の実施例において、電力管理モジュール１４０は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の各々の充電に関する残り時間を算定し、これをユーザーインターフェイスはディスプレイ５２上で別個に提示できる。

電力管理モジュール１４０は、多様なタイプの推定及び／又は仮定を使用して、制御・電源モジュール１２のバッテリ充電に関する残り時間を算定できる。１つの実施例において、電力管理モジュール１４０は、制御・電源モジュール１２の要素及び埋込みポンプ１４から引き出されるデフォルト公称電力を仮定し、デフォルト所要電力及び着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０に残っている充電量に基づいてバッテリ充電に関する残り時間を算定できる。別の実施例において、電力管理モジュール１４０は、制御・電源モジュール１２の要素及び埋込みポンプ１４によって引き出される電力を追跡し、記憶し、時間の経過に伴い所要電力を平均化できる。電力管理モジュール１４０は、その後、平均所要電力履歴及び着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０に残っている充電量に基づいてバッテリ充電に関する残り時間を算定できる。

再び図５を参照すると、上述の冗長電源構造のほかに、制御・電源モジュール１２の制御装置は、デュアルプロセッサ１３０、１３２及び２つの遠隔計測モジュール１３６、１３８も含む。図５の装置の両方の要素は、冗長的かつ（又は）相補的作動のために構成できる。制御・電源モジュール１２は、一方のプロセッサが不調の際に誤作動から保護し冗長作動できるように、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２を採用できる。さらに、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２は、制御・電源モジュール１２の異なる要素へ電力供給し、装置によって達成される電力管理を改良するように構成できる。この意味で、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２の使用は、電力管理モジュール１４０によって制御できる。モジュールは、上述のように、いくつかの例において、プロセッサ１３０、１３２の一方又は両方及びメモリ１３４として実現できる。

誤作動保護及び冗長性を採用する実施例において、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２は、不調及び／又は故障を検出するために相互に周期的にテストするよう構成できる。第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２の一方が不調又は故障の場合、他方のプロセッサは、不調のプロセッサを運転停止し、不調のプロセッサがそれまで処理していた制御・電源モジュール１２の要素及び／又は埋込みポンプ１４の管理／制御を引き継ぐことができる。さらに、適切に作動している第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２の一方は、プロセッサの誤作動／故障を制御・電源モジュール１２の使用者に警告するためにアラームを発することができる。例えば、適切に作動している第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２の一方は、ユーザーインターフェイス５０のディスプレイ５２を制御して、制御・電源モジュール１２の使用者にメッセージを提示できる。プロセッサは例えばメモリ１３４からメッセージを検索できる。

誤作動保護及び冗長性に加えて、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２は、制御・電源モジュール１２の異なる要素を管理及び制御するように構成でき、２つのうち一方は、埋込みポンプ１４を管理及び制御するように構成できる。図５の実施例において、第一プロセッサ１３０は、メモリ１３４、第一遠隔計測モジュール１３６、電力管理モジュール１４０及びスピーカドライバ１５０に通信可能に接続される。第一プロセッサ１３０に接続されこれに関連付けられた電力管理モジュール１４０は、充電器１４２、パワージャンクション１４６及びパワーブリッジ１４８に通信可能に接続される。従って、図５の実施例において、第一プロセッサ１３０は、デフォルトにより、電力管理モジュール１４０及びパワーブリッジ１４８を介して埋込みポンプ１４を制御及び管理するように構成される。一方、第二プロセッサ１３２は、メモリ１３４、第二遠隔計測モジュール１３８、センサ１５２及びユーザーインターフェイス５０に接続される。従って、制御・電源モジュール１２の制御及び管理は、第一プロセッサ１３０と第二プロセッサ１３２との間で分割される。図５において制御・電源モジュール１２の要素間に示される接続線は、装置内の唯一の接続を表すものではない。例えば、第一プロセッサ１３０が不調又は故障の場合、第二プロセッサ１３２は、電力管理モジュール１４０及びパワーブリッジ１４８を介して埋込みポンプ１４の制御及び管理を引き継ぐ。

埋込みポンプ１４の冗長的作動を可能にするために、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２は、両方とも、他方のプロセッサが不調又は故障の場合にポンプを制御及び管理するように構成される。しかし、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２は、いくつかの実施例において、正確に同じではない。例えば、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２の一方は、他方のプロセッサより所要電力が小さく、制御・電源モジュール１２の着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０に対する電力負荷をさらに減少できる。いずれにしても、第一プロセッサ１３０と第二プロセッサ１３２との間で制御・電源モジュール１２の制御及び管理を分割することによって、使用しない時には装置の要素のいくつかを運転停止することができ、これによって、装置の電子部品の所要電力を著しく減少できる。従って、制御・電源モジュール１２は装置の空間利用率を最大限に上げかつサイズを最小限に抑えるように設計できるが、また、２つのプロセッサは１つのプロセッサより空間と重量が大きくなる可能性があるが、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２を採用することによって、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０のサイズ及びキャパシティを削減するのに充分なほど、所要電力を効果的に削減できる。

１つの実施例において、第一プロセッサ１３０は、パワーブリッジ１４８、第一遠隔計測モジュール１３６、電力管理モジュール１４０及びスピーカドライバ１５０を介して埋込みポンプ１４を制御するように構成される。第二プロセッサ１３２は、ユーザーインターフェイス５０、第二遠隔計測モジュール１３８及びセンサ１５２を制御するように構成される。ただし、制御・電源モジュール１２の要素の少数のみが、全時間又はほとんどの時間、運転を必要とされる。この種の要素は、主に埋込みポンプ１４の作動に影響する又はこれに関係する要素である。従って、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２は、これが制御する要素が使用されない場合には要素の１つ又はそれ以上を運転停止するように構成できる。例えば、第二プロセッサ１３２は、制御・電源モジュール１２のユーザーインターフェイス５０及び第二遠隔計測モジュール１３８が使用されない時、これらの要素を運転停止するように構成できる。さらに、この実施例において、第二プロセッサ１３２は、埋込みポンプ１４に関係する要素又は中断無しに作動しなければならない他の要素を制御しない。従って、第二プロセッサ１３２は、運転停止できる。第二プロセッサ１３２が運転停止される実施例において、第二プロセッサによって制御される要素を作動する必要がある場合、例えば、使用者がユーザーインターフェイス５０の要素上で呼び出す場合、第一プロセッサ１３０は、この行為を検出して第二プロセッサ１３２を起動するように構成できる。さらに、誤作動保護及び冗長性を継続して与えるために、第一プロセッサ１３０は、第二プロセッサを周期的に起動するように構成でき、第二プロセッサは、その後第一プロセッサの不調又は故障をチェックできる。別の実施例において、第二プロセッサ１３２は、第一プロセッサ１３０の誤作動又は故障をテストするために自身で自動的に起動するように構成できる。

第一プロセッサ１３０と第二プロセッサ１３２との間における制御の分割の前記の実施例に従えば、第一プロセッサ１３０は、ポンプ１４並びにスピーカ９０の作動に関するデータをメモリ１３４に記憶しかつ前記データをメモリから検索できる。特に、第一プロセッサ１３０は、例えば、患者２０の心臓３０を流れる血液を押し出すためにポンプ１４を制御するためのパラメータに関する、メモリ１３４に記憶された情報を検索できる。いくつかの実施例において、ポンプ１４は、血液を左心室３６から引き出して大動脈３８へ送るためにポンプを駆動する電気モーターを含むことができる。例えば、ポンプ１４は、メモリ１３４から検索したモーター速度（ＲＰＭ）及び出力範囲（ワットで表される公称出力、高出力、最高出力）を含めたパラメータに基づいて、第一プロセッサ１３０によって制御される任意の数のタイプの三相直流（ＤＣ）又は交流（ＡＣ）モーターを含むことができる。

第一プロセッサ１３０は、ポンプ１４又は着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０を含めて他の装置からフィードバックを受け取り、装置の作動に関するデータをメモリ１３４に記憶することができる。１つの実施例において、第一プロセッサ１３０は、ポンプ１４のモーターの位相に進む電圧レベル及びこの位相において戻る電流を測定する。第一プロセッサ１３０は、ポンプ１４からのこの電圧及び電流情報並びに巻線抵抗及びインダクタンスなどポンプの特性を用いて、ポンプの速度及びトルクを推定できる。第一プロセッサ１３０は、その後、ポンプ１４の速度（これはポンプのトルクを設定する）を設定する制御ループを実行できる。トルク設定は、どの程度の電流を第一プロセッサ１３０がポンプ１４へ送るかを決定する。別の実施例において、第一プロセッサ１３０は、例えば電力管理モジュール１４０の一部として、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の充電レベルを監視し、ユーザーインターフェイス５０を制御して、各バッテリにどの程度の充電が残っているかをディスプレイ５２上で図形的に患者２０に示す。

いくつかの実施例において、制御・電源モジュール１２は、複数のタイプのモーターを含む複数のタイプのポンプを制御できるジェネリックコントローラとして構成される。概して、ＶＡＤの埋込みポンプに採用される多くのモーターは、制御・電源モジュール１２に組み込まれた三相ブリッジを用いて駆動できる。制御・電源モジュール１２の電子部品は、ほぼどのような永久磁石モーターでも駆動して、速度又はトルクのセンサレス制御を与えるように設計できる。例えば台形制御アルゴリズムを含めて、多くの制御アルゴリズムを使用できる。しかし、このようなアルゴリズムのためには、極数、コイル抵抗、コイルインダクタンス並びにトルク及び速度定数など、モーターパラメータに関するいくつかの情報が有効でなければならない。ＶＡＤコントローラは、通常、特定のタイプ又は製造者のモーターに関して作用する１組のモーターパラメータを選択することによって構成される。しかし、本開示において説明する制御・電源モジュール１２の実施例においては、モジュール特に第一プロセッサ１３０は、単一のモーターについてパラメータを最適化するのではなく、モーター全てについて許容できる性能を与える１組のパラメータを選択することによって様々なタイプのモーターを制御するように構成できる。

別の実施例において、制御・電源モジュール１２の第一プロセッサ１３０は、ポンプ１４を駆動するモーターの種類を見つけて、プラグアンドプレイ式の（plug-and-play type）インターフェイスを与える。これによって、制御・電源モジュール１２は、ポンプ１４の制御パラメータを、ポンプを駆動するモーターの特定のタイプに合わせることができる。いくつかの例において、各モータータイプに固有の識別子を割り当てて、第一プロセッサ１３０は、この識別子をポンプ１４に問合せできる。第一プロセッサ１３０は、その後、識別子に関連付けられた１組のモーターパラメータをメモリ１３４から検索できる。別の実施例において、第一プロセッサ１３０は、ケーブル１８によって制御・電源モジュール１２が特定のモーターに接続されたら、メモリに記憶された適応アルゴリズムを実行できる。適応アルゴリズムは、ポンプ１４を駆動するモーターの作動パラメータを測定する。前記の適応アルゴリズムは、モータードライバ及びセンス回路を用いて、直接又は間接的に必要なモーターパラメータを測定できる。

別の実施例において、埋込みポンプ１４の作動に関連する上記の機能の１つ又はそれ以上を第二プロセッサ１３２が実行できる。例えば、第一プロセッサ１３０の不調又は故障の際、第二プロセッサ１３２が埋め込みポンプ１４の制御を引き継ぐように構成できる。

制御・電源モジュール１２のメモリ１３４は、コンピュータ読込み可能な記憶媒体であり、これを使用して、患者２０の心臓３０を補助するポンプ１４の作動に関するデータなど（ただし、これに限定されない）第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２又は別の装置のプロセッサによる実行のための命令を含むデータを記憶できる。いくつかの実施例において、メモリ１３４は、例えばポンプ１４を駆動するために第一プロセッサ１３０によって制御される特定のポンプモーターに固有のポンププログラムを記憶できる。別の実施例において、メモリ１３４は、電力管理モジュール１４０によって実行される電力管理機能に関係するデータを記憶できる。例えば、メモリ１３４は、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の一方又は両方について様々な閾値充電レベルに関連する閾値充電レベルを記憶できる。１つの実施例において、メモリ１３４は、図６の電力管理状態図において採用される閾値低充電及び空充電レベルを記憶する。メモリ１３４は、命令、患者情報、ポンプ又はポンプモーターパラメータ（例えばモーター速度及び出力範囲）、患者及びポンプ作動の履歴、及び別個の物理的メモリモジュールが有利なその他のデータなど他の情報カテゴリを記憶するために別個のメモリを含むことができる。いくつかの実施例において、メモリ１３４に記憶されるデータが、第一プロセッサ１３０又は第二プロセッサ１３２によって実行されると、制御・電源モジュール１２及びポンプ１４は、本開示においてモジュール及びポンプに帰属するとされる機能を果たす。

制御・電源モジュール１２内のプロセッサとして説明される要素、例えば第一プロセッサ１３０、第二プロセッサ１３２又は本開示において説明するその他の装置は、各々、１つ又はそれ以上のマイクロプロセッサなど１つ又はそれ以上のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲート配列（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理回路又はその類似品を、単独で又は任意の適切な組合せで含むことができる。さらに、メモリ１３４及び本開示において説明するその他のコンピュータ読込み可能記憶媒体は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電子的消去プログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスク、磁気媒体、光学媒体又はその他のコンピュータ読込み可能媒体を含めて、様々なタイプの揮発性及び非揮発性メモリを含むことができる。

第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２及びメモリ１３４に加えて、制御・電源モジュール１２は、第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８を含む。概して、第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８は、制御・電源モジュール１２及び患者２０又は臨床医など他の使用者にユーザーインターフェイスを提示するための別個のディスプレイ装置又は例えば埋込み生理学的センサなど患者体内に埋め込まれた装置を含めて他の装置から及びこれらへの無線通信を容易にする。従って、第一プロセッサ１３０及び第二プロセッサ１３２は、制御・電源モジュール１２と他の装置との間で無線通信するために、第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８を制御できる。

制御・電源モジュール１２の第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８並びに本開示において説明する他の装置の遠隔計測モジュールは、他の装置へ無線で情報を送り他の装置から無線で情報を受け取るためのＲＦ通信技術を含めて、様々な無線通信技術を使用するように構成できる。第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８は、例えば、８０２．１１、Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍｐｌａｎｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＭＩＣＳ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ規格、ＩＲＤＡ規格による赤外線（ＩＲ）通信又はその他の規格又は所有権のある遠隔計測プロトコルの１つによるＲＦ通信を採用できる。第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８は、連続的に、周期的に、又はユーザーインターフェイスを介した例えば患者２０など使用者からの要請に応じて、制御・電源モジュール１２へ情報を送り、制御・電源モジュールから情報を受け取ることができる。１つの実施例において、第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８の一方は、制御・電源モジュール１２及びポンプ１４の作動状態並びに着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０の明確な状態を患者２０又は他の使用者に表示するために、例えば液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）などディスプレイを含む別個のユーザーインターフェイス装置と通信する。

上述のように、第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８は、冗長的かつ相補的に作動するように構成できる。冗長性のために、第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８の一方は、制御・電源モジュール１２の一次無線通信モジュールとして作用するのに対して、他方は、一次モジュールが不調又は故障の場合の予備として機能する。別の実施例において、第一遠隔計測モジュール１３６及び第二遠隔計測モジュール１３８は、一緒に作動して、異なるタイプの装置と通信するために異なる無線通信プロトコル又は規格を用いて通信するように構成できる。１つの実施例において、第一遠隔計測モジュール１３６は、８０２．１１規格を使用してＷｉＦｉネットワークを介して周辺機器と通信するように構成され、第二遠隔計測モジュール１３８は、ＭＩＣＳを用いて患者２０体内に埋め込まれた例えば生理学的センサなど埋込み装置と通信するように構成される。

制御・電源モジュール１２の１つの実施例において、電力は、着脱式バッテリ２４又は内蔵バッテリ８０から、例えばスイッチを介して、ドライバ１５０及びスピーカ９０へ未調整で送ることができる。しかし、スピーカ９０などの要素の作動と異なり、電力管理モジュール１４０は、パワーブリッジ１４８を用いて、着脱式バッテリ２４又は内蔵バッテリ８０からコネクタ２６及びケーブル１８を通過してポンプ１４へ送られる電力を管理できる。１つの実施例において、電力管理モジュール１４０はパワーブリッジ１４８を制御でき、パワーブリッジは、例えば出力測定、出力調整、ブリッジング（波形形成）、熱的及び電気的過負荷の検出及び保護を含めてポンプ１４のモーターを駆動するための電力を適切かつ安全に送るための回路網、及びポンプ１４から送り返される信号を受け取りこれを例えば第一プロセッサ１３０へ送るためのフィードバック回路網を含むことができる。

図１１は、パワージャンクション１４６の回路網をさらに詳細に図解する回路図である。図１１に示すように、パワージャンクション１４６は、全体を５００として示すパワーマルチプレクサ回路網及び全体を５０２として示す充電器スイッチ回路網を含む。下にさらに詳細に説明するように、パワーマルチプレクサ回路網５００は、数個の電源すなわち電源アダプタ、着脱式バッテリ２４及び内蔵バッテリ８０からの電力を結合して、単一の電源から例えば埋込みポンプ１４のモーターへ電力を送れるようにする。

本開示に従って、パワーマルチプレクサ回路網５００は、電源すなわち電源アダプタ、着脱式バッテリ及び内蔵バッテリの間の最高電圧を選択してポンプモーターへ電力供給できるように設計される。図１１に示すように、アダプタ電圧レール５０４はショットキーダイオード５０６に接続され、着脱式バッテリ電圧レールは、ＦＥＴ５１０に接続され、内蔵バッテリ電圧レール５１２はＦＥＴ５１４に接続される。ダイオード５０６のカソードとＦＥＴ５１０のドレインは充電器センスレジスタ５１６の第一端子で接続され、ＦＥＴ５１４のドレインはセンスレジスタ５１６の第二端子に接続される。ＦＥＴ５１０、５１４は各々、ＦＥＴ５１０、５１４をピーク効率で作動し続けるように、ＦＥＴコントローラ、すなわち、それぞれＦＥＴコントローラ５１８、５２０によって制御される。ＦＥＴ５１０、５１４を制御するために使用できるＦＥＴコントローラの１つの例は、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒから入手できるＬＭ５０５０−２である。

ＦＥＴ５１８、５２０は各々、理想ダイオードのように作動することによって、３つの“ＯＲ”−ｉｎｇダイオードを効果的に創生する。３つの電圧レールすなわちアダプタ電圧レール５０４、着脱式バッテリ電圧レール５０８及び内蔵バッテリ電圧レール５１２のうち最高のものが、３つの間の共通ノードすなわちセンスレジスタ５１６に現れる。例えば、着脱式バッテリ電圧レール５０８及び内蔵バッテリ電圧レールは、各々１６.８ボルト（Ｖ）の最高電圧を有し、アダプタ電圧レール５０４は１８Ｖの最高電圧を持つ。アダプタが制御・電源モジュール例えば制御・電源モジュール１２に接続されると常に、アダプタ電圧が、モーターバス５２２（ポンプに対する未調整高電圧レール）を介してポンプモーターへ電力供給するための電圧として選択される。つまり、アダプタ電圧レール５０４は、ショットキーダイオード５０６によって約０．２〜０.３Ｖ低下されて、約１７.７〜１７.８Ｖとなり、着脱式バッテリ電圧レール５０８及び内蔵バッテリ電圧レール５１２は、ＦＥＴ５１０、５１４の理想ダイオード電圧降下（０.６Ｖ〜０.７Ｖ）によって約１６.１Ｖ〜１６.２Ｖの電圧に低下する。アダプタ電圧（ＡＣあるいはＤＣ）は、着脱式バッテリ又は内蔵バッテリの電圧より高くなるように設計されるので、パワーマルチプレクサ回路網５００は、モーターバス５２２への電源として自動的にアダプタをデフォルトで選択する。

さらにパワーマルチプレクサ回路網５００を参照すると、内蔵バッテリ電圧レール５１２は、ＦＥＴ５２４にも接続される。ＦＥＴ５２４は、スイッチとして作用し、パワーマルチプレクサ回路網５００の中に含まれて、内蔵バッテリを接続及び切断できるようにする。さらに、ＦＥＴ５２４がなければ、内蔵バッテリと着脱式バッテリは同じ電圧レベルでドレイン（drain）することになる。

図１１のＦＥＴ５２４の左に、ＦＥＴ５２４の作動を制御するために論理回路網が含まれる。概して、着脱式バッテリ電圧レール（５２６で図示）はコンパレータ５２８へ送られる。コンパレータは１.２５Ｖの内部基準電圧を含む。コンパレータ５２８の出力は、２つの内蔵バッテリ信号５３２、５３４と一緒に３入力ＯＲ−ＡＮＤゲート５３０へ送られる。特に、コンパレータ５２８の出力は、ポンププロセッサ例えば図５の制御・電源モジュール１２の第一プロセッサ１３０からの内蔵バッテリ信号５３２と一緒にＯＲ−ＡＮＤゲート５３０のＯＲ部へ送られ、ＵＩプロセッサ例えば図５の制御・電源モジュール１２の第二プロセッサ１３２からの内蔵バッテリ信号５３４は、ＯＲ部の出力と一緒にＯＲ−ＡＮＤゲート５３０のＡＮＤ部へ送られる。このように、ＦＥＴ５２４の作動従って内蔵バッテリが制御・電源モジュールに接続されるか否かを、制御できる（インバータゲート５３６及びＦＥＴ５３８を介して）。例えば、安全機構として、着脱式バッテリ電圧がない場合、システムがＦＥＴ５２４を遮断するためには（従って内蔵バッテリを回路及び制御・電源モジュールから切断するために）、ポンププロセッサ及びＵＩプロセッサの両方が合意して制御信号を発しなければならない。

別の安全機構として、着脱式バッテリ電圧の急激な低下は、ＦＥＴ５２４をＯＮにし、それによって内蔵バッテリを制御・電源モジュールに接続する。特に、コンパレータ５２８は、着脱式バッテリ電圧をその内部基準と比較して、出力例えば論理的低をＯＲ−ＡＮＤゲート５３０のＯＲ部へ与える。ＯＲ部の出力は内部バッテリ信号５３４例えば論理的低と一緒にＯＲ−ＡＮＤゲート５３０のＡＮＤ部へ送られる。ＡＮＤ部は、その後インバータゲート５３６及びＦＥＴ５３８を介してＦＥＴ５２４をオンにし、それによって内部バッテリを制御・電源モジュールに接続する。

別の実施例において、負荷需要に基づいてＦＥＴ５２４を自動的に制御できる。例えば、始動時に、ポンプモーターは、例えば突入電流のために、定常状態の時より多くの電力を引き出す可能性がある。上述の技法を用いて、パワーマルチプレクサ回路網５００は、ポンプモーターが定常状態に達するまで着脱式バッテリからより出力密度の高い内蔵バッテリへ自動的に切り替えることができる。作動時に、着脱式バッテリが負荷に耐えられない場合、着脱式バッテリ電圧レール５２６は、一時的に崩壊し、その結果、コンパレータ５２８を起動し、それによってＦＥＴ５２４をオンにして、内蔵バッテリ電圧レール５０８をモーターバス５２２に接続する。

いくつかの実施例において、ポンププロセッサは、明白な制御信号を出力することによってポンプ始動時にＦＥＴ５２４を制御できる。着脱式バッテリ電圧が一時的に下落できるようにすると不要な熱を発生する可能性があるので、始動時にポンププロセッサがＦＥＴ５２４を制御することが望ましいかも知れない。始動の他に、生理学的状態がポンプモーターをより過酷に作動させて負荷を増大する可能性がある。例えば、一部の投薬は血液を濃くする結果を生じ、重い物を持ち上げるなどの活動は血管収縮を生じる可能性がある。いずれの場合にも、ポンプは、より激しく作動する必要があり、その結果として電源からより多くの電力が引き出される。上述の技法を用いて、代替電源を使用して、ポンプモーターからの需要増大に対処できる。

電力を節約するために、使用されていない時にはＵＩプロセッサを遮断するように構成できることが分かるはずである。ＵＩプロセッサは、周期的に例えば１秒ごとに起動して、ポンププロセッサが適切に作動していることを確認でき、これによってクロスチェック機能を与えることができる。いくつかの実施例において、ＵＩプロセッサは、例えばシリアル周辺インターフェイス（ＳＰＩ）バスを介して、ポンププロセッサへ信号を送って、予測可能な応答を受け取る。さらに、ＵＩプロセッサは、ポンプ速度を測定してポンププロセッサが故障していないことを確認する。従って、ポンプフィードバック制御の一部として、ポンププロセッサがポンプの速度を測定するだけでなく、ＵＩプロセッサもポンプ速度を測定して、システムに冗長性の機構を与える。

図１２は、充電器１４２（図５）の回路網をより詳細に図解する回路図である。図１２において、充電器回路網６００は、バッテリ充電器６０２を介して、動的な電力管理を提供して、システムがより多くの電力を要求する場合、システムが電力を欠乏しないように、バッテリへより少ない電力を提供する。本開示の技法を使用して、充電器回路網６００は、システムが電力を引き出す源となるバッテリに基づいて電力系統の限界を変更できる。

上述のように、また図１１に示すように、外部電源すなわちアダプタ、及び着脱式バッテリは両方ともセンスレジスタ５１６に接続される。バッテリ充電器６０２は、どれだけの電力がシステムに入って来ているかを測定し、バッテリ充電器６０２は、充電器が充電時に着脱式バッテリにどれだけの電力を提供しているかを知っている。動的電力管理を用いて、充電器回路網６００は、充電時にバッテリにより小さい電力を提供してシステムが電力に困窮しないようにするために、システムが電力を引き出す源となるバッテリに基づき電力系統の限界を変更できる。電力系統の限界は、システムが必要とする電力量であり、本開示に従えばこの限界は設定可能である。特に、充電器回路網６００は、ＦＥＴ６０４及び全体を６０６として図示するレジスタディバイダ回路網を含む。システムが必要とする電力がより多いか少ないかに基づいて、ポンププロセッサはＦＥＴ６０４を制御してＯＮ又はＯＦＦにし、それによって、レジスタディバイダ回路網６０６の脚（leg）のイン又はアウトを切り替える。いくつかの実施例において、電力系統の限界は、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）出力を介して制御できる。

さらに、本開示に従って、センスレジスタ５１６（図１１）は、外部電源すなわちアダプタ及び着脱式バッテリに接続され、内蔵バッテリには接続されない。設計によりシステムは内蔵バッテリから充電されないので、センスレジスタ５１６は、内蔵バッテリに接続する必要がない。

さらに、充電器回路網６００は、安全のためにリセット可能フューズ６０６を含む。いくつかの実施例において、リセット可能フューズ６０６を充電器回路基板に含めることができることが分かるはずである。

再び図１１を参照すると、充電器スイッチ回路網５０２は、充電器から電力を受けるのが内蔵バッテリであるか着脱式バッテリであるかを制御するフェイルセーフ手段を与えて、システムが単一の充電器回路を使用できるようにする。充電器スイッチ回路網５０２は、ＦＥＴ及び論理回路網の組合せを含み、論理回路網は、どちらのバッテリが充電するかをポンププロセッサが選択できるようにする。論理回路網は、内蔵バッテリと着脱式バッテリの間の短絡の可能性を排除する。

充電器スイッチ回路網５０２において、ポンププロセッサは、２つの制御信号、すなわち内蔵バッテリスイッチ信号６０８及び着脱式バッテリスイッチ信号６１０をＥｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲゲート６１２へ与える。排他的Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲゲート６１２の出力は、全体を６１４として図示する二重２入力Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ＡＮＤゲートの各ＡＮＤゲートの１つの入力へ送られる。二重２入力ＡＮＤゲート６１４のＡＮＤゲートの他の２つの入力は、内蔵バッテリスイッチ信号６０８及び着脱式バッテリスイッチ信号６１０によって供給される。特に、内蔵バッテリスイッチ信号６０８は、ＡＮＤゲート６１６の入力へ供給され、着脱式バッテリスイッチ信号６１０はＡＮＤゲート６１８の入力へ供給される。ＡＮＤゲート６１６の出力はＦＥＴ６２０をオンにし、これにより内蔵バッテリはＦＥＴ６２４及び６２６を介して充電を開始する。ＡＮＤゲート６１８の出力はＦＥＴ６２２をオンにし、これにより、着脱式バッテリはＦＥＴ６２８及び６３０を介して充電を開始する。

１つの実施例において、内蔵バッテリスイッチ信号６０８が論理レベル低でありかつ着脱式バッテリスイッチ信号６１０が論理レベル高である場合、着脱式バッテリは充電を開始し、内蔵バッテリスイッチ信号６０８が論理レベル高でありかつ着脱式バッテリスイッチ信号６１０が論理レベル低である場合、内蔵バッテリが充電を開始する。内蔵バッテリスイッチ信号６０８及び着脱式バッテリスイッチ信号６１０が同じ論理レベル（低又は高）である場合、いずれのバッテリも充電しない。

図１３Ａ及び１３Ｂは、それぞれ、本開示による制御・電源モジュール例えば図２Ａ〜４Ｂの制御・電源モジュール１２に使用するための着脱式バッテリ２４及びバッテリ解除ラッチ７００の平面図及び立面図である。図１３Ａには１つのバッテリ解除ラッチ７００しか図示しないが、２つのラッチが係合して、着脱式バッテリ２４を解除できるように、第二の同様の構造のバッテリ解除ラッチを制御・電源モジュールの反対側に配置できる。図１３Ａ及び１３Ｂの実施例において、バッテリ解除ラッチ７００は、プッシュボタン７０２と、キャッチ７０４と、回動心７０６と、スプリングリターン７０８とを含む。着脱式バッテリ２４は、バッテリ解除ラッチ７００のキャッチ７０４と係合して制御・電源モジュール１２のハウジング２２の中にバッテリをロックするように構成されたストッパ７１０を含む。

図１３Ａ及び１３Ｂにおいて、バッテリ解除ラッチ７００のプッシュボタン７０２及びキャッチ７０４は、接続されて、回動心７０６の周りを回動する。キャッチ７０４が回動心７０６の周りで回動して着脱式バッテリ２４のストッパ７１０と係合するように、スプリングリターン７０８は、プッシュボタン７０２と当接しこれに係合して、バッテリ解除ラッチ７００を付勢するように配置される。着脱式バッテリ２４を外す際、使用者は、プッシュボタン７０２を押して、プッシュボタン７０２及びキャッチ７０４を回動心７０６の周りで回動させて、キャッチ７０４を着脱式バッテリ２４のストッパ７１０との係合から外すことができる。着脱式バッテリ２４は、バッテリ解除ラッチ７００を外した後使用者が手で取り外すか、又は制御・電源モジュール１２は、ラッチがバッテリと係合しなくなったら少なくとも部分的にバッテリをハウジング２２から射出する自動エジェクト機構を含むことができる。

図１４Ａ及び１４Ｂは、それぞれ、本開示による制御・電源モジュール例えば図２Ａ〜４Ｂの制御・電源モジュール１２に使用するための着脱式バッテリ２４及び別のタイプのバッテリ解除ラッチ８００の透視平面図及び立面図である。図１４Ｃ及び１４Ｄは、バッテリ解除ラッチ８００の２つの異なる実施例を図解する、図１４Ａの線Ａ−Ａに沿って見た断面図である。図１４Ａ〜１４Ｄにおいては、１つしかバッテリ解除ラッチ８００を図示しないが、２つのラッチが係合して着脱式バッテリ２４を解除できるように、制御・電源モジュールの反対側に第二の同様の構成のバッテリ解除ラッチを配置できる。図１４Ａ及び１４Ｂにおいて、バッテリ解除ラッチ８００は、着脱式バッテリ２４と一体的であり、Ｘ軸（図１４Ａにおいて水平）又はＹ軸（図１４Ａ及び１４Ｂにおいて垂直）の周りで回動できるプッシュボタンを備える。図１４Ｃ及び１４Ｄに図解する実施例は、Ｙ軸の周りを回動するように構成されたプッシュボタンを含む。しかし、他の実施例において、バッテリ解除ラッチは、図１４Ｃ及び１４Ｄの実施例に従ってＸ軸の周りで回動するプッシュボタンを持つように構成できる。

図１４Ｃの実施例において、着脱式バッテリ２４と一体的なバッテリ解除ラッチ８００Ａは、プッシュボタン８０２と、キャッチ８０４と、弾性タブ８０６とを含む。ハウジング２２は、バッテリ解除ラッチ８００Ａのキャッチ８０４と係合して、バッテリを制御・電源モジュールのハウジング２２の中にロックするように構成されたストッパ８０８を含む。バッテリ解除ラッチ８００Ａのプッシュボタン８０２及びキャッチ８０４は弾性タブ８０６において回転するように構成される。弾性タブ８０６は、１つの実施例において、バッテリ解除ラッチ８００Ａを付勢する弾性材料から形成でき、キャッチ８０４は、弾性タブ８０６の周りを回動してハウジング２２のストッパ８０８に係合する。着脱式バッテリ２４を外す際、使用者は、プッシュボタン８０２を押して、弾性タブ８０６を屈曲させることができる。これにより、キャッチ８０４がハウジング２２のストッパ８０８との係合から外れるように、プッシュボタン８０２及びキャッチ８０４は弾性タブ８０６の周りで回動できる。着脱式バッテリ２４は、バッテリ解除ラッチ８００Ａを外した後使用者が手で取り外すか、又は制御・電源モジュール１２は、ラッチがバッテリと係合しなくなったら少なくとも部分的にバッテリをハウジング２２から射出する自動エジェクト機構を含むことができる。

図１４Ｄの実施例において、着脱式バッテリ２４と一体的なバッテリ解除ラッチ８００Ｂは、プッシュボタン８０２と、キャッチ８０４と、回動心８１０と、スプリングリターン８１２とを含む。この実施例において、バッテリ解除ラッチ８００Ａのプッシュボタン８０２及びキャッチ８０４は、回動心８１０の周りで回転するように構成される。キャッチ８０４が回動心８１０の周りで回動してハウジング２２のストッパ８０８と係合するように、スプリングリターン８１２は、プッシュボタン８０２と当接しこれと係合して、バッテリ解除ラッチ８００Ａを付勢するように構成される。着脱式バッテリ２４を外す際、使用者は、プッシュボタン８０２を押して、スプリングリターン８１２を圧縮し、プッシュボタン８０２及びキャッチ７８０４を回動心７０６８１０の周りで回動させて、キャッチ７８０４をハウジング２２のストッパ７１０８との係合から外すことができる。着脱式バッテリ２４は、バッテリ解除ラッチ８００Ｂを外した後使用者が手で取り外すか、又は制御・電源モジュールは、ラッチがバッテリと係合しなくなったら少なくとも部分的にバッテリをハウジング２２から射出する自動エジェクト機構を含むことができる。

以上の実施例は、ＶＡＤにおいて採用される制御・電源モジュールに関係する多数の概念を開示する。開示する実施例は、いくつかの例において、制御・電源モジュール又はその他のＶＡＤ要素の特定の物理的及び／又は論理的実施形態に関して説明されるが、明確に説明される以外の組合せが可能性である。例えば、図１〜１０Ｂに図解され、図１〜１０Ｂの制御・電源モジュールを参照して説明される１つの着脱式バッテリ及び１つの内蔵バッテリを持つ設計は、２０１０年３月５日に提出された米国仮出願第６１／３１１０７８号「機械的循環補助システムのための携帯用コントローラ及び電源」（参照により本明細書に組み込まれる）において開示されるような蝶番式ハウジング設計において実現できる。同様に、図１〜１０Ｂの設計は、着脱式バッテリ及び内蔵バッテリの設計に関連して説明されるが、２つの着脱式バッテリを持つ制御・電源モジュールとして実現できる。

ＶＡＤの制御電子部品によって実行される機能に関して本開示において説明する技法は、少なくとも部分的に、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はその任意の組合せ体において実現できる。例えば、説明される技法の様々な形態は、１つ又はそれ以上のマイクロプロセッサを含めて１つ又はそれ以上のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲート配列（ＦＰＧＡ）又は他の同等の集積又は離散的論理回路並びに前記の要素の任意の組合せ内部で実現できる。「プロセッサ」又は「プロセッサ回路網」と言う用語は、概して、上記の論理回路網のいずれかを、単独で又は他の論理回路網と組み合わせて、又は他の同等の回路網を意味することができる。ハードウェアを備える制御ユニットも、本開示の技法の１つ又はそれ以上を実施できる。

前記のハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアは、本開示において説明する様々な作動及び機能を支援するために同一の装置内又は別個の装置内で実現できる。さらに、説明するユニット、モジュール又は要素のいずれも、一緒に、又は離散的であるが相互作動可能な論理デバイスとして別個に、実現できる。異なる機構をモジュール又はユニットとして説明するのは、異なる機能面を強調するためであり、必ずしも前記のモジュール又はユニットを別個のハードウェア又はソフトウェア要素によって実現しなければならないことを意味しない。１つ又はそれ以上のモジュール又はユニットと関連付けられる機能性は、別個のハードウェア又はソフトウェア要素によって実施されるか、又は共通の又は別個のハードウェア又はソフトウェア要素の中に組み込める。

本開示において説明するいくつかの技法は、コンピュータ読込み可能な記憶媒体など命令を含むコンピュータ読込み可能な媒体において組み込み又はコード化できる。コンピュータ読込み可能な媒体に組み込まれた又はコード化された命令は、例えば命令が実行される時、プログラマブルプロセッサ又は他のプロセッサに方法を実施させることができる。コンピュータ読込み可能記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電子的消去プログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスク、磁気媒体、光学媒体又はその他のコンピュータ読込み可能媒体を含むことができる。

以上、様々な実施例について説明した。これらの及びその他の実施例は、以下の特許請求の範囲内にある。

Claims (60)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに取外し可能に接続された第一電源と、
   前記ハウジング内に配置された第二電源と、
   前記ハウジング内に配置され、前記第一電源又は前記第二電源の少なくとも一方によって電力供給され、かつ埋込みポンプを制御するように構成された制御電子部品と、を備える、機械的循環補助（ＭＣＳ）システムのための携帯用外部装置。
2. 前記第一電源が、約４時間〜約１２時間の間再充電なしで作動するように構成された第一充電式バッテリを備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記第一充電式バッテリが約８時間に等しい時間再充電なしで作動するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記第二電源が、約１５分〜約２時間の間再充電なしで作動するように構成された第二充電式バッテリを備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 前記第二充電式バッテリがほぼ１時間に等しい時間再充電なしで作動するように構成されることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記ハウジングが約６０ミリ〜約９０ミリメートルの幅、約１００ミリ〜約１４０ミリメートルの長さ及び約２０ミリ〜約４０ミリメートルの厚みを持つことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
7. 前記ハウジングが約１２０立方センチ〜約５０４立方センチメートルの体積を持つことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
8. 前記携帯用外部装置が約０.２５キロ〜約１.０キログラムの重量を持つことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
9. さらに、前記ハウジングからの取外しのために前記第一電源を解除するように構成されたラッチを備え、前記ラッチが、少なくとも２つの独立した動作によって前記ハウジングからの取外しのために前記第一電源を解除するために作動されるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
10. 前記ラッチが２つのプッシュボタンを備え、前記プッシュボタンの各々が、前記ハウジングからの前記第一電源の取外しを阻止するロック位置へ付勢され、かつ前記プッシュボタンの両方が、前記ハウジングからの取外しのために前記第一電源を解除するために同時にロック解除位置へ押されるように構成されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記２つのプッシュボタンが相互にほぼ反対方向に押されるように構成されるように、前記２つのプッシュボタンが前記ハウジングの対向する側面に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 前記ラッチが、溝と、前記ハウジングからの前記第一電源の取外しを阻止するロック位置へ前記溝の第一端に向って付勢されたポストとを備え、かつ前記ポストが、前記ハウジングからの取外しのために前記第一電源を解除するロック解除位置へ前記溝の第二端へ向って少なくとも２つの方向へ押されるように構成されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
13. 前記第一電源及び前記第二電源の各々が前記埋込みポンプに電力供給するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
14. 前記制御電子部品によって消費される電力対前記埋込みポンプによって消費される電力の比率が約１／１００〜約４／２０であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
15. 前記制御電子部品によって消費される電力対前記埋込みポンプによって消費される電力の比率が約４／２０に等しいことを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
16. 前記制御電子部品によって消費される電力対前記埋込みポンプによって消費される電力の比率が約１／１００に等しいことを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
17. 前記第一電源及び前記第二電源の一方が、エネルギー密度の高い電源を備え、前記第一電源及び前記第二電源の他方が出力密度の高い電源を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
18. 前記エネルギー密度の高い電源及び前記出力密度の高い電源の各々が、前記埋込みポンプへ電力供給するように構成されることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
19. 前記エネルギー密度の高い電源がリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）又はニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）充電式バッテリを備えることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
20. 前記出力密度の高い電源がリチウムポリマー（Ｌｉｐｏｌｙ）充電式バッテリを備えることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
21. 前記エネルギー密度の高い電源が、約４５５ワット時／リットル〜約６００ワット時／リットルのエネルギー密度を持つことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
22. 前記出力密度の高い電源が約７００ワット／リットル〜約６キロワット／リットルの出力密度を持つことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
23. 前記制御電子部品が２つのプロセッサを備え、前記２つのプロセッサの各々が、前記第一電源、前記第二電源、前記埋込みポンプ又は前記制御電子部品の１つ又はそれ以上の要素の少なくとも１つを制御するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
24. さらに、１つ又はそれ以上の可聴音を発するために前記制御電子部品によって制御された少なくとも１つの圧電スピーカを備える、請求項１に記載の装置。
25. さらに、第一無線通信技術に従って前記携帯用外部装置と１つ又はそれ以上の他の装置との間で情報を通信するように構成された第一遠隔計測モジュールを備える、請求項１に記載の装置。
26. さらに、第二無線通信技術に従って前記携帯用外部装置と１つ又はそれ以上の他の装置との間で情報を通信するように構成された第二遠隔計測モジュールを備える、請求項２６に記載の装置。
27. 前記第一無線通信プロトコルが前記第二無線通信技術と異なることを特徴とする、請求項２７に記載の装置。
28. さらに、使用者の入力を受け取るように構成された容量性センサを備えるユーザーインターフェイスを備える、請求項１に記載の装置。
29. さらに、前記容量性センサが中に配置される凹部を備える、請求項２９に記載の装置。
30. 前記制御電子部品によって消費される電力が約０.２５〜約１.２５ワットであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
31. 埋込みポンプと、
    携帯用外部装置であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングに取外し可能に接続された第一電源と、
    前記ハウジング内に配置された第二電源と、
    前記ハウジング内に配置され、前記第一電源又は前記第二電源の少なくとも一方によって電力供給され、かつ埋込みポンプを制御するように構成された制御電子部品と、を備える、携帯用外部装置と、を備える、機械的循環補助（ＭＣＳ）システム。
32. 前記第一電源が、約４時間〜約１２時間の間再充電なしで作動するように構成された第一充電式バッテリを備えることを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
33. 前記第一充電式バッテリが約８時間に等しい時間再充電なしで作動するように構成されることを特徴とする、請求項３３に記載のシステム。
34. 前記第二電源が、約１５分〜約２時間の間再充電なしで作動するように構成された第二充電式バッテリを備えることを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
35. 前記第二充電式バッテリがほぼ１時間に等しい時間再充電なしで作動するように構成されることを特徴とする、請求項３５に記載のシステム。
36. 前記ハウジングが約６０ミリ〜約９０ミリメートルの幅、約１００ミリ〜約１４０ミリメートルの長さ及び約２０ミリ〜約４０ミリメートルの厚みを持つことを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
37. 前記ハウジングが約１２０立方センチ〜約５０４立方センチメートルの体積を持つことを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
38. 前記携帯用外部装置が約０.２５キロ〜約１.０キログラムの重量を持つことを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
39. さらに、前記ハウジングからの取外しのために前記第一電源を解除するように構成されたラッチを備え、前記ラッチが、少なくとも２つの独立した動作によって前記ハウジングからの取外しのために前記第一電源を解除するために作動されるように構成されることを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
40. 前記ラッチが２つのプッシュボタンを備え、前記プッシュボタンの各々が、前記ハウジングからの前記第一電源の取外しを阻止するロック位置へ付勢され、かつ前記プッシュボタンの両方が、前記ハウジングからの取外しのために前記第一電源を解除するために同時にロック解除位置へ押されるように構成されることを特徴とする、請求項４０に記載のシステム。
41. 前記２つのプッシュボタンが相互にほぼ反対方向に押されるように構成されるように、前記２つのプッシュボタンが前記ハウジングの対向する側面に配置されることを特徴とする、請求項４１に記載のシステム。
42. 前記ラッチが、溝と、前記ハウジングからの前記第一電源の取外しを阻止するロック位置へ前記溝の第一端に向って付勢されたポストとを備え、かつ前記ポストが、前記ハウジングからの取外しのために前記第一電源を解除するロック解除位置へ前記溝の第二端へ向って少なくとも２つの方向へ押されるように構成されることを特徴とする、請求項４０に記載のシステム。
43. 前記第一電源及び前記第二電源の各々が前記埋込みポンプに電力供給するように構成されることを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
44. 前記制御電子部品によって消費される電力対前記埋込みポンプによって消費される電力の比率が約１／１００〜約４／２０であることを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
45. 前記制御電子部品によって消費される電力対前記埋込みポンプによって消費される電力の比率が約４／２０に等しいことを特徴とする、請求項４５に記載のシステム。
46. 前記制御電子部品によって消費される電力対前記埋込みポンプによって消費される電力の比率が約１／１００に等しいことを特徴とする、請求項４５に記載のシステム。
47. 前記第一電源及び前記第二電源の一方が、エネルギー密度の高い電源を備え、前記第一電源及び前記第二電源の他方が出力密度の高い電源を備えることを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
48. 前記エネルギー密度の高い電源及び前記出力密度の高い電源の各々が、前記埋込みポンプへ電力供給するように構成されることを特徴とする、請求項４８に記載のシステム。
49. 前記エネルギー密度の高い電源がリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）又はニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）充電式バッテリを備えることを特徴とする、請求項４８に記載のシステム。
50. 前記出力密度の高い電源がリチウムポリマー（Ｌｉｐｏｌｙ）充電式バッテリを備えることを特徴とする、請求項４８に記載のシステム。
51. 前記エネルギー密度の高い電源が、約４５５ワット時／リットル〜約６００ワット時／リットルのエネルギー密度を持つことを特徴とする、請求項４８に記載のシステム。
52. 前記出力密度の高い電源が約７００ワット／リットル〜約６キロワット／リットルの出力密度を持つことを特徴とする、請求項４８に記載のシステム。
53. 前記制御電子部品が２つのプロセッサを備え、前記２つのプロセッサの各々が、前記第一電源、前記第二電源、前記埋込みポンプ又は前記制御電子部品の１つ又はそれ以上の要素の少なくとも１つを制御するように構成されることを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。
54. さらに、１つ又はそれ以上の可聴音を発するために前記制御電子部品によって制御された少なくとも１つの圧電スピーカを備える、請求項３２に記載のシステム。
55. さらに、第一無線通信技術に従って前記携帯用外部装置と１つ又はそれ以上の他の装置との間で情報を通信するように構成された第一遠隔計測モジュールを備える、請求項３２に記載のシステム。
56. さらに、第二無線通信技術に従って前記携帯用外部装置と１つ又はそれ以上の他の装置との間で情報を通信するように構成された第二遠隔計測モジュールを備える、請求項５７に記載のシステム。
57. 前記第一無線通信プロトコルが前記第二無線通信技術と異なることを特徴とする、請求項５７に記載のシステム。
58. さらに、使用者の入力を受け取るように構成された容量性センサを備えるユーザーインターフェイスを備える、請求項３２に記載のシステム。
59. さらに、前記容量性センサが中に配置される凹部を備える、請求項６０に記載のシステム。
60. 前記制御電子部品によって消費される電力が約０.２５〜約１.２５ワットであることを特徴とする、請求項３２に記載のシステム。

Images