流體控制系統(tǒng)和一次性組件的制作方法
【專利摘要】一種用于藥物流體的受控輸送的系統(tǒng)包括流體路徑組件。流體路徑組件具有被接收在流體路徑內(nèi)的在線流動傳感器元件，所述在線流動傳感器元件可響應(yīng)于在流體路徑中的流體流動而運動。流動控制裝置被可去除地附裝到流體路徑組件并且具有用于感測流體路徑中的在線流動傳感器元件的位置的傳感器，在線流動傳感器元件的位置由計算出的第二流體流速表示。流體路徑組件包括可變流阻器，所述可變流阻器是可調(diào)節(jié)的，以調(diào)整在流體路徑組件中的流體流動的速率。當(dāng)流動控制裝置附裝到流體路徑組件時，附裝到流動控制裝置的驅(qū)動機構(gòu)被可操作地聯(lián)接到可變流阻器。
【專利說明】
流體控制系統(tǒng)和一次性組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及靜脈輸注治療。更具體地，本公開涉及一種系統(tǒng)、該系統(tǒng)的部件以及與該系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的方法，所述方法用于組織流體流動以用于需要適應(yīng)較廣范圍的流速、較寬范圍的輸入壓力和輸出壓力以及較寬范圍的輸送流體粘度的應(yīng)用，例如，對于靜脈(IV)輸注治療所看到的那些。
【背景技術(shù)】
[0002]按照慣例地，保健服務(wù)提供者對于靜脈輸注已經(jīng)具有三個技術(shù)選項。許多靜脈輸注通過基于操作員對形成在與流體流動一致的室內(nèi)的滴速的觀察手動地調(diào)整流體源和患者之間的流動路徑中的阻力而被控制?？梢越柚摲椒刂频牧魉俜秶艿捷^大的且固定大小的液滴和由人類操作者準(zhǔn)確計算流速的較低可靠性限制。該方法由于以下事實而具有嚴(yán)重的缺陷，即，所述事實為該方法需要人類觀察者維持準(zhǔn)確的且一致的流速。在許多情況下，缺乏受過訓(xùn)練的人類觀察者。該手動方法也缺乏電子記錄和傳達輸注結(jié)果的重要能力。
[0003]較少量的輸注通過在固定量的壓力和固定的阻力下使用固定體積的液體而被控制，以便提供固定的流速。不幸地，固定的流速和固定的流體體積不提供對于大部分輸注所需要的靈活性。與手動輸注類似，該方法不提供電子記錄輸注結(jié)果的機會。
[0004]因為強烈需要更加精確的流速控制、流體體積的靈活性以及期望保持跟蹤流動信息，許多輸注使用正排量流體栗而被控制。這些較大體積的正排量裝置通常是蠕動類型的或往復(fù)活塞類型的。這兩種類型的正排量裝置付出了復(fù)雜性、尺寸、重量、有限的電池壽命和顯著的財務(wù)成本的代價。早期版本的正排量栗對于患者而言產(chǎn)生了已知為“失控的輸注”的新危險，其中當(dāng)在栗上的門或其它牽制機構(gòu)被釋放時高度受控的流體流動突然地不受控制。響應(yīng)于該不期望的特征，栗隨后需要包含有“流動停止”機構(gòu)，以便如果從流動控制裝置去除流體管材則流速將完全地停止。不幸地，流動的中止有時由于流動突然增加而對于患者是危險的。積極的栗送系統(tǒng)的另一個意外結(jié)果是具有將致命量的空氣輸注給患者的可能性。該可能性在低壓重力輸注下是不存在的。結(jié)果，正排量栗已經(jīng)包含有空氣檢測系統(tǒng)以防止該危險，但是這些報警系統(tǒng)是非常明顯的誤報警的源，導(dǎo)致操作員低效率和病人焦慮。
[0005]本公開認(rèn)識到在低壓輸注中所固有的安全優(yōu)勢、準(zhǔn)確地控制流動的需要以及具有電子可用的輸注數(shù)據(jù)的現(xiàn)代醫(yī)療保健環(huán)境的必然性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開涉及一種醫(yī)療流體施用設(shè)備和用于使用該設(shè)備的方法，所述醫(yī)療流體施用設(shè)備包括流體路徑組件和流動控制裝置，其中，流過流體流動系統(tǒng)的流體經(jīng)由與低壓氣動栗元件組合的、基于在線壓力的阻力的閉環(huán)準(zhǔn)靜態(tài)調(diào)整而被控制。該基于傳感器的輸注平臺(SIP)利用無線通信到網(wǎng)絡(luò)以維持裝置軟件和數(shù)據(jù)集完整性，廣播警報，并且記錄輸注狀態(tài)?目息O
[0007]現(xiàn)在將參照附圖更加具體地說明并且在權(quán)利要求書中指出本公開的這些和其它特征，包括各種新穎的構(gòu)造細(xì)節(jié)和部件的組合。將應(yīng)理解，采用本發(fā)明的特定裝置僅以說明性的方式示出并且不作為本發(fā)明的限制。本公開的原理和特征可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下在各種大量的實施例中被采用。
【附圖說明】
[0008]本發(fā)明的設(shè)備和方法的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將參照以下說明、所附權(quán)利要求書和附圖而變得更好理解，在附圖中:
[0009]圖1a是具有安裝為將輸送輸注的流體路徑(一次性制品)的流動控制裝置(控制器)的優(yōu)選實施例的后視圖；
[0010]圖1b示出此處實施例即流動控制裝置或控制器的兩個主要組件，所述流動控制裝置或控制器具有安裝在裝置的后部中的袋中的流體路徑(一次性輸液套)；
[0011]圖2是流動控制裝置的后透視圖，其示出到盒的接口；
[0012]圖3示出控制器的分解圖；
[0013]圖4示出包括盒和管材在內(nèi)的組裝好的一次性制品；
[0014]圖5a示出中間栗送室的剖視圖；
[0015]圖5b示出通向中間栗送室的止回閥和流體路徑；
[0016]圖6示出可變阻力裝置的剖視圖；
[0017]圖7示出流動感測元件的優(yōu)選實施例；
[0018]圖8a示出當(dāng)流動感測元件對焦并且將光傳輸?shù)綑z測器時所形成的傳感器輸出峰值的圖表；
[0019]圖8b示出借助流動對象得到的傳感器輸出峰值的圖表；
[0020]圖Sc示出借助照明的一個LED得到的傳感器輸出峰值的圖表；
[0021 ]圖9示出用于控制器的IV架支架托座；
[0022]圖10是示出根據(jù)此處實施例將盒(一次性制品)插入栗控制單元的相對應(yīng)腔體中的示例圖；
[0023]圖11是示出根據(jù)此處實施例將流體路徑與布置在栗控制單元的腔體中的檢測器對準(zhǔn)的示例圖；
[0024]圖12是示出根據(jù)此處實施例將氣泡檢測器元件穿過插入栗控制單元的腔體中的相對應(yīng)的盒的開口的示例圖；
[0025]圖13是示出根據(jù)此處實施例使用栗控制單元和相對應(yīng)的一次性管組將流體輸送到相對應(yīng)的接受者的示例圖；
[0026]圖14是示出根據(jù)此處實施例的一次性管組和相對應(yīng)的栗控制單元120的細(xì)節(jié)的示例圖。
【具體實施方式】
[0027]參照附圖，其中，貫穿若干附圖相同的附圖標(biāo)記用于指示相似的或類似的部件，圖1a和圖1b示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的示例性體積和流動測量系統(tǒng)?；谌珎鞲衅鞯妮斪⑵脚_系統(tǒng)包括一次性制品、控制器、IV架安裝桿和網(wǎng)絡(luò)計算機。
[0028]現(xiàn)在參照圖1a和圖lb，其中示出本發(fā)明的示例性實施例，圖1a是具有安裝的一次性制品的控制器的后視圖，并且圖1b示出具有安裝的一次性制品的控制器的前視圖?？刂破鱅包括顯示器2，其優(yōu)選地是LCD顯示器，并且更優(yōu)選地是具有觸摸感應(yīng)輸入裝置的彩色LCD顯示器，例如，電容式或電阻式觸摸屏覆蓋物107(參見圖3)。也預(yù)料到可替代的用戶輸入裝置，例如，由本領(lǐng)域的技術(shù)人員將應(yīng)理解的按鍵或鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、觸墊、操縱桿或它們的組合。
[0029]顯示器2被容納在例如由硬質(zhì)塑料形成的殼體或外殼3中?？刂破靼ǖ郊芡凶b置60的接口 4(參見圖9)，所述接口 4兼具將控制器I機械地固定到IV架62(參見圖9)。架托座60也可以包括充電器，所述充電器用于當(dāng)控制器被放置在托座中時例如經(jīng)由充電觸頭或可替代地經(jīng)由感應(yīng)對控制器中的內(nèi)部電池或電池組充電，所述充電觸頭與控制器上的充電觸頭對準(zhǔn)和電耦合。優(yōu)選地，充電器可以對在裝置的任一側(cè)上的內(nèi)部電池充電。殼體3可以包括圍繞圓周的符合人體工程學(xué)設(shè)計的手指握部或凹陷部以幫助緊握裝置，并且還可以包括柔韌的插件，所述柔韌的插件例如經(jīng)由包覆成型、熱壓成型或以其它方式將柔性或彈性材料附裝在剛性殼3上而被可去除地或永久地附裝到外殼3，以便進一步增強裝置的握緊能力。
[0030]在圖1b中也可見到一次性制品的入口 5和入口 6和出口 8管。主入口 5通過如本領(lǐng)域中已知的標(biāo)準(zhǔn)路厄配件將包含有待輸送的流體體積的主流體源(未示出)連接到裝置。流體通過容納在裝置的后部中的盒行進并且繼而通過出口 8流到患者連接件。
[0031]副入口6與當(dāng)前輸注無關(guān)地且在不影響當(dāng)前輸注的情況下允許第二流體連接到裝置，并且繼而用戶可以用包括起始時間在內(nèi)的第二流體輸送參數(shù)對裝置編程。在副輸注編程起始時間處，控制器I將臨時地暫停主輸注的輸送，輸送每一編程參數(shù)的副輸注，并且繼而恢復(fù)主輸注。市場上的其它輸注裝置要求用戶將第二流體源在身體上懸掛得高于第一流體源，以便使較高的源的靜壓確定輸送哪一種流體。當(dāng)?shù)诙黧w源的靜壓頭高度不充分高于主源的靜壓頭高度時，栗依據(jù)源的相對靜壓將輸送主流體和副流體二者的混合物，從而不照此速率輸送副流體，并且因此不以所需的有效規(guī)定劑量輸送副流體。借助本公開克服了這個問題，即，對操縱主袋高度和副袋高度二者的用戶的依賴，這是由于優(yōu)選實施例將輸送如與流體源的靜壓無關(guān)地編程的副輸注。
[0032]可以在圖1a中看到一次性輸液套(“一次性制品”)16的特征，并且具體地看到一次性制品的盒部分，其包括可變流阻器22、流動傳感器23、流動傳感器23和中間栗送室19。可變流阻器22可以通過控制器被自動地調(diào)整以將感測到的流速與程序流速匹配。流動傳感器23包括在流體路徑中的流動元件，所述流動元件響應(yīng)于流速運動，并且流動傳感器23不但為系統(tǒng)提供代表流速的信號，而且當(dāng)空氣正穿過該傳感器時具有獨特的信號。中間栗送室19氣動地聯(lián)接到控制器，并且充當(dāng)氣動栗和額外的流動傳感器二者。
[0033]圖1b示出顯示圖形用戶界面的觸摸屏顯示器2，所述圖形用戶界面被分成若干段。這些段包括信息和狀態(tài)顯示器、包括虛擬導(dǎo)航按鈕的狀態(tài)顯示器和導(dǎo)航按鈕7。用戶界面的顏色和陰影給用戶直觀地示出在哪里可得到更多信息。用戶可以觸摸屏幕上的對象，例如，圖標(biāo)或按鈕，以便導(dǎo)航到具有更多信息的頁面(例如，其可以以分層的方式布置)，并且根據(jù)需要改變或更新程序參數(shù)。
[0034]現(xiàn)在參照圖2，通常從背面和側(cè)面示出控制器I，在背面和側(cè)面可看見到一次性制品的接口。后殼9構(gòu)造成指導(dǎo)用戶將一次性制品妥善放置到控制器中。在后殼9中的非對稱的凹陷部連同凹陷部10、11 一起是將一次性制品鍵入控制器的若干特征中的三個，所述凹陷部10、11設(shè)置成分別允許供主入口 5、副入口 6和出口管8通過，由此防止一次性制品16被不正確地安裝。肋部或花鍵12與可變流阻器互鎖，操縱可變流阻器，并且定位成僅當(dāng)流阻器處于完全關(guān)閉的位置中時僅允許一次性制品插入(從而防止不受控制的流動)。一旦被接合，花鍵12在沒有再次完全關(guān)閉可變流阻器的情況下不允許一次性制品從控制器去除。
[0035]光源陣列13和光學(xué)檢測器14被定位成允許一次性制品中的可運動流動元件待位于光源陣列13和光學(xué)檢測器14之間。當(dāng)使用時，光源陣列13可以例如基于流動元件的預(yù)期位置優(yōu)先地照亮該陣列的特定分段，從而增強光學(xué)檢測器14準(zhǔn)確地感測流動元件的位置和節(jié)約電力的能力以將電池運行時間最大化。到一次性制品的中間栗送室(IPC)的氣動接口15包括O型環(huán)密封件，其既幫助導(dǎo)引一次性制品上的乳頭狀物又幫助密封連接件。
[0036]現(xiàn)在參照圖3，其中可以看到控制器I的建造風(fēng)格的更多細(xì)節(jié)，氣動接口15連接到歧管104，所述歧管104容納有閥和傳感器并且連接栗室組件102。歧管104中的壓力傳感器允許系統(tǒng)準(zhǔn)確地測量在一次性制品中的中間栗送室中的每個中以及在已知容積的刻度室中的壓力。使用歧管104中的閥將已知容積的刻度室與中間栗送室隔離、測量存在于每個室中的壓力、繼而通過打開閥而將刻度室組合到中間栗送室、并且測量由此產(chǎn)生的壓力允許系統(tǒng)使用理想氣體定律計算中間栗送室中的流體的體積。如本文所使用的，術(shù)語“理想氣體定律”旨在不但包含等式PV = nRT，而且包含該定律的特定情況，例如，波義耳定律和查爾斯定律。通過周期性地計算隨時間進入和離開中間栗送室的流體體積來計算流體流速。
[0037]栗室組件102包括栗和室，所述栗和室產(chǎn)生正壓源和負(fù)壓源。這些壓力源通過歧管104連接到一次性制品的中間栗送室。隨著負(fù)壓連接到中間栗送室，從流體源抽出流體。隨著正壓連接到中間栗送室，從室驅(qū)逐出流體。對所述源中的每個中的壓力的控制允許系統(tǒng)補償源高度的變化和出口背壓的變化。對壓力變化的定時的控制允許系統(tǒng)改變通過系統(tǒng)的流體流速。
[0038]通過系統(tǒng)的流體流動的第二控制措施通過在流體流動路徑內(nèi)包含有可變流體流阻器來實現(xiàn)，所述可變流體流阻器可以通過可變流阻器驅(qū)動機構(gòu)103操縱。驅(qū)動機構(gòu)103包括馬達和齒輪機構(gòu)，所述馬達和齒輪機構(gòu)將轉(zhuǎn)矩輸出到花鍵12(參見圖2)，所述花鍵12與一次性制品上的可變流阻器聯(lián)接。隨著花鍵轉(zhuǎn)動越過其300度的運動范圍，花鍵使可變流阻器從完全關(guān)閉運動到完全打開。流阻器被設(shè)計成貫穿其運動范圍提供對數(shù)響應(yīng)，屈服于對系統(tǒng)的四個數(shù)量級范圍(例如，0.1暈升/時-1000暈升/時)的有效控制。
[0039]包括處理器、微處理器或類似物以及相關(guān)聯(lián)的電子器件在內(nèi)的控制板組件105執(zhí)行由用戶界面(UI)板組件106發(fā)送給它的流體輸送程序?？刂瓢褰M件105也管理來自于溫度傳感器、外部壓力傳感器、中間栗室壓力傳感器和流動傳感器的輸入;確定和執(zhí)行氣動壓力的變化和阻力設(shè)定的變化以將測量到的流速匹配到編程流速并且將輸注狀態(tài)更新發(fā)送到UI板組件106。1]1板組件106包括用于運動感測的三軸加速儀以及用于監(jiān)測環(huán)境噪聲等級的傳感器。包括在控制板組件105上收集的和管理的溫度信號和壓力信號在內(nèi)的該數(shù)據(jù)允許栗將是情境感知的。
[0040]UI板組件106驅(qū)動顯示器2和管理允許用戶編程新輸注的用戶界面，改變現(xiàn)有的輸注的參數(shù)，并且查看在裝置上運行的輸注的歷史和狀態(tài)。UI板組件106也管理與控制板組件105的通信和到網(wǎng)絡(luò)計算機的通信。UI板組件106可以包括一個或多個無線例如無線電頻率(RF)或紅外線(IR)收發(fā)器，并且分別在優(yōu)選實施例中包括802.11 (WIFI)無線電108和802.15(ZIGBEE)無線電109 二者，以便實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)絡(luò)通信使裝置能夠發(fā)送輸注狀態(tài)信息以填充例如儲存在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫中的電子醫(yī)療記錄和警報通知以供護理者瀏覽。網(wǎng)絡(luò)通信也允許裝置接收更新的輸注數(shù)據(jù)集和軟件更新。
[0041 ]如果ZIGBEE 109網(wǎng)絡(luò)被安裝在醫(yī)院或其它使用環(huán)境中，則裝置變?yōu)槲恢酶兄?，并且裝置的位置可以被包含在所有消息中。由于裝置的位置經(jīng)常與患者相關(guān)聯(lián)，裝置可以輔助用戶識別出附裝有裝置的患者。另外地，ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)因為是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)而允許軟件警告護理者在相同位置中的相同藥物是否已經(jīng)被給予同一患者。在嚴(yán)重情況下，某些患者可以連接直至12個輸注裝置。目前市場上的裝置警告護理者僅在相同藥品處于如正被編程的相同裝置上的情況下相同藥品是否已經(jīng)正被輸注，該情況對于患者而言可以導(dǎo)致不良后果。
[0042]此處優(yōu)選實施例的ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點將通過在特定位置內(nèi)在所有裝置之間具有通信、協(xié)調(diào)輸注和通信到護理者而改進安全性。ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)的又一個益處是在護理者身上使用ZIGBEE頻率RFID裝置的能力。當(dāng)護理者在具有RFID裝置的ZIGBEE裝置附近走動時，系統(tǒng)認(rèn)識到和記錄了該護理者與裝置相關(guān)聯(lián)。將護理者、患者和輸注相關(guān)聯(lián)來幫助提供完整的電子文檔。當(dāng)護理者選擇編程新輸注時，護理者例如通過以下步驟來選擇待輸注的藥物，即，所述步驟為在顯示器2上查看待輸注的藥物并且使用觸摸屏107從裝置上的數(shù)據(jù)集選取待輸注的藥物，或者所述步驟為使用安裝在UI板組件106上的控制器的條形碼成像儀111并且通過在殼體3的底部中的窗對例如位于待輸注的流體的源上的條形碼成像。條形碼成像儀111優(yōu)選地是對一維和二維條形碼解碼的類型并且可以用于患者識別、藥物識別、藥物輸注編程和護理者識別。描述的控制器I具有雙重電池組112，為系統(tǒng)提供冗余和延長的運行時間。
[0043]現(xiàn)在參照圖4、圖5a和圖5b，一次性制品16包括入口管，所述入口管附裝到入口。一次性制品16也可以包括點滴室和道釘(未示出)，所述點滴室和道釘可以用于輸送重力輸注或可以與控制器I組合地用于輸送基于傳感器的輸注。一次性制品16具有主入口 5和副入口6，二者用通氣帽18示出。來自主或副流體源的流體流過相應(yīng)的入口 5或入口 6并且通過單向閥或止回閥29中的相對應(yīng)的閥進入中間栗送室19。中間栗送室19通過柔性膜25被分成兩個分離的容積26和27。
[0044]進入室中的流體流入容積26中，并且氣體(空氣)占據(jù)容積27。用氣體填充的容積27通過柔性膜25而與流體體積26中的流體分離并且具有端口 20，所述端口 20的形狀如同乳頭，所述端口 20聯(lián)接到控制器I的氣動接口 15。
[0045]當(dāng)控制器I通過端口20向填充氣體的容積27施加負(fù)壓時，柔性膜朝向端口 20運動，從流體源抽吸流體以填充室。當(dāng)控制器通過端口20向填充氣體的容積27施加正壓時，從端口 20驅(qū)動柔性膜，使流體從室位移。當(dāng)從容積26驅(qū)動所有流體時，柔性膜25形成針對室19的流體出口的密封件。如果在容積27中留下正壓，則當(dāng)不期望流體流動時由膜25所密封的出口將阻止流體流動。
[0046]用于主和副流動通道中的每個的止回閥29和30確保流體僅從流體源流到一次性制品16的出口。例如，當(dāng)在操作期間正壓被施加到氣體容積27時，閥29防止容積26中的流體經(jīng)由相應(yīng)的入口 5、6離開容積26。同樣，例如，當(dāng)在操作期間負(fù)壓被施加到氣體容積27時，閥30防止在中間栗送室下游的流體被抽吸回到栗送室中。
[0047]控制器中的壓力傳感器可以確定中間栗送室19的填充氣體的容積27中的壓力。通過感測填充氣體的容積中的壓力和歧管104中的已知的校準(zhǔn)容積中的壓力并且繼而通過組合兩個容積和測量組合容積的合成壓力，可以使用理想氣體定律計算中間栗送室中的氣體體積。
[0048]如果剛性IPC的容積被精確地已知，則能夠推斷出IPC中的液體體積。然而，在某些實例中，例如，由于制造公差的變化，優(yōu)選的是不假定IPC容積被精確地已知，并且優(yōu)選的是使用容積計算來監(jiān)測從系統(tǒng)流出的液體的流速，所述容積計算不需要IPC容積和/或液體體積的知識。在優(yōu)選的實施例中，通過測量容積27中的可壓縮氣體的初始體積并且繼而通過監(jiān)測隨時間在室27中的壓力下降來確定流速。在減少本實施例的系統(tǒng)的實踐中，500微升的中間栗送室19的組合容積26和27被選擇為正有利于較高流速和較低流速二者，其原因在于組合容積26和27適應(yīng)對在較低流動范圍(例如，小于I毫升/時)中的流動連續(xù)性的需要以及對能夠輸送快速輸注(例如，大于1000毫升/時)的需要，但是預(yù)料到其它容積。
[0049]就該設(shè)計而言可以了解到，此處說明的系統(tǒng)如何可以暫停進入主端口 5且正以主流速輸送的主流體的輸送，從副輸入端口 6以第二流速輸送副流體，并且繼而在不需要依賴用戶改變袋高度的情況下或在不需要依賴另外需要記住的連接的情況下恢復(fù)主流體的輸送，使主輸注機構(gòu)運動或以其它方式操縱主輸注機構(gòu)。該布置防止副流體流入主輸注源中或防止以未知的混合速率從副和主流體源二者抽吸副流體，如果護理者在系統(tǒng)配置中不細(xì)致，則以上兩種意外情況在其它系統(tǒng)下經(jīng)常出現(xiàn)。
[0050]離開中間栗送室19的流體流過除氣過濾器21。在使用中，許多系統(tǒng)將蠕動機構(gòu)與硅酮栗送構(gòu)件組合。硅酮是可半滲透空氣的，并且當(dāng)硅酮與由蠕動裝置所典型具有的高壓組合時，空氣變得被夾帶在正輸注的流體中。在那些裝置中采用定位在栗送機構(gòu)下游的超聲傳感器以使其通過一次性制品的管材傳播超聲波，尋找空氣的證據(jù)。那些裝置已經(jīng)是滋擾(假)警報的源，并且由于護理者已經(jīng)嘗試通過改變設(shè)定來補救恒定警報，隨之而來一次性制品和藥物流體浪費了時間。
[0051]本公開通過排除高壓栗送構(gòu)件并且通過反而使用低壓防滲膜和包含有除氣過濾器而克服了那些問題，所述高壓栗送構(gòu)件是那些警報的根本原因。將會看到，流體流動傳感器輸出具有用于空氣的特征簽名，并且因此可以在沒有固有的假陽性(滋擾)警報的情況下給出額外的安全層。穿過除氣過濾器21的流體進入可變流阻器22的入口 30。
[0052]現(xiàn)在參照圖6，當(dāng)一次性制品用于重力輸注(S卩，在不使用控制器的情況下)時，帽39可以被手動地轉(zhuǎn)動以增大或減小流動，所述流動可以通過查看運動通過點滴室的流體的滴速而被監(jiān)測。在該附圖中，活塞34示出為處于完全關(guān)閉的位置中。隨著帽39轉(zhuǎn)動，螺紋41依據(jù)轉(zhuǎn)動方向使在流阻器本體31的腔體內(nèi)的活塞34的位置選擇性地前進或收回，將螺旋形通道或螺紋37暴露于流入的流體，所述流入的流體在入口 33處進入流阻器本體。
[0053]凹槽37被制成有沿著其長度增大的節(jié)距、寬度和/或深度以選擇性地增大或減小與流阻器的入口對準(zhǔn)的流動面積，該節(jié)距、寬度和/或深度的漸縮優(yōu)選地被選擇以隨著流阻器從關(guān)閉位置運動到完全打開的位置而產(chǎn)生用于流體的對數(shù)增大的流動路徑。由于螺紋37暴露于流體，流體在由螺紋37和帽39所產(chǎn)生的空隙中行進以流入在帽39和活塞34之間的空間中。在該空間中的流體通過在活塞34中的中心通路38離開流阻器而流到出口 32。
[0054]活塞34通過孔環(huán)或突起35密封，所述孔環(huán)或突起35在流阻器本體31的腔體中滑動。帽39通過O型環(huán)40密封。注意到，當(dāng)帽39轉(zhuǎn)動時，帽39不相對于本體31平移。帽39的轉(zhuǎn)動使活塞34平移，暴露出或隱藏了螺紋37的不同部分以選擇性地增加或減少流過裝置的流體流動。與在其它系統(tǒng)中所使用的諸如滑動夾鉗和輥夾鉗的機構(gòu)相比，所述機構(gòu)當(dāng)被促動時將一團藥物發(fā)送給患者，活塞34的運動自身不驅(qū)動流體。因此，不能通過打開流阻器產(chǎn)生發(fā)送給患者的一團流體。該獨特的特征將又一個安全層添加給患者和區(qū)別出在該優(yōu)選實施例中的裝置。示例性流體流阻器可以是如在2009年12月17日提交的共同擁有的PCT申請N0.PCT/US2009/068349中說明的，所述PCT申請的整個內(nèi)容由此通過參考包含于此。經(jīng)由出口 32離開可變流阻器22的流體進入流動傳感器本體23 (參見圖7)。隨著活塞34平移，突起36擱置于相對應(yīng)的凹槽42中，以防止活塞34相對于流動軸線轉(zhuǎn)動。
[0055]現(xiàn)在參照圖7，進入流動傳感器本體51的流體被傳感器元件52阻礙，所述傳感器元件52由彈簧57抵靠流動開口保持。傳感器元件52通常是不透明的并且容納透明的傳播元件53，所述傳播元件53是透明的(如本文所使用的，術(shù)語“透明的”和“不透明的”是參照由光陣列13發(fā)出的光的波長所使用的)并且被設(shè)計成將光傳播到傳感器陣列14上。傳播元件優(yōu)選地是圓柱形的并且將在此主要通過參考的方式來說明，然而，將認(rèn)識到，對焦元件53可以是球形的、圓柱形的或其它幾何構(gòu)型的。已經(jīng)預(yù)料到的可替代的實施例具有傳播區(qū)域，所述傳播區(qū)域根本上是球形的并且從而將透射光對焦到傳感器上。在可替代的實施例中，傳播元件53可以充當(dāng)折射透鏡或可以是衍射和/或全息光學(xué)元件以用于將由陣列13發(fā)出的光對焦到傳感器陣列14上。
[0056]當(dāng)一次性制品16處于控制器I中時，流動傳感器23嵌套在光源陣列13和光學(xué)檢測器陣列14(參見圖2)之間。從陣列13發(fā)出的光通過圓柱形元件53聚集并且被對焦在檢測器陣列14上。隨著流動增大，傳感器元件52位移，壓縮彈簧57落座在彈簧座56上的一個端部處。內(nèi)部流動通道55朝向出口 58漸縮以隨著由位移的傳感器元件52暴露出更多的漸縮面積而允許有更高的流動。肋部54維持傳感器元件52與流動路徑的中心流動軸線的對準(zhǔn)。
[0057]有將對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的各種可替代實施例，例如，使用大致圓柱形的透明元件代替圓柱形元件53，允許光在光不對焦的情況下通過傳感器傳播到檢測器。如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，當(dāng)該類型的傳感器與光源陣列13、光學(xué)檢測器14聯(lián)接時，該類型的傳感器當(dāng)測量通過的流體如對抗通過的空氣時將產(chǎn)生獨特的輸出信號。另外，由于空氣是可壓縮的，氣泡產(chǎn)生截然不同的輸出信號，并且因此流動傳感器在此還可以起到氣泡檢測器的功能。
[0058]現(xiàn)在參照圖8a至圖Sc，可以看到，通過使用透明的圓柱形元件傳播光如何顯著地增強信號電壓?，F(xiàn)在參照圖Sb示出這樣的圖表，S卩，所述圖表具有流動對象的光學(xué)信號的清晰峰值。在圖Sc中示出這樣的圖表，S卩，該圖表示出通過TPN、高度散射的流體的光學(xué)信號的清晰峰值。
[0059 ]再次參照圖4，穿過流動傳感器23的流體通過管8流到患者。
[0060]現(xiàn)在參照圖9，控制器I借助滑動接口 4安裝到架托座60。相對應(yīng)的滑動件61接收控制器I。通過纜線63提供的低電壓DC電功率來自于連接到標(biāo)準(zhǔn)AC出口(未示出)的變壓器并且通過接口 4和61傳遞以對裝置的電池112充電。架托座60可以被夾持在任何標(biāo)準(zhǔn)IV架62上并且在所示的實施例中支撐達到四個控制器。
[0061]在FDA的報告數(shù)據(jù)庫(MAUDE)上的不良輸注事件的綜述示出，每年由于護理者忘記在輸注栗或患者運動之后將輸注栗再插上電源而出現(xiàn)數(shù)量驚人的不良事件。其它裝置僅使用微小的光或圖標(biāo)以示出何時裝置被插上電源，這會被容易錯過。隨后的電池警報和電池失效會阻止患者及時地接收規(guī)定的藥物。
[0062]該系統(tǒng)的優(yōu)選實施例以兩種方式解決了該未被滿足的需求:首先，為驅(qū)動輸注而栗送空氣所需要的功率顯著地小于借助蠕動裝置壓縮栗送分段所需的功率，允許用于基本更久的電池壽命;并且如果裝置沒有插上電源，則裝置顯示器將從用戶的輸入離開的或從感測到的運動離開的一段時間之后自動地變暗。輸注將持續(xù)下去，并且顯示器將周期性地活躍起來，但是該新行為將警告護理者裝置沒有插上電源而比如在常規(guī)裝置上常見的小指示燈或圖標(biāo)是明顯更為杰出的并且因此是更為有用的。
[0063]存在于其它裝置中但不存在于該裝置的優(yōu)選實施例中的不良事件的另一個來源涉及在上游或下游的閉塞，所述閉塞阻止輸注根據(jù)編程繼續(xù)進行。對于市場上的其它裝置相對于閉塞檢測而言有兩個相關(guān)聯(lián)的危險:其它裝置依賴于一次性制品中的感測壓力以檢測無流動狀態(tài)。若是隨著栗將繼續(xù)下去而有下游閉塞，填充了在一次性制品中可得到的順應(yīng)性，則一次性制品中的壓力將隨時間增大，直到壓力傳感器能夠在線中讀取充分大的壓力而啟動警報為止。當(dāng)閉塞被清除時(例如，當(dāng)在患者運動時收緊的線被拉直時)，線中的加壓流體作為一團被輸送到患者。這會由于蠕動栗可以產(chǎn)生高壓(在15鎊/平方英寸以上)而是顯著的危險，所述高壓依據(jù)設(shè)定的且相關(guān)聯(lián)的輸送導(dǎo)管和管材的順應(yīng)性而可以存儲并且繼而立即輸送顯著體積的藥物。
[0064]與作為感測流體流動的次要措施的壓力感測相關(guān)聯(lián)的第二個危險在于，根據(jù)流速、壓力警報設(shè)定和管組的順應(yīng)性，裝置可以在不輸送任何藥物的情況下在管組中積聚足夠大的壓力以啟動警報之前運行超過兩個小時。某些治療進程取決于連續(xù)輸注，并且兩個小時的中斷可以是明顯的關(guān)注源。所公開的系統(tǒng)的優(yōu)選實施例既借助流動傳感器又借助中間栗送室中的壓力傳感器直接感測流動(冗余流動感測)并且因此不管流速或管材順應(yīng)性如何都是立即感知無流動狀態(tài)。其次，在一個非限制性示例實施例中，系統(tǒng)的氣動驅(qū)動典型地在一鎊/平方英寸下操作，最大5鎊/平方英寸可用于驅(qū)動輸注，這與可以在超過15鎊/平方英寸下輸送流體的栗相比在安全性方面有巨大改善。然而，這些壓力可以依據(jù)實施例改變。
[0065]最終，優(yōu)選實施例的方法允許用于明顯更小、更輕便且更劃算的方法以準(zhǔn)確地輸送輸注，這是因為優(yōu)選實施例的方法不需要精密機構(gòu)。在先前已經(jīng)在輸注輸送和成本中權(quán)衡的實例中，其中輸注數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確性和安全性針對該輸注的輸送成本被權(quán)衡，優(yōu)選實施例轉(zhuǎn)變了這種經(jīng)濟模式。在先前可能使用成本來驅(qū)動使用重力輸注或更簡單的輸注裝置的護理狀況中，該方法的用法的經(jīng)濟學(xué)和簡單性允許以類似的成本給出輸注，改進的安全性和可追蹤的電子數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢進一步降低文檔的成本。
[0066]額外的實施例
[0067]本文的其它實施例包括一種用于在流體輸注到接受者期間降低和/或消除大量空氣的輸送的系統(tǒng)和方法。在一個非限制性示例實施例中，如此處說明的流體輸送系統(tǒng)具有在靜脈輸注期間感測和清除從源容器引入的大量空氣的能力。
[0068]流體輸送系統(tǒng)包括輸注栗(機械輸注栗)。輸注栗可以包括任何合適的資源，例如，傳感器、致動器、控制邏輯等，以操作容納在一次性管組內(nèi)的栗機構(gòu)。如以下將討論的，一次性管組可以包括布置在多個管之間的盒。一次性管組提供從源流體容器通過栗系統(tǒng)到諸如患者的接受者的無菌路徑。
[0069]本公開的某些部分是基于如下觀察，S卩，在輸注流體中存在的空氣表示患者有安全風(fēng)險。即，不期望空氣隨同輸注流體一起輸送給患者，這是因為空氣栓塞可以給患者帶來若干傷害或?qū)е禄颊咚劳??？諝饪梢宰兊脧脑S多個源在流體源和接受者之間被引入流體輸送路徑中。例如，護理者會在治療的初始制備期間未能適當(dāng)?shù)貎艋淮涡怨芙M;溶解于(待輸送的)流體中的空氣或其它氣體可以在輸注期間從溶液中出來;空氣可以滲透一次性管組的壁而變得被夾帶在流體路徑中；患者和栗或源容器的運動可以將氣穴引入栗入口端口；等等。
[0070]另一個常見的空氣源是容納有待輸送到相對應(yīng)的患者的流體的源容器。典型地，源容器沒有用液體完全填滿(即，容器包括一定量的空氣)。在這種實例中，如果當(dāng)源容器清空液體時栗繼續(xù)從源容器栗送流體，則空氣可以被意外地輸送到接受者。
[0071]過去，當(dāng)重力輸注是常態(tài)時，這些狀態(tài)需要由護理者謹(jǐn)慎監(jiān)控以避免對患者造成危害。在利用自動輸注栗的現(xiàn)代醫(yī)院中，夾帶的空氣通過在栗中的在線空氣檢測和報警系統(tǒng)被容易地檢測到。通常，該檢測和報警系統(tǒng)有效地保護患者。然而，每當(dāng)由輸送系統(tǒng)檢測到氣泡，輸注停止以防止空氣注射到患者體內(nèi)。為了預(yù)示氣泡的檢測，警報通知護理者輸注已經(jīng)暫停并且輸送系統(tǒng)需要立即引起注意。對空氣警報的關(guān)注已經(jīng)變?yōu)閷ψo理者的工作流程和患者的舒適性的單次最大破壞之一。
[0072]與常規(guī)技術(shù)相比，此處實施例包括流體輸送系統(tǒng)和相對應(yīng)的栗機構(gòu)，所述栗機構(gòu)能夠當(dāng)大量空氣被引入到栗入口端口時檢測和做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。此處實施例包括第一資源，例如，除氣過濾器，以從正輸送到相對應(yīng)的患者的流體去除空氣。另外地，在消除流體中的空氣的第一資源的下游，此處實施例可以包括氣泡檢測器。如果除氣過濾器失效，則氣泡檢測器檢測到氣泡的存在并且關(guān)掉相應(yīng)的栗，以便沒有空氣輸送到相對應(yīng)的患者。因而，與常規(guī)技術(shù)相比，氣泡檢測器變?yōu)閭溆冒踩珯C構(gòu)。換言之，除氣過濾器去除不需要的氣體，例如，空氣。萬一除氣過濾器失效，則氣泡檢測器提供備用系統(tǒng)。
[0073]如此處說明的一次性管組包括成一體的通氣孔和在栗中的成一體的測量和控制系統(tǒng)，所述一次性管組極大地簡化了主和副輸注工作流的使用。除了能夠在流體中清除從溶液離開的氣體引入的或通過管材壁擴散的較小氣泡以外，此處實施例分析能夠處理大量空氣的引擎并且采取適當(dāng)?shù)男袆印?br>[0074]現(xiàn)在，更具體地，圖10是示例圖，其示出根據(jù)此處實施例將相對應(yīng)的盒(又名，如先前討論的一次性制品)插入栗控制單元的腔體中。通常，如以下將討論的盒185幫助將從管165-1接收的流體通過管165-2輸送到相應(yīng)的患者。
[0075 ]在一個實施例中，在圖1O中的一次性盒18 5中的流體栗110 (在圖5a中所示的流體栗的變型)具有由柔性膜或可運動活塞分離的流體側(cè)和致動側(cè)。在栗控制器單元120中容納有用于控制盒185中的可運動栗室110的致動器。同樣，在栗控制器單元120內(nèi)容納有用于流阻器驅(qū)動器、壓力傳感器、氣泡檢測器等的致動器和傳感器。在諸如圖14的以下附圖中討論額外的細(xì)節(jié)。
[0076]再次參照圖10，注意到，栗控制器單元120中的全部致動器和全部傳感器可以構(gòu)造成隨著用戶將一次性盒185裝載到栗控制器單元120的腔體125中而與盒185中的相應(yīng)部件自動地接合。例如，用于將盒185壓入栗控制器單元120中的動作確保所有機構(gòu)被適當(dāng)?shù)芈渥?br>[0077]在一個實施例中，當(dāng)栗控制器單元120被促動時，栗控制器單元120能夠判定盒185是否被適當(dāng)?shù)匮b載到腔體125中。如果栗控制單元120檢測到盒185沒有被適當(dāng)?shù)匮b載到腔體125中，則栗控制單元120對護理者產(chǎn)生警告。該警告指示需要校正動作。或者，如果栗控制單元120檢測到盒185被適當(dāng)?shù)夭迦肭惑w125中，則栗控制單元120使栗操作員能夠起動通向相對應(yīng)的患者的流體輸送。
[0078]如在該非限制性示例實施例中所示，盒185包括管165-1和管165-2。盒185、管165-1和管165-2的組合代表一次性管組。
[0079]管165-1提供從相對應(yīng)的流體源(例如，藥物)到盒的輸入端口的流體路徑。管165-2提供從盒185的輸出端口到相對應(yīng)的患者的來自于盒185的流體路徑。
[0080]如此處進一步討論的，流體栗110擱置于盒185的輸入端口和盒185的輸出端口之間。栗控制單元120控制盒185中的流體栗110以從流體源通過管165-1抽吸流體。栗控制器單元120進一步控制流體栗110以將流體通過管165-2栗送到相對應(yīng)的接受者。
[0081]在該示例實施例中，圖10中的框架的順序示出將相應(yīng)的盒插入栗控制器單元120的相應(yīng)的腔體185中。
[0082 ]在時間Tl處，操作員(例如，護理者)使盒185朝向腔體125運動。
[0083]在時間T2處，操作員將盒185的上部分對準(zhǔn)和插入栗控制單元120的腔體125的相對應(yīng)位置中。
[0084]在時間T3處，操作員將盒185完全插入栗控制單元120的腔體125中。
[0085]盒185可以在盒185的上樞轉(zhuǎn)點接合到腔體125中之后被擺動或轉(zhuǎn)動到合適的位置中。
[0086]注意到，或者，樞轉(zhuǎn)點可以處于腔體125的底部。在這種實例中，操作員轉(zhuǎn)動或擺動盒185的頂部以完全插入。
[0087]根據(jù)又一些實施例，栗控制單元120中的盒185和/或腔體125可以包括鉸鏈。在這種實例中，盒185可以在鉸鏈上擺動(例如，從右到左，或從左到右)到腔體125中。
[0088]根據(jù)又一些實施例，盒185的裝載可以包括僅僅將盒185在沒有轉(zhuǎn)動的情況下推入腔體125中。
[0089]因此，與將盒185裝載到腔體125中相關(guān)聯(lián)的方向或運動可以依據(jù)實施例改變。
[0090]圖11是示出根據(jù)此處實施例的盒185和相對應(yīng)的腔體125的額外細(xì)節(jié)的示例圖。
[0091]如在該示例實施例中所示，盒185包括開口 135-1和開口 135-2，所述開口 135-1和開口 135-2布置成與管165-2的段相鄰。即，在盒185的開口 135-1和135-2之間布置有管165-2的部分(代表流體路徑115的部分)。
[0092]根據(jù)一個實施例，將盒185插入腔體125中:i)對準(zhǔn)和促使氣泡檢測器元件130的第一元件穿過并且擱置于盒185中的開口 135-1中，并且ii)對準(zhǔn)和促使氣泡檢測器元件130-2的第二元件穿過并且擱置于盒185的第二開口 135-2中。
[0093]在盒185插入栗控制單元120的腔體125中之后，流體路徑115置于檢測器130的相應(yīng)氣泡檢測器元件之間。換言之，在一個實施例中，將盒185插入腔體125中使盒185中的流體路徑115的部分對準(zhǔn)在第一氣泡檢測器元件和第二氣泡檢測器元件之間。通常，氣泡檢測器元件130檢測經(jīng)過開口 135-1和135-2之間的流體中的氣泡的存在。
[0094]這在圖12中更加具體地示出。
[0095]如圖12中所示，栗控制器單元120的腔體125包括氣泡檢測器元件130-1和氣泡檢測器元件130-2。通過非限制性示例的方式，氣泡檢測器元件130-1和130-2中的每個都可以從栗控制單元120中的腔體125的表面突出。
[0096]如先前討論的，將盒185插入腔體125中促使氣泡檢測器元件130-1滑入并且最終擱置于開口 135-1中。另外地，將盒185插入腔體125中促使氣泡檢測器元件130-2滑入并且擱置于開口 135-2中。
[0097]因而，在一個實施例中，將盒185插入腔體125中使盒185中的流體路徑115的部分對準(zhǔn)而待與一個或多個氣泡檢測器元件相鄰。
[0098]在一個實施例中，在氣泡檢測器元件130-1和氣泡檢測器元件130-2之間布置有間距，在所述間距中置有流體路徑115的部分。在操作期間，氣泡檢測器元件130監(jiān)測穿過檢測器元件之間的或與檢測器元件相鄰的流體路徑115的部分的流體。
[0099]注意到，僅通過非限制性示例的方式示出包含有多個氣泡檢測器元件130。在某些實施例中，僅需要單個布置成與流體路徑115的部分相鄰的氣泡檢測器元件來檢測氣泡的存在。在這種實例中，根據(jù)期望，腔體125可以僅包括單個氣泡檢測器元件，其布置成流體路徑115相鄰以檢測氣泡的存在。單個元件可以將信號傳輸?shù)浇?jīng)過的流體并且繼而監(jiān)測指示氣泡的存在的反射信號。在部署有多個元件的情況下，元件中的一個可以是發(fā)送器，另一個元件可以是接收器。
[0100]如圖12中進一步示出，栗控制單元120可以包括氣泡檢測器資源172，其聯(lián)接到一個或多個氣泡檢測器元件130。在例如將流體輸送到接受者的操作期間，對于在流體中輸送到相對應(yīng)的接受者的其它不期望的物質(zhì)而言在檢測到氣泡時，氣泡檢測器資源172為栗控制單元120中的控制器通知該條件。
[0101]在一個實施例中，響應(yīng)于由檢測器資源172所指示的、在正輸送到接受者的流體中檢測到氣泡或其它物質(zhì)的存在，栗控制單元120終止流體的輸送，并且可能引起警報，以便為相對應(yīng)的護理者通知該條件。如先前討論的，將氣體靜脈輸送到患者會是有害的或致命的。
[0102]圖13是示出根據(jù)此處實施例的流體輸送系統(tǒng)的示例圖。
[0103]如圖所示，流體輸送系統(tǒng)1300包括流體源189-1、栗控制單元120和一次性管組件(例如，盒185、管165-1和管165-2的組合)。在該示例實施例中，盒185已經(jīng)插入栗控制單元120的相對應(yīng)的腔體125中。
[0104]栗控制單元120控制盒185中的相對應(yīng)的栗資源(例如，流體栗110)以將流體從流體源265通過穿過管165-1、盒185和管165-2的流體路徑輸送到接受者182。
[0105]圖14是示出根據(jù)此處實施例的一次性盒和相對應(yīng)的栗控制單元示例圖。
[0106]如先前討論的，此處實施例包括盒185，所述盒185配合到栗控制單元120的相對應(yīng)的腔體125中。除了包括管165-1和管165-2以外，注意到，此處實施例還可以包括管165-3。在一個實施例中，包括管165-1、管165-2、管165-3和盒185在內(nèi)的資源的組合表示組件，例如，一次性管組。
[0107]正如其名，一次性管組可以在其用于將相對應(yīng)的流體輸送到患者之后被扔掉。栗控制器單元120可以與新的一次性管組協(xié)同地使用以將流體輸送到下一個患者。因而，栗控制器單元120是可交叉多個患者重復(fù)使用的。然而，每個相應(yīng)的一次性管組都僅用在一個患者身上。
[0108]如圖所示的且如先前討論的，將盒185插入栗控制單元120的相對應(yīng)的腔體125中而在盒185中的資源和栗控制單元120中的資源之間提供聯(lián)接。
[0109]例如，當(dāng)盒185插入栗控制單元120的腔體125中時，閥致動器資源192(例如，閥控制器)變得聯(lián)接到盒185中的相對應(yīng)的閥160。在栗操作期間，栗控制單元120中的閥致動器資源192控制閥160-1和160-2。進一步在該示例實施例中，注意到，栗控制器單元120中的閥致動器資源194控制閥160-3。
[0110]經(jīng)由閥160-1的控制，栗控制單元120能夠控制從第一流體源189-1接收的流體通過管165-1和主入口 170-1到栗室110的流動。例如，打開的閥160_1能夠使流體從流體源189-1通過管165-1和主入口 170-1流入栗室110中。關(guān)閉的閥160-1阻止流體通過管165-1和主入口 170-1流入栗室110中。
[0111]經(jīng)由閥160-2的控制，栗控制單元120能夠控制從第二流體源189-2接收的流體通過管165-2和副入口 170-2到栗室110的流動。例如，打開的閥160-2能夠使流體通過管165-2和副入口 170-2流入栗室110中。關(guān)閉的閥160-2阻止流體通過管165-2和副入口 170-2流入栗室110中。
[0112]依據(jù)實施例，當(dāng)盒185不插入栗控制單元120的腔體125中時，閥160中的每個都可以默認(rèn)為打開位置或關(guān)閉位置。例如，在一個實施例中，閥160中的每個(例如，閥160-1、160-2和閥160-3)在盒185插入腔體185中之前是常開的。在盒185插入腔體125中之后，栗控制器單元120可以將默認(rèn)狀態(tài)調(diào)節(jié)到任何期望的打開或關(guān)閉設(shè)定。
[0113]控制器單元120中的閥致動器資源栗可以依據(jù)閥的類型以任何適當(dāng)?shù)姆绞娇刂葡鄳?yīng)的閥160 ο例如，依據(jù)閥的類型，經(jīng)由來自栗控制單元120的輸入，閥160可以被機電地控制、被液壓地控制、被氣動地控制，等等。
[0114]當(dāng)盒185被裝載到栗控制單元120的腔體125中時，控制器單元120中的相應(yīng)的致動器資源栗接合以將每個相應(yīng)的閥控制到期望的打開位置或關(guān)閉位置。通過非限制性示例實施例的方式，作為安全特征，當(dāng)盒185首先被裝載到控制單元120的腔體125中時，栗控制單元120中的致動器資源可以構(gòu)造成將閥160-1、160-2和160-3中的每個都控制到關(guān)閉位置。
[0115]當(dāng)從一個或多個流體源189栗送相應(yīng)的流體時，栗控制單元120打開和關(guān)閉閥160。
[0116]例如，為了將流體從第一流體源189-1通過主入口 170-1抽吸到栗室110中，栗控制單元120打開閥160-1并且關(guān)閉閥160-2和閥160-3。在僅閥160-1打開的同時，栗控制單元120控制栗室致動器193以將流體通過管165-1抽吸到流體栗110的栗室中。在將足夠量的流體抽吸到流體栗110的栗室中之后，栗控制單元120關(guān)閉閥160-1和閥160-2并且打開閥160-3 ο在僅閥160-3打開的同時，栗控制單元120控制栗室致動器193以將栗室110中的流體沿著流體路徑115向下游通過閥160-3加壓到流體路徑115中的除氣過濾器140。
[0117]為了將流體從第二流體源189-2通過副入口 170-2抽吸到栗室110中，栗控制單元120打開閥160-2并且關(guān)閉閥160-1和閥160-3。在僅閥160-2打開的同時，栗控制單元120控制栗室致動器193以將流體通過管165-2抽吸到流體栗110的栗室中。在將足夠量的流體抽吸到流體栗110的栗室中之后，栗控制單元120關(guān)閉閥160-1和閥160-2并且打開閥160-3。在僅閥160-3打開的同時，栗控制單元120控制栗室致動器193以將流體栗110的栗室中的流體沿著流體路徑115向下游通過閥160-3加壓到除氣過濾器140。
[0118]此處實施例可以包括在從不同的流體源189抽吸流體之間切換和將這樣的流體輸送到接受者182。例如，在第一栗送循環(huán)中，栗控制器單元120可以構(gòu)造成控制閥以將流體以如先前所討論的方式從流體源189-1輸送到接受者182;在第二栗送循環(huán)中，栗控制器單元120可以構(gòu)造成控制閥以將流體以如先前所討論的方式從流體源189-2輸送到接受者;在第三栗送循環(huán)中，栗控制器單元120可以構(gòu)造成控制閥以將流體以如先前所討論的方式從流體源189-1輸送到接受者182;在第四栗送循環(huán)中，栗控制器單元120可以構(gòu)造成控制閥以將流體以如先前所討論的方式從流體源189-2輸送到接受者；以此類推。因此，盒185中的單個栗室110(例如，隔膜栗)可以用于將流體從不同的源輸送到接受者182。
[0119]盒185還可以包括除氣過濾器140，其相對于閥160-3在下游布置在流體路徑115中。
[0120]在一個實施例中，除氣過濾器140相對于流體流阻器145布置在上游。相對于流體流阻器145布置在上游的除氣過濾器140確保除氣過濾器145在流體輸送期間保持處于正壓下(例如，比在由壓力傳感器150所監(jiān)測的位置處的壓力高的壓力，如以下將討論的)。
[0121]正如其名，并且如先前討論的，布置在盒185中的除氣過濾器140從沿著流體路徑115朝向流體流阻器組件145向下游行進的流體中去除任何空氣或氣體。在一個實施例中，空氣從流體路徑115排出到戶外的空氣中。
[0122]流體流阻器驅(qū)動器195控制了由流體流阻器145抵抗沿著流體路徑115朝向接受者182的相對應(yīng)的流體流動的程度。以與如先前討論的方式類似的方式，流體流阻器145可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞奖豢刂?，例如，被機電地控制、被液壓地控制、被氣動地控制，等等。
[0123]盒185還包括相對于流體流阻器145布置在下游的壓力傳感器150。在一個非限制性示例實施例中，壓力傳感器150監(jiān)測通過流體路徑115的位置布置且經(jīng)過的流體的壓力，如圖所示。經(jīng)由與壓力傳感器150通信的壓力傳感器電路196，栗控制單元120能夠確定相對于流體流阻器145處于流體路徑115中的下游位置的、輸送到接受者182的流體的壓力。
[0124]在一個實施例中，壓力傳感器電路196檢測何時有阻止相對應(yīng)的流體輸送到接受者182的下游阻塞。例如，在一個實施例中，當(dāng)壓力傳感器電路196檢測到在由壓力傳感器150監(jiān)測的位置處的壓力高于閾值時，壓力傳感器電路196產(chǎn)生了指示阻塞狀態(tài)和/或指示不能將流體輸送到接受者182的相對應(yīng)的信號。低于閾值的檢測壓力通常指示沒有下游阻塞并且流體正輸送到接受者182。
[0125]另外，如先前討論的，注意到，盒185可以包括開口135-1和開口 135-2。氣泡檢測器元件130-1通過開口 135-1突出或突出到開口 135-1中；氣泡檢測器元件130-2通過開口 135-2突出或突出到開口 135-2中。氣泡檢測器電路172監(jiān)測從一個或多個元件130-1和130-2接收的信號。
[0126]在將流體栗送到接受者182期間，除氣過濾器140在氣體達到元件130之前從輸注線(流體路徑115)去除氣體。如果除氣過濾器140失效并且由一個或多個檢測器元件130-1和130-2檢測到氣泡，則氣泡檢測器電路172向栗控制單元120產(chǎn)生相對應(yīng)的信號以中斷相對應(yīng)流體到接受者182的輸送。這在除氣過濾器140碰巧無法去除氣體的情況下防止流體中的任何氣體被輸送到接受者182。
[0127]通過非限制性示例的方式，在一個實施例中，響應(yīng)于接收到如下指示，S卩，所述指示為在正輸送到相對應(yīng)的接受者182的流體中檢測到氣泡的指示，栗控制單元120可以構(gòu)造成關(guān)閉閥160-3和/或使流體栗110停用以中斷流體輸送到接受者。
[0128]因而，此處實施例可以包括一次性盒185，其包括流體路徑115。流體路徑115包括除氣過濾器140和流阻器145。除氣過濾器140在流體栗110的下游布置在流體路徑115中。流阻器145在除氣過濾器140的下游布置在流體路徑115中。如先前討論的，此處的又一些實施例可以包括壓力傳感器150。在所示的示例實施例中，流動路徑115包括壓力傳感器150。壓力傳感器150在流體路徑115中的位置處監(jiān)測流體路徑115中的流體的壓力，所述流體路徑115中的位置是在流阻器145和在第一檢測器元件130-1和第二檢測器元件130-2之間的流體路徑115的部分之間的流體路徑中的位置。
[0129]空的源容器:
[0130]關(guān)于所有輸注存在的一個常見問題是所述輸注難以監(jiān)測和確定何時流體容器變空，迫使容器改變。當(dāng)流體容器變空時，流速典型地從由醫(yī)生所規(guī)定的流速減小到“保持靜脈通暢”或KVO速率。如果空的或幾乎空的容器沒有被替換或補給，則輸注栗將使流動完全停止，并且位點可以凝結(jié)并且另外變得不可用。如果護理者無法解決該狀況，則會需要找到新的輸注位點以用于隨后輸注。這添加了感染的風(fēng)險，可能導(dǎo)致患者受到傷害。
[0131]就“副”輸注而言，容納有不同的IV(靜脈)溶液的流體容器被附裝到源側(cè)主流體線，并且所述副輸注的流體代替主流體被暫時地輸注，直到副容器變空為止。在這些輸注期間，必須對副流體容器給予關(guān)注，使得空氣不進入輸注線中，不引起警報，并且不停止流體流動。
[0132]—種用于監(jiān)測流體容器的狀態(tài)的方法已經(jīng)推定出副容器中的流體體積并且對輸送該體積的栗的副模式編程。該方法由于錯誤或不準(zhǔn)確推定流體輸注速率或留在容器中的流體量而易于出錯。此外，在IV袋中的實際流體量有高度可變性。實際體積可以從額定值改變了超過10%。用戶在試圖輸送流體源的全部容納物、不因流動路徑中的空氣而結(jié)束輸送、或浪費流體之間不斷地權(quán)衡。
[0133]將袋的整個容納物輸送到患者、檢測何時流體源變空并且繼而在報警之前自動地清除空氣的能力大大降低了護理者的工作負(fù)荷并且改善了患者安全性。
[0134]副輸注自動化:
[0135]在栗中的成一體的通氣孔和空氣檢測方案的另一個益處是制備副輸注的簡化。目前，當(dāng)護理者正制備副輸注時，除了將袋設(shè)定在正確的高度處以外，護理者必須在將源線連接到主流動路徑之前完全地清除來自全部源線的全部空氣。此外，副輸注源容器必須被懸掛地基本高于主流體源。該構(gòu)型的制備是易于出錯的、耗時的并且會延阻治療。
[0136]此處實施例通過不需要手動清除空氣而改進該工作流。根據(jù)此處實施例，諸如流體源189-2的副源容器和相對應(yīng)的管165-3可以在線中有空氣的情況下連接到一次性盒185。當(dāng)副輸注(例如，從流體源189-2到接受者182的流體輸送)開始時，流體栗110簡單地開始栗送。在流體路徑115中的空氣(例如，氣體)通過在線除氣過濾器140中的通氣孔被自動地清除。當(dāng)檢測液體時，輸注的體積計數(shù)器開始。
[0137]在執(zhí)行副輸注的許多情況下，期望的副流體流動速率不同于期望的主流體流動速率。在該情況下，操作員必須用推定出的副流體源189-2中的容積對輸注栗(栗控制器120)編程，以便當(dāng)流體栗110已經(jīng)以規(guī)定的副速率輸注該量時，栗將自動地過渡到主流速。然而，由于不正確推定容器容積或不準(zhǔn)確設(shè)定待輸注的副容積而引起的常見錯誤使得該方法不可靠，需要由護理者頻繁監(jiān)測以確保正以適當(dāng)?shù)乃俾瘦斪⑦m當(dāng)?shù)牧黧w，并且防止空氣進入輸注線中而使流動停止。
[0138]需要的是便宜的且可靠的用于檢測何時輸注容器變空的系統(tǒng)和方法以及用于向輸注栗提供信號以改變輸注速率、以向護理者提供容器需要補給或替換的警告信號、或以切換到不同的輸注源的方法。還需要的是用于供自動副輸注機構(gòu)使用的可靠的系統(tǒng)和方法，所述自動副輸注機構(gòu)提供發(fā)生從副流體流動到主流體流動的過渡的檢測。此處實施例滿足了這些需要。
[0139]運輸:
[0140]對于護理者輸送輸注治療的另一個常見問題是由于出現(xiàn)錯誤而中斷流體輸送流動，所述錯誤是由于患者和或流體輸送系統(tǒng)運動而出現(xiàn)的錯誤。例如，在患者或裝備運動期間，少量的空氣可以被引入到線(流體路徑115)中。大部分的輸注栗系統(tǒng)檢測在線的空氣、報警并且停止輸注?；颊呤艿奖Ｗo以防空氣栓塞，但是這對于護理者而言產(chǎn)生額外的工作并且可能延阻治療。如先前討論的，此處實施例在運輸期間從入口管材自動地清除空氣，能夠持續(xù)輸送流體，而不需要提示護理者替換一次性管組。
[0141]雖然本發(fā)明已經(jīng)參照其優(yōu)選實施例被具體示出和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在其中做出各種形式上和細(xì)節(jié)上的改變而不脫離本申請如所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍。這樣的變化旨在由本申請的范圍所覆蓋。因此，本申請的實施例的以上描述并不意欲是限制性的。相反，本發(fā)明的任何限制列于下面的權(quán)利要求中。
【主權(quán)項】
1.一種流體輸送系統(tǒng)，其包括: 流體輸送組件，所述流體輸送組件包括入口、出口、氣動栗、流體流阻器和流體路徑，所述流體路徑在所述入口和所述出口之間延伸，所述流體流阻器布置在所述流體路徑中； 第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器監(jiān)測為操作所述氣動栗所施加的氣體壓力，所述氣動栗將流體從所述入口通過所述流體路徑栗送到所述出口 ；并且 所述流體輸送組件包括第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器在所述流體流阻器的下游布置在所述流體路徑中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，還包括: 控制器，所述控制器至少部分地基于由所述第一壓力傳感器感測到的所述氣體壓力和所述流體流阻器的設(shè)定而控制通過所述流體輸送組件中的所述流體路徑的所述流體的流速，所述控制器基于由所述第一壓力傳感器感測到的所述氣體壓力而控制所述流體的流速。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述流體輸送組件是插入所述控制器的腔體中的一次性盒。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述流體輸送組件相對于所述控制器是能拆卸的和一次性的。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述流體輸送組件相對于所述控制器是一次性的，在所述控制器的腔體中集成有氣泡檢測器;并且 其中，所述流體輸送組件插入所述腔體中而使在所述盒中的所述流體路徑的部分對準(zhǔn)以與所述氣泡檢測器相鄰。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述氣泡檢測器包括與第二元件間隔開的第一元件； 其中，所述流體輸送組件包括第一開口以接收所述第一元件;并且 其中，所述流體輸送組件包括第二開口以接收所述第二元件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述第一元件和所述第二元件從所述控制器的表面突出；并且 其中，在所述流體輸送組件中的所述流體路徑的部分置于所述第一元件和所述第二元件之間。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，控制器利用所述第二壓力傳感器在所述流體輸送組件中的氣泡檢測器和所述流阻器之間的所述流體路徑中的位置處監(jiān)測所述流體路徑中的流體壓力。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述控制器動態(tài)地控制所述流阻器的設(shè)定以控制通過所述流體路徑的所述流體的流速。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，還包括: 除氣過濾器，所述除氣過濾器布置在所述氣動栗和所述流體流阻器之間，所述除氣過濾器構(gòu)造成去除沿著所述流體路徑經(jīng)過的所述流體中存在的氣體;并且 其中，所述流體流阻器布置在所述氣動栗和所述流體流阻器之間。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述第二壓力傳感器監(jiān)測所述流體流阻器和所述出口之間的所述流體路徑的壓力，所述流體輸送系統(tǒng)還包括: 壓力傳感器電路，所述壓力傳感器電路與所述第二壓力傳感器通信，所述壓力傳感器電路監(jiān)測所述流體流阻器和所述出口之間的所述流體路徑中的所述流體的壓力。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述壓力傳感器電路響應(yīng)于檢測到由所述第二壓力傳感器感測到的壓力高于閾值而產(chǎn)生相對應(yīng)的信號，所述相對應(yīng)的信號指示不能將所述流體從所述流體流阻器通過所述流體路徑向下游輸送到接受者。13.—種用于在流體輸送系統(tǒng)中使用的一次性組件，所述一次性組件包括: 流體路徑，所述流體路徑在所述一次性組件的入口端口和出口端口之間延伸； 氣動栗，所述氣動栗將流體從所述入口端口通過所述流體路徑栗送到所述出口端口；所述氣動栗包括端口和栗室，所述栗室由控制器控制來接收氣體，所述控制器基于施加到所述端口的氣體壓力而控制通過所述流體路徑的所述流體的流速;和 所述一次性組件的框架，所述一次性組件的框架包括所述入口端口、所述出口端口、所述流體路徑和所述氣動栗。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一次性組件，還包括: 限流器，所述限流器布置在所述流體路徑中以限制通過所述流體路徑的所述流體的流動。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一次性組件，其中，所述框架是一次性盒，所述一次性盒構(gòu)造成插入栗控制器裝置的腔體中，所述栗控制器裝置包括所述控制器，所述控制器基于施加到所述端口的所述氣體壓力而控制通過所述流體路徑的所述流體的流速。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的一次性組件，其中，所述氣動栗布置在所述流體路徑中，所述一次性組件還包括: 布置在所述流體路徑中的除氣過濾器，所述除氣過濾器操作成從穿過所述流體路徑的所述流體去除空氣;并且 其中，所述流體從所述入口端口沿著向下游方向通過所述流體路徑流到所述出口端口，所述除氣過濾器相對于所述氣動栗在下游布置在所述流體路徑中，所述限流器相對于所述除氣過濾器在下游布置在所述流體路徑中。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一次性組件，其中，所述除氣過濾器布置在所述框架中；并且 其中，所述框架是一次性盒，所述一次性盒構(gòu)造成附裝到栗控制器裝置，所述栗裝置包括所述控制器，所述控制器基于施加到所述端口的所述氣體壓力而控制通過所述流體路徑的所述流體的流速。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一次性組件，其中，所述栗控制器控制所述限流器的設(shè)定以控制通過所述流體路徑的所述流體的流速。19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一次性組件，其中，所述氣動栗布置在所述流體路徑中，所述一次性組件還包括: 布置在所述流體路徑中的除氣過濾器，所述除氣過濾器操作成從穿過所述流體路徑的所述流體去除空氣； 布置在所述流體路徑中的空氣傳感器，所述空氣傳感器操作成檢測穿過所述流體路徑的流體中的氣體;并且 其中，所述流體從所述入口端口沿著向下游方向通過所述流體路徑流到所述出口端口，所述除氣過濾器相對于所述氣動栗在下游布置在所述流體路徑中，所述限流器相對于所述除氣過濾器在下游布置在所述流體路徑中，所述空氣傳感器相對于所述限流器在下游布置在所述流體路徑中。20.一種流體輸送系統(tǒng)，其包括: 流體輸送組件，所述流體輸送組件包括入口、出口、氣動栗、流體流阻器和流體路徑，所述流體路徑在所述入口和所述出口之間延伸，所述流體流阻器布置在所述流體路徑中； 壓力傳感器，所述壓力傳感器監(jiān)測為操作所述氣動栗所施加的氣體壓力，所述氣動栗將流體從所述入口通過所述流體路徑栗送到所述出口；和 控制器，所述控制器至少部分地基于由所述壓力傳感器感測到的氣體壓力和所述流體流阻器的設(shè)定而控制通過所述流體路徑的所述流體的流速，所述控制器基于由所述壓力傳感器感測到的所述氣體壓力而控制所述流體的流速。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述控制器在所述流體輸送組件中的氣泡檢測器和所述流體流阻器之間的所述流體路徑中的位置處監(jiān)測所述流體路徑中的流體壓力。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述控制器動態(tài)地控制所述流阻器的設(shè)定以控制通過所述流體路徑的所述流體的流速。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述控制器基于由所述壓力傳感器檢測到的所述氣體壓力周期性地計算隨時間進入和離開所述氣動栗的室的流體體積，以動態(tài)地控制通過所述流體路徑的所述流體的流速。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述控制器控制輸入到所述氣動栗的室的所述氣體壓力以補償將所述流體提供給所述入口的源的高度變化。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述控制器控制輸入到所述氣動栗的室的所述氣體壓力以補償存在于所述出口上的流體背壓變化。26.一種流體輸送系統(tǒng)，其包括: 流體路徑； 氣動流體栗，所述氣動流體栗布置在所述流體路徑中，以將流體輸送到接受者； 除氣過濾器，所述除氣過濾器布置在所述流體路徑中，所述除氣過濾器能操作成從穿過所述流體路徑的所述流體去除氣體； 氣體傳感器，所述氣體傳感器布置在所述流體路徑中，所述氣體空氣傳感器操作成檢測穿過所述流體路徑的所述流體中的空氣； 壓力傳感器，所述壓力傳感器在所述流體流阻器和所述氣體傳感器之間布置在所述流體路徑中；并且 其中，所述流體從所述入口端口通過所述流體路徑向下游流到所述出口端口，所述除氣過濾器相對于所述氣動栗在下游布置在所述流體路徑中，所述限流器相對于所述除氣過濾器在下游布置在所述流體路徑中，所述氣體傳感器相對于所述限流器在下游布置在所述流體路徑中。
【文檔編號】A61J1/22GK105848694SQ201480070265
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年11月13日
【發(fā)明人】J·安布羅西納, B·鮑爾斯
【申請人】艾韋尼克斯股份有限公司