CN101116756A - 具有输注单元和远程控制单元的输注系统 - Google Patents
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Abstract
输注系统(1)具有输注单元(2，2a)和远程控制单元(3，3a，3b)，输注系统(1)适合于以两种不同的运行模式运行，即远程控制模式和直接控制模式，其中在远程控制模式中远程控制单元(3，3a，3b)的输入设备(11)产生至少一个要求证实的命令，远程控制单元(3，3a，3b)的输出设备(9)输出相应的证实信号，在直接控制模式中，输注单元(2，2a)的输入设备(7)产生至少一个要求证实的命令，输注单元(2，2a)的输出设备(5)输出相应的证实信号。其包含在远程控制模式和直接控制模式之间切换的触发器件(18，22)。
Description
本发明涉及一种具有输注单元和远程控制单元的输注系统，所述输注单元被设置并适合用于处在体外并将液体注入身体。所述输注单元包括具有容纳液体的液体容器的外壳、用于输入输注控制命令的输入设备、输出设备、以及用于将信号无线传输到远程控制单元及从远程控制单元接收信号的通信设备。所述远程控制单元包括外壳、用于输入输注控制命令的输入设备、输出设备、以及用于将信号无线传输到输注单元及从输注单元接收信号的通信设备。通过激励其中一个输入设备所产生的至少一部分输注控制命令是要求进行证实的命令，并且由用户可感知的证实信号来证实所述命令的传输和/或执行，这由其中一个输出设备输出。
这样的设备被用于糖尿病治疗，以通过注入胰岛素而补偿患者的胰岛素平衡。因为胰岛素剂量太高和胰岛素剂量太低都对患者非常有害，所以补偿胰岛素平衡是重要的。
因此，现有技术中已知多种设备，这些设备或者作为“独立设备”(即作为单独的设备)运行，或者额外地具有用于控制输注设备的远程控制。远程控制具有如下优点：可在衣服下面将输注设备穿在身体上，并且可通过远程控制舒适地操作和控制输注设备。例如，EP0048423A2中公开了这种设备。
WO01/70307A1提出一种穿在身体上的具有轴的输注单元。可将“通信钥匙”插入该轴以由远程控制来控制输注单元。远程控制可通过线缆连接或无线连接与输注单元进行通信。除了特殊的远程控制设备外，还可能使用电脑或手提电脑进行远程控制以对输注单元编程。特别地，如果医务人员进行更复杂的输注单元的编程，则优选这一点。特定的远程控制足以进行输注单元的简单操作。只有推注速率(bolus rate)或基础速率可以被改变和/或设置。但还可以去除通信钥匙。这样，输注单元作为单独的设备运行并不能够被远程控制。
由EP1109586B1也已知一种远程可控的输注装置。除了输注设备外，远程指挥者(远程控制单元)是其中所述系统的一部分。可通过远程控制单元运行输注设备以及对其进行编程。因为维持输注量对患者健康非常重要，所以建议确认被传输到控制输注单元的输注控制命令。为此目的，当从远程控制单元收到命令时，将视觉或听觉显示或振动形式的证实信号在输注设备处输出。当执行由远程控制单元接收的信号时，输出另一个证实信号。因此，用户还借助输注设备的远程控制通过证实信号可以监控输注设备的命令传输和命令执行。输注泵连续地准备接收以识别和证实远程控制单元传输的信号。
本发明的目的在于提出一种改进操作的输注系统，以使操作更加安全和允许错误。特别地，可降低人机界面产生的总体系统的不确定因素。
通过具有权利要求1特征的输注系统实现该目的。
本发明输注系统的特殊之处在于其适于在两种运行模式下运行，该输注系统包括具有权利要求1前序部分所定义特征的输注单元和远程控制单元。该系统包括触发器件，该触发器件在两种运行模式即远程控制模式和直接控制模式之间进行切换。在远程控制模式中，远程控制单元输入设备产生要求证实的至少一个输注控制命令，而远程控制单元的输出设备输出相应的证实信号。在直接控制模式中，输注单元的输入设备产生要求证实的至少一个输注控制命令，而输注单元的输出设备输出相应的证实信号。该系统在一种或另一种模式下运行。
用于控制输注的命令，例如用于设置“基础速率”或者临时输注增长(“推注bolus”)的命令被称作输注控制命令。在远程控制单元或输注单元的输入设备处输入这些命令。当然，还可在输入设备处输入其它命令，例如用于改变显示或设定内部时钟。然而，这些不是本发明意义上的输注控制命令。
通过本发明实现运行安全的重大改进，必须考虑本领域存在的特殊问题：
-糖尿病是具有高的、最终致命危险的严重疾病。
-因此必须以最大的可靠性避免任何操作错误。
-因为用户的疾病和通常的高龄，其操作安全受到限制。该限制在许多情况下与短时记忆相关。还通常降低触觉刺激的传递。
-因此适于糖尿病治疗的输注系统的运行必须尽可能地简单。在通过直觉可操作性尽可能避免错误的意义上要求“鲁棒”的操作。
在本发明环境中，已确定如果总是(至少是而且)将确认输注控制命令输入的证实信号输出到出现命令输入的系统单元，那么可在此方面实现重大改进。尽管证实信号输出位置的改变首先看起来降低了舒适度，这明显地使得更复杂并因此更难分配证实信号，但是在本发明所基于的试验环境中确定实现了操作可靠性的重大改进。用户通过其在合适单元(远程控制单元或输注单元)进行输入的“本地产生的”证实信号接收直接的证实信号。因为用户自己已经在相应单元输入了命令，(从信息理论的观点看来)该信息是冗余的。然而，已经确定该冗余提高了运行可靠性。认为输注控制命令典型地包括由按键输入的单独命令的序列。已确定可由本地输出的证实信号通过本发明大大改进用户在特别选定的输入设备处正确且完整地输入该序列的能力。例如，通过一系列按键(每次按键被证实)对额外的胰岛素输注(“推注”)进行编程。如果使用本发明，给定的本地反馈直觉地保证用户也因此执行命令序列的其它按键(在相同的输入单元上)。
除了改进操作外，因为可关闭在特定运行模式中不需要的部件，本发明还典型地节省了能量消耗。例如，在直接控制模式中，方便地关闭输注单元的通信设备。在远程控制模式中，可将输注单元的输出设备从电源断开。省电是重要的，因为这样提高了给定电池容量的运行时间。
优选以这样的方式配置该系统，使得运行模式之间的转换不是完全自动地进行，而是需要用户的动作。用户可以(并且必须)有意识地决定他是想在远程控制模式中还是想在直接控制模式中运行输注系统。因此，操作员可自由地在环境中总是正确地行动。该自由与安全相联系，即因为清楚的只能二选一的原则即远程控制模式或直接控制模式，操作员的动作直觉地是准确的。优选地，因为在通过远程控制单元操作时以及在通过直接控制模式中操作输注单元时该系统都可由于相同的操作顺序而可最优地响应用户需求，所以也可支持这些方面。因为在已知系统中在远程控制单元上以及通过输注单元上的按键均可并行地操作，所以用户常常会迷惑。这会造成输注系统的错误输入和错误操作。
在远程控制模式中，优选由远程控制单元输入设备产生所有要求证实的输注控制命令，并由远程控制单元输出设备(在任何情况下)输出所有相应的证实信号。优选在输注单元出不输出证实信号。
在直接控制模式中，优选由输注单元输入设备产生所有要求证实的命令，并由输注单元输出设备(在任何情况下)输出所有相应的证实信号。用户操作作为独立设备的输注泵并且在输注单元处直接输入所有命令。这里，优选也仅仅在输注单元处输出控制输注泵的输注控制命令的证实信号。不需要远程控制单元。可将其关闭。例如如果远程控制单元由于缺陷而破坏或者如果患者将其丢失和/或遗忘，则这是有利的。也在该情形中，另外还可以按典型方式操作本发明的输注系统，从而可安全地进行系统所执行的生命保障功能。
可将证实信号输出为视觉信号(例如使用一个或多个控制灯或者通过在显示器上显示清楚的文本)、听觉信号(例如以音调形式或者语音输出)、或触觉信号(例如振动)。还可使用这些信号形式的组合。如果在系统中使用不同的信号形式，则输出可依赖用户设置或输出的位置，即，是在输注单元处还是在远程控制单元处输出证实信号。
优选地，可由用户识别的证实信号是表示输注单元已经收到输注控制命令的“命令证实信号”。
根据另一个优选实施例，用户可区分的证实信号是表示输注单元何时执行了注入控制命令的“执行证实信号”。其还可区分是刚刚开始执行注入控制命令还是执行已经结束。两者均可以执行证实信号的形式表示。
还可能一个接一个地输出多个证实信号。如果在命令证实信号输出之后输出执行证实信号。这称为“双重指示”。如果在命令证实信号之后产生两个执行证实信号，一个表示输注控制命令的执行已经开始，另一个表示输注控制命令的执行已经结束，则将其称为“三重指示”。
在远程控制模式中，当由远程控制单元输入设备产生要求证实的命令时，优选将双重指示输出到远程控制单元。可选地，可在输注单元处输出附加的证实信号。在直接控制模式中，可执行相同的原则。这里，还优选输出双指示。此外，在远程控制单元处可选地可输出证实信号。可由输注系统制造商直接实现不同的输出可能；但是还可由用户选取和/或设置这些输出可能。因此，除了由用户进行运行模式的位置(situational)切换外，也可能进行证实信号输出的位置切换。
下面附图中描述了优选的实施例。可以单独或者组合地使用其中描述的技术特征以提供本发明的优选实施例。
图1示出具有输注单元和远程控制单元的输注系统的示意图；
图2示出图1中输注单元和远程控制单元的更详细的结构图；
图3示出可替代的远程控制单元的结构图；
图4示出解释触发器件功能的结构图；
图5示出具有输注单元和远程控制单元的输注系统的可替代实施例的示意图。
图1示出具有输注单元2和远程控制单元3的输注系统1。输注单元2通过细管向具有针头的注入单元4泵送液体，特别是胰岛素。将注入单元4连接到患者身体。如示意图所示，输注单元2具有用作显示器6的输出设备5。可以按视觉形式在显示器上显示证实信号以证实用于控制输注单元2的输注控制信号。
输入单元7具有控制输注单元2的键8。通过键8可以改变输注单元2的基础速率，还可设置推注。还可使用键8执行输注单元2的完整功能控制。
远程控制单元3还具有用作视觉显示的显示器10的输出单元9。除了所产生的作为输注控制命令应答的证实信号外，在显示器10上还输出其它的指示。例如，还可显示白天时间或其它相关数据。
远程控制单元3的输入设备11基本上对应输注单元2的输入设备7。用键12实现输入设备11。因为输入设备7、11和输出设备5、9的设计相同，远程控制单元3和输注单元2上的操作对用户相同。不论用户是通过输注单元2还是通过远程控制单元3操作输注系统1，对患者而言都没有不同。这样，操作错误被最小化，并且提高了操作的舒适度。
图2示出输注单元2和远程控制单元3的框图。输注单元2具有容纳液体的液体容器13，所述液体经注入单元4施加到患者体内。将泵14连接到液体容器13。控制泵而调整所施加的注入量。特别地，由泵传送的速度固定输注单元2中所设置的基础速率。另外，可由泵速度的持续时间和临时增加量来控制可选要施加的推注。
而且，输注单元2包括电源装置15、微处理器16、以及用于向远程控制单元3无线传输信号以及从远程控制单元3接收信号的通信设备17。电源单元15向输注单元2的所有部件供电。输出设备5被示出为块。输出设备5包括用作输出单元2上证实信号听觉输出的扬声器5′。触发器件18用于在输注系统1的远程控制模式和直接控制模式之间切换。
除了输入设备11和输出设备9，远程控制单元3还包括用作证实信号听觉输出的扬声器9′。微处理器19处理输入设备11的输入和由输注单元2无线传输的信号，所述信号由通信设备20接收。通信设备20双向运行。其还从远程控制单元3向输注单元2发射信号。电源单元21以所要求的功率为远程控制单元3和所有部件供电。
通信设备17和20优选被实现为收发器；因而，其包括用于发射信号的发射器和用于接收信号的接收器。发射的信号优选为电磁信号。可替代地，可通过光学信号(特别通过红外信号)执行通信设备17和20之间的通信。该信号以常规方法编码。
图3示出远程控制单元3的可替代的实施例，其除了已经描述的部件外还包括触发器件22。然后，在输注单元2中不必再提供触发器件18。
在输注系统1的优选实施例中，当切换为直接控制模式时停用输注单元2的通信设备17。在直接控制模式中不要求该设备，因为没有信号必须被传输到远程控制单元3。
当停用输注单元2的通信设备17时，特别优选将其从处理器16分离。然后，处理器16不向通信设备17传输信号。附加地或者可替代地，可将通信设备17从电源单元15断开。出于多个原因，停用通信设备17是有利的。一方面，节省能量，从而储存在电源单元15中的能量持续更长时间以运行输注单元2。另外，减少了对系统和环境的干扰。例如，可由微处理器16中监控输入单元所有键8的简单的中断控制程序，执行通信设备17的停用。为此目的，可以使用待切换的每行的一个简单开关晶体管。
当切换成远程控制模式时，优选停用输注单元2的输出设备5。因为在远程控制模式中将所有的证实信号输出到远程控制单元3和/或3a的输出设备9，所以输出设备9不必是激活的。因此可停用输出装置5。为此目的，微处理器16引发从电源单元15的断开。当触发器件18或22将输注系统1切换成直接控制模式时，于是再次激活输出设备5，即对输出设备5供电。
当微处理器16不向输出设备5输出任何信号时，也可以停用输出设备5。此外，还可停用扬声器5′。然而，可替代地扬声器5′仍可能保持激活，使得可以按听觉信号的形式在输注单元2处输出其它证实信号。此外，尽管关断输出设备5，但是例如如果液体容器13中的液体量降到临界值下或者电源单元15输出的电压太低，则扬声器5′可输出报警声。
在图4的基础上解释触发器件18的功能。为引发远程控制模式和直接控制模式之间的切换，在其输出端18a产生输注系统的控制信号，其使用已知电子装置引发在操作状态间的切换。控制信号典型地形成微处理器16的命令，所述命令又引发运行模式切换。
由传送到其输入端18b的触发信号又控制触发器件18。用于产生触发信号的装置以某种方式响应用户动作或者输注系统环境的变化。因此，通常将其称为触发传感器24。由于生成触发信号的类型或者换言之由于触发传感器24的不同实施例，本发明的不同实施例因而不同。
a)在最简单的情形中，特别为此提供的手动操作输入键(专用输入键)被用作产生触发信号的传感器。这样的输入键可设置在输注单元2以及远程控制单元3上(比较图1和2；分别地，可选输入键24′和24″)。当然，可进行多种改变，例如表示为“触摸屏”(图1)的显示器6、10中的压力敏感区域。
b)传感器24可包括输入设备7、11的键8、12组合，其在任何情形中以逻辑电路提供。然后，将按键组合(例如同时按下两个特定的键)看作切换运行模式的手动生成命令。因此，产生触发信号并将其传输到触发器件18的输入端18a。
c)可由输入变化检测电子设备形成传感器24。该电子设备检测用户何时将操作从输注单元2改变到远程控制单元4或者相反。因此，当系统处于直接控制模式并且用户在远程控制单元3输入输注控制命令时，由输入变化检测电子设备识别这一点并将触发信号传输到触发器件18。现在将所有用于确认输注控制命令的证实信号输出到远程控制单元。因此，这样的输入变化检测电子设备也形成用于产生触发器件18的触发信号的传感器24。
d)最后，还可由远程控制功能检测电子设备形成传感器24。这些电子设备识别远程控制单元3和输注单元2(两个设备都打开，运行中两个单元的通信设备，确保安全的数据传输)之间的通信状况何时存在。在这样的状况下，该远程控制功能检测电子设备产生触发信号。触发信号向触发器件18的传输使远程控制模式开启。
在情形a)和b)，触发信号是手动产生的信号。
情形c)是如何作为在其中一个输入设备7、11处的任何任意命令的输入的结果(优选作为输注控制信号的输入的结果)而产生触发信号的示例。这样的触发信号也称为半自动生成信号。
情形d)示出还可由检测在远程控制单元3、3a、3b与输注单元2、2a之间的信号交换而产生触发信号。这种类型的触发信号也称为自动生成信号。
在所述的每个实施例中，从标准模式(例如直接控制模式)向其它模式(远程控制模式)的转换可以仅仅由特殊触发信号来触发，而由图4中虚线所示的(可选)时间相关控制元件23触发返回标准模式。时间间隔可由制造商永久地编程进系统中或者由用户改变，在所述时间间隔后时间相关元件23引发向标准模式的转换。
可由电子设备非常不同地实现所述的实施传感器24配置的装置，并且这些装置已知。特别地，可以部分地或者完全地由软件实现以图4为基础所解释的以分离电子元件(传感器24、触发器件18、以及可能的时间相关控制元件23)形式所实施的功能。当然，如果触发器件位于远程控制单元中，则上面的解释同样适用。
图5示出包括输注单元2a和远程控制单元3b的输注系统1的另一个实施例。输注单元2a的外壳25中设置有凹槽26，用于插入用作收发器模块27的通信器件。凹槽26形成适合收发器模块27的接收腔28。接触件29位于接收腔28下部中以检测收发器的存在或缺失。一旦将可移除的收发器组件27插入到输注单元2a中，则接触件29闭合。这样，接触件29形成产生触发信号的传感器。将所述触发信号施加到触发器件18的输入端，从而将运行模式转换成远程控制模式。
从接收腔28去除收发器模块27而打开接触件29。触发器件18转换成直接控制模式。于是，不再可能与远程控制单元3b通信。期望所有的输入位于输注单元2a的输入设备7上。因此，通过插入和/或去除收发器模块27可手动产生触发信号。
在触发系统1的直接控制模式中，可将收发器模块27存放在远程控制单元3b中相应的凹槽30中。这样，其不会丢失。当患者期望通过远程控制单元3b操作其输注系统1并因此该系统必须被转换成远程控制模式时，只需要收发器模块27。然后，患者具有直接都在手上的远程控制单元3b和收发器模块27。患者只须还将其插入输注单元2a。
除了收发器模块27外，还可提供可移除的天线组件。该天线组件以与收发器模块27相同的方式使用。
Claims (13)
1.一种具有输注单元和远程控制单元的输注系统，所述输注单元适合于处在体外并将液体l入身体，并且所述输注单元包括：
-具有容纳液体的液体容器的外壳，
-用于输入输注控制命令的输入设备，
-输出设备，
-用于将信号无线传输到远程控制单元及从远程控制单元接收信号的通信设备；
所述远程控制单元包括：
-外壳，
-用于输入输注控制命令的输入设备，
-输出设备，
-用于将信号无线传输到输注单元及从输注单元接收信号的通信设备，并且
其中通过激励其中一个输入设备所产生的至少一个输注控制命令是要求证实的命令，并且由用户可感知的证实信号来证实所述命令的传输和/或执行，所述证实信号由其中一个输出设备输出，
其特征在于：
所述输注系统(1)适合于以两种不同的运行模式运行，即
a)远程控制模式，其中由远程控制单元(3，3a，3b)的输入设备(11)产生需要证实的至少一个命令，并且由远程控制单元(3，3a，3b)的输出设备(9)输出相应的证实信号，以及
b)直接控制模式，其中由输注单元(2，2a)的输入设备(7)产生需要证实的至少一个命令，并且由输注单元(2，2a)的输出设备(5)输出相应的证实信号，
并且所述输注系统(1)包括用于在远程控制模式和直接控制模式之间进行切换的触发器件(18，22)。
2.根据权利要求1的输注系统，其特征在于，在远程控制模式中，由远程控制单元(3，3a，3b)的输入设备(11)产生所有的需要证实的命令，并且由远程控制单元(3，3a，3b)的输出设备(9)输出所有的相应的证实信号。
3.根据权利要求1的输注系统，其特征在于，在直接控制模式中，由输注单元(2，2a)的输入设备(7)产生所有的需要证实的命令，并由输注单元(2，2a)的输出设备(5)输出所有的相应的证实信号。
4.根据权利要求1到3中任一个的输注系统，其特征在于，当触发信号被传输到触发器件(18，22)的输入端时，触发器件(18，22)在所述运行模式之间进行切换。
5.根据权利要求4的输注系统，其特征在于，所述触发信号为手动生成的信号。
6.根据权利要求4的输注系统，其特征在于，由其中一个输入设备(7，11)的任何任意命令的输入产生所述触发信号，特别优选由输注控制命令的输入产生所述触发信号。
7.根据权利要求4的输注系统，其特征在于，通过检测远程控制单元(3，3a，3b)和输注单元(2，2a)的通信设备(17，20)之间的信号交换而产生所述触发信号。
8.根据任一个前述权利要求的输注系统，其特征在于，当转换成直接控制模式时，停用输注单元(2，2a)的通信设备(17)。
9.根据权利要求9的输注系统，其特征在于，当停用通信设备(17)时，将输注单元(2，2a)的通信设备(17)从输注单元(2，2a)的处理器(16)和/或输注单元(2，2a)的电源单元(15)断开。
10.根据任一个前述权利要求的输注系统，其特征在于，当切换成远程控制模式时，停用输注单元(2，2a)的输出设备(5)。
11.根据任一个前述权利要求的输注系统，其特征在于，用户可感知的证实信号是命令证实信号，所述命令证实信号表示输注单元(2，2a)已经收到输注控制命令。
12.根据任一个前述权利要求的输注系统，其特征在于，用户可感知的证实信号是执行证实信号，所述执行证实信号表示何时由输注单元(2，2a)已执行输注控制命令。
13.根据任一个前述权利要求的输注系统，其特征在于，所述触发器件(18，22)包括时间相关的控制元件(23)，从而在切换到直接控制模式后，在预定时间后该系统自动切换回到远程控制模式。
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