CN104349712A - 堵塞检测 - Google Patents

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Abstract

一种用于堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中所述注射器包括柱塞且所述注射泵包括柱塞驱动器。可弯曲元件可与所述柱塞驱动器一体形成且力传感器也可与所述柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，所述柱塞将对所述可弯曲元件向后施力，从而使所述可弯曲元件偏转以与所述力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。

Description

堵塞检测
技术领域
本发明一般涉及医疗装置。更特别地，本发明涉及用于堵塞检测的系统和其方法。
背景技术
在医学领域，术语“堵塞”通常是指正常开放通路的阻塞或限制。在一些情况下，如当在医疗手术期间导管被医师故意夹断或被暂时折叠成闭合状态时，堵塞是预期的。在其他情况下，意外堵塞会导致潜在的危险情况。例如，在包括所谓的“注射泵”的药物输送装置和系统的领域中，预填充药物的注射器通常是在微处理器的控制下进行机械驱动以通过被流体地连接至注射器的输液线以受控的速率将处方剂量的药物输送给患者。注射泵通常包括使导螺杆旋转的马达。导螺杆依次启动柱塞驱动器，其在注射器的针筒内向前推动柱塞。向前推动柱塞因此迫使该剂量的药物从注射器向外输送至输液线且经静脉输送至患者。例如，在专利号为4,978,335且名称为“具有至计算机的条形码输入的输液泵”的美国专利和公开号为2005/0096593且名称为“注射泵快速堵塞检测系统”的美国专利中公开了注射泵的实例。如本发明全篇所使用的那样，术语“注射泵”意在一般涉及作用在注射器上以可控地迫使流体从其向外输送的任何装置。
在这种装置中，当纵向通过注射器针筒的柱塞的预期且命令的向前行进受阻或以其他方式受到妨碍时，例如当输液线管出现某种程度的扭结或以其他方式出现结构受阻时，则可能发生堵塞。如果没注意到堵塞，患者可能不会接收到处方药物，这会导致潜在的严重后果。
因此，已试图感测或检测在医疗装置，如注射泵中的堵塞。例如，一些注射泵通过使用压力传感器来检测堵塞，压力传感器感测通过上述注射器在柱塞驱动器上的拇指按压而施压的力。当压力传感器感受到的力超过预定的阈值力时，被连接至压力传感器的处理器生成指示可能已发生堵塞或可能正在发生堵塞的信号。由于注射泵通常能够适应一系列注射器直径或尺寸(例如，10ml至50ml容量)，柱塞驱动器和压力传感器可能会根据在注射泵中正在使用的注射器的特定尺寸而感受到变化的堵塞力矢量，这会导致在泵的堵塞感测系统中的变化的准确性和整体响应。由于堵塞力(F)为被施加在传感器的感受到压力的区域(A)上的压力(P)的函数(即，P＝F/A)，随区域的减小，压力增加。因此，在发生堵塞时，通常较小直径的注射器对于给定压力会产生较小的感测力。因此，已知的堵塞检测系统和方法对于相对较小直径的注射器在感测和发堵塞信号的方面不能完全令人满意。
因此，提供用于堵塞检测的系统和其方法将是有益的和有利的，特别是当在注射泵中使用相对小直径的注射器时。
发明内容
本发明描述了用于堵塞检测的新颖和独创性的系统及其方法。
在一个方面，一种用于堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括柱塞驱动器。可弯曲元件可与柱塞驱动器一体形成且力传感器也可与柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，柱塞将对可弯曲元件向后施力，从而使可弯曲元件偏转以与力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。
在另一个方面，一种堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括柱塞驱动器。可枢转元件可通过连接件被连接至柱塞驱动器。力传感器可与柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，柱塞将对可枢转元件向后施力，从而使可枢转元件关于连接件偏转以与力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。
在另一个方面，一种堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括柱塞驱动器。具有装有弹簧的槽的可枢转滑动元件可通过置于装有弹簧的槽中的连接件被连接至柱塞驱动器。力传感器可与柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，柱塞将对可枢转滑动元件向后施力，从而使可枢转滑动元件关于连接件偏转以与力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。
在另一个方面，一种堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括柱塞驱动器。可弯曲元件与力传感器的基本上为整体的组合件，其与所述柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述组合件施力，从而使所述组合件偏转，使得由此生成指示发生堵塞的信号。
在另一个方面，一种用于堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括柱塞驱动器。可弯曲元件可与柱塞驱动器一体形成且力传感器也可与柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，柱塞将对可弯曲元件向后施力，从而使可弯曲元件偏转以与力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。该堵塞检测的系统特征在于，当注射器尺寸减少时，由于在所述可弯曲元件上相应的力臂变大，由发生堵塞而产生的对所述可弯曲元件向后施加的、作用在所述力传感器上的力的量值增加。
在另一个方面，一种堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括柱塞驱动器。可枢转元件可通过连接件被连接至柱塞驱动器。力传感器可与柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，柱塞将对可枢转元件向后施力，从而使可枢转元件关于连接件偏转以与力传感器相接触，从而生成指示发生堵塞的信号。该堵塞检测的系统特征在于，当注射器尺寸减少时，由于在所述可枢转元件上相应的力臂变大，由发生堵塞而产生的向后对所述可枢转元件施加的、作用在所述力传感器上的力的量值增加。
在另一个方面，一种堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括柱塞驱动器。具有装有弹簧的槽的可枢转滑动元件可通过置于装有弹簧的槽中的连接件被连接至柱塞驱动器。力传感器可与柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，柱塞将立即对可枢转滑动元件向后施力，从而使可枢转滑动元件关于连接件偏转以与力传感器相接触，从而生成指示发生堵塞的信号。该堵塞检测的系统特征在于，当注射器尺寸减少时，由于在所述可枢转滑动元件上相应的力臂变大，由发生堵塞而产生的向后对所述可枢转滑动元件施加的、作用在所述力传感器上的力的量值增加。
在另一个方面，一种堵塞检测的系统可包括用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括柱塞驱动器。由可弯曲元件与力传感器组成的基本上为整体的组合件可与所述柱塞驱动器一体形成。在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述组合件施力，从而使所述组合件偏转，使得由此生成指示发生堵塞的信号。该用于堵塞检测的系统特征在于，当注射器尺寸减少时，由于在所述组合件上相应的力臂变大，由发生堵塞而产生的向后对所述组合件施加的、作用在所述组合件上的力的量值增加。
在另一个方面，一种堵塞检测的方法可包括提供用于含有药物的注射器的注射泵，其中注射器包括柱塞且注射泵包括(i)柱塞驱动器，(ii)与所述柱塞驱动器一起的元件，所述元件是选自由可弯曲元件、可枢转元件和可枢转滑动元件所组成的组，以及(iii)与所述柱塞驱动器一体形成的力传感器。在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述元件施力，从而使所述元件偏转以与所述力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。通过所述注射泵向患者施用药物，并且在发生堵塞时，将通过所述传感器生成的所述信号发送至医务人员。
提供用于含有药物的注射器的注射泵，其中所述注射器包括柱塞，且所述注射泵包括(i)柱塞驱动器以及(ii)可弯曲元件与力传感器组成的基本上为整体的组合件，其带有所述柱塞驱动器。在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述组合件施力，从而使所述组合件偏转，使得生成指示发生堵塞的信号。通过所述注射泵向患者施用药物，并且在发生堵塞时，将通过所述组合件生成的所述信号发送至医务人员。
附图说明
用于堵塞检测的系统及其方法是通过示例的方式进行说明的且不受附图中的视图的限制，其中：
图1为用于堵塞检测的系统与相对较大的药物注射器一起使用的示意图。
图1A为图1所示系统与相对较小的药物注射器一起使用的示意图。
图2为与相对较大的药物注射器一起使用的用于堵塞检测的系统的一个替代实施例的示意图。
图2A为图2所示系统与相对较小的药物注射器一起使用的示意图。
图3为用于堵塞检测的系统的一个替代实施例与相对较大的药物注射器一起使用的示意图。
图3A为图3所示系统与相对较小的药物注射器一起使用的示意图。
图4为用于堵塞检测的方法的示意性框图。
具体实施方式
本文通过实例的方式更详细描述的堵塞检测系统和方法使得新颖且创造性地利用注射器直径或尺寸减少的注射泵以补偿上面所提及的原本通过具有较小直径的注射器生成的相对较小的感测堵塞力。这种补偿利于对注射泵中使用的不同范围的注射器直径或尺寸上的给定压力产生更恒定的感测的堵塞力的；且可当在药物输送中的准确性和精度均为非常重要的时候例如为在例如新生儿护理中使用的较小注射器实现更好的分辨率和灵敏度。
通常，上述补偿是通过一元件实现的，该元件具有被机械连接至泵中的注射器的柱塞的注射泵的柱塞驱动器。该元件能够在随柱塞传输堵塞力而通过向后作用于其上的堵塞力发生位移后立即关于一个点弯曲、枢转或旋转。该元件随后关于该点弯曲、枢转或旋转，且从而将力施加至力传感器。力传感器随后输出指示发生堵塞的信号。随着注射器的直径减小，如当泵中的30ml的注射器由20ml的注射器所代替时，源自更小注射器的柱塞的堵塞力以距离元件关于其弯曲、枢转或旋转的点更远的位置作用于该元件上；且因此相对较大的力臂产生力传感器所感受的相应的更高的力。
现在参照图1，其中基本示出一种用于堵塞检测的系统10的一个实施例的一个实例。系统10包括用于具有柱塞P的注射器S的注射泵100。注射器S具有一尺寸或直径(N)(例如，30ml的注射器)，其含有要通过柱塞驱动器110从作用于注射器S上的泵100输送至患者的药物。驱动器110包括一体形成的可弯曲元件120。力传感器130也与驱动器110一体形成。如图1所示，一旦发生堵塞，柱塞P会向后对可弯曲元件120施力，从而使元件120偏转(以虚线F指示)以与力传感器130相接触，从而生成指示发生堵塞的信号。现在参照图1A，要理解和明白的是在使用具有一定尺寸或直径(N-)(例如，20ml的注射器)的注射器S的情况下发生堵塞后，柱塞P将会对可弯曲元件120向后施力，但与图1相比，其位于沿元件120向下的更远的距离上。因此，在图1A中，元件120将以更大的力臂(moment arm)偏转(以虚线F(+)指示)且从而与力传感器130进行更有力的接触，这是与来自更大注射器尺寸(N)的由图1中所示的相对较短的力臂所实现的这种接触相比较的。
图2中大致说明了一种用于堵塞检测的系统20的一个实例的另一个实施例。系统20包括用于具有柱塞P的注射器S的注射泵200。注射器S具有一尺寸或直径(N)(例如，30ml的注射器)，其含有要通过柱塞驱动器210从作用于注射器S上的泵200输送至患者的药物。可枢转元件220通过连接件225(例如，通过在元件220中相应孔的销)被连接至驱动器210。力传感器230与驱动器210一体形成。如图1中所示，在发生堵塞后，柱塞P将立即对可枢转元件220向后施力，从而使元件220关于连接件225偏转(以虚线F指示)以与力传感器230相接触，从而生成指示发生堵塞的信号。现在参照图2A，要理解和明白的是在使用具有一定尺寸或直径(N-)(例如，20ml的注射器)的注射器S的情况下发生堵塞后，柱塞P将对可枢转元件220向后施力，但与图2相比，其位于沿元件220向下的更远的距离上。因此，在图2A中，元件220将以更大的力臂矩偏转(以虚线F(+)指示)且从而与力传感器230进行更有力的接触，这是与来自更大注射器尺寸(N)的由图2中所示的相对较短的力臂所实现的这种接触相比较的。
图3中大致说明了一种用于堵塞检测的系统30的一个实例的另一个实施例。系统30包括用于具有柱塞P的注射器S的注射泵300。注射器S具有一尺寸或直径(N)(例如，30ml的注射器)，其含有通过柱塞驱动器310从作用于注射器S上的泵300输送至患者的药物。可枢转滑动元件320通过连接件325(例如，在元件320中装有弹簧的槽327中的销；为了清楚起见，已在图中省略了装有弹簧的槽327的细节))被连接至驱动器310。力传感器330与驱动器310一体形成。如图3中所示，在发生堵塞后，柱塞P会对可枢转滑动元件320向后施力，从而使元件320关于连接件325偏转(以虚线F指示)以与力传感器330相接触，从而生成指示发生堵塞的信号。现在参照图3A，要理解和明白的是在使用具有一定尺寸或直径(N-)(例如，20ml的注射器)的注射器S的情况下发生堵塞后，柱塞P将会对可枢转滑动元件320向后施力，但与图3相比，其位于沿元件320向下的更远的距离上。因此，在图3A中，元件320将以更大的力臂偏转(以虚线F(+)指示)且从而与力传感器330进行更有力的接触，这是与来自更大注射器尺寸(N)的由图3中所示的相对较短的力臂所实现的这种接触相比较的。
现在参照图4，其中大致说明了一种用于堵塞检测的方法400的一个实例，例如，在具有医务人员M的临床环境中。在这种实例中，医务人员M将含有用于患者的所选药物的具有一定尺寸(N)的注射器S装入注射泵(例如，上述泵100、200或300)中。如通过上述实例所述，注射器S将包括柱塞P。注射泵包括柱塞驱动器，如上述驱动器110、210和310。元件(例如，上述可弯曲元件120、可枢转元件220或可枢转滑动元件320)将被包括在柱塞驱动器中。力传感器，如上述传感器130、230或330与柱塞驱动器一体形成。注射泵将向患者用药(通常，例如，通过从注射器至患者的静脉线而实现)。在发生堵塞后，柱塞将对元件向后施力，从而使元件偏转以与力传感器相接触。作为响应，力传感器将生成将被发送给医务人员以提醒他们发生堵塞的信号，如图中以符号410所示。
虽然在此未示出，但一种用于堵塞检测的系统的一个实例的另一个实施例可利用可弯曲元件与力传感器基本上为整体的组合件。即，力传感器将通过与可弯曲元件本身相结合或可弯曲元件被结合至其中来响应于弯曲力矩，而不是通过在例如图1、2和3的各种实例中所示的独立的可弯曲元件和力传感器。代替单独部件，在使用力传感器与可弯曲元件基本上为整体的组合件的实施例中，在发生堵塞后，泵中的较小的注射器在更接近于组合件的自由端处施力，其转而再有利地产生更大的力臂以及相应更高的力传感器的输出。
无论特定组件或作用模式如何，要理解和明白的是，用于堵塞检测的系统及其方法，如已通过实例描述的或在本文以其他方式提出的那些，可检测堵塞以加强药物从注射器至患者输送的安全性和准确性。如上所述，对直径或尺寸减少的注射器作出了新颖且创造性的使用来补偿上面所提及的原本通过具有较小直径的注射器生成的相对较小的感测堵塞力。也就是说，迄今为止在堵塞检测中的缺陷(注射器的直径或尺寸减少)，现在则用于实现如前所述的技术优势，例如，其可相当有利地在小注射器中允许更快的堵塞检测。
要特别理解和明白的是，已通过实例描述的或在本文以其他方式提出的用于堵塞检测的系统及其方法的任何实施例可根据确定离散力值的原理而有利地进行使用或联合发挥作用。这种离散力值可转而确定它们之间的关系是否偏离预期的关系等，如在上述美国专利申请公开号2005/0096593中所公开的一样；且公开号2005/0096593的全部内容以引用方式并入本文。
虽然已特别示出并参照附图和说明书描述了用于堵塞检测的系统及其方法，但应理解的是，对其进行的其他修改当然也是可能的；且其均处于本文所述的新颖且创造性的系统和方法的精神和范围之内。因此，可根据特定的实施例修改或改变各种特征的配置和设计。
此外，本文中附图的尺寸标注和比例已选择为清楚地显示示例实施例的细节。因此，在一些实施例中，在各种特征之间的间隔可能是肉眼难以察觉的，例如，可弯曲、可枢转和可枢转滑动元件；以及柱塞驱动器。在任何情况下，尺寸标注和比例可在堵塞检测系统和方法的各种实施例而显著地变化。
还应理解的是，上述示例实施例的类型、组件、尺寸、制造工艺和其他详细情况和参数可按需要用于取代其他的或可添加附件。例如，在一个实施例中，力传感器可包括可商购获得的霍尼韦尔1865压力传感器。
通常，还要理解的是，可采用任何适当的替代方案以提供以示例方式描述的或在本文以其他方式提出的用于堵塞检测的新颖和创造性的系统及其方法。就这点而言，尽管本文以示例方式描述的可弯曲元件、力传感器和组合件(无论特定构造如何均被统称为“力的组件”)被进一步地描述为与柱塞驱动器“一体形成”的，但要理解和明白的是，该“一体形成”的术语广义上包括构造，其中(1)力的组件与柱塞驱动器一起被基本上形成为一个，且其中(2)力的组件与柱塞驱动器相物理分离但却被附接至、连接至或以其他方式包含在其中。
最后，以示例方式描述的或在本文以其他方式提出的用于堵塞检测的系统及其方法的各种上述组件的组成、尺寸和强度均为取决于其预期用途的设计选择的问题。
因此，在不脱离所附权利要求界定的堵塞检测的系统及其方法的真正的精神和范围的前提下，也可在形式上和细节上做出这些和其他各种变化或修改。

Claims (10)

1.一种用于堵塞检测的系统，其包括：
用于含有药物的注射器的注射泵，其中所述注射器包括柱塞且所述注射泵包括柱塞驱动器；
与所述柱塞驱动器一体形成的可弯曲元件；以及
与所述柱塞驱动器一体形成的力传感器，其中在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述可弯曲元件施力，从而使所述可弯曲元件偏转以与所述力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。
2.一种用于堵塞检测的系统，其包括：
用于含有药物的注射器的注射泵，其中所述注射器包括柱塞且所述注射泵包括柱塞驱动器；
通过连接件被连接至所述柱塞驱动器的可枢转元件；以及
与所述柱塞驱动器一体形成的力传感器，其中在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述可枢转元件施力，从而使所述可枢转元件关于所述连接件偏转以与所述力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。
3.一种用于堵塞检测的系统，其包括：
用于含有药物的注射器的注射泵，其中所述注射器包括柱塞且所述注射泵包括柱塞驱动器；
可枢转滑动元件，其包括装有弹簧的槽，所述可枢转滑动元件通过连接件被连接至所述柱塞驱动器，所述连接件置于装有所述弹簧的槽中；以及
与所述柱塞驱动器一体形成的力传感器，其中在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述可枢转滑动元件施力，从而使所述可枢转滑动元件关于所述连接件偏转以与所述力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号。
4.一种用于堵塞检测的系统，其包括：
用于含有药物的注射器的注射泵，其中所述注射器包括柱塞且所述注射泵包括柱塞驱动器；以及
由可弯曲元件与力传感器组成的基本上为整体的组合件，其与所述柱塞驱动器一体形成，其中在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述组合件施力，从而使所述组合件偏转，使得由此生成指示发生堵塞的信号。
5.根据权利要求1所述的用于堵塞检测的系统，其特征在于，当注射器尺寸减少时，由于在所述可弯曲元件上相应的力臂变大，由发生堵塞而产生的向后对所述可弯曲元件施加的、作用在所述力传感器上的力的量值增加。
6.根据权利要求2所述的用于堵塞检测的系统，其特征在于，当注射器尺寸减少时，由于在所述可枢转元件上具有相应较大的力臂，由发生堵塞而产生的向后对所述可枢转元件施加的、作用在所述力传感器上的力的量值增加。
7.根据权利要求3所述的用于堵塞检测的系统，其特征在于，当注射器尺寸减少时，由于在所述可枢转滑动元件上的相应力臂变大，由发生堵塞而产生的向后对所述可枢转滑动元件施加的、作用在所述力传感器上的力的量值增加。
8.根据权利要求4所述的用于堵塞检测的系统，其特征在于，当注射器尺寸减少时，由于在所述组合件上相应的力臂变大，由发生堵塞而产生的向后对所述组合件施加的、作用在所述组合件上的力的量值增加。
9.一种堵塞检测的方法，其包括：
提供用于含有药物的注射器的注射泵，其中所述注射器包括柱塞，且所述注射泵包括(i)柱塞驱动器，(ii)带有所述柱塞驱动器的元件，所述元件是选自由可弯曲元件、可枢转元件和可枢转滑动元件所组成的组，以及(iii)与所述柱塞驱动器一体形成的力传感器，其中在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述元件施力，从而使所述元件偏转以与所述力传感器相接触，由此生成指示发生堵塞的信号；
通过所述注射泵向患者施用药物；以及
在发生堵塞时，将通过所述传感器生成的所述信号发送至医务人员。
10.一种堵塞检测的方法，其包括：
提供用于含有药物的注射器的注射泵，其中所述注射器包括柱塞，且所述注射泵包括(i)柱塞驱动器以及(ii)由可弯曲元件与力传感器组成的基本上为整体的组合件，所述组合件带有所述柱塞驱动器，其中在发生堵塞时，所述柱塞向后对所述组合件施力，从而使所述组合件偏转，使得由此生成指示发生堵塞的信号；
通过所述注射泵向患者施用药物；以及
在发生堵塞时，将通过所述组合件生成的所述信号发送至医务人员。
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