CN105392511A - 组合线性电位计和注射器拇指按压部检测传感器及相关系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于注射泵的组合的检测和定位传感器。该传感器可以包含注射器拇指按压部夹具，注射器拇指按压部夹具是可枢转的，使得接合销使线性薄膜电位计第一电路偏转，从而提供用于注射器在泵中的检测的闭合开关和用于活塞头位置的指示的可变信号回馈。传感器的实施例可以例如在相对大的注射泵中和在相对小的注射泵中使用。

Description

组合线性电位计和注射器拇指按压部检测传感器及相关系统和方法

技术领域

本发明主题总体涉及医疗设备。更具体地，本主题涉及注射泵和用于确定注射器拇指按压部在注射泵中的存在和正确定位并且确定活塞头的线性位置的系统及方法。因而，本主题涉及一种被配置为双重传感器并且特别是检测和定位传感器的装置。

背景技术

药物输送装置和系统的领域包括“注射泵”，“注射泵”通常是在微处理器控制下机械驱动以将规定剂量的药物以控制的速率通过流体连接到注射器的输液线路输送到患者的预填充药物注射器。注射泵通常包括旋转丝杆的电机。丝杆进而激活活塞驱动器，活塞驱动器在注射器的管中向前推动活塞。推动活塞向前从而迫使药物剂量从注射器向外，进入输液线路，并且通过静脉注射或经由任何其他适合的路线至患者。如贯穿本公开所使用的，术语“注射泵”旨在总体涉及作用于注射器以可控地迫使流体从其向外的任何医疗设备。

通常在注射泵中，力传感器被定位成邻近注射器拇指按压部以便测量泵推动注射器的力。该测得的力可以用于确定注射器内的流体压力，流体压力可以例如表示不希望的下游闭塞。虽然邻近拇指按压部的力传感器对于相对大的注射泵——例如靠近患者的床设置或在医院和临床环境中另外使用的那些——通常是符合要求的，但是对于相对小的装置——例如非固定的注射泵——它可能是不符合要求的或另外有问题的，其中可以特别关注具有可接受的异物防护等级(ingressprotectionrating)的相对紧凑的装置的规定。

解决这些问题或不足的尝试已引发将力传感器放置在泵内部以确定流体压力。另一种尝试的方法是将力传感器放置在活动的活塞头中并且直接测量注射器力。然而，那时需要单独的传感器来确定注射器拇指按压部的正确放置或就位。一种方法需要提供数字或模拟拇指按压部传感器作为与力传感器分开的部件，其中数字开关确认拇指按压部处于正确的位置并且模拟装置测量拇指按压部的大小并核实它落在正确的范围内。此外，许多注射泵进一步包括测量活塞头的线性位置的单独的传感器。

以上常规方法的一个问题是，主印刷电路板和传感器之间存在相对运动，导致移动的部件(例如，力传感器或拇指按压部传感器)和静态部件(例如，主印刷电路板)之间的移动的电连接或移动的电线。另一个问题是，必须设置许多单独的部件，这随后导致更复杂的系统。

因此，提供解决以上所讨论的与注射泵相关的问题的系统和方法将是有用且有利的。

发明内容

本公开涉及在具有相对少的活动部分和部件的传感器系统中注射器拇指按压部在注射泵中的检测和正确就位以及活塞头在注射泵中的线性位置的确定。特别是，所需的是检测注射器拇指按压部正确定位或就位(检测传感器)和确定活塞头的线性位置(定位传感器)的单个的传感器。

实施例涉及提供相对简单、价格低廉并且可靠的用于注射泵的组合检测和定位传感器的方法、系统和装置。该传感器可以包含注射器拇指按压部夹具，该注射器拇指按压部夹具是可枢转的，使得接合销使线性薄膜电位计第一电路偏转，从而提供用于检测的闭合开关和用于活塞头位置的指示的可变电压或其他信号回馈。

附图说明

结合附图考虑以下各个示例实施例的具体实施方式可以更全面地理解在此所公开的实施例，附图中：

图1说明了相对小、简单且经济的注射泵的示例实施例。

图2是根据一个实施例具有在此所描述的双重传感器的注射泵和药物注射器一起使用的示意图。

图3a是根据一个实施例在此所描述的双重传感器在药物注射器没有到位时的示意图。

图3b描绘了根据一个实施例的注射器拇指按压部夹具。

图4a描绘了根据一个实施例的常规薄膜线性电位计。

图4b描绘了根据一个实施例当接合销被激活时常规薄膜线性电位计的剖视图。

虽然本发明主题能够接受各种修改和替代形式，但是其细节已通过示例的方式在附图中示出并且将进行详细描述。然而，应当理解的是，意图不是将其主题限制为所描述的特定实施例。相反，意图是覆盖落到本主题的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

在不脱离其本质属性的前提下，可以提供以其它特定的形式的实施例。所说明的实施例在各方面应该被认为是说明性的而不是限制性的。下面的具体实施方式应当参考附图来理解，在附图中，不同的附图中的相似的元件的附图标记类似。

在各个实施例中，公开了用于组合注射器拇指按压部检测传感器和活塞头位置传感器(检测和定位传感器)的装置、系统和方法。这样的检测和定位传感器(“传感器”)是简单且可靠的同时具有相比于常规装置和系统更少的部件和相对少的活动部件，从而提供优于常规注射器传感器的优点。传感器的实施例可以在相对大的注射泵(例如，“医院泵”)中和在相对小的注射泵(如“非固定的泵”)中使用，并且可以考虑下列中的一个或多个：异物防护等级、力传感器精度和泵的尺寸要求。在实施例中，传感器包含被配置为一致作用以检测注射器拇指按压部在注射泵中的存在和就位并且也确定活塞头在注射泵中的线性位置的单一薄膜线性电位计和注射器拇指按压部夹具。在一个实施例中，注射器拇指按压部夹具是可枢转的，将运动传递到接合销，接合销然后使线性薄膜电位计第一电路偏转。使第一电路偏转则闭合用于检测的开关并且提供用于活塞头位置的指示的可变电压或其他信号回馈。传感器具有相对少的活动部分和部件。

图1描绘了一种非固定的或相对小、简单且经济的注射泵100的一个实施例。在所描绘的实施例中，注射泵100包含外部壳体102、可枢转的盖104、注射器管接收器106、注射器固定夹具108、活塞驱动器110、力传感器112和注射器拇指按压部夹具114。图2示意性地描绘了定位在注射泵100中的注射器116。在一个实施例中，注射器116包含管118、活塞120、拇指按压部122、固定部件124和尖端126。注射泵100和注射器116的其他实施例是可预期的，只要它们适用于预期的目的。

在一个实施例中，检测和定位传感器101包含两个主要部件，注射器拇指按压部夹具114和薄膜线性电位计150。在图3a和3b中所描绘的是包含被配置为U形的主体130的注射器拇指按压部夹具114的一个实施例，U形尺寸设置用于接收注射器活塞120。在其他实施例中，注射器拇指按压部夹具114主体130可以被配置为U形以外的形状，例如，方形、V形、半圆形、半奥维德(semi-ovid)等。主体130进一步包含两个臂132，每个臂132在远端具有突起134。注射器拇指按压部夹具114进一步包含压力臂136。压力臂136的远端包含电位计接合销138并且压力臂136的近端包含枢转环140。枢转环140可以固定地附接到U形主体130的底部。可以预期的是，接合销138可以是与压力臂136一体的或者可以是附接到压力臂136的单独的部件。

在图4a和4b中描绘了薄膜线性电位计150的一个实施例。电位计150包含：包含第一电路154的第一薄膜表面152、密封层156、包含第二电路160的第二薄膜表面158和基底层162。在其他实施例中，电位计150可以是本领域中提供的任何配置，只要它以类似的或适合的方式操作。在一个实施例中，基底层162底部可以设置有粘合剂并且电位计150可以粘附在注射泵100上。在其他实施例中，电位计150可以使用螺钉安装，或者可以是“卡扣”到位或以一些其它适合的方式附着。在图4b中，还另外描绘了销138，如将在电位计150及其第一电路154的操作中进一步描述的。

图3a描绘了传感器101配置的一个实施例，其中注射器116没有定位在注射泵100中。如在一个实施例中所描绘的，注射器拇指按压部夹具114可以经由枢转环140被枢转地连接到活塞驱动器110。电位计接合销138可以相对于第一电路154定位为使得与第一电路154最少接触(未示出)或无接触(示出)。突起134可以被定位成邻近驱动器110并且可以接触(未示出)驱动器110或保持突起134和驱动器110之间的间隙(示出)。在这种配置中，线性薄膜电位计150是开路或常开开关从而感测注射器116没有定位在注射泵100中。

在操作中，如图2中所描绘的实施例所示，注射器116被插入在注射泵100中，使得管118与注射器管接收器106接触。活塞120被定位在注射器拇指按压部夹具114的U形部分中，使得拇指按压部122被置于力传感器112和注射器拇指按压部夹具114之间。拇指按压部122的存在导致注射器拇指按压部夹具114在方向x移动，引起注射器拇指按压部夹具114绕枢转点141旋转，这在方向y上推动接合销138从而施加力到第一电路154上。如图4b所示，第一电路154上的力使第一电路154偏转以与第二电路160接触，从而完成电路或闭合开关。因此，由于线性薄膜电位计150当注射器116存在时充当闭合开关并且当注射器116被移除时充当打开开关，实现了注射器116的存在检测。

此外，线性薄膜电位计150是进一步确定活塞头的线性位置的双重传感器101。当开关闭合时(即，注射器116到位时)，基于接合销138相对于电位计150的纵向位置返回可变电压或其它信号。当第一电路154与第二电路160接触时，电位计150是产生电压输出的分压器。电压输出是可变的并且随着接合销138沿着第一电路154纵向移动而改变。测量输出电压可以给出活塞头的线性位置的指示，使得电位计150和注射器拇指按压部夹具114为传感器101提供线性定位功能。

实施例的一个优点是提供具有相对少的部件和活动部件的双重传感器——检测注射器的存在以及活塞头的线性位置——的单个系统。这样的单个双重传感器系统的另一个优点是，它不涉及如上所述的硬线部件之间的移动或可变位移。它也是比本领域技术人员已知的常规系统更简单的系统。并且，由于相对少的部件和活动部分，它可以比常规装置和系统更可靠。

也如上所述，在实施例中，注射器拇指按压部夹具是可枢转的，将运动传递到接合销，接合销然后使线性薄膜电位计第一电路偏转。使第一电路偏转则闭合用于检测的开关并且提供用于活塞头位置的指示的可变电压回馈。但是，可以领会和理解的是，其它适合的部件、装置和技术可以用来提供这样的双重检测和位置反馈，包括例如激光干涉和超声波检测系统，前提是它们的功能是(i)当注射器未被装载和/或被不正确地装载时不返回信号(或第一信号)并且(ii)当注射器被正确装载时返回信号(或与第一信号有差别的第二信号)，并且然后还提供活塞的线性位移的指示。也可以理解的是，在特定的装置中常开开关或电路可以替换为常闭开关或电路，前提是也以相应的和适合的方式替换或调整其它相关部件。例如，在常开开关被替换为常闭开关或电路的一个实施例中，装置中相应的常闭开关或电路相应地替换为常开开关或电路，使得在特定实施例中两个相应的开关或电路如预期的那样彼此相反地作用。进一步可以领会和理解的是，枢转环140可以位于拇指按压部夹具114或活塞驱动器110上，前提是枢转点141相应地相对于此定位。

虽然已具体示出提供用于注射泵的组合的检测和定位传感器的系统和装置并参考附图和说明书进行了描述，然而，应当理解的是，对此进行的其他修改当然是可能的；并且所有的修改都旨在包含在在此所描述的具有新颖性且创造性的系统、装置和方法的真正精神和范围之内。因此，各个特征的配置和设计可以根据特定的实施例进行修改或改变。

例如，在其他实施例中，以下装置可以单独设置或组合设置——并且作为对上述单个薄膜线性电位计的替代或补充：(i)双薄膜电位计型装置；(ii)刚性电位计型装置，其中当注射器不存在或被不正确地装载在泵中时，接触整个电位计的“游标(wiper)”变成电隔离；以及(iii)如果注射器不存在或者如果注射器被不正确地装载则返回“无效”信号并且如果注射器被正确装载则返回可变电压或其它信号的任何适合的电位计型传感器。应当领会和理解的是，在这些示例实施例中的任何一个中，可变电压或其它信号——无论数字或模拟——可以随后与活塞头的位置成比例并且因而表示活塞头的位置。

虽然组合的检测和定位传感器已通过示例关于相对小的注射泵——例如非固定的泵和其他相对紧凑、简单且经济的注射泵——进行了描述，但是应当领会和理解的是，这样的具有新颖性和创造性的传感器还可以在相对大、复杂且昂贵的泵中有利地设置。

此外，在此附图的尺寸和缩放比例已被选定以清楚地显示示例实施例的细节。因此，在一些实施例中，可能的是，各个部件之间的间距——例如，注射器管和管接收器——可以是肉眼难以察觉的。在任何情况下，在提供用于注射泵的组合的检测和定位传感器的系统和装置的各个实施例中，尺寸和缩放比例可以显著变化。

还应当领会的是，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本发明主题的范围、适用性、配置。相反，前面的具体实施方式将为本领域技术人员提供一种用于实施一个或多个示例性实施例的有利的公开内容。应当理解的是，在不脱离所附权利要求所阐明的本发明主题的范围和其合法等同物的前提下，元件的功能和布置可以进行多种变化。

以上实施例旨在是说明性的而不是限制性的。附加实施例在权利要求的范围内。虽然本主题已参考特定的实施例进行了描述，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明主题的精神和范围的前提下，形式和细节可以进行变化。

基于阅读本公开内容，对本发明主题的各种修改对本领域技术人员来说可以是显而易见的。例如，相关领域的普通技术人员将认识到，在本发明主题的精神内，对于本主题的不同实施例所描述的各个特征可以与其它特征单独地或以不同的组合适当地组合、取消组合、并且重新组合。同样地，以上描述的各个特征应当全部被视为示例实施例，而不是对本发明主题的范围或精神的限制。因此，以上内容不打算用于限制本发明主题的范围。

为了解释本主题的权利要求的目的，明确认定美国法典第35编(35U.S.C.)第六条、部分112的规定不应被援引，除非在权利要求中阐述特定的术语“用于……的装置”或“用于……的步骤”。

Claims (5)

1.一种注射泵检测和定位传感器，其特征在于，包含：

注射器拇指按压部夹具；以及

连接到所述注射器拇指按压部夹具的线性薄膜电位计。

2.根据权利要求1所述的注射泵检测和定位传感器，其特征在于，所述注射器拇指按压部夹具包含底部和从所述底部突出的臂、在所述臂的远端上的突起、固定地附接到所述底部的枢转环、固定地附接到所述枢转环的压力臂以及在所述压力臂的远端的接合销。

3.根据权利要求1所述的注射泵检测和定位传感器，其特征在于，所述线性薄膜电位计具有第一电路和第二电路，其中所述第一电路是可偏转的。

4.一种注射泵检测和定位传感器，其特征在于，包含：

注射器拇指按压部夹具，所述注射器拇指按压部夹具包含底部和从所述底部突出的臂、在所述臂的远端上的突起、固定地附接到所述底部的枢转环、固定地附接到所述枢转环的压力臂以及在所述压力臂的远端的接合销；以及

线性薄膜电位计，所述线性薄膜电位计包含第一电路和第二电路，其中所述第一电路是可偏转的。

5.一种注射泵检测和定位传感器，其特征在于，包含：

具有接合销的夹具；

与所述接合销接触的开关；以及

与所述接合销可移动地接触的可变信号指示器。