CN106102798B - 液位监控设备 - Google Patents

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Abstract

用于监控和/或控制向患者输液的方法和设备监控液位，并且响应于检测到液位已降至预先确定的水平以下而产生告警和/或阻断通过软输送管到患者的液体流。用于监控和/或控制向患者输液的设备能够可拆卸地安装到具有输送管的输液组件。当设备被配置为控制输液时，在设备检测到液位位于预先确定的水平以下时，设备自动从允许液体通过输送管流动的第一配置重新配置为输送管经由所述设备而处于变形状态以阻断通过输送管的液体流的第二配置。

Description

液位监控设备
对相关申请的交叉引用
本申请要求以下美国临时申请的优先权和权益：编号61/932,144、名称为“液位监控设备”、于2014年1月27日提出申请(代理人案号 97746-929240(000100US))，在此而言，通过引用将该临时申请的全部公开合并于此。
背景技术
液体(例如，静脉用(IV)液、膀胱冲洗液等)经常经由液体供应贮存器(例如，IV输液设备，比如重力IV滴灌袋)或输液泵(例如，IV 泵)输送给患者。重力输液系统典型地包括滴灌室(也被称为贮存器) 和软管，通过软管将液体输送给患者。当IV液体容器或袋空时，滴灌室干涸，且液体流最终将停止。手术室(OR)或医院病房环境中使用的很多重力输液袋在被更换以前就干涸了。在使用很多管线和袋的高应力过程中，很多重力液体滴灌袋未被检测出干涸了，在复杂的外科手术、紧急救援或救护车中，这是典型的情况。
当液袋干涸时，患者可能会暴露在更高的风险中。当接收IV液体时这些风险包括：IV导管凝结和阻塞的问题；如果IV管线正用于分发全部的静脉麻醉剂，在全身麻醉时可能存有意识；当挤压IV液袋以快速输液时产生静脉气泡栓塞(在紧急情况下经常是这样)。当在标准护理病房和“常规”护理区域内使用自动输液泵时，它们价高且编程费时，因而不适于在外伤、外科手术或应急使用时使用。类似地，当向接受持续的膀胱冲洗的患者输液的袋子干涸时，失血的风险和进一步外科手术干预的需求是高的。因此，控制IV液体给患者的输送的改进的方法和设备将是有益的。
发明内容
提供了用于监控和/或控制向患者输送液体的方法和设备，例如从IV 袋或持续的膀胱冲洗系统输送给患者的液体。该方法和设备监控向患者输送的液体的液位，并且响应于检测到液位已降至预先确定的水平以下而触发告警和/或阻断通过软输液管的液体流，从而通知保健医生液位已降至预先确定的水平以下，和/或防止与没有阻断通过软输液管的连续的液体流相关联的潜在风险。
虽然在此描述的示例性方法和设备是关于监控和/或控制使用IV滴灌袋向患者输液的，但是在此描述的方法和设备能够应用于通过任何类型的输液系统(包括但不局限于IV滴灌袋和IV泵)输送任何适当的液体(包括但不局限于IV液体)。例如，在此描述的方法和设备能够用于监控和/或控制通过输液管的液体的输送，所述输液管用于持续的膀胱冲洗、经尿道切除术、输血器，以及介入放射治疗中的动脉压输送导管线等等。
因此，从一方面说，提供了用于监控和/或控制通过软输液管向患者输液的方法。所述方法包括提供了液体流监控和/或控制设备，该设备能够可拆卸地安装到被配置为向患者输液的输液系统。输液系统包括软输液管。液体流控制设备包括液位传感机构。液位传感机构用于检测向患者供应的液体的液位何时降至预先确定的水平以下。响应于检测到液位降至预先确定的水平以下：1)产生表示液位已降至预先确定的水平以下的告警，和/或2)将流控制机构从通过输液系统的液体流未被阻断的第一配置重新配置为通过输液系统的液体流被阻断的第二配置。所述方法能够可选地包括在此描述的附加行为的任何适当的组合。
从另一方面说，提供了用于监控和/或控制通过软输液管向患者输液的设备。所述设备包括液位传感机构。液位传感机构被配置为检测何时供应给患者的液体的水平降至预先确定的水平以下。所述设备能够可拆卸地安装到被配置为向患者输液的输液系统。所述输液系统包括软输液管。响应于检测到液位何时降至预先确定的水平以下，设备产生告警和/ 或阻断通过软输液管的液体流。在很多实施例中，所述设备能够可拆卸地安装到软输液管。
所述设备可以包括流控制机构以阻断通过软输液管的液体流。所述流控制机构能够与液位传感机构操作性地耦接，且被配置为，响应于检测到液位降至预先确定的水平以下，从通过软输液管的液体流未被阻断的第一配置重新配置为通过软输液管的液体流被阻断的第二配置。
在很多实施例中，液位传感机构包括光发射器和光传感器。光发射器能够被配置为发射经过软输液管或与软输液管液体连通的滴灌室的光束。光传感器能够被配置为输出表示入射到光传感器的光束的量的信号，入射光的量表示液位位于预先确定的水平以上还是以下。
在很多实施例中，设备包括控制电路。所述控制电路能够被配置为，响应于检测到液位何时降至预先确定的水平以下，输出引发将流控制机构从第一配置重新配置为第二配置的控制信号。
在很多实施例中，流控制机构(当从第一配置被重新配置为第二配置时)使软输液管变形，以阻断通过软输液管的液体流。例如，流控制机构可以包括从第一位置和/或方向可重新定向到第二位置和/或方向，在第二位置和/或方向中，界面表面与软输液管相互作用以便使软输液管变形。举个更具体的例子，界面表面可以是一可旋转轴的非圆柱长度的外表面，所述可旋转轴在流控制机构从第一位置重新配置为第二配置的过程中进行旋转。
在很多实施例中，设备包括触发器，该触发器与流控制机构操作性地耦接并且从流控制机构处于第二配置的未驱动配置可重新配置到流控制机构处于第一配置以启用通过软输液管向患者输液的已驱动配置。所述设备可以包括闭锁机构，所述闭锁机构被配置为与触发器接合，以在检测到液位降至预先确定的水平以下之前使触发器保持在已驱动配置。触发器可以与被配置为将触发器偏向于未驱动配置的弹簧机构操作性地耦接。设备可以配置为，闭锁机构与触发器的分离将流控制机构从第一配置重新配置为第二配置。
在很多实施例中，液位传感机构发射光束经过软输液管或与软输液管液体连通的滴液室，并从光传感器输出表示液位位于预先确定的水平以上还是以下的信号。设备可以包括控制电路，该控制电路监控从光传感器输出的信号以检测液位何时降至预先确定的水平以下，并在当检测到液位何时降至预先确定的水平以下时输出引发闭锁机构从触发器分离的控制信号。例如，从控制电路输出的控制信号能够用于引发与闭锁机构操作性地耦接的形状记忆丝的长度变化，以便将闭锁机构从触发器分离。
设备能够用于控制向患者输送任何适当的液体。例如，所述设备能够用于控制通过软输液管向患者输送静脉用液、药物用液、静脉营养液、输血液，或膀胱冲洗液。
设备能够可附接到诸如用于向患者输液(例如，静脉用药)的IV滴灌袋的IV输送装置。所述设备能够监控IV贮存器或附接到IV滴灌袋的滴灌室中的液位，并确定IV滴灌袋何时干涸。在例示的实施例中，设备外罩中的部件监控IV贮存器中的液位，并调控通过连接到IV贮存器的管的液体流。触发器(例如能够被按进设备外罩主体内的触发器)将设备激活。还可以以电开关的形式存在第二激活。当触发器被按进设备外罩的主体中时，枢轴挂钩能够用于与触发器接合，从而将触发器保持在激活位置。当触发器位于激活位置时，允许液体通过管流向患者而不被设备阻碍。
在很多实施例中，在输液过程中使用传感器系统来监控液位。传感器系统可以包括发射器和光传感器，与反射器一起监控从液体贮存器输送的液体的水平。在例示的实施例中，当液体贮存器中的液位降至规定的量以下时，光传感器测量的光强度降至预先确定的水平以下。当液位为低时，光传感器基于光传感器测量的光强度发送能够触发事件(例如告警)的信号。在例示的实施例中，光传感器向印刷电路板上的一个或多个部件发送信号，所述一个或多个部件分析所述信号，并基于接收到的信号触发告警事件。在例示的实施例中，当触发告警状态时，印刷电路板上的部件向连接到印刷电路板的连接器或丝发送信号。在一些实施例中，所述信号还能够发出可听见的告警(例如经由连接到印刷电路板的扬声器)，通知医生液体滴灌袋液体快用尽了。
连接器或丝能够用于控制关闭或夹断机构的激活，以停止来自液体贮存器袋的通过软输液管的液体流。在一些实施例中，丝由可控制地被缩短以触发这种关闭机构的材料构成。例如，该丝能够由形状记忆合金 (例如镍钛合金或‘镍钛诺’)构成。这种连接器或丝将自始至终被称为镍钛诺丝，虽然据了解其他设计和材料可以用于这种连接器。在例示的实施例中，当电信号经过它时，镍钛诺丝缩短长度。镍钛诺丝可以在一端连接到枢轴挂钩，且在另一端连接到IV设备外罩。在很多实施例中，镍钛诺丝在枢轴挂钩和控制电路(能够作为印刷电路板(PCB)组件而构成)之间延伸。PCB组件当前能够完全使用镍钛诺丝和作为一个子组件而附接的枢轴闭锁装置制造。在很多实施例中，镍钛诺丝在两端都连接到能够导电的物质。因此，在镍钛诺丝连接到设备外罩的实施例中，丝能够用于将镍钛诺丝的连接到设备外罩的末端连接到PCB组件。镍钛诺丝的缩短能够用于引起将枢轴挂钩从触发器分离。触发器能够连接到弹性结构(例如触发器弹簧)。在很多实施例中，当触发器被按至激活位置时，触发器弹簧的张力增加。当触发器从枢轴挂钩分离时，触发器弹簧的张力将触发器拉回至停用位置。
以上描述的触发器系统能够被设计为引起关闭机构限制或关闭通过 IV袋的管的液体流。在例示的实施例中，可移动的夹构件连接到触发器以将管夹为关闭。在一些实施例中，这种夹构件可以为半月形，并且因此为称为半月棒。半月棒与触发器操作性地耦接，这样当触发器位于激活位置时，半月棒位于打开位置，而当触发器位于停用位置时，半月棒位于关闭位置。在打开位置，半月棒允许液体通过连接到IV贮存器的管流动。当在关闭位置时，半月棒夹住连接到IV贮存器的管，从而限制通过管的液体流。因此，IV设备能够监控IV滴灌袋中的液位，当IV滴灌袋快用完时通知医生，和/或调控通过连接到IV滴灌袋的管的液体流。
附图说明
图1是根据很多实施例的、用于监控和/或控制输液的设备的实施例的示意图，该设备显示为附接到包括软输液管的输液系统。
图2是根据很多实施例的、显示为耦接至充电站以对设备进行充电的图1的设备的示意图。
图3是根据很多实施例的、用于监控和/或控制通过软输液管向患者输液的方法的行为的框图。
图4是根据很多实施例的、能够以图3中的方法完成的、额外可选的行为的框图。
图5示出了根据实施例的、用于监控和控制通过软输液管向患者输液的设备，所述软输液管显示为附接到包括软输液管的输液系统。
图6是图5的设备处于某一配置下的前视图，其中软输液管被设备的流控制机构保持在变形状态以便阻断通过软输液管的液体流。
图7为根据实施例的、图5的设备的另一实施例(包括被配置为检测软输液管内的液位何时降至预先确定的水平以下的液位传感器)的前视图。
图8和图9为根据实施例的液位传感机构的剖面视图，该液位传感机构用于检测液位何时降至预先确定的水平以下并包括光发射器和光传感器。
图10示出了图5的设备位于激活配置的内部视图。
图11示出了图5的设备位于停用配置的内部视图。
图12是图5的设备中的部件的分解视图。
图13是根据实施例的、描述印刷电路板上的部件之间的连接的示例性电路图。
这些图描绘了本发明的各种实施例，仅供举例说明的目的。本领域技术人员应该从以下讨论中容易地识别出：可以实施在此例示的结构和方法的可替代实施例，而不违背在此描述的发明的原理。
具体实施方式
在对本文的实施例的以下描述中，引用了组成本发明的一部分的附图，附图以例示的具体实施例的方式来表示，这些实施例是可以实施的。这些实施例被描述得足够详细，以使本领域技术人员能够实施本发明，应该理解可以利用其他实施例，并且可以进行工艺、电子的或机械的改变而不背离此处呈现公开的范围。因此，以下的详细描述不应作限制性解读。
现在转到附图，其中同样的数字在各张图中指代同样的元件，图1 示出了设备10的示意性表示，此设备可拆卸地可附加到经由软输液管向患者输液的任何适当的输液系统。例如，图1示出了输液系统12，其包括液体供应贮存器14、与液体供应贮存器14液体连通的滴灌室16、以及为了将来自液体供应贮存器14的液体输送给患者而与滴灌室16液体地耦接的软输液管18。在例示的实施例中，设备10包括流控制机构20、液位传感机构22、控制单元24、电源26、以及驱动触发器28。
在很多实施例中，流控制机构20被配置为可拆卸地耦接至软输液管 18，以便当设备与管18耦接时对设备10进行支撑。流控制机构20被可控制地可重新配置到至少一个第一配置(在其中软输液管18没有被流控制机构20改变足够的形状以阻断通过软输液管18的液体流)和一个第二配置(在其中软输液管18被流控制机构20改变足够的形状以阻断通过软输液管18的液体流)。
在很多实施例中，液位传感机构22被配置为检测输液系统12内的液位位于预先确定的水平以上还是以下。例如，在例示的实施例中，液位传感机构22被配置为检测液位30位于预先确定的液位以上还是以下。在例示的实施例中，设备10具有表示预先确定的液位32关于设备10的位置的指示线32。在很多实施例中，液位传感机构22输出表示滴灌室 16内的液位30位于指示线32以上还是以下的信号。在可替代的实施例中，液位传感机构能够被配置为检测输液管18内的液位位于预先确定的水平以上还是以下，因此准许在输液系统不包括滴灌室16时使用。
控制单元24监控液位传感机构22的输出，以检测液位30是否已降至预先确定的水平以下，从而检测液位供应贮存器14何时已经干涸。在检测到液位30已降至预先确定的水平以下时，控制单元24引发流控制机构20从第一配置重新配置为第二配置，从而阻断液体通过输液管18 的进一步流动。
驱动触发器28与流控制机构20操作性地耦接。驱动触发器28用于将流控制机构20从第二配置(其中液体流被阻断)重置回第一配置(其中液体流未被阻断)，以便启用经由输液管18向患者输液。例如，在将设备10附接到软输液管18以前抑制驱动触发器28，以将流控制机构20 重新配置为第一配置。在很多实施例中，弹簧组件与驱动触发器28操作性地耦接，以将驱动触发器和流控制机构偏向于第二配置(其中流被阻断)。在很多实施例中，闭锁机构将驱动触发器28和流控制机构20锁在第一配置，直到控制单元24响应于检测到液位何时已降至预先确定的水平以下而引发闭锁机构的释放，从而将流控制机构20重新配置为第二配置以阻断液体通过输液管18的进一步流动。
电源26提供电源以对设备10进行操作。可以使用任何适当的电源 26，例如一个或多个电池、一个或多个可替换电池，和/或一个或多个可充电电池，或长寿命的锂离子电池。例如，图2示出了与充电站34耦接的设备10，充电站34被配置为当电源26包括一个或多个可充电电池时对电源26进行充电。
图3是根据很多实施例的、用于监控和/或控制通过软输液管向患者输液的方法100的行为的简化框图。任何适当的设备(包括在此描述的任何适当的设备(例如设备10))能够用于实施方法100。
方法100包括提供液体流控制设备，其能够可拆卸地安装到被配置以向患者输液的输液系统(行为102)。所述输液系统包括软输液管。液体流控制设备包括液位传感机构。液位传感机构用于检测通过软输液管供应的液体的液位已降至预先确定的水平以下(行为104)。响应于检测到液位降至预先确定的水平以下：(1)产生表示液位已降至预先确定的水平以下的告警；和/或(2)将流控制机构从通过输液系统的液体流未被阻断的第一配置重新配置为通过输液系统的液体流被阻断的第二配置 (行为106)。
图4是根据很多实施例的、额外可选的、能够在方法100中达成的行为的简化框图。例如，方法100可以进一步包括流控制机构与软输液管的外表面相互作用，从而当流控制机构从第一配置被重新配置为第二配置时使软输液管变形，以阻断通过软输液管的液体流(行为108)。例如，将流控制机构从第一配置重新配置为第二配置可以包括将流控制机构的界面表面从第一位置和/或方向重新定向到第二位置和/或方向，在第二位置和/或方向中，界面表面与软输液管相互作用(行为110)。作为更具体的示例，将流控制机构从第一配置重新配置为第二配置可以包括旋转可旋转轴，所述可旋转轴具有所述界面表面，所述界面表面作为所述可旋转轴的非圆柱长度的外表面(行为112)。
方法100可以包括将与流控制机构操作性地耦接的触发器从未驱动配置(其中流控制机构处于第二配置)重新配置为已驱动配置(其中流控制机构处于第一配置)，以启用通过软输液管向患者输液(行为114)。闭锁机构能够与触发器接合，以在检测到液位降至预先确定的水平以下之前将触发器保持在所述已驱动配置中(行为116)。可以使用与触发器操作性地耦接的弹簧机构将触发器偏向于所述未驱动配置(行为118)。响应于检测到液位降至预先确定的水平以下而将流控制机构从第一配置重新配置为第二配置可以包括将闭锁机构从触发器分离(行为120)。
液位传感机构能够发射经过软输液管或与软输液管液体耦接的滴灌室的光束，并从光传感器输出指示液位位于预先确定的水平以上还是以下的信号(行为122)。从光传感器输出的信号可以使用控制电路进行监控，所述控制电路被配置为检测液位何时降至预先确定的水平以下(行为124)。在控制电路检测液位何时降至预先确定的水平以下时，可以从控制电路输出引发闭锁机构从触发器机构分离的控制信号(行为126)。例如，控制信号能够用于对与闭锁机构操作性地耦接的形状记忆丝引发长度改变，以便将闭锁机构从触发器机构分离(行为128)。
方法100能够用于控制任何适当的液体向患者的输送。例如，方法 100可以包括从供应贮存器经由软输液管向患者输送静脉用液、药物用液、静脉营养液、输血液，或膀胱冲洗液(行为130)。
图5说明了用于监控和控制通过软输液管向患者输液的设备10的示例性实施例，此输液管被示出为附接到包括软输液管18的输液系统12。设备10可拆卸地可附接至输液系统12。输液系统12可以是任何适当的输液系统，例如是用于向患者输液(例如，静脉用药、盐溶液、乳酸林格氏液、提供营养的液体、缓冲溶液等)的IV滴灌袋输送装置。例示的输液系统12包括液体供应贮存器14和软输液管18。液体供应贮存器14 容纳向患者输送的液体。在例示的示例中，液体供应贮存器14是重力IV 滴灌袋，其中重力用于帮助向患者输液。在另一个示例中，使用泵来帮助将液体供应贮存器14中的液体输送给患者。滴灌室16与液体供应贮存器14液体耦接。滴灌室16被配置为允许俘获在室内的气体上升到液体以上，以促进液体向下经过输液管18，以及调整通过输液管18的液体流。输液管18液体连接至滴灌室16，并且将液体从滴灌室16运输至患者。在一些实施例中，输液管18直接连接到液体供应贮存器14而不是滴灌室16。
在例示的实施例中，设备10通过监控滴灌室16中的液位来确定与输液管18关联的液体供应贮存器14何时快用尽。液位传感机构22帮助检测滴灌室16中的液位，如与图6配合的更多细节中所描述。在另一个实施例中，设备10监控输液管18中的液位，特别是当输液管18直接连接至液体供应贮存器14并且没有出现滴灌室16时。图7说明了一实施例，其中液位传感机构22被配置为监控输液管18中的液位，以感知液位何时降至预先确定的液位指示线32以下。
在例示的实施例中，设备10包括设备外罩36。设备外罩36包括监控滴灌室16中的液位并控制通过输液管18的液体流的部件。设备外罩 36被配置为附接到输液管18和滴灌室16。在例示的实施例中，设备外罩36包括用于牢固地握住输液管18并将设备外罩36附接到输液管18 的管座38。输液管18通过管座38。管座38可以被配置为部分地覆盖输液管18的表面而不阻碍液体流通过输液管18。管座38提供足够的摩擦配合以允许设备10挂在液体供应贮存器14以下的输液管18上。
设备外罩36包括将设备10激活的触发器28。在例示的实施例中，医生通过水平地将触发器28推动到设备外罩36的主体内，将触发器28 置于激活位置中来激活设备10。在一个示例中，当触发器28位于激活位置时，液体控制机构20保持在打开位置，允许液体通过输液管18流动，如图10和图11配合的更多细节中所描述。类似地，当触发器28位于停用位置(触发器基本位于设备外罩36主体外)时，流控制机构20被配置为位于关闭位置，夹住输液管18，从而阻止液体流通过输液管18，如图10和图11配合的更多细节中所描述。在例示的实施例中，触发器28 至少是部分地着色的(例如，鲜红或黄)，以致当触发器28位于激活位置时，触发器28上的颜色不可见或不易见，使得触发器28是否被激活对于观察者来说是显而易见的。
一旦被激活，设备10的部件在检测到滴灌室16或输液管18中的液位已降至预先确定的水平以下时可以将触发器28重置为停用位置，如下面的图10和图11配合的更多细节中所描述。除了重置触发器28以外，设备10能够发出可听见的、提醒医生滴灌室16或输液管18内的液位已降至预先确定的水平以下的告警。在例示的实施例中，除了发出声音告警以外，设备10可以经由网络(例如WiFi、
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或GSM信号，或其他传输协议或系统)向患者监控系统、移动电话、寻呼机等等发送信号，通知这些系统液体供应贮存器14已干涸。在一些示例中，设备10包括一个或多个可视指示器，例如发光二极管(LED)或报警器。LED可以表示设备10的状态，例如设备10是否已激活、设备10电源是否有足够动力或设备10是否已打开。报警器可以基于滴灌室16中识别到的液位产生可听的声音。因此，设备10可以与液体供应贮存器14同时使用，以监控液体供应贮存器14中的液位，确定液体供应贮存器14 何时干涸或接近于干涸，并通知医生液体供应贮存器14已快用尽。
图8和图9根据一个实施例示出了液位传感机构22，液位传感机构 22被配置为检测滴灌室16内的液位位于预先确定的水平以上还是以下。在图8中，滴灌室16中的液位位于预先确定的水平以上，从而表示液体供应贮存器14尚未干涸。在例示的实施例中，光发射器40和光传感器 42与反射器46的结合用于确定滴灌室16中的液位是否位于预先确定的水平以上。光发射器40周期性地发射光44经过滴灌室16。在例示的实施例中，光发射器40发射的光44是红外(IR)光。光传感器42周期性地测量落到光传感器42上的光44的强度。在一个示例中，电压电平与光传感器42测量的光44的强度相关联。
当滴灌室16具有位于预先确定的水平以上的液体时，光发射器40 发射的光44落到滴灌室16另一侧呈现的反射器46上。任何适当的部件可以作为反射器46使用，诸如，(例如)镜子、棱镜反射器、以及类似物。在例示的实施例中，反射器46被放置及被配置为，光发射器发射的光44在滴灌室16中的液位在预先确定的限制以上时被反射回光传感器 42，并且在滴灌室16中的液位在预先确定的限制以下时不被反射回光传感器42。因为液体的折射率比空气的折射率高得多，并且与滴灌室16 的材料的折射率非常相似，所以光束44被第一空气-滴灌室界面折射，但是没有被滴灌室-液体界面折射相似的量。因此，滴灌室16内部的光束 44与光发射器40初始发射的光束44显著地不平行，并且光束44射至反射器46。光束44被反射器46入射地反射回光传感器42。在例示的实施例中，光传感器42测量入射到光传感器42上的光束46的强度。
在图9中，滴灌室16中的液体位于预先确定的水平以下。由光发射器40发射的光束44被在滴灌室16的外部和内部的空气-滴灌室界面折射两次。因为滴灌室16的内壁和外壁是局部平行的，所以滴灌室16内部的光束44传播的路径与光束44被光发射器40发射时的初始传播路径基本平行。类似地，在它离开滴灌室16时，光束44的折射路径与光束44 由光发射器40初始发射的路径基本平行，从而引起光发射器40发射的光束44未触及反射器46。由于光束44未触及反射器46，因此光传感器 42测量的光44的强度比当滴灌室16中的液体位于指定的水平以上时更小，从而识别出滴灌室16中的液位位于预先确定的水平以下。
图8和图9只是说明了能够与设备10一起使用的液位传感机构22 的一个示例。其他传感器设计也能够用于检测低液位。能够使用的另一个示例在2005年2月11日提出申请的美国专利No.7,327,273中提供，在此通过引用将其整体合并于此。
图10是根据实施例的、设备外罩36位于激活位置的内部视图。当触发器28位于激活位置时设备10被激活。此实施例中的设备外罩36包括枢轴挂钩48、半月棒50、印刷电路板(控制单元24)，镍钛诺丝52，和触发器弹簧54。这些只是能够在设备10中被包括的部件的一些示例，但是也可以使用更多、更少或不同的部件。枢轴挂钩48被配置为一旦触发器28已被推至激活位置，就接合并保持触发器28，从而阻止了触发器 28释放回至停用位置，如与图11配合的更多细节中所描述。因此，当触发器28被推至激活位置时，触发器28与枢轴挂钩48接触，并被枢轴挂钩48保持在激活位置。也可以使用其他触发器设计，包括用户通过滑动一开关、旋转或转动一可旋转的构件，或操作其他结构以激活触发器28 参与进来的设计。类似地，枢轴挂钩48能够被其他机械结构(例如，可旋转的、可转移的，或可弯曲的臂)代替，用于与触发器28接合。
在例示的实施例中，半月棒50连接至触发器28，基本沿着管座38 的一部分延伸。半月棒50被配置为，通过当位于关闭位置(如与图11 结合的描述)时夹住输液管18而阻碍通过输液管18的液体流。当位于打开位置时，半月棒50不再夹住输液管18，从而允许液体通过输液管 18流动。在例示的实施例中，半月棒50的位置由触发器28的位置控制。当触发器28位于激活位置时，半月棒50被移动到打开位置，允许液体通过输液管18流动。类似地，当触发器28位于停用位置时，半月棒50 位于关闭位置，阻碍液体通过输液管18流动。
在例示的实施例中，镍钛诺丝52的一端连接到枢轴挂钩48的末端，另一端连接到固定物体，例如螺钉、螺栓、印刷电路板或设备外罩36。镍钛诺丝52是形状记忆合金(SMA)，并且具有当被加热至变形温度以上时经历变形，以及当SMA的温度降至变形温度以下时恢复到未变形的形状的能力。在一个示例中，当镍钛诺丝52被加热至其变形温度以上时，镍钛诺丝52通过缩短长度而变形。在例示的实施例中，镍钛诺丝52 被配置为当电信号经过镍钛诺丝52时缩短长度。电信号经过镍钛诺丝52 导致镍钛诺52被加热至其变形温度以上，引起镍钛诺丝52缩短长度。
这个实施例中的镍钛诺丝52连接到印刷电路板24或其他类似类型的部件。在例示的实施例中，液位传感机构22基于光传感器42测量的强度水平发送信号到印刷电路板24。在一个示例中，印刷电路板24接收到的信号位于指定值以下，从而表示滴灌室16中的液位位于预先确定的水平以下。印刷电路板24上的电路分析来自光传感器42的信号，并基于来自光传感器42的信号触发告警事件。在例示的实施例中，印刷电路板24包括一个或多个微控制器、逻辑开关、电流源、电压源、电源、指示器、扬声器和/或调节器。
印刷电路板24上的部件确定从光传感器42接收的信号是否位于指定水平以下。在一个实施例中，当从光传感器42接收的信号位于指定水平以下时，触发告警事件。正被触发的告警事件表示滴灌室16中的液位已降至预先确定的水平以下，并且与输液管18相关联的液体供应贮存器 14正在干涸或干涸。在一个实施例中，当触发告警事件时，印刷电路板 24上的扬声器发出可听见的、表示液体供应贮存器14已干涸的告警。在另一个实施例中，一个或多个LCD显示器上的一组指示器(例如LED 或度量(例如，每小时的毫升数)的组合)表示已触发告警事件，并且液体供应贮存器14已干涸。
在例示的实施例中，当触发告警事件时印刷电路板24通过镍钛诺丝 52发送电信号。电信号可以具有指定值，并且可以在指定的时期内运行。通过镍钛诺丝52的电信号引起镍钛诺丝52缩短长度。在例示的实施例中，镍钛诺丝52被缩短了阈值长度或镍钛诺丝52的阈值百分比。例如，镍钛诺丝52能够被缩短镍钛诺丝52长度的8％或更多。其他形状记忆合金丝可以用于代替镍钛诺丝52。
在例示的实施例中，触发器弹簧54连接至触发器28。触发器弹簧 54被配置为，当触发器28被推到激活位置时，触发器弹簧54的张力增大。当触发器28自枢轴挂钩48释放/分离时，触发器弹簧54的张力引起触发器弹簧54将触发器28返回到停用位置。可以使用其他弹性结构代替触发器弹簧54执行类似功能，包括使用可伸缩或可弯曲的构件。
图11是根据例示的实施例的、位于停用位置的设备外罩36的内部视图。镍钛诺丝52的缩短引起枢轴挂钩48附接到镍钛诺丝52，以在镍钛诺丝52的方向上围绕其枢轴旋转。枢轴挂钩48在镍钛诺丝52的方向上的旋转导致枢轴挂钩48上升到阈值以上，并且从触发器28上分离。触发器弹簧54的张力将分离的触发器28从激活位置移动到停用位置。随着触发器28从激活位置移动到停用位置，附接到触发器28的半月棒 50从打开位置转90度到关闭位置，从而夹住输液管18以阻止液体通过输液管18流动。也可以使用其他夹紧构件，如挂钩、别针、臂状物，或能够推向、旋转到，或以其他方式移动或平移到夹住输液管18以限制或阻碍液体流的位置的任何结构。
图12是根据例示的实施例的、设备外罩36中的部件的剖面视图。触发器28经由半月棒轴56连接到半月棒50。半月棒臂58将半月棒轴 56连接到半月棒50。类似于曲轴，半月棒臂58被配置为，当触发器28 从激活位置移动到停用位置时随着半月棒轴56水平移动而旋转。半月棒臂58的旋转将半月棒50从关闭位置旋转90度到打开位置，或者反之亦然。在例示的实施例中，半月棒50在形状上是半圆柱形，半月棒50的平坦面面向输液管18，且在打开位置平行于输液管18。当半月棒臂58 将半月棒50从打开位置旋转90度到关闭位置时，半月棒50的平坦面以将半月棒50的平坦面垂直于输液管18的方向旋转。随着半月棒50的平坦面变为垂直于输液管18，半月棒50的平坦面夹住输液管18，阻止通过输液管18的液体流。
图10示出了根据例示的实施例的与触发器28接合的枢轴挂钩48。枢轴挂钩唇边60从枢轴挂钩48的主体逐渐延伸。在例示的实施例中，枢轴挂钩唇边60的外表面逐渐变弯，同时枢轴挂钩唇边60的内表面基本垂直于枢轴挂钩48的主体。类似地，触发器唇边62从触发器28的主体逐渐延伸。在例示的实施例中，触发器唇边62的外表面从触发器28 的主体以某一角度逐渐延伸,同时触发器唇边62的内表面基本垂直于触发器28的主体。
随着触发器28从停用位置移动到激活位置，触发器唇边62的外表面与枢轴挂钩唇边60的外表面进行接触。随着触发器唇边62的外表面和枢轴挂钩唇边60的外表面都变弯或从它们各自的主体逐渐延伸，触发器唇边62的外表面滑过枢轴挂钩唇边60的外表面。一旦经过枢轴挂钩唇边60的外表面，触发器唇边62的内表面与枢轴挂钩唇边60的内表面接合，并基本靠着枢轴挂钩唇边60的整个内部表面停留。由于枢轴挂钩唇边60的内表面和触发器唇边62的内表面基本互相平行，内表面不在水平方向上彼此滑过，从而将触发器28保持在激活位置。
在例示的实施例中，镍钛诺丝52的缩短引起枢轴挂钩48在镍钛诺丝52的方向上旋转。枢轴挂钩48的旋转引起枢轴挂钩唇边60的内表面沿着触发器唇边62的内表面并在镍钛诺丝52的方向上滑动，从而随着枢轴挂钩48不再接触触发器28，将枢轴挂钩48从触发器28分离。触发器弹簧54的张力将触发器28返回到停用状态。
图13是描述印刷电路板24上的部件和设备10的其他部件之间的连接的示例性电路图。在例示的部件中包括放置在印刷电路板24上的微处理器64、扬声器连接66、光传感器42，和光发射器40。在例示的实施例中，微控制器64从光传感器42接收表示由光传感器42测量的光的强度的信号。基于从光传感器42接收的信号，微处理器64确定是否应该触发告警事件。例如，当与从光传感器42接收的信号关联的值降至指定值以下时，微处理器将触发告警事件。在例示的实施例中，当触发告警事件时，微控制器64向扬声器连接66发送信号，引起连接到扬声器连接66的扬声器在一段时间内发出可听见的告警。可听见的告警帮助通知医生滴灌室16中的液位已降至预先确定的水平以下并且液位供应贮存器 14干涸或接近于干涸。在例示的实施例中，微控制器64向光发射器40 发送信号引起光发射器持续地发射光。
对本发明实施例的前述描述已为说明目的而呈现；无意将本发明详尽或限制于已公开的严格形式。相关领域的技术人员能够理解，鉴于以上公开，很多修改和变化是可能的。例如，设备10可以适于附接到各种尺寸的室，例如用于持续膀胱冲洗输液的更大的室，以及用于儿科患者输液的更小的室。此外，设备10能够适于允许与非竖直方向的软输液管一起使用(传感器的对齐被适当地被改动过或是可调整的)。作为另一个示例，设备10能够通过与部件咬在一起而制成，从而避免对任何可见的紧固件的需要。
说明书中使用的语言已主要为了可读性和教学目的而选择，而该语言可能没有被选择为描绘或限制发明的主题。因此，倾向于本发明范围不受限于这里的详细描述，但是受限于申请中基于此发出的任何权利要求。因此，发明公开的实施例倾向于是说明性的、而不是限制本发明的范围。

Claims (15)

1.一种用于监控和控制通过软输液管向患者输液的设备，所述设备包括：
被配置为检测所述软输液管供应的液体的液位已降至预先确定的水平以下的液位传感机构；
流控制机构，所述流控制机构与所述液位传感机构操作性地耦接并被配置为，响应于检测到液位降至预先确定的水平以下而从第一配置重新配置为第二配置，在第一配置中，通过所述软输液管的液体流未被阻断以使液体能够输送到患者，而在第二配置中，所述流控制机构与所述软输液管相互作用以使得通过所述软输液管的液体流被阻断；
触发器，所述触发器与所述流控制机构操作性地耦接并且能够从已驱动配置重新配置为未驱动配置，在所述已驱动配置中，所述流控制机构处于第一配置，在所述未驱动配置中，所述流控制机构处于第二配置；
闭锁机构，所述闭锁机构被配置为与所述触发器接合，以在检测到液位降至预先确定的水平以下之前将所述触发器保持在所述已驱动配置；以及
形状记忆丝，所述形状记忆丝与所述闭锁机构操作性耦接，以便在响应于检测到液位降至预先确定的水平以下，所述形状记忆丝经受长度改变时使所述闭锁机构从所述触发器分离，从而允许所述触发器移动至所述未驱动配置，并且将所述流控制机构从第一配置重新配置为第二配置；
其中所述设备能够可拆卸地安装到被配置为向患者输液的输液系统，所述输液系统包括所述软输液管，响应于液位已降至预先确定的水平以下，并且所述设备产生告警和阻断通过所述软输液管的液体流。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备能够可拆卸地安装到所述软输液管。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述液位传感机构包括光发射器和光传感器，所述光发射器被配置为发射光束经过所述软输液管或与所述软输液管液体耦接的滴灌室，所述光传感器被配置为输出表示入射到光传感器上的光束的量的信号，入射光的量表示液位位于预先确定的水平以上还是以下。
4.根据权利要求1所述的设备，包括控制电路，所述控制电路被配置为，响应于检测到液位何时降至预先确定的水平以下而输出控制信号，该控制信号将所述流控制机构从第一配置重新配置为第二配置。
5.根据权利要求1所述的设备，其中当所述流控制机构被从第一配置重新配置为第二配置时，所述流控制机构使所述软输液管变形以阻断通过软输液管的液体流。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述流控制机构包括界面表面，所述界面表面能够从第一位置和/或方向重新配置到所述界面表面与所述软输液管相互作用的第二位置和/或方向。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述设备包括可旋转轴，所述可旋转轴在所述流控制机构从第一配置到第二配置的重新配置的过程中旋转，所述可旋转轴具有外表面，所述外表面具有沿所述可旋转轴的部分长度延伸的非圆柱形轮廓，其中所述界面表面是所述可旋转轴的所述外表面。
8.根据权利要求6所述的设备，其中所述界面表面是阻碍构件的表面，所述阻碍构件能够通过旋转、平移、或旋转和平移的组合从所述第一位置和/或方向被重新配置到所述第二位置和/或方向。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述触发器与被配置为将触发器偏向于未驱动配置的弹簧机构操作性地耦接。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述液位传感机构发射光束经过所述软输液管或与所述软输液管液体耦接的滴灌室，并从光传感器输出表示液位位于预先确定的水平以上还是以下的信号，所述设备包括控制电路，该控制电路监控从所述光传感器输出的信号，以检测液位何时降至预先确定的水平以下，并且当液位降至预先确定的水平以下时输出引发将所述闭锁机构从所述触发器分离的控制信号。
11.根据权利要求10所述的设备，其中从所述控制电路输出的控制信号引发所述形状记忆丝的所述长度改变。
12.根据权利要求1所述的设备，其中向患者供应的液体为药物用液。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述药物用液是膀胱冲洗液。
14.根据权利要求1所述的设备，其中向患者供应的液体为静脉用液。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述静脉用液是静脉营养液或血浆液。
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