CN107847667B - 用于检测输注管线中的阻塞的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检测在输注过程期间输注管线(200)中的阻塞的方法，该方法包括下述步骤：接收力的周期性地测量的值(F)，所述力由泵送装置(1)施加用以推动液体通过输注管线(200)并且表示输注管线(200)中的压力(P)；以及从所测量的力的值(F)中减去表示真实摩擦力的摩擦力分量(F0)，以用于通过真实摩擦力来校正所测量的力的值(F)。该方法的特征在于，摩擦力分量(F0)的值在整个输注过程中都通过应用下述等式来周期性地更新：所述等式包括考虑所测量的力(F)的项。
Description
技术领域
本发明涉及用于检测在输注过程期间输注管线中的阻塞的方法和装置。
背景技术
呈流体状态的药物可以通过使用输注管线被输注到患者体内。输注管线连接至流体源，比如储存药物的注射器。可以通过使用作用到注射器上的用于将柱塞连续地推入筒形管中的注射器泵来将药物通过输注管线推出注射器而推向患者，以经由输注管线将药物从注射器的筒形管向患者递送。
在这样的输注过程期间，输注管线中可能发生阻塞，这在一些情况下会对病人造成严重损伤。因此需要可靠地检测输注管线中发生的阻塞，以避免由阻塞的输注管线造成的损伤。
从现有技术已知的用于检测在输注过程期间输注管线中的阻塞的方法是基于阻塞造成输注管线中的压力升高的假设进行的。增大的压力又导致借助于用于将药物通过输注管线推向患者的泵送装置施加至注射器的力增大。因此，通过监测施加至注射器的力，可以推断输注管线中的实际压力。如果实际压力超过阈值，则触发指示阻塞的警报信号。
更复杂的方法另外考虑了注射器的摩擦力，比如当柱塞在注射器的筒形管中移动时柱塞与筒形管之间的摩擦力。实际上，推动液体通过输注管线所需的合力包括由柱塞在筒形管中移动时发生的摩擦引起的摩擦力分量和由输注管线中的压力引起的压力分量。在从现有技术已知的一些方法中，在输注过程期间摩擦力被假定为恒定的。于是针对给定的注射器类型为摩擦力预设恒定的值。因此，为了计算输注管线内的压力，使用恒定值来针对摩擦力对施加至注射器的力进行校正。
然而，对于特定注射器类型的所有注射器以及/或者在整个输注过程中，摩擦力不一定是恒定的，而是可以例如在柱塞在其中纵向移动的筒形管的长度上变化。例如，当柱塞在筒形管中移动时，如果筒形管的内径略微减小，则柱塞与筒形管的内壁之间的摩擦力将增大，并且如果筒形管的内径略微增大，则柱塞与筒形管的内壁之间的摩擦力将减小。此外，筒形管的内表面可能在筒形管的长度上具有不同的特性。如果未将由此产生的摩擦力的变化纳入考虑并且真实的摩擦力高于摩擦力的预设(恒定)值，则输注管线中的真实压力会比所确定的压力小。因此，可能检测到实际并不存在的超压，从而可能导致错误的警报信号。另一方面，如果真实的摩擦力小于摩擦力的预设(恒定)值，则输注管线中的真实压力比所确定的压力高，在这种情况下，输注管线中的阻塞导致的超压可能不会被检测到。
因此，假设整个输注过程中的摩擦力分量恒定的用于检测阻塞的方法的可靠性是有局限的。然而，用于检测阻塞的可靠方法会是尤为相关的，特别是在新生儿和儿科护理中。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于可靠地检测在输注过程期间输注管线中的阻塞的方法。
该目的通过根据本发明的用于检测在输注过程期间输注管线中的阻塞的方法来实现。
因此，接收力的周期性地测量的值，该力由泵送装置施加用以推动液体通过输注管线并表示输注管线中的压力。所测量的力是例如由注射器泵施加的用以推动液体通过输注管线的合力。该合力包括由输注管线中的压力产生的一个分量和由所有非压力源产生的一个分量。这些非压力源中最相关的是在推动液体通过输注管线时产生的摩擦。在具有筒形管和由注射器泵驱动的柱塞的注射器的情况下，非压力源基本上是筒形管与柱塞之间的摩擦。该非压力源分量将被称为摩擦力分量，并且表示操作泵送装置时出现的真实摩擦力，例如由于柱塞在注射器的筒形管内的摩擦运动而出现的真实摩擦力。
根据本发明的方法还提供从所测量的力中减去摩擦力分量，以用于通过真实摩擦力来校正所测量的力。因此，通过使用在整个输注过程中被周期性更新的摩擦力分量来针对真实摩擦力对所测量的力进行校正。在一个实施方式中，这里的周期性更新的一个时间段可以定义为位置间隔。该位置间隔例如是储存有液体的注射器的柱塞被泵送装置或注射器泵移动的有限且预先限定的长度，使得周期性更新以依赖于位置的方式发生。
对于周期性地更新摩擦力分量，该方法应用下述等式：所述等式包括考虑所测量的合力的项。
因此，该方法采用周期性更新的估算摩擦力分量，从而允许该方法更准确地确定输注管线中的压力。更新可以用来区分基本上由真实摩擦力的变化引起的合力的变化和由输注管线中的阻塞引起的合力的变化。以这种方式，可以更可靠地检测到由阻塞引起的超压。此外，在阻塞的情况下，阻塞期间输注管线中的压力的值可以以更高的准确度确定。因此，使用者可以从阻塞管线中的压力可靠地推断阻塞对患者生理状况的影响。
在一个实施方式中，对于周期性地更新摩擦力分量，使用如下等式：F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)，其中，
F0(ni)是泵送位置(ni)处的摩擦力分量(F0)，
F0(ni-1)是前一泵送位置(ni-1)处的摩擦力分量(F0)，
F(ni)是所述泵送位置(ni)处的所测量的力(F)，以及
k1和k2是依赖于系统的参数，并且k1+k2＝1。
泵送位置应当是推动液体通过输注管线的推动装置的特定位置。每当所述推动装置到达特定的泵送位置时，可以应用该等式。摩擦力分量的两次相继更新之间的间段应当为ni-ni-1。例如，间段ni-ni-1可以选择为小于1mm，例如1/100mm。这意味着每当推动装置移动了例如1/100mm时，等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)就被应用，以更新摩擦力分量的值。
推动装置可以是注射器的柱塞或注射器泵的推动器臂。
对于等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)，权重因子(或参数)k1和k2可以根据该方法所应用于的系统来选择。特别地，参数k1和k2可以取决于储存有要被推动通过输注管线的液体的注射器的尺寸，比如长度、直径、容积。参数k1和k2基本上可以选择成使得：摩擦力分量的值在阻塞的情况下以及仅是真实摩擦力的变化的情况下明显不同地演变。
例如，参数k1和k2可以选择成使得，在由于真实摩擦力的变化而引起所测量的力发生变化的情况下，通过应用所述等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)，摩擦力分量收敛于所测量的力的值。替代性地，在由于输注管线中的阻塞而引起所测量的力发生变化的情况下，通过应用所述等式，摩擦力分量会不收敛于所测量的力。
此外，参数k1和k2可以选择成使得在仅由于真实摩擦力的变化而引起所测量的力发生变化的情况下，所测量的力与摩擦力分量之间的差值不超过预定阈值。在由于输注管线中的阻塞而引起所测量的力发生变化的情况下，所测量的力与摩擦力分量之间的差值会超过所述预定阈值。
所测量的力与摩擦力分量之间的差值是已针对真实摩擦力被校正的所测量的力。该差值可以用来计算输注管线中的压力。因此，参数k1和k2也可以选择成使得：在仅摩擦力发生变化(而不是输注管线中的压力发生变化)的情况下，所计算的压力不超过第一预定压力阈值，并且在输注管线阻塞的情况下，所计算的压力超过第一预定压力阈值。
在该方法的一个实施方式中，在阻塞的情况下，即在所计算的压力超过第一预定压力阈值的情形下，摩擦力分量的周期性确定可以停止，并且摩擦力分量可以保持恒定。该措施的优点在于，当已经确定了阻塞时，摩擦力分量的值停止通过应用等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)而人为地增大。因此，在阻塞的情况下，输注管线中确定的压力的准确度可以提高。
该方法可以包括另外的步骤。例如，该方法可以包括用于根据等式
计算输注管线中的压力的步骤，其中，
P(ni)是泵送位置ni处的压力，
F(ni)是泵送位置ni处的所测量的力F，
F0(ni)是泵送位置ni处的摩擦力分量F0，以及
S是推动液体通过输注管线的推动装置的相关表面。
因此，如果该方法用于具有由注射器泵推动的柱塞的注射器，则相关表面S是柱塞的面向注射器中的液体并将由注射器泵(其马达)提供的力传递至液体的表面。在第一种方法中，该相关表面可以在整个输注过程中被认为是恒定的。
如上面已经描述的，该方法可以提供所计算的压力与预定的压力阈值的比较。根据比较的结果，可以停止摩擦力常数的周期性确定，而且也可以触发警报信号。特别地，该方法可以提供所计算的压力与第一预定压力阈值的比较以及与大于第一预定压力阈值的第二预定压力阈值的比较。第一压力阈值可以选择成处于10毫巴与30毫巴之间，优选地选择成约20毫巴。第二压力阈值通常处于60毫巴与1400毫巴之间，优选地处于66毫巴与1200毫巴之间。如果所计算的压力达到(超过)第一预定压力阈值，则可以停止摩擦力常数的周期性确定。如果所计算的压力达到(超过)第二压力阈值，则可以触发警报信号以向使用者指示发生了阻塞。在所计算的压力超过第二压力阈值之前阻塞消失的情况下，所计算的压力将下降并且将不触发警报信号。警报信号可以是声音信号和/或显示器上的通知。
在一个实施方式中，该方法还包括利用力传感器周期性地测量由泵送装置施加的用以推动液体通过输注管线并表示输注管线中的压力的力的步骤。
在另一方面，一种用于检测在输注过程期间输注管线中的阻塞的装置包括配置成执行根据本发明的方法的处理器。处理器适于接收力的值，该力由泵送装置施加用以推动液体通过输注管线并表示输注管线中的压力。检测装置可以是可以连接至泵送装置、特别是连接至注射器泵的单独的元件。在这种情况下，检测装置的处理器能够连接至泵送装置的处理器。检测装置可以定位成远离泵送装置，例如定位在多个泵送装置被观测及控制的中央位置处。
检测装置还可以包括力传感器，该力传感器适于周期性地测量由泵送装置施加的用以推动液体通过输注管线并表示输注管线中的压力的力。力传感器可以适于与检测装置的处理器通信。力传感器优选地设置在泵送装置处。例如，力传感器可以在下述位置处设置在泵送装置处：在该位置处，泵送装置将用于推动液体通过输注管线的力传递至注射器。
在一个实施方式中，设置有用于发出警报信号的发信号装置，该发信号装置连接至检测装置的处理器。发信号装置可以定位成远离处理器(和力传感器)，例如定位在多个检测装置和/或泵送装置被观测的中央位置处。
在又一方面，所述装置可以是注射器泵的一部分。
附图说明
接下来将参照附图对本发明的基本构思进行更详细地描述。在附图中：
图1示例性地示出了具有注射器和连接至注射器的输注管线的注射器泵；
图2示意性地示出了由摩擦力的变化引起的合力值的变化(实线)以及相应的估算摩擦力值的演变(虚线)和估算压力的演变(点划线)的一个示例；
图3示意性地示出了由摩擦力的变化引起的合力值的变化(实线)以及相应的估算摩擦力值的演变(虚线)和估算压力的演变(点划线)的另一示例；
图4示意性地示出了由输注管线中的阻塞引起的合力值的变化(实线)以及相应的估算摩擦力值的演变(虚线)和估算压力的演变(点划线)的一个示例；以及
图5示意性地示出了具有连接至输注管线的注射器的注射器泵的部件。
具体实施方式
图1示出了由附图标记1表示并且保持注射器100的注射器泵。
注射器100形成用于药物的贮存器并且包括以可滑动的方式设置在注射器100的筒形管104中的柱塞102。筒形管104在第一轴向端部处经由连接器106连接至输注管线200。筒形管104在与第一轴向端部相反的第二轴向端部处接纳柱塞102。柱塞102包括推动表面108(图5)，当柱塞102在筒形管104内沿从筒形管104的第二轴向端部向第一轴向端部的方向滑动时，推动表面108能够推动储存在筒形管104中的药物。
注射器泵1包括保持装置3，保持装置3用于将注射器100适当地设置并保持在预期位置，如图1中所示。注射器泵1还包括马达5(图5)，马达5用于驱动注射器泵1的推动器臂7。推动器臂7能够将力F传递至注射器100的柱塞102，以将药物从注射器100通过输注管线200推向患者。
在推动器臂7的朝向注射器100的柱塞102定向的面上设置有力传感器300(图5)。如果注射器100设置在其预期位置，则力传感器300位于柱塞102与推动器臂7之间，并且适于测量推动器臂7传递至柱塞102的力F。力传感器300可以与推动器臂7成一体，或者可以构成为单独的元件。
此外，设置有处理器9(图5)，处理器9可以设置在注射器泵1的壳体中，或者可以是单独的装置的一部分。处理器9经由通信管线11连接至力传感器300，并且配置成执行用于检测连接至注射器100的输注管线200中的阻塞的方法。一旦检测到阻塞，处理器9就触发由发信号装置13发出的警报信号。发信号装置13经由另一通信管线11连接至处理器9。同样，发信号装置13可以设置在注射器泵1的壳体中，或者可以是外部的装置。
在下文中将对用于检测输注管线中的阻塞的方法的实施方式进行描述。
如果推动器臂7保持将柱塞102推入筒形管104中，则输注管线200中的阻塞致使输注管线200中的压力P增大。因此，如果压力P增大，则由马达5(或由推动器臂7)施加至注射器100的柱塞102的力F也增大。可以由力传感器300测量的此力(合力)F包括主要由于柱塞102在筒形管104中的摩擦而产生的摩擦力分量F0和由于输注管线200内的压力而产生的压力分量。因此，为了准确地确定压力，不需要考虑合力F，而只需要考虑合力F的压力分量F0。因此，需要针对摩擦力分量F0对由力传感器300测量的合力F进行校正，使得输注管线200中的压力P可以根据下述等式确定：
在该等式中，S表示将由注射器泵1的推动器臂7施加的力F传递至注射器100中的药物的元件的有效表面积。在图1和图5中示出的示例中，表面S对应于柱塞102的位于筒形管104内的推动表面108的区域，表面S定向成相对于柱塞的纵向轴线大致正交。
该方法需要通过力传感器300周期性地测量合力F，并且需要将合力F的值传输至处理器9。力测量通常以预设的时间间隔随时间进行。
在本方法中，摩擦力分量F0的值未被测量，而是被估算(计算)。特别地，摩擦力分量F0的值被周期性地更新。在本文中，摩擦力分量F0的更新取决于以例如1/100mm为步长(间隔)的柱塞102的位置而周期性地进行。
在所谓的稳定状态中，柱塞102在筒形管104内以恒定的速度移动，该速度决定在操作期间利用注射器泵实现的流量。因此，用于合力测量的时间尺度和用于摩擦力分量F0的更新的柱塞位置尺度是线性相关的。假定柱塞102在特定的时间点ti处处于特定的柱塞位置ni。因此，在特定时间点ti处(或恰在时间点ti之前)测量的力F(ti)是在位置ni处有效的力，并且可以表示为在特定的柱塞位置ni处的力F(ni)。
在下文中，当总体上涉及柱塞位置时，将柱塞位置表示为“n”。然而，如果是指特定的柱塞位置，则将另外使用下标，例如ni。
摩擦力分量F0的周期性更新在每个间隔(每1/100mm)处均提供摩擦力分量F0(ni)的对应估算值。
为了更新摩擦力分量F0以获得柱塞位置ni处的特定摩擦力分量F0(ni)，应用了下述等式：该等式包括考虑柱塞位置ni处的合力F的项。
该等式还考虑了柱塞位置ni-1处的前一摩擦力分量F0(ni-1)的值(柱塞位置ni应当是紧跟柱塞位置ni-1的柱塞位置并且与柱塞位置ni-1相隔例如1/100mm的更新间隔)。
特别地，用于确定摩擦力分量F0(ni)的值的等式为：
F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)，
其中，
-F0(ni)为柱塞位置ni处的摩擦力分量F0，
-F0(ni-1)是前一柱塞位置ni-1处的摩擦力分量F0，
-F(ni)是在柱塞位置ni处有效的(或在时间点ti处测量的)所测量的合力F，以及
-k1和k2是依赖于系统的参数，并且k1+k2＝1。
该等式对应于一阶无限脉冲响应(IIR)滤波器的数学表示。开始时，通过将摩擦力分量F0(n0)的第一个值设定为等于第一柱塞位置n0处的所测量的合力F(n0)而使摩擦力分量F0(n0)初始化。
参数k1和k2是根据实际用于将药物输送至患者的注射器100仔细选择的。例如，对于容积为50cm3的注射器100，k1可以设定为例如0.90与0.99之间的值，特别地是0.97或0.98(其中，k2等于1-k1)。k1和k2的值例如可以在注射器泵1的实际操作之前通过评估上述更新等式的收敛行为而在初始校准序列中确定。
在通过使用等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)为柱塞位置ni确定摩擦力分量F0(ni)之后，使用下述等式为柱塞位置ni确定压力P：
在这里面，S同样是柱塞102的推动表面108的有效表面积。
一旦确定了压力P(ni)，就将压力P(ni)与第一预定压力阈值Pocc进行比较。如果估算压力P(ni)低于第一预定压力阈值Pocc，则认为真实摩擦力分量的变化是合力F的变化的起源。因此，继续周期性地更新估算摩擦力分量F0被认为是适当的。像这样重复上述步骤：确定下一个摩擦力分量F0(ni+1)，并再次将估算压力P(ni+1)与第一预定压力阈值Pocc进行比较，依此类推。
如果实际上并不存在阻塞，并且如果通过选择k1值和k2值正确校准了更新等式，则估算压力P将保持低于第一预定压力阈值Pocc，并且在测量的力F有变化时，摩擦力分量F0最终将收敛于所测量的合力F。
另一方面，如果在某个柱塞位置ni+x处，估算压力P(ni+x)超过第一预定压力阈值Pocc，则摩擦力分量F0的值不再被更新。在这种情况下，认为摩擦力分量的变化不是合力F(n)的变化的起源，因此进一步更新估算的摩擦力分量F0(n)的值是不适当的。然后，使估算的摩擦力分量F0(n)保持恒定并且将估算的摩擦力分量F0(n)赋予最后更新的F0(ni+x)的值，同时进一步对合力F进行监测。另外，使用所测量的合力F和恒定的摩擦力分量F0(ni+x)来进一步更新估算压力P。如果估算压力P超过由使用者设定的第二预定压力阈值Pocc，则触发警报信号。第一预定压力阈值Pocc通常在10毫巴与30毫巴之间，优选地为约20毫巴。第二预定压力阈值Pocc通常在60毫巴与1400毫巴之间，优选地在66毫巴与1200毫巴之间。在任何情况下，第一预定压力阈值Pocc都低于第二预定压力阈值Pocc。
如接下来将参照图2至图4图示的，通过适当地选择参数k1和k2的值，该方法能够区分出下述两个事件，这两个事件中的每个事件均导致由力传感器300测量的合力F的变化：
a)真实的摩擦力分量发生改变并引起合力F的变化(图2和图3)。
b)输注管线200中发生阻塞并引起合力F的变化(图4)。
在情况a)中，合力F(n)的变化可能表现为所测量的力F(n)的减小(图2)或所测量的力F(n)的增大。在情况a)中所测量的力F(n)的变化通常相对较小并且发生在较长的时间尺度上，而在情况b)中可以观察到所测量的力F(n)的显著增大。作为典型的阻塞，所测量的力F(n)的增大能在较短的时间尺度上观察到。
在图2中，实线通过示例的方式表示在情况a)中、即在不存在阻塞的情况下作为柱塞位置n的函数的所测量的合力F(n)值的演变。在图2中示出的示例中，所测量的合力F(n)在柱塞位置ni和nl处示出两个台阶，每个台阶均表示力F(n)的减小。这种情形例如在注射器100的筒形管104的内径略微增大并且筒形管104的内表面与注射器100的柱塞102之间的摩擦减小时可以观察到。通过应用等式
F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)，
在每个位置间隔(例如1/100mm的位置间隔)处均重新确定了在图2中以虚线示出的摩擦力分量F0(n)。
最初，摩擦力分量F0(n)等于所测量的力F(n)。在所测量的力发生变化、例如柱塞位置ni处的台阶出现时，摩擦力分量F0(n)在所测量的力F(n)中的台阶出现之后减小并且以由参数k1和k2确定的收敛速率朝向所测量的力F(n)收敛。摩擦力分量F0的值在某个柱塞位置ni+k处收敛于所测量的力F(ni+k)。
另外，通过使用下述等式确定的作为柱塞位置n的函数的压力P的演变在图2中以点划线示出：
最初，由于F(n)和F0(n)是相等的，因此压力为零。例如在柱塞位置ni处(在所测量的力信号F(n)中出现台阶的柱塞位置处)，压力P(n)的值下降到最小值，然后随着摩擦力分量F0(n)的值收敛于所测量的力F(ni+k)而增大。因此，所测量的力信号F(n)中的台阶引起负压力估算值。然而，当摩擦力分量F0(n)的值在ni+k处收敛于所测量的力F(ni+k)时，所估算的压力P再次变为零。
图3示出了情况a)的另一示例。在图3中，所测量的合力F(n)示出了四个台阶，每个台阶均表示力F(n)的增大。这种情形例如在注射器100的筒形管104的内径略微减小并且因此柱塞102在注射器100的筒形管104内的摩擦增大时可以观察到。作为柱塞位置n的函数的摩擦力分量F0(n)(通过应用等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)确定)的演变在图3中同样以虚线示出。可以看出，摩擦力分量F0(n)的值在ni处的所测量的力信号F(n)中出现台阶之后上升，并且如已经在图2中看到的那样朝向所测量的力F(n)收敛。另外，以点划线在图3中示出的压力的演变与图2中的压力演变是定性地具有可比性的(但相反的)。在所测量的力信号F(n)中出现台阶的柱塞位置ni处，压力P(n)的值首先上升到最大值，然后随着摩擦力分量F0(n)的值收敛于所测量的力F(n)而减小。因此，所测量的力信号F(n)中的台阶首先被视为正压力估算。但是，当摩擦力分量F0(n)的值已经收敛于所测量的力F(n)时，压力估算值P变为零。
在图2和图3中示出的示例中，所确定的压力P(n)的绝对值总是低于例如设定为20毫巴的第一预定压力阈值Pocc。由于所确定的压力P(n)的绝对值也总是低于第二预定压力阈值Pocc，因此不触发警报信号。
图4中示出了阻塞情况(情况b))。实线示例性地表示作为柱塞位置n的函数的所测量的合力F(n)的值的演变。在图4中示出的示例中，所测量的合力F(n)示出了相对较快连续的四个台阶，每个台阶均表示合力F(n)的增大。作为柱塞位置n的函数的摩擦力分量F0(n)的演变在图4中以虚线示出。作为柱塞位置n的函数的压力P(n)的演变以点划线示出。在该示例中，第一压力阈值Pocc设定为20毫巴。
在图4中，摩擦力分量F0(n)和压力P(n)各自经过两个阶段，从一个阶段转变成另一个阶段的转变——在图4中由竖向虚线表示——是由第一压力阈值Pocc确定的。
在第一阶段中，由于相应压力P(n)的值低于第一压力阈值Pocc，因此摩擦力分量F0(n)的值被周期性地更新。可以看出，摩擦力分量F0(n)的值在第一阶段线性地增大。然而，所测量的合力F(n)比(连续更新的)摩擦力分量F0(n)增大得更快，使得摩擦力分量F0(n)不能收敛于所测量的合力F(n)。
这还导致压力估算P持续上升。总体而言，当所测量的合力F(n)中出现台阶时，压力P(n)首先增大然后略微减小，但是由于摩擦力分量F0(n)不收敛于所测量的合力F(n)，因此压力P(n)不收敛于零。而是在柱塞位置np处，压力P(np)达到第一压力阈值Pocc。
此时进入了第二阶段。此时，认为所测量的合力F(n)的变化不是由摩擦力分量的变化引起的，并且进一步更新(估算的)摩擦力分量F0(n)的值是不适当的。因此，摩擦力分量F0(n)的值不再被更新，而是使摩擦力分量F0(n)的值保持处于第一阶段结束时的最后的值F0(np)的水平不变。
同时，进一步测量合力F(n)，并且也进一步计算压力P(n)。由于摩擦力分量F0(n)的值在第二阶段中保持恒定并且由于所测量的力信号F(n)继续上升，因此压力P(n)也上升并且依循所测量的力信号F(n)的演变。
在第二阶段中的进一步压力增大发生之后并且当压力P(n)已达到第二压力阈值Pocc(取决于使用者的设定并且通常在66毫巴与1200毫巴之间的压力值)时，触发警报信号。在触发警报信号与停止注射器泵1之间可能会经过一段时间。由于在第二阶段期间进一步计算压力P(n)，因此可以在停止注射器泵1的时刻通知使用者关于输注管线200中的压力。
一般而言，警报被触发的柱塞位置np处的摩擦力分量F0(np)的值将不对应于阻塞开始时的摩擦力分量F0(n)的值。实际上，警报被触发的时刻处的摩擦力分量F0(np)的值大于阻塞开始时的摩擦力分量F0(n)的值，这是由于摩擦力分量已被更新了多个间隔而直到达到第一阈值Pocc为止。因此，当警报被触发时，所估算的压力将小于输注管线200中的真实压力。可以通过降低与触发警报信号相关的第二预定压力阈值Pocc来补偿该偏差，使得在输注管线中的真实压力达到生理上相关的压力阈值时可靠地触发警报。
该方法还可以考虑输注过程期间的特殊情况。在开始移动柱塞102的输注过程的最开始，在瞬时状态期间，随着柱塞102加速，摩擦力可能强烈地增大，直到达到柱塞102以恒定速度移动的稳定状态。在瞬时状态中，通常观察到合力F(n)的增大的强度可能是与阻塞情况相当的。因此，在输注最开始时、瞬时状态期间的合力F(n)的强烈增大可能被误导性地认为是阻塞。
因此，在瞬时状态期间，可以更新摩擦力分量F0(n)的值，使得其接近于或等于所测量的力信号F(n)。因此，相应的估算压力P(n)较低或为零。在任何情况下，压力P(n)都低于第二预定压力阈值Pocc，使得在瞬时状态期间不触发警报信号。
在柱塞102的移动开始时，瞬时状态可以持续例如约1mm。
在给出的示例中，柱塞速度在稳定状态期间是恒定的。在输注过程期间需要改变柱塞速度的情况下，例如在需要调节输注速率的情况下，每当柱塞速度被改变时，可以开始新的瞬时状态。一旦再次达到稳定状态，就使用所指出的更新等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)来周期性地更新摩擦力分量F0(n)，该等式对于不同的柱塞速度是相同的，特别地是使用相同的参数k1和k2。
Claims (14)
1.一种用于检测在输注过程期间输注管线(200)中的阻塞的方法，所述方法包括下述步骤：
-接收力F的周期性地测量的值，所述力由泵送装置(1)施加用以推动液体通过所述输注管线(200)并且表示所述输注管线(200)中的压力P，以及
-从所测量的所述力F的值中减去表示真实摩擦力的摩擦力分量F0，以用于通过所述真实摩擦力来校正所测量的所述力F的值，
其特征在于，
所述摩擦力分量F0的值在整个输注过程中都通过应用下述等式来周期性地更新：所述等式包括考虑所测量的所述力F的值的项，其中，用于确定所述泵送装置(1)的特定的泵送位置ni处的所述摩擦力分量F0的所述等式为：
F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)，
其中，
F0(ni)是所述泵送位置ni处的摩擦力分量F0，
F0(ni-1)是前一泵送位置ni-1处的摩擦力分量F0，
F(ni)是所述泵送位置ni处的所测量的力F，以及
k1和k2是依赖于系统的参数，并且k1+k2＝1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，参数k1和k2被选择成使得：在由于所述真实摩擦力的变化而导致所测量的力F的值发生变化的情况下，在应用等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)时所述摩擦力分量F0收敛于所测量的力F，并且在由于所述输注管线(200)中的阻塞而导致所测量的力F的值发生变化的情况下，在应用等式F0(ni)＝k1F0(ni-1)+k2F(ni)时所述摩擦力分量F0不收敛于所测量的力F。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，参数k1和k2被选择成使得：在由于所述真实摩擦力的变化而导致所测量的力F的值发生变化的情况下，所测量的力F与所述摩擦力分量F0之间的差值不超过预定阈值，并且在由于所述输注管线(200)中的阻塞而导致所测量的力F的值发生变化的情况下，所测量的力F与所述摩擦力分量F0之间的差值超过所述预定阈值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所测量的力F与所述摩擦力分量F0之间的差值超过所述预定阈值的情况下，所述摩擦力分量F0的周期性确定被停止并且所述摩擦力分量F0被保持恒定。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：
-根据
计算在所述泵送位置ni处所述输注管线中的压力P(ni)，
其中，P(ni)是所述泵送位置ni处的压力，
F(ni)是所述泵送位置ni处的所测量的力F，
F0(ni)是所述泵送位置ni处的摩擦力分量F0，以及
S是推动所述液体通过所述输注管线(200)的推动装置(102)的相关表面，以及
-将所计算的压力P(n)与预定的压力阈值Pocc进行比较。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果所计算的压力P(n)超过所述压力阈值Pocc，则触发警报信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述相关表面S在整个输注过程中被认为是恒定的。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：利用力传感器(300)周期性地测量由所述泵送装置(1)施加用以推动所述液体通过所述输注管线(200)并表示所述输注管线(200)中的压力的力F(n)。
9.一种用于检测在输注过程期间输注管线(200)中的阻塞的装置，所述装置包括处理器(9)，所述处理器(9)适于接收力F(n)的值，所述力F(n)由泵送装置(1)施加用以推动液体通过输注管线(200)并表示所述输注管线(200)中的压力P，
其特征在于，
所述处理器配置成执行根据权利要求1至7中的任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于还包括力传感器(300)，所述力传感器(300)适于周期性地测量由所述泵送装置(1)施加用以推动所述液体通过所述输注管线(200)并表示所述输注管线(200)中的压力的所述力F(n)，其中，所述力传感器(300)适于与所述处理器(9)通信。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于还包括发信号装置(13)，所述发信号装置(13)连接至所述处理器(9)并适于发出警报信号。
12.一种注射器泵(1)，包括：
-保持装置(3)，所述保持装置(3)用于保持能够联接至输注管线(200)的注射器(100)，
-马达(5)，所述马达(5)用于作用在所述注射器(100)的柱塞(102)上，所述柱塞(102)用于推动储存在所述注射器(100)中的液体通过所述输注管线(200)，以及
-处理器(9)，所述处理器(9)适于接收力F(n)的测量值，所述力F(n)由所述马达(5)施加用以推动所述液体通过所述输注管线(200)并表示所述输注管线(200)中的压力，
其特征在于，
所述处理器(9)配置成执行根据权利要求1至7中的任一项所述的方法。
13.根据权利要求12所述的注射器泵(1)，其特征在于还包括力传感器(300)，所述力传感器(300)适于周期性地测量由所述马达(5)施加至所述柱塞(102)的用以推动所述液体通过所述输注管线(200)并表示所述输注管线(200)中的压力的所述力F(n)，其中，所述力传感器(300)适于与所述处理器(9)通信，并且其中，所述力传感器(300)设置成使得所述力传感器(300)适于测量所述柱塞(102)的下述端部处的力F(n)：所述马达(5)在所述端部处作用到所述柱塞(102)上。
14.一种存储有计算机可读程序的计算机可读存储介质，所述计算机可读程序适于在所述计算机可读程序被计算机执行时执行根据权利要求1至7中的任一项所述的方法。
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