CN116785530A - 具有管装载引导和确认的输液泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有管装载引导和确认的输液泵。一种输液泵包括：外壳，所述外壳具有被枢转地安装到所述外壳的门；管通道，所述管通道处在所述外壳上，所述管通道被构造用以将管保持在所述输液泵中；泵送机构，所述泵送机构包括穿梭装置；以及滑动夹弹出装置。

Description

具有管装载引导和确认的输液泵

本申请是申请号为201980031492.1、申请日为2019年5月15日、标题为“具有管装载引导和确认的输液泵”的中国申请的分案申请。

相关申请

本申请要求2018年5月15日提交的题为“输液泵(INFUSION PUMP)”的第62/671,858号美国临时专利申请的权益和优先权，该美国临时专利申请以引用方式整体并入本文中。

背景技术

以前的医用输液泵已经包括将流体泵入患者体内的各种方法。这些方法中最常见的是蠕动泵。在蠕动泵中，多个致动器或指状件用于以大致线性的进程按摩肠胃外流体输送管。与蠕动泵送技术相关联的主要问题在于，管以相同方式反复变形，因而随着时间的推移，破坏了管的弹性恢复性能，使得管维持压缩形貌。这种对管的弹性恢复性能的毁坏导致泵的容积输出随时间显著改变。医用流体的容积输送中所使用的另一种常见类型的泵通常被称为盒式泵。虽然盒式泵不会像蠕动泵那样表现出相当快的性能退化，但它们需要与IV管集成在一起的相当精密的泵盒。每次操作者希望更换输送给患者的药物时，都必须更换输液盒连同IV套件，这种额外的费用显著增加了患者护理的成本。此外，因为蠕动泵与盒式泵以及市场上存在的其它输液装置都需要对具体泵送装置有相当精确的了解，以确保IV套件被适当地装载，所以医用输液泵通常纯粹是医院环境中的护理或医务工作人员的权限范围。

将套件手动装载到IV泵中的必要性在本领域中是普遍的。通常，当使用标准IV套件时，除了上述准确度快速退化之外，还难以将该套件正确地装载到本领域中存在的那些泵中。与医用输液泵相关的装载技术的当前技术水平仅达到以下状态：将IV管封围在泵送装置与门或盖子之间，并逐渐添加较精密的传感器和警报器，以确保该管被正确地装载到泵中。即便如此，装载错误仍可能出现，因而需要医院工作人员付出巨大努力来确保使关键错误最少化。

输液泵的当前技术水平还包括：需要手动确保当IV套件被安装在泵上或从泵拆除时，不会出现药物的自由流动状况。虽然医院工作人员非常小心谨慎来试图确保不出现自由流动状况，但显然需要采取旨在防止自由流动状况的额外预防措施，这一直是医护人员持续关注的问题。

发明内容

本发明提供一种输液泵，其中该泵具有泵送主体，该泵送主体由沿着泵组件纵向延伸的v形凹槽组成，并且具有与其相关联的固定钳夹和可移动钳夹以及位于v形凹槽或穿梭装置的任一端处的多个阀。

在操作中，诸如护士或患者的操作者将通过将标准IV套件的管插入到位于泵的前部上的管装载孔中来开始药物的输注。此外，操作者将同时将与管相关联的滑动夹插入到位于所述管装载孔的上游(即，较朝向流体源)的适当滑动夹孔中。然后，操作员将启动管装载序列，以将管装载到管通路(tubeway)中。在一个示例中，一系列棘爪和可移动上钳夹将用于抓住管并将其拖动到管通路中，该管通路的一部分由v形凹槽和阀构成。随着装载循环进行，钳夹和棘爪在管周围闭合，从而将管捕获在管通路内。随后，随着阀关闭以阻塞住管，滑动夹将移动到一定位置，使得滑动夹将不再阻塞管。当从将确定泵送速度、允许的空气体积、温度和压力的相关联电子器件接收到适当信号时，泵被致动，其中流体被从流体源抽出，并以恒定且计量过的量被从泵排出。

如果管被错误装载到管通路或管装载孔中，则适当的传感器将确定这种状态的存在，并启动相关警报器。在输液结束时，操作者的致动将用于自动关闭滑动夹并将管从泵释放出来。

该泵包括各种传感器，这些传感器旨在提高药物输注的安全性，并提供关于穿过泵的流体的状态的信息。例如，传感器提供关于泵自身内的各种机械子组件的状态的信息，诸如，所述穿梭装置或v形狭槽的位置、阀操作、滑动夹位置和错误装载检测。

与穿过泵的流体的状态相关的传感器自身已经在准确度方面得到改进。这是通过以下方式来实现的：开发一种在传感器与管之间进行接触的方法，使得该接触正交于管，并且管被放置成与各种传感器接触，使得在管上既没有容积梯度也没有应力梯度。

本文中所述的主题的方面可以单独使用或与本文中所述的一个或多个其它方面结合使用。在本公开的一个示例性方面中，一种输液泵包括外壳，该外壳具有被枢转地安装到该外壳的门。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵包括管通道，该管通道处在外壳上，该管通道被构造用以将管保持在输液泵中。该管通道可以至少部分地定位于门的后方。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵包括：泵送机构，该泵送机构包括穿梭装置。该泵送机构可以定位于门的后方。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵包括：滑动夹弹出装置，该滑动夹弹出装置被构造用以将滑动夹从通道弹出。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该滑动夹弹出装置包括螺线管，该螺线管被构造用以基于来自被布置在输液泵上的一个或多个传感器的一个或多个输入而将滑动夹自动弹出。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，所述一个或多个传感器包括第一霍尔效应传感器，该第一霍尔效应传感器被配置用以检测门何时定位于关闭状态中。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，所述一个或多个传感器包括IR传感器，该IR传感器被配置用以检测门在定位于关闭状态中的同时何时被闩锁。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，所述一个或多个传感器包括压力传感器，该压力传感器被配置用以检测管在沿着管通道的装载点处的存在。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，所述一个或多个传感器包括第二霍尔效应传感器，该第二霍尔效应传感器被配置用以检测阀被关闭以将管置于阻塞状态中。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵被构造用以在接收到滑动夹处于弹出状态中以及门处于关闭状态中的至少一项的确认之后开始输液。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，在滑动夹被插入通道内之后，管处于阻塞状态中。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵包括传感器，该传感器检测滑动夹在通道内的存在。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵还包括管装载引导系统，其中该管装载引导系统包括一个或多个视觉提示，所述一个或多个视觉提示被配置用以在管装载期间向用户提供引导。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，视觉提示包括第一发光二极管、第二发光二极管和显示器。第一发光二极管和第二发光二极管被配置用以指示管是被正确地还是被不正确地装载在输液泵上的相应的装载点处。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵还包括阻塞传感器。该阻塞传感器被配置用以确定连接到输液泵的输液管线是否被堵塞。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，阻塞传感器通过计算以下几项来确定输液管线是否被堵塞：力曲线的斜率、压力曲线的斜率、与基线力测量值的比较、与基线压力测量值的比较、或力曲线下方的面积。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵还包括加速度计。该加速度计被配置用以检测阻塞和/或输液泵是否经受外部冲击。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，该输液泵与至少一个其它输液泵或注射泵一起定位于机架中。

本文中所述的主题的方面可以单独使用，或者与本文中所述的一个或多个其它方面结合使用。在本公开的另一个示例性方面中，一种用于将管定位在输液泵外壳内的管装载引导系统包括第一视觉提示、第二视觉提示和第三视觉提示。该第一视觉提示被配置用以指示滑动夹在输液泵中的正确的装载和不正确的装载。该第二视觉提示被配置用以指示管在输液泵中的第一装载点处的正确的装载和不正确的装载。此外，该第三视觉提示被配置用以指示管在输液泵中的第二装载点处的正确的装载和不正确的装载。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，第二视觉提示和第三视觉提示包括发光二极管。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，发光二极管通过以第一颜色照亮来指示正确的装载。此外，发光二极管通过以第二颜色照亮来指示不正确的装载。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，第二视觉提示基于来自与第一装载点相关联的压力传感器的输出而照亮。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，第三视觉提示基于来自与第二装载点相关联的不同的压力传感器的输出而照亮。

本文中所述的主题的方面可以单独使用，或者与本文中所述的一个或多个其它方面结合使用。在本公开的另一个示例性方面，一种检测阻塞的方法包括：监测压力测量值；将该压力测量值与阈值进行比较；以及当该压力测量值大于该阈值时，确定在输液泵的管内存在阻塞。该压力测量值可以基于当前ADC、基线ADC和ADC-压力曲线图的斜率。此外，该阈值可以基于所选择的阻塞检测模式。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，所选择的阻塞检测模式包括快速阻塞检测模式和非快速阻塞检测模式中的一种。

根据可以与前述方面中的任一个或多个方面结合使用的本公开的另一个示例性方面，用于快速阻塞检测模式的阈值低于用于非快速阻塞检测模式的阈值。

如果这些方面中的任几个方面相互排斥，则应理解，这种相互排斥不应以任何方式限制这些方面与任何其它方面的组合，无论这样的方面是否被明确叙述。这些方面中的任一个方面可以(不限于)作为系统、方法、设备、装置、介质等来要求保护。

因此，本发明的主要目标是提供一种能够使用标准输液套件来输送准确量的药物的输液泵。

本发明的另一个目标是提供一种能够检测正确的IV管装载的输液泵。

本发明的另一个目标是提供一种能够向用户提供IV管装载引导的输液泵。

本发明的又一个目标是基于各种泵传感器输入而提供自动致动的滑动夹弹出。

本发明的另一个目标是为输液泵提供阻塞检测。

本发明的额外目标是为输液泵提供掉落检测。

本发明的又一个目标是为装载在机架构造中的输液泵提供电力管理。

所公开的输液泵的附加特征和优点被描述在下文具体实施方式和附图中，并且根据该具体实施方式和附图将是显而易见的。本文中所述的特征和优点并不是无所不包的，特别地是，鉴于附图和描述，许多附加特征和优点对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。此外，任何特定实施例不一定必须具有本文中所列出的所有优点。此外，应注意，本说明书中所使用的语言主要是出于可读性和指导性的目标而选择的，而不是为了限制本发明的主题的范围。

附图说明

图1A和图1B是根据本公开的示例实施例的门关闭情况下的输液泵的立体图。

图1C和图1D是根据本公开的示例实施例的门打开情况下的输液泵的立体图。

图2示出了根据本公开的示例实施例的示例输液泵系统的框图。

图3A、图3B、图3C和图3D是根据本公开的示例实施例的螺线管致动的滑动夹弹出机构的等距视图。

图4A、图4B和图4C是自动化滑动夹弹出机构的替代实施例。

图5是根据本公开的示例实施例的用于管装载引导的示例过程的流程图。

图6是根据本公开的示例实施例的用于管装载引导的示例过程的流程图。

图7是根据本公开的示例实施例的使用加速度计来检测泵的扰动的示例流程图。

图8A和图8B是根据本发明的示例实施例的具有管装载视觉指示器的输液泵的局部视图。

图9A、图9B和图9C是根据本发明的示例实施例的具有管装载视觉指示器的输液泵的局部视图。

图10是根据本发明的示例实施例的具有视觉指示器的输液泵的等距视图。

具体实施方式

以下公开内容涉及输液泵100。输液泵100可以采用泵组件和其它特征，诸如但不限于：第6,213,738号美国专利中所述的那些；第6,123,524号美国专利中所述的具有自动管装载的容积式输液泵；第6,013,057号美国专利中所述的容积式输液泵；第6,129,517号美国专利中所述的容积式输液泵；第6,195,887号美国专利中所述的容积式输液泵；第6,213,723号美国专利中所述的容积式输液泵；以及第2238083A号英国申请中所述的蠕动泵，这些专利文献的全部内容以引用方式并入本文中。上述示例是非限制性的，并且本文中所公开的构思可以适用于其它医用装置和/或输液泵，诸如注射泵。

参照图1A、图1B、图1C和图1D，诸如输液泵100的输液输送系统用于以预定量将流体(例如，药物或营养物)输送给患者。输液泵100包括外壳110、枢转地连接到外壳110的门120、显示器130和小键盘140。显示器130和小键盘140与信标150一起位于门120上。显示器130和小键盘140用于对输液泵100进行编程，更具体地是，用于对泵中的处理器进行编程，以设定稍后被传达到泵送机构的流体输送量等。应了解，在各种其它实施例中，显示器130和小键盘140的一个或多个元件可以被组合在中央触摸屏中。

信标150可以用作发出光或声音以指示泵100的操作状态或状况的指示器信标。例如，当泵100正常操作并输注流体时，信标150可以发出稳定绿光。在中优先级警报期间，信标150可以发出闪动黄光。类似地是，在高优先级警报期间，信标可以发出闪动红光。信标150可以按各种间隔(例如，脉冲、闪烁、稳定光)发出颜色的其它组合或发出其它可听见的警报，以指示泵100的操作状态或状况。

当泵100在使用中时，流体可以移动穿过被装载到泵100中的管。管160沿着管通道162被装载在泵100上。沿着管通道162，管穿过滑动夹115、超声波空气传感器172、上游压力传感器174a、上游阀176a、穿梭泵送区域180、下游阀176b和下游压力传感器174b。定位于门120上的是其它管接合特征，诸如凹痕186a、186b和管引导件190。管引导件190适应于维持管在穿梭泵送区域180中的位置。

如图1C和图1D中所示，压力传感器174a、174b具有对应的门结构(例如，突起或定位螺钉)，该门结构确保管160被充分保持抵靠于相应传感器。例如，突起184a和184b对应于压力传感器174a、174b。此外，突起182对应于超声波空气传感器172。对于阀176a、176b中的每一个阀，也可以存在对应的门凹痕。例如，凹痕186a和186b(例如，图1D中所示的t形凹痕)被构造用以防止管从管通道移出或“游出”。如图所示，门120中的凹痕186a、186b的尺寸和形状被设定用以防止管160从阀176a、176b“走出”。

门120还可以包括与泵外壳中的门安装孔隙194a和194b对应的栓或门闩192a和192b。门闩192a、192b与可滑动闩锁杆机构接合，该可滑动闩锁杆机构操作性地连接到滑动夹机构，使得滑动夹115可以取决于门打开位置或门关闭位置而被插入或弹出。例如，闩锁杆机构可以被朝向泵的下游侧(例如，在观察图1D时向左)弹簧偏压，并且随着门120被关闭，随着门闩192a、192b被挤压到泵外壳中，门闩192a、192b将闩锁杆机构向右移动。

门120还可以包括与泵100中的霍尔效应传感器相关联的磁体188。霍尔效应传感器被配置用以检测磁体188的存在，以确定门120是否被关闭。

在一个示例中，随着用户开始将门120从打开位置(示于图1C和图1D中)移动到关闭位置(示于图1A和图1B中)，阀176a、176b中的至少一个阀可以在关闭过程期间阻塞管160。

图2描绘了输液泵系统的高级部件图。输液泵系统200包括与存储器212通信的处理器210，该处理器210由电池或电源230供电。处理器210与显示器240、电机250和相关联的泵送机构252以及通信模块260通信。泵系统200还可以包括管装载引导模块270，诸如滑动夹指示器272、管装载指示器274和显示指令276。此外，输液泵系统200可以包括各种传感器模块280，诸如电机编码器282、超声波空气传感器284、压力传感器286、霍尔效应传感器288、滑动夹位置传感器290、光学传感器292、温度传感器294、加速度计296和/或环境光传感器298。

电源230可以采取许多不同形式。在一个优选实施例中，电源230可以呈可再充电电池单元的形式。此外，泵可以由AC电源供电。AC电源组件具有电线以及插入到外壳中的相关联的端子。AC电源组件具有能够插入到标准电插座中以在必要时对可再充电电池进行再充电的插头。也可以通过该组件供应AC电力，以给泵供电。

与泵相关联的传感器

如前所述，泵子组件具有与其相关联的多个传感器，这些传感器被操作用以提供关于其各种元件的功能和位置的信息。驱动电机轴编码器包括被附接到电机的电枢轴的编码器标志轮。泵电机标志轮可以包括从其轮毂径向向外延伸的多个标志(例如，十二个标志)。

这些标志与光学开关协同作用，以固定泵驱动电机的电枢轴的位置。开关还可以由发光二极管(“LED”)和光电池组成。两个光开关的布置结构允许：第一开关感测标志的边缘，并且第二开关感测后续标志的中间。这种布置结构允许如编码器所读取的电机轴位置和方向的较高分辨率。例如，编码器的分辨率可以是电机轴的一圈旋转的约1/3072。

电机编码器直接检测轴旋转。分度轮可以具有多个周向同延的径向设置的狭槽。与这些狭槽相关联的是分度轮光学传感器。此传感器包括发光二极管以及光学传感器或开关。在一个示例中，分度轮传感器与分度轮及其中的狭槽协作，以提供泵电机轴的旋转位置的位置信息。

在操作中，分度轮传感器与泵编码器协同作用，以提供此位置信息以及电机轴的方向信息。与穿梭装置自身相关联的是线性粗略位置传感器。此传感器包括线性位置霍尔效应传感器和多个磁体。穿梭装置位置传感器磁体呈现与穿梭装置霍尔开关相对的相反磁极，以便提供被操作用以提供穿梭装置的线性位置的标记的磁场梯度。

编码器和前述其它相关联的传感器的组合将输入提供给控制机构，该控制机构可以操作，以准确控制变速电机的速度，由这种速度控制提供的主要特征是泵的输出的时间可变性。此外，这种速度控制允许每个单独冲程的泵输出的电子控制线性化以及改善泵的时间积分输出。

输液泵还可以包括超声波空气检测设备或换能器。超声波换能器与第二换能器元件协同作用，以检测IV管内的空气。

该泵允许管在相关联传感器的表面上均匀地伸展或拉伸，因而消除了相关联的传感器下方的管中的容积梯度或应力梯度，以便提高与外壳相关联或被连接到外壳的传感器的响应的准确度。基本上所有与传感器臂相关联或由传感器臂致动的传感器都执行上文所述的运动，以便实现上文所述的结果。

该泵还可以包括下游压力传感器和多个温度传感器，这些温度传感器由热敏电阻器组成。

滑动夹可以包括霍尔效应传感器，以识别滑动夹115的存在和/或位置。

螺线管致动的滑动夹

在一个示例中，螺线管致动的防自由流动系统可以将滑动夹115自动弹出。滑动夹115的自动化弹出可以利用本文中所论述的各种传感器，以提高患者安全性(例如，避免自由流动状况)，并通过在弹出之前确认泵中的维生系统来减少滑动夹弹出的错误。可以在系统确立了IV管被正确安装和装载、门被确实关闭并且相应传感器成功执行系统诊断检查之后自动化滑动夹115的弹出。

在一个示例中，用户可以手动插入滑动夹115，然后打开输液泵100的门120，并且管160可以被确实保持在阻塞状态中。在门120被关闭并且正确装载得以确认之后，螺线管致动的防自由流动系统自动弹出滑动夹115。

输液泵内的各种传感器可以用于诊断检查。滑动夹115中的霍尔效应传感器可以用于确认滑动夹115存在。压力传感器(例如，压力传感器174a、174b)可以确认正确的IV管装载。此外，霍尔效应传感器(例如，外壳110中的霍尔效应传感器和门120中的相关联磁体188)可以确认门120被关闭。光学传感器(诸如，光学IR传感器)可以确认门被紧固并闩锁。此外，压力传感器可以确认门被关闭并且压力得以维持。定位于闩锁内的霍尔效应传感器可以确认阀是关闭的。在滑动夹的弹出之前，可以使用上述传感器的任何组合用于系统诊断检查。在所确立的一组传感器均成功地执行了系统诊断检查之后，螺线管被通电并弹出滑动夹115。

滑动夹的弹出也可以由辅助监测系统来管控，这些辅助监测系统确认其它重要信息，诸如患者信息、药物信息、临床医师信息和泵的信息。可以使用连接到患者的辅助装置来基于患者的生命数据而确认药品的可接受性。

如图3A、图3B、图3C和图3D中所示，螺线管310定位于泵外壳110内，处在滑动夹通道320的上方。图4A、图4B和图4C示出了自动滑动夹弹出的若干替代实施例。如图4A中所示，螺线管310也可以定位于滑动夹通道的侧面的周围。也可以使用其它机构用于自动化滑动夹弹出，所述其它机构诸如电机或齿条和小齿轮。也可以使用凸轮和随动器机构。在另一个示例中，可以激活形状记忆线材350以及由滑轮362、364和/或366组成的布置结构，用于自动化滑动夹弹出(如图4B和图4C中所示)。例如，形状记忆线材可以具有第一位置(例如，当滑动夹被弹出时)和第二位置(例如，当滑动夹被装载时)。当滑动夹准备好被自动弹出时，可以将电流或热量施加到线材，使得线材从第二位置改变到第一位置，并自动弹出滑动夹115。

图5示出了示例IV套件装载序列500a。例如，当IV管装载开始时(框502)，滑动夹115中的霍尔效应传感器检测到滑动夹115存在(框504)。然后，门120被打开并且IV管160被装载，这由压力传感器(例如，压力传感器174a、174b)来确认(框506)。一旦门120被关闭，则另一个霍尔效应传感器(例如，与磁体188相关联的传感器)便确认门120处于关闭位置中(框508)，并且光学IR传感器确认门连杆被闩锁(框510)。然后，霍尔效应传感器确认至少一个阀(例如，阀176a、176b)被关闭，使得IV管160被关闭(框512)。对于框504到512中的每一个框，泵可以提供管装载引导(LED、显示器、音频等)，如下文进一步描述的那样(框514)。在上述传感器中的每一个传感器确认IV管160、门120和阀(例如，阀176a、176b)被装载和/或定位之后，泵100提供电力，以对螺线管通电(框516)。然后，螺线管被激活，以自动弹出滑动夹115(框518)。一旦滑动夹115被弹出，则泵100便可以开始输液(框520)。

图6示出了替代IV套件装载序列500b。例如，在上述传感器确认泵部件的装载和定位(例如，框502到512)之后，泵还可以确认患者、药物、临床医师(例如，医生或护士)和/或泵的信息(框552)。患者的生命体征也可以通过患者监测系统来确认(框554)。然后，基于这些额外的安全性检查和约束，螺线管可以被通电并被弹出(框516和518)。

与使用机械定时滑动夹释放的系统不同，本公开提供了额外的患者安全性，其具有以下优点：使用多个传感器进行系统诊断检查，以确保正确的管装载和泵构造。

阻塞检测

可以通过使用各种技术监测力和/或压力测量值来检测阻塞。此外，用户可以在快速阻塞检测与非快速阻塞检测之间选择。在快速阻塞检测模式中，注射泵100在下文所论述的力或压力阈值的50％处可以报告阻塞。

与基线的差值

在电机启动之后，可以获取基线力值(例如，力测量样本(诸如，20个样本)的移动或滑动平均窗口)。力和/或压力传感器可以输出模数转换器(“ADC”)计数。在一个示例中，基线力值可以是泵电机启动后的ADC计数的20个样本的窗口。可以监测当前力测量值，并且可以确定差值(例如，从当前值中减去基线力值)。如果差值超过预定阈值，则可以响起阻塞警报。泵可以具有用于各种阻塞检测灵敏度(例如，极高、高、中高、中、低和极低)的各种设定。

在一个示例中，注射泵100可以针对以下流体压力和灵敏度而产生高优先级下游阻塞警报：(灵敏度——极高；阻塞压力50psi；下限25psi；上限52psi)；(灵敏度——高；阻塞压力16psi；下限13psi；上限18psi)；(灵敏度——中高；阻塞压力13psi；下限10psi；上限15psi)；(灵敏度——中；阻塞压力10psi；下限7psi；上限12psi)；(灵敏度——低；阻塞压力7psi；下限4psi；上限9psi)；以及(灵敏度——极低；阻塞压力4psi；下限1psi；上限6psi)。

在另一个示例中，注射泵100可以针对以下流体压力和灵敏度而产生高优先级下游阻塞警报：(灵敏度——极高；阻塞压力50psi；限制<52psi)；(灵敏度——高；阻塞压力16psi；下限12psi；上限20psi)；(灵敏度——中高；阻塞压力13psi；下限10psi；上限15psi)；(灵敏度——中；阻塞压力10psi；下限7psi；上限12psi)；(灵敏度——低；阻塞压力7psi；下限4psi；上限9psi)；以及(灵敏度——极低；阻塞压力4psi；下限2psi；上限8psi)。

对于输液泵，管松弛进入通道中，从而导致力的改变，这取决于温度。例如，管材料性能基于温度而改变，并且可以针对基线力值和当前ADC值来添加温度补偿斜率。然而，对于注射泵，注射力接触本质上是非松弛的，并且温度的改变不会导致材料性能改变。此外，注射泵的力传感器被设定额定值并进行补偿，以在-10℃到40℃的范围内操作，这涵盖了典型的泵操作范围并且不会影响注射器的下游阻塞(“DSO”)检测中的系统水平温度变化。

在泵达到稳定状态之后，阻塞检测可以基于压力的改变或压力差，而不是基于高、中或低阈值的设定。例如，在达到压力极稳定的稳定状态之后，压力的突然上升可以指示泵倾向于阻塞。在稳定停留之后监测压力差可以允许较早的阻塞检测。

在一个示例中，当在压力测量的最后两分钟内存在小于一(1)psi的压力改变时，实现了稳定状态。如果系统不处于稳定状态状况下，则可以停用压力差感测。

泵还可以监测作为流量的函数的压力的改变。可以基于流量而确立不同基线和/或不同阈值水平。例如，如果与基线的压力差超过预定关系(例如，压力增大＝0.3*1分钟持续时间内的流量)，则响起阻塞的警报或警告。

压力测量值的斜率

如果从两个压力测量值的差计算出的斜率超过阈值，则可以产生阻塞警报。可以在预定窗口或时间间隔内(例如，每两秒)获取压力测量值。在一个示例中，可以使用两个不同的斜率测量值来考量在输液开始时的任何制动力。为了防止假警报，初始阈值可以较高，以考量启动时来自管或其它泵部件的制动力。在启动之后，在泵已经克服了制动力之后，阈值可以较低。

力曲线下方的面积

阻塞检测也可以基于所花费的能量或者基线与当前力线之间的面积。该面积计算可以与阈值进行比较。

下游管拉动检测

在输液领域中，假警报是一个日益增加的问题。患者移动可能会导致下游管的拉动或拽动。这种患者移动经常导致管线管理问题，并且区分假警报与真阻塞变得越来越具有挑战性。

可以在压力等于当前ADC减去基线ADC乘以因子(1/DistCalSlope)(例如，压力＝(当前ADC-基线ADC)*1/DistCalSlope)的情况下监测压力。当前ADC可以是在200Hz下的泵送阶段期间获取的ADC计数中的50个样本的窗口或连续移动平均值。基线ADC可以是泵启动后的前50个ADC计数的50个样本的滚动总和。“DistCalSlope”项是制造校准期间的两点斜率(在2psi和15psi下获取的点)。例如，“DistCalSlope”项等于在15psi和2psi下获取的ADC的差除以psi值的差(例如，DistCalSlope＝(15psi下的ADC-2psi下的ADC)/(15-2))。

在确定了基线ADC之后，基线保持恒定，而当前ADC通常高于基线ADC。如果当前ADC低于基线ADC，则可以将基线ADC更新为当前ADC。例如，当前ADC可能由于管的松弛而低于基线ADC，并且将基线ADC更新为当前ADC考量了管的松弛。

如果计算出的压力大于所确立的阈值，则检测到阻塞。此外，如果检测到阻塞，则可以停止泵，并且向临床医师传达高优先级阻塞警报。

如上文所论述的那样，该泵可以具有针对各种阻塞检测灵敏度(例如，极高、高、中高、中、低和极低)的各种设定。此外，下限可以被更新，以帮助区分管拽动和突然掉落的情形与管的松弛。在一个示例中，如果检测到管拉动或拽动，则可以向用户传达警报或通信，以停止对管的拉动。

加速度计

数字移动平均筛选器筛除不想要的尖峰和/或噪声信号。然而，机械产生的噪声也可能是意外的且不规则的，这可能导致假警报。在某些情形下，机械产生的噪声可能比电噪声还成问题。

加速度计可以用于帮助区分和/或筛选机械诱发的突然噪声和/或尖峰。这种噪声的示例来源可以是来自操作者推动输液泵的门、操作者撞击泵、操作者在输液时移动泵和患者等。

如果泵100从一定高度掉落或者冲击导致泵发生虹吸(syphon)或剂量推注(bolus)，则可以向用户发送单独的高优先级警报。如果加速度计拾取到因门移动或按键选择(例如，按下显示器或物理按键)所引起的机械移动/振动，则反馈信号被发送到泵，以便不报警或自动重启，这是因为该事件纯粹是由突然的机械诱发的尖峰所导致的。因此，在冲击/掉落之后，在传感器上运行单独的诊断算法，以测试传感器和/或其它关键部件的功能性。例如，所述诊断算法可以确保冲击或掉落不会停用或损害任一个传感器功能，以确保泵能够检测和筛选未来振动或掉落事件。当没有冲击，但通过阻塞算法检测到了突然的不规则压力尖峰时，则能够根据加速度计来确认这是纯电诱发的。如果这些尖峰是突然的且不规则的，并且不处于预期阻塞尖峰范围内，则产生电诱发传感器故障警报。

在加速度计的灵敏度足以检测到较小移动/振动的情况下，除了力传感器信号特性之外，还可以确认管拽动或拉动的情形。

如图7中所示，移动平均力传感器可以监测施加到泵上的选定位置的力(框562)。如果检测到扰动或突然的压力/力尖峰(框564)，则系统可以检查加速度计是否已经检测到外部诱发的突然或不规则的扰动(框566)。如果加速度计已经检测到外部诱发的且不规则的扰动，则泵可以忽略力传感器扰动(框568)并继续监测(框562)。然而，如果加速度计尚未检测到外部事件，则泵可以产生故障警报信号，以指示警报状况，诸如，阻塞的存在(框570)。

管装载引导

输液泵内的传感器也可以用于管装载引导。IV套件或管装载引导有利地是为临床工作人员提供了正确的IV套件或管装载的视觉确认，以在输液准备期间确保患者安全性。在一个示例实施例中，显示器和视觉提示可以定位于泵上，以在IV管装载期间向用户提供视觉引导。该泵可以被构造用以检测在泵附近的用户的存在。例如，长波红外(“LWIR”)系统可以检测在泵附近的用户的存在。在另一个示例中，可以使用环境光传感器来检测用户的存在。随着用户靠近泵，泵检测到用户的存在，并且如果没有装载好的IV管，则提供视觉提示以指示将滑动夹插入何处。例如，照亮的环形或其它形状可以指示将滑动夹插入何处。简单点状LED也可以指示将滑动夹插入何处。

最初，泵可以在未装载IV管的情况下被供电。在此阶段，用于滑动夹装载的灯指示器可以脉冲发光或闪烁。脉冲或闪烁的速率可以取决于泵是靠电池电力运行的还是插电并使用电线的。显示器可以用于在门打开之前以进一步的视觉引导支持用户。然后，用户可以插入滑动夹。在插入滑动夹之后，在门打开的同时，滑动夹灯改变颜色，并且滑动夹的周界周围的灯指示器现在处于“开启”状态，从而向用户指示下一步骤。随着用户将IV管装载穿过IV管通道，各种关键装载点可以包括其它视觉和听觉引导，以完成IV管装载序列。

如图8A中所示，长方形形状610a(例如，滑动夹区域)例如以黄色(例如，黄色脉冲光)照亮，以指示应将滑动夹615插入何处(例如，滑动夹狭槽620)。照亮的颜色也可以指示滑动夹615尚未被插入(例如，在插入之后，黄色照亮可以改变为绿色照亮)。显示器630可以通过指令或提示向用户提供额外引导。例如，如图8A中所示，显示器630可以向用户提供消息，诸如“装载IV管套件，将滑动夹插入到开口中”。

在用户成功装载滑动夹615之后，照亮的形状610(例如，在滑动夹区域周围的长方形)可以从黄色(如图8A中所示的长方形形状610a)改变为绿色(如图8B中所示的长方形形状610b)，以指示滑动夹615已经被装载。例如，从黄色到绿色的改变可以用作管装载序列中的这一阶段已经被正确完成的确认。此时，用户可以打开门640，并且诸如定位于门后方的额外视觉提示(例如，LED灯650和660)可以引导用户装载管。一旦门被打开，则显示器630对于用户来说就不再可见，并且使用彩色LED 650、660来确认各种装载点。在图8B中，存在利用LED 650、660指示的两个不同的装载点670a、670b。此外，LED或其它视觉提示可以指示沿着管路径的其它装载点。

如果管尚未被装载或已经被不正确地装载，则LED 650、660可以最初显示第一颜色(例如，红色或橙色)。然后，一旦管已经被正确地装载，则LED 650、660便可以显示第二颜色(例如，绿色)。在另一个示例中，LED可以脉冲发光或闪烁，以指示管是否已经被装载。例如，闪烁LED可以指示管被不正确地装载或卸载，而稳定彩色LED可以指示管被正确地装载在相应装载点处。最初，诸如LED 650a的指示器可以是脉冲发光的橙色，以提供视觉引导并告知用户下一个管装载步骤。在用户将管装载在相应装载点(例如，装载点670a)处之后，与此装载点670a相关联的指示器(例如，LED 650a)可以从脉冲发光的橙色改变为稳定或不变的绿色。然后，与装载点670b相关联的下一个指示器(例如，LED 650b)可以开始脉冲发光，以向用户指示下一个装载步骤。

可以使用颜色和动画来指示泵状态和IV套件或管装载确认。例如，动画以及脉冲发光、闪动或闪烁的灯可以指示泵和IV管装载状态。应了解，可以使用任何类型的视觉指示器或提示，并且提供LED是作为示例。

泵也可以使用可听见的提示或触觉提示，以在管装载期间通知或警告用户。例如，泵可以使用各种蜂鸣声或振动，以指示管装载的各个阶段。

图9A、图9B和图9C示出了管装载期间的示例视觉指示器。在图9A中，在滑动夹615已经被成功装载之后，滑动夹指示器区域(例如，长方形形状610b)被绿光照亮。随着管被装载到每一个相继的装载点(例如，装载点670a和670b)，LED指示器650和660从红色改变为绿色，如图9B和图9C中所示。LED指示器也可以从黄色改变为绿色或任何其它颜色组合。如图所示，一旦检测到并确认正确的管装载，则LED 650、660便从第一颜色改变为第二颜色。可以使用除颜色以外的其它视觉指示器。此外，指示器650、660可以具有各种几何构造和形状(例如，圆形、环形、三角形、正方形等)。

如图9B中所示，管被正确地装载在装载点670a中，并且LED指示器650从第一颜色(被示为650a)改变为第二颜色(被示为650b)，以向用户提供管已经被正确地装载的视觉提示。如上所述，可以向用户提供其它提示，诸如，可听见的蜂鸣声。在图9B中，此时，管尚未被装载到装载点670b中，因此LED指示器660仍呈第一颜色(被示为660a)，以指示管尚未被正确装载在此装载点处。

如图9C中所示，管被正确地装载在装载点670b中，并且LED指示器660从第一颜色(被示为660a)改变为第二颜色(被示为660b)，以向用户提供管已经被正确装载在此相应装载点处的视觉提示。在管已经被正确地装载并且门被关闭之后，泵可以准备好对输液编程。然后，可以以不同颜色激活滑动夹指示器区域(例如，长方形形状610b)，以向用户指示弹出滑动夹并开始输液。

如本文中所论述的那样，滑动夹的弹出可以在来自各种传感器的确认之后自动发生。然而，在没有自动化弹出的实施例中，在用户关闭门之后，诸如照亮区域的视觉提示可以指示滑动夹弹出按钮的位置。在另一个示例中，按钮可以是背光，使得整个滑动夹弹出按钮为用户点亮。此外，显示器可以向用户提示消息，诸如“按下按钮以弹出滑动夹”。在输液完成时，可以再次由灯指示滑动夹区域，使得可以通过插入滑动夹而再次打开门。

除了滑动夹和管装载引导的颜色指示之外，LED还可以循环，以指示IV管装载的各个阶段。例如，如果尚未试图装载，则LED可以缓慢脉冲发光。如果装载成功完成，则LED可以一直开启。也可以使用各种LED颜色来进一步区分管装载阶段。黄色可以用于缓慢脉冲发光或者LED缓慢“晃动(breathing)”的情况，以指示尚未试图装载。当装载成功完成时，可以使用绿色，并且LED可以在闪动时呈红色，以指示装载不成功或者IV被从装载点弹出。

本文中所述的引导有利地是通过以下方式来提高患者安全性：通过经由视觉和听觉引导确认每一个完成的装载步骤，增强了IV管装载(例如，插入)引导。例如，三色或离散色LED、光导、漫射器、具有集成的漫射器的光导、显示屏、扬声器和其它声学元件(或上述的组合)可以定位于泵上，并以具体组合或序列的方式被激活，以在装载IV管时向用户提供引导。

其它泵引导/操作指示器

LED(例如，图8A到图9C的610、650、660或图10的910、950a到950c)也可以用于指示泵处于“开启”以及流动方向。在一些示例(例如，具有多色LED，诸如三色LED)中，当显示器关闭时，LED可以用于指示基本泵状态中的一些泵状态，以降低电力消耗，如图10中所示。如图10中所示，装载点LED(例如，950a到950c)可以被集成在泵的外部边缘上，用于提高可视性。此外，LED 950a到950c可以用于指示低功率状态消耗水平下的泵状况。

视觉提示和/或诸如可听见的提示和触觉提示的其它指示器可以结合显示器进行工作，以向用户提供引导和信息。

上述模式中的每一种模式的操作可以在泵设定内改变。此外，显示器可以取决于操作是靠电线还是电池。例如，为了节省电池，可以使用LED(例如，图8A到图9C的610、650、660或图10的910、950a到950c)和其它灯指示器。然而，当经由电线操作时，LED/灯指示器与显示器均可以用于向用户提供视觉指示和提示。

机架电力管理

本文中所公开的输液泵和/或注射泵可以与被构造用以容纳一个或多个泵(例如，输液泵和/或注射泵)的机架一起使用。机架可以为机架内的每一个泵外壳提供动态电力和热量管理。该电力和热量管理可以基于每一个相应泵正在输送的药物关键程度。例如，被容纳在机架中的输送高度关键的药物的泵可以被分配较多电力，使得电池被充电到减小在已经移除AC之后因电池耗尽而对患者造成的风险的水平。

机架可以辅助泵识别、泵与泵的通信、泵与机架和机架与泵的通信、泵电池充电等。机架还可以基于药物关键程度来管理电力，并且还可以根据药物需要而管理电机耗电。

机架可以经由有线或无线连接而提供公共显示器和外部连接性。

机架可以实施若干方法或程序，以控制被容纳在机架中的各种输液泵和/或注射泵的电池消耗和充电。机架可以允许泵电源或壁式电源汲取较高的电流，以进行较快充电。例如，机架可以将机架电力分配给每一个泵，使得其电池将被充电到减小在已经移除AC电力之后因电池耗尽而对患者造成的风险的水平。如果患者正在接受关键药物和非关键IV溶液，则可以给予提供关键治疗的泵充电优先级，使得与被容纳在机架中的其它泵相比，允许对其电池较快地充电。机架还可以管理泵正在用于除电池充电以外的其它用途(诸如，驱动其电机)的电力的量。如果一个泵正在使用较多的电力以驱动其电机，则此泵可以被允许具有较高的充电电流，使得当不插电时，用电池运行的时间对于被容纳在机架中的所有泵来说都将是类似的。机架还可以基于准则(诸如，充电需要、正输送的药物等)而在泵与泵基础上将快速充电与涓流充电排出优先级并进行指派。

机架还可以检测故障模式，诸如，超过电源的热限制。

根据该书面描述，本公开的许多特征和优点是显而易见的，并且因此，所附权利要求书旨在涵盖本公开的所有这些特征和优点。此外，因为本领域的技术人员将容易想到许多变型和修改，所以本公开不限于所示和所描述的确切构造和操作。因此，所描述的实施例应被视为说明性的而非限制性的，并且本公开不应限于本文中所给出的细节，而是应由所附权利要求书及其等同物的全部范围来限定，无论是现在还是将来可以预见或不可以预见的。

Claims (20)

1.一种用于输液泵的管拉动检测系统，包括：

外壳，其具有门，所述门以可枢转方式安装到所述外壳；

管通道，其至少部分地在所述外壳上定位于所述门的后方，所述管通道被构造用以将管保持在所述输液泵中；和

管拉动检测装置，其被配置用以基于来自一个或多个传感器和被布置在所述输液泵上的一个或多个附加传感器的一个或多个输入来检测管拉动，所述一个或多个传感器被配置用以检测所述管在沿着所述管通道的装载点处的存在。

2.根据权利要求1所述的管拉动检测系统，其中，所述一个或多个附加传感器包括至少一个阻塞传感器，所述阻塞传感器被配置用以通过检测所述管上的应变来检测管拉动。

3.根据权利要求1所述的管拉动检测系统，其中，所述管拉动检测装置被配置用以基于检测到所述管中的压力变化来检测管拉动。

4.根据权利要求1所述的管拉动检测系统，其中，所述一个或多个附加传感器包括加速度计。

5.根据权利要求1所述的管拉动检测系统，其中，所述管拉动检测装置还包括多个管拉动检测灵敏度，其中，每个灵敏度包括一定范围的所检测到的管拉动的限值。

6.根据权利要求5所述的管拉动检测系统，还包括用户反馈系统，其中，所述用户反馈系统包括一个或多个视觉或听觉提示，所述视觉或听觉提示被配置用以向用户提供引导。

7.根据权利要求6所述的管拉动检测系统，其中，所述视觉提示包括第一发光二极管，第二发光二极管，和显示器，所述听觉提示包括第一警报和第二警报。

8.根据权利要求7所述的管拉动检测系统，其中，响应于所述管拉动检测装置检测到处于特定的灵敏度内的管拉动，所述第一发光二极管、第二发光二极管、显示器、第一警报和第二警报中的至少一个向用户提供引导。

9.根据权利要求8述的管拉动检测系统，其中，所述第一发光二极管和第二发光二极管被配置用以指示管是否被正确地或不正确地装载到所述输液泵上的相应装载点。

10.根据权利要求8述的管拉动检测系统，其中，所述第一警报和第二警报被配置用以指示所述管拉动检测装置是否检测到管拉动处于第一管拉动灵敏度内或处于第二管拉动灵敏度内。

11.根据权利要求1述的管拉动检测系统，其中，所述一个或多个附加传感器包括以下中的至少一个：第一霍尔效应传感器，其被配置用以检测所述门何时定位在关闭状态下；光学IR传感器，其被配置用以检测在所述门定位于所述关闭状态下的同时何时被闩锁；和第二霍尔效应传感器，其被配置用以检测阀被关闭，以将所述管置于阻塞状态下。

12.一种检测输液泵的下游管拉动的方法，所述方法包括：

监测连接到患者的所述输液泵的管的压力测量值，其中，所述压力测量值基于当前ADC测量，基线ADC测量和ADC压力图的斜率；

将所述压力测量值与基于所选择的管拉动灵敏度的阈值进行比较；和

当所述压力测量值大于所述阈值时，确定管拉动存在于所述输液泵的所述管上。

13.根据权利要求12所述的检测管拉动的方法，还包括经由用户反馈系统向用户提供反馈，其中，所述用户反馈系统包括一个或多个视觉或听觉提示。

14.根据权利要求13所述的检测管拉动的方法，其中，经由所述视觉提示提供反馈包括照亮第一发光二极管，照亮第二发光二极管，并且照亮显示器上的信息或在显示器上显示信息，并且其中，所述听觉提示包括提供第一警报和提供第二警报。

15.根据权利要求14所述的检测管拉动的方法，其中，响应于所述管拉动检测装置检测到存在处于特定的灵敏度内的管拉动，照亮所述第一发光二极管、第二发光二极管、显示器中的至少一个，或者播放所述第一警报和第二警报，以向用户提供引导。

16.根据权利要求14所述的检测管拉动的方法，包括经由所述第一发光二极管和第二发光二极管指示所述管是否被正确地或不正确地装载到所述输液泵上的相应装载点。

17.根据权利要求14所述的检测管拉动的方法，包括经由所述第一警报和第二警报指示所述管拉动检测装置是否检测到管拉动处于第一管拉动灵敏度内或处于第二管拉动灵敏度内。

18.根据权利要求12所述的检测管拉动的方法，还包括经由加速度计来监测所述管的运动，以及将运动测量值与基于所选择的管拉动灵敏度的阈值进行比较。

19.根据权利要求12所述的检测管拉动的方法，其中，所选择的管拉动灵敏度包括以下中的一种：快速检测灵敏度和非快速检测灵敏度，并且其中，用于所述快速检测灵敏度的所述阈值低于用于所述非快速检测灵敏度的所述阈值。

20.根据权利要求12所述的检测管拉动的方法，还包括：响应于确定管拉动存在于所述管上，将信号发送到所述输液泵，所述信号被配置用以使所述输液泵暂停操作或停止操作。