KR20140132763A - 폐색 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

주입 펌프에서 폐색 센서 기준치들의 정확성을 개선하는 방법들이 설명된다. 주입 펌프는 투여 세트에 대한 접근이 있었던 후에 새로운 투여 세트가 설치되었는지 여부를 결정하기 위해 안티라체트 결정을 행하기 위한 로직을 포함한다. 그러한 경우, 새로운 폐색 센서 기준치들이 설정된다. 그렇지 않은 경우, 현재의 기준치들이 유지된다. 안티라체트 결정 로직은 상류측 센서 신호와 하류측 센서 신호 사이의 차이와 동일한 기준치 델타의 값에 의존할 수 있다. 다른 태양에서, 센서 신호 드리프트를 보상하기 위해 주입 펌프의 펌핑 메커니즘이 작동하지 않는 동안에 발생하는 상류측 센서 신호의 감소에 대응하여 상류측 폐색 센서 기준치가 시프트된다.

Description

폐색 검출 방법{OCCLUSION DETECTION METHOD}
본 발명은 의료 주입 펌프 분야에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 유체가 통해서 펌핑되는 튜빙(tubing)의 폐색(occlusion) 또는 막힘(blockage)을 검출하는 방법에 관한 것이다.
미리 결정된 유체 전달 파라미터들에 따라 영양 유체(nutritional fluid) 및 약물을 환자들에게 전달하기 위한 프로그래밍 가능한 주입 펌프들이 널리 사용 중에 있다. 일 유형의 주입 펌프는 유체 공급원으로부터의 유체를 환자에게 운반하는 가요성 연결 튜빙을 따라 배열된 연동식 펌프(peristaltic pump)이다. 연동식 펌프는 튜빙의 연속 부분들을 점진적으로 압착하여 유체가 튜빙을 통해 환자를 향하는 유동 방향으로 흐르게 하기 위한 펌핑 메커니즘(pumping mechanism)을 갖는다. 일반적인 배열에서, 펌핑 메커니즘은 반경방향 핑거들 또는 롤러들을 갖는 모터 구동식 휠(motor-driven wheel)을 포함하며, 핑거들 또는 롤러들은 휠의 원주 부분 주위에 배열된 튜빙의 세그먼트와 맞물린다. 휠이 회전함에 따라, 유체가 튜빙을 통해 환자에게로 펌핑된다. 펌프 휠 주위에 배열된 튜빙 세그먼트는 펌프의 채널 또는 리셉터클 영역 내에 수용되도록 설계된 카세트에 의해 U자 형태로 유지될 수 있다. 카세트는 유체 공급원으로부터 오는 튜빙의 유입 라인 및 환자에게로 가는 튜빙의 유출 라인을 펌프에 의해 수용된 U자형 튜빙 세그먼트의 대향 단부들에 연결하기 위한 종단부(terminal)들을 제공할 수 있다. 본 명세서에서, 용어들 "상류측" 및 "하류측"은 펌핑 메커니즘에 의해 유발되는 유체 유동의 방향과 관련된다. 예를 들어, 튜빙의 유입 라인은 펌핑 메커니즘으로부터 "상류측"이고, 튜빙의 유출 라인은 펌핑 메커니즘으로부터 "하류측"이다.
특히 장관영양법(enteral feeding)을 위해 점성의 영양 유체를 펌핑할 때의 인식된 염려는 유동을 감소시키거나 완전히 방지할 수도 있는 튜빙 내의 막힘("폐색")의 형성이다. 안전 수단으로서, 주입 펌프 상에 한 쌍의 폐색 센서들을 제공하는 것이 알려져 있다. 상류측 폐색 센서는 펌핑 메커니즘에 대한 상류측 위치에서 튜빙과 맞물리도록 배열되며, 하류측 폐색 센서는 펌핑 메커니즘에 대한 하류측 위치에서 튜빙과 맞물리도록 배열된다. 폐색 센서들은 튜빙 내의 평형 유체 압력에 대한 국소적 압력차(압력 증가 또는 감소)에 의해 유발되는 가요성 튜빙 벽의 편향을 검출하고 편향을 나타내는 전기 신호를 제공하는 트랜스듀서(transducer)들 또는 스트레인 게이지(strain gauge)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프와 환자 사이의 하류측 튜빙 내의 위치에 폐색이 형성되는 경우, 튜빙 벽의 팽창 또는 외측으로의 편향은 하류측 폐색 센서에 의해 검출 가능할 것이다. 반대로, 유체 공급원와 펌프 사이의 상류측 튜빙 내의 위치에 폐색이 형성되는 경우, 펌핑 메커니즘의 계속된 작동은 폐색 위치와 펌핑 메커니즘 사이에 진공을 생성하며, 튜빙 벽의 내측으로의 편향이 상류측 폐색 센서에 의해 검출 가능할 것이다.
상류측 및 하류측 폐색 센서들로부터의 신호들이 모니터링되고 각자의 신호 기준치와 비교되어 폐색을 검출한다. 상류측 센서 신호 기준치는 상류측 센서 위치에서의 유체 압력 평형의 조건에 대응하는, 상류측 센서에 의해 제공되는 신호이다. 마찬가지로, 하류측 센서 신호 기준치는 하류측 센서 위치에서의 유체 압력 평형의 조건에 대응하는, 하류측 센서에 의해 제공되는 신호이다. 상류측 및 하류측 기준치들은 펌프가 시동될 때 실행되는 초기화 루틴에 의해 설정될 수 있다. 주입을 위한 펌프 작동 동안에, 상류측 센서 신호와 상류측 기준치 사이 그리고 하류측 센서 신호와 하류측 기준치 사이의 각자의 차이가 모니터링된다. 센서 신호와 대응하는 기준치 사이의 차이가 미리 결정된 기간 동안 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우, 상류측 폐색이 검출된다. 이해되는 바와 같이, 상류측 및 하류측 폐색 센서들에 대한 유효 기준치들의 설정 및 유지는 적절한 폐색 검출을 위해 필수적이다.
타당하지 않은 기준치가 의도치 않게 사용될 수 있는 하나의 상황은, 폐색이 검출되고, 펌프 작동이 중단되며, 폐색된 튜빙의 교체를 허용하도록 카세트 및 튜빙에 접근하기 위해 펌프의 문이 개방될 때 일어난다. 새로운 튜빙이 설치되지 않고, 폐색된 튜빙이 여전히 설치된 상태에서 펌프가 재시동되는 경우, 초기화 루틴은 가압된 튜빙을 사용하여 새로운 기준치들을 설정하는 오류에 빠질 수 있다. 이러한 문제는 당업계에서 기준치 "라체팅(ratcheting)"으로 지칭된다.
센서 드리프트(drift)가 또한 적절한 폐색 검출을 방해할 수 있다. 매우 낮은 주입 속도를 갖는 주입 프로토콜들 동안에, 펌프 모터는 실제로는 매우 짧은 기간(예를 들어, 분당 1 스텝퍼 모터 "틱(tick)" 또는 증분) 동안 작동할 수 있다. 펌프 모터가 작동하지 않을 때, 하류측 센서 신호에서의 증가는 하류측 튜빙 내의 폐색에 의하여 유발되는 실제 압력 형성이 아니라 센서 드리프트에 기인하는 것으로 가정될 수 있다. 유사하게, 펌프 모터가 작동하지 않을 때, 상류측 센서 신호에서의 감소는 상류측 튜빙 내의 폐색에 의하여 유발되는 실제 압력 감소가 아니라 센서 드리프트에 기인하는 것으로 가정될 수 있다. 센서 드리프트에 기인할 수 있는 변화들이 관련 센서 기준치에 대한 차이의 계산에 포함되는 경우, 거짓 폐색 경보들이 발생할 수 있다.
본 발명은 전술된 문제들을 다루며, 주입 펌프 시스템들에서의 폐색 검출을 개선한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 폐색 검출은 상류측 및 하류측 폐색 센서 기준치 신호들에 대하여 이루어진다. 본 발명은 적절한 기준치 값들이 기준으로서 사용되어, 폐색 검출이 실제 폐색 이벤트의 누락 없이 거짓 양성(false positive)을 피하게 하는 것을 보장하는 것을 돕는다.
일 태양에서, 본 발명은 안티라체트 결정(antiratchet decision)을 행하는 방법을 제공함으로써, 새로운 투여 세트(administration set)(즉, 카세트 및 튜빙)가 설치되었는지 또는 이전의 폐색된 투여 세트가 남아있는지 여부에 대한 결정이 펌프 도어가 개방될 때마다 행해진다. 그러한 안티라체트 결정은 배경기술에서 언급된 "라체팅" 문제를 해결하는 데 도움이 되는데, 그 이유는 안티라체트 결정이 폐색된 투여 세트가 펌프 내에 설치된 상태로 남아있다고 결정한 경우에 이전의 상류측 및 하류측 센서 기준치들이 유지될 수 있기 때문이다. 반대로, 안티라체트 결정이 새로운 투여 세트가 설치되었음을 발견하는 경우, 새로운 센서 기준치들이 설정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 방법은 상류측 센서 신호와 하류측 센서 신호 사이의 차이와 동일한 기준치 델타를 계산하는 단계, 및 기준치 델타를 미리 결정된 최소 기준치 델타와 비교하는 단계를 포함하며, 안티라체트 결정은 기준치 델타가 최소 기준치 델타보다 작은 경우에는 폐색된 튜빙이 교체되지 않았다고 결정한다. 최소 기준치 델타는 주입 펌프에 의해 저장된 이력 기준치 델타 값들에 기초하여 결정될 수 있다. 방법은 하류측 센서 신호를 미리 결정된 하류측 신호 한계와 비교하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 안티라체트 결정은 하류측 센서 신호가 하류측 신호 한계보다 큰 경우에 폐색된 튜빙이 교체되지 않았다고 결정한다.
다른 태양에서, 센서 신호 드리프트를 보상하기 위해 상류측 센서 신호 기준치를 조정하는 방법이 제공된다. 이 태양에 따르면, 상류측 센서의 위치에서의 유체 압력 평형에 대응하는 상류측 센서 신호 기준치가 주입 펌프의 펌핑 메커니즘이 작동하지 않는 동안에 발생하는 상류측 센서 신호의 감소에 대응하여 시프트된다.
본 발명은 본 발명의 방법을 구현하도록 프로그래밍된 주입 펌프를 추가로 포함한다.
본 발명은 하기의 도면들을 참조하여 이하에서 상세히 설명된다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 주입 펌프의 개략도로서, 기본 작동을 예시하기 위해 카세트 및 튜빙이 펌프 내에 설치된 상태로 도시되어 있는 개략도.
<도 2>
도 2는 도 1에 도시된 펌프의 전자 블록도.
<도 3>
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 펌프에 의해 저장되어 실행되는 폐색 검출 소프트웨어를 전반적으로 예시하는 개략도.
<도 4>
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 초기화 루틴의 흐름도.
<도 5a 및 도 5b>
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 리셋 루틴의 흐름도.
<도 6a 및 도 6b>
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐색 모터 이전(pre-motor) 검사 루틴의 흐름도.
<도 7>
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐색 검사 루틴의 흐름도.
<도 8>
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐색 모터 이후(post-motor) 검사 루틴의 흐름도.
<도 9a 내지 도 9g>
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 7의 폐색 검사 루틴 및 도 8의 폐색 모터 이후 검사 루틴에 의해 호출되는 폐색 검출 루틴의 흐름도.
<도 10a 및 도 10b>
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 9a 내지 도 9g의 폐색 검출 루틴에 의해 호출되는 안티라체트 루틴의 흐름도.
<도 11>
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 9a 내지 도 9g의 폐색 검출 루틴에 의해 호출되는 폐색 기준치 델타 루틴의 흐름도.
<도 12a 및 도 12b>
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 9a 내지 도 9g의 폐색 검출 루틴에 의해 호출되는 하류측 폐색 검출 루틴의 흐름도.
<도 13a 및 도 13b>
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 9a 내지 도 9g의 폐색 검출 루틴에 의해 호출되는 상류측 폐색 검출 루틴의 흐름도.
<도 14>
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 9a 내지 도 9g의 폐색 검출 루틴에 의해 호출되는 폐색 미확정(pending) 하류측 루틴의 흐름도.
<도 15>
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 9a 내지 도 9g의 폐색 검출 루틴에 의해 호출되는 폐색 미확정 상류측 루틴의 흐름도.
도 1 및 도 2는 본 발명을 구현하는 프로그래밍 가능한 주입 펌프(10)를 개략적으로 도시한다. 주입 펌프(10)는 하우징(12), 하우징의 외부면 상의 펌프 휠 또는 회전자(14) 및 카세트 리셉터클(16), 및 하우징에 연결되어 카세트 리셉터클 및 펌프 휠 위에서 개폐되는 도어(18)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 공급원으로부터의 유체를 환자에게로 운반하기 위해 투여 세트가 펌프와 연관되어 설치될 수 있다. 투여 세트는 유체 공급원로부터 펌프로 연장되는 상류측 튜빙(4), 펌프로부터 환자에게로 연장되는 하류측 튜빙(8), 카세트 리셉터클(16) 내에 수용된 카세트(5), 및 펌프 휠(14) 주위에 배열된 U자형 튜빙 세그먼트(6)를 포함한다. 카세트(5)는 펌프를 경유한 상류측 튜빙으로부터 하류측 튜빙으로의 유동 경로를 완성하기 위해 상류측 튜빙(4)을 튜빙 세그먼트(6)의 상류측 단부에 그리고 하류측 튜빙(8)을 튜빙 세그먼트(6)의 하류측 단부에 연결하기 위한 연결 종단부(5U, 5D)들을 갖도록 구성된다.
펌프 휠(14)은 의도된 유동 방향으로의 튜빙을 통한 유체 유동을 유발하도록 작동 가능한 펌핑 메커니즘의 일부이다. 펌핑 메커니즘은 전기 모터(20)를 추가로 포함하고, 전기 모터는 펌프 휠(14)에 연결되고 펌프 휠을 전기 모터의 축을 중심으로 회전시키도록 작동 가능하다. 펌프 휠(14)은 휠의 원주 부분 주위에 배열된 튜빙 세그먼트(6)와 맞물리는 반경방향 핑거들 또는 롤러들(도시되지 않음)을 갖는다. 펌프 휠(14)이 회전할 때, 튜빙 세그먼트(6)의 연속적인 부분들이 점진적으로 압착되어, 유체가 튜빙을 통해 환자를 향하는 유동 방향으로 유동하게 한다. 주입되는 유체의 유동 속도는 모터(20)의 속도를 제어함으로써 제어될 수 있다. 당업자들은 전술된 연동식 펌핑 메커니즘의 변형들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 모터(20)는 나란히 배열된 일련의 병렬 핑거들 또는 롤러들에 연결된 캠 부재를 구동할 수 있음으로써, 연동 펌핑 작용이 도 1에 도시된 바와 같이 튜빙의 만곡된 세그먼트 대신에 튜빙의 직선 세그먼트에 가해진다. 본 발명은 특정 펌핑 메커니즘 구성으로 한정되지 않는다.
주입 펌프(10)는 펌핑 휠(14)로부터 상류측의 튜빙 세그먼트(6)를 따르는 위치에 상류측 폐색 센서(22)를 그리고 펌핑 휠(14)로부터 하류측의 튜빙 세그먼트(6)를 따르는 위치에 하류측 폐색 센서(24)를 구비한다. 상류측 센서(22) 및 하류측 센서(24) 각각은 튜빙 내의 각자의 국소적 유체 압력을 나타내는 각자의 센서 신호를 제공한다. 예를 들어, 상류측 및 하류측 센서(22, 24)들은 튜빙 내의 유체 압력에 의해 유발되는 가요성 튜빙 벽의 편향을 검출하고 편향에 비례하는 전자 신호를 제공하기 위해 튜빙 세그먼트(6)의 외부벽과 맞닿도록 배열된 트랜스듀서들 또는 스트레인 게이지들일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 각각의 폐색 센서(22, 24)는 튜빙 내의 국소적 압력에 대응하는 0-2500 ㎷ 범위 내의 전압 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 예로서, 폐색 센서(22, 24)들은, 1250 ㎷에서 초기 상류측 기준치를, 750 ㎷에서 초기 하류측 기준치를, (상류측 기준치의 300 ㎷ 아래인) 950 ㎷에서 상류측 기준치로부터의 -34.5 ㎪(-5 psi)의 차이를, (하류측 기준치의 400 ㎷ 위인) 1150 ㎷에서 하류측 기준치로부터의 +103.4 ㎪(+15 psi)의 차이를, (하류측 기준치의 500 ㎷ 위인) 1250 ㎷에서 하류측 기준치로부터의 +124.1 ㎪(+18 psi)의 차이를 설정하기 위해, 전압 오프셋 및 이득에 대해 기계적으로 그리고 디지털 전위차계를 통해 교정될 수 있다.
주입 펌프(10)는 도어의 현재 상태를 개방 또는 폐쇄된 것으로 나타내는 전기 신호를 생성하기 위해 도어(18) 상의 트리거 부재(28)와 상호작용하도록 배열된 도어 센서(26)를 추가로 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주입 펌프(10)는 환자에게 전달될 유체의 양 및 유체가 전달될 속도를 결정하는 주입 프로토콜을 사용자가 선택 또는 생성하고 이어서 실행하게 하도록 구성된다. 주입 펌프(10)는 키패드, 스위치 및 다이얼 제어부와 같은 입력 장치들을 갖는 사용자 인터페이스(32)에 접속된 마이크로프로세서(30)를 포함한다. 주입 펌프(10)는 마이크로프로세서(30)에 접속된 디스플레이(34)를 또한 포함한다. 디스플레이(34)는 때때로 사용자 인터페이스(32)의 일부로서 작용하는 터치스크린 디스플레이일 수 있다. 마이크로프로세서(30)는 선택된 프로토콜을 운영하도록 전기 모터(20)를 구동하기 위한 모터 제어기(36)에 접속된다. 하나 이상의 메모리 모듈(38)들이 펌프 작동을 제어하기 위해 마이크로프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하기 위해 마이크로프로세서(30)에 접속되거나 이와 통합된다. 저장된 명령어들은 소프트웨어 루틴들 내에서 체계화될 수 있다. 저장된 소프트웨어 루틴들 중에는 본 발명에 따라 폐색들을 검출하도록 기능하는 루틴들이 존재한다. 이러한 루틴들은 이하에서 상세히 설명된다. 폐색 검출 기능의 목적을 위해, 마이크로프로세서(30)는 상류측 폐색 센서(22) 및 하류측 폐색 센서(24)에 접속된다. 마이크로프로세서(30)는 또한 도어 센서(26)로부터 신호를 수신한다. 폐색 센서들 및 도어 센서로부터의 아날로그 전압 신호들을 마이크로프로세서(30)에 의해 사용하기 위한 디지털 형태로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환 회로(23)가 도시되어 있다. 주입 펌프(10)는 마이크로프로세서(30)에 접속된 가청 신호 생성기(35)를 또한 포함할 수 있다.
이제, 본 발명의 일 실시예에 따른, 펌프에 의해 저장되어 실행되는 폐색 검출 소프트웨어를 전반적으로 예시하는 도 3을 참조한다. 도시된 실시예에서, 상류측 센서(22) 및 하류측 센서(24)로부터의 신호들을 평가하고 폐색이 언제 존재하는지를 결정하기 위한 로직이 펌프 상태 기계(pump state machine)(104)를 통해 모터(20)의 활동과 동기화되는 다양한 소프트웨어 루틴들에 의해 실행된다. 펌프 시동 시에, 초기화 루틴(100)("OcclusionInit")이 실행된다. 치료 프로토콜 또는 펌프 프라이밍(priming)이 시작될 때 폐색 센서 리셋 루틴("OcclusionReset")이 실행된다. 이어서, 펌프 상태 기계(104)는 펌프(10)의 상태에 기초하여 실행을 관리한다. 펌프(10)는 모터(20)가 펌핑하지 않는 모터 유휴(idle) 상태(106)를 갖는다. 선택된 프로토콜 프로그램은 프로토콜에 대한 원하는 유동 속도를 달성하기 위해 모터(20)가 언제 활성화되고 비활성화되어야 하는지를 결정한다. 펌프 상태 기계(104) 하에서, 펌프가 모터(20)의 활성화 직전의 모터 이전 상태(108)에 있을 때, 모터 이전 루틴("OcclusionPreMotorCheck")이 호출된다. 펌프(10)가 모터(20)가 활성화되어 유체를 펌핑하는 모터 펌핑 상태(110)에 있는 동안, 상태 기계(104)는 주 폐색 검사 루틴("OcclusionCheck")에 따라 폐색 검출을 처리한다. 모터(20)가 비활성화되어 펌핑 상태(110)를 벗어나자마자, 펌프는 폐색 검출 로직이 모터 이후 루틴("OcclusionPostMotorCheck")에 의해 처리되는 모터 이후 상태(112)에 들어간다. 폐색 검출 소프트웨어는 아날로그-디지털 변환기(23)들로부터 새로운 상류측 및 하류측 신호 값들이 입수 가능할 때마다 주기적으로, 예를 들어 250 ms마다 실행된다. 아날로그-디지털 변환기(23)들로부터의 판독치들은 모터 틱들과 동기화될 수 있으며, 따라서 모터가 더 높은 rpm 속도로 운전될 때 데이터가 더 빈번하게 샘플링된다.
OcclusionInit 루틴이 도 4에 도시되어 있다. 블록 120에서, 폐색 센서(22, 24)들은 일시적으로 디스에이블된다. 블록 122는 폐색 상태 변수(OCC_STATUS)의 값을 폐색이 존재하지 않음을 나타내는 값(예컨대, "OK")으로 설정하며, 블록 124는 모든 폐색 타이머들을 0으로 설정한다. 나중에 설명되는 바와 같이, 폐색 타이머들은 특정 폐색 신호가 폐색 센서 기준치로부터의 차이를 나타내는 미리 결정된 임계치를 얼마나 오래 초과하였는지를 추적한다. 블록 126에서, 상류측 및 하류측 폐색 신호 임계치 변수들, 즉 UP_THRESH 및 DN-THRESH가 0으로 설정된다. UP_THRESH는 상류측 센서 기준치에 대한 상류측 폐색 센서 신호의 차이를 추적하며, DN_THRESH는 하류측 센서 기준치에 대한 하류측 폐색 센서 신호의 차이를 추적한다. 본질적으로, 블록 126은 현재의 센서 신호 값과 등가인 새로운 각자의 기준치가 각각의 폐색 센서에 대해 설정되게 한다. 블록 128에서, 부울(Boolean) 변수가 초기값들로 설정된다. 이들은 TRUE로 설정되는 bARREQ 및 bADDBLDELT를 포함한다. 이들은 FALSE로 설정되는 bUPREBL, bDNREBL 및 bTAKEPREBL도 포함한다. 이러한 변수들의 의미는 본 설명에서 나중에 명백해질 것이다. 블록 130에 따라, 이력 "기준치 델타" 데이터가 메모리(38)로부터 검색된다. 기준치 델타는 상류측 신호 기준치와 하류측 신호 기준치 사이의 차이로서 정의된다. BL_DELTA_MIN으로 지정되는 변수가 블록 132에서 0으로 설정된다. 마지막으로, 블록 134에서, 폐색 센서(22, 24)들이 인에이블된다. 완료 시에, 부울 함수일 수 있는 OcclusionInit가 TRUE 값을 반환한다.
OcclusionReset 루틴이 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다. 결정 블록 140은 이전에 센서 장애가 발생했었는지를 검사한다. 센서 장애가 발생하지 않았던 경우, OCC_STATUS의 값은 블록 142에 의해 OK로 리셋된다. 명확히 리셋되지 않는 변수들은 이전 임계치들 UP_THRESH 및 DN_THRESH, 모터가 가장 최근에 정지하였던 이전에 상류측 센서(22) 및 하류측 센서(24)로부터 가장 최근에 샘플링된 신호 값들에 대응하는 LAST_UP 및 LAST_DN, 및 모터(20)의 회전 증분들을 카운트하기 위한 모터 틱 카운터를 포함한다. 블록 146은 모든 폐색 타이머들을 0으로 리셋시킨다. 블록 148에서, 상류측 및 하류측 압력 센서 신호들의 기울기 이력이 리셋된다. 블록 150에서, 샘플링된 상류측 및 하류측 센서 신호들의 이동 평균(running average)을 유지하기 위한 변수 UP_AVG 및 DN_AVG가 리셋된다.
이어서, OcclusionReset 루틴은 펌프가 정지된 동안 카세트(5)가 접근 가능했는지 여부에 기초하여 과정을 안내하는 결정 블록 152로 진행한다. 도어 센서(26)가 펌프가 정지된 후에 도어(18)가 개방되었음을 나타내는 경우에 카세트에 접근 가능했었다. 그렇지 않은 경우, OcclusionReset은 종료된다. 카세트에 접근 가능했던 경우, 새로운 카세트 및 투여 세트가 설치되었을 가능성이 존재하며, 과정은 블록 154로 진행하여, 나타내어진 바와 같이 부울 변수 bARREQ, bADDBLDELT, bUPREBL 및 bDNREBL을 리셋시킨다. 이어서, 결정 블록 156은 OCC_STATUS의 값을 검사함으로써 펌프가 가장 최근에 정지되었던 때 투여 세트가 폐색되지 않았었는지 여부를 결정한다. 이전에 폐색이 없었던 경우, 라체팅 문제가 존재하지 않는 것으로 가정될 수 있으며, 부울 변수 bTAKEPREBL이 블록 158에서 TRUE로 설정되어 새로운 폐색 센서 기준치들이 설정되게 할 것이다. 이어서, OcclusionReset의 실행이 완료된다.
도 6a 및 도 6b는 OcclusionPreMotorCheck 루틴을 도시한다. 초기 결정 블록 160은 현재 샘플링된 상류측 센서 신호 UP_SAMPLE 및 하류측 센서 신호 DN_SAMPLE이 유효한 것으로 간주되는 경우에만 실행이 진행되는 것을 보장한다. 예를 들어, UP_SAMPLE 및 DN_SAMPLE 판독치들은 미리 결정된 최대 또는 상한과 비교될 수 있다. UP_SAMPLE 및 DN_SAMPLE이 유효한 경우, 루틴은 블록 162에 따라 상류측 및 하류측 센서 신호 값들의 이동 평균 UP_AVG 및 DN_AVG를 생성한다. 예를 들어, 이동 평균 UP_AVG 및 DN_AVG는 상류측 센서(22) 및 하류측 센서(24)로부터 각각 가장 최근에 샘플링된 3개의 판독치들에 대해 계산될 수 있으며, 새로운 센서 판독치들이 샘플링됨에 따라 계속 갱신된다. 블록 164에서, 모터 틱 카운터가 시작되어 모터 틱들을 등록한다.
결정 블록 166은 부울 변수 bTAKEPREBL이 TRUE인지 FALSE인지에 기초하여 과정을 분기시킨다. bTAKEPREBL의 값은 새로운 센서 기준치들이 설정될지 여부를 결정한다. 카세트가 이전에 접근 가능했지만, 이전에 폐색이 없었던 경우, bTAKEPREBL은 TRUE로 설정될 것이다. 결정 블록 166이 bTAKEPREBL이 TRUE인 것을 발견하면, 블록 168에서 임계치 UP_THRESH 및 DN_THRESH가 0으로 설정되어, 사실상 UP_AVG 및 DN_AVG를 각자의 센서 기준치들로 설정한다. 또한, 블록 168에서, bTAKEPREBL의 값은 TRUE로부터 FALSE로 변경된다. 이어서, 과정은 블록 179로 점프하며, 여기서 LAST_UP 및 LAST_DN이 각각 UP_AVG 및 DN_AVG와 동일하게 설정된다.
결정 블록 166이 bTAKEPREBL이 FALSE인 것을 발견하면, 현재 기준치들이 유지되지만, 모터가 작동하지 않았던 동안의 상류측 및 하류측 센서 신호들의 가능한 드리프트를 담당하도록 조정될 수 있다. 모터(20)가 오프되었던 동안 하류측 센서(24)로부터의 전압 신호가 증가하였던 경우, 신호 변화는 실제 압력 변화가 아니라 센서 신호 드리프트에 기인할 수 있는 것으로 가정할 수 있다. 결과적으로, 하류측 센서 기준치에 대한 현재의 압력 신호의 차이를 나타내는 DN_THRESH의 값은 모터가 오프되었던 동안의 하류측 센서 신호의 증가를 반영하도록 변경되지 않는다. 본질적으로, 이는 드리프트를 담당하기 위해 하류측 기준치를 조정하는 것과 동일하다. 하류측 압력의 증가가 발생하는 경우, 결정 블록 169는 NO 결과를 가지며, 과정은 결정 블록 172로 건너뛴다. 한편, 모터(20)가 작동하지 않는 동안 하류측 센서 신호가 감소하는 경우, 일부 압력이 해제된 것으로 가정할 수 있으며, DN_THRESH는 압력의 감소를 반영하도록 조정되어야 한다. 이러한 상황에 대해, 결정 블록 169는 YES 결과를 제공하며, DN_THRESH가 블록 170에 따라 조정된다. 결정 블록 172 및 블록 174에 따라, DN_THRESH의 조정이 음의 값을 초래하는 경우, DN_THRESH는 0으로 설정된다. 다시 말하면, DN_THRESH는 음으로 되지 않게 된다.
상류측 임계치 UP_THRESH의 변화가 블록 176 및 블록 178에 의해 처리된다. 결정 블록 176은 모터가 오프되었던 동안에 상류측 압력 신호가 증가되었는지 여부를 결정한다. 그렇지 않고 대신에, 모터가 오프되었던 동안에 압력 감소가 있었던 경우, 감소는 실제 압력 감소(진공 증가)의 결과가 아니라 센서 신호 드리프트의 결과인 것으로 가정된다. 이 경우, 결정 블록 176은 NO 결과를 가지며, UP_THRESH는 압력 신호 변화에도 불구하고 그대로 유지되어, 본질적으로 센서 드리프트를 담당하도록 상류측 기준치를 시프트시킨다. 과정은 블록 179로 건너뛴다. 그러나, 결정 블록 176이 모터가 오프되었던 동안에 상류측 센서 신호가 증가하였음을 발견한 경우, 일부 진공이 해제되었다고 가정되며, UP_THRESH가 블록 178에서 조정된다. 상류측 임계치 UP_THRESH는 음으로 되게 되며, 이는 도어(18)가 폐쇄된 후에 잠시 동안 계속 유지되는 높은 압력이 거짓 기준치 조정을 유발하지 않음을 보장한다.
마지막으로, 블록 179에 나타내어진 바와 같이, OcclusionPreMotorCheck는 LAST_UP 및 LAST_DN을 각자의 이동 평균 UP_AVG 및 DN_AVG와 동일하게 설정한다.
도 7은 모터 펌핑 상태(110)에 대응하는 OcclusionCheck 루틴의 과정을 도시한다. 초기 결정 블록 180은 현재 샘플링된 센서 신호 UP_SAMPLE 및 DN_SAMPLE이 유효한 것으로 간주됨을 검사한다. 블록 182는 이동 평균 UP_AVG 및 DN_AVG를 재계산한다. 마지막으로, 블록 184는 튜빙 내에 폐색이 존재하는지 여부를 결정하는 다른 루틴인 DetectOcclusion을 호출한다. DetectOcclusion 루틴은 도 9a 내지 도 9g를 참조하여 이하에서 상세히 설명된다.
모터 이후 상태(112)에 대응하는 PostMotorCheckRoutine이 도 8에 도시되어 있으며, OcclusionCheck 루틴과 대체로 유사하다. 초기 결정 블록 200은 현재 샘플링된 센서 신호 UP_SAMPLE 및 DN_SAMPLE이 유효한 것으로 간주됨을 검사한다. 다른 결정 블록 202는 모터 제어기(36)의 상태를 검사함으로써 모터(20)가 완전히 오프되는 것을 보장한다. 블록 204는 이동 평균 UP_AVG 및 DN_AVG를 재계산한다. 마지막으로, 블록 206은 DetectOcclusion 루틴을 호출한다.
이제, 도 9a 내지 도 9g와 관련하여 DetectOcclusion 루틴이 설명될 것이다. 블록 220은 상류측 및 하류측 센서 신호들의 기울기를 추적하기 위한 변수인 UP_SLOPE 및 DN_SLOPE를 0으로 설정한다. 블록 220은 또한 UP_DIFF 및 DN_DIFF를 0으로 설정하며, 이러한 변수들은 가장 최근의 폐색 검사 이후의 각자의 상류측 및 하류측 압력 변화들을 저장하는 데 사용된다. 블록 222에서, 가장 최근의 폐색 검사 이후의 모터 틱들의 개수가 결정된다. 블록 224는 UP_DIFF를 LAST_UP에서 UP_SAMPLE을 뺀 것과 동일한 것으로 그리고 DN_DIFF를 DN_SAMPLE에서 LAST_DN을 뺀 것과 동일한 것으로 계산한다. 이어서, 계산된 압력 차이들이 블록 226에 따라 각자의 폐색 임계치들에 더해진다. 결정 블록 228 및 블록 230은 하류측 임계치 DN_THRESH가 음으로 되는 것을 방지하여, 본질적으로 하류측 기준치를 하방으로 시프트시킨다.
도 9b로 이동하여, 블록 232에서, 현재의 센서 신호 값들이 후속 참조를 위해 LAST_UP 및 LAST_DN으로 유지된다. 블록 234에 따라, 기울기 이력 버퍼에 저장된 압력차 데이터를 이용하여 가장 최근의 완전한 모터 회전에 걸쳐 신호 기울기 UP_SLOPE 및 DN_SLOPE가 계산된다. 예로서, 본 실시예에서, 1회의 완전한 모터 회전은 12개의 모터 틱들에 대응할 것이다. 다음에, 결정 블록 236에서, AntiRatchet 루틴이 호출되어야 하는지 여부를 결정하기 위해 부울 변수 bARREQ가 참조된다. bARREQ가 TRUE인 경우, 과정은 도 10a 및 도 10b의 AntiRatchet 루틴이 호출되는 블록 238로 분기된다. AntiRatchet의 호출 후에, 블록 240에서 bARREQ가 FALSE로 설정된다. 결정 블록 236이 bARREQ가 FALSE인 것을 발견하면, 과정은 센서 드리프트 보상을 적용하는 데 사용되는 추가적인 로직을 위해 결정 블록 242로 진행한다. 상류측 센서 신호 기울기가 실질적으로 평탄하고 미확정인 상류측 폐색이 존재하지 않는 경우(폐색의 미확정은 나중에 도 14 및 도 15와 관련하여 설명됨), UP_SLOPE가 기울기 임계치 아래인(실질적으로 평탄한) 연속적인 횟수를 추적하는 변수 UP_FLATCOUNT가 블록 244에서 증분되며, 과정은 결정 블록 245로 진행한다. UP_FLATCOUNT가 기울기의 안정성을 나타내는 선택된 임계치(예컨대, 50) 이상인 경우, 블록 246에서 UP_THRESH를 0으로 설정함으로써 현재의 상류측 압력 신호가 새로운 상류측 기준치로서 사용될 수 있다. 또한, 블록 246에서, 부울 변수 bUPREBL가 TRUE로 설정되어, 상류측 센서의 기준치가 재설정되었다는 것을 나타낸다. 한편, 결정 블록 242가 NO 결과를 제공하는 경우, 상류측 센서의 기준치 재설정은 바이패스되며, UP_FLATCOUNT가 블록 248에서 0으로 설정된다. 도 9c로 계속가면, 결정 블록 250, 블록 251, 결정 블록 252, 블록 253 및 블록 254가 결정 블록 242, 블록 244, 결정 블록 245, 블록 246 및 블록 248과 각각 유사하지만, 하류측 센서 및 하류측 임계치에 적용된다는 것이 이해될 것이다.
결정 블록 256은, 부울 변수 bUPREBL 및 bDNREBL에 의해 나타내어지는 바와 같이 상류측 센서 및 하류측 센서 둘 모두의 기준치가 재설정된 경우 그리고 부울 변수 bADDBLDELT가 TRUE인 경우에, 기준치 델타 이력 버퍼에 새로운 기준치 델타 값을 추가하는 것을 허용한다. 이러한 조건들이 충족되는 경우, 블록 258은 bADDBLDELT를 FALSE로 설정하며, 블록 260은 루틴 OccBaselineDelta를 호출하여 기준치 델타 값을 이력 버퍼에 추가하고, OcclusionInit 루틴의 블록 132에서 초기화되고 AntiRatchet 루틴에 의해 사용되는 최소 기준치 델타 BL_DELTA_MIN을 계산한다. OccBaselineDelta 루틴은 도 11에 도시되어 있으며, 기준치 델타 BL_DELTA를 상류측 기준치 UPBL에서 하류측 기준치 DNBL을 뺀 것과 동일한 것으로 계산하는 블록 320에서 시작된다. 블록 322에서 BL_DELTA가 이력 버퍼에 추가된다. 블록 324 내지 블록 330은 펌프에 대한 이력 기준치 델타 정보에 기초하여 BL_DELTA_MIN에 대한 적합한 값을 결정하도록 프로그래밍된다. 본 명세서에서 설명되는 실시예에서, BL_DELTA_MIN의 결정은 이력 버퍼에서 얼마나 많은 이력 기준치 델타 정보가 이용 가능한지에 의존할 수 있다. 예를 들어, 데이터의 의미 있는 표준 편차를 계산하기 위해 이력 버퍼 내에 적어도 일부의 선택된 개수의 기준치 델타 값들, 예를 들어 적어도 20개의 값들이 존재하는 경우, 결정 블록 324는 블록 326 및 블록 328에 따라 BL_DELTA_MIN의 계산을 안내하며, BL_DELTA_MIN은 이력 기준치 델타 값들의 평균 BL_DELTA_AVG에서 기준치 델타 값들의 표준 편차의 3.3배를 뺀 것과 동일하게 설정된다. 선택된 임계치보다 더 적은 개수의 이력 기준치 델타 값들이 존재하는 경우, 결정 블록 324는 과정을 블록 330으로 안내하며, 이 블록은 BL_DELTA_MIN을 BL_DELTA_AVG의 0.6배와 동일하게 설정한다.
도 9c에 다시 관심을 두기로 한다. 과정은 블록 242에서 계속되어, OCC_STATUS를 OK로 설정한다. 도 9d로 진행하면, 결정 블록 262는 하류측 폐색이 발견되는 경우에 TRUE를 반환하는 부울 출력 루틴 DownstreamOcclusionDetected를 실행함으로써 하류측 폐색이 존재하는지 여부를 결정한다. DownstreamOcclusionDetected의 로직이 도 12a 및 도 12b에서 설명된다. 본 실시예에서는, 하류측 압력 판독치가 하류측 기준치 위로 103.4 ㎪(15 psi) 상승하고 이 레벨 위에서 30초 동안 유지되는 경우에 또는 하류측 압력 판독치가 하류측 기준치 위로 124.1 ㎪ (18 psi) 상승하고 이 레벨 위에서 5초 동안 유지되는 경우에, 하류측 폐색이 검출된다. 본 명세서에서, 2개의 시간 기준(timed criterion)들은 폐색 "대역(band)"들로서 지칭된다. 도 12a 및 도 12b의 로직은 설계 선택에 따라 하나 이상의 폐색 대역들을 평가하도록 구성 가능하다. 현재 설명되는 예시적인 실시예에서, 2개의 하류측 폐색 대역들이 존재하지만, 하나의 폐색 대역만이 사용될 수 있거나(이는 후술하는 상류측 폐색 검출 계획에 대한 경우임), 2개 초과의 폐색 대역들이 사용될 수 있다. 도 12a 및 도 12b에서, 과정은 하나의 대역으로부터 다음 대역으로 반복되고, 특정 폐색 대역이 인덱싱 정수 "i"에 의해 추적되고, 하류측 폐색 대역들의 총 개수가 파라미터 DNBANDS로서 저장된다. 주어진 대역 "i"에서의 폐색에 대한 압력 레벨 또는 임계치는 DN_RANGE(i)로서 저장된다. 따라서, 본 예에서, DN_RANGE(1)은 103.4 ㎪(15 psi)에 대응하고, DN_RANGE(2)는 124.1 ㎪ (18 psi)에 대응하며, DNBANDS = 2이다. 각각의 대역에 대한 각자의 타이머들은 DN_TIMER(i)로서 지정되며, 각각의 대역에 대한 각자의 시간 한계는 DN_OCCTIME(i)로서 저장된다. 결과적으로, 본 예에서, DN_OCCTIME(1)은 30초이고, DN_OCCTIME(2)는 5초이다.
블록 340에서, DownstreamOcclusionDetected는 폐색 검출 부울 변수 bOCCDETECTED를 FALSE로 설정한다. 이 변수는 적어도 하나의 폐색 대역의 기준들에 따라 폐색이 검출되는 경우에 TRUE로 변경될 것이다. 인덱스 카운터 "i"는 블록 342에 의해 하류측 대역들의 총 개수 DNBANDS와 동일하도록 초기화됨으로써, 최외측 폐색 대역의 평가를 시작한다. 결정 블록 344는 하류측 임계치 DN_THRESH가 DN_RANGE(i)에 도달했거나 초과했는지 여부를 검사한다. 그러한 경우, 결정 블록 346은 DN_TIMER(i)가 0인지 여부를 검사한다. DN TIMER(i)가 0인 경우, 블록 348은 DN_TIMER(i)를 시작한다. 그러나, DN_TIMER(i)가 이미 카운트하고 있는 경우(0이 아닌 경우), 결정 블록 350은 DN_TIMER(i)와 DN_OCCTIME(i)를 비교한다. DN_TIMER(i)가 대역 시간 한계 DN_OCCTIME(i)를 초과하는 경우, 하류측 폐색이 검출되고, 블록 352는 bOCCDETECTED를 TRUE로 설정한다. 결정 블록 344가 DN_THRESH가 DN_RANGE(i)에 도달 또는 초과하지 않았음을 발견하는 경우, 과정은 결정 블록 354로 직접 진행하여, DN_TIMER(i)가 0보다 큰지 여부를 검사한다. 그러한 경우, 블록 356에서 ON TIMER(i)가 0으로 리셋된다. 결정 블록 358은 평가할 더 많은 폐색 대역이 있는지 여부를 결정한다. 인덱스 카운터 "i"가 1보다 큰 경우, 블록 359에서 "i"가 1만큼 감소되고, 과정은 결정 블록 344로 복귀하여, 다음의 하류측 폐색 대역에 대해 로직을 반복한다. 인덱스 카운터 "i"가 1인 경우, 모든 하류측 폐색 대역이 평가되었으며, bOCCDETECTED의 값이 루틴에 의해 반환된다.
이제, DetectOcclusion 루틴의 결정 블록 262로 돌아가서, 하류측 폐색이 검출되었다면, AntiRatchet 루틴이 실행될 기회를 가질 때까지 알람이 억제된다. 이는 결정 블록 264에서 bARREQ의 값을 검사함으로써 행해진다. bARREQ가 FALSE인 경우, 블록 238에서 AntiRatchet은 이미 실행되었으며, 블록 266에 따라 폐색 이벤트 데이터가 기록되고, 블록 268에 따라 OCC_STATUS가 하류측 폐색을 나타내는 값(예컨대, "DOWN_OCC")으로 설정된다.
도 9e의 결정 블록 270은 하류측 기준치가 미리 결정된 범위 밖에 있는지 여부를 결정한다. 하류측 및 상류측 기준치들 둘 모두에 대한 범위들은 관련 센서 신호 범위들 및 폐색 대역 임계치들을 고려하여 설정 및 실시될 수 있다. 본 예에서, 하류측 기준치가 1950 ㎷보다 작을 것을 요구하는 범위는 압력의 추가적인 18 psi (+500 ㎷)가 2500 ㎷의 센서 신호 범위 내에서 안전하게 검출되게 한다. 또한, 예로서, 상류측 기준치가 300 ㎷보다 클 것을 요구하는 범위는 -5 psi (-300 ㎷)의 압력 감소가 검출되게 한다. 결정 블록 270은 부울 루틴 DownstreamOutOfRange를 호출하여 기준치가 미리 결정된 범위 밖에 있는지 여부를 검사할 수 있다. 그러한 경우, 이러한 조건은 전술된 블록 264 내지 블록 268에 실질적으로 대응하는 블록 272 내지 블록 276에 의해 나타내어지는 바와 같이 하류측 폐색과 동일하게 처리된다. 언급된 루틴 DownstreamOutOfRange는 프로그래밍하는 기술자에게는 간단한 루틴으로 간주되며, 본 명세서에서는 더 설명되지 않는다.
도 9d 및 도 9e(블록 262 내지 블록 276)에 도시된 하류측 폐색 검출 로직은 도 9f 및 도 9g(블록 278 내지 블록 292)로부터 이해될 수 있는 바와 같이 상류측 폐색 검출을 위해 본질적으로 반복된다. 결정 블록 278에 의해 호출되는 UpstreamOcclusionDetected 루틴이 도 13a 및 도 13b에 도시되어 있으며, 도 12a 및 도 12b의 DownstreamOcclusionDetected 루틴과 대체로 유사하고, 결과적으로 블록 360 내지 블록 378의 상세한 설명은 여기서는 생략된다. 본 예시적인 실시예에서 하나의 상류측 폐색 대역만이 한정된다는 것에 주목해야 한다. 더 구체적으로, 상류측 압력 판독치가 상류측 센서 기준치 아래로 34.5 ㎪ (5 psi) 떨어지고 이 레벨 아래에서 1초 이상 동안 유지되는 경우에, 상류측 폐색이 검출된다. 물론, 필요한 경우에는 하나 초과의 상류측 폐색 대역이 한정될 수 있다.
전술된 바와 같이, 결정 블록 244 및 255(도 9b 및 도 9c 참조)는 상류측 폐색 또는 하류측 폐색이 "미확정"인지 여부에 부분적으로 기초하여 결정을 행한다. 미확정 폐색은, 폐색 압력 임계치에 도달하였고 폐색 대역들 중 적어도 하나에서 폐색 타이머가 대역에 대한 기간 기준을 향해 카운트하고 있는 상황을 지칭한다. 예를 들어, 라인 압력이 30초 동안 103.4 ㎪(15 psi)를 충족시키거나 초과해야 하는 하류측 폐색 대역의 경우, 미확정 폐색은 대역 타이머가 0초와 30초 사이에 있을 때 존재한다. 미확정 하류측 폐색이 존재하는지 여부를 평가하기 위한 루틴 OcclusionPendingDownstream이 도 14에 도시되어 있으며, 미확정 상류측 폐색이 존재하는지 여부를 평가하기 위한 유사한 루틴 OcclusionPendingUpstream이 도 15에 도시되어 있다. OcclusionPendingDownstream의 블록 380은 부울 변수 bPENDING을 FALSE로 설정하며, 블록 382는 인덱스 카운트 "i"를 초기화한다. 과정은 결정 블록 384에서 DN_TIMER(i)가 0보다 큰지 여부를 검사하고, 그러한 경우에 블록 386에서 bPENDING를 TRUE로 설정함으로써 각각의 폐색 대역 "i"를 통해 반복된다. 결정 블록 388은 다른 폐색 대역이 존재하는지 여부를 결정한다. "i"가 하류측 폐색 대역들의 총 개수와 동일한 경우, 더 이상의 폐색 대역들은 존재하지 않으며, 루틴은 TRUE가 미확정 하류측 폐색을 나타내는 bPENDING의 값을 반환한다. 다른 대역이 존재하는 경우, 블록 389에서 인덱스 카운터 "i"가 증분되고, 과정은 결정 블록 384로 루프 백(loop back)하여 다음의 폐색 대역을 평가한다. 도 15의 OcclusionPendingUpstream은 유사한 방식으로 기능하며, 이때 OcclusionPendingUpstream의 블록 390 내지 블록 399는 OcclusionPendingDownstream의 블록 380 내지 블록 389와 유사하다. 도 14 및 도 15에 도시된 루틴들은 폐색 미확정을 결정하기 위해 블록 250 및 블록 244에 의해 각각 호출될 수 있다.
DetectOcclusion의 블록 238에서 AntiRatchet이라고 하는 루틴이 호출되는 도 9b를 다시 한 번 참조한다. 도어(18)가 개폐될 때마다, 새로운 투여 세트가 설치되었을 가능성이 존재하며, 이 경우에는 새로운 상류측 및 하류측 기준치들이 설정되어야 한다. 그러나, 도어(18)가 개폐되었지만 투여 세트가 교체되지 않은 경우에는, 이전의 폐색으로 인해 이미 가압된 튜빙에 대해 새로운 기준치들을 설정하지 않고, 기존의 상류측 및 하류측 기준치들을 유지하는 것이 중요하다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 AntiRatchet 루틴은 기존의 센서 기준치들을 유지할지 또는 새로운 기준치들을 설정할지 여부를 결정하기 위한 로직을 제공한다.
AntiRatchet의 블록 300은 부울 변수 bGETNEWBL을 TRUE로 설정한다. bGETNEWBL의 값은 새로운 상류측 및 하류측 기준치들이 설정될지 여부를 결정할 것이며, 초기 TRUE 설정은 새로운 투여 세트가 설치되었고 새로운 기준치들이 필요하다는 디폴트 가정을 나타낸다. 본 발명에 따르면, AntiRatchet는 현재의 압력 센서 판독치 UP_SAMPLE 및 DN_SAMPLE이 새로운 기준치 값들로 간주될 때 발생하는 기준치 델타 값 BL_DELTA를 계산하고, BL_DELTA를 도 11과 관련하여 전술된 바와 같이 이력 기준치 데이터에 기초하여 OccBaselineDelta 루틴에 의해 계산된 최소 기준치 데이터 BL_DELTA_MIN과 비교함으로써 이러한 가정을 시험한다. 본 발명자들은 평형 상태에서 취해지는 적절한 센서 기준치와 가압된 튜빙에 대해 취해지는 부적절한 기준치 사이의 차이에 대한 난제가 투여 세트 가변성으로 인해 상이한 투여 세트들의 기준치들이 크게 변할 수 있다는 사실이라는 것을 인식하였다. 그러나, 본 발명자들은 기준치 델타 BL_DELTA가 주어진 주입 펌프에 대해 비교적 안정적으로 유지되고 상이한 투여 세트들에 대해 크게 변하지 않는다는 것을 인식하였다. 예를 들어, 소정의 카세트가 비교적 높은 하류측 기준치와 관련되는 경우, 상류측 기준치 판독치가 또한 비교적 높을 것이다. 상이한 카세트는 상당히 상이한 하류측 기준치 레벨을 초래할 수 있지만, 상류측 기준치가 동일한 방식으로 영향을 받아, 유사한 기준치 델타를 초래할 것이다. 본 발명에 따르면, 기준치 델타 BL_DELTA는 안티라체팅 결정을 행하기 위한 주요 인자로서 사용된다. 따라서, 블록 302에서 BL_DELTA는 UP_SAMPLE에서 DN_SAMPLE을 뺀 것과 동일하게 설정되며, 결정 블록 304는 이러한 BL_DELTA가 BL_DELTA_MIN보다 작은지 여부를 검사한다.
이해되는 바와 같이, 블록 302에서 가압된 투여 세트에 대해 계산된 BL_DELTA는 평형 상태에서 새로운 투여 세트에 대해 예상되는 기준치 델타보다 더 낮을 것이다(즉, 세트가 상류측 폐색을 갖는 경우, UP_SAMPLE이 평형 판독치로부터 감소하며, 세트가 하류측 폐색을 갖는 경우, DN_SAMPLE이 평형 판독치로부터 증가한다). 결과적으로, 결정 블록 304에서 BL_DELTA가 BL_DELTA_MIN보다 작은 경우, 현재의 기준치들을 유지하기 위해 블록 306에서 bGETNEWBL이 FALSE로 변경된다. 동일한 투여 세트가 설치된 상태로 유지된다고 결정한 안티라체트 결정이 블록 308에서 로그에 기록될 수 있다.
그러나, 결정 블록 304가 BL_DELTA가 BL_DELTA_MIN보다 작지 않은 것을 발견하는 경우, 새로운 투여 세트가 설치되었을 수 있다. 하류측 기준치 가변성에서의 제한은 안티라체팅 로직에 대한 다른 결정 요소를 허용하며, 하류측 센서 판독치 DN_SAMPLE이 소정 레벨보다 큰 경우, 이는 결코 기준치 평형 판독치가 아니라 가압된 신호를 항상 나타낸다. 본 예시적인 실시예에서, DN_SAMPLE이 1200 ㎷를 초과하는 경우, 튜빙이 가압된 것으로 가정된다. 결정 블록 310이 이러한 결정을 행한다. DN_SAMPLE이 1200 ㎷를 초과하는 경우, 현재의 기준치들을 유지하기 위해 블록 312에서 bGETNEWBL이 FALSE로 변경되며, 동일한 투여 세트가 설치된 상태로 유지된다고 결정한 안티라체트 결정이 블록 313에서 로그에 기록될 수 있다.
도 10b에 나타나는 블록 314 내지 블록 318은 결정 블록 314에서 검사된 bGETNEWBL의 값에 기초하여 기준치 재설정을 처리한다. bGETNEWBL이 TRUE인 경우, 블록 316에서 UP_THRESH 및 DN_THRESH를 0으로 설정함으로써 새로운 기준치들이 설정된다. 새로운 투여 세트가 설치되었다고 결정한 안티라체트 이벤트가 블록 318에서 로그에 기록될 수 있다. bGETNEWBL이 FALSE인 경우, 블록 316 및 블록 318이 바이패스되어, 기존의 상류측 및 하류측 기준치들을 유지한다.
본 발명은 방법 및 이 방법을 수행하도록 프로그래밍된 펌프 장치 둘 모두로서 실시된다. 본 발명의 폐색 검출 방법 및 펌프 장치의 예시적인 실시예가 본 명세서에서 상세히 설명되지만, 당업자는 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (13)

  1. 주입 펌프에 의해 제거 가능하게 수용되는 카세트에 의해 상기 주입 펌프에 연결된 튜빙(tubing)에서의 폐색(occlusion)을 검출하는 방법으로서, 상기 주입 펌프는 상기 튜빙을 통한 의도된 유동 방향으로의 유체 유동을 유발하도록 작동 가능한 펌핑 메커니즘(pumping mechanism), 상기 카세트의 제거 및 새로운 카세트의 설치를 허용하기 위한 상기 카세트에 대한 접근이 존재하는지 여부를 나타내는 신호를 제공하는 카세트 접근 센서, 상기 유동 방향으로 상기 펌핑 메커니즘으로부터 상류측에서 상기 튜빙을 따르는 위치에 있는 상류측 센서, 및 상기 유동 방향으로 상기 펌핑 메커니즘으로부터 하류측에서 상기 튜빙을 따르는 위치에 있는 하류측 센서를 구비하고, 상기 상류측 센서 및 상기 하류측 센서 각각은 상기 튜빙 내의 각자의 국소적 유체 압력을 나타내는 각자의 센서 신호를 제공하는, 상기 방법으로서,
    상기 상류측 센서의 위치에서의 유체 압력 평형에 대응하는 상류측 센서 신호 기준치 및 상기 하류측 센서의 위치에서의 유체 압력 평형에 대응하는 하류측 센서 신호 기준치를 설정하는 단계;
    상기 카세트에 대한 접근이 존재하였을 때, 폐색된 튜빙이 교체되었는지 여부를 결정하는 안티라체트 결정(antiratchet decision)을 행하는 단계;
    상기 안티라체트 결정이 폐색된 튜빙이 교체되지 않았다고 결정한 때, 상기 설정된 상류측 센서 신호 기준치 및 상기 하류측 센서 신호 기준치를 유지하는 단계;
    상기 안티라체트 결정이 폐색된 튜빙이 교체되었다고 결정한 때, 새로운 상류측 센서 신호 기준치 및 새로운 하류측 센서 신호 기준치를 설정하는 단계;
    상기 상류측 센서 신호와 상기 상류측 센서 기준치 신호 사이의 차이를 모니터링하여, 상기 펌핑 메커니즘으로부터 상류측에서 상기 튜빙에서의 폐색을 검출하는 단계; 및
    상기 하류측 센서 신호와 상기 하류측 센서 기준치 신호 사이의 차이를 모니터링하여, 상기 펌핑 메커니즘으로부터 하류측에서 상기 튜빙에서의 폐색을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안티라체트 결정을 행하는 단계는 상기 상류측 센서 신호와 상기 하류측 센서 신호 사이의 차이와 동일한 기준치 델타를 계산하는 하위 단계, 및 상기 기준치 델타를 미리 결정된 최소 기준치 델타와 비교하는 하위 단계를 포함하며, 상기 안티라체트 결정은 상기 기준치 델타가 상기 최소 기준치 델타보다 작은 경우에는 폐색된 튜빙이 교체되지 않았다고 결정하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 안티라체트 결정을 행하는 단계는 상기 하류측 센서 신호를 미리 결정된 하류측 신호 한계와 비교하는 하위 단계를 포함하며, 상기 안티라체트 결정은 상기 하류측 센서 신호가 상기 하류측 신호 한계보다 큰 경우에 폐색된 튜빙이 교체되지 않았다고 결정하는, 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 안티라체트 결정을 행하는 단계는 상기 하류측 센서 신호를 미리 결정된 하류측 신호 한계와 비교하는 하위 단계를 추가로 포함하고, 상기 안티라체트 결정은 상기 하류측 센서 신호가 상기 하류측 신호 한계보다 큰 경우에 폐색된 튜빙이 교체되지 않았다고 결정하는, 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 최소 기준치 델타는 상기 주입 펌프에 의해 저장된 이력 기준치 델타 값들에 기초하여 결정되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 펌핑 메커니즘이 작동하지 않는 동안에 발생하는 상기 상류측 센서 신호의 감소에 대응하여 상기 상류측 센서 신호 기준치를 시프트시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  7. 교체 가능한 카세트에 의해 교체 가능한 튜빙에 작동 가능하게 연결된 주입 펌프에 대해 안티라체트 결정을 행하는 방법으로서, 상기 주입 펌프는 상기 튜빙을 통한 의도된 유동 방향으로의 유체 유동을 유발하도록 작동 가능한 펌핑 메커니즘, 상기 카세트의 제거 및 새로운 카세트의 설치를 허용하기 위한 상기 카세트에 대한 접근이 존재하는지 여부를 나타내는 신호를 제공하는 카세트 접근 센서, 상기 유동 방향으로 상기 펌핑 메커니즘으로부터 상류측에서 상기 튜빙을 따르는 위치에 있는 상류측 센서, 및 상기 유동 방향으로 상기 펌핑 메커니즘으로부터 하류측에서 상기 튜빙을 따르는 위치에 있는 하류측 센서를 구비하고, 상기 상류측 센서 및 상기 하류측 센서 각각은 상기 튜빙 내의 각자의 국소적 유체 압력을 나타내는 각자의 센서 신호를 제공하며, 상기 안티라체트 결정은 폐색된 튜빙이 교체되었는지 여부를 결정하는, 상기 방법으로서,
    상기 상류측 센서 신호와 상기 하류측 센서 신호 사이의 차이와 동일한 기준치 델타를 계산하는 단계, 및 상기 기준치 델타를 미리 결정된 최소 기준치 델타와 비교하는 단계를 포함하며, 상기 안티라체트 결정은 상기 기준치 델타가 상기 최소 기준치 델타보다 작은 경우에는 폐색된 튜빙이 교체되지 않았다고 결정하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 안티라체트 결정을 행하는 방법은 상기 하류측 센서 신호를 미리 결정된 하류측 신호 한계와 비교하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 안티라체트 결정은 상기 하류측 센서 신호가 상기 하류측 신호 한계보다 큰 경우에 폐색된 튜빙이 교체되지 않았다고 결정하는, 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 최소 기준치 델타는 상기 주입 펌프에 저장된 이력 기준치 델타 값들에 기초하여 결정되는, 방법.
  10. 주입 펌프로서,
    상기 펌프에 튜빙을 연결하기 위한 카세트를 제거 가능하게 수용하도록 배열된 카세트 리셉터클을 포함하는 하우징;
    의도된 유동 방향으로의 상기 튜빙을 통한 유체 유동을 유발하도록 작동 가능한 펌핑 메커니즘;
    상기 카세트의 제거 및 새로운 카세트의 설치를 허용하기 위한 상기 카세트에 대한 접근이 존재하는지 여부를 나타내는 신호를 제공하는 카세트 접근 센서;
    상기 유동 방향으로 상기 펌핑 메커니즘으로부터 상류측에서 상기 튜빙을 따르는 위치에 있는 상류측 센서, 및 상기 유동 방향으로 상기 펌핑 메커니즘으로부터 하류측에서 상기 튜빙을 따르는 위치에 있는 하류측 센서 - 상기 상류측 센서 및 상기 하류측 센서 각각은 상기 튜빙 내의 각자의 국소적 유체 압력을 나타내는 각자의 센서 신호를 제공함 -;
    상기 상류측 센서의 위치에서의 유체 압력 평형에 대응하는 상류측 센서 신호 기준치 및 상기 하류측 센서의 위치에서의 유체 압력 평형에 대응하는 하류측 센서 신호 기준치를 저장하도록 구성되는 하나 이상의 메모리 모듈들; 및
    상기 하나 이상의 메모리 모듈들, 상기 펌핑 메커니즘, 상기 카세트 접근 센서, 상기 상류측 센서 및 상기 하류측 센서에 접속된 마이크로프로세서를 포함하고,
    상기 하나 이상의 메모리 모듈들은 상기 카세트에 대한 접근이 있었을 때 상기 마이크로프로세서로 하여금 안티라체트 결정을 행하게 하는 명령어들을 저장하도록 추가로 구성되며, 상기 안티라체트 결정은 폐색된 튜빙이 교체되었는지 여부를 결정하는, 주입 펌프.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하나 이상의 메모리 모듈들은 상기 안티라체트 결정이 폐색된 튜빙이 교체되었다라고 결정한 때 상기 마이크로프로세서로 하여금 새로운 상류측 센서 신호 기준치 및 새로운 하류측 센서 신호 기준치를 설정하게 하는 명령어들을 저장하도록 추가로 구성되는, 주입 펌프.
  12. 주입 펌프에 연결된 튜빙에서의 폐색을 검출하는 방법으로서, 상기 주입 펌프는 의도된 유동 방향으로 상기 튜빙을 통한 유체 유동을 유발하도록 작동 가능한 펌핑 메커니즘, 및 상기 유동 방향으로 상기 펌핑 메커니즘으로부터 상류측에서 상기 튜빙을 따르는 위치에 있는 상류측 센서를 포함하고, 상기 상류측 센서는 상기 튜빙 내의 국소적 유체 압력을 나타내는 센서 신호를 제공하는, 상기 방법으로서,
    상기 상류측 센서의 위치에서의 유체 압력 평형에 대응하는 상류측 센서 신호 기준치를 설정하는 단계;
    상기 펌핑 메커니즘이 작동하지 않는 동안에 발생하는 상기 상류측 센서 신호의 감소에 대응하여 상기 상류측 센서 신호 기준치를 시프트시키는 단계; 및
    상기 상류측 센서 신호와 상기 상류측 센서 기준치 신호 사이의 차이를 모니터링하여, 상기 펌핑 메커니즘으로부터 상류측에서 상기 튜빙에서의 폐색을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 주입 펌프로서,
    의도된 유동 방향으로의 튜빙을 통한 유체 유동을 유발하도록 작동 가능한 펌핑 메커니즘;
    상기 유동 방향으로 상기 펌핑 메커니즘으로부터 상류측에서 상기 튜빙을 따르는 위치에 있고, 상기 튜빙 내의 국소적 유체 압력을 나타내는 센서 신호를 제공하는 상류측 센서;
    상기 상류측 센서의 위치에서의 유체 압력 평형에 대응하는 상류측 센서 신호 기준치를 저장하도록 구성되는 하나 이상의 메모리 모듈들; 및
    상기 하나 이상의 메모리 모듈들, 상기 펌핑 메커니즘 및 상기 상류측 센서에 접속된 마이크로프로세서를 포함하고,
    상기 하나 이상의 메모리 모듈들은 상기 마이크로프로세서로 하여금 상기 펌핑 메커니즘이 작동하지 않는 동안에 발생하는 상기 상류측 센서 신호의 감소에 대응하여 상기 상류측 센서 신호 기준치를 시프트시키게 하는 명령어들을 저장하도록 추가로 구성되는, 주입 펌프.
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