ДЕТЕКТОРНЫЕ УЗЛЫ ДЛЯ ИНФУЗИОННЫХ ПОМП Российский патент 2023 года по МПК A61M5/168 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка согласно 35 U.S.C. § 119(e) имеет приоритет по предварительной заявке США 62/740,585, поданной 3 октября 2018 г., которая полностью включена в настоящее описание путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Раскрытые варианты осуществления относятся к детекторным системам для инфузионных помп и соответствующим системам доставки медицинских текучи сред.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Медицинские текучие среды вводятся в организм пациентов различными способами. Эти традиционные способы обычно включают в себя инъекцию с помощью шприца, прием внутрь или доставку с помощью инфузионной помпы и иглы. В случае введения инфузионной помпой контролируемые объемы медицинских текучих сред могут доставляться в организм пациента с запрограммированными скоростями или автоматически выдерживаемыми интервалами.

[0004] Доставка медицинских текучих сред инфузионной помпой исторически выполнялась и контролировалась опытным медицинским работником, ответственным за управление инфузионной помпой для введения медицинской текучей среды, а также любое техническое обслуживание и гигиеническую обработку инфузионной помпы, которые могли понадобиться. Однако постоянный контроль надлежащей доставки текучей среды медицинским работником не всегда возможен. Например, медицинские работники часто должны контролировать несколько пациентов одновременно. Кроме того, в последние годы стали широкодоступны уменьшенные инфузионные помпы для амбулаторного применения, и сами пациенты и/или члены семьи, а не медицинские работники, могут самостоятельно управлять такими помпами дома.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В некоторых вариантах осуществления раскрыты системы и способы для контроля инфузионной помпы в отношении окклюзий или пузырьков (например, условий возникновения) в доставочном потоке. В некоторых вариантах осуществления описаны системы и способы детектирования ближней по ходу или дальней по ходу окклюзии с помощью детектора окклюзии или детектора пузырьков. В некоторых вариантах осуществления раскрыты системы и способы для оценки доставленного объема медицинской текучей среды и использования упомянутого оцененного объема для проведения различия между обнаруженной окклюзией и окончанием доставки медицинской текучей среды.

[0006] В некоторых вариантах осуществления детектор окклюзии содержит мембрану, деформирующуюся в ответ на давление текучей среды, создаваемое доставкой медицинской текучей среды через помпу, поршень, к которому мембрана прикладывает аксиальное усилие при деформировании, а также датчик силы, который опосредованно измеряет давление текучей среды в помпе. В некоторых вариантах осуществления детектор пузырьков включает в себя световой датчик и светоизлучатель, который излучает свет через путь потока медицинской текучей среды инфузионной помпы. Свет преломляется по-разному, когда он проходит сквозь путь потока, в зависимости от количественного содержания воздуха или текучей среды внутри пути потока текучей среды. Свет детектируется световым датчиком, который передает выходной сигнал на контроллер инфузионной помпы.

[0007] В некоторых вариантах осуществления инфузионная помпа содержит двигатель помпы, имеющий входное отверстие и выходное отверстие, при этом двигатель помпы выполнен с возможностью приведения в движение текучей среды в направлении от входного отверстия к выходному отверстию вдоль первого пути потока текучей среды; мембрану, которая является непористой; поршень; второй путь потока текучей среды, сообщающийся по текучей среде с первым путем потока текучей среды, при этом второй путь потока текучей среды заканчивается на мембране и поршне; датчик силы; а также контроллер, сообщающийся с датчиком силы. В некоторых вариантах осуществления датчик силы выполнен с возможностью отправки сигнала на контроллер в ответ на деформацию мембраны, отражающего давление текучей среды, испытываемое на пути потока текучей среды. Первое давление текучей среды на первом пути потока текучей среды порождает второе давление текучей среды на втором пути потока текучей среды. Мембрана подвергается второму давлению текучей среды на втором пути потока текучей среды и выполнена с возможностью деформирования в ответ на него, при этом поршень выполнен с возможностью перемещения и передачи аксиального усилия датчику силы в ответ на деформацию мембраны.

[0008] В некоторых вариантах осуществления способ контроля инфузионной помпы содержит определение порогового значения на основе скорости первого потока текучей среды, когда двигатель помпы приводится в действие для доставки текучей среды от входного отверстия к выходному отверстию по первому пути потока текучей среды так, что текучая среда также поступает на второй путь потока текучей среды, отклоняясь от первого пути потока текучей среды; деформирование непористой мембраны в конце второго пути потока текучей среды для приложения аксиального усилия к поршню, функционально связанному с датчиком силы, выдающим первое показание; детектирование второго показания, когда окклюзия, по меньшей мере, частично блокирует первый путь потока текучей среды, увеличивая количество текучей среды на втором пути потока текучей среды, что приводит к увеличению аксиального усилия, действующего на поршень, посредством увеличения давления, дополнительно деформирующего мембрану; а также предупреждение пользователя, если второе показание превышает пороговое значение.

[0009] В некоторых вариантах осуществления способ контроля инфузионной помпы содержит: доставку текучей среды от входного отверстия к выходному отверстию по первому пути потока текучей среды с помощью ротационного насоса, имеющего известную скорость вращения и известный объем, доставляемый за один оборот; измерение первого значения давления с помощью датчика силы, при этом текучая среда с первого пути потока текучей среды поступает на второй путь потока текучей среды, сообщающийся по текучей среде с первым путем потока текучей среды, деформируя непористую мембрану на втором пути потока текучей среды, что приводит к приложению аксиального усилия к поршню, функционально связанному с датчиком силы; измерение второго значения давления, отличного от первого значения давления; определение доставленного объема на основе числа оборотов ротационного насоса; а также подачу сигнала тревоги, если доставленный объем ниже порога ожидаемого объема.

[0010] В некоторых вариантах осуществления способ контроля инфузионной помпы содержит доставку текучей среды от входного отверстия к выходному отверстию по первому пути потока текучей среды с помощью ротационного насоса, имеющего известный объем, доставляемый за один оборот, и известную скорость вращения; контроль первого пути потока текучей среды с помощью оптического датчика; обнаружение наличия воздуха на первом пути потока текучей среды; определение доставленного объема на основе числа оборотов ротационного насоса; а также запуск оповещения пользователя, если доставленный объем ниже порога ожидаемого объема.

[0011] Следует понимать, что приведенные выше идеи, а также дополнительные идеи, обсуждаемые ниже, могут быть скомбинированы любым пригодным образом, поскольку настоящее изобретение не ограничено в этом отношении. Кроме того, другие преимущества и элементы новизны настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания различных неограничивающих вариантов осуществления при рассмотрении в сочетании с сопроводительными фигурами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0012] Сопроводительные чертежи не обязательно построены с соблюдением масштаба. На чертежах одинаковые или схожие компоненты, проиллюстрированные на различных фигурах, могут быть представлены одинаковыми позициями. Для упрощения не каждый компонент может быть обозначен на каждом чертеже.

[0013] ФИГ. 1 - вид в перспективе одного варианта осуществления инфузионной помпы;

[0014] ФИГ. 2 - вид в перспективе инфузионной помпы по ФИГ. 1 со снятой крышкой отсека;

[0015] ФИГ. 3 - вид в перспективе одного варианта осуществления двигателя помпы с детектором окклюзии согласно первому варианту осуществления и детектором пузырьков согласно одному варианту осуществления;

[0016] ФИГ. 4 - вид спереди двигателя помпы, содержащего детектор окклюзии и детектор пузырьков согласно варианту осуществления по ФИГ. 3;

[0017] ФИГ. 5 - вид в крупном масштабе спереди детектора окклюзии согласно одному варианту осуществления;

[0018] ФИГ. 6 - частичный вид в разрезе инфузионной помпы с детектором окклюзии согласно одному варианту осуществления;

[0019] ФИГ. 7 - покомпонентный вид в перспективе части детектора окклюзии согласно одному варианту осуществления;

[0020] ФИГ. 8 - вид в крупном масштабе спереди двигателя помпы с детектором пузырьков согласно одному варианту осуществления;

[0021] ФИГ. 9 - частичный вид в разрезе двигателя помпы согласно одному варианту осуществления;

[0022] ФИГ. 10 - блок-схема, иллюстрирующая работу детектора пузырьков согласно одному варианту осуществления;

[0023] ФИГ. 11 - таблица, содержащая значения, использованные для определения порога давления для обнаружения дальней по ходу окклюзия в процессе доставки медицинской текучей среды согласно одному примеру;

[0024] ФИГ. 12 - линейный график, представляющий типовые пороговые значения для дальней по ходу окклюзии в зависимости от скорости потока согласно одному примеру.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0025] При проведении инфузии медицинских текучих сред с помощью инфузионной помпы возможны окклюзии линий подачи лекарственных средств по разным причинам. Например, избыточные движения или чрезмерная активность вокруг пациента либо проявляемые самим пациентом при проведении инфузии могут приводить к отсоединениям или перегибам в инфузионном наборе, пользователи могут совершать ошибки при защемлении линий подачи и/или образование тромбов вблизи участка доставки могут вызывать окклюзии. Окклюзия линий подачи препятствует поступлению лекарственного средства в организм пациента, при этом продолжительные периоды окклюзии могут привести к повреждению различных частей инфузионной помпы.

[0026] По разным причинам в медицинской текучей среде, доставляемой пациенту, может захватываться воздух. В зависимости от места проведения инфузии пузырьки воздуха в доставляемой текучей среде могут вызывать дискомфорт и/или препятствовать лечению.

[0027] Авторы изобретения осознали необходимость оснащения инфузионных помп детекторами для обнаружения окклюзий и/или пузырьков (например, условий возникновения).

[0028] Авторы изобретения дополнительно предположили, что детектор пузырьков в некоторых вариантах осуществления может использоваться для содействия контролю других объектов, связанных с доставкой медицинской текучей среды. В некоторых вариантах осуществления детектор пузырьков может применяться для определения завершения доставки. Например, обнаружение протяженного пузырька воздуха может соответствовать распознаванию заднего края медицинской текучей среды в конце доставки.

[0029] В некоторых вариантах осуществления детектор пузырьков из другой информации, получаемой инфузионной помпой, может предоставить сведения, чтобы определить, означает ли обнаружение воздуха окклюзию или окончание доставки медицинской текучей среды. В некоторых вариантах осуществления инфузионная помпа контролирует или оценивает, сколько было доставлено медицинской текучей среды, например, с помощью датчиков расхода, отслеживая истекшее время, контролируя число оборотов двигателя инфузионной помпы и/или ротора двигателя помпы и т.д. Используя эти информацию, инфузионная помпа может реагировать по-разному в ответ на обнаружение воздуха в зависимости от того, сколько медицинской текучей среды было доставлено согласно оценке. Например, если другие датчики в инфузионной помпе указывают на высокую вероятность того, что все лекарственное средство доставлено в тот же момент времени, когда детектор пузырьков обнаруживает воздух в магистрали, оповещение о воздухе или окклюзии не запускается. Наоборот, обнаружение воздуха может служить подтверждением того, что доза медицинской текучей среды в полном объеме доставлена, при этом инфузионная помпа оповещает пользователя о завершении инфузии. Однако если детектор пузырьков обнаруживает воздух в магистрали в то время, когда другие датчики в инфузионной помпе указывают, что ожидаемый полный объем лекарственного средства еще не доставлен, детектор пузырьков оповещает пользователя или запускает сигнал тревоги «воздух в магистрали».

[0030] В некоторых вариантах осуществления детектор окклюзии и детектор пузырьков выполнены с возможностью работы с инфузионными помпами, имеющими съемные двигатели помпы (например, двигатель помпы является «одноразовым», т.е. двигателем помпы одноразового применения, который снимается и заменяется после каждой процедуры инфузии). В этих вариантах осуществления детектор окклюзии и детектор пузырьков имеют съемные части, которые могут легко отсоединяться от двигателя помпы и легко повторно прикрепляются и присоединяются к постоянным частям, остающимся с блоком управления, когда присоединяется новый двигатель помпы.

[0031] В некоторых вариантах осуществления детектора окклюзии детектор окклюзии расположен смежно с первым путем потока медицинской текучей среды, который соединяет входное отверстие и выходное отверстие двигателя помпы. В этих вариантах осуществления второй путь потока текучей среды ответвляется от первого пути потока текучей среды, например, по существу под прямым углом, сохраняя при этом сообщение по текучей среде с первым путем потока текучей среды. Второй путь потока текучей среды заканчивается на мембране, которая подвергается воздействию текучей среды на втором пути потока текучей среды и деформируется в ответ на давление текучей среды на втором пути потока текучей среды. Когда мембрана деформируется, мембрана прикладывает аксиальное усилие к поршню, выполненному с возможностью движения в ответ на это усилие, чтобы передать аксиальное усилие для задействования кнопки датчика силы. Приведение в действие кнопки датчика силы активирует датчик силы, расположенный на печатной плате (PCB), который в свою очередь передает выходной сигнал на контроллер. Удерживающее приспособление создает непроницаемое для текучей среды уплотнение с мембраной для герметизации второго пути потока текучей среды. Нижняя часть удерживающего приспособления дополнительно удерживает поршень, создавая верхний и нижний пределы для поршня, между которыми он может перемещаться. Кнопка датчика силы заключена в уплотнение датчика силы, представляющее собой эластомерный диск, удерживающий кнопку и способный гибко деформироваться для обеспечения возможности перемещения кнопки. В некоторых вариантах осуществления при активации кнопки датчика силы (например, вследствие силы, прикладываемой к кнопке датчика силы) кнопка датчика силы вынужденно перемещается в направлении датчика силы. В некоторых вариантах осуществления сила, прикладываемая к кнопке датчика силы, вызвана поршнем, перемещающимся в направлении уплотнения и кнопки датчика силы и оказывающим давление на кнопку датчика силы и уплотнение. Под воздействием силы, прикладываемой к кнопке датчика силы и уплотнению, уплотнение изгибается и обратимо деформируется, позволяя кнопке датчика силы перемещаться в направлении датчика силы и активировать его. Однако возможны и другие варианты осуществления с иными способами передачи давления датчику силы в зависимости от типа применяемого датчика силы.

[0032] В вариантах осуществления со съемным двигателем помпы датчик силы и уплотнение датчика силы остаются прикрепленными к блоку управления. Второй путь потока текучей среды, мембрана, удерживающее приспособление и поршень могут сниматься с остальной части детектора окклюзии вместе с двигателем помпы. Когда двигатель помпы прикреплен к блоку управления, удерживающее приспособление расположено вровень с кнопкой датчика силы, так что поршень легко соприкасается с кнопкой датчика силы, когда двигатель помпы полностью присоединен. Удерживающее приспособление сохраняет неплотное удерживание поршня, позволяя поршню легко перемещаться в ответ на деформацию мембраны, но также предусматривая допуск при создании соединительного интерфейса между удерживающим приспособлением, поршнем и уплотнением датчика силы, удерживающим кнопку датчика силы.

[0033] В некоторых вариантах осуществления мембрана в своем составе имеет эластомерный силикон. Однако также предполагается использовать схожие водонепроницаемые гибкие материалы, такие как неопрен, полиуретан, полиизопрен, нитрил и другие материалы.

[0034] В некоторых вариантах осуществления датчик силы представляет собой тензометрический датчик нагрузки. Однако возможны варианты осуществления, в которых используются датчики силы других типов при условии, что датчик способен вырабатывать выходные сигналы, пропорциональные усилию, прикладываемому к поршню деформированной мембраной. Кроме того, вместо применения тензометрического датчика нагрузки в других вариантах осуществления могут использоваться пьезоэлектрические преобразователи силы, гидравлические или пневматические датчики нагрузки, линейные дифференциальные преобразователи, емкостные датчики нагрузки, оптические тензометры, интерференционные оптические датчики нагрузки, камертонные датчики нагрузки, струнные преобразователи, резонаторные датчики нагрузки на поверхностных волнах или преобразователь силы любого другого типа в дополнение к тензометрическому датчику нагрузки или взамен него.

[0035] На практике способ обнаружения окклюзии с помощью детектора окклюзии согласно одному варианту осуществления заключается в следующем. В процессе нормальной работы инфузионной помпы медицинская текучая среда перекачивается от источника во входное отверстие двигателя помпы и далее к выходному отверстию двигателя помпы по первому пути потока текучей среды на пути к пациенту. Часть текучей среды, поступающей через первый путь потока текучей среды, заполняет второй путь потока текучей среды, создавая давление текучей среды на мембрану в конце второго пути потока текучей среды. Когда мембрана деформируется, мембрана оказывает аксиальное усилие на поршень, заставляя поршень задействовать кнопку датчика силы и далее датчик силы. Датчик силы отправляет выходной сигнал на контроллер, соответствующий давлению, испытываемому мембраной. Первое показание формируется в процессе нормальной работы или в процессе калибровки. Если окклюзия возникает ближе по ходу от помпы, поток текучей среды частично или полностью отсекается от первого пути потока текучей среды. Это уменьшает давление текучей среды на втором пути потока текучей среды, снижая давление текучей среды, действующее на мембрану, а также уменьшая выходной сигнал, регистрируемый контроллером. Если уровень выходного сигнала ниже минимального порогового значения, контроллер регистрирует возникновение окклюзии и оповещает пользователя о возможной ближней по ходу окклюзии. В некоторых вариантах осуществления уровень выходного сигнала должен быть ниже минимального порогового значения в течение заданного периода времени и/или падения уровня сигнала должны происходить достаточно часто, чтобы превысить пороговое число случаев, прежде чем будет подан сигнал тревоги. Если окклюзия возникает дальше по ходу от помпы, пространство между помпой и окклюзией быстро заполняется медицинской текучей средой, повышая давление текучей среды на мембрану до величины, превышающей уровень, ожидаемый в процессе нормальной работы. Это заставляет мембрану деформироваться в большей степени, увеличивая аксиальное усилие на поршень и соответственно повышая усилие, испытываемое датчиком силы, что приводит к выдаче более высокого выходного сигнала. Если уровень выходного сигнала превышает максимальное пороговое значение, контроллер регистрирует возникновение окклюзии и оповещает пользователя о возможной дальней по ходу окклюзии. В некоторых вариантах осуществления уровень выходного сигнала должен превышать максимальное пороговое значение в течение заданного периода времени и/или пиковые значения уровня сигнала должны место достаточно часто, чтобы превысить пороговое число случаев, прежде чем будет подан сигнал тревоги.

[0036] Методика определения максимального порогового значения для дальней по ходу окклюзии может отличаться от одного варианта осуществления к другому и дополнительно зависит от типа и вязкости доставляемой медицинской текучей среды, диаметра, длины и толщины доставочных трубок, диаметра и длины иглы, размеров, температуры и различных других факторов. Если рассматривать другие факторы, пороговое значение может также варьироваться с изменением скорости потока медицинской текучей среды. В некоторых вариантах осуществления пороговое значение рассчитывается путем суммирования давления в магистрали при самом неблагоприятном сценарии для скорости потока (мл/час/участок доставки) на основе вязкости медицинской текучей среды и геометрии доставочных трубок с учетом величины допуска в целях безопасности, исходя из точности датчика силы и возможно измеренного давления в организме пациента, зависящего от участка доставки. Однако следует понимать, что данный способ является лишь одним из множества возможных способов расчета возможного порогового значения, при этом устройства по настоящему изобретению не ограничены применением данной конкретной методики расчета.

[0037] С учетом непредсказуемости потока текучей среды и возможных толчков и перемещений инфузионной помпы, а также источника медицинской текучей среды в процессе инфузии величины давления могут колебаться выше и ниже пороговых значений даже при отсутствии события окклюзии. Понимая это, в некоторых вариантах осуществления авторы изобретения спроектировали контроллер так, чтобы регистрировать каждое событие превышения выходным сигналом пороговых значений или снижения ниже них, а подавать сигнал тревоги или предупреждать пользователя, только если было достаточное количество обнаружений в определенный период времени. Согласно одному варианту осуществления детектора окклюзии контроллер осуществляет замеры выходного порогового значения каждую секунду и выдает сигнал тревоги, только если на заданном временном интервале обнаруживаются четырнадцать событий превышения выходным сигналом верхнего порогового значения или снижения ниже нижнего порогового значения. Такой временной период чередования связан с переходными пиками давления, которые необязательно свидетельствуют о проблеме, позволяя при этом контролировать возникновение подлинных окклюзий. Хотя указаны время выборки, равное одной секунде, и требование наличия четырнадцати событий в течение определенного периода времени, следует понимать, что эти параметры служат лишь иллюстративным целям. Фактические частоты замеров, необходимое число возникновения событий и временные периоды, используемые детектором окклюзии, могут варьироваться и могут выбираться на основе дополнительного тестирования.

[0038] В некоторых вариантах осуществления контроллер может определять, выдавать ли оповещение пользователю, на основе инкрементной переменной, которая увеличивается или уменьшается в зависимости от того, превышает ли выходной сигнал пороговое значение или находится ниже него. Иными словами, в течение периода выборки контроллер может замерять выходной сигнал и определять, превышает ли выходной сигнал пороговое значение или находится на его уровне, и может соответственно увеличивать переменную на первую величину. Если выходной сигнал находится ниже порогового значения в течение этого периода, переменная может уменьшаться на вторую величину. Когда инкрементная переменная достигает порога срабатывания сигнализации, может выдаваться сигнал тревоги, чтобы предупреждать пользователя о соответствующем состоянии. В некоторых вариантах осуществления первая величина и вторая величина могут отличаться, так что контроллер является более чувствительным к условиям, которые могут потребовать сигнала тревоги, по-прежнему фильтруя при этом аберрантные или иные выпадающие сигнальные выходы. Например, в одном варианте осуществления контроллер может замерять среднее давление в течение некоторого периода времени (например, периода времени, равного 1 секунде) и определять, превышает ли это среднее давление пороговое среднее давление или равно ему. Если среднее давление превышает пороговое давление или равно ему, инкрементная переменная может увеличиваться на 2 (начиная с 0). Если среднее давление меньше порогового давления, инкрементная переменная может уменьшаться на 1, пока инкрементная переменная не станет равной нулю. Согласно этому варианту осуществления сигнал тревоги о наступлении состояния окклюзии может выдаваться, когда инкрементная переменная достигает величины 14 или более (т.е. порога срабатывания сигнализации). Разумеется, может использоваться любой пригодный порог срабатывания сигнализации, а также может использоваться любое пригодное увеличение или уменьшение величин для изменения величины инкрементной переменной в заданный период выборки, поскольку настоящее изобретение не имеет ограничений в этом отношении.

[0039] Согласно примерам осуществления, представленным в настоящем описании, контроллер может замерять выходной сигнал от одного или более датчиков в течение заданного периода времени (т.е. периода выборки), так что на данных, собранных в течение упомянутого заданного периода времени, могут выполняться одна или более операций (например, осреднения, фильтрации, сравнения с пороговым значением). В некоторых вариантах осуществления период времени может быть больше или равен 0,125 секунды, 0,25 секунды, 0,5 секунды, 1 секунде, 1,5 секунд, 2 секундам, 5 секундам и/или любой другой надлежащей продолжительности. Соответственно период времени может быть меньше или равен 7,5 секунд, 5 секунд, 2 секунд, 1,5 секунд, 1 секунды, 0,5 секунд, 0,25 секунд и/или любой другой надлежащей продолжительности. Разумеется, возможны периоды выборки, имеющие большие или меньшие величины, чем приведенные выше, при этом настоящее изобретение не имеет ограничений в этом отношении.

[0040] Авторы изобретения предположили, что исчерпание доставляемой медицинской текучей среды также приведет к длительному падению давления на мембрану, которое может распознаваться как событие ближней по ходу окклюзия. В некоторых вариантах осуществления детектора окклюзии контроллер оценивает доставленный объем медицинской текучей среды, сравнивает доставленный объем с ожидаемым общим объемом и определяет, как ему следует реагировать на обнаруженную ближнюю по ходу окклюзию. Некоторые варианты осуществления основываются на оценке контроллером доставленного объема. В некоторых вариантах осуществления вместо того, чтобы полагаться на запрограммированную логику с привязкой по времени, данные варианты осуществления контроллера основываются на скорости вращения двигателя ротационного насоса для оценки объема доставленной текучей среды. Поскольку ротационные насосы доставляют известное количество текучей среды с каждым оборотом, число оборотов, совершенных помпой с начала инфузии, может предоставлять оценку количества доставленной медицинской текучей среды. В некоторых вариантах осуществления истекшее время может также учитываться в качестве фактора при оценке доставленного объема.

[0041] В некоторых вариантах осуществления, если контроллер определяет, что доставлено менее 85% ожидаемого объема, устройство оповещает пользователя о любых обнаруженных ближних по ходу окклюзиях, поскольку процесс инфузии вряд ли завершен. Если контроллер определяет, что согласно оценке доставлено от 85% до 125% медицинской текучей среды, обнаруженная окклюзия, например соответствующая третьему показанию, скорее всего, вызвана исчерпанием медицинской текучей среды из источника. Таким образом, устройство подскажет пользователю проверить, завершился ли процесс инфузии. В зависимости от варианта осуществления, если обнаруженная окклюзия была в действительности окклюзией, а не концом доставки, пользователь может запустить инфузионную помпу, чтобы возобновить инфузию. В некоторых вариантах осуществления инфузионная помпа запрограммирована так, чтобы доставить еще 10% ожидаемого объема, в других вариантах осуществления инфузионная помпа может доставить другой процент или может продолжить работу в прежнем режиме. Если доставлено более 125% ожидаемого объема медицинской текучей среды, инфузионная помпа может подсказать пользователю убедиться, доставляется ли по-прежнему медицинская текучая среда.

[0042] В вышеприведенном примере окно в 85%-125%, соответствующее возможному окончанию доставки, основано на 15%-допуске вследствие ошибки по скорости потока, которая приводит к более быстрой или более медленной доставке медицинской текучей среды. Дополнительный 10%-допуск на верхний предел объема источника связан с возможным переполнением источника медицинской текучей среды. Однако следует понимать, что приведенные процентные значения представляют собой рабочие оценки, при этом настоящая заявка не имеет ограничений в этом отношении. Например, нижняя граница для окна может составлять 95% или 90%, или 85%, или 80%, или 75%, или 70%, или 65%, или 60%, или 55%, или 50% или иное процентное значение, либо процентное значение, лежащее между вышеупомянутыми процентными значениями. Верхняя граница для окна может составлять 100% или 105%, или 110%, или 115%, или 120%, или 125%, или 130%, или 135%, или 135%, или 140%, или 145%, или 150% или иное процентное значение, либо процентное значение, лежащее между вышеупомянутыми процентными значениями. Возможно также любое сочетание вышеупомянутых верхней и нижней границ. Предполагаются также и другие сочетания. На практике контроллер инфузионной помпы по настоящему изобретению может использовать любое окно.

[0043] Если в ходе инфузии проблемы не возникают, с началом истощения источника медицинской текучей среды ожидается постепенное снижение давления текучей среды на втором пути потока текучей среды по мере исчерпания медицинской текучей среды. В некоторых вариантах осуществления контроллер инфузионной помпы осуществляет контроль этого постепенного падения выходного сигнала и оповещает пользователя о конце доставки, когда происходит конец доставки.

[0044] В некоторых вариантах осуществления контроллер может выполнять разные процессы для обнаружения дальней по ходу окклюзии в сопоставлении с ближней по ходу окклюзией относительно помпы. Следует принимать во внимание, что в зависимости от местонахождения окклюзии и места измерения давление в магистрали для текучей среды может увеличиваться или уменьшаться в результате окклюзии. Например, при измерении на инфузионной помпе окклюзия ближе по ходу от инфузионной помпы может вызывать уменьшение давления в магистрали для текучей среды на инфузионной помпе. Наоборот, при измерении на инфузионной помпе окклюзия дальше по ходу от инфузионной помпы может вызывать увеличение давления в магистрали для текучей среды на инфузионной помпе. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления контроллер инфузионной помпы может сравнивать измеренное давление или измеренное среднее давление с двумя разными пороговыми значениями, так чтобы можно было обнаружить ближнюю по ходу или дальнюю по ходу окклюзию. Порог давления для ближней по ходу окклюзии больше порога давления для дальней по ходу окклюзии, так что эти пороговые значения образуют нормальный рабочий диапазон давлений для инфузионной помпы при отсутствии окклюзий. Как говорилось ранее, контроллер может замерять один или более сигнальных выходов (например, выходных сигналов давления) на заданном периоде времени, выполнять одну из операций с данными, полученными с упомянутых одного или более сигнальных выходов, а также сравнивать один или более сигнальных выходов или рассчитанную переменную (например, среднее давление) с пороговыми значениями. В некоторых вариантах осуществления такое сравнение может включать в себя увеличение или уменьшение величины инкрементной переменной. Данный процесс может использоваться для множества сигнальных выходов, включая, например, выходные сигналы датчика силы, выходные сигналы тока двигателя и выходные сигналы оптического датчика.

[0045] В некоторых вариантах осуществления может потребоваться обнаруживать окклюзию посредством одного или более датчиков, предоставляющих разные выходные сигналы. Например, в некоторых случаях датчик силы, используемый для определения давления, может обладать слишком большой погрешностью, чтобы определять точные условия выдачи сигнала тревоги на определенных скоростях потока текучей среды через определенные инфузионные наборы. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления может измеряться ток двигателя инфузионной помпы, чтобы определить наличие окклюзии. Контроллер может замерять ток двигателя (например, посредством аналого-цифрового преобразователя) на одном или более периодах выборки в процессе работы помпы. В некоторых вариантах осуществления выборка данных тока двигателя может пропускаться через фильтр (например, аппаратный фильтр нижних частот) и/или усредняться на заданном периоде времени. В некоторых случаях ближняя по ходу окклюзия может приводить к увеличению тока двигателя в виде ступенчатой функции. Соответственно контроллер может осуществлять контроль тока двигателя для среднего тока двигателя на предмет превышения порогового значения, вследствие чего может выдаваться сигнал тревоги, указывая пользователю на состояние ближней по ходу окклюзии. Разумеется, контроль тока двигателя может применяться для дальних по ходу окклюзий в некоторых вариантах осуществления, поскольку настоящее изобретение не имеет ограничений в этом отношении. Кроме того, в определенный период выборки могут замеряться одновременно ток двигателя и сигнальные выходы от одного или более датчиков давления или силы, так чтобы создать избыточность в определении условия подачи сигнала тревоги.

[0046] В некоторых вариантах осуществления детектора пузырьков детектор пузырьков включает в себя две пары световодов, разнесенные друг от друга, которые подают свет через вышеупомянутый первый путь потока текучей среды. Свет преломляется по-разному в зависимости от того, находится ли воздух в потоке текучей среды или нет. После прохождения через первый путь потока текучей среды свет сталкивается с отражающей поверхностью, которая отражает свет в противоположном направлении. Световые датчики, расположенные ниже световодов, детектируют отраженный свет и направляют сигнал на контроллер в зависимости от того, был ли обнаружен воздух на первом пути потока текучей среды или нет. В некоторых вариантах осуществления датчик также служит в качестве источника света и вспомогательного средства передачи для световодов.

[0047] Некоторые варианты осуществления детектора пузырьков содержат лишь единственную пару световодов, в то время как другие световоды включают в себя две или три, или четыре, или пять, или шесть, или более пар световодов, которые могут быть либо могут не быть объединены в подгруппы, разнесенные друг от друга. В некоторых вариантах осуществления для обнаружения пузырьков воздуха могут использоваться единственная пара световодов и единственный датчик. Дополнительные световоды и световые датчики позволяют контроллеру подтверждать сведения, определять скорость текучей среды и пузырьков, подтверждать объем пузырьков воздуха, а также выполнять другие функции. В одном варианте осуществления инфузионной помпы контроллер полагается на выходной сигнал, сгенерированный множеством световых датчиков в пределах 40% разброса, чтобы подтвердить существование пузырька и соответствующий объем упомянутого пузырька. В некоторых вариантах осуществления детектор пузырьков может также независимо сравнивать накопление воздуха и анализировать объем, используя среднее значение между множеством датчиков, либо использовать максимальный или минимальный выходной сигнал одного датчика.

[0048] В некоторых вариантах осуществления световоды выполнены с возможностью одновременно направлять свет на первый путь потока текучей среды и дополнительно позволять отраженному свету «стекать» через световод к датчику. В некоторых вариантах осуществления применяется инфракрасное излучение, но возможны также варианты осуществления, использующие другие типы светового излучения.

[0049] На практике способ обнаружения пузырьков с помощью детектора пузырьков осуществляется следующим образом согласно некоторым вариантам осуществления. Световоды направляют свет через первый путь потока текучей среды. Свет преломляется, когда он проходит сквозь путь потока, создавая первое показание в процессе нормальной работы или в процессе калибровки. Степень преломления упомянутого света зависит от того, сколько воздуха или медицинской текучей среды находится на пути потока, а также «разрушается» ли медицинская текучая среда, по меньшей мере, частично пузырьками воздуха. Свет проходит через путь потока и отражается назад отражающей поверхностью. Свет поступает через световоды к световым датчикам. Контроллер способен определить, был ли обнаружен воздух на первом пути потока текучей среды или нет, при получении, по меньшей мере, второго показания или третьего показания и т.д. В вариантах осуществления с избыточным количеством световодов и световых датчиков контроллер подтверждает сигнал на основе показаний, полученных от других световых датчиков. Если обнаружено достаточное количество воздуха выше порогового значения, инфузионная помпа оповещает пользователя о создавшейся ситуации.

[0050] Согласно некоторым вариантам осуществления инфузионной помпы имеются дополнительные трубки между выходным отверстием инфузионной помпы и набором игл, соединяющие по текучей среде аппаратную часть инфузионного набора и источник медицинской текучей среды с пациентом. В некоторых вариантах осуществления эти дополнительные трубки могут иметь объем 1,5 мл, однако возможны и другие объемы. В этих вариантах осуществления, если контроллер оценил, что через инфузионную помпу прошел объем воздуха от 1 мл до 1,5 мл, инфузионная помпа может подсказать пользователю удалить воздух. В этих вариантах осуществления, получив подсказку, пользователь может отсоединить инфузионный набор от набора игл, чтобы удалить воздух перед повторным соединением наборов и возвратом к нормальному проведению инфузии. Следует понимать, что объем дополнительных трубок не ограничен представленным примером в 1,5 мл и может составлять любой объем.

[0051] В некоторых вариантах осуществления инфузионной помпы и детектора пузырьков контроллер осуществляет контроль выходного сигнала со световых датчиков и регистрирует каждый случай детектирования пузырька. При обнаружении воздуха в период выборки контроллер добавляет 10 мкл к чередующемуся суммированию объемов. Если результат суммирования достигает порогового объема в течение некоторого периода времени, контроллер подсказывает пользователю удалить воздух из инфузионного набора. Следует понимать, что описанные значения носят лишь иллюстративный характер. Иные варианты осуществления инфузионной помпы могут основываться на отличающихся периодах выборки, отличающихся пороговых значениях и/или в них могут добавляться иные объемы к результату суммирования в случае обнаружения воздуха. Точно так же, согласно некоторым вариантам осуществления, инфузионная помпа может использовать иной технологический прием в отношении пузырьков воздуха. В некоторых вариантах осуществления данный пороговый объем составляет 1,5 мл, однако предполагаются и другие объемы при условии, что объем может соответствовать пространству трубок между двигателем помпы и набором игл.

[0052] Авторы изобретения признают, что обнаружение воздуха на первом пути потока текучей среды может соответствовать окончанию доставки медицинской текучей среды, а не наличию пузырька воздуха. В некоторых вариантах осуществления инфузионной помпы контроллер подает разные сигналы оповещения в зависимости от того, какая часть ожидаемого объема медицинской текучей среды доставлена согласно оценке. В этих вариантах осуществления оценка доставленного объема может проводиться на основе числа оборотов ротационного насоса с начала доставки, как говорилось ранее, хотя возможны также и другие способы оценки. Если контроллер определяет, что доставлено менее 85% ожидаемого объема, устройство подсказывает пользователю удалить избыточный воздух, прошедший через помпу двигателя. Если контроллер определяет, что согласно оценке доставлено от 85% до 125% медицинской текучей среды, обнаруженный продолжительный пузырек, наоборот, может указывать на окончание доставки текучей среды. Таким образом, устройство подскажет пользователю проверить, завершился ли процесс инфузии. В зависимости от варианта осуществления, если процесс инфузии не завершен, пользователь может запустить инфузионную помпу, чтобы возобновить инфузию. В некоторых вариантах осуществления инфузионная помпа запрограммирована так, чтобы доставить еще 10% ожидаемого объема, в других вариантах осуществления инфузионная помпа может доставить другой процент или может продолжить работу в прежнем режиме. Если доставлено более 125% ожидаемого объема медицинской текучей среды, инфузионная помпа может подсказать пользователю убедиться, осталась ли еще медицинская текучая среда.

[0053] Авторы изобретения полагают, что способность детектора пузырьков распознать воздух или текучую среду на первом пути потока текучей среды может использоваться, чтобы содействовать процессу прокачки для инфузионной помпы. В некоторых вариантах осуществления, когда пользователь осуществляет прокачку инфузионной помпы перед проведением инфузии, детектор пузырьков может обнаружить, когда передний фронт медицинской текучей среды впервые достигнет двигателя помпы. При первоначальном включении инфузионной помпы перед прокачкой детектор пузырьков должен обнаружить воздух на первом пути потока текучей среды. Пользователь далее может присоединить источник медицинской текучей среды и начать прокачку инфузионной помпы. Когда медицинская текучая среда прибудет на двигатель помпы, детектор пузырьков начнет распознавать текучую среду на пути потока текучей среды. В одном варианте осуществления инфузионная помпа содержит таймер на 60 секунд, который включается, когда пользователь начинает процесс прокачки. Если детектор пузырьков по-прежнему детектирует воздух, когда 60 секунд истекли, инфузионная помпа оповещает пользователя об ошибке прокачки. Когда медицинская текучая среда поступила на двигатель помпы, пользователь может вручную управлять нагнетанием и наблюдать движение медицинской текучей среды от двигателя помпы к набору игл.

[0054] В некоторых вариантах осуществления инфузионной помпы контроллер инфузионной помпы основывается на результатах измерений, полученных как от детектора окклюзии, так и от детектора пузырьков, перед выдачей определенных сигналов предупреждения. Например, если обнаружен особенно большой пузырек воздуха, детектор окклюзии также зарегистрирует падение давления, имеющее сходство с ближней по ходу окклюзией. Если контроллеру представлены на рассмотрение большой обнаруженный пузырек и распознанная ближняя по ходу окклюзия, он просигнализирует пользователю удалить воздух из инфузионной помпы, а не подаст сигнал пользователю провести проверку на ближнюю по ходу окклюзию. Следует понимать, что данный пример является иллюстративными, при этом контроллеры разных вариантов осуществления могут основываться на ином взаимодействии между детектором окклюзии и детектором пузырьков.

[0055] На Фигурах конкретные неограничивающие варианты осуществления описаны более подробно. Следует понимать, что различные системы, компоненты, признаки и способы, описанные в отношении этих вариантов осуществления, могут использоваться по отдельности и/или в любом желаемом сочетании, поскольку изобретение не ограничено лишь конкретными вариантами осуществления, представленными в настоящем описании.

[0056] На ФИГ. 1 показан вид в перспективе одного варианта осуществления инфузионной помпы 100, которая в своем составе имеет двигатель 200 помпы, прокачивающий текучую среду от источника к пациенту, и блок 150 управления, управляющий двигателем помпы. Блок 150 управления имеет корпус 102 и пользовательский интерфейс 110. Согласно варианту осуществления по ФИГ. 1 корпус включает в себя отсек 103 и содержит внутренние компоненты инфузионной помпы 100, такие как двигатель и контроллер. В отсеке 103 располагается двигатель 200 помпы (см. ФИГ. 2). В некоторых вариантах осуществления двигатель помпы соединен с возможностью съема с отсеком. В таких вариантах осуществления отсек 103 может включать в себя открываемую крышку 104 отсека и может быть выполнен с возможностью приема двигателя помпы, когда он открыт, и удерживания двигателя помпы, когда он закрыт.

[0057] Пользовательский интерфейс 110 включает в себя дисплей 112, выключатель 114 питания, выполненный в виде кнопки питания, и пользовательские элементы управления 116. Дисплей 112 выполнен с возможностью передачи информации оператору блока 150 управления, такой как статус насосной подачи, инструкции по применению, сигналы тревоги, предупреждения или любую другую желаемую информацию. Кнопка питания может использоваться для подачи питания на контроллер и/или двигатель. Как показано на ФИГ. 1, блок 150 управления включает в себя разъем 120 питания для соединения блока управления с источником питания, выполненным с возможностью подачи электропитания. В некоторых вариантах осуществления блок управления может включать в себя встроенный аккумулятор, который может использоваться для селективной подачи питания на контроллер и двигатель. Пользовательские элементы управления 116 могут использоваться для программирования или выбора различных режимов работы инфузионной помпы 100, реагирования на подсказки или иного взаимодействия с контроллером.

[0058] На ФИГ. 2 показан вид в перспективе инфузионной помпы 100 по ФИГ. 1 со снятой крышкой отсека. Как показано на ФИГ. 2, отсек 103 включает в себя приемное отделение 106, выполненное с возможностью приема и удерживания двигателя 200 помпы. В некоторых вариантах осуществления двигатель помпы является одноразовым утилизируемым компонентом и, таким образом, соединен с возможностью съема с отсеком. В других вариантах осуществления, однако, двигатель помпы является компонентом многоразового применения и может постоянно содержаться в отсеке 103. Двигатель помпы включает в себя корпус 202, входное отверстие 204 и выходное отверстие 206. В некоторых вариантах осуществления двигатель помпы включает в себя ротор, выполненный с возможностью вращения и перемещения текучей среды от входного отверстия к выходному отверстию. Как говорилось ранее, ротор может быть выполнен в виде любого пригодного ротора объемного вытеснения или ротора центробежного насоса.

[0059] Как показано на Фиг. 3 и 4, медицинская текучая среда поступает в двигатель 200 помпы из источника медицинской текучей среды через входное отверстие 204, перемещается вдоль первого пути 502 потока текучей среды и выходит через выходное отверстие 206. Система 402 детектирования окклюзии и детектор 404 пузырьков контролируют течение медицинской текучей среды по первому пути 502 потока текучей среды.

[0060] На ФИГ. 5 показан вид в крупном масштабе детектора 402 окклюзии согласно одному варианту осуществления, где детектор пузырьков скрыт. На ФИГ. 6 показан частичный вид в разрезе детектора окклюзии, а на ФИГ. 7 показан покомпонентный вид части детектора окклюзии. Второй путь 602 потока продолжается по существу перпендикулярно от первого пути потока текучей среды, заканчиваясь на мембране 604. Удерживающее приспособление 608 образует непроницаемое для текучей среды уплотнение с мембраной 604, чтобы уплотнить второй путь 602 потока текучей среды, а также предоставляет поршню 606 свободное пространство, позволяя поршню свободно поступательно перемещаться вверх-вниз в ответ на аксиальное усилие, создаваемое мембраной 604. Когда мембрана деформируется, мембрана оказывает давление на кнопку 610 датчика посредством перемещения поршня 606. В некоторых вариантах осуществления уплотнение 612 датчика силы плотно прижимается к внутренней стенке 105, чтобы создать непроницаемый для текучей среды барьер, который может помочь предотвратить протечку текучей среды со второго пути потока текучей среды на датчик 614 силы и PCB 504, если уплотнение мембраны 604 будет нарушено. В некоторых вариантах осуществления уплотнение датчика силы удерживает кнопку 610 датчика силы. Уплотнение датчика силы может обладать гибкостью, чтобы позволить, по меньшей мере, участку уплотнения, который крепится к кнопке датчика силы, обладать возможностью перемещения вместе с кнопкой датчика силы. В некоторых вариантах осуществления уплотнение 612 датчика силы изгибается, когда к кнопке 610 датчика силы прикладывается усилие, позволяя кнопке датчика силы перемещаться в ответ на приложение силы. Когда на кнопку 610 датчика силы осуществляется нажатие, например посредством силы, прикладываемой к кнопке и/или уплотнению поршнем 606, кнопке датчика силы предоставляется возможность перемещаться вниз благодаря тому, что уплотнение способно гибко деформироваться, в результате чего кнопка датчика силы соприкасается с датчиком 614 силы. В показанном варианте осуществления датчик силы представляет собой низкопрофильный датчик силы HONEYWELL серии FSS, однако могут использоваться и другие датчики силы, как описано выше. Усилие, передаваемое датчику силы, преобразуется в выходной сигнал, передаваемый на PCB 504, которая является частью контроллера блока 150 управления. Когда внешнее усилие, приложенное к уплотнению 612 и/или кнопке 610, прекращается, уплотнение 612 автоматически возвращается к своей первоначальной конфигурации, предшествующей деформации, тем самым отводя кнопку 610 от датчика 610 силы и PCB 504. В некоторых вариантах осуществления кнопка 610 встроена в уплотнение 610. В некоторых вариантах осуществления кнопка 610 продолжается полностью сквозь уплотнение, так что один участок кнопки открыт на верхней стороне уплотнения, а другой участок кнопки открыт на нижней стороне уплотнения. Уплотнение 610 может быть образовано вокруг кнопки 610, например, путем накладного формования уплотнения на кнопке. Уплотнение и кнопка могут крепиться друг к другу с помощью других технологий, например, посредством сцепления, механической фиксации или любой другой подходящей технологии.

[0061] На ФИГ. 8 показан вид в крупном масштабе детектора пузырьков согласно одному варианту осуществления. На ФИГ. 9 показан частичный вид в разрезе инфузионной помпы, содержащей детектор пузырьков согласно одному варианту осуществления. На ФИГ. 10 показана блок-схема, иллюстрирующая работу детектора пузырьков. Свет, проходящий через световоды 804, испускается сквозь первый путь 502 потока текучей среды, где свет преломляется по-разному в зависимости от того, присутствует ли воздух на пути потока или нет. Свет затем отражается от отражающей поверхности 802 и детектируется световыми датчиками 806. В показанном варианте осуществления световой датчик 806 представляет собой первичный источник света, проходящего через световоды. Световой датчик в данном варианте осуществления представляет собой рефлекторный оптический датчик OPB9000 с поверхностным монтажом от компании TT ELECTRONICS. Однако другие световые датчики также могут использоваться. Кроме того, возможны также варианты осуществления, в которых световоды являются источником света. Когда световые датчики обработали отраженный свет, выходной сигнал направляется на PCB 504.

[0062] Вышеописанные варианты осуществления технологии, представленной в настоящем документе, могут быть реализованы разными путями. Например, эти варианты осуществления могут быть реализованы с помощью аппаратного обеспечения, программного обеспечения или их сочетания. При реализации в программном обеспечении программный код может выполняться на любом пригодном процессоре или группе процессоров, предоставленных на единственном компьютере или распределенных среди множества компьютеров. Такие процессоры могут быть реализованы в виде интегральных схем, имея один или более процессоров в компоненте интегральной схемы, в том числе коммерчески доступных компонентах интегральных схем, известных в данной области техники под такими названиями, как кристаллы CPU, кристаллы GPU, микропроцессор, микроконтроллер или сопроцессор. В качестве альтернативы процессор может быть реализован на специализированных интегральных схемах, таких как ASIC, или полузаказных интегральных схемах, обусловленных конфигурацией программируемого логического устройства. В качестве еще одной альтернативы процессор может быть частью более крупной схемы или полупроводникового устройства, будь то коммерчески доступного, полузаказного или заказного. В качестве конкретного примера некоторые коммерчески доступные микропроцессоры имеют множество ядер, так что одно или подмножество этих ядер могут составлять процессор. Однако процессор может быть реализован с помощью схемы в любом пригодном формате.

[0063] Кроме того, различные способы или процессы, отмеченные в настоящем описании, могут быть закодированы в виде программного обеспечение, исполняемого на одном или более процессорах, использующих любую из множества операционных систем или платформ. Помимо этого, такое программное обеспечение может быть написано с использованием любого из множества подходящих языков программирования и/или инструментов программирования либо программ составления сценариев, а также может быть скомпилировано в виде исполняемого машинного кода или промежуточного кода, исполняемого на базовом средстве разработки или виртуальной машине.

[0064] Термины “программа” или “программное обеспечение”, или “аппаратно-программное обеспечение” используются в настоящем описании в собирательном смысле, чтобы относиться к любому типу компьютерного кода или набора машиноисполняемых инструкций, которые могут применяться для программирования компьютера или иного процессора с целью реализации различных аспектов настоящего изобретения, рассмотренного выше. Кроме того, следует понимать, что согласно одному аспекту данного варианта осуществления одна или более компьютерных программ, которые при их исполнении осуществляют способы по настоящему изобретению, не обязательно должны храниться на единственном компьютере или процессоре, но могут быть распределены в модульном виде среди множества различных компьютеров или процессоров для реализации различных аспектов настоящего изобретения.

[0065] Машиноисполняемые инструкции могут иметь множество форм, например форму программных модулей, исполняемых одним или более компьютерами или другими устройствами. Вообще программные модули включают в себя стандартные процедуры, программы, объекты, компоненты, структуры данных и т.д., которые выполняют конкретные задачи или реализуют конкретные абстрактные типы данных. Обычно функциональные возможности программных модулей могут объединяться или распределяться произвольно в различных вариантах осуществления.

[0066] Различные аспекты настоящего изобретения могут использоваться в одиночку, в сочетании или в различных схемах, которые конкретно не рассматривались в вариантах осуществления, описанных выше, а потому не ограничены в своем применении к деталям и схемам компонентов, изложенным в вышеприведенном описании или проиллюстрированным на чертежах. Например, аспекты, описанные в одном варианте осуществления, могут объединяться любым способом с аспектами, описанными в других вариантах осуществления.

[0067] Кроме того, варианты осуществления, представленные в настоящем описании, могут быть реализованы способом, которому был приведен пример. Действия, выполняемые в качестве части этого способа, могут следовать в любом пригодном порядке. Таким образом, могут быть созданы варианты осуществления, в которых действия выполняются в ином порядке, чем проиллюстрирован, который может включать в себя выполнение некоторых действий одновременно, даже если они показаны в виде последовательных действий в иллюстративных вариантах.

[0068] Кроме того, некоторые действия описаны как предпринимаемые “пользователем”. Следует понимать, что “пользователь” не обязательно должен быть единственным человеком, при этом в некоторых вариантах осуществления действия, приписываемые “пользователю”, могут выполняться группой людей и/или отдельным человеком в сочетании с компьютеризированными инструментами или другими механизмами.

[0069] Неопределенные артикли “a” и “an” в контексте данного документа в описании и в формуле изобретения, если явно не указано обратное, следует понимать как означающие “по меньшей мере, один”.

[0070] Формулировку “и/или” в контексте данного документа в описании и в формуле изобретения следует понимать как означающую “любой из них или оба вместе” для элементов, объединенных указанным образом, т.е. элементов, которые в некоторых случаях присутствуют совместно, а в других случаях присутствуют раздельно. Множество элементов, перечисленных с использованием формулировки “и/или”, следует толковать таким же образом, т.е. “один или более” элементов, объединенных указанным образом. В качестве опции могут присутствовать другие элементы, отличные от элементов, конкретно идентифицированных формулировкой “и/или”, имеют ли они отношение к тем элементам, которые конкретно идентифицированы, или не имеют. Таким образом, в качестве неограничивающего примера, ссылка на “A и/или B”, когда она используется в сочетании с выражением, допускающим дополнения, таким как “содержащий”, может относиться в одном варианте осуществления только к A (в качестве опции включая элементы, отличные от B); в другом варианте осуществления только к B (в качестве опции включая элементы, отличные от A); в еще одном варианте осуществления одновременно к A и B (в качестве опции включая другие элементы) и т.д.

[0071] В контексте данного документа в описании и в формуле изобретения союз “или” следует понимать как имеющий то же смысловое значение, что и “и/или” согласно вышеприведенному определению. Например, при разделении элементов в перечне “или” либо “и/или” следует толковать в «инклюзивном» смысле, т.е. включение, по меньшей мере, одного, но также включение более одного из множества или перечня элементов, а также в качестве опции дополнительных элементов, не включенных в перечень. Только выражения, явно указывающие обратное, такие как “только один из” или “ровно один из” либо, если используются в формуле изобретения, “состоящий из”, будут относиться к включению именно одного элемента из множества или перечня элементов. Вообще союз “или” в контексте данного документа следует толковать как указывающий исключающие альтернативы (т.е. “один или другой, но не оба вместе”), только когда ему предшествуют термины, выражающие исключительность, такие как “один из двух”, “один из”, “только один из” или “ровно один из”. Выражение “состоящий по существу из”, если оно используется в формуле изобретения, имеет свое обычное смысловое значение, используемое в сфере патентного права.

[0072] В контексте данного документа в описании и в формуле изобретения фразу “по меньшей мере, один” при ссылке на перечень, состоящий из одного или более элементов, следует понимать как означающую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из любых одного или более элементов в этом перечне элементов, но не обязательно распространяющуюся, по меньшей мере, на один из всех без исключения элементов, конкретно перечисленных в этом перечне, и не исключающую любые комбинации элементов в этом перечне элементов. Данное определение также подразумевает, что в качестве опции могут присутствовать элементы, отличные от элементов, конкретно указанных в перечне элементов, к которому относится фраза “по меньшей мере, один”, имеют ли они отношение к тем элементам, которые конкретно указаны, или не имеют. Таким образом, в качестве неограничивающего примера, выражение “по меньшей мере, один из A и B” (либо, что эквивалентно, “по меньшей мере, один из A или B”, либо, что эквивалентно, “по меньшей мере, один из A и/или B”) может относиться в одном варианте осуществления, по меньшей мере, к одному A, в качестве опции включая более одного, при отсутствии B (и в качестве опции включая элементы, отличные от B); в другом варианте осуществления, по меньшей мере, к одному B, в качестве опции включая более одного, при отсутствии A (и в качестве опции включая элементы, отличные от A); в еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, к одному A, в качестве опции включая более одного, и, по меньшей мере, к одному B, в качестве опции включая более одного (и в качестве опции включая другие элементы); и т.д.

[0073] Следует также понимать, что, если явно не указано обратное, в любых способах, заявленных в данном документе, которые включают в себя более одного этапа или действия, порядок следования этапов или действий способа не обязательно ограничен порядком, в котором этапы или действия этого способа перечислены.

[0074] В формуле изобретения, как и вышеприведенном описании, все переходные фразы, такие как “содержащий”, “включающий в себя”, “несущий”, “имеющий”, “содержащий в себе”, “охватывающий”, “удерживающий”, “имеющий в своем составе” и т.п., следует понимать как допускающие дополнения, т.е. подразумевающие «включая, но не ограничиваясь перечисленным». Только переходные фразы “состоящий из” и “состоящий по существу из” соответственно являются переходными фразами, определяющими замкнутое или полузамкнутое множество, как изложено в Руководстве по процедурам патентной экспертизы патентного ведомства США, раздел 2111.03.

[0075] Хотя настоящие идеи изложены в сочетании с различными вариантами осуществления и примерами, не предполагается, что настоящие идеи такими вариантами осуществления или примерами ограничиваются. Наоборот, настоящие идеи охватывают различные альтернативы, модификации и эквиваленты, как понятно специалистам в данной области техники. Таким образом, вышеизложенное описание и чертежи приведены лишь в качестве примера.

ПРИМЕР

[0076] Ниже представлен пример одного способа нахождения вышеупомянутых пороговых значений для определения, достигло ли давление уровня, при котором вероятна дальняя по ходу окклюзия. Следует понимать, что изложенное ниже - лишь один пример реализации, и настоящее изобретение им не ограничивается.

[0077] Как говорилось выше, один способ нахождения порогового значения давления для каждой скорости потока заключается в суммировании рассчитанного давления в магистрали в наихудшем случае (обозначенного в настоящем описании “p1”) с учетом оценки давления в организме (обозначенного в настоящем описании “p2”) и допуска, связанного с возможной ошибкой датчика силы (обозначенного в настоящем описании “p3”), чтобы получить приемлемый верхний предел давления текучей среды. На ФИГ. 11 и 12 показаны типовые значения и расчеты для доставки типовой медицинской текучей среды.

[0078] Один способ расчета давления в магистрали в наихудшем случае осуществляется по формуле Хагена-Пуазейля (1), где P - перепад давления между двумя концами, L - длина трубы, µ - динамическая вязкость, Q - объемная скорость потока, а d - диаметр трубы.

(1)

[0079] Таким образом, перепад давления в трубе, или трубках в данном случае, зависит от скорости (Q) потока, вязкости (µ) текучей среды, а также геометрического ограничения сегмента, определяемого диаметром (d) и длиной (L). Поскольку набор системы рассчитан на то, чтобы иметь сегменты заданной длины и заданного диаметра, а также постоянный диаметр иглы (калибр) и длину, геометрическое ограничение может быть запланировано, зная допуски сегментов. Кроме того, зная вязкость терапевтических элементов, для каждой скорости течения, предназначенной для системы, можно рассчитать значение ожидаемого давления в трубках магистрали.

[0080] Возвращаясь к вопросу давления в организме, при доставке текучей среды в организм пациента обратное давление, испытываемое иглой вследствие нагнетания текучей среды в тело, является переменной величиной, которая также должна учитываться при расчете давления в магистрали. Например, при внутривенной доставке внутривенное давление крови составляет приблизительно 2 psi. Обратное давление, испытываемое иглой при подкожной доставке, может иметь другие значения, чем при внутривенной доставке.

[0081] Следует упомянуть, что некоторые варианты осуществления инфузионной помпы разработаны для использования с наборами игл, разветвленными на две иглы для проведения инфузии на двух участках одновременно. При установке набора игл, имеющего две иглы, двигатель помпы может совершать обороты вдвое быстрее, чем для набора игл, имеющего единственную игла, чтобы обеспечивать запрограммированную скорость потока на каждый из участков. Однако давление в магистрали будет приблизительно тем же, как при наборе игл, имеющем единственную иглу, при заданной скорости потока, приходящейся на участок, поскольку поток разделяется между двумя иглами. При таком сценарии, если одна ветвь разветвленного набора игл оказывается заблокированной, общее давление в магистрали повышается и может также привести к подаче сигнала об окклюзии, что может предотвратить введение слишком большого количества текучей среды на одном участке.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к детекторным системам для инфузионной помпы. Детектор окклюзии для инфузионной помпы включает в себя мембрану, деформирующуюся в ответ на давление текучей среды на пути потока текучей среды, ответвляющемся от основного пути потока текучей среды инфузионной помпы. Мембрана деформируется в ответ на давление текучей среды, прикладывая аксиальное давление к поршню, который, в свою очередь, запускает датчик силы. Контроллер инфузионной помпы выдает сигнал тревоги или оповещает пользователя, когда достигается пороговое значение. Детектор пузырьков для инфузионной помпы включает в себя светоизлучатель и отражающую поверхность. Свет излучается через путь потока текучей среды, преломляясь иначе, если на пути потока присутствует воздух. Световой датчик обнаруживает свет и передает выходной сигнал на контроллер. Если количество обнаруженного воздуха превышает пороговое значение, контроллер выдает звуковой сигнал тревоги или оповещает пользователя иным образом. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Инфузионная помпа, содержащая:

двигатель помпы, имеющий входное отверстие и выходное отверстие, при этом двигатель помпы выполнен с возможностью приведения в движение текучей среды в направлении от входного отверстия к выходному отверстию вдоль первого пути потока текучей среды;

мембрану, которая является непористой;

поршень;

второй путь потока текучей среды, сообщающийся по текучей среде с первым путем потока текучей среды, при этом второй путь потока текучей среды заканчивается на мембране;

датчик силы;

уплотнение, способное упруго деформироваться; и

кнопку датчика силы, прикрепленную к уплотнению, при этом уплотнение и кнопка датчика силы расположены между поршнем и датчиком силы и выполнены так, что уплотнение упруго деформируется в ответ на соприкосновение поршня с уплотнением или кнопкой датчика силы, при этом упругая деформация уплотнения заставляет кнопку датчика силы перемещаться к датчику силы, и

контроллер, сообщающийся с датчиком силы, при этом в ответ на деформацию мембраны и поршня датчик силы выполнен с возможностью отправки сигнала на контроллер, отражающий давление текучей среды, испытываемое на втором пути потока текучей среды,

при этом:

первое давление текучей среды на первом пути потока текучей среды вызывает повышение второго давления текучей среды на втором пути потока текучей среды,

мембрана подвергается воздействию второго давления текучей среды на втором пути потока текучей среды и выполнена с возможностью деформирования в ответ на него, и

поршень выполнен с возможностью перемещения и передачи аксиального усилия датчику силы в ответ на деформацию мембраны.

2. Инфузионная помпа по п.1, в которой, по меньшей мере, часть мембраны непосредственно подвергается воздействию текучей среды на втором пути потока текучей среды.

3. Инфузионная помпа по п.1, в которой поршень и датчик силы изолированы от текучей среды на первом и втором путях потока текучей среды.

4. Инфузионная помпа по п.2, в которой мембрана выполнена с возможностью дополнительно деформироваться и увеличивать аксиальное усилие, передаваемое поршню, когда поток текучей среды заблокирован дальше по ходу на первом пути потока текучей среды.

5. Инфузионная помпа по п.4, в которой мембрана выполнена с возможностью упруго возвращаться к недеформированному состоянию и уменьшать аксиальное усилие, передаваемое поршню, когда поток текучей среды заблокирован ближе по ходы на первом пути потока текучей среды.

6. Инфузионная помпа по п.1, в которой второй путь потока текучей среды перпендикулярен первому пути потока текучей среды.

7. Инфузионная помпа по п.1, в которой уплотнение образует непроницаемый для текучей среды барьер, который не позволяет текучей среде со второго пути потока текучей среды достичь датчика силы.

8. Способ контроля инфузионной помпы, содержащий:

определение порогового значения на основе скорости первого потока текучей среды, когда двигатель помпы приводится в действие для доставки текучей среды от входного отверстия к выходному отверстию по первому пути потока текучей среды так, что текучая среда также поступает на второй путь потока текучей среды, отклоняясь от первого пути потока текучей среды, деформируя непористую мембрану в конце второго пути потока текучей среды для приложения аксиального усилия к поршню, функционально связанному с датчиком силы, выдающим первое показание;

детектирование второго показания, когда окклюзия, по меньшей мере, частично блокирует первый путь потока текучей среды, увеличивая количество текучей среды на втором пути потока текучей среды, что приводит к увеличению аксиального усилия, действующего на поршень, посредством увеличения давления, дополнительно деформирующего мембрану; а также

предупреждение пользователя, если второе показание превышает пороговое значение.

9. Способ по п.8, в котором второе показание, превышающее пороговое значение, дополнительно включает в себя второе показание, превышающее пороговое значение на периодах выборки.

10. Способ по п.9, в котором второе показание представляет собой среднюю силу на каждом из периодов выборки.

11. Способ по п.9, дополнительно содержащий:

детектирование третьего показания, когда сокращение потока текучей среды на первом пути потока текучей среды уменьшает количество текучей среды на втором пути потока текучей среды, снижая аксиальное усилие, действующее на поршень, посредством уменьшения давления, деформирующего мембрану; а также

предупреждение пользователя, если третье показание становится меньше нижнего порогового значения на периодах выборки.

12. Способ по п.11, в котором третье показание представляет собой среднюю силу на каждом из периодов выборки.