本發(fā)明整體涉及用于將液體食物和藥物受控遞送給患者的輸液泵。更具體地講，本發(fā)明涉及輸液泵中用于檢測(cè)盒(給藥管路裝置經(jīng)由該盒操作性地連接到輸液泵)存在與否的傳感器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

可編程輸液泵用于實(shí)現(xiàn)腸飼的液體食物以及為各種目的(例如疼痛管理)的藥物的受控遞送。在通常的布置中，輸液泵接收一次性給藥裝置，該一次性給藥裝置包括由泵可移除地接收的盒、以及連接到盒以用于提供穿過泵的流體遞送路徑的柔性管路。

盒本身可旨在與一種或多種特定型號(hào)的輸液泵以及/或者具有預(yù)定特性的管路一起使用。就這一點(diǎn)而言，盒可包括按多種規(guī)范設(shè)計(jì)制造的安全特征結(jié)構(gòu)，其中規(guī)范至少部分地由預(yù)期的輸液泵型號(hào)和/或給藥裝置管路確定。盒的安全特征結(jié)構(gòu)可與相匹配的泵上的對(duì)應(yīng)特征結(jié)構(gòu)配合，而且可依據(jù)與管路直徑和柔韌性有關(guān)的尺寸公差制造。例如，盒可具有用于保護(hù)患者免受不受控的流體遞送的防自由流動(dòng)機(jī)構(gòu)。防自由流動(dòng)機(jī)構(gòu)可采取外部壓緊夾限流器的形式，其在盒正確地裝入泵中并且泵門關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)?；蛘?，防自由流動(dòng)機(jī)構(gòu)可采取內(nèi)部“在線限流器”的形式，其位于管路的流動(dòng)通道內(nèi)，其中流動(dòng)通道僅在盒正確地裝入泵中并且泵門關(guān)閉時(shí)才開啟。

盒不僅提供自由流動(dòng)保護(hù)，還可提供附加的安全特征結(jié)構(gòu)。例如，盒可與泵匹配，一方面保持所期望的泵體積準(zhǔn)確度，另一方面確保用于觸發(fā)安全警報(bào)的堵塞傳感器和在線空氣傳感器發(fā)揮正確功能。

考慮到盒在安全方面的重要性，希望提供裝置來檢測(cè)匹配的盒是否正確地裝入泵中，以此作為允許泵工作的先決條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，將給藥裝置可移除地接收于其中的輸液泵設(shè)置有光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，用于確定給藥裝置的盒是否正確地裝入泵中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如果盒沒有正確地裝入泵中，則禁止泵工作。

光學(xué)盒檢測(cè)系統(tǒng)包括安裝在泵上的光學(xué)發(fā)射器和安裝在泵上的光敏檢測(cè)器，所述光學(xué)發(fā)射器被布置成發(fā)出沿著光軸定向的光束，所述光敏檢測(cè)器被布置成接收沿著光軸的該光束。盒檢測(cè)系統(tǒng)還包括由盒攜帶的窗口。窗口被布置成當(dāng)盒正確地裝入泵中時(shí)，在光學(xué)發(fā)射器和光敏檢測(cè)器之間的位置處與光軸相交。窗口吸收光束的一部分，并透射光束的另一部分。光束中被透射的那部分被光敏檢測(cè)器接收。光敏檢測(cè)器生成表示其接收的光強(qiáng)度的檢測(cè)器信號(hào)。

利用信號(hào)評(píng)估電子器件評(píng)估檢測(cè)器信號(hào)，以確定檢測(cè)器信號(hào)電平是否在預(yù)期范圍之內(nèi)，若在預(yù)期范圍內(nèi)，則表明盒存在。信號(hào)評(píng)估電子器件可與泵控制器通信，其中泵控制器被編程為除非光學(xué)盒檢測(cè)系統(tǒng)確定有盒存在，否則禁止泵工作。

窗口可被制成對(duì)于該光束的波長(zhǎng)帶具有預(yù)定的吸光率。在本說明書的上下文中，并且如光學(xué)系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解，“吸光率”是指吸收的輻射通量或光通量與入射的輻射通量或光通量的比率。舉例說明，吸光率為60％的窗口將吸收60％的光束能量，透射剩余的40％的光束能量。如果窗口具有已知的預(yù)定吸光率，則信號(hào)評(píng)估電子器件可檢查預(yù)期的衰減，這種衰減由裝載盒之前到裝載盒之后檢測(cè)器信號(hào)電平的降低指示。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，窗口包括光入射表面和平行于該光入射表面的光出射表面，窗口與盒一體地形成為一體式模制件，該一體式模制件由透明塑料或半透明塑料制成。窗口從光入射表面到光出射表面的厚度可受到控制，并且塑料中可摻雜有組分，以獲得預(yù)定吸光率。

附圖說明

本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和操作模式現(xiàn)在將結(jié)合附圖在本發(fā)明的以下具體實(shí)施方式中更全面地描述，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的輸液泵和組裝了盒檢測(cè)系統(tǒng)的盒的透視圖；

圖2為圖1所示盒的透視圖；

圖3A為示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例形成的盒檢測(cè)系統(tǒng)的示意性剖視圖，其中示出了還沒有插入到泵的突起接收狹槽中的盒突起；

圖3B為與圖3A對(duì)應(yīng)的放大視圖，不同的是示出了盒突起被插入到泵狹槽中；

圖4為流程圖，示出了由根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的盒檢測(cè)系統(tǒng)執(zhí)行的決策邏輯。

具體實(shí)施方式

圖1示出輸液泵10，給藥裝置12被可移除地接收在輸液泵10中。給藥裝置12包括盒14，該盒在圖2中單獨(dú)示出。盒14可包括輸入連接器16、與輸入連接器16流動(dòng)連通的上游循環(huán)連接器18、下游循環(huán)連接器20、以及與下游循環(huán)連接器20流動(dòng)連通的輸出連接器22。給藥裝置12還可包括流入管路24和流出管路26，所述流入管路的一端配合到輸入連接器16，另一端(未示出)連接到流體源，所述流出管路的一端連接到輸出連接器22，另一端(未示出)連接到患者。最后，給藥裝置14還可包括管路泵送段28，該管路泵送段的一端配合到上游循環(huán)連接器18，另一端配合到下游循環(huán)連接器20。

在圖示實(shí)施例中，泵10為具有轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)蠕動(dòng)泵，其中泵送段28卷繞在轉(zhuǎn)子30上并且在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以提供蠕動(dòng)泵送動(dòng)作時(shí)由轉(zhuǎn)子30上按角度隔開的輥接合，從而迫使液體穿過給藥裝置12的管路。參考圖1可以理解，當(dāng)轉(zhuǎn)子30沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體從流入管路24穿過輸入連接器16和上游循環(huán)連接器18移動(dòng)到泵送段28，然后從泵送段28穿過下游循環(huán)連接器20和輸出連接器22移動(dòng)到流出管路26。雖然本發(fā)明在旋轉(zhuǎn)蠕動(dòng)泵的情形下進(jìn)行描述，但本發(fā)明并不限于該類型的輸液泵。本發(fā)明可用接收具有盒的給藥裝置的任何類型的輸液泵來實(shí)施。

盒14可包括在線限流器32，該在線限流器可組裝到下游循環(huán)連接器20中。在線限流器32在泵門34打開時(shí)阻止流動(dòng)。泵門34下側(cè)上的致動(dòng)器36以以下方式接合泵送段28：在門34關(guān)閉時(shí)打開圍繞限流器32的流動(dòng)路徑。

現(xiàn)在參考圖3A和圖3B。盒14包括突起38，該突起從盒中有棱紋的拇指部分40向下垂掛。在本實(shí)施例中，突起38為大致平坦的突起，其尺寸被設(shè)定用于接收在泵10中對(duì)應(yīng)的狹槽42內(nèi)。狹槽42可設(shè)置在泵10上介于泵送段28的上游部分和下游部分之間的某處位置，突起38可設(shè)置在拇指部分40下側(cè)。例如，狹槽42可位于泵送段28的上游部分和下游部分之間的正中處，并且可在與轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)軸對(duì)準(zhǔn)的方向上伸長(zhǎng)；突起38可位于盒14具有輸入連接器16和上游循環(huán)連接器18的一側(cè)與盒14具有下游循環(huán)連接器20和輸出連接器22的另一側(cè)之間的正中處。采用這種對(duì)稱布置時(shí)，盒14很容易在安裝給藥裝置12期間相對(duì)于轉(zhuǎn)子30居于泵10中央。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，狹槽42的寬度為2.6mm，突起38的寬度為1.7mm。

泵10包括光學(xué)盒檢測(cè)系統(tǒng)50，該光學(xué)盒檢測(cè)系統(tǒng)可操作以在狹槽42內(nèi)存在盒突起38的情況下檢測(cè)盒14是否正確地裝入泵10中。盒檢測(cè)系統(tǒng)50包括光學(xué)發(fā)射器52和光敏檢測(cè)器54，所述光學(xué)發(fā)射器可安裝到泵10中狹槽42的一側(cè)，所述光敏檢測(cè)器可安裝到泵10中狹槽42的另一側(cè)。在圖示實(shí)施例中，檢測(cè)器54沿著穿過狹槽42的光軸58與發(fā)射器52對(duì)準(zhǔn)。檢測(cè)器54生成信號(hào)(例如電流信號(hào)或電壓信號(hào))，該信號(hào)的電平對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器接收的光強(qiáng)度。盒檢測(cè)系統(tǒng)50還包括由盒14攜帶的窗口55。根據(jù)本發(fā)明，窗口55被布置在盒14上，當(dāng)盒14正確地裝入泵10時(shí)，該窗口在介于光學(xué)發(fā)射器52和光敏檢測(cè)器54之間的某處位置與光軸58相交。在本文所示的實(shí)施例中，發(fā)射器52和光敏檢測(cè)器54各自安裝在泵10中與狹槽42相鄰，窗口55為突起38的一部分，但也可采用其他構(gòu)造和布置。

盒檢測(cè)系統(tǒng)50還可包括連接到光敏檢測(cè)器54的信號(hào)處理電子器件56，用于接收由檢測(cè)器54生成的電子信號(hào)并評(píng)估所述信號(hào)。信號(hào)處理電子器件56可與泵控制器60通信，由此可依據(jù)對(duì)檢測(cè)器信號(hào)的評(píng)估結(jié)果來控制泵10工作。

在圖3B中可最清楚地看到，窗口55可包括垂直于光軸58的光入射表面62和也垂直于光軸58的光出射表面64。窗口55可與突起38或盒14一體地形成為整體，其中表面62和表面64形成為模制件的外表面特征結(jié)構(gòu)。例如，盒14可由摻雜有組分或以其他方式獲得所需吸收率(每單位長(zhǎng)度的內(nèi)吸光率)的透明或半透明光學(xué)級(jí)塑料模制而成?？捎玫膿诫s組分包括但不限于HT 555、PE IR吸收劑00535(PE IR Absorber 00535)和Polytechs IR 67。可結(jié)合窗口材料的吸收率來指定窗口55從入射表面62到出射表面64的厚度，以獲得窗口55整體所需的吸光率值。

在盒14未裝入泵10的情況下，由于沒有窗口55，來自發(fā)射器52的光束直接到達(dá)檢測(cè)器54，其中的光束衰減可忽略。因此，當(dāng)沒有裝載盒14時(shí)，檢測(cè)器54生成相對(duì)高的信號(hào)電平，該信號(hào)電平在本文中稱為“基準(zhǔn)信號(hào)”。當(dāng)盒14正確地裝入泵10中時(shí)，窗口55吸收來自發(fā)射器52的光束的一部分，并透射該光束的另一部分。應(yīng)當(dāng)理解，光束中被透射的那部分由光敏檢測(cè)器54接收。因此，當(dāng)盒14裝入泵10中，檢測(cè)器54生成的信號(hào)電平會(huì)相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)有所降低。

窗口55對(duì)于該光束的波長(zhǎng)帶可具有大于0％(沒有吸收)且小于100％(完全吸收)的預(yù)定吸光率。通過將盒14正確地裝入輸液泵10中將使基準(zhǔn)檢測(cè)器信號(hào)按照預(yù)定比率降低，其中所述預(yù)定比率大于0％且小于100％。預(yù)定比率可以下述兩種方式之一與窗口55的預(yù)定吸光率對(duì)應(yīng)。第一，如果通過系統(tǒng)校正從檢測(cè)器信號(hào)消除暗電流和暗噪聲，使得整個(gè)檢測(cè)器信號(hào)隨所接收光強(qiáng)度的變化成比例地變化，那么降低比率將與窗口55的吸光率直接對(duì)應(yīng)。 例如，如果窗口55的吸光率是75％，則預(yù)期檢測(cè)器信號(hào)電平相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)電平降低75％。第二，如果沒有從檢測(cè)器信號(hào)消除暗電流和暗噪聲，使得檢測(cè)器信號(hào)既具有不隨所接收光強(qiáng)度的變化成比例地變化的固定分量，又具有隨所接收光強(qiáng)度的變化成比例地變化的可變分量，那么引入窗口55只會(huì)降低檢測(cè)器信號(hào)的可變分量。在后一種情況下，降低比率將按以下關(guān)系與窗口55的吸光率間接對(duì)應(yīng)：

降低比率＝吸光率×((基準(zhǔn)–暗)/基準(zhǔn))

例如，如果檢測(cè)器信號(hào)在暗條件下具有20個(gè)單位的固定電平和100個(gè)單位的基準(zhǔn)電平，并且窗口55的吸光率為75％，則裝載盒將導(dǎo)致預(yù)期的信號(hào)電平從100個(gè)單位下降到40個(gè)單位。在該示例中，將固定的信號(hào)暗分量考慮在內(nèi)，總降低比率為60％并與窗口吸光率間接對(duì)應(yīng)。在這兩種情況中的任一種情況下，檢測(cè)器信號(hào)可預(yù)測(cè)的降低與盒14的正確裝載相關(guān)。

信號(hào)處理電子器件56評(píng)估來自檢測(cè)器54的信號(hào)，以確定盒14是否正確地裝入泵10中。信號(hào)處理和評(píng)估可完全是模擬的，或者也可把檢測(cè)器信號(hào)電平轉(zhuǎn)變成數(shù)字值，再在數(shù)字比較器電路中與閾值比較。如圖4所示，可依據(jù)信號(hào)處理電子器件56確定的結(jié)果允許或禁止泵10工作。

在框100中，在泵啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行例行程序，從而在未裝載盒且發(fā)射器52為關(guān)(OFF)(所謂固定檢測(cè)器信號(hào)電平的“暗”)時(shí)讀取并存儲(chǔ)檢測(cè)器54的信號(hào)電平，在未裝載盒且發(fā)射器52為開(ON)時(shí)讀取并存儲(chǔ)檢測(cè)器54的基準(zhǔn)信號(hào)電平。如框102所指示，檢測(cè)器信號(hào)的校準(zhǔn)可作為啟動(dòng)例行程序的一部分來執(zhí)行，以消除固定的信號(hào)暗分量的影響。啟動(dòng)后，在框104中讀取檢測(cè)器信號(hào)電平，以確定盒是否已裝載。在框106中，根據(jù)預(yù)定基準(zhǔn)信號(hào)電平與窗口55的吸光率，可評(píng)估信號(hào)電平來確定其是否在可接受的范圍之內(nèi)。例如，如果基準(zhǔn)信號(hào)為100個(gè)單位并且預(yù)期的降低比率直接對(duì)應(yīng)于75％的窗口吸光率，則可接受的范圍可為包括25個(gè)單位加上或減去波動(dòng)公差(例如，加上或減去5個(gè)單位)的范圍。在該示例中，可接受的信號(hào)電平范圍將為20個(gè)單位至30個(gè)單位。如果測(cè)量的信號(hào)電平落在可接受的范圍內(nèi)，則表明盒已正確裝載，于是流程分支到框108，其中泵控制器60允許泵工作。然而，如果信號(hào)電平在可接受的范圍之外，則流程分支到框110，泵控制器60禁止泵工作。

發(fā)射器52可為發(fā)光二極管(LED)或其他光源，光敏檢測(cè)器54可為光電二極管或其他能夠響應(yīng)入射光而生成電信號(hào)的光敏元件。發(fā)射器52和檢測(cè)器54可被選擇為在預(yù)定波長(zhǎng)帶內(nèi)工作。例如，在窗口55被制成用于吸收紅外波長(zhǎng)帶中的光時(shí)，發(fā)射器52可被選擇為發(fā) 出該紅外波段中的光，并且檢測(cè)器54的光譜響應(yīng)度可大致局限于該紅外波段?；蛘?，發(fā)射器52可為窄帶發(fā)射器，例如激光二極管。同樣地，檢測(cè)器54可在包括發(fā)射波長(zhǎng)帶的較寬波長(zhǎng)帶上具有光譜響應(yīng)度。發(fā)射器52和檢測(cè)器54可通過可見光譜之外的光(例如紅外光或紫外光)光學(xué)耦合。盡管未示出，但發(fā)射器52和檢測(cè)器54都可具有透鏡、光纖或其他與此相關(guān)的光學(xué)元件，用于校準(zhǔn)、引導(dǎo)光束和/或使光束聚焦。

盒14上的突起38提供的結(jié)構(gòu)可用于攜帶窗口55以及將該窗口定位于光學(xué)盒檢測(cè)系統(tǒng)50中。當(dāng)然，可采用各式各樣的突起布置和光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)配置。在盒14下側(cè)居中布置薄突起38并且在泵10中使用細(xì)狹槽42，是為了在安裝盒14的過程中利用所述突起和狹槽引導(dǎo)該盒14并將其置于泵的中央。此外，盒檢測(cè)系統(tǒng)50隱藏在泵內(nèi)，不會(huì)引起使用者注意。發(fā)射器52和檢測(cè)器54可從狹槽42表面略微凹陷，位于相應(yīng)的透明屏障(未示出)后方，該透明屏障用于使灰塵和流體遠(yuǎn)離發(fā)射器和檢測(cè)器。

雖然已結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但具體實(shí)施方式并不旨在將本發(fā)明的范圍限制于所述的特定形式。本發(fā)明旨在涵蓋可包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所述實(shí)施例的此類替代形式、修改形式和等同形式。