專利名稱：醫(yī)療泵和確定相容泵組件是否正確裝載在其中的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有電磁輻射操控的聯(lián)鎖裝置的泵組件(pump set)和泵。
背景技術(shù)：
向患者輸注包含藥品或營養(yǎng)品的流體是本領(lǐng)域公知的。雖然有時候流體可以通過 自流被輸送給患者，但是常常使用諸如蠕動泵之類的流動控制裝置來驅(qū)動泵組件以用于在 受控的輸送速度下輸送流體。適用于向患者輸送流體的蠕動泵通常包含殼體，該殼體包括 至少一個通過齒輪箱操作性地接合在泵轉(zhuǎn)子上的馬達(dá)。所述馬達(dá)操作性地連接到驅(qū)動所述 泵轉(zhuǎn)子的可旋轉(zhuǎn)軸上，該泵轉(zhuǎn)子繼而逐漸壓縮泵組件的輸液管(tubing)。通過馬達(dá)驅(qū)動泵 轉(zhuǎn)子所實(shí)現(xiàn)的蠕動作用驅(qū)動流體經(jīng)過輸液管?？刂破鞑倏匾粋€或多個馬達(dá)以驅(qū)動泵轉(zhuǎn)子并 從而控制流體流動。不使用泵轉(zhuǎn)子的其它類型的蠕動泵也是已知的。為了使泵輸送與在泵控制器內(nèi)編程設(shè)定的流動參數(shù)相對應(yīng)的精確量的流體，泵組 件必須與泵相容并且正確地裝載在泵上。例如，如果泵組件在泵內(nèi)未被對準(zhǔn)或與泵不相容， 則泵可能會向患者輸送不準(zhǔn)確量的流體，或者會產(chǎn)生需要檢查狀態(tài)并重新裝載或改變組件 的低流動性警報?，F(xiàn)有的泵具有檢測泵組件是否恰當(dāng)裝載的系統(tǒng)。這種具有檢測系統(tǒng)的泵 的一個例子在共同受讓的標(biāo)題為 “SAFETY INTERLOCK SYSTEM FOR MEDICALFLUID PUMPS” 的美國專利No. 4，913，703中示出，該專利的全部公開內(nèi)容結(jié)合在本文中作為參考。在這一 系統(tǒng)中，泵中的線路檢測在泵組件上的磁體以確定泵組件是否相容。但不幸的是，磁體的使 用增加了泵組件的成本和復(fù)雜性。通過使用電磁輻射發(fā)射器和檢測器檢測相容的泵組件是 另一種解決方案，但是來自太陽和人工光源的環(huán)境電磁輻射會對準(zhǔn)確檢測所發(fā)射的電磁輻 射信號產(chǎn)生干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的幾個方面使得在存在電磁輻射干擾的情況下能夠檢測相容的泵組件是 否被正確裝載。本發(fā)明的一個方面涉及醫(yī)療泵，該醫(yī)療泵用于經(jīng)裝載在醫(yī)療泵中的泵組件 泵送流體。所述泵組件適配成當(dāng)其被正確裝載在醫(yī)療泵中時修改(改變，modify)從中傳 播的電磁輻射。所述醫(yī)療泵包括發(fā)射器、檢測器、濾波器和控制器。發(fā)射器發(fā)射具有預(yù)定波 長的電磁輻射，而檢測器接收包括由發(fā)射器發(fā)射的具有預(yù)定波長的電磁輻射在內(nèi)的電磁輻 射并提供代表所接收的電磁輻射的檢測器信號。濾波器過濾由檢測器提供的檢測器信號以 排除代表具有與預(yù)定波長不同的波長的電磁輻射的檢測器信號部分，并提供代表由檢測器 接收到的具有預(yù)定波長的電磁輻射的輸出信號。泵控制器根據(jù)輸出信號確定相容的泵組件 是否正確裝載在醫(yī)療泵中并配置成當(dāng)相容的泵組件正確裝載在醫(yī)療泵中時使醫(yī)療泵能夠 進(jìn)行泵送。
確定相容的泵組件是否正確裝載在醫(yī)療泵中的方法體現(xiàn)了本發(fā)明的另幾個方面。 當(dāng)被正確裝載在醫(yī)療泵中時，相容的泵組件修改從中傳播的電磁輻射。醫(yī)療泵的發(fā)射器發(fā) 射具有預(yù)定波長的電磁輻射通過裝載在醫(yī)療泵中的泵組件的一部分。醫(yī)療泵的檢測器接收 包括具有預(yù)定波長的電磁輻射在內(nèi)的電磁輻射并提供代表所接收的電磁輻射的檢測器信 號。檢測器信號被濾波以排除代表具有不同于預(yù)定波長的波長的電磁輻射的檢測器信號部 分，并提供代表由檢測器接收的具有預(yù)定波長的電磁輻射的輸出信號。醫(yī)療泵將輸出信號 與一閾值比較，并產(chǎn)生代表比較結(jié)果的檢測信號。醫(yī)療泵根據(jù)檢測信號確定所發(fā)射的經(jīng)由 泵組件傳輸?shù)碾姶泡椛涫欠褚呀?jīng)被修改，并確定泵組件是否與醫(yī)療泵相容以及是否正確裝 載在醫(yī)療泵中。在環(huán)境光存在的情況下檢測具有預(yù)定波長的電磁輻射的方法體現(xiàn)了本發(fā)明的再 幾個方面。所述方法用于醫(yī)療泵，其中該醫(yī)療泵包括用于發(fā)射大致具有預(yù)定波長的電磁輻 射的發(fā)射器和用于接收電磁輻射的檢測器。環(huán)境光包括具有多個波長的電磁輻射。醫(yī)療泵 的檢測器接收包括由發(fā)射器發(fā)射的具有預(yù)定波長的電磁輻射在內(nèi)的電磁輻射并提供代表 接收到的電磁輻射的檢測器信號。該檢測器信號被過濾以排除代表具有不同于所述預(yù)定波 長的波長的電磁輻射的檢測器信號部分并提供代表由檢測器接收到的具有預(yù)定波長的電 磁輻射的輸出信號。該輸出信號與一閾值相比較，并且當(dāng)檢測信號超出閾值時所述泵產(chǎn)生 檢測信號。所述泵根據(jù)檢測信號確定所發(fā)射的電磁輻射被接收在檢測器上。存在各種關(guān)于上述本發(fā)明的各方面的特征的改進(jìn)。也可以在上述本發(fā)明的各方面 中結(jié)合另外的特征。這些改進(jìn)和附加的特征可以單獨(dú)存在或以任何組合形式存在。例如， 下文中將要討論的關(guān)于本發(fā)明任何被說明的實(shí)施例的各種特征均可以被結(jié)合在上述本發(fā) 明的任何方面中，無論是單獨(dú)的還是以任何組合形式。


圖1是示出被接納在泵上的泵組件的局部部分的腸內(nèi)輸注泵的透視圖。
圖2是圖1所示的泵組件的正視圖。
圖3是圖1所示的泵和體現(xiàn)本發(fā)明各方面的安全聯(lián)鎖裝置的放大局部剖視圖。
圖4是圖3的俯視平面圖。
圖4A是與圖4相似的示出安全聯(lián)鎖裝置中的光線傳播的示意圖。
圖5是泵和體現(xiàn)本發(fā)明另幾個方面的安全聯(lián)鎖裝置的俯視平面圖。
圖6是泵的電磁輻射檢測系統(tǒng)的示例性方框圖。
圖6A是示出圖6的電磁輻射檢測系統(tǒng)的一些方面的示例性示意圖。
圖7是示出確定泵組件是否裝載在泵中的方法的示例性流程圖。
圖7A是示出體現(xiàn)本發(fā)明一些方面的可見光檢測器電路的示例性示意圖。
圖8是具有處于打開位置的蓋子的泵的透視圖。
圖9是具有處于關(guān)閉位置的蓋子的圖8中的泵的透視圖。
在附圖的幾個視圖中，對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的部件。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的腸內(nèi)輸注泵(廣義地，“泵送設(shè)備”)整體以1表示。輸注泵包括整體以3表示的外殼，其構(gòu)造成用于安裝整體以5表示的泵組件(參見 圖1和2)。應(yīng)當(dāng)理解，這里使用的“外殼”可包括許多形式的支承結(jié)構(gòu)(未示出)，該支承結(jié) 構(gòu)包括而不限于，多部分結(jié)構(gòu)和并不包圍或容納泵1的工作元件的結(jié)構(gòu)。泵1還具有用戶 界面，其形式為，例如，位于外殼3前面的能夠顯示關(guān)于泵1的狀態(tài)和/或運(yùn)行信息的顯示 屏9。在顯示屏9側(cè)面的按鈕11設(shè)置成用于控制和獲得來自泵1的信息。應(yīng)當(dāng)理解，盡管 所示的泵1是旋轉(zhuǎn)蠕動腸內(nèi)輸注泵，但是本發(fā)明也能應(yīng)用于適配成接納泵組件的其它類型 的泵(未示出)，包括醫(yī)學(xué)輸液泵。與這里所述的泵大致屬于相同類型的泵在共同受讓的、 標(biāo)題為"ENTERAL DELIVERY SET WITH SHADED DRIP CHAMBER，，的美國專利 No. 4，909，797 中示出，該專利的公開內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。腸內(nèi)輸注泵1還包括泵送單元(整體以23表示)，其具有位于外殼3內(nèi)的泵馬達(dá) (未示出)。電線27從外殼3延伸以用于連接到馬達(dá)的電源上?？蛇x擇地，或者附加地，可 在外殼3內(nèi)接納蓄電池(未示出)以用于給泵馬達(dá)供電。泵送單元23還包括安裝在泵送單 元的可旋轉(zhuǎn)軸(未示出)上的泵轉(zhuǎn)子(整體以37表示)。在一個實(shí)施例中，泵轉(zhuǎn)子37包括 內(nèi)部盤39，外部盤41和三個滾軸43 (僅示出一個)，這些滾軸43安裝在該內(nèi)部盤和外部盤 之間以便相對于所述盤圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)。在所示實(shí)施例中，泵馬達(dá)、可旋轉(zhuǎn)軸和泵轉(zhuǎn)子 37可被廣義地看作是“泵送裝置”。泵殼體3包括位于泵轉(zhuǎn)子37上方的第一下部凹槽45， 和總體上鄰近第一下部凹槽的第二下部凹槽47。殼體3具有大致與第一下部凹槽45沿軸 向?qū)R的上部凹槽49，和位于該上部凹槽的底部以用于接納并保持泵組件5的一部分的肩 部51。殼體3內(nèi)的位于第二下部凹槽47上方的彎曲凹槽53接納和將泵組件5的另一部分 保持在適當(dāng)位置。下部凹槽45、47，上部凹槽49和彎曲凹槽53可以單獨(dú)地或作為一組被廣 義地看作是殼體3的“接納部分”，其以下文將更詳細(xì)地說明的方式接納泵組件5的部分。現(xiàn)參照圖2，泵組件5包含總體上用55指示的輸液管(廣義上為“導(dǎo)管”)，該輸液 管在至少一個流體源和患者之間提供了流體路徑。輸液管55可由醫(yī)用級的可變形硅樹脂 制成，并且包括第一管部57，在此實(shí)施例中該第一管部57連接在滴注器59和總體上用61 指示的安全聯(lián)鎖裝置之間。第二管部63連接到安全聯(lián)鎖裝置61，并且在輸液管55的出口連 接到連接器例如帶倒鉤的(barbed)連接器65，該連接器適于連接到附裝在患者上的胃造 口裝置(未示出)。第三管部67在輸液管55的入口連接到營養(yǎng)液的袋子69并且連接到滴注 器59。如前文所述，可使用不同結(jié)構(gòu)的泵組件，例如可使用重新檢定組件(recertification set，未示出)以驗證和/或校正泵的精度。泵1可被構(gòu)造成自動識別哪種組件被安裝，并 且改變其操作以適合特定泵組件的要求。另外，泵1可構(gòu)造成利用傳感器檢測第一管部57 是否被正確地安裝在泵上。參照圖3，其中示出安全聯(lián)鎖裝置61和接納該安全聯(lián)鎖裝置61的外殼3的一部分 的剖視圖。安全聯(lián)鎖裝置61連接泵組件5的第一管部57和第二管部63并且具有中心軸 向孔81以允許流體在第一管部57和第二管部63之間流動。安全聯(lián)鎖裝置61具有接納第 一管部57的一部分的上部圓柱形部分83，從該上部圓柱形部分83沿徑向向外延伸的電磁 輻射傳播影響構(gòu)件87，和被接納在第二管部63內(nèi)以使該第二管部63連接到安全聯(lián)鎖裝置 61的下部圓柱形部分89。應(yīng)理解，安全聯(lián)鎖裝置61尤其是構(gòu)件87可與泵組件5分開，和/ 或可附裝到泵組件5上以便液體不通過該安全聯(lián)鎖裝置61。電磁輻射傳播影響構(gòu)件87的 尺寸形成為當(dāng)泵組件5被正確地裝載在泵1上時，該構(gòu)件87被接納在該泵中的第二下部凹槽47的底部處形成的總體上用91指示的底座上。在所示實(shí)施例中，底座91大致為半圓 柱形以便與安全聯(lián)鎖裝置61的形狀對應(yīng)，并且包含在第二下部凹槽47內(nèi)的面對軸向的表 面95和在第二下部凹槽47內(nèi)的面對徑向的表面99。在圖3所示的實(shí)施例中，當(dāng)輻射傳播影響構(gòu)件87被安放成基本上與底座91的面 對軸向的表面95面對面時，泵1基本上可正確地起作用。但是，構(gòu)件87在底座91內(nèi)圍繞其 軸線的旋轉(zhuǎn)方位基本上與操作無關(guān)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可使用定位傳播影響構(gòu)件87的其 他方式。安全聯(lián)鎖裝置61和殼體3內(nèi)的底座91的形狀可形成為防止泵組件5被意外移 位，并且防止使用不具有安全聯(lián)鎖裝置61的不相容的泵組件。在所示實(shí)施例中，安全聯(lián)鎖 裝置61和底座91大致為圓柱形，但是應(yīng)理解，安全聯(lián)鎖裝置61和底座91可使用其他形狀 (例如六角形)。在一個實(shí)施例中，安全聯(lián)鎖裝置61包含不透可見光但是易于傳輸紅外范 圍內(nèi)的電磁輻射的材料(例如，熱塑性聚合樹脂，如聚砜熱塑性樹脂或其他合適的材料)。 還可設(shè)想，安全聯(lián)鎖裝置61可傳輸可見光但是不透紅外輻射，這也不偏離本發(fā)明的范圍?？偟膩碚f，安全聯(lián)鎖裝置61的構(gòu)件87能夠通過漫射、衍射、反射、折射和/或阻 隔，或者漫射、衍射、反射、折射和/或阻隔的任何組合來影響電磁輻射的傳播。漫射通常被 理解為電磁輻射射線在從粗糙表面反射時或者在電磁輻射透射通過半透明介質(zhì)期間的散 射。衍射通常被理解為電磁輻射射線在不透明物體的邊緣周圍的彎曲。反射應(yīng)被理解為刺 射在表面上但是基本沒有進(jìn)入提供該反射表面的物質(zhì)的粒子或輻射能的行進(jìn)方向的返回 或改變。折射應(yīng)被理解為在輻射能的射線傾斜地從一個介質(zhì)進(jìn)入傳播速度不同(例如，具 有不同密度的介質(zhì))的另一個介質(zhì)時該射線的運(yùn)動方向的改變。折射量基于折射系數(shù)，該 折射系數(shù)部分取決于面對該介質(zhì)的材料的密度。阻隔應(yīng)被理解為是指基本上阻礙電磁輻射 射線穿過介質(zhì)。參照圖4，IR發(fā)射器105被定位在殼體3的第二下部凹槽47中的凹部113內(nèi)，從 而來自該發(fā)射器的電磁輻射(由圖4內(nèi)的箭頭Al指示)指向安全聯(lián)鎖裝置61的電磁輻射 傳播影響構(gòu)件87 (還參見圖3)。當(dāng)相容的泵組件5被正確裝載從而安全聯(lián)鎖裝置61被正 確地安置在底座91上時，來自IR發(fā)射器105的紅外輻射漫射通過電磁輻射傳播影響構(gòu)件 87并在內(nèi)部被反射，從而該紅外輻射指向IR檢測器109并被IR檢測器109接收?？赏ㄟ^ 在構(gòu)件87的材料中添加粒子來增強(qiáng)漫射。在此實(shí)施例中，主要通過內(nèi)部反射影響紅外輻射 傳播。對紅外輻射傳播的其他作用例如漫射也可有所幫助。但是，被折射的任何紅外輻射 是最少的并且對IR檢測器109“看到”的紅外輻射信號沒有貢獻(xiàn)(即，折射導(dǎo)致信號強(qiáng)度減 小)。該IR檢測器被定位在底座91的面對徑向的表面99中的凹部117內(nèi)。如下文所述， 可見光檢測器111可被定位在凹部119內(nèi)。凹部113、117、119使該IR發(fā)射器105、IR檢測 器109和可見光檢測器111位于凹處隱藏，以保護(hù)它們不與傳播影響構(gòu)件87物理接觸。盡 管未示出，但是清晰的塑料窗口可將發(fā)射器105和檢測器109、111中的每一個封閉在它們 對應(yīng)的凹部113、117、119內(nèi)以便提供附加保護(hù)。此外，凹部117和119有助于屏蔽檢測器 109和111免受周圍的電磁輻射(該電磁輻射可包含可見光和紅外輻射兩者)。在所示實(shí)施例中，IR發(fā)射器105與IR檢測器109成大約90度定位。當(dāng)泵組件5 沒有被裝載在第二下部凹槽47內(nèi)并且電磁輻射傳播影響構(gòu)件87沒有被接納在底座91內(nèi) 時，來自IR發(fā)射器105的紅外輻射不會被IR檢測器109檢測到。另外，當(dāng)安全聯(lián)鎖裝置61 沒有被接納在底座91上時，來自泵1外部的可見光(例如周圍的光)可進(jìn)入第二下部凹槽47并且被可見光檢測器111檢測到。傳播影響構(gòu)件87由透射紅外輻射但是不可透過可見 光的材料構(gòu)成。傳播影響構(gòu)件87可以是整體式或者可具有其他結(jié)構(gòu)例如透射紅外輻射但 是不透射可見光的外部層(未示出)以及可透射紅外輻射和可見電磁輻射兩者的內(nèi)部層或 核心。 參照圖4A，其中示意性地示出紅外輻射在電磁輻射傳播影響構(gòu)件87內(nèi)的運(yùn)動。IR 發(fā)射器105朝構(gòu)件87的側(cè)面發(fā)射圓錐狀形式的紅外輻射。IR發(fā)射器105被設(shè)置成總體垂 直于構(gòu)件87的直接相鄰的側(cè)面。圓錐體的中心線CL在附圖中示出。為了簡單起見，我們將 忽略漫射并且觀察輻射射線R1，該輻射射線Rl是圓錐體的大約一半的二等分線。射線Rl 代表在此半個圓錐體內(nèi)的紅外輻射的標(biāo)稱路徑。圓錐體的另一半(即，在圖4A內(nèi)的中心線 CL上方的部分)被認(rèn)為很少用于或不用于提供能夠被IR檢測器109檢測的光信號。在此 示例中，射線Rl以一定角度照射傳播影響構(gòu)件87的側(cè)面以便其可進(jìn)入該構(gòu)件而不是被反 射回來。射線Rl大致朝構(gòu)件87的中心行進(jìn)，直到射線Rl到達(dá)圍繞該構(gòu)件的軸向孔81的 邊界B (廣義上為“內(nèi)部邊界區(qū)域”)。射線Rl朝構(gòu)件87的側(cè)面被反射回來，在構(gòu)件87的 側(cè)面處該射線的合適百分比朝中心被反射回來。在邊界B處，射線Rl被再次朝構(gòu)件87的 側(cè)面反射回來。最后，射線在離開IR發(fā)射器105的位置大約96度的位置處照射構(gòu)件87的 內(nèi)側(cè)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特別高強(qiáng)度級的紅外輻射在此位置逃離構(gòu)件87。因此，IR檢測器109優(yōu) 選地位于此處或者在大約75-105度的范圍內(nèi)。根據(jù)反射的預(yù)期，在距IR發(fā)射器105大約 49度的位置處發(fā)現(xiàn)另一個較高強(qiáng)度的波節(jié)(node)。 電磁輻射傳播影響構(gòu)件87的邊界B可用與該構(gòu)件的其余部分相同的材料制成。在 邊界B處的材料可比其余部分被更多地“拋光”(即，更像鏡面)，以提高反射透射在該邊界 上的電磁輻射的能力。但是，構(gòu)件87的中心部分也可用單獨(dú)的材料形成。在此情況下，構(gòu) 件87可由內(nèi)部構(gòu)件和外部構(gòu)件形成。在使用時，泵組件的輸注流體袋子69可從合適的支 承件例如IV桿(未示出)懸掛。滴注器59可在如圖1所示的操作位置被放置在第一下部 凹槽45和上部凹槽49內(nèi)。第一管部57圍繞泵轉(zhuǎn)子37的下部部分放置，并且安全聯(lián)鎖裝 置61放置在位于第二下部凹槽47的底部的底座91上。第二下部凹槽47內(nèi)的底座91總 體上定位成使得安全聯(lián)鎖裝置61可在其中第一管部57基本上圍繞泵轉(zhuǎn)子37伸展的位置 放置在第二下部凹槽47內(nèi)。IR發(fā)射器105和IR檢測器109可間歇或連續(xù)地檢查被正確裝 載的泵組件5的存在。當(dāng)安全聯(lián)鎖裝置61被接納在底座91上的合適的操作位置時，來自 IR發(fā)射器105的紅外信號指向電磁輻射傳播影響構(gòu)件87。該電磁輻射傳播影響構(gòu)件87允 許紅外輻射進(jìn)入其內(nèi)部，其中電磁輻射被漫射和在內(nèi)部反射(見圖4和4A)。被朝外重新 定向并且大致與電磁輻射傳播影響構(gòu)件87成直角地投射該構(gòu)件的外部邊界的一些紅外輻 射離開該電磁輻射傳播影響構(gòu)件87。一些逃離的紅外輻射指向IR檢測器109。該IR檢測 器109周期性地操作，并且當(dāng)相容的泵組件5已經(jīng)被正確地裝載到泵1上時檢測到紅外輻 射的存在。在檢測到紅外信號時，IR檢測器109向泵1的控制器(例如，圖6中的控制器 504)發(fā)送對應(yīng)的信號。另外，當(dāng)安全聯(lián)鎖裝置61被裝載到底座91上時，構(gòu)件87阻止可見 光到達(dá)可見光檢測器111。當(dāng)泵組件5被裝載時，可見光檢測器111向控制器發(fā)送信號，以 指示可見光被阻隔并且泵1可被操作。 圖5示出本發(fā)明的另一實(shí)施例中的底座91和安全聯(lián)鎖裝置61。圖5所示的實(shí)施 例與圖4-4A中的實(shí)施例相似，只是增加了可見光發(fā)射器433 (例如，綠光發(fā)射二極管)。此實(shí)施例包括在外殼3中的相應(yīng)凹室內(nèi)的IR發(fā)射器105、IR檢測器109、可見光檢測器111以 及可見光發(fā)射器433。在此實(shí)施例中，IR發(fā)射器105和IR檢測器109相互成大約90度角 設(shè)置，可見光發(fā)射器433和可見光檢測器111相互成大約90度角設(shè)置。其他相對的角度也 是可能的。一般來說，IR檢測器109相對于IR發(fā)射器105定位成使得在不存在安全聯(lián)鎖 裝置61的情況下，由IR發(fā)射器105發(fā)射的紅外輻射不會投射到IR檢測器109上，并且可 見光檢測器111相對于可見光發(fā)射器433定位成使得在不存在安全聯(lián)鎖裝置61的情況下， 由可見光發(fā)射器433發(fā)射的可見光將投射到可見光檢測器111上。IR發(fā)射器105和可見光 發(fā)射器433均設(shè)置成大致垂直于當(dāng)被正確安裝到泵1上時的安全聯(lián)鎖裝置61的緊鄰側(cè)。 并且，在這一實(shí)施例以及其它實(shí)施例中，發(fā)射器105、433和安全聯(lián)鎖裝置61之間的縫隙相 對于安全聯(lián)鎖裝置的直徑優(yōu)選地要小(例如，標(biāo)稱地為0. 005英寸或大約0. 13mm)。此實(shí)施 例的安全聯(lián)鎖裝置61可透射紅外輻射但是不透過可見光。換句話說，安全聯(lián)鎖裝置61過 濾掉可見光但是使紅外輻射通過。在一個實(shí)施例中，IR發(fā)射器105和IR檢測器109均間歇地操作以檢測安全聯(lián)鎖 裝置61在底座91上的存在情況。IR發(fā)射器105操作以生成紅外輻射脈沖模式。IR檢測 器109以檢查來自IR發(fā)射器105的電磁輻射的存在的一系列檢測器啟動或脈沖進(jìn)行操作。 通常，在給定的一段時間內(nèi)，IR檢測器109的啟動數(shù)量將大于來自IR發(fā)射器105的脈沖數(shù) 量。例如，IR檢測器109可在三秒的時間段內(nèi)具有兩個啟動，并且IR發(fā)射器105可被編程 以在三秒的時間段內(nèi)產(chǎn)生一個紅外輻射脈沖。在該三秒的時間段內(nèi)，泵1的檢測器啟動與 發(fā)射器啟動的比率為大約2 1。應(yīng)理解，泵1可具有其他比率，并且IR發(fā)射器105和IR 檢測器109可以其它預(yù)定的間歇模式操作而不會背離本發(fā)明的范圍。泵1可構(gòu)造成識別IR 發(fā)射器105的特定的例如不規(guī)則的啟動模式。參照圖6，其中示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測泵組件5是否裝載在泵1中 的系統(tǒng)的方框圖。泵1的電源502為泵1的控制器504供電?？刂破?04啟動如上所述的 電磁輻射發(fā)射器506 (例如，IR發(fā)射器105或者可見光發(fā)射器433)，從而電磁輻射發(fā)射器 506以預(yù)定頻率發(fā)射具有預(yù)定波長的電磁輻射。與泵1相容的泵組件5如果正確裝載在泵 上，則將修改所發(fā)射的電磁輻射(即，安全聯(lián)鎖裝置61在被正確安裝在泵1中時修改所發(fā) 射的電磁輻射)。檢測器510(例如，IR檢測器109和/或可見光檢測器111)接收電磁輻 射并向濾波器512 (例如，貝塞爾或其他類型的帶通濾波器)提供相應(yīng)的檢測器信號。濾波 器512基本上濾掉與預(yù)定頻率不同的頻率，并且放大器514放大過濾后的信號。本領(lǐng)域技 術(shù)人員對于用以實(shí)現(xiàn)帶通濾波器等的許多合適的電路都是熟悉的。如圖6所示，偏差電路(offset circuit) 516將該信號與一基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，電源 502的電壓的1/2)相參照，并且比較器518將來自檢測器和偏差電路的偏差輸出信號與一 閾值(例如，電源502的電壓的2/3)相比較。比較器518根據(jù)比較結(jié)果向控制器504提供 檢測信號。例如，當(dāng)偏差信號超出閾值時，比較器518可提供數(shù)字“高”信號(例如，5伏)， 而當(dāng)偏差信號沒有超出閾值時，提供數(shù)字“低”信號(例如，0伏)。如上所述，控制器504 根據(jù)檢測信號確定與泵1相容的泵組件是否正確裝載在泵1中。也就是說，如果像相容的 泵組件5被正確裝載在泵1上一樣，所發(fā)射的電磁輻射已經(jīng)被修改，則控制器504確定相容 的泵組件5被正確裝載在泵1上并且使泵1能夠操作?？刂破?04可以通過泵1的用戶界 面520如顯示屏9警告泵1的用戶泵組件沒有被裝載。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，濾波器512、放大器514、偏差電路516以及比較器518可以集成在控制器504或者檢測器510或者 其組合之中。圖6A示出了用于實(shí)現(xiàn)濾波器512和比較器518的示例性電路。參照圖7，一流程圖示出了用于確定配備有安全聯(lián)鎖裝置61的相容的泵組件5是 否正確裝載在泵1中的示例性方法。在602，泵1的發(fā)射器506以預(yù)定頻率(例如，IkHz)間 歇性地發(fā)射具有預(yù)定波長的電磁輻射(例如，大約880納米的IR)。在604，如果與泵1相 容的泵組件5正確裝載在泵1中，則電磁傳播影響元件87將修改所發(fā)射的電磁輻射。泵組 件5可例如通過阻斷被發(fā)射的電磁輻射或通過傳導(dǎo)被發(fā)射的電磁輻射來修改被發(fā)射的電 磁輻射。在606，檢測器510接收包括具有所述預(yù)定波長的電磁輻射在內(nèi)的電磁輻射，并產(chǎn) 生相應(yīng)的檢測器信號。在608，檢測器信號由諸如貝塞爾型帶通濾波器的帶通濾波器濾波， 在610，由放大器放大輸出信號。在612，偏差電路將放大的輸出信號與一基準(zhǔn)值例如泵1的 電源電壓的1/2相參照，在614，比較器將偏差輸出信號與一閾值(例如，電源電壓的2/3) 相比較。等于電源電壓的1/2的基準(zhǔn)值選定為使得輸出信號范圍不被接地電壓(0伏)或 電源的最大電壓鉗制(clipped)，并且根據(jù)對泵1的測試選定等于電源電壓的2/3的閾值， 以提供對被發(fā)射的電磁輻射在檢測器上的精確檢測。在616，比較器產(chǎn)生指示偏差輸出信號 是否超出閾值的檢測信號。在618，泵1的控制器根據(jù)該檢測信號確定相容的泵組件5是否 裝載在泵1中，該檢測信號與來自濾波器的輸出信號有關(guān)。如果控制器確定泵組件5裝載 在泵1中(例如，由IR發(fā)射器105發(fā)射的IR在IR檢測器109被接收)，在620，控制器允 許泵送操作開始。在626，控制器可以通過泵1的用戶界面如顯示屏9通知泵1的用戶可以 進(jìn)行泵送操作。環(huán)境光包含多個波長的電磁輻射。太陽光連續(xù)產(chǎn)生所有波長的電磁輻射，其中任 何波長都不占主導(dǎo)。熒光光源產(chǎn)生相對少的IR，但是來自白熾燈泡的以大約60Hz脈動的 電磁輻射的強(qiáng)度總體上隨著電磁輻射波長的增加而增加，從而白熾光源產(chǎn)生過量的IR。因 此，環(huán)境光在大約OHz和60Hz產(chǎn)生IR干涉，并且對另一頻率(即，所發(fā)射的IR信號進(jìn)行脈 動的預(yù)定頻率)的濾波會大大減少這些噪聲源(干擾源)的影響。對可見光來說，太陽光連續(xù)地產(chǎn)生可見范圍內(nèi)的電磁輻射，其可能干擾精確的可 見光信號的檢測。白熾光源產(chǎn)生大約60Hz的可見光，其強(qiáng)度通常隨著可見光波長的增加而 增加。熒光光源在可見范圍內(nèi)產(chǎn)生大約60Hz的電磁輻射，其在特定波長比在其他波長的強(qiáng) 度要強(qiáng)得多。白熾和熒光光源都產(chǎn)生相對少的具有510納米波長的可見光(S卩，綠光)。因 此，通過發(fā)射和檢測具有510納米波長的可見光信號來減少可見光噪聲。有利地，本發(fā)明的 另幾個方面通過濾波以排除波長不等于510納米的電磁輻射來大大減少這些噪聲源的影 響?？蛇x擇地，或者附加地，由于太陽光產(chǎn)生非脈動的可見光，而熒光和白熾光源產(chǎn)生以大 約60Hz脈動的可見光，所以通過在另一頻率(即，可見光信號進(jìn)行脈動的預(yù)定頻率)進(jìn)行 濾波可大大減少這些噪聲源的影響。電磁輻射檢測器具有固有波長響應(yīng)特性。換句話說，改變電磁輻射的波長將以不 同程度影響給定檢測器的檢測器信號。通常，檢測器的響應(yīng)曲線類似于帶通濾波器曲線。例 如，當(dāng)暴露在大約510納米的綠光下時，與同樣幅度的大約600納米的可見光相比，具有以 大約510納米為中心的通帶的可見光檢測器的檢測器信號更強(qiáng)。以510納米為中心的可見 光檢測器的一個例子是由加利福尼亞的Microsemi of Garden Grove制造的LX1972。圖 7A示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的可見光檢測器111。
在一個實(shí)施例中，泵組件5通過將IR傳輸?shù)絀R檢測器來修改IR，如果檢測信號對 應(yīng)于所發(fā)射的IR信號，則控制器確定相容的泵組件5裝載在泵1中。在另一實(shí)施例中，泵 組件5通過阻斷可見光來修改可見光，并且如果檢測信號不對應(yīng)于所發(fā)射的可見光，則控 制器確定相容的泵組件5裝載在泵1中。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，為了確定相容的泵組 件5正確裝載在泵1中，控制器504必須既確定所發(fā)射的IR信號被IR檢測器接收，還確定 所發(fā)射的可見光信號被阻斷而不能到達(dá)可見光檢測器。如果控制器504確定相容的泵組件5沒有被正確裝載，則在622，控制器禁止泵送 操作。在624，控制器504通過泵1的用戶界面如顯示屏9借助聲音和/或視覺警報來通知 泵1的用戶相容的泵組件5沒有正確裝載在泵1中。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，控制器504使IR發(fā)射器105 (參見圖5)脈動直到IR檢 測器109接收到識別安全聯(lián)鎖裝置61裝載在泵1中的信號。有利地，濾波器512防止不同 于所述脈動的IR的電磁輻射影響所述信號。接下來，可見光發(fā)射器433被啟動以發(fā)送光信 號，如果安全聯(lián)鎖裝置61正確裝載在底座91中，則該光信號被安全聯(lián)鎖裝置61阻斷?？?見光檢測器111被操控以檢查可見光信號并檢測過量的環(huán)境光。如果檢測到任何一種情況 (即，來自發(fā)射器433的光或者過量的環(huán)境光)，則控制器504啟動警報以警告用戶檢查泵 組件5的對準(zhǔn)狀況并且不允許泵1操作，直到所述情況被校正。環(huán)境光被安全聯(lián)鎖裝置61 阻斷使得控制器504識別出相容的泵組件5被正確裝載以及泵可以被操作。如果在IR檢 測器109檢測到存在安全聯(lián)鎖裝置61之后可見光檢測器111檢測到來自可見光發(fā)射器433 的可見光信號，則泵1檢測到故障情況?，F(xiàn)參照圖8和9，其中示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有大致處于打開位置的蓋 子1122的腸內(nèi)輸注泵1105。泵1105包括泵轉(zhuǎn)子37、用于保持泵組件5的滴注室59的第 一凹槽1112、以及用于保持泵組件5的安全聯(lián)鎖裝置61的第二凹槽1118。安全聯(lián)鎖裝置 61具有電磁輻射傳播影響構(gòu)件87。泵組件5還包括纏繞在泵轉(zhuǎn)子37上并且流體地連接滴 注室59和安全聯(lián)鎖裝置61的輸液管。泵組件5可從泵1105上移除。所述泵還包括IR發(fā) 射器105、IR檢測器109、可見光發(fā)射器433和可見光檢測器111。如上所述，泵1105的控 制器(例如，泵1的控制器504)根據(jù)來自IR檢測器109和可見光檢測器111的輸入，確定 相容的泵組件5是否裝載在泵1105中。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，通過關(guān)閉蓋子1122來 啟動用于確定相容的泵組件5是否被正確裝載的IR發(fā)射器105和檢測器109以及可見光 發(fā)射器433和檢測器111的操作。蓋子1122總體上是不透明的，從而當(dāng)安全聯(lián)鎖裝置61被接納在第二凹槽1118內(nèi) 時所述蓋子防止可見光傳輸?shù)娇梢姽鈾z測器。這使得泵1105能夠在高環(huán)境光情況下運(yùn)行， 同時準(zhǔn)確確定泵組件5是否正確裝載。蓋子1122可以鉸接到泵1105上從而在打開位置 (圖8)和關(guān)閉位置(圖9)之間樞轉(zhuǎn)，其中在打開位置，蓋子并不覆蓋第二凹槽1118以便 安全聯(lián)鎖裝置61可以被接納在第二凹槽內(nèi)或者從第二凹槽被取出，而在關(guān)閉位置，蓋子基 本上覆蓋被接納在第二凹槽內(nèi)的整個安全聯(lián)鎖裝置61。蓋子1122包括上臂和下臂1124、 1126，其具有尺寸和形狀制成為用于在蓋子關(guān)閉時以總體上緊密配合的關(guān)系接納與安全聯(lián) 鎖裝置相關(guān)聯(lián)的輸液管的槽口 1128、1130，從而基本上在所有側(cè)面將安全聯(lián)鎖裝置61包圍 起來，由此當(dāng)安全聯(lián)鎖裝置被接納在第二凹槽內(nèi)時，阻止環(huán)境光到達(dá)可見光檢測器。所述槽 口可襯有彈性材料如橡膠(未示出)，從而能夠?qū)⒉煌叽绲墓茏淤N合地接納在槽口內(nèi)，以便基本上在所有側(cè)面包圍安全聯(lián)鎖裝置，同時不會擠壓泵組件5的管子而造成閉塞。蓋子 1122 (例如，上臂1124)在蓋子關(guān)閉時還可以幫助將安全聯(lián)鎖裝置61正確定位在第二凹槽 1118內(nèi)。更具體地，槽口 1128的尺寸制成為使得安全聯(lián)鎖裝置61不能通過該槽口 1128。 這樣當(dāng)蓋子1122關(guān)閉時安全聯(lián)鎖裝置61被上臂1124保持在第二凹槽1118內(nèi)。包括上臂 和下臂1124、1126的蓋子1122可以通過諸如注射模塑形成為單個材料件。蓋子1122還包 括能夠容易地抓握以用于打開和關(guān)閉蓋子1122的凹陷部1132和手指握持部1134。應(yīng)當(dāng)理 解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，蓋子可以具有不同的構(gòu)造。當(dāng)介紹本發(fā)明或其優(yōu)選實(shí)施例的元件時，冠詞“一”、“該”和“所述”是指存在一個 或多個該元件。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”將是包含性的，是指除了列出的元件之外還 可能存在其他元件。此外，使用“上”、“下”、“頂部”和“底部”以及這些術(shù)語的變型僅是為 了方便，而并不是要求該部件的任何特定方位。由于可對上文做出多種改變而不會背離本發(fā)明的范圍，所以以上說明書中包含的 以及附圖中所示的所有內(nèi)容都應(yīng)被解釋為是示例性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
一種醫(yī)療泵，用于經(jīng)裝載在該醫(yī)療泵中的泵組件泵送流體，所述泵組件適配成用于在被正確裝載在醫(yī)療泵中時修改經(jīng)所述泵組件傳輸?shù)碾姶泡椛?，所述醫(yī)療泵包括發(fā)射器，該發(fā)射器用于發(fā)射具有預(yù)定波長的電磁輻射；檢測器，該檢測器用于接收電磁輻射并提供代表由所述檢測器接收的電磁輻射的檢測器信號，所述由檢測器接收的電磁輻射包括由所述發(fā)射器發(fā)射的具有預(yù)定波長的電磁輻射、以及具有至少一個與所述預(yù)定波長不同的波長的電磁輻射；濾波電路，該濾波電路用于過濾由所述檢測器提供的檢測器信號以排除代表具有與所述預(yù)定波長不同的波長的電磁輻射的檢測器信號的部分，所述濾波電路提供代表經(jīng)過濾的檢測器信號的輸出信號；以及控制器，該控制器用于根據(jù)輸出信號確定相容的泵組件是否正確裝載在所述泵中，所述控制器構(gòu)造成當(dāng)輸出信號指示相容的泵組件正確裝載在所述泵中時，使所述泵能夠進(jìn)行泵送。
2.一種用于確定相容的泵組件是否正確裝載在醫(yī)療泵中的方法，所述泵組件在被正確 裝載在泵中時修改在所述泵組件中傳輸?shù)碾姶泡椛?，所述方法包括由所述泵的發(fā)射器發(fā)射電磁輻射脈動通過裝載在所述泵中的泵組件的一部分，所述電 磁輻射具有預(yù)定波長并且以預(yù)定頻率脈動；在所述泵的檢測器上接收電磁輻射并提供代表所接收到的電磁輻射的檢測器信號，所 述在泵的檢測器上接收的電磁輻射包括具有所述預(yù)定波長的電磁輻射、以及具有至少一個 與所述預(yù)定波長不同的波長的電磁輻射；通過泵的濾波電路對所述檢測器信號濾波以排除不同于所述具有預(yù)定波長的電磁輻 射脈動的預(yù)定頻率的頻率，所述濾波電路提供代表由所述檢測器接收的以預(yù)定頻率脈動的 電磁輻射的強(qiáng)度的輸出信號；將該輸出信號與一閾值相比較以確定所發(fā)射的經(jīng)所述泵組件傳輸?shù)碾姶泡椛涫欠褚?被修改；產(chǎn)生代表比較結(jié)果的檢測信號；以及根據(jù)所述檢測信號確定所述泵組件是否與所述泵相容和正確裝載在所述泵中。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療泵以及確定相容的泵組件是否正確裝載在醫(yī)療泵中的方法。具體地，本發(fā)明提供一種包括電磁發(fā)射器和檢測器的醫(yī)療泵。發(fā)射器發(fā)射具有預(yù)定波長的電磁輻射。與醫(yī)療泵相容的泵組件當(dāng)被正確安裝在泵中時修改所發(fā)射的電磁輻射。檢測器接收電磁輻射，并且濾波器排除波長不同于所述預(yù)定波長的電磁輻射。所述泵監(jiān)控經(jīng)濾波的信號以確定所接收的電磁輻射是否對應(yīng)于所發(fā)射的被正確裝載的、相容的泵組件修改的電磁輻射，并據(jù)此確定相容的泵組件是否正確裝載在泵中。本發(fā)明還提供了一種用于確定相容的泵組件是否正確裝載在醫(yī)療泵中的方法。
文檔編號A61M5/142GK101947338SQ201010255038
公開日2011年1月19日 申請日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者G·J·瓦爾德霍夫, J·E·普萊斯, J·E·福雷斯特, M·E·比舍 申請人:科維迪恩股份公司