CN100487619C - 用于流动控制装置的流动监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流动控制装置(10)，具有流动监控系统(12)，该流动监控系统能够检测和识别在被加载到流动控制装置(10)的管理进馈装置(14)内出现的流动。流动控制装置(10)包括能够检测在管理进馈装置(14)中是否存在流体的单个传感器(32)。软件子系统(36)可以操作地连接到单个传感器(32)，其中软件子系统(36)能够识别在被加载到流动控制装置(10)的管理进馈装置(14)内出现的上游和下游流动状态。

Description

用于流动控制装置的流动监控系统

技术领域

本发明涉及一种能够识别管理进馈装置(administration feedingset)内流动状态的流动控制装置。

背景技术

管理输入给病人的包含药品或营养品的流体在本领域是公知的。典型地，通过加载到流动控制装置-诸如泵-的管理进馈装置，将流体传送给病人，其中流动控制装置连接到将流体传送给病人的流体源。

现有技术中的流动控制装置还可以能够监控和检测在流动控制装置运行期间在被加载的管理进馈装置中可能出现的流体流动状态。通常，现有技术中能够监控和检测流动状态的流动监控系统可以依赖于设置在管理进馈装置的上游和下游侧的单独的传感器，以便区分上游或下游的流动状态。

因此，现有技术中需要一种改进的流动控制装置，其具有能够利用一个传感器识别上游流动状态和下游流动状态的流动监控系统，从而使得可以监控流体的流动以及识别在流体传送中已经出现的任何问题。

发明内容

本发明涉及一种流动控制装置，包括：流动控制装置，适于被加载有具有上游侧和下游侧的管理进馈装置；用于检测在管理进馈装置的上游侧中有无流体的单个传感器；以及操作地与该单个传感器相关的软件子系统，其中软件子系统能够识别出现在管理进馈装置内的上游流动状态和下游流动状态。

本发明还涉及一种流动控制装置，包括：流动控制装置，适于被加载有管理进馈装置，其中管理进馈装置具有上游侧和下游侧，其中管理进馈装置被加载到流动控制装置；用于检测在管理进馈装置的上游侧中有无流体的单个传感器；以及操作性地与单个传感器相关的软件子系统，其中软件子系统能够识别出现在被加载到流动控制装置的管理进馈装置内的上游流动状态和下游流动状态。

本发明还涉及一种用于监控流体流动的方法，包括将管理进馈装置的一端接合到至少一个流体源；将管理进馈装置加载到流动控制装置；接合管理进馈装置的另一端；以及识别出现在被加载到流动控制装置的管理进馈装置内的上游流动状态和下游流动状态。

附图说明

图1是根据本发明的、具有流动监控系统的示例性流动控制装置的透视图；

图2是根据本发明的、其上加载有管理进馈装置的流动控制装置的侧视图；

图3是示出根据本发明的、包括流动监控系统的流动控制装置的部件的简化方块图；

图4是根据本发明的流动监控系统的流程图；

图4A是根据本发明在图4中示出的流程图的子程序图；

图5A是示出根据本发明的、由传感器所检测的袋空条件(bagempty condition)的信号强度随时间变化的曲线图；以及

图5B是示出根据本发明的、由传感器所检测的上游阻塞(upstream occlusion)的信号强度随时间变化的曲线图。

具体实施方式

参照附图，根据本发明的流动控制装置的实施例在图1-5中被图示并一般性地被表示为附图标记10。流动控制装置10包括流动监控系统12，其中流动监控系统能够检测和识别出现在管理进馈装置14内的上游和下游流动状态。管理进馈装置14包括管道56，其中管道被加载到流动控制装置10，用于通过将管理进馈装置14的阀门机构26和安装部件74接合到流动控制装置10而将流体传送给病人。这里所采用的术语“加载”是指，阀门机构28和安装部件74接合到流动控制装置10，而管道56在阀门机构28和安装部件74之间处于拉伸状态，使得管理进馈装置14对于与流动控制装置10一起工作处于准备就绪状态。

参照图1和2，根据本发明的示例性流动控制装置10包括：外壳20，适用于将管理进馈装置14加载到流动控制装置10。流动控制装置10包括由主门部(main door)136覆盖的主凹部(main recess)124，并且包括第一和第二凹部58和60，用于分别提供在将阀门机构28和安装部件74接合到第一和第二凹部58、60时适于将管理进馈装置14加载到流动控制装置10的位置。优选地，用于驱动流体的装置-诸如转子26-可旋转地接合通过外壳20，并且用于接合管道56，使得当管理进馈装置14被加载到流动控制装置10时，管道56在第一和第二凹部58、60之间处于拉伸状态。

这里，管理进馈装置14的管道56通向转子26的那部分被称为上游，而管道56远离转子26的那部分被称为下游。因此，转子26的旋转挤压管道56，并且提供用于将流体从管理进馈装置14的上游驱动到下游侧以便传送给病人的装置。本发明可以使用具有用于驱动流体的装置的任何流动控制装置，诸如线性蠕动泵、膜盒式泵、涡轮泵、旋转蠕动泵以及活塞泵。此外，根据本发明，管理进馈装置14中用于阻止流体流动的装置优选为阀门机构28；但是，可以使用任何能够阻止流体流过管理进馈装置14的装置。

参照图1，流动控制装置10还包括用户界面40，该用户界面协助用户操作性地与流动控制装置10交互作用。操作性地与沿盖板(overlay)66设置的多个按钮138相关的显示器70协助用户与微处理器62交互作用，以操作根据本发明的流动监控系统12。

参照图3，流动控制装置10还包括微处理器62，其中微处理器操作性地与单个传感器32连接。软件子系统36操作性地与微处理器62相关，并且还与流动监控系统12和用于阻止流体流动的装置、诸如阀门机构28连接，其中用于阻止流体流动的装置为流动控制装置10提供了检测和识别在流动控制装置10运行期间出现在管理进馈装置14中的上游和下游流动状态的手段。如上所述，流动控制装置10包括单个传感器32，用于检测在管理进馈装置14的上游侧在管道56中是否存在流体。这个单个传感器32位于流动控制装置10的外壳20上，并且被定位以检测在管理进馈装置14的上游侧中是否存在流体。在图2所示的实施例中，单个传感器32被结合到凹入式传感器轨道(recessed sensor track)42中，并且适用于当管理进馈装置14被加载到流动控制装置10时在其中可靠地容纳管道56。

为了使单个传感器32检测在管理进馈装置14的管道56中是否存在流体，需要管道56被接合并保持在传感器轨道42内。在一个实施例中，通过以下方式实现管道56在传感器轨道42内的接合和保持，即在管道56中没有流体并且管道56接合在流动控制装置10周围时启动流动控制装置10，使得由于空气被从管理进馈装置14抽空，产生减小管道56的外径的真空，从而使管道56处于放气状态。在该放气状态中，用户可以很容易在将管理进馈装置14加载到流动控制装置10时将管道56插入传感器轨道42内。

而且，通过没有任何流体的管道56，连接到管道56的阀门机构28被接合到第一凹部58，然后管道56卷绕转子26，并且安装部件74接合到第二凹部60，使得管理进馈装置14被加载到流动控制装置10，并且管道56位于第一和第二凹部58和60之间的部分处于拉伸状态。然后，操作阀门机构28，以允许通过管道56的流体流通，使得空气从管理进馈装置14抽空。因此，当转子26在该启动过程中工作时，在管道56内产生真空，从而迫使它瘪气，这是由于管道56的柔性特性以及缺少包含在管理进馈装置14中的流体。和从工作的转子26所施加的张力相关的管道56的这种暂时性瘪气使得管道56很容易保持在传感器轨道42内。

此外，当流动控制装置10工作、并且管道56接合到传感器轨道42内时，通过管道56的流体流动就相对于传感器轨道42的内径增加管道56的外径。一旦管道56被接合到传感器轨道42内，并且管理进馈装置14的剩余部分被接合到流动控制装置10，流动监控系统16就工作。

微处理器62控制并管理流动控制装置10的各部件的运行。优选地，单个传感器32包括超声波发射器组件90，其发射超声波信号通过管道56位于传感器轨道42中的部分，以提供一种检测手段来检测在信号被接收器组件92接收时在管理进馈装置14的上游侧是否存在流体。接收到超声波信号后，接收器组件92基于由微处理器62所接收的超声波信号的特性来检测沿传感器轨道42在管道56内是否存在流体。接收器组件92然后与微处理器62通信。基于通信到微处理器62的被接收超声波信号的特性，软件子系统36确定在管理进馈装置14内的流体流动是否正常或者存在流动异常性。

软件子系统36通过一系列判定点和步骤，确定在管道56内存在正常流动状态还是异常流动状态，并且如果存在异常流动状态，则确定其是袋空状态、上游阻塞状态还是下游阻塞状态。

参照图4和4A的流程图，示出由软件子系统36执行以便由流动监控系统12实现间歇式测试程序A的多个判定点和步骤。软件子系统36指示流动控制装置10执行涉及检测和区分管理进馈装置14中出现的上游和下游流动状态的多个操作。在正常运行期间，单个传感器32经接合到传感器轨道42内的管道56发射超声波信号，用于检测在管理进馈装置14中是否存在流体。在流动控制装置10工作期间，软件子系统36在预定时间点判定是否启动间歇式测试程序A，以确定是否存在下游阻塞。间歇式测试程序A包括通过阀门机构28来终止通过管理进馈装置14的流体流通、通过单个传感器32来发射和检测超声波以确定是否存在流体，以及在需要时重复这些步骤。

特别地，在步骤289，软件子系统36判定是否执行间歇式测试程序A，如图4A所示。如果是，则微处理器62在步骤290命令流动控制装置10进入OFF状态，以便终止流动控制装置10的运行，使得转子26不再驱动流体通过管道56。在步骤292，微处理器62使阀门机构28位于阻止流体流经管道56的阻塞位置。

在通过阀门机构28阻止流体流动经过管理进馈装置14之后，在步骤294，由单个传感器32获取基线信号，以便当在步骤296重新启动流动控制装置10时为微处理器62提供信号的读数。在重新启动之后，只要沿管理进馈装置14的下游侧没有出现阻塞，存在于管道56内的任何流体应当通过转子26的工作被驱动通过管道56，并且被传送给病人。在一段短的时间之后，阀门机构28处于终止流体流动的阻塞位置就使管道56抽干(run dry of)所有剩余流体，除非出现下游阻塞，这将有效地防止流体被传送给病人，因为流体由于阻塞而被强制保留在管道56内。在预定时间量之后，软件子系统36在步骤298允许任何超量流体从管道56排出。在步骤300，单个传感器32发射另一超声波信号通过管道56，并且进行第二次读取，以确定在管理进馈装置14内是否存在流体。如果流体保留在管理进馈装置14内，则软件子系统36确定存在下游阻塞并且发出警报。

一旦完成了间歇式测试程序A，软件子系统36就到达判定点302，该判定点确定在管道56内是否存在下游流动状态，诸如沿管理进馈装置14的下游侧的阻塞。如果在判定点302没有流体保留在管道56中，则软件子系统36确定不存在下游阻塞。在步骤304，微处理器62复位计数器，并且在步骤306将流动控制装置10设置在OFF状态。阀门机构28然后处于在步骤308允许流体流经管道56的进馈或者冲洗位置。在将阀门机构28激活到进馈或者冲洗位置之后，流动控制装置10在步骤310被设置在ON状态，并且流动监控系统12使软件子系统36返回到步骤289。

如果在判定点302可能出现沿管理进馈装置14的下游侧的阻塞，则到达判定点312。判定点312对单个传感器32检测到在管道56内存在流体的次数进行计数，其被称为Do，而流动监控系统12允许检测可能的下游阻塞的预设最大次数被称为Do(max)。如果在判定点312，Do不大于Do(max)，则软件子系统36将确定不存在下游阻塞，并且阀门机构28被设置在允许流体以前面在步骤304、306、308和310中所述的方式流经管理进馈装置14的位置中。然而，如果Do大于Do(max)，则可能存在下游阻塞，并且软件子系统36将指示微处理器62激活警报68。

优选地，警报68可以是音频、视频、振动或上述方式的任何组合形式。在本发明的一个实施例中，可以想到，特定类型的警报68可以代表出现在管理进馈装置14内的特定异常流动状态，并且可以通过其自身独特的音频、视频和/或振动警报68而被用户识别。例如，具有不同声音的警报68可以表示不同类型的上游和下游流动状态，诸如下游阻塞、袋空状态或者上游阻塞。这些独特的警报68使得流动监控系统12可以用信号表示多个不同异常流动状态的存在。

通过单个传感器32在位于管理进馈装置14上游侧的检测点所确定的在管道56内是否存在流体来确定在管理进馈装置14内存在的上游流动状态、诸如上游阻塞或者袋空状态的检测。然而，不同于沿管理进馈装置14的下游阻塞的检测，检测管理进馈装置14中上游流动状态、诸如上游阻塞或者袋空状态不需要执行间歇式测试程序A。而是，在流动控制装置10正常运行期间完成这些上游流动状态的检测，同时阀门机构28处于允许流体流经管理进馈装置14的进馈或者冲洗位置。

当软件子系统36不执行间歇式测试程序A时，流动监控系统12也检测和区分上游流动状态(诸如正常流动、袋空)以及上游阻塞状态。特别地，在判定点289，如果软件子系统36不启动间歇式测试程序A以检测下游流动状态，则软件子系统36将用于检测和区分正常流动、袋空以及上游阻塞状态。

操作地与流动监控系统12连接的软件子系统36确定在流动控制装置10运行期间在管理进馈装置14内是否存在正常上游流动状态。该操作出现在判定点314，并且基于单个传感器32所检测的是否存在流体来进行确定。特别地，如果单个传感器32检测到在管道56内存在流体，则软件子系统36在判定点314检测流动。存在正常上游流动状态，因为不存在这样的流动状态，即其会在管理进馈装置14的上游侧阻塞或者阻碍流体流动，这会使得单个传感器32检测到不存在流体。如果在判定点314存在流体，则在步骤315，该正常流动状态会被显示在用户界面40上。因此，由于在流动状态期间病人会接收正确剂量的流体，所以不启动警报68。

如果在流动控制装置10运行期间由管道56中不存在流体而证明检测到沿管理进馈装置14上游侧的袋空状态或者阻塞状态，则流动监控系统12只在判定点314激活警报68。软件子系统36在判定点316区分袋空状态和上游阻塞状态。如图5A和5B所示，在判定点316执行对比，以便确定在管理进馈装置14内是存在袋空状态还是上游阻塞。

如进一步所示，图5A和5B中所示的曲线图分别为袋空状态和上游阻塞提供表示接收器组件30B所接收的超声波信号的相对信号强度的预定基线，其提供了基于比较由单个传感器32所获取的多个读数和表示这两个流动异常性的相应预定基线基准来区分这两个上游流动状态的基础。特别地，软件子系统36比较来自由单个传感器32所产生的多个传感器读数的信号强度随时间的变化和用于这些特定流动状态的预定基线基准。这提供了与单个传感器32所获取的读数的比较，从而允许软件子系统36区分袋空和上游阻塞。例如，在袋空状态中，随后的读数之间的变化会随时间而更加快速地减小，而在上游阻塞中，信号变化随时间更慢地减小。应当注意，虽然图5A和5B中的曲线图描述了一个优选基线基准的示例，但是可以采用其他可以区分这两个流动异常性的基线基准。

在基于上述相对于预定基准的信号比较在判定点316确定存在袋空状态以后，软件子系统36激活警报68。如果软件子系统36在判定点316确定存在上游阻塞，则软件子系统36也会指示激活表示这种流动异常性的警报68。

因此，流动监控系统12能够检测和区分上游和下游流动状态，包括出现在管理进馈装置14内的至少四种单独的流动状态。优选地，通过位于管理进馈装置14上游侧的单个传感器32的单个检测点，实现流动监控系统12检测和区分上游和下游流动状态的能力。

虽然上述流动控制装置10是一个示例性实施例，但是本发明预想流动监控系统12可以结合任何合适的流动控制装置来使用。

从上述内容应当理解到，虽然已经阐述和描述了本发明的特定实施例，但是可以对其进行多种变型，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种流动控制装置，适于被加载有管理进馈装置，其中所述管理进馈装置具有上游侧和下游侧，所述流动控制装置包括：

a)包括接收器组件和超声波发射器组件的单个超声波传感器，其中所述超声波发射器组件发射超声波信号通过所述管理进馈装置的一部分到达所述接收器组件，

b)微处理器，操作地连接到所述单个超声波传感器，用于从所述接收器组件接收超声波信号，并且还操作地关联到在所述微处理器上运行的软件子系统，用于检测在所述管理进馈装置的所述上游侧中是否存在流体，以及

c)其中所述软件子系统操作地关联到所述单个超声波传感器，并且被配置为根据所接收到的超声波信号识别在所述管理进馈装置内存在上游流动阻塞还是存在下游流动阻塞。

2.根据权利要求1所述的流动控制装置，还包括用于阻止流体在所述管理进馈装置中流动的装置，所述用于阻止流体流动的装置操作地连接到所述软件子系统。

3.根据权利要求2所述的流动控制装置，其中所述软件子系统阻止流体在所述管理进馈装置中的流动。

4.根据权利要求1所述的流动控制装置，其中所述软件子系统能够识别是否存在袋空状态。

5.根据权利要求1所述的流动控制装置，其中所述软件子系统能够识别是否存在正常流动。

6.一种用于监控流体流动的方法，包括：

a)将管理进馈装置的一端接合到至少一个流体源；

b)加载具有管道、阀门机构和安装部件的所述管理进馈装置，其中所述阀门机构和安装部件接合到流动控制装置；

c)在所述阀门机构和所述安装部件之间拉伸所述管道；以及

d)由与所述管道的一部分邻近定位的单个传感器产生超声波信号，所述超声波信号用于检测所述管道部分中是否存在流体；

e)在微处理器上运行软件子系统，以识别在所述管理进馈装置内存在上游阻塞还是下游阻塞，其中所述微处理器操作地连接到所述单个传感器，用于接收超声波信号，并根据超声波信号检测在所述进馈装置的上游侧中是否存在流体，并且所述软件子系统使用超声波信号来确定上游阻塞和下游阻塞。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括阻止流体在所述管理进馈装置中的流动，以识别在所述管理进馈装置中存在的所述下游阻塞。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述管理进馈装置的另一端被接合到病人。

9.根据权利要求6所述的方法，其中运行软件子系统还包括识别是否存在袋空状态。

10.根据权利要求6所述的方法，其中运行软件子系统还包括识别是否存在正常流动。

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