用于输液泵的堵塞检测制造技术

一种包括导管和力传感器的系统，所述力传感器经由约束元件耦合到导管壁，并且被配置为当导管被约束元件变形时获得导管力的值。所述系统包括处理器，其确定用于拟合包括导管力的值的曲线的参数，以基于用于拟合曲线的参数来确定导管内流体的流体压力值，以及当在导管中识别到阻塞情况时，激活响应于流体压力值和用于拟合曲线的参数的警报器。所述用于拟合曲线的参数包括与所述导管力相关联的至少一个时间衰减参数。还提供了一种用于使用所述系统的方法和一种包括指令以执行上述方法的非暂时性计算机可读介质。

Used for detecting the blockage of infusion pump

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于输液泵的堵塞检测背景本公开总体上涉及用于流体系统中的输液泵的控制机构。更具体地，本公开涉及用于检测和预防针对医疗保健设施中输液泵的阻塞事件的设备和方法。目前可用的输液控制系统包括用于压力测量的机构，其包含与流体接触的侵入式传感器。这些系统在医疗保健应用中用于药物输液设备时，会造成感染和污染的威胁，从而增加使用、处理和处置用过的物品的方案成本。使用非侵入式压力测量方案的其他系统包括复杂的平均算法和机器学习算法，以预测何时输液过程中行为变化的源头是由于阻塞引起的。然而，特别是当某些配置条件变化时(例如，当使用不同的导管时，或在重新配置泵之后)，这些算法的可预测性降低。
技术实现思路
在第一实施例中，提供了用于检测静脉输液导管中的流体状况的系统。该系统包括充满流体的导管和力传感器，该力传感器经由约束元件耦合至导管壁，并且被配置为当导管被约束元件变形时获得导管力的值。该系统还包括存储指令的存储器和处理器，所述处理器被配置为执行所述指令以确定用于拟合曲线的参数，所述曲线包括导管力的值，以基于用于拟合曲线的参数来确定导管内流体的流体压力值，以及当在导管中识别到阻塞情况时，激活响应于流体压力值和用于拟合曲线的参数的警报器，其中用于拟合曲线的参数包括与导管力相关联的时间衰减参数。在第二实施例中，方法包括：利用流体置换系统在导管中产生流体流动，并且利用与导管壁耦合的约束元件使导管变形，并且利用包括约束元件的力传感器收集响应于通过使导管变形而引起的壁变形的导管力的值，并且使用处理器确定用于拟合曲线的参数，所述曲线包括导管力的值，其中用于拟合曲线的参数包括与导管力相关联的时间衰减参数。该方法还包括：基于用于拟合曲线的参数确定导管中流体的流体压力值，基于流体压力值和用于拟合曲线的参数识别导管中的阻塞情况，以及当在导管内识别到阻塞情况时激活警报器。附图说明图1示出了根据一些实施例的使用阻塞检测系统的输液架构。图2A示出了根据一些实施例的用于确定流体压力的力测量设备。图2B示出了根据一些实施例的力测量图。图3A示出了根据一些实施例的药物输液中由力测量设备确定的硬上游阻塞事件。图3B示出了根据一些实施例的药物输液中由力测量设备确定的软上游阻塞事件。图3C示出了根据一些实施例的在药物输液开始时由力测量设备确定的泵反向(reversal)事件。图3D示出了根据一些实施例的在药物输液过程中由流体置换系统引起的泵反向事件，以确认阻塞的存在。图3E示出了根据一些实施例的在药物输液过程中由力测量设备确定的继软上游阻塞事件之后的泵反向事件。图3F示出了根据一些实施例的药物输液中由力测量设备确定的开关门和重启事件。图3G示出了根据一些实施例的在药物输液过程中由力测量设备确定的接着是泵反向事件的开关门和重启事件。图3H示出了根据一些实施例的药物输液中由力测量设备确定的下游阻塞事件。图4示出了根据一些实施例的用于检测输液架构中的阻塞事件的方法中的步骤的流程图。图5示出了根据一些实施例的用于检测输液架构中的泵反向事件的方法中的步骤的流程图。图6示出了根据一些实施例的用于检测输液架构中的高水平上游阻塞的方法中的步骤的流程图。图7示出了根据一些实施例的用于检测输液架构中的中水平上游阻塞的方法中的步骤的流程图。图8是示出根据一些实施例的用于分布式药物分配的示例计算机系统的框图。在图中，除非另有明确说明，否则具有相同或相似附图标记的元件具有相同或相似的功能或配置。具体实施方式本公开涉及用于在药物输液应用中输液泵上游(容器侧)和下游(患者侧)阻塞检测的方法和系统。在药物输液系统中，阻塞可能会沿着泵的上游(例如，上游阻塞，或USO)或下游的管道和导管发生，该泵将输液流体(“注入液”)从容器(例如，袋子、瓶子等)引流至患者。当输液流体由于泵上游的堵塞而无法到达泵(并且因此无法到达患者)时，可能会发生上游阻塞。这种堵塞可以包括闭合的辊夹(rollerclamp)、堵塞的滤波器(例如，湿润的滤波器)、导管中的意外扭结等。当输液流体由于泵下游的堵塞而无法到达患者时，可能会发生下游阻塞。这种堵塞可以包括闭合的辊夹、导管中的意外扭结、流体入口端口的凝结或堵塞等。由于阻塞和其他输液异常，药物可能未充分注入患者体内，可能造成危及生命的紧急情况。与本公开一致的实施例的一些优点包括使用回归模型，该回归模型从简单的力测量设备接收测量值并且快速返回适合于不同类型的导管材料(和行为)的系数以及用于药物输液系统的设置。本文所公开的测量提供对流体力的准确和灵敏的测量，从而减少假阳性和假阴性事件的发生。如本文所公开的实施例通过提供对输液导管中应力松弛的精确建模，显著减少假阴性阻塞事件的数量。因此，本文所公开的实施例避免了错误地检测阻塞事件(诸如当导管由于误用或老化或由于制造引起的变化而失去弹性时)，从而减少了由系统测量到的总力。此外，如本文所公开的由设备和系统收集的数据的精确建模提供了软阻塞事件和硬阻塞事件之间的区别。一些实施例还将数据滤波并入建模中，以提供对噪声鲁棒的输液过程的评估。一些实施例包括学习许多输液导管的特性，并且从这些特性来预测任何时候的壁力分量。将瞬时测量到的力与模型估计进行比较，并且形成差值。该差值可以直接使用，或者可以简单地通过将当前差值除以具有单位的灵敏度项(每单位压力的力)，更好地转换为估计的流体压力。在一些实施例中，本文所公开的方法包括通过与输液泵流体耦合的输液导管进行流体的药物输液，以及对当输液导管使用外部力传感器压缩时输液导管产生的总力(导管力+流体力)进行连续测量。该方法还包括当总力与预期力相差预定误差值时或等效地当预测的压力下降到用户确定的阈值以下时激活警报器。随着时间的推移，壁力由于应力松弛而减小，回归模型将所有先前所测量的力合并，来更新估计的导管参数，并且因此产生对随着时间推移的真实壁力的不断改进的预测。在当前所测量的力与预测的力之间的差值或等效地计算出的压力超过预定阈值时，将产生警告和/或警报。此外，该算法拟合序列窗口中曲线的形状，以确定信号的局部行为(例如，确定指定时间窗口中曲线的斜率并比较每个时间窗口的斜率)；这些值用于增加包括应力松弛的基于长期的估计值。在一些实施例中，使用预先存储的值或范围可以用作检查来验证拟合算法的有效性。例如，当估计值超出许多导管的预期范围时，该算法可以“重新开始”或拒绝某些样本。图1示出了根据一些实施例的使用阻塞检测系统100的输液架构10。输液架构10包括流体容器110，该流体容器110通过上游管道或导管111与泵120流体地耦合。泵120通过下游管道或导管121与患者150流体地耦合，从而将流体容器110的内容物提供给患者150。阻塞101可以发生在沿着上游导管111或下游导管121的任何一点处。阻塞101可以是软阻塞(例如，部分阻塞)或硬阻塞，其可以阻止流体流动。软上游阻塞事件可能是输液导管线上游的滤波器被弄湿的后果。硬阻塞事件可能是由上游导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测在柔性导管中的流体状况的系统，所述系统包括：/n柔性导管；/n传感器，其经由约束元件被耦合到导管壁，并且被配置为当所述导管被所述约束元件变形时获得导管力的值；/n存储器，其存储指令；以及/n处理器，其被配置为执行所述指令以确定用于拟合力-时间曲线的参数，所述曲线包括所述导管力的时变值，以基于用于拟合曲线的参数来确定所述导管内流体的流体压力值，以及当在所述流体中识别到异常情况时，激活响应于所述流体压力值和用于拟合曲线的参数的警报器，其中用于拟合力-时间曲线的参数包括与所述导管力相关联的至少一个时间衰减参数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171024 US 15/792,2261.一种用于检测在柔性导管中的流体状况的系统，所述系统包括：
柔性导管；
传感器，其经由约束元件被耦合到导管壁，并且被配置为当所述导管被所述约束元件变形时获得导管力的值；
存储器，其存储指令；以及
处理器，其被配置为执行所述指令以确定用于拟合力-时间曲线的参数，所述曲线包括所述导管力的时变值，以基于用于拟合曲线的参数来确定所述导管内流体的流体压力值，以及当在所述流体中识别到异常情况时，激活响应于所述流体压力值和用于拟合曲线的参数的警报器，其中用于拟合力-时间曲线的参数包括与所述导管力相关联的至少一个时间衰减参数。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，为了确定所述流体压力值，所述处理器被配置为使用至少一个时间相关参数确定所述导管壁上的力，并且基于所述导管的材料、尺寸和使用历史调整所述时间相关参数。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述导管力的值包括在所述导管和传感器耦合期间的任何时间间隔内获得的多个力值之一。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，为了确定所述流体压力值，所述处理器被配置为确定所述导管力的值与时间相关的导管力的模型估计值之间的差值。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，为了确定所述流体压力值，所述处理器还被配置为使用流体力的变化与总导管壁力的相应变化之间的关系来缩放力差值。


6.根据权利要求1所述的系统，其中为了识别阻塞情况，所述处理器还被配置为识别通过所述导管的流体流动路径的完全堵塞和部分堵塞。


7.根据权利要求1所述的系统，还包括模数转换器，其将所述力传感器与所述处理器耦合，以提供所述导管力的值的数字表示。


8.根据权利要求1所述的系统，其中，为了激活响应于所述流体压力值和响应于所述用于拟合曲线的参数的警报器，所述处理器还被配置为将所述用于拟合曲线的参数与选择的阈值进行比较。


9.根据权利要求1所述的系统，其中，在短时间段内收集所述导管力的值，并且为了激活响应于所述流体压力值和/或响应于所述用于拟合曲线的参数的警报器，所述处理器还被配置为将所述用于拟合曲线的参数与用于拟合长期曲线的长期参数进行比较，所述长期曲线包括在比所述短时间段更长的一段时间内收集到的导管力的值。


10.根据权利要求1所述的系统，其中，为了激活响应于所述流体压力值和响应于所述用于拟合曲线的参数的警报器，所述处理器还被配置为将所述用于拟合曲线的参数与存储的参数的历史进行比较，所述存储的参数用于与...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·格雷戈里·卡罗瑟斯，理查德·斯托尔·吴，罗伯特·德万·巴特菲尔德，罗伯特·史蒂文·瓦斯科，
申请(专利权)人：康尔福盛三零三公司，
类型：发明
国别省市：美国;US