[发明专利]具有用于功能异常检测的集成式压力传感器的微电子机械系统流体阀

说明书

技术领域

本发明涉及医疗泵送设备，更准确地说涉及这种设备的功能异常的检测。

背景技术

功能异常的检测，特别是医疗设备中功能异常的检测，是重要的，因为病人的生命可能依赖该设备的正确机能。例如，在输液泵的情况下，故障潜在危险的结果典型地是输注到病人的药物过度或不足。

功能异常的例子是泵送管路中的泄漏、堵塞或气泡的存在。

用于检测医疗设备中功能异常的最先进的设备和方法例如在下面的专利文献中披露：US2008/214979、EP1762263和US7104763。

当使用某些药物时，例如胰岛素，堵塞的检测可能是特别重要的，因为已知导管可能在许多情况下堵塞。任何这种未检测到的堵塞都可能导致胰岛素的输送不足，因为它长期未被检测。目前的堵塞检测设备对注射器驱动器的活塞进行操作并且需要在检测它之前在注射器内部建立高压。其他的堵塞检测器包括在病人管路上位于泵送机构之后的压力传感器，由于例如管道管路的柔顺性因素，该压力传感器几乎没有灵敏度。在某些情况下，在这种堵塞开始时堵塞检测的缺乏导致高葡萄糖血浆浓度，这可能使病人看来象是需要增加其胰岛素水平，导致泵的程序重排，这可能导致在堵塞突然解除的情况下，突然给予较大量的胰岛素，对病人造成潜在的严重危险。

发明内容

本发明提供了关于最先进的设备和方法的一种备用选择和几种改进。

在本发明中，功能异常的检测是基于泵送管路中，更准确地说是泵送室的入口阀和出口阀之间的泵送管路中，压力的测量。

这种构形提供了较高的灵敏度以及检测几种潜在类型的功能异常的能力。

更具体地，本发明涉及如权利要求中限定的泵送设备及相关的方法。

根据本发明的优选实施例，泵送设备的入口和出口包括被动阀。

有利地，在本发明的范围内(但不局限于此)，考虑高度小型化的输液泵。它是具有两个被动阀的隔膜泵并且利用MEMS技术建造。与被注射器驱动的泵相反，硅微型泵，优选地这种微型泵由硅建造，展示了更复杂的流体路径和更准确的输送控制，尽管其包括带有硬座的阀，带有硬座的阀在存在微粒的情况下可能潜在地泄漏。

本发明进一步优选地实施例使用包括硅膜的压力传感器。

在本发明另一个有利情况中，压力传感器置于泵送室和出口之间。该构形提供了更准确的堵塞控制(包括在任一泵送周期期间立即检测堵塞开始的能力)，尽管还针对其他目的，如功能异常的检测。

根据本发明另一个优选实施例，系统包括另一个压力传感器。

该另一个压力传感器优选地可以置于出口阀之后，位于下流管路中。

在一些实施例中，系统还包括温度传感器。

本发明的压力传感器可以在泵正在工作时，一般在非常短的时间即几秒钟内，检测几种类型的功能异常，例如堵塞、气泡或输注管路断开。

本发明的另一个目标是在制造周期期间准确地表现泵的特性和/或监视泵的特性以防止使用过程中的任何潜在故障。

对于任何医疗设备的制造而言，目标是确保提供给病人的每个泵的质量。对于任何这种医疗产品来说，液体的使用一般是检测泵故障的唯一方式。尽管这种测试需要长的时间并且代表了相当大的成本，但只有在这种测试之后更换整个流体管路的情况下，它才是可能的。在一次性产品(例如一次性泵)的情况下，更换流体管路是不可能的，因而不可能确保所制造的每个这种泵的100％的测试，因为在测试过程中存在液体污染。因而仅仅可以操作一批样品，这种测试对于所考虑的泵是破坏性的，且不能确保100％的质量控制。

本发明还提供了一种系统和一种方法，其允许完全控制所生产的每个泵而不会导致这种泵的污染。这种测试优选地用滤过的空气执行，并且在仅仅几秒钟的非常短的时间内产生所有重要参数和安全特性的详细分析。该方式能与这种一次性泵的成本目标共存，所述一次性泵需要非常便宜地制造。

附图说明

下面将通过详细说明更好地理解本发明，详细说明包括下面的附图所示的例子：

图1表示本发明一优选实施例的微型泵的剖开图；

图2和3表示泵的功能测试的可能过程；

图4表示表示功能异常的功能测试的另一个压力曲线；

图5在动作周期期间典型的压力曲线；

图6表示动作周期的一个优选实施例；

图7表示空气和水的泵送周期；

图8表示在存在堵塞时出口压力曲线的典型演变；

图9表示在存在堵塞时入口压力曲线的典型演变；

图10表示在堵塞过程中监视出口压力的例子；

图11表示在存在泄漏的情况下泵的压力曲线；