[发明专利]注射泵快速阻塞检测系统

说明书

本申请是申请号为200480039233.7（PCT/US2004/034960），发明名称为“注射泵快速阻塞检测系统”，优先权日为2003年11月4日（US10/700738）的中国专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及药物注射泵，并且更为具体地，涉及检测这种泵的流体通道内的阻塞。 

背景技术

许多药物治疗的实施需要在一个相当长的时间内进行特定剂量给药控制。为此，那些需要容积成比例地向他们供给药物的患者们已经显著地受益于注射泵的发展。注射泵一般包括管状物，或注射器，并安装于机架上。注射器中一般充有混合于同一溶剂的一种或多种化学、营养或生物物质。与泵连结的推杆推动活塞穿过注射器，随着活塞在注射器内穿行，药物被排到软管和/或导管并进入患者体内。 

在将药物输送到患者体内期间，在输送通道内可能会发生阻塞。阻塞的例子包括关闭的管闩（stopcock）、滑阀（slider valve）或夹紧的线路（line）。如果没有检测出来，则这种情况会对患者造成伤害。也就是说，当输送通道内发生阻塞时，即便泵持续工作，药物也不会被输送到患者体内。这样，阻塞阻止注射泵将药物输送到患者体内，直到发现阻塞并将其从输送通道中清除。出于这种原因，快速检测输送通道内的阻塞对泵可靠运转而言是关键的。 

在输送线路中的阻塞会引起注射器内力或压力的升高。依次，注射泵的推杆和注射器活塞之间的力也会升高。传统的泵系统使用变换器来监控注射泵推杆和注射器活塞之间的力，或注射器内的压力。其他更贵重的泵系统在现行输送通道内安置一次性的传感器。 

在泵的现有技术中，当推杆和活塞之间的力或者注射器内的压力增加到超出预定的临界值时，会产生告警。而且，告警的“开”或“关”取决于是否达到临界值。因而，使用者无法知道注射器内的压力是否正在增大到超过临界值的不可接受的水平。只有在达到告警时使用者才能知道。这样，只有在注射“协议”已经被潜在地综合考虑时，才能采取补救措施。 

这种情况是复合的，其中临界值被设置为相对较高的数值以避免错误的阻塞告警。在慢给药速率时，传统泵会需要几个小时才能达到足够高的线路压力而触发传统告警系统。此检测时间延迟理想地大概为五分钟或更少以避免对患者护理产生负面影响。 

在推注注射（bolus injection）情况下，还会发生另一个阻塞检测的障碍，在推注注射时，相对大容量的药物需要在相对短的时间内被输送。在此种推注应用中，不管实际的阻塞是否存在，泵内的压力会轻易地超过临界告警水平。类似地，在非推注输送中的开始、上升（ramping）阶段期间发生的大范围的压力变化，致使在变化流速面前传统的检测方法不可靠。这样，在推注和非推注泵应用阶段期间，检测输送线路是否阻塞是相当困难的。 

因而，存在这样一种需求：需要一种自动检测医用注射系统中流体线路内的阻塞的改进的方法。 

发明内容

本发明提供了一种改进的装置、程序产品和方法，用于按照可以克服传统泵中的问题的方式自动检测医用注射系统中的流体线路内的阻塞。在某种意义上，本发明可以比现有技术更加提前地检测到预示阻塞的趋势。例如，本发明的过程典型地可以在大约五分钟或更短时间内检测出关闭的管闩（stopcock）、滑阀（slider valve）或夹紧的线路（line）（基于使用60ml的注射器，输送速度为1ml/hr的输送）。 

使用大多数泵中现有的变换器也能实现这种阻塞检测结果，并且由此不需要附加的硬件。此外，在大多数情况下都可以进行阻塞检测， 且没有假阻塞的倾向。为此，每隔间隔时间都会对力传感器的压力值进行监控。将这些压力值进行处理以生成一个斜率，将该斜率和包括期望关系的数值相比较，如果比较结果是不宜的，则发起阻塞告警。 

尤其在确定阻塞的存在时，分别在时间T1和T2获得第一压力值和第二压力值。所述压力值间的关系被确定。该关系一般包括一斜率。如果第一压力值和第二压力值之间的关系偏离期望关系，则预示有阻塞。例如，由压力值所确定的试验斜率大于从存储器中调用（recall）的阻塞斜率。出于检测阻塞的目的，所述调用的斜率作为其他医疗因素中的注射器尺寸、类型和流体输送速率的乘积而被优化。 

根据本发明的又一方面，确定注射系统的稳定状态条件，以提高系统的可靠性。符合本发明原理的稳定状态过程适应于在初始上升期间发生的大范围压力变化。这样（in so doing），稳定状态过程占用了系统运行的某段时期，从实施注射开始到实施注射的初始操作阶段一般已完成所处的一些可确定点。