-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Erkennen einer Okklusion,
welche die Flüssigkeitsströmung in
einer intravenösen
Leitung behindert, und speziell die Verwendung eines Drucksensors
zur Erfassung einer Okklusion einer intravenösen Leitung, die an eine Flüssigkeitspumpe
gekoppelt ist.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Intravenöse (IV-)Leitungen
werden verwendet, um dem Herz-Kreislauf-System
eines Patienten medizinische Flüssigkeiten
zuzuführen.
Eine typische IV-Leitung schließt
einen Flüssigkeitsbehälter ein,
der mit einem Ende einer Schlauchleitung verbunden ist, die in Flüssigkeitsaustausch
mit einer großen
Vene eines Patienten verbunden ist. Eine Inline-IV-Pumpe wird häufig verwendet,
um die Strömung
der medizinischen Flüssigkeit
durch den Schlauch zum Patienten zu bewirken und zu steuern. Auch
ist normalerweise mindestens ein Okklusions-Sensor eingeschlossen,
um zu erfassen, wann die Strömung
von Flüssigkeit
durch die IV-Leitung ganz
oder teilweise unterbrochen ist. Eine vollständige oder Teil-Okklusion der
Flüssigkeitsströmung ist eines
der häufigeren
Probleme bei der Verwendung einer IV-Leitung. Der Patient kann die
Schlauchleitung unbeabsichtigt zusammendrücken, z. B. indem er darauf
liegt, und die Flüssigkeitsströmung unterbrechen,
oder ein Blutgerinnsel kann die Strömung der Flüssigkeit dort blockieren, wo
sie in das Herz-Kreislauf-System eintritt. Zusätzlich kann ein elektrischer
oder mechanischer Fehler einer IV-Pumpe, die in der IV-Leitung angebracht
ist, zu einer Behinderung der Flüssigkeitsströmung durch
die Leitung führen.
Probleme können
auch auftreten, wenn ein Fehlalarm durch unwesentliche Pumpenunregelmäßigkeiten
oder gelegentliche Spitzen in dem Signal, das vom Okklusions-Sensor
erzeugt wird, ausgelöst
wird, da zu viele Fehlalarme dazu führen können, dass das Pflegepersonal
einen gültigen
Alarm ignoriert.
-
Im
Stand der Technik sind druckbetriebene Okklusions-Sensoren an den
proximalen und distalen Enden einer Einweg-Pumpen-Kassette (IV-Pumpe)
angebracht worden, um eine Behinderung der Strömung von Flüssigkeit durch die IV-Leitung
zu erkennen. Wenn die gemessenen Drücke anzeigen, dass die Strömung der
Flüssigkeit
behindert wird, wird ein Alarm ausgelöst, der das Pflegepersonal über den
Zustand benachrichtigt. Typischerweise wird eine separate Baugruppe
verwendet, um einen Druck-Okklusions-Sensor mit einer IV-Leitung
zu koppeln, und der Okklusions-Sensor wird neben einer IV-Pumpe
angebracht. Der begrenzte Platz neben beweglichen IV-Pumpen hat
jedoch im Allgemeinen die Nutzung von Druck-Okklusions-Sensoren
auf nicht bewegliche IV-Pumpen
begrenzt.
-
Druck-Okklusions-Sensoren
aus dem Stand der Technik müssen
typischerweise jedes Mal, wenn sie mit einer IV-Leitung gekoppelt
werden, mit einem zeitaufwendigen Verfahren vom Pflegepersonal kalibriert
werden. Außerdem
ist oftmals eine spezielle Ausbildung erforderlich, bis Pflegepersonal
im Kalibrieren der Druck-Okklusions-Sensoren bewandert ist. Somit
ist ein eindeutiger Bedarf an einem Druck-Okklusions-Sensor entstanden,
der in die IV-Pumpe integriert ist, um Platz zu sparen, und der
automatisiert ist, um den Kalibrationsvorgang zu implementieren. Ein
solcher Okklusions-Sensor könnte
einerseits jede signifikante Behinderung der Flüssigkeitsströmung erkennen
und andererseits Fehlalarme minimieren.
-
WO-A-93/04284
offenbart ein Pumpensystem wie in der Einleitung zu Anspruch 1 definiert,
das Erkennungsmittel umfasst, welche eine Druck-Delta-Basislinie
bestimmen, die eine Funktion einer Differenz zwischen den Basislinien-Drücken der
Einlass- und der Auslassleitung ist, und welche diese Druck-Delta-Basislinie
als Referenz bei der Bestimmung verwenden, ob eine absolute Okklusion
der Auslassleitung stattgefunden hat.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Okklusions-Detektor,
der in einer Pumpe angebracht ist, die einem Patienten durch eine
intravenöse
Leitung eine medizinische Flüssigkeit
zuführt,
bestimmt. Der Okklusions-Detektor ermittelt, ob eine Behinderung
der Flüssigkeitsströmung durch
die intravenöse Leitung
aufgetreten ist. Ein Balken, der freitragend auf der Pumpe gelagert
ist, ist im Okklusions-Detektor eingeschlossen. Diese Lagerungs-Anordnung
ermöglicht
es einem freien Ende des Balkens, sich als Reaktion auf eine Kraft,
die auf das freie Ende des Balkens ausgeübt wird, zu biegen. Ein Dehnungsmesser
wird am Balken montiert, um eine Biegung des Balkens zu messen.
Ein langgestreckter Stift ist in einer Öffnung angebracht, die innerhalb
der Pumpe gebildet ist, und ist beweglich in einer Richtung, die
mit einer Längsachse
des Stifts ausgerichtet ist. Ein Ende des Stifts steht im Kontakt
mit dem freien Ende des Balkens, und ein gegenüberliegendes Ende des Stifts
ist einer Kraft ausgesetzt, die einem Flüssigkeitsdruck innerhalb der
intravenösen
Leitung entspricht, der entlang der Längsachse des Stifts ausgerichtet
ist. Diese Kraft bringt den Balken dazu, sich zu biegen, und folglich
erzeugt der Dehnungsmesser ein Signal, das den Flüssigkeitsdruck
anzeigt. Ein Alarm wird erzeugt, um eine Behinderung der Flüssigkeitsströmung durch
die intravenöse
Leitung anzuzeigen. Für
den Empfang des Signals ist eine Steuerung mit dem Dehnungsmesser
gekoppelt. Die Steuerung tastet das Signal ab und ermittelt einen
Basisdruck, während
die Pumpe arbeitet. Abhängig
vom Basisdruck bestimmt die Steuerung einen relativen Druck. Eine
Behinderung der Flüssigkeitsströmung durch
die intravenöse
Leitung wird von der Steuerung in Abhängigkeit vom relativen Druck festgestellt,
und falls eine solche Behinderung erkannt wird, löst die Steuerung
den Alarm aus, um einen Benutzer zu benachrichtigen.
-
Der
Basisdruck wird vorzugsweise jedes Mal, wenn die Pumpe eingeschaltet
wird, zurückgesetzt,
und wird bestimmt durch Mittelung einer Vielzahl von Abtastwerten,
die sich voneinander nicht um mehr als einen vorbestimmten Betrag
unterscheiden. Zusätzlich
wird der Basisdruck beschränkt
auf das höhere
einer vordefinierten Funktion eines maximalen Abtastwerts und eines
vorbestimmten Werts. Als anderer Aspekt der Erfindung ist der Basisdruck
begrenzt auf das niedrigere einer vorbestimmten Funk tion eines minimalen
Abtastwerts und eines vorbestimmten Werts. Die Steuerung erkennt
auch eine Behinderung der Flüssigkeitsströmung in
Abhängigkeit
von einem absoluten Druck, der von den Abtastwerten abgeleitet und
vom Basisdruck unabhängig ist.
Vorzugsweise zeigt das vom Dehnungsmesser erzeugte Signal entweder
einen distalen Druck oder einen proximalen Druck in der intravenösen Leitung an.
-
Der
Stift wird hergestellt aus einem Material, das aufgrund seines geringen
Reibungskoeffizienten ausgewählt
wird, um die Reibung zwischen dem Stift und Seiten der Öffnung zu
minimieren. Weiterhin schließt
das freie Ende des Balkens einen Knauf ein, der neben dem Ende des
Stifts angebracht ist und damit in Kontakt steht. Entweder das Ende
des Stifts oder eine Oberfläche
des Knaufs im Kontakt mit dem Ende des Stifts ist gerundet, um die
Einwirkung einer Kraft auf den Balken, die nicht mit der Längsachse des
Stifts ausgerichtet ist, zu minimieren. Das andere Ende des Stifts
steht vorzugsweise in Kontakt mit einer Elastomermembran, angebracht
in einer Pumpen-Kassette, die von der Pumpe betrieben wird.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
obigen Aspekte und viele der dazugehörigen Vorteile der Erfindung
werden deutlicher erkennbar, wenn diese durch Bezugnahme auf die
folgende detaillierte Beschreibung besser verständlich werden, in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen, worin:
-
1a eine
isometrische Ansicht eines Okklusions-Sensors an einem Pumpen-Chassis
gemäß der vorliegenden
Erfindung und einer Einweg-Pumpen-Kassette, gekoppelt mit einer
IV-Leitung, die vom Okklusions-Sensor überwacht wird, ist;
-
1b eine
isometrische Ansicht des Okklusions-Sensors von 1a ist,
welche die Pumpen-Kassette eingerastet ins IV-Pumpen-Chassis darstellt;
-
2 eine
Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie 2-2 in 1a ist,
die sich entlang einer Längsachse
des Pumpen-Chassis erstreckt;
-
3a eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 2-2 in 1a eines
mittleren Abschnitts des Pumpen-Chassis ist, welche die Pumpen-Kassette
ausgerichtet mit der Längsachse
des Pumpen-Chassis zeigt;
-
3b eine
Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie 3-3 in 1b ist;
-
4 eine
Querschnittsansicht eines Bereichs 4 in 3b ist;
-
5 eine
Querschnittsansicht eines Bereichs 5 in 3b ist;
-
6 ein
Schaltbild einer Wheatstoneschen Brückenschaltung ist, die vom
Okklusions-Sensor verwendet wird;
-
7 ein
Funktions-Blockdiagramm ist, das ein Steuerungssystem zur Erfassung
einer Okklusion mit einem distalen Drucksensor und einem proximalen
Drucksensor darstellt;
-
Die 8 und 9 ein
Ablaufdiagramm sind, das die Schritte darstellt, die zur Kalibrierung des
distalen Drucksensors und des proximalen Drucksensors durchgeführt werden;
-
Die 10, 11, 12 und 13 ein Ablaufdiagramm
sind, das die Schritte darstellt, die zur Erkennung einer distalen
Okklusion in der IV-Leitung durchgeführt werden;
-
Die 14, 15 und 16 ein
Ablaufdiagramm sind, das die Schritte darstellt, die zur Erkennung
einer proximalen Okklusion in der IV-Leitung durchgeführt werden;
und
-
17 eine
Tabelle mit Gleichungen ist, die zur Bestimmung des Drucks in der
Pumpen-Kassette verwendet werden.
-
Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
-
Der
Dehnungsmessumformer erzeugt eine Differential-Spannung, die der
Stärke
der Biegung (des Drucks) auf den Balken entspricht, indem eine Reihe
aus vier metallenen Dünnschicht-Widerständen einer
Verformung ausgesetzt wird. Typischerweise ist der Dehnungsmessumformer
eine vollständige Baugruppe,
und jeder der vier Metallwiderstände
hat eine Impedanz von ungefähr
350 Ohm pro Widerstand.
-
1a zeigt
eine intravenöse
Pumpen-Baueinheit 100, welche den distalen Druck und den
proximalen Druck in einer Pumpen-Kassette 114 erfasst, um
eine Behinderung der Strömung
von Flüssigkeit in
einer IV-Leitung, die eine proximate Schlauchleitung 116 und
eine distale Schlauchleitung 118 umfasst, zu erkennen.
Die Pumpen-Kassette 114, die eine Elastomermembran 120,
eine Öffnung 133 und eine
Fließsperre 122 einschließt, ist
zwischen der proximalen Schlauchleitung 116 und der distalen Schlauchleitung 118 mit
der IV-Leitung verbunden. Ein Zapfen 142, der am unteren
Abschnitt der Pumpen-Kassette, an ihrem distalen Ende, angebracht ist,
erleichtert die Positionierung und das Einführen der distalen Schlauchleitung 118 in
einen Schlitz 126. Der Schlitz 126 ist am distalen
Ende eines Pumpen-Chassis 112 angebracht, und die Pumpen-Kassette
wird in den Schlitz eingeführt
und in das Pumpen-Chassis in Eingriff gebracht.
-
Das
Innere des Pumpen-Chassis 112 ist ausgebildet, um die Pumpen-Kassette 114 zu
halten und einen sich hin und her bewegenden Plunger 124 gegen
die Oberfläche
der Elastomermembran 120 zu platzieren, einen Stift 106a gegen
die Oberfläche
der Fließsperre 122 und
einen Stift 106b gegen die Oberfläche eines anderen Abschnitts
der Elastomermembran, der durch die Öffnung 133 zugänglich ist.
Ein Antriebsaggregat oder Elektromotor 136 ist mit einer Kopplung
(nicht dargestellt) verbunden, die mit einer Hin- und Herbewegung
den Plunger 124 gegen die Elastomermembran 120 bewegt,
wenn der Motor einen Nocken (nicht dargestellt) dreht, der mit dem Plunger
gekoppelt ist.
-
Ein
Paar von Verriegelungen 110b ist in einem Paar von Öffnungen 134b positioniert,
die in einer Seitenwand des Pumpen-Chassis 112 angebracht sind.
Obwohl nicht in dieser Abbildung dargestellt, ist ein ähnliches
Paar Verriegelungen 110a in einem Paar von Öffnungen 134a platziert,
die in einer gegenüberliegenden
Seitenwand des Pumpen-Chassis 112 angebracht sind. Wenn
die Pumpen-Kassette 114 in das Pumpen-Chassis 112 eingesetzt
wird, werden die Paare von Verriegelungen 110a und 110b vollständig aus
den jeweiligen Öffnungen 134a und 134b ausgefahren,
so dass die Verriegelungen in Kerben 132b eingreifen, die
an den Seiten der Pumpen-Kassette 114 gebildet sind und
die Pumpen-Kassette
fest in einer vorbestimmten Position innerhalb des Pumpen-Chassis-Innenraums
halten. Wenn umgekehrt die Paare von Verriegelungen 110a und 110b in
ihre jeweiligen Öffnungen 134a und 134b zurückgezogen
werden, werden sie von der Pumpen-Kassette 114 gelöst, so dass
die Pumpen-Kassette aus dem Inneren des Pumpen-Chassis 112 entfernt
werden kann.
-
Ein
langgestrecktes Glied 108a erstreckt sich allgemein parallel
zur Längsachse
des Pumpen-Chassis 112 an einer Seite davon, und Verriegelungen 110a sind
an einer nach innen weisenden Oberfläche des Glieds angebracht.
Das Glied 108a ist durch ein Paar Scharniere 103a,
die an gegenüberliegenden
Enden der Bodenkante des Glieds angebracht sind, drehbar mit dem
Pumpen-Chassis 112 verbunden.
In ähnlicher
Weise erstreckt sich ein langgestrecktes Glied 108b allgemein
parallel zur Längsachse
des Pumpen-Chassis 112 an einer dem Glied 108a gegenüberliegenden
Seite des Pumpen-Chassis 112, und ein Paar von Verriegelungen 110b ist
an einer nach innen weisenden Oberfläche von Glied 108b angebracht,
welches durch ein Paar von Scharnieren (nicht dargestellt) drehbar
mit dem Pumpen-Chassis verbunden ist.
-
Ein
Verbindungsglied (nicht dargestellt) ist mit den Gliedern 108a und 108b und
einem benutzerbetätigten
Plunger 138 verbunden. Der benutzerbetätigte Plunger 138 ist
an einem proximalen Ende des Pumpen-Chassis 112 angebracht.
Wenn der benutzerbetätigte
Plunger in die Richtung des Pfeils gedrückt wird, wie in 1a dargestellt,
veranlasst das Verbindungsglied, mit dem er gekoppelt ist, die Glieder 108a und 108b,
sich um ihre jeweiligen Scharniere zu drehen, nach außen und
fort vom Inneren des Pumpen-Chassis, auf beiden Seiten. Wenn die
Glieder 108a und 108b sich so nach außen drehen,
bewegen sich die Verriegelungen 110a und 110b durch die Öffnungen 134a und 134b (ziehen
sich zurück), so
dass die Verriegelungen nicht in das Innere des Pumpen-Chassis 112 ausgefahren
werden. Wenn die Pumpen-Kassette 114 in das Innere des
Pumpen-Chassis 112 eingesetzt wird, bewegt sich der benutzerbetätigte Plunger 138 auswärts vom
proximalen Ende des Pumpen-Chassis 112, und die Glieder 108a und 108b drehen
sich um ihre jeweiligen Scharniere zum Inneren des Pumpen-Chassis
hin. Dieses Drehen durch die Glieder 108a und 108b veranlasst die
Verriegelungen 110a und 110b, durch die Öffnungen 134a und 134b und
in Eingriff mit der Pumpen-Kassette bewegt (ausgefahren) zu werden.
Die Verriegelungen 110a und 110b greifen dann
in die Kerben 132a und 132b ein, die auf den gegenüberliegenden
Seiten der Pumpen-Kassette gebildet sind, und halten die Kassette
in einer vorbestimmten Position, wie in 1b gezeigt.
Das Verbindungsglied bewegt den benutzerbetätigten Plunger 138 in
die Standardposition, die in 1b dargestellt
ist.
-
In 1b ist
die Pumpen-Kassette 114 im Inneren des Pumpen-Chassis 112 in
der voreingestellten Position eingesetzt. Die Glieder 108a und 108b sind
in der Position dargestellt, in der die Pumpen-Kassette im Eingriff
steht. Der Zapfen 142 ist im Schlitz 126 angeordnet,
und die distale Schlauchleitung 118 ist zwischen den Öffnungen 128a und 128b in
den Schlitz eingeführt.
Obwohl nicht in dieser Ansicht dargestellt, steht die Membran 120 im
Kontakt mit dem Plunger 124, so dass die Hin- und Herbewegung
des Plungers medizinische Flüssigkeit
dazu veranlasst, durch die Pumpen-Kassette zu strömen, wenn
der Motor 136 eingeschaltet wird. Weiter steht der Stift 106b im
Kontakt mit dem Abschnitt der Elastomermembran 120, der
durch die Öffnung 133 zugänglich ist,
und der Stift 106a steht im Kontakt mit der Fließsperre 122,
die auf einem anderen Abschnitt der Elastomermembran entlang fährt. Wenn
die Pumpen-Kassette 114 so mit dem Pumpen-Chassis gekoppelt
ist, werden sehr geringe distale und proximale Drücke innerhalb
der Pumpen-Kassette durch die Elastomermembran 120 übertragen
und mit den Stiften 106a und 106b gekoppelt.
-
Mit
Bezug auf 2 ist der Schlitz 130 am proximalen
Ende des Pumpen-Chassis 112 und der Schlitz 126 am
distalen Ende des Pumpen-Chassis dargestellt. Der Plunger 124 ist
transversal zum Inneren des Pumpen-Chassis 112 angeordnet,
und ein Paar von Verriegelungen 110b ist in das Paar von Öffnungen 134b eingeführt. Der
Stift 106a ist in Längsrichtung
in einer Bohrung 105a angeordnet, die das Innere des Chassis 112 mit
einem Hohlraum 139a verbindet. Der Stift 106a ist
frei in der Bohrung 105a beweglich, wobei ein Ende des
Stifts im Chassis-Innenraum und das andere Ende im Hohlraum 139a angeordnet
ist. Eine Sperrklinke 140a ist mit dem anderen Ende des
Stifts 106a verbunden, um zu verhindern, dass der Stift
durch die Bohrung 105a in das Innere des Chassis 112 fällt.
-
Eine
Blattfeder 102a ist transversal zum Stift 106a im
Hohlraum 139a angebracht. Ein Endabschnitt der Blattfeder 102a ist
durch ein Paar von Gewindebolzen 144a am Pumpen-Chassis 112 befestigt.
Ein freies Ende der Blattfeder 102a ist freitragend am
Pumpen-Chassis 112 angebracht und frei, sich als Reaktion
auf eine Längsbewegung
des Stifts 106a in eine Richtung zu biegen. Ein gerundeter Knauf 104a ist
in einer Position direkt gegenüber
dem benachbarten Ende des Stifts 106a mit dem freien Ende
der Blattfeder 102a verbunden. Ein Dehnungsmesser 128a ist
an einem mittleren Abschnitt der Blattfeder 102a, zwischen
ihrem freien Ende und ihrem montierten Ende, montiert. Ein Ende
einer Leitung 146a ist mit dem Dehnungsmesser 128a verbunden,
und das andere Ende ist elektrisch mit einer Steuerung 162 (nicht
in dieser Zeichnung dargestellt) verbunden. Die Leitung 146a wird
verwendet, um die Erreger-Spannung für den Dehnungsmesser 128a zu liefern
und der Steuerung 162 eine Differential-Spannung bereitzustellen.
-
In ähnlicher
Weise ist ein Stift 106b in einer Bohrung 105b angebracht.
Ein Ende des Stifts 106b ist mit einer Sperrklinke 140b verbunden,
die den Stift daran hindert, durch die Bohrung 105b in
das Innere des Pumpen-Chassis zu rutschen. Eine Blattfeder 102b ist
in einem Hohlraum 139b angebracht, und ein Endabschnitt
der Blattfeder ist durch ein Paar Gewindebolzen 144b am
Pumpen-Chassis 112 befestigt. Ein freies Ende der Blattfeder 102b ist
freitragend am Pumpen-Chassis angebracht und frei, sich als Reaktion
auf eine Längsbewegung
des Stifts 106b in eine Richtung zu biegen. Ein gerundeter Knauf 104b ist
in einer Position gegenüber
dem benachbarten Ende des Stifts 106b mit dem freien Ende der
Blattfeder verbunden. Ein Dehnungsmesser 128b ist an einem
mittleren Abschnitt der Blattfeder 102b, zwischen ihrem
freien Ende und ihrem montierten Ende, montiert, und eine Leitung 146b erstreckt
sich zwischen dem Dehnungsmesser und der Steuerung 162 (hier
nicht dargestellt).
-
3a zeigt
die Pumpen-Kassette 114 (in Konstruktionsdurchsicht), positioniert
neben dem Pumpen-Chassis 112, vor Einrasten der Pumpen-Kassette
in das Innere des Pumpen-Chassis.
-
Die
Figur zeigt auch, wie die Fließsperre 122, die
Elastomermembran 120 und die Elastomermembran 133 mit
dem Stift 106a, dem Plunger 124 bzw. dem Stift 106b ausgerichtet
sind. Die Fließsperre 122 ist
in einer geschlossenen Position dargestellt, welche die freie Strömung einer
Flüssigkeit
durch die Pumpen-Kassette 114 verhindert.
Die Paare von Verriegelungen 110a und 110b sind
in die Paare von Öffnungen 134a und 134b zurückgezogen,
welche in den Seitenwänden
des Pumpen-Chassis 112 angebracht sind. Es soll darauf
hingewiesen werden, dass die anderen Enden der Stifte 106a und 106b nicht
gegen die Oberfläche
der Knäufe 104a bzw. 104b vorgespannt
(gedrückt)
werden. Weiterhin sind die freien Enden der Blattfedern 102a und 102b gegenüber den
Stiften 106a bzw. 106b angeordnet und erstrecken
sich im Wesentlichen senkrecht dazu.
-
3b stellt
die Pumpen-Kassette 114 das, die in das Pumpen-Chassis 112 eingreift
und zeigt, wie die Fließsperre 122,
die Elastomermembran 120 und der Abschnitt der Elastomermembran,
der durch die Öffnung 133 zugänglich ist,
vom Stift 106a, dem Plunger 124 bzw. dem Stift 106b in
Eingriff stehend gehalten werden. Der Flüssigkeitsdruck, der durch die
Wirkung des Plungers auf die Elastomermembran der Pumpen-Kassette 114 aufgebaut
wird, veranlasst die Fließsperre,
sich in eine offene Position zu bewegen und so die Strömung von
Flüssigkeit
durch die Pumpen-Kassette
zu ermöglichen.
-
Wenn
die Pumpen-Kassette 114 in das Pumpen-Chassis in Eingriff
gebracht wird, stehen die Glieder 108a und 108b im
Kontakt mit den gegenüberliegenden
Seiten der Pumpen-Kassette, und die Verriegelungen 110a und 110b greifen
in die Kerben 132a und 132b ein, die auf den gegenüberliegenden Seiten
der Pumpen-Kassette
gebildet sind, so dass die Kassette in der vorbestimmten Position
im Pumpen-Chassis-Inneren gehalten wird. Das Ende des Stifts 106a steht
im Kontakt mit dem Knauf 104a und übt eine Vorspannungskraft aus,
welche das freie Ende der Blattfeder 102a zum Inneren des
Hohlraums 139a hin biegt. In ähnlicher Weise steht das Ende
des Stifts 106b im Kontakt mit dem Knauf 104b und übt eine
Vorspannungskraft aus, welche das freie Ende der Blattfeder 102b zum
Inneren des Hohlraums 139b hin biegt.
-
Diese
Vorspannungskräfte
stabilisieren die Null-psig-Signal-Ausgabe von den Dehnungsmessern 128a und 128b,
die einem Druckpegel von Null entspricht.
-
In 4 ist
das Ende des Stifts 106a aus der Bohrung 105a zum
Inneren des Hohlraums 139a hin ausgefahren dargestellt.
Dieses Ende des Stifts 106a hat eine flache Oberfläche 141a,
die gegen eine gerundete Oberfläche 145a des
Knaufs 104a gedrückt wird.
Außerdem
wird eine gerundete Oberfläche 147a neben,
aber getrennt von, einem Anschlag 143a positioniert, der
den Biegungsweg des freien Endes der Blattfeder 102a in
der Höhlung 139a begrenzt.
Die Krümmung
der gerundeten Oberfläche 145a wird
bereitgestellt, um sicherzustellen, dass nur Senkrechtkräfte vom
Stift 106a auf die Blattfeder 102a übertragen
werden. Um die Übertragung
nicht senkrechter Kräfte
auf die Blattfeder 102a weiter zu reduzieren, wird der
Knauf 104a aus einem Material hergestellt, das einen extrem
niedrigen Reibungskoeffizienten hat, wie z. B. DELRINTM-Kunststoff.
Weiterhin besteht der Stift 106a vorzugsweise aus einer Legierung,
die mit TEFLONTM-Kunststoff imprägniert oder beschichtet ist,
um die Reibung innerhalb der Bohrung 105a und zwischen
der flachen Oberfläche 141a und
der gerundeten Oberfläche 145a zu
reduzieren. Es ist wünschenswert,
die Blattfeder 102a nur durch Anwendung einer Senkrechtkraft
zu biegen, so dass die Differential-Spannung, die vom Dehnungsmesser 128a erzeugt
wird, den tatsächlichen
Druck, der mechanisch durch das Ende des Stifts 106a im Kontakt
mit der Fließsperre 122 übertragen
wird, genauer reflektiert.
-
5 stellt
dar, wie sich das Ende des Stifts 106b aus der Bohrung 105b in
den Hohlraum 139b erstreckt, so dass eine flache Oberfläche 141b des Stifts
im Kontakt mit einer gerundeten Oberfläche 145b an einem
Ende des Knaufs 104b steht. Eine gerundete Oberfläche 147b am
anderen Ende des Knaufs liegt neben, aber beabstandet von einem
Anschlag 143b, der dazu dient, den Biegungsweg des freien
Endes der Blattfeder 102b im Hohlraum 139b zu
begrenzen. Die Krümmung
der gerundeten Oberfläche 145a minimiert
die Übertragung
von nicht senkrechter Kraft auf die Blattfeder 102b. Auch
bestehen, wie oben in Bezug auf Knauf 104a und Stift 106a erwähnt, Knauf 104b und
Stift 106b aus Materialien, die einen geringen Reibungskoeffizienten
haben, um die Reibung zu reduzieren und die Übertragung nicht senkrechter
Kräfte
zu minimieren. Die Biegung der Blattfeder 102b veranlasst
den Dehnungsmesser 128b, eine Differential-Spannung zu
erzeugen, welche die Kraft anzeigt, die auf das Ende des Stifts 106b einwirkt,
welches im Kontakt mit dem Abschnitt der Elastomermembran 120 steht,
der durch die Öffnung 133 zugänglich ist,
und somit den Druck der Flüssigkeit
anzeigt, der auf die gegenüberliegende
Oberfläche
der Elastomermembran einwirkt. In ähnlicher Weise veranlasst die
Biegung der Blattfeder 102a den Dehnungsmesser 128a,
eine Differential-Spannung zu erzeugen, welche die Kraft anzeigt, die
durch die Fließsperre 122,
die im Kontakt mit dem Abschnitt der Elastomermembran 120 steht,
der unter der Fließsperre
liegt, auf das Ende des Stifts 106a einwirkt; diese Kraft
ist somit ein Indikator für
den Druck der Flüssigkeit,
der auf die gegenüberliegende Oberfläche dieses
Abschnitts der Elastomermembran einwirkt.
-
In 6 ist
ein Dehnungsmesser 190 dargestellt, der exemplarisch für einen
Metallschichtwiderstandstyp ist, der für die Dehnungsmesser 128a und 128b verwendet
werden kann. Der Dehnungsmesser 190 schließt eine
Gruppe von Widerständen 197 ein, die
in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung
angeordnet sind. Eine Gleichstrom-(DC)-Versorgung 192 erzeugt
eine Erreger-Spannung,
die an die Klemmen 194a und 194b der Wheatstoneschen
Brücke angelegt
wird. Mindestens einer der Widerstände 197 variiert mit
der darauf ausgeübten
Beanspruchung. Die Wirkung des Variierens eines oder mehrerer Widerstände 197 besteht
darin, eine Verstimmung in der Wheatstoneschen Brücke zu erzeugen, die
eine Differential-Spannung an den Klemmen 196a und 196b verursacht.
Diese Differential-Spannung wird an einen Verstärker 198 geleitet
und verstärkt,
bevor sie an die Steuerung 162 geliefert wird.
-
Vor
kurzem wurden Halbleiter-Dehnungsmesser entwickelt, die Differential-Spannungen
erzeugen, welche zehnmal höher
sind als bei denjenigen, die Metallschichtwiderstände nutzen.
Jeder der Schenkel einer Halbleiter-Dehnungsmesser-Brücke hat
eine Impedanz, die einige Tausend Ohm beträgt, und zur Erregung wird häufig eine
Stromquelle anstelle einer Spannungsquelle verwendet, um Temperatur-Empfindlichkeiten
zu minimieren. Obwohl beide Arten von Dehnungsmesser mit der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können,
benutzt eine bevorzugte Ausführungsform
einen Halbleiter-Dehnungsmesser. Wie unten detaillierter beschrieben, automatisiert
die vorliegende Erfindung mehrere der Kalibrationsvorgangs-Schritte
für das
Ausgabesignal (Differential-Spannung), das vom Halbleiter-Dehnungsmesser
ebenso wie vom Metallschichtwiderstand-Dehnungsmesser erzeugt wird.
-
Steuersystem
-
Allgemein überwacht
die vorliegende Erfindung die proximalen und distalen Flüssigkeitsdrücke in der
Pumpen-Kassette 114, um eine Behinderung der Strömung einer
Flüssigkeit
in der IV-Leitung, in der die Pumpen-Kassette installiert ist, zu
erkennen. Die Öffnung 133 bietet
Zugang zu einem Abschnitt der Elastomermembran 120 an der
proximalen Seite der Pumpen-Kassette 114. Der proximale
Flüssigkeitsdruck
in der Pumpen-Kassette 114 übt eine Kraft auf die Elastomermembran
aus, die mechanisch durch den Stift 106b auf die Blattfeder 102b und
den Dehnungsmesser 128b übertragen wird. Das Ausgabesignal
des Dehnungsmessers 128b wird verstärkt und auf eine Analog-Digital-Umsetzungs (analog
to digital conversion, ADC)-Eingabe der Steuerung 162 angewandt.
Die Steuerung 162 verwendet die ADC-Eingabe, um ein Digitalsignal bereitzustellen, das
dem proximalen Flüssigkeitsdruck
in der Pumpen-Kassette 114 entspricht. Der distale Flüssigkeitsdruck
in der Pumpen-Kassette 114 wird ähnlich gemessen, außer dass
der Stift 106a im Kontakt mit der Fließsperre 122 steht
und über
die Fließsperre
im Kontakt mit dem Abschnitt der Elastomermembran der Pumpen-Kassette,
der dem distalen Flüssigkeitsdruck
der IV-Leitung ausgesetzt ist. In jeder anderen Hinsicht wird der
distale Druck auf die gleiche Art gemessen wie der proximale Druck.
Die vorliegende Erfindung automatisiert auch die Ausgabe-Kalibrationsschritte
für die
proximalen und distalen Drücke.
-
In 7 stellt
ein Übersichts-Blockdiagramm 160 des
Infusionssystems für
medizinische Flüssigkeit
das Steuersystem für
einen proximalen Drucksensor 182 und einen distalen Drucksensor 176 dar. Der
proximale Drucksensor 182 und der distale Drucksensor 176 schließen die
oben beschriebenen Komponenten zur Erzeugung von Ausgabesignalen ein,
welche die entsprechenden proximalen und distalen Drücke innerhalb
der Pumpen-Kassette 114 anzeigen. Ein Behälter für intravenöse medizinische Flüssigkeit 172 ist
mit der proximalen Schlauchleitung 116 verbunden und führt der
Pumpen-Kassette 114, die in das Pumpen-Chassis 112 eingeklinkt
ist, eine medizinische Flüssigkeit
zu. Der Motor 136 ist antreibend mit der Pumpen-Kassette 114 verbunden, so
dass die medizinische Flüssigkeit
durch die distale Schlauchleitung 118 einem Patienten 174 verabreicht
werden kann. Eine Ausgangslage einer Antriebswelle (nicht dargestellt)
des Motors 136 im Pumpenzyklus der Pumpen-Kassette 114 wird
von einem Ausgangslagen-Sensor 180 erfasst, der mit der
Steuerung 162 gekoppelt ist, welche eine Zentraleinheit
(central processing unit, CPU) 166 und einen Speicher 164 einschließt. Der
Speicher 164 speichert eine Vielzahl von Maschinenbefehlen,
die, wenn sie von der CPU 166 ausgeführt werden, die Implementierung
einer Vielzahl von Funktionen veranlassen. Unter der Vielzahl von
Funktionen befinden sich die unten beschriebenen logischen Schritte
zur Kalibrierung und Überwachung
proximaler und distaler Drücke,
um eine Behinderung der Strömung
der medizinischen Flüssigkeit
durch die IV-Leitung zu erfassen.
-
Das
System schließt
auch eine Anzeige 170 und eine Benutzer-Schnittstelle 168,
z. B. eine Tastatur, ein, die mit der Steuerung 162 verbunden
sind, um eine Schnittstelle für
den Benutzer bereitzustellen. In manchen IV-Systemen kann die IV-Pumpe mit einem PC
gekoppelt sein, so dass das Eingabegerät eine Maus oder ein anderes
Zeigegerät
einschließen kann.
-
In
einer Ausführungsform
ist der Ausgangslagen-Sensor 180 ein Opto-Codierer, der
mit der Antriebswelle des Motors 136 gekoppelt ist, um
eine Ausgangslage der Antriebswelle zu erfassen. Typischerweise
führt jeder
Pumpenhub 75 Mikroliter (μl) Flüssigkeit zu und ist in 432
Impulse unterteilt (216 Impulse für den Füll- und 216 Impulse für den Strömungsvorgang).
Die hohe Anzahl von Impulsen ermöglicht
einen hohen Präzisionsgrad bei
der Verabreichung der medizinischen Flüssigkeit und reduziert die
Wahrscheinlichkeit von Nadelgerinnung im Körper des Patienten.
-
Der
Stromverbrauch der IV-Pumpe wird verringert, indem dem proximalen
Drucksensor 182 und dem distalen Drucksensor 176 nur
dann Strom zugeführt
wird, wenn der Motor 136 eingeschaltet ist. Wenn die Steuerung 162 den
proximalen Drucksensor 182 und den distalen Drucksensor 176 einschaltet,
sind ungefähr
1,5 Millisekunden Aufwärmzeit
erforderlich, bevor die Sensorsignale abgetastet werden können. Auch überprüft die Steuerung 162 das abgetastete
Signal vom proximalen Drucksensor 182 regelmäßig während der
Verabreichung der medizinischen Flüssigkeit an den Patienten auf
einen fehlerhaft niedrigen Wert, so dass ein leerer Behälter 172 für medizinische
Flüssigkeit
schnell erkannt werden kann. Weiterhin verringert die Logik, die
unten detailliert behandelt wird, die Anzahl von Okklusions-Fehlalarmen
durch Vergleichen/Mittelung von zwei oder mehr abgetasteten Signalen.
Auf diese Art lösen
Signal-Abtastwerte, die während
geringer Pumpen-Unregelmäßigkeiten
durchgeführt
werden, und gelegentliche Signalspitzen keinen Okklusions-Fehlalarm aus.
-
Die
Steuerung 162 bestimmt das Abtast-Zeitintervall (in Sekunden)
für den
distalen Drucksensor 176 und den proximalen Drucksensor 182 während kontinuierlicher
Rotation des Motors 136 unter Anwendung des Verhältnisses
von 6,06/R (R = U/min der Ausgangs-Antriebswelle des Motors). Es
gibt jedoch obere und untere Schwellwerte für das Abtast-Zeitintervall.
Wenn zum Beispiel die Pumpen-Kassette 114 mit relativ hohem
Förderdruck pumpt
(z. B. 18 psig Absolutdruck), dann halbiert die Steuerung 162 das
berechnete Abtast-Zeitintervall. Außerdem wird, wenn die Pumpen-Kassette 114 mit wesentlich
geringerer Geschwindigkeit pumpt, so dass das berechnete Abtast-Zeitintervall
größer ist als
eine Sekunde, das Abtast-Zeitintervall auf eine Sekunde festgesetzt.
Weiterhin wird, wenn der Motor 136 intermittierend rotiert,
das Abtast-Zeitintervall auf 101 Millisekunden festgesetzt, basierend
auf einem Wert von R = 60 U/min.
-
Idealerweise
beginnt das Abtast-Zeitintervall, wenn die Ventile (nicht dargestellt)
in der Pumpen-Kassette 114 sich öffnen, und das Intervall endet,
wenn sich die Ventile schließen.
Wenn jedoch die Pumpen-Kassette 114 mehr als 125 Milliliter
pro Stunde (ml/hr) medizinischer Flüssigkeit pumpt, darf die Steuerung 162 den
proximalen Drucksensor 182 während des Förderhubs nicht abtasten, und
der distale Drucksensor 176 darf während des Saughubs nicht abgetastet
werden. Die Anordnung der Ventile in der Pumpen-Kassette 114 wird
der Position der Antriebswelle des Motors 136 entnommen,
die vom Ausgangslage-Sensor 180 abgetastet
wird. Die Standard-Abtastrate beträgt ungefähr vier Abstastwerte pro Förderhub
(z. B. in Intervallen von 30 Millisekunden, wenn Flüssigkeit
mit 1000 ml/hr gefördert
wird); das ist oftmals ausreichend, um den Motor 136 abschalten
zu können,
bevor ein Druck von 40 psig am distalen Ende der Pumpen-Kassette 114 erreicht wird.
-
In 17 listet
eine Tabelle 201 Gleichungen auf, die von der Steuerung 162 verwendet
werden, um eine Okklusion in der IV-Leitung zu erkennen. Eine Schwelle
ADC_Gleichung 203 wird verwendet, um einen ADC-Wert zu
berechnen, der abhängig
ist von einem Schwellwert-Druck, einem Basisdruck und einem Hersteller-Null-Druck. Eine
Schwelle ADC_Gleichung 205 wird verwendet, um den entsprechenden
ADC-Wert für
jeden Relativdruckwert zu berechnen, der nicht zu den Kalibrierwerten
gehört
(z. B. einen 5-psig-Relativdruck).
Eine Delta_Zählwerte-Gleichung 207 wird
verwendet, um die ADC-Zählwerte
zu berechnen, die einem beliebigen Delta-Druck entsprechen. Eine
relative ADC_Gleichung 209 wandelt einen Relativdruck in seinen
entsprechenden ADC-Wert um. Eine ADC-Gleichung 211 wird
verwendet, um einen absoluten Druckwert in seinen ADC-Wert umzuwandeln.
-
In
den 8 und 9 stellt eine Übersicht 200 die
Schritte dar, die beim Hersteller durchgeführt werden, um den distalen
Drucksensor 176 und den proximalen Drucksensor 182 zu
kalibrieren, bevor das Pumpen-Chassis (im Gehäuse – nicht dargestellt) an den
Endanwender versandt wird, um verwendet zu werden, um einem Patienten
eine medizinische Flüssigkeit
zuzuführen.
In den 8 und 9 bezieht sich der Begriff "Benutzer" auf den Hersteller-Kalibrationsbetreiber,
nicht auf den Endanwender der Pumpe für medizinische Zwecke. Auch versteht
es sich in diesem und in den anderen unten behandelten Ablaufdiagrammen,
dass die gezeigten logischen Schritte von der CPU 166 in
der Steuerung 162 beim Ausführen von Maschinenbefehlen
implementiert werden, die im Speicher 164 gespeichert sind.
-
Von
einem Startblock aus geht die Logik zu einem Block 202,
in dem die Pumpen-Kassette 114 in das Pumpen-Chassis 112 eingesetzt
wird. An diesem Punkt wird der Pumpen-Motor in einem Block 208 eingeschaltet,
und der Plunger wird in eine halb ausgefahrene Position bewegt.
Zur Bestimmung der Plunger-Position sorgt ein Block 209 dafür, dass
die Position des Motors (der Welle) abgelesen wird, und ein Entscheidungsblock 211 bildet
eine Schleife, bis die Motorposition 90° über die Ausgangslage hinaus ist,
was der halb ausgefahrenen Position des Plungers entspricht. Sobald
dieser Zustand erreicht ist, zeigt ein Block 213 an, dass
der Pumpen-Motor ausgeschaltet wird. In einem Block 204 fordert
die Logik einen Benutzer auf, einen Offset-Wert für den distalen
Drucksensor 176 einzugeben. Die Logik schreitet weiter
zu einem Block 206, der dafür sorgt, dass die Ausgabe des
distalen Drucksensors 176 auf einen ADC-Wert von 50 kalibriert
wird. Die Steuerung 162 passt die Impedanz eines elektronisch
veränderlichen
Widerstands (nicht dargestellt) so an, dass sie dem vom Benutzer
eingegebenen Offset-Wert entspricht. In einem Block 210 wird
N gleich Null gesetzt, und die Logik schreitet weiter zu einem Block 212. Eine
Eingabeaufforderung wird angezeigt um anzugeben, dass der Benutzer
N psig auf die distale Öffnung
der Pumpen-Kassette ausüben
sollte, um den distalen Drucksensor 176 zu kalibrieren
(und eine Steuerungstaste auf der Tastatur drücken sollte um anzuzeigen,
dass der geforderte Druck auf den distalen Drucksensor angelegt
wurde). In einem Block 214 wird die Ausgabe vom distalen
Drucksensor 176 abgetastet und von der Steuerung überwacht.
In einem Block 216 wird der bei N psig abgetastete Wert
des distalen Sensors gespeichert. In einem Entscheidungsblock 218 wird
entschieden, ob der aktuelle Wert von N gleich 30 ist. Falls nicht,
schreitet die Logik weiter zu einem Block 220, in dem N
gleich N plus sechs psig gesetzt wird. Die Logik wiederholt diese Kalibrierungssequenz
und kehrt bei jeder Schleife zu Block 212 zurück. Wenn
N im Entscheidungsblock 218 gleich 30 ist, hat die Logik
gespeicherte Distal-Kalibrierungs-Schwellwerte von 0, 6, 12, 18,
24 und 30 psig.
-
Wenn
das Ergebnis im Entscheidungsblock 218 "wahr" lautet,
geht die Logik zu einem Block 222, und der Benutzer wird
aufgefordert, einen Offset-Wert mit acht Bit für den proximalen Drucksensor 182 einzugeben,
wie in 9 dargestellt. In einem Block 224 wird
die Ausgabe des proximalen Drucksensors 182 vom Benutzer
durch Anpassung der Impedanz eines veränderlichen Widerstands (nicht
dargestellt) auf einen ADC-Wert von 125 kalibriert, zwecks Anzeige
des vom Benutzer eingegebenen Offset-Werts. In einem Block 226 wird
M gleich –5 psig
gesetzt, und die Logik geht zu einem Block 228. Die Logik
erzeugt eine Eingabeaufforderung, die anzeigt, dass ein Druck von
M psig vom Benutzer auf die proximale Öffnung der Pumpen-Kassette
anzulegen ist, die vom proximalen Drucksensor 182 abgetastet
werden soll. In einem Block 230 wird die Ausgabe vom proximalen
Drucksensor 182 bei M psig abgetastet. In einem Block 232 wird
die abgelesene Ausgabe des proximalen Drucksensors 182 als
proximaler Kalibrierungs-Schwellwert gespeichert, der dem aktuellen
Wert von M psig entspricht. In einem Entscheidungsblock 234 wird
eine Entscheidung getroffen, ob M gleich 0 ist. Wenn das Ergebnis "falsch" lautet, schreitet
die Logik weiter zu einem Block 236, und M wird gleich
M plus fünf
psig gesetzt. Die Logik kehrt dann in einer Schleife zurück zu Block 228,
wo der Benutzer angewiesen wird, null psig auf die proximale Öffnung der
Pumpen-Kassette anzulegen. Die Schritte in den Blöcken 230, 232 und
im Entscheidungsblock 234 werden dann wiederholt. Im Entscheidungsblock 234 ist
M nicht gleich Null, und der Kalibrierungsvorgang wird beendet.
Proximale Grenz-Kalibrierungswerte, die –5 und 0 psig entsprechen,
sind gespeichert worden.
-
In
den 10-13 schließt eine Übersicht 290 die Schritte
ein, die durchgeführt
werden, um eine Okklusion mit dem distalen Drucksensor 176 zu
erfassen. Es ist zu beachten, dass jede Erwähnung eines "Anwenders" im Hinblick auf
die Beschreibung der 10-15 sich
auf den Endanwender der Erfindung bezieht, der einem Patienten eine
medizinische Flüssigkeit
zuführt.
-
In 10 geht
die Logik von einem Startblock zu einem Entscheidungsblock 238 und
ermittelt, ob der distale Drucksensor 176 eingeschaltet und
die Pumpen-Kassette 114 in der vorbestimmten Position im
Inneren des Pumpen-Chassis 112 eingeklinkt ist. Die Logik
durchläuft
Schleifen, bis das Ergebnis "wahr" lautet, und schreitet
dann zu einem Block 240, in dem ein distaler Basislinien-Wert
auf Null zurückgesetzt
(oder gesetzt) wird. Der distale Basislinien-Wert wird berechnet
durch Mittelung der zwei vorhergehenden Ausgabesignale, die vom
distalen Drucksensor 176 abgetastet wurden, wenn die Welle
(nicht dargestellt) des Motors 136 in der Ausgangslage
ist. Im Entscheidungsblock 242 ermittelt die Logik, ob
die Welle des Motors 136 sich dreht, und durchläuft eine
Schleife, bis das Ergebnis "wahr" lautet.
-
Als
Nächstes
werden in einem Block 244 zwei aufeinander folgende Abstastwerte
des Ausgabesignals vom distalen Drucksensor 176 abgetastet. Die
Logik in einem Entscheidungsblock 246 ermittelt, ob die
letzte Abtastung mehr als 2 psig höher als die vorhergehende Abtastung
ist. Falls ja, geht die Logik zu einem Block 250, und die
letzte Abtastung wird verworfen. In einem Block 252 wird
das Ausgabesignal für
den distalen Drucksensor 176 in der nächsten Ruheposition der Welle
des Pumpen-Motors 136 abgetastet. Die Logik wird weiterhin
Schleifen zum Entscheidungsblock 246 durchlaufen, bis die
letzte Abtastung innerhalb von 2 psig zur vorhergehenden Abtastung
liegt, die zum Vergleich herangezogen wird.
-
Wenn
das Ergebnis im Entscheidungsblock 246 "falsch" lautet, geht die Logik weiter zu einem Entscheidungsblock 248,
um zu ermitteln, ob ein check cassette-Flag während der zwei Abtastungen des
Ausgabesignals vom distalen Drucksensor 176 gesetzt wurde.
Wenn ja, durchläuft
die Logik eine Schleife zurück
zum Block 244, und zwei neue aufeinander folgende Abstastwerte
des Ausgabesignals vom distalen Drucksensor 176 werden
gewonnen. Wenn jedoch das Ergebnis im Entscheidungsblock 248 "falsch" lautet, geht die
Logik zu einem Block 254 ( 11) und
berechnet einen distalen Durchschnittswert für die letzten beiden nacheinander
abgetasteten Ausgabesignale vom distalen Drucksensor 176.
In einem Block 256 bestimmt die Logik einen absoluten Wert
von 4 psig und einen Wert 2 psig über dem schwächsten Ausgabesignal,
das seit dem Einklinken der Pumpen-Kassette 114 in das Pumpen-Chassis 112 vom
distalen Drucksensor 176 abgetastet wurde. Die Werte von
2 und 4 psig werden relativ zu einer Kalibrier-Geraden ermittelt,
die sich zwischen den gespeicherten distalen Kalibrierungs-Schwellwerten
für 0 und
12 psig erstreckt.
-
In
einem Block 258 ermittelt die Logik den geringeren Wert
aus dem absoluten Wert von 4 psig und dem anderen Wert, der in Block 256 bestimmt wurde.
Ein Entscheidungsblock 260 stellt fest, ob der geringere
Wert kleiner ist als der distale Durchschnittswert, der in Block 254 ermittelt
wurde. Falls ja, wird der distale Basislinien-Wert gleich dem niedrigeren
Wert gesetzt, und die Logik schreitet fort zu einem Block 266 (in 12).
Wenn das Ergebnis im Entscheidungsblock 260 negativ ist,
geht die Logik zu einem Block 262, und der distale Basislinien-Wert wird
gleich dem distalen Durchschnittswert gesetzt.
-
In
Block 266 in 12 wird das Ausgabesignal vom
distalen Drucksensor 176 abgetastet. In einem Block 268 werden
die Gleichungen, die in 17 dargestellt
sind, zur Berechnung des relativen distalen Druckwerts verwendet.
Der Anwender kann eine von drei zu verwendenden Empfindlichkeiten
beim Erkennen eines distalen Okklusions-Alarms auswählen, entsprechend
einem HIGH-(HOCH)-, MEDIUM-(MITTEL)- und LOW-(TIEF)-Druck. Der distale
LOW-Druck liefert einen Schwellwert von 6 psig, mit einer Toleranz
von ±3
psig. Der distale MEDIUM-Druck liefert einen Schwellwert von 12
psig, mit einer Toleranz von ±5
psig. Und der distale HIGH-Druck liefert einen Schwellwert von 24
psig, mit einer Toleranz von ±5
psig.
-
Ein
Entscheidungsblock 270 ermittelt, ob der relative distale
Druck bei drei aufeinander folgenden Abtastungen jeweils größer ist
als der Schwellwert für den
ausgewählten
Empfindlichkeitsbereich. Falls ja, geht die Logik zu einem Block 276,
und ein Okklusions-Alarm-Flag wird gesetzt. In einem Block 278 wird der
Okklusions-Alarm dem Anwender angezeigt, und die Logik geht zu einem
Entscheidungsblock 280 (in 13). Wenn
jedoch im Entscheidungsblock 270 das Ergebnis "falsch" war, geht die Logik
weiter zu einem Entscheidungsblock 274, um zu ermitteln,
ob der absolute Wert des distalen Drucksignals 30 psig überschreitet.
Falls ja, geht die Logik zurück
zu Block 276, und falls nein, schreitet die Logik weiter
zum Entscheidungsblock 280 in 13.
-
Im
Entscheidungsblock 280 wird eine Entscheidung getroffen,
ob der relative distale Druck weniger als die Hälfte des vom Anwender ausgewählten Schwellwerts
für eine
Okklusion beträgt.
Falls ja, geht die Logik zu einem Block 284, und das Okklusions-Alarm-Flag wird zurückgesetzt
oder gelöscht. Danach,
oder wenn das Ergebnis im Entscheidungsblock 280 negativ
ist, schreitet die Logik zu einem Entscheidungsblock 282,
in dem ermittelt wird, ob der absolute distale Druck bei zwei aufeinander
folgenden Abtastungen des distalen Drucksensors 176 weniger
als –5
psig beträgt,
was darauf hindeuten könnte,
dass die Pumpen-Kassette
aus dem Pumpen-Chassis entfernt wurde. Falls ja, geht die Logik zu
einem Block 286, in dem das check_cassette-Flag gesetzt
wird. In einem Block 288 wird dem Anwender der check_cassette-Alarm
angezeigt. Die Logik kehrt von Block 288 zu Block 244 (in 10)
zurück;
sie kehrt auch dann zu Block 244 zurück, wenn das Ergebnis im Entscheidungsblock 282 "falsch" lautete.
-
Die 14-16 zeigen
einen Überblick 300 über die
Schritte, die durchgeführt
werden, um eine Okklusion mit dem proximalen Drucksensor 182 zu
erfassen. Die Logik bewegt sich von einem Startblock zu einem Entscheidungsblock 302 in 14 und
ermittelt, ob der proximale Drucksensor 182 eingeschaltet
und die Pumpen-Kassette 114 in der vorbestimmten Position
im Pumpen-Chassis 112 eingeklinkt ist. Die Logik durchläuft eine
Schleife im Entscheidungsblock 302, bis das Ergebnis "wahr" lautet, und geht
dann weiter zu einem Block 304. Dieser Block sorgt dafür, dass
ein proximaler Basislinien-Wert auf Null zurückgesetzt (oder gesetzt) wird. Der
proximale Basislinien-Wert
ist der Durchschnitt der zwei vorhergehenden Ausgabesignale vom
proximalen Drucksensor 182, die abgetastet wurden, als die
Welle (nicht dargestellt) des Pumpen-Motors 136 sich in
der Position befand, die dem voll ausgefahrenen Plunger entspricht.
In einem Entscheidungsblock 306 ermittelt die Logik, ob
sich die Welle des Motors 136 dreht, und durchläuft eine
Schleife, bis das Ergebnis im Entscheidungsblock 306 "wahr" lautet.
-
In
einem Block 308 werden zwei aufeinander folgende Abstastwerte
des Ausgabesignals vom proximalen Drucksensor 182 (mit
voll ausgefahrenem Plunger) abgetastet. Die Logik in einem Entscheidungsblock 310 ermittelt
dann, ob der letzte Abtastwert vom proximalen Drucksensor 182 mehr
als 2 psig schwächer
ist als der vorhergehende Abtastwert. Falls ja, geht die Logik zu
einem Block 314, und der letzte Abtastwert wird verworfen.
Die Logik schreitet zu einem Block 316, und das Ausgabesignal für den proximalen
Drucksensor 182 wird an der nächsten Position für die Welle
des Pumpen-Motors 136 abgetastet, in welcher der Plunger
vollständig ausgefahren
ist. Die Logik durchläuft
eine Schleife zurück
zum Entscheidungsblock 310, bis zwei Abstastwerte erhalten
werden, die innerhalb einer Differenz von 2 psig zueinander liegen.
-
Wenn
das Ergebnis im Entscheidungsblock 310 "falsch" lautet, schreitet die Logik weiter
zu einem Entscheidungsblock 312, um zu ermitteln, ob das
check_cassette-Flag beim Abtasten des Ausgabesignals vom proximalen
Drucksensor 182 gesetzt wurde. Falls ja, kehrt die Logik
in einer Schleife zurück
zum Block 308, so dass zwei neue aufeinander folgende Abtastungen
vom proximalen Drucksensor 182 gewonnen werden. Wenn jedoch
das Ergebnis im Entscheidungsblock 312 negativ ist, geht
die Logik weiter zu einem Block 318 (15),
in dem der niedrigere aus einem absoluten Wert von –2 psig
und einem Wert, der 2 psig unterhalb des höchsten Ausgabesignals, das
vom proximalen Drucksensor 182 abgetastet wurde, seit die
Pumpen-Kassette 114 in das Pumpen-Chassis 112 eingeklinkt
wurde, bestimmt wird. Diese -2- und 2-psig-Werte werden relativ
zu einer Kalibrier-Geraden
bestimmt, die sich zwischen dem gespeicherten proximalen Kalibrier-Schwellwert für –5 psig
und 0 psig erstreckt. Die Logik geht zu einem Block 320,
in dem der proximale Basislinien-Wert
gleich dem Abtastwert gesetzt wird, die den niedrigeren in Block 318 bestimmten
Wert hat.
-
In
einem Block 322 wird das Ausgabesignal vom proximalen Drucksensor 182 abgetastet,
und die Logik schreitet zu einem Block 324. Die Logik verwendet
dann die in 17 beschriebenen Gleichungen,
um den relativen proximalen Druck zu berechnen. In einem Entscheidungsblock 326 entscheidet die
Logik, ob die relativen proximalen Druckwerte für drei aufeinander folgende
Abtastungen alle höher sind
als der Schwellwert (relativ zu einer Kalibrier-Geraden, die mit
den gespeicherten proximalen Kalibrier-Schwellwerten erzeugt wurde).
Die zulässige
Toleranz für
diese Entscheidung in der bevorzugten Ausführungsform beträgt ±3 psig.
Falls ja, zeigt ein Block 328 an, dass das Okklusions-Flag
gesetzt wird. Als Nächstes
wird der Okklusions-Alarm in einem Block 330 dem Anwender
angezeigt.
-
Nach
einer verneinenden Antwort auf Entscheidungsblock 326 oder
nach Block 330 geht die Logik weiter zu einem Entscheidungsblock 332,
wie in 16 dargestellt. Dieser Entscheidungsblock
ermittelt, ob der relative proximale Druck größer ist als –2 psig;
wenn ja, springt die Logik zu einem Block 336, in dem das
Okklusions-Flag zurückgesetzt
oder gelöscht
wird. Die Logik schreitet als Nächstes
vom Block 336, oder falls das Ergebnis im Entscheidungsblock 332 "falsch" ist, zu einem Entscheidungsblock 334.
Der Entscheidungsblock 334 ermittelt, ob die absoluten
proximalen Druckwerte für
zwei aufeinander folgende Abtastungen weniger betragen als –10 psig
oder mehr als 5 psig, was darauf hindeuten kann, dass die Pumpen-Kassette
entfernt wurde. Falls ja, geht die Logik zu einem Block 338,
und das check cassette_Flag wird gesetzt. In einem Block 340 wird
dem Anwender der check cassette_Alarm angezeigt. Die Logik kehrt
vom Block 340, oder falls das Ergebnis im Entscheidungsblock 334 "falsch" ist, zum Block 308 (in 14)
zurück.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit ihrer bevorzugten
Ausführungsform
beschrieben wurde, werden Personen mit grundlegenden Fachkenntnissen
verstehen, dass innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche viele
Modifikationen daran vorgenommen werden können. Dementsprechend wird
nicht beabsichtigt, den Schutzumfang der Erfindung in irgendeiner Weise
durch die obige Beschreibung einzuschränken, sondern ihn statt dessen
vollständig
durch Bezugnahme auf die folgenden Ansprüche festzulegen.