用于检测输液泵盒的光学传感器的制作方法

本发明整体涉及用于将液体食物和药物受控递送给患者的输液泵。更具体地讲，本发明涉及输液泵中用于检测盒(cassette)(给药管路装置经由该盒操作性地连接到输液泵)存在与否的传感器系统。

背景技术：

可编程输液泵用于实现肠饲的液体食物以及针对各种目的(例如疼痛管理)的药物受控递送。在通常的布置中，输液泵接收一次性给药装置，该一次性给药装置包括由泵可移除地接收的盒以及连接到盒的柔性管路以用于提供穿过泵的流体递送路径。

盒本身可旨在与一种或多种特定输液泵型号一起使用，并且/或者与具有预定性能的管路一起使用。就这一点而言，盒可包括根据至少部分地由预期输液泵型号和/或给药装置管路所确定的规格而设计和制造的安全特征结构。盒的安全特征结构可与相匹配的泵上的相应特征结构相配合，并且可根据与管路直径和柔度有关的尺寸公差来制造。例如，盒可具有用于防止不受控制的流体递送给患者的防自由流动机构。该防自由流动机构可采用外部压紧夹限流器的形式，当盒被正确地装入泵中并且泵门关闭时，该限流器会启动。作为另外一种选择，该防自由流动机构可采用驻留在管路的流道内的内部“在线限流器”的形式，其中仅当盒被正确地装入泵中且泵门关闭时，流道才会打开。

盒不仅提供自由流动保护，还可提供附加的安全特征结构。例如，盒可以与泵相匹配，以维持泵的所需体积精度，并确保用于触发安全警报的闭塞传感器和空气在线传感器的正常运作。

考虑到盒的安全重要性，希望提供装置来检测匹配的盒是否正确地装入泵中，以此作为允许泵工作的先决条件。

技术实现要素：

根据本发明，提供了一种具有光学检测系统的输液泵，给药装置可移除地接收在该输液泵中，并且光学检测系统用于确定给药装置的盒是否装入泵中。在本发明的一个实施例中，如果盒未装入泵中，则禁止泵工作。

光学盒检测系统包括沿着光轴对齐的光学发射器和相应光检测器，该光轴可延伸横穿泵壳体中的狭槽。该发射器发出沿着光轴定向至检测器的光束。盒被构造为用于装入泵中，并且包括突起(tab)，该突起被布置成使得当盒被正确地装入泵中时，阻挡光束的至少一部分到达检测器。泵可包括位于发射器和检测器之间且被构造成接收突起的狭槽，使得当盒被正确地装入泵中时，该突起与光轴相交。

检测器信号由信号评估电子器件进行评估，以确定检测器信号电平是否低于预定阈值，从而指示盒是否存在。信号评估电子器件可与泵控制器通信，其中泵控制器被编程为禁止泵工作，除非光学盒检测系统测定到盒存在。

附图说明

本发明的操作的性质和模式现在将结合附图在本发明的以下具体实施方式中更全面地描述，其中：

图1为输液泵和盒的透视图，该输液泵和盒体现了根据本发明实施例的盒检测系统；

图2为图1所示盒的透视图；

图3A为示出根据本发明实施例形成的盒检测系统的示意性剖面图，其中示出了还没有插入到泵的突起接收狭槽中的盒突起。

图3B为类似于图3A的视图，不同的是示出了盒突起被插入到泵狭槽中；以及

图4为流程图，示出了根据本发明实施例由盒检测系统执行的决策逻辑。

具体实施方式

图1示出输液泵10，给药装置12可移除地接收于其中。给药装置12包括盒14，该盒单独地在图2中示出。盒14可包括输入连接器16、与输入连接器16流动连通的上游循环连接器18、下游循环连接器20、以及与下游循环连接器20流动连通的输出连接器22。给药装置12还可包括流入管路24和流出管路26，所述流入管路具有配合到输入连接器16的一个端部和连接到流体源的相对端部(未示出)，所述流出管路具有连接到输出连接器22的一个端部和连接到患者的相对端部(未示出)。最后，给药装置14还可包括管路泵送 段28，该管路泵送段具有配合到上游循环连接器18的一个端部以及配合到下游循环连接器20的相对端部。

在图示实施例中，泵10为具有转子30的旋转蠕动泵，其中泵送段28卷绕在转子30上并且在转子旋转时由转子30上按角度隔开的辊接合以提供蠕动泵送动作，从而迫使液体穿过给药装置12的管路。如参考图1可以理解的，当转子30沿逆时针方向旋转时，液体从流入管路24穿过输入连接器16和上游循环连接器18移动到泵送段28，然后从泵送段28穿过下游循环连接器20和输出连接器22移动到流出管路26。虽然本发明在旋转蠕动泵的情形下进行描述，但本发明并不限于该类型的输液泵。本发明可用接收具有盒的给药装置的任何类型输液泵来实施。

盒14可包括在线限流器32，该在线限流器可结合到下游循环连接器20中。在线限流器32在泵门34打开时阻止流动。泵门34下侧上的致动器36以以下方式接合泵送段28：在门34关闭时打开围绕限流器32的流动路径。

现在另外参见图3A和图3B。盒14包括突起38，该突起从盒中有棱纹的拇指部分40向下垂挂。在该实施例中，突起38为平坦突起，其尺寸为使该突起被接收在泵10中的相应狭槽42内。狭槽42可设置在泵10中位于泵送段28的上游部分和下游部分之间的位置，而突起38可设置在拇指部分40的下侧上。例如，狭槽42可位于泵送段28的上游部分和下游部分之间的中间处，并且可在与转子30的旋转轴线一致的方向上伸长，而突起38可位于盒14的具有输入连接器16和上游循环连接器18的一侧和盒14的具有下游循环连接器20和输出连接器22的另一侧之间的中间处。在这种对称布置中，盒14在给药装置12的安装期间相对于转子30容易地于泵10内居中。在本发明的一个实施例中，狭槽42的宽度为2.6mm，而突起38的宽度为1.7mm。

如图3A和图3B所示，泵10包括光学盒检测系统50，该系统可操作以检测狭槽42中是否存在盒突起38。盒检测器系统50包括光学发射器52和光敏检测器54，该光学发射器可布置在狭槽42的一侧上，而光敏检测器可布置在狭槽42的相对侧上。在图示实施例中，检测器54沿着穿过狭槽42的光轴58与发射器52对齐。盒检测系统50还包括连接至光敏检测器54的信号处理电子器件56，该电子器件用于接收由检测器54生成的电子信号并评估该信号。信号处理电子器件56可与泵控制器60通信，由此可基于检测器信号的评估来控制泵10的操作。

在一个示例性实施例中，发射器52可以是发光二极管(LED)，而光敏检测器54可以是光电二极管。可以选择在预定频带内操作发射器52和检测器54，该预定频带包括但不 限于不可见光频带，诸如红外或紫外波段。当盒14未装入泵10中时，来自发射器52的光会畅通地穿过狭槽42，并被检测器54接收。检测器54生成信号，例如电流或电压信号，该信号的电平对应于检测器所接收的光的强度。在图3A所示的未阻挡状态下，检测器的信号电平高于预定阈值。如图3B所示，当盒14被装入泵10中时，突起38占据狭槽42。突起38不透明或基本上不透明，并且充当遮板或空间滤波器来阻止部分或全部光束沿着光轴58到达检测器54。因此，当盒14被装入泵10中时，由检测器54生成的信号电平下降至低于预定阈值。

信号处理电子器件56评估来自检测器54的信号，从而确定盒14是否装入泵10中。信号的处理和评估可以是完全模拟的，或者检测器信号电平可被转换成数字值并与数字比较电路的阈值进行比较。如图4所示，可基于信号处理电子器件56所作出的判定来允许或禁止泵10工作。在方框100处，读取检测器信号的电平。在方框102处，将信号电平与预定阈值进行比较，作为判定的基础。如果信号电平低于阈值，则表明存在盒14，流程转到方框104，在此处泵控制器60允许泵工作。然而，如果信号电平高于阈值，则流程转到方框106，即泵控制器60禁止泵工作。

因此，盒14上的突起38提供了当盒14被正确地装入泵10中时，改变发射器52和检测器54之间光通信的物理特性结构。当然，可采用各种各样的突起布置和光学检测系统配置。在盒14下侧居中布置薄突起38并且在泵10中使用细狭槽42，是为了在安装盒14的过程中利用所述突起和狭槽引导该盒14并将其置于泵的中央。此外，盒检测系统50的发射器52和检测器54均隐藏在泵内，不会引起使用者注意。发射器52和检测器54可从狭槽42的表面略微凹陷，位于相应的透明屏障后方，该透明屏障用于使灰尘和流体远离发射器和检测器。

虽然已结合示例性实施例描述了本发明，但该具体实施方式并不旨在将本发明的范围限制于所述的特定形式。本发明旨在涵盖可包括在本发明的精神和范围内的所述实施例的此类替代形式、修改形式和等同形式。