专利名称：用于肠内供给泵的安全联锁系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及安全联锁系统，具体是用于流量控制设备的安全联锁系统。更具体是，本发明涉及利用具有肠营养供给泵的无磁体给药供给组件的安全联锁系统。
背景技术：
肠营养供给系统通常给自身不能吸收营养、因而需要经过病人的胃肠道例如胃提供营养的一些供给系统的病人使用。典型的是，肠营养供给系统包括结合有流量控制设备例如泵的一次性给药供给组件，这样可以以可控供给速率向病人供送流体。现有技术的给药供给组件包括在一端与流体源连通并且在另一端与布置成沿着泵上的第一凹处安装的滴注器连通的入口管、用于将给药供给组件安装在泵上的第二凹处的安装件和使滴注器与安装件连接并与泵上的电机驱动转子接合的泵管。
在许多肠营养供给系统中，根据转子的速度，泵管与转子的接合可以控制供给病人流体的流量。在给药供给组件没有正确安装在泵上的情况下，在非常不期望的重力作用下，会发生过量的流体经过供给组件的情形。由于部件的机械结构及其在泵上对应的凹处，滴注器不正确安装的情况不易发生。然而，如果给药供给组件由无经验的操作者不正确地安装在泵上，该操作者在操作肠营养供给系统方面没有受到到正确的指导，则很可能发生安装件的不正确布置的情况，例如安置在泵上的对应凹处的下方，上方或外侧。这种给药供给组件的不正确安装已有报道。
授予Pasqualucci等人的美国专利4,913,703；5,201,711和6,017,326公开了一种流量控制设备的安全联锁系统，该系统在其安装在给药供给组件的区域设有磁场源，其磁性源例如磁体设在安装件内。流量控制设备包括磁场敏感开关部件，该部件可检测在流量控制设备的凹处内给药供给组件是否正确放置，并防止流量控制设备工作，除非给药供给组件的安装件处于与泵正确接合的位置。尽管Pasqualucci等人的安全联锁系统提供了确保给药供给组件正确接合在流量控制设备上的极好的配置，然而用于在一次性给药供给组件上提供磁性源的磁体使制造成本相对昂贵。
因此，本领域需要一种制造成本便宜的安全联锁系统。本领域还需要一种无须带磁体以确保供给组件正确布置在流量控制设备上的给药供给组件的安全联锁系统。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供肠营养供给系统的安全联锁系统，以确保给药供给组件正确布置在流量控制设备上。
本发明的另一个目的是提供用于安全联锁系统的给药供给组件，它不具有磁性源，例如磁体。
本发明的进一步目的是提供用于安全联锁系统的给药供给组件，制造成本低廉。
本发明的另一个目的是提供在流量控制设备内具有传感器装置以用于在给药供给组件上检测易受磁场影响的金属部件的安全联锁系统。
本发明的另一个更进一步的目的是提供用于在流量控制设备内具有传感器装置的安全联锁系统的给药供给组件，当供给组件正确安装时，该传感器装置感测磁场变化。
本发明的这些或其它目的在本发明的优选实施例中体现，该实施例是为了举例描述而非限制，其提供用于流量控制设备内的安全联锁系统的无磁体给药供给组件。
简要地说，通过提供用于肠营养供给系统的安全联锁系统，其包括适于与流量控制设备可操作接合的给药供给组件，以便以可控速率向病人传输流体，本发明克服并且基本上降低了现有技术的不足。
根据本发明的一个方面，提供一种避免不正确的操作系统的方法，该方法包括在流量控制设备内提供传感器装置的步骤，该传感器装置与开关部件可操作联系，当给药供给组件正确的安装在流量控制设备时，该开关部件将流量控制设备设在第一带电状态，当给药供给组件不正确的安装在流量控制设备时，该开关部件设在第二带电状态。操作中，流量控制设备响应第一带电状态启动，而响应第二带电状态停用。当流量控制设备尝试工作时，第二带电状态将阻止流量控制设备工作，并使警报启动。
根据本发明的另一方面，提供一种流量控制设备，其布置成容纳对应的给药供给组件。开关部件响应给药供给组件的正确安装，并且设有响应开关部件的控制装置，以便仅当开关部件检测到给药供给组件正确安装时，才允许流量控制设备工作。最好，该开关部件与包括霍尔效应传感器和重构为反馈偏压的磁体的传感器装置可操作联系，以便当供给组件正确安装在流量控制设备时，通过开关部件可以检测给药供给组件上的磁敏金属部件。
根据本发明的另一方面，提供一次性给药供给组件，它适于与流量控制设备可操作连接，该流量控制设备用于控制流体传输到病人。当给药供给组件不正确的与流量控制设备接合时，流量控制设备包括用于中断其工作的开关部件，其中，给药供给组件包括通过传感器装置探测的磁敏金属部件，在管不正确地可操作接合时，其启动开关部件并且阻止流量控制设备的工作。
根据本发明的另一个方面，提供包括柔性管的一次性给药供给组件，该管适于与流量控制设备可操作连接，其中给药供给组件包括由传感器装置检测的磁敏金属部件，仅当供给组件正确地可操作地接合时，该传感器装置激活该开关部件，以允许流量控制设备工作。
对本领域的普通技术人员而言，通过以下更详细的描述并结合附图，本发明其它的目的，优点和新颖的特征将变的很明显，其中本发明的相同元件采用相同的标号。
附图的简要描述
图1是根据本发明肠营养供给系统的立体图；图2是用以说明根据本发明流量控制设备内部的肠营养供给系统的立体图；图3A是用以说明根据本发明安全联锁系统的内部布置的立体图；图3B-3D是用以说明未正确布置的本发明安全联锁系统的立体图；图4是用以说明根据本发明开关部件的电连接的示意图；图4a是用以说明根据本发明微控制器的逻辑流程的流程图；图5是根据本发明的安装件的俯视图；图6是沿根据本发明的图4的安装件的线5-5截取的横截面图；图7是沿根据本发明的图1的线6-6截取的安全联锁系统的横截面图；图8是根据本发明的磁敏金属部件的平面图；图9是沿根据本发明的图7的线8-8截取的磁敏金属部件的横截面图；图10是根据本发明的设置反馈偏压传感器的安全联锁系统的优选实施例的简化结构图；图10A是显示在图10中的根据本发明安全联锁系统的替代布置的简化结构图；图11是根据本发明设置谐振线圈的安全联锁系统的替代实施例的简化结构图；图11A是根据本发明显示在图11中的安全联锁系统的替代实施例的示意图；图12是根据本发明的设置平衡线圈的安全联锁系统的另一个实施例的示意图；图13是根据本发明设置差动有效线圈的安全联锁系统的另一个替代实施例的示意图。
具体实施例方式
参考附图，来说明根据本发明安全联锁系统的优选实施例，并且用图1中的11表示。安全联锁系统11优选的与肠营养供给系统10的流量控制设备12、例如蠕动泵或其它灌输装置一起使用，以便以可控供给速率给病人的胃肠道(未显示)提供流体。给药供给组件14与流量控制设备12可操作地接合，以便经过在一端与流体源(未显示)连接和在相对端与泵管15连接的入口管16输送流体。给药供给组件14还包括在入口管16和泵管15之间连接的支撑件18，用于引导供给组件14与流量控制设备12接合，这在下面详细说明。在给药供给组件14的替代实施例中，滴注器(未显示)可以代替支撑件18，以便控制流体经过供给组件14的流量。
参考图1和2，流量控制设备12包括通过电动机(未显示)驱动的转子22，该电动机使转子22在转子周期之间以特定时间间隔并以预定的速度旋转，以控制流体经过给药供给组件14的供给速率。另外，也可以通过改变每一周期中转子22的旋转角来控制流体的输送。外壳20封装电动机，并形成凹处28和29，以便正确安装给药供给组件14。如图所示，泵管15在其入口端44与支撑件18连接，并且在其出口端46与安装件30连接。当给药供给组件14与流量控制设备12正确接合时，支撑件18安装在凹处28内，泵管15围绕转子22接合，并且安装件30正确的安装在凹处29内。
参考图1，5和6，安装件30通过在安装件30底侧上的接合部件35和其顶侧上的管容纳部件27与泵管15的出口端连接。进一步显示，环形的磁敏金属部件21在安装件30内围绕泵管15设置。出口管17与管容纳部件27连接，以允许流体从泵管15流向病人。
根据本发明的一方面，安全联锁系统11提供确保给药供给组件14正确布置在流量控制设备12上的配置，特别是围绕转子22正确布置泵管15，以便形成蠕动泵，该蠕动泵提供流体经过供给组件14的精确的和控制的供给速率。
如图1中说明的，支撑件18容纳在凹处28内，安装件30容纳在凹处29内。当正确安装时，典型的由硅树脂管制造的泵管15紧紧围绕转子22张紧，以便转子22的一些点在泵管15上接触，并且在工作期间逐步闭合管道23。参考图3A，在流量控制设备12上存在正确布置的给药供给组件14，因此支撑件18正确设在凹处28内，安装件30安装进凹处29内。
本领域的普通技术人员可意识到，在一些情况下，安全联锁系统11的安装件30可能由无经验的人员不正确地安装，因此，如图3B所示，安装件30设置在凹处29下方。由于在重力作用下流体经过给药供给组件的流量过度和不受控制，该特殊的布置对于病人来说可能是危险的，其中流体以比为病人正确指定的高的速率输送。图3C图示了给药供给组件的另一种不正确的安装，其中安装件30被设置在凹处29的边缘上，并且不正确的设置其内。最后，另一种不正确的安装显示在图3D中，其中安装件30没有完全放回到凹处29中，而是设置在其外缘。另一方面，经验显示滴注器18自身非正确布置的情况不易发生，因为为了正确接合，它必须设置在凹处26和28内。
根据本发明的优选实施例，最好包括反馈偏压传感器31的传感器装置33设置在流量控制设备12内，以便感测安装件30在凹处29内是否正确布置。参考图5-9，最好是铁合金的金属部件21用来感测安装件30在凹处29内是否正确布置，该金属部件21是附加在安装件30上的螺旋管形部件，并围绕泵管15的流体通道。最好，当安装件30在凹处29内正确布置时，反馈偏压传感器31设置在外壳20内，并且布置用来感测金属部件21的存在。图1和2显示外壳20的内部布置，并显示金属部件21正确布置成抵靠接近凹处29的内壁。如图10所示，反馈偏压传感器31包括传感器装置33，该传感器装置33包括与霍尔效应或抗磁传感器34操作相关的偏磁体36。在结构中，传感器34置于凹处29和偏磁体36之间，因此当安装件30在凹处29内正确布置时，在磁体36和传感器34之间的磁通量根据金属部件21的存在而改变。由正确设在凹处29内的金属部件21导致的磁通量的这种改变，通过传感器装置33感测，并且信号传到微控制器40(图4)，或其它控制装置，这将中断流量控制设备12的工作，并如图4发出警报声。因此，当安装件30与凹处29脱离接合，不正确地布置于其中，或在工作中金属部件21被移动位置时，金属部件21没有被传感器装置33感测，微控制器40终止流量控制设备12的工作并发出警报声。该操作在图4a中说明，其中在流量控制设备12的工作后从步骤400开始，微控制器40确定给药供给组件14，特别是安装件30是否正确设置在凹处29，如果微控制器40确定给药供给组件14正确安装，那么在步骤404允许流量控制设备12的正常工作。然而，如果微控制器40确定给药供给组件14不正确的安装于凹处29，那么流量控制设备12的工作终止，并且在步骤406发出警报声。工作终止后，接着用户必须在步骤408将给药供给组件14再装到流量控制设备，该步骤408允许微控制器40在步骤400开始工作。
根据本发明的另一方面，采用安全联锁系统替代的实施例111。如图11和11A所示，安全联锁系统111包括带线圈装置156的谐振电路154，该线圈装置共同作为谐振线圈装置或储能电路。在结构中，线圈装置156沿流量控制设备12的内壳20布置，以便当部件21正确容纳在凹处29内时，线圈装置156直接置于谐振电路154和金属部件21之间。如图11A所示，谐振电路154包括与感应线圈155平行的电容器158，该感应线圈155与电容器158均通过电阻157与晶体管159连接，通过线圈装置156产生谐振频率1/2ΠLC]]>其中L是感应线圈155的感应系数，C是电容器158的电容量。
在工作中，当金属部件21正确容纳在凹处29内时，部件21的存在改变谐振电路154产生的谐振频率。在有金属部件21的情况下，在感应线圈155中产生的感应系数的改变使得谐振频率改变其中L1是在存在金属部件21的情况下，谐振线圈155的感应系数。在Vr即谐振电路154的电压响应下感测谐振频率的改变，然后传送到微控制器40。
根据本发明的另一方面，构思出安全联锁系统的一个替代实施例211。参考图12，安全联锁系统211包括平行于第二感应线圈214的第一感应线圈212，这两个感应线圈都由连接电源(未图示)的驱动电路216驱动，并共同作为平衡线圈装置。第一和第二感应线圈212和214沿着相反方向缠绕，以便感应线圈212和214产生谐振频率1/2Π(L1L2)C]]>其中L1和L2分别是第一和第二感应线圈212和214的感应系数。以上布置确保第一和第二感应线圈212和214充分隔开，以便具有可忽略的相互作用。
在结构中，当正确的容纳在凹处29内时，第一和第二感应线圈212和214布置成使得金属部件21直接位于感应线圈212和214之间。通过降低L1和L2的总和以改变第一和第二感应线圈212和214之间的交感，金属部件21的这种布置改变第一和第二感应线圈212和214之间产生的谐振频率，然后这种改变在电压Vcc下感测到并且传送到微控制器40。
根据本发明的另一方面，说明了安全联锁系统的一个替代实施例311。如图13所示，安全联锁系统311包括驱动电路320，其驱动与第二驱动感应线圈318串联的第一驱动感应线圈316，该感应线圈共同作为差动有效线圈。第一和第二驱动感应线圈316和318紧靠在传感感应线圈314附近，该感应线圈314与差动放大器322可操作地相关。在结构中，安全联锁系统311布置成金属部件21设置在驱动感应线圈318附近。传感感应线圈314位于第一和第二驱动感应线圈316和318之间。当金属部件21不存在时，在差动放大器322的输出处仅产生小电压Vr。然而，在凹处29内存在金属部件21情况下，第二驱动感应线圈318的感应系数相对于第一驱动感应线圈316减少，从而使系统311失去平衡，并且导致放大器322的输出电压增加。在Vr即感应线圈314的响应电压下感测该安全联锁系统311的失衡，接着传送到微控制器40。
安全联锁系统11可以采用不同类型的流量控制设备12。例如，流量控制设备12，如蠕动泵，线形蠕动泵和旋转蠕动泵被认为属于本发明。而且，流体给药装置14可以具有滴注器，以提供流体流动的可视指示，或超声波传感器装置，例如压电发射器和接收器，从而可以连接流量控制设备12，以便代替滴注器感测流体流。
尽管已经示出了本发明特殊的实施例，它不意味着本发明因此而受限，而是意图仅通过本发明附加的权利要求书来限制。
权利要求
1.一种肠内供给系统(10)，包括无磁给药供给组件(14)，所述无磁给药供给组件(14)形成适于流体流经其中的管道(23)；和流量控制设备(12)，该流量控制设备与所述给药供给组件(14)以可操作方式连接，以便产生经过所述管道(23)的流体流，所述流量控制设备(12)还包括传感器装置(33)，该传感器装置(33)用于感测所述无磁给药供给组件(14)与所述流量控制设备(12)的正确接合情况。
2.如权利要求1所述的肠内供给系统(10)，其特征在于当所述给药供给组件(14)包括金属部件(21)时，所述传感器装置(33)提供感测装置，当所述给药供给组件(14)正确的与所述流量控制设备(12)接合时，该感测装置用于感测所述金属部件(21)的存在。
3.如权利要求2所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述流量控制设备(12)还包括第一和第二凹处(28，29)，该第一和第二凹处(28，29)用于使所述给药供给组件(14)与所述流量控制设备(12)以可操作方式接合。
4.如权利要求3所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述给药供给组件(14)还包括安装件(30)，该安装件(30)用于将所述金属部件(21)安装在所述第二凹处(29)。
5.如权利要求4所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述给药供给组件(14)还包括支撑件(18)，所述支撑件(18)适于接合在所述第一凹处(28)内。
6.如权利要求书5所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述传感器装置(33)包括与传感器(34)以可操作方式连接的磁体(36)。
7.如权利要求6所述的肠内供给系统(10)，其特征在于当所述安装件(30)正确的与所述第二凹处(29)接合时，存在于所述磁体(36)和所述金属部件(21)之间的磁通线发生变化，并且该变化由所述传感器(34)所感测。
8.如权利要求2所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述传感器装置(33)包括反馈偏压传感器(36)和磁体(34)，其中当所述给药供给组件(14)正确的与所述流量控制设备(12)接合时，通过所述磁体(34)和所述金属部件(21)之间的磁通线的改变，所述传感器(36)感测所述金属部件(21)的存在。
9.如权利要求2所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述传感器装置(33)包括具有线圈装置(156)的谐振电路(154)，当所述给药供给组件(14)正确的与所述流量控制设备(12)接合时，该线圈装置感测所述金属部件(21)的存在。
10.如权利要求9所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述谐振电路(154)和所述线圈装置(156)包括与感应线圈(155)并联的电容器(158)，该电容器和感应线圈通过电阻(157)与晶体管(159)串联。
11.如权利要求2所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述传感器装置(33)包括与第二感应线圈(214)平行的第一感应线圈(212)，当所述给药供给组件(14)正确地与所述流量控制设备(12)接合时，这些感应线圈感测所述金属部件(21)的存在。
12.如权利要求2所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述传感器装置(33)包括与第二感应线圈(318)串联的第一感应线圈(316)，所述第一和第二感应线圈(316，318)与第三感应线圈(314)并联，当所述给药供给组件(14)正确地与所述流量控制设备(12)接合时，这些感应线圈一起感测所述金属部件(21)的存在。
13.如权利要求12所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述第三感应线圈(314)与放大器(322)以可操作方式连接，所述放大器(322)包括电压输出，该电压输出在存在所述金属部件(21)的情况下升高。
14.如权利要求1所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述传感器装置(33)与微控制器(40)以可操作方式连接，当所述给药供给组件(14)正确的与所述流量控制设备(12)接合时，所述微控制器(40)允许所述流量控制设备(12)工作，当所述给药供给组件(14)与流量控制设备(12)不正确的接合时，所述微控制器(40)阻止其工作。
15.如权利要求1所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述给药供给组件(14)是无磁的。
16.如权利要求2所述的肠内供给系统(10)，其特征在于所述金属部件(21)包括具有铁合金的磁敏金属部件(21)。
17.一种肠内供给系统(10)，包括给药供给组件(14)，所述给药供给组件(14)形成适于流体流经其中的管道(23)，所述给药供给组件(14)还包括磁敏部件(21)；和流量控制设备(12)，该流量控制设备与所述给药供给组件(14)以可操作方式连接，以便产生经过所述管道(23)的流体流，所述流量控制设备(12)还包括传感器装置(33)，该传感器装置(33)用于感测所述磁敏部件(21)与所述流量控制设备(12)正确接合的情况。
18.一种安全联锁系统(11)，包括给药供给组件(14)，该给药供给组件(14)包括磁敏部件(21)；和流量控制设备(12)，该流量控制设备(12)包括用于感测所述磁敏部件(21)存在的传感器装置(33)，所述流量控制设备(12)还包括控制装置(40)，当所述磁敏部件(21)与所述流量控制设备(12)正确的接合时，该控制装置(40)允许其工作，当所述磁敏部件(21)与所述流量控制设备(12)不正确接合时，该控制装置(40)终止其工作。
19.一种在流量控制设备(12)和给药供给组件(14)之间形成安全联锁(11)的方法，其步骤包括a)提供给药供给组件(14)，所述给药供给组件(14)形成用于使得流体流经其中的通道(23)，所述给药供给组件(14)还包括磁敏部件(21)；b)提供流量控制设备(12)，所述流量控制设备(12)包括控制装置(40)，该控制装置(40)允许对所述流体经过所述给药供给组件(14)的所述通道(23)的输送进行控制，所述流量控制设备(12)包括限定有凹处(29)的外壳(20)和传感器装置(33)；c)使所述磁敏部件(21)与所述凹处(29)接合，以便所述传感器装置(33)能够感测所述磁敏部件(21)的存在情况；以及d)当所述传感器装置(33)感测到所述磁敏部件(21)存在时，通过所述控制装置(33)允许所述流量控制设备(21)工作。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于当所述给药供给组件(14)与所述流量控制设备(12)不正确接合时，所述控制装置(40)阻止所述流量控制设备(12)的工作。
全文摘要
本发明公开一种用于流量控制设备(12)的安全联锁系统(11)，当无磁体给药供给组件(14)正确安装在沿流量控制设备(12)的外壳(20)形成的凹处(29)时，允许其工作。该给药供给组件(14)包括在一端具有支撑件(18)和在其另一端具有包括磁敏金属部件(21)的安装件(30)的柔性病人管道。流量控制设备(12)提供传感器装置(33)，用于感测金属部件(21)是否正确接合在流量控制设备(12)的凹处(29)。当金属部件(21)正确接合在凹处(29)时，控制装置(40)允许流量控制设备(12)工作，当金属部件(21)不正确接合在凹处(29)时，控制装置(40)终止流量控制设备(12)工作。
文档编号A61M5/00GK1703252SQ03825417
公开日2005年11月30日 申请日期2003年4月7日 优先权日2002年9月26日
发明者杰弗里·普莱斯, 格伦·G·富尼耶, 约瑟夫·A·胡德森, 里基·A·西斯克, 理查德·J·瑙曼 申请人:舍伍德服务公开股份有限公司