流体流动测量和控制的制作方法
【专利说明】流体流动测量和控制
[0001] 本申请是申请日为2014年02月03日、申请号为201480016428. 3,发明名称为"流 体流动测量和控制"发明专利申请的分案申请。
[0002] 发明人：Jesse E. Ambrosina，Benjamin G. Powers 和 Ali Sashjii
[0003] 代理人案号：FLU12-15PCT
【背景技术】
[0004] 输送流体到接受者的常规技术可以包括从流体源抽吸流体进入隔膜栗的腔室。在 腔室被填充后，相应的流体输送系统施加压力到该腔室，使该腔室中的流体被输送到相应 的患者。流体被输送到接受者的速率可以根据施加到该腔室的压力的大小而改变。
[0005] 最终，将压力施加到腔室足够量时间后，该腔室中的所有流体被输送给接受者。
[0006] 在大多数应用中，被抽吸进入隔膜栗的腔室中的流体的量大体上少于要被输送到 患者的流体的量。为了随着时间输送适量流体到患者，流体输送系统重复这样的周期，在该 周期中，从流体源抽吸流体进入腔室，并且随后施加压力到该腔室以输送流体到接受者。
[0007] 根据常规技术，基于依次操作将流体吸入隔膜栗中的腔室和将流体排出隔膜栗中 的腔室的时间之间经过的时间的量，流体输送系统能够确定流体被输送到相应患者的速 率。
【发明内容】
[0008] 此处的实施例比起常规方法是新颖的。
[0009] 淵度估计与棹制
[0010] 更具体地，根据第一实施例，流体输送系统包括第一体积（例如第一腔室）和第二 体积（例如第二腔室）。假设第一体积大小已知，并且第二体积大小未知。在一个实施例中， 流体输送系统中的控制器控制第一体积和第二体积中压力的大小，以输送流体到相应的接 受者。
[0011] 为了产生对被输送到接受者的流体的更准确的测量结果，控制器估计第一体积中 的气体温度和第二体积中的气体温度。控制器基于第一体积中压力的测量结果和第二体积 中压力的测量结果估计该温度。换句话说，在一个实施例中，控制器至少部分地从第一体积 和第二体积中压力的测量结果导出所估计的气体温度。
[0012] 除了估计温度，如此处所述的控制器可以被配置成基于第一体积和第二体积中气 体的所测量的压力和所估计的温度的结合，计算第二体积的大小。
[0013] 根据又一些实施例，如此处所述的流体输送系统包括设置在第一体积和第二体积 之间的阀。流体输送系统的控制器首先关闭该阀以防止第一体积和第二体积之间的气体的 转移。当该阀被关闭时，控制器将第一体积的压力控制为基本上不同于第二体积的压力。在 确定第二体积的尺寸的测量周期期间，控制器打开第一体积和第二体积之间的阀，从而使 得气体能够转移，并且使第一体积和第二体积均衡至基本上相同的压力。根据又一些实施 例，控制器至少部分地基于打开该阀之前和之后气体的所测量的压力，计算第二体积的大 小。
[0014] 第一体积和/或第二体积的热效应可以对计算的体积具有影响。根据另又一些实 施例，为了估计第一体积中气体的温度和第二体积中气体的温度，控制器至少部分地基于 由于第一体积和第二体积中气体压力变化所致的热效应，导出第一体积中气体的估计温度 和第二体积中气体的估计温度。
[0015] 第一体积和第二体积的物理属性可以影响气体的相应的实际和估计气体温度。根 据又一些实施例，当估计第一体积中的气体温度和第二体积中的气体温度时，控制器可以 被配置成至少部分地基于气体与限定第一体积和第二体积的相应物理边界之间所估计的 热量的传递，导出第一体积中的气体的温度和第二体积中的气体的温度。
[0016] 另外通过非限制性例子的方式，请注意，该第二体积可以是隔膜栗中的第一腔室。 隔膜栗可以包括相邻该第一腔室设置的第二腔室。隔膜栗中的柔性膜限定了该第一腔室和 第二腔室之间的边界。控制器控制施加到该第一腔室（第二体积）的压力，以栗送第二腔室 中的流体到目标接受者。如此处所述，控制器可以施加负压到该第二体积，以减小该第二体 积的大小，将流体吸入隔膜栗的第二腔室。控制器可以施加正压到第一腔室（第二体积）， 以将流体从隔膜栗的第二腔室排出到相应的下游接受者。
[0017] 根据仍然又一些实施例，当控制器施加正压到第二体积时，由于输送流体到接受 者，第二体积随着时间而变化。当估计第一体积中的气体的温度和第二体积中的气体的温 度时，控制器可以被配置成至少部分地基于所计算的第二体积随着时间的变化，导出第一 体积中的气体的温度和第二体积中的气体的温度。
[0018] 在又一些实施例中，控制器使用所计算的第二体积大小（隔膜栗中第一腔室的体 积）来确定从隔膜栗的第二腔室输送流体到目标接受者的流速。
[0019] 中ih棹制橾作
[0020] 根据第二实施例，流体输送系统中的控制器启动将流体吸入隔膜栗的腔室。在输 送阶段期间，控制器施加正压到该腔室。所施加的正压将腔室中的流体栗送到目标接受者。 在输送阶段期间的一个或多个时间处，控制器暂时中止或中断施加压力到腔室，以计算腔 室中的流体有多少已被栗送到目标接受者。
[0021] 更具体地，假设流体输送系统首先启动填充隔膜栗中的腔室。流体输送系统在腔 室上施加压力以将隔膜栗中的流体的一部分输送到下游接受者。流体输送系统暂时中止施 加压力到腔室。在一个实施例中，中止施加压力包括减小施加到腔室的压力。减小的压力 导致短时间量地放慢或者停止栗送腔室中的流体到接受者。压力中断的时间可以是如此之 短，以至于其是不明显或不显著的。
[0022] 在暂时中止施加压力的该时间期间，流体输送系统计算留在隔膜栗的腔室中的流 体的量。
[0023] 在计算留在腔室中的流体的量，流体输送系统再次施加压力到腔室（可能与中断 之前所施加的压力相同或基本相似的压力），使腔室中的流体恢复正常输送流体到接受者。 换句话说，恢复施加压力到腔室使腔室中的流体再次流向接受者。
[0024] 在一个实施例中，流体输送系统在输送阶段期间重复中止施加压力到腔室以计算 留在该腔室中的流体的量这一过程多次。多次测量使得流体输送系统能够准确地检测流体 至接受者的随时间的量或流动。
[0025] 在另又一些实施例中，如所提到的，控制器可以被配置成施加基本上恒定的压力 (在暂时中止施加压力的步骤之前和之后）到腔室，以从该腔室排出流体进入相应的导管， 该导管将流体传送到目标接受者。
[0026] 使用在输送阶段期间不同时间处所计算的留在腔室中的流体的量，控制器可以计 算将腔室中的流体输送到目标接受者的流速。
[0027] 根据又一些实施例，控制器可以被配置成将计算的流速与期望流速（例如设定 点）进行比较。响应于检测到所计算的流速与期望流速之间的差大于阈值，控制器可以被 配置成调节从腔室到目标接受者的流体的流速为更接近期望流速。
[0028] 需要注意的是，如果流体流速与相应的期望设定点不同，控制器可修改任何合适 的控制参数以调节流体的流速。例如，在一个实施例中，控制器调节输送阶段期间施加到腔 室的压力的大小，以增大或减小流体输送速率。附加地或替代性地，控制器可以被配置成调 节设置在腔室和目标接受者之间的线路内流体流动阻力器的阻力。
[0029] 中止施加驱动压力到腔室可以包括将腔室和气体储存罐中的压力大小控制为不 相同。该储存罐可以是已知大小的体积；该腔室可以是未知大小的体积。换句话说，如所提 到的，该腔室可以表示变化的体积，其大小随流体被输送到接受者而变化。
[0030] 在又一些实施例中，控制器打开储存罐和腔室之间的阀，以使储存罐和腔室中的 气体压力基本上相等。为了更准确地计算流体输送的速率，如前面所讨论的，控制器可以被 配置成基于储存罐中的所测量的压力和腔室的所测量的压力，估计储存罐中的气体温度和 腔室中的气体温度。控制器至少部分地基于储存罐和腔室中气体的所测量的压力和气体的 所估计的温度，计算有多少流体留在腔室中。
[0031] 同样地，如前面所提到的，控制器可以被配置成至少部分地基于被吸入腔室的流 体在施加正压到隔膜栗之后有多少留在腔室中，来计算有多少流体已被栗送到目标接受 者。
[0032] 这些和其它更具体的实施例在下文中更详细地公开。
[0033] 需要注意的是，如此处所讨论的任何资源可以包括一个或多个计算机化的设备、 流体输送系统、服务器、基站、无线通信设备、通信管理系统、工作站、手持式或膝上型计算 机等等，以实现和/或支持此处公开的任何或全部方法操作。换句话说，一个或多个计算机 化设备或处理器可以被编程和/或配置成如此处解释的那样操作，以实现本发明的不同实 施例。
[0034] 此处的另外其他的实施例包括软件程序以执行上面概述和下文详细公开的步骤 和操作。一个这样的实施例包括计算机程序产品，该计算机程序产品包括非暂时性计算机 可读存储介质（即，任何物理计算机可读硬件存储介质），在该介质上编码有软件指令，用 于随后执行。当在具有处理器的计算机化设备（例如，计算机处理硬件）中执行该指令时， 该指令编程和/或致使处理器执行此处公开的操作。这样的布置通常被提供为：布置或编 码在非暂时性计算机可读存储介质（例如光介质（例如，CD-ROM)、软盘、硬盘、存储棒等） 或其他介质（例如在一个或多个ROM、RAM、PR0M等中的固件或短代码）上的软件、代码、指 令和/或其他数据（例如，数据结构），或者提供为专用集成电路（ASIC)等。软件或固件 或其他这样的配置可以被安装在计算机化设备上，以使该计算机化设备执行此处解释的技 术。
[0035] 因此，此处的实施例针对那些支持如此处所讨论的操作的方法、系统、计算机程序 广品等。
[0036] 此处的一个实施例包括在其上存储有指令的计算机可读存储介质和/或系统。当 通过计算机处理器硬件执行该指令时，该指令使得该计算机处理器硬件：控制第一体积和 第二体积中的压力的大小，第一体积为已知大小，第二体积为未知大小；基于第一体积中压 力的测量结果和第二体积中压力的测量结果，估计第一体积中的气体的温度和第二体积中 的气体的温度；并且，基于第一体积和第二体积中气体的所测量的压力和气体的所估计的 温度，计算第二体积的大小。
[0037] 此处另一个实施例包括在其上存储有指令的计算机可读存储介质和/或系统。当 通过计算机处理器硬件执行该指令时，该指令使得该计算机处理器硬件：启动将流体吸入 隔膜栗的腔室；在输送阶段期间将腔室中的流体栗送到目标接受者，施加压力到腔室；并 且，在输送阶段期间的多个不同时间处，暂时中止施加压力到腔室，以计算腔室中的流体有 多少已被栗送到目标接受者。
[0038] 此处的又另一个实施例包括在其上存储有指令的计算机可读存储介质和/或系 统。当通过计算机处理器硬件执行该指令时，该指令使得该计算机处理器硬件：将第一体积 和第二体积中的压力的大小控制为不同，第一体积为已知大小，第二体积为未知大小；启动 打开第一体积和第二体积之间的阀，以使第一体积和第二体积中的压力相等；基于第一体 积中所测量的压力和第二体积的所测量的压力，估计第一体积中的气体温度和第二体积中 的气体温度；并且，基于第一体积和第二体积中气体的所测量的压力和气体的所估计的温 度，计算第二体积的大小。
[0039] 为了清楚的缘故，对以上的操作添加了顺序。需要注意的是，如此处所讨论的任何 处理步骤可以以任何合