具有电磁辐射操控的联锁装置的泵组件和泵的制作方法

专利名称：具有电磁辐射操控的联锁装置的泵组件和泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有电》兹辐射操控的联锁装置的泵组件(pump set) 和泵。
背景技术：
向患者输注包含药品或营养品的流体是本领域公知的。虽然有时候流 体可以通过自流被输送给患者，但是常常使用诸如蠕动泵之类的流动控制 装置来驱动泵组件以用于在受控的输送速度下输送流体。适用于向患者输 送流体的蠕动泵通常包含壳体，该壳体包括至少一个通过齿轮箱操作性地 接合在泵转子上的马达。所述马达操作性地连接到驱动所述泵转子的可旋 转轴上，该泵转子继而逐渐压缩泵组件的输液管(tubing)。通过马达驱 动泵转子所实现的蠕动作用驱动流体经过输液管。控制器操控一个或多个 马达以驱动泵转子并从而控制流体流动。不使用泵转子的其它类型的蠕动 泵也是已知的。为了使泵输送与在泵控制器内编程设定的流动参数相对应的精确量的 流体，泵組件必须与泵相容并且正确地装载在泵上。例如，如果泵组件在 泵内未被对准或与泵不相容，则泵可能会向患者输送不准确量的流体，或 者会产生需要检查状态并重新装栽或改变组件的低流动性警才艮。现有的泵 具有检测泵組件是否恰当装载的系统。这种具有检测系统的泵的一个例子 在共同受让的标题为"SAFETY INTERLOCK SYSTEM FOR MEDICAL FLUID PUMPS"的美国专利No.4,913，703中示出，该专利的全部公开内 容结合在本文中作为参考。在这一系统中，泵中的线路检测在泵組件上的 磁体以确定泵组件是否相容。但不幸的是，磁体的使用增加了泵组件的成本和复杂性。通过使用电磁辐射发射器和检测器检测相容的泵组件是另一 种解决方案，但是来自太阳和人工光源的环境电磁辐射会对准确检测所发 射的电磁辐射信号产生干扰。发明内容本发明的几个方面使得在存在电磁辐射干扰的情况下能够检测相容的 泵组件是否被正确装载。本发明的一个方面涉及医疗泵，该医疗泵用于经 装载在医疗泵中的泵组件泵送流体。所述泵组件适配成当其被正确装载在医疗泵中时修改(改变，modify)从中传播的电磁辐射。所述医疗泵包括 发射器、检测器、滤波器和控制器。发射器发射具有预定波长的电磁辐射， 而检测器接收包括由发射器发射的具有预定波长的电磁辐射在内的电磁辐 射并提供代表所接收的电磁辐射的检测器信号。滤波器过滤由检测器提供 的检测器信号以排除代表具有与预定波长不同的波长的电磁辐射的检测器 信号部分，并提供代表由检测器接收到的具有预定波长的电磁辐射的输出 信号。泵控制器才艮据输出信号确定相容的泵组件是否正确装载在医疗泵中 并配置成当相容的泵组件正确装载在医疗泵中时使医疗泵能够进行泵送。确定相容的泵组件是否正确装载在医疗泵中的方法体现了本发明的另 几个方面。当被正确装载在医疗泵中时，相容的泵组件修改从中传播的电 磁辐射。医疗泵的发射器发射具有预定波长的电磁辐射通过装载在医疗泵 中的泵组件的一部分。医疗泵的检测器接收包括具有预定波长的电磁辐射 在内的电磁辐射并提供代表所接收的电磁辐射的检测器信号。检测器信号 被滤波以排除代表具有不同于预定波长的波长的电磁辐射的检测器信号部 分，并提供代表由检测器接收的具有预定波长的电磁辐射的输出信号。医 疗泵将输出信号与一阈值比较，并产生代表比较结果的检测信号。医疗泵 根据检测信号确定所发射的经由泵组件传输的电磁辐射是否已经被修改， 并确定泵组件是否与医疗泵相容以及是否正确装载在医疗泵中。在环境光存在的情况下检测具有预定波长的电磁辐射的方法体现了本 发明的再几个方面。所述方法用于医疗泵，其中该医疗泵包括用于发射大8致具有预定波长的电磁辐射的发射器和用于接收电磁辐射的检测器。环境 光包括具有多个波长的电磁辐射。医疗泵的检测器接收包括由发射器发射的检测器信号。该检测器信号被过滤以排除代表具有不同于所述预定波长 的波长的电磁辐射的检测器信号部分并提供代表由检测器接收到的具有预 定波长的电磁辐射的输出信号。该输出信号与一阈值相比较，并且当检测 信号超出阈值时所述泵产生检测信号。所述泵根据检测信号确定所发射的 电磁辐射被接收在检测器上。存在各种关于上述本发明的各方面的特征的改进。也可以在上迷本发 明的各方面中结合另外的特征。这些改进和附加的特征可以单独存在或以 任何组合形式存在。例如，下文中将要讨论的关于本发明任何被说明的实 施例的各种特征均可以被结合在上述本发明的任何方面中，无论是单独的 还是以任何组合形式。


图1是示出被接纳在泵上的泵组件的局部部分的肠内输注泵的透视图。图2是图1所示的泵组件的正视图。图3是图1所示的泵和体现本发明各方面的安全联锁装置的放大局部 剖视图。图4是图3的俯视平面图。图4A是与图4相似的示出安全联锁装置中的光线传播的示意图。图5是泵和体现本发明另几个方面的安全联锁装置的俯视平面图。图6是泵的电磁辐射检测系统的示例性方框图。图6A是示出图6的电磁辐射检测系统的一些方面的示例性示意图。图7是示出确定泵组件是否装载在泵中的方法的示例性流程图。图7A是示出体现本发明一些方面的可见光检测器电路的示例性示意图。9图8是具有处于打开位置的盖子的泵的透视图。图9是具有处于关闭位置的盖子的图8中的泵的透视图。在附图的几个视图中，对应的附图标记表示对应的部件。
具体实施方式
现参照图1,根据本发明的原理构造的肠内输注泵(广义地，"泵送 设备")整体以l表示。输注泵包括整体以3表示的外壳，其构造成用于 安装整体以5表示的泵组件(参见图1和2 )。应当理解，这里使用的"外 壳"可包括许多形式的支承结构(未示出)，该支承结构包括而不限于， 多部分结构和并不包围或容纳泵1的工作元件的结构。泵1还具有用户界 面，其形式为，例如，位于外壳3前面的能够显示关于泵1的状态和/或运 行信息的显示屏9。在显示屏9侧面的按钮11设置成用于控制和获得来自 泵1的信息。应当理解，尽管所示的泵l是旋转蠕动肠内输注泵，但是本 发明也能应用于适配成接纳泵组件的其它类型的泵(未示出)，包括医学 输液泵。与这里所述的泵大致属于相同类型的泵在共同受让的、标题为 "ENTERAL DELIVERY SET WITH SHADED DRIP CHAMBER"的美 国专利No.4，卯9，797中示出，该专利的公开内容结合在此作为参考。肠内输注泵l还包括泵送单元(整体以23表示)，其具有位于外壳3 内的泵马达(未示出)。电线27从外壳3延伸以用于连接到马达的电源上。 可选择地，或者附加地，可在外壳3内接纳蓄电池(未示出)以用于给泵 马达供电。泵送单元23还包括安装在泵送单元的可旋转轴(未示出)上的 泵转子(整体以37表示)。在一个实施例中，泵转子37包括内部盘39, 外部盘41和三个滚轴43 (仅示出一个)，这些滚轴43安装在该内部盘和 外部盘之间以便相对于所述盘围绕其纵向轴线旋转。在所示实施例中，泵 马达、可旋转轴和泵转子37可被广义地看作是"泵送装置"。泵壳体3 包括位于泵转子37上方的第一下部凹槽45，和总体上邻近第一下部的肩部51。壳体3内的位于第二下部凹槽47上方的弯曲凹槽53接纳和将 泵组件5的另一部分保持在适当位置。下部凹槽45、 47，上部凹槽49和 弯曲凹槽53可以单独地或作为一组被广义地看作是壳体3的"接纳部分"， 其以下文将更详细地说明的方式接纳泵组件5的部分。现参照图2,泵组件5包含总体上用55指示的输液管(广义上为"导 管")，该输液管在至少一个流体源和患者之间提供了流体路径。输液管 55可由医用级的可变形硅树脂制成，并且包括第一管部57,在此实施例中 该第一管部57连接在滴注器59和总体上用61指示的安全联锁装置之间。 第二管部63连接到安全联锁装置61，并且在输液管55的出口连接到连接 器例如带倒钩的(barbed)连接器65，该连接器适于连接到附装在患者上 的胃造口装置(未示出)。第三管部67在输液管55的入口连接到营养液 的袋子69并且连接到滴注器59。如前文所述，可^f吏用不同结构的泵组件， 例如可^f吏用重新检定组件(recertification set,未示出)以验证和/或4交正 泵的精度。泵l可被构造成自动识别哪种组件被安装，并且改变其操作以 适合特定泵组件的要求。另外，泵1可构造成利用传感器检测第一管部57 是否被正确地安装在泵上。参照图3，其中示出安全联锁装置61和接纳该安全联锁装置61的外 壳3的一部分的剖视图。安全联锁装置61连接泵组件5的第一管部57和 第二管部63并且具有中心轴向孔81以允许流体在第一管部57和第二管部 63之间流动。安全联锁装置61具有接纳第一管部57的一部分的上部圆柱 形部分83,从该上部圆柱形部分83沿径向向外延伸的电磁辐射传播影响 构件87，和被接纳在第二管部63内以使该第二管部63连接到安全联锁装 置61的下部圆柱形部分89。应理解，安全联锁装置61尤其是构件87可 与泵组件5分开，和/或可附装到泵组件5上以便液体不通过该安全联锁装 置61。电磁辐射传播影响构件87的尺寸形成为当泵组件5被正确地装 载在泵1上时，该构件87被接纳在该泵中的第二下部凹槽47的底部处形 成的总体上用91指示的底座上。在所示实施例中，底座91大致为半圆柱 形以便与安全联锁装置61的形状对应，并且包含在第二下部凹槽47内的ii面对轴向的表面95和在第二下部凹槽47内的面对径向的表面99。在图3所示的实施例中，当辐射传播影响构件87被安放成基本上与底 座91的面对轴向的表面95面对面时，泵1基本上可正确地起作用。但是， 构件87在底座91内围绕其轴线的旋转方位基本上与操作无关。在本发明 的范围内可使用定位传播影响构件87的其他方式。安全联锁装置61和壳 体3内的底座91的形状可形成为防止泵组件5被意外移位，并且防止使 用不具有安全联锁装置61的不相容的泵组件。在所示实施例中，安全联锁 装置61和底座91大致为圓柱形，但是应理解，安全联锁装置61和底座 91可使用其他形状(例如六角形)。在一个实施例中，安全联锁装置61 包含不透可见光但是易于传输红外范围内的电磁辐射的材料(例如，热塑 性聚合树脂，如聚砜热塑性树脂或其他合适的材料)。还可设想，安全联 锁装置61可传输可见光但是不透红外辐射，这也不偏离本发明的范围。 总的来说，安全联锁装置61的构件87能够通过漫射、衍射、反射、 折射和/或阻隔，或者漫射、衍射、反射、折射和/或阻隔的任何组合来影响 电磁辐射的传播。漫射通常被理解为电磁辐射射线在从粗糙表面反射时或 者在电磁辐射透射通过半透明介质期间的散射。衍射通常被理解为电磁辐 射射线在不透明物体的边缘周围的弯曲。反射应被理解为刺射在表面上但 是基本没有进入提供该反射表面的物质的粒子或辐射能的行进方向的返回 或改变。折射应被理解为在辐射能的射线倾斜地从一个介质进入传播速度 不同(例如，具有不同密度的介质)的另一个介质时该射线的运动方向的 改变。折射量基于折射系数，该折射系数部分取决于面对该介质的材料的 密度。阻隔应被理解为是指基本上阻碍电磁辐射射线穿过介质。参照图4， IR发射器105被定位在壳体3的第二下部凹槽47中的凹 部113内，从而来自该发射器的电磁辐射(由图4内的箭头Al指示)指 向安全联锁装置61的电磁辐射传播影响构件87 (还参见图3 )。当相容的 泵组件5被正确装栽从而安全联锁装置61被正确地安置在底座91上时， 来自IR发射器105的红外辐射漫射通过电磁辐射传播影响构件87并在内 部被反射，从而该红外辐射指向IR检测器109并被IR检测器109接收。可通过在构件87的材料中添加粒子来增强漫射。在此实施例中，主要通过 内部反射影响红外辐射传播。对红外辐射传播的其他作用例如漫射也可有 所帮助。但是，被折射的任何红外辐射是最少的并且对IR检测器109 "看 到"的红外辐射信号没有贡献(即，折射导致信号强度减小)。该IR检 测器4皮定位在底座91的面对径向的表面99中的凹部117内。如下文所述， 可见光检测器111可4皮定位在凹部119内。凹部113、 117、 119 ^f吏该IR 发射器105、 IR检测器109和可见光检测器111位于凹处隐藏，以保护它 们不与传播影响构件87物理接触。尽管未示出，但是清晰的塑料窗口可将 发射器105和检测器109、 111中的每一个封闭在它们对应的凹部113、 117、 119内以便提供附加保护。此外，凹部117和119有助于屏蔽检测器109 和111免受周围的电磁辐射(该电磁辐射可包含可见光和红外辐射两者)。在所示实施例中，IR发射器105与IR检测器109成大约卯度定位。 当泵组件5没有^L装载在第二下部凹槽47内并且电磁辐射传播影响构件 87没有被接纳在底座91内时，来自IR发射器105的红外辐射不会被IR 检测器109检测到。另外，当安全联锁装置61没有被接纳在底座91上时， 来自泵1外部的可见光(例如周围的光)可it^第二下部凹槽47并且被可 见光检测器111检测到。传播影响构件87由透射红外辐射但是不可透过可 见光的材料构成。传播影响构件87可以是整体式或者可具有其他结构例如 透射红外辐射但是不透射可见光的外部层(未示出)以'及可透射红外辐射 和可见电》兹辐射两者的内部层或核心。参照图4A，其中示意性地示出红外辐射在电磁辐射传播影响构件87 内的运动。IR发射器105朝构件87的侧面发射圓锥状形式的红外辐射。 IR发射器105被设置成总体垂直于构件87的直接相邻的侧面。圆锥体的 中心线CL在附图中示出。为了简单起见，我们将忽略漫射并且观察辐射 射线R1，该辐射射线R1是圆锥体的大约一半的二等分线。射线R1代表 在此半个圆锥体内的红外辐射的标称路径。圆锥体的另一半(即，在图4A 内的中心线CL上方的部分)被认为很少用于或不用于提供能够被IR检测 器109检测的光信号。在此示例中，射线Rl以一定角度照射传播影响构件87的侧面以便其可进入该构件而不是被反射回来。射线R1大致朝构件 87的中心行进，直到射线Rl到达围绕该构件的轴向孔81的边界B (广义 上为"内部边界区域")。射线R1朝构件87的侧面被反射回来，在构件 87的侧面处该射线的合适百分比朝中心祐i射回来。在边界B处，射线 Rl被再次朝构件87的侧面反射回来。最后，射线在离开IR发射器105 的位置大约96度的位置处照射构件87的内侧。已经发现，特别高强度级 的红外辐射在此位置逃离构件87。因此，IR检测器109优选地位于此处 或者在大约75-105度的范围内。根据反射的预期，在距IR发射器105大 约49度的位置处发现另一个较高强度的波节(node)。电磁辐射传播影响构件87的边界B可用与该构件的其余部分相同的 材料制成。在边界B处的材料可比其余部分被更多地"抛光"(即，更像 镜面)，以提高反射透射在该边界上的电磁辐射的能力。但是，构件87 的中心部分也可用单独的材料形成。在此情况下，构件87可由内部构件和 外部构件形成。在使用时，泵组件的输注流体袋子69可从合适的支承件例 如IV杆(未示出)悬挂。滴注器59可在如图1所示的操作位置净皮力文置在 第一下部凹槽45和上部凹槽49内。第一管部57围绕泵转子37的下部部 分放置，并且安全联锁装置61放置在位于第二下部凹槽47的底部的底座 91上。第二下部凹槽47内的底座91总体上定位成使得安全联锁装置61 可在其中第一管部57基本上围绕泵转子37伸展的位置放置在第二下部凹 槽47内。IR发射器105和IR检测器109可间歇或连续地检查被正确装载 的泵组件5的存在。当安全联锁装置61 4皮接纳在底座91上的合适的操作 位置时，来自IR发射器105的红外信号指向电磁辐射传播影响构件87。 该电磁辐射传播影响构件87允许红外辐射进入其内部，其中电磁辐射被漫 射和在内部反射(见图4和4A)。被朝外重新定向并且大致与电磁辐射传 播影响构件87成直角地投射该构件的外部边界的一些红外辐射离开该电 磁辐射传播影响构件87。 一些逃离的红外辐射指向IR检测器109。该IR 检测器109周期性地操作，并且当相容的泵组件5已经被正确地装载到泵 l上时检测到红外辐射的存在。在检测到红外信号时，IR检测器109向泵14l的控制器(例如，图6中的控制器504)发送对应的信号。另外，当安全 联锁装置61被装载到底座91上时，构件87阻止可见光到达可见光检测器 111。当泵组件5被装载时，可见光检测器lll向控制器发送信号，以指示 可见光被阻隔并且泵1可被操作。图5示出本发明的另一实施例中的底座91和安全联锁装置61。图5 所示的实施例与图4-4A中的实施例相似，只是增加了可见光发射器433(例 如，绿光发射二极管)。此实施例包括在外壳3中的相应凹室内的IR发 射器105、 IR检测器109、可见光检测器111以及可见光发射器433。在 此实施例中，IR发射器105和IR检测器109相互成大约90度角设置，可 见光发射器433和可见光检测器111相互成大约卯度角设置。其他相对的 角度也是可能的。 一般来说，IR检测器109相对于IR发射器105定位成 使得在不存在安全联锁装置61的情况下，由IR发射器105发射的红外辐 射不会投射到IR检测器109上，并且可见光检测器111相对于可见光发 射器433定位成使得在不存在安全联锁装置61的情况下，由可见光发射器 433发射的可见光将投射到可见光检测器111上。IR发射器105和可见光 发射器433均设置成大致垂直于当被正确安装到泵1上时的安全联锁装 置61的紧邻侧。并且，在这一实施例以及其它实施例中，发射器105、 433 和安全联锁装置61之间的缝隙相对于安全联锁装置的直径优选地要小(例 如，标称地为0.005英寸或大约0.13mm)。此实施例的安全联锁装置61 可透射红外辐射但是不透过可见光。换句话说，安全联锁装置61过滤掉可 见光但是使红外辐射通过。在一个实施例中，IR发射器105和IR检测器109均间歇地操作以检 测安全联锁装置61在底座91上的存在情况。IR发射器105操作以生成红 外辐射脉沖模式。IR检测器109以检查来自IR发射器105的电磁辐射的 存在的一系列检测器启动或脉冲进行操作。通常，在给定的一段时间内， IR检测器109的启动数量将大于来自IR发射器105的脉冲数量。例如， IR检测器109可在三秒的时间段内具有两个启动，并且IR发射器105可 被编程以在三秒的时间段内产生一个红外辐射脉沖。在该三秒的时间段内，泵1的检测器启动与发射器启动的比率为大约2:1。应理解，泵1可具有其 他比率，并且IR发射器105和IR检测器109可以其它预定的间歇模式操 作而不会背离本发明的范围。泵1可构造成识别IR发射器105的特定的 例如不规则的启动模式。参照图6，其中示出根据本发明一个实施例的用于检测泵组件5是否 装载在泵1中的系统的方框图。泵1的电源502为泵1的控制器504供电。 控制器504启动如上所述的电磁辐射发射器506 (例如，IR发射器105或 者可见光发射器433),从而电磁辐射发射器506以预定频率发射具有预 定波长的电磁辐射。与泵1相容的泵组件5如果正确装载在泵上，则将修 改所发射的电磁辐射(即，安全联锁装置61在被正确安装在泵1中时修改 所发射的电磁辐射)。检测器510(例如，IR检测器109和/或可见光检测 器111)接收电磁辐射并向滤波器512 (例如，贝塞尔或其他类型的带通滤 波器)提供相应的检测器信号。滤波器512基本上滤掉与预定频率不同的 频率，并且放大器514放大过滤后的信号。本领域技术人员对于用以实现 带通滤波器等的许多合适的电路都是熟悉的。如图6所示，偏差电路(offset circuit) 516将该信号与一基准点(例 如，电源502的电压的1/2)相参照，并且比较器518将来自检测器和偏差 电路的偏差输出信号与一阈值(例如，电源502的电压的2/3)相比较。比 较器518根据比较结果向控制器504提供检测信号。例如，当偏差信号超 出阈值时，比较器518可提供数字"高"信号(例如，5伏)，而当偏差 信号没有超出阈值时，提供数字"低，，信号(例如，0伏)。如上所述， 控制器504根据检测信号确定与泵1相容的泵组件是否正确装载在泵1中。 也就是说，如果〗象相容的泵组件5被正确装载在泵1上一样，所发射的电 磁辐射已经被修改，则控制器504确定相容的泵组件5被正确装载在泵1 上并且使泵1能够操作。控制器504可以通过泵1的用户界面520如显示 屏9警告泵1的用户泵组件没有被装载。本领域技术人员将认识到，滤波 器512、放大器514、偏差电路516以及比较器518可以集成在控制器504 或者检测器510或者其组合之中。图6A示出了用于实现滤波器512和比较器518的示例性电路。参照图7， 一流程图示出了用于确定配备有安全联锁装置61的相容的 泵组件5是否正确装载在泵1中的示例性方法。在602,泵1的发射器506 以预定频率(例如，lkHz)间歇性地发射具有预定波长的电磁辐射(例如， 大约880纳米的IR)。在604，如果与泵1相容的泵组件5正确装载在泵 l中，则电磁传播影响元件87将修改所发射的电磁辐射。泵组件5可例如电> 兹辐射。在606，检测器510接收包括具有所述预定波长的电磁辐射在 内的电磁辐射，并产生相应的检测器信号。在608，检测器信号由诸如贝 塞尔型带通滤波器的带通滤波器滤波，在610，由放大器放大输出信号。 在612，偏差电路将放大的输出信号与一基准值例如泵1的电源电压的1/2 相参照，在614,比较器将偏差输出信号与一阔值(例如，电源电压的2/3) 相比较。等于电源电压的1/2的基准值选定为使得输出信号范围不被接地 电压(0伏)或电源的最大电压钳制(clipped)，并且根据对泵l的测试 选定等于电源电压的2/3的阔值，以提供对祐发射的电磁辐射在检测器上 的精确检测。在616，比较器产生指示偏差输出信号是否超出阈值的检测 信号。在618，泵l的控制器根据该检测信号确定相容的泵组件5是否装 载在泵1中，该检测信号与来自滤波器的输出信号有关。如果控制器确定 泵组件5装载在泵1中(例如，由IR发射器105发射的IR在IR检测器 109,皮接收)，在620，控制器允许泵送操作开始。在626,控制器可以通 过泵l的用户界面如显示屏9通知泵1的用户可以进行泵送操作。环境光包含多个波长的电磁辐射。太阳光连续产生所有波长的电磁辐 射，其中任何波长都不占主导。荧光光源产生相对少的IR,但是来自白炽 灯泡的以大约60Hz脉动的电磁辐射的强度总体上随着电磁辐射波长的增 加而增加，从而白炽光源产生过量的IR。因此，环境光在大约OHz和60Hz 产生IR干涉，并且对另一频率(即，所发射的IR信号进行脉动的预定频 率)的滤波会大大减少这些噪声源(干扰源)的影响。对可见光来说，太阳光连续地产生可见范围内的电磁辐射，其可能干扰精确的可见光信号的检测。白炽光源产生大约60Hz的可见光，其强度 通常随着可见光波长的增加而增加。荧光光源在可见范围内产生大约60Hz 的电磁辐射，其在特定波长比在其他波长的强度要强得多。白炽和荧光光 源都产生相对少的具有510纳米波长的可见光(即，绿光)。因此，通过 发射和检测具有510纳米波长的可见光信号来减少可见光噪声。有利地， 本发明的另几个方面通过滤波以排除波长不等于510纳米的电^f兹辐射来大 大减少这些噪声源的影响。可选择地，或者附加地，由于太阳光产生非脉 动的可见光，而荧光和白炽光源产生以大约60Hz脉动的可见光，所以通 过在另一频率(即，可见光信号进行脉动的预定频率)进行滤波可大大减 少这些噪声源的影响。电磁辐射检测器具有固有波长响应特性。换句话说，改变电磁辐射的 波长将以不同程度影响给定检测器的检测器信号。通常，检测器的响应曲 线类似于带通滤波器曲线。例如，当暴露在大约510纳米的绿光下时，与 同样幅度的大约600纳米的可见光相比，具有以大约510纳米为中心的通 带的可见光检测器的检测器信号更强。以510纳米为中心的可见光检测器 的一个例子是由加利福尼亚的Microsemi of Garden Grove制造的 LX1972。图7A示出了根据本发明一个实施例的可见光检测器111。在一个实施例中，泵组件5通过将IR传输到IR检测器来修改IR,如 果检测信号对应于所发射的IR信号，则控制器确定相容的泵组件5装载 在泵1中。在另一实施例中，泵组件5通过阻断可见光iM务改可见光，并 且如果检测信号不对应于所发射的可见光，则控制器确定相容的泵组件5 装载在泵1中。在本发明的又一实施例中，为了确定相容的泵组件5正确 装载在泵1中，控制器504必须既确定所发射的IR信号被IR检测器接收， 还确定所发射的可见光信号被阻断而不能到达可见光检测器。如果控制器504确定相容的泵组件5没有被正确装载，则在622,控 制器禁止泵送操作。在624,控制器504通过泵1的用户界面如显示屏9 借助声音和/或视觉警报来通知泵i的用户相容的泵组件5没有正确装载在泵l中。18在本发明的一个实施例中，控制器504使IR发射器105 (参见图5) 脉动直到IR检测器109接收到识别安全联锁装置61装载在泵1中的信号。 有利地，滤波器512防止不同于所述脉动的IR的电磁辐射影响所述信号。 接下来，可见光发射器433被启动以发送光信号，如果安全联锁装置61 正确装栽在底座91中，则该光信号被安全联锁装置61阻断。可见光检测 器111被操控以检查可见光信号并检测过量的环境光。如果检测到任何一 种情况(即，来自发射器433的光或者过量的环境光)，则控制器504启 动警^^艮以警告用户检查泵组件5的对准状况并且不允许泵1操作，直到所 述情况被校正。环境光被安全联锁装置61阻断使得控制器504识别出相容 的泵组件5被正确装载以及泵可以被操作。如果在IR检测器109检测到 存在安全联锁装置61之后可见光检测器111检测到来自可见光发射器433 的可见光信号，则泵l检测到故障情况。现参照图8和9，其中示出根据本发明另一实施例的具有大致处于打 开位置的盖子1122的肠内输注泵1105。泵1105包括泵转子37、用于保持 泵组件5的滴注室59的第一凹槽1112、以及用于保持泵组件5的安全联 锁装置61的第二凹槽1118。安全联锁装置61具有电磁辐射传播影响构件 87。泵组件5还包括缠绕在泵转子37上并且流体地连接滴注室59和安全 联锁装置61的输液管。泵组件5可从泵1105上移除。所述泵还包括IR 发射器105、 IR检测器109、可见光发射器433和可见光检测器111。如 上所述，泵1105的控制器(例如，泵1的控制器504)才艮据来自IR检测 器109和可见光检测器111的输入，确定相容的泵组件5是否装载在泵1105 中。在本发明的一个实施例中，通过关闭盖子1122来启动用于确定相容的 泵组件5是否被正确装载的IR发射器105和检测器109以及可见光发射 器433和检测器lll的操作。盖子1122总体上是不透明的，从而当安全联锁装置61被接纳在第二 凹槽1118内时所述盖子防止可见光传输到可见光检测器。这使得泵1105 能够在高环境光情况下运行，同时准确确定泵组件5是否正确装载。盖子 1122可以铰接到泵1105上从而在打开位置(图8 )和关闭位置(图9 )之间枢转，其中在打开位置，盖子并不覆盖第二凹槽1118以便安全联锁装置 61可以被接纳在第二凹槽内或者从第二凹槽被取出，而在关闭位置，盖子 基本上覆盖被接纳在第二凹槽内的整个安全联锁装置61。盖子1122包括 上臂和下臂1124、 1126，其具有尺寸和形状制成为用于在盖子关闭时以总 体上紧密配合的关系接纳与安全联锁装置相关联的输液管的槽口 1128 、 1130，从而基本上在所有侧面将安全联锁装置61包围起来，由此当安全联 锁装置被接纳在第二凹槽内时，阻止环境光到达可见光检测器。所述槽口 可衬有弹性材料如橡胶(未示出)，从而能够将不同尺寸的管子贴合地接 纳在槽口内，以便基本上在所有侧面包围安全联锁装置，同时不会挤压泵 组件5的管子而造成闭塞。盖子1122(例如，上臂1124)在盖子关闭时还 可以帮助将安全联锁装置61正确定位在第二凹槽1118内。更具体地，槽 口 1128的尺寸制成为使得安全联锁装置61不能通过该槽口 1128。这样当 盖子1122关闭时安全联锁装置61被上臂1124保持在第二凹槽1118内。 包括上臂和下臂1124、 1126的盖子1122可以通过诸如注射模塑形成为单 个材料件。盖子1122还包括能够容易地4爪握以用于打开和关闭盖子1122 的凹陷部1132和手指握持部1134。应当理解，在本发明的范围内，盖子 可以具有不同的构造。当介绍本发明或其优选实施例的元件时，冠词"一"、"该"和"所 述，，是指存在一个或多个该元件。术语"包括"、"包含"和"具有"将 是包含性的，是指除了列出的元件之外还可能存在其他元件。此外，使用 "上"、"下，，、"顶部"和"底部"以及这些术语的变型仅是为了方便， 而并不是要求该部件的任何特定方位。由于可对上文做出多种改变而不会背离本发明的范围，所以以上说明 书中包含的以及附图中所示的所有内容都应被解释为是示例性的而不是限 制性的。
权利要求
1.一种医疗泵，用于经装载在该医疗泵中的泵组件泵送流体，所述泵组件适配成用于在被正确装载在医疗泵中时修改经所述泵组件传输的电磁辐射，所述医疗泵包括发射器，该发射器用于发射具有预定波长的电磁辐射；检测器，该检测器用于接收包括由所述发射器发射的具有所述预定波长的电磁辐射在内的电磁辐射并提供代表所接收的电磁辐射的检测器信号；滤波器，该滤波器用于过滤由所述检测器提供的检测器信号以排除代表具有与所述预定波长不同的波长的电磁辐射的检测器信号的部分，所述滤波器提供代表由检测器接收到的具有所述预定波长的电磁辐射的输出信号；以及控制器，该控制器用于根据输出信号确定相容的泵组件是否正确装载在所述泵中，所述控制器构造成当输出信号指示相容的泵组件正确装载在所述泵中时，使所述泵能够进行泵送。
2. 根据权利要求l所述的医疗泵，其特征在于还包括 第二发射器，该第二发射器用于发射具有第二预定波长的电磁辐射； 第二检测器，该第二检测器用于接收包括由所述第二发射器发射的具有所述第二预定波长的电磁辐射在内的电磁辐射并提供代表所接收到的电 磁辐射的强度的第二检测器信号；并且其中，所述控制器根据所述输出信号和第二检测器信号确定相容的泵 组件是否正确装载在所述泵中。
3. 根据权利要求2所述的医疗泵，其特征在于，所述第二发射器以 预定频率脉动；并且所述医疗泵还包括第二滤波器，该第二滤波器用于对由第二检测器提供的第二检测器信 号进行滤波以排除不同于所述预定频率的频率，从而第二检测器信号代表 由第二检测器接收到的以所述预定频率脉动的电磁辐射的强度。
4. 根据权利要求l所述的医疗泵，其特征在于，所述泵组件包括用 于在所述泵组件正确装载在泵中时基本上阻断所述检测器接收所发射的电 磁辐射的电磁辐射传播影响构件，并且所述控制器响应小于一阈值的输出 信号以使所述泵能够进行泵送。
5. 根据权利要求l所述的医疗泵，其特征在于，所述泵组件包括用 于将来自所迷发射器的电磁辐射传导到所迷检测器的电磁辐射传播影响构 件，并且所述控制器响应超出一阈值的输出信号以使所述泵能够进行泵送。
6. 根据权利要求l所述的医疗泵，其特征在于，还包括用户界面， 该用户界面响应所述控制器以便按照输出信号的指示通知用户装载在泵中 的泵组件与所述泵不相容或者泵组件没有正确装栽在所述泵中。
7. 根据权利要求l所述的医疗泵，其特征在于，还包括用于阻断环 境光到达所述检测器的盖子。
8. 根据权利要求l所述的医疗泵，其特征在于，所述控制器包括 用于放大输出信号的放大器；以及用于将放大的输出信号与所述医疗泵的电源电压的大约一半相参照的 偏差电路。
9. 根据权利要求8所述的医疗泵，其特征在于，所述控制器还包括 用于将输出信号与 一阔值相比较以确定相容的泵組件是否正确装载在泵中 的比较器，并且所述比较器的所述阈值大约是所述医疗泵的电源电压的 2/3,并且所述滤波器是带通滤波器。
10. 根据权利要求9所述的医疗泵，其特征在于，所述带通滤波器是 贝塞尔型带通滤波器。
11. 根据权利要求l所述的医疗泵，其特征在于，电磁辐射的所述预 定波长是大约880纳米或大约510纳米之一。
12. —种用于确定相容的泵组件是否正确装载在医疗泵中的方法，所述方法包括由所述泵的发射器发射电磁辐射通过装载在所述泵中的泵组件的 一部定波长并且以预定频率脉动；在所述泵的检测器上接收包括具有所述预定波长的电磁辐射在内的电 磁辐射并提供代表所接收到的电磁辐射的检测器信号；对所提供的检测器信号滤波以排除不同于所述预定频率的频率，所述 滤波器提供代表由所述检测器接收的以预定频率脉动的电磁辐射的强度的 输出信号；将该输出信号与一阈值相比较以确定所发射的经所述泵组件传输的电 磁辐射是否已被修改；产生代表比较结果的检测信号；以及根据所述检测信号确定所述泵组件是否与所述泵相容和正确装载在所 述泵中。
13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括 由所述泵的笫二发射器发射笫二电磁辐射通过装载在所述泵中的泵组件的一部分，所述第二电磁辐射具有第二预定波长；在所述泵的第二检测器上接收包括具有所述第二预定波长的第二电磁 辐射在内的电磁辐射并提供代表所接收的电磁辐射的第二检测器信号；将所述第二检测器信号与第二阈值相比较以确定所发射的经所述泵组 件传输的第二电磁辐射是否已被修改；以及产生代表所述第二检测器信号与第二阈值的比较结果的第二检测信 号；并且其中，根据所述检测信号和第二检测信号确定泵组件是否与所述泵相 容和正确装载在所述泵中。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述发射还包括使 所述第二电磁辐射以第二预定频率脉动；并且所述方法还包括对所提供的第二检测器信号滤波以排除不同于所述第二预定频率的频 率，从而所述第二检测器信号代表由第二检测器接收的以第二预定频率脉 动的电磁辐射的强度。
15. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括在所述泵组件正确装载在所述泵中时，基本上阻止经所迷泵组件传输的电磁辐射到达 所述泵的检测器，并且其中，产生所述检测信号响应于输出信号小于所述 阈值。
16. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括在所述泵组 件正确装栽在所迷泵中时，将来自所述泵的发射器的经所述泵组件传输的 电磁辐射传导到所述泵的检测器，并且其中，产生所述检测信号响应于被 滤波的输出信号超出所迷阁值。
17. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括阻止所述泵 进行泵送，除非根据检测信号确定所述泵组件与所述泵相容和被正确装载 在所述泵中。
18. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括在所述检测 信号指示至少下列情况之一时，通过所述泵的用户界面通知用户所述泵组件与医疗泵不相容；以及 所述泵组件被不正确地装栽在医疗泵中。
19. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，确定所述泵组件是 否与所述泵相容和正确装载在所述泵中是通过关闭所述泵的盖子启动的， 所述盖子基本上阻止环境光到达检测器。
20. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括 放大输出信号；以及将放大的输出信号与所述泵的电源电压的大约一半相参照；并且 其中所述阈值大约是所述泵的电源电压的2/3;并且滤波包括使用带 通滤波器滤波。
21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述带通滤波器是 贝塞尔型带通滤波器。
22. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，电磁辐射的所述预 定波长是下列之一大约880纳米或大约510纳米；并且所述预定频率大 约是lkHz。
23. —种用于在环境光存在的情况下检测以预定频率脉动的具有预定波长的电磁辐射的方法，所述环境光包括具有多个波长的电磁辐射，所 述方法用于医疗泵，所述泵包括用于发射基本具有所述预定波长的电磁辐射的发射器和用于接收电磁辐射的检测器，所述方法包括在所述泵的检测器上接收电磁辐射，所述接收到的电磁辐射包括由所述泵的发射器以预定频率发射的具有所述预定波长的电磁辐射，并提供代表所接收的电磁辐射的检测器信号；对所提供的检测器信号滤波以排除代表具有不同于所述预定频率的频率的电磁辐射的检测器信号的部分，并提供代表由检测器接收到的具有所述预定频率的电磁辐射的输出信号；将所提供的输出信号与一阈值相比较； 当输出信号超过所述阈值时产生检测信号；以及 根据该检测信号确定所发射的电磁辐射在检测器上被接收。
24. 根据权利要求23所述的方法，其特征在于还包括 放大输出信号；以及将放大的输出信号与所述医疗泵的电源电压的大约一半相参照；并且 其中-.所述阈值等于所述医疗泵的电源电压的大约2/3; 所述预定波长是大约510纳米或大约880纳米之一；以及 滤波包括使用带通滤波器滤波。
25. 根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述带通滤波器是 贝塞尔型带通滤波器。
全文摘要
本发明涉及具有电磁辐射操控的联锁装置的泵组件和泵。具体地，本发明提供一种包括电磁发射器和检测器的医疗泵。所述发射器发射具有预定波长的电磁辐射。与医疗泵相容的泵组件当被正确安装在泵中时修改所发射的电磁辐射。检测器接收电磁辐射，并且滤波器排除波长不同于所述预定波长的电磁辐射。所述泵监控经滤波的信号以确定所接收的电磁辐射是否对应于所发射的被正确装载的、相容的泵组件修改的电磁辐射，并且据此确定相容的泵组件是否正确装载在泵中。
文档编号A61M5/00GK101254324SQ20071030356
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月11日 优先权日2006年12月11日
发明者G·J·瓦尔德霍夫, J·E·普莱斯, J·E·福雷斯特, M·E·比舍 申请人:科维迪恩股份公司