自动中继泵系统的制作方法

专利名称：自动中继泵系统的制作方法
技术领域：
0001本发明一般涉及对多个医用泵的共同控制，且更为具体地， 涉及用于控制多个泵从而形成泵中继系统(pump relay system)的系统
与方法。
背景技术：
0002在许多情况下，例如当使用特定的麻醉剂时，或者当给血流 动力不稳定的患者用速效药物时，需要持续通过静脉输液("IV")来 施予药物。通过以较低输注速率从大的药物容器分配药物，可以获得 不中断的长期输液。然而，当所需药物仅被提供在小容器内时，以及 当所需药物具有短的输注相关半衰期(contextual half life)时，则不可 能采用这样的方法。
0003在本技术领域中，公知包括多个药物泵的中继系统，所述多 个药物泵相继地运转以便提供持续输液的疗法。 一旦第一泵停止运转 则自动开始运转第二个泵而无需人工启动第二个泵的自动中继系统已 给医护人员提供了有利条件。然而，在现有中继系统中，当它们随患 者从一个位置被搬运到另一个位置时，就难以维持连续性。在注射器 具有低的摩擦力的情况下，当注射器泵在搬运过程中暂时被提升到高 于患者时，意外的推注/快速注射(bolus)可能被注入患者。同时，当 注射器泵随后被降低到与患者相同的水平面时，可能产生不期望的输 注中断。对于需要极为精准且准确的药物的情况，输液的这种变化可 能具有不利影响。
0004除了对搬运敏感之外，现有的中继系统需要医护人员给予更 多的关注以便确保出现从空的注射器完全转换到充满的注射器且不在 输液过程中引入意外的推注或中断。用充满的注射器替换空的注射器 通常需要仔细地将空气从流管以及其他流体连通的管路中排空。用以确保顺利完全转换的所需排空以及其他的动作经常需要医务人员暂时 将他们的注意力集中到医疗器械上来，而不是在患者上。然而，需要 持续输液的患者通常处于危急或不稳定状态，并且应被极为密切地监 视。因此，需要减少并简化确保顺利完全转换所需的动作。
0005因此，本领域的技术人员已认识到，需要更为高效且自动的 中继泵系统与方法以便用于相继地操作多个独立药物流体容器从而从 经由管获得来自这些容器的基本连续的流体流动。本领域的技术人员 也认识到，对于中继系统和方法而言，在中继操作期间需要避免产生 流体推注，并且该系统和方法需要对于搬运较不敏感且对于注射器的 摩擦与机械的改变较不敏感。本发明满足了这些以及其他的需求。

发明内容
0006简要地、总地来说，本发明公开了自动中继泵系统与方法， 其监控在回流屏障上游的一条或多条流体线路内的压力，并且当保持 流体管内的压力控制时实现在多个泵之间的中继操作。具体地，提供
了一种持续的泵中继系统，其包括多个驱动器，所述驱动器被构造 成将流体从多个药物容器内排出；流体连通装置，该流体连通装置包 括多个流体输入和一个流体输出，每一个流体输入均被构造成接收来 自药物容器的流体，所述流体输出具有回流屏障，该回流屏障允许流 体连通装置内的流体流经回流屏障；压力感应装置，其被构造成产生 表示在流体连通装置内的一个或多个部位处的流体压力的传感器信 号；以及控制器，其被联结到驱动器以及压力感应装置，该控制器被 构造成至少基于来自压力感应装置的至少一个传感器信号来操作驱动 器。
0007在其他方面，流体连通装置包括具有近端与远端的延伸管， 其中每个所述近端均具有阀机构，该阀机构被构造成当被连接到药物 容器时打开并且当断开与药物容器的连接时关闭，所述远端适于被接 头连结于回流屏障。
0008压力感应装置包括被设置在延伸管的近端与远端之间的传感 器。0009在其他方面，控制器相对于第一药物容器沿相反方向操作相 应的驱动器，以便减小流体连通装置内的压力。在控制器相对于第一 药物容器沿相反方向操作驱动器之后，控制器相对于第二药物容器沿 前向方向操作相应的驱动器，以便将流体连通装置内的压力增大到参 考压力。控制器相对于第二药物容器沿前向方向操作第二驱动器以第 一增大速率以及以小于第一增大速率的第二增大速率增大流体连通装 置内的压力，该第一增大速率用于达到参考压力所需的增加的一部分， 该第二增大速率用于达到参考压力所需的剩余增加，其中参考压力是 流体从流体连通装置的回流屏障流出时的压力。在另一方面，参考压 力是对应于在驱动器开始将流体从第一药物容器排出之后压力增大中 断时的压力。
0010根据本发明更为详细的方面，压力感应装置包括传感器，该 传感器被构造成产生传感器信号，该传感器信号表示在流体连通装置 内多个监控部位的压力。参考压力对应于驱动器开始将流体从第一药 物容器排出之后压力增大中断时的压力，该压力增大中断出现在流体 连通装置内的两个或更多个监控部位处。
0011根据本发明涉及的方法，提供了一种持续药物输注中继方法， 其包括将包含在第一药物容器内的流体经由流体连通装置排出，确定 流体连通装置内的流体压力，存储对应于流体流出流体连通装置时刻 的参考压力，减小流体连通装置内的流体压力，将流体连通装置内的 流体压力增大到存储的参考压力，以及将包含在第二药物容器内的流 体经由流体连通装置排出。
0012在更详细的方面，将包含在第一药物容器内的流体排出包括 移动注射器的柱塞。将包含在第一药物容器内的流体排出包括对流体 的蠕动抽吸。确定流体压力包括测量流体连通装置的壁之间的距离。 确定流体压力包括测量由流体连通装置的壁施加到传感器上的载荷。 确定流体压力包括获得由接触流体连通装置内的流体的传感器产生的 信号。
0013在其他方面，存储参考压力包括监控在流体开始被排出第 一药物容器之后出现的流体连通装置内的压力增大，以及当流体连通装置内的压力增大中断时存储参考压力。监控流体连通装置内的压力增大包括监控流体连通装置内的多个监控部位处的压力增大。存储参考压力包括当在流体连通装置内的两个或更多个监控部位处已出现压力增大中断时存储参考压力。减小流体压力连通装置内的流体压力包括反向操作与第一药物容器相关的泵，而不影响远离流体连通装置的输液管内的流体压力。将流体连通装置内的流体压力增大到参考压力包括操作与第二药物容器相关的泵。
0014在方法的进一步的方面，操作与第二药物容器相关的泵包括:以第一预定速度操作泵，该第一预定速度用于达到参考压力所需的压力增大的一部分；以及以第二预定速度操作泵，所述第二预定速度为小于第一预定速度、用于达到参考压力所需的剩余压力增大。本方法进一步包括用第三药物容器替换第一药物容器而不将空气引入流体连通装置。
0015在系统的其他方面，提供一种持续药物泵中继系统，其包括多个驱动器，其被构造成将流体从多个药物容器排出；流体连通装置，其具有多个流体输入和一个流体输出，所述多个流体输入中的每一个均被构造成接收来自药物容器的流体，该流体输出包括回流屏障，该回流屏障被构造成给流出流体连通装置并流入连接到患者的输液管的流体提供阻力，且被构造成防止因流体连通装置内流体压力的减小而减小输液管内的流体压力；压力感应装置，其被构造成产生表示在流体连通装置内一个或更多个部位的流体压力的传感器信号；以及联结到驱动器和压力感应装置的控制器，该控制器被构造成基于至少来自压力感应装置的传感器信号而操作驱动器，从而通过使驱动器相对于第一药物容器在相反方向运行而减小连通装置内的流体压力，其后通过使驱动器相对于第二药物容器在前向方向运行而将连通装置内的流体压力增大到参考压力，该参考压力是克服回流屏障对流出流体连通装置的流体的阻力所需的压力。
0016根据更为详细的方面，流体连通装置包括具有近端与远端的延伸管，每个近端均具有阀机构，该阀机构被构造成当被连接到药物容器时自动打开而当从药物容器断开连接时自动关闭，远端适于通过接头被连结到回流屏障。压力感应装置包括传感器，该传感器被构造成产生表示在流体连通装置内多个监控部位处的压力的传感器信号。参考压力是对应于在驱动器开始将流体从第一药物容器排出之后压力增大的中断时刻的压力，压力增大的中断出现在流体连通装置内两个或更多个监控部位处。


0017图1是自动输注中继系统的框图，其示出一控制器，该控制器至少基于来自压力感应装置的信号而提供控制信号，该控制信号将指令提供给两个驱动器，这两个驱动器用于将流体从两个药物容器排出，其中这两个药物容器都被连结到流体连通装置，该流体连通装置带有位于下游的回流屏障(reflux barrier),且流体流经该流体连通装置的回流屏障；
0018图2是根据本发明的多个方面的自动输注中继系统的框图，该系统在两个独立的泵之间协同运转，其中两个独立的泵均操作各自的药物流体容器，在本实施例中，每一个泵均具有包括处理器与存储器的控制器，该系统在每一个上输注管线内具有压力传感器，该系统还具有流体流经的下游回流屏障；
0019图3是示例性注射器泵的透视主视图，该注射器泵具有在其上安装的流体容器，在本例中是注射器，在该流体容器内是药物流体，该图示出柱塞驱动器，在本实施例中，该柱塞驱动器被柱塞夹附连到注射器柱塞以便移动注射器柱塞从而选择性地将流体从注射器排出到延伸管内，该延伸管被安装到注射器泵的壳体上的压力传感器；
0020图4是图3的注射器泵的透视后视图，其示出红外线通信端口与RS232串行接口接头，该两者中的任意一者均可被用于与通信网络、另一注射器泵、其他控制器或处理器、或其他装置通信，且该图还示出用于可听见地指示输注状态与泵状况变化的扬声器；
0021图5是模块化自动输注中继系统的简化图，该系统与两个自包含的、可独立操作的注射器泵一起运转，这两个注射器泵借助流体连通装置以中继方式选择性地被连接，该流体连通装置带有阀机构以
ii便将注射器连接到延伸管，其中所述延伸管被附连到单独的压力传感
器，流体连通装置包括具有输出的Y形接头，该输出被连接到诸如单
向止回阀的下游回流屏障，该下游回流屏障的输出被连接到输液器具，所述系统还包括在两个注射器泵之间的有线或无线通信链接以便影响
对两个泵的中继控制；
0022图6是示出根据本发明的多个方面提供自动泵中继方法的示例性方法的流程图，该方法是通过存储输液压力并执行从空的药物容器到充满的药物容器的自动中继而实现的，根据本发明的多个方面，在该自动中继期间，流体连通装置内的压力通过被排空的容器而快速减小，并且然后通过充满的容器被重新存储到先前所存储的输液压力；以及
0023图7是示出带有其自身注射器的两个单独的注射器泵的视图，其中每一个注射器泵被联结在中继构造中，从而当一个注射器变空时，
另一个注射器泵将自动开始将其注射器的内容物泵入到流体管线，而每一个注射器具有单独的流体管线且在每一管线内具有单独的回流屏障，在本实施例中所述管线下游不联结。
具体实施例方式
0024现在更为详细地参考示例性附图，其中在多个视图中，相同的附图标记表示对应的或相同的组成部分，图1示出具有第一驱动器22以及第二驱动器23的自动输注中继系统20的框图，该第一驱动器22以及第二驱动器23用于将流体从多个对应药物容器24与26驱动到流体连通装置或联结器28。药物容器可以是注射器、袋、瓶或适于要给病人输入的流体的其他容器或者其组合。联结器可包括柔性或刚性管、Y形管(Y-site)、储存器和/或能接收从药物容器排出的流体并将
所接收的流体提供到不同导管的其他流体连通装置，在本例中，所述不同导管是单一导管。联结器也可包括含有一小段管的延伸器具以及
被连接到容器的一个或多个接头装置。
0025流体30流出联结器28,向下游流动经过回流屏障32，并且然后可经由医用输液器具(fluid administration set)("输液器具")33而继续流入患者体内，其中该医用输液器具33包括一段管。回流屏障实现防虹吸的作用，从而当在联结器内的流体压力与回流屏障的患者侧33相比相对低时，其防止流体虹吸而回到联结器内。因此，其用作单向阀，该单向阀确保从上游到下游方向的流动，但阻止从下游到上游方向的流动。驱动器22与23被构造成根据来自控制器35的控制信号34与39而独立地从药物容器24与26中的每一个中排出流体，其中所述控制器35具有处理器36且具有相关的一个或多个存储装置37。驱动器可以是单个的泵，或者可以包括与多通路药物泵相关联的单一的驱动器装置，或其他可能的构造。
0026优选地，来自第一药物容器24的流体被排出，同时来自第二药物容器26的流体保持备用。当第一药物容器被排空或基本排空流体时，控制器35自动执行中继功能，发送控制信号以时间紧跟
(closely-timed)的序列指示第一驱动器22停止从第一药物容器输液并且指示第二驱动器23开始从第二药物容器输液。压力感应装置38为控制器提供传感器信号40，该传感器信号40表示联结器28内的流体压力。压力感应装置可包括用于确定在联结器内多个部位处的流体压力的一个或更多个传感器。在任何情况下，压力感应装置均允许中继功能被实现，从而不产生推注且不中断输液，下面将进一步详细描述。
0027接下来参考图2，模块化的自动输注中继系统42包括两个药物泵44、 46，所述两个药物泵44、 46将流体从单独的药物容器24、26中排出。药物泵具有单独的驱动器48、 50以及控制器52、 54。药物泵的例子非限制性地包括注射器泵与蠕动泵。图2也示出两个中继泵控制器的处理器56与57的互连。两个泵控制器都被构造成"中继/替续(relay)"模式。在"中继"模式中，每一个控制器的处理器从其各自存储器52与54中重新找回恰当的指令，并且然后与其他"中继"泵相互作用以便建立泵中继系统，在该泵中继系统中，中继泵相继地并自动地将它们各自的注射器的内容物排出到流体管线33。模块化的中继系统具有如果需要可允许药物泵彼此断开并单独地用于不同患者的有利之处。这样的多功能与灵活性确保了医疗机构在所需要的多种
13应用中利用他们的装备存货。
0028在图2中，每一个泵44与46具有延伸管器具96与98，该延 伸管器具96与98将其容器(在本例中是注射器)24与26联结到Y 形联结器28，该Y形联结器28互连两个注射器管线96与98。由于这 样的互连，在一个注射器延伸管线内的压力将与另一个注射器的延伸 管线内的压力相等。管线的这种互连的下游是隔离装置，在本例中是 回流屏障32。回流屏障将下游的输液器具管33与可能存在于注射器延 伸管线96与98内的特定压力水平隔离开，并防止流体从输液器具管 33流向上游。由于回流屏障基本上是单向阀，因此其具有开启压力， 在回流屏障将要打开以便允许流体经其流动之前必须满足该开启压 力。在这种情况下，将允许流体从注射器向下游流向患者，但会防止 流体沿相反方向的流动。在该开启压力之下，延伸管线内来自注射器 的压力变化将不会经过回流屏障而与下游相连通。
0029图3示出示例性注射器泵60，两个或更多个注射器泵60可被 中继在一起以便形成如图2中所示以及上述的模块化自动输注中继系 统。注射器泵被构造成分配来自注射器62的流体，其中该注射器62 具有注射器柱塞64。通过注射器夹具66，注射器在注射器泵上被锁定 就位。柱塞爪68将注射器柱塞固定到柱塞驱动器70，根据典型地由使 用者通过控制面板72而设置到注射器泵的控制器(未示出)的参数设 定，该柱塞驱动器70将注射器柱塞向前推以便使在注射器内的流体移 位。柱塞爪防止注射器柱塞被意外地向前拉离驱动器，例如当注射器 泵被提升到高于患者以及虹吸现象发生时可能出现的情况。柱塞驱动 器也可能需要使注射器柱塞"后退"或向后拉注射器柱塞以释放压力 积累，例如当在连接到患者的输液管内存在闭塞或阻塞时可被察觉的 压力的积累。根据本发明的多个方面，也可在中继系统运转中实现"后 退"，正如下面将要描述的。从注射器排出的流体流入联结器或流体连 通装置，该流体连通装置在本实施例中是一次性延伸管74，该一次性 延伸管74具有附连到注射器尖端的近端76。延伸管包括管线内压力盘 80，该压力盘80为压力传感器78提供了更为有效的界面，该压力传 感器78包括安装在注射器泵的壳体84上的压力转换器82。压力盘被
14稳固地安装到压力转换器以提供对延伸器具74内药物流体的压力的准
0030诸如图3所示的注射器泵可从ALARIS Products division of Cardinal Health的商标Alaris⑧下的注射器泵得到。
0031根据来自注射器62下游的流体压力，压力传感器78提供了 反馈，其中该反馈允许控制器(图2)自动补偿注射器泵60相对于患 者升高的改变以及摩擦和从一个注射器到另一个注射器的其他机械变 化。在本领域内，输注管线内的流体压力的测量是公知的，并且在此 将不进一步详细描述。本领域的普通技术人员将理解，间接或直接地 确定在延伸管74内的流体压力可以用多种方法实现。 一种方法是读取 接触延伸管内流体的计量器或传感器的读数。优选地，所采用的方法 未引入对延伸管内流体流动的明显阻力，例如，测量延伸管的可动壁 之间的距离、测量由延伸管的可动壁所施加的力以及测量延伸管的壁 上的应变。
0032图4示出图3的注射器泵60的后侧，在该后侧有红外通信端 口 86以及RS232串行接口接头88，上述两者中的任一者均可被用于 将信号传送到在模块化自动输注中继系统或处理器、或网络、或其他 装置中的另一个注射器泵，以及从在模块化自动输注中继系统或处理 器、或网络、或其他装置中的另一个注射器泵接收数据，其中所述数 据例如控制信号以及压力读数。红外通信端口与RS232串行接口接头 中的一者或两者都可被用于接收药品库信息并将注射器泵连接到医院 信息系统。在壳体84上也有扬声器89，例如当检测到闭塞或当在注射 器62内的流体(图3)基本被排空或完全排空时，该扬声器89用于传 送可听见的警报。注射器泵的后侧也包括用于将泵连同其他的泵附装 到垂直的柱上的折叠夹具90，以及用于将泵附装到水平安装杆上的凸 轮锁92。
0033在图5中，示出以中继方式连接以便形成模块化输注中继系 统94的两个注射器泵44与46的简化图。适合的注射器泵的示例包括 但不限于如图3与图4所示的注射器泵。系统包括分别保持第一注射 器24以及第二注射器26的第一注射器泵44以及第二注射器泵46。从注射器排出的流体流经流体连通装置28，该流体连通装置28包括各自 的延伸管96与98，所述延伸管96与98在其近端具有阀机构100与 102。
0034阀机构100与102被构造成当被连接到注射器时自动打开， 以及当从注射器断开连接时自动关闭。当阀机构关闭时，不论内部的 流体压力如何，均阻止流体经由阀机构流动，从而防止流体从延伸管 96与98泄漏，以及当用充满的注射器替换空的注射器时防止空气进入 延伸管96与98内。优选地，阀机构也被构造成当充满的注射器被附 连到阀机构时没有推注或压力积累产生，所述阀机构例如在授予 Leinsing等人的6，706，022号美国专利中有所描述，该专利文献在此并 入以作参考。适合的阀机构的非排他示例是商标为SmartSite⑧的Plus Needle-Free Valve (正无针阀)(ALARIS Medical Products division of Cardinal Health, San Diego， California)。
0035延伸管96与98穿过注射器泵上的单独的压力传感器104与 106，并由Y形接头108连结到一起。多个Y形接头或其他类型的接 头，例如双Y形接头，可被用于在更为复杂的中继系统中容纳三或四 个注射器泵。由两个压力传感器提供的冗余增加了系统的可靠性。多 压力传感器也提高了系统的准确性，这是由于存在传感器的冗余使得 更可能出现如果一个传感器不准确或不起作用，还存在功能正常的另 一个传感器。可选地，压力读数在两个输注泵之间经由有线或无线通 信链路109而被共享。流体从Y形接头的流体输出107经由回流屏障 32流入流体输液器具的管110内，该流体输液器具的远端可被连接到 接受输液治疗的患者。回流屏障32被构造成，例如当延伸管内的流体 压力低于输液管内的压力时，防止流体从输液管110到Y形接头108 的虹吸或回流。尽管回流屏障象征性地被示为弹簧加载的球阀，但是 本领域的普通技术人员将很容易理解，回流屏障可具有其他适合的构 造。该回流屏障用作单向阀。
0036图6示出根据本发明的多个方面，提供自动泵中继的示例性 方法。尽管该方法将参考图5的模块化中继系统94的组成部分而被描 述，但是，该方法同样可运用到其他的中继系统构造。在该方法的框120处，将第一注射器安装在第一注射器泵内并连接到第一延伸管。在 框122处，安装并且连接在第一注射器之后要被排出的第二注射器。 在流体的功效随时间快速减小的一些情况下，可能需要在较晚时间安 装第二注射器。接下来，在框124处，利用将要被输液的流体从输液 器具中清除空气，其中所述输液器具包括阀机构、管、Y形接头以及 回流屏障。在框126处，启动第一注射器泵，开始从第一注射器将流 体排出到联结器。来自回流屏障的最初阻力导致在延伸管内的流体压 力增大。当满足如下条件时压力的增大被中断，即回流屏障的最初阻 力被积累的压力克服，且回流屏障达到其开启压力，从而允许流体经 由回流屏障流入在患者身上的输液管。在框128处，大约在压力增大 中断的时候，至少基于来自压力传感器的压力传感器信号，控制器存 储压力读数("开启压力")。可替换地，当压力增大中断之后，压力读 数在短时间内进一步稳定后，控制器可存储压力读数。在任何情况下， 压力读数被控制器存储为参考压力，并在框134处的后续中继功能中 使用，下面将进一步描述。
0037当系统被构造成带有多个压力传感器时，如图2和图5所示， 存储的参考压力优选地对应每一次当压力增大中断或变化出现在所有 压力传感器上时的参考压力。例如，当第二压力传感器指示在第二延 伸管内没有压力增大的中断时，第一压力传感器可指示在第一延伸管 内压力增大的中断。随后，第二压力传感器指示出一中断，在该中断 点在每一个输注泵内的控制器基于来自它们各自压力传感器的压力读 数而存储一参考压力。可替换地，来自所有压力传感器的压力读数可 被平均以监控压力的增加以及获得更准确的、共同的参考压力。当然， 其他的统计方法或运算法则可被运用到压力读数以便获得对应于流体 输液的准确的参考压力。例如，来自每一个压力传感器的多个读数可 被平均。
0038典型地，当来自注射器的预选容量的流体(例如药物容器容 量的百分之九十)已被输注时，或到达在本容器将要变空之前的预定 时段(例如半个小时)时，由输注泵提供输注即将结束("NEOI， near endofinfosion")的警报。NEOI警报提示使用者确保系统已准备好从很快要变空的空注射器中继到充满的注射器。当在框130处第一注射 器的NEOI警报响起时，如果在框122处没有提前安装与连接的话， 则在框132处使用者将第二注射器安装到第二泵内并将其连接到第二 延伸管。
0039如前所述，在框134处控制器执行中继或转换功能。中继功 能可在任何所需的时间或响应指示"输注将近结束"的警报或在EOI
("输注结束")警报时由使用者手工启动。可替换地，如果当NEOI 警报发生或EOI警报发生以指示本注射器的容量已经几乎完全被排空 或完全排空时系统检测到充满的注射器，则转换功能可自动启动。根 据本发明的方面，在转换功能一开始时，第一注射器泵的柱塞驱动器 立刻反向回退，并且然后停止移动，从而在框136处将两个延伸管内 的流体压力减小到回流屏障的开启压力之下的压力。回流屏障防止延 伸管内压力的减小到与输液器具相通，否则可能会将流体从患者抽出 而进入输液器具内。
0040在框138处，延伸管内流体压力的这种减小以及由回流屏障 提供的隔离防止了连通到患者的推注，其中第二注射器泵的柱塞驱动 器自动开始向前行进以便将延伸管内的流体压力快速提高到或者高于 开启压力或其他存储的参考压力的压力，且优选地该压力与由第一注 射器在排空之前所建立的压力相等。可能出现这样的情况，S卩，当被 第二注射器泵的柱塞驱动器推动时，由于静摩擦力，第二注射器的柱 塞无法立即前进。如果当柱塞突然前进时形成突然的压力增加，则该 突然的压力增加由回流屏障上游的联结器内减小的流体压力而吸收， 且不会连通到连接到患者的输液器具。在延伸管内减小的压力也具有 帮助适应柱塞的任何初始阻力的有利之处。因此，根据本发明方面的 方法与系统适应了由注射器的不同类型或品牌所导致的摩擦力改变。
0041为了避免输液中断，在延伸管内来自一个泵的流体压力减小 以及另一个泵的流体压力恢复被快速实现。响应在中继期间出现的压 力降低的感应，或响应由第一输注泵在通信链路(参看图5， 109)上 传递的信号，第二注射器泵沿前向方向自动行进。该第二注射器泵以 损失压力的十分之九或某些其他分数的"增大"速率沿前向方向行进。增大速率显著高于"正常"速率，该"正常"速率与由使用者编程到注射器泵内的输注参数相一致。在补偿损失压力的十分之九或某些其他分数的损失压力之后，注射器泵以"减小"速率或小于正常的速率的速率行进直到在输注管内的流体压力达到由两个压力传感器或另一种类型的压力感应构造所指示的参考压力。以减小速率接近参考压力确保了没有推注产生，且确保了在转换期间输入患者的流体保持稳定。
0042在延伸管内的流体压力达到存储的参考压力之后，在框140处，第二注射器泵以正常速率行进。其后，当第二注射器的NEOI警报响起时，使用者可用充满的第三注射器替换空的第一注射器。由于当第一注射器被移除时，阀机构(参看图5， 100)自动关闭，因此无须在连接第三注射器之后清除延伸管。中继功能以上述方式重复，从而第二注射器泵回退且第一注射器泵开始排出(discharge)第三注射器。以这样的方式，借助于连续的中继以及用充满的注射器替换空的注射器，流体可以不限期地持续。
0043现在转到图7，其提供了两个注射器泵44和46的构造，该构造与图5中的构造非常相似，除了延伸器具96与98未被联结到一起。相反，它们分别与患者(未示出)的不同部分相连通。这些泵的每个输液器均具有其自身的回流屏障120与122。因此，在延伸器具内的压力可以不同。然而，如在图5中，每一个泵包括压力传感器104与106，从而在单独的延伸器具内的压力可分别被准确测量。此外，泵被放置成经由连通管线109而彼此连通，其中该连通管线109可以是有线或无线的，如上面根据其他实施例包括图5所述。在图7的情况下，每一个回流屏障的开启压力需要被确定并由每一个泵存储。其他方面，其操作基本与图5的操作相同。
0044根据本发明所述的示例性系统与方法提供了在无法使用大容量药物容器来提供长期输注治疗的情况下的安全、稳定以及不中断的输液。这种情况的一个示例是患者必须持续地接受短半衰期药物的情况。甚至当药物的半衰期不存在任何问题或当大容量药物容器可被使用时，本发明确保患者医护人员花费更少时间更换药物容器，并且倾注更多时间致力于患者状况的监控。
190045对每一个中继泵进行编程的功能可根据本发明的方面用多种手段同步。在一个实施例中，对速率、VTBI或包括可变速率的其他可操作参数的编程仅需要在泵中的一个泵内编程。该泵可以以主/从关系控制其他泵。在另一个实施例中，当一旦不再需要泵时医疗器械需要能尽快将泵从中继构造移除，则在中继时候， 一个泵将操作参数传送到下一个泵。然后，当任何一个泵都不再需要被用于中继功能时，其可被移除并用于其他地方。可替换地，编程控制以及中继控制可通过单独的控制单元、远程处理器、网络处理器或具有与中继泵无线或有线连接的其他部件而被实现。其他构造是可能的，且对应本领域技术人员是显而易见的。
0046尽管本发明的多个具体形式已被示出并描述，但明显的是，多种改型可被实现而不脱离本发明的范围。例如，三个或更多个药物泵可以以中继方式被连接以便提供持续的输注治疗。同样可预想到的是，本公开实施例的具体特征与方面的多种组合或子组合可相互组合或替换，以便形成本发明的变化的模式。因此，本发明旨在仅被所附权利要求限定。
权利要求
1.一种持续的泵中继系统，其包括多个驱动器，所述多个驱动器被构造成使流体从多个药物容器排出；流体连通装置，所述流体连通装置包括多个流体输入和一个流体输出，每一个流体输入均被构造成接收来自一个药物容器的流体，所述流体输出具有回流屏障，所述回流屏障被构造成允许所述流体连通装置内的流体经由所述回流屏障流动；压力感应装置，所述压力感应装置被构造成产生代表所述流体连通装置内一个或多个部位处的流体压力的传感器信号；以及控制器，所述控制器被联结到所述驱动器以及所述压力感应装置，所述控制器被构造成至少基于来自所述压力感应装置的所述传感器信号而操作所述驱动器。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中所述流体连通装置包括延伸管，所述延伸管具有近端与远端，每个所述近端均具有阀机构，所述阀机构被构造成当被连接到药物容器时打开，并且当与药物容器断开连接时关闭，所述远端适于被接头连结到所述回流屏障。
3. 根据权利要求2所述的系统，其中所述压力感应装置包括被设置在所述延伸管的所述近端与所述远端之间的传感器。
4. 根据权利要求1所述的系统，其中当流体从第一药物容器被排出时，所述控制器相对于所述第一药物容器在相反方向操作相应驱动器以便减小所述流体连通装置内的压力。
5. 根据权利要求4所述的系统，其中在所述控制器相对于所述第一药物容器在所述相反方向操作所述驱动器之后，所述控制器相对于第二药物容器在前向方向操作相应驱动器以将所述流体连通装置内的压力增加到参考压力。
6. 根据权利要求5所述的系统，其中所述控制器相对于所述第二药物容器在所述前向方向操作所述第二驱动器以便以第一增大速率以及以第二增大速率增加所述流体连通装置内的压力，其中所述第一增大速率用于达到所述参考压力所需的增加的一部分，所述第二增大速率小于所述第一增大速率并且用于达到所述参考压力所需的剩余增加。
7. 根据权利要求5所述的系统，其中所述参考压力是流体流出所述流体连通装置的所述回流屏障时的压力。
8. 根据权利要求7所述的系统，其中所述参考压力是对应于所述驱动器开始将流体从所述第一药物容器排出之后引发的压力增加的中断时刻的压力。
9. 根据权利要求5所述的系统，其中所述压力感应装置包括传感器，所述传感器被构造成产生代表所述流体连通装置内的多个监控部位的压力的传感器信号。
10. 根据权利要求9所述的系统，其中所述参考压力是对应于所述驱动器开始将流体从所述第一药物容器排出之后引发的压力增加的中断时刻的压力，所述压力增加的中断出现在所述流体连通装置内两个或更多个所述监控部位。
11. 一种持续的药物输注中继方法，其包括经由流体连通装置将包含在第一药物容器内的流体排出；确定所述流体连通装置内的流体压力；存储在对应于流体从所述流体连通装置流出的时间时的参考压力；减小所述流体连通装置内的流体压力；使所述流体连通装置内的流体压力增大到存储的所述参考压力；以及经由所述流体连通装置将包含在第二药物容器内的流体排出。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中将包含在所述第一药物容 器内的流体排出包括移动注射器的柱塞。
13. 根据权利要求11所述的方法，其中将包含在所述第一药物容 器内的流体排出包括蠕动抽吸所述流体。
14. 根据权利要求11所述的方法，其中确定所述流体压力包括测 量所述流体连通装置的壁之间的距离。
15. 根据权利要求11所述的方法，其中确定所述流体压力包括测 量由所述流体连通装置的壁施加到传感器上的载荷。
16. 根据权利要求11所述的方法，其中确定所述流体压力包括获 得由接触所述流体连通装置内的流体的传感器产生的信号。
17. 根据权利要求11所述的方法，其中存储所述参考压力包括 监控所述流体连通装置内的压力增大，且所述压力增大是在流体开始 从所述第一药物容器排出之后出现的，以及当所述流体连通装置内的所述压力增大出现中断时，存储所述参 考压力。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中监控所述流体连通装置内 的所述压力增大包括监控所述流体连通装置内的多个监控部位处的压 力增大。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中存储所述参考压力包括当 在所述流体连通装置内的两个或更多个所述监控部位处已出现压力增 大的中断时存储所述参考压力。
20. 根据权利要求11所述的方法，其中减小所述流体连通装置内的流体压力包括反向操作与所述第一药物容器相关联的泵且不影响在 所述流体连通装置的远端处的输液管内的流体压力。
21. 根据权利要求11所述的方法，其中使所述流体连通装置内的 流体压力增大到所述参考压力包括操作与所述第二药物容器相关联的 泵。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中操作与所述第二药物容器 相关联的所述泵包括以第一预定速度来操作所述泵，用于达到所述参考压力所需的压 力增大的一部分，以及以小于所述第一预定速度的第二预定速度来操作所述泵，用于达 到所述参考压力所需的剩余压力增大。
23. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括用第三药物容器替 换所述第一药物容器且不将空气引入到所述流体连通装置内。
24. —种持续的药物泵中继系统，其包括多个驱动器，所述多个驱动器被构造成将流体从多个药物容器内 排出；具有多个流体输入和一个流体输出的流体连通装置，所述流体输 入中的每一个流体输入均被构造成接收来自药物容器的流体，所述流 体输出包括回流屏障，所述回流屏障被构造成给流出所述流体连通装 置并流入被连接到患者的输液管的流体提供阻力，并被构造成阻止所 述流体连通装置内的流体压力减小导致所述输液管内的流体压力减 小；压力感应装置，所述压力感应装置被构造成产生表示在所述流体 连通装置内的一个或多个部位处的流体压力的传感器信号；以及控制器，所述控制器被联结到所述驱动器以及所述压力感应装置， 所述控制器被构造成至少基于来自所述压力感应装置的所述传感器信 号来操作所述驱动器，从而通过使所述驱动器相对于第一药物容器在相反方向运行来减小所述连通装置内的流体压力，其后通过使所述驱 动器相对于第二药物容器在前向方向运行来提高所述连通装置内的流 体压力至参考压力，所述参考压力是克服所述回流屏障对流体流出所 述流体连通装置的阻力所需的压力。
25. 根据权利要求24所述的系统，其中所述流体连通装置包括具 有近端与远端的延伸管，每个所述近端均具有阀机构，所述阀机构被 构造成当被连接到药物容器时自动打开且当与药物容器中断连接时自 动关闭，所述远端适于被接头连结到所述回流屏障。
26. 根据权利要求24所述的系统，其中所述压力感应装置包括传 感器，所述传感器被构造成产生表示在所述流体连通装置内的多个监 控部位处的压力的传感器信号。
27. 根据权利要求26所述的系统，其中所述参考压力是对应于所 述驱动器开始将流体从所述第一药物容器排出之后引发的压力增大的 中断时刻的压力，所述压力增大的中断出现在所述流体连通装置内的 两个或多个所述监控部位处。
全文摘要
自动泵中继系统包括联结到驱动器的控制器，其中这些驱动器用于相继地将流体从多个药物容器排出到具有回流屏障的联结器内，其中流体被从所述联结器输入患者。通过给控制器提供信号的一个或多个压力感应装置来确定联结器的内部流体压力，所述控制器至少基于传感器信号致使驱动器沿相反与前向方向运转，从而在从空的注射器中继到充满的注射器期间快速减小和增大联结器内的流体压力，从而避免推注的形成以及输注治疗的中断。可以预期，独立可操作的注射器泵以中继的方式被连接以形成模块化系统。
文档编号A61M5/168GK101687077SQ200880004328
公开日2010年3月31日 申请日期2008年2月26日 优先权日2007年2月26日
发明者P·勒布尔 申请人:卡迪纳尔健康303公司