具有输注装置压力引发的治疗系统的制作方法

文档序号:13345199阅读:197来源:国知局
具有输注装置压力引发的治疗系统的制作方法

相关文献的交叉引用

本申请要求申请日为2015年4月15日提交的美国临时申请62/147,889的优先权,其全部内容以引用的方式并入本申请。

本文的公开内容与例如从流体输送系统(例如,具有连接的可替换流体分配器(例如注射器)的输注装置)输送流体有关。更具体地,本公开涉及对输注装置(例如,在低流速流体输送实例中)的压力引发(pressurepriming)。



背景技术:

输注设备用于在各种情况下输送医用流体,例如用于体外血液回路的医用流体之类的输送、药物输注等。例如,输注设备可有效地应用于在可操作地与体外血液处理机器相关联的体外回路中进行抗凝剂的输注。这样的体外治疗可以包括从患者体内抽取血液,远离人体对血液进行外部治疗,然后将血液返回到患者体内。例如,体外血液可以通过血液回路来进行循环,该血液回路通常包括动脉管线(或血液抽取管线,其将血液从患者体内输送到血液处理装置,如透析器过滤器)和静脉管线(或血液返回管线,其将经过处理的血液返回给患者)。

为了降低体外血液凝固的风险,例如将诸如肝素(heparin)之类的抗凝剂输注到体外回路中可能是有效的(例如,通常通过输注管线连接预过滤器以较低的输注流速输注到动脉管线中)。例如可以用来输送抗凝剂的输注设备可以包括在流体分配器(例如注射器)上操作的致动装置。例如,致动装置可以包括推动元件,该推动元件可以依照线性致动器的命令进行操作,从而以预先确定的行进速率(例如,较慢的速率)来推动或移动容纳抗凝剂的注射器的柱塞。例如,在透析治疗中,注射器可以含有数小时治疗所需的一定量的抗凝剂。推动元件和致动器可以是体外治疗机器(例如,透析机)的一部分,而注射器可以是单次使用的,例如,一次性或可替换的流体分配器。

或者,同样为了降低体外血液凝固的风险,也可以使用例如在体外回路中提供的抗凝剂(例如柠檬酸盐)(例如,通常根据血液流速在预过滤器提供到动脉管线中)。在局部柠檬酸盐抗凝的情况下,例如,可以使用输注设备(例如,包括可替换的流体分配器)将包括钙的流体输送到体外回路中(例如,通常通过连接着后过滤器的输注管线以较低的输注流速输送到返回管线中,或者以较低的输注流速经由静脉管线直接输送到病人体内)。

这种体外治疗机器或系统以及采用输注设备的其它设备的各种构造可以包括呈现压力和/或刚度(stiffness)的部件和/或操作参数,其针对来自输注装置的流体的输送来进行操作。可以在系统中对针对从输注装置中流出的流体流量进行操作的一个或多个压力进行监测(例如,系统中预过滤器位置处测得的压力,返回管线处测得的压力等)。当在替换流体分配器(例如,替换注射器)的操作期间替换输注装置的流体分配器(例如注射器)时,针对流体输送操作的这种压力和/或刚度可以避免将流体从替换流体分配器输送到系统中长达不期望的时间长度(例如,由于使用较低输注流速所引起)。



技术实现要素:

本公开描述了系统和方法,它们可以用于在将替换流体分配器连接在输注装置中之后对输注装置的流体分配器(例如,注射器)进行压力引发,以便减少团注剂(boluse)在成功地从注射器中输送到输注管线中之前所花费的时间量(尤其是当输送这种团注剂的速率是低速率时)。

在提供这种压力引发的血液处理系统的一个示例性实施例中,该系统包括:血液泵;过滤器(例如,其中,进入和返回血液管线与所述过滤器流体连通);输注管线,配置为与所述进入血液管线、所述返回血液管线和患者体内中的一个以流体连通的方式进行连接。该系统还可以包括输注装置,可控地以设定流速从可替换流体分配器提供流体流(例如,其中,所述流体流包括多个团注剂),以及所述输注装置可以包括致动器,配置为对所述可替换的流体分配器起作用,以便当收到命令时将所述多个团注剂中的一个团注剂提供到所述输注管线中。此外,该系统可以包括控制器,配置为在将替换流体分配器连接在所述输注装置中后,确定所述输注装置在收到命令时是否被阻止将一个或多个团注剂输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个(例如,对替换流体分配器起作用的系统背压和/或与替换流体分配器相关联的摩擦力是否阻止输注装置在收到命令时将一个或多个团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个);以及如果确定所述输注装置被阻止将一个或多个团注剂输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个,则在所述替换流体分配器中引发压力。例如,所述控制器可以配置为通过对发送到所述输注装置的用于将一个或多个团注剂输送到所述输注管线中的一个或多个命令进行加速而在所述替换流体分配器中引发压力,使得所述替换流体分配器中的压力增加并且将团注剂输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个所需要的时间减少(例如,加速后的命令与紧挨着所述加速后的命令的前一个命令之间的时间间隔可以小于所提供的用于以所述设定流速输送团注剂的命令之间的时间间隔)。

还提供了一种在血液处理系统中用于控制从输注装置输送流体流的示例性方法(例如,其中流体流可以包括多个团注剂)。该方法可以包括:在所述输注装置中连接替换流体分配器以代替前一个可替换的流体分配器;命令所述输注装置对所述替换流体分配器起作用,以便将所述多个团注剂中的一个或多个团注剂提供到输注管线中;确定当收到命令时所述输注装置是否被阻止将一个或多个团注剂输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个(例如,确定对替换流体分配器起作用的系统背压和/或与替换流体分配器相关联的摩擦力是否阻止了输注装置在收到命令时将一个或多个团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个)。如果所述输注装置没有被阻止输送所述一个或多个团注剂,则控制所述输注装置以设定流速将多个团注剂输送到所述输注管线中,如果所述输注装置被阻止输送所述一个或多个团注剂,则可以对所述替换流体分配器进行压力引发。例如,可以通过对到所述输注装置的用于将一个或多个团注剂输送到所述输注管线中的一个或多个指令进行加速来对所述替换流体分配器进行压力引发,使得所述替换流体分配器中的压力增加并且将团注剂输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个所需要的时间减少(例如,其中,加速后的命令与紧挨着所述加速后的命令的前一个命令之间的时间间隔可以小于所提供的用于以所述设定流速输送团注剂的命令之间的时间间隔)。

另一个示例性的治疗系统可以包括:输注管线;以及输注装置,可控地以设定流速从可替换流体分配器中提供流体流到输注装置的下游(例如,其中,所述流体流可以包括多个团注剂,以及其中所述输注装置可以包括致动器,配置为对所述可替换的流体分配器起作用,以便当收到命令时将所述多个团注剂中的一个团注剂提供到所述输注管线中)。该系统可以进一步包括控制器,配置为在将替换流体分配器连接在所述输注装置中时,确定所述输注装置在收到命令时是否被阻止将一个或多个团注剂输送到所述输注装置的下游,以及如果确定所述输注装置被阻止将一个或多个团注剂输送到所述输注装置的下游,则在所述替换流体分配器中引发压力(例如,其中,所述控制器可以配置为通过对到所述输注装置的用于将一个或多个团注剂输送到所述输注管线中的一个或多个命令进行加速而在所述替换流体分配器中引发压力,使得所述替换流体分配器中的压力增加并且将团注剂输送所需要的时间减少,以及其中加速后的命令与紧挨着所述加速后的命令的前一个命令之间的时间间隔可以小于所提供的用于以所述设定流速输送团注剂的命令之间的时间间隔)。

用于控制从输注装置中输送流体流的其他示例性方法(例如,其中,流体流可以包括多个团注剂)可以包括:在所述输注装置中连接替换流体分配器以代替前一个可替换的流体分配器;命令所述输注装置对所述替换流体分配器起作用,以便将所述多个团注剂中的一个或多个团注剂提供到输注管线中;确定当收到命令时所述输注装置是否被阻止将一个或多个团注剂输送到所述输注装置的下游;如果所述输注装置没有被阻止输送所述一个或多个团注剂,则控制所述输注装置以设定流速将多个团注剂输送到所述输注管线中;以及如果所述输注装置被阻止输送一个或多个团注剂(例如,是由于下游压力所引起的),则通过对到所述输注装置的用于将一个或多个团注剂输送到所述输注管线中的一个或多个命令进行加速而对所述替换流体分配器进行压力引发,使得所述替换流体分配器中的压力增加并且将团注剂输送所需要的时间减少,(例如,其中,加速后的命令与紧挨着所述加速后的命令的前一命令之间的时间间隔可以小于所提供的用于以所述设定流速输送团注剂所配置的各命令之间的时间间隔)。

上述方法和/或系统的一个或多个实施例可以包括以个或多个以下特征和/或过程:所述控制器可以配置为或所述方法可以包括:在由加速后的命令导致的输送预定数量的团注剂后,控制所述输注装置以所述设定流速将多个团注剂输送到所述输注管线中;所述控制器还可以配置为或所述方法还可以包括:通过尝试以高于所述设定流速的速率提供团注剂来增加所述替换流体分配器中的所述压力;以及所述确定所述输注装置是否被阻止输送一个或多个团注剂可以包括:确定所述输注管线是否出现阻塞。

在上述系统和/或方法的一个或多个实施例中,每个团注剂与随时间变化的可测量的力响应相关联,并且此外,确定所述输注管线是否出现阻塞是基于随时间变化的所述可测量的力响应。例如,确定所述输注管线是否出现阻塞可以包括:接收表示与团注剂相关联的可测量的力响应的力信号;使用预定时间段内的所述力信号的积分来确定积分力响应值;提供所述积分力响应值与归一化值之间的与所述团注剂相对应的比;以及至少基于与所述团注剂相对应的所述比确定所述输注管线是否出现阻塞。此外,单独或与其结合起来,确定所述输注管线是否出现阻塞可以包括:接收表示与至少两个团注剂中的每一个对应的可测量的力响应的力信号;基于在针对至少两个团注剂中的每一个的每个可测量的力响应期间的预定时间出得到的力值,确定斜率,所述可测量的力响应表明至少所述替换流体分配器的刚度;以及至少基于所述斜率确定所述输注管线是否出现阻塞。

此外,上述方法和/或系统的一个或多个实施例可以包括一个或多个以下特征和/或过程:所述系统的控制器还可以配置为或所述方法还可以包括:将至少基于输注装置的致动器的致动器位移而预期进行输送的计算出的流体体积与所述替换流体分配器的预定体积进行比较,所述致动器位移是自所述替换流体分配器连接在所述输注装置中以后的位移;以及基于所述比较而阻止或允许进行压力引发;和/或所述系统的控制器还可以配置为或所述方法还可以包括:将所述替换流体分配器中的压力与所述过滤器入口处的可测量压力、所述返回血液管线的可测量压力或零压力中的至少一个进行比较;以及基于所述比较而阻止或允许进行压力引发。

此外,在上述系统和/或方法的一个或多个实施例中,所述系统的控制器还可以配置为或所述方法还可以包括:命令所述输注装置在将所述替换流体分配器连接在所述输注装置中后尝试基于所述设定流速将一个或多个团注剂输送到所述输注管线中。如果确定所述输注装置在收到命令时没有被阻止输送一个或多个团注剂(例如,输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个),则继续命令所述输注装置依所述设定流速的规定进一步输送团注剂,此外,如果确定所述输注装置在收到命令时被阻止输送所述一个或多个团注剂(例如,输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个),则命令所述输注装置以高于所述设定流速的加速速率输送一个或多个团注剂。

此外,在上述系统和/或方法的一个或多个实施例中,所述系统的控制器还可以配置为或所述方法还可以包括:命令所述输注装置在将所述替换流体分配器连接在所述输注装置中后基于所述设定流速将团注剂输送到所述输注管线中。如果确定所述输注装置在收到命令时没有被阻止输送一个或多个团注剂(例如,输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个),则继续命令所述输注装置以从紧挨着前一团注剂开始的所述设定流速规定的时间间隔进一步输送团注剂。此外,如果确定所述输注装置在收到命令时被阻止输送所述一个或多个团注剂(例如,输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个),则命令所述输注装置以从紧挨着前一命令开始的比所述设定流速规定的时间间隔小的时间间隔对用于输送下一个团注剂的的命令进行加速。此外,例如,继续向所述输注装置提供加速后的命令,直到已经输送预定数量的团注剂(例如,输送到所述进入血液管线、所述返回血液管线和所述患者体内中的一个)为止。

此外,上述方法和/或系统的任意一个或多个实施例可以包括一个或多个以下特征和/或过程:在操作所述血液处理系统的过程中,确定需要进行可替换流体分配器的替换时,可以将连接在所述输注装置中的所述替换流体分配器连接在所述输注装置中;所述设定流速可以是低输注速率(例如,其中,以所述设定流速输送团注剂所配置的各命令之间的所述时间间隔大于45秒);加速后的命令与紧挨着所述加速后的命令之前的前一命令之间的时间间隔可以等于或小于所提供的用于以所述设定流速输送团注剂的各命令之间的所述时间间隔的1/2;加速后的命令与紧挨着所述加速后的命令之前的前一命令之间的时间间隔可以等于或小于所提供的用于以所述设定流速输送团注剂的各命令之间的所述时间间隔的1/4;所述替换流体分配器可以是注射器;和/或所述输注装置可以配置为输送抗凝剂或与抗凝剂结合起来使用的流体。

另一示例性血液处理系统可以包括:血液泵;过滤器(例如,其中,进入和返回血液管线与所述过滤器流体连通);输注管线;以及用户界面,配置为允许用户提供包括所选连接的输入(例如,其中,所述所选连接包括所述输注管线到所述返回血液管线的连接或所述输注管线直接到患者体内的连接中的一个)。该系统还可以包括:输注装置,可控地以设定流速从可替换流体分配器向所述输注管线提供流体流(例如,所述流体流包括多个团注剂);以及控制器,配置为确定(例如,在将替换流体分配器连接在所述输注装置中时并且如果用户提供了所述输注管线到所述返回血液管线的所选连接的时候)所述输注装置是否被阻止一个或多个团注剂输送到所述返回血液管线,以及如果确定所述输注装置被阻止将一个或多个团注剂输送到所述返回血液管线,则在所述替换流体分配器中引发压力。

在该系统的一个或多个实施例中,所述控制器还可以配置为确定(例如,在将替换流体分配器连接在所述输注装置中时并且如果用户提供了所述输注管线到所述患者体内的所选连接的时候)与替换流体分配器相关联的摩擦力是否阻止了所述输注装置将一个或多个团注剂输送到所述患者体内,以及如果确定与所述替换流体分配器相关联的所述摩擦力阻止了所述输注装置将一个或多个团注剂输送到所述患者体内,则在所述替换流体分配器中引发压力。例如,此外,所述替换流体分配器可以包括注射器,该注射器配置为输送与柠檬酸盐抗凝剂结合使用的流体。

本公开的上述概述不旨在描述其每个实施例或每个实施方式。通过参考以下结合附图的详细描述和权利要求,本公开的优点以及更完整的理解将变得显而易见且容易理解。

附图说明

图1是用于通过输注装置进行流体输送的示例性流体输送系统的简化框图。

图2是例如大致如图1所示的示例性输注装置的示意图。

图3是可以包括本文所述压力引发功能的示例性体外血液处理设备或机器的透视图。

图4是示出了在用于进行流体输送的输注装置的压力引发中使用的示例性算法的框图,该算法可以例如通过诸如大致如图3所示的系统来实现。

图5是示出了在用于进行流体输送的输注装置的压力引发中使用的另一种示例性算法的框图,该算法可以例如通过诸如大致如图3所示的系统来实现。

图6是示出了在用于进行流体输送的输注装置的压力引发中使用的另一种更详细的示例性算法的框图,该算法可以例如通过诸如大致如图3所示的系统来实现。

图7是示出了另一种示例性算法的框图,该算法可以单独使用,或者与针对用于进行流体输送的输注装置的压力引发所描述的一个或多个其他算法相结合来使用,该算法可以例如通过诸如大致如图3所示的系统来实现。

图8是在描述输注装置的压力引发的示例性算法时使用的压力引发的图示。

图9是在描述输注装置的压力引发的示例性算法时使用的力响应和/或其指标的图示。

图10是在描述输注装置的压力引发的示例性算法时使用的示例性力响应的图示。

图11是在说明输注装置的压力引发中使用的示例性算法时所使用的图形用户界面示图,该图形用户界面例如可以诸如由大致如图3所示的系统来实现。

具体实施方式

在以下说明性实施例的详细描述中,参照了构成本文一部分的各附图,在这些附图中通过说明的方式示出了可以实施的具体实施例。应当理解的是,也可以使用其他实施例,并且可以在不脱离(例如,仍然落入)本文所公开内容的范围的情况下进行结构性改变。

将参考图1至图11来描述示例性系统、方法和装置,该示例性系统、方法和装置用于对输注装置(例如,包括诸如推动元件之类的致动装置,该推动元件可以依据例如线性致动器之类的致动器的命令进行操作,从而推动或移动容纳有抗凝剂或与抗凝剂结合使用的流体的注射器的柱塞)的替换流体分配器(例如注射器)进行压力引发,以便为包含多个团注剂(bolus)的流体流提供输送。例如,如本文参考图1和图2而进一步描述的,可以使用致动器来控制输注装置,以便以设定的流速(例如,受用户输入控制的设置期间设定的流速或受用户输入控制的治疗期间调整的流速)从可替换的流体分配器中提供流体流,该致动器被配置为对可替换的流体分配器进行操作以便在接到命令时提供多个团注剂中的一个团注剂进入输注管线中。尽管不限于这样的医疗装置和/或系统,但输注设备可以是医疗装置或系统(例如,血液处理系统)的一部分,该医疗装置或系统包括血液泵、过滤器(例如,其中进入血液管线和返回血液管线与作为血液回路的一部分的过滤器流体连通)以及输注管线,该输注管线与血液进入管线、血液返回管线和患者中的一个流体连通,例如参考图3所示出和描述的那样。

例如,输注装置可以设置为医疗系统的一部分,以提供与抗凝功能相关联的流体。例如,为了提供不同类型的抗凝功能,输注管线可以连接在医疗系统中的一个或多个不同位置处。例如,如果在执行血液处理时使用肝素作为抗凝血剂,则输注管线通常连接在动脉管线或进入管线中的预过滤器,以提供肝素输注管线连接。例如,如果在执行血液处理时使用柠檬酸盐抗凝剂(例如,在局部柠檬酸盐抗凝中)来提供抗凝功能,则输注管线通常在后过滤器的位置处进行连接,以提供包括钙的流体输注。例如,输注管线可以连接在返回管线中的后过滤器,以提供钙输注管线连接,或者输注管线可以直接连接到正在接受治疗的患者,以提供钙输注管线连接。

在患者进行血液处理期间,连接在输注装置中的可替换流体分配器(例如,注射器)可能变成空的并需要替换。在这种情况下,在输注装置中,夹紧适当的管线,移除可替换流体分配器(例如,注射器),并连接或以其他方式耦接替换流体分配器(例如,注射器)。然后移除管线上的任何夹具,并且继续操作。

例如,为了使流体在肝素模式下从替换流体分配器(例如,注射器)中流出,注射器中的压力必须超过过滤器压力(例如,由于其连接预过滤器)和单向阀的附加开启压力(例如,如果在注射器泵组配置中使用这种单向阀,以阻止由于蠕动泵作用而导致的血液回到注射器中的回流),从而将一个或多个团注剂输送到输注管线中。过滤器压力可以基于血液处理系统中使用的血液泵和流体泵的工作点而发生很大的变化。类似地,当在钙模式中使用输注装置(例如,与柠檬酸盐抗凝方法相关联)并且输注管线连接到返回管线时,注射器压力必须超过返回压力,以将一个或多个团注剂输送到输注管线中。此外,类似地,当在钙模式中使用输注装置(例如,与柠檬酸盐抗凝方法相关联)并且输注管线直接连接到患者时,注射器压力仍然必须超过由于输注管线单向阀的开启压力所引起的任何阻力(例如,在注射器泵组配置中使用这种单向阀的情况);实际的患者背压(其中,相对于注射器的患者连接之间的高度差是背压的分量);以及与注射器相关联的摩擦力(例如,摩擦阻力)(例如,其中,注射器压力仅在克服注射器柱塞和筒管之间的摩擦分量特性之后才建立)。

换句话说,可测量的压力分量和不可测量的分量可以对替换流体分配器(例如,注射器)起作用,并且可以阻止输注装置在接到命令时将一个或多个团注剂输送到输注管线中。例如,一个或多个不同的可测量或不可测量的分量可以包括血液处理系统的过滤器入口处的压力、血液处理系统返回管线处的压力、血液处理系统中使用的单向阀的开启压力、组件或流体的摩擦特性和/或其他特性(例如,注射器的刚度或注射器柱塞和筒管之间的摩擦阻力)等。

例如,当在肝素模式中替换流体分配器(例如,注射器)连接预过滤器时,可以通过由过滤器压力限定的背压(例如,在过滤器入口处测量的压力)、单向阀的开启压力(例如,如果使用这种单向阀的话)、与注射器相关联的摩擦力或注射器刚度等中的一个或多个来阻止输注装置将团注剂输送到血液回路中。类似地,当在钙模式(例如,与柠檬酸盐抗凝方法相关联)中使用输注装置并且输注管线连接到返回管线时,可以通过对流体分配器起作用且由返回压力限定的背压(例如,在返回管线中可测量的压力)、与注射器相关联的摩擦力或注射器刚度等中的一个或多个来阻止输注装置将团注剂输送到血液回路中。还有,当在钙模式中使用输注装置,并且输注管线直接连接到患者时,可以通过输注管线的单向阀的开启压力(例如,如果在注射器泵组配置中使用这种单向阀的话)、实际的患者背压(其中,相对于注射器的患者连接之间的高度差是背压的分量)、以及注射器柱塞和筒管之间的摩擦分量特性或注射器刚度等中的一个或多个来阻止输注装置将团注剂输送到患者体内。

如果存在背压和/或摩擦分量并且它们对替换流体分配器起作用以阻止输注装置在接到命令时将一个或多个团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个时,则压力引发算法可以用于增加替换流体分配器中的压力和/或克服摩擦分量,并减少将团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个时所需的时间。例如,压力引发可以包括一种算法,该算法在注射器改变之后将注射器加压到过滤器或返回压力的水平,以便以适时的方式实现流动。例如,在肝素模式下,注射器输注管线连接在预过滤器。过滤器压力表示过滤器入口处的压力。该压力是透析过滤器流阻、返回管线和导管以及血液粘度的函数。

例如,如果确定正在阻止输注装置将一个或多个团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个时,则可以使用压力引发来增加替换流体分配器中的压力。流体分配器中的压力可以通过对输注装置加速推送一个或多个命令来引发,以将一个或多个团注剂输送到输注管线中,从而使将团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个所需的时间减少(例如,替换流体分配器中的压力以更快的速率增加;与注射器相关联的摩擦力被更快地克服等等)。例如,加速的命令与紧挨着加速的命令之前的前一命令之间的时间间隔可以小于以设定的流速(例如,为治疗设定的流速,并且输注装置应该以该流速来输送多个团注剂的流速)来输送团注剂时所设置的命令之间的时间间隔。如果没有阻止输注装置在接到命令时将一个或多个团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个时,则团注剂可以根据针对治疗的设定流速来进行输送。

压力引发在低流速的情况下可能特别有益。例如,对于低流速,压力引发算法可以包括:如果微量团注剂的输送看起来是阻塞的(例如,向血液回路中的输送被阻止),则可以对下一剂进行加速(例如,另一个微量团注剂被提早下达命令(例如在最后一个之后的45秒内),而不是按照低的设定流速而等待更长的时间段),和/或已命令团注剂的这种加速可以持续进行加速直到到达一个点,在该点处,针对进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个建立起了流。

图1示出了流体输送系统10的一个一般示例性实施例,其用于通过输注装置12提供流体流(例如,由输液泵15输送的多个团注剂从流体分配器16或其他输注和/或致动装置进入回路的输注管线13中,例如诸如以小剂量的团注剂(例如微量团注剂)将流体输送到体外血液处理装置的体外血液回路的管线中,大致如图3所示)。在设置有来自力传感器18的输入(例如,经由模数(a/d)转换器21)的控制器14以及其他控制输入(例如,用于输注装置的致动器的位移传感器等)的控制下,流体流可以通过输注装置12进行输送。控制器14与存储器22相关联,用于执行如本文所述的功能。例如,输液泵15的致动器可以配置为对可替换流体分配器16起作用,以在接收到控制器14的命令时向输注管线13中提供多个团注剂中的一个团注剂。例如,输注装置12可以接收控制器14的命令,从而以设定的流速将多个团注剂输送到输注管线13中。此外,例如,如本文所述,替换流体分配器16的压力引发可以由控制器14执行,以便加速发送至致动器的一个或多个命令,从而尝试将一个或多个团注剂输送到输注管线13中。然而,如果流体分配器16上的背压阻止了这种团注剂进入输注管线13的输送,则流体分配器16中的压力增加。此外,包括了例如力传感器的监测系统20可以包括警报器24,该警报器24用于当检测到异常状况或阻塞时提供报警指示。

通常,在所述的一个或多个实施例中,系统10包括输注装置12(例如,注射器泵),其在控制器14的控制下可以以输注流速提供流体流(例如,使用输注命令模式来控制泵,从而例如以设定的流速输送来自注射器的少量团注剂)。输注装置12与力传感器18相关联,该力传感器18被配置为向控制器14提供力信号,该力信号表示输注装置12正在输送的流体流。控制器14还配置为控制输注装置12间歇地输送流体流中的限定体积或流体流中的大剂量流体(例如,可以对注射器泵的驱动系统进行致动,以便使注射器柱塞小步移动;每一步均产生小的团注剂量输注到输注管线13中)。流体流的每一滴这样的扰动或团注剂可以导致可测量的力响应(例如,随时间可以由力传感器18进行测量)。所产生的可测量的力响应可以至少包括与其相关联的最大力。

输注装置12可以是用于输送流体流的任何合适的装置。例如,这种输注装置可以包括诸如本文所述的注射器泵,或者包括对可替换流体分配器起作用的致动器(例如,线性位移致动器或任意位移致动器)的任何其他输注装置,以将多个团注剂输送到输注管线中。此外,例如,任何输液泵在低流速的情况下均可以受益于本文所述的技术(例如,例如连接到背压显著变化的结构的这些输液泵和/或连接到单向阀连接在注射器和下游背压之间的结构的这些输液泵)。

一个示例性的输注装置36(例如注射器泵)在图2中示出。例如,如其中所示,示例性输注装置36可以设置在诸如大致由附图标记55表示的壳体上(例如,安装在如图3所示的机器或设备的面板上)。例如,壳体55由此可以配置为容纳用于容置待输送流体(例如,要输送到体外血液回路中的抗凝剂,要输送给患者以处理医疗状况的药物,包括柠檬酸盐抗凝中所用的钙的流体等)的可替换注射器40。例如,注射器40可以包括用于容纳待输送流体的流体储存部44和固定地安装到壳体55的耦接部48。可以使用任何合适的方式将耦接部48和/或注射器40的一个或多个其他不可移动部附接于壳体55。例如,可以使用注射器夹具或保持结构49来将耦接部48固定到壳体55,使得注射器能够贴附到壳体55并且稍后被移除(例如,一次性的可替换注射器、可重复使用的可替换注射器、能消毒可替换注射器等)。

此外,例如,注射器40包括柱塞46。柱塞46可以包括在流体储存部44(或筒管)内可定位(例如,可移动的)的第一端和第二端47。柱塞46可以在流体储存器部44内移动以向连接着的输注管线42(例如,用于输注抗凝剂的管线,其耦接或终止于动脉管线;或钙输注管线,其耦接或终止于返回管线或直接连接到患者体内)提供流体流。

输注装置36还可以包括致动器50以控制注射器40的柱塞46的移动。致动器50可以是能够控制柱塞46的移动的任意合适的致动器。例如,致动器50可以是线性致动器,其包括移动部56(例如,沿着直线移动方向可移动)。移动部56可以包括推动结构58,以与柱塞46(例如,在柱塞端47处)对接(例如,与柱塞端47接触或耦接),从而在移动部56移动时对其施加推力,因而导致流体从流体储存部44输注到管线42中。另外,例如,致动器50的移动部56可以受到被电机52(例如步进电机)旋转的无限螺旋杆移动器54的引导,以使移动部56移动,从而使推动结构58移动,进而将推力施加在柱塞46上。电机52和注射器保持结构49通常固定在相同的结构上,使得移动部56(例如,滑动台架(truck))和推动结构58(例如,可以包括柱塞夹59的结构,该柱塞夹59配置为捕捉柱塞端47)可以适当地移动柱塞46。

输注装置36还可以包括力传感器60,用于测量施加在推动结构58上的推力。可以使用任何合适的力传感器,例如一个或多个称重传感器(loadcell)、应变计、压电力传感器、转矩控制的驱动电机等。在一个或多个实施例中,力传感器60可以包括力的模拟换能器(例如,称重传感器),其可以持续测量施加在推动结构58上的推力。这类测量出来的力可以是针对正在输注的流体的间接注射器压力度量(例如,可以基于此而计算压力)。例如,在图2的说明性实施例中,力传感器60可以布置在可线性移动的移动部56与推动结构58(例如,与柱塞46接触的结构)之间。换句话说,力传感器60是的能够测量施加在注射器40的柱塞46上的力,并且提供如本文所述的可测量的响应。

使用在注射器处感测到的力,并且通过对克服注射器柱塞和筒管之间的摩擦所损失的摩擦阻力的量做出不准确的假设可以估计注射器压力。例如,在注射器之间,摩擦阻力可以取决于注射器结构和制造公差而变化,甚至在同一注射器内的不同柱塞位置处,摩擦阻力也可以变化。例如,摩擦阻力可以从1牛顿(n)变化到20n。当基于感测到的力来计算估计的注射器压力时,一种情况是可以使用4n的摩擦阻力。例如,这时,注射器压力的估计值为:p=7500.615*(f-4)/a;其中p是以mmhg为单位的估计的注射器压力,f是以牛顿(n)为单位的感测到的力,a是注射器横截面积(筒管的横截面积),以平方毫米为单位。因此,可以间接测量正在输注的流体的注射器压力;例如,使用与输注装置相关联的力传感器来间接测量或估计。应当理解的是,也可以直接测量这种压力。因此,如本文所使用的,由于注射器压力与表示注射器压力的测得的力之间的关系,这些术语在本文中可以互换使用。

应当理解的是,可以使用各种致动器构造来在柱塞46上提供推力,以及测量该力,并且本说明书不限于任何特定的构造。例如,输注装置36可以包括其他传感器,例如用于测量线性致动器(例如,包括推动结构58)的移动部56的位移的传感器(例如,位移测量装置,用于拍摄位移的视觉传感器,或适用于测量位移的任何其他传感器),以便确定驱动系统或致动器使用于移动柱塞的结构(例如,其可以包括配置为捕获柱塞的柱塞夹)移动的距离。输注装置36可以包括各种类型的耦接结构(例如,保持结构、夹紧结构等),以提供各种部件的耦接等。

此外,尽管本说明书主要针对诸如本文所述的注射器泵,以及在包括诸如tonelli等人的美国专利7,517,332(题目为“用于医用流体的输注设备(infusiondeviceformedicalfluids)”,其通过引用的方式并入本文)之类的各种文献中描述的注射器泵,但是应当理解的是,本文提供的压力引发算法可适用于各种其他类型的输注装置,例如使用可替换的流体分配器。

进一步参考图1,控制器14可以包括适于实现本文所述功能(包括与通过输注装置12提供流体流相关联的压力引发功能)的任何控制器。在一个或多个实施例中,控制器14命令输注装置12将流体流输送到管线13中(例如,每次输注装置将要向输注管线42中输送流体团注剂时命令输注装置36的致动器50,如图2所示)。例如,这种控制可以实现为来自输注装置12的一个或多个信号(例如图2所示,由力传感器60和致动器50的位移传感器提供的信号)的函数。

可操作地耦接到输注装置12的控制器14可以是配置成提供所需功能的任何硬件/软件架构。例如,控制器可以包括对力传感器进行取样的电路;用于处理数据(例如,用于实现本文所述的监测、检测和/或压力引发算法的表示力或压力测量值的信号)的处理装置和相关联的软件;输出电路,用于产生控制信号,用于控制输注流体流速、命令输送一个或多个团注剂、加速输送一个或多个命令和/或一个或多个团注剂、改变和/或加速团注剂输送的速率、控制一个或多个报警等。如本文参考图3所述,例如,这样的控制器功能可以由本文所述的装置360来执行。

这种处理装置可以是例如任何固定或移动的计算机系统(例如,与诸如透析系统之类的流体治疗或处理系统相关联的个人计算机或微型计算机)。计算设备的确切配置不是限制性的,并且基本上可以使用任何能够提供合适的计算能力和控制能力(例如,控制输注设备12,监测力传感器信号以确定输注管线是否阻塞,控制向致动器传递命令,以用于输送一个或多个团注剂等)的设备。此外,可以考虑将各、种外围设备(例如计算机显示器,鼠标,键盘,存储器,打印机,扫描仪)与处理装置及其相关联的数据存储器结合使用。例如,数据存储可以允许访问可以用来执行如本文所述的示例性方法和功能的处理程序或例程以及一个或多个其他类型数据。

在一个或多个实施例中,本文描述的方法或系统可以使用在可编程计算机上执行的一个或多个计算机程序或处理(或包括此类流程或程序的系统)来实现,诸如包括例如处理能力、数据存储器(例如,易失性或非易失性存储器和/或存储元件)、输入设备和输出设备的计算机。例如,本文所述的系统和方法可以被认为包括可以单独实施或结合起来实施的多个处理或程序。可以将本文所述的程序代码和/或逻辑应用于输入数据,以执行本文所述的功能,并产生期望的输出信息。输出信息可以作为输入应用于如本文所述的一个或多个其他设备和/或处理,或者以已知的形式进行应用。例如,处理程序或例程可以包括用于执行各种算法的程序或例程,包括标准化算法、比较算法或实现本文所述一个或多个实施例所需的任何其他处理,例如用于执行测量数据的分析、控制信号的生成等等的程序或例程。

可以使用任何可编程语言来提供用于实施本文所述功能的软件或程序,例如,适用于与处理设备进行沟通的面向程序和/或对象的高级编程语言。任何这样的程序可以例如存储在任何适当的设备上,例如,通用或专用程序、计算机或处理器设备可读的存储介质,以便当读取该适当的设备以执行本文所述的过程时配置并运行计算机。换句话说,至少在一个实施例中,本文所述方法和系统可以使用配置有计算机程序的计算机可读存储介质来实现,其中如此配置的存储介质使处理装置以特定和预定义的方式运行,从而执行本文所述的功能。

此外,例如,输注系统10可以用于从中受益的任何流体处理系统。例如,可以受益于这种压力引发算法的示例性系统可以包括通常被称为透析系统的系统。本文所用的一般术语透析包括在其它类似的治疗方法中的血液透析、血液滤过、血液透析滤过和治疗性血浆置换(tpe)。通常在透析中,从身体中取出血液并将血液暴露于治疗装置,以便从中分离出物质和/或向其中添加物质,然后将血液返回到体内。尽管本文参考图3描述了能够进行一般透析(如上所述,包括tpe)的体外血液处理系统310,但是其他系统(例如用于输注药物、执行连续性肾脏替代治疗(crrt)、体外膜肺氧合(ecmo)、血液灌注(hp)、分子吸附再循环系统(mars)、级联等的系统)也可能受益于本文所述的系统、方法和装置,并且本公开不限于本文所述特定的流体处理或输送系统。

在图3的透视图中,示例性体外血液处理系统310(可以实现大致参照图1所述的包括压力引发功能的流体输送系统10)可以包括血液回路312,其具有第一和第二管段314和316,该第一和第二管段314和316分别经由进入和返回装置317和319连接到患者318的血管系统。如本领域技术人员将理解的,装置317和319可以是套管、导管、带翼针等。管段314和316也连接到过滤或处理单元320。在透析中,过滤单元320是透析器,其通常也被称为过滤器。在tpe中,也可以称为血浆过滤器。在该示例性系统310中,蠕动泵324设置成与第一管段314可操作地相关联。还包括血液回路312的许多其它组成装置,例如压力传感器、管夹等。

图3中还示出了系统310的处理流体或过滤侧,其通常包括具有第一和第二处理流体管段341和342的处理流体回路340。这些管段中的每一个连接到过滤单元320。在图3中,相应的流体泵344、346与这些管段341和342中的每一个可操作地相关联。第一管段341还连接到处理流体源(例如,流体袋349),该处理流体源可以包括在其中预混合的电解液。第二管段342连接到废物收集装置(例如,诸如袋353之类的废物容器)。压力传感器354可以设置在第二透析流体管段342中。

图3示出了作为许多透析程序的基本模型的常见系统。可以添加(或删除)额外的流体管线、回路和部件,以增加治疗选项。此外,如图3所示,系统310包括体外血液透析控制装置360,其提供通过控制/显示屏幕361(例如,在系统壳体393中配置的控制装置或控制器)进行控制和/或监测的许多治疗选项。可以并入触摸屏控制和/或可以使用其他常规的旋钮或按钮(未示出),例如,作为图形用户界面的一部分。关于示例性设备360的其它和更详细的信息尤其可以在美国专利5,679,245、美国专利5,762,805、美国专利5,776,345、和美国专利5,910,252中找到。

换句话说,至少在一个实施例中,系统310示出了配置有动脉管线或进入管线和返回管线的体外血液回路312,以及用于循环各种治疗流体的回路340,治疗流体根据所选治疗可以包括例如向过滤器320供应透析流体的管线和用于从过滤器320中排出用过的流体的排出管线。此外,系统310包括针对各种医用液体的一个或多个输注管线(例如,置换液体、诸如肝素之类的抗凝剂、与其他抗凝血剂(如柠檬酸盐抗凝剂)结合使用的液体等)。例如,可以使用包括注射器364的输注装置362(例如,如本文所述的输注装置或任何其它输注装置),以将抗凝剂通过抗凝剂管线365输送到体外血液回路312(例如,可以使用单向阀将输注装置与血液回路进行流体连接)。例如,输注装置可适用于以低流速进行液体管理。

一般的透析治疗程序(例如,使用参照图3所述装置进行的透析治疗程序)将仅出于示例性目的而被概括地描述。首先,通过进入装置317将血液从患者318身体中移出,并通过进入管线314流入过滤器320。为了降低体外血液凝固的风险,通过输注装置362、364将抗凝剂(例如肝素)输注到体外血液回路312(例如,通常以较低的输注流速通过例如管线365之类的输注管线输注到动脉管线中)。如果使用柠檬酸盐抗凝剂(例如,使用前血液泵输注过程将含有柠檬酸盐的袋装溶液输送到进入管线314预过滤器),则可以使用输注装置362、364(例如,注射器泵)来通过连接到返回管线或直接连接到患者的输注管线提供钙置换。过滤器320根据从许多体外血液处理协议中选出的一种或多种(例如,通过控制装置360的屏幕界面361选择和控制;该控制装置360可以提供图形用户界面)处理该血液,然后已处理或已治疗的血液通过返回管线316以及插入或以其他方式连接到患者318血管系统的返回装置319返回到患者318体内。从患者318体内流入或流出再返回到患者体内的血液流动路径(其包括进入装置317、进入管线314、过滤器320以及返回管线316和返回装置319,)形成体外血液流动回路312。

压力传感器可以用于感测系统310中的各种压力。例如,压力传感器327(例如,诸如在标题为“血液设定组件连接检测(bloodsetcomponentconnectiondetection)”的国际申请wo2014/099779中描述的进入压力容器装置)可以连接在进入管线314中并且允许监测进入管线314中的流体压力,并且第二压力传感器328(例如,包括过滤器压力容器装置)可以连接在第一泵324和过滤器320中的血液入口之间的血液回路312中,并且可以用于检测和监测供应到过滤器320的入口的血液的压力。

系统310还可以包括返回管线中的脱气室325,以提供如涡流一般运行的输送路径,以将空气从血液中驱出。后过滤器替换溶液可以添加到血液顶部的脱气室中,以防止空气/血液界面。脱气室监测管线使用诸如回流压力端口329之类的连接装置将脱气室325连接到系统壳体393内的内部压力传感器。如果需要的话,这能够实现回流压力监测和从脱气室中除去空气。连接在血液回路312中的返回夹具331选择性地允许或终止血流通过血液回路312(例如,只要气泡检测器326在血液中检测到空气,就可以启动返回夹具331)。此外,泵366可以通过替换流体管线370将替换流体从替换流体容器或袋368中输送出去。

过滤单元320、流动管线以及本文所述的主要和次要流动回路312和340中的其它部件(除了例如泵和可能的几个其它物件之外)可以形成为整体的可替换单元(例如,体外血液套件)。题为“集成血液处理流体模块(integratedbloodtreatmentfluidmodule”)的美国专利5,441,636(还可参见题为“用于体外处理装置的阻挡装置(retentiondeviceforextracorporealtreatmentapparatus)”的美国专利5,679,245)中更详细的描述了这种集成的可替换单元的示例。

压力传感器327、328和354以及连接到脱气室监测管线391的返回管线压力传感器的测量可以用于一种或多种不同的控制功能(例如,由内部监测时装置360用来进行内部决策和/或自动调整,从而修改流体流动参数,例如本文所述的压力引发)。本领域技术人员应该认识到,可以使用与体外血液套件集成的压力传感器或其部分,或者独立于体外血液套件且可操作地感测系统多个位置处的压力的压力传感器来以任何已知的方式获取这样的压力测量值,从而提供适合于执行本文所述功能的测量。例如,可以使用隔膜式压力容器设备提供压力传感器327、328和354中的一个或多个。

输注装置362(包括可替换流体分配器或注射器364)可以包括力传感器18(例如,如图1中示意性所示的那样),以提供与其相关联的力信号。例如,力传感器可以是称重传感器,其被配置为提供发送到控制器的电信号,该控制器例如是图1所示的控制器14(例如,控制装置360中用于分析信号以用于确定输注管线365是否看起来是阻塞的电微处理单元),然后处理器可以处理信号以用于显示、储存或供软件(或硬件)计算时使用,或者用于执行任何其它功能(例如,确定是否要执行压力引发,确定是否需要发起报警等)。设备360的相同或不同的控制器或处理单元可以用于处理来自系统310的其他部件的信号,以控制正在提供的治疗。

参考图1至图3所述的系统和装置被配置为,当替换流体分配器耦接到致动器装置(例如致动器或泵机构)来替换连接在输注装置(例如,如图1所示的输注装置12,如图2所示的输注装置36,以及如图3所示带有注射器364的输注装置362)中的前一个例如空了的或失去功能的流体分配器时,确定替换流体分配器(例如图3中的注射器364)的压力引发的需求。例如,如本文所述,其控制器被配置为从其力传感器中获取指示抵抗力(例如,参考图2所示和所述的那样,抵抗力事实上与推动结构58的行进相对)的信号,该抵抗力表示正在输注的流体的压力。例如,控制器所获得的该力信号、一个或多个致动器信号(例如,其表示致动器位移)和/或一个或多个压力信号可用于确定替换流体分配器的压力引发的需求(例如,确定一个或多个表明需要进行压力引发的指标,或者需要将一个或多个可测量压力与注射器压力进行比较以确定压力引发的需求,或者将基于致动器位移计算出来的体积与注射器体积进行比较以确定压力引发的需求,等等)。阻力可以是取决于系统结构的许多参数的函数,这些参数包括注射器内部的流体压力、柱塞贯穿的筒管截面,注射器的类型,柱塞前进的速度等。

一个或多个压力引发算法可以使用不同的输入参数来根据系统中输注管线(例如,图3中的管线365)的连接确定压力引发的需求。例如,依赖于输注管线是连接的预处理器(例如,肝素的输送)、至返回管线的后过滤器(例如,置换钙的输送)、还是直接连接至患者的后过滤器(例如,置换钙的输送),在用于确定是否需要压力引发的过程中可以使用不同的压力。

图4提供了方法100的框图,该方法100用于确定一个或多个输入参数(例如反馈压力),该一个或多个参数用于确定是否需要压力引发时使用。例如,在初始设置102中,向用户呈现界面,该界面在设置期间用于向系统提供治疗参数输入。图11中示出了一个示例性界面600;然而,这样的信息可以由用户使用任何其它合适的方式(例如,下拉菜单,文本输入等)来输入。如图11所示,界面600包括以图形方式描绘用于直接向患者体内提供置换钙的输注管线的连接的区域(区域608)或用于向返回管线提供置换钙的输注管线的连接的区域(区域610)。进一步而言,通过选中区域602(直接向病人体内)或区域604(向返回管线的端部)中的框,引导用户选择用哪种连接。人们应当意识到,可以向用户提供其他图形界面,以选择是否使用肝素抗凝剂,或者是否使用柠檬酸抗凝剂。此后,如果正在使用柠檬酸盐抗凝,则可以显示图11。

根据初始设置102期间的用户选择,可以使用不同的压力来确定压力引发的需求。例如,如果用户所选连接是肝素抗凝剂连接(例如,输注管线连接预过滤器),则处理系统的过滤器(例如,图3中系统310的过滤器320)的输入处的压力可以由合适的压力传感器(例如,图3的传感器327)测出,测得的压力可以用于确定压力引发的需求。然而,例如,如果用户选择的连接是基于柠檬酸盐的连接,并且如果用户已经选择了用于向返回管线提供置换钙的输注管线的连接(例如,图11中的区域604),则处理系统(例如,图3的系统310)返回管线中的压力测量可以由合适的压力传感器(例如,连接到图3的端口329的换能器)测出,并且该压力测量可以用于确定压力引发的需求。此外,例如,如果用户选择的连接是基于柠檬酸盐的连接,并且如果用户已经选择了用于直接向患者提供置换钙的输注管线的连接(例如,图11中的区域602),则可以设置预定压力(例如,零压力),并且该预定压力可以用于确定压力引发的需求。

因此,进一步参考图4,在初始设置102之后并且在发起治疗104之后,可能需要替换治疗期间使用的可替换流体分配器(例如,分配器可能变空,分配器可能变得不起作用,等等)。然后,可以在输注装置中连接替换流体分配器(例如,再填充的注射器或新的更快注射器)(方框106)。为了确定什么参数用于确定压力引发,系统会查看用户输入的(例如,使用图11所示的图形用户界面)所选连接。如判定框108所示,如果替换流体分配器受到可测量的反馈压力(例如,肝素连接用户选项所确定的过滤器输入处的可测量反馈压力,或到返回管线钙置换连接的用户选项所确定的返回管线的可测量反馈压力),则压力引发在系统中启动,并且使用可测量的反馈压力作为输入来确定允许多大程度的压力引发(方框112)。同样地,如果替换流体分配器没有受到可测量的反馈压力(例如,直接进入患者体内的钙置换的用户选项所确定的情况),则压力引发在系统中启动,并且使用预定的压力(例如,零压力)作为输入,以确定允许多大程度的压力引发(框110)。

换句话说,血液处理系统的控制器使用用户经由用户界面提供的信息来确定允许多大程度的压力引发。例如,当正在使用柠檬酸盐抗凝剂时,至少在一个实施方案中,控制器配置成,在输注设备中连接替换流体分配器时,如果使用者提供了输注管线接到返回血液管线的所选连接时,确定基于返回血液管线的可测量压力的系统背压是否阻止输注装置向其输送一个或多个团注剂。如果确定这种团注剂被阻止输送到返回血液管线,则替换流体分配器可以进行压力引发。类似地,控制器被配置成,在输注装置中连接替换流体分配器时,如果用户提供了直接到患者体内的输注管线的所选连接时,则确定与流体分配器相关联的摩擦力(例如,基于注射器的刚度)是否阻止输注装置向患者体内输送一个或多个团注剂。更确切地,控制器使用预定压力(例如,零压力)来确定允许多大程度的压力引发。

在图5的框图中示出了一个示例性的引发压缩算法120,用于确定是否对替换流体分配器(例如,注射器)进行压力引发,然后执行这种压力引发。例如,在将替换流体分配器连接到诸如本文所述的输注装置(框122)时,系统的控制器命令输注装置以设定的流速将团注剂输送到输注管线中(方框124)。例如,设定的流速可以是用户为了通过输注装置输送流体所设定的流速(例如,经由治疗处方或治疗过程中治疗参数的调整)。通常,为了输送抗凝剂(例如肝素)或与抗凝剂(例如,钙置换物)相关的流体,设定的流速通常是低流速。例如,这样的低流速可以是小于3.91ml/小时、小于3.0ml/小时、小于2.0ml/小时、小于1.5ml/小时、小于1.0ml/小时、或小于0.5ml/小时的流速。从本文的描述中可以清楚的是,设定流速越低,压力引发将变得越有利。

如此设定的流速与发送到输注装置用于输送团注剂的命令之间的时间间隔相关联。例如,在设定流速为0.5ml/小时时,用于输送团注剂的命令之间的时间间隔大约为360秒。换句话说,为了每小时输出0.5ml,每360秒就命令输注设备,使得在接到命令时其致动器输送流体的团注剂。从本文的描述中可以清楚的是,设定流速的各已命令团注剂之间的时间间隔越长,压力引发变得越有利。例如,以设定的流速输送团注剂所配置的命令之间的时间间隔大于45秒时,或者以设定的流速输送团注剂所配置的命令之间的时间间隔为90秒或更大时,或者以设定的流速输送团注剂所配置的命令之间的时间间隔为180秒或更大时,或者以设定的流速输送团注剂所配置的命令之间的时间间隔为360秒或更大时,压力引发是有利的。

在命令输注装置以设定的流速将团注剂输送到输注管线中后(框124),使用一个或多个指标来确定是否有压力引发的需求(框126)。例如,这样的指标可以包括或基于指示以下情况的任何参数:对替换流体分配器起作用的系统背压是否阻止了输注装置在接到命令时将团注剂输送到输注管线中;与流体分配器相关联的摩擦力是否阻止了输注装置输送一个或多个团注剂等。因此,各种指标可以包括:可以与注射器压力进行比较的反馈压力(例如,过滤器入口处取得的压力,返回管线的压力等);设定的流速本身(例如,以设定的流速输送团注剂的命令之间的时间间隔);用于计算与注射器体积相当或可比较的体积的输注装置致动器的位移的测量;表明输注管线是否看起来阻塞的(例如,使用来自输注装置的力传感器的力信号)指标等。

如果一个或多个指标表明不需要进行压力引发(例如,指示团注剂成功地被输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个)(框126),则继续向输注装置发送命令以预定流速将团注剂输送到输注管线中(方框130)。但是,如果一个或多个指标表明需要进行压力引发(例如,对替换流体分配器起作用的系统背压阻止了输注装置在收到命令时将一个或多个团注剂输送到血液回路中,与流体分配器相关联的摩擦力阻止了输注装置将一个或多个团注剂输送到患者体内等)(方框126),则通过对使输注装置将一个或多个团注剂输送到输注管线中的一个或多个命令进行加速来对替换流体分配器中的压力进行压力引发(即,增大)。通过对使输注装置将一个或多个团注剂输送到输注管线中的一个或多个命令进行加速,减少了克服例如系统背压或摩擦力(系统背压或摩擦力阻止将团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个)所需的时间。换句话说,如果没有对用于将团注剂输送到输注系统的命令进行加速,那么这种命令将继续以设定的流速提供。由于设定的流速是相对较低的流速,因此以这样的低流速,流体分配器中的压力可能需要相当长的时间段来增加并克服例如对流体分配器起作用的系统背压或摩擦力。通过以高于设定流速的速度对发送给输注装置的这种命令进行加速,这种时间被缩小。例如,加速后命令与紧挨着加速后命令之前的前一命令之间的时间间隔将小于以设定流速提供的用来输送团注剂的各命令之间的时间间隔。

应当认识到,压力引发算法120可以以各种方式运行以加速一个或多个用于输送团注剂的命令(框128)。例如,控制器可以设置为通过命令输注装置以高于设定流速的加速流速运行来对命令进行加速;可以设置为针对逐个命令确定是否需要加速发送给输注装置的用来输送团注剂的下一个命令,从而对一个或多个命令进行加速;可以设置一组取决于一个或多个参数的加速命令(例如,注射器的压力水平表明一定数量的命令可以进行加速)等。

进一步参考图5,在对输注设备发送了一个或多个已加速命令之后,然后确定一个或多个指标是否表明需要进一步进行加压引发(框132)。这样的确定可以类似于在判定框126中进行的确定。如果确定需要进一步进行压力引发,则对使输注装置尝试将团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个的一个或多个命令再次进行加速(方框128)。如果确定不需要进一步进行压力引发,则以设定的流速提供到输注装置的命令(框130)。如本文进一步描述的,这种命令的加速可以例如基于将预定数量的团注剂成功地输送到进入血液管线、返回血液管线和患者中的一个时终止,例如当由一个或多个的指标指示时(框132)。

在图6的框图中示出了另一示例性压力引发算法160,用于确定是否对替换流体分配器(例如,注射器)进行压力引发,然后执行这种压力引发。该框图示出了在图5中大致描述一个或多个过程的更详细的实施例。例如,在将替换流体分配器连接到诸如本文所述的输注装置中(框162)时,系统的控制器命令输注装置以设定流速将团注剂输送到输注管线中(方框164)。例如,设定的流速可以是由用户为了通过输送装置输送流体所设定的低流速(例如通过治疗处方设定),如参照图5所述。

在命令输注设备以设定的流速将团注剂输送到输注管线中(方框164)之后,使用一个或多个指标来确定是否存在压力引发的需求(例如,当输注装置被命令将一个或多个团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个中时,对替换流体分配器起作用的系统背压或与注射器相关联的摩擦力是否已经阻止输注装置将一个或多个团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个中)。例如,在一个实施例中,可以确定输注管线是否看起来是阻塞的(方框166)。换句话说,例如,确定团注剂是否已经成功地输送到输注管线中。许多阻塞检测技术可用于确定团注剂是否已经被成功输送。尽管本文所述的一些技术可能出于一个或多个原因更有利或提供比其他技术更好的结果,但本公开不限于任何特定技术以确定输注管线是否看起来是阻塞的。

输注管线是否看起来是阻塞的确定(框166)可以基于随时间变化可测量的力响应。例如,对于每个团注剂,针对团注剂进行输注的流体的每个团注剂可以表示为或对应于与用于提供每个团注剂的输注装置相关联的力测量。例如,如本文前面所述,对于图1,输注装置12与力传感器18相关联,该力传感器18配置为向控制器14提供表示流体流正在由输注装置12进行输送的力信号。如所描述的那样,流体流的每个团注剂都可以导致可测量的力响应(例如,随着时间退役可以由力传感器18进行测量)。

例如,在运行中,在向输注装置提供命令以输送团注剂之后(例如,输注装置的致动器已经提供了推力之后),由图1的传感器18测量的力可以用于产生表明输注管线是否阻塞的指标。如果存在阻塞的现象,则团注剂很可能是由于系统背压而被阻止输送到输注管线中。

例如,使输注装置将团注剂输送到输注管线中的命令导致了可测量的力响应。通常,在正常操作中,当团注剂已经成功地输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个时,可测量的力响应包括在收到命令不久后达到的最大力,紧接着有一个力响应回到平衡值的衰减速率(参见,例如,图10)。在异常输注操作(例如,当流体流中存在部分或全部阻塞时)中,或者当对替换流体分配器起作用的系统背压阻止团注剂被输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个时,在收到命令不久后也将达到最大力,然而,力响应回到平衡值的衰减速率将与正常操作种的情况不同(例如,在完全阻塞的情况下或者当系统背压阻止团注剂被输送时,衰减速率可能要慢得多,甚至完全不存在)。如本文所述,可以使用正常与异常操作的力响应的差异来提供一个或多个指标,以确定当接到命令时输注装置是否已经被阻止向进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个中输送团注剂。

例如,在一个或多个实施例中(各种其它实施例也是可能的),通过对表示对应的已命令团注剂的力响应的力信号进行积分,可获得与最大力和力的衰减速率相关的值。通过将该积分值除以与最大力相关的另一值(例如,归一化后的值),可以是获得基本上仅与与已命令团注剂相关联的力的衰减速率相关的比(例如,面积比)。由于该基本上仅与力的衰减速率相关的比直接与来自输注装置的流的阻力相关,所以该比提供了关于输注管线是否出现阻塞的指示(即,其表明在收到命令时输注装置被阻止向进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个输送团注剂)。

例如,进一步参考图10中图形化示出的可测量的力响应,对于在收到命令时通过输注装置正常且成功地将团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个的情况,可测量的力响应通常在时间t0处开始,在此时通过命令致动器可以在感测力中提供一个快速的增量(例如,高于且超过平衡力f1)。这通过从时间t0到时间t1的曲线542示出,其中在收到命令不久后就达到了最大力f2以输送团注剂(例如,致动器施加了通过传感器18感测到的力)。此外,如图10所示,在达到最大力f2之后,在从时间t1到时间t2的时间段中,如图10中的曲线550所示,出现了力响应返回到平衡力f3的衰减速率。

例如,当系统背压阻止已命令团注剂被输送(例如,输注管线出现阻塞)时,在发出对输注装置的命令之后也将很快达到最大力f2。然而,力响应回到平衡值的衰减速率是不同的。例如,当已命令团注剂被阻止输送时,衰减速率几乎不存在,使得在达到最大力f2的时刻t1之后,力响应将基本上保持在大致与曲线560一致的力f2处。如本文所述,可以使用当已命令团注剂被阻止输送时的力响应与当已命令团注剂成功被输送时的力响应之间的差异来确定阻塞管线是否看起来阻塞,以及确定是否应该执行压力引发。

例如,如图10所示,可以将力响应f(t)(例如,表示由于扰动而高于平衡值的附加力)下方面积564称为a1。力响应上方的面积562可以称为a2(例如,表示相对于最大力f2的力响应)。换句话说,

以及

可以使用在一段时间段内的力信号的积分(例如,在一段时间内的求和)来对流体流中相应的已命令团注剂确定积分力响应值。还可以提供积分力响应值与归一化值之间的比。如本文进一步描述的,积分力响应值和归一化值可以采用这种比的分子或分母位置。为了包含在比中而确定的归一化值可以基于最大力(例如,图10所示的最大力546)。可以使用基于最大力的各种归一化值。例如,针对相应的已命令团注剂而确定的归一化值可以表示相对于平衡力的最大力在累积时间内的积分。例如,如图10所示的面积a1加上面积a2(即,a1+a2)可以是针对相应的已命令团注剂而确定的归一化值。此外,例如,针对相应的已命令团注剂而确定的归一化值可以表示相对于力响应的最大力在累积时间内的积分(例如,如图10所示的时间t1处在最大力出现时开始并且扩展到时间t2处结束的累积时间段上的积分)。例如,如图10所示的面积a2可以是针对相应的团注剂而确定的归一化值。

积分力响应值与归一化值之间的这种不同比(这种比可用于在收到命令时确定是否团注剂被阻止输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个)可以使用图10所示的图形化示出的面积来描述可测量的力响应。例如,基于与力响应相关联的面积的这种比可以包括:

a1/a2或a2/a1;

a1/(a1+a2)或(a1+a2)/a1;或者

a2/(a1+a2)或(a1+a2)/a2。

此外,例如,可以使用阈值比,例如,用于与针对特定已命令团注剂而确定的比进行比较,以确定已命令团注剂是否已经成功输送,或者例如系统的背压和/或摩擦力是否阻止了团注剂被成功输送。例如,使用a1/a2的可以指示输注管线阻塞的阈值比可以是2.0;而表示与a1/(a1+a2)相关联的阻塞的阈值比可以是0.2。例如在题为“流体输送中的阻塞检测(occlusiondetectionindeliveryoffluids)”的国际申请wo2014/105606中描述了用于确定管线是否阻塞的面积比以及与其相关的阈值,该申请通过引用的方式并入到本申请中。

本领域技术人员应该认识到,可以以不同方式确定(例如,计算)包含在该比中的各种值。这样的计算可以包括直接导致这样的值的积分和/或求和,但是其他计算可以涉及以间接方式使用积分值。例如,积分力响应值可以通过对一段时间内的力信号进行积分(例如,随着时间的求和)来确定(例如,如图10所示在t1至t2之间的时间段对力信号进行积分而导致a1),而例如与面积a2等效的积分力响应值可以通过提供表示面积a1的积分值,并且从与面积(a1+a2)等效的面积中减去这样的面积来计算(例如,(a1+a2)基于在时间t1到t2中累积的(f2-f1)来计算)。此外,例如,可以基于在时间t1到t2中累积的(f2-f1)来确定与面积a1加面积a2(即,a1+a2)相对应的归一化值,而与面积a2等效的归一化值可以用与其用作积分力响应值时进行计算的方式相同的方式来计算。

在本文所述的一个或多个实施例中,可以调整各种参数以优化功能的实现方式,从而确定管线是否阻塞。例如,可以调节进行积分的时间量,可以调节用作指示阻塞或异常状况的阈值的比(例如,这类比的量级)等待。通过这种可调整性,可以适应大范围的输注设备顺应性(compliance)、阻力和不一致性。此外,因为使用的比是归一化后的量,所以输注设备特性与替换流体分配器特性相对独立;这大大简化了适于提供有效阻塞检测的这些参数的确定。

换句话说,在用于确定输注管线是否阻塞(框166)的一个示例性实施例中,可以将控制器14配置为计算本文所述的面积比,例如,通过使用预定时间段(例如,图10所示的预定或设定时间段(t2-t1)或者图9所示的累积间隔)的力信号的积分来确定积分后的力响应值。如图10所示并且如本文进一步描述的那样,在一个或多个实施例中,积分力响应值可以表示面积a1或面积a2。此外,控制器14可以配置为提供积分力响应值和归一化值之间的与已命令团注剂相对应的比。归一化值可以基于所测量的力响应的最大力。如图10所示并且如本文进一步描述的那样,归一化值可以表示面积a2或面积(a1+a2)。使用针对已命令团注剂的该比值,控制器14可以确定输注管线是否出现阻塞(例如,当输注装置被命令将团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个中时,系统是否阻止将团注剂输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个中)。例如,可以基于对应于团注剂的比与对其进行指示的预定比的比较来确定出输注管线是否阻塞(例如,指示输注管线出现阻塞的阈值比,而例如背压和/或摩擦力仅仅阻止了团注剂的输送)。

因此,参照图6的判定框166,用于确定输注管线是否阻塞的指标可以是与相应团注剂对应的面积比(例如,如本文所述的比,例如面积比a1/(a1+a2))。可以将该特定的对应于已命令团注剂的比与比阈值进行比较,以确定输注管线是否被阻塞。如果指示没有阻塞(框166),则确定预定数量的团注剂是否已经成功地输送到输注管线中(例如,针对每个命令使用一个或多个指标)。如果已经确定预定数量的团注剂尚未被成功输送(框168),则继续命令输注装置以设定的流速输送团注剂,并且继续针对这些已命令团注剂确定输注管线是否出现阻塞(框166)。然而,如果已经确定已经将预定数量的团注剂成功地输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个(框168),则继续命令输注装置以设定的流速输送团注剂(方框170)(例如,不执行压力引发)。

基于已命令团注剂的可测量力响应的另一个指标是力斜率,该指标可以单独使用或与面积比结合使用以确定输注管线是否阻塞(方框166)。例如,可以使用表示至少两个已命令团注剂中每一个对应的可测量力响应的可测量力信号来提供这样的力斜率值。可以基于在每个可测量的力响应过程中的预定时间上得到的力值来确定该斜率,所述每个可测量的力响应与上述至少两个已命令团注剂中的每一个对应,表明至少替换流体分配器的刚度。可以至少基于这样的力斜率(例如,可以与阈值进行比较的值)来确定输注管线是否阻塞(例如,表明当收到命令时,系统阻止了输注装置去输送团注剂)。

图9示出与力斜率和面积比指标相关的一个或多个图示,该力斜率和面积比指标用于确定是否提供替换流体分配器的压力引发时确定输注管线是否出现阻塞。图9针对三个已命令的微量团注剂示出了可测量力响应轮廓(从顶部起算的第二个图)的示例,并且描绘了其中的面积比计算的一个实施例的概念。

例如,在命令致动器输送团注剂之后,并且在致动器停止运动并且可测量的力响应达到最高点之后,在一段时间上累积力曲线下方的面积(例如,累积时间为30秒)(参见附图标记402)。在该实施例中计算的特定面积比是在可测量的力响应曲线下方的面积(图9中阴影所示)除以方形面积的比(相当于参照图10所述的面积比a1/(a1+a2))。这可以称作力变化(forcedelta)乘以累积间隔。为了有助于本文描述,累积时间段是可以调整的,针对肝素连接,微量团注剂在设定的流速下至少间隔35秒,并且面积比计算累积间隔设定为30秒(例如,像这样,累积时间落在基于设定流速的各命令之间的时间间隔内)。针对钙连接,例如,基于设定流速的各命令之间的微量团注剂时间可以短至4.5秒。在这种情况下,累积间隔可以稍微小于这种微量团注剂之间的时间。每个图9所示的可测量力响应都指示了当收到命令时输注装置成功地输送了团注剂。

图9还示出了用于对示例性力斜率计算(其用于测量所安装的例如注射器之类的流体分配器的刚度)进行计算的示例性数据点。例如,力斜率计算是连续输送的团注剂(例如,微量团注剂)之间的力水平的变化除以用于提供团注剂的致动器的位移。力斜率的单位为牛顿/毫米,其是与弹簧刚度的测量类似的刚度的度量。力斜率计算可以与面积比同时更新,并且可以单独使用力斜率和面积比中的任一个,或者当接到命令诊断团注剂是否从注射器中推出时(例如,确定输注管线是否看起来阻塞(方框166))可以结合使用两个指标。

可以使用在用于进行这种计算的多个可测量力响应过程的任意预定时间中得到的力值来确定力斜率计算(例如,力斜率计算所用的力是在每个可测量力响应的过程同时得到)。例如,如图9的示例所示,在第二可测量力响应的累积间隔结束时的力404(在图9所示的三个可测量力响应中的第二个的结尾所圈出来的地方)减去在第一可测量力响应的先前累积间隔结束时的力406(在图9所示的三个可测量力响应中的第一个的结尾所圈出来的地方)是用于力斜率计算的力的差。然后在尝试输送团注剂的过程中该力的差(例如,针对与用于输送团注剂的命令对应的两个可测量力响应中的每一个的每个可测量力响应过程中的预定时间上得到的)除以致动器408的位移(这种位移在图9的位置图中被圈了出来)。所得的值称为力斜率。

例如,可以使用力斜率来确定输注管线是否看起来是阻塞的,因为当管线阻塞或建立压力以克服下游压力(例如,系统背压),并且致动器移位时,注射器臂上的力将与被移位的距离乘以所安装注射器的弹簧常数而成正比增加。对于所有不同的注射器品牌,所安装的注射器的刚度可能大于20n/mm。该值可以是用于诊断微量团注剂是否被输送的阈值。如果流体流出注射器,则系统的刚度随着流体的流动而迅速减小,并且力斜率将小于20n/mm。

在如参照图9所示和描述的一个示例性实施例中,当使用面积比来诊断团注剂是否被输送时,阈值可以是0.4;但只有当相应的力斜率超过11n/mm是这样。至少在一种情况下,可能需要力斜率限定器,因为在某些情况下,在30秒累积间隔之后,力还未结束到其稳定状态值的衰减。这是图9示例的情况,其中如图9的底部面积比图所示,面积比被计算为0.545,但是管线没有阻塞。例如,在力在30秒内衰减到稳定状态的情况下,如果力轮廓以指数衰减,则面积比值超过0.4的阈值是阻塞的良好指标。当输注管线被夹紧或下游系统背压超过注射器压力时,可能存在面积比计算产生小于0.4的结果。在一个或多个这种情况下,力变化(或力增量)是高的,因为突然出现的力的尖峰掩盖了力的上升。

应当认识到,可以使用通过一个或多个已命令团注剂计算的指标(例如,可以计算出平均数)以确定输注管线是否看起来是阻塞的。例如,在压力引发之前,可能需要确定基于不止一个命令的团注剂传送正在被阻止(例如,可能需要与两个或更多个用于输送团注剂的命令相对应的多个指标来确定需要进行压力引发)。此外,例如,应当认识到,可以使用通过一个或多个已命令团注剂计算的指标(例如,可以计算出平均数)以确定是否成功地输送了团注剂。例如,在命令输注装置以设定的流速输送团注剂之前,可能需要确定系统背压没阻止由多个命令导致的多个团注剂的输送(例如,可能需要与两个或更多个用于输送团注剂的命令相对应的多个指标来确定不需要进行压力引发)。

面积比和力斜率指标可以被单独使用或结合起来使用以确定到输注装置的命令是否已导致团注剂离开了注射器。图9示出了表示针对三个可测量力响应的这些指标的曲线,这三个可测量力响应与到输注装置的用于将团注剂输送到输注管线中的三个命令相对应;每个命令都导致一次团注剂的输送(例如,一个或多个指标针对到输注装置的每个相应命令进行确定,以针对已命令的上一个团注剂确定流是否离开了注射器)。如果流没有离开注射器,则可能要批准进行压力引发。然而,在一个或多个实施例中,还可能需要满足本文所述的一个或多个附加条件,或者每个这样的附加条件可以被单独使用或结合起来使用以确定是否允许进行压力引发。

例如,进一步参考图6,如果例如输注管线看起来被阻塞(框166)(例如,基于一个或多个指标),则在压力引发之前,可能需要在允许压力引发发生前满足一个或多个连接条件(方框172)。例如,替换流体分配器(例如,注射器)的压力可以与一个或多个可测量压力或预定压力进行比较,以确定是否应该允许进行压力引发。此外,例如,可以将替换流体分配器的预定体积(例如,注射器容器的体积)与至少基于输注装置的致动器的致动器位移而预期进行输送的计算出的体积进行比较(例如,用于计算的位移是自注射器被连接在输注装置中以后的位移),以确定是否应该允许进行压力引发。例如,这种位移显示在图9的顶部曲线图中。这种计算通常表明注射器致动器位移是否超过与注射器容器的体积相关的限制。

例如,图7是压力引发算法180的框图,该压力引发算法180用于即使多个指标表明输注管线看起来是阻塞的也确定是否应该允许进行压力引发(方框166)。然而,本文所述的这种连接条件可以单独使用以确定是否应该允许进行压力引发和/或本文所述的这种连接条件可以相互结合使用,或者可以与本文所述的其他指标(例如,面积比或力斜率)中的任意一个或多个结合起来使用。

如图7所示,在输注装置中连接替换流体分配器(方框182)时,可以将计算出的替换流体分配器压力(例如,估计的注射器压力)与反馈压力进行比较,以确定是否要允许进行压力引发(方框184)。要与估计的注射器压力进行比较的反馈压力由用户在设置时选择的连接来确定。如本文先前参照图4所述的这种反馈压力可以取决于用户在初始设置102期间的选择。例如,如果用户选择的连接是肝素抗凝剂连接(例如,输注管线连接预过滤器),则治疗系统的过滤器(例如,图3的系统310的过滤器320)的输入处的压力可以由合适的压力传感器(例如,图3的传感器327)测量,并该压力测量值用于确定是否允许进行压力引发(例如,与估计的注射器压力进行比较)。然而,例如,如果用户选择的连接是基于柠檬酸盐的连接,并且如果用户已经选择了用于向返回管线提供置换钙的输注管线的连接(例如,图11中的区域604),则在治疗系统(例如,图3的系统310)的返回管线中测量的压力可以由合适的压力传感器(例如,连接到图3的端口329的换能器)得到,并该测量的压力用于确定是否允许进行压力引发(例如,与估计的注射器压力进行比较)。此外,例如,如果用户选择的连接是基于柠檬酸盐的连接,并且如果用户已经选择了用于向患者体内直接提供置换钙的输注管线的连接(例如,图11中的区域602),则预定压力(例如,零压力)可以被设定并用于确定是否允许进行压力引发(例如,与估计的注射器压力进行比较)。

如前所述,注射器压力可以例如使用在注射器处感测到的力来估计(例如,估计注射器压力可以是:p=7500.615*(f–4)/a;其中p是估计的注射器压力,单位为mmhg,f是感测到的力,单位为牛顿(n),a为注射器横截面积(筒管横截面积),单位为平方毫米)。例如,如果测量的预过滤器压力与估计的注射器压力的比较满足某些压力条件,则允许进行压力引发(框188)。然而,如果测量的预过滤器压力与估计的注射器压力的比较不满足某些压力条件,则不允许进行压力引发(框186)。

例如,在输注管线连接预过滤器的肝素连接模式中,在一个示例性实施例中,计算出的注射器压力估计值不得大于高过过滤器压力的250mmhg来允许压力引发发生。例如,在输注管线连接到返回管线的钙置换连接模式中,计算出的注射器压力估计值不得大于高过返回压力的210mmhg来允许发生压力引发。此外,例如,在输注管直接与患者连接的钙置换连接模式中,计算出的注射器压力估计值不得大于210mmhg来允许压力引发发生。换句话说,计算出的注射器压力估计值不得超过可测量压力(例如,返回管线压力或过滤器入口处压力)达一定的压力量,或当可测量的压力不可用时(例如在输注管线直接连接到患者体内的情况下),计算出的注射器压力估计值不得超过零压力(例如,预定压力)达一定的压力量。

进一步参考图7,随着在输注装置中连接了替换流体分配器(框162),可以确定输注装置的致动器的位移是否超过某一限制(方框190),换句话说,这种位移是否满足某些连接条件以确定是否应该允许进行压力引发。例如,可以将替换流体分配器的预定体积(例如,注射器容器的体积)与至少基于输注装置的致动器的致动器位移而预期进行输送的计算出的体积进行比较(例如,用于计算的位移是自注射器被连接在输注装置中以后的位移),以确定是否应该允许进行压力引发。例如,如果注射器容器的预定体积与至少基于致动器位移而预期进行输送的计算出的体积的比较满足某些条件,则允许进行压力引发(框194)。但是,如果比较不满足某些条件,则不允许进行压力引发(方框192)。

这样的条件可以根据用户在设置时选择的连接(例如,在初始设置102期间的用户选择)而变化。例如,在输注管线连接预过滤器的肝素连接模式中,在一个示例性实施例中,基于自上一次注射器替换之后的致动器位移而预期进行输送的计算出的流体体积不能大于1.7ml的相应注射器体积来允许压力引发发生。例如,在输注管线连接到返回管线的钙置换连接模式中,基于自上一次注射器替换之后的致动器位移而预期进行输送的计算出的流体体积不能大于1.23ml的相应注射器体积来允许压力引发发生。此外,例如,在输注管线直接连接到患者体内的钙置换连接方式中,基于自上一次注射器替换之后的致动器位移而预期进行输送的计算出的流体体积不能大于0.68ml的相应注射器体积来允许压力引发发生。换句话说,在一个或多个实施例中,基于自上一次注射器替换之后的致动器位移而预期进行输送的计算出的流体体积不能比相应注射器体积大一定量,或压力引发是不允许的。

进一步参考图6,随着替换流体分配器连接在输注装置中(方框162),设定的流速也可以用于确定是否应该允许进行压力引发。例如,当设定流速较低时,压力引发变得更有利。例如,如果设定流速高,则用于输送脉冲的命令之间的时间间隔短,并且注射器压力将升高,并在足够短的时间段内克服系统背压,使得压力引发(例如,使得发送到到输注装置的命令加速)是不必要的。然而,如果设定的流速低,则用于输送脉冲的命令之间的时间间隔相对较长,并且注射器压力增加并克服系统背压的时间过长。将这种发送到输注装置以将团注剂输送到输注管线中的命令进行加速减少了克服系统背压所用的相对较长的时间,使得成功地将团注剂输送到输注管线中。例如,如本文所述,在设置为以设定流速输送团注剂的命令之间的时间间隔大于45秒的情况下压力引发可能是有利的。

同样地,如图6所示,在允许进行压力引发之前,压力引发算法160可以确定设定流速是否是小于预定速率的低流速(框174)(例如,确定以设定流速提供以输送团注剂的命令之间的时间间隔是否大于预定时间间隔值)。如果设定的流速是低流速,使得压力引发是有利的,则可以加速到输注装置的命令发送(框176)。然而,如果设定流速不是低流速,则即使其他指标和/或条件指示需要进行压力引发,也可以不执行这种压力引发。例如,如果不执行压力引发,则可以确定预定数量的团注剂是否已经成功地输送(框168),并且如果成功输送,则继续命令输注装置以设定流速输送团注剂(框170)。否则,如果预定数量的团注剂未被成功地输送,则命令输注装置输送另一个团注剂(框164),并继续执行用于确定是否需要压力引发的指标和/或条件(例如,框166、172和174)。

仍然参考图6,如果满足一个或多个指标和/或条件,则可以使用压力引发。例如,这种压力引发可以包括对团注剂的输送进行加速(例如,早于团注剂本应该输送的时间命令团注剂的输送)(框176)。如本文所述,压力引发算法160可以以各种方式操作以加速用于输送团注剂的一个或多个命令(框176)。例如,如参考图5所述,控制器可以设置为通过命令输注装置以比设定的流速高的加速后的流速进行操作而对命令进行加速。

此外,如图6所示,可以针对每个命令来确定发送给输注装置的用于输送团注剂的命令的加速。例如,在基于设定的流速发出到输注装置以输送团注剂的命令之后,并且确定出一个或多个指标表明需要进行压力引发(框166、172和/或174),则对发送到输注装置以输送下一个团注剂的命令进行加速;所述命令以从紧挨着前一命令开始的比设定流速规定的时间间隔小的时间间隔来提供。例如,如果以设定流速提供的命令之间的时间间隔为360秒,则加速的命令可以以小于360秒(例如,45秒)的时间间隔输送到输注装置。监测加速的命令被输送之后的时间段(例如,监测力以计算指标,获得压力测量值等),以确定加速的命令是否导致了团注剂的成功输送或团注剂是否被阻止输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个(方框166)。如果输注管线似乎仍然阻塞(例如,指示系统背压仍然在阻止团注剂从注射器中输送出来),则如果没有其他所需条件阻止压力引发,就再次向输注装置提供加速的命令,以便以从紧挨着前一命令开始的比设定流速规定的时间间隔小的时间间隔(例如,45秒)输送下一个团注剂。例如,这种命令的加速可以持续到输注管线不再看起来是阻塞的(和/或各种其他条件不能阻止压力引发)(框166、172和/或174)并且预定数量的团注剂已经被成功地输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个为止(框168、170)(例如,如一个或多个指标所指示的(框166))。

图8示出了多个曲线图200,用于说明示例性压力引发算法。例如,在一个示例性血液处理系统中,为了使流体在肝素模式时从注射器中流出,注射器中的压力必须超过过滤器压力加上单向阀的开启压力。过滤器压力可以基于系统中血液泵和流体泵的工作点而变化很大。类似地,当处于钙模式且输注管线连接到返回管线时,注射器压力必须超过返回压力。压力引发可以用于在注射器替换之后将注射器加压至过滤器的水平或返回压力(例如,取决于连接模式),以便以适时的方式实现从注射器中出来的流。

除了在使用压力引发而在注射器替换之后快速实现流动之外,还可以快速检测阻塞管线。例如,可以使用自动压力引发来克服在低流速下错误的阻塞检测。例如,在一个或多个实施例中,可能需要在设定的时间帧(例如,20分钟)内检测阻塞。在低流速下,如果微脉冲之间的持续时间长,则可以将压力相位(pressurephase或压力阶段)的均衡(例如,注射器压力升高到系统背压的水平)检测为阻塞。在至少一个实施例中,由于在连接了注射器输注管线的情况下套管中的压力通常是已知的,所以可以估计需要传送以对注射器加压的已命令团注剂的数量(例如,脉冲),从而避免错误的阻塞检测。

压力引发在低流速下特别有利。示例性压力引发算法可以简单地表述为:对于低流速,如果微量团注剂看起来是阻塞的(例如,一个或多个指标确定出团注剂未成功输送),则以加速的速率进行另一个微量团注剂(例如,命令输注设备在上一个团注剂后的45秒之后输送团注剂,而不是等待由设定流速指定的整个微量团注剂周期)直到到建立起了流的时间点。

图8示出了治疗开始时的注射器压力引发。当血液和流体泵启动时,过滤器压力上升到约200mmhg。图8所示的示例与大小为0.5ml的低设定流速相关,并且在该设定流速下输送团注剂的命令之间的时间隔约为360秒。同样地,在替换注射器连接之后,显著的系统背压对注射器起作用,并且阻止了其中的微量团注剂的传送。注射器控制器命令四个压力引发微量团注剂(例如,由可测量的力响应204表示)以补偿和克服系统背压,使得当收到命令时微量团注剂被输送到进入血液管线、返回血液管线和患者体内中的一个。

在操作中,例如,如图8的顶部曲线图中标记为226的位移所示,根据命令,输注装置的致动器被移位以试图将微量团注剂输送到输注管线中。在从图8的顶部起算的第二个图中提供了与用于输送团注剂的命令(例如,已命令团注剂)对应的可测量力响应206。包括力斜率(如图8的中心图所示)、面积比(如图8下部图的正上方的图所示)和压力(如图8中的下部图所示)的指标用于确定对应于位移226的团注剂是否成功输送到输注管线中。例如,当力斜率大于20时,面积比大于0.4,并且压力相对于背压超过的不多于250mmhg,则确定出应该进行压力引发(例如,约在30秒内计算出这类指标)。

同样地,从第一个命令开始大约45秒提供用于输送团注剂的加速的命令。从图8的顶部起算的第二图中提供了与加速的命令对应的可测量的力响应210。由于如图8的顶部曲线图中标记为230的位移所指示的加速的命令,输注装置的致动器被移动以尝试将微量团注剂输送到输注管线中。包括力斜率、面积比和压力的指标用于确定与位移230对应的团注剂是否已成功输送到输注管线中。例如,当力斜率大于20,面积比大于0.4,并且压力没有超过背压达超过250mmhg的量,则确定应该继续执行压力引发(例如,这样的指标在约30秒内计算出来)。

同样地,从第一个加速的命令开始后的大约45秒提供用于输送团注剂的加速的命令。类似的过程相对于可测量力响应211和212进行重复(例如,每个命令距离前一加速的命令约45秒),可测量的力响应211和212与到输注装置的附加加速命令相对应。

然而,如从图8的顶部起算的第二图中提供的针对与加速的命令相对应的可测量力响应213所计算的指标引发微量团注剂被成功输送的确定。例如,使用包括力斜率、面积比和压力的指标来做出这样的确定。例如,当力斜率小于20(参见附图标记250),面积比小于0.4(见参附图标记252)和压力高于200mmhg时,确定不再需要进行加压引发,并且已经克服了系统背压,使得团注剂的输送将会成功。这样,提供用于将团注剂输送到输注管线中的命令的时间间隔恢复到由设定流速规定的时间间隔259(例如,360秒),如在从图8的顶部起算的第二个曲线图中输送与可测量的力响应260相对应的下一个命令所示的那样。如下部曲线图所示,注射器压力的计算示出注射器压力建立并克服了对注射器起作用的系统背压,使得不再阻止团注剂的输送。

此外,例如,以下示例性逻辑可以用于决定是否在另一示例性系统中对流速进行加速(例如,用于输送团注剂的命令),以达到足够高的压力以适时的方式克服下游压力。例如,在替换用于肝素连接的注射器之后,通常注射器压力和过滤器压力之间存在不匹配。当过滤器压力接近400mmhg时,注射器致动器可能需要在注射器压力充分建立之前进行一定量(例如,与差不多1.0ml的估计的输送量相对应)的移位,以克服通常的注射器刚度情况下的过滤器压力。在用0.5ml/小时的流速而不进行引发压力的情况下,克服高过滤器压力的时间可能长达两个小时,在此期间实际上没有流体输送。同时,如果不考虑高的过滤器压力,则管线将看起来好像是阻塞的。当面积比和力斜率计算表明即使收到命令也不输送微量团注剂时,则周期性微量团注剂命令以45秒标记重新发送,而不是等待下一次微量团注剂的整个周期(例如,360秒)。使用45秒的周期,以便给出充足的数据以完成面积比计算,并且还可以防止对过滤器压力读数的过度反应,这种过滤器读数这可能是暂时的或是可以想到的错误。当流速为0.5ml/小时时,各微量团注剂相隔360秒,每次重新发出命令时节省的持续时间约为315秒。在加速命令的这种更高的临时性速率下,与2小时相比,体积为1ml的致动器器位移小于15分钟,这样,即使连续的流速命令为0.5ml/小时,也可以产生足够的压力来克服最坏情况下的过滤器压力。

压力引发算法在低流速下特别有利,例如流速小于3.91ml/小时,或者微量团注剂之间的周期大于45秒的情况下。在许多情况下,在高于此值速率下,如果需要,在不进行压力引发的情况下克服过滤器压力以移位1.0ml所花费的时间约为15分钟。因此,这种压力引发可能不能为相对较高的设定流速提供很大的益处。

在一个或多个实施方案中,压力引发在注射器替换之后起作用,并且仅持续到预定数量的团注剂(例如,4个微注射)已被诊断为从注射器中成功输送出来时为止。一旦诊断出几次微量团注剂已经被输送,则注射器压力已经达到稳定的工作点,并且不再需要压力引发。例如,由于在一个或多个实施例中,可以使用四个微量团注剂作为阈值,所以即使压力仍然正在建立并且实际上不输送流体了,也可以将两个微量团注剂诊断为已经被输送。此外,较早输送的另一个微量团注剂通常被误诊为已经被输送(例如,可能是因为一旦当建立压力时注射器臂上的力上升的足够高,注射器就可能在注射器支架中滑动)。

本文引用的所有专利、专利文献和参考文献以其整体被并入,并且它们中的每一个被独立地并入。已经参考说明性实施例提供了本公开,本公开不意图被解释为限制性的。如前所述,本领域技术人员应当认识到,其它各种说明性应用可以使用本文所述的技术以获得本文所述装置和方法的有益特征的益处。说明性实施例的各种修改以及本公开的附加实施例在参考本说明书时将是显而易见的。

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