用于監控通過滴注器的流體的傳送的裝置、方法和系統的制作方法
【專利說明】用于監控通過滴注器的流體的傳送的裝置、方法和系統
[0001]相關串請的交叉引用
[0002]2014年2月24日提交的本PCT國際專利申請要求2013年2月25日提交的美國臨時專利申請N0.61/769，109的優先權，該臨時專利申請通過全文引用的方式并入本文。
技術領域
[0003]本公開通常涉及靜脈輸液的傳送，更具體地涉及流體靜脈傳送到目標的速度的監控，并且該監控可以影響該速度的控制。本文所提供的是用于傳送通過滴注腔室的流體流速和累計的總體積的實時監控的裝置、方法和系統。
【背景技術】
[0004]許多情況都需要實行在規定的時間長度上并以相對穩定的速度所傳送的規定的流體體積。常規需要的情況是醫療保健輸液中藥物、營養物和其他流體的傳送。例如，臨床治療可以需要在多小時時段上并以近似恒定的速度將規定劑量的藥物靜脈注射(IV)傳送到病人。
[0005]重力供給輸液器通常應用于這種應用。通常輸液器允許用戶通過視覺檢查在滴注腔室內下落的流體的單個液滴并相應地調整輥子夾鉗來手動調整流體流動的傳輸速度。如果用戶期望更快的流速，則在一個方向上調整輥子夾鉗，在滴注腔室中導致更大的液滴流量。如果輥子夾鉗打開得太寬，則單個液滴的流量變成流體的連續流。
[0006]如果用戶期望更慢的流速，則用戶在另一個方向上調整輥子夾鉗，在滴注腔室中導致更小的流量。如果輥子夾鉗完全閉合，則流體停止流動通過輸液器。通常，滴注腔室對于光至少部分地透明，允許流體液滴流量的視覺檢查。
[0007]困難的是，通過視覺檢查下落的液滴來估計流體流速。另外，沒有持續的視覺檢查，用戶(例如護理人員或病人)會無法注意到流速是否變成不穩定的或是否停止流動。如果輸液器變成阻塞的、流體源(例如IV袋)變成耗盡的或者輸液器不再平行于重力場，則這種不穩定性可能發生。例如，如果病人不是故意地打翻支撐輸液器的結構，則流體的流動可能停止或變成不穩定的。此外，用戶可以通過注意IV袋上的刻度來確定傳送到病人的總的累計劑量。然而再次，用戶必須手動執行容易有人為引起誤差的傾向的麻煩的檢查。
[0008]臨床治療的功效可能需要在規定的時段上以相對穩定的速度傳送到病人的流體或藥物的精確的總劑量。這些和其他的問題在以下提供公開。
【發明內容】
[0009]本公開至少提供了裝置、方法和系統，所述裝置、方法和系統用于提供通過滴注器的流體流速和累計的總體積的實時監控。
[0010]目前所公開的流體流速監控裝置的各種實施方式包括源，所述源能夠發出電磁輻射(EMR);檢測器，所述檢測器能夠生成檢測器信號；裝置本體，所述裝置本體被配置成且布置成圍繞所滴注器的至少一個外表面放置所述源和所述檢測器，使得所述源和所檢測器限定穿過所述滴注器的光路，其中所述源和所述檢測器之間的流體阻礙沿著所述光路行進的EMR ;裝置本體，所述裝置本體被配置成且布置成圍繞所滴注器的至少一個外表面放置所述源和所述檢測器，使得所述源和所檢測器限定穿過所述滴注器的光路，其中所述源和所述檢測器之間的流體阻礙沿著所述光路行進的EMR ;以及處理器裝置，所述處理器裝置執行指令，所述指令執行動作。所述動作包括:至少基于由預定滯后時間所臨時分開的多個檢測器信號值之間的差來檢測流體液滴，以及至少基于預定滴注因子確定流體的流速，并檢測多個流體液滴。
[0011]在一些實施方式中，檢測所述流體液滴還可以基于多個臨時排序的差值的比較，其中所述多個差值的每一者對應由所述滯后時間所臨時分開的所述多個檢測器信號的差值。此外，所述動作還可以包括:當第二流體液滴的檢測和第一流體液滴的檢測之間的臨時差值小于預定鎖定時間時，否定所述第二流體液滴的所述檢測。
[0012]在各種實施方式的至少一者中，檢測所述流體液滴還可以包括:基于以多個臨時排序的時間所采樣的檢測器信號值生成液滴波形，其中所述液滴波形由所述流體液滴來調制，至少基于所述滯后時間和對應于不同時間的所述液滴波形的多個差值生成滯后時間差值波形，以及至少基于所述滯后時間差值波形中所包括的信號檢測所述流體液滴。
[0013]在一些實施方式中，所述源可以為發光二極管(LED)。在一些實施方式中，所述檢測器可以為光電二極管。在各種實施方式的至少一者中，所述源還可以發出波長窗口內的EMR,其中在所述波長窗口內的波長長于可見光波長，并且所述檢測器對所述波長窗口內的所述波長的至少一部分的靈敏度比對可見光波長的靈敏度更大。
[0014]在一些實施方式中，所述動作還可以包括:在第一檢測時間處檢測第一流體液滴，將所述第一檢測時間增加到液滴歷史緩沖器，其中所述液滴歷史緩沖器至少包括多個其它的檢測時間，并且所述其它的檢測時間的每一者對應先前檢測的流體液滴，將所述其它的檢測時間中的至少一者從所述液滴歷史緩沖器移除，至少基于所述歷史緩存器中所包括的所述檢測時間確定平均液滴速度，以及基于所述液滴歷史緩沖器中所包括的所述檢測時間之間的多個臨時距離的比較確定滴注穩定性。在一些實施方式中，所述裝置可以包括電池。在一些實施方式中，所述檢測器和所述源中的至少一者的電源是脈沖的。所提供的電源可以包括偏置電流。在各種實施方式的至少一者中，提供給檢測器和源的偏置電流以預定的頻率脈沖。
【附圖說明】
[0015]本公開一般指向附圖簡要說明。參考下面的附圖，下文詳細地描述了本公開的優選和可替選的示例:
[0016]圖1A示出了根據本公開的實施方式的流速監控裝置，所述流速監控裝置鄰近包括滴注器的重力供給輸液器；
[0017]圖1B示出了根據本公開的實施方式的流速監控裝置，所述流速監控裝置附著至包含在重力供給輸液器中的滴注器；
[0018]圖2示出了根據本公開的實施方式的附著至滴注器的流速監控裝置的自上而下的視圖；
[0019]圖3示出了根據本公開的實施方式的流速監控裝置的分解視圖，所述流速監控裝置具有置于源與檢測器之間的光路內的滴注器；
[0020]圖4示出了在本公開中所描述的流速監控裝置的各種實施方式中所包括的電子元件的方方框分級圖；
[0021]圖5A和圖5B示出了基于如本公開中所描述的EMR檢測信號所生成的波形的時間序列圖；
[0022]圖6示出了用于操作監控裝置的方法的實施方式；
[0023]圖7示出了根據本公開中實施方式的夾子型監控裝置本體的實施方式；
[0024]圖8A、圖8B和圖8C示出了根據本公開的實施方式的監控裝置的各種視圖。
【具體實施方式】
[0025]如本文更為詳細描述的，本公開提供了用于提供實時監控通過滴注器的流體流速和累計的總體積的裝置、方法和系統。這些裝置、方法和系統的某些方面可以通過參考下文非限制性的定義更好地理解。
[0026]
[0027]本文所定義的術語具有由與本公開相關的領域中的普通技術人員所通常理解的含義。例如“一(a)” “一(an)” “該(the) ”并不旨在指僅僅單數的實體，而且包括可以用于說明的具體示例的一般類別。本文的術語用來描述本公開的【具體實施方式】，但除非在權利要求中指出，否則它的用法不限制本公開。
[0028]如本文所使用的，術語“電磁福射(electromagnetic radiat1n，EMR) ”并不旨在限制。相反，如貫穿本公開所使用的，EMR可以指與電磁波和/或光子的傳播相關的任何形式的能量。術語EMR并不限于電磁譜內的具體范圍的波長或頻率。而是，如本文所使用的EMR可以包括無線電波、微波、紅外線(IR)輻射、可見光、紫外(UV)輻射、X射線、γ射線或任何其它這種波長或頻率的EMR。
[0029]如本文所使用的，術語“EMR源”和“源”并不旨在限制。相反，如貫穿本公開所使用的，“EMR源”和“源”可以指能夠發射EMR的任何裝置。源的非限制性的示例包括發光二極管(light emitting d1des，LED)、激光、燈泡等等。
[0030]如本文所使用的，術語“EMR檢測器”和“檢測器”并不旨在限制。相反，如貫穿本公開所使用的，“EMR檢測器”和“檢測器”可以指當EMR存在時能夠生成信號的任何裝置。在一些實施方式中，信號的性質可以是電的、光的、機械的或它們的組合。所生成的電信號本質上可以是模擬或數字的。一些檢測器可以被稱為光電探測器或光電傳感器。檢測器的非限制性的示例包括光電二極管、反向偏置LED、有源像素傳感器(active-pixel sensor,APS)、雪崩光電二極管(avalanche-photod1de，APD)、電荷親合器件(charge-coupled device，CCD)、光敏電阻、光電倍增管，光伏電池等等。
[0031]如本文所使用的，術語“處理器裝置”并不旨在限制。相反，如貫穿本公開所使用的，處理器裝置可以指能夠執行指令(該指令執行動作)的一個或多個裝置。在一些實施方式中，處理器裝置可以接收輸入并響應于所接收的輸入提供相應輸出。在一些實施方式中，處理器裝置可以包括可編程微控制器。在一些實施方式中，處理器裝置可以包括微處理器。處理器裝置可以包括現場可編程門陣列(field programmable gate array,FPGA) ο在其它方式中，處理器裝置可以包括專用集成電路(applicat1n specific integratedcircUit，ASIC)。在一些實施方式中，處理器裝置可以包括計算機和/或移動裝置。在一些實施方式中，處理器裝置可以包括處理核、存儲器、輸入/輸出外圍設備、邏輯門、模數轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)等等。在一些實施方式中，處理器裝置可以包括通過網絡或總線彼此通信的多個處理器裝置。
[0032]簡要陳述，本文所包括的裝置、方法和系統的各種實施方式指向但不限于監控通過輸液器傳送到目標的流體的流速和總體積量或累計的流體劑量。該目標可以是內科病人，并且該流體可以被靜脈注射地傳送。
[0033]手持監控裝置可以附著至包含在輸液器中滴注器。通過采用嵌入式的EMR源和嵌