輸液泵以及用于提高長期藥物輸送精確度的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及藥物輸送的方法，尤其是設及在長持續(xù)時間內(nèi)經(jīng)由輸液累精確輸送藥 物的方法。
【背景技術】
[0002] 各種藥物可W通過輸液累例如是蠕動累輔助的輸液方式提供給病人。蠕動累通 常通過直接操縱輸送藥物的投藥裝置而操作。隨著時間延長，運種操縱導致投藥裝置在輸 液累操縱的區(qū)域發(fā)生物理性退化。也就是說，蠕動累長持續(xù)時間的物理操縱投藥裝置導致 投藥裝置管的回彈或者柔初性降低，因此降低了在每次累送循環(huán)中的流體體積。如圖1所 示，隨著累送持續(xù)時間延長，使用傳統(tǒng)的累技術導致累送的流量的誤差百分比不可接受的 改變。
[0003] 除此之外，疾病控制中屯、發(fā)布的指南建議一個輸液累應該使用同一個投藥裝置不 超過一周。相應的，輸液累制造者提供能夠在長持續(xù)時間內(nèi)（例如72-96個小時）準確輸 送輸液流體的累。然而，如上所述，隨著時間延續(xù)，投藥裝置的疲勞導致重大誤差。
[0004] 對運種精確度降低的一個解決方案是更頻繁的改變投藥裝置。然而，運樣頻繁 的改變投藥裝置增加醫(yī)院成本，既增加消費的物理資源（即，每個病人使用更多的投藥裝 置），也增加對病人護理的時間（即，由于更頻繁的改變投藥裝置需要護理者對每個病人花 費更多的時間）。
[0005] 另一個解決方案是在輸液累中引入反饋機構，例如流量傳感器。然而，運種流量傳 感器會增加成本，并且將其集成到輸液累中存在潛在的困難。此外，傳統(tǒng)的流量傳感器一般 缺少監(jiān)控輸液流量需要的動態(tài)范圍和精確度。
[0006] 因此，需要增加在長持續(xù)時間內(nèi)使用輸液累和投藥裝置輸送藥物的精確度，而不 過度增加與藥物輸送相關的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 一種包括前饋控制機構W控制累的脈沖速率的輸液累用于解決運種需要。運種前 饋設計允許相對簡單地控制累的脈沖速率，而不需要集成昂貴的流量傳感器。除此之外，運 種前饋控制允許單個投藥裝置相對長持續(xù)時間的使用。
[0008] 在第一方面中，提供一種輸液累，用于通過投藥裝置在恒定流速下長持續(xù)時間內(nèi) (例如，72-96小時）累送流體。該累包括在脈沖頻率下操作的用于累送流體的累送機構、 W及控制器，用于控制脈沖頻率。除此之外，該累具有一個或多個傳感器，所述一個或多個 傳感器被配置用于測量與輸液累狀態(tài)有關的至少一個特征值?？刂破魇沟美鬯蜋C構在第一 脈沖頻率下操作，并且一個或多個傳感器間歇地測量特征值。當測量的特征值達到闊值時， 控制器使得累送機構在與第一脈沖頻率不同的第二脈沖頻率下操作。
[0009] 在第二方面中，提供一種用于通過投藥裝置在恒定流速下長持續(xù)時間內(nèi)累送流體 的輸液累。該累包括通過擠壓投藥裝置來累送流體的累送機構，并在脈沖頻率下操作。連接 到累送機構的一個或多個壓力傳感器被配置用于測量在被累送機構擠壓后的投藥裝置的 回彈力?？刂破骺刂评鬯蜋C構的脈沖頻率，并且使得累送機構在第一脈沖頻率下操作。該 一個或多個壓力傳感器間歇地測量回彈力，并且當回彈力低于闊值時，控制器使得累送機 構在與第一脈沖頻率不同的第二脈沖頻率下操作。
[0010] 在第=方面中，提供一種用于通過投藥裝置在恒定流速下長持續(xù)時間內(nèi)累送流體 的輸液累。該累包括在脈沖頻率下操作的用于累送流體的累送機構?？刂破骺刂泼}沖頻率 并使得累送機構在第一脈沖頻率下操作一段時間。在一段時間過去后，控制器使得累送機 構在比第一脈沖頻率大的第二脈沖頻率下操作。
【附圖說明】
[0011] 圖1示出了采用開環(huán)控制系統(tǒng)的傳統(tǒng)輸液累隨著時間延長精確度退化；
[0012] 圖2是本輸液累的示意圖；
[0013] 圖3a-3d展示了圖2中的輸液累使用的測量投藥裝置的回彈力的技術；
[0014] 圖4示出了回彈力和補償因子變化的示例曲線圖；化及
[0015] 圖5示出了使用圖2的輸液累通過投藥裝置推進空氣泡的流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 現(xiàn)在參考圖2,示出一種輸液累10,例如線性蠕動輸液累。輸液累10包括至少一個 累送設備或機構12和諸如計算機化設備的控制器14,控制器14具有至少存儲器16、處理 器18、一個或多個傳感器20、輸入設備22、顯示器24、W及優(yōu)選網(wǎng)絡或其他的通信接口 26。 電源28也優(yōu)選并入到輸液累10中。
[0017] 累送設備12可W是在大容量輸液累中用于輔助流體流動的任何累送機構。作為 非限制性示例，線性蠕動累認為是合適的并在此討論。其他非限制性示例包括多指蠕動累 送機構、單指蠕動累送機構和旋轉累，其作用于管長度上通過管推動流體。
[0018] 控制器14優(yōu)選并入到輸液累10中，并用于控制累送設備12。優(yōu)選的，存儲器16 是非瞬時性計算機可讀記錄介質(zhì)，例如只讀存儲器（ROM)、隨機存取存儲器（RAM)、硬盤、非 易失閃存或其他電子可擦可編程只讀存儲器巧EPROM)，或者光學或磁光學記憶存儲介質(zhì)。 優(yōu)選地，存儲器16儲存至少一些指令，所述指令當被執(zhí)行時輔助累送設備12的控制。處理 器18優(yōu)選是能夠執(zhí)行存儲器16中儲存的指令的微處理器或其他中央處理單元。
[0019] 控制器14還包括用于監(jiān)測與輸液累10狀態(tài)有關的至少一個特征值的一個或多個 傳感器。運種特征值的非限制性示例包括輸液過程期間已經(jīng)流逝的時間量，W及裝載在輸 液累中的投藥裝置的回彈力。本領域技術人員將會認識到也可W監(jiān)測其他特征值，而不偏 離本發(fā)明范圍。因為每個傳感器20監(jiān)測與輸液累累送過程有關的特征值，傳感器連接到累 送設備12。
[0020] 接收用戶輸入的數(shù)據(jù)的小鍵盤或類似設備用作輸入設備22。顯示器24是液晶顯 示器、陰極射線管、等離子體顯示器、或其他能夠W用戶易于辨認的方式將數(shù)據(jù)從存儲器和 處理器輸出的設備。可替代的，輸入設備22和顯示器24可W集成到一個單個的輸入/輸 出設備上，例如觸摸屏顯示器。輸入設備22和/或顯示器24可W與輸液累10集成，或與 輸液累10分離，其前提是輸入設備22和/或顯示器24被適配為與輸液累10進行雙向通 信。
[0021] 網(wǎng)絡通信接口 26允許輸液累10連接到局域網(wǎng)（LAN)，廣域網(wǎng)（WAN)和/或因特 網(wǎng)。網(wǎng)絡連接可W是例如使用IE邸802. 3標準的有線連接，或者是使用例如IE邸802. 11a/ b/g/n/ac標準的無線連接，或者任何新開發(fā)的代替上述的標準。除此之外，網(wǎng)絡連接26可 使用例如1；16、胖1魁乂、1]115、〔0魁、服?4、服?4+、6?1?5等的協(xié)議連接到蜂窩/移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。
[0022] 電源28是能夠給累送設備12和控制器14供電的任何已知電源。作為非限制性 示例，電源28可包括一個或多個電池、燃料電池W及至電源線的連接。
[0023] 在操作中，傳統(tǒng)的蠕動累用于從上游源容器輸送流體，經(jīng)由投藥裝置的靜脈注射 (IV)管在下游方向，朝向病人并通過穿刺部位流入到病人體內(nèi)。傳統(tǒng)蠕動累依靠一個或多 個咬合器順序擠壓柔初管的累送段。累送段是與咬合器相鄰的部分。對于填充的管（已經(jīng) 充滿流體的）上游咬合器擠壓管，隨后按順序是下游咬合器，直到存在的每個咬合器擠壓 管。隨著咬合器施加壓力到管，擠壓下的管部分被捏緊（咬合），由此迫使流體經(jīng)過管向下 游移動。當所有的咬合器完成或接近完成擠壓時，上游咬合器開始再打開，或松開管。咬合 器的打開也按順序從上游方向朝向下游方向地發(fā)生。咬合器釋放后，管松開或再打開到它 的自然狀態(tài)，流體在重力或環(huán)境壓力的作用下從源容器流向管的累送段。管的累送段再打 開的程度取決于管的累送段的當前彈性。因此，當咬合器打開時或打開后流向累送段的流 體量也取決于管的累送段的彈性。
[0024] 然而，咬合器對柔初管的機械操縱導致管的物理破壞，其中柔初管不再全部重新 打開到其初始形狀。相應的，隨著時間推移，每個累循環(huán)中移動的流體體積降低，導致供給 病人的輸液流體總體降低。而且，傳統(tǒng)的輸液累依靠開環(huán)控制維持脈沖速率來維持流速，并 不考慮運種提供的體積的降低。因此，累的精確度隨著時間降低。應該注意到，在上述的 咬合器順序