[发明专利]流体输送中的堵塞检测

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月31日提交的美国临时申请第61/747,685号的权益，其公开通过引用合并于此。

技术领域

本文的公开内容涉及监测从例如流体输送系统(例如,输注泵,诸如注射泵)输送流体。更特别地,本公开涉及检测输送这些流体时的异常(例如，由于例如流体输送系统中阻塞的管路导致的流体流动堵塞)。

背景技术

输注装置在各种场合中用于输送医用流体，例如，诸如用于体外血液回路的医用流体输送、药物输注等。例如，输注装置可有效地应用于在可操作地联接于用于体外血液处理的机器的体外回路中输注抗凝血剂。这些体外处理可包括：从病人身上取出血液，在人体外对血液进行外部处理，然后将血液返回到病人体内。例如，可以使体外血液通过一回路循环，该回路一般包括：动脉管路或血液取出管路，其从病人体内取出血液至血液处理装置(例如，透析滤过器)；以及静脉管路或血液返回管路，其将处理过的血液返回到病人体内。

为了减少体外血液凝固的风险，可以利用抗凝血剂(例如，肝素)到体外回路中的输注(例如，一般通过输注管路以相对低的输注流速输注到动脉管路中)。可用于例如输送抗凝血剂的输注装置可包括注射泵。例如，注射泵可包括在线性致动器的指令下可操作的推进元件，从而以预定的前进速率(例如，相对较慢)推进包含抗凝血剂的注射器的柱塞。例如，在透析处理中，注射器可包含几个小时的处理所需的抗凝血剂的量。推进元件和致动器可以是体外处理机器(例如，透析机)的一部分，而注射器可以是一次性使用类型(例如，可抛弃型)。

这些体外处理机器或系统以及使用输注装置的其他设备也可包括与注射器中内部形成的过压(例如，由于例如输注管路中的堵塞导致的压力，随之发生输注流的中断)的发生有关的监测技术。堵塞的发生与其检测之间的延迟以及例如提供与此检测关联的报警(例如，声音报警或其他形式的报警)与病人的安全相关。例如，临床实践教导：失去抗凝血剂输注超过十五分钟可引起体外回路中血块的形成，如果不快速识别，这可成为更大和逐渐长大的血块的核。

与堵塞相关的各种安全技术已有描述。例如，授予Rondelet等人的标题为“具有持续压力监测和显示的注射泵(Syringe Pump Having Continuous Pressure Monitoring and Display)”的第5,295,967号美国专利描述了一种注射泵，包括：力换能器，用于持续监测作用在注射器柱塞上的力；微处理器，用于将所测量的力转换为注射器压力读数；以及显示器，注射器压力持续出现在该显示器上从而在泵送期间监控注射器压力。

另外，例如授予Doan的标题为“用于检测血管内输注中的异常的系统和方法(System and Method for Detecting Abnormalities in Intravascular Infusion)”的第5,087,245号美国专利描述了检测堵塞的系统和方法：通过相对于平衡流速改变流体的流速产生流体流的扰动；测量流体在一段时间的压力水平，以确定平衡压力及流体对扰动的压力响应；确定平衡压力和压力响应之间的差异的第一积分；基于该积分确定对流体流的阻力；确定压力响应与平衡压力之间的差异和时间的乘积的第二积分；以及通过将第二积分除以第一积分确定顺应值。显示这些阻力和顺应值，当阻力或顺应值参数落入参考范围之外时产生报警。

然而，很多已知的检测技术具有各种缺点。例如，在输注流速很低时(例如，诸如在体外回路中输送抗凝血剂的输注装置的流速)不能及时发出输注管路中堵塞风险的信号。而且，例如，在没有复杂算法的情况下不容易考虑到注射器特性和操作条件的高可变性。

发明内容

本公开描述可用于检测例如源自输注设备(例如，注射泵)的流体输送中的异常的系统、方法和设备。流体输送中的这些异常的检测能够适应各种输送或输注设备(例如，各种注射泵)，即使考虑到这些输注设备的顺应性、阻力和不一致性(例如，检测算法使用相对独立于这些特性的归一化量或比率)。例如，在本文提供的一个或多个实施例中，对于注射泵参数和系统配置的各种改变，所使用的比率(例如，归一化面积比率值；其中归一化基于所测量的最大扰动力)基本不变，而同时仍然对表示堵塞的增加的流阻非常敏感。