CN101214398A - 带有安全互锁装置的泵组 - Google Patents

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Abstract

一种与泵一起使用以把液体输送给病人的泵组。输液组包括用于营养液的导管和与该导管联接的安全互锁装置。泵送装置包括抽送装置和用于控制泵操作的控制系统。电磁辐射源可操作地连接于泵的控制系统,以便沿照射到输液组的安全互锁装置的方向发射电磁辐射信号。该安全互锁装置适于影响电磁辐射的方向。电磁辐射检测器可操作地连接于控制系统,以便在方向受安全互锁装置影响时接收该电磁辐射信号,并向控制系统发出输液组正确安置于输液泵中的指示。

Description

带有安全互锁装置的泵组
本专利申请是于2006年3月2日在美国专利和商标局提交的美国专利申请系列11/366,225、11/366,224、11/366,227和11/366,226的部分继续申请。这些申请的公开内容在此整体引入作为参考。
技术领域
本发明一般涉及通过流量控制装置把流体输送给病人的泵组,更具体地涉及一种具有用于确定该泵组牢固安装在泵上的安全互锁装置的泵组。
背景技术
将含有药物或营养物的流体施用给病人在本领域是公知的。可通过流体的重力把流体输送给病人,但常常用装在流量控制装置、例如在受控输送流量下把流体输送给病人的蠕动泵上的泵组把流体输送给病人。蠕动泵通常包括壳体,壳体内有通过齿轮箱与至少一个电动机可操作地接合的转子或类似装置。转子通过电动机转动转子生成的蠕动驱动流体穿过泵组的管道。电动机与驱动转子的转轴可操作地连接,转子继而不断地压缩管道,以受控流量驱动流体流过泵组。一控制器操纵电动机驱动转子。也有不使用转子的其它类型的蠕动泵。
为了使泵输送与编程入泵中的流量参数对应的精确数量的流体,输液组(administration feeding set)必须正确安装在该泵上。如果泵组在泵上的位置不对,泵输送给病人的流体的数量就会不准确,或该泵会产生一低流量警报,要求进行检查后重新安装泵组。现有的泵具有检测泵组的安装是否正确的系统。具有检测系统的这种泵的示例参见发明名称为“SAFETYINTERLOCK SYSTEM FOR MEDICAL FLUID PUMPS”的共同转让的美国专利No.4,913,703,该专利的公开内容在此引入作为参考。该系统使用泵组上的受该泵中电路检测的磁铁。要求提供一种可受检测、但不需要每个泵组上都具有磁铁的泵组。
发明内容
在本发明的一个方面中,用于泵送装置的泵组包括用于控制该泵送装置的操作以通过安装在该泵送装置中的该泵组把流体输送给病人的控制系统;可操作地连接于该泵送装置的控制系统、用于发射电磁辐射的电磁辐射源;以及可操作地连接于该控制系统、用于提供该泵组正确地安装在该泵送装置上的指示的电磁辐射检测器。该泵组一般包括把流体输送给病人的导管和与该导管相联接并且适于安装在该泵送装置中从该电磁辐射源发出的电磁辐射的路径中的电磁辐射传播影响部件。该电磁辐射传播影响部件包括体部,该体部限定与该导管连通以使流体经过体部的流体通道。该流体通道具有一轴线,该体部包括从该流体通道总体沿径向突出的光传播部。该光传播部由传播电磁辐射的材料制成并且包括至少一个插入面,该插入面相对于体部设置成当该泵组正确安置在该泵送装置上时该插入面位于电磁辐射源发射的电磁辐射的路径中。该光传播部还包括至少一个位置比该插入面更靠近流体通道的轴线的槽,其中,从电磁辐射源发射的至少一些电磁辐射穿过该插入面并进入该槽,当泵组正确安置于泵送装置上时电磁辐射在光传播部内部反射后照射到电磁辐射检测器上。
在本发明的另一个方面中,用于医用装置的安全互锁装置包括用于控制该医用装置的操作的控制系统;可操作地连接于该医用装置的控制系统、用于发射电磁辐射的电磁辐射源;以及可操作地连接于该控制系统、用于提供该安全互锁装置正确地安装在该医用装置上的指示的电磁辐射检测器。该安全互锁装置一般包括与导管相联接并且适于安装在该医用装置中从该电磁辐射源发出的电磁辐射的路径中的电磁辐射传播影响部件。该电磁辐射传播影响部件包括体部,该体部限定与该导管连通以使流体经过体部的流体通道。该流体通道具有一轴线,该体部包括从该流体通道总体沿径向突出的光传播部。该光传播部由传播电磁辐射的材料制成并且包括至少一个插入面,该插入面相对于体部设置成当该安全互锁装置正确安置于该医用装置上时该插入面位于电磁辐射源发出的电磁辐射的路径中。该光传播部还包括至少一个位置比该插入面更靠近流体通道的轴线的槽,其中,从电磁辐射源发出的至少一些电磁辐射穿过该插入面并进入该槽。该安全互锁装置正确安置于该泵送装置上时电磁辐射在光传播部内部反射后照射到电磁辐射检测器上。
在本发明的又一个方面中,泵送系统一般包括泵送装置,该泵送装置包括用于控制该泵送装置的操作以通过安装在该泵送装置中的泵组把流体输送给病人的控制系统。一可操作地连接于该泵送装置的控制系统的电磁辐射源可发射电磁辐射,并且一可操作地连接于该控制系统的电磁辐射检测器可提供该泵组正确安装在该泵送装置上的指示。该泵组一般包括把流体输送给病人的导管和与该导管相联接并且适于安装在该泵送装置中从该电磁辐射源发出的电磁辐射的路径中的电磁辐射传播影响部件。该电磁辐射传播影响部件包括体部,该体部限定与该导管连通以使流体经过体部的流体通道,该流体通道具有一轴线。该体部包括从该流体通道总体沿径向突出的光传播部。该光传播部由传播电磁辐射的材料制成,并且包括至少一个插入面和至少一个位置比该插入面更靠近流体通道的轴线的槽。该槽限定总体设置于该槽的径向外侧上的反射面。
可对本发明的上述各方面中提及的特征作出各种修正。本发明的上述各方面也可包括其它特征。这些修正和增加的特征可单独存在也可以任何组合存在。例如,下面结合本发明的任何所示实施例所述的各种特征可单独或以任何组合结合到本发明的上述任何方面中。
附图说明
图1为一肠内输液泵的立体图,示出接纳在该泵上的输液组的一部分;
图2为泵的立体图;
图3为输液组的正视图;
图4为示出泵的部件的方框图;
图5为第一实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图6为图5的俯视图;
图6A为类似于图6的示意图,示出一光线在安全互锁装置中的传播;
图7为第二实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图7A为第三实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图8为第四实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图9为第五实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图10为第六实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图11为该泵的微处理器的状态图;
图12为第七实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图13为第八实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图14为第九实施例的泵和安全互锁装置的俯视图;
图15为第九实施例的泵的微处理器的状态图;
图16为示出第九实施例的输液组和泵的部件的方框图;
图17为示出与第九实施例的泵一起使用、使红外发射器发出脉冲的软件子系统的操作的流程图;
图18为示出可与第九实施例的泵一起使用、但不使红外发射器发出脉冲的另一软件子系统的操作的流程图;
图19为示出在执行图18所示软件子系统的指令时遇到的状况的状态图;
图20为第十实施例的泵和安全互锁装置的局部俯视图;
图21为沿图20中21-21线剖取的局部放大剖面图;
图22为类似于图21的局部放大剖面图,但示出第十一实施例的安全互锁装置;
图23为第十二实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图24为根据第十二实施例的安全互锁装置的立体图;
图25为第十三实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图26为第十四实施例的泵和安全互锁装置的局部放大剖面图;
图27为盖处于打开位置的肠内输液泵的立体图;以及
图28为盖处于关闭位置的肠内输液泵的立体图。
附图中相同部件用同一标号表示。
具体实施方式
参见附图,按照本发明的原理构造的肠内输液泵(广义地,“泵送装置”)总体用1指示。该输液泵包括总体用3指示的壳体,该壳体构造成安装总体用5指示的输液组(广义地,“泵组”)(见图1和3)。应该理解,本文使用的“壳体”可包括多种形式的支承结构(未示出),包括但不限于多部件结构和没有封装或容纳泵1的工作部件的结构。泵1在壳体3正面上还具有能够显示关于该泵的状态和/或操作的信息的显示屏9。在显示屏9一侧上的按钮11用来控制泵1和从泵1获得信息。应该理解,尽管所示出的泵1为一肠内输液泵,但本发明也可应用于其它类型的蠕动泵(未示出),包括医药输注泵。与本文所述总体类型相同的泵参见发明名称为“ENTERAL DELIVERY SET WITH SHADED DRIPCHAMBER”的共同转让的美国专利No.4,909,797,该专利的公开内容在此引入作为参考。
肠内输液泵1还包括一泵送单元(总体用23指示),该泵送单元包括位于壳体3内并在图4中示意性地示出的泵电动机25。从壳体3伸出一电线27以用于与电动机25的电源连接。可选地或另外,壳体3中可接纳有向泵电动机25供电的电池(未示出)。泵送单元23还包括安装在泵送单元的转子轴(未示出)上的转子(总体用37指示)。转子37包括内圆盘39、外圆盘41和安装在内外圆盘之间、相对于圆盘围绕自身纵向轴线转动的三个滚子43(仅示出其中之一)。在所示实施例中,泵电动机25、转子轴和转子37可广义地称为“泵送装置”。泵壳体3包括转子37上方的第一下部凹座45和总体上邻接该第一下部凹座的第二下部凹座47。壳体3具有总体上沿轴向与第一下部凹座45对齐的上部凹座49和位于上部凹座的底部、用于接纳并保持输液组5的一部分的台肩51。壳体3中第二下部凹座47上方的弧形凹座53接纳输液组5的另一部分并将其保持在合适位置。下部凹座45,47、上部凹座49和弧形凹座51分别或作为一组可广义地称为壳体3的以下文详细说明的方式接纳输液组5的各部分的“接纳部”。
参见图3,输液组5包括提供至少一个流体源与病人之间的流体通路、总体用55指示的管道(广义地,“导管”)。管道55可用医药级的可变形硅酮制成,包括连接在滴液室59和总体用61指示的安全互锁装置之间的第一管段57。第二管段63与安全互锁装置61连接,并且在管道55的出口处与适于连接于装在病人上的胃造口术装置(未示出)的接头如带刺(barbed)接头65连接。第三管段67在管道55的进口处与营养液袋69连接并且与滴液室59连接。如上所述,可使用结构不同的泵组,例如可使用再确认泵组(recertification set)(未示出)检验和/或矫正泵的精度。泵1可构造成自动识别安装的是什么类型的泵组并根据该特定泵组的要求改变其操作。泵1还可构造成使用传感器检测第一管段57是否正确地安装在该泵上。
如图3所示,安全互锁装置61连接输液组5的第一管段57与第二管段63。安全互锁装置61具有容许流体在第一管段57与第二管段63之间流动的轴向中心孔81(见图5)。安全互锁装置61具有接纳管段57的一部分的圆柱形上部83、从圆柱形上部径向向外延伸的电磁辐射传播影响部件87和接纳于第二管段63中以将第二管段连接到安全互锁装置的圆柱形下部89。应该理解,安全互锁装置61、特别是部件87可与输液组5分开和/或这样连接到输液组上,即使得液体不流过安全互锁装置。电磁辐射传播影响部件87的尺寸设计成当输液组5正确安装在泵上时被接纳在形成于泵1中第二下部凹座47的底部上的总体用91指示的座上。在所示实施例中,座91总体为半圆柱形以便与安全互锁装置61的形状相对应,并且包括第二下部凹座47中的一轴向面95和第二下部凹座47中的一径向面99。在该第一实施例和其它大多数实施例中,当电磁辐射传播影响部件87与座91的轴向面95基本上面对面地安置时泵1的工作正常。但是,部件87在座91内围绕其轴线的转动取向对泵的操作来说无关紧要。在(下述)少数实施例中,部件87的特定转动取向是有用的,在这些情况下设置有键接结构。在本发明的范围内也可使用电磁辐射传播影响部件87的其它定位方式。安全互锁装置61和壳体3中的座91的形状可设计成防止输液组5无意中脱落和防止使用没有安全互锁装置的不合适的输液组。在所示实施例中,安全互锁装置61和座91总体为圆柱形,但是应该理解,安全互锁装置和座也可使用其它形状(例如六角形)。
安全互锁装置61用不透可见光但易于传播红外范围的电磁辐射的材料制成。在一个实施例中,通过对安全互锁装置61在这种条件下进行处理,即导致在聚合物、例如PVC材料中形成吸收可见光的多烯烃,使得安全互锁装置61在保持对红外辐射的传播性的同时吸收可见光。为了促进吸收可见光的多烯烃在安全互锁装置材料中的形成,在一种方案中在例如约207℃和约216℃之间的高温下执行注射成型工艺,在此高温下,材料降解到生成吸收可见光的多烯烃的程度。可在单次注射中进行安全互锁装置61的注射成型,从而安全互锁装置形成为一体材料部件。例如可在ArburgAllrounder Model 270-90-350注射成型机中进行高温注射成型。
在207℃-216℃下实际模塑的一种替代方案是使得该部件或其前体材料暴露在约193℃和204℃之间的高温下足以得到预期效果的一长段时间。在另一种方案中,安全互锁装置的材料可为热塑性聚合树脂如聚砜热塑树脂、与热塑性聚合树脂混合的染料或者吸收一个波长范围的电磁辐射(例如可见光)而传播另一波长范围的红外辐射(例如红外光)的其它合适材料。例如,在一个实施例中,把红外着色剂加入PVC中(例如混合比约为4%),并用该材料注射成型得到该接头。着色剂可在把PVC加工成小球状以用于注射成型机前加入,也可以后加入注射成型机。
一般来说,安全互锁装置能够通过漫射、衍射、反射和/或折射或者漫射、衍射、反射和/或折射的任何组合影响电磁辐射的传播。漫射一般是指电磁辐射光线在粗糙表面上反射或电磁辐射穿过半透明介质时发生的散射。衍射一般是指电磁辐射光线在不透明物体的边缘处的弯曲。反射是指照射到一表面上但不进入构成反射面的物质的粒子或辐射能行进方向的返回或改变。折射是指辐射光线斜向从一种介质进入传播速度不同的另一介质(例如密度不同的介质)时运动方向的改变。折射量视部分取决于正对该介质的材料的密度的折射指数而定。
泵1可编程或控制成以预定方式操作。例如,泵1可开始操作把输液从袋69输给病人。护理人员例如可选择输液量、输液速度和输液频率。如图4所示,泵1具有控制器77(广义地,“控制系统”),该控制器包括一微处理器79,微处理器可接受编程和/或包括可由护理人员初始化的预编程操作例行程序。微处理器79控制用于操纵电动机25的泵电子器件80。使用一软件子系统82确定输液组5是否正确安置在泵1上。
在第一实施例中,该泵包括一容纳于第二下部凹座47中的红外(“IR”)发射器105(广义地,“电磁辐射源”)。参见图5和6,IR发射器105与控制器77可操作地连接,以在照射输液组5的安全互锁装置61的方向上发出具有红外范围内的(“第一”)波长的电磁信号。在所示实施例中,该电磁辐射源为红外(IR)发射器105,但应该理解,在不脱离本发明范围的情况下也可使用其它类型的电磁辐射源。一位于第二下部凹座47内的红外(“IR””)检测器109与控制器77可操作地连接,以接收IR发射器105发出的红外信号并把输液组5正确安置于泵1中的指示传给控制器。在所示实施例中,该IR检测器109(广义地,“第一传感器”)检测红外辐射,但应该理解,在不脱离本发明范围的情况下也可使用检测其它类型的电磁辐射的电磁辐射传感器。该IR检测器109区分红外辐射与其它类型的电磁辐射(例如可见光或紫外线)。一可见光检测器111(广义地,“第二电磁辐射检测器”和“第二传感器”)总体邻近IR检测器109地装在第二下部凹座47中。该可见光检测器111在检测到周围环境的可见光(例如第二波长的电磁辐射)时向控制器77发出一信号,以表明安全互锁装置61没有安装在第二下部凹座47中阻挡可见光到达该检测器的位置上。优选地,该可见光检测器111构造成检测可见光范围内的电磁辐射但不检测可见光范围外的电磁辐射(例如红外辐射)。第二电磁辐射检测器可构造成检测其它范围、如紫外范围内的电磁辐射。因此,该可见光检测器111能区分可见光与红外辐射。在本文中,“第一”或“第二”波长的电磁辐射各包含一定范围的波长,例如红外范围、可见光范围和/或紫外范围内的波长。
其它传感器(未示出)如确定安装在泵1中的泵组类型的传感器和流量监控传感器可与控制器77通信,以有助于泵的精确运转。IR发射器105设置在壳体3的第二下部凹座47中的凹室113中,使得从该发射器发出的电磁辐射(在图6中用箭头A1指示)照射到安全互锁装置61的电磁辐射传播影响部件87上(同时参见图5)。当安全互锁装置61正确位于座91上时,IR发射器105发出的红外辐射经电磁辐射传播影响部件87漫射和内部反射,从而红外辐射照射到IR检测器109上并由其检测。在部件87的材料中添加颗粒物可提高漫射。在该第一实施例(和其它实施例)中,红外辐射的传播主要受内部反射的影响。影响红外辐射传播的其它因素如漫射起辅助作用。但是,红外辐射的折射量很小,对IR检测器109检测到的红外辐射信号没有贡献(即折射造成信号强度减小)。IR检测器设置在座91的径向面99中的凹室117中,可见光检测器111设置在凹室119中。凹室113、117、119使IR发射器105和IR与可见光检测器109、111设置在凹处,从而保护它们不与电磁辐射传播影响部件87发生接触。尽管未示出,但可各用一透明塑料窗把发射器105和检测器109、111封装在它们相应的凹室113、117、119中以提供进一步的保护。此外,凹室117和119可保护检测器109和111不受周围电磁辐射(可包括可见光和红外辐射)的照射。
在所示的第一实施例中,IR发射器105的位置与IR检测器109成约90度。当输液组5没有安装在第二下部凹座47中并且电磁辐射传播影响部件87没有被接纳在座91上时,IR检测器109检测不到从IR发射器105发出的红外辐射。此外,当安全互锁装置61没有被接纳在座91上时,泵1外部的可见光(即环境光)可进入第二下部凹座47并由可见光检测器111检测到。传播影响部件87优选用传播红外辐射但不透可见光的材料制成。传播影响部件87可为整体或一体结构而不是两件式(内部部件和外部部件),一体结构模塑为单次注射的注射成型;也可具有其它结构,例如外层(未示出)传播红外辐射但不传播可见光,内层或芯部既传播红外辐射又传播可见电磁辐射。
下面参见图6A,其示意性地示出红外辐射在电磁辐射传播影响部件87中的运动。IR发射器105朝向部件87一侧发出锥形红外辐射。IR发射器105布置成总体与部件87的相邻侧面垂直。该附图中示出锥体的中心线CL。为简单起见,不计漫射,只考虑平分该锥体的大致一半的辐射光线R1。光线R1代表红外辐射在该一半锥体中的标称路径。锥体的另一半(即图6A中中心线CL上方的那部分)被认为对提供能够被IR检测器109检测到的光信号来说用处很小或没有用处。光线R1照射传播影响部件87的侧面的角度使得该光线进入该部件而不是被反射回来。光线R1朝部件87的中心行进直到到达该部件的围绕轴向孔81的边界B(广义地,“内边界区”)。光线R1朝部件87的侧面反射,在该侧面很大一部分光线又朝中心反射。在边界B上,光线R1再次朝部件87的侧面反射。最后,光线照射在部件87内侧离IR发射器105大约96度的位置处。已经发现,强度很大的红外辐射在该位置处射出部件87。因此,IR检测器109优选设置在该位置上或约0-105度的范围内。按照反射,发现另一高强度节点位于离IR发射器105约49度处。在本发明的另一实施例(未示出)中,IR检测器设置在离IR发射器约60度处(即49度高强度节点附近)。
电磁辐射传播影响部件87的边界B可由与该部件其余部分相同的材料制成。边界B处的材料可比其它位置更“光滑”(即更镜面)以提高照射到该边界上的电磁辐射的反射能力。但部件87的中心部分也可由单独的材料制成。此时,部件87将如下文结合图22所述由一内部部件和一外部部件构成。使用时,输液组的输液袋69可悬挂在合适的支承件如IV杆(未示出)上。滴液室59可放置在如图1所示的第一下部凹座45和上部凹座49中的操作位置上。第一管段57围绕转子37的下部放置,安全互锁装置61放置在第二下部凹座47底部的座91上。座91在第二下部凹座47中的位置使得可将安全互锁装置61放置在第二下部凹座中这样的位置上,在该位置第一管段57大致围绕转子37伸展。IR发射器105和IR检测器109可间歇地或连续地检查正确安装的输液组5的存在。当安全互锁装置61被接纳在座91上的正确操作位置时,从IR发射器105发出的红外信号照射到电磁辐射传播影响部件87上。红外辐射进入电磁辐射传播影响部件的内部并发生漫射和内部反射(见图6和6A)。向外改变方向并大致与之成直角地照射到电磁辐射传播影响部件87的外边界上的一些红外辐射射出电磁辐射传播影响部件。一些射出的红外辐射照射到IR检测器109上。IR检测器周期性操作并在输液组5正确安装在泵上时检测红外辐射的存在。应该理解,IR检测器109优选地不能检测波长在电磁频谱的可见光范围内的电磁辐射。检测到红外信号后,IR检测器109向微处理器79发出一对应信号。此外,当安全互锁装置61安装在座91上时,可见光被部件87挡住而无法到达可见光检测器111。当安装上输液组5时,可见光检测器111向微处理器79发送信号以表明可见光被挡住且泵1可运转。
在一个实施例中,IR发射器105和IR检测器109都间歇性地操作以检测座91上安全互锁装置61的存在。操作IR发射器105以生成一定型式的红外辐射脉冲。IR检测器109以一连串用来检查IR发射器105是否发出电磁辐射的检测器激活或脉冲进行操作。一般来说,对于给定的时间段,IR检测器109激活的次数大于IR发射器105发出的脉冲的数量。例如,IR检测器109在三秒时间段中可有两次激活,IR发射器105可编程为在该三秒时间段中生成一个脉冲的红外辐射。在该三秒时间段中,泵1的检测器激活与发射器激活之比约为2∶1。应该理解,在不脱离本发明范围的情况下,泵1可具有其它比率,并且IR发射器105和IR检测器109可以其它预定的间歇型式操作。IR检测器109和控制器77可构造成识别IR发射器105的特殊的、例如不规则的激活型式。
图7示出本发明第二实施例的座191和安全互锁装置121。该实施例的安全互锁装置121的电磁辐射传播影响部件123具有环形倾斜面125。IR发射器129设置在壳体143的座191的径向面132中的凹室131中,并且定位成以与第一实施例类似的方式把红外辐射照射到安全互锁装置121上。在图7的实施例中,IR检测器133和可见光检测器135分别设置在座191的轴向面141的凹室137、139中。环形倾斜面125为反射面,因此当安全互锁装置121被接纳在壳体143的座191上时它把IR发射器129发出的红外辐射向下反射到IR检测器133上。当安全互锁装置121没有正确地接纳于座191中时,可见光检测器135可检测到周围的可见光。
图7A示出本发明第三实施例的座159和安全互锁装置161。在该实施例中,安全互锁装置161包括电磁辐射传播影响部件167的径向外表面上的反射器165。反射器165可为粘附在电磁辐射传播影响部件167其余部分上的一层反射条或一层抛光金属。在图7A的实施例中,IR发射器169、IR检测器171和可见光检测器173在壳体179的径向面177中的凹室175中布置成在垂直方向上互相对齐且互相平行。应该理解,IR发射器169、IR检测器171和可见光检测器173也可有其它布置方式。当安全互锁装置161被接纳在座159中时,从IR发射器169发出的红外辐射在反射器165上反射后传播到IR检测器171上,可见光检测器173检测不到被挡住的周围可见光。当安全互锁装置161没有安装在座159中时,红外辐射不传播到IR检测器171上,并且可见光检测器173可检测到周围的可见光。
图8示出本发明第四实施例的座189和安全互锁装置191。与前面的实施例相同,安全互锁装置191可拆卸地安置于座191上,因此使用者或护理人员可释放地把它连接到泵上。在该实施例中,安全互锁装置191包括当输液组201安装在泵上时被接纳在壳体199的座189中的光管195(“电磁辐射传播影响部件”)。该光管195包括环形外部205、环形倾斜壁207以及倾斜壁与接纳输液组201的管子213的上部211之间的中心部209。如图8所示,IR发射器217和IR检测器219都容纳在座189的底壁221的下方。IR发射器217发出的红外辐射向上照射到光管195的环形外部205上,通过环形倾斜壁207反射穿过光管的中心部209(环绕中心流体通道218)后被光管相对侧上的环形倾斜壁207反射到IR检测器219上。当安全互锁装置191没有正确地座落在座189上输液组201的装载位置上时,从IR发射器217发出的IR信号不经光管195传播到IR检测器219上。与本发明的前述实施例一样,可设有可见光检测器(未示出)检测环境光线。
图9示出本发明第五实施例的座231和安全互锁装置235。该实施例的安全互锁装置235包括也折射在该安全互锁装置中传播的红外辐射的红外辐射传播材料。该安全互锁装置235总体呈多边形。安全互锁装置235的相对侧面236为互相平行的倾斜面。座231通过键接在图9所示的特定取向接纳安全互锁装置,使得电磁辐射以下文所述的期望方式折射。IR发射器237、上部IR检测器239(广义地,“第二检测器”)和下部IR检测器241(广义地,“第一检测器”)定位成用于检测输液组245是否已正确地装入泵中。上部和下部IR检测器239、241位于座231的与IR发射器237相对的一侧上,使得发射器和检测器相对于彼此大致以180度取向。此外,上部IR检测器239与下部检测器241隔开一距离D,因此当红外辐射穿过安全互锁装置235时辐射(如箭头A5所示)折射或向下弯曲,从而下部IR检测器241检测到红外辐射的存在并向微处理器发出一使泵能够操作的信号。安全互锁装置235的两侧互相平行地倾斜,从而把红外辐射折射到下部IR检测器241上。当安全互锁装置235没有安装在泵的座231中时,从IR发射器237发出的红外辐射(如虚线箭头A6所示)穿过该座,从而红外辐射光线只照射到上部IR检测器239上,该上部IR检测器239向控制器发出禁止泵操作的信号。安全互锁装置235的密度和宽度影响到上部检测器239与下部检测器241之间的距离D,因此,如果使用具有由不同密度和/或宽度的材料制成的安全互锁装置的输液组,则即使该输液组正确地安装电磁辐射也不会折射正确的距离以照射到下部IR检测器241上。与本发明的前述实施例一样,可设有可见光检测器(未示出)检测环境光线。
图10示出本发明第六实施例的座271和安全互锁装置273。该实施例的安全互锁装置273总体上与第一实施例类似,但在该安全互锁装置的外表面上包括一红外辐射阻挡材料层275。与第一实施例中一样,安全互锁装置273包括在该安全互锁装置中传播红外辐射的电磁辐射传播影响部件279。电磁辐射传播影响部件279的径向外表面281上没有红外辐射阻挡材料,因为该表面用于接收来自IR发射器285的红外信号,以便IR信号穿过安全互锁装置273以通过IR检测器287进行检测。应该理解,该实施例的IR发射器285和IR检测器287可设置在环绕座271的径向面291的任何角位上。IR阻挡层275在输液组295装到泵上时防止外部光源(例如阳光)的红外电磁辐射照射到IR检测器287上。可设想电磁辐射传播影响部件279的部分径向面281上具有IR阻挡材料。在这种情况下,电磁辐射传播影响部件279优选地用结构件(未示出)键接在座271上以便IR发射器285和IR检测器287不受阻挡。与本发明的前述实施例一样,可设有可见光检测器(未示出)检测环境光线。
该实施例的安全互锁装置273可通过“共注射成型”工艺——也称为“两次注射的注射成型”工艺——制成。该工艺包括用包括红外辐射传播材料(例如能透射光的热塑性聚合树脂)的电磁辐射传播影响部件279与IR阻挡层275(例如不透明热塑性聚合树脂)一起注射成型而形成该安全互锁装置273。该实施例的其它变型可包括使用可见光阻挡材料(例如与红色染料混合的热塑性聚合树脂)取代IR阻挡材料,以便使得红外电磁辐射可穿过安全互锁装置但防止可见光穿过该装置。
图11为示出控制器77(图4)在操纵软件子系统82以确定安全互锁装置61是否正确安装在泵上时会遇到的各种状况的状态图。该状态图可应用于其它实施例,但将结合第一实施例予以说明。如图11所示,控制器要提供“输液组已安装”状态,则IR发射器105和IR检测器109的状态必须为“ON”且可见光检测器111的状态必须为“OFF”。从IR发射器105、IR检测器109和可见光检测器111发出的状态指示的任何其它组合都导致由控制器指示的“故障”状态。“故障”状态提醒使用者检查安全互锁装置61的安装情况,并防止泵1操作。一旦输液组5正确安装,控制器77就会检测到“输液组已安装”状况并启动泵1。在泵操作期间,IR发射器105可连续操作,从而连续监控安全互锁状态,如果该状态从“输液组已安装”改变为“故障”,控制器77将使泵1停止运转并进入警报状态。可选地,IR发射器105可间歇性地操作,以设定的时间间隔把红外电磁辐射的短脉冲传递到IR检测器109,从而连续地监控安全互锁状态。可见光检测器111可连续地检查是否存在可见光,从而如果将安全互锁装置61从座91上取下并容许可见光进入凹座中,则可见光检测器111立刻检测到这一状况,并向控制器77发出信号以进入警报状态。在不脱离本发明范围的情况下可见光检测器111可间歇性地操作。
图12示出本发明第七实施例的座301和安全互锁装置303。在该实施例中,安全互锁装置303用不透红外辐射的材料制成,并具有从该装置的顶面309通到底面311的孔307。该孔307构造成经由衍射把IR发射器313发出的红外辐射光束(用A7指示)分裂成通过位于壳体327中的座301下方的一系列IR检测器321a-321e检测的一系列间隔开的光束(用A8a-A8e指示)。在所示实施例中,IR发射器313位于安全互锁装置303上方的凹室331中,IR检测器(321a-321e)位于安全互锁装置303下方的凹室335中。IR检测器321a-321e间隔开一定的距离,使得由孔307衍射的红外辐射照射到各IR检测器上。应该理解,在不脱离本发明范围的情况下,IR发射器313可位于安全互锁装置303的下方而IR检测器321a-321e可位于安全互锁装置的上方或者使用某些其它布置。可使用可见光发射器和一排可见光检测器(未示出)代替IR发射器313和IR检测器321a-321e。
在图12的实施例中,从IR发射器313发出的红外辐射受安全互锁装置303衍射,从而当该安全互锁装置303正确安装在座301上时IR检测器321a-321e可检测到从IR发射器发出的红外辐射。在不脱离本发明范围的情况下IR检测器321a-321e的数量可与本实施例中所示出的不同。当没有安装安全互锁装置303时,中间IR检测器321c(广义地,第二检测器)检测到从IR发射器313发出的红外辐射,但是其它检测器321a、321b、321d、321e检测不到。安全互锁装置303优选地键接(未示出)在壳体327上以确保正确的定位。与本发明的前述实施例一样,还可使用可见光检测器(未示出)检测周围可见光。
图13示出本发明第八实施例的座381和安全互锁装置385。在该实施例中,安全互锁装置385具有由能够传播红外辐射的材料制成的电磁辐射传播影响部件387。电磁辐射传播影响部件387在该部件的顶面上具有对IR的传播不透明的材料层389。不透明层389具有一孔391,该孔391在安全互锁装置385正确装在泵中时经由衍射把IR发射器393发出的单个红外辐射光束A9分裂成通过各IR检测器395a-395e检测的一系列间隔开的光束A10a-A10e。当从座381上取下传播影响部件387时,只有IR检测器395c检测到从IR发射器393发出的红外辐射。应该理解,IR检测器395a-395e的数量可与所示出的不同。还应理解,当从座381上取下传播影响部件387时IR检测器395c之外的IR检测器可检测到红外辐射或者多于一个IR检测器可检测到红外辐射。也可改变该组IR检测器395a-395e的取向,将其置于座381的下部中而把IR发射器置于该座的上部中。可使用可见光发射器和可见光检测器(未示出)代替IR发射器393和IR检测器395a-395e。此时,电磁辐射传播影响部件能够传播可见光,但是具有一不透可见光的层(象层389那样)。此外,与前面的实施例一样,该第八实施例中可使用另一可见光检测器。安全互锁装置385优选地键接(未示出)以确保正确的定位。
图14示出本发明第九实施例的座421和安全互锁装置461。座421为图16中以方框图示出的泵401的一部分。泵401上安装有包括管道455和安全互锁装置461的输液组405。输液组405可与图3所示的输液组5大致相同。一泵送装置423包括由电动机425驱动的转子437。与前面实施例中所述的一样,转子437可接合管道455以把流体泵送给病人。该实施例包括壳体439的各凹室中的IR发射器427、IR检测器429、可见光发射器433和可见光检测器435(图14)。在该实施例中,IR发射器427与IR检测器429布置成相互成大约90度角,可见光发射器433与可见光检测器435布置成相互成大约90度角。也可相互成其它角度。一般来说,IR检测器429相对于IR发射器427定位成使得在没有安全互锁装置461时IR发射器发出的红外辐射不会照射到IR检测器上。安全互锁装置461正确安装在泵401上时IR发射器427和可见光发射器433布置成总体与紧邻的安全互锁装置461的侧面垂直。此外,在该实施例和其它实施例中,发射器427、433和安全互锁装置461之间的间隙与安全互锁装置的直径相比优选地较小(例如标称值为0.005英寸或约0.13mm)。该实施例的安全互锁装置461可传播红外辐射但对可见光不透明。换句话说,安全互锁装置461过滤可见光但红外辐射能通过。
当输液组405正确安装时,由IR发射器427发射的红外信号在安全互锁装置461中漫射和反射,从而该信号照射到IR检测器429上。该实施例的座421和安全互锁装置461在暗室中操作时特别有用,因为可见光发射器433提供取代暗室中不存在的可见光的第二电磁辐射信号(例如蓝光)。该实施例的控制系统首先使得IR发射器427发出脉冲,直到IR检测器429接收到识别出安装有安全互锁装置461的信号。然后,启动可见光发射器433以发出光信号,如果安全互锁装置正确地安装在座421中则该光信号受安全互锁装置461的阻挡。操作可见光检测器435以检查该可见光信号和检测过量的环境光线。如果检测到任一种情况(即发射器433发出的光或过量的环境光线),则控制器477触发警报,警告操作者检查输液组405的对准情况并且不容许泵401操作,直到已改正该状态。安全互锁装置461对环境光线的阻挡使得控制器477识别出输液组已(正确)安装并且泵可操作。如果在IR检测器429检测到安全互锁装置461的存在后可见光检测器435检测到可见光发射器433发出的可见光信号,则泵401检测到处于故障状态。
参见图16,控制器477具有控制泵电子器件480的微处理器479,该泵电子器件480操纵电动机425。控制器477包括至少一个用来检测输液组405在泵401上的正确定位的软件子系统482。在图17所示的流程图中给出了软件子系统482用于根据输液组405、特别是安全互锁装置461是否在泵401上正确地定位来控制该泵401的操作。操作该特殊指令组,使得IR发射器427打开和关闭或“发出脉冲”。当在1396接通泵401的电源时,该软件在块1398通过把某几项设定为OFF而初始化。例如把IR发射器427和可见光发射器433设为OFF。类似地,与程序特征(feature)InstantOutput和Output一样,把一称为Ambient Lock的程序特征设为OFF。简言之,Ambient Lock为一在确定IR检测器429检测到来自ID发射器427之外的源的红外辐射时被触发以防止泵401运行的特征。InstantOutput为该软件的临时或初步输出(即是否容许泵401开始泵送)。Output为该软件的用来确定是否容许泵401运行以泵送流体的最终输出。
在如图17所示的开头,在假设安全互锁装置461已正确安置在泵401上的条件下说明软件子系统482的功能。在初始化1398后,在块1400将IR发射器427切换(或“转换”)到ON,从而发射红外辐射。如果安全互锁装置461定位成使得红外辐射照射到安全互锁装置上,发射器427发射的红外辐射的传播会受到影响,从而红外辐射在安全互锁装置内部漫射和反射。一些红外辐射射出安全互锁装置并照射到IR检测器429上。在IR发射器427转换到打开后,软件在块1401延迟片刻,然后在块1402读取IR检测器429以便确定它是否处于“ON”(即检测到红外辐射)。软件子系统482然后进入到判定块1404询问IR检测器429是否ON以及IR发射器427是否OFF或Ambient Lock是否ON。在安全互锁装置461正确安置的情况下,IR检测器429为ON,但是IR发射器427为ON且Ambient Lock为OFF。因此判定块1404对询问的回答是“否”。换句话说,IR检测器429已检测到发射器427发射的红外辐射,这表明安全互锁装置的定位正确。软件然后在块1404a把Ambient Lock设为OFF(与其初始化条件相同)并且进入到另一判定块1406。
在下一个判定块1406,软件子系统482在Ambient Lock为ON(因为当IR发射器427为OFF时检测器429检测到红外辐射)或IR发射器427、IR检测器429和可见光发射器433都为OFF的情况下可绕开评价可见光检测器435。在当前情况下,Ambient Lock为OFF并且IR发射器427和IR检测器429都为ON,因此软件进而在块1408读取可见光检测器435。正确定位的安全互锁装置461阻挡可见光检测器435,因此读数为OFF。因此在下一判定块1410询问时回答是“否”,程序进到下一判定块1412。可见光发射器433尚未打开,因此程序在块1414打开可见光发射器并进入到程序终点,在该处具有一延迟1415。InstantOutput和Output都初始化为OFF,因此尚未容许泵401运行。在1415的延迟之后,程序返回到1400。IR发射器427的间歇性操作和可见光发射器433的有条件操作使得泵401的操作大大节能。该特征在泵401使用电池供电时是有用的。
返回到转换步骤1400,IR发射器427现在变为OFF,并且延迟之后在1404询问时IR检测器435读数为OFF。因此,Ambient Lock保持OFF,从而到达下一判定块1406时回答仍为肯定的回答,且在1408再次读取可见光检测器435。安全互锁装置461仍阻挡可见光检测器435,因此可见光检测器为OFF。与程序各步骤的第一循环不同,可见光发射器433现在为ON,因此程序进入到块1416把InstantOutput设为ON,指示应当容许泵401运行以泵送流体。但是,该程序可不立刻容许泵401运行。如下一执行块1418所示,可在给出最终Output前使用输出过滤。例如,软件可在块1418要求InstantOutput 1416多次被设为ON后才把最终Output 1418设为ON。可采用各种算法确立对程序最终输出的信心。另一方面,如果在每种情况下Output 1418都与InstantOutput 1416等同,则可省略输出过滤。无论何种情况,Output 1418一旦设为ON,就容许泵401运行。一旦容许泵401运行,则可执行一用于检查、从而确保安全互锁装置461保持在合适位置的例行程序。在所示实施例中,这由软件子系统482的继续操作实现。可以设想再次关闭可见光发射器433以便节能。在本发明范围内可使用IR发射器427和可见光发射器433的各种间歇性操作方式。
应该理解,在若干情况下,软件子系统482由于检测到表示输液组405的安全互锁装置461没有正确地安置于泵上的故障状况而防止泵401运行。也可参见图15,图15示出执行软件子系统482中的软件指令时会发生的若干状况。所示状况不是穷尽性的,而是代表泵401操作时可能发生的状况。IR检测器429检测到红外辐射(IR检测器为“ON”)之前软件子系统482不会容许泵401运行。换句话说,IR检测器429至少一次检测到红外辐射之前Output 1418决不会被设为ON。如果IR检测器429从未为ON,则当软件到达判定块1406时回答将为“否”,并且程序将进入到该循环的终点,且InstantOutput 1422设为OFF。同样,在IR检测器429已检测到IR发射器427发射的红外辐射之前不会在1414打开可见光发射器433。在这种情况下,软件子系统482从判定块1406进入到把可见光发射器433变为OFF(块1420)并把InstantOutput设为OFF(块1422)。
在图15中的第一状况或状态下,IR发射器427和IR检测器429都为OFF。这可例如在IR发射器427已为ON、但是IR检测器429在图17所示软件子系统482的前一循环中未检测到红外辐射时发生。这会例如在没有安装输液组405时发生。在判定块1406对询问的回答为“否”,从而程序把InstantOutput 1422设为OFF并进入到该循环的终点。在第二循环中,IR发射器427转换为OFF,因此现在如状况1所示IR发射器和IR检测器429都为OFF。这表示输液组405未在泵401上就位(一种“故障”状况)。应指出,图15表中的状况XX表示该具体部件不适用于所述特定状况或在所述特定状况下不操作。
图15中的第二状况为检测到输液组405和安全互锁装置461的状况中的第一种状况。先前,软件子系统482已经过一个循环,在该循环中在1414已打开可见光发射器433。程序的这一先前循环由状况6表示,在状况6中,IR发射器427和IR检测器429为ON,但是可见光发射器433尚未通电,因此在块1418尚未容许把Output设为ON。在第二循环中,IR发射器427和IR检测器429为OFF,但当程序到达块1408时读取可见光检测器435。假设输液组405正确地在适当的位置上,可见光检测器435将不为ON,从而软件子系统482发现输液组被正确地安置并把Output 1418设为ON,从而泵401可运行。状况8表明,在软件子系统482的以后的循环中IR发射器427、IR检测器429和可见光发射器433可都为ON,但读数为OFF的可见光检测器435仍容许把Output 1418设为ON。状况3与9类似,但在这些状况下可见光检测器435检测到从可见光发射器433发射的光,从而防止泵401启动以把流体泵送给病人。
状况4示出IR检测器429检测到泵401周围环境中的电磁辐射的情况。IR发射器427为OFF,因此软件子系统482可知道红外辐射不是来自IR发射器。此时,软件子系统482在块1404的询问中得到为“是”的回答,然后在块1404b把Ambient Lock设为ON。结果,软件子系统482在块1406绕过对可见光的存在的任何评价,并在1422把InstantOutput设为OFF。在状况5中,安全互锁装置461不在适当的位置上,因此IR发射器427为ON时在块1402对IR检测器429的初始读数为OFF。软件子系统482在块1406后立即经过块1420和1422以便(在块1418)把Output设为OFF而不对可见光作任何进一步的评价。还可把泵401构造成能指示例如家用时将泵置于窗户旁时会发生的BRIGHT(明亮的)环境光状况。明亮环境光的指示将指令使用者把泵移到较暗的位置。
软件子系统482还能够检测环境光过分明亮的状况。如状况7所示,IR发射器427和IR检测器429都为ON,这表明输液组405正确地安置于泵401上。事实上,或者是输液组405没有正确地安装或者是已经安装了不阻挡可见光的不正确的输液组。但是,尽管可见光发射器433为OFF,但可见光检测器435检测到可见光。软件子系统482进入到判定块1410,当可见光检测器435为ON时进入到块1420和1422,从而把InstantOutput设为OFF,泵401无法运行。
图18示出可用来操纵泵401的控制器477的另一软件子系统484。在该用于检测包括安全互锁装置461的输液组405的正确放置的系统中,IR发射器427不被关闭和打开(即不是“脉冲式”)。因此在初始化步骤1428后IR发射器427在块1430被打开并且在泵401通电的同时保持打开。如示出图18的软件子系统484的选定操作状况的图19表中的状况1所示,IR发射器427只在尚未开启泵401时为OFF。仍参见图18,软件子系统484在打开IR发射器427之后、在块1432读取IR检测器429之前在块1431延迟片刻。软件子系统484根据在块1433IR检测器429是否检测到红外辐射决定是否作进一步检查以确认输液组正确地安置。状况2示出IR发射器427为ON,但IR检测器429未检测到红外辐射的情况。一旦IR检测器429检测到红外辐射,则程序在第一循环中进而在块1434读取可见光检测器435以确定可见光检测器为OFF(块1435),然后在块1436打开可见光发射器433。在块1437延迟片刻后软件子系统484进入第二循环,在第二循环中软件子系统484在1435确认可见光被阻挡并且因为在1438发现可见光发射器433为ON,因此在块1440把InstantOutput设为ON。假设无进一步输出过滤,则在块1442把Output设为ON,容许泵401运行。但是,如果在激活可见光发射器433之前检测到可见光(即在块1434),则防止打开可见光发射器。在此情况下,软件子系统484将进入到块1444关闭可见光发射器433,并在块1446把InstantOutput设为OFF。图19中的状况3示出激活可见光发射器之前可见光检测器435检测到可见光。
状况4和6都由于检测到输液组和安全互锁装置461而使得软件子系统484把Output 1442设为ON,从而容许泵401运行。状况5和7示出这样的情况,在该情况下,即使IR检测器429已经检测到红外辐射,也因可见光检测器435检测到可见光而防止泵运行。在状况7下,可见光检测器435检测的光可来自可见光发射器433,也可来自周围环境。不论何种情况,都不容许泵401运行。在图17和18中,通过跟踪所示流程图中的路径可说明其它情况。
图20和21示出泵601邻近该泵的座602的一部分和本发明第十实施例的安全互锁装置603。安全互锁装置603包括同时传播红外辐射和可见光的材料。安全互锁装置603包括不透可见光的阻挡部607,从而当该安全互锁装置安装在泵上时可见光不会传播到可见光检测器609上。安全互锁装置603包括接纳于泵壳体的对应槽615中的键613,使得安全互锁装置603必须对齐成阻挡部607总体上邻近可见光检测器。在所示实施例中,键613为一从安全互锁装置603上伸出的突起,但是应该理解,在不脱离本发明范围的情况下键和对应突起可为其它形状和尺寸。在本发明范围内可使用其它键接结构把安全互锁装置定位在泵中。
当安全互锁装置603安装在泵601中时从IR发射器616发射的红外电磁辐射在安全互锁装置中漫射和反射并通过IR检测器617检测,以证实输液组已安装。然后,用于检查泵601中的可见光的可见光检测器609由于阻挡可见光的安全互锁装置603的阻挡部607的定位而检测不到可见光。在图20的实施例中,可见光发射器619发射,把一可见光信号送入安全互锁装置603中。该可见光信号由于阻挡部607的存在而不会传播到可见光检测器609上,从而泵601的控制系统容许泵运行。
图22示出包括座702的泵701和本发明第十一实施例的安全互锁装置703的局部剖面图。该安全互锁装置703由传播红外辐射但阻挡可见光范围内的电磁辐射的材料制成,从而当该安全互锁装置安装在泵701上时可见光不会传播到可见光检测器709上。在本发明范围内也可使用其它合适的结构来传播一个波长的电磁辐射而阻挡另一波长的电磁辐射。在该第十一实施例中可使用与图20所示相同的可见光和红外光发射器和检测器的布置,尽管也可使用不同的布置。
安全互锁装置703包括外部部件704和内部部件706。外部部件包括上管状部708、下管状部710和环形凸缘712。环形凸缘具有上部和下部环形槽714。在所示实施例中,使用槽可节省材料,但不影响安全互锁装置703的操作。输液组的第一管段757接纳于安全互锁装置703的外部部件704的上管状部708中,第二管段763套在外部部件的下管状部710上。
外部部件704由选择性地阻挡可见光且容许红外辐射通过的材料制成。内部部件706可由与外部部件相同的材料制成,也可由不同的材料制成。但是,内部部件706基本上不透红外范围和可见光范围内的电磁辐射,并且优选地为高度反射性的。在所示实施例中,内部部件706由与外部部件704相同的材料制成,但为白色。内部部件706可例如通过双注射或挤出工艺与外部部件704制成为一体件。此外,外部部件704和内部部件706可制成为单独的构件并以适当的形式例如粘接或焊接来相互连接。内部部件706安置在射入安全互锁装置703的红外辐射的光路中,并且设置在红外辐射路径与第一管段757之间。因此,内部部件706的外表面在该第十一实施例中限定一反射红外辐射的“内边界区”。内部部件706防止可能由在管子757中流动的某些液体(例如水)造成的红外辐射内部反射的损耗。因此,不管流过管子757的流体的光学性能如何,都可使红外辐射强反射到红外辐射检测器(未示出)上。
图23示出泵801和本发明第十二实施例的安全互锁装置803的局部剖面图。安全互锁装置803具有包括体部811的电磁辐射传播影响部件809。体部811包括上管状部806和下管状部807并限定一流体通道820(另参见图24)。输液组的第一管段815接纳于体部811的上管状部806中,第二管段817套在体部811的下管状部807上。体部811还包括可由传播电磁辐射的材料制成的光传播部823。更确切地说,光传播部可如前所述地构造成传播一个选定波长范围(例如红外光)的电磁辐射而阻挡另一波长范围(例如可见光)的电磁辐射。光传播部823包括设置于泵801的发射器805发射的电磁辐射(例如红外辐射)的路径中的环形插入面830。电磁辐射传播影响部件809的体部811的底面上具有一总体为L形的环形槽814。该槽814的较深部分814A比较靠近安全互锁装置803的纵向轴线,该槽的较浅部分814B位于较深部分的径向外部。槽814的较深部分814A的径向外壁形成一光反射面810。在电磁辐射传播影响部件809的体部811的顶面上设有另一环形槽816。该上部槽816可以说具有与下部槽814倒转的结构。较深部分816A位于较浅部分816B的径向外部。较浅部分814B和槽816用于节省材料且便于模塑,但在不脱离本发明范围的情况下也可不使用该结构。应该理解,在不脱离本发明范围的情况下也可使用一个或多个槽的其它构型。例如且非限制性地,所述槽中的一个或多个可用光传播部的材料完全包封起来,并且/或者可不完全环绕体部延伸。槽814、816使得安全互锁装置803中可使用较少的材料。
槽814的较深部分814A有助于把光从发射器805传播到红外辐射检测器(未示出)上。在不限于某一特殊理论的情况下,据认为,光反射面810在泵801运行过程中流体充满流体通道820时容许在光传播部823内部反射更多的红外辐射。在光传播部823内更多红外辐射的反射使得穿过与流体通道820的交界面的折射减少。红外辐射折射量的这一减少可使更多的光到达检测器。
红外辐射在两种不同介质交界面上的反射量决定于两种介质的折射指数的差别。差别越大,红外辐射的反射量越大。光传播部823用传播电磁辐射的材料、通常为热塑性聚合树脂制成。典型的热塑性聚合树脂的折射指数为约1.3。许多治疗应用要求在流体通道820中流动的是透明液体如水。水的折射指数为约1.3。如果没有槽814,由于光传播部823的材料和流体通道820中的水的折射指数相同,红外辐射会直接穿过流体通道820。在图23所示的实施例中,红外辐射从发射器穿过光传播部823到达光反射面810,该反射面用作光传播部823与槽814的较深部分814A之间的交界面。红外辐射在光反射面810上而不是在与流体通道820的交界面上反射。槽814中充满折射指数为约1.0的空气。由于光传播部和空气的折射指数之间的差别(约为0.3)大于光传播部和水的折射指数之间的差别,因此槽814的较深部分814A使得更多的红外辐射在光传播部823内部反射。
一般来说,光反射面810可位于流体通道820与插入面830之间的任何位置上。但在所示实施例中,当从电磁辐射传播影响部件809的流体通道820的纵向轴线到光反射面810的半径与插入面830的半径之比超过约60%时,光传播部823使之改变方向到检测器上的光的数量不是使得检测器最佳操作的数量。例如,在一个优选实施例中,从电磁辐射传播影响部件809的纵向轴线到光反射面的半径约为0.132英寸(0.335cm),到插入面830的半径约为0.268英寸(0.679cm),该比值约为49%。据认为,当该比值更大时(即当光反射面810更靠近插入面830时),朝向检测器改变方向的红外辐射不足。应该理解,在不脱离本发明范围的情况下可使用其它尺寸和比例(这尤其取决于检测器的位置)。
图25示出座落在泵901中的第十三实施例的安全互锁装置910。安全互锁装置910具有包括体部911的电磁辐射传播影响部件909。体部911包括上管状部906和下管状部907并限定一流体通道925。第一和第二管段915、917以与第十二实施例所述相同的方式与安全互锁装置910连接。体部911还包括可由传播电磁辐射的材料制成的光传播部923。光传播部923包括设置于泵901的发射器905发出的电磁辐射(例如红外辐射)的路径中的环形插入面930。插入面930的底端930A倒角。倒角的底端930A在把安全互锁装置910插入泵901的座902中时便于安全互锁装置910在泵901中的定位。如果在将安全互锁装置910插入座902中时位置稍稍有偏差,则该倒角的底端930A接合泵901并把该装置对中在座上。电磁辐射传播影响部件909的体部911的底面上具有两个分开的环形槽914、916。较深槽914位于较浅槽的径向内部。在体部911的顶面上设有环形槽920。在所示实施例中,该上部槽920总体与下部槽916对齐。
环形槽914、916的径向外壁构成光反射面910、912。光反射面910、912为光传播部923与环形槽914、916内的空气之间的交界面。增加第二光反射面有助于在光传播部923内进一步反射红外辐射,防止红外辐射在泵901运转过程中由于折射入流体通道925中而损失强度。
下面参见图26,其示出接纳于泵1001中的第十四实施例的安全互锁装置1010。安全互锁装置1010具有包括体部1011、上管状部1006和下管状部1007的电磁辐射传播影响部件1009。上管状部1006和下管状部1007分别连接在管段1015和1017上。从体部1011的底面向上延伸有单个槽1014。一环形倾斜壁1060把体部1011的插入面1030连接到上管状部1006。插入面1030的底端1030A倒角,从而在将安全互锁装置1010安置在泵1001中时帮助把该安全互锁装置定位在该泵中。槽1014的径向外壁构成光反射面1012,该光反射面有助于在插入面1030内反射红外辐射,防止红外辐射在泵1001运转过程中由于折射入流体通道1020中而损失强度。环形倾斜壁1060的向下角度防止流体积聚在安全互锁装置1010的上表面上。
下面参见图27,其示出具有一处于总体打开位置的盖1122的肠内输液泵1105。泵1105包括转子1110、用于保持泵组1116的滴液室1114的第一凹座1112和用于保持该泵组的安全互锁装置1120的第二凹座1118。安全互锁装置1120具有电磁辐射传播影响部件1129。泵组1116还包括绕在转子上并将滴液室1114流体连接到安全互锁装置1120的管道。泵组1116可从泵1105上取下。
泵1105包括红外(IR)发射器、IR检测器、可见光发射器和可见光检测器,所有这些部件都邻近第二凹座1118并共同用于检测泵组1116是否正确安装在泵上。第十四实施例中未示出发射器和检测器,但可与前面各实施例(例如第九实施例)中所示出和所描述的相同。更确切地说,如果安全互锁装置1120正确地安装在第二凹座1118中,则IR检测器就会检测到从IR发射器发射的IR。通过电磁辐射传播影响部件1129在第二凹座1118中的正确定位,IR光可通过该电磁辐射传播影响部件漫射、衍射、反射和/或折射或它们的任何组合以便把IR照射到检测器上。当该电磁辐射传播影响部件1129安置于第二凹座1118中时阻挡可见光从可见光发射器传播到可见光检测器。IR检测器和可见光检测器把关于泵组1116正确安装的信号发给微处理器。在这一点上泵1105的结构和操作可类似于本文前面所述的泵。
盖1122一般不透明,从而当安全互锁装置1120接纳于第二凹座1118中时防止周围可见光传播到可见光检测器(以及周围电磁辐射传播到IR检测器)。盖1122可铰接到泵1105上以便在打开位置和关闭位置(图28)之间枢转,在打开位置该盖没有覆盖第二凹座1118,从而可将安全互锁装置(图27)1120放入第二凹座中或将其从第二凹座上取下,在关闭位置该盖基本上覆盖接纳于第二凹座中的整个安全互锁装置。盖1122包括具有切口1128、1130的上臂1124和下臂1126,切口的尺寸和形状设计成当盖关闭时用于紧密配合地接纳连接于安全互锁装置的管道,从而在所有方向上基本围住安全互锁装置,由此当安全互锁装置接纳于第二凹座中时防止可见光传播到可见光检测器。切口上可衬以弹性材料(未示出)如橡胶,从而尺寸不同的管子可紧密地接纳在切口中以便在所有方向上基本围住安全互锁装置而不会挤压管子造成堵塞。盖1122、例如上臂1124在盖关闭时还可帮助把安全互锁装置1120正确定位在第二凹座1118中。更确切地说,切口1128的尺寸设计成使得安全互锁装置1120无法穿过该切口。因此当盖1122关闭时通过上臂1124把安全互锁装置1120保持在第二凹座1118中。
盖1122——包括上臂1124和下臂1126——可例如通过注射成型制成为一体件。盖1122还包括凹陷部1132和在打开和关闭盖1122时便于抓住的抓手1134。应该理解,在本发明范围内盖可具有不同的构型。此外,在本发明范围内也可完全省略盖1122。
在引入本发明或其优选实施例的部件时,冠词“一个”、“该”和“所述”是指具有一个或多个部件。术语“包含”、“包括”和“具有”是包含性的,指除了列出的部件外还可有其它部件。此外,使用“上”、“下”、“顶部”、“底部”及这些表达的变型是为了方便,而不是表示部件的任何具体取向。
由于在不脱离本发明范围的情况下可对上面所述进行各种改变,因此在上述说明中包含的和附图中示出的所有内容应理解为例示性的而非限制性的。

Claims (31)

1.一种用于泵送装置的泵组,该泵送装置包括:用于控制该泵送装置的操作以通过安装在该泵送装置中的该泵组把流体输送给病人的控制系统;可操作地连接于该泵送装置的控制系统、用于发射电磁辐射的电磁辐射源;可操作地连接于该控制系统、用于提供该泵组正确地安装在该泵送装置上的指示的电磁辐射检测器,该泵组包括:
把流体输送给病人的导管;
与该导管相联接并且适于安装在该泵送装置中从该电磁辐射源发出的电磁辐射的路径中的电磁辐射传播影响部件,该电磁辐射传播影响部件包括体部,该体部限定与该导管连通以使流体经过体部的流体通道,该流体通道具有一轴线,该体部包括从该流体通道总体沿径向突出的光传播部,该光传播部由传播电磁辐射的材料制成,该光传播部包括至少一个插入面和至少一个位置比该插入面更靠近流体通道的轴线的槽,该槽限定总体设置于所述槽的径向外侧上的反射面。
2.如权利要求1所述的泵组,其特征在于,所述体部具有轴向面,所述槽从该轴向面沿轴向向内延伸。
3.如权利要求2所述的泵组,其特征在于,所述槽至少部分地与插入面轴向对齐。
4.如权利要求3所述的泵组,其特征在于,所述槽和反射面总体围绕流体通道的轴线环向延伸。
5.如权利要求4所述的泵组,其特征在于,所述轴向面构成第一轴向面,体部的光传播部还包括沿轴向与第一轴向面相对的第二轴向面。
6.如权利要求5所述的泵组,其特征在于,第二轴向面与流体通道的轴线成一角度。
7.如权利要求6所述的泵组,其特征在于,第二轴向面总体为截头圆锥形。
8.如权利要求5所述的泵组,其特征在于,在第一轴向面中的槽构成第一槽;第二轴向面中形成有第二槽。
9.如权利要求1所述的泵组,其特征在于,所述槽的横截面总体为L形。
10.如权利要求9所述的泵组,其特征在于,所述槽包括延伸入体部第一轴向距离的第一部分和延伸入体部第二轴向距离的第二部分,第二轴向距离大于第一轴向距离。
11.如权利要求10所述的泵组,其特征在于,第二槽的横截面总体为L形。
12.如权利要求1所述的泵组,其特征在于,体部包括从光传播部沿相反方向轴向延伸的第一和第二圆柱形部分,流体通道穿过该圆柱形部分。
13.如权利要求1所述的泵组,其特征在于,体部的光传播部由传播红外范围内的电磁辐射并阻挡可见光范围内的电磁辐射的传播的材料制成。
14.与泵送装置相组合的如权利要求1所述的泵组,该泵送装置包括壳体和门,该壳体包括尺寸和形状设计成用于在其中接纳该泵组的电磁辐射传播影响部件的凹座,该门可枢转地安装在壳体上以在打开位置和关闭位置之间移动,其中在打开位置露出凹座以将电磁辐射传播影响部件插入凹座和从凹座上取下电磁辐射传播影响部件,在关闭位置该门适于把电磁辐射传播影响部件基本封闭在凹座中,并阻挡环境光线进入该凹座。
15.如权利要求14所述的泵组,其特征在于,泵送装置还包括可枢转地安装在壳体上以在打开位置和关闭位置之间移动的门,其中在打开位置露出凹座以将电磁辐射传播影响部件插入凹座和从凹座上取下电磁辐射传播影响部件,在关闭位置该门适于把电磁辐射传播影响部件基本封闭在凹座中,并阻挡环境光线进入该凹座。
16.如权利要求1所述的泵组,其特征在于,反射面的半径与插入面的半径之比小于或等于约60%。
17.一种用于医用装置的安全互锁装置,该医用装置包括:用于控制该医用装置的操作的控制系统;可操作地连接于该医用装置的控制系统、用于发射电磁辐射的电磁辐射源;可操作地连接于该控制系统、用于提供该安全互锁装置正确地安装在该医用装置上的指示的电磁辐射检测器,该安全互锁装置包括与导管相联接并且适于安装在该医用装置中从该电磁辐射源发出的电磁辐射的路径中的电磁辐射传播影响部件,该电磁辐射传播影响部件包括体部,该体部限定与导管连通以使流体经过体部的流体通道,该流体通道具有一轴线,该体部包括从该流体通道总体沿径向突出的光传播部,该光传播部由传播电磁辐射的材料制成,该光传播部包括至少一个插入面和至少一个位置比该插入面更靠近流体通道的轴线的槽,该槽限定总体设置于所述槽的径向外侧上的反射面。
18.如权利要求17所述的安全互锁装置,其特征在于,所述体部具有轴向面,所述槽从该轴向面沿轴向向内延伸。
19.如权利要求18所述的安全互锁装置,其特征在于,所述槽至少部分地与插入面轴向对齐。
20.如权利要求19所述的安全互锁装置,其特征在于,所述槽和反射面总体围绕流体通道的轴线环向延伸。
21.如权利要求20所述的安全互锁装置,其特征在于,所述轴向面构成第一轴向面,体部的光传播部还包括沿轴向与第一轴向面相对的第二轴向面。
22.如权利要求21所述的安全互锁装置,其特征在于,第二轴向面与流体通道的轴线成一角度。
23.如权利要求22所述的安全互锁装置,其特征在于,第二轴向面总体为截头圆锥形。
24.如权利要求21所述的安全互锁装置,其特征在于,在第一轴向面中的槽构成第一槽;第二轴向面中形成有第二槽。
25.如权利要求17所述的安全互锁装置,其特征在于,所述槽的横截面总体为L形。
26.如权利要求25所述的安全互锁装置,其特征在于,所述槽包括延伸入体部第一轴向距离的第一部分和延伸入体部第二轴向距离的第二部分,第二轴向距离大于第一轴向距离。
27.如权利要求26所述的安全互锁装置,其特征在于,第二槽的横截面总体为L形。
28.如权利要求17所述的安全互锁装置,其特征在于,体部包括从光传播部沿相反方向轴向延伸的第一和第二圆柱形部分,流体通道穿过该圆柱形部分。
29.如权利要求17所述的泵组,其特征在于,体部的光传播部由传播红外范围内的电磁辐射并阻挡可见光范围内的电磁辐射的传播的材料制成。
30.如权利要求17所述的泵组,其特征在于,反射面的半径与插入面的半径之比小于或等于约60%。
31.一种泵送系统,包括:
泵送装置,该泵送装置包括:用于控制该泵送装置的操作以通过安装在该泵送装置中的泵组把流体输送给病人的控制系统;可操作地连接于该泵送装置的控制系统、用于发射电磁辐射的电磁辐射源;可操作地连接于该控制系统、用于提供泵组正确地安装在该泵送装置上的指示的电磁辐射检测器;
该泵组包括:
把流体输送给病人的导管;
与该导管相联接并且适于安装在该泵送装置中从该电磁辐射源发出的电磁辐射的路径中的电磁辐射传播影响部件,该电磁辐射传播影响部件包括体部,该体部限定与该导管连通以使流体经过体部的流体通道,该流体通道具有一轴线,该体部包括从该流体通道总体沿径向突出的光传播部,该光传播部由传播电磁辐射的材料制成,该光传播部包括至少一个插入面和至少一个位置比该插入面更靠近流体通道的轴线的槽,该槽限定总体设置于所述槽的径向外侧上的反射面。
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