用于檢測輸液泵盒的基于熒光的光學傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有光學盒檢測系統(tǒng)(50)的輸液泵(10)，所述光學盒檢測系統(tǒng)用于確定給藥管路裝置的盒(14)是否正確地裝入所述泵中?？梢罁?jù)所述盒檢測系統(tǒng)確定的結(jié)果允許或禁止所述泵工作。所述盒檢測系統(tǒng)包括光學發(fā)射器(52)和對應(yīng)的光敏檢測器(54)、以及由所述盒攜帶的窗口(55)，所述窗口包括熒光團。當所述盒正確地裝入了所述泵中時，所述發(fā)射器發(fā)出的激發(fā)光束進入所述窗口并激發(fā)所述熒光團，從而產(chǎn)生不同于所述激發(fā)光束的波長帶的波長帶中的發(fā)射光，所述發(fā)射光將被發(fā)送到所述窗口外以被所述檢測器接收。利用信號評估電子器件評估所述檢測器信號，以確定信號電平是否超過預(yù)定閾值，如果超過所述預(yù)定閾值，則表明所述盒已被裝入。
【專利說明】
用于檢測輸液泵盒的基于熒光的光學傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明整體涉及用于將液體食物和藥物受控遞送給患者的輸液栗。更具體地講，本發(fā)明涉及輸液栗中用于檢測盒(給藥管路裝置經(jīng)由該盒操作性地連接到輸液栗)存在與否的傳感器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]可編程輸液栗用于實現(xiàn)腸飼的液體食物以及為各種目的(例如疼痛管理)的藥物的受控遞送。在通常的布置中，輸液栗接收一次性給藥裝置，該一次性給藥裝置包括由栗可移除地接收的盒、以及連接到盒、用于提供穿過栗的流體遞送路徑的柔性管路。
[0003]盒本身可旨在與一種或多種特定型號的輸液栗以及/或者具有預(yù)定特性的管路一起使用。就這一點而言，盒可包括按多種規(guī)范設(shè)計制造的安全特征結(jié)構(gòu)，其中規(guī)范至少部分地由預(yù)期的輸液栗型號和/或給藥裝置管路確定。盒的安全特征結(jié)構(gòu)可與相匹配的栗上的對應(yīng)特征結(jié)構(gòu)配合，而且可依據(jù)與管路直徑和柔韌性有關(guān)的尺寸公差制造。例如，盒可具有用于保護患者免受不受控制的流體遞送的防自由流動機構(gòu)。防自由流動機構(gòu)可采取外部壓緊夾限流器的形式，其在盒正確地裝入栗中而且栗門關(guān)閉時啟動?；蛘?，防自由流動機構(gòu)可采取內(nèi)部“在線限流器”的形式，其位于管路的流動通道內(nèi)，其中流動通道只在盒正確地裝入栗中而且栗門關(guān)閉時才開啟。
[0004]盒不僅提供自由流動保護，還可提供附加的安全特征結(jié)構(gòu)。例如，盒可與栗匹配，一方面保持所期望的栗體積準確度，另一方面確保用于觸發(fā)安全警報的堵塞傳感器和在線空氣傳感器發(fā)揮正確功能。
[0005]考慮到盒在安全方面的重要性，希望提供裝置來檢測匹配的盒是否正確地裝入栗中，作為允許栗工作的先決條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明，將給藥裝置可移除地接收于其中的輸液栗設(shè)置有光學檢測系統(tǒng)，用于確定給藥裝置的盒是否正確地裝入栗中。在本發(fā)明的一個實施例中，如果盒沒有正確地裝入栗中，則禁止栗工作。
[0007]光學盒檢測系統(tǒng)一般包括各自安裝到栗上的光學發(fā)射器和對應(yīng)的光敏檢測器、以及由盒攜帶的包括至少一種熒光團的窗口。光學發(fā)射器被布置成發(fā)射沿著光軸定向的激發(fā)光束，其中激發(fā)光束所處的激發(fā)波長帶被選擇用于激發(fā)窗口中的所述至少一種熒光團。當盒正確地裝入栗中時，窗口在光學發(fā)射器與光敏檢測器之間的位置處與光軸相交，因此所述至少一種熒光團暴露于激發(fā)光束，從而發(fā)出處于不同于激發(fā)波長帶的發(fā)射波長帶中的光。光敏檢測器沿光軸布置，以接收從窗口出射的處于發(fā)射波長帶中的光。光敏檢測器被配置成檢測發(fā)射波長帶內(nèi)的光，并生成表示其接收的發(fā)射波長帶中的光強度的檢測器信號。
[0008]利用信號評估電子器件評估檢測器信號，以確定檢測器信號電平是否超過預(yù)定閾值，要是超過預(yù)定閾值，則表明盒已正確裝入了栗中。信號評估電子器件可與栗控制器通信，其中栗控制器被編程為除非光學盒檢測系統(tǒng)檢測到有盒裝入，否則禁止栗工作。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，窗口包括光入射表面和平行于該光入射表面的光出射表面，窗口與盒一體地形成為一體式模制件，該一體式模制件由摻雜有一種或多種熒光團的透明塑料或半透明塑料制成。
【附圖說明】
[0010]本發(fā)明的實質(zhì)和操作模式現(xiàn)在將結(jié)合附圖在本發(fā)明的以下【具體實施方式】中更全面地描述，其中:
[0011]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的組裝了盒檢測系統(tǒng)的輸液栗和盒的透視圖；
[0012]圖2為圖1所示盒的透視圖；
[0013]圖3A為示出根據(jù)本發(fā)明一實施例形成的盒檢測系統(tǒng)的示意性剖視圖，其中示出了還沒有插入到栗的突起接收狹槽中的盒突起；
[0014]圖3B為與圖3A對應(yīng)的放大視圖，不同的是示出了盒突起被插入到栗狹槽中；
[0015]圖4為流程圖，示出了由根據(jù)本發(fā)明一實施例的盒檢測系統(tǒng)執(zhí)行的決策邏輯。
【具體實施方式】
[0016]圖1示出輸液栗10，給藥裝置12被可移除地接收在輸液栗10中。給藥裝置12包括盒14，盒14在圖2中單獨示出。盒14可包括輸入連接器16、與輸入連接器16流動連通的上游回路連接器18、下游回路連接器20、以及與下游回路連接器20流動連通的輸出連接器22。給藥裝置12還可包括流入管路24和流出管路26，流入管路24的一端配合到輸入連接器16，另一端(未示出)連接到流體源;流出管路26的一端連接到輸出連接器22，另一端(未示出)連接到患者。最后，給藥裝置14還可包括管路栗送段28，管路栗送段28的一端配合到上游回路連接器18，另一端配合到下游回路連接器20。
[0017]在圖示實施例中，栗10為具有轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)蠕動栗，其中栗送段28卷繞在轉(zhuǎn)子30上并且在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以提供蠕動栗送動作時由轉(zhuǎn)子30上按角度隔開的輥接合，從而迫使液體穿過給藥裝置12的管路。參考圖1可以理解，轉(zhuǎn)子30沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，液體從流入管路24穿過輸入連接器16和上游回路連接器18移動到栗送段28，然后從栗送段28穿過下游回路連接器20和輸出連接器22移動到流出管路26。雖然本發(fā)明在旋轉(zhuǎn)蠕動栗的情形下進行描述，但本發(fā)明并不限于該類型的輸液栗。本發(fā)明可用接收具有盒的給藥裝置的任何類型的輸液栗來實施。
[0018]盒14可包括在線限流器32，在線限流器32可組裝到下游回路連接器20中。在線限流器32在栗門34打開時阻止流動。栗門34下側(cè)上的致動器36以下述方式接合栗送段28:在門34關(guān)閉時開啟圍繞限流器32的流動路徑。
[0019]現(xiàn)在參考圖3A和圖3B。盒14包括突起38，突起38從盒中有棱紋的拇指部分40向下垂掛。在本實施例中，突起38為大致平坦的突起，其大小設(shè)定為接收在栗10中對應(yīng)的狹槽42內(nèi)。狹槽42可設(shè)置在栗10上處于栗送段28的上游部分和下游部分之間的位置處，突起38可設(shè)置在拇指部分40下側(cè)。例如，狹槽42可位于栗送段28的上游部分和下游部分之間的正中處，而且可在與轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)軸對準的方向上伸長；突起38可位于盒14具有輸入連接器16和上游回路連接器18的一側(cè)與盒14具有下游回路連接器20和輸出連接器22的另一側(cè)之間的正中處。采用這種對稱布置時，盒14很容易在安裝給藥裝置12期間相對于轉(zhuǎn)子30居于栗10中央。在本發(fā)明的一個實施例中，狹槽42的寬度為2.6mm，突起38的寬度為1.7mm。
[0020]栗10包括光學盒檢測系統(tǒng)50，光學盒檢測系統(tǒng)50可操作以在狹槽42內(nèi)存在盒突起38的情況下檢測盒14是否正確裝入了栗10中。盒檢測系統(tǒng)50包括光學發(fā)射器52和光敏檢測器54，光學發(fā)射器52可安裝到栗10中狹槽42的一側(cè)，光敏檢測器54可安裝到栗10中狹槽42的另一側(cè)。在圖示實施例中，檢測器54沿著穿過狹槽42的光軸58與發(fā)射器52對準，但檢測器54也可被布置成不沿光軸58與發(fā)射器52對準。盒檢測系統(tǒng)50還包括由盒14攜帶的窗口 55。窗口 55被布置在盒14上，當盒14正確地裝入了栗10中時，窗口 55在光學發(fā)射器52和光敏檢測器54之間的位置處與光軸58相交。盒檢測系統(tǒng)50還可包括信號處理電子器件56，信號處理電子器件56連接到光敏檢測器54，用于接收由檢測器54生成的電子信號并評估該信號。信號處理電子器件56可與栗控制器60通信，由此可依據(jù)對檢測器信號的評估結(jié)果來控制栗1工作。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明，窗口55包括至少一種焚光團59，光學發(fā)射器52被布置成發(fā)射沿著光軸58定向的激發(fā)光束。激發(fā)光束所處的激發(fā)波長帶被選擇為激發(fā)所述一種或多種熒光團59，由此所述一種或多種熒光團響應(yīng)于吸收激發(fā)光束能量，發(fā)出處于不同于激發(fā)波長帶的發(fā)射波長帶中的光。在本說明書中，提到發(fā)射波長帶“不同于”激發(fā)波長帶是指，該發(fā)射波長帶和該激發(fā)波長帶分別以兩個可彼此區(qū)分的不同波長為中心。發(fā)射器52可為發(fā)光二極管(LED)或其他光源。發(fā)射器52可為窄帶發(fā)射器，例如激光LED，用于發(fā)出激發(fā)波長帶中的光?；蛘?，發(fā)射器52可發(fā)出較寬波長帶中的光，此時可在發(fā)射器52之后布置波長過濾器(未示出)，該波長過濾器只讓激發(fā)波長帶中的光通過，以此對光進行過濾。
[0022]光敏檢測器54可被配置成檢測發(fā)射波長帶內(nèi)的光。例如，檢測器54的光譜響應(yīng)度可大致局限于發(fā)射波長帶或發(fā)射波長帶的某些光譜部分，并且檢測器54對激發(fā)波長帶的光譜響應(yīng)度顯著下降。另外，或作為替代，檢測器54可配置有波長過濾器(未示出)，用于過濾掉激發(fā)波長帶中的光，并讓發(fā)射波長帶中的光或發(fā)射波長帶的某些部分中的光通過，以供檢測。光敏檢測器54生成檢測器信號，例如電流信號或電壓信號，該信號的電平與檢測器接收的發(fā)射波長帶中的光強度相對應(yīng)。光敏檢測器54可為光電二極管、或者其他能夠響應(yīng)入射光而生成電信號的光敏元件。
[0023]在本文所示的實施例中，發(fā)射器52和光敏檢測器54各自安裝在栗10中與狹槽42相鄰；窗口55為突起38的一部分，但也可采用其他構(gòu)造和布置。盡管未示出，但發(fā)射器52和檢測器54都可具有透鏡、光纖或其他與此相關(guān)的光學元件，用來校準、引導(dǎo)光束并/或使光束聚焦。
[0024]在圖3B中可最清楚地看到，窗口 55可包括垂直于光軸58的光入射表面62和也垂直于光軸58的光出射表面64。窗口 55可與突起38—體形成，或者可與盒14 一體地形成，其中表面62和表面64被形成為模制件的外表面特征結(jié)構(gòu)。例如，盒14可由透明或半透明的光學級塑料模制而成，該光學級塑料摻雜有一種或多種熒光團59?？捎玫臒晒鈭F包括但不限于發(fā)磷光材料。例如，YAG: Ce黃色熒光粉可用作熒光團，其具有以450nm為中心的激發(fā)波長帶和以577nm為中心的發(fā)射波長帶。
[0025]盒14尚未裝入栗10中時，發(fā)射器52發(fā)出的激發(fā)光束直接到達檢測器54。由于檢測器54被配置成檢測發(fā)射波長帶中的光，而不檢測激發(fā)波長帶中的光，所以在盒14尚未裝入時，檢測器54生成的信號電平將保持在預(yù)定閾值電平以下。當盒14正確地裝入了栗10中時，窗口 55中的所述至少一種熒光團59吸收激發(fā)波長帶中的光，并發(fā)出發(fā)射波長帶中的光。發(fā)射波長帶中的一部分光被檢測器54接收。因此，當盒14裝入了栗10中時，檢測器54生成的信號電平將上升到閾值電平以上。
[0026]信號處理電子器件56評估來自檢測器54的信號，確定盒14是否正確地裝入了栗10中。信號處理和評估可完全是模擬的，或者也可把檢測器信號電平轉(zhuǎn)變成數(shù)字值并在數(shù)字比較器電路中與閾值比較。如圖4所示，可依據(jù)信號處理電子器件56確定的結(jié)果允許或禁止栗10工作。在框100中，讀取檢測器信號電平。在框102中，將信號電平與預(yù)定閾值比較，結(jié)果作為決策依據(jù)。如果信號電平超過閾值，則表明盒14已裝入，于是流程分支到框104，其中栗控制器60允許栗工作。然而，如果信號電平低于閾值，則流程分支到框106，其中栗控制器60禁止栗工作。
[0027]盒14上的突起38提供了可用于攜帶窗口55且將該窗口定位于光學盒檢測系統(tǒng)50中的結(jié)構(gòu)。當然，可采用各式各樣的突起布置和光學檢測系統(tǒng)配置。在盒14下側(cè)居中布置薄突起38以及在栗10中使用細狹槽42，是為了在安裝盒14的過程中，利用所述突起和狹槽引導(dǎo)盒14并將盒14置于栗的中央。此外，盒檢測系統(tǒng)50隱藏在栗內(nèi)，不會引起使用者注意。發(fā)射器52和檢測器54可從狹槽42表面略微凹陷，被設(shè)置在相應(yīng)的透明屏障(未示出)后方，該透明屏障用于使灰塵和流體遠離發(fā)射器和檢測器。
[0028]雖然已結(jié)合示例性實施例描述了本發(fā)明，但【具體實施方式】并不旨在將本發(fā)明的范圍限制于所述的特定形式。本發(fā)明旨在涵蓋可包含在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)的所述實施例的此類替代形式、修改形式和等同形式。
【主權(quán)項】
1.一種用于檢測盒是否已裝入輸液栗的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 安裝到所述栗上的光學發(fā)射器，所述光學發(fā)射器被布置成發(fā)射沿著光軸定向的激發(fā)光束，其中所述激發(fā)光束處于激發(fā)波長帶中； 安裝到所述栗上的光敏檢測器，其中所述光敏檢測器被配置成檢測處于不同于所述激發(fā)波長帶的發(fā)射波長帶內(nèi)的光，其中所述光敏檢測器生成檢測器信號，所述檢測器信號表示所述光敏檢測器接收的所述發(fā)射波長帶中的光的強度；以及 由所述盒攜帶的窗口，當所述盒正確地裝入所述栗中時，所述窗口在所述光學發(fā)射器與所述光敏檢測器之間的位置處與所述光軸相交，其中所述窗口包括能被所述激發(fā)光束激發(fā)的至少一種熒光團，其中所述至少一種熒光團響應(yīng)于被所述激發(fā)光束激發(fā)而發(fā)出所述發(fā)射波長帶中的光，其中所述發(fā)射波長帶中的光被所述光敏檢測器接收。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括信號處理電子器件，所述信號處理電子器件用于評估所述檢測器信號，以確定所述盒是否正確地裝入所述栗中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述窗口包括面向所述光學發(fā)射器的光入射表面和面向所述光敏檢測器的光出射表面，其中所述光入射表面和所述光出射表面垂直于所述光軸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述窗口與所述盒一體地形成為一體式模制件。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述一體式模制件由透明塑料或半透明塑料模制而成，所述塑料摻雜有所述至少一種熒光團。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述盒包括突起，所述窗口位于所述突起中，所述栗包括狹槽，所述狹槽被構(gòu)造成當所述盒正確地裝入所述栗中時接收所述突起。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述光學發(fā)射器和所述光敏檢測器位于所述狹槽的相對側(cè)上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述激發(fā)波長帶以450nm波長為中心，并且所述發(fā)射波長帶以577nm波長為中心。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述光敏檢測器沿著所述光軸布置。10.一種輸液栗，包括: 安裝到所述栗上的光學發(fā)射器，所述光學發(fā)射器被布置成發(fā)射沿著光軸定向的激發(fā)光束，其中所述激發(fā)光束處于激發(fā)波長帶中； 安裝到所述栗上的光敏檢測器，其中所述光敏檢測器被配置成檢測處于不同于所述激發(fā)波長帶的發(fā)射波長帶內(nèi)的光，其中所述光敏檢測器生成檢測器信號，所述檢測器信號表示所述光敏檢測器接收的所述發(fā)射波長帶中的光的強度;并且 其中盒正確地裝入所述輸液栗中使得所述激發(fā)波長帶中的光被吸收以及相應(yīng)地發(fā)出所述發(fā)射波長帶中的光，從而被所述光敏檢測器接收。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輸液栗，還包括信號處理電子器件，所述信號處理電子器件用于評估所述檢測器信號，以確定盒是否正確地裝入所述栗中。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸液栗，其中所述信號處理電子器件被編程為在所述檢測器信號的電平超過預(yù)定閾值時確定盒正確地裝入了所述栗中。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輸液栗，其中所述光敏檢測器沿著所述光軸布置。14.一種將被裝入輸液栗中用于將給藥裝置操作性地連接至所述栗的盒，所述盒包括: 輸入管路連接器； 輸出管路連接器； 與所述輸入管路連接器和所述輸出管路連接器間隔開的窗口，其中所述窗口包括能被激發(fā)波長帶中的激發(fā)光束激發(fā)的至少一種熒光團。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的盒，其中所述窗口包括光入射表面和平行于所述光入射表面的光出射表面。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的盒，其中所述窗口與所述盒一體地形成為一體式模制件。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的盒，其中所述一體式模制件由透明塑料或半透明塑料模制而成，所述塑料摻雜有所述至少一種熒光團。
【文檔編號】A61M5/142GK105934259SQ201580005617
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月14日
【發(fā)明人】杰弗里·T.·朱雷狄遲, 邁克爾·馬歇爾, 邁克爾·埃爾伍德, 丹尼爾·馬特爾, 杰弗里·蓋斯勒
【申請人】澤維克斯公司