CN101219245A - 用于输注流体的具有可靠装载部件的泵组件及其部件的制造 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示。该泵组件包括用于液体的导管和被该导管承载的安全联锁构件。该安全联锁构件由透射红外辐射并且阻隔可见光的材料形成。

Description

用于输注流体的具有可靠装载部件的泵组件及其部件的制造
技术领域
本发明总体上涉及经由流动控制装置向患者输送流体的泵组件，并且尤其涉及一种具有用于确定泵组件在泵上的可靠装载的安全联锁装置的泵组件。
背景技术
向患者输注包含药品或营养品的流体在本领域内是公知的。流体可通过自流被输送给患者，但是常常通过装载在流动控制装置例如蠕动泵上的泵组件被输送给患者，该流动控制装置以受控的输送速率向患者输送流体。蠕动泵通常包含壳体，该壳体包含通过齿轮箱操作性地接合到至少一个电动机的转子或类似物。转子通过蠕动作用驱动流体通过泵组件的输液管，该蠕动作用是通过电动机使转子旋转实现的。电动机操作性地连接到驱动转子的可旋转轴，该转子继而逐渐压缩输液管并且驱动流体以受控速率通过泵组件。控制器操作该电动机以驱动转子。不使用转子的其他类型的蠕动泵也是已知的。
为了使泵输送与在泵内编程设定的流动参数相对应的准确数量的流体，必须在泵上正确地装载给药组件(administration feeding set)。如果泵组件在泵内未被对准，则泵可能向患者输送数量不准确的流体，或者泵会产生低流动性警报，要求检查该情况并且重新装载该组件。现有的泵具有检测泵组件是否被正确装载的系统。这种具有检测系统的泵的一个示例在标题为SAFETY INTERLOCK SYSTEM FOR MEDICAL FLUIDPUMPS的共同转让的美国专利No.4913703内示出，该专利的公开内容结合在本文中作为参考。此系统使用在泵组件上的磁体，该磁体被泵内的电路检测到。希望提供一种能够被检测但是不要求每个泵组件具有磁体的泵组件。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示。该泵组件包括用于液体的导管和被该导管承载的安全联锁构件，该安全联锁构件由透射红外辐射并且阻隔可见光的在组分上均质的材料形成，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
在本发明的另一个方面，提供了一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示。该泵组件包括用于液体的导管和被该导管承载的安全联锁构件，该安全联锁构件由透射红外辐射并且阻隔可见光的无着色剂的塑料材料形成，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
在本发明的再一个方面，提供了一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示。该泵组件包括用于液体的导管，和透射红外辐射并且阻隔可见光的安全联锁构件，该安全联锁构件包含具有吸收可见光的多烯的聚合物，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
在本发明的又一个方面，提供了一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示。该泵组件包括用于液体的导管，和透射红外辐射并且阻隔可见光的安全联锁构件，该安全联锁构件包含被脱氯化氢的聚氯乙烯材料，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
在本发明的另一个方面，提供了一种适配成被泵组件的导管承载的安全联锁构件，该泵组件用在将液体输送给患者的液体输送泵内，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示。该安全联锁构件由透射红外辐射并且阻隔可见光的在组分上均质的材料形成，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
在本发明的另一个方面，提供了一种形成用于泵组件的安全联锁构件的方法，该泵组件与向患者输送液体的泵一起使用。该方法包括：通过选自模制、注塑(注射模塑)和挤出成形的工艺用聚氯乙烯形成安全联锁构件，以及将该聚氯乙烯暴露在高于大约207℃的温度下，以便聚氯乙烯进行脱氯化氢并且形成吸收可见光的多烯，从而该安全联锁构件透射红外辐射并且阻隔可见光。
在上述本发明的方面中提到的特征存在多种改进。其它特征也可结合在上述本发明的方面中。这些改进和附加特征可单独地或以任何组合存在。例如，下文在本发明的任何所示实施例中讨论的各种特征可单独地或以任何组合结合在本发明的任何上述方面中。
附图说明
图1是肠内输注泵的透视图，示出被接纳在泵上的给药组件的局部。
图2是泵的透视图；
图3是给药组件的正视图；
图4是示出泵的元件的框图；
图5是第一实施例的泵和安全联锁装置的放大的局部剖视图；
图6是图5的俯视图；
图6A是类似于图6的示意图，示出光线在安全联锁装置内的传播；
图7是第二实施例的泵和安全联锁装置的放大的局部剖视图；
图7A是第三实施例的泵和安全联锁装置的放大的局部剖视图；
图8是第四实施例的泵和安全联锁装置的放大的局部剖视图；
图9是第五实施例的泵和安全联锁装置的放大的局部剖视图；
图10是第六实施例的泵和安全联锁装置的放大的局部剖视图；
图11是泵的微处理器的状态图；
图12是第七实施例的泵和安全联锁装置的放大的局部剖视图；
图13是第八实施例的泵和安全联锁装置的放大的局部剖视图；
图14是第九实施例的泵和安全联锁装置的俯视图；
图15是第九实施例的泵的微处理器的状态图；
图16是示出第九实施例的泵的给药组件和元件的框图；
图17是示出与第九实施例的泵一起使用的软件子系统的操作的流程图，该软件子系统使红外发射器产生脉冲；
图18是示出可与第九实施例的泵一起使用的另一个软件子系统的操作的流程图，该软件子系统没有使红外发射器产生脉冲；
图19是示出在执行图18所示的软件子系统的指令时遇到的情况的状态图；
图20是第十实施例的泵和安全联锁装置的局部俯视图；
图21是沿图20的线21-21得到的放大局部剖视图；
图22是类似于图21的放大的局部剖视图，但是示出第十一实施例的安全联锁装置；
图23是安全联锁部件的照片；
在附图的多个视图中对应的参考标号指示对应的部件。
具体实施方式
现在参照附图，根据本发明的原理构造的肠内输注泵(广义上为“泵送设备”)总体上用1指示。该输注泵包括总体上用3指示的壳体，该壳体构造成以便安装总体上用5指示的给药组件(广义上为“泵组件”)。应理解，文中使用的“壳体”可包括多种形式的支承结构(未示出)，包括但不局限于多部件结构和并不包围或容纳泵1的工作部件的结构。泵1还在壳体3的正面上包括显示屏9，该显示屏9能够显示关于泵的状态和/或操作的信息。在显示屏9旁边的按钮11设置成用于控制泵1并从泵1获得信息。应理解，尽管所示的泵1是肠内输注泵，但是本发明可应用于其他类型的蠕动泵(未示出)，包括医学输液泵。标题为ENTERALDELIVERY SET WITH SHADED DRIP CHAMBER的共同转让的美国专利No.4909797内示出了与文中所述类型大致相同的泵，该专利的公开内容结合在本文中作为参考。
肠内输注泵1还包括泵送单元(总体上用23指示)，该泵送单元包括位于壳体3内的并且在图4内示意性示出的泵用电动机25。电线27从壳体3延伸出以便连接到电动机25的电源。可选择地或者附加地，一蓄电池(未示出)可被接纳在壳体3内以便为泵用电动机25供电。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(总体上用37指示)。转子37包括内部盘39，外部盘41和三个滚轴43(仅示出一个)，这些滚轴43安装在该内部盘和外部盘之间以便相对于所述盘围绕其纵向轴线旋转。在所示实施例中，泵用电动机25、转子轴和转子37可被广义地看作是“泵送装置”。泵壳体3包括位于转子37上方的第一下部凹槽45，和总体上邻近第一下部凹槽的第二下部凹槽47。壳体3具有大致与第一下部凹槽45沿轴向对齐的上部凹槽49，和位于该上部凹槽的底部以用于接纳并保持给药组件5的一部分的肩部51。壳体3内的位于第二下部凹槽47上方的弯曲凹槽53接纳和将给药组件5的另一部分保持在适当位置。下部凹槽45、47，上部凹槽49和弯曲凹槽51可以单独地或作为一组被广义地看作是壳体3的“接纳部分”，其以下文将更详细地说明的方式接纳给药组件5的部分。
现在参照图3，给药组件5包含总体上用55指示的输液管(tubing)(广义上为“导管”)，该输液管在至少一个流体源和患者之间提供了流体路径。输液管55可由医用级的可变形硅树脂制成，并且包括第一管部57，该第一管部57连接在滴注器59和总体上用61指示的安全联锁装置之间。第二管部63连接到安全联锁装置61，并且在输液管55的出口连接到连接器例如带倒钩的(barbed)连接器65，该连接器适于连接到附装在患者上的胃造口装置(未示出)。第三管部67在输液管55的入口连接到营养液的袋子69并且连接到滴注器59。如前文所述，可使用不同结构的泵组件，例如可使用重新检定组件(recertification set，未示出)以验证和/或校正泵的精度。泵1可被构造成自动识别哪种组件被安装，并且改变其操作以适合特定泵组件的要求。另外，泵1可构造成利用传感器检测第一管部57是否被正确地安装在泵上。
如图3所示，安全联锁装置61连接给药组件5的第一管部57和第二管部63。安全联锁装置61具有中心轴向孔81以允许流体在第一管部57和第二管部63之间流动(见图5)。安全联锁装置61具有接纳管57的一部分的上部圆柱形部分83，从该上部圆柱形部分沿径向向外延伸的电磁辐射传播影响构件87，和被接纳在第二管部63内以使该第二管部连接到安全联锁装置的下部圆柱形部分89。应理解，安全联锁装置61尤其是构件87可与给药组件5分开，和/或可附装到给药组件5上以便液体不通过该安全联锁装置。电磁辐射传播影响构件87的尺寸形成为：当给药组件5被正确地装载在泵1上时，该构件87被接纳在该泵中的第二下部凹槽47的底部处形成的总体上用91指示的底座上。在所示实施例中，底座91大致为半圆柱形以便与安全联锁装置61的形状对应，并且包含在第二下部凹槽47内的面对轴向的表面95和在第二下部凹槽47内的面对径向的表面99。在此第一实施例和大多数其他实施例中，当辐射传播影响构件87被安放成基本上与底座91的面对轴向的表面95面对面时，泵1基本上可正确地起作用。但是，构件87在底座91内围绕其轴线的旋转方位基本上与操作无关。在(下文指出的)一些实施例中，构件87的具体旋转方位是有用的，在这些情况下设置有键接(keying)结构。在本发明的范围内可使用定位传播影响构件87的其他方式。安全联锁装置61和壳体3内的底座91的形状可形成为：防止给药组件5被意外移位，并且防止使用不具有安全联锁装置的不相容的给药组件。在所示实施例中，安全联锁装置61和底座91大致为圆柱形，但是应理解，安全联锁装置和底座可使用其他形状(例如六角形)。如下文将更详细说明的，安全联锁装置61包括热塑材料例如聚氯乙烯。在一个实施例中，安全联锁装置61还包括色素或着色剂例如IR专用着色剂，该IR专用着色剂使安全联锁装置能够透射IR光而基本上或者完全不能透过可见光。在另一实施例中，安全联锁装置61用热塑材料按以下方式制备：使得在没有使用IR专用着色剂或类似添加剂的情况下，该装置能够透射IR光而基本上或者完全不能透过可见光。
总的来说，安全联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/或折射的任何组合来影响电磁辐射的传播。漫射通常被理解为电磁辐射射线在从粗糙表面反射时或者在电磁辐射透射通过半透明介质期间的散射。衍射通常被理解为电磁辐射射线在不透明物体的边缘周围的弯曲。反射应被理解为刺射在表面上但是没有进入提供该反射表面的物质的粒子或辐射能的行进方向的返回或改变。折射应被理解为在辐射能的射线倾斜地从一个介质进入传播速度不同(例如，具有不同密度的介质)的另一个介质时该射线的运动方向的改变。折射量基于折射系数，该折射系数部分取决于面对该介质的材料的密度。
泵1可被编程或控制以便以预期的方式操作。例如，泵1可开始操作以便从袋子69将输注流体提供给患者。护理者可选择例如将被输送的流体量、流体将被输送的速度和流体输送频率。如图4所示，泵1具有包含微处理器79的控制器77(广义上为“控制系统”)，这使得泵1可接受编程和/或可包括可被护理者启动的预先编程的操作例程。微处理器79控制操作电动机25的泵用电子器件80。软件子系统82被用于确定给药组件5是否已经被正确地定位在泵1上。
在第一实施例中，泵包括被容纳在第二下部凹槽47内的红外(“IR”)发射器105(广义上为“电磁辐射源”)。参照图5和6，IR发射器105操作性地连接到控制器77，以便沿用于照射给药组件5的安全联锁装置61的方向发射具有在红外范围内的(“第一”)波长的电磁信号。在所示的实施例中，电磁辐射源是红外(IR)发射器105，但是应理解可使用其他类型的电磁辐射源而不会背离本发明的范围。位于第二下部凹槽47内的红外(“IR”)检测器109操作性地连接到控制器77，以便从IR发射器105接收红外信号，并且向控制器提供给药组件5被正确地定位在泵1内的指示。在所示实施例中，IR检测器109(广义上为“第一传感器”)检测红外信号，但是应理解，可使用检测其他类型的电磁辐射的电磁辐射传感器而不会背离本发明的范围。IR检测器109将红外辐射与其他类型的电磁辐射(例如，可见光或紫外光)区分开。可见光检测器111(广义上为“第二电磁辐射检测器”和“第二传感器”)被容纳在第二下部凹槽47内并且大致邻近IR检测器109。可见光检测器111在检测到来自周围环境的可见光(例如，第二波长的电磁辐射)时向控制器77提供信号，以指示安全联锁装置61没有被安装在第二下部凹槽47内的阻挡可见光到达检测器的位置。优选地，可见光检测器111构造成检测在可见光范围内的电磁辐射，但是不检测在可见光范围之外的电磁辐射(例如，红外辐射)。第二电磁辐射检测器可构造成检测在其他范围例如紫外线范围内的电磁辐射。因此，可见光检测器111可将可见光与红外辐射区分开。在所有情况下，文中使用的“第一”或“第二”波长的电磁辐射旨在包含一个波长范围，例如落在红外范围、可见光范围和/或紫外线范围内的波长。
其他传感器(未示出)，例如确定已经被放置在泵1内的泵组件的类型的传感器和流动监控传感器，可与控制器77通信以有助于泵准确操作。IR发射器105被定位在壳体3的第二下部凹槽47中的凹部113内，从而来自该发射器的电磁辐射(由图6内的箭头A1指示)指向安全联锁装置61的电磁辐射传播影响构件87(还参见图5)。当安全联锁装置61被正确地安置在底座91上时，来自IR发射器105的红外辐射被漫射通过电磁辐射传播影响构件87并在内部被反射，从而该红外辐射被指向IR检测器109并被IR检测器109检测。可通过在构件87的材料中添加粒子来增强漫射。在此第一实施例(和其他实施例)中，主要通过内部反射影响红外辐射传播。对红外辐射传播的其他作用例如漫射也可有所帮助。但是，被折射的任何红外辐射是最小的并且对IR检测器109“看到”的红外辐射信号没有贡献(即，折射导致信号强度减小)。该IR检测器被定位在底座91的面对径向的表面99中的凹部117内，并且可见光检测器111被定位在凹部119内。凹部113、117、119使该IR发射器105以及IR和可见光检测器109、111位于凹处，以保护它们不与传播影响构件87物理接触。尽管未示出，但是清晰的塑料窗口可将发射器105和检测器109、111中的每一个封闭在它们对应的凹部113、117、119内以便提供附加保护。此外，凹部117和119有助于屏蔽检测器109和111免受周围的电磁辐射(该电磁辐射可包含可见光和红外辐射两者)。
在所示的第一实施例中，IR发射器105与IR检测器109成大约90度定位。当给药组件5没有被装载在第二下部凹槽47内并且电磁辐射传播影响构件87没有被接纳在底座91内时，来自IR发射器105的红外辐射不会被IR检测器109检测到。另外，当安全联锁装置61没有被接纳在底座91上时，来自泵1外部的可见光(例如周围的光)可进入第二下部凹槽47并且被可见光检测器111检测到。传播影响构件87优选地由透射红外辐射但是不可透过可见光的材料构成。传播影响构件87可以是整体式或单件式结构而不是两件式结构(内部和外部构件)，单件式模制是一次性注射模制，或者可具有其他结构例如透射红外辐射但是不透射可见光的外部层(未示出)以及可透射红外辐射和可见电磁辐射两者的内部层或核心。
现在参照图6A，其中示意性地示出红外辐射在电磁辐射传播影响构件87内的运动。IR发射器105朝构件87的侧面发射圆锥形的红外辐射。IR发射器105被设置成总体垂直于构件87的直接相邻的侧面。圆锥体的中心线CL在附图中示出。为了简单起见，我们将忽略漫射并且观察辐射射线R1，该辐射射线R1是圆锥体的大约一半的二等分线。射线R1代表在此半个圆锥体内的红外辐射的标称路径。圆锥体的另一半(即，在图6A内的中心线CL上方的部分)被认为很少用于或不用于提供能够被IR检测器109检测的光信号。射线R1以一定角度照射传播影响构件87的侧面以便其可进入该构件而不是被反射回来。射线R1大致朝构件87的中心行进，直到射线R1到达围绕该构件的轴向孔81的边界B(广义上为“内部边界区域”)。射线R1朝构件87的侧面被反射回来，在构件87的侧面处该射线的合适百分比朝中心被反射回来。在边界B处，射线R1被再次朝构件87的侧面反射回来。最后，射线在离开IR发射器105的位置大约96度的位置处照射构件87的内侧。已经发现，特别高强度级的红外辐射在此位置逃离构件87。因此，IR检测器109优选地位于此处或者在大约75-105度的范围内。根据反射的预期，在距IR发射器105大约49度的位置处发现另一个较高强度的波节。
电磁辐射传播影响构件87的边界B可用与该构件的其余部分相同的材料制成。在边界B处的材料可比其余部分被更多地“抛光”(即，更像镜面)，以提高反射透射在该边界上的电磁辐射的能力。但是，构件87的中心部分也可用单独的材料形成。在此情况下，例如下文参照图22所述，构件87可由内部构件和外部构件形成。在使用时，给药组件的输注流体袋子69可从合适的支承件例如IV杆(未示出)悬挂。滴注器59可在如图1所示的操作位置被放置在第一下部凹槽45和上部凹槽49内。第一管部57围绕转子37的下部部分放置，并且安全联锁装置61放置在位于第二下部凹槽47的底部的底座91上。第二下部凹槽47内的底座91总体上定位成使得安全联锁装置61可在其中第一管部57基本上围绕转子37伸展的位置放置在第二下部凹槽内。IR发射器105和IR检测器109可间歇或连续地检查被正确装载的给药组件5的存在。当安全联锁装置61被接纳在底座91上的合适的操作位置时，来自IR发射器105的红外信号指向电磁辐射传播影响构件87。该电磁辐射传播影响构件允许红外辐射进入其内部，其中电磁辐射被漫射和在内部反射(见图6和6A)。被朝外重新定向并且大致与电磁辐射传播影响构件87成直角地投射该构件的外部边界的一些红外辐射离开该电磁辐射传播影响构件。一些逃离的红外辐射指向IR检测器109。该IR检测器周期性地操作，并且当给药组件5已经被正确地装载到泵上时检测到红外辐射的存在。应理解，IR检测器109优选地不能检测具有在电磁频谱的可见光区域内的波长的电磁辐射。在检测到红外信号时，IR检测器109向微处理器79发送对应的信号。另外，当安全联锁装置61被装载到底座91上时，构件87阻止可见光到达可见光检测器111。当组件5被装载时，可见光检测器111向微处理器79发送信号，以指示可见光被阻隔并且泵1可被操作。
在一个实施例中，IR发射器105和IR检测器109均间歇地操作以检测安全联锁装置61在底座91上的存在情况。IR发射器105操作以生成红外辐射脉冲模式。IR检测器109以检查来自IR发射器105的电磁辐射的存在的一系列检测器启动或脉冲进行操作。通常，在给定的一段时间内，IR检测器109的启动数量将大于来自IR发射器105的脉冲数量。例如，IR检测器109可在三秒的时间段内具有两个启动，并且IR发射器105可被编程以在三秒的时间段内产生一个红外辐射脉冲。在该三秒的时间段内，泵1的检测器启动与发射器启动的比率为大约2∶1。应理解，泵1可具有其他比率，并且IR发射器105和IR检测器109可以其它预定的间歇模式操作而不会背离本发明的范围。IR检测器109和控制器77可构造成识别IR发射器105的特定的例如不规则的启动模式。
图7示出本发明的第二实施例的底座191和安全联锁装置121。此实施例的安全联锁装置121具有包含成角度的环形表面125的电磁辐射传播影响构件123。以与第一实施例类似的方式，IR发射器129位于壳体143的底座191的面对径向的表面132内的凹部131中，并且被定位成使红外辐射朝向安全联锁装置121。在图7的实施例中，IR检测器133和可见光检测器135位于底座191的面对轴向的表面141的相应凹部137、139内。成角度的环形表面125是反射性的，从而当安全联锁装置121被接纳在壳体143的底座191上时，该表面125将来自IR发射器129的红外辐射向下反射到IR检测器133。当安全联锁装置121没有被正确地接纳在底座191内时，可见光检测器135可检测到可见环境光。
图7A示出本发明的第三实施例的底座159和安全联锁装置161。在此实施例中，安全联锁装置161包含在电磁辐射传播影响构件167的径向外表面上的反射器165。反射器165可以是附着在电磁辐射传播影响构件167的其余部分上的反射带层或者抛光金属层。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设置在壳体179的面对径向的表面177内的凹部175中，以便这三个器件总体上垂直地对齐且相互平行。
应理解，IR发射器169、IR检测器171和可见光检测器173可以其它方式设置。当安全联锁装置161被接纳在底座159内时，IR发射器169发射的红外辐射被反射离开发射器165并且被传输到IR检测器171，并且环境可见光被阻隔以便不被可见光检测器173检测到。当安全联锁装置161没有被装载到底座159内时，红外辐射不会被传输到IR检测器171，并且可见光检测器173可检测到环境可见光。
图8示出本发明的第四实施例的底座189和安全联锁装置191。如前面的实施例一样，安全联锁装置191可拆装地定位在底座189上，从而可被用户或护理者可释放地附装到泵上。在此实施例中，安全联锁装置191包括光导管195(“电磁辐射传播影响构件”)，当给药组件201被装载到泵上时该光导管195被接纳在壳体199的底座189内。光导管195包括外部环形部分205、成角度的环形壁207、以及位于该成角度的壁和上部部分211之间的中心部分209，该上部部分211接纳给药组件201的管213。如图8所示，IR发射器217和IR检测器219均被容纳在底座189的底壁221下方。IR发射器217使红外辐射向上指向光导管195的外部环形部分205，该红外辐射被成角度的环形壁207反射通过光导管的中心部分209(围绕中心流体通道218)，然后被位于光导管的相对侧上的成角度的环形壁207反射到IR检测器219。当安全联锁装置191没有在给药组件201的装载位置被正确地安放在底座189上时，来自IR发射器217的IR信号不会通过光导管195传输到IR检测器219。如本发明前面的实施例一样，可存在可见光检测器(未示出)以用于检测环境光。
图9示出本发明的第五实施例的底座231和安全联锁装置235。此实施例的安全联锁装置235包括红外辐射透射材料，该材料还使透射通过该安全联锁装置的红外辐射折射。安全联锁装置235大致为多边形。安全联锁装置235的相对侧面236成角度地相互平行。底座231被键接以沿图9所示的特定方位接纳安全联锁装置，从而以预期方式折射电磁辐射，对此将在下文说明。IR发射器237、上部IR检测器239(广义上为“第二检测器”)和下部IR检测器241(广义上为“第一检测器”)被定位成用于感测给药组件245是否已被正确地装载在泵内。上部和下部IR检测器239、241定位在底座231的与IR发射器237相对的侧面上，从而发射器和检测器相互成大约180度定向。另外，上部IR检测器239和下部IR检测器241相隔距离D，从而当红外辐射通过安全联锁装置235时，该辐射(如箭头A5所示)被向下折射或弯曲，以便下部IR检测器241感测到红外辐射的存在，并且向微处理器发送信号以使泵能够操作。安全联锁装置25的侧面成角度地相互平行，从而红外辐射的折射朝向下部IR检测器241。当安全联锁装置235没有装载到泵的底座231内时，来自IR发射器237的红外辐射(如虚线箭头A6所示)通过底座，从而红外辐射的光束仅指向上部IR检测器239，该检测器239向控制器发送信号以禁止泵的操作。安全联锁装置235的密度和宽度影响上部检测器239和下部检测器241之间的距离D，从而如果使用具有用不同密度和/或宽度的材料制成的安全联锁装置的给药组件，则即使给药组件被正确地装载，电磁辐射也将不会被折射合适的距离以透射在下部IR检测器241上。如本发明前面的实施例一样，可存在可见光检测器(未示出)以用于检测环境光。
图10示出本发明的第六实施例的底座271和安全联锁装置273。此实施例的安全联锁装置273大致与第一实施例相同，但是在安全联锁装置的外表面上包括红外辐射阻隔材料层275。如第一实施例一样，安全联锁装置273包括电磁辐射传播影响构件279，该构件使红外辐射传输通过该安全联锁装置。电磁辐射传播影响构件279的径向外表面281没有红外辐射阻隔材料，这是因为该表面用于接收来自IR发射器285的红外信号，以便该IR信号被传输通过安全联锁装置273以便被IR检测器287检测。应理解，此实施例的IR发射器285和IR检测器287可围绕底座271的径向表面291以任何角度定位。IR阻隔层275防止当给药组件295被装载到泵上时来自外部源的红外电磁辐射(例如日光)到达IR检测器287。可以设想，电磁辐射传播影响构件279的径向表面281的部分上可具有IR阻隔材料。在此情况下，电磁辐射传播影响构件279优选地与底座271上的结构(未示出)键接，以便IR发射器285和IR检测器287不被阻挡。如本发明前面的实施例一样，可存在可见光检测器(未示出)以用于检测环境光。
此实施例的安全联锁装置273可通过“共注塑”工艺制成，该工艺也被称为“两步注塑”工艺。该工艺包括利用包含红外辐射透射材料(例如，光透射热塑聚合树脂)的电磁辐射传播影响构件279连同IR阻隔层275(例如，不透光热塑聚合树脂)一起注塑该安全联锁装置273。此实施例的其他变型可包括使用可见光阻隔材料(例如，与红色染料混合的热塑聚合树脂)而不是IR阻隔材料，以使得红外电磁辐射可通过安全联锁装置但是阻止可见光通过该装置。
图11是示出当操作软件子系统82以确定安全联锁装置61是否被正确地装载在泵上时控制器77(图4)可能遇到的各种情况的状态图。该状态图可应用于其他实施例，但是下文将针对第一实施例进行说明。如图11所示，为了使控制器提供“组件被装载(SET LOADED)”状态，IR发射器105和IR检测器109的状态必须为“ON”，而可见光检测器111的状态必须为“OFF”。来自IR发射器105、IR检测器109和可见光检测器111的状态指示的任何其他组合均导致控制器指示“故障(FAULT)”状态。“故障”状态将促使用户检查安全联锁装置61的装载，并且将阻止泵1操作。一旦给药组件5被正确地装载，则控制器77将感测到“组件被装载”状态并使泵1开始操作。在泵的操作期间，IR发射器105可连续操作以便连续监控安全联锁状态，并且如果该状态从“组件被装载”改变为“故障”，则控制器77将停止泵1的操作并且进入报警状态。任选地，IR发射器105可间歇地操作，以设定的时间间隔向IR检测器109传输红外电磁辐射的简短脉冲，从而连续监控安全联锁状态。可见光检测器111可连续检查可见光的存在，从而如果安全联锁装置61被从底座91取下并且允许可见光进入凹槽，则可见光检测器111会立即检测到这种情况，并且向控制器77发送信号以进入报警状态。可见光检测器111可间歇地操作而不会背离本发明的范围。
图12示出本发明的第七实施例的底座301和安全联锁装置303。在此实施例中，安全联锁装置303由不可透过红外辐射的材料制成，并且具有从该装置的顶面309通到底面311的开口307。开口307构造成经由衍射将来自IR发射器313的红外辐射光束(用A7指示)分裂成一系列间隔开的光束(用A8a到A8e指示)，该一系列间隔开的光束被位于壳体327内的底座301下方的一系列IR检测器321a到321e检测。在所示实施例中，IR发射器313位于安全联锁装置303上方的凹部331内，并且IR检测器(321a-321e)位于安全联锁装置303下方的凹部335内。IR检测器321a-321e以一定距离间隔开，以便由开口307衍射的红外辐射投射在IR检测器上。应理解，IR发射器313可位于安全联锁装置303下方，并且IR检测器321a-321e可位于该安全连锁装置上方，或者采取一些其他设置而不会背离本发明的范围。可使用可见光发射器和可见光检测器的阵列(未示出)以代替IR发射器313和IR检测器321a-321e。
在图12的实施例中，来自IR发射器313的红外辐射被安全联锁装置303衍射，以便当联锁装置303被正确地安置在底座301上时，来自IR发射器的红外辐射被IR检测器321a-321e检测到。检测器321a-321e的数量可与此实施例中所示的数量不同而不会背离本发明的范围。当联锁装置303不存在时，来自IR发射器313的红外辐射被中间的IR检测器321c(广义上为第二检测器)而不是被其他检测器321a、321b、321d、321e“看到”。联锁装置303优选地键接(未示出)到壳体327上以确保正确定位。如本发明前面的实施例一样，也可使用可见光检测器(未示出)以检测环境可见光。
图13示出本发明的第八实施例的底座381和安全联锁装置385。在此实施例中，安全联锁装置385具有由能够透射红外辐射的材料制成的电磁辐射传播影响构件387。电磁辐射传播影响构件387具有位于该构件的顶面上的不透射IR的材料层389。该不透射层389具有开口391，该开口391经由衍射将来自IR发射器393的单个红外辐射光束A9分裂成一系列间隔开的光束A10a到A10e，当安全联锁装置385被正确地安放在泵内时，该一系列间隔开的光束被相应IR检测器395a到395e检测。当传播影响构件387被从底座381取下时，只有IR检测器395c“看到”来自IR发射器393的红外辐射。应理解，IR检测器395a-395e的数量可与所示的数量不同。还应理解，当传播影响构件387被从底座381取下时，不同于IR检测器395c的IR检测器可“看到”红外辐射，或者一个以上的IR检测器可“看到”红外辐射。还可将所述一组IR检测器395a-395e的方位切换成位于底座381的下部并且一个或多个IR发射器位于底座的上部。可以使用可见光发射器和可见光检测器(未示出)以代替IR发射器393和IR检测器395a-395e。在此情况下，电磁辐射传播构件将能够透射可见光，但是具有不可透过可见光的层(例如层389)。此外，如前面的实施例一样，在此第八实施例中可使用另一个可见光检测器。联锁装置385优选地键接(未示出)以确保正确定位。
图14示出本发明的第九实施例的底座421和安全联锁装置461。底座421是在图16内以框图形式示出的泵401的一部分。泵401安装有包含输液管455和安全联锁装置461的给药组件405。给药组件405可与图3内所示的给药组件5基本相同。泵送装置423包括被电动机425驱动的转子437。大致如前面的实施例中所述，转子437可与输液管455接合以将流体泵送给患者。此实施例包括位于壳体439中的相应凹部内的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)。在此实施例中，IR发射器427和IR检测器429设置成相对于彼此成大约90度角，并且可见光发射器433和可见光检测器435设置成相对于彼此成大约90度角。也可形成其他的相对角度。总体而言，IR检测器429相对于IR发射器427定位成：当不存在安全联锁装置461时，由IR发射器发射的红外辐射将不会投射在该IR检测器上。IR发射器427和可见光发射器433均设置成总体上垂直于当被正确地安装在泵401上时的安全联锁装置461的直接相邻的侧面。此外，在此实施例以及其他实施例中，发射器427、433与安全联锁装置461之间的间隙优选地相对于该安全联锁装置的直径较小(例如，标称地为0.005英寸或大约0.13mm)。此实施例的安全联锁装置461可透射红外辐射但是不可透过可见光。换句话说，该联锁装置461过滤掉可见光而使红外辐射通过。
由IR发射器427发射的红外信号被漫射并在安全联锁装置461内被反射，以便当给药组件405被正确地装载时该信号照射IR检测器429。此实施例的底座421和安全联锁装置461对于在暗室中的操作尤其有用，这是因为可见光发射器433提供了代替暗室内不存在的可见光的第二电磁辐射信号(例如蓝光)。此实施例的控制系统首先使IR发射器427产生脉冲，直到IR检测器429接收到识别安全联锁装置461被装载的信号。接着，启动可见光发射器433以发送光信号，如果安全联锁装置461被正确地安放在底座421内则该光信号被安全联锁装置阻隔。操作可见光检测器435以检查可见光信号并且检测过量的环境光。如果检测到任何一种情况(即，来自发射器433的光或过量的环境光)，则控制器477启动警报以警告操作员检查给药组件405的对齐情况，并且直到该情况被改正之前不允许泵401操作。安全联锁装置461阻隔环境光使得控制器477可认识到该组件被装载并且泵可以操作。如果在IR检测器429检测到存在安全联锁装置461之后，可见光检测器435检测到来自可见光发射器433的可见光信号，则泵401检测到故障情况。
参照图16，控制器477具有微处理器479，该微处理器479控制操作电动机425的泵用电子器件480。控制器477包括用于检测给药组件405在泵401上的正确定位的至少一个软件子系统482。图17内所示的流程图中给出了用于基于给药组件405、尤其是安全联锁装置461是否被正确地定位在泵上来控制泵401的软件子系统482的操作。此特定的一组指令进行操作以便IR发射器427被打开和关闭或者“产生脉冲(pulsed)”。当在1396给泵401加电时，软件通过将一些项设定为OFF在程序块1398进行初始化。例如，IR发射器427和可见光发射器433被设定为OFF。类似地，被称为环境锁(Ambient Lock)的程序特征被设定为OFF，程序特征“即时输出(InstantOutput)”和“输出(Output)”也被设定为OFF。简而言之，“环境锁”是当确定IR检测器429“看到”来自不同于IR发射器427的源的红外辐射时被触发以防止泵401操作的特征。“即时输出”是软件的临时或初步输出(即，是否将允许泵401开始泵送)。“输出”是用于确定是否允许泵401操作以便泵送流体的软件的最终输出。
在如图17内所示的开头，将在假设安全联锁装置461已经被正确地定位在泵401上的情况下说明软件子系统482的功能。在1398处的初始化之后，在程序块1400，将IR发射器427切换(或“转换”)到ON以便发射红外辐射。如果安全联锁装置461被定位成使得该红外辐射照射该安全联锁装置，则来自发射器427的红外辐射的传播将受到影响，从而红外辐射被漫射并在该安全联锁装置内被反射。一些红外辐射离开该安全联锁装置并且照射IR检测器429。在IR发射器427被转换到ON之后该软件在程序块1401处短暂地暂停，然后在程序块1402读取IR检测器429以判定其是否为“ON”(即，检测到红外辐射)。软件子系统482然后转到判定程序块1404，在该处查询IR检测器429是否为ON，以及IR发射器427是否为OFF或者环境锁是否为ON。在安全联锁装置461被正确定位的情况下，IR检测器429为ON，但是IR发射器427为ON并且环境锁为OFF。因此，在程序块1404处的查询的答案为“否”。换句话说，IR检测器429已经“看到”来自发射器427的红外辐射，这指示安全联锁装置被正确定位。该软件然后在程序块1404a将环境锁设定为OFF(这与环境锁的初始化条件没有变化)，并且前进到另一个判定程序块1406。
在下一个判定程序块1406中，软件子系统482可操作以便在环境锁为ON(由于当IR发射器427为OFF时检测器429检测到红外辐射)，或者IR发射器427、IR检测器429和可见光发射器433均为OFF的情况下，绕开可见光检测器435的评估。在当前情况下，环境锁为OFF并且IR发射器427和IR检测器429均为ON，从而软件转到在程序块1408读取可见光检测器435。被正确地定位的安全联锁装置461阻隔可见光检测器435，从而读数为OFF。因此当在下一个判定程序块1410查询时，答案为“否”并且程序转移到下一个判定程序块1412。可见光发射器433还没有被打开，从而程序在程序块1414使可见光发射器被打开，并且转移到其中存在延时的程序末端1415。即时输出和输出均被初始化为OFF，从而还未允许泵401运行。在经过1415处的延时之后，程序返回步骤1400。IR发射器427的间歇操作和可见光发射器433的条件操作(conditional operation)使泵401的操作的功耗大大降低。当泵401基于蓄电池电源操作时此特征是有帮助的。
返回转换步骤1400，IR发射器427此时变成OFF，并且当经过延时之后在1404查询时，IR检测器435读取OFF。结果，环境锁保持OFF，从而当到达下一个判定程序块1406时答案仍是肯定的，并且可见光检测器435再次在1408被读取。安全联锁装置461仍阻隔可见光检测器435，从而可见光检测器为OFF。与经历所述程序步骤的第一循环不同，可见光发射器433此时为ON，从而程序继续前进以在程序块1416将即时输出设定为ON，这表示应允许泵401操作以便泵送流体。但是，程序可能不会立即允许泵401操作。如下一个作用程序块1418内指示的，可在给出最终输出之前使用输出过滤。例如，软件可在程序块1418要求：在最终输出1418被设定为ON之前发生多次即时输出1416被设定为ON的情况。可使用多种用于在程序的最终输出中建立置信度(confidence)的算法。另一方面，可省略输出过滤，在此情况下输出1418可总是等同于即时输出1416。在任何一种情况下，一旦输出1418被设定为ON，则允许泵401操作。一旦允许泵401操作，则可执行用于检查以确保安全联锁装置461保持在合适位置的例程。在所示实施例中，这通过软件子系统482的连续操作实现。还可设想，可见光发射器433可被再次关闭以节省功率。可在本发明的范围内使用多种间歇地操作IR发射器427和可见光发射器433的方式。
应理解，存在一些这样的情况：其中软件子系统482将根据检测到表示给药组件405的安全联锁装置461没有被正确地定位在泵上的故障条件而阻止泵401操作。还参照图15，其中示出在软件子系统482内发现的通过执行软件指令可能发生的一些情况。所示的情况并不是穷举的，而是代表在泵401的操作中可能发生的情况。在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将一直不允许泵401操作。换句话说，直到IR检测器429已经至少一次检测到红外辐射之后，输出1418才被设定为ON。如果IR检测器429还不是ON，则当软件到达判定程序块1406时答案将是“否”，并且程序将前进到循环结束，即时输出在1422被设定为OFF。类似地，直到来自IR发射器427的红外辐射已经被IR检测器429检测到之后可见光发射器433才在1414被打开。在此情况下，软件子系统482从判定程序块1406前进以使可见光发射器433变为OFF(程序块1420)，并且将即时输出设定为OFF(程序块1422)。
在图15的第一情况或状态下，IR发射器427和IR检测器429均为OFF。这可能例如在IR发射器427已经为ON，但是IR检测器429在图17内所示的软件子系统482的在先循环中没有检测到红外辐射的情况下发生。这可能例如在给药组件405还没有被安装的情况下发生。在判定程序块1406，查询的答案将是“否”，从而程序将使即时输出1422设定为OFF并且转到循环末端。在第二循环中，IR发射器427被转换为OFF，从而如情况1所示，此时IR发射器和IR检测器429均为OFF。这指示给药组件405没有位于泵401上的合适位置(“故障”状况)。应指出，图15的表中的情况XX旨在表示在所述具体情况下该特定部件不可应用或不起作用。
图15的第二种情况是其中给药组件405和安全联锁装置461将被检测到的情况中的第一种情况。先前，软件子系统482将通过一个循环，其中可见光发射器433将在1414被打开。这一在先程序循环由情况6表示，在情况6中IR发射器427和IR检测器429为ON，但是可见光发射器433还没有被通电，从而还不允许在程序块1418将输出设定为ON。在第二个循环中，IR发射器427和IR检测器429为OFF，但是当程序到达程序块1408时，读取可见光检测器435。假设给药组件405正确地就位，则可见光检测器435将不是ON，从而软件子系统482发现给药组件被正确地定位，并且将输出1418设定为ON，以便泵401可操作。情况8认识到，在软件子系统482的一个稍后的循环中，IR发射器427、IR检测器429和可见光发射器433可以均为ON，但是可见光检测器435的读数OFF仍允许输出1418的结果被设定为ON。情况3和9类似，但是在这些情况中，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被启动以将流体泵送给患者。
情况4示出其中IR检测器429检测到围绕泵401的环境中的环境电磁辐射的情况。IR发射器427为OFF，从而软件子系统482可以知道红外辐射不是来自IR发射器。在此情况下，软件子系统482接收在程序块1404的查询的“是”答案，然后在程序块1404b将环境锁设定为ON。结果，软件子系统482在程序块1406处绕过对可见光的存在的任何评估，并且在1422将即时输出设定为OFF。在情况5中，安全联锁装置461没有位于合适位置，从而在IR发射器427为ON的情况下IR检测器429在程序块1402的初始读数将是IR检测器为OFF。软件子系统482将在程序块1406之后立即前进通过程序块1420和1422，以将输出(在程序块1418)设定为OFF，而不对可见光进行任何另外的评估。泵401也被构造成指示具有“明亮(BRIGHT)”环境光的情况，例如，如果在家庭使用时泵被放置在窗口内或窗口附近则可能发生这种情况。明亮环境光的指示将指令用户将泵移到较暗的位置。
软件子系统482还能够检测其中存在过量的明亮环境光的情况。如情况7所示，IR发射器427和IR检测器429均为ON，这指示给药组件405被正确地定位在泵401上。实际上，组件405或者还没有被正确地装载，或者已经装载了不会阻隔可见光的不正确的组件。但是，尽管可见光发射器433为OFF，但是可见光检测器435检测到可见光。当可见光检测器435为ON时，软件子系统482从判定程序块1410前进到程序块1420和1422，从而即时输出被设定为OFF，并且泵401不能运行。
图18内示出可用于操作泵401的控制器477的另一个软件子系统484。在这一用于检测包含安全联锁装置461的给药组件405的正确放置的系统中，IR发射器427不被关闭和打开(即，没有“产生脉冲”)。因此在初始化步骤1428之后，IR发射器427在程序块1430被打开，并且在泵401被通电的同时保持打开。如示出图18的软件子系统484的选定的操作情况的图19的表中的情况1所示，只有当泵401还未被打开时IR发射器427才为OFF。再次参照图18，在IR发射器427被打开之后并在程序块1432处读取IR检测器429之前，软件子系统484在程序块1431产生延迟。当在程序块1433处IR检测器429检测到红外辐射时，软件子系统484调整任何进一步的检查以确认给药组件被正确地定位。情况2示出其中IR发射器427为ON但是IR检测器429没有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前进以在程序块1434读取可见光检测器435，以确定可见光检测器为OFF(程序块1435)，然后在程序块1436使可见光发射器433变为ON。在程序块1437的延时之后，软件子系统484前进到第二循环，其中软件子系统484在程序块1435确认可见光被阻隔，并且由于在1438发现可见光发射器433为ON，所以在程序块1440将即时输出设定为ON。假设没有进一步的输出过滤，则在程序块1442将输出设定为ON并且允许泵401操作。但是，如果在启动可见光发射器433之前检测到可见光(即，在程序块1434)，则禁止打开可见光发射器。在此情况下，软件子系统484将前进到程序块1444以关闭可见光发射器433，并且在程序块1446将即时输出设定为OFF。在启动可见光发射器之前可见光检测器435检测到可见光在图19的情况3内示出。
由于给药组件和安全联锁装置461被检测，所以情况4和6都导致软件子系统484将输出1442设定为ON并且允许泵401操作。情况5和7示出其中即使IR检测器429已经检测到红外辐射，在由可见光检测器435检测到可见光时仍禁止泵的操作的情况。在情况7中，可见光检测器435可能正检测到来自可见光发射器433的光或者来自环境的光。在任何一种情况下都不允许泵401操作。在图17和18中，可通过遵循经过所示流程图的路径来说明其他变型。
图20和21示出本发明的第十实施例的泵601在邻近所述泵的底座602处的局部，以及安全联锁装置603。安全联锁装置603包括透射红外辐射和可见光两者的材料。安全联锁装置603包括阻隔部分607，该阻隔部分607不可透过可见光，从而当安全联锁装置603被装载到泵上时可见光不会被传输到可见光检测器609。安全联锁装置603包括键613，该键被接纳在泵的壳体中的对应槽缝615内，从而安全联锁装置603必须大致在可见光检测器附近与该阻隔部分607对齐。在所示实施例中，键613是从安全联锁装置603延伸出的突出部，但是应理解，所述键和对应的槽缝615可以是其他形状和尺寸而不会背离本发明。在本发明的范围内可使用在泵内键接安全联锁装置的位置的其他结构。
当安全联锁装置603被装载到泵601内时，来自IR发射器616的红外电磁辐射通过该安全联锁装置被漫射和反射，并且被IR检测器617检测到以证实该组件已经被装载。接着，可见光检测器609将检查泵601内的可见光，并且将由于阻隔可见光的安全联锁装置603的阻隔部分607的位置而不会检测到任何可见光。在图20的实施例中，可见光发射器619将可见光信号发射到安全联锁装置603内。由于存在阻隔部分607，所以该可见光信号将不会被传输到可见光检测器609，并且泵601的控制系统将允许泵操作。
图22示出本发明的第十一实施例的包含底座702的泵701和安全联锁装置703的局部剖视图。安全联锁装置703用透射红外辐射但是阻隔可见光范围内的电磁辐射的材料制成，从而当安全联锁装置被装载到泵701上时可见光不会被传输到可见光检测器709。在本发明的范围内可使用用于传递一个波长的电磁辐射而阻隔另一个波长的电磁辐射的其他合适的结构。在第十一实施例中可使用类似于图20内所示的可见光和红外发射器和检测器的设置，但是也可使用不同的设置。
安全联锁装置703包括外部构件704和内部构件706。该外部构件包括上部管状部分708，下部管状部分710和环形凸缘712。该环形凸缘具有上部和下部环形通道714。在所示实施例中，这些通道使得能够使用较少的材料，但是不会影响安全联锁装置703的操作。给药组件的第一管部757被接纳在安全联锁装置703的外部构件704的上部部分708内，并且第二管部763被接纳在外部构件的下部部分710上。
外部构件704用选择性地阻隔可见光并且传递红外辐射的材料制成。内部构件706可用与外部构件704相同或不同的材料制成。但是，内部构件706基本上不能透过在红外范围和在可见光范围内的电磁辐射，并且优选地是高度反射的。在所示实施例中，内部构件706用与外部构件704相同的材料制成，但是颜色是白色。内部构件706可例如通过双注射或挤出成形工艺与外部构件704形成一个整体。另外，外部和内部构件704、706可制成单独的部件，并且以合适的方式例如粘接或焊接相互连接。内部构件706被定位在进入安全联锁装置703的红外辐射的光路内，并且设置在该红外辐射路径和第一管部757之间。因此，内部构件706的外表面限定了此第十一实施例中的用于反射红外辐射的“内部边界区域”。内部构件706阻止了可能由于在管757内流动的特定液体(例如水)的存在而造成的红外辐射的内部反射的损失。因此，不管流过管757的流体的光学特性如何，都可实现红外辐射强反射到红外辐射检测器(未示出)。
从前述说明显而易见，本发明的许多实施例使用安全联锁部件例如安全联锁装置61(图1和3)和461(图14)，电磁辐射传播影响构件87(图5，6和6A)，123(图7)，279(图10)，387(图13)和704(图22)，阻隔部分607(图20和21)，以及不可透过可见光而可透过红外辐射的其他装置。安全联锁部件是适于被组装在导管上并且被导管承载的独特部件；并且这里示出它们被导管承载的组装好的状态。相关的不可透过可见光/可透过红外辐射的部件可通过模制、注塑或挤出成形热塑材料例如PVC制备。
在一个实施例中，不可透过可见光并且可透射红外辐射的安全联锁部件可用IR专用着色剂制备以实现这些不可透过/可透过特性。在一个可选实施例中，以这样的方式用热塑材料制备该部件：在不使用IR专用着色剂或类似添加剂的情况下，使得该部件能够透射IR光同时基本上或者完全不可透过可见光，从而不透明性是工艺造成的。图23内示出安全联锁部件的示例。安全联锁部件801是根据传统方法制备的PVC部件。此部件801可透射可见光。安全联锁部件802是使用以下工艺制备的PVC部件：该工艺在不使用IR专用着色剂或类似添加剂的情况下，使该部件能够透射IR光而同时基本或完全不可透过可见光。安全联锁部件803是用IR专用着色剂制备以实现这些不可透过/可透过特性的PVC部件。
在一个实施例中，所述部件可通过模制、注塑或挤出成形具有IR专用着色剂的PVC进行制备。可用于此用途的示例性着色剂阻隔在从大约380nm到大约740nm的可见光范围内的电磁辐射，并且透射在从大约750nm到大约1000μm的红外辐射范围内的电磁辐射。这些着色剂透射/阻隔的波长范围可从制造者的数据表确定。可通过将IR专用着色剂连同热塑材料一起添加到料斗内来制备该部件；或者可在添加到料斗中之前购买或至少制备热塑材料和着色剂的预混合的组合物。
在一个实施例中，可以在高于常温的温度下或者在较高的温度下在延长的时间内通过模制、注塑或挤出成形聚合物来实现预期效果以制备所述部件。具体的，在导致在聚合物材料内形成吸收可见光的多烯的条件下处理该材料。即，该部件特别地在实现IR可透过性和可见光不可透过性的组合的温度和时间参数下形成。对于PVC，吸收可见光的多烯被认为是通过脱氯化氢反应形成的。作为比较，PVC的示例性化学结构如(1)所示：
在导致形成吸收可见光的多烯的处理条件下，PVC材料进行部分脱氯化氢。被部分脱氯化氢的PVC产生共轭双键，该共轭双键已知可吸收可见光并且还有助于材料的脱色外观。本发明的制备方法使材料的外观从透明(clear)朝阻隔可见光并且透射红外辐射的琥珀色或黄色改变。进行脱氯化氢以形成共轭双键的PVC的链段在以下结构(2)中示出：
Figure S2008100015213D00252
在一个实施例中，所述材料没有着色剂，这意味着该材料不包含足以严重地阻隔可见光的透射的任何数量的着色剂。这具有免除了着色剂的材料成本的很大优点，并且消除了与材料的品质控制和鉴定相关的复杂性。在一个优选实施例中，安全联锁部件包括至少大约95％的PVC，优选地至少大约99％的PVC，并且甚至更优选地大约100％的PVC。在另一方面，所述优选的安全联锁部件在组成上是均质的，这意味着该安全联锁部件仅包含一种材料，即，都是相同的化合物例如PVC。在一个这种优选实施例中，添加到料斗中的唯一材料是PVC。
为了促使在安全联锁部件的材料内形成吸收可见光的多烯，注塑过程在高于常温的温度下发生。例如，在PVC作为材料时，采用在大约405(207℃)到大约420(216℃)的范围内的注塑温度。相反，在并不试图实现阻隔可见光性能的正常条件下，将采用在大约380(193℃)到400(204℃)的范围内的温度。
可选择地，可通过针对PVC将前体材料(precursor material)加热到例如在380(193℃)到400(204℃)范围内的传统注塑温度，然后将该材料保持在该温度下例如大约45到60秒，来形成阻隔可见光的特性。相反，在并不试图实现阻隔可见光特性的正常条件下，一旦在进给螺杆(screw)内积聚了规定数量的材料就喷射该材料，而不是将该材料在模制温度下保持45到60秒。
一旦实现预期的料斗温度，则可在大约15,200和大约18,100psi之间的压力下注塑所述材料。可以例如在Arburg Allrounder Model 270-90-350注塑机内实现高温注塑。注塑方法可以是一步模制工艺或者两步模制工艺。在该优选实施例中，注塑方法是一步模制工艺。
当在高于常温的温度下制备PVC或者将PVC在喷嘴内保持长于正常时间的时间时，该PVC进行脱氯化氢，这实现了有助于形成吸收可见光的多烯的有利效果。被认为在大多数应用情况下被降解的这种材料有利地具有光发射特性，这尤其适合于所述材料在上述蠕动泵的各种实施例中的安全联锁部件内的应用。
在这些实施例中，安全联锁部件被制备成可透过红外辐射而同时不可透过可见光。“可透过(transparent)”并不是指在所有情况下绝对可透过，也不限于所通过的IR的特定百分比。而是意味着该部件透射足够的红外辐射，以允许指向IR检测器并且传播通过该部件的IR到达该检测器，并且当所述组件被正确地定位时导致IR检测器的预期输出条件。在定量的意义上这对应于何种程度的可透过性取决于多个因素，例如IR检测器的灵敏度和IR源的强度。例如，在一个实施例中，该材料可透射至少大约80％的IR。类似地，“不可透过(opaque)”并不是指绝对不可透过，而是指该部件阻隔足够的可见光以导致可见光检测器的输出情况从所述组件未被正确定位时的情况改变为所述组件被正确定位时的情况。在定量的意义上这是何种程度的不可透过性取决于多个因素，例如可见光检测器的灵敏度和可见光源的强度。例如，在一个实施例中，该材料可阻隔至少80％的可见光。从图23显而易见，存在不同程度的不可透过性。在本发明中，在中间的部件尽管可在一定程度上透射可见光，但是不可透过可见光，这是因为它阻隔了足够的可见光以造成在选定的检测器内的预期变化。
在蠕动泵方面，具有这些特性的安全联锁部件被制备成可透过具有大约750nm到大约1000μm的波长范围的红外辐射。在一个优选实施例中，IR发射器发射波长为880nm的辐射，并且安全联锁部件被制备成透射该波长的IR。因此，当该部件被装载到泵内时，来自IR发射器的红外电磁辐射如上所述通过该部件被漫射和/或反射，并且被IR检测器检测到以证实该组件已被装载。该部件还被制备成不可透过具有大约380nm到大约740nm的波长范围的可见光辐射。因此，由于该部件不可透过可见光并因此将阻隔可见光，所以可见光检测器将不会检测到可见光。在此情况下，由于给药组件和安全联锁装置被检测到，所以泵的软件子系统将输出设定为ON，从而允许泵操作。如果该部件未被检测到，则可见光检测器检测到可见光会阻止泵的操作。
以下示例进一步示出本发明。
示例1.部件的高温制备
在高于常温的温度下通过注塑制备部件。PVC是Teknor Apex等级I-678-1。注塑机是Arburg Allrounder型号270-90-350。该材料在大约405(207℃)和大约420(216℃)之间的范围内的温度下被注塑。所模塑的部件被轻微地脱色，并且基本上阻隔可见光的透射。
当介绍本发明或其优选实施例的元件时，冠词“一”、“该”和“所述”是指存在一个或多个该元件。术语“包括”、“包含”和“具有”将是包含性的，是指除了列出的元件之外还可能存在其他元件。此外，使用“上”、“下”、“顶部”和“底部”以及这些术语的变型仅是为了方便，而并不是要求该部件的任何特定方位。
由于可对上文做出多种改变而不会背离本发明的范围，所以以上说明书中包含的以及附图中所示的所有内容都应被解释为是示例性的而不是限制性的。

Claims (27)

1.一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示，该泵组件包括：
用于液体的导管；以及
被该导管承载的安全联锁构件，该安全联锁构件由透射红外辐射并且阻隔可见光的在组分上均质的材料形成，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
2.根据权利要求1的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件透射在大约750nm和大约1000μm之间的波长范围内的辐射，并且阻隔在大约380nm和大约740nm之间的波长范围内的可见光辐射。
3.根据权利要求1的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件包含热塑材料。
4.根据权利要求3的泵组件，其特征在于，所述热塑材料包括聚氯乙烯。
5.根据权利要求4的泵组件，其特征在于，所述热塑材料在大约207℃和大约216℃之间的温度下被模制、注塑或挤出成形。
6.一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示，该泵组件包括：
用于液体的导管；以及
被该导管承载的安全联锁构件，该安全联锁构件由透射红外辐射并且阻隔可见光的无着色剂的塑料材料形成，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
7.根据权利要求6的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件透射在大约750nm和大约1000μm之间的波长范围内的辐射，并且阻隔在大约380nm和大约740nm之间的波长范围内的可见光辐射。
8.根据权利要求6的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件包含热塑材料。
9.根据权利要求8的泵组件，其特征在于，所述热塑材料包括聚氯乙烯。
10.根据权利要求9的泵组件，其特征在于，所述热塑材料在大约207℃和大约216℃之间的温度下被模制、注塑或挤出成形。
11.一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示，该泵组件包括：
用于液体的导管；以及
透射红外辐射并且阻隔可见光的安全联锁构件，该安全联锁构件包括具有吸收可见光的多烯的聚合物，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
12.根据权利要求11的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件被所述导管承载。
13.根据权利要求12的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件透射在大约750nm和大约1000μm之间的波长范围内的辐射，并且阻隔在大约380nm和大约740nm之间的波长范围内的可见光辐射。
14.根据权利要求12的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件包含热塑材料。
15.根据权利要求14的泵组件，其特征在于，所述热塑材料包括聚氯乙烯。
16.根据权利要求15的泵组件，其特征在于，所述热塑材料在大约207℃和大约216℃之间的温度下被模制、注塑或挤出成形。
17.一种用在将液体输送给患者的液体输送泵内的泵组件，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示，该泵组件包括：
用于液体的导管；以及
透射红外辐射并且阻隔可见光的安全联锁构件，该安全联锁构件包括被脱氯化氢的聚氯乙烯材料，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
18.根据权利要求17的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件被所述导管承载。
19.根据权利要求18的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件透射在大约750nm和大约1000μm之间的波长范围内的辐射，并且阻隔在大约380nm和大约740nm之间的波长范围内的可见光辐射。
20.根据权利要求18的泵组件，其特征在于，所述安全联锁构件包含热塑材料。
21.根据权利要求20的泵组件，其特征在于，所述热塑材料包括聚氯乙烯。
22.根据权利要求21的泵组件，其特征在于，所述热塑材料在大约207℃和大约216℃之间的温度下被模制、注塑或挤出成形。
23.一种适配成被泵组件的导管承载的安全联锁构件，该泵组件用在将液体输送给患者的液体输送泵内，该液体输送泵具有用于检测红外辐射的红外辐射检测器，并且提供泵组件被正确地装载在泵上的指示，该安全联锁构件由透射红外辐射并且阻隔可见光的在组分上均质的材料形成，并且适配成放置在朝向红外辐射检测器的红外辐射传播路径内。
24.根据权利要求23的安全联锁构件，其特征在于，所述在组分上均质的材料不具有着色剂。
25.根据权利要求23的安全联锁构件，其特征在于，所述在组分上均质的材料包括具有吸收可见光的多烯的聚合物。
26.根据权利要求23的安全联锁构件，其特征在于，所述在组分上均质的材料包括被脱氯化氢的聚氯乙烯材料。
27.一种形成用于泵组件的安全联锁构件的方法，该泵组件与向患者输送液体的泵一起使用，该方法包括：
通过选自模制、注塑和挤出成形的工艺用聚氯乙烯形成安全联锁构件；以及
将聚氯乙烯暴露在高于大约207℃的温度下，以便聚氯乙烯进行脱氯化氢并且形成吸收可见光的多烯，从而该安全联锁构件透射红外辐射并且阻隔可见光。
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