МНОГОКАНАЛЬНАЯ СКООРДИНИРОВАННАЯ ИНФУЗИОННАЯ СИСТЕМА
MULTICHANNEL COORDINATED INFUSION SET

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к отслеживанию количества медицинской жидкости, подаваемой насосом, и более конкретно, к точному отслеживанию количества остающейся медицинской жидкости, и расчету скорости потока для полной ее подачи в течение заданного периода времени.
Уровень техники
Известны инфузионные системы, которые содержат множество насосных модулей для инфузии, которые включают в себя систему насосов для инфузии с центральным управлением, в которой насосные модули и модули отслеживания избирательно присоединяют к центральному модулю управления. Центральный модуль управления управляет внутренними установками и программированием установленных модулей и принимает и отображает информацию, получаемую от них. Каждый модуль может быть отсоединен от центрального модуля управления.
Из-за неточностей инфузионной системы точность ее работы может составлять плюс - минус 5% или больше при работе в течение длительных периодов и под действием других факторов, таких как перелив пакетов для внутривенного (IV, ВВ) вливания или перерывы подачи потока, требуемый объем лекарственного средства может не быть влит в течение заданного периода времени, и инфузия может опережать график или отставать от графика, в некоторых случаях на час или два. Работник клиники, то есть специалист, квалифицированный в клинической практике, медицине, психиатрии или психологии, должен затем вручную увеличивать или уменьшать скорость потока для компенсации этих факторов, как только проблема будет распознана. Перерывы в приеме медикамента могут привести к неудобствам и задержкам для пациента и клинических работников, а также потенциально могут отрицательно влиять на терапевтическую эффективность лечения. Токсичность лекарства также может стать проблемой, в случае когда скорость инфузии будет повышена в конце вливания, с тем чтобы обеспечить окончание процедуры в заданное время.
Один из подходов, которые используют клинические врачи для решения указанной выше проблемы, состоит во взвешивании ВВ пакета для определения точного объема пакета. Такой подход является не полностью удовлетворительным, поскольку пакет должен быть тщательно взвешен в аптеке, и вес пустого пакета должен быть вычтен из общего веса пакета. Различия в точности шкалы и коррекция удельного веса (плотности) раствора (которая обычно неизвестна) приводят к дополнительным неточностям. Обычно работник клиники устанавливает скорость потока при вливании на основе полученного объема раствора. Этот способ не позволяет выполнить точную коррекцию скорости потока из-за перерывов подачи потока после начала инфузии и, таким образом, может не обеспечить подачу медицинского средства для инфузии в тело пациента в течение требуемого периода времени. После окончания инфузии, во время которой происходили перерывы, у работника клиники часто остается значительный объем остаточного медикамента в ВВ пакете или в трубках, которые требуется промыть или выбросить. Если остаточный объем будет выброшен, пациент может не получить полную дозу, назначенную клиническим работником, в результате чего снижается эффект медикамента.
В связи с этим была идентифицирована постоянная потребность в создании системы медицинской инфузии, которая позволила бы точно вливать медикамент в течение заданных периодов времени.
Сущность изобретения
Вкратце и в общих чертах, настоящее изобретение направлено на инфузионную систему, которая подает первый инфузат, предпочтительно медикамент, в венозный катетер, и второй инфузат, предпочтительно нейтральный раствор-носитель, в венозный катетер пациента. Инфузионная система также включает в себя измерительное устройство, которое определяет количество неподанного первого инфузата, остающегося в системе. Кроме того, инфузионная система включает в себя систему управления, которая управляет подачей первого инфузата и которая позволяет вводить заданный объем подаваемого первого инфузата в период времени, в течение которого должно произойти вливание объема первого инфузата. Система управления также соединена с первым и вторым устройствами подачи и устройством измерения для определения оптимальной скорости потока вливания первого инфузата на основе заданного первого объема инфузата, заданного периода времени инфузии и определенного количества неподанного первого инфузата, остающегося в системе, и управления первым устройством подачи для подачи первого инфузата с оптимальной скоростью потока инфузии.
В соответствии с другим аспектом изобретения дополнительно предложена инфузионная система, содержащая первое устройство подачи, которое подает инфузионный ультрафильтрат в гемофильтр, и первое устройство измерения, которое определяет количество инфузионного ультрафильтрата в инфузионной системе. Инфузионная система также включает в себя второе устройство подачи, которое принимает извлеченный из тела пациента ультрафильтрат из гемофильтра, и второе устройство измерения, которое определяет количество извлеченного ультрафильтрата в инфузионной системе. Кроме того, инфузионная система включает в себя систему управления, которая связана с первым и вторым устройствами подачи и первым и вторым модулями измерения, для определения оптимальной скорости потока в гемофильтр и из него на основе определенных количеств инфузионного ультрафильтрата и удаленного ультрафильтрата в инфузионной системе, и заданной желательной разности давлений между вливаемым и удаляемым ультрафильтратами, и для управления первым и вторым модулями подачи, соответственно.
В других аспектах изобретения предложен способ инфузии первого инфузата в тело пациента. Работник клиники или сама система определяют общий объем первого инфузата, который должен быть подан в тело пациента. Работник клиники затем устанавливает период времени, в течение которого требуется влить общий объем первого инфузата, например двадцать четыре часа. Датчик положения шприцевого насоса или датчик веса насоса большого объема детектирует остающееся количество первого инфузата, который должен быть влит. Система управления постоянно рассчитывает остающееся время заданного периода. Насос большого объема (LVP, НБО) подает второй инфузат в линию инфузии пациента, в то время как шприцевой насос или комбинация НБО и датчика веса подает первый инфузат в венозный катетер. Система управления, предпочтительно, постоянно и автоматически регулирует скорость потока инфузии на основе остаточного количества первого инфузата, который должен быть влит, и остающегося времени заданного периода времени. Этапы детектирования, расчета, подачи, инфузии и регулирования, предпочтительно, повторяют до тех пор, пока не будет влит общий объем первого инфузата.
В других аспектах предложен способ инфузии ультрафильтрата в тело пациента, содержащий этапы подачи инфузионного ультрафильтрата в гемофильтр, измерение количества инфузионного ультрафильтрата в инфузионной системе, получение ультрафильтрата, извлеченного из тела пациента, из гемофильтра, измерение количества извлеченного ультрафильтрата в инфузионной системе и регулирование скорости потока на этапах подачи и приема на основе измеренных количеств инфузионного и извлеченного ультрафильтрата в инфузионной системе и заданной требуемой разности давлений между инфузионным и извлеченным ультрафильтратами.
Новые свойства настоящего изобретения, а также само изобретение как в отношении его структуры, так и его работы лучше всего будут понятны из следующих чертежей, которые следует рассматривать совместно с прилагаемым описанием.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема многоканальной координированной инфузионной системы в соответствии с аспектами настоящего изобретения, представляющая медицинские жидкости, подаваемые из двух разных источников жидкости, приемник (пакет для жидкости) и шприц, накачиваемый в общую линию ВВ подачи для инфузии в тело пациента, с использованием двух насосов для инфузии, под общим управлением модуля программирования;
на фиг.2 показан вид с увеличением модуля программирования, представленного на фиг.1;
на фиг.3 показан график, представляющий зависимость скорости потока от времени во время сеанса инфузии;
на фиг.4А-4V показаны экраны интерфейса пользователя, представляемые модулем программирования на фиг.1, когда выполняется программирование инфузии из двух разных источников, представленных на фиг.1;
на фиг.5 показана блок-схема последовательности операций способа инфузии медикаментов в тело пациента в соответствии с инфузионной системой на фиг.1-4;
на фиг.6 показана схема другого варианта выполнения многоканальной скоординированной инфузионной системы в соответствии с аспектами настоящего изобретения, представляющая медицинские жидкости, расположенные в двух разных источниках жидкости, и насос большого объема для инфузии, имеющий датчик веса;
жидкости накачивают в общий венозный катетер для инфузии в тело пациента под общим управлением модуля программирования;
на фиг.7А-7U показаны экраны интерфейса пользователя, представляемые модулем программирования на фиг.6, когда выполняется программирование инфузии из двух разных источников, показанных на фиг.6;
на фиг.8 показана схема дополнительного варианта выполнения многоканальной скоординированной инфузионной системы в соответствии с аспектами настоящего изобретения, представляющая удаление и замену ультрафильтратов через комбинацию насоса большого объема для инфузии - датчика веса, для инфузии в тело пациента под общим управлением модуля программирования;
на фиг.9 показана блок-схема - последовательность операций способа удаления и замены ультрафильтратов в соответствии с инфузионной системой на фиг.8.
Подробное описание изобретения
Рассмотрим более подробно чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены аналогичные или соответствующие элементы на нескольких видах, многоканальная координированная инфузионная система в соответствии с изобретением вливает заданный объем медикамента в течение определенного заданного периода, например 1000 мл химиотерапевтического агента в течение 24 часов.
Настоящее изобретение поясняется на примере, в котором в тело пациента выполняют вливание химиотерапевтического медикамента или другого медикамента. Следует понимать, что такой пример предназначен только для иллюстрации.
Обычно химиотерапевтический медикамент вливают в течение множества сеансов, продолжающихся много дней. Из-за неточностей некоторых инфузионных систем или перерывов в подаче при вливании вливание может опережать график или отставать от него на много часов к концу сеанса инфузии. Настоящее изобретение решает эту проблему, и иллюстративные варианты его выполнения представлены ниже. В одном варианте выполнения устройства точной передачи жидкости, например, используется датчик веса в комбинации с инфузионным насосом большого объема (НБО), где устройство передачи жидкости управляется с помощью модуля управления с применением микропроцессора.
Шприцевые насосы обычно состоят из цилиндра, в котором содержится жидкость, которую выталкивают путем перемещения поршня. Поршень обычно перемещается внутри цилиндра с помощью механизма привода, который включает в себя двигатель, соединенный через зубчатое колесо или колеса с головкой привода, для обеспечения относительно постоянного потока, не содержащего импульсы. В соответствии с аспектом настоящего изобретения предложено средство точного вливания заданного объема жидкости в течение заданного периода времени. Вместо программирования определенной скорости потока работник клиники может запрограммировать определенный объем, который должен быть влит в течение определенного периода времени, и система автоматически регулирует скорость потока в пределах установленных параметров на основе остающегося объема, который должен быть влит, и остающегося периода инфузии. Система также адаптируется к любым изменениям при запуске и остановке системы ввиду обстоятельств, которые могут возникнуть во время инфузии, таких как закупорка или наличие воздуха в инфузионной линии или по некоторым другим причинам, когда инфузия должна быть мгновенно остановлена.
Обычно растворы медикаментов поставляют в концентрированной форме и их требуется разбавить перед инфузией в тело пациента. Поскольку шприцы обычно содержат относительно малые объемы жидкости по сравнению с пакетами внутривенных капельниц, при этом многие медикаменты, поставляемые внутри шприцов, поставляют в концентрированной форме, их требуется разбавлять во время приема. Настоящее изобретение позволяет непрерывно разбавлять концентрированные медикаменты внутри шприцов, используя нейтральный раствор - носитель, такой как нормальный физиологический раствор, подаваемый через насос большого объема (НБО).
На фиг.1 показан вид многоканальной скоординированной инфузионной системы 10 в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Многоканальная скоординированная инфузионная система 10 включает в себя программируемую систему ухода за пациентом, аналогичную раскрытой в патенте США № 5,713,856 автора Eggers, выданном 3 февраля 1998 г., который приведен здесь в качестве ссылочного материала. Программируемая система ухода за пациентом включает в себя модуль (PCU, МУП) 12 ухода за пациентом в комбинации, по меньшей мере, с двумя функциональными модулями 14 и 16. МУП 12 включает в себя систему управления и, в общем, выполняет четыре функции в системе ухода за пациентом: он обеспечивает физическое соединение системы со структурами, такими как стойки для ВВ установок и поручни кровати; он подает питание в систему; он обеспечивает интерфейс между системой и внешними устройствами, за исключением определенной информации; обеспечивает большую часть интерфейса пользователя с системой.
На фиг.2 показан вид с увеличением МУП 12, показанного на фиг.1. МУП 12 включает в себя информационный дисплей 18, который может быть дисплеем любого типа, таким как жидкокристаллический дисплей. Дисплей 18 можно использовать во время установки и выполнения процедур для облегчения ввода и редактирования данных. Дисплей 18 также можно использовать для отображения различных рабочих параметров, как описано со ссылкой на фиг.4 и 7. МУП 12, кроме того, может содержать множество аппаратных кнопок 20 и программных кнопок S1-S14 для ввода данных и команд. Аппаратные кнопки 20 могут включать в себя цифровые аппаратные кнопки 22, кнопки 24 навигации (такие как кнопки перемещения вверх и вниз), кнопку 26 ВВОД, кнопку 28 ОТМЕНА и кнопку 30 ВАРИАНТЫ ВЫБОРА. Существуют другие общие кнопки, такие как ПИТАНИЕ и ОТКЛЮЧЕНИЕ ЗВУКА, используемая для отключения звукового сигнала тревоги. Цифровые аппаратные кнопки 22 частично можно использовать для ввода цифровых данных, в то время как остальные аппаратные кнопки, а также программные кнопки S1-S14 можно использовать для ввода команд управления. В этом варианте выполнения предусмотрены пять программных кнопок S1-S5 с левой стороны дисплея 18, пять программных кнопок S6-S10 с правой стороны дисплея 18 и четыре программные кнопки S11-S14, расположенные под дисплеем 18.
И снова, как показано на фиг.1, имеется два функциональных модуля 14 и 16. установленных на МУП 12. Функциональные модули 14 и 16 предпочтительно закрепляют с возможностью съема на МУП 12 и могут быть заменены другими функциональными модулями, как описано в патенте США № 5,713,856. Следует понимать, что хотя два функциональных модуля 14 и 16 показаны на фиг.1, разное количество функциональных модулей может быть внедрено в систему 10 ухода за пациентом.
Первый функциональный модуль 16, предпочтительно, представляет собой насос для инфузии или тому подобное. Более конкретно, первый функциональный модуль 16, предпочтительно, представляет собой парентеральный насос большого объема (НБО) со скоростью потока приблизительно 1000-2000 мл/ч или больше. Основная задача первого функционального модуля 16 в данном варианте выполнения состоит в подаче разбавляющего раствора 32 в ВВ линию 34, вставленную в тело пациента через канал разбавления инфузии (канал А) в данном случае, НБО 16. Разбавляющий раствор может представлять собой любой нейтральный раствор, такой как нормальный физиологический раствор, и обычно содержится в приемнике, таком как ВВ пакет 36.
Второй функциональный модуль 14, предпочтительно, представляет собой синхронизированный насос для инфузии малого объема, такой как шприцевый насос. Основная задача второго функционального модуля 14 в данном варианте выполнения состоит в подаче концентрированного медикамента в ВВ линию 34 через канал инфузии медикамента (канал В) в данном случае, шприцевой насос 14. Медикамент может быть медикаментом любого типа в жидкой форме, например химиотерапевтическим агентом.
Шприцевой насос 14 в соответствии с одним вариантом выполнения включает в себя систему детектирования размера шприца, имеющего датчик 38, такой как линейный привод, для измерения диаметра шприца, который затем используют для определения, с помощью справочной таблицы или тому подобное, типа используемого шприца. Например, шприц, имеющий диаметр двадцать мм, может иметь объем пятьдесят мл. Однако могут использоваться другие шприцы с таким же диаметром, поэтому в соответствии с одним вариантом выполнения работнику клиники представляется запрос на подтверждение размера шприца, как будет описано со ссылкой на фиг.4J.
Шприцевой насос 14, кроме того, может включать в себя измерительное устройство 40, такое как точный датчик линейного положения, который определяет, насколько переместился поршень 42 шприца и насколько еще требуется переместить поршень 42, пока он не достигнет окончания рабочего хода подачи. Положение поршня, вместе с размером шприца, позволяет процессору многоканальной координированной инфузионной системы 10 (см. патент США № 5,713,856) точно определить объем медикамента, остающегося в шприце. Такое определение может выполняться постоянно в режиме реального времени, если это требуется.
При использовании системы управления МУП 12 связывается с функциональными модулями 14 и 16 и измерительным устройством 40 для определения оптимальной скорости потока инфузии первого инфузата на основе определенного количества неподанного первого инфузата, остающегося в системе, заданного объема жидкости, которая должна быть влита, и заданного периода времени инфузии. Система управления МУП 12 затем управляет скоростью потока функциональных модулей 14 и 16, соответственно.
На фиг.3 показан график 44 зависимости скорости 46 потока от времени 48 во время типичного сеанса вливания. Канал А обычно установлен для вливания фармакологически инертного (нейтрального) или раствора-носителя, такого как солевой раствор, с поддержанием скорости потока до тех пор, пока медикамент не будет загружен и не начнется инфузия. Обычно канал А, канал разбавления, работает непрерывно для поддержания ВВ линии "открытой", хотя это не является необходимым условием. Такой исходный поток разбавления называется инфузией 50 поддержания. Другая заданная скорость 52 потока разбавления по каналу А устанавливается для начала инфузии, одновременно с началом инфузии 54 медикамента по каналу В. Если инфузия по каналу А или каналу В будет прервана в позиции 56 или 58, по какой-либо причине, оба канала А и В одновременно остановятся. После повторного запуска первоначально остановленного канала оба канала повторно одновременно начинают накачку в позициях 60 и 62. МУП 12 автоматически регулирует скорость инфузии медикамента (канал В) так, чтобы влить остаточное количество требуемого заданного объема медикамента в течение остающегося времени в выделенном заданном периоде времени. После того как предписанный медикамент будет полностью влит, канал инфузии медикамента автоматически останавливается в позиции 64. Канал разбавления (канал А), однако, может продолжить вливание для инфузии 66 поддержания.
На фиг.4А-4V показаны экраны интерфейса, используемые совместно с вариантом выполнения изобретения. Со ссылкой на фиг.4А-4V будет описан пример интерфейса пользователя и системы управления.
На фиг.4А показан основной экран 70 интерфейса программирования. Эти данные 70 основного экрана программирования отображают, когда инфузионная система работает или когда система находится в состоянии покоя или не работает. Обычно при нажатии на программную кнопку (S1-S14 на фиг.2) рядом с отображаемой функцией активизируется эта функция или команда, отображаемая рядом с кнопкой на экране дисплея. Буквами "А" и "В" обозначены модули инфузии канала А и канала В, соединенные с системой. Если больше модулей подключено к системе, дополнительная буква будет отображаться для каждого модуля. Функции или команды " влитый объем" или "громкость сигнала тревоги" также могут быть доступны через программные кнопки. При нажатии на аппаратную кнопку "варианты выбора" (ссылочная позиция 30 на фиг.2) отображается экран 72 варианта выбора на фиг.4В. На фиг.4В показан первый экран 72 интерфейса вариантов выбора. Множество вариантов выбора, относящихся к общей работе, отображается на экране. При нажатии на программную кнопку S14 (фиг.2) "СТРАНИЦА ВНИЗ" представляется второй экран 74 вариантов выбора, который показан на фиг.4С.
Варианты 74 выбора, более конкретно относящиеся к инфузии, представлены на фиг.4С. При нажатии на программную кнопку S1 рядом с надписью "многоканальная инфузия" может быть предоставлен доступ к функциям, относящимся к другим аспектам настоящего изобретения.
На фиг.4D представлен интерфейс 76 для многоканальной инфузии. Этот интерфейс относится к установкам потока поддержания солевого раствора через канал А. Система представляет установленные по умолчанию значения скорости потока для инфузии поддержания. Работник клиники может затем ввести требуемую скорость потока в миллилитрах в час (мл/ч), как показано на фиг.4Е. Например, скорость потока поддержания 10 мл/ч введена с использованием цифровых аппаратных кнопок. При нажатии программной кнопки рядом с надписью "VTBI" (ОКДВ, "объем, который должен быть влит") будет отображаться экран 76 интерфейса, показанный на фиг.4F. Работник клиники может ввести точное или приблизительное значение объема жидкости поддержания, которая должна быть влита, например 1000 мл, как показано на фиг.4G. Программные кнопки, расположенные рядом с надписью "промывка" или "профиль", можно нажать для изменения одной из этих установок. Аппаратную кнопку "ВВОД" (ссылочная позиция 26 на фиг.2) можно нажать для подтверждения введенных переменных. На фиг.4Н показан экран 76 интерфейса подтверждения. Для работника клиники снова представляют запрос на подтверждение введенных переменных в качестве меры предосторожности. Для подтверждения снова нажимают аппаратную кнопку "ВВОД".
На фиг.4I представлен обобщенный экран. Здесь показан канал А, который подает инфузию поддержания. Для перехода к каналу В подачи медикамента нажимают программную кнопку S2, расположенную рядом с обозначением на экране канал "В", в результате чего отображается интерфейс, показанный на фиг.4J. На фиг.4J показан экран подтверждения шприца. Свойство, специфичное для варианта выполнения шприцевого насоса в соответствии с изобретением, как показано на фиг.4J, состоит в том, что работник клиники должен идентифицировать тип используемого шприца (поскольку скорость потока зависит от скорости перемещения поршня и диаметра цилиндра шприца). Тип шприца может быть определен насосом автоматически, как описано выше, и отображается, как, например, в данном примере, как шприц IVAC 50 мл. Программные кнопки S7 или S8 затем можно нажать либо для подтверждения, или для изменения детектированного типа шприца. Если тип шприца представлен неправильно, будет отображаться экран интерфейса, на котором пользователь может выбрать другой тип шприца (не показан). Если тип шприца подтверждается, отображается интерфейс, показанный на фиг.4K.
Для работника клиники предоставляется запрос на ввод скорости потока при вливании медикамента, значение которой может быть введено с использованием цифровых аппаратных кнопок. Если работник клиники предпочитает влить определенный объем или весь объем шприца, нажимают на программную кнопку S2, расположенную рядом с надписью "ОКДВ". Работник клиники может либо ввести значение объема для вливания, или при нажатии на аппаратные кнопки вверх или вниз (ссылочная позиция 208 на фиг.2) или в результате повторного нажатия на программную кнопку S2 работник клиники может выбрать вливание всего содержимого шприца. Вливание всего содержимого шприца подтверждается надписью "ВЕСЬ" рядом с "ОКДВ", как показано на фиг.4L. Установка "ВЕСЬ", в качестве альтернативы, может быть установлена как принятая по умолчанию установка. При нажатии на программную кнопку S3 выбирают выбор ввода длительности при этом вливании, как показано на фиг.4М.
В соответствии с данным вариантом выполнения изобретения работник клиники обычно должен вливать заданный объем медикамента в течение заданного периода времени. Как показано на фиг.4L, работник клиники выбрал вливание всего объема шприца. Для ввода периода времени, в течение которого должен быть влит весь объем, работник клиники вводит требуемое время, используя цифровые аппаратные кнопки, например период 24 часа, как показано на фиг.4N. При нажатии на программную кнопку S4 можно ввести время начала вливания, как показано на фиг.4O.
На фиг.4Р работник клиники ввел требуемое время начала вливания как 9:00. Система, в качестве альтернативы, может быть установлена на принятое по умолчанию использование текущего времени, и работник клиники может использовать аппаратные кнопки перемещения вверх или вниз для изменения времени начала. Задержка при вливании медикамента может быть желательной, чтобы предоставить для работника клиники время выполнить другую работу, такую как дать пациенту предварительно принимаемый медикамент, такой как противорвотное средство, перед подачей химиотерапевтического медикамента через другой шприц или канал инфузии.
Как описано выше, медикамент обычно должен быть разбавлен нейтральным раствором, таким как солевой раствор, перед инфузией в тело пациента. Для установки канала разбавления работник клиники нажимает программную кнопку S12, ассоциированную с надписью "РАЗБАВЛЕНИЕ", в результате чего отображается экран интерфейса разбавления, показанный на фиг.4Q. Для ввода значения скорости потока разбавляющего раствора работник клиники нажимает программную кнопку S2, ассоциированную с надписью "СКОРОСТЬ", показанную на фиг.4R. Скорость потока, например 100 мл/ч, может быть введена, используя цифровые аппаратные кнопки. При нажатии на программную кнопку S3, ассоциированную с надписью "ОКДВ", работник клиники может ввести приблизительный объем раствора разбавления для инфузии, например 400 мл, как показано на фиг.4S. Здесь требуется только оценочное значение, поскольку более важный параметр представляет собой скорость потока разбавляющего раствора. Если во время инфузии в системе заканчивается разбавляющий раствор, будет подан звуковой сигнал, и оба канала А и В одновременно останавливаются, пока разбавляющий раствор не будет заменен, и система не будет повторно запущена. Для окончания этапа установки разбавляющего раствора работник клиники нажимает аппаратную кнопку "ВВОД" (ссылочная позиция 26 на фиг.2). Разбавляющий раствор вливают одновременно с медикаментом, и поэтому время начала и длительность являются одинаковыми как для канала А разбавления, так и для канала В инфузии медикамента.
На фиг.4Т показан экран 84 интерфейса для установки канала В, когда для работника клиники представляют запрос нажать аппаратную кнопку "ВВОД" для подтверждения установки. При нажатии кнопки "ВВОД" отображается интерфейс 86, показанный на фиг.4U. На фиг.4U показана инфузия одновременно по каналу А и каналу В на линии времени. Программные кнопки, ассоциированные с обоими каналами, можно нажимать для просмотра или изменения установки этого канала. Если дополнительные каналы подключены к системе, они также будут отображаться. Для запуска системы работник клиники нажимает программную кнопку S14, расположенную ниже надписи "НАЧАЛО". После запуска системы в работу отображается обобщенный экран 88, показанный на фиг.4V. В качестве примера инфузия потока поддержания начинается немедленно, и подача медикамента вместе с разбавляющим раствором начинается только в 9:00. После 9:00 экран изменяется и представляет, что выполняется инфузия всего содержания шприца, и длительность инфузии уменьшается с течением времени.
На фиг.5 показана блок-схема последовательности операций способа 98 инфузии медикамента в тело пациента в соответствии с инфузионной системой, описанной выше, и представленной на фиг.1-4. Работник клиники или сама система, как описано выше, определяют на этапе 90 общий объем медикамента, который должен быть влит в тело пациента, в котором может быть просто выполнено вливание всего содержимого ВВ пакета капельницы или шприца. Работник клиники затем выбирает на этапе 94 период, в течение которого должен быть влит общий объем медикамента, например двадцать четыре часа. Датчик 40 линейного положения постоянно детектирует на этапе 96 остающееся количество медикамента для вливания. Система управления постоянно рассчитывает на этапе 98 оставшееся время заданного периода. Насос подает на этапе 100 нейтральный раствор-носитель в ВВ линию, в то время как шприцевой насос начинает инфузию медикамента на этапе 102 в цепь инфузии. Система управления постоянно и автоматически регулирует на этапе 104 скорость потока инфузии канала В на основе оставшегося количества медикамента для вливания и остающегося времени заданного периода. Этапы 92-104 детектирования, расчета, подачи, вливания и регулирования повторяются на этапе 106 до тех пор, пока весь объем медикамента не будет влит.
На фиг.6 представлена многоканальная координированная инфузионная система 110 в соответствии с другим вариантом выполнения изобретения. Многоканальная координированная инфузионная система аналогична варианту выполнения со шприцевым насосом, описанному выше. Как и в предыдущем варианте выполнения, данная многоканальная координированная инфузионная система содержит МУП 12, включающий в себя систему управления, и НБО 16. Раствор 32 разбавления, содержащийся в ВВ пакете 36, перекачивают через канал А с помощью НБО в ВВ линии 34, соединенной с телом пациента. Система дополнительно включает в себя функциональный модуль 112, который содержит НБО 114 и датчик веса 116. Датчик веса связан через проводной или дистанционный канал связи (например, инфракрасной, радиочастотной связи) с МУП 12.
При использовании приемник 118, такой как ВВ пакет - капельница, неизвестного объема, но имеющий известный вес пустого пакета или сухой вес, содержащий медикамент 120, подвешивают к датчику веса 116. Работник клиники обычно идентифицирует приемник для подвешивания к датчику веса (например, коммерчески доступный пластиковый пакет для раствора объемом 250 мл) и вводит эту информацию вместе с приблизительным объемом и длительностью инфузии в МУП 12. Тип приемника и, следовательно, его сухой вес могут быть определены автоматически с помощью системы 122 детектирования приемника. Сухой вес может быть определен из базы данных в МУП, в которой запрограммированы названия изготовителей приемников и сухой вес приемников, или изготовитель может использовать штрих-код или другое информационное устройство на своих приемниках, которое может считывать МУП. Фармацевт может взвешивать сухой пакет и помещать штрих-код или другую электронную метку, или изготовитель может снабдить приемник идентификатором, который включает в себя имя изготовителя, номер модели и вес пакета в граммах. Вес жидкости в приемнике рассчитывают путем вычитания известного сухого веса для данного конкретного контейнера из веса нетто приемника, измеренного датчиком веса. Медикамент из пакета поступает по трубке 100 через НБО 114 (канал В) для соединения с ВВ линией 34.
Процессор в многоканальной координированной инфузионной системе 110 (системе управления) автоматически определяет точную скорость потока вливания на основе заданного общего объема для инфузии, измеренного веса жидкости и остающегося времени периода, назначенного для инфузии. Такое определение может выполняться постоянно и в режиме реального времени, если это требуется. Неточности, связанные с разными значениями удельного веса жидкости, как правило, являются минимальными (поскольку большинство жидких медикаментов имеют близкие значения удельного веса, то есть аналогичные значения массы по отношению к массе воды, которые используются как стандарт), но могут учитываться многоканальной координированной инфузионной системой 110. Система поэтому автоматически определяет изменение веса приемника 118 и регулирует скорость инфузии медикамента через канал В, соответственно, для обеспечения полной подачи содержания приемника или указанного объема в течение заданного периода времени, назначенного для инфузии. Таким образом, система выполняет автоматическое регулирование с учетом периодов отсутствия потока из-за сигналов тревоги, состояния паузы и т.д.
Функциональные модули 16 и 114 предпочтительно устанавливают с возможностью съема в модуле МУП 12 интерфейса, и их можно заменять другими функциональными модулями, как описано выше. Следует понимать, что хотя два функциональных модуля показаны на фиг.6, другое количество функциональных модулей может быть внедрено в систему 110 ухода за пациентом.
Обычно НБО должен иметь положительное значение напора для точной работы. В варианте выполнения с датчиком веса, описанном выше, постоянный контроль над скоростью потока через канал В устраняет необходимость использования положительного напора. Описанная выше компоновка позволяет подавать все содержание неизвестного объема в точно заданный период времени. Она также позволяет подавать совместно контролируемые растворы разбавления и инфузии.
Фиг.2 и 3 в равной степени применимы для описанного выше варианта выполнения с датчиком веса.
На фиг.7А-7U показаны интерфейсы пользователя, используемые совместно с приведенным выше вариантом выполнения с датчиком веса. МУП, используемый с этим вариантом выполнения, запрограммирован аналогично описанию, представленному для предыдущего варианта выполнения. Доступ к режиму многоканальной инфузии в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается, как описано со ссылкой на фиг.4А-4С и представлено на фиг.7А-7С для полноты описания. Скорость потока поддержания для канала А устанавливают, как описано со ссылкой на фиг.4D-4Н и как показано на фиг.7D-7Н, для полноты описания. Обобщенный экран, на котором показана подача по каналу А инфузии поддержания, представлен на фиг.7I. При нажатии на программную кнопку S2, расположенную рядом с надписью "В", отображается экран 80 интерфейса для установки инфузии, как показано на фиг.7J.
Аналогично тому, что описано со ссылкой на фиг.4К-4Р и показано на фиг.7J-7O с целью полноты описания, вводят значение скорости потока "СКОРОСТЬ", объема для вливания "ОКДВ", длительности инфузии "ДЛИТЕЛЬНОСТЬ" и время начала инфузии "ВРЕМЯ НАЧАЛА" в МУП 80. Программирование скорости потока не является критичным для системы, если должен быть влит весь объем приемника, что обозначено надписью "ВЕСЬ". Это связано с тем, что скорость потока постоянно рассчитывается многоканальной координированной инфузионной системой, которая делит расчетный вес жидкости на количество часов и минут, остающихся в назначенном периоде для инфузии. Вес инфузионной жидкости в приемнике рассчитывают путем вычитания известного сухого веса этого конкретного контейнера из веса нетто приемника, измеренного датчиком веса.
Инфузию разбавления по каналу затем устанавливают, как описано со ссылкой на фиг.4Q-4S и как показано на фиг.7Р-7R, для полноты описания. Экран 130 подтверждения установки инфузии затем представляют работнику клиники, как показано на фиг.7S. Работнику клиники представляют запрос нажать кнопку "ВВОД" для подтверждения установок, показанных на фиг.7S. При нажатии кнопки "ВВОД" отображается экран 86 интерфейса, показанный на фиг.7Т. На фиг.7Т показана инфузия по обоим каналам А и В на линии времени. Программные кнопки, ассоциированные с каждым из каналов, можно нажимать для просмотра или изменения установки этого канала. Если дополнительные каналы будут подключены к системе, они также будут отображаться. Для запуска системы работник клиники нажимает программную кнопку S14, расположенную под надписью "НАЧАЛО". После того как система начнет работу, отображается обобщенный экран 88, показанный на фиг.7U. В качестве примера, как описано в отношении предыдущего варианта выполнения, немедленно начинается вливание потока поддержания, и медикамент вместе с разбавляющим раствором начинают вливать только в 9:00. После 9:00 этот экран изменяется и представляет, что выполняется вливание всего содержимого приемника, и при этом длительность уменьшается с течением времени.
Способ инфузии медикамента в тело пациента в соответствии с инфузионной системой по фиг.6-7 является таким же, как пояснялось со ссылкой на предшествующий вариант выполнения, за исключением того, что датчик положения датчика веса постоянно детектирует на этапе 96 остающееся количество медикамента для инфузии, и, используя комбинацию НБО и датчика веса, производят вливание медикамента на этапе 102 в цепь инфузии.
На фиг.8 представлена многоканальная координированная инфузионная система 140 в соответствии с дополнительным вариантом выполнения изобретения. Многоканальная координированная инфузионная система обычно используется для непрерывной терапии с использованием аппарата искусственная почка (НТИП, CRRT), такого как непрерывная артериовенозная гемофильтрация (НАВГ, CAVH) или непрерывный артериовенозный гемодиализ (НАВГД, CAVHD), и, по существу, представляет собой замену нормальной процедуры гемодиализа для лежачего больного.
Для лечения пациентов с хронической почечной недостаточностью обычно используют процедуру нормального гемодиализа. Гемодиализ часто является очень тяжелой процедурой для пациента, поскольку выполняется большое количество замен жидкости и замен электролита, а также большое количество замен физиологического раствора во время очистки крови пациента в устройстве гемодиализа. Процедура обычно отбирает энергию пациента, делая его/ее усталым и слабым. Такие побочные эффекты еще более выражены у пациентов, страдающих критическими заболеваниями. Тело пациента часто не может выдержать процедуру, поскольку давление крови падает, и пациент имеет другие физиологические проблемы. Для преодоления экстремальной природы гемодиализа были разработаны процедуры НТИП (НАВГ и НАВГД). НТИП аналогична гемодиализу за исключением того, что пациент постоянно подключен к устройству (системе фильтрации), вместо нескольких часов изменяющегося приращения времени. В НТИП важно обеспечить точную регистрацию жидкостей диализа и внутривенных жидкостей, вводимых в тело пациента, и количества жидкостей, выходящих из тела пациента. Таким образом, должен обеспечиваться баланс массы, когда жидкости отбирают и заменяют из тела пациента. Сложные клинические проблемы и даже смертельные случаи могут произойти, если баланс этих жидкостей не будет тщательно отрегулирован. Преимущество такой терапии состоит в том, что она оказывает меньший стресс на тело пациента и обеспечивает непрерывное лечение в отличие от трех- четырехчасовых сеансов гемодиализа.
Цель этих процедур та же, что и у гемодиализа - очистить кровь, но процесс выполняется более постепенно. В НАВГ обычно используют внутриартериальное кровяное давление пациента для подачи крови к гемофильтру малого сопротивления. Для поддержания системного артериального давления крови пациент получает заменяющую жидкость. НАВГД представляет собой модификацию способа НАВГ, в котором используется инфузионный насос для перемещения раствора диализата в противотоке потоку крови, что добавляет возможность постоянного удаления растворенного вещества при отборе жидкости.
Как НАВГ, так и НАВГД обеспечивают непрерывную заместительную почечную терапию, что позволяет удалять растворенные вещества и производить модификацию объема и состава внеклеточной жидкости равномерно с течением времени. Нестабильных пациентов, которые часто не выдерживают резкого изменения объема жидкости и резкие изменения концентрации растворенных веществ, которые сопровождают стандартную процедуру гемодиализа, обычно можно безопасно лечить с использованием НАВГ или НАВГД.
В системе гемофильтрации используется малый фильтр, который является в высокой степени проницаемым для воды и малых растворенных веществ, но является непроницаемым для белков плазмы и формируемых элементов крови. Фильтр установлен в цепи, расположенной в дополнительном корпусе. По мере того как кровь протекает через гемофильтр, удаляют ультрафильтрат плазмы. Этот ультрафильтрат одновременно заменяют, используя жидкость с составом электролита, который либо аналогичен нормальной плазме или специально разработан для коррекции отклонений конкретного пациента. Схема гемофильтрации соединяет большую артерию и вену. Кровь обычно прокачивается через цепь сердцем, что позволяет благодаря артериально-венозному градиенту давления пациента обеспечить давление для привода в действие системы. Эта система, однако, не позволяет точно управлять описанным выше балансом массы жидкости.
В настоящем изобретении фильтр 144 диализа подключен между артериально-венозным ("AV", "АВ") шунтом с одной стороны и двумя датчиками веса и комбинацией двух датчиков веса и модулей 146 и 148 НБО - с другой стороны. Оба модуля НБО в комбинации одновременно управляются одним МУП 150. Кровь 152 из тела пациента поступает в фильтр, и ультрафильтрат 154 удаляют и содержат в приемнике 156, оставляя только клеточные компоненты крови и белки плазмы крови. Ультрафильтрат 158 замены поступает в фильтр 144 через трубку 160 и смешивается с разделенными белками плазмы крови перед возвратом 162 крови в тело пациента. Скорость потока ультрафильтрата 154, удаляемого из тела пациента, отслеживают с помощью МУП 150, который управляет модулем 146 НБО. Аналогично, скорость потока ультрафильтрата 158, заменяемого в теле пациента, точно управляется МУП 150, который управляет модулем 104 НБО.
В результате этого МУП 150 управляет модулем 148 НБО для точной подачи инфузии в ВВ линию на основе требуемого значения скорости потока. Модуль 146 НБО запрограммирован для точного отбора жидкости из линии путем измерения количества отбираемой жидкости. Система может быть запрограммирована для поддержания установленной разности между двумя инфузиями, для получения в результате точного положительного или отрицательного баланса. Аналогично описанным выше вариантам выполнения, поскольку два инфузионных модуля 146 и 148 запрограммированы одним и тем же МУП 150, когда один из инфузионных модулей останавливает работу по какой-либо причине, второй модуль также останавливается.
Повышенная точность, возможности контроля и программирования положительной или отрицательной разности давлений в системе НТИП могут быть достигнуты с использованием многоканальной координированной инфузионной системы 140, с применением датчиков веса и под управлением центральным МУП 150. Многоканальная координированная инфузионная система 140 также позволяет устранить такие состояния, как высокая разность входного и выходного давлений, которые существенно влияют на объем подачи или отбора.
На фиг.9 показана блок-схема последовательности операций способа 170 инфузии ультрафильтрата в тело пациента. Инфузионный ультрафильтрат вначале подают в гемофильтр на этапе 172. Датчик веса затем на этапе 174 измеряет количество инфузионного ультрафильтрата в инфузионной системе. Одновременно ультрафильтрат, отобранный из тела пациента, получают на этапе 176 из гемофильтра. Количество изъятого ультрафильтрата в инфузионной системе измеряют на этапе 178, после чего скорости потока в гемофильтр и из него регулируют на этапе 180. Регулировка основана на измеренных количествах инфузионного и извлеченного ультрафильтратов в инфузионной системе и заданного требуемого значения разности давлений между инфузионным и извлеченным ультрафильтратами. Способ 170 можно повторять 182 до тех пор, пока требуемый инфузионный ультрафильтрат не будет поставлен в тело пациента или удален из тела пациента.
В то время как конкретные инфузионные системы и способы, которые были представлены и подробно описаны здесь, полностью позволяют выполнять описанные выше функции и обеспечивать указанные выше преимущества, следует понимать, что они представляют собой всего лишь иллюстрацию и предпочтительные в настоящее время варианты выполнения изобретения, и поэтому не предполагаются какие-либо ограничения в отношении представленных здесь деталей конструкции или дизайна, помимо того, что указано в приложенной формуле изобретения.