流體流動測量和控制的制作方法
【專利說明】流體流動測量和控制
[0001] 本申請是申請日為2014年02月03日、申請號為201480016428. 3,發明名稱為"流 體流動測量和控制"發明專利申請的分案申請。
[0002] 發明人：Jesse E. Ambrosina，Benjamin G. Powers 和 Ali Sashjii
[0003] 代理人案號：FLU12-15PCT
【背景技術】
[0004] 輸送流體到接受者的常規技術可以包括從流體源抽吸流體進入隔膜栗的腔室。在 腔室被填充后，相應的流體輸送系統施加壓力到該腔室，使該腔室中的流體被輸送到相應 的患者。流體被輸送到接受者的速率可以根據施加到該腔室的壓力的大小而改變。
[0005] 最終，將壓力施加到腔室足夠量時間后，該腔室中的所有流體被輸送給接受者。
[0006] 在大多數應用中，被抽吸進入隔膜栗的腔室中的流體的量大體上少于要被輸送到 患者的流體的量。為了隨著時間輸送適量流體到患者，流體輸送系統重復這樣的周期，在該 周期中，從流體源抽吸流體進入腔室，并且隨后施加壓力到該腔室以輸送流體到接受者。
[0007] 根據常規技術，基于依次操作將流體吸入隔膜栗中的腔室和將流體排出隔膜栗中 的腔室的時間之間經過的時間的量，流體輸送系統能夠確定流體被輸送到相應患者的速 率。
【發明內容】
[0008] 此處的實施例比起常規方法是新穎的。
[0009] 淵度估計與棹制
[0010] 更具體地，根據第一實施例，流體輸送系統包括第一體積（例如第一腔室）和第二 體積（例如第二腔室）。假設第一體積大小已知，并且第二體積大小未知。在一個實施例中， 流體輸送系統中的控制器控制第一體積和第二體積中壓力的大小，以輸送流體到相應的接 受者。
[0011] 為了產生對被輸送到接受者的流體的更準確的測量結果，控制器估計第一體積中 的氣體溫度和第二體積中的氣體溫度。控制器基于第一體積中壓力的測量結果和第二體積 中壓力的測量結果估計該溫度。換句話說，在一個實施例中，控制器至少部分地從第一體積 和第二體積中壓力的測量結果導出所估計的氣體溫度。
[0012] 除了估計溫度，如此處所述的控制器可以被配置成基于第一體積和第二體積中氣 體的所測量的壓力和所估計的溫度的結合，計算第二體積的大小。
[0013] 根據又一些實施例，如此處所述的流體輸送系統包括設置在第一體積和第二體積 之間的閥。流體輸送系統的控制器首先關閉該閥以防止第一體積和第二體積之間的氣體的 轉移。當該閥被關閉時，控制器將第一體積的壓力控制為基本上不同于第二體積的壓力。在 確定第二體積的尺寸的測量周期期間，控制器打開第一體積和第二體積之間的閥，從而使 得氣體能夠轉移，并且使第一體積和第二體積均衡至基本上相同的壓力。根據又一些實施 例，控制器至少部分地基于打開該閥之前和之后氣體的所測量的壓力，計算第二體積的大 小。
[0014] 第一體積和/或第二體積的熱效應可以對計算的體積具有影響。根據另又一些實 施例，為了估計第一體積中氣體的溫度和第二體積中氣體的溫度，控制器至少部分地基于 由于第一體積和第二體積中氣體壓力變化所致的熱效應，導出第一體積中氣體的估計溫度 和第二體積中氣體的估計溫度。
[0015] 第一體積和第二體積的物理屬性可以影響氣體的相應的實際和估計氣體溫度。根 據又一些實施例，當估計第一體積中的氣體溫度和第二體積中的氣體溫度時，控制器可以 被配置成至少部分地基于氣體與限定第一體積和第二體積的相應物理邊界之間所估計的 熱量的傳遞，導出第一體積中的氣體的溫度和第二體積中的氣體的溫度。
[0016] 另外通過非限制性例子的方式，請注意，該第二體積可以是隔膜栗中的第一腔室。 隔膜栗可以包括相鄰該第一腔室設置的第二腔室。隔膜栗中的柔性膜限定了該第一腔室和 第二腔室之間的邊界。控制器控制施加到該第一腔室（第二體積）的壓力，以栗送第二腔室 中的流體到目標接受者。如此處所述，控制器可以施加負壓到該第二體積，以減小該第二體 積的大小，將流體吸入隔膜栗的第二腔室。控制器可以施加正壓到第一腔室（第二體積）， 以將流體從隔膜栗的第二腔室排出到相應的下游接受者。
[0017] 根據仍然又一些實施例，當控制器施加正壓到第二體積時，由于輸送流體到接受 者，第二體積隨著時間而變化。當估計第一體積中的氣體的溫度和第二體積中的氣體的溫 度時，控制器可以被配置成至少部分地基于所計算的第二體積隨著時間的變化，導出第一 體積中的氣體的溫度和第二體積中的氣體的溫度。
[0018] 在又一些實施例中，控制器使用所計算的第二體積大小（隔膜栗中第一腔室的體 積）來確定從隔膜栗的第二腔室輸送流體到目標接受者的流速。
[0019] 中ih棹制橾作
[0020] 根據第二實施例，流體輸送系統中的控制器啟動將流體吸入隔膜栗的腔室。在輸 送階段期間，控制器施加正壓到該腔室。所施加的正壓將腔室中的流體栗送到目標接受者。 在輸送階段期間的一個或多個時間處，控制器暫時中止或中斷施加壓力到腔室，以計算腔 室中的流體有多少已被栗送到目標接受者。
[0021] 更具體地，假設流體輸送系統首先啟動填充隔膜栗中的腔室。流體輸送系統在腔 室上施加壓力以將隔膜栗中的流體的一部分輸送到下游接受者。流體輸送系統暫時中止施 加壓力到腔室。在一個實施例中，中止施加壓力包括減小施加到腔室的壓力。減小的壓力 導致短時間量地放慢或者停止栗送腔室中的流體到接受者。壓力中斷的時間可以是如此之 短，以至于其是不明顯或不顯著的。
[0022] 在暫時中止施加壓力的該時間期間，流體輸送系統計算留在隔膜栗的腔室中的流 體的量。
[0023] 在計算留在腔室中的流體的量，流體輸送系統再次施加壓力到腔室（可能與中斷 之前所施加的壓力相同或基本相似的壓力），使腔室中的流體恢復正常輸送流體到接受者。 換句話說，恢復施加壓力到腔室使腔室中的流體再次流向接受者。
[0024] 在一個實施例中，流體輸送系統在輸送階段期間重復中止施加壓力到腔室以計算 留在該腔室中的流體的量這一過程多次。多次測量使得流體輸送系統能夠準確地檢測流體 至接受者的隨時間的量或流動。
[0025] 在另又一些實施例中，如所提到的，控制器可以被配置成施加基本上恒定的壓力 (在暫時中止施加壓力的步驟之前和之后）到腔室，以從該腔室排出流體進入相應的導管， 該導管將流體傳送到目標接受者。
[0026] 使用在輸送階段期間不同時間處所計算的留在腔室中的流體的量，控制器可以計 算將腔室中的流體輸送到目標接受者的流速。
[0027] 根據又一些實施例，控制器可以被配置成將計算的流速與期望流速（例如設定 點）進行比較。響應于檢測到所計算的流速與期望流速之間的差大于閾值，控制器可以被 配置成調節從腔室到目標接受者的流體的流速為更接近期望流速。
[0028] 需要注意的是，如果流體流速與相應的期望設定點不同，控制器可修改任何合適 的控制參數以調節流體的流速。例如，在一個實施例中，控制器調節輸送階段期間施加到腔 室的壓力的大小，以增大或減小流體輸送速率。附加地或替代性地，控制器可以被配置成調 節設置在腔室和目標接受者之間的線路內流體流動阻力器的阻力。
[0029] 中止施加驅動壓力到腔室可以包括將腔室和氣體儲存罐中的壓力大小控制為不 相同。該儲存罐可以是已知大小的體積；該腔室可以是未知大小的體積。換句話說，如所提 到的，該腔室可以表示變化的體積，其大小隨流體被輸送到接受者而變化。
[0030] 在又一些實施例中，控制器打開儲存罐和腔室之間的閥，以使儲存罐和腔室中的 氣體壓力基本上相等。為了更準確地計算流體輸送的速率，如前面所討論的，控制器可以被 配置成基于儲存罐中的所測量的壓力和腔室的所測量的壓力，估計儲存罐中的氣體溫度和 腔室中的氣體溫度。控制器至少部分地基于儲存罐和腔室中氣體的所測量的壓力和氣體的 所估計的溫度，計算有多少流體留在腔室中。
[0031] 同樣地，如前面所提到的，控制器可以被配置成至少部分地基于被吸入腔室的流 體在施加正壓到隔膜栗之后有多少留在腔室中，來計算有多少流體已被栗送到目標接受 者。
[0032] 這些和其它更具體的實施例在下文中更詳細地公開。
[0033] 需要注意的是，如此處所討論的任何資源可以包括一個或多個計算機化的設備、 流體輸送系統、服務器、基站、無線通信設備、通信管理系統、工作站、手持式或膝上型計算 機等等，以實現和/或支持此處公開的任何或全部方法操作。換句話說，一個或多個計算機 化設備或處理器可以被編程和/或配置成如此處解釋的那樣操作，以實現本發明的不同實 施例。
[0034] 此處的另外其他的實施例包括軟件程序以執行上面概述和下文詳細公開的步驟 和操作。一個這樣的實施例包括計算機程序產品，該計算機程序產品包括非暫時性計算機 可讀存儲介質（即，任何物理計算機可讀硬件存儲介質），在該介質上編碼有軟件指令，用 于隨后執行。當在具有處理器的計算機化設備（例如，計算機處理硬件）中執行該指令時， 該指令編程和/或致使處理器執行此處公開的操作。這樣的布置通常被提供為：布置或編 碼在非暫時性計算機可讀存儲介質（例如光介質（例如，CD-ROM)、軟盤、硬盤、存儲棒等） 或其他介質（例如在一個或多個ROM、RAM、PR0M等中的固件或短代碼）上的軟件、代碼、指 令和/或其他數據（例如，數據結構），或者提供為專用集成電路（ASIC)等。軟件或固件 或其他這樣的配置可以被安裝在計算機化設備上，以使該計算機化設備執行此處解釋的技 術。
[0035] 因此，此處的實施例針對那些支持如此處所討論的操作的方法、系統、計算機程序 廣品等。
[0036] 此處的一個實施例包括在其上存儲有指令的計算機可讀存儲介質和/或系統。當 通過計算機處理器硬件執行該指令時，該指令使得該計算機處理器硬件：控制第一體積和 第二體積中的壓力的大小，第一體積為已知大小，第二體積為未知大小；基于第一體積中壓 力的測量結果和第二體積中壓力的測量結果，估計第一體積中的氣體的溫度和第二體積中 的氣體的溫度；并且，基于第一體積和第二體積中氣體的所測量的壓力和氣體的所估計的 溫度，計算第二體積的大小。
[0037] 此處另一個實施例包括在其上存儲有指令的計算機可讀存儲介質和/或系統。當 通過計算機處理器硬件執行該指令時，該指令使得該計算機處理器硬件：啟動將流體吸入 隔膜栗的腔室；在輸送階段期間將腔室中的流體栗送到目標接受者，施加壓力到腔室；并 且，在輸送階段期間的多個不同時間處，暫時中止施加壓力到腔室，以計算腔室中的流體有 多少已被栗送到目標接受者。
[0038] 此處的又另一個實施例包括在其上存儲有指令的計算機可讀存儲介質和/或系 統。當通過計算機處理器硬件執行該指令時，該指令使得該計算機處理器硬件：將第一體積 和第二體積中的壓力的大小控制為不同，第一體積為已知大小，第二體積為未知大小；啟動 打開第一體積和第二體積之間的閥，以使第一體積和第二體積中的壓力相等；基于第一體 積中所測量的壓力和第二體積的所測量的壓力，估計第一體積中的氣體溫度和第二體積中 的氣體溫度；并且，基于第一體積和第二體積中氣體的所測量的壓力和氣體的所估計的溫 度，計算第二體積的大小。
[0039] 為了清楚的緣故，對以上的操作添加了順序。需要注意的是，如此處所討論的任何 處理步驟可以以任何合