流體流動(dòng)測(cè)量和控制的制作方法
【專利說(shuō)明】流體流動(dòng)測(cè)量和控制
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2014年02月03日、申請(qǐng)?zhí)枮?01480016428. 3,發(fā)明名稱為"流 體流動(dòng)測(cè)量和控制"發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 發(fā)明人：Jesse E. Ambrosina，Benjamin G. Powers 和 Ali Sashjii
[0003] 代理人案號(hào)：FLU12-15PCT
【背景技術(shù)】
[0004] 輸送流體到接受者的常規(guī)技術(shù)可以包括從流體源抽吸流體進(jìn)入隔膜栗的腔室。在 腔室被填充后，相應(yīng)的流體輸送系統(tǒng)施加壓力到該腔室，使該腔室中的流體被輸送到相應(yīng) 的患者。流體被輸送到接受者的速率可以根據(jù)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(shí)間后，該腔室中的所有流體被輸送給接受者。
[0006] 在大多數(shù)應(yīng)用中，被抽吸進(jìn)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(shí)間輸送適量流體到患者，流體輸送系統(tǒng)重復(fù)這樣的周期，在該 周期中，從流體源抽吸流體進(jìn)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(jù)常規(guī)技術(shù)，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(shí)間之間經(jīng)過(guò)的時(shí)間的量，流體輸送系統(tǒng)能夠確定流體被輸送到相應(yīng)患者的速 率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 此處的實(shí)施例比起常規(guī)方法是新穎的。
[0009] 淵度估計(jì)與棹制
[0010] 更具體地，根據(jù)第一實(shí)施例，流體輸送系統(tǒng)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(shè)第一體積大小已知，并且第二體積大小未知。在一個(gè)實(shí)施例中， 流體輸送系統(tǒng)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(yīng)的接 受者。
[0011] 為了產(chǎn)生對(duì)被輸送到接受者的流體的更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，控制器估計(jì)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(cè)量結(jié)果和第二體積 中壓力的測(cè)量結(jié)果估計(jì)該溫度。換句話說(shuō)，在一個(gè)實(shí)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(cè)量結(jié)果導(dǎo)出所估計(jì)的氣體溫度。
[0012] 除了估計(jì)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(cè)量的壓力和所估計(jì)的溫度的結(jié)合，計(jì)算第二體積的大小。
[0013] 根據(jù)又一些實(shí)施例，如此處所述的流體輸送系統(tǒng)包括設(shè)置在第一體積和第二體積 之間的閥。流體輸送系統(tǒng)的控制器首先關(guān)閉該閥以防止第一體積和第二體積之間的氣體的 轉(zhuǎn)移。當(dāng)該閥被關(guān)閉時(shí)，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(cè)量周期期間，控制器打開(kāi)第一體積和第二體積之間的閥，從而使 得氣體能夠轉(zhuǎn)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(jù)又一些實(shí)施 例，控制器至少部分地基于打開(kāi)該閥之前和之后氣體的所測(cè)量的壓力，計(jì)算第二體積的大 小。
[0014] 第一體積和/或第二體積的熱效應(yīng)可以對(duì)計(jì)算的體積具有影響。根據(jù)另又一些實(shí) 施例，為了估計(jì)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(yīng)，導(dǎo)出第一體積中氣體的估計(jì)溫度 和第二體積中氣體的估計(jì)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(yīng)的實(shí)際和估計(jì)氣體溫度。根 據(jù)又一些實(shí)施例，當(dāng)估計(jì)第一體積中的氣體溫度和第二體積中的氣體溫度時(shí)，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(yīng)物理邊界之間所估計(jì)的 熱量的傳遞，導(dǎo)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(guò)非限制性例子的方式，請(qǐng)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(shè)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?？刂破骺刂剖┘拥皆摰谝磺皇遥ǖ诙w積）的壓力，以栗送第二腔室 中的流體到目標(biāo)接受者。如此處所述，控制器可以施加負(fù)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?？刂破骺梢允┘诱龎旱降谝磺皇遥ǖ诙w積）， 以將流體從隔膜栗的第二腔室排出到相應(yīng)的下游接受者。
[0017] 根據(jù)仍然又一些實(shí)施例，當(dāng)控制器施加正壓到第二體積時(shí)，由于輸送流體到接受 者，第二體積隨著時(shí)間而變化。當(dāng)估計(jì)第一體積中的氣體的溫度和第二體積中的氣體的溫 度時(shí)，控制器可以被配置成至少部分地基于所計(jì)算的第二體積隨著時(shí)間的變化，導(dǎo)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(shí)施例中，控制器使用所計(jì)算的第二體積大?。ǜ裟だ踔械谝磺皇业捏w 積）來(lái)確定從隔膜栗的第二腔室輸送流體到目標(biāo)接受者的流速。
[0019] 中ih棹制橾作
[0020] 根據(jù)第二實(shí)施例，流體輸送系統(tǒng)中的控制器啟動(dòng)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(biāo)接受者。 在輸送階段期間的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間處，控制器暫時(shí)中止或中斷施加壓力到腔室，以計(jì)算腔 室中的流體有多少已被栗送到目標(biāo)接受者。
[0021] 更具體地，假設(shè)流體輸送系統(tǒng)首先啟動(dòng)填充隔膜栗中的腔室。流體輸送系統(tǒng)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(tǒng)暫時(shí)中止施 加壓力到腔室。在一個(gè)實(shí)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(dǎo)致短時(shí)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(shí)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(shí)中止施加壓力的該時(shí)間期間，流體輸送系統(tǒng)計(jì)算留在隔膜栗的腔室中的流 體的量。
[0023] 在計(jì)算留在腔室中的流體的量，流體輸送系統(tǒng)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(fù)正常輸送流體到接受者。 換句話說(shuō)，恢復(fù)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(gè)實(shí)施例中，流體輸送系統(tǒng)在輸送階段期間重復(fù)中止施加壓力到腔室以計(jì)算 留在該腔室中的流體的量這一過(guò)程多次。多次測(cè)量使得流體輸送系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)流體 至接受者的隨時(shí)間的量或流動(dòng)。
[0025] 在另又一些實(shí)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(shí)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(jìn)入相應(yīng)的導(dǎo)管， 該導(dǎo)管將流體傳送到目標(biāo)接受者。
[0026] 使用在輸送階段期間不同時(shí)間處所計(jì)算的留在腔室中的流體的量，控制器可以計(jì) 算將腔室中的流體輸送到目標(biāo)接受者的流速。
[0027] 根據(jù)又一些實(shí)施例，控制器可以被配置成將計(jì)算的流速與期望流速（例如設(shè)定 點(diǎn)）進(jìn)行比較。響應(yīng)于檢測(cè)到所計(jì)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(diào)節(jié)從腔室到目標(biāo)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(yīng)的期望設(shè)定點(diǎn)不同，控制器可修改任何合適 的控制參數(shù)以調(diào)節(jié)流體的流速。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器調(diào)節(jié)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(diào) 節(jié)設(shè)置在腔室和目標(biāo)接受者之間的線路內(nèi)流體流動(dòng)阻力器的阻力。
[0029] 中止施加驅(qū)動(dòng)壓力到腔室可以包括將腔室和氣體儲(chǔ)存罐中的壓力大小控制為不 相同。該儲(chǔ)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(shuō)，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(shí)施例中，控制器打開(kāi)儲(chǔ)存罐和腔室之間的閥，以使儲(chǔ)存罐和腔室中的 氣體壓力基本上相等。為了更準(zhǔn)確地計(jì)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(chǔ)存罐中的所測(cè)量的壓力和腔室的所測(cè)量的壓力，估計(jì)儲(chǔ)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(chǔ)存罐和腔室中氣體的所測(cè)量的壓力和氣體的 所估計(jì)的溫度，計(jì)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(lái)計(jì)算有多少流體已被栗送到目標(biāo)接受 者。
[0032] 這些和其它更具體的實(shí)施例在下文中更詳細(xì)地公開(kāi)。
[0033] 需要注意的是，如此處所討論的任何資源可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)化的設(shè)備、 流體輸送系統(tǒng)、服務(wù)器、基站、無(wú)線通信設(shè)備、通信管理系統(tǒng)、工作站、手持式或膝上型計(jì)算 機(jī)等等，以實(shí)現(xiàn)和/或支持此處公開(kāi)的任何或全部方法操作。換句話說(shuō)，一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī) 化設(shè)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(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同實(shí) 施例。
[0034] 此處的另外其他的實(shí)施例包括軟件程序以執(zhí)行上面概述和下文詳細(xì)公開(kāi)的步驟 和操作。一個(gè)這樣的實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括非暫時(shí)性計(jì)算機(jī) 可讀存儲(chǔ)介質(zhì)（即，任何物理計(jì)算機(jī)可讀硬件存儲(chǔ)介質(zhì)），在該介質(zhì)上編碼有軟件指令，用 于隨后執(zhí)行。當(dāng)在具有處理器的計(jì)算機(jī)化設(shè)備（例如，計(jì)算機(jī)處理硬件）中執(zhí)行該指令時(shí)， 該指令編程和/或致使處理器執(zhí)行此處公開(kāi)的操作。這樣的布置通常被提供為：布置或編 碼在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)（例如光介質(zhì)（例如，CD-ROM)、軟盤、硬盤、存儲(chǔ)棒等） 或其他介質(zhì)（例如在一個(gè)或多個(gè)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(shù)據(jù)（例如，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），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(jì)算機(jī)化設(shè)備上，以使該計(jì)算機(jī)化設(shè)備執(zhí)行此處解釋的技 術(shù)。
[0035] 因此，此處的實(shí)施例針對(duì)那些支持如此處所討論的操作的方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序 廣品等。
[0036] 此處的一個(gè)實(shí)施例包括在其上存儲(chǔ)有指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和/或系統(tǒng)。當(dāng) 通過(guò)計(jì)算機(jī)處理器硬件執(zhí)行該指令時(shí)，該指令使得該計(jì)算機(jī)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??；基于第一體積中壓 力的測(cè)量結(jié)果和第二體積中壓力的測(cè)量結(jié)果，估計(jì)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(cè)量的壓力和氣體的所估計(jì)的 溫度，計(jì)算第二體積的大小。
[0037] 此處另一個(gè)實(shí)施例包括在其上存儲(chǔ)有指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和/或系統(tǒng)。當(dāng) 通過(guò)計(jì)算機(jī)處理器硬件執(zhí)行該指令時(shí)，該指令使得該計(jì)算機(jī)處理器硬件：?jiǎn)?dòng)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(biāo)接受者，施加壓力到腔室；并 且，在輸送階段期間的多個(gè)不同時(shí)間處，暫時(shí)中止施加壓力到腔室，以計(jì)算腔室中的流體有 多少已被栗送到目標(biāo)接受者。
[0038] 此處的又另一個(gè)實(shí)施例包括在其上存儲(chǔ)有指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和/或系 統(tǒng)。當(dāng)通過(guò)計(jì)算機(jī)處理器硬件執(zhí)行該指令時(shí)，該指令使得該計(jì)算機(jī)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(dòng) 打開(kāi)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(cè)量的壓力和第二體積的所測(cè)量的壓力，估計(jì)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(cè)量的壓力和氣體的所估計(jì)的溫 度，計(jì)算第二體積的大小。
[0039] 為了清楚的緣故，對(duì)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