JP2001506513A - 患者看護システムのための安全モニター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明にしたがって、安全モニター装置が患者看護システムにおける警報状態あるいは故障の場合に保護を与える。さらに詳細には、その安全モニター装置はポンプ（１００）のポンプ自体あるいはプライマリ制御あるいはモニター手段（１１０）の警報状態あるいは故障の場合に単一の故障保護を与える注入ポンプユニット（１００）といった装置内の独立した機能ユニットである。安全モニターは制御及び信号入力をして、ポンプのプライマリ制御及びモニター手段（１１０）を独立にフォールト状態を検出することができる。安全モニター装置が注入ポンプ（１００）内に独立にモニターできるパラメータには、モーター制御、エアーイン−ライン、フロー−ストップ検出、メカニズムモーション、圧力検出、ドア位置検出、注入された全体量が含まれる。もしフォールト状態が検出されると、安全モニターはプライマリ制御手段に通知し、流体供給を独立してシャットダウンし、あるいは逐次的に両方を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 患者看護システムのための安全モニター装置 発明の背景 技術分野 ＿本発明は看護システムのための安全看護装置に係るものである。さらに詳しく 言えば、本発明は患者介護システムの機能ユニットが故障の際、もしくはこれら 機能ユニットの主制御手段や看視手段の故障の際に単一事故保護を実施する装置 に係るものである。関連技術の説明 患者介護システム、特に、点滴圧送ユニットを含む患者介護システムは医療分 野でよくしられている。例えば、ケルン等に付与された米国特許４，７５６，７ ０６は中央管理ユニットにポンプや看視モジュールを取り付けた中央管理式点滴 ポンプシステムを開示している。ルバルカナ・ジュニアーに付与された米国特許 ４，８９８，５７８も複数の点滴ポンプモジュールを選択的に中央管理ユニット に取り付けるようにした点滴ポンプシステムを開示している。 サミオテス等に付与された米国特許５，２５６，１５７は特定のユーザーの要 請に応じて薬付与のためのプログラマブル点滴ポンプを開示している。すなわち 、ポンプに含まれるマイクロプロセッサは入れかえれる記憶モジュールと連携し て個別ののユーザーのニーズに応えれるようにポンプを調整するようになってい る。エプスタイン等に付与された米国特許５，１００，３８０も個別にプログラ ムできる速度、分量、そして順序で多くの注入を管理する点滴システムを開示し ている。 介護機能ユニットを正確に制御する様設計されているこの分野の患者介護シス テムは作動中の異常を検知する様々なセンサーを含んでいる。例えば、点滴ポン プユニットの場合様々なポンプ動作パラメータ、例えば、モータ制御、空気の流 れ停止検出、機構の動き、圧力感知、ドア位置感知そして注入しようとする設定 した分量に対して注入した総量について警報すべき状態や故障が生じるとこれを 検出する。関連システムは警報もしくは故障状態が発生したら、聴覚もしくは可 視アラームをトリガーする手段も含んでいる。 医療分野における関連技術のシステムはそれらの機能ユニットの主制御と看視 手段の故障によって影響を受けやすいという欠点がある。そこで機能ユニットの 主制御と看視手段もしくは機能ユニットそのものが故障した際保護を与える独立 の安全監視装置を持つ患者介護システムがこの方面の技術で必要となっている。 発明の目的と要約 以上に鑑み本発明の目的は主制御・看視手段から独立している安全看視手段の 使用により故障に対する許容程度を高める事にある。 本発明の別の目的は、システムの安全性とコストの有用性とのため完全にカプ セル化できる安全監視手段を提供する事である。 本発明の安全モニタは、患者介護システムにおいて警報もしくは故障発生時に 保護を与える。本発明のモニターは点滴圧送ユニットのような機能ユニット内で 独立した、カプセルに入れたモジュールであるのが好ましい。このモジュールは 、機能ユニットもしくは機能ユニットの主制御・看視手段のどちらでも故障した ときは単一の保護を与える。安全モニタはそれ自体の処理手段、それ自体のメモ リ、そしてそれ自体のクロックを含んでいる。安全モニタは制御と信号入力とを 利用し、そして全装置の主制御・看視手段から独立して警報状態と故障状態とを 検知する。点滴ポンプのような機能ユニットについて安全モニタが独立して看視 しているパラメータはモータ制御、ラインでの空気流れ停止検出、機構の動き、 圧力感知、ドア位置感知そして注入された全分量を含む。もしも警報もしくは故 障状態が感知されると、安全モニタは主制御手段に知らせ、そしてそのユニット の動作を独立して停止させ、もしくは順次に両方をする。 本発明の別の実施例では患者看護システムは患者の治療を施す機能もしくは患 者の状態を監視するための機能を含み、そしてその機能ユニットを制御する制御 システムを含む。 制御システムは機能ユニットの作業を表している状態を感知し、そしてその感 知した状態に従って信号を出す手段を含んでいる。この制御システムは、ある所 定の情報に従って機能ユニットを制御する手段、センサーからの信号を受ける事 によりその機能ユニットを看視する手段、そしてその機能ユニットが看視した情 報を与える手段を備えている。 更に制御システムは、安全看視ユニット（これはセンサーと主制御ユニットと から信号を受ける手段を含んでいる）、主制御ユニットと受けた信号を利用する 機能ユニットとを看視する手段、主制御におけるもしくは受けた信号を利用する 機能ユニットにおける警報状態もしくは故障を検出する手段、そのような警報状 態もしくは故障が検出されると主制御ユニットに知らせる、もしくは機能ユニッ トを不能化する手段を含んでいる。 図面の簡単な説明 本発明のこれら及び他の方法、構成、特性、特徴、利点は以下の詳細な説明か らより容易に明らかになろう。以下の詳細な説明は添付図と共に理解されたい。 図１は、安全監視装置を含む注入ポンピングユニットの詳細なブロック図を開 示する。 図２は、本発明に従う例示の監視及び制御ラインを含む、安全監視装置を含む 注入ポンピングユニットの詳細なブロック図を開示する。 発明の詳細な説明 当業者であれば、開示の方法及び構成はより広い用途に容易に適用できること は理解されるであろうが、患者看護システムの状況で、本発明の以下の実施態様 を説明する。同一の参照番号が異なる図に関して繰り返される場合は常に、その 参照番号は各々の図の対応する構成を指しているということは注意されたい。 図１は、安全監視装置を含む注入ポンプユニット１００についての制御及び監 視システムの様々な特徴を開示するブロック図である。注入ポンプユニットを用 いて本実施例及び例示のシステムを以下に説明するけれども、当業者は、ここで 説明される新規な安全監視装置は様々な他の異なる実用的なユニットに適用可能 であり、やはり本発明の範囲内にあることは理解されよう。本出願の譲り受け人 によって、モジュール式患者看護システム（MODULAR PATIENT CARE SYSTEM）と いう名称で、１９９５年３月１３日に出願された米国特許出願番号０８／４０３ ，５０３に説明されているように、他の可能性のある実用的なユニットには、患 者制御無痛法（ＰＣＡ）ポンプ、シリンジポンプ、パルスオキシメーター、心電 計、血圧モニタが含まれる。この出願を参照してここにその全てを取り込む。 本発明によると、注入ポンプユニット１００は、ディスプレイ１０４、キーボ ード１０６、キーボード／ディスプレイコントローラ１０８といったような良く 知られている注入ポンプの構成要素を含むことができる。このシステムは、プラ イマリー制御及び監視プロセッサ１１０、関連のメモリ１１２、クロック２８０ を含むことができ、それらによって、注入ポンプユニット１００は、ユーザー、 及び、血圧モニタ及びパルスオキシメーターといったような他の患者看護システ ムの構成要素からのデータ及び命令を受信して処理可能になる。プライマリー制 御及び監視プロセッサ１１０によって、注入ポンプユニット１００は、ユーザー によって入力されたデータを利用して、指示された注入に必要な計算を含む様々 な計算を実施可能になる。ポンプユニットが外部ソースから電力を受信していな い場合に、メモリに記憶された情報を保持するために、メモリ１１２は、バッテ リーバックアップ１１４を含むことができる。バッテリーバックアップ１１４を オーディオアラーム１１６に電力を供給するためにも使用することができ、この オーディオアラームは、注入が終了するか、または、主電源の故障があった場合 には、例えば、信号を発することができる。電力マネージャー１１８は電力ポー ト１２０から電力を得る。この電力ポートは、他の注入ユニットもしくは他の患 者看護システムの構成要素に接続されており、そこから電力を受け取ることがで きる。電力マネージャー１１８は注入ポンプユニット１００の必要な構成要素に 電力を配給する。注入ポンプユニット１００は、内部通信コントローラ１２２を 含むこともでき、この内部通信コントローラは、通信ポート１２４を介して他の 患者看護システムの構成要素からのデータもしくは命令を送信もしくは受信でき る。 注入ポンプユニット１００はまた電力コントローラ１２６及びポンプモーター １２８も含む。電力コントローラ１２６及びポンプモニタ１２８を何らかの適切 なポンプモーター／モーターコントローラの組み合わせから構成することもでき る。ポンプモーター１２８は、Meijerの米国特許番頭５，１６５，８７３に開示 されているような蠕動運動によって、例えば、流体容器からの流体を血管アクセ ス装置にセットされた注入を通って進めさせるように動作する。当業者は様々な 商用的に使用可能な流体容器、セット、血管アクセス装置及び他の注入器具から 選定して、注入ポンプユニット１００に関して使用できることもまた理解される べきである。 注入ポンプユニット１００はまた、ポンピングユニットに関連する様々な操作 パラメータを検知するための様々なセンサーを含むのが好ましい。これらのセン サーは、メカニズムモーションセンサー１３２、エアー−イン−ラインセンサー １３４、流体圧力センサー１３６、ドアポジションセンサー１３８、フロースト ップセンサー１４０を含むことができる。 プライマリー制御及び監視プロセッサ１１０は、特定の注入の性能を示すこれ らのセンサーから信号を受信して処理する。もし、プライマリープロセッサ１１ ０が、望ましくない事が発生していると判断するならば、そのプロセッサは、ポ ンプユニット１００を忠告もしくはアラーム状態にし、注入を停止し、ポンプユ ニットを停止し、及び／もしくは、患者看護システム内で完全にシステムを停止 するために、セントラルインターフェースユニットを介して情報を他の付属ユニ ットに送るといったような更なる動作を実施することができる。 本発明によると、注入ポンプユニット１００は、万が一、プライマリープロセ ッサ１１０もしくは他のシステムの構成要素が故障した場合に、シングルーフォ ルトプロテクションを提供するためのセイフティプロセッサ１０２及びセイフテ ィプロセッサクロック２９０を更に含む。図２は、セイフティプロセッサ１０２ 及びセイフティプロセッサクロック２９０を取り囲む回路の詳細なブロック図を 開示する。セイフティプロセッサ１０２を、例えば、個々の電気素子を有するプ リント回路板として実施することができ、または、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ ）を使用して実施することができる。 セーフティ・プロセッサ１０２は、プライマリ・プロセッサ１１０によっても 監視される、上に列挙された複数のセンサからの複数の同じ信号を、監視するこ とができる。図２に示されているように、セーフティ・プロセッサ１０２はまた 、インタープロセッサ通信回線２４０を通じて、プライマリ・プロセッサ１１０ から他のポンプオペレーティング（操作）パラメータや情報を受け取って、適 当なポンプ操作を更に確実なものにすることができる。これらの信号を用いて、 また、以下に詳細に記述されているように、セーフティ・プロセッサ１０２は、 モータ制御、機構動作、エア・イン・ライン、圧力検出、ドア位置検出、流れ停 止検出、（注入すべき全容量）対（予め設定されている注入すべき容量）のよう な、注入ポンプ装置１００に関連するパラメータを、独立に監視することができ る。セーフティ・プロセッサ１０２が、これらのパラメータのいずれかについて 不所望な事象が発生していると判断した場合、この情報は更なる動作のためにプ ライマリ・プロセッサ１１０へ送られ、セーフティ・プロセッサは、その機能装 置を独立的にシャットダウンすることができる。以下に、上に列挙されたポンプ ・パラメータに関連しているときの、ポンプ装置１００とセーフティ・プロセッ サ１０２の操作を詳述する。モータ制御 適当なモータ操作および制御は、患者に注入を行っている最中は、生命維持に 欠くことのできないものである。故に、本発明の好ましい実施形態によれば、プ ライマリ制御・監視プロセッサ１１０は、ユーザ入力に基づいて、「設定レート 」としても知られる、ポンピング・ユニットのための適当な流動流体送出量（cu rrent fluid delivery rate）を確立する。プライマリ・プロセッサ１１０は その後、ポンプモータ１２８へ制御信号を発生し、これらの制御信号は、予め確 立された設定レートに従うように、ポンピング・レート、したがって、流体送出 量を制御する。これらの制御信号は、一般に、モータ・レートを制御するモータ 制御信号２００と、モータ１２８に適当な電力を与えるためにモータ電力信号２ １４を通じて電力コントローラ１２６を刺激するモータ電力イネイブル信号２０ ２とから成る。モータ電力信号２１４は、セーフティ・シャットダウン制御信号 ２３８を用いてセーフティ・プロセッサ１０２によって制御されるようなセーフ ティ・シャットダウン・スイッチ２６０を通じる。 この機能の一つの実例はステッパ・モータの場合である。ここでは、モータ電 力信号２１４は一般に一定電圧であり、一方、モータ制御信号２００は一連のス テップパルスであり、その位相調節（phasing）によってモータの方向と速度、 したがって、流体流量が決定される。 操作前に、プライマリプロセッサ１１０はまた、インタープロセッサ通信リン ク２４０により、確立された設定レートをセーフティ・プロセッサ１０２へ送る 。注入ポンプ装置１００の動作中、セーフティ・プロセッサ１０２は、モータ電 力信号２１４とモータ制御信号２００を監視し、これらの信号が、プライマリ・ プロセッサ１１０から得られた流動流体送出量（current fluid delivery ra te）、即ち、設定レートとの関係において適当かどうかを判断する。したがって 、例えば、設定レートが零の場合、それらのモータ信号は、「停止」状態に適す る（つまり、モータ電力信号とモータ制御信号の欠如が存在する）。また、設定 レートが零以外の場合、セーフティ・プロセッサ１０２、は、モータ電力信号と モータ制御信号を監視し、独立した計算を用いて、それらの信号が適当なモータ 操作のための限界の範囲内かどうか判断する。 一つの実例として、注入ポンプ設定レートが５０ｍｌ／時間の場合、その特別 のモータ・ステップ頻度は、以下の式、即ち、 によって定められ、サイクル同士、若しくは、モータ・ステップ同士間の時間は 、以下の式、即ち、 によって定められ、その後、プライマリ・プロセッサ１１０は、モータ制御信号 ２００を用いて複数のモータ・ステップをｆ_(ms)の頻度で発生し、与える。この 例では、セーフティ・プロセッサ１０２は、モータ制御信号２００によって見ら れるように、モータ・ステップ同士間の時間を測定し、上の式によって決定され るように、その時間をＴ_(ms)であると予想する。 モータが適当に機能していないと判断した場合、セーフティ・プロセッサ１０ ２は、インタープロセッサ通信リンク２４０を用いてプライマリ・プロセッサ１ １０に通知するか、セーフティ・シャットダウン・スイッチ２６０へのセーフ ティ・シャットダウン信号２３８を用いてモータに対する電力を除去することに より流体送出を停止するか、或いは、逐次的にそれらの双方を行う。メカニズム運動 インフュージョンポンプうニット１００は、流体デリバリーメカニズムの実際 の運動を検出するために第２の手段を利用することもできる。何故ならば、モー タのパワー及び制御信号だけの監視は、上述のように、流体デリバリーを保証し ないからである。特に、モータ１２８のような物理的故障、モータ１２８を流体 デリバリー（例えばポンピングフィンガー）に影響する物理的要素に接続する機 械的要素の故障は、モータパワー信号２１４及びモータ制御信号２００のみを監 視することによって検出されないインフュージョンポンプユニット１００におけ る故障条件を生じる。 従って、主プロセッサ１１０が流体デリバリーメカニズム２６２の実際の運動 を検出する離れたモータセンサ１３２からの信号を有利に監視する。運動センサ １３２は、運動センサパワーライン２２２を介して運動センサパワーを与えるた めにパワー制御１２６を引き続いて行なう主プロセッサ１１０からの信号２１０ を可能にする運動センサで付勢される。その後、運動センサ１３２は、流体デリ バリーメカニズムの運動を示す運動感知信号２３４を生成する。 運動感知信号２３４は、流体デリバリーメカニズムの物理的運動があると、２ つの状態間を明らかに交互に変動する。この交互に変動する状態の実施形態にお いて、運動感知信号２３４の周波数は、実際の流体デリバリーメカニズム２６２ の速度に対応する。もし、信号の周波数が現在の設定速度に対して予期された範 囲内にないならば、主プロセッサ１１０は、モータパワーイネーブル信号２０２ 、モータ制御信号２００、またはその双方を用いて、パワーをモータへ移すこと によって流体デリバリーを停止することができる。 本発明によれば、安全プロセッサ１０２が主プロセッサ１１０から得られた現 在の設定速度及びクロック２９０から得られたクロック速度のコンテキストにお いて、運動センサイネーブル信号２１０及び運動感知信号２３４を用いることに よって、運動センサ１３２を独立に監視する。これらの信号を用いて、及び独立 の計算を用いて、安全プロセッサ１０２は、実際のポンピングメカニズムの動作 が現在の設定速度の範囲内にあるか否かを判定する。特に、安全プロセッサは、 クロック２９０を用いて運動の感知信号２３４の周波数を測定し、現在の設定速 度に対応する周波数に相当する周波数を推定する。安全プロセッサ１０２は、主 プロセッサ１１０と同様な方法で現在の設定速度に相当する周波数を計算しても よい。 もし、安全プロセッサ１０２がメカニズム運動に関して故障条件を検出するな らば、それは、通信リンク２４０を用いて、主プロセッサに通知するか、安全ス イッチ２６０を用いてパワーをモータ１２８に移すことによって流体デリバリー を独立にやめるか、或いはその双方を行なうことができる。 運動感知信号２３４の周波数を決定するために、安全プロセッサ１０２の独立 した時間ベース（クロック２９０）を用いることは、主プロセッサのクッロク２ ８０の故障や誤動作の検出を生じることもある。これは有利なことである。何故 ならば、クロックの故障が多くの場合、特に、クロック２８０がクロック信号を 不適当な周波数で発生しつづける場合、検出困難であるからである。しかし、ク ロック２９０からのクロック信号を用いて実際のモータ周波数を計算することに よって、主クロック２８０のいかなる誤動作も安全プロセッサによって検出され 、故障条件を生じるであろう。 実際に、ここに述べられたあらゆるインフュージョンポンプの動作パラメータ を監視し、特にモータ制御、エアー・イン・ライン、及び注入された全ての体積 対注入されるべきプリセットされた体積を監視することに、安全プロセッサ１０ ２の独立した時間ベース（クロック２９０）の使用が主プロセッサクロック２８ ０の故障や誤動作の安全プロセッサ１０２による検出を生じることは、当業者に よって理解されるであろう。エア−イン−ライン 患者の循環系への空気の注入は、多くの臨床状況において危険性がある。特定 の患者への特定の注入中における危険レベルに関する要因は、注入中に供給され る空気の量と、その量の空気が注入され終わるまでの時間と、患者のサイズと循 環液の体積と、患者の物理的条件とを含んでいる。 流体の注入レートを正確に制御するように設計された市販のポンプシステムは 一般的に、流体供給通路の空気すなわちエア−イン−ライン（ＡＩＬ）を検出す る手段を包含することを当業者は理解するであろう。かかるシステムは、普通、 聴覚的及び視覚的アラームをトリガする手段及びアラーム状態が生じた場合に流 体の供給を停止する手段を、付加的に有する。 ２つのタイプのエア−イン−ライン状態が、注入ポンプ１００におけるアラー ム条件で生じ得る。単一の空気のボーラス（塊）が所定の体積を越えるか、ある いは、特定の時間内において累積した空気が所定の体積を越えるかである。 本発明によれば、注入ポンプユニット１００は、単一の空気ボーラスが所定の 体積を越えたか、または、特定の時間内に累積した空気が所定の体積を越えたか どうかを決定する方法を含んでいる。後者の能力は、単一の空気ボーラスの閾値 を越えないがその累積値は一定の臨床条件において危険である一連の気泡の供給 を検出することによって、安全性レベルを付加する。 詳細には、プライマリープロセッサ１１０は、流体供給通路内の空気の存在を 検出できるエア−イン−ラインセンサ１３４に信号を発生して制御する。かかる 信号は、代表的には、ＡＩＬセンサパワー２０４と、ＡＩＬセンサイネーブル２ ２６と、クロック又は他のタイムベースと、運動センス信号２３４又はモータ制 御信号２００のいずれかとから成る。ＡＩＬセンサ１３４は、ＡＩＬイネーブル 信号２２６を用いてイネーブルにされる。イネーブルにされると、ＡＩＬセンス 信号２３２が、ＡＩＬセンサが特定の瞬間のライン中の空気又は流体を検出する かどうかに基づいて２つの状態の一つを推定する。空気が検出されると、クロッ ク又は他のタイムベースと運動センス信号２３４又はモータ制御信号２００のい ずれかとが、プロセッサ１１０によって用いられて、検出された空気の量を測定 する。もし検出した空気の量が所定の限度を越えているならば、ＡＩＬアラーム がトリガされるであろう。 更に詳細には、プライマリープロセッサ１１０は、先ず、ポンプユニット１０ ０についての適当な単一ボーラスＡＩＬ限界値と適当な累積空気限界値とを確立 し、これらを、セーフティプロセッサ１０２にプロセッサ通信リンク２４０によ って送る。設定されたレートによって規定される適当なインターバルにおいて、 プライマリープロセッサ１１０は、ＡＩＬパワーイネーブル信号２０４とパワー コントロール１２６（ＡＩＬパワーイネーブル信号２０４を生成する）とを用い て、ＡＩＬセンサ１３４にパワーを供給する。プライマリープロセッサ１１０は 、ＡＩＬセンサイネーブル信号２２６を用いてＡＩＬセンサ１３６をイネーブル にして、ＡＩＬセンサからのＡＩＬセンス信号２３２をモニターし、センサが空 気又は流体を検出したかを決定する。センサが空気を検出したならば、プライマ リープロセッサは、自身のクロック又はタイムベースに基づいて、開始時Ｔ１に タイマーを始動させる。その後の時間Ｔ２において、プロセッサ１１０は、パワ ーアップし、ＡＩＬセンサ１３６を再度イネーブルにしてＡＩＬセンサからのＡ ＩＬセンス信号をモニターし、センサが空気又は流体を検出したかどうかを決定 する。センサ１３６が時間Ｔ２においてまだ空気を検出する場合、プライマリー プロセッサ１１０は、運動センス信号（実際の供給レートを示す）とタイムベー ス（Ｔ１とＴ２の間の実際の時間を示す）とを用いて、Ｔ１とＴ２の間に供給さ れた空気の体積を決定する。この体積は、単一空気ボーラスの総量に加えられ得 る。単一空気ボーラス総量は単一ボーラスＡＩＬ限界値と比較され、累積空気の 総量は累積空気限界値と比較され、いずれかの限界値を越えていた場合には、プ ライマリープロセッサ１１０は、モータパワーイネーブル信号２０２及び／又は モータ制御信号２００を用いて、モータ１２８へのパワーを除去することによっ て、流体の供給を停止でき、または、ＡＩＬアラームをトリガしてもよい。 有利なことは、セーフティプロセッサ１０２が、運動検知信号２３４、ＡＩＬ 検知パワー信号２１６及びＡＩＬ検知信号２３２をモニタして、独立クロック２ ９０及び独立計算を使用して、上述したように、単一空気ボーラス総量及び累積 された空気総量のトラックを維持することである。その後、単一空気ボーラス総 量が単一ボーラスＡＩＬリミットと比較され、その後、累積された空気総量が累 積されたＡＩＬリミットと比較され、いずれかのリミットを越える場合には、セ ーフティプロセッサ１０２が通信リンク２４０を使用してプライマリプロセッサ に通知するとともにセーフティスイッチ２６０を使用してモータ１２８へのパワ ーを除去することにより流体の放出を停止させるかまたは順次両方のことを行う 。 以下、このＡＩＬ検出の新規な方法を、１５分間にわたって１ｍｌの累積され たＡＩＬ最大値を超えたかどうか、または、７５ｕｌの単一ボーラスＡＩＬリミ ットを越えたかどうかを判断するに当たって詳述する。しかしながら、この方法 が、他のしきい値及び他の時間間隔について使用できることは当業者には明らか であろう。 好ましい実施例では、１分間の時間間隔を有するリングバッファが空気累積量 を決定するために使用されてもよい。リングバッファは、一定時間間隔内で累積 された空気に相当する１組のエレメントから成る。リングバッファにおけるエレ メントの数は、所定の累積されたＡＩＬ期間により決定され、この期間は、この 特定の例においては、総計で１５分間累積されたＡＩＬ期間について１５個の１ 分間隔であってもよい。また、リングバッファは、付加的なエレメント（この例 では、１６番目のエレメント）を含むことが有利である。この付加的なエレメン トを使用すると、１６分間の累積期間を表す１６エレメントリングバッファは、 １５分間の累積期間についての最大リミットに対してチェックされ、１分のエラ ーマージンを生成し、したがって、増大したセーフティマージンを生成する。 リングバッファは、現在の１分間の時間間隔についてリングのエレメント（ま たはビン）を指定するビンポインタを含んでもよい。１分間の時間間隔が完了す ると、ビンポインタがリングバッファの次のエレメントへ移動させられる。した がって、任意の与えられた瞬間に、ビンポインタが、現在の１分問の時間間隔に ポイントし、前のビンが前の１分間の時間間隔に対応し、次のビンが現在の時間 間隔の１５分前の１分間の時間間隔に対応する。この方法を使用すると、最後の １５分間にわたって１分間毎に累積されたＡＩＬが、リングバッファのエレメン ト（またはビン）に含まれ、全てのエレメントの和が、過去１５分間の総計の累 積された空気となる。 さらに詳述すると、上述したように、センサ１３６が時刻Ｔ２において依然と して空気を検出する場合には、プライマリプロセッサ１１は、Ｔ１とＴ２との間 で放出された空気の量を決定する。この量は、現在の１分間の時間間隔について 単一空気ボーラス総量と累積された空気の総量とに加えられてもよい。その後、 単一空気ボーラス総量が７５ｕｌの単一ボーラスＡＩＬリミットと比較され、１ ５分間の累積された空気総量が１ｍｌの累積された空気リミットと比較される。 いずれかのリミットを越える場合には、プライマリプロセッサ１１０がモータパ ワーイネーブル信号２０２及び／またはモータ制御信号２００を使用してモータ へのパワーを除去することにより流体の放出を停止させてもよく、さらに、ＡＩ Ｌアラームをトリガしてもよい。圧力感知 注入ポンプユニット１００はまた、液体配送通路の閉塞及びその結果生じる液 体の移動の欠如を判断するために１またはそれ以上の圧力センサ１３６を利用し うる。本発明では、プライマリプロセッサ１１０は、静脈（ＩＶ）チューブがポ ンプに取り付けられているかどうか検知する圧力センサ１３６に対して信号を生 成し又は制御し、もし取り付けられているならば、ＩＶチューブ内の液体圧力を 検出する。プライマリプロセッサ１１０によって生成され且つ制御される信号は 、例として、圧力センサエネイブル２０８及び圧力センス２２８からなり得る。 圧力センサ１３６は、圧力センサ電力ライン２２０を介してセンサに電力を供給 するために電力コントロール１２６を刺激する、圧力センサエネイブル信号２０ ８を介して適当なインターバルでプロセッサ１１０によって使用可能になり得る 。いったん、圧力センサ１３６が使用可能になったならば、センサ１３６は、セ ンサに対するＩＶチューブの圧力を示す圧力センス信号２２８を生成しうる。セ ンサに対する圧力は、プライマリプロセッサ１１０によって液体通路（ＩＶチュ ーブ）内の液体圧力に関係させることができる。関係づけられた液体圧力が、所 定の制限の外まで落ちたとき、聞き取れ且つ視覚的な閉塞アラームが誘発され、 プロセッサ１１０は、モータパワーエネイブル２０２又はモータ制御信号２００ を使用してモータ１２８に対するパワーを除去することによって、液体輸送を停 止させることができる。 閉塞アラームは、液体ソース（ボトル）側、患者側、又はその両方のいずれか であって良い。特に、液体ソース側閉塞の例では、液体ソースと注入ポンプとの 間のチューブが閉塞する。注入ポンプのポンプ作動は、液体通路に真空を作り出 し、今度は、第１の圧力センサ１３６によって感知されうる。この圧力が所定の 制限以下に落ちるとき、液体ソース側閉塞アラーム状態が生じる。 患者側閉塞の例では、注入ポンプと患者の血管アクセスとの間のチューブが閉 塞される。注入ポンプのポンプ作動は、液体通路の圧力の増加を作り出し、第２ の圧力センサ１３６によって感知されうる。この圧力が所定の制限を越えたとき 、患者側閉塞アラーム状態が生じる。 安全プロセッサ１０２は、プライマリプロセッサ１１０から独立して圧力セン サ１３６を有益に監視し、圧力センサパワー信号２２０と所定の圧力制限の状況 における圧力センサ信号２２８とを使用し、プライマリプロセッサ１１０と同じ 仕方で液体通路の閉塞があるかどうかを判断する。所定の圧力制限は、コミュニ ケーションリンク２４０を介してプライマリプロセッサ１１０から得られうる。 安全プロセッサ１０２が閉塞を検知したならば、プライマリプロセッサ１１０に 通知し、独立して安全スイッチ２６０を使用して液体輸送を停止するか、引き続 き両方を行う。ドア位置の検知 注入ポンプユニット１００は、ＩＶチューブがポンプに取り付けられている間 、流体の吐出を制御するＩＶチューブを捕らえるため、また流体の意図しない自 由な流れを防止するため、機械的ドアを含むことができる。従って、主プロセッ サー１１０が、ポンプユニット１００内のドアの存在と状態を検知できるドアセ ンサー１３８への信号を発生し又は制御する。主プロセッサー１１０により発生 し又は制御された信号は、ドアセンサーイネーブル２１２と、ドアセンス２３６ からなることもできる。ドアセンサー１３８は、ドアセンサーイネーブル信号２ １２により可能にされ、それが、パワー制御１２６に、ドアセンサーパワー信号 ２４４によりドアセンサー１３８にパワーを供給するように促す。いったんドア センサー１３８が可能になると、ドアセンス信号２３６は、ドアが「開」又は「 閉」状態にあるかにより、実例として２つの状態のうち１つであると決めること ができる。 より詳しく言うと、主プロセッサーは適当な流体吐出速度即ち設定速度を設定 する。しかし、上述したように、設定速度は広い範囲の値を取ることができ、ポ ンプユニットの流体吐出状態は、「注入」（設定速度＞０）、又は「停止」（設 定速度＝０）とすることができる。従って、主プロセッサー１１０は、ドアセン サー１３８からのドアセンス信号２３６をモニターし、ドアの状態が現在の設定 速度で受入れ可能か求める。もし、ポンプが「注入」（設定速度＞０）であれば 、ドアセンサー１３８は、「ドア閉」状態を示す。又は、ポンプが「停止」（設 定速度＝０）であれば、ドアセンサー１３８は、「ドア開」状態を示すことがで きる。もし、受入れ不能の状態が検知されると、主プロセッサー１１０は、モー ターパワーイネーブル信号２０２及び／又はモーター制御信号２００を使用して 、モーターへのパワーを除くことにより、流体の流れを停止することができる。 安全プロセッサー１０２が、主プロセッサー手段と独立に、ドアセンサー１３ ８をモニターし、現在の流体吐出速度（設定速度）で、ドアセンサーパワー信号 224と、ドアセンスイネーブル２１２と、ドアセンス２３６とを使用し、ドアの 状態が現在の流体吐出速度に適するか求める。もし、安全プロセッサー１０２が アラーム又は故障状態を検出すると、主プロセッサー１１０に知らせるか、安全 スイッチ２６０を使用して独立に流体の吐出を停止するか、連続して両方を行う ことができる。流動停止の検出 注入ポンプユニット１００は公知のローラー又はスライドクランプとは別の流 動停止装置２７０を利用し、流体の故意でない自由な流れを妨げてもよい。よっ て、主プロセッサ１１０は流動停止センサ１４０に対して信号を発生又は制御し ポンプ内の流動停止装置２７０の存在と流体搬送路に関する流動停止装置２７０ の状態の両方を検出する。これらの信号は流動停止センサイネーブル信号２０６ と流動停止検知信号２３０を含んでいてもよい。 流動停止センサ１４０はプロセッサ１１０からの流動停止イネーブル信号２０ ６を使用して作動され、動力制御器１２６を促して流動停止センサ動力線２１８ を介してセンサに動力を提供する。一度作動すると、センサからの流動停止検知 信号２３０は、流動停止装置２７０がポンプ内で「閉鎖状態」又は「閉鎖されて いない状態」のどちらかに基づく２つの状態の内１つを例証的に仮定する。 特に、主プロセッサ１１０は注入ポンプユニット１１０のため、適当な現在の 流体放出量又は設定量を確立する。主プロセッサ１１０は通信リンク２４０によ って安全プロセッサ１０２にこの設定量を伝達する。設定量で規定される適当な 間隔では、プロセッサ１１０は流動停止センサイネーブル信号２０６及び動力制 御器１２６を使用して流動停止センサ１４０に動力を与え、流動静止センサ動力 ２１８を発生する。主プロセッサ１１０はドアセンサ１３８からのドア検知信号 ２３６と同様に流動停止センサ１４０からの流動停止検知信号２３０を監視し、 信号の組み合わせが現在の設定量に適当などうかを決定する。 より詳細には、ポンプユニット１００が「注入中」（設定流量＞０）である場 合、ドア検知信号２３６は「ドア閉鎖」状態を示し、流動停止検知信号２３０は 流動停止装置２７０の「閉鎖されていない」状態を示す。もし、異常が検出され ると、主プロセッサ１１０はモーター動力イネーブル信号２０２又はモーター制 御信号２００を使用して、モーター１２８への動力を取り除くことにより流体の 放出を停止する。 ポンプユニット１００が「停止」（設定量＝０）し、ドア検知信号が「ドア閉 鎖」状態を示している場合、流動停止検知信号２３０は流動停止装置２７０の「 閉鎖していない」状態を示す。もし、流動停止検知信号２３０が流動停止装置２ ７０の「閉鎖」状態を示すと、これは流動停止装置２７０又は流動停止センサ１ ４０のいずれかの故障を示す。この状況では、主プロセッサ１１０は故障警報を 始動させることができる。反対に、ポンプユニット１００が「停止」（設定量＝ ０）でドア検知信号２３０が「ドア開放」状態を示している場合には、流動停止 検知信号２３０は流動停止の「閉鎖」状態を示し自由な流動を妨げる。流動停止 検知信号２３０が流動停止装置の「閉鎖」状態を示している場合には、主プロセ ッサ１１０は「ドア開放」又は「自由流動」警報を始動させることができる。 本発明に従って、安全プロセッサ１０２は流動停止センサ動力信号２１８、ド ア検知信号２３６、及び流動停止検知信号２３０を独立して監視し、それらが主 プロセッサ１１０と同じ方法で現在の設定量に適当かどうかを決定する。もし、 それらが適当でなければ、安全プロセッサ１０２は通信リンク２４０を使用して 主プロセッサ１１０に通報し、安全スイッチ２６０を使用してモーター１２８へ の動力を取り除くことにより流体の放出を停止、或いは連続して両方を行う。注入総容量・対・注入されるべき容量（ＶＴＢＩ） 先に述べたように、主プロセッサ１１０は、流体吐出速度及び容量を加減す るモータ１２８への信号を発生又は制御する。これらの信号は、モータ速度を制 御する第２の信号又は信号の組２００及びモータパワーイネーブル２０２で一般 に構成される。また、上述したように、ステッパーモータの説明の場合には、モ ータパワー信号２０２は、一般的に、モータ制御信号２００が（特定の流体流速 に相関する）フェージング及びパルス幅がモータの方向及び速さを決定する一連 のステップパルスであると同時に、モータを動作するために必要な一定電圧であ る。 時間に関して、流速は、注入された総容量を決定するために用いることがで きる。一般的に、ユーザは、注入されるべき容量（ＶＴＢＩ）をプリセットする 。主プロセッサは、通信リンク２４０を介して安全プロセッサ１０２にこのプリ セットＶＴＢＩを通信する（送る）ことができる。次いで、主プロセッサは、注 入される総容量を追尾するために動き感知信号２３４及びそのクロック２８０を 利用することができる。一度、注入された総容量がプリセットＶＴＢＩに達する と、主プロセッサ１０２は、注入ポンプ装置１００により流体吐出を停止するか 又は静脈アクセスの血液凝固及び閉塞を防ぐために必要な最小流速（流量）を供 給するのが好ましい。流速は、モータ制御信号２００を用いて最小化することが できる。 また、安全プロセッサ１０２は、動き感知信号２３４を監視し、かつそれ自 体の独立クロック２９０及び独立計算を用いて、注入される総容量を追尾する。 注入された総容量は、（安全プロセッサ１０２が主プロセッサ１１０から受け取 る）ＶＴＢＩを越えるならば、安全プロセッサ１０２は、通信リンク２４０を用 いて主プロセッサ１１０に通知し、安全スイッチ２６０を用いてモータ１２８へ のパワーを取り除くことにより流体吐出を停止することができるか、或いは両方 を逐次行う。 より特定的には、主プロセッサ１００は、初期ＶＴＢＩで始動し、以下の式 を用いてかつ周期的にＶＴＢＩを減分する： 設定速度×経過時間＝吐出された容量 初期ＶＴＢＩ−吐出された容量＝残存するＶＴＢＩ 残存するＶＴＢＩがゼロに達したならば、注入を終了する。本発明によれば、安 全プロセッサ１０２は、ゼロの注入された初期容量で始動しかつ以下の式を用い いて注入された総容量（ＴＶＩ）を増分する： 注入された総容量（ＴＶＩ）が初期ＶＴＢＩ以上であるならば、警報状態が 発生しかつ安全プロセッサ１０２は、上述した必要なステップのいずれかを取る ことができる。 本発明の種々の実施例を説明した。これらの説明は、説明のためであり、そ れらに限定されることを意図するものではない、それゆえに、請求の範囲に記載 された範疇から逸脱することなく説明された本発明に対して変更が行われ得ると いうことは、当業者にとって明らかであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．患者に治療を施しあるいは患者の容態をモニターするようになった機能ユニ ットと、 前記機能ユニットを制御する制御システムとを有し、 前記制御システムが、前記機能ユニットの性能を指示する状態を 感知するセンサを有しており、 前記センサが前記検出された状態に応じた信号を与える手段を含 んでおり、さらに、 前記制御ユニットが、（１）所定の情報に従って前記機能ユニッ トを制御し、（２）前記センサからの信号を受信することによって前記機能ユニ ットをモニターし、（３）前記機能ユニットによって施された治療、あるいはモ ニターされた状態に関してユーザーに情報を提供するプライマリ制御ユニットと 、 （１）前記センサとプライマリ制御ユニットからの信号を受信し 、（２）前記受信した信号を使用して前記プライマリ制御ユニットと前記機能ユ ニットをモニターし、（３）前記受信した信号を用いて前記プライマリ制御ユニ ットあるいは前記機能ユニットにおける警報状態あるいは故障を検出し、（４） もしこのような警報状態あるいは故障が検出された場合には、前記プライマリ制 御ユニットに通知し、あるいは前記機能ユニットを不能にする安全モニターユニ ットとをそなえたことを特徴とする患者看護システム。 ２．前記機能ユニットが流体供給パスを介して患者への流体を管理するモータを 有する注入システムであることを特徴とする請求項１記載のシステム。 ３．前記センサが前記流体供給パスにおける空気の存在を検出するエア−イン− ラインセンサであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。 ４．前記機能ユニットが意図しない流体の流れを阻止するためのフローストツプ 装置を備えており、前記センサが前記フローストップ装置の状態を検出するフロ ーストップセンサであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。 ５．前記機能ユニットがドアを備えており、前記センサが前記ドアの状態を検出 するドアセンサであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ６．前記プライマリ制御ユニットが第１プロセシングユニットと第１メモリとを 備えてりおり、前記安全モニタユニットが第２プロセシングユニットと第２メモ リとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ７．前記プライマリ制御ユニットが第１のタイミング装置を備えており、前記安 全モニターユニットが第２のタイミング装置を備えていることを特徴とする請求 項６に記載のシステム。 ８．前記プライマリ制御ユニットがモニター制御信号を用いて前記モニタを制御 し、前記安全モニタユニットが前記プライマリ制御ユニットから前記モニター制 御信号を受信し、前記モニター信号を用いて前記プライマリ制御ユニットにおけ る警報状態あるいは故障を検出するようになっていることを特徴とする請求項２ に記載のシステム。 ９．前記安全モニターユニットが前記受信信号を用いてプライマリ制御ユニット あるいは機能ユニットにおける警報状態あるいは故障を検出するために、前記受 信信号が適正なプライマリ制御ユニットあるいは機能ユニット動作に従っている かどうかを判定し、 もし前記信号がプライマリ制御ユニットあるいは機能ユニットに おける警報状態あるいは故障を示す場合には、警報を発生するようになっている ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。 １０．流体供給パスを介して患者への流体を管理する注入システムであって、患 者に流体を注入する手段と、 前記注入手段の性能を表示する状態を検出するセンサであって、前記検出された 状態に従って信号を与える手段を備えたセンサと、 第１プロセシング手段を備えたプライマリ制御ユニットであって 所定の情報にしたがって前記注入手段を制御し、前記センサからの信号を受信す ることによって前記注入手段をモニターし、注入に関してユーザーに情報を提供 するようになったプライマリ制御ユニットと、 第２プロセシング手段を備えた安全モニターユニットであって、 前記センサ及び前記プライマリ制御ユニットからの信号を受信し、前記受信信号 を用いて前記プライマリ制御ユニット及び前記注入手段をモニターし、前記 プライマリ制御ユニットあるいは注入手段における警報状態あるいは故障を検出 し、そして、もしそのような故障が検出された場合には、前記プライマリ制御ユ ニットに通知しあるいは、前記注入手段を不能にするようになった安全モニター ユニットを備えたことを特徴とする注入システム。 １１．前記センサが前記流体供給パスにおける空気の存在を検出するためのエア −イン−ラインセンサであることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。 １２．前記センサが流体供給パスの閉塞を検出する圧力センサであることを特徴 とする請求項１０に記載のシステム。 １３．前記注入手段がモーターを備えており、前記センサが前記モータの動作を 検出するモーションセンサであることを特徴とする請求項１０に記載のシステム 。 １４．前記プライマリ制御ユニットがさらに第１メモリと第１クロックとを備え 、前記安全モニターユニットがさらに第２メモリと第２クロックを備えているこ とを特徴とする請求項１０に記載のシステム。 １５．流体供給パスを介して患者への流体を管理する注入システムであって、患 者に流体を注入する手段と、 モータと、前記患者への流体を注入するポンプエレメントを有す る注入ポンプ組み立体と、 前記流体供給パスにおける空気の存在を検出するエア−イン−ラ インセンサであって、エアが流体供給パスにおいて検出されたときを示す信号を 与える手段を備えたセンサと、 第１プロセシング手段、第１メモリ、及び第１クロックを備えた プライマリ制御ユニットであって、ユーザーによって与えられた情報にしたがっ て前記注入ポンプユニットと前記エア−イン−ラインセンサを制御し、前記流体 供給パスにおけるエアの存在を示す前記エア−イン−ラインセンサからの信号を 受信することによって前記注入ポンプユニットをモニターし、注入ポンプユニッ ト動作に関しユーザーに情報与え、前記注入ポンプユニットにおける警報状態あ るいは故障を検出し、もしそのような警報状態あるいは故障が検出された場合に は、ユーザに警告を発し、あるいは注入ユニットを不能にするプライマリ制御 ユニットと、 第２プロセシング手段、第２メモリ及び第２クロックを備えた安 全モニターユニットであって、エアの存在を示す前記エア−イン−ラインセンサ からの信号及び前記エア−イン−ラインセンサが作動可能な状態になったときを 示す前記プライマリ制御ユニットの信号を受信し、前記受信した信号を用いて前 記プライマリ制御ユニットと前記注入ポンプユニットをモニターし、前記プライ マリ制御ユニットあるいは注入ポンプユニットにおける警報状態あるいは故障を 検出し、もしそのような故障が検出された場合には、前記プライマリ制御ユニッ トに通知しあるいは、前記注入ポンプユニットを不能にするようになった安全モ ニターユニットを備えたことを特徴とする注入システム。 １６．さらに、フローストップ装置及び該フローストップ装置の状態を検出する フローストップセンサとを備え、前記プライマリ制御ユニットと安全モニターユ ニットのそれぞれがさらに前記注入ポンプユニットの動作をモニターする前記フ ローストップセンサからの信号を受信するようになったことを特徴とする請求項 １５に記載の注入システム。 17.患者を治療するため又は患者の状態をモニターする様に適合された機能ユニ ット、及び 前記機能ユニットを制御するための制御システム、から成る患者看護システムで あり、 前記制御システムが、 前記機能ユニットの性能を示す状態を検出するセンサであり、前記検出された状 態に従った信号を与える手段を含む、前記センサと、 （１）所定の情報に従って前記機能ユニットを制御するための手段、（２）前記 センサから信号を受信することによって、前記機能ユニットをモニターするため の手段、及び（３）前記機能ユニットによって与えられた治療又はモニターされ た状態に関しての情報をユーザーに与えるための手段を含む、主制御ユニットと 、 （１）前記センサ及び前記主制御ユニットからの信号を受信するための手段、（ ２）前記受信された信号を使用して、前記主制御ユニット及び前記機能ユニット をモニターするための手段、（３）受信された信号を使用して、主制御ユニット 又は機能ユニットのアラーム状態又は故障を検出するための手段、及び（４）ア ラーム状態又は故障が検出される場合は、前記主制御ユニットに知られるか又は 前記機能ユニットを作動不能とする手段を含む、安全モニターユニットと、を含 む、前記患者看護システム。 18.前記機能ユニットが、流体供給路を介しの患者への流体を管理するためのモ ニターを含む輸液システムである請求項17記載のシステム。 19.前記センサが、流体供給路内の空気圧を検出するためのインライン空気セン サである請求項18記載のシステム。 20.前記主制御ユニットが、第１処理ユニット及び第１メモリを含み、前記安全 モニターユニットが、第２処理ユニット及び第２メモリを含む請求項17記載のシ ステム。 21.前記主制御ユニットが、第１タイミング装置を含み、前記安全モニターユニ ットが第２タイミング装置を含む請求項20記載のシステム。 22.前記安全モニターユニットの検出手段が、更に、 受信された信号が正しい主制御ユニット及び機能ユニット動作に従っているか否 かを決める手段と、 受信された信号が主制御ユニット又は機能ユニットのアラーム状態又は故障を示 す場合に、アラームをトリガする手段とを含む、請求項17記載のシステム。 23.流体供給路を有する注入ポンプユニットの正しい機能を保証する方法であり 、 前記流体供給路を介して患者に流体を注入し、 流体供給路内の空気圧を検出するためのインライン空気センサを提供し、 前記インライン空気センサを主制御ユニットによって使用可能とし、 前記インライン空気センサの動作を前記主制御ユニットによって制御し、 流体供給路内の空気の存在を前記インライン空気センサによって検出し、 空気が前記流体供給路に存在することを、前記インライン空気センサによって前 記主制御ユニットに示し、 空気が前記流体供給路内に存在することを、前記インライン空気センサによって 安全モニターユニットに示し、 検出されたインライン空気が所定の最大値を越えるか否かを、前記主制御ユニッ ト及び前記安全モニターユニットで、決定し、そして 検出されたインライン空気が所定の最大値を越える場合は、前記主制御ユニット 又は前記安全モニターユニットの何れかによって、アラームをトリガする各ステ ップからなる、前記方法。 24.検出されたインライン空気が所定の最大値を越える場合、患者への流体の注 入を停止しするステップを更に含む請求項23記載の方法。 25.前記主制御ユニットが、第１処理手段、第１メモリ、及び第１クロック、を 含み、前記安全モニターユニットが、第２処理手段、第２メモリ、及び第２クロ ックを含む請求項23記載の方法。