用于输注的流体检验的系统和方法.pdf

提供检验流体容器中医药流体成分的设备和方法。该检验在集中位置执行，在该处光线透射通过流体并被传感器检测，该传感器生成表示流体实际成分的光谱数据的信号。将这些信号与流体预期成分的光谱数据进行比较。基于该比较，指示流体成分的标签被生成并被固定到流体容器上。带有检验流体的流体容器被分配到护理点。

1.  一种用于为流体容器提供标签的设备，包含：
光源，其被定位并被配置成引导光线通过流体；
光传感器，其被定位成在所述光通过所述流体后接收被引导通过所述流体的所述光，所述光传感器提供表示所述流体的实际成分的光谱数据的光传感信号；
处理器，其用于比较所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的预期成分的光谱数据；以及
标签生成器，其响应所述处理器以基于所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的所述预期成分的所述光谱数据的比较，产生标识所述流体的标签。

2.  根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器被用于确定所述流体的浓度，并且所述标签生成器被用于产生指示所述流体浓度的所述标签。

3.  根据权利要求1所述的设备，其中所述标签是机器可读标签。

4.  根据权利要求3所述的设备，其中所述机器可读标签是光学可读标签。

5.  根据权利要求3所述的设备，其中所述机器可读标签包括RFID组件。

6.  根据权利要求1所述设备，其中所述流体被包含在容器内，所述容器具有至少一个壁，所述光被引导以穿过所述壁，所述处理器在比较所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的所述预期成分的所述光谱数据之前，用表示所述壁的光谱数据调整所述流体的所述实际成分的所述光谱数据。

7.  根据权利要求6所述的设备，其中表示所述壁的所述光谱数据是通过测量空容器的光谱数据而确定的存储数据。

8.  根据权利要求6所述的设备，其中表示所述壁的所述光谱数据通过测量所述容器的非流体容纳部分内的流体容纳容器的壁的光谱数据来确定。

9.  根据权利要求7所述的设备，进一步包含数据存储设备，并且其中所述数据存储设备被配置以存储预配制的流体的成分的预期光谱数据。

10.  一种控制流体输送的方法，包含：
引导光通过所述流体；
在所述光穿过所述流体后，感测被引导穿过所述流体的光，并且提供表示所述流体实际成分的光谱数据的光传感信号；
比较所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的预期成分的光谱数据；以及
基于所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的所述预期成分的所述光谱数据的比较，生成标识所述流体的标签。

11.  根据权利要求10所述的方法，进一步包含基于所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的所述预期成分的所述光谱数据的比较，确定所述流体的浓度。

12.  根据权利要求10所述的方法，其中所述标签是机器可读标签。

13.  根据权利要求12所述的方法，其中所述机器可读标签是光学可读标签。

14.  根据权利要求12所述的方法，其中所述机器可读标签包含RFID组件。

15.  根据权利要求10所述的方法，其中所述流体被容纳在具有至少一个壁的容器内，所述光被引导穿过所述壁，并且所述方法进一步包括：在比较所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的所述预期成分的所述光谱数据之前，用表示所述壁的光谱数据调整所述流体的所述实际成分的所述光谱数据。

16.  根据权利要求15所述的方法，其中表示所述壁的所述光谱数据是通过测量空容器的光谱数据确定的存储数据。

17.  根据权利要求15所述的方法，其中表示所述壁的所述光谱数据是通过测量所述容器的非流体容纳部分内的流体容纳容器的壁的光谱数据来确定。

18.  根据权利要求10所述的方法，进一步包含：
将生成的标签固定到流体容器；
在输送点读取所述标签；
比较所述标签上的流体标识与在所述输送点的预期流体；
如果所述标签上的所述流体标识与所述输送点的所述预期流体不一致，阻止所述流体的输送。

19.  根据权利要求18所述的方法，其中所述输送点包括流体泵装置，以及控制所述流体泵装置的控制装置，并且方法进一步包含将所述预期流体的标识输入到所述控制装置，所述控制装置比较所述标签上的所述流体标识与所述预期流体的输入标识，并且根据所述比较控制所述流体泵装置。

20.  根据权利要求19所述的方法，其中所述控制装置控制所述流体泵装置，从而当所述标签上的所述流体标识与在所述输送点的所述预期流体不一致时，阻止所述流体的输送；并且当所述标签上的所述流体标识与在所述输送点的所述预期流体一致时，允许所述流体的输送。

21.  根据权利要求20所述的方法，其中所述流体泵装置是输注泵。

22.  一种在护理点输送所述药物之前验证药物的方法，包括以下步骤：
利用光谱方法扫描流体；
基于所述扫描识别被扫描流体内的药物；
基于所述药物的识别，生成指示所述药物的标签；以及
将所述标签固定到含有所述被扫描流体的流体容器。

23.  根据权利要求22所述的方法，进一步包括：
在护理点机械读取所述流体容器的所述标签；
在所述护理点比较所述流体容器内被识别的并且在所述标签上指示的药物与预期的药物；以及
当所述流体容器内所述识别的并且在所述标签上指示的所述药物与所述预期的药物不一致时，阻止所述药物的输送，并且当所述流体容器内所述识别的并且在所述标签上指示的所述药物与所述预期的药物一致时允许所述药物的输送。

24.  根据权利要求23所述的方法，其中阻止和允许输送的步骤包括控制泵装置的操作。

25.  根据权利要求24所述的方法，进一步包括将所述预期药物的标识输入到控制装置。

26.  根据权利要求23所述的方法，其中所述扫描所述流体的步骤包括：
引导光穿过所述流体；以及
在所述光穿过所述流体后，感测被引导穿过所述流体的光，并且提供表示所述流体实际成分的光谱数据的光传感信号。

27.  根据权利要求26所述的方法，其中识别药物的步骤包括：比较所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的预期成分的光谱数据。

28.  根据权利要求27所述的方法，其中所述生成标签的步骤包括：基于所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的所述预期成分的所述光谱数据的比较，识别所述流体。

29.  根据权利要求27所述的方法，进一步包含以下步骤：基于所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的所述预期成分的所述光谱数据的比较，确定所述流体的浓度。

30.  根据权利要求27所述的方法，其中所述流体被容纳在具有至少一个壁的容器内，所述光被引导穿过所述壁，并且所述方法进一步包括：在比较所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的所述预期成分的所述光谱数据之前，用表示所述壁的光谱数据调整所述流体的所述实际成分的所述光谱数据。

31.  根据权利要求30所述的方法，其中表示所述壁的所述光谱数据是通过测量空容器的光谱数据确定的存储数据。

32.  根据权利要求30所述的方法，其中表示所述壁的所述光谱数据是通过测量所述容器的非流体容纳部分内的流体容纳容器的壁的光谱数据来确定的。

用于输注的流体检验的系统和方法
技术领域
【0001】本发明涉及流体成分检验，并更具体地涉及用于检验通过流体输注通道输注给患者的一种或多种配药药物的存在的医疗流体分析。
背景技术
【0002】医师或其他医学人员采用静脉内(IV)输注疗法治疗患者的多种病症。IV输注疗法一般包括从流体源通过流体给药组件的管将诸如配药药物的医疗流体注入到插入患者血管的套管。
【0003】在一般的设施中，医师为特定的病人录入药物指令。这个指令可以是简单的手写处方条，也可以被输入到自动系统，如医师指令录入(“POE”)系统。处方被发送到药房，在此处，指令被履行。通常，处方药物在药房被准备并被插入袋中。药剂师同样通过例如人可读标签和条码标签识别袋子的内容和袋子将被给予的患者。准备的药物随后被输送到用于后续为患者施药的临床医生的站点。
【0004】出于安全原因，并且为了例如达到最佳结果，配药药物依照医生的处方以精确的剂量被施予，并且诸如通过使用输注泵的可控方式来施予。输注泵通过流体输注通道从医疗流体袋将流体送到病人。医疗临床医生依照医生处方的特定的泵或输注参数对注入泵进行编程。由临床医生编程到泵的泵参数是药物和患者特定的。也就是说，医生基于处方的特定药物和需要药物的具体患者来选择泵参数。临床医生的责任是将处方药物与正确患者和适当编程的泵相匹配。
【0005】医院和其他机构不断努力地提供高质量的患者护理。医疗错误(例如病人接受错误的药物)是所有医疗护理机构非常担忧的。在一些情况下，单个病人可能被规定有同时多种输注，有时有四种或更多种不同的药物。一般地，多种输注包括对于每种药物的不同输注参数。此外，这种多种输注可包括多个泵通道，例如每种输注一个通道或相对于主要输注的辅助输注。一些泵系统包括四个或更多个泵模块，每个泵模块包含对单独流体管操作的输注泵，以形成单独的输注通道。无论是具有多个通道的系统还是具有一个通道的多个系统，重要的是每个通道被正确编程以输注正确的药物给病人。尽管使用正确的药物标签将管，从配药袋安装到不正确的泵模块也会导致错误的药物被泵送给患者。
【0006】现在已经做出尝试，以保证正确的药物通过正确的通道被施予给正确的病人。在一个示例中，标识药物和患者的条形码标签在药房被施加到袋子。在临床医生手动编程泵后，连接到泵的条码扫描器被用于读取袋子上的条码标签，以验证其标识与编程相同的药物。在另一个实施例中，条码标签被施加到袋子上，并且通过条码扫描器读取标签以自动编程泵，因此完全避免了手动编程。虽然医生更加确定他们规定的剂量和输注速率可以通过目前可用的泵准确地输送给患者，如通过运行安全系统的MEDLEY^TM患者护理系统，但仍存在正确药物被安放到正确泵的顾虑。
【0007】虽然现有的泵系统在本领域提供了显著优势以避免医疗错误，但仍期望更可靠地确定正确的药物被输注。例如，药剂师可能在为袋子混合成分流体时犯错，或者药剂师可能将错误的条码标签施加到袋子上。条码标签同样可以含有不正确的信息，或者临床医生可能扫描正确袋子的条码标签，但特别在紧急情况或MEDVAC(如直升机运输)期间变得忙乱，并把管从袋子连接到错误的泵通道上。
【0008】因此，本领域技术人员发现仍然需要更准确地保证正确的药物或药物组合被适当地输注到正确的患者。更具体地，本领域技术人员意识到需要更明确地确定通过泵输注给患者的特定配药药物是具有正确浓度的正确药物。
发明内容
【0009】上述的和其他需要可以通过本发明的实施例满足，其提供用于标签流体容器的设备，该设备包括光源和光传感器，光源被定位并被配置从而引导光通过流体；该光传感器被定位从而在所述光通过所述流体后，接收被引导通过所述流体的光。所述光传感器提供表示所述流体的实际成分的光谱数据的光传感信号。提供一处理器，其适用于比较所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的预期成分的光谱数据。标签生成器响应所述处理器，以基于所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的预期成分的光谱数据的比较，产生标识所述流体的标签。
【0010】上述的和其它需要也可以通过本发明的其它实施例得到满足，其提供一种控制流体输送的方法，包含以下步骤：引导光通过所述流体；在所述光通过所述流体后，感测被引导通过所述流体的光；产生表示所述流体实际成分的光谱数据的光传感信号；比较所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的预期成分的光谱数据；以及基于所述流体的所述实际成分的所述光谱数据与所述流体的预期成分的光谱数据的比较，产生标识所述流体的标签。
【0011】上述的和其它需要仍可以通过本发明的其它实施例得到满足，其提供一种在护理点输送所述药物之前验证药物的方法，包含以下步骤：利用光谱方法扫描流体；基于所述扫描，识别被扫描流体内的药物；基于所述药物的识别，生成指示所述药物的标签；以及将所述标签固定到含有所述被扫描流体的流体容器。

附图简述
【0012】通过下文的详细描述以及附图可以更清楚地了解本发明的其他特征、方面和优点。
【0013】图1是依照本发明各方面的系统的视图，其示出具有四个医疗流体输注泵的医疗装置，其中医疗流体输注泵通过各自的流体施予组件连接到各自的流体源和单个患者。编程模块被连接到全部泵并被显示为具有通过通信链接连接到远程处理器的连接。此外，示出了便携装置以通过无线链接与医疗装置通信，但不同的连接是可行的。
【0014】图2是图1中医疗装置的放大图，其示出了连接到编程模块的流体输注泵的显示器与控制键。
【0015】图3是图1和2的流体输注泵中一个的视图，其门在开启位置，并且其对应的施药组件的流体输注通道与输注泵可操作地接合。同样示出在泵的上游端是依照本发明各方面的用于验证系统的光学组件和光室。
【0016】图4是依照本发明各方面的医疗流体验证系统和方法的框图。
【0017】图5是依照本发明的系统和方法的各方面的框图，其中比较在流体通道的成分的光谱数据和通道的预期流体成分的存储光谱数据之间进行。同样说明的是依照本发明各方面的报警实施方式和存储数据库。
【0018】图6是流体通道的实施方式的透视框图示例，光束可以透射通过该流体通道以验证通道的成分，通道同样具有参考部分，参考光束被透射通过参考部分以产生与通道壁成分相关的光谱数据，从而验证通道成分的准确度可以被改善。
【0019】图7是依照本发明具体实施例的方法的具体步骤的流程图。
【0020】图8是依照本发明实施例凑早构造的设备的示意性描述。
【0021】图9是依照本发明具体实施例的可被扫描的流体容器的描述。
【0022】图10是说明依照本发明具体实施例的方法的具体步骤的流程图。
优选实施例的详细描述
【0023】现在参考附图，其中相同附图标记表示几个视图中的相同或相应元件。如图1所示，患者护理系统20具有四个输注泵模块22、24、26和28，每个输注泵模块被可操作地接合到对应流体施药组件30、32、34和36的管。四个医疗流体源38、40、42和44被倒置并悬挂在患者护理系统20上，所述医疗流体源可以是多种形式但在本实施例中显示为瓶子。患者护理系统20和瓶子38、40、42和44被安装到滚柱架或IV杆46。施药组件30、32、34和36被连接在对应流体源和患者48(仅以框图形式显示)之间，从而患者可以在对应输注泵模块控制的速率下接收流体源内的流体。图1中的泵系统仅作为示例系统提供，其可以与本发明的药物验证系统和方法一起使用。其它泵系统和非泵系统，如重力馈送系统依照本发明也是可使用的。
【0024】应注意的是图1的绘图不是按比例的并且为了清楚的目的距离被压缩。在实际设置中，瓶子38、40、42和44以及输注泵模块22、24、26和28之间的距离可以更大。当全部四个施药组件的管30、32、34和36从瓶子垂下时，更容易出现的可能是施药组件的管30、32、34和36变得彼此缠绕，这会使哪个瓶子采用哪个输注模块发生混乱。混淆的机会随管数量的增加而增加。
【0025】现在参考图1和图2，编程模块(“PM”)50被连接到输注泵模块22、24、26和28。其他装置或模块可以被附连到PM。在一个实施例中，PM被用于提供输注泵模块和外部装置之间的接口，同时为输注泵模块提供多数个用户接口。PM包括显示器52以用于可视地交流多种信息(诸如每个泵模块的操作参数)并显示警报和报警消息。PM也可包括扬声器(未显示)以提供可听警报。PM同样具有多种输入装置，在该实施例中包括控制键54。图1和图2中显示的PM和患者护理系统的进一步的细节可以在艾格尔(Egger)等人的美国专利5,713,856中找到，其通过参考并入本文。
【0026】PM 50可以包括读取器55以接收与输注相关的信息，诸如药物标识、患者标识、护士标识以及其他信息。所示识别装置57在流体容器38上，在本实施例中其为条码。同样，在本实施例中的阅读器55是条码扫描器。然而，识别装置可以采取如RFID标签、无线装置或其他包含预期流体成分标识的形式。标识也可以包括与预期流体成分一致的光谱数据或仅为药物名称。同样，阅读器可以包含与识别装置57兼容的RFID阅读器或无线装置。PM也可以包括通信系统，通过通信系统其可以与医疗设施服务器56或其他计算机以及与护理给与者可能具有的移动数字助理(“PDA”)58通信，例如基于Palm的系统，从而信息可以在这种装置和PM以及输注泵模块之间传递。泵编程信息可以被载入PM或从PM验证。PM也可以被用于存储与输注装置以及生命特征监视装置结合使用的药物库或其他应用。在PM和其他装置之间的通信系统可以采用RF(无线射频)系统、红外系统、蓝牙系统或其他有线或无线系统。出于说明目的，所示的在患者护理系统20和医疗设施服务器56之间的通信链接是由数字59标识的固体线路。在没有使用PM 50的情况下，条码扫描器和通信系统可以被集成包括在一个或更多输注泵22、24、26和28中。
【0027】患者护理系统20可以通过不同方式与多种医疗设施信息系统互联。例如，医院可以具有主信息服务器56，其含有患者数据和药物数据。在另一个实施例中，医疗设施可具有多个单独服务器，如配药服务器、医师指令录入服务器、患者施药服务器、护士站服务器以及其他。患者护理系统20可以通过多种方式被连接到这些服务器中的一个或多个。连接到本地网络的硬线路可能是适当的，但在患者护理系统和设施的其他信息系统之间可以使用RF、IR、蓝牙以及其他有线和无线连接。可以通过使用PDA 58，与患者护理系统交换信息。在一个实施例中，PDA可以通过无线或其他方式被连接到主服务器，并可以成为患者和主服务器之间的信息通道。
【0028】图2显示了输注泵模块28的关闭前侧。泵模块包括前门60和把手62，该把手62操作以在关闭位置锁住前门以及解锁并打开通向内部泵和传感机构的门。在本实施例中，如LED显示器的显示器64位于门的平面内，并且其用于可视地传递与泵模块相关的多种信息，如“警报”和报警消息。存在控制键66以用于输注泵所需的编程与控制操作。输注泵模块28还包括扬声器形式的音频警报设备(未显示)。
【0029】现在参见图3，示出了图1和图2的输注泵22的前门60打开状态的的立体图，示出与泵22可操作接合的施药组件30。压盘68被安装在门60和泵机构70之间。在此情况下，泵机构是线性蠕动类型。压力传感器72被包含在泵机构的泵22的上游和下游。泵还包括位于其下游端的空气管传感器(air in line sensor)74。把手62包括门闩臂76，其被放置以接合位于泵的壳体80上的轭状物78。门闩臂与轭状物的接合将允许门保持锁在关闭位置。把手62还包括具有至少一个钩84的挂件82，以用于控制流体停止系统。
【0030】流体施药组件30包含从流体源38延伸到患者的48的流体输注导管(图1)，其包括上游管86、泵节段88以及下游管90。施药组件管30的另一个元件是上游配件92，其连接上游管86与泵节段88。同样，流体停止件94连接泵节段88与下游管90。通过上游配件92与上游室部分96的固定接合以及流体停止件94与下部流体停止托架98的接合，泵节段88被安放在跨越输注泵22的泵机构70。安装的上游配件和流体停止托架之间的距离在泵节段88上施加拉力，通过设计，其试图保持所述段在泵机构70上的适当位置。当施药组件30与泵22接合，泵节段抵靠泵机构70放置，并且通过压盘68保持在适当位置，当泵模块门60被关闭，所述压盘68转入操作位置。
【0031】现在参考图4，示出了连接到患者48的依照本发明各方面的药物验证系统100的框图。多种形式的流体源38通过流体施药组件30被连接到患者48，所述流体施药组件30在此被作为流体输送“通道”。参考图1中的泵系统，名称“通道”是特别适合的，这是因为四条线路或“通道”的药物可以同时被施予到同一患者。在图4的实施例中，连接流体源38到患者48的流体输送通道30是通过输注泵22实现的，输注泵22被用于精确地控制从流体源到患者的药物输注速率。然而，还示出了辅助流体供给102，其同样通过Y型装置104被连接到流体通道30。在将医药流体施予到患者时，一般可以引入辅助输注，其中第一和第二药物可以通过使用相同的输注通道被顺序施予。如图4所示的布置，其中辅助流体供给102通过Y型装置104经由辅助流体线路106连接到通道30。如已知的，辅助流体源将被提高到高于主流体源，从而在同一时刻仅有一种流体流经通道。检验阀或其它装置一般用于控制通道30内的流体，本领域技术人员公知的这类细节没有在图4中显示从而保证图4的清楚。
【0032】依照上文讨论的背景下，期望验证输注到患者的流体的实际成分。无论使用何种方式有效输注，无论是输注泵，仅仅重力或其他方式，都期望这种验证。本文的说明和附图提供了使用输注泵的示例；然而，应该了解也可采用其他方式。虽然本文显示和描述的实施例将流体验证系统的传感器设置在输注泵上游，但验证可以发生在其它一个或多个位置。例如，流体验证传感器可以被置于输注泵的下游。在重力馈送系统的情况下，流体验证系统传感器可以被置于沿流体输注通道上的任意位置。在通过相同通道的辅助输注情况下，期望的是将流体验证系统的传感器定位于辅助流体被加入到流体通道的点，如图4中所示。
【0033】上文描述的输注泵系统内验证配药的过程开始于通过上文描述的任意方法将预期药物选择和药物浓度输入到与泵系统22相关的处理器122，所述方法包括键入、PDA、RFID或系统内技术采用的其它方法。药物选择触发处理器从药物光谱数据库124访问匹配药物光谱数据。处理器等待实际测量的药物光谱数据的响应，确定在药物库选择的预期药物光谱图样与从流体输注通道读取的实际药物的光谱图样存在匹配还是不匹配。虽然图4中显示处理器位于泵22的本地，处理器和药物光谱数据的数据库可以位于除泵附近以外的其它位置。此外，药物光谱数据的数据库可位于远离处理器。例如，在MEDLEY^TM护理点系统的情况下，处理器可以位于如图1的编程模块50内或其他位置。药物光谱数据的数据库可以位于医院服务器56区域并且编程模块50将直接与其通信。在另一情况下，处理器和药物光谱数据的数据库均可以位于PDA 58。其他的布置也是可行的。
【0034】通道“一”到“四”内流体的检测随通过流体传输的光能量以及与流体分子的相互作用而发生。在任意波长传输的光能量可以被不同地衰减，频率转换或被相互作用影响。如色散，傅立叶变换红外光谱(FTIR)，拉曼(Raman)光谱等光学分析方法可以被用于检测接收到光束的性质。这样获得的流体的光谱和相关数据被用于检测感兴趣的一种或多种药物。光源和其它光学和电子元件被选择以产生需要的光谱解析特性，以用于通过与预记录的药物库比较来区分在输注通道内的药物。
【0035】在一个实施例中，输入的单色或混色光束射向流体输送通道，从而在透射过输送通道时，光束通过容纳在通道中的的医药流体。在通过医药流体之后，现在被称为输出光束的光能量随后如上文描述被光学分析。输入和输出光束可以通过光学纤维或其它适合的光学方法传导，从而通过流体传导的光被导向分光计和包含其中的检测装置。在本实施例中，通道的两侧都包括光束引导设备，但其他布置也是可以的。此处描述的光学检测系统在图4中用虚线粗略表示，并且编号为108。这种检测系统108的性能可通过本领域技术人员已知的方法改善，如散射光遮挡，光过滤，共焦孔的使用，以及外差检波技术。
【0036】继续参考图4，光源110被耦连到输入光束形成光学元件112，诸如透镜和一根或多根光纤，以提供适合的主输入光束144。主输入光束被斩光器(chopper)115交替地引导以形成两束分离的间歇光束111和113。一个光束，即通道输入光束，被导向流体通道30，从而通道输入光束可以与流体通道的医药流体成分相作用。另一束单独间歇光束，即参考输入光束113，通过平面镜177的方式被引导仅通过通道材料，在这种情况下，通过其在图6中详细显示并在下文详细描述的“翼片”(fin)119。主输入光束的正确引导可以通过一条或多条光纤以及透镜(未显示)的使用而实现，所述光纤和透镜其形成输入光束形成光学元件112的部分。
【0037】一旦通道输入光束111与流体通道30内的成分相作用，就得到通道输出光束116。同样，一旦参考输入光束113与通道30的材料相作用，就得到参考输出光束121。在这个实施例中，通道输出光束116通过第二镜子123的反射而重新定向。通道输出光束和参考输出光束都被暴露到斩光器125，斩光器125产生主输出光束127。输出主光束形成光学元件118，如透镜(未显示)以及一条或多条光纤，引导主输出光束127到分光计120。从流体光谱数据中减去参考光束输出数据。处理器122对分光计的通道输出与药物光学数据库124进行比较，以验证流体通道的成分。作为验证处理的结果，对输注进程的控制可以通过处理器实现。图4显示了处理器122被连接到输注泵22，该输注泵22控制对患者48的药物流体38的输注。药物流体可以含有一种或多种药物以输注给患者。例如，如果处理器122确定流体通道30中检测的药物与其预期的药物不一致，处理器向泵22发出信号以终止输注并提供信号作为警报。
【0038】光源110可以包含红外(“IR”)能量源或钨能量源或其它窄频带或宽频带光。优选地，光源产生非破坏性光，其将不会改变受到验证的医药流体的化学成分。在一个实施例中，光源被选择以产生包含与通道30内流体成分相作用的波长范围。特别地，光源可以被选择从而产生一定波长范围或光谱内的光，所述波长范围或光谱具有以下特性：流体通道的可能成分对其具有特定的光吸收或反射特性。在一个实施例中，光源产生适当的IR能量，其所在波长频带适合于提供IR光谱内的特定波长频带的独特光谱数据吸收或透射特性。
【0039】在另一个实施例中，光源110产生单波长的光，其与受到通过Ramen光谱法验证的医药流体的成分相作用。在一个实施例中，光是适用于提供特定Raman光谱数据的可视单色光束，以用于通道30内可能的流体。如Raman效应可知，由于与通道流体成分的相互作用，单色光受到电子跃迁的激励。导致的跃迁随后可以被分析以验证流体的化学组成。
【0040】输出光束形成光学元件118同样可以包括光分散装置，如衍射光栅，其将输出光分成各个波长的光谱以用于处理和验证。可替代地，光分散装置可以是干涉仪。被分散的光射到传感器，传感器可以是光电传感器阵列，如CCD矩阵或生成光谱数据信号的其它光感装置，所述光谱数据信号表示撞击在其各个单元上的光波长强度。在图4的实施例中，传感器采用分光计。
【0041】分光计120与处理器122通信，处理器122发送通道30实际流体成分的光谱数据信号给处理器以用于验证。处理器可具有多个功能，其中的一个功能是基于接收到的光谱数据信号验证通道30的实际流体成分是通道30预期流体成分。处理器可以将模拟光谱数据信号转换为数字数据以用于验证。为了执行验证功能，处理器匹配或试图匹配通过分光计产生的光谱数据与从药物光谱数据库124找到的药物光谱数据。在一个实施例中，临床医生通过输入装置(诸如控制键54(图2)或读取由药剂师施加到流体源38的条码标签的条码扫描仪)、或PDA 58的方式(图1)或通过其它方式(诸如上文描述的RFID标签)或者其它一种或多种装置，将预期药物成分的标识录入到患者护理系统20。这可以在护士将附连到流体源38的施药组件30加载到泵22时完成。
【0042】上述标识手段仅是示意性的。其它方法可以被用于识别流体源的预期成分，如护士从PM 50(图2)的前面板上的滚动列表中选择药物或药物组合。在这个实施例中，PM可以首先通过处理器122访问药物库126，并随后在滚动列表中仅显示出现在药物库中的药物。这种药物选择可以由护士来完成或通过其它方式完成，随后指示处理器哪些药物是预期存在于通道的流体成分内的。在另一个实施例中，同样的药物库可以存在于输注泵22和处理器122中。在另一个实施例中，药物库可以存在于泵中并且被处理器122使用。此外，药物库126也可以被配置为通过使用外部装置或通过其他装置通过通信系统59周期性更新，其中所述外部装置诸如运行适当软件的计算机56或PDA 58(图1)。其它装置可被用于指示给处理器122哪个或哪些药物被预期存在于流体成分中。例如，主服务器可以直接与PM 50或处理器122通信以指示预期存在于流体通道的一种或多种药物的标识。上述示例不意味着排除其它方法，而实际上其它布置可被使用。
【0043】作为更全面的讨论，临床医生产生的输入在输注开始之前触发初始药物数据比较和验证行为。在一个实施例中，检测可以在基于输注剩余的时间段内周期地继续进行。
【0044】光学检测系统108的输出包括数据信号，该数据信号被传送到处理器122以用于分析。处理器的主要功能是采集并解释：
1.由存储器的药物库126识别的用户输入的选择光谱数据原型(pattern)，与来自药物光谱数据库124的特定光谱数据匹配的选择；
2.产生预期光谱数据的稀释比率；
3.通过光学检测系统108检测药物光谱并将其翻译成上文步骤1可用的形式；以及
4.包含流体通道30的材料的光谱数据(下文讨论)。
此外，处理器：
5.将壁材料光谱数据作为唯一来自通道光谱数据，以分离仅由药物产生的光谱特性(下文讨论)；以及
6.试图匹配上文第5条与第1条；即匹配由用户录入识别的药物光谱与实时测量确定的药物光谱。
【0045】再次陈述上文，处理器122比较通过对输注通道30内含有流体的光谱分析获得的数据与预期在通道内看到的药物的存储数据124。在这个实施例中，处理器可以首先通过用户协议引导而访问药物光谱数据库124。当处理器122获知药物组合应存在于通道，算法将被使用以确定适当的光谱。药物光谱数据库124可以含有算法以允许表示通道内全部可能成分的一组药物、化合物或药物组合的存储光谱组合。药物光谱数据库可以包括，例如，与纯药物或合成药物相关的光谱，如氯化钠或多巴胺，并且可能综合这些流体的组合的光谱。流体通道30的预期成分通过用户作用而被数据处理器识别，例如，在泵编程期间。处理器比较预期成分与从通道腔容积实时获得的检测药物比较。处理器比较预期和测量的光谱并决定他们之间的相关程度。比较可以通过自动相关或本领域技术人员熟知的其他方法在峰值挨峰值的基础上进行。处理器122通过提供信号输出验证结果，所述信号指示在预期信号和实时检测信号之间是否发生匹配。
【0046】在另一个实施例中，不是通过用于综合药物组合的光谱的算法，而是数据库124含有全部可能的纯药物和药物组合的光谱，由于在一种情况下在流体通道中一种或多种药物的标识包括来自预定列表的选择，对于护士和医疗机构的选择是有限的。因此，全部这些有限选择的光谱可以被安装在数据库124中。
【0047】在另一个方面，药物光谱数据库124也可以含有加入到主要输注的额外药剂的光谱图案。如图4所示，这种情况可以出现在发生主要输注葡萄糖并且护士通过主要通道下游输注部分添加额外的药剂，而不是泵的上游。药物光谱数据库可以含有每种可能的辅助药物以及主要药物与辅助药物组合的光谱。数据库124可包括表示带有或不带有任何可能的辅助药物的通道30内全部可能成分的光谱。
【0048】使用一个实施例中描述的系统的处理一般包括：
1.临床医生识别将被输注的流体源的预期成分；
2.药物源38被安放，药物通道30被准备好，并且药物通道适当地以一般的方式安放在泵22内；
3.泵被编程以用于输注，包括预先置于流体容器的药物的识别；
4.泵被启动；
5.直到启动，但在输注开始前，输入光束114透射通过流体输送通道，并且本申请描述的检测装置108被使用；
6.从输注通道内流体成分获得的光谱与预期存在于输注通道内的流体的存储光谱124相比较；
7.如果分析确定了光谱充分相似，推断输注通道内的流体就是预期的药物，那么输注开始。适当的消息会出现在显示器以通知用户匹配；以及
8.如果比较指示了输注通道内的流体与预期药物不充分匹配，警报或警告将显示并且信号被激活。在此情况下开始输注是需要用户干涉的。
【0049】图1中显示的输注泵模块22可以用于图4中的输注泵，而图2中的PM 50可以包含处理器122。药物光谱数据库124与药物库126也可以被置于PM 50，或在其他实施例中可被置于输注泵或甚至更远离输注泵和PM，如护理中心或其他地方。通信链接59可以被用于连接PM 50中的药物输送控制系统，以允许临床医生机构通过服务器56或其他装置设定药物库到PM的存储器126，例如，药物库包含药物浓度、剂量限制以及对药物的系统配置参数、患者体重以及医院监护。这种药物库系统的进一步细节可以在授予福特(Ford)的美国专利No.5,681,285中发现，其全部内容作为参考并如本文。其他装置可以被用于设置药物到存储器，如与通讯装置连接的无线连接，如示例的PDA 58(图1)，或药物库是可以通过不同类型的处理器载入的，如授权给Ford的美国专利No.6,269,340显示的便携计算机，该专利作为参考并如本文。虽然两个存储器124和126被显示(图4)，其实际可以位于相同的物理存储器内。
【0050】药物库126可以包括由临床医生机构为库中的每种药物设置的限制。这种限制可以是每种药物的最大或最小剂量的形式，其可以根据患者因素或与药物输送相关的其他因素给出。例如，剂量限制可以根据患者的体重或体表面积(“BSA”)而变化，根据使用药物的医药机构(例如新生监护病房(NCU)，重症监护病房(ICU)等)的单位或监护而变化，以及根据其他因素而变化。如果护士将泵设置在特定药物的限制之间的范围之外，警报可以被提供。在一些情况下，警报可以被忽略(overridden)而在另外一些情况下警报不能被忽略。医疗设施可以为每种药物建立能够被护士忽略的“软”限制，以及不能被忽略的“硬”限制。在超过限制的任意情况下，与输注泵通信的泵22数据日志或PM 50或其他处理器的数据日志可以记录每个这种限制事件以用于以后的分析，所述分析试图设置高于最大剂量或小于最小剂量的设置。
【0051】光谱数据分析的进一步细节在图5的框图中显示。流体源预期的成分通过输入装置被处理器122识别，所述输入装置如PM的按键54或来自通过通信链接59的远程位置以及上文描述的其他装置。预期成分的数据从存储器130的药物光谱数据库124获得。处理器122随后比较数据库药物光谱与从分光计120接收的表示被分析的通道流体成分的药物光谱。用于匹配数据的比较技术已经在上文描述，用于比较和匹配的算法被存储在存储器130的算法部分132或其他位置。在处理器的比较指示通道实际流体成分的光谱与通道预期流体成分的光谱不匹配的情况下，处理器可通过扬声器134的方式提供声音警报，和/或通过PM的屏幕52或通过其他屏幕的方式提供可视警报，和/或通过通信链接如59或其他链接提供远程警报。处理器可以存储全部警报和警报相关的数据136，警报相关的数据136包括该医疗器械发生的任何超量138警报。这些存储的警报或超量数据可以通过处理器122处理，或者被下载到用于分析或报告给护理人员的其他系统。这类数据的使用包括确定库中的药物限制是否适当或者在医疗设施的医药实施是否需要调节。也可以对数据进行其他使用。验证的结果可以被存储在存储器128中。
【0052】公开现在提供通道的机械实现方式的示例，其与光学检测系统108一起使用，通道可与上文描述的流体验证系统和方法一起使用。现在参考图6，与图3中显示的配件92相似的上游配件158互联上游管86与泵节段88，其形成流体通道30的部分。所示的配件158具有两个翼片119，其中一个与参考输入光束133一起使用。所示的通道输入光束111被设置为通过翼片158的近似中心延伸。在本实施例中，在两个输入光束111和113穿透配件并离开远侧时，获得通道输出光束116和参考输出光束121。
【0053】如图3所示，配件92可以被用于将流体通道30固定在相对于泵的适合位置，从而成功的流体验证、空气管感测74、压力感测72以及机械泵70可以实现。再图6的实施例中，配件158将代替图3中的配件92。图3同样示出了壳体160，其内可以安放流体验证系统100的多种元件。特别地，虽然图3中没有显示，光学检测系统108的元件可以被置于流体验证壳体160内。例如，光束形成光学元件112，第一斩光器115、第一镜117、第二镜123、第二斩光器125以及输出光束形成光学元件118可以被置于壳体160内。另外的或更少的此类元件可以依照其实施方式而置于壳体内。
【0054】在另一个实施例中，流体验证系统100可以被配置以自动补偿配件158材料的吸收和Raman光谱而不需要输入参考光束133，这是因为用于流体输注导管的特定塑料材料的吸收和Raman特性一般是已知的。在这个实施例中，流体验证系统可以存储导管光谱的数据并自动地在流体分析期间从流体成分光谱减去导管光谱。
【0055】在护理人员必须输注不在药物库126中的药物的情况下，虽然泵仍然工作，但验证系统100可以被置于无效状态并且不进行光谱比较。
【0056】在另一个系统中，可以提供额外的处理能力，验证系统100可以首先执行上文公开的在预期流体成分和实际检测的流体成分之间的匹配功能。如果匹配不存在，系统将通过上文讨论的方法指示该事实给护理人员。护理人员随后可以选择要求系统尝试匹配实际检测流体成分的光谱和药物光谱数据库124中的一个或多个光谱以识别流体成分。如果识别成功，药物的标识可以在显示器52上显示，以声音通信134或其它方式通信给护理人员或其他人。在另一方面，系统同样可以被配置以允许护理人员直接要求系统100比较从药物库126中选择的药物的光谱与实际检测的流体导管成分的光谱。通过这个后面的方法，如果识别成功，护理人员随后能够在验证之后确定一种药物被错误安装在输注泵的流体施药组件，并随后快速地将该施药组件移动到正确的泵。
【0057】在另一个实施例中，如图1和图2中显示的系统被用于PM 50控制的多输注泵模块22、24、26和28并且在施药组件内实际药物的识别是成功的，PM可以自动或通过护理人员的选择简单地对该输注模块再编程正确药物。通过这样的系统，当药剂袋被首先接收时，必要的泵程序可以被录入到PM，并且当模块检测到施药组件内存在特定药剂，PM将使用该程序正确地编程特定的输注泵模块。在此过程中的其它变化是可行的。
【0058】如图1所示，在主要输注以后或后续进行辅助输注的情况下，需要的是多次检验Y形位置装置104的流体通道下游的成分，以验证被输注给患者的主要流体和辅助流体的成分。在这种情况下，输注通道在特定时间可以仅含有一种或其它药物。因此，除在输注开始之前验证输注通道的成分以外，需要的特征是具有在工作条件下周期性监视流体通道30成分的检测装置。这种连续监视将同样允许系统确定辅助输注完成的时间，因为流体通道内流体成分的光谱将变化。自动化药物验证系统100将允许系统的处理器122在准确的适当时间将输注泵22的泵参数转换为主要输注或辅助输注需要的参数。
【0059】除上文描述的实施例之外，本发明的具体实施例在远离护理点的主要位置提供药物验证和识别，其中药物被输送给患者。这种实施例为患者提供了避免不正确药物输送的一层额外保护。存在这样的潜在性：由分配器/分配者(如药房)购买的预先配制的药物是不正确配制的，包括药物类型或其它参数(例如浓度)。同样，存在以下可能性：分配者(如药房)的药物配方被不正确配制，并且不是预期的。例如，在生产一定浓度药物的配制期间，可能会发生错误，其中药物浓度不是所预期的。或者药物配制不正确的初始材料被错误得使用。
【0060】图7-10中所描述实施例中的验证系统产生正确药物的验证水平，其限制或消除在单独护理点的药物单独光谱分析的需要。因此，图7-10的实施例中集中的验证系统可以展现给护理人员(如医院)更经济的方案；这是由于光谱分析被集中化并且不在设施中重复。同时，可以在护理点作出规定以验证流体容器内的流体，所述流体预期被输送到护理点处的患者。这有助于避免在分配者处被正确标识的流体被输送(例如，输注)给不应接收该流体的患者。
【0061】图8示意性用于标识流体容器的设备，其依照公开的实施例被构造。设备包括光谱分析系统180和标签生成器182。光谱分析系统180一般可以是与参照图1-6的上文描述相同的构造或者可以是其它设计。然而，除了在流体通过在护理点的流体源和输注泵之间的管道泵送时执行分析，光谱扫描与分析在中心位置执行并且可以在现场通过流体容器执行。可替换地，流体的小量采样可以从其容器移出以用于扫描。
【0062】图8的设备可以在集中的位置或地点，如药房，但不被限制于这种示例。在操作中，出于说明目的集中的地点可以被称作“分配者”，其检验购买的流体或配制的流体。
【0063】在上文描述的实施例中，图8的实施例可以被配置以具有在流体识别中增加的敏感性。增强的敏感性可以通过以图1-6中描述的方法减去流体容器的光谱特征而实现。示例性流体容器184在图9中被描述。出于扫描目的，流体容器184必须具有壁190，其允许至少部分光透射。流体容器184的光谱性质可以依照上文讨论的方法以光学或电子方式从流体容器184内含有的流体186的光谱分析中去除。流体容器184的光谱性质可以从预先扫描的空流体容器获得。或者流体容器184的非流体包含部分188可以被扫描以获得流体容器184的光谱特性。这允许流体和流体容器的同时扫描。
【0064】分配者可以接收由产品生产商提供的药物/流体光谱以用于从生产商购买的流体的验证，或者来自光谱分析系统180的制造商提供的库的药物/流体光谱。除了验证购买的流体，光谱分析系统180可以被用于流体的配制。当分配者或其他用户配制新的混合物，光谱可以通过使用光谱分析系统180本身来扫描这些混合物的初始批次从而被加入到药物库。因此，将配制的新的混合物与配制的初始混合物进行比较。这样，后续混合物可以相对于已建立的标准而被检验。
【0065】在光谱分析后，基于这个分析，标签可以通过标签生成器182产生，标签生成器182被连接到光谱分析系统180。标签可以是机器可读标签，并且包括条码或RFID，或者能够被机器读取的其它符号。标签可以包括识别流体的信息，其基于流体实际成分的光谱数据和流体预期成分的光谱数据之间的比较。标签可以包括其它类型的信息，其包括流体成分以及药物输送过程中有用的其它信息。
【0066】图7描述依照公开的实施例控制流体输送的方法。出于说明目的，图7中仅显示了特定的步骤，其它步骤被忽略或包括在说明的步骤中。在步骤210，药物通过分配者被配制。同样，预配置药物通过分配者在步骤212被接收。无论药物是由分配者在步骤210配制还是预配制药物在步骤212被接收，分配者在步骤214执行流体的光谱分析。扫描可以在流体容器的原处进行或者针对从流体容器取出的样品进行。将流体的实际成分的光谱数据与流体的预期成分比较。如果比较是不一致的，则为操作者提供指示以用于适当的动作，如丢弃被扫描流体、重新配置流体或告知药物生产商等。当成分一致，标签生成器182在步骤216产生带有适当信息的标签，所述信息如识别信息以及其它有用信息。随后在步骤218，标签被固定到流体容器。
【0067】在流体被验证后，标签被产生并且被固定到流体容器，流体可以通过输送通道被提供给护理点，所述流体可以完全在医院内部或在是外部分配的。图10描述发生在护理点的示例性处理，其采用上文描述的验证设备和过程。流体容器184在步骤220被护理点接收，该流体容器184带有验证容器184内成分的固定标签。流体容器的标签在步骤222被适当地标签阅读装置扫描。例如，如果标签上的信息被编码为条形码，标签读取装置包括条形码读取器。这有助于限制在读取标签时的人为错误。
【0068】在步骤224，输注装置或药物输送装置通过药物库或其他方式被编程。从标签扫描的数据和编程数据的比较在步骤226通过适当的处理装置(如处理器)被执行。基于该比较，在步骤228确定容器内的药物(流体)是否与编程到药物输送装置的预期药物一致。如果一致，在步骤230允许药物继续输注。输注泵装置可以被用于执行对患者的药物(流体)输注。
【0069】如果比较结构结果指示来自标签的扫描数据与预期流体的输入标识不一致，则在步骤232流体泵装置(如输注泵)被控制，以阻止对患者的流体输送。在步骤232，指示标签与预期流体的输入标识不一致。例如，该指示可以是警报。因此通过使用本发明的验证装置，该验证装置在中心位置验证流体，在护理点的不正确药物输送可以被阻止。该阻止初始发生在集中位置，在该位置标签在药物被验证后产生，因此护理人员可以确定被标签的流体容器将含有正确的药物。进一步的阻止发生在护理点，在此处被验证的药物(如通过由固定的标签识别的药物)与预期药物相比较，并且仅在被验证药物与预期药物一致时进行输注。
【0070】公开的实施例提供了有成本效益的验证系统，其采用集中的流体验证和流体容器标签装置，其有助于避免在护理点的不正确药物输送。集中化验证和标签装置的使用消除了不正确药物被输注给患者的主要顾虑，同时不需要在护理点的单独光谱分析系统。
【0071】虽然本发明的实施例已被描述和说明，可以清楚看出本发明可以在不偏离本发明实际的情况下，在本领域技术人员的能力范围内而被修改和实施。因此应该理解本发明形式、细节以及应用的多种改变可以被实现而不偏离本发明的精神和范围。