CN100400118C - 具有遥控设备的医学装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于向患者(618)递送医疗药物的医疗管理系统(610)。该系统(610)具有位于第一位置的医疗设备(612)，耦合至医疗设备(612)的电子处理器(628)，耦合至处理器(628)的传感器(616)，和位于远离第一位置的第二位置的遥控器(646)。遥控器(646)具有用于控制电子处理器(628)操作的输入设备。传感器(616)接收其向处理器(628)传送(624)的一个或多个信号。信号可以得自患者的生理状况和/或患者的环境。处理器(628)接收信号并执行信号的运算。基于运算的结果，处理器(628)调节一段时间中针对患者(618)的医疗药物的配发。

Description

具有遥控设备的医学装置
相关参考
本申请是在1999年3月19日提交的美国申请No.09/272,502的部分继续，美国申请No.09/272,502是美国专利No.5,885,245的延续申请，美国专利No.5,885,245是在1996年8月2日提交的美国申请No.08/691,687(现已放弃)的部分继续，这些申请在此被特意引入作为参考并且在此被部分采用。
技术领域
本发明涉及用于从远距离位置监视和/或控制诸如输液泵这样的医疗设备的装置。
背景技术
输液泵用于自动管理针对患者的药液。药液由药物源提供并且通过导管或其他输入设备泵入患者。液体注入的方式由输液泵控制，输液泵可具有不同的注入方式，如连续模式，在此模式中，药液以恒定的速率连续地注入，或者倾斜模式，在此模式中注入速率逐渐增加，随后保持稳定，并且然后逐渐下降。
典型地，输液泵的监视通过观察合并入输液泵的可视显示器执行，而输液泵的控制通过触发合并入输液泵的输入设备，如键盘，而执行。因此，在与输液泵安放位置相同的位置执行输液泵的监视和/或控制。
此外，对于许多类型的医疗药物，治疗的效果和最终的效用依赖于患者对药物的耐受性和敏感性。这些测量帮助医生准确并且有效地治疗患者。然而迄今为止，大部分医疗药物是基于客观的测量结果提供给患者，而不是基于受治疗者或者受治疗者的环境的当时的测量结果提供给患者。
例如，基于种属的生理节奏系统为许多药物疗法提供了典型的药物治疗参数。在该生理节奏系统下，已被医学行业所了解的是植物和动物的典型生物活动以约24小时的时间间隔重新出现。对于人，身体的时钟位于视交叉上核(SCN)，是在丘脑下部找到的清楚的一组细胞。SCN控制或调整人体中的生理节奏。典型地，通过眼睛的光的变化和通过松果体分泌的褪黑素的黑暗的变化校准人的生理节奏。
而且，正常人体组织中细胞的新陈代谢和增殖显现了相似的节奏，并且因此具有可预见的波峰和波谷的幅度和时刻。该节奏影响药物的药性、耐受性和最终的效用。例如，已经认为生理节奏影响了癌症治疗中抗癌药剂的使用和效果，包括耐受性和抗肿瘤效力。因此，在时间药理调节中，根据标准的生理节奏制造抗癌药，特别是化学治疗。例如，Floxuridine典型地分为四个剂量释放，每个剂量依赖一天中的时间：
9pm和3pm之间14％；
3pm和9pm之间68％；
9pm和3am之间14％；和
3am和9am之间4％。
一般地，由医生选择药剂的释放时刻用以客观地符合患者代谢中的变化。然而，生理节奏仅仅是对患者代谢中变化的推测，而不是基于当时患者的代谢。因此，既没有评估也没有确定药剂的释放是否复合患者当时的代谢。
此外，不同的医疗药物具有不同的最佳的定量配药时间表。例如，不同的抗肿瘤药物典型地在不同的时刻服用：Epirubicin和Daunorubicin典型地在轻微发作后2小时服用；Cyclophasphamide典型地在轻微发作后12小时服用；Cisplatin典型地在轻微发作后15小时服用；以及，Vinblastine典型地在轻微发作后18小时服用。如可以看到的，不同的药物具有不同的作用机理。
然而，其他因素也会影响适当的医疗药物。例如，正常组织的最小敏感性被认为与影响药物代谢的酶(谷胱甘肽)的水平相关。这些变化的总的操纵者被认为是患者的休息-活动周期。由于这一影响，已知实验室老鼠的研究应通过使动物经历12小时光亮和12小时黑暗的周期实施。
然而，已知不同的患者，以及关于不同的癌症治疗，甚至是不同的肿瘤，生理节奏周期完全不同。因此，在生理节奏疗法中存在至少两个需要最优化的方面：(1)肿瘤的最高敏感性；和(2)正常组织的最小敏感性。
标准的时间药理调节通过定时配药和定量配药利用了药物耐受性中的生理节奏。因此，可以减小毒作用并且改善患者的生活质量。而且，使用许多药物，包括化疗药物，通过在最低毒性生理节奏时刻服用较大的最高耐受性的剂量，可以得到生存的改善。然而，如上文所解释的，根据标准的生理节奏系统提供医疗药物存在众多的缺陷。
发明内容
根据本发明的一个方面，本医学装置具有用于管理针对患者的医疗药物的可编程医疗设备，该可编程医疗设备放置于第一位置，和用于控制可编程医疗设备的遥控器，该遥控器被放置于第二位置，第二位置远离放置可编程医疗设备的第一位置。可编程医疗设备包括用于管理针对患者的医疗药物的装置，和允许用户输入控制命令来控制管理装置的输入设备。遥控器包括显示设备，有效耦合至显示设备用于产生虚拟输入设备的可视显示的遥控器，该虚拟输入设备基本上对应于可编程医疗设备的输入设备，以及允许第二位置的用户触发虚拟输入设备的装置，其允许用户从第二位置控制可编程医疗设备的操作。
输入设备可以是，例如键盘，而虚拟输入设备可以是具有基本上与键盘相同的配置的多个按键的虚拟显示器。
可编程医疗设备可以是用于管理针对患者的药液的输液泵，其包括适于连接到患者的液体注射器，连接到液体注射器的导管，用于通过导管抽取药液并通过液体注射器将其注入患者的泵唧机构，以及用于控制泵唧机构的控制器。
根据本发明的另一个方面，该医疗设备具有药物供应和使用控制算法和传感设备将药物递送给患者的装置。控制算法耦合至医疗设备。传感设备耦合至控制算法并且传感设备向控制算法发送信号。控制算法处理接收自传感设备的信号，并且基于信号处理结果发展出用于确定是否应该自医疗设备向患者递送药物的反馈控制。将反馈控制提供给医疗设备用以控制向患者递送医疗药物。在远离第一位置的第二位置放置用于该设备的遥控器。遥控器具有控制控制算法操作的输入设备。
仍然根据本发明的另一方面，本发明的药物递送系统包括可编程医疗设备，本地控制器和遥控器。可编程医疗设备位于第一位置，用于管理针对患者的医疗药物，并且该可编程医疗设备具有用于管理针对患者的医疗药物的装置。此外，可编程医疗设备具有用于输入针对可编程医疗设备的控制命令的第一输入设备。本地控制器有效连接至可编程医疗设备。本地控制器被放置在第一位置，并且具有用于输入针对本地控制器的控制命令的第二输入设备。此外，本地控制器有效连接至患者，用于从患者接收信号，并且本地控制器控制可编程医疗设备的操作。遥控器被放置在远离可编程医疗设备所放置的第一位置的第二位置，并且具有允许第二位置的用户控制本地控制器的装置。
通过优选实施例的详细说明，本发明的这些和其他特征及优势对于那些本领域的普通技术人员将变得显而易见，对优选实施例的说明通过参考附图进行，下面提供了附图的简要描述。
附图说明
图1是用于管理针对患者的医疗药物和监视患者情况的装置的框图；
图2是图1中示意性示出的远程监视器/控制器的电子部件的框图；
图3是图1中示意性示出的输液泵的一个实施例的正视图；
图4是图3的输液泵的电子部件的框图；
图5是输液泵总体操作的流程图；
图6说明了输液泵操作过程中执行的多个数据记录步骤；
图7是输液泵的部分存储器的表示图；
图8是存储数据的程序的流程图，其可以用于存储关于输液泵操作的数据和关于患者情况的数据；
图9是可以用于识别耦合至远程监视器/控制器的输液泵的程序的流程图；
图10是远程监视器/控制器模式选择程序的流程图；
图11A-11B说明了远程监视器/控制器产生的部分可视显示；
图12是由远程监视器/控制器执行的命令泵程序的流程图；
图13是由输液泵执行的接收程序的流程图；
图14是由输液泵执行的发送程序的流程图；
图15是可以通过远程监视器/控制器显示的图形用户菜单的说明图。
图16是本发明医疗管理系统的框图；
图17是图16的医疗管理系统的变形的框图，包括远程控制；
图18是图16的医疗管理系统的另一变形的框图，包括其中控制器是医疗设备的部件；
图19是图16的医疗管理系统的另一变形的框图，包括多种传感设备；
图20是图16的医疗管理系统的另一变形的框图，包括多种传感设备；
图21是图16的医疗管理系统的另一变形的框图，包括其中控制器和传感设备是集成部件；
图22是图16的医疗管理系统的另一变形的框图，包括多个医疗设备；
图23是是图22的医疗管理系统的另一变形的框图，包括用于多个医疗设备的处理器；以及
图24是本发明的一种类型的控制算法的框图。
具体实施方式
图1说明了用于管理针对患者的医疗药物的装置10的一个优选实施例。参考图1，装置10包括以输液泵12的形式出现的可编程医疗装置，其经由如16示意性示出的液体导管连接到以导管14的形式出现的药液注入设备。
装置10包括放置于房间位置的远程监视器/控制器20，该房间位置远离输液泵12所放置的房间位置。远程监视器/控制器20可以放置在放置输液泵12的同一建筑物的不同房间中，或者放置在与放置输液泵12的建筑物不同的建筑物中。远程监视器/控制器20经由数据链路24连接到传统的语音/数据调制解调器22，而调制解调器22也经由语音链路28连接到电话26。输液泵12经由数据链路32连接到传统的语音/数据调制解调器30，而调制解调器30也经由语音链路36连接到电话34。两个调制解调器22、30经由通信链路38互连，用于双向语音和数据通信，通信链路38可以是例如，电话线。
图2是图1中示意性示出的远程监视器/控制器20的电子装置的框图。参考图2，远程监视器/控制器20包括微处理器(MP)60，只读存储器(ROM)62，随机存储器(RAM)64，以及输入/输出(I/O)电路66，它们都通过地址/数据总线68互连。处理器60具有用于发送数据字节的发送缓冲器(XMIT)70和用于接收数据字节的接收缓冲器(REC)72。远程监视器/控制器20具有经由线路76连接到I/O电路66的键盘74，经由线路80连接到I/O电路66的显示设备78，如CRT，以及经由线路84连接到I/O电路66的输入设备，如电子鼠标82。远程监视器/控制器20还可以包括一个或多个磁盘驱动器，如硬盘驱动器或者软盘驱动器。
图3是图1中示意性示出的输液泵12的一个实施例的正视图。参考图3，泵12具有以键盘90的形式出现的输入设备，通过该设备用户可以输入数据和命令，还具有用于显示面向用户的文本消息的显示器92。
图4示出了输液泵12的电子部件的结构图。参考图4，泵12包括控制器100，具有内建I/O接口102a的电可编程只读存储器(EPROM)102，非易失RAM 104，实时时钟106和显示器92，它们通过通信总线108互连。显示器92具有背光灯110，该背光灯110由互连控制器100和背光灯110的线路112上产生的使能信号选择性地触发。RAM 104和实时时钟106都连接到电池114，该电池114仅在无系统电源的情况下向它们供电。控制器100具有连接到通信总线108的发送缓冲器116和接收缓冲器118。
通过经由线路122向放大器电路120周期性地发送控制信号来驱动泵电机124，控制器100控制药物注入速率，泵电机124驱动泵唧机构126，如适合与连接到导管14的液体导管16(图1)的一部分相接触的旋转泵轮(未示出)。
控制器100接收来自轴编码器(SE)传感器130的周期性输入，该SE传感器放置在电机124的轴上。SE传感器120可以是两相运动感应编码器，其向控制器100提供两个信号输出。电机124的旋转速度和它的旋转方向由控制器100基于两个信号输出之间的速率和相位关系确定。
SE编码器130经由线路132周期性地向控制器100发送信号。每一次发送信号，都会产生中断，并且控制器100将电机轴的当前位置同其期望的位置相比较，并经由线路122向放大器120发送新的控制信号诸如脉宽调制信号来确保电机124的当前速度对应于期望的药物注入速率所要求的电机速度。由SE传感器130引起的中断被分配给最高的优先级，以便于在控制器100采取其他动作之前立刻响应中断。
泵12具有许多本文中没有描述的其他特征，这些特征公布于下面的专利申请中，每个申请在此引入作为参考：在1995年3月6日提交的题为“Infusion Pump Having Power Saving Mode”的美国专利申请No.08/399,184；在1995年3月6日提交的题为“Infusion Pump WithSelective Backlight”的美国专利申请No.08/398,977；在1995年3月6日提交的题为“Infusion Pump With Different Operating Mode”的美国专利申请No.08/398,980；在1995年3月6日提交的题为“Cassette ForAn Infusion Pump”的美国专利申请No.08/398,886；在1995年3月6日提交的题为“Infusion Pump With Dual-Latching Mechanism”的美国专利申请No.08/399,183；在1995年3月6日提交的题为“Infusion PumpWith Historical Data Recording”的美国专利申请No.08/398,887。
输液泵12的操作由存储在EPROM 104中的计算机程序控制并且由控制器100执行。图5中说明了整体操作的流程图200。参考图5，当泵12打开时，在步骤202中初始化泵并且执行泵操作检测。泵12可以在注入过程中临时关闭，在此情况下泵12可以在其被打开时继续注入，如下文所述。在步骤204中，如果存在任何对于要由泵注入的液体的剩余量或者任何用于注入的额外的时间剩余，在这种情况下泵在注入过程中临时关闭，那么程序分支转到步骤206，其中通过显示在显示器92的信息询问用户是否应恢复先前的注入。如果用户回答是(经由键盘90)，则程序分支转到预备运行步骤210。如果不恢复先前的注入，则程序分支转到步骤212。
输液泵12具有锁定模式，在此模式中可以防止用户对注入参数编程，如注入量或注入速率。例如，泵12可以由医师助理编程用以产生具有特定流动样式、流动速率和注入量的特定注入。在对注入编程后。医师助理可以将泵置于锁定模式，防止患者改变任何注入参数。在步骤212中，如果泵12先前已被置于锁定模式，那么程序分支直接执行预备运行步骤210，而忽略所有编程步骤。
在步骤212中，如果泵不处于锁定模式，程序分支转到步骤214，在该点处程序经由显示器92提示用户输入是否允许患者在随后的注入过程中对泵编程。如果不对泵编程，那么程序分支转到步骤216，其中通过要求用户输入应锁定哪一种模式来执行锁定顺序。如果由患者对泵编程，那么程序忽略步骤216。
输液泵12具有五个注入模式：1)连续模式，在该模式中泵以单一的速率递送单一的药量；2)自动倾斜模式，在该模式中泵以逐渐增加到阈值速率，在阈值速率保持恒定并且随即逐渐下降的速率递送液体；3)间歇模式，在该模式中泵递送在相对长的时间段上隔开的离散的液量，如每三小时递送液量；4)定制模式，在该模式中可以对泵编程用以在25个不同的时间周期中的每一个中产生均匀的注入速率；以及5)止痛(PCA)模式，在该模式中泵响应患者定期的要求周期性地注入止痛药。
在步骤218中，泵12在显示器92上向用户产生提示“继续？”。如果用户希望在连续模式中使用该泵，则用户通过键盘90回答“是”，并且程序分支转到步骤220，在该步骤中通过用户输入多个注入参数，诸如期望的注入速率、注入量等，对连续模式进行编程。在步骤218中，如果用户不需要使用连续模式，则用户回答“否，”并且程序分支转到步骤222。步骤222-236通常与步骤218和220相同，除了依赖于所选择的五个可能的注入模式可以向用户提示不同的注入参数。
在步骤220、224、228、232或236中的一个完成之后，程序分支转到预备运行步骤210。当用户按下“运行”键时，泵12进入运行模式206并且根据在步骤218、222、226、230或234中的一个输入的注入参数和在步骤220、224、228、232或236中的一个输入的注入参数向患者注入药液。泵12保持处于运行模式260直至按下“保持”键，如在步骤262中确定的。根据警报情况的出现，在步骤264中报告警报。在步骤262中，如果按下保持键，则注入在步骤266中停止，而泵12等待在步骤268中按下运行键或在步骤270中关闭开关。
总结上文所描述的操作，如果泵将使用于锁定模式，则医师助理打开泵，在步骤220、224、228、232或236中的一个对所需注入模式编程，并且随即关闭泵。已编程注入参数将被保存在存储器104中。然后医师助理将打开泵，按下“否”键响应步骤214中的提示“可编程？”，在步骤216中输入锁定信息，并且随即再次关闭泵。当患者随后打开泵执行注入时，程序将从步骤212直接前进至预备运行步骤210，这将防止患者改变注入参数。
如果不使用锁定模式，医师助理或患者可以打开泵，对所需注入模式编程，并且随即按下“运行”键开始注入，而不再需要关闭泵。
在编程和操作过程中，输液泵12自动地将所有重要的注入数据记录在非易失存储器104中用于产生完整的历史数据记录，其以后可以从存储器104中检索并用于不同的目的，包括帮助确定具体的输液治疗的有效程度的临床目的和确认有效地执行了指定的输液的治疗目的。
图6说明了在图5中大致示出的完整的泵操作过程中执行的不同的步骤，在这些步骤中记录了注入数据。存储器104中记录的注入数据列在表1中。多个触发数据存储的事件在表1的左手栏中列出，而在每个事件的发生时所记录的注入数据在表1的右手栏中列出。由实时时钟106确定的、记录注入数据的时刻也连同注入数据一起存储。
参考表1和图6，当输液泵12的电源打开时，开机的日期和时间被记录下来。如步骤302中所确定的，当泵依照步骤220、224、228、232、236(图5)之一完整地编程时，在步骤304中，存储已编程的注入参数以及这一存储的时刻。存储的特定参数依赖于所编程的注入模式。下面给出的表2说明了对于多个注入模式中的每一个所存储的注入参数的若干实例。
Figure C0282675100171
如步骤306中所确定的，当泵进入运行模式260(图5)时，运行模式开始的时刻，连同与执行注入相一致的参数在步骤308中被一起保存。
在步骤310中，如果按下保持键，则保持键按下的时刻连同在保持键按下时刻的总注入量在步骤312中被一起保存。泵也保存任何注入速率的改变，如从连续速率切换至维持静脉开放(KVO)速率引起的改变，或者在间歇模式中，从KVO速率到更高的注入速率的改变，这些改变的存在在步骤314中探测。在步骤316中存储新速率和新速率开始的时刻。
在步骤318中，如果任何警报产生，则在步骤320中保存警报类型、警报发生的时刻和在警报时刻的总注入量。如果如步骤322所确定的完成注入，则程序分支转到步骤324，其中注入完成的时刻连同已注入的总量被一起保存。在步骤326中，如果存在故障，则在步骤328中记录故障类型、故障发生的时刻以及故障时刻已注入的总量。
在步骤330中，如果恢复注入(当注入期间泵在经过一段时间的关闭后再次打开时)，则注入恢复的时刻连同注入参数在步骤332中被一起保存。根据如步骤334(也就是图5的步骤216之后)中所确定的锁定顺序编程的完成，锁定编程完成的时刻连同锁定的注入模式被一起保存。在步骤338中，根据对所需药物的检测，需要药物的时刻连同药物是否实际给出的标志和药物的数量在步骤340中被一起存储。
图7说明了RAM 104的一部分的数据组织结构，该组织结构中保存了注入数据(在图6的步骤中存储的数据)。参考图7，许多存储位置372中存储了注入数据。可以使用指针376将数据写入到存储位置372，指针376指出了下一个数据应存储的存储位置。
图8是用于在存储位置372中存储数据的程序380的流程图。参考图8，在步骤382中指针376指向下一个将存储数据的存储位置372的地址。在步骤384中，如果指针376位于数据可能存储的最后的存储位置，则程序分支转到步骤386，其中指针指向可能存储数据的第一存储位置的地址。作为步骤384、386的结果，存储位置372的内容周期性地由新的数据覆盖；然而，存储位置372的数目是足够大的，以便于例如，可以在覆盖之前存储几个月的数据。在步骤388和390中数据被存储在由指针376指定的存储位置372中(数据包括产生自实时时钟106的时间戳和指示特定注入事件的事件数据)。
图9、10和12是由远程监视器/控制器20执行的不同的程序的流程图。如下文中更为详细的描述，远程监视器/控制器20可用于监视输液泵12的操作，用于控制输液泵12的操作，和/或用于传输来自输液泵12的注入数据和患者数据以便于这些数据可以由位于远离患者位置的健康护理专家观察。
远程监视器/控制器20被设计为面向不同类型的输液泵。为了确定远程监视器/控制器20有效耦合的输液泵是何种类型，在建立远程监视器/控制器20和输液泵12之间的通信链路之后执行泵鉴别程序400。参考图9，在步骤402中远程监视器/控制器20经由通信链路38向输液泵12发送泵身份(ID)请求。泵12响应泵ID请求向远程监视器/控制器20返回多字符ID码。ID码可能包括，例如，一个或多个识别泵型号的字符和/或一个或多个识别泵软件版本的字符。在步骤404中，远程监视器/控制器20读取发自泵12的字符直至如步骤406中所确定的接收到所有的字符或者直至预定义的时间周期的结束，例如五秒。该时间周期可由定时器(未示出)确定。通过，例如识别一个或多个末端字符，如由换行字符<LF>跟随的回车字符<CR>，远程监视器/控制器20可以确定所有字符已被接收。
步骤408确定是否自泵12接收到正确的响应，其可能通过将接收自泵12的字符与可能的ID码的列表进行核对来确定。如果接收到正确的响应，程序分支转到确认泵类型的步骤410，其中例如，通过将接收到的泵ID码同指示输液泵的特定类型的至少一个可能的ID码进行比较，或者通过将接收到的泵ID码同许多可能的ID码进行比较，其中每个ID码指示一个特定的输液泵类型。如本文中所使用的，输液泵的“类型”可能涉及泵的型号或者泵的软件版本。
如步骤408所确定的，如果没有接收到正确的响应，那么在步骤412中程序确认由定时器测量的预定义时间周期在接收到末端字符前是否过期。如果是这样，那么程序分支转到步骤414，在该步骤中由于对泵ID请求的响应失败产生出错信息。
在步骤412中，如果在定时器过期之前接收到某些类型的响应(非正确响应)，那么程序分支转到步骤416。步骤416-426包括确定连接到远程监视器/控制器20的输液泵12的类型的第二种方法，该方法基于泵12的显示器92中的字符数目。例如，第一种类型的输液泵可能具有显示12个字符容量的显示器，而第二种类型的输液泵可能具有显示32个字符容量的显示器。步骤416-426基于显示器中的字符数目确定输液泵的类型。
在步骤416中，远程监视器/控制器20向输液泵12发送泵显示请求用以请求泵12发送其显示器92的内容。在步骤418中，远程监视器/控制器20读取发自泵12的显示字符。在步骤420中，如果预定义的时间周期已经过期或者如果末端字符已被接收，那么程序分支转到步骤422。在步骤422中，如果定时器测量的预定义时间周期在接收到末端字符前结束，则程序支路执行步骤424，该步骤中产生适当的出错信息。在步骤426中，基于接收到的显示字符的数目确定泵的类型。
如果接收到预定义的字符数目，则程序也可以退出步骤420。在此情况下，其中远程监视器/控制器20被设计为面向两种不同类型的输液泵，一个具有12个字符的显示能力而另一个具有32个字符的显示能力，如果远程监视器/控制器20在步骤420中接收到多于12个字符，那么其能够立刻确定该泵的类型对应于具有32个字符显示能力的泵。
远程监视器/控制器20允许执行四个基础功能，包括控制输液泵12、监视泵12的操作、从泵12向远程监视器/控制器20传送注入数据，以及观察数据。用户可以通过鼠标82选择显示在远程监视器/控制器20的显示设备78(图2)上的操作模式来执行这些功能中的一个。这些模式包括：命令模式，在此模式中位于远程监视器/控制器20的健康护理专家可以向输液泵12发送命令信号用来控制泵12的操作；监视模式，在此模式中输液泵12将连续地向远程监视器/控制器20发送其可视显示器92的内容；下载模式，在此模式中从泵12向远程监视器/控制器20传送注入数据；以及数据观察模式，在此模式中可以在远程监视器/控制器20的显示器78上观察注入数据。
图10说明了远程监视器/控制器20的基础操作的流程图450。参考图10，在步骤452中，如果用户选择上文所述的命令模式，则程序分支转到步骤454，该步骤中输液泵12的键盘90的显示出现在显示设备78上。步骤454中示出的显示包括众多虚拟输入按键，这些虚拟按键具有基本上与具体输液泵的键盘90的输入按键相同的空间设置，该输液泵连接到远程监视器/控制器20。此虚拟显示的实例在图11A中示出。
应当指出图11A中示出的虚拟键盘是与显示在图3中的泵12的真实键盘90相同的(除了泵12的开/关按键由虚拟按键显示中的重置按键替换)。不同类型的泵具有加在远程监视器/控制器20上的不同类型的键盘，具体的键盘显示在显示设备78上。不同的虚拟键盘的实例在图11B中示出。不同的虚拟键盘设置可以存储在远程监视器/控制器20的存储器中，每个虚拟键盘设置具有与其相关的泵类型码。由于远程监视器/控制器20最初确定与其相连的泵的类型(通过图9的程序)，所以其可以从存储器中检索并且显示相应的用于该种类型泵的虚拟键盘。
在显示虚拟键盘之后，健康护理专家可以通过使用鼠标82选择任何虚拟按键来控制输液泵12的操作。可以使用其他选择按键的方法，如触摸感应屏或由辐射传感器触发的显示屏。输液泵12响应通过其键盘90输入的命令并且响应自远程监视器/控制器20产生的命令。在步骤456和458中，任何由健康护理专家输入的命令被发送给输液泵12，并且在步骤460和462中，泵12的显示被发送给远程监视器/控制器20并显示在远程监视器/控制器20的显示设备78上。在步骤464中，如果用户退出命令模式，则程序分支返回步骤452。
在步骤465中，如果健康护理专家选择监视模式，则程序分支转到步骤466，在该步骤中显示设备78上显现了泵显示器92的可视显示。在步骤467中，向远程监视器/控制器20传送泵显示器92的内容，并且在步骤468中这些内容显示在步骤466中生成的可视显示中。在步骤469中，如果用户退出监视模式，则程序分支转到返回步骤452；否则，程序分支返回步骤467以便于泵显示器92的内容在步骤468中连续的显示在显示设备78上(输液泵12的显示器92根据泵操作改变以便于可以通过观察显示器92来监视泵操作)。例如，通过向泵12发送泵显示请求，可以完成步骤467(通过与上文描述的步骤416-420相似的步骤)。
如在步骤470中所确定的，如果健康护理专家输入请求，要求从泵12下载数据到远程监视器/控制器20，则程序分支转到步骤472，在该步骤中完成数据传送，如下文中结合图13-14描述的那样。如在步骤474中所确定的，如果用户输入观察数据日志请求，则程序分支转到步骤476，该步骤中可以在远程监视器/控制器20的显示设备78上观察先前在步骤472中下载的数据。用户可以通过步骤478选择程序450来退出该模式。
图12说明了可以用于实现图10中示意性示出的发送命令步骤458的一个程序。参考图12，在步骤480中从远程监视器/控制器20发送泵命令，并且随即输液泵12向远程监视器/控制器20发送命令的应答信号以便于远程监视器/控制器20了解泵21正确地收到了该命令。在步骤482、484中接收组成该应答信号的字符，并且如果应答信号不正确，则向健康护理专家显示出错消息。在步骤490中，远程监视器/控制器20向泵12发送应答信号的确认信号。
在图10的步骤468中示意性示出的从输液泵12到远程监视器/控制器20的数据传输通过由输液泵12执行的接收中断服务程序500和发送中断服务程序550实现。在图13、14中示出了程序500、550的流程图。
基于泵控制器100产生的接收中断调用图13示出的接收程序500。接收中断指出了在控制器100的接收缓冲器118中接收了来自远程监视器/控制器20的信息。当下载数据命令发送给输液泵12时(如图10的步骤466中所确定的)，数据转储标志被设为逻辑“1”，指出从泵12到远程监视器/控制器20的数据传输或转储正在处理中。以数据段的形式执行数据传输。与在单一、连续的数据流中向远程监视器/控制器20发送存储在RAM 104中的所有注入数据和患者数据不同，以分段部分发送数据，每个段部分在时间上通过一段时间与其相邻的部分分开，例如100毫秒。
参考图13，当程序开始于步骤502时，在接收缓冲器118中将几乎同时接收到字符或信息。在步骤502中，如果数据转储标志是活跃(active)的，其意味着数据传输已在处理中，于是程序分支转到步骤504，该步骤504中数据转储标志被设为逻辑“0”，有效地结束了数据转储，而且在步骤506中向远程监视器/控制器20发送出错信息。这样操作防止了任何命令干扰数据转储操作，这些命令从远程监视器/控制器20发送给输液泵12。
如步骤502中所确定的，如果数据转储标志不是活跃的，则程序分支转到步骤508，在该步骤508中核对接收缓冲器118中刚刚接收到的信息，以确定它是否是数据转储命令。如果它不是，那么程序分支转到泵12响应命令的步骤510。
如果该信息是数据转储命令，则程序分支转到步骤512，该步骤512中发送指针513(见图7)指向RAM 104中仍未向远程监视器/控制器20发送的最旧的数据。在步骤514中，由于新的数据传输操作开始，所以数据转储标志被设为逻辑“1”。在步骤516中，从RAM 104中检索由发送指针513指出的数据字节，并且在步骤518中更新(例如，增加)发送指针513的位置到用于指向待发送的下一数据字节的地址。在步骤520中，在步骤516中检索的数据字节被格式化为ASCII；在步骤522中使能发送中断；并且在步骤524中通过数据链路38从输液泵发送缓冲器116向远程监视器/控制器20发送重新格式化的数据字节。
当第一数据字节自发送缓冲器116发出时，控制器100产生发送中断，以指出发送缓冲器116是空的并且指出可以发送另一数据字节。紧接着发送中断的产生，执行发送程序550。参考图14，在步骤552中核对数据转储标志的状态。如果标志不是活跃的，意味着数据转储操作不在处理之中，则程序分支转到步骤554，在该步骤554中程序响应其他中断。如果数据转储标志是活跃的，那么程序分支转到步骤556，该步骤556中确定是否已发送注入数据的所有分段部分。例如，通过确定发送指针513和指针376(图7)是否指向相同的存储位置，可以完成上述步骤。如果所有要求的数据均已发送，则程序分支转到禁用发送中断的步骤558，然后转到步骤560，在步骤560中数据转储标志被重新设为逻辑“0”，有效地结束了数据传送操作。
如步骤556中所确定的，如果没有发送所有的数据，则程序分支转到步骤562，在该步骤562中从RAM 104检索由发送指针513指出的数据字节。在步骤564中将发送指针的位置更新至指向待发送的下一数据字节的地址。在步骤566中，在步骤562中检索的数据字节被格式化为ASCII，并且在步骤568中通过数据链路38从输液泵发送缓冲器116向远程监视器/控制器20发送重新格式化的数据字节。
分配给由控制器100产生的用于向远程监视器/控制器20传输分段数据部分的发送中断的优先级低于响应轴编码器传感器130的输入而产生的中断的优先级，响应轴传感器130的中断是必需的用以提供所需的注入速率。因此，注入数据和患者数据的传输不受泵12提供所需注入速率的能力的影响，并且数据传输可以在泵向患者注入药物时发生。
图15是可以显示在远程监视器/控制器20的显示设备78上的图形用户菜单的说明图。通过许多不同的参数诸如起始日期、结束日期、数据类型等等，健康护理专家可以选择用于传输或观察的具体数据。对于本发明而言不认为用于传送和观察的具体数据的具体选择方式是重要的。
此外，图16-24示出了医疗管理系统610，该系统使用医疗递送控制，以基于具体患者的情况和/或具体患者的环境改变分配医疗药物。如图16所示，医疗管理系统610的一个实施例包括可能是输液泵12的医疗设备612，耦合至医疗设备612的控制算法626，和耦合至患者618的传感器616。医疗设备612可以是许多设备中的一个，包括但不限于输液泵、呼吸机、胰岛素递送设备和麻醉剂递送设备，然而，本领域的普通技术人员将理解在不偏离本发明范围的前提下可以使用其他的医疗设备。此外，医疗设备612可以是可编程的，如上文中所公布的，并且进一步如本领域普通技术人员所理解的。
在一个实施例中，图3中说明的输液泵12被用作管理针对患者618的药液的医疗设备612。典型地，医疗设备612具有药物供应(未示出)和向患者618递送药物的装置(未示出)。对于输液泵12，药物供应典型地是保存在注射器或IV型包中的药液。此外，对于输液泵12，用于递送药物的装置包括液体注射器，适于连接到患者的通常中空的针头或导管，连接到液体注射器的导管或管子，通过导管抽取药液并通过液体注射器将其注入患者的泵唧机构，和用于控制泵唧机构的控制器。然而，当使用其他类型的医疗设备时，用于递送药物的医学疗法和装置将根据具体的医疗设备而可能不同。例如，呼吸机向患者提供氧，胰岛素递送机构向患者提供胰岛素，而麻醉设备向患者提供麻醉气体和麻醉剂，每一个都具有适当的递送装置。
在图16中说明的实施例中，传感器616耦合至患者618并且从患者618接收关于患者618的生理状况的信息。如本领域普通技术人员所理解的，该生理状况可以包括，但不限于，患者的心率、患者的体温、患者的血压、患者的活动层次、患者的细胞代谢、患者的细胞增殖、患者的代谢需求、患者的进食以及患者的SpO2水平等等。这些因素，还有其他本领域的普通技术人员已知的因素，被理解为用于分配医疗药物和特别是药物治疗的触发事件，这些治疗是针对医学条件治疗中的个体。此外，传感设备可以包括用于接收手动输入的输入设备。手动输入可以由健康护理专家或患者提供。由患者向传感设备提供输入的一个实例中医疗设备612是胰岛素递送机构。这样，患者可以向传感器提供输入指出患者食用的食物的类型。
在一个实施例中，便携式多参数生理监视器(未示出)包括多重传感器616用于连续地监视患者的某些身体参数。监视器具有传感器616，包括：EKG电极、胸部扩张传感器、加速度计、胸麦克风、大气压力传感器、体温传感器和外界温度传感器。每个传感器向模-数转换器(ADC)提供输出信号。
在此实施例中，可以在身体绑带(未示出)中提供传感器616，该身体绑带可以包括胸部绑带，不同的传感器和支持电子装置分布在该胸部绑带上。(本领域的技术人员将认可，通过除胸部外的身体部分的绑带也可以安装多参数监视设备)。胸部绑带适于与患者618的躯干相符合。
各种参数传感器616可以被安置在绑带上最适合于检测该参数的位置上。每一个传感器616向模拟电路提供电气输入，如信号处理领域中已知的，该模拟电路对传感器信号进行滤波和放大，并且将该信号输出至可能是控制器硬件一部分的模-数转换器。绑带中的传感器可以是如下的：感应患者胸部表面温度的胸肌温度传感器；感应患者环境的外界大气压力的大气压力传感器；探测作为患者胸部扩张和收缩指标的胸部绑带上的张力的胸部扩张(换气)传感器；探测患者身体运动和弯曲的加速度计；感应患者环境的外界温度的外界温度传感器；探测来自患者躯干内部的声音的麦克风；感应患者手臂下躯干侧面温度的腋下温度传感器；以及探测由心肌活动引起的电信号的EKG电极。EKG电极与地，或列为参考，与电极组和使用，并且放置在与患者胸部皮肤接触的位置用以探测由患者心肌的泵血运动产生的电信号。EKG(心电图)是患者心脏行为的指标，如在医学领域所熟知的。
同样如图16所示，除传感器616之外或者取代传感器616，可以提供传感器617。传感器617获得关于患者618的环境的信号。典型地，传感器616、617自动地各自获得关于患者生理状况和/或环境状况的信号，而不需患者618进行干预。依赖于控制算法626所需的信息，多重传感器616、617可以串联或并联使用(图16、19、22和23)。
传感器616、617可以是任何能够接收信号(也就是信息)的设备，不论是来自个体616的信号，如关于个体的心率、体温、血压、活动层次、细胞代谢、细胞增殖、代谢需求以及SpO2水平等等的信号，还是基于环境状况617的信号，如外界温度、外界光照状况等等。如图19和20所示，该传感器616、617可以包括，但不限于，生命体征监视器、血压监视器、光传感器、环境传感器和活跃度传感器。此外，如图62所示，传感器616、617可以集成到控制器628，而非分立的部件。
接收自传感器616、617的信号被电气传送624到控制算法626。如图17、18和21所示，控制算法626可以是控制器628(也称为处理器)的一部分。此外，如图18所示，控制器628可以是医疗设备612的部件。依赖于所管理的针对患者618的医疗药物，控制算法626可能需要来自一个或多个传感器616、617的信号。尽管已知通过检测不同的项目，包括血细胞数、皮质醇的血浆和血清浓度、肝酶和肌酸，可以侵入性地确定患者的休息-活动或代谢周期，但是其他的方法也是可利用的。例如，患者的休息-活动或代谢周期也可以通过生命体征和患者的活跃度非侵入性地测量。此外，已发现患者的体温在夜里下降，并且在患者休息时患者的心率下降。因此，这些信号可以通过传感器616、617获得，并且这些信息被传送624到控制算法626用于处理。
可以理解控制算法626对于每一不同的医疗药物将可能不同，并且可以进一步理解对于不同的患者控制算法626可能是不同的，即使是使用相同的医疗药物。图24中示出了控制算法626的一个实例。如图24所示，控制算法626用于控制作为患者618心率的函数的针对患者的药物递送。在此实施例中，控制算法626从传感器616之一接收患者心率的信号。控制算法626通过将该信号同最大心率比较来处理信号630。如果心率信号低于最大心率信号，则控制算法发展出反馈控制632用于将输液泵12的输液速率降低2％。如果心率信号不低于最大心率信号，则控制算法进一步确定输液治疗是否已结束。如果输液治疗仍未结束，则提供反馈控制632用于继续输液。心率信号额外的处理630随后继续进行。如果输液治疗已结束，提供反馈控制632用于停止输液泵12。
在控制算法626接收到传输信号624之后其通过控制算法626处理630该信号并且发展出结果反馈控制632。如果请求多重信号并且自多个传感器616、617接收该多重信号，则每个被请求的信号通过如所编程的控制算法626来处理，并且发展出结果反馈控制632。反馈控制632作为对医疗设备610的控制信号操作，用于控制或调节到患者618的医疗药物的递送。
这是通过向医疗设备610传送634由控制算法626发展的反馈控制632来实现的。该反馈控制632提供用于医疗设备610操作的命令。该反馈控制632典型地向医疗设备610提供一个或两个信号或者命令：向患者618递送636医疗药物或不向患者递送638医疗药物。如果反馈控制632提供信号用于递送636医疗药物，则其也可能向医疗设备612提供信号，该信号指出提供给患者618的治疗药物的数量和速率。该信号可以包括增加或减少药物递送的速率。
如图22所示，多重医疗设备612a、612b可用于向患者618递送636医疗药物。具体的医疗药物可能是相同的，或可能仅仅在剂量上不同，或者每个医疗设备612a、612b可能向患者618递送636不同的医疗药物。进一步地，如图22所示，分立的控制算法626a、626b可以各自地用于每个医疗设备612a、612b。图22的实施例使用两个截然不同的控制算法626a、626b，以及多个传感器616a、616b和617。传感器616a、617向控制算法626a传送624信号，控制算法626a基于递送636给患者618的治疗药物可以处理630来自一个或所有两个传感器616a、617的信号，以发展出结果反馈控制632a。传感器616b向控制算法626b传送624信号，控制算法626b同样地处理630信号并且发展出结果反馈控制632b。反馈控制632a发送给第一医疗设备612a，用于控制向患者618递送636a医疗药物，而反馈控制632b发送给第二医疗设备612b，用于控制向同一患者618递送636b医疗药物。
相反地，如图23所示，一个控制算法626可能控制多个医疗设备612a、612b。在此实施例中，一个控制算法626使用多个传感器616a、616b和617。传感器616a、616b和617向控制算法626传送624信号，控制算法626基于递送636给患者618的治疗药物可以处理630来自一个或多个传感器616a、616b和617的信号，以发展出一个或多个结果反馈控制632a、632b。反馈控制632a发送给第一医疗设备612a，用于控制向患者618递送636a医疗药物，而反馈控制632b发送给第二医疗设备612b，用于控制向同一患者618递送636b医疗药物。因此，在此实施例中用于第一医疗设备612a的控制算法626是与用于第二医疗设备612b的控制算法626相同的。
由于医疗装置610可使用不同的治疗法，所以通常修改或改变控制算法626用于每个不同的治疗法。因此，如图16和17所示，通常提供输入设备642用于调节和设置控制算法626的控制参数644。输入设备642可耦合至控制器628或直接耦合至控制算法626。尽管可以手动输入控制算法626，但是也可以从数据库或网络动态地下载。
进一步地，如图16所示，医疗设备612也可以具有其输入设备648。用于医疗设备612的输入设备648允许用户，典型地是已授权的临床医师输入控制命令650用于调节或设置针对医疗设备612的参数。在另一实施例中，用于医疗设备612的输入设备与用于控制器/控制算法的输入设备相同。
如图17所示，可以提供遥控器646(也就是远程输入设备)用于远程调节或设置控制算法26和/或控制器28的控制参数。转让给本发明的受让人的美国专利No.5,885,245公布了除其他事物外的一种遥控器，并在此清楚地引入作为参考，并且成为本文的一部分。遥控器646放置于远离放置医疗设备612的房间位置(也就是第一位置)的房间位置(也就是第二位置)。遥控器646可以放置在放置医疗设备612的同一建筑物的不同房间中，或者放置在与放置医疗设备612的建筑物不同的建筑物中。遥控器646经由数据链路654连接到传统的语音/数据调制解调器652，而调制解调器652也经由语音链路658连接到电话656。医疗设备612经由数据链路662连接到传统的语音/数据调制解调器660，而调制解调器660也经由语音链路665连接到电话664。两个调制解调器652、660经由通信链路668互连用于双向语音和数据通信，通信链路668可以是例如电话线。此外，遥控器646可以经由互联网、内联网或者无线网络与控制算法626通信。而且，遥控器626可以是服务器。
尽管已详细说明和描述了具体的实施例，但是在不明显偏离本发明的精神的前提下可以进行众多的修改，而本专利的保护范围仅由附属的权利要求的范围限定。

Claims (21)

1.一种远程控制药物递送系统，包括：
医疗设备，具有药物供应和用于向患者递送药物的装置，该医疗设备放置于第一位置；
耦合至医疗设备的控制算法；
耦合至控制算法的传感设备，该传感设备向控制算法发送信号，其中控制算法处理接收自传感设备的信号，并基于信号处理结果发展出反馈控制以确定是否应该自医疗设备向患者递送药物，并且该传感设备将反馈控制提供给医疗设备以控制向患者递送医疗药物；以及
遥控器，放置在在远离第一位置的第二位置，该遥控器具有输入设备以控制控制算法的操作。
2.权利要求1的远程控制药物递送系统，其中遥控器与控制算法通过互联网通信。
3.权利要求1的远程控制药物递送系统，其中遥控器与控制算法通过内联网通信。
4.权利要求1的远程控制药物递送系统，其中遥控器与控制算法通过无线网络通信。
5.权利要求1的远程控制药物递送系统，其中遥控器是服务器。
6.权利要求1的远程控制药物递送系统，其中医疗设备包括用于管理针对患者的药液的输液泵，该输液泵具有适于连接到患者的液体注射器，连接到液体注射器的导管，用于通过导管抽取药液并通过液体注射器将其注入患者的泵唧机构，以及用于控制泵唧机构的泵控制器，泵控制器接收针对医疗设备的反馈控制，以控制向患者递送医疗药物。
7.权利要求1的远程控制药物递送系统，其中传感设备包括传感器，其耦合至患者以接收来自患者的关于患者生理状况的信息，该信息被转换为信号。
8.权利要求7的远程控制药物递送系统，其中传感器是生命体征监视器。
9.权利要求1的远程控制药物递送系统，其中传感设备包括传感器，其接收关于患者环境的信息。
10.权利要求9的远程控制药物递送系统，其中传感器是光传感器。
11.权利要求1的远程控制药物递送系统，进一步包括：
耦合至控制算法的本地输入设备，该本地输入设备位于第一位置。
12.权利要求11的远程控制药物递送系统，其中本地输入设备具有以空间结构放置的多个输入按键，并且其中遥控器具有显示器，本药物递送系统进一步包括有效耦合至显示器用于产生多个虚拟输入按键的可视显示的装置，这些虚拟输入按键具有基本上与本地输入设备的输入按键相同的空间结构。
13.一种用于从医疗设备向患者递送医疗药物的远程控制药物递送系统，该医疗设备能够递送医疗药物，所述远程控制药物递送系统包括：
接收信号的传感器，有效耦合至传感器的控制算法，和放置于远离传感器的位置的远程输入设备，其中传感器获得该信号，控制算法处理传感器获得的信号并且发展出适于控制从医疗设备到患者的医疗药物递送的反馈控制，并且其中远程输入设备具有用于控制控制算法操作的装置。
14.权利要求13的远程控制药物递送系统，进一步包括具有医疗药物供应和用于向患者递送医疗药物的装置的医疗设备，该医疗设备有效耦合至控制算法，该控制算法控制从医疗设备到患者的医疗药物的递送。
15.权利要求13的远程控制药物递送系统，进一步包括有效连接至控制算法的本地输入设备，该本地输入设备控制控制算法的处理参数。
16.权利要求13的远程控制药物递送系统，进一步包括连接至远程输入设备的显示器，显示器提供控制算法的可视读出。
17.权利要求13的远程控制药物递送系统，其中传感器有效耦合至患者并且接收关于患者生理状况的信息。
18.一种药物递送系统，包括：
可编程医疗设备，其位于第一位置，用于管理针对患者的医疗药物，其中可编程医疗设备具有用于管理针对患者的医疗药物的装置，并且其中可编程医疗设备具有用于输入针对可编程医疗设备的控制命令的第一输入设备；
本地控制器，其有效连接至可编程医疗设备，该本地控制器被放置在第一位置并且具有用于输入针对本地控制器的控制命令的第二输入设备，本地控制器还有效连接至患者以从患者接收信号，其中本地控制器控制可编程医疗设备的操作；和
遥控器，其用于控制本地控制器，该遥控器被放置在远离可编程医疗设备所放置的第一位置的第二位置，所述遥控器具有允许第二位置的用户控制本地控制器的装置。
19.权利要求18的远程控制药物递送系统，其中第二输入设备是条形码读码器。
20.权利要求18的远程控制药物递送系统，其中患者信息和医学数据通过第二输入设备输入。
21.权利要求18的远程控制药物递送系统，进一步包括：
显示设备，用于产生虚拟输入设备的可视输出的显示装置，该虚拟输入设备基本上对应于所述可编程医疗设备的所述输入设备，该显示装置有效耦合至显示设备，和用于允许位于第二位置的用户触发虚拟输入设备以允许用户从第二位置控制可编程医疗设备的操作。
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