CN115297911A - 对用于输注泵的马达扭矩进行压力调节 - Google Patents

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Abstract

一种输注泵，该输注泵可以配置成基于所感知的输注压力要求而对驱动马达进行调节以用于使驱动马达更安静、更节能地操作。输注泵可以包括：电动马达，该电动马达具有基于电流输入的可变输出扭矩；柱塞头传感器，该柱塞头传感器配置成对柱塞驱动器与药物容器的柱塞之间的力进行检测；以及控制模块，该控制模块配置成基于柱塞驱动器与药物容器的柱塞之间的检测到的力来调节电动马达的电流输入。用于这样的输注泵的电流输入可以根据检测到的力的限定幅度而逐步地减小。

Description

对用于输注泵的马达扭矩进行压力调节
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年3月10提交的美国临时申请No.62/987,435的优先权，该美国临时申请的公开内容在此通过参引全部并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及输注泵***，并且更具体地涉及基于检测到的力对输注泵的驱动马达进行调节的***和方法。
背景技术
在医疗领域中，输注泵已经用于管理给患者输送和分配规定量或剂量的药品、流体、流体类物质、或输注物(在本文中统称为输注物或药物)。输注泵已经用于控制给药的体积和时间以及其他参数。输注泵通过在延长的时间段内以从低至0.01毫升/小时到高至1200毫升/小时的范围内的速率准确地输送输注物而提供了优于手动输注物施用的显著优势。输注泵对于治疗需要定期药理干预的疾病和病症、包括癌症、糖尿病以及血管、神经和新陈代谢方面的病症是特别有用的。输注泵还提高了医疗保健提供者输送麻醉和控制痛苦的能力。
存在许多类型的输注泵，包括可移动泵、大容量泵、患者自控镇痛泵(PAC)、弹性泵、注射器泵、肠内泵、以及胰岛素泵。根据具体设计和预期用途，输注泵可以用于通过各种输送方法——包括静脉内输送、腹膜内输送、动脉内输送、皮内输送、皮下输送、紧邻神经输送——来施用药物，并且将药物施用到手术中部位、硬膜外腔或蛛网膜下腔中。输注泵用于各种场所，包括医院、疗养院、以及其他短期和长期的医疗机构以及住宅护理场所。
如上所述，一种类型的输注泵通常被称为注射器泵，在注射器泵中，预填充的注射器在微处理器的控制下被机械地驱动，以通过与预填充的注射器流体连接的输注管线或管道将规定量或剂量的药物输送至患者。注射器泵通常包括使导螺杆旋转的马达。导螺杆又致动柱塞驱动器，柱塞驱动器将已经以可移除的方式安装在泵中的注射器的筒内的柱塞向前推动(或者迫压或者以其它方式对其进行作用)。将指出的是，柱塞驱动器也可以沿反向或相反的方向、例如远离注射器的方向行进。将注射器的柱塞向前推动于是将输注物从注射器向外迫压到输注线管线或管道中并且然后迫压到患者中。在标题为“High AccuracySyringe Pumps(高精度注射器泵)”的公开的PCT申请WO2016/183349、以及标题为“Methodand Apparatus for Overload Protection in Medicament Syringe Pumps(用于药物注射器泵的过载保护的方法和设备)”的美国公开专利申请No.2017/0203032(转让给本公开的申请人)中公开了注射器泵的示例，这两个专利申请通过参引全部并入本文中。如贯穿本公开所使用的，术语“注射器泵”通常意在涉及作用于注射器以将输注物以可控的方式从注射器向外迫压的任何装置。
虽然已经证明这样的注射器泵工作良好，但是仍期望不断地改进注射器泵***。特别地，期望提供与一些已知的泵相比在操作中更安静并且消耗较少动力的注射器泵。虽然先前已经做出了生产更安静、更节能的输注泵的尝试，但是常规的知识通常导致由于生产更安静地操作的泵的目标而使马达机械隔离、或者使用较低功率的马达来生产更安静、更节能的输注泵。在标题为“Drug Delivery Pump Drive Using Linear PiezoelectricMotor(使用线性压电马达的药物输送泵驱动器)”的美国公开专利申请No.2013/0123749(转让给Roche Diabetes Care公司)公开了一种这样的更安静、更有效率的输注泵的示例，该输注泵使用较低功率的线性压电马达作为驱动元件。
虽然输注泵的这些示例特别地与具有传统的基于电动马达的驱动器相比确实总体上提供了更安静的操作和较低的能量消耗，但是这些泵在高输注压力条件下(即，14pis至18psi)会往往在它们的操作中失速或者以其它方式中断。由于压力增加在各种泵操作环境和情况中并不少见，因此需要提供更一致的性能，使得在输注期间中断治疗的可能性降低。因此，虽然可能期望生产更安静、更节能的输注泵，但是该泵必须足够大或足够高效能，以通过在输注压力范围期间提供稳态操作而没有出现有害失速或操作中断来满足或超出可靠性及可信性标准。本公开解决了这些问题。
发明内容
本公开的实施方式提供了对驱动马达的功率输入进行控制的设备和方法，所述设备和方法能够根据感测到的输注压力处理全部范围的输注压力，由此在输注压力低到足以提供这样的操作时使驱动马达以更安静、更节能的方式操作。例如，在实施方式中，该设备和方法可以采用具有在约0.1安与约1.0安(A)之间的电输入的电动马达，能够基于注射器泵柱塞驱动器与药物容器或注射器的柱塞之间的检测到的力来减少电输入。在另一实施方式中，可以实施具有在约0.175A与约0.7A之间的电输入的电动马达。因此，在一些实施方式中，输入电流可以在稳态正常操作条件(例如，小于约8psi的输液压力)期间显著减小，由此与传统电动驱动***相比提供了更安静的操作和更低的能量消耗。当使用电池电源操作输注泵时，可能特别期望改进能量效率。
本公开的实施方式提供了一种输注泵，输注泵配置成基于所感知的输注压力要求对驱动马达的电流输入进行调节。输注泵包括电动马达、力传感器和控制模块。电动马达可以具有基于电流输入的可变输出扭矩。力传感器配置成对泵的柱塞驱动器与药物容器内的柱塞之间的力进行检测。控制模块配置成基于由力传感器检测到的力来调节电动马达的电流输入。
在实施方式中，输注泵中的电动马达的电流输入可以根据由柱塞驱动器传感器检测到的力的限定幅度而逐步地减小。在这样的实施方式中，电流输入可以：在检测到的力大于或等于约80N时保持处于电动马达的最大额定功率输入、在检测到的力小于约80N时处于电动马达的最大额定功率输入的约75％、在检测到的力小于约65N时处于电动马达的最大额定功率输入的约50％、以及在检测到的力可忽略时处于电动马达的最大额定功率的约25％。在一个实施方式中，电动马达的电流输入可以根据检测到的力的非线性函数沿着连续曲线减小。
本公开的另一实施方式提供了一种操作输注泵的方法，该方法包括检测输注泵的柱塞驱动器与药物容器内的柱塞之间的力、以及基于柱塞驱动器与药物容器内的柱塞之间的检测到的力来对电驱动马达的电流进行调节。
在另一实施方式中，本公开提供了一种输注泵，输注泵配置成至少部分地基于输注泵的柱塞驱动器的线性行进速率来对驱动马达的电流输入进行调节。输注泵包括电动马达、柱塞头传感器和控制模块。电动马达可以具有基于电流输入的可变输出扭矩。柱塞头传感器配置成在操作期间、在柱塞驱动器推动药物容器比如注射器的柱塞时对柱塞驱动器的线性行进速率进行检测。控制模块配置成基于由柱塞头传感器检测到的线性行进速率来调节电动马达的电流输入。
在另一实施方式中，本公开提供了一种输注泵，输注泵配置成基于由力传感器检测到的柱塞驱动器与药物容器之间的力以及输注泵的柱塞驱动器的线性行进速率两者对驱动马达的电流输入进行调节。
在实施方式中，本公开提供了一种输注泵，输注泵配置成基于所感知的输液压力要求对驱动马达的电流输入进行调节。输注泵包括：泵壳体，该泵壳体限定有注射器接纳部，注射器接纳部定形状且定尺寸为接纳注射器的装载；电动马达，该电动马达具有基于电流输入的可变输出扭矩；以及注射器驱动组件。注射器驱动组件包括：导螺杆，该导螺杆以可操作的方式与电动马达联接；柱塞驱动器，该柱塞驱动器以可操作的方式与导螺杆联接并且能够响应于电动马达的旋转而线性地移动，柱塞驱动器构造成推压注射器的柱塞；以及力传感器，该力传感器配置成对柱塞驱动器与注射器的柱塞之间的力进行检测。该输注泵还包括控制模块，该控制模块配置成基于柱塞驱动器与注射器的柱塞之间的检测到力来对电动马达的电流输入进行调节。
在实施方式中，本公开提供了一种操作输注泵的方法。该方法包括通过控制模块对输注泵的电动马达提供电流输入，以便使输注泵的柱塞驱动器推压安装在输注泵中的注射器的柱塞，其中，电动马达包括基于电流输入的可变输出扭矩。该方法还包括使用力传感器检测柱塞驱动器与注射器的柱塞之间的力、以及通过控制模块基于柱塞驱动器与注射器的柱塞之间的检测到的力来对电动马达的电流输入进行调节。
在实施方式中，本公开提供了一种输注泵，该输注泵配置成基于所感知的输注压力要求对驱动马达的电流输入进行调节。输注泵包括：泵壳体，该泵壳体限定有注射器接纳部，该注射器接纳部定形状且定尺寸为接纳注射器的装载；电动马达，该电动马达具有基于电流输入的可变输出扭矩；以及注射器驱动组件。注射器驱动组件包括：导螺杆，该导螺杆以可操作的方式与电动马达联接；柱塞驱动器，该柱塞驱动器以可操作的方式与导螺杆联接并且能够响应于电动马达的旋转而线性地移动，该柱塞驱动器构造成推压注射器的柱塞；力传感器，该力传感器配置成对柱塞驱动器与注射器的柱塞之间的力进行检测；以及柱塞头传感器，该柱塞头传感器配置成对柱塞驱动器的线性行进速率进行检测。输注泵还包括控制模块，该控制模块配置成基于柱塞驱动器与注射器的柱塞之间的检测到的力来调节电动马达的电流输入，该控制模块还配置成基于由柱塞头传感器检测到的柱塞驱动器的线性行进速率来调节电动马达的电流输入，其中，电流输入根据检测到的力的限定幅度而逐步地减小，并且其中，驱动马达的最大额定功率输入小于约1.0A。
以上概述不是意在对本公开的每个图示的实施方式或每个实现方式进行描述。附图和随后的详细说明更具体地例示了这些实施方式。
附图说明
考虑以下结合附图对本公开的各种实施方式的详细描述，可以更完全地理解本公开，在附图中：
图1是描绘了根据实施方式的注射器泵的前视立体图。
图2是根据实施方式的注射器柱塞驱动器组件的立体图。
图3是描绘了根据实施方式的注射器泵的部件的框图。
图4是描绘了根据实施方式的马达失速曲线、输入调节曲线、以及安全系数的曲线图。
图5是描绘了根据实施方式的针对两种不同的电流输入的噪音标准等级与流量的曲线图。
图6是描绘了根据实施方式的操作输注泵的方法的流程图。
图7是描绘了根据实施方式的操作输注泵的方法的流程图。
图8是描绘了根据实施方式的操作输注泵的方法的流程图。
图8A是描绘了根据实施方式的操作输注泵的方法的另一流程图。
尽管本公开的实施方式能够修改为各种改型和替代性形式，但将详细描述这些实施方式的在附图中以示例示出的细节。然而，应当理解的是，目的不是将本公开限制于所描述的特定实施方式。相反地，目的是涵盖落入如由权利要求所限定的主题的精神和范围内的所有改型、等同物以及替代方案。
具体实施方式
参照图1，描绘了根据本公开的实施方式的注射器泵100。注射器泵100可以包括壳体102、用户界面104、驱动组件(注射器柱塞驱动器组件)106、以及药物容器接纳部108。在一些实施方式中，壳体102可以包括前部壳体组件110和后部壳体组件112，前部壳体组件110和后部壳体组件112构造成总体上形成环绕注射器泵100的内部部件的保护壳。
用户界面104可以包括显示屏114和键盘116。显示屏114可以是在控制注射器泵100中使用的任何适合的图形用户界面(GUI)显示器。例如，在实施方式中，显示屏114可以是多色液晶显示器(LCD)、点矩阵显示器、有机发光二极管(OLED)显示器以及/或者能够以视觉上传递和/或接收信息的任何其他装置。在一些实施方式中，显示屏114可以适当地定尺寸为能够显示药剂和/或患者信息、输注物输送参数、以及其他信息。在实施方式中，显示屏114可以测量为大约180mm×73mm；但是也设想了其他显示屏尺寸。在一些实施方式中，显示屏114可以配置为例如显示指导视频，以帮助护理人员正确地维护和使用注射器泵100。在一些实施方式中，显示屏可以包括触摸屏功能，由此使得某些命令和/或指令能够被显示屏114接收。
键盘116可以定位成邻近显示屏114并且可以呈现各种按钮和指示器灯。在一些实施方式中，可以在键盘116上使用需要物理机械致动的按钮来接收某些用户命令，用户命令包括：接通/断开电源；使声音警报减音；以及开始输送输注物和停止输送输注物。也设想到键盘116上的附加的按钮或更少的按钮。在显示屏114的触摸屏功能没有适当地起作用或者以其他方式难以正确地操纵的情况下，出于主要和冗余目的的物理机械致动按钮为操作者提供了增加的安全性和可靠性。因此，包括具有显示屏114和键盘116两者的用户界面104提供了屏幕界面的灵活性和有用性、以及机械控制按钮的增强的安全性和可靠性。
药物容器接纳部108可以限定在前部壳体组件110的一部分与注射器凸台118之间。药物容器接纳部108可以构造为延伸横跨注射器泵100的前部的长形腔，药物容器接纳部108构造成在各种形状和尺寸的药物容器(即，注射器)装载到注射器泵100中时接纳所述药物容器。在一些实施方式中，药物容器接纳部108可以在注射器泵100中提供向注射器泵100的前部保持敞开的腔，使得所装载的药物容器能够被容易且可持续地看见。
在一些实施方式中，药物容器接纳部108装载在用户界面104的显示屏114下方。药物容器接纳部108位于用户界面104下方会是有利的，这是因为从注射器的任何无意的流体泄漏可以因重力自然地向下流动并且远离用户界面104，由此避免了对用户界面104的电子特征和/或机械特征的潜在损坏。因此，在于装载、卸载或操纵期间对药物容器造成损坏或发生其他泄漏的情况下，药物容器接纳部108可以有利地在一定程度上与注射器泵100的其余部分在空间上隔离。因此，由于显示屏114位于药物容器接纳部108上方，因此显示屏114通常不会因装载在药物容器接纳部108中的药物容器的存在而在视觉上被阻挡。换言之，显示屏114位于药物容器接纳部108上方使得药物容器和显示器两者的可视性在注射器泵100的操作期间不受阻挡。
在一些实施方式中，注射器泵100还可以包括筒夹装置120，筒夹装置120定位在药物容器接纳部108内并且/或者大***于用户界面104的下面。筒夹装置120可以构造成例如沿着与药物容器接纳部108的轴线大体正交的轴线相对于前部壳体组件110移位和旋转，由此使得能够将药物容器的筒捕获在筒夹装置120与注射器凸台118的一部分之间。在一些实施方式中，筒夹装置120可以包括筒夹传感器122(如图1中所描绘的)，筒夹传感器122构造成在药物容器的筒捕获在筒夹装置120与注射器凸台118的一部分之间时并且因此在药物容器装载到药物容器接纳部108中时进行电子感测。在一些实施方式中，筒夹传感器122可以包括线性电位计，该线性电位计配置成对筒夹装置120从前部壳体组件110延伸或者移位的程度进行感测，并且因此对装载到药物容器接纳部108中的药物容器的近似直径进行感测。在一些实施方式中，筒的所感测到的近似直径可以用于药物容器(或注射器)表征。
参照图2，注射器柱塞传感器组件106可以包括马达124、传动系组件126和柱塞驱动器128。在实施方式中，马达124可以是构造成在被施加电命令脉冲时以不连续的步进增量旋转的步进马达和编码器。在一些实施方式中，马达124可以配置成对低于额定马达旋转速度的马达失速和旋转减速进行检测。
马达124可以以可操作的方式联接至传动系组件126，传动系组件126可以构造成将马达124的旋转输出转化为供柱塞驱动器使用的线性运动(或致动)。例如，在实施方式中，传动系组件126可以包括滑架组件130、导螺杆132和传动系底架134。在操作中，导螺杆132的旋转(例如，经由马达124的旋转)可以迫使滑架组件130相对于传动系底架134移位、平移或者以其它方式移动。在一些实施方式中，传动系组件126还可以包括柱塞头传感器136(例如，线性电位计)(如图2中所描绘的)，柱塞头传感器136构造为确定滑架组件130相对于传动系底架134的位置数据。柱塞驱动器128可以以可操作的方式联接至滑架组件130并且可以包括力传感器138，力传感器138构造成对作用于装载到注射器泵100中的注射器的拇指按压(或柱塞)的力的幅度进行感测。在一些实施方式中，力传感器138、柱塞头传感器136和筒夹传感器122可以单独地或共同地收集和利用数据以改进操作表征。
参照图3，描绘了根据本公开的实施方式的注射器泵100的框图。如先前所描述的，注射器泵100可以包括用户界面104，用户界面104可以包括显示屏114和键盘116。注射器泵100还可以包括电源插口140、电池142、远程剂量线插口144、USB端口146、以太网连接器148、一个或更多个扬声器150、控制器152、马达124、以及传动系组件126。
控制器152可以构造成对马达124和传动系组件126的操作进行控制。由电源插口140和/或电池142供电的控制器152可以包括一个或更多个处理器、和/或存储器。在一些实施方式中，控制器152与用户界面104、远程剂量线插口144、USB端口146和/或以太网连接器148进行电通信，以接收来自注射器泵100的用户的信息以及向注射器泵100的用户传送信息。在实施方式中，控制器152可以与筒夹传感器122、柱塞头传感器136和力传感器138电连通，并且可以配置成接收由传感器122、136和138感测的信号以用于进一步处理。
在一个实施方式中，从传感器122、传感器136和/或传感器138接收的数据可以由控制器152使用以对马达124的扭矩输出进行调节。对马达124的扭矩输出的调节可以对注射器泵100的噪音输出和能量效率提供更多控制。马达124的低扭矩输出可以是相对节能和安静的，而高扭矩输出促进了输注速率的一致性并且抑制了在输注压力范围内的失速。例如，在实施方式中，马达124输出可以基于在柱塞驱动器128与注射器的柱塞之间感测到的力、如由力传感器138测量到的力来进行调节(例如，经由控制器152进行调节)。在另一实施方式中，马达124输出可以基于柱塞驱动器128的线性行进速率、如由柱塞头传感器136测量到的线性行进速率来进行调节(例如，经由控制器152进行调节)。
图4描绘了马达失速曲线200，马达失速曲线200以曲线图的方式表示了在电源输入和对应的***压力的范围内的失速阈值(例如，给定尺寸的马达124失速的点)。如所描绘的，y轴表示对马达124的以安培为单位的电流输入，而x轴表示例如由力传感器138测量的以英镑每平方英寸为单位的压力。低于马达失速曲线200，马达124将由于***压力所需的扭矩比由马达在对应的电输入处所生成的最大扭矩大而失速(例如，停止旋转)，从而导致不一致的输注速率(例如，在马达减速至低于马达的额定速率或间歇地失速的情况下)以及/或者输注的中断(例如，马达在很长的时间段内失速的情况)。
图4还描绘了根据本公开的实施方式的电流输入调节曲线202。因此，在实施方式中，电流输入可以在约0.175A的最小值与约0.7A的最大值之间进行调节；但是根据马达124的尺寸和要求也可以设想电流输入的其他幅度。马达失速曲线200与电流输入调节曲线202之间的y轴区间可以表示安全系数204，安全系数204在实施方式中可以大体配置成以约0psi与约18psi之间的幅度来增加。
参照下面的表1，电流输入可以根据所限定的力的幅度阈值(或所限定的力的幅度范围)、如通过力传感器138检测到的力的幅度阈值而逐步地增加和/或减小。例如，当由力传感器138检测到可忽略量的力时，控制器152可以将马达124的电流输入调节至马达的最大额定功率输入的约25％(例如，约0.175A)。当由力传感器138检测的力在第一阈值范围内时(例如，在大于约0N的力和约64.1N的力之间)，控制器152可以将马达124的电流输入调节至马达的最大额定功率输入的约50％(例如，约0.35A)。当由力传感器138检测的力在第二阈值范围内时(例如，在大于约64.1N的力与约82.5N的力之间)，控制器152可以将马达124的电流输入调节至马达的最大额定功率的约75％(例如，约0.525A)。当由力传感器138检测的力高于第三阈值时(例如，力大于约82.5N的力)，控制器152可以将马达的电流输入调节至马达的最大额定功率的100％(例如，约0.7A)。特定的电流输入、马达输出百分比和力传感器138上的受力的使用仅用于示例性目的并且不应当被认为进行限制；也可以设想其他的电流输入、马达输出百分比和力传感器138上的受力。
表1
Figure BDA0003840113090000101
将意识和理解的是，表1是逐步地调节的电流输入的示例列表。因此，在比如由表1所描绘的一些实施方式中，电流输入基于所估计的输注电压(例如，对应于约0psi、8psi、14psi、以及18psi)被逐步地逐渐调节(例如，对应于约25％、50％、75％和100％的预期马达输出)，输注压力可以经由接触输注物(未描绘)的流体压力传感器直接感测或者经由力传感器138感测。在其他实施方式中，可以根据柱塞驱动器128与注射器泵100中的注射器的柱塞之间的检测到的流体压力和/或力(例如，经由力传感器138检测到的力)的(线性或非线性)函数对电流输入进行调节。
除提高了功率效率之外，减少马达124的电流输入还具有下述效果：在流量范围内减少了由马达124在输注和/或治疗方案期间产生的整体噪音。图5描绘了噪音标准等级曲线，该噪音标准等级曲线以曲线图的方式表示了在输注流量输出范围内的所测量的噪音标准等级。如所描绘的，y轴表示噪音标准(NC)等级，而x轴表示以毫升每小时为单位的输注流量。因此，如所描绘的，将输入电流从约75％减少至约50％具有下述效果：以可变的方式在输注流量输出范围内降低了噪音标准等级。
在一些实施方式中，控制器152可以替代性地或另外地使用来自筒夹传感器122和/或柱塞头传感器136的输入来调节马达124的电流输入。在实施方式中，安全系数204可以基于所感知的注射器尺寸(如通过例如筒夹传感器122所确定的注射器尺寸)而增大和/或减小。例如，如果所确定的是输注物将经由相对大的注射器(例如，大于约20mL的注射器)来施用，则安全系数204可以乘以常数，或者常数可以与安全系数204相加，从而以更大且可能地更迅速的***压力波动的预期方式有效地增加安全系数204。相反地，如果所确定的是输注物将经由相对小的注射器(例如，小于约10mL的注射器)来施用，则安全系数204可以除以常数，或者可以从安全系数减去常数，从而有效地减小安全系数204以用于更安静的性能和提高的电效率。相反地，也可以设想的是：对于低于某些尺寸的注射器增大安全系数以及对于高于某些尺寸的注射器减小安全系数。
在实施方式中，安全系数可以基于柱塞在注射器内的预期行程(如通过柱塞头传感器136所确定的预期行程)而增大和/或减小。例如，如果所确定的是，注射器被填充至注射器的最大容量(或者另外，注射器泵100处于输注治疗的早期阶段)，则安全系数204可以乘以常数，或者常数可以与安全系数204相加，从而有效地增加安全系数204。另一方面，如果所确定的是，输注治疗已经进行了一段确定的时间，并且没有发生马达失速，则安全系数204可以除以常数，或者可以从安全系数中减去常数，从而有效地减小安全系数以用于更安静的性能和提高的电效率。也可以设想的是，随着输注治疗的进行，安全系数204可以逐步地或连续地增加。
参照以上表1和图6的示例，在图6中描绘了根据本公开的实施方式的流程图，该流程图描绘了以更安静、更节能的方式操作输注泵的方法300。在302处，可以对柱塞驱动器128与药物容器的柱塞之间力(FD)进行测量(例如，经由力传感器138进行测量)。之后，FD可以被控制器152的存储器接收并被储存在该存储器内以用于进一步处理。在304处，可以将FD与第一限定力值(F1)(例如，约80N)进行比较。如果FD大于或等于F1，则在306处，可以将理想电流输入(I0)设定为第一限定电流输入值(I1)(例如，约0.7A)。替代性地，如果FD小于F1，则方法300可以进行至308。
在308处，可以将FD与第二限定力值(F2)(例如，约65N)进行比较。如果FD大于或等于F2，则在310处，可以将I0设定为第二限定电流输入值(I2)(例如，约0.5A)。替代性地，如果FD小于F2，则方法300可以进行至312。在312处，可以将FD与第三限定力值(F3)(例如，约0.1N)进行比较。如果FD大于或等于F3，则在314处，可以将I0可以设定为第三限定电流输入值(I3)(例如，约0.3A)。替代性地，如果FD小于F3，则方法300可以进行至316。在316处，可以将FD与第四限定力值(F4)(例如，可忽略的力)进行比较。如果FD大于或等于F4，则在318处，可以将I0设定为第四限定电流输入值(I4)(例如，约0.2A)。I0可以储存在控制器152的存储器内。一旦已经将理想电流输入I0设定为限定电流输入值，然后方法300就可以进行至320，在320处，将马达124的电流输入可以设定为基本上满足理想电流输入I0。
参照图7，描绘了根据本公开的实施方式的流程图，该流程图描绘了以更安静、更节能的方式操作输注泵的方法400。在402处，可以对柱塞驱动器128与药物容器的柱塞之间力(FD)进行测量(例如，经由力传感器138进行测量)。之后，FD可以被控制器152的存储器接收并被储存在该存储器内以用于进一步处理。在404处，可以将FD与第一限定力值(F1)(例如，约80N)进行比较。如果FD大于或等于F1，则在406处，可以将理想电流输入(I0)设定为第一限定电流输入值(I1)(例如，约0.7A)。替代性地，如果FD小于F1，则方法400可以进行至408。
在408处，可以将FD与第二限定力值(F2)(例如，约65N)进行比较。如果FD大于或等于F2，则在410处，可以将I0设定为第二限定电流输入值(I2)(例如，约0.5A)。替代性地，如果FD小于F2，则方法400可以进行至412。在412处，可以将FD与第三限定力值(F3)(例如，约0.1N)进行比较。如果FD大于或等于F3，则在414处，可以将I0设定为第三限定电流输入至(I3)(例如约0.3A)。替代性地，如果FD小于F3，则方法400可以进行至416。在416处，可以将FD与第四限定力值(F4)(例如，可忽略的力)进行比较。如果FD大于或等于F4，则在418处，可以将I0设定为第四限定电流输入值(I4)(例如，约0.2A)。I0可以储存在控制器152的存储器内。
方法400可以可选地包括框操作420和422。如果不包括框操作420和422，则方法400可以进行至424，在424处，可以将马达124的电流输入设定为基本上满足理想电流输入I0。
在实施方式中，如果框操作420包括在方法400中，则可以基于药物容器尺寸进一步调节理想电流输入。根据框操作420，在426处，可以确定(例如，经由筒夹持传感器122确定)药物容器尺寸(SD)(例如，直径)。之后，SD可以被控制器152的存储器接收并储存在该存储器内以用于进一步处理。在428处，可以将SD与限定尺寸值(S1)进行比较。如果SD大于或等于S1，则在430处，可以将I0乘以第一常数(C1)。方法400然后可以进行至424，在424处，可以将马达124的电流输入设定为基本上满足理想电流输入I0。替代性地，如果框操作422包括在方法400中并且尚未被考虑，则方法400可以进行至可选的框操作422。
在实施方式中，如果框操作422包括在方法400中，则可以基于药物容器柱塞的行进距离进一步调节理想电流输入。根据框操作422，在432处，可以确定(例如，经由柱塞头传感器136确定)药物容器柱塞的行进距离(TD)。之后，TD可以被控制器152的存储器接收并储存在该存储器内以用于进一步处理。在434处，可以将TD与限定的行进距离(T1)进行比较。如果TD大于或等于T1，则在436处，可以将I0除以第二常数(C2)。方法400然后可以进行至424，在424处，可以将马达124的电流输入设定为基本上满足理想电流输入I0。替代性地，如果框操作420包括在方法400中并且尚未被考虑，则方法400可以进行至可选的框操作420。
参照图8，描绘了根据本公开的实施方式的流程图，该流程图描绘了以更安静、更节能的方式操作输注泵的方法500。在502处，可以将理想电流输入(I0)设定为第一限定电流输入值(I1)(例如，约0.7A或马达的最大额定功率输入的约100％)。
在504处，可以对柱塞驱动器128与药物容器的柱塞之间的力(FD)进行测量(例如，经由力传感器138进行测量)。之后，FD可以被控制器152的存储器接收并储存在该存储器内以用于进一步处理。在506处，可以将FD与第一限定力值(F1)(例如，约82.5N)进行比较。如果FD小于F1，则在508处，可以将理想电流输入(I0)设定为第二限定电流输入值(I2)(例如，约0.525A或马达的最大额定功率输入的约75％)。替代性地，如果FD大于或等于F1，则方法500可以回到502。
在510处，可以对柱塞驱动器128与药物容器的柱塞之间的力(FD)进行测量(例如，经由力传感器138进行测量)，并且可以对线性速率(例如，ΔTD/Δt)进行测量(例如，经由柱塞头传感器136进行测量)。之后，FD和ΔTD/Δt可以被控制器152的存储器接收并储存在该存储器内以用于进一步处理。在512处，可以将FD与第二限定力值(F2)(例如，约64.1N)进行比较。如果FD小于F2，则在518处，可以将理想电流输入(I0)设定为第三限定电流输入值(I3)(例如，约0.35A或马达的最大额定功率输入的约50％)。替代性地，如果FD大于或等于F2，则方法500回到508。
附加地，在514处，可以将FD与第三限定力值(F3)(例如，约30N)进行比较。如果FD小于F3，则方法500可以进行至516。替代性地，如果FD大于或等于F3，则方法500可以回到508。在516处，可以将ΔTD/Δt与第一线性速率值(LR1)(例如，约108毫米/小时)进行比较。如果ΔTD/Δt小于LR1，则在518处，可以将理想电流输入(I0)设定为第三限定电流输入值(I3)(例如，约0.35A或马达的最大额定功率输入的约50％)。替代性地，如果ΔTD/Δt大于或等于LR1，则方法500可以回到508。因此，在一些实施方式中，例如在可获得的马达扭矩随着马达速率增加而减小的情况下，输注泵可以利用柱塞的线性行进速率作为马达旋运速率的指标。
图8A描绘了在图8中描绘的方法500的具体示例。
应当理解的是，在本公开的方法中使用的各个步骤可以以任何顺序执行和/或同时地执行，只要本公开保持可操作即可。此外，应当理解的是，本公开的设备和方法可以包括所描述的实施方式中的任意数目的实施方式或全部实施方式，只要本公开保持可操作即可。
在本文中已经描述了***、装置、和方法的各种实施方式。这些实施方式仅以示例的方式给出，并且并不意在限制所要求保护的主题的范围。此外，应当理解的是，已经描述的实施方式的各种特征可以以各种方式组合以产生许多附加的实施方式。此外，虽然已经描述了各种材料、尺寸、形状、构型和位置等以用于所公开的实施方式，但是在不超出所要求保护的主题的范围的情况下，可以利用除所公开的那些以外的其他材料、尺寸、形状、构型和位置等。
相关领域的普通技术人员将意识到的是，本发明的主题可以包括比上述任何单独的实施方式中所示出的特征少的特征。本文中描述的实施方式不是意味着是对本发明主题的各种特征部可以被组合的方式的穷举性呈现。因此，实施方式不是特征的互斥组合；相反地，如本领域普通技术人员所理解的，各种实施方式可以包括从不同的单独的实施方式选择的不同的单独的特征的组合。此外，除非另有说明，否则关于实施方式描述的元件可以在其他实施方式中实现，即使在这样的实施方式中没有描述。
尽管从属权利要求在权利要求中可以涉及与一个或更多个其他权利要求的特定组合，但是其他实施方式也可以包括从属权利要求与每个其他从属权利要求的主题的组合、或者一个或更多个特征与其他从属权利要求或独立权利要求的组合。在本文中提出了这样的组合，除非陈述了不意在进行特定组合。
上面通过参引对文献的任何结合被限制为使得不会并入与本文中的明确公开内容相反的主题。上面通过参引对文献的任何结合还被限制为使得包含在文献中的权利要求不会通过参引并入本文中。上面通过参引对文献的任何结合又被限制为使得在文献中所提供的任何定义不会通过参引并入本文中，除非在本文中明确地包括。
出于解释权利要求的目的，明确意图的是，除非在权利要求中叙述了特定术语“用……的装置”或“用于……的步骤”，否则不适用35U.S.C.§112(f)的规定。

Claims (19)

1.一种输注泵，所述输注泵配置成对驱动马达的电流输入进行调节，所述输注泵包括：
泵壳体，所述泵壳体限定有注射器接纳部，所述注射器接纳部定形状且定尺寸为接纳注射器的装载；
电动马达，所述电动马达具有基于所述电流输入的可变输出扭矩；
注射器驱动组件，所述注射器驱动组件包括：
导螺杆，所述导螺杆以可操作的方式与所述电动马达联接；
柱塞驱动器，所述柱塞驱动器以可操作的方式与所述导螺杆联接并且能够响应于所述电动马达的转动而线性地移动，所述柱塞驱动器构造成推压所述注射器的柱塞；以及
力传感器，所述力传感器配置成对所述柱塞驱动器与所述注射器的所述柱塞之间的力进行检测；以及
控制模块，所述控制模块配置成基于所述柱塞驱动器与所述注射器的所述柱塞之间的检测到的力来对所述电动马达的所述电流输入进行调节。
2.根据权利要求1所述的输注泵，其中，所述电流输入根据检测到的力的限定幅度而逐步地减小。
3.根据权利要求1所述的输注泵，其中，所述电流输入在检测到的力大于或等于约80N时保持处于最大额定功率输入。
4.根据权利要求3所述的输注泵，其中，所述最大额定功率输入为约0.7A。
5.根据权利要求1所述的输注泵，其中，所述电流输入在检测到的力小于约80N时减少至所述电动马达的最大额定功率输入的约75％。
6.根据权利要求1所述的输注泵，其中，所述电流输入在检测到的力小于约65N时减小至所述电动马达的最大额定功率输入的约50％。
7.根据权利要求1所述的输注泵，其中，所述电流输入在检测到的力可忽略时减小至所述电动马达的最大额定功率输入的约25％。
8.根据权利要求1所述的输注泵，其中，所述电流输入根据检测到的力的非线性函数沿着连续曲线减小。
9.根据权利要求1所述的输注泵，所述注射器驱动组件还包括：
柱塞头传感器，所述柱塞头传感器配置成检测所述柱塞驱动器的线性行进速率，
其中，所述控制模块还配置成基于由所述柱塞头传感器检测到的所述柱塞驱动器的线性行进速率来调节所述电动马达的所述电流输入。
10.一种操作注射器泵的方法，所述方法包括：
通过控制模块对所述输注泵的电动马达提供电流输入，以便使所述输注泵的柱塞驱动器推压安装在所述输注泵中的注射器的柱塞，其中，所述电动马达包括基于所述电流输入的可变输出扭矩；
使用力传感器检测所述柱塞驱动器与所述注射器的柱塞之间的力；以及
通过所述控制模块基于所述柱塞驱动器与所述注射器的柱塞之间的检测到的力来对所述电动马达的所述电流输入进行调节。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
使用柱塞头传感器对所述柱塞驱动器的线性行进速率进行检测；以及
通过所述控制模块基于所述柱塞驱动器的检测到的线性行进速率来对所述电动马达的所述电流输入进行调节。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，在检测到的力大于或等于约80N时，所述电流输入被调节成处于最大额定功率输入。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述最大额定功率输入为约0.7A。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，在检测到的力小于约80N时，所述电流输入被调节成处于所述电动马达的最大额定功率输入的约75％。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，在检测到的力小于约65N时，所述电流输入被调节成处于所述电动马达的最大额定功率输入的约50％。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，在检测到的力可忽略时，所述电流输入被调节成处于所述电动马达的最大额定功率输入的约25％。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，在检测到的力大于约30N且检测到的行进速率大于约108毫米/小时时，所述电流输入被调节成处于所述电动马达的最大额定功率输入的约75％。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，在检测到的力小于约64N且检测到的行进速率小于约108毫米/小时时，所述电流输入被调节成处于所述电动马达的最大额定功率输入的约50％。
19.一种输注泵，所述输注泵配置成对驱动马达的电流输入进行调节，所述输注泵包括：
泵壳体，所述泵壳体限定有注射器接纳部，所述注射器接纳部定形状且定尺寸为接纳注射器的装载；
电动马达，所述电动马达具有基于所述电流输入的可变输出扭矩；
注射器驱动组件，所述注射器驱动组件包括：
导螺杆，所述导螺杆以可操作的方式与所述电动马达联接；
柱塞驱动器，所述柱塞驱动器以可操作的方式与所述导螺杆联接并且能够响应于所述电动马达的旋转而线性地移动，所述柱塞驱动器构造成推压所述注射器的柱塞；
力传感器，所述力传感器配置成对所述柱塞驱动器与所述注射器的柱塞之间的力进行检测；以及
柱塞头传感器，所述柱塞头传感器配置成对所述柱塞驱动器的线性行进速率进行检测；以及
控制模块，所述控制模块配置成基于所述柱塞驱动器与所述注射器的柱塞之间的检测到的力来调节所述电动马达的所述电流输入，所述控制模块还配置成基于由所述柱塞头传感器检测到的所述柱塞驱动器的线性行进速率来调节所述电动马达的所述电流输入，
其中，所述电流输入根据检测到的力的限定幅度而逐步地减小，并且
其中，所述驱动马达的最大额定功率输入小于约1.0A。
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