СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИНФУЗИОННОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к способу и системе для выполнения непрерывного инфузионного процесса с использованием по меньшей мере двух инфузионных устройств.

В рамках способа данного типа, в первой фазе, первая жидкость из первого контейнера для лекарства подается по первой линии подачи с первым расходом при использовании первого инфузионного устройства. После того, как первый контейнер для лекарства опорожнился или почти опорожнился, инфузия перенимается вторым инфузионным устройством, так что во второй фазе второе инфузионное устройство подает вторую жидкость из второго контейнера для лекарства по второй линии подачи со вторым расходом. Как первая линия подачи, так и вторая линия подачи подсоединены к релейному устройству, которое выполнено с возможностью приема первой жидкости по первой линии подачи в первой фазе и второй жидкости по второй линии подачи во второй фазе. Релейное устройство выпускает жидкость, которую оно принимает, в выпускную линию подачи, по которой может происходить инфузия в пациента.

Способ данного типа известен, например, из заявки US 2008/0269678 A1. В данной заявке два инфузионных устройства в форме шприцевых насосов применяются согласованным способом для того, чтобы обеспечить a непрерывный инфузионный процесс, при этом инфузионные устройства соединены линиями подачи с соединительным патрубком и, через соединительный патрубок, с общей инфузионной линией. Когда первый контейнер для лекарства опорожняется или почти опорожняется, контроллер автоматически выполняет релейную функцию, с передачей управляющих сигналов и выдачей команды первому управляющему устройству первого инфузионного устройства прекратить введение жидкости из первого контейнера для лекарства и второму управляющему устройству второго инфузионного устройства начать введение жидкости из второго контейнера для лекарства в близкой по времени последовательности.

Способ данного типа можно применять, например, для, так называемой, инфузии катехоламинов. В рамках инфузии катехоламинов, лекарство, например, адреналин, норадреналин или добутамин можно вводить пациенту, например, с целью восстановления. Лекарство в данном контексте обычно вводят внутривенно с довольно низкой скоростью ввода дозы, при этом необходимо следить за тем, чтобы скорость ввода дозы была стабильной и непрерывной, потому что иначе могут происходить резкие повышения или снижения артериального давления и частоты сердечных сокращений, обусловленные резкими повышениями или снижениями скорости ввода дозы вводимого лекарства.

Для непрерывного введения лекарства пациенту в течение сравнительно длительного периода времени с постоянной скорость ввода дозы приходится использовать систему из нескольких инфузионных устройств. Однако, с данной целью необходимо, чтобы инфузионные устройства приводились в действие таким управляемым согласованным образом, чтобы, после опорожнения контейнера для лекарства, соответствующего первому инфузионному устройству, начиналась инфузия вторым инфузионным устройством из второго контейнера для лекарства для того, чтобы обеспечивать непрерывный безостановочный инфузионный процесс.

В этом отношении, однако, из-за длины линий подачи, соединенных с инфузионными устройствами, второе лекарство из второго инфузионного устройства может и не тотчас же подаваться к пациенту после останова инфузии первым инфузионным устройством и начала инфузии вторым инфузионным устройством. Это объясняется тем, что, во время инфузии первым инфузионным устройством, выпускная линия подачи, соединяющая релейное устройство с пациентом, заполняется лекарством, вытекающим из первого контейнера для лекарства, соответствующего первому инфузионному устройству, так что, после запуска инфузии вторым инфузионным устройством, пациенту будет сначала вводиться остаточное лекарство из первого контейнера для лекарства в выпускной линии подачи. Однако, это может создавать проблему, если расход второго инфузионного устройства отличается от расхода первого инфузионного устройства, что приводит к повышению или снижению скорости ввода дозы, с которой остаточное лекарство в выпускной линии подачи подается к пациенту.

Следовательно, существует потребность в способе и системе, которые надежно обеспечивают условие, чтобы, после переключения инфузии с первого инфузионного устройства на второе инфузионное устройство, можно было получить постоянную скорость ввода дозы.

В системе инфузии жидкости, описанной в заявке US 2011/0087189 A1, насос для инфузии жидкости нагнетает жидкость для испытуемого субъекта в соответствии со стандартной программой инфузии, включающей в себя, например, расход, объем, временем запуска, временем окончания и продолжительностью.

В системе, известной из заявки US 2013/0218080 A1, лекарства смешиваются с жидкостью-носителем с использованием множества инфузионных устройств, соединенных с устройством объединения потоков, через которое смешанная жидкость подается, например, к пациенту.

Целью настоящего изобретения является создание способа и системы для выполнения непрерывного инфузионного процесса с использованием по меньшей мере двух инфузионных устройств, при этом способ и система обеспечивают возможность непрерывной инфузии с требуемой, в частности, постоянной скоростью ввода дозы, в частности, при переключении с одного инфузионного устройства на другое инфузионное устройство.

Упомянутая цель достигается посредством способа, содержащего признаки, описанные в пункте 1 формулы изобретения 1.

Соответственно, в рамках способа, второе инфузионное устройство приводится в действие в промежуточной фазе, после подачи первой жидкости с использованием первого инфузионного устройства в первой фазе, в течение заданного времени подачи, чтобы подавать вторую жидкость с первым расходом, при этом заданное время подачи задано с учетом заданного объема подачи выпускной линии подачи.

Способ начинается с обнаружения, что в выпускной линии подачи остается остаточный объем первой жидкости после прекращения первой фазы, а именно, после прекращения первым инфузионным устройством подачи первой жидкости из первого контейнера для лекарства по первой линии подачи (например, из-за опорожнения или почти опорожнения первого контейнера для лекарства).

Если в данном случае, при нахождении остаточной первой жидкости в выпускной линии подачи, второе инфузионное устройство перенимает инфузию и будет подавать вторую жидкость из второго контейнера для лекарства со вторым расходом, то это приведет к тому, что остаточная первая жидкость в выпускной линии подачи будет вводиться пациенту со вторым расходом, который может отличаться от первого расхода. Если второй расход, например, больше, чем первый расход, то это приведет к повышению скорости ввода дозы, с которой остаточная первая жидкость в выпускной линии подачи подается к пациенту. Если, наоборот, второй расход меньше, чем первый расход, то остаточная первая жидкость в выпускной линии подачи будет вводиться пациенту со сниженной скоростью ввода дозы.

Для исключения изменения скорости ввода дозы, с которой остаточная первая жидкость в выпускной линии подачи вводится пациенту, второе инфузионное устройство, после приема на себя инфузионного процесса, в течение заданного времени подачи приводится в действие с первым расходом, т.е. с расходом первого инфузионного устройства. Это приводит к тому, что остаточная первая жидкость в выпускной линии подачи будет вводиться пациенту с таким же расходом, с которым приводилось в действие первое инфузионное устройство, так что изменения скорости ввода дозы не происходит, когда второе инфузионное устройство начинает свой инфузионный цикл.

Второе инфузионное устройство приводится в действие с первым расходом в течение заданного времени подачи. Заданное время подачи в настоящей заявке определяется с учетом объема подачи выпускной линии подачи, т.е. объема линии, в которой присутствует остаточная первая жидкость после прекращения инфузионного цикла первого инфузионного устройства. Объем подачи выпускной линии подачи указывает на производительность по жидкости выпускной линии подачи. При прекращении инфузии первым инфузионным устройством, выпускная линия подачи (полностью) заполнена первой жидкостью, поданной первым инфузионным устройством. Следовательно, заданное время подачи определяется как такое время, которое необходимо для опорожнения выпускной линии подачи от остаточной первой жидкости с первым расходом.

Следовательно, в промежуточной фазе второе инфузионное устройство приводится в действие с первым расходом, т.е. с расходом первого инфузионного устройства. В конце промежуточной фазы, т.е. после того, как выпускная линия подачи опорожнилась от остаточной первой жидкости, второе инфузионное устройство переключается на второй расход, с которым вторая жидкость должна подаваться для ввода пациенту.

Первая жидкость и вторая жидкость могут содержать, например, одно и то же лекарство, но в разных концентрациях. Следовательно, чтобы обеспечивать постоянную скорость ввода дозы (скорость ввода дозы равна расходу, умноженному на концентрацию лекарства в жидкости) в течение всего инфузионного процесса, расходы, с которыми разные инфузионные устройства приводятся в действие, должны быть разными. Например, если концентрация лекарства в первой жидкости в четыре раза выше, чем во второй жидкости, то первый расход в четыре раза меньше, чем второй расход. Следовательно, после переключения на второе инфузионное устройство, расход увеличивается, чтобы подавать вторую жидкость из второго контейнера для лекарства, соответствующего второму инфузионному устройству, с расходом, увеличенным настолько, что обеспечивается такая же скорость ввода дозы, как во время инфузии посредством первого инфузионного устройства.

Цель достигается также посредством системы для выполнения непрерывного инфузионного процесса с использованием по меньшей мере двух инфузионных устройств. Система содержит: первое инфузионное устройство, выполненное с возможностью подачи первой жидкости из первого контейнера для лекарства по первой линии подачи с первым расходом в первой фазе; второе инфузионное устройство выполненное с возможностью подачи второй жидкости из второго контейнера для лекарства по второй линии подачи со вторым расходом во второй фазе после первой фазы; и релейное устройство, соединенное с первой линией подачи и второй линией подачи и выполненное с возможностью приема первой жидкости по первой линии подачи в первой фазе и второй жидкости по второй линии подачи во второй фазе. Релейное устройство дополнительно выполнено с возможностью выпуска принимаемой первой или второй жидкости в выпускную линию подачи, подсоединенную к релейному устройству, для введения пациенту, при этом выпускная линия подачи имеет заданный объем подачи.

В соответствии с предлагаемым решением, система выполнена так, что, после подачи первой жидкости с использованием первого инфузионного устройства в первой фазе, второе инфузионное устройство в промежуточной фазе приводится в действие в течение заданного времени подачи, чтобы подавать вторую жидкость с первым расходом, при этом заданное время подачи задано с учетом заданного объема подачи выпускной линии подачи.

Преимущества и предпочтительные варианты осуществления, описанные выше для способа, равным образом относятся также к системе.

Способ и система данного типа применимы, например, для инфузии катехоламинов, при которой пациенту делают инфузию веществ, относящихся к группе допаминов и их производных. Лекарство, применяемое при этом, могут содержать, например, допамин, норадреналин или адреналин. Инфузию данного лекарства можно применять, например, при интенсивной терапии и экстренной медицинской помощи для реанимации пациента и т.п. Инфузию лекарства пациенту делают внутривенно, при этом стабильная, равномерная инфузия лекарства с постоянной скоростью ввода дозы требуется для того, чтобы исключить резкие повышения или снижения скорости ввода дозы, иначе возможны резкие повышения или снижения артериального давления или частоты сердечных сообщений пациента.

В одном варианте осуществления первое инфузионное устройство и второе инфузионное устройство содержат, каждое, процессор, при этом первое инфузионное устройство и второе инфузионное устройство имеют коммуникационное соединение друг с другом для управления работой второго инфузионного устройства в зависимости от работы первого инфузионного устройства. Если, например, первый контейнер для лекарства, соответствующий первому инфузионному устройству, опорожняется или почти опорожняется, одним из процессоров может выдаваться управляющий сигнал, который управляет вторым инфузионным устройством, чтобы начать его инфузионный цикл, при этом выдается другой управляющий сигнал, который останавливает первое инфузионное устройство. Следовательно, второй инфузионный цикл выполняется согласованным образом после первого инфузионного цикла таким образом, что можно получить непрерывную инфузию лекарства пациенту.

Инфузионные устройства могут иметь коммуникационное соединение друг с другом и могут управлять друг другом для выполнения непрерывного инфузионного цикла. Однако, возможно также обеспечение внешнего управляющего устройства, которое формирует управляющие сигналы и управляет работой первого инфузионного устройства и второго инфузионного устройства.

В этом отношении следует отметить, что по меньшей мере три инфузионных устройства могут быть в наличии и могут участвовать в непрерывном инфузионном процессом. Следовательно, после того, как второй контейнер для лекарства, соответствующий второму инфузионному устройству, опорожняется или почти опорожняется, инфузионный цикл может продолжаться третьим инфузионным устройством.

В этом отношении следует дополнительно отметить, что непрерывный инфузионный цикл, включающий в себя по меньшей мере три фазы, может быть также достигнут повторным использованием инфузионных устройств, например, повторным заполнением или заменой первого контейнера для лекарства, соответствующего первому инфузионному устройству, после того, как первый контейнер для лекарства опорожнился, и после того, как инфузию приняло на себя второе инфузионное устройство.

Для обеспечения непрерывной инфузии с участием нескольких инфузионных устройств, инфузионные устройства предпочтительно обмениваются информацией, касающейся, например, их расходов, уровней заполнения соответствующих им контейнеров для лекарств, их рабочего состояния, например, сигналов запуска или останова, типа жидкостей и их характеристик в соответствующих им контейнерах для лекарств, при этом возможно предоставление другой или дополнительной информации и обмен ей. Следовательно, одному инфузионному устройству известно о рабочем состоянии другого инфузионного устройства, например, второе инфузионное устройство может определять заданное время подачи, которое оно должно отработать в промежуточной фазе после инфузии первым инфузионным устройством в соответствии с первым расходом и объемом подачи выпускной линии подачи.

Объем подачи (обозначаемый также как мертвый объем) выпускной линии подачи может, например, вводиться пользователем в одно или несколько инфузионных устройств и, следовательно, известен первому и/или второму инфузионному устройству. Или упомянутый объем может быть заданным для инфузионного набора, соединенного с инфузионными устройствами, так что, при распознавании инфузионного набора, объем подачи выпускной линии подачи становится известным инфузионным устройствам. Или объем подачи выпускной линии подачи может быть измерен на этапе начальной калибровки посредством измерения объема жидкости, который может приниматься в выпускную линию подачи. В качестве альтернативы, инфузионным устройством может выполняться анализ давления в линиях подачи, чтобы сделать выводы относительно объема выпускной линии подачи.

Вышеописанные способ и система, в частности, могут использовать инфузионные устройства в форме шприцевых насосов, вмещающих шприц и действующих на шприц для подачи лекарства из цилиндрической трубки насоса. Однако, в принципе, способ и система могут также использовать такие инфузионные устройства, как перистальтические (объемные) инфузионные насосы, или другие инфузионные устройства, так что изобретение не ограничено использованием шприцевых насосов.

В дальнейшем изобретение подробно описано со ссылкой на варианты осуществления, показанные на фигурах. На фигурах:

Фиг. 1 - схематическое изображение системы, содержащей множество инфузионных устройств, используемых для непрерывной инфузии лекарства пациенту;

Фиг. 2 - представление чертежа, приведенного на фиг. 1, в первой фазе, в которой инфузия выполняется первым инфузионным устройством;

Фиг. 3 - схематическое изображение в конце первой фазы после опорожнения контейнера для лекарства первого инфузионного устройства;

Фиг. 4 - схематическое изображение в промежуточной фазе, в которой инфузия принята на себя вторым инфузионным устройством;

Фиг. 5 - схематическое изображение во второй фазе, в которой инфузия выполняется вторым инфузионным устройством; и

Фиг. 6 - блок-схема последовательности операций основных этапов способа для выполнения непрерывного инфузионного процесса.

Фиг. 1 представляет схематический чертеж системы, содержащей, в показанном варианте осуществления, два инфузионных устройства 1A, 1B, которые содержат, каждое, насосное устройство 10A, 10B в форме шприца для подачи из контейнера 100A, 100B для лекарства по линии 11A, 11B подачи к пациенту P. Каждое насосное устройство 10A, 10B, сформированное в виде шприца, содержит цилиндрическую трубку, образующую контейнер 100A, 100B для лекарства и плунжер 101A, 101B, вмещенный в цилиндрическую трубку. Насосное устройство 10A, 10B вмещается, например, в подходящее удерживающее устройство сопряженного инфузионного устройства 1A, 1B, выполненного в виде шприцевого насоса и действующего на плунжер 101A, 101B сопряженного шприца посредством электроприводного устройства 13A, 13B для непрерывного продвижения плунжера 101A, 101B в цилиндрическую трубку 100A, 100B, чтобы подавать жидкость, вмещенную в цилиндрическую трубку 100A, 100B, с постоянным расходом к пациенту P.

Система настроена для выполнения непрывного инфузионного цикла. С данной целью, линии 11A, 11B подачи присоединены, каждая, к общему узлу связи в форме релейного устройства 2. Линии 11A, 11B подачи соединены с впускными отверстиями 20, 21 релейного устройства 2. Релейное устройство 2 выполнено с возможностью приема жидкости по линиям 11A, 11B подачи из инфузионных устройств 1A, 1B и выпуска принятой жидкости в выпускную линию 3 подачи, соединенную на конце 30 с выпускным отверстием 22 релейного устройства 2. Выпускная линия 3 подачи может, например, подсоединяться к пациенту P посредством подходящей инъекционной иглы или чего-то подобного таким образом, что жидкость можно вводить пациенту P по выпускной линии 3.

(Непрерывный) инфузионный процесс начинается, например, в первой фазе инфузии первым инфузионным устройством 1A, подающим жидкость, в частности, лекарство, из его контейнера 100A для лекарства по линии 11A подачи с первым расходом F1. Как показано на фиг. 2, релейное устройство 2 в данном случае дает жидкости M1 протекать из впускного отверстия 20 в выпускное отверстие 22 и, следовательно, обеспечивает соединение проходом для жидкости между линией 11A подачи и выпускной линией 3 подачи таким образом, что жидкость M1 подается к пациенту P с первым расходом F1.

После того, как контейнер 100A для лекарства опорожняется или почти опорожняется, инфузионный процесс следует переключить на второе инфузионное устройство 1B. Для управления упомянутым процессом переключения, как первое инфузионное устройство 1A, так и второе инфузионное устройство 1B содержат, каждое, процессоры 12A, 12B, которые имеют связь друг с другом по коммуникационной линии 120. Кроме того, процессоры 12A, 12B связаны коммуникационными линиями 121 с электроприводным устройством 13A, 13B соответствующего инфузионного устройства 1A, 1B и, кроме того, соединены коммуникационными линиями 122 (смотри фиг. 1) с релейным устройством 2. В конце первой фазы инфузии (когда первый контейнер для лекарства 100A опорожняется или почти опорожняется) выдается управляющий сигнал, например, процессором 12A, соответствующим первому инфузионному устройству 1A и имеющим связь с процессором 12B второго инфузионного устройства 1B, при этом управляющий сигнал предписывает прекратить работу первого инфузионного устройства 1A и, в то же время, начать работу второго инфузионного устройства 1B. В то же время, релейное устройство 2 также переключается (например, путем переключения подходящего средства переключения потока, содержащегося в релейном устройстве 2) таким образом, что теперь достигается соединением проходом для жидкости между впускным отверстием 21 и выпускным отверстием 22, как показано на фиг. 3.

Как видно на фиг. 3, в то время, как инфузионный процесс переключается на второе инфузионное устройство 1B, остаточное количество первой жидкости M1, поданной первым инфузионным устройством 1A все еще находится в выпускной линии 3 подачи, в частности, между двумя местоположениями, отмеченными звездочками 300, 310, в точке разветвления внутри релейного устройства 2, с одной стороны, и в конце 31 выпускной линии 3 подачи вблизи пациента P, с другой стороны. После начала инфузионного цикла второго инфузионного устройство 1B, упомянутый остаточный объем первой жидкости M1 будет введен пациенту P до того, как вторая жидкость M2 из второго контейнера 100B для лекарства, соответствующего второму инфузионному устройству 1B, будет поступать в выпускную линии 3 подачи и прибудет к пациенту P.

Первая жидкость M1 и вторая жидкость M2 могут содержать одно лекарство, но, например, в разных концентрациях. Поэтому, для обеспечения постоянной скорости ввода дозы, первый расход F1 первого инфузионного устройства 1A и второй расход F2 второго инфузионного устройства 1B различаются. Это можно математически выразить в следующем виде:

скорость 1 ввода дозы (мг/с)=расход 1 (мл/с)×концентрация 1 (мг/мл)

скорость 2 ввода дозы (мг/с)=расход 2 (мл/с)×концентрация 2 (мг/мл)

Если первая скорость ввода дозы и вторая скорость ввода дозы должны быть равны (скорость 1 ввода дозы (мг/ч)=скорость 2 ввода дозы (мг/ч)), это означает, что второй расход устанавливают следующим образом:

расход 2 (мл/ч)=расход 1 (мл/ч)×концентрация 1 (мг/мл)/концентрация 2 (мг/мл).

Если, например, концентрация лекарства в первой жидкости M1 в два раза выше концентрации лекарства во второй жидкости M2, то второй расход F2 должен быть в два раза больше первого расхода F1, чтобы получить постоянную скорость ввода дозы.

Однако, если инфузионный цикл второго инфузионного устройства 1B инициировать со вторым расходом F2 сразу после переключения инфузионного процесса с первого инфузионного устройства 1A на второе инфузионное устройство 1B, то это приведет к тому, что остаточный объем первой жидкости M1, остающейся в выпускной линии 3 подачи, будет вводиться пациенту P со вторым расходом F2, что приведет к изменению скорости ввода дозы (резкому повышению или снижению скорости ввода дозы), которое может неблагоприятно повлиять на пациента P.

Поэтому, при переключении инфузионного процесса с первого инфузионного устройства 1A на второе инфузионное устройство 1B, в промежуточной фазе второе инфузионное устройство 1B приводится в действие с первым расходом F1 в течение заданного времени подачи, как указа на фиг. 3 и 4. В данном случае, заданное время подачи определяется объемом DV подачи выпускной линии 3 подачи (включающей в себя проточный путь внутри релейного устройства 2 между звездочкой 300 и выпускным отверстием 22) и первым расходом F1. А именно, заданное время подачи равно объему DV подачи, деленному на первый расход F1:

T(h)=объем DV подачи (мл)/расход 1 (мл/ч)

=объем DV подачи (мл)×концентрация 1 (мг/мл)/скорость 1 ввода дозы (мг/ч)

После того, как второе инфузионное устройство 1B отработало в течение заданного времени T подачи с первым расходом F1, оно переключается на второй расход F2, как указано на фиг. 5. После истечения заданного времени T подачи, выпускная линия 3 подачи опорожняется от первой жидкости M1, вытекающей из первого контейнера 100A для лекарства, соответствующего первому инфузионному устройству 1A и заполняется второй жидкостью M2, вытекающей из второго контейнера 100B для лекарства, соответствующего второму инфузионному устройству 1B. Затем инфузионный процесс продолжается со вторым расходом F2, пока нне опорожняется или почти опорожняется второй контейнер 100B для лекарства, после чего процесс можно переключить на другое, третье инфузионное устройство, или процесс можно переключить обратно на первое инфузионное устройство 1A, чей контейнер 100a для лекарства снова заполнен или заменен.

Посредством настоящего способа и настоящей системы можно обеспечить, чтобы мертвый объем остаточной жидкости в выпускной линии 3 подачи не подавался к пациенту P с повышенным или сниженным расходом, отличающимся от расхода, с которым жидкость должна подаваться. Следовательно, постоянную инфузию с постоянным неизменяемым расходом можно обеспечить даже при переключении между разными инфузионными устройствами для инфузии разных лекарственных жидкостей.

Способ по настоящему изобретению представлен блок-схемой последовательности операций на фиг. 6.

А именно, на первом этапе S1, пациенту делают инфузию первого лекарства M1 посредством первого инфузионного устройства 1A из первого контейнера 100A для лекарства с первым расходом F1.

После опорожнения или почти опорожнения первого контейнера 100A для лекарства, инфузионный цикл первого инфузионного устройства 1A прекращается, и, в то же время, начинается инфузионный цикл второго инфузионного устройства 1B, который, однако, сначала происходит с первым расходом F1, с которым действовало первое инфузионное устройство 1A. Данная промежуточная фаза продолжается в течение заданного времени, которое необходимо для подачи остаточного объема DV, остающегося в выпускной линии 3 подачи к пациенту P (этап S2).

После истечения заданного времени подачи, второе инфузионное устройство 1B переключается на второй расход F2, и вторая жидкость из второго контейнера 100B для лекарства второго инфузионного устройства 1B подается к пациенту P со вторым расходом F2 (этап S3).

Идея, составляющая основу изобретения, не ограничена вышеописанными вариантами осуществления, но может быть реализована совершенно иным образом.

В частности, изобретение в принципе не ограничено применением шприцевого насоса, но может также применять другие инфузионные устройства, например, перистальтические (объемные) инфузионные устройства.

Список позиций