CN107596473A

CN107596473A - 利用带有检查部段的编织的湿度传感器监控患者的血管通路的装置和方法

Info

Publication number: CN107596473A
Application number: CN201710947285.3A
Authority: CN
Inventors: J.黑佩
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2018-01-19
Also published as: CN104203307A; US20150230716A1; CN104203307B; EP2836246A1; WO2013152855A1; DE102012007082A1; EP2836246B1; US20130274663A1; DE102012007082B4

Abstract

本发明提出一种带有至少一个导体线路的另外的编织的湿度传感器用于监控患者的血管通路以防血液流失到周围环境中、尤其用于应用在体外血液处理中。为了检查干燥的湿度传感器的传感功能，根据本发明的湿度传感器具有导体线路的通过编织制造的检查部段，其在第一实施形式中是高阻抗的终端电阻而其在第二实施形式中是设置和构造用于从湿度传感器切断的湿度传感器的接片。

Description

利用带有检查部段的编织的湿度传感器监控患者的血管通路的装置和方法

技术领域

本发明涉及尤其在体外血液处理的情况中借助于编织的湿度传感器监控患者的血管通路(Gefaesszugang)防止血液流失到周围环境中的领域且涉及用于探测在患者的血管通路处的湿度的评估装置的领域。

背景技术

已知不同类型的血液处理装置。例如用于血液透析、血液滤过和血液透析滤过的装置属于这些已知的血液处理装置。在体外血液处理期间，血液从患者的动脉血管通路通过动脉插管且通过体外血液循环的动脉管路流动到血液处理单元(例如透析器)中并且在流经血液处理单元之后通过体外血液循环的静脉管路且通过静脉插管流回到患者的静脉血管通路中。在体外血液处理期间监控患者防止血液流失到周围环境中对于透析医院的人员是持久的挑战。特别担心由于回引的静脉插管的断连或脱位血液从静脉血管通路意外地自由流动到周围环境中。因此，由现有技术已知不同的方法和装置用于在血液处理疗程(Blutbehandlungssitzung)期间监控患者的血管通路防止血液流失到周围环境中。例如已知可被粘在血管通路的穿刺部位处的湿度传感器。这些已知的湿度传感器基于该原理，即能导电的血液降低了在湿度传感器中在两个电极之间的电阻且该电阻通过评估单元来监控。

在申请者Fresenius Medical Care德国有限公司的文件WO 2010/091852 A1中说明了一种用于监控患者的血管通路的湿度传感器，在其中导体线路(Leiterbahn)和高阻抗的终端电阻(Abschlusswiderstand)附加地被施加、例如作为能导电的印刷油墨或印刷膏压印在无纺物上。被压印的终端电阻用于在湿度传感器的干燥的状态中检验导体线路的功能。被压印的终端电阻的缺点是用于终端电阻的位置精确的压印的高耗费(与较高的产生成本相联系)。另一缺点是在湿度传感器的机械负载下被压印的膏的局部断裂或微裂纹的风险，由此电阻在运用传感器期间可显著升高。

在申请者Fresenius Medical Care德国有限公司的文件WO 2011/116943 A1中说明了一种用于监控患者的血管通路的通过编织制造的湿度传感器。在该湿度传感器中，导体线路通过在部分多层的织物中的能导电的经纱和纬纱来实现。能导电的纱线通常具有在织物中以尽可能小的电阻传导电流的目的。为了该目的，已知的纱线例如包含银。这样的湿度传感器设置成与集成在联接端子中的外部的终端电阻、即SMD(表面安装器件)一起应用于在湿度传感器的干燥的状态中检验导体线路的功能。通过编织制造的湿度传感器依赖于外部的终端电阻，因为带有需要的较高的可复制性的限定的终端电阻(例如一SMD)到这样的湿度传感器中的集成将是昂贵的且将使通过编织的制造工艺的显著的成本优势一部分丧失。这样的湿度传感器具有四个联接触点(Anschlusskontakt)，其中，在联接端子中必须设置两个联接触点用于SMD的接触。在申请者Fresenius Medical Care德国有限公司的国际专利申请PCT/EP2011/003044中说明了一种这样的用于监控患者的血管通路的湿度传感器用的联接端子，其带有用于导体线路的两个联接触点和附加的用于集成在联接端子中的终端电阻的两个联接触点。该联接端子的缺点是用于集成的终端电阻的两个联接触点的附加成本。在申请者Fresenius Medical Care德国有限公司的带有申请号DE 10 2011113839.4的在本专利申请的申请日尚未公开的德国专利申请中说明了另一种用于监控患者的血管通路用的待放置到患者的皮肤上的湿度传感器的联接端子。

用于不带集成的终端电阻的湿度传感器的带有集成的终端电阻的联接缆线或联接端子的缺点是与提高的生产成本相关联的提高的生产耗费。

在申请者Fresenius Medical Care德国有限公司的带有申请号DE 10 2011113838.6的在本专利申请的申请日尚未公开的德国专利申请中说明了一种用于制造多个用于监控患者通路的湿度传感器的编织方法。

在本申请中全面参照文件：

• WO 2010/091852 A1,

• WO 2011/116943 A1,

以及申请：

• DE 10 2011 113838.6和

• DE 10 2011 113839.4和

• PCT/EP2011/003044。

发明内容

这种类型的编织的湿度传感器具有在多层织物中的至少一个通过编织制造的导体线路，其中，该至少一个导体线路由在其余由不能导电的纱线构成的织物中的传导性的纬纱和传导性的经纱来形成且传导性的纬纱和传导性的经纱在所选择的接触点处能够导电地相互交织。本发明的目的是有利地改进这种类型的编织的湿度传感器且克服由现有技术已知的编织的湿度传感器的缺点。

本发明的另一目的是说明一种该类型的通过编织制造的湿度传感器，在其中可在干燥的状态中检验导体线路的功能，而对此不需要外部的终端电阻。

本发明的另一目的是说明一种该类型的通过编织制造的带有集成的终端电阻的湿度传感器，在其中生产耗费较小。

本发明的另一目的是说明一种该类型的编织的湿度传感器，在其中限定的终端电阻集成在织物中且终端电阻的欧姆电阻能够在预设的公差内可靠地复制。

本发明的另一目的是降低用于利用这种类型的编织的湿度传感器监控患者的血管通路用的评估装置的制造成本。

本发明的另一目的是说明一种该类型的编织的湿度传感器，其相对机械负载是耐用的。

这些目的的解决方案根据本发明利用独立权利要求1、10、13和14的特征来实现。有利的实施形式是从属权利要求的内容。根据权利要求1的按照本发明的湿度传感器的优点可利用根据权利要求10的评估单元和根据权利要求13的用于体外血液处理的装置以及根据权利要求14的方法完整地来实现。

在现有技术中迄今几乎不存在在能导电的织物中的高阻抗的纱线的经验。然而申请者的试验显示出，当一方面以高阻抗的聚合物覆层来精制终端电阻的纱线而另一方面通过与湿度传感器的交叉的传导性的纬纱和/或交叉的传导性的经纱的局部的传导性的接触点来精确地确定和限制在织物中的高阻抗的终端电阻的有效长度时，可实现仅通过编织制造的高阻抗的终端电阻的充分的可复制性。

所谓的碳-纳米管覆层证实为特别有利的高阻抗的聚合物覆层，在其中可复制性特别可靠。带有这样的碳-纳米管覆层的纱线例如在文件EP 2 322 709 A1中来说明。

根据本发明的角教导，这些目的通过一种该类型的编织的湿度传感器来实现，该湿度传感器带有至少一个通过编织制造的导体线路，其具有导体线路的通过编织制造的根据本发明的检查部段(Kontrollabschnitt)。导体线路的检查部段由能导电的线的特定部段构成。

本发明的第一实施形式设置成，导体线路的检查部段的电阻率大致相应于导体线路的纱线的电阻率并且在导体线路的功能检验之后将检查部段破坏性地从导体线路分离，使得导体线路被分成至少两个电极，由此湿度传感器才通过检查部段的分离的步骤对于湿度测量得敏感。当干燥的湿度传感器联接在评估装置处、施加有已知的检验电压且在湿度传感器的联接触点之间所测量的欧姆电阻超出预设的第一电阻极限值(导体线路断裂)或低于第二电阻极限值(短路)时，或者当来测量电流、所测量的电流低于预设的第一电流极限值(导体线路断裂)或超出第二电流极限值(短路)时，在该实施形式中可识别出在导体线路中的缺陷(例如由于导体线路断裂的中断或编织缺陷)。该第一实施形式的优点是，湿度传感器的制造特别简单且成本有利。然而为此须容忍，在检查部段分离之后导体线路的功能检验不再可能。但是试验显示出，不会由于湿度传感器的在患者处的实际应用中预期的机械应力损坏导体线路。

本发明的第二实施形式设置成，导体线路的检查部段的电阻率明显大于导体线路的纱线的电阻率且检查部段实施为高阻抗的终端电阻。优选地，导体线路的检查部段的电阻率处在10³Ohm/cm与10⁶Ohm/cm之间。特别优选地，检查部段的电阻率为10⁴Ohm/cm和10⁵Ohm/cm。特别优选地，导体线路的检查部段由带有聚合物覆层的纱线、尤其由带有碳-纳米管覆层的纱线制成。高阻抗的纱线可由生产引起经过整个织物幅，例如作为在编织方向上的经纱或作为横向于编织方向的纬纱。根据本发明通过与交叉的传导性的纬纱和/或交叉的传导性的经纱的局部的传导性的联结来确定在织物中作为终端电阻起作用的高阻抗的纱线的长度。由此，高阻抗的纱线的仅仅一个精确限定的部段用作终端电阻。有效的高阻抗的终端电阻的绝对值根据本发明可仅通过编织在预设的公差内来确定。

附图说明

下面参照附图来详细阐述根据本发明的湿度传感器的实施例。根据在附图中示出的实施例来详细说明本发明的另外的细节和优点。附图中的附图标记分别普遍地在所有附图中具有相同的意义。

其中：

图1显示了相应于第一实施例的编织的湿度传感器的示意图，

图2显示了相应于第二实施例的编织的湿度传感器的示意图，

图3显示了根据第三个实施例的编织的湿度传感器的示意图。

具体实施方式

图1以简化的示意图显示了根据本发明的编织的湿度传感器100，其通过外轮廓110来限制且具有用于湿度传感器与联接端子(未示出)的电接触的联接接片(Anschlusslasche)120。在该实施例中所示的湿度传感器是在文件WO 2011/116943 A1中所示的湿度传感器的进一步改进。在编织的湿度传感器100中能导电的纬纱S[l]至S[10]和能导电的经纱K[l]至K[7]被织入多层织物中。能导电的经纱K[l]至K[7]与能导电的纬纱S[l]至S[10]仅在所选择的接触点P[l]至P[18]处导电地相互交织且其余在多层织物中互相绝缘。纬纱S[5]和S[6]延伸通过联接接片120。基于接触点P[l]至P[18]，在联接接片120中的纬纱S[5]与在联接接片120中的纬纱S[6]之间产生闭合的导体线路。导体线路的走向通过接触点P[l]至P[18]的特定位置来确定。在图1的该实施例中，闭合的导体线路由接下来提及的、传导性地相互连接的纱线部段构成：

• 在纬纱S[5]中从联接接片120直至接触点P[2]，

• 从接触点P[2]直至接触点P[1]，

• 从接触点P[1]直至接触点P[11]，

• 从接触点P[11]直至接触点P[12]，

• 从接触点P[12]直至接触点P[7]，

• 从接触点P[7]直至接触点P[8]，

• 从接触点P[8]直至接触点P[13]，

• 从接触点P[13]直至接触点P[14]，

• 从接触点P[14]直至接触点P[6]，

• 从接触点P[6]直至接触点P[5]，

• 从接触点P[5]直至接触点P[15]，

• 从接触点P[15]直至接触点P[16]，

• 从接触点P[16]直至接触点P[9]，

• 从接触点P[9]直至接触点P[10]，

• 从接触点P[10]直至接触点P[17]，

• 从接触点P[17]直至接触点P[18]，

• 从接触点P[18]直至接触点P[4]，

• 从接触点P[4]直至接触点P[3]以及

• 从在纬纱S[6]中的接触点P[3]直到联接接片120中的子部段。

在该实施例中，经纱K[3]是高阻抗的纱线(在本实施例中10⁵Ohm/cm)，而所有其它能导电的线是低阻抗的。通过经纱K[3]与纬纱S[2]在接触点P[5]处的联结和经纱K[3]与纬纱S[10]在接触点P[6]处的联结，在接触点P[5]与P[6]之间作为导体线路的部段产生带有精确限定的长度和在预设的公差内特定的电阻值的高阻抗的终端电阻。如此产生的终端电阻具有在批量生产中足够的可复制性且用作检查部段用于在干燥的状态中湿度传感器的功能检验。

如果将湿度传感器100联接到电气评估单元(未示出)处且在联接接片上在纬纱S[5]和S[6]的自由端部之间施加有大致恒定的检验电压，则有电流流过整个导体线路。

在湿度传感器的干燥的状态中，导体线路的所测量的欧姆电阻大致相应于终端电阻的预先已知的欧姆电阻。在联接端子(未示出)与在联接接片中的纬纱缺乏或缺少接触或者导体线路断裂的情况中，所测量的导体线路的欧姆电阻明显高于终端电阻的预先已知的欧姆电阻，例如无穷高。在潮湿的湿度传感器中，所测量的欧姆电阻明显小于终端电阻的预先已知的欧姆电阻。可在评估单元中将所测量的欧姆电阻与下极限值和上极限值比较。如果所测量的欧姆电阻超出上极限值，则推断出损坏的传感器或湿度传感器在评估单元处有故障的联接。如果所测量的欧姆电阻低于下极限值，则由评估单元识别出湿度。

类似于此当然也可能测量和评估通过导体线路的电流。可在评估单元中将所测量的电流与下极限值和上极限值比较。如果所测量的电流超出上极限值，则由评估单元识别出湿度。如果所测量的电流低于下极限值，则推断出损坏的传感器或湿度传感器在评估单元处有故障的联接。

在将干燥的湿度传感器联接到评估单元处时，执行欧姆电阻和/或电流的基础测量用于标定评估单元且参考基础测量自动地确定下极限值和上极限值。为了参考基础测量确定下极限值和上极限值，在评估单元中存储有以非常多的相同类型的湿度传感器试验的经验值。

用于监控患者的血管通路的湿度传感器的受限的尺寸限制用于编织的终端电阻的可用位置。由于该原因值得期望的将是尽可能短的终端电阻。然而，高阻抗的纱线在实践中沿着纱线长度具有电气特性、尤其电阻率与平均的厂家数据的偏差。这意味着，终端电阻的电阻值的良好的可复制性要求一定的有效电流流经的最小长度。申请者的经验显示出，当高阻抗的纱线的电流流经的长度为至少10mm、但是优选地为大约50mm或更长时，存在如此制造的终端电阻的电阻值的较高的可复制性。

也可能代替单个纱线作为终端电阻使用多个纱线的区域作为终端电阻。

在备选的实施形式中也可能为了改善可复制性通过结构措施延长终端电阻的电流流经的长度。

在备选于在图1中所示的实施形式的一实施形式中在织物中织入多个并联的高阻抗的纱线，从而以该方式增大高阻抗的纱线的整个有效的电流流经的长度。

在另一备选的实施形式中，如果高阻抗的纱线沿着湿度传感器的外轮廓的一部分布置且在外轮廓的两个接触部位处与两个低阻抗的导体线路(其不允许与在联接接片中的低阻抗的导体线路重合)的端部相接触，可获得终端电阻的特别长的电流流经的长度。然而，这样的布置在如在图1中所示的倒圆的外轮廓的情况下仅通过编织是不可能的。然而在矩形的湿度传感器中，这仅通过编织将是可能的。在终端电阻的这样的布置中，在多层织物中高阻抗的纱线与低阻抗的纱线的交叉点实施为绝缘部位。

在其它的实施形式中设置有另外的结构特征来增大高阻抗的纱线的电流流经的长度。例如，所安装的高阻抗的公司标志可以是编织的高阻抗的终端电阻的部分。然而这仅在一定的实施形式中可仅通过编织实现。

图2作为第二实施例显示了编织的湿度传感器的一示意图，其带有外轮廓110和联接接片120和导体线路的通过编织制造的检查部段130用于导体线路的功能检验，其中，检查部段由编织的检查接片130构成，其基本上伸出超过编织的湿度传感器的轮廓且包含低阻抗的导体线路部段(其包含接触点P[10]和P[12])。

为了导体线路的功能检验可来测量整个低阻抗的导体线路的电阻。也可能在功能检查中测量通过低阻抗的导体线路的电流并且与下极限值和上极限值比较。在功能检验结束之后，通过将编织的检查接片130连同接触点P[10]和P[12]沿着在图2中以虚线表示的线140从编织的湿度传感器切断使得闭合的导体线路被拆开成第一和第二电极，使传感器变得敏感。第一电极和第二电极在检查接片130切断之后彼此电绝缘。

第一电极延伸经过相互连接的纱线部段：

• 在纬纱S[5]中从联接接片120直至接触点P[2]，

• 从接触点P[2]直至接触点P[l]，

• 从接触点P[1]直至接触点P[13]，

• 从接触点P[13]直至接触点P[14]，

• 从接触点P[14]直至接触点P[5]，

• 从接触点P[5]直至接触点P[6]，

• 从接触点P[6]直至接触点P[15]，

• 从接触点P[15]直至接触点P[16]，

• 从接触点P[16]直至接触点P[9]，

• 从在经纱K[5]中的接触点P[9]直至截线140的子部段。

第二电极延伸经过相互连接的纱线部段：

• 在纬纱S[6]中从联接接片120直至接触点P[4]，

• 从接触点P[4]直至接触点P[3]，

• 从接触点P[3]直至接触点P[17]，

• 从接触点P[17]直至接触点P[18]，

• 从接触点P[18]直至接触点P[7]，

• 从接触点P[7]直至接触点P[8]，

• 从接触点P[8]直至接触点P[19]，

• 从接触点P[19]直至接触点P[20]，

• 从接触点P[20]直至接触点P[11]，

• 从在经纱K[6]中的接触点P[11]直至截线140的子部段。

在将湿度传感器靠近血管通路的穿刺部位粘到患者的皮肤上且鉴于其功能检验之后，例如可利用剪刀实现检查接片130的切断。在结构上较短地来选择在接触点P[10]与P[12]之间的导体线路部段，以保持材料损失较小且保持有效电极长度较大。对此，形成与经纱K[5]和K[6](其有利地彼此靠近且平行延伸)的接触点P[10]和P[12]。因此，检查接片130可较小地来实施。尽管如此，检查接片恰好大到足以能够在患者处切断时以无菌手套可靠地抓住且利用剪刀切断其。

在该实施形式中，在检查部段从湿度传感器分离之后不再能容易地进行功能检验。申请者在编织的湿度传感器处的负载测试然而显示出，编织的湿度传感器、尤其这样的不带高阻抗的纱线的湿度传感器极其耐抗在实际使用中在医院中出现的机械负载。因此就在使用之前鉴于其功能测试湿度传感器且之后在体外血液处理期间放弃另外的功能测试是足够的。

在该实施形式中不需要高阻抗的终端电阻。这意味着成本优势，因为不需要成本集中的高阻抗的纱线。

图3作为第三实施例显示了编织的湿度传感器100的示意图，类似图1中的第一实施例，然而带有该附加特征，即湿度传感器的两个侧向边腿分别延长地来实施且分别围绕湿度传感器的中心凹口弯曲地来引导，其中，这两个侧向边腿的弯曲的区域相间隔地引导经过彼此且包围中心凹口，使得湿度传感器的中心凹口被敏感区域全面围绕，而这两个侧向边腿的弯曲的区域不接触。图3中的湿度传感器的接触点的位置与图1相比匹配湿度传感器的改变的外轮廓。利用根据图3的湿度传感器可进一步降低液体从中心凹口的区域出来在这两个侧向边腿之间流走而不被探测的可能性。

根据本发明，利用所示的实施例解决本发明的提出任务。然而本发明不限于这些实施例。

附图标记清单

。

Claims

1.一种用于监控患者的血管通路的编织的湿度传感器，其带有通过编织制造的至少一个导体线路，其具有所述导体线路的通过编织制造的检查部段用于所述导体线路的功能检验，其中所述导体线路的通过编织制造的检查部段构造为终端电阻，其中所述终端电阻是高阻抗的能导电的线并且检查线的电阻率明显大于构造所述导体线路的能导电的线的电阻率，其中高阻抗的能导电的所述线具有在10³Ohm/cm至10⁶Ohn/cm的值范围中的关于所述线的长度的电阻率，并且其中高阻抗的能导电的所述线具有碳-纳米管-覆层。

2.根据权利要求1所述的编织的湿度传感器，其特征在于，高阻抗的能导电的所述线具有在10³至10⁵Ohm/cm的值范围中的关于所述线的长度的电阻率。

3.一种用于监控患者的血管通路的评估装置，其设置和构造用于利用根据权利要求1或2所述的湿度传感器通过测量在所述湿度传感器的联接触点之间的电阻来测量湿度并且/或者用于通过测量在所述湿度传感器的导体线路中的电流来进行导体线路的功能检验。

4.根据权利要求3所述的用于监控患者的血管通路的评估装置，其附加地构造用于将所测量的电阻与电阻下极限值和/或电阻上极限值比较并且/或者用于将所测量的电流与电流下极限值和/或电流上极限值比较。

5.根据权利要求4所述的用于监控患者的血管通路的评估装置，其带有根据权利要求1或2所述的湿度传感器，其特征在于，当所测量的欧姆电阻低于第一电阻下极限值和/或所测量的欧姆电阻超出第一电阻上极限值时并且/或者当所测量的电流低于第一电流下极限值和/或所测量的电流超出第一电流上极限值时，推断出有故障的导体线路。

6.一种血液处理装置，其带有体外血液循环和根据权利要求3所述的评估装置。