CN108289610A - 用于感测和分析医疗装置的导管内的流体和其中的气泡的特性的方法、电路、装置、组件、系统和相关联的计算机可执行代码 - Google Patents
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Abstract
本发明包括用于监测医疗导管、感测和测量医疗导管内的流体(液体和/或气体)的参数和/或处理所感测/测量出的医疗导管内的流体的参数的方法、电路、装置、组件、系统和相关联的计算机可执行代码。本发明还包括医疗输液装置和/或系统，其包括本文中所描述的监测、感测、测量和分析装置和方法。
Description
发明领域
本发明大体上涉及医疗装置领域。更具体地，本发明涉及用于感测和分析医疗装置的导管内的流体和其中的气泡的特性的方法、电路、装置、组件、系统和相关联的计算机可执行代码。
背景
当今许多治疗和诊断过程是通过医疗装置和/或在医疗装置的协助下执行的。医疗装置在医疗中心和医院这两者以及在患者家中和他们身上都很普遍。一些医疗装置通过手动启动和控制来操作，然而另一些包括被设计成自动地或半自动地操作医疗装置的自动处理器。
在许多情况下，需要将流体输送给患者和/或输送来自患者的流体。存在被设计成以不同的自动化水平将流体输送给患者和/或输送来自患者的液体的许多医疗装置。有些是完全手动的，完全由看护人和/或患者进行操作并控制。其他的包括自动功能和/或安全特征。有些依赖于重力来输送流体，而另一些则包括被设计成将流体推送给患者或者抽出来自患者的流体的泵送机构，诸如蠕动泵。这样的泵可以包括作为泵送机构的一部分的凸轮轴和/或一个或更多个指状物或致动器。泵还可以具有泵循环，在泵循环期间使预定量的流体流动通过导管。在一些情况下，该系统可以被设计成以特定速率精确地输送流体。
一些自动化流体输送装置包括被设计成检测管线中的阻塞和/或可以检测和/或监测管线中的空气或气体的量的部件，该空气或气体会在输送期望的流体的同时被不经意地输送给患者。如果超过空气或气体的预定量，这样的装置会触发警报和/或停止治疗。
概述
现代医学使用许多自动化流体输送系统和装置来管理从盐水到化疗到氧气的任何事物。随着这些系统和装置变得越来越自动化，这样做需要自动感测和分析系统/装置的导管内的流体或流体不足。在一些系统中，需要确定导管是否已经填充流体(即，确定系统是否已经被预注)。在一些系统中，会期望识别流体或该流体的一个或更多个特性。在一些系统中，流体的类型或者其温度/压力可能是重要的。在一些系统中，可能期望上面的组合。
另外，由于涉及向患者意外输送气泡的危险，故期望在这样的系统和装置中检测和监测导管内的气泡以评估相关危险并且在必要时自动采取预防/补救动作。
存在用于气泡检测和导管监测的许多已知系统，然而，这些系统常常是二元性的(binary in nature)、不精确的和/或缺乏区分不同流体的手段，从而缺乏提供大量期望信息的能力或提供的信息不够可靠。因此，需要改进用于监测医疗导管的感测装置以及开发新的装置和系统。还需要改进相关联的传感器信号处理和分析以更准确地提供更多期望的信息。
本发明包括用于监测医疗导管、感测和测量医疗导管内的流体(液体和/或气体)的参数和/或分析结果的方法、电路、装置、组件、系统和相关联的计算机可执行代码。本发明还包括医疗流体输送装置和/或系统，其包括本文中所描述的监测、感测、测量和分析装置和方法。根据本发明的一些实施方式，可以向医疗流体输送系统/装置(例如，IV药物/流体输送系统、硬膜外药物/流体输送系统、透析装置、注射泵、心肺机等)集成式地或另外地提供下列的导管/导管流体感测装置和/或子系统中的一个或更多个：
a.能量传感器(诸如光传感器)，其可以与相关联的能量发射器相组合。根据一些实施方式，可以放置能量/光传感器来感测可能由相关联的发射器(例如，IR发射器、LED、RGB发射器、超声波发射器等)所发射的行进通过导管的能量/光。所感测的能量/光可以被分析以确定导管中流体的参数。穿过导管的能量/光的参数可以用于确定流体是气体还是液体、识别液体内的气泡和/或识别流体(例如，基于行进通过它的光的光谱分析)。根据另外的实施方式，可以使用穿过导管的光的参数的变化来确定流体之间的转变(诸如从液体到空气的转变)和/或确定给定的感测到的气泡是静态的还是动态的；和/或
b.压力/力传感器，其可以与夹具相结合。根据一些实施方式，可以提供适于感测导管内的压力/力的传感器。根据另外的实施方式，压力/力传感器可以与适于部分或完全阻碍流体流动通过导管和/或向导管施加压力/力的夹具相结合来起作用。根据一些实施方式，通过测量在施加/释放夹具时导管内的压力变化和/或压力变化率，可以确定导管内流体的性质和/或导管内的液体/气体/空气的量。这可以被实现是因为施加和/或释放夹具而导致的压力变化取决于导管内的流体的物理特性及其压力这个事实。
根据本发明的一些实施方式，可以提供一种处理器/处理电路，其适于分析来自与医疗流体输送系统/装置功能性相关联的一个或更多个传感器的输出，以确定以下项中的一项或更多项：
a.导管是否填充气体/空气或液体-如本文中所描述，基于导管内的压力的和/或响应于施加和/或释放到导管的压力/夹持的压力变化的测量结果，可以确定导管是否填充有气体/空气或液体。应当注意的是，在本申请的上下文中，术语“填充有空气”和/或“填充有液体”是指其中微量的其他物质仍然可以存在于相应的流体内的情况(准确的百分比是情景依赖性的)，使得这些术语应当被理解为包括考虑到所讨论的应用也可以被描述为“基本填充…”这样的条件。也可以从与导管相关联的光传感器的输出(即，基于已经穿过流体的光的参数)确定导管内的流体的性质。根据另外的实施方式，这两种感测技术可以可替代地和/或组合使用，以及与以下在面的部分[0010](b)-(d)中论述的技术相结合使用。例如，可以基于光感测而定期确定流体的性质，并且在光感测不确定的情况下和/或在关键时刻，可以施加压力/夹持并且进行相关联的力/压力测量以提供第二指示或验证。在另一个示例中，系统/导管的预注可以通过压力传感器夹具组合和随后用于监测管线的第二传感器来验证，可以使用压力传感器的原始读数来确定起始条件；
b.导管中的流体的标识和/或分类和/或其特性-如本文中所描述的，对已经穿过导管的光的光谱分析可以被用于确定导管内的流体的标识和/或确定流体的一个或更多个特性；
c.识别气泡及它们的尺寸和数量-如本文中所描述，对已经穿过导管的光的分析可以被用于识别流动通过导管的液体内的气泡并且确定它们的尺寸。根据一些实施方式，可以通过检测已经穿过流体的光的指示物质之间转变的参数(边界条件)的变化来检测和识别气泡；以及
d.给定的气泡是静态的还是动态的和/或给定的气泡的移动性-如本文中所描述，通过随时间测量上述参数中的一个或更多个并且确定相关参数的变化率，可以确定给定的气泡的运动或缺乏运动。此外，一旦检测出静态气泡，则其可以被监测以检测它是否变为动态的。
附图简述
关于本发明的主题在说明书的结束部分被特别指出并被清楚地要求保护。然而，本发明关于操作的组织和方法以及其目的、特征和优点，通过参考与附图一起阅读时的以下详细描述可得到最好的理解，其中：
图1是连接到患者的示例性医疗输液系统的示意图，其包括医疗输送系统、管线感测组件和相关联的处理电路，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图2是根据本发明的一些实施方式的示例性的基于能量的医疗管线感测组件的示图；
图3A是示例性的基于能量的医疗管线感测组件的示图，其示出了管线内的流体之间的转变，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图3B是在气泡通过被监测的医疗导管期间的示例性光传感器输出的曲线图，其示出了指示液体到气体之间的转变或反之亦然的示例性传感器输出，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图3C-图3D是呈现了用于基于指示导管内的流体类型之间的转变的传感器输出的检测和分析来监测医疗导管的示例性算法的流程图，其中图3C呈现了算法的第一示例并且图3D呈现了算法的第二示例，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图4A-图4C呈现了被设计成识别指示在不同条件下进行观测时的导管内的边界条件的信号/参数的示例性实验室实验的结果，其中图4A以表格形式呈现数据并且图4B和图4C呈现了曲线图，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图5A-图5C呈现了当检测出RGB光源通过空气、水、TPN 2％(代表不透明液体)以及被设计成模仿蔗糖铁处理液(代表半透明液体)的油墨和水的混合物时的示例性光传感器输出，其中图5A呈现了蓝色波段中的示例性结果，图5B呈现绿色波段中的示例性结果并且图5C呈现红色波段中的示例性结果，以上全部根据本发明的一些实施方式。如可以看到的，每种物质吸收每个波长的不同量的光，从而产生可区分的光谱特征(spectralsignature)；
图6A-图6D呈现了在将夹具施加到管线上时的示例性压力传感器输出结果(不同的曲线图6A-图6D呈现了不同条件下的结果的示例)，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图7是呈现了医疗导管内的气泡的示例性监测的操作步骤的流程图，包括对它们的移动性的分解，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图8是呈现了包括压力传感器和夹具组件以及光感测组件的示例性医疗导管监测系统的操作步骤的流程图，其示出了使用夹具+压力传感器在启动通过光传感器进行的监测之前验证导管中液体的预注和/或存在，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图9是呈现了包括压力传感器和夹具组件以及另一个感测组件的示例性医疗导管监测系统的操作步骤的流程图，其示出了使用夹具+压力传感器来解决歧义(ambiguous)和/或验证其他传感器组件的测量/输出，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图10是导管内的示例性静态气泡和动态气泡的示图，其示出了与仅占据它所处于其内的导管的一部分的示例性静态气泡相比，占据了它所处于其内的导管的全部横截面的示例性动态气泡，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图11A-图11E是感测导管内的流体的参数的示例性传感器的示例性输出的示例性曲线图，其中图11A包括在示例性动态/移动气泡的通过期间测量的一系列传感器输出组成的曲线图，图11B也包括在示例性动态/移动气泡的通过期间测量的一系列传感器输出组成的曲线图，图11C包括在示例性静态气泡的通过期间测量的一系列传感器输出组成的曲线图，图11D也包括在示例性静态气泡的通过期间测量的一系列传感器输出组成的曲线图，并且图11E包括在一长系列的泵循环上并随着多个静态和动态气泡穿过所监测的导管时所测量的一系列传感器输出组成的曲线图，以上全部根据本发明的一些实施方式。应当引起注意的是，不同的图之间X轴的比例差异。图11A和图11B(描绘示例性动态气泡)呈现每个样本的数据，其中整个曲线图示出了在100个样本上收集的信号。图11C和图11D(描绘了示例性静态气泡)呈现每5个样本的数据，其中整个曲线图示出了在1000个样本上收集的信号；
图12A-图12B是示例性的基于能量的管线感测组件的框图，其中图12A呈现了被设计成与医疗装置结合工作的示例性的基于能量的管线感测组件，并且图12B呈现了包括基于能量的管线感测组件的示例性医疗装置，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图13A-图13B是示例性的基于压力传感器的管线感测组件的框图，其中图12A呈现了被设计成与医疗装置结合工作的示例性的基于压力传感器的管线感测组件，并且图12B呈现了包括基于压力传感器的管线感测组件的示例性医疗装置，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图14A-图14B是包括基于能量的管线感测组件和基于压力传感器的管线感测组件的示例性系统的框图，其中图14A呈现了包括被设计成与医疗装置结合工作的基于能量的管线感测组件和基于压力传感器的管线感测组件的系统，并且图14B呈现了包括基于能量的管线感测组件和基于压力传感器的管线感测组件的示例性医疗装置，以上全部根据本发明的一些实施方式；
图15A-图15B是包括基于能量的管线感测组件、基于压力传感器的管线感测组件和另外的管线感测组件的示例性系统的框图，其中图15A呈现了包括被设计成与医疗装置结合工作的基于能量的管线感测组件、基于压力传感器的管线感测组件以及另外的管线感测组件的系统，并且图15B呈现了包括基于能量的管线感测组件、基于压力传感器的管线感测组件和另外的管线感测组件的示例性医疗装置，以上全部根据本发明的一些实施方式；
应当理解的是，为了说明的简单和清楚，图中所示的元素不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的情况下，参考数字可在多个图中重复以指示对应的或类似的元素。
应当理解的是，所呈现的附图仅用于阐明以下详细描述，因此本质上是示例性的，并且不包括本发明的所有可能的变换。
详细描述
以下描述被提出，以使本领域的任何技术人员能够做出和使用本发明，并且以下描述在本发明的具体应用和其要求的上下文中提供。对所公开的实施方式的各种修改对本领域的那些技术人员将是明显的，并且本文中所界定的一般原理可以在不脱离本发明的范围的情况下而应用于其它实施方式和应用。因此，本发明并不旨在限于所示出的实施方式，而是符合与本文中所公开的原理和特征相一致的最广泛的范围。
在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其它实例中，没有详细描述已知的方法、过程、部件和电路以免使本发明模糊。
除非另外特别规定，如从下面的论述明显看出的，应认识到，在整个说明书论述中，利用术语例如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”等指代处理器、处理电路、微控制器、计算机或计算系统或包括移动电话或任何移动装置的类似电子计算装置的动作和/或过程，这些动作或过程将被表示为在计算系统的寄存器和/或存储器内的诸如电子量的物理量的数据操纵或转换成类似地被表示为在计算系统的存储器、寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示装置内的物理量的其它数据。
本发明的实施方式可包括用于执行本文中的操作的装置。这个装置可被专门构造用于期望目的，或它可以包括由存储在计算机或电话或任何其他计算装置中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机、处理器或微控制器。这样的计算机程序可存储在计算机可读存储介质中，例如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡或适合用于存储电子指令并能够耦合到计算机系统总线的任何其它类型的介质。
在本文中所提出的过程和显示并不固有地涉及任何特定的计算机或其它设备。各种通用系统可以使用根据本文中所教导的程序，或其可以证明能方便构建执行期望方法的更专用的设备。通过下面的描述，将出现用于各种这些系统的期望的结构。另外，本发明的实施方式未参考任何特定的编程语言来描述。将认识到的是，各种编程语言可用于实现如本文中所描述的发明的教导。
应当理解的是，现今已知的或将来要设计的用于计算机联网(例如，网状网络、无限带宽连接、RDMA等等)的任何拓扑、技术和/或标准可适用于本发明。
在下面的详细描述中，对附图的引用出现在括号中。诸如[500]的出现在括号内的数字或字母(不包括段落号)应当被理解为指代通过出现在括号中的相同数字和/或字母标记在图中的元件。
本发明包括用于监测医疗导管、感测和测量医疗导管内的流体(液体和/或气体)的参数和/或处理所感测/测量出的医疗导管内的流体的参数的方法、电路、装置、组件、系统和相关联的计算机可执行代码。本发明还包括医疗流体输送装置和/或系统，其包括本文中所描述的监测、感测、测量和分析装置和方法。
所提出的本公开与医疗流体输送系统相关，然而，本文中所描述的导管感测组件以及相关联的控制器和方法可以被实施为与其他自动化流体输送系统/泵相关。因此，本公开的教导尽管具体涉及医疗流体输送系统，但应理解为也应用于其他流体输送系统/泵。
根据本发明的一些实施方式，可以提供集成到或附加至医疗流体输送系统/装置的一个或更多个导管/导管流体感测装置/子系统，如在图1和图12A-图15B中所示。医疗流体输送系统/装置可以是蠕动泵、输液泵、注射泵、肠内泵、透析机、心肺机或上述的组合或被配置为使流体从流体源流动到在医疗装置下游位置处的目的地(诸如患者)的任何医疗装置。医疗流体输送系统/装置可以被配置为通过以下项将流体供应给患者：静脉(IV)、皮下、硬膜外、肠内鞘内、蛛网膜下、周围神经、神经轴向或任何其他输送方法。该流体可以是通过这样的系统输送的任何医疗流体，诸如盐水、水、蔗糖铁、完全胃肠外营养(TPN)、脂质、IV药物、硬膜外药物、血液和血液制品以及这些中的任何组合。导管可以是管道、盒子和/或可以包括将导管连接到医疗装置和/或导管与装置之间的接口的外壳(例如，导管可以包括用于将它安装在蠕动泵上使得该泵推动流体通过导管的外壳)。
根据一些实施方式，AIL可以是管线和/或导管和/或管道中的空气。例如，循环可以是当泵电路/机修工完成一整轮的操作时的泵循环。每个泵循环可以有几个传感器样本，例如1-100。LS是光传感器。TPN(完全胃肠外营养)可以是不透明液体的示例。本说明书中的流体应当被理解为是指以流动通过导管的能力为特征的任何物质，使得流体可以包括气体或液体，并且甚至是某些固体(诸如胶体型物质)或其任何组合。
根据本发明的一些实施方式，可以提供可能与相关联的光(能量)发射器相组合的基于光的管线传感器(或其他能量传感器，诸如超声波传感器)，如在图2、图12A-图12B和图14A-图15B中所示。根据一些实施方式，可以将光/能量传感器定位为感测行进通过导管的光/能量，其可以由相关联的发射器(例如，IR发射器、LED、RGB发射器、超声波发射器等等)发出。可以分析光/能量传感器的输出以确定导管中流体的参数。穿过导管的光/能量的参数可以用于确定流体是气体还是液体、识别液体内的气泡和/或识别流体(例如，基于行进通过它的光/能量的光谱分析)。根据另外的实施方式，可以使用穿过导管的光/能量的参数的变化来确定流体之间的转变(诸如从液体到气体或液体到气体的转变)和/或确定给定的所感测到的气泡是静态还是动态的。
根据一些实施方式，管线检查组件可以包括功能性地耦合到发射器线路接口的至少一个发射器，其中发射器线路接口可以促进将由发射器释放的能量/光/辐射传输到管线中以进行检查。例如，该接口可以以可能的特定方位将发射器定位成将能量/光/辐射发射到导管中，如在图2、图12A-图12B和图14A-图15B中所示。接口可以相对于导管和相关联的光传感器定位发射器，以便发射能量/光/辐射穿过导管至传感器。管线检查组件还可以包括功能性地耦合到传感器线路接口的至少一个传感器，其中传感器线路接口可以促进接收/检测/感测由至少一个发射器释放到管线中的能量。例如，该接口可以以可能的特定方位将传感器定位为接收/检测/感测从导管到达的能量/光/辐射。该接口可以相对于导管和相关联的发射器定位传感器，以便感测/检测/接收由发射器发射通过导管的能量/光/辐射。根据另外的实施方式，可以类似地实现其他形式的能量发射器和相应的传感器(例如，超声波发射器+传感器)。根据又一另外的实施方式，发射器可以位于相关联的传感器旁边，以执行多普勒测试类型测量。
根据一些实施方式，管线检查组件还可以包括物理适配件(physicaladaptation)，如图12A中所示，该物理适配件被设计成在由光传感器感测的区域中按下/挤压或以其他方式使导管/管道变平以改善光传感器的操作。根据一些实施方式，如在本文中所描述的压力感测元件还可以用于使导管/管道“平坦”至改善光感测部件的功能性的程度。当然，在这样的组件中，光传感器必须定位在压力感测区域内或邻近于压力感测区域。
根据一些实施方式，如上所述的接口(发射器线路接口和/或传感器线路接口)可以通过一个接口或独立接口来实现。这些接口可以包括用于促进发射器/传感器的操作及其相对于导管定位的物理部件。这些用于安装/定位在本文中所描述的传感器组件和/或将它们连接到关联的医疗装置和/或导管的部件还可以被称为连接器、安装件、附接件、凹槽和/或外壳。例如，可以提供如在图2中所示的接口，其包括用于发射器和传感器的物理安装件，从而将它们定位在导管的任一侧上，以便于通过传感器测量从发射器发射的光。该接口还可以包括用于促进发射器/传感器和/或物理适配件/连接器的功能的布线和/或其他电气适配件(electrical adaptation)，该物理适配件/连接器用于将传感器/发射器组件/接口安装/连接到医疗装置/导管。该接口可以被集成到医疗装置或可以是适于附接/安装在装置或导管上的单独的部件。在另外的实施方式中，如本文中所描述的感测组件可以被实现为被设计成直接连接到导管的单独的装置/部件。根据一些实施方式，如在图12A-图15B中所示，本文中所描述的感测组件和/或它们相应的接口可以包括物理适配件，该物理适配件被设计成借助于连接器、凹槽/通道、附接件、外壳和/或被设计成布置组件和导管的任何其他部件来将它们正在操作的导管定位和/或固定在用于它们的操作的正确的位置上。
根据一些实施方式，信号处理电路和/或关联处理器可以接收并分析由组件传感器生成的电信号。信号处理电路/处理器可以生成表征导管内的并且由传感器当前/最近所感测/检测出的物质的输出。输出可以是原始数据和/或完全/部分经处理的数据的形式。信号处理电路还可以包括以下项的列表：(1)传感器输出阈值，(2)传感器输出值/阈值的集合，(3)梯度阈值(传感器输出变化率阈值)或(4)其他定义的传感器输出模式，以其激活和/或以其他方式收集来自与该管线功能性地相关联的一个或更多个其他传感器的信息。例如，气泡的典型传感器读数可以触发被设计成验证空气/气体气泡是否在管线内和/或确定/验证空气/气体气泡的尺寸的第二传感器/传感器组件的激活。
根据一些实施方式，基于能量的管线检查组件发射器可以是光子二极管/发光二极管(LED)，例如红外LED。根据另外的实施方式，发射器可以是多光谱光子/光发射器，例如可以产生三个独立波长范围或波段内的波长的光子的红-绿-蓝(RGB)LED。根据这两个实施方式中的每一个，该管线检查组件可以包括一个或更多个光子传感器/光传感器，其光谱感测特性基本上对应于感测相同组件中所使用的发射器的光子。
根据一些实施方式，可以利用包括发射器和相关传感器的管线检查组件来检测导管内的流体转变(例如，从空气-液体、液体-空气、蔗糖铁到水等的转变)。因此，在图3A中示出了信号处理电路可以接收并分析由组件传感器生成的电信号，以检测指示在导管内的流体转变的参数(边界条件)。根据一些实施方式，在检测出边界条件时，可以分析信号信息以检测/分析/确定转变的性质(例如，从液体到空气/气体、从空气/气体到液体、从不透明液体到半透明液体等等)。
图3A呈现了用于检测边界条件的示例性的基于光的管线检查组件。图3B示出了在气泡穿过由光传感器监测的示例性医疗导管期间的示例性光传感器输出。如从图3B明显看出的是，由组件传感器提供的电信号的值对于液体和气体这两者来说可以是基本相似的或相对接近的，然而，在(这个示例中的)液体与空气之间的转变时，可以检测出边界/边缘条件(例如，输出中的尖峰)。信号处理电路可以使用信号分析来解读是从液体到气体/空气的转变，还是反之亦然。从空气到液体的转变可以：(a)转化成与从液体到空气的转变不同的来自传感器的输出(即，对光的不同作用)，或者(b)可以利用初始条件解读是从气体到液体的转变，还是反之亦然，和/或可以利用(a)和(b)的组合。可以通过信号处理电路识别这些不同的模式以确定每个所检测出的转变的性质(边界条件)，使得相关联的医疗装置可以允许液体被管理，同时空气或气体的检测可能导致医疗装置发出警报和/或停止医疗装置的治疗功能。换句话说，传感器信号输出波动可以被监测并且与流体/介质之间转变的典型波动模式进行比较。通过这种方式，可以识别和监测流体/介质之间的转变。典型的波动模式可以基于实验来定义并且可以进一步是条件相关的-即基于系统/装置参数和/或环境参数而不同地定义。
示例性的边界条件检测/尖峰检测方法可以是：
示例性采样率：
·每个循环60个样本
参数：
·每个循环的最大值和最小值
·循环平均
尖峰检测触发器：
·如果一个循环中的(最大值，最小值)>20[A/D]＝尖峰
示例性的边界条件检测算法可以是：
参数：
n-循环数
TruLiquid-液体循环的移动平均＝
初始化：TruLiquid[1]＝Current_AS
TruLiquid[n]＝(TruLiquid[n-1]*7+Current_AS)/8
TruAir-空气循环的移动平均＝
初始化：TruAir[1]＝Current_AS
TruAir[n]＝(TruAir[n-1]*7+Current_AS)/8
AS-1个循环上平均的气泡检测器信号
Current_AS＝(ΣSamples)/Number_of_Samples
Air_Liquid_Delta-液体和空气之间的最小有效(significant)增量＝10
Spike_Counter-对检测出的尖峰数量进行计数
Spike_Threshold＝20
CM–校准裕度＝22
EAM–EEPROM空气裕度＝15
采样率-每个循环的采样率＝60
AM-添加的裕度-额外的裕度被添加到EAM用于迟滞目的＝10
图3C示出了用于使用与管线检查组件相关联的光传感器的输出来对医疗导管中的气泡进行识别和计数的示例性算法。图3D呈现了其另一个具体算法，参考以下参数：
●n-循环数
●AS(平均信号)-在1个循环上平均的气泡检测器信号
Current_AS＝(ΣSamples_per_cycle)/Number_of_Samples
●TruLiquid-液体循环的移动平均＝
初始化：TruLiquid[1]＝Current_AS
TruLiquid[n]＝(TruLiquid[n-1]*7+Current_AS)/8
●TruAir-空气循环的移动平均＝
初始化：TruAir[1]＝Current_AS
TruAir[n]＝(TruAir[n-1]*7+Current_AS)/8
●Air_Liquid_Delta-液体与空气之间的最小有效增量＝10
●Spikes–对所检测出的尖峰数量进行计数·
●Spike_Threshold＝20·
●CM-校准裕度＝22·
●EAM–EEPROM空气裕度＝25·
●Sampling_Rate-每个循环的采样率＝60个样本
●AM-添加的裕度-额外的裕度被添加到EAM用于迟滞目的＝10
从上面的示例算法和图3C-图3D中可以看出，通过检测指示液体至空气(在表格中所写的liquid2air)或空气至液体(air2liquid)之间的转变的参数，可以对气泡进行检测、测量/估计和计数。如果计数超过所定义的阈值或者特定的气泡超过定义的尺寸，则会发出警报。
图4A-图4C呈现了示例性实验室实验的结果，其被设计成识别指示在观测中的导管内的边界条件的信号/参数。在这些示例中，描绘了指示液体至空气(表格中所写的liquid2air)或空气至液体(air2liquid)之间转变的边界条件。应当理解的是，所呈现的实验仅用于说明的目的，并且因此仅示出一些示例。根据一些实施方式，指示边界条件的参数可以取决于输送系统、导管、所讨论的流体，发射器和光传感器以及它们之间的距离、采样方法等的配置和细节。因此，可以针对每个系统/配置、每种流体类型、每种导管类型等等而(例如，通过诸如在图4A-图4C中所示出的实验)预先确定参数。此外，可以执行每个单独的系统/装置的校准。
根据一些实施方式，可使用管线检查组件来检测/监测管线中的液体/胶体内的气泡。尽管液体/胶体应当通过医疗装置输送给患者，但是需要监测气体/空气并且如果气体/空气超过所允许的体积，则应当启动警报和/或停止输送流体(例如，医疗装置治疗功能可以被禁用)。
根据一些实施方式，可以利用多光谱发射器和相关联的传感器(诸如RGB发射器+传感器)来执行医疗导管内的流体的光谱分析。这样的系统/装置/方法可以发射多个波长的光并且在穿过流体之后感测每个波长的强度。由于每种物质不同地吸收不同波长的光，因此当存在于导管中时，每种物质将具有不同的光谱特征。这些光谱特征可以用来对导管内的流体进行识别/分类。类似地，基于光谱分析可以检测不同的流体类型以及区分导管内的液体和气体/空气。该方法可以包括基于考虑被每种流体或流体类型吸收的光子的波长的一种或更多种光谱技术来表征和/或估计/识别管线中的流体。应当理解的是，穿过导管的光的光谱分析可以类似地用于通过将感测到的光谱特征与参考光谱特征、分布和/或范围进行比较，而在不用完全识别流体的情况下对流体进行分类。根据一些实施方式，可以使用与特定波段相关的传感器输出的检查来区分特定的流体。例如，可以使用619nm与624nm之间的波长(红色)来检测清澈液体中的气泡(由于在这个光谱中的两种流体的测量信号之间的显著差异)，如在图5C中能够看到的。类似地，可以使用520nm与540nm之间的波长(绿色)来检测不透明液体中的气泡(由于在这个光谱中的两种流体的测量信号之间的显著差异)，如在图5B中能够看到的。可以使用460nm与480nm之间的波长(蓝色)检测半透明液体中的气泡(由于在这个光谱中的两种流体的测量信号之间的显著差异)，如在图5A中能够看到的。显然，可以使用设计多个波长的交叉将流体分类为以上论述的4个类别中的任何一个。
图5A-图5C呈现了如由诸如本文中所描述的示例性光感测组件所感测到的不同流体的示例性光谱特征。图5A-图5C呈现了当感测被空气填充的导管时、当感测被水填充的导管时、当感测被TPN 2％(代表不透明液体)填充的导管时以及当感测被设计成模拟蔗糖铁处理液的油墨和水的混合物(代表半透明液体)填充的导管时，通过示例性多光谱(RGB)光传感器感测到的信号输出，其中图5A呈现了在蓝色波段中的示例性结果，图5B呈现了在绿色波段中的示例性结果并且图5C呈现了在红色波段中的示例性结果，以上全部根据本发明的一些实施方式。如可以看到的，每种流体不同地影响光的每个波长，使得可以基于光传感器的输出来确定流体的性质、标识、类型和/或特性，该光传感器感测以各个波长/波段发射通过导管的多光谱光。类似地，在不同温度下的流体或者在流体内具有不同浓度的给定物质的流体将不同地影响能量/光(例如，每种物质可以吸收每种波长/波段的不同百分比)，从而允许基于传感器输出进行区分。应当理解的是，由于区分不同的流体或流体类型对穿过它们的光的影响可以被用于使用光发射器+传感器来对导管内的流体进行识别/表征/分类，所以区分不同的流体或流体类型对穿过流体的另一形式的能量的影响可以被用于使用适当的发射器+传感器对导管内的流体进行识别/表征/分类。特别感兴趣的是蔗糖铁示例(在图5A-图5C中由油墨混合物表示-标记为“油墨”)。这种流体对红外光的影响非常类似于空气，使得人不能使用IR传感器来可靠地区分这两者。如在图5B和图5C中能够看出的是，与绿色波段和红色波段有关的光传感器输出也不能可靠地区分这两者，因为信号再次类似(红色比绿色更类似)。然而，参见图5A，可以容易地看出，分离和分析蓝色波段传感器读数可以很容易地区分蔗糖铁与空气，其在这个波段中显著不同。
根据一些实施方式，如上所述，用于感测通过医疗导管发射的多光谱光的多光谱光传感器的输出可以取决于组件、导管、所讨论的流体、发射器和光传感器以及它们之间的距离等等的配置和细节。因此，可以针对每个系统/配置、每种流体类型、每种导管类型等等而(例如，通过诸如在图5A-图5C中所示的实验)预先确定参数。此外，可以执行每个单独的系统/装置的校准。根据一些实施方式，物质的光谱特征可以是可识别的，而不管感测系统的配置和部件的一些修改，从而减少对每个系统的校准和预测试的需要。
根据一些实施方式，可以提供适于感测医疗输送系统导管内的压力/力的传感器，如在图13A-图15B中所示。根据另外的实施方式，如图所示，压力/力传感器可以与适于部分地或完全地阻碍流体流动通过导管和/或向导管施加压力/力的夹具结合起作用。根据一些实施方式，通过测量在施加/释放夹具时导管内的压力变化和/或导管内的压力变化率，可以确定导管内流体的性质和/或导管内的液体/气体/空气的量。这可以被实现是因为施加和/或释放夹具而导致的压力变化取决于导管内的流体的物理特性及其压力这个事实。
根据一些实施方式，医疗管线感测组件可以包括压力感应/压接/收缩/阻塞装置或电路(例如，夹具)和力传感器(示出在图13A-图15B中)。在这种配置中，组件可以被用来检测是否大部分的液体或空气/气体处于管线中、评估管线中的气体/空气/液体的百分比/密度和/或以其他方式识别或量化管线中的物质。为了执行测量，可以首先关闭夹具，使得管线被中断/阻塞，并且然后信号处理单元可以分析从管线检查组件压力/力传感器接收到的信号。应当理解的是，信号将取决于导管中的流体的性质，使得不同的流体和/或它们在导管中的百分比可以是可区分的。例如，与气体/空气相比，液体会使压力更快地积聚并且使压力到达更高的值。因此，通过施加夹具，并且然后测量压力升高，填充液体的导管可以与大部分或部分填充有空气的导管区分开，因为在导管填充有液体的情况下压力将升高的更快。典型地，可以利用这种组件和方法来确认管线中存在液体，以确认已经完成了预注或接收到管线填充液体的验证。管线被填充的验证可以例如结合在图3C-图3D中所呈现的方法来使用。可选地，在执行该方法之前可以断开患者与管线的连接。应理解的是，压力感应装置可以处于医疗装置的下游或上游。根据一些实施方式，感应管线中的压力以检测是否基本上为液体或基本上为气体可以在包括发射器和传感器的组件不能够区分这两者(例如，一些流体具有不能被IR发射器检测出的光谱特性)时被利用(如图9中所示)。感应压力以区分空气与气体的额外配置被理解为，例如，为了增加安全性以确认预注或为系统提供初始状态(如在图8中所示)。如图所示，包括力传感器和夹具的本发明的一些实施方式还可以包括用于相对于导管定位夹具和/或压力传感器以便执行它们的功能的一个或更多个物理接口。该接口可以被集成到医疗装置或者可以是适于附接/安装在装置或导管上的独立部件。该接口还可以包括物理和/或电子适配件以促进力传感器和夹具的操作。根据一些实施方式，夹具/收缩元件/阻塞元件的施加可以由相关联的处理器(可能使用相关联的致动器)自动和/或手动地致动。在手动实施方式中，可以提供相关联的显示器或其他输出装置以允许处理器发信号通知用户施加夹具。
图6A-图6D示出了在将夹具施加于管线时的示例性管线压力传感器输出结果。不同的曲线图呈现了处于不同条件下的结果。应当理解的是，所呈现的实验仅用于说明的目的，并且因此仅示出一些示例。如可以看出的，液体中的压力上升速率大大超过了气体/空气中的上升速率。显然，通过测量施加夹具后的压力上升速率，可以将填充空气的导管与填充液体的导管区分开来。此外，在导管中具有不同百分比的空气和液体时，通过执行对导管中的压力上升的一系列测量，可以针对空气/气体与液体的每个百分比确立参考压力上升参数。此外，可以针对每个系统配置确立针对空气/气体与液体的每个百分比的压力上升参数的公式。因此，管线压力传感器输出可以被用于精确地评估导管内的空气/气体的百分比。类似地，通过与先前测量的参考参数比较，可以基于所测量的压力上升来识别导管内的不同液体或气体，或者因此可以确定导管内的流体的温度/压力。
根据一些实施方式，在施加夹具时医疗导管内的压力上升速率可取决于输送系统、导管、所讨论的流体、夹具和压力传感器以及它们之间的距离的配置和细节等等。因此，可以针对每个系统/配置、每种流体类型，每种导管类型等等而(例如，通过诸如在图6A-6D中所示出的实验)预先确定参数。此外，可以执行每个单独的系统/装置的校准。
应当理解的是，在释放夹具时的压力下降也可以以类似的方式单独使用或者与施加夹具时的压力升高的测量(例如，用于验证)结合使用。
影响压力积聚的示例性参数：
·设备长度-设备越长，设备中的压力积聚越慢。
·设备类型-在不同的设备中压力积聚的表现是不同的(通常通过较高压力表征的窄的设备)。
·阻塞位置-阻塞距传感器越远-压力累积所需的时间越长。
·治疗率-速率越慢，设备内的压力积聚越慢。
·泵压力阈值参数-泵压力阈值越高-达到阈值将花费更长的时间(压力积累花费时间)。
根据本发明的一些实施方式，如本文中所描述，包括被设计成测量在施加/释放夹具时测量医疗导管内的压力的上升和下降的夹具的压力/力传感器组件可以与其他导管/管线感测组件相结合地实现以验证和/或补充它们的操作。例如，如在图8中所示，可以使用夹具+力/压力组件来验证/检测相关联的医疗输送系统是否已经预注(即，导管是否填充液体)，之后，诸如本文中所描述的光感测组件可以在已知初始读数为液体的情况下开始监测管线。在另一个示例中，通过另一个传感器确定导管中存在不可接受水平的空气时，可以使用夹具+力/压力组件来验证该确定。在另一个示例中，如在图9中所示，在接收到来自相关联的传感器的有歧义的读数，指示管线内不止一种可能的物质时，则可以使用夹具+力/压力组件来解决歧义。例如，使用光传感器难以将蔗糖铁与空气区分开来(读数相似)。因此，在相关的输送系统中，光传感器的读数指示导管中为蔗糖铁或空气，则可以使用夹具+力/压力组件来区分这两者。在又一个示例中，同样如图9中所示，可以使用释放/激活夹具之后的压力变化率基于另一传感器类型来辅助确定和/或验证导管内的流体的标识和/或分类。
根据本发明的一些实施方式，可以提供一种处理器/处理电路，其适于分析来自与医疗流体输送系统/装置功能性相关联的一个或更多个传感器的输出，以确定以下项中一项或更多项：
a.导管是否填充气体或液体-如本文中所描述，基于导管内的压力的和/或响应于施加和/或释放到导管的压力/夹持的压力变化的测量结果，可以确定导管是否填充气体/空气或液体。也可以从与导管相关联的光传感器的输出(即，基于已经穿过流体的光的参数)确定导管内的流体的性质。根据另外的实施方式，这两种感测技术可以可替代地和/或组合使用。例如，流体的性质可以基于光感测来定期地确定，并且在光感测不确定的情况下(诸如在蔗糖铁情况下)、在关键时刻和/或在检测出临界条件时，压力/夹具可以被施加并且进行相关的力/压力测量；
b.导管中的流体的标识和/或分类和/或其特性-如本文中所描述的，对已经穿过导管的光的光谱分析可以被用于确定导管内的流体的标识和/或确定流体的一个或更多个特性；
c.识别气泡及它们尺寸和数量-如本文中所描述，对已经穿过导管的光的分析可以被用于识别流动通过导管的液体内的气泡并且确定它们的尺寸。根据一些实施方式，可以通过检测已经穿过流体的光的指示物质之间转变的参数(边界条件)的变化来检测和识别气泡；以及
d.给定的气泡是静态的还是动态的-如本文中所描述，通过随时间测量上述参数中的一个或更多个并且确定相关参数的变化率，可以确定给定的气泡的运动或缺乏运动。此外，一旦检测出静态气泡，就可以监测它以检测它是否变成动态的。
根据一些实施方式，包括一个或更多个医疗管线传感器和/或来自一个或更多个医疗管线传感器的输出和微控制器/气泡分析电路的系统可以被配置为分析传感器输出数据以评估所检测出气泡的移动性并且区分静态气泡与动态气泡。如果检测出大于临床阈值的动态气泡(或积聚的动态气泡)，则系统会触发警报。
有时小气泡可能卡在导管中(如图10中所示)。实验显示，即使在不存在能够伤害患者的任何临床可行的气泡(可能向下游行进至患者管线上的动态气泡)时，在气泡检测器的视野内的卡住的小气泡仍会引起AIL(管线中的空气)警报。在某些情况下，静态的“卡住”气泡不是全横截面气泡；它仅占据管道直径或导管横截面的一部分(参见图10)。只要它是部分的，则它可能保持静态。应理解的是，如果全横截面气泡移动通过管道，则它携带较小的气泡与其一起移动。
根据一些实施方式，不沿患者管线方向向下游移动和/或“卡住”在传感器视野中的静态气泡可以区别于正在向下游移动的动态气泡。动态气泡可以被监测，使得当它们的数量/尺寸超过预定义的阈值时，可以触发警报和/或相关联的医疗装置可以被停用/分离。通过区分静态气泡和动态气泡，避免了不必要的警报，例如，当气泡卡在传感器的视野/接收中时。不区分动态气泡和静态气泡的现有技术解决方案可能发出临床上不必要的警报。根据一些实施方式，静态气泡可以被监测以检测/通知/传递其特征的改变是否发生/它们是否转变/变成动态气泡(例如，较大的气泡将它们运送到下游或以其他方式)。
根据一些实施方式，与(在图11A、图11B和图11E中示出的)动态气泡相关联的传感器输出可以不同于与(在图11C、图11D和图11E中示出的)静态气泡相关联的传感器输出。传感器输出特性还可以取决于导管配置、信号处理、传感器特性、流经导管的流体的类型等。传感器可以是本申请中论述的任何类型的医疗管线传感器或适于检测和/或测量医疗管线内的气泡的任何其他形式的医疗管线传感器(例如，诸如红外线(IR)传感器和/或超声波传感器的光传感器)。
用于动态气泡的传感器输出信号与用于静态气泡的传感器输出信号显著不同。这可以通过将指示在图11A和图11B中所示出的动态气泡的信号与指示在图11C和图11D中所示出的静态气泡的信号进行比较而清楚地看出(应当注意这些图中的X轴的比例上差异)。也可以在两者以相同的比例示出的图11E中看出区别。因此，通过分析与气泡有关的传感器输出并且与典型的动态气泡传感器输出信号和/或静态气泡传感器输出信号进行比较，可以对气泡的移动性执行评估。
根据一些实施方式，气泡感测传感器的输出可以是作为样本数量/时间的函数的感测信号的数字量化。因此，动态气泡的感测可以由某些信号参数、参数和/或模式的集合来表征，诸如输出中的快速转变(由特定斜率限定；例如在4个样本内减少50A/D)，然后在与气泡相关联的限定范围内稳定化，并且可能接着在输出中进行另一个相对快速的转变。因此，静态气泡的感测可以通过传感器输出中的较慢转变来表征(由第二斜率定义，例如在数百个样本上减少或增加的斜率)，其中输出在相同的方向上连续改变和/或可以达到伪稳定。所有这些可以在图11A-图11E中清楚看出。
换言之，可以基于当检测出相关气泡时的传感器输出的变化率将静态气泡与动态气泡区分开来。进一步地，可以类似地确定气泡的移动速率。又进一步地，通过分析检测出相关传感器输出的时间量(检测持续时间)，可以分析气泡的移动性和速度。
例如，计算用于相关传感器信号的滤波器可以＝(先前的滤波器*7+(先前的A/D值－当前的A/D值))/8；滤波器斜率＝(滤波器斜率*7+(先前的滤波器信号－电流滤波器信号))/8；滤波器斜率<0.1是静态气泡的典型值)。
在不同的系统中可以使用不同的阈值来区分静态气泡和动态气泡。类似地，不同的用途可能需要不同的阈值。例如，硬膜外输送可以使用与IV输送不同的阈值。
根据一些实施方式，指示静态/动态气泡的参数可以取决于输送系统、导管、所讨论的流体、正在使用的传感器的类型等的配置和细节。因此，可以针对每个系统/配置、每种流体类型、每种导管类型等预先确定参数。此外，可以执行每个单独的系统/装置的校准。
典型地，传感器输出可以在相关联的医疗装置的每个循环期间被采样几次。还应理解的是，传感器输出信号可以取决于流体类型和/或传感器类型，使得第一斜率、第二斜率以及更多个斜率也可以取决于流体类型(清澈、不透明或其他)的检测。还可以对信号的频率和/或周期性进行分析。
根据一些实施方式，如在图7中所示，气泡检测的方法可以包括：接收来自传感器的输出，分析输出以确定是否检测出气泡；如果检测出空气，则对输出进行分析以确定气泡是静态的还是动态的。如果气泡是动态的，那么可以进行进一步分析以确定是否达到所确定的空气临床阈值，在这种情况下，可以发出警报和/或可以停止相关联的医疗装置。所确定的空气临床阈值可以是区分阈值(例如，如果单个气泡超过气泡临床阈值)或累积阈值(如果超过限定的时间段内的空气的体积)，两个或任何其他相关的阈值的组合。静态气泡一旦被识别出，则还可以被监测以检测它们何时变得可移动。在图7中呈现了用于监测包括感测和确定所检测出的气泡的移动性的导管的示例性过程。
根据一些实施方式，如在图14A-15B中所示，用于检测边界条件、用于执行光谱分析以检测特定流体、用于检测响应于夹具的压力变化和/或用于区分流体与气体的不同组件以及与检测管线中流体或气体的存在有关实施方式可以被单独使用或者彼此结合使用和/或可以具有重叠功能。类似地，如在图15A-图15B中所示，可以结合本文中所描述的感测组件来实现另外的感测组件。此外，如在图14B和图15B中所示，感测组件的组合可以被实现为医疗装置的集成部件或者被安装在其上，和/或如在图14A和图15A中所示，感测组件的组合可以被实现为被设计成与流体输送系统结合起作用的独立装置。
于2015年6月29日提交的题为“Medical Device with Improved Air BubbleDetection and Methods for Improved Air Bubble Detection”的美国临时专利申请第62/185,737号；和于2016年1月14日提交的题为“Methods Circuits Devices AssembliesSystems and Associated Computer Executable Code For Detecting a Substance Ina Line of a Medical Device”的美国临时专利申请第62/278,617号均通过引用的方式将其整体并入本申请中。
本领域技术人员还应当理解，，由系统的特定部件执行的一些功能可以由本发明的其他实施方式中的系统的不同部件执行。
在本发明的实施方式的说明书和权利要求中，“包括(comprise)”，“包含(include)”和“具有”的词语中的每一个及其形式不一定局限于与该词可以关联的列表中的成员。
在本公开中仅示出和描述了本发明的示例性实施方式及其通用性的一些示例。将理解的是，本发明能够用于各种其他组合和环境中并且能够在如本文中所表达的本发明构思的范围内进行改变或修改。
虽然在本文中示出并描述了本发明的某些特征，本领域中的技术人员现在将想到很多修改、替换、改变和等效形式。因此，将理解的是，所附权利要求旨在覆盖所有这样的修改和改变。
Claims (33)
1.一种用于确定导管内的气泡的移动性的系统，所述系统包括：
传感器，其适于感测所述导管内的流体的物理参数；
传感器线路接口，其适于将所述传感器安装在适当位置以感测所述物理参数；以及
信号处理电路，其通信地耦合到所述传感器并且适于：
(i)识别所述传感器的、指示所述导管内的气泡的输出，以及
(ii)基于所述物理参数的变化率来确定所述导管内的气泡的移动性。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器是光传感器。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述光传感器是红外(IR)传感器。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述光传感器是RGB传感器。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括：
压力传感器，其适于感测所述导管内的压力；
夹具，其适于向所述导管施加力，从而至少部分地阻碍流体流动通过所述导管；以及
第一接口，其适于将所述夹具安装在适当位置以在所述导管上操作；和第二接口，其适于将所述传感器安装在适当位置以在所述导管上操作，使得所述夹具被定位成至少部分地阻碍流体流动通过所述导管并且所述压力传感器被定位成感测所述导管内的压力；并且
其中，所述信号处理电路通信地耦合到所述压力传感器和所述夹具并且被配置为基于来自所述压力传感器的输出来测量在施加所述夹具时所述导管内的压力的变化率。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信号处理电路还适于：
(i)监测所述传感器的输出，
(ii)识别所监测的输出中的、指示流体类型之间转变的波动，以及
(iii)基于所识别出的波动来识别所述导管内的气泡。
7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述光发射器是适于以两个或更多个不同波段发射光的多光谱光发射器，所述光传感器是多光谱光传感器，并且所述信号处理电路还适于：
(i)基于所述多光谱传感器的与所述两个或更多个不同波段中的第一波段有关的信号输出对第一流体进行识别或分类；和
(ii)基于所述多光谱传感器的与所述两个或更多个不同波段中的不同于所述第一波段的第二波段有关的信号输出来对第二流体进行识别或分类。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述信号处理电路还适于基于在所识别出的指示流体类型之间的转变的信号输出之间的时间流逝来评估气泡的尺寸。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述信号处理电路还适于基于所评估的尺寸来保持气泡的累积计数。
10.一种用于导管内的流体的光谱分析的组件，所述组件包括：
多光谱光发射器，其适于以两个或更多个不同波段发射光；
多光谱光传感器；
发射器线路接口和传感器线路接口，其共同地适于将所述发射器和所述传感器安装在所述导管的相对侧上；和
信号处理电路，其通信地耦合到所述传感器并且被配置为：
(i)基于所述多光谱传感器的与所述两个或更多个不同波段中的第一波段有关的信号输出，来对第一流体进行识别或分类；和
(ii)基于所述多光谱传感器的与所述两个或更多个不同波段中不同于所述第一波段的第二波段有关的信号输出，来对第二流体进行识别或分类。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述多光谱光发射器是RGB发射器，并且所述两个或更多个不同波段包括红色、绿色和蓝色波段中的至少两个。
12.根据权利要求10所述的组件，其中，所述信号处理电路还适于识别所述传感器的指示所述导管内的气泡的输出，并且(ii)基于所述物理参数的变化率确定所述导管内的气泡的移动性。
13.根据权利要求10所述的组件，其中，所述信号处理电路还适于：
(i)监测所述传感器的输出，
(ii)识别所监测的输出中的、指示流体类型之间转变的波动，以及
(iii)基于所识别出的波动来识别所述导管内的气泡。
14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述信号处理电路还适于基于所识别出的指示流体类型之间的转变的信号输出之间的时间流逝来评估气泡的尺寸。
15.根据权利要求13所述的组件，其中，所述信号处理电路还适于基于所评估的尺寸来保持气泡的累积计数。
16.根据权利要求10所述的组件，还包括：
压力传感器，其适于感测所述导管内的压力；
夹具，其适于向所述导管施加力，从而至少部分地阻碍流体流动通过所述导管；和
第一接口，其适于将所述夹具安装在适当位置以在所述导管上操作；和第二接口，其适于将所述传感器安装在适当位置以在所述导管上操作，使得所述夹具被定位成至少部分地阻碍流体流动通过所述导管并且所述压力传感器被定位成感测所述导管内的压力；并且
其中，所述信号处理电路通信地耦合到所述压力传感器和所述夹具并且被配置为基于来自所述压力传感器的输出来测量在施加所述夹具时所述导管内的压力的变化率。
17.根据权利要求10所述的组件，其中，所述信号处理电路还适于使用所述两个或更多个波段中的不同波段来识别不同的流体。
18.一种用于检测导管内的气泡的组件，所述组件包括：
光发射器；
光传感器；
发射器线路接口和传感器线路接口，其共同地配置为将所述发射器和所述传感器安装在所述导管的相对侧上；和
信号处理电路，其通信地耦合到所述传感器并且适于：
(i)监测所述传感器的输出，
(ii)识别所监测的输出中的、指示流体类型之间转变的波动，以及
(iii)基于所识别出的波动识别所述导管内的气泡。
19.根据权利要求18所述的组件，其中，所述光发射器是适于以两个或更多个不同波段发射光的多光谱光发射器，所述光传感器是多光谱光传感器，并且所述信号处理电路还适于：
(i)基于所述多光谱传感器的与所述两个或更多个不同波段中的第一波段有关的信号输出来对第一流体进行识别或分类；和
(ii)基于所述多光谱传感器的与所述两个或更多个不同波段中的不同于所述第一波段的第二波段有关的信号输出来对第二流体进行识别或分类。
20.根据权利要求19所述的组件，其中，所述多光谱光发射器是RGB发射器，并且所述两个或更多个不同波段包括红色、绿色和蓝色波段中的至少两个。
21.根据权利要求18所述的组件，其中，所述信号处理电路还适于识别所述传感器的指示所述导管内的气泡的输出，并且(ii)基于物理参数的变化率来确定所述导管内的气泡的移动性。
22.根据权利要求18所述的组件，其中，所述信号处理电路还适于基于所识别出的指示流体类型之间的转变的信号输出之间的时间流逝来评估气泡的尺寸。
23.根据权利要求22所述的组件，其中，所述信号处理电路还适于基于所评估的尺寸来保持气泡的累积计数。
24.根据权利要求18所述的组件，还包括：
压力传感器，其适于感测所述导管内的压力；
夹具，其适于向所述导管施加力，从而至少部分地阻碍流体流动通过所述导管；和
第一接口，其适于将所述夹具安装在适当位置以在所述导管上操作；和第二接口，其适于将所述传感器安装在适当位置以在所述导管上操作，使得所述夹具被定位成至少部分地阻碍流体流动通过所述导管并且所述压力传感器被定位成感测所述导管内的压力；并且
其中，所述信号处理电路通信地耦合到所述压力传感器和所述夹具并且被配置为基于来自所述压力传感器的输出来测量在施加所述夹具时所述导管内的压力的变化率。
25.一种用于输送流体的医疗系统，所述系统包括：
泵，其被配置为泵送流体通过导管；
压力传感器，其被安装在所述泵上并且适于感测所述导管内的压力；
夹具，其适于向所述导管施加力，从而至少部分地阻碍流体流动通过所述导管；
接口，其适于将所述夹具附接或固定到所述导管；使得所述夹具被定位成在施加时至少部分地阻碍流体流动通过所述导管；和
信号处理电路，其通信地耦合到所述压力传感器和所述夹具并且被配置为基于来自所述压力传感器的输出来测量在施加所述夹具时所述导管内的压力的变化率。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述信号处理电路还适于基于所述导管内的所测量的压力的变化率来区分液体和气体。
27.根据权利要求25所述的系统，还包括：
第二传感器，其适于感测所述导管内的流体的物理参数；
传感器线路接口，其适于将所述第二传感器安装在适当位置以感测所述物理参数；和
第二信号处理电路，其通信地耦合到所述第二传感器并且适于：
(i)识别所述第二传感器的指示所述导管内的气泡的输出，和
(ii)基于所述物理参数的变化率来确定所述导管内的气泡的移动性。
28.根据权利要求25所述的系统，还包括：
光发射器；
光传感器；
发射器线路接口和传感器线路接口，其共同地被配置为将所述发射器和所述传感器安装到所述泵、在所述导管的相对侧上；和
第二信号处理电路，其通信地耦合到所述光传感器。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述第二信号处理电路适于：
(i)监测所述光传感器的输出，
(ii)识别所监测的输出中的指示流体类型之间转变的波动，以及
(iii)基于所识别出的波动识别所述导管内的气泡。
30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述第二信号处理电路还适于基于所识别出的指示流体类型之间的转变的信号输出之间的时间流逝来评估气泡的尺寸。
31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述第二信号处理电路还适于基于所评估的尺寸来保持气泡的累积计数。
32.根据权利要求28所述的系统，其中，所述光发射器是适于以两个或更多个不同波段发射光的多光谱光发射器，所述光传感器是多光谱光传感器，并且所述第二信号处理电路还适于：
(i)基于所述多光谱传感器的与所述两个或更多个不同波段中的第一波段有关的信号输出，来对第一流体进行识别或分类；和
(ii)基于所述多光谱传感器的与所述两个或更多个不同波段中的不同于所述第一波段的第二波段有关的信号输出，来对第二流体进行识别或分类。
33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述多光谱光发射器是RGB发射器，并且所述两个或更多个不同波段包括红色、绿色和蓝色波段中的至少两个。
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Application publication date: 20180717 |