CN113457005B - 气泡检测方法、电子设备、可读存储介质及血泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种血泵回路气泡检测方法、电子设备、可读存储介质及血泵系统，包括：获取实时监测的血泵泵头出口处的超声信号衰减值和流体流量值；利用关于所述超声信号衰减值和所述流体流量值的函数，分别计算从气泡开始时刻到气泡消失时刻的时间区间内多个气泡的体积表征值；将各所述气泡的体积表征值进行累加，以得到所述时间区间内的总气泡体积表征值。如此，便通过定量计算气泡体积的方法解决了介入式磁力离心血泵的泵头将气泡打散后利用现有技术难以对血泵回路气泡进行准确检测的问题。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种血泵回路气泡检测方法、电子设备、可读存储介质及血泵系统。
背景技术
介入式磁力离心血泵用于在体外建立血运转流通道，辅助心脏泵血。可拆卸的介入式磁力离心血泵由耗材部分和非耗材部分组成。耗材部分称为泵头系统，包含离心泵头、静脉经隔插管、动脉插管3个部分。非耗材部分称为泵座系统，包括离心泵底座、控制器、治疗车等。体外泵离心泵头用于对血液做功，将血液泵入全身。泵的叶轮内有从动磁钢，底座的电机通过驱动磁钢和从动磁钢组成的磁耦合结构，将扭矩传递至叶轮。静脉经隔插管包含插管及扩张器，从股静脉植入，通过房间隔穿刺，从右心房进入左心房并从左心房抽血。动脉插管包含插管及扩张器，从股动脉植入，并将血泵入降主动脉。血液管道连接不紧、穿刺针头松动、管路细微破损等情况会造成空气进入血液管道，形成气泡，同时，血泵转动造成的负压也可能会使血液中溶解的气泡再次从血液中分离出来。当气泡进入人体后，会形成空气栓塞，严重地，可能导致病人死亡。因此，设置有效的气泡检测装置对于提高产品的安全性来说非常重要。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，其换能晶片在电压的刺激下发生振动而产生，它具有频率高、波长短、绕射现象小的特点。特别地，其方向性好、能够定向传播的特点使其在许多领域获得了非常广泛的应用。在透析、输液等自动控制医疗电子设备中，常用超声波来监测管路中是否混入了空气以及气泡的大小；为保证病人安全，现在的输液泵中通常都包含了气泡检测功能，采用超声波散射衰减原理间接测量气泡体积并报警。
而对于介入式磁力离心血泵来说，高速运转的泵头很容易将一个完整的气泡打散成多个甚至一系列微小气泡，直接套用上述气泡检测装置/方法会发现，随着气泡打散现象的发生，由于无法区分产生的微气泡是由于气穴现象还是空气进入导致，因而气泡检测率将大大降低，从而增加产品使用风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种血泵回路气泡检测方法、电子设备、可读存储介质及血泵系统，以解决利用现有技术难以对血泵回路气泡进行准确检测的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种血泵回路气泡检测方法，包括：
获取实时监测的血泵泵头出口处的超声信号衰减值和流体流量值；
利用关于所述超声信号衰减值和所述流体流量值的函数，分别计算从气泡开始时刻到气泡消失时刻的时间区间内多个气泡的体积表征值；
将各所述体积表征值进行累加，以得到所述时间区间内的总气泡体积表征值。
可选的，在所述的血泵回路气泡检测方法中，所述血泵回路气泡检测方法包括：
根据所述超声信号衰减值与一正常值的大小关系来判断所述气泡开始时刻和所述气泡消失时刻，其中，所述正常值为无气泡时所检测到的超声信号衰减值。
可选的，在所述的血泵回路气泡检测方法中，根据所述超声信号衰减值与所述正常值的大小关系来判断所述气泡开始时刻和所述气泡消失时刻的方法包括：
若所述超声信号衰减值增大到所述正常值的第一倍数，则判断当前时刻为所述气泡开始时刻；
若自所述气泡开始时刻起，所述超声信号衰减值连续多次回落到所述正常值的第二倍数以内，则判断当前时刻为所述气泡结束时刻。
可选的，在所述的血泵回路气泡检测方法中，在检测所述超声信号衰减值之前，所述血泵回路气泡检测方法包括：
将所述超声信号衰减值校准至所述正常值；以及，
初始化气泡检测参数，所述气泡检测参数包括所述总气泡体积表征值、所述超声信号衰减值和所述流体流量值。
可选的，在所述的血泵回路气泡检测方法中，在得到所述总气泡体积表征值之后，所述血泵回路气泡检测方法包括：
根据所述总气泡体积表征值判断是否发出警示信号，和/或判断是否做出停泵响应，其中，所述警示信号包括报警信号和预警信号。
可选的，在所述的血泵回路气泡检测方法中，所述根据所述总气泡体积表征值判断是否发出警示信号，和/或判断是否做出停泵响应的方法包括：
若所述总气泡体积表征值大于或等于第一预设值，则发出报警信号，并停止血泵运转；
若所述总气泡体积表征值大于或等于第二预设值，则发出预警信号，但不停止血泵运转。
可选的，在所述的血泵回路气泡检测方法中，在计算所述总气泡体积表征值时，采用如下公式：
其中，Q为所述总气泡体积表征值，tstart为所述气泡开始时刻，tend为所述气泡消失时刻，Di为所述超声信号衰减值，vi为所述流体流量值，k为比例系数并与流体粘度有关。
基于同一思想，本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上所述的方法。
基于同一思想，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上所述的方法。
基于同一思想，本发明还提供一种血泵系统，包括：血泵、血泵管路、超声波传感器及控制设备；其中，
所述血泵管路与所述血泵流体连通，所述超声波传感器设置于位于所述血泵的泵头出口处的所述血泵管路上；
所述超声波传感器包括超声波发射装置和超声波接收装置，所述超声波接收装置包括流量监测单元和气泡检测单元，所述流量监测单元用于检测流体流量值，所述气泡检测单元用于检测超声信号衰减值；所述控制设备分别与所述血泵和所述超声波传感器通讯连接，用于根据所述超声波传感器的信号控制所述血泵，所述控制设备包括如上所述的所述电子设备。
在本发明提供的血泵回路气泡检测方法、电子设备、可读存储介质及血泵系统中，包括：获取实时监测的血泵泵头出口处的超声信号衰减值和流体流量值；利用关于所述超声信号衰减值和流体流量值的函数，分别计算从气泡开始时刻到气泡消失时刻的时间区间内多个气泡的体积表征值；将各所述气泡的体积值进行累加，以得到所述时间区间内的总气泡总体积表征值。如此，便通过定量计算气泡体积的方法解决了介入式磁力离心血泵的泵头将气泡打散后利用现有技术难以对血泵回路气泡进行准确检测的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的血泵回路气泡检测方法的流程图；
图2为本发明实施例中血泵的工作状态示意图；
图3为本发明实施例提供的超声波传感器的组成图；
图4为本发明实施例中对气泡打散后超声波传感器输出特性进行分析的实验装置图；
图5为本发明实施例中无气泡和有碎气泡时的超声信号衰减量的对比图；
图6为本发明实施例中在流量一定时，输入不同量气泡后的超声信号衰减量的对比图；
图7为本发明实施例中在气泡体积一定时，不同流量下的超声信号衰减量的对比图；
图8为本发明实施例中示例性的一种血泵回路气泡检测方法的具体流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的血泵回路气泡检测方法、电子设备、可读存储介质及血泵系统作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如前文所述，现有技术虽然可通过超声波散射衰减原理间接测量气泡体积，但对于介入式磁力离心血泵来说，高速运转的泵头很容易将一个完整的气泡打散成多个甚至一系列微小气泡，直接套用现有技术中的气泡检测装置/方法会发现，随着气泡打散现象的发生，气泡检测率将大大降低，从而增加产品使用风险。
有鉴于此，如图1所示，本发明实施例提供一种血泵回路气泡检测方法，所述方法包括如下步骤：
S1，获取实时监测的血泵泵头出口处的超声信号衰减值和流体流量值；
S2，利用关于所述超声信号衰减值和流体流量值的函数，分别计算从气泡开始时刻到气泡消失时刻的时间区间内多个气泡的体积表征值；
S3，将各所述气泡的体积表征值进行累加，以得到所述时间区间内的总气泡体积表征值。
由以上步骤可知，本实施例提供的血泵回路气泡检测方法，通过定量计算气泡体积的方法，解决了血泵回路的完整气泡打散后，难以评估原气泡体积并难以将其和气穴现象产生的微气泡区别的问题，即解决了利用现有技术难以对血泵回路气泡进行准确检测的问题。
以下对上述各步骤进行详细说明。
步骤S1中，可借助一超声波传感器来检测所述超声信号衰减值和所述流体流量值，具体的，如图2所示，可将所述超声波传感器作为介入式磁力离心血泵的泵座系统的一部分，通过将所述超声波传感器夹持于介入式磁力离心血泵的泵头出口处，以对所述超声信号衰减值进行检测。
如图3所示，为一超声波传感器的组成示意图，所述超声波传感器集超声波收发为一体，主要由超声波发射装置和超声波接收装置组成。
超声波发射装置具有压电陶瓷超声波探头，超声信号是其将交变电信号通过压电效应转换而成的。装置中主要涉及发射信号产生电路。信号产生电路生成合适的交变电信号，通常为正弦波信号。信号经驱动电路进行一定幅度的功率放大和匹配后，才能由发射探头进行发射。
超声波接收装置包括流量监测单元和气泡检测单元，所述流量监测单元用于检测流体流量值，所述气泡检测单元用于检测超声信号衰减值，通过所述流量监测单元和所述气泡检测单元，可同时检测所述流体流量值和所述超声信号衰减值；其中，流量监测单元包括接收探头、处理电路、数据处理单元。不同的测量方法(时差法、相位差发、多普勒法等)对应的处理电路不尽相同，通常包含小信号放大电路、滤波电路、解调转换等电路。信号经数据处理单元运算和处理可得到流体流量。气泡检测单元由接收探头、换能器、信号放大电路和AD采集模块组成。换能器通过测定超声波的穿透能量，可以检测流道内的气泡。当管内无空气时，由发射装置发出的超声波穿透管壁和流体到达换能器，将收到的声能转换成电压信号，其能量衰减较小，接收到的声能量较强；反之，接收到信号较弱。当气泡较多或出现气栓时，超声波的大部分能量被反射，换能器所接收到的超声能量近乎为零。换能器由此估算气泡体积并通过传输模块将处理结果传送到控制器。为了使得保证信号传输的准确性，还可以通过信号放大电路进一步对信号进行放大后输出，AD采集模块用于将信号放大电路输出的模拟信号转变为数字信号。
其中，供电接口可以由控制器有线供电，也可以采用电池供电；与控制器的通信接口采用无线或有线方式均可。
如果将现有气泡检测手段直接运用到离心血泵回路中，需要增加独立的气泡检测设备，导致成本增加。而在实现本实施例提供的所述血泵回路气泡检测方法时，若采用上述超声波传感器，在实现对流量的检测的同时，还能完成对气泡的检测，即，采用上述超声波传感器，能够集流量和气泡检测于一体，很好地满足了使用需求，并降低了产品设计的复杂度和产品成本。
对于人体而言，当输入的空气栓剂量达到一定程度时，就会造成身体不适，甚至会有生命危险。气泡打散后，达不到原有的气泡直径报警阈值，碎气泡进入人体而不会产生报警信息，易发生安全事故。气泡打散后，如果降低气泡直径报警阈值，则由于气穴现象产生的微气泡或者噪声等易产生误报警，同样影响手术过程。
为此，步骤S2中，通过定量估算气泡体积的方法，以避免气穴现象产生的微气泡对原气泡检测的干扰。
而为了定量估算气泡体积，本发明研究人员设计了实验方案对气泡打散后超声波传感器输出特性进行了分析，实验装置如图4所示，三通用来打入气泡；气泡通过离心泵时被转子打散；超声波传感器在泵头出口检测碎气泡对超声信号的衰减量；个人计算机(PC)通过串口与传感器相连，读取超声波传感器检测到的超声信号衰减量。在实验过程中归纳总结出了以下现象1～现象5。
现象1：当血泵血流量在300mL/min以下时，气泡贴壁，不会随着血流方向移动；当血泵血流量大于300mL/min时，气泡沿管壁移动并进入泵头中。
现象2：由于泵头转子高速运转，进入泵头的气泡，特别是大气泡，会被转子桨叶打散成为许多碎气泡。碎气泡会在泵头顶部聚集，只有当血流量大于500mL/min(一定条件下的实验值，实际因血液粘度等参数不同，该值也会有不同)时，被打散的气泡才会从血泵流出并进入动脉插管，从而影响手术安全。
现象3：无气泡时，超声信号衰减量稳定保持在较低数值；有碎气泡时，超声信号的衰减量有明显增大。如图5所示，一次打入5m气泡被打散后传感器输出的超声信号衰减量明显升高，且呈离散分布。图5中，横坐标表示一定时间内连续监测的次数，纵坐标表示超声信号衰减量。
现象4：相同流量下，气泡的大小直接影响超声信号衰减量的输出值，同时，也会影响持续时间。2.0L/min流量下，输入不同量气泡后的输出特性如图6所示，图6中，横坐标表示监测次数，纵坐标表示超声信号衰减量，实验表明，气泡越大，超声波传感器输出的超声信号衰减量也越大，同时，输出衰减量高于正常值(无气泡的超声信号衰减量)的持续时间明显增加。
现象5：同样大小的气泡，流量对传感器输出信号也会有很大的影响。中等量气泡在不同流量下输出特性的如图7所示，图7中，横坐标表示监测次数，纵坐标表示超声信号衰减量，根据实验发现，流量越大，超声波传感器输出的超声信号衰减量也越大。
综合上述现象得出，气泡总体积与超声波传感器输出的超声信号衰减量正相关、与气泡持续时间正相关、与流体流量值负相关。
故而，步骤S2中，定义某个时刻的气泡体积表征值Qi是关于传感器输出信号衰减量Di和流体流量值vi的函数。即
Qi＝f(Di,vi)
所述总气泡体积表征值可以由连续时间段内的多个气泡的体积表征值累加得到，即
其中，tstart指气泡开始时刻，tend指气泡结束时刻。
实际操作时，所述气泡开始时刻和所述气泡消失时刻可依据所述超声信号衰减值来与正常值的大小关系进行判断，其中，所述正常值为无气泡时所检测到的超声信号衰减值，其判断方法可如下：若所述超声信号衰减值增大到所述正常值的第一倍数，则判断当前时刻为所述气泡开始时刻；若自所述气泡开始时刻起，所述超声信号衰减值连续多次回落到所述正常值的第二倍数以内，则判断当前时刻为所述气泡结束时刻。
也就是说，tstart实际操作时，指超声波传感器输出的气泡信号衰减值高于无气泡正常值一定范围的时刻，tend实际操作时，指自检测到气泡开始后，连续第N次检测到超声波传感器输出的气泡信号衰减值回落到正常值一定范围以内的时刻。
较佳地，f函数的具体形式可以根据图3所示的测试环境下积累的大量实验数据进行函数拟合得到，例如：Qi＝k×Di/vi，k为比例系数并与流体粘度有关，不同粘度的流体对应不同k值，对于血泵回路而言，该k值即为血液粘度，对于不同的人体，该K值会存在一定的差异性，通常该K值可通过例如血常规检查等常用医学手段检测得到，进而医生可根据血常规检查的结果计算机系统中进行设置该K值，以用于气泡体积表征值的计算。
当采用上述公式Qi＝k×Di/vi定义f函数的具体形式时，相应的，所述总气泡体积表征值的计算公式如下：
进一步的，本实施例提供的血泵回路气泡检测方法还包括：通过所述总气泡体积表征值，判断是否发出警示信号，和/或是否需要做出停泵响应，所述警示信号例如可包括报警信号和预警信号等。具体的，若所述总气泡体积表征值大于或等于第一预设值，则发出报警信号，并停止血泵运转；若所述总气泡体积表征值大于或等于第二预设值，则发出预警信号，但不停止血泵运转。其中，所述第一预设值和所述第二预设值可根据实际需求进行设定，例如，可将会对人体产生危害的气泡体积值定义为所述第一预设值，将会给人体造成风险的气泡体积值定义为所述第二预设值，但基于使用对象的不同，例如成年人和小孩，又或者，重症患者和轻症患者，所述第一预设值和所述第二预设值的设置也可存在一定的差异性。
对于正常成年人来说，例如可将所述第一预设值定义为50ml，将所述第二预设值定义为10ml。当累积达到等效50ml及以上气泡时，表示对人体会有严重危害，所以发出报警信号，该报警信号可采用声音加视觉的形式来体现。当累积达到等效10ml及以上气泡时，表示有一定风险，所以发出预警信号，该预警信号可采用视觉的形式来体现，以跟所述报警信号予以区分。
较佳的，在检测所述超声信号衰减值之前，本实施提供的所述血泵回路气泡检测方法还包括：将所述超声信号衰减值校准至所述正常值；以及，初始化气泡检测参数，包括使Q＝0，i＝1，刷新参数D，v等。
以下结合图5对本实施例提供的血泵回路气泡检测方法气泡检测方法进行举例说明，其中以所述超声信号衰减值连续8次回落到所述正常值的1.5倍以内，则判断当前时刻为所述气泡结束时刻为例。
第一步：进行开机校准，确定正常情况下的超声衰减量P；
第二步：初始化气泡检测相关参数：Q、i、D、v；
第三步：判断当前的超声信号衰减量D是否大于2P(即将所述第一倍数设为2倍)；
如果大于2P，则按照公式：
计算当前Q值；
如果小于2P，则返回第二步；
第四步：根据当下Q值判断气泡量，如果Q<1ml，不做任何处理；如果Q>1ml，但Q<5ml，则进行“检测到微量气泡”报警并停止泵运转；如果Q>5ml，则进行“检测到大量气泡”报警并停止泵运转；最后返回第二步重新开始一轮气泡检测。
第五步：刷新参数D、v，判断当前的超声信号衰减量D是否小于1.5P(即将所述第二倍数设为1.5倍)，如果小于，则把i加1，当i>8时，返回第四步，否则返回第三步；如果D不小于1.5P，则返回第三步。
需要说明的是，图8中所示，是以将所述第一预设值定义为50ml，将所述第二预设值定义为10ml来进行举例说明。但应理解，实际操作时，在检测开始之前，医生可根据使用对象的不同，以及使用对象的实际身体状况等客观因素，对于所述第一预设值和所述第二预设值作相应地调整，所述第一预设值和所述第二预设值的具体设置不应构成对本实施提供的所述血泵回路气泡检测方法的限制。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分特征可以以计算机程序的形式体现出来，该计算机程序可以存储在可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等。故而，本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现本发明实施例或者实施例的某些部分所述的方法。此外，本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，本发明实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
另外，本实施例还提供一种血泵系统，包括：血泵、血泵管路、控制设备及本实施例所述述的超声波传感器；其中，所述血泵管路与所述血泵流体连通，所述超声波传感器设置于位于所述血泵泵头出口处的所述血泵管路上；所述控制设备分别与所述血泵和所述超声波传感器通讯连接，用于根据所述超声波传感器的信号控制所述血泵，所述控制设备包括如本实施例所述的所述电子设备，所述控制设备例如可为前文部分所述PC端。
综上所述，本发明实施例提供的血泵回路气泡检测方法、电子设备、可读存储介质和血泵系统具有如下有益效果：
(1)针对该领域气泡检测的难点，即高流量下气泡被离心泵桨叶打散的事实，提出了一种有效的定量估算气泡体积的方法，解决了完整气泡打散后单一手段难以评估原气泡体积并难以将其和气穴现象产生的微气泡区别的问题；
(2)将气泡检测功能增加到心室辅助产品中，增加了手术安全性；同时，采用了一种集流量检测和气泡检测于一体的传感器，很好地满足了使用需求并降低了产品设计的复杂度和产品成本；
(3)根据总气泡体积表征值，分两级报警并对应不同的处理措施，提高了手术安全性；
(4)机器初始化时(此时血泵未启动，管路中充满血液但无气泡)，自动分析传感器采集的超声信号衰减值，将此时的超声信号衰减值设为正常值，避免了不同传感器或同一传感器在不同时刻测量超声信号衰减值时的零点偏移，提高了气泡检测的时效性和准确性。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (9)
1.一种血泵回路气泡检测方法，其特征在于，包括：
获取实时监测的血泵泵头出口处的超声信号衰减值和流体流量值；
利用关于所述超声信号衰减值和所述流体流量值的函数，分别计算从气泡开始时刻到气泡消失时刻的时间区间内多个气泡的体积表征值；
将各所述体积表征值进行累加，以得到所述时间区间内的总气泡体积表征值；
其中，在计算所述总气泡体积表征值时，采用如下公式：
其中，Q为所述总气泡体积表征值，tstart为所述气泡开始时刻，tend为所述气泡消失时刻，Di为所述超声信号衰减值，vi为所述流体流量值，k为比例系数并与流体粘度有关。
2.如权利要求1所述的血泵回路气泡检测方法，其特征在于，所述血泵回路气泡检测方法包括：
根据所述超声信号衰减值与一正常值的大小关系来判断所述气泡开始时刻和所述气泡消失时刻，其中，所述正常值为无气泡时所检测到的超声信号衰减值。
3.如权利要求2所述的血泵回路气泡检测方法，其特征在于，根据所述超声信号衰减值与所述正常值的大小关系来判断所述气泡开始时刻和所述气泡消失时刻的方法包括：
若所述超声信号衰减值增大到所述正常值的第一倍数，则判断当前时刻为所述气泡开始时刻；
若自所述气泡开始时刻起，所述超声信号衰减值连续多次回落到所述正常值的第二倍数以内，则判断当前时刻为所述气泡结束时刻。
4.如权利要求2所述的血泵回路气泡检测方法，其特征在于，在检测所述超声信号衰减值之前，所述血泵回路气泡检测方法包括：
将所述超声信号衰减值校准至所述正常值；以及，
初始化气泡检测参数，所述气泡检测参数包括所述总气泡体积表征值、所述超声信号衰减值和所述流体流量值。
5.如权利要求1所述的血泵回路气泡检测方法，其特征在于，在得到所述总气泡体积表征值之后，所述血泵回路气泡检测方法包括：
根据所述总气泡体积表征值判断是否发出警示信号，和/或判断是否做出停泵响应，其中，所述警示信号包括报警信号和预警信号。
6.如权利要求5所述的血泵回路气泡检测方法，其特征在于，所述根据所述总气泡体积表征值判断是否发出警示信号，和/或判断是否做出停泵响应的方法包括：
若所述总气泡体积表征值大于或等于第一预设值，则发出报警信号，并停止血泵运转；
若所述总气泡体积表征值大于或等于第二预设值，则发出预警信号，但不停止血泵运转。
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至6任一项所述的方法。
8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种血泵系统，其特征在于，包括：血泵、血泵管路、超声波传感器及控制设备；其中，
所述血泵管路与所述血泵流体连通，所述超声波传感器设置于位于所述血泵的泵头出口处的所述血泵管路上；
所述超声波传感器包括超声波发射装置和超声波接收装置，所述超声波接收装置包括流量监测单元和气泡检测单元，所述流量监测单元用于检测流体流量值，所述气泡检测单元用于检测超声信号衰减值；
所述控制设备分别与所述血泵和所述超声波传感器通讯连接，用于根据所述超声波传感器的信号控制所述血泵，所述控制设备包括如权利要求7所述的所述电子设备。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5394732A (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-07 | Cobe Laboratories, Inc. | Method and apparatus for ultrasonic detection of air bubbles |
| EP1889046A1 (de) * | 2005-06-03 | 2008-02-20 | Fresenius Medical Care Deutschland GmbH | Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer strömenden flüssigkeit mittels ultraschall auf das vorhandensein von luft |
| CN105688303A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-06-22 | 北京大德海纳医疗科技有限公司 | 用于便携式血液净化系统中的气泡监测装置及方法 |
| CN108853622A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-23 | 广州医科大学附属第二医院 | 一种血液透析故障检测报警装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583280A (en) * | 1995-01-26 | 1996-12-10 | Abbott Laboratories | Air bubble sensor with simplified mounting of piezo elements |
| CN105222833A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-01-06 | 上海理工大学 | 气液两相流中气泡大小、数目和运动速度的测量方法 |
| CA3032236C (en) * | 2016-08-05 | 2024-05-28 | Norwegian University Of Science And Technology (Ntnu) | Ultrasound blood-flow monitoring |
| CN108088509A (zh) * | 2016-11-21 | 2018-05-29 | 成都安特诺科技有限公司 | 超声波检测仪、气泡检测和去除装置以及气泡去除装置 |
| CN108175909B (zh) * | 2018-01-29 | 2020-09-22 | 英华达（上海）科技有限公司 | 超声波气泡检测方法及系统 |
-
2020
- 2020-03-31 CN CN202010246882.5A patent/CN113457005B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5394732A (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-07 | Cobe Laboratories, Inc. | Method and apparatus for ultrasonic detection of air bubbles |
| EP1889046A1 (de) * | 2005-06-03 | 2008-02-20 | Fresenius Medical Care Deutschland GmbH | Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer strömenden flüssigkeit mittels ultraschall auf das vorhandensein von luft |
| CN105688303A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-06-22 | 北京大德海纳医疗科技有限公司 | 用于便携式血液净化系统中的气泡监测装置及方法 |
| CN108853622A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-23 | 广州医科大学附属第二医院 | 一种血液透析故障检测报警装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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