CN114144212A - 用于医疗流体递送系统的电容式启动传感器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于医疗流体递送系统的电容式启动传感器。在一个示例实施例中，启动传感器包括壳体，该壳体包括凹陷部段，该凹陷部段被构造用以接纳管的一部分。壳体的凹陷部段包括具有第一导电板的第一侧和具有第二导电板的构件。该构件以可移动方式连接到凹陷部段的第二侧，用于检测管的该部分到启动传感器的壳体中的插入。凹陷部段还包括与第一侧相对的第三侧。第三侧包括第三导电板和第四导电板，该第三导电板设置在第一导电板的顶部部分的对面，该第四导电板设置在第一导电板的底部部分的对面。启动传感器还包括用于测量导电板之间的电容的电容传感器或检测器。

Description

用于医疗流体递送系统的电容式启动传感器

技术领域

本公开总体上涉及医疗流体递送，更具体地说，涉及用于自动腹膜透析(“APD”)机的电容式启动传感器。

背景技术

肾脏受损或肾功能不正常的人可能会接受透析治疗，以从血液移除废物。一种常见的透析类型是腹膜透析(“PD”)，其中清洗流体，称为PD或透析流体，经由导管递送到患者腹部的腹膜腔。清洗流体在停留时间段期间吸收废物。停留时间段结束后，清洗流体与吸收的废物和多余的水(称为超滤)一起从患者的腹膜腔中移除，从而补偿患者功能不正常的肾脏。

自动腹膜透析(“APD”)机在许多情况下用于将规定体积的PD或透析流体(例如，清洗流体)泵入患者的腹膜腔中。APD机被配置成允许透析流体在停留时间段期间留在患者体内。在停留时间段之后，APD机从患者腹腔排出用过的透析流体或含有废物的流出物。APD机通常启动管和/或管组，这些管和/或管套件将透析流体导引至患者体内。管和/或管套件的启动移除了空气，从而防止空气被传送到患者的腹膜腔中。启动可以包括将透析流体泵送到管的一端，例如稍后在PD治疗期间连接到患者的患者管线，以移除管内的空气。

APD机通常位于患者家中、诊所或医院。在许多情况下，患者通过执行启动序列来准备APD机进行治疗。为了帮助启动管，APD机可以包括传感器，该传感器检测管何时被正确启动。已知的传感器已经使用光来检测透析流体何时到达管的端部，这指示启动成功。然而，环境光、管性质、管几何形状和/或流体类型的波动可能导致光传感器不如期望的准确。

发明内容

本文公开的示例系统、装置和方法被配置成提供对环境光亮度、管性质和/或流体类型不敏感的准确医疗流体治疗启动传感器。本文公开的透析启动传感器使用电容感测。启动传感器可以包括壳体，该壳体围封电极和/或导电板，这些电极和/或导电板连接到一个或多个传感器，该一个或多个传感器测量电极和/或导电板之间的电容。电极和/或导电板位于壳体内以形成一个或多个电容器。电极和/或导电板可以位于壳体的相对两侧上，用于当流经插入的管的医疗流体(例如透析流体、透析液、自来水或其它导电流体)流过电极和/或导电板时，基于电容变化来检测流体液位。附加地或可替选地，电极和/或导电板中的至少一些可以相对于放置在启动传感器中的患者管放置在不同的高度处。电极和/或导电板在不同高度处的定位有助于患者管的检测。将患者管放置在启动传感器的壳体中导致至少一个电极和/或导电板相对于放置在不同高度处的(多个)其它固定电极和/或导电板移动，从而导致电容变化以用于检测管的存在。在一些实施例中，电极和/或导电板在不同高度处的定位提供了对患者管中的流体液位的附加或可替选检测。

处理器(或具有一个或多个处理器和一个或多个存储器的控制单元)分析来自所述一个或多个电容传感器的输出，以确定患者管是否存在并插入启动传感器壳体内(例如，在无管状态与干管状态之间检测)。处理器或控制单元还被配置用以确定诸如透析流体的医疗流体何时在患者管中达到对应于成功启动的特定水平(例如，在干状态与湿状态之间检测)。在检测到管存在并且包括流体(例如，湿管状态)之后，处理器或控制单元还被配置用以提供用于PD疗法的患者管线的启动成功的指示，该指示允许启动序列继续/结束和/或PD治疗开始。在一些情况下，处理器或控制单元也可以提供干管状态不存在的指示。处理器或控制单元还可以被配置用以：如果例如在限定的时间段内没有检测到管本身或者没有检测到管的湿管状态，则提供患者管线启动失败的指示。

根据本文的公开内容，并且不以任何方式限制本公开内容，在本公开内容的第一方面(除非另有说明，否则该第一方面可以与本文所列的任何其它方面相组合)，腹膜透析装置包括：患者管，所述患者管被构造用以接收来自透析流体源的透析流体，至少一个泵，所述至少一个泵被构造用以在启动序列期间将透析流体从所述源移动到所述患者管，以及启动传感器，所述启动传感器包括壳体，所述壳体具有凹陷部段，所述凹陷部段被构造用以接纳所述患者管的一部分。所述壳体的凹陷部段包括第一侧，所述第一侧包括第一导电板，和构件，所述构件包括第二导电板。所述构件被以可移动方式连接到所述凹陷部段的第二侧，并且所述构件被构造用以在将所述患者管的一部分插入到所述启动传感器的壳体中时进行期望的移动。所述凹陷部段还包括第三侧，所述第三侧与所述第一侧相对。所述第三侧包括第三导电板，所述第三导电板设置在所述第一导电板的顶部部分的对面，以及第四导电板，所述第四导电板设置在所述第一导电板的底部部分的对面。所述腹膜透析装置还包括第一电容传感器，所述第一电容传感器被定位和布置用以测量所述第一导电板与所述第三导电板之间的第一电容，第二电容传感器，所述第二电容传感器被定位和布置用以测量所述第三导电板与所述第四导电板之间的第二电容，和处理器，所述处理器被配置成与所述至少一个泵、所述第一电容传感器和所述第二电容传感器一起操作。所述处理器被配置成使用所测量的第二电容基于所述第二导电板距所述第三导电板和所述第四导电板的距离来确定(i)无管状态与(ii)干管状态之间的第一转变，使用所测量的第一电容基于所述患者管内的流体的存在来确定(ii)所述干管状态与(iii)湿管状态之间的第二转变，在所述干管状态被确定之后，使所述至少一个泵将流体泵送通过所述患者管用于启动序列，以及在所述湿管状态被确定之后，发送指示所述患者管被启动的消息。

根据本公开的第二方面，除非另有说明，否则该第二方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述启动传感器包括第三电容传感器，所述第三电容传感器被定位和布置用以测量所述第一导电板与所述第四导电板之间的第三电容，并且其中，所述处理器被配置用以将所述第一电容的值与所述第三电容的值相组合，以确定(i)所述无管状态与(ii)所述干管状态中的至少一个，或确定(ii)所述干管状态与(iii)所述湿管状态中的至少一个。

根据本公开的第三方面，除非另有说明，否则该第三方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，当所述患者管的所述部分被插入到所述启动传感器的壳体中时，所述第二导电板弯曲或枢转，导致所述第一电容增加。

根据本公开的第四方面，除非另有说明，否则该第四方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述第二导电板是下列中至少一种情况：(a)被定位并布置成电浮动的，或(b)由导电塑料或涂有导电漆的塑料形成。

根据本公开的第五方面，除非另有说明，否则该第五方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述第三导电板是下列中至少一种情况：(a)被形成为具有等于所述第四导电板宽度的宽度，或者(b)与所述第四导电板间隔开0.5毫米至2厘米之间的距离。

根据本公开的第六方面，除非另有说明，否则该第六方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述第一导电板、所述第三导电板和所述第四导电板是下列中至少一种情况：(a)被形成为金属夹，所述金属夹被构造用以将所述患者管的所述部分固定在所述启动传感器的壳体内，或者(b)被围封在所述启动传感器的壳体的凹陷部段内。

根据本公开的第七方面，除非另有说明，否则该第七方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述处理器被配置成通过确定所测量的第一电容值的变化大于第一转变阈值来确定所述无管状态与所述干管状态之间的所述第一转变，并且其中，所述处理器被配置成通过确定所测量的第二电容值的变化大于第二转变阈值来确定所述干管状态与所述湿管状态之间的第二转变。

根据本公开的第八方面，除非另有说明，否则该第八方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述第一转变阈值和所述第二转变阈值中的至少一个对应于在小于0.5秒内、所测量的电容的相应值从第一值至少加倍到第二值，并且其中，所述第二值至少基本恒定至少两秒。

根据本公开的第九方面，除非另有说明，否则该第九方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述启动传感器包括：第五导电板和第六导电板，所述第五导电板和所述第六导电板位于所述壳体的外部相对两侧上；和第三电容传感器和第四电容传感器，所述第三电容传感器和所述第四电容传感器被定位和布置用以测量由于外部干扰而改变的电容，所述外部干扰由相对于所述第一导电板、所述第三导电板和所述第四导电板定位的所述第五导电板或所述第六导电板中的至少一个检测。

根据本公开的第十方面，除非另有说明，否则该第十方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，在检测到由所述第三电容传感器和所述第四电容传感器测量的电容的变化之后，所述处理器被配置成进行下列情况中的至少一种：避免检测状态(i)至状态(iii)，停止所述启动序列，或者输出指示所检测的电容干扰的消息。

根据本公开的第十一方面，除非另有说明，否则该第十一方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述处理器还被配置成使得如果确定了所述湿管状态，则允许进行腹膜透析治疗。

根据本公开的第十二方面，除非另有说明，否则该第十二方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，腹膜透析装置包括用户界面，所述用户界面被配置成显示与所确定的状态(i)至状态(iii)相对应的文本或图形中的至少一个。

根据本公开的第十三方面，除非另有说明，否则该第十三方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，传感器装置包括壳体，所述壳体包括凹陷部段，所述凹陷部段被构造用以接纳管的一部分。所述壳体包括第一侧，所述第一侧包括第一导电板，和构件，所述构件包括第二导电板。所述构件被以可移动方式连接到所述凹陷部段的第二侧，用于检测所述管的所述部分到所述壳体中的插入。所述凹陷部段还包括第三侧，所述第三侧与第一侧相对。所述第三侧包括第三导电板，所述第三导电板设置在所述第一导电板的顶部部分的对面，以及第四导电板，所述第四导电板设置在所述第一导电板的底部部分的对面。所述传感器装置还包括第一电容传感器，所述第一电容传感器被定位和布置用以测量所述第一导电板与所述第三导电板之间的第一电容，和第二电容传感器，所述第二电容传感器被定位和布置用以测量所述第三导电板与所述第四导电板之间的第二电容。

根据本公开的第十四方面，除非另有说明，否则该第十四方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述传感器装置能够与医疗流体递送机一起操作，所述医疗流体递送机包括至少一个泵和控制单元，所述控制单元能够与所述第一电容传感器和所述第二电容传感器一起操作以使用所测量的第二电容来确定(i)无管状态与(ii)干管状态之间的第一转变，和在确定所述干管状态之后，基于所述第二导电板距所述第三导电板和所述第四导电板的距离使所述至少一个泵将流体泵送通过所述管，以进行启动序列。

根据本公开的第十五方面，除非另有说明，否则该第十五方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述控制单元还被配置成基于所述管内流体的存在，使用所测量的第一电容来确定(ii)所述干管状态与(iii)湿管状态之间的第二转变，并且在确定所述湿管状态之后发送指示所述管被启动的消息。

根据本公开的第十六方面，除非另有说明，否则该第十六方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述控制单元还被配置成每次确定所述湿管状态时递增计数器，将所述计数器的值与计数器阈值进行比较，以及当所述计数器的值等于或超过所述计数器阈值时，确定所述湿管状态。

根据本公开的第十七方面，除非另有说明，否则该第十七方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述控制单元包括所述第一电容传感器和所述第二电容传感器。

根据本公开的第十八方面，除非另有说明，否则该第十八方面其可以与本文所列的任何其它方面组合使用，医疗流体递送装置包括：患者管，所述患者管被构造用以接收来自透析流体源的透析流体，至少一个泵，所述至少一个泵被构造用以在启动序列期间将透析流体从所述源移动到所述患者管，以及启动传感器，所述启动传感器包括壳体，所述壳体具有凹陷部段，所述凹陷部段被构造用以接纳所述患者管的一部分。所述壳体的凹陷部段包括第一侧，所述第一侧包括第一导电板，和构件，所述构件包括第二导电板。所述构件被以可移动方式连接到所述凹陷部段的第二侧，并且所述构件被构造用以在将所述患者管的一部分插入到所述启动传感器的壳体中时进行期望的移动。所述凹陷部段还包括第三侧，所述第三侧与所述第一侧相对。所述第三侧包括第三导电板，所述第三导电板设置在所述第一导电板的顶部部分的对面，以及第四导电板，所述第四导电板设置在所述第一导电板的底部部分的对面。所述医疗流体递送装置还包括第一电容传感器，所述第一电容传感器被定位和布置成测量所述第一导电板与所述第三导电板之间的第一电容，第二电容传感器，所述第二电容传感器被定位和布置成测量所述第三导电板与所述第四导电板之间的第二电容，和控制单元，所述控制单元被配置成与所述泵、所述第一电容传感器和所述第二电容传感器一起操作，所述处理器被配置用以执行所述启动序列。

根据本公开的第十九方面，除非另有说明，否则该第十九方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，所述控制单元在所述启动序列期间使用所测量的第二电容基于所述第二导电板距所述第三导电板和所述第四导电板的距离来确定(i)无管状态与(ii)干管状态之间的第一转变。

根据本公开的第二十方面，除非另有说明，否则该第二十方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，在所述启动序列期间，在所述干管状态被确定之后，所述控制单元使所述至少一个泵将流体泵送通过所述患者管。

根据本公开的第二十一方面，除非另有说明，否则该第二十一方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，在所述启动序列期间，控制单元使用所测量的第一电容基于所述患者管内流体的存在来确定(i)所述干管状态与(ii)所述湿管状态之间的第二转变。

根据本公开的第二十二方面，除非另有说明，否则该第二十二方面可以与这里列出的任何其它方面组合使用，在所述启动序列期间，在所述湿管状态被确定之后，所述控制单元发送指示所述患者管被启动的消息。

在本公开的第二十三方面，结合图1至26中的任何一个或多个公开的结构、功能和可替选方案中任一个可以与结合图1至26中的任何其它一个或多个公开的任何其它结构、功能和可替选方案相组合。

根据本公开和上述方面，因此本公开的优点是提供一种用于医疗流体递送系统(例如自动腹膜透析(“APD”)系统)的改进的启动系统、设备和方法。

本公开的另一个优点是准确检测何时(i)管存在和(ii)流体到达管内的某个位置，而不管环境光、管性质和/或流体性质如何。

本公开的另一个优点是提供一种可应用于不同类型的医疗流体递送机的启动传感器和方法。

这里讨论的优点可以在这里公开的实施例中的一个或一些，也许不是所有实施例中找到。这里描述了附加的特征和优点，并且从下面的详细描述和附图中将变得显而易见。

附图说明

图1是示出了根据本公开的示例实施例的包括启动传感器和透析机的示例医疗流体递送系统的图解说明的示意图。

图2是示出根据本公开的示例实施例的相对于图1的示例医疗流体递送系统的透析机的启动传感器的图解说明的透视图。

图3是示出根据本公开的示例实施例的图1和图2的启动传感器的壳体的图解说明的透视图。

图4是根据本公开的示例实施例的图1至图3的启动传感器在管被插入其中之前的透视图。

图5是根据本公开的示例实施例的图4的启动传感器在管被插入其中之后的透视图。

图6是根据本公开的示例实施例的图1至图5的启动传感器的电极和/或导电板的正视图。

图7是根据本公开的另一示例实施例的图1至图5的启动传感器的正视图。

图8是根据本公开的另一示例实施例的图1至图5的启动传感器的正视图。

图9是根据本公开的又一示例实施例的图1至图5的启动传感器的正视图。

图10是根据本公开的示例实施例的当管未插入其中时图9的启动传感器的保持夹和电极处于闭合和闲置位置的顶视图。

图11是根据本公开的示例实施例的当管插入其中时图10的保持夹和电极的顶视图。

图12是示出根据本公开的示例实施例的由图9至图11的电极形成的电容器的电路图的示意图。

图13是根据本公开的示例实施例的图1所示透析机的处理器或控制单元的图解说明的示意图。

图14是根据本公开的示例实施例的由图9至图13的启动传感器在一时间段内测量的电容的曲线图。

图15是根据本公开的示例实施例的用于确定患者管的管状态的过程流程图。

图16是根据本公开的示例实施例的用于确定患者管的管状态的过程流程图。

图17至图23是根据本公开的示例实施例的可以由透析机显示的图形屏幕，以帮助患者在准备透析疗法时执行启动程序。

图24至图26是根据本公开的另一示例实施例的图1的启动传感器的图解说明。

具体实施例

本文公开了一种医疗流体递送系统。示例医疗流体递送系统可包括自动腹膜透析(“APD”)机、血液透析机、医疗流体递送机或需要启动一条或多条管线的任何其它机器。医疗流体递送系统包括启动传感器，该启动传感器被配置成检测至少一个管或管线套件何时存在，以及该管何时被适当的流体(例如新鲜透析流体)完全启动。启动传感器包括一个或多个电容传感器。在启动操作期间，电容传感器在两个或更多个电极或导电板之间执行电容测量。来自所述一个或多个电容传感器的电容测量值可以与一个或多个阈值进行比较。该比较用于确定患者管的不同的可能状态，包括例如无管状态、干管状态和湿管状态。

在一些示例中，医疗流体递送系统被配置成使得如果检测到无管状态，则医疗流体递送系统提供警示，该警示指示需要将患者管插入到启动传感器中。医疗流体递送系统可以防止在管被启动传感器检测到之前对患者管进行启动。如果检测到干管状态，医疗流体递送系统可以通过将流体从流体源泵入到患者管中来开始和/或继续启动序列。如果检测到湿管状态，医疗流体递送系统可以停止启动流体的泵送和/或结束启动序列。在一些实施例中，医疗流体递送系统可以被配置成通过在启动结束之前多次检测湿管状态(例如，快速连续两次至十次之间验证湿管状态)来确认湿管状态。

在一些实施例中，本文公开的启动传感器包括具有凹陷部段的壳体，该凹陷部段被构造用以接纳和/或保持患者管或管线套件。电极和/或导电板中的至少一些位于凹陷部段的相对两侧上。这样，当导管插入到启动传感器中时，电极和/或导电板位于患者管的相对两侧上。将管放置在启动传感器中会导致电极之间的电容发生变化。在一些实施例中，电极和/或导电板可以放置在位于凹陷部段内的保持夹上。将患者管放置在启动传感器内导致保持夹向位于壳体的凹陷部段中的至少一个固定电极或导电板移动。由插入患者管引起的夹子的移动导致电容的变化，从而提供在启动传感器中的患者管的检测。

另外，电极和/或导电板中的至少一些位于启动传感器壳体的不同高度处。电极和/或导电板被至少一个间隙分开。电极和/或导电板在不同高度处的定位使得能够基于当透析流体流经插入的管并流过电极和/或导电板时的电容变化来确定流体液位。当透析流体在电极和/或导电板之间流动时，电容增加，因为当流体替代电极或导电板之间的空气时，电极或导电板之间的有效距离减小。

本文公开的示例系统、方法和装置提供了优于使用光来检测管状态的已知启动传感器的改进。已知的基于光的启动传感器个别地激活所有的光发射器。发射器被激活以具有相同的亮度水平。将来自每个发射器的检测到的光与单独的阈值进行比较(或者组合成比率并与阈值进行比较)，其中基于阈值比较的加权平均值来确定管状态。环境光的增加降低了传感器辨别对应于不同管状态的亮度水平的能力。

与已知的传感器相反，本文公开的示例系统、方法和装置使用电容感测来检测管状态。电容感测不受环境光、环境污染、启动流体中的气泡、管厚度或管净度/透明度的影响。结果，这里公开的启动传感器所使用的电容感测不容易出现由于这些常见的问题所导致的错误的状态检测。另外，对于这些状态中每一个的电容检测具有相对高的信噪比，例如大于1000：1。本文公开的示例电容传感器可以将它们的电极、导电板和其它电子器件密封或以其它方式围封在传感器壳体内，从而防止流体进入以及如果透析流体接触电子器件会出现的问题。与基于光的传感器相比，电容传感器也具有更少的零件和更少的公差要求，因此制造成本可能更低。

在一些实施例中，启动传感器可以被配置成检测来自例如操作者的电干扰。通常，由于人影响电场，操作者的手放在启动传感器附近可能会导致所测量的电容发生变化。类似地，将用户设备(例如智能手机)放置在启动传感器附近可能会导致电场改变，从而改变电容测量值。在一些实施例中，用于启动传感器的处理器或控制单元被配置成检测电容测量值的显著变化。处理器或控制单元可以被配置成检测在相对短的时间段内(例如少于一秒或两秒)的电容的尖峰和急剧下降，这指示手或电子设备的存在。响应于这样的检测，处理器或控制单元可以在电干扰被移除之前抑制断定已经发生管状态变化。在一些情况下，处理器或控制单元还可以在医疗设备的显示屏上提供指示检测到干扰的错误消息，并且可能提供移除或消除干扰的指令。

附加地或可替选地，启动传感器可以被配置成防止外部电干扰。例如，启动传感器的壳体可以包括屏蔽件，例如金属板、填充碳的导电塑料、镀金属的塑料、喷涂有导电涂料的塑料等。屏蔽件防止电干扰到达电容电极或导电板。在其它情况下，启动传感器可以包括附加的电容电极或导电板，这些附加的电容电极或导电板邻近启动传感器壳体的外侧定位。这些附加电容电极或导电板被配置成检测启动传感器外部的电场变化。用于启动传感器的处理器或控制单元可以例如从凹陷部段内检测到的电容变化中减去由于外部源引起的检测到的电容变化，以确定管状态。

示例公开内容涉及腹膜透析和启动患者管。应当理解，本文公开的示例系统、装置和方法可以被提供来与任何类型的透析机一起操作，包括血液透析机或连续替代治疗机。此外，在此讨论的改进的启动感测不限于透析，并且可以与任何类型的医疗流体机器一起使用，例如医疗递送机(例如，输注泵)。此外，虽然本公开涉及患者管，但是在其它示例中，可以使用本公开的启动传感器来启动其它管，例如加热管、排出管、医疗流体源管等。此外，虽然本公开参考了使用透析流体启动管，但是应当理解，示例系统、装置和方法可以使用任何类型的医疗流体来操作，包括静脉内药物、盐水、肾脏疗法流体、血液、无菌水等。此外，改进的感测可以用于任何目的，其中希望知道管是否存在，如果存在，希望知道管是否包含液体。

此外，虽然本公开涉及电容传感器，但是应当理解，也可以使用其它传感器。例如，这里公开的电容感测可以用电感传感器替代。此外，电容传感器可以被替代和/或与压力传感器、射频(“RF”)传感器、接近检测传感器等组合使用。

透析系统实施例

现在参考附图，图1示出了根据本公开的示例实施例的示例医疗流体递送系统100。所示实施例中的医疗流体递送系统100包括透析机102，透析机102被配置成向一个或多个患者提供对于肾衰竭的疗法。对于肾衰竭的疗法帮助患者平衡水和矿物质。对于肾衰竭的疗法还通过移除在血液和组织中积累的患者氮代谢的有毒终产物(尿素、肌酐、尿酸和其它物质)来帮助排泄日常代谢负荷。用于替代肾功能的对于肾衰竭的疗法对许多人来说至关重要，因为这种治疗是救命的。

在一些示例中，透析机102是APD机。示例透析机102被配置成经由导管将透析流体递送到患者的腹膜腔中。透析流体与腹膜腔的腹膜接触一段时间，称为停留时间段。废物、毒素和过量的水从患者的血流中通过腹膜进入透析流体，这是由于扩散和渗透作用，也就是说，跨膜出现渗透梯度。透析中的渗透剂提供渗透梯度。用过或用后的透析流体从患者体内排出，从而从患者体内移除废物、毒素和多余的水。该循环被(例如多次)重复。

有各种类型的腹膜透析疗法，包括连续不卧床腹膜透析(“CAPD”)、自动腹膜透析(“APD”)、潮汐流透析和连续流腹膜透析(“CFPD”)。CAPD是人工透析治疗。这里，患者手动将植入的导管连接到排出管，以允许用过或用后的透析流体从腹膜腔中排出。然后，患者将导管连接至新鲜透析流体袋，以通过导管将新鲜透析流体输注到患者体内。患者将导管从新鲜透析流体袋上断开，并允许透析流体停留在腹膜腔内，在腹膜腔内发生废物、毒素和多余的水的转移。在停留时间段之后，患者重复手动透析程序，例如，每天四次，每次治疗持续约一小时。手动腹膜透析需要患者花费大量的时间和精力，还有很多改进的空间。

自动腹膜透析(“APD”)与CAPD类似，其中透析治疗包括排出、填充和停留循环。然而，APD机，例如透析机102，通常在患者睡觉时自动执行循环。APD机使患者不必手动执行治疗循环，也不必在白天运输供应品。APD机流体连接到植入的导管、新鲜透析流体源或袋以及流体排出管。APD机从透析流体源泵送新鲜透析流体，通过导管并进入到患者的腹膜腔中。APD机还允许透析流体停留在腔内，并允许废物、毒素和多余的水转移。该源可以包括多个无菌透析流体袋。

APD机将用过或用后的透析流体从腹膜腔通过导管泵送到排出管。与手动过程一样，在透析过程中会出现若干个排出、填充和停留循环。“最后一次填充”发生在APD结束时，并留在患者的腹膜腔中，直到下一次治疗。

在一些实施例中，透析机102可以被配置用以执行血液透析(“HD”)。在HD期间，透析机102被配置成使用扩散来从患者血液中移除废物。在半透性透析器上在患者血液与称为透析流体或透析流体的电解质溶液之间出现扩散梯度，从而引起扩散。血液滤过(“HF”)是一种可替选的肾脏替代疗法，它依赖于从患者血液的毒素的对流运输。HF是通过在治疗期间向体外回路中添加替换或替代流体(通常为十到九十升的这种流体)来实现的。替换流体和患者在治疗之间积累的流体在HF治疗过程中被超滤，提供了一种对流运输机制，这种机制在移除中分子和大分子时特别有益(在血液透析中，少量废物与透析疗程之间获得的流体一起被移除，然而，移除这种超滤液的溶质阻力不足以提供对流清除)。

血液透析滤过(“HDF”)是一种结合对流和扩散清除的治疗模式。HDF使用流经透析器的透析流体，类似于标准血液透析，以提供扩散清除。此外，替换溶液直接提供给体外回路，提供对流清除。

示例透析机102可以位于中心、医院或患者家中。如今，存在家庭透析的趋势，部分原因是家庭透析可以每天进行，与通常每星期两次或每星期三次的中心透析治疗相比，提供治疗益处。研究已经表明，与接受不太频繁但可能更长时间治疗的患者相比，频繁治疗移除更多毒素和废物。更频繁接受治疗的患者不会经历中心患者那样多的下降性循环，中心患者在治疗前已经积累了两三天的毒素。在某些地区，最近的透析中心可能离患者的家很多英里，导致用于上门治疗时间消耗了一天的大部分时间。家庭透析可能在夜间或白天进行，此时患者正在放松、工作或以其它方式进行生产。家庭治疗对患者的吸引力很大程度上是围绕着生活方式的灵活性，这种灵活性是通过允许患者在自己的家中大致按照自己的时间表进行治疗而提供的。

由透析机102执行的上述透析模式中的任一个可以按照预定的计划运行，并且可能需要开始程序(start-up procedure)。例如，透析患者通常按照预定的计划进行治疗，例如每隔一天、每天等。透析治疗机通常需要一定时间设置才能进行治疗，例如，运行启动和/或消毒程序。在启动程序期间，流体被泵送通过一个或多个透析管/管线和/或盒，以移除空气和/或管线中的微粒。启动透析管/管线和/或盒防止空气和/或微粒与患者接触。

图1的示例透析机102包括启动传感器104，该启动传感器被配置成检测至少一个透析管/管线的适当启动。在所示实施例中，启动传感器104被配置成检测患者管106的启动。在其它实施例中，启动传感器104被配置用于启动附加的或可替选的管，例如连续流腹膜透析套件的通往患者的管/从患者出来的管、排出管、加热管、源流体管、浓缩液管等。对于HD，启动传感器104可以被配置成启动体外回路、通往透析器的管、从透析器出来的管、源管、血液管、盐水管和/或排出管。患者管106可以由任何合适的医疗级材料制成，例如聚氯乙烯(“PVC”)、硅树脂或其它非PVC材料。在一个实施例中，管106的内径或外径等于或小于6毫米或12毫米。

所示实施例中的透析机102包括至少一个泵110，该至少一个泵110被构造用以将透析流体从流体源112移动到患者管106。泵110可以包括任何类型的泵，包括蠕动泵、旋转泵、齿轮泵、压盘、线性致动器泵、隔膜泵等。操作泵110以向患者管106启动透析流体。当患者管106连接到插入到患者腹膜腔中的导管时，泵110也被操作以从流体源112向患者提供透析流体。可替选地或附加地，可以使用重力进行启动，其中例如，在透析机102上方的头部高度处提供流体源。

在一些实施例中，透析机102包括一次性盒，该一次性盒流体连接到患者管106和其它管，例如填充管和排出管。盒可以包括一个或多个柔性膜和相关联的腔室，该一个或多个柔性膜和相关联的腔室与透析机102中的阀和/或泵一起操作。除了一个或多个连接的管之外，启动患者管106可以包括用透析流体启动该一次性盒。

流体源112可以包括一个或多个预混合透析流体的容器。在一些实施例中，流体源112可以包括已经与纯水混合以形成透析流体的浓缩液的容器或贮存器。附加地或可替选地，流体源112可以包括管线上的源，例如与一种或多种浓缩液混合以形成透析流体的净化水源。此外，在一些示例中，流体源112可以包括流体制备设备，该流体制备设备经由一个或多个流体连接部向透析机102提供制备的透析流体。

图1的示例透析机102还包括形成控制单元115的一个或多个处理器120和一个或多个存储器122。(多个)处理器120可以包括能够处理输入并执行一个或多个计算以确定一个或多个输出的任何类型的设备。(多个)处理器120可以包括微控制器、微处理器单元(“MPU”)、控制器、专用集成电路(“ASIC”)、包含在一个或多个集成电路上的中央处理单元等。在一些实施例中，(多个)处理器120可以包括第一处理设备和第二处理设备，第一处理设备被配置用以处理所测量的电容并确定管状态，第二处理设备被配置用以部分地使用来自第一处理设备的指示管状态的数据和指令来执行透析操作。

存储器122可以包括任何易失性或非易失性数据/指令存储设备。存储器122可以包括例如闪存、随机存取存储器(“RAM”)、只读存储器(“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)等。示例存储器122被配置用以存储能够由处理器120执行的一个或多个指令，以使处理器120实现这里公开的操作。指令可以是一个或多个软件程序或应用的一部分。这里对被配置用以执行操作的处理器120的提及可以包括其中存储器122存储被配置成使处理器120执行所描述操作的指令的实施例。处理器120和存储器统称为控制单元115。

示例存储器122被配置用以存储使(多个)处理器120检测管状态和/或操作透析机102的指令。处理器120(或透析机102的第二处理器)也可以向泵110提供控制信号或指令和/或使泵110在启动序列期间和透析治疗期间将透析流体从流体源112移动到患者管106。当被要求这样做时，由(多个)处理器120执行的操作还包括周期性地(例如，每1毫秒(“ms”)、10毫秒、250毫秒、100毫秒、500毫秒、1秒、2秒等)和/或连续测量启动传感器104的电极和/或导电板之间的电容。如本文所公开的，存储器122包括以下指令，该指令使处理器120分析指示启动传感器104的测量的电容的值以确定患者管106的状态。

示例处理器120还被配置成向透析机102的用户界面124发送一个或多个消息，用于在诸如触摸屏的显示屏上显示或以其它方式传达信息。处理器120可以使用户界面124向患者显示用于准备透析机102进行治疗的指令，包括准备启动序列的动作。用户界面124还可以显示或以其它方式传达指示警示状况的指示，例如对于将患者管106放置在启动传感器104内的警告或在启动序列完成后将患者管106连接到导管的警告。用户界面124可以包括触摸屏覆盖物和/或机电致动器、按钮和/或开关，以使操作者能够输入信息。由用户界面124接收的输入可以包括来自操作者的开始启动序列或透析治疗的提示。

在一些实施例中，处理器120和/或存储器122被包括在控制单元115内。此外，控制单元115可以包括一个或多个电容传感器117，该一个或多个电容传感器与启动传感器104一起操作。在一些示例中，传感器117与处理器120分开。在其它示例中，传感器117可以包括在处理器120内。

应当理解，透析机102可以包括用于系统准备和/或执行透析治疗的附加部件。附加部件可以包括泵致动器、压缩机、压力罐、气动器械、阀致动器、加热器、在线流体生成器械、流体压力传感器、流体温度传感器、电导率传感器和空气检测传感器。透析机102可以附加地或可替选地包括血液泄漏检测传感器、过滤器、透析器、平衡腔室、吸附剂筒等。此外，透析机102可以包括一个或多个网络连接(例如，以太网连接)，以使处理器120能够接收数据/处方，并经由网络(例如，互联网)将透析疗法状态信息发送到远程或集中式服务器。在一个实施例中，使用处理器120的控制单元115可以创建数据结构或日志，该数据结构或日志包括启动的指示、患者管状态变化的检测、状态变化发生的日期/时间、和/或提供的警报的指示。

启动传感器实施例

图2示出了根据本公开的示例实施例的相对于图1的示例医疗流体递送系统100的透析机102定位的启动传感器104的实施例。在图示的示例中，启动传感器104设置在透析机102的壳体201上，或者经由启动传感器104的壳体202连接到透析机102的壳体201。壳体202被构造用以将患者管106保持在适当的位置，以使得能够进行测量。壳体202可以包括或形成夹子，该夹子被构造用以接合患者管106，患者管106可以包括帽204。例如，壳体202可以包括圆柱形开口，该圆柱形开口对应于或对准管106的相对应结构，以将管保持在适当位置。患者通过将患者管106放置到壳体202的开放通道中，从而将管106插入到例如卡扣配合到壳体202中。在一个实施例中，患者降低管106，直到其位于壳体202内。虽然壳体202被示出位于透析机102的一侧上，但是在其它实施例中，壳体202可以位于透析机的顶部、前部、后部和/或相对的表面上。

示例帽204被构造用以机械连接到患者管106的端部连接器206。帽204可选地包括疏水通气口或过滤器，其允许空气在启动序列期间从患者管106排出。在一个实施例中，通气口或过滤器有助于防止流体溢出患者管106。然而，过度填充管106可能导致帽204与管分离。启动传感器104被配置成检测流体何时到达患者管106的端部连接器206(或刚好在连接器206下方)，以确定流体泵送或重力启动何时应该停止。在这种情况下，可能不需要疏水通气口。在启动序列已经完成之后，患者可以从端部连接器206断开帽204。然后，患者可以将患者管106的端部连接器206连接到导管，该导管流体连接到患者的腹膜腔。

图2还示出了患者管106可以包括管夹具208。管夹具208可以在启动之前被夹持在管106上，以防止流体无意中流出患者管106。管夹具208在启动序列之前是脱离接合的，但是可以在启动之后被夹住，同时患者将端部连接器206连接到导管(或相关的转移套件)以开始治疗。管夹具208可以可选地省略。

图3示出了根据本公开的示例实施例的图1和图2的启动传感器104的壳体202。图3的示例壳体202包括凹陷部段302，该凹陷部段302被构造用以接纳和接合管106。凹陷部段302可以具有u形或半圆形形状，该u形或半圆形形状至少部分地环绕管106。图示实施例中的凹陷部段302包括唇缘304，该唇缘304被构造用以接纳管106并将管106固定就位。凹陷部段302包括被构造用以围封或以其它方式包住一个或多个电极和/或导电板的壁，这将结合图6至图10更详细地讨论。

示例壳体202还包括保持夹306(例如，一个构件)。示例保持夹306包括导电板或电极，其一端连接到内部部段或凹陷部段302。保持夹306被构造用以当插入管106时将管106保持在壳体202的唇缘304内。这样，示例保持夹306被构造用以使管106在启动传感器104内正确对准。保持夹306可被构造用以提供压缩力，以在插入后进一步将管106保持在适当位置。如结合图9更详细讨论的，当管106被插入时，保持夹306朝向凹陷部段302的移动改变了所测量的电容，该电容用于检测无管状态与干管状态之间的差异。

示例壳体202还包括外壁308。外壁308可包括一个或多个屏蔽件，以防止或至少减少凹陷部段302内由于外部源引起的电场干扰。附加地或可替选地，外壁308可以围封或以其它方式包住一个或多个电极和/或导电板，以感测由于外部源(例如智能手机或操作者的手)引起的电场变化。

图4和图5示出了根据本公开的示例实施例的图3的启动传感器104的壳体202。图4示出了插入管106之前的启动传感器104。如图所示，壳体202包括切口区域402，该切口区域402被构造用以容纳或以其它方式接纳保持夹306。这样，切口区域402的尺寸对应于保持夹306的尺寸。电极或导电板的弹簧力或其它压缩力将保持夹306保持在闭合位置。

图5示出了在插入管106之后的启动传感器104。在图示的示例中，操作者将管106插入到启动传感器104中，这使得保持夹306移动到切口区域402内的打开位置。管106经由唇缘304和/或通过由保持夹306提供的压缩力而保持在凹陷部段302内。在图5所示的示例中，患者管106包括端部连接器206和帽204。启动传感器104的凹陷部段302被构造用以接纳端部连接器206或以其它方式将端部连接器206固定就位。

图6示出了根据本公开的示例实施例的图1至图5的启动传感器104的电极和/或导电板。在图示的示例中，当插入管时，第一电极或金属片602设置在邻近管106的第一部分的位置处。此外，当插入管时，第二电极或金属片604设置在邻近管106的第二部分的位置处。第一电极602和第二电极604可以被包括或包在启动传感器104的壳体202(未示出)内。电极602和604由间隙605分开，该间隙605的宽度可以在0.5毫米(“mm”)与2厘米(“cm”)之间。电极602和604的宽度可以在2mm与3cm之间。电极602和604连接到电容传感器606(例如，电容测量设备)，该电容传感器606被配置成测量电极602与604之间的电容。电极602和604(以及本文公开的其它电极)可以包括导电板、柔性PC板上的铜迹线或电缆、金属板、填充有碳的导电塑料、镀金属的塑料、喷涂有导电漆的塑料等。电容传感器606(例如，图1的电容传感器117)可以包括在图1的处理器120或控制单元115内，或者可以单独提供。电容传感器606可以例如设置在配备有控制单元115的电子卡或印刷电路板上。处理器120、电容传感器606和/或控制单元115经由透析机102的电源供电。

如图6所示，在第一时间，管106中的流体液位610在标高上低于电极602和604。结果，在传感器606处测量的电容主要基于管106中空气和管本身的介电值。随后，在启动序列期间，管106中的流体液位610上升以排出空气。这样，流体610流过电极602和604。邻近电极602和604的管106部分中流体610的存在减小了电极602与604之间的有效距离，从而增加了由传感器606测量的电容值。虽然流体610不会通过物理接触电极602和604来桥接间隙605，但是邻近间隙605放置流体610足以改变电极602和604周围和其间的电场。检测到电场变化指示了流体液位610已经到达电极602和604处的管106的端部，这指示了泵110可以停止启动程序。此外，浮动电极更靠近电极602和604移动也增加了所测量的电容，其可用于检测管106的存在。

图7示出了根据本公开的另一示例实施例的图1至图5的启动传感器104。在图示的示例中，传感器104包括三个电极和/或导电板602、604和702，它们相对于管106位于不同的标高高度处。电极602和604电连接到第一电容传感器606a，而电极604和702电连接到第二电容传感器606b。电容传感器606a和606b可以被包括在图1的处理器120(和/或控制单元115并且通信地耦合到处理器120)内，或者被单独提供。

电容传感器606a和606b共同提供流体液位的指示。例如，由第二传感器606b而不是由第一传感器606a对流体的检测指示管106中的流体液位已经达到大于电极604端部但小于电极602下端的高度。在这个液位处检测到流体液位可导致控制单元115的处理器120降低泵110的泵送速度。第一传感器606a对流体的检测指示流体至少已经到达邻近电极602的管106中的高度。在该标高处检测到流体液位可使控制单元115的处理器120停止使用泵110的启动序列。如果传感器606a和606b都没有检测到电容的增加，则控制单元115的处理器120可以被配置成使泵110以正常的启动速度操作，以用流体启动管106。

图8示出了根据本公开的另一示例实施例的图1至图5的启动传感器104。在该示例中，第一电极或导电板802放置在管106的第一侧，而第二电极或导电板804放置在管106的第二侧。如图所示，第一电极802被放置在壳体202的凹陷部段302的第一侧上，其与凹陷部段302的包含第二电极804的第二侧相对。

电极802和804电连接到电容传感器606，该电容传感器606被配置成测量电极之间的电容。所测量的电容包括指示电容的值。如图8所示，当不存在流体时，电容传感器606测量管106和该管内空气的电容。当流体置换空气时，电容传感器606测量管106和流体的电容。当检测到由于管106内从空气到流体的转变而引起的电容变化时，管106本身的电容被归一化或以其它方式被忽略。

在一些实施例中，可以基于所测量的电容来确定流体液位。例如，当管106中的流体液位仅与电极802和804的底部部分或底端部对准时，电容可能较低，而当流体液位与电极的顶部部分或顶端部对准时，电容可能较高。电容值可以经由表格或其它数据结构与管106中的高度相关联。该值可被控制单元115的处理器120用于随着流体液位接近管106的顶(开口)端部而逐渐降低泵110的速度。

图9示出了根据本公开的又一示例实施例的图1至图5的启动传感器104。类似于图8的示例，电极802和804彼此相对定位。然而，如平面图900所示，电极802包括在保持夹306内。这样，电极802可相对于电极804、902和904移动，电极804、902和904经由壳体202保持固定。电极802的一端或基部连接到凹陷部段302的基部或中间部分。保持夹306被构造用以在电极802的端部处枢转或弯曲，从而使得夹306能够在打开位置与闭合位置之间移动。此外，电极802要返回到其在凹陷部段302内的初始位置的偏置性质使得保持夹306在插入到启动传感器104中时在管106上提供弹簧力。应当理解，在一些示例中，电极802没有电连接到启动传感器104的其它部分，从而使其能够电浮动。

图9的示例启动传感器104还包括电极902和904。如平面图900所示，电极902和904设置在凹陷部段302的与电极804侧相对的一侧。电极902和904是固定的，并且被构造用以至少部分环绕管106。

类似于结合图6讨论的示例，电极902和904相对于彼此位于不同的标高高度处。在图示的示例中，电极902被放置在比电极904更高的高度或标高处，在它们之间提供间隙。电极902和904可以具有相同的宽度或不同的宽度。

电极902和904电连接到第一电容传感器606a，该第一电容传感器606a被配置成测量电极902与904之间的电容值。在图示的示例中，电容传感器606a被配置成检测无管状态与干管状态之间的变化。在图示的示例中，电容传感器606a被配置成检测电容变化，该电容变化是例如当管106被插入在启动传感器104内时，电极802被移动得更靠近电极902和904的结果。电极802朝向电极902和904的移动导致测量的电容增加，这指示管106已经插入在启动传感器106内。

在一些实施例中，电容传感器606a也可用于检测当透析流体液位上升以桥接电极902与904之间的间隙时的电容变化。这样，电容传感器606a可以被配置成另外检测干管与湿管之间的转变。来自传感器606a的输出被控制单元115的处理器120用来确定干管状态和湿管状态，如结合图6所讨论的。

如图9所示，电极804和902电连接到第二电容传感器606b。在图示的示例中，电容传感器606b被配置成检测由于电极804与902之间的流体液位上升而导致的电容增加。电容传感器606b用于检测干管状态与湿管状态之间的转变。

类似地，电极804和904电连接到第三电容传感器606c。第三电容传感器606c被配置成检测由于电极804与904之间的流体上升而导致的电容增加。电容传感器606c用于检测干管状态与湿管状态之间的转变。

在一些实施例中，电容传感器606b和606c的输出(或指示所测量的电容的值)被加在一起，或者以其它方式被控制单元115的处理器120组合，用于检测干管状态和湿管状态。在一些实施例中，处理器120可以比较来自电容传感器606b和606c的输出，以确定管106中的流体液位。例如，所测量的电容之间的显著差异指示管106中的流体液位还没有达到电极902的高度，但是已经达到电极904的高度。检测到该液位处的流体可导致处理器120降低泵110的泵送速度。

图10和图11示出了根据本公开的示例实施例的启动传感器104的平面图。图10示出了当管106没有插入到启动传感器104中时，保持夹306和电极802处于闭合和闲置位置。图10还示出了连接到凹陷部段302的中间部段或基部的电极802的基部或端部。图11示出了包括保持夹306的电极802，由于管106被插入到启动传感器104中，电极802被弯曲、枢转或以其它方式朝向电极902移动。保持夹306和/或电极802被构造成使得管106只能被插入至期望对准。保持夹306和/或电极802可以包括例如前端，该前端成角度以接纳管106并将管106导向至凹陷部段302的中部。如以上结合图9所讨论的，管106在凹陷部段302中的放置导致电极802朝向电极902和904移动，从而增加测量的电容。

图12示出了根据本公开的示例实施例的由图9至图11的电极802、804、902和904形成的电容器的一个实施例的电路图1200。如图所示，电极804和902形成第一电容器，而电极804和904形成第二并联电容器。第一电容器和第二电容器的电容基于电极802相对于电极902和904的位置。如本文所讨论，电极902和904形成第三电容器。

处理器实施例

图1的控制单元115的示例处理器120被部分地配置成基于由一个或多个电容传感器测量的电容来确定管状态。图13示出了根据本公开的示例实施例的图1的处理器120。处理器120包括第一处理设备120a和第二处理设备120b。第一处理设备120a设置在电路板或处理器板1302上。在该示例中，第一处理设备120a经由通用输入输出(“GPIO”)迹线或线路电连接到电极902和904。在一些情况下，电流源(或一个或多个电源)可以连接到GPIO线，以提供电流来实现电容测量。电流源可以提供例如10nA、100nA、250nA、500nA、1000nA等的电流。

同样如图13所示，电极804电连接到地。接地可以与处理设备120a的接地共用，使得处理设备120a经由接地电连接到电极804。在其它实施例中，电极804改为经由第三GPIO线或迹线连接到处理设备120a。此外，如上文所讨论，电极802没有电连接到处理设备120a，因此被允许电浮动。

处理设备120a包括电容传感器606a、606b和606c和/或与这些电容传感器一起操作，电容传感器606a、606b和606c经由GPIO线测量电容。例如，传感器606a与处理设备120a一起操作，以通过确定GPIO线之间的电容来测量电极902与904之间的电容。传感器606b与处理设备120a一起操作，以通过确定第二GPIO线与地之间的电容来测量电极804和902之间的电容。传感器606c与处理设备120a一起操作，以通过确定第一GPIO线与地之间的电容来测量电极804与904之间的电容。

图14示出了曲线图1400，该曲线图1400图示了根据本公开的示例实施例的在一时间段内由图9至图13的传感器606a、606b和606c测量的示例电容值。曲线图1400示出了在16.2秒内的归一化的电容的单位。电容可以从测量值归一化，这些测量值的数量级为飞法(“fF”)或皮法(“pF”)。曲线图1400示出了由电容传感器606b和606c测量的干管状态与湿管状态之间的转变。如图所示，当管106中的液体液位到达电极804、902和904时，归一化电容在十分之几秒内变化大约23000个单位。在达到湿状态后，电容的大小基本上是水平的或一致的。当液体液位降低时，电容迅速下降，回到归一化值“0”，从而产生方形波形。可以理解，状态之间的显著电容差异提供了大于1000：1的稳健信噪比，提供了准确的管状态检测。应当理解，对于无管状态与干管状态之间的转变，曲线图1400在大小和形状上是相似的。

回到图13，在测量电容之后，第一处理设备120a被配置成向第二处理设备120b发送指示电容的一个或多个信号或消息。在该示例中，第二处理设备120b经由单独的输入线发送输入指令或信号。第一处理设备120a可以使用输入指令或信号来采样或执行电容测量。例如，来自第二处理设备120b的第一输入可以指导第一处理设备120a测量第一电容传感器606a的电容，而第二输入可以指导第一处理设备120a测量第二电容传感器606b的电容，而第三输入可以指导第一处理设备120a测量第三电容传感器606c的电容。

在一些实施例中，第一处理设备120a被配置成基于经由GPIO线所确定的测量的电容值来确定管状态。第一处理设备120a经由例如脉宽调制(“PWM”)信号或由第一处理设备120a内的数模转换器(“DAC”)产生的模拟信号，向第二处理设备120b发送每个管状态的指示或管状态变化的指示。在可替选示例中，PWM信号可以由指示管状态的数字信号或指令替代。

在一些实施例中，第一处理设备120a被配置成在最终确定管状态已经改变之前采样或执行多个电容测量。例如，如果测量的阈值数量(例如，一、二、三、五、十等)指示在阈值时间段(例如10毫秒、100毫秒、250毫秒、500毫秒、1秒、2秒、5秒等)内的相同管状态，则第一处理设备120a确定出管状态实际上已经改变。如果不满足这些阈值中至少一个阈值，则处理设备120a抑制确定管状态变化。当由于操作员的手或电子设备而出现电干扰时，可能会出现上述情况。

可替选地，第一处理设备120a经由PWM信号或第一处理设备120a内的DAC产生的模拟信号向第二处理设备120b发送测量的电容的指示。脉冲宽度可以对应于测量的电容。在可替选示例中，PWM信号可以由指示测量的电容的数字信号或指令替代。在从第一处理设备120a接收电容值之后，第二处理设备120b被配置成确定管状态。在一些示例中，处理设备120b可以采样或执行多个电容测量(通过经由单独的输入线路向第一处理设备120a发送消息)以确定管状态。如果测量的阈值数目(例如，一、二、三、五、十等)指示的是在阈值时间段(例如10毫秒、100毫秒、250毫秒、500毫秒、1秒、2秒、5秒等)内的相同管状态，第二处理设备120b确定管状态实际上已经改变。如果不满足这些阈值中至少一个阈值，则处理设备120b抑制确定管状态变化。

图15示出了根据本公开的示例实施例的用于确定图1的患者管106的管状态的示例程序1500。控制单元115的示例处理器120被配置用以执行或操作图15所示的程序1500。首先，示例处理器120接收患者将开始透析治疗的指示或确定患者将开始透析治疗(框1502)。示例处理器120可以经由用户界面124接收患者已经选择开始治疗的输入。可替选地，处理器120可以经由电子地存储的计划表确定患者将接受透析治疗。为了准备治疗，在一个实施例中，示例处理器120操作设置例程，该设置例程可以包括将管连接到适当的容器并执行启动程序。当到了启动患者管106的时间时，示例处理器120发送经由用户界面124显示的患者将患者管106插入到启动传感器104中的消息1501(框1504)。图17示出了可以由用户界面124基于消息1501显示的示例屏幕布局1700。屏幕布局1700包括关于如何将患者管106放置在启动传感器104内的文本和图示。

为了确定患者是否正确地将管106插入到启动传感器104中，示例处理器120被配置用以执行一个或多个电容测量以确定管状态(框1506)。对于执行的每个电容测量，处理器120从电容传感器606中的一个或多个接收经采样的输出数据1503，这些输出数据被处理以确定管状态，如以上结合图9至图14所讨论的。如果检测到无管状态，则处理器120被配置成发送一个或多个消息1507，该一个或多个消息1507指示患者管106缺失。图18示出了可以由用户界面124基于消息1507显示的屏幕布局1800的图。屏幕布局1800包括弹出窗口，警示患者该患者管106尚未插入。

回到图15，如果检测到干管状态，则示例处理器120发送一个或多个消息1509，该一个或多个消息1509指示患者将管连接到流体源(框1508)。在其它实施例中，消息1509可以指导患者开始启动序列。图19示出了可以由用户界面124基于消息1509显示的屏幕布局1900的图。屏幕布局1900包括关于如何将流体源连接到透析机的一个或多个源管的文本和图像。在患者已经连接了管之后，患者可以选择屏幕布局1900中所示的启动按钮。启动按钮的选择为处理器120提供了开始启动序列的指示(框1510)。启动序列包括使至少一个泵110将透析流体从至少一个源容器112移动到患者管106。在该序列期间，处理器120从执行由电容传感器606进行的多个电容测量或电容测量的采样中接收经采样的输出数据1503(框1512)。此外，在该序列期间，处理器120可以使图20中所示的屏幕布局2000显示在用户界面124上，该屏幕布局2000指示启动序列正在运行。

对于干管状态的每次检测，处理器120可以递增阈值计数器并确定计数器是否超过阈值(框1514)。如果在规定的时间段(例如，250毫秒、500毫秒、1秒、3秒、10秒、20秒、40秒等)内没有超过阈值，则患者管106不能在预期的时间段内启动，并且可能具有阻塞、泄漏、收缩或阻止透析流体填充管的其它状况。在试图纠正这种情况时，处理器120被配置成发送一个或多个消息1515，该一个或多个消息1515导致显示图21的屏幕布局2100。此外，可以激活警报。屏幕布局2100包括指示启动错误的文本和指导患者检查来自源流体的管和患者管106的指令。在患者识别并纠正了管的问题后，患者可以选择下一步按钮以重新开始启动程序。

返回到框1512，如果在阈值时间内检测到湿管状态，则示例处理器120可以被配置成停止启动泵110(框1516)。在一些实施例中，示例处理器120被配置成确认启动已经被正确执行。示例处理器120还可以发送一个或多个消息1517，该一个或多个消息1517具有指导患者将患者管106连接到患者管线套件和/或导管以开始治疗的信息(框1518)。图22示出了可以由用户界面124基于消息1517显示的屏幕布局2200的图。屏幕布局2200包括向患者提供关于如何将患者管106连接到管线套件或导管的信息的文本和图像。

返回到图15，示例处理器120被配置成使用启动传感器104来确定患者管106是否仍然存在于传感器中(框1520)。处理器120接收一组或多组经采样的输出数据1503，以确定管是否仍在启动传感器104中。如果管仍然存在，则处理器120发送一个或多个消息1521，该一个或多个消息1521指示患者将管从启动传感器104移除。图23示出了可以由用户界面124基于消息1521显示的屏幕布局2300的图。屏幕布局2300包括弹出窗口，该弹出窗口提供患者管尚未从启动传感器移除以用于连接到管线套件或导管的警告。如果不再检测到患者管106，则示例处理器120被配置成结束启动序列和/或使透析疗法能够开始。

图16示出了根据本公开的示例实施例的示例程序1600的图解说明，该示例程序1600被配置成确定用于启动序列的患者管106的管状态。示例程序1600可以由图1的处理器120执行或实行。此外，处理器1600可以根据存储在存储器122中的一个或多个指令来操作，当由处理器120执行时，该一个或多个指令使得处理器120执行所描述的操作。在一些实施例中，处理器120可以另外归一化测量的电容值。

当处理器120执行启动序列并向启动传感器104供电时，示例程序1600开始(框1602)。示例处理器120校准图9的电容传感器606a(框1604)。处理器120可以通过确定稳态的测量的电容来校准传感器606a。处理器120可以确定用于计算基线值的测量的电容值的平均值1605。校准之后，处理器120将确定的基线电容值1605存储到存储器122。

处理器120然后计算感测阈值T(框1606)。阈值T是大于基线值1605的电容值。在一些实施例中，处理器120将阈值T确定为基线值1605的2x(2倍)、3x、4x、5x、7x、10x、15x、20x等。在其它实施例中，处理器120将阈值T确定为高于基线值的规定数的fF或pF。低于阈值T的测量的电容值由处理器120确定为对应于无管状态，而高于阈值T的测量的电容值由处理器120确定为对应于干管状态。例如，处理器120将来自传感器606a的测量的电容值与阈值T进行比较(框1608)。如果测量的电容值小于阈值T，则处理器120确定测量的值对应于无管状态(框1610)。在一些情况下，处理器120还可以更新计数器，其中在规定时间段内没有检测到无管状态可能导致处理器120输出错误消息或激活警示。处理器120然后继续将来自电容传感器606a的后续测量的电容值与阈值t进行比较(或采样)。

返回到框1608，如果测量的电容值大于或等于阈值T，则处理器120确定测量的值对应于干管状态(框1612)。在一些情况下，处理器120可以仅在规定时间段内进行了阈值数量的干态状管检测(例如，在100毫秒、250毫秒、500毫秒、1s、2s、5s等内进行两次、五次或十次检测)的情况下才确定干管状态。

处理器120接下来校准图9的电容传感器606b和/或606c(框1614)。在一些实施例中，在示例程序1600中，处理器120基本上同时或同时校准电容传感器606a、606b和606c。处理器120可以通过确定稳态的测量的电容来校准传感器606b和/或606c。处理器120可以确定用于计算基线值的测量的电容值的平均值1615。校准之后，处理器120将确定的基线电容值1615存储到存储器122。

控制单元115的处理器120然后计算感测阈值W(框1616)。阈值W是大于基线值1615的电容值。在一些实施例中，处理器120确定阈值W为基线值1615的2x、3x、4x、5x、7x、10x、15x、20x等。在其它实施例中，处理器120将阈值W确定为高于基线值的规定数量的fF或pF。低于阈值W的测量的电容值由处理器120确定为对应于干管状态，而高于阈值W的测量的电容值由处理器120确定为对应于湿管状态。

在确定阈值W之后，处理器120准备好确定管状态。如图16所示，处理器120被配置成将来自传感器606a的测量的电容值与阈值T进行比较(框1618)。如果测量的电容值小于阈值T，则处理器120确定测量的值对应于无管状态(框1620)。处理器120继续该环路，直到测量的电容值大于或等于阈值T。处理器120然后将来自传感器606b和/或606c的测量的电容值与阈值W进行比较(框1622)。在一些情况下，处理器120可以将来自传感器606b和606c的测量的电容值组合用于基线值1615、阈值W和状态检测。如果测量的电容值小于阈值W，则处理器120确定测量值对应于干管状态(框1624)。处理器120可以返回到框1618，并确定该管是否仍然存在于启动传感器104中，或者确定该管是否已经被移除。在一些情况下，处理器120还可以更新计数器，其中在规定时间段内湿管状态的零检测可以导致处理器120输出错误消息或激活指示堵塞、管泄漏等的警示。处理器120然后继续将来自电容传感器606b和/或606c的后续测量的电容值与阈值W进行比较(或采样)。

返回到框1622，如果测量的电容值大于或等于阈值W，则处理器120确定测量值对应于湿管状态(框1626)。在一些情况下，控制单元115的处理器120可以仅在规定时间段内进行了阈值数目的湿状态管检测(例如，在100毫秒、250毫秒、500毫秒、1s、2s、5s等内进行两次、五次或十次检测)的情况下才确定湿管状态。在检测到湿管状态之后，示例处理器120可以结束启动序列，从而结束示例程序1600。可替选地，处理器120返回到框1618，并确定管是否已经从启动传感器104移除。

附加启动传感器实施例

图24示出了根据本公开的另一示例实施例的图1的启动传感器104的示意图。在图示的示例中，启动传感器104包括以u形提供的壳体2402。壳体2402包括第一臂或侧部2404和第二臂或侧部2406。壳体2402还包括接头或铰链2408，该接头或铰链2408使得第二臂或侧部2406能够相对于u形壳体2402的第一臂或侧部2404或基部2405(例如，第三侧部)旋转或枢转。

在图示的示例中，第一臂或侧部2404包括导电板2410和2412。这些板可以是实心的，并且彼此相邻放置。可替选地，这些板可以以梳状或指状配置交错，以提供相对宽的敏感区域。导电板2410设置在相对于患者管106的第一高度处，导电板2412设置在导电板2410下方的第二高度处。在一些示例中，板2410和2412具有相同的长度、宽度和/或高度。此外，板2410可以分开几毫米到几厘米。电容传感器2414被配置成测量板2410与2412之间的电容。处理器120被配置成使用由传感器2414测量的电容值，通过确定电容值何时由于管106中的清洗流体桥接板2410与2412之间的间隙而改变，从而来区分湿管状态与干管状态。

图24还示出了壳体2402的第二侧或臂2406包括导电板2416，而壳体的底侧2405包括导电板2418和2420。导电板2418和2420电连接到电容传感器2422，该电容传感器2422被配置成测量板2418与2420之间的电容。导电板2416被配置成电浮动。导电板2418和2422以及传感器2422被配置成通过测量电容的增加来检测(经由处理器120)导电板2416何时移动得更靠近板2418和2422。

图25和图26示出了接头或铰链2408如何使得第二臂或侧部2406能够相对于第三臂或侧部2405旋转或枢转的示意图。示例铰链2408可以作为活动铰链被模制为壳体2402的一部分。在其它示例中，铰链2408可以包括桶铰链、枢轴铰链、壳铰链或它们的组合。在一些情况下，铰链2408可以是构件(例如，第二臂2406)的一部分，该构件被构造成在将管106插入到启动传感器104的壳体2402中时进行期望的移动。在该实施例中，导电板2418和2420可以设置在壳体2402的第三侧2405上，该第三侧2405形成u形的基部，由此铰链2408将第二侧2406连接到第三侧2405。

图25示出了当管106插入其中时，经由铰链2408旋转到与壳体2402的第一侧2404平行的第二侧2406。在这种构造中，导电板2416朝向导电板2418和2420移动得更近，这导致由传感器2422测量的电容增加。在图示的示例中，传感器2422测量导电板2418与2420之间的电容。将导电板2416移动得更靠近板2418和2420会导致板2418与2420之间(及其周围)的电容增加。因此，处理器120使用来自传感器2422的输出来区分干管状态与无管状态。

图26示出了当管106从壳体2402移除时的示例。在该示例中，第二侧2406在铰链2408处旋转或枢转，以朝向或更靠近第一侧2404成角度。在该构造中，导电板2416远离导电板2418和2420移动，这导致由传感器2422测量的电容减小。第二侧2406的移动增加了导电板2416、2418和2420之间的间隙2600的面积。在一些实施例中，间隙2600可以包括空气或可压缩泡沫，其填充壳体2402的第二侧2406与第三侧2405之间的间隙。

结论

应当理解，对这里描述的当前优选实施例的各种改变和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。在不脱离本主题的精神和范围并且不减少其预期优点的情况下，可以进行这种改变和修改。因此，所附权利要求涵盖了这些变化和修改。

Claims (24)

1.一种腹膜透析装置，包括：

患者管，所述患者管被构造用以接收来自透析流体的源的透析流体；

至少一个泵，所述至少一个泵被构造用以在启动序列期间将透析流体从所述源移动到所述患者管；

启动传感器，所述启动传感器包括壳体，所述壳体具有凹陷部段，所述凹陷部段被构造用以接纳所述患者管的一部分，所述壳体的所述凹陷部段包括

第一侧，所述第一侧包括第一导电板，

构件，所述构件包括第二导电板，所述构件以可移动方式连接到所述凹陷部段的第二侧，并且所述构件被构造用以在将所述患者管的所述部分插入到所述启动传感器的壳体中时进行期望的移动，以及

第三侧，所述第三侧与所述第一侧相对，所述第三侧包括

第三导电板，所述第三导电板设置在所述第一导电板的顶部部分的对面，以及

第四导电板，所述第四导电板设置在所述第一导电板的底部部分的对面；

第一电容传感器，所述第一电容传感器被定位和布置用以测量所述第一导电板与所述第三导电板之间的第一电容；

第二电容传感器，所述第二电容传感器被定位和布置用以测量所述第三导电板与所述第四导电板之间的第二电容；和

处理器，所述处理器被配置用以与所述至少一个泵、所述第一电容传感器和所述第二电容传感器一起操作，所述处理器被配置用以

使用所测量的第二电容来确定(i)无管状态与(ii)干管状态之间的第一转变，

使用所测量的第一电容来确定(ii)所述干管状态与(iii)湿管状态之间的第二转变，

在确定所述干管状态之后，使所述至少一个泵将流体泵送通过所述患者管用于启动序列，以及

在确定所述湿管状态之后，发送指示所述患者管被启动的消息。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述启动传感器包括第三电容传感器，所述第三电容传感器被定位和布置用以测量所述第一导电板与所述第四导电板之间的第三电容，并且

其中，所述处理器被配置用以将所述第一电容的值与所述第三电容的值相组合，以确定(i)所述无管状态与(ii)所述干管状态中的至少一个，或确定(ii)所述干管状态与(iii)所述湿管状态中的至少一个。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，当所述患者管的所述部分被插入到所述启动传感器的所述壳体中时，所述第二导电板弯曲或枢转，从而导致所述第一电容增加。

4.根据权利要求1或3所述的装置，其中，所述第二导电板是下列至少一种情况：(a)所述第二导电板被定位并布置成电浮动的，或(b)所述第二导电板由导电塑料或涂有导电漆的塑料形成。

5.根据权利要求1、3或4所述的装置，其中，所述第三导电板是下列至少一种情况：(a)所述第三导电板形成为具有等于所述第四导电板宽度的宽度，或者(b)所述第三导电板与所述第四导电板间隔开0.5毫米至2厘米之间的距离。

6.根据权利要求1或5所述的装置，其中，所述第一导电板、所述第三导电板和所述第四导电板是下列至少一种情况：(a)形成为金属夹，所述金属夹被构造用以将所述患者管的所述部分固定在所述启动传感器的所述壳体内，或者(b)被围封在所述启动传感器的壳体的所述凹陷部段内。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器被配置用以通过确定所测量的第一电容的值的变化大于第一转变阈值来确定所述无管状态与所述干管状态之间的所述第一转变，并且其中，所述处理器被配置用以通过确定所测量的第二电容的值的变化大于第二转变阈值来确定所述干管状态与所述湿管状态之间的第二转变。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一转变阈值或所述第二转变阈值中的至少一个对应于在小于0.5秒内、所测量的电容的相应值从第一值至少加倍到第二值，并且其中，所述第二值至少基本恒定至少两秒。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述启动传感器包括：

第五导电板和第六导电板，所述第五导电板和所述第六导电板位于所述壳体的外部相对两侧上；和

第三电容传感器和第四电容传感器，所述第三电容传感器和所述第四电容传感器被定位和布置用以测量由于外部干扰而改变的电容，所述外部干扰由相对于所述第一导电板、所述第三导电板和所述第四导电板定位的所述第五导电板或所述第六导电板中的至少一个检测。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，在检测到由所述第三电容传感器和所述第四电容传感器测量的电容的变化之后，所述处理器被配置成进行下列至少一种情形：避免检测状态(i)至状态(iii)，停止所述启动序列，或者输出指示所检测的电容干扰的消息。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还被配置成使得：如果所述湿管状态被确定，则允许进行腹膜透析治疗。

12.根据权利要求1或11所述的装置，包括用户界面，所述用户界面被配置用以显示与所确定的状态(i)至状态(iii)相对应的文本或图形中的至少一个。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电容指示流体在所述患者管内的存在，并且

其中，所述第二电容指示所述第二导电板距所述第三导电板和所述第四导电板的距离。

14.一种传感器装置，包括：

壳体，所述壳体包括凹陷部段，所述凹陷部段被构造用以接纳管的一部分，所述壳体包括

第一侧，所述第一侧包括第一导电板，

构件，所述构件包括第二导电板，所述构件被以可移动方式连接到所述凹陷部段的第二侧，用于检测所述管的所述部分到所述壳体中的插入，以及

第三侧，所述第三侧与第一侧相对，所述第三侧包括

第三导电板，所述第三导电板设置在所述第一导电板的顶部部分的对面，以及

第四导电板，所述第四导电板设置在所述第一导电板的底部部分的对面；

第一电容传感器，所述第一电容传感器被定位和布置用以测量所述第一导电板与所述第三导电板之间的第一电容；和

第二电容传感器，所述第二电容传感器被定位和布置用以测量所述第三导电板与所述第四导电板之间的第二电容。

15.根据权利要求14所述的装置，所述装置能够与医疗流体递送机一起操作，所述医疗流体递送机包括至少一个泵和控制单元，所述控制单元能够与所述第一电容传感器和所述第二电容传感器一起操作以：

使用所测量的第二电容来确定(i)无管状态与(ii)干管状态之间的第一转变；并且

在确定所述干管状态之后，使所述至少一个泵将流体泵送通过所述管，以进行启动序列。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述控制单元还被配置用以：

使用所测量的第一电容来确定(ii)所述干管状态与(iii)湿管状态之间的第二转变；和

在确定所述湿管状态之后，发送指示所述管被启动的消息。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第一电容指示流体在所述患者管内的存在，并且

其中，所述第二电容指示所述第二导电板距所述第三导电板和所述第四导电板的距离。

18.根据权利要求16或17所述的装置，其中，所述控制单元还配置用以：

每次所述湿管状态被确定时，递增计数器；

将所述计数器的值与计数器阈值进行比较；以及

当所述计数器的值等于或超过所述计数器阈值时，确定所述湿管状态。

19.根据权利要求15所述的装置，其中，所述控制单元包括所述第一电容传感器和所述第二电容传感器。

20.一种医疗流体递送装置，包括：

患者管，所述患者管被构造用以接收来自透析流体的源的透析流体；

至少一个泵，所述至少一个泵被构造用以在启动序列期间将透析流体从所述源移动到所述患者管；

启动传感器，所述启动传感器包括壳体，所述壳体具有凹陷部段，所述凹陷部段被构造用以接纳所述患者管的一部分，所述壳体的凹陷部段包括

第一侧，所述第一侧包括第一导电板，

构件，所述构件包括第二导电板，所述构件被以可移动方式连接到所述凹陷部段的第二侧，并且所述构件被构造用以在将所述患者管的所述部分插入到所述启动传感器的所述壳体中时进行期望的移动，以及

第三侧，所述第三侧与所述第一侧相对，所述第三侧包括

第三导电板，所述第三导电板被设置在所述第一导电板的顶部部分的对面，以及

第四导电板，所述第四导电板被设置在所述第一导电板的底部部分的对面；

第一电容传感器，所述第一电容传感器被定位和布置用以测量所述第一导电板与所述第三导电板之间的第一电容；

第二电容传感器，所述第二电容传感器被定位和布置用以测量所述第三导电板与所述第四导电板之间的第二电容；和

控制单元，所述控制单元被配置用以与所述泵、所述第一电容传感器和所述第二电容传感器一起操作，所述处理器被配置用以执行所述启动序列。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，在所述启动序列期间，所述控制单元使用所测量的第二电容来确定(i)无管状态与(ii)干管状态之间的第一转变，

其中，所测量的第二电容指示所述第二导电板距所述第三导电板和所述第四导电板的距离。

22.根据权利要求21所述的装置，其中，在所述启动序列期间，在所述干管状态被确定之后，所述控制单元使所述至少一个泵将流体泵送通过所述患者管。

23.根据权利要求20或22所述的装置，其中，在所述启动序列期间，所述控制单元使用所测量的第一电容来确定(i)干管状态与(ii)湿管状态之间的第二转变，

其中，所测量的第一电容指示流体在所述患者管内的存在。

24.根据权利要求23所述的装置，其中，在所述启动序列期间，在所述湿管状态被确定之后，所述控制单元发送指示所述患者管被启动的消息。

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