CN116549781A - 输液管路的气泡检测方法、装置、注射装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种输液管路的气泡检测方法、装置、注射装置及存储介质。该装置沿输液管路径向的两侧分别设置有发射器和接收器，发射器用于发射传感信号，接收器用于对传感信号进行采集，该方法包括：获取接收器进行信号采集得到的数据值；确定输液管路的管径参数和输液管路中气泡的设定半径，根据设定半径以及管径参数确定数据值的采集范围；响应于数据值在采集范围内，根据数据值确定输液管路的气泡直径占比；根据气泡直径占比确定输液管路中气泡的体积。通过上述方式，本申请基于较少的检测装置，能够准确的计算输液管路中的气泡体积。
Description
技术领域
本申请涉及医疗设备领域，特别是涉及一种输液管路的气泡检测方 法、装置、注射装置及存储介质。
背景技术
在输液过程中，要控制从输液管路进入人体的空气的量，如果输液 时有大量空气进入人体，并且比较迅速，则会出现空气栓塞。空气随着 血液循环会进入到心脏中，心脏搏动后将空气和心腔内的血液搅拌，形 成大量的泡沫，这些泡沫相当于栓子。当右心室收缩时，将这些栓子推 动到肺动脉的各级分支导致肺动脉阻塞，引起呼吸循环障碍，严重者可致死。因此，在输液开始之前，先用药液将输液管内的空气排出，在输 液过程中，通常在药物快要滴尽之前，将针头拔掉，防止空气进入血管 中。
鉴于此，医疗设备领域提出了许多检测输液管路中气泡体积的方法 和装置。其中，部分方法中使用多组检测装置组成检测阵列用于检测气 泡的长度，一部分通过统计检测到气泡的检测周期个数，根据周期个数 计算气泡体积。上述方法对于气泡体积的计算均具有一定的缺陷，计算 出来的气泡体积值比较粗略。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种输液管路的气泡检测方法， 基于该方法能够利用较少的检测装置，更加简便、快速的计算气泡体积。
为了解决上述技术问题，本申请采用的一种技术方案是：提供了一 种输液管路的气泡检测方法，该方法基于沿输液管路径向的两侧分别设 置有发射器和接收器，发射器用于发射传感信号，接收器用于对传感信 号进行采集，该方法包括，获取接收器进行信号采集得到的数据值；确 定输液管路的管径参数和输液管路中气泡的设定半径，根据设定半径以 及管径参数确定数据值的采集范围；响应于数据值在采集范围内，根据 数据值确定输液管路的气泡直径占比；根据气泡直径占比确定输液管路 中气泡的体积。
进一步地，确定输液管路的管径参数和输液管路中气泡的设定半径， 根据设定半径以及管径参数确定数据值的采集范围中，包括，确定输液 管路的管径参数和输液管路中气泡的设定半径，根据设定半径以及管径 参数确定管路内壁对气泡的挤压线长度占比；根据挤压线长度占比以及 信号采集最大值确定数据值的采集范围。
进一步地，确定输液管路的管径参数和输液管路中气泡的设定半径， 根据设定半径以及管径参数确定管路内壁对气泡的挤压线长度占比中， 包括，根据设定半径和管径参数确定管径参数与设定半径的第一换算关 系；根据第一换算关系和设定半径确定挤压线长度与设定半径的第二换 算关系；根据第二换算关系和设定半径确定气泡的挤压线长度占比。
进一步地，该方法具体包括，采用以下公式计算气泡的挤压线长度 占比：
其中，R为设定半径，d为管径参数，x为挤压线长度，r为挤压线 长度占比。
进一步地，根据气泡直径占比确定输液管路中气泡的体积，包括， 确定输液管路的内径参数以及液体速度，根据内径参数确定输液管路的 横截面积；根据横截面积和液体速度确定液体流速；根据液体流速、扫 描时间以及气泡直径占比确定输液管路中气泡的第一体积。
进一步地，该方法具体包括，采用以下公式计算输液管路中气泡的 第一体积：
其中，V1为第一体积，X为接收器采集的数据值，为输液管路 的直径占比，d为输液管路的内径，v为液体速度，Δt为扫描时间。
进一步地，该方法还包括，获取输液管路内预发射器和/或接收器 对应位置的第一压强和第一截面直径，以及获取输液管路内另一位置的 第二压强和第二截面直径；根据第一压强、第一截面直径、第二压强和 第二界面直径确定修正参数；利用修正参数对第一体积进行修正，以得 到发射器与接收器对应的输液管路内气泡的第二体积。
为了解决上述问题，本申请采用的另一种技术方案是：提供一种输 液管路的气泡检测装置，气泡检测装置包括，发射器，用于发射传感信 号；接收器，用于对传感信号进行采集，发射器和接收器分别沿输液管 路径向的两侧设置；处理器，连接接收器，用于执行上述方法，以确定 输液管路中气泡的体积。
为了解决上述问题，本申请采用的另一种技术方案是：提供一种注 射装置，该注射装置包括处理器以及与处理器耦接的存储器，存储器中 存储有计算机程序，处理器用于执行计算机程序以实现输液管路的气泡 检测方法。
为了解决上述问题，本申请采用的另一种技术方案是：提供一种计 算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质中存储有计算机程序， 计算机程序在被处理器执行时，用于实现上述方法。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种输 液管路的气泡检测方法，首先沿输液管路径向的两侧分别设置有发射器 和接收器，发射器用于发射传感信号，接收器用于对传感信号进行采集， 该方法包括，获取接收器进行信号采集得到的数据值；确定输液管路的 管径参数和输液管路中气泡的设定半径，根据设定半径以及管径参数确 定数据值的采集范围；响应于数据值在采集范围内，根据数据值确定输 液管路的气泡直径占比；根据气泡直径占比确定输液管路中气泡的体积。 通过上述方法，能够利用较少的检测装置，更加精确地计算输液管路中 气泡的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描 述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图 仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出 创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本申请提供的一种气泡检测方法一实施例的流程示意图；
图2是本申请提供的数据值范围确定方法一实施例的流程示意图；
图3是本申请提供的气泡挤压线长度占比确定方法一实施例的流程 示意图；
图4是本申请提供的气泡挤压原理示意图；
图5是本申请提供的气泡第一体积确定方法一实施例的流程示意图；
图6是本申请提供的气泡第二体积确定方法一实施例的流程示意图；
图7是本申请提供的一种气泡检测装置第一实施例的结构示意图；
图8是本申请提供的一种气泡检测装置第二实施例的结构示意图；
图9是本申请提供的一种气泡检测装置第三实施例的结构示意图；
图10是本申请提供的一种注射装置一实施例的结构示意图；
图11是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案 进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用 于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于 描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部方法和流程。基于 本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于 覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、 产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列 出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固 有的其它步骤或单元。
另外，本申请中尽管多次采用术语“第一”、“第二”等来描述各种 元件(或各种阈值或各种应用或各种指令或各种操作)等，不过这些元件 (或阈值或应用或指令或操作)不应受这些术语的限制。这些术语只是用 于区分一个元件(或阈值或应用或指令或操作)和另一个元件(或阈值或 应用或指令或操作)。例如，第一体积可以被称为第二体积，第二体积 也可以被称为第一体积，而不脱离本申请的范围，第一体积和第二体积 都是气泡体积，只是二者并不是相同的气泡体积而已。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结 构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位 置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥 的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是， 本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在临床应用输液装置为患者进行治疗的过程中，必须精确、有效地 探测出输液管路中的气泡，以保证患者的生命安全。现有技术中的气泡 检测方式一般有两种：一种是通过压力传感装置采集输液管路中是否有 气泡，该种方式的检测准确度并不高，而且会对输液管路造成压迫，对 输液过程造成影响；另外一种是利用超声波传感装置持续检测输液管路 中是否存在气泡，然而持续检测和持续的数据分析对于系统的压力较大， 检测精度也不能得到保障。基于上述问题，本申请提出一种基于超声检 测装置的气泡检测方法。
参阅图1，图1是本申请提供的一种气泡检测方法一实施例的流程 示意图。该方法基于以下装置：沿输液管路径向的两侧分别设置有发射 器和接收器，发射器用于发射传感信号，接收器用于对传感信号进行采 集。本实施例具体包括步骤11至14：
步骤11：获取接收器进行信号采集得到的数据值。
由于物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中的传播现象称 为波动，而引起人耳听觉器官有声音感觉的波动称为声波。人耳的听阈 范围振动频率为20HZ-20KHZ。超过人耳听阈上限的声波，而大于20KHZ 的声波称为超声波。
超声波气泡检测装置的检测原理为利用超声波的传播能量在传输 过程中是否有较大损失，若有较大损失，则为检测到气泡。超声波在同 一种介质中进行传播时，由于同一介质中介质声阻抗一样，能量几乎无 衰减；在不同介质中，声阻抗的差异会导致超声波在不同介质面上的反 射造成能量损失。因此，当输液管路中没有气泡时，超声波的能量基本不衰减，如果输液管路中出现气泡，由于液体与气体的声阻抗相差较大， 因此超声波反射系数较大，会出现严重的衰减。在使用时，紧贴输液管 的两侧分别放置有发射器和接收器，发射器用于发射传感信号，接收器 用于采集传感信号，且两者功能互逆。
当利用超声波气泡检测装置进行气泡检测时，处理器的通用异步收 发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART) 会输出相应的数据值，其中，UART是一种通用串行数据总线，用于异步 通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。处理器输出的数 据值的范围为0-239。其中不同的数据值对应不同的气泡直径。当气泡 的直径与输液管路的直径相等时，处理器输出240，当超声波气泡检测 装置内部出错时，输出241。
可选地，还可以通过获取处理器输出的电信号判断输液管路中是否 有气泡通过。电信号的类型可以是高电平与低电平的电平信号或者是数 字信号的累加值信号等。
步骤12：确定输液管路的管径参数和输液管路中气泡的设定半径， 根据设定半径以及管径参数确定数据值的从采集范围。
输液管路中的气泡一般情况下可以看作是一个圆球体，当输液管路 中输液管路的直径小于气泡的预设直径时，气泡受到挤压，此时可将该 气泡看作是一个圆柱体，从而导致气泡与输液管路的内壁形成一条挤压 线，当超声波气泡检测装置检测气泡时，根据该挤压线可以得到相关的 采集数据值。因此，挤压线长度的确定方法对于气泡体积的计算非常重 要。当利用圆柱体积公式计算气泡的体积时，需确定气泡的挤压线长度 大于计算所得的临界值，即需大于超声波气泡检测装置输出的数据的临 界值。在确定了输液管路的管径参数和输液管路中气泡的设定半径时， 根据设定半径以及管径参数可以确定气泡与输液管路内壁的挤压线长 度，从而确定超声波气泡检测装置检测气泡的数据值的范围。
步骤13：响应于数据值在采集范围内，根据数据值确定输液管路的 气泡直径占比。
具体地，利用处理器产生一固定频率的脉冲，并且利用驱动电路驱 动超声波气泡检测装置的发射器发送同频率超声波，在接收器的设计中， 通常包括一个放大电路接收超声波信号，并将超声波信号转化成电信号 后进行放大后将模拟电信号转化为数字电信号，数字的大小取决于气泡 直径的大小。当假设气泡的体积为一个圆柱体时，超声波气泡检测装置 检测所得的数据值在一定的采集范围内，当数据值满足该采集范围时， 即可根据该数据值与数据输出最大值确定气泡直径占比。由于气泡直径 与输液管路内径相等时，处理器输出240，根据则利用处理器输出的数 据值与240相比，即可确定输液管路中的气泡直径占比。
步骤14：根据气泡直径占比确定输液管路中气泡的体积。
具体地，输液管路中的内径参数较容易获得，根据输液管路中的内 径参数以及气泡直径占比，即可确定气泡的直径。假设气泡为一圆柱体， 则根据气泡直径可以确定气泡的横截面积，同时再确定气泡长度，利用 气泡横截面积以及气泡长度即可确定输液管路中气泡的体积。
上述实施例中，提出一种输液管路的气泡检测方法，该方法基于以 下装置，即沿输液管路径向的两侧分别设置有发射器和接收器，发射器 用于发射传感信号，接收器用于对传感信号进行采集，该方法具体包括， 获取接收器进行信号采集得到的数据值；确定输液管路的管径参数和输 液管路中气泡的设定半径，根据设定半径以及管径参数确定数据值的采 集范围；响应于数据值在采集范围内，根据数据值确定输液管路的气泡 直径占比；根据气泡直径占比确定输液管路中气泡的体积。通过上述方 法，首先确定假设气泡为一圆柱体时，超声波气泡检测装置检测所得的 数据值需满足的条件。当数据值满足该条件时，即可根据该数据值确定 气泡直径占比，根据气泡直径占比和输液管路的内径参数确定气泡的直 径，再根据气泡直径利用圆柱体积公式计算气泡的体积。本方法基于超 声波检测装置的一对发射器和接收器，所使用的设备比较简单。同时， 利用该方法计算气泡体积能够更加精确、合理。
为了确定超声波气泡检测装置采集的数据值的取值范围，本申请提 出一种数据值范围确定方法。
参阅图2，图2是本申请提供的数据值范围确定方法一实施例的流 程示意图。本实施例具体包括步骤121至122：
步骤121：确定输液管路的管径参数和输液管路中气泡的设定半径， 根据设定半径以及管径参数确定管路内壁对气泡的挤压线长度占比。
根据“GB 9706.27-2005医用电气设备+第2-24部分+输液泵和输液 处理器安全专用要求”中的51.104项：15min内的1mL的空气输人不认 为是一个安全方面的危险。每一个小于50uL的空气气泡不算在lml的 总和中。因此，当气泡过小时，例如小于50uL的空气气泡可以忽略不 计，大于1mL的气泡可以用来检测。在本申请中提出一种当气泡直径大 于管路内直径时，气泡受挤压可以看作是一个圆柱体可以利用圆柱体积 公式确定气泡的体积。但在计算之前，需要确定满足上述条件的，气泡 的挤压线长度。根据该挤压线长度确定气泡的挤压线长度占比。
步骤122：根据挤压线长度占比以及信号最大值确定数据值的采集 范围。
根据气泡的挤压线长度占比可以确定气泡的挤压线长度与气泡直 径的比值，通常情况下，当气泡充满输液管路时，即挤压线长度与气泡 直径相等时，超声波气泡检测装置所得的数据值为240，则根据该挤压 线长度占比即可确定，当假设气泡为一圆柱体，利用圆柱体的体积公式 计算气泡体积时，检测所得的数据值的取值范围。
其中，挤压线长度的具体计算过程请参阅图3。图3是本申请提供 的气泡挤压线长度占比确定方法一实施例的流程示意图。本实施例具体 包括步骤1211至1213：
步骤1211：根据设定半径和管径参数确定管径参数与设定半径的第 一换算关系。
具体地，请参阅图4，图4是本申请提出的气泡挤压原理示意图。 首先输液管路的直径为d，气泡的设定半径为R.。在这种情况下可以利 用两种体积公式确定气泡的体积，若将气泡看作是一圆球体，则利用圆 球体积公式确定气泡体积为：
其中，V为气泡体积。
同时，根据图4，我们还可以将此气泡看作是一圆柱体，还可以利 用圆柱体的体积计算公式确定气泡的体积为：
V＝πR2d；
利用以上两个公式均可以确定气泡的体积，则两个公式联立，可得 到管路直径与气泡半径之间的第一换算关系，即
步骤1212：根据第一换算关系和设定半径确定挤压线长度与设定半 径的第二换算关系。
利用设定半径和输液管路的直径可以确定挤压线长度。为了便于计 算，将管路直径利用第一换算关系进行表示，同时，根据勾股定理可以 得到：
其中，x为挤压线长度，R为设定半径，d为管径参数。
上述公式中得到的挤压线长度用设定半径表示，得到第二换算关系 为：
步骤1213：根据第二换算关系和设定半径确定气泡的挤压线长度占 比。
当气泡的挤压线长度与设定半径相等时，超声波气泡检测装置检测 所得的数据值为240，则当挤压线长度已知，且设定半径已知的情况下， 根据挤压线长度和设定半径可以确定挤压线长度占比，根据该占比可以 确定检测所得的数据值的临界取值范围，具体可以通过以下公式表示：
其中，r为挤压线长度占比。
根据该比值即可确定检测所得的数据值的临界值为则将检测所得数据的临界值设为179，且当数据值满足大于或等于179 时，才可以利用下述公式确定气泡的体积。
在检测所得的数据值满足采集范围的要求后，即可根据气泡直径占 比确定气泡的第一体积。
参阅图5，图5是本申请提供的气泡第一体积确定方法一实施例的 流程示意图。本实施例具体包括步骤141至143：
步骤141：确定输液管路的内径参数以及液体速度，根据内径参数 确定输液管路的横截面积。
具体地，确定输液管路的内径参数为输液管路的直径。根据超声波 气泡检测装置的处理器输出的数据值以及预设传感参数确定气泡直径 占比，根据气泡直径占比和输液管路的直径可以确定气泡直径。液体速 度可以看作和气泡的移动相等。
在输液管路直径已知的前提下，利用横截面积计算公式，即可获得 输液管路的横截面积。
步骤142：根据横截面积和液体速度确定液体流速。
具体地，本实施例中液体速度为单位时间内流过质点的距离。液体 流速(流量)是单位时间内流过某一横截面积的液体的距离。根据横截 面积和液体的速度即可确定液体的流速(流量)。
步骤143：根据液体流速、扫描时间以及气泡直径占比确定输液管 路中气泡的第一体积。
利用液体流速和扫描时间确定气泡的长度，利用气泡直径占比确定 气泡的直径。本申请假设气泡为一圆柱体，根据气泡直径、液体速度和 扫描时间即可确定输液管路中气泡的第一体积。
具体地，本实施例将通过以下公式推导过程说明输液管路中气泡的 第一体积计算过程：
首先获取超声波气泡检测装置检测到的数据值，设其为X，预设传 感参数的数值为240，则根据检测到的数据值和预设传感参数240可得 到气泡直径占比为
获取输液管路的内径参数，即输液管路的直径设为d,则气泡的直径 为
假设气泡为一圆柱体，则气泡的速度等于液体的速度，令液体速度 为v，超声波气泡检测装置的扫描时间为Δt，则气泡的第一体积为：
其中，为气泡的横截面积。
通过上述公式，可以简单快速的确定气泡的第一体积。
液体流速(流量)已知的前提下，根据扫描时间即可确定对应长度 的输液管路内液体的体积。由于此时气泡并不一定占满整个输液管路， 因此，需利用对应长度输液管路内的体积与气泡直径占比的平方确定最 终气泡的第一体积。
具体地，还可以通过以下公式推导说明气泡第一体积的计算过程。
输液管路的横截面积与输液管路的内径有关，公式为则液体的流速(流量)为：
则对应扫描时间Δt内输液管路中液体的体积为：
由于气泡的直径与输液管路的直径具有一定占比关系，则气泡的第 一体积为：
因此，利用液体流速、扫描时间以及气泡直径占比即可确定输液管 路中气泡的第一体积。
上述计算过程基于输液管路内部环境压强，在不同压强值下，气泡 体积有所不同。由于在高原环境和平原环境中，输液管路内部压强不同， 如果在不同的压强值下用同一种衡量标准比较气泡的大小，很显然是不 科学的。因此，需将气泡体积均转化为标准大气压下的气泡体积，供医 护人员参考。标准大气压强已知，利用标准大气压强和检测到的压强值， 可以得到对应的换算关系，利用该换算关系可得到气泡的第一体积对应 的标准大气压下气泡的第二体积。
具体地，参阅图6，图6是本申请提供的气泡第二体积确定方法一 实施例的流程示意图。本实施例具体包括步骤144至146：
步骤144：获取输液管路内与发射器和/或接收器对应位置的第一压 强和第一截面直径，以及获取输液管路内另一位置的第二压强和第二截 面直径。参考图7，图7是本申请提供的一种气泡检测装置第一实施例 的结构示意图。其中气泡检测装置100包括发射器110和接收器120。 其中，在安装发射器与接收器位置的输液管路，由于外部夹设或架设有超声波气泡检测装置，使输液管路受到挤压，会比其他位置的输液管路 的内径小。因此，在这里假设发射器与接收器对应位置的输液管路的内 径为h1,其他位置输液管路的内径为h2。首先获取发送器与接收器对应位 置的输液管路的截面直径h1，以及该对应输液管路内部的第一压强P1， 在获取其他位置输液管路的截面直径h2，以及该位置对应的第二压强P2。
步骤145：根据第一压强、第一截面直径、第二压强和第二截面直 径确定修正参数。
由于在同等条件下，当液体流速相同时，输液管路的截面直径越大， 则液体速度越小，截面直径越小，则液体速度越快。因此，发射器与接 收器对应位置的输液管路与其他位置输液管路对应的压强值不同。根据 伯努利方程可以得到：
其中，P1为发射器与接收器对应位置输液管路内的第一压强值，v1为 对应的第一流速，h1为第一截面直径，P2为其他位置输液管路内的第二 压强值，v2为对应的第二流速，h2为第二截面直径，ρ为流体密度，g为 重力加速度。
可以得到，发射器与接收器对应位置输液管路内的压强值可以表示 为：
步骤146：利用修正参数对第一体积进行修正，以得到发射器与接 收器对应的输液管路内气泡的第二体积。
根据理想气体状态方程PV＝nRT，其中P为压强，单位为pa；V为气 体体积，单位为m3；T为温度，单位为K；n为气体的物质的量，单位为 mol；R为摩尔气体常数(也称为普适气体常量)，单位为J/mol.K。由 于在同一个系统中，n，R，T均相等，则在标准大气压P0下，气泡的第 二体积与第一体积之间具有如下对应关系：
其中，V1为第一体积，V2为第二体积，P1为输液管路中的压强值，P0为标准大气压强值。绝对压力等于表压(压力传感器检测得到的压强) 再加上一个标准大气压，因为压力表在一个标砖大气压下无法测量到压 强值。因此，在计算时需在检测到的压强值的基础上加一个标准大气压 值才是输液管路中的绝对压强值。
第二体积具体等于：
其中，w为液体流速。
通过上述公式，将输液管路中气泡的第一体积转化为对应的标准大 气压强下的第二体积。利用气泡的第二体积，医护人员能够更加准确的 判断气泡的真实体积对于人体的影响。基于上述技术问题，本申请还提 出一种输液管路的气泡检测装置。
参阅图8，图8是本申请提供的一种气泡检测装置第二实施例的结 构示意图。
气泡检测装置100包括发射器110，接收器120和处理器130。
其中发射器110和接收器120位于输液管路径向的相对两侧，且发 射器110和接收器120可功能互换。发射器110与接收器120外部均设 置一壳体，用于固定上述发射器110与接收器120。处理器130分别与 发射器110和接收器120连接，且处理器130控制发射器110发射超声 波信号，用超声波信号检测输液管路中是否有气泡通过，接收器120用 于接收超声波信号，并将接收到的超声波信号输入至处理器130中，在 处理器130中根据信号转换电路等将超声波信号转化为电信号，利用转 化后的电信号值与预设阈值比较，若电信号值高于预设阈值，则将输出 信号置为高电平信号，表示超声波信号无损失，默认该时刻输液管路中 无气泡通过；若电信号值低于预设阈值，则将输出信号置为低电平信号， 表示超声波信号有较大损失，默认该时刻输液管路中有气泡通过。
参阅图9，图9是本申请提供的一种气泡检测装置第三实施例的结 构示意图。
气泡检测装置100还包括第一压力传感器140和第二压力传感器150。其中第二压力传感器150设置于发射器与接收器对应的输液管路 中，第一压力传感器140设置于其他位置的输液管路中，均连接处理器 130，用于检测输液管路中的压强值。
根据处理器130输出的数据值，在该数据值满足采集范围的条件时， 假设气泡为一圆柱体，根据该检测到的数据值，获得气泡直径占比，并 根据该气泡直径占比确定气泡的直径，再根据气泡的扫描时间和液体速 度对气泡体积进行计算。上述气泡体积计算过程在处理器130中执行， 且上述计算过程基于输液时输液管路内部环境，由于输液管路内部环境 与大气环境对应的压强值不同，因此计算所得的气泡体积也有所不同。 为了使医护人员能够参考统一压强下，气泡的标准体积，则需将输液管 路环境中的压强值对应计算所得的气泡体积转化为标准大气压下的压 强值对应的气泡体积。
具体地，在输液管路中安装两个压力传感器，分别为放置于发射器 与接收器对应的输液管路内部的第二压力传感器150和放置于其他位置 输液管路内部的第一压力传感器140。由于，放置气泡检测装置位置对 应的输液管路受挤压变形，因此，两个压力传感器检测所得的压强值不 同。根据伯努利方程，可以确定第一压强的表达形式。根据该压强值、大气压强值以及计算所得的气泡第一体积，确定标准大气压下气泡的第 二体积。
参阅图10，图10是本申请提供的注射装置一实施例的结构示意图， 该注射装置300包括处理器310和存储器320。其中，处理器310与存 储器320耦接，存储器320中存储有计算机程序，处理器310用于执行 上述计算机程序。
其中，处理器310还可以称为C存储器320PU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器310可能是一种电子芯片，具有信号的 处理能力。处理器310还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、 专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻 辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以 是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器320可以为内存条、TF卡等，可以存储注射装置300中的全 部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行 结果都保存在存储器320中。它根据处理器310指定的位置存入和取出 信息。有了存储器320，注射装置300才有记忆功能，才能保证正常工 作。注射装置300的存储器320按用途可分为主存储器(内存)和辅助存 储器(外存)，也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常 是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部件，用 来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关 闭电源或断电，数据会丢失。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装 置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的注射装置300的实 施方式仅仅是示意性的，实际实现时可以有另外的划分方式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元，可以集成在一个处理 单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元 集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可 以采用软件功能单元的形式实现。
参阅图11，图11为本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的 结构示意图，该计算机可读存储介质200中存储有能够实现上述所有方 法的计算机程序210。
在本申请各个实施例中的各功能单元集成的单元如果以软件功能 单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在计算机可 读存储介质200中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说 对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件 产品的形式体现出来，该计算机可读存储介质200在一个计算机程序210 中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，系统 服务器，或者网络设备等)、电子设备(例如MP3、MP4等，也可以是手 机、平板电脑、可穿戴设备等移动终端，也可以是台式电脑等)或者处 理器(processor)以执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、 或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实 施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一 个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质 200(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算 机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程 序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机可读存储介 质200实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和 /或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机可读存储介质 200到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理 设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理 设备的处理器执行的计算机程序210产生用于实现在流程图一个流程或 多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机可读存储介质200也可存储在能引导计算机或其他可编 程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该 计算机可读存储介质200中的计算机程序210产生包括指令装置的制造 品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方 框或多个方框中指定的功能。
这些计算机可读存储介质200也可装载到计算机或其他可编程数据 处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以 产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的计算 机程序210提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一 个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一实施例中，这些可编程数据处理设备上包括处理器和存储器。 处理器还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。 处理器可能是一种电子芯片，具有信号的处理能力。处理器还可以是通 用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编 程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是 任何常规的处理器等。
存储器可以为内存条、TF卡等，它根据处理器指定的位置存入和取 出信息。存储器按用途可分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存),也 有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光 盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部件，用来存放当前正在 执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电， 数据会丢失。
区别于现有技术的情况，本申请提出一种输液管路的气泡检测方法， 该方法基于以下设置，沿输液管路径向的两侧分别设置有发射器和接收 器，发射器用于发射传感信号，接收器用于对传感信号进行采集，该方 法包括：获取接收器进行信号采集得到的数据值；确定输液管路的管径 参数和输液管路中气泡的设定半径，根据设定半径以及管径参数确定数 据值的采集范围；响应于数据值在采集范围内，根据数据值确定输液管 路的气泡直径占比；根据气泡直径占比确定输液管路中气泡的体积。本 申请基于超声波穿气泡检测装置对输液管路中的气泡进行检测，并利用 检测所得的数据值确定气泡直径占比，在假设气泡为一圆柱体的前提下， 可以更加简便、快速的计算出气泡体积，节省了处理器的计算时间。综 上所述，本申请具有使用设备简单，计算方法简单、快速，计算过程更 加符合实际的优点。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围， 凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或 直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保 护范围内。
Claims (10)
1.一种输液管路的气泡检测方法，其特征在于，沿所述输液管路径向的两侧分别设置有发射器和接收器，所述发射器用于发射传感信号，所述接收器用于对所述传感信号进行采集，所述方法包括：
获取所述接收器进行信号采集得到的数据值；
确定所述输液管路的管径参数和所述输液管路中气泡的设定半径，根据所述设定半径以及所述管径参数确定数据值的采集范围；
响应于数据值在所述采集范围内，根据所述数据值确定所述输液管路的气泡直径占比；
根据所述气泡直径占比确定所述输液管路中气泡的体积。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述确定所述输液管路的管径参数和所述输液管路中气泡的设定半径，根据所述设定半径以及所述管径参数确定数据值的采集范围，包括：
确定所述输液管路的管径参数和所述输液管路中气泡的设定半径，根据所述设定半径以及所述管径参数确定管路内壁对所述气泡的挤压线长度占比；
根据所述挤压线长度占比以及信号采集最大值确定所述数据值的采集范围。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述确定所述输液管路的管径参数和所述输液管路中气泡的设定半径，根据所述设定半径以及所述管径参数确定管路内壁对所述气泡的挤压线长度占比，包括：
根据所述设定半径和所述管径参数确定所述管径参数与所述设定半径的第一换算关系；
根据所述第一换算关系和所述设定半径确定所述挤压线长度与所述设定半径的第二换算关系；
根据所述第二换算关系和所述设定半径确定所述气泡的挤压线长度占比。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述方法具体包括：
采用以下公式计算所述气泡的挤压线长度占比：
其中，R为所述设定半径，d为所述管径参数，x为所述挤压线长度，r为所述挤压线长度占比。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述根据所述气泡直径占比确定所述输液管路中气泡的体积，包括：
确定所述输液管路的内径参数以及液体速度，根据所述内径参数确定所述输液管路的横截面积；
根据所述横截面积和所述液体速度确定所述液体流速；
根据所述液体流速、扫描时间以及所述气泡直径占比确定所述输液管路中气泡的第一体积。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述方法具体包括：
采用以下公式计算所述输液管路中气泡的第一体积：
其中，V1为第一体积，X为接收器采集的数据值，为输液管路的直径占比，d为输液管路的内径，v为所述液体速度，Δt为所述扫描时间。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
获取所述输液管路内与所述发射器和/或所述接收器对应位置的第一压强和第一截面直径，以及获取所述输液管路内另一位置的第二压强和第二截面直径；
根据所述第一压强、第一截面直径、第二压强和第二截面直径确定修正参数；
利用所述修正参数对第一体积进行修正，以得到所述发射器与所述接收器对应的所述输液管路内气泡的第二体积。
8.一种输液管路的气泡检测装置，其特征在于，所述气泡检测装置包括：
发射器，用于发射传感信号；
接收器，用于对所述传感信号进行采集，所述发射器和所述接收器分别沿输液管路径向的两侧设置；
处理器，连接所述接收器，用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法，以确定所述输液管路中气泡的体积。
9.一种注射装置，其特征在于，所述注射装置包括处理器以及与所述处理器耦接的存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算就程序以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，用以实现如权利要求1-7任一项的方法。
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