ES2278456T3

ES2278456T3 - Aparato para monitorizar un conducto de fluido.

Info

Publication number: ES2278456T3
Application number: ES99949497T
Authority: ES
Inventors: Olof Ekdahl; Per-Ola Wictor
Original assignee: Gambro AB
Current assignee: Gambro AB
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2019-09-06
Also published as: DE69934125D1; WO2000015278A1; JP2002524211A; JP4261774B2; SE9803055L; DE69934125T2; AU758269B2; SE513522C2; CA2341993C; ATE345826T1; SE9803055D0; EP1112099B1; EP1112099A1; US6806947B1; CA2341993A1; AU6235499A

Abstract

Aparato que está dispuesto en un dispositivo de control destinado a sujetar un conducto de fluido y que comprende una fuente luminosa (26), cuya radiación (50) se dirige hacia la posición deseada del conducto de fluido (5) y a través del mismo, y un primer sensor óptico (30) que detecta la radiación (50) emitida por la fuente luminosa (26) y transmitida a través del conducto de fluido (5), en caso de que hubiera alguno, hacia el primer sensor óptico (30) y un segundo sensor óptico (28), caracterizado porque el segundo sensor óptico detecta radiación (52) emitida por la fuente luminosa (26) y reflejada por un conducto de fluido (5) presente y porque la radiación reflejada sigue una trayectoria que es paralela a la trayectoria de la radiación emitida.

Description

Aparato para monitorizar un conducto de fluido.

La presente invención se refiere a un aparato para detectar la presencia de un conducto de fluido y de por lo menos una característica del contenido del conducto de fluido, estando dispuesto el aparato en un dispositivo de control, por ejemplo, para el tratamiento extracorpóreo de sangre, con una fuente luminosa, cuya radiación va dirigida hacia el conducto y a través del mismo, y con un sensor óptico de la radiación emitida por la fuente luminosa que detecta la radiación dirigida a través del conducto de fluido.

El aparato según la invención está destinado para ser usado con dispositivos de control para diálisis, a los cuales se les denomina también monitores. En este caso, el conducto de fluido puede estar lleno de sangre, un líquido de lavado o aire.

Antecedentes técnicos

Se conoce una serie de aparatos para monitorizar un conducto o tubo de fluido que está conectado a un monitor de diálisis. Por ejemplo, se conocen detectores de aire los cuales comprueban la sangre del conducto de fluido que se devuelve al paciente en búsqueda de aire o burbujas de aire. Además, se conocen detectores de sangre que comprueban el líquido dializado devuelto por el dializador, en búsqueda de sangre, y de este modo los mismos pueden determinar la presencia de una fuga en la membrana del dializador. En cuanto estos detectores determinan la presencia de aire o sangre en el fluido que se hace pasar a través del conducto, una unidad de control del monitor conectada con los detectores activa una alarma para evitar una situación de riesgo del paciente. Por otra parte, se activa una alarma cuando se observa ausencia de un conducto de fluido, siempre que estos detectores estén diseñados también para monitorizar el conducto de fluido.

Normalmente, el aparato conocido incluye una sección fotoeléctrica que está dispuesta de tal manera que recorre el conducto de fluido esencialmente transparente. Por ejemplo, a partir de DE 37 68 033 se conoce un aparato en el cual se transmite la luz infrarroja de una fuente usando una guía de ondas hacia un tubo o hacia un rebaje en un soporte del tubo que está destinado a sujetar el tubo. La luz se transmite a través de una segunda sección transmisora de luz desde el rebaje a un receptor. Dependiendo de si hay un tubo montado o no, y de si el mismo contiene líquido de lavado esencialmente transparente o sangre, al receptor le llega una cantidad variable de luz. Este último envía una señal a un dispositivo de evaluación o unidad de control, dependiendo dicha señal de la cantidad de luz recibida lo cual proporciona información sobre la condición del tubo o el contenido del tubo. Cuando no hay presente ningún tubo, la luz llega al receptor sin filtrar o sin atenuar, y a continuación el receptor envía una señal alta al dispositivo de evaluación. Si hay un tubo montado y el mismo está lleno de aire o de fluido incoloro, por ejemplo, fluido de lavado, la luz llega al receptor ligeramente filtrada o atenuada, y a continuación este último entrega una señal media al dispositivo de evaluación. Si el tubo está lleno de sangre, la luz esencialmente estará totalmente atenuada y al receptor le llegará como mucho una cantidad reducida de luz, suministrando a continuación dicho receptor una señal de nivel bajo al dispositivo de evaluación.

No obstante, uno de los inconvenientes de lo expuesto es que con ciertos tubos, como consecuencia de su forma y composición, puede aparecer un efecto lente que distorsione los resultados. En el peor de los casos, esta situación puede conducir a la transmisión de la misma cantidad de luz hacia el receptor cuando un tubo montado está lleno de fluido incoloro y cuando no hay ningún tubo montado. En ambos casos, el receptor genera una señal idéntica, de manera que no es posible diferenciar entre los dos estados.

A partir de EP 0 467 805 se conoce un aparato en el cual la fuente luminosa y el receptor están dispuestos cada uno de ellos para sobresalir de manera que deforman el tubo. De esta manera se elimina la focalización astigmática, el denominado efecto lente, el cual por otro lado es consecuencia de la geometría cilíndrica y focaliza el haz de luz sobre el receptor. No obstante, con este aparato conocido, con la sección fotoeléctrica se determina únicamente la naturaleza del fluido presente en el tubo, mientras que la presencia del tubo se determina usando un sensor electromecánico. Como consecuencia de este sensor electromecánico suplementario, el aparato conocido resulta complicado y por lo tanto costoso, y al mismo tiempo es poco fiable debido a la posibilidad adicional de
error.

De US 5 644 402 se conoce otro aparato el cual detecta tanto la presencia de un tubo como también las características del fluido transportado en el tubo, con una sección fotoeléctrica. Con este fin, la fuente luminosa, el receptor y una serie de deflectores están dispuestos en una disposición geométrica complicada tal que, dependiendo de si el tubo está presente, y de su contenido y la diferente refracción resultante, el haz de luz o bien no alcanza al receptor en absoluto, o bien es difractado una o dos veces. Ciertamente es posible determinar con una sección fotoeléctrica si hay presente un tubo y qué características tiene el contenido, y también es posible alcanzar una mayor sensibilidad como consecuencia de la trayectoria de la luz parcialmente más larga. No obstante, en general, este aparato resulta muy complejo y por lo tanto caro. Adicionalmente, el mismo tiene una tendencia elevada a fallar y se debe ajustar con precisión al tubo en cuestión para poder proporcionar una información
precisa.

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US 5 680 111 da a conocer un dispositivo para la detección de aire o burbujas de aire en un tubo que transporta un fluido. El dispositivo comprende una fuente luminosa para transmitir un haz de luz y un par de un primer y un segundo dispositivos receptores de luz para recibir la luz reflejada y transmitida, emitida desde la fuente luminosa. Uno de los receptores de luz está dispuesto con un ángulo de 90º en relación con el eje óptico del transmisor, mientras que el otro receptor está dispuesto con un ángulo de 180º. En el caso de que no haya presente ningún tubo, no existe ninguna señal que se pueda interpretar de forma inequívoca como indicativa de la falta del
tubo.

Por lo tanto, considerando estos antecedentes, uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un aparato del tipo descrito en la introducción con el cual sea posible realizar una inspección fiable de la presencia de un conducto de fluido y también de por lo menos una característica del contenido del fluido, con un coste reducido, para mejorar la seguridad del paciente.

Descripción de la invención

Este objetivo se alcanza con un aparato del tipo mencionado en la introducción que comprende un segundo sensor óptico el cual detecta la radiación reflejada desde el conducto de fluido.

De esta manera, se proporciona un aparato construido de forma simple con el cual se puede determinar de forma fiable, entre otros aspectos, la presencia de un conducto o tubo de fluido. Si hay presente un conducto de fluido, el haz de luz dirigido hacia el conducto de fluido por la fuente luminosa será reflejado parcialmente, siendo detectada esta reflexión por el segundo sensor óptico. A continuación, este último genera una señal a un nivel alto que es transmitida hacia una unidad de control, por ejemplo de un monitor, en el que es procesada. Si no hay presente ningún conducto de fluido, en ese caso no se puede reflejar ninguna luz desde el conducto de fluido sobre el segundo sensor óptico, de modo que el mismo no generará ninguna señal, o solamente una señal de bajo nivel, y transmitirá la misma hacia la unidad de control. De este modo, se puede determinar de forma fiable la presencia de un conducto de fluido simplemente por medio de la señal del segundo sensor óptico.

El haz de luz no reflejado, o la parte no reflejada del haz de luz, es detectada por el primer sensor óptico, el cual genera una señal que depende de la intensidad de la radiación de luz recibida y traslada la misma hacia la unidad de control. Si no hay presente ningún conducto de fluido, toda la radiación de luz alcanza al primer sensor óptico sin reflexiones y sin filtraciones o atenuaciones y no debilitada, generando este último a continuación una señal a nivel alto, y enviando esta última hacia la unidad de control. De forma similar se puede generar una señal de nivel alto cuando hay montado un conducto de fluido y el mismo contiene un líquido transparente, tal como se ha descrito de forma detallada anteriormente haciendo referencia al efecto lente. No obstante, como hay disponible una segunda señal proveniente del conducto de fluido, esta señal permite designar sin ambigüedades la condición descrita del conducto de fluido con fluido transparente. De este modo se superan de forma simple y fiable las dificultades previamente existentes en relación con la distinción de estas dos condiciones.

Las otras características del fluido conducido a través del conducto de fluido también se pueden determinar de una manera simple. Si el conducto de fluido está presente y está lleno solamente de aire, el haz de luz se verá algo atenuado, de manera que el primer sensor óptico detectará una fracción reducida. A continuación, dicho sensor genera una señal de nivel medio, y la traslada a la unidad de control. Si hay presente un conducto de fluido lleno de sangre, la radiación de luz esencialmente se filtrará en su totalidad, y como mucho, al primer sensor óptico le llegará solamente una pequeña parte de la radiación de luz. Dicho sensor a continuación genera una señal de nivel bajo y envía la misma a la unidad de control.

Finalmente, también se puede determinar fácilmente la presencia de burbujas de aire en un conducto de fluido lleno de sangre. Al contrario que la sangre circundante, las burbujas de aire no atenúan esencialmente el haz de luz, de manera que a través de la sangre que contiene burbujas de aire pasará un haz de luz sustancialmente no filtrado y el mismo llegará al primer sensor óptico. De este modo, cuando la sangre que contiene burbujas de aire avanza fluyendo y momentáneamente permite que el haz de luz llegue sustancialmente no filtrado al primer sensor óptico, este último genera una señal corta de tipo impulso, de nivel alto, la cual se superpone sobre la señal de nivel bajo que indica sangre. De este modo, se puede determinar de una forma simple la presencia de burbujas de aire en la sangre a partir de la señal conformada por el primer sensor óptico: una señal base de nivel bajo sobre la cual se superponen impulsos de nivel alto. De esta forma, se hace posible una medición simple de burbujas de aire, de forma independiente del tipo de tubo y su posición, simplemente detectando picos o impulsos sobre la señal base existente.

Con el aparato según la invención también se pueden determinar condiciones de error, por ejemplo, la presencia de un conducto de fluido incorrecto, o que la luz de la fuente luminosa sea demasiado débil, o que la fuente luminosa o el primer y/o el segundo sensor esté/estén fallando. En tales casos, el primer sensor genera una señal de nivel bajo o medio y el segundo sensor genera una señal de nivel bajo.

Por consiguiente, con el aparato según la invención se pueden determinar de forma simple y fiable, tal como se resume en la siguiente tabla, la presencia de un conducto de fluido, por lo menos una característica del contenido del conducto de fluido y condiciones de error.

TABLA

	Señal del primer sensor	Señal del segundo sensor

Sin conducto de fluido	nivel alto	nivel bajo
Conducto de fluido presente,	nivel medio	nivel alto
pero vacío
Conducto de fluido presente,	nivel alto	nivel alto
lleno de fluido transparente
Conducto de fluido presente,	nivel bajo	nivel alto
lleno de sangre
Conducto de fluido presente,	nivel bajo con	nivel alto
lleno de sangre, burbujas de	impulsos de nivel alto
aire
Condiciones de error	nivel bajo o medio	nivel bajo

Las condiciones de error podrían ser, por ejemplo: la fuente luminosa demasiado débil, fallos en el primer y/o el segundo sensor, conducto de fluido incorrecto.

Debería observarse en este momento que cuando se usan sensores que, por ejemplo, proporcionan una señal de nivel bajo con un haz de luz recibido intenso y una señal de nivel alto con un haz de luz recibido débil, la tabla anterior se invierte de forma correspondiente. Dicha disposición del aparato funcionando en una modalidad invertida cinemáticamente se incorpora también al presente documento.

El aparato según la invención se puede simplificar adicionalmente cuando, de acuerdo con una realización preferida de la invención, el segundo sensor óptico se combina con la fuente luminosa y, por ejemplo, se forma integrada con dicha fuente luminosa. El uso de un sensor de reflexión de este tipo reduce el número de componentes individuales necesarios para el aparato, con lo cual se reduce además la complejidad del aparato, y consecuentemente el riesgo de fallo.

Debería observarse en este punto que esta opción es solamente una realización preferida, y el segundo sensor óptico se puede disponer como se desee independientemente de la fuente luminosa, siempre que capture la luz reflejada desde el conducto de fluido. Como sensor óptico se puede usar cualquier sensor deseado, por ejemplo, fototransistores, fotodiodos o fotorresistores.

Según otra de las realizaciones preferidas, por lo menos los componentes eléctricos y electrónicos delicados del aparato están integrados en la caja del monitor, de manera que están protegidos contra influencias externas, y se aumenta la seguridad. Las influencias externas pueden ser, por ejemplo, humedad, agua y glucosa o café, así como radiaciones electromagnéticas. El café de una taza que se haya colocado sobre el monitor y que vuelque podría, por ejemplo, hacer que el monitor y el aparato detuviesen su funcionamiento, o sobre el monitor podría caer accidentalmente glucosa o se podría producir un chorro de la misma contra el aparato cuando estuviera siendo administrada a un paciente en diálisis. La radiación electromagnética puede provocar la interrupción de la transmisión de la señal desde los sensores al dispositivo monitor.

Para garantizar la transmisión segura de radiación transmitida desde la fuente luminosa hacia el conducto de fluido, y una transmisión adicional segura hacia el primer sensor óptico, resulta ventajoso proporcionar, según otra de las realizaciones, una primera guía de ondas que guía la luz o la radiación desde la fuente luminosa al conducto de fluido y la luz reflejada desde el conducto de fluido al segundo sensor, y una segunda guía de ondas que guía luz dirigida hacia el conducto de fluido al primer sensor óptico después de que haya pasado a través del conducto de fluido. De esta manera, se crea una trayectoria definida de la luz que asegura el funcionamiento seguro del aparato con independencia de influencias externas aleatorias.

Las guías de ondas se pueden realizar con cualquier material deseado conductor de la luz, tal como vidrio de cuarzo, y también se pueden formar sin limitaciones con respecto al diámetro. No obstante, resulta ventajoso formar el diámetro de tal manera que sea menor que el diámetro del conducto de fluido a detectar. Esta opción aporta la ventaja de que toda la luz emitida se utiliza para detectar el conducto de fluido o su contenido, y consecuentemente se alcanzan una precisión y una eficacia mayores.

No obstante, en lugar de usar guías de ondas, también es posible crear una trayectoria definida de la luz usando espejos, por ejemplo, tal como se da a conocer en DE 37 68 033.

Según una realización alternativa, la primera y la segunda guías de ondas están integradas en un soporte de conducto o soporte de tubo que está dispuesto en la caja del monitor. Por medio de esto, se posibilita una asociación relativa definida entre el conducto de fluido y los sensores, lo cual hace que mejore adicionalmente la precisión y la fiabilidad de la medición.

En esta disposición, la guía de ondas que guía la luz desde la fuente luminosa al conducto de fluido también se puede disponer de tal manera que esté tocando al conducto de fluido. No obstante, también se puede disponer de tal manera que haya presente un intersticio de aire entre el extremo de la guía de ondas y el conducto de fluido. Esta situación es necesaria en particular cuando los índices de refracción de los materiales dispuestos de forma contigua son tan similares que no se obtiene ninguna reflexión, o únicamente una reflexión insuficiente. Proporcionando un intersticio de aire, se obtiene una diferencia suficiente entre los índices de refracción de los materiales dispuestos de forma contigua, y por lo tanto una reflexión suficiente del haz de luz en el conducto de fluido montado.

La luz emitida desde la fuente luminosa puede ser luz no modulada de cualquier longitud de onda deseada. No obstante, resulta ventajoso, cuando la luz emitida es modulada, permitir la detección fiable de luz transmitida por la fuente luminosa y reflejada desde el conducto de fluido, o transmitida a través del mismo, con independencia de la luz circundante. Por ejemplo, se puede usar luz con una longitud de onda de entre 880 y 890 nm y una frecuencia de modulación de 10 kHz. El aislamiento con respecto a la luz circundante se puede implementar simplemente eliminando mediante filtrado la modulación de la señal en el detector.

Preferentemente, se transmite y modula, por ejemplo, con una secuencia de impulsos de onda cuadrada, luz de la región infrarroja, ya que para esta opción los componentes son conocidos y se reducirán el trabajo y los costes implicados en el aparato.

Debería observarse también, en esta etapa, que cuando se utilizan guías de ondas de material de vidrio, no debería usarse luz con una longitud de onda por debajo de 350 nm, ya que las longitudes de onda tan cortas son absorbidas por el vidrio.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirá más detalladamente la invención por medio de las realizaciones preferidas haciendo referencia a los dibujos adjuntos. En los mismos:

la Fig. 1 muestra esquemáticamente partes de un monitor de diálisis con un aparato según la invención dispuesto en dicho monitor;

la Fig. 2 muestra una vista esquemática de una realización preferida;

la Fig. 3 muestra un detalle con una vista esquemática de la radiación de luz en el aparato según la Fig. 2;

la Fig. 4 muestra un detalle con una vista esquemática de la radiación de luz según otra realización preferida; y

la Fig. 5 muestra una vista esquemática del procesado de la señal en la unidad de control.

Descripción de las realizaciones preferidas

En aras de una mayor claridad, en la Fig. 1 se representan esquemáticamente únicamente algunas partes de un monitor de diálisis, en el cual se utiliza el aparato según la invención.

La sangre de un paciente se envía a un dializador 1 a través de un circuito sanguíneo extracorpóreo pasando por un tubo arterial 3, siendo desplazada la sangre hacia el dializador 1 en el tubo 3 por medio de una bomba 7 de sangre. El tubo 3 se puede bloquear con una pinza arterial 9 que es activada por la unidad de control 13 del monitor, el cual no se muestra. La pinza 9 se puede formar, por ejemplo, como una pinza accionable electromagnéticamente y puede ser accionada por la unidad de control 13 del monitor en caso de alarma para cerrar el tubo, y consecuentemente evitar que se extraiga más sangre del paciente.

La sangre que se hace pasar a través del dializador 1 y que se limpia en este último se envía de vuelta hacia el paciente a través de un tubo venoso 5. En el tubo 5 se dispone también una pinza venosa accionable electromagnéticamente 11, que es controlada de la misma manera por la unidad de control 13 del monitor.

Hay un detector 20 dispuesto aguas arriba de la pinza 11 en la dirección del flujo, y está conectado también a la unidad de control 13 del monitor. Este detector 20 determina por un lado la presencia del tubo 5, y por otro lado, la característica del contenido del tubo 5. Si, por ejemplo, el detector 20 establece que el tubo 5 contiene líquido de lavado, o que la sangre que se envía de vuelta al paciente contiene burbujas de aire, la unidad de control 13 del monitor genera una alarma y las pinzas 9 y 11 se activan para cerrar, respectivamente, los tubos 3 y 5. De esta manera se evita cualquier situación de riesgo para el paciente y se mejora la seguridad del mismo.

La disposición del detector 20 representado en este caso es solamente un ejemplo ilustrativo. El mismo no pretende limitar la utilización del detector a la disposición descrita en el presente caso en un monitor de diálisis, ni a su uso solamente en un monitor de diálisis o solamente en un circuito sanguíneo extracorpóreo. Por ejemplo, además de su utilización en hemodiálisis, hemodiafiltración y hemofiltración, el aparato se puede utilizar, entre otras opciones, durante la plasmaféresis, la infusión intravenosa, el intercambio de componentes sanguíneos o la oxigenación durante operaciones de corazón.

En la Fig. 2 se muestra esquemáticamente en sección una realización preferida del detector 20. El detector 20 comprende una placa de circuito 22 en la cual están dispuestos los componentes y circuitos eléctricos, y la cual está conectada mediante una conexión eléctrica 24 a la unidad de control 13 (Fig. 1) del monitor, que se ilustra únicamente por medio de su caja 32. La placa de circuito 22 con sus componentes y circuitos eléctricos está dispuesta en el interior de la caja 32 para su protección. En la placa de circuito 22 se proporciona, como fuente luminosa, un diodo emisor de luz (LED) 26. El LED 26 se combina con un fototransistor 28 y una guía de ondas 40, formando dicha disposición el sensor de reflexión antes mencionado. Además, en la placa de circuito 22 se ha dispuesto un sensor 30 que es sensible a la luz emitida por el LED 26.

El detector 20 comprende además un soporte de tubo 34 o conducto que está dispuesto en el exterior de la caja de monitor 32 y que puede sujetar un tubo que no se muestra. El soporte de conducto 34 comprende un rebaje 36 que se estrecha progresivamente hacia dentro y a continuación se abre a un ensanchamiento esencialmente cilíndrico 38. Este ensanchamiento 38 recibe el tubo, que no se muestra, y lo sujeta en el soporte de conducto 34. La guía de ondas 40 conectada al LED 26 y al fototransistor 28 es guiada por la caja de monitor 32 y el soporte de conducto 34 hasta el ensanchamiento 38, de manera que la luz emitida desde el LED 26 es guiada hacia el ensanchamiento 38. En el soporte de conducto 34 se proporciona también una segunda guía de ondas 42 dispuesta en su interior de tal manera que uno de los extremos está dirigido hacia el ensanchamiento 38, y el otro hacia el sensor 30. Con este fin, tanto en la caja de monitor 32 como en el soporte de conducto 34 se proporcionan unas aberturas correspondientes. Al mismo tiempo, el extremo de la guía de ondas 42 dirigido hacia el ensanchamiento 38 está dispuesto en oposición a la primera guía de ondas 40. De esta manera, la segunda guía de ondas 42 puede recibir la luz transmitida hacia el ensanchamiento 38 por la primera guía de ondas, y trasladar la misma al sensor 30.

Esta situación se ilustra esquemáticamente en la Fig. 3. La Fig. 3 muestra el ensanchamiento 38 del soporte de conducto 34 en sección, con un tubo 5 que se ha insertado a través del rebaje 36 del ensanchamiento. Los rayos de luz 50 transmitidos por la fuente luminosa, la cual en este caso no se muestra, son transmitidos a través de la primera guía de ondas 40 hacia el ensanchamiento 38 y el tubo 5 situado en su interior. Una parte de los rayos de luz 50 será reflejada en el tubo 5, tal como se ilustra por medio de la flecha 52. Estos rayos de luz 52 serán detectados por el fototransistor 28, el cual tampoco no se muestra en este caso y que a continuación genera una señal y envía la misma hacia la unidad de control del monitor, no mostrándose en este caso ninguno de estos dos elementos. Esta señal indica de forma simple y fiable que hay un tubo 5 situado en el soporte de conducto 34, tal como se ha descrito de forma detallada anteriormente.

Una parte de los rayos de luz 50 será transmitida a través del tubo transparente 5 y llegará a la segunda guía de ondas 42 dispuesta en oposición. Esta última guía los rayos de luz 50 adicionalmente hacia el sensor 30 (Fig. 2), el cual genera una señal que depende de la intensidad de la radiación de luz 50 recibida y traslada la misma a la unidad de control del monitor. Esta señal indica de forma simple y fiable la característica del fluido contenido en el tubo 5. Tal como se ha descrito anteriormente de forma detallada, con esta disposición, se posibilita la determinación segura y fiable de si el tubo 5 está lleno de aire, de líquido de lavado o de sangre, y de si la sangre pudiera contener burbujas de aire.

La disposición representada en este caso en la cual la primera guía de ondas 40 está en contacto con el tubo 5 es solamente una realización del aparato según la invención. También es posible disponer la primera guía de ondas 40 de tal manera que esté separada con respecto al tubo 5 situado en el ensanchamiento 38.

Esta opción se muestra en la Fig. 4. En la realización ilustrada hay presente un intersticio de aire 62 entre el tubo 5 y el extremo de la guía de ondas 40 dirigido hacia el rebaje 38 cuando se ha insertado un tubo 5 en el soporte de conducto 34. Esta realización es diferente con respecto a la mostrada en la Fig. 3 únicamente en el intersticio de aire 62. Las partes iguales se indican por medio de referencias numéricas idénticas, de manera que en este caso no es necesaria una nueva descripción detallada.

El intersticio de aire 62 se puede implementar, por ejemplo, usando separadores los cuales no se muestran en el dibujo y los cuales mantienen el tubo a una cierta distancia con respecto a la guía de ondas 40 para formar el intersticio de aire 62 ilustrado. También es posible que la guía de ondas 40 comprenda uno o más rebajes en su extremo que está dirigido hacia el tubo 5, de manera que dicho tubo 5 quede dispuesto contra las partes salientes de la guía de ondas 40, aunque formándose un intersticio de aire entre los rebajes de la guía de ondas 40 y el tubo 5.

El intersticio de aire así formado puede ser necesario para ciertos materiales o con una cierta característica de superficie o forma del tubo 5 para asegurar una suficiente reflexión de los rayos de luz, que depende de los índices de refracción de los materiales dispuestos de forma contigua en la dirección del rayo de luz 50.

En la Fig. 5 se muestra esquemáticamente parte de la unidad de control 13 y parte del tubo venoso 5 con la pinza venosa 11 encajada y de la sección fotoeléctrica del aparato según la invención. El tubo 5 puede tener una sección transversal cilíndrica o incluso ovalada, en su totalidad, o en la zona de la sección fotoeléctrica, y puede ser de PVC u otro material transparente, convencional, usado en el sector de la medicina. No obstante, también es posible que el tubo se forme como una celda, por ejemplo de vidrio, con una sección transversal rectangular. La sección fotoeléctrica ya se ha descrito detalladamente en referencia a la Fig. 2, de manera que no es necesaria una nueva explicación. La sección fotoeléctrica se muestra esquemáticamente en este caso, sin la guía de ondas, únicamente con la fuente luminosa 26, el fototransistor 28 y el primer sensor 30. La fuente luminosa 26 envía rayos de luz 50 hacia el tubo 5, los mismos se transmiten a través del tubo formado transparentemente 5 y son detectados por el primer sensor 30. Una parte de los rayos de luz 50, indicada con la referencia 52, es reflejada por el tubo 5 y detectada por el segundo sensor, el fototransistor 28.

La parte ilustrada de la unidad de control 13 comprende una CPU, un conversor D/A, un modulador M, tres demoduladores DM1, DM2 y DM3, un filtro pasabanda BF y tres comparadores K1, K2 y K3. La CPU controla al modulador M que modula la corriente de control del LED a través del conversor D/A. Esta operación tiene el efecto de que la fuente luminosa 26 emite rayos de luz 50 con una modulación predeterminada, tal como se ha descrito de forma detallada anteriormente.

Los rayos de luz 50 modulada que pasan a través del tubo 5 son detectados por el primer sensor 30. Este último emite a continuación una señal la cual es demodulada por el demodulador DM1. De esta manera, se elimina sustancialmente la influencia de la luz circundante sobre la medición en la sección fotoeléctrica. A continuación, la señal demodulada se traslada al comparador K1, en el que se compara con un valor predeterminado. Este valor predeterminado se suministra desde la CPU pasando por el conversor D/A al comparador K1. Debería indicarse en este punto que en el presente caso se está describiendo únicamente una realización, y el valor predeterminado, el denominado "valor de activación", también se podría alimentar al comparador de otra manera.

Si la señal suministrada al comparador K1 por el demodulador DM1 se sitúa por encima de este valor predeterminado, en ese caso no hay presente ningún tubo 5, o el tubo está presente y lleno de fluido transparente, de manera que al primer sensor 30 le llega la misma cantidad de luz que cuando está ausente el tubo 5 como consecuencia del efecto lente descrito anteriormente de forma detallada.

Para diferenciar entre estas dos situaciones la CPU usa la señal entregada por el segundo sensor 28. Este responde a los rayos de luz 52 reflejados por el tubo 5, y emite una señal que es demodulada por el demodulador DM3 y a continuación es enviada a un comparador K3. Este comparador K3 compara la señal entregada por el sensor 28 con un valor predeterminado, el cual es suministrado por la CPU a través del conversor D/A. Si la señal se sitúa por debajo de este valor, en ese caso no hay presente ningún tubo 5 que pudiera reflejar luz hacia el sensor 28. Si la señal se sitúa por encima del valor predeterminado, en ese caso hay presente un tubo 5, y la luz 52 se refleja hacia el sensor 28, el cual a continuación emite una señal a un nivel alto. De este modo, con la ayuda de los comparadores K1 y K3 la CPU puede decidir si no hay presente ningún tubo 5, o si hay presente un tubo que contenga fluido transparente.

De la misma manera, la CPU puede determinar si el tubo 5 está lleno de sangre o está vacío. Con este fin, la señal enviada al comparador K1 se compara con un segundo valor predeterminado bajo. Si la señal se sitúa por debajo de este valor, hay sangre presente en el tubo 5. En este caso, el rayo de luz 50 será filtrado de forma sustancialmente total, de manera que el sensor 30 suministra solamente una señal de forma correspondiente baja. Si el tubo está presente, aunque vacío, es decir, lleno de aire, los rayos de luz 50 se verán en parte filtrados y el sensor 30 enviará una señal correspondiente al comparador K1. Si esta señal se sitúa por debajo del primer valor predeterminado y por encima del segundo valor predeterminado, en ese caso hay presente un tubo vacío. De este modo, con la ayuda del comparador K1, la CPU también puede determinar si hay presente un tubo vacío.

Finalmente, con la ayuda del comparador K2 la CPU puede determinar si hay presentes burbujas de aire en el fluido que fluye a través del tubo 5. Si, por ejemplo, hay presentes burbujas de aire en la sangre que fluye a través del tubo 5, en ese caso a medida que las mismas pasen por la sección fotoeléctrica permitirán que los rayos de luz 50 alcancen al sensor 30 sin obstáculos en mayor o menor medida dependiendo de sus dimensiones. A continuación, este último sensor genera una señal de tipo impulso correspondiente a las burbujas que están pasando. Esta señal emitida por el sensor 30 se envía tanto al comparador K1, tal como se ha descrito de forma detallada anteriormente, como al comparador K2 a través del demodulador DM2 y el filtro pasabanda BF. El comparador K2 compara la señal con un valor predeterminado, y hay presentes burbujas de aire cuando la señal se sitúa por encima de este valor. En este caso la CPU controla, por ejemplo, la pinza venosa 11, la cual cierra el tubo 5. De esta manera se excluye cualquier situación de riesgo del paciente.

Claims

1. Aparato que está dispuesto en un dispositivo de control destinado a sujetar un conducto de fluido y que comprende una fuente luminosa (26), cuya radiación (50) se dirige hacia la posición deseada del conducto de fluido (5) y a través del mismo, y un primer sensor óptico (30) que detecta la radiación (50) emitida por la fuente luminosa (26) y transmitida a través del conducto de fluido (5), en caso de que hubiera alguno, hacia el primer sensor óptico (30) y un segundo sensor óptico (28), caracterizado porque el segundo sensor óptico detecta radiación (52) emitida por la fuente luminosa (26) y reflejada por un conducto de fluido (5) presente y porque la radiación reflejada sigue una trayectoria que es paralela a la trayectoria de la radiación emitida.

2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo sensor óptico (28) está formado integrado con la fuente luminosa (26).

3. Aparato según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el aparato está dispuesto con por lo menos sus componentes eléctricos (22, 24, 26, 28, 30) en un alojamiento (32) del dispositivo de control.

4. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona una primera guía de ondas (40) que transmite luz (50) desde la fuente luminosa (26) hacia el conducto de fluido (5) deseado, y transmite luz de vuelta (52), reflejada por un conducto de fluido (5) presente, hacia el segundo sensor óptico (28), y una segunda guía de ondas (42) que transmite luz dirigida hacia el conducto de fluido (5) deseado y transmitida a través del mismo, en caso de que hubiera alguno, hacia el primer sensor óptico (30).

5. Aparato según la reivindicación 4, caracterizado porque el aparato comprende un soporte de conducto (34) dispuesto en el alojamiento (32) del dispositivo de control, estando integradas la primera y segunda guías de ondas (40, 42) en el soporte de conducto (34).

6. Aparato según las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque la primera guía de ondas (40) está dispuesta de tal manera que se forma un intersticio de aire entre el conducto de fluido (5) y la primera guía de ondas (40).

7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuente luminosa (26) emite radiación con una longitud de onda definida y una modulación definida.

8. Aparato según la reivindicación 7, caracterizado porque la fuente luminosa (26) emite radiación en la región de las longitudes de onda infrarrojas en una secuencia de impulsos esencialmente cuadrados.

9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer y el segundo sensores (30, 28) están conectados eléctricamente a una unidad de control (13) del dispositivo de control.

10. Aparato según la reivindicación 9, caracterizado porque la unidad de control (13) está formada de modo que compara las señales suministradas por ambos sensores (30, 28) con valores predeterminados, y determina que

-: no hay presente ningún conducto de fluido (5) cuando la señal del primer sensor (30) está en un nivel alto y la señal del segundo sensor (28) está en un nivel bajo,

-: hay presente un conducto de fluido (5) vacío cuando la señal del primer sensor (30) está en un nivel medio y la señal del segundo sensor (28) está en un nivel alto,

-: hay presente un conducto de fluido (5) lleno de fluido transparente cuando la señal del primer sensor (30) está en un nivel alto y la señal del segundo sensor (28) está en un nivel alto,

-: hay presente un conducto de fluido (5) lleno de sangre cuando la señal del primer sensor (30) está en un nivel bajo y la señal del segundo sensor (28) está en un nivel alto,

-: hay presente un conducto de fluido (5) lleno de sangre y la sangre contiene burbujas de aire cuando la señal del primer sensor (30) está en un nivel bajo y la señal del segundo sensor (28) está en un nivel alto, y la señal del primer sensor (30) comprende impulsos en un nivel alto,

-: existe una condición de error cuando la señal del primer sensor (30) está en un nivel bajo o medio y la señal del segundo sensor (28) está en un nivel bajo.

11. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de control, en el cual está dispuesto el aparato, es un monitor de diálisis.