ES2899219T3

ES2899219T3 - Sistema para determinar la movilidad de burbujas de aire dentro de un conducto de un dispositivo médico

Info

Publication number: ES2899219T3
Application number: ES16817348T
Authority: ES
Inventors: Boaz Eitan; Andrei Yosef; David Mizrahi; Ram Shtoltz; Rafi Greenfield
Original assignee: Eitan Medical Ltd
Current assignee: Eitan Medical Ltd
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: WO2017002023A2; CA2991005A1; EP3313274A2; EP3313274B1; EP3967346A1; CN108289610A; US10894131B2; EP3313274B8; EP3313274A4; WO2017002023A3; CA2991005C; US20180200456A1

Abstract

Un sistema para determinar la movilidad de burbujas de aire dentro de un conducto, comprendiendo dicho sistema: un sensor adaptado para percibir un parámetro físico de fluido dentro del conducto; una interfaz de línea de sensor, adaptada para montar dicho sensor en posición para percibir el parámetro físico; y circuitería de procesamiento de señales acoplada comunicativamente a dicho sensor y adaptada para identificar una salida de dicho sensor indicativa de una burbuja de aire dentro del conducto, caracterizado por que la circuitería de procesamiento de señales está adaptada para determinar una movilidad de la burbuja de aire dentro del conducto con base en una tasa de cambio del parámetro físico.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema para determinar la movilidad de burbujas de aire dentro de un conducto de un dispositivo médico

Campo de la invención

La presente invención se relaciona en general con el campo de dispositivos médicos. Más específicamente, la presente invención se relaciona con un sistema para determinar la movilidad de burbujas de aire dentro de un conducto de un dispositivo médico.

Antecedentes

Hoy en día muchos procesos terapéuticos y de diagnóstico se realizan mediante dispositivos médicos y/o con la ayuda de dispositivos médicos. Los dispositivos médicos son prevalentes tanto en los centros médicos y hospitales así como en viviendas de los pacientes y en su persona. Algunos dispositivos médicos operan mediante activación y control manual, mientras que otros incluyen procesadores automatizados diseñados para operar el dispositivo médico de manera automática o semiautomática.

En muchos casos, hay una necesidad de transportar fluido hacia y/o desde un paciente. Hay muchos dispositivos médicos diseñados para transportar fluido hacia y/o desde un paciente, en diferentes niveles de automatización. Algunos son completamente manuales, completamente operados y controlados por el cuidador y/o paciente. Otros incluyen funciones automatizadas y/o características de seguridad. Algunos dependen de la gravedad para transportar el fluido, mientras que otros incluyen mecanismos de bombeo diseñados para empujar/tirar del fluido hacia o desde el paciente, tales como bombas peristálticas. Tales bombas pueden incluir árboles de levas y/o uno o más dedos o accionadores como parte de un mecanismo de bombeo. Una bomba también puede tener un ciclo de bomba durante el cual se hace fluir una cantidad predeterminada de fluido a través del conducto. En algunos casos, el sistema puede estar diseñado para suministrar con precisión el fluido a una tasa específica.

Algunos de los dispositivos automatizados de suministro de fluidos incluyen componentes diseñados para detectar una oclusión en la línea y/o pueden detectar y/o monitorizar una cantidad de aire o gas en la línea, que puede ser suministrada inadvertidamente a un paciente mientras que se transporta el fluido deseado. Tales dispositivos pueden activar una alarma y/o detener el tratamiento si se excede una cantidad predeterminada de aire o gas. El documento US2013/226129A1 divulga un sistema para la determinación de la movilidad de burbujas de aire.

Compendio

La medicina moderna usa muchos sistemas y dispositivos automatizados de suministro de fluidos para administrar cualquier cosa desde solución salina hasta quimioterapia hasta oxígeno. A medida que estos sistemas y dispositivos se vuelven cada vez más automatizados, tal aumenta la necesidad de percibir y analizar automáticamente el fluido, o la carencia del mismo, dentro de los conductos de los sistemas/dispositivos. En algunos sistemas hay una necesidad de determinar si los conductos se han llenado o no con un fluido o no (es decir determinar si el sistema se ha cebado). En algunos sistemas, puede ser deseable identificar el fluido o una o más características del fluido. En algunos sistemas, el tipo de fluido puede ser importante o su temperatura/presión. En algunos sistemas se puede desear una combinación de los anteriores.

Además, debido al peligro involucrado en el suministro accidental de burbujas de aire a un paciente, en tales sistemas y dispositivos se desea detectar y monitorizar las burbujas de aire dentro de los conductos para evaluar el peligro relacionado y tomar automáticamente acciones preventivas/correctivas cuando sea necesario.

Hay muchos sistemas conocidos para la detección de burbujas de aire y monitorización de conductos, sin embargo, estos sistemas a menudo son binarios en naturaleza, inexactos y/o carecen de los medios para diferenciar entre diferentes fluidos, careciendo de esa manera de la capacidad de proporcionar gran parte de la información deseada o proporcionar información insuficientemente fiable. Por lo tanto hay una necesidad de mejoras en los dispositivos de percepción usados para monitorizar los conductos médicos, así como el desarrollo de nuevos dispositivos y sistemas. Hay una necesidad adicional de mejorar el procesamiento y análisis de señal de sensor asociado para proporcionar más de la información deseada con mayor precisión.

La presente invención proporciona un sistema para determinar la movilidad de burbujas de aire dentro de un conducto de acuerdo con la reivindicación 1. De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, puede proporcionarse uno o más de los siguientes dispositivos de percepción de conducto/conducto-fluido y/o subsistemas, ya sea integralmente, o además, a un sistema/dispositivo de suministro de fluidos médicos (por ejemplo, un sistema de suministro de fármacos/fluidos IV, un sistema de suministro de fármacos/fluidos epidurales, un dispositivo de diálisis, una bomba de jeringa, una máquina para el corazón y pulmones y así sucesivamente):

a. un sensor de energía (tal como un sensor de luz), posiblemente en combinación con un emisor de energía asociado. De acuerdo con algunas realizaciones, se puede colocar un sensor de energía/luz para percibir la energía/luz que recorre a través del conducto, posiblemente emitida por un emisor asociado (por ejemplo, un emisor de IR, un l Ed , un emisor RGB, un emisor de ultrasonidos y así sucesivamente). La energía/luz percibida puede analizarse para determinar los parámetros de fluido en el conducto. Los parámetros de energía/luz que pasan a través del conducto pueden usarse para determinar si el fluido es gas o líquido, identificar burbujas de aire dentro de un líquido y/o identificar el fluido (por ejemplo, con base en un análisis espectral de luz que recorre a través de este). De acuerdo con realizaciones adicionales, los cambios en parámetros de luz que pasa a través del conducto pueden usarse para determinar transiciones entre fluidos (tales como una transición desde líquido a aire) y/o para determinar si una burbuja de aire percibida dada es estática o dinámica; y/o

b. un sensor de presión/fuerza, posiblemente en combinación con una abrazadera. De acuerdo con algunas realizaciones puede proporcionarse un sensor adaptado para percibir la presión/fuerza dentro del conducto. De acuerdo con realizaciones adicionales, el sensor de presión/fuerza puede funcionar en combinación con una abrazadera adaptada para obstruir parcial o completamente el flujo de fluido a través del conducto y/o aplicar presión/fuerza al conducto. De acuerdo con algunas realizaciones, al medir el cambio de presión y/o tasa de cambio de presión dentro del conducto tras aplicar/liberar la abrazadera, se puede determinar la naturaleza del fluido dentro del conducto y/o las cantidades de líquido/gas/aire dentro del conducto. Esto se puede hacer debido al hecho de que los cambios en presión que resultan de la aplicación y/o liberación de la abrazadera dependen de las características físicas del fluido dentro del conducto y su presión.

De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, se puede proporcionar una circuitería de procesador/ procesamiento adaptado para analizar la salida desde uno o más sensores asociados funcionalmente con un sistema/dispositivo de suministro de fluidos médicos, para determinar uno o más de:

a. si el conducto está lleno de gas/aire o líquido - como se describe en este documento, la determinación de si el conducto está lleno de gas/aire o líquido puede derivarse desde las mediciones de presión dentro del conducto y/o cambios en presión en respuesta a la aplicación y/o liberación de presión/sujeción al conducto. Debe anotarse dentro del contexto de la presente solicitud que los términos "lleno de aire" y/o "lleno de líquido" se refieren a una condición donde todavía pueden estar presentes cantidades minúsculas de otras sustancias dentro del fluido respectivo (siendo los porcentajes exactos dependiente de la situación), de tal manera que estos términos deben entenderse que incluyen tales condiciones que también podrían describirse como "sustancialmente lleno de..." considerando la solicitud en cuestión. La naturaleza del fluido dentro del conducto también puede determinarse a partir de la salida de un sensor de luz asociado con el conducto, es decir con base en parámetros de luz que ha pasado a través del fluido. De acuerdo con realizaciones adicionales, ambas técnicas de percepción se pueden usar alternativamente y/o en combinación así como en combinación con las técnicas discutidas a continuación en las secciones [0010](b) - (d). Por ejemplo, la naturaleza del fluido puede determinarse regularmente con base en la percepción de luz y en el caso de que la percepción de luz no sea concluyente, y/o en momentos críticos, se puede aplicar presión/sujeción y hacer las mediciones de fuerza/presión asociadas para proporcionar una segunda indicación o verificación. En otro ejemplo, el cebado de un sistema/conducto puede verificarse mediante una combinación de abrazadera de sensor de presión y un segundo sensor usado subsecuentemente para monitorizar la línea, posiblemente usando la lectura original del sensor de presión para determinar las condiciones de partida;

b. una identidad y/o clasificación del fluido en el conducto y/o características del mismo - como se describe en este documento, el análisis espectral de luz que ha pasado a través del conducto puede usarse para determinar la identidad del fluido dentro del conducto y/o para determinar una o más características del fluido;

c. identificar burbujas de aire y su tamaño y cantidad - como se describe en este documento, el análisis de luz que ha pasado a través del conducto puede usarse para identificar las burbujas de aire dentro de un líquido que fluye a través del conducto y determinar su tamaño. De acuerdo con algunas realizaciones, las burbujas de aire pueden detectarse e identificarse detectando cambios en los parámetros de la luz que ha pasado a través del fluido que son indicativos de transición entre sustancias (condiciones límite); y

d. si una burbuja de aire dada es estática o dinámica y/o una movilidad de una burbuja de aire dada - como se describe en este documento, al medir uno o más de los parámetros anteriores a lo largo del tiempo y determinar la tasa de cambio del parámetro relevante, se puede determinar el movimiento, o carencia del mismo, de la burbuja de aire dada. Adicionalmente, una vez que se detecta una burbuja de aire estática se puede monitorizar para detectar si se vuelve dinámica.

Breve descripción de los dibujos

La materia objeto considerada como la invención se señala en particular y se reivindica claramente en la porción concluyente de la especificación. Sin embargo, la invención puede entenderse mejor mediante referencia a la siguiente descripción detallada cuando se lea con los dibujos acompañantes en los cuales:

La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de infusión médico de ejemplo conectado a un paciente, que incluye un sistema de suministro médico, ensamblajes de percepción de línea y circuitería de procesamiento asociada, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

La Figura 2 es una ilustración de un ensamblaje de percepción de línea médica basado en energía de ejemplo, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

La Figura 3A es una ilustración de un ensamblaje de percepción de línea médica basado en energía de ejemplo, que ilustra las transiciones entre fluidos dentro de la línea, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

La Figura 3B es un gráfico de salida de sensor de luz de ejemplo durante el paso de una burbuja de aire a través de un conducto médico monitorizado, que muestra una salida de sensor de ejemplo indicativa de transición entre líquido a gas o viceversa, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

Las Figuras 3C-3D son diagramas de flujo que presentan algoritmos de ejemplo para la monitorización de conductos médicos con base en la detección y análisis de la salida de sensor indicativos de transición entre tipos de fluidos dentro del conducto, en donde la Figura 3c presenta un primer ejemplo de un algoritmo y la Figura 3D presenta un segundo ejemplo de un algoritmo, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

Las Figuras 4A-4C presentan resultados de experimentos de laboratorio de ejemplo diseñados para identificar señales/parámetros indicativos de condiciones límite dentro de un conducto bajo observación en diferentes condiciones, en donde la Figura 4A presenta datos en forma de tabla, y las Figuras 4B y 4C presentan gráficos, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

Las Figuras 5A-5C presentan salidas de sensor de luz de ejemplo cuando se detecta una fuente de luz RGB a través del aire, agua, TPN al 2% (que representa un líquido opaco) y una mezcla de tinta y agua diseñada para imitar un fluido de tratamiento de sacarosa de hierro (que representa un líquido semitransparente), en donde la Figura 5A presenta los resultados de ejemplo en la banda de ondas azul, la Figura 5B presenta los resultados de ejemplo en la banda de ondas verde y la Figura 5C presenta los resultados de ejemplo en la banda de ondas roja todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención. Como se puede ver, cada sustancia absorbe una cantidad diferente de luz de cada longitud de onda, creando de esa manera una firma espectral distinguible;

Las Figuras 6A-6D presentan resultados de salida de sensor de presión de ejemplo tras la aplicación de una abrazadera a la línea (los diferentes gráficos, 6A - 6D presentan ejemplos de resultados en diferentes condiciones), todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

La Figura 7 es un diagrama de flujo que presenta las etapas de operación de monitorización de ejemplo de burbujas de aire dentro de un conducto médico, incluyendo factorizar su movilidad, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

La Figura 8 es un diagrama de flujo que presenta las etapas de operación de un sistema de monitorización de conductos médicos de ejemplo que incluye un sensor de presión y ensamblaje de abrazadera y ensamblaje de percepción de luz, que muestra el uso de la abrazadera sensor de presión para verificar el cebado y/o la presencia de líquido en el conducto antes del comienzo de la monitorización por el sensor de luz, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

La Figura 9 es un diagrama de flujo que presenta las etapas de operación de un sistema de monitorización de conductos médicos de ejemplo que incluye un sensor de presión y ensamblaje de abrazadera y otro ensamblaje de percepción, que muestra el uso de la abrazadera sensor de presión para resolver ambiguos y/o verificar mediciones/salidas del otro ensamblaje de sensor, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

La Figura 10 es una ilustración de burbujas de aire estáticas y dinámicas de ejemplo dentro de los conductos, que muestra una burbuja de aire dinámica de ejemplo que ocupa toda la sección transversal del conducto que está dentro, en contraste con una burbuja de aire estática de ejemplo que ocupa solo una porción del conducto que está dentro, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

Las Figuras 11A-11E son gráficos de ejemplo de salida de ejemplo de un sensor de ejemplo que percibe parámetros de un fluido dentro de un conducto, en donde la Figura 11A incluye un gráfico compuesto por una serie de salidas de sensor medidas durante el paso de una burbuja de aire dinámica/en movimiento de ejemplo, la Figura 11B también incluye un gráfico compuesto por una serie de salidas de sensor medidas durante el paso de una burbuja de aire dinámica/en movimiento de ejemplo, la Figura 11C incluye un gráfico compuesto por una serie de salidas de sensor medidas durante el paso de una burbuja de aire estática de ejemplo, la Figura 11D también incluye un gráfico compuesto por una serie de salidas de sensor medidas durante el paso de una burbuja de aire estática de ejemplo y la Figura 11E incluye un gráfico compuesto por una serie de salidas de sensor medidas durante una larga serie de ciclos de bomba y cuando múltiples burbujas de aire estáticas y dinámicas pasan a través del conducto monitorizado, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención. Se debe dirigir la atención a la diferencia en la escala del eje X entre las diferentes figuras. Las Figuras 11A y 11B (que representan burbujas de aire dinámicas de ejemplo) presentan datos por muestra, en donde el gráfico completo muestra señales recolectadas en 100 muestras. Las Figuras 11C y 11D (que representan burbujas de aire estáticas de ejemplo) presentan datos por 5 muestras, en donde el gráfico completo muestra señales recolectadas en 1000 muestras;

Las Figuras 12A-12B son diagramas de bloques de un ensamblaje de percepción de línea basado en energía de ejemplo, en donde la Figura 12A presenta un ensamblaje de percepción de línea basado en energía de ejemplo diseñado para funcionar en conjunto con un dispositivo médico y la Figura 12B presenta un dispositivo médico de ejemplo que incluye un ensamblaje de percepción de línea basado en energía, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

Las Figuras 13A-13B son diagramas de bloques de un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión de ejemplo, en donde la Figura 12A presenta un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión de ejemplo diseñado para funcionar en conjunto con un dispositivo médico y la Figura 12B presenta un dispositivo médico de ejemplo que incluye un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

Las Figuras 14A-14B son diagramas de bloques de un sistema de ejemplo que incluye un ensamblaje de percepción de línea basado en energía y un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión, en donde la Figura 14A presenta un sistema que incluye un ensamblaje de percepción de línea basado en energía y un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión diseñado para funcionar en conjunto con un dispositivo médico y la Figura 14B presenta un dispositivo médico de ejemplo que incluye un ensamblaje de percepción de línea basado en energía y un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

Las Figuras 15A-15B son diagramas de bloques de un sistema de ejemplo que incluye un ensamblaje de percepción de línea basado en energía, un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión y ensamblajes de percepción de línea adicionales, en donde la Figura 15A presenta un sistema que incluye un ensamblaje de percepción de línea basado en energía, un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión y ensamblajes de percepción de línea adicionales diseñados para funcionar en conjunto con un dispositivo médico y la Figura 15B presenta un dispositivo médico de ejemplo que incluye un ensamblaje de percepción de línea basado en energía, un ensamblaje de percepción de línea basado en sensor de presión y ensamblajes de percepción de línea adicionales, todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

Se apreciará que por simplicidad y claridad de ilustración, los elementos mostrados en las figuras no se han dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos pueden exagerarse en relación con otros elementos para claridad. Adicionalmente, donde se considere apropiado, los números de referencia pueden repetirse entre las figuras para indicar elementos correspondientes o análogos.

Debe entenderse que los dibujos acompañantes se presentan solamente para dilucidar la siguiente descripción detallada, son por lo tanto, de ejemplo en naturaleza y no incluyen todas las posibles permutaciones de la presente invención.

Descripción detallada

La siguiente descripción se presenta para permitir que cualquier persona experta en la técnica realice y use la invención, y se proporciona en el contexto de aplicaciones particulares de la invención y sus requisitos. Diversas modificaciones de las realizaciones divulgadas serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica y los principios generales definidos en este documento pueden aplicarse a otras realizaciones y aplicaciones sin apartarse del alcance de las presentes reivindicaciones.

En la siguiente descripción detallada, se establecen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar un entendimiento exhaustivo de la invención. Sin embargo, los expertos en la técnica entenderán que la presente invención se puede practicar sin estos detalles específicos. En otros casos, no se han descrito en detalle métodos, procedimientos, componentes y circuitos bien conocidos de tal manera que no se oculte la presente invención.

A menos que se indique específicamente otra cosa, como es evidente a partir de las siguientes discusiones, se aprecia que a lo largo de las discusiones de especificación que utilizan términos tales como "procesar", "computar", "calcular", "determinar", o similares, se refieren a la acción y/o procesos de un procesador, circuitería de procesamiento, microcontrolador, ordenador o sistema informático, o dispositivo informático electrónico similar, incluyendo teléfono móvil o cualquier dispositivo móvil, que manipula y/o transforma datos representados como cantidades físicas, tales como electrónicas, dentro de los registros y/o memorias del sistema informático en otros datos representados de manera similar como cantidades físicas dentro de las memorias, registros u otros de tales dispositivos de almacenamiento, transmisión o visualización de información del sistema informático.

Debe entenderse que cualquier topología, tecnología y/o estándar para red de ordenador (por ejemplo, redes en malla, conexiones infiniband, RDMa y así sucesivamente), conocida hoy o que se conciba en el futuro, puede ser aplicable a la presente invención.

En la siguiente descripción detallada las referencias a las figuras aparecen entre corchetes. Los números o letras que aparecen entre corchetes, tales como [500], incluyendo números de párrafo, deben entenderse que se refiere a elementos marcados dentro de las figuras mediante el mismo número y/o letra que aparece en los corchetes.

La presente divulgación se presenta en relación con los sistemas de suministro de fluidos médicos, sin embargo, los ensamblajes de percepción de conductos descritos en este documento, así como los controladores y metodologías asociados, pueden implementarse en relación con otros sistemas/bombas de suministro de fluidos automatizados. Por consiguiente, las enseñanzas de la presente divulgación, aunque se refieren específicamente a sistemas de suministro de fluidos médicos, deben entenderse que también se aplican a otros sistemas/bombas de suministro de fluidos.

De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, se pueden proporcionar uno o más dispositivos/subsistemas de percepción de conducto/conducto-fluido, ya sea integralmente, o además, a un sistema/dispositivo de suministro de fluidos médicos, como se muestra en la Figura 1 y Figuras 12A-15B. El sistema/dispositivo de suministro de fluidos médicos puede ser una bomba peristáltica, una bomba de infusión, una bomba de jeringa, una bomba enteral, una máquina de diálisis, una máquina para el corazón y pulmones o una combinación de los anteriores o cualquier dispositivo médico configurado para hacer que el fluido fluya desde una fuente de fluido hasta un destino (tal como un paciente) en una ubicación corriente abajo desde el dispositivo médico. El sistema/dispositivo de suministro de fluidos médicos puede configurarse para suministrar el fluido a un paciente a través de: intravenoso (IV), subcutáneo, epidural, intratecal enteral, subaracnoideo, perineural, neuroaxial o cualquier otro método de suministro. El fluido puede ser cualquier fluido médico suministrado por tales sistemas, tal como solución salina, agua, sacarosa de hierro, Nutrición Parenteral Total (TPN), lípidos, medicación IV, medicación epidural, sangre y productos sanguíneos y combinaciones de cualquiera de estos. El conducto puede ser un tubo, un casete y/o puede incluir un alojamiento para conectar el conducto al dispositivo médico y/o la interfaz entre el conducto y el dispositivo (por ejemplo, el conducto puede incluir un alojamiento para montarlo en una bomba peristáltica de tal manera que la bomba empuje el fluido a través del conducto).

De acuerdo con algunas realizaciones, AIL puede ser aire en la línea y/o conducto y/o tubo. Un ciclo puede ser un ciclo de bomba por ejemplo cuando los circuitos/mecánicos de bomba concluyen una ronda completa de operación. Puede haber varias muestras de sensor por cada ciclo de bomba por ejemplo 1 -100. LS es un sensor de luz. La TPN (Nutrición Parenteral Total) puede ser un ejemplo de un líquido opaco. Debe entenderse que fluido dentro de esta descripción se refiere a cualquier sustancia caracterizada por la capacidad de fluir a través de un conducto, de tal manera que el fluido puede incluir gas o líquido, e incluso ciertos sólidos (tales como sustancias de tipo gel), o cualquier combinación de los mismos.

De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, puede proporcionarse un sensor de línea basado en luz (u otro sensor de energía, tal como un sensor ultrasónico), posiblemente en combinación con un emisor de luz (energía) asociado, como se muestra en las Figuras 2, 12A-12B y 14A-15B. De acuerdo con algunas realizaciones, se puede posicionar un sensor de luz/energía para percibir la luz/energía que recorre a través del conducto, posiblemente emitida por un emisor asociado (por ejemplo, un emisor de IR, un LED, un emisor RGB, un emisor de ultrasonidos y así sucesivamente). La salida del sensor de luz/energía se puede analizar para determinar los parámetros de fluido en el conducto. Los parámetros de luz/energía que pasan a través del conducto pueden usarse para determinar si el fluido es gas o líquido, identificar burbujas de aire dentro de un líquido y/o identificar el fluido (por ejemplo, con base en un análisis espectral de luz/energía que recorre a través de este). De acuerdo con realizaciones adicionales, los cambios en parámetros de luz/energía que pasan a través del conducto pueden usarse para determinar transiciones entre fluidos (tales como una transición desde líquido a aire o líquido a aire) y/o para determinar si una burbuja de aire percibida dada es estática o dinámica.

De acuerdo con algunas realizaciones, un ensamblaje de inspección de línea puede incluir al menos un emisor acoplado funcionalmente a una interfaz de línea de emisor, en donde la interfaz de línea de emisor puede facilitar la transmisión de energía/luz/radiación liberada por el emisor a la línea que va a ser inspeccionada. Por ejemplo, la interfaz puede posicionar el emisor para emitir energía/luz/radiación en el conducto, posiblemente en una orientación específica, como se muestra en las Figuras 2, 12A-12B y 14A-15B. La interfaz puede posicionar el emisor en relación con el conducto y un sensor de luz asociado de tal manera que emita energía/luz/radiación a través del conducto hasta el sensor. El ensamblaje de inspección de línea también puede incluir al menos un sensor acoplado funcionalmente a una interfaz de línea de sensor, en donde la interfaz de línea de sensor puede facilitar la recepción/detección/percepción de energía liberada en la línea por el al menos un emisor. Por ejemplo, la interfaz puede posicionar el sensor para recibir/detectar/percibir energía/luz/radiación que llega desde el conducto, posiblemente en una orientación específica. La interfaz puede posicionar el sensor en relación con el conducto y un emisor asociado de tal manera que se perciba/detecte/reciba energía/luz/radiación emitida por el emisor a través del conducto. De acuerdo con realizaciones adicionales, se pueden implementar de manera similar otras formas de emisores de energía y sensores respectivos (por ejemplo, un emisor sensor ultrasónico). De acuerdo con aún realizaciones adicionales, se puede posicionar un emisor junto a un sensor asociado, para realizar mediciones de tipo de prueba Doppler.

De acuerdo con algunas realizaciones, un ensamblaje de inspección de línea puede incluir además adaptaciones físicas diseñadas para presionar/comprimir o aplanar de otro modo el conducto/tubo en el área percibida por el sensor de luz para mejorar la operación del sensor de luz, como se ilustra en la Figura 12A. De acuerdo con algunas realizaciones, un elemento de percepción de presión como se describe en este documento también puede servir para "aplanar" el conducto/tubo hasta un grado para mejorar la funcionalidad de los componentes de percepción de luz. Por supuesto, en tales ensamblajes, el sensor de luz debe posicionarse dentro de, o adyacente a, el área de percepción de presión.

De acuerdo con algunas realizaciones, las interfaces como se describen anteriormente (interfaz de línea de emisor y/o interfaz de línea de sensor) pueden implementarse mediante una interfaz o interfaces separadas. Estas interfaces pueden incluir componentes físicos para facilitar la operación del emisor/sensor y su posicionamiento en relación con el conducto. Estos componentes para montar/posicionar los ensamblajes de sensores descritos en este documento y/o conectarlos a un dispositivo y/o conducto médico asociado, también pueden denominarse como conectores, monturas, accesorios, muescas y/o alojamientos. Por ejemplo, se puede proporcionar una interfaz como se muestra en la Figura 2, que incluye monturas físicas para el emisor y sensor, posicionándolos a cualquier lado del conducto de tal manera que faciliten la medición de luz emitida desde el emisor, por el sensor. La interfaz puede incluir además cableado y/u otras adaptaciones eléctricas para facilitar la función del emisor/sensor y/o adaptaciones/conectores físicos para montar/conectar el ensamblaje/interfaz de sensor/emisor a un dispositivo/conducto médico. La interfaz puede ser integral al dispositivo médico o un componente separado adaptado para unirse/montarse en el dispositivo o conducto. En realizaciones adicionales, los ensamblajes de percepción como se describen en este documento pueden implementarse como dispositivos/componentes separados diseñados para conectarse directamente a un conducto. De acuerdo con algunas realizaciones, como se muestra en las Figuras 12A-15B, los ensamblajes de percepción descritos en este documento, y/o sus respectivas interfaces, pueden incluir adaptaciones físicas diseñadas para posicionar y/o asegurar un conducto sobre el que están operando en la posición correcta para su operación por medio de un conector, muesca/canal, accesorio, alojamiento y/o cualquier otro componente diseñado para colocar el ensamblaje y conducto.

De acuerdo con algunas realizaciones, un circuito de procesamiento de señales y/o un procesador asociado pueden recibir y analizar una señal eléctrica generada por el sensor de ensamblaje. El circuito/procesador de procesamiento de señales puede generar una salida que caracterice una sustancia dentro del conducto y actualmente/recientemente percibida/detectada por el sensor. La salida puede ser en la forma de datos sin procesar y/o datos procesados totalmente/parcialmente. El circuito de procesamiento de señales puede incluir además una lista de: (1) umbrales de salida de sensor, (2) conjuntos de valores/umbrales de salida de sensor, (3) umbrales de gradiente (umbrales de tasa de cambio de salida de sensor) u (4) otros patrones de salida de sensor definidos, en los cuales activar y/o recolectar de otro modo información desde uno u otros más sensores asociados funcionalmente con la línea. Por ejemplo, las lecturas de sensor típicas de una burbuja de aire pueden activar la activación de un segundo sensor/ensamblaje de sensor diseñado para verificar si hay una burbuja de aire/gas dentro de la línea y/o para determinar/verificar el tamaño de la burbuja de aire/gas.

De acuerdo con algunas realizaciones, un emisor de ensamblaje de inspección de línea basado en energía puede ser un diodo fotónico/emisor de luz (LED), por ejemplo un LED infrarrojo. De acuerdo con realizaciones adicionales, el emisor puede ser un emisor fotónico/de luz multiespectral, por ejemplo un LED Rojo-Verde-Azul (RGB) que puede producir fotones de longitudes de onda dentro de tres rangos o bandas de longitudes de onda separados. De acuerdo con cada una de estas dos realizaciones, el ensamblaje de inspección de línea puede incluir uno o más sensores fotónicos/de luz cuyas características de percepción espectral corresponden sustancialmente a percibir fotones de los emisores usados en el mismo ensamblaje.

De acuerdo con algunas realizaciones, se puede utilizar un ensamblaje de inspección de línea que incluye un emisor y un sensor correlativo para detectar transiciones de fluido dentro del conducto (por ejemplo, transición desde airelíquido, líquido-aire, sacarosa de hierro a agua y así sucesivamente). Por consiguiente, un circuito de procesamiento de señales puede recibir y analizar una señal eléctrica generada por el sensor de ensamblaje para detectar parámetros indicativos de transiciones de fluido dentro del conducto (condiciones límite), ilustrado en la Figura 3A. De acuerdo con algunas realizaciones, tras la detección de condiciones límite la información de señal puede analizarse para detectar/analizar/determinar la naturaleza de la transición (por ejemplo, desde líquido a aire/gas, desde aire/gas a líquido, desde líquido opaco a líquido semitransparente y así sucesivamente).

La Figura 3A presenta un ensamblaje de inspección de líneas basado en luz de ejemplo para detectar condiciones límite. La Figura 3B muestra la salida de sensor de luz de ejemplo durante el paso de una burbuja de aire a través de un conducto médico de ejemplo monitorizado por el sensor de luz. Como es evidente a partir de la Figura 3B, el valor de la señal eléctrica proporcionada por el sensor de ensamblaje puede ser sustancialmente similar o relativamente cercano tanto para líquido como para gas, sin embargo, en la transición entre líquido y aire (en este ejemplo) se puede detectar una condición límite/de borde (por ejemplo, un pico en la salida). El análisis de señales puede ser usado por el circuito de procesamiento de señales para descifrar si la transición fue desde líquido a gas/aire o viceversa. La transición desde aire a líquido puede (a) trasladarse a una salida diferente desde el sensor (es decir un efecto diferente en la luz) que la transición desde líquido a aire, o (b) se puede utilizar una condición inicial para descifrar si la transición es desde gas a líquido o viceversa y/o se puede utilizar una combinación de (a) y (b). Estos patrones distintivos pueden ser identificados por la circuitería de procesamiento de señales para determinar la naturaleza de cada transición detectada (condición límite), de tal manera que un dispositivo médico asociado pueda permitir que se administre el líquido mientras que la detección de aire o gas puede hacer que el dispositivo médico emita una alerta y/o detenga la funcionalidad terapéutica del dispositivo médico. En otras palabras, las fluctuaciones de salida de señal de sensor se pueden monitorizar y comparar con patrones de fluctuación típicos de transición entre fluidos/medios. De esta manera se pueden identificar y monitorizar las transiciones entre fluidos/medios. Los patrones de fluctuación típicos se pueden definir con base en la experimentación y además pueden ser dependientes de la condición - es decir definirse de manera diferente con base en los parámetros de sistema/dispositivo y/o parámetros ambientales.

Una metodología de ejemplo de detección de condiciones límite / detección de picos podría ser:

Tasa de muestreo de ejemplo:

• 60 Muestras por ciclo

Parámetros:

• Valores máximos y mínimos por ciclo

• Promedio de ciclo

Activador de detección de picos:

• Si (Máx Mín)>20 [A/D] en un ciclo = Pico

Un algoritmo de detección de condiciones límite de ejemplo podría ser:

Parámetros:

n - Número de Ciclo

TruLiquid - Promedio móvil de ciclos de líquidos =

inicialización: TruLiquid [1] = Current_AS

TruLiquid [n] = (TruLiquid [n-1]*7+Current_AS)/8

TruAir - Promedio móvil de ciclos de aire =

inicialización: TruAir [1] = Current_AS

TruAir [n] = (TruAir [n-l]*7+Current_AS)/8

AS - Señal de detector de burbujas promediada durante 1 ciclo

Cunen! AS ::: (E Samples)/Number_of_Samples

Air_Liquid_Delta - El delta mínimo significativo entre líquido y aire = 10

Contador de Picos - Cuenta el número de picos detectados

Spike_Threshold = 20

CM - Margen de Calibración = 22

EAM - Margen Aéreo de EEPROM = 15

Tasa de Muestreo - La tasa de muestreo por ciclo = 60

AM - Margen Agregado - Margen extra agregado a EAM para propósitos de histé resis = 10

La Figura 3C ilustra un algoritmo de ejemplo para identificar y contar burbujas de aire en un conducto médico usando la salida de un sensor de luz asociado con un ensamblaje de inspección de línea. La Figura 3D presenta otro algoritmo específico del mismo, con referencia a los siguientes parámetros:

• n - Número de Ciclo

• AS (Señal Promediada) - Señal de detector de burbujas promediada durante 1 ciclo

Current_AS = ( I Samples_per-cycle)/Number_of_samples

• TruLiquid - Promedio móvil de ciclos de líquidos =

inicialización: TruLiquid [1] = Current_AS

TruLiquid [n] = (TruLiquid [n-l]*7+Current_AS)/8

• TruAir - Promedio móvil de ciclos de aire = inicialización: TruAir [1] = Current_AS

TruAir [n ]::: (TruAir [n-l]*7+Current AS)/8

• Air_Liquid_Delta - El delta mínimo significativo entre líquido y aire = 10

• Picos - Cuenta el número de picos detectados

• Spike_Threshold = 20 ■

• CM - Margen de Calibración = 22-

• EAM - Margen Aéreo EEPROM = 25-

• Sampling_Rate - La tasa de muestreo por ciclo = 60 muestras

• AM - Margen Agregado - Margen extra agregado a EAM para propósitos de histéresis = 10

Como se puede ver en el algoritmo de ejemplo anterior y en las Figuras 3C-3D, al detectar parámetros indicativos de transición entre líquido a aire (escrito líquido2aire en la tabla) o aire a líquido (aire2líquido), las burbujas de aire pueden detectarse, medirse/estimarse y contarse. Se puede emitir una alarma si el conteo excede un umbral definido o una burbuja específica excede un tamaño definido.

Las Figuras 4A-4C presentan resultados de experimentos de laboratorio de ejemplo diseñados para identificar señales/parámetros indicativos de condiciones límite dentro de un conducto bajo observación. En estos ejemplos se representan las condiciones límite indicativas de transición entre líquido a aire (escrito líquido2aire en la tabla) o aire a líquido (aire2líquido). Debe entenderse que los experimentos presentados son solo para propósitos demostrativos y de este modo solo muestran algunos ejemplos. De acuerdo con algunas realizaciones, los parámetros indicativos de condiciones límite pueden depender de la configuración y detalles del sistema de suministro, el conducto, el fluido en cuestión, el emisor y sensor de luz y la distancia entre ellos, la metodología de muestreo y así sucesivamente. Por lo tanto, los parámetros pueden predeterminarse (por ejemplo, mediante experimentos tal como se muestra en las Figuras 4A-4C) para cada sistema/configuración, cada tipo de fluido, cada tipo de conducto, y así sucesivamente. Adicionalmente, se puede realizar una calibración de cada sistema/dispositivo individual.

De acuerdo con algunas realizaciones, se puede utilizar un ensamblaje de inspección de línea para detectar/monitorizar burbujas dentro del líquido/gel en la línea. Aunque el líquido/gel debe suministrarse al paciente por el dispositivo médico el gas/aire necesita ser monitorizado y si el gas/aire excede un volumen permitido se debe activar una alarma y/o detener el suministro del fluido (por ejemplo, la funcionalidad terapéutica de dispositivo médico puede estar inhabilitada).

De acuerdo con algunas realizaciones, se puede utilizar un emisor multiespectral y sensor asociado (tal como un emisor sensor RGB) para realizar un análisis espectral de fluido dentro de un conducto médico. Tales sistemas/dispositivos/métodos pueden emitir múltiples longitudes de onda de luz y percibir una intensidad de cada longitud de onda después de pasar a través del fluido. Como cada sustancia absorbe la luz de diferentes longitudes de onda de manera diferente, cada sustancia tendrá una firma espectral diferente cuando esté presente en el conducto. Estas firmas espectrales pueden usarse para identificar/clasificar el fluido dentro del conducto. De manera similar, se pueden detectar diferentes tipos de fluidos con base en el análisis espectral así como diferenciando entre líquidos y gas/aire dentro del conducto. El método puede incluir caracterizar y/o estimar/identificar el fluido en la línea con base en una o más técnicas espectroscópicas que tienen en cuenta las longitudes de onda de fotones absorbidos por cada fluido o tipo de fluido. Debe entenderse que el análisis espectral de la luz que pasa a través de un conducto puede usarse de manera similar para clasificar un fluido sin una identificación completa del fluido comparando la firma espectral percibida con firmas, perfiles y/o rangos espectrales de referencia. De acuerdo con algunas realizaciones, el examen de salidas de sensores relacionado con bandas de ondas específicas puede usarse para diferenciar entre fluidos específicos. Por ejemplo, se pueden usar longitudes de onda entre 619 nm y 624 nm (rojo) para detectar burbujas de aire en líquidos claros debido a una diferencia significativa entre las señales medidas de los dos fluidos en este espectro óptico, como se puede ver en la Figura 5C. De manera similar, las longitudes de onda entre 520 nm y 540 nm (verde) pueden usarse para detectar burbujas de aire en líquidos opacos, debido a una diferencia significativa entre las señales medidas de los dos fluidos en este espectro óptico, como se puede ver en la Figura 5B. Las longitudes de onda entre 460 nm y 480 nm (azul) pueden usarse para detectar burbujas de aire en líquidos semitransparentes debido a una diferencia significativa entre las señales medidas de los dos fluidos en este espectro óptico, como se puede ver en la Figura 5A. Obviamente, se puede usar una referencia cruzada de múltiples longitudes de onda para clasificar un fluido como uno cualquiera de las 4 categorías discutidas anteriormente.

Las Figuras 5A-5C presentan firmas espectrales de ejemplo de diferentes fluidos como se perciben mediante ensamblajes de percepción de luz de ejemplo tales como se describen en este documento. Las Figuras 5A-5C presentan salidas de señal percibidas por un sensor de luz multiespectral (RGB) de ejemplo cuando se percibe un conducto lleno de aire, cuando se percibe un conducto lleno de agua, cuando se percibe un conducto lleno de TPN al 2% (que representa un líquido opaco) y cuando se percibe un conducto lleno con una mezcla de tinta y agua diseñado para imitar un fluido de tratamiento de sacarosa de hierro (que representa un líquido semitransparente), en donde la Figura 5A presenta los resultados de ejemplo en la banda de ondas azul, la Figura 5B presenta los resultados de ejemplo en la banda de ondas verde y la Figura 5C presentan los resultados de ejemplo en la banda de ondas roja todo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención. Como se puede ver, cada fluido afecta cada longitud de onda de la luz de manera diferente, de tal manera que la naturaleza, identidad, tipo y/o característica del fluido se puede determinar con base en la salida de un sensor de luz que percibe la luz multiespectral emitida a través del conducto en cada longitud de onda/banda de onda. De manera similar, los fluidos a diferentes temperaturas o que tienen diferentes concentraciones de una sustancia dada dentro de ellos afectarán la energía/luz de manera diferente (por ejemplo, cada sustancia puede absorber diferentes porcentajes de cada longitud de onda/banda de onda), permitiendo la diferenciación con base en la salida de sensor. Debe entenderse que, como la distinción entre el efecto de diferentes fluidos o tipos de fluidos sobre la luz que pasa a través de ellos puede usarse para identificar/caracterizar/clasificar el fluido dentro de un conducto usando un emisor sensor de luz, se pueden usar distinciones entre el efecto de diferentes fluidos o tipos de fluidos sobre otra forma de energía que pasa a través del fluido para identificar/caracterizar/clasificar el fluido dentro de un conducto usando un emisor sensor apropiado. De particular interés es el ejemplo de sacarosa de hierro (representado en las Figuras 5A-5C por la mezcla de tinta -etiquetada "Tinta"). Este fluido afecta la luz infrarroja de manera muy similar al aire, de tal manera que usando un sensor de IR no se puede distinguir de manera fiable entre los dos. Como se puede ver en las Figuras 5B y 5C, la salida de sensor de luz relacionada con las bandas de onda verde y roja también fallan en distinguir de manera fiable entre los dos, ya que las señales son de nuevo similares (la roja más que la verde). Sin embargo, mirando la Figura 5A, se puede ver fácilmente que al aislar y analizar las lecturas de sensor de banda de onda azul la sacarosa de hierro se puede distinguir fácilmente del aire, siendo significativamente distinta en esta banda de onda.

De acuerdo con algunas realizaciones, la salida de un sensor de luz multiespectral usado para percibir la luz multiespectral emitida a través de un conducto médico, como se describe anteriormente, puede depender de la configuración y los detalles del ensamblaje, el conducto, el fluido en cuestión, el emisor y sensor de luz y la distancia entre ellos y así sucesivamente. Por lo tanto, los parámetros pueden predeterminarse (por ejemplo, mediante experimentos tales como se muestran en las Figuras 5A-5C) para cada sistema/configuración, cada tipo de fluido, cada tipo de conducto y así sucesivamente. Adicionalmente, se puede realizar una calibración de cada sistema/dispositivo individual. De acuerdo con algunas realizaciones, una firma espectral de una sustancia puede ser identificable independientemente de algunas modificaciones de configuración y componentes del sistema de percepción, reduciendo de esa manera la necesidad de calibración y preprueba de cada sistema.

De acuerdo con algunas realizaciones puede proporcionarse un sensor adaptado para percibir la presión/fuerza dentro de un conducto de sistema de suministro médico, como se muestra en las Figuras 13A-15B. De acuerdo con realizaciones adicionales, el sensor de presión/fuerza puede funcionar en combinación con una abrazadera adaptada para obstruir parcial o completamente el flujo de fluido a través del conducto y/o aplicar presión/fuerza al conducto, como se muestra en las figuras. De acuerdo con algunas realizaciones, al medir el cambio de presión y/o tasa de cambio de presión dentro del conducto tras aplicar/liberar la abrazadera, se puede determinar la naturaleza del fluido dentro del conducto y/o las cantidades de líquido/gas/aire dentro del conducto. Esto se puede hacer debido al hecho de que los cambios en presión que resultan de la aplicación y/o liberación de la abrazadera dependen de las características físicas del fluido dentro del conducto y su presión.

De acuerdo con algunas realizaciones, un ensamblaje de percepción de línea médica puede incluir un dispositivo o circuitería de inducción/pinzado/pellizco/oclusión (por ejemplo, una abrazadera) y un sensor de fuerza (se muestra en las Figuras 13A-15B). En esta configuración el ensamblaje puede utilizarse para detectar si en la línea hay mayoritariamente líquido o aire/gas, evaluar un porcentaje/densidad de gas/aire/líquido en la línea y/o identificar o cuantificar de otro modo la sustancia en la línea. Con el fin de realizar una medición, la abrazadera puede primero cerrarse de tal manera que la línea se interrumpa/obstruya y luego la unidad de procesamiento de señales puede analizar la señal recibida desde el sensor de presión/fuerza de ensamblaje de inspección de línea. Debe entenderse que la señal dependerá de la naturaleza del fluido en el conducto, de tal manera que puedan ser distinguibles diferentes fluidos y/o sus porcentajes en el conducto. Por ejemplo, el líquido puede hacer que la presión se acumule más rápidamente y a un valor más alto que el gas/aire. Por lo tanto, al aplicar la abrazadera y luego medir el aumento en presión, un conducto lleno de líquido se puede diferenciar de un conducto lleno en su mayoría o parcialmente con aire, ya que la presión aumentará mucho más rápidamente en el caso de que el conducto esté lleno de líquido. Típicamente tal ensamblaje y método se pueden utilizar para confirmar que hay líquido en la línea, para confirmar que se ha hecho el cebado o para recibir la verificación de que la línea está llena de líquido. La verificación de que la línea está llena se puede utilizar por ejemplo en conjunto con los métodos presentados en las Figuras 3C-3D. Opcionalmente, se puede desconectar a un paciente desde la línea antes de llevar a cabo el método. Se entiende que el dispositivo inductor de presión puede estar corriente abajo o corriente arriba al dispositivo médico. De acuerdo con algunas realizaciones, inducir presión en una línea para detectar si hay sustancialmente líquido o sustancialmente gas se puede utilizar si un ensamblaje que incluye un emisor y un sensor son incapaces de diferenciar entre los dos (como se muestra en la Figura 9), por ejemplo algunos fluidos tienen una caracterización espectral que es indetectable por un emisor de IR. Se entienden configuraciones adicionales donde se induce la presión para diferenciar entre aire y gas, por ejemplo para seguridad agregada para confirmar el cebado o proporcionar un estado inicial para el sistema (como se muestra en la Figura 8). Algunas realizaciones de la presente invención que incluyen un sensor de fuerza y abrazadera pueden incluir además una o más interfaces físicas para posicionar la abrazadera y/o el sensor de presión en relación con el conducto de tal manera que realice su función, como se muestra en las figuras. La interfaz puede ser integral al dispositivo médico o un componente separado adaptado para unirse/montarse en el dispositivo o conducto. La interfaz puede incluir además adaptaciones físicas y/o electrónicas para facilitar la operación del sensor de fuerza y la abrazadera. De acuerdo con algunas realizaciones, la aplicación de la abrazadera/elemento de pellizco/elemento de oclusión puede ser accionada automáticamente por un procesador asociado, posiblemente usando un accionador asociado, y/o manualmente. En realizaciones manuales, se puede proporcionar una pantalla asociada u otro dispositivo de salida de tal manera que permita que el procesador envíe una señal a un usuario para que aplique la abrazadera.

Las Figuras 6A-6D presentan resultados de salida de sensor de presión de línea de ejemplo tras la aplicación de una abrazadera a la línea. Los diferentes gráficos presentan resultados en diferentes condiciones. Debe entenderse que los experimentos presentados son solo para propósitos demostrativos y de este modo solo muestran algunos ejemplos. Como se puede ver, la tasa de aumento de presión en líquido excede en gran medida la tasa de aumento en gas/aire. Claramente, al medir la tasa de aumento en presión después de aplicar la abrazadera, un conducto lleno de aire se puede diferenciar de un conducto lleno de líquido. Adicionalmente, al realizar una serie de mediciones de aumento de presión en el conducto con diferentes porcentajes de aire y líquido en el conducto, se pueden establecer parámetros de aumento de presión de referencia para cada porcentaje de aire/gas a líquido. Adicionalmente, se puede establecer una fórmula para los parámetros de aumento de presión para cada porcentaje de aire/gas a líquido para cada configuración de sistema. Por consiguiente, la salida de sensor de presión de línea se puede usar para evaluar con precisión un porcentaje de aire/gas dentro del conducto. De manera similar, se pueden identificar diferentes líquidos o gases dentro del conducto con base en el aumento medido en presión comparándolo con los parámetros de referencia medidos previamente, o puede determinarse de este modo una temperatura/presión del fluido dentro del conducto.

De acuerdo con algunas realizaciones, la tasa de aumento de presión dentro de un conducto médico tras la aplicación de una abrazadera puede depender de la configuración y detalles del sistema de suministro, el conducto, el fluido en cuestión, la abrazadera y sensor de presión y la distancia entre ellos y así sucesivamente. Por lo tanto, los parámetros pueden predeterminarse (por ejemplo, mediante experimentos tales como se muestran en las Figuras 6A-6D) para cada sistema/configuración, cada tipo de fluido, cada tipo de conducto, y así sucesivamente. Adicionalmente, se puede realizar una calibración de cada sistema/dispositivo individual.

Debe entenderse que la caída en presión tras la liberación de una abrazadera también puede usarse de una manera similar, sola o en conjunto con la medición de aumento en presión tras la aplicación de la abrazadera (por ejemplo, para verificación).

Parámetros de ejemplo que afectan la acumulación de presión:

• Longitud de Conjunto - cuanto más largo sea el conjunto, más lenta será la acumulación de presión en el conjunto.

• Tipo de Conjunto - acumulación de presión se comporta de manera diferente en diferentes conjuntos (conjuntos estrechos se caracterizan típicamente por presión más alta).

• Ubicación de oclusión - cuanto más lejos esté la oclusión del sensor - más tiempo tomará en acumularse la presión.

• Tasa de Tratamiento - cuanto más lenta sea la tasa, más lenta será la acumulación de presión en el conjunto.

• Parámetros de umbral de presión de bomba - cuanto mayor sea el umbral de presión de bomba - más tiempo tomará para alcanzar el umbral (acumulación de presión toma tiempo).

De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, un ensamblaje de sensor de presión/fuerza que incluye una abrazadera diseñada para medir el aumento y caída de presión dentro de un conducto médico tras la aplicación/liberación de la abrazadera, como se describe en este documento, puede implementarse en combinación con otros ensamblajes de percepción de conductos/líneas para verificar y/o complementar su operación. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 8, se puede usar un ensamblaje de abrazadera fuerza/presión para verificar/detectar si se ha cebado un sistema de suministro médico asociado (es decir si los conductos están llenos de líquido), después de lo cual un ensamblaje de percepción de luz, como se describe en este documento, puede comenzar a monitorizar la línea bajo el conocimiento de que la lectura inicial es líquida. En otro ejemplo, tras la determinación por otro sensor de que está presente un nivel inaceptable de aire en el conducto, se puede usar el ensamblaje de abrazadera fuerza/presión para verificar la determinación. En un ejemplo adicional, como se muestra en la Figura 9, tras recibir una lectura ambigua de un sensor asociado, que indica más de una posible sustancia dentro de la línea, se puede usar un ensamblaje de abrazadera fuerza/presión para resolver la ambigüedad. Por ejemplo, la sacarosa de hierro es difícil de diferenciar del aire usando un sensor de luz (las lecturas son similares). Por lo tanto, en un sistema de suministro relevante, una lectura mediante un sensor de luz que indique ya sea sacarosa de hierro o aire en el conducto, se puede usar un ensamblaje de abrazadera fuerza/presión para distinguir entre los dos. En aún otro ejemplo, la tasa de cambio de presión después de la liberación/activación de abrazadera se puede usar para ayudar a determinar y/o verificar la identificación y/o clasificación de un fluido dentro de un conducto con base en otro tipo de sensor, como también se muestra en la Figura 9.

De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, se puede proporcionar una circuitería de procesador/procesamiento adaptada para analizar la salida desde uno o más sensores asociados funcionalmente con un sistema/dispositivo de suministro de fluidos médicos, para determinar uno o más de:

a. si el conducto está lleno de gas o líquido - como se describe en este documento, la determinación de si el conducto está lleno de gas/aire o líquido puede derivarse desde las mediciones de presión dentro del conducto y/o cambios en presión en respuesta a la aplicación y/o liberación de presión/sujeción al conducto. La naturaleza del fluido dentro del conducto también puede determinarse a partir de la salida de un sensor de luz asociado con el conducto, es decir con base en parámetros de luz que ha pasado a través del fluido. De acuerdo con realizaciones adicionales, ambas técnicas de percepción se pueden usar alternativamente y/o en combinación. Por ejemplo, la naturaleza del fluido puede determinarse regularmente con base en la percepción de luz y en el caso de que la percepción de luz no sea concluyente (tal como en el caso de sacarosa de hierro), en momentos críticos y/o tras detección de condiciones críticas, se puede aplicar presión/sujeción y hacer las mediciones de fuerza/presión asociadas;

b. la identidad del fluido en el conducto y/o características del mismo - como se describe en este documento, el análisis espectral de luz que ha pasado a través del conducto puede usarse para determinar la identidad del fluido dentro del conducto y/o para determinar una o más características del fluido;

c. identificar burbujas de aire y su tamaño y cantidad - como se describe en este documento, el análisis de luz que ha pasado a través del conducto puede usarse para identificar burbujas de aire dentro de un líquido que fluye a través del conducto y determinar su tamaño. De acuerdo con algunas realizaciones, las burbujas de aire pueden detectarse e identificarse detectando cambios en los parámetros de luz que ha pasado a través del fluido que son indicativos de transición entre sustancias (condiciones límite); y

d. si cualquier burbuja de aire dada es estática o dinámica - como se describe en este documento, al medir uno o más de los parámetros anteriores a lo largo del tiempo y determinar la tasa de cambio del parámetro relevante, puede ser determinado el movimiento, o carencia del mismo, de la burbuja de aire dada. Adicionalmente, una vez que se detecta una burbuja de aire estática se puede monitorizar para detectar si se vuelve dinámica.

De acuerdo con algunas realizaciones, un sistema que incluye uno o más sensores de línea médica y/o salida desde el uno o más sensores de línea médica y un circuito de análisis de burbujas de aire/microcontrolador puede configurarse para analizar los datos de salida de sensor para evaluar la movilidad de burbujas de aire detectadas y diferencia entre burbujas de aire estáticas y dinámicas. El sistema puede activar una alarma si se detecta una burbuja de aire dinámica (o una acumulación de burbujas de aire dinámicas) por encima de un umbral clínico.

A veces pequeñas burbujas pueden atascarse en el conducto (como se muestra en la Figura 10). Los experimentos han demostrado que pequeñas burbujas atascadas dentro del campo de visión del detector de burbujas pueden causar alarmas de AIL (Aire en Línea) incluso cuando no hay ninguna burbuja de aire clínica viable (burbujas de aire dinámicas que pueden recorrer corriente abajo hasta la línea de paciente) que puede dañar al paciente En algunos casos, la burbuja "atascada" estática no es una burbuja de sección transversal completa; ocupa solo parte de un diámetro de tubo (véase Figura 10) o sección transversal de conducto. Puede permanecer estática en tanto que sea parcial. Se entiende que si una burbuja de aire de sección transversal completa se mueve a través del tubo, portica las burbujas más pequeñas con esta.

De acuerdo con algunas realizaciones las burbujas de aire estáticas que no están moviéndose corriente abajo en una dirección de la línea de paciente y/o están "atascadas" en la vista de un sensor pueden diferenciarse de las burbujas de aire dinámicas que están moviéndose corriente abajo. Las burbujas de aire dinámicas se pueden monitorizar de tal manera que cuando su cantidad/tamaño exceda un umbral predefinido se pueda activar una alarma y/o se pueda desactivar/desconectar un dispositivo médico asociado. Al diferenciar entre las burbujas de aire estáticas y dinámicas se evitan alarmas innecesarias, por ejemplo cuando una burbuja de aire se atasca en la vista/recepción de un sensor. Las soluciones de la técnica anterior que no diferencian entre burbujas de aire dinámicas y estáticas pueden emitir una alarma clínicamente innecesaria. De acuerdo con algunas realizaciones las burbujas de aire estáticas pueden ser monitorizadas para detectar/notificar/retransmitir si se produce un cambio en su caracterización/si hacen transición/se convierten en burbujas de aire dinámicas (por ejemplo, una burbuja de aire más grande las porta corriente abajo o de otra manera).

De acuerdo con algunas realizaciones, la salida de sensor asociada con las burbujas de aire dinámicas (se muestran en las Figuras 11A, 11B y 11E) puede ser distinta de la salida de sensor asociada con las burbujas de aire estáticas (se muestran en las Figuras 11C, 11D y 11E). Las características de salida de sensor también pueden ser dependientes de la configuración de conducto, procesamiento de señal, características de sensor, el tipo de fluido que fluye a través del conducto y más. El sensor puede ser cualquier tipo de sensor de línea médica discutido en esta solicitud o cualquier otra forma de sensor de línea médica adaptado para detectar y/o medir burbujas de aire dentro de la línea médica (por ejemplo, un sensor de luz tal como un sensor de infrarrojo (IR) y/o un sensor ultrasónico).

Una señal de salida de sensor para una burbuja de aire dinámica es muy distinta de una señal de salida de sensor para una burbuja de aire estática. Esto se puede ver claramente al comparar las señales indicativas de burbujas de aire dinámicas mostradas en las Figuras 11A y 11B con las señales indicativas de burbujas de aire estáticas mostradas en las Figuras 11C y 11D (se debe prestar atención a la diferencia en escalas del eje X en estas figuras). La distinción también se puede ver en la Figura 11E que muestra ambos en la misma escala. Por consiguiente, mediante el análisis de una salida de sensor relacionada con una burbuja de aire y la comparación con las señales de salida de sensor de burbujas dinámicas y/o estáticas típicas, se puede realizar una evaluación de la movilidad de una burbuja de aire.

De acuerdo con algunas realizaciones, una salida de un sensor de percepción de burbujas de aire puede ser una cuantificación digital de la señal percibida como una función del número/tiempo de muestra. La percepción de una burbuja de aire dinámica por lo tanto puede caracterizarse por ciertos parámetros de señal, conjuntos de parámetros y/o patrones, tales como una transición rápida en la salida (definida por una cierta pendiente; por ejemplo disminución de 50A/D dentro de 4 muestras), luego estabilización dentro de un rango definido asociado con una burbuja de aire y posiblemente seguido por otra transición relativamente rápida en la salida. La percepción de una burbuja de aire estática por lo tanto puede caracterizarse por una transición más lenta en la salida del sensor (definida por una segunda pendiente por ejemplo una pendiente que disminuye o aumenta en cientos de muestras), donde la salida cambia continuamente en la misma dirección y/o puede alcanzar una pseudoestabilización. Todo esto se puede ver claramente en las Figuras 11A-11E.

En otras palabras, las burbujas de aire estáticas se pueden diferenciar de las burbujas de aire dinámicas con base en una tasa de cambio de salida de sensor cuando se detecta la burbuja relevante. Adicionalmente, la tasa de movilidad de una burbuja de aire se puede determinar de manera similar. Aún adicionalmente, al analizar una cantidad de tiempo que se detecta una salida de sensor relevante (una duración de la detección) se puede analizar la movilidad y velocidad de una burbuja de aire.

Por ejemplo calcular un filtro para una señales de sensor relevante puede = (filtro previo *7 (valor A/D previo - valor A/D actual))/8; Pendiente de filtro = (Pendiente del filtro*7 (señal de filtro previa - señal de filtro actual))/8; pendiente de filtro <0.1 son típicas de burbuja estática).

Se pueden usar diferentes umbrales en diferentes sistemas para diferenciar las burbujas de aire estáticas de las burbujas de aire dinámicas. De manera similar, los diferentes usos pueden requerir diferentes umbrales. Por ejemplo, se pueden usar diferentes umbrales para el suministro epidural que para el suministro IV.

De acuerdo con algunas realizaciones, los parámetros indicativos de burbujas de aire estáticas/dinámicas pueden depender de la configuración y detalles del sistema de suministro, el conducto, el fluido en cuestión, el tipo de sensor que se usa y así sucesivamente. Por lo tanto, los parámetros pueden predeterminarse para cada sistema/configuración, cada tipo de fluido, cada tipo de conducto, etc. Adicionalmente, se puede realizar una calibración de cada sistema/dispositivo individual.

Típicamente, la salida de sensor se puede muestrear varias veces durante cada ciclo del dispositivo médico asociado. Se entiende además que la señal de salida de sensor puede ser dependiente del tipo de fluido y/o tipo de sensor de tal manera que la primera pendiente, segunda pendiente y más también pueden ser dependientes de una detección del tipo de fluido (claro, opaco o de otro modo). También se pueden llevar a cabo análisis en frecuencias y/o periodicidad de la señal.

De acuerdo con algunas realizaciones, como se ilustra en la Figura 7, un método de detección de burbujas de aire puede incluir: recibir una salida desde un sensor, analizar la salida para determinar si se detecta una burbuja de aire; si se detecta aire, analizar la salida para determinar si la burbuja de aire es estática o dinámica. Si la burbuja de aire es dinámica entonces se pueden llevar a cabo análisis adicionales para determinar si se alcanza un umbral clínico de aire determinado, en cuyo caso se puede emitir una alarma y/o se puede detener un dispositivo médico asociado. El umbral clínico de aire determinado puede ser un umbral distinto (por ejemplo, si una burbuja de aire singular excede un umbral clínico de burbuja de aire) o un umbral acumulativo (si se excede un volumen de aire durante un período definido de tiempo), una combinación de los dos o cualquier otro umbral relevante. Las burbujas de aire estáticas también se pueden monitorizar, una vez identificadas, para detectar cuándo se vuelven móviles. Se presenta un proceso de ejemplo para monitorizar un conducto que incluye percibir y determinar la movilidad de las burbujas de aire detectadas en la Figura 7. De acuerdo con algunas realizaciones, como se muestra en las Figuras 14A-15B, los diferentes ensamblajes para detectar una condición límite, para llevar a cabo análisis espectral para detectar fluidos específicos, para detectar cambios de presión en respuesta a una abrazadera y/o para diferenciar entre fluido y gas y realizaciones relacionadas con la detección de la existencia de fluido o gas en la línea se pueden usar por separado o en conjunto entre sí y/o pueden tener una funcionalidad superpuesta. De manera similar, como se muestra en las Figuras 15A-15B, se pueden implementar ensamblajes de percepción adicionales en conjunto con los ensamblajes de percepción descritos en este documento. Adicionalmente, como se muestra en las Figuras 14B y 15B, las combinaciones de ensamblajes de percepción pueden implementarse como componentes integrados de un dispositivo médico, o montarse sobre el mismo, y/o como se muestra en las Figuras 14A y 15A, las combinaciones de ensamblajes de percepción pueden implementarse como dispositivos separados diseñados para funcionar en combinación con un sistema de suministro de fluido.

Un experto en la técnica también debe entender que algunas de las funciones descritas como realizadas por un componente específico del sistema pueden ser realizadas por un componente diferente del sistema en otras realizaciones de esta invención.

En la descripción y reivindicaciones de realizaciones de la presente invención, cada una de las palabras, "comprende" "incluye" y "tiene", y las formas de las mismas, no se limitan necesariamente a los miembros en una lista con los cuales se pueden asociar las palabras.

Sólo se muestran y describen realizaciones de ejemplo de la presente invención y unos pocos ejemplos de su versatilidad en la presente divulgación. Debe entenderse que la presente invención se puede usar en diversas otras combinaciones y entornos y puede realizar cambios o modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para determinar la movilidad de burbujas de aire dentro de un conducto, comprendiendo dicho sistema: un sensor adaptado para percibir un parámetro físico de fluido dentro del conducto;

una interfaz de línea de sensor, adaptada para montar dicho sensor en posición para percibir el parámetro físico; y circuitería de procesamiento de señales acoplada comunicativamente a dicho sensor y adaptada para identificar una salida de dicho sensor indicativa de una burbuja de aire dentro del conducto,

caracterizado por que la circuitería de procesamiento de señales está adaptada para determinar una movilidad de la burbuja de aire dentro del conducto con base en una tasa de cambio del parámetro físico.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho sensor es un sensor de luz, un sensor de infrarrojos (IR); o un sensor RGB.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

un sensor de presión adaptado para percibir la presión dentro del conducto;

una abrazadera adaptada para aplicar fuerza al conducto, obstruyendo de esa manera al menos parcialmente el flujo de fluido a través del conducto; y

una primera interfaz adaptada para montar dicha abrazadera en posición para operar sobre el conducto y una segunda interfaz adaptada para montar dicho sensor en posición para operar sobre el conducto, de tal manera que la abrazadera se posiciona para obstruir al menos parcialmente el flujo de fluido a través del conducto y el sensor de presión se posiciona para percibir la presión dentro del conducto; y

en donde dicha circuitería de procesamiento de señales está acoplada comunicativamente a dicho sensor de presión y dicha abrazadera y configurada para medir una tasa de cambio de presión dentro del conducto tras la aplicación de dicha abrazadera, con base en la salida desde dicho sensor de presión.

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha circuitería de procesamiento de señales está adaptada además para:

(i) monitorizar la salida de dicho sensor,

(ii) identificar fluctuaciones en la salida monitorizada indicativas de una transición entre tipos de fluidos, e

(iii) identificar burbujas de aire dentro del conducto con base en las fluctuaciones identificadas, preferiblemente en donde dicha circuitería de procesamiento de señales está adaptada además para evaluar un tamaño de una burbuja de aire con base en un lapso de tiempo entre salidas de señales identificadas indicativas de transiciones entre tipos de fluidos; o en donde dicha circuitería de procesamiento de señales está adaptada además para mantener un conteo acumulativo de burbujas de aire con base en los tamaños evaluados.

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicho sistema comprende además un emisor de luz multiespectral, adaptado para emitir luz en dos o más bandas de ondas distintas, dicho sensor de luz es un sensor de luz multiespectral y dicha circuitería de procesamiento de señales está adaptada además para:

(i) identificar o clasificar un primer fluido, con base en las salidas de señal de dicho sensor de luz multiespectral en relación con una primera banda de ondas de las dos o más bandas de ondas distintas; e

(ii) identificar o clasificar un segundo fluido, con base en salidas de señal de dicho sensor de luz multiespectral en relación con una segunda banda de ondas de las dos o más bandas de ondas distintas, distintas de la primera banda de ondas.

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el sistema comprende además una interfaz de línea de emisor, y en donde dicha interfaz de línea de emisor y dicha interfaz de línea de sensor están adaptadas conjuntamente para montar dicho emisor de luz multiespectral y dicho sensor de luz multiespectral en lados opuestos del conducto.

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicho emisor de luz multiespectral es un emisor RGB y dichas dos o más bandas de ondas distintas incluyen al menos dos de las Bandas de ondas Roja, Verde y Azul.

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dicha circuitería de procesamiento de señales está adaptada además para:

(i) monitorizar la salida de dicho sensor,

(iii) identificar burbujas de aire dentro del conducto con base en las fluctuaciones identificadas.

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde dicha circuitería de procesamiento de señales está adaptada además para evaluar un tamaño de una burbuja de aire con base en un lapso de tiempo entre salidas de señales identificadas indicativas de transiciones entre tipos de fluidos.

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde dicha circuitería de procesamiento de señales está adaptada además para mantener un conteo acumulativo de burbujas de aire con base en los tamaños evaluados.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende además:

un sensor de presión adaptado para percibir la presión dentro del conducto;

una primera interfaz adaptada para montar dicha abrazadera en posición para operar sobre el conducto y una segunda interfaz adaptada para montar dicho sensor en posición para operar sobre el conducto, de tal manera que la abrazadera se posiciona para obstruir al menos parcialmente el flujo de fluido a través del conducto y el sensor de presión se posiciona para percibir la presión dentro del conducto; y en donde dicha circuitería de procesamiento de señales está acoplada comunicativamente a dicho sensor de presión y dicha abrazadera y configurada para medir una tasa de cambio de presión dentro del conducto tras la aplicación de dicha abrazadera, con base en la salida desde dicho sensor de presión.