JP2008538604A - 可変断面閉じ込め構造の液体測定装置 - Google Patents
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Abstract
閉じ込め構造、センサ、およびインタフェース装置を有し、電導性流体の採取および投与に特定の利用可能性を有する液体測定装置。装置は、流体を収容し、その高さを監視するように構成される。閉じ込め構造は、少なくとも1つの可変断面部分を有する。センサは、閉じ込め構造の可変断面を考慮に入れる2つの協働する可変抵抗区間を有する。センサの電気抵抗は、流体の高さの変化とともに変化し、センサの部分を短絡する。センサは、閉じ込め構造の内部に印刷される電導性インクを含んでよい。センサは、電気測定信号を受信し、信号を所定の方法で修正して、閉じ込め構造内の流体の量を反映する。装置は、尿採取袋および点滴袋内の流体の量を測定するのに有用である。
Description
本出願は、2005年4月10日出願の米国暫定特許出願第60/594,457号、および2006年3月3日出願の米国特許出願第11/367,822号に対する優先権を主張し、これは全て、本明細書に完全に記載されているかの如く、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は概ね流体測定システムに、特にリザーバ、つまり閉じ込め装置の可変断面領域に対応する可変抵抗区間を有する、抵抗に基づく測定システムに関する。
様々な理由から、病院、養護ホーム、個人住宅、または車椅子などの様々な状況で患者に電解質などの流体を供給する、または患者から流体を採取することが望ましい。例えば、患者を通過するか、患者から放出された尿などの排出体液を常に採取し、その正確な量を求めることが必要な、多くの患者治療の場合がある。実際、病院では、特定の患者の尿を採取し、尿出力を測定し、監視することが普通である。これは、術後の患者で、さらに例えば尿出力が腎機能に直接関連する泌尿器異常の患者で日常的に実行されている。尿を採取し、測定して監視するこのタイプの処置は、極めて重要である。というのは、いつでも発生し得る尿流量の突然の変化は、患者の臨床状態の悪化を示すことができる。尿出力の変化は、心拍出量の変化とも相互に関係がある。
尿の侵襲的採取および尿出力の測定は通常、最初に患者にカテーテルを通すことによって達成される。つまりカテーテルを患者の尿道に通して、膀胱に入れる。カテーテルの他方端は、容器またはビニルの排液袋に、袋の入口返し付き流体口に取り付けたある長さの可撓管を通して接続される。通常、袋は患者のベッドまたは車椅子などの他の支持システムによって患者の下方で支持され、尿は重力によって患者から可撓管を通って採取袋へと排出される。動ける患者の場合、この採取装置または袋はレッグバッグと呼ばれ、病院のベッドにいる患者には、ベッドバッグと呼ばれるものがある。ベッドバッグは通常、2,000mlの容量であり、レッグバッグは1,000ml、800ml、700mlまたはそれより小さいこともある。尿出力を時間の関数として監視する以外に、採取袋のリザーバは予想されない間隔で容量まで充填され、これを再び尿で充填できるように、誰かが袋を空けねばらない。患者は時々排液管上に横たわることによって袋への尿の流れを妨害することがある。さらに、尿中に血液がある場合は、カテーテルを閉塞するような血栓を形成することがある。これらの場合、予想された期間の後に袋に尿が現れない。充填された袋と閉塞した管の両方が、尿の停滞を引き起こし、停滞は患者の症状に有害な影響を引き起こすことがある。以上の全ての理由から、採取袋の監視は、効果的な患者の治療を提供するための重要な部分である。
先行技術では、尿出力を採取し、測定するために使用される様々なタイプのシステムが述べられている。例えば、幾つかのシステムは透明で可撓性のプラスチック(ビニル)材料で形成された尿採取袋を使用し、これは袋自身にある目盛りの形態で、袋中の尿の体積を表す表示を含む。他のシステムでは、尿採取の入れ物は採取袋と流体連絡する剛性で透明なプラスチックリザーバを含み、このリザーバは、表示に関連する容積を有し、尿はそこに最初に流入し、袋に空けられる前に保存される。例えば、米国特許第4,305,405号に記載された尿計測袋を参照されたい。
これらの装置は幾つかの欠点を示す。例えば、印刷された表示を使用して実行する測定の読み取りは正確さに欠け、配置された場所に応じて、これらの装置の読み取りはある程度困難であることが多い。さらに、尿出力測定および袋の充填監視は、袋の充填データを個人的に収集し、記録するために、人が正確な間隔で来ることに依存する。これは実行が困難であることが多い。患者の部屋が暗い場合は、点灯しなければならず、患者の邪魔をし、2人部屋では同室人の邪魔にもなる。
尿などの体液を計測、計量、および他の方法で自動的に監視かつ/または採取するために使用される幾つかのタイプの機械、電気機械、および電子装置がある。これらの装置の多くには、特定の程度の正確さがないという事実以外に、安全な取り扱いの問題、高い製造費および/または使用費、携帯性のないこと、および一般的に使いにくいことがある。これらのシステムの多くは、患者の動作がシステム内で使用される計測または計量装置に影響するせいで、不正確になることが多い。これは、例えば米国特許第4,343,316号、第4,390,073号、第4,417,585号および第4,448,207号に記載されたシステムで見られるように、患者が通常は可撓管によって計測または計量装置に接続されているという理由から、特に真実である。
当技術分野では、固定された位置および使用ベースを有する診療所は、超音波を使用して剛性壁を有する容器内の尿の柱の高さを測定することができ、その高さの測定から、尿の体積および体積流量を監視することも知られている。泌尿器科医師は、臨床的に制御された施設で、制御された患者の出力を収集して、失禁を評価する。これらの専門的システムは、数千ドルの費用がかかる。患者は通常、診療所に行くよう予定され、次に患者の膀胱および関連する尿生成パターンを医療的に制御された状態で測定し、評価する処置が実行される。
米国特許第4,343,316号明細書
米国特許第4,390,073号明細書
米国特許第4,417,585号明細書
米国特許第4,448,207号明細書
多くの一般的構成の1つで、本発明は、様々な新しい機能で技術の現状を前進させ、先行技術の装置の短所の多くを新しく新奇な方法で克服している。本発明は、幾つかの全体的に効果的な構成のいずれかで先行技術の短所および制限を克服する。本発明は、このような機能を実証し、先行技術の方法の短所の多くを新しく新奇な方法で克服する。
本発明は、閉じ込め構造、センサ、およびインタフェース装置を有する液体測定装置である。液体測定装置は、流体を収容し、流体表面の流体高さを監視するように構成される。さらに、液体測定装置は、外部流体路と流体連絡し、したがって流体は、用途に応じて閉じ込め構造に入る、または閉じ込め構造を去ることができる。
閉じ込め構造は、流体を収容する内部、遠位端および近位端を有する。さらに、閉じ込め構造は、閉じ込め構造の遠位端と閉じ込め構造の近位端を接合する少なくとも1つの閉じ込め壁を有する。また、閉じ込め構造は、遠位端と近位端の間の距離である閉じ込め構造長さを有する。閉じ込め構造は、閉じ込め壁に取り付けられて、外部の流体路と着脱式に接続するように構成された口を有する。
閉じ込め構造は、少なくとも1つの可変断面部分を有する。閉じ込め構造は、定断面部分も有してよい。可変断面部分は可変断面を有する。さらに、定断面部分を有する実施形態では、これは一定の断面を有する。
センサは、閉じ込め構造の内部に配置される。センサは、電気測定信号を受信し、電気測定信号を所定の方法で修正して、閉じ込め構造内の流体の量を反映する。センサは、第1部分および第2部分を含む。第1部分と第2部分は両方とも、それぞれ可変抵抗を有する区間を有する。可変抵抗区間を導入することによって、センサは閉じ込め構造の可変断面部分を考慮に入れることができる。第1部分の可変抵抗区間は、可変抵抗区間長さを有し、閉じ込め構造長さの単位長さ当たりの第1部分可変抵抗区間の抵抗は、閉じ込め構造の長さの少なくとも一部にわたって変化する。同様に、第2部分は第2部分可変抵抗区間を有する。第2部分可変抵抗区間は、可変抵抗区間長さを有し、閉じ込め構造長さの単位長さ当たりの第2部分可変抵抗区間の抵抗は、閉じ込め構造の長さの少なくとも一部にわたって変化する。
インタフェース装置は、ほぼ閉じ込め構造内部に配置された内部インタフェース部分、およびほぼ閉じ込め構造の外部に配置された外部インタフェース部分を有する。内部インタフェース部分は、第1部分の一部および第2部分の一部と接続される。測定信号は、閉じ込め壁を通して内部インタフェース部分と外部インタフェース部分の間で送信される。
センサは、閉じ込め構造の内部に配置され、センサの構成要素、つまり第1部分および第2部分は流体と接触することができる。液体レベルの測定は、これらの区間の組合せの電気抵抗が変化し、それによって電気測定信号を所定の方法で修正して、閉じ込め構造内の流体の量を反映するように、流体で第1部分および第2部分の一部を短絡させることによって遂行される。本発明によって、可変断面閉じ込め構造内の流体の量を連続的に求めることができる。
好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明、および添付図面を参照して、当業者にはさらに容易に明白になるように、様々な好ましい実施形態、配置構成、および構成のこれらの変形、改造、代替物を、単独で、または相互に組み合わせて使用することができる。
以下で主張されているような本発明の範囲を制限することなく、次に図面を参照する。
本発明の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置を、以降では液体測定装置(1)と呼び、これによって技術の現状を大幅に前進させることができる。装置の好ましい実施形態は、独創的で新奇の方法で構成され、以前には使用不能であったが好ましく、望ましい機能を実証する要素の新しく新奇の配置構成によって、これを遂行する。図面に関連して以下で述べる詳細な説明は、単に本発明の現在好ましい実施形態を説明するものであり、本発明を構築または使用できる唯一の形態を表すものではない。説明は、図示の実施形態に関連して、本発明を実現する設計、機能、手段および方法について述べる。しかし、同様に本発明の精神および範囲に含まれるとされる様々な実施形態によって、同じまたは同等の機能および特徴を遂行できることを理解されたい。
全体的に図1から図30を参照すると、本発明は、閉じ込め構造(100)、センサ(200)、およびインタフェース装置(300)を有する液体測定装置(1)である。液体測定装置(1)は、流体(10)を収容し、流体表面(12)の流体高さ(14)を監視するように構成される。さらに、液体測定装置(1)は、外部流体路(500)と流体連絡し、したがって流体(10)は、用途に応じて閉じ込め構造(100)に入る、またはそこを去ることができる。したがって、口(110)を、閉じ込め構造(10)の頂部、つまり近位端(104)、または閉じ込め構造(10)の底部、つまり遠位端(102)に配置することができる。
次に、本発明の多くの実施形態のうち第1について説明する。最初に、図1に見られるように、閉じ込め構造(100)は、流体(10)を収容する内部(106)、遠位端(102)および近位端(104)を有する。さらに、閉じ込め構造(100)は、閉じ込め構造遠位端(102)と閉じ込め構造近位端(104)とを接合する少なくとも1つの閉じ込め壁(120)を有する。また、閉じ込め構造(100)は、遠位端(102)と近位端(104)の間の距離である閉じ込め構造長さ(108)を有する。次に図2を参照すると、閉じ込め壁(120)は、壁厚さ(122)、内面(124)および外面(126)を有する。
閉じ込め構造(100)は、閉じ込め壁(120)に取り付けられて、図2および図18にのみ見られる外部流体路(500)と着脱式に接続し、それによって閉じ込め構造内部(106)と外部流体路(500)とが流体連絡できるように構成された口(110)を有する。図1に戻ると、閉じ込め構造(100)は、少なくとも1つの可変断面部分(140)を有する。図1の特定の実施形態では、閉じ込め構造(100)は定断面部分(130)も有するが、本発明ではこのようにする必要はない。図29および図30を参照されたい。定断面部分(130)は一定の断面(132)を有し、可変断面部分(140)は可変断面(142)を有する。可変断面部分(140)は、図2に見られるように、収束角度(144)で閉じ込め壁(120)が収束することによって形成される。可変断面部分(140)は、閉じ込め壁(120)と一体である必要はないことに留意されたい。つまり、可変断面部分(140)は、定断面部分(130)に接合することができ、閉じ込め壁(120)の一体延長部である必要はない。また、可変断面部分(140)は、図3に見られる遷移長さ(146)を有し、これは閉じ込め壁(120)の収束が開始する点から閉じ込め構造の遠位端(120)までの距離である。流体(10)、流体表面(12)、および流体高さ(14)は、図3で最初に図示されている。閉じ込め構造(100)は、外部環境から密封され、液密である。
第2に、センサ(200)に関して、センサ(200)は図13から図18に見られるように、閉じ込め構造内部(106)に配置される。センサ(200)は、図23の接続図でのみ図示されている電気測定信号(202)を受信し、電気測定信号(202)を所定の方法で修正して、閉じ込め構造(100)内の流体(10)の量を反映する。次に図4を参照すると、センサ(200)は第1部分(210)および第2部分(260)を含む。第1部分(210)と第2部分(260)との指定は、センサ(200)の特定部分の属性を説明する上の便宜にすぎない。したがって、センサ(200)は実際には、幾つかの実施形態として本明細書で開示するように、幾つかの方法で閉じ込め構造を横断する1つの連続的電極である。
第1部分(210)と第2部分(260)は両方とも、それぞれ閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ毎に可変抵抗(230、280)を有する区間を有する。可変抵抗部分を導入することによって、センサ(200)は、閉じ込め構造の可変断面部分(140)を考慮に入れることができる。定断面部分(130)および可変断面部分(140)を有する閉じ込め構造の実施形態では、第1部分(210)と第2部分(260)の両方が、それぞれ定抵抗区間を有する区間(220、270)、および可変抵抗を有する区間(230、280)を有する。
引き続き図4を参照すると、第1部分(210)は第1部分遠位端(212)、第1部分近位端(214)、第1部分長さ(216)、第1部分幅(218)、および第1部分可変抵抗区間(230)を有する。幾つかの実施形態では、第1部分(210)はさらに、第1部分定抵抗区間(220)を含む。第1部分定抵抗区間(220)は、第1部分定抵抗区間長さ(222)を有し、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの第1部分定抵抗区間(220)の抵抗は、実質的に一定である。第1部分可変抵抗区間(230)は、可変抵抗区間長さ(232)を有し、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの第1部分可変抵抗区間(230)の抵抗は、閉じ込め構造長さ(108)の少なくとも一部にわたって変化する。
同様に、第2部分(260)は、第2部分遠位端(262)、第2部分近位端(264)、第2部分長さ(266)、第2部分幅(268)、および第2部分可変抵抗区間(280)を有する。幾つかの実施形態では、第2部分(260)は、第2部分定抵抗区間(270)を含む。第2部分定抵抗区間(270)は、第2部分定抵抗区間長さ(272)を有し、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの第2部分定抵抗区間(270)の抵抗は、実質的に一定である。第2部分可変抵抗区間(280)は、可変抵抗区間長さ(282)を有し、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの第2部分可変抵抗区間(280)の抵抗は、閉じ込め構造長さ(108)の少なくとも一部にわたって変化する。
当業者には認識されるように、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの可変抵抗は、幾つかの方法で獲得することができる。例えば、センサ(200)の幅(218、268)を閉じ込め構造長さ(108)にわたって変化させ、図4、図7および図22に見られるように、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりのセンサ(200)の抵抗を変化させることができる。また、センサ(200)の厚さ(219、269)を閉じ込め構造長さ(108)にわたって変化させ、図5、図6、図8および図9に見られるように、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりのセンサ(200)の抵抗を変化させることができる。さらに、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりのセンサ(200)の量を変化させて、図10に見られるように単位長さ当たりの記載された可変抵抗を達成することができ、これはセンサ(200)が閉じ込め構造(100)を横断するパターンと考えることができる。さらに、センサ(200)の組成を変化させることによって、抵抗を変化させることができる。
第1に、図4、図7および図22に見られるように第1部分可変抵抗区間(230)および第2部分可変抵抗区間(280)を生成するために、幅(218、268)を変化させる実施形態に注目することができる。1つの実施形態では、第1部分(210)および第2部分(260)の両方が、それぞれ一定の幅(220、270)を有する区間、および可変幅(230、280)を有する区間を有する。しかし、閉じ込め構造(100)が定断面部分(130)を有さない、つまり可変抵抗部分(140)のみを有する場合は、定抵抗区間(220、270)が必要ないことが、当業者には認識される。例えば、可変断面部分(140)のみを有する閉じ込め構造(100)が、図29に見られる。したがって、この実施形態では、第1部分(210)および第2部分(260)が可変抵抗区間(230、280)しか有さず、定抵抗区間(220、270)がない。さらに、複数の可変断面部分(140)を有する閉じ込め構造(100)が、図30に見られる。この実施形態では、各部分(210、260)は、可変断面積の増加または減少を考慮に入れるために、複数の別個の可変抵抗区間(230、280)を有することができる。
可変幅の部分を導入することによって、センサ(200)は、閉じ込め構造(100)の可変断面部分(140)を考慮に入れることができる。したがって、再び図4を参照すると、第1部分(210)は第1部分遠位端(212)、第1部分近位端(214)、第1部分長さ(216)、および第1部分幅(218)を有する。この実施形態は、第1部分定抵抗区間(220)を含む。第1部分定抵抗区間(220)は、第1部分一定幅区間であり、第1部分可変抵抗区間(230)は、第1部分可変幅区間である。前述したように、この実施形態では、第1部分定抵抗区間(220)は、第1部分定抵抗区間長さ(222)を有し、第1部分幅(218)は、第1部分定抵抗区間長さ(222)および/または閉じ込め構造長さ(108)にわたって実質的に一定である。また、第1部分可変抵抗区間(230)は、第1部分可変抵抗区間長さ(232)、第1部分初幅(234)、および第1部分終了幅(236)を有し、第1部分幅(218)は、第1部分可変抵抗区間長さ(232)および/または閉じ込め構造長さ(108)にわたって変化する。図4の実施形態では、第1部分幅(218)の変化は直線的であるが、図7、図13、図19および図20に見られるように、そうである必要はない。
同様に、第2部分(260)は第2部分遠位端(262)、第2部分近位端(264)、第2部分長さ(266)、および第2部分幅(268)を有する。図4の実施形態では、第2部分定抵抗区間(270)は、第2部分一定幅区間であり、第2部分可変抵抗区間(280)は、第2部分可変幅区間である。前述したように、この実施形態では、第2部分定抵抗区間(270)は、第2部分定抵抗区間長さ(272)を有し、第2部分幅(268)は、第2部分定抵抗区間長さ(272)および/または閉じ込め構造長さ(108)にわたって実質的に一定である。また、第2部分可変抵抗区間(280)は、第2部分可変抵抗区間長さ(282)、第2部分初幅(284)、および第2部分終了幅(286)を有し、第2部分幅(268)は、第2部分可変抵抗区間長さ(282)および/または閉じ込め構造長さ(108)にわたって変化する。
第2に、図5および図6の可変センサ厚さの実施形態では、第1部分定抵抗区間(220)は、第1部分一定厚さ区間であり、第1部分可変抵抗区間(230)は、第1部分可変厚さ区間である。この1つの実施形態では、第1部分定抵抗区間(220)は、第1部分定抵抗区間長さ(222)を有し、第1部分厚さ(219)は、第1部分定抵抗区間長さ(222)および/または閉じ込め構造長さ(108)にわたって実質的に一定である。また、第1部分可変抵抗区間(230)は、第1部分可変抵抗区間長さ(232)を有し、第1部分厚さ(219)は、第1部分可変抵抗区間長さ(232)および/または閉じ込め構造長さ(108)の少なくとも一部にわたって変化する。同様に、この実施形態では、第2部分定抵抗区間(270)は、第2部分一定厚さ区間であり、第2部分可変抵抗区間(230)は、図5、図6、図8および図9に見られるように、第2部分可変厚さ区間である。この実施形態では、第2部分厚さ(269)は、第2部分定抵抗区間長さ(272)にわたって実質的に一定であり、第2部分厚さ(269)は、第2部分可変抵抗区間長さ(282)および/または閉じ込め構造長さ(108)にわたって変化する。当業者には認識されるように、可変幅の実施形態および可変厚さの実施形態は、相互に排他的ではない。つまり、第1部分可変抵抗区間(230)は、可変幅の戦略を取り入れることができ、第2部分可変抵抗区間(280)は、可変厚さの戦略を取り入れることができ、その逆もある。
第3に、センサ路の距離とも考えられるセンサ(200)の量は、図10に見られるように、単位長さ当たりの記載された可変抵抗を達成するために、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ毎に変化することができる。つまり、センサ(200)が一定の幅と一定の厚さの両方を有している場合、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりに存在するセンサ(200)の量、つまりセンサ路の距離を増加させる、または減少させることによって、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの可変抵抗を達成することができる。これは単に、閉じ込め構造(100)の長さの1インチ当たりの第1部分長さ(216)または第2部分長さ(266)を増加させる、または減少させることによって達成することができる。センサ(200)が、図10に見られるように一定振幅の波動関数として配向されている実施形態の場合、これは単に、波動関数の期間を変化させて、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの抵抗を変化させることを含む。前述した波動関数の実施形態は、所望の結果を達成する多数の方法の1つにすぎないことが、当業者には認識されるだろう。
本明細書の以降でさらに詳細に検討するように、可変抵抗区間(230、280)の幅(218、268)および厚さ(219、269)は、任意の数の方法で変化させることができる。例えば、幅(218、268)は、図4、図21および図22に見られるように、直線的に変化するか、図7、図19および図20に見られるように、幅(218、268)の変化は、区間(210、260)の1つまたは複数の湾曲した縁部を組み込むことができる。同様に、厚さ(219、269)は、図5および図6に見られるように、直線的に変化するか、図8および図9に見られるように、厚さ(219、269)の変化は、湾曲した輪郭を組み込むことができる。
第4に、図14のインタフェース装置(300)に関して、インタフェース装置(300)は、実質的に閉じ込め構造内部(106)に位置する内部インタフェース部分(310)、および実質的に閉じ込め構造(100)の外部に位置する外部インタフェース部分(320)を有する。内部インタフェース部分(310)は、第1部分(210)の一部および第2部分(260)の一部と接続される。測定信号(202)が、閉じ込め壁(120)を通って内部インタフェース部分(310)と外部インタフェース部分(320)の間で送信される。
内部および外部インタフェース部分(310、320)は、漏れない方法で閉じ込め壁(120)を貫通するか、非接触状態で相互に結合することができる。図16および図17に見られる1つの特定の実施形態は、1つまたは複数の漏れ抵抗性の電導性スナップ部材で構成された機械的接合システムを組み込み、内部インタフェース(310)は内部スナップ取付けユニット(316)であり、外部インタフェース(320)は、外部スナップ閉鎖ユニット(326)である。1つの特定の実施形態では、外部スナップ閉鎖ユニット(326)は、本明細書の以降で説明するデータ収集装置(400)の協働するスナップユニット(420)と協働するように設計されたオススタッド区間またはメスソケット区間を含むことができる。
別の実施形態は、内部インタフェース部分(310)または外部インタフェース部分(320)が閉じ込め壁(120)を貫通しない状態で、閉じ込め壁(120)を通して測定信号(202)を送信する。この貫通しない実施形態では、インタフェース装置(300)が、非接触結合方法を使用して、情報をセンサ(200)から外部装置へと、閉じ込め壁(120)を通して通信する。1つの実施形態では、情報は、インタフェース部分(310、320)の1対のコンデンサまたは誘導器を使用することによって、閉じ込め壁(120)をまたがって電気的に送信される。インタフェース部分(310、320)は、当業者に知られているような任意の数の方法で閉じ込め構造上に配置することができる。例えば、インタフェース部分(310、320)は、接着剤で閉じ込め構造に取り付けるか、相互に磁石で取り付けるか、閉じ込め構造(100)に永久的に取り付けることができる。
図15に見られる1つの実施形態では、液体測定装置(1)は、インタフェース装置(300)と電気通信するデータ収集装置(400)も含み、データ収集装置(400)は測定信号(202)を生成し、測定信号(202)の変化を分析する。データ収集ユニット(400)は、電池式であるか、有線でよい。データ収集ユニット(400)は、閉じ込め構造(100)内の流体の体積を示す表示装置を含んでよい。データ収集ユニット(400)は、閉じ込め袋の近傍に配置された携帯用の読み出しユニットまたは中央監視ステーションとの間でセンサ情報を通信するために、センサ変換回路および無線送信器を含んでよい。データ収集装置(400)は、警報監視プロトコルを組み込むことができ、これによって警報は、流体レベルが所定の状態で変化していない場合、および/または任意の流体レベルに到達した場合に、使用者に通知する。携帯用読み出しユニットは、温度またはpHなどのさらに高次の生理学的流体感知および閉じ込め袋情報を記憶し、表示することができる。また、読み出しユニットは、警報状態を患者および介護者に警告することができ、感知および警報情報を外部ユニットに通信することができる。通信手段は、無線周波数(RF)または他の標準的方法でよい。データ収集装置(400)は、外部インタフェース部分(320)、特に外部スナップ閉鎖ユニット(326)に着脱式に取り付けられる少なくとも1つの協働スナップユニット(420)を含んでよい。この実施形態では、少なくとも1つの協働スナップユニット(420)が、データ収集装置(400)とセンサ(200)の間の電気的通信を確立し、外部スナップ閉鎖ユニット(326)と少なくとも1つの協働スナップユニット(420)との協働は、データ収集装置(400)を閉じ込め構造(100)に確実に保持する。
図19に見られる本発明のさらに別の実施形態では、センサ(200)は、第1部分遠位端(212)を第2部分遠位端(262)に接続する分路部分(290)を含む。分路部分(290)は、分路部分遠位端、分路部分近位端、および分路部分幅を有する。分路部分(290)は、流体(10)が存在しない場合に、第1部分(210)と第2部分(260)の間に電気通信路を提供して、第1部分と第2部分(210、260)の間に短絡、つまり連続路または抵抗を生成する。1つの実施形態では、分路部分(290)の抵抗は、センサで表示される最小体積と一致するはずである。したがって、閉じ込め構造(100)が1000mLであり、5mL(体積の0.5%)を検出することが望ましい場合、分路部分(290)はセンサ(200)の初抵抗の0.5%の抵抗を有していなければならない。例えば、センサ(200)の初抵抗が89.5kオームである場合、分路部分(290)の抵抗は、約450オームになるはずである。分路部分(290)の利点は、少量の第1量の流体が閉じ込め構造(100)に流入した場合に、明確な信号を提供することである。
次に、開示された液体測定装置(1)の1つの実施形態の基本的要素について、本発明の利点に関する簡単な説明、および先行技術に対するこのような改良点の基本の順番である。センサ(200)は、閉じ込め構造(100)の内部(106)に位置し、センサ(200)の構成要素、つまり第1部分(210)および第2部分(260)は、図11および図12に見られるように、流体(10)と接触することができる。液体レベル測定は、第1部分(210)と第2部分(260)の一部を流体(10)で短絡させることによって遂行され、したがってこれらの区間(210、260)の組合せの電気抵抗が変化し、それによって所定の方法で電気測定信号(202)を修正して、閉じ込め構造(10)内の流体(10)の量を反映させる。このような測定信号(202)の変化は、容易に測定される。
本発明によって、閉じ込め構造(100)内の流体(10)の量を連続的に求めることができる。第1および第2部分(210、260)の抵抗は、図11および図12に見られるように、流体高さ(14)の上昇とともに低下し、それによって第1および第2部分(210、260)の短絡量が増加する。本発明は、流体の密度、温度、および閉じ込め構造(100)の圧力に依存しない。流体(10)は任意の導電性流体でよい。一般的に、医療施設では、流体(10)は尿、血液、または傷からの排液である。
部分(210、260)間に流体(10)が存在しない場合は、第1部分(210)と第2部分(260)の間で測定される抵抗は高いが、生理学的流体が部分(210、260)を覆うにつれて、第1部分と第2部分(210、260)の間の抵抗は、部分(210、260)間の流体(10)の距離1センチメートル当たりの抵抗と等しい低い値まで低下することが、当業者には理解される。当業者には認識されるように、第1および第2部分(210、260)の抵抗が上昇すると、第1部分と第2部分(210、260)の間の距離を非常に大きくすることができる。つまり、第1および第2部分(210、260)の抵抗が上昇すると、部分(210、260)を相互にすぐに隣接させて、小さい距離だけ隔置するのではなく、製造に便利であるように、閉じ込め構造(100)内の位置に配置することができる。第1および第2部分(210、260)がともに短絡した場合に経験する抵抗の大幅な低下を使用して、特定の流体高さ(14)に流体(10)が存在することを示す。
第1および第2部分(210、260)は、絶縁された区間を有することができ、したがって特定の絶縁部分が流体(10)に接触しない、またはその部分が流体(10)に完全に曝露することがある。1つの特定の実施形態では、第1および第2部分(210、260)は、部分(210、260)の表面が、部分長さ(216、266)全体で流体(10)と接触できるように構築される。
別の実施形態では、第1および第2部分(210、260)は、閉じ込め壁の内面(124)、または閉じ込め構造(100)内に装着されたセンサ基板(204)に印刷される炭素インクなどの導電性インクで構成される。このような印刷は、ほぼ任意の方法で遂行することができるが、スクリーン印刷およびインクジェット印刷が通常は使用される。炭素インクは通常、1平方当たり100〜500オームの抵抗値を有する。当業者には認識されるように、非常に薄い膜または材料の場合、「オーム/平方」とは「オーム/単位面積」という意味である。つまり「平方インチ当たり」、「平方センチメートル当たり」などでよい。この実施形態では、センサ基板(204)は、柔軟な材料または剛性の材料でよい。柔軟なセンサ基板(204)は、センサ(200)が閉じ込め構造(100)の形状とともに曲がれるように、センサ(200)が閉じ込め壁(120)の近傍にあるべき用途に有利である。実際、幾つかの実施形態では、構造(100)に追加の剛性を大幅に追加せずに閉じ込め構造(100)に取り付けられるように、センサ基板(204)は閉じ込め構造(100)と同じ材料で構築することが好ましい。剛性のセンサ基板(204)は、口(110)を通してセンサ(200)を閉じ込め構造(100)に容易に装入できるように、センサ(200)が一般的であり、閉じ込め構造(100)の特定の一製造業者に特有のものでない実施形態において好ましい。
別の実施形態では、医療分野の多くの尿採取袋で一般的であるが、第1部分長さ(216)および第2部分長さ(266)は、約20センチメートルである。この実施形態では、空間が貴重である場合、第1部分と第2部分(210、260)の間の距離を最小限に抑えることが望ましい。さらに別の実施形態では、第1部分(210)と第2部分(260)の長さに沿った抵抗が、1センチメートル当たり約1000オームから1センチメートル当たり約6000オームのオーダになるように、第1部分幅(218)および第2部分幅(268)を選択する。したがって、第1部分幅(218)および第2部分幅(268)は通常、約0.25センチメートルに設定される。しかし、第1部分と第2部分(210、260)を閉じ込め構造(100)の対向する側に配置し、それでも短絡の抵抗増加、つまり第1部分と第2部分(210、260)の間の流体ギャップの抵抗増加を考慮するために、単に部分(210、260)の抵抗を増加させることによって、正確な測定結果を提供できることが、当業者には認識されることに留意されたい。
次に、センサ(200)の抵抗に関して、さらに詳細な説明をする番である。以下の詳細な説明は、図21のようなセンサ分路部分(290)を組み込んだ実施形態を指しているが、分路部分(290)を組み込んでいない実施形態にもこの分析方法が等しく当てはまることが、当業者には認識される。最初に、以下の式1は、センサの抵抗(R200)が、分路部分の抵抗(R290)に第1部分の抵抗(R210)および第2部分の抵抗(R260)を加えた値に等しいことを明らかにする。R200は、センサ全体である要素番号200の抵抗であり、したがってR200はセンサの抵抗であることに留意されたい。同様に、要素番号290は分路部分(290)であり、したがってR290は分路部分の抵抗である。さらに、要素番号210は第1部分(210)であり、したがってR210は第1部分の抵抗であり、最後にR260は第2部分の抵抗である。
式4は、下式のように単純化することができる。
したがって、部分長さ(216、266)の全体にわたって部分幅(218、268)が一定のままである場合、センサの抵抗(R200)は、分路部分(290)より上にある流体(10)の濡れた部分の長さ(y)の増加とともに直線的に低下する。
センサ抵抗(R200)は、様々な方法で測定することができる。例えば、電流(I)をセンサ(200)に通し、センサ(200)での電圧低下を測定することができる。あるいは、図23の電気接続図で見られるように、センサ(200)およびR600の抵抗を有する固定負荷抵抗器(600)と直列の電圧源(VAC)を使用することができる。この回路の電流(I)は、センサの抵抗(R200)の変化とともに変化し、この電流は、負荷抵抗器(600)における電圧低下(VLR)を測定することによって測定することができる。負荷抵抗器(600)は通常、100オームなどの低い抵抗を有する。いずれの場合も、電圧または電流源は、プラスとマイナスの固定ピーク値の間で交互にならなければならない(つまり交流またはAC電源でなければならない)。定数(つまり固定されたDC電源)は、イオン(つまり生理的)液体の場合に、正確なデータを提供しない。
負荷抵抗器(600)を組み込んだこのような実施形態では、オームの法則によって与えられる回路内の電流(I)は、下式の通りである。
したがって、流体レベル(y)は、測定信号(202)、(S(y))の逆数で直線的に変化する。式12を再構成して、下式にすることができる。
閉じ込め構造(100)が定断面の区域を有する場合、VOLとされる容器内の液体体積は、充填高さとともに直線的に変化し、したがってVOL∝yとなる。このような単純な容器の場合、式12は、一定の容器面積に関連する適切な定数を乗算することによって、充填高さではなく体積を測定するように単純に変換することができる。
しかし、概して大部分の医療用途、特に尿採取用途では、閉じ込め構造(100)は、閉じ込め構造(100)の全長に沿って一定の断面積を有していない。典型的な尿袋(特に低コストの袋)は、ビニル材料のシートで作製され、袋は高周波(RF)溶着技術を使用して形成されるので、その結果、袋の底部(および頂部)付近は可変の断面積になる。図15に見られるさらに別の実施形態では、閉じ込め構造(100)はさらに、データ収集装置(400)を着脱式に収容する補助装着ポケット(150)を含む。
図1は、袋の断面積が流体の高さとともに変化することを示す。定断面部分(130)内では、断面(132)は一定である。逆に、可変断面部分(140)では、断面(142)は流体の高さとともに変化する。以前に開示したように、可変断面部分(140)は、閉じ込め壁(120)が、式ではφで表される収束角度(144)で遠位端(102)へと収束することを特徴とする。定断面部分の幅(134)は、下式ではWで示され、定断面部分の深さ(136)は、下式ではDで示される。したがって、流体高さ(14)が可変断面部分(140)にある状況の場合、下式ではVOLで示される閉じ込め構造(100)内の流体(10)の体積は、下式ではHで示される流体高さ(14)の関数として、下式のように書くことができる。
さらに、線形信号アルゴリズムを使用しようとした場合に、有意の誤差を導入せずに、第1および第2部分(210、260)が、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりで一定の抵抗を有することができないのは、この理由からである。センサ抵抗(R200)のこのような非直線的変動が、図25aのグラフで図示されている。可変断面部分(140)では、流体高さ(14、H)はほぼ体積の平方根に比例し、したがって下式になる。
したがって、測定信号(202、S)は、流体高さ(14、H)が定断面部分(130)にある場合は、式9に従って変化するが、流体高さ(14、H)が可変断面部分(140)にある場合、センサ抵抗(R200)は図25bに見られるように、充填体積(VOL)とともに非直線的に変化する。
再び、負荷抵抗器(600)で測定して電圧S(y)の直列回路を仮定すると、閉じ込め構造の充填体積(VOL)の関数として、出力信号1/S(y)は下式によって与えられる。
現在のところ、可変幅センサの実施形態に的を絞っているが、区間長さの任意の変化ΔLEについて、センサ(200)の抵抗の変化ΔR200は下式によって与えられる。
センサ抵抗R200は、可変断面部分(140)内の区間の二次式関数として、部分長さ(216、266)に沿って変化すると仮定することができる。つまり、下式の通りである。
したがって、定断面部分(130)の場合、式23を式22と等しく設定し、下式を得ることができる。
次に、これをAについて解くと、下式になる。
したがって、区間(210、260)が基本的に閉じ込め構造遠位端(102)までの全体に延在していると仮定すると、濡れた部分の長さyは流体高さ(14)と同じであり、以上の一連の式を要約することができる。可変断面部分(140)の流体高さ(14)については、下式の通りになる。
ここでは、幅中断値を有する以上の実施例に照らして、第1部分可変抵抗区間(230)および第2部分可変抵抗区間(280)に関して使用される「部分可変抵抗区間」という用語は、その区間の抵抗を意味するものではなく、したがって区間幅(218、268)、区間厚さ(219、269)、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりのセンサ量(200)、またはセンサ組成は、第1部分可変抵抗区間長さ(232)および第2部分可変抵抗区間長さ(282)全体にわたって一定に変化する必要があり、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの可変抵抗区間(230、280)の抵抗は、全長(232、282)にわたって一定でない、というだけの意味であることに留意されたい。
再び図27を参照し、「Var w−中断」線に的を絞ると、この図は、以前に説明した実施形態の部分幅(218、268)のプロットであり、濡れた部分の長さの関数として、図の充填高さ(h)でラベルされた幅中断値を有する。両方の部分の幅は0.8cmという中断値で開始し、h=1.27cmになるまでこの中断値のままであることに留意されたい。次に幅は、6.35cmという遷移長さに近いWCO=0.1524cmという一定の値に到達するまで、hの増加とともに二次式で減少する。この実施形態の部分(210、260、290)の構成が、図19に図示されている。
袋の頂部における断面積の変化を考慮に入れるために、部分(210、260)の幅を再び増加させる必要がある。この状況については詳細に説明しない。以前の開示が、閉じ込め構造(100)の近位端(104)に近い可変断面部分(140)にも等しく当てはまり、分路部分(290)に最も近い端部における部分(210、260)の幅に関する同じ原理が、第1および第2部分(210、260)の反対端にも等しく当てはまることが、当業者には理解されるからである。本発明を医療分野、つまり尿採取袋に適用する場合、袋の上部領域でも精度を維持することは重要ではない。この時点で袋は80%以上充填され、空にする必要があるからである。
ここまで、センサ(200)動作の物理的性質について開示してきたが、追加の実施形態について検討しなければならない。以前に説明したように、可変抵抗区間(230、280)は、全体的にほぼ閉じ込め構造(100)の可変断面部分(140)に配置される。したがって、図1に見られるこの実施形態では、第1部分定抵抗区間(220)は、ほぼ閉じ込め構造(100)の定断面部分(130)内に位置し、第1部分可変抵抗区間(230)は、ほぼ閉じ込め区間(100)の可変断面部分(140)内に位置し、第2部分定抵抗区間(260)は、閉じ込め構造(100)の定断面部分(130)内に位置し、第2部分可変抵抗区間(280)は、閉じ込め構造(100)の可変断面部分(140)内に位置する。この実施形態によって、部分可変幅区間(230、280)をほぼ可変断面部分(140)内に配置することができ、それによってその部分の抵抗は、閉じ込め構造(100)の可変断面(142)を有するその部分でのみ変化することができる。実際、第1部分定抵抗区間(220)から第1部分可変抵抗区間(230)への遷移位置は、全体的に閉じ込め構造の定断面部分(130)から可変断面部分(140)への遷移に対応し、第2部分(260)についても同様である。閉じ込め構造遠位端(102)からのこの遷移部の距離は、遷移長さ(146)として知られる。
実際、さらに別の実施形態では、図4を再び参照すると、可変断面(142)が減少するにつれて、第1部分幅(218)は、第1部分初幅(234)から第1部分終了幅(236)まで増加する。同様に、可変断面(142)が減少するにつれて、第2部分幅(268)は、第2部分初幅(284)から第2部分終了幅(286)まで増加する。このような幅(218、268)の増加によって、測定信号(202)は以前に説明したように、閉じ込め構造(100)内の流体(10)の体積を、さらに直線的に追跡することができる。この場合も、幅(218、268)の増加は、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりのセンサ抵抗の変化のように、一定または連続的である必要はないが、特定の実施形態には、単位長さ当たりの幅(218、268)または抵抗を増加させる特定のパターンがあることに留意されたい。実際、本明細書で開示される多くの実施形態では、図19に見られるように、幅(218、268)が区間初幅(234、284)から区間終了幅(236、286)まで連続的に増加し、次に区間長さ(216、266)の残りの部分で一定のままであることが一般的である。
さらなる実施形態では、単位長さ当たりの抵抗の変化は、電気測定信号(202)の所定の特徴が、可変断面部分(140)の流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化するように選択される。測定信号(202)の所定の特徴は、電圧および電流の変化、および他の電気的特徴を含んでよいことが、当業者には認識される。
第1部分(210)と第2部分(260)は同一である必要はないが、1つの実施形態では、第1部分可変幅区間(230)は、図4に見られるように、第2部分可変幅区間(280)と同一である。さらに、第1部分初幅(234)から第1部分終了幅(236)までの第1部分幅(218)は、第2部分初幅(284)から第2部分終了幅(286)までの第2部分幅(268)とほぼ同じでよい。同様に、第1部分厚さ(219)は、図5および図6に見られるように、第2部分厚さ(269)とほぼ同じでよい。同様に、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの第1部分(210)抵抗の変化、つまり第1部分(210)が閉じ込め構造長さ(108)を横断するパターンは、図10に示すように、閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの第2部分(260)抵抗の変化とほぼ同じでよい。相互にほぼ鏡像である第1および第2部分(210、260)を組み込んだこのような実施形態は、本発明の製造をさらに容易にし、本発明の性能の予測精度を改善する。
流体体積の変化と測定信号の変化との間で望ましいほぼ直線的な関係を獲得しようとするさらなる実施形態では、図7および図19に見られるように、第1部分幅(218)は、第1部分初幅(234)からほぼ二次式で増加し、第2部分幅(268)は第2部分初幅(284)からほぼ二次式で増加する。このような第1および第2部分(210、260)の幅の二次拡張は、図7および図19に見られるように、区間(210、260)の一方の縦縁で生じるか、図20に見られるように、両方の縦縁で生じることができ、したがってこの区間は遠位端(212、262)付近で「鐘」状に開く。
次に、センサ(200)の配置に関して、これは閉じ込め構造(100)と一体であるか、閉じ込め構造(100)内に装着する別個の品目でよい。例えば、1つの実施形態では、部分(210、260)は閉じ込め壁の内面(124)に直接印刷される。別の実施形態では、部分(210、260)は、閉じ込め構造(100)内に、またはそれとともに形成される。あるいは、別の実施形態では、センサ(200)は、図4に見られるように第1部分(210)および第2部分(260)が装着されたセンサ基板(204)を含んでよい。次に、センサ基板(204)を閉じ込め構造(100)内に配置するか、図18の実施形態の場合のように、製造プロセスでセンサ基板(204)を閉じ込め構造(100)に接合してよい。これらの実施形態のいずれでも、部分(210、260)は、閉じ込め構造(100)または基板(204)に印刷される電導性インクで形成することができる。このような印刷技術によって、センサの幅(218、268)、厚さ(219、269)、および部分(210、260)が閉じ込め構造(100)を横断するパターンの変更が容易になる。例えば、印刷装置を複数回通過させて、第1および第2部分(210、260)の厚さの輪郭を変化させることができる。1つの特定の実施形態では、導電性インクは炭素インクである。
さらなる実施形態では、部分(210、260)は、流体(10)のそれよりも高い抵抗を有するように選択される。この特定の実施形態では、第1部分(210)および第2部分(260)の電気抵抗は、約1000オーム/cmより大きい。閉じ込め構造(100)は、剛性構造または柔軟な構造でよい。大部分の医療用途では、閉じ込め構造(100)は、高周波(RF)溶着技術を使用して接合したビニル材料のシートのように、柔軟な材料で構成された柔軟な構造である。しかし、閉じ込め構造(100)は、ほぼ任意の液密材料で構成してよいことに留意されたい。さらに、閉じ込め構造(100)は、定断面部分(130)を有する必要はなく、医療産業で大部分の閉じ込め構造がこの方法で作製されているだけである。例えば、閉じ込め構造(100)は、図29の逆角錐形状のように、単一の可変断面部分(140)を有するだけか、図30に見られるように、複数の可変断面部分(140)を組み込んでよい。したがって、以前の開示はこのような実施形態を含み、このような実施形態のセンサ(200)は、第1部分可変抵抗区間(230)および第2部分可変抵抗区間(280)を有するだけでよく、第1および第2定抵抗区間(220、270)を有する必要はないことが、当業者には認識される。
本発明は、任意の電導性流体の測定に使用することができる。これは、IV袋中の電解溶液または尿および血液のように、大部分の生理流体を含む低抵抗の流体の測定に、特に適切である。本明細書で使用する「電気抵抗」または「抵抗」という用語は、電子またはイオンの流れに対する材料の抵抗を意味する。本明細書で使用する「部分(210、260)」という用語は、分路部分(290)を含む実施形態の分路部分(290)を含む。さらに、本明細書で述べた式、計算および実施例は、いかなる意味でも本発明を制限するものではなく、本発明の多くの特定の実施形態のうち1つを開示しただけである。
本発明のセンサ(200)の第1および第2部分(210、260)は、任意の方法および方向で閉じ込め構造(100)を横断してよいことが、当業者には認識される。したがって、第1および第2部分(210、260)は全体的に、閉じ込め構造の近位端(104)付近で開始し、遠位端(102)付近で終了するように図示されているが、この部分はこの構成に制限されない。さらに、図では常に、第1および第2部分(210、260)が同じ閉じ込め壁表面上にあるよう図示しているが、そうである必要はなく、1つの実施形態では、部分(210)が閉じ込め構造遠位端(102)で接続した状態で、第1部分(210)が第2部分(260)と反対側の壁にあってよいことが、当業者には認識される。
可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)は、流体が例えば尿採取袋などの構造内で採取されているか、例えば点滴送出袋などの構造から配量されているかに関わらず、閉じ込め構造内の流体の量を連続的に測定する際に有用である。
本明細書で開示した好ましい実施形態の多くの変更、修正および変形が、当業者には明白であり、これは全て本発明の精神および範囲に入るものと予想され、想定される。例えば、特定の実施形態について詳細に説明してきたが、以上の実施形態および変形は、様々なタイプの代用品および/または追加または代替材料、要素の相対的配置構成、および寸法構成を組み込むように改造できることが、当業者には理解される。したがって、本明細書では本発明のわずかな変形しか説明していないが、このような追加的な改造および変形およびその同等物は、請求の範囲で定義される通りの本発明の精神および範囲に入ることを理解されたい。
電導性流体の採取および投与に特に利用可能性を有する、閉じ込め構造、センサ、およびインタフェース装置を有する液体測定装置、装置は、閉じ込め構造内に流体を収容し、その高さを連続的に監視するように構成される。閉じ込め構造は、少なくとも1つの可変断面部分を有する。センサは、閉じ込め構造の可変断面を考慮に入れた2つの協働する可変抵抗区間を有する。センサの電気抵抗は、流体高さの変化とともに変化し、センサの一部を短絡する。センサは、閉じ込め構造の内部に印刷される電導性インクを含んでよい。センサは、電気測定信号を受信し、信号を所定の方法で修正して、閉じ込め構造内の流体の量を反映する。装置は、尿採取袋および点滴袋内の流体の量を連続的に測定するのに有用である。インタフェース装置は、測定情報を表示するか、それを他の機器に送信することができる。
Claims (32)
- 流体(10)を収容し、前記流体(10)の表面(12)の流体高さ(14)を監視する可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)であって、前記液体測定装置(1)は、外部流体路(500)と流体連絡し、
A)前記流体(10)を収容する内部(106)を有する閉じ込め構造(100)であって、
(i)遠位端(102)と、
(ii)閉じ込め構造長さ(108)によって前記遠位端(102)から隔置された近位端(104)と、
(iii)前記閉じ込め構造遠位端(102)と前記閉じ込め構造近位端(104)とを接合し、壁厚さ(122)、内面(124)、および外面(126)を有し、外部環境から密封された最大閉じ込め容積を画定する少なくとも1つの閉じ込め壁(120)と、
(iv)前記閉じ込め壁(120)に取り付けられ、前記外部流体路(500)に着脱式に接続するように構成されて、それによって前記閉じ込め構造内部(106)と外部流体路(500)との流体連絡を可能にする口(110)と、
(v)一定の断面(132)を有する定断面部分(130)と、
(vi)収束角度(144)での閉じ込め壁(120)の収束によって形成され、可変断面(142)および遷移長さ(146)を有する可変断面部分(140)と、
を有する、前記閉じ込め構造(100)と、
B)前記閉じ込め構造内部(106)内に配置され、電気測定信号(202)を所定の方法で修正して、前記閉じ込め構造(10)内の流体(10)の量を反映するセンサ(200)であって、第1部分(210)及び第2部分(260)を備え、
(i)前記第1部分(210)が、
(a)第1部分遠位端(212)と
(b)第1部分近位端(214)
(c)第1部分長さ(216)と、
(d)第1部分幅(218)と、
(e)第1部分厚さ(219)と、
(f)第1部分定抵抗区間長さ(222)を有する第1部分定抵抗区間(220)とを有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第1部分定抵抗区間(220)の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、さらに、
(g)第1部分可変抵抗区間長さ(232)を有する第1部分可変抵抗区間(230)を有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第1部分可変抵抗区間(230)の前記電気抵抗が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、
(ii)前記第2部分(260)が、前記第1部分(210)と電気通信し、
(a)第2部分遠位端(262)と、
(b)第2部分近位端(264)と、
(c)第2部分長さ(266)と、
(d)第2部分幅(268)と、
(e)第2部分厚さ(269)と、
(f)第2部分定抵抗区間長さ(272)を有する第2部分定抵抗区間(270)とを有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第2部分定抵抗区間(270)の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、さらに、
(g)第2部分可変抵抗区間長さ(282)を有する第2部分可変抵抗区間(280)を有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第2部分可変抵抗区間(280)の前記電気抵抗が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化する、前記センサ(200)と、
C)ほぼ前記閉じ込め構造内部(106)に配置された内部インタフェース部分(310)と、ほぼ前記閉じ込め構造(100)の外部に配置された外部インタフェース部分(320)とを有するインタフェース装置(300)とを備え、前記内部インタフェース部分(310)が、前記第1部分(210)の一部および前記第2部分(260)の一部と接続し、前記測定信号(202)が、前記内部インタフェース部分(310)と前記外部インタフェース部分(320)との間で送信される装置。 - 前記第1部分定抵抗区間(220)が、ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記定断面部分(130)内に配置され、前記第1部分可変抵抗区間(230)が、ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記可変断面部分(140)内に配置され、第2部分定抵抗区間(260)が、ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記定断面部分(130)内に配置され、前記第2部分可変抵抗区間(280)が、ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記可変断面部分(140)内に配置される、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分幅(218)および前記第1部分厚さ(219)が、前記第1部分定抵抗区間長さ(222)にわたってほぼ一定であり、前記第2部分幅(268)および前記第2部分厚さ(269)が、前記第2部分定抵抗区間長さ(272)にわたってほぼ一定である、請求項2に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分幅(218)が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、前記第2部分幅(268)が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化する、請求項2に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記可変断面(142)が減少するにつれて、前記第1部分幅(218)が、第1部分初幅(234)から第1部分終了幅(236)まで増加し、前記可変断面(142)が減少するにつれて、前記第2部分幅(268)が、第2部分初幅(284)から第2部分終了幅(286)まで増加する、請求項4に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分初幅(234)から前記第1部分終了幅(236)までの前記第1部分幅(218)が、前記第2部分初幅(284)から前記第2部分終了幅(286)までの前記第2部分幅(268)とほぼ同じである、請求項5に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分幅(218)が、前記第1部分初幅(234)から前記第1部分終了幅(236)までほぼ二次式で増加し、前記第2部分幅(268)が、前記第2部分初幅(284)から前記第2部分終了幅(286)までほぼ二次式で増加する、請求項5に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記電気測定信号(202)の所定の特徴が、前記可変断面部分(140)の前記流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化する、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分厚さ(219)が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、前記第2部分厚さ(269)が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化する、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記センサ(200)がさらに、前記第1部分遠位端(212)を前記第2部分遠位端(262)に接続する分路部分(290)を含む、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分(210)および前記第2部分(260)の前記電気抵抗が、約1000オーム/cmより大きい、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分(210)および前記第2部分(260)が導電性インクで形成される、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分(210)および前記第2部分(260)が、前記閉じ込め壁内面(124)に印刷される、請求項12に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記閉じ込め構造(100)が柔軟な材料で構成される、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- さらに、前記インタフェース装置(300)と電気通信するデータ収集装置(400)を含み、前記データ収集装置(400)が、前記測定信号(202)を生成し、前記測定信号(202)の変化を分析する、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記閉じ込め構造(100)がさらに、前記データ収集装置(400)を着脱式に収容する補助装着ポケット(150)を含む、請求項15に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記データ収集装置(400)が無線送信器(410)を含む、請求項15に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記内部インタフェース部分(310)および前記外部インタフェース部分(320)が、前記閉じ込め壁(120)に容量結合され、前記測定信号(202)を送信する、請求項1に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 流体(10)を収容し、前記流体(10)の表面(12)の流体高さ(14)を監視する可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)であって、前記液体測定装置(1)は、外部流体路(500)と流体連絡し、
A)前記流体(10)を収容する内部(106)を有する閉じ込め構造(100)であって、
(i)遠位端(102)と、
(ii)閉じ込め構造長さ(108)によって前記遠位端(102)から隔置された近位端(104)と、
(iii)前記閉じ込め構造遠位端(102)と前記閉じ込め構造近位端(104)とを接合し、壁厚さ(122)、内面(124)、および外面(126)を有し、外部環境から密封された最大閉じ込め容積を画定する少なくとも1つの閉じ込め壁(120)と、
(iv)前記閉じ込め壁(120)に取り付けられ、前記外部流体路(500)に着脱式に接続するように構成されて、それによって前記閉じ込め構造内部(106)と外部流体路(500)との流体連絡を可能にする口(110)と、
(v)一定の断面(132)を有する定断面部分(130)と、
(vi)収束角度(144)での閉じ込め壁(120)の収束によって形成され、可変断面(142)および遷移長さ(146)を有する可変断面部分(140)と、
を有する、前記閉じ込め構造(100)と、
B)前記閉じ込め構造内部(106)内に配置され、電気測定信号(202)を所定の方法で修正して、前記閉じ込め構造(10)内の流体(10)の量を反映するセンサ(200)であって、第1部分(210)及び第2部分(260)を有し、
(i)前記第1部分(210)が、
(a)第1部分遠位端(212)と
(b)第1部分近位端(214)
(c)第1部分長さ(216)と、
(d)第1部分幅(218)と、
(e)第1部分厚さ(219)と、
(f)ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記定断面部分(130)内に配置され、第1部分定抵抗区間長さ(222)を有する第1部分定抵抗区間(220)とを有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第1部分定抵抗区間(220)の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、さらに、
(g)ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記可変断面部分(140)内に配置され、第1部分可変抵抗長さ(232)を有する第1部分可変抵抗区間(230)を有し、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第1部分可変抵抗区間(230)の前記電気抵抗が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、
(ii)第2部分(260)は、前記第1部分(210)と電気通信し、
(a)第2部分遠位端(262)と、
(b)第2部分近位端(264)と、
(c)第2部分長さ(266)と、
(d)第2部分幅(268)と、
(e)第2部分厚さ(269)と、
(f)ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記定断面区間部分(130)内に配置され、第2部分定抵抗区間長さ(272)を有する第2部分定抵抗区間(270)とを有し、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第2部分定抵抗区間(270)の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、さらに、
(g)ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記可変断面部分(140)内に配置され、第2部分可変抵抗区間長さ(282)を有する第2部分可変抵抗区間(280)を有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第2部分可変抵抗区間(280)の前記電気抵抗が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化する、前記センサ(200)と、
C)ほぼ前記閉じ込め構造内部(106)に配置された内部インタフェース部分(310)と、ほぼ前記閉じ込め構造(100)の外部に配置された外部インタフェース部分(320)とを有するインタフェース装置(300)とを備え、前記内部インタフェース部分(310)が、前記第1部分(210)の一部および前記第2部分(260)の一部と接続し、前記測定信号(202)が、前記内部インタフェース部分(310)と前記外部インタフェース部分(320)との間で送信される装置。 - 前記第1部分幅(218)および前記第1部分厚さ(219)が、前記第1部分定抵抗区間長さ(222)にわたってほぼ一定であり、前記第2部分幅(268)および前記第2部分厚さ(269)が、前記第2部分定抵抗区間長さ(272)にわたってほぼ一定である、請求項19に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分幅(218)が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、前記第2部分幅(268)が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化する、請求項19に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記可変断面(142)が減少するにつれて、前記第1部分幅(218)が、第1部分初幅(234)から第1部分終了幅(236)まで増加し、前記可変断面(142)が減少するにつれて、前記第2部分幅(268)が、第2部分初幅(284)から第2部分終了幅(286)まで増加する、請求項21に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分初幅(234)から前記第1部分終了幅(236)までの前記第1部分幅(218)が、前記第2部分初幅(284)から前記第2部分終了幅(286)までの前記第2部分幅(268)とほぼ同じである、請求項21に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分幅(218)が、前記第1部分初幅(234)から前記第1部分終了幅(236)までほぼ二次式で増加し、前記第2部分幅(268)が、前記第2部分初幅(284)から前記第2部分終了幅(286)までほぼ二次式で増加する、請求項21に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記電気測定信号(202)の所定の特徴が、前記可変断面部分(140)の前記流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化する、請求項19に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分厚さ(219)が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、前記第2部分厚さ(269)が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化する、請求項19に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 流体(10)を収容し、前記流体(10)の表面(12)の流体高さ(14)を監視する可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)であって、前記液体測定装置(1)は、外部流体路(500)と流体連絡し、
A)前記流体(10)を収容する内部(106)を有する閉じ込め構造(100)であって、
(i)遠位端(102)と、
(ii)閉じ込め構造長さ(108)によって前記遠位端(102)から隔置された近位端(104)と、
(iii)前記閉じ込め構造遠位端(102)と前記閉じ込め構造近位端(104)とを接合し、壁厚さ(122)、内面(124)、および外面(126)を有し、外部環境から密封された最大閉じ込め容積を画定する少なくとも1つの閉じ込め壁(120)と、
(iv)前記閉じ込め壁(120)に取り付けられ、前記外部流体路(500)に着脱式に接続するように構成されて、それによって前記閉じ込め構造内部(106)と外部流体路(500)との流体連絡を可能にする口(110)と、
(v)一定の断面(132)を有する定断面部分(130)と、
(vi)収束角度(144)での閉じ込め壁(120)の収束によって形成され、可変断面(142)および遷移長さ(146)を有する可変断面部分(140)と、
を有する、前記閉じ込め構造(100)と、
B)前記閉じ込め構造内部(106)内に配置され、電気測定信号(202)を所定の方法で修正して、前記閉じ込め構造(100)内の流体(10)の量を反映するセンサ(200)であって、第1部分(210)及び第2部分(260)を有し、
(i)前記第1部分(210)が、
(a)第1部分遠位端(212)と
(b)第1部分近位端(214)
(c)第1部分長さ(216)と、
(d)第1部分幅(218)と、
(e)第1部分厚さ(219)と、
(f)ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記定断面部分(130)内に配置され、第1部分定抵抗区間長さ(222)を有する第1部分定抵抗区間(220)とを有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第1部分定抵抗区間(220)の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、前記第1部分幅(218)および前記第1部分厚さ(219)が、前記第1部分定抵抗区間長さ(222)にわたってほぼ一定であり、さらに、
(g)ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記可変断面部分(140)内に配置され、第1部分可変抵抗長さ(232)を有する第1部分可変抵抗区間(230)を有し、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第1部分可変抵抗区間(230)の前記電気抵抗が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、前記可変断面(142)が減少するにつれて、前記第1部分幅(218)が前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって増加し、
(ii)第2部分(260)が、前記第1部分(210)と電気通信し、
(a)第2部分遠位端(262)と、
(b)第2部分近位端(264)と、
(c)第2部分長さ(266)と、
(d)第2部分幅(268)と、
(e)第2部分厚さ(269)と、
(f)ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記定断面区間部分(130)内に配置され、第2部分定抵抗区間長さ(272)を有する第2部分定抵抗区間(270)とを有し、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第2部分定抵抗区間(270)の前記電気抵抗が、ほぼ一定であり、前記第2部分幅(268)および前記第2部分厚さ(269)が、前記第2部分定抵抗区間長さ(272)にわたってほぼ一定であり、さらに、
(g)ほぼ前記閉じ込め構造(100)の前記可変断面部分(140)内に配置され、第2部分可変抵抗区間長さ(282)を有する第2部分可変抵抗区間(280)を有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第2部分可変抵抗区間(280)の前記電気抵抗が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化し、前記可変断面(142)が減少するにつれて、前記第2部分幅(268)が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって増加する、前記センサ(200)と、
C)ほぼ前記閉じ込め構造内部(106)に配置された内部インタフェース部分(310)と、ほぼ前記閉じ込め構造(100)の外部に配置された外部インタフェース部分(320)とを有するインタフェース装置(300)とを備え、前記内部インタフェース部分(310)が、前記第1部分(210)の一部および前記第2部分(260)の一部と接続し、前記測定信号(202)が、前記内部インタフェース部分(310)と前記外部インタフェース部分(320)との間で送信され、前記電気測定信号(202)の所定の特徴が、前記可変断面部分(140)の前記流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化する装置。 - 流体(10)を収容し、前記流体(10)の表面(12)の流体高さ(14)を監視する可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)であって、前記液体測定装置(1)は、外部流体路(500)と流体連絡し、
A)前記流体(10)を収容する内部(106)を有する閉じ込め構造(100)であって、
(i)遠位端(102)と、
(ii)閉じ込め構造長さ(108)によって前記遠位端(102)から隔置された近位端(104)と、
(iii)前記閉じ込め構造遠位端(102)と前記閉じ込め構造近位端(104)とを接合し、壁厚さ(122)、内面(124)、および外面(126)を有し、外部環境から密封された最大閉じ込め容積を画定する少なくとも1つの閉じ込め壁(120)と、
(iv)前記閉じ込め壁(120)に取り付けられ、前記外部流体路(500)に着脱式に接続するように構成されて、それによって前記閉じ込め構造内部(106)と外部流体路(500)との流体連絡を可能にする口(110)と、
(v)収束角度(144)での閉じ込め壁(120)の収束によって形成され、可変断面(142)および遷移長さ(146)を有する可変断面部分(140)と、
を有する、前記閉じ込め構造(100)と、
B)前記閉じ込め構造内部(106)内に配置され、電気測定信号(202)を所定の方法で修正して、前記閉じ込め構造(100)内の流体(10)の量を反映するセンサ(200)であって、第1部分(210)及び第2部分(260)を有し、
(i)前記第1部分(210)が、
(a)第1部分遠位端(212)と
(b)第1部分近位端(214)
(c)第1部分長さ(216)と、
(d)第1部分幅(218)と、
(e)第1部分厚さ(219)と、
(f)第1部分可変抵抗区間長さ(232)を有する第1部分可変抵抗区間(230)とを有し、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第1部分可変抵抗区間(230)の前記電気抵抗が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、
(ii)前記第2部分(260)が、前記第1部分(210)と電気通信し、
(a)第2部分遠位端(262)と、
(b)第2部分近位端(264)と、
(c)第2部分長さ(266)と、
(d)第2部分幅(268)と、
(e)第2部分厚さ(269)と、
(f)第2部分可変抵抗区間長さ(282)を有する第2部分可変抵抗区間(280)を有して、前記閉じ込め構造長さ(108)の単位長さ当たりの前記第2部分可変抵抗区間(280)の前記電気抵抗が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化する、前記センサ(200)と、
C)ほぼ前記閉じ込め構造内部(106)に配置された内部インタフェース部分(310)と、ほぼ前記閉じ込め構造(100)の外部に配置された外部インタフェース部分(320)とを有するインタフェース装置(300)とを備え、前記内部インタフェース部分(310)が、前記第1部分(210)の一部および前記第2部分(260)の一部と接続し、前記測定信号(202)が、前記内部インタフェース部分(310)と前記外部インタフェース部分(320)との間で送信される装置。 - 前記第1部分幅(218)が、前記第1部分可変抵抗区間(230)の少なくとも一部にわたって変化し、前記第2部分幅(268)が、前記第2部分可変抵抗区間(280)の少なくとも一部にわたって変化する、請求項28に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記可変抵抗区間(142)が減少するにつれて、前記第1部分幅(218)が第1部分初幅(234)から第1部分終了幅(236)まで増加し、前記可変断面(142)が減少するにつれて、前記第2部分幅(268)が第2部分初幅(284)から第2部分終了幅(286)まで増加する、請求項29に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記第1部分幅(218)が、前記第1部分初幅(234)から前記第1部分終了幅(236)までほぼ二次式で増加し、前記第2部分幅(268)が、前記第2部分初幅(284)から前記第2部分終了幅(286)までほぼ二次式で増加する、請求項30に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
- 前記電気測定信号(202)の所定の特徴が、前記可変断面部分(140)の前記流体高さの変化とともにほぼ直線的に変化する、請求項28に記載の可変断面閉じ込め構造の液体測定装置(1)。
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