KR20180026364A - 유체 유속 측정 및 가스 기포 검출 장치 - Google Patents

유체 유속 측정 및 가스 기포 검출 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180026364A
KR20180026364A KR1020177026664A KR20177026664A KR20180026364A KR 20180026364 A KR20180026364 A KR 20180026364A KR 1020177026664 A KR1020177026664 A KR 1020177026664A KR 20177026664 A KR20177026664 A KR 20177026664A KR 20180026364 A KR20180026364 A KR 20180026364A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
sensor
blood
temperature
flow rate
Prior art date
Application number
KR1020177026664A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102543804B1 (ko
Inventor
크리스티안 로더러
웨슬리 스코트 애쉬톤
Original Assignee
마쿠에트 카디오폴머너리 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마쿠에트 카디오폴머너리 게엠베하 filed Critical 마쿠에트 카디오폴머너리 게엠베하
Publication of KR20180026364A publication Critical patent/KR20180026364A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102543804B1 publication Critical patent/KR102543804B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3626—Gas bubble detectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14542—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring blood gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4477—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device using several separate ultrasound transducers or probes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5223—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3623—Means for actively controlling temperature of blood
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3663—Flow rate transducers; Flow integrators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M39/00—Tubes, tube connectors, tube couplings, valves, access sites or the like, specially adapted for medical use
    • A61M39/22—Valves or arrangement of valves
    • A61M39/28—Clamping means for squeezing flexible tubes, e.g. roller clamps
    • A61M39/281—Automatic tube cut-off devices, e.g. squeezing tube on detection of air
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G01F1/668—Compensating or correcting for variations in velocity of sound
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/022—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3306—Optical measuring means
    • A61M2205/3313—Optical measuring means used specific wavelengths
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3331—Pressure; Flow
    • A61M2205/3334—Measuring or controlling the flow rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3368—Temperature
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3375—Acoustical, e.g. ultrasonic, measuring means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

유체 유동 감지 및 기포 검출 장치는 유체가 유동하는 튜브를 수용하도록 구성된 채널을 포함하는 하우징; 하우징 내에 배치된 센서 장치 ­이것은 유체의 유속을 측정하도록 동작 가능하고, 유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제1 센서; 및 유동하는 유체의 온도를 검출하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및 제1 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터를 수신하도록 연결되고, 상기 제2 센서에 의해 획득된 기포 검출 데이터를 수신하도록 연결되며, 상기 온도 센서에 의해 획득된 유체 온도 데이터를 수신하도록 연결되는 프로세서를 포함하고, 유체가 유동하는 튜브가 하우징의 채널 내에 배치될 때, 상기 제1 센서는 유동하는 유체의 유속을 측정하고, 상기 유동하는 유체 내의 기포를 검출하고, 상기 온도 센서는 유동하는 유체의 온도를 측정하고, 프로세서는 온도에 대하여 보정된 유체 유속을 단시간에 계산한다. 모든 센서들은 비-침습적이고, 혈액일 수 있는 튜브 내의 유체와 직접 접촉하지 않는다. 추가적인 실시예에 따르면, 유체 유속은 헤모글로빈 또는 헤마토크릿, 및 헤모글로빈 또는 헤마토크릿 데이터에 대한 산소 포화도의 영향에 대하여 추가적으로 보정된다.

Description

유체 유속 측정 및 가스 기포 검출 장치{Fluid Flow Rate Measuring and Gas Bubble Detecting Apparatus}
본 발명의 분야는 튜브 또는 파이프 내의 유체의 유속을 결정하는데 사용될 수 있고, 유체 내의 가스 기포를 검출하는데 사용될 수 있는 것과 같은 유체 유속 감지 장치 및 기포 검출 장치의 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 유체의 유속을 결정하고 유체 내의 기포의 존재 또는 부재를 검출하도록 동작하는 것과 같은 유체 유속 측정 및 가스 기포 검출 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 체외 혈액 회로 및 시스템과 관련된 의료 절차를 포함하는 하나 이상의 시스템 및 의료 절차, 더욱 상세하게는 심폐 시스템 및 심박계에 전형적으로 나타나는 펌핑 활동의 전부 또는 일부를 대체하는 펌프를 통한 심장으로의 및/또는 심장으로부터의 혈액의 이동을 수반하는 절차(예를 들어, 심폐 우회술), 또는 심장이 보조되지 않는 동안 (예를 들어, 체외 막 산소 공급 시스템 및 절차), 폐 기능을 지원/대체하기 위한 혈액의 이동, 또는 혈액이 이동하는 다른 어플리케이션(예를 들어, 투석 시스템 및 절차)에서 상기 유체 유속 측정 및 가스 기포 검출 장치의 사용에 관한 것이다.
건강 분야에서, 신장 투석기, 주입 펌프 혈액 분석기, 수혈 시스템, 심장-폐 우회/보조 기계 등과 같은 의료 장비는 환자의 혈액이 흐르는 튜브를 포함하거나 그에 부착되고, 이것은 어떤 형태의 주입 유체를 흐르게 한다. 이러한 유체는 이러한 튜브에서 캐뉼라(cannula)를 통해 환자의 혈액으로 흐르고, 환자의 치료 및 환자 안전을 보장하는데 중요하며, 유체의 유속은 적절히 모니터링되어야 한다. 또한 생리 학적 또는 치료적으로 목표 체온보다 실질적으로 따뜻하거나 차가운 유체를 주입하여 환자를 과용하지 않도록 환자 체내에 들어온 유체의 온도를 측정하는 것이 중요하다. 몇몇 경우에서, 유체의 주입은 생리학적 체온보다 실질적으로 높은 또는 실질적으로 낮은 체온을 가질 수 있다(예를 들어, 18 ℃의 심장 수술 동안 치료 냉각 후 수술 종료에서 재 가열). 이러한 경우에, 유체의 온도를 모니터할 필요성이 더 크다.
환자의 혈류를 주입할 때, 이러한 가스 기포가 색전증 환자에게 해를 줄 가능성이 있기 때문에, 바람직하지 않은 큰 가스 기포, 공기 또는 다른 가스에 대하여 이러한 튜브로 흐르는 유체를 모니터링하는 것이 중요하다. 유체 유동 속도, 유체 온도 및 유동하는 유체 내의 가스 기포의 모니터링에 관한 하나의 해결방안은, 이러한 파라미터 각각에 대해 개별 센서 및 관련 전자 회로, 다시 말해 유체 유속, 유체 온도 및 실질적인 가스 기포의 존재를 제공하는 것이다. 그러나 이러한 시스템의 단점은 복잡한 구조로 인해 제조, 배치 및 유지 보수 비용이 많이 든다는 것이다.
이러한 문제에 대한 부분적인 해결방안은 Dam에게 허여된 미국 특허 제7,661,294 B2호에 개시되어 있고, 그 전체가 본원에 참고로 인용된다. 이러한 Dam 특허에 따르면 멀티-기능 센서 시스템은 기포 감지 및 특성화 장치의 일부로서 동작되는 압전 요소로 구성될 수 있다. Dam은 또한 멀티-기능 센서 시스템이 튜브 표면 온도와 주변 온도를 측정함으로써 비-침습적으로 튜브 내의 액체의 내부 온도를 측정하도록 동작되는 온도 센서 요소로서 사용되는 적외선 열전 쌍을 포함하는 것을 개시하고 있다. Dam에 개시된 멀티-기능 센서 시스템은 튜브의 폐색 및/또는 단절을 검출하기 위해 탄성 튜브의 내부 압력의 비-침습적 측정을 수행하는 힘/압력 센서를 포함한다.
Dam 특허는 발광 요소와 포토트랜지스터를 사용하여 튜브 내의 액체의 색을 감지하는 액체 색 감지 회로를 개시한다. 하지만, Dam은 혈관 내 혈액의 헤마토크릿 및/또는 헤모글로빈을 검출하기 위한 회로는 개시하지 않았다. 혈액의 헤마토크릿 및/또는 헤모글로빈은 혈류 측정에 영향을 미칠 수 있으므로, 헤마토크릿/헤모글로빈 및/또는 혈류량 측정에 대한 온도의 영향의 효과를 보정함으로써 튜브 또는 파이프 내에서보다 정확하게 혈류 속도를 감지하는 혈류 감지 장치가 필요하다는 것이 알려져 있다.
유체 유속을 감지하고 튜브 또는 파이프 내에서 유동하는 유체에 대한 가스 기체의 존재를 검출하는 콤팩트하고 사용하기 쉬운 장치가 필요하다. 또한, 이전의 유체 유동 감지 장치보다 유체 유속을 더욱 정확하게 감지하는 장치가 여전히 필요하다.
본 발명은 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치를 구성하는 장치를 개시한다. 이러한 장치의 비-제한적인 예시적인 실시예에 따라, (a) 유체가 유동하는 튜브를 수용하도록 구성된 채널이 구비된 하우징; (b)상기 하우징에 의해 지지되는 센서 장치 -상기 센서 장치는, 유체의 유속을 측정하도록 동작 가능한 제1 센서; 유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서; 및 유동하는 유체의 온도를 검출하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및 (c) 상기 제1 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되고, 상기 제2 센서에 의해 획득된 기포 검출 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되며, 상기 온도 센서에 의해 획득된 유체 온도 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되는 프로세서를 포함한다. 본원의 장치의 비-제한적인 실시 예에 따르면, 유체가 유동하는 튜브가 하우징의 채널 내에 배치될 때, 상기 제1 센서는 유동하는 유체의 유속을 측정하고, 상기 제2 센서는 상기 유동하는 유체 내의 기포를 검출하고, 상기 온도 센서는 유동하는 유체의 온도를 측정한다. 본원의 실시 예에 따르면, 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터는 튜브에 흐르는 유체에 대한 온도 보정 유체 유속을 계산하기 위해 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 장치의 다양한 다른 비-제한적인 예시적인 실시예 또한 본원에 개시된다.
의료 장비의 구성 요소이거나 의료 장비에 연결된 튜브를 통해 유동하는 유체를 모니터링하는 방법을 구성하는 방법이 본원에 개시되어있다. 이러한 방법의 비-제한정적인 실시예는 다음과 같은 단계를 포함한다: (a) 튜브 또는 파이프 내에서 유동하는 유체에 관한 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터를 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 센서 장치를 포함하는 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치를 동작시키는 단계 ­상기 센서 장치는 유체의 유속을 측정하도록 동작 가능한 제1 센서, 유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서, 및 유동하는 유체의 온도를 측정하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및 (b) 생성된 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터로부터 온도 보정 유체 유속을 계산하는 단계 ―상기 온도 보정 유체 유속의 계산은 상기 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 프로세서에 의해 수행됨-. 본 방법의 다양한 다른 비-제한적인 실시예가 또한 본원에 개시된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 투시도이다.
도 2는 도 1의 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 센서 장치의 개략도이다.
도 3은 도 2의 센서 장치의 센서들로부터 데이터를 수신하는데 사용되는 프로세서의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 비-제한적인 예시적인 실시예의 전자 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 또 다른 비-제한적인 예시적인 실시예의 전자 장치의 개략도이다.
도 6a 및 도 6d는 본 발명의 예시적이고 비-제한적인 본 발명의 실시예에 따른 튜브 또는 파이프(T)에 대한 초음파 압전 센서 방향의 개략도이다.
도 6b는 본 발명의 또 다른 비-제한적인 본 발명의 실시예에 따른 튜브 또는 파이프(T)에 대한 초음파 압전 센서 방향의 개략도이다.
도 6c는 본 발명의 또 다른 비-제한적인 본 발명의 실시예에 따른 튜브 또는 파이프(T)에 대한 초음파 압전 센서 방향의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 또 다른 비-제한적인 예시적인 실시예의 전자 장치의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치를 사용하는 관상 동맥 우회 시스템의 체외 혈액 유동 회로의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 또 다른 비-제한적인 예시적인 실시예의 전자 장치의 개략도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 다른 비-제한적인 예시적인 본 발명의 실시예의 전자 장치의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 비-제한적인 실시예에 따른 혈류 감지 및 기포 검출 장치의 전자 장치의 개략도이다.
도 13은 초음파 압전 센서 어레이(610)와 함께 사용될 수 있는 헤마토크릿/헤모글로빈 및 혈액 온도를 측정하기 위한 센서 어레이(600)의 개략도이다.
도 14는 초음파 압전 센서 어레이(610)와 함께 사용될 수 있는 유체 온도를 측정하기 위한 센서 어레이(700)의 개략도이다.
도 15는 초음파 압전 센서 어레이(610)와 함께 사용될 수 있는 유체 온도를 측정하기 위한 센서 어레이(700)의 단면도이다.
도 16은 초음파 압전 센서 어레이(610)와 함께 사용될 수 있는 유체 온도를 측정하기 위한 센서 어레이(800)의 단면도이다.
본 발명의 다양한 예시적이고 비-제한적인 실시예는 도면을 참조하여 다음과 같이 설명되고, 동일한 부분은 동일한 문자 참조로 지정된다. 먼저, 하나 이상의 비-제한적인 장치 실시예가 설명되고, 이후 하나 이상의 비-제한적인 방법 실시예가 설명된다.
도 1은 유체(F)가 유동하는 튜브(T)를 수용하도록 구성된 채널(5)이 구비된 메인 하우징(3)을 포함하는 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치(1)를 도시한다. 튜브(T)는 신장 투석기, 주입 펌프 혈액 분석기, 수혈 시스템, ECMO(extracorporeal membrane oxygenation) 기계 또는 심폐기(cardio-pulmonary bypass machine)와 같은 의료 장비에 연결될 수 있거나, 또는 튜브(T)는 이러한 의료 장비에 연결된 튜빙 세트의 구성 요소일 수 있다. 따라서, 튜브(T) 내로 유동하는 유체는 혈액일 수 있다. 하지만, 그것은 또한 환자에게 주입할 수 없는 유체인 단백질, 전해질, 체적 팽창기 등을 포함하는 다른 유형의 생리 학적 유체를 포함 할 수 있다. 또한, 튜브(T) 내를 유동하는 유체(F)는 전방 또는 후방으로 흐를 수 있고, 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치(1)는 유동 센서로 유동 방향을 검출 할 수 있다. 따라서, 일부 도면은 순방향으로의 유동을 나타내지 만, 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치(1)는 역방향으로의 유체 유동을 검출 할 수 있다.
튜브(T)는 투명 및/또는 반투명한 것이 바람직하고, PVC, 실리콘, 폴리 카보네이트 또는 다른 유형의 의료용 튜빙과 같은 의학 용 튜브로 구성 될 수 있다. 상기 장치(1)는 채널(5) 내에 튜브(T)를 견고하게 고정하는 클램-쉘 하우징(a clam-shell housing)(11)을 형성하도록 메인 하우징(3)에 힌지(hinge)(9) 또는 다른 파스터(fastener)에 의해 연결되는 커버(7)가 구비될 수 있다. 장치(1)가 튜브(T)를 클램핑하는 클램-쉘 하우징(11)을 갖기 때문에, 장치는 튜브(T)의 외부에 클램프하는 외부 클램프-온 센서 시스템으로서 특징지어 질 수 있다.
메인 하우징(3)의 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 튜브(T)를 흐르는 유체(F)의 유속을 측정 또는 감지하도록 위치되고 동작 가능한 제1 센서 (15)와, 유동하는 유체(F) 내의 기포를 검출하도록 위치되고 동작 가능한 제2 센서(17), 유동하는 유체(F)의 온도를 측정 또는 감지하도록 위치되고 동작 가능한 온도 센서(19)를 포함한다. 따라서, 유체(F)가 흐르는 튜브(T)가 메인 하우징(3)의 채널(5)에 배치되면, 제1 센서(15)는 유동하는 유체의 유속을 측정하고, 제2 센서(17)는 유동하는 유체 내의 기포를 검출하고, 온도 센서(19)는 유동하는 유체의 온도를 측정한다. 온도 센서(19)는 유동 또는 정지 상태(다시 말해, 유동 없음)에 상관없이 유체의 온도를 측정 할 수 있다. 제1 센서(15)는 유동이 없는 상태를 검출 할 수 있을 뿐만 아니라, 어느 방향으로의 유동이든 검출할 수 있는 유동 센서이다. 제2 센서(17)는 기포 검출 센서이며, 기포를 검출하기 위해 제2 센서(17)에 유체가 흐를 필요는 없지만, 기포가 일정한 최소 속력으로 움직이고, 일정한 최소 크기를 갖는 경우에만 기포를 검출 할 수 있다.
센서 장치(13)는 센서 어레이(15, 17 및 19)를 포함하기 때문에, 센서 장치(13)는 또한 센서 어레이로서 특징지어 질 수 있다. 선택적으로, 센서 어레이는 온도 센서(19)에 의해 측정된 유체 온도에 추가하여, 또는 대신에 주위 온도를 측정하기 위한 센서를 포함 할 수 있다. 다시 말해, 주변 온도 센서는 온도 센서(19)에 의해 얻어진 유동 유체 온도 측정에 대한 주변 온도 영향을 보상하는데 사용되는 데이터를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 온도 센서(19)의 위치 및 특성은 튜브(T) 내의 유체(F)에 관하여, 온도 변화에 따른 정상 상태가 이러한 장치의 하우징으로 인한 영향으로 인해 평형에 도달하는데 최대 1 시간이 걸릴 수 있는 종래 기술의 장치보다 더욱 신속하게(예를 들어, 대략 몇에서 1분 미만으로) 정상 상태를 반영하는 온도 변화를 측정 할 수 있게 한다.
장치(1)는 제1 센서(15)에 의해 공급되는 유체 유속 데이터 신호(들)(IF)을 수신하도록 연결되고, 제2 센서(17)에 의해 제공되는 기포 검출 데이터 신호(들)(IB)을 수신하도록 연결되고, 온도 센서(19)에 의해 제공되는 유체 온도 데이터 신호(들)(IT)을 수신하도록 연결되는 프로세서(21)를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 메인 하우징(3) 또는 클램-쉘 하우징(11) 내에 위치될 수 있고, 또한 프로세서는 센서 어레이 및 자체의 별도 하우징에 설치될 수 있다. 프로세서(21)가 센서 어레이로부터 멀리 떨어져있는 경우, 전송 케이블(23)이 메인 하우징(3)에 부착되고, 센서 어레이(13)와 프로세서(21) 사이에 데이터 신호들(IF, IB, IT)이 센서 어레이(13)로부터 프로세서(21)로 전송되는 전송 경로를 제공한다. 대안적으로, 센서 어레이(13)는, 프로세서(21)의 일부이거나 또는 프로세서(21)에 동작 가능하게 접속되는 수신기(25)로 데이터 신호들(IF, IB, IT)을 무선으로(예를 들어, GSM, 블루투스, WLAN 등을 통해) 송신할 수 있는 송신기(24)에 연결될 수 있다. 프로세서(21)는 또한 신호들(IF, IB, IT)을 처리하고 처리된 입력을 프로세서(21)에 출력하는 신호 처리 회로(26)를 구비 할 수 있다. 신호 처리 회로의 세부 사항이 본 명세서의 아래에서 추가적으로 제공된다.
프로세서(21)는 제1 센서(15)에 의해 얻어진 유체 유속 데이터를 사용하여 튜브(T) 내의 유체(F)의 유체 유속(Q)을 계산한다. 하지만, 프로세서(21)는 또한 온도 센서(19)에 의해 얻어진 온도 데이터를 사용하여 계산된 유체의 온도를 보정한다. 유체(F)의 온도에 대해 계산된 유체 유속을 보정함으로써, 계산된 유속은 유체(F)의 온도에 대해 보정되지 않은 계산된 유체 유속보다 실질적으로 더 정확할 것이다. 따라서, 프로세서(21)는 유체(F)의 온도를 보정하지 않고 계산된 유체 유속보다 더 정확한 온도 보정 유체 유속(QTC)을 계산하기 위해 유체 유속 데이터 및 유체(F)에 대한 온도 데이터를 함께 사용한다. G. Poviliunas 등, 넓은 온도 범위에서의 점성 액체의 유동 속도 측정을 위한 초음파 기술의 응용, 3 ULTRAGARSAS 1392-2144 (1999), http://www.ktu.lt/ultra/ journal / pdf_33_3 / 33-1999-vol.3_04-g.poviliunas.pdf. 에 개시된 바와 같이, 유체(F)의 온도가 유체의 유동 측정에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 사실은 알려진 현상이다.
특정 이론을 제한하지 않고, 유체의 유속의 계산은 온도에 따라 변화하는 것으로 알려진 밀도에 의존한다. 대안적 이론으로서 또는 이에 덧붙여 온도는 유속을 측정하는데 사용되는 유동하는 유체에서 이동하는 초음파 신호의 속도에 영향을 준다. 따라서, 유체의 온도가 변하면 유량계의 유체 유동 측정에 오류가 발생한다. 하지만, 유동하는 유체에 대한 온도 보정 계수는 과도한 실험 없이 알려 지거나 확인 가능하다. 본원에 설명된 장치 및 방법 실시예에 따라, 본원에 모두 참고로 인용되는 미국 특허 출원 공보 US 2011/0209558 A1 및 미국 특허 출원 공보 US 2009/0178490 A1에 기재되어 있는 것과 같이, 계산된 유체 유속의 온도 보정은 온도에 대해 보정된 전파 시간차 방법을 사용하여 달성 될 수 있다. 따라서, 유량계 센서(15)는 통과 시간 유량계로 특징 지어 질 수 있다. 하지만, 유동 유체를 통해 전달된 하나 이상의 초음파 신호로부터 유체 유동을 계산하기 위한 다른 적합한 모델을 사용하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.
유체 유동을 측정하고 프로세서(21)에 의해 수신된 유체 유속 데이터 신호(들)(IF)를 생성하는 제1 센서(15)는 초음파 유량계로서 구현될 수 있다. 제1 센서(15)의 비-제한적 실시예에 따르면, 초음파 유량계는 초음파 펄스 송수신기(ultrasonic pulse emitter-receiver)(29), 및 초음파 펄스 송신기(ultrasonic pulse emitter)(27)로부터 방출된 초음파 펄스를 수신하기 위해, 및 그 반대도 마찬가지로, 업스트림 또는 다운스트림에 배치된 초음파 펄스 송수신기(29)를 포함하고, 유동하는 유체를 통해 예각 또는 둔각으로 횡 방향으로 이동하는 초음파 충격이 제1 센서(15)에 의해 사용되어, 시간차를 계산하기 위해 업스트림 또는 다운스트림 이동 시간을 필요로 하는 공지된 방식에서, 유속 계산, 유동 유체의 유체 유속에 대응하는 유체 유속 데이터가 사용된다. 제1 센서(15)의 구성 요소(27 및 29)는 PZT(lead zirconate titanate), 또는 변형된 PZT, 또는 무연 피에조 세라믹(lead-free piezo ceramics), 또는 PVDF(polyvinylidene difluoride) 재료와 같은 임의의 적합한 재료의 압전 요소로서 구성될 수 있다. 또한, 유체 유속 신호(들)(IF)을 생성하기 위해, 본원에서 참조 문헌으로서 통합되는, 미국 특허 출원 공보 US 2009/0178490 A1 및 미국 특허 출원 US 2011/0209558 A1에 설명된 바와 같이, 각 압전 요소(27, 29)는 서로 초음파 신호를 송수신할 수 있는 초음파 변환기이고, 압전 요소(27, 29)는 서로 왕복 방식으로 송수신하면서 유체 유속 데이터를 각각 생성할 수 있다.
유동하는 유체 내의 기포를 검출하고 프로세서(21)에 의해 수신된 기포 검출 데이터 신호(들)(IB)를 생성하는 제2 센서(17)는 초음파 검출기로서 구현될 수 있다. 제2 센서(17)의 비-제한적인 실시예에 따르면, 제2 센서(17)는 초음파 펄스 송신기(ultrasonic pulse emitter)(31) 및 초음파 펄스 수신기(33)를 포함하고, 초음파 펄스 수신기는 초음파 펄스 송신기(31)로부터 방사된 초음파 펄스를 수신하도록 배치되어, 유동하는 유체를 통해 이동한 초음파 펄스는 유동하는 유체 내의 기포의 존재 및/또는 부재에 대응하는 기포 검출 데이터를 생성하기 위해 제 2 센서 (17)에 의해 사용된다. 본원에 참조 문헌으로서 포함되는 미국 특허 7,661,294 B2에 설명된 바와 같이, 제2 센서(17)의 컴포넌트(31 및 33)는 PZT(lead zirconate titanate), 또는 변형된 PZT, 또는 무연 피에조 세라(lead-free piezo ceramics) 또는 PVDF(polyvinylidene difluoride)와 같은 임의의 적합한 재료의 압전 요소로서 구성될 수 있다. 또한, 각 압전 요소(31, 33)는 초음파 신호를 송수신할 수 있는 초음파 변환기일 수 있고, 기포 검출 데이터 신호(들)(IB)을 생성하기 위해, 압전 요소(31, 33)가 서로 상호 왕복 송수신하면서 기포 검출 데이터를 발생시킬 수 있다.
유동하는 유체의 온도를 검출하고 프로세서(21)에 의해 수신된 유체 온도 데이터 신호(들)(IT)를 생성하는 온도 센서(19)는, 사용된 튜브(T)의 유형에 따라 약 ±0.5℃의 정확도로 흐르는 유체의 온도를 측정하는, 비-침습성, 비-접촉 적외선 검출기(다시 말해, Melexis MLX90614 또는 MLX81101와 같은 적외선 온도계)로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 튜브(T)가 폴리카보네이트(polycarbonate,)로 만들어진 경우, 비-침습 적외선 검출기(Melexis MLX90614 센서)는 주변 온도 보상 기능을 사용하여 ±0.5℃의 정확도로 흐르는 유체의 온도를 측정한다. 하지만, 실리콘 튜빙과 같은 다른 유형의 튜빙(T)을 배치하면, 적외선 검출기의 정확도에 영향을 줄 수 있어 온도 측정이 정확하지 않을 수 있다.
온도 센서(19)는 유체(F), 예를 들어 튜브(T)를 흐르는 혈액과 직접 접촉하지 않는 적외선 센서인 것이 바람직하다. 온도 센서(19)의 다른 비-제한적인 실시예에 따르면, 온도 센서(19)는 적외선 발광 다이오드(LED)와 같은 발광 요소(35) 및 발광 요소(35)로부터 방출된 적외선을 수신하도록 배치되는, 실리콘 포토 트랜지스터(silicon photo transistor)와 같은 수광 요소(37)를 포함하는 열전쌍 어셈블리를 형성할 수 있다. 비-접촉 센서(19)의 이러한 대안적인 실시예에서, 유동하는 유체를 통과한 LED에 의해 발생되는 적외선 광은 온도 센서(19)에 의해 사용되어 유동하는 유체의 온도에 상응하는 유사한 유체 온도 데이터를 발생시킨다. 하지만, 단일 적외선 온도계 검출기는 유체(F)에 의해 방출 된 IR 방사선을 검출하는 수동 센서이기 때문에 LED(35) 및 수광 요소(37) 조합 대신에 단일, 수동 적외선(Infra-Red; IR) 온도계 검출기로서 온도 센서(19)를 구현하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 적외선 온도계 검출기는 튜브(T)의 한쪽에만 배치되고, 어떠한 빛도 방출하지 않으며, 적외선 온도계 검출기의 멤브레인을 따뜻하게 하기 위해 튜브(T)로부터 센서로 들어가는 IR 방사선을 사용한다. 이러한 멤브레인의 온도가 측정되고 다른 내부 온도와 비교된다.
신호 처리 회로(26)의 비-제한적인 일예가 도 4에 도시된다. 마이크로 프로세서일 수 있는 프로세서(21)는 아래에 설명된 모든 기능을 수행하도록 적절하게 프로그래밍된다. 다시 말해, 프로세서(21)는 몇몇 센서 요소 각각의 동작을 제어하여 의도된 기능을 수행하고 출력 측정을 생성하기 위해 필요한 신호를 출력한다. 또한, 프로세서(21)는 프로세서(21)에 의해 게이트되어(gated) 프로세서(21)로부터의 신호를 순차적으로 인가하여 오프셋된 압전 센서 요소들(27 및 29)과 연관된 유체 유속 측정 회로(45), 적외선 센서 요소(37)(또는, 대안적으로 Melexis MLX90614 센서와 같은 IR 온도계 검출기)와 연관된 온도 측정 회로(47), 및 암전 센서 요소(31 및 33)와 연관된 기포 검출 회로(49)의 동작을 제어하도록 하는 양방향 멀티플렉서(43)의 동작을 제어하는 라인(41) 상에 출력을 갖는다. 기포 검출 회로(49)의 압전 센서 요소(31 및 33)는 압전 센서 요소(27 및 29)와 관련하여 설명된 방식으로 오프셋될 수 있지만, 반드시 오프셋되어지 않을 수 있다. 다시 말해, 압전 센서 요소(27 및 29)는 튜브(T)가 하우징(3)의 채널(5)에 배치될 때 서로 맞은편에 위치 될 수 있다.
아날로그-디지털 변환기(51)는 회로들(45, 47 및 49) 중 임의의 것으로부터의 아날로그 출력 신호(들)를 디지털화하고 능동 센서 요소에 따라 적절한 출력을 생성하기 위한 처리를 위해 프로세서(21)에 인가한다. 프로세서(21)는 시청각 디스플레이 장치(53)를 구동하도록 동작 가능하게 연결되어, 측정 결과, 경고 및 다른 정보를, 전적으로 비주얼 모드, 전적으로 오디오 모드, 또는 결합된 오디오 및 비주얼 모드 중 하나로 표시한다. 또한, 프로세서는 프린터, 오디오 경보, 진동 경보, 기록 장치 등과 같은 다른 장치로 출력을 출력할 수도 있다.
유체 유속 측정 회로(45)는 프로세서(21)에 의해 미리 정해진 시간 동안 멀티플렉서(43)에 의한 동작을 위해 게이트 온 되어있다. 초음파 주파수 범위, 예를 들어, 2-5 MHz의 에너지는 발생기(57)에 의해 수신기 요소로서 동작하는 대향하는 다른 초음파 센서 요소(29)(또는 27)에 송신될 송신기 요소인 초음파 센서 요소(27)(또는 29)에 공급되고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 본원에서 그 전체가 참고 문헌으로 인용되는 미국 특허 제 5,856,622호의 도 2에 설명된 바와 같이, 클록 신호에 기초하여 초음파 센서 요소(27, 29) 사이에서 초음파 신호의 순차적 송수신을 지시하기 위해, 전자장치(59)는 멀티플렉서를 포함하고, 타이머 카운터를 구비할 수 있다. 전자 장치(59)는 라인(42)을 통해 프로세서(21)로부터 직접 제어 신호를 수신한다. 수신된 초음파 에너지는 압전 센서 요소에 의해 변환된다. 이 후, 신호는 전자 장치(59)에 의해 유동 방향 내외부의 초음파 신호의 시간차와 상관 관계가 있는 아날로그 출력 전압으로 처리된다. 필요하다면 증폭기(도시되지 않음)에 의해 선택적으로 증폭될 수 있는 아날로그 출력은 아날로그 디지털(A/D) 컨버터(51)에 인가되고, 디지털 출력은 유체 온도 데이터로 처리하기 위해 유체 유속 데이터로서 프로세서(21)에 입력되고, 유동 유체(F)의 온도 보정 유체 유속(QTC)으로서 디스플레이 장치(53)를 통해 디스플레이된다.
온도 측정 회로(47)는 적외선(IR) 에너지에 기초하여 온도를 측정하는데 사용되는 적절한 종래의 회로이다. 이러한 회로는 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 멀티플렉서(43)를 통해 프로세서(21)에 의해 게이트 제어될 때, 온도 측정 회로(47)의 전자 회로(63)는 증폭기(65)에 의해 증폭되는 아날로그 출력 전압을 생성한다. 증폭된 아날로그 출력은 아날로그-디지털(A/D) 변환기(51)에 인가되고, 디지털 출력은 상술된 바와 같이 유체 유속 데이터로 처리하기 위해 유체 온도 데이터로서 프로세서(21)에 입력되고, 유동하는 유체(F)의 유체 온도로서 디스플레이 장치(53)를 통해 선택적으로 디스플레이 된다.
본원의 실시예에서, Melexis MLX90614 센서와 같은 IR 온도계 검출기는 LED(35) 및 수광 요소(37) 어셈블리 대신에 온도 센서(19)로서 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, IR 온도계(Melexis MLX90614)는 아날로그 PWM 신호를 온도 측정 회로(47)의 전자 장치(63)에 입력할 수 있다. 그러나 Melexis MLX90614 센서에는 자체 디지털 인터페이스(SMBus/"I2C")가 제공되므로 프로세서(21)로의 입력이 디지털일 수 있고, 이러한 경우 Melexis MLX90614 센서와 프로세서 사이에 직접 연결이 있을 수 있다(멀티플렉서를 통해 게이트되지 않음). 한편, 전자 장치(63)가 아날로그 입력 대신 디지털 입력을 수용하도록 허용하는 전자 장치(63)에 통합된 디지털-아날로그 변환기를 사용하여 Melexis MLX90614 센서의 디지털 출력을 멀티플렉서(43)에 연결할 수도 있다.
기포 검출 회로(49)는 프로세서(21)에 의해 미리 결정된 시간 동안 멀티플렉서(43)에 의한 동작을 위해 게이트 온되어 있다. 초음파 주파수 범위, 예를 들어, 2-5MHz의 에너지가 수신기 요소로서 작용하는 대향하는 다른 요소(33)(또는 31)에 송신하는 송신기 요소가 될 초음파 센서 요소(31)(또는 33)에 발생기(67)에 의해 공급된다. 수신된 초음파 에너지는 증폭기(69)에서 증폭되고 적절한 회로(71)에 의해 안정 상태(DC) 성분 및 변형 또는 과도(AC) 성분으로 검출 및 바람직하게 분리되며, 그 전체가 본원에 참고로서 인용되는 미국 특허 7,661,293 B2에 설명된 바와 같이 여기서 구성 요소는 공기 방울 또는 액체의 입자의 부재 및 존재를 각각 나타낸다. 신호의 2 개의 성분은 A/D 변환기(51)에 인가되고, 이 마이크로 프로세서(21)의 출력은 기포(및/또는 입자도)의 존재를 나타내고, 그것의 특성을 결정하는 변화하는 과도 성분의 존재에 대응하는 디지털 데이터를 사용한다. 기포 검출의 민감도를 조절하기 위해 성분 신호를 변경하여 기포 크기와 관련된 임계값을 선택적으로 설정할 수 있다. 특히, 기포 크기 검출을 위한 적어도 3개의 임계값을 선택적으로 설정하기 위해 멀티플렉서(43)를 사용하여 기포 검출 회로(49)의 제어를 제공하는 것이 유리하다. 유체가 튜브(T)를 통해 유동할 때, 스플릿 신호의 정상 상태 성분의 존재는 시스템 오작동에 대해 연속적인 자가-점검을 제공하기 위해 시스템이 적절하게 동작하는 것을 나타낸다.
본 발명의 기포 검출 회로(49)는 적절한 기포 검출 회로의 일예에 불과하다. 기포 검출에 적합한 다른 회로는 도 4, 도 5, 도 7, 도 9, 도 10 및 도 11에 개략적으로 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 유체 유속 측정 장치 및 가스 기포 검출 장치의 전자 장치에 사용될 수 있다. 이러한 맥락에서, 검출된 기포 크기는 기포의 부피보다는 기포의 단면적에 해당한다. 하지만, 센서 어레이의 일부 실시예에 따른 다수의 압전 센서가 실질적으로 상이한 경로를 따라 기포를 검출 할 수 있고, 유체 유속이 측정되기 때문에, 기포 검출 크기는 기포의 추정된 체적 내에 있을 수 있다. 이는 기포 검출 데이터와 기포 유속 데이터를 모두 사용하여 거품을 검출할 수 있는 프로세서의 기포 검출 정확도를 향상시킨다. 본 발명에 따르면, 기포 검출 회로(29)는 주파수 펄스를 보내어 유체를 연속적으로 모니터하여 기포의 유무를 판별하는 "진폭 저하 방법"에 기초하여 동작하도록 구성될 수 있다. 진폭 강하 방법에 따르면, 압전 센서 사이에 전송된 주파수의 수신된 진폭의 특정 임계값의 강하가 있을 때, 회로는 이러한 임계값 강하를 검출된 기포로 구성하고, 기포 경보가 활성화된다. 이러한 방식으로, 기포는 검출되지 않고 유체 유속 측정 장치 및 기포 검출 장치를 통과할 수 없다. 결과적으로, 튜브(T)가 유체(F) 대신에 공기로 완전히 채워지더라도, 압전 센서에 의해 방출 된 펄스의 수신 된 진폭이 최소 임계 값 아래로 떨어지므로 기포 경보가 트리거된다. 따라서, 진폭 강하 법에 기초하여 동작하도록 구성된 기포 검출 회로(49)는 연속적으로 튜브(T)를 모니터링하여, 다른 기포 감지 회로를 속일 수 있는 조건인 유동하는 유체(F) 내에 기포가 존재하는지 여부를 검출하고, 튜브(T)가 완전히 또는 거의 완전히 채워지는지를 검출한다.
유체 유속 측정 회로(45) 및 기포 검출 회로(49)의 센서(27, 29, 31 및 33)는 초음파 압전 센서이기 때문에 유체 유속 검출 센서 및 유체 기포 검출 모두에 이중 듀티 용으로 사용할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4의 회로는 회로(45 및 49)를 각각 초음파 센서(27 및 29)(또는 31 및 33)로부터의 데이터 입력 신호를 멀티플렉싱하기 위한 멀티플렉싱 회로(75)를 포함하는 이중 유체 유속 및 기포 검출 회로(73)로 대체하도록 변형될 수 있다. 멀티플렉싱된 신호는 적절한 유체 유속 데이터 처리 전자 회로(61)(타이밍 회로, 타이밍 카운터, 증폭기 등을 포함 할 수 있음)를 사용하여 유체 유속 측정을 위해 또는 적절한 기포 검출 데이터 전자 장치(69 및 71)를 사용하여 유체 기포 검출을 위해 사용된다. 이러한 방식으로 유체 유속 및 유체 내의 기포의 존재(또는 부재)에 관한 데이터를 생성하기 위해 2 개의 분리된 초음파 펄스 경로가 사용되기 때문에 유체 유속 측정 및 기포 검출의 정확도가 향상된다. 또한, 도 5의 초음파 신호 발생기(57, 67)는 이중 유체 유속 및 기포 검출 회로(73)의 센서 요소에 에너지를 제공하기 위해 멀티플렉서(43)에 의해 게이트된 단일 발생기로서 구현될 수 있다. 멀티플렉서(75)는 전자 신호 멀티플렉서(75)에 동작 가능하게 연결된 임의의 압전 센서 요소에 연결된다. 이것의 타임 게이팅 동작을 포함하는 멀티플렉서(75)의 제어는 프로세서(21)에 의해 제공된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 명세서에 그 전체가 참고 문헌으로 인용되는 미국 특허 5,856,622의 도 2에 개시된 바와 같이, 멀티플렉서(75)는 타이밍 회로를 포함할 수 있다.
도 6a 및 도 6b 및 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 센서(27 및 29) 사이의 초음파 유동 경로(A)와 센서(31 및 33) 사이의 초음파 유동 경로(B)는 튜브(T)를 따라 길이 방향으로 이격된 상이한 높이 레벨에(도 6a), 또는 튜브(T)를 따라 길이 방향으로 이격된 상이한 크로스형 레벨에(도 6b), 또는 크로스를 형성하도록 상부-하부 및 좌-우 방향에(도 6c)에, 또는 튜브(T)를 따라 길이 방향으로 이격된 동일한 높이 레벨에(도 6d) 위치될 수 있다. 도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d로부터 명백한 바와 같이, 초음파 센서(27 및 29 및 31 및 33)는, 유체 유동(F)을 가로지르는 방식으로, 각각 초음파 신호를 경로 A 및 B를 따라 유체 흐름 F를 따라 초음파 신호를 전후로 송수신하도록 함께 결합된다.
도 5의 실시예에서, 유체(F)에 관한 온도 데이터는 아날로그 출력을 생성하는 IR 열전쌍인 도 4에 도시된 것과 같은 수광 요소(37)에 의해 도 5의 회로에 제공 될 수 있다. 이러한 아날로그 출력은 프로세서(21)에 입력되기 전에 A/D 변환기(51)에 의해 처리되어야 한다. 대안적으로, 유체(F)에 관한 온도 데이터는 바람직하게는 디지털 출력을 생성하는 Melexis MLX90614 센서와 같은 IR 온도계 검출기에 의해 제공된다. 이러한 디지털 출력은 A/D 변환기(51)에 의한 처리 또는 임의의 다른 A/D 변환 회로에 의한 처리 없이 프로세서(21)에 라인(48)을 통해 입력 될 수 있다.
다른 비-제한적인 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 센서(27,29)만이 유체 유속 측정 및 유체 기포 검출을 수행하는 데 필요하다. 이러한 경우, 센서(27,29)는 한 쌍의 센서 사이의 초음파 펄스 경로가 튜브(T)의 단면에 대해 수평 또는 수직이 되도록 배치되고, 튜브(T)의 중심 종축(L)을 통해 튜브(T)의 단면을 예각 또는 둔각에서 횡방향으로 양분한다. 다시 말해, 유체 유동의 방향과 전송된 초음파 신호의 경로 사이에 비-직교 각도가 있어야 한다. 이러한 실시예에서, 유체 유속의 측정 정확도 및 유체 기포의 검출 정확도는 도 5의 실시예보다 적을 수 있다; 하지만, 보다 적은 수의 초음파 압전 센서가 필요하고, 이것은 건설 비용을 감소시키고 더 소형의 공간 절약형 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 구성을 가능하게 한다. 온도 센서(19)가 IR 온도 센서와 같은 아날로그 센서일 경우, 그 출력은 A/D 변환기(51)에 의해 처리 될 수 있다. 온도 센서(19)가 Melexis MLX90614 센서와 같은 디지털 센서일 경우, 디지털 출력은 라인(52)을 통해 프로세서(21)에 입력 될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 9의 실시예에 따르면, 센서 입력을 제공하고, 증폭기(436)에 의한 증폭 후에 전자 회로(438)의 타이밍 회로(432)에 입력을 제공하도록 접속되는 멀티플렉싱 회로(430)에 출력하도록 쌍으로 연결된 압전 센서(27, 29)가 동작 가능하게 연결된다. 타이밍 회로(432)는 미국 특허 제5,856,622 호의 도 2에 관하여 설명된 바와 같이 타임 카운터를 포함하고, 타이밍 회로(432)는 한 쌍의 센서들(27, 29) 중 하나로부터의 초음파 송신과 한 쌍의 센서(27, 29) 중 다른 하나에 의한 초음파 수신 사이의 시간 간격을 제어하기 위해 사용되는 디지털 입력을 프로세서 (21)에 제공하고, 그 반대도 마찬가지이다. 선택적으로, 제2 쌍의 초음파 센서(31, 33)는 유체 유속을 결정하기 위해 멀티플렉싱 회로(430)에 센서 입력 및 출력을 제공하도록 동작 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 경우, 타이밍 회로(432)는 한 쌍의 센서(31, 33) 중 하나로부터의 초음파 송신과 한 쌍의 센서(31, 33) 중 다른 하나에 의한 초음파 수신 사이의 시간 간격을 제어하기 위해 프로세서(21)에 디지털 입력을 제공하고, 그 반대도 마찬가지이며, 이것은 또한 상이한 시간에 각각의 센서 쌍(27, 29 및 31, 33)의 게이팅 활성화를 위해 사용된다. 상술된 Melexis MLX90614 센서와 같은 온도 센서(19)는 튜브(T)를 흐르는 유체에 관한 디지털 온도 데이터를 프로세서(21)에 입력한다.
멀티플렉싱 회로(430)로부터의 출력은 증폭기(436)에 의해 증폭되고, 이후 전자 회로(438)에 의해 처리된 신호가 프로세서(21)에 입력되기 전에 전자 회로(438)에 입력되어 튜브(T) 내의 유체의 유체 유속을 결정한다. 하지만, 증폭기(436)로부터 증폭된 신호는 또한 신호를 정상 상태(DC) 성분 및 가변 또는 과도(AC) 성분으로 분할하는 적절한 회로(440)에 입력될 수 있고, 여기에서 성분들은, 그 전체가 본원에 참고로서 인용되는 미국 특허 7,661,293 B2에서 설명된 바와 같이 액체 내의 기포 또는 입자의 부재 및 존재를 나타낸다. 신호의 2개의 성분은, 입력된 신호 데이터를 사용하여 기포(및/또는 입자도)의 존재를 나타내고 그 특성을 결정하는 마이크로 회로(21)에 출력되기 전에 적당한 회로(440)에 통합된 A/D 변환기에 인가된다.
프로세서(21)는 유체의 온도 및 계산된 기포 검출 데이터에 대해 보정될 수 있는 계산된 유체 유속 데이터를 시청각 디스플레이 장치(53) 및 다른 장치(55)로 출력한다. 프로세서(21)는, 유체 유동 데이터를 결정하고 기포 및/또는 입자의 존재를 감지하기 위해 이러한 센서를 동작시킬 때, 프로세서(21)에 의해 게이트 제어되는 양방향 멀티플렉서(430)의 동작을 제어하여 프로세서(21)로부터 신호를 순차적으로 인가하여 압전 센서 요소(27 및 29)(및 31 및 33, 존재하는 경우)의 동작을 제어하는 라인(441)상의 출력을 갖는다. 또한, 프로세서(21)는 초음파 발생기(442)에 의해 초음파 센서 요소(27 또는 29)에 공급되는 초음파 주파수 범위, 예를 들어 2-5 MHz의 에너지를 제어하고, 이것은 수신 요소로서 동작하는 대향하는 다른 초음파 센서 요소(29)(또는 27)에 송신하는 송신기 요소일 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 센서 쌍(27, 29) 및 센서 쌍(31, 33)과 같은 복수의 쌍의 초음파 센서 요소가 사용될 때, 프로세서는 각 쌍의 하나의 센서(27, 31)에 공급되는 에너지를 제어하여 초음파 송신기로서 동작하고, 동시에 상기 쌍의 다른 멤버(29, 33)는 수신기로서 동작하고, 이후 프로세서는 공급된 에너지를 제어하여 각 쌍의 다른 멤버(29, 33)가 송신기 역할을 하고, 동시에 각 쌍의 센서(27, 31)는 수신기로 동작한다.
단 하나의 타이머 회로(432)가 있기 때문에, 복수의 쌍의 초음파 소자가 사용될 때 유체 속도 데이터 또는 기포 검출 데이터를 수집하기 위해 한 번에 하나의 센서 쌍만이 활성화된다. 예를 들어, 멀티플렉서(430)를 사용하여, 먼저, 센서(27 및 29)가 활성화되어 센서(27)가 송신기(emitter)로서 동작하고, 센서(29)가 수신기(receiver)로서 작용하고, 이후 멀티플렉서는 센서(27 및 29)를 활성화하여 센서(29)가 송신기로서 동작하고, 센서(27)가 수신기로서 동작하여 유체 유속 데이터가 획득된다. 센서(27 및 29)가 활성화되는 동안, 센서(31 및 33)는 활성화되지 않는다. 그 후, 멀티플렉서(430)는 센서(31 및 33)를 활성화하여 센서(27 및 29)가 활성화되지 않음을 의미하므로 센서(31)는 송신기로서의 역할을 하고 센서(33)는 유체 유속 데이터를 얻기 위한 수신기 역할을 한다. 이후, 멀티플렉서(430)는 센서(33)를 활성화하여 송신기로서 동작하고 센서(31)는 유체 유속 데이터를 얻기 위해 수신기로서 동작한다. 이후, 센서(31, 33)를 동작시켜 기포 검출 데이터를 수집 할 수 있고, 센서(27, 29)는 비활성이고 센서(31, 33)가 비활성인 동안 기포 검출 데이터를 수집하기 위해 센서(27, 29)를 활성화한다. 기포 검출 데이터는 예를 들어 센서(27)로부터 센서(29)로, 또는 센서(29)로부터 센서(27)로, 또는 양 방향으로, 예를 들어 센서(27 및 29) 사이에서 한 방향으로만 신호를 방출할 때 생성될 수 있다. 유사한 패턴의 압전 센서 활성화는 도 5의 실시예에 의해 사용된다.
본 발명에 따르면, 튜브 내에서 유동하는 유체의 실질적인 온도 변화에 따라, 프로세서(21)는 온도의 변화에 즉시(유속 및 튜브 두께에 따라 몇 초) 응답하고 유동하는 유체의 온도 보정 유체 유속(temperature corrected fluid flow rate)를 계산한다. 또한, 개시된 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치는 튜브 또는 파이프상에서 동작하기 위해 초음파 전송 겔을 사용할 필요가 없다. 하지만, 이러한 장치는 튜브 또는 파이프에 초음파 전송 젤을 적용하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 튜브(T)는 폴리 염화 비닐(polyvinyl chloride; PVC) 튜브 또는 실리콘 튜브이다; 하지만, 본원에 개시된 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치는 얇은 폴리 카보네이트 커넥터(polycarbonate connector)와 같은 다른 유형의 튜브 또는 파이프에도 적용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 클램-쉘 하우징(clam-shell housing)(11)은 커버(7)를 메인 하우징(3)에 래치하여 커버(7)를 폐쇄 위치에 유지시키는 푸시 버튼 동작 래칭 메커니즘(push-button operated latching mechanism)(79)를 구비할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 10의 실시예에 따르면, 한 쌍의 압전 센서(27, 29)는 신호 입력 및 출력을 제공하도록 동작 가능하게 연결되어 증폭기(69)에 입력을 제공하도록 연결된 이중 유체 유량 및 기포 검출 회로(73)의 멀티플렉싱 회로(75) 및 멀티플렉싱 회로(75)의 게이팅에 따라 기포 검출 데이터를 제공하기 위한 적절한 회로(71)를 포함한다. 아날로그 기포 검출 데이터는 유체(F) 내의 기포의 유무를 결정하기 위해 프로세서(121)에 입력되기 전에 A/D 변환기 (51)에 입력된다.
압전 센서 쌍(27, 29)은 또한 게이트 연결 시 유사한 유체 유속 데이터를 제공하기 위해 멀티플렉싱 회로(75)에 신호 입력 및 출력을 제공하도록 동작 가능하게 연결되어, 타이밍 회로 및 유체(F)의 유체 유속(Q)을 결정할 목적으로 프로세서(121)에 입력되는 디지털 신호를 출력하는 다른 구성 요소를 포함하는 유체 유속 데이터 처리 회로(61)에 의해 처리된다. 프로세서(121)는 산출된 유체 유속(Q) 및 기포 검출 결과를 시청각 디스플레이 장치(53) 및/또는 다른 장치(55)로 출력하도록 동작 가능하게 연결된다.
프로세서(121)는 발생기(57) 및 멀티플렉싱 회로(75)에 제어 신호를 제공하도록 동작 가능하게 연결되어, 프로세서(121)는 멀티플렉서의 동작 및 송신기 및 수신기로서의 압전 센서(27, 29)의 게이팅, 기포 검출 또는 유체 유량 측정을 위한 압전 센서(27, 29)로부터의 출력 게이팅을 제어한다. 선택적으로, 프로세서(121)는 또한 온도 센서 Melexis MLX90614와 같은 디지털 온도 센서로부터 디지털 온도 데이터를 직접 수신하도록 동작 가능하게 연결되어, 프로세서(121)는 온도 센서(19)에 의해 생성된 디지털 온도 데이터 및 압전 센서(27, 29)에 의해 생성된 디지털 변환 아날로그 유체 유속 데이터에 기초하여 유동 유체(F)의 온도 보정 유체 유속(QTC)을 계산할 수 있다. 프로세서(121)는 디지털 온도 센서의 사용 여부에 따라 장치(53 및/또는 55)에 유체 유속(Q)(온도에 대해 보정되지 않음) 또는 온도 보정 유체 유속(QTC)을 출력하도록 동작 가능하게 연결된다.
도 11은 본 발명에 따른 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 다른 실시 예를 개략적으로 도시한다. 도 11의 실시예에 따르면, 압전 센서 쌍(27, 29)은 멀티플렉싱 회로(130)에 신호 입력 및 출력을 제공하도록 동작 가능하게 연결되고, 이것은 기포 검출용 데이터로서 기포 검출 회로(132)에 입력되도록 접속되거나, 또는 다중화 회로(130)의 게이트에 따라 유체 유속 데이터로서 유체 유속 결정 회로(134)에 입력된다. 증폭기(51)는 멀티플렉서(130)로부터 출력된 아날로그 신호가 기포 검출 회로(132) 또는 유체 유속 결정 회로(134)에 입력되기 전에 증폭 된 신호를 증폭하기 위해 제공되고, 이것의 각각은 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로를 포함할 수 있다. 기포 검출 회로(132) 및 유체 유속 결정 회로(134)로부터의 디지털 출력은 프로세서(140)에 각각 입력되어 기포의 유무를 결정하고 유체 유속을 결정한다. 프로세서(140)는 디지털 온도 센서(19)로부터 유체 온도 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되기 때문에, 프로세서(140)에 의해 결정되는 유체 유속은 유동 유체(F)의 온도 보정 유체 유속(QTC)일 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 프로세서(140)는 라인(142)을 통해 동작 가능하게 연결되어 라인(144)을 통해 동작 가능하게 연결된 멀티플렉서(130) 및 프로세서(140)의 동작을 제어하여 압전 센서(27, 29)를 구동시키는 초음파 신호를 제공하는 초음파 발생기(146)의 동작을 제어한다. 기포 검출의 존재 또는 부재 및 계산된 온도 보정 유체 유속에 관한 결과는 프로세서(140)로부터 시청각 디스플레이 장치(53) 및/또는 다른 장치(55)로 출력된다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 혈류 감지 및 기포 검출 장치를 도시한다. 도 12에 도시된 혈류 감지 및 기포 검출 장치는 도 9에 도시된 장치와 유사한 회로를 사용한다. 따라서, 유사한 부분에 대한 설명은 간결함을 위해 반복하지 않는다. 도 12의 혈류량 감지 및 기포 검출 장치는 튜브 내의 혈액 흐름을 모니터링하기 위해 또는 혈액과 접촉하여 일회용으로 구성되며 혈액의 헤마토크릿 또는 헤모글로빈을 측정하는 센서(542)를 구비한다. 헤마토크릿과 헤모글로빈 사이에 잘 알려진 관계가 있기 때문에 센서(542)가 헤마토크릿 센서인지 또는 헤모글로빈 센서인지 여부는 중요하지 않고, 프로세서(21)를 사용하여 헤마토크릿 데이터를 헤모글로빈 데이터로 변환하고 헤마토크릿 데이터를 특정 정확도로 헤모글로빈 데이터로 변환하는 것은 수학적으로 직접적이다. 예를 들어, 헤모글로빈을 헤마토크릿으로 전환시키는데 일반적으로 사용되는 관계 중 하나는 헤마토크릿 값을 얻기 위해 헤모글로빈 값을 3으로 곱하는 것이다. 그러나 다른 요인을 고려하여 다른 관계를 사용할 수도 있다. 따라서 유동 보정은 헤모글로빈 및/또는 헤마토크리트를 측정하여 수행 할 수 있다.
혈액 점도, 헤모글로빈/헤마토크리트 및/또는 밀도는 혈류 측정에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 혈액 점도 및/또는 밀도는 혈액 온도 및 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈에 의해 영향을 받는다. 따라서, 혈액 온도 및/또는 헤마토크릿 또는 헤모글로빈에 관련된 혈류 측정 오류는 혈액 온도 및/또는 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈의 영향에 대한 혈류 측정치를 보정하도록 프로그램된 프로세서(21)에 의해 보정 될 수 있다. 센서(542)가 헤모글로빈 센서 또는 헤마토크릿 센서인지 여부에 따라 센서(542)에 의해 측정된 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터는 흐르는 혈액의 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 레벨에 대해 적절하게 혈류 측정을 보정하도록 프로그램된 프로세서(21)에 입력된다. 온도 센서(19)에 의해 측정된 혈액 온도 데이터는 흐르는 혈액의 온도에 대한 흐름 측정치를 보정하도록 프로그램된 프로세서(21)에 입력된다. 프로세서(21)는 두 센서(19 및 542)로부터 데이터 입력을 수신하기 때문에, 프로세서(21)는 혈액 온도 및 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 모두에 대한 혈류 측정치를 보정하도록 프로그램될 수 있다. 물론, 프로세서(21)는 센서(19)로부터 입력된 혈액 온도 데이터에만 기초하여 혈류 측정치를 보정하거나, 또는 센서(542)로부터의 적혈구 용적 및/또는 헤모글로빈 데이터 입력에 기초하여 혈류 측정치를 보정하거나, 또는 센서(19)로부터 입력된 혈액 온도 데이터 및 센서(542)로부터 입력된 헤마토크릿 및/또는 헤모글로빈 데이터 모두에 기초하여 혈류 측정을 보정하도록 프로그램될 수 있다.
헤마토크릿/헤모글로빈 센서(542)는 서로 다른 파장의 빛이 헤마토크릿 값과 혈액의 헤모글로빈 값에 따라 다른 강도로 흡수되고 반사되기 때문에 상이한 파장에서 광의 흡수 및 반사 강도에 기초하여 헤마토크릿 또는 헤모글로빈을 결정하는 분광 광 센서로서 구성 될 수 있다. 예를 들어, 센서(542)는 복수의 발광 다이오드(LED) (612, 614, 616) 및 대응하는 광 검출기 (613, 615)로 구성 될 수 있고, 도 13에 도시 된 바와 같이, 또는 센서 (542)는 헤마토크릿 및/또는 헤모글로빈 측정을 위해 사용되는 분광계 일 수 있다. 따라서, 상이한 파장이 헤마토크릿 및/또는 헤모글로빈을 측정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, LED(612)는 1385nm의 파장을 가질 수 있고, LED(614)는 806 nm의 파장을 가질 수 있다. 광 검출기(613)는 InGaAs 광 검출기일 수 있다. LED 및 광 검출기에는 각각 적절한 파장 필터링 코팅을 갖는 보호 창(620)이 제공된다. 센서(19) 및 광 검출기(613, 615), 및 초음파 측정 셀(610) 각각은 인쇄 회로 기판(621)의 구성 요소 일 수 있는 프로세서(21)에 측정된 입력 데이터에 동작 가능하게 연결된다. 초음파 측정 셀(610)은 도 6a, 6b, 6c 또는 6d에 도시된 초음파 압전 센서 어레이 중 하나에 대응한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 산소 포화도 센서가 프로세서(21)에 연결되어 산소 포화도 측정이 헤마토크릿 측정의 정확도를 증가시키는 데 사용될 수 있다. 헤마토크릿, 헤모글로빈, 산소 포화도 및 혈액 온도를 측정하기 위해, MAQUET BMU 40 정맥 프로브 또는 MAQUET CARDIOHELP의 정맥 샘플을 연결하여 헤마토크릿, 헤모글로빈, 산소 포화도 및 혈액 온도 데이터를 프로세서(21)에 제공 할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, LED(616)는 659nm의 파장을 가질 수 있고, 광 검출기(615)는 실리콘 광 검출기 일 수 있다.
센서(19)는 비-침습성 IR-센서 온도 센서일 수 있고, 또는 YSI400 보정 곡선(일회용 금속 웰(metal well)이 있는 경우와 같이)을 갖는 NTC(negative temperature coefficient) 온도계일 수 있고, 또는 다른 적절한 온도 센서 일 수 있다. 센서(19)는 튜브(T)와 직접 접촉할 수 있거나 또는 실리콘 또는 ZnSe(zinc selenide) 또는 ZnS(zinc sulfide) 또는 적외선에 대해 어느 정도 투명한 다른 적절한 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택된 IR-윈도우로 혈액에 대해 보호될 수 있다.
도 14는 온도 보정 유체 유량을 측정하기 위해 초음파 압전 센서 어레이(610)와 함께 사용될 수 있는 온도 센서 어레이(700)의 개략도이다. 이러한 온도 센서 어레이(700)는 헤마토크릿/헤모글로빈 센서를 사용하지 않으므로, 혈액 및 혈액 이외의 다른 유체와 함께 사용할 수 있다. 온도 센서 어레이(700)의 실시예에 따르면, 초음파 측정 셀(610) 및 온도 센서(19)는 인쇄 회로 기판(710)의 구성 요소인 프로세서(21)에 측정된 입력 데이터로 동작 가능하게 연결되어, 혈류를 계산하고 혈액 온도를 보정하여 기포를 검출할 수 있다. 비-침습성 적외선 온도 센서(19)는 유체와 직접 접촉할 수 있거나, 적외선 투명 윈도우(622)로 먼지 및 습기로부터 보호 될 수 있다. 적외선 투명 윈도우(622)는 ZnS(zinc sulfide), 아연 셀레늄(zinc selenium) 또는 실리콘과 같은 다양한 적외선 투명 재료로 이루어질 수 있다.
비-침투성 IR-온도 센서(19)는 측정 정확도를 감소시키는 방식으로 주변 온도에 의해 영향을 받을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 온도 센서 어레이(700)는 NTC 온도계 또는 백금 저항 온도계(PT100 온도계) 또는 측정된 주변 온도 데이터를 프로세서(21)에 전송하도록 동작 가능하게 연결되는 다른 적절한 온도계와 같은 주변 온도 센서(620)가 선택적으로 제공될 수 있다. 주변 온도 센서(620)는 주변 온도를 측정하기 위해 배치되며, NTC 온도계 또는 PT100 온도계와 같은 저항성 온도계를 사용한다. 프로세서(21)는 주변 온도 센서(620)에 의해 측정된 주변 온도 데이터를 사용하여 주위 온도에 대한 IR-온도 센서(19)에 의해 제공된 혈류 온도 데이터를 조정하거나, 주변 온도에 대한 온도 보정 혈류 계산을 조정한다.
비-침투성 IR- 온도 센서(19)는 튜브(T)의 적외선을 주로 측정하는데, 이는 유체에 의해 방출되는 적외선이 대부분 튜브 벽에 흡수되기 때문이다. 튜브의 적외선의 측정은 튜브(T)의 온도에 의해 영향을 받는다. 유체의 온도 측정의 정확도를 향상시키기 위해, 추가 온도 센서(630)가 튜브(T)의 벽의 온도를 측정하도록 배치될 수 있다. 이러한 온도 센서(630)는 NTC 온도계 또는 PT100 온도계와 같은 저항성 온도계일 수 있고, 금속에 의해 제공될 수 있는 양호한 열 전도성을 갖는 하우징(3)의 열 전도성 부분(632) 상에 배치된다. 온도 센서(630)에 의해 측정된 튜브 벽 온도 데이터는, 튜브 벽 온도의 영향에 대한 유체 온도의 측정값을 보정하기 위해 튜브 벽 온도 데이터를 사용하거나 또는 튜브 벽 온도의 온도에 대한 온도 보정 혈류 계산을 조정하기 위해 튜브 벽 온도 데이터를 사용하는 프로세서(21)에 입력된다.
도 15는 초음파 압전 센서 어레이(610)와 함께 사용되는 온도 센서 어레이(700)의 개략적인 단면도이다. 이러한 단면도는 온도 센서(19 및 632)와 혈액, 또는 물과 같은 유체(F) 및 가능하게는 일부 가스로 채워진 압축된 튜브(T), 및 가능하게는 일부 가스로 채워진다. 하우징(3)의 커버(7)는 잠금 메커니즘(779)을 구비할 수 있다. 도 16은 초음파 압전 센서 어레이(610)와 함께 사용되는 온도 센서 어레이(800)의 개략적 단면도이다. 이러한 단면도는 하나 이상의 온도 센서(19)와 혈액, 또는 물과 같은 유체 (F) 및 가능하게는 일부 가스로 채워진 압축된 튜브(T) 사이의 유리한 비-제한적인 관계를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 의료 장비의 구성 요소이거나 의료 장비에 연결된 튜브를 통해 흐르는 유체를 모니터링하는 방법에 관한 비-제한적인 실시예가 제공되고, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다: (a) 튜브 또는 파이프 내에서 유동하는 유체에 관한 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터를 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 센서 장치를 포함하는 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치를 동작시키는 단계 ­상기 센서 장치는 유체의 유속을 측정하도록 동작 가능한 제1 센서, 유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서, 및 유동하는 유체의 온도를 측정하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및 (b) 생성된 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터로부터 온도 보정 유체 유속을 계산하는 단계 ­상기 온도 보정 유체 유속의 계산은 상기 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 프로세서에 의해 수행됨-. 이러한 방법에 따르면, 계산된 온도는 약 ±0.5℃의 정확도를 가지며, 프로세서는 튜브를 흐르는 유체의 실질적인 온도 변화에 따라 온도 보정 유체 유속을 즉시(수 초에서 약 20 초) 계산하고, 온도 변화 직후에 계산된 온도 보정 유체 유속은 정상 상태를 나타내지 않을 수도 있지만 온도 변화에 따라 정상 상태를 반영하는데 더 많은 시간이 걸릴 수 있다. 또한, 이러한 방법은 다음 단계를 더 포함할 수 있다: (c) 상기 튜브 또는 파이프 내에 유동하는 유체 내의 하나 이상의 가스 기포의 존재를 검출하는 단계 -상기 제2 센서는 상기 하나 이상의 가스 기포들을 검출함-. 또한, 제1 센서는 파이프 또는 튜브 내에서 유동하는 유체의 유량을 측정하고, 온도 센서는 파이프 또는 튜브 내에서 유동하는 유체의 온도를 측정한다.
하지만, 제1 센서가 한 쌍의 오프셋 초음파 압전 검출기, 또는 두 개 이상의 쌍의 초음파 압전 센서를 포함 할 때, 제1 센서가 파이프 또는 튜브를 흐르는 유체의 유량을 측정할 수 있고, 또한 제1 센서가 파이프 또는 튜브를 구성하는 경우 파이프 또는 튜브 내에 흐르는 유체 내의 기포의 존재(또는 부재)를 검출 할 수 있다. 이러한 맥락에서, 한 쌍의 오프셋 초음파 압전 검출기는 튜브(T)의 외부에 배치된 두 개의 초음파 압전 검출기를 구성하여, 유체 유동의 방향과 송신된 초음파 신호의 경로(들) 사이에 비-직교 각도가 있다. 따라서, 다른 비-제한적인 방법의 실시예에 따르면, 의료 장비의 구성 요소이거나 의료 장비에 연결된 튜브를 통해 흐르는 유체를 모니터링하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 다음 단계들을 포함한다: (a)튜브 또는 파이프 내에서 유동하는 유체에 관한 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터를 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 센서 장치를 포함하는 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치를 동작시키는 단계 ­상기 센서 장치는 유체의 유속을 측정하도록 동작 가능하고, 유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제1 센서, 및 유동하는 유체의 온도를 측정하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및 (b) 생성된 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터로부터 온도 보정 유체 유속을 계산하는 단계 ­상기 온도 보정 유체 유속의 계산은 상기 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 프로세서에 의해 수행됨-. 이러한 방법에 따르면, 계산된 온도는 약 ±0.5℃의 정확도를 가지며, 프로세서는 튜브를 흐르는 유체의 실질적인 온도 변화에 따라 즉시(수 초에서 약 20 초) 보정된 유체 유속을 계산한다. 상술된 바와 같이, 온도 변화 직후에 획득된 계산된 온도 보정 유체 유속은 정상 상태에 대응하지 않을 수 있고, 계산된 온도 보정 유체 유속이 온도 변화 후에 정상 상태를 반영하는데 더 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 또한, 상기 방법은 다음 단계를 더 포함할 수 있다: (c) 상기 튜브 또는 파이프 내에 유동하는 유체 내의 하나 이상의 가스 기포의 존재를 검출하는 단계 -상기 제1 센서는 상기 하나 이상의 가스 기포들을 검출함-. 또한, 제1 센서는 파이프 또는 튜브 내에서 유동하는 유체의 유량을 측정하고, 온도 센서는 파이프 또는 튜브 내에서 유동하는 유체의 온도를 측정한다.
본 발명의 또 다른 비-제한적인 방법은 의료 장비의 구성 요소이거나 의료 장비에 연결된 튜브 또는 일회용기구를 통해 흐르는 혈액을 모니터링하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 다음 단계들을 포함한다: (a) 튜브 또는 파이프 내에서 유동하는 혈액에 관한 혈액 유속 데이터, 혈액 온도 데이터 및 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터를 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 센서 장치를 포함하는 혈액 유동 감지 및 기포 검출 장치를 동작시키는 단계 ­상기 센서 장치는 혈액의 유속을 측정하도록 동작 가능한 제1 센서, 유동하는 혈액 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서, 유동하는 혈액의 온도를 측정하도록 동작 가능한 온도 센서, 및 헤마토크릿 또는 헤모글로빈, 및 선택적으로 또한 산소 포화도를 측정하도록 동작 가능한 혈액 센서를 포함함-; 및 (b) 생성된 혈액 유속 데이터, 혈액 온도 데이터, 및 상기 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터로부터 보정 혈액 유속을 계산하는 단계 ­상기 보정 혈액 유속의 계산은 상기 혈액 유동 감지 및 기포 검출 장치의 프로세서에 의해 수행되고, 상기 보정 혈액 유속은 혈액 온도, 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈, 또는 혈액 온도 및 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 모두에 대하여 보정됨-. 또한, 상기 방법은 다음 단계를 더 포함할 수 있다: (c) 상기 튜브 또는 파이프 내에 유동하는 유체 내의 하나 이상의 가스 기포의 존재를 검출하는 단계 -상기 제1 센서는 상기 하나 이상의 가스 기포들을 검출함-. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 이러한 방법의 실시예는 혈액 센서에 의해 측정된 산소 포화도 데이터를 사용하는 방식의 보정된 혈류량의 계산을 포함하여, 보정된 혈류량이 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터 상의 산소 포화도의 영향에 대해 보상된다.
상술된 바와 같은 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 비-제한적인 응용예는 관상 동맥 우회술 수술 중에 사용되는 것과 같은 관상 동맥 우회 시스템의 체외 혈액 흐름 회로(81)에 있다. 도 8의 관상 동맥 우회 시스템의 혈류 순환 회로(81)는 혈액을 운반하기에 적합한 물질로 구성되고, 환자의 정맥 시스템(V)을 동맥 시스템(A)에 연결시키는, 혈액 응고를 방지하기 위한 물질로 선택적으로 코팅된 외과 튜빙(83)을 포함한다. 환자가 다양한 실시예에서 참조되지만, 실습 마네킹과 같은 비인간 환자 또는 환자 시뮬레이터는 인간 환자 대신에 상호 교환 가능하게 사용될 수 있음에 유의해야 한다. 혈류 순환 회로(81)는 정맥혈 용 정맥 경화 리저버(venous hardshell reservoir)(85)와, 정맥혈을 리저버(85)로부터 흡입하여 산소 공급기(89)를 통해 펌프하여 혈액 산소량을 증가시키는 원심 펌프(centrifugal pump)(87)를 더 포함한다. 혈류 회로(81)는 환자의 동맥 시스템으로 되돌아 가기 전에 산소 공급기(89)에 의해 산소가 공급된 혈액을 여과하는 동맥 필터(91)를 또한 포함한다. 혈류 회로(81)는 혈류량을 측정하고, 혈액 내의 기포를 검출하고, 환자의 정맥 측에 남고 환자의 동맥측으로 주입되는 혈액의 온도를 측정하기 위해 튜빙(83)의 외측에 클램핑된 두 개의 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치(1)를 더 포함하다. 각각의 유체 유동 감지 및 기포 감지 센서 어레이(13)는 유체 온도, 온도 보정 유체 유량(QTC) 및 기포 검출 결과가 표시될 수 있도록 전송 라인(23)에 의해 시청각 디스플레이 장치(53) 및/또는 다른 디스플레이 장치(55)에 연결된다. 이러한 방식으로, 혈류 순환 회로(81)에서 흐르는 혈액은 그의 유동 속도, 온도 및 기포의 존재에 대해 모니터 될 수 있고, 이것은 관상 동맥 우회술 동안 임상 관류사에 의한 관상 동맥 우회 시스템의 혈액 유동 회로(81)의 작동을 용이하게 하여 환자 관리를 향상시킨다.
본 발명은 다양한 발명의 실시예 및/또는 예를 설명하지만, 이들 실시 예는 첨부 된 청구 범위에 의해 한정된 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 　예를 들어, 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 실시예가 관상 동맥 우회 시스템에 적용하여 설명되었지만, 그러한 실시 예는 관상 동맥 우회 시스템의 적용에 제한되지 않는다. 이러한 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치는 환자의 혈액이 투석 시스템 및 ECMO 시스템과 같은 튜빙을 통해 흐르는 다른 시스템에 적용될 수 있다. 또한, 이러한 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치는 세포 배양 배지가 원하는 속도, 온도 및 기포가 없는 관을 통해 유동하는 세포 배양 시스템을 통하는 것과 같이 혈액 흐름을 수반하지 않는 시스템, 또는 유체가 원하는 유속 및 온도에서 튜브를 통해 유동하는 식품처리 시스템에 적용될 수 있고, 기포의 존재를 모니터링하거나, 다양한 반응 기질이 원하는 유속 및 온도의 튜브를 통해 액체 매질 내에서 유동하고 기포의 존재 또는 부재에 대해 모니터링되는 화학 처리 시스템에 적용될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 실시예는 압전 센서(27, 29, 31 및 33), 두 개의 이중 유체 유량 및 기포 검출 회로(73)을 포함하고, 또 다른 비-제한적인 실시예에 따라 온도 측정 회로(47) 및 온도 센서(19) 또는 적외선 센서 소자 (37)를 포함하지 않도록 변형될 수 있다. 유사하게, 도 7에 도시된 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 실시예는 압전 센서(27,29), 하나의 이중 유체 유속 및 기포 검출 회로(73)를 포함하고, 온도 측정 회로(47), 온도 센서(19) 또는 적외선 센서 소자(37)를 포함하지 않을 수 있다.
또 다른 비-제한적인 실시예에 따르면, 멀티플렉서(43), A/D 변환기(51) 및 회로들(45, 47 및 49)은 신호 처리 회로 (26)의 구성 요소 들로서 포함되고, 센서(27, 29, 31, 33 및 37)와 함께 클램-셸 하우징(11) 내에 있지 않고 프로세서(21)와 함께 수용된다. 49)는 클램 쉘 하우징 (11) 내에 센서 (27, 29, 31, 33 및 37)와 함께 수납된다. 한편, 다른 비-제한적인 실시예에 따르면, 멀티플렉서(43), A/D 변환기(51) 및 회로들(45, 47 및 49)은 센서들(27,29,31,33 및 37)과 함께 클램-쉘 하우징(11)에 수용된다.
도 4 및 도 5의 실시예는 두 쌍의 압전 센서(27, 29 및 31, 33)를 사용한다. 하지만, 본 발명에 따른 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 추가적인 실시예는 두 쌍 이상의 압전 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 각각 대응하는 실시예를 수정하는 것은 본 발명의 범위 내에 있고, 각각 세 쌍의 압전 센서 또는 네 쌍의 압전 센서 또는 다섯 쌍의 압전 센서 또는 여섯 쌍의 압전 센서 등을 사용한다. 추가적인 쌍의 압전 센서들은 도 4의 변형된 실시 예에 따라 모든 추가 기포 검출 센서 들로서 사용될 수 있고, 임의의 추가적인 기포 검출 센서 또는 임의의 추가적인 유속 측정 센서로서, 또는 추가적인 쌍으로된 압전 센서 중 일부는 기포 검출을 위해 사용될 수 있고, 추가적인 쌍을 이루는 압전 센서 중 일부는 유량 측정을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 도 4의 실시예는 네 쌍의 압전 센서를 사용하도록 변형될 수 있고, 하나의 쌍(27, 29)은 유체 유석 측정에 사용되고, 하나의 쌍(31, 33)는 기포 검출에 사용되고, 나머지 두 쌍은 모두 유속 측정에 사용되거나, 또는 둘 모두 기포 감지에 사용되거나, 또는 하나는 유속 측정에 사용되고 다른 하나는 기포 감지에 사용된다. 도 5의 변형된 실시예에 따르면, 변형된 실시예가 세 쌍의 압전 센서 또는 네 쌍의 압전 센서 또는 다섯 쌍의 압전 센서 또는 여섯 쌍의 압전 센서를 사용하는지 여부에 관계없이 모든 추가의 쌍으로 연결된 압전 센서는 듀얼 사용 유속 측정 및 기포 검출 센서로서 사용될 수 있다.
본 발명이 복수의 예시적인 실시예를 제공하지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있고, 그 등가물이 그 구성 요소로 대체 될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 또한, 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본원의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적용하기 위해 많은 수정이 가해질 수 있다. 그러므로, 첨부된 청구 범위에서 한정된 본 발명은 본원에 개시된 임의의 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명은 청구 범위의 범주 내에 있는 모든 실시 예를 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 도면들 및 상세한 설명에서, 개시된 예시적인 실시예들이 존재하며, 특정 용어들이 사용될 수도 있지만, 일반적인 목적 및 기술적인 의미로 다르게 언급되지 않는 한 그것들은 제한의 목적이 아니다. 또한, 첫 번째, 두 번째 등의 용어 사용은 순서나 중요성을 나타내지 않고, 하나의 요소를 다른 요소와 구별하는 데 사용되는 제1, 제2 등의 용어를 나타낸다. 또한, 용어 하나(a), 하나(an) 등의 사용은 수량의 제한을 나타내지 않고, 명시적으로 명시하지 않는한 언급된 항목 중 적어도 하나의 존재를 나타낸다.

Claims (35)

  1. 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치에 있어서,
    유체가 유동하는 튜브를 수용하도록 구성된 채널이 구비된 하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되는 센서 장치 -상기 센서 장치는,
    유체의 유속을 측정하도록 동작 가능한 제1 센서;
    유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서; 및
    유동하는 유체의 온도를 검출하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및
    상기 제1 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되고, 상기 제2 센서에 의해 획득된 기포 검출 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되며, 상기 온도 센서에 의해 획득된 유체 온도 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되는 프로세서
    를 포함하고,
    유체가 유동하는 튜브가 하우징의 채널 내에 배치될 때, 상기 제1 센서는 유동하는 유체의 유속을 측정하고, 상기 제2 센서는 상기 유동하는 유체 내의 기포를 검출하고, 상기 온도 센서는 유동하는 유체의 온도를 측정하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서는 초음파 유량계를 포함하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초음파 유량계는 적어도 한 쌍의 초음파 펄스 송수신기를 포함하고, 각 초음파 펄스 송수신기는 유체 유속 데이터를 생성하기 위해 다른 초음파 펄스 송수신기로부터 송신된 초음파 펄스를 수신하도록 배치되는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    제1 초음파 펄스 송수신기, 및 상기 제1 초음파 펄스 송수신기로부터 송신된 제1 초음파 펄스를 수신하고, 상기 제1 초음파 펄스 송수신기로 제2 초음파 펄스들을 송신하도록 배치되는 제2 초음파 펄스 송수신기; 및
    제3 초음파 펄스 송수신기, 및 상기 제3 초음파 펄스 송수신기로부터 송신된 제3 초음파 펄스를 수신하고, 상기 제3 초음파 펄스 송수신기로 제4 초음파 펄스를 송신하도록 배치되는 제4 초음파 펄스 송수신기 ­상기 초음파 유량계는 유체 유속 데이터를 생성하는 듀얼-빔 유량계임-
    를 포함하는 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 센서는 초음파 기포 감지 센서를 포함하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 초음파 기포 감지 센서는 초음파 펄스 송신기 및 상기 기포 감지 데이터를 생성하기 위해 상기 초음파 펄스 송신기로부터 송신된 초음파 펄스를 수신하도록 배치되는 초음파 펄스 수신기를 포함하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 센서는 초음파 펄스 송신기 및 상기 기포 검출 데이터를 생성하기 위해 상기 초음파 펄스 송신기로부터 송신된 초음파 펄스를 수신하도록 배치된 초음파 펄스 수신기를 포함하는 초음파 기포 검출 센서인
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제2 센서는 서로 초음파 펄스들을 송신 및 수신하도록 배치되는 제2 초음파 펄스 송수신기들의 쌍을 포함하고, 제1 동작 모드에서, 상기 제2 센서는 상기 제 2 초음파 펄스 송수신기들의 쌍으로부터 송신된 초음파 펄스들로부터 기포 검출 데이터를 생성하고, 제2 동작 모드에서, 상기 제2 센서는 상기 제2 초음파 펄스 송수신기들의 쌍으로부터 송신된 초음파 펄스들로부터 추가 유속 데이터를 생성하고, 상기 기포 검출 데이터 및 상기 추가 유속 데이터는 상기 프로세서로 전송되는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 온도 센서는 유동하거나 또는 정지하는 유체의 온도를 약 ±0.5℃의 정확도로 측정하는 비-침습/비-접촉 적외선 온도 센서를 포함하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 튜브 내의 유동 유체의 온도 보정 유체 유속을 계산하기 위해 상기 유체 유속 데이터 및 상기 유체 온도 데이터를 사용하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 튜브 내에서 유동하는 유체의 실질적인 온도 변화에이어서, 약 1 분 이내에 상기 장치는 새로운 정상 상태에서 상기 유동 유체의 온도 보정 유체 유속을 계산할 수 있는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 초음파 유량계의 적어도 한 쌍의 초음파 펄스 송수신기들은 또한 추가 기포 검출 데이터를 생성하도록 동작 가능한
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  13. 의료 장비의 구성요소이거나 또는 의료 장비에 연결된 튜브를 통해 유동하는 유체 모니터링 방법에 있어서,
    튜브 또는 파이프 내에서 유동하는 유체에 관한 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터를 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 센서 장치를 포함하는 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치를 동작시키는 단계 ­상기 센서 장치는 유체의 유속을 측정하도록 동작 가능한 제1 센서, 유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서, 및 유동하는 유체의 온도를 측정하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및
    생성된 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터로부터 온도 보정 유체 유속을 계산하는 단계 ­상기 온도 보정 유체 유속의 계산은 상기 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 프로세서에 의해 수행됨-
    유체 모니터링 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 측정된 온도는 ±0.5℃의 정확도를 갖는
    유체 모니터링 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 튜브 내에서 유동하는 유체의 실질적인 온도 변화의 거의 직후에 상기 온도 보정 유체 유속을 계산하여, 정상 상태 온도 보정 유체 유속 실질적인 변화 후 약 1분 내에 계산되도록 하는
    유체 모니터링 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 튜브 또는 파이프 내에 유동하는 유체 내의 하나 이상의 가스 기포의 존재를 검출하는 단계 -상기 제2 센서는 상기 하나 이상의 가스 기포들을 검출함-
    를 더 포함하는 유체 모니터링 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 센서는 상기 파이프 또는 튜브 내에서 유동하는 유체의 유속을 측정하는
    유체 모니터링 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 파이프 또는 튜브 내에서 유동하는 유체의 온도를 측정하는
    유체 모니터링 방법.
  19. 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치에 있어서,
    유체가 유동하는 튜브를 수용하도록 구성된 채널이 구비된 하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되는 센서 장치 -상기 센서 장치는,
    유체의 유속을 측정하도록 동작 가능하고, 유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제1 센서; 및
    유동하는 유체의 온도를 검출하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및
    상기 제1 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되고, 상기 제1 센서에 의해 획득된 기포 검출 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되며, 상기 온도 센서에 의해 획득된 유체 온도 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되는 프로세서
    를 포함하고,
    유체가 유동하는 튜브가 하우징의 채널 내에 배치될 때, 상기 제1 센서는 유동하는 유체의 유속을 측정하고, 상기 유동하는 유체 내의 기포를 검출하고, 상기 온도 센서는 유동하는 유체의 온도를 측정하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 유체의 유속을 측정하도록 동작 가능하고 상기 유동 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서를 더 포함하고, 상기 제2 센서는 상기 프로세서에 동작 가능하게 연결되어 상기 프로세서가 상기 제2 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터 및 기포 검출 데이터를 수신하여, 유체가 유동하는 튜브가 상기 하우징의 채널 내에 배치될 때, 상기 프로세서는 상기 제1 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터 및 상기 제2 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 제1 센서로부터 기포 검출 데이터 및 상기 제2 센서로부터 기포 검출 데이터를 수신하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터, 상기 제2 센서에 의해 획득된 유체 유속 데이터 및 상기 온도 센서에 의해 획득된 유체 온도 데이터에 기초하여 상기 튜브 내의 유동하는 유체의 온도 보정 유체 유속을 계산하고, 상기 프로세서는 계산된 온도 보정 유체 유속을 디스플레이 장치에 출력하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 기포가 상기 튜브를 흐르는 유체 내에 존재하는지 여부를 판정하기 위해 상기 제1 센서로부터 수신된 기포 검출 데이터 및 상기 제2 센서로부터 수신된 기포 검출 데이터를 사용하는
    유체 유동 감지 및 기포 검출 장치.
  23. 의료 장비의 구성요소이거나 또는 의료 장비에 연결된 튜브를 통해 유동하는 유체 모니터링 방법에 있어서,
    튜브 또는 파이프 내에서 유동하는 유체에 관한 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터를 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 센서 장치를 포함하는 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치를 동작시키는 단계 ­상기 센서 장치는 유체의 유속을 측정하도록 동작 가능하고, 유동하는 유체 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제1 센서, 및 유동하는 유체의 온도를 측정하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함함-; 및
    생성된 유체 유속 데이터 및 유체 온도 데이터로부터 온도 보정 유체 유속을 계산하는 단계 ­상기 온도 보정 유체 유속의 계산은 상기 유체 유동 감지 및 기포 검출 장치의 프로세서에 의해 수행됨-
    유체 모니터링 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 튜브 또는 파이프 내에 유동하는 유체 내의 하나 이상의 가스 기포의 존재를 검출하는 단계 -상기 제1 센서는 상기 하나 이상의 가스 기포들을 검출함-
    를 더 포함하는 유체 모니터링 방법.
  25. 혈류 감지 및 기포 검출 장치에 있어서,
    혈액이 유동하는 튜브를 수용하도록 구성된 채널이 구비된 하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되는 센서 장치 -상기 센서 장치는,
    혈액의 유속을 측정하도록 동작 가능하고, 유동하는 혈액 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제1 센서; 및
    유동하는 혈액의 헤마토크릿(hematocrit) 또는 헤모글로빈(hemoglobin), 및 선택적으로 또한 산소 포화도를 검출하도록 동작 가능한 혈액 센서를 포함함-; 및
    상기 제1 센서에 의해 획득된 혈액 유속 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되고, 상기 제1 센서에 의해 획득된 기포 검출 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되며, 유동하는 혈액의 헤마토크릿 또는 헤모글로빈과 관련된 상기 혈액 센서에 의해 획득된 데이터를 수신하도록 동작 가능하게 연결되는 프로세서
    를 포함하고,
    혈액이 유동하는 튜브 또는 일회용기구가 하우징의 채널 내에 배치될 때, 상기 제1 센서는 유동하는 유체의 유속을 측정하고, 상기 유동하는 유체 내의 기포를 검출하고, 상기 혈액 센서는 유동하는 혈액의 헤마토크릿 또는 헤모글로빈을 측정하는
    혈류 감지 및 기포 검출 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 센서 장치는 유동하는 혈액의 온도를 검출하도록 동작 가능한 온도 센서를 더 포함하고, 상기 튜브가 상기 하우징의 채널 내에 배치 될 때, 상기 온도 센서는 유동하는 혈액의 온도를 측정하는
    혈류 감지 및 기포 검출 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 혈액의 유속을 측정하도록 동작 가능하고 상기 유동 혈액 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서를 더 포함하고, 상기 제2 센서는 상기 프로세서에 동작 가능하게 연결되어 상기 프로세서가 상기 제2 센서에 의해 획득된 혈액 유속 데이터 및 기포 검출 데이터를 수신하여, 혈액이 유동하는 튜브가 상기 하우징의 채널 내에 배치될 때, 상기 프로세서는 상기 제1 센서에 의해 획득된 혈액 유속 데이터 및 상기 제2 센서에 의해 획득된 혈액 유속 데이터를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 제1 센서로부터 기포 검출 데이터 및 상기 제2 센서로부터 기포 검출 데이터를 수신하는
    혈류 감지 및 기포 검출 장치.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 센서에 의해 획득된 혈액 유속 데이터, 및 상기 온도 센서에 의해 획득된 혈액 온도 데이터에 기초하여 상기 튜브 내의 유동하는 혈액의 온도 보정 혈액 유속을 계산하고, 상기 프로세서는 계산된 온도 보정 혈액 유속을 디스플레이 장치에 출력하는
    혈류 감지 및 기포 검출 장치.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 센서에 의해 획득된 혈액 유속 데이터, 상기 혈액 센서에 의해 획득된 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터에 기초하여 상기 튜브 내의 유동하는 혈액의 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 보정 혈액 유속을 계산하고, 상기 프로세서는 계산된 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 보정 혈액 유속을 디스플레이 장치에 출력하는
    혈류 감지 및 기포 검출 장치.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 센서에 의해 획득된 혈액 유속 데이터, 상기 혈액 센서에 의해 획득된 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터에 기초하여 상기 튜브 내의 유동하는 혈액의 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 보정 혈액 유속을 계산하고, 상기 프로세서는 계산된 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 보정 혈액 유속을 디스플레이 장치에 출력하는
    혈류 감지 및 기포 검출 장치.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 센서에 의해 획득된 혈액 유속 데이터, 상기 혈액 센서에 의해 획득된 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터, 및 상기 온도 센서에 의해 획득된 혈액 온도 데이터에 기초하여 상기 튜브 내의 유동하는 혈액의 보정 혈액 유속을 계산하고, 상기 프로세서는 계산된 보정 혈액 유속을 디스플레이 장치에 출력하고, 상기 계산된 보정 혈액 유속은 혈액 온도 및 헤마토크릿 또는 헤모글로빈에 대하여 보정되는
    혈류 감지 및 기포 검출 장치.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 기포가 상기 튜브를 흐르는 혈액 내에 존재하는지 여부를 판정하기 위해 상기 제1 센서로부터 수신된 기포 검출 데이터를 사용하는
    혈류 감지 및 기포 검출 장치.
  33. 의료 장비의 구성요소이거나 또는 의료 장비에 연결된 튜브를 통해 유동하는 혈액 모니터링 방법에 있어서,
    튜브 또는 파이프 내에서 유동하는 혈액에 관한 혈액 유속 데이터, 혈액 온도 데이터 및 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터를 생성하기 위해 하우징 내에 배치된 센서 장치를 포함하는 혈액 유동 감지 및 기포 검출 장치를 동작시키는 단계 ­상기 센서 장치는 혈액의 유속을 측정하도록 동작 가능한 제1 센서, 유동하는 혈액 내의 기포를 검출하도록 동작 가능한 제2 센서, 유동하는 혈액의 온도를 측정하도록 동작 가능한 온도 센서, 및 헤마토크릿 또는 헤모글로빈, 및 선택적으로 또한 산소 포화도를 측정하도록 동작 가능한 혈액 센서를 포함함-; 및
    생성된 혈액 유속 데이터, 혈액 온도 데이터, 및 상기 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터로부터 보정 혈액 유속을 계산하는 단계 ­상기 보정 혈액 유속의 계산은 상기 혈액 유동 감지 및 기포 검출 장치의 프로세서에 의해 수행되고, 상기 보정 혈액 유속은 혈액 온도, 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈, 또는 혈액 온도 및 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 모두에 대하여 보정됨-
    혈액 모니터링 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 튜브 또는 파이프 내에 유동하는 유체 내의 하나 이상의 가스 기포의 존재를 검출하는 단계 -상기 제1 센서는 상기 하나 이상의 가스 기포들을 검출함-
    혈액 모니터링 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    보정 혈액 유속이 혈액 헤마토크릿 또는 헤모글로빈 데이터에 대한 산소 포화도의 영향에 대하여 보상되도록, 상기 보정 혈액 유속의 계산은 혈액 센서에 의해 측정된 산소 포화도 데이터를 사용하는
    혈액 모니터링 방법.
KR1020177026664A 2015-02-27 2016-02-26 유체 유속 측정 및 가스 기포 검출 장치 KR102543804B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562121674P 2015-02-27 2015-02-27
US62/121,674 2015-02-27
PCT/US2016/019771 WO2016138380A1 (en) 2015-02-27 2016-02-26 Fluid flow rate measuring and gas bubble detecting apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180026364A true KR20180026364A (ko) 2018-03-12
KR102543804B1 KR102543804B1 (ko) 2023-06-14

Family

ID=56789967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177026664A KR102543804B1 (ko) 2015-02-27 2016-02-26 유체 유속 측정 및 가스 기포 검출 장치

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10583239B2 (ko)
EP (1) EP3261708B1 (ko)
JP (2) JP6827634B2 (ko)
KR (1) KR102543804B1 (ko)
CN (2) CN107530530B (ko)
WO (1) WO2016138380A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102024010B1 (ko) * 2018-12-28 2019-09-24 주식회사 유니메딕스 카테터 고정밴드에 설치되는 약물투여시스템용 센서모듈
KR102024011B1 (ko) * 2018-12-28 2019-09-24 주식회사 유니메딕스 카테터 고정밴드에 설치되는 센서모듈을 포함하는 약물투여시스템

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10583239B2 (en) 2015-02-27 2020-03-10 MAQUET CARDIOPULMONARY GmbH Fluid flow rate measuring and gas bubble detecting apparatus
GB2541933B (en) * 2015-09-04 2017-11-22 Ceres Ip Co Ltd Temperature measuring method
FI129728B (fi) * 2016-06-27 2022-08-15 Flaekt Woods Ab Laitteisto ja menetelmä ilmanvirtauksen mittaukseen
US10655455B2 (en) * 2016-09-20 2020-05-19 Cameron International Corporation Fluid analysis monitoring system
USD864004S1 (en) * 2016-09-26 2019-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Enclosure
JP6922440B2 (ja) * 2017-06-02 2021-08-18 株式会社ジェイ・エム・エス 超音波測定装置及び体外循環装置
US10842950B2 (en) * 2017-08-15 2020-11-24 Biosense Webster (Israel) Ltd. Detection of bubbles in irrigation fluid
JP2019074429A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 株式会社ジェイ・エム・エス 超音波流量計及び血液浄化装置
JP2019074430A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 株式会社ジェイ・エム・エス 超音波流量計及び血液浄化装置
CN108398170A (zh) * 2018-01-22 2018-08-14 杭州中沛电子有限公司 水表和量表检测装置的排气检测结构
CN108680765B (zh) * 2018-05-16 2020-07-28 英华达（上海）科技有限公司 流速感测装置及流速感测系统
US11141518B2 (en) * 2018-06-15 2021-10-12 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Smart connector for a medical device
ES2735648B2 (es) * 2018-06-19 2020-05-20 Sedal S L U Dispositivo de mezcla de liquidos con control electronico de alta dinamica de regulacion y metodo de funcionamiento del mismo
US10794786B2 (en) * 2018-09-24 2020-10-06 Honeywell International Inc. Miniature size force sensor with bubble detection capabilities
WO2020069278A1 (en) 2018-09-27 2020-04-02 Gauss Surgical, Inc. Systems and methods for inline fluid characterization
US20220001105A1 (en) * 2018-11-10 2022-01-06 Ezmems Ltd. Detachable sensor devices
US20220040391A1 (en) * 2018-12-14 2022-02-10 MAQUET CARDIOPULMONARY GmbH Fluid flow sensing and bubble detecting apparatus and method for improving a fluid flow sensing and bubble detecting apparatus
DE102019108189A1 (de) 2019-03-29 2020-10-01 Krohne Ag Ultraschalldurchflussmessgerät, Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgeräts, Messverbund und Verfahren zum Betreiben eines Messverbunds
US11179508B2 (en) * 2019-04-23 2021-11-23 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Dialysis machine tubing protection
CN110538353A (zh) * 2019-08-19 2019-12-06 江苏赛腾医疗科技有限公司 体外心肺支持辅助系统
WO2021090114A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-14 Saudi Arabian Oil Company Leaf cell sensor
WO2021195086A1 (en) * 2020-03-24 2021-09-30 Merit Medical Systems, Inc. Blood sensor assembly
HUE060154T2 (hu) * 2020-04-03 2023-02-28 Focus On V O F Eljárás és berendezés kavitáció kimutatásához, folyadék szabályozóelemen történõ átáramlása során
CN112326604A (zh) * 2020-11-02 2021-02-05 苏州长光华医生物医学工程有限公司 全自动化学发光免疫分析仪液路中气泡检测系统及方法
US11567037B2 (en) 2020-12-14 2023-01-31 Honeywell International Inc. Sensors, methods, and computer program products for fluid flow determinations
US11841336B2 (en) * 2021-01-15 2023-12-12 Te Connectivity Solutions Gmbh Bubble detection sensor
CN114965579A (zh) * 2021-02-24 2022-08-30 中国石油化工股份有限公司 用于油、气、水三相流体饱和度标定测试装置和方法
CN113289096A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 南通大学附属医院 一种血液透析中心静脉导管流量智能监测装置
US20220404333A1 (en) * 2021-06-22 2022-12-22 C. R. Bard, Inc. In-Line Urinalysis System and Method
CN113495170A (zh) * 2021-06-30 2021-10-12 王欢齐 一种光学水体流速传感器与流速计算方法
CN114042899B (zh) * 2021-11-08 2022-11-08 内蒙古兴安银铅冶炼有限公司 一种大极板生产工艺
DE102021214511A1 (de) 2021-12-16 2023-06-22 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Vorrichtung für ein medizinisches Behandlungsgerät zur Messung des Flusses von Flüssigkeiten in einem einzulegenden Lumen und ein Ensemble mit einer entsprechenden Vorrichtung und einem Lumen
CN114306782B (zh) * 2021-12-27 2024-01-26 宁波益诺生智能制造有限公司 一种气泡检测端面封闭测试装置
CN114306825B (zh) * 2021-12-28 2024-02-09 安徽皖仪科技股份有限公司 一种血液气泡监测模块
CN114487390B (zh) * 2022-01-29 2023-03-17 美昕医疗器械(昆山)有限公司 用于检测医用导流装置中的液体流动的检测盒及检测系统
WO2024006682A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 Zevex, Inc. Ultrasonic cavitation sensor
EP4372323A1 (en) * 2022-11-18 2024-05-22 Fluid-O-Tech S.r.l. System for in-line measurement of the viscosity of a fluid and corresponding measurement method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100110416A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-06 Hema Metrics, Llc Measuring hematocrit and estimating hemoglobin values with a non-invasive, optical blood monitoring system
US20110009800A1 (en) * 2007-02-06 2011-01-13 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Dialysis systems including non-invasive multi-function sensor systems
US20140096599A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Sonotec Ultraschallsensorik Halle Gmbh Method of and apparatus for determining a flow rate of a fluid and detecting non-fluid elements

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3053083A (en) 1960-04-28 1962-09-11 Hagan Chemicals & Controls Inc Pressure and temperature corrected fluid flow meters
US4745279A (en) * 1986-01-02 1988-05-17 American Hospital Supply Corporation Hematocrit measuring apparatus
JPH063384B2 (ja) * 1986-06-25 1994-01-12 横河電機株式会社 超音波流量計
US4897184A (en) * 1986-10-31 1990-01-30 Cobe Laboratories, Inc. Fluid flow apparatus control and monitoring
US5167144A (en) 1990-10-02 1992-12-01 Alfred Schneider Method and apparatus for the remote monitoring of fluids
US5474683A (en) * 1993-03-03 1995-12-12 Deka Products Limited Partnership Peritoneal dialysis systems and methods employing pneumatic pressure and temperature-corrected liquid volume measurements
HRP940025A2 (en) 1994-01-14 1996-06-30 Branko Breyer A blood flow velocity measurement system perpendicular to a single probing beam
JP3216769B2 (ja) 1995-03-20 2001-10-09 富士電機株式会社 クランプオン型超音波流量計における温度圧力補償方法
EP0951302B8 (en) 1996-10-04 2006-04-19 United States Surgical Corporation Circulatory support system
AU4998600A (en) * 1999-05-10 2000-11-21 James R. Mault Airway-based cardiac output monitor and methods for using same
JP4129867B2 (ja) * 2002-07-18 2008-08-06 日機装株式会社 ヘマトクリットセンサ
US7207939B2 (en) * 2002-10-03 2007-04-24 Coulter International Corp. Apparatus and method for analyzing a liquid in a capillary tube of a hematology instrument
DE60312737T2 (de) * 2002-12-20 2007-12-06 Optoq Ab Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Blutbestandteilen
JP4412644B2 (ja) * 2003-10-29 2010-02-10 セイコーインスツル株式会社 循環動態測定装置
US20050284815A1 (en) 2004-06-28 2005-12-29 Integrated Sensing Systems, Inc. Medical treatment system and method
US8214168B2 (en) * 2004-09-07 2012-07-03 Transonic Systems, Inc. Noninvasive testing of a material intermediate spaced walls
US20060211981A1 (en) * 2004-12-27 2006-09-21 Integrated Sensing Systems, Inc. Medical treatment procedure and system in which bidirectional fluid flow is sensed
CN1857745A (zh) * 2005-04-30 2006-11-08 清华大学 一种基于计算机集散控制的微型血液变温系统
ITMI20050866A1 (it) * 2005-05-13 2006-11-14 Marco Ranucci Sistema di monitoraggio per interventi di chirurgia cardiaca con bypass cardiopolmonare
DE102005025500B3 (de) * 2005-06-03 2006-10-05 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer strömenden Flüssigkeit auf das Vorhandensein von Luft
DE102005038599A1 (de) 2005-08-16 2007-02-22 Robert Bosch Gmbh Ultraschallmesseinheit mit integrierter Feuchteermittlung
US8372025B2 (en) * 2005-09-22 2013-02-12 Baxter International Inc. Automation and optimization of CRRT treatment using regional citrate anticoagulation
US7661294B2 (en) 2007-09-21 2010-02-16 Cosense, Inc. Non-invasive multi-function sensor system
US7661293B2 (en) 2007-02-06 2010-02-16 Cosense, Inc. Ultrasonic system for detecting and quantifying of air bubbles/particles in a flowing liquid
WO2008113015A1 (en) * 2007-03-14 2008-09-18 Entegris, Inc. System and method for non-intrusive thermal monitor
US7979466B2 (en) * 2008-07-09 2011-07-12 The Go Daddy Group, Inc. Document storage access on an unsolicited transfer basis
US20100143192A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Therox, Inc. Method and device for combined detection of bubbles and flow rate in a system for enriching a bodily fluid with a gas
CN102639970B (zh) * 2009-11-30 2014-10-22 独立行政法人产业技术综合研究所 流量测量装置
US20130006130A1 (en) * 2009-12-28 2013-01-03 Gambro Lundia Ab Device and method for monitoring a fluid flow rate in a cardiovascular system
JP5477051B2 (ja) 2010-03-01 2014-04-23 株式会社デンソー 超音波流量計
US8743354B2 (en) * 2010-09-07 2014-06-03 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Shrouded sensor clip assembly and blood chamber for an optical blood monitoring system
US8333724B2 (en) * 2010-09-07 2012-12-18 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Low flow optical blood chamber
JP5521137B2 (ja) * 2010-10-05 2014-06-11 本多電子株式会社 超音波流量計、流量制御システム、流量測定方法、流量制御方法
US9061099B2 (en) * 2011-04-29 2015-06-23 Medtronic, Inc. Cardiovascular monitoring for fluid removal processes
JP5447561B2 (ja) 2012-03-08 2014-03-19 横河電機株式会社 超音波測定器
JP5970891B2 (ja) 2012-03-21 2016-08-17 株式会社リコー 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、画像形成装置用プロセスカートリッジおよび画像形成装置
US9016137B2 (en) 2012-05-15 2015-04-28 Sonotec Ultraschallsenosorik Halle Gmbh Device for the contactless flow measurement of fluids in flexible tubes
JP2013238481A (ja) * 2012-05-15 2013-11-28 Sonotech Ultrashalcentric Halle Gmbh 可撓管内流体の非接触的流量測定装置
CN202666054U (zh) * 2012-07-10 2013-01-16 李宽正 人体主动引流装置
WO2014041788A1 (ja) * 2012-09-11 2014-03-20 テルモ株式会社 信号処理装置、医療装置及び信号処理方法
JP2014092467A (ja) 2012-11-05 2014-05-19 Panasonic Corp 流量計測装置
JP6141733B2 (ja) * 2013-09-20 2017-06-07 テルモ株式会社 血液循環装置
US10583239B2 (en) 2015-02-27 2020-03-10 MAQUET CARDIOPULMONARY GmbH Fluid flow rate measuring and gas bubble detecting apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110009800A1 (en) * 2007-02-06 2011-01-13 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Dialysis systems including non-invasive multi-function sensor systems
US20100110416A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-06 Hema Metrics, Llc Measuring hematocrit and estimating hemoglobin values with a non-invasive, optical blood monitoring system
US20140096599A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Sonotec Ultraschallsensorik Halle Gmbh Method of and apparatus for determining a flow rate of a fluid and detecting non-fluid elements

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102024010B1 (ko) * 2018-12-28 2019-09-24 주식회사 유니메딕스 카테터 고정밴드에 설치되는 약물투여시스템용 센서모듈
KR102024011B1 (ko) * 2018-12-28 2019-09-24 주식회사 유니메딕스 카테터 고정밴드에 설치되는 센서모듈을 포함하는 약물투여시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US10583239B2 (en) 2020-03-10
CN112370593A (zh) 2021-02-19
WO2016138380A1 (en) 2016-09-01
JP6827634B2 (ja) 2021-02-10
CN107530530A (zh) 2018-01-02
JP2020144145A (ja) 2020-09-10
CN107530530B (zh) 2020-12-22
EP3261708A1 (en) 2018-01-03
JP6919022B2 (ja) 2021-08-11
EP3261708B1 (en) 2022-05-04
KR102543804B1 (ko) 2023-06-14
US10960125B2 (en) 2021-03-30
JP2018512576A (ja) 2018-05-17
EP3261708A4 (en) 2018-10-31
US20180110913A1 (en) 2018-04-26
US20200164132A1 (en) 2020-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10960125B2 (en) Fluid flow rate measuring and gas bubble detecting apparatus
US8631683B2 (en) Dialysis systems including non-invasive multi-function sensor systems
US7661294B2 (en) Non-invasive multi-function sensor system
JP4464128B2 (ja) 血液指標の体外光学測定用の部位照射加圧帯
JP2020144145A5 (ko)
US8657758B2 (en) Devices and methods for temperature determination
WO2017093150A1 (en) Monitoring apparatus and monitoring method for determining vital sign information of a subject
US10925526B2 (en) Heating oximeter
JP2008055180A (ja) 脈遷移時間を決定するための処理及び装置及びそのような装置を有する体外血液療法設備
JP6141733B2 (ja) 血液循環装置
JP2004519287A (ja) 透析機械の回路において血液中のヘモグロビン濃度（ｈｇｂ）を測定するための方法、この方法の適用のための測定装置および回路
EP2434952B1 (en) Apparatus and method for spectrophotometric measurements of blood parameters
ES2951290T3 (es) Sistema de monitoreo de paciente con señal de guardían (gatekeeper) y procedimiento correspondiente
US20140275870A1 (en) Continuous noninvasive measurement of analyte concentration using an optical bridge
US20180042498A1 (en) Photoelectric pulse wave sensor and detection apparatus
PL218225B1 (pl) Czujnik fali tętna krwi z funkcją pozycjonowania

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant