KR20210149137A - 의료 유체 전달 시스템을 위한 프라이밍 센서 - Google Patents

Abstract

의료 유체 전달 디바이스를 위한 프라이밍 센서가 개시된다. 예에서, 프라이밍 센서는 광 방출기들 및 검출기를 포함한다. 검출기는, 프라이밍 센서에 연결된 환자 튜브와 상호작용하는, 방출기들에 의해 방출되는 광을 검출하도록 구성된다. 의료 유체 전달 디바이스의 프로세서는, 방출기들로 하여금 스윕 기간 동안 스윕 패턴으로 동작하게 한다. 프로세서는, 스윕 기간 동안 검출된 광을 나타내는 출력 데이터를 검출기로부터 수신한다. 프로세서는, 출력 데이터에 기반하여 스윕 기간에 대응하는 출력 파형을 생성하고, 출력 파형을 적어도 하나의 기준 파형과 비교하여 (a) 튜브가 없는 상태, (b) 건조한 튜브 상태, 또는 (c) 습윤 튜브 상태 중 하나를 결정한다. 프로세서는, 의료 유체 전달 디바이스의 동작을 위한, 비교를 나타내는 출력을 제공한다.

Description

의료 유체 전달 시스템을 위한 프라이밍 센서

신장이 손상되었거나 부적절하게 기능하는 가진 사람들은 혈액에서 노폐물들을 제거하기 위해 투석 치료들을 받을 수 있다. 투석의 하나의 통상적인 유형은 복막 투석("PD")이며, 여기서, 복막 투석 유체로 지칭되는 세척 유체가 카테터를 통해 환자 복부의 복강 내로 이동된다. 세척 유체는 체류 기간 동안 노폐물들을 흡수한다. 체류 기간이 끝난 후에, 세척 유체는 흡수된 노폐물들과 함께 환자의 복강으로부터 제거되고, 그에 의해, 환자의 손상된 신장을 보상한다.

종종, PD 기계는, 처방된 양의 세척 유체를 환자의 복강 내로 펌핑하는 데 사용된다. PD 기계는, 세척 유체가 체류 기간 동안 환자 내에 남아 있을 수 있게 한다. 체류 기간 후에, PD 기계는, 환자의 복강으로부터 노폐물들과 함께 세척 유체를 배출한다. 특정 PD 기계들은 전형적으로, 공기를 제거하기 위해서 세척 유체를 환자에게 보내는 튜브들 및 튜빙 세트들을 프라이밍(prime)하고, 그에 따라, 공기가 환자의 복강 내로 전달되는 것이 방지된다. 프라이밍은 전형적으로, 튜브, 이를테면 PD 요법 동안 환자에게 연결되는 튜브의 단부로 세척 유체를 펌핑하여 튜브 내의 공기를 제거하는 것을 수반한다.

PD 기계들은 환자의 집, 진료소, 또는 병원에 위치될 수 있다. 환자는, 치료를 위해, 프라이밍 시퀀스를 실행하는 것을 포함하여 그들의 기계를 여러 번 준비한다. 환자가 튜브들을 프라이밍하는 것을 돕기 위해, PD 기계들은 튜브가 적절하게 프라이밍되는 때를 검출하는 센서를 포함할 수 있다. 특정 센서들은 광을 사용하여, 성공적인 프라이밍을 나타내는, 세척 유체가 튜브의 단부에 도달했을 때를 검출한다. 그러나, 주변 광, 튜브 특성들, 및/또는 유체 유형의 변동들은, 광 센서가 요망되는 것보다 덜 정확해지는 것을 야기할 수 있다.

본원에 개시된 예시적인 시스템, 장치 및 방법은, 주변 광 밝기, 튜브 특성들, 및/또는 유체 유형에 비교적 둔감한 정확한 투석 프라이밍 센서를 제공하도록 구성된다. 투석 프라이밍 센서는, 적어도 2개의 광 방출기 및 적어도 하나의 광 검출기를 포함한다. 프로세서는, PD 기계에 대한 프라이밍 시퀀스 동안, 적어도 하나의 광 검출기로부터의 출력을 샘플링하면서, 적어도 2개의 광 방출기를 스위핑 패턴으로 활성화하도록 구성된다. 예시적인 프로세서는, 튜브가 존재하지 않을 때, 튜브가 존재하지만 건조할 때, 또는 튜브가 존재하고 유체(이를테면, 프라이밍 유체)를 포함할 때를 검출하기 위해, 샘플링된 출력으로부터의 데이터를 하나 이상의 기준 곡선과 비교하도록 구성된다. 프로세서는, 튜브가 존재하고 유체를 포함한다는 것(예컨대, 습윤 튜브 상태)을 검출한 후에, 프로세서가, PD에 대한 환자 라인의 프라이밍이 성공적이라는 표시를 제공하고 프라이밍 시퀀스가 계속/종료될 수 있게 하고/거나 PD 치료가 시작될 수 있게 하도록 추가로 구성된다. 프로세서는 또한, 예컨대, 정의된 시간 기간 내에 습윤 튜브 상태가 검출되지 않은 경우, 환자 라인의 실패한 프라이밍의 표시를 제공하도록 구성될 수 있다.

실시예에서, 예시적인 시스템, 장치, 및 방법은, 튜브 및 튜브 내의 임의의 유체들과 상호작용하는 광에 의해 야기되는 투과 및 반사 광에 기반하여 분석을 수행하기 위해 광 방출기들로 스위핑 패턴을 수행한다. 방출기들은, 각각의 방출기가 스윕 패턴의 변동성을 생성하도록 광 투과율 및 반사율을 차별화하기 위해 튜브 및 검출기에 대해 상이한 각도들로 위치될 수 있다. 스윕 동안, 광 검출기는, 예컨대, 10 배 내지 100 배로, 일 바람직한 실시예에서는, 50 배 내지 75배로 샘플링된다. 예시적인 시스템, 방법, 및 장치는, 샘플링된 광 밝기 데이터를 사용하여, 스윕 기간 동안의 검출된 광 밝기의 파형을 생성하도록 구성된다. 튜브가 존재하는지 여부 및 튜브 내부에 유체가 상주하는지 여부에 기반하여 상이한 파형 패턴들이 형성된다. 예시적인 시스템, 방법, 및 장치는, 튜브가 존재하는지 여부 및 존재하는 튜브가 유체를 포함하는지 여부를 결정하기 위해, 검출된 또는 샘플링된 파형과의 비교를 위해 상이한 기준 파형들을 사용한다. 상이한 가능한 튜브 상태들 각각에 대한 파형 형상들 사이의 차이들은, 변하는 주변 광 조건들, 튜브 특성들, 및/또는 유체 특성들에 의해 야기되는 잠재적인 검출 오류들을 제거한다.

본 개시내용을 고려하여 그리고 본 개시내용을 임의의 방식으로 제한함이 없이, 달리 특정되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합될 수 있는 본 개시내용의 제1 양상에서, 복막 투석 장치는, 투석 유체의 소스로부터 투석 유체를 수용하도록 구성되는 환자 튜브; 소스로부터 환자 튜브로 투석 유체를 이동시키도록 구성되는 적어도 하나의 펌프; 제1 방출기, 제2 방출기, 제3 방출기, 및 검출기를 포함하는 프라이밍 센서 ― 검출기는, 환자 튜브와 상호작용하거나 그를 통과하는, 제1 방출기, 제2 방출기, 및 제3 방출기에 의해 방출되는 광을 검출하도록 구성됨 ―; 프라이밍 센서를 동작시키도록 구성되는 프로세서; 및 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금, (i) 제1 방출기, 제2 방출기, 및 제3 방출기를 스윕 기간 동안 스윕 패턴으로 동작시키게 하고 ― 제1 방출기의 피크 밝기는 제2 방출기의 피크 밝기 전에 발생하고, 제2 방출기의 피크 밝기는 제3 방출기의 피크 밝기 전에 발생함 ―, (ii) 스윕 기간 동안 검출된 광을 나타내는 출력 데이터를 검출기로부터 수신하게 하고, (iii) 출력 데이터에 기반하여 스윕 기간에 대응하는 출력 파형을 생성하게 하고, (iv) (a) 튜브가 없는 상태, (b) 건조한 튜브 상태, 또는 (c) 습윤 튜브 상태 중 하나를 결정하기 위해 출력 파형을 적어도 하나의 기준 파형과 비교하게 하고, (v) 비교를 나타내는 출력을 제공하게 한다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제2 양상에 따르면, 프로세서는, 습윤 튜브 상태가 결정되는 경우, 습윤 튜브 상태를 나타내는 메시지가 송신되도록 추가로 구성되며, (i) 내지 (iv)는, 습윤 튜브 상태가 결정될 때까지 적어도 하나의 펌프가 소스로부터 환자 튜브로 투석 유체를 이동시키게 되면서 프라이밍 시퀀스 동안 반복된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제3 양상에 따르면, 프로세서는, 습윤 튜브 상태가 결정되는 경우, 복막 투석 치료가 가능해지도록 추가로 구성된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제4 양상에 따르면, 프로세서는, 출력 파형의 도함수를 계산함으로써 분석용 출력 파형을 결정하고, 상태 (a) 내지 상태 (c) 중 하나를 결정하기 위해 분석용 출력 파형을 적어도 하나의 기준 파형과 비교하도록 구성된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제5 양상에 따르면, 장치는 적어도 3개의 기준 파형을 포함하고, 프로세서는, 상태 (a) 내지 상태 (c)를 결정하기 위해 기준 파형들 중 하나를 출력 파형과 매칭시키도록 구성된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제6 양상에 따르면, 장치는, 결정된 상태 (a) 내지 상태 (c)에 대응하는 텍스트 또는 그래픽 중 적어도 하나를 표시하도록 구성되는 사용자 인터페이스를 포함한다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제7 양상에 따르면, 프로세서 및 검출기는, 스윕 기간 동안 검출된 광을 나타내는 출력 데이터를 형성하기 위해 10개 내지 100개의 샘플을 취득하도록 협력한다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제8 양상에 따르면, 프로세서는, 습윤 튜브 상태가 결정될 때마다 계수기를 증분하고, 계수기의 값을 계수기 임계치와 비교하고, 계수기의 값이 계수기 임계치와 동일하거나 그를 초과할 때 습윤 튜브 상태를 결정하도록 구성된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제9 양상에 따르면, 계수기 임계치는 2 내지 10이다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제10 양상에 따르면, 프로세서는, 제1 시간에, 제1 방출기로 하여금 메모리 내의 명령어들에 의해 정의되는 활성화 패턴에 따라 제1 시간 기간 동안 광을 방출하게 하고, 제1 시간 이후의 제2 시간에, 제2 방출기로 하여금 활성화 패턴에 따라 제2 시간 기간 동안 광을 방출하게 하고, 제2 시간 이후의 제3 시간에, 제3 방출기로 하여금 활성화 패턴에 따라 제3 시간 기간 동안 광을 방출하게 함으로써 방출기들로 하여금 스윕 패턴으로 동작하게 한다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제11 양상에 따르면, 제2 시간은 제1 시간 기간 동안 또는 제1 시간 기간 이후에 시작되고, 제3 시간은 제2 시간 기간 동안 또는 제2 시간 기간 이후에 시작된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제12 양상에 따르면, 제2 시간은 제1 시간 기간 도중의 절반과 3/4 사이에서 시작되고, 제3 시간은 제2 시간 기간 도중의 절반과 3/4 사이에서 시작된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제13 양상에 따르면, 활성화 패턴은, 개개의 시간 기간의 시작으로부터 피크 밝기에 도달하는 개개의 시간 기간의 절반에 이를 때까지 듀티 사이클을 증가시키고, 개개의 시간 기간의 절반으로부터 개개의 시간 기간의 종료에 이를 때까지 듀티 사이클을 감소시킴으로써, 제1, 제2, 및 제3 방출기들에 의해 방출되는 광의 밝기의 제어를 특정한다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제14 양상에 따르면, 활성화 패턴은 가우시안 임펄스 파형에 대응한다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제15 양상에 따르면, 제1 방출기는, 환자 튜브가 프라이밍 센서 내로 삽입될 때 환자 튜브의 제2 측 상에 위치되는 검출기로부터 대향하는 환자 튜브의 제1 측 상에 위치된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제16 양상에 따르면, 제2 방출기는 제1 방출기에 인접한 환자 튜브의 제1 측 상에 위치되고, 제3 방출기는, 제2 방출기에 인접하게 위치되고 제1 방출기 및 제2 방출기로부터 방출되는 광에 대해 30 도 내지 60 도로 광을 지향시키도록 정렬된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제17 양상에 따르면, 제1 방출기는 검출기에 대해 투과성 발광 다이오드가 되도록 위치되고, 제2 방출기는 검출기에 대해 중간 발광 다이오드가 되도록 위치되고, 제3 방출기는 검출기에 대해 반사성 발광 다이오드가 되도록 위치된다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제18 양상에 따르면, 프라이밍 센서는, 프라이밍 센서 내에 환자 튜브를 유지하도록 구성되는 적어도 하나의 유지기 섹션을 포함한다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제19 양상에 따르면, 복막 투석 장치는, 제1 방출기, 제2 방출기, 및 검출기를 포함하는 프라이밍 센서 ― 검출기는 투석 튜브를 통해 제1 방출기 및 제2 방출기에 의해 방출되는 광을 검출하도록 구성됨 ―, 프라이밍 센서를 동작시키도록 구성되는 프로세서, 및 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금, 제1 방출기 및 제2 방출기를 스윕 기간 동안 스윕 패턴으로 동작시키게 하고, 스윕 기간 동안 검출되는 광을 나타내는 출력 데이터를 검출기로부터 수신하게 하고, 출력 데이터에 기반하여 스윕 기간에 대응하는 어레이 곡선을 생성하게 하고, 어레이 곡선에 기반하여 투석 튜브의 상태를 결정하게 하고 ― 상태는 튜브가 없는 상태, 건조한 튜브 상태, 및 습윤 튜브 상태 중 적어도 하나를 포함함 ―, 습윤 튜브 상태가 결정되는 경우, 투석 튜브가 프라이밍됨을 나타내는 메시지를 송신하게 한다.

달리 언급되지 않는 한 본원에 열거된 임의의 다른 양상과 조합하여 사용될 수 있는 본 개시내용의 제20 양상에 따르면, 프로세서는, 주변 광 효과들을 배제하기 위해 어레이 곡선의 공통 모드 오프셋들을 제거하고, 어레이 곡선의 형상을 정규화하기 위해 공통 모드 오프셋에 기반하여 어레이 곡선을 스케일링하고, 스케일링된 어레이 곡선의 1차 도함수를 계산하고, 스케일링된 어레이 곡선의 1차 도함수로부터 3개의 상태 각각에 대한 기준 곡선을 감산하고, 스케일링된 어레이 곡선으로부터 개개의 기준 곡선을 감산함으로써 3개의 기준 곡선 각각에 대한 면적의 절대 값을 계산하고, 기준 곡선에 대한 면적의 가장 작은 절대 값에 대응하는 기준 곡선을 선택하여 상태를 결정함으로써, 투석 튜브의 상태를 결정하도록 구성된다.

본 개시내용의 제21 양상에서, 도 1 내지 도 28 중 임의의 하나 이상과 관련하여 개시된 구조, 기능성, 및 대안들 중 임의의 것이, 도 1 내지 도 28 중 임의의 다른 하나 이상과 관련하여 개시된 임의의 다른 구조, 기능성, 및 대안과 조합될 수 있다.

따라서, 본 개시내용 및 위의 양상들을 고려하면, 본 개시내용의 이점은, 의료 유체 전달 시스템을 위한 개선된 프라이밍 시스템, 디바이스, 및 방법을 제공하는 것이다.

본 개시내용의 다른 이점은, 주변 광, 튜브 특성들, 및/또는 유체 특성들에 관계없이, 유체가 투석 튜브 내의 특정 위치에 도달하는 때를 정확하게 검출하는 것이다.

본 개시내용의 또 다른 이점은, 상이한 유형들의 의료 유체 전달 기계들에 적용될 수 있는 프라이밍 센서 및 방법론을 제공하는 것이다.

본원에 논의된 이점들은 본원에 개시된 실시예들 중 하나 또는 일부에서 발견될 수 있으며, 아마도 전체 실시예들에서 발견되는 것은 아닐 수 있다. 부가적인 특징들 및 이점들이 본원에서 설명되며, 다음의 상세한 설명 및 도면들로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 프라이밍 센서 및 투석 기계를 포함하는 예시적인 의료 유체 전달 시스템의 도면을 예시하는 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 예시적인 의료 유체 전달 시스템의 투석 기계에 대한 프라이밍 센서의 도면을 예시하는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 1 및 도 2의 프라이밍 센서의 회로 기판을 도시하는 평면도들이다.
도 5는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 3 및 도 4의 프라이밍 센서의 방출기들에 대한 지향성 방사선 패턴의 도면이다.
도 6은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 3 및 도 4의 프라이밍 센서의 검출기의 지향성 방사선 민감도 패턴의 도면이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 프로세서가 스윕 패턴을 생성하기 위해 도 3 및 도 4의 프라이밍 센서와 함께 어떻게 동작하는지를 예시하는 도면들이다.
도 8 및 도 9는 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 따른, 튜브가 없는 상태에 대한, 도 7a의 스윕 패턴의 서브세트들 또는 부분들을 예시하는 예시적인 그래프들이다.
도 10은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 튜브가 없는 상태에 대한, 도 7a의 스윕 기간 동안 샘플링된 출력 데이터를 집계하거나 다른 방식으로 결합함으로써 형성되는 파형의 도면이다.
도 11 내지 도 16은 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 따른, 상이한 튜브 상태들에 대한 취득된 파형들 및 대응하게 계산된 도함수 파형들의 그래프들이다.
도 17 내지 도 19는 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 따른, 기준 파형들과 도 11 내지 도 16으로부터의 계산된 도함수 기준 파형과 도면으로부터 계산된 도함수 파형들 사이의 마진들을 예시하는 도면들이다.
도 20은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 환자 튜브의 튜브 상태를 결정하기 위한 예시적인 절차의 도면이다.
도 21 내지 도 27은 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 따른, 투석 요법의 준비 시에 환자가 프라이밍 절차를 수행하는 것을 보조하기 위해 투석 기계에 의해 표시될 수 있는 그래픽들의 도면들이다.
도 28은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 환자 튜브의 튜브 상태를 결정하도록 구성되는 예시적인 절차의 도면이다.

의료 유체 전달 시스템이 본원에 개시된다. 예시적인 의료 유체 전달 시스템은, 복막 투석 기계 및/또는 혈액 투석 기계를 포함할 수 있다. 의료 유체 전달 시스템은, 적어도 하나의 튜브 또는 라인 세트가 적절한 유체, 이를테면, 세척 또는 프라이밍 액체로 프라이밍되는 때를 검출하도록 구성되는 프라이밍 센서를 포함한다. 프라이밍 센서는, 복수의 광 방출기들 및 적어도 하나의 광 검출기를 포함한다. 프라이밍 동작 동안, 광 방출기들은 스위핑 패턴으로 활성화되는 한편, 검출기는 광 밝기의 주기적 샘플들을 기록한다. 샘플링된 데이터는, 스윕 기간에 걸친 검출된 광 밝기를 나타내는 파형(예컨대, 어레이 곡선)으로 집계되거나 다른 방식으로 결합된다. 파형은, 예컨대, 튜브가 없는 상태, 건조한 튜브 상태, 및 습윤 튜브 상태를 포함하는 상이한 가능한 상태들에 대응하는 기준 파형들과 비교된다. 투석 튜브와 연관된 프라이밍의 현재 상태를 결정하기 위해, 검출된 파형에 대한 가장 가까운 기준 파형이 선택된다.

일부 예들에서, 의료 유체 전달 시스템은, 튜브가 없는 상태가 검출되는 경우, 투석 튜브가 프라이밍 센서 내로 삽입될 필요가 있음을 나타내는 경고를 의료 유체 전달 시스템이 제공하도록 구성된다. 의료 유체 전달 시스템은, 튜브가 센서에 의해 검출될 때까지 투석 튜브의 프라이밍이 시작되는 것을 방지할 수 있다. 건조한 튜브 상태가 검출되는 경우, 의료 유체 전달 시스템은, 유체 소스로부터 투석 튜브 내로 유체를 펌핑함으로써 프라이밍 시퀀스를 시작 및/또는 계속할 수 있다. 습윤 튜브 상태가 검출되는 경우, 의료 유체 전달 시스템은, 유체 소스로부터 유체를 펌핑하는 것을 중단하고/거나 프라이밍 시퀀스를 종료할 수 있다. 일부 실시예들에서, 의료 유체 전달 시스템은, 프라이밍이 종료되기 전에 습윤 튜브 상태를 다수 회(예컨대, 적절한 결과가 검증되는 것을 보장하기 위해 2 회 내지 10 회) 검출하도록 구성될 수도 있다.

예시적인 시스템, 방법, 및 장치는, 광을 사용하여 튜브 상태를 검출하는 알려져 있는 프라이밍 센서들에 비해 개선을 제공한다. 현재, 광 기반 프라이밍 센서들은 광 방출기들 전부를 동시에 활성화하거나 각각의 방출기를 별개로 활성화한다. 방출기들은 동일한 밝기 수준을 갖도록 활성화된다. 방출기들 전부가 동시에 활성화되는 경우, 검출된 광은 상이한 임계치들과 비교되고, 여기서, 상태는 어느 임계치들이 초과되는지에 기반하여 결정된다. 방출기들이 개별적으로 활성화되는 경우, 각각의 방출기로부터의 검출된 광이 별개의 임계치와 비교되며(또는 비율로 조합되어 임계치와 비교됨), 여기서, 튜브 상태는 초과된 임계치들의 가중 평균에 기반하여 결정된다.

이러한 알려져 있는 검출 방법들 둘 모두는 방출기들에 의해 방출된 광의 검출에 영향을 미치는 주변 광의 결과로서 부정확할 수 있다. 이러한 알려져 있는 튜브 검출 방법들은 검출된 광에 기반하며, 비교들은 절대 정적 임계치들에 대해 이루어진다. 주변 광의 증가는 광 센서에 의해 검출된 광의 양을 증가시키며, 그에 의해, 튜브 검출과 연관된 오류들이 발생된다. 튜브 특성들(예컨대, 튜브 두께, 튜브 조성, 물질 투명도/반사율, 광 흡수, 튜브 직경) 및 유체 특성(예컨대, 점도, 밀도, 탁도/투명도, 색상, 광 흡수)에 기반하여 유사한 오류들이 도입될 수 있다.

알려져 있는 방법들과 대조적으로, 본원에 개시된 예시적인 시스템, 방법, 및 장치는, 실시예에서, 스위핑 패턴으로 광 방출기들을 활성화한다. 스위핑 패턴 동안, 방출기들에 의해 송신되는 광의 밝기는 시간 경과에 따라 변경되고, 방출기들 중 적어도 일부는 동시에 활성화될 수 있다. 스위핑 패턴의 사용은 각각의 가능한 검출 상태에 대한 하나 이상의 고유 파형을 생성하며, 그에 의해, 안티-앨리어싱이 제공된다. 상이한 튜브 상태들 각각에 대한 파형들 사이의 차이는 상당하고 반복가능하다. 부가적으로, 상이한 튜브 상태들의 파형들 사이의 상당한 차이는, 주변 광, 튜브 특성들, 유체 특성들, 하드웨어, 및/또는 신호 잡음으로 인한 변동성이 튜브 상태 검출에 영향을 미치는 것을 방지하거나 감소시킨다. 파형들 사이의 상당한 차이는 또한, 본 개시내용의 프라이밍 센서가 상이한 주변 광 조건들, 튜브 특성들, 및/또는 유체 특성들에 대한 교정 없이 제공될 수 있게 한다. 그에 따라서, 본원에 개시된 예시적인 시스템, 방법, 및 장치는 투석 튜브에 대한 개선된 프라이밍 상태 검출을 제공한다.

예시적인 개시내용은 복막 투석 및 환자 튜브를 프라이밍하는 것을 언급한다. 본원에 개시된 예시적인 시스템, 장치, 및 방법은, 혈액 투석 기계 또는 지속적 대체 치료 기계를 포함하는, 임의의 유형의 투석 기계와 함께 동작하도록 제공될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 더욱이, 본원에 논의된 개선된 프라이밍 감지는 투석에 제한되지 않으며, 의료 전달 기계(예컨대, 주입 펌프)와 같은 임의의 유형의 의료 유체 기계와 함께 사용될 수 있다. 추가로, 본 개시내용은 환자 튜브에 관한 것이지만, 다른 예들에서, 다른 튜브들, 이를테면, 가열 튜브, 배출 튜브, 소스 튜브 등이 프라이밍 센서를 사용하여 프라이밍될 수 있다. 추가로, 본 개시내용은 투석액 또는 투석 유체를 사용하여 튜브를 프라이밍하는 것을 참조하지만, 예시적인 시스템, 장치, 및 방법은, 식염수, 신장 요법 유체, 혈액, 멸균수 등을 포함하는 임의의 유형의 유체와 함께 동작할 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 부가적으로, 개선된 감지는, 튜브가 존재하는지 여부를 알고 튜브가 존재한다면 튜브가 액체를 포함하는지 여부를 아는 것이 요망되는 임의의 목적을 위해 사용될 수 있다.

투석 시스템 실시예

이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 의료 유체 전달 시스템(100)을 예시한다. 예시된 실시예의 의료 유체 전달 시스템(100)은, 1명 이상의 환자에게 신부전 요법을 제공하도록 구성되는 투석 기계(102)를 포함한다. 신부전 요법은 환자가 물과 미네랄의 균형을 맞추는 것을 돕는다. 신부전 요법은 또한, 혈액 및 조직에 축적된 환자의 질소 대사의 독성 최종 생성물들(요소, 크레아티닌, 요산 등)을 제거함으로써 나날의 대사 부하를 배출하는 것을 돕는다. 신장 기능의 대체를 위한 신부전 요법은 치료가 생명을 구하는 것이기 때문에 많은 사람들에게 중요하다.

일부 예들에서, 투석 기계(102)는 복막 투석("PD") 기계이다. 여기서, 투석 기계(102)는, 투석 유체 또는 신부전 요법 유체로 또한 불리는 투석 용액을 카테터를 통해 환자의 복강 내로 주입하도록 구성된다. 투석 유체는 체류 기간으로 지칭되는 시간 기간 동안 복강의 복막 멤브레인과 접촉한다. 확산 및 삼투(osmosis)로 인해 노폐물, 독소들, 및 잉여 물은 환자의 혈류로부터 복막 멤브레인을 통과하여 투석 유체 내로 전달되는데, 즉, 삼투 구배가 멤브레인에 걸쳐 발생한다. 투석에서의 삼투압제가 삼투 구배를 제공한다. 사용된 또는 소모된 투석 유체는 환자로부터 배출되어, 환자로부터 노폐물, 독소들, 및 잉여 물을 제거한다. 이러한 사이클은, 예컨대, 다수 회 반복된다.

지속적 외래 복막 투석("CAPD; continuous ambulatory peritoneal dialysis"), 자동화된 복막 투석("APD; automated peritoneal dialysis"), 및 조류성 투석(tidal flow dialysis) 및 지속적 유동 복막 투석("CFPD; continuous flow peritoneal dialysis")을 포함하는 다양한 유형들의 복막 투석 요법들이 존재한다. CAPD는 수동 투석 치료이다. 여기서, 환자는, 사용된 또는 소모된 투석 유체가 복강으로부터 배출될 수 있게 하기 위해, 이식된 카테터를 배출부에 수동으로 연결한다. 이어서, 환자는, 카테터를 통해 환자 내로 새 투석 유체를 주입하기 위해 새 투석 유체의 백(bag)에 카테터를 연결한다. 환자는, 새 투석 유체 백으로부터 카테터를 연결해제하고, 투석 유체가 복강 내에 체류될 수 있게 하며, 여기서, 노폐물, 독소들, 및 잉여 물의 이송이 발생한다. 체류 기간 후에, 환자는 수동 투석 절차를, 예컨대, 하루에 4 회 반복하고, 각각의 치료는 약 1 시간 동안 지속된다. 수동 복막 투석은 환자에게 상당한 양의 시간 및 노력을 요구하여서, 개선의 여지가 남아 있다.

자동화된 복막 투석("APD")은, 투석 치료가 배출, 채움(fill), 및 체류 사이클들을 포함한다는 점에서 CAPD와 유사하다. 그러나, 투석 기계(102)와 같은 APD 기계들은, 전형적으로 환자가 잠들어 있는 동안 자동으로 사이클들을 수행한다. APD 기계들은, 환자들이 치료 사이클들을 수동으로 수행해야 하는 것 및 낮 동안 공급물들을 수송해야 하는 것으로부터 자유롭게 한다. APD 기계들은, 이식된 카테터에, 새 투석 유체의 소스 또는 백에, 그리고 유체 배출부에 유체유동가능하게(fluidly) 연결된다. APD 기계들은, 투석 유체 소스로부터 카테터를 통해 그리고 환자의 복강 내로 새 투석 유체를 펌핑한다. APD 기계들은 또한, 투석 유체가 복강 내에 체류될 수 있게 하고, 노폐물, 독소들, 및 잉여 물의 이송이 발생할 수 있게 한다. 소스는, 다수의 멸균 투석 유체 백들을 포함할 수 있다.

APD 기계는, 사용된 또는 소모된 투석 유체를 복강으로부터 카테터를 통해 배출부로 펌핑한다. 수동 프로세스와 마찬가지로, 여러 배출, 채움, 및 체류 사이클들이 투석 동안 발생한다. "마지막 채움"은 APD의 종료 시에 발생하고, 다음 치료 때까지 환자의 복강 내에 남아 있다.

일부 실시예들에서, 투석 기계(102)는 혈액 투석("HD")을 수행하도록 구성될 수 있다. HD 동안, 투석 기계(102)는 환자의 혈액으로부터 노폐물들을 제거하기 위해 확산을 사용하도록 구성된다. 환자의 혈액과 투석액 또는 투석 유체로 불리는 전해질 용액 사이에서 반투과성 투석기에 걸쳐 확산 구배가 발생하여 확산을 야기한다. 혈액 여과("HF")는, 환자의 혈액으로부터의 독소들의 대류성 수송에 의존하는 대안적인 신장 대체 요법이다. HF는, 치료 동안 체외 순환로에 치환 또는 대체 유체(전형적으로, 10 내지 90 리터의 그러한 유체)를 부가함으로써 달성된다. 치환 유체 및 치료들 사이에 환자에 의해 축적된 유체는 HF 치료의 과정에 걸쳐 한외 여과(ultrafilter)되어, 중간 및 큰 분자들을 제거하는 데 있어서 특히 유익한 대류성 수송 메커니즘을 제공한다(혈액 투석에서, 투석 세션들 사이에서 획득되는 유체와 함께 소량의 노폐물이 제거되지만, 그러한 한외 여과액의 제거로부터의 용질 견인(solute drag)은 대류성 청소(clearance)를 제공하기에 충분하지 않음).

혈액 투석 여과("HDF")는 대류성 및 확산성 청소를 결합한 치료 양태이다. HDF는, 표준 혈액 투석과 유사하게, 투석기를 통해 유동하는 투석 유체를 사용하여, 확산형 청소를 제공한다. 게다가, 치환 용액이 체외 순환로에 직접 제공되어, 대류성 청소가 제공된다.

예시적인 투석 기계(102)는, 센터, 병원, 또는 환자의 가정에 위치될 수 있다. 가정 투석은 매일 수행될 수 있어서, 전형적으로 격주 또는 3주 단위로 발생하는 센터-내 투석 치료들에 비해 치료적 이점들을 제공하기 때문에, 가정 투석을 향한 경향이 오늘날 부분적으로 존재한다. 연구들은, 빈번한 치료들이, 덜 빈번하지만 아마도 더 긴 치료들을 받은 환자보다 더 많은 독소들 및 노폐물들을 제거한다는 것을 보여주었다. 치료들을 더 빈번하게 받는 환자는, 치료에 앞서 2 일 또는 3 일 분량의 독소들을 축적한 센터-내 환자만큼 하강 사이클을 경험하지 않는다. 특정 지역들에서, 가장 가까운 투석 센터가 환자의 가정으로부터 수 마일 떨어져 있을 수 있어서, 가정별 방문(door-to-door) 치료 시간은 하루 중 많은 부분을 소비하게 한다. 가정 투석은, 밤 사이에, 또는 낮이면서 환자가 휴식을 취하거나, 일을 하거나, 또는 다른 방식으로 생산적인 동안에 발생할 수 있다. 환자에 대한 가정 치료의 매력은 대부분, 환자가 주로 자신 고유의 스케줄에 따라 자신의 가정에서 치료를 수행할 수 있게 함으로써 제공되는 생활 방식의 유연성을 중심으로 한다.

투석 기계(102)에 의해 수행되는 위의 투석 양태들 중 임의의 것이 스케줄링된 기준으로 실행될 수 있고, 시동 절차를 요구할 수 있다. 예컨대, 투석 환자들은 전형적으로 격일, 매일 등과 같이, 스케줄링된 기준으로 치료를 수행한다. 투석 치료 기계는 전형적으로, 예컨대, 프라이밍 및/또는 소독 절차를 실행하기 위해, 설정을 위해 치료 전에 특정 양의 시간을 요구한다. 프라이밍 절차 동안, 유체는 하나 이상의 투석 튜브/라인 및/또는 카세트를 통해 펌핑되어 공기 및/또는 라인-내 미립자들을 제거한다. 투석 튜브들/라인들 및/또는 카세트들을 프라이밍하는 것은 공기 및/또는 미립자들이 환자와 접촉하는 것을 방지한다.

도 1의 예시적인 투석 기계(102)는, 적어도 하나의 투석 튜브/라인의 적절한 프라이밍을 검출하도록 구성되는 프라이밍 센서(104)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 프라이밍 센서(104)는 환자 튜브(106)의 프라이밍을 검출하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 프라이밍 센서(104)는, 부가적인 또는 대안적인 튜브들, 이를테면, 연속 유동 복막 투석 세트의 환자로의 튜브들/환자로부터의 튜브들, 배출 튜브들, 가열 튜브들, 소스 유체 튜브들, 농축 튜브들 등의 프라이밍을 위해 구성된다. HD의 경우, 프라이밍 센서(104)는, 체외 순환로, 투석기로의 튜브, 투석기로부터의 튜브, 소스 튜브, 혈액 튜브, 식염수 튜브, 및/또는 배출 튜브를 프라이밍하도록 구성될 수 있다. 환자 튜브(106)는, 폴리염화비닐("PVC"), 실리콘, 또는 다른 비-PVC 물질과 같은 임의의 적합한 의료 등급 물질로 만들어질 수 있다. 일 실시예의 튜브(106)는, 0.5 인치(12 밀리미터) 이하의 내경 또는 외경을 갖는다.

예시된 실시예의 투석 기계(102)는, 유체 소스(112)로부터 환자 튜브(106)로 유체를 이동시키도록 구성되는 적어도 하나의 펌프(110)를 포함한다. 펌프(110)는, 연동 펌프, 회전식 펌프, 기어 펌프, 선형 액추에이터 펌프, 다이어프램 펌프 등을 포함하는 임의의 유형의 펌프를 포함할 수 있다. 펌프(110)는, 투석 유체로 환자 튜브(106)를 프라이밍하도록 동작될 수 있다. 펌프(110)는 또한, 환자의 복강 내로 삽입되는 카테터에 환자 튜브(106)가 연결될 때, 투석 유체를 유체 소스(112)로부터 환자에게 제공하도록 동작될 수 있다. 프라이밍은 대안적으로 또는 부가적으로, 중력을 사용하여 수행될 수 있으며, 여기서, 예컨대, 유체의 소스가 머리 높이에 제공되고 하나 이상의 튜브를 통해 유동하도록 허용된다.

일부 실시예들에서, 투석 기계(102)는 튜브들에 유체유동가능하게 연결되는 일회용 카세트를 포함한다. 카세트는, 투석 기계(102)의 밸브들 및/또는 펌프들을 이용하여 동작하는 하나 이상의 가요성 멤브레인 또는 챔버를 포함할 수 있다. 프라이밍은, 하나 이상의 튜브에 부가하여 일회용 카세트를 통해 유체를 이동시키는 것을 포함할 수 있다.

유체 소스(112)는, 사전 혼합된 투석 유체의 하나 이상의 용기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유체 소스(112)는, 투석 유체를 형성하기 위해 순수한 물과 혼합된 농축물의 용기들 또는 저장소들을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 유체 소스(112)는, 투석 유체를 형성하기 위해 하나 이상의 농축물과 혼합되는 라인 상의 소스, 이를테면 정제수의 소스를 포함할 수 있다. 더욱이, 일부 예들에서, 유체 소스(112)는, 준비된 투석 유체를 하나 이상의 유체 연결부를 통해 투석 기계(102)에 제공하는 유체 준비 디바이스를 포함할 수 있다.

도 1의 예시적인 투석 기계(102)는 또한 프로세서(120) 및 메모리(122)를 포함한다. 프로세서(120)는, 하나 이상의 출력을 결정하기 위해 입력을 처리하고 하나 이상의 계산을 수행하는 것이 가능한 임의의 유형의 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 마이크로제어기, 제어기, 주문형 집적 회로("ASIC"), 하나 이상의 집적 회로 상에 포함된 중앙 처리 유닛 등을 포함할 수 있다. 메모리(122)는, 임의의 휘발성 또는 비-휘발성 데이터/명령어 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 메모리(122)는, 예컨대, 플래시 메모리, 랜덤 액세스 메모리("RAM"), 판독 전용 메로리("ROM"), 전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 판독 전용 메모리("EEPROM") 등을 포함할 수 있다. 예시적인 메모리(122)는, 프로세서(120)로 하여금 본원에 개시된 동작들을 수행하게 하기 위한, 프로세서(120)에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어를 저장하도록 구성된다. 명령어들은 하나 이상의 소프트웨어 프로그램 또는 애플리케이션의 일부일 수 있다. 동작을 수행하도록 구성되는 프로세서(120)에 대한 본원에서의 참조들은, 프로세서(120)로 하여금 설명된 동작을 수행하게 하도록 구성되는 명령어들을 메모리(122)가 저장하는 실시예들을 포함할 수 있다.

예시적인 메모리(122)는, 프로세서(120)로 하여금 투석 기계(102)를 동작시키게 하는 명령어들을 저장하도록 구성된다. 프로세서(120)에 의해 수행되는 동작들은, 펌프(110)로 하여금 프라이밍 시퀀스 동안 또는 투석 치료 동안 투석 유체를 유체 소스(112)로부터 환자 튜브(106)로 이동시키게 하는 제어 신호들 또는 명령어들을 펌프(110)에 제공하는 것을 포함한다. 프로세서(120)에 의해 수행되는 동작들은 또한, 하나 이상의 광 방출기를 활성화하고 검출기로부터 출력 데이터를 수신하기 위해 프라이밍 센서(104)에 신호들 및/또는 메시지들을 전송하는 것을 포함한다. 본원에 개시된 바와 같이, 메모리(122)는, 프로세서(120)로 하여금, 환자 튜브(106)의 상태를 결정하기 위해 출력 데이터를 분석하게 하는 명령어들을 포함한다.

예시적인 프로세서(120)는 또한, 디스플레이 스크린, 이를테면 터치스크린 상에 정보를 표시하거나 다른 방식으로 전달하기 위해 투석 기계(102)의 사용자 인터페이스(124)에 하나 이상의 메시지를 송신하도록 구성된다. 프로세서(120)는, 사용자 인터페이스(124)로 하여금, 프라이밍 시퀀스를 준비하기 위한 동작들을 포함하여, 치료를 위해 투석 기계(102)를 준비하기 위한 명령어들을 환자에게 표시하게 할 수 있다. 사용자 인터페이스(124)는 또한, 환자 튜브(106)를 프라이밍 센서(104) 내에 배치하거나 프라이밍 시퀀스가 완료된 후에 환자 튜브(106)를 카테터에 연결할 것을 경고하는 것과 같은 경고 조건들을 나타내는 표시들을 표시하거나 다른 방식으로 전달할 수 있다. 사용자 인터페이스(124)는, 조작자가 정보를 입력하는 것을 가능하게 하는 터치스크린 오버레이 및/또는 전기기계 액추에이터들, 버튼들, 및/또는 스위치들을 포함할 수 있다. 입력은, 프라이밍 시퀀스 또는 투석 치료를 시작하라는 조작자로부터의 프롬프트를 포함할 수 있다.

투석 기계(102)는, 요법 준비를 위한 그리고/또는 투석 요법들을 수행하기 위한 부가적인 구성요소들을 포함할 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 부가적인 구성요소들은, 펌프 액추에이터들, 압축기 공압 장비, 밸브 액추에이터들, 가열기들, 라인 상의 유체 생성 장비, 유체 압력 센서들, 유체 온도 센서들, 전도도 센서들, 공기 검출 센서들, 혈액 누출 검출 센서들, 필터들, 투석기들, 균형 챔버들, 흡착제 카트리지 등을 포함할 수 있다. 게다가, 투석 기계(102)는, 프로세서(120)가 데이터/처방들을 수신하고 투석 요법 상태 정보를 네트워크(예컨대, 인터넷)를 통해 원격 또는 중앙집중형 서버에 송신하는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 네트워크 연결(예컨대, 이더넷 연결)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 프로세서(120)는, 프라이밍의 표시, 환자 튜브 상태 변화들의 검출, 상태 변화가 발생한 날짜/시간, 및/또는 제공된 경보들의 표시들을 포함하는 데이터 구조 또는 로그를 생성할 수 있다.

프라이밍 센서 실시예

도 2는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 예시적인 의료 유체 전달 시스템(100)의 투석 기계(102)에 대해 위치되는 프라이밍 센서(104)의 도면을 예시한다. 예시된 예에서, 프라이밍 센서(104)는 투석 기계(102)의 하우징(201) 상에 제공된다. 프라이밍 센서(104)는, 측정들이 이루어지는 것을 가능하게 하기 위해 환자 튜브(106)를 제자리에 유지하도록 구성되는 홀더 섹션(202)을 포함한다. 홀더 섹션(202)은, 환자 튜브(106)에 부착된 캡(204)과 맞물리도록 구성되는 클립을 포함할 수 있다. 예컨대, 홀더 섹션(202)은, 캡(204)을 제자리에 유지하기 위해 캡(204)의 치수들에 대응하거나 그와 정렬되는 애퍼처를 포함할 수 있다. 환자는, 환자 튜브(106)를 홀더 섹션(202)의 개구 채널 내에 배치함으로써 캡(204)을 홀더 섹션(202)에 결합한다. 이어서, 환자는 캡(204)이 홀더 섹션(202) 내에 안착될 때까지 그를 하강시킨다. 홀더 섹션(202)이 투석 기계(102)의 일 측 상에 있는 것으로 도시되지만, 다른 실시예에서, 홀더 섹션은 투석 기계의 최상부, 전방, 후방, 및/또는 반대 측 상에 있을 수 있다.

예시적인 캡(204)은, 환자 튜브(106)의 단부 커넥터(206)에 기계적으로 연결되도록 구성된다. 캡(204)은, 프라이밍 시퀀스 동안 환자 튜브(106)로부터 공기가 통기될 수 있게 하는 소수성 통기구 또는 필터를 포함할 수 있다. 실시예에서, 통기구 또는 필터는 유체가 환자 튜브(106) 밖으로 넘쳐 흐르는 것을 방지한다. 프라이밍 센서(104)는, 유체 펌핑 또는 중력 프라이밍이 중단되어야 할 때를 결정하기 위해, 유체가 환자 튜브(106)의 단부 커넥터(206)에(또는 커넥터(206) 바로 아래에) 도달하는 때를 검출하도록 구성된다. 프라이밍 시퀀스가 완료된 후에, 환자는 캡(204)을 단부 커넥터(206)로부터 연결해제할 수 있다. 이어서, 환자는, 환자의 복강에 유체유동가능하게 연결되는 카테터에 환자 튜브(106)의 단부 커넥터(206)를 연결할 수 있다.

도 2는 또한, 환자 튜브(106)가 튜브 클램프(208)를 포함할 수 있음을 예시한다. 튜브 클램프(208)는, 유체가 의도치 않게 환자 튜브(106)를 빠져나가는 것을 방지하기 위해 프라이밍 전에 튜브(106)에 클램핑될 수 있다. 튜브 클램프는 프라이밍 시퀀스 전에 맞물림해제되지만, 환자가 치료를 시작하기 위해 단부 커넥터(206)를 카테터(또는 관련된 이송 세트)에 연결하는 동안 프라이밍 후에 클램핑될 수 있다. 일부 실시예들에서, 튜브 클램프(208)는 생략될 수 있다.

도 3은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 1 및 도 2의 프라이밍 센서(104)의 회로 기판(302)의 도면을 예시한다. 예시된 예에서, 회로 기판(302)은, 환자 튜브(106) 및/또는 단부 커넥터(206)의 적어도 일부분을 수용하도록 절단부 또는 애퍼처(304)를 포함한다. 애퍼처(304)는, 예시된 실시예에서, U-형상을 갖는다. 다른 실시예들에서, 애퍼처(304)는 원형 또는 난형 형상을 가질 수 있다. 덮개(306)가 회로 기판(302)의 애퍼처 단부에 제공되고, 전체 회로 기판을 덮도록 연장될 수 있다.

예시적인 덮개(306)는 투명하거나 투명에 가깝고, 유출되거나 점적된 투석 유체로부터 회로 기판(302)을 보호하도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 덮개(306)는 임의의 플라스틱 또는 유리 물질로 만들어질 수 있다. 덮개(306)는, 예시된 실시예에서, 원형 형상을 가지는 유지기 섹션(308)을 포함한다. 유지기 섹션(308)은 애퍼처(304)와 정렬되고, 환자 튜브(106) 및/또는 단부 커넥터(206)를 프라이밍 센서(104) 내에 수용, 유지, 또는 다른 방식으로 홀딩하도록 구성된다.

도 3은, 프라이밍 센서(104)가, 실시예에서, 검출기(320) 및 3개의 방출기(322)를 포함하는 것을 예시한다. 다른 예들에서, 프라이밍 센서(104)는 부가적인 검출기들(320) 및 방출기들(322)을 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 검출기(320)는, 3개의 방출기(322)에 대향하는 회로 기판의 측 상에 위치된다. 방출기로부터 방출된 광은 검출기(320)에 도달하기 위해 애퍼처(304)를 거쳐 지나가고, 그에 의해, 환자 튜브(106)가 유지기 섹션(308) 내에 배치될 때 튜브 측정들이 수행되는 것이 가능하게 된다.

도 4는 회로 기판(302) 상의 방출기들(322)에 대한 검출기(320)의 하나의 가능한 위치결정의 도면을 예시한다. 예에서, 제1 방출기(322a)는 검출기(320)의 대향하는 측 상에 있도록 위치되고, 대략적으로 0° 각도로 검출기(320)를 향해 직접 광을 방출하도록 위치된다. 게다가, 제2 방출기(322b)는 제1 방출기(322a)에 인접한 회로 기판(302) 상에 위치되고, 제1 방출기(322a)와 동일한 대략 0° 각도로 광을 방출하도록 구성된다. 제3 방출기(322c)는 회로 기판 상에서 제2 방출기(322b)에 인접하게 위치되지만, 제1 방출기(322a) 및 제2 방출기(322b)로부터 방출된 광에 대해 20° 내지 70°의 각도로 위치된다. 다른 예들에서, 방출기들(322)은 검출기(320)를 향해 상이한 각도들로 광을 지향시키도록 위치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.

예시적인 검출기(320)는 제1 방출기(322a)를 직접 가리키는 것으로부터 대략 10° 오프셋된 각도로 위치된다. 다른 예들에서, 10° 오프셋은 더 크거나 더 작을 수 있다. 방출기들(322)에 대한 검출기(320)의 위치결정은, 검출기(320)가, 제1 방출기(322a)로부터의 투과성 광, 제2 방출기(322b)로부터의 중간/부분 반사성 광과 부분 투과성 광, 및 제3 방출기(322c)로부터의 반사성 광을 수신하는 것을 가능하게 한다. 스윕 패턴 동안의 투과성 및 반사성 광의 수신은, 프로세서(120)가 상이한 튜브 상태들 사이에서 고유 및 차등 패턴들을 갖는 파형들을 생성하는 것을 가능하게 하는 것을 돕는다.

도 4에 도시된 치수들은 단지 예시의 목적들을 위해 인치 단위로 제공되고, 검출기(320) 및 환자 튜브(106)에 대해 방출기(322)를 위치시키기 위한 가능한 치수들의 예시이다. 다른 실시예들에서, 치수들은 센티미터 단위로 표현될 수 있다. 대안적으로, 프라이밍 센서(104)의 치수들은 더 크고/거나 더 작을 수 있다.

도 3 및 도 4의 예시적인 검출기(320)는 포토트랜지스터와 같은 임의의 유형의 광 검출기를 포함할 수 있다. 검출기(320)는, 검출된 광의 밝기를 나타내는 디지털 또는 아날로그 출력을 제공하도록 구성된다. 일부 예시들에서, 검출기(320)는, 출력 데이터를 샘플 레이트로 그리고/또는 프로세서(120)에 의한 요청 시에 송신할 수 있다. 대안적으로, 검출기(320)는 검출된 광 밝기를 나타내는 출력 데이터를 연속적으로 송신할 수 있으며, 여기서, 프로세서(120)는 수신된 데이터를 샘플링한다.

도 3 및 4의 예시적인 방출기들(322)은 적외선 발광 다이오드("LED")들과 같은 임의의 유형의 광 방출기를 포함할 수 있다. 방출기(322)는, 예컨대, 투석 기계(102)의 전력 공급 구성요소를 통해 또는 프로세서(120)를 통해 5-볼트 DC 전력을 수신함으로써 전력을 공급받을 수 있다. 방출기들(322)의 밝기는, 실시예에서, 프로세서(120)에 의해 제공되는 필터링된 펄스 폭 변조("PWM") 신호를 통해 제어된다. PWM 신호의 듀티 사이클은, 방출기들(322)에 의해 방출되는 광의 밝기를 조정하기 위해 프로세서(120)에 의해 제어된다. 일부 예시들에서, 프로세서(120)는 시간 기간에 걸쳐 듀티 사이클을 0 %에서 100 %로 램핑하여 방출기들(322) 중 임의의 하나 이상으로 하여금 오프에서 최고 또는 피크 밝기로 전환되게 할 수 있다.

도 5는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 3 및 도 4의 방출기들(322)에 대한 지향성 방사선 패턴(500)의 도면을 예시한다. 패턴(500)은, 본 예에서, 광 강도가 (0°에서의) 직접 방출로부터 +/- 10° 내지 15° 사이에서 가장 크다는 것을 보여준다. 방출된 광은 직접 방출로부터 +/- 20° 내지 30° 사이에서 강도가 상당히 감소하며, 이는, 정확한 광 지향성 제어를 가능하게 한다. 다른 예들에서, 상이한 방출기들(500)은 상이한 방사선 패턴들을 생성할 수 있다.

도 6은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 3 및 도 4의 검출기(320)의 지향성 방사선 민감도 패턴(600)의 도면을 예시한다. 예시된 예에서, 검출기(320)는, +/- 5°의 각도 변위 사이에서 가장 민감하다. 검출기(320)의 민감도는 +/- 20°의 각도 변위 후에 상당히 감소한다.

도 5 및 도 6의 패턴들(500 및 600)은, 검출기(320)와 방출기들(322) 사이의 +/- 5°보다 큰 임의의 각도 변위는, 검출된 광 밝기가 피크 강도에서 측정되는 바와 같은 방출된 밝기 미만이게 한다는 것을 예시한다. 게다가, 패턴들(500, 600)의 급격한 하락은, 튜브 및 임의의 유체 함유물들이 방출된 광의 적어도 일부분을 반사/굴절시키므로, 환자 튜브(106)의 상이한 상태들에 기반하여 상당히 상이한 파형들이 형성되는 것을 가능하게 한다.

프로세서 실시예

도 1의 예시적인 프로세서(120)는, 환자 튜브의 상태를 검출하기 위한 파형을 결정하도록 부분적으로 구성된다. 도 7a는 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 프로세서(120)가 스윕 패턴(700)을 형성하고 방출된 광을 검출하기 위해 프라이밍 센서(104)와 함께 어떻게 동작하는지를 예시하는 도면을 도시한다. 프로세서(120)는, 튜브 상태를 결정하기 위해 스윕 패턴을 주기적으로 동작시도록 구성된다. 예컨대, 프로세서(120)는, 매 밀리초, 100 밀리초, 500 밀리초, 1000 밀리초, 2500 밀리초 등마다 스윕 패턴(700)을 동작시킬 수 있다. 다른 예들에서, 프로세서(120)는 도 7a에 도시된 패턴(700)과 상이한 스윕 패턴들을 적용하도록 구성될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예컨대, 프로세서(120)는, 제1 방출기(322)가 비활성화되거나 꺼진 후까지 후속 방출기(322)를 활성화하지 않을 수 있다.

예시적인 프로세서(120)는, 스윕 패턴(700)을 생성하기 위해, 제어된 방식으로 방출기들(322)에 각각에 하나 이상의 메시지를 송신하거나 그에 제공되는 아날로그 신호를 제어하도록 구성된다. 메시지는, 예컨대, 듀티 사이클 백분율을 특정할 수 있다. 대안적으로, 밝기를 제어하기 위한 아날로그 신호는 요망되는 듀티 사이클에 따라 프로세서(120)에 의해 설정될 수 있다. 메모리(122)에 저장된 명령어들은, 스윕 패턴(700)을 생성하기 위해 방출기들(322) 각각에 대해 시간 기간에 걸쳐 듀티 사이클이 어떻게 변하는지를 정의할 수 있다.

예시된 예에서, 프로세서(120)는, 방출기(322a)로 하여금, 제1 시간 기간(704) 동안, 총 스윕 패턴(700)의 제1 성분인 제1 임펄스 패턴(702)을 방출하게 한다. 임펄스 패턴(702)은, 방출기(322)가 0 % 또는 5 %와 같은 비교적 낮은 듀티 사이클로 설정되는 것으로 시작된다. 시간 기간(704)의 중간 지점에서, 듀티 사이클은 비교적 높으며(예컨대, 75 % 내지 100 %), 이는 광 밝기의 강도를 증가시킨다. 시간 기간(704)의 나머지 동안, 프로세서(120)는, 듀티 사이클을 감소시켜 방출기(322a)로 하여금 방출된 광의 밝기를 감소시키게 하도록 구성된다. 도 7b는 비-가우시안 형상을 갖는 임펄스 패턴(702)의 다른 실시예를 도시한다. x-축을 따른 값들은 방출기(322a)에 제공되는 (제1 시간 기간(704)에 걸친) 전력 수준을 표현하며, 이는, 방출된 광 밝기에 대한 듀티 사이클에 비례한다.

도 7a를 다시 참조하면, 제2 시간 기간(708) 동안, 프로세서(120)는 방출기(322b)로 하여금 제2 임펄스 패턴(706)을 방출하게 한다. 예시된 바와 같이, 제2 시간 기간(708)은 제1 시간 기간(704)의 중간 지점에서 시작된다. 다른 예들에서, 제2 시간 기간(708)은 제1 시간 기간(704) 도중의 1/4, 1/3, 2/3, 3/4, 7/8, 또는 다른 시간들에서 시작될 수 있다. 대안적으로, 제2 시간 기간(708)은 제1 시간 기간(704)이 종료된 후에 또는 종료되자마자 시작될 수 있다. 임펄스 패턴(706)은 임펄스 패턴(702)과 동일할 수 있거나, 상이한 형상을 가질 수 있다. 도 7c는 비-가우시안 형상을 갖는 임펄스 패턴(706)의 또 다른 실시예를 도시한다.

제3 시간 기간(712) 동안, 프로세서(120)는 방출기(322c)로 하여금 제3 임펄스 패턴(710)을 방출하게 한다. 예시된 바와 같이, 제3 시간 기간(712)은 제2 시간 기간(708)의 중간 지점에서 시작된다. 다른 예들에서, 제3 시간 기간(712)은 제2 시간 기간(708) 도중의 1/4, 1/3, 2/3, 3/4, 7/8, 또는 다른 시간들에서 시작될 수 있다. 대안적으로, 제3 시간 기간(712)은 제2 시간 기간(708)이 종료된 후에 또는 종료되자마자 시작될 수 있다. 임펄스 패턴(710)은 임펄스 패턴들(702 및 706)과 동일할 수 있거나, 상이한 형상을 가질 수 있다. 도 7d는 비-가우시안 형상을 갖는 임펄스 패턴(710)의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 7e는 시간 경과에 따른 임펄스 패턴들(702, 706, 및 710)의 합성 파형(750)의 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 패턴들(702, 706, 및 710)은 그들 간은 기울기 및 폭에서 약간의 차이들을 갖는다. 게다가, 패턴들(702, 706, 및 710)은 실질적으로 중첩된다. 일부 실시예들에서, 패턴들(702, 706, 및 710)에서의 중첩은 도 3 및 도 4에 도시된 방출기들(322)의 간격에 대응할 수 있다. 합성 파형(750)으로서 집합적으로 도시된 임펄스 패턴들(702, 706, 및 710)은 함께, 스윕 기간에 걸쳐 발생하는 전체 스윕 패턴(700)을 형성한다.

임펄스 패턴들(702, 706, 및 710)은 종형 곡선(bell-curve) 형상을 갖는 것으로 도시된다. 다른 예들에서, 임펄스 패턴들(702, 706, 및 710)은, 듀티 사이클의 변화들에 대응하는 상이한 형상들, 이를테면, 구형파 형상, 이봉(bi-modal) 형상, 톱니 형상 등을 가질 수 있다. 추가로, 임펄스 패턴들(702, 706, 및 710)은 동일한 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 다른 예들에서, 패턴들(702, 706, 및 710) 각각은 상이할 수 있다.

도 7a를 다시 참조하면, 스윕 패턴(700) 동안, 예시적인 프로세서(120)는, 검출기(320)로부터 출력 데이터 샘플들(720)을 수집 또는 수신하도록 구성된다. 예시된 예에서, 데이터 샘플들(720)을 표현하는 라인들의 높이는 광 밝기를 나타내지 않는다. 오히려, 데이터 샘플들(720)에 대한 라인들은, 광 밝기가 스윕 패턴(700)에 대해 검출기(320) 및/또는 프로세서(120)에 의해 샘플링되는 때의 표시들을 제공한다. 샘플링된 출력 데이터(720)는 (디지털 형태이든 아날로그 형태이든) 검출기(320)의 적어도 하나의 포토트랜지스터에 의해 감지되는 광의 강도의 표시를 제공한다. 샘플링된 출력 데이터(720)는, 검출된 광 강도에 비례하는 아날로그 전압 또는 광 강도를 나타내는 디지털 메시지로서 송신될 수 있다. 일부 예들에서, 검출기(320)는, 포토트랜지스터를 샘플링하고 샘플링된 시간들에서 출력 데이터를 송신하도록 구성된다. 다른 예들에서, 검출기(320)는 검출된 광을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 이러한 다른 예들에서, 검출기(320)는, 프로세서(120)로부터의 샘플링 메시지/신호의 수신 시, 측정된 광 강도를 나타내는 메시지 또는 아날로그 신호를 송신하거나, 출력 데이터의 스트림을 제공한다. 출력 데이터의 스트림의 예시에서, 프로세서(120)는 출력 데이터를 샘플링하고 처리한다. 예에서, 프로세서(120) 및/또는 검출기(320)는 스윕 패턴(700) 동안 10개 내지 100개의 샘플, 바람직하게는 50개 내지 80개의 샘플을 취득하도록 구성된다.

도 8 및 도 9는 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 따른, 튜브가 없는 상태에 대한, 스윕 패턴(700)의 서브세트들 또는 부분들을 예시하는 예시적인 그래프들(800, 825, 850, 900, 925, 및 950)을 도시한다. 색인들(802, 826, 및 852)은, 개개의 서브세트 그래프(800, 825, 및 850)들 동안의 주어진 시점에서 방출기들 각각에 의해 방출된 광 강도를 예시하며, 가장 좌측 막대는 제1 방출기(322a)에 대응하고, 중간 막대는 제2 방출기(322b)에 대응하고, 가장 우측 막대는 제3 방출기(322c)에 대응한다. 막대들(804, 828, 854)은, 서브세트 그래프(800) 동안 개개의 시간 인스턴스에서 검출기(320)에 의해 감지되는 광 강도를 나타낸다.

예시적인 그래프(800)는, 스윕 패턴(700)의 시작에서 제1 방출기(322a)만이 비교적 낮은 강도로 광을 방출한다는 것을 보여준다. 예시적인 서브세트 그래프(825)는, 후속 시간에 걸쳐, 제1 방출기(322a)의 강도가 증가하는 한편 다른 2개의 방출기(322b 및 322c)는 오프로 유지된다는 것을 보여준다. 예시적인 서브세트 그래프(850)는, 다른 나중의 시간 동안, 제1 방출기(322a)가 비교적 밝은 광(높은 듀티 사이클에 의해 설정됨)을 방출하고 제2 방출기(322b)가 적어도 일부 광을 기여함에 따라, 검출된 광의 강도가 더 크다는 것을 보여준다.

그래프(900)는, 방출기들 둘 모두가 비교적 동일한 강도로 광을 방출함에 따른, 제1 방출기(322a)로부터 제2 방출기(322b)로의 스윕 진행을 도시한다. 그래프(925)는, 제1 방출기(322a)가 꺼지고 제2 방출기(322c)의 밝기가 낮아지는 동안 제3 방출기(322c)가 가장 밝은 광을 방출할 때의 스윕 패턴(700)을 보여준다. 스윕 패턴(700)의 이 지점에서, 광 강도의 가중치는 제2 방출기(322b)와 제3 방출기(322c) 사이의 지점으로 편이되었으며, 이는, 우측을 향한 파형의 편이에 의해 보여진다. 그래프(950)는, 제1 방출기(322a) 및 제2 방출기(322b)가 꺼지고 제3 방출기(322c)의 밝기가 감소되는, 스윕 패턴(700)의 끝을 보여준다.

도 10은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 튜브가 없는 상태에 대한, 스윕 기간(700) 동안 샘플링된 출력 데이터를 집계하거나 다른 방식으로 결합함으로써 형성되는 파형(1000)의 도면을 도시한다. 파형(1000)은 스윕 패턴(700) 동안 검출기(320)에 의해 감지된 광 밝기를 표현한다. 예시적인 파형(1000)은, 방출기들(322)의 중첩 임펄스 패턴들(도 7a와 관련하여 위에서 논의됨)의 결과로서 종형 형상을 갖는다. 파형(1000)은 선택된 임펄스 패턴들의 간격 및 형상에 기반하여 변할 수 있다는 것이 인식되어야 한다.

예시적인 프로세서(120)는, 도 10에 도시된 파형과 같은 파형을 생성하기 위해, 샘플링된 출력 데이터를 컴파일하도록 구성된다. 프로세서(120)는, 환자 튜브(106)의 상태를 결정하기 위해, 컴파일된 파형을 하나 이상의 기준 파형과 비교하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)는, 파형과 기준 파형들 사이의 차이들을 결정하도록 구성된다. 차이들은 스윕 기간을 따라 상이한 지점들에서 검출된 피크 밝기의 비교를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 기준 파형들 중 어느 기준 파형이 측정된 파형과 가장 작은 차이를 갖는지를 결정한다. 이어서, 프로세서(120)는, 가장 작은 차이를 갖는 선택된 기준 파형에 기반하여 환자 튜브(106)의 상태를 결정한다. 다른 예들에서, 프로세서(120)는, 튜브(106)의 상태를 식별하기 위한 최상의 핏을 결정하기 위해, 취득된 파형에 대한 기준 파형들의 템플릿 매칭을 수행하도록 구성된다.

일부 예들에서, 프로세서(120)는, 공통 모드 오프셋을 제거하고, 그에 따라서, 취득된 파형을 다시 스케일링하여 주변 광으로부터의 효과들을 제거할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 프로세서(120)는, 파형의 1차 도함수를 계산하여 파형의 기울기가 변하는 영역들을 결정하도록 구성될 수 있다. 도 11 내지 도 16은 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 따른, 상이한 튜브 상태들에 대한 취득된 파형들 및 대응하게 계산된 도함수 파형들(예컨대, 분석용 출력 파형들)의 그래프들을 도시한다.

도 11은 튜브가 없는 상태에 대응하는 취득된 파형들(1100)의 도면을 도시한다. 취득된 파형들(1100)은, 프라이밍 센서들(104)의 대규모 집단에 대한 500개의 상이한 스윕으로부터의 약 500개의 개별 파형을 포함한다. 도 10의 파형(1000)과 유사하게, 파형들(1100)은 대략적인 종형 형상을 갖는다. 라인(1102)(예컨대, 가장 두꺼운 라인)은 파형들(1100)의 평균을 표현하고, 튜브가 없는 상태에 대한 기준 파형으로서 사용될 수 있다. 도 12는 파형들(1100)의 1차 도함수를 결정함으로써 프로세서(120)가 계산하는 파형들(1200)을 도시한다. 라인(1202)은 파형들(1200)의 평균을 표현하고, 부가적으로 또는 대안적으로, 튜브가 없는 상태에 대한 기준 파형으로서 사용될 수 있다. 예시된 바와 같이, 1차 도함수의 계산은 데이터의 변동성을 감소시키고, 스윕 패턴에 대해 파형들(1100)의 기울기가 변하는 더 일관된 파형 섹션들을 제공할 수 있다.

도 13은 건조한 튜브 상태에 대응하는 취득된 파형들(1300)의 도면을 예시한다. 도 11과 유사하게, 취득된 파형들(1300)은 500개의 상이한 스윕으로부터의 약 500개의 개별 파형을 포함한다. 라인(1302)은 파형들(1300)의 평균을 표현하며, 건조한 튜브 상태에 대한 기준 파형으로서 사용될 수 있다. 파형들(1300)은 중간에 오목부를 갖는 일관된 종형 형상 패턴을 보여준다. 오목부는, 예컨대, 환자 튜브(106)에서 반사되는 적어도 일부 광의 결과로서 스윕의 중간으로부터의 광의 하락에 의해 야기될 수 있다. 도 14는, 파형들(1300)의 1차 도함수를 결정함으로써 프로세서(120)에 의해 계산되는 파형들(1400)을 예시한다. 라인(1402)은 파형들(1400)의 평균을 표현하고, 부가적으로 또는 대안적으로, 건조한 튜브 상태에 대한 기준 파형으로서 사용될 수 있다. 본 예에서, 건조한 튜브 상태에 대해, 파형들(1400)은, 스윕 기간들 동안 동일한 샘플링된 지점들에 대한 파형들(1200)에서의 기울기의 변화와 상이한, 샘플링된 지점들(25 및 55) 사이에서의 기울기의 변화를 보여준다. 기울기의 변화는 파형들(1300)에서의 오목부에 기인한다. 인식할 수 있는 바와 같이, 샘플 지점들(25 및 55) 사이의 파형들(1200 및 1400) 사이의 상당한 차이는, 튜브가 없는 상태 및 건조한 튜브 상태가 충분히 다른 것을 보장하는 것을 도와서, 프로세서(120)가 정확한 결정을 하고, 예컨대, 잘못된 검출들을 방지하는 것을 가능하게 한다.

도 15는 습윤 튜브 상태에 대응하는 취득된 파형들(1500)의 도면을 예시한다. 도 11 및 도 13과 유사하게, 취득된 파형들(1500)은 500개의 상이한 스윕으로부터의 약 500개의 개별 파형을 포함한다. 라인(1502)은 파형들(1500)의 평균을 표현하며, 습윤 튜브 상태에 대한 기준 파형으로서 사용될 수 있다. 파형(1500)은 대략 샘플 지점(35)에 이르기까지 파형(1300)과 유사하다. 그 지점 후에, 파형(1500)은, 유체가 제2 및 제3 방출기들(322)로부터의 광을 더 많이 흡수하거나 반사함에 따라 강도가 저하된다. 도 16은, 파형들(1500)의 1차 도함수를 결정함으로써 프로세서(120)가 계산하는 파형들(1600)을 예시한다. 라인(1602)은 파형들(1600)의 평균을 표현하고, 부가적으로 또는 대안적으로, 습윤 튜브 상태에 대한 기준 파형으로서 사용될 수 있다. 습윤 튜브 상태에 대해, 파형들(1600)은, 파형들(1200 및 1400)의 기울기와 상이한, 샘플링된 지점들(25 및 55) 사이에서의 기울기의 변화를 보여준다. 기울기의 변화는, 지점(35) 이후의 파형들(1400)의 강도의 저하에 기인한다. 샘플 지점들(25 및 55) 사이의 파형들(1200, 1400, 및 1600) 사이의 상당한 차이는, 튜브가 없는 상태, 건조한 튜브 상태, 및 습윤 튜브 상태가 충분히 다른 것을 보장하는 것을 도와서, 프로세서(120)가 정확한 결정을 하고, 예컨대, 잘못된 검출들을 방지하는 것을 가능하게 한다.

취득된 파형으로부터 도함수 파형을 결정한 후에, 예시적인 프로세서(120)는, 튜브 상태를 결정하기 위해 도함수 파형을 기준 파형들과 비교하도록 구성된다. 예시적인 프로세서(120)는, 취득된 파형을, 상이한 튜브 상태들에 대응하는 기준 파형들과 비교하도록 구성될 수 있다. 예에서, 라인들(1202, 1402, 및 1602) 각각은 개개의 튜브 상태에 대한 기준 파형을 나타낼 수 있다. 취득된 파형의 각각의 도함수에 대해, 프로세서(120)는, 도함수 파형과 기준 파형들 각각 사이의 차이를 계산하도록 구성된다. 이어서, 프로세서(120)는, 계산된 차이들(예컨대, 면적들)을 합산 또는 적분하여 차이들(예컨대, 면적들) 중 어느 차이가 가장 작은지를 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 식별된 튜브 상태에 대한 가장 작은 차이(예컨대, 면적)를 선택하며, 이는, 어느 기준 파형이 취득된 출력 데이터의 도함수 파형과 가장 잘 매칭하는지를 나타낸다.

파형들(1000 내지 1600)은 검출기(320)에 대한 방출기들(322)의 수 및 간격에 의존할 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 파형들(1000 내지 1600)은 더 적은 방출기들(322) 또는 더 많은 방출기들(322)에 대해 상이한 형상들 및/또는 진폭들을 가질 수 있다. 추가로, 파형들(1000 내지 1600)은 방출기들(322) 및/또는 검출기(320) 사이의 간격 및/또는 각도에 기반하여 상이한 형상들 및/또는 진폭들을 가질 수 있다. 그러나, 상이한 실시예들에도 불구하고, 예시적인 프로세서(120)는, 샘플링된 출력 데이터에 기반하여 튜브 상태를 결정하기 위해 튜브 상태들 각각에 대한 기준 파형들(방출기들(322) 및/또는 검출기들(320)의 배열 및 수로부터 결정됨)을 사용하도록 구성된다.

도 17 내지 도 19는, 기준 파형들(1202, 1402, 및 1602)과 계산된 도함수 파형들(1200, 1400, 및 1600) 사이의 마진들을 예시하는 도면들을 예시한다. 도 17은 x-축 상의 0과 500 사이의 값으로서 500개의 상이한 튜브가 없는 파형들(1200) 각각, 및 파형들(1200)과 y-축 상의 기준 파형들(1202, 1402, 및 1602) 각각 사이의 면적 차이를 도시한다. 라인(1702)은 건조한 튜브 기준 파형(1402)과의 면적 차이를 표현하고, 라인(1704)은 습윤 튜브 기준 파형(1602)과의 면적 차이를 표현하며, 라인(1706)은 튜브가 없는 기준 파형(1202)과의 면적 차이를 표현한다. 라인(1708)은 다음 가장 가까운 매치와 비교하여 가장 가까운 매치 사이의 마진을 보여준다. 도 17에 도시된 바와 같이, 튜브가 없는 상태는, 파형들(1200)이 기준 파형(1202)과 가장 가깝게 매칭되었으므로 일관적으로 검출되었으며, 다음 가장 가까운 매치와 비교하여 적어도 50 % 마진이 있다. 그러므로, 프로세서(120)는 모든 각각의 인스턴스에서 튜브가 없는 상태를 올바르게 식별하였다.

도 18은 건조한 튜브 기준 파형(1402)이 모든 512개의 파형(1400)에 가장 가깝게 매칭되는 것을 예시한다. 마진이 일부 파형들에 대해 더 작았지만, 프로세서(120)가 올바른 상태를 선택하는 것이 가능하기에 충분한 차이가 존재했다. 도 19는 습윤 튜브 기준 파형(1602)이 모든 520개의 파형(1600)에 가장 가깝게 매칭되는 것을 예시한다. 마진은 건조한 튜브 기준 파형(1402)에서 적어도 40 %였다. 다시, 프로세서(120)는 올바른 튜브 상태를 선택하였다.

일부 실시예들에서, 예시적인 프로세서(120)는, 도함수 파형을 결정하는 것이 아니라 취득된 파형의 푸리에 변환을 계산할 수 있다. 푸리에 변환은, 튜브 상태를 결정하기 위해, 프로세서(120)에 의해 하나 이상의 기준 파형과 비교될 수 있다. 또 다른 예들에서, 프로세서(120)는, 튜브 상태를 결정하기 위해, 취득된 파형의 피어슨(Pearson) 상관을 사용하도록 구성된다. 추가로, 일부 실시예들에서, 프로세서(120)는, 취득된 데이터를 평활화, 오버샘플링, 및/또는 필터링하여 이상치 데이터에 대해 조정하도록 구성된다. 더욱이, 일부 실시예들에서, 프로세서(120)는, 튜브 상태 결정의 신뢰도를 계산할 수 있다. 튜브 상태는, 마진 데이터, 또는 2개의 기준 파형이 취득된 파형의 도함수에 대해 얼마나 가까운지에 기반할 수 있다. 예시적인 프로세서(120)는, 신뢰도가 임계치(예컨대, 65 %) 미만인 경우 파형을 폐기하고/거나 튜브 상태가 결정될 수 없다는 것을 표시하기 위해 경보가 활성화되게 할 수 있다.

일부 실시예들에서, 프로세서(120)는, 검출된 튜브 상태가 유효하다는 것을 결정하거나 표시하기 전에 특정 튜브 상태를 임계 횟수만큼 검출하도록 구성된다. 그러한 구성은, 의료 유체 전달 시스템(100)의 동작에 영향을 미치는 잘못된 튜브 상태 검출의 기회들을 감소시킨다. 임계치는, 일정 시간 기간(예컨대, 5 초, 10 초, 30 초, 1 분, 2 분 등) 내의 5 회의 검출 내지 20 회의 검출일 수 있고/거나 가능한 7 회 내지 25 회의 검출 중 5 회 내지 20 회의 검출일 수 있다. 예에서, 프로세서(120)는 튜브가 없는 상태에 있을 수 있다. 프라이밍 센서(104) 내로의 환자 튜브(106)의 삽입 시, 프로세서(120)는, 스윕 패턴들이 동작됨에 따라 건조한 튜브 상태의 검출들을 축적하기 시작한다. 건조한 튜브 상태의 임계 수의 검출이 일정 시간 기간 내에 또는 특정된 수의 검출 내에 이루어진 후에, 프로세서(120)는, 건조한 튜브 상태가 존재한다는 것을 검증하고 적절한 메시지/명령어를 송신한다.

일부 실시예들에서, 프로세서(120)는, 비교에 사용되는 특정 기준 파형들을 생략할 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)가 튜브가 없는 상태에 있는 경우, 프로세서(120)는 일반적으로, 습윤 튜브 상태를 다음 전환으로서 검출하지 않는다. 그러므로, 튜브가 없는 상태에서, 프로세서(120)는 잘못된 상태 검출을 감소시키기 위해 습윤 튜브 상태와 연관된 기준 파형들을 생략할 수 있다.

도 20은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 환자 튜브(106)의 튜브 상태를 결정하기 위한 예시적인 절차(2000)의 도면을 예시한다. 예시적인 프로세서(120)는, 절차(2000)에 의해 설명되는 기계 판독가능 명령어들을 실행하거나 동작시키도록 구성된다. 절차(2000)가 도 20에 예시된 흐름도를 참조하여 설명되지만, 절차(2000)와 연관된 동작들을 수행하는 많은 다른 방법들이 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예컨대, 블록들 중 많은 블록들의 순서가 변경될 수 있고, 특정 블록들이 다른 블록들과 조합될 수 있으며, 설명된 블록들 중 많은 블록들이 임의적이다. 예컨대, 블록들(2808, 2810, 및 2812) 중 임의의 블록이 생략될 수 있다.

먼저, 예시적인 프로세서(120)는, 환자가 투석 요법을 시작해야 한다는 표시를 수신하거나 그를 결정한다(블록 2002). 예시적인 프로세서(120)는, 환자가 치료를 시작하기로 선택했다는 입력을 사용자 인터페이스(124)를 통해 수신할 수 있다. 대안적으로, 프로세서(120)는, 전자적으로 저장된 스케줄을 통해 환자가 투석 요법을 받아야 한다고 결정할 수 있다. 요법을 준비하기 위해, 예시적인 프로세서(120)는 일 실시예에서 설정 루틴을 동작시키고, 이는, 적절한 용기들에 튜브들을 연결하는 것 및 프라이밍 및/또는 소독 절차를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 환자 튜브(106)를 프라이밍할 시간일 때, 예시적인 프로세서(120)는, 환자가 환자 튜브(106)를 프라이밍 센서(104) 내로 삽입해야 한다는 표시를 위한 메시지(2001)를 송신한다(블록 2004). 도 21은, 메시지(2001)에 기반하여 사용자 인터페이스(124)에 의해 표시될 수 있는 예시적인 그래픽(2100)을 예시한다. 그래픽(2100)은, 환자 튜브(106)가 프라이밍 센서(104) 내에 어떻게 배치되어야 하는지에 관한 텍스트 및 예시를 포함한다.

환자가 튜브(106)를 프라이밍 센서(104) 내로 올바르게 삽입했는지를 결정하기 위해, 예시적인 프로세서(120)는, 튜브 상태를 결정하기 위해 하나 이상의 스윕 패턴을 수행하도록 구성된다(블록 2006). 수행된 각각의 스윕 패턴에 대해, 프로세서(120)는 샘플링된 출력 데이터(2003)를 수신하며, 이는, 도 7 내지 도 19와 관련하여 위에 논의된 바와 같이, 취득된 파형으로 처리되고 튜브 상태를 결정하는 데 사용된다. 튜브가 없는 상태가 검출되는 경우, 프로세서(120)는, 환자 튜브(106)가 없음을 나타내는 하나 이상의 메시지(2007)를 송신하도록 구성된다. 도 22는, 메시지(2007)에 기반하여 사용자 인터페이스(124)에 의해 표시될 수 있는 그래픽(2200)의 도면을 예시한다. 그래픽(2200)은, 환자 튜브(106)가 삽입되지 않았다는 것을 환자에게 경고하는 팝업 창을 포함한다.

건조한 튜브 상태가 검출되는 경우, 예시적인 프로세서(120)는, 환자가 튜브를 유체 소스에 연결해야 한다는 것을 나타내는 하나 이상의 메시지(2009)를 송신한다(블록 2008). 다른 실시예들에서, 메시지(2009)는 환자에게 프라이밍 시퀀스를 시작할 것을 지시할 수 있다. 도 23은, 메시지(2009)에 기반하여 사용자 인터페이스(124)에 의해 표시될 수 있는 그래픽(2300)의 도면을 도시한다. 그래픽(2300)은, 유체 소스가 투석 기계의 하나 이상의 소스 튜브에 어떻게 연결되어야 하는지에 관한 텍스트 및 이미지들을 포함한다. 환자가 튜브를 연결한 후에, 환자는 그래픽(2300)에 도시된 프라이밍 버튼을 선택할 수 있다. 프라이밍 버튼의 선택은, 프로세서(120)가 프라이밍 시퀀스를 시작하기 위한 표시를 제공한다(블록 2010). 프라이밍 시퀀스는, 적어도 하나의 펌프(110)로 하여금 적어도 하나의 소스 용기로부터 환자 튜브(106)로 투석 유체를 이동시키게 하는 것을 포함한다. 이러한 시퀀스 동안, 프로세서(120)는, 방출기들(322)의 다수의 스윕들을 수행하는 것으로부터 샘플링된 출력 데이터(2003)를 수신한다(블록 2012). 게다가, 이러한 시퀀스 동안, 프로세서(120)는, 프라이밍 시퀀스가 실행되고 있음을 표시하는 도 24의 그래픽(2400)이 사용자 인터페이스(124) 상에 표시되게 할 수 있다.

건조한 튜브 상태의 각각의 검출에 대해, 프로세서(120)는, 임계치 계수기를 업데이트 또는 증분하고 계수기가 시간 임계치/제한을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다(블록 2014). 시간 임계치가 초과되는 경우, 환자 튜브(106)는 예상 시간 기간 내에 프라이밍할 수 없고, 폐색, 누출, 협착, 또는 투석 유체가 튜브를 채우는 것을 막는 다른 조건을 가질 수도 있다. 상황을 정정하려는 시도에서, 프로세서(120)는, 도 25의 그래픽(2500)이 디스플레이되게 하는 하나 이상의 메시지(2015)를 전송하도록 구성된다. 게다가, 경보가 활성화될 수 있다. 그래픽(2500)은, 프라이밍 오류를 나타내는 텍스트 및 환자가 소스 유체로부터의 튜브들 및 환자 튜브(106)를 점검하게 할 명령어들을 포함한다. 환자가 튜브들에 대한 문제를 식별하고 정정한 후에, 환자는 프라이밍 시퀀스를 재시작하기 위해 다음으로 버튼을 선택할 수 있다.

블록(2012)으로 되 돌아가서, 습윤 튜브 상태가 검출되는 경우, 예시적인 프로세서(120)는, 프라이밍 펌프(110)를 중단하도록 구성될 수 있다(블록 2016). 일부 실시예들에서, 예시적인 프로세서(120)는, 프라이밍이 올바르게 수행되었음을 확인하도록 구성된다. 예시적인 프로세서(120)는 또한, 치료를 시작하기 위해 환자 튜브(106)를 환자 라인 세트 및/또는 카테터에 연결할 것을 환자에게 지시하는 하나 이상의 메시지(2017)를 송신할 수 있다(블록 2018). 도 26은, 메시지(2017)에 기반하여 사용자 인터페이스(124)에 의해 표시될 수 있는 그래픽(2600)의 도면을 예시한다. 그래픽(2600)은, 환자 튜브(106)를 라인 세트 또는 카테터에 어떻게 연결하는지에 관한 정보를 환자에게 제공하는 텍스트 및 이미지를 포함한다.

예시적인 프로세서(120)는, 환자 튜브(106)가 여전히 센서 내에 존재하는지를 결정하기 위해 프라이밍 센서(104)를 사용하도록 구성된다(블록 2020). 프로세서(120)는, 튜브가 여전히 프라이밍 센서(104) 내에 있는지를 결정하기 위해 하나 이상의 세트의 샘플링된 출력 데이터(2003)를 수신한다. 튜브가 여전히 존재하는 경우, 프로세서(120)는, 환자가 프라이밍 센서(104)로부터 튜브를 제거해야 한다는 것을 나타내는 하나 이상의 메시지(2021)를 송신한다. 도 27은, 메시지(2021)에 기반하여 사용자 인터페이스(124)에 의해 표시될 수 있는 그래픽(2700)의 도면을 예시한다. 그래픽(2700)은, 환자 튜브가 라인 세트 또는 카테터에 대한 연결을 위해 프라이밍 센서로부터 제거되지 않았다는 경고를 제공하는 팝업 창을 포함한다. 환자 튜브(106)가 더 이상 검출되지 않는 경우, 예시적인 프로세서(120)는, 프라이밍 시퀀스를 종료하고/거나 투석 요법이 시작되는 것을 가능하게 하도록 구성된다(블록 2022). 이어서, 예시적인 절차(2000)는 종료된다.

도 28은 본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른, 환자 튜브(106)의 튜브 상태를 결정하도록 구성되는 예시적인 절차(2800)의 도면을 도시한다. 예시적인 프로세서(120)는, 절차(2800)에 의해 설명되는 기계 판독가능 명령어들을 실행하거나 동작시키도록 구성된다. 절차(2800)가 도 28에 예시된 흐름도를 참조하여 설명되지만, 절차(2800)와 연관된 동작들을 수행하는 많은 다른 방법들이 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예컨대, 블록들 중 많은 블록들의 순서가 변경될 수 있고, 특정 블록들이 다른 블록들과 조합될 수 있으며, 설명된 블록들 중 많은 블록들이 임의적이다.

예시적인 절차(2800)는, 프로세서(120)가 프라이밍 시퀀스를 수행하고 스윕 패턴(700)이 스윕 기간 동안 프라이밍 센서(104)에 의해 수행되게 할 때 시작된다(블록 2802). 스윕 패턴(700)이 프라이밍 센서(104)에 의해 수행되는 동안, 예시적인 프로세서(120)는, 프라이밍 센서(104)로부터 샘플링된 출력 데이터(2003)를 수신한다(블록 2804). 데이터(2003)는, 스윕 패턴(700)이 프라이밍 센서(104)에서 수행되는 동안 검출기(320)에서 검출된 광 밝기를 나타낸다. 예시적인 프로세서(120)는, 샘플링된 출력 데이터를 파형 또는 공간적 어레이 곡선으로 컴파일, 결합, 또는 집계한다(블록 2006).

예시적인 프로세서(120)는, 튜브 상태를 식별하기 위해 어레이 곡선에 대해 다음의 동작들 중 하나 이상을 수행한다. 예를 들면, 프로세서(120)는, 공간적 어레이 곡선 내에서 공통 모드 오프셋들을 식별할 수 있다(블록 2808). 공통 모드 오프셋들은 검출기(320)에 대한 주변 광 효과들에 의해 야기될 수 있다. 프로세서(120)는 또한, 공통 모드 오프셋을 제거하여 곡선 형상을 정규화지만 진폭 데이터를 유지하도록 어레이 곡선을 스케일링할 수 있다(블록 2010).

예시적인 프로세서(120)는, 부가적으로 또는 대안적으로, 스케일링된(또는 스케일링되지 않은) 어레이 곡선 또는 파형으로부터 1차 도함수 파형을 계산할 수 있다(블록 2812). 이어서, 프로세서(120)는, 가능한 튜브 상태에 대응하는 기준 파형들과 도함수 파형 사이의 차이를 결정한다(블록 2814). 파형들을 감산하는 것은, 스윕 패턴에 대응하는 샘플 지점들 각각에서 파형들 사이의 진폭의 차이를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 기준 파형들 각각에 대한 결정된 차이의 면적의 절대 값을 계산한다(블록 2816). 프로세서(120)는, 면적들을 비교하여 가장 작은 면적을 결정하고, 어느 기준 파형이 가장 작은 면적과 연관되는지를 결정한다(블록 2818). 이어서, 프로세서(120)는, 선택된 기준 파형에 대응하는 튜브 상태를 선택하고, 결정된 튜브 상태를 나타내는 하나 이상의 메시지를 송신한다(블록 2820).

프로세서(120)는, 일부 실시예들에서, 결정된 결과의 신뢰도 또는 마진을 결정할 수 있다. 신뢰도 또는 마진이 임계치 미만인 경우, 프로세서(120)는, 결과를 폐기하고/거나 튜브 상태가 결정될 수 없다는 것을 나타내는 오류 메시지를 송신할 수 있다. 일부 예시들에서, 프로세서(120)는, 각각의 튜브 상태가 검출된 횟수를 추적하는 계수기를 업데이트할 수 있다. 임계치가 충족되거나 초과되는 경우, 프로세서(120)는, 프라이밍 시퀀스에 대한 문제를 나타내는 오류 또는 프라이밍 센서(104) 내로의 환자 튜브의 삽입을 점검할 것을 환자에게 지시하는 메시지를 송신할 수 있다. 예시적인 절차(2800)는, 블록(2802)으로 되돌아가 부가적인 스윕 패턴들이 프라이밍 센서(104)에 의해 수행되게 함으로써 튜브 상태를 반복적으로 결정한다.

결론

본원에 설명된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다양한 변경들 및 수정들이 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것임이 이해되어야 한다. 그러한 변경들 및 수정들은 본 주제의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 그리고 본 주제의 의도된 이점들을 약화시킴이 없이 이루어질 수 있다. 따라서, 그러한 변경들 및 수정들은 첨부된 청구항들에 의해 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

1. 복막 투석 장치로서,
   투석 유체의 소스로부터 상기 투석 유체를 수용하도록 구성되는 환자 튜브;
   상기 소스로부터 상기 환자 튜브로 상기 투석 유체를 이동시키도록 구성되는 적어도 하나의 펌프;
   제1 방출기, 제2 방출기, 제3 방출기, 및 검출기를 포함하는 프라이밍 센서 ― 상기 검출기는, 상기 환자 튜브와 상호작용하는, 상기 제1 방출기, 상기 제2 방출기, 및 상기 제3 방출기에 의해 방출되는 광을 검출하도록 구성됨 ―;
   상기 프라이밍 센서를 동작시키도록 구성되는 프로세서; 및
   명령어들을 저장하는 메모리
   를 포함하며, 상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
   (i) 상기 제1 방출기, 상기 제2 방출기, 및 상기 제3 방출기를 스윕 기간 동안 스윕 패턴으로 동작시키게 하고 ― 상기 제1 방출기의 피크 밝기는 상기 제2 방출기의 피크 밝기 전에 발생하고, 상기 제2 방출기의 피크 밝기는 상기 제3 방출기의 피크 밝기 전에 발생함 ―,
   (ii) 상기 스윕 기간 동안 검출된 광을 나타내는 출력 데이터를 상기 검출기로부터 수신하게 하고,
   (iii) 상기 출력 데이터에 기반하여 상기 스윕 기간에 대응하는 출력 파형을 생성하게 하고,
   (iv) (a) 튜브가 없는 상태, (b) 건조한 튜브 상태, 또는 (c) 습윤 튜브 상태 중 하나를 결정하기 위해 상기 출력 파형을 적어도 하나의 기준 파형과 비교하게 하고,
   (v) 상기 비교를 나타내는 출력을 제공하게 하는, 복막 투석 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 습윤 튜브 상태가 결정되는 경우, 상기 습윤 튜브 상태를 나타내는 메시지가 송신되도록 추가로 구성되며,
   상기 (i) 내지 상기 (iv)는, 상기 습윤 튜브 상태가 결정될 때까지 상기 적어도 하나의 펌프가 상기 소스로부터 상기 환자 튜브로 상기 투석 유체를 이동시키게 되면서 프라이밍 시퀀스 동안 반복되는, 복막 투석 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 습윤 튜브 상태가 결정되는 경우, 복막 투석 치료가 가능해지도록 추가로 구성되는, 복막 투석 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 출력 파형의 도함수를 계산함으로써 분석용 출력 파형을 결정하고,
   상기 (a) 상태 내지 (c) 상태 중 하나를 결정하기 위해 상기 분석용 출력 파형을 상기 적어도 하나의 기준 파형과 비교하도록
   구성되는, 복막 투석 장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   적어도 3개의 기준 파형들을 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 (a) 상태 내지 (c) 상태를 결정하기 위해 상기 기준 파형들 중 하나를 상기 출력 파형과 매칭시키도록 구성되는, 복막 투석 장치.
6. 제1항, 제4항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   결정된 (a) 상태 내지 (c) 상태에 대응하는 텍스트 또는 그래픽 중 적어도 하나를 표시하도록 구성되는 사용자 인터페이스를 포함하는, 복막 투석 장치.
7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
   상기 프로세서 및 상기 검출기는, 상기 스윕 기간 동안의 상기 검출된 광을 나타내는 상기 출력 데이터를 형성하기 위해 10개 내지 100개의 샘플을 취득하도록 협력하는, 복막 투석 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 습윤 튜브 상태가 결정될 때마다 계수기를 증분하고;
   상기 계수기의 값을 계수기 임계치와 비교하고;
   상기 계수기의 값이 상기 계수기 임계치와 동일하거나 상기 계수기 임계치를 초과할 때 상기 습윤 튜브 상태를 결정하도록
   구성되는, 복막 투석 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 계수기 임계치는 2 내지 10인, 복막 투석 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 시간에, 상기 제1 방출기로 하여금 상기 메모리 내의 명령어들에 의해 정의되는 활성화 패턴에 따라 제1 시간 기간 동안 광을 방출하게 하고,
    상기 제1 시간 이후의 제2 시간에, 상기 제2 방출기로 하여금 상기 활성화 패턴에 따라 제2 시간 기간 동안 광을 방출하게 하고,
    상기 제2 시간 이후의 제3 시간에, 상기 제3 방출기로 하여금 상기 활성화 패턴에 따라 제3 시간 기간 동안 광을 방출하게 함으로써
    방출기들이 상기 스윕 패턴으로 동작하게 하는, 복막 투석 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 시간은 상기 제1 시간 기간 동안 또는 상기 제1 시간 기간 이후에 시작되고, 상기 제3 시간은 상기 제2 시간 기간 동안 또는 상기 제2 시간 기간 이후에 시작되는, 복막 투석 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 시간은 상기 제1 시간 기간 도중의 절반과 3/4 사이에서 시작되고, 상기 제3 시간은 상기 제2 시간 기간 도중의 절반과 3/4 사이에서 시작되는, 복막 투석 장치.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성화 패턴은, 개개의 시간 기간의 시작으로부터 피크 밝기에 도달하는 상기 개개의 시간 기간의 절반에 이를 때까지 듀티 사이클을 증가시키고, 상기 개개의 시간 기간의 절반으로부터 상기 개개의 시간 기간의 종료에 이를 때까지 상기 듀티 사이클을 감소시킴으로써, 상기 제1 방출기, 상기 제2 방출기, 및 상기 제3 방출기에 의해 방출되는 상기 광의 밝기의 제어를 특정하는, 복막 투석 장치.
14. 제10항에 있어서,
    상기 활성화 패턴은 가우시안 임펄스 파형에 대응하는, 복막 투석 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방출기는, 상기 환자 튜브가 상기 프라이밍 센서 내로 삽입될 때 상기 환자 튜브의 제2 측 상에 위치되는 상기 검출기로부터 대향하는 상기 환자 튜브의 제1 측 상에 위치되는, 복막 투석 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 방출기는 상기 제1 방출기에 인접한 상기 환자 튜브의 제1 측 상에 위치되고, 상기 제3 방출기는, 상기 제2 방출기에 인접하게 위치되고 상기 제1 방출기 및 상기 제2 방출기로부터 방출되는 광에 대해 30 도 내지 60 도로 광을 지향시키도록 정렬되는, 복막 투석 장치.
17. 제1항, 제15항, 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 방출기는 상기 검출기에 대해 투과성 발광 다이오드가 되도록 위치되고, 상기 제2 방출기는 상기 검출기에 대해 중간 발광 다이오드가 되도록 위치되고, 상기 제3 방출기는 상기 검출기에 대해 반사성 발광 다이오드가 되도록 위치되는, 복막 투석 장치.
18. 제1항에 있어서,
    상기 프라이밍 센서는, 상기 프라이밍 센서 내에 상기 환자 튜브를 유지하도록 구성되는 적어도 하나의 유지기 섹션을 포함하는, 복막 투석 장치.
19. 복막 투석 장치로서,
    제1 방출기, 제2 방출기, 및 검출기를 포함하는 프라이밍 센서 ― 상기 검출기는, 투석 튜브를 통해 상기 제1 방출기 및 상기 제2 방출기에 의해 방출되는 광을 검출하도록 구성됨 ―;
    상기 프라이밍 센서를 동작시키도록 구성되는 프로세서; 및
    명령어들을 저장하는 메모리
    를 포함하며, 상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    (i) 상기 제1 방출기 및 상기 제2 방출기를 스윕 기간 동안 스윕 패턴으로 동작시키게 하고,
    (ii) 상기 스윕 기간 동안 검출된 광을 나타내는 출력 데이터를 상기 검출기로부터 수신하게 하고,
    (iii) 상기 출력 데이터에 기반하여 상기 스윕 기간에 대응하는 어레이 곡선을 생성하게 하고,
    (iv) 상기 어레이 곡선에 기반하여 상기 투석 튜브의 상태를 결정하게 하고 ― 상기 상태는 (a) 튜브가 없는 상태, (b) 건조한 튜브 상태, 및 (c) 습윤 튜브 상태 중 적어도 하나를 포함함 ―,
    (v) 상기 습윤 튜브 상태가 결정되는 경우, 상기 투석 튜브가 프라이밍됨을 나타내는 메시지를 송신하게 하는, 복막 투석 장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    주변 광 효과들을 배제하기 위해 상기 어레이 곡선의 공통 모드 오프셋들을 제거하고;
    상기 어레이 곡선의 형상을 정규화하기 위해 공통 모드 오프셋에 기반하여 상기 어레이 곡선을 스케일링하고;
    스케일링된 어레이 곡선의 1차 도함수를 계산하고;
    상기 스케일링된 어레이 곡선의 1차 도함수로부터 3개의 상태 각각에 대한 기준 곡선을 감산하고,
    상기 스케일링된 어레이 곡선으로부터 개개의 기준 곡선을 감산함으로써 3개의 기준 곡선 각각에 대한 면적의 절대 값을 계산하고;
    상기 기준 곡선에 대한 면적의 가장 작은 절대 값에 대응하는 기준 곡선을 선택하여 상기 투석 튜브의 상태를 결정함으로써,
    상기 투석 튜브의 상태를 결정하도록 구성되는, 복막 투석 장치.

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