專利名稱：用于對(duì)流體或流體流中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定和/或監(jiān)控的設(shè)備以及對(duì)此的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)流體或流體流中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定和/或監(jiān)控的設(shè)備，以及尤其涉及一種對(duì)此的方法。
背景技術(shù)：
在例如為血液透析系統(tǒng)的體外的血液循環(huán)中，有意義的是，在可能通過治療出現(xiàn)的危險(xiǎn)組分方面對(duì)血液進(jìn)行監(jiān)控。尤其地，要嚴(yán)格地注意，能夠在體外的血液循環(huán)中識(shí)別并且阻擋氣泡和血塊。已知的治療系統(tǒng)在此能夠?qū)馀莸淖R(shí)別做出反應(yīng)且引起相應(yīng)的警報(bào)和/或治療停止。此外，嘗試借助于凝塊捕捉器來阻擋血塊。常用的對(duì)血樣在其組分或其流動(dòng)特性方面的檢查能夠例如借助基于不同原理的超聲波測量或通過光學(xué)測量進(jìn)行。借助通過相應(yīng)地校準(zhǔn)的頻率進(jìn)行的超聲波分析，例如能夠識(shí)別出血液中的氣泡。相反地，血塊的出現(xiàn)不能夠借助相同的超聲波原理來檢測，因?yàn)槁曉谀龎K上的散射作用通常是非常小的。也能夠是下述情況，沒有將凝塊的血液段與其他的血液段中的密度差異區(qū)分開。光學(xué)測量能夠通過光透射率的變化來識(shí)別出凝塊的出現(xiàn)。當(dāng)然，但是同時(shí)沒有將凝塊與同樣也引起透射率增大的氣泡區(qū)分開。有問題的是，盡管抵抗凝結(jié)，卻沒有排除在透析機(jī)的體外的血液循環(huán)中出現(xiàn)血塊。對(duì)此的原因能夠是多樣的，理由不總為錯(cuò)誤地?fù)诫s例如為肝素或檸檬酸鹽的抗凝劑。血液停滯、堵塞區(qū)以及與空氣或體外的血液循環(huán)的人工表面的接觸促進(jìn)激活凝結(jié)級(jí)聯(lián)。在激活凝結(jié)之后，血液中的凝血細(xì)胞或血小板改變其形式并且聚集成為血栓。所述血栓能夠堵塞透析器的毛細(xì)管并且只要沒有落入體外的血液循環(huán)中，所述血栓就能夠達(dá)到患者的循環(huán)中并且在那封鎖較小的脈管。出于該原因，在許多當(dāng)前的血液軟管和盒式系統(tǒng)中存在靜脈凝塊捕捉 器，所述凝塊捕捉器在血塊達(dá)到患者的身體中之如能夠接收血塊。所述防護(hù)措施并不是無可爭議的?，F(xiàn)在，如果人們根據(jù)透析治療希望非靜脈地、而是動(dòng)脈地送還血液，那么機(jī)械的凝塊捕捉器在動(dòng)脈方面沒有實(shí)現(xiàn)補(bǔ)救，這是因?yàn)樵诹鲃?dòng)逆轉(zhuǎn)的情況下，之前捕捉到的凝塊能夠被重新釋放并且到達(dá)患者中。從現(xiàn)有技術(shù)中已知對(duì)流體流關(guān)于在其中出現(xiàn)的氣泡和固體進(jìn)行監(jiān)控的一些附件。例如，US4，122，713公開一種用于測定流體的流動(dòng)速度的測量系統(tǒng)。在此，該測量系統(tǒng)除能夠測量血液流動(dòng)速度之外也能夠測定血液中氣泡的存在。EP0979111B1涉及一種用于對(duì)血液中的微小氣泡進(jìn)行光學(xué)識(shí)別和定量的設(shè)備。在此，也描述對(duì)血塊的光學(xué)識(shí)別，然而，僅能夠接收以具有相應(yīng)大小的顆粒的形式的血塊，卻不能用于小的血塊。JP7103967描述一種用于對(duì)血清試樣進(jìn)行檢查的設(shè)備，所述設(shè)備位于例如為量杯的試樣容器中。借助于光學(xué)傳感器和超聲波傳感器，對(duì)位于試樣容器中的分離的血樣進(jìn)行物位測量和相界探測。
從W02007/121398A2中已知通過無線電波分析對(duì)血液中的氣泡和固體顆粒進(jìn)行探測的另一種系統(tǒng)。US3, 935，876公開一種用于借助光學(xué)機(jī)構(gòu)在氣泡方面對(duì)血液流進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備，其中同樣也能夠借助所述設(shè)備進(jìn)行對(duì)血塊的監(jiān)控。盡管存在迄今為止的附件，值得期望的是，快速且安全地對(duì)血液中的血塊、尤其也對(duì)小血塊以及氣泡的出現(xiàn)進(jìn)行識(shí)別，其中相應(yīng)的測量設(shè)備盡可能簡單地構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的為以有利的方式改進(jìn)開始時(shí)所述的設(shè)備和方法，尤其為提供一種更簡單且更安全的方法以及一種能夠簡單且安全地運(yùn)行的設(shè)備，其中有利地，可在氣泡和血塊方面對(duì)血液流進(jìn)行安全且高精度的監(jiān)控。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。對(duì)此提出，用于對(duì)流體或流體流中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定和/或監(jiān)控的設(shè)備設(shè)有至少一個(gè)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)、至少一個(gè)超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)和至少一個(gè)信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)，其中能夠至少借助于光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)以光學(xué)的方式和至少借助于超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)借助超聲波來監(jiān)控流體，并且其中根據(jù)由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的組合，能夠在流體中借助于信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且/或者能夠借助于信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)將所述至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)與至少一種第二雜質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)分開，其中所述雜質(zhì)結(jié)構(gòu)尤其為氣泡和/或例如為血塊的固體。流體尤其能夠?yàn)檠翰⑶伊黧w流尤其能夠?yàn)檠毫鳌Ｓ糜谧R(shí)別至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)或用于將第一雜質(zhì)結(jié)構(gòu)與至少一種第二雜質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)分開的監(jiān)控信號(hào)的組合能夠優(yōu)選地根據(jù)對(duì)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)的和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)的監(jiān)控信號(hào)的對(duì)比來進(jìn)行。雜質(zhì)結(jié)構(gòu)例如能夠?yàn)闅馀莺?或例如為血塊的固體，尤其地，氣泡是第一雜質(zhì)結(jié)構(gòu)并且例如為血塊的固體是第二雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，借助于所述設(shè)備能夠有利地對(duì)其進(jìn)行識(shí)別和區(qū)分。如果借助于超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)探測出雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，那么由此識(shí)別出氣泡并且這原則上也與是否借助于光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)同樣探測氣泡無關(guān)。在通常情況下且優(yōu)選地通過超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)和光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)來探測氣泡。然而，這對(duì)探測氣泡不是強(qiáng)制性必需的。因此，得出下述優(yōu)點(diǎn)，能夠使用簡單且可靠地工作的監(jiān)控方法，即光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)。在光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)中，例如能夠使用簡單的透射測量的測量原理。在超聲波監(jiān)控中，原則上例如能夠探測出氣泡的全部的測量原理是可行的。例如，超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)能夠以其接收器部件設(shè)置在流體引導(dǎo)路徑的一側(cè)上。此后，超聲波脈沖能夠從發(fā)射器耦合輸入到由液體穿流的流體引導(dǎo)件中。流體中的氣泡減弱聲學(xué)信號(hào)。在聲信號(hào)穿行通過流體引導(dǎo)件后，信號(hào)到達(dá)流體引導(dǎo)通道的壁上并且相應(yīng)地反射。此后，該信號(hào)再次穿行通過流體引導(dǎo)件并且能夠由接收器部件接收。此后，根據(jù)對(duì)聲信號(hào)的評(píng)估能夠區(qū)分，是否存在氣泡 。通過對(duì)由光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和由超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)獲得的監(jiān)控信號(hào)的組合評(píng)估，有利地，可簡單且安全地識(shí)別出氣泡和/或固體的存在。相應(yīng)的信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)例如能夠?yàn)橛?jì)算單元，其中也能夠?yàn)槔鐬檠和肝鰴C(jī)的血液治療設(shè)備的與所述設(shè)備連接的控制和/或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的計(jì)算單元。此外能夠提出，當(dāng)至少超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)將至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄成信號(hào)觸發(fā)的事件且輸出信號(hào)時(shí)，或當(dāng)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)基本上同時(shí)分別將至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄成信號(hào)觸發(fā)的事件且輸出信號(hào)時(shí)，能夠借助于信號(hào)評(píng)估結(jié)構(gòu)識(shí)別出流體中的一個(gè)或多個(gè)氣泡，并且/或者當(dāng)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)將至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄成信號(hào)觸發(fā)的事件且超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)基本上同時(shí)地將沒有雜質(zhì)結(jié)構(gòu)或?qū)⒎浅Ｐ〉碾s質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄成信號(hào)觸發(fā)的事件時(shí)，能夠借助于信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)識(shí)別出流體中的尤其為血塊的一個(gè)或多個(gè)固體?？衫斫獾氖牵瑑H當(dāng)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)設(shè)置在相同的位置上或在相同的位置上記錄信號(hào)觸發(fā)的事件時(shí)，才能夠進(jìn)行同時(shí)的測量。當(dāng)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)沒有設(shè)置在相同的位置上、而是以錯(cuò)位的方式設(shè)置時(shí)或在不同的位置上記錄信號(hào)觸發(fā)的事件時(shí)，那么例如通過考慮流動(dòng)速度來考慮所述錯(cuò)位和與之關(guān)聯(lián)的無信號(hào)時(shí)間。在該情況下，那么通過考慮錯(cuò)位在上述意義上同樣也基本上同時(shí)地進(jìn)行對(duì)信號(hào)觸發(fā)的事件的記錄。尤其地，光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)優(yōu)選地僅設(shè)置為帶有小的或非常小的錯(cuò)位。在本文中也能夠考慮，當(dāng)光學(xué)信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于或強(qiáng)于獲得的超聲波信號(hào)時(shí)能夠識(shí)別出凝塊。因此，根據(jù)獲得的信號(hào)的差異能夠同樣也探測出凝塊。可行的是，光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)是至少一個(gè)光學(xué)傳感器或包括至少一個(gè)光學(xué)傳感器，并且/或者超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)是至少一個(gè)超聲波傳感器或包括至少一個(gè)超聲波傳感器，并且/或者借助于光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)能夠探測出氣泡和尤其為血塊的固體和借助于超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)能夠探測出氣泡。光學(xué)傳感器能夠以同樣的方式以短且強(qiáng)的信號(hào)增大對(duì)氣泡和血塊做出反應(yīng)，因?yàn)檩椛涞耐干鋸?qiáng)度短暫地增大。與此相對(duì)地，超聲波傳感器僅能夠?qū)α鬟^的氣泡進(jìn)行探測和定量。凝塊識(shí)別不能夠通過超聲波傳感器進(jìn)行，因?yàn)檠夯虻入x子和凝塊之間的密度差異過于小。因此，在僅光學(xué)傳感器生成信號(hào)并且超聲波傳感器沒有生成信號(hào)的情況下能夠確定，在血液流中存在血塊。相應(yīng)地，當(dāng)兩 種探測器、也就是光學(xué)傳感器和超聲波傳感器都生成信號(hào)時(shí)能夠確定，探測到一個(gè)或多個(gè)氣泡。優(yōu)選地能夠提出，光學(xué)傳感器具有至少一個(gè)光源和至少一個(gè)光探測器，其中光源優(yōu)選地為至少一個(gè)LED或包括至少一個(gè)LED并且/或者其中借助于光源能夠射出具有大約為805nm的峰值波長的尤其有利地為窄帶的、近紅外的光。因?yàn)橥ㄟ^紅細(xì)胞中的血色素的吸收一方面非常低并且另一方面與氧含量無關(guān)，所以在805nm附近的波長范圍尤其良好地適合于用于凝塊探測的光學(xué)傳感器。因此，有利地，信號(hào)生成相應(yīng)地不含干擾因素和信號(hào)失真。凝血細(xì)胞在805nm的情況下具有非常低的吸收系數(shù)(是不可測的)，然而，在細(xì)胞上出現(xiàn)散射，所述散射(例如在紅細(xì)胞中)基本上指向前。然而，在通常情況下(沒有形成血栓)能夠忽略所述散射，因?yàn)槟?xì)胞的數(shù)量和大小與紅細(xì)胞相比是非常小的99%的血細(xì)胞是具有大于為7. 5 μ m的直徑的紅細(xì)胞(凝血細(xì)胞具有為1. 5-3 μ m的直徑)。在凝結(jié)開始時(shí)，凝血細(xì)胞聚積，形成血栓并且占用大量體積。這導(dǎo)致測量路段之內(nèi)的降低的吸收，進(jìn)而導(dǎo)致在805nm的情況下的透射輻射的增大。此外能夠考慮，在光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)的信號(hào)下游設(shè)置至少一個(gè)高通濾波器，借助于所述高通濾波器，能夠?qū)柚诠鈱W(xué)監(jiān)控獲得的監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行過濾。有利地，高通濾波器能夠?yàn)橄率鰹V波器，在所述濾波器中，能夠以幾毫秒的固定間距對(duì)監(jiān)控信號(hào)積分并且能夠從特定數(shù)量的上述測量中確定滑動(dòng)平均值并且能夠?qū)⑵鋸漠?dāng)前積分結(jié)果中減去。這種濾波器具有下述優(yōu)點(diǎn)，所述濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)的簡單評(píng)估。如果在所述濾波器中，積分結(jié)果與低通濾波器相比更高地被加權(quán)，那么人們得到具有下述優(yōu)點(diǎn)的高增濾波器(High-Boost-Filter)，即保持獲得原則上的信號(hào)曲線，而強(qiáng)調(diào)短暫的改變。如果已被高通過濾的信號(hào)超過閾值，那么氣泡或凝塊流動(dòng)通過測量路段。如果超聲波傳感器同時(shí)在考慮到流動(dòng)速度的情況下同樣探測到特有的信號(hào)，那么為氣泡。然而，如果超聲波傳感器什么也沒有記錄，那么探測到凝塊。然而，原則上，其他的高通濾波器也適合于評(píng)估。此外，可能的是，所述設(shè)備具有接收器，能夠?qū)⒘黧w引導(dǎo)機(jī)構(gòu)裝入到所述接收器中，所述流體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)優(yōu)選為軟管組或軟管組的一部分或尤其為一次性盒的盒或測量通道，并且/或者所述設(shè)備具有測量通道。這種軟管組能夠尤其為用于血液透析機(jī)的體外血液循環(huán)的軟管組。此外，所述一次性盒能夠?yàn)槠渲性O(shè)置有用于血液透析機(jī)的體外血液循環(huán)的部件的一次性盒。此外，能夠考慮，所述設(shè)備具有或構(gòu)成限定的測量路段或測量部位，在所述測量路段或測量部位上設(shè)置有光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)。通過光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)局部地接近超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)，能夠有利地改進(jìn)對(duì)氣泡或血塊的監(jiān)控。尤其有利的是，測量 路段或測量部位設(shè)置在接收器中和/或設(shè)置在接收器上，并且/或者測量路段或測量部位由光源、超聲波傳感器和光學(xué)傳感器的光探測器從三側(cè)圍住，優(yōu)選地以這種順序設(shè)置且有利地設(shè)置成使得光源、超聲波傳感器和光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)的光探測器U形地圍住測量路段或測量部位。尤其地，通過光源、超聲波傳感器和光探測器的U形設(shè)置實(shí)現(xiàn)非常短的測量路段，其中具有下述優(yōu)點(diǎn)，對(duì)測量路段的相對(duì)高精度的監(jiān)控是可能的。因此，分別由光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)生成的信號(hào)之間的時(shí)間偏差保持為盡可能地小。原則上，也能夠考慮，光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)設(shè)置在透射中且分別橫向于流動(dòng)方向。此外，能夠考慮的是，光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)在透射中設(shè)置為橫向于流動(dòng)方向并且超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)沿著流動(dòng)方向。此外能夠提出，所述設(shè)備具有至少一個(gè)防護(hù)機(jī)構(gòu)和/或至少一個(gè)報(bào)警機(jī)構(gòu)并且/或者與至少一個(gè)防護(hù)機(jī)構(gòu)和/或至少一個(gè)報(bào)警機(jī)構(gòu)連接，其中借助于防護(hù)機(jī)構(gòu)能夠優(yōu)選地停止流體流并且/或者其中優(yōu)選地借助于報(bào)警機(jī)構(gòu)能夠指出在流體中識(shí)別出的組分，尤其為氣泡和例如為血塊的固體。報(bào)警機(jī)構(gòu)例如能夠?yàn)槁晫W(xué)的和/或光學(xué)的報(bào)警機(jī)構(gòu)。尤其地能夠提出，借助于報(bào)警機(jī)構(gòu)例如在屏幕上輸出警報(bào)指示，其中同時(shí)響起警報(bào)聲音。防護(hù)機(jī)構(gòu)例如能夠構(gòu)成為夾子或包括夾子并且同時(shí)優(yōu)選地與例如為流動(dòng)流的泵的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)共同作用。因此能夠有利地確定，在流體中識(shí)別出雜質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，立刻停止流體流并且能夠輸出相應(yīng)的警報(bào)。這尤其在血液透析時(shí)是非常重要且有利的，因?yàn)橛纱四軌虬踩亟箤馀莼蜓獕K輸送給患者。防護(hù)機(jī)構(gòu)和報(bào)警機(jī)構(gòu)能夠有利地為血液治療設(shè)備如血液透析機(jī)的組件，總之，所述組件原則上在血液治療設(shè)備中作為傳統(tǒng)的部件存在。因此得出下述優(yōu)點(diǎn)，能夠訪問已經(jīng)存在的部件，使得能夠簡單地對(duì)存在的血液治療設(shè)備進(jìn)行改裝。此外能夠提出，所述設(shè)備是尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備的組件或所述設(shè)備是尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備。此外，本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求11的特征的用于對(duì)流體或流體流中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定和/或監(jiān)控的方法。對(duì)此提出，為了對(duì)流體或流體流中的、尤其對(duì)血液或血液流中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定和/或監(jiān)控，以光學(xué)的方式或借助于超聲波來監(jiān)控流體并且其中根據(jù)由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的組合、尤其根據(jù)對(duì)由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的對(duì)比，能夠在流體中識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且/或者能夠?qū)⒅辽僖环N雜質(zhì)結(jié)構(gòu)與至少一種第二雜質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)分開，所述雜質(zhì)結(jié)構(gòu)尤其為氣泡和/或如血塊的固體。尤其地，有利的是，通過根據(jù)本發(fā)明的方法能夠簡單且安全以及可靠地將如氣泡的第一雜質(zhì)結(jié)構(gòu)與如血塊的第二雜質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)分開。此外能夠提出，當(dāng)至少借助于超聲波監(jiān)控而在流體中識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)或當(dāng)借助于光學(xué)監(jiān)控和超聲波監(jiān)控基本上同時(shí)在流體中識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，在流體中識(shí)別出一個(gè)或多個(gè)氣泡，并且/或者當(dāng)以光學(xué)的方式在流體中識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)并且借助于超聲波在流體中沒有識(shí)別出雜質(zhì)結(jié)構(gòu)或識(shí)別出非常小的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，在流體中識(shí)別出尤其為血塊的一個(gè)或多個(gè)固體。僅當(dāng)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)設(shè)置在相同的位置上時(shí)或在相同的位置上記錄信號(hào)觸發(fā)的事件時(shí)，才能夠進(jìn)行同時(shí)的測量。當(dāng)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)沒有設(shè)置在相同的位置上、而是以錯(cuò)位的方式設(shè)置時(shí)或在不同的位置上記錄信號(hào)觸發(fā)的事件時(shí)，那么例如可通過考慮流動(dòng)速度和與之關(guān)聯(lián)的無信號(hào)時(shí)間來考慮所述錯(cuò)位。在這種情況下，那么通過考慮錯(cuò)位在上述意義上同樣也基本上同時(shí)地進(jìn)行對(duì)信號(hào)觸發(fā)的事件的記錄。尤其地，光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)優(yōu)選地設(shè)置為僅帶有小的或非常小的錯(cuò)位。在本文中也能夠考慮，當(dāng)光學(xué)信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于或強(qiáng)于獲得的超聲波信號(hào)時(shí)，那么能夠識(shí)別出凝塊。因此，根據(jù)獲得的信號(hào)的差異能夠同樣也探測出凝塊。此外，有利地，可借助于高通濾波器對(duì)借助于光學(xué)監(jiān)控獲得的監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行過濾。原則上，每種類型的高通濾波器都是適合于此的。然而，尤其有利的是，高`通濾波器優(yōu)選地為下述濾波器，在所述濾波器中，以幾毫秒的固定間距對(duì)所述監(jiān)控信號(hào)積分并且從特定數(shù)量的上述測量中確定滑動(dòng)平均值并且將其從積分結(jié)果中減去。能夠提出，借助至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的設(shè)備來執(zhí)行所述方法。此外，本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的設(shè)備的用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11至15所述的方法的應(yīng)用和/或根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的設(shè)備在尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備中的應(yīng)用。此外，本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求17的特征的尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備。對(duì)此提出，尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備設(shè)有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的設(shè)備。此外，本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求18的特征的血液治療設(shè)備的應(yīng)用。對(duì)此提出，將根據(jù)權(quán)利要求17所述的血液治療設(shè)備尤其是血液治療設(shè)備用于執(zhí)行具有權(quán)利要求11至15的特征的方法并且/或者用在尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備中。此外，本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求19的特征的一次性用品。對(duì)此提出，一次性用品用于應(yīng)用在根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的設(shè)備中、尤其用到根據(jù)權(quán)利要求6至10之一所述的設(shè)備的接收器中，所述一次性用品尤其為一次性的軟管組或一次性盒。


在下文中能夠在附圖中描述的本發(fā)明的實(shí)施例中進(jìn)一步地闡明本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。其中圖1示出借助于超聲波來探測氣泡的示意圖；圖2示出用于對(duì)血液流中的氣泡和血塊進(jìn)行測定和監(jiān)控的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意圖；圖3示出關(guān)于借助于光學(xué)傳感器來檢測血塊的圖表；圖4示出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的信號(hào)評(píng)估的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出借助于超聲波傳感器15借助超聲波來探測氣泡的示意圖，所述超聲波傳感器用在用于對(duì)氣泡和血塊進(jìn)行測定和監(jiān)控的設(shè)備10中。如同在圖1中不出的，來自超聲波傳感器15的發(fā)射器的聲脈沖I禹合輸入到由液體穿流的流體引導(dǎo)件30中，所述流體引導(dǎo)件能夠?yàn)橛糜谘和肝龅牟贿M(jìn)一步描述的一次性的軟管組的軟管段30。處于血液B中的具有不同大小的氣泡L、L’減弱該信號(hào)。在聲信號(hào)穿行之后，信號(hào)到達(dá)流體引導(dǎo)件30的與發(fā)射器對(duì)置的壁上并且反射。所反射的信號(hào)現(xiàn)在第二次穿行流體引導(dǎo)件30并且由超聲波傳感器15的接收器接收。原則上，根據(jù)對(duì)聲信號(hào)的評(píng)估現(xiàn)在可區(qū)分，氣泡是否 存在。超聲波傳感器15將發(fā) 射器和接收器優(yōu)選地集成為共同的壓電元件，借助于所述壓電元件，超聲波信號(hào)是能夠發(fā)射和能夠接收的。在所述實(shí)施方案中，例如周期性地在發(fā)射和接收之間切換。如同在圖2中看出的，設(shè)備10的用于凝塊探測的光學(xué)傳感器11 (凝塊探測器11)基本上由作為光源12的LED12組成，所述光源射出具有大約為805nm的峰值波長的窄帶的、近紅外的光。因?yàn)橥ㄟ^紅細(xì)胞(紅血球)中的血色素的吸收一方面非常低并且另一方面與氧含量無關(guān)，所以在805nm附近的波長范圍尤其好地適合。與所述光源12相對(duì)地設(shè)置光探測器13以用于透射測量。優(yōu)選地，這為輸出符合接受強(qiáng)度的頻率信號(hào)的光探測器13。替選地，然而同樣也可行的是輸出與強(qiáng)度成比例的電壓或與強(qiáng)度成比例的電流的光探測器。在光源12 (發(fā)射器)和光探測器13 (接收器)之間存在測量路段。所述測量路段能夠是壓緊的軟管30或盒式系統(tǒng)的通道。血液B流動(dòng)通過所述測量路段。緊鄰于凝塊探測器11地存在有基于超聲波的氣泡探測器15，所述氣泡探測器在理想情況下僅單側(cè)地安裝(也參看圖1)，使得測量路段U形地圍住。在氣泡探測器15的對(duì)置的側(cè)部上存在沒有進(jìn)一步描述的例如為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備的機(jī)器正面。超聲波傳感器15對(duì)流過的氣泡進(jìn)行探測和量化。所述傳感器15不能夠探測到凝塊，因?yàn)檠夯虻入x子和凝塊之間的密度差異過于小。凝塊探測器11以同樣的方式以短的、強(qiáng)的信號(hào)增大對(duì)氣泡和血塊做出反應(yīng)，因?yàn)檩椛涞耐干鋸?qiáng)度短暫地增大。為了評(píng)估，以幾毫秒的固定的間距通過沒有進(jìn)一步描述的評(píng)估單元對(duì)光探測器13的信號(hào)積分。這在探測器中借助頻率輸出通過計(jì)算脈沖或測量頻率發(fā)生。從特定數(shù)量的之前的測量中確定滑動(dòng)平均值并且從現(xiàn)有的積分結(jié)果中減去所述滑動(dòng)平均值。這種類型的高通濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)的簡單評(píng)估。然而，其他的高通濾波器同樣也適合于評(píng)估。如果已被高通過濾的信號(hào)超過閾值，那么氣泡或凝塊流動(dòng)通過測量路段。如果超聲波傳感器15 (同時(shí)在考慮流動(dòng)速度的情況下)同樣也探測到事件，那么為氣泡。然而，如果超聲波傳感器15什么也沒有記錄，那么探測到凝塊。圖3例如示出 借助血液和借助光學(xué)傳感器11的測量的結(jié)果。血液的凝結(jié)在大約大于60分鐘之后發(fā)生，這能夠在血液中的凝血細(xì)胞回落時(shí)識(shí)別出。因此，開始出現(xiàn)借助于傳感器11探測出的多個(gè)血塊。傳感器信號(hào)的振幅提供為圖表中豎直的線。脈沖的高度能夠通過傳感器11的設(shè)計(jì)影響。在該情況下，在20ms上對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行積分。如果所述積分時(shí)間選擇為更短的，那么脈沖更顯著地從剩余的透射信號(hào)上升。濾波器或者說高通濾波器的設(shè)計(jì)、尤其是匯總到對(duì)滑動(dòng)平均值的計(jì)算中的測量值的數(shù)量同樣也對(duì)此產(chǎn)生影響。如果現(xiàn)在探測到凝塊或氣泡，那么通過尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備輸出警報(bào)，例如通過警報(bào)聲音以及通過借助于報(bào)警閃光燈的或在操作屏幕上的相應(yīng)的指示輸出警報(bào)。尤其有利地，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備能夠在血液從體外的血液循環(huán)中再輸注的情況下使用，因?yàn)樵诖搜簺]有強(qiáng)制性地輸送通過通常存在于靜脈部分中的凝塊捕捉器。例如，在再輸注時(shí)在報(bào)警情況下，再輸注的結(jié)束或特殊治療的導(dǎo)入能夠通過操作者來觸發(fā)，其中特殊治療能夠在于，將具有凝塊或氣泡的相應(yīng)的流體流輸送到食鹽袋或其他接收容器中。但是，同時(shí)對(duì)于在正常的流動(dòng)方向下、也就是輸送通過體外的血液循環(huán)的靜脈部分中的空氣捕捉器和凝塊捕捉器的凝塊和氣泡而言，也能夠不輸出警報(bào)，因?yàn)樵撐恢脹]有對(duì)患者顯示出危險(xiǎn)。該功能能夠優(yōu)選自動(dòng)地或半自動(dòng)地通過防護(hù)和報(bào)警機(jī)構(gòu)40 (參看圖4)執(zhí)行。例如能夠考慮的是，將光學(xué)傳感器11和超聲波傳感器15分別設(shè)在血液循環(huán)的動(dòng)脈側(cè)和靜脈側(cè)上。在正常的治療工作中，在體外的血液循環(huán)的靜脈側(cè)上的由光學(xué)傳感器11和超聲波傳感器15組成的傳感器對(duì)在凝塊方面進(jìn)行評(píng)估并且在探測時(shí)要求特殊治療。在正常的再輸注中，即例如借助于從連接到動(dòng)脈導(dǎo)管上的食鹽溶液袋輸入食鹽溶液和經(jīng)由體外的血液循環(huán)的靜脈部分再輸注血液，同樣對(duì)在體外的血液循環(huán)的靜脈側(cè)上的由光學(xué)傳感器11和超聲波傳感器15組成的傳感器對(duì)進(jìn)行評(píng)估，或者能夠?qū)ζ溥M(jìn)行評(píng)估。在同時(shí)進(jìn)行的再輸注中，也就是當(dāng)血液經(jīng)由體外的血液循環(huán)的動(dòng)脈部分和靜脈部分送還時(shí)，對(duì)兩個(gè)傳感器對(duì)、也就是不僅對(duì)動(dòng)脈側(cè)的傳感器對(duì)而且對(duì)靜脈側(cè)的傳感器對(duì)進(jìn)行評(píng)估，其中兩個(gè)傳感器對(duì)在探測到凝塊或氣泡時(shí)結(jié)束在相應(yīng)側(cè)上的再輸注或要求特殊治療。在該情況下，使用安全夾，以便停止血液流動(dòng)。圖4再次簡化地示出涉及設(shè)備的或方法的信號(hào)評(píng)估的流程圖。由光學(xué)傳感器11接收的信號(hào)被引導(dǎo)通過高通濾波器并且受到脈沖探測。如果探測到事件，將所述事件與由超聲波傳感器15獲得的信號(hào)進(jìn)行比較。如果基本上同時(shí)由光學(xué)傳感器11和超聲波傳感器15探測到事件，那么借助于信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)識(shí)別出氣泡流過，所述信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)例如能夠?yàn)檠褐委熢O(shè)備的中央控制和/或調(diào)節(jié)單元的組件。如果僅借助于光學(xué)傳感器11探測出事件，那么借助于信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)識(shí)別出凝塊流過。在所述情況下，激活防護(hù)和報(bào)警機(jī)構(gòu)40。具體而言，這例如能夠意味著，在例如為使用了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的血液治療設(shè)備的屏幕的輸出機(jī)構(gòu)上輸出報(bào)警信息，和此外在必要時(shí)停止體外的血液 循環(huán)。
權(quán)利要求
1.用于對(duì)流體或流體流中、尤其對(duì)血液或血液流中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定和/或監(jiān)控的設(shè)備，所述設(shè)備具有至少一個(gè)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)、至少一個(gè)超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)和至少一個(gè)信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)，其中能夠至少借助于所述光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)以光學(xué)的方式和至少借助于所述超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)借助超聲波來監(jiān)控所述流體，并且其中根據(jù)由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的組合、尤其是根據(jù)對(duì)所述由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的對(duì)比，能夠在所述流體中借助于所述信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且/或者借助于所述信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)將所述至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)與至少一種第二雜質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)分開，其中所述雜質(zhì)結(jié)構(gòu)尤其為氣泡和/或例如為血塊的固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，當(dāng)至少所述超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)將至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄成信號(hào)觸發(fā)的事件且輸出信號(hào)時(shí)或當(dāng)所述光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和所述超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)基本上同時(shí)分別將至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄成信號(hào)觸發(fā)的事件且輸出信號(hào)時(shí)，借助于所述信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)能夠識(shí)別出在所述流體中的一個(gè)或多個(gè)氣泡，和/或者當(dāng)所述光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)將至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄成信號(hào)觸發(fā)的事件且所述超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)基本上同時(shí)將沒有雜質(zhì)結(jié)構(gòu)或?qū)⒎浅Ｐ〉碾s質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄成信號(hào)觸發(fā)的事件時(shí)，借助于所述信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)能夠在所述流體中識(shí)別出尤其為血塊的一個(gè)或多個(gè)固體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)是至少一個(gè)光學(xué)傳感器或包括至少一個(gè)光學(xué)傳感器，并且/或者所述超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)是至少一個(gè)超聲波傳感器或包括至少一個(gè)超聲波傳感器，并且/或者借助于所述光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)能夠探測出氣泡和尤其為血塊的固體和借助于所述超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)能夠探測出氣泡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述光學(xué)傳感器具有至少一個(gè)光源和至少一個(gè)光探測器，其中所述光源優(yōu)選地為至少一個(gè)LED或包括至少一個(gè)LED并且/或者其中借助于所述光源能夠射出具有大約為805nm的峰值波長的尤其有利地為窄帶的、近紅外的光。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，在所述光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)的信號(hào)下游設(shè)置有至少一個(gè)高通濾波器，借助于所述高通濾波器能夠?qū)柚诠鈱W(xué)監(jiān)控獲得的監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行過濾，其中所述高通濾波器優(yōu)選地為下述濾波器，在所述濾波器中，能夠以幾毫秒的固定間距對(duì)所述監(jiān)控信號(hào)積分并且能夠從預(yù)定數(shù)量的上述測量中確定滑動(dòng)平均值并且能夠?qū)⑺龌瑒?dòng)平均值從積分結(jié)果中減去。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有接收器并且/或者所述設(shè)備具有測量通道，其中流體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)能夠裝入到所述接收器中，所述流體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)優(yōu)選為軟管組或軟管組的一部分或尤其為一次性盒的盒、或測量通道。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有或構(gòu)成限定的測量路段或測量部位，在所述測量路段或測量部位上設(shè)置有所述光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)和所述超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述測量路段或測量部位設(shè)置在所述接收器中和/或設(shè)置在所述接收器處，并且/或者所述測量路段或測量部位由所述光源、所述超聲波傳感器和所述光探測器從三側(cè)圍住，優(yōu)選地以該順序設(shè)置且有利地設(shè)置成使得所述光源、所述超聲波傳感器和所述光探測器U形地圍住所述測量路段或測量部位。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有至少一個(gè)防護(hù)機(jī)構(gòu)和/或至少一個(gè)報(bào)警機(jī)構(gòu)，并且/或者與至少一個(gè)防護(hù)機(jī)構(gòu)和/或至少一個(gè)報(bào)警機(jī)構(gòu)連接，其中借助于所述防護(hù)結(jié)構(gòu)能夠優(yōu)選地停止流體流并且/或者其中優(yōu)選地借助于所述報(bào)警機(jī)構(gòu)指出在所述流體中識(shí)別出的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，尤其為氣泡和例如為血塊的固體。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備的組件，或者為尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備。
11.用于對(duì)流體或流體流中、尤其對(duì)血液或血液流中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定和/或監(jiān)控的方法，其中以光學(xué)的方法和借助于超聲波來監(jiān)控所述流體并且其中根據(jù)由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的組合、尤其根據(jù)對(duì)所述由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的對(duì)比，能夠在所述流體中識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且/或者能夠?qū)⑺鲋辽僖环N雜質(zhì)結(jié)構(gòu)與至少一種第二雜質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)分開，所述雜質(zhì)結(jié)構(gòu)尤其為氣泡和/或例如為血塊的固體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)至少借助于超聲波監(jiān)控而在流體中識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)或當(dāng)借助于光學(xué)監(jiān)控和超聲波監(jiān)控基本上同時(shí)在流體中識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，在流體中識(shí)別出一個(gè)或多個(gè)氣泡，和/或者當(dāng)以光學(xué)的方式在流體中識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)并且借助于超聲波在流體中沒有識(shí)別出雜質(zhì)結(jié)構(gòu)或識(shí)別出非常小的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，在流體中識(shí)別出一個(gè)或多個(gè)尤其為血塊的固體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，借助于高通濾波器對(duì)借助于所述光學(xué)監(jiān)控獲得的監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行過濾。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述高通濾波器優(yōu)選為下述濾波器，在所述濾波器中，能夠以幾毫秒的固定間距對(duì)所述監(jiān)控信號(hào)積分并且從預(yù)設(shè)數(shù)量的上述測量中確定滑動(dòng)平均值并且將所述滑動(dòng)平均值從積分結(jié)果中減去。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14之一所述的方法，其特征在于，所述方法借助至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的設(shè)備執(zhí)行。
16.將根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的設(shè)備用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11至15所述的方法和/或用在尤其為血液透析機(jī)的血液治療設(shè)備中。
17.血液治療設(shè)備，尤其為血液透析機(jī)，具有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的設(shè)備。
18.血液治療設(shè)備、尤其是根據(jù)權(quán)利要求17所述的血液治療設(shè)備的用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11至15所述的方法的應(yīng)用。
19.用在根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的設(shè)備中、尤其用于裝入到根據(jù)權(quán)利要求6至10之一所述的設(shè)備的所述接收器中的一次性用品，所述一次性用品尤其為一次性的軟管組或一次性盒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)流體或流體流中的、尤其對(duì)血液或血液流中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定和/或監(jiān)控的設(shè)備，所述設(shè)備具有至少一個(gè)光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)、至少一個(gè)超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)和至少一個(gè)信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)，其中能夠至少借助于光學(xué)監(jiān)控機(jī)構(gòu)以光學(xué)的方式和至少借助于超聲波監(jiān)控機(jī)構(gòu)借助超聲波來監(jiān)控流體，并且其中根據(jù)由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的組合、尤其根據(jù)對(duì)由此獲得的監(jiān)控信號(hào)的對(duì)比，能夠在流體中借助于信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)識(shí)別出至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且/或者能夠借助于信號(hào)評(píng)估機(jī)構(gòu)將所述至少一種雜質(zhì)結(jié)構(gòu)與至少一種第二雜質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)分開，其中所述雜質(zhì)結(jié)構(gòu)尤其為氣泡和/或例如為血塊的固體。
文檔編號(hào)A61M1/36GK103068418SQ201180039775
公開日2013年4月24日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者克里斯托夫·維克托 申請人:弗雷森紐斯醫(yī)療護(hù)理德國有限責(zé)任公司