基于超聲的氣泡和/或固體檢測(cè)器、透析設(shè)備和用于此類檢測(cè)器的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其包括用于穿過將被檢驗(yàn)的介質(zhì)發(fā)射超聲的超聲發(fā)射器，其中所述超聲適于由超聲接收器接收。因此，可限制和/或監(jiān)測(cè)和/或調(diào)適所述超聲到將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)中的能量輸入。
【專利說明】
基于超聲的氣泡和/或固體檢測(cè)器、透析設(shè)備和用于此類檢測(cè)器的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于監(jiān)測(cè)介質(zhì)的基于超聲的氣泡和/或固體檢測(cè)器。此外，本發(fā)明涉及包括此類檢測(cè)器的透析設(shè)備和包括此類檢測(cè)器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在透析設(shè)備中，通常將基于超聲的檢測(cè)器(下文稱為檢測(cè)器)用于保護(hù)患者抵抗危險(xiǎn)的空氣栓塞。為達(dá)這個(gè)目的，將被監(jiān)測(cè)的體外血液回路的一部分可以血液軟管形式引導(dǎo)穿過檢測(cè)器的超聲路徑。為此，檢測(cè)器包括壓電元件，所述壓電元件通過電激勵(lì)至其共振頻率而發(fā)射穿過血液軟管的超聲(US)脈沖或US波。呈壓電元件形式的另外的檢測(cè)器可將所述US脈沖轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?？蓪⑦@種信號(hào)與參考電壓比較，并且通過比較器來評(píng)估。在比較器的輸出側(cè)上，可獲得信號(hào)，所述信號(hào)關(guān)于是否在超聲路徑中提供“空氣”或“無空氣”(即，僅流體或血液)而做出通知。
[0003]根據(jù)Prof.Dr.0laf Doessel ,Karlsruhe University的出版物 “Magneticresonance imaging methods in medicine.From techno logy to medicalapplicat1n.”(ISBN 3-540-66014-3)，US脈沖可能破壞被引導(dǎo)穿過血液軟管的患者血液。破壞可尤其通過熱沖擊并通過空蝕而發(fā)生。熱與通過血液吸收的聲強(qiáng)度成比例地局部地產(chǎn)生。空蝕是在US脈沖的真空階段中氣泡形成在組織中的效應(yīng)，所述氣泡隨后在壓力階段塌縮。
[0004]公布DE 197 381 46B4公開了一種超聲換能器，所述超聲換能器在共振頻率下或在共振頻率附近操作以便在超聲換能器處產(chǎn)生強(qiáng)的輸出信號(hào)。在所述超聲換能器的使用期間，血液中可發(fā)生前述破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]相比之下，本發(fā)明的基本目標(biāo)是提供基于超聲的氣泡和/或固體檢測(cè)器，所述基于超聲的氣泡和/或固體檢測(cè)器可以就裝置來說輕松的方式安全地使用。本發(fā)明的另一基本目標(biāo)是提供透析設(shè)備，所述透析設(shè)備包括基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，所述基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器具有簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)并可安全地使用。此外，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于檢測(cè)器的方法，通過所述方法可以就裝置來說簡(jiǎn)單的方式安全地監(jiān)測(cè)將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)。
[0006]關(guān)于基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器的目標(biāo)是根據(jù)權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)，關(guān)于透析設(shè)備的目標(biāo)是根據(jù)權(quán)利要求11的特征來實(shí)現(xiàn)，并且關(guān)于方法的目標(biāo)是根據(jù)權(quán)利要求14的特征來實(shí)現(xiàn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，提供基于超聲的空氣泡和/或固體檢測(cè)器(下文稱為檢測(cè)器)、尤其是超聲空氣泡檢測(cè)系統(tǒng)或裝置以用于檢測(cè)介質(zhì)、尤其是血液中的空氣。檢測(cè)器具有超聲(US)發(fā)射器，以用于經(jīng)由或穿過介質(zhì)向檢測(cè)器的超聲(US)接收器發(fā)射超聲。有利地，基于超聲來監(jiān)測(cè)和/或限制進(jìn)入介質(zhì)中的能量輸入，為達(dá)所述目的，提供與之適配的監(jiān)測(cè)和/或限制裝置。
[0008]這種解決方案具有的優(yōu)點(diǎn)在于可檢測(cè)到并且防止進(jìn)入介質(zhì)中的過量能量輸入。當(dāng)使用檢測(cè)器例如用于透析時(shí)，由過量能量輸入引起的對(duì)血液的破壞和例如由此造成的溶血可通過根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)器防止。因此，將被監(jiān)測(cè)和/或檢驗(yàn)的介質(zhì)可受保護(hù)抵抗過量能量并相應(yīng)地抵抗過量能量輸入。將被監(jiān)測(cè)的輸入至介質(zhì)的能量因此受限于可耐受程度。監(jiān)測(cè)能量輸入的另一優(yōu)點(diǎn)在于，利用對(duì)輸入能量的確認(rèn)并借助于由US接收器接收的超聲(幅值和時(shí)間信號(hào)范圍(course))，可斷定將要監(jiān)測(cè)的介質(zhì)中的物體或外來介質(zhì)的性質(zhì)。例如，當(dāng)認(rèn)為已知介質(zhì)(空氣)在將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)中時(shí)，可借助于所接收超聲來斷定幾何形狀(尺寸、體積)。
[0009]就裝置來說，能量輸入是通過監(jiān)測(cè)超聲產(chǎn)生來簡(jiǎn)單地監(jiān)測(cè)。超聲產(chǎn)生又通過控制信號(hào)來發(fā)生。US發(fā)射器可經(jīng)由控制單元(微處理器、微控制器、μΟ通過控制信號(hào)來控制。對(duì)于監(jiān)測(cè)能量輸入來說，隨后可簡(jiǎn)單地分流(tapped)控制單元的控制信號(hào)。因此，通過監(jiān)測(cè)超聲產(chǎn)生，可以就裝置來說簡(jiǎn)單的方式檢查能量輸入，從而例如不需要任何附加的傳感器。
[0010]分流控制信號(hào)優(yōu)選地可通過第二控制單元(微處理器、微控制器、μΟ來監(jiān)測(cè)，在這種情況下，所述第二控制單元構(gòu)成監(jiān)測(cè)和/或限制裝置。以這種方式，有利的是，監(jiān)測(cè)并不是留給第一控制單元而是通過第二附加的控制單元來進(jìn)行，因此引起系統(tǒng)的安全性增加，尤其當(dāng)?shù)谝豢刂茊卧泄收蠒r(shí)如此。第二控制單元可將控制信號(hào)與例如目標(biāo)控制信號(hào)比較，并且因此進(jìn)行圖樣匹配。可想象的是，如果需要，那么第二控制單元通過適當(dāng)?shù)拇胧﹣硐拗颇芰枯斎搿?br>[0011]有利地，US發(fā)射器(換能器)和US接收器(換能器)中的每一個(gè)由至少一個(gè)壓電元件形成。對(duì)于發(fā)射超聲來說，可隨后將電壓裝置的電壓或能量存儲(chǔ)裝置的能量施加于US發(fā)射器。電壓裝置是例如與US發(fā)射器電氣并聯(lián)布置的電感裝置。替代地或另外，電壓裝置可能是倍壓器電路(級(jí)聯(lián)電路)。電壓裝置也可包括遵循開關(guān)控制器的原理的電路。
[0012]優(yōu)選地，監(jiān)測(cè)控制信號(hào)的爆發(fā)間隔。所述爆發(fā)間隔構(gòu)成電壓裝置的兩個(gè)連續(xù)充電操作的開始時(shí)間之間的時(shí)間間隔。當(dāng)爆發(fā)間隔減小時(shí)，可斷定輸入介質(zhì)中的能量的增加。將爆發(fā)間隔與目標(biāo)爆發(fā)間隔比較例如以供監(jiān)測(cè)。
[0013]作為爆發(fā)間隔的替代或除爆發(fā)間隔之外，可監(jiān)測(cè)由控制信號(hào)或能量存儲(chǔ)裝置中的能量預(yù)先確定的電壓裝置的充電時(shí)間。當(dāng)電壓裝置的充電時(shí)間增加時(shí)，可認(rèn)為是較高能量輸入?？捎绕湓诳紤]目標(biāo)充電時(shí)間時(shí)確定出變化。
[0014]替代地或另外，可想象的是對(duì)每一爆發(fā)間隔來說監(jiān)測(cè)由US發(fā)射器輸出的刺激(矩形信號(hào)、脈沖)的數(shù)目，所述刺激尤其是由控制信號(hào)預(yù)先確定。隨后可將所述刺激與目標(biāo)數(shù)目比較。如果刺激的數(shù)目增加，那么認(rèn)為必定是較高能量輸入。
[0015]此外，替代地或另外，可提供的是監(jiān)測(cè)US發(fā)射器的超聲(US)激勵(lì)頻率，所述超聲(US)激勵(lì)頻率可由控制信號(hào)預(yù)先確定。隨后將所述頻率與例如目標(biāo)US激勵(lì)頻率比較?？衫缤ㄟ^改變US激勵(lì)頻率來弓I起較高能量輸入。
[0016]作為替代或另外，可監(jiān)測(cè)控制信號(hào)的周期。
[0017]當(dāng)確定出爆發(fā)間隔和/或充電時(shí)間和/或刺激的數(shù)目和/或US激勵(lì)頻率和/或周期的變化時(shí)，可尤其通過第二控制單元來輸出錯(cuò)誤信號(hào)。相應(yīng)參數(shù)的所提及變化可因第一控制單元的暫時(shí)或永久錯(cuò)誤的功能(軟件和/或硬件錯(cuò)誤)而發(fā)生。
[0018]在本發(fā)明的另一配置中，在有故障能量輸入的情況下，引發(fā)一個(gè)措施或多個(gè)措施以用于限制或停止能量輸入。這些措施優(yōu)選地可通過第二控制單元來引發(fā)，所述措施如停止向US發(fā)射器的能量供應(yīng)，停止栗和/或關(guān)閉閥。
[0019]例如，措施總體上來說也是硬件措施，原因在于有故障能量輸入是通過一個(gè)部件或多個(gè)部件(電子部件、硬件部件)來限制。進(jìn)一步可能的是通過適當(dāng)?shù)娘柡碗娏髯鳛橛布胧﹣硖峁╇姼醒b置的配置(設(shè)定尺寸和相應(yīng)地選擇)。替代地或另外，Z 二極管可被提供用于電壓限制。此外替代地或另外，可想象的是，在壓電元件的操作期間提供阻抗的適應(yīng)或失配。
[0020]在本發(fā)明的另一配置中，由US接收器接收的超聲可轉(zhuǎn)換成電接收信號(hào)，并且可通過比較單元(比較器)與參考值(參考電壓、參考信號(hào)、警報(bào)閾值)比較。取決于這種比較的結(jié)果，例如在透析設(shè)備中的檢測(cè)器的使用期間指示“空氣”或“無空氣”的輸出信號(hào)由比較單元輸出。
[0021]電壓裝置可連接至電壓源并且可連接至地面以用于形成電源電路。電源電路可適于通過開關(guān)控制來斷開和閉合，其中所述開關(guān)控制是響應(yīng)于控制信號(hào)來控制。
[0022]優(yōu)選地，除第一參考值(警報(bào)閾值)之外，提供第二參考值(測(cè)試閾值)。第二參考值然后可被周期地用于代替第一參考值以持續(xù)預(yù)先確定、相比較來說短的時(shí)段。因此，第一參考值和第二參考值被提供在比較單元的輸入端處。一方面通過第二參考值的短期比較，可得到關(guān)于檢測(cè)器的電路的功能作用的說明，而另一方面，可得到關(guān)于耦接介質(zhì)的說明，所述介質(zhì)例如是作為軟管中的流體被引導(dǎo)至檢測(cè)器。如果檢測(cè)器無錯(cuò)誤的起作用，那么在比較器的輸出側(cè)上，優(yōu)選地例如將利用第二參考值來以信號(hào)指示“空氣”。除非這是真實(shí)情況，否則可提供有故障電路或否則介質(zhì)(例如在軟管中引導(dǎo)的流體)與US發(fā)射器和/或US接收器之間的耦接可處于不可容許的范圍內(nèi)。例如，不被承認(rèn)的良好耦接或甚至是聲學(xué)短路是可能的，在每一情況下，這都造成U S發(fā)射器與U S接收器之間的超聲的虛假現(xiàn)象(falsificat1n)。例如，這是由滲透到US傳感器、軟管與US接收器之間的流體所引起。然而，也從實(shí)踐已知的情況是，檢測(cè)器的用戶向US傳感器、軟管和US接收器的路徑引入了所謂的超聲凝膠以便消除有嫌疑的假警報(bào)。在這些情況下，US傳感器和US接收器的靈敏度也降低，這可隨后通過所描述方法來檢測(cè)。包括參考值與能量輸入的監(jiān)測(cè)的組合的安全性系統(tǒng)因此產(chǎn)生可以極其安全方式來使用的檢測(cè)器。
[0023]借助于對(duì)接收信號(hào)(時(shí)間、幅值)的評(píng)估，可獲得關(guān)于將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)內(nèi)的介質(zhì)的性質(zhì)(幾何形狀)的說明。借助于接收信號(hào)(時(shí)間、幅值)與不同參考值的比較，可實(shí)現(xiàn)關(guān)于傳感器的正確功能以及傳感器與將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)(軟管和流體)之間的適當(dāng)耦接的說明，如已在前文所解釋的。接收信號(hào)的安全導(dǎo)出的先決條件是對(duì)超聲(發(fā)射信號(hào))的安全確認(rèn)。這可通過實(shí)現(xiàn)在開始所描述的對(duì)超聲的監(jiān)測(cè)而完成。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，提供透析設(shè)備或輸注設(shè)備，所述透析設(shè)備或輸注設(shè)備包括根據(jù)先前方面中的任一方面的檢測(cè)器。在US發(fā)射器與US接收器之間，可布置流動(dòng)路徑(軟管)，介質(zhì)(血液或輸注流體)可流動(dòng)穿過所述流動(dòng)路徑。檢測(cè)器的使用對(duì)連接至透析設(shè)備的患者產(chǎn)生高安全性，因?yàn)檠河捎谶M(jìn)入血液中的高能量輸入的任何破壞得以防止。
[0025]透析設(shè)備的第一控制單元可被提供用于調(diào)節(jié)并控制透析設(shè)備和檢測(cè)器的部件。第二控制單元(監(jiān)視器)隨后可引發(fā)措施來保護(hù)患者，并且可另外監(jiān)測(cè)和/或限制進(jìn)入介質(zhì)中的能量輸入。以這種方式，通過第二控制單元安全地檢測(cè)到第一控制單元的故障或不正常工作，并且因此可引發(fā)適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。
[0026]在有故障能量輸入的情況下，在透析設(shè)備中，例如可停止一個(gè)栗或多個(gè)栗和/或閉合一個(gè)軟管截止夾或多個(gè)軟管截止夾。
[0027]根據(jù)先前方面中的任一方面的用于根據(jù)本發(fā)明的空氣泡和/或固體檢測(cè)器的基于超聲的方法包括以下步驟:
[0028]-由超聲(US)發(fā)射器經(jīng)由將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)向空氣泡和/或固體檢測(cè)器的超聲(US)接收器發(fā)射超聲，和
[0029]-基于超聲來監(jiān)測(cè)和/或限制進(jìn)入介質(zhì)中的能量輸入。以這種方式，當(dāng)將超聲施加于血液時(shí)，防止了所述血液被破壞。
[0030]本發(fā)明的其他有利的改進(jìn)之處是其他從屬權(quán)利要求的主題。
【附圖說明】
[0031]在下文，將通過圖式來詳細(xì)地例示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案:
[0032]圖1以示意表示來示出根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)器，
[0033]圖2以示意表示來示出用于超聲檢測(cè)器的超聲發(fā)射器的控制信號(hào)，
[0034]圖3以示意表示來示出包括檢測(cè)器的透析設(shè)備，
[0035]圖4以示意表示來示出檢測(cè)器的比較單元，所述比較單元用于將接收信號(hào)與目標(biāo)值比較，
[0036]圖5以數(shù)條曲線來示出用于圖4的比較單元的輸入?yún)?shù)，并且
[0037]圖6以圖表來示出基于患者的血液中的超聲的能量輸入效應(yīng)。
【具體實(shí)施方式】
[0038]根據(jù)圖1，基于超聲的氣泡或空氣泡檢測(cè)器1(下文稱為檢測(cè)器)被提供用于檢測(cè)呈透析患者的血液形式的介質(zhì)中的空氣，所述血液流動(dòng)穿過軟管2。為達(dá)這個(gè)目的，檢測(cè)器I包括呈壓電元件形式的超聲(US)發(fā)射器4，以用于穿過軟管2的發(fā)射超聲6。超聲波6可由超聲(US)接收器8接收。US發(fā)射器4和US接收器8因此形成超聲路徑。對(duì)于發(fā)射超聲來說，經(jīng)由與US發(fā)射器4電并聯(lián)布置的電感裝置10將電壓施加于US發(fā)射器LUS發(fā)射器4和電感裝置10可經(jīng)由開關(guān)12連接至地面14。此外，它們都連接至電壓源16。電感裝置10在斷開開關(guān)12之后形成的自感應(yīng)電壓用于使得可獲得US發(fā)射器4所需要的電壓。隨后，US發(fā)射器4經(jīng)由控制信號(hào)18來控制?？刂菩盘?hào)18由圖1中未示出的控制單元來提供。超聲6由US接收器8接收并且被轉(zhuǎn)換成電接收信號(hào)20。隨后將所述電接收信號(hào)與參考電壓24比較，并且通過比較單元22(比較器)來評(píng)估。在比較單元22的輸出端26處，提供輸出信號(hào)28，所述輸出信號(hào)關(guān)于是否在超聲路徑中提供“空氣”或“無空氣”(即，僅流體)做出通知。
[0039]在圖2中示出了控制信號(hào)18，在圖1的根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)器I的情況下監(jiān)測(cè)所述控制信號(hào)，以便繼而基于超聲6來監(jiān)測(cè)和/或限制進(jìn)入軟管2內(nèi)引導(dǎo)的血液中的能量輸入。根據(jù)圖2，控制信號(hào)18具有合計(jì)達(dá)例如50ys和900ys的爆發(fā)間隔A。爆發(fā)間隔A的頻率合計(jì)達(dá)例如IkHz至15kHz。圖1的電感裝置10的充電時(shí)間B合計(jì)達(dá)例如5ys至20ys。隨后，爆發(fā)間隔A是連續(xù)充電時(shí)間B的兩個(gè)開始時(shí)間的距離。
[0040]在充電時(shí)間B期滿之后，根據(jù)控制信號(hào)18，進(jìn)行具有US發(fā)射器4的US激勵(lì)頻率D的數(shù)目C的刺激，所述US激勵(lì)頻率D例如為IMHz至5MHz。例如，提供八次刺激(C = 8)。例如，在2MHz的US激勵(lì)頻率的情況下，兩個(gè)刺激之間的間隔合計(jì)達(dá)500ns ο在數(shù)目C的超聲刺激之后，提供中斷E直到充電時(shí)間B再次開始。這個(gè)中斷量例如為300ys至500ys(例如481ys)。
[0041]對(duì)監(jiān)測(cè)能量輸入來說，現(xiàn)在監(jiān)測(cè)爆發(fā)間隔A和/或充電時(shí)間B和/或US激勵(lì)頻率D和/或刺激的數(shù)目C。如果在錯(cuò)誤的情況下爆發(fā)間隔A減小，那么認(rèn)為必定是發(fā)生了進(jìn)入包括血液的軟管2中的較高能量輸入。同樣地，當(dāng)電感裝置10的充電時(shí)間B增加時(shí)，預(yù)期必定是較高能量輸入。此外，如果在可能錯(cuò)誤的情況下，在刺激的在先確定的數(shù)目C增加，那么認(rèn)為必定是進(jìn)入血液中的較高能量輸入。進(jìn)入血液中的較高能量輸入也可通過US激勵(lì)頻率D的變化來引起。相應(yīng)參數(shù)的所列變化可例如通過用于產(chǎn)生控制信號(hào)的控制單元的微處理器的暫時(shí)或永久不正常工作而發(fā)生在軟件側(cè)或硬件側(cè)上。
[0042]圖2的控制信號(hào)18可在開關(guān)12處獲得，并且可從所述開關(guān)發(fā)射至監(jiān)測(cè)控制單元。對(duì)能量輸入的認(rèn)知進(jìn)一步產(chǎn)生以下事實(shí):借助于接收信號(hào)20(幅值和時(shí)間信號(hào)過程)，可斷定將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)(在這種情況下為血液)內(nèi)的物體或外來介質(zhì)的性質(zhì)。如果涉及已知介質(zhì)，如在這種情況下是將被監(jiān)測(cè)的空氣，那么可借助于接收信號(hào)20斷定幾何形狀(尺寸、體積)。
[0043]根據(jù)圖3，除檢測(cè)器I之外，示意地示出了包括檢測(cè)器I的透析設(shè)備30。透析設(shè)備30包括第一控制單元32和第二控制單元34(監(jiān)視器)。第一控制單元32用于調(diào)節(jié)并控制透析設(shè)備30以及因此檢測(cè)器I的部件。第二控制單元34尤其用于監(jiān)測(cè)透析設(shè)備30，以便保護(hù)利用透析設(shè)備30的患者。
[0044]第一控制單元32連同微處理器36—起控制經(jīng)由軟管2向US接收器8發(fā)射超聲的US發(fā)射器4。根據(jù)圖3，接收信號(hào)20被轉(zhuǎn)發(fā)至微處理器36并轉(zhuǎn)發(fā)至連接至第二控制單元34的微處理器40。對(duì)監(jiān)測(cè)用于經(jīng)由信號(hào)路徑38控制US發(fā)射器4的控制信號(hào)18來說，控制信號(hào)18由US發(fā)射器4經(jīng)由信號(hào)路徑42分流，并且被供應(yīng)至透析設(shè)備30的第二控制單元34的通道。隨后，經(jīng)由所述通道檢查將被監(jiān)測(cè)的參數(shù)A至D，參考圖2。如果由第二控制單元34在監(jiān)測(cè)通道中確定出與目標(biāo)參數(shù)的任何偏差，那么所述控制單元可引發(fā)措施以用于防止、停止或限制對(duì)軟管2內(nèi)的血液的破壞。所述措施例如是停止一個(gè)或多個(gè)栗和/或閉合一個(gè)或多個(gè)軟管截止夾。
[0045]根據(jù)圖4，用于評(píng)估接收信號(hào)20的方法可與圖1的對(duì)控制信號(hào)28的序列的監(jiān)測(cè)組合。所述方法用于檢測(cè)US發(fā)射器4或US接收器8的錯(cuò)誤并且用于檢測(cè)傳感器路徑中耦接的變化。根據(jù)圖4，通過比較單元22或另一比較單元將接收信號(hào)20與參考值44比較，所述參考值可稱為警報(bào)閾值(AS)。比較單元22隨后取決于接收信號(hào)20而在其輸出處指示“空氣”或“無空氣”，如已在之前所解釋的。如果現(xiàn)在在比較單元22的輸入端處周期地從第一參考值44改變至充當(dāng)測(cè)試閾值(TS)的第二參考值46持續(xù)短時(shí)間，那么將接收信號(hào)20與第二參考值46比較。據(jù)此，一方面，可獲得對(duì)圖1例示的電路的功能作用的說明，而另一方面，可獲得對(duì)軟管2與US發(fā)射器4和相應(yīng)地US接收器8之間的耦接的說明。除非在輸出端26處如預(yù)期以信號(hào)指示“空氣”，那么當(dāng)使用第二參考值46時(shí)，可提供有故障電路或否則軟管2與US發(fā)射器4和/或…接收器8之間的耦接可處于不可容許的范圍內(nèi)。
[0046]根據(jù)圖5，借助于多個(gè)曲線示出了第一參考值44與第二參考值46的比較。圖5例示的圖表包括指示電壓(V)的縱坐標(biāo)和指示時(shí)間(μ8)的橫坐標(biāo)。在這種情況下，電壓在O至2.5V的范圍變化，并且時(shí)間在-1OOys至700ys的范圍變化。第一參考值44具有在0.5V至IV范圍變化的電壓，并且第二參考值46具有處于2V與2.5V之間的電壓，其中相應(yīng)參考值44、46大致恒定。根據(jù)圖5位于第一參考值44下方的曲線48表示圖1的接收信號(hào)20，所述接收信號(hào)是在當(dāng)軟管2內(nèi)提供“空氣”時(shí)的無錯(cuò)操作期間得到。在這種情況下，第一參考值44以及第二參考值46之間的比較將產(chǎn)生以下事實(shí):在比較單元22的輸出端26處指示“空氣”。在圖5中與第一參考值44相交的曲線50示出當(dāng)在無錯(cuò)操作期間在軟管2內(nèi)為“無空氣”時(shí)的接收信號(hào)20。在這種情況下，在輸出端26發(fā)出“無空氣”。在與第二參考值46比較中，將顯示“空氣”。與第二參考值46相交的另一曲線52顯示在出錯(cuò)耦接的情況下的接收信號(hào)20。當(dāng)將曲線52與第一參考值44比較時(shí)，將確定提供“無空氣”，因?yàn)榍€52也與第一參考值44相交。然而，如果考慮到第二參考值46，那么在無錯(cuò)操作期間必定顯示“空氣”，因?yàn)闊o錯(cuò)接收信號(hào)20的曲線48、50定位在第二參考值46下方。因?yàn)樵诔鲥e(cuò)情況下，曲線52與第二參考值46的筆直線相交，所以報(bào)告“無空氣”，可由此斷定有故障的操作。
[0047]根據(jù)圖6，示出了圖表，所述圖表的縱坐標(biāo)上示出來自圖1的超聲6的能量的強(qiáng)度I(W/cm2)，并且橫坐標(biāo)上示出超聲6的暴露時(shí)間t(s)。強(qiáng)度I以對(duì)數(shù)示出為在0.01與100之間，并且暴露時(shí)間以對(duì)數(shù)示出為在O與10000之間。因此，表示出由曲線58分開的安全范圍54和可能的破壞范圍56。當(dāng)強(qiáng)度和暴露持續(xù)時(shí)間的乘積(I*t)處于安全性范圍54內(nèi)時(shí)，即乘積是< 50Ws/cm2時(shí)，對(duì)圖1的軟管2內(nèi)的血液不提供破壞。然而，如果乘積較大并且處于破壞范圍56內(nèi)，那么可例如因溶血的發(fā)生而發(fā)生對(duì)血液的破壞。
[0048]本發(fā)明公開一種檢測(cè)器，所述檢測(cè)器包括用于穿過將被檢驗(yàn)的介質(zhì)發(fā)射超聲的超聲發(fā)射器，所述超聲適于由超聲接收器接收。因此，可限制和/或監(jiān)測(cè)和/或調(diào)適超聲波到將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)中的能量輸入。
[0049]參考數(shù)字的列表
[0050]I檢測(cè)器[0051 ] 2 軟管
[0052]4 US發(fā)射器
[0053]6 超聲
[0054]8 US接收器
[0055]10電感裝置
[0056]12 開關(guān)
[0057]14 地面
[0058]16電壓源
[0059]18控制信號(hào)
[0060]20接收信號(hào)[0061 ] 22比較單元
[0062]24參考電壓
[0063]26輸出端
[0064]28輸出信號(hào)
[0065]30透析設(shè)備
[0066]32第一控制單元
[0067]34第二控制單元
[0068]36微處理器
[0069]38信號(hào)路徑
[0070]40微處理器
[0071]42信號(hào)路徑
[0072]44第一參考值
[0073]46第二參考值
[0074]48曲線(在無錯(cuò)操作期間，空氣)
[0075]50曲線(在無錯(cuò)操作期間，無空氣)
[0076]52曲線(有故障操作)
[0077]54安全范圍
[0078]56破壞范圍
[0079]A爆發(fā)間隔
[0080]B充電時(shí)間[0081 ]C刺激的數(shù)目
[0082]D超聲激勵(lì)頻率
[0083]E 中斷
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其包括超聲(us)發(fā)射器以用于穿過將被監(jiān)視的介質(zhì)向所述空氣泡和/或固體檢測(cè)器的超聲(us)接收器發(fā)射超聲，所述檢測(cè)器的特征在于提供監(jiān)測(cè)和/或限制裝置，所述裝置適于基于所述超聲監(jiān)測(cè)和/或限制進(jìn)入所述介質(zhì)中能量輸入，其中 所述監(jiān)測(cè)和/或限制裝置適于通過監(jiān)測(cè)超聲產(chǎn)生而引起對(duì)所述能量輸入的所述監(jiān)測(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中所述US發(fā)射器(4)經(jīng)由控制單元(32、36)通過控制信號(hào)(18)來控制，所述控制信號(hào)(18)被分流用于監(jiān)測(cè)所述能量輸入。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中所述控制信號(hào)(18)由第二控制單元(34、40)監(jiān)測(cè)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中所述US發(fā)射器(4)和所述US接收器(8)中的每一個(gè)由壓電元件構(gòu)成，并且其中電壓裝置(10)的電壓被施加于所述US發(fā)射器(4)以用于發(fā)射所述超聲(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中監(jiān)測(cè)所述控制信號(hào)(18)的爆發(fā)間隔(A)，所述爆發(fā)間隔(A)表示所述電壓裝置(10)的兩個(gè)連續(xù)充電操作的開始時(shí)間之間的時(shí)間間隔，和/或其中監(jiān)測(cè)所述電壓裝置(10)的充電時(shí)間(B)，和/或其中監(jiān)測(cè)由所述US發(fā)射器(4)每次爆發(fā)間隔(A)輸出的刺激的數(shù)目(C)，和/或其中監(jiān)測(cè)所述US發(fā)射器(4)的超聲激勵(lì)頻率(D)，和/或其中監(jiān)測(cè)所述控制信號(hào)(18)的周期。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中可在所述充電時(shí)間(B)的增加之后輸出錯(cuò)誤信號(hào)，和/或其中可在所述爆發(fā)間隔(A)減少之后輸出錯(cuò)誤信號(hào)，和/或其中可在刺激的所述數(shù)目(C)增加之后輸出錯(cuò)誤信號(hào)，和/或其中可在所述超聲激勵(lì)頻率(D)的變化之后輸出錯(cuò)誤信號(hào)，和/或其中可在所述周期的變化之后輸出錯(cuò)誤信號(hào)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中限制或終止所述能量輸入的措施在出錯(cuò)能量輸入的情況下引發(fā)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中所述出錯(cuò)能量輸入由硬件措施來限制。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中由所述US接收器(8)接收的所述超聲(6)可被轉(zhuǎn)換成電接收信號(hào)(20)，并且可經(jīng)由比較單元(22)與參考值(24)比較，指示檢測(cè)結(jié)果的輸出信號(hào)(28)響應(yīng)于所述比較而在所述比較單元(22)中輸出。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中除所述第一參考值(44)之外，提供第二參考值(46)，其中所述第二參考值(46)周期地使用并且持續(xù)預(yù)定時(shí)間間隔。11.一種血液處理設(shè)備、尤其是透析設(shè)備，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器，其中所述介質(zhì)可流動(dòng)穿過的流動(dòng)路徑被布置在所述US發(fā)射器(4)與所述US接收器(8)之間。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的血液處理設(shè)備，其中提供所述第一控制單元(32)以用于調(diào)節(jié)并控制所述血液處理設(shè)備(30)，并且其中提供所述監(jiān)測(cè)和/或限制裝置、尤其是所述第二控制單元(34)以用于引發(fā)用于患者的保護(hù)措施，所述監(jiān)測(cè)和/或限制裝置、尤其是所述第二控制單元(34)監(jiān)測(cè)和/或限制進(jìn)入所述介質(zhì)中的所述能量輸入。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的透析設(shè)備，其中在所述血液處理設(shè)備(30)中的出錯(cuò)能量輸入的情況下，停止一個(gè)或多個(gè)栗和/或閉合一個(gè)或多個(gè)軟管截止夾。14.一種用于基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器、尤其是根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的基于超聲空氣泡和/或固體檢測(cè)器的方法，所述方法包括以下步驟: -由超聲(US)發(fā)射器穿過將被監(jiān)測(cè)的介質(zhì)向所述空氣泡和/或固體檢測(cè)器的超聲(US)接收器發(fā)射超聲，和 -基于所述超聲來監(jiān)測(cè)和/或限制進(jìn)入所述介質(zhì)中的能量輸入。
【文檔編號(hào)】A61M1/14GK105983148SQ201610154129
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】羅爾夫·霍利斯坦
【申請(qǐng)人】B·布萊恩·阿維圖姆股份公司