[發明專利]一種用于便攜式血液凈化系統中的氣泡監測裝置

無效

• 申請號: 201310020314.3
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103055364A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 石炳毅;周春華;李平;李洋
• 申請（專利權）人: 北京大德海納醫療科技有限公司
• 主分類號: A61M1/14
• 分類號: A61M1/14
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所 11344
• 代理人: 王柱

技術領域

本發明涉及一種氣泡監測裝置，尤其是一種在搖擺振動野外戰地條件下用于便攜式血液凈化系統中的氣泡監測裝置。?

背景技術

氣泡檢測器作為現在透析設備上的主要檢測器件，主要作用是在整個透析過程中實時地、連續地、可靠地檢測在血液體外循環的靜脈回流段是否有氣泡存在，防止氣體進入患者體內引起氣體栓塞，確保透析患者的安全。當有空氣出現時，機器發出報警信號，使血夾關閉，阻止血液流回病人體內。?

一般常用的探測方法有三種：(1)電容式探測器；(2)紅外光電式探測器；(3)超聲波式探測器。由于超聲波探測器具有強穿透能力，強抗干擾能力，可靠性高，在液體和氣體中衰減程度明顯等特點，用其原理檢測液體管路中的氣泡最容易實現，且靈敏度高、穩定可靠，還能檢測出間隙很小的連續小氣泡，因此選用超聲波探測器作為氣泡探測器。?

檢測原理：利用聲波在不同介質的界面上會反射和折射，使傳導受到影響，聲音強度將會大幅度的減少。?

聲音信號在無氣泡的液體(血液)里，衰減率很小，大部分被接收器所接收；接收強度較大輸出電壓信號也較大。一旦液體中有氣泡存在，大部分聲波信號將要被氣泡所反射和折射，信號大幅度衰減，此時接收器接收到的聲音強度將會減少，輸出電壓信號也隨之變小。輸出電壓信號變小的程度可以反映氣泡體?積的大小。體積越大的氣泡(或者數量更多的同體積氣泡)，引起電壓的改變越大。?

超聲波空氣探測器的結構簡圖如圖1所示，發射裝置1和接收裝置2安裝在血液導管3的兩側，檢測原理如圖2所示。?

氣泡檢測頭安裝在在血液回路中，采用的是超聲波透射檢測法，在血液導管的兩側分別裝有超聲波發射和接收裝置。無氣泡時，超聲波通過媒質血液到達檢測端，聲波的損耗不大，經過換能器轉換為電信號時，用示波器能清晰地看到頻率為1MHz的正弦波，該信號在電路板上經過處理后送人邏輯電路以保證機子的正常運作；當血液中出現氣泡時，由于聲波大部分被反射掉，那么在檢測端幾乎沒有聲波，反映到電路上則是原有的電信號沒有了，變成了低電平，這一變化將使邏輯電路電平發生相應翻轉，控制機器發出聲光報警并使血夾關閉，同時血泵停轉，阻止氣泡隨回流血液進人人體引起栓塞而危及病人生命安全。?

現有氣泡檢測方法存在如下缺陷：?

第一，現有氣泡傳感器的檢測閥值一般在傳感器出廠時已經標定，當血液中一有氣泡則立即報警，非常靈敏，但是這對于便攜式透析機就造成了一定的缺陷，因為便攜式透析機設計的目的是為了在野外或運動中治療而設計的，儀器經常處于晃動當中，這時血液中會不斷產出微小的氣泡，并隨著血流而移動，這樣就造成了氣泡傳感器的不斷報警而無法使用；?

第二，由于儀器的晃動會產生很多的干擾信號，也會影響傳感器的正常適用。?

發明內容

為了改進便攜式透析機的氣泡傳感器在運動中不斷報警的問題，而又達到保護患者的目的，本發明引入了信號處理模塊、比較器和CPU處理器。?

本發明提供一種用于便攜式血液凈化系統中的氣泡監測裝置，主要由超聲波氣泡探測器組成，超聲波氣泡探測器包括超聲波發射裝置和接收裝置組成，(1)通過接收裝置檢測到的超聲波脈沖信號經過信號處理模塊處理，得到規則的矩形信號脈寬；(2)通過比較器對信號脈寬Tc與設定的閥值進行比較，大氣泡閥值為Tc1，無氣泡和微量氣泡閥值為Tc0，當Tc≥Tc1，直接進入CPU處理器并啟動報警裝置；當Tc≤Tc0時，直接過濾掉；當Tc0＜Tc＜Tc1時，進入CPU處理器并進行累積計算，當每分鐘的累積量大于設定值T時啟動報警裝置。?

優選的方案為閥值Tc1為20-100ul，Tc0為5-20ul，并且Tc1＞Tc0。?

優選的方案為設定值T為1-3ml/分鐘。?

優選的方案為還包括有源帶通濾波電路、施密特觸發器和比較器。?

優選的方案為還包括干擾信號處理模塊，干擾信號處理模塊采用數字濾波方式，多次采樣取平均值辦法消除干擾信號。?

超聲波氣泡探測器安裝在血液回路中，采用的是超聲波透射檢測法。在血液導管的兩側分別裝有超聲波發射裝置和接收裝置。在液體正常流動且沒有混入氣泡時，聲波的損耗不大，在接收端檢測到的超聲波脈沖信號的幅度應足夠大，信號經整形處理后信號脈寬寬；當血液中出現氣泡時，由于聲波大部分被反射掉，那么在接收端檢測到的超聲波脈沖信號的幅度在該氣泡通過傳感器檢測面時衰減較大，信號經整形處理后信號脈寬變窄。氣泡越大，脈寬越窄。?