輸液管道的監(jiān)測裝置及包含該監(jiān)測裝置的輸液管道的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輸液管道的監(jiān)測裝置及包含該監(jiān)測裝置的輸液管道，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高昂，無法被多數(shù)患者接受的問題。該輸液管道的監(jiān)測裝置，包括：至少兩個感應(yīng)電極，以及至少一個電信號測量裝置，其中，每個感應(yīng)電極的第一端分別固定在所述輸液管道的不同位置處，且每個感應(yīng)電極的第二端分別與所述電信號測量裝置的輸入端相連，所述電信號測量裝置為電壓測量裝置、電阻測量裝置和/或電容測量裝置。本實用新型實施例中的監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，其造價能夠為廣大普通患者所接受。
【專利說明】輸液管道的監(jiān)測裝置及包含該監(jiān)測裝置的輸液管道
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及管道監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種輸液管道的監(jiān)測裝置及包含該監(jiān)測裝置的輸液管道。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，輸液管道在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，例如，在醫(yī)療領(lǐng)域需要使用醫(yī)用輸液管道來為病人輸送生理鹽水、血液或營養(yǎng)液等各類液體。并且，在供暖、供油等多種場景中也都需要用到輸液管道來傳輸各類液體。
[0003]在輸液管道傳輸液體的過程中，特別是在醫(yī)用輸液管道傳輸液體的過程中，由于管道直徑較細(xì)(通常內(nèi)徑為200微米到I厘米之間)，往往會由于管道內(nèi)部產(chǎn)生了氣泡或管道外部發(fā)生彎折等原因而導(dǎo)致內(nèi)部液體流速減緩甚至停滯。然而，由于醫(yī)護(hù)人員不可能目不轉(zhuǎn)睛地持續(xù)監(jiān)視輸液管道內(nèi)液體的流動情況，因而往往會因此而造成無法挽回的醫(yī)療意外。
[0004]由此可見，目前迫切需要一種能夠監(jiān)測輸液管道內(nèi)液體的流動情況是否正常的監(jiān)測裝置。雖然現(xiàn)在也研制出了一些能夠?qū)崿F(xiàn)這一目的的醫(yī)用設(shè)備，但是現(xiàn)在的醫(yī)用設(shè)備往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高昂，因而無法被多數(shù)患者接受。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型提供了一種輸液管道的監(jiān)測裝置及包含該監(jiān)測裝置的輸液管道，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高昂，無法被多數(shù)患者接受的問題。
[0006]一種輸液管道的監(jiān)測裝置，包括:至少兩個感應(yīng)電極，以及至少一個電信號測量裝置，其中，每個感應(yīng)電極的第一端分別固定在所述輸液管道的不同位置處，且每個感應(yīng)電極的第二端分別與所述電信號測量裝置的輸入端相連，所述電信號測量裝置為電壓測量裝置、電阻測量裝置和/或電容測量裝置。
[0007]本實用新型實施例中，通過兩個感應(yīng)電極來感測電極之間的電信號，通過電信號測量裝置來測量相應(yīng)的電信號，并分析電信號的變化情況，由于液體的流速與液體的電阻之間存在著確定對應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系也可以通過液體的電壓或電各來反映，因而，在本實施例中，只要測量出輸液管道的不同位置的電信號就可以推算出輸液管道內(nèi)部的液體流速，進(jìn)而判斷液體的流動情況是否正常，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)異常并采取相應(yīng)的挽救措施。由此可見，本實用新型實施例中的監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，其造價能夠為廣大普通患者所接受。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1示出了本實用新型實施例提供的輸液管道的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2示出了實施例一提供的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3a示出了液體的瞬時流速與兩個感應(yīng)電極之間的電壓之間的對應(yīng)關(guān)系；[0011]圖3b示出了不同瞬時流速所對應(yīng)的電壓降的平均值；
[0012]圖4示出了實施例二提供的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5示出了實施例三提供的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖6和圖7分別示出了以管狀電極實現(xiàn)圖2和圖5中的方案的示意圖；
[0015]圖8示出了場景一中的液體流速與液體電壓降之間的關(guān)系；
[0016]圖9示出了場景二中的液體流速與電壓降之間的關(guān)系；
[0017]圖10示出了場景二中的瞬時流速與電壓降之間的關(guān)系；
[0018]圖11示出了場景三中的兩個感應(yīng)電極在流速短暫變化時測得的電壓響應(yīng)；
[0019]圖12示出了場景三中的管道內(nèi)發(fā)生阻塞時的電壓響應(yīng)；
[0020]圖13示出了場景四中的兩個感應(yīng)電極在流速短暫變化時測得的電壓響應(yīng)；
[0021]圖14示出了場景五中的兩個感應(yīng)電極在流速短暫變化時測得的電壓響應(yīng)；
[0022]圖15a示出了實施例四提供的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的整體結(jié)構(gòu)圖；以及
[0023]圖15b示出了圖15a的電極部分的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0024]為充分了解本實用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本實用新型做詳細(xì)說明，但本實用新型并不僅僅限于此。
[0025]本實用新型提供了一種輸液管道的監(jiān)測裝置及包含該監(jiān)測裝置的輸液管道，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高昂，無法被多數(shù)患者接受的問題。
[0026]圖1示出了本實用新型實施例提供的輸液管道的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該監(jiān)測裝置包括:至少兩個感應(yīng)電極11，以及至少一個電信號測量裝置16，其中，每個感應(yīng)電極11的第一端分別固定在輸液管道10的不同位置處，且每個感應(yīng)電極11的第二端分別與電信號測量裝置16的輸入端相連，該電信號測量裝置16為電壓測量裝置、電阻測量裝置和/或電容測量裝置。在本實用新型實施例中，通過兩個感應(yīng)電極來分別感測輸液管道的不同位置的電信號，并通過電信號測量裝置來測量相應(yīng)的電信號，由于液體的流速與液體的電阻之間存在著確定的對應(yīng)關(guān)系，這種對應(yīng)關(guān)系也可以通過液體的電壓或電容來反映，因而，在本實施例中，只要測量出輸液管道的不同位置的電信號就可以推算出輸液管道內(nèi)部的液體流速，進(jìn)而判斷液體的流動情況是否正常，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)異常并采取相應(yīng)的挽救措施。由此可見，本實用新型實施例中的監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，其造價能夠為廣大普通患者所接受。
[0027]下面通過幾個具體實施例詳細(xì)介紹一下上述監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)。在下述的各個實施例中，輸液管道為連接在供輸器件(如輸液瓶)與供輸對象(如患者)之間的管道，其選用不導(dǎo)電的材料來制作，優(yōu)選不具有生物毒性的聚合物材料。
[0028]另外，按照感應(yīng)電極的具體形式以及相應(yīng)的電壓測量裝置的類型將下述的各個實施例分為兩組。其中，實施例一至實施例三構(gòu)成第一組實施例，該組實施例的特點在于:感應(yīng)電極為插入式感應(yīng)電極，這樣的電極能夠插入到輸液管道的內(nèi)部，并與內(nèi)部的液體相接觸，從而感測到液體的電阻或電壓，相應(yīng)的，電信號測量裝置為電壓和/或電阻測量裝置。實施例四至實施例五構(gòu)成第二組實施例，該組實施例的特點在于:感應(yīng)電極為貼片式感應(yīng)電極，這樣的電極貼覆在輸液管道的表面，與管道內(nèi)部的液體共同構(gòu)成一個電容，即:輸液管道內(nèi)部的液體相當(dāng)于電容的電介質(zhì)，而兩個貼片式感應(yīng)電極則相當(dāng)于電容的上下極板，相應(yīng)的，電壓測量裝置為電容測量裝置。
[0029]第一組實施例:
[0030]實施例一、
[0031]圖2示出了實施例一提供的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在本實施例中，監(jiān)測裝置包括能夠插入到輸液管道內(nèi)部的第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22，以及與第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22分別相連的電壓和/或電阻測量裝置26。
[0032]具體地，第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22可以通過輸液管道上預(yù)設(shè)的插入孔插入到輸液管道的內(nèi)部，為了實現(xiàn)嚴(yán)密密封的效果，每個插入孔都通過插入孔外緣的硅膠進(jìn)行密封?；蛘?，第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22也可以通過一體化成型的工藝在輸液管道的制備過程中直接形成，此時，輸液管道的特定部分將被制作為連接有感應(yīng)電極的金屬材質(zhì)。其中，由于第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22需要與管道內(nèi)部的液體相接觸，因此，當(dāng)其應(yīng)用于含鹽類的液體時，其材質(zhì)優(yōu)選不易腐蝕、不易發(fā)生水解反應(yīng)的材料，如醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮、鉻或表面涂布有醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮、鉻等材料的其他硬質(zhì)材料。換句話說，感應(yīng)電極可以通過表面材質(zhì)為醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮或鉻的部件實現(xiàn)，以便實現(xiàn)導(dǎo)電的目的
[0033]另外，電壓和/或電阻測量裝置26可以通過任何能夠測量電壓或電阻的器件實現(xiàn)，例如，可以通過三用電表、示波器或充電儀等器件作為電壓和/或電阻測量裝置26。在本實施例中，以電壓和/或電阻測量裝置26為充電儀為例進(jìn)行說明。由于充電儀本身具備提供恒定電流的功能，因此，通過調(diào)整充電儀上的功能按鈕可以使第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22上的電流保持恒定。在電流恒定不變的基礎(chǔ)上，液體流速的變化將會更加準(zhǔn)確地反應(yīng)為液體電阻或電壓的變化。具體地，當(dāng)液體流速增加時，由于單位時間通過同一截面的自由電子或離子數(shù)量增加，從而導(dǎo)致液體電阻下降，相應(yīng)地，液體電壓也會成比例地下降。因此，如果通過充電儀測量到的第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22之間的電阻或電壓下降，則表明液體流速增加；如果通過充電儀測量到的第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22之間的電阻或電壓上升，則表明液體流速下降或輸液管道內(nèi)有氣泡等通過?；谏鲜鲈恚?dāng)檢測發(fā)現(xiàn)電阻或電壓上升明顯時，則說明液體流速下降，當(dāng)電阻或電壓的上升量超過預(yù)設(shè)的安全閾值時，則表明輸液管道可能出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象，由此提醒醫(yī)護(hù)人員及時處理。
[0034]下面給出實施例一的一個具體應(yīng)用場景，以便于更加直觀地理解本實用新型。在此應(yīng)用場景中，輸液管道內(nèi)傳輸?shù)囊后w為導(dǎo)電率較小的醫(yī)用胰島素，為了避免由于導(dǎo)電率太小而導(dǎo)致測量電壓太高進(jìn)而容易產(chǎn)生微小氣泡的問題，在此應(yīng)用場景中將第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22設(shè)置為插入輸液管道內(nèi)部的金屬針形式的針狀感應(yīng)電極，并且，在感應(yīng)電極與輸液管道相接觸的部位通過硅膠加以密封。其中，第一插入式感應(yīng)電極21和第二插入式感應(yīng)電極22之間的間隔為1mm。在該場景中，用微量泵推送液體，使液體流速突然發(fā)生變化，然后測量兩個感應(yīng)電極之間的電壓變化。圖3a示出了液體的瞬時流速與兩個感應(yīng)電極之間的電壓之間的對應(yīng)關(guān)系，在圖3a中，液體的背景流速為零。從圖中可以看出，在瞬時流速開始前的電壓值有一波動區(qū)間，假設(shè)背景流速為0.0Olml/min，則可以去除上下跳動的電壓響應(yīng)。基本上，每次因為瞬時流速所造成的電壓降非常穩(wěn)定，并且響應(yīng)時間很短，約為I秒。將不同瞬時流速所對應(yīng)的電壓降，經(jīng)平均后得到圖3b。從圖3b中可以看出，不同瞬時流速與電壓降之間的對應(yīng)關(guān)系幾乎為直線，且數(shù)據(jù)之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差很小。由此可見，采用本實施例中的方式，能夠根據(jù)電壓或電阻的測量值準(zhǔn)確而及時地預(yù)測并計算液體流速情況。
[0035]實施例二、
[0036]圖4示出了實施例二提供的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，在本實施例中，監(jiān)測裝置包括能夠插入到輸液管道內(nèi)部的第一插入式感應(yīng)電極41、第二插入式感應(yīng)電極42和第三插入式感應(yīng)電極43,以及與第一插入式感應(yīng)電極41和第二插入式感應(yīng)電極42分別相連的第一電壓和/或電阻測量裝置46，和與第一插入式感應(yīng)電極41和第三插入式感應(yīng)電極43分別相連的第二電壓和/或電阻測量裝置47。
[0037]實施例二與實施例一的區(qū)別在于:實施例二中的感應(yīng)電極的數(shù)量為三個，其中，第一插入式感應(yīng)電極41和第二插入式感應(yīng)電極42構(gòu)成第一感應(yīng)電極組，由第一電壓和/或電阻測量裝置46來測量第一感應(yīng)電極組之間的電壓和/或電阻；第一插入式感應(yīng)電極41和第三插入式感應(yīng)電極43構(gòu)成第二感應(yīng)電極組，由第二電壓和/或電阻測量裝置47來測量第二感應(yīng)電極組之間的電壓和/或電阻。并且,構(gòu)成第一感應(yīng)電極組的兩個感應(yīng)電極之間的間隔與構(gòu)成第二感應(yīng)電極組的兩個感應(yīng)電極之間的間隔不同。
[0038]實施例二中的監(jiān)測裝置的主要工作原理如下:經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，液體流速與液體電阻或電壓之間的對應(yīng)關(guān)系與兩個感應(yīng)電極之間的間隔有關(guān)，并且，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在兩個感應(yīng)電極之間間隔小時，適用于測量瞬時流速變化的場景，因瞬時流速的變化所造成的電壓差與瞬時流速變化正相關(guān)；而在兩個感應(yīng)電極之間間隔大時，適用于測量平均流速變化的場景，因平均流速變化平衡后的電壓改變與平均流速變化正相關(guān)。因此，在實施例二中，假設(shè)第一感應(yīng)電極組的兩個感應(yīng)電極之間的間隔明顯小于第二感應(yīng)電極組的兩個感應(yīng)電極之間的間隔，則在偵測瞬時流速變化的應(yīng)用場景中可以采用第一電壓和/或電阻測量裝置46來進(jìn)行測量，而在偵測平均流速變化的應(yīng)用場景中則可以采用第二電壓和/或電阻測量裝置47來進(jìn)行測量，以實現(xiàn)更加準(zhǔn)確的目的。另外，也可以同時采用第一電壓和/或電阻測量裝置46和第二電壓和/或電阻測量裝置47來進(jìn)行測量?；蛘?，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以設(shè)置更多個感應(yīng)電極組以及相應(yīng)的測量裝置，以便得到更加精確的測量結(jié)果。
[0039]實施例二中采用的測量裝置可參照實施例一進(jìn)行選擇，例如可以選擇能夠提供恒定電流的充電儀，或是能夠測量相應(yīng)的電阻的LCR電橋。
[0040]實施例三、
[0041]圖5示出了實施例三提供的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，在本實施例中，與實施例一類似，監(jiān)測裝置仍然包括能夠插入到輸液管道內(nèi)部的第一插入式感應(yīng)電極51和第二插入式感應(yīng)電極52,以及與第一插入式感應(yīng)電極51和第二插入式感應(yīng)電極52分別相連的電壓和/或電阻測量裝置56。關(guān)于第一插入式感應(yīng)電極51和第二插入式感應(yīng)電極52的具體形式可參照實施例一的相應(yīng)部分的描述，此處不再贅述。
[0042]本實施例與實施例一的主要區(qū)別在于:電壓和/或電阻測量裝置56只能用于測量電壓和/或電阻，其本身不具備提供恒定電流的功能，這樣可以降低測量裝置56的制作成本。此時，為了能夠使輸液管道內(nèi)部液體的電流恒定，該監(jiān)測裝置進(jìn)一步包括:能夠提供恒定電流的定電流充電裝置57，以及第一充電電極571和第二充電電極572。這里，定電流充電裝置57可以通過任何能夠提供恒定電流的裝置實現(xiàn)，例如，可以通過定電流充電儀來實現(xiàn)。
[0043]從圖5中可以看出，第一充電電極571的一端和第二充電電極572的一端分別與定電流充電裝置57的輸出端相連，用以接收定電流充電裝置57提供的電流；第一充電電極571的另一端和第二充電電極572的另一端分別固定在輸液管道內(nèi)的不同位置處。而且，第一充電電極571和第二充電電極572分別位于兩個感應(yīng)電極的兩側(cè)。這里所說的兩側(cè)主要是指兩個感應(yīng)電極的外側(cè)，例如，當(dāng)輸液管道采用圖5所示的水平放置方式時，兩個充電電極分別位于兩個感應(yīng)電極的左側(cè)和右側(cè)，以使兩個感應(yīng)電極位于兩個充電電極的中間；當(dāng)輸液管道采用豎直放置方式時，兩個充電電極分別位于兩個感應(yīng)電極的下方和上方，以使兩個感應(yīng)電極位于兩個充電電極的中間。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以對圖5所示的各個電極的位置進(jìn)行靈活調(diào)整，只要能夠?qū)崿F(xiàn)定電流充電和電信號測量的雙重目的即可。
[0044]由此可見，在實施例三中，監(jiān)測裝置共包含四個電極，其中，兩個感應(yīng)電極與測量裝置相連，用于測量輸液管道內(nèi)部液體的電阻或電壓；兩個充電電極與充電裝置相連，用于為輸液管道內(nèi)部的液體提供恒定的電流，以使電阻和電壓的測量結(jié)果更能反映液體流速的變化。在實施例三中，由于測量裝置不需要同時具備定電流充電的功能，因此，降低了對測量裝置的制作成本等方面的要求。另外，基于與實施例三同樣的原理，也可以直接通過四點探針測試儀來實現(xiàn)本實用新型中的監(jiān)測裝置，具體地，測試儀中的兩個探針作為感應(yīng)電極來感測液體電阻或電壓，另外兩個探針則作為充電電極來確保液體中的電流恒定。
[0045]進(jìn)一步地，在實施例三 中，也可以參照實施例二中的電極設(shè)置方式來設(shè)置三個感應(yīng)電極，這三個感應(yīng)電極構(gòu)成兩組,一組感應(yīng)電極之間的間隔大于另一組感應(yīng)電極之間的間隔。其中，間隔大的一組感應(yīng)電極用于測量非瞬時流速變化的液體輸送，而間隔小的一組感應(yīng)電極用于測量瞬時流速變化的液體輸送。
[0046]上述三個實施例構(gòu)成了第一組實施例，這些實施例中的感應(yīng)電極均為插入式感應(yīng)電極，因而能夠插入到輸液管道的內(nèi)部，并與內(nèi)部的液體相接觸，從而感測到液體的電阻或電壓，相應(yīng)的，電壓測量裝置用來測量液體的電阻或電壓值。在這些實施例中，感應(yīng)電極可以制作為針狀的感應(yīng)電極(如不銹鋼針)，此時，針狀的感應(yīng)電極徑向插入到輸液管道的內(nèi)部(如圖4和圖5所示)。或者，感應(yīng)電極也可以制作為管狀的感應(yīng)電極(如不銹鋼管)，此時，管狀的感應(yīng)電極軸向插入到輸液管道內(nèi)(如圖6和圖7所7^)。在圖6和圖7所的管狀電極實現(xiàn)方式中，需要將管狀的感應(yīng)電極按照與輸液管道平行的方式進(jìn)行放置，此時，需要將輸液管道截成兩部分，分別套在管狀感應(yīng)電極的兩端，如圖6和圖7所示。
[0047]在本實施例中，充電電極的材質(zhì)可以為醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮、鉻或表面涂布有醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮、鉻等材料的其他硬質(zhì)材料。換句話說，充電電極可以通過表面材質(zhì)為醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮或鉻的部件實現(xiàn)，以便實現(xiàn)導(dǎo)電的目的。
[0048]為了便于理解本發(fā)明，下面給出實施例三的幾個具體應(yīng)用場景:
[0049]場景一、
[0050]以醫(yī)用PE輸液管作為輸液管道，用微量泵以0.lml/min的速度推送NaCl水溶液(0.4g NaCl in 50ml DI water)進(jìn)入醫(yī)用輸液管。通過具有四個電極的監(jiān)測裝置進(jìn)行監(jiān)測，其中，四個電極中的每兩個相鄰電極之間的間距相同，均為1.5cm。最外側(cè)的兩個電極為充電電極，用于在定電流充電儀的驅(qū)動下實現(xiàn)定電流充電的操作；最內(nèi)側(cè)的兩個電極為感應(yīng)電極，用于感測兩電極間的液體電壓或電阻。圖8示出了場景一中的液體流速與液體電壓降之間的關(guān)系。在同一流速下的電壓的變動以標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示。由圖8可知流速與電壓降(也叫電壓差)有一規(guī)則的變化，當(dāng)流速增加到一定大小后，電壓的變化趨向緩慢。
[0051]場景二、
[0052]以兩個長度為Icm的不銹鋼管作為感應(yīng)電極，以醫(yī)用PE輸液管作為輸液管道。兩個感應(yīng)電極之間的距離為1.5cm。以NaCl水溶液(0.4g NaCl in 50ml DI water)作為通道溶液。圖9示出了場景二中的液體流速與電壓降之間的關(guān)系。由圖9可知，液體流速與電壓降有一規(guī)則的變化，當(dāng)流速在0.032-0.048ml/min，流速的增加與電壓的下降呈線性關(guān)系。當(dāng)流速快于0.048ml/min后，電壓的變化趨向緩慢。另外測試在流速短暫變化時的響應(yīng)，用微量泵以0.02ml/min的流速達(dá)到管道里的壓力平衡后，再以0.18ml/min的流速以每分鐘5sec的頻率加壓于管道(5sec 0.18ml/min, 55sec 0.02ml/min)，所測得的電壓響應(yīng)如圖10。從圖中可以看出，該監(jiān)測裝置對于瞬時增壓的變化非常靈敏，當(dāng)較大的壓力恢復(fù)成較小壓力時(0.02ml/min)，電壓亦隨之增加，之后會恢復(fù)成原來的電壓值。
[0053]場景三、
[0054]將場景二中的兩個不銹鋼管制成的感應(yīng)電極之間的距離調(diào)整為2.5cm，再以NaCl水溶液(0.4g NaCl in 50ml DI water)作為通道溶液。兩感應(yīng)電極在定電流充電的模式下操作，圖11示出了場景三中的兩個感應(yīng)電極在流速短暫變化時測得的電壓響應(yīng)。其中背景流速為0、0.004,0.02ml/min,瞬時增加亦由5sec的0.18ml/min流速產(chǎn)生。在所測試的背景流速范圍之內(nèi)，裝置對于瞬時增壓的變化皆非常的靈敏。此裝置可用于偵測可產(chǎn)生瞬時加壓曲線的應(yīng)用，如胰島素泵的周期性注射定量胰島素。而不需要背景流速則可以降低能量的消耗。另外測試管道阻塞時的電壓響應(yīng)如圖12。在管道阻塞時，電壓因流體流速下降而造成急速上升，如圖12所示。當(dāng)壓力大到足夠讓溶液從感應(yīng)電極與輸液管的接口中釋放時，電壓又因流速上生而下降。在實際的應(yīng)用上，可以設(shè)置一個上限報警電壓，當(dāng)電壓超過此值，即表示管道已經(jīng)阻塞，并將到達(dá)一危險值。
[0055]場景四、
[0056]在場景三的基礎(chǔ)上，將輸液管道從塑料管變換為Teflon管，感應(yīng)電極間的距離仍為2.5cm,同樣以NaCl水溶液(0.4g NaCl in 50ml DI water)作為通道溶液。圖13示出了場景四中的兩個感應(yīng)電極在流速短暫變化時測得的電壓響應(yīng)。其中背景流速為0、0.004、
0.02ml/min,瞬時增加亦由5sec的0.18ml/min流速產(chǎn)生。從圖中可以看到,在所測試的背景流速范圍之內(nèi)，裝置對于瞬時增壓的變化皆非常的靈敏。
[0057]場景五、
[0058]在場景三的基礎(chǔ)上，將感應(yīng)電極之間的距離調(diào)節(jié)為0.4cm，仍然使用醫(yī)用PE塑料管作為輸液管道，并以醫(yī)用胰島素作為通道溶液。圖14示出了場景五中的兩個感應(yīng)電極在流速短暫變化時測得的電壓響應(yīng)。其中背景流速為0.004ml/min，瞬時增加亦由5sec的
0.18ml/min流速產(chǎn)生。在所測試的流速變化下，裝置對于瞬時增壓的變化靈敏。
[0059]第二組實施例、[0060]實施例四、
[0061]圖15a示出了實施例四提供的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的整體結(jié)構(gòu)圖，圖15b示出了圖15a的電極部分的側(cè)視圖。如圖15a和圖15b所示，在本實施例中，監(jiān)測裝置包括能夠固定相對設(shè)置在輸液管道表面的第一貼片式感應(yīng)電極81和第二貼片式感應(yīng)電極82，以及與第一貼片式感應(yīng)電極81和第二貼片式感應(yīng)電極82分別相連的電容測量裝置86。
[0062]本實施例與第一組實施例的最大區(qū)別在于:感應(yīng)電極并不是插入到管道內(nèi)部的插入式感應(yīng)電極，而是貼覆在管道表面的貼片式感應(yīng)電極，這里所說的管道表面既可以是管道的外側(cè)表面，也可以是管道的內(nèi)側(cè)表面。第一貼片式感應(yīng)電極81和第二貼片式感應(yīng)電極82以上下相對(或左右相對)的方式貼覆在管道表面，從而與管道內(nèi)部的液體共同構(gòu)成一個電容器。其中，第一貼片式感應(yīng)電極81和第二貼片式感應(yīng)電極82分別相當(dāng)于電容器的上下極板，而其中間的液體則相當(dāng)于電容器內(nèi)填充的電介質(zhì)。當(dāng)液體流速發(fā)生變化時，該電容器的電容值也將發(fā)生變化，因此，通過電容測量裝置86測量該電容器的電容值就可以計算出液體的流速。電容測量裝置86可以通過任何能夠測量電容的器件實現(xiàn)。
[0063]實施例五、
[0064]實施例五是實施例四的改進(jìn)實施例，其在實施例四的基礎(chǔ)上，將貼片式感應(yīng)電極的數(shù)量增加為四個或六個。其中，每兩個貼片式感應(yīng)電極相對設(shè)置在輸液管道的表面，構(gòu)成一組電極組，并通過兩個或三個電容測量裝置來分別測試每組電極組間的電容值。
[0065]在實施例四和實施例五所示的方式中，感應(yīng)電極的數(shù)量均為偶數(shù)個，以便兩兩成對。實施例五中的方案適用于管道長度較長的場景，此時，可以通過多組電極組來分別監(jiān)測管道不同部位的液體流動情況。因此，設(shè)置多組感應(yīng)電極組能夠提高測量的靈敏度和準(zhǔn)確性。
[0066]在上述的所有實施例中，感應(yīng)電極的材質(zhì)均可以選用醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮、鉻或表面涂布有醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮、鉻等材料的其他硬質(zhì)材料來實現(xiàn)。換句話說，感應(yīng)電極可以通過表面材質(zhì)為醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮或鉻的部件實現(xiàn)，以便實現(xiàn)導(dǎo)電的目的。
[0067]另外，在上述的所有實施例中，還可以進(jìn)一步設(shè)置一個與電信號測量裝置的輸出端相連的報警裝置，以便在測量到的電信號異常時及時報警。
[0068]通過上述的監(jiān)測裝置能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)的氣泡或阻塞，也可以量測管道內(nèi)液體的流速狀態(tài)以及瞬時流速的變化。本實用新型提供的監(jiān)測裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、靈敏度高等諸多優(yōu)點。另外，通過調(diào)節(jié)該監(jiān)測裝置中的感應(yīng)電極之間的距離還適于量測不同流速、不同密度的液體，因而適用范圍廣泛。
[0069]本實用新型實施例還提供了一種輸液管道，包括上述的監(jiān)測裝置。并且，在該輸液管道中，當(dāng)感應(yīng)電極為插入式感應(yīng)電極時，輸液管道上設(shè)置有至少兩個插入孔，則至少兩個感應(yīng)電極通過插入孔插入到輸液管道的內(nèi)部，且插入孔通過硅膠密封；或者，輸液管道與至少兩個感應(yīng)電極以不可拆卸的方式固定性連接。這樣的輸液管道在輸液的同時還能夠確保液體流動的正常性，從而顯著降低了輸液失敗率。
[0070]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，雖然上述說明中，為便于理解，對方法的步驟采用了順序性描述，但是應(yīng)當(dāng)指出，對于上述步驟的順序并不作嚴(yán)格限制。
[0071]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，如:ROM/RAM、磁碟、光盤等。
[0072]還可以理解的是，附圖或?qū)嵤├兴镜难b置結(jié)構(gòu)僅僅是示意性的，表示邏輯結(jié)構(gòu)。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可能是或者可能不是物理模塊。
[0073]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輸液管道的監(jiān)測裝置，其特征在于，包括:至少兩個感應(yīng)電極，以及至少一個電信號測量裝置，其中，每個感應(yīng)電極的第一端分別固定在所述輸液管道的不同位置處，且每個感應(yīng)電極的第二端分別與所述電信號測量裝置的輸入端相連，所述電信號測量裝置為電壓測量裝置、電阻測量裝置和/或電容測量裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述電信號測量裝置為能夠提供恒定電流的電壓測量裝置、電阻測量裝置和/或電容測量裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述監(jiān)測裝置進(jìn)一步包括:能夠提供恒定電流的定電流充電裝置以及兩個充電電極； 其中，所述兩個充電電極的第一端分別固定在所述輸液管道內(nèi)的不同位置處，且分別位于所述至少兩個感應(yīng)電極的兩側(cè)，所述兩個充電電極的第二端分別與所述定電流充電裝置的輸出端相連。
4.如權(quán)利要求2或3任一項所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述感應(yīng)電極為兩個插入到所述輸液管道內(nèi)部的插入式感應(yīng)電極，且所述電信號測量裝置為一個電壓測量裝置和/或電阻測量裝置。
5.如權(quán)利要求2或3任一項所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述感應(yīng)電極為三個插入到所述輸液管道內(nèi)部的插入式感應(yīng)電極，所述電信號測量裝置的數(shù)量為兩個，且兩個電信號測量裝置為電壓測量裝置和/或電阻測量裝置， 其中，第一感應(yīng)電極與第二感應(yīng)電極之間的間距大于所述第一感應(yīng)電極與第三感應(yīng)電極之間的間距，且所述第一感應(yīng)電極和所述第二感應(yīng)電極的第二端分別與第一電信號測量裝置的輸入端相連，所述第一感應(yīng)電極和第三感應(yīng)電極的第二端分別與第二電信號測量裝置的輸入端相連。
6.如權(quán)利要求2-5任一所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述感應(yīng)電極及所述充電電極為徑向插入到輸液管道內(nèi)部的針狀的感應(yīng)電極，或者，所述感應(yīng)電極及所述充電電極為軸向插入到輸液管道的管狀的感應(yīng)電極。
7.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述感應(yīng)電極為兩個分別固定在所述輸液管道的相對表面的貼片式感應(yīng)電極，所述電信號測量裝置為電容測量裝置。
8.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述充電電極和/或所述感應(yīng)電極的表面材質(zhì)為醫(yī)用不銹鋼、鈷合金、鈦合金、金-鎘合金、鉭、鈮或鉻。
9.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置，其特征在于，所述監(jiān)測裝置進(jìn)一步包括:與所述電信號測量裝置的輸出端相連的報警裝置。
10.一種輸液管道，其特征在于，包括上述權(quán)利要求1-9任一所述的監(jiān)測裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的輸液管道，其特征在于，當(dāng)所述感應(yīng)電極為插入式感應(yīng)電極時，所述輸液管道上設(shè)置有至少兩個插入孔，則所述至少兩個感應(yīng)電極通過所述插入孔插入到所述輸液管道的內(nèi)部，且所述插入孔通過硅膠密封；或者，所述輸液管道與所述至少兩個感應(yīng)電極以不可拆卸的方式固定性連接。
【文檔編號】A61M5/168GK203710470SQ201420025011
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】趙利民, 葉柏盈 申請人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司