紅外線反射管線中空氣傳感器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供管線中空氣傳感器系統(tǒng)和使用這種管線中空氣傳感器系統(tǒng)的方法。所述系統(tǒng)包括適配器（60），該適配器包括限定出流體流動通道的第一和第二圓柱形部分，該第一圓柱形部分包括兩個鄰近的楔形突起部（68）。每個楔形突起部是能透射紅外線的并限定出外表面和內(nèi)表面。所述系統(tǒng)還包括管以及具有紅外線光發(fā)射器（42，52）和紅外線光檢測器（44，54）的紅外線反射傳感器。紅外線光發(fā)射器和紅外線光檢測器設(shè)置在適配器處或在適配器附近，使得紅外線光能透射至適配器并且至少所述紅外線光的被所述適配器反射的部分能由紅外線光檢測器檢測到。
【專利說明】紅外線反射管線中空氣傳感器系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及健康和營養(yǎng)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于檢測流體泵系統(tǒng)的管組中的空氣的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]向不能口服食物或其它形式的營養(yǎng)物質(zhì)的哺乳動物一一諸如人類患者——輸送營養(yǎng)組合物/營養(yǎng)成分通常是至關(guān)重要的。例如，具有喂飼管的腸內(nèi)喂飼瓶和容器常常用來在患者不能或者拒絕口服食物時維持生命，其直接在低于口部的位置將食物放入胃腸道/消化道內(nèi)。瓶和容器、喂飼管以及其它人造輸送系統(tǒng)和途徑可在急性疾病的治療過程中臨時使用。對于慢性疾病，這樣的系統(tǒng)和途徑可用作維持患者余生的治療方案的一部分。無論使用的持續(xù)時間有多長，這些裝置往往為喂飼患者并且進而向患者供應(yīng)營養(yǎng)提供了唯一的手段。
[0003]腸內(nèi)喂飼泵與作為腸內(nèi)喂飼系統(tǒng)一部分的腸內(nèi)喂飼管組結(jié)合使用以引入醫(yī)療流體也是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中眾所周知的。腸內(nèi)喂飼管組通常包括多段長管段，其連接至能被結(jié)合到泵裝置中的較短的集中管段。腸內(nèi)喂飼管組的一個常見問題是管組可能含有空氣團(例如氣泡)，這會在喂飼期間和/或喂飼以后引起腹脹、疼痛或全身不適。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種管線中空氣傳感器系統(tǒng)/感測系統(tǒng)(air-1n-1 ine sensorsystem)和使用這種管線中空氣傳感器系統(tǒng)的方法。在一基本實施例中，本發(fā)明提供一種適配器裝置，其具有限定出流體流動通道的第一和第二圓柱形部分。該流體流動通道延伸穿過所述第一和第二圓柱形部分。該第一圓柱形部分包括兩個鄰近的楔形突起部。在一實施例中，每個楔形突起部的至少一部分是能透射紅外線的，每個突起部限定出外表面和內(nèi)表面。楔形突起部的內(nèi)表面可限定出基本上三角形形狀的凹部。
[0005]在一實施例中，適配器具有限定出中空的內(nèi)部的內(nèi)表面，該中空的內(nèi)部構(gòu)造和設(shè)置成允許流體從其中流過。該適配器的內(nèi)表面的至少一部分可以是平坦的且是能透射紅外線的。在另一實施例中，該適配器的內(nèi)表面的至少一部分可以是能透射紅外線的。
[0006]在一實施例中，適配器由聚丙烯制成。
[0007]在另一實施例中，提供一種盒，其包括剛性框架、管以及具有限定出流體流動通道的第一和第二圓柱形部分的至少一個適配器。第一圓柱形部分包括兩個鄰近的楔形突起部。在一實施例中，每個楔形突起部的至少一部分是能透射紅外線的，每個突起部限定出外表面和內(nèi)表面。楔形突起部的內(nèi)表面可限定出基本上三角形形狀的凹部。
[0008]在一實施例中，至少一個適配器位于所述盒的第一端部上。
[0009]在一實施例中，適配器的第一部分構(gòu)造成與管緊密配合。適配器的第二部分構(gòu)造成與第二管緊密配合。
[0010]在一實施例中，所述盒包括第一和第二適配器，該第一適配器位于盒的第一端部上，第二適配器位于盒的第二端部上。
[0011]在又一實施例中，提供一種傳感器系統(tǒng)，其包括泵裝置和可拆卸地附接到泵裝置的盒。泵裝置包括至少一個具有紅外線光發(fā)射器和紅外線檢測器的紅外線反射傳感器。盒包括管以及具有限定出流體流動通道的第一和第二圓柱形部分的至少一個適配器。在一實施例中，每個楔形突起部的至少一部分是能透射紅外線的，每個突起部限定出外表面和內(nèi)表面。楔形突起部的內(nèi)表面可限定出基本上三角形形狀的凹部。所述紅外線反射傳感器設(shè)置成使得紅外線光能透射過第一楔形突起部的外表面，且至少所述紅外線光的被第一圓柱形部分的內(nèi)表面反射的部分能由紅外線檢測器檢測到。
[0012]在一實施例中，泵裝置是腸內(nèi)喂飼泵。
[0013]在一實施例中，紅外線光發(fā)射器和紅外線檢測器在泵裝置內(nèi)設(shè)置在同一側(cè)上。在另一實施例中，提供兩個紅外線傳感器，在泵裝置的每個端部上各有一個紅外線傳感器。紅外線光發(fā)射器和紅外線光檢測器也可以位于泵裝置的內(nèi)部底部部分上，使得紅外線光發(fā)射器沿向上的方向發(fā)射紅外線光。所述至少一個適配器可位于盒的端部上，并構(gòu)造成使得所述鄰近的第一和第二楔形突起部定向向下，以與所述紅外線光發(fā)射器和紅外線檢測器連通。
[0014]在又一實施例中，提供一種用于檢測用于腸內(nèi)喂飼系統(tǒng)的管組中的空氣的方法。該方法包括提供具有密封地附接到腸內(nèi)喂飼管的適配器的盒的步驟，以及檢測該腸內(nèi)喂飼管內(nèi)的空氣的步驟。該適配器包括限定出流體流動通道的第一和第二部分。第一部分包括兩個鄰近的楔形突起部，每個楔形突起部的至少一部分是能透射紅外線的，每個突起部限定出外表面和內(nèi)表面。通過使紅外線光透射到第一楔形突起部的外表面并使用檢測器檢測反射的紅外線光的量來進行檢測。
[0015]在一實施例中，紅外線光透射過第一楔形突起部的外表面，并且反射的紅外線光經(jīng)過第二楔形突起部的外表面。
[0016]在一實施例中，所述方法還包括將所述盒插入到泵裝置內(nèi)，以將腸內(nèi)喂飼品引入
至患者。`
[0017]在一實施例中，所述方法還包括如果在所述腸內(nèi)喂飼管中檢測到空氣則停止腸內(nèi)喂飼周期。替代地，所述方法可包括如果在所述腸內(nèi)喂飼管內(nèi)檢測到閾值量的空氣則發(fā)出
聲音警報。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點是提供一種用于檢測管組中的空氣的改進的管線中傳感器。
[0019]本發(fā)明的另一優(yōu)點是提供一種檢測用于腸內(nèi)喂飼的管組中的空氣的改進的方法。
[0020]本發(fā)明的又一優(yōu)點是提供一種用于檢測空氣的改進的、節(jié)省成本的傳感器。
[0021]本發(fā)明的又一優(yōu)點是提供一種用于檢測空氣的改進的、操作簡單的傳感器。
[0022]本發(fā)明的又一優(yōu)點是提供一種能夠用來檢測用于腸內(nèi)喂飼的管組中的空氣的適配器。
[0023]本發(fā)明的又一個優(yōu)點是提供一種盒，該盒具有能夠用來檢測用于腸內(nèi)喂飼的管組中的空氣的適配器。
[0024]本文還描述了其它特征和優(yōu)點，并且根據(jù)下面的詳細描述和附圖，這些特征和優(yōu)點將是顯而易見的?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0025]圖1示出了光通過第一介質(zhì)到達具有較高折射率的第二介質(zhì)。
[0026]圖2示出了光通過第一介質(zhì)到達具有較低折射率的第二介質(zhì)。
[0027]圖3示出了入射光線的全反射/全內(nèi)反射。
[0028]圖4示出了具有小于臨界角的角度的入射光線。
[0029]圖5示出了具有大于臨界角的角度的入射光線。
[0030]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的泵裝置和具有管線中空氣傳感器系統(tǒng)的盒的透視圖。
[0031]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖6中的泵裝置和盒的透視圖，其中該盒插入到泵裝置中。
[0032]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的適配器以及具有紅外線光發(fā)射器和紅外線光檢測器的紅外線傳感器的透視圖。
[0033]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的與管線中空氣傳感器系統(tǒng)一起使用的適配器的透視圖。
[0034]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沿圖8中的線10-10的適配器和紅外線傳感器的截面圖。
【具體實施方式】
[0035]腸內(nèi)喂飼泵是在腸內(nèi)喂飼`期間控制輸送到患者的營養(yǎng)的時間和量的裝置。腸內(nèi)喂飼是將營養(yǎng)流體引入到不能通過正常攝入途徑進食的患者。腸內(nèi)引入通常利用在喂飼袋和已植入患者體內(nèi)的導(dǎo)管之間的一組管進行。一次性盒通常承載管的至少一部分，使得可以容易地處理用過的管。腸內(nèi)喂飼泵一般在第一側(cè)上用管連接到喂飼袋并在第二側(cè)上用另一根管連接到患者。
[0036]由于腸內(nèi)流體的性質(zhì)、引入過程以及其它腸內(nèi)喂飼條件，可能會出現(xiàn)代替喂飼流體而引入一定量的空氣，這容易引起患者不舒適或疼痛。這種問題的一個典型例子出現(xiàn)在當(dāng)營養(yǎng)食物袋變空時。如果腸內(nèi)喂飼泵繼續(xù)進行引入，空氣將代替食物通過管泵送給患者。
[0037]本發(fā)明涉及一種傳感器系統(tǒng)，其能夠感測到代替營養(yǎng)流體存在于腸內(nèi)喂飼系統(tǒng)的管中的空氣。當(dāng)被泵送的空氣體積已經(jīng)達到程控閾值時，可以給使用者發(fā)送警報。傳感器系統(tǒng)還能夠區(qū)分在管中的小氣泡與確定量的空氣的存在，從而避免給使用者錯誤警報。
[0038]對管內(nèi)空氣的存在和量的檢測基于源自斯涅爾定律和菲涅耳方程的全反射(全內(nèi)反射，“TIR”)原理，其規(guī)定了由表面反射和透射的光的相對量。所述定律和方程描述了當(dāng)光束通過具有不同折射率的兩種介質(zhì)之間的表面時光束的特性。
[0039]斯涅爾定律描述了當(dāng)光線從一種介質(zhì)傳輸?shù)搅硪环N介質(zhì)時的物理原理。具體來說，斯涅爾定律表明入射角的正弦值和折射角的正弦值之比為常數(shù)。該常數(shù)或者等于(i)兩種介質(zhì)中的相速度(“ V”)的比，或者等于(ii)兩種介質(zhì)的折射率(“η”)的相對比值。因此，斯涅爾定律由圖1通過圖形表示，并可概括如下:
sin i9 Vi Ui
「IOBBBBBt*OBBBBB塞、—|-^
L0040」 ""；: ZT — ^ —萬才王 I
Sm ^ Vi, I10[0041]在方程I中，GiS光線入射角，Θ。為折射角，Θ ^為反射角，Vi和V。為兩種材料的相速度，Hi和η。為兩種材料的折射率。
[0042]基于光線的出射角的可能值，由方程I導(dǎo)出的不等式應(yīng)是:
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種適配器裝置，包括: 限定出流體流動通道的第一和第二圓柱形部分，該第一圓柱形部分包括兩個鄰近的楔形突起部，每個楔形突起部的至少一部分是能透射紅外線的，每個突起部限定出外表面和內(nèi)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適配器，其特征在于，所述楔形突起部的內(nèi)表面限定出基本上三角形形狀的凹部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適配器，其特征在于，所述流體流動通道延伸穿過所述第一和第二圓柱形部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適配器，其特征在于，所述內(nèi)表面的一部分是平坦的且是能反射紅外線的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適配器，其特征在于，所述內(nèi)表面的一部分是能透射紅外線的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適配器，其特征在于，所述適配器由聚丙烯制成。
7.—種盒，包括: 剛性框架； 管；和 至少一個適配器，該適配器包括限定出流體流動通道的第一和第二圓柱形部分，該第一圓柱形部分包括兩個鄰近的楔形突起部，每個楔形突起部的至少一部分是能透射紅外線的，每個突起部限定出外表面和內(nèi)表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盒，其特征在于，所述至少一個適配器位于所述盒的端部上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盒，其特征在于，所述適配器的第一部分構(gòu)造和設(shè)置成與所述管配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盒，其特征在于，所述適配器的第二部分構(gòu)造和設(shè)置成與第二管配合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盒，其特征在于，所述盒包括第一和第二適配器，所述第一適配器位于所述盒的第一端部上，所述第二適配器位于所述盒的第二端部上。
12.—種傳感器系統(tǒng),包括: 泵裝置，該泵裝置包括具有紅外線光發(fā)射器和紅外線檢測器的至少一個紅外線反射傳感器；和 可拆卸地附接到所述泵裝置的盒，該盒包括管和至少一個適配器，該適配器包括限定出流體流動通道的第一和第二圓柱形部分，第一空心圓柱形部分包括鄰近的第一和第二楔形突起部，每個楔形突起部的至少一部分是能透射紅外線的，每個突起部限定出外表面和內(nèi)表面， 其中，所述紅外線反射傳感器設(shè)置成使得紅外線光能夠透射過第一楔形突起部的外表面，并且至少所述紅外線光的被所述第一圓柱形部分的內(nèi)表面反射的部分能由所述紅外線檢測器檢測到。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述泵裝置是腸內(nèi)喂飼泵。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所 述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外線光發(fā)射器和所述紅外線檢測器在所述泵裝置內(nèi)設(shè)置在同一側(cè)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外線光發(fā)射器和所述紅外線檢測器位于所述泵裝置的內(nèi)部底部部分上，使得所述紅外線光發(fā)射器沿向上的方向發(fā)射紅外線光。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個適配器位于所述盒的端部上，并構(gòu)造成使得所述鄰近的第一和第二楔形突起部定向向下以與所述紅外線光發(fā)射器和所述紅外線檢測器連通。
17.一種用于檢測用于腸內(nèi)喂飼系統(tǒng)的管組中的空氣的方法，該方法包括以下步驟: 提供具有適配器的盒，所述適配器密封地附接到腸內(nèi)喂飼管，所述適配器包括限定出流體流動通道的第一和第二部分，所述第一部分包括兩個鄰近的楔形突起部，每個楔形突起部的至少一部分是能透射紅外線的，每個突起部限定出外表面和內(nèi)表面；和 通過使紅外線光透射到所述第一楔形突起部的外表面并使用檢測器檢測反射的紅外線光的量來檢測所述腸內(nèi)喂飼管內(nèi)的空氣。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述紅外線光透射過第一楔形突起部的外表面，并且反射的紅外線光通過第二楔形突起部的外表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述盒插入到泵裝置中以將腸內(nèi)喂飼品引入至患者。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括如果在所述腸內(nèi)喂飼管中檢測到空氣則停止腸內(nèi)喂飼周期。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括如果在所述腸內(nèi)喂飼管中檢測到閾值量的空氣則·發(fā)出聲音警報。
【文檔編號】G01N21/41GK103826674SQ201280046081
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月25日
【發(fā)明者】A·哈特曼, P·阮, D·C·卡明斯 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司