用于测量流体流动的压力的系统和方法技术方案

一种用于测量流体路径内的压力的设备，包括限定所述设备的结构的外壳。所述外壳包括延伸穿过所述外壳并允许流体穿过所述外壳的流体路径。所述设备还包括与所述流体路径流体地连通并具有第一容积腔室开口的第一容积腔室、以及具有第二容积腔室开口的第二容积腔室，所述第二容积腔室开口小于所述第一容积腔室开口。隔膜将所述第一容积腔室与所述第二容积腔室分隔开并将所述第二容积腔室与所述流体路径流体地断开。所述隔膜基于所述流体路径内的压力而变形。所述设备还包括能够连接到压力传感器的接口，并且所述第二容积腔室与所述接口流体地连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量流体流动的压力的系统和方法优先权本专利申请要求于2015年7月20日提交的、标题为“用于测量流体流动的压力的系统和方法”、指定的代理人案卷号为1611/C45、并且专利技术人为MingLei和MatthewJ.Murphy的美国临时专利申请号62/194,436的优先权，其公开内容全文以引用方式并入本文。
本专利技术涉及流体流动系统，诸如血液处理系统，并且更具体地涉及流体流动系统内的压力监测。
技术介绍
许多当前的血液系统(例如，单采(apheresis)系统)处理多种流体并具有复杂的流体路径布置。在血液处理期间，流体管线内的压力对患者安全及系统性能和效率是重要的。为此，血液处理系统通常监测流体管线(尤其是抽取和返回管线)中的一些或全部内的压力。在单采装置中，例如，可以监测供体压力以确保其在全血抽取和血液成分返回期间不超过或低于阈值。一些压力监测技术方案已经实现，但是每个都具有显著的缺点。一些现有技术系统具有连接到流体管线的监测管线。监测管线可以包含0.2微米的过滤器，并且可以通过锥形鲁尔配件手动连接到压力变换器。随着流体管线内的压力增加，流体压缩在监测管线中被捕获在流动流体与变换器之间的空气柱。压力变换器随后检测压力的变化。系统可以以类似的方式检测压力的降低。尽管这种方法已被证明是有效的，但是它有几个缺点。首先，这些设计要求操作员手动连接到每个变换器，从而使其易于产生不良连接。如果连接不是气体密封的，则流体可能把空气从柱中挤出，并弄湿变换器保护装置。如果发生这种情况，则传感器/变换器将不再起作用。另外，当测量大的负压时，压力管中的空气可能进入血液线并在血液中形成气泡，如果不除去，这对病人或供体是非常有害的。相反，在大的正压力期间，血液可能到达过滤器，从而引起压力测量系统失效。此外，反复的压力波动可能将额外的气泡引入到压力管中，这对压力测量精度产生负面影响。其它现有技术系统已采取不同的方法。这些系统具有在流体路径内的柔性膜(例如，硅树脂)。膜在一侧上与流体接触，并且在另一侧上与变换器接触。流体管线内的压力的增加通过柔性膜在变换器上产生压力。然而，这些系统难以精确且可再现地测量负压。
技术实现思路
在本专利技术的第一实施方案中提供了用于测量流体路径内的压力的设备。所述设备包括外壳、第一容积腔室以及第二容积腔室。所述外壳限定所述设备的结构并且可以具有流体路径，所述流体路径至少部分地延伸穿过所述外壳并允许流体穿过所述外壳。所述第一容积腔室可以与所述流体路径流体地连通并且可以具有第一容积腔室开口。所述第二容积腔室可以具有小于所述第一容积腔室开口的第二容积腔室开口。所述设备还可以具有隔膜，所述隔膜将所述第一容积腔室与所述第二容积腔室分隔开并将所述第二容积腔室与所述流体路径流体地断开。所述隔膜可以基于所述流体路径内的压力而变形。所述第二容积腔室可以与能够连接到压力传感器的接口流体地连通。在一些实施方案中，所述外壳可以包括第一部分和第二部分。所述第一容积腔室可以位于所述第一部分内，所述第二容积腔室可以位于所述第二部分中，并且所述隔膜可以位于所述第一部分与所述第二部分之间。所述第二部分可以是空气歧管，并且/或者所述第一部分可以是一次性的并从所述第二部分断开。另外，衬垫可以在所述第一部分与所述第二部分之间延伸以在所述第一部分和所述第二部分联接时防止空气泄漏。所述衬垫可以具有限定所述第二容积腔室的至少一部分的开口。所述隔膜可以超声焊接到所述第一部分以密封所述第一容积腔室。所述流体路径可以至少部分地延伸穿过所述外壳的所述第一部分。所述外壳还可以具有经由通气通道与所述第二容积腔室流体地连通的通气端口。所述通气端口和通气通道可以在所述隔膜变形时允许所述第二容积腔室通气。所述设备还可以包括位于所述通气端口上的通气阀。所述隔膜可以在所述流体路径内的压力为正的情况下变形到所述第二容积腔室中，和/或在所述流体路径内的压力为负的情况下变形到所述第一容积腔室中。在一些实施方案中，所述第二容积腔室的壁可以具有弯曲表面，并且所述隔膜可以在所述流体路径内的压力为最大时变形到所述弯曲表面。所述外壳可以在所述第二容积腔室与所述接口之间具有空气路径。另外地或替代地，所述第二容积腔室可以具有位于所述第二容积腔室的壁内的凹部。所述凹部可以防止所述隔膜阻挡所述空气路径。所述外壳可以具有在所述第一容积腔室与所述流体路径之间的壁，并且所述壁可以具有延伸穿过其的一个或多个孔以流体地连接所述第一容积腔室和所述流体路径。所述设备可以包括压力传感器，所述压力传感器能够连接到所述接口并且可以测量所述流体路径内的压力。所述第一容积腔室可以具有第一容积，并且所述第二容积腔室可以具有第二容积。所述第二容积可以小于所述第一容积。所述第二容积腔室开口与所述第一容积腔室开口的大小的比率可以在4:1与9:1之间。所述第一容积腔室可以是液体腔室，并且所述第一容积可以填充有通过所述流体路径的流体的至少一部分。所述第二容积腔室可以是空气腔室。根据另外的实施方案，用于监测流体路径内的压力的方法包括将压力监测装置流体地连接到流体流动系统(例如，血液处理系统)以及使流体流动通过所述压力监测装置(例如，经由装置中的流体路径)。所述压力监测装置可以包括外壳、第一容积腔室以及第二容积腔室。所述外壳限定所述设备的结构并且具有至少部分地延伸穿过所述外壳的流体路径。所述流体路径允许所述流体穿过所述外壳。所述第一容积腔室与所述流体路径流体地连通并具有第一容积腔室开口。所述第二容积腔室具有小于所述第一容积腔室开口的第二容积腔室开口。所述装置还可以包括隔膜和接口。所述隔膜将所述第一容积腔室与所述第二容积腔室分隔开并将所述第二容积腔室与所述流体路径流体地断开。所述接口可以连接到压力传感器，并且所述第二容积腔室可以与所述接口流体地连通。当流体经由所述流体路径流动通过所述压力监测装置时，在所述流体路径内产生压力。所述流体路径内的负压引起所述隔膜变形到所述第一容积腔室中，并且所述流体路径内的正压引起所述隔膜变形到所述第二容积腔室中并压缩第二容积。所述方法随后可以使用压力监测装置测量所述流体路径内的压力。例如，所述流体路径内的压力可以是所述第二容积的压缩或膨胀量的函数。所述外壳可以包括所述第一容积腔室位于其中的第一部分以及所述第二容积腔室位于其中的第二部分(例如，空气歧管)。所述隔膜可以位于所述第一部分与所述第二部分之间。所述第一部分可以是一次性的并且可以从所述第二部分断开。所述装置还可以具有衬垫，所述衬垫在所述第一部分与所述第二部分之间延伸，并且在所述第一部分和所述第二部分联接时防止空气泄漏。所述衬垫可以具有穿过其的开口，所述开口限定所述第二容积腔室的至少一部分。所述流体路径可以延伸穿过所述外壳的所述第一部分，并且所述隔膜可以超声焊接到所述第一部分。在一些实施方案中，所述外壳可以包括经由通气通道与所述第二容积腔室流体地连通的通气端口。所述通气端口和通气通道可以在所述隔膜变形时允许所述第二容积腔室通气。所述装置可以具有位于所述通气端口上的通气阀。所述第二容积腔室的壁可以具有弯曲表面，并且所述隔膜可以在所述流体路径内的压力为最大时变形到所述弯曲表面。所述外壳可以具有在所述第二容积腔室与所述接口之间的空气路径。所述第二容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量流体路径内的压力的设备，所述设备包括：外壳，所述外壳限定所述设备的结构并具有至少部分地延伸穿过所述外壳的流体路径，所述流体路径被配置为允许流体穿过所述外壳；第一容积腔室，所述第一容积腔室与所述流体路径流体地连通并具有第一容积腔室开口；第二容积腔室，所述第二容积腔室具有第二容积腔室开口，所述第二容积腔室开口小于所述第一容积腔室开口；隔膜，所述隔膜将所述第一容积腔室与所述第二容积腔室分隔开并将所述第二容积腔室与所述流体路径流体地断开，所述隔膜被配置为基于所述流体路径内的压力而变形；以及能够连接到压力传感器的接口，所述第二容积腔室与所述接口流体地连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.20 US 62/194,4361.一种用于测量流体路径内的压力的设备，所述设备包括：外壳，所述外壳限定所述设备的结构并具有至少部分地延伸穿过所述外壳的流体路径，所述流体路径被配置为允许流体穿过所述外壳；第一容积腔室，所述第一容积腔室与所述流体路径流体地连通并具有第一容积腔室开口；第二容积腔室，所述第二容积腔室具有第二容积腔室开口，所述第二容积腔室开口小于所述第一容积腔室开口；隔膜，所述隔膜将所述第一容积腔室与所述第二容积腔室分隔开并将所述第二容积腔室与所述流体路径流体地断开，所述隔膜被配置为基于所述流体路径内的压力而变形；以及能够连接到压力传感器的接口，所述第二容积腔室与所述接口流体地连通。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳包括第一部分和第二部分，所述第一容积腔室位于所述第一部分内，所述第二容积腔室位于所述第二部分中，所述隔膜位于所述第一部分与所述第二部分之间。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第二部分是空气歧管。4.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一部分是一次性的并被配置为能够从所述第二部分断开。5.根据权利要求2所述的设备，其还包括在所述第一部分与所述第二部分之间延伸的衬垫，所述衬垫被配置为在所述第一部分和所述第二部分联接时防止空气泄漏。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述衬垫包括穿过其中的开口，所述开口限定所述第二容积腔室的至少一部分。7.根据权利要求2所述的设备，其中所述流体路径至少部分地延伸穿过所述外壳的所述第一部分。8.根据权利要求2所述的设备，其中所述隔膜超声焊接到所述第一部分，从而密封所述第一容积腔室。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳包括经由通气通道与所述第二容积腔室流体地连通的通气端口，所述通气端口和通气通道被配置为在所述隔膜变形时允许所述第二容积腔室通气。10.根据权利要求9所述的设备，其还包括位于所述通气端口上的通气阀。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述隔膜被配置为在所述流体路径内的压力为正的情况下变形到所述第二容积腔室中。12.根据权利要求1所述的设备，其中所述隔膜被配置为在所述流体路径内的压力为负的情况下变形到所述第一容积腔室中。13.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二容积腔室的壁具有弯曲表面，所述隔膜被配置为在所述流体路径内的压力为最大的情况下变形到所述弯曲表面。14.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳包括在所述第二容积腔室与所述接口之间的空气路径。15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第二容积腔室包括位于所述第二容积腔室的壁内的凹部，所述凹部被配置为防止所述隔膜阻挡所述空气路径。16.根据权利要求1所述的设备，其中所述外壳包括在所述第一容积腔室与所述流体路径之间的壁，所述壁包括延伸穿过所述壁的一个或多个孔以流体地连接所述第一容积腔室和所述流体路径。17.根据权利要求1所述的设备，其还包括压力传感器，所述压力传感器能够连接到所述接口并被配置为测量所述流体路径内的压力。18.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一容积腔室包括第一容积，并且所述第二容积腔室包括第二容积，所述第二容积小于所述第一容积。19.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二容积腔室开口与所述第一容积腔室开口的大小的比率在4:1与9:1之间。20.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一容积腔室是液体腔室，第一容积被配置为填充有通过所述流体路径的流体的至少一部分。21.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二容积腔室是空气腔室。22.一种用于监测流体路径内的压力的方法，所述方法包括：将压力监测装置流体地连接到流体流动系统，所述压力监测装置包括：外壳，所述外壳限定所述设备的结构并具有至少部分地延伸穿过所述外壳的流体路径，所述流体路径被配置为允许流体穿过所述外壳，第一容积腔室，所述第一容积腔室与所述流体路径流体地连通并具有第一容积腔室开口，第二容积腔室，所述第二容积腔室具有第二容积腔室开口，所述第二容积腔室开口小于所述第一容积腔室开口，隔膜，所述隔膜将所述第一容积腔室与所述第二容积腔室分隔开并将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·雷，M·J·默菲，
申请(专利权)人：美国血液技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US