УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЧИ Российский патент 2015 года по МПК A61B5/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для измерения образования мочи у пациента. В частности, настоящее изобретение относится к устройству для измерения величины объема мочи, проходящей из катетера, установленного в мочевой пузырь пациента, и дополнительно проходящей через самостоятельно опорожняющуюся измерительную камеру устройства, и дополнительно собираемой в накопительный мешок.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Простой известный способ измерения образования мочи состоит в сборе образуемой мочи через катетер в мешок. Медицинская сестра заменяет мешок на пустой мешок через регулярные временные интервалы, и отмечает время и объем, образовавшийся с последней замены, и вручную вычисляет число, представляющее образование мочи. Такой способ является относительно медленным, трудоемким и неточным в отношении вариаций объема образования мочи во время интервалов между заменами накопительного мешка.

Предприняты попытки усовершенствовать измерения.

В US3919455 описано устройство, содержащее сифонную камеру для мочи с функцией самоопорожнения, в которой объем мочи измеряют с помощью оптического и/или электрического датчика. Когда повышается уровень мочи в сифонной камере, происходит изменение емкостного сопротивления между двумя электродами в стенках сифонной камеры. Таким образом, создают сигнал, который соответствует количеству мочи в сифонной камере. См., например, фиг. 4 и колонку 4 строки с 34 до 52.

В GB2243918 описан сифонный датчик, контактирующий с текучей средой.

Проблема известного уровня техники состоит в том, как осуществлять измерения в реальном времени. Другая проблема состоит в том, как предоставить контуры интеллектуальной запрограммированной системы, которая идентифицирует продолжительную процедуру опорожнения. Некоторые системы, которые предлагают вычисление объема, находятся или в непосредственном контакте с текучей средой, или содержат оптический датчик или шкалу, которая предоставляет информацию в динамике.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение преодолевает проблемы известного уровня техники посредством предоставления измерительного устройства, которое содержит заменяемый сосуд, предпочтительно сифонную камеру, которую также называют «бюретка», которую следует съемно помещать в непосредственной близости к электродам, размещенным на поверхности базового блока. Указанный базовый блок также может содержать измерительную электронику. Преимущество состоит в том, чтобы разместить как можно больше измерительной электроники в базовом блоке, чтобы сделать возможным производство заменяемой бюретки с низкой стоимостью. Электроды на поверхности базового блока предусматривают бесконтактное емкостное измерение уровня мочи в бюретке. Базовый блок также может содержать электроды для формирования контакта с электродами, которые предоставлены в бюретке, чтобы выполнять измерения проводимости мочи, находящейся в ней. Преимущество состоит в том, чтобы осуществлять мониторинг проводимости мочи, чтобы иметь возможность оценить в ней концентрацию ионов, которая может давать полезную для врача надежную информацию о функции почек. Измерения проводимости также могут усовершенствовать измерения объема мочи, как объясняется ниже. Бюретку можно изготавливать из прозрачного полимерного материала, чтобы предусмотреть видимость и хорошие характеристики сигнала.

Таким образом, представлен чувствительный к объему жидкости аппарат, который можно использовать для измерения объема выделяемой мочи в реальном времени, ежечасно и суммарно во время курса лечения. Изобретение может быть основано на трубке, соединяемой с мочевым катетером пациента, и содержать сифонную бюретку с отверстием, одноходовой клапан, резервуар и управляющий (базовый) блок. Бюретка имеет объем и в сочетании с одноходовым клапаном предотвращает распространение бактерий вверх по потоку и приближение к пациенту, в противном случае эти бактерии будут вызывать инфекции мочевыводящих путей (UTI).

Устройство может измерять выделяемую мочу в реальном времени, ежечасно и суммарно в течение по меньшей мере 24 часов. Мониторинг ежечасного образования мочи посредством бюретки измеряют с помощью подходящей сенсорной системы, которая не должна находиться в непосредственном контакте с мочой, например, как описано выше. Базовый блок может иметь полость для размещения бюретки, и в стенках полости можно предоставить два или более электродов для измерения емкостного сопротивления между ними. С изменением уровня мочи в бюретке изменяется емкостное сопротивление, и оно может предоставлять меру, соответствующую уровню мочи. Электроды могут содержать проводящую пленку/лист/ленту/фольгу, которая выполняет функцию емкостного элемента, который определяет объем текучей среды через стенки бюретки. Соответственно, стенка бюретки не толще чем 2,0 мм, чтобы создать хорошие условия измерения. Измеряют изменение емкостного сопротивления емкостных элементов и переводят это в объем, который хранят в виде цифрового значения посредством микроконтроллера или схожего блока обработки, надлежащим образом расположенного в базовом блоке. Использование микроконтроллера на одном кристалле оптимизирует эффективность и потребление энергии.

Микропроцессор может осуществлять мониторинг и анализ синхронизации и интервалов процедуры опорожнения для того, чтобы определять значения в реальном времени, ежечасный объем и отслеживать накопленные объемы. Внутреннюю поверхность бюретки предпочтительно можно покрыть гидрофобным покрытием, и выпускное отверстие бюретки в накопительный мешок может иметь широкоугольную конструкцию. Это сочетание ускоряет механизм опорожнения и предотвращает объединение текучей среды в системе бюретки. Базовый блок можно снабдить блоком связи для беспроводной связи с удаленным блоком для увеличения эксплуатационного надзора и эксплуатационной пригодности системы во время хирургических процедур и процедур интенсивного ухода. Для связи можно использовать радиоволны или инфракрасные способы. Огромным преимуществом для персонала может быть возможность осуществлять мониторинг образования мочи во время хирургического вмешательства без необходимости сильно наклоняться или нагибаться вперед, чтобы считать образование мочи с градуировочной шкалы накопительного мешка или т.п.

Настоящее изобретение является усовершенствованием известного уровня техники, при этом оно преодолевает связанные проблемы во время процедуры мониторинга выделяемой мочи посредством предоставления полностью автоматического устройства с минимальным питанием от батареи для вычисления, измерения, хранения и отображения указанной процедуры. В дополнение к этому, оно предоставляет оперативное значение текущего объема, предоставляя более быструю и более прямую реакцию как на объем, так и на скорость по сравнению с известным уровнем техники.

Устройство также преодолевает проблемы, связанные с точностью и субъективностью во время указанной процедуры. Устройство может содержать емкостную сенсорную систему, которая не должна находиться в непосредственном контакте с мочой.

Устройство также может содержать настройку предварительной тревоги, которая позволяет пользователю задать определенный порог для выделяемой мочи в отношении того, что приемлемо или нет, и в нем также можно предусмотреть режим тревоги, который предупреждает пользователя, чтобы тот проверил выделяемую мочу пациента в случае какого-либо тревожного события.

Также система может предлагать маркер события, который синхронизирует терапию, назначенную пациенту, в корреляции с выделяемой мочой.

Система тревоги также может предоставлять беспроводное средство для передачи информации о выделяемой моче и/или тревоги непосредственно на устройство мониторинга пациента, которое легко можно расположить в той же комнате, что и ответственный персонал. Кроме того, устройство для измерения мочи, или устройство мониторинга пациента, или их оба, можно снабдить средствами, такими как соединения, интерфейсы и/или слоты, для передачи информации об измерениях мочи, например кривой(ых) образования мочи и/или кривых проводимости мочи в запоминающие устройства, такие как USB (Universal Serial Bus) флеш-диски или карты памяти SD (Secure Digital).

Настоящее изобретение относится к предупреждению дегидратации или перегрузки во время медицинской процедуры, и функция вывода сигнала тревоги беспроводным образом повышает безопасность во время процедуры в сравнении с известными технологиями.

Таким образом, согласно первому аспекту изобретения предоставлено устройство для измерения мочи для измерения образования мочи у пациента, носящего мочевой катетер, которое содержит самостоятельно опорожняющуюся камеру, которая в свою очередь содержит впускное отверстие, соединяемое с катетером и выпускное отверстие для мочи, объем которой подлежит измерению, устройство дополнительно содержит базовый блок, имеющий прикрепительный орган для съемного прикрепления самостоятельно опорожняющейся камеры к базовому блоку, причем в базовом блоке также предусмотрен орган измерения уровня мочи, выполненный с возможностью воспринимать изменения уровня мочи в самостоятельно опорожняющейся камере, тем самым создавая сигнал уровня мочи. Базовый блок дополнительно содержит процессор, выполненный с возможностью вычисления образованного объема мочи на основе сигнала уровня мочи, измеренного посредством органа измерения уровня мочи.

Процессор выполнен с возможностью определения самоопорожнения на основе сигнала уровня мочи и дополнительно для регистрации числа опорожнений самостоятельно опорожняющейся камеры. Таким образом, процессор выполнен с возможностью вычисления образования мочи как функции времени.

Устройство может содержать два или четыре емкостных электрода, размещенных на удалении относительно друг друга так, что когда самостоятельно опорожняющаяся камера прикреплена к базовому блоку, емкостные электроды выполнены с возможностью воспринимать сигнал емкостного сопротивления, возникающий между двумя емкостными электродами, этот сигнал емкостного сопротивления меняется по мере изменения уровня мочи в самостоятельно опорожняющейся камере, и, следовательно, сигнал емкостного сопротивления образует меру образованного количества мочи.

Самостоятельно опорожняющаяся камера может представлять собой одноразовое изделие.

Органы для съемного прикрепления самостоятельно опорожняющейся камеры к базовому блоку могут представлять собой открытую полость или открытую полость с несколькими отверстиями. Полость может быть определена первым ограничительным объектом, вторым ограничительным объектом и третьим ограничительным объектом. Ограничительные объекты могут представлять собой стенки.

Орган измерения уровня мочи может содержать ультразвуковую измерительную систему для определения уровня мочи в самостоятельно опорожняющейся камере.

Ультразвуковая измерительная система может содержать ультразвуковой преобразователь, расположенный около базового блока, чтобы испускать и принимать ультразвук. В самостоятельно опорожняющейся камере может быть предусмотрен отражатель ультразвукового луча, чтобы направлять ультразвуковой луч в направлении поверхности мочи. В самостоятельно опорожняющейся камере может быть предусмотрен гидрофобный фильтр, выполненный с обеспечением возможности для ультразвукового луча проходить от ультразвукового преобразователя через отверстие в стенке самостоятельно опорожняющейся камеры, в котором предусмотрен гидрофобный фильтр, и во внутреннюю часть самостоятельно опорожняющейся камеры.

Орган измерения уровня мочи содержит систему измерения давления для определения уровня мочи в самостоятельно опорожняющейся камере. Система измерения давления может содержать восходящую трубку, которая имеет органы для разъемного соединения с датчиком давления базового блока.

Самостоятельно опорожняющаяся камера может иметь объем измерения 10-30 миллилитров. Самостоятельно опорожняющаяся камера может иметь объем измерения 14-16 миллилитров.

Самостоятельно опорожняющаяся камера может иметь квадратное или овальное поперечное сечение и в ней может быть предусмотрена по меньшей мере одна плоская стенка, чтобы плотно примыкать к емкостным электродам.

Переднюю стенку самостоятельно опорожняющейся камеры можно выполнять из прозрачного материала, предпочтительно полимера.

Устройство может иметь два электрода проводимости, расположенные на внутренней поверхности самостоятельно опорожняющейся камеры, чтобы входить в контакт с мочой, и соединенные с контактными пластинами, расположенными на наружной поверхности самостоятельно опорожняющейся камеры. Контактные пластины, расположенные на наружной поверхности самостоятельно опорожняющейся камеры, можно расположить на задней стенке самостоятельно опорожняющейся камеры. Два соединительных контакта можно расположить на задней стенке полости базового блока для создания контакта с контактными пластинами самостоятельно опорожняющейся камеры для передачи сигнала проводимости на базовый блок для обработки и измерений сигнала. Процессор можно выполнить с возможностью вычисления образованного объема мочи на основе сочетания измерений емкостного сопротивления и измерений проводимости. Процессор можно выполнить с возможностью вычисления образованного объема мочи на основе сочетания измерений емкостного сопротивления и ультразвуковых измерений. В устройстве может быть предусмотрен измеритель проводимости мочи, а процессор может быть выполнен с возможностью вычисления образованного объема мочи на основе сочетания измерений емкостного сопротивления, ультразвуковых измерений и измерений проводимости.

В устройстве может быть предусмотрена выпускная трубка определенной длины и с площадь поперечного сечения, постепенно возрастающей в направлении выпускного конца выпускной трубки.

В устройстве может быть предусмотрен орган ввода, чтобы отмечать момент времени. Момент времени может представлять собой время введения лекарственного средства. Нанесение отметки может представлять собой нажатие кнопки, а процессор может быть выполнен с возможностью сохранения текущего времени.

Согласно второму аспекту предоставлена самостоятельно опорожняющаяся камера, как описано выше.

Согласно третьему аспекту предоставлена самостоятельно опорожняющаяся камера для использования в устройстве, как описано выше.

Согласно четвертому аспекту предоставлена самостоятельно опорожняющаяся камера для использования вместе с базовым блоком, как описано выше.

Согласно пятому аспекту предоставлен базовый блок, как описано выше.

Согласно шестому аспекту предоставлен базовый блок для использования в устройстве для измерения мочи, как описано выше.

Согласно седьмому аспекту предоставлен базовый блок для использования вместе с самостоятельно опорожняющейся камерой, как описано выше.

Согласно восьмому аспекту предоставлен способ мониторинга образования мочи, содержащий этапы, на которых:

- обеспечивают прохождение мочи в заменяемый самостоятельно опорожняющийся сосуд;

- непрерывно измеряют уровень мочи в сосуде с использованием электронных органов измерения уровня, расположенных удаленно от самостоятельно опорожняющегося сосуда;

- обнаруживают события самоопорожнения самостоятельно опорожняющегося сосуда;

- отслеживают образование мочи как функции времени на основе измерения уровня мочи и обнаружения событий самоопорожнения.

Способ также может содержать этапы:

- отображения образования мочи на электронном дисплее;

- передачи информации об образовании мочи на удаленный блок.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее приведено объяснение изобретения с помощью одного или нескольких вариантов осуществления изобретения в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:

На фиг. 1a представлен вид в перспективе устройства для измерения мочи для измерения образования мочи.

На фиг. 1b представлено планарное поперечное сечение устройства, показанного на фиг. 1a.

На фиг. 1c и 1d более подробно представлена часть базового блока устройства, показанного на фиг. 1a.

На фиг. 1e представлено поперечное сечение сифонной измерительной камеры (бюретки), размещенной в полости базового блока.

На фиг. 1f представлена бюретка сзади и в поперечном сечении.

На фиг. 2 показана в качестве примера диаграмма зависимости значений электрического сопротивления и значений емкостного сопротивления от образованного объема мочи.

На фиг. 3a представлено устройство для измерения мочи, где бюретка прикреплена к базовому блоку, имеющему емкостные электроды, расположенные на плоской поверхности.

На фиг. 3b представлен базовый блок устройства, показанного на фиг. 3a, со снятой бюреткой.

На фиг. 3c представлен базовый блок, показанный на фиг. 3b в поперечном сечении.

На фиг. 3d представлена бюретка, показанная на фиг. 3a.

На фиг. 4a представлен базовый блок и бюретка, подходящая для ультразвуковых измерений уровня мочи в бюретке. Фигура содержит два вида в поперечном разрезе.

На фиг. 4b представлен дополнительный вид в поперечном разрезе, чтобы показать распространение ультразвука в базовом блоке и бюретке, показанных на фиг. 4a.

На фиг. 4c-4g представлен базовый блок и бюретка, где уровень мочи измеряют с использованием системы измерения давления.

На фиг. 5a, 5b и 5c представлены блок-схемы некоторых систем измерения мочи различного состава.

На фиг. 6 представлена блок-схема способа точного измерения образования мочи у пациента.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг. 1a-1f представлено устройство 100 для измерения мочи для измерения образования мочи у пациента, носящего мочевой катетер, устройство содержит измерительный сосуд или камеру 120, также называемую бюреткой, в которой предусмотрен сифон для самоопорожнения, когда происходит заполнение бюретки 120 до предварительно определенного объема. Бюретка 120 дополнительно содержит впускное отверстие 122 и выпускное отверстие 130, 160 для мочи, объем которой подлежит измерению. Кроме того, устройство содержит базовый блок 105, в котором предусмотрена полость 138 для размещения бюретки 120 в нем, боковые стенки полости 138 имеют левую 139, правую 137 и заднюю 136 боковые стенки, и в них предусмотрены два емкостных электрода 140, 141, размещенные удаленно относительно друг друга и выполненные с возможностью воспринимать сигнал емкостного сопротивления, возникающий между двумя емкостными электродами. В бюретке 120 предусмотрено вентиляционное отверстие 106, чтобы позволить воздуху выходить из бюретки, когда входит моча. В вентиляционном отверстии 106 предпочтительно предусмотрен гидрофобный фильтр, чтобы предотвратить случайный выход мочи из самостоятельно опорожняющейся камеры 120. Изменение сигнала емкостного сопротивления происходит с изменением уровня мочи в бюретке 120, и сигнал емкостного сопротивления составляет меру образованного количества мочи. Процессор 610 выполнен с возможностью регистрации количества опорожнений бюретки с помощью обработки сигнала для сигнала емкостного сопротивления и непрерывного мониторинга образования объема мочи между опорожнениями. Процессор выполнен с возможностью вычисления образования мочи как функции времени. Процессор предпочтительно расположен в базовом блоке 105.

Бюретка 120 может представлять собой одноразовое изделие. Преимущество того, что бюретка является одноразовым изделием, состоит в том, что опускается этап промывания и стерилизации сложной структуры для использования другим пациентом, или тем же пациентом на более позднем этапе. Бюретку не нужно производить из прочного повторно используемого материала, способного выдержать повторное промывание и применение.

Емкостные электроды 140 предпочтительно имеют такую длину, чтобы из положения, соответствующего нижнему концу бюретки, достигать положение, соответствующее верхнему концу бюретки. Емкостные электроды могут заканчиваться на уровне максимального заполнения бюретки. Выше этого уровня происходит самоопорожнение. Бюретка надлежащим образом опорожняется в стандартный накопительный мешок для мочи, прикрепляемый к выпускному отверстию 130, 160 бюретки.

Посредством патентоспособной идеи и экспериментов автор(ы) настоящего изобретения обнаружил(и), что если электроды размещаются рядом друг с другом, расстояние между ними должно быть больше по сравнению с толщиной стенки бюретки. Электроды шириной 5-20 мм должны хорошо выполнять функцию. Однако электроды должны быть значительно уже, чем бюретка. Это будет снижать риск считывания помех или возмущений. Электроды шириной меньше 5 мм могут давать немного слабый сигнал, даже если кажется, что низкий уровень сигнала возникает сначала, когда ширина становится менее чем один мм.

Электроды можно сделать шире с расширением бюретки вверх, так что сигнал емкостного сопротивления становится линейно зависимым от объема, а не от высоты. Ввиду технологии производства бюретка может иметь углы конусности. Если бюретку производят из двух половин, то можно иметь постоянную ширину внутри.

Полость 138 базового блока 105 может представлять собой открытую полость, т.е. не полностью окружающие стенки бюретки 120, что дает возможность поместить бюретку, включая катетеры, соединенные с впускным отверстием и выпускным отверстием, в полость без необходимости отсоединять один или несколько катетеров. Предпочтительно в полости предусмотрены три стенки; задняя стенка 136, левая боковая стенка 139 и правая боковая стенка 137, полость 138 предпочтительно является открытой или частично открытой вверх и вниз, чтобы позволить впускному отверстию и трубке катетера проходить сверху и чтобы позволить выпускному отверстию проходить вниз. Полость предпочтительно является открытой спереди, чтобы сделать возможным визуальный контроль уровня мочи в бюретке 120. Левую 139 и правую 137 боковые стенки предпочтительно можно расположить слегка наклонно, чтобы придать полости сужающееся поперечное сечение в направлении вниз. Соответствующим образом, бюретке можно придать слегка коническую форму, чтобы предоставить скользящую и плотную посадку бюретки в полости. Плотная и скользящая посадка обеспечивает хорошие условия измерения, в частности, для емкостных электродов.

Предпочтительно бюретка может иметь объем измерения 10-30 миллилитров и даже более предпочтительно объем измерения 14-16 миллилитров. Показано, что эти объемы, в частности, имеют преимущество относительно времени, которое моча находится в бюретке 120. Преимущество состоит в том, чтобы иметь свежую мочу в бюретке. Однако в слишком маленькой бюретке капиллярные силы могут препятствовать сифонной функции и/или заполнению бюретки. В базовом блоке можно предусмотреть измерительную шкалу, расположенную около бюретки, чтобы легко проверять электронную измерительную функцию.

Бюретка 120 может иметь квадратное или овальное поперечное сечение и в ней могут быть предусмотрены две плоские боковые стенки для плотной посадки относительно емкостных электродов 140 полости базового блока 105.

Переднюю стенку бюретки 120 предпочтительно можно выполнить из прозрачного полимера, чтобы сделать возможным визуальный контроль сифона и уровня мочи внутри. Визуальную измерительную шкалу можно нанести печатным способом или отлить на поверхности бюретки для визуального измерения уровня мочи.

Можно расположить два электрода 148 проводимости на внутренней поверхности бюретки для образования контакта с мочой, и эти электроды 148 проводимости соединены с контактными пластинами 150, расположенными на наружной поверхности бюретки 120. Контактные пластины 150, расположенные на наружной поверхности бюретки 120, можно расположить на задней стенке 152 бюретки 120. Кроме того, два соединительных контакта 145 можно расположить в задней стенке 136 полости для образования контакта с контактными пластинами 150 бюретки 120, чтобы передавать сигнал проводимости на базовый блок для обработки и измерений сигнала.

В устройстве можно дополнительно предусмотреть средства для объединения измерений емкостного сопротивления и электрического сопротивления/проводимости для улучшения измерений объема.

Выпускная трубка 160 может быть определенной длины и может иметь площадь поперечного сечения, которая постепенно увеличивается в направлении выпускного конца.

Сигнал измерения

Обработка сигналов направлена на то, чтобы предоставить сигнал образования мочи как функцию времени. В базовом блоке можно предусмотреть дисплей 125 для отображения образования мочи как функции времени. Можно отображать значение, представляющее образование за последний час. Можно отображать значение, представляющее образование за последние 24 часа. Можно отображать значение, представляющее текущий объем в бюретке. Можно отображать значение, представляющее объем мочи с последней замены мешка.

На фиг. 2 представлена в качестве примера диаграмма зависимости значений электрического сопротивления и значений емкостного сопротивления от образованного объема мочи. Можно видеть, что снижение электрического сопротивления происходит, когда увеличивается объем. Также можно видеть, что емкостное сопротивление растет пропорционально с увеличением объема.

Объем в бюретке можно определять следующим образом:

V(t)=K1(C(t)+K2) $$\begin{array}{ccc}& & \end{array}$$ (I)

где V(t) представляет собой объем, C(t) представляет собой сигнал емкостного сопротивления, R(t) представляет собой сигнал электрического сопротивления, K1 и K2 представляют собой константы.

Константы можно повторно вычислять после каждого опорожнения, чтобы компенсировать возможное отклонение в системе.

В качестве альтернативы, также используют измерения электрического сопротивления

V(t)=K1(C(t)+K2)+K3/(K4+R(t))+K5 $$\begin{array}{ccc}& & \end{array}$$ (II)

где V(t) представляет собой объем, C(t) представляет собой сигнал емкостного сопротивления, R(t) представляет собой сигнал электрического сопротивления и K1-K5 представляют собой константы.

В качестве дополнительной альтернативы, влиянию двух частей уравнения (II) придают различную важность, т.е. резистивная часть преобладает в начале наполнения бюретки, а впоследствии ослабевает. Если начать с приведенных ниже уравнений (III) и (IV), объем можно определить, как дополнительно объяснено ниже:

V_c(t)=K1(C(t)+K2) $$\begin{array}{ccc}& & \end{array}$$ (III)

V_r(t)=K3/(K4+R(t))+K5 $$\begin{array}{ccc}& & \end{array}$$ (IV)

Здесь V_c(t) представляет собой объем в бюретке, вычисленный только по измерениям электрического сопротивления, а V_r(t) представляет собой объем в бюретке, вычисленный только по измерениям емкостного сопротивления.

Далее, если V_r(t) ниже определенного значения электрического сопротивления R_limit, то объем в бюретке определяют как V(t)=V_r(t), т.е. как из уравнения (IV).

Иначе, если V_c(t) выше определенного значения емкостного сопротивления C_limit, то объем в бюретке определяют как V(t)=V_c(t), т.е. как из уравнения (III). Во всех других случаях объем определяют как взвешенную сумму; вычисляют первое отношение между текущим объемом, вычисленным только по измерениям емкостного сопротивления, и максимальным объемом. Второе отношение вычисляют как разность между 1,00 и первым отношением. Затем вычисляют объем как сумму первого и второго произведения. Первое произведение представляет собой объем только на основе измерений емкостного сопротивления, взвешенный по второму отношению. Второе произведение представляет собой объем только на основе измерений электрического сопротивления, взвешенный по первому отношению. См. ниже выражения V, VII, VIII.

R_отнош=V_c(t)/V_max $$\begin{array}{ccc}& & \end{array}$$ (V)

C_отнош=1-R_отнош $$\begin{array}{ccc}& & \end{array}$$ (VII)

V(t)=C_отнош V_c(t)+R_отнош V_r(t) $$\begin{array}{ccc}& & \end{array}$$ (VIII)

Объем также можно определять, подавая значения емкостного сопротивления и электрического сопротивления в фильтр Калмана.

Выше показано, что измерения емкостного сопротивления следует выполнять с помощью двух емкостных электродов. В качестве альтернативы, измерения емкостного сопротивления можно выполнять с помощью четырех емкостных электродов.

Определение импеданса/проводимости

Дисплей также может отображать значение импеданса/электрического сопротивления или соответствующее значение проводимости, отражающее концентрацию электролитов в моче. Измерения импеданса могут учитывать вычисленный объем мочи в момент времени, когда выполняют измерение импеданса. В вычислениях можно учитывать оценочный объем, чтобы получить еще более точное определение импеданса. Дополнительно, или в качестве альтернативы, измерения можно осуществлять в тот момент времени, в который ожидают наиболее точные показания, обычно когда бюретка близка к заполнению.

На фиг. 3a представлено устройство для измерения мочи, где бюретка 120 прикреплена к базовому блоку 105, имеющему емкостные электроды 310, 320, расположенные на плоской поверхности 330. Также предусмотрено средство 350, 351 крепления для съемного прикрепления бюретки 120 к базовому блоку 105. Средство крепления содержит два защелкиваемых крепления 350, прикрепленных к базовому блоку 105, и два пальца 351 для взаимодействия с защелкиваемыми креплениями 350, чтобы удерживать бюретку на месте. Два пальца 351 можно изготавливать из электрически проводящего материала и размещать так, чтобы проходить стенку бюретки для создания электрического контакта с мочой в бюретке 120, чтобы предоставить возможность электрических измерений. Часть каждого пальца, выходящую за пределы бюретки, размещают для формирования электрического контакта с соответствующим защелкиваемым креплением 350, чтобы сделать возможным выполнение электрических измерений проводимости мочи, посылая ток через мочу по одному защелкиваемому креплению и пальцу и принимая на другом пальце и защелкиваемом креплении. Защелкиваемые крепления 350 можно сконструировать из полимерного материала и содержащим вкладки или контактные пластины, расположенные на контактных поверхностях. Преимущество состоит в том, чтобы позволить пальцам 351 и защелкиваемым креплениям функционировать как в качестве механического средства крепления, так и средства электрического контакта, поскольку это экономит материал и снижает сложность и, таким образом, стоимость производства. Бюретку просто помещают на место, вдавливая бюретку с пальцами на место, и она легко защелкивается на месте, поскольку каждое защелкиваемое крепление имеет две ручки 352, 353, частично охватывающие цилиндрическое пространство, соответствующее форме пальцев.

На фиг. 3b представлен базовый блок 105 устройства, показанного на фиг. 3a, со снятой бюреткой 120. Два электрода 310, 320 расположены на поверхности 330, идущей в вертикальном направлении, чтобы сделать возможным измерение емкостного сопротивления по мере измерения емкостного сопротивления вследствие изменения уровня мочи в бюретке 120.

На фиг. 3c представлено поперечное сечение базового блока 105, показанного на фиг. 3b. Здесь можно более подробно видеть один из емкостных электродов 320 и защелкиваемых креплений 350.

На фиг. 3d представлена бюретка в прозрачном виде. Можно видеть, что палец 351 закреплен в стенке 370 бюретки 120, а также идет через стенку 370.

Ультразвуковое измерение

На фиг. 4a представлен базовый блок 105 и бюретка 120, подходящие для ультразвуковых измерений уровня мочи в бюретке 120. На фигуре представлены два вида в поперечном разрезе.

На фиг. 4b представлен дополнительный вид в поперечном разрезе, чтобы показать распространение ультразвука в базовом блоке 105 и бюретке 120, показанных на фиг. 4a. Таким образом, в базовом блоке 105 и бюретке можно предоставить ультразвуковую измерительную систему в качестве дополнения или в качестве альтернативы емкостной измерительной системе, как описано выше. В базовом блоке 105 можно предусмотреть ультразвуковой приемопередатчик 410, гидрофобный фильтр 420 и отражатель 425 ультразвукового луча. Ультразвуковой приемопередатчик 410 предпочтительно расположен в верхней части базового блока 105 так, что ультразвуковой луч может пересекать окно гидрофобного фильтра бюретки, чтобы входить в бюретку. Кроме того, в бюретке можно предусмотреть отражатель 425 ультразвукового луча для отклонения ультразвукового луча в направлении поверхности мочи. Уровень мочи можно определить посредством измерения времени, необходимого ультразвуковому импульсу, чтобы дойти до поверхности 445 мочи и обратно, и используя сведения о размерах бюретки и местоположении и размерах отражателя 425 ультразвукового луча.

Измерение давления

На фиг. 4c-4g представлен базовый блок 105 и бюретка 120, где уровень мочи измеряют с использованием системы измерения давления. Ее можно использовать в качестве альтернативы или в качестве дополнения к другим способам измерения. В бюретке предусмотрено средство для предоставления возможности прикрепления к базовому блоку 105. Предпочтительно, бюретку можно прикреплять к базовому блоку с помощью конца 460 трубы, вставляемого в гнездо в базовом блоке 105. В гнезде предусмотрено герметическое уплотнительное средство 465, например уплотнительное кольцо, чтобы позволить давлению из восходящей трубки 455 поступать в измеритель давления (не показан) базового блока 105. Восходящая трубка, идущая от нижнего конца 450 рядом с дном бюретки и вверх, охватывает всю длину сифона бюретки. Таким образом, давление, созданное вследствие повышения уровня мочи в бюретке, поступает через восходящую трубку и конец 460 восходящей трубки в базовый блок. Преимуществом является то, что конец 460 трубы используют для решения двух проблем одновременно, во-первых, для прикрепления бюретки 120 к базовому блоку 105 и, во-вторых, для передачи давления из восходящей трубки в измеритель давления базового блока 105. В конце 460 трубы или впускном отверстии для конца 460 трубы предпочтительно можно предусмотреть гидрофобный фильтр для предотвращения случайного попадания мочи в базовый блок.

На фиг 5a, 5b и 5c представлены блок-схемы некоторых систем измерения мочи различного состава. Система измерения мочи может содержать емкостной измеритель 605 уровня мочи, или ультразвуковой измеритель 620 уровня мочи, или измеритель давления, или два или более из них. Система измерения мочи содержит процессорный блок 610 и дисплей 125 или блок 635 связи, или оба, и с подходящими соединениями друг с другом и с указанными выше измерителями. Система также может содержать измеритель 630 проводимости мочи.

Орган ввода и маркер события

В устройстве также можно предусмотреть маркер события. Маркер события содержит орган ввода, например одну или несколько кнопок 380, для ввода того, что произошло событие, которое может влиять на образование мочи у пациента. Маркер события также содержит аппаратное и/или программное обеспечение, скомпонованные для того, чтобы отмечать событие символом в графическом представлении образования мочи как функции времени. Таким образом, маркер события представляет собой отметку времени, подлежащую отображению в графическом формате, или на дисплее 125, или на удаленном мониторе пациента, или в распечатке, или в их сочетании. Можно организовать отметки для двух или более типов событий, таких как введение диуретиков, смена инфузионного мешка, изменение скорости инфузии и т. д. Таким образом, младший медицинский персонал получает возможность ясно и кратко видеть на кривой и временной диаграмме положение графических символов маркеров событий, если желаемый эффект меры достигнут в течение расчетного времени. Графические символы маркеров события могут представлять собой, например, одну или несколько стрелок, маркеров, или звездочек, или их сочетание. В устройстве также можно предусмотреть подходящий орган 382 ввода для обнуления и/или сброса.

Способ

На фиг. 6 показана блок-схема последовательности операций способа точного измерения образования мочи у пациента. Способ включает в себя этапы, на которых:

- обеспечивают (705) прохождение мочи из пациента в самостоятельно опорожняющийся сосуд;

- непрерывно измеряют (710) уровень мочи в сосуде с использованием электронного средства измерения уровня, расположенного удаленно от бюретки;

- обнаруживают (715) события самоопорожнения сосуда;

- отслеживают (720) образование мочи как функции времени на основе измерения уровня мочи и обнаружения событий самоопорожнения.

Дополнительно, в этом способе самостоятельно опорожняющийся сосуд представляет собой заменяемый самостоятельно опорожняющийся сосуд. Предпочтительно самостоятельно опорожняющийся сосуд представляет собой бюретку. Еще более предпочтительно бюретка представляет собой бюретку с сифонной системой для самоопорожнения. Предпочтительно мочу, удаляемую из сосуда, удаляют в стандартный накопительный мешок.

Электронное измерительное средство может воспринимать емкость, ультразвук или давление, как описано выше.

Способ может дополнительно содержать этапы:

- измерения (725) проводимости мочи с помощью электронного измеряющего проводимость средства;

и/или

- передачи (730) измерений на удаленный блок; и/или

- использования (735) измерений проводимости для усовершенствования уровня измерений;

причем способ усовершенствования может представлять собой способ, как описано выше.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для измерения образования мочи у пациента, носящего мочевой катетер, содержит самостоятельно опорожняющуюся сифонную камеру, которая содержит впускное отверстие для соединения с катетером и выпускное отверстие для мочи, объем которой подлежит измерению. Базовый блок устройства имеет прикрепительный орган для съемного крепления к нему сифонной камеры и орган измерения уровня мочи в сифонной камере. Два емкостных электрода органа измерения расположены на расстоянии друг от друга. Сигнал емкостного сопротивления между двумя электродами меняется с изменением уровня мочи в сифонной камере и представляет собой меру образованного количества мочи. При этом обеспечивают прохождение мочи в сифонную камеру. Непрерывно измеряют уровень мочи в сифонной камере с использованием двух емкостных электродов, обеспеченных на базовом блоке. Обнаруживают события самоопорожнения сифонной камеры. Отслеживают образование мочи как функции времени на основе измерения уровня мочи и обнаружения событий самоопорожнения. Применение группы изобретений позволит повысить точность измерений в реальном времени. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство измерения мочи для измерения образования мочи у пациента, носящего мочевой катетер,
характеризующееся тем, что
устройство содержит
самостоятельно опорожняющуюся сифонную камеру (120), которая в свою очередь содержит впускное отверстие, соединяемое с катетером, и выпускное отверстие для мочи, объем которой подлежит измерению, и
устройство дополнительно содержит базовый блок (105), имеющий прикрепительный орган (137, 138, 139, 350, 351) для съемного прикрепления самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры (120) к базовому блоку, причем в базовом блоке предусмотрен орган измерения уровня мочи, выполненный с возможностью воспринимать изменения уровня мочи в самостоятельно опорожняющейся камере, и орган измерения уровня мочи содержит два емкостных электрода (310, 320, 140), расположенных на расстоянии относительно друг друга так, что когда самостоятельно опорожняющаяся сифонная камера прикреплена к базовому блоку (105), емкостные электроды (310, 320, 140) выполнены с возможностью воспринимать сигнал емкостного сопротивления, возникающий между двумя емкостными электродами (310, 320, 140), этот сигнал емкостного сопротивления меняется с изменением уровня мочи в самостоятельно опорожняющейся сифонной камере и, следовательно, сигнал емкостного сопротивления представляет собой меру образованного количества мочи.

2. Устройство по п.1, в котором базовый блок (105) дополнительно содержит процессор, выполненный с возможностью вычисления образованного объема мочи на основе сигнала уровня мочи, измеренного органом измерения уровня мочи.

3. Устройство по п.2, в котором процессор выполнен с возможностью регистрации числа опорожнений самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры и, таким образом, выполнен с возможностью вычисления образования мочи как функции времени.

4. Устройство по п.3, в котором процессор выполнен с возможностью вычисления объема мочи в самостоятельно опорожняющейся сифонной камере и регистрации числа опорожнений самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры и, таким образом, выполнен с возможностью вычисления образования мочи как функции времени на основе сигнала емкостного сопротивления.

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором самостоятельно опорожняющаяся сифонная камера (120) является одноразовым изделием.

6. Устройство по п.1, в котором органы для съемного прикрепления самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры (120) к базовому блоку представляют собой открытую полость.

7. Устройство по п.6, в котором полость определена первой ограничительной стенкой (139), второй ограничительной стенкой (138) и третьей ограничительной стенкой (137).

8. Устройство по п.1, в котором орган измерения уровня мочи содержит ультразвуковую измерительную систему (620) для определения уровня мочи в самостоятельно опорожняющейся сифонной камере (120).

9. Устройство по п.8, в котором ультразвуковая измерительная система (620) содержит ультразвуковой преобразователь (410), расположенный около базового блока (105) для испускания и приема ультразвука.

10. Устройство по п.9, в котором в самостоятельно опорожняющейся сифонной камере (120) предусмотрен отражатель (425) ультразвукового луча для направления ультразвукового луча в направлении поверхности (445) мочи.

11. Устройство по п.8, в котором в самостоятельно опорожняющейся сифонной камере (120) предусмотрен гидрофобный фильтр (420), выполненный с обеспечением возможности для ультразвукового луча проходить от ультразвукового преобразователя (410) через отверстие в стенке самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры (120), в котором предусмотрен гидрофобный фильтр (420), и во внутреннюю часть самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры (120).

12. Устройство по п.1 или 8, в котором орган измерения уровня мочи содержит систему (450, 455, 460 и 465) измерения давления для определения уровня мочи в самостоятельно опорожняющейся сифонной камере (120).

13. Устройство по п.12, в котором система измерения давления содержит восходящую трубку (455), имеющую органы для разъемного соединения с датчиком давления базового блока (105).

14. Устройство по п.1, в котором самостоятельно опорожняющаяся сифонная камера имеет объем измерения 10-30 миллилитров.

15. Устройство по п.1, в котором самостоятельно опорожняющаяся сифонная камера имеет объем измерения 14-16 миллилитров.

16. Устройство по п.1, в котором самостоятельно опорожняющаяся сифонная камера (120) имеет квадратное или овальное поперечное сечение и в ней предусмотрена по меньшей мере одна плоская стенка, чтобы плотно примыкать к емкостным электродам (140).

17. Устройство по п.1, в котором передняя стенка самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры (120) выполнена из прозрачного полимера.

18. Устройство по п.1, в котором два электрода (148) проводимости расположены на внутренней поверхности самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры, чтобы входить в контакт с мочой, и соединены с контактными пластинами (150), расположенными на наружной поверхности самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры (120).

19. Устройство по п.18, в котором контактные пластины (150), расположенные на наружной поверхности самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры (120), расположены на задней стенке (152) самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры (120).

20. Устройство по п.18 или 19, в котором два соединительных контакта (145) расположены на задней стенке полости для создания контакта с контактными пластинами (150) самостоятельно опорожняющейся сифонной камеры для передачи сигнала проводимости на базовый блок для обработки и измерений сигнала.

21. Устройство по п.20, в котором процессор выполнен с возможностью вычисления образованного объема мочи на основе сочетания измерений емкостного сопротивления и измерений проводимости.

22. Устройство по п.8, в котором процессор выполнен с возможностью вычисления образованного объема мочи на основе сочетания измерений емкостного сопротивления (605) и ультразвуковых измерений (620).

23. Устройство по п.22, в котором предусмотрен измеритель проводимости мочи (630) и в котором процессор выполнен с возможностью вычисления образованного объема мочи на основе сочетания измерений емкостного сопротивления (605), ультразвуковых измерений (620) и измерений проводимости.

24. Устройство по п.1, в котором выпускная трубка (160) предоставлена с площадью поперечного сечения, которая постепенно возрастает в направлении выпускного конца.

25. Устройство по п.1, в котором в базовом блоке предусмотрен орган (380) ввода, чтобы отмечать события.

26. Способ мониторинга образования мочи у пациента, содержащий этапы, на которых:
- обеспечивают (705) прохождение мочи в заменяемый самостоятельно опорожняющийся сосуд;
- непрерывно измеряют (710) уровень мочи в сосуде с использованием двух емкостных электродов, обеспеченных на базовом блоке, причем самостоятельно опорожняющийся сосуд выполнен с возможностью съемного прикрепления к базовому блоку;
- обнаруживают (715) события самоопорожнения самостоятельно опорожняющегося сосуда;
- отслеживают (720) образование мочи как функции времени на основе измерения уровня мочи и обнаружения событий самоопорожнения.