專(zhuān)利名稱(chēng)：利用反射光來(lái)測(cè)量液體中的顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及利用反射光來(lái)測(cè)量液體中的顆粒，特別是涉及在用于流體試樣容 積的殼體中的生物材料的檢測(cè)和測(cè)量，該流體試樣容積在內(nèi)窺鏡處理過(guò)程中從外科手術(shù)部 位吸出。
背景技術(shù)：
在內(nèi)窺鏡外科手術(shù)處理過(guò)程中，外科手術(shù)部位(例如人體內(nèi)或動(dòng)物體內(nèi)的膝關(guān) 節(jié)、肩關(guān)節(jié)或其它體腔)通過(guò)內(nèi)窺鏡來(lái)觀察。而且，在該文獻(xiàn)中，用于內(nèi)窺鏡處理的外科手 術(shù)部位稱(chēng)為體腔。體腔利用清洗液來(lái)沖洗，以便使它展開(kāi)，提高它的觀察，并漂洗該體腔。沖 洗通過(guò)泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。該泵在該文獻(xiàn)中還稱(chēng)為流入液體泵。清洗液通常是含鹽水，且泵通常為 蠕動(dòng)輥類(lèi)型泵。而且，外科手術(shù)處理過(guò)程通常涉及除去組織或?qū)M織進(jìn)行操作(例如膝蓋 的半月板)。這產(chǎn)生碎屑，即漂浮在體腔的液體中的、各種大小組織的顆粒。這些顆粒通常 通過(guò)漂洗來(lái)除去。為了洗除血液和/和碎屑，通過(guò)引導(dǎo)或增加液體流過(guò)體腔來(lái)代替體腔中 的液體。流出的沖洗液通常通過(guò)管路而輸送至廢物儲(chǔ)存桶?，F(xiàn)有的液體測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)在開(kāi)始處理時(shí)由系統(tǒng)的操作人員選擇固定沖洗流量來(lái) 操作，或者通過(guò)用于系統(tǒng)的固定壓力目標(biāo)來(lái)操作。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于蠕動(dòng)泵和類(lèi)似醫(yī)療應(yīng)用的盒，以便產(chǎn)生和提高管路和液體流的處 理。ΕΡ0362822ΒΓ‘一次性真空/蠕動(dòng)泵盒系統(tǒng)”介紹了一種一次性的盒，而US6962488B2“具 有吸入性壓力傳感器的手術(shù)盒”公開(kāi)了一種用于眼外科手術(shù)的盒系統(tǒng)，它根據(jù)硬和軟塑料 而設(shè)計(jì)有用于流體的槽道。在流出管路中的血液和碎屑的檢測(cè)已經(jīng)在W02007/114776 “用于體腔沖洗的方法 和裝置”中介紹，該專(zhuān)利公開(kāi)了一種用于檢測(cè)在來(lái)自體腔的沖洗流體中的生物材料(例如 血液和碎屑)的方法和裝置。檢測(cè)生物材料的流出液體裝置包括發(fā)光二極管(LED)和用 于血紅蛋白和碎屑的光學(xué)傳感器，并可選擇地包括安裝在管路上的標(biāo)定檢測(cè)器。所述光學(xué) 檢測(cè)器裝配在用于泵系統(tǒng)的殼體上，但是可以選擇裝配在外科手術(shù)儀器附近或者直接安裝 在外科手術(shù)儀器上或儀器中，該外科手術(shù)儀器形成從病人體內(nèi)出來(lái)的液體通路，例如刮刀 (shaver)工具或插管。所述光學(xué)發(fā)光結(jié)構(gòu)和傳感器結(jié)構(gòu)形成在沖洗流體的液體流出通路中 的容器殼體中的液體中的光學(xué)通路。顆粒的檢測(cè)和分析流體(例如體液)的方法為透析領(lǐng)域中公知。W02007044548“流 體處理系統(tǒng)”介紹了一種用于分析體液的盒系統(tǒng)，用于確定試樣中的分析物濃度。病人盒 系統(tǒng)具有功能件，例如用于血紅蛋白的傳感器和指示液體通路中存在空氣的光學(xué)或超聲波 “氣泡傳感器”。而且，因?yàn)橹匾氖遣粫?huì)使得空氣注入血液系統(tǒng)，因此指示空氣氣泡的方法 與警告系統(tǒng)相連。US6511454B1 “沖洗/吸入裝置和沖洗/吸入盒”公開(kāi)了這樣的系統(tǒng)。而 EP319278B1 “用于藥物輸注系統(tǒng)的一次性盒”教導(dǎo)了用于除去空氣氣泡的設(shè)計(jì)。盡管現(xiàn)有的透析產(chǎn)品和醫(yī)療液體流入系統(tǒng)能夠用于解決它們所述的特殊目的，但 是它們并不適合用于例如吸入流體中的稀釋顆粒的光學(xué)測(cè)量。
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在液體試樣例如吸入流體中的顆粒(例如體液)的光學(xué)測(cè)量非常依賴(lài)于試樣容積 的殼體和測(cè)量系統(tǒng)的使用。光學(xué)通路需要足夠長(zhǎng)，以便檢測(cè)較低數(shù)量的顆粒。來(lái)自例如空 氣氣泡的噪音以及沿光學(xué)通路的、不需要的光學(xué)折射差異應(yīng)當(dāng)避免，試樣容積的殼體應(yīng)當(dāng) 穩(wěn)定和容易安裝在光學(xué)傳感器上。詞語(yǔ)“試樣容積”是指(并且在下文中指)在殼體中的 液體內(nèi)的光學(xué)通路中的液體。在這些方面，根據(jù)本發(fā)明的顆粒的檢測(cè)和試樣容積殼體的設(shè)計(jì)都基本脫離了現(xiàn)有 技術(shù)的一般構(gòu)思和設(shè)計(jì)，因此，提供了主要開(kāi)發(fā)用于提高在試樣容積中例如在用于吸入沖 洗流體的盒系統(tǒng)中顆粒(例如血液和碎屑)的測(cè)量目的的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
隨后將更詳細(xì)描述的本發(fā)明的總體目的是提供對(duì)試樣容積(在進(jìn)行檢測(cè)的殼體 中的液體容積)例如來(lái)自身體部位的沖洗流體中的顆粒的改進(jìn)和更敏感檢測(cè)以及用于吸 入沖洗流體的試樣容積的殼體的盒，它們對(duì)于提高血液、碎屑的檢測(cè)和除去噪音例如空氣 (單獨(dú)或它們的任何組合)有很多優(yōu)點(diǎn)。為了達(dá)到此目的，本發(fā)明大致包括安裝在蠕動(dòng)泵上的盒，該盒包含用于吸入沖洗 流體的試樣容積的殼體。該殼體的特征在于在殼體一側(cè)的反射區(qū)域通過(guò)試樣容積來(lái)反射 光學(xué)信號(hào)。因此，相當(dāng)廣義地概括了本發(fā)明的更重要特征，以便可以更好地理解本發(fā)明的詳 細(xì)說(shuō)明，并可以更好地認(rèn)識(shí)本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)。本發(fā)明還有附加特征，將在下文進(jìn)行 描述。在這一方面，在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明并不局 限于其在下面的說(shuō)明書(shū)中所述或在附圖中所示的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件布置中的應(yīng)用。本發(fā)明能 夠有其它實(shí)施例以及以各種方式來(lái)實(shí)施和進(jìn)行。并且，應(yīng)當(dāng)知道，這里使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是 為了說(shuō)明目的，而不是作為限制。本發(fā)明的主要目的是提供一種通過(guò)在盒的、包圍試樣容積的殼體的反射區(qū)域上反 射光信號(hào)來(lái)提高對(duì)從手術(shù)部位吸取的沖洗流體的試樣容積中的血細(xì)胞、紅細(xì)胞、血紅蛋白 和/或碎屑的檢測(cè)。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于蠕動(dòng)泵的盒，該盒包含用于吸入沖洗流體的試 樣容積的殼體，和反射器，該反射器在泵安裝區(qū)域的相對(duì)側(cè)。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于讀者將是顯而易見(jiàn)的，這些目的和優(yōu)點(diǎn)在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。


圖1是用于蠕動(dòng)泵上使用的盒的設(shè)計(jì)實(shí)施例。圖2是表示了用于試樣容積的殼體的設(shè)計(jì)以及與管的連接的盒。圖3是表示了光學(xué)通路的盒。圖4是表示了兩個(gè)光學(xué)通路的盒的設(shè)計(jì)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種盒，該盒包含用于保持沖洗流體的試樣容積的殼體，其特征在于 它由透明材料制成，有至少一個(gè)進(jìn)口開(kāi)口和至少一個(gè)出口開(kāi)口，并有在殼體的至少一側(cè)的 至少一個(gè)反射區(qū)域，該反射區(qū)域通過(guò)光學(xué)通路中的試樣容積來(lái)反射光學(xué)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)通路的長(zhǎng)度通過(guò)一個(gè)或多個(gè)(n)反射區(qū)域而增加一倍或多 倍(n)，其中，n是至少為1的整數(shù)。反射區(qū)域的數(shù)目可以為偶數(shù)或奇數(shù)。光學(xué)信號(hào)可以從至少一個(gè)發(fā)光裝置出來(lái)，并到達(dá)至少一個(gè)光學(xué)傳感器。它們可以 布置在試樣容積的相同側(cè)。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，選擇反射區(qū)域的數(shù)目和它們的位置使得 光到達(dá)與布置發(fā)光裝置一樣的試樣容積相同側(cè)的光學(xué)傳感器。通過(guò)反射產(chǎn)生光通路雙倍長(zhǎng)度的測(cè)量光，將改進(jìn)和更靈敏地檢測(cè)在試樣容積(例 如來(lái)自體腔的沖洗流體)中的顆粒。這也導(dǎo)致靈敏部件(例如發(fā)光二極管和光學(xué)傳感器) 能夠在試樣容積的相同側(cè)，且試樣容積有更小的寬度或高度。當(dāng)試樣容積施加在用于沖洗流體的盒的殼體內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)在提高血液和/或碎屑檢 測(cè)的方面有很多優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)(在實(shí)施例1中更詳細(xì)地描述)提高了對(duì)于在試樣容積中的不 同類(lèi)型顆粒和溶液之間的差異的靈敏性。這是因?yàn)楣鈱W(xué)通路更長(zhǎng)，顆粒橫過(guò)光通路的可能 性隨著溶液中的光通路長(zhǎng)度而增加。這里所述的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在檢測(cè)清洗流體的試樣容積中的血液和碎屑時(shí)特別明 顯。各個(gè)內(nèi)容物的大小以及在是否有特定量的血液或特定量的碎屑之間的差異都可以測(cè) 量。例如，可以根據(jù)血液和/或碎屑的存在而提高蠕動(dòng)泵的控制。為了提高顆粒的檢測(cè)，用于試樣容積的殼體可以設(shè)計(jì)成防止噪音例如空氣氣泡和 提高檢測(cè)顆粒例如碎屑的幾率。來(lái)自空氣氣泡的噪音可以通過(guò)產(chǎn)生用于試樣容積的“液體 池”而減小，從而在池的頂部產(chǎn)生用于空氣的空間。池可以通過(guò)相對(duì)于進(jìn)口(3)和出口(4) 降低試樣容積(1)的殼體來(lái)產(chǎn)生，或者通過(guò)將空氣氣泡推向殼體頂部的脊(16)來(lái)產(chǎn)生，如 圖2中所示。而且，殼體可以設(shè)計(jì)成自動(dòng)帶走空氣。這例如可以通過(guò)使得殼體的頂部(17) 或“頂板”傾斜來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖2中所示。除了通過(guò)反射光來(lái)提高檢測(cè)之外，檢測(cè)試樣容積中的顆粒例如碎屑的幾率可以通 過(guò)在試樣容積中產(chǎn)生湍流和因此提高(不同尺寸和重量的)顆粒經(jīng)過(guò)光檢測(cè)通路的幾率而 提高。這例如可以通過(guò)圖2中所示的試樣容積(1)的上述脊(16)來(lái)產(chǎn)生。前面被認(rèn)為只是示例說(shuō)明了本發(fā)明的原理。而且，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員很容易進(jìn) 行大量修改和改變，因此并不希望將本發(fā)明局限于所示和所述的確切結(jié)構(gòu)和操作，因此，所 有合適的修改和等同物可以落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。實(shí)施例1所述盒的實(shí)例如下在關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡檢查過(guò)程中，病人的關(guān)節(jié)通過(guò)沖洗液體而擴(kuò)張。該液體是由用于該 目的的泵注入的無(wú)菌鹽水。第二個(gè)泵具有用于從關(guān)節(jié)除去(或吸入)液體的特征。對(duì)關(guān)節(jié) 進(jìn)行的外科手術(shù)工作通過(guò)人工或電動(dòng)工具來(lái)進(jìn)行。外科醫(yī)生的工作可能在血管由于工作而 破裂時(shí)導(dǎo)致流血。工具的使用也導(dǎo)致不同尺寸的軟骨或骨組織碎片漂浮在關(guān)節(jié)內(nèi)的液體 中。碎片和血液將擾亂關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡的觀察，并通過(guò)吸入泵而從關(guān)節(jié)吸入。通過(guò)外科手術(shù)工 具或通過(guò)病人關(guān)節(jié)的流出口從病人體內(nèi)吸入液體。吸入泵為容積輥泵類(lèi)型，因此有柔性管路，作為泵裝置的一部分。該柔性管路與盒連接。這樣的盒由透明材料例如聚碳酸酯制造，從而使得光穿過(guò)。它有殼體或隔腔(1)， 作為從關(guān)節(jié)至吸入泵管路的液體通路的一部分。盒有框架結(jié)構(gòu)(2)。盒有來(lái)自外科手術(shù)儀 器的入口(3a_c)或者流出口，并與吸入泵管路段(4)連接。隔腔(1)的形狀能有利地容納 用于沖洗目的的吸入液體的試樣容積，光通過(guò)該試樣容積(1)。盒裝配在吸入泵的殼體上。 發(fā)光二極管(5)裝配在該盒附近。發(fā)射的波長(zhǎng)為880nm。光束通過(guò)凸透鏡(6)來(lái)轉(zhuǎn)換，并通 過(guò)包圍試樣容積(1)的盒結(jié)構(gòu)的壁。當(dāng)光束(7)通過(guò)吸入液體的試樣容積(1)來(lái)傳播時(shí)， 它的強(qiáng)度由于在吸入液體中的軟骨組織或骨組織的碎片產(chǎn)生的散射和吸收而降低。然后， 光束通過(guò)反射表面(8)來(lái)反射，并再次通過(guò)試樣容積(1)來(lái)傳播。強(qiáng)度由于碎片而進(jìn)一步 降低，因?yàn)楣馐?9)在試樣容積⑴中的傳播距離倍增。最后，由光敏二極管(10)來(lái)檢測(cè) 光強(qiáng)度。吸入泵速度通過(guò)來(lái)自光敏二極管(10)的信號(hào)來(lái)控制。實(shí)施例2該實(shí)例表示了增強(qiáng)對(duì)盒中血液的檢測(cè)，第二發(fā)光二極管(11)裝配在盒附近。在本 例中波長(zhǎng)為370nm。光束(12)通過(guò)凸透鏡(13)來(lái)轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)吸入液體的試樣容積⑴ 來(lái)傳播。它的強(qiáng)度由于吸入液體中的血液的散射和吸收而降低。然后，光束由反射表面(8) 反射，并再次通過(guò)試樣容積(1)來(lái)傳播。強(qiáng)度由于血液而進(jìn)一步降低，因?yàn)楣馐?14)在試 樣容積(1)中的傳播距離倍增。最后，由光敏二極管(15)來(lái)檢測(cè)光強(qiáng)度。來(lái)自光敏二極管 (10和15)的信號(hào)強(qiáng)度的差異認(rèn)為對(duì)血液的檢測(cè)最靈敏。
權(quán)利要求
一種包含用于保持吸入沖洗流體的試樣容積的殼體(1)的盒(2)，其特征在于，該盒由透明材料制成，有至少一個(gè)進(jìn)口開(kāi)口(3、3a、3b、3c)和至少一個(gè)出口開(kāi)口(4)，并在殼體的至少一側(cè)有至少一個(gè)反射區(qū)域(8)，所述反射區(qū)域通過(guò)光學(xué)通路中的試樣容積來(lái)反射光學(xué)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒，其中，所述光學(xué)通路的長(zhǎng)度通過(guò)η個(gè)反射區(qū)域(8)而增加 η倍，其中η是至少為1的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任意一項(xiàng)所述的盒，其中，所述光學(xué)信號(hào)從至少一個(gè)發(fā)光裝置 (5,11)出來(lái)，并到達(dá)至少一個(gè)光學(xué)傳感器(10,15) 0
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盒，其中，所述至少一個(gè)發(fā)光裝置(5、11)和至少一個(gè)光學(xué)傳 感器(10、15)布置在試樣容積的相同側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的盒，其特征在于，構(gòu)成為在試樣液體的池的頂 部產(chǎn)生空氣空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的盒，其特征在于，殼體的上部部分安裝有斜面，以便在液體池 的頂部產(chǎn)生空氣空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6中任意一項(xiàng)所述的盒，其中，所述進(jìn)口(3a、3b、3c)和出口(4) 布置在殼體的上部部分中，從而在液體池的頂部產(chǎn)生空氣空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的盒，其中，一個(gè)或多個(gè)脊(16)布置在殼體中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5 8中任意一項(xiàng)所述的盒，其中，所述脊(16)安裝在進(jìn)口附近，從而 迫使空氣氣泡移至殼體的頂部。
10.根據(jù)權(quán)利要求5 8中任意一項(xiàng)所述的盒，其中，一個(gè)或多個(gè)脊布置為產(chǎn)生湍流，從 而提高顆粒通過(guò)光學(xué)通路的幾率。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)和量化液體中的顆粒的改進(jìn)方法。液體試樣容積由殼體來(lái)保持，該殼體有用于液體的進(jìn)口和出口。光橫過(guò)試樣容積來(lái)發(fā)射，并進(jìn)行反射，從而在試樣容積中產(chǎn)生雙倍長(zhǎng)度的光學(xué)通路。檢測(cè)顆粒的概率增加，方法得以改進(jìn)。
文檔編號(hào)G01N21/05GK101978265SQ200980110307
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月4日
發(fā)明者保羅·馬薩魯?shù)? 斯文·米利東 申請(qǐng)人:醫(yī)學(xué)影像研究發(fā)展所