KR20170065567A - 압력 트랜스듀서를 이용한 음압 감지 - Google Patents

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Abstract

의료 시스템은 압력 센서를 포함하는 의료용 체액 펌핑 머신, 다이아프램과 베이스 사이에 형성된 유체 통로와 유체 소통 상태인 유체 라인을 포함하는 의료용 체액 라인 세트로서, 상기 의료용 체액 라인 세트의 다이아프램이 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 압력 센서와 정렬되게 하는 방식으로 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되도록 구성되는, 의료용 체액 라인 세트, 및 상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되고 상기 유체 통로가 대기압 상태에 있는 경우, 상기 압력 센서에 양의 힘을 인가하도록 구성되는 부재를 포함한다.

Description

압력 트랜스듀서를 이용한 음압 감지{SENSING NEGATIVE PRESSURE WITH A PRESSURE TRANSDUCER}
본 발명은 압력 트랜스듀서를 가지고 음압을 감지하는 것에 관한 것이다.
혈액투석(hemodialysis)은 신장 기능이 불충분한 환자를 지원하기 위해 사용되는 처치이다. 혈액투석("HD") 중에, 환자의 혈액은 투석기를 통과하며 투석액 또는 투석물을 지나가면서 투석 머신의 투석기를 통과한다. 투석기 내의 반-투수성의 멤브레인은 투석기 내의 투석물로부터 혈액을 분리하고, 확산과 삼투 교환이 투석물과 혈류 사이에서 발생하게 한다. 멤브레인을 통과해서 이러한 교환이 일어나면, 요소와 크레아틴과 같은 용질을 포함하는 배설물이 혈액으로부터 제거되게 된다. 이러한 교환은, 혈액 내의 나트륨 및 물과 같은 다른 물질의 레벨을 조절하기도 한다. 이러한 방식으로, 투석 머신은 혈액을 세정하기 위한 인공 신장으로서의 역할을 수행한다.
유체 과부하를 겪는 환자, 예컨대 심장 이상 또는 급성 또는 만성 신장 이상을 겪는 환자에게 고립형 초미세여과("UF(isolated ultrafiltration)")를 수행하는 동안, 환자의 혈액은 혈액필터를 구획별로 분리하는 반-투수성의 멤브레인을 포함하는 필터를 통과하여 전달된다. 이러한 구획들 내의 압력 기울기가 반-투수성의 멤브레인을 통과하도록 유체를 밀어내어, 혈액 내의 선결정된 퍼센티지의 혈장 유체가 수송에 의해 제거되게 한다. 남은 혈액은 환자에게 되돌려진다. HD와 달리, UF를 수행하는 동안에는 투석액 또는 투석물이 투석기를 통과해서 전달되지 않는다.
복막 투석("PD") 시에, 환자의 복막강에는 투석액 또는 투석물이 주기적으로 주입된다. 환자의 복막의 막형 라이닝이 투석액과 혈류 사이에 확산 및 삼투 교환이 일어나게 하는 천연 반-투수성 멤브레인으로서의 역할을 한다. HD에 있는 투석기를 통과하는 연속 교환과 유사하게, 환자의 복막을 통과하는 이러한 교환에 의해, 요소 및 크레아틴과 같은 용질을 포함하는 배설물이 혈액으로부터 제거되고, 혈액 내의 나트륨 및 물과 같은 다른 물질의 레벨이 조절된다.
통상적으로, HD, UF, 및 PD 장치는 환자로부터 제거되고 및/또는 환자에게 반환되고 있는 유체의 압력을 측정 및 제어하도록 구성된다. 이러한 압력 측정이 장치를 모니터링 및 제어하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 의료 시스템은 압력 센서를 포함하는 의료용 체액 펌핑 머신, 다이아프램과 베이스 사이에 형성된 유체 통로와 유체 소통 상태인 유체 라인을 포함하는 의료용 체액 라인 세트로서, 상기 의료용 체액 라인 세트의 다이아프램이 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 압력 센서와 정렬되게 하는 방식으로 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되도록 구성되는, 의료용 체액 라인 세트, 및 상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되고 상기 유체 통로가 대기압 상태에 있는 경우, 상기 압력 센서에 양의 힘을 인가하도록 구성되는 부재를 포함한다.
구현예들은 후속하는 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다이아프램 및 베이스는 상기 유체 라인이 연결되는 압력 캡슐의 부품들이다. 상기 다이아프램 및 베이스는 상기 유체 라인이 연결되는 의료용 체액 카세트의 부품들이다. 이러한 부재는, 상기 압력 센서가 상기 유체 통로 내에 생성된 양압 및 음압을 검출하게 한다. 이러한 부재는 다이아프램에 부착된다. 이러한 부재는 상기 압력 센서에 부착되고, 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 페이스로부터 외부로 돌출된다. 이러한 부재는 유체 필로우를 포함한다. 유체 필로우는 에어 필로우이다. 유체 필로우는, 상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되면 상기 압력 센서에 양의 힘을 인가하도록, 상기 다이아프램을 상기 압력 센서에 대해 누르도록 구성된다. 이러한 부재는 스프링이다. 스프링은 유체 통로 내에 배치된다. 스프링은 상기 유체 통로 위에 놓인 다이아프램의 일부를 상기 베이스로부터 멀어지게 편향시키도록, 상기 다이아프램에 외향 힘을 인가하도록 구성된다. 스프링은 상기 다이아프램의 외면에 부착되고, 상기 다이아프램으로부터 멀어지게 돌출된다.
몇 가지 구현형태들에서, 이러한 부재는, 상기 다이아프램에 부착되고 상기 베이스에 상대적으로 상기 다이아프램으로부터 외부로 돌출되는 디스크이다. 이러한 부재는, 상기 압력 센서에 부착되고 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 페이스로부터 외부로 돌출되는 디스크이다. 압력 센서는, 상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되는 경우, 상기 다이아프램의 외면에 접촉하도록 구성된다. 압력 센서는, 양의 힘이 상기 압력 센서에 인가되는 동안 제로 눈금으로 캘리브레이션되도록 구성된다.
몇 가지 구현형태들에서, 의료 시스템은, 상기 압력 센서와 통신하고, 상기 압력 센서에 의해 검출된 압력에 기초하여 의료용 체액 압력을 결정하도록 구성되는 제어 유닛을 더 포함한다. 제어 유닛은 상기 압력 센서에 의해 검출된 각각의 압력에 대한 정정된 유체 압력을 제공하는 룩업 테이블을 포함한다. 제어 유닛은 상기 압력 센서에 의해 검출된 압력을 소정 방정식에 입력함으로써, 정정된 의료용 체액 압력을 계산하도록 구성된다. 압력 센서는 압력 트랜스듀서를 포함한다. 의료용 체액 펌핑 머신은 투석 머신이다. 의료용 체액 펌핑 머신은 혈액 펌핑 머신이고, 상기 압력 센서는 상기 유체 통로 내의 혈압을 검출하도록 구성된다.
몇 가지 구현형태들에서, 의료용 체액 라인 세트는, 다이아프램과 베이스 사이에 형성된 유체 통로와 유체 소통 상태인 유체 라인으로서, 상기 의료용 체액 라인 세트는, 상기 의료용 체액 라인 세트의 다이아프램이 의료용 체액 펌핑 머신의 압력 센서와 정렬되게 하는 방식으로 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되도록 구성되는, 유체 라인; 및 상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되고 상기 유체 통로가 대기압 상태에 있는 경우, 상기 압력 센서에 양의 힘을 인가하도록 구성되는 부재를 포함한다. 다이아프램, 베이스, 및 부재는 상기 유체 라인이 연결되는 압력 캡슐의 부품들이다. 다이아프램, 베이스, 및 부재는 유체 라인이 연결되는 의료용 체액 카세트의 부품들이다. 이러한 부재는 유체 필로우를 포함한다. 이러한 부재는 디스크이다. 이러한 부재는 스프링이다.
몇 가지 구현형태들에서, 의료용 체액 펌핑 머신은, 압력 센서; 및 상기 압력 센서에 부착되고, 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되면 투석 머신의 페이스로부터 외부로 돌출되어 의료용 체액 라인 세트의 일부와 접촉되는 부재를 포함한다. 압력 센서는, 상기 의료용 체액 라인 세트에 의해 양의 힘이 상기 압력 센서로 인가되는 동안 제로 눈금으로 캘리브레이션되도록 구성된다. 제어 유닛은 압력 센서와 통신하고, 상기 압력 센서에 의해 검출된 압력에 기초하여 의료용 체액 압력을 결정하도록 구성된다. 압력 센서는 압력 트랜스듀서를 포함한다.
몇 가지 구현형태들에서, 방법은 의료용 체액 라인 세트를 의료용 체액 펌핑 머신에 연결함으로써 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 압력 센서에 초기 양의 힘을 인가하는 단계, 상기 압력 센서에 추가적인 힘을 인가하는 단계, 및 상기 초기 양의 힘 및 추가적인 힘의 조합을 검출하는 단계를 포함한다. 추가적인 힘은 음의 힘이다. 이러한 방법은, 상기 초기 양의 힘이 상기 압력 센서에 인가되는 동안 상기 압력 센서를 제로 눈금으로 캘리브레이션하는 단계를 더 포함한다.
구현예들은 후속하는 다음의 장점 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 압력 센서 어셈블리는, 압력 감지 캡슐의 다이아프램을 압력 트랜스듀서에 부착시키기 위해 기밀성 시일 및/또는 진공 압력을 사용하는 어떤 공지된 압력 센서보다도 더 신뢰성있게 음의 유체 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 다이아프램을 압력 트랜스듀서에 부착하기 위해 기밀성 시일에 의존하는 공지된 센서에서, 다이아프램과 트랜스듀서 사이의 영역에 잔해들이 쌓이게 되면 다이아프램의 일부가 압력 트랜스듀서로부터 디커플링될 수 있고, 결과적으로 압력 판독치, 특히 음압 판독치가 부정확해질 수 있다. 다이아프램을 압력 트랜스듀서에 커플링하기 위해 능동 진공 소스에 의존하는 센서에서는, 진공에 손실이 생기는 경우, 음의 유체 압력이 다이아프램에 의해 형성된 엔클로저 내에 생성될 때에 다이아프램이 압력 트랜스듀서로부터 디커플링된다. 이러한 디커플링의 결과, 음의 유체 압력이 압력 트랜스듀서에 의해 정확하게 판독될 수 없다. 본 명세서에서 설명되는 센서는 다이아프램을 압력 트랜스듀서에 커플링하기 위해서 기밀성 시일 또는 능동 진공 압력에 의존하지 않는다. 본 명세서에서 설명되는 많은 압력 센서 어셈블리들은, 일부 잔해가 다이아프램과 압력 트랜스듀서 사이에 있어도, 그리고 능동 진공 소스를 사용하지 않고 음압 판독치가 정확하게 얻어지게 하는 변위 디바이스 또는 오프셋 디바이스를 포함한다.
본 명세서에서 설명되는 압력 센서 어셈블리의 다른 장점은, 다이아프램이 압력 트랜스듀서에 커플링되어 있는지를 규칙적으로 점검할 필요가 없다는 것이다. 다이아프램을 압력 트랜스듀서에 커플링하기 위해서 기밀성 시일 및/또는 능동 진공을 사용하는 압력 센서 어셈블리를 포함하는 일부 유체 펌핑 시스템에서, 압력 트랜스듀서에 의해 음악이 검출될 수 있게 보장하도록 정기적으로 압력 센서 어셈블리의 유체 통로 내에 그러한 음압이 의도적으로 생성된다. 이러한 시도를 위해서는 이러한 유체 펌핑 시스템을 사용하여 수행되고 있는 처치(예를 들어, 투석 처치)가 정기적으로 중단돼야 하고, 따라서 그러한 처치의 효율이 떨어진다. 본 명세서에서 설명되는 압력 센서 어셈블리는 이러한 처치 효율이 떨어지지 않게 한다.
위에서 언급된 바와 같이, 본 명세서에서 설명되는 많은 압력 센서 어셈블리는 다이아프램을 압력 트랜스듀서에 커플링하기 위한 능동 진공 소스를 포함하지 않는다. 따라서, 이러한 압력 센서 어셈블리는, 이런 능동 진공 소스를 사용하는 공지된 압력 센서 어셈블리보다 덜 비싸지게 된다.
다른 양태, 특징 및 이점들은 상세한 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 명확하게 될 것이다.
도 1 은 혈액투석 머신에 고정된 일회용 혈액 라인 세트를 포함하는 혈액투석 시스템의 개략도이다.
도 2 는 도 1 의 투석 머신의 전면부의 개략도이다.
도 3 은 도 1 의 혈액 라인 세트의 개략도이다.
도 4 는 혈액투석 머신에 부착된 도 1 의 혈액 라인 세트의 일부분의 단면도이며, 압력 캡슐 내의 에어 필로우에 의해 혈액투석 머신에 대해 눌려진 혈액 라인 세트의 압력 캡슐의 다이아프램을 나타낸다.
도 5 는 도 1 의 혈액투석 머신에 부착된 다른 혈액 라인 세트의 일부분의 단면도이며, 다이어프램에 부착된 디스크에 의해 혈액투석 머신의 압력 트랜스듀서에 대해 눌려진 혈액 라인 세트의 압력 캡슐의 다이아프램을 나타낸다.
도 6 은 도 1 의 혈액투석 머신에 부착된 그 외의 혈액 라인 세트의 일부분의 단면도이며, 압력 캡슐의 유체 통로 내에 배치된 스프링에 의해 혈액투석 머신의 압력 트랜스듀서에 대해 눌려진 혈액 라인 세트의 압력 캡슐의 다이아프램을 나타낸다.
도 7 은 도 1 의 혈액투석 머신에 부착된 다른 혈액 라인 세트의 일부분의 단면도이며, 다이어프램 상에서 작동하는 리프 스프링(leaf spring)에 의해 혈액투석 머신의 압력 트랜스듀서에 대해 눌려진 혈액 라인 세트의 압력 캡슐의 다이아프램을 나타낸다.
도 8 은 압력 트랜스듀서 및, 압력 트랜스듀서와 정렬되고 사전-부하 압력을 압력 트랜스듀서에 인가하는 압력 캡슐을 포함하는 복막 투석 유체 카세트를 가지는 복막 머신을 포함하는 복막 투석 시스템의 개략도이다.
본 발명의 특정 양태는, 압력 센서 및 의료용 체액 라인 세트가 의료용 체액 펌핑 머신에 고정되면 압력 센서와 정렬되는 압력 감지부를 포함하는 의료용 체액 라인 세트(예를 들어, 혈액 라인 세트)를 가지는 압력 센서를 포함하는 의료용 체액 펌핑 시스템(예를 들어, 투석 시스템)에 관한 것이다. 압력 센서 및 의료용 체액 라인 세트의 압력 감지부는 의료용 체액 라인 세트 내의 압력 감지부 내의 음의 유체 압력이 압력 센서에 의해 검출되게 한다. 예를 들어, 의료용 체액 라인 세트의 압력 감지부 및/또는 의료용 체액 펌핑 머신의 압력 센서는, 의료용 체액 라인 세트가 의료용 체액 펌핑 머신에 부착되는 경우, 양의 유체 압력이 의료용 체액 라인 세트의 감지부 내에 생성되기 전에도 양의 게이지 압력을 압력 센서에 인가하는, 변위 디바이스 또는 오프셋 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 초기 양압이 압력 센서에 인가되면, 초기 양압 이하의 절대값을 가지는 의료용 체액 라인 세트의 압력 감지부 내부에 생성되는 음압이 압력 센서에 의해 검출될 수 있다. 초기 양압을 압력 센서에 인가하기 위해 사용되는 변위 디바이스 또는 오프셋 디바이스는, 음압이 알려진 의료용 체액 라인 세트 내에서 검출될 수 있게 하도록 사용돼 온 능동 진공 디바이스와 같은 특정 디바이스보다 덜 복잡할 수 있다.
도 1 을 참조하면, 투석 시스템(100)은 투석 머신(102) 및 투석 머신(102)에 고정된 일회용 혈액 라인 세트(104)를 포함한다. 투석 머신(102)은 투석 머신 제어 유닛(예를 들어, 마이크로프로세서)(106), 혈액 펌프(108), 및 투석물을 투석 유체 회로를 통과하도록 펌핑하기 위한 하나 이상의 투석물 펌프를 가진 투석물 유체 회로를 포함한다. 투석 처치 중에, 혈액 펌프(108)는 혈액 라인 세트(104)에 연결된 투석기(112)의 제 1 챔버를 통과하도록 혈액을 펌핑한다. 동시에, 투석물은 불순물을 제 1 챔버로부터 제 2 챔버로 멤브레인(예를 들어, 미세튜브)을 통해 끌어당김으로써 그러한 불순물을 혈액으로부터 제거하기 위해, 투석기(112)의 제 2 챔버를 통과하도록 펌핑된다. 도 1 에서, 투석 시스템(100)의 컴포넌트들을 더 잘 보여주기 위해 진입구가 개방된 포지션에서 도시되지만, 진입구는 투석 시스템(100)이 사용되는 동안 닫힌 포지션에 있을 수 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 투석 머신(102)은 투석 머신(102)의 페이스 상에 같은 높이에 탑재된 압력 트랜스듀서(160, 162)를 포함한다. 혈액 라인 세트(104)가 투석 머신(102)에 고정될 때, 압력 트랜스듀서(160, 162)는 혈액 라인 세트(104)의 압력 캡슐(130, 132)에 맞게 정렬되고 이들과 접촉하도록 배치된다. 압력 트랜스듀서(160, 162)는 자신에 인가된 양압을 검출할 수 있다. 적합한 압력 트랜스듀서들의 예에는 스트레인게이지를 사용하는 압력 센서가 있다. 이러한 압력 트랜스듀서는 그들의 내면에서 스트레인게이지에 직접적으로 결합되는 보호 필름을 더 포함할 수 있다. 이러한 타입의 수평(flush) 탑재된 압력 트랜스듀서의 예는 Micron Instruments 사의 MP40 이다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 혈액 펌프(108)는, 프레임에 부착된 수 개의 롤러를 가지는 프레임을 회전시킴으로써, 원형 펌프 선로(raceway)내에 배치된 배관의 루프 내에 흐름을 만들어내는 연동(peristaltic) 펌프이다. 프레임이 회전함에 따라, 롤러는 배관의 일부를 압축하고, 혈액의 작은 포켓이 배관의 루프 내에서 흐르게 한다.
투석 머신 제어 유닛(106)은 투석 시스템(100)의 다양한 기계적 및 전기적 시스템에 전기적으로 연결되고 이들의 동작을 제어한다. 투석 머신 제어 유닛(106)은 혈액 라인 세트(104)를 통해 혈액을 순환시키는 혈액 펌프(108)의 동작을 제어할 수 있고, 혈액 라인 세트(104)를 통해 흐르는 혈액의 압력 트랜스듀서(160, 162)에 의해 검출되는 압력을 모니터링할 수 있다. 투석 머신 제어 유닛(106)은 시스템 내의 투석물 펌프(들) 및 히터를 제어하여, 투석물 유체 회로 내의 투석물의 압력, 흐름, 및 온도를 제어할 수도 있다.
도 3 을 참조하면, 일회용 혈액 라인 세트(104)는 일련의 혈액 라인 및 캐리어(122)에 부착된 컴포넌트들을 포함한다. 캐리어(122)는 혈액 라인을 캡쳐하기 위한 반구형 리세스(124) 및 다양한 다른 컴포넌트들을 캡쳐하기 위한 애퍼쳐(125)를 가지는, 몰딩된 열가소성 또는 열경화성 보디를 포함한다. 컴포넌트들을 제 자리에 홀딩하는 것에 추가하여, 애퍼쳐(125)는 컴포넌트에 시각적으로 또는 기구적으로 접근할 수 있게 한다. 캐리어(122)의 보디는, 투석 머신의 페이스로부터 연장되어 혈액 라인 세트(104)를 투석 머신(102)의 페이스에 상대적인 원하는 위치에 홀딩하는 핀들을 수용하는 개구를 더 포함할 수 있다.
투석기(112)의 업스트림에 있는 혈액 라인 세그먼트는 본 명세서에서 총괄하여 동맥 혈액 라인(104a)이라고 불리는 반면에, 투석기(112)의 다운스트림에 있는 혈액 라인 세그먼트는 본 명세서에서 총괄하여 정맥 혈액 라인(104b)이라고 불린다. 이러한 라인들 각각은 캐리어(122)의 보디 내에 형성된 반구형 리세스(124) 내에 단단히 결속된다. 혈액 라인 세트(104)의 다른 컴포넌트들에는 에어 릴리스 챔버(116) 및 동맥 및 정맥 압력 캡슐(130, 132)이 있다. 이러한 컴포넌트들은 애퍼쳐(125) 내에 고정되는데, 애퍼쳐 양자 모두는 컴포넌트들을 캐리어(122)에 상대적으로 제 자리에 홀딩하고 투석 머신의 페이스에 위치된 센서들이 이러한 컴포넌트들에 결속되거나 액세스하게 한다.
여전히 도 3 을 참조하면, 각각의 압력 캡슐(130, 132)은 강성 원통형 베이스(138, 139)에 고정된 가요성 다이아프램(136, 137)을 포함한다. 강성 베이스(138, 139)는 베이스의 하단 영역으로부터 베이스의 상단 영역으로 연장되는 채널을 형성하고, 다이아프램(136, 137)은 채널을 커버하여 베이스(138, 139)와 다이아프램(136, 137) 사이에 유체 통로(142)(도 4 에 도시됨)를 형성한다. 원통형 베이스(138, 139)는 캐리어(122)의 애퍼쳐(125) 내에 고정된 압력 캡슐(130, 132)의 부품이다. 다이아프램(136, 137)은 처치가 이뤄지는 동안 투석 머신(102)의 페이스에 대해 눌려지는 압력 캡슐(130, 132)의 표면을 형성한다. 혈액 라인 세트(104)가 투석 머신(102)에 고정되는 경우, 압력 캡슐(130, 132)은 투석 머신(102)의 페이스 상의 압력 트랜스듀서(160, 162)와 정렬되어, 압력 캡슐(130, 132)의 다이아프램이 압력 트랜스듀서(160, 162)에 대해 눌려지게 한다. 압력 트랜스듀서(160, 162)는 압력 캡슐(130, 132)과 함께 혈액 라인 세트(104) 내의 여러 위치에서 압력이 감지되게 하는 압력 센서 어셈블리(140, 141)를 형성한다.
도 4 는 압력 센서 어셈블리(140)의 단면을 예시한다. 압력 센서 어셈블리(141)는 압력 센서 어셈블리(140)와 동일한 구조와 기능을 가지고, 따라서 별도로 상세히 설명되지 않을 것이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 압력 캡슐(130)은 다이아프램(136) 및 둘레 시일(148)에 의해 다이아프램(136)에 부착된 멤브레인(144) 사이에 형성된 에어 필로우(152)를 포함한다. 예를 들어, 멤브레인(144)은 열에 의해 또는 접착제에 의해 다이아프램(136)에 접합된다. 에어 필로우(152) 내의 에어는 가압되고, 압력 캡슐(130)이 투석 머신(102)의 페이스에 대해 눌려지기 전에, 다이아프램(136)이 밖으로 돌출되게 한다. 압력 캡슐(130)이 투석 머신(102)의 페이스에 고정될 때 최초의 양압을 압력 트랜스듀서(160)에 인가하는 것은, 바로 다이아프램(136)의 이러한 외부로 돌출되는 부분이다.
여전히 도 4 를 참조하면, 처치 도중에, 압력 트랜스듀서(160)는 압력 캡슐(130)과 협력하여 압력 캡슐(130)을 통과하여 연장되는 유체 통로(142) 내부의 라인내 혈압을 측정한다. 다이아프램(136)은 같은 높이에 탑재된 탑재 압력 트랜스듀서(160)를 압력 캡슐(130) 내의 혈액으로부터 격리시킨다. 에어 필로우(152)는 압력 캡슐(130)의 다이아프램(136)을 압력 트랜스듀서(160)를 향해 편향시킨다. 다이아프램(136) 및 에어 필로우(152)는 압력 캡슐(130)의 유체 통로(142) 내부의 양의 유체 압력에 의해 압력 트랜스듀서(160)를 향해 편향된다. 이러한 편향은 압력 트랜스듀서(160)에 의해 감지되고, 트랜스듀서는 다이아프램(136) 상의 양의 유체 압력을 표시하는 전기 신호를 생성한다. 신호 와이어(161)는 센서 전기 신호를, 이러한 신호를 대응하는 혈압으로 변환하는 제어 유닛(106)으로 송신한다. 대기압 보상이 Freescale MPL3115A2 와 같은 대기압 센서에 의해 적용될 수 있고, 또는 대안적으로는 이러한 센서는 처치 이전에 초기 판독치를 사용하여 "영점맞춤("zeroed)"될 수 있다.
또한, 압력 센서 어셈블리(140)는 압력 캡슐(130)을 통과하여 연장되는 유체 통로(142) 내에 생성되는 음압을 감지하도록 구성된다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 유체 통로(142)는 압력 캡슐(130)의 다이아프램(136)과 협력하여 에어 필로우(152)를 형성하는 얇은 멤브레인(144)에 의해 경계가 지어진다. 화살표(180) 방향을 따라 유체 통로(142)를 통과해 흐르는 유체는 얇은 멤브레인(144) 및 다이아프램(136) 모두를 통과하는 힘을 전파하고, 이들은 유체와 압력 트랜스듀서(160) 사이의 전파 요소로서의 역할을 한다. 에어 필로우(152)는 트랜스듀서(160) 상에 기계적 사전부하를 생성하는 변위 디바이스(150)의 역할을 수행한다. 그러면, 더 자세히 후술되는 바와 같이, 유체 통로(142) 내의 압력 변동에 의해 멤브레인(144)이 확대되고 수축되기 때문에, 다이아프램(136) 및 압력 트랜스듀서(160) 사이에 접촉이 생기는 것이 보장된다.
유체 통로(142) 내에 양의 유체 압력이 없어도 다이아프램(136) 및 압력 트랜스듀서(160) 사이에 접촉을 유지하기 위해서, 압력 캡슐(130)의 에어 필로우(152)는 압력 트랜스듀서(160)에 사전-부하를 인가한다. 트랜스듀서(160)의 페이스 상에 사전부하를 생성함으로써, 유체 통로(142)의 압력 엔클로저 내의 음압이 우선적으로 트랜스듀서(160)에 의해 감지되는 사전인가된 압력 중 일부를 완화시키는 역할을 할 것이다. 사전부하 압력이 트랜스듀서(160)로부터 언로딩됨에 따라, 음압이 크기에 있어서 양의 사전부하 압력보다 적은 한 다이아프램(136) 및 압력 트랜스듀서(160)는 서로 접촉 상태를 유지한다. 그러므로, 이러한 음압은 압력 트랜스듀서(160)에 의해 측정될 수 있다.
필로우(152)를 생성하고, 같은 높이의 탑재 압력 트랜스듀서(160)에 대해 이러한 필로우를 압착함으로써, 후속하는 압력 측정이 이루어지는 도중에 설명될 수 있는 시스템 내의 양압 오프셋이 생성된다. 어떤 경우에는, +/-10 psi를 측정하기 위해 압력 센서 어셈블리(140)가 사용될 수 있는 반면에, 동일 높이의 탑재 압력 트랜스듀서(160)는 20 psi까지 측정할 수 있다. 에어 필로우(152)를 1 psi의 에어 압력으로 충진하고 동일 높이의 탑재 압력 트랜스듀서(160)에 대해 에어 필로우(152)를 10 psi의 압력으로 압착함으로써, 동일 높이의 탑재 압력 트랜스듀서(160)의 결과적으로 얻어지는 판독치는 10 lbf가 될 것이고(간결성을 위하여 접촉 면적이 1 평방인치라고 가정함), 필로우 내의 압력은 11 psi(즉, 10 psi + 1 psi)가 될 것이다. 압력 트랜스듀서(160) 및 에어 필로우(152)가 압착되면, 압력 트랜스듀서(160)는 제로 psi의 눈금이 되도록 캘리브레이션된다. 그리고, 멤브레인(144)을 트랜스듀서(160)로부터 멀어지게 당기는 경향을 가질 음압이 압력 캡슐(130)의 유체 통로(142) 내에 생성되면, 에어 필로우(152) 상의, 따라서 압력 트랜스듀서(160) 상의 압력은 처음으로 완화될 것이다. 이와 같이 트랜스듀서(160) 상에 사전부하가 인가되면, 다이아프램(136)과 압력 트랜스듀서(160) 사이의 접촉을 잃지 않으면서 10 psi까지의 사전인가된 음압이 트랜스듀서(160)로부터 언로딩될 수 있어서, 압력 센서 어셈블리(140)가 이러한 음압을 판독할 수 있게 할 것이다.
또한, 위에서 논의된 바와 같이, 압력 센서 어셈블리(140)는 압력 캡슐(130)의 유체 통로(142) 내부의 양압을 측정한다. 양압도 역시 추가되고, 동일 높이의 탑재된 압력 트랜스듀서(160)에 추가적 양압을 생성할 것이다. 최대의 음압 및 양압 판독치는 특정 트랜스듀서의 센서 범위와 초기 오프셋 압력에 의해 제한된다. 위의 예에서, 10 psi가 트랜스듀서에 사전인가된 상태로 0 psi의 눈금을 가지도록 캘러브레이션된 트랜스듀서의 20 psi 범위는, 혈압이 제로 캘리브레이션에 비하여 -10 psi 내지 +10 psi에서 측정될 수 있게 한다.
트랜스듀서(160)의 이러한 초기 제로 포인트가 캘리브레이션되기 때문에, 오프셋 필로우(152) 내의 압력 그 자체는 혈액으로부터 동일 높이의 탑재된 트랜스듀서(160) 상으로 전환된 압력에 영향을 주지 않는다. 그러면 오프셋 필로우(152)의 압력이 크게 변경될 수 있다. 오프셋 필로우(152), 멤브레인(144) 및 다이아프램(136)은 유체 압력과 무관하게 동기되어 움직인다. 따라서, 트랜스듀서 페이스에 대해서 투과성 필름이 부착되도록 유지하기 위해 일부 시스템에서 현재 사용되는 고비용의 진공 실링이 없이도 양압 및 음압이 멤브레인(144)으로부터 다이아프램(136)으로 전파될 수 있다.
다시 도 1 및 도 3 을 참조하면, 혈액투석 처치 중에, 혈액은 환자로부터 분리되고 혈액으로부터 폐기물을 제거하기 위해 혈액 라인 세트(104)를 통과해서 순환된다. 체외 유체 회로의 동맥측에서, 혈액은 혈액 라인 세트(104)의 동맥 배관(104a)을 통해 투석기(112)로 뽑아내어진다. 압력 센서 어셈블리(140)는 혈액 펌프(108)의 업스트림에 있는 압력 캡슐(130) 내의 혈압을 모니터링한다. 압력 센서 어셈블리(140)가 혈액 펌프(108)의 업스트림에 위치되기 때문에, 통상적으로 압력 센서 어셈블리(140)의 압력 캡슐(130) 내에 음압이 생성될 것이다. 위에서 설명된 방식으로 압력 트랜스듀서(160)에 사전부하 압력을 인가하기 위해 에어 필로우(152)를 사용하면, 이러한 음압들이 압력 트랜스듀서(160)에 의해 신뢰성있게 검출될 수 있게 하는 것이 유리해진다. 압력 센서 어셈블리(140)에 의해 검출된 압력은 혈액 펌프(108)를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 수락가능한 압력 범위 외에 있는 압력을 측정하면, 투석 머신(102)의 제어 유닛(106)은 알람을 활성화시키고 혈액 펌프(108)를 자동적으로 중지시킬 수 있다.
이러한 알람이 발생하지 않는다고 가정하면, 혈액 펌프(108)는 계속하여 동작하고 혈액을 동맥 배관(104a)을 통해 투석기(112)로 보낸다. 혈액이 일 방향으로 투석기(112)의 제 1 챔버를 통과해서 흐르기 때문에, 투석물은 반대 방향에서 투석기(112)의 제 2 챔버를 통해 펌핑된다. 이러한 프로세스가 일어나는 동안, 독소는 투석기(112)의 제 1 챔버와 제 2 챔버를 분리하는 반-투수성의 표면(예를 들어, 반-투수성의 마이크로 튜브)을 통해 혈액으로부터 투석물로 진행한다. 결과적으로, 혈액이 필터링된다.
그러면, 필터링된 혈액은 혈액 라인 세트(104)의 정맥 배관(104b)을 통과해서 펌핑된다. 정맥 배관(104b)을 통해 환자(120)에게 반환되기 전에, 혈액은 투석기(112)로부터, 압력 캡슐(132), 에어 릴리스 챔버(116), 및 다양한 센서들을 통과해서 흐른다. 에어 릴리스 챔버(116)는 입구 포트 및 출구 포트를 포함한다. 몇 가지 구현형태들에서, 압력 센서 영역(132)은 그들 사이에 배관이 없이 에어 릴리스 챔버(116)의 입구 포트 내로 직접적으로 연장된다. 다른 구현형태들에서, 짧은 조각의 배관이 캡슐(134)을 에어 릴리스 챔버(116)와 연결시킨다.
압력 센서 어셈블리(141)는 압력 캡슐(132) 내의 혈압을 모니터링한다. 압력 센서 어셈블리(141)가 혈액 펌프(108)의 다운스트림에 위치되기 때문에, 압력 캡슐(132) 내의 압력은 통상적으로 양의 값일 것이다. 이러한 압력 측정치가 혈액 펌프(108)를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 수락가능한 압력 범위 외에 있는 압력을 측정하면, 투석 머신(102)의 제어 유닛(106)은 알람을 활성화시키고 혈액 펌프(108)를 자동적으로 중지시킬 수 있다.
압력 캡슐(130)이 사전부하 힘을 압력 트랜스듀서(160)에 인가하기 위한 에어 필로우를 포함하는 것으로 설명되어 왔지만, 다른 타입의 유체 필로우가 대안적으로는 사용될 수 있다. 예를 들어, 몇 가지 구현형태들에서, 사전부하 힘을 압력 트랜스듀서에 인가하기 위해 액체 필로우가 사용된다.
다른 구현형태에서, 압력 트랜스듀서(160)에 사전부하를 기계적으로 생성하기 위해 대안적인 디바이스들이 사용된다. 도 5 는 오프셋 디스크(156)가 오프셋 필로우(152)를 대체하는 구현형태를 보여준다. 오프셋 디스크(156)는 다이아프램(136)의 외부에 부착된 고체 플라스틱 디스크이다. 오프셋 디스크(156)는 다이아프램(136)과 비교할 때 상대적으로 가요성이 적고, 압력 캡슐(130)이 압력 트랜스듀서(160)에 대해 눌려질 때 다이아프램(136)을 신장시킨다. 이렇게 신장되면 트랜스듀서(160)에 가해지는 힘이 증가되고, 결과적으로 압력 캡슐(130) 내의 유체 통로(142)가 대기압 상태에 있는 경우에도 사전부하 힘이 트랜스듀서에 의해 감지되게 된다. 오프셋 필로우(150)에 대해 설명된 것과 유사하게, 트랜스듀서(160)는 디스크(156)에 기인한 비제로 압력이 자신에 대해 눌려질 때에 제로 압력을 측정하도록 캘리브레이션될 수 있다.
디스크(156)가 다이아프램(136)의 외부에 부착되는 것으로 설명되었지만, 디스크는 대안적으로 오프셋 필로우(152)에 대해 표시된 위치에서 다이아프램(136) 내부에 부착될 수 있다. 또는, 디스크는 다이아프램(136)과 통합될 수 있고, 트랜스듀서(160)에 대해 원하는 오프셋 압력을 생성하기에 충분한 크기 및 스티프니스를 가질 수 있다.
디스크(156)가 플라스틱으로 제작되는 것으로 설명되었지만, 디스크는 대안적으로 금속 및 합금을 포함하는 상대적으로 압착이 어려운 하나 이상의 다른 재료로 제작될 수도 있다.
도 6 은 압력 캡슐(130)의 유체 통로(142)의 혈액 흐름 내에 스프링(154)이 배치된 대안적 구현형태를 보여준다. 스프링(154)의 치수 및 탄성은, 혈액 라인 세트가 투석 머신(102)에 고정될 때 압력 트랜스듀서(160) 상에 알려진 압력을 인가하도록 선택될 수 있다. 다이아프램(136)은 시트(133)를 보유할 수 있고, 베이스(138)도 이와 유사하게 내부에 스프링(154)이 부착되는 디벗(divot; 135)을 보유할 수 있다. 오프셋 에어 필로우(152)에 대해 전술된 것과 유사하게, 트랜스듀서(160)는 스프링(154)에 기인한 비제로 압력이 자신에 대해 눌려질 때에 제로 압력을 측정하도록 캘리브레이션될 수 있다. 스프링(154)은 플라스틱 또는 유체 통로(142)를 통과해 흐르는 혈액 내에 액침되기에 적합한 다른 재료로 제조될 수 있다.
스프링(154)이 유체 통로(142) 내부에 배치되는 것으로 설명된 반면에, 몇 가지 구현형태들에서, 스프링은 다이아프램(136)의 외면에 부착되고, 혈액 라인 세트가 투석 머신(102)의 페이스에 고정될 때 압력 트랜스듀서(160)와 직접적으로 접촉하도록 구성된다. 신장에 대한 다이아프램(136)의 저항력이 스프링의 탄성력과 조합되어, 혈액 라인 세트가 머신에 고정될 때에 압력 트랜스듀서(160)에 인가되는 사전부하가 생긴다.
도 7 은 스프링(예를 들어, 리프 스프링)(158)이 다이아프램(136)의 외면에 부착되는 대안적 구현형태를 보여준다. 압력 캡슐이 투석 머신(102)의 페이스에 고정될 때, 리프 스프링(158)은 압력 트랜스듀서(160)와 접촉하여 트랜스듀서 상에 원하는 기계적 사전부하를 발생시킨다. 오프셋 필로우(152)에 대해 전술된 것과 유사하게, 트랜스듀서(160)는 레버 암 또는 리프 스프링(158)에 기인한 비제로 압력이 자신에 대해 눌려질 때에 제로 압력을 측정하도록 캘리브레이션될 수 있다.
리프 스프링(158)이 다이아프램(136)의 외면에 부착되는 것으로 설명되었지만, 리프 스프링(158)은 대안적으로 다이아프램(136)의 내면에 부착될 수 있고, 이러한 경우에 리프 스프링(158)의 힘은 다이아프램(136)을 압력 트랜스듀서(160)에 대해 누름으로써 압력 트랜스듀서(160)에 사전부하 압력을 제공할 것이다.
위에서 설명된 구현형태에서, 센서(140)는 진공 또는 공압 연결(pneumatic connection)이 아니라 기계적 힘을 사용하여 각각의 압력 전파 요소들 사이의 접촉을 보장하고 음압 판독치가 읽혀지게 한다. 다른 기계적 로딩 디바이스도 고안될 수 있고, 압력 센서 어셈블리 내에 통합가능하다.
설명된 구현형태에서, 오프셋 디바이스(즉, 에어 필로우, 스프링, 등)의 측정되고 정정될 수 있는 유연성 또는 비선형성에 기인한 어느 정도의 압력 측정 왜곡이 존재할 수 있다. 예를 들어, 도 4 의 오프셋 필로우(152), 도 5 의 신장된 다이아프램(136), 도 6 의 스프링(154), 및 도 7 의 리프 스프링(158)이 유연성의 비선형성을 야기할 수 있다. 압력 캡슐(130)의 유체 통로(142) 내의 압력은, 실제 압력 판독치를 복원할 수 있는 룩업 테이블 또는 비선형 알고리즘과 같은 정정 디바이스를 사용하여 측정가능하다. 이를 수행하기 위해서는, 투석 머신 제어 유닛(106)은 사용되는 특정 타입의 압력 센서 어셈블리에 대한 유체 압력 측정치에 기초하여 정정된 유체 압력을 포함하는 룩업 테이블(170)에 액세스한다.
이러한 룩업 테이블(170)은 압력 센서 어셈블리에 의해 측정된, 측정된 양압 또는 음압 판독치들 각각에 대한 정정된 혈압 판독치들로 파퓰레이션된다. 그러면 적합한 정정 유체 압력 판독치가 투석 시스템(100)에 의해 사용되어 혈액 라인 세트(104)를 통과해서 순환되는 유체가 원하는 압력 내에 유지되게 하는 것을 돕게 된다. 룩업 테이블을 정정된 혈압들로 파퓰레이션하기 위해서, 주어진 타입의 오프셋 디바이스에 대하여 유체 통로(142) 내의 실제 유체 압력과 압력 센서 어셈블리에 의해 측정된 압력 사이의 상관을 실험적으로 결정하기 위해 일련의 실험이 수행된다. 정정된 압력은 원하는 압력의 전체 범위에 대해 다양한 조건 하에서 처치를 시뮬레이션하여 결정된다. 파퓰레이션된 룩업 테이블은 투석 머신 제어 유닛(106)에 로딩된다. 제어 유닛(106)은, 처치가 이뤄지는 도중에 제어 유닛(106)이 룩업 테이블에 액세스할 수 있도록 구성되고, 투석 시스템(100)은 시스템에 의해 사용될 더 정확한 유체 압력 측정치를 결정할 수 있다.
압력 측정치가 룩업 테이블에 없다면, 투석 머신(102)의 제어 유닛(106)은 룩업 테이블 내에 제공된 최근접 압력 간격에 기초하여 정정된 혈압을 추정하기 위한 선형 보간 또는 유사한 수치 기법을 구현할 수 있다. 그 대신에 또는 추가적으로, 제어 유닛은 압력 트랜스듀서에 의해 측정된 주어진 유체 압력에 기초하여 정정된 유체 압력을 계산하기 위한 방정식들의 군을 포함한다. 예를 들어, 두 개의 압력들 사이의 관련성은 지수적일 수 있고, 제어 유닛(106)은 측정된 압력의 로그를 취해서 실제 압력을 계산할 것이다. 대안적으로는, 정정된 압력의 표를 파퓰레이션하기 위해 위에서 논의된 테스트 데이터를 사용하는 대신에, 테스트 데이터는 측정된 압력과 실제 유체 압력을 상관시키는 방정식들의 군을 얻기 위해 공통 수치 처리 기법을 사용하여 조정될 수 있다. 사용되는 배관의 타입이 압력 측정에 영향을 주기 때문에, 특정 배관 타입 및 특정 변위 또는 오프셋 디바이스에 대해서 특정한 수학식들이 존재할 것이다.
변위 디바이스가 사전부하를 압력 트랜스듀서(160)에 인가하고 시스템 내에 액체(예를 들어, 혈액)가 없을 때에 압력 센서 어셈블리들이 제로 판독치가 되도록 캘리브레이션되는 것으로 설명되지만, 압력 센서 어셈블리(140)를 사용해서 후속해서 정확한 판독치를 얻기 위해서 이것은 반드시 필요한 것은 아니다. 변위 디바이스에 의해 사전부하가 인가될 때에 트랜스듀서(160)를 제로로 캘리브레이션하면, 후속하는 압력 측정이 오프셋 압력 값에 대해 직접적으로 양수 또는 음수로 판독되게 된다. 그러나, 이러한 재영점맞춤(re-zeroing) 캘리브레이션이 수행되지 않으면, 압력 트랜스듀서(160)는 오프셋 압력에 가산되거나 감산된 "양의" 압력을 측정할 것이다. 위에서 설명된 룩업 테이블 또는 수치 기법은 오프셋 압력을 고려하도록 변경될 수 있다.
혈액이 투석기(112)를 벗어난 이후에 혈압을 측정하기 위해 사용되는 압력 캡슐(132)이 에어 릴리스 챔버(116)의 업스트림에 위치되는 것으로 설명되었지만, 압력 캡슐(132)은 대안적으로 에어 릴리스 챔버(116) 이후에 정맥 배관(104b)을 따라서 위치될 수 있다.
혈액 라인 세트(104)의 캐리어(122)가 투석 머신(102)의 페이스로부터 연장되는 핀을 포함하여 혈액 라인 세트(104)를 투석 머신(102)의 페이스에 대하여 원하는 위치에 홀딩하는 개구를 포함하는 것으로 설명되었지만, 이러한 목적을 위하여 임의의 다양한 다른 기법이 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 투석 머신은 혈액 라인 세트를 투석 머신의 페이스에 대해 원하는 위치에 고정하기 위해 클립, 클램프, 자석, 등을 포함할 수 있다.
압력 센서 어셈블리(140, 141)는 환자로부터 분리되고 반환되는 상태의 혈압을 측정하는 것으로 설명되었다. 투석물 유체 회로 내에서 순환하는 투석물의 압력을 측정하기 위하여 유사한 압력 센서 어셈블리가 사용될 수 있다.
전술된 혈액투석 시스템이 캐리어 부재에 연결된 일련의 라인(즉, 혈액 라인 및/또는 투석물 라인)을 가지고 이러한 라인과 나란히 위치된 압력 캡슐을 가지는 일회용 라인 세트를 포함하는 것으로 설명되었지만, 이러한 시스템은 대안적으로 또는 추가적으로, 통합된 유체 라인 및 압력 캡슐을 가지는 의료용 체액 카세트(예를 들어, 혈액 카세트 및/또는 투석물 카세트)를 포함할 수 있다. 이러한 카세트는 다이아프램이 고정되는 강성 베이스를 통상적으로 포함한다. 강성 베이스는 리세스를 포함하고, 다이아프램은 강한 베이스의 그러한 리세스부와 협력하여 유체 통로 및 압력 캡슐을 형성한다.
비록 전술된 각각의 압력 센서 어셈블리가 혈액투석 시스템의 일부인 것으로 설명되었지만, 압력 센서 어셈블리는 복막 투석 시스템 내의 전류 압력 센서 대신에 사용될 수도 있다. 본 명세서에서 설명되는 압력 센서 어셈블리는, 예를 들어 이러한 머신에서 현재 사용되는 수동 진공 센서 또는 능동 진공 센서를 대체하도록 사용될 수 있다. 압력 센서 어셈블리는 복막 투석 시스템 내에서 사용되어 환자로 흘러가거나 및/또는 환자로부터 흘러나오는 투석물의 정정된 압력 값을 결정할 수 있다. 이러한 구현형태에서, 압력 센서 어셈블리는, 혈액 라인에 연결되는 것으로 전술된 것과 거의 동일한 방식으로 투석물 라인에 연결된다.
도 8 은 위에서 설명된 타입의 압력 센서 어셈블리를 이용하는 복막 투석 시스템을 예시한다. 복막 투석 시스템은 복막 투석 머신(220) 및 투석물 카세트(228)를 포함한다. 복막 투석 머신(220)은 힌지된 문(224) 및 카세트 지지 영역(226)을 포함한다. 카세트(228)는 카세트 지지 영역(226) 내에 맞춤되고, 문(224)이 카세트 위에서 닫히고 고정되어 잠긴다.
카세트(228)가 문(224)과 카세트 지지 영역(226) 사이에서 복막 투석 머신 내에 로딩되면, 카세트(228)의 통합된 압력 캡슐(230)이 카세트 지지 영역(226) 내에 동일 높이로 탑재된 대응하는 압력 센서(240)와 정렬되고 이들과 접촉한다. 압력 캡슐(230) 및 압력 센서(240)는 전술된 다양한 압력 캡슐 및 압력 트랜스듀서와 동일한 방식으로 구성되어, 압력 캡슐(230) 내의 양 및 음의 유체 압력 양자 모두가 압력 센서(240)에 의해 검출되게 하는 압력 센서 어셈블리를 형성한다. 압력 캡슐(230)은, 유체가 카세트(228)를 통과해서 이동할 때 압력 센서(240)가 압력을 검출할 수 있도록, 환자에게 유체 연결된다.
변위 디바이스 또는 오프셋 디바이스(즉, 에어 필로우, 디스크, 스프링, 등)가 전술된 각각의 구현형태에서 압력 캡슐의 부품이지만, 변위 디바이스 또는 오프셋 디바이스는 대안적으로 압력 트랜스듀서(160)의 부품일 수 있다. 예를 들어, 에어 필로우, 디스크, 또는 스프링은 압력 트랜스듀서(160)의 페이스에 부착되어, 이러한 변위 또는 오프셋 디바이스를 포함하지 않는 압력 캡슐이 투석 머신에 연결될 때 사전부하 압력을 압력 트랜스듀서에 제공할 수 있다. 어떤 케이스에는, 후막이 압력 트랜스듀서의 페이스에 부착되고 전술된 오프셋 디바이스와 유사한 기능을 수행한다. 또는, 그렇지 않으면 압력 트랜스듀서는 머신의 페이스로부터 외부로 연장되어, 일회용 라인 세트가 머신에 고정될 때, 사전부하 힘이 압력 트랜스듀서에 인가되도록 보장할 수 있다.
전술된 압력 센서 어셈블리가 투석 시스템에서 사용되고 있는 것으로 설명되었지만, 압력 센서 어셈블리는 다른 타입의 혈액 처치 및 처리 시스템, 예컨대 심폐(cardio pulmonary) 바이패스 시스템, 혈액 수혈 시스템, 사혈(apheresis) 시스템, 및 혈장사혈(plasmapheresis) 시스템 내에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 심장 마비 환자, 급성 또는 만성 심부전 또는 과잉 체액 환자를 처치하기 위한 초미세여과 머신이 환자로부터 빠져나오고 환자로 돌려보내지는 혈압의 압력을 측정하기 위하여 이러한 압력 센서 어셈블리를 사용할 수 있다.
다른 구현형태들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (36)

  1. 의료 시스템으로서,
    압력 센서를 포함하는 의료용 체액 펌핑 머신;
    다이아프램과 베이스 사이에 형성된 유체 통로와 유체 소통 상태인 유체 라인을 포함하는 의료용 체액 라인 세트로서, 상기 의료용 체액 라인 세트의 다이아프램이 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 압력 센서와 정렬되게 하는 방식으로 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되도록 구성되는, 의료용 체액 라인 세트; 및
    상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되고 상기 유체 통로가 대기압 상태에 있는 경우, 상기 압력 센서에 양의(positive) 힘을 인가하도록 구성되는 부재를 포함하는, 의료 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아프램 및 베이스는, 상기 유체 라인이 연결되는 압력 캡슐의 부품들인, 의료 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다이아프램 및 베이스는 상기 유체 라인이 연결되는 의료용 체액 카세트의 부품들인, 의료 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는, 상기 압력 센서가 상기 유체 통로 내에 생성된 양압 및 음압을 검출하게 하는, 의료 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는 상기 다이아프램에 부착되는, 의료 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는 상기 압력 센서에 부착되고, 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 페이스로부터 외부로 돌출되는, 의료 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는 유체 필로우(fluid pillow)를 포함하는, 의료 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유체 필로우는 공기 필로우인, 의료 시스템.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 유체 필로우는, 상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되면 상기 압력 센서에 양의 힘을 인가하도록, 상기 다이아프램을 상기 압력 센서에 대해 누르도록 구성되는, 의료 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는 스프링인, 의료 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 유체 통로 내에 배치되는, 의료 시스템.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 유체 통로 위에 놓인 다이아프램의 일부를 상기 베이스로부터 멀어지게 편향시키도록(bias), 상기 다이아프램에 외향 힘을 인가하도록 구성되는, 의료 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 다이아프램의 외면에 부착되고, 상기 다이아프램으로부터 멀어지게 돌출되는, 의료 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는, 상기 다이아프램에 부착되고 상기 베이스에 대해 상기 다이아프램으로부터 외부로 돌출되는 디스크인, 의료 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는, 상기 압력 센서에 부착되고 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 페이스로부터 외부로 돌출되는 디스크인, 의료 시스템.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는, 상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되는 경우, 상기 다이아프램의 외면에 접촉하도록 구성되는, 의료 시스템.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는, 양의 힘이 상기 압력 센서에 인가되는 동안 제로 눈금으로 캘리브레이션되도록 구성되는, 의료 시스템.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료 시스템은,
    상기 압력 센서와 통신하고, 상기 압력 센서에 의해 검출된 압력에 기초하여 의료용 체액 압력을 결정하도록 구성되는 제어 유닛을 더 포함하는, 의료 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 압력 센서에 의해 검출된 각각의 압력에 대한 교정된 유체 압력을 제공하는 룩업 테이블을 포함하는, 의료 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 압력 센서에 의해 검출된 압력을 소정 방정식에 입력함으로써, 교정된 의료용 체액 압력을 계산하도록 구성되는, 의료 시스템.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 압력 트랜스듀서를 포함하는, 의료 시스템.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료용 체액 펌핑 머신은 투석 머신인, 의료 시스템.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료용 체액 펌핑 머신은 혈액 펌핑 머신이고, 상기 압력 센서는 상기 유체 통로 내의 혈압을 검출하도록 구성되는, 의료 시스템.
  24. 의료용 체액 라인 세트로서,
    다이아프램과 베이스 사이에 형성된 유체 통로와 유체 소통 상태인 유체 라인으로서, 상기 의료용 체액 라인 세트는, 상기 의료용 체액 라인 세트의 상기 다이아프램이 의료용 체액 펌핑 머신의 압력 센서와 정렬되게 하는 방식으로 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되도록 구성되는, 유체 라인; 및
    상기 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결되고 상기 유체 통로가 대기압 상태에 있는 경우, 상기 압력 센서에 양의 힘을 인가하도록 구성되는 부재를 포함하는, 의료용 체액 라인 세트.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 다이아프램, 베이스, 및 부재는 상기 유체 라인이 연결되는 압력 캡슐의 부품들인, 의료용 체액 라인 세트.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 다이아프램, 베이스, 및 부재는 상기 유체 라인이 연결되는 의료용 체액 카세트의 부품들인, 의료용 체액 라인 세트.
  27. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는 유체 필로우를 포함하는, 의료용 체액 라인 세트.
  28. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는 디스크인, 의료용 체액 라인 세트.
  29. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재는 스프링인, 의료용 체액 라인 세트.
  30. 의료용 체액 펌핑 머신으로서,
    압력 센서; 및
    상기 압력 센서에 부착되고, 의료용 체액 라인 세트가 상기 의료용 체액 펌핑 머신에 연결될 때 상기 의료용 체액 라인 세트의 일부와 접촉되도록 투석 머신의 페이스로부터 외부로 돌출되는 부재를 포함하는, 의료용 체액 펌핑 머신.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 압력 센서는, 상기 의료용 체액 라인 세트에 의해 양의 힘이 상기 압력 센서로 인가되는 동안 제로 눈금으로 캘리브레이션되도록 구성되는, 의료용 체액 펌핑 머신.
  32. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
    상기 의료용 체액 펌핑 머신은,
    상기 압력 센서와 통신하고, 상기 압력 센서에 의해 검출된 압력에 기초하여 의료용 체액 압력을 결정하도록 구성되는 제어 유닛을 더 포함하는, 의료용 체액 펌핑 머신.
  33. 제 30 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 압력 트랜스듀서를 포함하는, 의료용 체액 펌핑 머신.
  34. 의료용 체액 라인 세트를 의료용 체액 펌핑 머신에 연결함으로써 상기 의료용 체액 펌핑 머신의 압력 센서에 초기 양의 힘을 인가하는 단계;
    상기 압력 센서에 추가적인 힘을 인가하는 단계; 및
    상기 초기 양의 힘 및 추가적인 힘의 합성을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 추가적인 힘은 음의(negative) 힘인, 방법.
  36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 초기 양의 힘이 상기 압력 센서에 인가되는 동안 상기 압력 센서를 제로 눈금으로 캘리브레이션하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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