(57)【要約】  多管腔検知システム（１０）は、複数の管腔（２２Ａ、２２Ｂ）と医療用チューブの軸方向に延びる少なくとも１つの副通路（２４）とを有する医療用チューブ（２０）を含み、副通路は複数の管腔間にある。多管腔検知システムは、医療用チューブの長手方向部分を受ける溝（３２）を画定する検知容器（３０）を含むことができる。複数の超音波送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）は、医療用チューブの第２の通路内に、または検知容器の一部として、管腔を横切ってそれぞれの超音波信号を対応する検知容器の複数の超音波受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）に配置されていてもよい。代替的には、検知容器は、副通路の境界面での戻り反射のために、管腔を横切ってそれぞれの信号を送信する複数の超音波送信および受信要素（４０、４２、４４）を含むことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多管腔検知システム（１０）において、複数の管腔（２２Ａ、２２Ｂ）を含む医療用チューブ（２０）と、前記医療用チューブ（２０）の軸方向に延びる少なくとも１つの副通路（２４）とを備え、前記副通路（２４）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の間にある、多管腔検知システム（１０）。
【請求項２】
少なくとも１つの前記副通路（２４）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）を互いから音響的に遮る遮音媒体を含む、請求項１に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項３】
前記遮音媒体は、音響インピーダンスであって、前記医療用チューブ（２０）が形成される材料の前記音響インピーダンスとは異なる、音響インピーダンスを有する、請求項２に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項４】
前記遮音媒体は空気である、請求項３に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項５】
前記医療用チューブ（２０）の長手方向部分が受けられる通路（３２）を画定する検知容器（３０）をさらに備えた、請求項１に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項６】
少なくとも１つの前記副通路（２４）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つに亘って、個別の超音波信号をそれぞれ送信する複数の送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を含み、前記検知容器（３０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）にそれぞれ対応する複数の受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）を含み、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）の各々は、前記超音波信号が複数の前記管腔（２２Ｔ、２２Ｔ）の対応する１つを通過した後に、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４０Ｔ）の対応する１つからのそれぞれの前記超音波信号を受信するように配置された、請求項５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項７】
少なくとも１つの前記副通路（２４）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を含む単一の副通路である、請求項６に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項８】
複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）間の前記副通路（２４）内に音響減衰部材（４６）をさらに備えた、請求項７に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項９】
複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）および複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）に接続された電子制御ユニット（５０）をさらに備え、前記制御装置ユニット（５０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を駆動し、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）から出力電圧信号を受信するように構成された、請求項６に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１０】
前記電子制御ユニット（５０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を複数の個別の周波数で駆動するように構成され、複数の前記周波数の各々は固有である、請求項９に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１１】
前記検知容器（３０）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つに亘って、個別の超音波信号をそれぞれ送信する複数の送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を含み、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４０Ｒ）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４０Ｔ）にそれぞれ対応し、前記超音波信号が複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つを通過した後に、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４０Ｒ）の各々は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）の対応する１つから個別の前記超音波信号を受信するように配置された、請求項５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１２】
複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）によって送信された個別の前記超音波信号は、互いに平行に伝搬するように方向付けられた、請求項１１に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１３】
複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）および複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）に接続された電子制御ユニット（５０）をさらに備え、前記制御ユニット（５０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を駆動し、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）から出力電圧信号を受信するように構成された、請求項１１に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１４】
前記電子制御ユニット（５０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を複数の個別の周波数で駆動するように構成され、複数の個別の前記周波数の各々は固有である、請求項１３に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１５】
前記検知容器（３０）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つに亘って、個別の超音波信号をそれぞれ送信し、少なくとも１つの前記副通路（２４）の界面で個別の前記超音波信号が反射し、反射した前記超音波信号が複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つを通過した後に、個別の前記超音波信号を受信する、複数の送信および受信要素（４０、４２、４４）を含む、請求項５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１６】
複数の前記送信および受信要素（４０、４２、４４）に接続された電子制御ユニット（５０）をさらに備え、前記制御ユニット（５０）は、複数の前記送信および受信要素（４０、４２、４４）を駆動し、複数の前記送信および受信要素（４０、４２、４４）からの出力電圧信号を受信するように構成された、請求項１５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１７】
前記電子制御ユニット（５０）は、複数の個別の周波数で複数の前記送信および受信要素（４０、４２、４４）を駆動するように構成され、複数の前記個別の周波数の各々は固有である、請求項１６に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１８】
前記通路（３２）によって受け入れられる前記医療用チューブ（２０）の前記長手方向部分は、１つの考えられる方向のみで前記通路（３２）内に嵌合するように構成された外形を有する、請求項５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］  本発明は、特に多管腔を有する医療用チューブである、医療用チューブ内の流体の流れを検知することに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］  医療用チューブは、様々な断面形状および様々な断面形状および大きさの複数の管腔を有する１つまたは複数の生物医学等級ポリマーの押し出しまたは共押し出しによって製造される。カテーテル、延長管、輸血装置、および監視装置を含む様々な医療装置において、複数の管腔チューブが見出されることができる。多管腔チューブは、投薬および造影剤を含む様々な流体を体内および体外に効率的に輸送するための複数の導管を提供する。また、体内の診断装置および治療装置に機械的に位置決めして動力を供給するためのガイドワイヤおよび電気配線を収容するために、多管腔チューブが使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
［０００３］  いくつかの医療用途では、流体によって運ばれる構成成分の存在およびサイズ、例えば液体中の気泡を検知することが重要である。１対の圧電超音波素子を使用して単一管腔管を通る流れを監視することが知られている。チューブの一方の側に配置された第１の圧電素子は印加され、流体を運ぶ管腔を横切ってチューブを横切って超音波周波数の音響信号を送信する。チューブの反対側に配置された第２の圧電素子は、音響波が圧電素子間の物質と相互作用した後に音響信号を受信し、受信した音響信号に対応する電圧信号を生成する。この既知の単一管腔検知装置の図を図１に示す。受信圧電素子によって生成された電圧信号は、流体によって運ばれる成分（例えば、気泡）の存在および大きさを示すために分析されてもよい。管腔内を流れる液体と液体中の気泡との間の音響インピーダンスの大きな差異は、音響波の反射および散乱をもたらし、それによって受信素子によって生成される信号を弱める。この現象は、液体中の気泡の存在および大きさを検知するために使用され得る。この単一管腔チューブ法は、各管腔を個別に検知することができないため、複数の管腔チューブには有効ではない。
【０００４】
［０００４］  いくつかの医療用途では、流速などの流量パラメータを測定するために、医療用チューブを通る流体の流れが監視される。単一管腔チューブ内の流速を測定するための既知の構成を図２に示す。送信及び受信圧電素子は、チューブ内を流れる流体に対して鋭角で音響通信軸上に配向される。流体が流れる速度は、音響信号の音伝搬速度に重ね合わされる。音伝搬速度を打ち消すために、音響信号は流れの方向に伝送され、受信および送信素子は逆転され、音響信号は流れの方向と反対の方向に伝搬される。流速は、流れ方向における伝搬時間と、流れ方向および流れ方向に反対の伝搬時間との間の差の逆数に比例する。ここでもやはり、個々の管腔を個別に検知することができないので、単一の管腔チュービング法は多管腔チューブには有効ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［０００５］  多管腔医療用チューブの複数の管腔における流体検知のための多管腔検知システムが提供される。医療用チューブは、複数の流体搬送用管腔に加えて、少なくとも１つの副通路を含み、副通路は、複数の管腔間にある。多管腔検知システムは、医療用チューブの長手方向部分が受けられるチャネルまたは他のタイプの通路を画定する検知容器をさらに備え得る。
【０００６】
［０００６］  １つの実施形態では、少なくとも１つの第２の通路は、複数の送信要素を含み、各送信要素は、複数の管腔の対応する１つに亘って個別の超音波信号を送信し、検知容器は、複数の送信要素にそれぞれ対応する複数の受信要素を含んでいる。複数の受信要素の各々は、超音波信号が対応する管腔を通過した後に、複数の送信要素の対応する１つからのそれぞれの超音波信号を受信するように配置されている。複数の送信要素は、単一の副通路内に配置されてもよく、音響減衰部材は、複数の送信要素間に配置されて、無関係の管腔に向かう方向の音波の伝播の減衰および抑制を最大にする。
【０００７】
［０００７］  別の実施形態では、検知容器は、それぞれが対応する管腔に亘って個別の超音波信号を送信する複数の送信要素と、送信要素複数にそれぞれ対応する複数の受信要素とを含む。受信要素の各々は、超音波信号が特定の管腔を通過した後に、送信要素の対応する１つからの個別の超音波信号を受信するように配置されている。送信要素によって送信される個別の超音波信号は、異なる管腔を通して互いに平行に伝搬するように方向付けられていてもよい。
【０００８】
［０００８］  さらなる実施形態では、検知容器は、それぞれが対応する管腔に亘って個別の超音波信号を送信する複数の送信および受信要素を含むと共に、信号が少なくとも１つの副通路の界面で戻り方向に反射して再び管腔を通過した後に超音波信号を受信する。少なくとも１つの副通路は、複数の管腔を互いから音響的に遮蔽するために、例えば空気である、遮音媒体を含むことができる。
【０００９】
［０００９］  多管腔検知システムは、送信要素および受信要素に接続された電子制御ユニットをさらに備え、制御ユニットは、複数の送信要素を駆動し、複数の受信要素から出力電圧信号を受信するように構成されている。電子制御ユニットは、他の送信要素の駆動周波数とは異なる固有の周波数で送信要素の各々を駆動するように構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
［００１０］  本発明の本質及び目的をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照する。
【図１】管腔を通って流れる流体中の成分を検知するための、従来技術による単一管腔流体検知システムを示している。
【図２】管腔を通って流れる流体の流速を測定するための、従来技術による単一管腔流体検知システムを示している。
【図３】本発明の一実施形態による多管腔流体検知システムを概略的に示しており、システムの多管腔チューブおよびチューブ容器は断面で示されている。
【図４】本発明の別の実施形態を示す、多管腔チューブおよびチューブ容器の断面図である。
【図５】本発明のさらなる実施形態を示す、多管腔チューブおよびチューブ容器の断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態を示す、多管腔チューブおよびチューブ容器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［００１１］  図３は、本発明の一実施形態による、多管腔チューブ２０のそれぞれの管腔内における流体の流れを検知するためのシステム１０を示す。図３の断面図に示す多管腔チューブ２０は、流体を流すための導管として使用することができる複数の検知管腔２２Ａ、２２Ｂを備えている。複数の検知管腔２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ異なる断面形状および大きさを有していてもよく、または同一の寸法を有していてもよい。多管腔チューブ２０は、以下に説明する目的のために、第２の通路２４をさらに備えることができる。理解されるように、多管腔チューブ２０は、中央長手方向軸２６に沿って図３の平面に入るまたは出るように長手方向に延び、非線形流路を画定するために可撓性を有していてもよい。
【００１２】
［００１２］  システム１０は、多管腔チューブ２０の長手方向部分を受け入れるように寸法決めされたチャネルまたは他のタイプの通路３２を画定する検知容器３０をさらに備えている。図３において、検知容器３０は、チューブ２０の一部をチューブ２０の長手方向軸線２６に垂直な方向に容器内に挿入されることができる開いたＵ字形状の構成を有する。別の実施形態の説明から後に明らかになるように、容器３０は、チューブ２０の受け入れられた部分を完全に取り囲む閉じた構成を有していてもよく、チューブは、チューブ２０の長手方向軸２６と一致する方向に容器３０の通路３２を通してねじ山が切られている。使用中に閉鎖されるが、多管腔チューブ２０の一部の容器内への装填を容易にするために、容器を開くように動作可能な可動部分（例えば、ヒンジまたはスライドドア、または一時的に取り外し可能な部分）を有するハイブリッド検知容器３０が設けられていてもよい。チャネルまたは通路３２は、可撓性の多管腔チューブに良好な音響伝播のために圧入を与えるべく、チューブ２０の受け入れ部分とのわずかな締り嵌めのための寸法になっていてもよい。検知容器３０は、輸血装置のような医療装置と一体であってもよい。あるいは、検知容器３０は、医療装置から物理的に分離していてもよいが、医療装置と無線または有線で通信するように装備されている。別の代替として、検知容器３０は、ユーザに検知結果を出力するためのディスプレイまたは他の手段を備えた独立型デバイスであってもよい。
【００１３】
［００１３］  システム１０はさらに、複数の超音波検知素子４０Ｔ、４０Ｒ、４２Ｔ、４２Ｒを備えている。複数の超音波検知要素は、圧電超音波素子であってもよい。長方形または正方形の厚さモードの圧電板素子は、本発明を実施するのに適しており、最低でも０．２ｍｍの厚さで、１ｍｍから１２０ｍｍの範囲の幅および長さの寸法で市販されている。超音波検知要素の共振周波数は、約１０ＭＨｚ以下であり得る。検知要素は、圧電単結晶材料、ポリマー圧電材料、および様々な組成の他の多結晶圧電材料を含むがこれに限定されず、任意の適切な圧電材料を用いて作製することができる。非限定的な例として、約２ＭＨｚの共鳴周波数を有するＭｏｒｇａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓから入手可能な軟質ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ−５Ａ）検知要素を使用することができる。同様の検知素子の例には、Ｈａｒｒｉｓ  Ｃｏｒｐ．の子会社であるＥＤＯ社のＥＣ−６５、ＣｈａｎｎｅｌのＣ５５００、およびＰＩ  ＣｅｒａｍｉｃのＰＩＣＣ２５５がある。当然のことながら、他の圧電検知素子が様々な供給源から入手可能であり、本発明の実施に使用されることができる。より高い周波数で動作する要素は、気泡検知のためにより高い分解能を生じさせるが、音響信号もまたより迅速に減衰し、それによって送信範囲を制限する。送信機および受信機の圧電材料は異なっていてもよい。「硬い」ＰＺＴセラミックスは一般的に送信機に最適である一方、「ソフト」ＰＺＴセラミックスは一般的に受信機に最適である。
【００１４】
［００１４］  図３に示す実施形態では、対のうちの１つの検知素子が音響信号を送信し、対の他の検知素子が音響信号を受信するように、検知素子が対になって配置されている。検知素子の各対は、それぞれの管腔に割り当てられている。より具体的には、検知素子４０Ｔ、４０Ｒは、検知管腔２２Ａに割り当てられる一方、検知要素４２Ｔ、４２Ｒは検知管腔２２Ｂに割り当てられている。
【００１５】
［００１５］  図３に示すように、検知要素４０Ｔ、４２Ｔは、伝達要素として動作されてもよく、それらのそれぞれの音響信号が中心軸２６から半径方向外側に向けられるように、副通路２４の内部に配置されていてもよい。音響減衰部材４６は、検知素子４０Ｔ、４２Ｔの間の副通路２４内に配置されていてもよい。減衰部材４６の材料は、検知素子４０Ｔ、４２Ｔによって生成された、無関係の管腔に向かう方向の音波の伝播の減衰および抑制を最大にして、１つの管腔に関連した検知素子を別の管腔に関連した検知素子から遮断するために、検知素子４０Ｔ、４２Ｔ間に音響的に劣化する領域をもたらすように選ばれてもよい。送信素子４０Ｔ、４２Ｔは、異なる周波数または同じ周波数で振動してもよい。異なる周波数の使用は、複数の管腔を区別するための基礎を提供する。例えば、特定の送信素子４０Ｔまたは４２Ｔの動作周波数は、対応する管腔２２Ａまたは２２Ｂ内を流れることが予測される流体の特性および／または行われる検知のタイプに基づいて選択されてもよい。検知素子４０Ｔによって送信された音響信号は、管腔２２Ａを横切って通過した後、対の検知素子４０Ｒによって受信される。同様に、検知要素４２Ｔによって送信された音響信号は、管腔２２Ｂを横切って通過した後に対の検知要素４２Ｒによって受信される。
【００１６】
［００１６］  図３に示す実施形態では、受信要素４０Ｒ、４２Ｒは、一対の検知要素４０Ｔ、４２Ｔにそれぞれ対向するように、容器３０内に配置されている。例えば、受容要素４０Ｒ、４０Ｔは、容器３０内の対応する凹部３４に取り付けられてもよい。複数の管腔チューブ２０の外面は、一対の検知素子間の通信が確実にされるように、検知されたチューブ部分が容器３０内に装填されたときに、ユーザが適切に位置決めし整列させるための１つ以上のマーキングまたは表示を含むことができる。これに代えて、またはこれに加えて、チューブ２０の検知された部分の外形は、容器３０のチャネルまたは通路３２内に１つの可能な向きのみで嵌るように構成されることができ、これにより対の検知要素間の適切な配置および通信を確実にする。上述の機械的技術に加えて、配置は、電気音響的に達成されてもよい。受信素子の応答は、送信素子が最適に配置され、その反対側に位置合わせされるとピークに達する。これにより、ユーザは受信素子信号を監視して、送信および受信素子が適切に整列しているかどうかを判断することができる。この整列のアプローチは自動化されてもよく、または最適な整列が達成されたことを示すために聴覚信号が使用されてもよい。
【００１７】
［００１７］  システム１０はまた、システム１０の様々な検知要素に接続された電子制御ユニット５０を備えることができる。制御ユニット５０は、システム１０の送信素子を駆動し、受信素子からの出力電圧信号を受信する。図３に示すように、送信素子４０Ｔ、４２Ｔおよび受信素子４０Ｒ、４２Ｒはそれぞれ制御ユニット５０に接続されていてもよい。制御ユニット５０は、検知素子４０Ｔ、４２Ｔに駆動信号を送り、検知素子４０Ｒ、４２Ｒからの出力信号を受信することができる。制御ユニット５０は、検知素子４０Ｒ、４２Ｒからのアナログ電圧信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換器５２と、デジタル化された信号情報に基づいて計算を実行する１つ以上のマイクロプロセッサ５４と、プログラミング指示、較正パラメータ、およびチューブ２０のそれぞれの管腔に関連する検知測定データを格納するための１つ以上のメモリモジュール５６とを含む。制御ユニット５０は、関連する医療機器の一部であるユーザーインターフェース６０または専用の独立ユーザーインターフェースに接続されていてもよい。
【００１８】
［００１８］  制御ユニット５０によって実行される特定の検知ルーチンおよびアルゴリズムは、幅広いバリエーションがある。上述のように、ルーチンおよびアルゴリズムは、単一管腔チューブを通って流れる流体内の成分の存在および大きさを検知し、流体の流速を測定するために当業者には既に知られている。このようなルーチンおよびアルゴリズムは、システム１０によって監視されるそれぞれの検知された管腔に対して適合されて利用され得る。
【００１９】
［００１９］  検知された管腔２２Ａに対する検知素子４０Ｔ、４０Ｒの指向性配列、および検知管腔２２Ｂに対する検知素子４２Ｔ、４２Ｒの指向性配列は、図３において、気泡などの流体成分を検知するためのチューブ２０の長手方向軸２６に対して垂直であるものとして示されている。同様の方向性を示す検知素子の配置が、以下に示すさらなる実施形態が図４乃至６に示されている。本明細書の全ての実施形態において、図２によって示唆されるように、検知要素の指向性配置は、流速を測定するために、チューブ軸２６に関連した鋭角に方向付けされた通信軸に沿って検知素子が互いに向かい合うように、多管腔チューブ２０内の任意のまたはすべての管腔に対して変化してもよい。
【００２０】
［００２０］  本発明のさらなる実施形態を、図４乃至６を参照して説明する。制御ユニット５０およびユーザーインターフェース６０は、繰り返しを避けるために図面および説明から省略されている。
【００２１】
［００２１］  ここで図４を参照すると、複数の管腔配管２０がチューブ軸２６を中心に角度的に離間した３つの検知管腔２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを有するシステム１０の代替的な実施形態を示す。副通路２４は、実質的に三角形の断面形状を有していてもよく、複数の伝達要素４０Ｔ、４２Ｔ、４４Ｔは、各伝達要素がそれぞれの管腔２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに向かって半径方向外側に面するように、副通路２４の対応する平面に対して配置されていてもよい。前の実施形態の場合と同様に、音響減衰部材４６を副通路２４内に配置して、検知要素の間で遮音を提供してもよい。多管腔チューブ２０は、容器３０の通路３２によって受け入れられる。通路３２は、三角形の内壁を画定することができ、複数の受信要素４０Ｒ、４２Ｒ、４４Ｒは、それぞれの管腔２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに亘ってそれらの関連する伝達要素４０Ｔ、４２Ｔ、４４Ｔと向き合うように、容器３０の凹部３４に配置されていてもよい。
【００２２】
［００２２］  次に、図５を参照する。図５の実施形態は、第２の通路２４内の内部に取り付けられた検知要素を回避するため、図３および４の上述の実施形態とは異なる。容器３０は、取り外し可能なカバー３０Ｂと嵌合するＵ字形ベース３０Ａを有していてもよい。容器３０の通路３２は、２つの管腔２２Ａ、２２Ｂおよび管腔間の副通路２４を有しており、通常は図３に示すように構成された多管腔チューブ２０を受けるようになっている。しかし、副通路２４は、いかなる検知要素も含まず、２つの管腔２２Ａ、２２Ｂを遮音するために、空気または他の媒体で満たされていてもよい。容器３０は、管腔２２Ａに亘る第１の対の検知要素４０Ｔ、４０Ｒと、管腔２２Ｂに亘る第２の対の検知要素とを取り付けるための凹部３４を含んでいてもよい。検知素子４０Ｔ、４０Ｒ間の通信軸は、検知素子４２Ｔ、４２Ｒ間の通信軸に本質的に平行であるが、伝搬の方向は２つの検知素子対の間で反転される。当業者であれば、追加の管腔を検知するために、さらなる平行検知素子対が追加されてもよいを理解するであろう。
【００２３】
［００２３］  図３乃至５に示す実施形態では、送信および受信検知素子の位置はいくつかのまたは全ての管腔と入れ替わってもよく、すなわち、受容要素４０Ｒ、４２Ｒ、４４Ｒの各々は対応する送信要素４０Ｔ、４２Ｔ、４４Ｔの位置と入れ替わってもよい。したがって、いくつかのまたはすべての受容要素４０Ｒ、４２Ｒ、４４Ｒは副通路２４内に位置していてもよく、対応する送信要素４０Ｔ、４２Ｔ、４４Ｔは容器３０内に位置していてもよい。
【００２４】
［００２４］  図６は、ＳＯＮＡＲと同様のパルスエコーモードで動作する本発明の別の実施形態を示し、単一の検知要素が送信要素および受信要素の両方として機能する。例示のために、図６は、図４に示したものと同様の三角形容器３０および３つの管腔チューブ２０を示しているが、他の容器およびチューブ構成ももちろん可能である。副通路２４は、音響反射を促進するために、チューブ２０の材料の音響インピーダンスおよび管腔２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを通って流れる流体とは実質的に異なる音響インピーダンスを有する空気または別の媒体で満たされていてもよい。
【００２５】
［００２５］  図６から理解されるように、パルスエコー技術が使用される場合、各管腔２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃへの片側のアクセスのみが必要である。各検知要素４０、４２、４４によって生成された音響パルスは、対応する管腔２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを介して伝播され、副通路２４の界面に到達すると、検知要素４０、４２、４４に向かって反射されてパルスが発生する。
【００２６】
［００２６］  パルスエコー構成の利点は、従来の構成で使用されている送信および受信要素対とは対照的に、流体が流れる各管腔に対して単一の検知要素が必要とされることである。さらに、全ての検知要素は、容器３０内のチューブ２０から外部に取り付けられていてもよい。
【００２７】
［００２７］  理解されるように、本発明は、３つより多い流体流通管腔を有する多管腔チューブ内に管腔特有の検知を提供するように適合され、拡張されてもよい。例えば、図４および図６に示す三角形の実施形態は、３つの管腔の検知を示しているが、他の多角形は、より多くの管腔（例えば、６つの管腔を検知するために六角形が使用され得る）を検知するための基礎として役立ち得る。
【００２８】
［００２８］  すべての実施形態に関して、特定の管腔に固有な周波数を使用して各管腔が検知されるように、各管腔に異なる周波数を割り当ててもよい。
【００２９】
［００２９］  本発明を例示的な実施形態に関連して説明してきたが、詳細な説明は、本発明の範囲を上述の特定の形態に限定することを意図するものではない。本発明は、本発明の範囲内に含まれ得る記載された実施形態のそのような代替物、改良物、および均等物を含むことを意図している。
【図１】
2019516967.tif 000003
【図２】
2019516967.tif 000004
【図３】
2019516967.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2019516967.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月26日(2017.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多管腔検知システム（１０）において、複数の管腔（２２Ａ、２２Ｂ）を含む医療用チューブ（２０）と、前記医療用チューブ（２０）の軸方向に延びる少なくとも１つの副通路（２４）とを備え、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）は互いに対して平行かつ前記副通路（２４）に対して平行に延在し、前記副通路（２４）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の間にある、多管腔検知システム（１０）。
【請求項２】
少なくとも１つの前記副通路（２４）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）を互いから音響的に遮る遮音媒体を含む、請求項１に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項３】
前記遮音媒体は、音響インピーダンスであって、前記医療用チューブ（２０）が形成される材料の前記音響インピーダンスとは異なる、音響インピーダンスを有する、請求項２に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項４】
前記遮音媒体は空気である、請求項３に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項５】
前記医療用チューブ（２０）の長手方向部分が受けられる通路（３２）を画定する検知容器（３０）をさらに備えた、請求項１に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項６】
少なくとも１つの前記副通路（２４）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つに亘って、個別の超音波信号をそれぞれ送信する複数の送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を含み、前記検知容器（３０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）にそれぞれ対応する複数の受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）を含み、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）の各々は、前記超音波信号が複数の前記管腔（２２Ｔ、２２Ｔ）の対応する１つを通過した後に、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４０Ｔ）の対応する１つからのそれぞれの前記超音波信号を受信するように配置された、請求項５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項７】
少なくとも１つの前記副通路（２４）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を含む単一の副通路である、請求項６に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項８】
複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）間の前記副通路（２４）内に音響減衰部材（４６）をさらに備えた、請求項７に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項９】
複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）および複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）に接続された電子制御ユニット（５０）をさらに備え、前記制御装置ユニット（５０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を駆動し、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）から出力電圧信号を受信するように構成された、請求項６に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１０】
前記電子制御ユニット（５０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を複数の個別の周波数で駆動するように構成され、複数の前記周波数の各々は固有である、請求項９に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１１】
前記検知容器（３０）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つに亘って、個別の超音波信号をそれぞれ送信する複数の送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を含み、複数の受信要素（４０Ｒ、４０Ｒ）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４０Ｔ）にそれぞれ対応し、前記超音波信号が複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つを通過した後に、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４０Ｒ）の各々は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）の対応する１つから個別の前記超音波信号を受信するように配置された、請求項５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１２】
複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）によって送信された個別の前記超音波信号は、互いに平行に伝搬するように方向付けられた、請求項１１に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１３】
複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）および複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）に接続された電子制御ユニット（５０）をさらに備え、前記制御ユニット（５０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を駆動し、複数の前記受信要素（４０Ｒ、４２Ｒ）から出力電圧信号を受信するように構成された、請求項１１に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１４】
前記電子制御ユニット（５０）は、複数の前記送信要素（４０Ｔ、４２Ｔ）を複数の個別の周波数で駆動するように構成され、複数の個別の前記周波数の各々は固有である、請求項１３に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１５】
前記検知容器（３０）は、複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つに亘って、個別の超音波信号をそれぞれ送信し、少なくとも１つの前記副通路（２４）の界面で個別の前記超音波信号が反射し、反射した前記超音波信号が複数の前記管腔（２２Ａ、２２Ｂ）の対応する１つを通過した後に、個別の前記超音波信号を受信する、複数の送信および受信要素（４０、４２、４４）を含む、請求項５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１６】
複数の前記送信および受信要素（４０、４２、４４）に接続された電子制御ユニット（５０）をさらに備え、前記制御ユニット（５０）は、複数の前記送信および受信要素（４０、４２、４４）を駆動し、複数の前記送信および受信要素（４０、４２、４４）からの出力電圧信号を受信するように構成された、請求項１５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１７】
前記電子制御ユニット（５０）は、複数の個別の周波数で複数の前記送信および受信要素（４０、４２、４４）を駆動するように構成され、複数の個別の前記周波数の各々は固有である、請求項１６に記載の多管腔検知システム（１０）。
【請求項１８】
前記通路（３２）によって受け入れられる前記医療用チューブ（２０）の前記長手方向部分は、１つの考えられる方向のみで前記通路（３２）内に嵌合するように構成された外形を有する、請求項５に記載の多管腔検知システム（１０）。
【国際調査報告】
2019516967.tif 000009