(57)【要約】  本発明は、導管を流れる液体の流量を測定する方法および装置に関するものである。前記装置は、簡易で、コストおよびエネルギー効率がよく、温度センサを１つのみ用いる精度良い方法によって、液体の体積流量を正確に測定するように構成された流量メータに基づいている。前記方法は、流れる液体に対して熱エネルギーのパルスを印加するステップ、および時間とエネルギー入力の関数として温度上昇を測定するステップに基づいている。これら測定結果を、既知の流量について同様の測定を実施することにより作成された較正テーブルと比較することにより、流量を判定することができる。アプリケーションの１つは、カテーテルを挿入した被験者が排泄した尿の流量を測定するものであり、本発明に係る方法と装置の特徴を示すためこれを説明する。【選択図】図２
2014520274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管を流れる液体の体積流量を測定する装置であって、
ａ）前記導管内の前記液体と熱的に接触した加熱素子であって、流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するように構成された、加熱素子；
ｂ）前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ；
ｃ）少なくともプロセッサ、入力手段、メモリ部、ディスプレイデバイス、出力手段のいずれか１つを備えた制御システムであって、前記制御システムの各前記構成要素は以下のように構成されている、制御システム；
ｉ）前記加熱素子を動作させて前記既知の熱量を供給する；
ｉｉ）前記温度センサから前記加熱素子の前記瞬時温度の測定結果を受け取る；
ｉｉｉ）前記メモリ部内にあらかじめ格納されている、前記加熱素子の温度変化と前記液体の既知の流量とを関連付ける較正データを取得する；
ｉｖ）前記既知の熱量、前記加熱素子の瞬時温度の測定結果、および前記あらかじめ格納されている較正データを用いて、前記体積流量を判定する；
を備えたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記制御システムの構成要素は、少なくとも以下の１つを実施するように構成されている：
ａ）前記装置の動作に関する情報および前記装置の構成要素によって測定または判定された前記液体の特性に関する情報を格納しユーザに対して表示する；
ｂ）測定した温度の瞬時値または履歴値および前記液体と前記装置に関するその他の情報を遠隔場所に対して送信する；
ｃ）他システムに対する入力として用いることができる信号を送信する；
ｄ）前記流量または前記液体のその他の測定された特性における所定の変化が存在する場合、警告を送信する；
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、少なくとも以下のいずれかを備える：
ａ）測定箇所の上流に配置されたバブルトラップ；
ｂ）前記測定箇所の上流に配置されたガス透過薄膜；
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、前記導管に接続し、またはその一部として構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記導管は、被験者から通じるカテーテルまたは排出チューブである
ことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記制御システムは、急性腎不全のリスクとそのステージを検出するように構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
導管を流れる液体の体積流量をリアルタイム測定する方法であって、前記方法は、流れる前記液体と熱的に接触し、流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するように構成された加熱素子；前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ；プロセッサとメモリ部を有する制御システム；を備える装置を用い、前記方法は以下のステップを有する：
ｉ）前記加熱素子の温度Ｔｉを測定するステップ；
ｉｉ）前記加熱素子を動作させて流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するステップ；
ｉｉｉ）流れる前記液体に対して前記既知の熱量を供給した直後に前記加熱素子の温度Ｔｊを測定するステップ；
ｉｖ）測定結果からΔＴ＝Ｔｊ−Ｔｉの値を判定するステップ；
ｖ）前記既知の熱量について構築された較正テーブル、グラフ、または数学的関係をメモリから呼び出し、前記較正テーブル、グラフ、または数学的関係から前記測定したΔＴの値に対応する前記流量を判定するステップ；
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記方法は、被験者から通じるカテーテルまたは排出チューブを介して前記液体の体積流量を測定するように構成されている
ことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記液体は尿であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記測定の結果を用いて急性腎不全のリスクおよびそのステージを検出する
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
導管を流れる液体と熱的に接触しており前記流れる液体に対して既知の熱量を供給するように構成された加熱素子と、前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサとを用いて、前記加熱素子によって供給された既知の熱量の測定値ΔＴに対応する前記流量の値を判定するために用いることができる較正テーブル、グラフ、または数学的関係を構築する方法であって、前記方法は以下のステップを有する：
ａ）前記流量を既知の固定値に調整するステップ；
ｂ）前記加熱素子の温度Ｔｉを測定するステップ；
ｃ）前記加熱素子を動作させて前記流れる液体に対して前記既知の熱量を供給するステップ；
ｄ）前記既知の熱量が前記流れる液体に対して供給された直後に前記加熱素子の温度Ｔｊを測定するステップ；
ｅ）ΔＴ＝Ｔｊ−Ｔｉを判定するステップ；
ｆ）前記流量の値、前記熱量、およびΔＴをメモリ部へ格納するステップ；
ｇ）複数の流量の既知の値に対してステップａからｆを繰り返すステップ；
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量メータの分野に関する。特に本発明は、液体の体積流量を正確に判定することができる流量メータに関する。
【背景技術】
【０００２】
流量測定は、多くの分野において重要である。例えば多くの工業プロセスは、プロセスを適切に制御するため、様々な導管を介して流量を測定することが必要である。液体または気体を測定することが必要なその他用途には、ガス、オイル、水などの製品を消費者へ届けることが含まれる。
【０００３】
医療分野において、液体測定は、被験者の尿排出量や薬剤の静脈投与に対して適用される場合がある。急性腎損傷（ＡＫＩ）は、特に救命救急診療や手術室において、病院患者にとってよく起こる問題である。しかし、ＡＫＩのリスクと進行を評価および分類する条件を医学が見出したのは、最近になってのことである。これら条件は、ＡＫＩの進行における５つの主要ステージを特定している。リスク（Ｒｉｓｋ）、障害（Ｉｎｊｕｒｙ）、機能不全（Ｆａｉｌｕｒｅ）、腎機能の持続的喪失（Ｌｏｓｓ）、末期腎不全（Ｅｎｄ  ｓｔａｇｅ  ｒｅｎａｌ  ｄｉｓｅａｓｅ）（これらのイニシャルをとってＲＩＦＬＥ分類として知られている）である。ＲＩＦＬＥの成功に基づき、ＡＫＩの問題に取り組む先進的医師の国際的専門家集団により、急性腎不全ネットワーク（ＡＫＩＮ）が形成された。ＡＫＩＮは、ＲＩＦＬＥを支持し推進している。また彼らは、ＡＫＩＮ分類と呼ばれるＲＩＦＬＥの修正版を提案した。ＲＩＦＬＥ−ＡＫＩＮ分類は、ＡＫＩを抑制する有用なツールを提供している。これら分類は、クレアチニンクリアランスと尿排出量を測定することを含む。クレアチニンクリアランスは、ＡＫＩが既に発生したことのみを示す、非常に後段階における指標である。腎機能の測定結果としての尿排出量は通常、日次ベースまたは時間シフト（例えば８時間毎）ベースで評価される。
【０００４】
熱伝達流量メータは、加熱素子と２つの温度センサ（ヒータの上流と下流またはヒータに隣接）を用いて、流量を継続的に測定する。２つの温度計間の温度差を測定することにより、流量が計算される。これに代えて、ヒータにおける液体の周辺温度以上の一定値に温度を維持し、そのために必要なエネルギーを監視することにより、流量を計算することもできる。
【０００５】
図１は、従来技術における熱量流量メータの基本配置を概略的に示す。液体はチューブ１００を矢印で示す方向に流れる。チューブの側壁内またはチューブ内のいずれかの場所に、加熱素子１２０が配置される。温度センサ１１０は温度Ｔｉを測定し、温度センサ１１２は温度Ｔｊを測定し、これらセンサはそれぞれヒータ１２０の上流と下流に配置されている。等温線１３０、１３１、１３２は、加熱素子に対して入力されたパワーの結果として得られる温度分布を示す。Ｔ１３０＞Ｔ１３１＞Ｔ１３２である。
【０００６】
流量を求める計算は、以下の式によってなされる：
【数１】
2014520274.tif 000003
【０００７】
上記式において用いる記号を、以下の表に定義する：
【表１】
2014520274.tif 000004
【０００８】
熱伝達流量メータの関連するタイプ、特に定温流量メータとして知られているものは、図１と同様の構成を用いる。ただし温度センサ１１２は、加熱素子１２０に隣接し、またはこれと統合されている。この構成において、加熱素子１２０は、センサ１１０が測定する温度Ｔｉ以上の規定固定差分温度Ｔｊ（センサ１１２によって測定される）まで加熱される。流体によって持ち去られる熱量は、流量に依拠する。ヒータ１２０の温度は、印加する電流を調整することにより一定に維持される。式３に示すように、固定温度差ΔＴを維持するために必要な電流値（Ｉ）により、流量を計算することができる。
【０００９】
上述の従来技術における熱量流量メータの基本構成において、温度がＴｊに達するまで加熱素子１２０によって液体に対して熱が加えられる。この時点において加熱素子はＯＦＦされ、温度が元の値Ｔｉまで戻る時間が測定される。最初の測定点の時刻は正確に分かっているが、２番目の測定を実施すべき正確な時刻を判定することは困難である。温度は安定値に近づくにつれて比較的ゆっくり変化するからである。また、流量を繰り返し測定するとき、液体の周辺温度はゆっくり上昇し、したがって液体のＴｉの正確な値を得ることができない。さらに、従来の熱量流量メータはエネルギーを加熱素子へ継続的に供給することが必要であるため、これを用いるのはエネルギー効率がよくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって本発明の目的は、簡易かつ正確に液体の流量を判定する方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、簡易でコスト効果が高く正確な流量メータを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、エネルギー必要量が少ない流量メータを提供することである。
【００１３】
本発明のその他の目的および利点は、以下の説明により明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１側面は、導管を流れる液体の体積流量を測定する装置である。前記装置は以下の構成を備える：
ａ）前記導管内の前記液体と熱的に接触した加熱素子であって、流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するように構成された、加熱素子；
ｂ）前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ；
ｃ）少なくともプロセッサ、入力手段、メモリ部、ディスプレイデバイス、出力手段のいずれか１つを備えた制御システムであって、前記制御システムの各前記構成要素は以下のように構成されている、制御システム；
ｉ）前記加熱素子を動作させて前記既知の熱量を供給する；
ｉｉ）前記温度センサから前記加熱素子の前記瞬時温度の測定結果を受け取る；
ｉｉｉ）前記メモリ部内にあらかじめ格納されている、前記加熱素子の温度変化と前記液体の既知の流量とを関連付ける較正データを取得する；
ｉｖ）前記既知の熱量、前記加熱素子の瞬時温度の測定結果、および前記あらかじめ格納されている較正データを用いて、前記体積流量を判定する。
【００１５】
前記装置の実施形態において、前記制御システムの構成要素は、少なくとも以下の１つを実施するように構成されている：
ａ）前記装置の動作に関する情報および前記装置の構成要素によって測定または判定された前記液体の特性に関する情報を格納しユーザに対して表示する；
ｂ）測定した温度の瞬時値または履歴値および前記液体と前記装置に関するその他の情報を遠隔場所に対して送信する；
ｃ）他システムに対する入力として用いることができる信号を送信する；
ｄ）前記流量または前記液体のその他の測定された特性における所定の変化が存在する場合、警告を送信する。
【００１６】
前記装置の実施形態は、少なくとも以下のいずれかを備える：
ａ）測定箇所の上流に配置されたバブルトラップ；
ｂ）前記測定箇所の上流に配置されたガス透過薄膜。
【００１７】
前記装置は、前記導管に接続し、またはその一部として構成することができる。前記装置の実施形態において、前記導管は被験者から通じるカテーテルまたは排出チューブである。前記装置の前記制御システムは、急性腎不全のリスクとそのステージを検出するように構成することができる。
【００１８】
本発明の第２側面は、導管を流れる液体の体積流量をリアルタイム測定する方法である。前記方法は、流れる前記液体と熱的に接触し、流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するように構成された加熱素子；前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ；プロセッサとメモリ部を有する制御システム；を備える装置を用いる。前記方法は以下のステップを有する：
ｉ）前記加熱素子の温度Ｔｉを測定するステップ；
ｉｉ）前記加熱素子を動作させて流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するステップ；
ｉｉｉ）流れる前記液体に対して前記既知の熱量を供給した直後に前記加熱素子の温度Ｔｊを測定するステップ；
ｉｖ）測定結果からΔＴ＝Ｔｊ−Ｔｉの値を判定するステップ；
ｖ）前記既知の熱量について構築された較正テーブル、グラフ、または数学的関係をメモリから呼び出し、前記較正テーブル、グラフ、または数学的関係から前記測定したΔＴの値に対応する前記流量を判定するステップ。
【００１９】
本発明に係る方法の実施形態は、被験者から通じるカテーテルまたは排出チューブを介して前記液体の体積流量を測定するように構成されている。前記流れる液体は尿である場合がある。前記流れる液体が尿である方法の実施形態において、測定結果を用いて急性腎不全のリスクおよびそのステージを検出することができる。
【００２０】
本発明の他側面は、導管を流れる液体と熱的に接触しており前記流れる液体に対して既知の熱量を供給するように構成された加熱素子と、前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサとを用いて、前記加熱素子によって供給された既知の熱量の測定値ΔＴに対応する前記流量の値を判定するために用いることができる較正テーブル、グラフ、または数学的関係を構築する方法である。前記方法は以下のステップを有する：
ａ）前記流量を既知の固定値に調整するステップ；
ｂ）前記加熱素子の温度Ｔｉを測定するステップ；
ｃ）前記加熱素子を動作させて前記流れる液体に対して前記既知の熱量を供給するステップ；
ｄ）前記既知の熱量が前記流れる液体に対して供給された直後に前記加熱素子の温度Ｔｊを測定するステップ；
ｅ）ΔＴ＝Ｔｊ−Ｔｉを判定するステップ；
ｆ）前記流量の値、前記熱量、およびΔＴをメモリ部へ格納するステップ；
ｇ）複数の流量の既知の値に対してステップａからｆを繰り返すステップ。
【００２１】
本発明の上記およびその他の特徴と利点は、以下の実施例および添付する図面を参照することによって容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来技術における熱伝達流量メータの基本構成を概略的に示す。
【図２】本発明の実施形態に基づく、通過する液体の流量を測定するため用いられる部品を備える導管の断面を概略的に示す。
【図３Ａ】装置に対して印加される単一の加熱パルスおよび対応する温度変化対時間のグラフを概略的に示す。
【図３Ｂ】装置に対して印加される単一の加熱パルスおよび対応する温度変化対時間のグラフを概略的に示す。
【図３Ｃ】装置に対して印加される単一の加熱パルスおよび対応する温度変化対時間のグラフを概略的に示す。
【図４】３つの連続する加熱パルスおよび対応する温度変化対時間を概略的に示す。
【図５】装置に対して印加されるパワーおよび温度変化積分対時間のグラフを概略的に示す。
【図６】本発明の１実施形態に基づく、カテーテルを挿入した被験者からの尿の流量を測定するシステムを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、導管を流れる液体の流量を測定する方法および装置に関するものである。前記装置は、簡易で、コストおよびエネルギー効率がよく、温度センサを１つのみ用いる精度良い方法によって、液体の体積流量を正確に測定するように構成された流量メータに基づいている。前記方法は、流れる液体に対して熱エネルギーのパルスを印加するステップ、および時間とエネルギー入力の関数として温度上昇を測定するステップに基づいている。これら測定結果を、既知の流量について同様の測定を実施することにより作成された較正テーブルと比較することにより、流量を判定することができる。アプリケーションの１つは、カテーテルを挿入した被験者が排泄した尿の流量を測定するものであり、本発明に係る方法と装置の特徴を示すため以下にこれを説明する。
【００２４】
図２は、矢印で示す方向に通過する液体の熱量流量を測定するため用いられる部品を備える導管２００（例えば、チューブ、カテーテル、またはパイプ）の断面を概略的に示す。加熱素子２２０は、導管２００内に配置され、流れる液体に対して直接的に挿入されている。他実施形態において、素子２２０は導管の壁の熱伝導部上に配置される。リード２２１を介して電圧を印加することにより、加熱素子２２０に対して電力が供給される。温度センサ２１２は、加熱素子２２０に隣接し、またはこれと統合されている。温度センサ２１２は、加熱素子２２０の温度を測定する。センサ２１２が測定した温度は、リード２１３を介して読み出される。熱損失を最小化するため、加熱素子２２０と温度センサ２１２を含む導管の断面は、オプションの絶縁部材２３０を用いて周囲から熱的に絶縁されていることが望ましい。
【００２５】
複数の熱源を加熱素子２２０として用いることができる。加熱素子２２０として可能なのは例えば、電気抵抗とサーミスタまたは適切に構成された計量熱交換器である。エネルギー入力の測定およびこれを加熱素子２２０へ印加する手法は、使用する熱源に応じて当該分野でよく知られた技術によって実現される。
【００２６】
本発明の流量メータにおいて用いることができる熱センサには、例えばトランジスタ、熱電対、サーミスタ、熱電対列、および当該分野において現在知られまたは将来知られ得るその他タイプの熱センサが含まれる。
【００２７】
加熱素子および温度センサは、これらの機能を説明する便宜上、個別の素子として記載した。しかし、例えば自己加熱サーミスタや抵抗熱デバイス（ＲＴＤ）のような単一素子を用いて加熱と温度測定をともにできるようにする実施形態も可能である。
【００２８】
アプリケーションによっては、測定精度に影響する気泡が液体の測定箇所から確実に除去されるようにする必要がある。これを実現するため、測定箇所の上流において１以上のバブルトラップを採用することができる。これに代えて、またはバブルトラップと組み合わせて、例えばガス透過薄膜のようにガスが導管から排出されるようにする換気手段を測定箇所の上流に配置することもできる。
【００２９】
導管の方向と流量によっては、導管またはその一部は測定箇所において液体が満たされない場合がある。したがってアプリケーションによっては、測定箇所の下流にチェックバルブを設置して、測定箇所において導管が完全に満たされるだけの十分な背圧が生成されるようにするべきである。
【００３０】
リード２１３と２２１は、制御システムと接続されている。制御システムは、加熱素子を所定回数動作させ、温度センサおよび例えば電流計のような加熱素子に対するエネルギー入力を測定するデバイスからデータを受信し、このデータを用いて流量を判定するように構成された、電気回路またはプロセッサを備える。制御システムはまた、例えばキーパッド、キーボード、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、タッチパッド、トラックボール、マウスその他のポインティングデバイスなどのような入力手段を備え、これによりユーザは、時間長および／または印加される熱エネルギー量と測定周期などのようなパラメータを制御することができる。制御システムはまた、１以上のメモリ部、ディスプレイ部、システムパラメータを格納しユーザへ提示する出力手段を備える。出力手段は、有線または無線技術を用いて瞬時データまたは履歴データを遠隔地に対して送信するように構成された通信デバイスを備える。また制御システムは、出力手段を用いて、他システムに対する入力を提供する信号を送信するように構成することができる。例えば病院設備において、制御システムは、カテーテル挿入被験者から収集バッグへの尿流量が所定量を下回ったときナースステーションに対して警告を送信し、または静脈投与される薬剤の流量に異常が起こったとき警告を送信するように構成することができる。尿測定の場合において、制御システムは、測定結果を用いて腎機能の現在のリアルタイム評価およびＡＫＩに関する状況の早期警告を提供するように構成することができる。
【００３１】
従来技術と同様に、流量は下記式を用いて求めることができる：
【数２】
2014520274.tif 000005
【００３２】
本発明に係る方法において、所与の液体について、液体特性を表すρとＣｐは一定であり、下記のように定義されるものと仮定する：
【数３】
2014520274.tif 000006
【００３３】
したがって、温度変化（ΔＴ）は流量の関数（またはその反対）であり、Ｑが一定であれば一方が増加すると他方は減少する。例えば、流量が大きくなると、より多くの熱が加熱素子から持ち去られ、ΔＴ（すなわち、加熱素子が加熱されていない（周囲）状態と比較してより高い温度になる程度）はより小さくなる。反対に流量が小さくなると、加熱素子から持ち去られる熱量は少なくなり、ΔＴは大きくなる。
【００３４】
本発明に係る方法の実施形態を、図２と図３Ａに示す。加熱素子２２０の温度はまず温度センサ２１２によって測定される。この測定は、図３Ａの上昇曲線（温度対時間）においてＴｉとして示されている。温度Ｔｉの測定に続き、既知または測定済のエネルギーが熱源に適した態様で加熱素子２２０に対して加えられる。最後に、エネルギー印加が完了した直後の時刻ｔ２において、加熱素子の温度Ｔｊが測定される。
【００３５】
エネルギーは、様々な態様で加熱素子２２０に対して加えることができる。例えば電気エネルギーを抵抗加熱素子に対して以下のいずれかの方法により加えることができる：
ａ）使用する加熱素子と温度センサに応じて、規定期間にわたって規定電力レベル（例えばワット）を印加する（例えば１Ｗを６０秒間または５０ｍＷを１０秒間）；
ｂ）所与の第１電圧レベルから所与の第２電圧レベルへチャージしたキャパシタ回路を放電させる；
ｃ）トランジスタを備えるコイルブースト回路を用いて、連結することにより特定の「マクロパルス」となる一連の測定した電流「マイクロパルス」を供給する。
【００３６】
図３Ａは、実質的に１周期の測定結果を示す。この例において、電力曲線（パワー対時間を示す下側曲線）は、矩形加熱パワーパルスが温度Ｔ１に対応する時刻ｔ１から温度Ｔ２に対応する時刻ｔ２まで加えられていることを示す。この結果、上側の温度変化検出曲線が得られる。この場合、温度変化はパルスの全期間にわたって測定される。すなわち、ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１＝Ｔｊ−Ｔｉである。
【００３７】
ΔＴを判定するための温度測定は、加熱パルスの期間と必ずしもリンクする必要はない。例えば図３Ｂに示すように、Ｔｉを時刻ｔ１の後で測定し、Ｔｊを時刻ｔ２の前に測定してもよい。
【００３８】
加熱パルスは、必ずしも図３Ａと図３Ｂに示すように矩形でなくともよい。パルスは様々な方法で供給することができ、様々な波形を有することができる。例えば図３Ｃに示すように、キャパシタ放電パルス曲線であってもよい。
【００３９】
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の２つの重要な特徴を示している。最初に、温度対時間グラフから見て取れるように、加熱パルスが加えられた後、すなわち時刻ｔ２から開始して、加熱素子を通過する液体が時刻ｔ３において概ね最初の温度値まで戻るのに、比較的長い時間がかかる。従来技術においては、新たな測定を実施できるようになる前に、温度が元の（周囲）温度から僅かに異なる範囲内へ戻るまで待つ必要がある。また、周囲温度が自然変化する状況がある。例えば体液については、被験者の体温は自然変化し、排出された体液（例えば尿）の温度もこれにしたがって変化する。同様に、環境の周囲温度が変化する場合があり、これは液体温度に影響を与える。このような状況においては、別の基準温度センサがなければ、温度測定結果が液体の現在の周囲温度を反映しているか否かを判別できない。
【００４０】
本発明においては、時刻ｔ３まで待ってから次の加熱パルスを加えて次の測定サイクルを開始する必要はない。さらに、最初の測定の開始温度は、第２測定の開始温度と同じである必要はない。このことを図４に示した。同図は連続する一連の加熱パルスを示している。
【００４１】
式４を用いて流量を判定するため、一連の測定を実施する。所与の値Ｑについて、様々な既知の流量に関してΔＴの値を本発明に係る装置によって求める。これにより、実験的に求められた、流量とΔＴ（または加熱変化曲線を表す点セット）とをマッピングするデータテーブルが得られる。較正データは、導管、導管内の液体、本発明に係る装置の部品、およびＱの値に固有のものである。取得する態様に起因して、較正データは導管および環境に対する熱損失をも考慮に入れている。取得したテーブルを用いて、数式の形態で数学的関係を判定することができる。較正テーブルまたはグラフ（または異なるＱの値それぞれについてのテーブルとグラフのセット）は、制御システムのプロセッサのメモリ内に格納される。これらをメモリから取得して、ΔＴの測定値から流量を自動的に判定することができる。
【００４２】
測定頻度は、測定する流体の特性に依拠する。例えば流量が一定または高速変化すると予期されるか否かである。また、流量の顕著な変化にも依拠する。すなわちこの場合は変化をできる限り早く知ることが重要である。１実施形態において、測定頻度は装置のオペレータが決定する。例えば１時間１回である。本発明の他実施形態において、測定サイクルの頻度は、流量の予想されるまたは実際の変化率の関数である。よって例えば、流量の変化が比較的大きいと予想される日中はより多くの測定を実施し、流量の変化が比較的小さいと予想される夜間はより少ない測定を実施する。
【００４３】
測定タイミングは、制御システムによって自動的に決定することもできる。１実施形態において、加熱パルスが加えられた後、制御システムは液体温度が安定値へ戻る時点を検出するようにプログラムされている。制御システムが安定状態への復帰を検出すると、制御システムは加熱素子を再び動作させて新たな測定サイクルを開始する。他実施形態において、制御システムは、規定数の前測定の間において、流量変化に基づき測定タイミングを決定することができる。
【００４４】
加熱素子に対して供給しなければならないエネルギー量は、液体の特性と流量に依拠する。パルス内の適切なエネルギー値は、所与のアプリケーションについて実験的に求めることができる。流量が大きい場合、加える加熱エネルギーを増やして信号対ノイズ比を改善してもよい。本発明の実施形態において、制御システムのプロセッサは、直近の加熱パルスにおいて測定した流量に基づき、または複数の前パルスにおいて測定した平均流量もしくは傾向推定に基づき、供給するエネルギー量を自動的に調整するように構成することができる。あるいは、前測定が不十分な加熱（すなわちΔＴが特定値以下）または加熱が過大（すなわちΔＴが特定値以上）であるとき、これを実施することもできる。
【００４５】
図５に示す本発明の実施形態において、温度は加熱パルスの間に複数回測定され、これにより温度上昇曲線を表すデータ点セットを取得する。時刻ｔ１とｔ２の間における得られた曲線の積分値は、流量の測定結果として用いることができる。パルス内の所与の値Ｑについて、この積分は流量が増えると減少するものと想定される。流量が増えるとより多くの熱が失われ、温度曲線は流量が少ないときのように上昇しないからである。結果として、時刻ｔ１とｔ２の間の温度曲線下の領域は小さくなる。他実施形態と同様に、既知の流量を用いて較正測定を実施し、積分の測定値を未知の流量と関連付けるルックアップテーブルを構築することができる。
【００４６】
本発明に係る装置のセンサ部すなわち加熱素子と温度センサは、特定の流線にしたがって「組み込む」ことができる。あるいは既存の流線に取り付けることができる個別ユニットとして提供することもできる。例えば尿流量を測定するため、ユニットは標準コネクタを備え、一方をカテーテルに接続し、他方を排出チューブすなわち収集バッグと接続するようにすることができる。他実施形態において、カテーテルまたは排出チューブに統合した部分として組み込むこともできる。
【００４７】
図６は、カテーテル挿入した被験者（図示せず）からの尿流量を測定するシステム４００の実施形態を概略的に示す。カテーテル４１０、センサ部４１４（図２で詳述）、排出チューブ４１８、収集バッグ４２０、制御システム４３０を図示している。バブルトラップ４１２はシステム４００のオプション部品である。
【００４８】
本発明の実施形態を説明目的で記載したが、特許請求の範囲を逸脱することなく、本発明の様々な変形、修正、適用が可能であることが理解されよう。
【図１】
2014520274.tif 000007
【図２】
2014520274.tif 000008
【図３Ａ】
2014520274.tif 000009
【図３Ｂ】
2014520274.tif 000010
【図３Ｃ】
2014520274.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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