(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体導管（５）の存在および流体導管（５）の内容の少なくとも１つの特性を判定する装置であって、該判定装置が流体導管を保持するように意図された制御装置に配置され、
光源にして、該光源の放射（５０）が流体導管（５）の意図した位置に向けられる、光源（２６）と、
流体導管（５）が存在する時該流体導管を通って送られる前記放射（５０）の第１の部分を検知する第１の光学センサ（３０）と、
存在する流体導管（５）により反射される前記放射の第２の部分（５２）を検知する第２の光学センサ（２８）とを有することを特徴とする判定装置。
【請求項２】
第２の光学センサ（２８）が光源（２６）と一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の判定装置。
【請求項３】
判定装置が、少なくとも、制御装置のハウジング（３２）内のその電気部品（２２、２４、２６、２８、３０）とともに配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の判定装置。
【請求項４】
光源（２６）から流体導管（５）へ光（５０）を送り、流体導管（５）により反射された光（５２）を第２の光学センサ（２８）へ送り返す第１の導波管（４０）と、流体導管（５）に向けられかつ流体導管を通って第１の光学センサ（３０）の方に送られる光を送る第２の導波管（４２）とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の判定装置。
【請求項５】
前記判定装置が、制御装置のハウジング（３２）上に配置された導管ホルダ（３４）を備え、前記第１および第２の導波管（４０、４２）が導管ホルダ（３４）に一体化されていることを特徴とする請求項４に記載の判定装置。
【請求項６】
第１の導波管（４０）が、エア・ギャップが流体導管（５）と第１の導波管（４０）との間に形成されるように配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の判定装置。
【請求項７】
光源（２６）が、所定の波長および所定の変調を有する放射を放射することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の判定装置。
【請求項８】
光源（２６）が、基本的に矩形パルス・シーケンスで赤外線波長領域の放射を放射することを特徴とする請求項７に記載の判定装置。
【請求項９】
第１および第２のセンサ（３０、２８）が、制御装置の制御ユニット（１３）と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から９ののいずれか１項に記載の判定装置。
【請求項１０】
制御ユニット（１３）が、両センサ（３０、２８）により供給される信号を所定の値と比較し、かつ
第１のセンサ（３０）からの信号が高レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が低レベルである場合は、流体導管（５）が存在しないと判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が中レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が高レベルである場合は、流体導管（５）が存在し、空であると判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が高レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が高レベルである場合は、流体導管（５）が存在し、透明の液体で満たされていると判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が低レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が高レベルである場合は、流体導管（５）が存在し、血液で満たされていると判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が低レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が高レベルであり、第１のセンサ（３０）からの信号が高レベルのパルスを含む場合は、流体導管（５）が存在し、血液で満たされており、血液は気泡を含むと判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が低または中レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が低レベルである場合は、誤差状態が存在すると判定する
ように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の判定装置。
【請求項１１】
判定装置が配置される前記制御装置が、透析モニタであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
流体導管（５）の存在および流体導管（５）の内容の少なくとも１つの特性を判定する方法であって、該判定方法が流体導管を保持するように意図された制御装置で使用され、
光源（２６）からの放射（５０）が流体導管（５）の意図した位置に向けられ、
流体導管（５）が存在する時、該流体導管を通って送られる前記放射（５０）の第１の部分が第１の光学センサ（３０）によって検知され、
存在する流体導管（５）により反射される前記放射の第２の部分（５２）が第２の光学センサ（２８）によって検知されることを特徴とする判定方法。
【請求項１３】
両センサ（３０、２８）により供給される信号が、信号を所定の値と比較する制御ユニット（１３）に送信されて、
第１のセンサ（３０）からの信号が高レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が低レベルである場合は、流体導管（５）が存在しないと判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が中レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が高レベルである場合は、流体導管（５）が存在し、空であると判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が高レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が高レベルである場合は、流体導管（５）が存在し、透明の液体で満たされていると判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が低レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が高レベルである場合は、流体導管（５）が存在し、血液で満たされていると判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が低レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が高レベルであり、第１のセンサ（３０）からの信号が高レベルのパルスを含む場合は、流体導管（５）が存在し、血液で満たされており、血液は気泡を含むと判定し、
第１のセンサ（３０）からの信号が低または中レベルで、第２のセンサ（２８）からの信号が低レベルである場合は、誤差状態が存在すると判定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は流体導管の存在および流体導管の内容の少なくとも１つの特性を検知するための装置であって、例えば、血液の体外処理用の制御装置上に配置された装置にして、光源であって、その放射が導管の方向を向き導管を通る光源を有し、流体導管を介して方向付けられた放射を検知する、光源により放射される放射用の光学センサを備えた装置に関する。
【０００２】
本発明による装置は、モニタとも呼ばれる透析用の制御装置との使用を意図している。この場合、流体導管は血液、洗浄液または空気で満たされる。
【０００３】
（技術的背景）
透析モニタに接続される流体導管またはチューブをモニタする一連の装置が知られている。例えば、流体導管内の血液をチェックする空気検知器が知られている。これは、患者へと戻される流体導管中の血液の空気または気泡をチェックすることができる。さらに、透析器により血液の代わりに戻される透析液をチェックし、それにより透析器薄膜での漏れ口の存在を判定することが可能な血液検知器が知られている。これらの検知器が導管内を通った液体中に空気または血液を判定するとすぐに、検知器に接続されたモニタの制御ユニットが、患者の危険を防ぐために警報を作動する。さらに、これらの検知器が流体導管もモニタするように設計されている場合、流体導管がない時に警報が作動する。
【０００４】
普通は、公知の装置は、本質的に透明な流体導管を通過するように配置された光電（ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）部分を備える。例えば、光源からの赤外線光が、導波管（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）を使用して、チューブにまたはチューブを保持するように意図されたチューブ支持部内の凹部に送られるＤＥ３７  ６８  ０３３の装置が知られている。光は、凹部から受信器へ第２の光部分を通って送られる。チューブが取り付けられているかどうか、および本質的に透明な洗浄液または血液を含むかどうかにより、様々な量の光が受信器に到達する。これは、評価装置または制御ユニットに信号を送信し、前記信号は、受信された光の量に依存し、それによりチューブの状態またはチューブの内容に関する情報を提供する。チューブが存在しない場合、光はフィルタリングされずにまたは減衰されずに受信器に到達し、受信器はその後評価装置に高い信号を送信する。チューブが取り付けられており、空気または無色の流体、例えば洗浄液で満たされている場合、光はわずかにフィルタリングされてまたは減衰されて受信器に到達し、後者はその後評価装置に中間の信号を伝える。チューブが血液で満たされている場合、光は本質的に完全に減衰され、そして多くとも少量の光が受信器に到達することになり、受信器はその後、低いレベルの信号を評価装置に供給する。
【０００５】
しかしながら、この欠点は、あるチューブで、それらの形状および構成により、結果をゆがめるレンズの影響が発生する可能性があるということである。最悪の場合では、これは、取り付けられたチューブが無色の流体で満たされる場合に、チューブが取り付けられていない場合と同じ量の光が受信器に送られることになる可能性がある。両方の場合で、受信器が同一の信号を発生し、その結果、２つの状態の区別が不可能になる。
【０００６】
光源および受信器が各々チューブを変形させるように突き出て配置されている装置がＥＰ  ０  ４６７  ８０５から知られている。この態様においては、そうでなければ円筒状の形状に起因し、および光線を受信器上に集中させる、非点収差焦点調節（ａｓｔｉｇｍａｔｉｃ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ）いわゆるレンズ効果が除去される。しかしながら、この公知の装置では、チューブ中に存在する流体の性質のみが光電部分で判定される一方、チューブの存在は電子機械的センサの使用により判定される。この追加の電子機械的センサの結果として、公知の装置は複雑でしたがって高価になり、また同時に誤差の付加の可能性により信頼性が小さくなる。
【０００７】
チューブの存在とチューブ中で輸送される流体の特性との両方を光電部分により検知する他の装置が、ＵＳ  ５  ６４４  ４０２から知られている。この目的のために、光源、受信器およびいくつかのデフレクタはチューブが存在するかどうかとその内容および生じる異なる屈折作用に応じて複雑な幾何学配置で配置され、光線は受信器に全く到達しないか、１回または２回回折されるかのどちらかである。チューブが存在するかどうかおよび内容がどんな特性を持っているかを光電部分で判定することは確かに可能であり、また、部分的により長い光路の結果、より大きな感度を達成することがさらに可能である。しかしながら、概ねこの装置は極めて複雑であり、したがって高価である。それに加えて、それは、大いに故障しやすく、正確な情報の提供を可能にするためには問題のチューブを正確に調節することが必要である。
【０００８】
この背景の観点により、流体導管の存在および流体導管の内容の少なくとも１つの特性の確実な調査がわずかな費用で可能である、患者の安全性を改善するための、序論に記述されたタイプの装置を提供することが、したがって本発明の目的である。
【０００９】
（発明の開示）
この目的は、流体導管から反射された放射線を検知する第２の光学センサを備える、序論で言及されたタイプの装置により達成される。
【００１０】
この方法で、特に流体導管またはチューブの存在を確実に確認することが可能な単純に構成された装置が提供される。流体導管が存在する場合、光源により流体導管の方向に向けられた光線は、部分的に反射され、この反射は第２の光学センサにより検知されることになる。その後、第２の光学センサは信号が処理されるモニタ等の制御ユニットに送信される高いレベルの信号を発生する。流体導管が全く存在しない場合、光は流体導管から第２の光学センサ上に反射することができず、その結果、第２の光学センサは信号を発生しないまたは低いレベルの信号しか発生せず、制御ユニットに信号を送信することになる。この方法では、流体導管の存在は、第２の光学センサからの信号によってのみ確実に判定することができる。
【００１１】
反射されない光線または光線の反射されない部分は、受信した光線放射の強度に依存する信号を発生し、これを制御ユニットへ通過させるところの第１の光学センサに検知される。流体導管が存在しない場合、光線放射全体は、反射されず、およびフィルタリングされずまたは減衰されず、および弱められずに第１の光学センサに到達し、第１の光学センサは高いレベルの信号を発生し、これを制御ユニットに送信する。レンズ効果に関して上で詳細に記述したように、流体導管が取り付けられて透明な液体を含む場合に、高いレベルの信号が同様に発生される可能性がある。しかしながら、第２の信号が流体導管から利用可能であるので、この信号は、透明な流体を含む流体導管の記述された状態をあいまいさなしで指定することを可能にする。以前に存在したこれら２つの状態の区別の困難は、このようにして容易に信頼性高く克服される。
【００１２】
流体導管を通り伝わる流体の他の特性もまた単純な方法で判定することができる。流体導管が存在し、空気のみにより満たされている場合、光線は多少減衰し、その結果減少した部分は第１の光学センサによって検知されることになる。その後第１の光学センサは中レベルの信号を発生し、制御ユニットへと信号を進行させる。流体導管が存在し、血液で満たされている場合、光の放射は本質的に完全にフィルタリングされ、大部分では、光の放射の小さな部分のみが第１の光学センサに到着することになる。その後、第１の光学センサは低レベルの信号を発生し、制御ユニットに信号を送信する。
【００１３】
最後に、血液で満たされた流体導管中の気泡の存在も容易に確認することができる。周囲の血液とは対照的に、気泡は本質的に光線を減衰させないので、実質上、フィルタリングされない光線は、気泡を含む血液中を通過し、第１の光学センサに到着することになる。したがって、気泡を含む血液が流れて、光線が実質上フィルタリングされないで第１の光学センサに到着することを瞬間的に可能にする場合、第１の光学センサは、血液を示す低レベルの信号に重ねられる短い、高レベルのインパルス状の信号を発生する。空気の存在が血液を示す信号にレベルを与える。血液中の気泡の存在は、第１の光学センサから形成される信号、すなわち高いレベルのインパルスが重ねられた低いレベルの基礎信号からこのようにして単純に判定することができる。この方法で、気泡の簡単な測定が、単にピークまたは存在する基礎信号のインパルスの検知によって、チューブのタイプおよびその位置と無関係に可能になる。
【００１４】
誤差状態、例えば間違った流体導管の存在、または、光源の光が弱すぎる、または、光源もしくは第１のセンサおよび／または第２のセンサが不完全なこと等が本発明による装置により判定できる。そのような場合に、第１のセンサは低または中レベルの信号を発生し、第２のセンサは、低レベルの信号を発生する。
【００１５】
したがって、本発明による装置により、流体導管の存在、流体導管の内容の少なくとも１つの特性および誤差状態は、以下の表中で要約されるように、容易に、信頼性高く判定することができる。
【表１】
0004261774.tif 000002
誤差状態は例えば以下である：弱すぎる光源、第１および／または第２のセンサの故障、間違った流体導管。
【００１６】
例えば、強い受信光線に低レベルの信号を、および弱い受信光線に高レベルの信号を与えるセンサを使用する場合、上記の表はそれに対応して逆にされることに、この例で注意すべきである。運動学的に逆にされた方法で作動する装置のこのような配置は、本明細書に同様に組み込まれる。
【００１７】
本発明による装置は、本発明の好ましい実施形態に従って、第２の光学のセンサが光源と結合し、例えば、光源と一体に形成される場合さらに単純化することができる。そのような反射センサの使用は、装置のために必要な個々の部品の数を減少させ、それにより、装置の複雑さが低減し、その結果故障の危険がさらに低減する。
【００１８】
これが好ましい実施形態に過ぎず、また、もし第２の光学センサが流体導管からの反射光を捕らえるならば、光源と無関係に所望のように第２の光学センサを配置してもよいことにこの時点で注意すべきである。所望のいかなるセンサでも、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオードまたはフォトレジスタでも、光学センサとして使用することができる。
【００１９】
さらなる好ましい実施形態によれば、装置の少なくとも感度の高い電気的および電子的部品は、モニタ・ハウジング中に一体化され、したがって、これらは外部影響から保護され、かつ安全性が向上する。外部影響は、例えば電磁気の放射と同様に、湿気、水およびグルコースまたはコーヒーかもしれない。例えばモニタに置かれて倒されたカップから出たコーヒーは、モニタおよび装置を流れ落ち、またはグルコースが偶然にモニタ上に落ちる可能性があり、透析患者に投与される場合は、装置に向かって噴出する可能性がある。電磁放射によりセンサからモニタ装置までの信号送信が分裂する可能性がある。
【００２０】
光源から流体導管への放射の安全な伝送と、第１の光学センサへの安全なさらなる伝送を保証するためには、他の実施形態によれば、光源から流体導管までの光または放射および流体導管から第２のセンサまでの反射光をガイドする第１の導波管、ならびに流体導管を通過した後に流体導管から第１の光学センサへ向かう光をガイドする第２の導波管を備えることが好ましい。この方法では、ランダムな外部影響に関係なく装置の安全な操作を保証する定義された光路が作成される。
【００２１】
導波管は、石英ガラス等のどんな所望の光伝導性材料で作られていてもよく、また直径に関しても自由に形成されてもよい。しかしながら検知される流体導管の直径よりも小さい直径にすることが有利である。これにより、全ての放射光が流体導管またはその内容を検知するために利用され、したがってより高い精度および効率が達成されるという利点をもたらす。
【００２２】
しかしながら、導波管を使用する代わりに、例えばＤＥ  ３７  ６８  ０３３に開示されたような鏡を使用して定義された光路を作成することも可能である。
【００２３】
代替の実施形態によれば、第１と第２の導波管は、モニタ・ハウジング上に配置された導管ホルダまたはチューブ・ホルダに一体化される。これにより、流体導管とセンサとの間の定義された相対的な結合が、測定の精度および信頼度をさらに改善することを可能にする。
【００２４】
この配置では、さらに光源から流体導管まで光をガイドする導波管も流体導管に接触するように配列することができる。しかしながら、それはさらにエア・ギャップが導波管の端部と流体導管との間に存在するように配列することができる。近接して配列された材料の屈折率は反射が得られないかまたは反射が不十分に過ぎないのと同様である時、これは特に必要である。エア・ギャップの提供により、近接して配置された材料の屈折率間の十分な差、したがって取り付けられた流体導管での光線の十分な反射が得られる。
【００２５】
光源から放射される光が、任意の所望の波長の調整されない光である可能性がある。しかしながら、周囲の光に関係なく、光源により送られたか、または、流体導管により反射もしくは送られた光の確実な検知ができるように放射された光が調整される時に、それは有利である。例えば、８８０から８９０ｎｍの波長および１０ｋＨｚの変調周波数を備えた光が使用される。周囲の光からの絶縁は、検知器での信号から変調をフィルタリングすることにより簡単に実行することができる。
【００２６】
このための部品が知られており、装置に含まれる働きおよびコストが低減されるので、赤外線領域の光は例えば矩形波パルス・シーケンスと共に送られ調整されることが好ましい。
【００２７】
ガラス材料の導波管を利用する場合、短い波長はガラスに吸収されるので、３５０ｎｍより低い波長を備えた光が使用されてはならないことにさらにこの段階で注意すべきである。
【００２８】
発明は、添付図面に関しての好ましい実施形態によってより詳細に記述されるであろう。
【００２９】
（好ましい実施形態の説明）
明瞭性の改善のために、本発明による装置が使用される透析モニタのいくつかの部品のみが、図１の中で概略的に示される。
【００３０】
患者からの血液は、動脈（ａｒｔｅｒｉａｌ）チューブ３による体外血液回路を通って透析器１に送られ、血液１は血液ポンプ７によりチューブ３中を透析器１へと動かされる。チューブ３は、図示されないモニタの制御ユニット１３によって作動される動脈クランプ９によりクランプされることができる。チューブをピンチオフし、したがってさらに血液が患者から採られるのを防ぐための警報の場合、クランプ９は、例えば電磁的に操作できるクランプとして形成され、モニタの制御ユニット１３により操作される。
【００３１】
透析器１を通りそこで浄化された血液は、静脈チューブ５により患者に送り返される。電磁的に操作可能な静脈クランプ１１は、同じようにモニタの制御ユニット１３により制御され、チューブ５に同様に配置されている。
【００３２】
検知器２０は流れの方向においてクランプ１１の上流に配置され、またモニタの制御ユニット１３に接続される。この検知器２０は、一方ではチューブ５の存在を、他方ではチューブ５の内容の特性を判定する。例えば、検知器２０がチューブ５が洗浄液を含んでいる、または気泡が患者に送り返される血液中に含まれていることを確認すると、モニタの制御ユニット１３により警報が発生され、クランプ９および１１がチューブ３および５をそれぞれはさむために作動される。この方法で、患者へのいかなる危険も除去され、患者の安全が改善される。
【００３３】
ここに記述された検知器２０の配置は、例示のみである。透析モニタ内でのここに記述された配置に検知器の利用を制限することは意図されず、透析モニタの中のみでの使用または体外血液循環中のみでの使用も意図されない。例えば、血液透析（ｈａｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ）、血液透析濾過（ｈａｅｍｏｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、血液濾過（ｈａｅｍｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）でのその利用に加えて、装置は特に血漿瀉血（ｐｌａｓｍａｐｈｅｒｅｓｉｓ）、静脈注射、血液成分の交換中にまたは心臓手術中の酸素処理（ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ）に採用されることが可能である。
【００３４】
図２では、検知器２０の好ましい実施形態は断面で図示される。検知器２０は、電気部品および回路が配置され、ハウジング３２のみが図示されているモニタの制御ユニット１３（図１）に電気的接続２４により接続される回路ボード２２を備える。電気的部品および回路を備える回路ボード２２は、保護のためにハウジング３２内部に配置される。発光ダイオード（ＬＥＤ）２６は、回路ボード２２上の光源として提供される。ＬＥＤ２６は、光トランジスタ２８および導波管４０と結合し、この配置は前述の反射センサを形成する。さらに、ＬＥＤ２６により放射された光に反応するセンサ３０が、回路ボード２２上に配置される。
【００３５】
検知器２０は、モニタ・ハウジング３２の外側に配置された図示されていないチューブを保持することが出きるチューブまたは導管ホルダ３４をさらに有する。導管ホルダ３４は、内部に向かい先細になり、次に本質的に円筒状の拡大部３８まで開く凹部３６を備えている。この拡大部３８は、図示されないチューブを受け、導管ホルダ３４中にこれを保持する。ＬＥＤ２６およびフォトトランジスタ２８に接続された導波管４０は、モニタ・ハウジング３２および拡大部３８までの導管ホルダ３４によってガイドされ、その結果、ＬＥＤ２６から放射された光は拡大部３８に向けてガイドされる。第２の導波管４２は導管ホルダ３４内に同様に設けられ、一端が拡大部３８に、他端がセンサ３０に向くようにその中に配置されている。この目的のために、対応する開口がモニタ・ハウジング３２および導管ホルダ３４双方の中に設けられている。同時に、拡大部３８に向けられた導波管４２の端部は、第１の導波管４０と反対向きに配置されている。この態様で、第２の導波管４２は、第１の導波管により拡大部３８に向けて送られた光を受信し、センサ３０上へこれを通過させることができる。
【００３６】
このことは、図３に概略的に示されている。図３は、凹部３６の拡大部を通して挿入されたチューブ５とともに、導管ホルダ３４の拡大部３８を断面で示している。光源により送られた光線５０は、ここでは図示されないが、第１の導波管４０を通して拡大部３８およびその中に位置するチューブ５に送られる。光線５０の一部分は、矢印５２に示すようにチューブ５で反射されることになる。これらの光線５２は、またここに示していないフォトトランジスタ２８によって検知されることになり、その後、それは信号を発生し、両方ともここに示されていない、モニタの制御ユニットにこれを送信する。この信号は、上記に詳細に記述されたように、単純に信頼性高くチューブ５が導管ホルダ３４内に位置することを示す。
【００３７】
光線５０の一部分は透明なチューブ５を通して送られ、反対側に配置された第２の導波管４２に到達することになる。これは、光線５０をさらにセンサ３０（図２）にガイドし、センサ３０は受信した光放射５０の強度に応じた信号を発生し、これをモニタの制御ユニット上へ通過させる。この信号は、チューブ５内に含まれる流体の特徴を簡単に信頼性高く示す。上記で詳細に記述されたように、この配置により、チューブ５が空気で満たされているかどうか、洗浄液で満たされているかどうか又は血液で満たされているかどうか、また血液が気泡を含んでいる可能性があるかどうかの安全であり信頼できる判定が可能になる。
【００３８】
第１の導波管４０がチューブ５に接触するここに示した配置は、本発明による装置の一実施形態に過ぎない。第１の導波管４０を、拡大部３８内のチューブ５と間隔をおくように配置することも可能である。
【００３９】
このことは、図４に示されている。ここに図示された実施形態では、チューブ５が導管ホルダ内３４に挿入される場合、エア・ギャップ６２がチューブ５と凹部３８に向いた導波管４０の端部との間に存在する。この実施形態は、図３に示すものとはエア・ギャップ６２のみ異なる。類似の部分が、類似の参照番号により示されるので、新しい詳細な記述はここでは必要ない。
【００４０】
エア・ギャップ６２は、例えば、図中では示されず、図示されたエア・ギャップ６２を形成するために導波管４０からある距離でチューブを保持するスペーサを用いることで与えられる。導波管４０が、チューブ５の方向に向けられた端部における１つまたは複数の凹部を備えることも可能である。その結果、チューブ５が導波管４０の突き出た部分に乗る一方、エア・ギャップが導波管４０の凹部とチューブ５との間で形成される。
【００４１】
このようにして形成されたエア・ギャップは、光線５０の方向に隣接して配置された材料の屈折率に応じて、光線の十分な反射を保証するために、ある材料について、またはある表面特性もしくはチューブ５の形状に関して必要である。
【００４２】
図５では、制御ユニット１３の一部および静脈クランプ１１が取り付けられた静脈チューブ５の部品および本発明による装置の光電部分の部品が概略的に示されている。チューブ５は全体的にまたは光電部分の領域中で、円筒形または楕円形の断面を持って、ＰＶＣまたは医学分野で使用される他の通常の透明な材料により形成されることが可能である。しかしながら、チューブをセルとして、ガラス等で、矩形断面で形成することも可能である。光電部分はすでに図２を参照して詳細に記述したので、新たな説明は必要ない。導波管はなく、光源２６、フォトトランジスタ２８および第１のセンサ３０のみを備える光電部分が、ここには概略的に示されている。光源２６は、チューブ５に向けて光線５０を送り、これらは透明に形成されたチューブ５を通して送られ、第１のセンサ３０により検知される。５２で表示される光線５０の一部分は、チューブ５により反射され、第２のセンサ、フォトトランジスタ２８により検知される。
【００４３】
制御ユニット１３の図示された部分はＣＰＵ、Ｄ／Ａコンバータ、変調器Ｍ、３つの復調器ＤＭｌ、ＤＭ２およびＤＭ３、バンドパス・フィルタＢＦおよび３つのコンパレータをＫ１、Ｋ２、Ｋ３を備えている。ＣＰＵは、ＬＥＤの制御電流をＤ／Ａコンバータにより調整する変調器Ｍを制御する。これは上記に詳細に記述したように、光源２６が所定の変調された光線５０を放射するという効果を持つ。
【００４４】
チューブ５を通る調整された光線５０は、第１のセンサ３０により検知される。その後、これは、復調器ＤＭ１によって復調された信号を発する。この方法で、光電部分中の測定に対する周囲の光の影響は本質的に除外される。その後、復調された信号は所定の値と比較されるコンパレータＫ１に渡される。この所定の値はＤ／ＡコンバータによりＣＰＵからコンパレータＫ１に供給される。１つの実施形態のみがここに記述されており、所定の値、いわゆる「トリガ値」はさらに別の方法でコンパレータに供給されることがあることにこの時点で注意すべきである。
【００４５】
復調器ＤＭ１によりコンパレータＫ１に供給される信号がこの所定の値を超えていると、チューブ５は存在しない、またはチューブは存在して透明な流体で満たされており、その結果、上記に詳細に記述されたレンズ効果の結果、チューブ５の存在しない場合と同じ量の光が第１のセンサ３０に到達する。
【００４６】
これら２つの状況を区別するために、ＣＰＵは、第２のセンサ２８により伝達された信号を使用する。これは、チューブ５により反射された光線５２に応答し、復調器ＤＭ３により復調されてその後コンパレータＫ３に送信される信号を発する。このコンパレータＫ３は、センサ２８により伝達された信号を、Ｄ／Ａコンバータを使ってＣＰＵにより供給される所定の値と比較する。信号がこの値より下の場合、光をセンサ２８に反射できるチューブ５は存在しない。信号が所定の値より上の場合、チューブ５は存在し、光５２は、センサ２８に向かって反射され、その後、それは高レベルの信号を発する。このようにして、チューブ５が存在しないかどうかまたは透明な流体を含むチューブが存在するかどうかを、ＣＰＵはコンパレータＫ１およびＫ３の支援により決定することができる。
【００４７】
同じ方法で、ＣＰＵは、チューブ５が血液で満たされているか空であるかを判定することができる。この目的のために、コンパレータＫ１に送信された信号は、第２の低い所定値と比較される。信号がこの値より下である場合、血液がチューブ５内に存在する。この場合、光線５０は実質的に完全にフィルタリングされることになり、その結果、センサ３０は対応する低い信号のみを供給する。チューブが存在するが空、即ち空気で満たされている場合、光線５０は多少フィルタリングされ、対応する信号がセンサ３０によりコンパレータＫ１に送られることになる。この信号が、第１の所定の値より下で第２の所定値の上にある場合、空のチューブが存在する。したがって、コンパレータＫ１の支援により、ＣＰＵは空のチューブが存在する場合も判定することができる。
【００４８】
最終的に、コンパレータＫ２の支援により、ＣＰＵは気泡がチューブ５を流れる流体中に存在するかどうかを判定することができる。例えば、気泡がチューブ５を通り流れる血液中に存在する場合、これらが光電部分を通過するとともに、光線５０をそれらの大きさに応じて大きいまたは小さい範囲で遮られずにセンサ３０に到達させることが可能になる。その後、後者は、通過する泡に対応したパルス状の信号を発生する。センサ３０により発せられたこの信号は、復調器ＤＭ２およびバンドパス・フィルタＢＦによって、上記に詳細に記述されたように、コンパレータＫ１とコンパレータＫ２の両方に送信される。コンパレータＫ２は、信号を所定の値と比較し、信号がこの値の上である場合に気泡は存在する。この場合、チューブ５を閉じる静脈クランプ１１等をＣＰＵが制御する。この方法で、患者のどんな危険も除外される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  中に本発明による装置を備えた透析モニタの部分を概略的に示す図である。
【図２】  好ましい実施形態の概略を示す図である。
【図３】  図２による装置中の光放射の概略図の詳細を示す図である。
【図４】  さらに好ましい実施形態による光放射の概略図の詳細を示す図である。
【図５】  制御ユニット中の信号処理の概略を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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