[发明专利]尿液监测系统和方法

说明书

技术领域

本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请No.61/794,917的优先权，该申请通过引用整个地并入到本申请中。

背景技术

当有必要在一时间段期间从置管的患者收集尿液时，排尿容器或袋常被用在医院和卫生保健设施中。这些容器/袋允许患者保持卧床，而不必被移动以使用浴室或便盆。排尿系统可以包括导管(例如，弗利导管)、收集容器/袋(例如，由聚合材料或PVC膜制成的袋)以及将弗利导管连接到收集容器/袋的管道。在操作中，首先对患者进行置管，然后通过一段长度的管道将导管连接到排放容器/袋。尿液排放通过导管、管道，然后最终排放到收集容器/袋。尿液可以仅由于重力而被从导管移至收集袋中。平均来说，1小时生成大约80-90mL的尿液。

对于患者护理可能重要的是跟踪患者生成的尿液的流率和容积。尿液流率或容积的不规则性可以向临床医生发出信号示意患者正在遭受某些问题。在一些情况下，尿液容积通过在尿液收集容器/袋被充满之后移除尿液收集容器/袋、然后测量收集后的容积来跟踪，但是这未能在排尿期间跟踪容积和流率，并且可能延迟问题的检测。某些自动化尿液输出感测装置依赖于超声脉冲回声传感器来检测流体水平和计算尿液流量。然而，脉冲回声超声测量遭遇到某些限制，包括它们相对昂贵以及具有受计量器角度限制的精度。

排尿系统的另一个可能的问题是，当尿液水平到达排放孔时，可能聚集在导管和/或其他管道的排放腔内，而不是连续地流动。导管材料(例如，硅胶)的表面张力可能引起或促使聚集，并且阻止连续流动。当该聚集发生时，难以(如果不是不可能的话)得到流率的精确测量。例如，尿液的初始流动可能因聚集而延迟，从而阻止初始流动的精确测量。此外，聚集可能导致在表面张力被克服之前形成的流体团。当导致的流体团的量被释放时，它可能引起测量误差，并且可能超出附接的流量计的能力。另一个潜在缺点是，聚集可能使残留的流体“倒退”在膀胱中，并且使残留的流体留在排放腔中，这可以导致卫生状况和健康问题。

本公开涉及用于监测/测量流体容积、流率和其他参数的低成本、高分辨率流体监测装置和系统。所公开的装置和系统可以用作尿液监测装置/系统，或者可以在各种应用中被用来监测其他流体。此外，本公开涉及改进通过所述系统的流体流动、从而改进测量并且帮助防止不想要的流体余留在所述系统中的方式。

发明内容

本文中描述了包括被相信提供优于现有的流体/尿液计量器的优点的特征的流体/尿液监测装置和系统。本公开的可靠的低成本流体(例如，尿液)监测装置和/或系统包括但不限于基于电容的测量系统、基于压力的测量系统、基于重量的测量系统(例如，测力单元或应变计系统)和/或其他测量系统。

在一个实施方案中，基于电容的测量原理被用来测量尿液输出。该实施方案提供高分辨率、低成本电子容积和流率尿液计量器和记录器。该实施方案实现对于任意大小或形状的袋/容器指示容积和计算流率的自主的便宜的电路。该实施方案的一些益处包括缩短所花费的护理者时间，包括通过消除手动记录这些关键参数的需要。此外，该实施方案帮助消除与读取测量相关联的人为误差。为了测量尿液的容积、流率、组成等，设计了具有可变电容率的电容传感器的灵敏探头。

在一个实施方案中，一种流体监测系统包括容器和电容传感器，容器用于收集流体，电容传感器附接到容器，并且被配置为充当随着流体收集在容器中感测流体的物理性质的电容器。流体监测系统还包括微控制器，其被编程为基于从电容传感器接收的数据(例如，电容传感器的电容的测量)，随着流体收集在容器中计算流体的容积。电容的测量/数据可以使用振荡器、CVD、桥式方法、基于电荷的方法和/或CSM方法间接地从电容传感器测量。微控制器可以包括软件，其被编程为将容积与唯一标识符一起发送以区分所述流体监测系统发送的容积和其他监测系统发送的数据。

电容传感器可以具有仅由两个平行电极形成的大致共面电极结构或叉指电极结构。这些电极结构可以由容器的外表面上的导电墨水形成。

流体监测系统还可以包括参考电容器和补偿电容器，参考电容器被配置为测量空气的介电性质，补偿电容器被配置为测量流体的介电性质，微控制器被编程为基于从参考电容器和补偿电容器接收的数据连续地估计流体的介电常数，从而促使对正被测量的流体的组成和/或电导率的变化进行自动补偿。流体监测系统可以包括用于将测量(包括容积和流率)发送到单独的装置(例如，计算机、监测器、智能电话等)的无线收发器。