本發(fā)明總體涉及泵，并具體地涉及測(cè)量可用于醫(yī)學(xué)規(guī)程中的沖洗泵的狀態(tài)。

背景技術(shù)：

沖洗泵用于寬泛范圍的領(lǐng)域，諸如微創(chuàng)醫(yī)學(xué)規(guī)程。下面提供現(xiàn)有技術(shù)的示例。

公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文的授予rogozinski等人的pct專利公布wo2014/030140描述了一種流體傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：(a)至少兩個(gè)可膨脹物體；(b)插置于第一可膨脹物體和第二可膨脹物體之間的至少一個(gè)可變狀態(tài)流體傳送管道，該可變狀態(tài)管道配置成在打開(kāi)狀態(tài)下允許流體流動(dòng)通過(guò)可變狀態(tài)管道而在關(guān)閉狀態(tài)下不允許流動(dòng)。另一流體傳送系統(tǒng)包括：(a)入口；(b)出口；(c)單向主管道，該單向主管道限定在入口和出口之間；(d)中間口；和(e)中間管道，該中間管道限定在中間口和主管道之間，從而在第一單向閥和第二單向閥之間與主管道相交，該主管道限定單向流體流量。

公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文的授予sibbitt等人的美國(guó)專利7,118,554描述了一種注射器裝置，該注射器裝置包括：第一注射器，該第一注射器包括：第一注射器筒，該第一注射器筒包括位于第一注射器的遠(yuǎn)側(cè)端部處的第一開(kāi)口，流體可通過(guò)第一開(kāi)口擠出或吸出；和第一注射器柱塞，該第一注射器柱塞在第一注射器筒內(nèi)滑動(dòng)以通過(guò)第一注射器筒開(kāi)口擠出流體，第一注射器柱塞包括位于第一注射器柱塞的遠(yuǎn)側(cè)端部處的止擋器，該止擋器密封地并可滑動(dòng)地接合第一注射器筒；往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，該往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件沿著平行于第一注射器的軸向方向的軌道運(yùn)動(dòng)；和往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置，該往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置將第一注射器柱塞連接到往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件使得當(dāng)由第一注射器柱塞和往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件組成的組中的一個(gè)構(gòu)件朝向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，該組中的另一構(gòu)件被迫使朝向近側(cè)運(yùn)動(dòng)。

公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文的授予kadan的美國(guó)專利申請(qǐng)公布2004/0082915a1描述了一種用于通過(guò)進(jìn)入關(guān)節(jié)隔室的單個(gè)入口來(lái)執(zhí)行診斷針關(guān)節(jié)鏡檢查和灌洗的系統(tǒng)。系統(tǒng)由具有用于沖洗和抽吸的閥的手持件、附接到手持件的診斷插管構(gòu)成。系統(tǒng)包括流動(dòng)車、相機(jī)、高分辨率監(jiān)視器和空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)用以對(duì)單獨(dú)受控的沖洗泵供以動(dòng)力從而將沖洗流體遞送到手持件和真空抽吸控制臺(tái)以收集流體。

公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文的授予willis等人的美國(guó)專利8,709,008描述了包括部署導(dǎo)管和可部署成膨脹構(gòu)型的附接成像罩的可視電極消融系統(tǒng)。在使用中，成像罩緊貼或鄰近在通常填充有不透明體液諸如血液的體腔中待成像的組織區(qū)域放置。半透明或透明流體諸如鹽水可被泵送到成像罩中，直到流體替換任何血液，從而留下待經(jīng)由部署導(dǎo)管中的成像元件成像的透明組織區(qū)域?？蓪㈦娏鱾鬟f穿過(guò)流體使得電流直接傳遞到被成像的組織區(qū)域并且可將電能傳導(dǎo)穿過(guò)流體而不需要單獨(dú)的消融探頭或器械來(lái)消融被觀察的組織。

公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文的授予gallardo等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公布20130030426a1描述了一種適合于消融的導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有多個(gè)專用沖洗管材以向其相應(yīng)電極或電極組供應(yīng)流體。管材穿過(guò)導(dǎo)管提供平行流動(dòng)通道，其中沖洗流體被遞送到可實(shí)現(xiàn)單極或雙極消融的被沖洗的尖端電極和/或環(huán)形電極。此類單獨(dú)的和專用的流體通道允許流體以不同的流動(dòng)速率遞送至相應(yīng)的電極或電極組。使用此類導(dǎo)管的集成式消融系統(tǒng)具有消融能源和具有多個(gè)泵頭的沖洗泵，該泵頭可彼此獨(dú)立地操作。包括集成式?jīng)_洗管材組以在流體源與導(dǎo)管之間延伸，其中每個(gè)泵頭能夠作用于將流體遞送到不同電極或電極組的不同管材。

以引用方式并入本專利申請(qǐng)的文獻(xiàn)將被視為本專利申請(qǐng)的整體部分，不同的是如果在這些并入的文獻(xiàn)中定義的任何術(shù)語(yǔ)與在本說(shuō)明書(shū)中明確或隱含地給出的定義在某種程度上相沖突，則應(yīng)只考慮本說(shuō)明書(shū)中的定義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施方案提供一種泵，包括：

壓縮隔室，所述壓縮隔室配置成在所述隔室的第一側(cè)面和第二側(cè)面之間收容柔性容器，所述柔性容器保持流體并具有出口；

泵機(jī)構(gòu)，所述泵機(jī)構(gòu)耦合以將所述隔室的所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面驅(qū)動(dòng)到一起以便迫使所述流體通過(guò)所述出口流出所述容器；

第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極分別固定到所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面；和

處理器，所述處理器耦合以測(cè)量所述第一電極和所述第二電極之間的電容并響應(yīng)于所述電容估計(jì)在所述容器中剩余的所述流體的體積。

通常，第一電極和第二電極形成非平行板電容器。

在公開(kāi)的實(shí)施方案中，所述處理器配置成測(cè)量所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面之間的角度并響應(yīng)于所述角度估計(jì)在所述容器中剩余的流體的體積。

在另一個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案中，所述第一電極包括覆蓋所述第一側(cè)面的至少50％的第一單個(gè)電極，并且所述第二電極包括覆蓋所述第二側(cè)面的至少50％的第二單個(gè)電極。

在另一個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案中，所述第一電極覆蓋所述第一側(cè)面的第一部分并定位在所述第一側(cè)面中的第一位置處，并且所述第二電極覆蓋所述第二側(cè)面的第二部分并定位在所述第二側(cè)面中的第二位置處，并且所述處理器配置成響應(yīng)于所述第一部分、所述第一位置、所述第二部分和所述第二位置估計(jì)剩余的所述體積。

在另選的實(shí)施方案中，所述第一電極覆蓋所述第一側(cè)面的一部分并定位在所述第一側(cè)面中的某一位置處，并且所述第二電極包括覆蓋所述第二側(cè)面的至少50％的單個(gè)電極，并且所述處理器配置成響應(yīng)于所述一部分和所述位置估計(jì)剩余的所述體積。

在另一個(gè)另選的實(shí)施方案中，泵包括鉸鏈，所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面中的至少一者配置成圍繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)。

在另一個(gè)公開(kāi)的實(shí)施方案中，所述流體包括對(duì)患者執(zhí)行消融規(guī)程期間使用的沖洗流體。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，還提供了一種方法，包括：

配置壓縮隔室以在所述隔室的第一側(cè)面和第二側(cè)面之間收容柔性容器，所述柔性容器保持流體并具有出口；

耦合泵機(jī)構(gòu)以將所述隔室的所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面驅(qū)動(dòng)到一起以便迫使所述流體通過(guò)所述出口流出所述容器；

將第一電極和第二電極分別固定到所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面；以及

測(cè)量所述第一電極和所述第二電極之間的電容并響應(yīng)于所述電容估計(jì)在所述容器中剩余的所述流體的體積。

結(jié)合附圖，通過(guò)以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明，將更全面地理解本公開(kāi)，其中：

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的泵狀態(tài)系統(tǒng)的示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于該系統(tǒng)的沖洗系統(tǒng)的示意圖；

圖3a、圖3b、圖3c和圖3d為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壁側(cè)面和槳葉側(cè)面的示意圖；

圖4a、圖4b、圖4c和圖4d為根據(jù)本發(fā)明的另選的實(shí)施方案的壁側(cè)面和槳葉側(cè)面的示意圖；

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，圖5a為平行板電容器的示意圖，并且圖5b為非平行板電容器的示意圖；并且

圖6為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的操作該泵狀態(tài)系統(tǒng)所執(zhí)行的步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

概述

向泵供應(yīng)的在流體容器中剩余的流體的量可通過(guò)以下方式測(cè)量：在啟動(dòng)泵之前首先測(cè)量容器中流體的體積，并且在其操作時(shí)跟蹤泵所使用的流體的體積。雖然此類方法一定是可實(shí)施的，但其可導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果，例如如果原始測(cè)量是不正確的，或者如果所跟蹤的體積是不正確的。

本發(fā)明的實(shí)施方案測(cè)量通過(guò)一種不同的方法將流體供應(yīng)給泵的流體容器中剩余的流體的狀態(tài)。該泵包括由兩個(gè)側(cè)面形成的壓縮隔室，該兩個(gè)側(cè)面通常為第一固定側(cè)面和圍繞鉸鏈相對(duì)于第一側(cè)面旋轉(zhuǎn)的第二側(cè)面。該壓縮隔室收容保持流體并具有出口的柔性容器。具有泵機(jī)構(gòu)，該泵機(jī)構(gòu)耦合以將隔室的第一側(cè)面和第二側(cè)面驅(qū)動(dòng)到一起以便迫使流體通過(guò)出口流出容器。

第一電極被固定到第一側(cè)面，并且第二電極被固定到第二側(cè)面。處理器耦合以測(cè)量第一電極和第二電極之間的電容，并且該處理器配置成根據(jù)該電容估計(jì)容器中剩余的流體的體積。

在一些實(shí)施方案中，第一電極和第二電極中的至少一者形成為電極的矩形陣列。在這種情況下，陣列中給定電極的電容可用于估計(jì)接近該給定電極的容器中剩余的流體的體積。

通常，本發(fā)明的實(shí)施方案首先經(jīng)歷校準(zhǔn)過(guò)程，形成第一電極和第二電極的所測(cè)量的電容與針對(duì)該側(cè)面的不同位置的容器中剩余的流體的體積之間的對(duì)應(yīng)。當(dāng)該泵操作時(shí)使用該對(duì)應(yīng)，以根據(jù)所測(cè)量的電容確定容器中剩余的流體的體積。

系統(tǒng)描述

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的泵狀態(tài)系統(tǒng)12的示意圖。以舉例的方式，以下描述呈現(xiàn)了所述系統(tǒng)用于確定向?qū)Ч芄?yīng)沖洗流體的醫(yī)療泵的狀態(tài)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解本系統(tǒng)可用于確定其他泵的狀態(tài)，諸如用于在滴灌系統(tǒng)中供應(yīng)化學(xué)補(bǔ)充劑的那些泵，和/或供應(yīng)藥物的那些泵。

系統(tǒng)12可用于由醫(yī)療專業(yè)人員14執(zhí)行的規(guī)程中，并且以舉例的方式，系統(tǒng)12假定用于人類患者18的心臟16的一部分的消融規(guī)程中。為了執(zhí)行消融，醫(yī)療專業(yè)人員14將探頭20插入患者的內(nèi)腔中，使得探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部22進(jìn)入患者的心臟。遠(yuǎn)側(cè)端部22包括安裝在遠(yuǎn)側(cè)端部的外側(cè)面上的電極24，該電極接觸心臟的相應(yīng)區(qū)域。探頭20具有近側(cè)端部28，該近側(cè)端部連接到操作控制臺(tái)48并且并行地連接到為消融規(guī)程提供沖洗流體(通常為鹽水溶液)并參考圖2所述的沖洗組件52。

沖洗組件52將流體遞送到?jīng)_洗管86(示出于圖2中)中，該沖洗管在醫(yī)療規(guī)程期間將流體輸送到遠(yuǎn)側(cè)端部22。組件52由沖洗模塊56控制以便根據(jù)醫(yī)療規(guī)程的沖洗要求來(lái)調(diào)節(jié)流體至遠(yuǎn)側(cè)端部22的流量。模塊56還可使用電容模塊59，該電容模塊繼而用于生成由組件52提供的沖洗流體的狀態(tài)的指示。下面描述組件52及模塊56和59的功能。

系統(tǒng)12由位于系統(tǒng)的操作控制臺(tái)48中的系統(tǒng)處理器46控制。在規(guī)程期間，處理器46通常使用本領(lǐng)域中已知的方法來(lái)跟蹤探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部22的位置和取向。例如，處理器46可使用磁跟蹤方法，其中處于患者18外部的磁發(fā)射器在定位于遠(yuǎn)側(cè)端部中的線圈中產(chǎn)生信號(hào)。由diamondbar,ca的biosensewebsterinc.生產(chǎn)的系統(tǒng)使用此類跟蹤方法。

可將用于處理器46的軟件通過(guò)例如網(wǎng)絡(luò)以電子形式下載到處理器。另選地或除此之外，軟件可設(shè)置在非臨時(shí)性有形介質(zhì)諸如光學(xué)、磁性或電子存儲(chǔ)介質(zhì)上。通常在屏幕62上患者18的心臟的三維表示60上顯示遠(yuǎn)側(cè)端部22的跟蹤。

為了操作系統(tǒng)12，處理器46與存儲(chǔ)器50通信，并且與由處理器使用的來(lái)操作系統(tǒng)的模塊通信，模塊包括沖洗模塊56、電容模塊59、跟蹤模塊(圖1中未示出，但其操作由處理器46使用的跟蹤方法)和消融模塊54。消融模塊54允許處理器控制消融規(guī)程的參數(shù)，諸如所使用的功率。沖洗模塊56使處理器46能夠在消融期間控制參數(shù)諸如沖洗流體的流動(dòng)速率。電容模塊59使處理器能夠確定組件52的隔室的電容。根據(jù)該電容，處理器確定組件52提供的沖洗流體的狀態(tài)，該狀態(tài)包括，特別是，組件52使用的流體容器72或流體容器74(以下更詳細(xì)所述)中剩余的沖洗流體的體積。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，由處理器46使用的其它模塊未在圖1中示出，該其他模塊可包括硬件以及軟件元件。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的系統(tǒng)12中的沖洗組件52的示意圖。

沖洗組件包括沖洗泵機(jī)構(gòu)70。泵機(jī)構(gòu)呈打開(kāi)的“硬封面書(shū)”的形式且包括兩個(gè)隔室，該隔室由兩個(gè)壁(書(shū)的兩個(gè)“封面”)和位于壁之間的槳葉76(對(duì)應(yīng)于書(shū)的頁(yè)面)形成。槳葉具有兩個(gè)側(cè)面，右側(cè)面76a和左側(cè)面76b。右隔室77由為“硬封面書(shū)”的“右封面”的第一壁78的側(cè)面78a和槳葉76的右側(cè)面76a形成。左隔室79由為“硬封面書(shū)”的“左封面”的第二壁80的側(cè)面80b和槳葉76的左側(cè)面76b形成。槳葉圍繞平行于限定壁78和80的平面之間的接合部(對(duì)應(yīng)于書(shū)的“脊”)的鉸鏈81樞轉(zhuǎn)并且通過(guò)馬達(dá)85的驅(qū)動(dòng)在壁之間擺動(dòng)。泵機(jī)構(gòu)70的馬達(dá)由沖洗模塊56控制。在上述對(duì)泵的說(shuō)明中使用術(shù)語(yǔ)“右”和“左”純粹是為了清楚區(qū)分隔室，并且應(yīng)當(dāng)理解，泵可以諸多不同的取向操作。

圖3a，圖3b，圖3c和圖3d為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壁78的側(cè)面78a、壁80的側(cè)面80b、槳葉76的右側(cè)面76a和槳葉的左側(cè)面76b的相應(yīng)示意圖。(壁78的側(cè)面78a的元件也在圖2中示出。)壁78(圖3a)通常由非柔性絕緣材料98諸如丙烯酸類纖維形成，在該壁的側(cè)面78a上形成彼此絕緣的平面電極102的矩形陣列100。以舉例的方式，陣列100在圖3a中示出為包括七排，每排具有六個(gè)電極102。然而，應(yīng)該理解的是陣列100可包括大于或等于1的任何合適數(shù)目的排和大于或等于1的任何合適數(shù)目的列。每個(gè)平面電極102通常由相應(yīng)引線(為清楚起見(jiàn)未示出)連接至電容模塊59。

壁80(圖3b)通常在結(jié)構(gòu)上類似于壁78(圖3a)，使得除了下述區(qū)別，在兩個(gè)壁中由相同參考標(biāo)號(hào)指示的元件通常在構(gòu)造和操作上類似。在壁80中，平面電極102的陣列100形成于側(cè)面80b上。

槳葉76及其側(cè)面76a和76b(圖3c和圖3d)通常也在結(jié)構(gòu)上類似于壁78及其側(cè)面(圖3a)，使得除了下述區(qū)別，在壁及其側(cè)面以及槳葉及其側(cè)面中由相同參考標(biāo)號(hào)指示的元件通常在構(gòu)造和操作上類似。在側(cè)面76a上，平面電極102的陣列100形成于該側(cè)面上；在側(cè)面76b上，平面電極102的陣列100形成于該側(cè)面上。

根據(jù)陣列100中平面電極的數(shù)目將會(huì)理解，每個(gè)電極102的面積小于其中形成電極的側(cè)面的面積的50％。在圖3a，圖3b，圖3c和圖3d的示例中，每個(gè)電極102的面積小于側(cè)面面積的2％。

圖4a，圖4b，圖4c和圖4d為根據(jù)本發(fā)明的另選的實(shí)施方案的壁78的側(cè)面78a、壁80的側(cè)面80b、槳葉76的右側(cè)面76a和槳葉的左側(cè)面76b的相應(yīng)示意圖。在圖4a，圖4b，圖4c和圖4d中所示的另選的實(shí)施方案中，槳葉的兩個(gè)壁和兩側(cè)面僅具有陣列100中的一個(gè)電極102，該單個(gè)電極基本上覆蓋壁和槳葉側(cè)面。通常，該單個(gè)電極的覆蓋面積為壁和槳葉側(cè)面的面積的至少50％。

圖3a，圖3b，圖3c和圖3d以及圖4a，圖4b，圖4c和圖4d所示的實(shí)施方案為本發(fā)明的兩個(gè)可能的實(shí)施方案，并且其他實(shí)施方案對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。在第一實(shí)施方案中，四個(gè)側(cè)面各自具有由七個(gè)排組成的陣列，每個(gè)排由六個(gè)電極組成。在第二實(shí)施方案中，四側(cè)面各自具有單個(gè)電極。如下相對(duì)于圖6的流程圖更詳細(xì)所述，本發(fā)明的實(shí)施方案針對(duì)組件52(圖2)的給定隔室測(cè)量槳葉側(cè)面的一個(gè)或多個(gè)電極和壁側(cè)面的一個(gè)或多個(gè)電極之間的電容，并且根據(jù)所述電容估計(jì)保留在隔室中的容器中剩余的流體的體積。多個(gè)電極的陣列的使用還使能夠?qū)α黧w的體積進(jìn)行“粒度”測(cè)量，即測(cè)量容器的不同部分中的體積，而槳葉側(cè)面和壁側(cè)面中的單個(gè)電極不允許此類粒度測(cè)量。

應(yīng)當(dāng)理解，如上所述的粒度測(cè)量不要求針對(duì)給定隔室的槳葉側(cè)面上和壁側(cè)面上的陣列兩者均具有多個(gè)電極。因此，僅一個(gè)側(cè)面具有多個(gè)電極就足夠了，例如當(dāng)一個(gè)側(cè)面具有兩排兩列的電極陣列時(shí)，另一個(gè)側(cè)面可具有單個(gè)電極。

返回到圖2，兩個(gè)流體容器，在本文中也稱作袋，被放置于右隔室和左隔室中以提供沖洗流體。容器72被放置于位于壁80和槳葉76之間的左隔室中，并且容器74被放置于位于壁78和槳葉76之間的右隔室中。每個(gè)袋包含沖洗流體和將流體引出袋的兩個(gè)管接頭。第一對(duì)管82連接到袋72的管接頭，并且第二對(duì)管84連接到袋74的管接頭。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)袋的兩個(gè)管接頭用于流冗余。如果管接頭中的一者被堵塞，則袋的另一管接頭將流體引入相應(yīng)管中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，每對(duì)管82和84合并成單個(gè)(更寬)管并連接到流量控制箱。管82連接到箱90，并且管84連接到箱88。

箱88包括流量計(jì)96和閥92。流量計(jì)測(cè)量從袋74到?jīng)_洗管86的管84中的流體流量。閥在“打開(kāi)”狀態(tài)下控制從袋74到?jīng)_洗管86的流量，并且在“關(guān)閉”狀態(tài)下堵塞流動(dòng)。相似地，箱90包括流量計(jì)98和閥94。流量計(jì)測(cè)量從袋72到?jīng)_洗管86的管84中的流量，并且閥94在“打開(kāi)”狀態(tài)下控制從袋74到?jīng)_洗管86的流量，并且在“關(guān)閉”狀態(tài)下堵塞流動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，閥中的每個(gè)閥具有在可調(diào)打開(kāi)狀態(tài)(例如，在急流情況下的寬打開(kāi)和在緩流情況下的窄打開(kāi))下調(diào)節(jié)流量的能力。箱88和箱90由沖洗模塊56控制，并且閥可自動(dòng)(由模塊56)或手動(dòng)(由醫(yī)療專業(yè)人員)控制。

在消融規(guī)程之前，槳葉76朝向壁中的一者，例如朝向壁78旋轉(zhuǎn)。因此，左隔室(位于槳葉76和壁80之間)能夠收容填充有沖洗流體的新的袋。因此，袋72可被放置于泵70的左隔室中。在這一階段，閥92和94兩者關(guān)閉，并且沖洗組件準(zhǔn)備好進(jìn)行消融規(guī)程。

當(dāng)消融規(guī)程開(kāi)始時(shí)，模塊56發(fā)送打開(kāi)閥94的第一命令和啟動(dòng)泵馬達(dá)的第二命令，以將槳葉76朝向左旋轉(zhuǎn)，以便壓縮袋72并將流體從袋72輸送到管82。在這一階段，流體在管82中流動(dòng)(而管84不包含流體)。流量計(jì)98測(cè)量流量并將讀數(shù)發(fā)送給模塊56，該模塊通過(guò)控制泵馬達(dá)的力來(lái)調(diào)節(jié)槳葉76在袋72上的壓縮力。流量計(jì)98處的所需流量取決于消融模塊，并且沖洗模塊相應(yīng)地設(shè)定流量(并因此設(shè)定袋72上的壓縮力)。

處理器46使用定位在泵70的鉸鏈處的傳感器83以用于測(cè)量槳葉76相對(duì)于壁78和壁80的角度。傳感器的讀數(shù)向處理器提供左隔室77的壁78和槳葉之間的角度，以及右隔室79的壁80和槳葉之間的角度。任何給定隔室的角度在本文也稱為隔室角度，并且被假設(shè)具有值θ。

如圖2所示，當(dāng)大部分流體從袋72流出時(shí)，右隔室充分打開(kāi)以放置袋74(填充有沖洗流體)。如本文所述，系統(tǒng)12測(cè)量袋中剩余的流體的體積。當(dāng)袋72即將清空時(shí)，可向模塊56發(fā)送警報(bào)，該模塊關(guān)閉閥94，打開(kāi)閥92，并且使馬達(dá)的方向反轉(zhuǎn)以開(kāi)始?jí)嚎s袋74。在這一階段，流動(dòng)在管82中停止，并且來(lái)自袋74的流體在管84中流動(dòng)。模塊56從流量計(jì)96收容流量讀數(shù)并且從鉸鏈中的傳感器收容角度讀數(shù)以便通過(guò)控制槳葉76的角度和通過(guò)控制閥92中的打開(kāi)狀態(tài)的程度來(lái)控制消融規(guī)程的流動(dòng)速率。(專業(yè)人員14通常設(shè)定流動(dòng)速率的最大閾值和最小閾值。)槳葉76(朝向壁78)向右旋轉(zhuǎn)且操作者(或機(jī)器)可拉出空袋72，并且一旦左隔室充分打開(kāi)以包含填充的袋，則用新的袋來(lái)替換該空袋。

槳葉76的擺動(dòng)允許沖洗流體在消融規(guī)程期間連續(xù)流入遠(yuǎn)側(cè)端部，而不在系統(tǒng)12中形成電噪聲。另外，泵結(jié)構(gòu)提供具有根據(jù)消融規(guī)程的沖洗流量規(guī)范的嚴(yán)格流量控制的用于遞送不受限制的體積的沖洗流體的緊湊機(jī)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，圖5a為平行板電容器200的示意圖，并且圖5b為非平行板電容器210的示意圖。雖然由給定隔室的電極形成的電容器由于槳葉與壁不平行而通常為非平行板電容器，但為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，以下討論涉及平行板電容器的特性。然而，應(yīng)當(dāng)理解，該討論的結(jié)論同等地應(yīng)用于平行板電容器和非平行板電容器。

電容器200的電容給定為：

其中，c為以法拉為單位的電容，

a為電容器的板的面積，

d為板之間的距離，

ε0為真空電容率，并且

εe為板之間的材料的有效介電常數(shù)。

泵機(jī)構(gòu)70的隔室的板之間的材料包括空氣和鹽水溶液。還有其他材料，諸如鹽水溶液的容器，但是它們對(duì)有效介電常數(shù)εe的貢獻(xiàn)基本上為恒定的，并因此不被進(jìn)一步考慮。因此，εe的表達(dá)式被給定為：

εe＝xε鹽水溶液+(1-x)ε空氣(2)

其中x為鹽水溶液占據(jù)的板之間的體積的一部分，

ε鹽水溶液為鹽水溶液的介電常數(shù)，并且

ε空氣為空氣的介電常數(shù)。

將公式(2)代入公式(1)中得到：

針對(duì)電容器200的給定物理排列，即，其中a和d的值已知，并假設(shè)ε鹽水溶液和ε空氣也已知，公式(3)的檢測(cè)示出如果c已知，則可確定x。應(yīng)當(dāng)理解，因?yàn)棣披}水溶液為大約80，而ε空氣為大約1，所以c的值針對(duì)鹽水溶液體積的一部分x的相對(duì)小的改變而顯著地改變。

與公式(3)類似的公式應(yīng)用于非平行電容器210。電容器210的物理排列由板的面積a的值、板之間的平均距離d，以及板之間的角度θ限定，該角度θ對(duì)應(yīng)于以上參考圖2所述的隔室角度θ。針對(duì)電容器210的任何給定的物理排列，應(yīng)用針對(duì)平行板電容器的相同結(jié)論，即，假設(shè)ε鹽水溶液和ε空氣已知，則如果c(考慮電容器210的電容)已知，則可確定x。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的操作系統(tǒng)12所執(zhí)行的步驟的流程圖。該流程圖描述了用于確定由泵機(jī)構(gòu)70的隔室形成的電容器的電容并根據(jù)該電容確定隔室中流體的剩余體積的過(guò)程。

為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在流程表描述中，假設(shè)隔室的每個(gè)側(cè)面具有單個(gè)電極，如上參考圖4a，圖4b，圖4c和圖4d所述，并且所述電極具有基本上覆蓋所述側(cè)面的面積a。應(yīng)當(dāng)理解，因?yàn)楦羰业臉~與壁通過(guò)鉸鏈81耦合，所以槳葉與壁之間的隔室角度θ足以還限定隔室的兩個(gè)側(cè)面之間的平均距離d的值。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，隔室角度θ的典型值在10°-80°的范圍內(nèi)。

流程圖被分成兩部分：第一部分包括步驟200-218，描述了校準(zhǔn)過(guò)程；第二部分包括步驟220，描述了如何在泵機(jī)構(gòu)70的操作過(guò)程中使用校準(zhǔn)。

在初始選擇步驟200中，隔室角度θ被設(shè)定為已知值，在本文以舉例的方式假設(shè)為可能的隔室角度值的范圍內(nèi)的最大值。處理器46記錄隔室角度的值。

在插入步驟202中，完全填充的流體容器被放置于隔室中。通常，對(duì)于大的隔室角度，可使用已被完全填充準(zhǔn)備用于規(guī)程的容器。對(duì)于較小的隔室角度，泵機(jī)構(gòu)70可在完全填充的容器上初始地被操作，以獲得針對(duì)較小隔室角度的完全填充的容器。

在第一測(cè)量步驟204中，處理器記錄容器中流體的體積v的值，并且還操作模塊59以測(cè)量和記錄隔室的電容c。

在體積改變步驟206中，從流體容器移除測(cè)量的流體量。該移除由閥92或94控制，并且可為手動(dòng)的或自動(dòng)的，如上文參照?qǐng)D2所述。

在第二測(cè)量步驟208中，處理器記錄容器中流體的體積v的值，并且測(cè)量并記錄隔室的電容c。

在第一決定步驟210中，處理器檢查容器中是否有剩余的流體。如果有剩余的流體，則處理器返回到步驟206。

如果沒(méi)有剩余的流體，則在繼續(xù)步驟212中，處理器針對(duì)隔室角度來(lái)準(zhǔn)備c和v的值之間的對(duì)應(yīng)，并前進(jìn)到第二決定步驟214。

在第二決定214中，處理器檢查是否已經(jīng)覆蓋了可能的隔室角度的范圍。如果該范圍未被覆蓋，則在改變角度步驟216中，處理器改變隔室角度θ，并返回到步驟202。

如果在步驟214已經(jīng)覆蓋了該范圍，則在制表步驟218中，處理器準(zhǔn)備c、v以及所有隔室角度θ的值之間的對(duì)應(yīng)。通常，處理器使用本領(lǐng)域中已知的任何適合的內(nèi)插法和外插法來(lái)在步驟204和208中使用的c、v和θ的值之間進(jìn)行內(nèi)插和外插，使得所述對(duì)應(yīng)涵蓋未在該步驟中測(cè)量的c、v和θ的值。

制表步驟218為在步驟200中開(kāi)始的校準(zhǔn)過(guò)程中的最終步驟。

在操作步驟220中，處理器46操作泵機(jī)構(gòu)70，如上參考圖1和圖2所述。在操作期間，處理器使用電容模塊59測(cè)量機(jī)構(gòu)的被壓縮的隔室的電容，并根據(jù)所測(cè)量的電容，使用步驟218中生成的對(duì)應(yīng)來(lái)確定隔室中剩余的流體的體積v的值。

處理器可在屏幕62上以文本和/或圖形格式呈現(xiàn)剩余體積的值，并且/或者將該值用于如上所述的沖洗模塊56，并且/或者將該值用于觸發(fā)事件，諸如向?qū)I(yè)人員14發(fā)出警告。

為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，圖6的流程圖假設(shè)隔室側(cè)面的電極為基本上填充所述側(cè)面的單個(gè)電極。因此，在步驟220中確定的所得體積v為隔室中剩余的流體的全部體積。在隔室的側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面具有電極陣列(即，多于一排電極或多于一列電極)的情況下，兩個(gè)側(cè)面的任何給定對(duì)的電極之間的電容給出由兩個(gè)電極的位置確定的隔室區(qū)域中剩余的流體的量度。

例如，如果隔室的側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面具有二乘二電極的矩形陣列，并且另一個(gè)側(cè)面具有單個(gè)電極，則陣列中的每個(gè)電極可用于通過(guò)測(cè)量陣列電極和單個(gè)電極之間的對(duì)應(yīng)電容來(lái)給出隔室的不同部分中剩余的流體的量度，該隔室如由陣列電極的位置所限定。

假設(shè)在這種情況下，隔室被分為左上部、右上部、左下部和右下部。圖6的流程圖的步驟可如下適用。

在校準(zhǔn)階段(步驟200-218)期間，在步驟204和208中，處理器從陣列的四個(gè)電極中的每個(gè)電極添加電容，以給定電容的單個(gè)值。該單個(gè)值被用于準(zhǔn)備步驟218中的對(duì)應(yīng)。

在操作階段步驟220期間，處理器測(cè)量單個(gè)電極與四個(gè)陣列電極中的每個(gè)電極之間的電容。處理器使用步驟218中得到的對(duì)應(yīng)來(lái)找到鄰近給定陣列電極的隔室的部分中剩余的流體的體積，該對(duì)應(yīng)通過(guò)給定陣列電極的面積對(duì)陣列電極的總面積的一部分來(lái)校正。

處理器可在屏幕62上以各種不同的形式呈現(xiàn)剩余體積的值，例如，給定總的剩余體積，和/或給定針對(duì)隔室的部分中的每個(gè)部分的剩余體積。通常，在后面這種情況下，所述呈現(xiàn)為圖形，例如為根據(jù)隔室的左上部、右上部、左下部和右下部中的剩余體積的值而具有灰階或色階的二乘二矩形陣列。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施方案以舉例的方式引用，并且本發(fā)明并不限于上文具體示出并描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括上述各種特征的組合和亞組合兩者以及其變化形式和修改形式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀上述說(shuō)明時(shí)將會(huì)想到所述變化形式和修改形式，并且所述變化形式和修改形式并未在現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)。