SE537311C2 - Anording och metod för detektering av en mätkammares ytdegenerering under mätning av urinproduktion - Google Patents

Abstract

537 311 Sammanfattning En metod for att mata urin med hjalp av en urinmatanordning innefattande en matkammare till vilken urin fran patienten leds via en kateter for att fylla matkammaren. Anordningen är ocksa forsedd med en uppsattning elektroder anslutna till en signalbehandlingsenhet, och anordnade att kanna av den foranderliga kapacitansen motsvarande foranderliga nivaer av urin i matkammaren. Anordningen är ocksa forsedd med tomningsmedel for att tomma matkammaren. Metoden innefattar foljande steg: Faststallande av en ursprunglig baslinjeniva lika med ett avkant kapacitansvarde motsvarande en tom matkammare; Detektion av tomningar av matkammaren; Matning av kapacitansen motsvarande avslutade tomningar for att mata den nya baslinjenivan; HaIla reda pa foranderlig baslinjeniva allteftersom multipla tomningar intraffar; - Utfarda ett alarm nar baslinjenivan har natt en forutbestamd troskel.

Description

537 311 ANORDNING OCH METOD FOR DETEKTERING AV EN MATKAMMARES YTDEGENERERING UNDER MATNING AV URINPRODUKTION Tekniskt Omrade Foreliggande uppfinning avser en anordning och metod for forbattrade elektroniska urinmatningar. Mer specifikt avser den sensoranordning, signalbehandling, och signaltolkningsmetoder for signaler som kommer fran ett kapacitivt sensorsystem has ett matsystem for matning av urinproduktionen hos en patient med urinkateter.

Teknikens Standpunkt Elektroniska urinmatmetoder är kanda.

WO 2010/149708 Al beskriver en urinmatanordning for att mata urinproduktionen has en patient med urinkateter. Anordningen anvander kapacitiva matningar fr5n elektroder anordnade nara en sjalvtommande matkammare for att berakna urinnivan i matkammaren.

US3919455 beskriver en anordning innefattande en havertkammare for urinen med en sjalvtommande funktion, och van i urinvolymen mats med hjalp av optisk och/eller elektrisk sensor. Nar urinnivan i havertkammaren okar andras kapacitansen mellan tv5 elektroder i vaggarna p5 havertkammaren. P5 detta satt skapas en signal som motsvarar mangden urin i havertkammaren. Se t.ex. figur 4 och kolumn 4 rad 34 till 52.

Redogorelse far uppfinningen Urinmatsystem är i allmanhet beroende av en koppling till en urinkateter for att fâ tillg5ng till urinbl5san och kunna tomma bl5san p5 urin genom ett slangsystem via en matsenhet och sedan samla den producerade urinen i en uppsamlingspase.

Urinvagsinfektion (UI) är den vanligast forekommande nosokomiala infektionen i sjukvarden idag. Ul forlanger sjukhusvistelsen, okar kostnaden och bidrar till en okad risk for patientens halsostatus. Ul-ens orsak brukar kunna relateras till insattandet av namnda urinkateter. Det har visats genom kliniska studier att risken fOr Ul 6kar med 10% for var dag som katetern forblir i urinvagen. Bakterier kan komma in utifran kroppen (64%) eller fran sjalva insidan p kroppen (36%).

Genom litteraturstudier har insetts att i in-vitrosystem sa skapar bakteriologisk kolonisering en biofilm som mineraliseras (skorpbildning). I steril urin har skorpbildningen visats vara beroende av egenskaper has urinen, sa som pH och jonstyrka och Oven av biomaterialets hydrofoba egenskaper. Urin Or i regel fritt fran bakterier och darmed Or det 1 537 311 kemin i urinen i en mat och/eller uppsamlingsmiljo som dominerar variablerna. I infekterad urin hydrolyseras urea till ammoniak av enzymet ureas som produceras av vidhaftade bakterier. Detta hojer urinens pH vilket genererar ett tillstand som stimulerar utfallningen av magnesium och kalcium i formen av struvit och hydroxiapatit (HA). Dessa mineraler är tva stora komponenter i skorpbildningen.

Namnda bio-filmsbildande och relaterade risk for nosokomiala Ul-er är initialt inte mojlig att se med bara ogat. Foreliggande uppfinning, som beror en signalbehandlingsmetod, kan detektera bildandet av en bio-film pa ett tidigt stadium innan det leder till en okad bakterietillvaxt och dartill relaterad hojd pH-niva som skapar forutsattningar for ytterligare bakterietillvaxt. Ett urinmatsystem enligt foreliggande uppfinning overkommer namnda problem att detektera bildandet av en icke-synlig bio-film och kan sedan uppmarksamma vardgivande personal pa att byta en forbrukad utbytbar del av systemet.

Darmed innefattar ett urinmatsystem enligt foreliggande uppfinning en matkammare som utsatts for ett urinflode. Kammaren kan vara av en sjalvtommande haverttyp, d.v.s., att kammaren, nar den blir full, tommer sig sjalv genom havertteknik. Ett problem som kan uppsta är att ytan pa insidan i matkammaren inom oforutsagbar tid utsatts for ytdegenerering orsakad av bildandet av icke-makroskopisk bio-film som bildas pa grund av aggressiva urinegenskaper, se ovan. I det har sammanhanget bör "icke-makroskopisk" tolkas som "osynligt for bara ogat". Ytdegenerering kan orsaka matfel i ett kapacitivt sensorsystem anordnat att mata mangden producerad urin, och kan ocksa orsaka dysfunktionell tomningsprocedur i den sjalvtommande matkammaren av haverttyp. Foreliggande uppfinning kan hantera ytdegenereringen och är ocksa kapabel att hantera inkorrekt anvandning av matsystemet med en intelligent signalbehandlingsmetod.

Problemet Urin är en kroppsvatska som kan verka aggressivt mot konstgjorda ytor, sarskilt pa ytor pa insidan av ett urinmatsystem. Urinmatsystemet enligt uppfinningen är ett slutet system som innefattar ett slangsystem sammankopplat med en patients kateter, en matkammare och en uppsamlingspase. Slangsystemet leder urinen fran urinblasan till matkammaren dar ett kapacitivt, kontaktlost sensorsystem [canner av signaler genom vaggen pa matkammaren och beraknar volymen utifran dessa. Kammarvaggen är utav ett styvt polymermaterial, men kan ocksa vara av annat passande material t.ex. glas. Urinen samlas i en uppsamlingspase efter att det har matts. Uppsamlingspasen kan vara utav ett flexibelt polymermaterial, och ha en volym som är betydligt storre an volymen i matkammaren. Matkammaren kan vara av en sjalvtommande typ och det är anvisat att tomma 2 537 311 denna vid en sarskild volym (15-20m1). Utmaningen i namnda sjalvtommande matkammare är att hantera effekten av en degenererande process innefattande de elektriska och fysikaliska egenskaperna hos de omt5liga ytorna i matkammaren som over tid orsakas av urinen.

Foljaktligen har uppfinnaren insett att inom en oforutsagbar tid kommer det ske en minskning av signalen genom matkammaren som m5ste orsakas av bildandet av en bio-film pa ytan/ytorna motsvarande var sensorerna är placerade. Det kan ocks5 uppst5 en degenerering av den omffiliga ytan inom regionen for det sjalvtommande systemet vilket kan leda till dysfunktion hos den sjalvtommande mekanismen.

Den oforutsagbara livstiden hos matkammaren är valdigt individuell och kan reduceras ytterligare om patienten lider av urininfektion, eller am det existerar forhojt pH p5 grund av urinnedbrytning, lakemedel, diabetes, olampligt fOdointag, eller stord metabolism (acidos, alkalos).

Namnda urinmatsystem med en sarskild tomningsvolym kan ocksa tommas innan den forutbestamda nivan uppnalts.

Namnda system kan ocks5 utsattas for ett tillfalligt okat flode av urin (mjolkning) genom matkammaren och, som en konsekvens av detta kan sensorsystemet inte klara av att mata den inkommande volymen under tomningsproceduren. Mjolkning orsakas vanligtvis av felaktigt handhavande av v5rdpersonal.

Matkammaren kan vara forbrukbar och utbytbar.

LOsningen Losningen till de beskrivna utmaningarna for matsystemet är att aka intelligensen i tolkningen av signalerna fran sensorsystemet. IfaII signalerna analyseras och sen tolkas for att utrona am de är korrekta eller inkorrekta s5 skulle en icke-makroskopisk degenerering av den omt5liga ytan som inom kort kan orsaka en signifikant matnoggrannhetsavvikelse p5 den uppmatta urinvolymen kunna upptackas. En signalbehandlingsenhet anpassad enligt uppfinningen kan uppmarksamma anvandaren att byta ut den forbrukbara matenheten och montera en ny innan bade signaloverforingen och sjalvtommande mekanismen slutar 30 fungera.

Om systemet inleder for tidiga tomningssekvenser är sannolikheten hog att ytan/ytorna i matkammaren som är kritiska kir initiering av den sjalvtommande sekvensen har paverkats. Losningen enligt uppfinningen for att undvika dessa for tidiga tomningsprocedurer och storda volymmatningar ar att anordna en referenssensor pa ett smart satt, i detta fall, i mitten p5 sensorsystemet vilket kan fungera som en offsetpunkt eller kontrollpunkt. Vidare inkluderar losningen en signalbehandlingsmetod innefattande flera steg. Offsetpunkten eller kontrollpunkten kan fungera som en sjalvkalibrerande sensor och 3 537 311 leverera sensorvarden som kan anvandas av en sjalvkalibrerande funktion f6r att med framgang utfara sjalvkalibrering, far att faststalla vilka sensorvarden som motsvarar sarskiljda urinnivaer i matkammaren. Pa detta satt kan ocksa en halvfull kammare pa ett korrekt satt adderas till matregistreringen efter tomningsproceduren.

Matkammaren kan ocksa utsattas for ett tillfalligt okat flode av urin under fyllnings eller tomningsproceduren. Nar detta hander blir signalen brantare respektive mer utdragen an normalt. Behandlingsenheten är forsedd med medel for att berakna vinkeln pa sensorkurvan, d.v.s., den sa kallade lutningen pa sensorkurvan under fyllning och tomning.

For att kompensera for det tillfalligt okade flodet av urin kan en konstant laggas till till den forvantade volymen for att motsvara det sanna vardet (forvantad volym + konstant = sanna vardet).

Foljaktligen, enligt en farsta aspekt av uppfinningen, tillhandahalls en anordning for att detektera ytdegenerering i en urinmatanordning avsedd att mata urinproduktionen hos en patient som bar en urinkateter, varvid anordningen innefattar en sjalvtommande matkammare (120) till vilken urinen leds via katetern, anordningen är ocksa forsedd med en uppsattning elektroder (620) anordnade att kanna av en foranderlig kapacitans (Cm(t)) svarande mot foranderliga urinnivaer i den sjalvtommande matkammaren (120), varvid uppsattningen elektroder innefattar: en forsta elektrod (140, 310, 652) en andra elektrod (320, 654) mellan vilka vardet av den foranderliga kapacitansen (x, Cm(t)) uppmates, och varvid anordningen vidare innefattar en hallare (350, 136, 137, 138, 139, 660) for den sjalvtommande matkammaren (120), och varvid den sjalvtommande matkammaren (120) ár utbytbar och dar den forsta och andra elektroden (140, 310, 652, 320, 654) for att karma av den foranderliga kapacitansen (Cm(t)) svarande mot foranderliga urinnivaer i den sjalvtommande matkammaren (120) är anordnade vid hallarens vagg (137, 139, 330) att vatta mot matkammare (120), anordningen innefattar vidare en databehandlingsenhet (610) ansluten till elektroderna (140, 310, 652, 320, 654) for att halla reda pa producerad urinvolym samt en baslinjenivafoljare (650) anordnad att bestamma och halla reda pa en varierande baslinjeniva, varvid baslinjenivan är kapacitansvarden svarande emot en tom sjalvtammande matkammare, baserat pa den foranderliga kapacitansen, allteftersom multipla sjalvtomningar av den sjalvtommande matkammaren intraffar.

Anordningen enligt ovan kan vidare innefatta innefattande en alarmenhet (662) som kan utsanda ett alarm nar baslinjenivan nar ett forutbestamt traskelvarde. 4 537 311 Anordningen enligt ovan, varvid bestamningarna av baslinjeniva aven baseras p detektion av starten p5 sjalvtomningshandelser, varvid starten indikeras av abrupt kraftig sankning av uppmatt kapacitansvarde.

Anordningen enligt ovan, varvid bestamningarna av baslinjeniv5 aven, eller alternativt, baseras p5 detektion av slutpunkten (462, 463) p5 sjalvtOmningshandelser, varvid slutpunkten indikeras av abrupt upphorande av kraftigt sjunkande uppmatt kapacitansvarde.

Anordning enlig ovan varvid uppsattningen elektroder innefattar: en forsta elektrod (El) med ett forsta stycke (Ela) och ett andra stycke (Elb); en andra elektrod (E2) med ett forsta stycke (E2a) och ett andra stycke (E2b); varvid det forsta stycket respektive det andra stycket, är anordnade 5tskilda ett forsta respektive ett andra avstand, i riktningen av okande urinniva i matkammaren, och är ocks sammankopplade med varandra med hjalp av ett ledande material, uppsattningen elektroder innefattar vidare en tredje elektrod (E3); en fjarde elektrod (E4); varvid de forsta och andra elektroderna ar anordnade parallellt med varandra och med en langdaxel parallell med riktningen for okande urinniva, och varvid den tredje elektroden (E3) är anordnad att ha ett storre stycke mellan det forsta stycket (El a) och det andra stycket (Elb) av den forsta elektroden i riktningen av okande urinniva, och; varvid den fjarde elektroden (E4) är anordnad att ha ett storre stycke mellan det forsta stycket (Ela) och det andra stycket (Elb) b) av den forsta elektroden i riktningen av okande urinniva, och; varvid en processorenhet (610) är ansluten till de forsta, andra, tredje, och fjarde elektroderna (El, E2, E3, E4) och är anordnad att tolka forandringar i kapacitansniva mellan elektroderna svarande emot olika urinnivaer, och ocksa svarande emot olika fysiokemiska forhallanden inuti matkammaren.

Anordningen enligt ovan varvid matkammaren är av typen sjalvtommande havert.

Anordningen enligt ovan, varvid matkammaren är utbytbar i ett urtag eller dockningsplats hos urinmatanordningen, och elektroderna är anordnade vid urtagets eller dockningsplatsens vaggar s5 att de passar tattslutande mot matkammaren som är placerad i urtaget eller dockningsplatsen. 537 311 Enligt en andra aspekt av uppfinningen tillhandahalls en metod kir att detektera en ytdegenererad matkammare under matning av urinproduktion vid anvandning av en urinmatanordning innefattande: - en utbytbar matkammare till vilken urin fran en patient leds via en kateter for att fylla matkammaren; en uppsattning elektroder, innefattande atminstone tva elektroder, anslutna till en processor, och anordnade att kanna av den foranderliga kapacitansen svarande mot foranderliga urinnivaer i den utbytbara matkammaren, - tomningsmedel for att tomma matkammaren nar den blivit full, en nivasensor for indikation nar urinnivan natt ett kant lage i matkammaren; varvid metoden innefattar foljande steg: matning och/eller harledning av ett avkant kapacitansvarde (x, Cm(t)) svarande mot en kapacitans mellan forsta tva elektroder av uppsattningen elektroder; - bestamning av en ursprunglig baslinjeniva lika med ett avkant kapacitansvarde svarande mot en tom matkammare; detektion av tomningshandelser av matkammaren; matning av kapacitansen svarande mot avslutade tomningshandelser hos matkammaren for att mata en ny baslinjeniva; - halla reda pa foranderlig baslinjeniva allteftersom multipla sjalvtomningar intraffar, varvid baslinjenivan är kapacitansvarden svarande emot en torn sjalvtommande matkammare, baserat pa den fOranderliga kapacitansen, allteftersom multipla sjalvtomningar av den sjalvtommande matkammaren foljer.

Metoden enligt ovan vidare innefattande steget: utfardande av ett alarm nar baslinjenivan har natt en forutbestamd troskel Metoden enligt ovan varvid detekteringen av tomningshandelser baseras pa detektion av andpunkten pa sjalvtomningshandelser, varvid andpunkten indikeras av abrupt upphorande av kraftigt fallande matt kapacitansvarde.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas vidare med hjalp av en eller flera utforingsformer av uppfinningen i anslutning till de tillhorande ritningar av vilka: Figur la visar en perspektivvy av en urinmatanordning for matning av urinproduktion. 6 537 311 Figur lb visar anordningen fran fig. 1a i plant genomsnitt.

Figur 1c och ld visar en mer detaljerad vy av en basstationsdel av anordningen i fig. 1 a.

Figur le visar, i genomsnitt, en havert matkammare (byrett) anordnad i en halighet i basstationen.

Figur if visar byretten bakifran och i genomsnitt.

Figur lg visar en sensorelektrodanordning.

Figur 2a visar ett exempeldiagram over hur kapacitansvardena fran sensorelektrodanordningen i fig. if kan variera over tiden givet en konstant urinproduktion under ideala forhallanden.

Figur 2b visar ett exempeldiagram over hur kapacitansvardena fran sensorelektrodanordningen i fig. if kan variera over tiden givet en konstant urinproduktion under daliga forhallanden innefattande bildandet av bio-film och skorpstrukturer.

Figur 3a visar en urinmatanordning varvid en byrett är anordnad till en basenhet med kapacitanselektroder anordnade pa en platt yta.

Figur 3b visar en basenhet tillhorande anordningen i figur 3a, med byretten borttagen.

Figur 3c visar basenheten fran figur 3b i genomsnitt.

Figur 4a visar en elektrodanordning tillsammans med sarskild referens.

Figur 4b visar en kapacitanskurva far huvudkapacitansen som funktion av tiden.

Figur 4c visar en kurva for referenskapacitansen som funktion av tiden.

Figur 4d visar en kurva for kammarmatvolymen som funktion av tiden. 7 537 311 Figur 4e visar ett flodesscheman over en metod for att bestamma urinproduktion inklusive sjalvkalibrering. Figur 4f visar en forenklad kapacitanskurva for ett urinmatsystem som uppvisar baslinjeforandring.

Figur 5a, 5b, och 5c visar mojliga generella blockdiagram over matsystem.

Figur 5d visar ett blockdiagram aver ett matsystem med en basnivafOljare och en sjalvkalibreringsenhet.

Figur 6 visar ett flodesschema over en metod for precis matning av en patients urinproduktion.

Figur 7 visar ett flodesschema over en metod for att detektera matkammardegradering med hjalp av en basnivafoljare.

Figur 8 visar ett flodesschema Over en volymberakningsmetod inklusive steg for sjalvkalibrering.

Detaljerad beskrivning Figur la till if visar en urinmatanordning 100 f6r matning av urinproduktion hos en patient som bar en urinkateter, anordningen innefattar ett matkarl, eller kammare 120, ocksa kallade byrett, forsedd med en havert for sjalvtommande nar byretten 120 blir fylld upp till en forutbestamd niva. Byretten 120 innefattar vidare ett inlopp 122 och ett utlopp 130, 160 for urinen vilkens volym ska matas. Vidare innefattar anordningen en basstation 105 f6rsedd med en halighet 138 i vilken byretten 120 ska placeras, sidovaggarna i haligheten 138 har en vanster 139, en Niger 137 och en bakre 136 sidovagg, och ar forsedd med tva kapacitanselektroder 140,141 placerade franskiljda relativt varandra, och med mojlighet att [canna av en kapacitiv signal som uppstar mellan de tva kapacitanselektroderna. Byretten 120 at- forsedd med en ventilationsoppning 106 for att tillata luft att floda ut ur byretten nar urin flodar in. Kapacitanssignalen forandras alit eftersom nivan pa urinen i byretten 1 forandras, och den kapacitiva signalen utgor ett matvarde f6r den producerade mangden urin. En processor 610 är anordnad att, med hjalp av signalbehandling av kapacitanssignalen, halla reda pa hur manga ganger byretten har tomts, och kontinuerligt overvaka urinvolymproduktionen mellan tomningsprocedurerna. Processorn är konfigurerad att berakna urinproduktionen som funktion av tiden. Processom ar foretradesvis anordnad i basstationen 105. 8 537 311 Byretten 120 kan vara en forbrukbar artikel. En fordel med att byretten är forbrukbar är ett steg innefattande tvattande och steriliserande av en komplicerad struktur for anvandning hos en annan patient elimineras. Byretten behover inte tillverkas i ett hallbart ateranvandningsbart material som klarar av att utsattas for upprepad tvattning och hantering.

Kapacitanselektroderna 140 är foretradesvis av en langd som stracker sig fran en position motsvarande en bottenande pa byretten till en position motsvarande en ovre ande pa byretten. Kapacitanselektroderna kan sluta pa den maximala fyllningsnivan i byretten. Ovanfor den nivan kan sjalvtomning forekomma. Byretten tommer sig foretradesvis till en konventionell urinuppsamlingspase som ar anslutbar till byrettens utlopp 130, 160.

Genom innovativt tankande och genom experiment har uppfinnaren/uppfinnarna hittat att om elektroderna anordnas bredvid varandra, kan avstandet mellan dem vara stort i jamforelse med tjockleken pa vaggen i byretten. Elektroder med en bredd pa 5 till 20 mm bor fungera val. Dock bor elektroderna vara betydligt mindre breda an byretten. Detta reducerar risken att storning och interferens registreras. Elektroder som är mindre an 5 mm breda kan ge en lite svag signal, aven om svaga signalnivaer fOrst verkar upptrada nar bredden blir mindre an en mm.

Elektroderna kan goras bredare alit eftersom byretten blir bredare upptill, sa att kapacitanssignalen blir linjar med volymen istallet for hojden. Med anledning av tillverkningsteknologin kan byretten ha avsmalnande vinklar. Om byretten är tillverkad i tva halvor är det mojligt att ha konstant bredd pa insidan.

Haligheten 138, vilken ocksa kan kallas hallare (Eng. socket), i basstationen 10 kan vara en oppen halighet, d.v.s., inte helt omge vaggarna pa byretten 120, vilket mojliggor att byretten inklusive katetrama att kan anslutas till inloppet och utloppet placeras i haligheten utan att en eller flera katetrar maste kopplas bort. Haligheten är fOretradesvis forsedd med tre vaggar; en bakre vagg 136, en vanster sidovagg 139, och en hoger sidovagg 137, haligheten är foretradesvis Open eller delvis oppen, uppat och nedat for att lata inlopp och kateterslangar passera ovanifran och utloppet passera nedat. Haligheten är foretradesvis oppen pa framsidan for att tillata visuell inspektion av urinnivan i byretten 120. Den vanstra 139 och hOgra 137 sidovaggarna kan foretradesvis vara anordnade med en liten lutning for att ge ett i nedatriktningen avsmalnande tvarsnitt haligheten. Motsvarande, kan byretten ges en latt avsmalnande form for att forsakra en tat och overensstammande passform for byretten i haligheten. Den tata och overensstammande passformen forsakrar goda matforhallanden sarskilt for kapacitanselektroderna. 9 537 311 Byretten kan foretradesvis ha en matvolym mellan 10 och 30 milliliter, och annu mer fOredraget, en matvolym mellan 14 och 16 milliliter.

Dessa volymer har visats vara sarskilt fordelaktiga for hurlang tid urinen spenderar i byretten 120. Det är en fordel att ha farsk urin i byretten. Dock kan, i en for liten byrett, kapillara krafter skapa interferens med havertfunktionen, och/eller fyllningen av byretten. Byretten kan vara forsedd med en matskala for enkel kontroll av den elektroniska mat-funktionen.

Byretten 120 kan ha kvadratiskt eller ovalt genomsnitt och vara forsedd med tv5 plana sidovaggar for att p5 ett tatt satt passa mot kapacitanselektroderna 140 i haligheten i basstationen 105.

En framre vagg p5 byretten 120 kan med fOrdel vara gjord av en transparent polymer for aft tillata visuell inspektion av haverten och urinnivan inuti. En visuell matskala kan vara utskriven p5 eller gjuten i ytan p5 byretten for visuell urinmatning.

Tv5 konduktanselektroder 148 kan vara anordnade p5 insidan av byretten for att komma i kontakt med urinen och vilka konduktanselektroder 148 är anslutna till kontaktplattor 150 anordnade p5 utsidan p5 byretten 120. Kontaktplattorna 150 anordnade p5 utsidan p5 byretten 120 kan vara anordnade p5 en bakre vagg 152 p5 byretten 120.

Vidare kan tv5 anslutningskontakter 145 vara anordnade i en bakre vagg 136 i haligheten for aft fa kontakt med kontaktplattorna 150 i byretten 120 for att kunna leda en konduktanssignal till basstationen kir signalbehandling och matning.

Anordningen kan vidare vara forsedd med medel for att kombinera kapacitans- och resistans/konduktansmalt for att forbattra volymmatningar.

Utloppsroret 160 kan vara av en sarskild langd och kan vara forsedd med en tvarsnittsarea som gradvis okar mot en ande p5 utloppet.

Metod for behandling av matsignalen/matsignalerna Behandlandet av signaler är riktat mot att tillhandahalla en urinproduktionssignal som funktion av tiden. Basstationen kan vara forsedd med en display 125 for att visa urinproduktionen som en funktion av tiden. Ett varde representerande produktionen den senaste timmen kan visas. Ett varde representerande produktionen de senaste 24 timmama kan visas. Ett varde representerande den nuvarande volymen i byretten kan visas. Ett varde representerande urinvolymen sedan det senaste bytet av pasen kan visas. Uppfinningen 537 311 tillhandah5lIer en metod for signalbehandling av matsignaler. Metoden innefattar bestammandet av minst en sjalvkalibreringspunkt med hjalp av en referenssensor. Detta mojliggor for systemet att kunna anpassas efter bade en ny matkammare och till att identifiera och justeras efter halva tomningssekvenser. I foreliggande uppfinning menas med "sjalvkalibreringspunkt" en punkt pa sensormatkurvan som enkelt kan bestammas motsvara ett kant varde p5 vad som i slutandan ska matas, d.v.s. urinvolym.

Metoden är konstruerad att vara kapabel att avsloja om signalerna är acceptabla eller inte for vidare behandling, och att varna om detta ifall en mojlig icke-makroskopisk degenerering av ornt5liga ytor verkar paga. Metoden uppmarksammar anvandaren sa att denna byter den forbrukbara matkammaren nar en sarskild niva av ytdegenerering har upptackts forekomma. Metoden till5ter utbyte av den forbrukbara matkammaren under loppet av behandlingen utan att forlora information. Metoden är konstruerad att upptacka nar urin med ett tillfalligt okat flode flodar in i matkammaren under fyllnings och tomningsproceduren och kompensera berakningarna for att forebygga inkorrekta avlasningar av faktiska volymen.

Sjalvkalibrering Figur 3a visar en urinmatanordning varvid en byrett, d.v.s., en matkammare är anordnad vid en basenhet med kapacitiva elektroder anordnade pa en platt yta. Figur 2 visar sensorelektrodanordningen i figur 3a i stone detalj.

Sensorelektrodanordningen innefattar: en forsta elektrod (El) med en forsta del (El a) och en andra del (El b); en andra elektrod (E2) med en forsta del (E2a) och en andra del (E2b) varvid respektive forsta och andra del är anordnade ett forsta och ett andra respektive avstand, i riktningen av den okande urinnivan i matkammaren, och är ocks5 sammankopplade med varandra genom ett konduktivt material.

Uppsattningen elektroder innefattar vidare: en tredje elektrod E3; en fjarde elektrod E4; varvid den forsta och den andra elektroderna ar anordnade med en langdaxel som ar parallell med varandra och men en langdaxel som är parallell med riktningen p5 den okande urinniv5n, och; varvid den tredje elektroden E3 är anordnad med en storre del belagen mellan den forsta delen El a och den andra delen El b av den forsta elektroden i riktningen av okande urinniva, och; varvid den fjarde elektroden E4 är anordnad med en storre del belagen mellan den forsta delen El a och den andra delen El b av den forsta elektroden i riktningen av okande urinniva 11 537 311 De forsta och andra elektroderna är har benamnda huvudelektroder. Den tredje elektroden E3 och den fjarde elektroden E4 benamns referenselektroder. Genom aft placera en referenselektrod i mitten av huvudsensorn i det angivna sensorsystemet kan systemet berakna vilket sensorvarde som motsvarar en urinniva som nar till lagre gransen for referenselektroden. En fordel med det beskrivna systemet over ett system med rektangulara huvudelektroder med en jamn bredd over hela langden är att arean som elektroderna upptar kan Ora mindre och mer kompakt. Losningen är en linjar anpassning till sensorsignalen vid eft kant varde. Se vidare nedan.

Signalbehandling Urinmatsystemet innefattar en signalbehandlingsenhet ansluten till de kapacitiva sensorerna, d.v.s., elektroderna. S5 lange som ytan i matkammaren är acceptabel, d.v.s., utan eller med endast sm5 mangder bio-film och skorpbildning som beskrivet ovan, kommer signalen folja vatskenivan. D.v.s. en okning i volym kommer ge upphov till motsvarande okning i signalen. Nar ytan blir degenererad till oacceptabel niva kommer signalen inte att kunna -160 vatskeniv5n forbi den degenererade delen av den omt5liga ytan. Tidskonstant skulle kunna vara ett matt p5 den degenererade ytan.

Figur 2a visar ett exempeldiagram over hur kapacitansvardena frail sensorelektrodanordningen i fig. 1g kan variera over tiden givet en konstant urinproduktion under ideala forh5llanden, d.v.s. matningarna har precis inletts och matkammaren är ren. Kapacitansen (Cm(t) som mats mellan huvudelektroderna representeras av kurvan med avvikelsepunkter och ben noterade 210, 215, 220, 225, 230, 235, 240, 250, 290. Kurvan mellan punkterna 210 och 290 representerar en fyllning-tomningscykel. Kapacitansen Cr(t) som mats mellan referenselektroderna representeras av kurvan med avvikelsepunkter och ben noterade 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290. Kurvan mellan borjan p5 ben 260 och punkt 290 representerar en fyllnings-tomningscykel fOr referenselektroderna.

Figur 2b visar ett exempeldiagram over hur kapacitansvardena tan sensorelektrodanordningen i fig. 1g kan variera over tiden givet en konstant urinproduktion under mindre fordelaktiga forh5llanden gallande bildandet av bio-film och skorpbildning(ar). Figuren illustrerar tv5 tOmningsprocedurer 210 timmar senar an signalerna i figur 2a. Har borjar sensorema tydligt att bli mattade p5 grund av skorpbildningen och/eller bio-film. Det är uppenbart att det tar I5ng tid for sensorsignalen att falla efter en tomning, och sensorn verkar mattas nagot over cref sensor. I figur 2b är kapacitansen Cr(t) matt mellan referenselektroderna representerad av kurvan med avvikelsepunkterna och benen benamnda 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298. I figuren s6 ar kapacitansen Cr(t) som mats 12 537 311 mellan referenselektroderna representerad av kurvan med avvikelsepunkterna och benen 261, 262, 263, 264, 266. Som kan utlasas vid jamforelse av figurerna 2a och 2b, blir det svarare for en manniska att identifiera fyllningsfaserna, d.v.s. nar urinnivan är i det lagre omradet av den lagre delen av huvudsensorn, referenssensorn, respektive den hogre delen av huvudsensorn.

Linjar funktion for sjalvkalibrering Uppfinningen tillhandahaller en metod for sjalvkalibrering av den uppmatta och p displayen visade volymen i och/eller passerande matkammaren. En fun ktion Y=kx+m är tillhandahallen for att berakna en uppskattad volym y i matkammaren pa grunden att en variabel x, som representerar ett sensorvarde eller ett kombinerat sensorvarde harlett fran multipla sensorvarden. Variabeln x okar nar volymen av urin i matkammaren akar.

Faktorn k är en proportionalitetsfaktor som bestams av sjalvkalibreringsmetoden i foreliggande uppfinning och tillhandah5lIer darefter ett vat-de av hur mycket volymen y okar fOr varje enhet okning av variabeln x. Termen m är en anpassningsterm som ocksa bestams av sjalvkalibreringsmetoden i den foreliggande uppfinningen, och representerar en korrigeringsterm for att forsakra den uppskattade volymen y är noll nar matkammaren är torn oavsett upprnatt sensorvarde eller kombinerade sensorvarden vid det tillfallet. Saledes är y urinvolymen, k en proportionalitetsfaktor, x ett sensor varde, m en anpassningsterm.

Sjalvkalibreringsmetoden i foreliggande uppfinning bestammer k och m genom att losa ekvationen 25 y=kx+m, for y=0, och for y=y1 (ett 'cant varde).

Systemet blir medvetet om att nivan motsvarande det kanda volymvardet y1 är natt nar en ytterligare sensorsignal indikerar det samma som y1, t.ex., nar en optisk sensor anordnad vid den niv5n indikerar en forandring, eller vidare nar en kapacitiv sensor anordnad pa lampligt stalle indikerar en forandring.

Sjalvkalibreringsmetoden i foreliggande uppfinning utfor en fOrnyad berakning av sjalvkalibreringsparametrarna, d.v.s., en ny berakning av faktorn k och termen m var gang matkammaren fylls och/eller toms.

Ett urinmatsystem kan vara forsett med ytterligare sensorer s5 att ytterligare en kand volym y2 kan matas och anvandas fOr att Oka noggrannheten av parametern k och m. y2 kan 13 537 311 vara storre an y1.

Metod f6r bestamning nar ytdegenereringen är f6rbi acceptabla nivaer.

Nar ytan blir degenererad till en oacceptabel niva kommer signalen inte att kunna folja vatskenivan forbi den degenererade delen av den orntaliga ytan. Signalbehandlingsenheten innefattar medel far att bestamma en tidskonstant som utgor ett matt pa den degenererade ytan. Systemet tillhandahaller ocksa medel for att uppmarksamma anvandaren att byta ut den forbrukbara delen, d.v.s. matkammaren.

Systemet kan vara forsett med ett minne for baslinjevarde. Baslinjevardet är definierat som sensorvardet motsvarande en nytomd kammare. Uppfinnaren/uppfinnarna har insett att baslinjevardet akar over tiden. Genom att tillhandahalla ett minne kir baslinjevarde och jamfora det faktiska baslinjevardet med det vid den forsta eller andra tomningen i relation till sensorvardet i en full matkammare, är systemet forsett med varningsmedel for att utfarda en yarning nar baslinjevardet har natt ett sarskilt troskelvarde. Troskelvardet kan vara uttryckt som en procentandel av sensorvardet vid full matkammare. Den forsta uppmatta baslinjen efter en fOrandring i matkammaren benamns "initial baslinje". I foreliggande uppfinnings sammanhang kallas fenomenet nar baslinjevardet okar "baslinjeforandring". En funktion eller enhet som overvakar eller hailer reda pa baslinjeforandring kan benamnas baslinjenivafoljare.

Metod for hanterandet av utbytandet av matkammare under loppet av behandlingen och uppmarksammandet av signalbehandlingsenheten om detta. Nar matkammaren tas bort fran sin position kommer den kapacitiva signalen/signalerna att omedelbart falla till noll. Eller nara noll. Eller i nagot fall val under det senast etablerade baslinjevardet for en torn kammare. Denna plotsliga forlust av signal fungerar som en indikation till matsystemet att den fOrbrukbara delen är borttagen och kommer bli ersatt med en ny del. Matsystemet kan darvid valja att sluta mat och automatiskt paborja matningar nar den forbrukbara delen är i dess ratta position. Insattningen av en ny kammare 120 detekteras av en plotslig okning i den kapacitiva signalen/signalerna.

Signalbehandlingsenheten är forsedd med en ny-kammare-pa-platsdetektor for att detektera nar en ny kammare 120 är pa plats.

EXEMPEL 1 Vanligen beakta foljande exempel pa en metod for robust bestamning av producerade urin.

Definition 14 537 311 Vth volym producerad denna timme Vph volym producerad foregaende timme; urinoutput [i ml per timme] Vsip(t)Volym i havertmatkammaren som funktion av tiden Cm(t)Kapacitans matt mellan huvudelektroderna som funktion av tiden Cr(t)Kapacitans matt mellan referenselektroderna som funktion av tiden Kapacitanssignalerna är paverkade av ett antal externa faktorer, sa som inriktning och monterandet av sensorn, inriktning och positionerande av matkammaren, offsets i elektroniken etc. Uppfinningen tillhandahaller medel for adaptiv sjalvkalibrering for att kompensera for dessa externa faktorer.

Konceptet med uppfinningen kan enklare forstas om man beaktar ett idealt fall med konstant urinproduktion, d.v.s., med ett konstant inflode. I ett sadant fall kan forhallandet mellan de kapacitiva sensorsignalerna och volymen se ut pa det sattet som visas i figurerna 4a, 4b, 4c, 4d. Huvudsensorns Cm Kapacitanskurva 410 visas i figur 4b. Kapacitanskurvan 415 kir referenssensorn Cr visas i figuren 4c. Volymkurvan 420 motsvarande sensorkurvorna 410 och 415 visas i figur 4d.

Ytterligare definitioner VaFast kand volym motsvarande en urinniva vid den lagre gransen for referenssensorn.

VbFast kand volym motsvarande en urinniva vid den ovre gransen for referenssensorn Vth_bag Summan av tomningsvolymerna under innevarande timme Vtop Den hogsta momentana volymen under en fyllnings/tomningscykel Vin_while_flush Inflodande volym under tomning Kflush En konstant for att detektera tomning. Baserad pa en derivata av volymen.

Va och Vb är kanda, under det att Cm-ab(t), Cr-a(t) och Cr-b(t) bestams genom matningar och är anvanda som parametrar for sjalvkalibrering. I foljande är "Cal" anvand for att benamna den sammanslagna mangden av sjalvkalibreringsparametrarna Cm-ab, Cr-a och Cr-b.

Den momentana volymen Vsip(t) är beraknad genom att rikta in matsignalerna med hjalp av sjalvkalibreringsparametrarna Cm-ab, Cr-a och Cr-b. 537 311 Volymen vid tomning är beraknad som den hogsta volymen under en fyllningstOmningscykel genom att addera en uppskattad volym som flodar in under tomningsproceduren.

Volymen for innevarande timme Vth-bag beraknas som summan av volymerna av de tidigare tomningsprocedurerna och den p5g5ende tomningen.

Figur 4e visar ett flodesschema over en metod for att bestamma urinproduktionen inklusive sjalvkalibrering. Metoden inkluderar stegen att: Mata Cm och Cr; Bestamma om punkt A eller punkt B kan hittas, och i sa fall uppdatera Cal; Satta Vsip till en funktion av Cm, Cr och Cal; Satta Vtop till ett maximum av Vsip och tidigare Vtop; -Satta Vth till Vth_bag + Vsip; Bestamma om derivatan dVsip/dt är mindre an flodeskonstanten Kflush, och i sA fall satta Vth_bag till Vtop + Vin_while_flush och Vtop darefter till 0.

Bestamma om en ny timme har p5borjats, och i s5 fall satta Vacc till summan av Vacc och Vth, satta Vph till Vth, satta Vth_bag till minus Vsip — Satta Vth till nail EXEMPEL 2 Med referens till figur 4f, nedan aterfinns en deskriptiv lista aver handlingar och steg for en urinmatanordning i praktisk anvandning. 1. Matenheten installeras i basenheten och signalen har upprattat en baslinje dar signalen borjar.

Enheten mottar ett inflode av vatska och saledes akar signalen i en sarskild upp5triktad vinkel.

Vatskenivan nar en forsta sjalvkalibreringspunkt vid en uppskattad volym p5 ml Vatskeniv5n n5r en andra sjalvkalibreringspunkt p5 en uppskattad niv5 p5 10 ml Vatska fortsatter fylla upp enheten till en maximal niva pa en uppskattad volym p5 15 ml Den sjalvtommande kammaren tOmmer sig automatiskt och signalen faller snabbt till just ovanfor den initiala baslinjen Nar ytan blir degenererad p5 grund av aggressiva egenskaper hos namnda vatska kommer baslinjen att hojas 16 537 311 Nar enheten fylls och sen toms kommer signalen att snabbt falla men enbart till den fOrandrade baslinjen Nar baslinjeforandringen blir for stor (40% avvikelse fran startpunkten t.ex.) och med hanvisning till noggrannhet, funktion och patientsakerhetsaspekter kommer systemet indikera for anvandaren att enheten ska bytas ut mot en ny enhet Nar enheten tas bort kommer signalen snabbt falla till den ursprungliga baslinjen (Tillbaka till 2-10) Ett snabbt tillfalligt okat flode av vatska okar genomflodet av namnda vatska och signalen forandrar sin kurva for att bli brantare under inflode och mer utdragen under utflode. Den nya signalen kommer bli kompenserad efter forandringen i volym genom berakning av vinkeln p5 inflodeskurvan och addera en konstant till den fOrvantade volymen och saledes kommer ingen eller enbart en begransad volym att forloras under matningen av namnda vatska. 15 EXEMPEL 3 Med referens till figur 5d och 7 är en metod for baslinjefoljning och detektion av en aventyrad utbytbar sjalvtommande kam mare beskriven.

Urinmatanordningen innefattar: en utbytbar matkammare (120) till vilken urin fr5n en patient leds via en kateter for att fylla matkammaren, en uppsattning elektroder (620), innefattande minst tv5 elektroder, sammankopplade med en processor, och anordnade att kanna av den foranderliga kapacitansen motsvarande fOranderliga niv5er av urin i den utbytbara matkammare, tomningsmedel for att tomma kammaren nar den är full, en niv5sensor (655) for indikation nar urinnivan har nalt en kand position i matkammaren; Metoden innefattar foljande steg: Matning (810) och/eller harledning av ett avkant kapacitansvarde (x, Cm(t)) motsvarande en kapacitans mellan de forsta tv5 elektroderna hos uppsattningen av elektroder som i sin tur motsvarar en urinniv - Faststallning (820) av en ursprunglig baslinjeniv5 motsvarande ett avkant kapacitansvarde motsvarande en tom matkammare; Detektering (815) av tOmningar av kammaren; Matning av kapacitansen motsvarande fardiga tomningar for att mata en ny baslinjeniv - Nana reda p5 (820) forandringar i baslinjenivan dá multipla tomningar intraffar; Vidare, en sjalvkalibrerande funktion, d.v.s., av slaget beskrivet i detta dokument, kan anvandas for att synergistiskt forbattra baslinjenivafoljandet. 17

Claims (10)

537 311 KRAV 1. En anordning for att detektera ytdegenerering i en urinmatanordning avsedd aft mata urinproduktionen hos en patient som bar en urinkateter, varvid anordningen innefattar en sjalvtommande matkammare (120) till vilken urinen leds via katetern, anordningen är ocksa forsedd med en uppsattning elektroder (620) anordnade att [canna av en foranderlig kapacitans (Cm(t)) svarande mot foranderliga urinnivaer i den sjalvtommande matkammaren (120), varvid uppsattningen elektroder innefattar:

1. en forsta elektrod (140, 310, 652) 2. en andra elektrod (320, 654) mellan vilka vardet av den foranderliga kapacitansen (x, Cm(t)) uppmates, och varvid anordningen vidare innefattar en hallare (350, 136, 137, 138, 139, 660) for den sjalvtommande matkammaren (120), och varvid den sjalvtommande matkammaren (120) är utbytbar och dar den forsta och andra elektroden (140, 310, 652, 320, 654) for att kanna av den foranderliga kapacitansen (Cm(t)) svarande mot foranderliga urinnivaer i den sjalvtommande matkammaren (120) är anordnade vid hallarens vagg (137, 139, 330) att vatta mot matkammaren (120), anordningen innefattar vidare en databehandlingsenhet (610) ansluten till elektroderna (140, 310, 652, 320, 654) for att halla reda pa producerad urinvolym samt en baslinjenivafoljare (650) anordnad att bestamma och halla reda pa en varierande baslinjeniva, varvid baslinjenivan är kapacitansvarden svarande emot en torn sjalvtommande matkammare, baserat pa den foranderliga kapacitansen, allteftersom multipla sjalvtomningar av den sjalvtommande matkammaren fOljer.

2. Anordningen enligt kravet 1, vidare innefattande en alarmenhet (662) som kan utsanda ett alarm nar baslinjenivan nar ett forutbestamt troskelvarde.

3. Anordningen enligt nagot av fOregaende krav, varvid bestamningarna av baslinjeniva aven baseras pa detektion av starten pa sjalvtomningshandelser, varvid starten indikeras av abrupt kraftig sankning av upprnatt kapacitansvarde.

4. Anordningen enligt nagot av foregaende krav, varvid bestamningarna av baslinjeniva aven, eller alternativt, baseras pa detektion av slutpunkten (462, 463) pa sjalvtomningshandelser, varvid slutpunkten indikeras av abrupt upphorande av kraftigt sjunkande upprnatt kapacitansvarde.

5. Anordning enligt nagot av foregaende krav varvid uppsattningen elektroder 18 537 311 innefattar: 1. en forsta elektrod (El) med ett forsta stycke (Ela) och ett andra stycke (E1 b); 2. en andra elektrod (E2) med ett forsta stycke (E2a) och ett andra stycke (E2b); varvid det forsta stycket respektive det andra stycket, är anordnade atskilda ett forsta respektive ett andra avst6nd, i riktningen av okande urinniv5 i matkammaren, och är ocksa sammankopplade med varandra med hjalp av ett ledande material, uppsattningen elektroder innefattar vidare - en tredje elektrod (E3); 3. en fjarde elektrod (E4); varvid de forsta och andra elektroderna är anordnade parallellt med varandra och med en langdaxel parallell med riktningen for okande urinniva, och varvid den tredje elektroden (E3) är anordnad att ha ett storre stycke mellan det forsta stycket (El a) och det andra stycket (El b) av den forsta elektroden i riktningen av okande urinniv6, och; varvid den fjarde elektroden (E4) är anordnad att ha ett storre stycke mellan det forsta stycket (El a) och det andra stycket (Elb) av den forsta elektroden i riktningen av okande urinniva, och; varvid en processorenhet (610) är ansluten till de forsta, andra, tredje, och fjarde elektroderna (El, E2, E3, E4) och är anordnad att tolka forandringar i kapacitansniva mellan elektroderna svarande emot olika urinnivaer, och ocksa svarande emot olika fysiokemiska forhallanden inuti matkammaren.

6. Anordningen enligt kravet 1 varvid matkammaren är av typen sjalvtommande havert.

7. Anordningen enligt nagot av foregaende krav, varvid matkammaren är utbytbar i ett urtag eller dockningsplats has urinmatanordningen, och elektroderna är anordnade vid urtagets eller dockningsplatsens vaggar s6 att de passar tattslutande mot matkammaren som är placerad i urtaget eller dockningsplatsen.

8. En metod for att detektera en ytdegenererad matkammare under matning av urinproduktion vid anvandning av en urinmatanordning innefattande: 1. en utbytbar matkammare till vilken urin fran en patient leds via en kateter far 19 537 311 att fylla matkammaren; 2. en uppsattning elektroder, innefattande atminstone tv5 elektroder, anslutna till en processor, och anordnade att kanna av den foranderliga kapacitansen svarande mot foranderliga urinnivaer i den utbytbara matkammaren; - tomningsmedel for att tomma matkammaren nar den blivit full; 3. en niv5sensor for indikation nar urinniv5n n5tt ett kant lage i matkammaren; varvid metoden innefattar foljande steg: 4. matning eller harledning av ett avkant kapacitansvarde (x, Cm(t)) svarande mot en kapacitans mellan forsta tv5 elektroder av uppsattningen elektroder; - bestamning av en ursprunglig baslinjeniva lika med eft avkant kapacitansvarde svarande mot en torn matkammare; 5. detektion av tornningshandelser av matkammaren; 6. matning av kapacitansen svarande mot avslutade tomningshandelser hos matkammaren for aft mata en ny baslinjeniva; - halla reda p5 foranderlig baslinjeniva allteftersom multipla sjalvtomningar intraffar, varvid baslinjeniv5n är kapacitansvarden svarande emot en torn sjalvtommande matkammare, baserat p5 den foranderliga kapacitansen, allteftersom multipla sjalvtomningar av den sjalvtommande matkammaren foljer.

9. Metoden enligt kravet 8 vidare innefattande steget: 1. utfardande av eft alarm nar baslinjeniv5n har n5tt en forutbestamd troskel.

10. Metoden enligt kravet 8 eller 9 varvid detekteringen av tomningshandelser baseras p5 detektion av andpunkten p5 sjalvtomningshandelser, varvid andpunkten indikeras av abrupt upphorande av kraftigt fallande matt kapacitansvarde. 537 311 1/13