用于确定自体输血系统的血液收集储库中经挽回血液之液位的设备和方法【专利摘要】公开了一种用于确定自体输血系统(20)的血液收集储库(11)中的经挽回血液之液位的设备和方法，包括：感测装置(10，12)，其用于周期性地感测所述血液收集储库(11)中经挽回血液的液位并且输出对应的信号，以及确定装置(2)，其用于基于所述感测装置的所述输出信号来确定所述血液收集储库(11)中经挽回血液的液位。感测装置包含：多个光发射器(12)，其布置在所述血液收集储库(11)的第一侧的不同高度水平(L1至L9)处以用于发射光；以及多个光接收器(10)，其布置在所述血液收集储库(11)的与所述第一侧相对的第二侧的所述不同高度水平(L1至L9)处以用于感测由所述光发射器(12)发射并透射通过所述血液收集储库(11)的光。可以单独地并且动态地调整用于检测和信号分析的光学设置的参数，以使得可以鉴别并且防止例如由血液收集储库(11)内表面上的吸收性膜造成的干扰效应，从而提高信号检测和分析的可靠性。【专利说明】用于确定自体输血系统的血液收集储库中经挽回血液之液位的设备和方法
技术领域：
[0001]本发明总体上涉及自体输血系统(autologousbloodtransfus1nsystem)以及用于对从患者的手术部位收集的经挽回血液(salvagedblood)进行回收和清洗的方法，以及特别地涉及用于确定自体输血系统的血液收集储库(reservoir)中的经挽回血液之液位(liquidlevel)的增强的方法。【
背景技术：
】[0002]自体输血系统(自体输血装置(autotransfus1ndevice))广泛用于对从可以预期大量失血的患者(特别是在手术部位，例如动脉瘤、全关节置换和脊柱手术)收集的经挽回血液进行回收和清洗。在这样的系统中，经挽回血液暂时被储存在血液收集储库中以用于再次使用。血液收集储库中经挽回血液的液位或体积的可靠确定对于手术而言是至关重要的。特别重要的是避免血液收集储库完全排空。此外，这样的系统中的可靠过程控制需要关于血液收集储库中经挽回血液的液位或体积的准确信息。[0003]为了这个目的，通常借助于控制器来监测血液收集储库的重量，并且在达到预定或预校准阈值时，控制器输出信号以用于进一步过程控制。[0004]US5，458，566中公开了对于这样的方法的一个实例，其中使用应变计装置来监测血液收集储库的重量以计算储库中存在的流体的体积。当确定储库中存在足够体积的流体时，系统开始新的FILL循环。这个自体输血装置的清洗方法不是连续的而是非连续的。因此，体积测量的响应时间可能会较慢。由径向内部支撑构件来在垂直方向上支撑血液收集储库，血液收集储库在系统操作过程中承受垂直力。设备还包含固定到安装面的径向外部支撑构件。应变计偶接在内部支撑构件与外部支撑构件之间，以用于感测它们之间的垂直应力，并且把始自于管的垂直力转换为水平力。许多不同的导管设置在血液收集储库周围，手术部位处的人员必须能够自由且快速地接触到它们(例如，为了安全方面的原因)。这在某种程度上与应变计装置本身所需的平稳环境的要求冲突。因此，难以确保血液收集储库中经挽回血液的液位或体积的稳健并且可靠的确定。[0005]【申请人】的EP2531823Al公开了一种用于透析机的气泡捕集器(bubbletrap)的液体介质的电容式液位测量的方法和装置。[0006]【申请人】的US4，275，726公开了一种用于平衡从患者抽取的流体和同时返回至患者体内的流体，以用于在交换输血、输注治疗结合强迫利尿或血液滤过(haemofiItrat1n)中使用的装置和方法。在这种方法中，借助于一排辐射发射器和布置在液体储库的与辐射发射器相对的一侧上的一排辐射接收器来感测用于暂时储存液体的液体储库的液位，其生成表示收集储库的多个不同高度水平处的透射的输出信号。没有公开这个方法针对自体输血装置的使用。此外，没有解决例如由储库内表面上的血液或脂质膜造成的阻碍光束透射通过储库引起的问题。[0007]存在对于用于确定自体输血系统(自体输血装置)的血液收集储库中经挽回血液的液位之更稳健并且更可靠的概念的需求。【
发明内容】[0008]本发明的一个目的是提供一种增强的自体输血系统和方法，该自体输血系统和方法使用用于确定这样的自体输血系统的血液收集储库中经挽回血液之液位的稳健且可靠的设备和方法。本发明的另一目的是提供用于在这样的自体输血系统中使用以用于确定血液收集储库中的经挽回血液之液位的计算机程序产品。[0009]通过根据权利要求1的自体输血系统、根据权利要求8所述的用于确定这样的自体输血系统的血液收集储库中之经挽回血液的液位的方法以及根据权利要求15所述的计算机程序产品来解决这个问题。其他有利实施方案是从属权利要求的主题。[0010]根据本发明，提供了一种用于对从患者的手术部位收集的经挽回血液进行回收和清洗的自体输血系统，其包含:血液收集储库，其用于储存所收集的血液;光学检测装置，其用于以光学的方式、特别地借助于测量穿过血液收集储库的光束(特别地，脉冲光束)的透射来周期性地检测所述血液收集储库中的经挽回血液的液位，并且输出与由所述光学检测装置检测的信号对应的信号；以及处理器，其用于基于所述感测装置的所述输出信号来确定所述血液收集储库中的经挽回血液的液位，所述光学检测装置包含:多个光发射器，其布置在所述血液收集储库的第一侧的不同高度水平处，以用于发射光；以及多个光接收器，其布置在所述血液收集储库的与所述第一侧相对的第二侧上，以用于感测由所述光发射器发射并透射通过所述血液收集储库的光并且用于输出所述输出信号。[0011]光学检测装置的使用实现了血液收集储库中的经挽回血液之液位的更稳健并且更可靠的确定。特别地，不需要机械元件、偶接构件或传感器。此外，光学装置实现了全光电信号检测和全电信号分析，这提供了另外的优点，如测量条件和用于信号分析的参数的简单但是可靠的改变。[0012]优选地，光发射器和光传感器以规律的间隔沿血液收集储库的垂直方向布置，并且分布在血液收集储库的整个高度上。然而，根据另一些实施方案，光发射器和光传感器还可以以给定的较高密度布置在被认为对于血液收集储库中的处理条件的评估或者对于精确的信号分析尤其重要的区域中。光接收器(传感器)彼此间隔的布置，并且可以布置在与光发射器相同的不同高度水平处。[0013]根据另一个实施方案，光发射器是用于发射光脉冲(优选地红外光脉冲、特别地例如持续时间为50微秒的短光脉冲)以使得能够显著降低在经挽回的血液中沉积的能量之量的脉冲光发射器。此外，可以以与噪声源(如主电流、通常在手术部位处使用的荧光管或其他类型的光源)的频率显著不同的频率周期性地执行测量。此外，处理器被配置为用于与开启和关闭光发射器的控制信号相对应地单独开启和关闭光发射器，以及所述处理器还被配置为用于分析由与光发射器对应的光接收器单独地输出并且与这样的控制信号对应的信号。因此，可更可靠地将条件确定为沿着血液收集储库的垂直高度水平的函数。[0014]根据另一个实施方案，处理器被配置为用于a)沿着所述血液收集储库的垂直方向顺序地读取所述光接收器的输出信号，b)将所述输出信号与预定阈值相比较，以及c)基于对所述输出信号与所述预定阈值进行的所述比较来确定所述血液收集储库中的经挽回血液的液位。阈值使得能够可靠地辨别从多个光接收器读取的输出信号的序列中的透射改变，并且能够容易地被改变和被重新调整，以使得该方法可用于多种不同的处理条件。[0015]根据另一个实施方案，处理器被配置为用于单独地调整与多个光发射器和多个光接收器相关联的检测参数。如将在下文中示出的，这使得能够抑制特别是血液收集储库内表面上的污染物(如脂肪或凝结血液)的吸收性膜的干扰效应，否则该干扰效应会导致错误或者甚至是误导的信息。根据本发明，这些检测参数包括以下至少之一:光发射器的输出功率、用于放大由多个光接收器输出的输出信号的放大器的增益和由确定装置使用以用于分析由多个光接收器输出的输出信号的阈值。[0016]根据另一个实施方案，处理器还被配置为用于a)基于所述多个光接收器中的至少两个光接收器(其可以是直接相邻的光接收器)的输出信号的比较来鉴别所述光接收器的所述输出信号中的显著信号(conspicuoussignal)，b)改变与所述显著信号相关联的光发射器和/或光接收器和/或放大器的检测参数，以及c)使用所述改变的检测参数来重复所述确定所述血液收集储库中的经挽回血液之液位的步骤。在本申请的含义中，显著信号是这样的信号，其指示可能由储存容器内表面上的血液或脂质膜局部扰动通过储存容器的光透射或者类似的影响造成的至少两个(优选地至少三个)直接相邻的光接收器的输出信号或者至少两个(优选地至少三个)透射值的序列之间的异常透射改变。[0017]根据另一个实施方案，处理器还被配置为用于:如果在使用所述改变的检测参数来重复所述感测血液收集储库中的经挽回血液之液位的步骤时，在所述鉴别步骤中与所述改变的检测参数相关联的光接收器或放大器的信号没有被鉴别为显著信号，则使用所述改变的检测参数来确定所述血液收集储库中经挽回血液的液位。[0018]根据另一个实施方案，处理器还包括查找表(look-uptable)，其用于基于各自的输出信号与查找表内容的比较来确定被收集在血液收集储库中的所收集的血液的状况。查找表的内容可以具体地反映血液收集储库中可能出现的典型处理条件或污染物的典型透射(或吸收)特性，并且可以是基于知识的或者是从测量方法之前执行的初始校准或训练方法得到的。例如，如果由一系列光接收器输出的输出信号与预期在填充水平以下(即系统的储存容器中储存的经挽回血液内)发生的典型透射一致，并且如果由所述一系列光接收器的中间接收器输出的信号指示特别高或低的透射(换句话说该特别高或低的透射将表示储存容器中的对应光接收器的高度水平处的空气或者相当稠的血液)，则认为所接收的这个中间光的输出信号是显著信号，该显著信号表示中间光接收器高度水平处的异常或者不常见的透射改变，其需要这一高度水平处的特定专用的测量过程以用于进一步辨别中间光接收器高度水平处的这个异常或者不常见的透射改变的原因。[0019]根据另一实施方案，处理器还被配置为用于基于所述填充水平、特别地在达到储存容器中的预设填充水平时开始或控制清洗过程，或者用于在测量到的填充水平指示储存容器完全或几乎完全排空的情况下生成告警消息并且通过接口输出所述告警消息。[0020]本发明的另一方面涉及如下文中描述的用于确定这样的自体输血系统的血液收集储库中经挽回血液之液位的对应方法。[0021]本发明的另一方面涉及如下文中描述的用于确定这样的自体输血系统的血液收集储库中经挽回血液之液位的对应计算机程序产品。【附图说明】[0022]下面将参照示例性实施方案并且参考附图来描述本发明，其中:[0023]图1示意性地示出了根据本发明的用于确定自体输血系统的血液收集储库中经挽回血液之液位的设备；[0024]图2是图1的血液收集储库的内壁部分的局部截面图，具有血液收集储库内表面上的由血液或脂质膜造成的污染；[0025]图3是根据本发明的用于确定自体输血系统的血液收集储库中的经挽回血液之液位的方法的示意流程图；以及[0026]图4示意性地示出了包含血液收集储库的自体输血系统的清洗室，其中根据本发明来确定血液收集储库中经挽回血液的液位。[0027]在附图中，相同的附图标记表示相同或基本上等同的元件或元件组。【具体实施方式】[0028]在描述根据本发明的用于确定自体输血系统的血液收集储库中的经挽回血液之液位的方法之前，在下文中，将参照图4来简要地描述在自体输血系统或者自体输血装置中使用这样的方法的一般环境，图4示出了使用连续流技术来清洗血液的这样的自体输血系统的清洗室。[0029]更具体地，例如从患者的手术部位收集到的经挽回血液进入连续清洗过程，在连续清洗过程中，使用盐水溶液来重悬红血细胞，并且去除血浆和其他污染物。由栗28将经挽回血液经由导管28从用于所收集之血液的储库11中栗出以与由栗28从储库22经由导管28栗出的清洗溶液一起进入清洗过程。在这个处理中，将血液浓缩至血细胞比容(HCT)为例如约80%，并且分离出大部分的血浆、细胞碎片、白细胞、血小板、抗凝血剂和其他不需要的成分。此外，进行尽可能完全的非乳化脂肪的去除。将来自储库24中储存的红细胞浓缩物的红细胞压缩至例如60%至65%的HCT浓度。然后将所回收的血液在不同部位(未示出)处注入患者体内。[0030]这个处理中的血液收集储库11是透明储存容器，并且可以是利用特别的双腔吸管的标准储库，其中，将流体从手术视野(operativefieId)吸出并且与抗凝血剂溶液混合。在无菌心切开术储库中对所收集的流体进行过滤。储库包含过滤器，并且具有2升至3升的流体的容量。血液收集储库11可以具有圆锥漏斗形底部。[0031]图1示出了用于确定如上文参照图4描述的自体输血系统中使用的血液收集储库11中的经挽回血液之液位或体积的装置。储存容器11充满了经挽回血液和清洗溶液。上述清洗过程中采用的清洗过程越长，储库11中的更大体积分成以下区域:具有高HCT的经挽回血液18，特别地包括储存容器11的底部处的沉积，具有低HCT的经挽回血液17，其HCT值甚至接近澄清血浆溶液，以及经挽回血液的表面顶上的泡沫层16。泡沫层16的厚度可以多至I厘米至2厘米。在清洗过程期间，储存容器11中的经挽回血液的填充水平反复向上和向下移动。在向上和向下移动时，具有例如凝结血液14或脂质15的膜的部分可能会局部地停留在储存容器11的内表面上。[0032]为了测量储存容器11中的经挽回血液的填充水平(体积)，借助于光学装置来测量通过储存容器11的光的透射。更具体地，多个光发射器12(如发光二极管(LED))布置在储存容器11的第一侧上之由附图标记LI至L9指示的不同高度水平处，其发射优选地在红外波长范围内的光束，以降低经挽回血液中的辐射能量的沉积。由布置在储存容器11的与光发射器12相对的一侧上的多个光接收器10(如光电二极管)来测量透射光强度。在下文中，为了分别鉴别位于各自的高度水平L1、L2、…Ln处的光接收器10和光发射器12，将这些光接收器和光发射器分别命名为10.1、10.2、…10.η和12.1、12.2、...12.η。光发射器12和光接收器10可以布置在可以套在储存容器11上的保护壳体中，其通常是可弃的，并且被配置为用于重复使用。光发射器12和光接收器10可以布置在相同的高度水平LI至L9处。[0033]电子开关阵列13与光发射器12相关联，以使得可借助于通过传输线5传输的控制器2的控制信号来单独地开启和关闭光发射器。另一电子开关阵列9与光接收器10相关联，以使得可通过传输线4来单独地读取由光接收器10输出的透射信号。由放大器3使用可由控制器2通过控制线7调整的增益因子来放大所读取的透射信号。更具体地，可借助于对于每一个光接收器10.1、...ΙΟ.η单独地被调整的增益因子来单独放大由不同的光接收器10.1、…ΙΟ.η输出的透射信号。[0034]为了确定储存容器11中的经挽回血液的填充水平或体积，分析光接收器10.1、...10.η的输出信号以用于确定从相对低的透射(指示经挽回血液对光的某种程度的吸收)到相对高的透射(表示经挽回血液不对光进行吸收)的过渡。更具体地，沿着储存容器的垂直方向(例如，按照从最下的传感器L.1开始到最上的传感器L.η的顺序，或者按照相反的顺序)顺序地读取光接收器10.1、...10.η的输出信号，并且确定从相对低的透射到相对高的透射的过渡，即发生从暗区域到较少吸收区域的过渡的位置，其对应于储存容器11中的实际填充水平或者例如对应于从经挽回血液到盐水溶液的过渡。为此，可以利用使用用于辨别指示相对低透射的信号和指示相对高透射的信号的阈值的算法。[0035]根据第一实施方案，由光发射器12发射的光束是准直光束或者具有小光束发散的几乎准直的光束。因此，布置在储存容器11的与所述光发射器12相对的一侧上的光接收器10可以布置在与光发射器12相同的高度水平LI至L9处，并且可以检测由直接相对的光发射器发射并且透射通过存储容器11的仅一个光束。然而，根据优选的第二实施方案，光发射器12发射高度发散的(例如发散角为120°的)光束，在这种情况下，储存容器11的相对侧的光接收器10可以检测由若干光发射器12发射的光束。更具体地，布置在存储容器中央部分中的光接收器12(如布置在高度水平L5或L6处的光接收器12)可以检测由直接相对的光发射器中的两个或者甚至更多个光发射器(如布置在高度水平L4至L6处的光发射器12(针对布置在高度水平L5处的光接收器)和布置在高度水平L5至L7处的光发射器12(针对布置在高度水平L6处的光接收器))发射的光束。如将在下文中不出的，根据本发明，由光发射器发射的光束的相对高的发散角可以进一步帮助更容易并且更可靠地辨别具体地由导致局部异常透射改变的储存容器11内表面上的血液或者脂质膜造成的显著信号。[0036]基于上述信息，可以例如在达到储存容器11中的预设填充水平时或者在没有盐水溶液上清液的填充水平处开始或执行清洗过程。使用底部的光接收器(高度水平LI处)或者底部的光接收器(高度水平LO处)来指示储存容器11完全排空，在这种情况下由控制器2生成警告消息并且将其通过接口I输出到外部装置如显示器、警报设备等。为此目的，使储存容器11的底部是倾斜的并以圆锥形渐缩，并且高度水平LO处的底部光接收器10测量储存容器11之倾斜的并以圆锥形渐缩的底部的区域中的透射是有利的。[0037]更具体地，可以仅在储存容器11中最初提供的预定最小填充水平的情况下开始清洗过程，预定最小填充水平可以对应于0.751或11的液体体积。借助于测量到的填充水平来控制清洗过程以使得在整个处理或手术过程中确保储存容器11中的最小填充水平为例如50ml，并且使得始终防止储存容器11完全排空，例如以避免清洗过程中使用的离心机中或者传感器的位置处的空气或泡沫的存在，否则可能导致错误的或误导的信号。因此，如果基于感测到的填充水平确定了储存容器11几乎完全排空，例如，如果仅高度水平LO处的底部光接收器10指示填充水平，而其他高度水平LI至L9处的其他光接收器10都不指示填充水平，则暂时中断清洗过程。由于清洗过程的这样的暂时中断，储存容器11中的填充水平会由于从患者的手术部位收集另外的经挽回血液而再次上升，直到最终再次达到预定的上方的填充水平(例如，对应于0.751或11的体积)，该预定的上方的填充水平再次触发清洗过程。可以重复上述循环，直到例如在决定即将终止手术的情况下，用户(具体地麻醉师)通过接口I向控制器2输入应终止清洗过程的信号。[0038]图2是图1的储存容器11的壁部分的局部截面图，具有由储存容器11内表面上的血液或脂质膜14、15造成的污染。这些血液或脂质膜14、15导致由光发射器12发射的感测光的局部降低的透射，其独立于给定高度水平处的储存容器内容物的透射(吸收)。如果经挽回血液的填充水平缩减至较低的高度水平，则这些血液或脂质膜14、15独立于储存容器11中的实际填充水平，并且可以停留在内表面上甚至在实际填充水平以上，如图1所示。在清洗过程的过程中，经挽回血液的表面向上和向下的重复移动甚至导致这样的血液或脂质膜14、15在储存容器11内表面上的凝聚。如图2所示，光接收器10.4的高度水平L4处的血液膜14的存在导致分别与高度水平L3和L5处的感测光束B.3和B.5的透射相比的感测光束B.4的透射降低。这导致高度水平L4处的不正确的透射比的测量，其能够造成储存容器11中的实际填充水平或者储存容器11内部的从经挽回血液到盐水溶液的过渡之错误的或甚至是误导的辨别(确定)，这是应当避免的。[0039]根据本发明，来自沿着储存容器11的垂直方向的光接收器10的透射信号的顺序读取可以用于鉴别高度水平处的显著信号，其与在正常操作条件下预期的储存容器中的标准透射谱不一致，换句话说，其可导致存储容器11中的实际填充水平或者储存容器11内部的从经挽回血液到盐水溶液的过渡的错误的或甚至是误导的辨别。应当注意的是，可以将在正常操作条件下预期的储存容器中的这样的标准透射谱存储在查找表中。[0040]如果例如针对图2中示出的状态假定光接收器10.3至10.5在储存容器11中的实际填充水平以上，则光接收器10.3和10.5的信号可以表示甚至可以与100%的透射(如果将各种界面处的反射损失考虑在内)对应的相对高的透射，而光接收器10.4的信号将指示相对较低的透射。在正常条件下，在储存容器11中，高度水平L3至L5处的这样的透射值的序列不能够作为储存容器11中的实际液面附近的正常透射改变的结果。相反，控制器2将假定与光束B.4对应的信号是显著信号，并且在这些高度水平处不存在过渡区域，如下面所概述的。在本申请的含义中，显著信号是这样的信号，其指示可以由储存容器11内表面上的血液或脂质膜或者局部扰动通过储存容器11的光透射的类似效应造成的至少两个(优选地至少三个)直接相邻的光接收器12的信号或者至少两个(优选地至少三个)透射值的序列之间的异常透射改变。[0041]作为另一个实例，如果例如针对图2中示出的状态假定光接收器10.3至10.5在储存容器11中的实际填充水平下方，则光接收器10.3和10.5的信号将指示已经相对低的通常对于经挽回血液的透射，而光接收器10.4的信号将指示甚至更低的透射，其甚至可以是零，并且是由对应于光接收器10.4的高度水平L4处的血液膜14的额外存在造成的。在正常条件下，在储存容器11中，高度水平L3至L5处的这样的透射值的序列不能够作为储存容器11中的实际液面附近的透射改变的结果。相反，对于这样的测量到的信号，控制器2将假定与光束B.4对应的信号是显著信号，并且在这些高度水平处不存在过渡区域，如下面所概述的，并且将认为在高度水平L4处测量的透射是显著透射。[0042]为了辨别由零或异常低的(显著)透射造成的高度水平L4处的显著信号，可以采用以下方法。[0043]为此目的，在下文中假定通常借助于选择性地开启以用于测量给定高度水平处的透射的单个光束B.3至B.5来测量图2中不同高度水平L3至L5处的透射值。更具体地，使用高度水平L3处的光束B.3借助于所关联的光接收器10.3来测量透射，使用高度水平L4处的光束B.4借助于所关联的光接收器10.4来测量透射，以及使用高度水平L5处的光束B.5借助于所关联的光接收器10.5来测量透射。如果在高度水平L4处测量到零透射或显著低的透射，则开启全部光束B.3至B.5重复透射的测量。由于光束B.3至B.5具有相对高的发散角(例如120°)，因此相邻光束B.4和B.6的一定比例的功率会传播至高度水平L4处的光接收器10.4。因此，高度水平L4处可获得的用于测量这个高度水平处的透射的总光功率暂时增大，这也适用于相邻高度水平处可获得的总光功率。在增大的光功率的情况下，在高度水平L4处测量到的透射可能不是零而是非零(11011-￥&111811；[1^)。与相邻高度水平]^3和]^5处测量到的透射值进行比较并且分析透射值最终得到以下信息:此前测量到的高度水平L4处的显著信号是否是储存容器11内表面上的膜的结果。为了高度水平L4处的透射的将来的测量，可以使用对于束L4的较高功率。[0044]对本领域技术人员而言明显的是，如果改变与光束的检测相关的其他参数(在下文中称为检测参数)，特别是光发射器的输出功率和/或用于放大由各自的光接收器输出之信号的放大器的增益和/或由处理器或控制器2使用的用于分析光接收器的输出信号的阈值，则也可以获得类似的辨别。[0045]对本领域技术人员而言明显的是，如果由光发射器发射的光束不是高度发散的光束而是准直或者几乎准直的光束，则也可以获得类似的辨别。[0046]对本领域技术人员而言明显的是，还可以使用单独或共同地改变用于检测不同高度水平处的透射之检测参数的类似方法来辨别储存容器的内容物的其他状况，如储存容器11中包含的经挽回血液的稀释度。[0047]图3是根据本发明的用于确定自体输血系统(自体输血装置)的储存容器中的经挽回血液之液位的方法的流程示意图，其优选地使用连续清洗过程。为了感测高度水平LI至Ln处的光接收器的透射信号，使用在第一循环中例如基于用于校准高度水平LI至Ln处的所有光接收器的先前的校准步骤预定的检测参数以得到相等的灵敏度。在本申请的含义中，这些“检测参数”可以是光发射器12的输出功率、用于放大由光接收器10输出的信号的放大器3的增益以及控制器2中的用于分析光接收器10的(经放大的)输出信号的阈值、或者与信号检测和分析相关的任何其他适当的参数中的任意参数。根据本发明，这些检测参数不是固定值，而是可以针对光接收器LI至Ln单独地被调整，并且甚至可以在执行清洗过程时动态地被调整，如将在下文中描述的。[0048]参见图1和图3，在步骤SI中，由控制器2使用预定检测参数来检测并且进一步分析光接收器10的高度水平LI至Ln处的透射。为此目的，优选地按照给定次序(例如沿着储存容器11的垂直方向从底部到顶部或者从顶部到底部顺序地)读取高度水平LI至L9处的光接收器10的信号。在步骤S2中，控制器基于这一组透射值、使用合适的算法来执行信号分析，以用于鉴别指示透射的显著改变的光传感器的存在和高度水平(位置)，透射的显著改变是储存容器11中的实际填充水平或者储存容器11内部从经挽回血液到盐水溶液的过渡之错误的或者甚至是误导的辨别的候选。为此目的，可以如上面参考图2所描述的方式来进行分析。[0049]如果在步骤S2中没有确定这样的透射的显著改变或者显著信号，则方法前进至步骤S3，在步骤S3中，控制器2认为光接收器10的高度水平LI至Ln处测量到的透射是正确的并且不是误导性的，并且使用测量到的透射来确定储存容器11中的实际填充水平或者储存容器11内从经挽回血液到盐水溶液的过渡，以用于进一步的信号处理。[0050]周期性地执行步骤SI至S3的循环，从而周期性地获得关于储存容器11中的实际填充水平或者关于储存容器11内部从经挽回血液到盐水溶液的过渡的信息。为此目的，光发射器12优选地以与主电流的频率、通常在手术部位处使用的荧光管或其他类型的光源的操作频率或其高次谐波显著不同的重复率发射短光脉冲。由此抑制干扰背景噪声，并且可实现较高信噪比。例如，在根据本发明的方法中可以使用重复率为25Hz的10ys红外光脉冲。[0051]另一方面，如果在步骤S2中控制器2基于使用预定检测参数测量的透射值确定至少一个透射的显著改变，则方法前进至步骤S4以用于改变检测参数，并且前进至步骤S5和S6以用于重复上述透射之显著改变的鉴别。[0052]在下文中，考虑图2中示出的状态，其中光接收器10.4高度水平L4处的血液膜14的存在导致分别与高度水平L3和L5处检测到的透射相比高度水平L4处的透射降低，并且假定控制器2将高度水平L4鉴别为透射的显著改变的位置(显著信号)。在这样的状态下，在步骤S4中，改变高度水平L4处的检测参数，并且在步骤S5中使用这样的改变的检测参数来测量并且分析透射。[0053]作为第一实例，在步骤S4中，选择性地增加高度水平L4处的光发射器12的输出功率和/或增加用于放大由高度水平L4处的光接收器10输出的信号的放大器3的增益和/或选择性地调整控制器2中用于分析高度水平L4处的光接收器10的(经放大的)输出信号的阈值，并且在步骤S5中使用这样的改变的检测参数来测量并且分析透射。如果控制器分析了作为经挽回血液、盐水溶液、泡沫或空气的典型透射的针对改变的检测参数的透射，并且在步骤SI中对于相邻高度水平L3和L5分别观察到了这样的典型透射行为，则在步骤S6中，在高度水平L4处没有鉴别到这样的透射的显著改变。否则，方法前进至步骤S7以将高度水平L4处的检测参数调整成步骤S5中使用的新检测参数，并且再次前进至步骤SI，在这种情况下，在步骤S2中，在高度水平L4处不再鉴别出这样的透射的显著改变，而方法将前进至步骤S3ο[0054]作为第二实例，在步骤S4中，选择性地增加高度水平L3至L5处的光发射器12的输出功率和/或选择性地增加用于放大由高度水平L3至L5处的光接收器10输出的信号的放大器3的增益因子和/或选择性地调整控制器2中用于分析高度水平L3至L5处的光接收器10的(经放大的)输出信号的阈值，并且在步骤S5中使用这样的改变的检测参数来测量并且分析透射。使用改变的检测参数，能够获得好得多的信噪比以用于更可靠地确定高度水平L4处的透射的改变是由于储存容器11中的实际过渡区域而产生还是简单地由于储存容器11内表面上的不期望的膜14而产生。为此目的，在步骤S5中相互比较并且进一步分析高度水平L3至L5处的透射值。[0055]因此，在第二实例中，如果控制器分析了作为经挽回血液、盐水溶液、泡沫或空气的典型透射的针对改变的检测参数的透射，并且在步骤SI中对于相邻高度水平L3和L5分别观察到了这样的典型透射行为，则在步骤S6中，在高度水平L4处没有鉴别到这样的透射的显著改变。相反，方法前进至步骤S7以将高度水平L4处的检测参数调整成上述改变的检测参数，并且将相邻高度水平L3和L5处的检测参数分别重新调整成先前在步骤SI中使用的那些检测参数。然后，方法再次前进至步骤SI，在这种情况下，在步骤S2中，在高度水平L4处将不会再鉴别出这样的透射的显著改变，而方法将前进至步骤S3。[0056]如果最终尽管步骤4中改变了检测参数，在步骤S6中仍然确定了透射的显著改变，则可以触发错误处理例程S8，在本文中将不对错误处理例程进行详细描述，但是其可以包括输出错误信号，其用于指示测量系统的不可靠或错误状态、触发用于例如通过使用清洗溶液冲洗内表面来清洁储存容器11内表面的补充清洁过程，或者用于停止清洗过程的操作并且向手术部位处的人员发出警告/停止信号。[0057]可以将上述步骤SI至S7的循环重复若干次，直到控制器确定检测参数中的至少之一超出预定参数范围。然后，也可以触发上述错误处理例程S8。然后处理可以返回至步骤Sl0[0058]对本领域技术人员而言明显的是，在步骤S2中检测到透射的显著改变的情况下，可以在步骤S4中改变检测参数和/或可以基于关于在标准类型的污染物的存在下的典型透射特性和清洗过程期间经挽回血液的状况的知识数据或校准数据来执行进一步的透射信号分析。可以将这样的知识数据存储在例如控制器2可以访问的查找表(未示出)中或者存储在耦接至控制器2或者集成在控制器2中的存储器中。[0059]借助于在不同的高度水平处选择性地改变检测参数，可以甚至在否则会导致错误或者甚至是误导的测量值和信号分析的不利条件下可靠地确定储存容器11内部经挽回血液的填充水平(体积)或者从经挽回血液到盐水溶液的过渡。[0060]在不同的高度水平处选择性地改变检测参数的方法还可以用于校准图1中示出的光学检测装置。如果假定由光发射器12发射的光束是高度发散的，则显然会有较多的光击中在中央的光接收器10上，并且有较少的光会击中在分别布置在储存容器11的上端和下端处的那些光接收器10(如分别布置在高度水平Ln和LI处的接收器)上。可以通过增加由对应地相对光发射器12(即分别布置在高度水平Ln和LI处的光发射器12)发射的功率或者用于放大由分别布置在高度水平Ln和LI处的光接收器输出的信号之放大器的增益来对此进行补偿。[0061]对本领域技术人员而言明显的是，根据本发明选择性地改变高度水平处的检测参数的可能性甚至使得可以得到关于高度水平处的存储容器11之内容物的另外的信息，如不同高度水平处的HCT、不同高度水平处的盐水浓度或经挽回血液的类似参数的分析。[0062]附图标记列表[0063]I接口/电源[0064]2控制器/确定装置[0065]3放大器[0066]4传输线[0067]5传输线[0068]6传输线[0069]7用于调整放大器之增益的控制线[0070]8传输线[0071]9开关阵列[0072]10光接收器阵列[0073]10.3-10.5高度水平L3至L5处的光接收器[0074]11血液收集储库库[0075]12光发射器阵列[0076]13开关阵列[0077]14(血液收集储库中的)血液膜[0078]15(血液收集储库中的)脂质膜[0079]16(血液收集储库中的)泡沫[0080]17(血液收集储库中的)低血细胞比容区域[0081]18(血液收集储库中的)高血细胞比容区域[0082]20自体输血系统[0083]21旋转清洗室[0084]22用于清洗溶液的储库[0085]23废物袋[0086]24用于红细胞浓缩物的储库[0087]25栗[0088]26栗[0089]27栗[0090]28管[0091]Ll-Ln高度水平[0092]LO底部光接收器的高度水平[0093]B.3-B.5高度水平L3至L5处的感测光束【主权项】1.用于对从患者的手术部位收集的经挽回血液进行回收和清洗的自体输血系统(20)，其包含:血液收集储库(11)，其用于储存所收集的血液(16-18);光学检测装置(10，12)，其用于周期性地检测所述血液收集储库(11)中的所述经挽回血液的液位并且用于输出对应的输出信号；以及处理器(2)，其用于基于所述光学检测装置的所述输出信号来确定所述血液收集储库(11)中的所述经挽回血液的液位，所述光学检测装置包含:多个光发射器(12)，其布置在所述血液收集储库(11)的第一侧上的不同高度水平(Ll-L9)处，用于发射光；以及多个光接收器(10)，其布置在所述血液收集储库(11)的与所述第一侧相对的第二侧上，以用于感测由所述光发射器(12)发射并透射通过所述血液收集储库(11)的光并且用于输出所述输出信号。2.根据权利要求1所述的自体输血系统，其中所述光发射器(12)是用于发射光脉冲、优选地红外光脉冲的脉冲光发射器，其中所述光学检测装置被配置为用于与控制信号相对应地单独开启和关闭所述光发射器；以及所述处理器被配置为用于分析由与所述光发射器(12)对应的光接收器(10)单独输出的并且与所述控制信号对应的输出信号。3.根据权利要求1或2所述的自体输血系统，其中所述处理器(2)被配置为用于:沿着所述血液收集储库(11)的垂直方向顺序地读取所述光接收器(10)的输出信号；将所述输出信号与预定阈值相比较；以及基于对所述信号与所述预定阈值进行的所述比较来确定所述血液收集储库(11)中的经挽回血液的液位。4.根据前述权利要求中任一项所述的自体输血系统，其中所述处理器被配置为用于单独地调整与所述多个光发射器(12)和所述多个光接收器(10)相关联的检测参数，所述检测参数包括以下至少之一:所述光发射器(12)的输出功率、用于放大由所述多个光接收器(10)输出的输出信号的放大器(3)的增益和由所述处理器(2)使用的阈值。5.根据权利要求4所述的自体输血系统，其中所述处理器还被配置为用于:基于所述多个光接收器(10)中的至少两个光接收器(10)的输出信号的比较来鉴别所述光接收器(10)的所述输出信号中的显著信号；改变与所述显著信号相关联的光发射器(12)和/或光接收器(10)和/或放大器(3)的检测参数；以及使用所述改变的检测参数来重复所述确定所述血液收集储库(11)中的经挽回血液之液位的步骤。6.根据权利要求5所述的自体输血系统，其中所述处理器还被配置为用于:如果在使用所述改变的检测参数来重复所述确定所述血液收集储库(II)中的所述经挽回血液的液位的步骤时，在所述鉴别步骤中与所述改变的检测参数相关联的光接收器(10)或放大器的信号没有被鉴别为显著信号，则使用所述改变的检测参数来确定所述血液收集储库(11)中的所述经挽回血液的液位。7.根据前述权利要求中任一项所述的自体输血系统，其中所述处理器还被配置为用于基于由所述处理器(2)确定的所述填充水平、特别地在达到储存容器(11)中的预设填充水平时开始或控制清洗过程，或者所述处理器还被配置为用于在由所述处理器(2)确定的所述填充水平指示所述储存容器(11)完全或几乎完全排空的情况下生成警告消息并且通过接口(I)来输出所述警告消息。8.用于确定自体输血系统(20)的血液收集储库(II)中的经挽回血液之液位的方法，所述自体输血系统(20)包含:多个光发射器(12)，其布置在所述血液收集储库(11)的第一侧的不同高度水平(Ll-L9)处，以用于发射光；以及多个光接收器(10)，其布置在所述血液收集储库(11)的与所述第一侧相对的第二侧上，以用于检测由所述光发射器(12)发射并透射通过所述血液收集储库(11)的光，所述方法包括:周期性地启动用于发射光的所述多个光发射器(12);使用所述多个光接收器(10)来检测透射通过所述血液收集储库(11)的光；以及基于由所述多个光接收器(10)输出的输出信号来确定所述血液收集储库(11)中的所述经挽回血液的液位。9.根据权利要求8所述的方法，其中与控制信号相对应地单独开启和关闭所述光发射器(12)，从而发射光脉冲、特别地红外光脉冲，以及其中单独地分析由与所述光发射器(12)对应的光接收器(10)输出的并且与所述控制信号对应的输出信号。10.根据权利要求8或9所述的方法，其还包括:沿着所述血液收集存储器(11)的垂直方向顺序地读取由所述光接收器(10)输出的输出信号；将所述输出信号与预定阈值相比较；以及基于将所述输出信号与所述预定阈值相比较的步骤来确定所述血液收集储库(11)中的所述经挽回血液的液位。11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其还包括:单独地调整与所述多个光发射器(12)和所述多个光接收器(10)相关联的检测参数，所述检测参数包括以下至少之一:所述光发射器(12)的输出功率、用于放大由所述多个光接收器(10)输出的输出信号的放大器(3)的增益和用于确定所述液位的阈值。12.根据权利要求11所述的方法，其还包括:基于所述多个光接收器(1)中的至少两个相邻的光接收器(IO)的输出信号的比较来鉴别所述光接收器(10)的所述输出信号中的显著信号；改变与所述显著信号相关联的光发射器(12)和/或光接收器(10)和/或放大器(3)的检测参数；以及使用所述改变的检测参数来重复所述确定所述血液收集储库(II)中的所述经挽回血液的液位的步骤。13.根据权利要求12所述的方法，其还包括:如果在使用所述改变的检测参数来重复所述确定所述血液收集储库(II)中的经挽回血液之液位的步骤时，在所述鉴别步骤中与所述改变的检测参数相关联的光接收器(10)或放大器(3)的信号没有被鉴别为显著信号，则使用所述改变的检测参数来确定所述血液收集储库(11)中的经挽回血液的液位。14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其中基于由所述处理器(2)确定的所述填充水平、特别地在达到储存容器(II)中的预设填充水平时开始或控制清洗过程，或者其中在由所述处理器(2)确定的填充水平指示所述储存容器(11)完全或几乎完全排空的情况下生成警告消息并且通过接口(I)输出所述警告消息。15.—种用于在自体输血系统(20)中使用以用于确定所述自体输血系统(20)的血液收集储库(11)中的经挽回血液之液位的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序代码装置，所述计算机程序代码装置用于在所述自体输血系统(20)的处理器(2)或控制单元中执行其的情况下实施根据权利要求8至14中任一项所述的方法。【文档编号】G01F23/292GK106030260SQ201480076138【公开日】2016年10月12日【申请日】2014年12月17日【发明人】阿图尔·梅斯贝格尔,梅拉妮·法伦多夫,曼弗雷德·艾里什【申请人】费森尤斯卡比德国有限公司