压力测量装置、方法和系统与流程

本专利申请要求2019年3月15日提交的美国临时专利申请No.62/818，962的优先权和利益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

所公开的主题总体上涉及压力测量装置、方法和系统，并且更具体地涉及使用光学压力测量盒的压力测量装置、方法和系统。

背景技术

现有的压力转换器被广泛地用于压力测量。美国专利No.4576181中描述了一种示例性的现有技术装置，并在图1A中示出。这种装置需要连接到流动通道或腔室，以提供与传感器部分的流体连通。例如，现有技术装置的流动通道1332在膜片45和包含压力待测量的流体的器皿或导管330之间提供流体连通，所述流体该器皿或导管来自一些流动或容载系统47。膜片45的相反侧上的空间35中的中间流体与压力转换器40连通。压力待测量的流体在膜片45上施加压力，进而在空间35中的中间流体上施加压力。压力转换器40通过各种机构中的任何一种产生与空间35中的中间流体的压力相对应的信号，通常这牵涉应变计或测压元件。美国专利No.8092414中描述了这种类型的装置的另一示例，该专利通常由于其总体形状而被识别为压力盒。用于测量压力的另一种已知的装置在图1B中示出。在该装置中，薄板30在其背部表面31上具有应变计10。柔韧的薄壁器皿20倚靠在薄板30的前部表面32上。当器皿20内侧的流体25对由壁15和22界定的器皿加压时，薄板30弯曲，拉伸附接在其上的应变计10，从而产生可以通过校准而与压力关联的信号。

图1B的压力传感器可以用于输送生物流体的医用系统和装置。在这种系统中，某些塑料的使用非常普遍，这是由于其耐久性、灵活性、低成本以及低化学和生物反应性。然而，当应变时，这些塑料容易在其弹性响应方面发生变化。例如，如果大幅变形，塑料器皿(比如图1B中的20)将呈现出一种被称为“蠕变”的状态，从而造成位移对压力的响应随时间变化。蠕变是由聚合物分子的构象随时间的变化造成的。蠕变可能会导致构造(比如图1B的构造)中对压力变化的测量上的误差。膜片45形式的塑料膜片也将呈现出蠕变。

参考图1C，示出了另一种类型的现有技术压力传感器，其中压力转换器50与滴注室60的内部70压力连通。血液流过进口管65并且流出出口管75，同时截留的空气量62通过联接管57将压力传递给压力转换器50。隔离器55通过经由其内的柔性膜(未示出)来防止通过该隔离器的任何流动，从而保护该压力转换器。

技术实现要素：

实施例提供了一种压力盒，该压力盒包括由膜片隔开的两个腔室，其中膜片的变形/移动表示两个腔室的压力之间的差异。这种变形/移动由与膜片没有物理接触的装置检测，例如由检测膜片的形状的变化或膜片上的突起的移动的光学检测器检测。在一些实施例中，压力盒是医用密封的、一次性的并且便宜的。

当结合附图考虑时，根据以下描述，所公开主题的实施例的目的和优点将变得显而易见。

附图说明

下面将参考附图详细描述实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件。附图不一定是按比例绘制的。在适用的情况下，一些特征可能没有被示出以辅助描述底层特征。

图1A-1C示出了根据现有技术的压力测量装置。

图2A和2B示出了根据所公开实施例的压力盒。

图3A和3B根据所公开实施例示出了被配置成与图2A的压力盒接合的光学转换器的相应视图。

图3C根据公开的实施例示出了在接合到图2A的压力盒时，图3A和3B的光学转换器。

图3D根据所公开实施例示出了由图3A和3B的光学转换器检测的滤光图案的外观。

图4A根据所公开实施例示出了被配置用于与图2B的压力盒接合的光学转换器。

图4B根据所公开实施例示出了当组装在图2B的压力盒上时，图4A的光学转换器。

图4C根据所公开实施例示出了由图4A的光学转换器检测的滤光图案的外观。

图4D和4E根据所公开实施例示出了包括图2A的压力盒的替代压力测量装置。

图5A和5B示出了根据所公开主题的实施例的具有直通道配置的压力盒。

图5C和5D示出了根据所公开主题的实施例的分别处于左手侧和右手侧配置的具有直角通道的压力盒。

图6A至6C根据所公开主题的相应实施例示出了压力盒的相应实施例，所述压力盒具有带有以的各种角度行进的通道的配置。

图6D至6H和6J示出了各种压力状态下压力盒的实施例的剖视图。

图6K和6L根据所公开主题的实施例示出了模制操作。

图7A和7B根据所公开主题的实施例示出了通过真空附接系统附接到压力盒的转换器，其中图7A示出了准备与转换器接合的盒，并且图7B示出了与转换器接合的压力盒。

图8A至8H和8J根据所公开主题的实施例示出了借助于真空附接系统附接到压力盒的转换器的细节和不同视图。

图9示出了根据所公开主题的实施例的带有集成到其中的压力盒的流体回路的应用。

图10A是根据所公开主题的实施例的压力转换器的剖视图。

图10B示出了根据所公开主题的实施例的转换器适配器的硬端的特写。

图10C和10D示出了外壳的斜视图，该外壳承载弹簧并且提供根据所公开主题的实施例的压力转换器的自动定位和自由移动。

图11是根据所公开的实施例的示例计算机系统1000的框图，其部分或全部可以结合在本文公开的控制器中。

具体实施方式

图2A示出了根据所公开实施例的压力盒101。压力盒101具有第一端口106和第二端口104。在本实施例中，在压力盒101将要直接连接到泵管部分的实施例中，第一端口106更大以容纳更大的管。第二端口104用于连接到较小直径的管。膜片108密封横跨在106和104之间的连续管腔的一部分，所述连续管腔具有基本均匀的横截面积以降低当使用压力测量装置测量血压时可能造成结块/凝结的死区的风险。替代地，横截面可以由于正拔模角(该正拔模角用于允许模具销被移除)而变化，使得从一个端口朝向盒的中心变窄，然后在通向另一个端口的开口的路径上横截面变宽。尽管有正的拔模角，但是销的形状可以被确定成使得流动面积在中间最大，然而在面积变化较小的位置会产生某些益处，包括减少由流动减速造成的湍流。注意，流动区域插件可以用于使管适配端口，使得本文描述的有益模制工艺的要求不必约束将管连接到盒的选择。

管腔中的压力造成膜片108的移动/变形，这又会造成指示器110的移动，所述指示器被配置为膜片108上的突起。指示器110的表面压印或刻印有标记111，使得指示器110的移动可以由接合压力盒101的凹陷边沿102的测量装置(未示出)光学监测。该接合适用于固定膜片108的支撑，并且有助于确保准确测量。

图2B示出了根据所公开实施例的另一压力盒103。压力盒103与压力盒101相同，除了它不包括指示器110。相反，膜片108的移动/变形可以通过光学监测膜片108的表面上的压印标记或刻印标记114来检测。其他替代实施例可以光学监测膜片和指示器二者上的标记，所述指示器被配置作为膜片上的突起。

在一个实施例中，压力盒被模制之后，膜片108和/或指示器110上的标记可以涂饰在其上。在一个实施例中，膜片108和/或指示器110上的标记由激光蚀刻。在一个实施例中，膜片108和/或指示器110上的标记可以粘合/附着在其上。在进一步的实施例中，标记可以比如借助于丝网或喷墨而印刷在膜片108和/或指示器110上。在其他实施例中，膜片108和/或指示器110上的标记可以被模制到膜片108或指示器110中。注意，为了模制，标记可以具有中性或正拔模斜度，以准许容易地从模具中分离。例如，阶梯可以形成在金字塔指示器上。通过照明可以使阶梯突出，以在每个台阶上产生阴影。

根据所公开实施例，图3A和3B示出了被配置用于与图2A的压力盒101接合的光学转换器141的对应视图，并且图3C示出了组装在图2A的压力盒101上时的图3A和3B的光学转换器。光学转换器141具有支撑插件152，该支撑插件被配置成装配在压力盒101的凹陷边沿102内，以使之相对于支撑转换器元件精确地定位。

支撑插件152支撑相机/光源主体142和臂146。臂146包括用于紧固件150的开口，使得光学转换器141可以紧固到系统中的另一组件上。相机/光源142包括光源145、相机144和用于相机144的连接器148。当支撑插件152装配在压力盒101的凹陷边沿102内时，光源145可以反射指示器110上的光，使得当经由用于相机148的连接器通过控制器进行控制时，相机144可以拍摄指示器110的图像。

相机/光源142的主体可以与支撑插件152的边沿153间隔开(如在158处表示的)，以便不干涉膜片108的位移。

在一些实施例中，相机144可以包括莫尔滤光器。通常，莫尔滤光器是带有交替的透明部分和不透明(不透光)部分(形成例如同心圆、网格、平行线等)的滤光器。当指示器110上的标记具有与莫尔滤光器相同或类似的图案并且相对于莫尔滤光器未对准时，可以在由相机144通过莫尔滤光器获得的标记的图像中观察到莫尔图案。通常，莫尔图案是通过将交替的透明区域和不透明区域的两个模板彼此抵靠放置而形成的。当模板图案从某个角度看未对准时，则从该角度看模板图案的叠加和干涉显现为比原始模板图案更大/更粗糙的交替的亮区和暗区，并且未对准会造成所得图案看起来在运动。所得图案表示了模板图案的干涉的拍频低于模板中交替图案的频率。使用所得图案，可以确定相对位置，例如，如美国专利第5052807号中所公开的。

在一个实施例中，至少两个具有相应的莫尔滤光器的相机被配置成通过拍摄指示器110的图像来获得相应的莫尔图案。在这些实施例中，可以组合使用所述莫尔图案来确定指示器110的移动和/或校准压力测量装置。

图3D示出了当相机144包括带有平行线的图案的莫尔滤光器并且与指示器110上的平行线标记未对准时，由光学转换器141检测到的滤光图案的外观。在一个实施例中，可以使用预先确定的函数来将相机144检测到的莫尔图案的变化与指示器110的移动关联起来。所述预先确定的函数可以通过用指示器110的已知移动和由相机144获得的所得莫尔图案训练光学转换器141的控制器来编制。

根据所公开实施例，图4A示出了被配置用于与图2B的压力盒103接合的光学转换器170，并且图4B示出了组装在图2B的压力盒103上时的图4A的光学转换器170。光学转换器170包括支撑插件178，该支撑插件被配置成装配在压力盒103的凹陷边沿102内。

支撑插件178在两个支柱176之间支撑相机172，相机镜头174面向压力盒103的膜片108，使得相机172在被控制器控制时可以拍摄膜片108的图像。支柱限定凹口177，该凹口可以允许在支撑插件178外侧使用光源。替代地，相机172的主体可以具有集成光源。外侧光源可以更好地提供用于为内模制脊造影，以形成指示器。

在实施例中，相机镜头174包括莫尔滤光器，该莫尔滤光器包括交替的透明部分和不透明部分，所述透明部分和不透明部分形成例如同心圆、网格、平行线等。当膜片108上的标记具有与莫尔滤光器相同或类似的图案并且相对于莫尔滤光器未对准时，可以在由相机172通过相机镜头174的莫尔滤光器获得的标记的图像中观察到莫尔图案。图4C示出了当镜头174包括带有同心圆图案的莫尔滤光器并且与膜片108上相同或类似的同心圆标记未对准时，由光学转换器170检测到的滤光图案的外观。

在实施例中，可以通过在超分辨率成像中使用所公开的莫尔图案来检测膜片的移动/变形。超分辨率成像是指提高通过成像系统获得的图像的分辨率。在一个实施例中，当标志物或膜片上的标记的分辨率超过衍射极限时，可以使用比标志物更粗糙(分辨率更低)的莫尔滤光器来获得图像，从中可以推断出高分辨率标记。因此，可以实现更准确的压力测量。

一个实施例提供了一种压力测量装置，该压力测量装置基于通过拍摄压力盒的膜片上的标记以及膜片上的指示器上的标记的图像而产生的莫尔图案来确定压力。所述莫尔图案可以通过相应的相机获得，所述相应的相机包括相应的滤光器，以获得膜片的图像和膜片上突起的图像。

图4D和4E示出了替代的压力测量装置，该替代的压力测量装置包括图2A的压力盒101和用于监测指示器110的移动的相机200。支撑插件178被配置成装配在压力盒101的凹陷边沿102内，并且包括背景幕204，可以对着该背景幕拍摄指示器110的图像。相机200的相机镜头202可以被定向为面向背景幕204，如图4D中示出。替代地，相机镜头202可以被定向为与背景幕204平行，如图4E中示出，并且光束引导器2001可以被配置成将光束从指示器110引导到相机200，使得相机200可以对着背景幕204拍摄指示器110的图像。

一个实施例提供了防止和/或解决膜片108中的任何“蠕变”的功能。当膜片108随时间变形后逐渐产生较低的弹性回弹时，会发生蠕变或塑性变形。这在压力信号中产生滞后。由于蠕变，来自校准的压力信号与校准后的压力信号相关性变小。在实施例中，周期性地引入负压以使膜片108运动(exercise)(例如，占空比的1％)，从而避免蠕变。在其他实施例中，使用控制检查算法来确定是否发生蠕变。在制成膜片的材料易于蠕变的配置中，一个实施例使膜片变形最小化。这意味着，由于蠕变，设备对压力盒中的压力随时间变化的响应的敏感性降低，以及压力和膜片变形/移动之间更平滑的单调关系。与蠕变有关的问题也可以通过材料的合适选择来克服。例如，不受蠕变影响的材料可以用于膜片108。可选地，或者与这种材料选择组合，膜片的壁厚可以被减小。

在实施例中，选择膜片108的材料和/或厚度，以进一步考虑压力测量中的环向强度。环向强度是指管道中由流体压力产生的应力，并且该应力在垂直于管道的纵向轴线的平面内周向施加在管壁上。带有基本为圆形或椭圆形横截面的器皿或管具有显著的环向强度，从而需要大量的材料应变以使嵌入其上的膜片(比如膜片108)移位。此外，膜片108的厚度影响管或器皿的材料所必须经受的用于产生膜片108的位移/变形的应变程度。在实施例中，膜片108可以由柔性聚合物形成。

图5A和5B示出了带有直流体通道、膜片108和凹陷边沿102的压力盒，该直流体通道带有端口104和106，如关于其他实施例所述，并且类似于国际专利公开WO2012166980(′980)中所述。图5C和5D示出了左手侧和右手侧的90度转弯盒，其通道的形状使其以直角弯曲。如通过检查图6A至6C可以确认，图5A和5B的盒可以以‘980中描述的方式与一体式膜片一起模制。图6C示出了带有流体通道的盒701C，该流体通道以0度和90度之间的角度转动。可以看出，注射成型的销可以用于形成进口和出口通道以及膜片108下方和附近的流体通道中的压力测量室。同样，将会观察到，膜片可以在701A-701C处示出的任何实施例的整个压力盒的模制中形成。

6D示出了具有由通道壁117和膜片115限定的通道310的盒部分的横截面，该膜片例如通过注射成型与通道壁117一体形成。当通道中有负压时，膜片115弯曲并且被向内拉向通道，如图6E中示出。当通道310中有正压时，膜片115弯曲并且被向外推动，如图6F中示出。由于膜片115的有限厚度，膜片115的弯曲伴随着材料的应变。对于给定的弯曲程度，通过使膜片115变薄，可以减小这种应变，如图6G至6J中示出。通过减小应变，蠕变的幅度可以减小。图6K示出了以横截面示出的压力盒501的模制操作。销125与销126配合通过模制形成一体式膜片109A。模具的其他零件未示出。为了使膜片变薄，在熔融塑料流过与膜片109A相对应的模具通路之后，可以采用称为精压的操作，迫使销125向下，以减小该模具通路的体积，并且将仍然软化的塑料压出模具通路，如图6L中示出。

图7A和7B示出了包括压力盒501和转换器503的压力传感器500。转换器503具有柱形壳体511，该柱形壳体通过真空附接系统附接到压力盒501，其中，图7A示出了准备与转换器503接合的盒501，并且图7B示出了与转换器503接合的压力盒501。真空附接系统通过真空管路284抽吸空气，以在盒501膜片108和力输入板512之间产生真空。力输入板512具有应变计515，该应变计将膜片108的位移转变成压力盒501的通道310中的流体压力的压力表示。由于真空，当通道310中的正压推压膜片时，以及当通道310中的负压在相反方向上拉动膜片108时，力输入板512跟随膜片。这样，应变计515能够记录通道中的负压和正压。通过以这种方式使用真空，盒501和膜片108可以与转换器503分离，使得例如盒501可以是可更换的部件，并且转换器503可以是永久性的部件。这提供了一种用于降低系统成本的机构，在该机构中，可以廉价地使用必须更换以确保无菌的通道(无菌一次性部件)，而更昂贵的转换器可以是不可更换的组件。

注意，真空系统包括盒501的壁520，该壁提供包围凹陷部506的密封表面508，转换器503柱形壳体511装配到凹陷部中以形成真空紧密密封，使得在膜片108和力输入板512的外表面之间可以维持真空。由于真空紧密密封，所以仅需要抽吸少量空气以维持真空，从而准许使用单个真空管路284。

施加到真空管路284上的真空从膜片108和力输入板512之间的最小间隙中连续抽吸空气。力输入板512可以是波纹状的，如波痕514所示，以准许力输入板512由于压力而更容易弯曲，所述压力包括由膜片移动施加的正压力和负压力。

注意，转换器503可以与图6A至7C的任何实施例以及‘980中描述的压力盒一起使用。

图8A至8F示出了压力传感器400的细节，该压力传感器包括盒402和转换器组件404。盒402可以与本文描述的各种盒相同，例如，盒402可以具有图5A至5C所示的盒501的配置。然而，显而易见的是，其他配置在本实施例中也是可用的。盒402具有与传感器单元418的力输入板421保持接触的膜片108。传感器单元418可以是响应于力的检测而产生信号的转换器。通过适配器412供应的真空，力输入板421保持与连接的盒的膜片108接触。适配器具有凸缘423，该凸缘部分用于通过弹簧将适配器412预装载在壳体内。膜片108位于凹槽413的基部，该凹槽被壁414包围，该壁与适配器412的密封件401接触，密封件通过真空力保持抵靠壁414。因此，适配器密封件401是高度柔性的(例如，是硅树脂)，并且有助于维持盒402膜片108和力输入板421之间的真空。通过支撑和密封传感器单元418的适配器412施加真空。密封件401可以是弹性聚合物，比如硅树脂。优选地，密封件的形状使得它可以是柔顺和柔性的，并且使得空气压力将其牢固地压靠在包围膜片108的凹槽413的壁414上。

真空源(比如真空空气泵，未示出)可以连接到真空连接器406。真空供应管路408通过适配器412内侧的孔(并且因此在附图中不可见)从膜片108和力输入板421之间的空间抽吸空气。该孔从真空供应管路408连续穿过适配器412到达孔开口415。因此，通过孔开口415抽吸空气以维持真空。这在压力测量期间维持膜片108和力输入板421之间的连续接触，即使当通道310中的压力为负时。适配器412具有硬端417，该硬端通过真空力坐落在膜片108的周边上。力输入板421的平面与适配器412硬端417的表面所限定的平面共面。

转换器组件404包括传感器单元418和适配器412。转换器组件404可以是永久固定装置，例如治疗机器的部件、其他类型的固定装置，甚至是非治疗机器。盒402可以是可更换的部件，并且可以作为任何流体回路的一部分。例如，参见下面图11的讨论。连接器406将真空供应管路408连接到真空源(未示出)。真空供应管路408连接到适配器412，该适配器是保持传感器单元418的大致柱形构件。适配器412具有穿过它的孔，该孔在其一端处开口，如414所示。

图8J示意性地示出了传感器单元的一部分。传感器单元418可以具有在一端上带有力输入板421的流体填充容器442和容器内侧的应变计440，该流体填充容器在与另一端上的力输入板相反的一端上具有开口444。因此，应变计阻止流体从容器442流出，使得当力输入板421弯曲时，它向应变仪施加负力或正力。力输入板421的面积相对较大，并且应变计的面积较小，使得力输入板421的弯曲受到限制。这约束了力输入板和相应膜片所经受的应变量，从而这限制了蠕变对膜片响应的影响。因此，膜片上的力分布在大面积上，但是传递给不可压缩流体的输出分布在小面积上。由于应变计本身较小，因此与力输入板421中的弯曲相比，应变计中的任何弯曲都相对较大，从而减小了力输入板421的位移。

图8C至8F示出了刚好在它们相互接合(如图8A和8B中示出)之前准备好接收转换器组件404的盒402。图8G单独示出了传感器单元418，并且图8H示出了与适配器412分离的传感器单元418。传感器单元具有以419表示的电引线，该电引线终止于电连接器411。

图9示出了流体回路300，该流体回路带有通过单个框架3310附接在一起的三个压力盒(流体回路部分，如105所示)304、306和308。泵送部分302和动脉血液管路314与静脉血液管路318，以及分别通向和来自过滤器320的前置过滤管路312和后置过滤管路316，可以预先附接，使得所有部件可以被同时定位和附接到治疗机器9330。该附接可以将所有的盒304、306和308与转换器固定装置342以及蠕动泵致动器332连接起来。动脉314和静脉318血液管路之间的连接被形象地示出为患者325。可以提供适配器311，以允许根据需要连接小直径管，在实施例中，盒腔室的大小与用于模制盒的一个销的大小相同。图10A和10B示出了根据所公开主题的实施例的用于制造压力盒的部件。10C和10D示出了根据所公开主题的实施例的压力盒的制造阶段。

注意，转换器固定装置342可以与本文中公开的任何转换器实施例相对应，例如，它们可以包括转换器组件404。因此，在该示例中，流体回路300与转换器固定装置342的附接可以形成三个压力传感器400。

图10A示出了压力传感器400的剖视图，并且包括保持弹簧(未示出)的外壳454，所述弹簧在外壳454与基部460之间的环形空间内。现在还参考图10B至10D，弹簧一端嵌套在环形凹陷部462中，弹簧的另一端紧靠外壳454中的边沿475。弹簧可以是螺旋弹簧(未示出)。弹簧占据环形体积，如452表示。凸缘423被弹簧压靠在基部460上，并且外壳454保持弹簧的相反端，使得凸缘423被推向基部，直到凸缘内侧上的斜面边缘448嵌套，并且通过基部中的锥形表面450居中并保持。这种布置使得当盒402没有被推靠在基部上时适配器412本身相对于基部居中。基部460中的开口455大于适配器412的主体，使得适配器的主体可以在开口455内浮动，并且沿着垂直于压力传感器400的纵向轴线的轴线移动。当盒402和硬端417被推到一起以接合盒402和压力传感器400时，移动的自由度允许盒和硬端相对于彼此自动定位。

图10B示出了适配器412的硬端417，该硬端被放大，使得环形凹陷部445可见。这将通过孔开口415施加的真空吸力扩散到硬端417的表面上，从而维持力输入板421和膜片108之间的接触。安装孔洞461允许外壳454被螺栓固定到平台上(未示出)。

图11是根据实施例的示例计算机系统1000的框图。在各种实施例中，系统1000的全部或部分可以被包括在医疗装置/系统中，比如肾脏替代治疗系统。在这些实施例中，系统1000的全部或部分可以提供医疗装置/系统的控制器的功能。在一些实施例中，系统1000的全部或部分可以实施为分布式系统，例如基于云的系统。

系统1000包括计算机1002，比如个人计算机或工作站或包括处理器1006的其他这类计算系统。然而，替代实施例可以实施为一个以上处理器和/或一个或更多个微处理器、微控制器装置或包括集成电路(比如ASIC)的控制逻辑。

计算机1002进一步包括总线1004，该总线在计算机1002的各种模块之间提供通信功能。例如，总线1004可以允许在处理器1006和计算机1002的存储器1008之间通信信息/数据，使得处理器1006可以从存储器1008检索存储的数据和/或实行存储在存储器1008上的指令。在一个实施例中，这种指令可以从根据编程语言(比如Java、C++、C#、.net、Visual Basic^TM语言、LabVIEW或其他结构化或面向对象的编程语言)提供的源代码/对象编译。在一个实施例中，指令包括软件模块，当由处理器1006实行时，该软件模块根据本文公开的任何实施例提供肾脏替代治疗功能。

存储器1008可以包括能够被计算机1002读取的任何易失性或非易失性计算机可读存储器。例如，存储器1008可以包括非暂时性计算机可读介质，比如ROM、PROM、EEPROM、RAM、闪存、磁盘驱动器等。存储器1008可以是可移动或不可移动的介质。

总线1004可以进一步允许计算机1002和示出器1018、键盘1020、鼠标1022和扬声器1024之间的通信，每个通信都根据本文公开的各种实施例提供对应的功能，例如，用于为患者配置治疗和在治疗期间监控患者。

计算机1002还可以实施通信接口1010，以与网络1012通信，从而提供本文公开的任何功能，例如，用于提醒保健专业人员和/或从保健专业人员接收指令，在分布式系统中报告患者/装置状态以训练机器学习算法，将数据记录到远程储存库等。通信接口1010可以是本领域中已知的任何这种接口，以提供无线和/或有线通信，比如网卡或调制解调器。

总线1004可以进一步允许与传感器1014和/或致动器1016通信，每个传感器和/或致动器根据本文公开的各种实施例提供对应的功能，例如，用于测量表示患者/装置状态的信号并且相应地控制装置的操作。例如，传感器1014可以提供表示肾脏替代治疗装置中的流体回路中的流体粘度的信号，并且致动器1016可以操作响应于传感器1014的信号而控制流体流量的泵。

根据第一实施例，所公开的主题包括一种压力测量的方法，该方法包括确定由莫尔滤光器与压力盒膜片上的标记的干涉而产生的莫尔图案。该方法包括基于莫尔图案确定膜片的移动或变形，以及基于膜片的移动或变形确定压力盒中的流体压力。

在其各种变型中，第一实施例包括如下的变型，在该变型中，莫尔滤光器包括同心的透明圆和不透明圆。在其各种变型中，第一实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片具有同心的透明圆和不透明圆。在其各种变型中，第一实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片上的标记是凹刻或压印的。

根据第二实施例，所公开的主题包括一种压力测量的方法，该方法包括确定由莫尔滤光器与压力盒膜片上的突起上的标记的干涉而产生的莫尔图案。该方法包括基于莫尔图案确定膜片上的突起的移动，以及基于膜片上的突起的移动确定压力盒中的流体压力。

在其各种变型中，第二实施例包括如下的变型，在该变型中，莫尔滤光器包括平行的透明线和不透明线。在其各种变型中，第二实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片上的突起上的标记包括平行的透明线和不透明线。在其各种变型中，第二实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片上的突起上的标记是凹刻或压印的。

根据第三实施例，所公开的主题包括一种压力测量的方法，该方法包括确定由第一莫尔滤光器与压力盒膜片上的标记的干涉而产生的第一莫尔图案。该方法包括基于第一莫尔图案确定膜片的移动或变形。该方法包括确定由第二莫尔滤光器与压力盒膜片上的突起上的标记的干涉而产生的第二莫尔图案。该方法包括基于第二莫尔图案确定膜片上的突起的移动，以及基于膜片的移动或变形和膜片上的突起的移动确定压力盒中的流体压力。

在其各种变型中，第三实施例包括如下的变型，在该变型中，第一莫尔滤光器包括同心的透明圆和不透明圆。在其各种变型中，第三实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片上的标记包括同心的透明圆和不透明圆。在其各种变型中，第三实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片上的标记是凹刻或压印的。在其各种变型中，第三实施例包括如下的变型，在该变型中，第二莫尔滤光器包括平行的透明线和不透明线。在其各种变型中，第三实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片上的突起上的标记包括平行的透明线和不透明线。在其各种变型中，第三实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片上的突起上的标记是凹刻或压印的。

在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，压力盒包括带有流动通道的壳体，该壳体具有形成自支撑结构的单个壁，该自支撑结构带有限定的流动通道，其连接与该流动通道连通的两个端口，并且该通道具有壳体的一个壁部分，该壁部分比壳体的其余部分薄得多，该一个壁部分具有的主尺寸不大于两个端口中的一个，因此准许通过模制操作封闭壳体，并且不需要附接单独的零件来封闭壳体，所述一个壁部分包括膜片。

在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，一个壁部分是圆形。在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，一个壁部分与壳体的其余部分成一体。在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，一个壁部分被配置成使得流动通道壳体可以通过单次模制操作来封闭，并且不需要附接单独的零件来封闭壳体。在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，端口位于通道的相反侧上，通道的轴线平行于一个壁部分的主平面。在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，该方法通过光学检测器执行，该光学检测器检测所述一个壁部分的与通道内的负压以及正压相对应的的位移。在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，通过提供第一主模具零件和第二主模具零件来制造压力盒，第一主模具零件和第二主模具零件具有限定壳体的主零件的凹陷部，在第一主模具零件和第二主模具零件中插入销，该销的形状被确定成限定压力盒的流动通道，其中一个销具有限定膜片内表面的主面，封闭第一主模具零件和第二主模具零件，其中销在第一主模具零件和第二主模具零件之间，并且将壳体注射成型，并且从模具零件移除压力盒，并且从流动通道取出销。

在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，所述移除打开了壳体中的端口，这些端口穿过壳体而连通。在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，所述销中的一个销具有的主尺寸大于膜片或大小等于膜片。在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，所述销中的一个销具有的主尺寸大于膜片的直径或大小等于膜片的直径。在其各种变型中，任何实施例包括如下的变型，在该变型中，膜片在其外表面上具有突出部，该突出部包括突起。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，由用于测量流体回路中压力的系统的控制器执行该方法。该系统包括压力盒和光学位移测量设备，压力盒地靠该光学位移测量设备而固定，其中膜片由光学位移测量设备光学监控。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，光学位移测量设备被配置成响应于膜片的位移而产生信号，其中膜片被配置成向压力盒的内部流动路径呈现光滑的内表面，内部流动路径在压力盒的进口端口和出口端口的入口之间延伸，该内部流动路径在穿过压力盒的所有点处都具有不超过15mm的水力直径。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，压力盒的内部流动路径具有长宽比不超过三的横截面。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，系统包括壳体，该壳体是自支撑内联式盒结构。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，压力盒中的流动路径的内表面具有正拔模斜度或中性拔模斜度，所述正拔模斜度或中性拔模斜度从任何点处都朝向所述压力盒的进口端口和出口端口中的至少一个并且在所有所述内表面处都从所述任何一点朝向所述进口端口和出口端口中的至少一个。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，包括膜片和突起的壳体是一体的并且具有相同的材料，使得它们被配置成模制为单个元件。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，一个端口大于另一个端口，并且较大的端口连接到用于医疗的流体回路，其中较大的端口连接到泵管段，并且另一个端口连接到非泵管段。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，壳体具有环形边沿，并且光学位移测量设备具有被配置成与环形边沿配合的凸台。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，从端口到端口的流动路径具有变化不超过80％的水力直径。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，流动路径中的水力直径在沿着流动路径的所有点处保持在4mm和10mm之间的范围内。

在其各种变型中，任何第一实施例包括如下的变型，在该变型中，流动包括血液流动。

根据第四实施例，所公开的主题包括带有压力盒的压力检测设备，该压力盒具有流体流过的腔室和凹陷部盲端处的膜片，该凹陷部具有由圆环限定的入口，膜片限定腔室的壁。一种压力转换器塞头，其具有大致柱形的壁，其中形成有真空通道，以及围绕周边的弹性密封件，该密封件与凹陷部的在盲端和入口之间的内表面形成密封。

在其各种变型中，第四实施例包括如下的变型，在该变型中，塞头具有接触膜片的柔性壁。在其各种变型中，第四实施例包括如下的变型，在该变型中，进一步包括连接到真空通道的真空泵。在其各种变型中，第四实施例包括如下的变型，在该变型中，通道通向柔性壁和膜片之间的空间，使得施加到通道的真空导致柔性壁和膜片被保持在一起，并且响应于腔室中的流体压力而一起弯曲。

根据第五实施例，所公开的主题包括带有压力盒的压力测量设备，该压力盒具有部分由膜片限定的流体通道。膜片是平的，并且定位在紧密装配在压力转换器塞头上的凹槽的基部，当凹槽紧密装配在压力转换器塞头上时，该转换器塞头具有位于膜片附近的力输入板。压力转换器塞头具有可连接到真空泵的孔，该孔在膜片和力输入板之间打开，使得空气可以从力输入板和膜片之间的空间排出。弹性密封件包围塞头，并且被定位和定形，以与凹槽形成密封。压力转换器塞头具有刚性环部分，当空气从力输入板和膜片之间的空间排出时，该刚性环部分被安置在膜片的周边。刚性环部分的表面与力输入板的表面和膜片的表面共面。

在其各种变型中，第五实施例包括如下的变型，在该变型中，压力转换器塞头具有应变计，所述力输入板通过所述压力转换器塞头包含的不可压缩流体向应变计施加力。

在其各种变型中，第五实施例包括如下的变型，在该变型中，应变计的面积小于力输入板的面积。

在其各种变型中，第五实施例包括如下的变型，在该变型中，孔在所述刚性环部分处打开。

在其各种变型中，第五实施例包括如下的变型，在该变型中，进一步包括连接到所述孔的真空泵。

在其各种变型中，第五实施例包括如下的变型，在该变型中，压力转换器塞头包括压力转换器和柱形适配器，适配器具有孔和刚性环部分，压力传感器具有力输入板。

在其各种变型中，第五实施例包括如下的变型，在该变型中，压力盒是一次性流体回路的一部分。

在其各种变型中，第五实施例包括如下的变型，在该变型中，当在所述流体通道中存在负压时，膜片向所述力输入板施加负力，该负力响应于所述真空泵施加的真空。

根据第六实施例，所公开的主题包括带有压力盒的压力测量设备，该压力盒具有部分由膜片限定的流体通道。膜片是平的，并且定位在压力转换器塞头上，并且通过真空保持定位，转换器塞头具有位于膜片附近的力输入板。压力转换器塞头具有可连接到真空泵的孔，该孔在膜片和力输入板之间开口，使得空气可以从力输入板和膜片之间的空间排出。弹性密封件包围塞头，并且被定位和定形，以与膜片形成密封。压力转换器塞头具有刚性环部分，当空气从力输入板和膜片之间的空间排出时，该刚性环部分被安置在膜片的周边。刚性环部分的表面与力输入板的表面和膜片的表面共面。

在其各种变型中，第六实施例包括如下的变型，在该变型中，压力转换器塞头具有应变计，所述力输入板通过所述压力转换器塞头包含的不可压缩流体向应变计施加力。

在其各种变型中，第六实施例包括如下的变型，在该变型中，应变计的面积小于力输入板的面积。

在其各种变型中，第六实施例包括如下的变型，在该变型中，孔在所述刚性环部分处打开。

在其各种变型中，第六实施例包括如下的变型，在该变型中，进一步包括连接到所述孔的真空泵。

在其各种变型中，第六实施例包括如下的变型，在该变型中，压力转换器塞头包括压力转换器和柱形适配器，柱形适配器具有孔和刚性环部分，压力转换器具有力输入板。

在其各种变型中，第六实施例包括如下的变型，在该变型中，压力盒是一次性流体回路的一部分。

在其各种变型中，第六实施例包括如下的变型，在该变型中，当在所述流体通道中存在负压时，膜片向所述力输入板施加负力，该负力响应于所述真空泵施加的真空。

根据第七实施例，所公开的主题包括用于测量压力的方法。该方法包括抵靠力输入板安置流体通道的膜片，该安置包括向力输入板和膜片之间的空间施加真空。该方法进一步包括通过在所述流体通道中施加负压将力输入板朝向流体通道抽吸，所述抽吸响应于所述真空的力。该方法包括通过对力输入板的所述抽吸，通过流体介质向应变计施加力。

在其各种变型中，第七实施例包括如下的变型，在该变型中，安置包括将力输入板插入到凹槽中，膜片处于凹槽的基部。

在其各种变型中，第七实施例包括如下的变型，在该变型中，施加真空包括密封凹槽和支撑塞头之间的间隙，所述力输入板通过包围所述支撑塞头的弹性密封构件而附接到所述支撑塞头。

在其各种变型中，第七实施例包括如下的变型，在该变型中，支撑塞头含有所述流体介质。

应当理解，上述模块、过程、系统和部段可以在硬件、由软件编程的硬件、存储在非暂时性计算机可读介质上的软件指令或上述的组合中实施。例如，用于测量压力的方法可以例如使用被配置成实行存储在非暂时性计算机可读介质上的编程指令序列的处理器来实施。例如，处理器可以包括但不限于个人计算机或工作站或其他这类计算系统，其他这类计算系统包括处理器、微处理器、微控制器装置，或者由包括集成电路(比如，例如专用集成电路(ASIC))的控制逻辑组成。这些指令可以从根据比如Java、C++、C#.net等编程语言提供的源代码指令编译。指令还可以包括根据例如Visual Basic^TM语言、LabVIEW或其他结构化或面向对象的编程语言提供的代码和数据对象。编程指令的序列和与其相关联的数据可以存储在非暂时性计算机可读介质中，比如计算机存储器或存储装置，其可以是任何合适的存储器设备，比如但不限于只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、磁盘驱动器等。

此外，模块、过程、系统和部段可以作为单个处理器或分布式处理器实施。此外，应当理解，上述步骤可以在单个或分布式处理器(单核和/或多核)上执行。此外，在以上实施例的各种附图中描述的过程、模块和子模块可以分布在多个计算机或系统中，或者可以共同位于单个处理器或系统中。下面提供了适合用于实施本文描述的模块、部段、系统、器件或过程的示例性结构实施例替代方案。

例如，上述模块、处理器或系统可以实施作为编程通用计算机、用微码编程的电子装置、硬接线模拟逻辑电路、存储在计算机可读介质或信号上的软件、光学计算装置、电子和/或光学装置的联网系统、专用计算装置、集成电路装置、半导体芯片以及存储在计算机可读介质或信号上的软件模块或对象。

方法和系统(或它们的子部件或模块)的实施例可以在通用计算机、专用计算机、编程的微处理器或微控制器和外围集成电路元件、ASIC或其他集成电路、数字信号处理器、硬接线电子或逻辑电路(比如分立元件电路、编程的逻辑电路，比如可编程逻辑装置(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)装置)等上实施。一般来说，能够实施本文描述的功能或步骤的任何过程可以用于实施方法、系统或计算机程序产品(存储在非暂时性计算机可读介质上的软件程序)的实施例。

此外，所公开的方法、系统和计算机程序产品的实施例可以容易地在软件中全部或部分实施，例如使用提供可以在各种计算机平台上使用的可移植源代码的对象或面向对象的软件开发环境。或者，所公开的方法、系统和计算机程序产品的实施例可以使用例如标准逻辑电路或超大规模集成(VLSI)设计在硬件中部分或全部实施。依据系统的速度和/或效率要求、特定功能和/或所利用的特定软件或硬件系统、微处理器或微型计算机，可以使用其他硬件或软件来实施实施例。由适用领域的普通技术人员根据本文提供的功能描述，并且用数字控制系统传感器和/或计算机编程领域的一般基础知识，使用任何已知的或以后开发的系统或结构、装置和/或软件，可以在硬件和/或软件中实施方法、系统和计算机程序产品的实施例。

此外，所公开的方法、系统和计算机程序产品的实施例可以在编程的通用计算机、专用计算机、微处理器等上实行的软件中实施。

因此，很明显，根据本公开，提供了包括控制系统的压力测量装置、方法和系统，该控制系统可以包括可编程处理器和相关效应器。本公开能够实现许多替代方案、修改和变型。所公开实施例的特征可以在本发明的范围内被组合、重新排列、省略等，以产生附加实施例。此外，某些特征有时可以用于发挥优势，而无需相应地使用其他特征。因此，申请人打算采用本发明的精神和范围内的所有这类的替代方案、修改、等同物和变型。

此外，所公开实施例的某些特征有时可以用于发挥优势，而无需相应地使用其他特征。因此，申请人打算采用本公开的精神和范围内的所有这类的替代方案、修改、等同物和变型。