CN103328017B - 引流泵单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于借助于抽吸泵抽吸身体流体的引流泵单元，所述引流泵单元具有抽吸泵壳体（1）和设置于其中的抽吸泵，其中，流体收集容器（2）能够可拆卸地紧固在抽吸泵壳体（1）上，并且其中，在抽吸泵壳体（1）上设置有电容性料位传感器（7），以用于探测流体收集容器（2）中的料位。料位传感器（7）具有至少两个电极（70，71），所述电极彼此间隔开地设置并且在同一路段上延伸。所述电极中的第一电极（70）一件式地构成，并且所述电极中的第二电极（71）分段式地构成。所述构造能够实现低成本的流体收集容器的制造，并且仍然确保了高的测量精度。

Description

引流泵单元
技术领域
本发明涉及一种借助于抽吸泵抽吸身体流体的引流泵单元以及用于应用在所述的引流泵单元中的料位传感器。所述引流泵单元具有抽吸泵壳体和设置在所述抽吸泵壳体中的抽吸泵，其中，流体收集容器能够可拆卸地紧固在所述抽吸泵壳体上，并且其中，在所述抽吸泵壳体上设置有电容性料位传感器，以用于探测在所述流体收集容器中的料位。
背景技术
在医学领域中，使用引流泵系统用于抽吸体液或身体流体。例如在手术干预时或手术干预之后，在伤口引流、胸腔引流时或在抽吸体脂肪时应用所述引流泵系统。所述引流泵系统通常具有真空泵、一个或多个流体收集容器以及在病人和流体收集容器之间的引流软管连接部。流体收集容器能够以可拆卸的方式紧固在引流泵的壳体上，或者所述流体收集容器与泵经由外部的真空软管连接。
通过借助于抽吸泵或真空泵在流体收集容器中产生负压的方式，能够将流体或分泌物从病人的体腔经由引流软管或分泌物软管抽吸到收集容器中并且积聚在那里。设置在收集容器的泵侧的出口上的过滤器保护抽吸泵免受由于抽吸的流体而造成的可能的污染。这种引流泵系统例如在WO 2007/128156和在WO2008/141471中公开。在那里说明的引流泵系统构成为便携式的。
电容性料位传感器适于监控流体收集容器的料位和引流过程。
料位传感器在现有技术中已知。因此，US 4 099 167公开了一种用于确定液体容器的料位的电容性料位传感器。在一个实施形式中，料位传感器具有带状的第一电极和多个与所述第一电极间隔开地设置的第二电极。所述第二电极在竖直方向上相互间隔开地相对于彼此设置。第一电极和第二电极都设置在容器的外侧上。带状的第三电极在水平方向上设置在容器之内，其中所述第三电极从第一电极延伸到第二电极。在另一实施形式中，仅存在第一电极和第二电极，其中容器构造为双壁的。第一电极位于外壁的外侧上，第二电极设置在内壁的外侧上。
US 5 747 689说明了一种料位传感器，所述料位传感器部分地没入液体容器中。所述料位传感器具有两个彼此平行地延伸的且相互间隔开地设置的板。所述板中的一个分段式地构成，其中各个段彼此间隔开地设置。
JP 2161322示出一种具有两个电极的电容性料位传感器，其中第一电极安装在容器的外壁上，并且第二电极构成管件，水通过所述管件从容器中流出。
US 4 092 860公开了一种施加在接管的外侧上的由多个带状的电极构成的电容性料位传感器。所述传感器借助特氟龙层对外保护。
DE 196 45 970公开了一种呈扁平带线缆形式的带状的电容性料位传感器。电容性传感元件通过扁平带线缆的缆芯构成。传感器设置在容器的内部中。
WO 2009/098077公开了一种在测量容器中的电容性料位传感器，其中传感器具有段。能够使用具有段的多个传感器条。
在用于抽吸身体流体的引流系统中，料位传感器通常位于流体收集容器上或流体收集容器中。因此，WO 2008/119993公开了一种具有安装在容器的外侧上的料位传感器的流体收集容器。传感器包括多个带状板，所述带状板在竖直方向上和在水平方向上设置在容器上。
EP 0 853 950公开了一种具有抽吸单元和流体收集容器的引流泵单元，在所述引流泵单元中电容性料位传感器设置在抽吸单元上。
由于卫生原因，流体收集容器仅能够在限定的时间被使用，并且因此应当是尽可能低成本的。如果料位传感器安装在流体收集容器上，那么其成本提高。而与容器侧的料位传感器相比，安装在引流泵单元上的料位传感器具有更高的不准确性，尤其是在填充量小时，并且尤其是在液体不均匀时是这样。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种排除上述缺点的引流泵单元。
所述目的通过引流泵单元以及下文中所描述的料位传感器得以实现。
根据本发明的用于借助于抽吸泵来抽吸身体流体的引流泵单元具有抽吸泵壳体和设置在所述抽吸泵壳体中的抽吸泵。流体收集容器能够以可拆卸的形式紧固在抽吸泵壳体上。此外，在抽吸泵壳体上还设置有电容性料位传感器，以用于探测在流体收集容器中的料位。根据本发明，所述料位传感器具有至少两个电极，所述电极彼此间隔开地设置，并且所述电极在同一路段上延伸。所述电极中的至少一个分段式地构成。所述电极中的至少一个一件式地构成，并且至少另一个电极分段式地构成。然而还可能的是，所有其他电极分段式地构成。一件式的电极构成为发送电极，而至少一个分段式的第二电极构成为接收电极。激励信号能够由调制器施加到一件式的第一电极上。
所述激励信号能够以电容的形式耦合到分段式的第二电极中。
料位传感器在抽吸泵壳体上的设置能够将用于流体收集容器的成本保持为尽可能低的。
通过使用具有至少一个分段式的电极的料位传感器，尽管设置在抽吸泵壳体上，测量精度仍是足够高的。分段式的电极，尤其当所述电极构成为接收电极时，辅助补偿在被测量的信号电平中的变化。在多个段的情况下，能够测量不同段的信号彼此间的比率。由此，能够通过液体特性和通过周围环境效应来补偿影响，例如在泵的周围环境中的金属的存在。分段式的电极也允许在中间高度上的料位的测量，以至于不仅能够探测到空的容器或满的容器。
电极优选在容器的几乎整个可填充高度之上延伸。由于所述料位传感器也能够得出关于流体收集容器的填充速度或填充率的结论。
在一个优选的实施形式中，电极中的至少两个、优选所有电极并排设置在同一平面中，其中所述电极优选在相同的方向上定向。优选的是，所述电极设置在抽吸泵壳体的壁中或在抽吸泵壳体的壁上，所述壁在常规的使用位置中朝向流体收集容器。所述壁优选接触流体收集容器或在壁和流体收集容器之间存在最小空气隙。
在另一实施形式中，将第一电极设置在与第二电极相对置的侧上，其中所述第一电极和第二电极彼此相向。在此优选的是，两个电极设置在各一个壁上，其中两个壁朝向所述流体收集容器。所述壁尤其是接触流体收集容器，或者在两个壁之间存在仅一个最小空气隙。
在一个优选的实施形式中，分段式的电极分为相互电绝缘的段，所述段以小于1mm的间距彼此连接地设置。段的所述实际上无间距地彼此连接提高了料位探测的精度。优选的是，所述电极被分为多于三个或四个、尤其是正好八个段。段优选是全部等高的。然而，所述段也能够具有不同的高度。
在一个优选的实施形式中存在电子装置，借助于所述电子装置能够以振荡的形式激励、尤其以正弦函数的形式激励第一电极。所述第一电极的激励优选以在4MHz至5MHz的范围中的频率进行。已证实的是，在所述频率范围中得到测量信号，所述测量信号实际上不相关于在流体收集容器中积聚的分泌物的种类。特别地，至少近似于4MHz或4.75MHz的频率获得非常好的效果。
此外，为了在料位低时也尽可能最优地补偿通过液体特性和周围环境效应而造成的对测量信号的影响，能够应用另一激励。所述激励优选近似100kHz。
在一个优选的实施形式中，电极带状地构成。在此，分段式电极的段优选以线的形式彼此叠置。然而，所述电极也能够相互错位地彼此叠置。
优选的是，电极是覆铜的电路板。
当电极设置在同一印刷电路板上时，料位传感器能够简单地装入到抽吸泵壳体中。传感器的电子装置，包括用于评估信号的微处理器也位于所述印刷电路板上。
在一个简单的实施形式中，两个电极设置在抽吸泵壳体的外侧上。也能够是电极中的一个设置在外侧上并且另一个设置在内侧上。然而优选的是，电极单独地或在共同的印刷电路板上设置在抽吸泵壳体的内壁上，也就是说设置在内侧上。这保护敏感的电极面免受外部应力，例如在更换流体收集容器时保护敏感的电极面免受外部应力。
当抽吸泵壳体的内壁具有用于容纳电极的凹部时，安装被简化并且传感器被最优地保护，其中，所述凹部被设计成，使得内壁的电极不在朝向容器内侧的方向上突出。电极的或印刷电路板的背侧优选与内壁的端面齐平。
此外，在根据本发明的引流泵单元处有利的是，一个并且同一料位传感器能够在不特别地匹配于不同地成形的容器或匹配于具有不同的尺寸的容器的情况下使用。
其他实施形式在具体实施方式中说明。
附图说明
下面，借助于附图说明本发明的优选的实施形式，所述实施形式仅用于阐述，并且解释为受限制的。在附图中示出：
图1示出在第一实施形式中的根据本发明的具有敞开的壳体的引流泵单元的立体示意图；
图2示出具有部分枢转开的流体收集容器的根据图1的引流泵单元的另一立体视图；
图3示出在第二实施形式中的根据本发明的具有敞开的壳体的引流泵单元的立体示意图；
图4示出穿过根据图3的不具有流体收集容器的引流泵单元的横截面；
图5示出根据本发明的装置的电路图；
图6示出根据第一和第二实施形式的根据本发明的引流泵单元的基本原理的视图，以及
图7示出根据第三实施形式的根据本发明的引流泵单元的基本原理的视图。
具体实施方式
在图1和2中示出引流泵单元，如其在例如WO 2007/128156和WO 2008/141471中的基本结构中已知的。所述泵单元用于在医学领域中抽吸体液或身体流体，并且优选构成为便携式的。也就是说，病人能够在泵汲期间自由运动。
引流泵单元具有带有后壁10、底部11、两个侧壁12、13、前壁15和上壁16的抽吸泵壳体1。在所述示例中，抽吸泵壳体1构造为直角平行六面体形式的，其中至少一个侧面的外壳体壁，在此为第二侧壁13基本上平坦地构成。然而，抽吸泵壳体1也能够具有其他形状。
壳体1能够构成为便携式的，例如借助于未示出的携带柄。替选或附加于携带柄，壳体1优选具有支承面或支承脚，以至于壳体在绘出的位置上能够安放在桌子上或其他适合的支承面上。随后，所给出的方向数据理解为在壳体的这个所处的位置上。
在壳体1中设置有未示出的抽吸泵或真空泵。所述抽吸泵能够经由设置在壳体1上的操作键51操作。代替操作键也能够使用开关或操作面板。显示器50显示用于运行泵或引流泵单元所需的信息。用于控制泵以及用于控制或评估可能的其他存在于引流泵单元中的元件的电子装置52同样设置在壳体1中并且与键51和显示器50连接。
前壁15和后壁10侧向地突出于第二侧壁13并且与第二侧壁13共同形成用于流体收集容器2的容纳部。
所述流体收集容器2优选构成为基本上直角平行六面体形的。抽吸泵壳体1和流体收集容器2优选由塑料制成。
流体收集容器2能够可拆卸地紧固在抽吸泵壳体1上。在此，所述流体收集容器优选向内枢转并且锁定在所述位置上。为此，前壁15和后壁10的突出的部分具有上方的和下方的滑槽式引导部14，流体收集容器2的上方的和下方的锁定销21、22接合到所述滑槽式引导部中。流体收集容器2具有两个彼此相对置的上方的和两个彼此相对置的下方的锁定销21、22，所述锁定销突出于容器2的所有相同的外侧壁。流体收集容器2借助于所述侧壁紧靠在抽吸泵壳体1的第二侧壁13上，其中能够存在小的空气隙。流体收集容器2的侧壁优选同样基本上平坦地构成。
收集容器2具有凹槽20，设置在壳体1上的锁紧元件3，在此是锁定钩，锁定在所述凹槽中，并且因此将收集容器2在其位置上能够可拆卸地固定在壳体1上。代替滑槽式引导部、锁定销和锁定钩，收集容器2的紧固及其固定也能够借助于其他机构进行。壳体1的和收集容器2的实体构型在它们的相互邻接的区域中能够不同地构成。
在壳体1的第二侧壁13上存在壳体侧的真空接口6。优选的是，所述真空接口设置在第二侧壁13的上部区域中。在所述示例中，真空接口6具有接管的形状，所述接管接合到流体收集容器2的在此未示出的相应的开口中。在此，接管6的自由端与壳体1的第二侧壁13齐平，或者甚至相对于所述侧壁朝壳体1方向向回错位。因此，接管6优选不突出。因此通过接管6构成的在壳体1和容器2之间的真空连接是密封的，壳体1的接管6和或容器2的开口具有在此未示出的密封环。因此，积聚在容器2中的被抽吸的分泌物不能到达壳体1中，真空接口6和/或容器2的相应的开口优选设有一个或多个过滤器。
在第二侧壁13的上部区域中，在与真空接口6相对置的侧上存在有壳体侧的分泌物接口或用于安装这种接口的凹槽。在此，病人侧的引流软管的泵侧的接口部件能够插入，如这在WO 2008/141471中所公开的。当流体收集容器2紧固在壳体1上，在此向内枢转时，所述分泌物接口如真空接口6一样与流体收集容器2的相应的开口密封地连接。然而还可能的是，以其他方式和方法建立容器2和病人侧的引流软管之间的连接，例如软管也能够直接或经由适合的耦合部件插在容器2中。此外，存在壳体侧的服务入口40，所述服务入口能够与引向病人的服务软管连接。
经由真空接口6，借助于抽吸泵在容器2中产生负压。由于所述负压，来自病人的体腔中的流体或分泌物通过引流软管被抽吸到容器2中并且积聚在那里。
根据本发明的装置包括至少一个电容性料位传感器7，借助于所述电容性料位传感器能够确定在流体收集容器2中的料位。料位传感器7设置在朝向流体收集容器2的第二侧壁13中。
所述料位传感器具有至少两个、在此为刚好两个电极。第一电极70构成发送器，第二电极71构成用于接收从发送器所发出的信号的接收器。在此确定从发送电极到接收电极的电荷转移。两个电极70、71彼此间隔开地平行延伸。在所述实例中，所述电极设置在同一平面中。在此，所述电极的发送面或接收面指向相同的方向，即指向流体收集容器2的方向。在此，电极70、71优选设置在壳体1的内侧上，以至于侧壁13位于敏感的电极面和流体收集容器2之间。侧壁13能够在所述区域中逐渐变薄地构成或具有带有适合的介电材料的窗口。优选的是，在第二侧壁13的内侧上存在有凹部，电极70、71共同或单独地置入所述凹部中。在所述示例中，电极70、71设置在同一印刷电路板72上，所述印刷电路板进入到凹部中，使得印刷电路板72的和/或电极70、71的背侧与第二侧壁13的内侧齐平。在根据图3和4的实施例中，用于运行料位传感器7的微处理器73也设置在所述印刷电路板72上。所述微处理器73优选与抽吸泵单元的其余的控制电子装置52连接。
在图6中再次示意地示出电极70、71的内部构造。在图7中示出其他可能的构造中的一种。在此，两个电极70、71一如既往地设置在壳体1的内侧或外侧上，然而所述两个电极以彼此相对置的方式设置在壳体1的内侧或外侧上。在现有壳体1中，这能够通过不将电极70、71设置在第二侧壁13上，而是将所述电极设置在前壁15和后壁10的突出于侧壁13的部件上或部件中的方式来实现。
两个电极70、71分别以一定长度、宽度和厚度带状地构成。所述厚度优选具有最小尺寸，其中所述厚度小于宽度和长度多倍。电极70、71的宽度同样显著小于长度，优选小至少一个维度。优选的是，第二电极70、71在其总长、宽度和厚度上相同地构成。典型值为：厚度35μm；长度10cm；宽度2cm。
优选的是，两个电极70、71由覆铜的电路板构成。如果所述电极设置在同一印刷电路板上，那么所述电极能够设有铜层。
两个电极70、71在流体收集容器2的所期望的测量范围上延伸。所述电极优选在流体收集容器2的几乎整个的可能的填充高度上延伸。在所述示例中，这相应于第二侧壁13的高度的主要部分。典型的长度为9cm至15cm。优选的是，两个电极70、71以其在竖直方向上延伸的长度设置。
两个电极70、71彼此间的间距是尽可能大的，也就是说，所述电极位于第二侧壁13的外边缘上或流体收集容器2的外边缘上。典型的间距为25mm至40mm。
第一电极70一件式地构成。第二电极71是分段式的。优选的是，所述第二电极被分为具有等高并且优选也具有等宽的同样大的段710。所述段710的数量是任意的。优选的是至少四个段710。用八个段710可获得良好的效果。所述段710优选竖直地叠置。所述段能够在所述构造中呈线性地或彼此错位地设置。段710尽可能没有间距地彼此连接，其中所述间距优选仅通过电绝缘产生。因此，所述间距是相对小的并且优选为最大1mm。
在图5中示意地示出根据本发明的料位传感器7的测量原理。由调制器80将激励信号施加到第一电极70上，所述激励信号电容性地耦合到第二电极71中。所述被耦合的信号作为测量信号经由前置放大器81被馈送给解调器82。测量信号的幅度通过电容性分压器的分压比来确定，所述电容性分压器一方面由耦合电容并且另一方面由传感器放大器的输入电容和其他寄生电容构成。从发送电极70到接收电极71的耦合电容与所述电极的间距和存在于所述电极之间的介质相关。因为含水的溶剂的相对渗透性比空气和塑料的相对渗透性高出非常多，能够相对准确地探测到在容器中的料位。
优选地，施加正弦信号作为激励信号。所施加的第一频率优选位于4MHz至5MHz、尤其近似于4mHz或4.75MHz的范围中。在一个优选的变形方案中，附加地，尤其在料位低的情况下将近似于100kHz的第二测量频率施加到第一电极70上。所述信号也优选是正弦信号。优选交替地施加两个不同的激励信号，但是也能够将其叠加。
所述较低的频率的信号幅度取决于在流体收集容器中的流体的特性、尤其极大程度取决于所述流体的成分。通过在用高的第一频率和低的第二频率激励时比较信号幅度来得出关于在收集容器中的流体的结论。因此，一方面在料位低时也能够补偿介质影响。另一方面，根据本发明的流体传感器7能够用于探测流体的特性、尤其是探测流体的种类或成分。所述数据例如能够用于应如何或是否运行泵的方式和方法和/或用于病人的治疗。
替选地，代替正弦信号也能够使用用于激励的方波信号或三角波信号。相位测量也是可能的。
上述的借助两个不同信号的激励也能够用作为根据本发明的具有其他料位传感器的方法。
附加地，在根据本发明的引流泵单元中，尤其在壳体1中能够设置有倾斜传感器。借助于所述信息能够修正测量信号，以至于即使在流体收集容器处于倾斜的位置中的情况下也能够获得关于其料位的符合实际的结论。
根据本发明的引流泵单元由于分段式的电极能够实现低成本的流体收集容器的制造，并且仍然确保了高的测量精度。
附图标记列表
1   抽吸泵壳体
10  后壁
11  底部
12  第一侧壁
13  第二侧壁
14  滑槽式引导部
15  前壁
16  上壁
2   流体收集容器
20  凹槽
21  下锁定销
22  上锁定销
3   锁紧元件
4   用于引流接口的凹槽
40  服务入口
50  显示器
51  操作键
52  控制电子装置
6   真空接口
7   料位传感器
70  第一电极
71  第二电极
710 电极段
72  电路板
73  微处理器
80  调制器
81  前置放大器
82  解调器

Claims (21)

1.用于借助于抽吸泵抽吸身体流体的引流泵单元，其中所述引流泵单元具有抽吸泵壳体(1)和设置在所述抽吸泵壳体中的抽吸泵，其中，流体收集容器(2)能够可拆卸地紧固在所述抽吸泵壳体(1)上，并且其中，在所述抽吸泵壳体(1)上设置有电容性料位传感器(7)，以用于探测在所述流体收集容器(2)中的料位，其特征在于，所述料位传感器(7)具有至少两个电极(70、71)，所述电极彼此间隔开地设置，并且在同一路段上延伸，使得至少两个所述电极中的第一电极(70)一件式地构成，并且所述电极中的至少一个第二电极(71)分段式地构成，并且一件式的所述第一电极(70)构成为发送电极，而分段式的所述第二电极(71)构成为接收电极，其中，能够将由调制器(80)产生的激励信号施加到一件式的所述第一电极(70)上。
2.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，所述激励信号能够电容性地耦合到分段式的所述第二电极(71)中。
3.根据权利要求1或2所述的引流泵单元，其中，所述电极(70，71)在所述流体收集容器(2)的近似于整个能填充的高度上延伸。
4.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，至少两个所述电极(70，71)并排设置在同一平面中，或者其中，所述电极彼此相对置地设置。
5.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，至少两个所述电极(70，71)设置在所述抽吸泵壳体(1)的壁(13)中或壁(13)上，所述壁在常规的使用位置中朝向所述流体收集容器(2)。
6.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，至少一个分段式的所述电极(71)被分为段(710)，所述段彼此电绝缘，以小于1mm的间距彼此连接地设置。
7.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，存在电子装置(73)，借助于所述电子装置能够利用振荡的第一信号激励所述电极(70)中的一个。
8.根据权利要求7所述的引流泵单元，其中所述电子装置(73)构成用于借助振荡的第二信号激励所述能激励的电极(70)。
9.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，至少一个分段式的所述电极(71)被分为多于三个段(710)。
10.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，至少两个所述电极(70，71)带状地构成。
11.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，至少两个所述电极(70，71)是铜覆层的电路板。
12.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，至少两个所述电极(70，71)设置在同一印刷电路板(72)上。
13.根据权利要求1所述的引流泵单元，其中，至少两个所述电极(70，71)设置在所述抽吸泵壳体(1)的内壁(13)上。
14.根据权利要求13所述的引流泵单元，其中，所述抽吸泵壳体(1)的所述内壁(13)具有用于容纳至少两个所述电极(70，71)的凹部，其中所述凹部被设计成：使得至少两个所述电极(70，71)朝容器内侧方向不突出于所述内壁(13)。
15.根据权利要求7所述的引流泵单元，其中，借助于所述电子装置(73)能够利用振荡的、呈正弦函数的形式的第一信号激励所述电极(70)中的一个。
16.根据权利要求7所述的引流泵单元，其中，利用振荡的第一信号所进行的所述激励以在4MHz至5MHz的范围中的频率进行。
17.根据权利要求7所述的引流泵单元，其中，利用振荡的第一信号所进行的所述激励以在4MHz和4.75MHz的范围中的频率进行。
18.根据权利要求8所述的引流泵单元，其中，利用振荡的第二信号所进行的所述激励以围绕100kHz的频率进行。
19.根据权利要求9所述的引流泵单元，其中，至少一个分段式的所述电极(71)被分为刚好八个段(710)。
20.用于应用在根据权利要求1至19之一所述的引流泵单元中的料位传感器(7)，其特征在于，所述料位传感器(7)具有至少两个电极(70，71)，所述电极并排地、但是彼此间隔开地设置在同一平面中，并且所述电极在同一路段上延伸，使得至少两个所述电极中的第一电极(70)一件式地构成，并且所述电极中的至少一个第二电极(71)分段式地构成，并且一件式的所述第一电极(70)构成为发送电极，而分段式的所述第二电极(71)构成为接收电极，其中，能够将由调制器(80)产生的激励信号施加到一件式的所述第一电极(70)上。
21.根据权利要求20所述的料位传感器，其中，所述激励信号能够电容性地耦合到分段式的所述第二电极(71)中。
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