CN116801929A - 医用流量传感器模块组件 - Google Patents

Abstract

一种医用流量传感器模块组件(1)是用于患者监护和/或患者护理的设备的一部分。一次性传感器模块(9)包括具有流动通道(10a)的通道主体(11)。流量传感器(12)用于测量通过流动通道(10a)的流体流量。流量传感器接口(13)与流量传感器(12)信号连接。模块组件的可重复使用的壳体模块(2)用于容纳传感器模块(9)。壳体模块(2)具有至少一个电子单元(15、31)和电子单元接口(14)，电子单元(15)经由电子单元接口(14)与流量传感器接口(13)信号连接。壳体模块(2)具有以形状配合的方式包围传感器模块(9)的至少两个壳体部分(3、4)。这使得能够经济高效地使用组件。

Description

医用流量传感器模块组件

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2021 200 496.2的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种医用流量传感器模块组件。

背景技术

从EP 2 107 347 B1已知用于这样的模块组件的传感器模块。WO 2019/034 570A1公开了一种包括压力传感器和热气体传感器的传感器组件。US 2011/0 118 705A1公开了一种用于流体流动控制的传感器和控制单元以及用于受控流体输送的方法。US 3,921,622公开了一种用于对流动流体中的夹杂物进行超声波检测的方法和仪器。DE 10 2012 111757 A1公开了一种用于软管和/或塑料管道系统中的超声波流量测量的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够以成本高效的方式使用的医用流量传感器模块组件。

根据本发明，具有权利要求书中指出的特征的模块组件实现此目的。

根据本发明，已经认识到，模块组件的模块化划分为特别是包括流量传感器的一次性传感器模块(一次性用品)和可重复使用的壳体模块(可重复使用件)，这创造了在可重复使用的壳体模块中容纳特别昂贵的电子部件的可能性，在更换一次性传感器模块之后能够再次使用可重复使用的壳体模块。因为可重复使用的壳体模块可以与多个传感器模块一起使用，并且可能连续地使用众多传感器模块，这增加了模块组件的成本效率。传感器模块在壳体模块中的形状配合尤其确保传感器模块被固定以防止旋转。传感器模块由于形状配合而以限定的方式定位，使得模块之间的供给部件和待供给部件间的连接也可以经由对应对准的连接接口(特别是经由插塞连接器)实现。

传感器模块的电子单元可以具有数据处理部件和/或存储器部件和/或传感器控制部件和/或输出部件。电子单元可以具有微控制器。电子单元可以具有存储在其中的调节和校准曲线。这些曲线可用于将流速与待测量的特定流体材料相匹配。电子单元可配备能够用于处理特征提取、选择和分类的算法的软件。软件可以包括提醒功能，特别是需要更换一次性传感器模块的提醒。模块组件的接口可以被设计为可密封的插头。电力供应和/或串行总线信号可以经由模块组件的接口被传输。替代地或附加地，一次性传感器模块可以经由电池或蓄电池供电。RS232、RS485和CAN可用作接口或总线标准。模块组件的接口可以被设计为无线的。可以使用标准蓝牙或Wifi。电子单元可以具有用于与外部装置进行信号连接的可能的感应操作接口。这可以用于数据评估和/或数据显示。模块组件可以被设计成使得可以与外部装置协作以对模块组件的功能和测量值进行遥测监控。模块组件的测量值的数据处理或数据评估可以经由应用程序和/或经由云解决方案来执行。模块组件可以具有用于保护以防剽窃的器件，使得特别是防止在模块组件中使用未授权的传感器模块。通过识别数据(特别是传感器模块的识别数据)的ID识别可以实现这样的为防止剽窃的保护。模块组件可以被设计成连接器的形式，此连接器可以特别地用在用于患者监护和/或患者护理的设备的管道部分之间。模块组件可以具有鲁尔(Luer)连接件，用于耦合到用于患者监护和/或患者护理的设备的外部流体输送部件。

可重复使用的壳体模块可以具有用于记录信号的单元，此单元用于收集一次性传感器模块的使用的持续时间。特别地，可以记录与可重复使用件顺序使用的一次性用品的数量。

电子单元具有至少一个数据处理和控制部件，用于控制流量传感器并用于记录、处理和传输传感器信号。电子单元的这样的设计使得能够灵活地使用模块组件。

这尤其适用于根据权利要求3的模块组件。

根据权利要求4所述的电连接器是成本高效的。插入式连接件可以设计为密封式插入式连接件。

根据权利要求5的壳体部分的铰接连接易于操作，并且使得能够以成本高效的方式实施围绕传感器模块的壳体部分的形状配合。

根据权利要求6所述的壳体部分的固定是防止由此意外分离。此固定可以通过壳体部分彼此的卡扣连接件来实现。当接合时，定义的咔嗒声可以向用户指示壳体模块的正确闭合。此固定可以具有至少一个闩锁元件，此闩锁元件防止此固定被意外松动。壳体模块可具有指示器单元，用于在完全到达折叠连接姿态时和/或在未完全到达折叠连接姿态时发出信号。

根据权利要求7的至少两个传感器增加了模块组件的应用可能性。可以使用若干个一次性传感器。除了流量传感器之外，例如还可以使用压力传感器、温度传感器或加速度传感器或这些传感器的组合。

根据权利要求8的传感器实施例提高了模块组件的成本效率。在使用期间未被污染的传感器可以是可重复使用的壳体模块的一部分。

根据权利要求9所述的超声波传感器可以用于流动通道中的气泡检测。可以在EP2 813 845 B1、DE 102 09 254B4、DE 102 09 255B4和US 2013/305839A1中找到这样的超声波传感器的示例。这样的超声波传感器能够用于减少流动通道中的气泡。

根据权利要求10所述的通道主体的多件式(multi-part)的设计进一步扩展了模块组件的应用可能性。模块组件可以具有多个传感器。多个通道主体部分中的每一个都可以被传感器至少其中之一用作测量部分，以用于测量流经的流体。

如果模块组件具有若干传感器，则每个通道部分可以被传感器至少其中之一用作测量部分，以用于测量流经的流体。通道部分可以经由卡扣连接件彼此连接。

根据权利要求11所述的指示器单元可以是数字的、光学的和/或声学的。指示器单元可以被设计成(特别是在超过测量值限制时)发出警告信号。指示器单元可以比较预定的目标测量值和当前的实际测量值。指示器单元可设计为发出音调、颜色或也可以设计为振动指示器。指示器单元可以被配置为预先选择测量的流体介质。

根据权利要求12所述的泵单元可以在紧急情况下提供自给自足的模块组件。例如，这样的泵单元还可以用于在最初或在操作期间刺激通过模块组件的介质流量的缺乏或不足。泵单元还可用于辅助或刺激原本可通过重力实现的流体流。在某些应用中，泵单元还可消除将泵另外设置在用于患者监护和/或患者护理的设备处的需求。可以由可重复使用壳体模块的电子单元控制来泵单元。

附图说明

下面结合附图更详细地解释本发明实施例的示例，其中：

图1表示作为用于患者监护和/或患者护理的设备的一部分的闭合式医用流量传感器模块组件的透视图；

图2表示根据图1的模块组件，其中两个壳体部分在图1的闭合姿态以形状配合的方式包围模块组件的传感器模块，两个壳体部分其中之一被敞开折叠为打开姿态；

图3表示贯穿模块组件的实施例的示意性纵向剖面，其中示出了与图2相比具有相反取向的流动通道；

图4表示根据图3中的线IV-IV的剖面图；

图5以与图3相似的图示表示流量传感器模块组件的另一实施例，与根据图1至图4的实施例相比，被设计成除流量传感器之外，没有超声波传感器；以及

图6表示与图4类似的根据图5的模块组件的剖面示意图。

具体实施方式

医用流量传感器模块组件1是用于患者监护和/或患者护理的设备的一部分。模块组件1具有可重复使用的壳体模块2，也称为可重复使用件。壳体模块2具有两个壳体部分，即底座部分3和盖体部分(cover section)4，它们通过具有铰链部分6、7的铰链5围绕铰链轴8彼此铰接连接。

闭合姿态也被称为折叠连接姿态且如图1所示。在闭合姿态，两个壳体部分3、4以形状配合的方式包围一次性的传感器模块9。该形状配合的外壳(enclosure)一方面用于将传感器模块9机械地保持在折叠连接姿态，并且还用于防止传感器模块的至少选定部件围绕传感器模块9的纵向轴线10旋转，该纵向轴线10沿传感器模块9的纵向轴线10旋转。传感器模块9的通道主体11的流动通道10a定义纵向轴线10。

一次性传感器模块9也被称为一次性用品。

传感器模块9具有流量传感器12，流量传感器12用于测量通过流动通道10a的流体流量。例如，从EP 2 107 347 B1中已知这样的流量传感器。

此外，传感器模块9具有流量传感器接口13(参见图3)，流量传感器接口13与流量传感器12信号连接。电子单元接口14与流量传感器接口13信号连接。经由电子单元接口14，壳体(housing)模块2的电子单元15与流量传感器12信号连接。

两个接口13、14被设计为壳体模块2(即可重复使用件)与传感器模块9(即一次性用品)之间的电插入式连接器。

电子单元15被容纳在两个壳体部分3、4之一中，即壳体盖体部分4中。电子单元15具有若干电子部件，这些电子部件容纳在壳体盖体部分4中的公共电路板16上。这些部件包括数据处理和控制部件17、数据存储部件18以及用于接收、处理和发送传感器信号的部件18a、18b等。

电子单元15或模块组件1还具有用于与外部装置信号连接的接口19。此接口19可以被设计为感应接口。经由接口19，可以经由外部装置进行数据评估以及信号和/或数据显示。模块组件的遥测监控也可以经由接口19进行。根据此设计，可以经由应用程序或云应用程序来控制接口19。

电子单元15可以包括用于保护以防剽窃的器件以及用于一次性传感器模块9的身份识别(ID recognition)的器件。

根据图1、图3和图4，壳体模块2的两个壳体部分3、4在折叠连接姿态中彼此固定。这通过卡扣连接件(snap-in connection)20来实现。

卡扣连接件20具有闩锁凸耳21，闩锁凸耳21附接至两个壳体部分3、4之一，并且在折叠连接姿态以闩锁方式与闩锁凸片(latching tab)或闩锁凹槽22配合。闩锁突片或闩锁凹槽22设计在两个壳体部分4、3中的另一个中。在根据图1和图2的实施例中，闩锁凸耳21被布置在壳体盖体部分4处，并且闩锁凸片22布置在壳体底座部分3处。

为了便于克服卡扣连接件20的闩锁力，在壳体底座部分3上形成有突出的致动部分23。图1中的致动部分23上来自上方的压力使得闩锁凸片22提起并脱离相关联的闩锁凸耳21，以便壳体盖体部分4能够从折叠连接姿态摆动打开至图2所示的打开姿态。当致动部分23被致动时，为了便于释放壳体盖体部分4，壳体盖体部分4可以在折叠连接姿态被预张紧，以便在闩锁凸片22与闩锁凸耳21脱离之后，壳体盖体部分4摆动打开至少一点进入打开姿态。

通道主体11由若干零件构成，即两个零件，因此具有由不同的通道主体部分11a和11b形成的两个连续的通道部分。在流动方向24的下游通道流路主体部分11a中，布置有用于测量通过流动通道10a的流体流量的流量传感器12。在此通道主体部分11a的上游布置有另一通道主体部分11b，另一通道主体部分11b经由卡扣连接件25紧密地连接至随后的通道主体部分11a。在由前导通道主体部分11b形成的通道部分的区域中，此通道主体部分11b配置有缩窄部分26。缩窄部分26可以是外周凹槽的形式。在根据图3的示意图中，此凹槽表示为比根据图2的示意图中的轴向延伸少。

在缩窄部分26的区域中，可重复使用的超声波传感器29的两个传感器部件27、28与流经流动通道10a的流体相互作用，特别是用于检测流体中夹带的气泡。从DE 102 09254B4、DE 102 09 255B4、US 9,016,137 B以及例如EP 2 813 845B1中已知适合于此测量任务的超声波传感器。

超声波传感器是可重复使用的传感器，并且是壳体模块2的一部分。

超声波传感器部件27安装在电子单元15的电路板16的面向通道主体部分11b的缩窄部分26的一侧上。因此，超声波传感器部件27容纳在壳体盖体部分4中。电子单元15的DV控制部件17控制超声波传感器部件27。

超声波传感器部件28容纳在壳体底座部分3中的，并且面向通道主体部分11b的缩窄部分26。缩窄部分26以及由此界定的流动通道10a的部分因此位于两个超声波传感器部件27、28之间。

容纳在壳体底座部分3中的超声波传感器部件28被布置在另一电子单元31的电路板30上，此另一电子单元31作为整体容纳在壳体底座部分3中。此电路板30承载附加的数据处理部件32，其特别具有控制超声波传感器部件28的功能。

数据处理部件32也可以执行以上结合部件17、18、18a、18b解释的其他功能。

两个电子单元15、31经由电子单元接口彼此信号连接。此电子单元接口被设计为电插入式连接件33(参见图4)。在两个壳体部分3、4的折叠连接姿态，电插入式连接件33的信号路由部件34、35与外部隔绝。

例如经由蓝牙或经由Wifi标准，两个电子单元15和31和/或以上解释的接口还可以彼此无线地信号连接。

由通道主体11a和11b定义的每个通道部分分别被一个传感器(即，超声波传感器29和流量传感器12)用作用于测量流过的流体的测量部分。

接口19还可以被设计为指示器单元，经由此指示器单元可以输出数字、光和/或声信号，例如警告信号。根据经由传感器12、29测量的数据，可以经由指示器单元19给出限制违反指示，即，指示已超出针对流速和/或针对检测到的气泡数量(如果适用的话)的预定义测量值限制。在这种情况下，可以在指定的目标测量值和测量的实际测量值之间进行比较。指示器单元19可以发出不同的音调或音调序列。指示器单元19可以以不同的颜色发光或模仿光序列。指示单元19可以具有指示振动模块。

模块组件1可以进一步包括可重复使用的泵单元36，泵单元36用于产生通过流动通道10a的介质流。图3中示意性地表示壳体底座部分3中容纳的泵单元36。例如，可以使用蠕动泵(peristaltic pump)。也可以使用微量泵(micro-pump)。

参考图5和图6，下面描述流量传感器模块组件40的另一实施例。与前面关于图1至图4所解释的部件和功能相对应的部件和功能使用相同的附图标记并且将不再详细讨论。

模块组件40缺少具有超声波传感器29的底座侧电子单元31。因此，可以省去电插入式连接件33和通道主体部分11b。此外，模块组件40对应于模块组件1。

流量传感器模块组件1的使用如下：

在第一操作期间，两个壳体部分3、4绕铰链5的铰链轴线8敞开折叠并进入打开姿态。现在，如图2所示，传感器模块9被插入壳体模块的壳体底座部分3中的互补凹部中。然后，壳体盖体部分4进入如图1所示的闭合姿态，其中卡扣连接件20将壳体盖体部分4闩锁并固定在闭合姿态。

由于壳体收纳件与壳体底座部分3中的传感器模块9的形状互补且与壳体盖体部分4中的传感器模块9的形状互补，所以使得壳体部分3、4以形状配合的方式包围传感器模块9。特别地，这防止传感器模块9绕纵向轴线10旋转。

然后，经由位于通道主体11两端的连接部分42、43，在传感器模块和用于患者监护和/或患者护理的设备的另外的流体输送部件(特别是管道部分)之间建立连接。连接部分42、43可以被设计为鲁尔连接件。

现在，模块组件1准备好使用，使用经由相应的电子单元15和31所控制的传感器12和29，可以测量通过流动通道10a的流体流量和流体携带的气泡的任何数量。然后，经由相应的电子单元15、31，对应的测量数据被记录、存储、处理以及经由相应的接口输出到外部装置。如果相应地设计模块组件1，则还可以通过指示器单元19输出对应的信号，特别是警告信号。

一旦达到一次性传感器模块9的预定义操作时间(可以通过作为电子单元15、31其中之一的一部分的对应定时器来监控传感器模块9)，则通过对应的显示器指示需要更换传感器模块9。然后，通过克服卡扣连接件20，壳体盖体部分4被打开并进入如图2所示的打开姿态。然后，可以移除用过的传感器模块9，并使用未用的传感器模块或翻新的传感器模块进行替换。

Claims (12)

1.一种医用流量传感器模块组件(1)，作为用于患者监护和/或患者护理的设备的一部分，所述医用流量传感器模块组件(1)

-具有至少一个一次性传感器模块(9)，包括：

--具有至少一个流动通道(10a)的通道主体(11)，

--流量传感器(12)，用于测量通过流动通道(10a)的流体流量；以及

--与所述流量传感器(12)信号连接的流量传感器接口(13)，

-具有用于收纳传感器模块(9)的至少一个可重复使用的壳体模块(2)，包括：

--至少一个电子单元(15)以及

--电子单元接口(14)，所述电子单元(15)经由所述电子单元接口(14)与所述流量传感器接口(13)信号连接，

-其中可重复使用的壳体模块(2)具有至少两个壳体部分(3、4)，其以形状配合的方式包围一次性传感器模块(9)，

-其中电子单元(15)包括至少一个数据处理和控制部件(17、18、18a、18b)，用于控制所述流量传感器(12)并用于接收、处理和发送传感器信号。

2.根据权利要求1所述的模块组件，其特征在于，所述电子单元(15)包括用于与外部装置信号连接的接口(19)。

3.根据权利要求1或2所述的模块组件，其特征在于，两个壳体部分(3、4)各自包括电子单元(31、15)。

4.根据权利要求3所述的模块组件，其特征在于，至少两个电子单元(15、31)经由壳体部分(4、31)之间的电插入式连接件(33)彼此信号连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块组件，其特征在于，两个壳体部分(3、4)借助于旋转接头(5)彼此铰接地连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的模块组件，其特征在于，壳体模块(2)被设计成使得两个壳体部分(3、4)在折叠连接姿态彼此固定地连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的模块组件，其特征在于，至少两个传感器(12、29)其中之一是传感器模块(9)的流量传感器(12)。

8.根据权利要求8所述的模块组件，其特征在于，传感器(12、29)其中之一是可重复使用的壳体模块(2)的一部分，作为可重复使用的传感器(29)。

9.根据权利要求8所述的模块组件，其特征在于，所述可重复使用的传感器(29)被设计为超声波传感器。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的模块组件，其特征在于，所述通道本体(11)被构造为多件式的，使得流动通道(10a)具有由不同通道主体部分(11a，11b)形成的多个连续通道部分。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的模块组件，其特征在于，壳体模块(2)具有指示器单元。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的模块组件，其特征在于，可重复使用的泵单元(36)，其用于产生通过所述流动通道(10a)的介质流。