DD149462A1

DD149462A1 - URINE FLOWMETER FOR UROLOGICAL DIAGNOSTICS

Info

Publication number: DD149462A1
Application number: DD21873380A
Authority: DD
Inventors: Thomas Mueller; Christoph Schubert; Martin Matz
Original assignee: Thomas Mueller; Christoph Schubert; Martin Matz
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1981-07-15

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um ein medizintechnisches Geraet fuer die Diagnostik. Das Ziel der Erfindung ist eine geraetetechnische Neuerung beim Messen von Momentanwerten des Urinflusses beim Harnlassen, wobei die vorgeschlagene Loesung folgende Nachteile, die einzeln oder kombiniert bekannten Geraeten anhaften, nicht aufweist: Abhaengigkeit von der physikalisch-chemischen Beschaffenheit des Urins, Verwendung mechanisch bewegter funktioneller Teile, teure und aufwendige Mesztechnik, schwierige Sauberhaltung, Abhaengigkeit der Meszgenauigkeit vom Reinigungszustand, Mitteilung der Meszgroesze, keine elektrische Signalwandlung. Erfindungsgemaesz wird der Urin in ein Steigrohr geleitet, wo er eine aequivalente Luftmenge verdraengt. Die verdraengte Luft entstroemt dem Steigrohr durch eine duesenartige Verengung und blaest einen elektrisch vorgeheizten Mikrothermistor an. Der durch den Luftstrom gekuehlte Mikrothermistor aendert der Staerke des Luftstromes entsprechend seinen Widerstand. Der Widerstand des Mikrothermistor wird mit elektronischen Mitteln in ein Spannungssignal umgewandelt und zur Anzeige gebracht. Bei geeigneter Dimensionierung ergibt sich ein eindeutiger, hinreichend linearer Zusammenhang zwischen diesem Spannungssignal und dem Urinflusz.In the invention, it is a medical device for the diagnosis. The object of the invention is a technical innovation in measuring instantaneous values of urinary flow during urination, the proposed solution not having the following disadvantages, which individually or in combination adhere to known devices: dependence on the physicochemical nature of the urine, use of mechanically moving functional parts , expensive and complex measuring technique, difficult keeping clean, dependence of the measuring accuracy of the cleaning condition, message of Meszgroesze, no electrical signal conversion. According to the invention, the urine is passed into a riser, where it displaces an equivalent amount of air. The displaced air escapes the riser through a nozzle-like constriction and inflates an electrically preheated micro-thermistor. The cooled by the air flow microthermistor changes the strength of the air flow according to its resistance. The resistance of the microthermistor is converted into a voltage signal by electronic means and displayed. With appropriate dimensioning results in a clear, sufficiently linear relationship between this voltage signal and the Urinflusz.

Description

UrinfluiSmesser für die urologische DiagnostikUrine flow meter for urological diagnostics

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Bei der Erfindung handelt es sich um ein medizintechnisches Gerät für die Diagnostik, das die kontinuierliche Aufzeichnung von Momentanwerten des Urinflusses beim Farnlassen ermöglicht, uas Gerät kann in urologischen Kliniken und urologischen Ambulanzen eingesetzt werden.The invention is a medical device for diagnostics, which allows the continuous recording of instantaneous values of urine flow when Farnlassen the uas device can be used in urological clinics and urological ambulances.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es wurde bereits vorgeschlagen, die dielektrischen Eigenschaften des Urins meßtechnisch auszunutzen. Dazu wurden Zylinderkondensatoren (DT 25 COO94 A1, A 61 b 5/00) und Plattenkondensatoren (W? A 61 b/184 622, A 61 b 5/05) als Lleßwandler vorgeschlagen. Um direkte Meßwerte für den Urinfluß zu bekommen, muß der Harnstrahl den Kondensator durchlaufen. Dabei tritt naturgemäß eine Mittelwertbildung über Strahllängen, die der Kondensatorlange entsprechen, ein. Außerdem besteht die Gefahr der Meßwertverfälschung durch Turbulenzen und mitgerissene Luftblasen sowie Ablagerungen auf den Kondensatorplatten. Weiterhin wurde vorgeschlagen, die elektrische Leitfähigkeit des Urins zur Meßwertgewinnung auszunutzen (DE 23 ЗООЗЗ B2, A 61 b 5/00). Diesem Prinzip haftet der Nachteil an, daß die Leitfähigkeit des Urins keine unveränderliche Grö£e ist sondern individuell und zeitlich unterschiedlich sein kann. Einige Geräte sind bekannt, bei denen mechanisch bewegte, funktioneile Teile mit dem Urin in Berührung kommen (K. Heller, O.-A. Festge: Urodynamische Unter-It has already been proposed to exploit the dielectric properties of the urine by measurement. For this purpose, cylinder capacitors (DT 25 COO94 A1, A 61 b 5/00) and plate capacitors (W? A 61 b / 184 622, A 61 b 5/05) have been proposed as a Lleßwandler. In order to get direct readings for urine flow, the urinary stream must pass through the condenser. In this case, an averaging naturally occurs over beam lengths which correspond to the capacitor length. In addition, there is a risk of Meßwertverfälschung by turbulence and entrained air bubbles and deposits on the capacitor plates. Furthermore, it has been proposed to exploit the electrical conductivity of the urine for obtaining measured values (DE 23 ЗООЗЗ B2, A 61 b 5/00). The disadvantage attached to this principle is that the conductivity of the urine is not an invariable quantity but may vary individually and over time. Some devices are known in which mechanically moving, functional parts come into contact with the urine (K. Heller, O.-A. Festge: Urodynamische Unterleg

suchungen - Uroflowmetrie-I.lethodik, Z. Urologie, Bd. 66, І97З, S. 533-54-0). Derartige Geräte erfordern einen hohen Wartungsaufwand und sind daher für den Routinebetrieb wenig geeignet. Ebenfalls abzulehnen sind bekannte Geräte, bei denen keine elektrische Signalgewinnung erfolgt und somit eine einfache Registriermöglichkeit nicht gegeben ist.Investigations - Uroflowmetrie-I.lethodik, Z. Urology, vol. 66, p977, pp. 533-54-0). Such devices require a high maintenance and are therefore not very suitable for routine operation. Also to be rejected are known devices in which no electrical signal is obtained and thus a simple registration option is not given.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Verwirklichung eines neuartigen Meßprinzips bei der Konstruktion eines Gerätes zur Messung von Momentanwerten des Urinflusses. 3s wird dabei angestrebt, daß keine systematische Verfälschung der Flußraten, z.B. durch Mittelwertbildung, eintritt, es werden keine mechanisch bewegten Teile benötigt, die Eieß Genauigkeit des Gerätes ist unabhängig vom Reinigungszustand, das Signal wird elktrisch analog bereitgestellt und darüberhinaus ist der Aufbau eines derartigen Gerätes mit außerordentlich geringem meßtechnischen und finanziellen Aufwand möglich.The object of the invention is the realization of a novel measuring principle in the construction of a device for measuring instantaneous values of urine flow. It is desirable in this case that no systematic falsification of the flow rates, e.g. by means of averaging, occurs, no mechanically moving parts are needed, the Eieß accuracy of the device is independent of the cleaning state, the signal is provided elktrisch analog and beyond the construction of such a device with extremely low measurement technology and financial expenditure is possible.

Darlegung des Lesens der ErfindungExplanation of the reading of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Gerät vorgeschlagen, bei dem der Urin mit dem Meßwandler nicht in Berührung kommt, sondern der Fluß einer äquivalenten Luftmenge gemessen wird. Der Meßwandler ist ein Mikrothermistor, dessen räumliche Ausdehnung so gering ist, daß eine Mittelwertbildung der Flußwerte aus geometrischen Gründen nicht stattfindet. Die Signalverarbeitung ist außerordentlich einfach, da relativ große Widerstandsänderungen als Meßeffekt entstehen. Das Gerät, schematisch in Fig. 1 dargestellt, besteht aus einem Steigrohr 1, das mit einem offenen Gefäß 2 verbunden ist. Das Steigrohr 1 hat am oberen Ende eine düsenartige Verengung 3 über der sich der Mikrothermistor Ц- befindet. Der Mikrothermistor wird durch elektrischen Strom direkt aufgeheizt. Mit üblichen elektronischen Mitteln wird der Widerstand des i.!ikrothermistors in ein Spannungssignal umgewandelt und einem x,t-Schreiber zugeführt. Der Urinstrahl fällt in das offene Gefäß 2, dabei steigt der Flüssigkeitsspiegel proportionoi zur zugelaufenen Menge im Steigrohr 1 an. Die dem Steigrohr 1 entweichendeAccording to the invention a device is proposed in which the urine does not come into contact with the transducer, but the flow of an equivalent amount of air is measured. The transducer is a microthermistor whose spatial extent is so small that averaging of the flux values does not take place for geometrical reasons. The signal processing is extremely simple, since relatively large changes in resistance arise as a measuring effect. The device, shown schematically in Fig. 1, consists of a riser 1, which is connected to an open vessel 2. The riser 1 has at the upper end a nozzle-like constriction 3 over which the microthermistor Ц- is located. The microthermistor is heated directly by electric current. By conventional electronic means, the resistance of the i.I ikrothermistors is converted into a voltage signal and fed to a x, t-writer. The urine stream falls into the open vessel 2, while the liquid level rises proportional to the amount of accumulated in the riser 1. The escaping the riser 1

Luft umströmt den Mikrothermistor 4, der dadurch gekühlt wird und seinen Widerstand ändert. Durch geeignete Dimensionierung läßt sich im interessierenden Meßbereich, der sich von ca.Air flows around the microthermistor 4, which is thereby cooled and changes its resistance. By appropriate dimensioning can be in the range of interest, extending from approx.

6 6^16 6 ^ 1

3·10 bis 50·10 ms" erstreckt, ein hinreichend linearer Zusammenhang zwischen dem Widerstand des Mikrothermistors und dem Urinfluß erreichen.3 × 10 to 50 × 10 ms ", achieving a sufficiently linear relationship between the resistance of the microthermistor and the urine flow.

Ausführungsbeispielembodiment

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist in Pig. 2 dargestellt. Das offene Gefäß 2 hat einen rechteckigen horizontalen Querschnitt; die Schmalseiten sind um einen «Vinkel von ca. 15° gegen die Vertikale geneigt, damit der Urinstrahl, der von einem Trichter 5 aufgefangen wird, daran ablaufen kann und nicht frei in die bereits angesammelte Flüssigkeit fällt. Als Steigrohr 1 wird ein Zylinder, bestehend aus einem gut benetzbaren Material mit einem Innendurchmesser von ca. 20 mm verwendet. Das Querschnittsverhältnis von Steigrohr 1 zu offenem Gefäß 2 beträgt ca. 1:14. Am Boden des offenen Gefäßes ist ein Ablaßhahn 6 zur Entleerung angebracht. Zwischen Trichter 5 und Steigrohr 1 sind in den offenen Gefäß siebartige Trennwände 7 zur Abscheidung von Luftblasen und Dämpfung von Turbulenzen angebracht. Die düsenartige Verengung 3 hat einen minimalen Durchmesser von ca. 3 mm. Sie ist aus einem schlecht wärmeleitenden Material gefertigt und wird auf das Steigrohr 1 aufgesetzt. Der Mikrothermistor wird durch eine Querbohrung an die düsenartige Verengung herangeführt. Oberhalb des Mikrothermistors wird das Werkstück mit der düsenartigen Verengung mit erweiterter Bohrung fortgesetzt. Der Mikrothermistor, geeignet ist z.B. der Typ TNS 47 k, wird durch einen konstanten Strom aufgeheizt, so daß er bei ruhender Luft von normaler Raumtemperatur eine Temperatur von 80 bis 100 ⁰C erreicht. Der Widerstand des Thermistors wird linear in ein Spannungssignal umgewandelt. Es muß ein Regler zur Einstellung des Nullpunktes zugänglich sein. Die Eichung des Gerätes wird mit Hilfe konstanter Flüssigkeitsströme bekannter Stärke durchgeführt.An expedient embodiment of the invention is in Pig. 2 shown. The open vessel 2 has a rectangular horizontal cross section; The narrow sides are inclined by a «Vinkel of about 15 ° to the vertical, so that the urine stream, which is caught by a funnel 5, can run off and does not fall freely into the already accumulated liquid. As riser 1, a cylinder is used, consisting of a readily wettable material with an inner diameter of about 20 mm. The cross-sectional ratio of riser 1 to open vessel 2 is about 1:14. At the bottom of the open vessel, a drain cock 6 is mounted for emptying. Between hopper 5 and riser 1 screen-like partitions 7 are mounted for the separation of air bubbles and damping of turbulence in the open vessel. The nozzle-like constriction 3 has a minimum diameter of about 3 mm. It is made of a poor thermal conductivity material and is placed on the riser 1. The microthermistor is introduced by a transverse bore to the nozzle-like constriction. Above the microthermistor, the workpiece continues with the nozzle-like narrowing with extended bore. The micro-thermistor, suitable for example the type TNS 47 k, is heated by a constant current, so that it reaches a temperature of 80 to 100 ⁰ C in still air from normal room temperature. The resistance of the thermistor is linearly converted into a voltage signal. A controller must be accessible for setting the zero point. The calibration of the device is carried out with the aid of constant liquid flows of known strength.

Claims

invention claim

1. urine flow meter for urological diagnosis for the continuous registration of the instantaneous values of urine flow during urination, characterized in that the urine is passed into a riser (1), the air displaced from the riser flows around a preheated microthermistor (4-) and the resistance the micro-thermistor is brought as a measure of urine flow by electronic means for display.

2. urine flow meter according to item 1, characterized in that the microthermistor (4-) is fed with a constant current, so that it reaches a 'temperature of 60 to 100 ⁰ C in still air from normal room temperature

3. urine flow meter according to item 1, characterized in that the displaced air escapes through a nozzle-like constriction (3) from the riser and the microthermistor is mounted immediately behind this nozzle-like constriction.

4. Urine flow meter according to item 1, characterized in that the riser pipe (1) in an open vessel (2) and the urine must pass before reaching the riser sieve-like partitions (7).

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