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Die vorliegende Erfindung betrifft eine fluidführende medizintechnische Funktionseinrichtung gemäß Anspruch 1. Sie betrifft ferner eine medizintechnische Behandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 sowie das Verfahren gemäß Anspruch 8.
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Aus der Praxis ist bekannt, fluidführende medizintechnische Funktionseinrichtungen lösbar mit einem Sensor zu koppeln, um Zustandsgrößen oder Parameter von in einem Inneren der Funktionseinrichtung befindlichen Fluiden zu messen.
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Aus der
EP 1 834 658 A1 ist eine peristaltische Mirkopumpe mit Volumenstromsensor bekannt.
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Aus der
DE 43 42 771 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallkopplers bekannt.
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Aus der
DE 10 005 008 261 A1 ist ein Artikel bekannt, welcher Polypropylen und thermoplastisches Polyurethan enthält.
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Aus der
DE 102 24 750 A1 ist eine Vorrichtung zur Behandlung einer medizinischen Flüssigkeit bekannt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine weitere derartige fluidführende medizintechnische Funktionseinrichtung bereitzustellen. Ferner sollen eine medizintechnische Behandlungsvorrichtung, ein geeignetes Verfahren zum Bestimmen von Parametern oder Zustandsgrößen eines medizinischen Fluids, und ein Herstellverfahren für eine fluidführende medizintechnische Funktionseinrichtung angegeben werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine fluidführende medizintechnische Funktionseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Sie wird ferner durch eine medizintechnische Behandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Alle oder manche mit der erfindungsgemäßen fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung erzielbaren Vorteile lassen sich ungeschmälert auch mit der erfindungsgemäßen medizintechnischen Behandlungsvorrichtung und/oder mit den erfindungsgemäßen Verfahren erzielen.
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Erfindungsgemäß wird eine fluidführende medizintechnische Funktionseinrichtung (im Folgenden auch kurz: Funktionseinrichtung) vorgeschlagen, die wenigstens einen ersten und wenigstens einen zweiten Abschnitt aufweist.
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Der zweite Abschnitt ist zur Ankopplung wenigstens eines Sensors geeignet und/oder vorgesehen und/oder bestimmt und/oder wird hierfür verwendet.
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Der zweite Abschnitt ist mit dem ersten Abschnitt verbunden.
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Der erste und zweite Abschnitt der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung unterscheiden sich erfindungsgemäß in einem Material, aus welchem sie jeweils hergestellt sind. Zumindest unterscheiden sich die beiden Abschnitte in wenigstens einer Komponente oder Beschaffenheit des jeweiligen Materials, aus welchem sie hergestellt sind, oder welches sie jeweils aufweisen. Diese unterschiedlichen Materialien sind im Folgenden als erstes Material (des ersten Abschnitts) und als zweites Material (des zweiten Abschnitts) bezeichnet.
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Die medizintechnische Behandlungsvorrichtung (im Folgenden auch kurz: Behandlungsvorrichtung), ist vorgesehen zur Verbindung – oder verbunden – mit einer erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung.
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Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Bestimmen wenigstens einer Zustandsgröße oder eines Parameters eines medizinischen Fluids mittels einer Behandlungsvorrichtung und umfasst das Verwenden einer erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung.
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Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Herstellen einer fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung und umfasst das Verbinden des ersten Abschnitts, welcher aus einem erste Material besteht oder dieses aufweist, mit dem zweiten Abschnitt, welcher aus einem zweiten, sich vom ersten unterscheidenden, Material besteht oder dieses aufweist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind u. a. jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einige oder alle der folgenden Merkmale in beliebiger Kombination aufweisen.
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Der Begriff „Abschnitt” wie hierin verwendet betrifft im Folgenden, sofern nicht näher bezeichnet, den ersten und/oder zweiten Abschnitt.
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Ein Abschnitt bezeichnet in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen einen Teil der erfindungsgemäßen fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung.
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Ein Abschnitt ist in manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ein integral mit der Funktionseinrichtung hergestellter Bestandteil derselben.
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In bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist ein Abschnitt ein separat gefertigtes Bauteil, welches nach Herstellung mit der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung verbunden wurde.
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Im Falle einer separaten Herstellung eines Abschnitts und der Funktionseinrichtung kann der entsprechende Abschnitt nach seiner Herstellung lösbar oder unlösbar mit der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung verbunden sein.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der erste Abschnitt fest, z. B. nicht ohne Zerstörung lösbar, mit der fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung verbunden.
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In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der erste Abschnitt integraler Bestandteil der fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung. Der erste Abschnitt kann integral mit der fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung hergestellt sein. Der erste Abschnitt kann ein wesentlicher – körperlicher – Bestandteil der Funktionseinrichtung sein.
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Der erste Abschnitt der erfindungsgemäßen fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung ist in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Trägereinheit oder Teil einer Trägereinheit der Funktionseinrichtung.
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Der erste Abschnitt ist in manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ein Grundkörper der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung, wie beispielsweise ein Hartteil, z. B. ein Hartteil einer (Behandlungs-)Kassette, oder ein Teil hiervon.
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Der erste Abschnitt ist in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ein Abschnitt oder Teil einer Fluidführung der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung.
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Der Begriff „Fluidführung, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Anordnung von Elementen, welche ausgestaltet und/oder vorgesehen sind zum Aufnehmen und/oder Leiten, Führen und dergleichen von Fluiden. Beispiele für Fluidführungen schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, Rohre, Schläuche, Kanäle, Leitungen, Kammern, Fluidführungseinrichtungen, usw., insbesondere Kunststoff, ein.
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Der erste Abschnitt ist in manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine Begrenzung (z. B. Wand) eines Fluidströmungsweges des Fluids, welches in der fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung vorliegt oder diese durchströmt.
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Der zweite Abschnitt der erfindungsgemäßen fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung ist in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung fest mit dem ersten Abschnitt und/oder der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung verbunden.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der zweite Abschnitt nicht zerstörungsfrei und/oder nur unter Aufbringung von großer Kraft oder Gewalt vom ersten Abschnitt der Funktionseinrichtung lösbar.
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Beispiele für eine Verbindung zwischen erstem und zweiten Abschnitt der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, Fügeverfahren, insbesondere stoffschlüssige Fügeverfahren, wie z. B. Kleben, Schweißen, Löten und dergleichen ein.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt mittels oder unter Zuhilfenahme eines Mehrkomponenten-Gussverfahrens, wie beispielsweise eines Zweikomponenten-Gussverfahrens, hergestellt und/oder miteinander verbunden.
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Das Herstellen der Verbindung zwischen erstem und zweitem Abschnitt der Funktionseinrichtung kann gleichzeitig mit bzw. im Verfahren der Herstellung der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung und/oder der Herstellung des ersten Abschnitts erfolgen.
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Das Gussverfahren kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Spritzgussverfahren, d. h. ein Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren bzw. ein Zweikomponenten-Spritzgussverfahren, sein.
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Bei einem Spritzgussverfahren wird in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen zunächst der erste Abschnitt gefertigt und anschließend, insbesondere im selben Arbeitsgang oder im selben Verfahren (also z. B. mit im Wesentlichen denselben Werkzeugen, in derselben Einspannung, usw.), jedoch in einem weiteren Verfahrensschritt, der zweite Abschnitt hergestellt und/oder angespritzt.
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Die Begriffe „Komponente” und/oder „Beschaffenheit”, wie hierin verwendet, bezeichnen in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Materialkomponente bzw. eine Materialeigenschaft oder ein Materialverhalten oder eine Ausprägung eines Materials, z. B. im chemischen und/oder physikalischen und/oder biologischen/biochemischen (Biokompatibilität) Sinne.
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Beispiele für Komponenten oder Beschaffenheit, in denen sich das erste und das zweite Material voneinander unterscheiden können, schließen beispielsweise und ohne darauf beschränkt zu sein einen unterschiedlichen Polymerisationsgrad von Kunststoffmaterialien ein.
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Beispiele für Komponenten oder Beschaffenheit umfassen des Weiteren eine geometrische Abmessung, in welcher das erste und das zweite Material verwendet werden. So können in bestimmten Ausführungsformen das erste Material des ersten Abschnitts (und damit der erste Abschnitt als solcher) dünner sein als das zweite Material des zweiten Abschnitts (z. B. in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung und/oder senkrecht zu einer Signalübertragungshauptebene).
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Beispiele für Komponenten oder Beschaffenheit umfassen ferner unterschiedliche Härten des ersten und zweiten Materials, ferner verschiedene Arten und/oder Mengen an Partikelzusätzen, mittels derer beispielsweise die Materialeigenschaften des ersten und/oder zweiten Abschnitts gezielt beeinflusst werden (z. B. Schlagzähigkeit, Transparenz usw.), und dergleichen.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das zweite Material weicher als das erste Material.
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Der Begriff „weicher”, wie er hierin verwendet wird, ist in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als eine Materialeigenschaft oder ein Materialverhalten des zweiten Abschnitts oder Materials im Vergleich zum ersten Abschnitt oder Material der Funktionseinrichtung zu verstehen.
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Analog gilt, dass der erste Abschnitt in bestimmten Ausführungsformen „härter” als der zweite Abschnitt bzw. das zweite Material ist.
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Die Begriffe „weicher” und „härter” bezeichnen in manchen Ausführungsformen der Erfindung eine reine Relation zweier Eigenschaften, Ausprägungen, Verhalten relativ zueinander und sollen in diesen Ausführungsformen keinesfalls absolute Eigenschaften, Ausprägungen oder dergleichen angeben. In anderen Ausführungsformen ist das Gegenteil der Fall.
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„Weicher” bedeutet in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, dass der zweite Abschnitt oder das zweite Material im Vergleich zum ersten Abschnitt oder ersten Material flexibler, biegsamer, dehnbarer, leichter und/oder schneller (in eine Richtung – z. B. eine seitliche Richtung, wie die Richtung zum ersten Abschnitt hin oder die Richtung zum Sensor hin) verschiebbar, ausdehnbar, drückbar und/oder quetschbar, schneller oder besser oder leichter komprimierbar – in Bezug auf eine Dicke (Grunddicke) des zweiten Abschnitts während oder nach seiner Herstellung, und dergleichen ist.
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Messungen, z. B. Ultraschallmessungen, die Weglänge im zu messenden Medium eine Rolle spielt.
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Im Gegensatz dazu bedeutet „härter” in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, dass der erste Abschnitt bzw. das erste Material im Vergleich zum zweiten Abschnitt bzw. zweiten Material steifer, formstabiler, weniger nachgiebig und/oder dergleichen ist.
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Erfindungsgemäß ist der zweite Abschnitt mit einer Oberfläche des ersten Abschnitts verbunden.
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Der Begriff „Oberfläche”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine (flache bzw. ebene, oder nicht flache) Fläche des ersten Abschnitts, welche einem Äußeren der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung zugewandt ist.
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In bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen erstreckt sich die Oberfläche parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Funktionseinrichtung und/oder senkrecht zu einer Haupt-Signalausbreitungsrichtung.
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In manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen erstreckt sich die Oberfläche nicht senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung der Funktionseinrichtung.
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Der zweite Abschnitt, oder wenigstens ein Teil desselben, ist in bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung derart mit dem ersten Abschnitt hergestellt oder verbunden, dass er auf den ersten Abschnitt aufgesetzt ist.
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In manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen erstreckt sich die Oberfläche nicht senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung der Funktionseinrichtung.
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Der zweite Abschnitt, oder wenigstens ein Teil desselben, ist in bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung derart mit dem ersten Abschnitt hergestellt oder verbunden, dass er auf den ersten Abschnitt aufgesetzt ist.
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In manchen Ausführungsformen ist der zweite Abschnitt, oder wenigstens ein Teil desselben, derart mit dem ersten Abschnitt verbunden oder hergestellt, dass er flächenbündig in diesen versenkt oder teilweise oder vollständig in diesen versenkt ist.
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Der zweite Abschnitt, oder wenigstens ein Teil desselben, ist in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen auf bzw. an einem sich von einer Grundfläche des ersten Abschnitts erhebenden Vorsprung des ersten Abschnitts, beispielsweise einem Kontaktsockel des ersten Abschnitts, angebracht.
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In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der zweite Abschnitt, oder wenigstens ein Teil desselben, derart mit dem ersten Abschnitt verbunden, dass der zweite Abschnitt wenigstens mit einem Teil hiervon in direktem Kontakt mit einem im Bereich des ersten Abschnitts, wie beispielsweise in einem Inneren der Funktionseinrichtung, zum Beispiel einem Fluidkanal, befindlichen Fluid in Kontakt steht.
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Die in den vorhergehenden Absätzen angegebenen Positionierungen des zweiten Abschnitts relativ zum ersten Abschnitt der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung sind lediglich als Beispiele zu verstehen. Weitere Anordnungen bzw. Ausführungen können erfindungsgemäß vorgesehen sein, wenn sie einem Fachmann für einen angestrebten Zweck erwünscht und/oder erforderlich erscheinen.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind das erste und das zweite Material voneinander verschiedene thermoplastische Kunststoffe, weisen solche auf oder sind aus solchen gebildet.
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Als erstes und zweites Material können einem Fachmann, insbesondere einem Spritzguss-Fachmann, bekannte Materialien verwendet werden.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das erste Material ein thermoplastischer Kunststoff oder weist einen thermoplastischen Kunststoff auf, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC), Polysulfon (PSU), Polyolefinen, Polyalphaolefinen oder Polypropylen, statistischen Copolymeren von Propylen und Ethylen oder hinsichtlich ihrer Schlagzähigkeit modifizierten Copolymeren von Polypropylen mit Polyethylen sowie Mischungen oder Kombinationen derselben oder Blends bzw. Abmischungen aus bzw. mit den vorstehend genannten Kunststoffen in beliebigen Anteilen oder beliebigen Mischverhältnissen.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das erste Material ein Polypropylen mit einem Ethylenanteil von 0% bis 25% oder 4% bis 12% oder 4% bis 8% oder 4% bis 25% auf oder weist einen solchen auf.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das zweite Material ausgewählt aus Polyurethan (PU) oder Polyvinylchlorid (PVC). Geeignete PVC-Formulierungen für Hart- und/oder Weichkomponenten sind allgemein bekannt und/oder auf dem Markt erhältlich.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das zweite Material ein thermoplastisches Elastomer oder weist ein thermoplastisches Elastomer auf, das ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Styrolblockcopolymere, z. B. aus einem oder mehreren Blöcken aus Styrol, einem oder mehreren Blöcken, die statistisch aufgebaut sind aus Ethylen und Butylen, einem oder mehreren Blöcken, die statistisch aufgebaut sind aus Ethylen und Propylen oder einem oder mehreren Blöcken, die aufgebaut sind aus Isopren sowie Mischungen und Kombinationen derselben. In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das erste Material ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Copolymer (SEBS) oder weist wenigstens abschnittsweise ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Copolymer auf.
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Das Zweite Material kann in bestimmten Ausführungsformen durch Mischen mit anderen Kunststoffmaterialien modifiziert sein. Beispielsweise kann das zweite Material aus einer Mischung oder Kombination verschiedener thermoplastischer Elastomere hergestellt sein, wie z. B. einer Mischung aus Styrolblockcopolymeren mit niedrigen und hohen Schmelzflussindices. Eine Komponente mit hohem Schmelzflussindex kann in bestimmten Ausführungsformen vorteilhaft dazu beitragen, ein Verkleben des zweiten Abschnitts mit der Sensoroberfläche, z. B. bei hohem Anpressdruck oder Wärmeentwicklung während des Betriebs der Funktionseinrichtung, zu verhindern.
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Die Härte des zweiten Materials entspricht in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung jeweils einem der folgenden Shore A-Werte (nach Norm ISO 868 bestimmt): ≤ 80 Shore A, ≤ 60 Shore A oder ≤ 40 Shore A. Die entsprechende geeignete und/oder gewünschte Shore A-Härte kann von einem Anpressdruck der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung in oder an eine Aufnahmeeinheit einer Behandlungsvorrichtung abhängen.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Funktionseinrichtung als Einwegkassette ausgestaltet.
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Der Begriff „Einwegkassette”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine als Einwegartikel oder Disposable ausgestaltete Kassette, vorgesehen, um nach einmaligem Gebrauch verworfen bzw. entsorgt zu werden.
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Der Begriff „Disposable”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet in bestimmten Ausführungsformen eine Vorrichtung, die vorgesehen und/oder ausgestaltet ist, einmal oder begrenzt mehrfach verwendet zu werden. Eine „begrenzt mehrfache” Verwendung („limited use”, z. B. bekannt im Bereich der in vitro-Diagnostika) meint dabei in manchen Ausführungsformen, dass das Disposable bzw. die Kassette wiederholt mit einer niedrigen Wiederholungszahl (z. B. < 100) und/oder zeitlich eingeschränkt (z. B. < 7 Tage) verwendet wird und/oder werden soll.
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In bestimmten Ausführungsformen ist die „Kassette” vorgesehen und/oder ausgestaltet, wenigstens ein Fluid, insbesondere ein medizinisches Fluid, insbesondere zu dessen Behandlung, (in einem Inneren der Kassette) aufzunehmen. In oder an der Kassette können Leitungen und/oder Kammern zur Fluidaufnahme und/oder Fluidführung oder -leitung integriert sein, die verschiedene Funktionen erfüllen, wie beispielsweise Luftabscheidung, Fluiderwärmung oder Filtrierung oder dergleichen. Weitere Komponenten oder Elemente, wie beispielsweise Folien oder Schläuche und dergleichen, können mit der Kassette – jeweils lösbar oder unlösbar – verbunden bzw. entsprechend an diese angekoppelt sein.
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Die Kassette kann ein integriertes Kassettenmodul zur Verarbeitung und/oder Behandlung von medizinischen Fluiden, beispielsweise im Rahmen eines Dialyse- oder Zellseparationsverfahrens oder eines Diagnoseverfahrens. sein. Derartige integrierte Kassettenmodule sind i. d. R. dafür vorgesehen, mehrere funktionelle Einheiten in sich zu vereinen.
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Beispiele für Kassetten im Sinne der vorliegenden Erfindung schließen Kassetten zur einmaligen Verwendung in einem Behandlungsverfahren, wie beispielsweise einem extrakorporalen Blutbehandlungsverfahren, z. B. so genannte Blutkassetten, z. B. als Gussteils oder Spritzgussteil, ein.
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Der zweite Abschnitt der Funktionseinrichtung ist eine Ankoppelstelle, oder Ankoppelfläche, zur Ankopplung oder Aufnahme eines (bezogen auf die Funktionseinrichtung externen) Sensors bzw. hierfür ausgestaltet und vorgesehen.
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Der Begriff „Ankopplung”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Zusammenführung und/oder – insbesondere funktionelle, in bestimmten Ausführungsformen auch körperliche – Verbindung (wenigstens) eines Sensors mit dem zweiten Abschnitt der Funktionseinrichtung.
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Eine „funktionelle” Verbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet in manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine, vorzugsweise vorübergehende, Verbindung des Sensors mit dem zweiten Abschnitt. Sie dient dem Erfassen oder Messen oder Bestimmen wenigstens eines Parameters oder einer Zustandsgröße des in der Funktionseinrichtung, insbesondere in einem vom ersten Abschnitt der Funktionseinrichtung umgebenen Volumen oder begrenzten Raum oder Lumen, befindlichen Fluids.
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Der Begriff „Fluid”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet allgemein Flüssigkeiten oder Gase, Emulsionen, Suspensionen, und dergleichen.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Fluid ein medizinisches Fluid.
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Medizinische Fluide können allgemein Flüssigkeiten sein, wie beispielsweise Dialysat, Substituatflüssigkeit, Medikamentenlösungen, Priming- und/oder Spül- und/oder Sterilisationsfluide und dergleichen sowie Gase, z. B. Sterilluft, sowie beliebige Kombinationen oder Mischungen derselben und mit denselben.
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Das medizinische Fluid ist in manchen Ausführungsformen Blut.
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Beispiele für Zustandsgrößen oder Parameter eines Fluids schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, (Schall-)Geschwindigkeit, Temperatur, Dichte, Hämatokrit, Fluss, Füllstand, Partikelgrößen oder -mengen bzw. -konzentrationen oder -geschwindigkeiten, auch von Gasblasen, Bewegungsmuster von Partikeln, Abstände oder Entfernungen, eine Kassettenerkennung an der Behandlungsvorrichtung und dergleichen ein.
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Im Zusammenhang mit medizinischen Behandlungsverfahren können insbesondere die Temperatur, die Flussgeschwindigkeit, vorhandene Luftbläschen in der Flüssigkeit, das Vorliegen von Blutkoageln, die Zusammensetzung von Blut usw. von Interesse sein.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist bzw. wird der Sensor lösbar an den zweiten Abschnitt der Funktionseinrichtung angekoppelt.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der zweite Abschnitt als eine Art „Einlaufstrecke” oder „Vorlaufstrecke” für das Sensorsignal ausgestaltet. In solchen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt dicker bzw. stärker ausgestaltet sein.
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Eine solche Einlaufstrecke kann gewünscht und/oder erforderlich sein, wenn, wie beispielsweise bei einem Puls-Echo-Verfahren ein Sender einen sehr kurzen Impuls emittiert, der reflektiert wird und zu dem nun als Empfänger wirkenden Sensor zurückläuft. Um eine zeitliche Trennung der beiden Signale zu erreichen und/oder um genügend Zeit zu haben, um den Sensor und die Elektronik vom Sender in den Empfangsmodus umzuschalten, und/oder um nicht nutzbare, aber störende Impulsanteile herauszufiltern, und/oder um Nutz- und Störsignale zeitlich zu trennen, wird die Wegstrecke künstlich verlängert durch eine so genannte Einlaufstrecke. So wird vorteilhaft ein ausreichend großer Abstand zwischen Sensor und Messstrecke (insbesondere deren Beginn) erhalten. Eine solche Einlaufstrecke kann aus dem ersten Abschnitt und/oder dem zweiten Abschnitt bestehen oder diese aufweisen oder hierin enthalten sein. Ferner kann die Abmessung der Einlaufstrecke gezielt vorgegeben und/oder optimiert sein.
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Die Begriffe „dünner” oder „dicker” bzw. „stärker”, wie sie hierin verwendet werden, betreffen in manchen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eine Erstreckung in einer Haupt-Signalausbreitungsrichtung.
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Eine (Grund-)Dicke bzw. Stärke oder Erhebung des zweiten Abschnitts kann beispielsweise von 3 bis 25 mm oder von 3 bis 20 mm oder von 1 bis 10 mm betragen.
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Der zweite Abschnitt kann eine Vertiefung oder Vertiefungen aufweisen; der zweite Abschnitt kann eine oder mehrere Erhöhungen aufweisen – jeweils bezogen auf eine Grundstärke oder Grunddicke des zweiten Abschnitts.
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Der zweite Abschnitt kann als geometrisches Komplementärstück zu einem Abschnitt eines Sensors und/oder seines Sensorkopfes ausgestaltet sein, mit welchem der zweite Abschnitt im Gebrauchszustand Kontakt der Funktionseinrichtung mit dem Abschnitt des Sensors hat.
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Unabhängig davon, ob der zweite Abschnitt für (nur) einen speziellen Sensor oder zur Ankopplung eines beliebigen Sensors ausgestaltet ist, kann eine gute Ankoppelbarkeit, z. B. eine gute Passgenauigkeit oder Anschmiegbarkeit, des Sensors am zweiten Abschnitt vorteilhaft durch geeignetes Auswählen des zweiten Materials für den zweiten Abschnitt unabhängig vom ersten Material des ersten Abschnitts erreicht werden. Die Ankopplung des zweiten Abschnitts an den Sensor kann durch entsprechende Materialwahl des zweiten Abschnitts begünstigt sein.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, den zweiten Abschnitt teilweise oder vollständig formschlüssig bezüglich der Form des Sensors an den Sensor anzukoppeln.
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In bestimmten weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, den zweiten Abschnitt insbesondere an die Funktionsweise bzw. das entsprechende Messprinzip des Sensors angepasst an diesen anzukoppeln.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Sensor ein Ultraschallsensor.
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Ultraschallsensoren können allgemein für vielfältige Messungen an Fluiden eingesetzt werden, wie z. B. zum Messen eines Flusses, eines Füllstands, des Vorhandenseins oder der Beschaffenheit von Partikeln (Partikelmengen, Partikelgrößen, Partikelkonzentrationen) oder von Gasblasen in Fluiden, dessen Dichte und dergleichen.
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Beispiele für geeignete Ultraschallsensoren schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, Piezosensoren, Sensorarrays (z. B. für Wegmessungen quer zum Sensorarray), Matrixsensoren (z. B. für bildgebende Verfahren) und dergleichen ein.
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Das Messprinzip eines Ultraschallsensors ist dabei nicht beschränkt. Eine Ultraschallmessung kann sowohl in Reflexion als auch in Transmission des emittierten Signals vorgenommen werden; bei Transmissionsmessungen kann vorgesehen sein, sowohl direkt, als auch indirekt zu messen.
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Für den Einsatz von Ultraschallsensoren können bestimmte Materialeigenschaften wichtig und/oder gewünscht sein, wie eine gute Schallleitung, eine geringe Dämpfung (insbesondere des zweiten Abschnitts bzw. des zweiten Materials), ein geringer Signalverlust an der Übergangsstelle zwischen erstem und zweitem Abschnitt (bzw. erstem und zweitem Material) Dies kann beispielsweise vorteilhaft dazu dienen Reflexionen, schlechte mechanische Verbindungen, Streuung und dergleichen zu verringern oder ganz zu vermeiden. Die erfindungsgemäß eingesetzten Materialien des ersten und/oder zweiten Abschnitts können alle oder manche dieser Materialeigenschaften aufweisen.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Ultraschallsensor neben der Messung von Ultraschall auch andere – operative – Funktionen ausführen. Beispiele hierfür schließen das Entgasen von Flüssigkeiten, Emulgieren (flüssig/flüssig oder Flüssig/fest), Mischen von Flüssigkeiten oder Gasen, Auflösen von Feststoffen in Flüssigkeiten, Verdampfung oder Zerstäubung von Flüssigkeiten in Gasen, Zerkleinern von Festkörpern und Strukturen (z. B. Zellwände), Energieeintrag in Medien, Reinigen von Festkörpern, Aktivierung von chemischen Reaktionen und dergleichen ein.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die erfindungsgemäße Funktionseinrichtung in Kombination mit einer Behandlungsvorrichtung eingesetzt.
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Die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung ist in bestimmten Ausführungsformen zur Verbindung mit der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung vorgesehen oder weist wenigstens eine solche Funktionseinrichtung auf.
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Die Behandlungsvorrichtung ist in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen zum Ausführen von extrakorporalen Behandlungsverfahren, z. B. als Behandlungsvorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung, wie etwa als Dialysiervorrichtung, z. B. als Hämodialysiervorrichtung, Hämofiltrationsvorrichtung, Hämodiafiltrationsvorrichtung, oder als Vorrichtung für die Adsorption, Leberersatztherapie, Apherese, Transfusion, usw. ausgestaltet und/oder vorgesehen, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist oder wird die erfindungsgemäße Funktionseinrichtung in eine Aufnahmeeinheit der Behandlungsvorrichtung eingelegt und/oder in oder an dieser befestigt.
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In bestimmten Ausführungsformen weist die Behandlungsvorrichtung ein Aktoren- und/oder ein Sensorensystem auf. In solchen Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass das Aktoren- und/oder ein Sensorensystem der Behandlungsvorrichtung mit der an oder in der Behandlungsvorrichtung installierten Funktionseinrichtung in Eingriff steht.
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Das Aktorensystem kann dazu dienen, eine – z. B. periodische, oder auch einmalige oder diskret auftretende bzw. hervorgerufene – Bewegung auf die Funktionseinrichtung zu übertragen.
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In bestimmten Ausführungsformen wird diese Bewegung beispielsweise durch eine funktionelle Einheit, z. B. eine Membran, übertragen, die innerhalb der fluidführenden Leitungen der Funktionseinrichtung eine Strömung verursachen kann. Die zu verarbeitenden Fluide können innerhalb der Funktionseinrichtung gefördert und durch verschiedene funktionelle Einheiten der Funktionseinrichtung geleitet werden. Ferner können die funktionellen Einheiten (Membranen) auch als Ventileinrichtungen genutzt werden, indem sie derart von Aktoren der Behandlungsvorrichtung betätigt werden, dass Fluidwege innerhalb der Funktionseinrichtung freigegeben oder blockiert werden.
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Die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung ist in bestimmten Ausführungsformen vorgesehen zu ihrer Verbindung mit einem Signalsender, einem Signalempfänger oder Signalsender/-empfänger sowie einem Rechner oder weist diese auf.
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Der Begriff „Signalsender”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung oder eine Mehr- oder Vielzahl von Einrichtungen, welche dazu geeignet und vorgesehen ist bzw. sind, ein Signal auszusenden bzw. zu emittieren.
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Der Signalsender ist in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu vorgesehen und/oder ausgestaltet oder konfiguriert, wenigstens ein Signal zu oder in bzw. in ein Inneres der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung, die mit der Behandlungsvorrichtung verbunden ist, zu emittieren.
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Beispiele für das oder die vom Signalsender emittierten Signale schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, optische Signale wie Infrarotsignale, Ultraschallsignale, magnetische Signale, elektrische Impulse und dergleichen sowie ggf. Kombinationen derselben ein.
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Der Begriff „Signalempfänger”, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Einrichtung oder eine Mehr- oder Vielzahl von Einrichtungen, welche dazu geeignet und vorgesehen ist bzw. sind, ein Signal oder wenigstens einen Anteil des Signals – insbesondere nach dessen Wechselwirkung mit einem (im Inneren der Funktionseinrichtung vorliegenden) Fluid – zu empfangen.
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Signalsender und Signalempfänger sind in manchen Ausführungsformen separate Bauteile. In anderen Ausführungsformen sind Signalsender und Signalempfänger in einem einzigen Bauteil realisiert.
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In bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind Signalsender und Signalempfänger ein und dasselbe Bauteil.
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Das vom Signalempfänger empfangene Signal kann im Bezug auf das vom Signalgeber emittierte Signal verändert sein – oder nicht.
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Beispielsweise kann der Signalempfänger ein vom Fluid reflektiertes Signal und/oder einen das Fluid durchdringenden Anteil des emittierten Signals (transmittiertes Signal) und/oder ein vom Fluid gestreutes Signal oder entsprechende Signalanteile derselben empfangen.
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Der Begriff „Wechselwirkung wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Interaktion zwischen dem vom Signalsender emittierten Signal und dem in der Funktionseinrichtung befindlichen Fluid, einer Grenzfläche oder Wand der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung, zum Beispiel dem ersten Abschnitt der Funktionseinrichtung, und/oder der Behandlungsvorrichtung und/oder eine Wirkung des vom Signalsender emittierten Signals auf das Fluid oder eine Grenzfläche oder Wand der Funktionseinrichtung, den ersten Abschnitt und/oder die Behandlungsvorrichtung.
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Aufgrund oder durch eine Wechselwirkung des. Signals mit dem Fluid bedingt kann das Fluid beeinflusst oder verändert werden. Das vom Signalempfänger empfangene Signal, welches gegenüber dem vom Signalgeber emittierten Signal verändert ist (oder auch nicht), kann Rückschlüsse auf einen Zustand des Fluids, beispielsweise ausgedrückt durch eine Zustandsgröße, einen Parameter, eine Eigenschaft, eine Ausprägung usw. des Fluids und/oder eine Änderung des Zustands des Fluids, wie eine Änderung einer Eigenschaft, einer Zustandsgröße, eines Parameters und/oder einer Ausprägung des Fluids infolge der Wirkung oder Einwirkung des Signals zulassen.
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Der Begriff „Rechner” ist in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine beliebige, geeignete Mess-, Rechen- und/oder Datenverarbeitungseinrichtung. Diese ist geeignet konfiguriert im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von Zustandsgrößen eines medizinischen Fluids in der Funktionseinrichtung umfasst in bestimmten Ausführungsformen das Einlegen der Funktionseinrichtung in die medizintechnische Behandlungsvorrichtung, so dass ein Sensor der medizintechnischen Behandlungsvorrichtung an den zweiten Abschnitt angekoppelt wird.
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Zum Herstellen einer erfindungsgemäßen fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung wird in bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens der erste Abschnitt in einem Mehrkomponenten-Gussverfahren gegossen, insbesondere spritzgegossen.
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In bestimmten Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens wird in einem weiteren Verfahrensschritt der zweite Abschnitt an den ersten Abschnitt angebracht, insbesondere wird der zweite Abschnitt an den ersten Abschnitt angespritzt.
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In bestimmten Ausführungsformen erfolgt das Anbringen des zweiten Abschnitts in einem Verfahrensschritt seines Herstellverfahrens, z. B. im Arbeitsgang des Mehrkomponenten-Gussverfahrens, insbesondere mit dem oder während des Herstellens oder das Gießen des ersten Abschnitts.
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können vorgesehen und/oder vorbereitet sein, einen oder mehrere der hierin beschrieben Verfahrensschritte auszuführen.
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können vorgesehen und/oder vorbereitet sein, für eine oder mehrere der hierin beschrieben Verwendungen einsetzbar zu sein.
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Bestimmte erfindungsgemäße Ausführungsformen weisen einen oder mehrere der im Folgenden genannten Vorteile auf.
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Die vorliegende Erfindung stellt in manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen eine fluidführende medizintechnische Funktionseinrichtung bereit, welche vorteilhaft eine verbesserte oder optimierte Sensorankopplung zu einer Behandlungsvorrichtung ermöglicht.
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Da der zweite Abschnitt der Funktionseinrichtung in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen aus einem weich oder – relativ zum ersten Abschnitt – weicheren Material hergestellt ist, kann es vorteilhaft möglich sein, mögliche Hohlräume und/oder Unebenheiten zwischen der Sensoroberfläche und der Sensorankoppelfläche auf der Funktionseinrichtung, also dem zweiten Abschnitt, bei Aufsetzen des Sensors auf den zweiten Abschnitt auszufüllen. Auf diese Weise kann es vorteilhaft möglich sein, eine gute Kopplung zwischen einem Sensor einer Behandlungsvorrichtung und der Funktionseinrichtung zu erreichen.
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Daneben ist es in manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorteilhaft möglich, Störsignale durch – ggf. an härteren Materialien üblicherweise – gestreute Signale zu reduzieren oder gar auszuschließen.
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Der flexibel ausgestaltete zweite Abschnitt kann als Ankoppelfläche für einen Sensor vorteilhaft kleinere oder kleinste Unebenheiten zwischen den Ankoppelflächen ausgleichen. Dies kann vorteilhaft sicherstellen, dass sich (im Wesentlichen oder vollständig) keine Luft zwischen dem Sensor am Maschinenteil und der Messstrecke am Disposable befindet. So ist es in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen möglich, aufgrund des zweiten Abschnitts als Ankoppelfläche für den Sensor vorteilhaft auf die Anordnung eines Silikonkissens zur Verbesserung der Ankopplung zu verzichten, wie es im Stand der Technik bislang regelmäßig verwendet wurde. So kann es möglich sein, Nachteile, welche mit auf der Geräteseite eingesetzten Silikonkissen oftmals verbunden sind, auszuschließen. Zu diesen Nachteilen können ein meist nicht flächenbündig möglicher Einbau, durch den oftmals eine nicht-plane, gewellte oder sogar mit Ecken versehene Geräteoberfläche resultiert, eine schwer oder schlecht mögliche Reinigbarkeit oder Desinfizierbarkeit und dergleichen zählen. Daneben kann es ferner vorteilhaft möglich sein, auf einen regelmäßigen, z. B. Verschleiß bedingten, Austausch des am Maschinenteil vorgesehenen Silikonkissens zu verzichten, da der zweite Abschnitt als Koppelmedium mit jedem Disposable-Wechsel mit ausgetauscht wird.
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Da der zweite Abschnitt in bestimmten Ausführungsformen vorteilhaft als Verschleißteil auf oder an einer Disposable-Funktionseinrichtung vorgesehen ist, kann es vorteilhaft möglich sein, einen Verschleiß des zweiten Abschnitts als Sensorankoppelstelle, wie es bei den im Stand der Technik eingesetzten Silikonkissen regelmäßig der Fall ist, auszuschließen. Ein regelmäßiger Austausch, wie es beispielsweise bei einer Anordnung der Sensorankoppelfläche an der Behandlungsvorrichtung erforderlich wäre, ist hierdurch vorteilhaft vermeidbar.
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Daneben kann in manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen, da die Ankoppelfläche für den Sensor auf der Funktionseinrichtung angeordnet ist, zudem vorteilhaft ein Wartungsaufwand für das Gesamtsystem gesenkt werden. Da die Oberfläche in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Behandlungsvorrichtung in solchen Ausführungsformen vorteilhaft eben oder glatt (d. h. z. B. kantenfrei) ausgestaltet werden kann, kann vorteilhaft eine gute Reinigbarkeit derselben sichergestellt werden. Dies kann dazu beitragen, die Hygiene der medizinischen Vorrichtungen zu verbessern und/oder den Aufwand für die regelmäßige Reinigung zu senken.
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Die Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen wie in manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen für den ersten und/oder den zweiten Abschnitt der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung vorgeschlagen, kann vorteilhaft eine einfache und/oder kostengünstige Herstellung der Funktionseinrichtung und/oder der Sensorankoppelstelle bereitstellen.
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Der erste Abschnitt der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung ist in bestimmten Ausführungsformen aus einem relativ harten Kunststoffmaterial ausgebildet, so dass die erfindungsgemäße Funktionseinrichtung vorteilhaft einem bei der Installation der Funktionseinrichtung an der Behandlungsvorrichtung aufzuwendenden Anpressruck standhalten und eine ausreichende Formstabilität beibehalten kann. Dies kann vorteilhaft dazu beitragen, eine ausreichende oder gar optimierte mechanische Kopplung zwischen der Funktionseinrichtung und der Behandlungsvorrichtung zu erzielen.
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Durch geeignete Materialwahl kann ferner vorteilhaft eine formstabile Geometrie (z. B. spezifiziert durch bestimmte Shore-Härten, insbesondere die oben zur vorliegenden Erfindung genannten Shore-Härten) der im ersten Abschnitt bzw. der Kassette vorhandenen Flusswege und/oder Kavitäten (insbesondere zur Messung bestimmter Messgrößen wie beispielsweise mittels Ultraschallmessungen) sichergestellt werden. Die Formstabilität kann dabei in bestimmten Ausführungsformen vorteilhaft trotz mechanischer Ankopplung von Sensoren gewährleistet sein, so dass die Kassette auch unter Anpressdruck in der Maschine keinen oder keinen relevante (oder ohne jede) Formänderung der Kassette ausgeführt werden.
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Durch Auswahl einer Materialkombination des ersten mit dem zweiten Material oder für den ersten und den zweiten Abschnitt der Funktionseinrichtung mit einer guten Mischungsverträglichkeit kann es in bestimmten Ausführungsformen vorteilhaft möglich sein, eine Grenzflächenhaftung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt vorteilhaft zu verbessern. Eine unbeabsichtigte Ablösung des zweiten Abschnitts vom ersten Abschnitt aufgrund von Krafteinwirkungen aufgrund des normalen Betriebs der Funktionseinrichtung kann so vorteilhaft verringert oder gar ausgeschlossen werden. Dieser Vorteil ist in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit den oben hierin genannten Materialkombinationen erzielbar.
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Durch Verwenden von Kunststoffen als Materialien für den ersten und/oder zweiten Abschnitt kann in manchen erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorteilhaft eine gute Verträglichkeit (Biokompatibilität) mit medizinischen Fluiden, insbesondere Blut, gewährleisten. Daneben kann – anders als bei der Verwendung von z. B. PVC (Polyvinylchlorid) sichergestellt werden, dass keine gesundheitsschädlichen Weichmacher oder andere schädliche Stoffe in der Funktionseinrichtung enthalten sind, welche in die in der Funktionseinrichtung befindlichen medizinischen Flüssigkeiten gelangen könnten. Die Sicherheit des Behandlungssystems kann so vorteilhaft erhöht werden.
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Beispielsweise kann eine Materialkombination des ersten und zweiten Abschnitts der Funktionseinrichtung aus Polypropylen (Polyvinylchlorid) sichergestellt werden, dass keine gesundheitsschädlichen Weichmacher oder andere schädliche Stoffe in der Funktionseinrichtung enthalten sind, welche in die in der Funktionseinrichtung befindlichen medizinischen Flüssigkeiten gelangen könnten. Die Sicherheit des Behandlungssystems kann so vorteilhaft erhöht werden.
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Beispielsweise kann eine Materialkombination des ersten und zweiten Abschnitts der Funktionseinrichtung aus Polypropylen (PP) und Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Copolymer (SEBS) vorteilhaft dazu beitragen, Eigenschaften, wie z. B. eine gute Schlagzähigkeit bzw. Schlagfestigkeit, eine gute Transparenz und dergleichen des ersten und/oder zweiten Abschnitts oder der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung selbst oder auch eine gute Schweißbarkeit der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung zu erzielen.
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Die Funktionseinrichtung kann in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorteilhaft mit geringem Aufwand mittels eines rationellen und/oder kostensparenden Herstellverfahrens gefertigt werden: Durch Einsatz eines Spritzgussverfahrens können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt der Funktionseinrichtung vorteilhaft in nur einem einzigen Arbeitsgang oder gar Verfahrensschritt bei der Herstellung der Funktionseinrichtung zusammenzufügt werden. Dabei kann vorteilhaft auf einen zusätzlichen Montageschritt und/oder ein aufwendiges und ggf. nur vorübergehend haltendes Verkleben des zweiten Abschnitts mit dem ersten Abschnitt verzichtet werden.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren rein exemplarisch beschrieben. In den Figuren der Zeichnung bezeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder identische Elemente. Mittels der Pfeile wird stets eine Strömungsrichtung des betrachteten Fluids angegeben. Es gilt:
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1 zeigt schematisch einen Teilausschnitt einer fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem angekoppelten Sensor;
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2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Funktionseinrichtung mit angekoppeltem Sensor zur Reflexionsmessung;
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Funktionseinrichtung mit angekoppeltem Sensor zur Transmissionsmessung;
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4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Funktionseinrichtung mit angekoppeltem Sensor zur Reflexionsmessung;
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5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Funktionseinrichtung mit angekoppeltem Sensor zur Transmissionsmessung;
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6 zeigt eine erfindungsgemäße Funktionseinrichtung mit angekoppeltem Sensor zur indirekten Transmissionsmessung;
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7a–f zeigen schematisch vereinfacht verschiedene Anordnungen des zweiten Abschnitts am ersten Abschnitt der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung; und
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8 zeigt schematisch vereinfacht eine erfindungsgemäße medizintechnische Behandlungsvorrichtung.
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1 zeigt schematisch einen Teilausschnitt einer fluidführenden medizintechnischen Funktionseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem angekoppelten Sensor 200.
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Die Funktionseinrichtung 100 weist einen ersten Abschnitt 1 und einen zweiten Abschnitt 3 auf.
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Der erste Abschnitt 1 weist ein äußeres Bauteil, gefertigt als Spritzgussteil 5, und ein inneres Bauteil, als weiteres Spritzgussteil 5' gefertigt, auf. Beide Bauteile 5, 5' sind beispielsweise aus einem harten thermoplastischen Kunststoff wie Polypropylen im Spritzgussverfahren hergestellt.
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Das Spritzgussteil 5 ist beispielsweise in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren zusammen mit dem zweiten Abschnitt 3 als Ankoppelfläche für den Sensor 200 gefertigt.
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Der zweite Abschnitt 3 ist z. B. aus einem weicheren thermoplastischen Kunststoff, z. B. aus Styrol-Blockcopolymer, als der erste Abschnitt 1 hergestellt. Dies kann vorteilhaft dazu beitragen, den Sensor 200 besonders wirkungsvoll formschlüssig an die Funktionseinrichtung 100 anzukoppeln.
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Der Sensor 200 ist beispielsweise als Ultraschallsensor ausgestaltet, kann aber auch nach einem anderen Mess- oder Wirkprinzip arbeiten.
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Wie in 1 gezeigt, sind ein Signalsender und ein Signalgeber gemeinsam im Sensor 200. In anderen Ausführungsformen sind jedoch Signalgeber und Signalempfänger in getrennten Bauteilen vorgesehen.
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Das Fluid fließt durch einen Zufluss 9 innerhalb der Funktionseinrichtung 100 in Richtung Sensor 200, durch einen Abfluss 11 wieder von diesem weg.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung 100 mit angekoppeltem Sensor 200.
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In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Sensor 200 dazu vorgesehen, den Füllstand in einer Kammer 7 in einem Reflexionsverfahren zu messen.
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Die Messkammer 7 ist von einer Deckfolie 13 begrenzt.
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Anstatt des Füllstands könnten auch Partikelkonzentrationen in einem flüssigen oder gasförmigen Fluid gemessen werden. Auch die Messung von Luftblasenkonzentrationen in einem Fluid ist möglich. Die erfindungsgemäße Funktionseinrichtung kann hierzu jeweils vorgesehen sein.
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Wie in 2 gezeigt, ist der Sensor 200 in einer Anordnung 15 fixiert. Die Anordnung 15 kann beispielsweise ein Gehäuse sein.
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Die Funktionseinrichtung 100 ist, wie in 2 gezeigt, in der Anordnung 15 fixiert.
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3 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung 100 mit einem angekoppelten Sensor 200 zur Transmissionsmessung.
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Der Sensor 200 weist einen Signalgeber 201 und einen Signalempfänger 203 auf, die jeweils in einem eigenen Bauteil realisiert sind.
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Der Signalsender 201 und der Signalempfänger 203 sind derart einander gegenüber platziert, dass die vom Signalsender 201 emittierten Sensorsignale bei einem geraden Strahlengang der Signale nach Passieren der Messkammer 7 auf den Signalempfänger 203 treffen.
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Je nach Fluid in der Messkammer 7 und/oder anderer Materialien im Strahlengang (Gehäuse usw.) können die vom Signalsender 201 emittierten Signale unterschiedlich durch das Fluid beeinflusst werden. Hierdurch kann eine Aussage über das Fluid bzw. einen Zustand desselben getroffen werden.
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Mittels der in 3 gezeigten Messanordnung können beispielsweise der Füllstand des Fluids in der Messkammer 7 und/oder die Dichte des Fluids bestimmt werden.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung 100 mit einem angekoppelten Sensor 200 zur Reflexionsmessung.
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Auch mit der in 4 gezeigten Ausführungsform kann es – analog zu den vorher gezeigten Ausführungen – möglich sein, den Füllstand eines Fluids in der Messkammer 7 zu bestimmen. Daneben kann es beispielsweise auch möglich sein, eine Partikelkonzentration im Fluid zu bestimmen.
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5 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung 100 mit einem Sensor 200 zur Transmissionsmessung. Dabei weist der Sensor 200 einen Signalsender 201 und einen Signalempfänger 203 auf.
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Anders als in der in 3 gezeigten Ausführung wird hier eine Durchflussmessung durchgeführt: Durch den Zufluss 9 strömt ein Fluid in einen Messkanal 17 ein, durch den Abfluss 11 strömt das Medium aus dem Messkanal 17 ab. Mit entsprechenden Verfahren der Ultraschallmesstechnik, die dem Fachmann bekannt sind, können z. B. die Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Durchfluss im Messkanal 17 bestimmt werden.
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6 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung 100 mit angekoppeltem Sensor 200 zur indirekten Transmissionsmessung.
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Die vom Signalsender 201 gesendeten Signale werden, je nach Fluid im Messkanal 17, abgeschwächt bzw. verändert, beispielsweise durch Partikel in einem gasförmigen oder flüssigen Fluid. Die Signale werden ganz, teilweise oder überhaupt nicht (beispielsweise bei vorheriger Absorption) an der oder den Wänden des Messkanals 17 reflektiert und anschließend vom Signalempfänger 203 detektiert.
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Mit diesem indirekten Transmissions-Messverfahren lassen sich beispielsweise das Fluid und dessen Geschwindigkeit und/oder dessen Volumenstrom auf bekannte Weise bestimmen.
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7a bis 7f zeigt schematisch vereinfacht verschiedene mögliche Anordnungen des zweiten Abschnitts 3 am ersten Abschnitt 1.
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7a zeigt eine Anordnung, in der der zweite Abschnitt auf den ersten Abschnitt aufgesetzt ist.
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7b zeigt eine Anordnung, in der der zweite Abschnitt flächenbündig im ersten Abschnitt versenkt ist.
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7c zeigt eine Anordnung, in der der zweite Abschnitt teilweise im ersten Abschnitt versenkt ist.
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7d zeigt eine Anordnung, in welcher der zweite Abschnitt vollständig im ersten Abschnitt versenkt ist. Eine solche Anordnung kann vorteilhaft einen guten Schutz und/oder eine gute, einfache und/oder stabile Positionierung (ggf. mit haptischer Rückkoppelung der korrekten Positionierung) des Sensors bereitstellen.
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7e zeigt eine Anordnung, in welcher der zweite Abschnitt 3 auf einem Kontaktsockel 23 des ersten Abschnitts angeordnet ist. Mittels einer solchen Anordnung kann ein leichteres Einlegen der Funktionseinrichtung 100 in eine Behandlungsvorrichtung begünstigt werden.
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7f zeigt eine Anordnung, in der der zweite Abschnitt in direktem Kontakt mit dem in der Funktionseinrichtung befindlichen Fluid steht.
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8 zeigt schematisch stark vereinfacht eine medizintechnische Behandlungsvorrichtung
300 mit einer Funktionseinrichtung
100, sowie einem Signalsender
201 und einem Signalempfänger
203. Die Richtung des Pfeils gibt die Förderrichtung des hier (als Fluid) mittels des Sensors
200 bzw. mittels Signalsender
201 und Signalempfänger
203 überwachten Bluts. Bezugszeichenliste
| Bezugszeichen | Beschreibung |
| 100 | Fluidführende medizintechnische Funktionseinrichtung |
| 200 | Sensor |
| 201 | Signalsender |
| 203 | Signalempfänger |
| 300 | Medizintechnische Behandlungsvorrichtung |
| 1 | Erster Abschnitt |
| 3 | Zweiter Abschnitt |
| 5, 5' | Spritzgussteil |
| 7 | Messkammer |
| 9 | Zufluss |
| 11 | Abfluss |
| 13 | Deckfolie |
| 15 | Anordnung |
| 17 | Messkanal |
| 19 | Kontaktsockel |
