DE19934081A1 - Druckmeßvorrichtung für in Leitungen strömende Fluide - Google Patents
Druckmeßvorrichtung für in Leitungen strömende FluideInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmeßvorrichtung für in Leitungen strömende Fluide zur Verwendung in der Arthroskopie, Hysteroskopie, Laparoskopie und Urethroskopie, mit einem in die Leitung eingesetzten Schlauchkissen mit zwei Membranen und mit zwei Druckmeßelementen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schlauchkissen (1) aus mindestens zwei voneinander getrennten Druckkammern (6, 7) mit jeweils einer zugeordneten Membran (4, 5) besteht, und daß der ersten Membran (4) über eine erste Öffnung (8) der Körperhöhlendruck (p1) in einem zur Körperhöhle führenden Meßschlauch (2) und der zweiten Membran (5) über eine zweite Öffnung (9) der Spüldruck (p2) in einem zur Einleitung der Spülflüssigkeit in die Körperhöhle verwendeten Spülschlauch (3) zugeordnet sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Druckmeßvorrichtung für in
Leitungen strömende Fluide, insbesondere für eine
Schlauchleitung druckgesteuerter Rollenpumpen zur Ver
wendung in der Arthroskopie, Hysteroskopie, Laparo
skopie und in der Urethroskopie, mit einem in die
Leitung eingesetzten Schlauchkissen mit zwei Membranen
und mit zwei Druckmeßelementen. Druckmeßvorrichtungen
dieses Aufbaus werden zwischen einer Rollenpumpe bzw.
Druckpumpe und einem ärztlichen Instrument zur Durch
führung der genannten ärztlichen Techniken geschaltet.
Die in Frage kommenden ärztlichen Instrumente weisen
zumindest einen Spülkanal auf, durch welchen das Fluid
in eine Körperhöhle geleitet werden kann. Optional
weisen solche ärztlichen Instrumente aber auch einen
Meßkanal auf, durch welchen der in der Körperhöhle
entstehende oder entstandene Druck direkt gemessen
werden kann. Die beiden Membranen sind hochelastisch
und dienen der Übertragung von Druckkräften des Fluids
auf die Druckmeßelemente. Gleichzeitig gewährleisten
die Membranen eine allen Anforderungen genügende
Abdichtung fluidführender Bereiche von der Umgebung.
Die Druckmeßelemente wandeln einen auf eine druck
sensitive Fläche wirkende Kraft in ein elektrisches
Signal um. Als elektrische Signale werden hierbei alle
meßtechnisch erfaßbaren elektrischen Größen, wie bei
spielsweise Widerstand, Kapazität oder Spannung, be
zeichnet. Jeder Membran ist zumindest ein Druckmeß
element zugeordnet. Die Messung kann kontinuierlich
(meist analog) oder diskontinuierlich (periodisches
sampling, meist digital) erfolgen.
Eine Druckmeßvorrichtung des eingangs genannten Auf
baus ist aus der Literaturstelle DE 39 18 42 C2 bekannt.
Die insofern bekannte Druckmeßvorrichtung umfaßt im
wesentlichen ein Schlauchstück mit einem Schlauch
kissen und zwei Schlauchenden. Diese sind in weiteren
Schlauchleitungen fest eingesetzt und durch Schlauch
klemmen fixiert. Die beiden Schlauchenden dienen der
Zuführung und Abführung des Fluids zu Spülzwecken. Das
Schlauchkissen besteht aus zwei parallel gegenüber
liegenden hochelastischen Membranen. Jeder Membran des
Schlauchkissens ist ein Drucksensor zugeordnet. Die
beiden Membranen kommunizieren in hydrostatischer Hin
sicht direkt miteinander, da sie beide direkt mit dem
Fluid in Verbindung stehen. Die von beiden Sensoren
erzeugten elektrischen Signale sind daher ein Maß für
den Fluiddruck bzw. Spüldruck. Dabei dient der eine
Drucksensor zur regulären Messung des Fluiddrucks und
der andere zur Meßwertüberwachung. Insofern ist eine
Redundanz hinsichtlich der Membranen sowie der Druck
sensoren eingerichtet. Bei einer eine Signifikanz
grenze überschreitenden Abweichung der elektrischen
Signale beider Drucksensoren werden Sicherheitsschal
tungen aktiviert, um einen unzulässig hohen Fluiddruck
bzw. Spüldruck aufgrund eines Sensordefekts sicher zu
verhindern. Nachteilig bei der insofern bekannten
Druckmeßvorrichtung ist, daß eine Steuerung und/oder
Regelung der Rollenpumpe ausschließlich nach Maßgabe
des in der Druckmeßvorrichtung gemessenen Fluiddrucks
bzw. Spüldrucks erfolgt. Nicht berücksichtigt wird
hierbei, daß ein nachgeschaltetes ärztliches Instru
ment einen beachtlichen hydrodynamischen Widerstand
darstellt. Ebenfalls nicht berücksichtigt ist, daß bei
der Durchführung eines Eingriffs weiterhin die hydro
dynamischen Eigenschaften der betreffenden Körperhöhle
von Bedeutung sind. Im Ergebnis kann nicht ausge
schlossen werden, daß in einer Körperhöhle, trotz
vorschriftsmäßig geregeltem Spüldruck, ein unzulässig
hoher Körperhöhlen(innen)druck entsteht.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zu
grunde, eine Druckmeßvorrichtung anzugeben, mittels
welcher ein unzulässig hoher Körperhöhlen(innen)druck
zuverlässig vermeidbar ist.
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die
Erfindung, daß das Schlauchkissen aus mindesten zwei
voneinander getrennten Druckkammern mit jeweils einer
zugeordneten Membran besteht und daß der ersten
Membran über eine erste Öffnung der Körperhöhlendruck
(p1) in einem zur Körperhöhle führende Meßschlauch
und der zweiten Membran des Schlauchkissens über eine
zweite Öffnung der Spüldruck (p2) in einem zur Ein
leitung der Spülflüssigkeit in die Körperhöhle ver
wendeten Spülschlauch zugeordnet sind. Wesentliches
Element der Erfindung ist, daß einerseits getrennte
Druckkammern für jede Membran eingerichtet sind und
andererseits eine der Druckkammern ausschließlich der
Messung des Körperhöhlendrucks (p1) dient. Mit der
Erfindung wird mehrerlei erreicht. Zum einen
besteht auch trotz der getrennten Druckkammern eine
hinreichende Redundanz. Denn würde beispielsweise
aufgrund eines defekten Druckmeßelements der Spüldruck
(p2) unzulässig steigen, so würde dies zu einer
Erhöhung des Körperhöhlendrucks (p1) führen und meß
technisch über die erste Membran registriert und
steuerungstechnisch korrigiert werden. Anstelle einer
Korrektur kann auch eine Deaktivierung der Druckpumpe
und/oder eine Fehlermeldung erfolgen. Andererseits
wird erreicht, daß aufgrund der Messung des Kärper
höhlendrucks (p1) eine stets genaue Kontrolle des tat
sächlichen in der Körperhöhle herrschenden Drucks er
folgt, und zwar unabhängig von der Natur und den
Eigenschaften des verwendeten ärztlichen Instruments
und/oder der Körperhöhle, in welche das ärztliche
Instrument eingeführt ist.
Im einzelnen bestehen verschiedene Möglichkeiten der
weiteren Ausbildung. Einerseits kann der von der
ersten Membran aufgenommenen Körperhöhlendruck (p1)
als Körperhöhlendruck-Istwert in einem Regel- und/oder
Steuerungskreis zur Regelung und/oder Steuerung des
Spüldrucks (p2) verwendet werden, wobei der Spüldruck
(p2) nach Maßgabe eines Vergleichs des Körperhöhlen
druck-Istwert mit einem vorgegebenen Körperhöhlen
druck-Sollwert geregelt wird. Andererseits kann der
von der zweiten Membran aufgenommene Spüldruck (p2)
als Spüldruck-Istwert in einem Regel- und/oder
Steuerungskreis zur Regelung und/oder Steuerung des
Spüldrucks (p2) verwendet werden, wobei der Spüldruck
(p2) nach Maßgabe eines Vergleichs des Spüldruck-
Istwerts mit einem vorgegebenen Spüldruck-Sollwert
geregelt wird. In letzterem Fall können auch ärztliche
Instrumente eingesetzt werden, welche lediglich ein
Spülkanal und keinen Meßkanal aufweisen, und zwar ohne
besondere Anpassung sofern die Steuerung und/oder
Regelung beide vorstehende Alternativen zur Verfügung
stellt.
Die erste Membran sowie das dieser zugeordnete Druck
element kann einen Meßbereich im Bereich von 0 bis
0,26 bar aufweisen. Die obere Grenze des Meßbereiches
stellt den typischerweise in Körperhöhlen maximal ein
gestellten Körperhöhlendruck (p1) dar. Üblicherweise
wird mit Körperhöhlendrucken (p1) von ca. 0,065 bis
0,105 bar gearbeitet. Die zweite Membran sowie das
dieser zugeordnete Druckmeßelement kann einen Meßbe
reich von 0 bis 0,4 bar aufweisen. Der zur zweiten
Membran gehörende Meßbereich liegt höher als jener der
ersten Membran, da der Spüldruck aufgrund hydro
dynamischer Widerstände im Bereich des ärztlichen
Instruments höher als der Körperhöhlendruck (p1) sein
muß, um einen bestimmten vorgegebenen Volumenstrom des
Fluids zu gewährleisten.
Eine erfindungsgemäße Druckmeßvorrichtung läßt sich
vorteilhafterweise im Rahmen einer Anordnung zur
Durchführung der Arthroskopie, Hysteroskopie, Laparo
skopie oder Urethroskopie verwenden, wobei ein Zuführ
ungsschlauch mit einer Druckpumpe, insbesondere einer
Rollenpumpe verbunden ist, wobei der Spülschlauch
und/oder der Meßschlauch mit einem ärztlichen Instru
ment verbunden sind, und wobei die Druckpumpe von
einem elektronischen Regelungs- und/oder Steuerungs
kreis angesteuert wird nach Maßgabe elektrischer
Signale der Druckmeßelemente und Vergleich der elek
trischen Signale mit vorgegebenen Soll-Werten für den
Körperhöhlendruck (p1) und/oder den Spüldruck (p2).
Die zu den Membranen bzw. von den Membranen begrenzten
Meßkammern angebrachten Öffnungen können im Prinzip
beliebig dimensioniert sein, also auch Öffnungen mit
großer Querschnittsfläche darstellen. Es kann sich
jedoch empfehlen, die Öffnungen nach Maßgabe der Vis
kosität des Fluids sowie der hydrodynamischen Eigen
schaften des angeschlossenen Instruments so zu dimen
sionieren, daß eine Signaldämpfung stattfindet, und
zwar mit einer Zeitkonstante, welche im Rahmen des
Steuerungs- und/oder Regelungskreises Schwingungen
vermeidet. Typische Öffnungsdurchmesser liegen in
einem Bereich von 5 bis 12 mm.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles eines
Schlauchsets näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines
Schlauchkissens mit Schläuchen und
Fig. 2 einen prinzipiellen Querschnitt
durch das Schlauchkissen nach Fig. 1.
Entsprechend der Darstellung in den Figuren wird die
Druckmeß- und Drucküberwachungsvorrichtung durch ein
Schlauchkissen 1 gebildet. An dessen drei Anschluß
stutzen sind ein Zuführungsschlauch 10, ein Spül
schlauch 3 und ein Meßschlauch 2 angeschlossen. Das
Schlauchkissen 1 weist darüberhinaus zwei Membranen 4,
5 und zwei Druckkammern 6, 7 auf, die über Öffnungen 8
bzw. 9 mit den Innenseiten der Membranen 4, 5 bzw. mit
von den Innenseiten begrenzten Meßkammern verbunden
sind. Die Öffnungen 8, 9 können als Bohrung oder
Fräsung ausgeführt sein.
Über den Zuführungsschlauch 10 wird Flüssigkeit mit
tels eines nicht dargestellten Rollenrades (Schlauch
pumpe) über das Schlauchkissen 1 und den Spülschlauch
3 zum Patienten gefördert. Die Messung des Spüldrucks
p2 erfolgt über die zweite Öffnung 9 und über die
Membran 5 als Druck vor dem Instrument, mit dem die
Flüssigkeit in den Patienten, zum Beispiel in ein
Kniegelenk, eingebracht wird.
Die durch die Druckkammer 7 fließende Spülflüssigkeit
beaufschlagt die Innenseite der Membran 5 des
Schlauchkissens 1 derart, daß ein Druck nach außen
ausgeübt wird. Die Auswölbung der Membran 5 wird dazu
verwendet, über einen zugeordneten, nicht dargestell
ten Drucksensor den Druck innerhalb des Spülschlauches
3 und damit den tatsächlichen Spüldruck p2 zu messen.
Der separate Meßschlauch 2 dient der direkten Messung
des Drucks p1 in der Körperhöhle, z. B. im Kniegelenk
eines Patienten, über die weitere Membran 4, die unab
hängig von der Membran 5 und dem dort anliegenden
Spüldruck p2 mit der Druckkammer 6 über die erste
Öffnung 8 verbunden ist. Der Körperhöhlendruck p1 wird
als statischer Druck aus dem Rückstau in der Verbin
dung zwischen der Körperhöhle und der Druckkammer 6
(Meßkammer) über die Membran 4 gemessen. Der gemessene
Druck p1 entspricht genau dem Druck, mit dem die Kör
perhöhle aufgedehnt wurde.
Auch hier wird die Auswölbung der Membran 4 zur Druck
messung mittels eines nicht dargestellten Drucksensors
genutzt.
Der Meßschlauch 2 wird an den dafür vorgesehenen Meß
kanal des Instrumentes angeschlossen, wenn ein solcher
vorhanden ist. Damit ist eine genaue Erfassung des
Körperhöhlendrucks p1 gewährleistet. Der Instrumenten
widerstand muß nicht separat errechnet werden.
Die Meßvorrichtung nach der Erfindung kann auch an
Instrumente ohne Meßkanalanschluß verwendet werden.
Der Körperhöhlendruck p1 wird dann als Spüldruck p2
über den Spülschlauch 3 ermittelt.
Im Unterschied zu den bekannten Meßvorrichtungen
können durch die Anordnung von zwei Druckkammern 6, 7,
wobei die eine Druckkammer 6 einen Meßkanal 2 (Meß
schlauch) aufweist, beide Verfahren zur Messung des
Körperhöhlendrucks angewendet werden.
Die Meßvorrichtung kann als Einwegprodukt oder zur
mehrmaligen Verwendung ausgeführt sein.
Claims (6)
1. Druckmeßvorrichtung für in Leitungen strömende
Fluide, insbesondere für eine Schlauchleitung druck
gesteuerter Rollenpumpen zur Verwendung in der
Arthroskopie, Hysteroskopie, Laparoskopie und in
der Urethroskopie, mit einem in die Leitung einge
setzten Schlauchkissen mit zwei Membranen und mit
zwei Druckmeßelementen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schlauchkissen (1) aus mindestens zwei
voneinander getrennten Druckkammern (6, 7) mit
jeweils einer zugeordneten Membran (4, 5) besteht
und daß der ersten Membran (4) über eine erste
Öffnung (8) der Körperhöhlendruck (p1) in einem zur
Körperhöhle führenden Meßschlauch (2) und der
zweiten Membran (5) über eine zweite Öffnung (9)
der Spüldruck (p2) in einem zur Einleitung der
Spülflüssigkeit in die Körperhöhle verwendeten
Spülschlauch (3) zugeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der von der ersten Membran (4) aufgenom
mene Körperhöhlendruck (p1) als Körperhöhlendruck-
Istwert in einem Regel- und/oder Steuerungskreis
zur Regelung und/oder Steuerung des Spüldrucks (p2)
verwendet wird, wobei der Spüldruck(p2) nach
Maßgabe eines Vergleichs des Körperhöhlendruck-
Istwerts mit einem vorgegebenen Körperhöhlendruck-
Sollwert geregelt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der von der zweiten Membran (S)
aufgenommene Spüldruck (p2) als Spüldruck-Istwert
in einem Regel- und/oder Steuerungskreis zur
Regelung und/oder Steuerung des Spüldrucks (p2)
verwendet wird, wobei der Spüldruck (p2) nach
Maßgabe eines Vergleichs des Spüldruck-Istwerts mit
einem vorgegebenen Spüldruck-Sollwert geregelt
wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (4)
sowie das dieser zugeordnete Druckmeßelement einen
Meßbereich im Bereich von 0 bis 0,26 bar und die
zweite Membran (5) sowie das dieser zugeordnete
Druckmeßelement einen Meßbereich von 0 bis 0,4 bar
aufweisen.
5. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 in einer Anordnung zur Durch
führung der Arthroskopie, Hysteroskopie, Laparo
skopie und Urethroskopie, wobei ein
Zuführungsschlauch (10) mit einer Druckpumpe,
insbesondere einer Rollenpumpe, verbunden ist,
wobei der Spülschlauch (3) und/oder der Meßschlauch
(2) mit einem ärztlichen Instrument verbunden sind,
und wobei die Druckpumpe von einem elektronischen
Regelungs- und/oder Steuerungsschaltkreis
angesteuert wird nach Maßgabe elektrischer Signale
der Druckmeßelemente und Vergleich dieser
elektrischen Signale mit vorgegebenen Sollwerten
für den Körperhöhlendruck (p1) und/oder Spüldruck
(p2).
6. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 zur Ermittlung des hydro
dynamischen Kennfeldes eines angeschlossenen
ärztlichen Instruments während der Durchführung
eines ärztlichen Eingriffs.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934081A DE19934081B4 (de) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | Druckmeßvorrichtung für in Leitungen strömende Fluide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934081A DE19934081B4 (de) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | Druckmeßvorrichtung für in Leitungen strömende Fluide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19934081A1 true DE19934081A1 (de) | 2001-02-01 |
DE19934081B4 DE19934081B4 (de) | 2005-12-01 |
Family
ID=7915468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934081A Expired - Lifetime DE19934081B4 (de) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | Druckmeßvorrichtung für in Leitungen strömende Fluide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19934081B4 (de) |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19934081B4 (de) | 2005-12-01 |
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