DE3910250A1 - Fotoelektrische ueberwachungsanordnung fuer schlauchleitungen in der medizintechnik - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Überwachungsanordnung für Schlauchleitungen in der Medizintechnik, mit mindestens einer Lichtquelle und mindestens einem Lichtempfänger, die so angeordnet sind, daß die auf den Lichtempfänger auftreffende Lichtmenge von dem Inhalt der Schlauchleitung abhängig ist, und mit einer dem Lichtempfänger nachgeschalteten Auswerteschaltung.

Eine derartige Überwachungsanordnung ist durch das DE-GM 86 27 669.7 (mit einer Gabellichtschranke) und die US-PS 42 43 883 bekannt geworden.

Im bekannten Fall liegen der Lichtempfänger und die Lichtquelle mehr oder weniger auf entgegengesetzten Seiten der zu überwachenden Schlauchleitung. Durch diese Lichtführung entstehen in der Überwachungsanordnung Zonen bzw. Flächen, die sich nur schwer reinigen und sterilisieren lassen, ein Nachteil, der in der Medizintechnik, wo es auf hohe Reinheit und Sterilität ankommt, schwer wiegt.

Ferner ist die Abdichtung der Lichtquelle und des Lichtempfängers problematisch, so daß diese schädlichen Medien ausgesetzt sind. Da diese Bauelemente heute in der Regel elektronische Bauelemente sind, besteht die Gefahr der Zerstörung bzw. Beschädigung dieser Bauelemente.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete fotoelektrische Überwachungsanordnung so auszubilden, daß sich glatte, leicht zugängliche Oberflächen ergeben, die sich leicht reinigen und sterilisieren lassen, sowie daß die Lichtquelle und Lichtempfänger geschützt angeordnet sind.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch daß die Lichtquelle und der Lichtempfänger in einem Gehäuse nebeneinander hinter einer transparenten Frontplatte angeordnet sind, gegenüber der eine Kassette mit der Schlauchleitung und mit optischen Elementen zur Umlenkung des Lichtes der Lichtquelle durch die Schlauchleitung auf den Empfänger angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen fotoelektrischen Überwachungsanordnung befinden sich die Lichtquelle und der Lichtempfänger, d.h. die elektronischen Komponenten, in einem separaten, geschlossenen Gerät hinter einer transparenten ebenen Frontplatte, wogegen sich die optischen Komponenten für die Lichtführung in der Kassette befinden. Durch diese Anordnung lassen sich glatte Oberflächen am Gerät realisieren, die sich leicht reinigen und sterilisieren lassen. Ferner sind die elektronischen Komponenten gegen schädliche Medien geschützt.

Da es nach einem ausgestaltenden Merkmal der Erfindung möglich ist, die Kassette als Einmalartikel auszubilden, wobei die Kassette in der Regel aus einem sterilen Behälter entnommen wird, ist die Anwendung der erfindungsgemäßen fotoelektrischen Überwachungsanordnung in der Medizintechnik insoweit problemlos.

Anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine fotoelektrische Überwachungsanordnung für Schlauchleitungen mit einer ersten Anordnungsmöglichkeit der Schlauchleitung zur Lichtquelle und dem Lichtempfänger,

Fig. 2 eine fotoelektrische Überwachungsanordnung für Schlauchleitungen mit einer zweiten Ausrichtmöglichkeit für die Schlauchleitung und

Fig. 3 eine Erweiterung der Ausführung nach Fig. 2 zur Erkennung der verwendeten Kassette.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine fotoelektrische Überwachungsanordnung für eine Schlauchleitung 1 in der Medizintechnik. Die Schlauchleitung kann beispielsweise ein Schlauchsystem in einem extrakorporalen Kreislauf eines Dialysegerätes sein.

Die Überwachungsanordnung weist eine Lichtquelle 2 auf, die von einer Stufe 3 bekannter Ausführung versorgt wird. Die fotoelektrische Anordnung besitzt weiterhin einen Lichtempfänger 4, dem eine Auswerteschaltung 5 nachgeschaltet ist.

Die Lichtquelle 2 und der Lichtempfänger 4, einschließlich der zugehörigen elektronischen Stufen 3 und 5 befinden sich in einem abgeschlossenen Gehäuse 6 mit einer transparenten Frontplatte 7. Vor dieser Frontplatte sind die Lichtquelle 2 und der Lichtempfänger 4 nebeneinander angeordnet. Der Frontplatte gegenüber liegt eine Kassette 8 mit der Schlauchleitung 1. Diese Kassette weist zwei unter 45° angeordnete Spiegel zur Umlenkung des Lichtes auf. Der von der Lichtquelle ausgehende Strahl trifft daher zunächst auf den Spiegel 9 a, durchstrahlt dann die Schlauchleitung 1 und wird vom Spiegel 9 b auf den Empfänger 4 umgelenkt. Die auf den Empfänger 4 auftreffende Lichtmenge hängt davon ab, ob überhaupt eine Schlauchleitung 1 in der Kassette vorhanden ist bzw. ob sich in der Schlauchleitung Luft oder eine Flüssigkeit befindet. Die entsprechenden elektrischen Signale am Ausgang des Lichtempfängers 4 werden in der Auswertestufe 5 durch entsprechende, an sich bekannte Schaltkreise erfaßt, angezeigt bzw. ausgewertet.

Soll beispielsweise die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Flüssigkeit in der Schlauchleitung überwacht werden, so kann von der Auswertestufe 5 ein Signal ausgelöst werden.

Im übrigen sind mannigfaltige Anwendungsmöglichkeiten der dargestellten fotoelektrischen Überwachungsanordnung in der Medizintechnik möglich. Wesentlich für die dargestellte fotoelektrische Überwachungsanordnung für Schlauchleitungen ist, daß die transparente Frontplatte 7 eine glatte Geräteoberfläche bildet, die sehr einfach sauber gehalten werden kann bzw. daß die elektronischen Komponenten 2 bis 5 gegen schädliche Medien geschützt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Kassette 8 in der Weise ausgebildet und angeordnet, daß die Schlauchleitung 1 quer zur Verbindungslinie zwischen Lichtquelle 2 und Lichtempfänger 4 liegt. Die Anordnung der reflektierenden Flächen 9 a und 9 b beiderseitig der Schlauchleitung ist so getroffen, daß die Schlauchleitung von dem Licht der Lichtquelle 2 einmal parallel zur Frontplatte 7 durchstrahlt wird.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der fotoelektrischen Überwachungsanordnung für Schlauchleitungen dargestellt, wobei mit der Anordnung nach Fig. 1 übereinstimmende Elemente dieselben Bezugsziffern erhalten. Bei der Überwachungsanordnung nach Fig. 2 ist die Kassette in der Weise ausgebildet und angeordnet, daß die Schlauchleitung 1 mit der Verbindungslinie zwischen Lichtquelle 2 und Lichtempfänger 4 fluchtet. Die reflektierenden Flächen 9 a und 9 b sind oberhalb der Schlauchleitung so angeordnet, daß die Schlauchleitung 1 zweimal senkrecht zur Verbindungslinie von dem Licht der Lichtquelle durchstrahlt wird. Dadurch wird die Sensitivität der Überwachungsanordnung gesteigert.

Die reflektierenden Flächen 9 a und 9 b, die das Licht um 90° umlenken, können durch zwei unter 45° geneigt angeordnete Spiegel gebildet werden. Anstelle der Spiegel können auch Prismen verwendet werden. Nach einer weiteren Ausführungsform können die optischen Elemente zur Umlenkung des Lichtes auch durch Lichtleiter, insbesondere Glasfasern gebildet werden, die dann im Bereich der Schlauchleitung 1 unterbrochen sind. Die optischen Elemente können zusätzlich fokussierende Mittel aufweisen.

Die Lichtquelle 2 wird nach dem heutigen Stand der Technik zweckmäßig durch eine lichtemittierende Diode (LED) und der Lichtempfänger 4 durch einen Fototransistor gebildet.

Sieht man als Lichtquelle 2 eine lichtemittierende Diodenanordnung vor, die abwechselnd im grünen und roten Spektralbereich Licht sendet und sieht man in der Auswerteschaltung 5 einen Schaltkreis vor, der die Differenz in den Lichtempfängersignalen in beiden Spektralbereichen erfaßt, dann kann man mit der dargestellten fotoelektrischen Überwachungsanordnung auch die Anwesenheit von Blut in der Schlauchleitung erkennen.

Um die Überwachungsanordnung vom umgebenen Licht, d.h. dem Fremdlicht, unabhängig zu machen, wird sowohl die Ansteuerung 3 der Lichtquelle 2 als auch die Auswertung der Lichtempfängersignale in der Stufe 5 getaktet. Die hierfür notwendigen Schaltungen sind dem Fachmann bekannt.

Die Kassette 8 ist vorzugsweise als Einmalartikel ausgebildet, so daß hygienisch einwandfreie Verhältnisse in der Überwachungsanordnung gewährleistet sind.

An der Auswertestufe 5 ist eine nicht dargestellte Einstellmöglichkeit vorgesehen, damit bei Verwendung von dampfsterilisierbaren Kunststoffen wie Polysulfon und Polykarbonat der jeweilige Transmissionsgrad berücksichtigt werden kann.

Neben der Schlauchüberwachung lassen sich mit der Fotoelektrischen Überwachungsanordnung auch Kodierungsmeldungen durchführen. Die zugehörige Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt. Neben den bereits in den Fig. 1 und 2 dargestellten Elementen weist die Überwachungsanordnung nach Fig. 3 mehrere Lichtempfänger 4 a, 4 b, 4 c auf, die in vorgegebenen Abständen nebeneinander angeordnet sind. Es sind dabei jeweils soviel Lichtempfänger vorgesehen, wie Kodierungsmeldungen erfaßt werden sollen. Es sind unterschiedlich ausgebildete Kassetten vorgesehen, die unverwechselbar an bestimmten Einsatzorten angebracht werden müssen. Diese Kassetten weisen in verschiedenen Abständen angeordnete reflektierende Flächen 9 a 1, 9 a 2 und 9 a 3 auf, deren Abstand zur gegenüberliegenden reflektierenden Fläche 9 b so auf die Empfängerabstände abgestimmt ist, daß für jeden Kassettentyp jeweils nur ein zugeordneter Lichtempfänger aktiviert werden kann. In der Auswerteschaltung ist dabei ein Schaltkreis vorgesehen, der zwecks Erkennung der am Meßort verwendeten Kassette auf die Signale der Lichtempfänger 4 bis 4 c spezifisch anspricht. Die Auswerteschaltung erzeugt dabei zweckmäßig ein Anzeigesignal, falls nicht der Lichtempfänger angesprochen hat, der den am Meßort zu verwendenden Kassetten entspricht. Auf diese Weise ist eine unverwechselbare Anbringung der Kassetten gewährleistet.

Claims (13)

1. Fotoelektrische Überwachungsanordnung für Schlauchleitungen in der Medizintechnik, mit mindestens einer Lichtquelle und mindestens einem Lichtempfänger, die so angeordnet sind, daß die auf den Lichtempfänger auftreffende Lichtmenge von dem Inhalt der Schlauchleitung abhängig ist, und mit einer dem Lichtempfänger nachgeschalteten Auswerteschaltung dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) und der Lichtempfänger (4) in einem Gehäuse (6) nebeneinander hinter einer transparenten Frontplatte angeordnet sind, gegenüber der eine Kassette (8) mit der Schlauchleitung (1) und mit optischen Elementen (9 a, 9 b) zur Umlenkung des Lichtes der Lichtquelle durch die Schlauchleitung auf den Empfänger angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente zur Umlenkung des Lichtes durch zwei unter 45° geneigt angeordnete Spiegel gebildet werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente zur Umlenkung des Lichtes durch zwei Prismen gebildet werden, die jeweils das Licht um 90° umlenken.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente zur Umlenkung des Lichtes durch Lichtleiter, insbesondere Glasfasern, gebildet werden, die im Bereich der Schlauchleitung unterbrochen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, 4, dadurch gekennzeichnet daß die optischen Elemente zusätzlich fokussierende Mittel aufweisen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette in der Weise ausgebildet und angeordnet ist, daß die Schlauchleitung (1) quer zur Verbindungslinie zwischen Lichtquelle (2) und Lichtempfänger (4) liegt, und daß die Anordnung der optischen Elemente (9 a, 9 b) in der Kassette (8) beiderseitig der Schlauchleitung (1) so getroffen ist, daß die Schlauchleitung von dem Licht der Lichtquelle einmal parallel zur Frontplatte durchstrahlt wird (Fig. 1).

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette (8) in der Weise ausgebildet und angeordnet ist, daß die Schlauchleitung (1) mit der Verbindungslinie zwischen Lichtquelle (2) und Lichtempfänger (4) fluchtet, und daß die Anordnung der optischen Elemente (9 a, 9 b) oberhalb der Schlauchleitung (1) so getroffen ist, daß die Schlauchleitung zweimal senkrecht zur Verbindungslinie von dem Licht der Lichtquelle durchstrahlt wird (Fig. 2).

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette (8) als Einmalartikel ausgebildet ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) durch eine lichtemittierende Diode (LED) und der Lichtempfänger (4) durch einen Fototransistor gebildet werden.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtemittierende Diodenanordnung vorgesehen ist, die abwechselnd im grünen und roten Spektralbereich Licht sendet, und daß die Auswerteschaltung zwecks Erkennung von Blut in der Schlauchleitung einen Schaltkreis zur Erfassung der Differenz in den Lichtempfängersignalen in beiden Spektralbereichen aufweist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Lichtquelle und die Auswertung der Lichtempfängersignale getaktet ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtempfänger (4, 4 a, 4 b, 4 c) in vorgegebenen Abständen nebeneinander angeordnet sind, deren Abstand zur Lichtquelle (2) jeweils auf unterschiedliche Lichtwege in unterschiedlich ausgebildeten Kassetten (8) abgestimmt sind und daß in der Auswerteschaltung (5) ein Schaltkreis vorgesehen ist, der zwecks Erkennung der am Meßort verwendeten Kassette auf die Signale der Lichtempfänger spezifisch anspricht.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Auswerteschaltung ein Anzeigesignal erzeugt, falls nicht der jenige Lichtempfänger angesprochen hat, der der am Meßort zu verwendenden Kassette entspricht.