DE9105742U1 - Measuring and calibration device for comparing measurement signals determined by means of pressure sensors implantable in the bodies of living beings - Google Patents
Measuring and calibration device for comparing measurement signals determined by means of pressure sensors implantable in the bodies of living beingsInfo
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Description
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Meß- und Kalibriergerät zum Abgleich von mittels in Körpern von Lebewesen implantierbaren Drucksensoren ermittelten MeßsignalenMeasuring and calibration device for comparing measurement signals determined by means of pressure sensors implantable in the bodies of living beings
Die Erfindung betrifft ein Meß- und Kalibriergerät zum Abgleich von mittels in Körpern von Lebewesen implantierbaren Drucksensoren ermittelten Meßsignalen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a measuring and calibration device for adjusting measurement signals determined by means of pressure sensors implantable in the bodies of living beings according to the preamble of claim 1.
In der Medizinaltechnik werden aus Gründen der Sterilität Aufnemer oder Sensoren oft nur einmal verwendet. Dies gilt insbesondere für Sensoren, die im menschlichen Körper implantiert werden und dort beispielsweise für eine bestimmte Zeit dort bleiben sollen. Damit die Messung jedoch durchgeführt werden kann, muß jeder Sensor oder jeder Aufnehmer mit einer Abgleichelektronik versehen sein, wobei die Komponenten für die Temperaturkompensation der Nullpunkte und Empfindlichkeiten sowie für die Kompensation des Nullpunktes und der Einstellung der Empfindlichkeit individuell zugeschaltet werden. Da diese Vestärkerschaltungen meist außerhalb des sterilen Anwendungsbereiches liegen, wäre es grundsätzlich möglich, die Verstärker mehrmals eingesetzen. In medical technology, sensors are often only used once for reasons of sterility. This applies in particular to sensors that are implanted in the human body and are intended to remain there for a certain period of time, for example. However, in order for the measurement to be carried out, each sensor or sensor must be equipped with calibration electronics, whereby the components for temperature compensation of the zero points and sensitivities as well as for compensation of the zero point and setting of the sensitivity are switched on individually. Since these amplifier circuits are usually outside the sterile application area, it would in principle be possible to use the amplifiers several times.
Häufig wird auch der Weg beschritten, daß bei einem Sensor die Abgleichkomponenten auf einem Datenblatt angegeben sind und nachträglich in einem Vorverstärker oder in einem Gerät diese Werte für den individuellen Sensor eingestellt werden müssen. Da solche Einstellungen jedoch meist technisches Personal verlangen und die Krankenschwestern in den Krankenhäusern meist nicht über solche technischen Fähigkeiten verfügen, werden diese Lösungen als vielfach unbrauchbar verworfen.Another common approach is that the calibration components for a sensor are specified on a data sheet and these values must be subsequently set for the individual sensor in a preamplifier or in a device. However, since such settings usually require technical personnel and the nurses in hospitals usually do not have such technical skills, these solutions are often rejected as unusable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, eine Möglichkeit zu schaffen, im Medizinialbereich Sensoren ohne Abgleichselektronik zu verwenden, wobei der Abgleich des Sensors auch von ungeübtem Personal völlig problemlos durchführbar sein soll. Darüber hinaus soll die Möglichkeit gefördert werden, daß die mittels implantierbaren Drucksensoren arbeitenden Verfahren und Techniken aufgrund des höchst einfach un unkompliziert arbeitenden und gleichwohl kostengünstigen Meß- und Kalibriergerätes sehr viel umfassender als heute noch in der Praxis ein- und umgesetzt werden können.The aim of the present invention is therefore to create a possibility of using sensors without calibration electronics in the medical field, whereby the calibration of the sensor should be able to be carried out without any problems even by untrained personnel. In addition, the possibility should be promoted that the processes and techniques that work using implantable pressure sensors can be used and implemented in practice much more comprehensively than is currently the case due to the extremely simple and uncomplicated operation of the measuring and calibration device, which is also inexpensive.
Grundsätzlich soll darauf verzichtet werden können, daß dem einzelnen Sensor individuelle Daten mitgeliefert werden. In Einzelfällen allerdings kann dies durchaus sinnvoll erscheinen.In principle, it should be possible to dispense with individual data being provided to each sensor. In individual cases, however, this may seem to make sense.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention according to the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Durch die vorliegende Erfindung wird auf dem Gebiet der Medizinaltechnik eine wichtige Verbesserung geschaffen. Erfindungsgemäß ist es nunmehr möglich, in höchst einfachen und wenigen Schritten einen Abgleich eines Sensors vorzunehmen, und zwar auch durch weitgehend ungeschultes bzw. auf dem spezifischen Gebiet der Elektronik ungeschultes Krankenhausperson. Vor allem aber kann das erfindungsgemäße Meß- und Kalibriergerät stets weiter verwandt werden, auch dann, wenn der aus hygienischenThe present invention creates an important improvement in the field of medical technology. According to the invention, it is now possible to calibrate a sensor in extremely simple and few steps, even by hospital staff who are largely untrained or untrained in the specific field of electronics. Above all, however, the measuring and calibration device according to the invention can always continue to be used, even if the
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Gründen einmal verwandte Meßsensor nach Gebrauch weggeworfen wird.Reasons once used measuring sensor is thrown away after use.
Schließlich kann das erfindungsgemäße Meß- und Kalibriergerät auch bei mehreren Patienten parallel verwandt werden. Es kann jeweils von einem beispielsweise im menschlichen Körper implantierten Sensor abgekoppelt und an einen nächsten Sensor angeschlossen werden.Finally, the measuring and calibration device according to the invention can also be used in parallel on several patients. It can be disconnected from a sensor implanted in the human body, for example, and connected to the next sensor.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist sowohl ein erfindungsgemäß vorgesehener Referenz-Sensor als auch ein Druckregler integriert im erfindungsgemäßen Gerät vorgesehen.In a particularly preferred embodiment, both a reference sensor provided according to the invention and a pressure regulator are integrated in the device according to the invention.
Insgesamt lassen sich durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Gerätes finanzielle wie auch Anwendungsvorteile erzielen.Overall, the inventive design of the device allows both financial and application advantages to be achieved.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus dem anhand von Zeichnungen dargwstelltenFurther details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of the invention, illustrated by means of drawings.
Ausführungsbeispiel. Dabei zeigen im einzelnen: 20Example of implementation. Shown in detail: 20
Figur 1 : ein Blockschaltbild mit den wesentlichen KomponenFigure 1 : a block diagram with the essential components
ten des erfindungsgemäßen Meß- und Kalibriergerätes ;of the measuring and calibration device according to the invention;
Figur 2 : eine schematische Funktionsdarstellung des Gerätes;Figure 2: a schematic functional representation of the device;
Figur 3 : ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen GerätesFigure 3 : a block diagram of the device according to the invention
in einem ersten Ausführungsbeispiel;in a first embodiment;
Figur 4 : eine Abwandlung zu Figur 3.Figure 4: a variation of Figure 3.
In Figur 1 ist das erfindungsgemäße Meß- und Kalibriergerät in Draufsicht mit einer Anzeige 1, einem Ein-/Aus-Schalter 3, einem "Zero"-Schalter 5 sowie einem "Abgleich"-Schalter 7 gezeigt. Die gezeigten Schalter oder Tasten gehören zu einem Eingabe-Tastenfeld 4.Figure 1 shows the measuring and calibration device according to the invention in a top view with a display 1, an on/off switch 3, a "zero" switch 5 and a "calibration" switch 7. The switches or keys shown belong to an input keypad 4.
Wie in Figur 1 nicht näher dargestellt ist, ist an dem Gehäuse 9 eine erste Schnittstelle 11 in Form eines Anschlusses vorgesehen, an welchem ein externer, im medizinischen Bereich zu verwendender Sensor 13 angeschlossen werden kann.As is not shown in detail in Figure 1, a first interface 11 in the form of a connector is provided on the housing 9, to which an external sensor 13 for use in the medical field can be connected.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich beispielsweise um einen piezoresistiven Druck-Sensor 13 mit einer außenliegenden Meßstelle 13' und einem auf der Innenseite der Meßmembran, d.h. der Rückseite der Meßmembran 15 liegenden Referenz-Druckmeßstelle 13". Die Meßstelle 13' und die Referenz-Druckmeßstelle 13" sind also voneinander hermetisch getrennt.In the embodiment shown, for example, there is a piezoresistive pressure sensor 13 with an external measuring point 13' and a reference pressure measuring point 13" located on the inside of the measuring membrane, i.e. the back of the measuring membrane 15. The measuring point 13' and the reference pressure measuring point 13" are therefore hermetically separated from one another.
Die Referenz-Druckmeßstelle 13" ist über einen Referenzdruckkanal 17 mit einem im Gerät integrierten Referenz-Sensor 19 und über eine Zweigleitung mit einem Druckgeber 21 beispielsweise in Form einer Pumpe verbunden. Schließlich sind auch noch elektrische Anschluß- und Meßleitungen 23 vorgesehen, worüber der externe Sensor 13 mit der Elektrik und Elektronik des Meß- und Kalibriergerätes verbunden werden kann.The reference pressure measuring point 13" is connected via a reference pressure channel 17 to a reference sensor 19 integrated in the device and via a branch line to a pressure sensor 21, for example in the form of a pump. Finally, electrical connection and measuring lines 23 are also provided, via which the external sensor 13 can be connected to the electrical and electronic systems of the measuring and calibration device.
An der Schnittstelle 11 kann dabei der außerhalb des Gerätes befindliche Teil des Referenzdruckkanales 17 beispielsweise in Schlauch- oder Katheterform über einen geeigneten Anschlußstecker 12 zusammen mit den ebenfalls in einer Außenumhüllung 25 verlaufenden elektrischen Anschluß- und Meßleitungen 23 angeschlossen und jederzeit bei Bedarf wieder abgekoppelt werden.At the interface 11, the part of the reference pressure channel 17 located outside the device, for example in the form of a hose or catheter, can be connected via a suitable connector plug 12 together with the electrical connection and measuring lines 23, which also run in an outer casing 25, and can be disconnected again at any time if required.
Der vorzugsweise in Form einer Miniatur-Pumpe ausgebildete und im Gerät integrierte Druckgeber 21 ist in Figur 2 in seiner einen Endstellung A gezeigt, in der über einen Bypass 27 der Umgebungsdruck 29 direkt bis in den Referenzdruckkanal 17 wirkt. Wird die Pumpe und d.h. im gezeigten Ausführungsbeispiel der Kolben über ein geeignetes Betätigungsglied 31 im Kolbengehäuse nach rechts in seine Stellung B bewegt, so wird der Umgebungsdruck 29 abgeschnitten und im Inneren des Referenzdruckkanales ein gegenüber dem Umgebungsdruck niedrigerer Druck aufgebaut (worauf später noch eingegangen wird).The pressure sensor 21, which is preferably designed in the form of a miniature pump and integrated in the device, is shown in Figure 2 in its one end position A, in which the ambient pressure 29 acts directly into the reference pressure channel 17 via a bypass 27. If the pump, i.e. in the embodiment shown the piston, is moved to the right into its position B via a suitable actuating element 31 in the piston housing, the ambient pressure 29 is cut off and a pressure lower than the ambient pressure is built up inside the reference pressure channel (which will be discussed later).
Die Elektronik des Meß- und Kalibriergerätes umfaßt - wie insbesondere aus Figur 3 hervorgeht - ferner noch einen Sensor-Prozessor 35 und einen Mikro-Prozessor 37. An dem Sensor-Prozessor ist sowohl der Referenzsensor 19 als auch der implantierbare externe Sensor 13 angeschlossen.The electronics of the measuring and calibration device also include - as can be seen in particular from Figure 3 - a sensor processor 35 and a microprocessor 37. Both the reference sensor 19 and the implantable external sensor 13 are connected to the sensor processor.
Der Sensor-Prozessor 35 steht mit dem Mikro-Prozessor 37 in direkter Schaltungs- und Funktionsverbindung. Dabei wird der Mikroprozessor über das Eingabe- und Tastenfeld 4 angesteuert. Die vorzugsweise als Digital-Anzeige ausgebildete Anzeige 1 wird ebenfalls über den Mikro-Prozessor 37 wie das Tastenfeld 4 angesteuert. Schließlich kann auch noch ein Digital-/Analog-Wandler 39 vorgesehen sein, um auf dem Anzeigenfeld 1 ein Analogsignal darzustellen und/oder aber hierüber ein entsprechendes analogisiertes Signal auf einen Analog-Ausgang 41 zu legen, an dem direkt ein Monitor angeschlossen werden kann. Bei dem sog. Sensor-Prozessor 35 handelt es sich also um ein Bindeglied zwischen dem Meß-Drucksensor 13 bzw. dem Referenz-Drucksensor 19 und dem Mikro-Prozessor (&mgr;&Rgr;) 37, wobei der Sensor-Prozessor 35 im wesentliehen aus einem Analog-Digital-Wandler besteht. Über ihn werden die analogen Meßsignale digitalisiert, wobei der Sensor-Prozessor 35 zum zyklischen Nacheinanderabfragen der sowohl am Referenz-Drucksensor 19 als auch am Meß-Drucksensor 13 erzeugten Drucksignale einen sog. Multiplexer mitintegriert haben kann. Durch den A/D-Wandler im Sensor-Prozessor 35 können die analogen Meßsignale in digitalisierter Form im Mikro-Prozessor 37 verarbeitet werden. Beispielsweise auch zur Ansteuerung des erwähnten, im Sensor-Prozessor 35 integrierten Multiplexers ist der Sensor-Prozessor 35 mit dem Mikro-Prozessor 37 über einen bidirektionalen Bus verbunden.The sensor processor 35 is directly connected to the microprocessor 37 in terms of circuitry and function. The microprocessor is controlled via the input and keypad 4. The display 1, which is preferably designed as a digital display, is also controlled via the microprocessor 37 like the keypad 4. Finally, a digital/analog converter 39 can also be provided in order to display an analog signal on the display panel 1 and/or to use this to place a corresponding analog signal on an analog output 41 to which a monitor can be directly connected. The so-called sensor processor 35 is therefore a link between the measuring pressure sensor 13 or the reference pressure sensor 19 and the microprocessor (μ�R) 37, whereby the sensor processor 35 essentially consists of an analog-digital converter. The analog measurement signals are digitized via it, whereby the sensor processor 35 can have a so-called multiplexer integrated for cyclical querying of the pressure signals generated by both the reference pressure sensor 19 and the measuring pressure sensor 13. The analog measurement signals can be processed in digitized form in the microprocessor 37 using the A/D converter in the sensor processor 35. The sensor processor 35 is connected to the microprocessor 37 via a bidirectional bus, for example to control the multiplexer mentioned above integrated in the sensor processor 35.
Um einen beispielsweise implantierbaren Sensor, z. B. einen intrakranialen Sensor für die Messung des Hirndruckes abzugleichen, wird ein derartiger externer Sensor 13 vor der Operation, d.h. vor der Implantation, an das erfindungsgemäße Meß- und Kalibriergerät 1 angeschlossen. Die Pumpe wird dabei zunächst in ihre in Figur 2 gezeigte erste Endstellung A gebracht. Da in derIn order to calibrate an implantable sensor, e.g. an intracranial sensor for measuring brain pressure, such an external sensor 13 is connected to the measuring and calibration device 1 according to the invention before the operation, i.e. before the implantation. The pump is first brought into its first end position A shown in Figure 2. Since in the
Endstellung A der Pumpe nicht nur auf der äußeren Meßstelle 13', sondern auch auf der rückwärtigen Referenzdruck-Meßstelle 13" der Umgebungsdruck anliegt, kann in dieser Stellung der Pumpe, d.h. des Druckgebers 21 das so.g Nullpunkt-Signal des Meß-Drucksensors 13 ermittelt werden. Der Wert kann beispielsweise 6 mV betragen. Dieser Wert wird dann im Mikro-Prozessor oder in einem anderen Speicher abgespeichert und später bei allen vorgenommenen Messungen des implantierten Sensors im Sinne einer Kompensation berücksichtigt, d.h. abgezogen.End position A of the pump, the ambient pressure is present not only at the outer measuring point 13', but also at the rear reference pressure measuring point 13", the so-called zero point signal of the measuring pressure sensor 13 can be determined in this position of the pump, i.e. of the pressure transmitter 21. The value can be, for example, 6 mV. This value is then stored in the microprocessor or in another memory and later taken into account in all measurements taken by the implanted sensor in the sense of compensation, i.e. deducted.
Danach wird der Druckgeber 21 in zumindest eine zweite Position, z. B. Stellung B, gesetzt. Dies kann durch Verstellen des in Figur 1 gezeigten, beispielsweise auf die Oberseite überstehenden Betätigungsgliedes 31 erfolgen.The pressure sensor 21 is then set to at least a second position, e.g. position B. This can be done by adjusting the actuating member 31 shown in Figure 1, for example, which protrudes onto the top.
Somit wird der außen anstehende Umgebungs-Referenzdruck abgeschnitten und ein durch die Stellung der Pumpe erzeugter Druck von beispielsweise 200 mbar erzeugt. Dieser Druckwert liegt am Referenz-Drucksensor 19 sowie an der Referenzdruck-Meßstelle 13" des extern anschließbaren Druck-Sensors 13 an. Der auch kurz als Referenz-Sensor bezeichnete Referenz-Drucksensor 19 mißt diesen Druck und übermittelten diesen Druck über den Sensor-Prozessor, kurz auch Prozeß-Kontroller 35 genannt, der Elektronik des Mikro-Prozessors 37, der diesen Druck registriert. Über den Prozeß-Kontroller 35 wird auch das Signal des Meß-Drucksensors 13 auf den Mikro-Prozessor 37 in digitalisierter Form weitergegeben. Der Mikro-Prozessor 37 erfaßt diese beiden Drücke. Da er den Druck vom Referenz-Drucksensor 19 kennt, gibt der dem Meß-Drucksensor 13 den entsprechenden Verstärkungs-, d.h. Empfindlichkeitsfaktor, damit dieser richtig geeicht wird. Dieses vom Mikro-Prozessor berechnete neue Signal kann dann auch auf der digitalen Anzeige 1 dargestellt werden. Aus dem Signal des Meß-Sensors 13 wird also die richtige Empfindlichkeit für das gewünschte Ausgangssignal berechnet. Beträgt beispielsweise das Drucksignal des Meß-Drucksensors 13 80 mV und soll der entsprechende Wert des Referenz-Drucksensors 19 100 mV betragen, so errechnet der Mikroprozessor 37 daraus den Verstärkungs- bzw. denThis cuts off the external ambient reference pressure and creates a pressure of, for example, 200 mbar, which is generated by the position of the pump. This pressure value is present at the reference pressure sensor 19 and at the reference pressure measuring point 13" of the externally connectable pressure sensor 13. The reference pressure sensor 19, also referred to as the reference sensor for short, measures this pressure and transmits this pressure via the sensor processor, also referred to as the process controller 35 for short, to the electronics of the microprocessor 37, which registers this pressure. The signal from the measuring pressure sensor 13 is also passed on to the microprocessor 37 in digitalized form via the process controller 35. The microprocessor 37 records these two pressures. Since it knows the pressure from the reference pressure sensor 19, it gives the measuring pressure sensor 13 the corresponding amplification, i.e. sensitivity factor, so that it is correctly calibrated. This new signal calculated by the microprocessor can then also be shown on the digital display 1. From the signal of the measuring sensor 13, the correct sensitivity for the desired output signal is calculated. For example, if the pressure signal of the measuring pressure sensor 13 is 80 mV and the corresponding value of the reference pressure sensor 19 is to be 100 mV, the microprocessor 37 calculates the amplification or the
Empfindlichkeitsfaktor von 1,25, mit dem dann alle Meßwerte des Meß-Drucksensors 13 multipliziert werden. Der Abgleich erfolgt also im Sinne einer multiplikativen Einstellung des Verstärkungs-/ Empfindlichkeitsfaktors durch Vergleichen mit dem entsprechenden Wert des Referenz-Drucksensors 19 und durch Berücksichtigung einer vorzeichenabhängigen Addition mit dem entsprechenden Signalwert für den Nullpunkt des Meß-Drucksensors 13. Auch der Empfindlichkeits-/ Verstärkungsfaktor wird im Mikro-Prozessor 35 oder in einem anderen Speicher abgelegt. Während des Einsatzes des Meßsensors im implantierten Zustand werden dann die abgespeicherten Abgleichwerte softwaremäßig verarbeitet.Sensitivity factor of 1.25, with which all measured values of the measuring pressure sensor 13 are then multiplied. The adjustment is therefore carried out in the sense of a multiplicative setting of the gain/sensitivity factor by comparing with the corresponding value of the reference pressure sensor 19 and by taking into account a sign-dependent addition with the corresponding signal value for the zero point of the measuring pressure sensor 13. The sensitivity/gain factor is also stored in the microprocessor 35 or in another memory. During use of the measuring sensor in the implanted state, the stored adjustment values are then processed by software.
Der Abgleich kann beispielsweise in der Stellung A des Druckgebers 21 allein durch Drücken der Abgleich-Taste 7 erfolgen.The adjustment can be carried out, for example, in position A of the pressure sensor 21 simply by pressing the adjustment button 7.
Nach dem Drücken wird automatisch der Nullpunkt des Meß-Drucksensors 19, wie vorstehend erläutert, ermittelt und abgespeichert. Nach Ermittlung und Abspeicherung des Nullpunktwertes für den Meß-Drucksensor 13 erscheint beispielsweise gleichzeitig auf der Anzeige 1 der Hinweis "GO TO P". Dies heißt, daß nunmehr ein vom Umgebungsdruck abweichender Referenzdruck eingestellt werden soll. Danach muß lediglich ein vom Umgebungsdruck abweichender Druck am Druckgeber eingestellt werden, beispielsweise eben durch Verstellen der Pumpe in Stellung B. Sobald beispielsweise der danach eingestellte Druck stabil ist, kann die Elektronik automatisch die entsprechenden Signale des Referenz-Drucksensors 19 und des Meß-Drucksensors 13 ermitteln und durch Vergleich den Verstärkungs-/Empfindlichkeitsfaktor einstellen und abspeichern .After pressing, the zero point of the measuring pressure sensor 19 is automatically determined and saved as explained above. After determining and saving the zero point value for the measuring pressure sensor 13, the message "GO TO P" appears on display 1 at the same time. This means that a reference pressure that differs from the ambient pressure should now be set. After that, a pressure that differs from the ambient pressure only needs to be set on the pressure sensor, for example by moving the pump to position B. As soon as the pressure set afterwards is stable, the electronics can automatically determine the corresponding signals from the reference pressure sensor 19 and the measuring pressure sensor 13 and set and save the gain/sensitivity factor by comparing them.
Möglich wäre auch, daß der Abgleich des Verstärkungsfaktors nicht automatisch nach Vorliegen eines stabilen Referenzdruckes, sondern nach erneutem Drücken der Abgleich-Taste 7 durchgeführt wird.It would also be possible that the adjustment of the gain factor is not carried out automatically after a stable reference pressure is present, but after pressing the adjustment button 7 again.
Bei einer derartigen Ausführungsform hätte die Zero-Taste 5 die Funktion, den Meß-Drucksensor 13 kurzuschließen.In such an embodiment, the zero button 5 would have the function of short-circuiting the measuring pressure sensor 13.
Dadurch läßt sich bei einem am Analog-Ausgang 41 angeschlossenen Monitor die Nullpunkt-Kennlinie des Meß-Drucksensors 13 festlegen .This allows the zero point characteristic curve of the measuring pressure sensor 13 to be determined with a monitor connected to the analog output 41.
Auf diese Art und Weise kann durch Drücken lediglich einer Taste und Betätigung eines Druckgebers (Pumpe) eine gut definierte Position des Meß-Sensors schnell abgeglichen werden.In this way, a well-defined position of the measuring sensor can be quickly adjusted by simply pressing a button and operating a pressure sensor (pump).
Abweichend von der vorstehend erläuterten Durchführung des Abgleiches wäre auch ein Zwei-Tasten-Abgleich dergestalt möglich, daß zunächst nach Drücken der Zero-Taste 4 zunächst einmal das Nullpunkt-Signal des Meß-Drucksensors 13 und nach Einstellung eines vom Umgebungsdruck abweichenden Referenzdruckes nach Betätigung der Abgleich-Taste 7 der Verstärkungs-ZEmpfindlichkeitsfaktor für den Meß-Drucksensor 13 ermittelt und abgespeichert wird.Deviating from the calibration procedure explained above, a two-button calibration would also be possible in such a way that first of all, after pressing the zero button 4, the zero point signal of the measuring pressure sensor 13 is determined and stored, and after setting a reference pressure that differs from the ambient pressure, after pressing the calibration button 7, the gain sensitivity factor for the measuring pressure sensor 13 is determined and stored.
Die Abgleichwerte des angeschlossenen Meß-Sensors bleiben so lange in den Speichern des Elektronikgerätes bis ein neuer Meß-Sensor angeschlossen wird.The calibration values of the connected measuring sensor remain in the memory of the electronic device until a new measuring sensor is connected.
Abweichend davon kann aber in dem Gerät noch ein größerer Speicher vorgesehen sein, in dem beispielsweise bis zu 10 Sensorwerte abgespeichert werden können. Beim wechselnden Anschluß des Meßgerätes an verschiedene beispielsweise im menschlichen Körper implantierten Sensoren können dabei die jeweils vorab eingespeicherten Sensorwerte automatisch wieder abgerufen werden, ohne einen erneuten Abgleich vorzunehmen.Alternatively, the device can be provided with a larger memory in which, for example, up to 10 sensor values can be stored. When the measuring device is alternately connected to different sensors, for example those implanted in the human body, the previously stored sensor values can be automatically retrieved without having to carry out a new calibration.
Durch das vorstehend erläuterte Meß- und Kalibriergerät können somit individuelle Verstärkungs- und Nullpunktkompensationswerte für einen extern anschließbaren Sensor auf höchst einfache und kostensparende Weise durchgeführt werden.Using the measuring and calibration device described above, individual gain and zero point compensation values can be determined for an externally connected sensor in a very simple and cost-effective manner.
Für gewisse Anwendungen muß das Ausgangssignal auch dynamischen Druckverläufen folgen können. Wird das Signal über den Prozeß-Kontroller 35 und den Mikro-Prozessor 37 über den Di-For certain applications, the output signal must also be able to follow dynamic pressure curves. If the signal is fed via the process controller 35 and the microprocessor 37 via the di-
gital/Analog-Wandler 39 zum Analog-Ausgang 41 geführt, so können pro Sekunde nur etwa 2 bis 5 Messungen durchgegeben werden, was für die dynamische Anwendung zu wenig ist.gital/analog converter 39 to the analog output 41, only about 2 to 5 measurements can be transmitted per second, which is too few for dynamic applications.
In einer abgewandelten Version gemäß Figur 4 ist deshalb zusätzlich noch ein programmierbarer Verstärker 43 vorgesehen. In Abwandlung zu Figur 3 wird der externe Meß-Sensor 13 über den programmierbaren Verstärker 43 gesteuert und ist an diesem angeschlossen, wobei der programmierbare Verstärker 43 in Funktionsverbindung mit dem Tastenfeld 4, dem Sensor-Prozessor 35 wie vor allem dem Mikro-Prozessor 37 steht, worüber er die Drucksignale vom Referenz-Sensor 19 über den nachgeschalteten Sensor-Prozessor 35 erhält. In dieser Version wird also das Signal des extern anschließbaren Meß-Sensors 13 auf den programmierbaren Verstärker 43 geleitet. Das Signal des Ausgangs des programmierbaren Verstärkers 43 wird auf den Analog-Ausgang 41 geführt.In a modified version according to Figure 4, an additional programmable amplifier 43 is therefore provided. In a modification to Figure 3, the external measuring sensor 13 is controlled by the programmable amplifier 43 and is connected to it, whereby the programmable amplifier 43 is functionally connected to the keypad 4, the sensor processor 35 and, above all, the microprocessor 37, through which it receives the pressure signals from the reference sensor 19 via the downstream sensor processor 35. In this version, the signal from the externally connectable measuring sensor 13 is routed to the programmable amplifier 43. The signal from the output of the programmable amplifier 43 is routed to the analog output 41.
Der Mikro-Prozessor 37 steuert den programmierbaren Verstärker softwaremäßig so an, daß das Ausgangssignal in der richtigen Größenordnung abgeglichen ansteht. Auch das Nullpunktsignal wird auf diese Weise im programmierbaren Verstärker 43 einprogrammiert. Der Abgleich erfolgt dabei ebenso wie anhand des Ausführungsbeispieles gemäß Figur 3 erläutert. Auf diese Weise jedoch lassen sich auch Signale bis beispielsweise 5 kHz und höher am Ausgang des programmierbaren Verstärkers 43 auslesen.The microprocessor 37 controls the programmable amplifier via software so that the output signal is calibrated to the correct magnitude. The zero point signal is also programmed into the programmable amplifier 43 in this way. The calibration is carried out in the same way as explained using the example shown in Figure 3. In this way, however, signals up to 5 kHz and higher can also be read out at the output of the programmable amplifier 43.
Anhand der Figuren ist erläutert worden, wie im Medizinalbereich ein beispielsweise im menschlichen Körper zu implantierender Drucksensor ohne Detailkenntnisse seiner Funktionsdaten höchst einfach abgeglichen und geeicht werden kann. Damit wird es möglich, problemlos Drucksensoren beispielsweise als Gehirndrucksensoren nach dem Abgleich zu implantieren, um z. B. den intrakranialen Druck messen zu können (ICP).The figures explain how, in the medical field, a pressure sensor that is to be implanted in the human body, for example, can be easily adjusted and calibrated without detailed knowledge of its functional data. This makes it possible to easily implant pressure sensors, for example as brain pressure sensors, after adjustment in order to be able to measure intracranial pressure (ICP).
Die Sonde kann dabei z. B. epidural plaziert werden, d.h. zwischen der Kalotte (Schädelknophen) und der Dura (Außenhaut des Gehirnes).The probe can be placed epidurally, for example, i.e. between the skullcap and the dura (outer membrane of the brain).
Die so plazierte Sonde kann in der Regel bis zu 10 oder 12 Tagen implantiert bleiben.The probe placed in this way can usually remain implanted for up to 10 or 12 days.
Das erfindungsgemäße Gerät ist gleichermaßen auch zur Eichung von Sensoren geeignet, die dann beispielsweise im Körper zur Messung des Blasendrucks, des Muskelkompartementdruckes, des Beatmungsdruckes in der Lunge etc. eingesetzt werden können und dann meist über Stunden und Tage implantiert bleiben.The device according to the invention is also equally suitable for calibrating sensors which can then be used in the body, for example, to measure bladder pressure, muscle compartment pressure, ventilation pressure in the lungs, etc. and then usually remain implanted for hours and days.
Im implantierten Zustand liegt auf der rückwärtigen Seite des Meß-Drucksensors 13 bei in Endstellung A gebrachter Pumpe der Umgebungsdruck an. Grundsätzlich könnte dabei selbst im implantierten Zustand eines Sensors die Funktionsfähigkeit des Sensors überprüft werden, indem beispielsweise unterschiedliche Refererenzdrücke eingestellt werden und die Stärke des Ausgangs-Differenzsignals zwischen den beiden unterschiedlichen Drücken ermittelt und mit dem theoretischen Wert verglichen wird.In the implanted state, the ambient pressure is present on the rear side of the measuring pressure sensor 13 when the pump is in the end position A. In principle, even in the implanted state of a sensor, the functionality of the sensor could be checked by, for example, setting different reference pressures and determining the strength of the output difference signal between the two different pressures and comparing it with the theoretical value.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9105742U DE9105742U1 (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Measuring and calibration device for comparing measurement signals determined by means of pressure sensors implantable in the bodies of living beings |
Applications Claiming Priority (1)
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DE9105742U DE9105742U1 (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Measuring and calibration device for comparing measurement signals determined by means of pressure sensors implantable in the bodies of living beings |
Publications (1)
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ID=6867156
Family Applications (1)
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DE9105742U Expired - Lifetime DE9105742U1 (en) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Measuring and calibration device for comparing measurement signals determined by means of pressure sensors implantable in the bodies of living beings |
Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20109864U1 (en) | 2001-06-13 | 2001-08-30 | REHAU AG + Co., 95111 Rehau | Integrated cable adapter |
WO2002003859A1 (en) | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Glukomeditech Ag | Transcutaneous calibration of an implanted pressure sensor |
EP1565219B2 (en) † | 2002-05-31 | 2021-11-03 | KCI Licensing, Inc. | Wound treatment apparatus |
-
1991
- 1991-05-08 DE DE9105742U patent/DE9105742U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002003859A1 (en) | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Glukomeditech Ag | Transcutaneous calibration of an implanted pressure sensor |
DE10033139A1 (en) * | 2000-07-07 | 2002-01-31 | Glukomeditech Ag | Method for transcutaneous calibration of an implanted pressure sensor and device for carrying it out |
DE20109864U1 (en) | 2001-06-13 | 2001-08-30 | REHAU AG + Co., 95111 Rehau | Integrated cable adapter |
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