DK173976B1 - Apparat til måling af strømningen af en væske, specielt urin, fra en patient - Google Patents

Description

i DK 173976 B1

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til måling af strømningen af en væske, specielt urin, fra en pati-5 ent. Opfindelsen angår nærmere bestemt et apparat af den art, der omfatter en målebeholder med en bundvæg, en topvæg samt sidevægge og med en indløbsåbning for væsken og indrettet til at definere en maksimal fyldningstilstand, i hvilken tilstand beholderens væsketomme del har et 10 mindste rumfang, og som tillige omfatter midler til afgivelse af et første akustisk signal til den væsketomme del af målebeholderen, midler til registrering af et andet akustisk signal genereret i målebeholderen som respons på det første signal og midler til bestemmelse.af. en aktuel 15 væskemængde i målebeholderen ud fra det nævnte andet akustiske signal.

Fra eksempelvis US patent nr. 4 658 834 kendes allerede et apparat af denne art. Det er imidlertid et fællestræk 20 ved de kendte apparater, at de er relativt unøjagtige, at de er relativt store og at de endvidere kræver et særligt udformet apparathus for at sikre apparatets korrekte funktion. Disse uhensigtsmæssigheder samt andre problemer afhjælpes ifølge opfindelsen ved, at målebeholderen har 25 et målerør med en første åbning, en anden åbning samt en tredje åbning, hvilken første åbning er arrangeret for at tillade indstrømning i målerøret af væsken for at definere en væskeoverflade i målerøret, hvilken anden åbning er arrangeret så den står i forbindelse med den til enhver 30 tid væsketomme del af målebeholderen og hvilken tredje åbning er arrangeret så den står i forbindelse med midlerne til registrering af det andet akustiske signal, hvorved den nævnte anden og tredje åbning sammen med overfladen af væsken i målerøret definerer et væsketomt 35 resonanskammer til generering af det nævnte andet akusti- 2 DK 173976 B1 ske signal. Ved hjælp af dette apparat kan der.på en ganske særlig fordelagtig måde foretages målinger under udnyttelse af det såkaldte Helmholz-resonatorprincip, idet ___ apparatet blandt andet udmærker sig ved en større kom-5 pakthed end andre apparater, der udnytter dette princip.

Ved tillige at forsyne apparatet med en automatisk virkende tømningsmekanisme, der under givne omstændigheder frembringer en automatisk tømning af målebeholderen, er 10 det muligt at fremstille en endnu mere kompakt målebeholder, idet der derved kræves et meget lille volumen for at kunne udføre målinger. Tømningsmekanismen kan med særlig fordel være udformet som angivet i krav 3, hvorved der tilvejebringes en særlig prisbillig løsning.

15

Fra US patent nr. 4 002 075 kendes et eksempel på en sådan automatisk virkende tømningsmekanisme.

Ved at udforme apparatet som angivet i krav 4 bliver det 20 muligt at fremstille målebeholderen med en optimal kompakthed, hvor målerøret er fuldt ud integreret i målebeholderen. Ved den i krav 5 angivne løsning er det endvidere muligt at tilvejebringe en løsning, hvor de bakteriologisk kontaminerede dele kan holdes adskilt. fr.a.cLe sig-25 nalgivende og -modtagende midler samt fra bestemmelsesmidlerne, hvorved der kan skelnes mellem komponenter til henholdsvis flergangsbrug og éngangsbrug.

Ved som angivet i krav 6 og 7 at forsyne målebeholderen 30 med et temperaturkorrigeringsrør, der udnytter Helmholz-resonansprincippet, bliver det på særlig fordelagtig måde muligt at foretage en kompensering for temperaturvariationer af væsken, hvilke variationer ellers under visse omstændigheder kan give anledning til ukorrekte målinger.

35 Temperaturkorrigeringsrøret er fyldt med en gas, der fortrinsvis er luft.

3 DK 173976 B1

Opfindelsen vil i det følgende blive beskrevet nærmere under henvisning til en på tegningen vist foretrukket udførelsesform. På tegningen viser: 5 fig. 1 et tværsnit gennem et apparat ifølge opfindelsen, fig. 2 et eksempel på variationen af reso.na.ns.frekvensen i afhængighed af væskemængden udtrykt som et højdeniveau i 10 målebeholderen, fig. 3 en metode til estimering af tilgangen til målebe— holderen under en tømning, og ------------------ 15 fig. 4 det i fig. 1 viste apparat i en modificeret udformning med en temperaturkompenseringsanordning.

Det i fig. 1 viste apparat til måling af afgivelsen fra en patient af urin omfatter en målebeholder 1, hvortil 20 der via et rør 2 samt en slange 3 fra patienten sker en tilføring af urin. Slangen 3 kan udgøre en del af et kateter indført i patienten, hvorved den nævrfEfe-tilføring typisk kan foregå tilnærmelsesvist kontinuer ligt' over en periode. Målebeholderen er beregnet til at blive monteret 25 på eksempelvis en sygeseng ved hjælp af ikke viste beslag, idet målebeholderen i korrekt monteret stilling er orienteret som vist på tegningen. Målebeholderen er desuden forbundet med en opsamlingsbeholder 11 for urin. Det vil forstås, at målebeholderen 1 og opsamlingsbeholderen 30 11 typisk udgør dele til éngangsbrug, idet disse to dele bortkastes, når målingen af strømningen fra patienten ophører. Målebeholderen 1 har i sidevæggen 22 en lille åbning 30 til det fri for at tillade en trykudligning.

35 Røret 2 udmunder ved en bundvæg 20 i målebeholderen 1, idet målebeholderen 1 derudover er afgrænset af lodrette 4 DK 173976 B1 vægge 22, 23, hvorved målebeholderen 1 fortrinsvis har et omtrent firkantet tværsnit. Målebeholderen 1 er derudover afgrænset opadtil af en topvæg 25 med en åbning afdækket af en væske- og lufttæt folie 12, hvorved der under appa-5 ratets anvendelse sikres en pålidelig, bakteriologisk tæt afgrænsning mellem apparatets snavsede side og rene side, således om det vil fremgå nedenfor.

Mod ydersiden af målebeholderen 1 og i tilslutning til 10 folien 12 er arrangeret et særskilt målehus . 4, der er fast men udløseligt forbundet med må lebehold.gr en. 1 ved hjælp af ikke viste indgrebsmidler. Målehuset 4 udgør en del af apparatets rene side, idet folien 12 adskiller målehuset 4 fra indholdet i målebeholderen 1, og målehuset 15 4 vil derfor kunne anvendes gentagne gange. Målehuset 4 omfatter måleudstyr i form af en højttaler (H), en mikrofon (M) , styrings- og databehandlingselektronik (microprocessor) med en hukommelse 45 samt et udefra synligt display og en strømforsyning, der fortrinsvis kan udgøres 20 af et batteri. Højttaleren (H) er indrettet og arrangeret til at afgive et akustisk signal som via folien 12 overføres til det indre af målebeholderen 1, og mikrofonen er indrettet og arrangeret til at registrere et akustisk signal, der genereres i et afgrænset område i målebehol-25 deren 1 som respons på signalet fra højttaleren. I korrekt monteret tilstand ligger mikrofonen og højttaleren fortrinsvis relativt tæt an mod folien, og det vil forstås, at folien bør være relativt tynd og blød, så den ingen nævneværdig betydning har for apparatets akustiske 30 egenskaber. Målehuset 4 kan derudover fortrinsvis omfatte taster, hvormed en bruger af apparatet, typisk_hospitals-plejepersonalet, på et vilkårligt tidspunkt kan anmode om bestemmelse ud fra data lagret i hukommelsen 45 af væsketilstrømningen til målebeholderen 1 inden for et valgt 35 tidsrum, der f.eks. kan være de seneste 15 eller, 30, mi- 5 DK 173976 B1 nutter/ idet disse værdier herefter kan fremvises på displayet .

I det indre af målebeholderen 1 er arrangeret et lang-5 strakt målerør 5, der har en længdeakse som i korrekt monteret stilling af apparatet fortrinsvis strækker sig tilnærmelsesvis vinkelret på overfladen 7 af væsken i beholderen 1/ og som har en første åbning 14 arrangeret umiddelbart over målebeholderens bundvæg 20. Røret 5 har 10 derudover en sidegren 6 indrettet ved rørets 5 i forhold til bundvæggen 20 modsatte ende, og røret 5 udmunder her i en anden, yderligere åbning 15. Overfor den første åbning 14 er endvidere tilvejebragt en tredje åbning 16 for røret 5, og denne åbning er placeret for at ligge umid-15 delbart over for mikrofonen M, når målehuset 4 er fastgjort til målebeholderen 1. I denne position ligger åbningen 16 fortrinsvis meget tæt an mod folien 12 for at undgå forstyrrende støj. I den viste udførelsesform er den del af målerøret 5, der strækker sig mellem åbninger-20 ne 14 og 16, cylinderformet, men målerøret kan i princippet have en vilkårlig form, idet det væsentlige er, at røret har de omtalte åbninger.

For at begrænse dimensionerne og dermed fremstillingsom-25 kostningerne af målebeholderen 1 med røret 5, omfatter målebeholderen 1 desuden et system, hvormed målebeholderen 1 kan tømmes periodisk og automatisk. Tømmesystemet eller tømningsmekanismen kan fortrinsvis omfatte et rør 9, der er åbent opadtil, samt et yderligere rør 10 an-30 bragt omsluttende røret 9, og som er åbent nedadtil og lukket opadtil med sin ende 18. Enden 18 af røret 10 er fortrinsvis beliggende i en afstand under sidegrenen 16 af målerøret 5. Det vil forstås, at 'tømmesystemet arbejder som en hævert, og at der sker en tømning af målebe-35 holderen 1, når væskeniveauet 7 i målebeholderen 1. stiger op over det indre rørs 9 åbne ende. Under tømningen ledes 6 DK 173976 B1 væsken i målebeholderen 1 gennem det indre rør og over i opsamlingsposen 11, der kan være af konventionel aftage-lig/udskiftelig art, og som kan være indrettet til at optage den urinmængde, der afgives fra en patient i løbet 5 af eksempelvis et døgn. Tømningen fortsætter indtil der fra målebeholderen strømmer luft ind mellem det indre rør 9 og det ydre rør 10. Det vil således forstås, at målebeholderen typisk blot gennemstrømmes af den afgivne urin, og at dimensionerne af målebeholderen derved kan begræn-10 ses til et minimum i overensstemmelse med det nedenfor nærmere beskrevne måleprincip. Det beskrevne automatisk virkende tømmesystem er ikke absolut nødvendigt for anvendelsen af apparatet, idet der alternativt kan være tilvejebragt en manuel ventil, hvormed plejepersonalet 15 kan bringe indholdet i målebeholderen 1 til at strømme ind i opsamlingsbeholderen 11. Det vil dog være klart, at en sådan løsning er relativt uhensigtsmæssig under hensyntagen til at tømningen skal foretages med korte mellemrum.

20

Apparatet arbejder funktionsmæssigt på følgende måde.

Mellem to efter hinanden følgende tømninger af målebeholderen, samt også under selve tømningen, indstrømmer urin i målebeholderen 1 via slangen 3, hvorved væskestanden 7 25 i målebeholderen 1 tiltager. Væsken strømmer tillige ind i røret 5, hvorved væskehøjden i målerøret 5 svarer til væskehøjden 7 uden for målerøret i målebeholderen 1. Målerøret 5 kan sammen med rørene 9 og 10 fortrinsvis være anbragt centralt i målebeholderen ved hjælp af fasthol-30 delsesribber forbundet med målebeholderens 1 vægge eller topvæg, hvorved væskestanden i røret 5 bliver mindre følsom overfor en eventuel ukorrekt skæv placering af målebeholderen 1 på eksempelvis en sygeseng. I området mellem væskeoverfladen i røret 5 og rørets tredje og modsat 35 bundvæggen beliggende åbning 16 optræder et luftfyldt område med et veldefineret rumfang, der på fig. 1 er vist 7 DK 173976 B1 med skravering, og dette rumfang aftager gradvist under væskens tilstrømning til målebeholderen 1, dvs. når væskeniveauet stiger i røret 5. Det vil forstås, at ændringer i dette rumfang kan tjene som et mål for tilstrømnin-5 gen til målebeholderen, og tilstrømningen til målebeholderen måles således ifølge opfindelsen ved løbende at registrere aktuelle værdier for dette rumfang.

Den nævnte registrering foretages nærmere bestemt ved ud-10 nyttelse af principperne for en Helmholz-resonator, idet målerørets 5 resonansfrekvens afhænger af rumfanget af det luftfyldte område i målerøret 5. Ved at bestemme re-, sonansfrekvensen på et givet tidspunkt bliver det således muligt på baggrund af en kalibrering af databehandlings-15 elektronikken at bestemme den aktuelle væskehøjde i målerøret 5, og dermed tilstrømningen af væske i et givet tidsforløb (ti—12) ved sammenligning af væskehøjderegi-streringer for hhv. ti og ts. Målerøret 5 anslås til resonansfrekvensen af højttaleren H, der med givne tidsin-20 tervaller udsender et kort akustisk signal, som varierer, dvs. "sweeper", inden for et forudbestemt frekvensinterval. Det forudbestemte frekvensinterval kan fastlægges så det ligger mellem resonansfrekvensen for målerøret 5 i henholdsvis den tomme tilstand og den fyldte tilstand, 25 dvs. umiddelbart efter og før tømningen af målebeholderen 1. Det bemærkes, at dimensionerne af målebeholderen bør vælges, så højttaleren alene giver anledning til resonans i målerøret 5 inden for dette interval.

30 Som nævnt indledningsvis er højttaleren H arrangeret i målehuset 4, og det vil forstås, at højttaleren udsender det akustiske signal gennem overdækningsfolien 12 og ind i den væsketomme del af målebeholderen over overfladen 7.

Herfra forplanter signalet sig frem til sidegrenen 6 af 35 røret 5, hvorved resonansfrekvensen af røret 5 anslås via sidegrenen 6, når højttalerfrekvensen svarer netop til 8 DK 173976 B1 resonansfrekvensen. Der genereres således et yderligere eller andet akustisk signal som respons på højttalersignalet. Det skal igen nævnes, at åbningen 16 fortrinsvis ligger meget tæt an mod folien 12 for at undgå forstyr-5 rende støj. For at reducere energiforbruget og dermed forøge levetiden af det nævnte batteri, kan sweep-intervallets grænser eventuelt fastsættes til at variere indenfor begrænsede erfaringsværdier registreret i data-behandlingselektroniken 45, idet disse grænser eksempel-10 vis kan afhænge af en forudgående registreret værdi for den aktuelle væskehøjde i målerøret 5.

Målehuset 4 omfatter som ligeledes nævnt en mikrofon M arrangeret umiddelbart ved den tredje åbning 16 af måle-15 røret 5 over folien 12, og denne mikrofon M registrerer lydsignaler genereret i målerøret 5. Når resonansfrekvensen af røret 5 anslås vil det af mikrofonen modtagne signal ændre karakteristik og databehandlin.gselektronikken 45 registrerer på dette tidspunkt rørets 5 rés'dnansfre-20 kvens og omregner den pågældende frekvensværdi til et udtryk for en væskehøjde. Eventuelt kan der allerede på dette tidspunkt beregnes en tilstrømningen til beholderen siden sidste registrering. Det vil forstås, at de udførte beregninger foretages på basis af kalibreringsdata lagret 25 i hukommelsen 45, hvorved den beskrevne omsætning til væskehøj de værdier kan foretages. En typisk relation er vist i fig. 2.

Da målebeholderens 1 dimensioner fortrinsvis 'ønsTces réla-30 tivt små vil der under apparatets anvendelse ske en tømning af målebeholderen med korte mellemrum. Målebeholderen kan således have dimensioner på ca. 75 x 75 x 30 cm svarende til et rumfang på ca. 175 ml, idet tømningsmekanismen kan være indrettet til at frembringe en tømning af 35 beholderen, når denne er 75% fyldt. Med en timediurese, der kan udgøre op til 500 ml, vil dette-give anledning 9 DK 173976 B1 til op til ca. 4 tømninger pr. time. Da apparatets funktionsevne skal være sikret på et vilkårligt tidspunkt under brugen, dvs. uafhængigt af om der inden for en forudgående periode (ti-t2) på eksempelvis 15 minutter er sket 5 en tømning, er det nødvendigt også at kunne tage højde for den mængde væske V, der er tilgået målebeholderen 1 under tømningen, der kan have en varighed T på 5-10 sekunder. Dette sker ved som vist i fig. 3 at foretage et estimat for tilstrømningen på basis af et første data for 10 ændringen af væskemængden i beholderen umiddelbart før tømningen og et andet data for ændringen af væskemængden i beholderen umiddelbart efter tømningen. Ved at bestemme gennemsnittet af disse to værdier og multiplicere gennemsnittet med tømningens varighed T kan estimatet for V be-15 stemmes. I fig. 3 er væskemængden i målebeholderen 1 vist som en funktion af tiden, og AtoP hhv. BPun.i markerer kurvegradienter, der fortrinsvis kan udgøre hhv. det første og det andet data. Behandlingselektronikken kan være programmeret til at bestemme disse gradienter, når væskeni-20 veauet i røret 5 antager en given værdi, dvs. ud fra målinger udført i tidspunkter tiA, t2A og tis, t2e som svarer til væskeniveauer i røret 5 umiddelbart før og efter tømningen.

25 Da målerørets resonansfrekvens afhænger af lydens hastighed i luften, og da denne hastighed afhænger af luftens temperatur, kan det for at opnå en forøget nøjagtighed af apparatet være hensigtsmæssigt at tage højde for temperaturvariationer forårsaget af den tilstrømmende væskes 30 temperatur, der giver anledning til en generel opvarmning af målebeholderen. Ifølge opfindelsen kan der kompenseres for disse temperaturvariationer ved som vist i fig. 4 at indbygge et yderligere resonatorrør 30, der valgfrit kan anslås til resonans via en sidegren med en åbning 32 el-35 ler via en ind i målehuset 4 ragende gren med en åbning 34. Resonatorrøret 30 er lukket nedadtil og når med sin DK 173976 B1 10 nedre ende fortrinsvis helt ned til bundvæggen i målebeholderen 1. Det vil forstås, at man i praksis vil vælge at udforme røret 30 med kun én af sidegrenene alt efter anvendelsen. Det kan således i visse situationer være 5 mindre hensigtsmæssigt at benytte en sidegren 32, der udmunder i målebeholderen 1, idet eventuelle rystelser af apparatet kan medføre en utilsigtet indstrømning ind i røret 30 af væsken. Resonatorrøret 30 har derudover en yderligere åbning 36, der vender mod en mikrofon Mc. Den 10 i fig. 4 viste konstruktion kan principielt omfatte de samme delkomponenter som det i fig. 1 viste apparat, herunder en foliemembran, der kan danne en forsegling mellem målehuset 4 og målebeholderen 1, og mod hvilken mikrofonen M; ligger an.

15

Under anvendelsen af det i fig. 4 viste system opvarmes luften i resonatorrøret 30 til en temperatur svarende til temperaturen af væsken som følge af varmeledning mellem væsken og rørets 30 væg samt eventuelt (dersom sidegrenen 20 32 benyttes) direkte fra væskeoverfladen ved konvektion.

Da resonatorrøret 30 har en fast længde og dermed et veldefineret rumfang vil dette rør ligeledes anslås til resonans af det akustiske signal fra højttaleren, og denne resonansfrekvens vil alene afhænge af hastigheden af luf-25 ten i røret 30, der igen afhænger af lufttemperaturen i røret 30. Den til røret 30 hørende mikrofon benyttes ganske som beskrevet for målerøret 5 til sammen med databehandlingselektronikken 45 at bestemme resonansfrekvensen for røret 30, og den målte resonansfrekvens vil være 30 et udtryk for den herskende temperatur af væsken. Ved hjælp af data lagret i hukommelsen 45 vil det herefter være muligt at korrigere de registrerede værdier for væskehøjden i røret 5 overensstemmelse med den målte temperatur. . ..

35

Claims (7)

11 DK 173976 B1

1. Apparat til måling af afgivelsen fra en patient af en 5 væske, navnlig urin, og omfattende: - en målebeholder (1) med en bundvæg (20), en topvæg (12, 25. samt sidevægge (22, 23) og med en indløbsåbning (2) for væsken og indrettet til at definere en maksimal fyld- 10 ningstilstand, i hvilken tilstand beholderens (1) væsketomme del har et mindste rumfang, - midler (H) til afgivelse af et første akustisk signal til den væsketomme del af målebeholderen (1), - midler (M) til registrering af et andet akustisk signal 15 genereret i målebeholderen (1) som respons på det første signal, - midler (45) til bestemmelse af en aktuel væskemængde i målebeholderen (1) ud fra det andet akustiske signal, 20 kendetegnet ved, at målebeholderen (1) har et målerør (5) med - en første åbning (14), en anden åbning (15) samt en tredje åbning (16), hvilken første åbning (14) er arran- 25 geret for at tillade indstrømning i målerøret (5) af væsken for at definere en væskeoverflade (7) i målerøret (5), hvilken anden åbning (15) er arrangeret så den står i forbindelse med den til enhver tid væsketomme del af målebeholderen (1) og hvilken tredje åbning (16) er ar-30 rangeret så den står i forbindelse med midlerne (M) til registrering af det andet akustiske signal, hvorved den nævnte anden (15) og tredje (16) åbning sammen med overfladen (7) af væsken i målerøret (5) definerer et væsketomt resonanskammer til generering af det nævnte andet 35 akustiske signal. 12 DK 173976 B1

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved yderligere at omfatte en opsamlingsbeholder (11), der står i strømningsforbindelse med målebeholderen (1) via aktivérbare forbindelsesmidler (9, 10) , og som har et i 5 forhold til målebeholderen (1) større volumen.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at forbindelsesmidlerne omfatter en automatisk virkende hævertmekanisme (9, 10) indrettet til at tilvejebringe en 10 tømning af målebeholderen (1) i den nævnte maksimale fyldningstilstand.

4. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at målerøret (5) om- 15 fatter en i korrekt monteret stilling i hovedsagen lodret forløbende og cylindrisk første del, der er arrangeret i målebeholderen (1) for at strække sig op fra beholderens bundvæg (20), samt en i hovedsagen cylindrisk sidegren (6), hvis ene ende udmunder i den cylindriske første del 20 og hvis anden ende danner den nævnte anden åbning (15).

5. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, - at midlerne (H) til afgivelse af et første akustisk 25 signal til den væsketorame del af målebeholderen (1), midlerne (M) til registrering af et andet akustisk signal genereret i målebeholderen (1) som respons på det første signal, samt midlerne (45) til bestemmelse af en aktuel væskemængde i målebeholderen (1) ud fra det andet akusti- 30 ske signal er lejret i et målehus (4), - at målebeholderens (1) topvæg omfatter en membran (12) til overføring af akustiske signaler, og - at målehuset (4) er indrettet til at kunne fastgøres i anlæg mod den nævnte membran (12) for at overføre de / 35 nævnte akustiske signaler. 13 DK 173976 B1

6. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, - at malebeholderen (1) tillige omfatter et gasfyldt tem-peraturkorrigeringsrør (30) med en første åbning (32/34) 5 og en anden åbning (36), hvilket rør (30) er arrangeret for at kunne stå i termisk forbindelse med væsken i målebeholderen (1), - at der er indrettet midler (M2) til registrering af et tredie akustisk signal genereret i temperaturkorrige- 10 ringsrøret (30) , - hvorved den første åbning (32/34) er arrangeret for at stå i akustisk forbindelse med midlerne (H) til afgivelse af et akustisk signal så røret (30) kan anslås til resonans, og hvor den anden åbning (36) er arrangeret så den 15 står i forbindelse med midlerne (M?) .

7. Apparat ifølge det foregående krav, kendetegnet ved, at den første åbning (32) er arrangeret så den står i forbindelse med den til enhver tid væ- 20 sketomme del af målebeholderen, og at temperaturkorrige-ringsrøret (30) omfatter en i korrekt monteret stilling i hovedsagen lodret forløbende og cylindrisk første del, der er arrangeret i målebeholderen (1) for at strække sig op fra beholderens bundvæg (20), samt en i hovedsagen cy-25 lindrisk sidegren, hvis ene ende udmunder i den cylindriske første del og hvis anden ende danner den nævnte åbning (32) .