JP2024510366A - 医療用流量センサモジュールアセンブリ - Google Patents

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Abstract

医療用流量センサモジュールアセンブリ(1)は、患者モニタリング及び/又は患者ケアのための装置の一部である。単回使用センサモジュール(9)は、流路(10a)を具備する流路本体(11)を有する。流量センサ(12)は、流路(10a)を通る流体流れを測定するために使用される。流量センサインターフェース(13)は、流量センサ(12)と信号接続されている。モジュールアセンブリの再使用可能なハウジングモジュール(2)は、センサモジュール(9)を収容する役割を果たす。ハウジングモジュール(2)は、少なくとも1つの電子機器ユニット(15、31)と、電子機器ユニットインターフェース(14)を有し、電子機器ユニット(15)は、流量センサインターフェース(13)と信号接続されている。ハウジングモジュール(2)は、センサモジュール(9)をフォームフィット方式で囲む少なくとも2つのハウジング部(3、4)を有する。この結果、コスト効率よく使用できるアセンブリが得られる。

Description

本特許出願は、ドイツ特許出願DE 10 2021 200 496.2の優先権を主張するものであり、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、医療用流量センサモジュールアセンブリに関する。
このようなモジュールアセンブリのためのセンサモジュールは、特許文献1から知られている。特許文献2は、圧力センサと熱ガスセンサとを備えるセンサアセンブリを開示している。特許文献3は、流体の流れを制御するためのセンサ及び制御ユニット、ならびに制御された流体送達のための方法を開示している。特許文献4は、流動流体中の含有物を超音波で検出する方法と装置を開示している。特許文献5は、ホース及び/又はプラスチックパイプシステムにおける超音波流量測定のための装置を開示している。
EP 2 107 347 B1 WO 2019/034 570 A1 US 2011/0 118 705 A1 US 3,921,622 DE 10 2012 111 757 A1 EP 2 813 845 B1 DE 102 09 254 B4 DE 102 09 255 B4 US 2013/305839 A1 EP 2 107 347 B1 US 9,016,137 B
本発明の目的は、コスト効率よく使用できる医療用流量センサモジュールアセンブリを提供することである。
この目的は、本発明によれば、一連の特許請求の範囲に示された特徴を有するモジュールアセンブリによって達成される。
本発明によれば、モジュールアセンブリを、一方では、特に流量センサを含む単回使用センサモジュール(使い捨て)に、他方では、再使用可能なハウジングモジュール(再使用可能)にモジュール分割することにより、特に高価な電子部品を再使用可能なハウジングモジュールに収容する可能性を生成し、この再使用可能なハウジングモジュールは、単回使用センサモジュールを交換した後に再び使用可能であることが認識される。これにより、再使用可能なハウジングモジュールを、複数のセンサモジュールとともに使用でき、場合によっては多数のセンサモジュールを連続して使用できるため、モジュールアセンブリのコスト効率が向上する。センサモジュールがハウジングモジュールにフォームフィット(ぴったりと嵌合)することで、特にセンサモジュールの回転に対する固定が確実になる。センサモジュールは、フォームフィットにより規定の方法で配置されるため、モジュール間で供給部品と供給される部品の間の接続も、対応して位置合わせされた接続インターフェース、特にプラグコネクタを介して可能である。
センサモジュールの電子機器ユニットは、データ処理部品及び/又はメモリ部品及び/又はセンサ制御部品及び/又は出力部品を有することができる。電子機器ユニットは、マイクロコントローラを有してもよい。電子機器ユニットは、その中に格納された調整曲線及び較正曲線を有してもよい。これらの曲線は、流量を測定対象の特定の流体材料に適合させるのに役立つ場合がある。電子機器ユニットは、特徴抽出、選択及び分類のためのアルゴリズムを処理するのに使用できるソフトウェアを備えることができる。このソフトウェアは、リマインダー機能、特に単回使用センサモジュールの交換の必要性のリマインダー機能を含むことができる。モジュールアセンブリのインターフェースは、場合により密閉プラグとして設計できる。電源及び/又はシリアルバス信号は、モジュールアセンブリのインターフェースを介して伝送できる。代替的又は追加的に、単回使用センサモジュールにはバッテリー又は蓄電池を介してエネルギーを供給することもできる。インターフェース又はバス規格として、RS232、RS485、CANを使用できる。モジュールアセンブリのインターフェースは、ワイヤレスであるように設計可能である。Bluetooth(登録商標)又はWifi規格を使用できる。電子機器ユニットは、外部デバイスとの信号接続のために、場合により誘導的に動作するインターフェースを有することができる。これは、データ評価及び/又はデータ表示に使用できる。モジュールアセンブリは、外部装置と連携して、モジュールアセンブリの機能及び測定値の遠隔監視が可能なように設計することができる。モジュールアセンブリの測定値のデータ処理又はデータ評価は、アプリを介して、及び/又はクラウドソリューションを介して実行することができる。モジュールアセンブリは、特にモジュールアセンブリ内で未承認のセンサモジュールの使用が防止されるように、盗用防止手段を有することができる。このような盗用に対する保護は、特にセンサモジュールの識別データのID認識によって達成することができる。モジュールアセンブリは、特に患者モニタリング及び/又は患者ケアのための装置の配管部間で使用できるコネクタの形態で設計することができる。モジュールアセンブリは、患者モニタリング及び/又は患者ケアのための装置の外部流体搬送部品に結合するためのルアー接続部を有することができる。
再使用可能なハウジングモジュールは、単回使用センサモジュールの使用期間を収集するための信号を記録するユニットを有することができる。特に、再使用可能品と共に順次使用された使い捨て器具の数を記録することができる。
電子機器ユニットは、流量センサを制御し、センサ信号を記録し、処理し、送信するための少なくとも1つのデータ処理及び制御部品を有する。このような電子機器ユニットの設計により、モジュールアセンブリの柔軟な使用が可能になる。
これは特に、請求項3に記載のモジュールアセンブリに適用される。
請求項4に記載の電気コネクタは、コスト効率が高い。プラグイン接続は、密閉プラグイン接続として設計することができる。
請求項5に記載のハウジング部のヒンジ接続は、取り扱いが容易であり、センサモジュールの周囲にハウジング部をフォームフィット(形状拘束)することをコスト効率よく実行できる。
請求項6に記載のハウジング部の固定は、そこからの意図しない分離を防止する。その固定は、ハウジング部を相互にスナップイン接続することよって実施することができる。係合の際、定められたクリック音が、ハウジングモジュールが正しく閉鎖されたことを使用者に示すことができる。固定部は、固定部の意図しない緩みを防止する少なくとも1つのラッチ要素を有することができる。ハウジングモジュールは、折り畳んだ接続位置に完全に到達したとき、及び/又は折り畳んだ接続位置に完全に到達していないときに信号を発するためのインジケータユニットを有することができる。
請求項7に記載の少なくとも2つのセンサは、モジュールアセンブリの応用可能性を高める。複数の単回使用センサを使用することができる。流量センサに加えて、例えば、圧力センサ、温度センサ、加速度センサ、又はこれらのセンサの組み合わせを使用することができる。
請求項8に記載のセンサの実施形態は、モジュールアセンブリのコスト効率を高める。使用中に汚染されないセンサは、再使用可能なハウジングモジュールの一部であってもよい。
請求項9に記載の超音波センサは、流路内の気泡検出に使用することができる。このような超音波センサの例は、特許文献6、特許文献7、特許文献8及び特許文献9に見出すことができる。このような超音波センサは、流路内の気泡の低減に使用することができる。
請求項10に記載の流路本体のマルチパート(複数部品)設計は、モジュールアセンブリの応用可能性をさらに広げる。モジュールアセンブリは、複数のセンサを有することができる。複数の流路本体部の各々は、センサの少なくとも1つによって、通過する流体を測定するための測定部として使用され得る。
モジュールアセンブリが複数のセンサを有する場合、各流路部分は、通過する流体を測定するための測定部として、センサの少なくとも1つによって使用され得る。流路部分は、スナップイン接続部を介して相互に接続できる。
請求項11に記載のインジケータユニットは、デジタル式、光学式及び/又は音響式とすることができる。インジケータユニットは、特に測定値の制限を超えたときに警告信号を発するように設計することができる。インジケータユニットは、予め定義された目標測定値と現在の実測値との比較を実行できる。インジケータユニットは、音や色を発するように設計したり、又は振動インジケータとして設計したりできる。インジケータユニットは、測定対象の流体媒体を事前に選択するように構成することができる。
請求項12に記載のポンプユニットは、緊急時に自給自足のモジュールアセンブリを提供することができる。例えば、そのようなポンプユニットは、初期又は動作中にモジュールアセンブリを通る媒体流れの欠如又は不足を、刺激する役割を果たすこともできる。ポンプユニットは、さもなければ重力によって達成可能であろう流体流れを補助又は刺激するために使用することもできる。特定の用途では、そのポンプユニットは、そうでなければ患者モニタリング及び/又は患者ケアのために装置に設けられるであろうポンプの必要性を排除することもできる。ポンプユニットは、再使用可能なハウジングモジュールの電子機器ユニットによって制御可能であってもよい。
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照してより詳細に説明する。
患者モニタリング及び/又は患者ケアのための装置の一部としての、閉鎖型医療用流量センサモジュールアセンブリの斜視図である。 図1のモジュールアセンブリを示す図であり、図1の閉位置において、モジュールアセンブリのセンサモジュールをフォームフィット方式で囲む2つのハウジング部の一方が、開位置に折り曲げられている。 モジュールアセンブリの一実施形態を通る概略的な長手方向断面図であり、図2とは逆向きの流路が図示されている。 図3の線IV-IVにおける断面図である。 図3に類似した表現での、流量センサモジュールアセンブリのさらなる実施形態を示す図であり、図1から図4による実施形態と比較して、流量センサに加えて超音波センサを含まずに設計されている。 図4と同様の、図5によるモジュールアセンブリの断面図である。
医療用流量センサモジュールアセンブリ1は、患者モニタリング及び/又は患者ケアのための設備の一部である。モジュールアセンブリ1は、再使用可能(リユース)とも呼ばれる再使用可能なハウジングモジュール2を有する。ハウジングモジュール2は、2つのハウジング部、すなわちベース部3とカバー部4とを有し、これらはヒンジ部6、7を有するヒンジ5を介してヒンジ軸8を中心に互いにヒンジ結合されている。
折り畳んだ接続位置とも呼ばれ、図1に示されている閉鎖位置において、2つのハウジング部3、4は、単回使用センサモジュール9をフォームフィット(型嵌め)方式に囲む。この型嵌め式の囲いは、一方では、センサモジュール9を折り畳んだ接続位置に機械的に保持する役割を果たし、また、センサモジュールの少なくとも選択された構成部品がセンサモジュール9の長手方向軸10周りに回転するのを防止する役割も果たす。この長手方向軸10は、センサモジュール9の流路本体11の流路10aによって規定される。
単回使用センサモジュール9は、ディスポーザブル(使い捨て)とも呼ばれる。
センサモジュール9は、流路10aを通る流体流量を測定するための流量センサ12を有する。このような流量センサは、例えば特許文献10から知られている。
さらに、センサモジュール9は流量センサインターフェース13(図3参照)を有し、このインターフェースは流量センサ12と信号接続されている。電子機器ユニットインターフェース14は、流量センサインターフェース13と信号接続されている。電子機器ユニットインターフェース14を介して、ハウジングモジュール2の電子機器ユニット15が流量センサ12と信号接続されている。
2つのインターフェース13、14は、ハウジングモジュール2(再使用可能)とセンサモジュール9(使い捨て)の間の電気的なプラグインコネクタとして設計されている。
電子機器ユニット15は、2つのハウジング部3、4のうちの一方、すなわちハウジングカバー部4に収容されている。電子機器ユニット15は、ハウジングカバー部4内の共通回路基板16上に収容される複数の電子部品を有する。これらの部品には、特に、データ処理及び制御部品17、データ記憶部品18、及びセンサ信号を受信、処理、及び送信するための部品18a、18bが含まれる。
電子機器ユニット15又はモジュールアセンブリ1はさらに、外部装置と信号接続するためのインターフェース19を備える。このインターフェース19は誘導インターフェースとして設計することができる。インターフェース19を経由して、外部装置を介して、データ評価、信号及び/又はデータ表示を行うことができる。インターフェース19を介して、モジュールアセンブリの遠隔測定モニタリングも可能である。設計によっては、アプリやクラウドアプリケーションを介してインターフェース19を制御することも可能である。
電子機器ユニット15は、単回使用センサモジュール9のID認識手段だけでなく、盗用防止手段を備えることもできる。
ハウジングモジュール2の2つのハウジング部3、4は、図1、図3、及び図4に従って、折り畳んだ接続位置で互いに固定される。これはスナップイン接続部20によって実現される。
スナップイン接続部20は、2つのハウジング部3、4の一方に取り付けられ、折り畳んだ接続位置で、2つのハウジング部4、3の他方に設計されたラッチタブ又はラッチ溝22とラッチ式に協働するラッチラグ21を有する。図1及び2による実施形態では、ラッチラグ21はハウジングカバー部4に、ラッチタブ22はハウジングベース部3に配置されている。
スナップイン接続部20のラッチ力に打ち勝つのを容易にするため、ハウジングベース部3には突起状の作動部23が形成されている。図1において作動部23を上方から押圧すると、ラッチタブ22が持ち上がって関連するラッチラグ21から外れ、ハウジングカバー部4は、図2に示すように、折り畳んだ接続位置から開放位置にスイングして開くことができる。作動部23が作動したときにハウジングカバー部4の解放を容易にするために、ハウジングカバー部4は、ラッチタブ22がラッチラグ21から外れた後に、開放位置まで少なくとも少しスイングして開くように、折り畳んだ接続位置でプレテンションをかけることができる。
流路本体11は、複数部分、すなわち2つの部分から構成され、それ故、異なる流路本体部11a及び11bによって形成される2つの連続する流路部分を有する。流れ方向24における下流の流路本体部11aには、流路10aを通る流体の流れを測定するための流量センサ12が配置されている。この流路本体部11aの上流側には、さらなる流路本体部11bが配置されており、この流路本体部11bは、スナップイン接続部25を介して次の流路本体部11aに強固に接続されている。先導する流路本体部11bによって形成される流路部分の領域において、この流路本体部11bは、狭窄部26を備えて構成される。狭窄部26は、外周溝の形態であってもよい。図3による概略図では、この溝は、図2による図よりも軸方向に延びていないように示されている。
狭窄部26の領域では、再使用可能な超音波センサ29の2つのセンサ部品27、28が、特に流体中に混入された気泡を検出するために、流路10aを通って流れる流体と相互作用する。この測定作業に適した超音波センサは、特許文献7、特許文献8、特許文献11、及び例えば特許文献6から知られている。
超音波センサは再使用可能なセンサで、ハウジングモジュール2の一部である。
超音波センサ部品27は、電子機器ユニット15の回路基板16のうち、流路本体部11bの狭窄部26に面する側に実装されている。このため、超音波センサ部品27は、収容カバー部4に収容される。超音波センサ部品27は、電子機器ユニット15のDV制御部品17によって制御される。
超音波センサ部品28は、ハウジングベース部3に収容され、また、流路本体部11bの狭窄部26に面している。狭窄部26、ひいてはそれによって囲まれた流路10aの部分は、したがって、2つの超音波センサ部品27、28の間に位置する。
ハウジングベース部3に収容されている超音波センサ部品28は、ハウジングベース部3に全体として収容されている更なる電子機器ユニット31の回路基板30上に配置されている。この回路基板30には、特に超音波センサ部品28を制御する機能を有する付加的なデータ処理部品32が搭載されている。部品17、18、18a、18bに関連して上で説明した他の機能も、データ処理部品32によって実行することができる。
2つの電子機器ユニット15、31は、電子機器ユニットインターフェースを介して互いに信号接続されている。この電子機器ユニットインターフェースは、電気プラグイン(差し込み式)接続33として設計されている(図4参照)。2つのハウジング部3、4の折り畳んだ接続位置では、電気プラグイン接続33の信号ルーティング部品34、35は外部から密閉されている。
2つの電子機器ユニット15、31及び/又は上記で説明したインターフェースは、例えばBluetooth(登録商標)又はWifi規格を介して、互いに無線で信号接続することもできる。
流路本体部11a及び11bによって画定される各流路部分は、それぞれ1つのセンサ、すなわち、一方では超音波センサ29によって、他方では流量センサ12によって、流れる流体を測定するための測定部として使用される。
インターフェース19はまた、例えば警告信号のようなデジタル、光学及び/又は音響信号を出力できるインジケータユニットとして設計することもできる。センサ12、29を介して測定されたデータに応じて、制限違反表示、すなわち、流量及び/又は、該当する場合、検出された気泡量についての事前に定義された測定値制限を超えたという表示を、インジケータユニット19を介して与えることができる。この場合、指定された目標測定値と測定された実測値との間で比較を行うことができる。インジケータユニット19は、異なるトーン又はトーンシーケンスを発することができる。インジケータユニット19は、異なる色で点灯したり、光のシーケンスを模倣したりすることができる。インジケータユニット19は、インジケータ振動モジュールを有してもよい。
モジュールアセンブリ1は、流路10aを通る媒体の流れを生成する再利用可能なポンプユニット36をさらに備えることができる。ポンプユニット36は、図3においてハウジングベース部3に収容された状態で概略的に示されている。例えば、蠕動(ぜんどう)ポンプを使用することができる。マイクロポンプの使用も可能である。
図5及び図6を参照して、流量センサモジュールアセンブリ40のさらなる実施形態を以下に説明する。図1から図4に関して以前に説明したものに対応する構成要素及び機能は、同じ参照符号を付し、再度詳細に説明しない。
モジュールアセンブリ40には、超音波センサ29を備えたベース側電子機器ユニット31がない。従って、電気プラグインコネクタ33及び流路本体部11bも省略することができる。それ以外は、モジュールアセンブリ40はモジュールアセンブリ1に対応する。
流量センサモジュールアセンブリ1は以下のように使用される。
最初の操作では、2つのハウジング部3、4がヒンジ5のヒンジ軸8を中心に折りたたまれ、開いた位置になる。ここで、図2に示すように、センサモジュール9がハウジングモジュールのハウジングベース部3の相補的な凹部に挿入される。次に、図1に示すように、ハウジングカバー部4が閉位置になり、スナップイン接続部20がハウジングカバー部4を閉位置でラッチして固定する。
一方ではハウジングベース部3で、他方ではハウジングカバー部4で、センサモジュール9の形状に相補的なハウジング受け部により、ハウジング部3、4はセンサモジュール9をぴったりと合うように囲むことになる。特に、これにより、センサモジュール9が長手方向軸10を中心に回転することが防止される。
次に、センサモジュールと、患者モニタリング及び/又は患者ケアのための装置のさらなる流体搬送部品(特にチューブ部分)との間の接続は、流路本体11の両端において、ルアー接続として設計できる接続部42、43を介して確立される。
モジュールアセンブリ1は、これで使用準備が整い、流路10aを通る流体の流れと、流体と共に運ばれる気泡の量の両方を、それぞれの電子機器ユニット15、31を介して制御されるセンサ12、29を使用して測定できる。そして、対応する測定データは、それぞれの電子機器ユニット15、31を介して記録され、保存され、処理され、それぞれのインターフェースを介して外部装置に出力される。モジュールアセンブリ1が適切に設計されていれば、対応する信号(特に警告信号)は、インジケータユニット19を介して出力することもできる。
電子機器ユニット15、31の一部として対応するタイマーを介して監視することができる、単回使用センサモジュール9の所定の動作時間に達するとすぐに、センサモジュール9を交換する必要があることが、対応するディスプレイを介して表示される。スナップイン接続部20を乗り越えることにより、ハウジングカバー部4が開かれ、図2に示すように開放位置にもたらされる。その後、使用済みのセンサモジュール9を取り外し、未使用のセンサモジュール又は再調整されたセンサモジュールと交換することができる。
1 医療用流量センサモジュールアセンブリ
2 ハウジングモジュール
3 ハウジング部(ハウジングベース部)
4 ハウジング部(ハウジングカバー部)
5 ヒンジ
6、7 ヒンジ部
8 ヒンジ軸
9 単回使用センサモジュール
10 長手方向軸
10a 流路
11 流路本体
11a、11b 流路本体部
12 流量センサ
13 流量センサインターフェース
14 電子機器ユニットインターフェース
15、31 電子機器ユニット
16 回路基板
17、18、18a、18b 部品
19 インターフェース(インジケータユニット)
20、25 スナップイン接続部
21 ラッチラグ
22 ラッチ溝(ラッチタブ)
23 作動部
24 流れ方向
26 狭窄部
27、28 センサ部品
29 超音波センサ
30 回路基板
32 データ処理部品
33 電気プラグイン接続
34、35 信号ルーティング部品
36 ポンプユニット
40 流量センサモジュールアセンブリ
42、43 接続部

Claims (12)

  1. 患者モニタリング及び/又は患者ケアのための装置の一部としての医療用流量センサモジュールアセンブリ(1)であって、
    少なくとも1つの単回使用センサモジュール(9)と、
    前記センサモジュール(9)を受容するための、少なくとも1つの再使用可能なハウジングモジュール(2)と、を有し、
    前記単回使用センサモジュール(9)は、
    少なくとも1つの流路(10a)を有する流路本体(11)と、
    前記流路(10a)を通る流体流れを測定するための流量センサ(12)と、
    前記流量センサ(12)と信号接続する流量センサインターフェース(13)と、を含み、
    前記再使用可能なハウジングモジュール(2)は、
    少なくとも1つの電子機器ユニット(15)と、
    電子機器ユニットインターフェース(14)であって、それを介して前記電子機器ユニット(15)が前記流量センサインターフェース(13)と信号接続する電子機器ユニットインターフェース(14)と、を含み、
    前記再使用可能なハウジングモジュール(2)は、前記単回使用センサモジュール(9)をフォームフィット方式で囲む少なくとも2つのハウジング部(3、4)を有し、
    前記電子機器ユニット(15)は、前記流量センサ(12)を制御し、センサ信号を受信し、処理し、送信するための少なくとも1つのデータ処理及び制御部品(17、18、18a、18b)を含むことを特徴とする、医療用流量センサモジュールアセンブリ(1)。
  2. 前記電子機器ユニット(15)は、外部装置との信号接続のためのインターフェース(19)を備えることを特徴とする、請求項1に記載のモジュールアセンブリ。
  3. 前記2つのハウジング部(3、4)は、それぞれ電子機器ユニット(31、15)を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載のモジュールアセンブリ。
  4. 前記少なくとも2つの電子機器ユニット(15、31)は、前記ハウジング部(4、3)の間の電気プラグイン接続(33)を介して互いに信号接続していることを特徴とする、請求項3に記載のモジュールアセンブリ。
  5. 前記2つのハウジング部(3、4)は、スイベルジョイント(5)によって互いにヒンジ接続されていることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のモジュールアセンブリ。
  6. 前記ハウジングモジュール(2)は、前記2つのハウジング部(3、4)が折り畳んだ接続位置で互いに固定的に接続されるように設計されていることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のモジュールアセンブリ。
  7. 少なくとも2つのセンサ(12、29)を備え、そのうちの1つは、前記センサモジュール(9)の前記流量センサ(12)であることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のモジュールアセンブリ。
  8. 前記センサ(12、29)の1つが、再使用可能なセンサ(29)として前記再使用可能なハウジングモジュール(2)の一部であることを特徴とする、請求項7に記載のモジュールアセンブリ。
  9. 前記再使用可能なセンサ(29)は、超音波センサとして設計されていることを特徴とする、請求項8に記載のモジュールアセンブリ。
  10. 前記流路本体(11)は、前記流路(10a)が異なる流路本体部(11a、11b)によって形成される複数の連続した流路部分を有するように、複数部品からなるように構成されることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のモジュールアセンブリ。
  11. 前記ハウジングモジュール(2)は、インジケータユニットを有することを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のモジュールアセンブリ。
  12. 前記流路(10a)を通る媒体の流れを生成するための再使用可能なポンプユニット(36)を備えることを特徴とする、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のモジュールアセンブリ。
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