WO2013050127A2

WO2013050127A2 - Vorrichtung zum einspannen einer schlauchleitung für die bestimmung der konzentration eines blutbestandteils

Info

Publication number: WO2013050127A2
Application number: PCT/EP2012/004099
Authority: WO
Inventors: Martin Kaiser; Reinhard Köhler; Wei Zhang; Carsten Müller
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-04-11
Also published as: CN103857336B; US20130090540A1; CN103857336A; US8773649B2; WO2013050127A3; DE102011114930B3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen einer Schlauchleitung für die Bestimmung der Konzentration eines Bestandteils von Blut in einer Schlauchleitung, insbesondere in der Schlauchleitung eines extrakorporalen Blutkreislaufs einer extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt über eine Einspanneinheit (12) mit zwei Aufhahmeelementen (15, 16) und einen elektromotorisch angetriebenen Betätigungsmechanismus (17). Der Betätigungsmechanismus (17) ist derart ausgebildet, dass unter Aufbringung einer Spannkraft das erste und zweite Aufnahmeelement (15, 16) aus einer die Schlauchleitung freigebenden Stellung in eine die Schlauchleitung einspannende Stellung bewegbar sind. Darüber hinaus verfügt die Vorrichtung über einen Entriegelungsmechanismus (38), der derart ausgebildet ist, dass durch Betätigung eines Entriegelungselements (39) der Betätigungsmechanismus in der die Schlauchleitung einspannenden Stellung von dem elektromotorischen Antrieb (43) abkoppelbar ist. Der Entriegelungsmechanismus (38) erlaubt, die Aufnahmeelemente aus der die Schlauchleitung einspannenden Stellung von Hand einfach und schnell in die Stellung zu überführen, in der die Aufnahmeelemente die Schlauchleitung freigeben.

Description

Vorrichtung zum Einspannen einer Schlauchleitung für die Bestimmung der Konzentration eines Blutbestandteils

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen einer Schlauchleitung für die Bestimmung der Konzentration eines Bestandteils von Blut in einer Schlauchleitung, insbesondere in der Schlauchleitung eines extrakorporalen Blutkreislaufs einer

extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung, die eine Einspanneinheit für die

Schlauchleitung und eine Messeinheit zum Einkoppeln von elektromagnetischer Strahlung in das Blut und zum Messen von elektromagnetischer Strahlung, die aus dem Blut austritt, aufweist.

Zur Bestimmung der Konzentration von bestimmten Bestandteilen im Blut eines Patienten sind verschiedene Verfahren bekannt. Im Stand der Technik sind Verfahren zur Messung der Konzentration von Blutbestandteilen bekannt, die eine Entnahme einer Blutprobe voraussetzen. Es sind aber auch Messverfahren bekannt, bei denen die Konzentration von Blutbestandteilen gemessen wird, während das Blut durch die Schlauchleitung strömt. Diese Verfahren finden insbesondere dann Anwendung, wenn bei einer extrakorporalen Blutbehandlung das Blut in der Schlauchleitung eines extrakorporalen Blutkreislaufs fließt.

Die WO 2008/00433 AI beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von bestimmten Blutbestandteilen in einer mit Blut gefüllten im Wesentlichen

transparenten Schlauchleitung eines extrakorporalen Blutkreislaufs. Die bekannte

Vorrichtung erlaubt insbesondere die Bestimmung der Hämoglobinkonzentration und des Anteils der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) am Gesamtvolumen des Bluts. Während der Messung ist die Schlauchleitung zwischen zwei parallelen, ebenen Anlageflächen eingespannt, so dass sich der Schlauch an den einander gegenüberliegenden Seiten verformt. Mit einem Lichtemitter wird Licht einer bestimmten Wellenlänge durch die transparente Schlauchleitung in das Blut eingekoppelt, während mit einem Lichtdetektor das gestreute oder transmittierte Licht gemessen wird. Der Hämatokrit wird dann aus dem Verhältnis der Intensität des in das Blut eintretenden und aus dem Blut austretenden Lichts bestimmt.

Aus der EP 1 579 196 Bl ist eine Vorrichtung zur Bestimmung von Blutbestandteilen bekannt, die über eine Einspanneinheit zum Einspannen der Schlauchleitung und eine Messeinheit verfügt. Die Einspanneinheit ist derart ausgebildet, dass die eingespannte Schlauchleitung einen quadratischen Querschnitt hat. Die Messeinheit verfügt über mehrere Lichtemitter und Lichtdetektoren, die um den Umfang der Schlauchleitung angeordnet sind. Die Lichtemitter und Lichtdetektoren sind derart angeordnet, dass die Lichtemitter in einer anderen Ebene als die Lichtdetektoren liegen, so dass sich

Lichtemitter und Lichtdetektoren nicht einander gegenüberliegen. Zur Messung der Blutparameter wird die Schlauchleitung in der Einspanneinheit verformt. Dabei ist darauf zu achten, dass die Schlauchleitung sich nicht in der Einspanneinheit verklemmt.

Die Bestimmung der Blutparameter sollte für den Anwender mit hoher Genauigkeit und geringem Aufwand möglich sein. Eine genaue Bestimmung der Blutparameter setzt eine reproduzierbare Einspannung der Schlauchleitung unter vorgegebenen Bedingungen voraus. Dabei kann der Aufwand für die Messungen verringert werden, wenn der

Messablauf automatisiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einspannen einer Schlauchleitung für die Bestimmung der Konzentration von Blutbestandteilen in einer Schlauchleitung zu schaffen, die einen automatisierten Messablauf mit hoher

Messgenauigkeit erlaubt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspannen einer Schlauchleitung verfügt über eine Einspanneinheit mit zwei Aufhahmeelementen und einen elektromotorisch

angetriebenen Betätigungsmechanismus. Der Betätigungsmechanismus ist derart ausgebildet, dass unter Aufbringung einer Spannkraft das erste und zweite

Aufhahmeelement aus einer die Schlauchleitung freigebenden Stellung in eine die

Schlauchleitung einspannende Stellung bewegbar sind. Mit dem elektromotorisch angetriebenen Betätigungsmechanismus kann nicht nur die Einspannung der Schlauchleitung automatisiert werden, sondern auch eine reproduzierbare Messung der Blutparameter erzielt werden.

Darüber hinaus verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über einen

Entriegelungsmechanismus, der derart ausgebildet ist, dass durch Betätigung eines Entriegelungselements der Betätigungsmechanismus in der die Schlauchleitung einspannenden Stellung von dem elektromotorischen Antrieb abkoppelbar ist. Der Entriegelungsmechanismus erlaubt, die Aufnahmeelemente der Einspanneinheit aus der die Schlauchleitung einspannenden Stellung von Hand einfach und schnell in die Stellung zu überführen, in der die Aumahmeelemente die Schlauchleitung freigeben. Damit können auch bei einem Ausfall des elektromotorischen Antriebs die Aumahmeelemente jederzeit geöffnet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Betätigungsmechanismus ein

Kniehebelsystem auf, mit dem sich der Einspannvorgang der Schlauchleitung unter Aufbringung einer vorgegebenen Spannkraft ausführen lässt. Mit dem Kniehebelsystem kann auf die Schlauchleitung bei verhältnismäßig geringem Hubweg der

Aufnahmeelemente eine relativ große Spannkraft aufgebracht werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verbindet das Entriegelungselement des Entriegelungsmechanismus in der verriegelten Stellung einen Mitnehmer eines

Spindelantriebs mit einem Betätigungselement des Kniehebelsystems, sodass der

Mitnehmer das Betätigungselement mitnimmt. In der entriegelten Stellung gibt der Mitnehmer das Betätigungselement frei. Wenn der Mitnehmer das Betätigungselement freigibt, kann das Betätigungselement von Hand aus der die Schlauchleitung

einspannenden Stellung in die Stellung verschoben werden, in der die Auf ahmeelemente die Schlauchleitung freigeben.

Der elektromotorische Spindelantrieb erlaubt mit der Unterstützung des Kniehebelsystems bei einer relativ geringen Motorleistung die Aufbringung einer verhältnismäßig großen reproduzierbaren Spannkraft auf die Schlauchleitung. Das Kniehebelsystem umfasst vorzugsweise zwei zusammenwirkende Kniehebel, die von dem Betätigungselement des Betätigungsmechanismus betätigt werden.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Mitnehmer ein im Wesentlichen hohlzylindrischer Körper mit einem Innengewinde ist, der auf der Spindel des Spindelantriebs sitzt, während das Betätigungselement ein im Wesentlichen

hohlzylindrischer Körper ist, der längsverschiebbar auf dem hohlzylindrischen Körper des Mitnehmers sitzt. Bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform weist der hohlzylindrische Körper des Betätigungselements bzw. Mitnehmers vorzugsweise quer zur Längsachse verlaufende Ausnehmungen oder Nuten auf. Das Entriegelungselement weist vorzugsweise einen Verriegelungsstift auf, der in der verriegelten Stellung in die

Ausnehmungen oder Nuten des Betätigungselements bzw. Mitnehmers eingreift, sodass Betätigungselement und Mitnehmer miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist das Entriegelungselement schwenkbar, sodass durch Verschwenken des Entriegelungselements Mitnehmer und Betätigungselement in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Betätigungsmechanismus mindestens ein Paar von Hebelarmen auf, wobei das erste Aufnahmeelement an dem einen Endstück des einen Hebelarms und das zweite Aufhahmeelement an dem einen Endstück des anderen Hebelarms befestigt ist. Die anderen Endstücke der Hebelarme sind jeweils an einer Lagerstelle drehbar gelagert. Vorzugsweise ist mindestens eine der beiden

Lagerstellen, an denen die anderen Endstücke der Hebelarme drehbar gelagert sind, derart ausgebildet, dass das Endstück des Hebelarms zwischen zwei Anschlägen verschiebbar ist. Dabei ist das Endstück des Hebelarms in Richtung eines Anschlags federnd vorgespannt.

Der Betätigungsmechanismus mit den beiden Hebelarmen erlaubt eine reproduzierbare Aufbringung einer vorgegebenen Vorspannkraft unabhängig von Fertigungstoleranzen sowie äußeren Einflüssen, beispielsweise Temperaturänderungen oder Alterung der Materialien, die auf den Betätigungsmechanismus einwirken können. Dabei wird mit der federnden Vorspannung eine definierte Spannkraft ausgeübt. Bei einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform ist zur Aufbringung der federnden Vorspannung mindestens eine Druckfeder versehen, die zwischen den beiden Hebelarmen angeordnet ist.

Eine gleichmäßige Aufbringung der Vorspannkraft über die gesamte Länge bzw. Breite der Aufhahmeelemente wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass ein erstes Paar von Hebelarmen und ein zweites Paar von Hebelarmen vorgesehen sind, wobei das erste Paar von Hebelarmen auf der einen Seite der Aufnahmeelemente, insbesondere an dessen Stirnseiten, und das zweite Paar von Hebelarmen an der anderen Seite der

Aufhahmeelemente, insbesondere an deren Stirnseiten, angeordnet ist.

Ein Verspannen bzw. Verklemmen der Schlauchleitung wird vorzugsweise dadurch vermieden, dass die Aufhahmeelemente pendelnd an den Hebelarmen gelagert sind. Dabei ist die Pendelbewegung vorzugsweise durch Anschläge begrenzt, so dass die

Aufhahmeelemente nur leicht gekippt werden können.

Darüber hinaus werden die Aufhahmeelemente vorzugsweise beim Verspannen der Schlauchleitung durch Führungselemente in einer definierten Lage gehalten. Die

Führungselemente weisen an den Aufhahmeelementen angreifende Führungsflächen auf, die derart ausgerichtet sind, dass sich die Aufhahmeelemente auf einer Achse aufeinander zu bewegen oder voneinander weg bewegen, ohne dabei schräggestellt bzw. versetzt zu werden.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das erste

Aufnahmeelement zwei rechtwinklig zueinander stehende ebene Anlageflächen und das zweite Aufnahmeelement zwei rechtwinklig zueinander stehende ebene Anlageflächen aufweist, wobei das erste und zweite Aufnahmeelement auf einer Achse gegeneinander bewegbar sind, die mit den ebenen Anlageflächen des ersten und zweiten

Aufnahmeelements einen Winkel von 45° einschließt. Dabei ist unerheblich, wie die beiden Aufhahmeelemente ausgebildet sind, solange die rechtwinklig zueinanderstehenden ebenen Anlageflächen vorhanden sind. Die Aufnahmeelemente mit den ebenen

Anlageflächen verformen die Schlauchleitung beim Schließen der Einspanneinheit. Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung zusammen mit einer

Vorrichtung zum Bestimmen der Konzentration eines Blutbestandteils in stark vereinfachter schematischer Darstellung,

Fig. 2 das eine Aufnahmeelement der Einspanneinheit der Vorrichtung zum

Bestimmen der Konzentration eines Blutbestandteils in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 das andere Aufnahmeelement der Einspanneinheit in perspektivischer

Darstellung,

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung des elektromotorischen Antriebs und des

Betätigungsmechanismus der Vorrichtung zum Einspannen der

Schlauchleitung,

Fig. 5 A eine Teilansicht des elektromotorischen Antriebs und des

Betätigungsmechanismus in der die Schlauchleitung freigebenden Stellung und

Fig. 5 B eine Teilansicht des elektromotorischen Antriebs und des

Betätigungsmechanismus in der die Schlauchleitung einspannenden Stellung.

Fig. 1 zeigt nur die für die Erfindung wesentlichen Komponenten einer Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung in stark vereinfachter schematischer Darstellung. Die extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung, beispielsweise Dialysevorrichtung, verfügt über einen Dialysator oder Filter 1 , der durch eine semipermeable Membran 2 in eine Blutkammer 3 und eine Dialysierfüssigkeitskammer 4 unterteilt ist. Von dem Patienten fuhrt eine arterielle Blutleitung 5 zu der Blutkammer 3, während von der Blutkammer 3 eine venöse Blutleitung 6 abgeht, die zu dem Patienten führt. Eine in der arteriellen Blutleitung 5 angeordnete Blutpumpe 7 fördert das Blut im extrakorporalen Blutkreislauf I. Das Dialysierflüssigkeitsssystem II der Dialysevorrichtung ist nur andeutungsweise dargestellt. Es umfasst eine zu der Dialysierflüssigkeitskammer 4 führende

Dialysierflüssigkeitszuführleitung 8 und eine von der Dialysierflüssigkeitskammer 4 abgehende Dialysierflüssigkeitsabführleitung 9. Bei der arteriellen und venösen

Blutleitung 5, 6 handelt es sich um Schlauchleitungen, die für Licht zumindest teilweise durchlässig sind. Darüber hinaus verfügt die Blutbehandlungsvorrichtung über eine zentrale Steuereinheit 10, mit der die einzelnen Komponenten, bspw. die Blutpumpe 7 gesteuert werden.

Die Vorrichtung 11 zur Bestimmung der Konzentration von bestimmten Bestandteilen im Blut des Patienten kann Bestandteil der extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung sein oder eine separate Baugruppe bilden. Wenn die Vorrichtung 11 Bestandteil der

Blutbehandlungsvorrichtung ist, kann sie von den Komponenten Gebrauch machen, die in der Blutbehandlungsvorrichtung ohnehin vorhanden sind.

Die Vorrichtung 1 1 zum Bestimmen der Konzentration von Blutbestandteilen, insbesondere der Hämoglobinkonzentration (Hb), des Hämatokrit (Hkt) oder des relativen Blutvolumens (RBV) verfügt über eine in Fig. 1 nur andeutungsweise dargestellte Einspanneinheit 12 zur Aufnahme der Schlauchleitung, insbesondere der arteriellen Blutleitung 5, und eine Messeinheit 13 zum Einkoppeln von Licht in das durch die Blutleitung 5 strömende Blut und Messen des aus dem Blut austretenden Lichts. Die Messeinheit 13 wirkt mit einer Rechen- und Auswerteinheit 14 zusammen, die aus den Messwerten die Konzentration des Blutbestandteils bestimmt. Auf die Beschreibung der Auswertung der Messwerte zur Bestimmung der Blutbestandteile im Einzelnen wird verzichtet, da die Bestimmung der Konzentration des Blutbestandteils aus den Messwerten bekannt ist. Die Bestimmung der Blutbestandteile wird bspw. in der EP 1 579 196 Bl im Einzelnen beschrieben. Bei dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel ist die Rechen- und Auswerteinheit 14 zum Bestimmen der Konzentration eines Blutbestandteils Bestandteil der zentralen

Steuereinheit 10 oder Rechen- und Auswerteinheit der extrakorporalen

Blutbehandlungsvorrichtung. Es können aber auch getrennte Einheiten vorgesehen sein.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Aufhahmeelemente 15, 16 der Einspanneinheit 12 zusammen mit der Messeinheit 13 der Vorrichtung 11 zur Bestimmung der Blutparameter.

Die Einspanneinheit 12 weist zwei Aufhahmeelemente 15, 16 auf, zwischen denen die runde Schlauchleitung eingespannt wird, so dass die Schlauchleitung einen quadratischen Querschnitt erhält. Zum Einlegen der Schlauchleitung können die Aufhahmeelemente 15, 16 entlang einer Achse gegeneinander verfahren werden. Zum Bewegen der

Einspannelemente 15, 16 aus einer die Schlauchleitung freigebenden Stellung in eine die Schlauchleitung einspannende Stellung dient ein elektromotorisch angetriebener

Betätigungsmechanismus, der in den Figuren 2 und 3 nicht dargestellt ist.

Die Aufhahmeelemente 15, 16 weisen jeweils zwei ebene Anlageflächen 15A, 15B bzw. 16A, 16B auf, die jeweils einen rechten Winkel einschließen. Die Achse, auf der die Aufhahmeelemente 15, 16 verfahren werden, schließen mit den ebenen Anlageflächen 15A, 15B bzw. 16A, 16B einen Winkel von 45° ein.

Die Messeinheit 13 verfügt über mehrere Lichtemitter und Lichtdetektoren 13A, die um den Umfang der Schlauchleitung angeordnet sind. Die ebenen Anlageflächen der

Aufhahmeelemente weisen entsprechende Lichtaustritts- und -eintrittsöffhungen auf. Die Lichtemitter und Lichtdetektoren 13A sind Leuchtdioden (LEDs).

Nachfolgend werden der elektromotorische Antrieb sowie der Betätigungsmechanismus der Einspanneinheit im Einzelnen beschrieben.

Die Einspanneinheit 12 verfügt über die unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschriebenen Aufhahmeelemente 15 und 16, die zum Einspannen der Schlauchleitung aus einer die Schlauchleitung freigebenden Stellung in eine die Schlauchleitung einspannenden Stellung unter Aufbringung einer vorgegebenen Spannkraft aufeinander zu bewegt werden. Zum Verspannen der Aufhahmeelemente ist ein Betätigungsmechanismus 17 vorgesehen, der von einem elektromotorischen Antrieb 43 angetrieben wird.

Der Betätigungsmechanismus 17 umfasst ein erstes Paar von Hebelarmen 18, 19, die an der einen Seite der beiden Aufhahmeelemente 15, 16 angeordnet sind, und ein zweites Paar von Hebelarmen, die an der anderen Seite der Aufhahmeelemente 15, 16 angeordnet sind.

In der in Fig. 4 dargestellten Lage wird der eine Hebelarm als oberer Hebelarm 18 und der andere Hebelarm als unterer Hebelarm 19 bezeichnet, wobei die auf der einen Seite der Aufhahmeelemente liegenden Hebelarme 18, 19 als vordere und die auf der anderen Seite liegenden Hebelarme als hintere Hebelarme bezeichnet werden. Der obere vordere Hebelarm 18 ist in Fig. 4 durchbrochen dargestellt, sodass der hintere obere Hebelarm 18' sichtbar ist. Da der Aufbau symmetrisch ist, wird nur der Teil des

Betätigungsmechanismus 17 beschrieben, der das vordere Hebelarmpaar 18, 19 umfasst. Der Teil des Betätigungsmechanismus für das hintere Hebelarmpaar ist mit dem des vorderen Hebelarmpaars identisch.

Die Aufhahmeelemente 15 und 16 sind pendelnd an den vorderen Endstücken der Hebelarme 18, 19 gelagert. Die Lagerstelle für das obere Aufhahmeelement 15 ist mit 20 und die Lagerstelle für das untere Aufhahmeelement 16 ist mit 21 bezeichnet. Die Lagerung kann mittels nicht dargestellter Stifte erfolgen, die in Bohrungen der

Aufhahmeelemente 15, 16 und Hebelarme 18, 19 sitzen.

Zur Begrenzung der Pendelbewegung dienen Stifte 22, 23, die sich aus den

Aufhahmeelementen 15, 16 in Bohrungen 24, 25 der Hebelarme 18, 19 erstrecken, die seitlich neben den Lagerstellen 20, 21 angeordnet sind und einen größeren

Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Stifte 22, 23 haben. Folglich bilden die oberen bzw. unteren Bereiche der Bohrungen 24, 25 Anschläge, mit denen die

Pendelbewegungen der Aufhahmeelemente 15, 16 begrenzt wird. Die Aufhahmeelemente können somit nur leichte Kippbewegungen ausüben. Während an den vorderen Endstücken der beiden Hebelarmpaare die Aufnahmeelemente 15, 16 pendelnd gelagert sind, sind die hinteren Endstücke der Hebelarmpaare drehbar an einem Teil des Gehäuses 26 der Einspanneinheit gelagert. Die obere Lagerstelle des oberen Hebelarms 18 ist mit 27 und die untere Lagerstelle des unteren Hebelarms 19 ist mit 28 bezeichnet. Die obere Lagerstelle 27 wird von einem Stift 27A des Gehäuseteils 26 gebildet, der in einer Bohrung 27B im hinteren Endstück des oberen Hebelarms 18 sitzt. Die untere Lagerstelle 28 wird von einem Stift 28A gebildet, der einen größeren

Durchmesser als der Stift 27A der oberen Lagerstelle 27 hat und in einem Langloch 28B an dem hinteren Endstück des unteren Hebelarms 19 sitzt. Das Langloch 28B des unteren Hebelarms 19 erstreckt sich quer zur Längsrichtung der Hebelarme 18, 19. Folglich kann der untere Hebelarm 19 eine leichte Kippbewegung nach oben oder unten ausüben.

Der untere Hebelarm 19 wird von einer zwischen dem oberen und unteren Hebelarm 18, 19 im Bereich deren Endstücke angeordneten Druckfeder 29 in eine Stellung federnd vorgespannt, in der der untere Stift 28A an dem oberen Teil des Langlochs 28B anschlägt. In dieser Position ist der untere Hebelarm 19 leicht schräg gestellt, wobei das vordere Endstück des Hebelarms 19 leicht nach oben zeigt. Diese Position, in der die

Aufhahmeelemente 15, 16 geöffnet sind, ist in Fig. 4 nicht dargestellt. In Fig. 4 ist die geschlossene Position gezeigt.

Die beiden Aufnahmeelemente 15, 16 werden dadurch aufeinander zu bewegt bzw.

voneinander wegbewegt, dass die Hebelarme 18, 19 von einem Kniehebelsystem 30, das an den beiden Lagerstellen 27, 28 angreift, nach oben oder unten verschwenkt werden. Das Kniehebelsystem 30 wird von dem elektromotorischen Antrieb 43 betätigt.

Zunächst wird das Kniehebelsystem 30 im Einzelnen beschrieben. Das Kniehebelsystem 30 weist ein erstes Paar von Hebeln 30A und 30B und ein zweites Paar von Hebeln 30C und 30D auf. Das erste Hebelpaar 30A, 30B umfasst einen oberen und einen unteren Hebel 30A bzw. 30B, während das zweite Hebelpaar einen oberen und einen unteren Hebel 30C bzw. 30D umfasst. Die inneren Enden der Hebel 30A, 30B des ersten Hebelpaars sind an einer inneren Gelenkstelle 30E gelenkig miteinander verbunden, während die inneren Enden der Hebel 30C, 30D des zweiten Hebelpaars an einer inneren Gelenkstelle 30F gelenkig miteinander verbunden sind. Die äußeren Enden der Hebel 30A bis 3 OD der beiden Hebelpaare sind an den Gelenkstellen 30G gelenkig miteinander verbunden.

Die Hebel 30C, 30D des zweiten Hebelpaars sind als dreieckformige Laschen ausgebildet, die an seitliche zu den Gelenkstellen 30G versetzt angeordneten Gelenkstellen 3 OH, 301 mit dem oberen bzw. unteren Hebelarm 18, 19 gelenkig verbunden sind.

Wenn die Gelenkstellen 30H, 301 in einer quer zur Längsachse der Hebelarme 18, 19 verlaufenden Richtung aufeinander zu bzw. wegbewegt werden, werden die Hebelarme um die Lagerstellen 27, 28 verschwenkt, sodass sich die Aufnahmeelemente 15, 16 öffnen bzw. schließen.

Die pendelnd gelagerten Aufnahmeelemente 15, 16 werden beim Öffnen und Schließen von Führungselementen 31, 32 gegeneinander ausgerichtet. Die Führungselemente 31, 32 weisen Führungsflächen 31A, 31 B auf, die an den vorderen Flächen der

Aufnahmeelemente angreifen. Die Führungsflächen 31A, 31B der Führungselemente 31, 32 liegen in einer Ebene, die sich senkrecht zu der Längsachse a der Einspanneinheit erstreckt. In Fig. 4 sind die Führungselemente 31, 32 nur andeutungsweise dargestellt.

Wenn das Kniehebelsystem 30 betätigt wird, werden die Hebel 30C, 30D des zweiten Hebelpaars derart verschwenkt, dass sich die Gelenkstellen 30H, 301 aufeinander zu bzw. aufeinander wegbewegen. Dadurch werden die Aufnahmeelemente 15, 16 geschlossen bzw. geöffnet.

Nachfolgend wird der elektromotorische Antrieb 43 zur Betätigung des Kniehebelsystems 30 im Einzelnen beschrieben.

Der elektromotorische Antrieb 43 umfasst einen Elektromotor 33 mit einem Spindelantrieb 34. Die Spindel 35 des Spindelantriebs 34 erstreckt sich in Längsrichtung der Einspanneinheit zwischen den beiden Hebelarmpaaren. Auf der Spindel 35 sitzt ein als hohlzylindrischer Körper ausgebildeter Mitnehmer 36, der ein Innengewinde 36A aufweist (Fig. 5A, Fig. 5B). Durch Drehen der Spindel 35 mit dem Elektromotor 33 wird der Mitnehmer 36 in Richtung der Längsachse der Einspanneinheit vor bzw. zurückgeschoben.

Fig. 5A und Fig. 5B zeigen in teilweise geschnittener Darstellung einen Teil des

Betätigungsmechanismus 17 und des elektromotorischen Antriebs 43 bei geöffneten Aufhahmeelementen 15, 16 (Fig. 5A) und bei geschlossenen Aufnahmeelementen (Fig. 5B). Die Figuren Fig. 5A und Fig. 5B zeigen, dass der hohlzylindrische Mitnehmer 36 in der Bohrung eines Betätigungselements 37 sitzt, das ebenfalls als hohlzylindrischer Körper ausgebildet ist. Wenn Betätigungselement 37 und Mitnehmer 36 nicht miteinander verriegelt sind, kann das Betätigungselement 37 in Längsrichtung der Einspanneinheit von Hand verschoben werden. Wenn Mitnehmer und Betätigungselement jedoch verriegelt sind, kann der Mitnehmer das Betätigungselement durch Drehen der Spindel 35

mitnehmen, sodass das Betätigungselement 37 nach vorne oder hinten geschoben wird. Das vordere Ende des Betätigungselements 37 ist gelenkig mit den inneren Enden der Hebel 30A, 30B des ersten Hebelpaars verbunden. Folglich wird durch Drehen der Spindel 35 mit dem Elektromotor 33 das Kniehebelsystem 30 betätigt.

Fig. 5A zeigt die Position der Hebel des Kniehebelsystems 30, in der die

Aufnahmeelemente 15, 16 geöffnet sind. In dieser Position haben die beiden Lagerstellen 30H, 301, an denen die Hebel 30C, 30D des zweiten Hebelpaars des Kniehebelsystems 30 mit den Hebelarmen 18, 19 verbunden sind, den größten Abstand.

Beim Vorschieben des Betätigungselements 37 bewirkt das Kniehebelsystem 30, dass die Aufnahmeelemente 15, 16 aufeinander zu bewegt werden, so dass auf die Schlauchleitung eine vorgegebene Spannkraft ausgeübt wird (Fig. 5B). Wenn die Aufnahmeelemente von dem Kniehebelsystem 30 zusammengedrückt werden, übt der untere an der unteren Lagerstelle 28 leicht pendelnd gelagerte Hebelarm 19 entgegen der Vorspannkraft der Druckfeder 29 eine leichte Kippbewegung nach unten aus, sodass der Stift 28A in der Mitte zwischen den seitlichen Begrenzungen des Langlochs 28B zu liegen kommt (Fig. 4). In dieser Position wird die von den Aufhahmeelementen auf die Schlauchleitung aufgebrachte Spannkraft in einem definierten Bereich gehalten, der sich aus den sich hier ergebenden Hebelverhältnissen und der Federkraft der vorgespannten Druckfeder 29 ergibt. Dadurch werden Einflüsse von Fertigungstoleranzen oder sich ändernden

Umgebungsbedingungen, beispielsweise Temperaturänderungen oder Alterung des Materials, ausgeglichen, sodass sich reproduzierbare Messergebnisse erzielen lassen. Da sich die Hebearme der beiden Hebelpaare unabhängig voneinander bewegen können und die Aufnahmeelemente von beiden Seiten gehalten werden, erfolgt eine gleichmäßige Einleitung der Kräfte auf die Aufnahmeelemente.

Die Aufnahmeelemente 15, 16 können dadurch geöffnet werden, dass der Mitnehmer 36 des Spindelantriebs 34 durch Drehen der Spindel 35 aus der vorderen in die hintere Position zurückgefahren wird. Dadurch werden die beiden Lagerstellen 30H, 301 des Kniehebelsystems 30 voneinander wegbewegt (Fig. 5A).

Zum manuellen Öffnen der Aufnahmeelemente 15, 16 verfügt die Einspanneinheit über einen Entriegelungsmechanismus 38, der nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.

Der Entriegelungsmechanismus 38 erlaubt auch ein Öffnen der Aufnahmeelemente, wenn der elektromotorische Antrieb 43 aufgrund einer Störung ausgefallen sein sollte. Der Entriegelungsmechanismus 38 weist ein Entriegelungselement 39 auf, das in der verriegelten Position Mitnehmer 37 und Betätigungselement 38 fest miteinander verbindet (Fig. 5B). Folglich wird das Betätigungselement dann von dem Mitnehmer mitgenommen.

Das Entriegelungselement 39 ist in der Art eines verschwenkbaren Hebelarms ausgebildet. An einem Ende des Arms 39 befindet sich ein Verriegelungsstift 40, mit dem

Betätigungselement 37 und Mitnehmer 36 miteinander verriegelt werden. In der verriegelten Position greift der Verriegelungsstift 40 durch eine quer zur Längsachse verlaufende schlitzförmige Ausnehmung 41 in dem Betätigungselement 37 in eine quer zur Längsachse verlaufende Nut 42 in dem Mitnehmer 36, wobei sich das

Entriegelungselement an einer Flanke der schlitzförmige Ausnehmung 41 abstützt, sodass der Mitnehmer 36 das Betätigungselement 37 beim Schließen der Aufnahmeelemente 15, 16 mitnimmt. Zur Entriegelung wird das Entriegelungselement 39 um eine quer zur Längsachse des Mitnehmers bzw. Betätigungselements verlaufende Achse verschwenkt, sodass der Verriegelungsstift 40 das Betätigungselement 37 freigibt. Jetzt können die

Aufnahmeelemente 15, 16 von Hand geöffnet werden, um die Schlauchleitung zu entnehmen.

Die Betätigung des Entriegelungselements 39 kann von Hand oder von einem weiteren Betätigungsmechanismus vorgenommen werden, der aber in den Figuren nicht dargestellt ist. Dieser Betätigungsmechanismus kann ein elektromotorischer oder pneumatischer Betätigungsmechanismus sein, der zum Öffnen der Aufnahmeelemente das

Entriegelungselement verschwenkt.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Einspannen einer Schlauchleitung zur Bestimmung der

Konzentration eines Bestandteils von Blut in einer Schlauchleitung, insbesondere in der Schlauchleitung eines extrakorporalen Blutkreislaufs einer extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung, mit einer Einspanneinheit (12), die zwei Aufhahmeelemente (15, 16) zum Einspannen der Schlauchleitung aufweist; einer Messeinheit (13) zum Einkoppeln von elektromagnetischer Strahlung durch die Schlauchleitung in das Blut und Messen der durch die Schlauchleitung aus dem Blut austretenden elektromagnetischen Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspanneinheit (12) einen Betätigungsmechanismus (17) und einen elektromotorischen Antrieb (43) für den Betätigungsmechanismus aufweist, wobei der Betätigungsmechanismus (17) derart ausgebildet ist, dass unter Aufbringung einer Spannkraft das erste und zweite Aufnahmeelement (15, 16) aus einer die Schlauchleitung freigebenden Stellung in eine die Schlauchleitung einspannende Stellung bewegbar sind, und dass ein Entriegelungsmechanismus (38) vorgesehen ist, der derart ausgebildet ist, dass durch Betätigung eines Entriegelungselements (39) der Betätigungsmechanismus (17) in der die Schlauchleitung einspannenden Stellung von dem

elektromotorischen Antrieb (43) abkoppelbar ist, so dass die Aufhahmeelemente (15, 16) aus der die Schlauchleitung einspannenden Stellung von Hand in die Stellung überführbar sind, in der die Aufhahmeelemente die Schlauchleitung freigeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (17) ein Kniehebelsystem (30) aufweist, wobei der elektromotorische Antrieb (43) ein Spindelantrieb (34) mit einer Spindel (35) ist, auf der ein Mitnehmer (36) sitzt, der ein Betätigungselement (37) für das

Kniehebelsystem (30) mitnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das

Entriegelungselement (39) in der verriegelten Stellung den Mitnehmer (36) und das Betätigungselement (37) miteinander verbindet und in der entriegelten Stellung des den Mitnehmers das Betätigungselement freigibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer ein im Wesentlichen hohlzylindrischer Körper (36) mit einem Innengewinde (36A) ist, der auf der Spindel (35) des Spindelantriebs (34) sitzt und das

Betätigungselement ein im Wesentlichen hohlzylindrischer Körper (37) ist, der längsverschiebbar auf dem hohlzylindrischer Körper (36) des Mitnehmers sitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen hohlzylindrische Körper (37) des Betätigungselements eine quer zur Längsachse verlaufende Ausnehmung (42) und der im Wesentlichen hohlzylindrische Körper (36) des Mitnehmers eine quer zur Längsachse verlaufende Nut (41) aufweist, wobei das Entriegelungselement (39) einen Verriegelungsstift (40) aufweist, der in der verriegelten Stellung in die Ausnehmung (42) oder Nut (41) eingreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das

Entriegelungselement (39) schwenkbar befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (17) mindestens ein Paar von Hebelarmen (18, 19) aufweist, wobei das erste Aufhahmeelement (15) an dem einem Endstück des einen Hebelarms (18) und das zweite Aufhahmeelement (16) an dem einem Endstück des anderen Hebelarms (19) des mindestens einen Paars von Hebelarmen befestigt ist und das andere Endstück des einen Hebelarms (18) an einer Lagerstelle (27) drehbar gelagert ist und das andere Endstück des anderen Hebelarms (19) an einer anderen Lagerstelle (28) drehbar gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Lagerstellen (27, 28) derart ausgebildet ist, dass das an der einen Lagerstelle (28) drehbar gelagerte Endstück des Hebelarms (19) zwischen zwei Anschlägen verschiebbar ist, wobei das Endstück in Richtung eines Anschlags federnd vorgespannt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur federnden

Vorspannung mindestens eine Druckfeder (29) vorgesehen ist, die zwischen den beiden Hebelarmen (18, 19) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Paar von Hebelarmen (18, 19) und ein zweites Paar von Hebelarmen vorgesehen sind, wobei das erste Paar von Hebelarmen auf der einen Seite der Aufhahmeelemente (15, 16) und das zweite Paar von Hebelarmen an der anderen Seite der Aufhahmeelemente angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kniehebelsystem (30) einen ersten Hebel (30A) und einen zweiten Hebel 30B) aufweist, die an einem Ende gelenkig miteinander verbunden sind, und einen dritten Hebel (30C) und einen vierten Hebel (30D) aufweist, die an einem Ende gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die freien Enden des ersten Hebels (30A) und dritten Hebels (30C) gelenkig miteinander verbunden sind und die freien Enden des zweiten Hebels (30B) und vierten Hebels (30D) gelenkig miteinander verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hebel (30C) gelenkig mit dem einen Hebelarm (18) und der vierte Hebel (30D) gelenkig mit dem anderen Hebelarm (19) des mindestens einen Paars von Hebelarmen verbunden sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Aufhahmeelement (15) an dem einen Hebelarm (18) und das andere

Aufhahmeelement (16) an dem anderen Hebelarm (19) pendelnd gelagert ist, wobei die Pendelbewegung durch Anschläge begrenzt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass den Aufhahmeelementen (15, 16) zugeordnete Führungselemente (31, 32) vorgesehen sind, die an den Aufhahmeelementen angreifende Führungsflächen (31 A, 31B) aufweisen, die derart ausgerichtet sind, dass sich die Aufnahmeelemente

aufeinander zu bewegen oder von einander wegbewegen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (15, 16) jeweils zwei rechtwinklig zueinander stehende ebene Anlageflächen (15A, 15B; 16A, 16B) aufweisen, wobei die Aufnahmeelemente in Richtung einer Achse gegeneinander bewegbar sind, die mit den ebenen

Anlageflächen einen rechten Winkel einschließt.