WO2022157192A1 - Medizinische durchflusssensor-modulbaugruppe - Google Patents

Medizinische durchflusssensor-modulbaugruppe Download PDF

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WO2022157192A1
WO2022157192A1 PCT/EP2022/051123 EP2022051123W WO2022157192A1 WO 2022157192 A1 WO2022157192 A1 WO 2022157192A1 EP 2022051123 W EP2022051123 W EP 2022051123W WO 2022157192 A1 WO2022157192 A1 WO 2022157192A1
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WO
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module
sensor
module assembly
flow
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/051123
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Lena Pieschnik
Susan Zeininger
Stefan Weiss
Bastian Ramming
Ricardo Ehrenpfordt
Thomas Ruhland
Original Assignee
Raumedic Ag
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Publication date
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    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters

Definitions

  • the invention relates to a medical flow sensor module assembly.
  • a sensor module for such a module assembly is known from EP 2 107 347 Bl.
  • WO 2019/034 570 A1 discloses a sensor arrangement with a pressure sensor and a thermal gas sensor.
  • US 2011/0 118 705 A1 discloses a sensor and a control unit for fluid flow control and a method for controlled fluid delivery.
  • US 3,921,622 discloses a method and a device for the ultrasonic detection of inclusions in a flowing fluid.
  • DE 10 2012 111 757 A1 discloses a device for ultrasonic flow measurement in hose and/or plastic pipe systems.
  • a modular division of the module assembly on the one hand into an easy-to-use sensor module (disposable), having in particular a flow sensor, and on the other hand in a reusable housing module (reusable) creates the possibility of accommodating in particular expensive electronic components in the reusable housing module, which can be used again after replacing the easy-to-use sensor module.
  • This increases the cost efficiency of the module assembly, since the reusable housing module can be used with a plurality and possibly with a large number of sensor modules that are used one after the other.
  • the form-fitting accommodation of the sensor module in the housing module ensures, in particular, that the sensor module is prevented from rotating.
  • the sensor module is positioned in a defined manner due to the form fit, so that a connection between supply components and components to be supplied between the modules is also possible via appropriately aligned connection interfaces, in particular via plug connectors.
  • the electronics unit of the sensor module can have a data processing component and/or a memory component and/or a sensor control component and/or an output component.
  • the electronics unit can have a microcontroller.
  • the electronics unit can have adjustment and calibration curves stored there. These curves can be used to match flow rates with the fluidic materials to be measured.
  • the electronics unit can be equipped with software that can be used to process algorithms for feature extraction, selection and classification.
  • the software can contain a reminder function, in particular a reminder that the easy-to-use sensor module needs to be replaced.
  • the interfaces of the module assembly can be designed as possibly sealed plugs. A power supply and/or a serial bus signal can be transmitted via the interfaces of the module assembly.
  • the easy-to-use Sensor module are supplied with energy via a battery or an accumulator.
  • RS232, RS485 and CAN can be used as interface or bus standards.
  • the interfaces of the module assembly can be wireless.
  • the Bluetooth or Wifi standards can be used here.
  • the electronics unit can have an inductive interface, if necessary, for signal connection to an external device. This can be used for data evaluation and/or data presentation.
  • the module assembly can be designed in such a way that telemetric monitoring of the function and the measured values of the module assembly is possible in cooperation with the external device. Data processing or data evaluation of measured values of the module assembly can take place via an app and/or via a cloud solution.
  • the module assembly can have counterfeit protection means, so that in particular the use of an unauthorized sensor module in the module assembly is prevented. Such protection against plagiarism can take place via ID recognition of identification data, in particular of the sensor module.
  • the module assembly can be designed in the form of a connector that can be used in particular between hose sections of the device for patient monitoring and/or patient care.
  • the module assembly can have Luer connectors for coupling to external fluid-carrying components of the device for patient monitoring and/or patient care.
  • the reusable housing module can have a unit for recording a signal for determining a period of use of the single-use sensor module.
  • a number of disposables used sequentially with the reusable can be recorded here.
  • the electronics unit has at least one data processing and control component for controlling the flow sensor and for receiving, processing and forwarding sensor signals. Such a design of the electronics unit enables the module assembly to be used flexibly.
  • An electrical connector according to claim 4 is inexpensive.
  • the plug connection can be designed as a sealed plug connection.
  • a foldable connection of the housing sections according to claim 5 is easy to handle and enables a cost-effective execution of a positive fit of the housing sections around the sensor module.
  • a fixation of the housing sections according to claim 6 prevents an unwanted separation of these.
  • the fixing can be realized via a latching connection of the housing sections to one another. When masting an egg, a defined clicking noise can indicate to the user that the housing module has been properly closed.
  • the fixation can have at least one locking element, which prevents unintentional loosening of the fixation.
  • the housing module can have a display unit for emitting a signal when the connecting folded position has been fully reached and/or the connecting folded position has not been fully reached.
  • At least two sensors according to claim 7 increase the possible uses of the module assembly.
  • Several easy-to-use sensors can be used.
  • a pressure sensor, a temperature sensor or an acceleration sensor or a combination of these sensors can be used.
  • a sensor design according to claim 8 increases the cost efficiency of the module assembly. Sensors that are not contaminated during use can be part of the reusable housing module.
  • An ultrasonic sensor according to claim 9 can be used to detect bubbles in the flow channel. Examples of such ultrasonic sensors can be found in EP 2 813 845 B1, DE 102 09 254 B4, DE 102 09 255 B4 and US 2013/305839A1. Such an ultrasonic sensor can be used to reduce bubbles in the flow channel.
  • a multi-part design of the duct body according to claim 10 further expands the application possibilities of the module assembly.
  • the module assembly can have multiple sensors.
  • Each of the several channel body sections can be used by at least one of the sensors as a measuring section for measuring the fluid flowing through.
  • each channel section can be used by at least one of the sensors as a measuring section for measuring the fluid flowing through.
  • the channel sections can be connected to one another via a snap-in connection.
  • a display unit according to claim 11 can be digital, optical and/or acoustic.
  • the display unit can be designed to issue a warning signal, in particular when a measured value limit is exceeded be. In this case, the display unit can carry out a comparison of a predefined target measured value with a current actual measured value.
  • the display unit can be designed to emit tones, colors or as a vibration display.
  • the display unit can be configured to preselect a fluidic medium to be measured.
  • a pump unit according to claim 12 can ensure a self-sufficient module assembly in an emergency.
  • a pump unit can also be used to stimulate a media flow through the module assembly that is absent or insufficient initially or during operation.
  • the pump unit can also be used to support or stimulate a fluid flow that would otherwise be achievable by gravity.
  • the pump unit may also eliminate the need for a pump that would otherwise be provided at the patient monitoring and/or patient care facility.
  • the pump unit can be controllable by the electronic unit of the reusable housing module.
  • FIG. 1 is a perspective view of a closed medical flow sensor module assembly as part of a patient monitoring and/or patient care device;
  • Fig. 2 shows the module assembly according to Fig. 1, with one of two housing sections being in the closed position according to Fig. 1 enclose a sensor module of the modular brewing group in a form-fitting manner, is swung open into an open position;
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal section through an embodiment of the module assembly, wherein a flow channel is shown with the opposite orientation compared to FIG. 2 ;
  • Fig. 4 shows a section according to line IV-IV in Fig. 3;
  • FIG. 5 shows, in a representation similar to FIG. 3, a further embodiment of a flow sensor module assembly which, in comparison to the embodiment according to FIGS. 1 to 4, is designed without an ultrasonic sensor in addition to a flow sensor;
  • Fig. 6 is a sectional view similar to Fig. 4 of the module assembly of Fig. 5.
  • a medical flow sensor module assembly 1 is part of a patient monitoring and/or patient care facility.
  • the module assembly 1 has a reusable housing module 2, which is also referred to as reusable.
  • the housing module 2 has two housing sections, namely a base section 3 and a cover section 4, which are connected to one another via a joint 5 with joint sections 6, 7 so that they can be folded about a joint axis 8.
  • the two housing sections 3, 4 enclose an easy-to-use sensor module 9 in a form-fitting manner.
  • The- This form-fitting enclosing serves on the one hand to mechanically hold the sensor module 9 in the connecting folded position and also serves to prevent at least selected components of the sensor module from rotating about a longitudinal axis 10 of the sensor module 9, which is connected by a flow channel 10a of a Channel body 11 of the sensor module 9 is specified.
  • the easy-to-use sensor module 9 is also referred to as a disposable.
  • the sensor module 9 has a flow sensor 12 for measuring a fluid flow through the flow channel 10a.
  • a flow sensor is known, for example, from EP 2 107 347 Bl.
  • the sensor module 9 has a flow sensor interface 13 (cf. FIG. 3) which is in signal connection with the flow sensor 12 .
  • An electronic unit interface 14 is in signal connection with the flow sensor interface 13 .
  • An electronic unit 15 of the housing module 2 is in signal connection with the flow sensor 12 via the latter.
  • the two interfaces 13, 14 are designed as electrical connectors between the housing module 2, ie the reusable, and the sensor module 9, ie the disposable.
  • the electronics unit 15 is accommodated in one of the two housing sections 3 , 4 , namely in the housing cover section 4 .
  • These building blocks include a data processing and control component 17, a data storage component 18 and components 18a, 18b for receiving, processing and forwarding sensor signals.
  • the electronics unit 15 or the module assembly 1 also has an interface 19 for signal connection to an external device.
  • This interface 19 can be designed as an inductive interface. Data can be evaluated and signals and/or data can be displayed via the external device via the interface 19 . Telemetry monitoring of the module assembly is also possible via the interface 19. Depending on the design, the interface 19 can be controlled via an app or cloud application.
  • the electronics unit 15 can have means for counterfeit protection and means for ID recognition of the easy-to-use sensor module 9 .
  • the two housing sections 3, 4 of the housing module 2 are connected to one another in a fixed manner in the connection-folding position according to FIGS. This is accomplished via a latching connection 20.
  • the latching connection 20 has latching lugs 21 which are attached to one of the two housing sections 3, 4 and, in the connection-folded position, interact in a latching manner with latching tabs or latching grooves 22 which are designed in the other of the two housing sections 4, 3.
  • the locking lugs 21 are arranged on the housing cover section 4 and the locking tabs 22 are arranged on the housing base section 3.
  • a protruding actuating section 23 is formed on the housing base section 3 .
  • Pressure on the actuating section 23 in Fig. 1 from above results in the latching tabs 22 being lifted off the associated latching lugs 21 and released from them, so that the housing cover section 4 can be swung open from the connection-folded position into the open position according to FIG.
  • the housing cover section 4 can be prestressed in the connected folded position in such a way that after the latching tabs 22 have been released from the latching lugs 21, it pivots open at least a little into the open position .
  • the channel body 11 is designed in several parts, namely in two parts, and accordingly has two sequential channel sections, which are formed by different channel body sections 11a and 11b.
  • the flow sensor 12 for measuring the fluid flow through the flow channel 10a is arranged in the channel body section 11a lying downstream in a flow direction 24 .
  • the further channel body section 11b is arranged upstream of this channel body section 11a and is tightly connected to the following channel body section 11a via a latching connection 25 .
  • this channel body section 11b has a constriction section 26.
  • the constriction section 26 can be designed as an outer peripheral groove. In the schematic representation according to FIG. 3, this groove is shown to have a smaller axial extent than in the representation according to FIG.
  • the ultrasonic sensor is a reusable sensor and is part of the housing module 2.
  • the ultrasonic sensor component 27 is attached to that side of the circuit board 16 of the electronics unit 15 which faces the narrowing section 26 of the channel body section 11b.
  • the ultrasonic sensor component 27 is therefore accommodated in the housing cover section 4 .
  • the ultrasonic sensor component 27 is controlled via the DV control component 17 of the electronics unit 15.
  • the ultrasonic sensor component 28 is housed in the case base portion 3 and also faces the throat portion 26 of the channel body portion 11b.
  • the constriction section 26 and thus the section of the flow channel 10a delimited by it lies between the two ultrasonic sensor components 27, 28.
  • the ultrasonic sensor component 28 accommodated in the housing base section 3 is arranged on a printed circuit board 30 of a further electronics unit 31 accommodated overall in the housing base section 3 .
  • This circuit board 30 carries an additional data processing component 32 which, in particular, has the function of controlling the ultrasonic sensor component 28 .
  • the data processing component 32 can also perform other functions that have been explained above in connection with the components 17, 18, 18a, 18b.
  • the two electronic units 15, 31 are in signal connection with one another via an electronic unit interface.
  • This electronics unit interface is designed as an electrical plug connection 33 (see FIG. 4). In the connection-folded position of the two housing sections 3, 4, signal routing components 34, 35 of the electrical plug connection 33 are sealed off from the outside.
  • the two electronic units 15 and 31 and/or the interfaces explained above can also be in signal connection with one another in a wireless manner, for example via the Bluetooth or via the Wifi standard.
  • Each of the channel sections defined by the channel bodies 11a and 11b is used by a respective sensor, namely the ultrasonic sensor 29 on the one hand and the flow sensor 12 on the other hand as a measuring section for measuring the fluid flowing through.
  • the interface 19 can also be designed as a display unit via which digital, optical and/or acoustic signals can be output, for example warning signals.
  • the display unit 19 can indicate that the limit has been exceeded, ie the indication that predetermined measured value limits for the flow rate and/or possibly for detected amounts of gas bubbles have been exceeded. In this case, a comparison can be made between a specified desired measured value and a measured actual measured value.
  • the display unit 19 can output different tones or tone sequences.
  • the display unit 19 can light up in different colors or also imitate light sequences.
  • the display unit 19 may include a display vibration module.
  • the module assembly 1 can also have a reusable pump unit 36 for generating a media flow through the flow channel 10a.
  • the pump unit 36 is shown schematically housed in the housing base section 3 in FIG. For example, a peristaltic pump can be used. The use of a micropump is also possible.
  • FIGS. 1 to 4 A further embodiment of a flow sensor module assembly 40 is described below with reference to FIGS. Components and functions that correspond to those that have already been explained above with reference to FIGS. 1 to 4 have the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
  • module assembly 40 In the case of the module assembly 40, the electronic unit 31 on the base side with the ultrasonic sensor 29 is missing. Accordingly, the electrical plug connector 33 and also the channel body section 11b can be dispensed with. Otherwise, module assembly 40 corresponds to module assembly 1.
  • the flow sensor module assembly 1 is used as follows:
  • the two housing sections 3, 4 are folded open about the joint axis 8 of the joint 5 and brought into the open position.
  • the sensor module 9 is now inserted into a complementary recess in the housing base section 3 of the housing module, as shown in FIG.
  • the housing cover section 4 is then brought into the closed position according to FIG. 1, with the latching connection 20 latching and securing the housing cover section 4 in the closed position.
  • the housing receptacle which is complementary to the shape of the sensor module 9, in the housing base section 3 on the one hand and in the housing cover section 4 on the other hand, the housing sections 3, 4 enclose the sensor module 9 in a form-fitting manner. In this way, in particular, the sensor module 9 is secured against rotation about the longitudinal axis 10 .
  • connection sections 42, 43 which can be designed as Luer connections, at both ends of the channel body 11 .
  • the module assembly 1 is now ready for use and both a flow of fluid through the flow channel 10a and a quantity of bubbles that may be carried along with the fluid can be measured using the sensors 12 and 29, controlled by the respective electronic units 15 and 31.
  • the corresponding measurement data are then recorded via the respective electronic units 15, 31, stored, processed and output to the external device via the respective interfaces.
  • a corresponding signal in particular a warning signal, can also be output via the display unit 19.
  • the need to replace the sensor module 9 is indicated via a corresponding display.
  • the housing cover section 4 is then opened and into the open position spent according to Fig. 2.
  • the used sensor module 9 can then be removed and exchanged for a sensor module that is still unused or for a refurbished one.

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Abstract

Eine medizinische Durchflusssensor-Modulbaugruppe (1) ist Teil einer Einrichtung zur Patientenüberwachung und/oder Patientenversorgung. Ein einfach verwendbares Sensor-Modul (9) hat einen Kanalkörper (11) mit einem Durchflusskanal (10a). Zur Messung eines Fluidflusses durch den Durchflusskanal (10a) dient ein Durchflusssensor (12). Eine Flusssensor- Schnittstelle (13) steht mit dem Durchflusssensor (12) in Signalverbindung. Ein wiederverwendbares Gehäuse-Modul (2) der Modulbaugruppe dient zur Aufnahme des Sensor-Moduls (9). Das Gehäuse-Modul (2) hat mindestens eine Elektronikeinheit (15, 31) und eine Elektronikeinheit-Schnittstelle (14), über die die Elektronikeinheit (15) mit der Durchflusssensor- Schnittstelle (13) in Signalverbindung steht. Das Gehäuse-Modul (2) hat mindestens zwei Gehäuseabschnitte (3, 4), welche das Sensor-Modul (9) formschlüssig umschließen. Es resultiert eine Baugruppe, die kosteneffizient eingesetzt werden kann.

Description

Medizinische Durchflusssensor-Modulbaugruppe
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 200 496.2 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft eine medizinische Durchflusssensor- Modulbaugruppe.
Ein Sensor-Modul für eine derartige Modulbaugruppe ist bekannt aus der EP 2 107 347 Bl. Die WO 2019/034 570 Al offenbart eine Sensoranordnung mit einem Drucksensor und einem thermischen Gassensor. Die US 2011/0 118 705 Al offenbart einen Sensor und eine Steuereinheit zur Fluid-Flusssteuerung und ein Verfahren zur gesteuerten Fluid- Abgabe. Die US 3,921,622 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ultraschall-Detektion von Einschlüssen in einem fließenden Fluid. Die DE 10 2012 111 757 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Ultraschall- Durchflussmessung in Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystemen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine medizinische Durch- flusssensor-Modulbaugruppe bereitzustellen, die kosteneffizient eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Modulbaugruppe mit den im Anspruchssatz angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine modulare Aufteilung der Modulbaugruppe einerseits in ein einfach verwendbares Sensor-Modul (Disposable), aufweisend insbesondere einen Durchflusssensor, und anderer- seits in ein wiederverwendbares Gehäuse-Modul (Reusable) die Möglichkeit schafft, insbesondere teure Elektronikbausteine im wiederverwendbaren Gehäuse-Modul unterzubringen, welches nach Austausch des einfach verwendbaren Sensor-Moduls erneut genutzt werden kann. Dies steigert die Kosteneffizienz der Modulbaugruppe, da das wiederverwendbare Gehäuse-Modul mit einer Mehrzahl und ggf. mit einer Vielzahl zeitlich nacheinander eingesetzter Sensor-Module genutzt werden kann. Die formschlüssige Aufnahme des Sensor-Moduls im Gehäuse-Modul stellt insbesondere eine Verdrehsicherung des Sensor-Moduls sicher. Das Sensor- Modul ist aufgrund des Formschlusses definiert positioniert, sodass auch ein Anschluss zwischen Versorgungsbauteilen und zu versorgenden Bauteilen zwischen den Modulen über entsprechend ausgerichtete Verbindungs-Schnittstellen, insbesondere über Steckverbinder, möglich ist.
Die Elektronikeinheit des Sensor-Moduls kann eine Datenverarbeitungskomponente und/oder eine Speicherkomponente und/oder eine Sensor- Steuerkomponente und/oder eine Ausgabekomponente aufweisen. Die Elektronikeinheit kann einen Mikrocontroller aufweisen. Die Elektronikeinheit kann dort abgelegte Abgleich- und Kalibrierkurven aufweisen. Diese Kurven können dazu dienen, Durchflussraten mit den jeweils zu vermessenden fluidischen Materialien abzugleichen. Die Elektronikeinheit kann mit Software ausgestattet sein, über die Algorithmen zu Merkmalsextraktion, -Selektion und -klassifizierung abgearbeitet werden können. Die Software kann eine Erinnerungsfunktion beinhalten, insbesondere eine Erinnerung an eine Austauschnotwendigkeit des einfach verwendbaren Sensor-Moduls. Die Schnittstellen der Modulbaugruppe können als ggf. abgedichtete Stecker ausgeführt sein. Über die Schnittstellen der Modulbaugruppe kann eine Energieversorgung und/oder ein serielles Bussignal übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann das einfach verwendbare Sensor-Modul über eine Baterie oder einen Akkumulator mit Energie versorgt werden. Als Schnitstellen- bzw. Busstandards können RS232, RS485 und CAN zum Einsatz kommen. Die Schnitstellen der Modulbaugruppe können drahtlos ausgeführt sein. Hierbei können die Standards Bluetooth oder Wifi zum Einsatz kommen. Die Elektronikeinheit kann eine ggf. induktiv arbeitende Schnitstelle zur Signal Verbindung mit einem externen Gerät aufweisen. Hierüber kann eine Datenauswertung und/oder eine Datendarstellung erfolgen. Die Modulbaugruppe kann so ausgeführt sein, dass zusammenwirkend mit dem externen Gerät eine telemetrische Überwachung der Funktion und der Messwerte der Modulbaugruppe möglich ist. Eine Datenverarbeitung bzw. Datenauswertung von Messwerten der Modulbaugruppe kann über eine App- und/oder über eine Cloud-Lösung erfolgen. Die Modulbaugruppe kann über Mitel zum Plagiatsschutz verfügen, sodass insbesondere der Einsatz eines nicht autorisierten Sensor- Moduls in der Modulbaugruppe verhindert ist. Ein derartiger Plagiatsschutz kann über eine ID-Erkennung von Identifikationsdaten insbesondere des Sensor-Moduls geschehen. Die Modulbaugruppe kann in Form eines Konnektors gestaltet sein, der insbesondere zwischen Schlauchabschniten der Einrichtung zur Patientenüberwachung und/oder Patientenversorgung eingesetzt werden kann. Die Modulbaugruppe kann Luer- Anschlüsse zur Koppelung an externe Fluid führende Komponenten der Einrichtung zur Patientenüberwachung und/oder Patientenversorgung aufweisen.
Das wiederverwendbare Gehäuse-Modul kann eine Einheit zum Aufzeichnen eines Signals zur Erhebung einer Verwendungsdauer des einfach verwendbaren Sensor-Moduls aufweisen. Insbesondere kann hierüber eine Anzahl von mit dem Reusable sequenziell verwendeter Disposables aufgezeichnet werden. Die Elektronikeinheit hat mindestens eine Datenverarbeitungs- und Steuerkomponente zur Steuerung des Durchflusssensors sowie zur Aufnahme, Verarbeitung und Weitergabe von Sensorsignalen. Eine solche Ausführung der Elektronikeinheit ermöglicht eine flexible Nutzung der Modulbaugruppe.
Dies gilt insbesondere für eine Modulbaugruppe nach Anspruch 3.
Eine elektrische Steckverbindung nach Anspruch 4 ist kostengünstig. Die Steckverbindung kann als abgedichtete Steckverbindung ausgeführt sein.
Eine klappbare Verbindung der Gehäuseabschnitte nach Anspruch 5 ist einfach handhabbar und ermöglicht eine kostengünstige Ausführung eines Formschlusses der Gehäuseabschnitte um das Sensor-Modul.
Eine Fixierung der Gehäuseabschnitte nach Anspruch 6 verhindert eine ungewollte Trennung von diesen. Die Fixierung kann über eine Rastverbindung der Gehäuseabschnitte miteinander realisiert sein. Beim Eimasten kann ein definiertes Klickgeräusch dem Benutzer einen korrekten Verschluss des Gehäuse-Moduls anzeigen. Die Fixierung kann mindestens ein Riegelelement aufweisen, welches ein unabsichtliches Lösen der Fixierung verhindert. Das Gehäuse-Modul kann eine Anzeigeeinheit zur Abgabe eines Signals bei vollständigem Erreichen der Verbindungs-Klappposition und/oder nicht vollständigem Erreichen der Verbindungs-Klappposition aufweisen.
Wenigstens zwei Sensoren nach Anspruch 7 vergrößern die Einsatzmöglichkeiten der Modulbaugruppe. Es können mehrere einfach verwendbare Sensoren zum Einsatz kommen. Neben einem Durchflusssensor kann bei- spielsweise ein Drucksensor, ein Temperatursensor oder ein Beschleunigungssensor oder auch eine Kombination dieser Sensoren zum Einsatz kommen.
Eine Sensorausführung nach Anspruch 8 erhöht eine Kosteneffizienz der Modulbaugruppe. Sensoren, die beim Einsatz nicht kontaminiert werden, können Teil des wiederverwendbaren Gehäuse-Moduls sein.
Ein Ultraschall- Sensor nach Anspruch 9 kann zur Blasendetektion im Durchflusskanal eingesetzt werden. Beispiele für derartige Ultraschallsensoren finden sich in der EP 2 813 845 Bl, der DE 102 09 254 B4, der DE 102 09 255 B4 und der US 2013/305839A1. Ein derartiger Ultraschall-Sensor kann zur Blasenreduktion im Durchflusskanal eingesetzt werden.
Eine mehrteilige Ausführung des Kanalkörpers nach Anspruch 10 erweitert die Anwendungsmöglichkeiten der Modulbaugruppe zusätzlich. Die Modulbaugruppe kann mehrere Sensoren aufweisen. Jeder der mehreren Kanalkörperabschnitte kann von mindestens einem der Sensoren als Messabschnitt zur Vermessung des durchfließenden Fluids genutzt werden.
Jeder Kanalabschnitt kann, soweit die Modulbaugruppe mehrere Sensoren aufweist, von mindestens einem der Sensoren als Messabschnitt zur Vermessung durchfließenden Fluids genutzt werden. Die Kanalabschnitte können über eine Rastverbindung miteinander verbunden sein.
Eine Anzeigeeinheit nach Anspruch 11 kann digital, optisch und/oder akustisch ausgeführt sein. Die Anzeigeeinheit kann zur Aufgabe eines Warnsignals, insbesondere bei Überschreitung einer Messwertgrenze ausgeführt sein. Die Anzeigeeinheit kann dabei einen Abgleich eines vorgegebenen Soll-Messwerts mit einem aktuellen Ist-Messwert vornehmen. Die Anzeigeeinheit kann zur Abgabe von Tönen, von Farben, oder auch als Vibrations-Anzeige ausgeführt sein. Die Anzeigeeinheit kann zur Vorauswahl eines zu vermessenden fluidischen Mediums konfiguriert werden.
Eine Pumpeinheit nach Anspruch 12 kann im Notfall für eine autarke Modulbaugruppe sorgen. Beispielsweise kann eine solche Pumpeinheit auch dazu dienen, einen anfänglich oder während des Betriebs ausbleibenden oder zu geringen Medien-Fluss durch die Modulbaugruppe anzuregen. Die Pumpeinheit kann zudem zur Unterstützung bzw. zur Anregung eines ansonsten durch Schwerkraft erreichbaren Fluidflusses genutzt werden. In bestimmten Anwendungsfällen kann die Pumpeinheit auch eine Pumpe, die ansonsten bei der Einrichtung zur Patientenüberwachung und/oder Patientenversorgung bereitgestellt würde, unnötig machen. Die Pumpeinheit kann von der Elektronikeinheit des wiederverwendbaren Gehäuse-Moduls steuerbar sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer geschlossenen medizinischen Durchflusssensor-Modulbaugruppe als Teil einer Einrichtung zur Patientenüberwachung und/oder Patientenversorgung;
Fig. 2 die Modulbaugruppe nach Fig. 1, wobei einer von zwei Gehäuseabschnitten, die in der geschlossenen Stellung nach Fig. 1 ein Sensor-Modul der Modulbraugruppe formschlüssig umschließen, in eine Offenstellung aufgeklappt ist;
Fig. 3 ein schematischer Längsschnitt durch eine Ausführung der Modulbaugruppe, wobei ein Durchflusskanal mit im Vergleich zu Fig. 2 gegenläufiger Orientierung dargestellt ist;
Fig. 4 ein Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 in einer zu Fig. 3 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Durchflusssensor-Modulbaugruppe, die im Vergleich zur Ausführung nach den Figuren 1 bis 4 ohne einen zu einem Durchflusssensor zusätzlichen Ultraschall-Sensor ausgeführt ist; und
Fig. 6 eine zu Fig. 4 ähnliche Schnittansicht der Modulbaugruppe nach Fig. 5.
Eine medizinische Durchflusssensor-Modulbaugruppe 1 ist Teil einer Einrichtung zu der Patientenüberwachung und/oder Patientenversorgung. Die Modulbaugruppe 1 hat ein wiederverwendbares Gehäuse-Modul 2, das auch als Reusable bezeichnet wird. Das Gehäuse-Modul 2 hat zwei Gehäuseabschnitte, nämlich einen Basisabschnitt 3 und einen Deckelabschnitt 4, die über ein Gelenk 5 mit Gelenkabschnitten 6, 7 klappbar um eine Gelenkachse 8 miteinander verbunden sind.
In einer Schließstellung, die auch als Verbindungs-Klappposition bezeichnet und in der Fig. 1 dargestellt ist, umschließen die beiden Gehäuseabschnitte 3, 4 ein einfach verwendbares Sensor-Modul 9 formschlüssig. Die- ses formschlüssige Umschließen dient zum einen zu einer mechanischen Halterung des Sensor-Moduls 9 in der Verbindungs-Klappposition und dient zudem zu einer Verdrehsicherung zumindest von ausgewählten Komponenten des Sensor-Moduls um eine Längsachse 10 des Sensor- Moduls 9, die von einem Durchflusskanal 10a eines Kanalkörpers 11 des Sensor-Moduls 9 vorgegeben wird.
Das einfach verwendbare Sensor-Modul 9 wird auch als Disposable bezeichnet.
Das Sensor-Modul 9 hat einen Durchflusssensor 12 zur Messung eines Fluidflusses durch den Durchflusskanal 10a. Ein derartiger Durchflusssensor ist beispielsweise bekannt aus der EP 2 107 347 Bl.
Weiterhin hat das Sensor-Modul 9 eine Flusssensor-Schnittstelle 13 (vgl. Fig. 3), die mit dem Durchflusssensor 12 in Signal Verbindung steht. Mit der Flusssensor-Schnittstelle 13 steht eine Elektronikeinheit- Schnittstelle 14 in Signal Verbindung. Über letztere steht eine Elektronikeinheit 15 des Gehäuse-Moduls 2 mit dem Durchflusssensor 12 in Signal Verbindung.
Die beiden Schnittstellen 13, 14 sind als elektrischer Steckverbinder zwischen dem Gehäuse-Modul 2, also dem Reusable, und dem Sensor-Modul 9, also dem Disposable, ausgeführt.
Die Elektronikeinheit 15 ist in einem der beiden Gehäuseabschnitte 3, 4 untergebracht, nämlich im Gehäuse-Deckelabschnitt 4. Die Elektronikeinheit 15 hat mehrere elektronische Bausteine, die auf einer gemeinsamen Platine 16 im Gehäuse-Deckelabschnitt 4 untergebracht sind. Zu diesen Bausteinen gehört unter anderem eine Datenverarbeitungs- und Steuer- komponente 17, eine Datenspeicherkomponente 18 sowie Komponenten 18a, 18b zur Aufnahme, Verarbeitung und Weitergabe von Sensorsignalen.
Die Elektronikeinheit 15 beziehungsweise die Modulbaugruppe 1 hat weiterhin eine Schnittstelle 19 zur Signal Verbindung mit einem externen Gerät. Diese Schnittstelle 19 kann als induktiv arbeitende Schnittstelle ausgeführt sein. Über die Schnittstelle 19 kann eine Datenauswertung sowie eine Signal- und/oder Datendarstellung über das externe Gerät erfolgen. Auch eine Telemetrie-Überwachung der Modulbaugruppe ist über die Schnittstelle 19 möglich. Die Schnittstelle 19 kann je nach Ausführung über eine App- oder Cloud- Anwendung gesteuert werden.
Die Elektronikeinheit 15 kann Mittel zum Plagiatsschutz sowie Mittel zur ID-Erkennung des einfach verwendbaren Sensor-Moduls 9 aufweisen.
Die beiden Gehäuseabschnitte 3, 4 des Gehäuse-Moduls 2 sind in der Verbindungs-Klappposition nach den Figuren 1, 3 und 4 fixiert miteinander verbunden. Dies ist bewerkstelligt über eine Rastverbindung 20.
Die Rastverbindung 20 hat Rastnasen 21, die an einem der beiden Gehäuseabschnitte 3, 4 angebracht sind und in der Verbindungs-Klappposition rastend mit Rastlaschen bzw. Rastnuten 22 Zusammenwirken, die in anderen der beiden Gehäuseabschnitte 4, 3 ausgeführt sind. Bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 sind die Rastnasen 21 am Gehäuse-Deckelabschnitt 4 und die Rastlaschen 22 am Gehäuse-Basisabschnitt 3 angeordnet.
Zum Erleichtern einer Überwindung der Rastkraft der Rastverbindung 20 ist an dem Gehäuse-Basisabschnitt 3 ein überstehender Betätigungsabschnitt 23 angeformt. Druck auf den Betätigungsabschnitt 23 in der Fig. 1 von oben führt dazu, dass die Rastlaschen 22 sich von den zugehörigen Rastnasen 21 abheben und von diesen freikommen, sodass der Gehäuse- Deckelabschnitt 4 von der Verbindungs-Klappposition aus in die Offenstellung nach Fig. 2 aufgeschwenkt werden kann. Um das Freikommen des Gehäuse-Deckelabschnitts 4 bei betätigtem Betätigungsabschnitt 23 zu erleichtern, kann der Gehäuse-Deckelabschnitt 4 in der Verbindungs-Klappposition so vorgespannt sein, dass er nach dem Ausklinken der Rastlaschen 22 von den Rastnasen 21 zumindest ein Stück weit in die Offenstellung aufschwenkt.
Der Kanalkörper 11 ist mehrteilig, nämlich zweiteilig, ausgeführt und hat entsprechend zwei sequentielle Kanalabschnitte, die durch verschiedene Kanalkörperabschnitte 11a und 11b gebildet werden. Im in einer Durchflussrichtung 24 stromabwärts liegenden Kanalkörperabschnitt 11a ist der Durchflusssensor 12 zur Messung des Fluidflusses durch den Durchflusskanal 10a angeordnet. Stromaufwärts dieses Kanalkörperabschnitts 11a ist der weitere Kanalkörperabschnitt 11b angeordnet, der über eine Rastverbindung 25 dicht mit dem folgenden Kanalkörperabschnitt 11a verbunden ist. Im Bereich des durch den führenden Kanalkörperabschnitt 11b gebildeten Kanalabschnitts ist dieser Kanalkörperabschnitt 11b mit einem Verengungsabschnitt 26 aufgeführt. Der Verengungsabschnitt 26 kann als äußere Umfangsnut ausgeführt sein. In der schematischen Darstellung nach Fig. 3 ist diese Nut axial geringer erstreckt dargestellt als in der Darstellung nach Fig. 2.
Im Bereich des Verengungsabschnitts 26 wirken zwei Sensorkomponenten 27, 28 eines wiederverwendbaren Ultraschall- Sensors 29 mit dem durch den Durchflusskanal 10a fließenden Fluid insbesondere zur Detektion mitgeführter Blasen im Fluid zusammen. Für diese Messaufgabe geeignete Ultraschallsensoren sind bekannt aus der DE 102 09 254 B4, der DE 102 09 255 B4, der US 9,016,137 B sowie beispielsweise der EP 2 813 845 Bl.
Der Ultraschall-Sensor ist ein wiederverwendbarer Sensor und ist Teil des Gehäuse-Moduls 2.
Die Ultraschall-Sensorkomponente 27 ist auf derjenigen Seite der Platine 16 der Elektronikeinheit 15 angebracht, die dem Verengungsabschnitt 26 des Kanalkörperabschnitts 11b zugewandt ist. Die Ultraschall- Sensorkomponente 27 ist also im Gehäuse-Deckelabschnitt 4 untergebracht. Gesteuert wird die Ultraschall-Sensorkomponente 27 über die DV- Steuerkomponente 17 der Elektronikeinheit 15.
Die Ultraschall-Sensorkomponente 28 ist im Gehäuse-Basisabschnitt 3 untergebracht und ebenfalls dem Verengungsabschnitt 26 des Kanalkörperabschnitts 11b zugewandt. Der Verengungsabschnitt 26 und somit der hiervon begrenzte Abschnitt des Durchflusskanals 10a liegt somit zwischen den beiden Ultraschall-Sensorkomponenten 27, 28.
Die im Gehäuse-Basisabschnitt 3 untergebrachte Ultraschall-Sensorkomponente 28 ist auf einer Platine 30 einer insgesamt im Gehäuse-Basisabschnitt 3 untergebrachten weiteren Elektronikeinheit 31 angeordnet. Diese Platine 30 trägt eine zusätzliche Datenverarbeitungskomponente 32, die insbesondere die Funktion einer Steuerung der Ultraschall-Sensorkomponente 28 hat. Auch weitere Funktionen, die vorstehend im Zusammenhang mit den Komponenten 17, 18, 18a, 18b erläutert wurden, können von der Datenverarbeitungs-Komponente 32 ausgeübt werden. Über eine Elektronikeinheit- Schnittstelle stehen die beiden Elektronikeinheiten 15, 31 miteinander in Signal Verbindung. Diese Elektronikeinheit- Schnittstelle ist als elektrische Steckverbindung 33 (vgl. Fig. 4) ausgeführt. In der Verbindungs-Klappposition der beiden Gehäuseabschnitte 3, 4 sind Signalführungskomponenten 34, 35 der elektrischen Steckverbindung 33 nach außen hin abgedichtet.
Die beiden Elektronikeinheiten 15 und 31 und/oder die vorstehend erläuterten Schnittstellen können auch drahtlos miteinander in Signal Verbindung stehen, beispielsweise über den Bluetooth- oder über den Wifi-Standard.
Jeder der Kanalabschnitte, die von den Kanalkörpem 1 la und 11b vorgegeben werden, wird von jeweils einem Sensor, nämlich dem Ultraschall- Sensor 29 einerseits und dem Durchflusssensor 12 andererseits als Messabschnitt zur Vermessung durchfließenden Fluids genutzt.
Die Schnittstelle 19 kann zudem als Anzeigeeinheit ausgeführt sein, über die digitale, optische und/oder akustische Signale ausgegeben werden können, beispielsweise Warnsignale. Abhängig von den über die Sensoren 12, 29 gemessenen Daten kann über die Anzeigeeinheit 19 eine Grenzüber- schreitungsanzeige erfolgen, also die Anzeige, dass vorgegebene Messwertgrenzen für den Durchfluss und/oder gegebenenfalls für detektierte Gasblasenmengen, überschritten sind. Hierbei kann ein Abgleich zwischen einem vorgegebenen Soll-Messwert und einem gemessenen Ist-Messwert erfolgen. Die Anzeigeeinheit 19 kann verschiedene Töne oder Tonfolgen ausgeben. Die Anzeigeeinheit 19 kann in verschiedenen Farben leuchten oder auch Leuchtsequenzen imitieren. Die Anzeigeeinheit 19 kann ein Anzeige-Vibrationsmodul aufweisen. Die Modulbaugruppe 1 kann zudem eine wiederverwendbare Pumpeinheit 36 zur Erzeugung eines Medienflusses durch den Durchflusskanal 10a aufweisen. Die Pumpeinheit 36 ist in der Fig. 3 schematisch im Gehäuse- Basisabschnitt 3 untergebracht dargestellt. Es kann beispielsweise eine peristaltische Pumpe zum Einsatz kommen. Auch der Einsatz einer Mikropumpe ist möglich.
Anhand der Figuren 5 und 6 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Durchflusssensor-Modulbaugruppe 40 beschrieben. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorhergehend in Bezug auf die Figuren 1 bis 4 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Be- zugsziffem und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Bei der Modulbaugruppe 40 fehlt die basisseitige Elektronikeinheit 31 mit dem Ultraschall- Sensor 29. Entsprechend kann auf den elektrischen Steckverbinder 33 und auch auf den Kanalkörperabschnitt 11b verzichtet werden. Ansonsten entspricht die Modulbaugruppe 40 der Modulbaugruppe 1.
Die Durchflusssensor-Modulbaugruppe 1 kommt folgendermaßen zum Einsatz:
Bei der ersten Betriebnahme werden die beiden Gehäuseabschnitte 3, 4 um die Gelenkachse 8 des Gelenks 5 aufgeklappt und in die Offenstellung verbracht. Nun wird das Sensor-Modul 9 in eine hierzu komplementäre Aussparung im Gehäuse-Basisabschnitt 3 des Gehäuse-Moduls eingesetzt, wie in der Fig. 2 dargestellt. Anschließend wird der Gehäuse-Deckelabschnitt 4 in die Schließ Stellung nach Fig. 1 verbracht, wobei die Rastverbindung 20 verrastet und den Gehäuse-Deckelabschnitt 4 in der Schließ Stellung sichert. Aufgrund der zur Form des Sensor-Moduls 9 komplementären Gehäuseaufnahme einerseits im Gehäuse-Basisabschnitt 3 und andererseits im Gehäuse-Deckelabschnitt 4 ergibt sich, dass die Gehäuseabschnitte 3, 4 das Sensor-Modul 9 formschlüssig umschließen. Hierüber ist insbesondere eine Verdrehsicherung des Sensor-Moduls 9 um die Längsachse 10 gegeben.
Über Verbindungsabschnitte 42, 43, die als Luer- Verbindung en ausgeführt sein können, an beiden Enden des Kanalkörpers 11, wird dann eine Verbindung zwischen dem Sensor-Modul und weiteren Fluid führenden Komponenten, insbesondere Schlauchabschnitten, der Einrichtung zur Patientenüberwachung und/oder Patientenversorgung hergestellt.
Die Modulbaugruppe 1 ist nun einsatzbereit und es kann sowohl ein Durchfluss von Fluid durch den Durchflusskanal 10a als auch eine ggf. mit dem Fluid mitgeführte Blasenmenge mithilfe der Sensoren 12 und 29, gesteuert über die jeweiligen Elektronikeinheiten 15 und 31, vermessen werden. Die entsprechenden Messdaten werden dann über die jeweiligen Elektronikeinheiten 15, 31 aufgenommen, gespeichert, verarbeitet und über die jeweiligen Schnittstellen an das externe Gerät ausgegeben. Bei entsprechender Ausführung der Modulbaugruppe 1 kann über die Anzeigeeinheit 19 auch ein entsprechendes Signal, insbesondere ein Warnsignal, ausgegeben werden.
Sobald eine vorgegebene Betriebszeit des einfach verwendbaren Sensor- Moduls 9 erreicht ist, was über einen entsprechenden Timer als Bestandteil einer der Elektronikeinheiten 15, 31 überwacht werden kann, wird über eine entsprechende Anzeige die Notwendigkeit eines Austauschs des Sensor-Moduls 9 angezeigt. Durch Überwindung der Rastverbindung 20 wird dann der Gehäuse-Deckelabschnitt 4 geöffnet und in die Offenstellung nach Fig. 2 verbracht. Das verbrauchte Sensor-Modul 9 kann dann entnommen und gegen ein noch ungebrauchtes oder gegen ein wiederaufbereitetes Sensor-Modul ausgetauscht werden.

Claims

Patentansprüche
1. Medizinische Durchflusssensor-Modulbaugruppe (1) als Teil einer Einrichtung zur Patientenüberwachung und/oder Patientenversorgung, mit mindestens einem einfach verwendbaren Sensor-Modul (9), aufweisend:
— einen Kanalkörper (11) mit mindestens einem Durchflusskanal (10a),
— einen Durchflusssensor (12) zur Messung eines Fluidflusses durch den Durchflusskanal (10a) und
— eine Flusssensor-Schnittstelle (13), die mit dem Durchflusssensor (12) in Signal Verbindung steht, mit mindestens einem wiederverwendbaren Gehäuse-Modul (2) zur Aufnahme des Sensor-Moduls (9), aufweisend:
— mindestens eine Elektronikeinheit (15) und
— eine Elektronikeinheit- Schnittstelle (14), über die die Elektronikeinheit (15) mit der Flusssensor-Schnittstelle (13) in Signalverbindung steht, wobei das wiederverwendbare Gehäuse-Modul (2) mindestens zwei Gehäuseabschnitte (3, 4) aufweist, welche das einfach verwendbare Sensor-Modul (9) formschlüssig umschließen, wobei die Elektronikeinheit (15) mindestens eine Datenverarbei- tungs- und Steuerkomponente (17, 18, 18a, 18b) zur Steuerung des Durchflusssensors (12) sowie zur Aufnahme, Verarbeitung und Weitergabe von Sensorsignalen aufweist.
2. Modulbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (15) eine Schnittstelle (19) zur Signal Verbindung mit einem externen Gerät aufweist.
3. Modulbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Gehäuseabschnitte (3, 4) jeweils eine Elektronikeinheit (31, 15) aufweisen.
4. Modulbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Elektronikeinheiten (15, 31) über eine elektrische Steckverbindung (33) zwischen den Gehäuseabschnitten (4, 3) miteinander in Signal Verbindung stehen.
5. Modulbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseabschnitte (3, 4) über ein Schwenkgelenk (5) klappbar miteinander verbunden sind.
6. Modulbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse-Modul (2) derart ausgeführt ist, dass die beiden Gehäuseabschnitte (3, 4) in einer Verbindungs-Klappposition fixiert miteinander verbunden sind.
7. Modulbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens zwei Sensoren (12, 29), von denen einer der Durchflusssensor (12) des Sensor-Moduls (9) ist.
8. Modulbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Sensoren (12, 29) als wiederverwendbarer Sensor (29) Teil des wiederverwendbaren Gehäuse-Moduls (2) ist. - 18 - Modulbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wiederverwendbare Sensor (29) als Ultraschall-Sensor ausgeführt ist. Modulbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalkörper (11) derart mehrteilig ausgeführt ist, dass der Durchflusskanal (10a) mehrere sequentielle Kanalabschnitte aufweist, die durch verschiedene Kanalkörperabschnitte (11a, 11b) ge- bildet werden. Modulbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse-Modul (2) eine Anzeigeeinheit aufweist. Modulbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine wiederverwendbare Pumpeinheit (36) zur Erzeugung eines Medienflusses durch den Durchflusskanal (10a).
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