„Einrichtung und Verfahren zum Durchflussbestimmen“

Die Erfindung betrifft eine medizinische Fluid-Analyseeinrichtung mit einem Halter zum Halten einer auswechselbaren Fluidleitung, einem optischen Sensor, einer Fassung und einer Steuereinrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung ein medizinisches Fluid-Analysesystem umfassend die genannte medizinische Fluid-Analyseeinrichtung und eine auswechselbare Fluidleitung. Daneben betrifft die Erfindung auch ein medizinisches Fluid-Analysesystem mit einem optischen Sensor, einer Steuereinrichtung und einer Fluidleitung. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen eines Durchflusses eines Fluids durch eine Leitung. Weiters betrifft die Erfindung eine medizinische Fluid-Analyseeinrichtung mit einem Halter zum Halten einer auswechselbaren Fluidleitung, einem optischen Sensor, einer Strahlungsquelle und einer Steuereinrichtung. Weiters betrifft die Erfindung ein medizinisches Fluid- Analysesystem mit einer Fluidleitung, einem optischen Sensor, einer Strahlungsquelle und einer Steuereinrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Analysieren einer Eigenschaft eines Fluids in einer Fluidleitung.

Im Rahmen chirurgischer Operationen werden Drainagen zur postoperativen Evakuierung von Flüssigkeitsansammlungen aus einer Wundhöhle verwendet. Bekannt ist dabei, einen Heilungsfortschritt mittels einer Überwachung eines Drainageausflusses zu bewerten. Diese Überwachung kann im Rahmen der pflegerischen Versorgung manuell oder maschinell erfolgen.

Die DE 102012 201 390 A1 offenbart einen Wundverschluss, aus dem mittels Unterdrucks eine zu untersuchende Absonderung gefördert wird. Ein Sensorelement stellt ein Messsignal bereit hinsichtlich Art, Zusammensetzung und/oder Menge eines Bestandteils der Absonderung. Es wird bspw. ein optisches Sensorsystem verwendet, welches beispielsweise eine Reflexion, eine IR-Spektroskopie oder absorbierte Wellenlängen detektiert.

Die gattungsbildende WO 2012 / 078781 A1 betrifft ein maschinelles Überwachen eines Drainageausflusses. Diese beschreibt einerseits ein System zum Erfassen physiologischer Eigenschaften eines Wundsekrets. Dazu verwendet das System eine Lichtquelle zum Durchleuchten des Wundsekrets und einen optischen Sensor. Das System enthält auch einen Strömungsratenmesser. Andererseits beschreibt die Offenbarung ein mittels des Systems ausgeführtes Verfahren zum Beurteilen eines Wundzustands auf Grundlage erfasster physiologischer Eigenschaften. Gemäß dem Verfahren werden die Sensoren ausgelesen und die ausgelesenen Werte in einen Vektor gewandelt. Der Vektor wird dann mit einem Kennfeld verglichen, um einen Zustand der Wunde zu beurteilen. In einer anderen Ausführungsform verwendet das Verfahren eine weiße breitbandige Lichtquelle und eine oder mehrere Fotodioden, um spektrale Komponenten als Elemente in den Vektor aufzunehmen.

Die US 2017/065751 A1 offenbart ein eigenständiges System zur Beurteilung von Wundexsudaten aus der Wunde eines Patienten. Das System enthält Funktionen zur Erkennung, Verarbeitung und Meldung verschiedener Wundparameter. Das System kann auch Behandlungsbestimmungen basierend auf diesen Befunden vornehmen. Das System kann einen oder mehrere physiologische Werte der Wundexsudate aus der Wunde des Patienten erfassen. Das System kann auch erfasste physiologische Werte mit vorbestimmten physiologischen Werten vergleichen, um ein Vergleichsergebnis in Echtzeit zu erhalten. Das System kann einen Prozessor umfassen, der basierend auf dem Vergleichsergebnis ein elektronisches Signal bereitstellt, wobei das elektronische Signal Richtlinien zur Behandlung der Wunde entsprechen kann. Das beschriebene System kann ein Zubehör sein, das allein oder in Verbindung mit anderen Wundbehandlungsvorrichtungen verwendet werden kann.

Dabei bleibt jedoch folgendes Problem bestehen: Um aus einem Sensorsignal einen Durchfluss, insbesondere einen Volumenstrom je Zeiteinheit, zu errechnen, muss das Sensorsignal üblicherweise umgerechnet werden. Werte von dazu verwendeten Parametern sind im Allgemeinen nicht exakt, sondern liegen nur als Schätzung oder Bereichsangabe vor.

Zur Verdeutlichung soll ein kalorimetrischer Durchflussmesser (fachsprachlich: „thermal mass flow meter“ oder „CTMF sensor“) dienen. Dieser ist beispielsweise aus einem dünnen Rohr mit zwei axial beabstandeten Temperatursensoren aufgebaut, wobei ein Heizelement axial zwischen den Temperatursensoren eingebaut ist. Das Heizelement gibt im Betrieb beispielsweise einen konstanten Wärmestrom an ein im Rohr strömendes Fluid ab. Daraufhin stellt sich eine Temperaturdifferenz AT zwischen den beiden Temperatursensoren ein. Dann kann ein Massenstrom q _m bestimmt werden gemäß: q _m = Qh / ( K * c _p * AT ). Dabei bedeuten Qh die bekannte eingebrachte Energiemenge, K eine Konstante und c _p eine spezifische Wärmekonstante des Fluids. Die spezifische Wärmekonstante c _p ist dabei von dem Fluid abhängig, sie schwankt also je nach Zusammensetzung des Fluids. Da es beispielsweise zu einer Einblutung in die jeweilige Wunde und/oder einer anderen Veränderung des jeweiligen Wundsekrets kommen kann, kann die Zusammensetzung des zu überwachenden Fluids jedoch gerade schwanken. Angesichts der geringen Gesamtmenge des Fluids führen auch kleine Veränderungen der Zusammensetzung zu relativ großen Schwankungen. Diese Schwankungen verschlechtern eine Aussagekraft einer maschinellen Überwachung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzusehen, welche eine Analyse zumindest einer Eigenschaft eines Fluids aus einer Wunddrainage mit hoher Genauigkeit ermöglicht, insbesondere eine Durchflussmessung eines Fluids aus einer Wunddrainage mit hoher Genauigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung nach Anspruch 1, das medizinische Fluid-Analysesystem nach Anspruch 3, das medizinische Fluid-Analysesystem nach Anspruch 4, das Verfahren zum Bestimmen eines Durchflusses eines Fluids durch eine Leitung nach Anspruch 6, die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung nach Anspruch 8, das medizinische Fluid-Analysesystem nach Anspruch 9 und das Verfahren zum Analysieren einer Eigenschaft eines Fluids in einer Fluidleitung nach Anspruch 10 jeweils gelöst. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert und/oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Erfindungsgemäß sieht die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung zumindest einen Halter zum Halten einer auswechselbaren Fluidleitung, zumindest einen optischen Sensor, zumindest eine Fassung und zumindest eine Steuereinrichtung vor. Der Halter gibt eine Spur für die Fluidleitung vor. Mit anderen Worten, der Halter gibt einen Aufnahmeraum bzw. einen konstruktiv vorgesehenen Verlauf für die auswechselbare Fluidleitung vor. Der optische Sensor ist auf die Spur bzw. den Aufnahmeraum oder den konstruktiv vorgesehenen Verlauf blickend angeordnet. Indem die Fluidleitung auswechselbar ist, kann ein unmittelbarer Kontakt eines potentiell gefährlichen Fluids in der Fluidleitung mit der Fluid-Analyseeinrichtung zuverlässig vermieden werden. Somit kann die Fluid-Analyseeinrichtung im klinischen Alltag mit geringem Aufwand wiederverwendet werden. Die Fassung ist einerseits zum Fassen eines in die Fluidleitung integrierten Durchflussmessers und andererseits zum kommunizierenden Anschließen eines in die Fluidleitung integrierten Durchflussmessers vorbereitet. Die Steuerungseinrichtung ist mit dem optischen Sensor und mit der Fassung kommunizierbar verbunden. Mit anderen Worten: die Steuereinrichtung kann im Betrieb mit dem optischen Sensor und/oder mit der Fassung und/oder mit einem durch die Fassung gefassten Durchflussmesser kommunizieren. Die Steuereinrichtung ist zum Erfassen von Signalen des optischen Sensors und eines durch die Fassung gefassten Durchflussmessers eingerichtet. Weiters ist die Steuereinrichtung zum Bestimmen eines Durchflussparameters auf der Grundlage des Signals von dem optischen Sensor eingerichtet. Außerdem ist die Steuereinrichtung zum Bestimmen eines Durchflusses durch den Durchflussmesser mittels des Durchflussparameters und des Signals von dem Durchflussmesser eingerichtet.

Indem die Fluid-Analyseeinrichtung den Durchflussparameter auf der Grundlage des Signals von dem optischen Sensor bestimmt, wird ein auf die Zusammensetzung des Fluids angepasster Parameter erhalten. Dieser Parameter hat eine höhere Genauigkeit als ein geschätzter oder pauschal angenommener Parameter. Folglich ist der daraus bestimmte Durchfluss ebenfalls von höherer Genauigkeit. Diese höhere Genauigkeit ist unmittelbar von Vorteil, indem es Behandlern eine genaue Einschätzung eines Wundzustands erlaubt. Weiters ist diese höhere Genauigkeit mittelbar von Vorteil, indem sie weiterbildend eine zuverlässige Automatisierung erlaubt.

Der Halter ist zum Halten der auswechselbaren Fluidleitung konfiguriert. Der Halter kann ein separates Bauteil oder Teil oder Kontur eines anderen Bauteils, wie eines Gehäuses sein. Der Halter kann zum Halten einer gegengleichen bzw. komplementären Fluidleitung oder eines gegengleichen bzw. komplementären Rahmens oder dergleichen der Fluidleitung sein.

Der optische Sensor ist vorzugsweise neben der Spur angeordnet. Beispielsweise liegt die Spur im Brennpunkt bzw. in der Fokusebene des optischen Sensors. Der optische Sensor kann ein schmalbandiger Sensor bzw. einkanaliger Sensor, wie ein Farbsensor, sein. Der optische Sensor kann ein mehrkanaliger Sensor, wie ein Mehrfarbensensor, sein. Der optische Sensor kann ein breitbandiger Sensor sein. Der optische Sensor kann eine Sensorgruppe aus mehreren Sensoren sein, welche alle oder teilweise jeweils einen gleichen, überlappenden, angrenzenden und/oder entfernten Wellenlängenbereich empfangen. Der Begriff „Optik“ soll weit gefasst sein. Beispielsweise kann darunter ein Wellenlängenbereich von Ultraviolett bis Ferninfrarot verstanden werden. Gemäß einer bevorzugten Option umfasst der Wellenlängenbereich das sichtbare Licht. Gemäß einer anderen bevorzugten Option umfasst der Wellenlängenbereich den Nahinfrarotbereich. Gemäß einer weiteren Option ist der optische Sensor Mehrkanalsensor, wie ein 19-Kanal-Sensor, mit einem Erfassungsbereich beispielsweise von 280 nm bis 940 nm Wellenlänge.

Der optische Sensor erfasst eine optische Eigenschaft des Fluids in einer Fluidleitung, welche durch den Halter gehalten ist. Die optische Eigenschaft kann als eine Antwort des Fluids auf eine Bestrahlung und/oder Durchstrahlung mit Umgebungslicht und/oder einer Strahlung von einer Strahlungsquelle aufgefasst werden. Mit anderen Worten, die optische Eigenschaft kann eine Farbe des bestrahlten und/oder durchstrahlten Fluids sein; der Begriff „Farbe“ kann hierbei für den Menschen unsichtbare ultraviolette und/oder infrarote Strahlung mit erfassen.

Die Fassung hat eine Doppelfunktion. Einerseits ist sie vorbereitet, um den Durchflussmesser zu fassen. Sie stellt also eine Positionierung des Durchflussmessers im Betrieb sicher. Andererseits ist sie vorbereitet, um den Durchflussmesser anzuschließen. Sie stellt also eine Kommunikation des Durchflussmessers mit der Steuereinrichtung oder eine Kommunikation mit dem Durchflussmesser und der Steuereinrichtung sicher. Da Durchflussmesser für vergleichsweise enge Durchflussmengenbereiche ausgelegt sein können, sind vorzugsweise mehrere Durchflussmesser für aneinander angrenzende und/oder teilweise überlappende Durchflussmengenbereiche vorgesehen, für welche jeweils eine oder eine gemeinsame Fassung zum Fassen und Anschließen vorgesehen ist.

Der Durchflussmesser kann ein Impulsmesser (fach sprach lieh: momentum flow measurement device), wie eine Blende, eine Düse, eine Venturi-Düse oder eine Pitot-Vorrichtung sein. Der Durchflussmesser kann ein Volumenmesser, wie ein Verdrängungsmesser, eine Turbine, ein Vortex-Messer oder ein Ultraschallmesser, insbesondere ein Laufzeitdifferenzmesser, sein. Der Durchflussmesser kann ein Massenmesser, wie insbesondere ein kalorimetrischer Messer, ein Coriolismesser oder ein Winkelmomentmesser sein. Die Aufzählung ist nicht vollständig. Es können auch unterschiedliche Messverfahren kombiniert werden, um jeweilige Prinzip-bedingte Messfehler zu kompensieren.

Die Kommunikation kann monodirektional oder vorzugsweise bidirektional geschehen. Die Kommunikation bedeutet ein Übermitteln von Informationen. Die Kommunikation kann insbesondere ein Übermitteln von Energie enthalten.

Die Steuereinrichtung hat also ein erstes Erfassungsmittel zum Erfassen des Signals von dem optischen Sensor. Weiters hat die Steuereinrichtung ein zweites Erfassungsmittel zum Erfassen des Signals von einem mit der Fassung verbundenen Durchflussmesser. Weiters hat die Steuereinrichtung ein Parameter-Bestimmungsmittel zum Bestimmen des Durchflussparameters auf der Grundlage des Signals von dem optischen Sensor. Schließlich hat die Steuereinrichtung ein Durchfluss-Bestimmungsmittel zum Bestimmen des Durchflusses durch den Durchflussmesser mittels des Durchflussparameters und des Signals von dem Durchflussmesser. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise in üblicher weise durch einen Speicher, einen Prozessor, eine Schnittstelle und dergleichen konfiguriert. Die vorgenannten Mittel werden vorzugsweise durch den Prozessor im Zusammenwirken mit den anderen Komponenten der Steuereinrichtung verwirklicht.

Weiterbildend vorsehbar ist ein Fluid-Analysesystem, welches neben der Fluid- Analyseeinrichtung eine auswechselbare Fluidleitung, insbesondere medizinische Fluidleitung, umfasst. In die Fluidleitung sind zumindest ein optisch durchlässiger bzw. transparenter bzw. klarer Abschnitt und zumindest ein Durchflussmesser integriert. Der Halter und die Fluidleitung sind abgestimmt bzw. jeweils derart gestaltet, dass der optische Sensor der Fluid- Analyseeinrichtung auf den optisch durchlässigen Abschnitt blickt. Unter „Blicken“ wird im Zweifel eine Ausrichtung zum optischen Erfassen können verstanden. Die Fassung fasst den Durchflussmesser. Das Fluid-Analysesystem verwirklicht die Vorteile der Fluid- Analysevorrichtung. Außerdem stellt das System einschließlich der Fluidleitung eine vollständige Lösung zum Durchflussbestimmen bereit.

Unabhängig beanspruchbar ist auch ein medizinisches Fluid-Analysesystem mit zumindest einer Fluidleitung, zumindest einem optischen Sensor und zumindest einer Steuereinrichtung. In die Fluidleitung sind zumindest ein optisch durchlässiger Abschnitt und zumindest ein Durchflussmesser integriert. Der optische Sensor ist auf den optisch durchlässigen Abschnitt blickend angeordnet. Die Steuereinrichtung ist mit dem Sensor und dem Durchflussmesser kommunizierbar verbunden. Die Steuereinrichtung ist zum Erfassen von Signalen des Sensors und des Durchflussmessers eingerichtet. Weiters ist die Steuereinrichtung eingerichtet zum Bestimmen eines Durchflussparameters auf der Grundlage des Signals von dem optischen Sensor. Weiters ist die Steuereinrichtung eingerichtet zum Bestimmen eines Durchflusses durch den Durchflussmesser mittels des Durchflussparameters und des Signals von dem Durchflussmesser.

Indem das Fluid-Analysesystem den Durchflussparameter auf der Grundlage des Signals von dem optischen Sensor bestimmt, folgt wie bei der Fluid-Analyseeinrichtung letztlich eine höhere Genauigkeit des bestimmten Durchflusses. Diese höhere Genauigkeit ermöglicht eine genaue Einschätzung eines Wundzustands. Weiters ermöglicht sie eine zuverlässige Automatisierung. Die übrigen Merkmale der Fluid-Analyseeinrichtung sind mit Vorteil mit diesem Fluid- Analysesystem kombinierbar.

Sowohl das Fluid-Analysesystem wie die Fluid-Analyseeinrichtung ist beispielsweise mittels folgender Weiterbildungen erweiterbar. Die Fluidleitung kann insbesondere eine medizinische Fluidleitung sein, also eine unter Beachtung üblicher Vorschriften und Normen zur medizinischen Verwendung taugliche Fluidleitung. Vorzugsweise ist die Fluidleitung eine Drainageleitung. Die Fluidleitung ist optional als Mittelstück einer ansonsten frei konfigurierbaren Fluidleitung ausgeführt, sodass ein besonders breiter Anwendungsbereich erschlossen wird.

Der optisch durchlässige Abschnitt ist in zumindest einem Wellenlängenbereich durchlässig. Insbesondere soll der optisch durchlässige Abschnitt in dem durch den Sensor und/oder eine Strahlungsquelle vorgegebenen Wellenlängenbereich durchlässig sein. Dabei ist eine Durchlässigkeit von über 75 %, vorzugsweise über 85 % der einfallenden Strahlung bevorzugt, um feine Unterschiede in der Fluid-Zusammensetzung sicher detektieren zu können.

Die Fluidleitung kann optional zumindest einen zum Umgebungslicht-Abschirmen geeigneten Abschirmabschnitt enthalten. Vorzugsweise enthält die Fluidleitung beiderseits des optisch durchlässigen Abschnitts jeweils einen solchen Abschnitt. Dieser Abschnitt kann beispielsweise aus dunklem Material gefertigt oder damit umgeben sein.

Ein Gehäuse kann vorgesehen werden. Das Gehäuse kann die Spur bzw. die Fluidleitung und den optischen Sensor umgeben. Falls das Gehäuse die Spur bzw. die Fluidleitung und/oder den optischen Sensor derart umgibt, dass ein Umgebungslicht-Einfall reduziert wird, kann eine Aussagekraft des Signals von dem optischen Sensor verbessert sein. Ein „Umgebungslicht- Einfall“ ist insbesondere ein potentieller Umgebungslicht-Einfall bei, insbesondere im Betrieb, vorliegendem Umgebungslicht. Mit anderen Worten, das Gehäuse ist vorzugsweise gestaltet zum Reduzieren eines möglichen Einfalls von Umgebungslicht auf die Spur bzw. die Fluidleitung und/oder den optischen Sensor. Diese Gestaltung kann, mit Ausnahme zweier Fluidleitungsdurchführungen und/oder weiterer Leitungs- und Kabeldurchführungen, ein vollständiges Umschließen der Fluidleitung im Gehäuse und des optischen Sensors enthalten. Diese Gestaltung kann weiters im Bereich von Gehäuseöffnungen eine Überlappung und/oder ein Dichtmittel, wie eine Lippe enthalten. Diese Gestaltung kann matte und/oder im interessierenden Wellenlängenbereich dunkle Oberflächen enthalten. Diese Gestaltung kann eine durch den Halter vorgegeben gebogene Spur bzw. eine gebogene Fluidleitung enthalten. Diese Gestaltung kann eine Schachtelung, beispielsweise eines den optischen Sensor und die Fluidleitung umgebenden Innengehäuses und eines die gesamte Fluid-Analyseeinrichtung bzw. das gesamte Fluid-Analysesystem umgebenden Außengehäuses enthalten. Weiters kann eine Strahlungsquelle, insbesondere eine Lichtquelle, vorgesehen sein. Diese Strahlungsquelle ist vorzugsweise zum Beleuchten und/oder Durchleuchten der Fluidleitung bzw. einer durch den Halter haltbaren Fluidleitung angeordnet. Die Strahlungsquelle kann einkanalig, mehrkanalig, schmalbandig und/oder breitbandig emittierend gewählt werden. Insbesondere kann die Strahlungsquelle eine Strahlungsquellengruppe sein, umfassend mehrere bezüglich ihrer Bauart gleiche und/oder unterschiedliche und/oder bezüglich ihrer Wellenlängenempfindlichkeit gleiche, überlappende, angrenzende und/oder unterschiedliche Strahlungsquellen.

Die einzelnen Strahlungselemente einer Strahlungsquelle können in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein. Die Reihen verlaufen vorzugsweise parallel zu der Spur bzw. der Fluidleitung oder senkrecht dazu. Beispielsweise können Plätze in den Reihen abwechselnd besetzt sein. Die Reihen sind vorzugsweise in einer flachen Ebene oder einer um die Spur bzw. die Fluidleitung gekrümmten Ebene angeordnet.

Optional kann eine Datenbank vorgesehen werden, in der unterschiedliche bzw. unterscheidbare Werte des Signals des optischen Sensors bzw. der optischen Eigenschaft des Fluids mit jeweils einem Wert für den Durchflussparameter verknüpft hinterlegt sind. Im einfachsten Fall kann die Datenbank als Tabelle umgesetzt sein. Die Datenbank kann Teil der Steuereinheit sein.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein zum Bestimmen des Durchflussparameters auf der Grundlage des Signals von dem optischen Sensor mittels Auswählens eines hinterlegten Werts des Signals des optischen Sensors und Auslesens des damit verknüpften Werts für den Durchflussparameter, also des ausgewählten hinterlegten Werts. Beispielsweise kann die Steuereinheit dazu ein Auswahl-und-Auslesemittel enthalten, welches weiterbildend ein Teil des Parameter-Bestimmungsmittels sein kann.

Es kann auch ein Drucksensor vorgesehen werden, um die Analysemöglichkeiten nochmals zu erweitern. Beispielsweise können so Durchflusspulsationen sehr schnell oder als Kontrolle zum Durchflussmesser erfasst werden.

Die Fluid-Analyseeinrichtung und/oder das Fluid-Analysesystem kann mehrere Sätze von Haltern, Fassungen, optischen Sensoren bzw. von Fluidleitungen und optischen Sensoren, sowie ggf. weiterer Einrichtungen aufweisen. Somit kann ein Patient mit mehreren Drainagen mittels einer Apparatur überwacht werden. Dasselbe gilt für ein Fluid-Analysesystem mit mehreren Sätzen von Fluid-Analyseeinrichtungen und Fluidleitungen.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Durchflusses eines Fluids durch eine Fluidleitung. Das Verfahren umfasst Erfassen einer optischen Eigenschaft des Fluids in der Fluidleitung. Das Verfahren umfasst Erfassen eines Signals eines Durchflussmessers in der Fluidleitung. Das Verfahren umfasst Bestimmen eines Durchflussparameters auf der Grundlage der erfassten optischen Eigenschaft. Das Verfahren umfasst Bestimmen eines Durchflusses durch den Durchflussmesser mittels des Durchflussparameters und des Signals von dem Durchflussmesser.

Indem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Durchflussparameter auf der Grundlage der optischen Eigenschaft bestimmt wird, folgt wie bei der Fluid-Analyseeinrichtung letztlich eine höhere Genauigkeit des bestimmten Durchflusses. Diese höhere Genauigkeit ermöglicht eine genaue Einschätzung eines Wundzustands. Weiters ermöglicht sie eine zuverlässige Automatisierung.

Bei dem Verfahren einschließlich seiner Weiterbildungen wird teilweise auf Vorrichtungsmerkmale Bezug genommen. Diese Vorrichtungsmerkmale sind im Rahmen der erfindungsgemäßen Fluid-Analyseeinrichtung und des erfindungsgemäßen Fluid- Analysesystems beschrieben bzw. umgekehrt.

Die hier beschriebenen Vorrichtungen, insbesondere deren Steuereinrichtung, sind alle als zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen konfiguriert bzw. konfigurierbar.

Das Erfassen einer optischen Eigenschaft des Fluids in der Fluidleitung kann ein Erfassen eines Signals eines auf das Fluid in der Fluidleitung blickenden optischen Sensors enthalten.

Wenn das Verfahren ein Reduzieren eines Umgebungslicht-Einfalls auf das Fluid und/oder den optischen Sensor enthält, kann die optische Eigenschaft mit kontrollierten Umgebungsbedingungen und daher mit höherer Genauigkeit erfolgen.

Für kontrollierte Umgebungsbedingungen und höhere Genauigkeit kann während des Erfassens der optischen Eigenschaft des Fluids bzw. des Erfassens des Signals des optischen Sensors optional das Fluid beleuchtet und/oder durchleuchtet werden. Das Verfahren kann sequentielles Ansteuern einzelner Kanäle oder Kanalgruppen einer mehrkanaligen oder mehrkanalig oder mehrfarbig steuerbaren Strahlungsquelle vorsehen. Dieser Verfahrensteil kann weiterbildend ein Zusammenfassen optischer Teil-Eigenschaften während des sequentiellen Ansteuerns zu einer optischen Gesamt-Eigenschaft vorsehen, beispielsweise mittels der Steuereinrichtung bzw. eines Zusammenfassungsmittels der Steuereinrichtung. Dadurch kann die optische Eigenschaft mit höherer Präzision erfasst werden.

Unabhängig beanspruchbar ist ein Computerprogrammprodukt, das so angepasst ist, dass es das erfindungsgemäße Verfahren und/oder eine Weiterbildung davon ausführt. Unabhängig beanspruchbar ist auch ein computerlesbares Speichermedium, wie ein Datenträger, das bzw. der dieses Programm umfasst.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst mittels einer medizinischen Fluid- Analyseeinrichtung, mit einem Halter zum Halten einer auswechselbaren Fluidleitung, einem optischen Sensor, einer Strahlungsquelle und einer Steuereinrichtung. Der Halter gibt eine Spur für die auswechselbare Fluidleitung vor. Der optische Sensor ist auf die Spur blickend angeordnet. Der optische Sensor ist zum Erfassen von Strahlung in mehreren Wellenlängenkanälen eingerichtet. Mit anderen Worten: der optische Sensor erfasst im Betrieb mehrere Signale, welche jeweils einem Strahlungseinfall eines zu den anderen Signalen unterschiedlichen Wellenlängenkanals entsprechen. Die Strahlungsquelle ist zum Bestrahlen und/oder Durchstrahlen der Spur im Blickfeld des optischen Sensors angeordnet. Mit anderen Worten: die Strahlungsquelle ist zum Abgeben bzw. Emittieren von Strahlung auf einen Teil bzw. Abschnitt der Spur angeordnet, welcher sich im Blickfeld des optischen Sensors befindet. Mit anderen Worten: die Strahlungsquelle ist zum Abgeben bzw. Emittieren von Strahlung auf eine durch den Halter gehaltene auswechselbare Fluidleitung im Blickfeld des optischen Sensors angeordnet, falls der Halter im Betrieb eine auswechselbare Fluidleitung hält. Die Steuereinrichtung ist mit dem Sensor kommunizierbar verbunden. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet zum Bilden eines Spektrums aus jeweils einem Wellenlängenkanal zugeordneten Signalen von dem optischen Sensor. Beispielsweise hat die Steuereinrichtung ein Spektrumsbildungsmittel. Außerdem ist die erfindungsgemäße Strahlungsquelle eine Gruppe von Einzelstrahlungsquellen, wobei einzelne Einzelstrahlungsquellen zum Abgeben von Strahlung in zu anderen Einzelstrahlungsquellen unterschiedlichen Wellenlängenkanälen eingerichtet sind. Die Fluid-Analyseeinrichtung bildet also ein Spektrum auf der Grundlage von Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen. Unterschiedliche Fluid-Zusammensetzungen zeichnen sich nämlich im Allgemeinen durch ein jeweils unterschiedliches und somit kennzeichnendes Spektrum aus. Auch wenn zwei unterschiedliche Zusammensetzungen über das gesamte Spektrum betrachtet, wie integriert bzw. aufsummiert, zu demselben Signalwert führen würden, führen sie auf mehrere Kanäle aufgeteilt erfahrungsgemäß zu unterschiedlichen und somit unterscheidbaren Signalwerten. Auch wenn zwei unterschiedliche Zusammensetzungen in einem einzelnen Kanal zu demselben Signalwert führen, führen sie auf weiteren Kanälen betrachtet erfahrungsgemäß zu insgesamt unterschiedlichen und somit unterscheidbaren Signalwerten. Mit der erfindungsgemäßen Gruppe von Einzelstrahlungsquellen kann das bestrahlende Spektrum genau auf das erfasste Spektrum abgestimmt werden. In der Folge kann eine optische Eigenschaft des Fluids in der Fluidleitung mit höherer Genauigkeit ausgewertet werden als mittels einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung. Somit stellt diese erfindungsgemäße Fluid-Analyseeinrichtung eine Vorrichtung zur Analyse eines Fluids aus einer Wunddrainage mit hoher Genauigkeit bereit. Indem eine Änderungsgeschwindigkeit der erfassten optischen Eigenschaft mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann, kann ein Durchfluss ebenfalls mit verhältnismäßig hoher Genauigkeit erschlossen werden.

Hinsichtlich optionaler Merkmale wird auf die gesamte Vorbeschreibung verwiesen.

Dabei ist die Steuerungseinheit vorzugsweise zum Erfassen mehrerer jeweils einem Wellenlängenkanal zugeordneter Signale von dem optischen Sensor eingerichtet. Beispielsweise hat die Steuereinrichtung ein Mehrkanalerfassungsmittel bzw. das erste Erfassungsmittel ist ein Mehrkanalerfassungsmittel.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem gelöst durch ein medizinisches Fluid-Analysesystem mit einer Fluidleitung, einem optischen Sensor, einer Strahlungsquelle und einer Steuereinrichtung. Der optische Sensor ist auf den optisch durchlässigen Abschnitt blickend angeordnet. Der optische Sensor ist zum Erfassen von Strahlung in mehreren Wellenlängenkanälen eingerichtet. Die Strahlungsquelle ist zum Bestrahlen und/oder Durchstrahlen des optisch durchlässigen Abschnitts im Blickfeld des optischen Sensors angeordnet. Die Steuereinrichtung ist mit dem Sensor kommunizierbar verbunden. Die Steuereinrichtung ist zum Bilden eines Spektrums aus mehreren jeweils einem Wellenlängenkanal zugeordneten Signalen von dem optischen Sensor eingerichtet. Die Strahlungsquelle ist eine Gruppe von Einzelstrahlungsquellen. Einzelne Einzelstrahlungsquellen sind zum Abgeben von Strahlung in zu anderen Einzelstrahlungsquellen unterschiedlichen Wellenlängenkanälen eingerichtet. Dieses medizinische Fluid-Analysesystem stellt ebenfalls eine Vorrichtung zur Analyse eines Fluids aus einer Wunddrainage mit hoher Genauigkeit bereit. Im Übrigen wird auf die gesamte Vorbeschreibung verwiesen.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiters gelöst durch ein Verfahren zum Analysieren einer Eigenschaft eines Fluids in einer Fluidleitung. Das Verfahren umfasst Abgeben einer Strahlung in mehreren zueinander unterschiedlichen Wellenlängenkanälen und Bestrahlen und/oder Durchstrahlen des Fluids in der Fluidleitung mit der Strahlung. Das Verfahren umfasst Erfassen der Bestrahlung und/oder Durchstrahlung des Fluids in mehreren Wellenlängenkanälen. Das Verfahren umfasst Bilden eines Spektrums aus mehreren jeweils einem Wellenlängenkanal zugeordneten Signalen. Dieses Verfahren ermöglicht eine Analyse eines Fluids aus einer Wunddrainage mit hoher Genauigkeit. Im Übrigen wird auf die gesamte Vorbeschreibung verwiesen.

Die hier beschriebenen Vorrichtungen, insbesondere deren Steuereinrichtung, sind alle als zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen konfiguriert bzw. konfigurierbar. Unabhängig beanspruchbar ist ein Computerprogrammprodukt, das so angepasst ist, dass es das erfindungsgemäße Verfahren und/oder eine Weiterbildung davon ausführt. Unabhängig beanspruchbar ist auch ein computerlesbares Speichermedium, wie ein Datenträger, das bzw. der dieses Programm umfasst.

Weitere Aspekte betreffen die Bestimmung der Durchflussmenge mittels der Füllstandveränderung in einem Auffangbehälter.

Erfindungsgemäß umfasst die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung zumindest einen Halter, zum Halten einer auswechselbaren Fluidleitung, einen optischen Sensor, eine Strahlungsquelle, eine Fassung, zum Fassen eines auswechselbaren Auffangbehälters und eines Füllstandmessers für den Auffangbehälter, und eine Steuereinheit, wobei der Halter eine Spur für die Fluidleitung vorgibt, wobei der optische Sensor auf die Spur blickend angeordnet ist, wobei der Auffangbehälter an ein Ende der Fluidleitung angeschlossen ist, wobei die Fassung zum Fassen und kommunizierenden Anschließen eines an dem Auffangbehälter integrierten Füllstandmessers vorbereitet ist, wobei die Steuereinheit mit dem optischen Sensor und der Fassung kommunizierbar verbunden ist, wobei, der optische Sensor dazu ausgelegt ist, ein Signal von Strahlung in einem breiten Wellenlängenbereich zu erfassen, wobei die Strahlungsquelle zum Bestrahlen und/oder Durchstrahlen der Spur im Blickfeld des optischen Sensors angeordnet ist und diesen mit Strahlung in dem breiten Wellenlängenbereich bestrahlt und/oder durchstrahlt, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Bilden eines Spektrums aus Signalen des optischen Sensors, zum Bestimmen eines Durchflussparameters auf der Grundlage eines Spektrums des optischen Sensors, und zum Bestimmen eines Durchflusses durch eine zeitliche Veränderung des durch den Füllstandmesser gemessenen Füllstandes innerhalb des Auffangbehälters und mittels des Durchflussparameters.

Im Gegensatz zu der oben diskutierten medizinischen Fluid-Analyseeinrichtung wird hier der Durchfluss durch die Fluidleitung mittels einer Füllstandmessung in einem Auffangbehälter gemessen.

Eine solche Anordnung mit einer Füllstandsmessung innerhalb eines Auffangbehälters ist bei heterogenen Fluiden und variierender Flussrate vorteilhaft. Der Auffangbehälter kann mit einem Auslassventil versehen sein, um Fluid ablassen zu können, bevor der Auffangbehälter zu voll wird. Dabei kann die Messung der zeitlichen Veränderung des Füllstandes pausiert oder resettet werden. Es könnten auch nur zeitliche Veränderungen des Füllstandes, bei denen der Füllstand zunimmt, einbezogen werden.

Der optische Sensor kann ein Spektrometer sein, dass beispielsweise kontinuierliche Spektren misst, oder ein Fabry-Perot Interferometer nutzen, um beispielsweise scannend ein kontinuierliches Spektrum zu messen. Weiterhin können Fotodioden und Fotodiodenarrays verwendet werden, die beispielsweise Einzelwerte und diskontinuierliche Spektren messen. Auch eine Kamera beispielsweise mit Filtern oder variablen Filtern oder eine Hyperspektralkamera können ein erfindungsgemäßer optischer Sensor sein.

Die auswechselbaren Bauteile Fluidleitung und Auffangbehälter können separate Bauteile sein, aber auch fest verbunden ein einzelnes Bauteil darstellen. Zudem können Chips (ICs) enthalten sein, die den Hersteller der Bauteile identifizieren und/oder sicherstellen, dass die Bauteile vorher noch nicht verwendet wurden. Der Chip (IC) ist dafür über die Halterung oder Fassung mit der Steuereinheit kommunizierbar verbunden.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Füllstandmesser ein Gewichts-, Drucksensor oder Schwimmer ist. Mit einem Gewichtssensor kann das Gewicht des Auffangbehälters gemessen werden und daraus ein Füllstand bestimmt werden. Dies geschieht unter Zuhilfenahme der Dichte des Fluids in dem Auffangbehälter. Die Dichte kann beispielsweise aus der Analyse von dem Signal des optischen Sensors und einer Referenz bestimmt werden. Mit einem Drucksensor kann der Druck, z. B. am Boden, des Auffangbehälters vermessen werden. Aus einem solchen hydrostatischen Druck kann der Füllstand berechnet werden. Dies geschieht ebenfalls unter der Dichte des Fluids in dem Auffangbehälter. Die Position der Oberfläche des Fluids kann allerdings auch mittels eines Schwimmers gemessen werden.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Füllstandmesser eine Kamera umfasst. Mit einer Bildverarbeitung eines Kamerabildes ist eine Positionsbestimmung der Oberfläche des Fluids möglich.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Füllstandmesser ein Ultraschallsensor, ein kapazitiver Sensor, resistiver Sensor, induktiver Sensor, oder eine Lichtschranke ist.

Der kapazitive Sensor misst die Veränderung der Kapazität in dem Raum vor dem Sensor. Dies geschieht beispielsweise durch das Vorhandensein eines Fluids mit elektrischen Eigenschaften, die ein elektrisches Feld beeinflussen können und damit auch die Kapazität des Sensors.

Sowohl der kapazitive, induktive als auch der resistive Sensor bauen darauf auf, dass das Fluid in dem Auffangbehälter die magnetischen oder elektrischen Eigenschaften des Raumes direkt vor dem Sensor, so verändern, dass dies ebenfalls das elektrische Feld, das magnetische Feld oder den fließenden Strom beeinflusst. Ist der Raum vor einem solchen Sensor mit Fluid gefüllt, so unterscheidet sich das Messsignal von dem Messsignal an der Luft. Durch mehrere Sensoren kann der Füllstand im Auffangbehälter somit an diskreten Punkten vermessen werden.

Ein Ultraschallsensor kann zum Beispiel die Distanz zu einer Oberfläche des Fluids vermessen, von oben oder von unten. Ferner kann auch mit einer Lichtschranke das Vorhandensein des Fluids an diskreten Abschnitten im Auffangbehälter bestimmt werden.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Sensor aus einem Array aus Sensoren besteht und sich die Messgröße eines Sensors aus dem Array aus Sensoren verändert, wenn sich ein medizinisches Fluid vor dem Sensor aus dem Array aus Sensoren befindet.

Hierbei ist ein Sensor ein Ultraschallsensor, ein kapazitiver Sensor, resistiver Sensor, induktiver Sensor, oder eine Lichtschranke. Ein solches Array kann dann senkrecht entlang des Auffangbehälters angebracht sein und die Veränderung der Messgröße messen. Um den Füllstand beim Umkippen des Auffangbehälters weiterhin messen zu können, können weitere Arrays in weiteren Ausrichtungen an dem Auffangbehälter angebracht sein, beispielsweise horizontal. Somit kann hier eine Lagekorrektur stattfinden.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Füllstandmesser zusätzlich einen Schwimmer umfasst.

Die Position des Schwimmers kann dabei nicht mechanisch (wie typisch), sondern elektronisch erfasst werden. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem der Schwimmer eine Kugel ist, beispielsweise in Rot, wobei die Position der Kugel von einer Kamera besser erfasst wird, als die Oberfläche des Fluids allein. Oder der Schwimmer enthält ein Material, z. B. Metall, welches von den kapazitiven/induktiven Sensoren etc. besonders gut erkannt werden kann, da er eine stärkere Feldveränderung hervorruft als das Fluid allein. Weiterhin kann der Schwimmer sehr stark reflektieren, wodurch eine Messung durch eine Lichtschranke (oder ein Array aus Lichtschranken) verbessert ist. Der Schwimmer unterstützt, bzw. augmentiert, in Kombination mit den anderen Verfahren, deren individuelle Wirksamkeit.

Es gibt Ausführungen, bei denen die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung einen Lagesensor zur Korrektur der Füllstandsmessung umfasst.

Misst der Füllstandmesser beispielsweise nicht senkrecht den Füllstand, sondern in einem Winkel zur Gravitationskraft, kann dies erfasst werden und die Füllhöhe und damit die Füllmenge/der Füllstand korrigiert werden.

Die Lagekorrektur kann mit einem Lagesensor erfolgen, der die Orientierung im Raum ermittelt und an die Steuereinheit übermittelt. Diese korrigiert dann mit dieser Information den vom Füllstandmesser ermittelten Wert.

Es gibt Ausführungen, bei denen die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung den Füllstandmesser umfasst.

Dadurch ist der Füllstandmesser Teil der medizinischen Fluid-Analyseeinrichtung, beispielsweise des Gehäuses und somit nicht austauschbar. Somit wird der Füllstand durch die Wand des Auffangbehälters gemessen. Es gibt Ausführungen, bei denen der Füllstandmesser austauschbar ist.

Der Füllstandmesser kann somit direkt an der Wand des Auffangbehälters platziert oder produziert sein (beispielsweise durch ein lithografisches Verfahren oder Druckverfahren mit leitender Tinte).

Es gibt Ausführungen, bei denen die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung eine Optikeinrichtung umfasst, die die Strahlung der Strahlungsquelle in die auswechselbare Fluidleitung fokussiert und die Strahlung aus der auswechselbare Fluidleitung auf den optischen Sensor fokussiert.

Zum Fokussieren der Strahlung können beispielsweise entsprechend geformte Lichtleiter oder Lichtführung verwendet werden, die die Strahlung zu der Fluidleitung hinführen. Die Strahlung hat dabei ein großes Wellenlängenspektrum. Dies kann durch mehrere Strahlungsquellen entstehen, beispielsweise LEDs im Nahen Infrarot Bereich (NIR), ultravioletten Bereich (UV), sowie LEDs im Bereich des sichtbaren Lichts, oder auch Hyperspektrale LEDs, die ein breites Spektrum erzeugen, mittels einer Lichtquelle und Materialien die Wellenlängen eines Teils der Strahlung verändern, beispielsweise durch Fluoreszenz oder Phosphoreszenz.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Optikeinrichtung die Strahlung für zumindest eines aus einer direkten Transmission durch die auswechselbare Fluidleitung, eine angulare Transmission durch die auswechselbare Fluidleitung und eine angulare Reflexion zu der auswechselbaren Fluidleitung hin fokussiert und aus der auswechselbaren Fluidleitung auf den optischen Sensor fokussiert.

Für eine direkte Transmission wird die Strahlung von der Strahlungsquelle in die Fluidleitung fokussiert und tritt auf der anderen Seite der Fluidleitung wieder aus. Der ausgetretene Teil wird gesammelt und auf den optischen Sensor fokussiert. Die Optikeinrichtung sammelt Strahlung aus demselben Fokuspunkt innerhalb der Fluidleitung in den die eingehende Strahlung fokussiert wurde. Dabei liegen der optische Sensor und die Strahlungsquelle exakt einander zugewandt gegenüber. Die Fluidleitung liegt dabei zwischen der Strahlungsquelle und dem optischen Sensor, beispielsweise senkrecht zu den optischen Achsen der Strahlungsquelle und des optischen Sensors angeordnet.

Für eine angulare Transmission wird die Strahlung von der Strahlungsquelle in die Fluidleitung fokussiert und auf der anderen Seite der Fluidleitung treten Streulichtanteile wieder aus. Allerdings sind die Strahlungsquelle und der optische Sensor nicht exakt einander zugewandt. Dabei sind Strahlungsquelle und optischer Sensor in einem Winkel, der nicht 180 Grad beträgt, angeordnet und die Fluidleitung ist zwischen Strahlungsquelle und optischem Sensor angeordnet. Die Optikeinrichtung sammelt Strahlung aus demselben Fokuspunkt innerhalb der Fluidleitung in den die eingehende Strahlung fokussiert wurde. Die Fluidleitung ist beispielsweise senkrecht zu der optischen Achse des optischen Sensors angeordnet. Somit wird hierbei keine direkte Transmission, sondern transmittierte Streulichtanteile gemessen.

Für eine angulare Reflexion wird die Strahlung von der Strahlungsquelle in die Fluidleitung fokussiert und tritt auf der gleichen Seite der Fluidleitung treten Streulichtanteile wieder aus. Die Strahlungsquelle und der optische Sensor sind somit auf derselben Seite der Fluidleitung angeordnet und sind der Fluidleitung zugewandt. Die Optikeinrichtung sammelt Strahlung aus demselben Fokuspunkt innerhalb der Fluidleitung in den die eingehende Strahlung fokussiert wurde. Dabei sind Strahlungsquelle und optischer Sensor in einem Winkel, der nicht 180 Grad beträgt, angeordnet. Die Fluidleitung ist beispielsweise senkrecht zu der optischen Achse des optischen Sensors angeordnet. Somit werden hierbei reflektierte Streulichtanteile gemessen.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Optikeinrichtung die Strahlung aus der auswechselbaren Fluidleitung so fokussiert, dass ein Durchmesser der Strahlung, der kleiner als ein Durchmesser der auswechselbare Fluidleitung ist, auf den optischen Sensor projiziert wird.

Dabei wird nur Licht gesammelt, dass zweimal die Wanddicke der Fluidleitung und einmal das Fluid passiert hat bzw. am Fluid reflektiert oder gestreut wurde. Würde eine Strahlung aus einem Durchmesser, der größer gleich dem Durchmesser der auswechselbare Fluidleitung ist, gesammelt und projiziert, würde der optische Sensor Strahlungsanteile messen, die nur die Wand der Fluidleitung und nicht das Fluid selbst passiert haben oder die Fluidleitung gar nicht passiert haben oder aber Strahlungsanteile messen, welche die Wanddicke der Fluidleitung häufiger als nötig passiert haben und somit das Signal unnötig verfälschen.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Steuereinheit mittels Signalen des optischen Sensors ein Spektrum mittels einer High Dynamic Range Belichtungstechnik erstellt.

Bei der Aufnahme von Spektren kann es passieren, dass bei Anteilen des Spektrums eine Überbelichtung stattfindet oder ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis (Unterbelichtung) vorliegt. Im ersten Fall sollte die Belichtungszeit verringert werden, im zweiten Fall sollte die Belichtungszeit jedoch erhöht werden. Um diesen Konflikt aufzulösen, können mit High Dynamic Range Belichtungstechniken Anteile des Spektrums mit unterschiedlichen Belichtungszeiten aufgenommen werden und dann unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Belichtungszeiten zu einem Spektrum zusammen gefügt werden. Dies geschieht zumeist durch eine Steuereinheit, die einen optischen Sensor steuert, sodass von diesem mehrere Spektren oder Teilspektren unterschiedlicher Belichtungsdauer aufgenommen werden und durch die Steuereinheit zusammengesetzt werden.

Erfindungsgemäß umfasst das medizinische Fluid-Analysesystem zumindest eine auswechselbare Fluidleitung, einen Halter, zum Halten der auswechselbaren Fluidleitung, einen optischen Sensor, eine Strahlungsquelle, einen auswechselbaren Auffangbehälter und einen Füllstandmesser für den Auffangbehälter, eine Fassung, zum Fassen des auswechselbaren Auffangbehälters und des Füllstandmessers, und eine Steuereinheit, wobei der Halter eine Spur für die Fluidleitung vorgibt, wobei der optische Sensor auf die Spur blickend angeordnet ist, wobei der Auffangbehälter an ein Ende der Fluidleitung angeschlossen ist, wobei die Fassung zum Fassen und kommunizierenden Anschließen eines an dem Auffangbehälter integrierten Füllstandmessers vorbereitet ist, wobei die Steuereinheit mit dem optischen Sensor und der Fassung kommunizierbar verbunden ist, wobei, der optische Sensor dazu ausgelegt ist, ein Signal von Strahlung in einem breiten Wellenlängenbereich zu erfassen, wobei die Strahlungsquelle zum Bestrahlen und/oder Durchstrahlen der Spur im Blickfeld des optischen Sensors angeordnet ist und diesen mit Strahlung in dem breiten Wellenlängenbereich bestrahlt und/oder durchstrahlt, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Bilden eines Spektrums aus den Signalen des optischen Sensors, zum Bestimmen eines Durchflussparameters auf der Grundlage eines Spektrums des optischen Sensors, und zum Bestimmen eines Durchflusses durch eine Veränderung des durch den Füllstandmesser gemessenen Füllstandes innerhalb des Auffangbehälters und mittels des Durchflussparameters.

Zusätzlich zu der medizinischen Fluid-Analyseeinrichtung umfasst das medizinische Fluid- Analysesystem die auswechselbaren Teile. Somit gibt es generell für das medizinische Fluid- Analysesystem die gleichen Ausführungsmöglichkeiten wie für die oben diskutierte medizinische Fluid-Analyseeinrichtung.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Durchflusses eines Fluids durch eine Fluidleitung, umfassend Erfassen eines Spektrums des Fluids in der Fluidleitung und Erfassen eines Signals eines an einem Auffangbehälter integrierten Füllstandmessers, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst Bestimmen eines Durchflussparameters auf der Grundlage des erfassten Spektrums, und bestimmen eines Durchflusses durch eine Veränderung des durch den Füllstandmesser gemessenen Füllstandes innerhalb des Auffangbehälters und mittels des Durchflussparameters.

Dieses Verfahren ist mit den Ausführungen der oben diskutierten medizinischen Fluid- Analyseeinrichtung oder dem oben diskutierten medizinischen Fluid-Analysesystem ausführbar.

Es gibt auch weitere Aspekte zur Analyse eines medizinischen Fluids, insbesondere die Analyse einer Urinflüssigkeit mittels Testelementen, die auf einem Trägerband angeordnet sind und mit dem Fluid reagieren.

Im Rahmen von Krankenhausaufenthalten und der pflegerischen Versorgung von Patienten ist bekannt, dass Katheter und Drainagen verwendet werden und die gesammelten Fluide analysiert werden, um den Gesundheitszustand des Patienten zu überwachen bzw. den Patienten zu diagnostizieren.

Dies geschieht beispielsweise mittels Teststreifen, die händisch in die mittels Katheter oder Drainage gesammelte Körperflüssigkeit eingetaucht werden oder in einem Labor. Dabei ist es nötig, dass das Personal in geregelten Abständen Proben entnimmt und testet oder in das Labor verbringt. Dies ist zeit- und kostenintensiv und im Falle der händischen Auswertung eines Teststreifens auch wenig genau.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzusehen, welche eine Analyse zumindest einer Eigenschaft eines Fluids aus einem Katheter mit hoher Genauigkeit ermöglicht und die oben genannten Nachteile zumindest teilweise löst.

Diese Aufgabe wird durch die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung nach Anspruch 24, das medizinische Fluid-Analysesystem nach Anspruch 36 und das Verfahren zum Analysieren eines medizinischen Fluids in einer Fluidleitung nach Anspruch 37 jeweils gelöst. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert und/oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Erfindungsgemäß umfasst die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung zumindest einen Halter, zum Halten einer auswechselbaren Fluidleitung, einer Fassung zum Fassen eines auswechselbaren Teststreifens, eine Dosiereinrichtung, eine Teststreifenvorschubeinrichtung, einen optischen Sensor, eine Strahlungsquelle, und eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit mit der Dosiereinrichtung, der Teststreifenvorschubeinheit und dem optischen Sensor kommunizierbar verbunden ist, wobei der Teststreifen entlang seiner Länge mehrere Testelemente aufweist und die Dosiereinrichtung medizinisches Fluid aus der Fluidleitung dosieren kann, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die Teststreifenvorschubeinrichtung und die Dosiereinrichtung so zu steuern, dass die Dosiereinrichtung das medizinische Fluid auf ein unverbrauchtes Testelement des Teststreifens dosiert und die Teststreifenvorschubeinrichtung, den optischen Sensor und die Strahlungsquelle so zu steuern, dass das Testelement des Teststreifens, auf welches das medizinische Fluid dosiert wurde in einen Sichtbereich des optischen Sensors verfahren wird, durch die Strahlungsquelle beleuchtet wird und der optische Sensor ein optisches Kriterium des Testelementes aufnimmt, und das medizinische Fluid analysiert wird auf der Grundlage eines Vergleichs eines durch den optischen Sensor aufgenommenen optischen Kriteriums mit einem Referenzkriterium des Teststreifens.

Eine solche medizinische Fluid-Analyseeinrichtung nutzt Teststreifen, um Parameter des Fluids zu analysieren. Solche Teststreifen weisen Testelemente auf, die einen Teil des Fluids aufsaugen. Danach folgt eine chemische Reaktion des Testelementes mit dem aufgesaugten Fluid, woraufhin sich die optischen Eigenschaften wie beispielsweise die Reflexions-, Transmissions- und Absorptionseigenschaften des Testelements verändern, beispielsweise durch eine Verfärbung. Aus einer solchen Veränderung im Vergleich zu einer Referenz kann dann der jeweilige Parameter bestimmt werden.

Ein Parameter kann beispielsweise die Konzentration von Leukozyten, Nitrit, Urobilinogen, Proteinen, Blut, Ketone, Bilirubin, Glucose, und Ascorbinsäure sein, aber auch der pH-Wert oder das spezifische Gewicht.

Mehrere solcher Testelemente, die verschiedene Parameter messen sind auf dem Teststreifen angeordnet, beispielsweise in einem Testfeld, das gleichzeitig/simultan mit Fluid benetzt werden kann, wodurch mehrere dieser Parameter parallel gemessen werden können.

Die Dosiereinrichtung, die Teststreifenvorschubeinrichtung, der optische Sensor und die Strahlungsquelle, welche alle von der Steuereinheit gesteuert sind, ermöglichen eine Automatisierung des Testablaufes.

Die Teststreifenvorschubeinrichtung verfährt den Teststreifen derart, dass sich ein unverbrauchtes Testelement (oder Testfeld) an der Position der Dosiereinrichtung befindet, sodass die Dosiereinrichtung das Testelement (oder Testfeld) mit dem Fluid benetzen kann. Dass ein Testelement (oder Testfeld) unverbraucht ist, kann festgestellt werden, indem das Testelement (oder Testfeld) mittels Teststreifenvorschubeinrichtung zu der Position des optischen Sensors verfahren wird und dort ein optisches Kriterium aufgenommen wird. Beispielsweise kann analysiert werden, ob bereits eine Veränderung der Reflexions-, Absorptions-, Fluoreszenz-, oder Transmissioneigenschaften (Reaktion) vom unverbrauchten Zustand stattgefunden hat. Alternativ kann eine Kennzeichnung, beispielsweise ein Barcode oder QR-Code analysiert werden, der in einem Testfeld angeordnet ist, und somit festgestellt werden, ob das Testfeld zuvor zum Testen verwendet wurde.

Dabei ist die Dosiereinheit so ausgelegt, dass das Fluid direkt auf das Testelement oder Testfeld gegeben wird und dieses benetzt. Dadurch wird vermieden, dass das Fluid frei fällt und bei Erschütterungen oder in einem gekippten Zustand des Gerätes das Testelement oder Testfeld verfehlt. Weiterhin werden dadurch mögliche Spritzer vermieden.

Ist das Testelement (oder Testfeld) mit dem Fluid benetzt, kann die Teststreifenvorschubeinrichtung den Teststreifen so verfahren, dass das benetzte Testelement (oder Testfeld) an die Position des optischen Sensors und der Strahlungsquelle verfahren wird. Daraufhin kann der optische Sensor ein optisches Kriterium (beispielsweise Reflexions-, Absorptions-, Fluoreszenz-, oder Transmissioneigenschaften) des Testelements (oder Testfelds) aufnehmen und mit Referenzkriterien vergleichen. Dies entspricht dem obigen Vergleich der Testelemente mit der Referenz.

Das Aufnehmen des optischen Kriteriums kann zum Beispiel durch Einschalten der Strahlungsquelle zum Beleuchten des Testelements (oder Testfelds), das Aufnehmen des optischen Kriteriums und das Ausschalten der Strahlungsquelle geschehen.

Der Auffangbehälter kann mit einem Auslassventil versehen sein, um Fluid ablassen zu können bevor der Auffangbehälter zu voll wird. Dabei kann die Messung der zeitlichen Veränderung des Füllstandes pausiert oder resettet werden. Es könnten auch nur zeitliche Veränderungen des Füllstandes, bei denen der Füllstand zunimmt, einbezogen werden.

Die auswechselbaren Bauteile Fluidleitung, und Auffangbehälter können separate Bauteile sein, aber auch fest verbunden ein einzelnes Bauteil darstellen. Zudem können Chips (ICs) enthalten sein, die den Hersteller der Bauteile identifizieren und/oder sicherstellen, dass die Bauteile vorher noch nicht verwendet wurden. Dieser Chip (IC) kann für den Fall des Auffangbehälters zum Beispiel auch Informationen über den Auffangbehälter speichern, beispielsweise das Volumen. Der Chip (IC) ist dafür über die Halterung oder Fassung mit der Steuereinheit kommunizierbar verbunden.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Fassung einen auswechselbaren Auffangbehälter fasst, der an die Fluidleitung angeschlossen ist, und einen Füllstandmesser für den Auffangbehälter, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Bestimmen eines Durchflusses durch eine Veränderung des durch den Füllstandmesser gemessenen Füllstandes innerhalb des Auffangbehälters.

Somit kann der Durchfluss durch die Fluidleitung gemessen werden, während das Fluid mittels des Teststreifens analysiert wird. Der Durchfluss kann auch mittels der Analyseergebnisse des Teststreifens korrigiert werden, beispielsweise durch Parameter wie das spezifische Gewicht. Allgemein könnten Konzentrationen von gewissen Stoffen optische, elektrische oder magnetische Eigenschaften des Fluids beeinflussen und herangezogen werden, um die Sensoren des Füllstandmessers zu kalibrieren. Der Füllstandmesser kann allgemein aus den Sensoren bestehen, welche oben beschrieben sind und kann durch einen Lagesensor ergänzt werden.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Fassung einen in die Fluidleitung integrierten Durchflussmesser fasst und kommunizierend anschließt, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Bestimmen eines Durchflusses durch den Durchflussmesser.

Somit kann der Durchfluss durch die Fluidleitung gemessen werden, während das Fluid mittels des Teststreifens analysiert wird. Der Durchfluss kann auch mittels der Analyseergebnisse des Teststreifens korrigiert werden, beispielsweise durch Parameter wie das spezifische Gewicht. Auch für die Diskussion eines in die Fluidleitung integrierten Durchflussmessers wird auf die obige Beschreibung verwiesen.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Teststreifen ein Testfeld auf einem Trägermaterial umfasst und das Testfeld aus einem Array aus Testelementen besteht, die per Veränderung der Reflexion, Absorption, Transmission, oder Fluoreszenz von Strahlung verschiedene Parameter des medizinischen Fluids analysieren.

Dabei kann die Dosiereinheit direkt das gesamte Testfeld benetzen. Eine solche Anordnung der Testfelder im Array hat den Vorteil der verbesserten Maschinenlesbarkeit durch einen optischen Sensor, wie beispielsweise in einer Kamera. Mit einer einzigen Aufnahme können so alle Testelemente gleichzeitig gemessen werden und das optische Kriterium somit aufgenommen werden. Somit können Testelemente in einem quadratischen Array mit gleicher Anzahl an Testelementen in beiden Ausdehnungen (beispielsweise einer x- und y-Achse) angeordnet sein. Die Testelemente können allerdings auch in einem rechteckigen Array angeordnet sein, beispielsweise ein Rechteck, das in seiner Ausdehnung auf das Seitenverhältnis (Aspect Ratio) des optischen Sensors abgestimmt ist, um diesen optimal auszunutzen.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Teststreifen aus einem transparenten Trägermaterial besteht, auf dem die Testelemente angeordnet sind, sodass das Testelement entweder von oben oder von unten beleuchtet und mittels des optischen Sensors das optische Kriterium des Testelementes aufgenommen werden kann.

Dies kann beispielsweise einen Vorteil beim Erkennen der Testelemente bieten, von denen das optische Kriterium aufgenommen werden.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Teststreifen einen weiteren transparenten Film auf der Oberseite aufweist, sodass das Testfeld zwischen dem Trägermaterial und dem transparenten Film eingeschlossen ist und hin zu den Seiten des Teststreifens und benachbarten Testfeldern auf dem Teststreifen abgedichtet ist, wobei ein Füllpunkt so angeordnet ist, dass der Bereich des Testfeldes zwischen dem Trägermaterial und dem Transparenten Film mit dem medizinischen Fluid befüllt werden kann.

Somit kann sichergestellt werden, dass das dosierte Fluid nur ein Testfeld benetzt und keine weiteren Testfelder damit kontaminiert werden. Dadurch kann somit sichergestellt werden, dass ein Testfeld, das noch nicht verwendet wurde, auch tatsächlich unbenutzt ist.

Weiterhin kann vermieden werden, dass Fluid, welches dosiert wurde und das Testfeld benetzt hat, allerdings nicht von den Testelementen absorbiert wurde, innerhalb oder an der medizinischen Fluid-Analyseeinrichtung herabläuft oder sich in Pfützen sammelt, die gerade innerhalb der medizinischen Fluid-Analyseeinrichtung schwer zu reinigen sein können.

Es gibt Ausführungen, bei denen der Teststreifen aufgewickelt in einem kassettenartigen Behältnis angeordnet ist. Dabei ist der Teststreifen innerhalb des kassettenartigen Behältnis auswechselbar.

Es gibt Ausführungen, bei denen das kassettenartige Behältnis austauschbar ist.

Somit ist eine einfache Auswechslung eines längeren Teststreifens mit vielen Testfeldern oder Testelementen möglich. Ein solcher längerer Teststreifen ermöglicht eine enger getaktete oder eine längere Überwachung eines Patienten, ohne dass zusätzliche Arbeit durch Pflegepersonal nötig ist.

Weiterhin stellt eine Kassette eine einfache und für das Pflegepersonal intuitive Möglichkeit dar, die Teststreifen zu wechseln, wobei die Teststreifenvorschubeinrichtung den Vorschub des Teststreifens ausführen kann, dabei aber separat von der Kassette fest in der medizinischen Fluid-Analyseeinrichtung verbaut sein kann.

Die auswechselbaren Bauteile Fluidleitung, kassettenartiges Behältnis und Auffangbehälter können separate Bauteile sein, aber auch in allen möglichen Kombination fest verbunden ein einzelnes Bauteil darstellen. Zudem können Chips (ICs) enthalten sein, die den Hersteller der Bauteile identifizieren und/oder sicherstellen, dass die Bauteile vorher noch nicht verwendet wurden.

In Fall der Kassette kann der Chip (IC) Parameter für die Testausführung (beispielsweise Wartezeiten) speichern, oder welche Testelemente/Testfelder bereits verbraucht sind, was im Verfahren verwendet werden kann, ohne dass die Unverbrauchtheit der Testelemente/Testfelder überprüft werden muss.

Der Chip (IC) ist dafür über die Halterung oder Fassung mit der Steuereinheit kommunizierbar verbunden.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Dosiereinrichtung ein Ventil ist. Dabei kann die Schwerkraft genutzt werden, um während der Dosierung einen Fluss auf das Testelement zu erzeugen, wobei das Ventil diesen Fluss reguliert.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Dosiereinrichtung eine Pumpe ist. Dabei kann die Pumpe während der Dosierung einen Fluss auf das Testelement erzeugen und diesen Fluss regulieren, beispielsweise durch einen vorgegebenen Drehwinkel, um den der Rotor der Pumpe gedreht werden soll. Die Pumpe kann eine Peristaltik Pumpe sein.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Strahlungsquelle das Testelement von der gleichen Seite beleuchtet, von der der optische Sensor das optische Kriterium des Testelementes aufnimmt.

Es gibt Ausführungen, bei denen die Strahlungsquelle das Testelement von der gegenüberliegenden Seite beleuchtet, von der der optische Sensor das optische Kriterium des Testelementes aufnimmt.

Es gibt Ausführungen, bei denen zwischen dem Dosieren des medizinischen Fluids auf das Testelement und dem Aufnehmen des optischen Kriteriums des Testelementes eine vorgegebene Wartedauer vergeht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine chemische Reaktion des Fluids mit den Testelementen stattgefunden hat, bevor das optische Kriterium des Testelementes aufgenommen wird.

Erfindungsgemäß umfasst das medizinische Fluid-Analysesystem zumindest eine auswechselbare Fluidleitung, einen Halter zum Halten der auswechselbaren Flugleitung, einen auswechselbaren Teststreifen, eine Fassung, zum Fassens des auswechselbaren Teststreifens, eine Dosiereinrichtung, eine Teststreifenvorschubeinrichtung, einen optischen Sensor, eine Strahlungsquelle, und eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit mit der Dosiereinrichtung, der Teststreifenvorschubeinheit und dem optischen Sensor kommunizierbar verbunden ist, wobei der Teststreifen entlang seiner Länge mehrere Testelemente aufweist und die Dosiereinrichtung medizinisches Fluid aus der Fluidleitung dosieren kann, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die Teststreifenvorschubeinrichtung und die Dosiereinrichtung so zu steuern, dass die Dosiereinrichtung das medizinische Fluid auf ein unverbrauchtes Testelement des Teststreifens dosiert und die Teststreifenvorschubeinrichtung, den optischen Sensor und die Strahlungsquelle so zu steuern, dass das Testelement des Teststreifens, auf welches das medizinische Fluid dosiert wurde in einen Sichtbereich des optischen Sensors verfahren wird, durch die Strahlungsquelle beleuchtet wird und der optische Sensor das optische Kriterium des Testelementes aufnimmt, und das medizinische Fluid analysiert wird auf der Grundlage eines Vergleichs des durch den optischen Sensor aufgenommenen optischen Kriteriums mit einem Referenzkriterium des Teststreifens.

Zusätzlich zu der medizinischen Fluid-Analyseeinrichtung umfasst das medizinische Fluid- Analysesystem die auswechselbaren Teile. Somit gibt es generell für das medizinische Fluid- Analysesystem die gleichen Ausführungsmöglichkeiten wie für die oben diskutierte medizinische Fluid-Analyseeinrichtung.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Analysieren eines medizinischen Fluids in einer Fluidleitung, umfassend Verfahren eines Teststreifens und Dosieren des medizinischen Fluids auf ein unverbrauchtes Testelement des Teststreifens, weiteres Verfahren des Teststreifens, Beleuchten und Aufnehmen von einem optischen Kriterium des Testelementes, und analysieren des medizinischen Fluids auf der Grundlage eines Vergleichs des aufgenommenen optischen Kriteriums mit einem Referenzkriterium des Teststreifens.

Dieses Verfahren ist mit den Ausführungen der oben diskutierten medizinischen Fluid- Analyseeinrichtung oder dem oben diskutierten medizinischen Fluid-Analysesystem ausführbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:

Fig. 1 eine Fluidleitung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer sterilen Verpackung zeigt,

Fig. 2 ein Drainagesystem einschließlich eines erfindungsgemäßen medizinischen Fluid- Analysesystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 3 das Fluid-Analysesystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung geöffnet zeigt,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Fluid-Analysesystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 5 einen Prototypen eines Halters für eine Fluidleitung mit der Fluidleitung und einer Strahlungsquelle gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 6 die Strahlungsquelle gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 7 eine Zusammenbausituation des Halters, der Fluidleitung, der Strahlungsquelle und eines optischen Sensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 8 einen Teil eines Gehäuses der Fluid-Analyseeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 9 ein Wellenlängendiagramm gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, Fig. 10 ein erweitertes Wellenlängendiagramm gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 11 eine Strahlungsquelle einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, Fig. 12 eine Fluid-Analyseeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 13 ein Fluid-Analysesystem einschließlich Fluid-Analyseeinrichtung und einer Fluidleitung der gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 14 die Fluid-Analyseeinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung mit geöffnetem Deckel zeigt,

Fig. 15 das Fluid-Analysesystem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung mit geöffnetem Deckel zeigt,

Fig. 16 das Fluid-Analysesystem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung mit geöffnetem Deckel und teilweise entnommener Fluidleitung zeigt,

Fig. 17 das Fluid-Analysesystem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung mit geöffnetem Deckel und teilweise entnommener Fluidleitung in einer Detailansicht zeigt,

Fig. 18 die Fluidleitung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht zeigt,

Fig. 19 die Fluidleitung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung in einer Ansicht von schräg oben zeigt,

Fig. 20 eine vierte Ausführungsform der Erfindung in einer Symbolansicht zeigt,

Fig. 21 ein erfindungsgemäßes medizinisches Fluid-Analysesystem mit spektrometrischer Messung, Flussmessung und Auffangbehälter zeigt,

Fig. 22 eine Anordnung aus Strahlungsquelle und optischem Sensor zeigt,

Fig. 23 ein Spektrum einer hyperspektralen Strahlungsquelle zeigt,

Fig. 24 exemplarisch Sammellinsenanordnungen zeigt,

Fig. 25 ein medizinisches Fluid-Analysesystem zur Analyse des Fluids mittels Teststreifen und einer Flussmessung mit Auffangbehälter zeigt,

Fig. 26 ein medizinisches Fluid-Analysesystem zur Analyse des Fluids mittels Teststreifen und einer Durchflussmessung zeigt,

Fig. 27 einen Teststreifen nach dem Stand der Technik zeigt,

Fig. 28 einen erfindungsgemäßen Teststreifen zeigt,

Fig. 29 einen erfindungsgemäßen Teststreifen im Querschnitt zeigt,

Fig. 30 eine erfindungsgemäße Kassette mit Teststreifen im Querschnitt zeigt, und

Fig. 31 zeigt ein Verfahren zur Analyse eines medizinischen Fluids.

Zunächst wird eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand der Fign. 1 bis 10 beschrieben. Die Fign. 1 und 2 zeigen ein Drainagesystem 1 zur Wunddrainage mit einem Drainageschlauch 2, einem Sammelbehälter s und einem medizinischen Fluid-Analysesystem 4. Das Fluid- Analysesystem 4 hat eine medizinische Fluid-Analyseeinrichtung 5 und eine Fluidleitung 6. Die Fluidleitung 6 ist aus einem transparenten Schlauch 7, einem Rahmen 8 und zwei Durchflussmessern 9 gebildet. Der transparente Schlauch 7 hat einen optisch transparenten Abschnitt 10, welcher durch den Rahmen 8 gehalten ist.

Die Durchflussmesser 9 sind zum Messen unterschiedlicher Durchflussmengen ausgelegte kalorimetrische Durchflussmesser 9. Beispielsweise wurden bei einem Prototypen ein Sensirion LD20-1300L, ausgelegt für einen Volumenstrom von 1 ml/h bis 10 ml/h, und ein Sensirion LD20-2600B, ausgelegt für einen Volumenstrom von 10 ml/h bis 1000 ml/h, erfolgreich zusammen betrieben.

Die Fign. 3, 4, 5 und 7 zeigen einen inneren Aufbau der Fluid-Analyseeinrichtung 5. Eine Platine 11 trägt einen optischen Sensor 12 und fungiert gleichzeitig abschnittsweise als Halter 13. An dem Halter 13 ist der Rahmen 8 festgelegt. Somit ist der optisch durchlässige bzw. transparente Abschnitt 10 zum optischen Sensor 12 räumlich festgelegt. Ein Innengehäuse 14 trägt zwei Fassungen 15 und die Platine 11. Die Fassungen 15 fassen jeweils einen Durchflussmesser 9. Der Schlauch 7 der Fluidleitung 6 ist dabei zwischen den gefassten Durchflussmessern 9 und dem gehaltenen Rahmen 8 jeweils umgebogen, sodass der Schlauch 7 insgesamt eine S-Form hat. Dies verringert einen Umgebungslicht-Einfall durch den Schlauch 7 auf den optischen Sensor 12.

Bei der ersten Ausführungsform sind also zwei Durchflussmesser 9 mit unterschiedlichen, aber angrenzenden Durchflussmengenbereichen entlang des Verlaufs der Fluidleitung 6 vor und hinter den optischen Sensor 12 geschaltet. Auch dies verlängert eine Entfernung des optischen Sensors 12 von Umgebungslicht und verbessert die Genauigkeit eines erfassten spektroskopischen Fingerabdrucks des Fluids.

Bei der ersten Ausführungsform ist an dem Rahmen eine Strahlungsquelle 16 befestigt, welche eine Gruppe von Einzelstrahlungsquellen 17 ist. Bei einem Prototypen sind diese Einzelstrahlungsquellen 17:

• eine Einzelstrahlungsquelle 17A vom Typ Kingbright L934, welche rotes Licht mit einer Wellenlänge von 625 nm emittiert,

• eine Einzelstrahlungsquelle 17B vom Typ Osram SFH4253, welche nahinfrarote Strahlung mit einer Wellenlänge von 860 nm emittiert, • eine Einzelstrahlungsquelle 17C vom Typ YDG 504VC, welche ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge von 410 nm emittiert, und

• eine Einzelstrahlungsquelle 17D vom Typ Everbright IR333-A, welche nahinfrarote Strahlung mit einer Wellenlänge von 940 nm emittiert.

Außerdem sind auf der Platine 11 eine oder mehrere Einzelstrahlungsquellen 17E montiert, welche breitbandigeres Licht im sichtbaren Spektrum emittieren. Bei einem Prototypen waren bspw. drei LEDs vom Typ Luxeon 3020 montiert, welche weißes Licht mit Wellenlängen zwischen etwa 430 nm und etwa 700 nm emittieren.

Wie in den Fign. 5 bis 7 deutlich zu erkennen ist, sind die Einzelstrahlungsquellen 17A-D vorzugsweise in Reihe parallel zu dem optisch durchlässigen Abschnitt 10 montiert.

Wie in der Fig. 7 deutlich zu erkennen ist, sind die Einzelstrahlungsquellen 17A-D auf der zum optischen Sensor 12 abgewandten Seite des optisch durchlässigen Abschnitts 10 angeordnet. Die Einzelstrahlungsquellen 17A-D sind also zum Durchleuchten eines Fluids in der Fluidleitung 6 angeordnet. Die Einzelstrahlungsquellen 17E sind auf derselben Seite des optisch durchlässigen Abschnitts 10 wie der optische Sensor 12 angeordnet. Sie sind also zum Beleuchten des Fluids angeordnet. Letztlich führen sowohl ein Beleuchten als auch ein Durchleuchten des Fluids zu einem Erfassen der Farbe des Fluids im breiten Wellenlängenbereich von Ultraviolett bis Infrarot.

Die Fig. 8 zeigt ein Gehäuse bzw. Außengehäuse 18 der Fluid-Analyseeinrichtung 5. Dieses ist mit Dichtungen 19 zum Reduzieren eines Umgebungslicht-Einfalls versehen, von denen eine Dichtung 19 gezeigt ist. Außerdem kann in dieser Perspektive besonders gut eine Spur 20 gezeigt werden, welche sich durch die ebenfalls als Halter 13 fungierenden Dichtungen 19 für die auswechselbare Fluidleitung 6 ergibt.

Der optische Sensor 12 ist eine Sensorgruppe aus 3 einzelnen CMOS-Sensoren, welche jeweils zum Empfang von 6 Wellenlängen-Kanälen eingerichtet sind. Bei einem Prototypen wurde erfolgreich eine Sensorgruppe vom Typ AMS AS 7265x verwendet, welche Wellenlängen-Kanäle bei den Wellenlängen 410 nm, 435 nm, 460 nm, 485 nm, 510 nm, 535 nm, 560 nm, 585 nm, 610 nm, 645 nm, 690 nm, 705 nm, 730 nm, 760 nm, 810 nm, 860 nm, 900 nm und 940 nm erfasst. Es kann auch ein Spektrometer, beispielsweise ein miniaturisiertes Spektrometer, mit einem kontinuierlichen Wellenlängenbereich von 280 nm bis 940 nm verwendet werden. Die Fig. 9 zeigt ein Spektraldiagramm. Entlang der horizontalen Achse sind von links nach rechts zunehmend Wellenlängen von 200 nm bis 1000 nm aufgetragen. Entlang der vertikalen Achse ist eine Intensität in % bzw. eine Durchlässigkeit in % aufgetragen. Die 18 schmalbandigen und dünn gestrichenen Kennlinien zeigen dabei die Verteilung und die Erfassungsempfindlichkeit der 18 Kanäle des optischen Sensors 12. Die eine mitteldick gestrichene Linie zeigt die Durchlässigkeit des gewählten Materials des optisch durchlässigen Abschnitts 10. Wie zu erkennen ist, ist der Abschnitt 10 im Wellenlängenbereich der 18 Kanäle des Sensors 12 gleichmäßig durchlässig, sodass auf eine aufwendige Kanal-spezifische Korrekturrechnung verzichtet werden kann.

Die Fig. 10 erweitert das Diagramm der Fig. 9 um 5 dick gestrichene Kennlinien, welche die Emission der Einzelstrahlungsquellen 17A-E zeigen.

Sowohl der optische Sensor 12 als auch die beiden Durchflussmesser 9 sind jeweils mit einer Steuereinheit 25 verbunden. Die Steuereinheit 25 ist zum Ausführen des folgenden Verfahrens in einer Wiederholungsschleife eingerichtet: Zunächst erfasst die Steuereinheit 25 Signale von dem optischen Sensor 12 und von einer nicht gezeigten Zusammenschaltung (fachsprachlich: Mux) beider Durchflussmesser 9. Die Zusammenschaltung bewirkt zuverlässig, dass der aktuell in seinem Auslegungsbereich messende Durchflussmesser 9 ein Signal an die Steuereinrichtung abgibt. Dann bestimmt die Steuereinrichtung 25 für einen Durchflussparameter auf der Grundlage des Signals von dem optischen Sensor 12. Dann bestimmt die Steuereinrichtung 25 einen Durchfluss durch den jeweils in seinem Auslegungsbereich messenden Durchflussmesser 9 mittels des Durchflussparameters und des Signals von dem Durchflussmesser 9.

Die Fig. 11 zeigt eine Strahlungsquelle 17 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Einzelstrahlungsquellen 17 sind hier in drei Reihen versetzt angeordnet. Im Übrigen wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen.

Die Fign. 12 bis 19 zeigen ein Fluid-Analysesystem 4 gemäß einer dritten Ausführungsform. Unterschiede zur ersten Ausführungsform werden erläutert, im Übrigen wird auf die Vorbeschreibung verwiesen. Die Fluid-Analyseeinheit 5 hat ein Gehäuse 18, in das zwei gegensinnig konisch gefasste Schlitze 26 eingearbeitet sind. Diese gegensinnig konischen Schlitze 26 wirken sowohl als Halter 13 für den komplementär schräg angeformten Rahmen 8, als auch als Zentrierhilfe, um den transparenten Abschnitt 10 (nicht dargestellt) zuverlässig mit hoher Wiederholgenauigkeit zu positionieren. Schließlich verhindern die konischen Schlitze 26 in Überlappung mit dem Rahmen 8 auch einen direkten Umgebungslicht-Einfall und wirken somit als Dichtung 19.

Bei der dritten Ausführungsform ist der Rahmen 8 fest mit dem Durchflussmesser 9 verbunden, sodass auch die Fassung 15 als Halter 13 wirkt.

Bei der dritten Ausführungsform ist eine Abschirmung 21 vorgesehen, welche die Strecke zwischen der Strahlungsquelle 16 und dem optisch durchlässigen Abschnitt 10 nochmals gegen Umgebungslicht-Einfall abschirmen. Weiters ist eine Abschirmung 22 zum Abschirmen der Strecke zwischen dem optisch durchlässigen Abschnitt 10 und dem Sensor 12 gegen einen Umgebungslicht-Einfall vorgesehen.

Der Rahmen 8 ist breit ausgeführt und nur durch ein Fenster 23 unterbrochen, das zur Aufnahme des optisch durchlässigen Abschnitts 10 geeignet gestaltet ist. Daher unterstützt der Rahmen 8 ebenfalls die Abschirmung gegen einen Umgebungslicht-Einfall.

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 20 dargestellt. Mehrere Fluid- Analysesysteme 4 sind jeweils mit einem Kommunikationsmodul verbunden. Die jeweilige Steuereinheit 25 ist mit dem Kommunikationsmodul kommunizierbar verbunden. Bei der vierten Ausführungsform ermittelt die Steuereinheit 25 jedes Fluid-Analysesystems 4 eine Zeitreihe des Durchflusses durch die Fluidleitung 6. Diese Zeitreihe wird jeweils mittels des Kommunikationsmoduls an ein Empfangsgerät 24 übermittelt. In der Fig. 20 zeigt das Empfangsgerät 24 die Zeitreihe eines der mehreren Fluid-Analysesysteme 4 an. Somit kann Pflegepersonal einen Zustand einer Wunddrainage auch aus der Entfernung zuverlässig einschätzen. Im Übrigen gilt die Vorbeschreibung einer der anderen Ausführungsformen.

Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung ist nicht figürlich wiedergegeben. Bei der fünften Ausführungsform emittiert die Strahlungsquelle 16 ultraviolette, sichtbare und infrarote Strahlung in 17 Wellenlängen-Kanälen. Der optische Sensor 12 erfasst die von dem Fluid in dem optisch durchlässigen Abschnitt 10 nicht absorbierte Strahlung mittels 19 Wellenlängen- Kanälen. Der Wellenlängenbereich der Strahlungsquelle 16 ist vorzugsweise etwa 5 % schmaler als der Wellenlängenbereich des optischen Sensors 12. Im vorliegenden Fall bestimmt die Steuereinrichtung 25 einen spektroskopischer Fingerabdruck mit 17 x 19 = 323 Datenpunkten. Dieser kann mit in einer Datenbank in Form eines Kennfelds hinterlegten Erfahrungswerten verglichen werden, um eine besonders präzise Aussage über die Zusammensetzung des Fluids treffen zu können. Die ermittelte Zusammensetzung kann sowohl an eine Bedienperson übermittelt werden, als auch als Grundlage zum präziseren Messen des Durchflusses dienen. Im Übrigen gilt die Vorbeschreibung.

Fig. 21 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen medizinischen Fluid- Analysesystem mit spektrometrischer Messung, Flussmessung und Auffangbehälter.

Das medizinische Fluid-Analysesystem 4 umfasst eine medizinische Fluid-Analyseeinrichtung 5 und einen auswechselbaren Auffangbehälter 27 mit Fluidleitung 6, Rahmen 8, Auslassventil 54 und optisch durchlässigem Abschnitt 10.

Das Fluid von einem Patienten passiert die Fluidleitung in den Rahmen hinein. Innerhalb des Rahmens passiert das Fluid den optisch durchlässigen Abschnitt 10 und fließt dann in den Auffangbehälter 27 hinein. Somit folgt das Fluid der Spur 20 und kann bei einem hohen Füllstand durch das Auslassventil 54 abgelassen werden.

Die medizinische Fluid-Analyseeinrichtung 5 umfasst einen Halter 13, eine Strahlungsquelle 16, einen optischen Sensor 12, eine Fassung 15 mit einem Füllstandmesser 28, einen Lagesensor 55 und eine Steuereinheit 25.

In einem zusammengesetzten Zustand des medizinischen Fluid-Analysesystems 4 fasst die Fassung 15 den Auffangbehälter 27 und der Halter 13 hält den Rahmen 8. Dabei kann die Strahlungsquelle 16 durch den optisch durchlässigen Abschnitt 10 des Rahmens 8 hindurch strahlen und die Strahlung, die den optisch durchlässigen Abschnitt passiert hat, kann mittels des optischen Sensors 12 gemessen werden.

Die Strahlungsquelle 16 erzeugt die Strahlung für die optische Analyse des Fluids, das aus der Fluidleitung 6 durch den Rahmen 8 mit optisch durchlässigem Abschnitt 10 in den Auffangbehälter 27 fließt. Die Strahlung weist ein breites Spektrum an Wellenlängen auf, beispielsweise durch mehrere Einzelstrahlungsquellen mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, aber auch durch eine hyperspektrale Strahlungsquelle, die ein breites Spektrum an Wellenlängen mittels einer Strahlungsquelle (z. B. im UV-Bereich) und Phosphoreszenz und Fluoreszenz erzeugt.

Der optische Sensor 12 ist ein Spektrometer, das den breiten Wellenlängenbereich der Strahlungsquelle 16 zumindest teilweise erfassen kann. Das Spektrometer kann den Wellenlängenbereich der Strahlungsquelle 16 beispielsweise simultan auf mehreren Kanälen erfassen, die jeweils einer Wellenlänge im Spektrum zugeordnet sind. Dies geschieht in einem Wellenlängenbereich, in dem der optisch durchlässige Abschnitt 10 transparent ist, beispielsweise zwischen 280 nm und 940 nm.

In einem zusammengesetzten Zustand des medizinischen Fluid-Analysesystems 4 liegt der Füllstandmesser 28 an dem Auffangbehälter 27 an und kann den Füllstand innerhalb des Auffangbehälters 27 messen. Der Füllstandmesser 28 misst den Füllstand beispielsweise mittels kapazitiver Effekte. Dazu besteht der Füllstandmesser 28 aus einem Array aus kapazitiven Schaltern (nicht dargestellt), die somit an einer Wand des Auffangbehälters anliegen.

Mit steigendem Fluid-Pegel innerhalb des Auffangbehälters 27 befindet sich Fluid in der Umgebung von einer steigenden Anzahl der kapazitiven Schalter. Durch Fluid in der Nähe eines der kapazitiven Schalter werden die elektrischen Felder in der Umgebung des kapazitiven Schalters verändert (beispielsweise eine Veränderung der Dielektrizitätszahl). Damit ändert sich die Kapazität des kapazitiven Schalters und die Anwesenheit des Fluids ist messbar. Ist das Array an kapazitiven Schaltern entlang der senkrechten Richtung des Auffangbehälters 27 angeordnet, so kann der Füllstand gemessen werden, indem alle Schalter identifiziert werden, bei denen die Kapazität von der normalen Kapazität bei beispielsweise nur Luft in der Umgebung des kapazitiven Schalters abweicht. Dies kann beispielsweise durch einen Vergleich mit einem Schwellenwert geschehen. Die Oberfläche des Fluids liegt zwischen dem niedrigsten Schalter, dessen Kapazität unverändert ist und dem höchsten Schalter, dessen Kapazität verändert ist.

Der Lagesensor 55 misst die räumliche Orientierung der medizinischen Fluid- Analyseeinrichtung 5 und damit im Gebrauch auch die räumliche Orientierung des Auffangbehälters. Diese räumliche Orientierung wird an die Steuereinheit übermittelt, die auf Basis der räumlichen Orientierung die Füllstandsmessung des Füllstandmessers 28 korrigiert. Sowohl Füllstandmesser 28 als auch Lagesensor 55 können ebenfalls an einem auswechselbaren Bauteil, das den Auffangbehälter umfasst, angeordnet sein und über die Fassung 15 oder Halterung 13 kommunizierbar mit der Steuereinheit verbunden werden.

Die Steuereinheit 25 ist kommunizierend mit dem Füllstandmesser 28, der Strahlungsquelle 16 und dem als Spektrometer ausgeführten optischen Sensor 12 verbunden und steuert diese. Die Steuereinheit 25 analysiert auch die Sensorsignale des Füllstandmessers 28 und des optischen Sensors 12.

Zur Auswertung von Spektren können Kennfelder oder Machine Learning Algorithmen und Verfahren der Künstlichen Intelligenz sowie klassische Verfahren wie Support-Vektor- Maschinen, singuläre und multiple, lineare und nicht lineare Regressionsmodelle verwendet werden, um aus einem erfassten Spektrum eines Fluids die Bestandteile des Fluids und deren Konzentrationen zu erfassen.

Die auswechselbaren Bauteile wie die Fluidleitung und der Auffangbehälter und eine Kombination von diesen können Chips (ICs) beinhalten, die den Hersteller der Bauteile identifizieren oder authentifizieren. Der Chip (IC) ist dafür über die Halterung 13 oder Fassung 15 mit der Steuereinheit 25 kommunizierbar verbunden.

Dieser Chip (IC) kann für den Fall des Auffangbehälters zum Beispiel auch Informationen über den Auffangbehälter speichern, beispielsweise das Volumen.

Fig. 22 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Optikanordnung aus Strahlungsquelle und optischem Sensor.

Die Optikanordnung 53 umfasst die Strahlungsquellen 16a, 16b und 16c, die jeweils mit den Lichtleitern 29a, 29b und 29c versehen sind. Die Lichtleiter 29a, 29b und 29c führen die Strahlung der Strahlungsquellen in die Fluidleitung 6, wo die Strahlung von dem Fluid in der Fluidleitung gestreut, reflektiert, transmittiert oder absorbiert wird.

Die Sammellinsen 30 sammeln Strahlung, die in der Fluidleitung 6 mit dem Fluid interagiert hat und fokussieren diese Strahlung auf den als Spektrometer ausgeführten optischen Sensor 12.

Die Kombination aus Strahlungsquelle 16a, Lichtleiter 29a, Sammellinsen 30 und optischem Sensor 12 zeigen eine Anordnung zur Messung einer direkten Transmission, da die Strahlungsquelle 16a und der Lichtleiter 29a den Sammellinsen 30 und dem optischen Sensor 12 relativ zur Fluidleitung 6 direkt gegenüberliegen.

Die Kombination aus Strahlungsquelle 16b, Lichtleiter 29b, Sammellinsen 30 und optischem Sensor 12 zeigen eine Anordnung zur Messung einer angularen Transmission, da die Strahlungsquelle 16b und der Lichtleiter 29b den Sammellinsen 30 und dem optischen Sensor 12 relativ zur Fluidleitung 6 mit einem Winkel ungleich 180° gegenüberliegen. Die Kombination aus Strahlungsquelle 16c, Lichtleiter 29c, Sammellinsen 30 und optischem Sensor 12 zeigen eine Anordnung zur Messung einer angularen Reflexion, da die Strahlungsquelle 16c und Lichtleiter 29c den Sammellinsen 30 und dem optischen Sensor 12 auf der gleichen Seite der Fluidleitung 6 liegen.

Die Kombinationen können einzeln oder zu zweit oder gleichzeitig implementiert sein. Anstelle der Fluidleitung 6 kann die Strahlung hier auch durch den optisch durchlässigen Abschnitt (10 in Fig. 21) des Rahmens (8 in Fig. 21) geführt werden.

Fig. 23 zeigt ein Spektrum einer hyperspektralen Strahlungsquelle.

Aufgetragen ist eine logarithmische Intensität über die Wellenlänge. Ein breiter kontinuierlicher Spektrums-Bereich ist von 280 nm bis 940 nm erkennbar. In diesem Bereich schwankt die Intensität jedoch über die Wellenlänge, primär vor dem Hintergrund der logarithmischen Skala der Intensität.

Bei ca. 370 nm und 410 nm sind zwei Peaks zu erkennen, die zwei LEDs zugeordnet werden können. Weitere Extremstellen in dem Spektrum entstehen durch die Fluoreszenz oder die Phosphoreszenz der Strahlung von zumindest einer der zwei LEDs, wobei in mehreren Fluoreszenz- oder die Phosphoreszenz-Materialen verschiedene überlappende Spektren erzeugt werden. Die Fluoreszenz oder Phosphoreszenz kann dabei in Materialien stattfinden, mit denen die zumindest eine LED beschichtet ist.

Fig. 24 zeigt exemplarisch Sammellinsenanordnungen.

Links dargestellt ist eine Zwei-Linsen-Sammellinsen Anordnung aus einer ersten Linse 31a und einer zweiten Linse 32a. Beide Linsen 31a und 32 a haben einen kleineren Linsendurchmesser 35. Das Strahlenbündel 34a, welches so gewählt ist, dass die Strahlen auf drei nebeneinander liegende Fokuspunkte fokussiert werden, passiert die linke Darstellung der Zwei-Linsen- Sammellinsen Anordnung. Das Strahlenbündel 34b, welches auf einen einzigen Fokuspunkt fokussiert wird, passiert die rechte Darstellung der Zwei-Linsen-Sammellinsen Anordnung. Die 3 Fokuspunkte sind eine ungewünschte Nebenwirkung von verschiedenen Einstrahlrichtungen, wichtig ist hier, dass die Fokuspunkte innerhalb der Aperture des optischen Sensors liegen.

Ebenfalls dargestellt sind die Fluidleitungen 6a und 6b im Querschnitt. Das Strahlenbündel 34a passiert die Fluidleitung 6a, jedoch gibt es Strahlen des Strahlenbündels, die nur die Wände der Fluidleitung 6a passieren und nicht das Fluid innerhalb der Fluidleitung 6a. Bei dem Strahlenbündel 34b hingegen passieren alle gezeigten Strahlen das Fluid innerhalb der Fluidleitung 6b. Dies ist vorteilhaft, da die gesamte Strahlung sowohl mit dem Fluid interagieren kann, dabei aber auch zweimal die Wanddicke der Fluidleitung 6b passiert, was für alle gezeigten Strahlen eine nahezu gleich lange Wegstrecke im Wandmaterial der Fluidleitung 6b bedeutet. Die Interaktion der gesamten Strahlung und die konstante passierte Wandstärke ist vorteilhaft für das Signal-Rausch-Verhältnis der Messung.

Rechts dargestellt ist eine Drei-Linsen-Sammellinsen Anordnung aus einer ersten Linse 31b, einer zweiten Linse 32b und einer dritten Linse 33. Beide Linsen 31a und 32 a haben einen größeren Linsendurchmesser 36, dadurch können sie mehr Strahlung aus der Fluidleitung 6c oder 6d sammeln als die Zwei-Linsen-Sammellinsen Anordnung mit dem kleineren Linsendurchmesser 35. Allerdings ist, um die gleiche Fokuslänge zu erreichen, eine dritte Linse 33 nötig. Das Strahlenbündel 34c, welches so gewählt ist, dass die Strahlen auf drei nebeneinander liegende Fokuspunkte fokussiert werden, passiert die linke Darstellung der Drei- Linsen-Sammellinsen Anordnung. Das Strahlenbündel 34d, welches auf einen einzigen Fokuspunkt fokussiert wird, passiert die rechte Darstellung der Drei-Linsen-Sammellinsen Anordnung.

Ebenfalls dargestellt sind die Fluidleitungen 6c und 6d im Querschnitt. Das Strahlenbündel 34c passiert die Fluidleitung 6c, jedoch gibt es Strahlen des Strahlenbündels, die nur die Wände der Fluidleitung 6c passieren und nicht das Fluid innerhalb der Fluidleitung 6c. Bei dem Strahlenbündel 34d hingegen passieren alle gezeigten Strahlen das Fluid innerhalb der Fluidleitung 6d. Dies ist vorteilhaft, da die gesamte Strahlung sowohl mit dem Fluid interagieren kann, dabei aber auch zweimal die Wanddicke der Fluidleitung 6d passiert, was für alle gezeigten Strahlen eine nahezu gleich lange Wegstrecke im Wandmaterial der Fluidleitung 6d bedeutet. Die Interaktion der gesamten Strahlung und die konstante passierte Wandstärke ist vorteilhaft für das Signal-Rausch-Verhältnis der Messung.

Fig. 25 zeigt ein medizinisches Fluid-Analysesystem zur Analyse des Fluids mittels Teststreifen und einer Flussmessung mit Auffangbehälter.

Das medizinische Fluid-Analysesystem 4 umfasst einen auswechselbaren Auffangbehälter 27 mit Auslassventil 54, eine auswechselbare Fluidleitung 6, einen auswechselbaren Teststreifen 39 und eine medizinische Fluid-Analyseeinrichtung 5. Weiterhin umfasst die medizinische Fluid- Analyseeinrichtung 5 einen Halter 13 zum Halten der Fluidleitung 6, eine als Gehäuse ausgeführte Fassung 15 zum Fassen des Teststreifens 39, eine Dosiereinrichtung 38, einen optischen Sensor 12, eine Strahlungsquelle 16, eine Steuereinheit 25, eine Teststreifenvorschubeinrichtung 40, einen Lagesensor 55 und einen Füllstandmesser 28.

Der Teststreifen 39 ist in eine Kassette 41 angeordnet und kann durch die Teststreifenvorschubeinrichtung 40 (welche nicht wechselbar zu der medizinischen Fluid- Analyseeinrichtung 5 gehört) innerhalb der Kassette 41 verfahren werden. Die Fassung 15 fasst die Kassette und damit auch den Teststreifen 39.

Die Fassung 15 stellt die Verbindung der Teststreifenvorschubeinrichtung 40 mit der Kassette sicher, sodass der Vorschub ermöglicht wird. Dies geschieht beispielsweise, indem eine zahnradähnliche Struktur der Teststreifenvorschubeinrichtung 40 in eine weiter zahnradähnliche Struktur der Kassette 41 greift, wobei auf der weiteren zahnradähnlichen Struktur der Teststreifen 39 aufgewickelt ist. Die Teststreifenvorschubeinrichtung 40 kann die weitere zahnradähnliche Struktur dann rotieren und den Teststreifen 39 somit verfahren.

Die auswechselbaren Bauteile wie die Fluidleitung, der Teststreifen (Behälter/Kassette mit Teststreifen), der Auffangbehälter und Kombinationen von diesen können Chips (ICs) beinhalten, die den Hersteller der Bauteile identifizieren oder authentifizieren. Der Chip (IC) ist dafür über die Halterung 13 oder Fassung 15 mit der Steuereinheit 25 kommunizierbar verbunden.

Dieser Chip (IC) kann für den Fall des Auffangbehälters zum Beispiel auch Informationen über den Auffangbehälter speichern, beispielsweise das Volumen. Im Fall der Kassette kann der Chip (IC) Parameter für die Testausführung (beispielsweise Wartezeiten) speichern, oder welche Testelemente/Testfelder bereits verbraucht sind, was im Verfahren verwendet werden kann, ohne dass die Unverbrauchtheit der Testelemente/Testfelder überprüft werden muss.

Die Fluidleitung 6 führt in den Auffangbehälter 27 hinein. Der Auffangbehälter wird von dem Halter 13 gehalten. Damit hält der Halter ebenfalls die Fluidleitung 6.

Die Dosiereinheit 38 ist mit der Fluidleitung verbunden und hat einen Ausfluss, der zu dem Teststreifen hin führt. Somit kann die Dosiereinheit 28 den Teststreifen benetzen. Da der Teststreifen 39 aus mehreren Testfeldern oder Testelementen (42, 43 in Fig. 28) besteht, kann die Dosiereinheit 38 die Testfelder oder Testelemente benetzen. Der optische Sensor 12 und die Strahlungsquelle 16 können den Teststreifen 39 und damit auch die Testfelder (43 in Fig. 28) mit Strahlung beleuchten und das optische Kriterium aufnehmen. Zudem kann vor dem Benetzen eines Testfeldes durch die Dosiereinheit 38 mittels optischem Sensor 12 und die Strahlungsquelle 16 festgestellt werden, ob das Testfeld unverbraucht ist. Beispielsweise durch das Erkennen eines Markers oder den Vergleich von einem optischen Kriterium mit einer Referenz für den unverbrauchten Zustand.

Die Teststreifenvorschubeinrichtung 40 kann den Teststreifen 39 verfahren und ein Testfeld somit für die Benetzung durch die Dosiereinrichtung 38 positionieren. Die Teststreifenvorschubeinrichtung 40 kann den Teststreifen 39 auch so positionieren, dass der optische Sensor 12 und die Strahlungsquelle 16 überprüfen können, ob das Testfeld unverbraucht ist. Nach der Benetzung können an derselben Position die optischen Kriterien durch den optischen Sensor 12 und die Strahlungsquelle 16 aufgenommen werden.

Ein Aufnahmezyklus kann beispielsweise so ablaufen, dass nach der Positionierung des Testfeldes des Teststreifens 39 die Strahlungsquelle eingeschaltet wird, der optische Sensor 12 das optische Kriterium aufnimmt und die Strahlungsquelle 16 ausgeschaltet wird. Zwischen einer Benetzung und der Aufnahme des optischen Kriteriums kann eine vorab bestimmte Wartezeit vergehen, in der Teile des Testfeldes (Testelemente 42 in Fig. 28) das dosierte Fluid aufnehmen und mit diesem reagieren.

Der Füllstandmesser 20 misst den Füllstand in dem Auffangbehälter 27. Beispielsweise mittels eines Arrays aus kapazitiven Schaltern, wie dies mit Referenz zu Fig. 21 bereits diskutiert ist. Das Auslassventil 54 kann verwendet werden, um Fluid aus dem Auffangbehälter 27 abzulassen.

Der Lagesensor 55 misst die räumliche Orientierung der medizinischen Fluid- Analyseeinrichtung 5 und damit im Gebrauch auch die räumliche Orientierung des Auffangbehälters. Diese räumliche Orientierung wird an die Steuereinheit übermittelt, die auf Basis der räumlichen Orientierung die Füllstandsmessung des Füllstandmessers 28 korrigiert. Sowohl Füllstandmesser 28 als auch Lagesensor 55 können ebenfalls an einem auswechselbaren Bauteil, das den Auffangbehälter umfasst, angeordnet sein und über die Fassung 15 oder Halterung 13 kommunizierbar mit der Steuereinheit verbunden werden.

Die Steuereinheit 25 ist mit der Dosiereinrichtung 38, dem optischen Sensor 12, der

Strahlungsquelle 16, der Teststreifenvorschubeinrichtung 40 und dem Füllstandmesser 28 kommunizierend verbunden und steuert diese. Die Steuereinheit 20 wertet auch die Signale des optischen Sensors 12 und des Füllstandmessers 28 aus.

Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass der Teststreifen 39 durch die Kassette 41 einfach austauschbar ist. Gleiches gilt für den Auffangbehälter 27 und die Fluidleitung 6.

Fig. 26 zeigt ein medizinisches Fluid-Analysesystem zur Analyse des Fluids mittels Teststreifen und einer Durchflussmessung.

Aufbau und Funktionsweise der Teile des medizinischen Fluid-Analysesystems, die identisch zu dem medizinischen Fluid-Analysesystem aus Fig. 25 sind, werden an dieser Stelle kein zweites Mal diskutiert.

Das medizinische Fluid-Analysesystem unterscheidet sich dadurch zu dem System in Fig. 25, dass der Füllstandmesser und der Auffangbehälter entfallen. An deren Stellen hält der Halter 13 einen Durchflussmesser 9, der in der durch den Halter 13 mit der Steuereinheit 25 kommunizierend verbunden ist. Der Durchflussmesser 9 ist innerhalb der Fluidleitung 6 angeordnet. Weiterhin ist der Durchflussmesser 9 ebenfalls oberhalb der Entnahmestelle der Dosiereinheit 38 angeordnet. Die durch die Dosiereinheit 38 entnommenen Fluidmengen sind allerdings gering genug, sodass der Durchflussmesser auch unterhalb der Entnahmestelle angeordnet sein kann, ohne das Messergebnis zu verfälschen.

Fig. 27 zeigt einen Teststreifen nach dem Stand der Technik.

Der Teststreifen 39 weist mehrere Testelemente 42 auf. Diese Testelemente 42 nehmen das dosierte Fluid auf und reagieren mit diesem. Dabei bestimmt jedes Testelement 42 einen Parameter des Fluids und ein durch eine chemische Reaktion bedingter Farbumschlag macht das Messergebnis für den Parameter sichtbar. Die Farbe des Testelementes kann dann als optisches Kriterium aufgenommen werden und mittels eines Vergleiches mit einer Referenz ausgewertet werden. Eine Referenz kann beispielsweise eine Farbskala für des Testelement 42 sein.

Fig. 28 zeigt einen erfindungsgemäßen Teststreifen. Der Teststreifen 39 weist Testfelder 43 auf einem Trägermaterial 47 auf. Die Testfelder 43 bestehen aus verschiedenen Testelementen 42, einem als QR-Code ausgeführten Marker 45 und einem Spülbereich 44.

Die Testfelder 43 auf dem Teststreifen können abgesehen von dem Marker 45 identisch sein.

Die Testelemente 42 funktionieren wie die mit Referenz zu Fig. 27 beschriebenen Testelemente.

Es ist in jedem Testfeld ein Spülbereich 44 angeordnet, der aus einem saugstarken Material besteht. Eine Dosiereinheit (38 in Fig. 25) kann somit einen Anteil an Fluid, das von einer letzten Probenentnahme noch in der Dosiereinheit vorhanden ist, in den Spülbereich 44 abgeben, ohne das Testfeld 43 zu benetzen. Beispielsweise durch die Positionierung des Spülbereiches 44 unter der Dosiereinheit. Dazu kann der Füllpunkt 46 verwendet werden.

Für die Benetzung des Testfeldes 43 kann dann ein anderer Füllpunkt auf dem Testfeld 43 verwendet werden.

Fig. 29 zeigt einen erfindungsgemäßen Teststreifen im Querschnitt.

Der Teststreifen 39 weist ein Trägermaterial 47 mit Messfeldern 43 und ein Deckmaterial 48 auf. Die Messfelder können so durch das Trägermaterial 47 und das Deckmaterial 48 abgedichtet sein. Auch der Spülbereich (44 in Fig. 28) der Messfelder 43 kann von den benachbarten Messfeldern 43 abgedichtet sein. Damit kann eine Kontamination benachbarter Messfelder 43 bei der Benetzung verhindert oder vermindert werden. Weiterhin können Füllpunkte (46 in Fig. 28) als Löcher im Deckmaterial 48 ausgeführt sein. Somit lässt sich jedes Messfeld gezielt benetzen.

Fig. 30 zeigt eine erfindungsgemäße Kassette mit Teststreifen im Querschnitt.

Die Kassette 41 weist den Teststreifen 39 auf, welcher auf einer ersten und einer zweiten zahnradartigen Struktur 49 aufgewickelt ist und zwischen diesen über zwei Umlenkwalzen 50 parallel entlang der Gehäusewand der Kassette 41 geführt wird. Der Teststreifen 39 wird dabei an einer Öffnung 52 vorbeigeführt, in der die Benetzung und die Aufnahme des optischen Kriteriums stattfinden kann. Die Benetzung ist durch den Ausgang 51 der Dosiereinheit (38 in Fig. 25) dargestellt. Die zahnradartigen Strukturen 49 dienen der Verbindung mit der Teststreifenvorschubeinrichtung (40 in Fig. 25) damit diese die Wicklungen des Teststreifens 39 rotieren und den Teststreifen 39 verfahren kann.

Fig. 31 zeigt ein Verfahren zur Analyse eines medizinischen Fluids.

Nach dem Start folgt im Schritt S1 die Eingabe des gewünschten Messintervalls. Hierin kann der Nutzer, beispielsweise das Pflegepersonal eingeben, in welchen Intervall-Schritten gemessen werden soll, beispielsweise stündlich.

In Schritt S2 wird überprüft, ob ein Teststreifen eingelegt ist, bzw. ob eine Kassette mit Teststreifen eingelegt ist. Zusätzlich kann überprüft werden, ob der Teststreifen noch unbenutzte Testfelder hat. Ist kein Teststreifen eingelegt, geht der Prozess zu Schritt S16, in dem der Nutzer eine Fehlermeldung bekommt und aufgefordert wird einen Teststreifen einzulegen. Danach kehrt der Prozess wieder zu Schritt S2 zurück.

Ist ein Teststreifen eingelegt, geht der Prozess zu Schritt S3. Dort wird überprüft, ob Fluid in der Fluidleitung vor der Dosiereinrichtung vorhanden ist, sodass diese dosiert werden kann. Ist kein Fluid vorhanden, geht der Prozess zu Schritt S17 und es wird ein weiterer Fehler ausgegeben, dass kein Fluid vorhanden ist. Es kann an dieser Stelle auch eine vorgegebene Zeit gewartet werden, ob aus einer Flussmessung ersichtlich wird, dass Fluid durch die Fluidleitung fließt. Danach kehrt der Prozess zu Schritt S3 zurück.

Ist Fluid vor der Dosiereinheit, folgt Schritt S4. Dort wird der Marker des Testfeldes gelesen und der Teststreifen so lange durch die Teststreifenvorschubeinrichtung verfahren, bis ein Testfeld mit einem Marker (QR-Code) gefunden ist, der noch nicht als verbraucht abgespeichert ist. Somit ist das zu benutzende Testfeld gefunden.

In Schritt S5 wird abgefragt, ob der Teststreifen und damit das zu benutzende Testfeld in einer Position ist, in der die Dosiereinheit Reste eines vorab dosierten Fluids in den Spülbereich des Testfeldes spülen kann, um eine frische Fluid-Probe dosieren zu können. Ist der Teststreifen nicht in dieser Spülposition, geht der Prozess zu Schritt S18. Dort wird der Teststeifen durch die Teststreifenvorschubeinrichtung auf die Spülposition verfahren. Der Prozess kehrt dann zu Schritt S5 zurück. Ist der Teststreifen auf der Spülposition, folgt Schritt S6. Darin spült die Dosiereinheit Reste in den Spülbereich aus.

In Schritt S7 wird abgefragt, ob der Teststreifen in der Dosierposition ist. Ist der Teststreifen nicht in der Dosierposition, folgt Schritt S19, worin der Teststreifen in die Dosierposition verfahren wird und der Prozess zu Schritt S7 zurückkehrt.

Ist der Teststreifen in der Dosierposition, folgt Schritt S8, in dem die Dosiereinrichtung das Fluid auf das zu benutzende Testfeld dosiert. Danach geht der Prozess zu Schritt S9, wo eine vorgegebene Wartezeit abgewartet wird, um eine ausreichende Reaktion des Fluids mit Testelementen des Testfeldes zu ermöglichen.

Nach Ablaufen der Wartezeit folgt Schritt S10, in dem abgefragt wird, ob der Teststreifen in einer Aufnahmeposition ist, in der das optische Kriterium durch den optischen Sensor und die Strahlungsquelle aufgenommen werden kann. Ist der Teststreifen nicht in dieser Position, folgt Schritt S20 und der Teststreifen wird in die Aufnahmeposition verfahren. Daraufhin kehrt der Prozess zu Schritt S10 zurück.

Ist der Teststreifen in der Aufnahmeposition, folgt Schritt S11 , in dem die Strahlungsquelle eingeschaltet wird, das optische Kriterium durch den optischen Sensor aufgenommen wird und die Strahlungsquelle wieder ausgeschaltet wird.

In Schritt S12 wird das optische Kriterium mit einem Referenzkriterium des Teststreifens verglichen. Die kann beispielsweise ein Farbvergleich des optischen Kriteriums einer Farbe mit einer Farbskala als Referenzkriterium sein.

In Schritt S13 wird das Ergebnis des Vergleichs ausgegeben und/oder abgespeichert.

In Schritt S14 wird abgefragt, ob eine weitere Messung durchgeführt werden soll, dafür kann herangezogen werden, ob weitere unbenutzte Messfelder auf dem Teststreifen vorhanden sind oder ob mit der Eingabe des Messintervalls in Schritt S1 ebenfalls eine maximale Anzahl an Messungen angegeben wurde. Soll keine neue Messung durchgeführt werden, so endet das Verfahren zur Analyse eines medizinischen Fluids. Soll jedoch eine neue Messung durchgeführt werden, so folgt Schritt S15, in dem gewartet wird, bis das Messintervall seit der vorherigen Messung verstrichen ist. Danach kehrt der Prozess zurück zu Schritt S3.

Bezugszeichenhste

Drainagesystem

Drainageschlauch

Sammelbehälter

Fluid-Analysesystem

Fluid-Analyseeinrichtung

Fluidleitung

Schlauch

Rahmen

Durchflussmesser optisch durchlässiger Abschnitt

Platine optischer Sensor

Halter

Innengehäuse

Fassung

Strahlungsquelle

Einzelstrahlungsquelle

Außengehäuse

Dichtung

Spur

Abschirmung

Abschirmung

Fenster

Empfangsgerät

Steuereinheit

Schlitz

Auffangbehälter

Füllstandmesser

Lichtleiter

Sammellinsen erste Linse zweite Linse dritte Linse

Strahlenbündel kleinerer Linsendurchmesser größerer Linsendurchmesser Durchmesser dritte Linse

Dosiereinrichtung

Teststreifen

T eststreifenvorschubeinrichtung

Kassette

Testelement

Testfelder

Spülbereich

Marker

Füllpunkt

Trägermaterial

Deckmaterial zahnradartige Struktur Umlenkwalze

Ausgang Dosiereinheit

Öffnung

Optikanordnung

Auslassventil