DE4219889A1

DE4219889A1 - Pressure transducer for medical use - has non-sterile pressure sensor with pressure transferred from sterilisable pressure dome via diaphragms and evacuated intermediate chamber

Info

Publication number: DE4219889A1
Application number: DE19924219889
Authority: DE
Inventors: Pavel Novak
Original assignee: Storz Endoskop GmbH
Current assignee: Storz Endoskop GmbH
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1993-12-23

Abstract

The medical pressure transducer has a non-sterile pressure sensor (1) which detects the pressure in a chamber sealed by a pressure sensing diaphragm (2) and an intermediate chamber (5) formed by the pressure sensor diaphragm, a wall of the housing (7) and a sterilisable pressure dome diaphragm (4). A sterilisable pressure dome (3) has at least one connector, e.g. to a tube system whose internal pressure is to be measured. The intermediate chamber is evacuated so as to pass both negative and positive pressure values from the pressure dome diaphragm to the pressure sensing diaphragm. USE/ADVANTAGE - For use in medical applications, esp. in endoscopy. Reusable pressure transducer reliably measures both negative, i.e. vacuum, and positive pressure.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckwandler zum Einsatz in der Medizintechnik gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a pressure transducer for use in medical technology according to the preamble of An saying 1.

In der Medizintechnik ist es in der Regel erforderlich, daß ein extrakorporales Schlauchsystem bzw. Schlauch besteck, mit dem beispielsweise ein medizinisches Ge rät, wie eine Schlauchpumpe, ein Insufflator oder ande re Geräte mit einem Instrument verbunden werden, dessen distales Ende z. B. in eine Körperhöhle eingesetzt ist, steril ist. Von dieser Forderung ausgehend müssen alle, an diesem Schlauchsystem angeschlossenen Meßsysteme entweder steril sein oder durch entsprechende Hilfsmit tel von dem sterilen Innenraum des Schlauchsystems ge trennt werden.In medical technology, it is usually necessary that an extracorporeal hose system or hose cutlery, for example with a medical Ge advises, like a peristaltic pump, an insufflator or other re devices are connected to an instrument whose distal end z. B. is inserted into a body cavity, is sterile. Based on this requirement, all measuring systems connected to this hose system either be sterile or by appropriate means tel from the sterile interior of the hose system be separated.

Zur Messung des Drucks innerhalb eines solchem Schlauchsystems sind im wesentlichen folgende Lösungen bekannt:For measuring the pressure within such Hose systems are essentially the following solutions known:

Der zu Druckmessung eingesetzte Druckwandler muß selbst sterilisiert werden. Dies ist neben der Tatsache, daß der Sensor nicht in einem - nicht sterilen - Gerät eingebaut werden darf, eine recht zeitaufwendige Lö sung, weil die Druckaufnehmer in der Regel nicht dampf sterilisierbar sind. Bei einer Gassterilisation, die eine teure Ausrüstung erfordert, müssen die Sensoren noch einige Zeit ausgasen, bevor mit ihnen eine Messung erfolgen kann.The pressure transducer used for pressure measurement must itself be sterilized. This is in addition to the fact that the sensor is not in a - non-sterile - device may be installed, a quite time-consuming Lö solution because the pressure transducers do not usually steam are sterilizable. With gas sterilization, the expensive sensors require sensors outgas for some time before taking a measurement with them can be done.

Bei einer weiteren Lösung wird der Druckwandler als steriler Wegwerfartikel ausgeführt. Trotz der sinkenden Preise für Halbleiterdrucksensoren ist bei dieser Lö sung mit einem nicht unerheblichen Kostenfaktor in der Größenordnung von mindestens 100 DM pro Einsatzfall zu rechnen.In another solution, the pressure transducer is called sterile disposable item executed. Despite the sinking Prices for semiconductor pressure sensors is at this Lö solution with a not inconsiderable cost factor in the Order of magnitude of at least 100 DM per application count.

Weiterhin kann die Trennung mittels eines Sterilfilters erfolgen. Diese Lösung ist nur bei Anwendungen möglich, bei denen die Kopplung über eine Luftsäule erfolgt. Als Nachteil ist festzustellen, daß bei undichten Verbin dungen Flüssigkeit austreten kann. Des weiteren funk tioniert die Druckmessung beim Feuchtwerden des Steril filters nicht mehr. The separation can also be carried out using a sterile filter respectively. This solution is only possible for applications where the coupling takes place via an air column. As The disadvantage is that when the connection is leaking liquid can escape. Furthermore radio pressure measurement when the sterile becomes moist filters no longer.

Darüberhinaus ist aus dem Stand der Technik auch der Einsatz eines sog. Druckdoms bekannt:In addition, the prior art is also the Use of a so-called pressure dome known:

Hierbei wird an das Schlauchsystem ein Druckdom ange schlossen, der eine flexible Membran enthält. Diese flexible Membran schließt das Schlauchsystem ab. Der Druckdom wird beispielsweise mittels eines Bajonettver schlusses mit einem unsterilen Drucksensor verbunden.A pressure dome is attached to the hose system closed, which contains a flexible membrane. These flexible membrane closes the hose system. The Druckdom is, for example, by means of a bayonet finally connected to a non-sterile pressure sensor.

Mit einem derartigen Druckdom konnten bislang die kli nischen Anforderungen an medizinische Druckwandler am besten erfüllt werden; ein Druckdom hat jedoch - ohne weitere Maßnahmen - die Einschränkung, daß im wesentli chen nur positive Drücke, so wie sie in der Regel im Körper vorkommen, erfaßt werden können.So far, the kli requirements for medical pressure transducers best be met; however, a dome has - without further measures - the restriction that essentially only positive pressures, as usually in the Bodies occur that can be grasped.

Es gibt jedoch Anwendungen - speziell im Bereich der Endoskopie - bei denen auch negative Druckwerte erfaßt werden müssen (z. B. in der Saugleitung einer Absaugpum pe).However, there are applications - especially in the area of Endoscopy - in which negative pressure values are also recorded must be (e.g. in the suction line of a suction pump pe).

Zur Erfassung negativer Drücke - d. h. eines Unterdrucks gegenüber dem Umgebungsdruck - sind die folgenden zwei Vorgehensweisen bekannt, die jedoch nur eingeschränkt Abhilfe schaffen:To detect negative pressures - d. H. a negative pressure against ambient pressure - are the following two Approaches known, but only limited Remedy:

Bei der einen Vorgehensweise wird die Drucksensormem bran so gestaltet (Wölbung), daß beim Aufsetzen des Druckdoms die darin befindliche Membran vorgespannt wird; auf diese Weise können auch negative Druckwerte erfalt werden. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, daß sich während der Applikation aufgrund einer plastischen Verformung der Kopplungsmembran Null punktverschiebungen ergeben können. Weiterhin sind nur relativ geringe Unterdrücke (bis ca. -50 mm Hg) erfaß bar.In one approach, the pressure sensor bran designed (arching) so that when the Pressure dome pre-stressed the membrane located therein becomes; In this way, negative pressure values can also be grasped. However, this procedure has the Disadvantage that during application a plastic deformation of the coupling membrane zero point shifts can result. Furthermore, only relatively low negative pressure (up to about -50 mm Hg) detected bar.

Bei der anderen Vorgehensweise anderen wird beim Auf setzen des Druckdoms zwischen die Membran und den Druckaufnehmer ein Tropfen Wasser appliziert. Dadurch ergibt sich nach dem Festschrauben eine Kopplung auf grund von Adhäsionskräften zwischen beiden Membranen, die in einem gewissen Umfang auch eine Unterdruckmes sung erlaubt. Diese Lösung ist jedoch für medizinische Routinearbeiten nicht gut geeignet, da sie ein genaues Arbeiten erfordert, um keine Meßungenauigkeiten zu erhalten.The other way of proceeding is different when opening put the pressure dome between the membrane and the Pressure drop applied a drop of water. Thereby there is a coupling after tightening due to adhesive forces between the two membranes, to a certain extent also a vacuum measurement solution allowed. However, this solution is for medical Routine work is not well suited as it is an accurate Working requires no measurement inaccuracies receive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wieder verwendbaren Druckwandler anzugeben, der in der Medi zintechnik zuverlässig die Erfassung sowohl positiver als auch negativer Druckwerte, d. h. von Unterdruck- Werten gestattet, und der insbesondere auch im Bereich der Endoskopie eingesetzt werden kann.The invention has for its object one again specify usable pressure transducer in the Medi zintechnik reliably recording both positive as well as negative pressure values, d. H. of vacuum Values allowed, and especially in the area endoscopy can be used.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.An inventive solution to this problem is in Claim 1 specified. Developments of the invention are the subject of the subclaims.

Überraschenderweise kann die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden, daß von einem bekannten Druckdom ausgegangen wird, und erfindungsgemäß die Kopplung beider Membranen d. h. der Membran des Drucks ensors und der Druckdom-Membran durch Evakuierung des Zwischenraumes zwischen beiden Membranen hergestellt wird. Surprisingly, the one provided according to the invention Problem can be solved by a known Pressure dome is assumed, and the invention Coupling of both membranes d. H. the membrane of pressure ensors and the pressure dome membrane by evacuating the Gap created between the two membranes becomes.

Anders ausgedrückt wird ein medizinischer Druckwandler - d. h. ein Druckwandler mit sterilisierbaren Teilen - geschaffen, der einen unsterilen Drucksensor aufweist, der den Druck in einem durch eine Drucksensor-Membran abgeschlossenen Raum erfaßt. Ferner ist ein Zwischen raum vorgesehen, den die Drucksensor-Membran, eine Wandung eines Gehäuses, und eine sterilisierbare Druck dom-Membran bilden. Ein sterilisierbarer Druckdom weist wenigstens einen Anschluß auf, mit dem der Druckdom mit einem Schlauchleitungssystem oder dgl. verbindbar ist, dessen Innendruck gemessen werden soll.In other words, a medical pressure transducer - d. H. a pressure transducer with sterilizable parts - created that has a non-sterile pressure sensor, which the pressure in one through a pressure sensor membrane locked room. There is also an intermediate space provided by the pressure sensor membrane, a Wall of a housing, and a sterilizable pressure form dom membrane. A sterilizable pressure dome has at least one connection with which the pressure dome with a hose line system or the like can be connected, whose internal pressure is to be measured.

Wie bereits ausgeführt, wird der Zwischenraum zur Über tragung sowohl negativer als auch positiver Druckwerte von der Druckdom-Membran auf die Drucksensor-Membran evakuiert.As already stated, the space becomes an over bearing both negative and positive pressure values from the pressure dome membrane to the pressure sensor membrane evacuated.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung ist vor allem bei endoskopischen Hilfsgeräten, die oft eine Unterdruck pumpe zum Absaugen von Spülflüssigkeiten enthalten, mit einem minimalen Mehraufwand realisierbar.This training according to the invention is mainly in endoscopic assistive devices that often have a negative pressure pump for suction of rinsing liquids included with can be implemented with minimal additional effort.

Zur Gewährleistung der Kontrolle, ob ein Druckdom über haupt bzw. ordnungsgemäß angeschlossen ist, wird in diesem Unterdrucksystem zusätzlich noch ein Unter druckschalter vorgesehen (Anspruch 4).To ensure control over whether a pressure dome over is connected at all or properly, is in this vacuum system also a sub pressure switch provided (claim 4).

Die weitere Ausbildung der Erfindung ist den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.The further development of the invention is the further Claims to be found.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben werden, deren einzige Figur einen Querschnitt durch einen Druckwandler zeigt. The invention is based on an Ausfüh Example with reference to the drawing are described by way of example, their only figure shows a cross section through a pressure transducer.

Das exemplarisch dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckwandlers weist einen unsterilen Drucksensor 1 auf, der den Druck in einem durch eine Drucksensor-Membran 2 abgeschlossenen Raum erfaßt. Die "andere Seite" der Drucksensor-Membran begrenzt zusam men mit einer Wandung eines Gehäuses 7 und einer dampf sterilisierbaren Druckdom-Membran 4 einen Zwischenraum 5. Die Druckdom-Membran ist mit einem sterilisierbaren Druckdom 3 verbindbar, der zwei Anschlüsse 8 und 9 auf weist, mit denen der Druckdom mit einem Schlauchlei tungssystem oder dgl. dessen Innendruck gemessen werden soll, sowie mit einer nicht dargestellten Belüftungs einrichtung für den an eine Stichleitung angeschlosse nen Druckdom verbunden ist. Erfindungsgemäß ist der Zwischenraum 5 zur Übertragung sowohl negativer als auch positiver Druckwerte von der Druckdom-Membran 4 auf die Drucksensor-Membran 2 evakuiert ist.The exemplary embodiment of a pressure transducer according to the invention shown has an unsterile pressure sensor 1 , which detects the pressure in a space closed by a pressure sensor membrane 2 . The "other side" of the pressure sensor membrane, together with a wall of a housing 7 and a steam-sterilizable pressure dome membrane 4 , defines an intermediate space 5 . The pressure dome membrane can be connected to a sterilizable pressure dome 3 , which has two connections 8 and 9 , with which the pressure dome is to be measured with a hose line system or the like connected pressure dome is connected. According to the invention, the intermediate space 5 for the transmission of both negative and positive pressure values from the pressure dome membrane 4 to the pressure sensor membrane 2 is evacuated.

Zur Verbindung nach der Sterilisierung der sterilisier baren Teile kann der Druckdom über eine Bajonett- oder Gewindeverbindung mit einem Zwischenstück 10 verbindbar sein, das die Membran trägt, und das in das Gehäuse 7 einsetzbar ist.For connection after the sterilization of the parts which can be sterilized, the pressure dome can be connected via a bayonet or threaded connection to an intermediate piece 10 which carries the membrane and which can be inserted into the housing 7 .

Zur Funktionskontrolle ist ein Unterdruckschalter 6 vorgesehen ist, der den Druck in dem Zwischenraum er faßt, und der bei Überschreiten eines bestimmten Unter druckes einen Alarm auslöst.To check the function, a vacuum switch 6 is provided which detects the pressure in the intermediate space and which triggers an alarm when a certain vacuum is exceeded.

Alternativ kann der Druckdom auch so ausgebildet sein, daß er in eine Schlauchleitung einsetzbar ist, und im Durchfluß mißt.Alternatively, the pressure dome can also be designed that it can be used in a hose line, and in Flow measures.

Claims

1. Medical pressure transducer, with

- A non-sterile pressure sensor ( 1 ) which detects the pressure in a space closed by a pressure sensor membrane ( 2 ),
- An intermediate space ( 5 ), which form the pressure sensor membrane ( 2 ), a wall of a housing ( 7 ), and a sterilizable pressure dome membrane ( 4 ), and
- A sterilizable pressure dome ( 3 ), which has at least one connection with which the pressure dome can be connected to a hose line system or the like, the internal pressure of which is to be measured, in which the intermediate space ( 5 ) for transmitting both negative and positive pressure values from the Pressure dom membrane ( 4 ) on the pressure sensor membrane ( 2 ) is evacuated.

2. Pressure transducer according to claim 1, characterized in that for connection after sterilization of the sterilizable parts of the pressure dome ( 3 ) via a bayonet or threaded connection with an intermediate piece which carries the membrane ( 4 ), and that in the housing ( 7 ) can be used.

3. Pressure converter according to claim 1 or 2, characterized in that a vacuum switch ( 6 ) is provided for function control, which detects the pressure in the space.

4. Pressure converter according to claim 3, characterized in that the vacuum switch at Exceeding a certain negative pressure an alarm triggers.

5. Pressure converter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sterilizable parts are steam sterilizable.

6. Pressure converter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure dome a second Has connection, so that it in a hose line can be used, and measures in the flow.

7. Pressure converter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure dome a second Has connection, the ventilation of a Stub line connected pressure dome allowed.