DE19613306C2

DE19613306C2 - Meßgerät zur Bestimmung des Harnflusses für urologische Untersuchungen

Info

Publication number: DE19613306C2
Application number: DE19613306A
Authority: DE
Inventors: Raimund Dipl Ing Jauch; Michael Gondy Dipl Ing Jensen; Jens Dipl Ing Witte
Original assignee: Andromeda Medizinische Systeme GmbH
Current assignee: Andromeda Medizinische Systeme GmbH
Priority date: 1995-04-15
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2016-04-04
Also published as: DE29506500U1; DE19613306A1

Description

Die Erfindung dient der Aufnahme der Charakteristik des Harnflusses in der urologischen Diagnostik. Die hierfür üblicherweise angewandten Verfahren sind das Durchflußmeß verfahren und das Wägeverfahren.

Durchflußsysteme können direkt in ein WC-Becken eingesetzt werden, da sie ohne Sammelbehälter auskommen. Es werden Staudruck, Drehmoment, Winkelgeschwindig keit, Winkelbeschleunigung, Bremsverzögerung oder ähnliche physikalische Größen erzeugt und mechanisch bzw. in die elektrischen Größen Spannung, Strom oder Leistung umgewandelt einem entsprechenden Auswertesystem als Meßgrößen zugeführt.

So ist nach der DE-OS 35 41 649 ein Harnflußmeßgerät für urologische Untersuchungen bekannt, das einen in ein WC-Becken einhängbaren Einlauftrichter aufweist, unterhalb dessen Auslauföffnung sich ein rotierendes mit auf der nach oben weisenden Fläche angeordneten Mitnehmerelementen in Form von Rippen, Rillen oder dergleichen versehenes Schleuderelement befindet. Das Schleuderelement ist über eine Antriebswelle mit einem Elektromotor gekoppelt und dreht sich während der Messung mit hoher Drehzahl. Dadurch wird der axial auf das Schleuderelement treffende Harnstrom tangential bis zur Umlaufdrehzahl des Elektromotors beschleunigt, bis er das Schleuder element radial verläßt. Wegen der Proportionalität zwischen dem Massenstrom des Harns und der vom Motor zu erbringenden Leistung bei konstanter Drehzahl kann der vom Motor aufgenommene Strom als Meßgröße für das an der Antriebswelle wirkende Drehmoment aufgezeichnet werden. Mittels geeigneter Geräte wie Drucker, Schreiber oder Plotter werden als auswertbare Daten der jeweils momentane, der je Zeiteinheit mittlere und die das gesamte Harnvolumen charakterisierenden integrierten momentanen Harnflußwerte dem Arzt zur Verfügung gestellt. Die bekannte Lösung ist aufgrund ihrer relativen Einfachheit in der medizinischen Basisversorgung einsetzbar, zumal sie Messungen bei weiblichen und männlichen Patienten gleichermaßen erlaubt und wegen ihres Anwendungsortes, d. h. direkt im WC, psychogene Meßwertverfälschungen vermeiden hilft.

Nachteilig an der bekannten Lösung ist die Anwendung des Durchflußmeßprinzips, da insbesondere Meßungenauigkeiten aufgrund nicht von vornherein kalibrierbarer Strömungsverhältnisse auftreten können. Ein weiterer Nachteil des bekannten Harnflußmeßgerätes besteht im zu treibenden technischen und ästhetisch-hygienischen Aufwand für die Stromversorgung des während der Messung im WC-Becken befindlichen Motors und dessen Verbindung zum Auswertegerät sowie hinsichtlich erforderlicher Abdichtungen und der Säuberung des Gerätes. Die Ursachen hierfür sind die Notwendigkeit der Entnahme und Säuberung des gesamten Meßgerätes von Hand nach jeder Messung, ist doch ein Kontakt der elektrischen Bauelemente mit dem Harnstrom möglich oder nur durch erhöhten Aufwand vermeidbar. Deshalb wird die Patientenfrequenz begrenzt oder die Untersuchungskosten werden erhöht, da entweder eine vollständige Reinigung des Gerätes nach jedem Patienten eine entsprechende Pause oder ein zweites Gerät erfordert.

Eine weitere bekannte Einrichtung zur Messung der Harnströmung eines Patienten ist in der DE-OS 39 33 025 und der zugehörigen DE-OS 41 09 974 dargestellt. Hierbei handelt es sich ebenfalls um die Anwendung des Durchflußprinzips, jedoch wird als Meßgröße der vom Harnstrom in einem besonders ausgeformten Meßkopf mit mehreren Hohlräumen erzeugte Staudruck erfaßt und elektronisch ausgewertet. Durch den besonders ausgeformten Meßkopf, insbesondere die Ausgestaltung einer scharfen Kante an einer den Druckmeßraum umgebenden Abgrenzungswand, werden die Strömungsverhältnisse beherrschbar, so daß Meßungenauigkeiten eingeschränkt werden. Im übrigen verbleiben jedoch aufgrund gleicher Ursachen die bereits zu der Lösung nach der DE-OS 35 41 649 aufgezeigten Nachteile.

Zur Vermeidung der das Durchflußprinzip kennzeichnenden Nachteile wird zur Bestim mung des Harnflusses das Wägeprinzip angewendet. Hierbei erfolgt die Messung des Gewichtszuwachses je Zeiteinheit. Durch den Einsatz digitaler Auswertegeräte ist jede praktisch auswertbare Meßgenauigkeit ohne Änderung des Aufwandes erzielbar. Aus der DE-OS 26 23 557 ist eine Vorrichtung zur Messung ausgestoßener Harnmengen bekannt, bei der das Sekundenvolumen über die Gewichtszunahme während der Miktion mittels einer Wiegevorrichtung oder einer Kraftmeßdose, die an eine elektronische Auswerteeinrichtung angeschlossen ist, ermittelt wird. Diese bekannte Vorrichtung weist einen Trichter mit einem daran anschließenden, unten geschlossenen, wägbar gelagerten Rohr auf, dessen Wandung mit einer vertikalen und in einen Auffangbehälter gerichteten Lochreihe versehen ist, oder besteht aus einer Wiegeeinrichtung bzw. Kraftmeßdose mit einer Tragplatte, auf der ein auswechselbarer Urinauffangbecher gelagert ist und in den der Trichterauslauf mündet. Nachteilig ist jedoch einerseits, daß die Entleerung und/oder Reinigung des Trichters, des Rohres und des Sammelbehälters manuell ausgeführt werden müssen und andererseits, daß aufgrund des während der Miktion erfolgenden Abflusses durch die Lochreihe in der Rohrwandung die Messung verfälscht wird bzw. diesbezüglich die Vorrichtung aufwendig kalibriert werden muß.

Den Nachteil, den Sammelbehälter manuell entleeren und reinigen zu müssen, vermeidet ein nach der DE-PS 22 59 612 bekanntes Urometer, bei dem ein trichterförmiges Meßgefäß, das aus verschweißten Kunststoff-Folien besteht, an seinem unteren Ende mittels einer Klemme verschließbar ist und dergestalt in geschlossenem Zustand nach der Messung der in der Zeiteinheit produzierten Urinmenge entfernt und sonach durch Öffnen der Klemme geleert werden kann. Eine Reinigung ist nicht erforderlich, da das Urometer zum einmaligen Gebrauch bestimmt ist. Dies jedoch verlangt eine ordnungsgemäße Entsorgung und erhöht somit das Abfallaufkommen. Die Bestimmung der in einer Zeiteinheit produzierten Urinmenge erfolgt durch Ablesen des Füllstandes des Meßgefäßes mittels einer am Meßgefäß angebrachten Skala. Dieses Urometer eignet sich demnach nicht für hochgenaue Messungen, insbesondere ist eine Erfassung der momentanen Flußrate während der Miktion nicht möglich, so daß die möglichen Messungen lediglich eine eingeschränkt aussagefähige Harnflußcharakteristik ergeben.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei der Aufnahme der Charakteristik des Harnflusses bei Sicherung einer maximalen Meßgenauigkeit die Handhabung des Meßgerätes zu verbessern.

Die Lösung des Problems erfolgt erfindungsgemäß, indem ein Meßgerät zur Bestimmung des Harnflusses für urologische Untersuchungen einen trichterförmigen Harnsammel behälter aufweist, der an seinem tiefsten Punkt in einen zylindrischen Rohrstutzen mit vertikaler Längsachse übergeht, und das Meßgerät an eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung angeschlossen ist, wobei der trichterförmige Harnsammelbehälter in einen ebenen horizontalen Ring eingehängt ist, der das freie Ende eines Waagbalkens darstellt, der Waagbalken mit einer Waage verbunden ist, die über einen Meßwertaus gang an die elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung angeschlossen ist, auf den rohrförmigen Stutzen dessen vertikalen Verlauf fortsetzend ein schmiegsamer Schlauch aufgesteckt ist und unterhalb des rohrförmigen Stutzens eine den Schlauch verschlie ßende Quetschvorrichtung angeordnet ist.

Die Aufnahme der Charakteristik des Harnflusses erfolgt, indem der von dem Patienten in den Harnsammelbehälter abgegebene Harnstrom als Gewichtsänderung auf den Waagbalken wirkt und dessen Auslenkung von der Waage in ein elektronisches Meßsignal transformiert der Steuer- und Auswerteeinrichtung zugeführt wird. Das elektronische Meßsignal stellt sich als Spannungs- oder Stromverlauf in Funktion der Zeit mit nachfolgender Digitalisierung in der Steuer- und Auswerteinrichtung oder als Bitmusterfolge dar, wenn die Digitalisierung von der Waage vorgenommen wird. Sowohl bei analoger als auch bei digitaler Übertragung des Meßsignals werden von der Steuer- und Auswerteeinrichtung durch Differentiation die momentane Flußrate, der Endwert als Gesamtmenge und durch Mittelwertbildung die durchschnittliche Flußrate zur Auswer tung dem Arzt bereitgestellt. Die Kalibrierung der Waage erfolgt unter Einbeziehung des in den Waagbalken eingesetzten Harnsammelbehälters und des auf dessen rohrförmigen Stutzen aufgesteckten schmiegsamen Schlauches, wobei der Nullabgleich der Waage auch softwaremäßig mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung vorgenommen werden kann.

Der trichterförmige Harnsammelbehälter und der aufgesteckte schmiegsame Schlauch lassen sich nach der Messung und der mittels der von einem von der Steuer- und Auswerteeinrichtung abgegebenen Steuersignal automatisch ausgelösten Öffnung der Quetschvorrichtung, wodurch der gesammelte Harn in ein geeignetes Gefäß oder ein WC-Becken abfließt, aus dem Waagbalken entnehmen oder durch einfaches Durchspülen reinigen, wodurch eine hohe Patientenfrequenz erreicht und die hygienisch-ästhetischen Bedingungen verbessert werden, indem eine manuelle Handhabung des Harnsammelbe hälters im gefüllten Zustand vermieden wird.

Die in den Unteransprüchen 2 bis 4 beanspruchten Erfindungsmerkmale stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung hinsichtlich ihrer Handhabbarkeit sowie der Verbesserung der Meßgenauigkeit dar. Durch die vertikale Verschiebbarkeit des Meßgerätes ist eine einfache Anpassung an physiologische Gegebenheiten und durch die Befestigung an einer vorzugsweise ortsveränderlichen Trägervorrichtung die Wahl des Untersuchungsortes entsprechend der psychogenen Befindlichkeit des Patienten möglich. Insbesondere die vertikale Verschiebbarkeit des Meßgerates verhindert zum ersten, daß der Harnstrom in einem ungewöhnlichen Winkel auf die Wandung des Harnsammelbehälters trifft, und ermöglicht zum zweiten die Verwendung einer geeigneten Sitzgelegenheit, so daß sowohl weibliche als auch männliche Palienten untersucht werden können.

Die Unteransprüche 5 bis 9 kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Quetschvor richtung.

Die Erfindung wird nachfolgend in Form vorteilhafter Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Meßgerätes während einer Messung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Meßgerätes nach einer Messung und

Fig. 3 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Meßgerätes.

Die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 besteht aus einer Waage 1, die einen Waagbalken 2 mit einem ringförmigen freien Ende 21 aufweist. Fest mit dem Waagbalken 2 verbunden sind ein feststehendes Widerlager 513 sowie Servomotor 511. Ein trichterförmiger Harnsammelbehälter 3, dessen tiefster Punkt in einen zylindrischen Rohrstutzen 31 übergeht, befindet sich in dem ringförmigen freien Ende 21 des Waagbalkens 2. Auf den zylindrischen Rohrstutzen 31 ist ein schmiegsamer Schlauch 4 aufgesteckt, der unterhalb des Rohrstutzens 31 von einem Stempel 512 gegen das feste Widerlager 513 verquetscht und dergestalt verschlossen ist. Die Bewegung des Stempels 512 erfolgt mittels des Servomotors 511, währenddessen der Trichter 3 mit dem aufgesteckten Schlauch 4 in das ringförmige Teil 21 des Waagbalkens 2 eingehängt ist. Nach dem Verquetschen des Schlauches 4 wird die Waage 1 automatisch abgeglichen.

Der von einem Patienten in den Trichter 3 abgegebene Harnstrom bewirkt eine Auslenkung des Waagbalkens 2, die von der Waage 1 in ein elektronisches Meßsignal transformiert wird. Unter Auslenkung des Waagbalkens 2 ist auch eine unmittelbare elektrische Erfassung der durch den zufließenden Harnstrom verursachten Gewichtsän derung zu verstehen, etwa mittels Dehnmeßstreifen, eines Bimetallbandes, Schwingkreis verstimmung, Koordinatenerfassung analog einer PC-Maus oder dergleichen. Das elektronische Meßsignal gelangt von der Waage 1 zu einer Steuer- und Auswerteinrich tung 6, die vorteilhafterweise über eine Tastatur und ein Display verfügt sowie an weitere Ausgabeeinheiten wie Drucker oder dergleichen angeschlossen werden kann oder die ermittelten Daten in geeigneter Weise für eine Weiterbehandlung im Praxis-PC, z. B. auf einer Diskette gespeichert, zur Verfügung stellt. Selbstverständlich verfügt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 darüber hinaus über geeignete Anschlüsse, um eine Datenübertragung an einen PC ohne Zwischenspeicherung auf Diskette vornehmen zu können. Das der Gewichtsänderung proportionale Signal wird differenziert, so daß während der Miktion zu jedem Zeitpunkt die momentane Flußrate des Harnstromes als Meßergebnis ausgegeben wird. Das nach Beendigung der Miktion ablesbare Gesamtgewicht des im Trichter 3 gesammelten Harns sowie die durch Mittelwertbildung errechnete durchschnittliche Flußrate sind weitere zur Verfügung stehende Daten.

Nach Beendigung der Miktion erfolgt über einem WC-Becken oder in ein geeignetes Gefäß die Entleerung des Trichters 3, indem über die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 ein Steuersignal den Servomotor 511 startet, woraufhin der Stempel 512 von dem festen Widerlager 513 entfernt und derart der Schlauch 4 geöffnet wird und der im Trichter 3 befindliche Harn abfließt. Eine manuelle Entleerung des Trichters 3 entfällt demnach.

Die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 weist einen prinzipiell gleichen Aufbau und eine prinzipiell gleiche Wirkungsweise wie die Ausführungsform nach Fig. 1 auf Lediglich der Antrieb des Stempels 512 besteht aus einer Druckfeder 524, die in dem dargestellten Zustand, wonach der Schlauch 4 geöffnet ist, von einem den Stempel 522 vom festen Widerlager 524 abgerückt haltenden und die Federkraft der Druckfeder 524 überwindenden Elektromagneten 521 zusammengezogen ist. Der dargestellte Zustand tritt ein, sobald die automatische Entleerung des Trichters 3 nach Empfang des Steuersignals von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 durch den Zug des Elektromagneten 521 auf den Stempel 522 erfolgt oder nach dem Einsetzen des Trichters 3 in den ringförmigen Teil 21 des Waagbalkens 2, bevor der Abgleich der Waage 1 durchgeführt wird.

Fig. 3 zeigt die Ansicht eines erfindungsgemäßen Meßgerätes. An einer Trägervorrich tung 8, die vorzugsweise als Stativ ausgeführt ist, ist mittels einer nicht dargestellten bekannten Klemmvorrichtung verschieblich ein die Waage enthaltendes Gehäuse 7 befestigt. Der Waagbalken 2 besteht aus einem optisch das Gehäuse 7 fortsetzenden Teil und dem als Bügel ausgeführten ringförmigen freien Ende 21, in das der trichterförmige Harnsammelbehälter 3 eingesetzt ist. Der Trichter 3 geht an seinem tiefsten Punkt in den zylindrischen Rohrstutzen 31 über, auf den der schmiegsame Schlauch 4 aufgesteckt ist. Das optisch das Gehäuse 7 fortsetzende Teil des Waagbalkens 2 bildet das feste Widerlager für den Stempel, der während der Messung den Schlauch 4 gegen das feste Widerlager verquetscht. Der Antrieb des Stempels ist an dem das Gehäuse 7 optisch fortsetzenden Teil des Waagbalkens 2 in dessen Inneren befestigt. Zwischen dem Gehäuse 7 und dem dieses optisch fortsetzenden Teil des Waagbalkens 2 ist eine flexible Manschette 10 angeordnet, die vorzugsweise als Faltenbalg ausgeführt ist und das Innere des Meßgerätes einerseits abdichtet und andererseits die Auslenkung des Waagbalkens 2 gegenüber dem Gehäuse 7 bzw. der fest mit diesem verbundenen Waage gewährleistet. Die übrige Wirkungsweise entspricht der bezüglich der Darstellungen in den Fig. 1 und 2 beschriebenen.

Bezugszeichenliste

1 Waage
2 Waagbalken
21 ringförmiges freies Ende des Waagbalkens
3 Harnsammelbehälter
4 Schlauch
511 Servomotor
512 Stempel
513 Widerlager
521 Elektromagnet
522 Stempel
523 Widerlager
524 Druckfeder
6 Steuer- und Auswerteinrichtung
7 Gehäuse
8 Trägervorrichtung
10 Manschette

Claims

1. Meßgerät zur Bestimmung des Harnflusses für urologische Untersuchungen mit einem trichterförmigen Harnsammelbehälter, der an seinem tiefsten Punkt in einen zylindrischen Rohrstutzen mit vertikaler Längsachse übergeht, und das an eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Harnsammelbehälter (3) in einen ebenen horizontalen Ring (21) eingehängt ist, der das freie Ende eines Waagbalkens (2) darstellt, der Waagbalken (2) mit einer Waage (1) verbunden ist, die über einen Meßwertausgang an die elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung (6) angeschlossen ist, auf den rohrförmigen Stutzen (31) dessen vertikalen Verlauf fortsetzend ein schmiegsamer Schlauch (4) aufgesteckt ist und unterhalb des rohrförmigen Stutzens (31) eine den Schlauch (4) verschließende Quetschvorrich tung (5) angeordnet ist.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät vertikal verschieblich angeordnet ist.

3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät an einer separaten Trägervorrichtung (8) befestigt ist.

4. Meßgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät, die Steuer- und Auswerteeinrichtung (6) und eine Stromversorgungs einrichtung an einer gemeinsamen Trägervorrichtung (8) befestigt sind.

5. Meßgerät nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschvorrichtung (5) über einen Steuereingang verfügt, der an die Steuer- und Auswerteeinrichtung (6) angeschlossen ist.

6. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschvorrichtung (5) aus einem verschieblichen Stempel (512; 522) und einem Widerlager (513; 523) besteht.

7. Meßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebliche Stempel (512; 522) von einem Antrieb (511; 521, 524) beaufschlagt ist.

8. Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (511; 521, 524) ein Servomotor (511) ist.

9. Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (511; 521, 524) aus einer den Stempel (522) beaufschlagenden Druckfeder (524) und einem die Federkraft überwindenden Elektromagnet (521) besteht.