MEASUREMENT CELL FOR A MONITORING APPLIANCE OF A BODY FLUID FLOWING OUT OF A CATHETER

MESSZELLE FÜR EIN GERAT ZUR ÜBERWACHUNG VON

AUS EINEM KATHETER AUSTRETENDER KÖRPERFLÜSSIGKEIT

Die Erfindung betrifft eine Meßzelle für ein Gerät zur Überwachung von aus einem Katheter austretender Körper¬ flüssigkeit, bei dem unter Verwendung einer Meßkammer die Körperflüssigkeit aufgefangen wird und das Füllvolumen der Meßkammer über eine Staudruckmessung ermittelt wird.

Eine Vorrichtung zur Messung des Harndurchflusses von Pa¬ tienten ist aus DE-A-39 33 025 bekannt, mit aus zwei von einander trennbaren Teilen, dem Meßkopf und einem darun- ter anschraubbaren Auffangbehälter mit seitlich ange¬ brachtem Steigrohr.

Der Meßkopf enthält einen Einlauftrichter der in einen vertikalen Zulaufraum mündet. Der wiederum über eine Auf- fangschale sowohl mit einem Druckmeßraum als auch mit ei¬ nem geschlitzten Staurohr aus dem der Urin entweder in die Toilette oder in den Auffangbehälter abfließen kann, in Verbindung steht. Der Druckmeßraum ist direkt mit ei¬ nem Drucksensor verbunden, der die Stauhöhe in dem Zu- laufraum über die Luftsäule in dem Druckmeßraum mißt. Die augenblickliche Stauhöhe wird durch den Urinzufluß und über das Abfließverhalten des Urins über das geschlitze Staurohr bestimmt. Über die Stauhöhe über dem Ausflu߬ strahl läßt sich die Ausströmgeschwindigkeit und somit unter Verwendung der Schlitzbreite das Durchflußvolumen berechnen.

Weiterhin ist vorgesehen, die Füllhöhe des Urins im Auf¬ fangbehälter über den Druck der Luftsäule im Steigrohr, das ebenfalls mit einem Drucksensor in Verbindung steht, zu messen. Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Druck¬ messung empfindlich gegenüber einer Schrägstellung des Meßgerätes bzw. gegenüber der Flüssigkeitsbewegung inner¬ halb des Meßgerätes ist und retrogrades Keimwachstum nicht verhindert wird. Die Messung der Strömungsgeschwin¬ digkeit über ein geschlitztes Rohr hat außerdem den Nach¬ teil, daß Sedimente und Koagel , die im Harn des Patienten sehr wahrscheinlich auftreten, die Meßgenauigkeit sofort verfälschen.

In US-A-4,554,687 ist ebenfalls eine Meßvorrichtung zur Bestimmung des Urindurchflusses beschrieben, die nach dem Staudruckprinzip arbeitet. Die Vorrichtung wird in einer Toilette angebracht und weist keinen Auffangbehälter zur Bestimmung des Gesamtvolumens auf.

In US-A-4,683,748 ist eine Methode und ein Gerät zur Mes¬ sung von Durchflußmengen von Körperflüssigkeiten offen¬ bart. Das Gerät besteht aus einer zentralen Kammer mit elliptischem Querschnitt, in die über einen Zulauf- schlauch die Körperflüssigkeit eintritt.

An den entgegengesetzten Enden der Hauptquerschnittsachse der zentralen Kammer sind zwei rohrähnliche Bereiche durch Einbauten von der Hauptkammer abgetrennt. Die bei¬ den Trennwände enden in unterschiedlichen Höhen oberhalb des Kammerbodens, so daß beide Bereiche unten offen sind und mit der Hauptkammer kommunizieren können.

Der Bereich mit der tiefergelegenen Flüssigkeitseintritt- sδffnung fungiert als Steigrohr und ist an seinem oberen Ende direkt mit einem Drucksensor verbunden.

Der Druck der Gassäule über dem Flüssigkeitspegel über dem Steigrohr ist somit ein Maß für den Flüssigkeitsstand in der Hauptkammer. Der zweite Bereich endet in einer Austrittsöffnung, die mit einem Abführschlauch verbunden ist. Auf diese Weise wird die Kammmer, wenn der Flüssigkeitsstand die Höhe dieser Austrittsöffnung erreicht hat, automatisch bis zu

einem Füllstand auf der Höhe der Flüssigkeitseintritts¬ öffnung des zweiten Bereiches entleert.

Somit ist eine sichere Flüssigkeitsstandmessung bei Bewe- gung des Meßgerätes nicht gewährleistet. Außerdem kann Meßflüssigkeit, die mit der Außenwelt in Kontakt steht, bei Bewegung des Gerätes und Schwappen der Flüssigkeit unter Umständen in den mit dem Katheter verbundenen Flüs¬ sigkeitseintrittsschlauch gelangen, was zu einer retro- graden Keimwanderung führen kann.

DE-A-3106 488 beschreibt eine Tropfkammer in einem Ablei- tungssyste für Körpersekret, insbesondere Urin, mit einem im wesentlichen starren Gehäuse, dessen unterer Auslaß über ein Ventil an einen Sammelbeutel oder einen Meßbehälter angeschlossen ist und dessen oberer Einlaß aus einem Tropfrohr besteht, das mit einer Körpersekret¬ ableitung verbunden ist.

Die Ventilkammer weist dabei auf der Vorderseite eine mit einem bakteriendichten Filter abgedeckte Öffnung zur Be¬ lüftung der Kammer auf.

Um die Spitze des Tropfrohres kontaminationsfrei zu hal- ten, ist vorgesehen, daß an dem senkrechten Teil der Wand des Gehäuses ein innerer Ringraum ausgebildet ist, der oben geschlossen und unten offen ist. Vorteilhaft besteht die äußere Wandung des Ringraumes aus der Wand des Gehäu¬ ses, während die innere Wandung des Ringraumes aus einer steifen Hülse gebildet ist, deren oberes Ende flüssig¬ keitsdicht mit der Wand des Gehäuses verbunden ist. Der Ringraum bildet eine oben geschlossene und unten offene Tasche, in die bei schräger oder waagerechter Tropfkam- merhalterung die Restmenge des zurückfließenden Körperse¬ kretes hineinläuft, so daß sie im Wandbereich des Tropf¬ kammergehäuses aufgefangen und an einem Vordringen zur Spitze des Tropfrohres gehindert wird und die Tropfkammer über einen längeren Zeitraum kontaminationsfrei ist.

Diese Tropfkammer ermöglicht zwar eine Verhinderung einer retrograden Keimwanderung, hat aber den Nachteil, daß das Filter der Ventilkammer z.B. bei Bewegungen des Gerätes und Schwappen der Meßflüssigkeit durch die Meßflüssigkeit benetzt werden kann und dadurch in seiner Funktionsfähig¬ keit beeinträchtigt werden kann. Dies kann soweit gehen, daß entweder das Filter ganz undurchlässig wird, wodurch ein Entleeren der Kammer bei geschlossenem Zulauf nicht mehr möglich ist, oder für Keime durchlässig wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei diesem, bei baulich einfacher Gestaltung eine hohe Meßgenauigkeit unter Vermeidung der Nachteile des beschriebenen Standes der Technik und bei Einhaltung der in der Medizintechnik notwendigen hygenischen Erfordernisse gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wir gelöst durch eine Meßzelle für ein Gerät zur Überwachung von aus einem Katheter austretender Körperflüssigkeit mit einer die Körperflüssigkeit von oben aufnehmenden Meßkammer mit einem zylindrischen oder polygonen rechteckprismatischen Mittelteil, einem Boden¬ teil, mit einem Deckelteil und einem im Mittelteil angeordneten Staurohr, das sich von oben durch das Dek- kelteil bis etwas oberhalb des Bodens der Meßkammer erstreckt und an dessen oberen Ende über eine Verbin¬ dungsleitung ein Drucksensor anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil und Bodenteil jeweils mit Anschlußstutzen mit einem daran angeschlossenen absperr-baren Zulaufschlauch bzw. Ablaufschlauch versehen ist, im oberen Teil der Meßkammer der Meßraum von einer Einlaufkammer durch eine durchgehende seitliche Zwischen- wand und einen Boden abgetrennt ist, der obere Anschlu߬ stutzen in ein Tropfrohr mündet, das in die Einlaufkammer hineinragt, wobei das Ende des Tropfrohres einen zur Aus¬ bildung einer Tropfstrecke ausreichenden Abstand von dem Boden der Einlaufkammer aufweist, in dem Boden im.tief¬ sten Bereich eine durch Rückschlagventil gegenüber der Meßkammer verschlossene Öffnung, als Flüssigkeitsdurchlaß aus der Einlaßkammer in den Meßraum vorhanden ist und im Deckelteil zwei mit je einem bakteriendichten Filter ver- schlossene Belüftungsöffnungen, über die die Meßkammer und die Einlaufkammer belüftet werden, vorhanden sind, das Staurohr zentrisch oder geringfügig versetzt vom Zen¬ trum in der Meßkammer angeordnet ist und am oberen Ende des Staurohrs im Deckelteil der Meßkammer ein bakterien- dichtes Filter angeordnet ist, das das Staurohr gegen die Verbindungsleitung abdichtet und daß innerhalb des Mit¬ telteils der Meßkammer eine Flüssigkeitsbarriere angeord¬ net ist, deren oberer Steg in eine Nut des Deckelteils, die die Belüftungsöffnung nach innen begrenzt, eingreift und die schräg zur Seitenwand der Meßkammer hin abfällt und in eine parallel zu dieser Seitenwand und in geringem Abstand dazu verlaufende Zwischenwand ausläuft, die sich bis fast zu der unteren Kante des Mittelteils erstreckt, wobei die seitlichen Flanken der Flüssigkeitsbarriere zu einem mit der parallel zur Zwischenwand verlaufenden Sei¬ tenwand des Mittelteils und mit der Zwischenwand abschließen und daß in geringfügigem Abstand vom unteren Ende des Staurohres eine Flüssigkeitsbarriere mit zwei Zwischenböden in Form von Kreissegmenten integriert ist, wobei die Zwischenbδden im Staurohr in geringem Abstand zueinander so angeordnet sind, daß die verbleibenden Öff¬ nungen diagonal zueinander stehen.

Die erfindungsgemäße Meßzelle enthält prinzipiell einen absperrbaren Flüssigkeitszulauf, eine Einlaufkammer, die eigentliche von der Einlaufkammer durch ein Ventilsystem abgetrennte Meßkammer sowie einen ebenfalls absperrbaren Flüssigkeitsablauf. Aus der geschlossenen Ausbildung des Meßraumes innerhalb der Meßkammer und deren Abtrennung von einer geschlosse¬ nen Einlaufkammer ergeben sich besondere Vorteile bei der Verwendung der Meßzelle zum Bestimmen der Abflußmengen von Körperflüssigkeit wie Urin, Hämofiltrat, Wundsekret, Blutplasma, Dialyseflüssigkeit etc. und zur volumenge¬ steuerten Blasenspülung.

In der Meßkammer ist ein unten offenes Steigrohr zen¬ trisch oder geringfügig versetzt vom Zentrum angeordnet, an dessen oberen Enden über eine Verbindungsleitung ein Drucksensor anschließbar ist.

Der hydrostatische Druck in der Meßzelle überträgt sich auf die Luftsäule im Staurohr und wirkt über die Verbin¬ dungsleitung auf die Druckmeßdose. Da es sich hierbei um ein geschlossenes System handelt, drängt die Meßflüssig¬ keit nur minimal in das Staurohr ein.

Um die Ausbildung eines Füllstandes von Körperflüssigkeit in dem Meßraum zu ermöglichen, ist der Ablaufschlauch unterhalb des Bodenteils absperrbar ausgebildet. Vorzugs¬ weise ist auch der Zulaufschlauch oberhalb des Deckel- teils absperrbar ausgebildet. Die Absperrung erfolgt vor¬ zugsweise mit Klemmen des Schlauches unter Ausbildung von Schiauchklemmventi1en.

Aus Gründen der Sterilität ist am oberen Ende des Stau- rohres im Deckelteil der Meßkammer ein bakteriendichtes Filter angeordnet, daß das Staurohr gegen die Verbin¬ dungsleitung abdichtet.

Die Verbindungsleitung mündet in eine Luer-Lock-Verbin- düng nach DIN 13090, über die die Druckmeßdose gasdicht angeschlossen werden kann. Zwischen Luer-Lock-Verbindung und Druckmeßdose ist vor¬ zugsweise ein Manometerschutzfilter zwischengeschaltet, während ein zweiter Anschluß der Druckmeßdose nach außen führt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Druckmessungen zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes unabhängig vom Luftdruck erfolgt.

Um eine möglichst hohe Meßgenauigkeit zu erreichen, wird das Gasvolumen zwischen Flüssigkeitsstand im Staurohr und der Druckmeßdose möglichst klein gehalten.

Die Meßkammer kann einen kreisförmigen oder polygonen Querschnitt aufweisen, wobei das Staurohr zentrisch oder geringfügig vom Zentrum versetzt in der Meßkammer an- geordnet ist, um eine möglichst hohe Meßgenauigkeit auch bei Schrägstellung des Meßgerätes oder bei Flüssigkeits¬ bewegungen sicherzustellen.

Der Durchmesser des Staurohres ist für dieses Meßprinzip frei wählbar, vorzugsweise werden aber Steigrohre mit ei¬ nem Innendurchmesser zwischen 8 mm und 16 mm eingesetzt.

Um Ablagerungen aus der Körperflüssigkeit während des Ge¬ brauches der Meßzelle auf der Steigrohrinnenoberfläche zu vermeiden, ist es vorteilhaft, das Staurohr innen mit ei¬ ner antiadhäsiven Schicht zu versehen.

Als antiadhäsive Schicht eignet sich an die Innenoberflä¬ che des Steigrohres gebundenes Heparin, Urease oder Polyorganosiloxan.

Das Staurohr ist aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem spritzgießfähigen Thermoplast gefertigt.

Die Einlaufkammer bildet eine sogenannte Pasteursche Kam¬ mer aus, mit einer Tropfstrecke für eintretende Körper¬ flüssigkeit und Rückschlagventil zwischen Pasteurscher Kammer und eigentlicher Meßkammer und verhindert ein Zurücklaufen der Meßflüssigkeit aus Meßkammer oder Pasteurscher Kammer in den mit dem Patienten verbundenen Katheter selbst bei extremen Schräglagen des Gerätes und unterbindet somit die Übertragung von Keimen der Meßflüs- sigkeit aus der Meßkammer, die dort mit der Außenwelt in Verbindung steht, auf den Patienten. Die retrograde Keim¬ wanderung wird zusätzlich dadurch verhindert, daß die im Deckelteil angeordnete Belüftungsöffnung der Pasteurschen Kammer mit einem bakteriendichten Filter versehen ist.

Wenn die Meßzelle in den die Meß- und Auswerteelektronik enthaltenden Geräteteil eingeschoben ist, kann beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Gerätes das Gerät und dementsprechend die Meßzelle lediglich in einer Richtung senkrecht zur Hauptfläche des Gerätes gekippt werden. Ein solches Verkippen des Gerätes ist z.B. möglich, wenn das gesamte Gerät, z.B. beim Umbetten des Patienten oder Rei¬ nigen des Fußbodens, aus seiner Aufhängung am Bett ent¬ fernt wird und auf das Bett des Patienten gelegt wird.

Dabei ist ein Verkippen des Gerätes in den Winkelberei¬ chen zwischen 0° und 120° und zwischen 0° und -30°, bezo¬ gen auf die Senkrechte, möglich. Ein Verkippen des Gerä¬ tes in einem geringeren negativen Winkelbereich (0° bis -30°) tritt z.B. auf, wenn der Patient bei angeschlosse¬ nem Gerät in seinem Bett transportiert wird und das gesamte Gerät in seiner Aufhängevorrichtung am Bett eine Schwenkbewegung in Richtung unter das Bett ausführt, um Hindernissen, z.B. Türrahmen, auszuweichen.

Um die Funktionssicherheit der Meßzelle zu gewährleisten und eine retrograde Keimwanderung wirksam zu unterbinden, muß verhindert werden, daß sowohl das Filter der Belüf- tungsδffnung der Einlaufkammer als auch das Filter der Belüftung der Meßkammer als auch das Filter zwischen Staurohr und Verbindungsleitung von der Meßflüssigkeit selbst bei den oben beschriebenen Schräglagen benetzt wird. Um dies zu erreichen ist zum einen innerhalb des Mittel¬ teils der Meßkammer eine Flüssigkeitsbarriere angeordnet, deren oberer Steg in eine Nut des Deckelteils, die die Belüftungsöffnung nach innen begrenzt, eingreift und die schräg zur Seitenwand der Meßkammer hin abfällt und in eine parallel zu dieser Seitenwand und in geringem Ab¬ stand dazu verlaufende Zwischenwand ausläuft, die sich bis fast zu der unteren Kante des Mittelteils erstreckt, wobei die seitlichen Flanken der Flüssigkeitsbarriere zum einen mit der parallel zur Zwischenwand verlaufenden Sei¬ tenwand des Mittelteils und mit der Zwischenwand abschließen.

Durch die Flüssigkeitsbarriere entsteht innerhalb der Meßkammer ein weiterer Raum, der sich zwischen der Ein¬ laufkammer und der gegenüberliegenden Seitenwand der Me߬ kammer erstreckt und im oberen Bereich die gesamte mit einem bakteriendichten Filter verschlossene Belüftung¬ söffnung abdeckt. Der parallel zur Vorderwand der Meßkam- mer angeordnete Teil der Flüssigkeitsbarriere kann dabei einen Abstand zur Vorderwand im Bereich zwischen 2 und 10 mm einnehmen.

Um ein Eindringen der Meßflüssigkeit in das Staurohr und somit das Benetzen des bakteriendichten Filters zwischen Staurohr und Verbindungsleitung zu verhindern, ist in geringfügigem Abstand vom unteren Ende des Staurohres eine weitere Flüssigkeitsbarriere mit zwei Zwischenböden in Form von Kreissegmenten integriert, wobei die Zwi- schenböden im Steigrohr in geringem Abstand zueinander so angeordnet sind, daß die verbleibenden Öffnungen sich gegenüberstehen. Der Abstand zwischen den beiden Zwi¬ schenböden kann dabei 4 bis 8 mm betragen.

Diese Ausführung der Meßzelle gewährleistet den hohen hy¬ gienischen Standard und die hohe Betriebssicherheit wie er bei der klinischen Nutzung eines solchen Gerätes ge¬ fordert werden muß. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin¬ dung trägt zusätzlich dem Zulassungserfordernis für Medi¬ zingerate in vielen Ländern Rechnung, daß eine zusätzli¬ che Kontrollfunktion zur Überwachung der ordnungsgemäßen Betriebsweise des Gerätes vorhanden sein muß, um ein re¬ dundantes Sicherheitssystem zu gewährleisten.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Meßzelle einen, für die verwendete Strahlung durchlässigen aktiven Bereich mit einer die Innenwand bildenden Lichtreflexionsfläche und einer mit einer geradzahligen Anzahl von zackenförmi- gen Ausnehmungen versehenen Außenwand aufweist, wobei die äußeren Seitenflanken der Ausnehmungen einen Winkel α mit einer senkrecht auf die Reflexionsfläche stehenden Gerade einnehmen und der Öffnungswinkel der zackenförmigen Aus¬ nehmungen 90° beträgt und das die Meß- und Auswerteelek¬ tronik enthaltende Geräteteil einen Lichtsender sowie einen Lichtempfänger aufweist, die so justiert sind, daß bei eingeschobener Meßzelle der emittierte Lichtstrahl mit einer senkrecht zur Reflexionsfläche stehenden Gerade einen Winkel α einnimmt und der unter dem gleichen Winkel α reflektierte Strahl auf den Empfänger trifft, wobei sich der Winkel α aus der Gleichung

= sin^" (1/n) + k

ergibt, in der n der Brechungsindex des für den Bereich verwendeten Materials ist und k einen Zahlenwert zwischen 0,75 und 2,5 annehmen kann.

Die Sicherheitseinrichtung folgt dem Prinzip, daß der An¬ stieg der Meßflüssigkeit in der Meßkamraer ein Meßsignal zur Folge haben muß und umgekehrt, daß ein Meßsignal nur vorliegen darf, wenn auch eine Mindestmenge der Flüssig¬ keit vorhanden ist. Deshalb wird zusätzlich zu einem der drei oben beschriebenen Meßwerterfassungseinheiten eine optische qualitative Füllstandskontrolle in das Meßgerät integriert, mit der festgestellt werden kann, ob eine Mindestmenge an Meßflüssigkeit vorhanden ist oder nicht. Die vorliegende Sicherheitseinrichtung dient daher er¬ stens der Kontrolle, ob das Pflegepersonal die Meßleitung von der Meßzelle richtig an die auswertende Elektronik¬ einheit angeschlossen hat. Ist dies geschehen, so ist eine weitere Doppelfunktion in Kraft getreten.

Der Drucksensor kontrolliert die Optik und die Optik kon- trolliert den Drucksensor, da bei den sicherheitstechni¬ schen Betrachtungen zur Med.GV durch die Prüfbehörde davon ausgegangen wird, daß nicht beide gleichzeitig aus¬ fallen. Die optische Füllstandskontrolle basiert darauf, daß ein Lichtstrahl unter einem bestimmten Winkel auf einen speziell dafür ausgearbeiteten, optisch aktiven Bereich der Meßzelle gerichtet wird. Der Strahl wird, wenn sich keine Flüssigkeit in der Meßzelle befindet, an einer Fläche reflektiert und von einem Empfänger aufge¬ nommen, der ein entsprechendes Meßsignal erzeugt.

Dieses Meßprinzip beruht auf der Reflexion eines Licht¬ strahls an der Grenzfläche zwischen zwei Medien mit un¬ terschiedlichen Brechungsindices n.

Es gilt für den Grenzwinkel der Totalreflexion an einer Grenzfläche

sin α = n '/n ε Dabei bedeuten (s. Figur 8) a den Grenzwinkel der Total- g reflexion, n den Brechungsindex des optisch dichteren Me¬ diums und n' den Brechungsindex des optisch dünneren Me¬ diums. Dabei ist der Ausfallswinkel des reflektierten Lichtstrahls gleich dem Einfallswinkel des einfallenden Lichtstrahls. Trifft z.B. ein Lichtstrahl auf die Grenz¬ fläche zwischen einem Körper aus Acryl -Butadien-Styrolco- polymer (n = 1 ,54) und Luft (n¹ = 1) , ergi bt si ch für den Grenzwi nkel der Total refl exi on

sin a = 1/1 , 54 α = 40 ,49 ' ε ε

Das bedeutet, daß ein Lichtstrahl, der unter diesem Grenzwinkel bezogen auf eine senkrecht zur Reflexionsebe¬ ne stehenden Gerade eingestrahlt wird, unter dem gleichen Winkel vollständig reflektiert wird und von einem Detek- tor empfangen werden kann.

Da es sich um einen Grenzwinkel handelt, muß etwas fla¬ cher eingestrahlt werden, um eine sichere Totalreflexion zu erreichen. Daher sollte zu dem errechneten Grenzwinkel ein Zahlenwert k im Bereich zwischen 0,75° und 2,5°, vor¬ zugsweise etwa 1,5°, addiert werden. Ein für das vorlie¬ gende Beispiel optimaler Einstrahlungswinkel, um eine To¬ talreflexion an der Grenzfläche zwischen ABS-Polymer und Luft zu ereichen ist somit 42°.

Wird nun das optisch dünnere Medium Luft durch ein ande¬ res optisch dünneres Medium, z.B. Wasser, was in guter Näherung mit Urin übereinstimmt (n" = 1,33) verdrängt, resultiert daraus auch ein geänderter Grenzwinkel für die Totalreflexion. Es gilt

sin ~ 1,33/1,54 α = 59,73° ε

Daraus folgt., daß nun die Bedingungen der Totalreflexion bei einem Einstrahlungswinkel von 42° nicht mehr erfüllt sind und der Strahl nicht mehr reflektiert wird, sondern unter einem Winkel α' (siehe Fig. 8) abgebeugt wird.

Für α* gilt:

n sinα = n" sinα' ; sinα:' = n sinα / n''= = 1,54 sin(42°)/l,33 ' ~ 59,73° Aus diesen Überlegungen ergibt sich, daß ein Lichtstrahl, der unter einem Winkel

-1 α = sin (1/n) + k,

wobei n und k die Bedeutung wie oben beschrieben haben, auf die Grenzfläche zwischen einem optisch dichten Medium und einem optisch dünneren Medium eingestrahlt wird, vollständig reflektiert wird, wenn das optisch dünnere Medium Luft mit dem Brechungsindex n gleich 1 ist und abgebeugt wird, wenn das optisch dünnere Medium z.B: Was¬ ser oder Urin ist. Die Wahl des Einstrahlungswinkels hängt somit haptsächlich von dem verwendeten optisch dichteren Medium ab.

Zur Verwirklichung dieses Meßprinzips hat die vorliegende Vorrichtung zur optischen Füllstandskontrolle der Meßzel¬ le folgenden Aufbau:

Die Meßzelle weist vorzugsweise in geringem Abstand zum Boden einen für die verwendeten Strahlung durchlässigen optisch aktiven Bereich mit einer die Innenwand bildenden Lichtreflexionsfläche auf. Zusätzlich ist das die Meß- und Auswerteelektronik enthaltende Geräteteil mit einem Fenster in der Gehäusewand versehen, das bei eingeschobe¬ ner Meßzelle parallel zu dem optisch aktiven Bereich an¬ geordnet ist und einen Lichsender sowie einen Lichtemp¬ fänger aufweist, die so justiert sind, daß der emittierte Lichtstrahl mit einer senkrecht zur Reflexionsfläche ste¬ henden Geraden einen Winkel a einnimmt und der unter dem gleichen Winkel α reflektierte Lichtstrahl auf den Emp¬ fänger trifft, wobei sich der Winkel α aus der Gleichung

α = sin^" (1/n) + k

ergibt, in der n der Brechungsindex des für den obenge¬ nannten Bereich verwendeten Materials ist und k einen U

Zahlenwert zwischen 0,75 und 2,5, vorzugsweise 1,5, an¬ nehmen kann.

Damit beim Auftreffen des Lichtstrahles auf die Außenwand des obengenannten Bereiches der Meßzelle keine Intensi¬ tätsverluste aufgrund von Reflexion entstehen, weist die¬ se Außenwand eine geradzahlige Anzahl von zackenförmigen Ausnehmungen auf, wobei der Winkel der äußeren Seiten¬ flanken der Ausnehmungen mit einer senkrecht auf die Reflexionsfläche stehenden Gerade dem obengenannten Reflexionswinkel α entspricht. Der Öffnungswinkel der zackenförmigen Ausnehmungen beträgt dabei 90°. Aus dieser geometrischen Konstruktion ergibt sich, daß die jeweili¬ gen inneren Seitenflanken der Ausnehmungen mit der senk- recht auf die Reflexionsfläche stehenden Geraden einen Winkel von 90 - α einschließen und die gesamte Konstruk¬ tion bezüglich einer Fläche senkrecht zur Reflexionsflä¬ che, die durch die Spitze der mittleren zackenförmigen Erhebung verläuft, Spiegelsymmetrisch ist. Auf diese Wei- se ist gewährleistet, daß sowohl der eintretende Licht¬ strahl als auch der austretende Lichtstrahl grundsätzlich senkrecht zur Außenwand des besagten Meßzellenbereiches eintritt bzw. austritt. Dadurch werden Intensitätverluste durch unerwünschte Reflexion an der Außenwand vermieden. Die Wanddicke des besagten Meßzellenbereiches, gemessen zwischen dem tiefsten Punkt einer der zackenförmigen Aus¬ nehmungen und der Reflexionsfläche kann zwischen 0,5 und 4 mm betragen. Bei größeren Wanddicken ist eine Strahlen- gangkorrektur notwendig. Die Zahl der zackenförmigen Aus- nehmungen ist grundsätzlich unkritisch. Sie ergibt sich aus den Abmessungen des optisch aktiven Bereiches, der in einer bevorzugten Ausführungsform eine Breite von 6 - 25 mm mit 2 bis 8 Ausnehmungen aufweist.

Die Wellenlänge des verwendeten Lichtes kann entweder im Infrarot- oder im sichtbaren Bereich liegen. Da der Brechungsindex wellenlängenabhängig ist, muß der Wert entsprechend der verwendeten Wellenlänge korrigiert wer¬ den. Vorzugsweise wird als Sender eine LED-Diode und als Empfänger eine Fotodiode oder ein Fototransistor verwen¬ det, die im sichtbaren Bereich des Lichtes emittiert bzw. empfängt. Sender und Empfänger sind dabei vorzugsweise in einer Entfernung zwischen 1 und 2 cm von dem optisch aktiven Bereich bei eingeschobener Meßzelle angeordnet und der Sender weist einen Divergenzwinkel des emittier¬ ten Strahles zwischen 4 und 12° auf.

Vorzugsweise ist die gesamte Meßzelle inklusive des optisch aktiven Bereich aus dem gleichen Material wie z.B. Acryl-Butadien-Styrolcopolymer oder Polymethyl etha- crylat gefertigt. Prinzipiell kann aber auch der optisch aktive Bereich und die übrige Meßzelle aus unterschiedli¬ chen Materialien hergestellt sein.

Die Funktionsweise der optischen Füllstandskontrolle kann wie folgt beschrieben werden:

Bei eingeschobener Meßzelle und eingeschaltetem Meßgerät tritt der emittierte Lichtstrahl senkrecht zur Außenwand des optisch aktiven Bereiches der Meßzelle ein und wird an der Reflexionsfläche unter dem Winkel α reflektiert, falls die Meßzelle nicht mit Meßflüssigkeit gefüllt ist. Die Intensität des reflektierten Strahles wird vom Emp¬ fänger registriert und in ein elektronisches Signal umge¬ wandelt. Füllt sich nun die Meßzelle mit der zu messenden Flüssigkeit, z.B. Urin, so wird in dem optisch aktiven Bereich der Meßzelle Luft durch die Meßflüssigkeit ver¬ drängt, wodurch sich der Reflexionsgrenzwinkel verändert und der emittierte Strahl nicht mehr reflektiert, sondern ins Innere der Meßzelle abgebeugt wird. In diesem Fall kann der Empfänger keine Lichtintensität mehr feststellen und gibt ein entsprechendes Signal an die Auswerteeinheit weiter. Das Meßsignal der Meßwerterfassungseinheit wird nun mit dem Signal der optischen Füllstandskontrolle ver¬ glichen. Stimmen beide Signale in ihrer qualitativen Aus- sage nicht überein, muß ein Bedienungs- oder Gerätefehler vorliegen und es wird Alarm ausgelöst.

Die Erfindung schließt auch ein Verfahren zur kontinuier- liehen Überwachung von aus einem Katheter austretender Flüssigkeit, insbesondere Urin und sonstige Körperflüs¬ sigkeiten unter Verwendung der erfindungsgemäßen Meßzelle und einem an die Meßzelle angeschlossenen Meß- und Steu¬ ergerät mit integrierter Druckmeßdose ein.

Das Steigrohr wird zur Durchführung des Verfahrens in eine gasdichte Verbindung mit der Druckmeßdose gebracht.

Die Körperflüssigkeit gelangt durch einen Zulauf über eine Tropfstrecke in die Einlaufkammer und von dieser bei abgesperrtem Ablaufschlauch in die Meßkammer und dringt minimal in das Steigrohr ein, wobei die zeitliche Druck¬ änderung im Gasraum zwischen dem Flüssigkeitspegel im Steigrohr und der Druckmeßdose in Abhängigkeit vom Füll- stand in der Meßkammer gemessen wird und dadurch das Füllvolumen der Meßkammer zu bestimmten Zeitpunkten und das Durchflußvolumen pro Zeiteinheit an Körperflüssigkeit bestimmt wird. Die Meßkammer wird periodisch bei abge¬ sperrtem Zulaufschlauch durch kurzzeitiges Öffnen des AbiaufSchlauches entleert.

Der Druck oberhalb des Flüssigkeitsstandes im Steigrohr wird in von einem Mikroprozessor gesteuerten Zeitinter¬ vall von 10 Millisekunden bis 1 Minute gemessen. Es kδn- nen Durchflußvolumina im Bereich von 5 ml pro Stunde und 500 ml pro Stunde mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden. Wird eine kritische Mindestdurchflußmenge unter¬ schritten oder eine Höchstdurchflußmenge überschritten, löst das Gerät Alarm aus. Nach Beendigung der Messung wird die Meßflüssigkeit bei geschlossenem Zulaufventil durch das zu diesem Zweck geöffnete Ablaufventil und einen Stutzen in den Auffangbeutel geleitet. Durch die automatische Ansteuerung des Einlaß- und des Auslaßventils können exakt vorbestimmte Meßintervalle eingehalten werden, wobei die Dauer des Meßintervalls sowohl durch ein maximales Volumen als auch durch eine maximale Meßdauer bestimmt ist. Die Meßkammer wird bei Erreichen des Maximalvolumens, vorzugsweise 10 bis 500 ml, entleert. Dazu und mit kurzem zeitlichen Versatz wird zuerst das Zulaufventil geschlossen und dann das Ablauf¬ ventil geöffnet. Dabei wird zum Druckausgleich Luft durch die bakteriendichten Filter in der Pasteurschen Kammer und im Deckel in die Meßkammer geleitet, wodurch ein Ein¬ tritt von Keimen in die Meßkammer verhindert wird. Das Ablaufventil bleibt 5 bis 10 Sekunden geöffnet, damit auch Reste von Meßflüssigkeit von den Wandungen abfließen können. Danach wird zuerst das Ablaufventil geschlossen und dann das Zulaufventil zum Beginn eines weiteren Me߬ intervalls geöffnet.

Wird das minimale Meßvolumen (Vorgabe von Ärzten oder Pflegepersonal) innerhalb der vorgegebenen Meßdauer von vorzugsweise 1 Stunde nicht erreicht, so gibt das Gerät Alarm.

Durch eine optische Anzeige wird das Pflegepersonal auf- gefordert, die korrekte Stellung des oberen und unteren Schlauchquetschventils zu prüfen, da die falsche Ventil¬ stellung auch eine Ursache für zu geringes Meßvolumen sein kann.

Ist die Ventilstellung korrekt, so kann das Pflegeperso¬ nal andere Prüfungen vornehmen, z.B. die Durchgängigkeit der Zuleitungen vor der Meßkammer prüfen. Nach Behebung etwaiger Fehler wird die Entleerung der Meßkammer wie oben beschrieben aktiviert und ein neuer Meßzyklus einge- leitet. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Funk¬ tionsweise des Meßgerätes zusätzlich durch die oben beschriebene Vorrichtung zur optischen Füllstandskontrol¬ le überwacht. Die elektronische Steuerung und Meßdatenaufarbeitung der Flüssigkeitsmessung ermöglicht eine spezielle Datenspei- cherung. So wird vorzugsweise das gesamte Meßintervall in 5-Minuten-Intervalle unterteilt und die zugehörigen Füll- standsvoTumina dreier aufeinanderfolgender 5-Minuten-In- tervalle abgespeichert. Alle 5 Minuten wird der Speicher¬ inhalt durch Löschung des ältesten und Eintragung des jüngsten Meßwertes aktualisiert. Dadurch stehen stets angepaßte Meßvolumenwerte des letzten 15-Minuten-Inter- valls zur Verfügung, die auf Durchflußvolumen pro Stunde umgerechnet werden. Dies eröffnet dem behandelnden Arzt die Möglichkeit, die Wirkung eines verabreichten Medika- mentes schnell und zuverlässig zu kontrollieren, ohne daß er eine Stundenmessung abwarten muß, die das Ergebnis nicht so deutlich hervorhebt.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät der genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem der Kδrperflüssigkeitszulaufschlauch, die Meßzelle, die Schlauchverbindung vom Steigrohr zur Luer-Lock-Ver- bindung mit Sterilfilter, der Ablaufschlauch und der Auf¬ fangbeutel als Einmalartikel konzipiert sind, wobei die Meßzelle einfach in das Meßgerät eingebaut werden kann und die Schlauchverbindung über die Luer-Lock-Verbindung einfach an die sich im Gehäuse des Meßgeräte befindliche Druckmeßdose angeschlossen werden kann.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Me߬ zelle aus Kunststoff zusammen mit der Schlauchverbindung mit Sterilfilter und Luer-Lock-Verbindung sowie ein ggf. an die Meßzelle angeschlossenen Sammelbeutel als Einmal¬ artikel konfektionieren und in sterilem Zustand verpackt in den Verkehr zu bringen. Das Meß- und Steuergerät und die Druckmeßdose mit Manome¬ terschutzf lter können zusammen mit der zum einmaligen Gebrauch bestimmten Meßzelle vielfach und langfristig eingesetzt werden. Die Meßzelle ist zweckmäßig durch Ei n- schieben von an der Meßzelle angeordneten Führungsrippen in dafür vorgesehener Aussparung in Gehäuse fixiert, so daß sie einfach gewechselt werden kann.

Vorzugsweise wird die vorliegende Erfindung zur Überwa- chung des Flußes von Urin oder anderen Körperflüssigkei¬ ten eines Patienten eingesetzt, wobei die Überwachungs¬ dauer bis zu zwei Wochen betragen kann. Daraus ergibt sich, daß die Messung innerhalb dieses Zeitraumes mit ei¬ ner gleichbleibenden Genauigkeit erfolgen muß.

Vorteilhaft ist das Gerät dabei als mobiles System ausge¬ bildet, so daß der an dieses angeschlossene Patient sich weitgehend ungehindert bewegen kann, beispielsweise um sich weiteren klinischen Untersuchungen zu unterziehen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren und in den Unteransprüchen beschrieben.

Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Neuerung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt die Meßzelle im Längsschnitt und das Meßge¬ rät mit Blick auf die Hauptfläche des Meßgerätes. Die Achsen der Luer-Lockverbindung des Manometerschutzfilters und der Druckmeßdose sind zur Vereinfachung der Darstel¬ lung in die Bildebene gelegt.

Figur 2 zeigt die Meßzelle im Detail bei gleicher Orien' tierung wie in Figur 1.

Figur 3 zeigt die Meßzelle im Längsschnitt um 90° gedreht gegenüber der Darstellung in Figur 2. Figur 4 zeigt die Meßzelle um 120° bzw. -30° gekippt aus der Senkrechten.

Figur 5 zeigt die Meßzelle im Querschnitt entlang der Li¬ nie A-A von Fig. 2.

Figur 6 zeigt den optischen aktiven Bereich der Meßzelle im Detail .

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung der als Ein¬ malartikel konzipierten Geräteteile.

Figur 8 zeigt schematisch das Meßprinzp der Licht- reflexionsfläche.

In Figur 1 ist der die Meß- und Auswerteelektronik ent¬ haltende Geräteteil mit 1 und die Meßzelle mit 3 bezeich¬ net. Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß bei in das Geräteteil 1 eingeschobener Meßzelle 3 die beiden Flüs¬ sigkeitsbarrieren 101 parallel und 105 senkrecht zur Hauptfläche des Gerätes angeordnet sind und somit beim Verkippen der Meßzelle 3 um die Drehpunkte A und L (Figu¬ renblätter 2 und 3) ein Benetzen der Sterilfilter verhin- dem.

Weiterhin sind mit 43 das Staurohr, mit 202 der optisch aktive Bereich und mit 6 und 8 der Zulaufschlauch bzw. Ablaufschlauch der Meßzelle 3 bezeichnet.

Der Verbindungsschlauch 39 ist über eine Luer-Lock-Ver¬ bindung 61 nach DIN 13090 an die Druckmeßdose 2 gasdicht angeschlossen. Um einen Keimeintritt in die Meßzelle 3 von Seiten der Druckmeßdose 2 zu verhindern, ist das Ste- rilfilter 60 zwischen dem Staurohr 43 und dem Übergangs¬ stück 38 angeordnet. Zum Schutz der Druckmeßdose 2 vor eindringender Sprühdo¬ sendesinfektionslösung ist zwischen der Luer-Lock-Verbin¬ dung 61 und der Druckmeßdose 2 ein Manometerschutzfilter 62 eingebaut.

Zum Einbau des Einmalartikels wird der Urinauffangbeutel (nicht gezeigt) auf einen Dorn (nicht gezeigt) unter dem Gerätegehäuse 1 geschoben.

Die Meßzelle 3 mit den Führungsrippen 67 wird nun in die Ausnehmung 68 am Gerätegehäuse 1 eingeführt.

Gleichzeitig rutscht der Zuführungsschlauch 6 und der Ableitungsschlauch 8 in die Schlauchklemmen 15 und 16. Zum Schluß wird der Verbindungsschlauch 39 mit Hilfe der Luer-Lock-Verbindung 61 an die Druckmeßsonde 2 ange¬ schlossen. Damit ist ein einfaches und sicheres Auswech¬ seln des Einmal arti kel s gewährleistet.

Vor Inbetriebnahme der Meßzelle 3 wird die untere Schlauchklemme 16 durch Betätigen der Zugstange 21 ge¬ schlossen. Die Zugstange 21 wird von einer nicht gezeig¬ ten elektromotorischen Antriebseinheit bewegt. Die Schlauchklemme 15 des oberen Anschlußstutzens 5 ist im Meßbetrieb offen und wird durch Bewegung der Zugstange 19 mit Hilfe eines nicht gezeigten elektromotorischen An¬ triebes geschlossen. Bei geöffnetem Zulaufschl auch 6 und geschlossenem Ablaufschlauch 8 tropft Urin durch den Zu¬ laufschlauch 6 in die Einl aufkammer 25 und von dort durch die Öffnung 29 in die Meßkammer 4, bzw. den Meßraum 31.

Wie in Figur 2 verdeutlicht, weist die Meßzelle 3 eine rechteckprismatische Meßkammer 4, die aus einem Mittel¬ teil 9, einem Bodenteil 11 mit unterem Anschlußstutzen 7 und einem Deckelteil 10 mit einem oberen Anschlußstutzen 5 aufgebaut ist, auf. Im oberen Teil der Meßkammer 4 wird der Meßraum 31 von einer Einl aufkammer 25 durch eine durchgehende seitliche Zwischenwand 26 und einen Boden 26a abgetrennt. Der obere Anschlußstutzen 5 mündet in ein Tropfrohr 27, das in die^"Einlaufkammer 25 hineinragt, wo¬ bei das Ende des Tropfrohres 27 einen zur Ausbildung ei¬ ner Tropfstrecke ausreichenden Abstand von dem Boden 26a der Einlaufkammer 25 aufweist.

In dem Boden 26a der Einlaufkammer ist im tiefsten Be¬ reich eine durch eine Ventilklappe 30 gegenüber dem Me߬ raum 31 verschlossene Öffnung 29 als Flüssigkeitsdurchlaß aus der Einlaßkammer 25 in den Meßraum 31 angeordnet. Im Deckelteil 10 ist im Bereich des Meßraume* 31 eine Belüf¬ tungsöffnung 28 und im Bereich der Einlaßkammer 25 eine Belüftungsöffnung 28a vorgesehen, die beide mit je einem bakteriendichten Filter (siehe Figur 3, 110 und 111) ver- sehen sind.

Die Belüftungsöffnungen und die Filter werden gegen das Eindringen von Flüssigkeiten von oben durch ein Dach (112) geschützt.

Die Meßkammer 4 durchsetzt ein Staurohr 43 mit einem Durchmesser von 8 mm aus Kunststoff, das in das Deckel - teil 10 mündet. Das Staurohr 43 ist unten offen, so daß es mit der Meßkammer 4 kommunizieren kann. Auf Höhe des Deckelteiles 10 wird das Staurohr 43 mit Hilfe eines Übergangsstückes 38 an einen Verbindungsschlauch (nicht gezeigt) aus PVC mit einem Durchmesser von 2 bis 4 mm gasdicht angeschlossen, der zu der im Gerätegehäuse 1 eingebauten Druckmeßdose führt.

Auf diese Weise entsteht -ein in sich geschlossener Gas¬ raum, woraus resultiert, daß der Flüssigkeitsspiegel in¬ nerhalb des Staurohres 43 auch bei gefüllter Meßkammer nur geringfügig ansteigt.

Im Deckelteil ist unterhalb des Übergangsstückes 38 ein bakteriendichtes Filter 60 eingesetzt, das das Staurohr 43 gegenüber der Außenwelt bakteriendicht abschließt. Zusätzlich weist die Meßzelle 3 im Bereich der Verbin¬ dungsstelle zwischen Mittelteil 9 und Bodenteil 11 der Meßkammer 4 zwei Führungsrippen 67 auf, die auf der Stirnseite der Meßzelle 3 in einen Griff (siehe Figur 3) auslaufen.

Im unteren Bereich des Bodenteils (11) der Meßkammer ist auf der im eingebauten Zustand der Meßzelle (3) dem Ge- häuse 1 zugewandten Seite ein optisch aktiver Bereich (202) vorgesehen.

Wie besonders gut aus Figur 3 ersichtlich, ist innerhalb des Mittelteils 9 der Meßkammer 4 eine Flüssigkeitsbar- riere 101 angeordnet, deren oberer Steg 102 in eine Nut 103 des Deckelteils 10, die die Belüftungsöffnung 28 nach innen begrenzt, eingreift und die schräg zur Seitenwand der Meßkammer 4 hin abfällt und in eine parallel zu die¬ ser Seitenwand und in geringem Abstand dazu verlaufende Zwischenwand 104 ausläuft, die sich bis fast zu der unte¬ ren Kante des Mittelteils 9 erstreckt. Dabei schließen, wie besonders gut aus Figur 2 zu erkennen ist, die seit¬ lichen Flanken der Flüssigkeitsbarriere 101 zum einen mit der parallel zur Zwischenwand 26 verlaufenden Seitenwand des Mittelteils 9 und mit der Zwischenwand 26 ab.

Auf diese Weise entsteht unterhalb der Belüftungsöffnung 28 ein abgegrenzter Raum, in den selbst bei Schräglagen und Erschütterungen der Meßzelle keine Flüssigkeit ein- tritt.

Voraussetzung dafür ist, daß der maximale Füllstand der

Meßkammer 4 nicht höher als das untere Ende der Zwischen¬ wand 104 sein darf.

Weiterhin ist in Figur 3 die Anordnung der zweiten Flüs¬ sigkeitsbarriere 105 gut zu erkennen. Sie besteht aus zwei Zwischenböden 106, 107 in Form von Kreissegmenten, die innerhalb des Steigrohres 43 in geringem Abstand zu einander so angeordnet sind, daß die verbleibenden Öff¬ nungen 108, 109 sich gegenüberstehen.

Aus der in Figur 4 gezeigten Darstellung wird deutlich, daß bei Verkippen der Meßzelle um den Drehpunkt A oder den Drehpunkt L in angegeben erlaubten Winkelbereich von -30° bis -120° keine Meßflüssigkeit (M) die bakterien¬ dichten Filter (60, 110) benetzen kann.

Wie aus Figur 5 ersichtlich, ist der optisch aktive Be¬ reich 202 der Meßzelle parallel zu einem Fenster 210 in der Gehäusewand 212 des die Meß- und Auswerteelektronik enthaltenen Geräteteils 1 angeordnet, wenn die Meßzelle 3 in das Gerät 1 eingeschoben ist. Der durchsichtige optisch aktive Bereich 202 der Meßzelle 3 ist mit einer die Innenwand bildenden Lichtreflexionsfläche 203 und mit einer geradzahligen Anzahl von zackenförmigen Ausnehmun¬ gen 204, die die Außenwand bilden, versehen. Der Licht- sender 208 ist dabei so justiert, daß der emittierte Lichtstrahl senkrecht zu den inneren Flanken der Ausneh¬ mungen 204 in die Wand eintritt und unter dem Winkel α, falls sich keine Meßflüssigkeit in der Meßzelle befindet, an der Reflexionsfläche 203 reflektiert wird, wiederum senkrecht durch die Außenwand hindurchtritt und von dem Empfänger 209 registriert wird. Das Meßprinzip soll auch dann geschützt sein, wenn Sender 208 und Empfänger 209 vertauscht sind.

Wie Figur 6 zu entnehmen ist, schließen die äußeren Sei¬ tenflanken 206 der Ausnehmungen 204 einen Winkel, der dem Reflexionswinkel α entspricht, mit einer senkrecht auf die Reflexionsfläche 203 stehenden Gerade ein. Der Öff¬ nungswinkel der zackenförmigen Ausnehmung 204 beträgt da- bei 90°. Aus dieser geometrischen Anordnung resultiert, daß der optisch aktive Bereich 202 bezüglich einer Ebene senkrecht zur Reflexionsfläche 203, die durch die Spitze der mittleren zackenförmigen Erhebung 207 läuft, spiegel- 2 6 symmetrisch ist. Das in das Innere der Meßzelle 3 rei¬ chende Teil des optisch aktiven Bereiches 202 ist vor¬ zugsweise als Kegelstumpf mit einem Öffnungswinkel von 90° ausgebildet.

Bei dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die gesamte Meßzelle aus Acryl -Butadien-Styrol copoly er, woraus sich ein Reflexionswinkel a von 42° ergibt.

In Figur 7 sind noch einmal schematisch die Teile des mit C bezeichneten Einwegartikels dargestellt.

Die Meßzelle 3 weist eine Einl aufkammer 25 und den Me߬ raum 31 auf. Der obere Anschlußstutzen ist mit 5 bezeich- net, daran schließt sich der Zul aufschl auch 6 an, dessen Ende mit einem kegelförmigen Anschlußelement 40 mit Urin¬ entnahmestelle versehen ist.

Am unteren Anschlußstutzen 7 ist der Ablaufschlauch 8 an¬ geschlossen, der im Sammelbeutel 41 mündet. Zur Entlee- rung ist der Sammelbeutel 41 mit einem Ablaßhahn 42 ver¬ sehen.

Unterhalb des Übergangsstückes 38 ist ein Sterilfilter 60 angeordnet. Die Verbindungsleitung 39 zur nicht gezeigten Drckmeßdose weist am Ende einen Luer-Lock-Anschl ußstutzen auf, vorzugsweise den fe inalen Teil einer Luer-Verbin- dung.

In Figur 8 sind die Reflexionsfläche mit 203 und der op- tisch aktive Bereich der Meßzelle mit 202 bezeichnet, n ist der Brechungsindex des optisch dichteren Mediums und n' der des optisch dünneren Mediums, n'¹ ist der Bre¬ chungsindex der zu messenden Flüssigkeit, beispielsweise Urin, αg ist der Grenzwinkel der Totalreflexion, a ' Re- flexionswinkel des abgebeugten Strahles, αr ist der re¬ flektierte Grenzwinkel. Die funbkti onel 1 e Beziehung ist in der Beschreibung bei der Erläuterung der Funktionswei¬ se der Sicherheitseinrichtung näher beschrieben. 2S

B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E

1 Gehäuse

2 Druckmeßdose

M Meßflüssigkeit

3 Meßzelle 4 Meßkammer

5 oberer Anschlußstutzen

6 Urin-Zulaufschlauch

7 unterer Anschlußstutzen

8 Urin-Ablaufschlauch 9 Mittelteil

10 Deckelteil

11 Bodenteil

15 obere Schlauchklemme

16 untere Schlauchklemme 19 Zugstange

21 Zugstange

25 Einlaufkammer

26 Zwischenwand

26a Boden der Einlauf ammer 27 Tropfrohr

28 Belüftungsöffnungen 28a Belüftungsöffnungen

29 Öffnung

30 Ventilplatte 31 Meßraum

37 Luer-Lock Anschluß (female)

38 Übergangsstück

39 Verbindungsleitung

40 Anschlußkegel mit Urinentnahmestelle 41 Urinsam elbeutel

42 Ablaßhahn

43 Staurohr 60 Sterilfilter

61 Luer-Lock-Verbindung

62 Manometerschutzfilter 67 Fürhungsrippen

68 Aussparung

100 Meßwerterfassungseinheit lθi Flüssigkeitsbarriere

102 oberer Steg 103 Nut

104 Zwischenwand

105 Flüssigkeitsbarriere

106 Zwischenböden

107 Zwischenböden 108 Öffnungen

109 Öffnungen

110 Filter

111 Filter

112 Dach 202 optisch aktiver Bereich

203 Reflexionsfläche

204 zackenförmige Ausnehmung

205 Außenwand

206 äußere Seitenflanken 207 zackenförmige Erhebung

208 Lichtsender

209 Lichtempfänger

210 Fenster 212 Gehäusewand