Hallo Michael,
die Beschreibung deiner Anlage erinnert etwas an das gute alte subaquale Darmbad (Sudabad), bei welchem ein Sattel mit Darmrohr am After des Patienten mit Riemen befestigt wurde. Nur fand diese Behandlung in einer mit Wasser gefüllten Badewanne statt. Ein etwa auf zwei Meter Höhe montierter etwa 30 Liter fassender Behälter lieferte das Spülwasser per Schwerkraft und war mit dem Darmrohr vom Sattel verbunden. Den Wasserdruck stellte der med. Bademeister fest ein und das Wasser strömte ohne Unterbrechung in den Darm. Wenn der Druck im Darm zu hoch wurde, presste der Patient den Darminhalt in den Abfluss vom Sattel hinein, welcher mit einem aufblasbaren Gummikissen um den After herum abdichtete.
https://www.google.com/search?q=subaquales+darmbad&client=firefox-b-d&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwjNl--MmaD5AhVt57sIHW51B04Q_AUoAnoECAIQBA&biw=1920&bih=935&dpr=1
Diese Art von Dauereinlauf funktionierte vollkommen mechanisch, war aber in der Handhabung sehr Aufwendig und alleine kaum zu machen.
Die Wasserzuführung bei dir mit Schwerkraft ist sicher wohl die beste und sicherste Methode, denn der Wasserdruck kann ein bestimmtes Level nicht übersteigen, bevor der Darm dagegen hält und den Zufluss stoppt. Bei einer elektrischen Pumpe müsste es ähnlich funktionieren, also eine Kreiselpumpe mit geringer Leistung. Bei Kolben- oder Peristaltikpumpen müsstest du den Druck aktiv überwachen, womöglich mit Redundanz, was den Aufwand deutlich erhöht.
Das größte Problem sehe ich aber im Darmrohr, das so gestaltet sein muss, dass der Ablauf eine genügend große Öffnung hat. Da müssten es wohl mindestens 30mm im Durchmesser sein, eher aber 40-45mm, was dann nicht für jeden Anwender machbar ist. Das Darmrohr selber könnte entweder mit einem Ballon (wie beim Ballondarmrohr) oder mit Gummibändern am After und der Hüfte befestigt sein. Oder du machst es wie beim Sudabad mit einer Art Sattel, wobei dann der Ablauf nicht Abgesperrt werden darf, da sonst der Darminhalt neben der Afterabdichtung von Außen ggf. vorbei gedrückt werden kann.
Die zugeführte und abgegebene Menge kannst du, wie schon in einem Beispiel genannt, mithilfe einer Paketwaage bestimmen, wenn du den abgelaufenen Darminhalt in einem Behälter auffängst. Das Gewicht des im Wasser gelösten Stuhles dürfte wohl bei 1kg ± 500g sein. Es gibt auch Paketwaagen mit USB, bei denen du das Gewicht abfragen kannst. Oder du nimmst Dehnungsmessstreifen und machst die Auswertung selber. Alternativ könntest du den Füllstand auch per Ultraschallsensor auswerten, dürfte in der Genauigkeit ähnlich sein.
Die Zu- und Ablaufventile mit Modellbau Servos zu steuern ist eine gute Idee weil günstig zu machen. Die zugeführte Wassermenge über Strömungssensoren zu bestimmen ist auch gut, da sollte ein Bereich von 100ml bis 1500ml pro Minute gut sein.
Das Aufpumpen des Ballons vom Darmrohr (falls verwendet) könnte über eine Membran-Pumpe erfolgen und etwa zeitgesteuert den Füllstand verändern. Zur Sicherheit muss auch hier unbedingt ein mechanisches Überdruckventil rein, das einen bestimmten Druck im Ballon nicht übersteigen lässt und den Überdruck automatisch ablässt.
Zum Aspekt der der Sicherheit gibt es auch ein paar Punkte. Die Stromversorgung sollte mit Stecker-Netzteilen für den med Einsatz zugelassen erfolgen (alternativ mit Batterien/Akkus) und mit Schwachstrom, etwa 12-24V DC erfolgen. Beim Zufluss ist ein Magnetventil (aktiv offnen) zu verwenden und beim Ablauf etwa ein zusätzliches Magnetventil (aktiv geschlossen) als Bypass vor dem eigentlichen Ablaufventil, das ja mit Servos angesteuert wird. Wird der Ballon von Darmrohr auch elektrisch aufgepumpt, dann muss auch hier ein Bypass Ventil (aktiv geschlossen) rein. Damit wird bei Stromausfall der Zufluss gestoppt, der Ablauf gleichzeitig mit der Entlüftung des Ballons geöffnet. Zur Sicherheit der Steuerung/Software würde ein WDT (Watchdog) etwa die Relais der Sicherheits Magnetventile steuern und ein ausbleibender Trigger die Relais ausschalten lassen. Da lässt sich auch leicht noch ein Not-Aus Taster rein hängen.
Wegen der Temperatur des Wassers würde ich mir keine zu großen Gedanken machen, beim Sudabad früher wurde das Wasser mit etwa 39-40 C° in den meist aus Metall bestehenden Behälter gegeben, welches gegen Ende der Anwendung immer noch etwa 33-35 C° hatte. Daher ist eine aktive Heizung nicht nötig. Du kannst ja den Behälter isolieren, etwa mit Schaumstoff (Trittschall-matten wie für Laminat), das sollte reichen. Der Wärmeverlust lässt sich ja mit den bekannten Formeln berechnen.
Wie schon zu Beginn gesagt, könnte die Steuerung von einen Raspberry Pi erfolgen, da gibt es schon unzählige fertige Komponenten dazu, aber auch eigene Schaltungen sind leicht zu verbinden. Der Programmierung sind dann keine Grenzen gesetzt, da eignet sich ein Raspbian genauso gut wie Linux (Debian, Ubuntu) und mit C oder Python lassen sich recht leicht schnell Ergebnisse erzielen.
Der “Patient” könnte zur Anwendung auf einer Liege liegen oder auf einem anderen Gestell etwa Knien und nach Vorne gebeugt sein und dort entsprechend fixiert werden.
Grundsätzlich stellt sich die Frage, ob die ganze Anlage zum Betrieb alleine oder zu mindestens mit zwei Leuten benutzt wird. Beim alleinigen Betrieb muss auch das Thema Fixierung in die Sicherheit einfließen, denn diese muss sich bei einer Betriebsstörung, Not-Aus Betätigung, Stromausfall automatisch lösen bzw. lösen lassen. Das könnte über starke elektrische Haltemagnete erfolgen, welche dann in die Sicherheitslösung eingebunden sind.
Das waren mal meine grundsätzlichen Überlegungen dazu, wie es Umgesetzt werden könnte.
Gruß Charly