DE102013209903A1

DE102013209903A1 - Modulare Einrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung

Info

Publication number: DE102013209903A1
Application number: DE102013209903.7A
Authority: DE
Inventors: Robert Hegewald
Original assignee: HEMEDIS GmbH
Current assignee: Hemedis De GmbH
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: DE102013209903B4

Abstract

Die Erfindung betrifft modulare Einrichtungen zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese einfach bereitstellbar sind. Dazu weist die modulare Einrichtung – wenigstens ein erstes Modul mit Behältern mit flüssigen Komponenten und damit verbundenen Tropfkammern mit jeweils einem das Vorhandensein von Flüssigkeit detektierenden Ultraschallsensor, – mindestens ein zweites Modul mit angetriebenen Spritzenpumpen und mit elektrischen Verbindungselementen für Energie- und Datenleitungen für ein vor- und ein nachordenbares weiteres zweites Modul und – ein drittes Modul mit einer Steuereinrichtung auf. Dabei sind – zum Einen jeweils ein Behälter über wenigstens ein Ventil mit einer Spritzenpumpe und die jeweilige Spritzenpumpe über das Ventil mit dem Behälter über Schlauchleitungen verbunden und – zum Anderen die Antriebe der Spritzenpumpen und die Ultraschallsensoren mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet, so dass die Mischlösung aus vorbestimmten Komponenten besteht.

Description

Die Erfindung betrifft modulare Einrichtungen zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung.
Einrichtungen zur Bereitstellung von Mischlösungen sind unter anderem aus der Medizintechnik als Compounder bekannt. Zur dosierten Zuführung einzelner Komponenten werden auch bekannte Spritzenpumpen verwendet. Diese bestehen im Wesentlichen aus einem zylindrischen Hohlraum mit einem beweglichen Kolben. Der Zylinder weist eine konusförmige Düse für den Ein- und Austritt einer Flüssigkeit auf. Bei der Spritzenpumpe ist der Kolben an einen translatorisch wirkenden Antrieb gekoppelt. Mit der Bewegung des Kolbens kann Flüssigkeit eingesaugt oder ausgepresst werden.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus mehreren Komponenten bestehende Mischlösung einfach bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die modularen Einrichtungen zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese einfach bereitstellbar sind.
Dazu weist die modulare Einrichtung

– wenigstens ein erstes Modul mit Behältern mit flüssigen Komponenten und damit verbundenen Tropfkammern mit jeweils einem das Vorhandensein von Flüssigkeit detektierenden Ultraschallsensor,
– mindestens ein zweites Modul mit angetriebenen Spritzenpumpen und mit elektrischen Verbindungselementen für Energie- und Datenleitungen für ein vor- und ein nachordenbares weiteres zweites Modul und
– ein drittes Modul mit einer Steuereinrichtung

Dabei sind

– zum Einen jeweils ein Behälter über wenigstens ein Ventil mit einer Spritzenpumpe und die jeweilige Spritzenpumpe über das Ventil mit dem Behälter über Schlauchleitungen verbunden und
– zum Anderen die Antriebe der Spritzenpumpen und die Ultraschallsensoren mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet, so dass die Mischlösung aus vorbestimmten Komponenten besteht.

Damit steht dem Nutzer eine einfach zu bedienende und universell einsetzbare Einrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung zur Verfügung. Universell bezieht sich auf der Möglichkeit der leichten Kombinierbarkeit. Die Einrichtung kann durch den modularen Aufbau leicht entsprechend der Anzahl der Komponenten für die Mischlösung realisiert werden. Derartige Mischlösungen können insbesondere Mischlösungen zur parenteralen Ernährung oder Infusionslösungen sein.
Vorteilhafterweise werden zur Detektion der flüssigen Komponente in der Tropfkammer die Ultraschallsensoren als Flüssigkeitsdetektoren (FLD) eingesetzt. Die Detektion vereinfacht sich wesentlich, da die Ultraschallsensoren eingehaust realisiert sind. Fehler aus Verschmutzungen, die bei optischen Systemen zu Fehlmessungen führen können, werden vermieden. Eine konische Ausbildung des Gehäuses in Verbindung mit der aus einem flexiblen Material bestehenden Tropfkammer gewährleistet eine einfache und sichere Fixierung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 angegeben.
Der Ultraschallsensor befindet sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 in einem ring- oder u-förmigen Halteelement, so dass das Halteelement auf die Tropfkammer aufschiebbar ist und im aufgeschobenen und damit geklemmten Zustand fixiert ist. Weiterhin besitzt der Ultraschallsensor einen Utraschallsender und einen Ultraschallempfänger, wobei die Tropfkammer zwischen dem Ultraschallsender und dem Ultraschallempfänger für ein Durchschallungsverfahren oder die Tropfkammer zwischen entweder den nebeneinander angeordneten Ultraschallsender und Ultraschallempfänger oder einer Kombination aus Ultraschallsender und Ultraschallempfänger und einem Reflektor für Ultraschallwellen für ein Reflexionsschallverfahren angeordnet ist. Das Vorhandensein der Komponente in der Tropfkammer ist damit einfach und sicher detektierbar. Gleichzeitig wird vorteilhafterweise das Auftreten von Luftblasen erfasst, so dass bei deren Auftreten das Herstellen der Mischlösung gestoppt werden kann. Damit sind Mischlösungen ohne Luftblasen einfach und sicher bereitstellbar.
Die Innenwandung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 des Halteelements konisch ausgebildet. In Verbindung mit der aus einem elastischen Material bestehenden Tropfkammer kann damit vorteilhafterweise das Halteelement abstandsfrei auf der Tropfkammer fixiert werden. Das Halteelement klemmt dabei lösbar auf der Tropfkammer. Bei einem Wechsel des Behälters mit der dazugehörigem Tropfkammer ist das Halteelement leicht zu entfernen und auf der neuen Tropfkammer einfach zu platzieren.
Auf wenigstens einem Bereich des zylindrischen Hohlraums der Spritze der Spritzenpumpe für die Komponente ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 ein Ultraschallsensor angeordnet. Die Ultraschallsensoren der Spritzen der Spritzenpumpen sind weiterhin mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet, so dass das Vorhandensein der Komponenten in den Spritzen der Spritzenpumpen detektierbar ist. Das Gleiche gilt für das Auftreten von Luftblasen während der Befüllung des Behältnisses, so dass luftblasenfreie Mischlösungen bereitstellbar sind.
Der Rotor eines Schrittmotors als Antrieb ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 über eine Gewindespindel und eine Bewegungsmutter auf der Gewindespindel mit dem Kolben der Spritze der Spritzenpumpe gekoppelt. Damit können insbesondere auch große Drehmomente übertragen werden, so dass der Kolben der Spritze der Spritzenpumpe sicher und positionsgenau bewegbar ist.
Das zweite Modul weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 Einrichtungen zur Abstandsmessung zwischen wenigstens einem Fixpunkt und den Bewegungsmuttern auf. Die Einrichtungen zur Abstandsmessung sind weiterhin mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet, so dass die Positionen der Kolben der Spritzen der Spritzenpumpen und damit die durch die Spritzenpumpen zu fördernden Volumina der Komponenten bestimmbar ist. Die Komponenten können mengengenau dem Behältnis zugeführt werden.
Das zweite Modul weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 zwei Steckverbinder auf, so dass das zweite Modul mit der Steuereinrichtung elektrisch leitend verbunden und mit wenigstens einem weiteren zweiten Modul elektrisch leitend verbindbar ist, wobei die elektrischen Leitungen wenigstens Datenleitungen sind. Damit können die zweiten Module einfach oder in Kombinationen betrieben werden. Natürlich können die elektrischen Leitungen auch Daten- und Energieleitungen sein.
Die zweiten Module sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 vorteilhafterweise über Steckverbinder in einer Reihenschaltung für elektrische Energie und Daten miteinander elektrisch leitend verbunden. Das kann insbesondere mit einem Kabel mit mehreren Leitern erfolgen, so dass die modulare Einrichtung einfach realisierbar und gleichzeitig auch einfach mit weiteren zweiten Modulen ergänzbar ist.
Das zweite Modul weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 einen lösbaren Halter für ein die Mischlösung aufnehmendes Behältnis auf.
Die Steuereinrichtung als drittes Modul weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 ein Datenverarbeitungssystem mit wenigstens einer Dateneingabeeinrichtung, einem Bildschirm und mindestens einer Schnittstelle auf. Über die Schnittstelle insbesondere als Datenschnittstelle können Daten und Softwarekomponenten dem Datenverarbeitungssystem übertragen werden. Die Steuereinrichtung kann damit vorteilhafterweise individuell und anwenderbezogen programmiert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine modulare Einrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung,
2 ein zweites Modul als Basismodul und
3 eine Kombination mit zweiten Modulen.
Eine modulare Einrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung besteht im Wesentlichen aus

– einem wenigstens einem ersten Modul 1 mit Behältern 3 mit flüssigen Komponenten und damit verbundenen Tropfkammern 4 mit jeweils einem Ultraschallsensor 5,
– mindestens einem zweiten Modul 2 mit angetriebenen Spritzenpumpen 7 und mit elektrischen Verbindungselementen für Energie- und Datenleitungen für ein vor- und ein nachordenbares weiteres zweites Modul 2 und
– einem dritten Modul 3 mit einer Steuereinrichtung 3.

Die 1 zeigt eine modulare Einrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung in einer prinzipiellen Darstellung.
Im ersten Modul ist jeweils ein Behälter 6 mit einer flüssigen Komponente mit einer Tropfkammer 4 verbunden. Jede der Tropfkammern 4 weist einen das Vorhandensein von Flüssigkeit detektierenden Ultraschallsensor 5 auf. Dieser befindet sich in einem ring- oder uförmigen Halteelement, so dass das Halteelement auf die Tropfkammer 4 aufschiebbar ist und im aufgeschobenen und damit geklemmten Zustand fixiert ist. Die Innenwandung des Halteelements ist konisch ausgebildet. Der Ultraschallsensor 5 besitzt einen Utraschallsender und einen Ultraschallempfänger, wobei die Tropfkammer 4 zwischen dem Ultraschallsender und dem Ultraschallempfänger für ein Durchschallungsverfahren oder die Tropfkammer 4 zwischen entweder den nebeneinander angeordneten Ultraschallsender und Ultraschallempfänger oder einer Kombination aus Ultraschallsender und Ultraschallempfänger und einem Reflektor für Ultraschallwellen für ein Reflexionsschallverfahren angeordnet ist.
Die Tropfkammer 4 ist über ein Ventil 8 in Form eines Dreiwegeventils 8 mit einer angetriebenen Spritzenpumpe 7 des zweiten Moduls 2 verbunden. Das Dreiwegeventil 8 kann dazu aus zwei miteinander gekoppelten Rückschlagventilen bestehen, so dass eine Ansteuerung nicht notwednig ist. Der Aufbau einer Spritzenpumpe 7 als Dosierpumpe ist allgemein bekannt. Das zweite Modul 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel dazu vorzugsweise vier Spritzenpumpen auf.
Die 2 zeigt ein zweites Modul 2 als ein Basismodul 2 in einer prinzipiellen Darstellung. In der 2 sind dazu die Halterungen für die Spritzenpumpen 7 gezeigt.
Der Kolben jeder der Spritzenpumpen 7 ist an einem Antrieb gekoppelt. Dazu ist der Rotor eines bekannten Schrittmotors als Antrieb über eine Gewindespindel und eine Bewegungsmutter auf der Gewindespindel mit dem Kolben der Spritze der Spritzenpumpe 7 gekoppelt. Weiterhin besitzt das zweite Modul 2 Einrichtungen zur Abstandsmessung zwischen wenigstens einem Fixpunkt und den Bewegungsmuttern. Weiterhin kann dieses zweite Modul 2 als Basismodul 2 ein Netzteil zur Energieversorgung der Antriebe, der Einrichtungen zur Abstandsmessung und der Steuereinrichtung 3 als drittes Modul 3 aufweisen. Das Netzteil kann aber auch ein separates Gerät sein.
Die Steuereinrichtung 3 als drittes Modul 3 ist ein bekanntes Datenverarbeitungssystem mit wenigstens einer Dateneingabeeinrichtung und einem Bildschirm. Der Bildschirm als sogenannter Touchscreen kann auch die Dateneingabeeinrichtung beinhalten.
Die Steuereinrichtung 3 ist mit Schaltern für die Energieversorgung der Antriebe der Spritzenpumpen 7, den Einrichtungen zur Abstandsmessung und den Ultraschallsensoren 5 zusammengeschaltet. Über die Schalter wird der jeweilige Stromkreis aus Antrieb und Netzteil geschlossen oder geöffnet. Im Zusammenhang mit den Einrichtungen zur Abstandsmessung sind die Positionen der Kolben der Spritzen der Spritzenpumpen 7 und damit die durch die Spritzenpumpen 7 zu fördernden Volumina der Komponenten bestimmbar.
Die Spritzenpumpen 7 sind weiterhin über bekannte Rückschlagventile 8 als Ventile 8 mit einem Behältnis 9 für die Mischlösung verbunden.
Kabel als Daten- und/oder Energieleitungen in Verbindung mit Steckverbindern an den Modulen 1, 2, 3 gewährleisten den Betrieb der Einrichtung.
Die 3 zeigt eine Kombination mit zweiten Modulen 2 in einer prinzipiellen Darstellung. Das zweite Modul 2 als Basismodul 2a ist dabei mit einem weiteren zweiten Modul 2 zusammengeschaltet. Das erfolgt über Daten- und Energieleitungen, die über Steckverbinder die Antriebe, die Schalter und die Einrichtungen zur Abstandsmessung der zweiten Module miteinander verbinden. Das Datenverarbeitungssystem besitzt dazu ein Programm zur automatischen Erkennung dieser Bestandteile der zweiten Module 2. Das weitere zweite Modul 2b kann dazu ein Basismodul 2a oder ein Modul 2b ohne Netzteil sein, so dass sich der Aufbau des weiteren zweiten Moduls 2b vereinfacht.
In einer Ausführungsform des Ausführungsbeispiels ist auf wenigstens einem Bereich des zylindrischen Hohlraums der Spritze der Spritzenpumpe 7 für die Komponente ein weiterer Ultraschallsensor angeordnet, die mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet sind, so dass das Vorhandensein der Komponenten in den Spritzen der Spritzenpumpen 7 detektierbar ist.

Claims

Modulare Einrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung mit – wenigstens einem ersten Modul (1) mit Behältern (6) mit flüssigen Komponenten und damit verbundenen Tropfkammern (4) mit jeweils einem das Vorhandensein von Flüssigkeit detektierenden Ultraschallsensor (5), – mindestens einem zweiten Modul (2) mit angetriebenen Spritzenpumpen (7) und mit elektrischen Verbindungselementen für Energie- und Datenleitungen für ein vorund ein nachordenbares weiteres zweites Modul (2) und – einem dritten Modul (3) mit einer Steuereinrichtung, wobei – zum Einen jeweils ein Behälter (6) über wenigstens ein Ventil (8) mit einer Spritzenpumpe (7) und die jeweilige Spritzenpumpe (7) über das Ventil (8) mit dem Behälter (6) über Schlauchleitungen verbunden sind und – zum Anderen die Antriebe der Spritzenpumpen (7) und die Ultraschallsensoren (5) mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet sind, so dass die Mischlösung aus vorbestimmten Komponenten besteht.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ultraschallsensor (5) in einem ring- oder u-förmigen Halteelement befindet, so dass das Halteelement auf die Tropfkammer (4) aufschiebbar ist und im aufgeschobenen und damit geklemmten Zustand fixiert ist, und dass der Ultraschallsensor (5) einen Utraschallsender und einen Ultraschallempfänger besitzt, wobei die Tropfkammer (5) zwischen dem Ultraschallsender und dem Ultraschallempfänger für ein Durchschallungsverfahren oder die Tropfkammer (5) zwischen entweder den nebeneinander angeordneten Ultraschallsender und Ultraschallempfänger oder einer Kombination aus Ultraschallsender und Ultraschallempfänger und einem Reflektor für Ultraschallwellen für ein Reflexionsschallverfahren angeordnet ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Halteelements konisch ausgebildet ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens einem Bereich des zylindrischen Hohlraums der Spritze der Spritzenpumpe (7) für die Komponente ein Ultraschallsensor (5) angeordnet ist und dass die Ultraschallsensoren (5) der Spritzen der Spritzenpumpen (7) mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet sind, so dass das Vorhandensein der Komponenten in den Spritzen der Spritzenpumpen (7) detektierbar ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor eines Schrittmotors als Antrieb über eine Gewindespindel und eine Bewegungsmutter auf der Gewindespindel mit dem Kolben der Spritze der Spritzenpumpe (7) gekoppelt ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul (2) Einrichtungen zur Abstandsmessung zwischen wenigstens einem Fixpunkt und den Bewegungsmuttern aufweist und dass die Einrichtungen zur Abstandsmessung mit der Steuereinrichtung zusammengeschaltet sind, so dass die Positionen der Kolben der Spritzen der Spritzenpumpen (7) und damit die durch die Spritzenpumpen (7) zu fördernden Volumina der Komponenten bestimmbar ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul (2) zwei Steckverbinder aufweist, so dass das zweite Modul (2) mit der Steuereinrichtung elektrisch leitend verbunden und mit wenigstens einem weiteren zweiten Modul (2) elektrisch leitend verbindbar ist, wobei die elektrischen Leitungen wenigstens Datenleitungen sind.
Einrichtung nach Patentanspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Module (2) über Steckverbinder in einer Reihenschaltung für elektrische Energie und Daten miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul (2) einen lösbaren Halter für ein die Mischlösung aufnehmendes Behältnis (9) aufweist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) als drittes Modul (3) ein Datenverarbeitungssystem mit wenigstens einer Dateneingabeeinrichtung, einem Bildschirm und mindestens einer Schnittstelle aufweist.