DE102019122858A1 - Syringe pump and method of operating a syringe pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Spritzenpumpe zur Abgabe eines Stoffs, insbesondere eines Medikaments, die einen Schubkörper (2) zur Anlage an einem Kolben der Spritze und einen Antrieb (3) zur Bewegung des Schubkörpers (2) aufweist. Erfindungsgemäß ist die Spritzenpumpe (1) derart eingerichtet ist, dass ein Betrieb der Spritzenpumpe (1) bei unmittelbarer Anordnung in einem Magnetfeld eines Magnetresonanztomographen bei Durchführung einer Magnetresonanztomographie unbeeinflusst von dem Magnetfeld ist. Zweckmäßigerweise ist die Spritzenpumpe (1) derart eingerichtet ist, dass das Magnetfeld bei Betrieb und unbefestigter Anordnung der Spritzenpumpe (1) höchstens derart auf die Spritzenpumpe (1) wirkt, vorzugsweise durch das Magnetfeld höchstens eine derartige Kraft auf die Spritzenpumpe (1) ausgeübt wird, dass die Spritzenpumpe (1) oder Teile der Spritzenpumpe (1) nicht durch das Magnetfeld beschleunigt werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Antrieb (3) einen nicht-magnetischen Aktor umfasst, vorzugsweise einen Piezoaktor, einen elektroaktiven Polymeraktor oder/und einen Aktor, der als Aktormaterial eine Formgedächtnislegierung auf.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Spritzenpumpe.The invention relates to a syringe pump for dispensing a substance, in particular a medicament, which has a thrust body (2) for contact with a plunger of the syringe and a drive (3) for moving the thrust body (2). According to the invention, the syringe pump (1) is set up in such a way that an operation of the syringe pump (1) is unaffected by the magnetic field when a magnetic resonance tomography is performed directly in a magnetic field. The syringe pump (1) is expediently set up in such a way that the magnetic field acts on the syringe pump (1) at most when the syringe pump (1) is in operation and in an unsecured manner; that the syringe pump (1) or parts of the syringe pump (1) are not accelerated by the magnetic field. In one embodiment of the invention, the drive (3) comprises a non-magnetic actuator, preferably a piezo actuator, an electroactive polymer actuator and / or an actuator which has a shape memory alloy as the actuator material. The invention also relates to a method for operating a syringe pump.
Description
Die Erfindung betrifft eine Spritzenpumpe zur Abgabe eines Stoffs, insbesondere eines Medikaments, die einen Schubkörper zur Anlage an einem Kolben der Spritze und einen Antrieb zur Bewegung des Schubkörpers aufweist.The invention relates to a syringe pump for dispensing a substance, in particular a medicament, which has a pushing body for contact with a plunger of the syringe and a drive for moving the pushing body.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Spritzenpumpe.The invention also relates to a method for operating a syringe pump.
Solche Spritzenpumpen sind beispielsweise aus der
Eine Möglichkeit ist, die Spritzenpumpe in großem räumlichen Abstand und räumlich getrennt von dem Magnetresonanztomographen anzuordnen und einen besonders langen Infusionsschlauch vorzusehen, um den Patienten zu versorgen. Dies hat allerdings den Nachteil, dass der Infusionsschlauch durch mehrere Verbindungsstücke verlängert werden muss. Dadurch erhöht sich das Risiko einer Infektion, es verzögert sich die Abgabe des Stoffs an den Patienten, die Abgabemenge lässt sich weniger genau kontrollieren und die Anwendung wird aufwendig und personal- und kostenintensiv.One possibility is to arrange the syringe pump at a large spatial distance and spatially separated from the magnetic resonance tomograph and to provide a particularly long infusion tube to supply the patient. However, this has the disadvantage that the infusion tube has to be lengthened by several connecting pieces. This increases the risk of infection, the release of the substance to the patient is delayed, the amount released can be controlled less precisely and the application becomes time-consuming and labor-intensive and costly.
Eine andere Möglichkeit ist, die Spritzenpumpe in einem Schrank zur Abschirmung des Magnetfelds anzuordnen. Allerdings muss auch dann die Spritzenpumpe in einem recht großen Abstand von dem Magnetresonanztomographen angeordnet werden, sodass die genannten Probleme zwar geringer sind, aber im Prinzip verbleiben. Darüber hinaus kann die Infusionspumpe während der Untersuchung nicht ohne Weiteres bedient werden.Another possibility is to arrange the syringe pump in a cabinet to shield the magnetic field. However, even then the syringe pump must be arranged at a very large distance from the magnetic resonance tomograph, so that the problems mentioned are less, but in principle remain. In addition, the infusion pump cannot be easily operated during the examination.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzenpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich im Magnetfeld eines Magnetresonanztomographen einfacher verwenden lässt als die bekannten Spritzenpumpen.The invention is based on the object of creating a syringe pump of the type mentioned at the outset which can be used more easily in the magnetic field of a magnetic resonance tomograph than the known syringe pumps.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Spritzenpumpe derart eingerichtet ist, dass ein Betrieb der Spritzenpumpe bei unmittelbarer Anordnung in einem Magnetfeld eines Magnetresonanztomographen bei Durchführung einer Magnetresonanztomographie unbeeinflusst von dem Magnetfeld ist.According to the invention, this object is achieved in that the syringe pump is set up in such a way that operation of the syringe pump is unaffected by the magnetic field when a magnetic resonance tomograph is arranged directly in a magnetic field when performing magnetic resonance tomography.
Da zur Verwendung der erfindungsgemäßen Spritzenpumpe keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen mehr getroffen werden müssen und sich die Spritzenpumpe auch im Magnetfeld des Magnetresonanztomographen wie eine herkömmliche Spritzenpumpe verwenden lässt, wird durch die Erfindung die Möglichkeit geschaffen, Patienten auch während einer Untersuchung im Magnetresonanztomographen bei einfacher und herkömmlicher Handhabung mittels einer Spritzenpumpe einen Stoff zuzuführen. Die erfindungsgemäße Spritzenpumpe kann besonders vorteilhaft zur Untersuchung von Intensivpatienten und Kleinkindern benutzt werden, da diesen die Stoffe normalerweise mit Spritzenpumpen verabreicht werden und eine besonders genau Kontrolle der Versorgung mit dem Stoff notwendig ist.Since no special safety precautions need to be taken to use the syringe pump according to the invention and the syringe pump can also be used in the magnetic field of the magnetic resonance tomograph like a conventional syringe pump, the invention creates the possibility of using patients during an examination in the magnetic resonance tomograph with simple and conventional handling to deliver a substance to a syringe pump. The syringe pump according to the invention can be used particularly advantageously for examining intensive care patients and small children, since the substances are normally administered to them with syringe pumps and a particularly precise control of the supply of the substance is necessary.
Darüber wird es hinaus möglich, die Versorgung des Patienten vergleichsweise einfach mittels der erfindungsgemäßen Spritzenpumpe weiterzuführen, wenn er im Magnetresonanztomographen untersucht werden soll, da die jeweilige Spritze, die den zu verabreichenden Stoff enthält, von der herkömmlichen Spritzenpumpe bloß in die erfindungsgemäße Spritzenpumpe umgesetzt werden muss.In addition, it becomes possible to continue supplying the patient comparatively easily using the syringe pump according to the invention if he is to be examined in the magnetic resonance tomograph, since the respective syringe containing the substance to be administered only has to be transferred from the conventional syringe pump to the syringe pump according to the invention .
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Spritzenpumpe derart eingerichtet, dass das Magnetfeld, dessen magnetische Flussdichte bis zu 24 Tesla betragen kann, bei Betrieb und unbefestigter Anordnung der Spritzenpumpe höchstens derart auf die Spritzenpumpe wirkt, insbesondere durch das Magnetfeld höchstens eine derartige Kraft auf die Spritzenpumpe ausgeübt wird, dass die Spritzenpumpe oder Teile der Spritzenpumpe nicht durch das Magnetfeld beschleunigt werden.In one embodiment of the invention, the syringe pump is set up in such a way that the magnetic field, the magnetic flux density of which can be up to 24 Tesla, acts on the syringe pump at most in this way when the syringe pump is in operation and in an unsecured arrangement, in particular by the magnetic field at most such a force on the syringe pump it is exercised that the syringe pump or parts of the syringe pump are not accelerated by the magnetic field.
Zweckmäßigerweise ist die Spritzenpumpe derart eingerichtet, dass eine auf die Spritzenpumpe durch ein Magnetfeld einer magnetischen Flussdichte von < 24 Tesla ausgeübte Kraft < 3 N, vorzugsweise < 1 N, ist.The syringe pump is expediently set up in such a way that a force exerted on the syringe pump by a magnetic field with a magnetic flux density of <24 Tesla is <3 N, preferably <1 N.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Spritzenpumpe höchstens eine derart geringe Menge magnetischen oder magnetisierbaren, insbesondere ferro-oder/und ferri-magnetischen, Materials auf, und/oder ist derart vorgesehen, dass bei Betrieb der Spritzenpumpe derart geringe elektrische Ströme fließen, dass durch das Magnetfeld auf die Spritzenpumpe höchstens eine derart geringe Kraft ausgeübt wird, dass die Spritzenpumpe oder Teile der Spritzenpumpe durch das Magnetfeld nicht beschleunigt werden. Vorzugsweise werden die Bauteile der Spritzenpumpe, die mechanisch wirken, aus Kunststoff oder anderen Materialien, auf die durch das Magnetfeld keine Kraft ausgeübt wird, gebildet. Magnetisches oder magnetisierbares, insbesondere ferro- oder/und ferri-magnetisches, Material dagegen wird ausschließlich verwendet, wenn es technisch nicht anders möglich ist. Da dies, wenn überhaupt lediglich bei besonders kleinen Bauteilen geringer Masse wie elektronischen Chips oder mechanischen Federn der Fall ist, sind darauf durch das Magnetfeld wirkende Kräfte so gering, dass sie den Betrieb der Spritzenpumpe nicht stören und insbesondere nicht zu einer Beschleunigung der Spritzenpumpe führen können.In one embodiment of the invention, the syringe pump has at most such a small amount of magnetic or magnetizable, in particular ferromagnetic and / or ferromagnetic material, and / or is provided in such a way that when the syringe pump is in operation, such low electrical currents flow that through the magnetic field is exerted on the syringe pump at most such a small force that the syringe pump or parts of the syringe pump are not accelerated by the magnetic field. The components of the syringe pump that act mechanically are preferably made of plastic or other materials to which the Magnetic field no force is exerted is formed. Magnetic or magnetizable, in particular ferromagnetic and / or ferromagnetic material, on the other hand, is only used if it is not technically possible otherwise. Since this is the case, if at all, only with particularly small components of low mass such as electronic chips or mechanical springs, the forces acting on them due to the magnetic field are so small that they do not interfere with the operation of the syringe pump and, in particular, cannot accelerate the syringe pump .
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Massenanteil an magnetischem oder magnetisierbaren, insbesondere ferro-oder/und ferri-magnetischem, Material in der Spritzenpumpe bezogen auf die Gesamtmasse der Spritzenpumpe < 2 Gew.-%, vorzugsweise < 1 Gew.-%, ist.It has proven to be expedient for the mass fraction of magnetic or magnetizable, in particular ferro- and / or ferromagnetic, material in the syringe pump, based on the total mass of the syringe pump, to be <2% by weight, preferably <1% by weight .
Während es vorstellbar, die Spritzenpumpe rein mechanisch und ohne Benutzung elektrischer Energie anzutreiben, beispielsweise mittels eines Gummimotors, umfasst der Antrieb in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung einen nicht-magnetischen oder nur geringfügig magnetischen Aktor, vorzugsweise einen Piezoaktor, einen elektroaktiven Polymeraktor oder/und einen Aktor, der als Aktormaterial eine Formgedächtnislegierung aufweist. Vorteilhaft wirken auf diese Aktoren aufgrund der lediglich geringen fließenden Ströme bei Betrieb und der Freiheit oder lediglich geringen Mengen an darin verarbeitetem magnetischen Material keine oder nur sehr geringe durch das Magnetfeld verursachten Kräfte.While it is conceivable to drive the syringe pump purely mechanically and without using electrical energy, for example by means of a rubber motor, the drive in a particularly preferred embodiment of the invention comprises a non-magnetic or only slightly magnetic actuator, preferably a piezo actuator, an electroactive polymer actuator and / or an actuator which has a shape memory alloy as the actuator material. Advantageously, because of the only small currents flowing during operation and the freedom or only small amounts of magnetic material processed therein, no or only very small forces caused by the magnetic field have an advantageous effect on these actuators.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, als den Antrieb einen Piezomotor, insbesondere einen Ultraschallmotor, zu verwenden. Piezomotoren, die sich für die Spritzenpumpe eignen, sind beispielsweise in
Während es vorstellbar wäre, den Antrieb als Linearmotor vorzusehen, ist er in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Rotationsmotor. Die Spritzenpumpe umfasst zweckmäßigerweise eine Einrichtung zur Umwandlung vom Rotationsmotor ausgegebenen rotatorischen in eine translatorische Bewegung, insbesondere ein Schraubgetriebe, auf, wobei ein Spindelgewinde des Schraubgetriebes mittels des Antriebs antreibbar ist. Vorzugsweise umfasst das Schraubgetriebe einen verschiebbaren Teil wie einen Schlitten, der mit dem Schubkörper verbunden ist, sodass bei Bewegung des Schlittens der Schubkörper mitbewegt wird. Der verschiebbare Teil umfasst zweckmäßigerweise eine Spindelmutter die derart in dem verschiebbaren Teil angeordnet ist, dass sie bei Rotation der Gewindespindel, vorzugsweise linear, entlang der Gewindespindel bewegt wird und den verschiebbaren Teil umfasst und damit auch den Schubkörper mitzieht.While it would be conceivable to provide the drive as a linear motor, in the preferred embodiment of the invention it is a rotary motor. The syringe pump expediently comprises a device for converting the rotary movement output by the rotary motor into a translational movement, in particular a helical gear, with a spindle thread of the helical gear being drivable by means of the drive. The helical gear preferably comprises a displaceable part, such as a slide, which is connected to the thrust body, so that the thrust body is moved along with it when the slide is moved. The displaceable part expediently comprises a spindle nut which is arranged in the displaceable part in such a way that, when the threaded spindle rotates, it is moved, preferably linearly, along the threaded spindle and encompasses the displaceable part and thus also pulls the thrust body with it.
Die Verbindung zwischen dem Antrieb und dem Schraubgetriebe kann über ein Zahnradgetriebe, Zahnriemenräder oder dergleichen und ggf. Zahnriemen, Ketten oder dergleichen gebildet sein.The connection between the drive and the helical gear can be formed via a gear drive, toothed belt wheels or the like, and possibly toothed belts, chains or the like.
Zweckmäßigerweise weist die Spritzenpumpe eine Einrichtung zur Bestimmung der Position des Schubkörpers auf.The syringe pump expediently has a device for determining the position of the thrust body.
Die Positionsbestimmungseinrichtung ist vorzugsweise dazu vorgesehen, eine Position des Schubkörpers aus Antriebsinformationen des Antriebs zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Positionsbestimmungseinrichtung einen Inkrementalgeber umfassen, der die Bewegung, die der Antrieb durchführt, ermittelt und dadurch die Position des Schubkörpers bestimmt.The position determination device is preferably provided to determine a position of the thrust body from drive information of the drive. As an alternative or in addition to this, the position determining device can comprise an incremental encoder which determines the movement that the drive is performing and thereby determines the position of the thrust body.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Positionsbestimmungseinrichtung durch einen Sensor und/oder einen Schalter gebildet. Während es vorstellbar wäre, als den Sensor einen Abstandsmesser vorzusehen, der den Abstand des Schubkörpers von einer Referenzposition, beispielsweise optisch, ermittelt, ist der Sensor ein Folienpotentiometer. Das Folienpotentiometer ist vorzugsweise parallel zu einer Strecke, entlang derer der verschiebbare Teil zur Bewegung des Schubkörpers bewegt wird, angeordnet. Die Position des Schubkörpers lässt sich anhand der ermittelten Position des verschiebbaren Teils bestimmen.In a further embodiment of the invention, the position determination device is formed by a sensor and / or a switch. While it would be conceivable to provide a distance meter as the sensor, which determines the distance of the thrust body from a reference position, for example optically, the sensor is a foil potentiometer. The foil potentiometer is preferably arranged parallel to a path along which the displaceable part is moved to move the thrust body. The position of the thrust body can be determined on the basis of the determined position of the displaceable part.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Positionsbestimmungseinrichtung sowohl den Sensor aufweist als auch dazu vorgesehen ist, die Position aus den Antriebsinformationen oder/und dem Inkrementalgeber zu ermitteln.In particular, it can be provided that the position determination device has both the sensor and is provided to determine the position from the drive information and / or the incremental encoder.
Eine solche Kombination hat den Vorteil, dass mittels eines mathematischen Verfahrens, zum Beispiel eines Kalman-Filters, die Ergebnisse zweier Positionsbestimmungen und einer daraus ggf. ermittelbarer Schubkörpergeschwindigkeit, die jeweilig einer gewissen Messungenauigkeit unterliegen, zu einem statistisch sichereren Schätzwert kombinieren lassen. Eine Regelung des Volumenstrom, die mit der unten genannten Regelungseinrichtung erfolgen kann, kann dadurch auf statistisch sichereren Eingangsgrößen basieren und ermöglicht genauere Ergebnisse.Such a combination has the advantage that, by means of a mathematical method, for example a Kalman filter, the results of two position determinations and a thrust body speed that can be determined therefrom, which are each subject to a certain measurement inaccuracy, can be combined into a statistically more reliable estimated value. A regulation of the volume flow, which can take place with the regulation device mentioned below, can thus be based on statistically more reliable input variables and enables more precise results.
Ferner kann die Position mittels eines Drucksensors oder eines Schalters ermittelt werden, um zu detektieren, wenn der Schubkörper eine bestimmte Position erreicht, beispielsweise eine Endposition bei entleerter Spritze oder maximaler Ausfahrposition des Schubkörpers.Furthermore, the position can be determined by means of a pressure sensor or a switch in order to detect when the thrust body reaches a certain position, for example an end position with an empty syringe or the maximum extended position of the thrust body.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Spritzenpumpe zur Ermittlung eines aufgezogenen Spritzenkolbenvolumens vorgesehen, wobei das Spritzenkolbenvolumen vorzugsweise aus der Position des Schubkörpers ermittelt wird.In a further embodiment of the invention, the syringe pump is provided for determining a drawn-up syringe plunger volume, the syringe plunger volume preferably being determined from the position of the thrust body.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine lediglich teilweise gefüllte Spritze mittels der Spritzenpumpe gehandhabt werden soll, da sich mittels des Sensors das aufgezogene Volumen der Spritze direkt aus der Position des Schubkörpers bestimmen lässt, ohne dass es notwendig wird, die Position mittels des Antriebs anzufahren.This is particularly advantageous if an only partially filled syringe is to be handled by means of the syringe pump, since the drawn volume of the syringe can be determined directly from the position of the thrust body by means of the sensor, without the need to move to the position by means of the drive.
Zweckmäßigerweise ist die Spritzenpumpe vorgesehen derart, dass sich der Schubkörper in einer Schubstellung, in welcher er sich an die Spritze, insbesondere den Spritzenkolben, anlegen und mittels des Antriebs bewegen lässt, und in einer Verschiebestellung, in welcher sich seine Position gelöst vom Antrieb von Hand verstellen lässt, anordnen lässt. Vorzugsweise lässt sich der Schubkörper durch Rotation von der Schubstellung in die Verschiebestellung und umgekehrt bewegen. Die Rotation erfolgt zweckmäßigerweise um eine Drehachse, die koaxial zu einer Längsachse eines Trägerrohrs oder einer Trägerstange, an dem der Schubkörper in der Spritzenpumpe befestigt ist.The syringe pump is expediently provided in such a way that the thrust body can be moved in a push position in which it can be applied to the syringe, in particular the syringe plunger, and moved by means of the drive, and in a shift position in which its position can be detached from the drive by hand can be adjusted, can be arranged. The thrust body can preferably be moved from the thrust position into the shift position and vice versa by rotation. The rotation expediently takes place around an axis of rotation that is coaxial with a longitudinal axis of a support tube or a support rod on which the thrust body is attached in the syringe pump.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Schubkörper zur manuellen Verstellung seiner Position vom Antrieb lösbar, vorzugsweise durch Trennen zumindest eines Teils des Schraubgetriebes, vorzugsweise der Spindelmutter, vom Antrieb. Zweckmäßigerweise lässt sich der Schubkörper durch Bewegung von der Schubstellung in die Verschiebestellung von dem Antrieb trennen, Vorteilhaft wird es dadurch möglich, den Schubkörper von Hand und ohne Betätigung des Antriebs in eine geeignete Position zu bringen, um ihn an den Spritzenkolben anzulegen, ihn von dem Spritzenzylinder zu lösen oder die Spritzenpumpe in eine Position zur Aufnahme einer gefüllten Spritze zu bringen. Anders als bei Spritzenpumpen, bei denen sich der Schubkörper lediglich mittels des Antriebs bewegen lässt und dementsprechend abgewartet werden muss, bis der Schubkörper motorisch bewegt worden ist, kann der Schubkörper wesentlich schneller in die benötigte Position gebracht werden.In one embodiment of the invention, the thrust body can be detached from the drive for manual adjustment of its position, preferably by separating at least part of the helical gear, preferably the spindle nut, from the drive. Expediently, the thrust body can be separated from the drive by moving it from the thrust position to the sliding position. This advantageously makes it possible to bring the thrust body into a suitable position by hand and without actuating the drive in order to place it on the syringe plunger, to move it from the To release the syringe cylinder or to bring the syringe pump into a position for receiving a filled syringe. In contrast to syringe pumps, in which the thrust body can only be moved by means of the drive and accordingly one has to wait until the thrust body has been moved by a motor, the thrust body can be brought into the required position much more quickly.
Zweckmäßigerweise lässt sich die genannten Spindelmutter dazu derart von der Gewindespindel lösen, dass sie sich frei entlang der Gewindespindel verschieben lässt. Dazu ist die Spindelmutter vorzugsweise als Klauenmutter ausgebildet, durch deren offene Klauenseite hindurch die Gewindespindel an eine Innenseite der Klauenmutter anlegbar ist. Die Innenseite der Klauenmutter ist mit einem Innengewinde versehen, das zum Zusammenwirken mit einem Außengewinde der Gewindespindel vorgesehen ist. Die Klauenmutter ist in der Spritzenpumpe zweckmäßigerweise derart angeordnet, dass sie sich durch eine Rotationsbewegung, zweckmäßigerweise um dieselbe Drehachse wie der Schubkörper bei Verstellung von der Schubstellung in die Verschiebestellung, auf die Gewindespindel aufsetzen lässt.For this purpose, said spindle nut can expediently be detached from the threaded spindle in such a way that it can be moved freely along the threaded spindle. For this purpose, the spindle nut is preferably designed as a claw nut, through the open claw side of which the threaded spindle can be placed against an inside of the claw nut. The inside of the claw nut is provided with an internal thread which is provided for cooperation with an external thread of the threaded spindle. The claw nut is expediently arranged in the syringe pump in such a way that it can be placed on the threaded spindle by a rotational movement, expediently around the same axis of rotation as the thrust body when moving from the thrust position to the displacement position.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Spritzenpumpe eine Einrichtung, mittels derer sich detektieren lässt, ob eine Spritze in der Spritzenpumpe angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist die Detektionseinrichtung dazu vorgesehen, zu detektieren, ob die Spritze korrekt in der vorgesehenen Position sitzt. Dazu kann ein Drucksensor vorgesehen sein, der ermittelt, ob die Spritze mit der Außenseite ihres Spritzenzylinders an einer Wand einer Einrichtung zur Befestigung der Spritze an der Spritzenpumpe anliegt. Ergänzend kann ein weiterer Drucksensor an einem Anschlag der Befestigungsvorrichtung vorgesehen sein, der zur Anlage eines Vorsprungs, der an Spritzenzylindern typischerweise als Gegenhalter für die Finger bei Bedienung von Hand dient, vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist die Spritzenpumpe derart vorgesehen, dass sie sich lediglich dann in Betrieb setzen lässt, wenn detektiert wird, dass die Spritze korrekt eingesetzt ist.In a further embodiment of the invention, the syringe pump comprises a device by means of which it can be detected whether a syringe is arranged in the syringe pump. The detection device is expediently provided to detect whether the syringe is correctly seated in the intended position. For this purpose, a pressure sensor can be provided which determines whether the syringe with the outside of its syringe cylinder is in contact with a wall of a device for fastening the syringe to the syringe pump. In addition, a further pressure sensor can be provided on a stop of the fastening device, which is provided for the abutment of a projection, which on the syringe cylinder typically serves as a counter holder for the fingers when operated by hand. The syringe pump is expediently provided in such a way that it can only be put into operation when it is detected that the syringe has been inserted correctly.
Zweckmäßigerweise weist die Spritzenpumpe eine Einrichtung zum Halten der Spritze an der Spritzenpumpe auf. Die Halteeinrichtung ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass sich die Spritze in Richtung ihrer Längsachse in die Halteeinrichtung einschieben lässt. Insbesondere sind an der Spritzenpumpe Haltearme oder -ringe vorgesehen, die einen Raum bilden, in den sich die Spritzen einstecken lässt. Anders als bei den bekannten Spritzenpumpen, bei denen die Spritzen senkrecht zu ihrer Längsachse eingesetzt werden müssen, wird das Einsetzen der Spritzen dadurch vereinfacht.The syringe pump expediently has a device for holding the syringe on the syringe pump. The holding device is preferably set up in such a way that the syringe can be pushed into the holding device in the direction of its longitudinal axis. In particular, holding arms or rings are provided on the syringe pump, which form a space into which the syringes can be inserted. In contrast to the known syringe pumps, in which the syringes have to be inserted perpendicular to their longitudinal axis, this simplifies the insertion of the syringes.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Spritzenpumpe eine Einrichtung zur Bestimmung der Kraft, die mittels des Schubkörpers auf den Spritzenkolben ausgeübt wird. Die Kraftbestimmungseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Dehnungsstreifen, der an einem Bauteil der Spritzenpumpe angeordnet ist, der bei Kraftausübung mittels des Schubkörpers auf die Spritze mechanisch belastet und dadurch verformt wird.In a further embodiment of the invention, the syringe pump comprises a device for determining the force which is exerted on the syringe plunger by means of the push body. The force determination device preferably comprises a stretch strip which is arranged on a component of the syringe pump and which is mechanically stressed and thus deformed when a force is exerted on the syringe by means of the thrust body.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Spritzenpumpe eine Regelungseinrichtung, mittels derer die Geschwindigkeit des Antriebs in Abhängigkeit von der Bewegung des Schubkörpers so regelbar ist, dass sich der Stoff mit einem gewünschten Volumenstrom aus der Spritze herausdrücken lässt.In a further development of the invention, the syringe pump comprises a control device, by means of which the speed of the drive in Depending on the movement of the thrust body, it can be regulated so that the substance can be pushed out of the syringe with a desired volume flow.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Spritzenpumpe eine Einrichtung zur elektromagnetischen Abschirmung auf, die insbesondere dazu dient, eine Beeinflussung eines Ergebnisses der Magnetresonanztomographie durch die Benutzung der Spritzenpumpe zu vermeiden. Zu einer solchen Beeinflussung käme es, wenn die Spritzenpumpe elektromagnetische Signale in der Größenordnung der Lamorfrequenz des äußeren Magnetfelds des Magnetresonanztomographen emittiert.In a further embodiment of the invention, the syringe pump has a device for electromagnetic shielding, which is used in particular to prevent the use of the syringe pump from influencing a result of the magnetic resonance tomography. Such an influence would occur if the syringe pump emits electromagnetic signals in the order of magnitude of the Lamor frequency of the external magnetic field of the magnetic resonance tomograph.
Zweckmäßigerweise weist die Spritzenpumpe dazu ein Gehäuse auf, das mit einer metallischen Schicht oder einem metallischen Gitter versehen ist, das einerseits der Abschirmung dient und andererseits aus einem Metall gebildet ist, auf das durch das Magnetfeld keine Kraft ausgeübt wird, beispielsweise Aluminium oder Kupfer. Vorstellbar wäre beispielsweise, das Gehäuse mit einer dünnen metallischen Schicht zu versehen, z.B. durch Aufdampfen mittels PVD oder dergleichen. Es versteht sich, dass das Gehäuse die Spritzenpumpe als Ganzes einhausen kann oder das für einzelne Bauteile oder Bauteilgruppen, zweckmäßigerweise solche, die für die Messergebnisse der Magnetresonanztomographie problematisch sein können, einzelne Gehäuse innerhalb der Spritzenpumpe vorgesehen sein können.For this purpose, the syringe pump expediently has a housing which is provided with a metallic layer or a metallic grid, which on the one hand serves as a shield and on the other hand is made of a metal on which no force is exerted by the magnetic field, for example aluminum or copper. It would be conceivable, for example, to provide the housing with a thin metallic layer, e.g. by vapor deposition using PVD or the like. It goes without saying that the housing can house the syringe pump as a whole or that individual housings can be provided within the syringe pump for individual components or component groups, expediently those that can be problematic for the measurement results of magnetic resonance tomography.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Spritzenpumpe eine Batterie, vorzugsweise einen Lithium-Ionen-Akkumulator auf, mittels der sie betrieben werden kann. Vorteilhaft lässt sie sich dann besonders einfach handhaben und es ist nicht notwendig, Strom mittels Leitern zuzuführen, auf die wiederum bei Stromfluss durch das Magnetfeld eine Kraft ausgeübt werden könnte.In one embodiment of the invention, the syringe pump has a battery, preferably a lithium-ion accumulator, by means of which it can be operated. It is then advantageously particularly easy to handle and it is not necessary to supply current by means of conductors on which a force could in turn be exerted when current flows through the magnetic field.
Die Ladeelektronik ist vorzugsweise ohne ferromagnetische Bauelemente gefertigt, um eine Anziehung im Magnetfeld zu vermeiden.The charging electronics are preferably made without ferromagnetic components in order to avoid attraction in the magnetic field.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Spritzenpumpe eine Benutzerschnittstelle zum Einstellen der Funktionen aus, die vorzugsweise ein Display, Folientasten, und/oder ein Jog-Dial und/oder Kippschalter umfasst. Das Display kann ein ePaper-, LCD-, oder OLED-Display sein. Das Display kann zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung mit einer Folie mit einem leitfähigen Gitter durchzogen sein.In one embodiment of the invention, the syringe pump has a user interface for setting the functions, which preferably comprises a display, membrane keys and / or a jog dial and / or toggle switch. The display can be an ePaper, LCD, or OLED display. In order to shield against electromagnetic radiation, the display can have a film with a conductive grid running through it.
Zweckmäßigerweise weist die Spritzenpumpe einen Funksendeempfänger auf, der zum Senden und Empfangen vorzugsweise per WLAN oder Bluetooth vorgesehen ist. Die Spritzenpumpe ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass mittels des Funksendeempfängers Informationen über den Betrieb der Spritzenpumpe abrufbar sind, beispielsweise um die Position des Schubkörpers, einen Füllstand der Spritze und/oder einen Volumenstrom, mit dem Stoff aus der Spritze abgegeben wird, abzurufen, und/oder sich die Spritzenpumpe einstellen lässt, z.B. um den Volumenstrom zu verändern oder die Stoffabgabe zu starten und/oder anzuhalten.The syringe pump expediently has a radio transceiver, which is provided for sending and receiving, preferably via WLAN or Bluetooth. The syringe pump is preferably set up in such a way that information about the operation of the syringe pump can be called up by means of the radio transceiver, for example to call up the position of the thrust body, a fill level of the syringe and / or a volume flow with which substance is dispensed from the syringe, and / or the syringe pump can be adjusted, for example to change the volume flow or to start and / or stop the dispensing of the substance.
Vorzugsweise weist die Spritzenpumpe eine Einrichtung zu ihrer Befestigung an einem Infusionsständer auf, beispielsweise eine Klemme oder dergleichen.The syringe pump preferably has a device for fastening it to an infusion stand, for example a clamp or the like.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen und den beiliegenden Zeichnungen, die sich auf die Beispiele beziehen, näher erläutert. Es zeigen in isometrischer Darstellung:
-
1 eine erfindungsgemäße Spritzenpumpe in verschiedenen Arbeitspositionen und -
2 bis5 eine erfindungsgemäßen Spritzenpumpe nach1 in verschiedenen Ansichten und Positionen und ihre Bauteile in ihrer Anordnung in der Spritzenpumpe -
1 zeigt eine Spritzenpumpe1 , dieeine Einrichtung 23 zur Halterung einer Spritze27 und einen Schubkörper2 zur Anlage aneinen Spritzenkolben 28 der Spritze 27 umfasst.
-
1 a syringe pump according to the invention in different working positions and -
2 to5 a syringe pump according to theinvention 1 in different views and positions and their components in their arrangement in the syringe pump -
1 shows asyringe pump 1 who have afacility 23 for holding asyringe 27 and athrust body 2 for attachment to asyringe plunger 28 thesyringe 27 includes.
Die Halteeinrichtung
Um mittels der Spritzenpumpe
Wie in den
Der Antrieb
Das Schraubgetriebe
Die Spindelmutter
Um die in den
Um den Spritzenkolben
Die Bestimmungseinrichtung
Darüber hinaus lässt sich die Position des Schlittens
Die Spritzenpumpe
Mittels eines mathematischen Verfahrens, zum Beispiel eines Kalman-Filters, können die Ergebnisse der Positionsbestimmungen aus dem Sensor
Darüber hinaus ist in der Spritzenpumpe
Die Signale der Bestimmungseinrichtung
Neben der Möglichkeit, durch die Messung mittels des Sensors
Die Information über die Position des Schubkörpers
Die Spritzenpumpe
Die Bauteile der Spritzenpumpe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- EP 0669662 B1 [0015]EP 0669662 B1 [0015]
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