DE102020105008A1

DE102020105008A1 - Medizinische Membranpumpe und Membranpumpensystem

Info

Publication number: DE102020105008A1
Application number: DE102020105008.9A
Authority: DE
Inventors: Alexander Frenzel
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-08-26
Also published as: WO2021170561A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpe (10) zum Fördern von Fluid, mit einem Pumpengehäuse (15) mit einem Inneren zum Aufnehmen einer Pumpenmembran (311) eines Pumpschlauchabschnitts (301), welcher eine Einlassleitung (301in) zum Einlassen von zu förderndem Fluid in einen mittels der Pumpenmembran (311) zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum hinein, und eine Auslassleitung (301out) zum Auslassen von gefördertem Fluid aus dem von der Pumpenmembran (311) zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum heraus, aufweist. Außerdem weist die Membranpumpe (10) eine Zufuhröffnung (17) zum Zuführen von Arbeitsfluid in das Innere des Pumpengehäuses (15) hinein auf. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Membranpumpensystem (50) mit mehreren, vorzugsweise erfindungsgemäßen, Membranpumpen (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpe gemäß Anspruch 1, ein Membranpumpensystem gemäß Anspruch 6; ferner betrifft sie Verfahren zum Fördern von Fluid gemäß den Ansprüchen 11 und 12 sowie ein Fördersystem gemäß Anspruch 14; außerdem betrifft sie einen Pumpschlauchabschnitt gemäß Anspruch 15 gemäß jeweils der Oberbegriffe oder Gattungsbegriffe dieser Ansprüche sowie einen Blutschlauchsatz wie hierin offenbart.
Aus der Praxis ist die extrakorporale Blutbehandlung bekannt. Dabei wird dem Patienten Blut entnommen, das entlang eines Blutkreislaufs extrakorporal und z. B. durch einen Blutfilter geführt wird. Der Blutfilter weist eine Blutkammer, durch welche Blut geführt wird, und eine Dialysierflüssigkeitskammer, durch welche Dialysierflüssigkeit geführt wird, auf. Beide Kammern sind durch eine semi-permeable Membran voneinander getrennt. Blut und Dialysierflüssigkeit werden zumeist im Gegenstromprinzip durch den Blutfilter geleitet. Das Blut wird im Blutfilter gereinigt, die Dialysierflüssigkeit kann nach ihrem Austritt aus dem Blutfilter als verbraucht verworfen werden oder aufbereitet dem Blutfilter wieder zugeführt werden und wird hierin als Dialysat bezeichnet. Neben dem Dialysat umfasst das zu verwerfende Fluid auch Filtrat, welches Wasser, das dem Blut im Blutfilter entzogen wurde, umfasst. Filtrat und Dialysat werden im Folgenden einzeln oder gemeinsam vereinfacht als Effluent bezeichnet. Blut, Filtrat, Effluent und weitere Flüssigkeiten sind bei der Blutbehandlung zu fördern. Aber auch andere Fluide als die vorgenannten sind in der Medizin oder Medizintechnik zu fördern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, eine zum, vorzugsweise flexiblen und sicheren, Fördern medizinischer Fluide geeignete Membranpumpe und ein Membranpumpensystem mit mehreren solcher erfindungsgemäßen Membranpumpen anzugeben.
Ferner sollen Verfahren zum Fördern eines medizinischen Fluids, ein Fördersystem, ein Pumpschlauchabschnitt und ein Blutschlauchsatz angegeben werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe kann durch eine Membranpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Membranpumpensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst werden. Zudem kann sie durch Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 11 und 12, ein Fördersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14, einen Pumpschlauchabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 15 sowie durch einen Blutschlauchsatz wie hierin offenbart gelöst werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpe zum Fördern von Fluid, die ein Pumpengehäuse mit einem Inneren zum Aufnehmen einer Pumpenmembran (oder Membrankörper) eines Pumpschlauchabschnitts aufweist. Die Pumpenmembran ist dabei vorzugsweise aus einem flexiblen und/oder elastischen Material ausgestaltet oder weist ein solches Material auf. Insbesondere dehnt sich das Material bei Anlegen eines, durch ein Arbeitsfluid bestimmungsgemäß aufgebrachten Unterdrucks vorzugsweise aus, insbesondere reversibel. Das Material des Pumpengehäuses dagegen ist gegenüber einem Anlegen eines Unterdrucks, bzw. Überdrucks durch das Arbeitsfluid vorzugsweise starr, das heißt nicht verformbar, und/oder weniger flexibel oder weniger elastisch als die Pumpenmembran ausgebildet oder weist ein solchen Material auf.
Ein solcher Pumpschlauchabschnitt weist zusätzlich zur vorstehend genannten Pumpenmembran eine Einlassleitung zum Einlassen von zu förderndem Fluid in einen mittels der Pumpenmembran zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum (alternativer Begriff: Volumen) hinein auf, sowie eine Auslassleitung zum Auslassen von mittels der Pumpenmembran geförderten Fluids aus dem von der Pumpenmembran zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum heraus.
Ferner weist die Membranpumpe eine Zufuhröffnung auf. Die Zufuhröffnung dient zum Zuführen von Arbeitsfluid in das Innere des Pumpengehäuses hinein.
Das erfindungsgemäße Membranpumpensystem weist eine Vielzahl von Membranpumpen, insbesondere erfindungsgemäßen Membranpumpen, auf, vorzugsweise (z. B. jeweils genau oder mindestens) drei, vier oder mehr Membranpumpen, besonders bevorzugt eine erste Membranpumpe, welche ein erstes Pumpengehäuse aufweist, eine zweite Membranpumpe mit einem zweiten Pumpengehäuse, eine dritte Membranpumpe mit einem dritten Pumpengehäuse und eine vierte Membranpumpe mit einem vierten Pumpengehäuse. Von diesen Membranpumpen sind vorzugsweise mindestens zwei Membranpumpen parallel zueinander fluidisch, und/oder mindestens zwei Membranpumpen in Reihe miteinander angeordnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein erstes Verfahren zum Fördern von Fluid. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Membranpumpe und das Bereitstellen einer Quelle mit einem Arbeitsfluid, welche mit der Zufuhrleitung oder der Zufuhröffnung und/oder der Abfuhrleitung oder der Abfuhröffnung der Membranpumpe verbunden ist.
Dieses Verfahren umfasst rein optional ein initiales Befüllen des Inneren des Pumpengehäuses der ersten Membranpumpe mit Arbeitsfluid aus der Quelle durch die Zufuhröffnung mittels Öffnens des Ventils in der Zufuhrleitung. Es umfasst weiter folgende Schritte:

a) Schließen des Ventils in der Zufuhrleitung;
b) Öffnen des Ventils in der Abfuhrleitung zum Senken des Drucks oder zum Erzeugen von Unterdruck im Inneren des Pumpengehäuses der Membranpumpe unter oder mittels Ausfuhr von Arbeitsfluid aus dem Inneren durch die Ausfuhröffnung; hierdurch vergrößert sich das von der Pumpenmembran umschlossene Volumen, was dem mittelbaren Fördern eines zu fördernden Fluids in die Pumpenmembran hinein dient;
c) Schließen des Ventils in der Abfuhrleitung;
d) Öffnen des Ventils in der Zufuhrleitung zum Erhöhen des Drucks oder zum Erzeugen von Überdruck im Inneren des Pumpengehäuses der Membranpumpe unter oder mittels Zufuhr von Arbeitsfluid durch die Zufuhröffnung nachdem zu förderndes Fluid in die Pumpenmembran eingeströmt ist. Durch das Öffnen des Ventils strömt Arbeitsfluid in das Innere des Pumpengehäuses ein, wodurch sich das umschlossene Volumen der Pumpenmembran unter Fördern von zu förderndem Fluid aus der Pumpenmembran heraus verkleinert; und
e) mehrfaches Ausführen der Schritte a) bis d) in der vorstehend angegebenen Reihenfolge a), b), c) und schließlich d).

Die vorliegende Erfindung betrifft ein weiteres, zweites Verfahren zum Fördern von Fluid. Es umfasst das Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Membranpumpensystems und das Bereitstellen einer Quelle mit einem Arbeitsfluid. Die Quelle ist oder wird verbunden mit jeweils der Zufuhröffnung oder der Zufuhrleitung der Membranpumpen. Es kann optional auch mit jeweils ihrer Abfuhröffnung oder Abfuhrleitung verbunden sein oder werden, falls vorgesehen.
Dieses Verfahren umfasst rein optional ein initiales Füllen des Inneren der Pumpengehäuse der einer oder aller Membranpumpen des Membranpumpensystems mit Arbeitsfluid aus der Quelle durch deren Zufuhröffnung mittels Öffnens jeweils des Ventils in der Zufuhrleitung.
Das Verfahren umfasst weiter folgende Schritte, welche zu einem ersten Pumpmodus zählen:

a) Befüllen der Pumpenmembran der ersten Membranpumpe mit zu förderndem Fluid, insbesondere aus der Einlassleitung;
b) Befüllen der Pumpenmembran der parallel zur ersten Membranpumpe angeordneten zweiten Membranpumpe mit zu förderndem Fluid, insbesondere aus der Einlassleitung;
c) Fördern von in die Pumpenmembran der ersten Membranpumpe aufgenommenen Fluids in die Pumpenmembran der, stromab der ersten Membranpumpe angeordneten, dritten Membranpumpe;
d) Fördern von in die Pumpenmembran der zweiten Membranpumpe aufgenommenen Fluids in die Pumpenmembran der, stromab der zweiten Membranpumpe angeordneten, vierten Membranpumpe;
e) Entleeren von in die Pumpenmembran der dritten Membranpumpe aufgenommenen Fluids, insbesondere in die Auslassleitung; und
f) Entleeren von in die Pumpenmembran der vierten Membranpumpe aufgenommenen Fluids, insbesondere in die Auslassleitung.

Schritte des Verfahrens, insbesondere die Schritte des ersten Pumpmodus, oder Teilschritte hiervon, können jeweils sequentiell, parallel und/oder zeitlich überlappend ausgeführt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, die vorstehenden Schritte a) und b) zeitlich versetzt zueinander, aber einander überlappend auszuführen oder ausführen zu lassen.
Das erfindungsgemäße Fördersystem umfasst wenigstens ein erfindungsgemäßes Membranpumpensystem.
Ferner umfasst das Fördersystem wenigstens eine Quelle mit einem Arbeitsfluid, verbunden mit jeweils der Zufuhröffnung und, sofern vorgesehen, optional auch mit der Abfuhröffnung der jeweiligen Membranpumpe.
Das erfindungsgemäße Fördersystem umfasst außerdem Aktoren, die zum Betätigen der Ventile des Membranpumpensystems angeordnet sind. Die Aktoren können rein exemplarisch mechanisch, magnetisch, elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch betrieben werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass innerhalb des Fördersystems verschiedene Arten und beliebige Kombinationen von Aktoren vorgesehen sein können, beispielsweise elektrische neben pneumatischen.
Das Fördersystem umfasst ferner eine Steuervorrichtung oder ist hiermit verbunden. Die Steuervorrichtung ist programmiert und/oder konfiguriert, alle automatischen Schritte oder die Schritte a) bis f) des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens oder des hierin als ersten Pumpmodus bezeichneten Ablaufs sowie - ergänzend oder alternativ - des nachfolgend erläuterten, zweiten Pumpmodus und/oder dritten Pumpmodus mittels des Membranpumpensystems zu veranlassen, zu überwachen und/oder zu steuern. Dabei können alle der oben beschriebenen Schritte automatische Schritte sein.
Zu den automatischen Schritten zählen jene, welche in der Regel ohne menschliches Zutun erfolgen. Damit kann die Steuervorrichtung ohne Eingreifen eines Benutzers des Fördersystems, beispielsweise klinischem Personal, die Pumpaktivität des Membranpumpensystems veranlassen, überwachen und steuern und somit im Zusammenwirken mit den erforderlichen Vorrichtungen wie Pumpen, Ventilen usw. z. B. einen gewünschten Fluss, etwa einen kontinuierlichen Fluss des zu fördernden Fluids veranlassen oder bewirken.
Der erfindungsgemäße Pumpschlauchabschnitt dient seiner Verwendung zusammen mit einer erfindungsgemäßen Membranpumpe oder mit einem erfindungsgemäßen Membranpumpensystem. Der Pumpschlauchabschnitt weist hierzu wenigstens eine Pumpenmembran auf, welche zumindest abschnittsweise einen Raum umschließt und welche zum Einlegen oder Anordnen in ein Pumpengehäuse einer erfindungsgemäßen Membranpumpe geeignet und vorgesehen ist.
Der Pumpenschlauchabschnitt umfasst ferner wenigstens oder genau eine Einlassleitung und wenigstens oder genau eine Auslassleitung. Dabei dient die Einlassleitung zum Einlassen von zu förderndem Fluid in den von der Pumpenmembran zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum hinein. Die Auslassleitung dient zum Auslassen von gefördertem Fluid aus dem von der Pumpenmembran zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum heraus. Dabei können die Einlassleitung und Auslassleitung optional mittels nur einer, gemeinsamen Leitung verwirklicht werden, wobei diese eine Leitung sich anschließend verzweigt.
Der Pumpschlauchabschnitt dient im bestimmungsgemäßen Gebrauch dem Fördern eines medizinischen Fluids, z. B. von Blut, Dialysierflüssigkeit, Dialysat, Substituat, usw. Er kann entsprechend ein Blutpumpschlauchabschnitt, ein Dialysierflüssigkeitspumpschlauchabschnitt, Dialysatpumpschlauchabschnitt oder Substituatpumpschlauchabschnitt sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter einen Blutschlauchsatz. Der Blutschlauchsatz umfasst wenigstens einen erfindungsgemäßen Pumpschlauchabschnitt.
Der erfindungsgemäße Blutschlauchsatz kann bestimmungsgemäß der extrakorporalen Blutbehandlung, etwa mittels Oxygenierung, Dialyse oder dergleichen, und insbesondere zu seiner Verwendung in einem der hierin genannten Blutbehandlungsverfahren dienen.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen können manche, einige oder alle der folgenden Merkmale in beliebiger Kombination aufweisen, soweit dies für den Fachmann nicht erkennbar technisch unmöglich ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils auch Gegenstand der Unteransprüche.
Bei allen vorstehenden oder folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein“ bzw. „kann haben“ usw. synonym zu „ist vorzugsweise“ bzw. „hat vorzugsweise“ usw. zu verstehen und soll erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutern.
Wann immer hierin Zahlenworte genannt werden, so versteht der Fachmann diese als Angabe einer zahlenmäßig unteren Grenze. Sofern dies zu keinem für den Fachmann erkennbaren Widerspruch führt, liest der Fachmann daher beispielsweise bei der Angabe „ein“ oder „einem“ stets „wenigstens ein“ oder „wenigstens einem“ mit. Dieses Verständnis ist ebenso von der vorliegenden Erfindung mit umfasst wie die Auslegung, dass ein Zahlenwort wie beispielsweise „ein“ alternativ als „genau ein“ gemeint sein kann, wo immer dies für den Fachmann erkennbar technisch möglich ist. Beides ist von der vorliegenden Erfindung umfasst und gilt für alle hierin verwendeten Zahlenworte.
Wenn hierin von einer Ausführungsform die Rede ist, so stellt dies eine erfindungsgemäße, beispielhafte Ausführungsform dar.
Wenn hierin von „stromauf“ oder „stromab“ die Rede ist, so bezieht sich dies im Zweifel vorzugsweise auf die Darstellung in den Figuren, die Förderrichtung im üblichen Gebrauch oder auf ein Fördermodus.
In manchen Ausführungsformen ist das Pumpengehäuse mehrteilig. Es kann z. B. zweiteilig sein, es kann zwei Hälften, z. B. symmetrische und/oder identisch ausgebildete Hälften aufweisen.
In einigen Ausführungsformen ist das Pumpengehäuse bis auf die Zufuhröffnung und die Abfuhröffnung fluiddicht für das in sein Inneres einzubringende Arbeitsfluid ausgestaltet. Dies kann durch Wahl fluiddichter Materialien, geeigneter Fügeverfahren und/oder Dichtungen erzielt werden. Der fluiddichte Raum, in dem sich das Arbeitsfluid im Inneren des Pumpengehäuses bewegen kann, kann durch Abschnitte des Pumpengehäuses sowie die elastische Membran definiert (und optional nur mittels dieser) oder begrenzt oder ausgebildet sein, optional nur durch Wandungen des Pumpengehäuses und die Außenseite der Pumpenmembran.
In manchen Ausführungsformen weist die Membranpumpe zusätzlich einen Membrankäfig auf. Er dient dazu, die Pumpenmembran, ganz oder teilweise, in seinem Inneren aufzunehmen. Der Membrankäfig ist starr, das heißt, ist aus einem Material ausgebildet, dass sich bei Anlegen eines Überdrucks oder Unterdrucks nicht verformt.
Der Membrankäfig ist im Inneren des Pumpengehäuses angeordnet. Vorzugsweise ist er sphärisch (kugelförmig) oder als Ovoid ausgestaltet, z. B. vollständig oder zumindest abschnittsweise. Andere Formen sind ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst.
In einigen Ausführungsformen ist der Membrankäfig mehrteilig, z. B. zweiteilig, z. B. mit zwei Hälften, z. B. mit symmetrisch oder identisch ausgebildeten Hälften, ausgeführt.
In manchen Ausführungsformen weist der Membrankäfig eine Wandung auf oder besteht aus so einer Wandung.
Die Wandung weist vorzugsweise eine Vielzahl, vorzugsweise mindestens drei, von Durchgangsöffnungen zum Durchlassen von Arbeitsfluid auf.
Die Wandung kann perforiert sein oder Durchgangsöffnungen in Form von Löchern oder Schlitzen aufweisen.
Die Perforation und/oder die Durchgangsöffnungen dienen dazu, dass Druck, der an die Außenseite des Membrankäfigs aufgebaut wird, sich möglichst gleichmäßig in das Innere des Membrankäfigs, in welchem im Gebrauch die Pumpenmembran vorliegt, verteilt. Somit ist die Pumpenmembran ebenfalls einem möglichst gleichmäßigen Druck ausgesetzt.
Durch eine für das Arbeitsfluid durchlässige Wandung kann zudem erreicht werden, dass eine vollständige Füllung der Pumpenmembran vorliegt. Erreicht die Pumpenmembran in ihrer Ausdehnung die Wandung des Membrankäfigs, so kann sich die Pumpenmembran nicht weiter ausdehnen und somit nicht mehr Fluid aufnehmen. Das Erreichen des vollständigen Füllzustands kann somit durch eine Drucküberwachung des Arbeitsfluids und/oder des geförderten Fluids möglich sein. Erreicht die Pumpenmembran beispielsweise die Wandung, insbesondere großflächig, so ist kein Fluidfluss in die Pumpenmembran mehr möglich, wodurch der statische Druck sprunghaft ansteigt.
In manchen Ausführungsformen kann der Membrankäfig ein Schutzgitter sein, das die Pumpenmembran vor zu großer Ausdehnung und damit vor Beschädigung schützen kann. Er kann hierzu aus nicht-elastischem Material oder Material, welches einen höheren Elastizitätsmodul (E-Modul, Youngscher Modul) als das Material der Pumpenmembran aufweist, gefertigt sein oder ein solches aufweisen. Vorteilhaft weist der Membrankäfig, insbesondere in der Nähe der ersten und zweiten Öffnung, keine spitzen oder scharfkantigen Übergänge auf, um einer Beschädigung der Pumpenmembran vorzubeugen.
Insbesondere ist der Membrankäfig vorzugsweise derart geformt, dass sich die Pumpenmembran bei Ausdehnung gleichmäßig, das heißt etwa zeitglich, über ihre Mantelfläche an die Innenseite des Membrankäfigs annähert. Damit werden Scherkräfte in der Pumpenmembran und insbesondere die Materialbeanspruchung der Pumpenmembran gleichmäßig verteilt, wodurch Risse vermieden werden können.
Der Membrankäfig kann ein Drahtgeflecht oder ein Muster aus Hartkunststoff aufweisen oder hieraus bestehen.
In einigen Ausführungsformen weist die Membranpumpe zusätzlich eine Abfuhröffnung auf. Die Abfuhröffnung dient zum Abführen von Arbeitsfluid aus dem Inneren des Pumpengehäuses heraus.
Zufuhr- und Abfuhröffnung können als zwei separate, voneinander getrennte Öffnungen vorgesehen sein. Sie können in bestimmten Ausführungsformen alternativ als eine einzige Öffnung verwirklicht sein, durch welche das Arbeitsfluid im bestimmungsgemäßen Gebrauch sowohl ein- als auch austritt oder - mangels Alternative - sowohl ein- als auch austreten muss.
In manchen Ausführungsformen weist das Pumpengehäuse weiter eine erste Öffnung zum Aufnehmen eines Querschnitts der Einlassleitung des Pumpschlauchabschnitts und eine zweite Öffnung zum Aufnehmen eines Querschnitts der Auslassleitung des Pumpschlauchabschnitts auf.
Die erste und die zweite Öffnung sind vorzugsweise zwischen dem Inneren des Pumpengehäuses und dessen Äußeren angeordnet, vorzugsweise an sich gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses.
In einigen Ausführungsformen ist die erfindungsgemäße Membranpumpe, insbesondere ihre erste Öffnung und ihre zweite Öffnung, derart ausgestaltet, dass die in sie aufgenommene Einlassleitung bzw. Auslassleitung, konkret deren Außenwandung, fluiddicht in das Innere des Pumpengehäuses hinein bzw. aus dessen Innerem heraus geführt werden.
In manchen Ausführungsformen sind die Zufuhröffnung mit einer Zufuhrleitung und/oder, sofern vorgesehen, die Abfuhröffnung mit einer Abfuhrleitung verbunden, mit welcher sie jeweils in Fluidverbindung stehen. Dabei weisen die Zufuhrleitung und/oder die Abfuhrleitung jeweils ein Ventil zum Steuern oder Regeln eines Flusses durch sie und/oder jeweils einen Filter, insbesondere einen Hydrophobfilter, auf.
In einigen Ausführungsformen ist in das Innere des Pumpengehäuses der erfindungsgemäßen Membranpumpe die Pumpenmembran eines Pumpschlauchabschnitts eingebracht oder eingelegt. Hierbei sind vorzugsweise die Einlassleitung durch die erste Öffnung des Pumpengehäuses und die Auslassleitung durch die zweite Öffnung des Pumpengehäuses hindurchgeführt.
In manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Membranpumpensystems ist dieses mit einem Pumpschlauchabschnitt verbunden. Der Pumpschlauchabschnitt weist eine Vielzahl von Pumpenmembranen auf, wobei jeweils eine Pumpenmembran im Inneren jeweils eines Pumpengehäuses der Vielzahl von Membranpumpen, die Teil des Membranpumpensystems sind, angeordnet ist. Ferner sind in diesen Ausführungsformen einige oder alle der Pumpenmembranen mittels einer gemeinsamen Einlassleitung des Pumpschlauchabschnitts zum Einlassen von zu förderndem Fluid in die mittels der Pumpenmembranen zumindest abschnittsweise umschlossenen Räume verbunden. Sie sind ebenfalls mittels einer gemeinsamen Auslassleitung des Pumpschlauchabschnitts zum Auslassen des mittels der Pumpenmembranen geförderten Fluids aus diesen Räumen fluidisch miteinander verbunden.
In einigen Ausführungsformen des Membranpumpensystems sind stromauf und/oder stromab wenigstens zu einer oder jeder der Membranpumpen und/oder zu jeder der Pumpenmembranen und/oder zwischen fluidisch in Reihe zueinander angeordneten Membranpumpen und/oder Pumpenmembranen je ein oder genau ein Ventil angeordnet. Die Ventile sind jeweils zum Steuern oder Regeln des Fluidstroms in die oder aus der Pumpenmembran vorgesehen.
In manchen Ausführungsformen ist in oder an der gemeinsamen Einlassleitung und/oder in oder an der gemeinsamen Auslassleitung des Pumpschlauchabschnitts jeweils ein oder genau ein Ventil angeordnet.
Die Ventile in den gemeinsamen Leitungen können dazu dienen, das gesamte Membranpumpensystem fluidisch von weiteren Komponenten des erfindungsgemäßen Fördersystems, welches das Membranpumpensystem aufweist, zu trennen.
In einigen Ausführungsformen des Membranpumpensystems sind die Ventile in oder an den Leitungen des Pumpschlauchabschnitts derart angeordnet, dass einige oder alle von ihnen unabhängig voneinander betätigbar sind. Dies kann eine individuelle Förderung mittels einzelner Pumpenmembranen ermöglichen, ferner vorzugsweise auch Einfluss auf die Richtung, in welcher die Pumpenmembran fördert, nehmen.
In manchen Ausführungsformen des Membranpumpensystems sind die Ventile in den Zufuhrleitungen und/oder die Ventile in den Abfuhrleitungen der Membranpumpen derart angeordnet, dass einige oder alle von ihnen unabhängig voneinander betätigbar sind. Die vorstehend genannten Vorteile können auch hiermit erzielbar sein.
In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Membranpumpensystems ist wenigstens eine der Membranpumpen oder Teile hiervon in oder auf einem Einwegartikel, z. B. aus Kunststoff, angeordnet. Der Einwegartikel kann alternativ als ein Disposable oder Wegwerfartikel bezeichnet werden. In bestimmten Ausführungsformen sind die Membranpumpen oder Teile hiervon auf einer Kassette oder Blutkassette angeordnet.
In manchen Ausführungsformen sind Ventile in oder an den Leitungen des Pumpschlauchabschnitts oder Teile dieser Ventile in oder auf einem Einwegartikel, z. B. aus Kunststoff, angeordnet.
In manchen Ausführungsformen des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Befüllen der Pumpenmembranen der ersten Membranpumpe bzw. der zweiten Membranpumpe, z. B. gemäß dem ersten Pumpmodus, folgende Schritte ausgeführt:

a) Schließen der Ventile der Zufuhrleitungen der ersten Membranpumpe und der zweiten Membranpumpe, insbesondere unabhängig voneinander;
b) Öffnen der stromauf der ersten und zweiten Membranpumpen angeordneten Ventile, insbesondere unabhängig voneinander;
c) Öffnen der Ventile der Abfuhrleitungen der ersten Membranpumpe und der zweiten Membranpumpe, insbesondere unabhängig voneinander, zum Senken des Drucks oder zum Erzeugen von Unterdruck im Inneren des jeweiligen Pumpengehäuses der entsprechenden Membranpumpe unter oder mittels Ausfuhr von Arbeitsfluid durch die jeweilige Ausfuhröffnung; hierbei ist das Ventil in der gemeinsamen Einlassleitung geöffnet, und die jeweils stromabwärts der ersten und der zweiten Membranpumpe gelegenen Ventile in der entsprechenden Leitung sind geschlossen;
d) Schließen der Ventile der Abfuhrleitung der ersten Membranpumpe und der zweiten Membranpumpe, insbesondere unabhängig voneinander; und
e) Schließen der Ventile in den Leitungszweigen der Einlassleitung stromauf der ersten und der zweiten Membranpumpe.

In einigen Ausführungsformen des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Fördern des zu fördernden Fluids von den Pumpenmembranen der ersten Membranpumpe bzw. der zweiten Membranpumpe in die Pumpenmembranen der dritten Membranpumpe bzw. vierten Membranpumpe, z. B. gemäß dem ersten Pumpmodus, folgende Schritte ausgeführt:

a) Öffnen der stromauf der dritten Membranpumpe und der vierten Membranpumpe angeordneten Ventile in den Leitungszweigen der Einlassleitung, insbesondere unabhängig voneinander;
b) Öffnen der Ventile der Zufuhrleitung der ersten Membranpumpe und der zweiten Membranpumpe, insbesondere unabhängig voneinander, zum Erhöhen des Drucks oder zum Erzeugen von Überdruck im Inneren des Pumpengehäuses der ersten Membranpumpe und im Pumpengehäuse der zweiten Membranpumpe unter oder mittels Zufuhr von Arbeitsfluid durch die jeweiligen Zufuhröffnungen, insbesondere unabhängig voneinander, und Öffnen der Ventile der Abfuhrleitung der dritten Membranpumpe zum Senken des Drucks oder zum Erzeugen von Unterdruck im Inneren des jeweiligen Pumpengehäuses der dritten Membranpumpe und der vierten Membranpumpe unter oder mittels Ausfuhr von Arbeitsfluid durch die jeweilige Ausfuhröffnung, ebenfalls insbesondere unabhängig;
c) Schließen der Ventile der Abfuhrleitungen der dritten Membranpumpe bzw. der vierten Membranpumpe, insbesondere unabhängig voneinander; und
d) Schließen der jeweils stromauf der dritten Membranpumpe bzw. stromauf der vierten Membranpumpe angeordneten Ventile in den jeweiligen Leitungszweigen der Einlassleitung, wiederum insbesondere unabhängig.

In manchen Ausführungsformen des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Entleeren der Pumpenmembranen der dritten Membranpumpe bzw. der vierten Membranpumpe, z. B. gemäß dem ersten Pumpmodus, folgende Schritte ausgeführt:

a) Öffnen des Ventils in der gemeinsamen Auslassöffnung;
b) Öffnen der jeweils stromab der dritten Membranpumpe bzw. stromab der vierten Membranpumpe angeordneten Ventile in den entsprechenden Leitungszweigen, insbesondere unabhängig voneinander;
c) Öffnen der Ventile der Zufuhrleitungen der dritten Membranpumpe bzw. der vierten Membranpumpe, insbesondere unabhängig voneinander, zum Erhöhen des Drucks oder zum Erzeugen von Überdruck im Inneren des jeweiligen Pumpengehäuses der dritten Membranpumpe bzw. der vierten Membranpumpe unter oder mittels Zufuhr von Arbeitsfluid durch die jeweilige Zufuhröffnung;
d) Schließen der Ventile der Zufuhrleitungen der dritten Membranpumpe bzw. der vierten Membranpumpe, insbesondere unabhängig voneinander; und
e) Schließen der jeweils stromab der dritten Membranpumpe bzw. stromab der vierten Membranpumpe angeordneten Ventile in den entsprechenden Leitungszweigen, wiederum insbesondere unabhängig voneinander.

In einigen Ausführungsformen des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der ersten und der zweiten Membranpumpe in der Summe oder zusammen ein stets, oder zumindest über wenigstens 50% der Förderdauer, bevorzugt über 80% und besonders bevorzugt über 90% der Befüllungsdauer der ersten und/oder der zweiten Membranpumpe, gleicher oder kontinuierlicher Fluss des zu fördernden Fluids in der Einlassleitung erzeugt.
In manchen Ausführungsformen des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der dritten und der vierten Membranpumpe in der Summe oder miteinander ein stets, oder zumindest über wenigstens 50% der Förderdauer, bevorzugt über 80% und besonders bevorzugt über 90% der Entleerungsdauer der dritten und/oder der vierten Membranpumpe, gleicher oder kontinuierlicher Fluss des zu fördernden Fluids in der Auslassleitung erzeugt.
In einigen Ausführungsformen des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der dritten und der vierten Membranpumpe in der Summe oder gemeinsam in der Auslassleitung ein gepulster Fluss des zu fördernden Fluids erzeugt.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, die Flusssteuerung des Fluids beim Zuführen des Fluids zu dem Pumpsystem kontinuierlich und das Ableiten des Fluids aus dem Pumpsystem gepulst ausgestalten zu können. Mit anderen Worten kann der Verlauf des Fluidflusses beim Zuführen und Ableiten unabhängig voneinander ausgestaltet sein. Damit ist es beispielsweise möglich, dem Patienten bei kontinuierlichem Fluss Blut zu entnehmen und ihm Blut in gepulster Form zurückzuführen.
Insbesondere kann sich hierbei die Möglichkeit als Vorteil ergeben, eine Puls-Weiten-Modulation und/oder Puls-Frequenz-Modulation gezielt einzusetzen und somit positiv auf die Patientenrezeption einwirken zu können.
In manchen Ausführungsformen des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dieses die folgenden Schritte eines zweiten Pumpmodus, entweder:

- Befüllen der Pumpenmembran der ersten Membranpumpe mit zu förderndem Fluid, insbesondere aus der Einlassleitung;
- Fördern von in die Pumpenmembran der ersten Membranpumpe aufgenommenem Fluid in die Pumpenmembran der, stromab der ersten Membranpumpe angeordneten, dritten Membranpumpe; und
- Entleeren von in die Pumpenmembran der dritten Membranpumpe aufgenommenem Fluid, insbesondere in die Auslassleitung;

- Befüllen der Pumpenmembran der zweiten Membranpumpe mit zu förderndem Fluid, insbesondere aus der Einlassleitung;
- Fördern von in die Pumpenmembran der zweiten Membranpumpe aufgenommenem Fluid in die Pumpenmembran der, stromab der zweiten Membranpumpe angeordneten, vierten Membranpumpe; und
- Entleeren von in die Pumpenmembran der vierten Membranpumpe aufgenommenem Fluid, insbesondere in die Auslassleitung.

Es ist in diesen Ausführungsformen vorgesehen, ein zu förderndes Fluid entweder über einen ersten Leitungszweig oder über einen zweiten Leitungszweig zweier Leitungen, welche die gemeinsame Einlassleitung mit der gemeinsamen Auslassleitung fluidisch verbinden, zu fördern, nicht aber über beide dieser parallelen Leitungszweige.
Dieser zweite Pumpmodus, in welchen das Verfahren gemäß dem ersten Pumpmodus bei Bedarf übergehen kann, kann vorteilhafterweise die Förderung des zu fördernden Fluids sicherstellen, auch wenn eine der Membranpumpen des Membranpumpensystems ausfallen sollte, beispielsweise wegen Wartung oder wegen einer Störung. Die Förderung des zu fördernden Fluids wird in diesem Fall während der Störung nur über den Leitungszweig mit den funktionstüchtigen Membranpumpen fortgesetzt. Die Förderung oder eine Blutbehandlungssitzung muss vorteilhafterweise nicht wegen einer solchen Störung beendet oder nicht für z. B. ein Ab- und ein erneutes Aufrüsten unterbrochen werden.
In einigen Ausführungsformen des weiteren, zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren weiter folgende Schritte eines dritten Pumpmodus:

- Schließen des Ventils in der gemeinsamen Auslassleitung sowie des Ventils in der gemeinsamen Einlassleitung;
- Fördern von Fluid innerhalb des Membranpumpensystems mit den folgenden Schritten:
1. a) Fördern von in die Pumpenmembran der ersten Membranpumpe aufgenommenem Fluid in die Pumpenmembran der dritten Membranpumpe;
2. b) Fördern von in die Pumpenmembran der dritten Membranpumpe aufgenommenem Fluid in die Pumpenmembran der vierten Membranpumpe;
3. c) Fördern von in die Pumpenmembran der vierten Membranpumpe aufgenommenem Fluid in die Pumpenmembran der zweiten Membranpumpe;
4. d) Fördern von in die Pumpenmembran der zweiten Membranpumpe aufgenommenem Fluid in die Pumpenmembran der ersten Membranpumpe; und
5. e) mehrfaches Ausführen der Schritte a) bis d) in der vorgegebenen Reihenfolge. Dabei können die Schritte wie hier wiedergegeben durchlaufen werden, also mit Förderungen von der ersten zur dritten, zur vierten, zur zweiten und wieder zur ersten Membranpumpe, oder entgegen dieser Förderrichtung, also von der ersten zur zweiten, zur vierten, zur dritten und von dort wieder zur ersten Membranpumpe; und
- Öffnen des Ventils in der gemeinsamen Auslassleitung sowie des Ventils in der gemeinsamen Einlassleitung.

Der dritte Pumpmodus ermöglicht das Zirkulieren des zu fördernden Fluids innerhalb des Membranpumpensystems. Dieser Pumpmodus kann beispielsweise Anwendung finden, wenn innerhalb des erfindungsgemäßen Fördersystems Störungen vorliegen sollten, die ein Entleeren des Membranpumpensystems momentan verhindern.
In manchen Ausführungsformen kann ein erfindungsgemäßes Verfahren mehrere Pumpmodi und insbesondere die hierin genannten ersten, zweiten und/oder dritten Pumpmodi umfassen. Die Pumpmodi können innerhalb eines erfindungsgemäßen Verfahrens sequentiell, also zeitlich hintereinander ausgeführt werden, vorzugsweise nicht zeitgleich.
In manchen Ausführungsformen ist das erfindungsgemäße Fördersystem als Blutbehandlungsvorrichtung ausgestaltet oder weist eine solche auf.
In einigen Ausführungsformen ist das Fördersystem als Hämodialysevorrichtung, Hämofiltrationsvorrichtung oder Hämodiafiltrationsvorrichtung, insbesondere als eine Vorrichtung für die akute, die chronische Nierenersatztherapie oder für die kontinuierliche Nierenersatztherapie (CRRT = continuous renal replacement therapy) ausgestaltet.
In manchen Ausführungsformen weist der erfindungsgemäße Pumpschlauchabschnitt insgesamt wenigstens vier Pumpenmembranen auf. Die Pumpenmembranen umschließen zumindest abschnittsweise je einen Raum und sind jeweils zum Einlegen oder Anordnen in einem Pumpengehäuse einer Membranpumpe ausgestaltet und/oder vorgesehen.
Hierbei ist die Einlassleitung eine gemeinsame Einlassleitung zum Einlassen des zu fördernden Fluids in die Pumpenmembranen hinein. Die Auslassleitung ist eine gemeinsame Auslassleitung zum Auslassen von gefördertem Fluid aus den Pumpenmembranen heraus.
In manchen Ausführungsformen ist die Pumpenmembran aus einem Elastomer wie Gummi, PU (Polyurethan), PVC (Polyvinylchlorid), Biofine®, ein PVC-freies Material, entwickelt von Fresenius Medical Care, Deutschland, vertrieben unter diesem Markennamen der Fresenius SE & Co. KGaA, oder anderen elastischen Materialien, oder weist eines oder mehrere dieser Materialien auf.
In manchen Ausführungsformen sind der Pumpschlauchabschnitt und/oder der Blutschlauchsatz ein passives Element, d. h. sie weisen keine eigenen Aktoren wie mechanische Elemente auf.
Der Blutschlauchsatz kann somit platzsparend und ohne besonderes Augenmerk auf möglicherweise empfindliche, mechanische Elemente gelagert werden, was Vorteile bei der Beschaffung und Lagerung mit sich bringen kann.
Eine symmetrische Bauweise des Pumpschlauchabschnitts kann eine vereinfachte Handhabung erlauben, und er kann auch nicht seitenverkehrt in ein System eingelegt werden.
In manchen Ausführungsformen ist der Pumpschlauchabschnitt in bestehende Einwegprodukte integrierbar, beispielsweise in eine Blutkassette.
In manchen Ausführungsformen kann ein vollständiges Befüllen das Befüllen nur eines Teils des zur Verfügung stehenden Raums der Pumpenmembran sein.
In manchen Ausführungsformen kann ein vollständiges Entleeren das Entleeren nur eines Teils des zur Verfügung stehenden Raums der Pumpenmembran sein.
Ventile, wie hierin genannt, können Drossel- oder Sperrelemente sein oder aufweisen. Sie können Klemmvorrichtungen zum Sperren einer Fluidleitung sein.
In einigen Ausführungsformen weisen das Membransystem und/oder der Pumpschlauchsatz keine Ableitung für das zu fördernde Fluid zwischen zwei benachbarten Membranpumpen oder Pumpenmembranen oder stromauf oder stromab des am nächsten zu einer der Membranpumpen oder Pumpenmembranen gelegenen Ventils auf. Eine solche Ableitung, die in diesen Ausführungsformen allerdings nicht vorgesehen ist, könnte als Verbindung zu einem Auslass des Blutfilters oder Dialysators führen oder mit diesem verbunden sein.
In manchen Ausführungsformen ist das Membransystem integral mit dem Pumpschlauchsatz. In einigen Ausführungsformen ist der Pumpschlauchsatz aus dem Membransystem entnehmbar in dieses eingelegt. In manchen Ausführungsformen ist der Pumpschlauchsatz integraler Bestandteil des Blutschlauchsatzes, in anderen nicht.
In einigen Ausführungsformen ist das Verfahren druckgesteuert, die Steuervorrichtung entsprechend programmiert.
Manche oder alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen können einen, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen.
Mit dem erfindungsgemäßen Membranpumpensystem kann der Vorteil eines kontinuierlichen Fluidflusses erreicht werden. Dabei kann das Fluid in die erste Membranpumpe strömen, und bevor diese erste Membranpumpe gefüllt ist und der Fluidstrom in die erste Membranpumpe beendet wird, kann zusätzlich das Fluid in die zweite, fluidisch parallele Membranpumpe strömen. Dabei kann der Gesamt-Fluidstrom derart gesteuert werden, dass dieser über die Zeit kontinuierlich abläuft. Zum Beispiel kann beispielsweise der Fluidstrom in die erste Membranpumpe zu dem Zeitpunkt reduziert werden, zu dem der Fluidstrom in die zweite Membranpumpe beginnt, so dass die Summe des Fluidstroms gleich bleibt. Ebenso kann ein kontinuierlicher Rückfluss des Fluids durch entsprechend gezieltes Steuern des Befüllens beziehungsweise Leerens der dritten bzw. vierten Membranpumpe erreicht werden. Alternativ kann der Zustrom des Fluidflusses zu dem Membranpumpensystem kontinuierlich, der Abfluss aus dem Membranpumpensystem dagegen gepulst erfolgen.
Mittels der vorliegenden Erfindung kann z. B. bei der Blutbehandlung ein kontinuierlicher Blutfluss erzeugt werden.
Ein Patient, dessen Blut mittels des erfindungsgemäßen Membranpumpensystems zu dessen extrakorporalen Behandlung entnommen wird, erfährt damit vorteilhafterweise keine oder geringere Flussschwankungen bei der Entnahme seines Bluts, was von ihm zunächst einmal subjektiv als angenehmer empfunden werden kann.
Zudem kann mittels einer gleichmäßigen oder -förmigen Entnahme die Belastung auf die Fistel bzw. einen anderen Gefäßzugang gering gehalten werden, was nicht nur zu einer Steigerung des Wohlbefindens des Patienten führen kann, sondern auch der Fistel (Shunt) oder dem punktierten Gefäß und dessen „Lebensdauer“ zugutekommen kann.
Da erfindungsgemäß ein kontinuierlicher Fluss sichergestellt werden kann, welcher keine nennenswerte Abweichung von einem Mittelwert des Flusses aufzeigt, können erfindungsgemäß vergleichsweise hohe Förderraten eingestellt werden. Sie können deshalb eingestellt werden, da zum Erzielen eines vergleichsweise hohen Mittelwerts keine deutlich über diesem liegende Flussspitzen in Kauf genommen werden müssen.
Erfindungsgemäß kann eine Blutrückgabe an den Patienten auch gepulst, z. B. der Aufzeichnung mit einem EKG-Geräts (Elektrokardiografie) folgend, erfolgen, was ebenfalls von der vorliegenden Erfindung als Teil eines der Verfahren oder einer der Vorrichtung vorgesehen ist. Durch das Imitieren der menschlichen Herzaktion oder das Anpassen der Blutabgabe über die Auslassleitung mittels der vorliegenden Erfindung kann die Patientenverträglichkeit der Blutbehandlung gesteigert werden.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass bei Verwendung des erfindungsgemäßen Membranpumpensystems zum Fördern von Blut im Vergleich zu einer herkömmlichen, okkludierenden Blutpumpe, etwa einer Rollenpumpe, die Schädigung (Stichwort: Hämolyse) von Erythrozyten (roten Blutkörperchen) reduziert wird. Da z. B. bei chronischen Dialysepatienten aufgrund ihrer Niereninsuffizienz die Bildung von Erythrozyten zumeist beeinträchtigt ist, ist es dringend angezeigt, die vorhandenen Erythrozyten möglichst nicht zu schädigen. Die vorliegende Erfindung kann hierzu vorteilhaft beitragen.
Alle mit den erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Vorteile lassen sich in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ungeschmälert auch mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen erzielen, und umgekehrt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnung rein exemplarisch beschrieben. In ihr bezeichnen selbe Bezugszeichen gleiche oder selbe Komponenten. Für die Figuren gilt:

1 zeigt eine erfindungsgemäße Membranpumpe in einer exemplarischen Ausführungsform;
2 zeigt die erfindungsgemäße Membranpumpe in einer weiteren Ausführungsform in einer zweiteiligen Darstellung mit einem Pumpschlauchabschnitt mit einer Pumpenmembran, ebenfalls in einer exemplarischen Ausführungsform;
3 zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Membranpumpensystems in einer exemplarischen Ausführungsform;
4a bis 4d zeigen in vereinfachter Darstellung ein Fließbild eines erfindungsgemäßen Membranpumpensystems in einem ersten Pumpmodus, der einen kontinuierlichen Fluss zur Folge hat;
5 zeigt ein Verfahrensfließbild einer Blutbehandlungsvorrichtung als Beispiel eines erfindungsgemäßen Fördersystems mit einem erfindungsgemäßen Membranpumpensystem;
6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im ersten Pumpmodus;
7 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pumpschlauchabschnitts; und
8 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Membranpumpensystems mit Vorrichtungen zum Steuern des Flusses von Arbeitsfluid.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Membranpumpe 10 in einer exemplarischen Ausführungsform zum Aufnehmen eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen Pumpschlauchabschnitt 301, was jedoch erst in 2 gezeigt ist.
Die Membranpumpe 10 weist ein Pumpengehäuse 15 mit einem Inneren auf.
In 1 sowie in den nachfolgenden Figuren ist aus Gründen der Darstellung ein dem Betrachter zugewandter Teil des Pumpengehäuses 15 nicht dargestellt. Auf diese Weise ist der Blick frei auf ein im Gebrauch der Membranpumpe 10 durch das Pumpengehäuse 15 verdecktes Inneres, in welchem hier ein optionaler Membrankäfig 13 eingefügt ist. Dieser ist, sofern vorhanden, zumindest teilweise vom Pumpengehäuse 15 umgeben.
Der nur exemplarisch vorhandene Membrankäfig 13 ist hier vorzugsweise sphärisch (kugelförmig) ausgestaltet. Alternativ kann der Membrankäfig 13 als Ovoid (eiförmig) ausgestaltet sein. Er ist vorgesehen, einen Abschnitt eines Pumpschlauchabschnitts 301 (siehe 2), konkret eine Pumpenmembran 311 - ganz oder abschnittsweise - zu umgeben. Der Pumpschlauchabschnitts 301 und die von diesem umfasste Pumpenmembran 311 sind zu den folgenden Figuren näher beschrieben.
Der Membrankäfig 13 weist in dieser konkreten Ausführungsform auf seiner Mantelfläche Durchlassöffnungen auf. Die Durchlassöffnungen dienen in Gebrauch zum Durchlassen eines Arbeitsfluids durch die Mantelfläche des Membrankäfigs 13 hindurch.
Alternativ oder ergänzend ist der Membrankäfig 13 luftdurchlässig und z. B. perforiert ausgebildet.
Durchlassöffnungen können sich über den Umfang erstrecken, beispielsweise als Schlitze, runde Löcher oder Ähnliches.
Der Membrankäfig 13 ist somit ausgestaltet, ein von außen in das Innere des Pumpengehäuses 15 eingebrachtes Arbeitsfluid gleichmäßig durch die Durchgangsöffnungen hindurchtreten zu lassen, was eine gleichmäßige Druckverteilung auf einen Innenraum des Membrankäfigs 13 gewährleisten kann, insbesondere ein gleichmäßiges Erhöhen bzw. Verringern des Drucks im Inneren des Pumpengehäuses 15 und damit eine gleichmäßige Druckverteilung auf die Pumpenmembran 311.
Sowohl gasförmige („pneumatisch“) als auch flüssige („hydraulisch“) Arbeitsfluide können erfindungsgemäß zum Betreiben der Membranpumpe 10 verwendet werden. In der hier gezeigten Ausführungsform wird exemplarisch Luft als Arbeitsfluid verwendet.
Die dargestellte sphärische Ausgestaltung des Membrankäfigs 13 ist rein exemplarisch und beschränkt die Erfindung nicht auf diese Form des Membrankäfigs 13.
Der Membrankäfig 13 kann - wie optional auch das Pumpengehäuse 15 - einteilig oder aus mehreren Teilen ausgebildet sein, wie auch in 2 zu erkennen und nachstehend zu 2 genauer beschrieben ist.
Zur fluiddichten Aufnahme eines Abschnitts eines Pumpenschlauchabschnitts 301 (siehe 2), vorzugsweise seiner Pumpenmembran 311, sind in der Wandung des Pumpengehäuses 15 oder einer Verlängerung hiervon eine erste Öffnung 15in und eine zweite Öffnung 15out vorgesehen.
Das Pumpengehäuse 15 dient ferner der fluiddichten Aufnahme des bereits oben erwähnten Arbeitsfluids, welches im Gebrauch der Membranpumpe 10 im Inneren des Pumpengehäuses 15 auf die Außenwandung der Pumpenmembran 311 einwirken soll (siehe Beschreibung zu 3).
Zum Einbringen des Arbeitsfluids aus einer Quelle Q in das Innere des Pumpengehäuses 15 hinein weist Letzteres eine Zufuhröffnung 17, geeignet zu ihrer Verbindung mit einer Zufuhrleitung 17a, auf. Rein optional ist ergänzend eine Abfuhröffnung 19 vorgesehen, geeignet zu ihrer Verbindung mit einer Abfuhrleitung 19a, zum Abführen des Arbeitsfluids aus dem Inneren des Pumpengehäuses 15.
Mittels eines Ventils 17b in der Zufuhrleitung 17a und eines Ventils 19b in der Abfuhrleitung 19a, sofern vorhanden, kann die Zufuhr und die Abfuhr des Arbeitsfluids gesteuert werden. Wenigstens eines dieser Ventile 17b, 19b kann beispielweise als Magnetventil ausgebildet sein. Dabei kann durch gezielte Steuerung des Ventils, beziehungsweise der Ventile, eine Puls-Weiten-Modulation und/oder Puls-Frequenz-Modulation den Druckverlauf des Arbeitsfluids derart beeinflussen, so dass sowohl eine kontinuierliche Förderung als auch eine gepulste Förderung des Fluids möglich ist.
Bei einer, z. B. hydraulischen oder pneumatischen, Steuerung kann dabei beispielsweise das Ventil 17b in der Zufuhrleitung 17a zum Erhöhen des Drucks im Inneren (oder zum Erzeugen eines Überdruck darin) dienen, das Ventil 19b in der Abfuhrleitung 19a kann zum passiven Auslassen des Arbeitsfluids und folglich zum Senken des Drucks im Inneren dienen. Alternativ oder ergänzend kann mittels des Ventils 19b über die Abfuhröffnung 19 aktiv ein Druckabfall im Inneren erzeugt oder Unterdruck angelegt werden.
Alternativ kann anstelle einer Zufuhröffnung und einer Abfuhröffnung nur eine einzige Öffnung zum Zu- und Abführen des Arbeitsfluids vorgesehen sein. In diesen Ausführungsformen kann diese Öffnung sowohl zum Senken des Drucks als auch zum Erhöhen des Drucks, z. B. wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sein oder verwendet werden.
Optional können den Ventilen 17b und/oder 19b Hydrophobfilter 17c bzw. 19c in Strömungsrichtung vor- oder nachgeschaltet sein. Beispielsweise können diese Hydrophobfilter 17c, 19c zwischen der Zufuhr- bzw. Abfuhröffnung 17, 19 und dem jeweiligen Ventil 17b bzw. 19b in der Zufuhrleitung 17a und oder der Abfuhrleitung 19a liegen. Hydrophobfilter wie die Hydrophobfilter 17c, 19c schützen die Blutbehandlungsvorrichtung 100 oder das Fördersystem vor deren/dessen Kontamination bei einer Leckage der Membranpumpe 10, 20, 30, 40 im Membrankäfig 13, 23, 33, 43.
Darüber hinaus schützen Hydrophobfilter auch die pneumatische Anlage, da sie z. B. in Pneumatikleiterplatten integriert sein kann und daher besonders anfällig für Verunreinigungen ist.
2 zeigt die erfindungsgemäße Membranpumpe 10 in einer weiteren, optional zweiteiligen Ausführungsform, gemeinsam mit einem erfindungsgemäßen Pumpschlauchabschnitt 301 mit einer Pumpenmembran 311, in ebenfalls einer exemplarischen Ausführungsform.
2 ist zu entnehmen, dass, wie vorstehend bereits erwähnt, das Pumpengehäuse 15 aus zwei oder mehr Teilen oder, wie hier, aus zwei Hälften 15a, 15b gebildet sein kann oder solche aufweisen kann. Sind zwei Hälften 15a, 15b vorgesehen, so können diese optional identisch oder symmetrisch zueinander ausgebildet sein.
Die zweiteilige Ausgestaltung kann z. B erlauben, die Membranpumpe 10 teils als Teil einer Fördervorrichtung, beispielsweise der Blutbehandlungsvorrichtung 100 der 5 und insbesondere auf ihrer Aktor-Sensor-Platte, und teils in oder auf einer Tür derselben vorzusehen.
Zwischen die Teile oder Hälften kann die Pumpenmembran 311 des Pumpschlauchabschnitts 301 eingelegt werden.
Liegen zwei Hälften vor, so ist vorzugsweise sichergestellt, dass die beiden Hälften des Pumpengehäuses 15a und 15b miteinander dicht verschlossen werden können.
Die Pumpenmembran 311 ist aus einem vorzugsweise elastischen Material ausgebildet oder weist ein solches auf, und kann die Form eines Ballons haben. Alternativ oder ergänzend ist die Pumpenmembran 311 mit einer Materialreserve ähnlich einem Faltenbalg ausgestaltet. Ein von der Pumpenmembran 311 umgebener Raum ist damit volumenveränderbar.
Die Pumpenmembran 311 kann, wie im Beispiel der 1, als kugelförmiger oder länglicher, z. B. zumindest abschnittsweise zylindrischer Ballon oder als Ovoid ausgeformt sein und sich vorzugsweise an die Form des Membrankäfigs 13 bei ihrer Ausdehnung anpassen. Sie weist eine Einlassleitung 301in und eine Auslassleitung 301out auf. Eine mögliche Strömungsrichtung des zu fördernden Fluids ist in 2 durch einen dünnen Pfeil angedeutet.
Das elastische Material der Pumpenmembran 311 ist oder umfasst Gummi, Biofine® oder ein anderes, vorzugsweise elastisches, Material.
Alternativ kann der Membrankäfig 13 integral ausgebildet sein und nur das Pumpengehäuse 15 aus mehreren Teilen bestehen.
Die Zufuhr- und Abfuhröffnungen 17 bzw. 19 für das Arbeitsfluid können, wie in der Ausgestaltung der 2, an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 15 vorgesehen sein. Alternativ können die Zufuhr- und Abfuhröffnungen 17 bzw. 19 nebeneinander auf derselben Seite des Pumpengehäuses 15 vorliegen, wie dies in 1 gezeigt ist.
3 zeigt einen schematischen Aufbau einer exemplarischen ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Membranpumpensystems 50.
Das Membranpumpensystem 50 dieser oder jeder anderen Ausführungsform dient im Gebrauch beispielsweise zu seiner Verwendung mit einer in 5 gezeigten Blutbehandlungsvorrichtung 100. Letztere ist wiederum als Beispiel eines erfindungsgemäßen Fördersystems zu verstehen.
3 zeigt ferner einen erfindungsgemäßen Pumpenschlauchabschnitt 301 in einer weiteren, exemplarischen Ausführungsform mit exemplarisch vier Pumpenmembranen 311, 321, 331, 341. Jede von ihnen ist bestimmungsgemäß in das Innere jeweils eines Pumpengehäuses 15, 25, 35, 45 der Membranpumpen 10, 20, 30 und 40 des Membranpumpensystem 50 eingelegt.
Das Membranpumpensystem 50 der 3 weist - wie bereits die Membranpumpe 10 der 2 - eine Einlassleitung 301in für das zu förderndes Fluid und eine Auslassleitung 301out für dieses Fluid auf.
Im Beispiel der 3 weist das Membranpumpensystem 50 somit exemplarisch vier Membranpumpen 10, 20, 30 und 40 auf. Sie können Teil einer Kassette oder eines anderen Bauteils, vorzugweise aus Kunststoff und vorzugsweise als Wegwerfartikel konzipiert, sein. Jede einzelne Membranpumpe 10 kann in Aufbau und Funktion identisch zur erfindungsgemäßen Membranpumpe 10 sein, wie sie exemplarisch z. B. in 1 und 2 gezeigt ist.
Die Membranpumpen 10, 20, 30 und 40 werden mittels der gemeinsamen Einlassleitung 301in mit dem zu fördernden Fluid versorgt, welches sie gemeinsam in Richtung der gemeinsamen Auslassleitung 301out fördern. Die Strömungsrichtung des zu fördernden Fluids ist jeweils mit einem Pfeil an der Einlassleitung 301in bzw. der Auslassleitung 301out angegeben.
Wie in 3 weiter gezeigt ist, verzweigt sich die Einlassleitung 301in in zwei parallele Leitungszweige 301a und 301b, die sich weiter stromab wieder zur gemeinsamen Auslassleitung 301out vereinen.
In jedem dieser Leitungszweige 301a und 301b sind jeweils zwei der zuvor beschriebenen Membranpumpen 10 und 30 bzw. 20 und 40 jeweils in Reihe geschaltet angeordnet und somit fluidisch verbunden.
Zu förderndes Fluid, das durch jeweils die - in der gezeigten Strömungsrichtung - erste dieser Membranpumpen, also die Membranpumpen 10 bzw. 20, gefördert wird, strömt somit anschließend durch die jeweils zweite dieser Membranpumpen, also die Membranpumpen 30 bzw. 40, da die Membranpumpe 30 zu der Membranpumpe 10 und die Membranpumpe 40 zu der Membranpumpe 20 jeweils in Reihe geschaltet sind (Reihenschaltung).
Fluid, das durch den Leitungszweig 301a mit den Membranpumpen 10 und 30 strömt, strömt, bevor es das Membranpumpensystem 50 verlässt, in dem ersten hierin beschriebenen Pumpenmodus, also nicht auch durch die auf oder in dem anderen Leitungszweig 301b angeordneten Membranpumpen, also die Membranpumpen 20 und 40 (und umgekehrt), da diese zu den Membranpumpen 10 und 30 parallel, nicht aber in Reihe, geschaltet sind (Parallelschaltung).
Anstelle von zwei entlang eines jeden Leitungszweigs 301a, 301b vorgesehenen Membranpumpen 10 und 30 bzw. 20 und 40 können jeweils mehr oder weniger Membranpumpen in jedem Leitungszweig 301a, 301b vorgesehen sein. Die Anzahl der Membranpumpen, die im Leitungszweig 301a vorgesehen ist, kann wie in 3 optional der Anzahl an Membranpumpen im Leitungszweig 301b entsprechen.
Optional weist jede der Membranpumpen 10, 20, 30 und 40 eine eigene Zufuhrleitung 17a, 27a, 37a, 47a und weiter optional eine eigene Abfuhrleitung 19a, 29a, 39a, 49a, sofern vorgesehen, auf, wodurch die Membranpumpen 10, 20, 30 und 40 jeweils getrennt voneinander mittels Arbeitsfluids ansteuerbar sind.
Aufgrund ihrer teils parallelen Anordnung, teils Reihenanordnung zueinander, kann ein kontinuierlicher Fluss des zu fördernden Fluids, also z. B. ein kontinuierlicher Blutfluss, erreicht werden. Unterstützt werden kann dies durch geeignetes Betätigen der Ventile 17b, 27b, 37b und/oder 47b in den Zufuhrleitungen 17a, 27a, 37a bzw. 47a und der Ventile 19b, 29b, 39b und/oder 49b in den Abfuhrleitungen 19a, 29a, 39a bzw. 49a, analog der Darstellung in 1. Die genannten Ventile sind optional unabhängig voneinander mittels einer hierzu konfigurierten und/oder programmierten Steuervorrichtung 150 (siehe 5) ansteuerbar, d. h. ein Fluss von Arbeitsfluid durch sie kann mittels der Steuervorrichtung 150 geöffnet bzw. geschlossen werden. Optional kann der Durchfluss des Ventils in seiner Stärke gesteuert oder geregelt werden.
Zwischen den in Reihe angeordneten Membranpumpen 10 und 30 bzw. 20 und 40, vor den jeweils relativ gesehen stromauf liegenden Membranpumpen 10 und 20 und/oder nach den jeweils relativ gesehen stromab liegenden Membranpumpen 20 und 40 können ebenfalls Ventile in den Leitungszweigen 301a und 301b angeordnet sein, wie dies in 3 exemplarisch gezeigt ist. Diese Ventile werden hierin mit V1 (für das Ventil stromauf der Membranpumpe 10), V2 (für das Ventil stromauf der Membranpumpe 20), V3 (für das Ventil stromab der Membranpumpe 10 aber stromauf der Membranpumpe 30) und V4 (für das Ventil stromab der Membranpumpe 20 aber stromauf der Membranpumpe 40) bezeichnet. Das Ventil stromab der Membranpumpe 30 ist mit V5 und das Ventil stromab der Membranpumpe 40 mit V6 bezeichnet.
Hierbei können V1 sowie V2 gleichzeitig geöffnet sein, das heißt der erste Leitungszweig 301a sowie der zweite Leitungszweig 301b können parallel gefüllt werden. Dabei kann insbesondere V2 geöffnet werden kurz bevor der erste Leitungszweig 301a vollständig gefüllt ist und V1 geschlossen wird. Durch gezielte Steuerung der Ventile 17b, 19b beziehungsweise 27b, 29b kann damit ein kontinuierlicher Flussstrom erreicht werden. Hierzu wird bei einer gleichzeitigen Öffnung von V1 und V2 der Flussstrom im ersten Leitungszweig 301a und im zweiten Leitungszweig 301b jeweils derart geregelt, dass die Summe oder Rate des geförderten Fluids der Summe oder Rate des geförderten Fluids zu dem Zeitpunkt entspricht, zu welchem nur ein Ventil, etwa V1, geöffnet war. Diese Flussratensteuerung ist möglich, da trotz gleichzeitiger Öffnung von V1 und V2 die Ventile V3 und V4 geschlossen sind, aber gleichzeitig durch das Öffnen der Ventile V5 und/oder V6 ein Rückfluss des Fluids möglich ist. Mit anderen Worten kann ein Zufluss zeitlich mit einem Abfluss des geförderten Fluids stattfinden, da die Ventile V3 und V4 die Zuflussseite von der Abflussseite trennen. Vor einer Verzweigung der Einlassleitung 301in in die zwei parallelen Leitungszweige 301a und 301b kann ein weiteres Ventil V7 vorgesehen sein, nach einer erneuten Zusammenführung der zwei parallelen Leitungszweige 301a und 301b stromab der Membranpumpen 10 und 30 bzw. 20 und 40 zur gemeinsamen Auslassleitung 301out kann ein weiteres Ventil V8 vorgesehen sein.
Die Ventile V1 bis V8 sind optional unabhängig voneinander mittels der hierzu konfigurierten und/oder programmierten Steuervorrichtung 150 (siehe 5) ansteuerbar, d. h. ein Fluss durch sie kann z. B. mittels der Steuervorrichtung 150 zugelassen oder verhindert werden.
Ausführungen, die zur Membranpumpe 10 der 1 und 2 gemacht sind, treffen in einigen Ausführungsformen ungeschmälert auch auf die Membranpumpen 10, 20, 30 und/oder 40 des Membransystems 50 zu.
Die 4a bis 4d zeigen in stark vereinfachter Darstellung ein Fließbild eines erfindungsgemäßen Membranpumpensystems 50 in einem ersten Pumpmodus, der einen kontinuierlichen Fluss, z. B. Blutfluss, zur Folge hat. Die Bezugszeichen beziehen sich dabei u. a. auf die Darstellung der 3. Sie sind der Übersichtlichkeit halber nur in 4a vorgesehen.
Die Membranpumpen 10, 20, 30, 40 mit den darin angeordneten Pumpenmembranen (311, 321, 331, 341, in 4a bis 4d nicht gezeigt, siehe bitte 3) sind durch Vierecke repräsentiert. Dabei stellen schraffierte Vierecke, Membranpumpen dar, die augenblicklich entweder befüllt werden oder bereits befüllt sind. Die gepunkteten Vierecke stellen Membranpumpen dar, die augenblicklich entweder entleert werden oder bereits entleert sind.
Die Fluidwege für das zu fördernde Fluid (welche z. B. als Leitungen im Hartkörper einer Fluidkassette, Schläuche, usw. ausgestaltet sein können) eines erfindungsgemäßen Pumpschlauchabschnitts 301 sind durch Verbindungslinien dargestellt.
Auf diesen Verbindungslinien befinden sich die Ventile V1 bis V8, dargestellt als Kreise. Der geöffnete Zustand der Ventile V1 bis V8 entlang der Fluidwege ist jeweils als weißer Kreis mit schwarzem Rand dargestellt. Der geöffnete Zustand erlaubt einen Fluss über das Ventil hinweg oder hindurch. Ist der Kreis schwarz gefüllt, so ist ein Fluss über das entsprechende Ventil unterbunden.
4a zeigt ein initiales Befüllen der Pumpenmembran 311 der Membranpumpe 10. Hierfür sind die Ventile V7 und V1 geöffnet, alle weiteren Ventile, zumindest aber V2 und V3, sind geschlossen. Das zu fördernde Fluid kann entlang des ersten Leitungszweigs 301a in die Membranpumpe 10 gefördert werden, was z. B. durch Anlegen eines Unterdrucks im Inneren des Gehäuses 15 der Membranpumpe 10 mittels der Leitungen 17a und 17b, siehe 1, erfolgen kann. Da der zweite Leitungszweig 301b mittels des Ventils V2 verschlossen ist und der im Inneren des Pumpengehäuses 15 in der Membranpumpe 10 erzeugte Druckabfall das umschlossene Volumen der Pumpenmembran 311 vergrößert, was wiederum innerhalb der Pumpenmembran 311 einen Saugeffekt auslöst, wird das zu fördernde Fluid aus der Einlassleitung 301in kommend entlang des ersten Leitungszweig 301a in die Membranpumpe 10 hineingefördert. Die Pumpenmembran 311 wird somit, ganz oder teilweise, mit zu förderndem Fluid befüllt. Dieser Zustand ist in 4a wie auch im Folgenden mittels Schraffur dargestellt.
Der in 4b gezeigte Schritt schließt sich an den in 4a gezeigten Schritt direkt oder nach nicht dargestellten Zwischenschritten an. 4b zeigt das initiale Befüllen der Pumpenmembran 321 der Membranpumpe 20 entlang des zweiten Leitungszweigs 301b analog zum Befüllen der Pumpenmembran 311 in 4a. Hierzu sind die Ventile V7 und V2 geöffnet, V1 und V4 jedoch geschlossen.
Vorzugsweise gleichzeitig (oder nacheinander oder zeitlich überlappend) hierzu wird mittels Öffnens des Ventils V3 im ersten Leitungszweig 301a das zu fördernde Fluid aus - und mittels - der Pumpenmembran 311 in das Innere der Pumpenmembran 331 gefördert. Gegen Ende der in 4b betrachteten Pumpaktivität sind die Pumpenmembranen 321 und 331 gefüllt und daher in 4b schraffiert.
4c zeigt ein sich an den Schritt der 4b direkt oder nach Zwischenschritten anschließendes Fördern des Fluids entlang des zweiten Leitungszweigs 301b vom Inneren der Pumpenmembran 321 der Membranpumpe 20 in das Innere der Pumpenmembran 341 der Membranpumpe 30, analog zu der in 4b gezeigten Pumpaktion im ersten Leitungszweig 301a. Hierzu wird das Ventil V4 bei geschlossenem Ventil V6 geöffnet und das zu fördernde Fluid in Pfeilrichtung gefördert.
Vorzugsweise gleichzeitig (oder nacheinander oder zeitlich überlappend) hierzu wird im ersten Leitungszweig 301a das zu fördernde Fluid aus dem Innern der Pumpenmembran 331 der Membranpumpe 30 bei geschlossenem Ventil V3 heraus und bei geöffneten Ventilen V5 und V8 entlang der Auslassleitung 301out aus dem Pumpenmembransystem 50 herausgefördert.
4d zeigt die Schritte, die bereits zu 4c beschrieben wurden, spiegelverkehrt.
Die Pumpenaktivitäten, wie sie in 4c und 4d gezeigt sind, wechseln sich in der Folge alternierend ab. Auf diese Weise werden die Pumpenmembranen 311, 321, 331, 341 des ersten Leitungszweigs 301a und des zweiten Leitungszweigs 301b jeweils abwechselnd gefüllt und geleert. Da so pro Pumpenhub stets entweder die Pumpenmembran 331 der Membranpumpe 30 des ersten Leitungszweigs 301a oder die Pumpenmembran 341 der Membranpumpe 40 des zweiten Leitungszweigs 301b in Richtung der (gemeinsamen) Auslassleitung 301out entleert wird, kann ein kontinuierlicher Fluss resultieren, der hohe Förderraten erlauben kann.
Über diese Art der Pumpenaktivitäten kann auch mittels Pulse Width Modulation (PWM) und/oder Pulse Frequency Modulation (PFM) die Förderrate vorteilhaft und/oder bedarfsgerecht angepasst werden.
Bei der PWM wird der Fluss eines Fördervolumens bei gleichbleibender Frequenz angepasst. Beispielsweise steigt in der Auslassleitung 301out der Druck entsprechend an und flacht gegen Ende wieder ab, um weder die Leitung, das Disposable noch den Patienten durch die Druckunterschiede negativ zu beeinflussen (vgl. Resonanzkurve bei einer logarithmischen Auftragung der Amplitude über der Erregerfrequenz, siehe Q-Faktor).
Im Gegensatz zur PWM, bei welcher die Pulsbreite bei konstanter Erregerfrequenz variiert, wird bei PFM für eine vorgesehene Pulsbreite die Frequenz variiert. D. h., das konstante Fördervolumen kann in variabler Frequenz gefördert werden. So erlaubt es das PFM, einen Herzschlag durch Frequenzänderung im Ablauf zu simulieren (Systole, Diastole, und Pausen im Übergang dieser beiden Phasen). So kann auch auf den Kreislauf des Patienten positiv eingewirkt werden. Für den größtmöglichen Benefit für den Patienten kann der Verlauf des Pumpvorgangs am Ausgang mittels PFM und PWM entsprechend der Behandlung dynamisch angepasst werden.
5 zeigt in stark vereinfachter Darstellung das Verfahrensfließbild einer Blutbehandlungsvorrichtung 100, optional verbunden mit einem erfindungsgemäßen extrakorporalen Blutschlauchsatz 300, im Folgenden auch als Blutkreislauf 300 bezeichnet, und einem Abflussschlauchsystem 102, das zu einem optionalen Effluentbeutel oder -abfluss 400 führt. Der optionale extrakorporale Blutkreislauf 300 weist eine erste Leitung 301, hier in Form eines arteriellen Leitungsabschnitts, auf, die dem erfindungsgemäßen Pumpschlauchabschnitt 301 entspricht oder diesen aufweist.
Die erste Leitung 301 steht in Fluidverbindung mit einer Blutbehandlungseinrichtung, hier exemplarisch einem Blutfilter oder Dialysator 303. Der Blutfilter 303 weist eine Dialysierflüssigkeitskammer 303a und eine Blutkammer 303b auf, welche durch eine zumeist semi-permeable Membran 303c voneinander getrennt sind.
Der extrakorporale Blutkreislauf 300 weist ferner wenigstens eine zweite Leitung 305, hier in Form eines venösen Leitungsabschnitts, auf. Sowohl die erste Leitung 301 als auch die zweite Leitung 305 können zu ihrer Verbindung mit dem Gefäßsystem des nicht dargestellten Patienten dienen.
Die erste Leitung 301 ist optional mit einer (ersten) Schlauchklemme 302 zum Sperren oder Schließen der Leitung 301 verbunden. Die zweite Leitung 305 ist optional mit einer (zweiten) Schlauchklemme 306 zum Sperren oder Schließen der Leitung 305 verbunden.
Die in 4 nur durch einige ihrer Vorrichtungen und schematisch repräsentierte Blutbehandlungsvorrichtung 100 weist statt einer herkömmlichen, zumeist als Rollenpumpe ausgestalteten Pumpe zum Fördern von Blut das erfindungsgemäße Membranpumpensystem 50 als Blutpumpe auf. Das Membranpumpensystem 50 fördert während der Behandlung des Patienten Blut durch Abschnitte des extrakorporalen Blutkreislaufs 300 und in Richtung zum Blutfilter oder Dialysator 303, wie die kleinen Pfeilspitzen zeigen.
Mittels einer Pumpe für Dialysierflüssigkeit 121, die als Rollenpumpe oder als anderweitig okkludierende Pumpe ausgestaltet sein kann, wird frische Dialysierflüssigkeit aus einer Quelle 200 entlang der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 in die Dialysierflüssigkeitskammer 303a gepumpt. Die Dialysierflüssigkeit verlässt die Dialysierflüssigkeitskammer 303a als Dialysat, ggf. angereichert durch Filtrat, in Richtung des Effluentbeutels 400 oder eines Abflusses und wird hierin auch als Effluent bezeichnet.
Die Quelle 200 kann beispielsweise ein Beutel oder ein Container sein. Die Quelle 200 kann ferner eine Fluidleitung sein, aus der online und/oder kontinuierlich erzeugte oder gemischte Flüssigkeit bereitgestellt wird, z. B. ein Hydraulikausgang oder -anschluss der Blutbehandlungsvorrichtung 100.
Eine weitere Quelle 201 mit Substituat kann optional vorgesehen sein. Sie kann der Quelle 200 entsprechen oder eine eigene Quelle sein.
Eine nur angedeutete Steuer- oder Regelvorrichtung 150 kann dazu konfiguriert sein, die Blutbehandlungsvorrichtung 100 zu regeln oder zu steuern.
Zusätzlich zum erfindungsgemäßen Membranpumpensystem 50 weist die in 4 gezeigte Anordnung ferner rein optional eine Reihe weiterer, jeweils optionaler Pumpen, nämlich die Pumpe 111 für Substituat, die Pumpe 121 für Dialysierflüssigkeit und die Pumpe 131 für das Effluent auf. Auch diese Pumpen könnten durch ein erfindungsgemäßes Membranpumpensystem 50 ersetzt werden.
Die Pumpe 121 ist vorgesehen, um Dialysierflüssigkeit aus einer Quelle 200, beispielsweise einem Beutel, heraus und über eine optional vorhandene Beutelheizung H2 mit einem Heizbeutel dem Blutfilter 303 mittels der Dialysierflüssigkeitszulaufleitung 104 zuzuführen.
Die auf diese Weise zugeführte Dialysierflüssigkeit tritt über eine Dialysatablaufleitung 102, unterstützt durch die optionale Pumpe 131, wieder aus dem Blutfilter 303 aus und kann verworfen werden.
Stromauf des Membranpumpensystems 50 als Blutpumpe ist ein optionaler arterieller Sensor PS1 vorgesehen. Während einer Behandlung des Patienten misst er den Druck in der arteriellen Leitung.
Stromab des Membranpumpensystems 50, jedoch stromauf des Blutfilters 303 und, falls vorgesehen, stromaufwärts einer Zugabestelle 70 für Heparin, ist ein weiterer, optionaler Drucksensor PS2 vorgesehen. Er misst den Druck stromauf des Blutfilters 303 („prä-Hämofilter“).
Ein wiederum weiterer Drucksensor kann als PS4 stromab des Blutfilters 303, jedoch vorzugsweise stromauf der Pumpe 131, in der Dialysatablaufleitung 102 zum Messen des Filtratdrucks des Blutfilters 303 vorgesehen sein.
Blut, das den Blutfilter 303 verlässt, durchströmt eine optionale venöse Blutkammer 71, welche eine Entlüftungseinrichtung 73 und/oder einen weiteren Drucksensor PS3 aufweisen kann.
Die in 4 gezeigte Steuer- oder Regelvorrichtung 150 kann mit jeder der hierin genannten Komponenten - jedenfalls oder insbesondere mit dem Membranpumpensystem 50 - in kabelgebundener oder kabelloser Signalverbindung zur Steuerung oder Regelung der Blutbehandlungsvorrichtung 100 stehen.
Die optionale Pumpe 111 ist vorgesehen, um Substituat aus der optionalen Quelle 201, beispielsweise einem Beutel, heraus und über eine optional vorhandene Beutelheizung H1 mit einem Heizbeutel der zweiten Leitung 305 zuzuführen.
6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im ersten Pumpmodus, wobei im Folgenden auf die in 3 verwendeten Bezugszeichen des Membranpumpensystems 50 zurückgegriffen wird.
Das Verfahren umfasst in dieser Ausführungsform mit dem Schritt S1 das Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Membranpumpensystems 50, welches optional Teil eines erfindungsgemäßen Fördersystems, z. B. einer Blutbehandlungsvorrichtung 100 sein kann. Das Membranpumpensystem 50 ist bereits mittels seiner Zufuhrleitungen 17a, 27a, 37a, 47a und, falls vorhanden, seiner Abfuhrleitungen 19a, 29a, 39a, 49a mit einer Quelle Q für ein Arbeitsfluid, z. B. Druckluft, verbunden. Ebenso stehen Aktoren bereit, um die vorhandenen Sperrelemente wie Ventile oder dergleichen zu betätigen, soweit nötig. Eine Steuervorrichtung zum Regeln oder Steuern der Ventile ist ebenfalls vorgesehen und entsprechend programmiert. Die Steuervorrichtung, welche zum Steuern oder Regeln des erfindungsgemäßen Membransystems 50 programmiert ist, kann hier wie in jeder anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform Teil z. B. der Steuervorrichtung 150 sein, welche das Fördersystems oder die Blutbehandlungsvorrichtung 100, steuert oder regelt, oder eine hiervon unabhängige Einheit.
Schritt S2 repräsentiert das Öffnen des Ventils 19b und damit das Öffnen der Abfuhrleitung 19a. Über die Abfuhröffnung 19 wird, soweit vorhanden, entlang der Abfuhrleitung 19a ein im Inneren des Pumpengehäuses 15 vorhandenes Arbeitsfluid abgeführt und/oder optional ein Unterdruck erzeugt. Durch den hierdurch bewirkten Unterdruck oder den Abfall des Drucks im Inneren des Pumpengehäuses 15 nimmt das von der Pumpenmembran 311 umschlossene Volumen zu, was insbesondere bei geschlossenem Ventil 17b innerhalb der Membranpumpe 10 wiederum einen Druckabfall oder Unterdruck erzeugt, der seinerseits das zu fördernde Fluid, hier Blut, entlang des Leitungsabschnitts 301a in das von der Pumpenmembran 311 umschlossene Volumen zieht.
Schritt S3 erfolgt, wenn das Volumen innerhalb der Pumpenmembran 311 gefüllt ist, d. h., wenn dessen Füllvorgang abgeschlossen ist oder als beendet gilt. S3 stellt das Schließen der Ventile V1 und 19b sowie das Öffnen der Ventile V3 und 17b dar. Dies bewirkt die Zufuhr von Arbeitsfluid entlang der Zufuhrleitung 17a in das Innere des Pumpengehäuses 15 und damit eine Erhöhung des Drucks auf die Pumpenmembran 311, insbesondere bei geschlossenem Ventil 19b. Das zu fördernde Fluid wird hierdurch in Richtung der Membranpumpe 30 gefördert.
Vorzugsweise gleichzeitig (oder nacheinander oder zeitlich überlappend) zum Füllen des Pumpengehäuses 15 kann in Verfahrensschritt S3 ein Senken des Drucks oder Anlegen eines Unterdrucks in der Membranpumpe 30 mittels Schließens der Ventile V5 und ggf. 37b und Öffnen des Ventils 39b veranlasst werden. Hierdurch kann Arbeitsfluid aus dem Inneren des Pumpengehäuses 35 der Membranpumpe 30 entweichen, und im Inneren kann (analog zu Schritt S2) ein Unterdruck erzeugt werden. Aufgrund des Unterdrucks im Pumpengehäuse 35 wird das Volumen innerhalb der Pumpenmembran 31 erhöht und damit innerhalb der Membranpumpe 30 wiederum ein Druckabfall oder ein Unterdruck erzeugt. Dieser unterstützt die Förderung des zu fördernden Fluids vom Volumen innerhalb der Pumpenmembran 311 der Membranpumpe 10 in das Volumen innerhalb der Pumpenmembran 331 im Inneren der Membranpumpe 30.
Schritt S4 erfolgt, wenn das umschlossene Volumen der Pumpenmembran 331 gefüllt ist, d. h., wenn deren Füllvorgang abgeschlossen ist oder als beendet gilt. S4 stellt das Schließen der Ventile V3 und 39b sowie das Öffnen der Ventile V5, 37a und ggf. V8 dar. Dies bewirkt die Zufuhr von Arbeitsfluid in das Innere des Pumpengehäuses 35 und damit eine Erhöhung des Drucks auf die Pumpenmembran 331. Hierdurch nimmt das Volumen innerhalb der Pumpenmembran 331 ab. Das zu fördernde Fluid wird damit aus dem Inneren der Membranpumpe 30 heraus und weiter entlang der Leitung 301a gefördert.
Analog zu dem Verfahren im Inneren der Membranpumpen 10 und 30 kann parallel, insbesondere zeitgleich oder zeitlich überlappend der analoge Verfahrensschritt S4 in weiteren Membranpumpen erfolgen, hier in den beiden Membranpumpen 20 und 40 aus 3, die nicht in Reihe zu den Membranpumpen 20 und 40, sondern parallel zu diesen vorliegen.
Verfahrensschritt S5 repräsentiert damit das mehrfache Wiederholen des Verfahrensschritts S4 alternierend in beiden Leitungsabschnitten 301a und 301b.
7 zeigt in vereinfachter Darstellung eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pumpschlauchabschnitts 301.
Der Pumpschlauchabschnitt 301 kann als Wegwerfartikel (Disposable) vorgesehen sein.
Der Pumpschlauchabschnitt 301 dient zum Aufnehmen und Abgeben eines zu fördernden Fluids, vorzugsweise innerhalb eines erfindungsgemäßen Fördersystems, beispielsweise in der Blutbehandlungsvorrichtung 100.
Der Pumpschlauchabschnitt 301 weist eine Einlassleitung 301in und eine Auslassleitung 301out auf. Dazwischen ist der Fluidweg in zwei parallele Leitungszweige 301a und 302b geteilt. Diese beiden Leitungszweige weisen jeweils zwei Abschnitte mit Pumpenmembranen 311 und 331 bzw. 321 und 341 auf. Die Pumpenmembranen 311, 321, 331 und 341 sind hier jeweils exemplarisch in Form eines im Schnitt längsgestreckten oder ovalen Ballons ausgestaltet. Diese Ausgestaltung ist in keinem Fall beschränkend zu verstehen.
Die Pumpenmembranen 311, 321, 331 und 341 können einen anderen, vorzugsweise niedrigeren, E-Modul aufweisen als die sie verbindenden Leitungsabschnitte. Die Pumpenmembranen 311, 321, 331 und 341 sind ausgestaltet und/oder vorgesehen, sie jeweils in eine Membranpumpe 10, 20, 30, 40 des Membranpumpensystems 50 einzulegen. Sie können extrudierfähig sein.
Die Ansatzpunkte für Ventile V1 bis V8 sind am Pumpschlauchabschnitt 301 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet, diese können in manchen Ausführungsformen auch Ventilverschweißungen sein.
Der Pumpschlauchabschnitt 301 kann wenigstens einen Ankoppelpunkt A aufweisen, mit welchem er an einem erfindungsgemäßen Fördersystem, beispielsweise an einer Blutbehandlungsvorrichtung 100, vorzugsweise lösbar, befestigt bzw. angekoppelt werden kann.
Im Beispiel der 7 ist der Pumpschlauchabschnitt 301 ein passives Element ohne eigene Mechanik.
Der Pumpschlauchabschnitt 301 weist in der vorliegenden Ausführungsform eine achsensymmetrische Bauweise auf. Er ist sowohl zu seiner Längs- als auch zu seiner Querachse symmetrisch. So ist es nicht möglich, den Schlauch falsch in ein Fördersystem (z. B. die Blutbehandlungsvorrichtung 100) einzulegen.
Der erfindungsgemäße Pumpschlauchabschnitt 301 der 7 kann, wie in jeder anderen Ausführungsform hiervon auch, Teil eines erfindungsgemäßen Blutschlauchsatzes 300 sein, wie er z. B. in 5 gezeigt ist.
Der erfindungsgemäße Blutschlauchsatz 300 kann eine Blutbehandlungseinrichtung, hier exemplarisch einen Blutfilter oder Dialysator 303 aufweisen oder mittels entsprechender Verbindung zur Verbindung mit diesem vorbereitet sein.
Der erfindungsgemäße Blutschlauchsatz 300 kann ferner wenigstens eine zweite Leitung 305, hier in Form eines venösen Leitungsabschnitts, aufweisen.
8 zeigt eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Membranpumpensystems 50 mit Vorrichtungen zum Steuern des Flusses von Arbeitsfluid mittels einer Steuervorrichtung 150 eines erfindungsgemäßen Fördersystems, beispielsweise der Blutbehandlungsvorrichtung 100.
Auf der linken Seite ist ein zusätzliches Ventil Vin zu sehen, mittels welchem der „Zufuhrseite“ Arbeitsfluid aus einer Quelle Q zugeführt werden kann. Auf der rechten Seite ist ein zusätzliches Ventil Vout zu sehen, mittels welchem von der „Abfuhrseite“ Arbeitsfluid abgeführt und optional verworfen oder der Quelle Q wieder zugeführt werden kann.
Zwischen der linken „Zufuhrseite“ und der rechten „Abfuhrseite“ befindet sich einerseits ein Druckmesser P_Diff, mittels welchem die Druckdifferenz zwischen „Zufuhrseite“ und „Abfuhrseite“ ermittelt werden kann. Ferner ist dort ein Ventil V_B als Druckausgleichsventil angeordnet. Dieses dient dem Druckausgleich zwischen „Zufuhrseite“ und „Abfuhrseite“.
Durch die Anordnung von zusätzlichen Vorrichtungen, in dieser Ausführungsform vier Druckmessern P und vier zusätzliche Ventile V_A , die der Überwachung und Kontrolle der Druckverhältnisse auf „Zufuhrseite“ und „Abfuhrseite“ dienen, kann die Steuervorrichtung 150 vorteilhafterweise automatisch die Zu- und Abfuhr von Arbeitsfluid in die Membranpumpen gemäß den Schritten der erfindungsgemäßen Verfahren steuern und/oder regeln.
Durch geeignete Abstimmung der alternierenden Zu- und Abfuhr der Arbeitsfluide in den entsprechenden Membranpumpen, was auch eine, beispielsweise zeitliche, Verzahnung der entsprechenden Schritte bedeuten kann, kann ein kontinuierlicher Fluss des zu fördernden Fluids erreicht werden. Diese immer wieder wiederholte Zu- und Abfuhr von Arbeitsfluid kann mit der Anordnung der 8 vorteilhafterweise automatisiert und kontrolliert erfolgen.
Bezugszeichenliste

10: Membranpumpe
10a, 10b: Hälften der Membranpumpe
13: Membrankäfig
13a, 13b: Hälften des Membrankäfigs
15: Pumpengehäuse
15a, 15b: Hälften des Pumpengehäuses
15in: erste Öffnung
15out: zweite Öffnung
15a: erste Hälfte des Pumpengehäuses
15b: zweite Hälfte des Pumpengehäuses
17: Zufuhröffnung
17a: Zufuhrleitung
17b: Ventil
17c: Hydrophobfilter
19: Abfuhröffnung
19a: Abfuhrleitung
19b: Ventil
19c: Hydrophobfilter
20: Membranpumpe
23: Membrankäfig
25: Pumpengehäuse
27: Zufuhröffnung
27a: Zufuhrleitung
27b: Ventil
27c: Hydrophobfilter
29: Abfuhröffnung
29a: Abfuhrleitung
29b: Ventil
29c: Hydrophobfilter
30: Membranpumpe
33: Membrankäfig
35: Pumpengehäuse
37: Zufuhröffnung
37a: Zufuhrleitung
37b: Ventil
37c: Hydrophobfilter
39: Abfuhröffnung
39a: Abfuhrleitung
39b: Ventil
39c: Hydrophobfilter
40: Membranpumpe
43: Membrankäfig
45: Pumpengehäuse
47: Zufuhröffnung
47a: Zufuhrleitung
47b: Ventil
47c: Hydrophobfilter
49: Abfuhröffnung
49a: Abfuhrleitung
49b: Ventil
49c: Hydrophobfilter
50: Membranpumpensystem
70: Zugabestelle für Heparin (optional)
71: venöse Blutkammer (optional)
73: Entlüftungseinrichtung
100: Blutbehandlungsvorrichtung
101: Blutpumpe
102: Dialysatablaufleitung, Effluentzulaufleitung
104: Dialysierflüssigkeitszulaufleitung
111: Pumpe für Substituat
121: Pumpe für Dialysierflüssigkeit
131: Pumpe für Dialysat oder Effluent in Effluentzulaufleitung
150: Steuer- oder Regelvorrichtung
200: Quelle mit Dialysierflüssigkeit
201: Quelle mit Substituat, optional
300: extrakorporaler Blutkreislauf
301: erste Leitung (arterieller Leitungsabschnitt), Pumpschlauchabschnitt
301in: Einlassleitung
301a: erster Leitungszweig der Einlassleitung
301b: zweiter Leitungszweig der Einlassleitung
301out: Auslassleitung
302: (erste) Schlauchklemme
303: Blutfilter oder Dialysator
303a: Dialysierflüssigkeitskammer
303b: Blutkammer
303c: semi-permeable Membran
305: zweite Leitung (venöser Leitungsabschnitt)
306: (zweite) Schlauchklemme
311: Pumpenmembran
321: Pumpenmembran
331: Pumpenmembran
341: Pumpenmembran
400: Effluentbeutel
A: Ankoppelpunkt
H2: Beutelheizung mit Heizbeutel (Dialysierflüssigkeit)
H1: Beutelheizung mit Heizbeutel (Substituat)
PS1, PS2: arterieller Drucksensor (optional)
PS3: Drucksensor (optional)
PS4: Drucksensor zum Messen des Filtratdrucks
Q: Quelle mit Arbeitsfluid
S1 bis S5: Verfahrensschritte
V1 bis V8: Ventile
VA: Ventil
VB: Ventil; Druckausgleichsventil
Vin: Einlassventil der „Zufuhrseite“
Vout: Auslassventil der „Abfuhrseite“

Claims

Membranpumpe (10) zum Fördern von Fluid, mit - einem Pumpengehäuse (15) mit einem Inneren zum Aufnehmen einer Pumpenmembran (311) eines Pumpschlauchabschnitts (301), welcher eine Einlassleitung (301in) zum Einlassen von zu förderndem Fluid in einen mittels der Pumpenmembran (311) zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum hinein, und eine Auslassleitung (301out) zum Auslassen von gefördertem Fluid aus dem von der Pumpenmembran (311) zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum heraus, aufweist; - einer Zufuhröffnung (17) zum Zuführen von Arbeitsfluid in das Innere des Pumpengehäuses (15) hinein.
Membranpumpe (10) nach Anspruch 1, zusätzlich aufweisend - einen im Inneren des Pumpengehäuses (15) angeordneten, insbesondere sphärisch ausgestalteten, Membrankäfig (13) zum Aufnehmen der Pumpenmembran (311) in dessen Inneren.
Membranpumpe (10) nach Anspruch 2, wobei der Membrankäfig (13) eine Wandung aufweist oder aus dieser besteht, wobei die Wandung eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen zum Durchlassen von Arbeitsfluid aufweist.
Membranpumpe (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, zusätzlich aufweisend eine Abfuhröffnung (19) zum Abführen von Arbeitsfluid aus dem Inneren des Pumpengehäuses (15) heraus, wobei die Zufuhröffnung (17) mit einer Zufuhrleitung (17a) und/oder die Abfuhröffnung (19) mit einer Abfuhrleitung (19a) in Fluidkommunikation verbunden sind, und wobei die Zufuhrleitung (17a) und/oder die Abfuhrleitung (19a) jeweils ein Ventil (17b, 19b), und/oder jeweils einen Hydrophobfilter (17c, 19c) aufweisen, und wobei die Zufuhröffnung (17) und die Abfuhröffnung (19) als separate Öffnungen oder als eine Öffnung ausgebildet sein können und/oder die Zufuhrleitung (17a) und die Abfuhrleitung (19a) als separate Leitungen oder als eine Leitung ausgebildet sein können.
Membranpumpe (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Pumpengehäuse (15) weiter aufweist: - eine erste Öffnung (15in) zum Aufnehmen eines Querschnitts der Einlassleitung (301in) des Pumpschlauchabschnitts (301); und - eine zweite Öffnung (15out) zum Aufnehmen eines Querschnitts der Auslassleitung (301out) des Pumpschlauchabschnitts (301); wobei die erste Öffnung (15in) und die zweite Öffnung (15out) ausgestaltet sind, um die in sie aufgenommene Einlassleitung (301in) bzw. Auslassleitung (301out) fluiddicht in das Innere des Pumpengehäuses (15) hinein bzw. aus dessen Innerem heraus zu führen.
Membranpumpensystem (50), welches eine Vielzahl von Membranpumpen nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist, wenigstens aber eine erste Membranpumpe (10) mit einem ersten Pumpengehäuse (15), eine zweite Membranpumpe (20) mit einem zweiten Pumpengehäuse (25), eine dritte Membranpumpe (30) mit einem dritten Pumpengehäuse (35) und eine vierte Membranpumpe (40) mit einem vierten Pumpengehäuse (45), von welchen mindestens zwei Membranpumpen (10, 20) fluidisch parallel zueinander, und/oder mindestens zwei Membranpumpen (10, 30) fluidisch in Reihe miteinander angeordnet sind, wobei die erste Membranpumpe (10) bis vierte Membranpumpe (40) nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgestaltet sind.
Membranpumpensystem (50) nach Anspruch 6, verbunden mit einem Pumpschlauchabschnitt (301), welcher eine Vielzahl von Pumpenmembranen (311, 321, 331, 341) aufweist, wobei jeweils eine Pumpenmembran (311, 321, 331, 341) im Inneren jeweils eines Pumpengehäuses (15, 25, 35, 45) der Vielzahl von Membranpumpen (10, 20, 30 40) angeordnet ist, wobei die Pumpenmembranen (311, 321, 331, 341) mittels einer gemeinsamen Einlassleitung (301in) des Pumpschlauchabschnitts (301) zum Einlassen von zu förderndem Fluid in die mittels der Pumpenmembranen (311, 321, 331, 341) zumindest abschnittsweise umschlossenen Räume und mittels einer gemeinsamen Auslassleitung (301out) des Pumpschlauchabschnitts (301) zum Auslassen des mittels der Pumpenmembranen (311, 321, 331, 341) geförderten Fluids aus diesen Räumen fluidisch miteinander verbunden sind.
Membranpumpensystem (50) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei stromauf und/oder stromab wenigstens zu einer oder jeder der Membranpumpen (10, 20, 30, 40) und/oder zu jeder der Pumpenmembranen (311, 321, 331, 341), und/oder zwischen fluidisch in Reihe zueinander angeordneten Membranpumpen (10, 20, 30, 40) und/oder Pumpenmembranen (311, 321, 331, 341) je ein oder genau ein Ventil (V1, V2, V3, V4, V5, V6) angeordnet ist, wobei in oder an der gemeinsamen Einlassleitung (301in) und/oder in oder an der gemeinsamen Auslassleitung (301out) jeweils ein oder genau ein Ventil (V7, V8) angeordnet ist, und wobei die Ventile (V1, ..., V8) unabhängig voneinander betätigbar sind.
Membranpumpensystem (50) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Ventile (17b, 27b, 37b, 47b) in den Zulaufleitungen (17a, 27a, 37a, 47a) und/oder die Ventile (19b, 29b, 39b, 49b) in den Abfuhrleitungen (19a, 29a, 39a, 49a) der Membranpumpen (10, 20, 30, 40) derart angeordnet sind, dass einige oder alle von ihnen unabhängig voneinander betätigbar sind.
Membranpumpensystem (50) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei wenigstens eine der Membranpumpen (10, 20, 30 40), oder Teile hiervon, in oder auf einem Einwegartikel angeordnet ist, insbesondere auf einer Kassette oder Blutkassette.
Verfahren zum Fördern von Fluid, mit folgenden Schritten: - Bereitstellen einer Membranpumpe (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5; - Bereitstellen einer Quelle (Q) mit einem Arbeitsfluid, verbunden mit der Zufuhrleitung (17a) und/oder der Abfuhrleitung (19a) der Membranpumpe (10); wobei das Verfahren weiter folgende Schritte umfasst: a) Schließen des Ventils (17b) der Zufuhrleitung (17a); b) Öffnen des Ventils (19b) der Abfuhrleitung (19a) zum Senken des Drucks oder zum Erzeugen von Unterdruck im Inneren des Pumpengehäuses (15) der Membranpumpe (10) unter oder mittels Ausfuhr von Arbeitsfluid aus dem Inneren durch die Ausfuhröffnung (19); c) Schließen des Ventils (19b); d) Öffnen des Ventils (17b) zum Erhöhen des Drucks oder zum Erzeugen von Überdruck im Inneren des Pumpengehäuses (15) der Membranpumpe (10) unter oder mittels Zufuhr von Arbeitsfluid durch die Zufuhröffnung (17); und e) mehrfaches Ausführen der Schritte a) bis d) in vorstehend angegebener Reihenfolge.
Verfahren zum Fördern von Fluid, mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Membranpumpensystems (50) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10; - Bereitstellen einer Quelle (Q) mit einem Arbeitsfluid, verbunden mit jeweils der Zufuhrleitung (17a, 27a, 37a, 47a) der Membranpumpen (10, 20, 30, 40) und optional auch mit jeweils ihrer Abfuhrleitung (19a, 29a, 39a, 49a) ;
Verfahren nach Anspruch 12, wobei mittels der ersten und der zweiten Membranpumpe (10) bzw. (20) in der Summe ein stets gleicher oder kontinuierlicher Fluss des zu fördernden Fluids in der Einlassleitung (301in) erzeugt wird, und/oder wobei mittels der dritten und der vierten Membranpumpe (30) bzw. (40) in der Summe in der Auslassleitung (301out) ein gepulster Fluss des zu fördernden Fluids erzeugt wird.
Fördersystem zum Fördern von Fluid, bevorzugt ausgestaltet als Blutbehandlungsvorrichtung, besonders bevorzugt als Vorrichtung zur Nierenersatztherapie, mit - wenigstens einem Membranpumpensystem (50) nach einem der Ansprüche 6 bis 10; - wenigstens einer Quelle (Q) mit einem Arbeitsfluid, verbunden mit jeweils der Zufuhröffnung (17, 27, 37, 47) und optional auch mit der Abfuhröffnung (19, 29, 39, 49) der Membranpumpen (10, 20, 30, 40); - Aktoren, angeordnet zum Betätigen der Ventile (V1, ... V8); und - einer Steuervorrichtung (150), oder hiermit verbunden, wobei die Steuervorrichtung (150) programmiert ist, alle automatischen Schritte zu veranlassen, zu überwachen und/oder zu steuern.
Pumpschlauchabschnitt (301) zur Verwendung mit einer Membranpumpe (10), welcher aufweist: - wenigstens eine, bevorzugt vier, Pumpenmembran(en) (311), welche zumindest abschnittsweise einen Raum umschließt, zum Einlegen oder Anordnen in ein Pumpengehäuse (15) einer Membranpumpe (10); - wenigstens oder genau eine Einlassleitung (301in) zum Einlassen von zu förderndem Fluid in den von der Pumpenmembran (311) zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum hinein; und - wenigstens oder genau eine Auslassleitung (301out) zum Auslassen von gefördertem Fluid aus dem von der Pumpenmembran (311) zumindest abschnittsweise umschlossenen Raum heraus.