DE3217028A1

DE3217028A1 - Verfahren und vorrichtung zum genauen dosieren einer intravenoes einem patienten zu verabreichenden fluessigkeit

Info

Publication number: DE3217028A1
Application number: DE19823217028
Authority: DE
Inventors: Giovanni 95030 Los Gatos Calif. Pastrone
Original assignee: Oximetrix Inc
Current assignee: Oximetrix Inc
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1983-01-05
Also published as: AU8547482A; JPS6244946B2; CA1168538A; FR2508322A1; US4453931A; JPS587259A; NL8202158A; GB2103723A

Description

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HOFFMANN '"ELTLJK ~& PARTNER

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DlPL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATH E)

36 838

Oximetrix Inc.,
Mountain View, Calif. / USA

Verfahren und Vorrichtung zum genauen Dosieren einer intravenös einem Patienten zu verabreichenden Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum genauen Dosieren einer intravenös einem Patienten zu verabreichenden Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 2 bzw. 3, 4.
5

In den letzten Jahren hat die intravenöse Verabreichung von Flüssigkeiten an Patienten, wie z.B. Salzlösungen u.a., beträchtliche Beachtung erfahren. Anfänglich wurden derartige Stoffe einem Patienten mittels der schwerkraftbedingten Strömung von einem Behälter verabreicht, der die zu verabreichende Flüssigkeit enthielt. Mit derartigen Geräten war die Schwierigkeit verbunden, daß die Verabreichung mittels der schwerkraftbedingten Strömung oft erforderte, daß der Behälter für die Flüssigkeit in einer beträchtlichen Höhe über dem Patient angeordnet werden mußte. Eine genaue Regelung der Strömung derartiger Geräte war aufgrund der Tatsache schwierig, daß der die Strömung bewirkende Druck mit dem Flüssigkeitsniveau innerhalb des Behälters während der Verabreichung abnahm.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangsgenannten Art derart weiterzubilden, daß eine genaue Dosierung einer einem Patienten zu verabreichenden Flüssigkeit ermöglicht wird. 5

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1, 2, 3 und 5 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
15

Fig. 1 Ansichten der Vorrichtung zum Dosieren; und 2

Fig. 3, Geschnittene Teilansichten zur Darstellung der

^un Vorrichtung, wobei Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 darstellt.

In Fig. 1 ist die Vorrichtung zum Dosieren 1 mit einem Dosiersteuergerät 3 dargestellt. Die Vorrichtung 1 zum genauen Dosieren einer intravenös zu verabreichenden Flüssigkeit ist mit einem Flüssigkeitsbehälter 5 mittels eines üblichen Schlauchs 7 verbunden. Vom Auslaß der Vorrichtung 1 erstreckt sich ein Schlauch 9, um genau eine Flüssigkeitsmenge einem Patienten zu verabreichen.

In den Fig. 2, 3 und 4 ist die Konstruktion der Vorrichtung 1 dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfaßt eine Pumpkammer 11 und eine hin- und herbewegbare Membran 13, die einen Teil der Pumpkammer 11 darstellt. Die Vorrichtung umfaßt einen Pumpkammereinlaß 15 und einen Pumpkammerauslaß 17. Der Pumpkammereinlaß 15 umfaßt einen Ventilsitz

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Ähnlich umfaßt der Pumpkammerauslaß 17 einen Ventilsitz 21, Eine Ventilbetätigung 23 steuert die Zuführung der Flüssigkeit in die Pumpkammer 11 mittels der Hin- und Herbewegung zwischen einer offenen Stellung, die mittels ausgezogenen Linien der Membran 11 benachbart zur Ventilbetätigung 23 dargestellt ist, und der geschlossenen Stellung, die mittels der gestrichelten Linien der Membran 11 benachbart zum Dosierkolben dargestellt ist. Die Rückschlagkugel 25 ist so angeordnet, daß sie normalerweise in Richtung gegen den Ventilsitz 21 des Pumpkammerauslasses 17 vorgespannt ist. Die Rückschlagkugel 25 wird normalerweise in der geschlossenen Stellung mittels einer Vorspanneinrichtung, z.B. einer Feder 27, gehalten.

Die hin- und herbewegbare Membran 13 umfaßt einen Vorsprung 29, der der Rückschlagkugel 25 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Querschnittsfläche des Strömungswegs der Flüssigkeit durch die Pumpkammer 11 entspricht ungefähr der Querschnittsfläche des Pumpkammereinlasses 15 und des Pumpkammerauslasses 17. Einer der Vorteile dieser Beziehung ist die relativ konstante, hohe Geschwindigkeit der Flüssigkeitsströmung während des Füllens der Vorrichtung.

Die Vorrichtung 1 zum genauen Dosieren einer intravenös einem Patienten zu verabreichenden Flüssigkeit umfaßt eine Gasrückhaltekammer 31, die mittels der Seitenwände 33 und 35 und den gegenüberliegenden Wänden 37 und 3 9 begrenzt ist. Wie man in Fig. 3 sieht, umfaßt die Gasrückhaltekammer 31 einen oberen Abschnitt 41 zur Ausbildung einer Gas-Flüssigkeit-Trennfläche 43 und einen Abschnitt 45, von dem Flüssigkeit frei von Gasblasen durch einen Kanal 47 in die Pumpkammer 11 abgezogen werden kann.

Es ist wichtig, den Auslaßdruck der Vorrichtung 1 zu messen. Ein übermäßiger Rückdruck kann einen verstopften Filter oder eine verstopfte Auslaßleitung usw. anzeigen, welches eine Berichtigung erfordert. Entsprechend umfaßt die Vorrichtung 1 eines von mehreren Druckanzeigegeräten zur Bestimmung des Auslaßdrucks. Fig. 3 zeigt einen Pumpkolben 51, der sich gegen die flexible Membran 13 hin- und herbewegt und dadurch Flüssigkeit frei von Gasblasen durch die Vorrichtung 1 pumpt. Die mittels ausgezogener Linien in Fig. 3 dargestellte Stellung der Membran 13 zeigt den Pumpkolben 51 in seiner oberen Stellung des Hubs, während die gestrichelte Linie den Pumpkolben 51 in einer unteren Stellung des Kolbenhubs darstellt. Zwischen dem Pumpkolben 51 ist ein innerer Kolbenkopf 53 angeordnet, der gegen eine innere Membran 55 während des Aufwärtshubs des Pumpkolbens 51 infolge des zunehmenden Drucks in der Pumpkammer 11 gedrückt wird.

Diese auf die Membran 55 mittels des inneren Kolbenkopfes 0 53 ausgeübte Kraft wird wiederum mittels eines Druckfühlers 57 gemessen, der in einem Fluid 59, vorzugsweise Silikongel, angeordnet ist, und wird dann zu einer außen angeordneten Druckanzeige mittels elektrischer Leitungen 61 übertragen.

Alternativ kann, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, ein Auslaßdruckstift 63 stromabwärts der Rückschlagkugel 25 angeordnet sein, wobei die Membran 13 gegen den Auslaßdruckstift 63 gedruckt wird, wenn der Auslaßdruck ansteigt. Die sich ergebende Bewegung des Auslaßdruckstifts 63 erzeugt wiederum eine Bewegung des biegbaren Stegs 65, der in der Befestigung 67 festgelegt ist. Diese Bewegung kann dann zu einer Druckanzeige mittels Verwendung gewöhnlicher Dehnmeßstreifen 69 oder der Kombination eines Magneten 71 und einer Hall-Effekt-Einrichtung.73 übertragen

werden/ die die Änderung des Elektronenflusses mißt, wenn das magnetische Feld um die Hall-Effekt-Einrichtung 73 mittels der Bewegung des Magneten 71 in bezug auf die HaIl-Effekt-Einrichtung 73 geändert wird. Eine genauere Beschreibung der Hall-Effekt-Einrichtung ist dem Artikel "Hall Effect Devices and Their Applications", Electronics Industry, Mai 1979, pp. 21 - 17 zu entnehmen.

Im folgenden soll die Betriebsweise der obenbeschriebenen Vorrichtung beschrieben werden.

Eintretendes Fluid, das mittels des Schlauches 7 zum Einlaß 49 der Vorrichtung gelangt, fließt in die Gasrückhaltekammer 31, die infolge des Verlaufs der Seitenwand 35 verhindert, daß irgendein Gas in dem Fluid in die Pumpkammer 11 gelangt, wobei eine Gas-Flüssigkeit-Trennfläche 43 im oberen Abschnitt 41 der Gasrückhaltekammer 31 ausgebildet wird. Die von Gasblasen befreite Flüssigkeit fließt vom unteren Abschnitt 45 der Gasrückhaltekammer 31 durch den Kanal 47. Wenn der Dosierkolben 61 nach oben zurückgezogen ist, kann die von Gasblasen befreite Flüssigkeit in die Pumpkammer 11 fließen. Der Dosierkolben 61 wird dann geschlossen. Wenn die hin- und herbewegbare Membran 13 mittels des Dosierkolbens 51 zurück nach unten bewegt wird, nimmt das Volumen der Pumpkammer 11 ab und der Druck in der Pumpkammer 11 überwindet die Vorspanneinrichtung 27, die die Rückschlagkugel 25 am Auslaß gegen den Ventilsitz 21 im Pumpkammerauslaß drückt, wodurch eine genaue Flüssigkeitsmenge von der Pumpkammer 11 durch den Auslaß 53 der Vorrichtung zum genauen Dosieren mittels des Schlauchs 9 einem Patienten zugeführt wird. Die Vorrichtung 1 zum genauen Dosieren einer intravenös zu verabreichenden Flüssigkeit kann als Wegwerfvorrichtung ausgebildet sein, so daß bei jeder Anwendung eine frische und sterilisierte Vorrichtung 1 zur Zuführung der Flüssigkeit zu einem Patienten verwendet wird.

Wenn die Vorrichtung gefüllt ist, wird ein manuell zu betätigendes Sperrventil 75 heruntergedrückt, so daß der Anschlag 77 mit der Schulter 7 9 des Grundkörpers der Vorrichtung 1 in Eingriff kommt, wodurch der Vorsprung 29 der hin- und herbewegbaren Membran mit der Rückschlagkugel 25 in Berührung kommt und die Feder 27 herunterdrückt, so daß zum Füllen Flüssigkeit durch den Pumpkammerauslaß 17 fließt und den Auslaßschlauch 9 füllt.

Die Vorrichtung unterscheidet sich von der gemäß der US-PS 4 165 2 08 insofern, als bei der bekannten Vorrichtung die Abnahme des Drucks in der Pumpkammer eine Kugel im Einlaßventil öffnet und entgegengesetzt eine Steigerung des Drucks in der Pumpkammer das Einlaßrückschlagventil schließt.

Da die Ventilbetätigung 23 eine Zuführung von Gasblasen befreiter Flüssigkeit in die Pumpkammer 11 vor dem Pumphub des Pumpkolbens 51 gestattet, unabhängig vom Druck innerhalb der Kammer 11, erzeugt der Pumpkolben 51 der Vorrichtung eine sorgfältiger abgemessene Flüssigkeitsmenge, als die Vorrichtung gemäß der US-PS 4 165 2 08. Bei dieser Vorrichtung wird während des anfänglichen Pumphubes Flüssigkeit nach hinten und aus dem Einlaß gepumpt, bis ein ausreichender Druck erreicht ist, der notwendig ist, um das Einlaßrückschlagventil zu schließen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet keine Rückströmung durch den Pumpkammereinlaß statt.

Claims

HOFFMANN "EITTLF; & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197ί) · D I PL.-I N G. W. E ITLE · D R. RER. NAT. K. H O FFMAN N · D I PL. -I NG. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 {STERNHAUS) · D-8000 MO NCH EN 81 ■ TELEFON (089) 911087 · TE LEX 05-29619 (PATH E)

36 838

Oximetrix Ine.,
Mountain View, Calif. / USA

Verfahren und Vorrichtung zum genauen Dosieren einer intravenös einem Patienten zu verabreichenden Flüssigkeit

Patentansprüche

.1 .J Verfahren zum genauen Dosieren einer intravenös Vinem Patienten zu verabreichenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet , - daß die Flüssigkeit in eine Gasrückhaltekammer (31) fließt, in der eine Gas-Flüssigkeit-Trennflache (43) in einem oberen Abschnitt (41) der Gasrückhaltekammer (31) ausgebildet wird und von der in einem unteren Abschnitt (45) Flüssigkeit abfließt; zuerst eine Ventilbetätigung (23) im Einlaß (15) zu einer Pumpkammer (11) geöffnet wird und darauf unabhängig das VoIumen in der Pumpkammer (11) um eine genau bestimmte Menge vergrößert und der Druck in der Pumpkammer (11) abnimmt, wodurch eine genaue Menge der Flüssigkeit vom unteren Abschnitt (45) der Gasrückhaltekammer (31) in die Pumpkammer (11) fließt; weiter die Ventilbetätigung (23) im Einlaß (15) zur Pumpkammer (11) geschlossen wird und darauf unabhängig das Volumen in der Pumpkammer (11) um eine genau bestimmte Menge vermindert und der Druck in der Pmpkammer (11) zunimmt, wodurch ein Rückschlagventil (21, 25, 27) in einem Auslaß (17) der Pumpkammer (11) geöffnet

und oino genaue Flüssigkeitsmenge aus der Pumpkammer (11) herausgepumpt wird.
2. Verfahren zum genauen Dosieren einer intravenös

einem Patienten zu verabreichenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vorrichtung zum genauen Dosieren mit einer Flüssigkeit gefüllt wird, wobei die Flüssigkeit der Vorrichtung mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit zuströmt und enthaltene Gase aus der Vorrichtung entfernt werden; die Flüssigkeit in eine Gasrückhaltekammer (31) fließt, in der eine Gas-Flüssigkeit-Trennfläche (43) in einem oberen Abschnitt (41) der Gasrückhaltekammer (31) ausgebildet wird, und von der in einem unteren Abschnitt (45) Flüssigkeit abfließt; eine genaue Flüssigkeitsmenge vom unteren Abschnitt (45) der Gasrückhaltekammer (31) tangential in die Pumpkammer (11) unabhängig vom Pumpkammerdruck fließt; das Volumen in der Pumpkammer (11) um eine genau bestimmte Menge vergrößert und der Druck in der Pumpkammer (11) vermindert 0 wird; und das Volumen in der Pumpkammer (11) um eine genau bestimmte Menge vermindert und der Druck i.n der Pumpkammer (11) vergrößert wird, wodurch ein Rückschlagventil (21, 25, 27) in einem Auslaß (17) der Pumpkammer (11) geöffnet und eine genaue Flüssigkeitsmenge aus der Pumpkammer (11) herausgepumpt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Pumpkammer (11) mit einem Pumpkammereinlaß (15) und 0 einem Pumpkammerauslaß (17), eine hin- und herbewegbare, einen Teil der Pumpkammer (11) bildende Membran (13), eine Einrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit zur Pumpkammer (11), unabhängig vom Druck in der Pumpkammer (11), ein in Richtung des geschlossenen Zustands vorgespanntes, im Pumpkammerauslaß (17) angeordnetes Ventil (21, 25, 27),

und eine Gasrückhaltekammer (31) mit einem ersten Abschnitt (41) zur Ausbildung einer Gas-Flüssigkeit-Trennfläche (43) und einem zweiten, mit der Pumpkammer (11) in Verbindung stehenden Abschnitt (45) , von dem Flüssigkeit frei von Gasblasen abgezogen werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit in die Pumpkammer (11) als Dosierkolben (23) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Pumpkammer (11) mit einem Pumpkammereinlaß (15) und einem Pumpkammerauslaß (17)., eine hin- und herbewegbare, einen Teil der Pumpkammer (11) bildenden Membran (13), eine Einrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit zur Pumpkammer (11), unabhängig vom Druck in der Pumpkammer (11) , ein in Richtung des geschlossenen Zustands vorgespanntes, in der Pumpkammer (17) angeordnetes Ventil (21, 25, 27), eine Gasrückhaltekammer (31) mit einem ersten Abschnitt (41) zur Ausbildung einer Gas-Flüssigkeit-Trennfläche (43) und einem zweiten, mit der Pumpkammer (11) in Verbindung stehenden Abschnitt, von dem Flüssigkeit frei von Gasblasen abgezogen werden kann, und eine Einrichtung zur Messung des durch die Hin- und Herbewegung des Pumpkolbens (51) gegen die hin- und herbewegbare Membran (13) bewirkten Auslaßdrucks der Vorrichtung zum genauen Dosieren.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung des Auslaßdrucks einen inneren Kolbenkopf (53), der innerhalb des und dem Pumpkolben (51) gegenüberliegend angeordnet ist, daß der innere Kolbenkopf (53) benachbart zu einer inneren Membran (55) einer inneren, fluidgefüllten Kammer

angeordnet ist, und beide ebenfalls im inneren Kolbenkopf (53) angeordnet sind, wobei in der inneren Kammer ein Druckfühler (57) in einem Fluid (5 9) angeordnet ist, der auf die Änderung des Drucks des Fluids anspricht, der mittels der Bewegung des inneren Kolbenkopfes (53) gegen die innere Membran (55) der Kammer bewirkt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Messung des Auslaßdrucks weiter einen Auslaßdruckstift (63) aufweist, der benachbart zu einem Teil der hin- und herbewegbaren Membran (13) angeordnet ist und mit dem Druck stromabwärts des Pumpkammerauslaß-Rückschlagventils (21, 25, 27) in Verbindung steht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Messung des Auslaßdrucks weiter einen biegbaren Steg (65) aufweist, der mit dem Auslaßdruckstift (63) in Berührung steht, und daß ein Dehnmeßstreifen (69) auf dem Steg angeordnet ist, um den Druck der Vorrichtung nach außen weiterzuleiten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung des Auslaßdrucks weiter einen flexiblen Steg (65) aufweist, dor mit dom Auslaßdruckstift (63) in Verbindung steht, und daß darauf ein Magnet (71) angeordnet ist, der einer Hall-Effekt-Einrichtung (73) gegenüberliegt, um den Auslaßdruck der Vorrichtung nach außen weiterzuleiten.