DE4100317A1

DE4100317A1 - Verfahren und geraet zum pruefen von spritzen- und infusionspumpen

Info

Publication number: DE4100317A1
Application number: DE4100317A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Medical Support GmbH
Current assignee: Medical Support GmbH
Priority date: 1991-01-08
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1992-07-09
Anticipated expiration: 2011-01-09
Also published as: DE4100317C2; US5263367A

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren für Pumpen, insbesondere für Spritzen- und Infusionspumpen, sowie ein Prüfgerät für diese Pumpen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Prüfung und Messung der Förderrate, Fördermenge, des Abschalt-Maximaldrucks und der Bolus menge von Pumpgeräten, wobei die Bolusmenge eine zu sätzliche Fördermenge ist, die bei Druckabfall infolge der Kompressibilität des Gesamtpumpsystems gefördert wird. Diese Parameter sind vor allem bei Spritzenpumpen und Infusionspumpen in regelmäßigen Abständen zu über prüfen, da von der korrekten Größe dieser Parameter unter Umständen Gesundheit und Leben von Patienten ab hängen.

Bisher wird die Förderrate von Spritzenpumpen indirekt über eine Wegmessung des Vorschubs des Spritzenkolbens ermittelt, wozu es bekannt ist, eine mechanische Meßuhr in die Spritzenaufnahmemulde der Spritzenpumpe ein zuspannen und die Spritzenpumpe mittels einer Schalt uhr eine bestimmte Zeit lang zu betätigen. Nach Ablauf dieser Zeitspanne wird auf der Meßuhr der Weg abge lesen, den der von einer Gewindespindel der Spritzen pumpe vorgeschobene Spritzenkolben zurückgelegt hat. Diese Wegmessung hat den Nachteil, daß eine präzise Ablesung der Meßwerte sowie die exakte Einhaltung der ausgewählten Zeitspanne schwierig sind, so daß die Förderrate der Spritzenpumpe nicht zuverlässig mit der erforderlichen Genauigkeit ermittelt werden kann.

Zudem ist diese indirekte Messung der Förderrate sehr umständlich und zeitaufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf einfache Weise die eingangs genannten Parameter aller gängigen Arten von Pumpen, insbesondere von Spritzenpumpen und Infusions pumpen gemessen werden können. Außerdem soll ein Prüf gerät für solche Pumpen angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn zeichen der Patentansprüche 1,5 und 7 angegebenen Merk male gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Fördermenge einer zu prüfenden Pumpe dadurch bestimmt, daß eine luftgefüllte Meßleitung, vorzugsweise ein Meßschlauch, an die zu prüfende Pumpe angeschlossen und mit einer Druckmeßeinrichtung verbunden wird, wobei das Volumen des Meßsystems zwischen der Pumpe und der Druckmeß einrichtung, d. h. im wesentlichen des Meßschlauchs und der zugehörigen Anschlüsse, bekannt und im wesent lichen konstant ist, daß die Pumpe eingeschaltet wird und eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, mit konstanter Förderrate in den Meßschlauch fördert, daß der Luftdruck anstieg in dem geschlossenen Meßschlauch gemessen wird und daß aus den gemessenen Druckwerten der nichtlinearen Druckanstiegskurve die Fördermenge der Pumpe errechnet wird.

Dabei wird die Fördermenge der Pumpe nach der folgenden Formel errechnet:

V = V0 · A/(A+P0) (1)

wobei

A = aktueller Druckmeßwert,
P = aktueller absoluter Druck,
P0 = absoluter Druck zu Testbeginn,
V = aktuell gefülltes Schlauchvolumen,
V0 = Schlauchvolumen insgesamt.

Die obige Bestimmungsgleichung ist folgendermaßen hergeleitet:

P = P0 · V0/(V0-V) (2)

A = P - P0 = P0 · V/(V0-V) (3)

A = P0 · V/(V0-V) (4)

Außerdem wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zeit gemessen, so daß zu der jeweiligen Fördermenge der zu prüfenden Pumpe die Förderrate ermittelt wird.

Bei der Druckmessung wird auch der Abschaltdruck der Pumpe als Maximalwert erfaßt.

In einem anschließenden zweiten erfindungsgemäßen Prüf schritt wird die Messung mit der Abwandlung wiederholt, daß das Meßsystem zwischen Pumpe und Druckmeßeinrichtung blasenfrei mit Wasser gefüllt wird. Danach wird wiederum die zu prüfende Pumpe eingeschaltet, die eine Flüssigkeit (Wasser) mit konstanter Förderrate in den Meßschlauch fördert, wobei wiederum der Druckanstieg in dem ge schlossenen Meßsystem sowie die Zeit gemessen wird. Hieraus wird nun die Kompressibilität des Pumpsystems als Druckfunktion ermittelt.

Aus den so ermittelten Meßkurven der beiden Prüfschritte ergibt sich die wirkliche Pumpleistung des Systems bei konstanten Drücken sowie die dazuhörigen Bolusmengen bei einem eventuellen Druckabfall. Im Ergebnis wird exakt bestimmt, welches Fördervolumen die zu prüfende Pumpe bei allen möglichen variablen Druckverhältnissen tatsächlich liefert.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich schnell und einfach die relevanten Parameter von Infusionspumpen und Spritzenpumpen ermitteln, so daß diese Werte ohne großen Zeitaufwand regelmäßig überwacht werden können.

Das erfindungsgemäße Prüfgerät für Pumpen, insbesondere Spritzen- und Infusionspumpen, hat einen empfindlichen Druckmeßwandler, eine Meßleitung, die ein bekanntes, im wesentliches konstantes Volumen hat und einenends mit dem Druckmeßwandler und anderenends mit der zu prüfenden Pumpe verbindbar ist, sowie eine mit dem Druckmeßwandler verbundene Rechner- und Auswerteein richtung. Die Meßleitung ist zweckmäßigerweise ein Meßschlauch, der an einen Anschluß des Prüfgerätes, vorzugsweise einen Luerlock-Schlauchanschluß, zu be festigen ist, wobei es sich versteht, daß das Gesamt volumen des Meßsystems zwischen der zu prüfenden Pumpe und dem Druckmeßwandler, d. h. des Meßschlauchs ein schließlich der zugehörigen Anschlußleitungen, bekannt und der Rechner- und Auswerteeinrichtung eingegeben ist.

Das Prüfgerät hat vorzugsweise ein Taschenrechner-ähn liches Gerätegehäuse, wobei wenigstens eine Grafik-An zeige und wenigstens zwei Bedienungstasten vorgesehen sein können, die mit der Rechner- und Auswerteeinrich tung verbunden sind.

Ferner kann das Prüfgerät, das als Pumpen-Test-Computer bezeichnet werden kann, mit einem seriellen RS 2320- Anschluß ausgestattet werden, über den ein Protokoll und die graphische Auswertung der Tests ausgedruckt werden können, wobei es ferner im Rahmen der Erfindung liegt, daß ein Auswertungscomputer an das erfindungs gemäße Prüfgerät angeschlossen wird.

Erfindungsgemäß wird ferner vorgeschlagen, daß die Rechner- und Auswerteeinrichtung einen Einchip-Mikro rechner aufweist, der über ein spezielles integrierendes Analog-Digital-Interface mit dem Druckmeßwandler ge koppelt ist. Dieser Druckmeßwandler ermittelt die er forderlichen Druckwerte, die zur Berechnung der För derrate, der Fördermenge, des Abschaltdrucks und des Bolusvolumens erforderlich sind, was bereits weiter oben näher beschrieben ist.

Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die analoge Interface-Baugruppe nach einem modifizierten Charge-Balancing-Prinzip arbeitet. Dieses Umsetzverfahren ist kein Abtastverfahren, sondern ein integrierendes Meßverfahren. Der Vorteil liegt darin, daß es besonders störfest und weitgehend unabhängig von Bauelemente-Tole ranzen ist.

Weiter wird vorgeschlagen, daß das erfindungsgemäße Prüf gerät Dialog-orientiert arbeitet. Dabei sind alle Prüf algorithmen der zu testenden Geräte als Aktionsdialoge gespeichert, so daß die Bedienungsperson von dem erfin dungsgemäßen Pumpen-Test-Computer durch die Prüfprozedur geleitet werden kann. Fehlbedienungen werden größtenteils erkannt und von dem Test-Computer im Dialog korrigiert. Damit ist das erfindungsgemäß Gerät denkbar einfach zu bedienen.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfgeräts wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt die einzige Figur eine rein schematische Darstellung des Prüfgeräts.

Das Prüfgerät enthält in einem Taschenrechner-ähnlichen Gehäuse 1 einen Druckmeßwandler 2, der mit einer Rechner- und Auswerteeinrichtung 3 verbunden ist. Die Rechner- und Auswerteeinrichtung weist einen Einchip-Mikrorechner auf, der über ein spezielles integrierendes Analog-Digi tal-Interface mit dem Druckmeßwandler gekoppelt ist.

Die Rechner- und Auswerteeinrichtung ist mit zwei Bedienungstasten 4, 5 und mit einer Graphik-Anzeige 6 verbunden.

Der Druckmeßwandler 2 ist über ein T-Verbindungsstück 7 mit einem Luer-Lock-Schlauchanschluß 8 und einem AUF-ZU-Ventil 9 verbunden, wobei das Ventil 9 entweder mittels eines Betätigungsorgans 10 von Hand geöffnet bzw. geschlossen werden kann oder aber elektrisch betätigbar ist.

Mit dem Luerlock-Anschluß 8 ist ein Meßschlauch 11 verbindbar, der anderenends an eine zu prüfende Pumpe 12 anschließbar ist.

Das Volumen des Meßsystems zwischen der Pumpe 12 und dem Druckmeßwandler 2, d. h. das Volumen des Meßschlauchs 11 einschließlich des Pumpenanschlusses, des Luer-Lock- Anschlusses 8 und des T-Verbindungsstücks 7 ist bekannt und infolge der verwendeten starren Materialien im wesentlichen konstant.

Vor einem Prüfvorgang werden mit den Bedienungstasten 4, 5 die der zu prüfenden Pumpe entsprechenden Parameter ausgewählt. Die Graphikanzeige 6 zeigt die ermittelten Meßkurven bzw. Druckkurven an.

Vor dem zweiten Meßschritt, bei dem das Meßsystem zwischen der Pumpe 12 und dem Druckmeßwandler 2 mit Wasser gefüllt wird, wird zunächst das Ventil 9 geöffnet, damit sämtliche in dem Meßsystem befindliche Luft austreten kann, worauf hin bei blasenfreier Füllung selbstverständlich das Ventil 9 geschlossen wird, bevor die Pumpe zum zweiten Meßvor gang in Betrieb gesetzt wird.

Claims

1. Prüfverfahren für Pumpen, insbesondere für Spritzen- und Infusionspumpen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) ein luftgefüllter Meßschlauch wird an eine zu prüfende Pumpe angeschlossen und mit einer Druckmeßeinrichtung verbunden, wobei das Volumen des Meßsystems zwischen Pumpe und Druckmeßeinrichtung bekannt und im wesent lichen konstant ist;
b) die Pumpe wird eingeschaltet und fördert eine Flüssig keit mit konstanter Förderrate in den Meßschlauch,;
c) die Druckmeßeinrichtung mißt den Luftdruck in dem geschlossenen Meßschlauch und
d) aus den gemessenen Druckwerten wird die Fördermenge der Pumpe errechnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermenge der Pumpe nach der folgenden Formel errechnet wird: V = V0 × A/(A+P0)wobeiA = aktueller Druckmeßwert,
P = aktueller absoluter Druck,
P0 = absoluter Druck zu Testbeginn,
V = aktuell gefülltes Schlauchvolumen,
V0 = Schlauchvolumen insgesamt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner die Zeit gemessen wird und daß zu der jeweiligen Fördermenge die Förder rate ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltdruck der Pumpe erfaßt wird.

5. Prüfverfahren für Pumpen, insbesondere für Spritzen- und Infusionspumpen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) ein mit Flüssigkeit gefüllter Meßschlauch wird an eine zu prüfende Pumpe angeschlossen und mit einer Druckmeßeinrichtung verbunden, wobei das gesamte Meß system zwischen Pumpe und Druckmeßeinrichtung blasen frei gefüllt wird und sein Volumen vorbekannt ist,;
b) die Pumpe wird eingeschaltet und fördert eine Flüssig keit mit konstanter Förderrate in den Meßschlauch,;
c) der Druck in dem geschlossenen Meßschlauch wird ge messen, wobei
d) fortlaufend die Zeit gemessen wird, und
e) die Kompressibilität des Pumpsystems bzw. die Bolus menge wird als Druckfunktion ermittelt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus den beiden Meßkurven die tatsächliche Förderrate bzw. Fördermenge des Pumpsystems und die zugehörige Bolusmenge bei einem eventuellen Druck abfall bestimmt werden.

7. Prüfgerät für Pumpen, insbesondere für Spritzen- und Infusionspumpen, gekennzeichnet durch einenDruckmeßwandler (2), eine Meßleitung (11, 8, 7), die ein vorbekanntes, im wesent lichen konstantes Volumen hat und einerseits mit dem Druckmeßwandler (2) und andererseits mit der zu prüfen den Pumpe (12) verbindbar ist, und eine mit dem Druck meßwandler (2) verbundene Rechner- und Auswerteeinrich tung (3).

8. Prüfgerät nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch ein vorzugsweise Taschen rechner-ähnliches Gerätegehäuse (1).

9. Prüfgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätegehäuse (1) wenig stens eine Graphikanzeige (6) und wenigstens zwei Be dienungstasten (4, 5) aufweist, die mit der Rechner- und Auswerteeinrichtung (3) verbunden sind.

10. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätegehäuse einen An schluß, vorzugsweise einen Luer-Lock-Schlauchanschluß (8) aufweist und daß die Meßleitung einen Schlauch (11) enthält.

11. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschlauch-Anschluß (8) über ein rohrförmiges Verbindungsstück (7) mit dem Druck meßwandler (2) verbunden ist.

12. Prüfgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück ein T-Verbindungsstück (7) ist, das mit einem Entlüftungs ventil (9) versehen ist.

13. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechner- und Auswerte einrichtung einen Einchip-Mikrorechner aufweist, der über ein integrierendes Analog-Digital-Interface mit dem Druckmeßwandler gekoppelt ist.