Infusionsgerät Infusion device
Die Erfindung betrifft ein Infusionsgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Eingabevorrichtung für das Gerät.The invention relates to an infusion device according to the preamble of claim 1 and an input device for the device.
Bei den bekannten Infusionsgeräten wird die Kolbenstange der Spritzampulle oder Spritze mittels eines Ritzels vorgeschoben, das von einem Uhrwerk (US-PS 3 886 938) oder einem durch eine Batterie gespeisten und von einer Steuervorrichtung gesteuerten Elektromotor angetrieben wird (veröffentlichte europ. Patentanmeldung Nr. 42 282). Bei der US-PS 3 886 938 kann der Patient durch Ein- und Ausschalten des Uhrwerks die Flüssigkeitszufuhr steuern.In the known infusion devices, the piston rod of the spray ampoule or syringe is advanced by means of a pinion which is driven by a clockwork (US Pat. No. 3,886,938) or by an electric motor which is fed by a battery and controlled by a control device (published European patent application No. 42 282). In US Pat. No. 3,886,938, the patient can control the fluid supply by switching the clockwork on and off.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass der Bedarf des Patienten an Infusionsflüssigkeit, insbesondere Insulin, je nach der persönlichen Lebensweise im Tagesablauf ändert (höherer Insulinbedarf nach
Mahlzeiten, geringerer Insulinbedarf in der Nacht und bei anstrengender, körperlicher Tätigkeit), dass es jedoch für den Patienten nicht nur mühsam ist sondern auch gefährlich sein kann, wenn er selbst die Dosierung durch Ein- und Ausschalten bzw. Steuern der Antriebsvorrichtung jeweils nach seinen Wünschen ändert.The invention is based on the knowledge that the patient's need for infusion fluid, in particular insulin, changes in the course of the day depending on the personal lifestyle (higher insulin requirement after Meals, lower insulin requirements at night and during strenuous physical activity), but that it is not only tedious for the patient but can also be dangerous if he himself controls the dosage by switching the drive device on and off or controlling it according to his wishes changes.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Infusionsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Infusionsrate im Tagesablauf nach einer vom Arzt aufgrund der individuellen Verhältnisse des Patienten festzulegenden Funktion der Uhrzeit ändert.The object of the invention is to provide an infusion device of the type mentioned in the introduction, in which the infusion rate changes in the course of the day according to a function of the time to be determined by the doctor on the basis of the individual circumstances of the patient.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.The achievement of this object according to the invention is the subject of the characterizing part of claim 1.
Der Speicher kann z.B. 24 Speicherstellen aufweisen, so dass im Tagesablauf für jede Stunde eine andere Infusionsrate (Anzahl Volumeneϊnheiten pro Stunde) gewählt werden kann.The memory can e.g. 24 storage locations, so that a different infusion rate (number of volume units per hour) can be selected for each hour in the daily routine.
Vorzugsweise hat das Gerät einen Anschlussteil zum Anschliessen einer von ihm unabhängigen Eingabevorrichtung für die Eingabe der Steuerwerte in die Speicherstellen. Die erfindungsgemässe Eingabevorrichtung für das mit dem Anschlussteil versehene Infusionsgerät ist Gegenstand des Anspruchs 9. Die vom Gerät unabhängige Eingabevorrichtung ist für den Arzt bestimmt und soll nicht an den Patienten abgegeben werden, so dass nur der Arzt und nicht der Patient die Steuerwerte (und bei der Ausführungsform von Anspruch 5 den Maximalwert) eingeben bzw. ändern kann. Die dem Arzt vorbehaltene Eingabe bzw. Aenderung der die Infusionsrate bestimmenden Steuerwerte ist insbesondere bei der Insulinbehandlung von Diabetikern angezeigt, weil eine zu hohe Infusionsrate zu einer lebensbedrohenden Hypoglykämie führen kann.
Demselben Zweck, nämlich der Verhinderung einer Hypoglykämie, dient die bevorzugte Ausführungsart des Geräts nach Anspruch 3, die eine Stoppvorrichtung aufweist, welche die Antriebsvorrichtung stoppt, wenn der Patient während einer bestimmten, längeren Zeitdauer von z.B. 12 Stunden nicht eine der Bedienungstasten des Geräts betätigt. Damit wird verhindert, dass einem ohnmächtig gewordenen Patienten weiter Insulin zugeführt wird, was zu einer Hypoglykämie führen würde.The device preferably has a connecting part for connecting an input device which is independent of it and for inputting the control values into the storage locations. The input device according to the invention for the infusion device provided with the connecting part is the subject of claim 9. The input device, which is independent of the device, is intended for the doctor and should not be given to the patient, so that only the doctor and not the patient receive the control values (and for the Embodiment of claim 5 can enter or change the maximum value). Entering or changing the control values that determine the infusion rate, which is reserved for the doctor, is indicated in particular in the case of insulin treatment for diabetics, because an excessively high infusion rate can lead to life-threatening hypoglycemia. The same purpose, namely the prevention of hypoglycemia, is served by the preferred embodiment of the device according to claim 3, which has a stop device which stops the drive device if the patient does not press one of the control buttons of the device for a certain, long period of time, for example 12 hours. This prevents insulin from being passed to a patient who has passed out, which would lead to hypoglycemia.
Um dem Patienten trotz der vom Arzt vorgegebenen Infusionsrate noch eine Aenderung dieser Rate innert bestimmter, zulässiger Grenzen zu ermöglichen, kann das Gerat gemäss Anspruch 4 mit einem durch Tasten betätigbaren Befehlgeber ausgerüstet sein, mittels dem die von den Steuerwerten abhängige Infusionsrate jeweils während einer bestimmten Zeitdauer, von z.B. einer bzw. zwei Stunden herauf- bzw. herabgesetzt werden kann. Ein Diabetiker kann so nach einer besonders reichhaltigen Mahlzeit die Infusionsrate erhöhen und während anstrengender körperlicher Betätigung, z.B. beim Sport, die Infusionsrate senken. Damit der Patient die Infusionsraten während eines Tages nicht zu oft heraufsetzt und dadurch die Gefahr einer Hypoglykämie entsteht, ist bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 ein Zählwerk vorgesehen, das die zusätzlich abgegebenen Flüssigkeitsmengeneinheiten zahlt, wobei eine Heraufsetzung der Infusionsrate verhindert wird, wenn die Anzahl der z.B. innert 24 Stunden zusäztlich abgegebenen Flüssigkeitsmengeneinheiten einen vom Arzt festzulegenden und zweckmässig mittels der Eingabevorrichtung in einem zweiten Speicher des Geräts zu speichernden Maximalwert überschreitet.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In order to enable the patient to change this rate within certain permissible limits despite the infusion rate specified by the doctor, the device can be equipped with a button-operated command device, by means of which the infusion rate, which is dependent on the control values, can be used for a specific period of time , can be increased or decreased by, for example, one or two hours. A diabetic can thus increase the infusion rate after a particularly rich meal and reduce the infusion rate during strenuous physical activity, for example during sports. So that the patient does not increase the infusion rates too often during a day and this creates the risk of hypoglycemia, a counter is provided in the embodiment according to claim 5, which pays the additional liquid units dispensed, preventing an increase in the infusion rate if the number of For example, within 24 hours, the additional quantity of liquid dispensed exceeds a maximum value to be determined by the doctor and expediently stored in a second memory of the device by means of the input device. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
Die einzige Figur zeigt ein Blockschema eines Infusionsgeräts mit einer an das Gerät anschliessbaren Eingabevorrichtung.The single figure shows a block diagram of an infusion device with an input device that can be connected to the device.
Das in der Zeichnung schematisch dargestellte, zum automatischen Abgeben von Insulin bestimmte Infusionsgerät hat ein Gehäuse, das zur auswechselbaren Halterung einer Spritzampulle 1 ausgebildet ist, und in dem ein Schrittmotor 2 und ein Schraubengetriebe 3 für den Vorschub des Kolbens 4 der Spritzampulle 1 sowie eine Steuervorrichtung 5 für die Steuerung des Schrittmotors 2 angeordnet sind. Das Getriebe 3 besteht aus einer drehbar im Gehäuse gelagerten, vom Schrittmotor 2 angetriebenen Mitnehmerhülse, in die eine Gewindestange für den Vorschub des Kolbens der Spritzampulle drehfest aber längsverschiebbar eingesetzt ist. Auf der Gewindestange sitzt eine Mutter, die drehfest am an das hintere Ende der Spritzampulle angrenzenden Gehäuseteil gehalten ist. Das Getriebe und die Halterung der Spritzampulle sind Gegenstand der schweizerischen Patentanmeldung Nr. 4 887/83. Selbstverständlich könnte der Schrittmotor 2 den Kolben 4 der Spritzampulle oder einer Spritze auch in der aus der US-PS 3 886 938 bzw. der europ. Patentanmeldung Nr. 42 282 bekannten Weise nach Art eines üblichen Zahnstangenantriebes antreiben.
Die Ansteuerschaltung 7 des Schrittmotors 5 wird von einer ausschliesslich für den Motorantrieb vorgesehenen Batterie 8 gespeist. Für die Steuervorrichtung 5 und die mit ihr verbundenen Schaltungsteile ist eine zweite, nicht dargestellte Batterie im Gerät vorgesehen. Die Steuerimpulse für die Ansteuerschaltung 7 werden von der Steuerschaltung 5 erzeugt und zwar mit einer Taktfrequenz, die in der weiter unten beschriebenen Weise nach der Uhrzeit einer Uhr 10 (Zeitgeber) in Abhängigkeit von in einem ersten Speicher 11 zu jeder Stunde des Tages gespeicherten Steuerwerten und allfälligen Befehlen eines Befehlgebers 14 geändert wird.The infusion device shown schematically in the drawing and intended for the automatic delivery of insulin has a housing which is designed for the interchangeable mounting of a spray ampoule 1 and in which a stepping motor 2 and a screw gear 3 for the advancement of the piston 4 of the spray ampoule 1 as well as a control device 5 are arranged for the control of the stepping motor 2. The gear 3 consists of a rotatably mounted driving sleeve driven by the stepper motor 2, into which a threaded rod for the advance of the plunger of the spray ampoule is inserted in a rotationally fixed but longitudinally displaceable manner. A nut sits on the threaded rod and is held in a rotationally fixed manner on the housing part adjoining the rear end of the spray ampoule. The gear and the holder of the spray ampoule are the subject of Swiss patent application No. 4 887/83. Of course, the stepper motor 2 could also have the piston 4 of the spray ampoule or a syringe in the manner described in US Pat. No. 3,886,938 or the Europ. Drive patent application No. 42 282 known manner in the manner of a conventional rack and pinion drive. The control circuit 7 of the stepping motor 5 is fed by a battery 8 provided exclusively for the motor drive. A second battery, not shown, is provided in the device for the control device 5 and the circuit parts connected to it. The control pulses for the control circuit 7 are generated by the control circuit 5 at a clock frequency which, in the manner described below, according to the time of a clock 10 (timer) as a function of control values and stored in a first memory 11 at every hour of the day any commands from a command generator 14 is changed.
Mittels eines Messwerks 16 und eines Zählers 17 überwacht die Steuervorrichtung 5 periodisch die Anzahl der vom Motor 2 in der betreffenden Periode ausgeführten Schritte. Das Messwerk 16 besteht aus einer auf der Abtriebswelle des Schrittmotors 2 sitzenden, mit einem Kranz von Hell/Dunkelfelder versehenen Aluminiumscheibe und einer Laserdioden-Photodiodeneinheit, welche Lichtimpulse emittiert und die von den hellen Feldern der Scheibe reflektierten Lichtimpulse detektiert. Der Zähler 17 zählt die von der Diodeneinheit detektierten Lichtimpulse und die Steuervorrichtung 5 stellt den Zähler 17 periodisch auf 0 und vergleicht jeweils am Ende jeder Periode die Anzahl der von ihr in dieser Periode abgegebenen Steuerimpulse mit dem Zählerstand und gibt bei Nichtübereinstimmung eine Impulsfolge an einen Summer 19. Die Steuervorrichtung 5 hat zu diesem Zweck einen (nicht dargestellten) Zähler, der die von ihr abgegebenen Steuerimpulse zählt und einen (nicht dargestellten) Komparator, der den Zählerstand des Zählers 17 mit demjenigen des Zählers für die Steuerimpulse vergleicht und ein die Impulsfolge an den Summer 19 auslösendes Signal abgibt, wenn die Differenz der Zählerstände einen vorbe
stimmten Toleranzwert überschreitet. Das intermittierende Summersignal zeigt dem Patienten an, dass die Flüssigkeitszufuhr z.B. infolge eines Katheterverschlusses oder einer Verstopfung der Nadel gestört ist.By means of a measuring mechanism 16 and a counter 17, the control device 5 periodically monitors the number of steps carried out by the motor 2 in the relevant period. The measuring mechanism 16 consists of an aluminum disk which is seated on the output shaft of the stepping motor 2 and is provided with a ring of light / dark fields and a laser diode / photodiode unit which emits light pulses and detects the light pulses reflected by the bright fields of the disk. The counter 17 counts the light pulses detected by the diode unit and the control device 5 periodically sets the counter 17 to 0 and at the end of each period compares the number of control pulses emitted by it in this period with the counter reading and gives a pulse sequence to a buzzer if it does not match 19. For this purpose, the control device 5 has a counter (not shown) which counts the control pulses emitted by it and a comparator (not shown) which compares the counter reading of the counter 17 with that of the counter for the control pulses and switches the pulse train on emits the signal triggering the buzzer 19 when the difference in the counter readings passes agreed tolerance value exceeds. The intermittent buzzer signal indicates to the patient that the fluid supply is disrupted, for example due to a catheter occlusion or a blockage of the needle.
Der Speicher 11 hat für jede Stunde des Tages eine Speicherstelle 12, also insgesamt 24 Speicherstellen. In diesen Speicherstellen 12 werden Steuerwerte gespeichert, welche die Anzahl der in der jeweiligen Stunde abzugebenden Volumeneinheiten angeben. Die Steuervorrichtung 5 hat ferner einen zweiten, dritten und vierten Speicher 22, 23, 24 mit je einer Speicherstelle. Der Speicher 22 dient zur Speicherung eines Maximalwerts, der die maximale Anzahl Volumeneinheiten (VE) angibt, die jeweils während eines ganzen Tages ohne Gefahr für den Patienten zusätzlich durch Befehle des Befehlgebers 14 abgegeben werden dürfen. Der Speicher 23 speichert jeweils einen vom Befehlgeber 14 abgegebenen Wert, welcher die Anzahl Volumeneinheiten angibt, die innert der auf die Betätigung des Befehlgebers 14 folgenden Stunde zusätzlich abgegeben werden soll. Entsprechend speichert der Speicher 24 jeweils einen die Anzahl Volumeneinheiten angebenden Wert, um welche das innert der Stunde nach dem bzw. den beiden massgebenden Steuerwerten abzugebende Flüssigkeitsvolumen reduziert werden soll.The memory 11 has a memory location 12 for every hour of the day, that is a total of 24 memory locations. In these storage locations 12 control values are stored which indicate the number of volume units to be dispensed in the respective hour. The control device 5 also has a second, third and fourth memory 22, 23, 24, each with one memory location. The memory 22 is used to store a maximum value which specifies the maximum number of volume units (VE), which may also be issued during a whole day without any risk to the patient by commands from the command generator 14. The memory 23 stores in each case a value emitted by the command transmitter 14, which indicates the number of volume units which are to be additionally dispensed within the hour following the actuation of the command transmitter 14. Correspondingly, the memory 24 stores in each case a value indicating the number of volume units by which the liquid volume to be dispensed within the hour after the one or the two decisive control values is to be reduced.
Zum Eingeben der Steuerwerte in den Speicher 11 und des Maximalwerts in den Speicher 22 ist eine für den Arzt bestimmte Eingabevorrichtung 30 vorgesehen, die mittels eines Steckverbinders 31 an eine Schnittstelle 32 der Steuervorrichtung 5 anschliessbar ist. Die Eingabevorrichtung 30 hat einen dem Speicher 11 entsprechenden
Speicher 33 mit ebenfalls 24 Speicherstellen 34, in welche die Steuerwerte für die 24 Stunden mittels vier Tasten 35 eingebbar sind. Ein Bildschirm 36 zeigt ein Stabdiagramm der in den Speicherstellen 34 gespeicherten Steuerwerte (Anzahl Volumeneinheiten VE) in Abhängigkeit von der Zeit. (Die Länge der aneinandergereihten, je einer Stunde des Tages zugeordneten Stäbe ist proportional zu den betr. Steuerwerten.) Mit der linken und rechten Taste 35, die durch einen nach links bzw. rechts weisenden Pfeil gekennzeichnet sind, wird die Speicherstelle bzw. Uhrzeit gewählt, mit der oberen und unteren Taste, die durch einen nach oben bzw. unten weisenden Pfeil gekennzeichnet sind, wird der in der jeweils gewählten Speicherstelle gespeicherte Steuerwert inkrementiert bzw. dekrementiert. Der im zweiten Speicher 22 zu speichernde Maximalwert wird mittels einer Tastatur 37 in einen zweiten Speicher 38 der Eingabevorrichtung 30 eingegeben und von einer Digitalanzeige 39 angezeigt. Nach Eingabe und Kontrolle der Steuerwerte und des Maximalwerts schliesst der Arzt die Eingabevorrichtung 30 an das Gerät an und der Inhalt der Speicher 33 und 38 wird in die Speicher 11 und 22 ödes Geräts übertragen. Wesentlich ist, dass die Steuerwerte und der Maximalwert nur mittels der im Besitz des Arztes befindlichen Eingabevorrichtung 30 eingegeben werden können und der Patient keine Möglichkeit hat, diese Werte mittels der für ihn am Gerät vorgesehenen Tasten 40, 41 zu ändern.To enter the control values in the memory 11 and the maximum value in the memory 22, an input device 30 intended for the doctor is provided, which can be connected to an interface 32 of the control device 5 by means of a plug connector 31. The input device 30 has one corresponding to the memory 11 Memory 33 with also 24 memory locations 34, into which the control values for the 24 hours can be entered using four keys 35. A screen 36 shows a bar diagram of the control values (number of volume units VE) stored in the storage locations 34 as a function of time. (The length of the strings that are assigned to one hour of the day is proportional to the respective control values.) With the left and right keys 35, which are identified by an arrow pointing left and right, the storage location or time is selected , with the upper and lower keys, which are indicated by an arrow pointing upwards or downwards, the control value stored in the respectively selected storage location is incremented or decremented. The maximum value to be stored in the second memory 22 is entered into a second memory 38 of the input device 30 by means of a keyboard 37 and displayed by a digital display 39. After entering and checking the control values and the maximum value, the doctor connects the input device 30 to the device and the contents of the memories 33 and 38 are transferred to the memories 11 and 22 of the device. It is essential that the control values and the maximum value can only be entered by means of the input device 30 in the possession of the doctor and the patient has no possibility of changing these values by means of the keys 40, 41 provided for him on the device.
Die Tasten 40, 41 dienen zur Betätigung einer Start-Stopp-Einheit 43 und des Befehlgebers 14. Die Start-Stopp-Einheit 43 gibt ein Start- bzw. Stoppsignal an die Steuervorrichtung 5, wenn die Taste 40 bzw. die Taste 41 länger als 4 Sekunden ununterbrochen gedrückt wird. Gleichzeitig mit dem Start- bzw. Stoppsignal gibt
die Einheit 43 ein Reset-Signal an den Befehlgeber 14, der aufgrund dieses Signals die Speicher 23 und 24 aufThe keys 40, 41 are used to actuate a start-stop unit 43 and the command device 14. The start-stop unit 43 issues a start or stop signal to the control device 5 if the key 40 or the key 41 is longer than Is pressed continuously for 4 seconds. Simultaneously with the start or stop signal the unit 43 sends a reset signal to the command generator 14, which stores 23 and 24 on the basis of this signal
0 setzt. Der Befehlgeber 14 setzt bei kurzzeitiger (kürzer als 4 Sekunden) Betätigung der Taste 40 beide Speicher 23 und 24 auf 0 und erzeugt einen 30 Sekunden-Impuls, während dessen Dauer er bei jeder Betätigung der Taste 40 den Speicher 23 und bei jeder Betätigung der Taste 41 den Speicher 24 inkrementiert, d.h. den gespeicherten Wert jeweils um 1 erhöht. Der im Speicher 23 gespeicherte, der Anzahl der Betätigungen der Taste 40 entsprechende Wert gibt die Anzahl der zusätzlich abzugebenden Volumeneinheiten (VE) an, entsprechend gibt der durch Betätigung der Taste 41 im Speicher 24 gespeicherte Wert die gewünschte Reduktion der Flüssigkeitsabgabe an. Der in den Speicher 23 eingebbare Wert ist begrenzt, indem der Befehlgeber 14 einen (nicht dargestellten) Zähler hat und den Speicher 23 nur inkrementiert, wenn der Zählerstand einen bestimmten Höchstwert nicht überschreitet. Am Ende des 30 Sekunden-Impulses gibt der Befehlgeber 14 einen Befehl an die Steuervorrichtung 5 zum Lesen der Speicher 12, 23, 24 und zur Berechnung der Taktfrequenz.0 sets. When the key 40 is pressed briefly (less than 4 seconds), the command generator 14 sets both memories 23 and 24 to 0 and generates a 30 second pulse, during which time it presses the memory 23 each time the key 40 is pressed and each time the key is pressed 41 increments the memory 24, ie increases the stored value by 1. The value stored in the memory 23 and corresponding to the number of actuations of the key 40 indicates the number of additional volume units (VE) to be dispensed; accordingly, the value stored in the memory 24 by actuating the key 41 indicates the desired reduction in liquid delivery. The value that can be entered into the memory 23 is limited in that the command generator 14 has a counter (not shown) and only increments the memory 23 if the counter reading does not exceed a certain maximum value. At the end of the 30 second pulse, the command generator 14 issues a command to the control device 5 for reading the memories 12, 23, 24 and for calculating the clock frequency.
Bei jeder Betätigung der Taste 40 werden ferner zwei mit der Uhr 10 verbundene, als Laufzeitmesser dienende Zeitzähler 45, 46 auf 0 gestellt. (Wenn die Zeitzähler 45, 46 als Rückwärtszähler ausgeführt sind, werden sie aufEach time the button 40 is actuated, two time counters 45, 46 connected to the clock 10 and serving as transit time meters are set to 0. (If the time counters 45, 46 are designed as a down counter, they will open
1 bzw. 12 Stunden gestellt.) Der Zeitzähler 45 gibt nach Ablauf einer Stunde ein Reset-Signal an den Befehlgeber 14, der dann die Speicher 23, 24 löscht und erneut einen Lese- und Rechenbefehl an die Steuervorrichtung 5 gibt. Der Zeitzähler 46 gibt nach Ablauf von 12 Stunden ein Signal an eine Stoppeinheit 47, wodurch diese ein Stoppsignal an die Steuervorrichtung 5 gibt. Die Steuervor
richtung 5 unterbricht dann die Abgabe der Steuerimpulse und löst ein dauerndes Warnsignal des Summers 19 aus, bis die Starteinheit 43 durch ununterbrochenes, mindestens 4 Sekunden langes Drücken der Taste 40 die erneute Abgabe von Steuerimpulsen auslöst. Der Zeitzähler 46 und die Stoppeinheit 47 verhindern, dass einem ohnmächtig gewordenen Patienten während längerer Zeit weiter Insulin zugeführt wird, was zu einer Hypoglykämie führen könnte. Zur Vermeidung einer Hypoglykämie infolge einer vom Patienten zu häufig, z.B. stündlich durch Betätigung des Befehlgebers 14 erhöhten Insulinabgabe ist ein Zähler 48 vorgesehen, der durch die Uhr 10 jeweils um Mitternacht auf 0 gestellt wird und der die von der Steuervorrichtung 5 aufgrund des jeweils im Speicher 23 gespeicherten Werts zusätzlich abgegebenen Volumeneinheiten zählt. Ein Komparator 49 vergleicht den Zählerstand des Zählers 48 mit dem im zweiten Speicher 22 gespeicherten Maximalwert und gibt ein Signal an den Befehlgeber 14, wenn der Zählerstand den Maximalwert erreicht. Der Befehlgeber 14 löscht dann den Speicher 23. Der Löschbefehl bleibt unabhängig von einer Betätigung der Taste 40 erhalten, bis der Zähler 48 durch die Uhr 10 (um Mitternacht) auf 0 gestellt wird.1 or 12 hours.) After an hour has elapsed, the time counter 45 sends a reset signal to the command generator 14, which then clears the memories 23, 24 and again issues a read and arithmetic command to the control device 5. After 12 hours, the time counter 46 sends a signal to a stop unit 47, as a result of which the latter sends a stop signal to the control device 5. The tax prep Direction 5 then interrupts the delivery of the control pulses and triggers a continuous warning signal from the buzzer 19 until the starting unit 43 triggers the renewed delivery of control pulses by continuously pressing the button 40 for at least 4 seconds. The time counter 46 and the stop unit 47 prevent insulin from being passed to a patient who has passed out for a longer period of time, which could lead to hypoglycemia. In order to avoid hypoglycemia due to an increased insulin delivery by the patient, for example hourly by actuating the command device 14, a counter 48 is provided, which is set to 0 by the clock 10 at midnight and which is reset by the control device 5 due to the respective in memory 23 stored value counts additional delivered volume units. A comparator 49 compares the counter reading of the counter 48 with the maximum value stored in the second memory 22 and sends a signal to the command generator 14 when the counter reading reaches the maximum value. The command generator 14 then clears the memory 23. The clear command is retained regardless of an actuation of the key 40 until the counter 48 is set to 0 by the clock 10 (at midnight).
Eine Anzeige 50 zeigt dem Patienten den Inhalt der Speicher 23 und 24 an. Zweckmässig zeigt die Anzeige 50 zudem die Differenz zwischen dem Inhalt des Speichers 22 und dem Stand des Zählers 48, d.h. das am jeweiligen Tag höchstens noch zusätzlich abgebbare Flüssigkeitsvolumen an.A display 50 shows the patient the contents of the memories 23 and 24. The display 50 also expediently shows the difference between the content of the memory 22 and the status of the counter 48, i.e. the maximum volume of liquid that can be dispensed on each day.
Die Steuervorrichtung 5 berechnet die Taktfrequenz der Steuerimpulse mittels eines Rechenwerks 51 jeweils bei Beginn jeder ihr von der Uhr 10 durch ein Stundensignal angezeigten Stunde und bei jedem Befehl des Befehl
gebers 14. Sie liest dabei den Inhalt der der betreffenden Stunde zugeordneten Speicherstelle 12 sowie der Speicher 23 und 24, addiert den Inhalt der Speicherstelle 12 und des Speichers 23 und subtrahiert von der Summe den Inhalt des Speichers 24. Den erhaltenen Betrag multipliziert sie mit einem, in einem (nicht dargestellten) Festwertspeicher gespeicherten, konstanten Faktor, der die Anzahl Schritte bzw. den Bruchteil eines Schritts angibt, die bzw. den der Motor 2 pro Sekunde auszuführen hat, damit während einer Stunde insgesamt eine Volumeneinheit abgegeben wird. Das Produkt ist die Taktfrequenz, mit welcher die Steuervorrichtung 5 die Steuerimpulse für die Ansteuerschaltung 7 erzeugt und zwar so lange, bis ein Stundensignal der Uhr 10 bzw. ein Befehl des Befehlgebers 14 eine neue Berechnung der Taktfrequenz auslöst.The control device 5 calculates the clock frequency of the control pulses by means of an arithmetic unit 51 at the beginning of each hour indicated by the clock 10 by an hourly signal and with each command of the command donor 14. It reads the content of the memory location 12 assigned to the relevant hour as well as the memories 23 and 24, adds the content of the memory location 12 and the memory 23 and subtracts the content of the memory 24 from the sum. The multiplied amount is multiplied by a , stored in a read-only memory (not shown), which indicates the number of steps or the fraction of a step that the motor has to perform 2 per second, so that a total volume unit is dispensed for one hour. The product is the clock frequency with which the control device 5 generates the control pulses for the control circuit 7 until an hourly signal from the clock 10 or a command from the command generator 14 triggers a new calculation of the clock frequency.
Die Steuervorrichtung 5 berechnet ferner mittels des Rechenwerks 51 das Zeitintervall, innert dem eine zusätzliche Volumeneinheit abgegeben wird, indem sie eine Stunde durch den im Speicher 23 gespeicherten Wert dividiert, und gibt periodisch jeweils nach Ablauf dieses Zeitintervalls einen Impuls an den Zähler 48, so lange, bis ein Befehl des Befehlgebers 14 eine neue Berechnung der Taktfrequenz und damit auch des Zeitintervalls auslöst.The control device 5 further uses the arithmetic unit 51 to calculate the time interval within which an additional volume unit is dispensed by dividing one hour by the value stored in the memory 23, and periodically gives a pulse to the counter 48 after this time interval has elapsed until a command from the command generator 14 triggers a new calculation of the clock frequency and thus also of the time interval.
Damit der Patient die Wirksamkeit eines Befehls zur Erhöhung der Infusionsrate möglichst rasch spürt, kann der Befehlgeber 14 während eines ersten Zeitabschnitts von z.B. 15 Minuten den Wert im dritten Speicher 23 höher ansetzen als während der restlichen Zeit bis zum Löschen des Speichers 23 infolge des Reset-Signals des Zählers 45. Der Befehlgeber 14 kann dabei einen Zwischenspeicher
für die Speicherung des durch mehrfaches Drücken der Taste 40 gewählten Werts sowie ein Rechenwerk haben und den im Zwischenspeicher gespeicherten Wert für den ersten Zeitabschnitt z.B. mit dem Faktor 4/3 und für den restlichen Zeitabschnitt mit dem Faktor 8/9 multiplizieren. Der Befehlgeber 14 speichert in diesem Fall zuerst den mit dem Faktor 4/3 multiplizierten Wert im Speicher 23 und nach Ablauf von 15 Minuten (angezeigt vom Zeitzähler 45) den mit dem Faktor 8/9 multiplizierten Wert, wobei er gleichzeitig einen Befehl für die Neuberechnung der Taktfrequenz gibt. Dadurch wird während der ersten 15 Minuten 1/3 und während der restlichen 45 Minuten 2/3 des vom Patienten gewünschten, zusätzlichen Fiüssigkeitsvolumens abgegeben.In order for the patient to feel the effectiveness of a command to increase the infusion rate as quickly as possible, the command generator 14 can set the value in the third memory 23 higher during a first time segment of, for example, 15 minutes than during the remaining time until the memory 23 is deleted as a result of the reset. Signals of the counter 45. The command generator 14 can be a buffer for storing the value selected by pressing the key 40 several times and have an arithmetic unit and multiply the value stored in the buffer for the first time period, for example by a factor of 4/3 and for the remaining time period by a factor of 8/9. In this case, the command generator 14 first stores the value multiplied by the factor 4/3 in the memory 23 and after 15 minutes (indicated by the time counter 45) the value multiplied by the factor 8/9, at the same time issuing a command for the recalculation the clock frequency there. As a result, 1/3 of the additional fluid volume desired by the patient is dispensed during the first 15 minutes and 2/3 during the remaining 45 minutes.
Bei einer nicht dargestellten Variante des Infusionsgeräts ist für die Steuerung des Schrittmotors 2 ein 4-Bit 1-Chip Mikroprozessor des Typs NEC 7503 mit einem 4K x 8 ROM-Programmspeicher und einem 224 x 4 RAM-Schreib-Lese- Speicher vorgesehen. An den Mikroprozessor ist ein 16 x 8 EEPROM-Speicher für die Speicherung der mittels der Eingabevorrichtung 30 eingebbaren Daten angeschlossen (für die 24 Steuerwerte und den Maximalwert stehen je 4 Bit zur Verfügung). Die Ein-Ausgabe-Kanäle des Prozessors sind mit der Ansteuerschaltung 7, dem Messwerk 16, der Schnittstelle 32, den Tasten 40, 41, dem Summer 19 und einer der Anzeige 50 entsprechenden LCD-Anzeige bunden. Das in den ROM-Programmspeicher maskenprogrammiert eingeschriebene Programm ist so ausgestaltet, dass der Prozessor im wesentlichen die oben im Zusammenhang mit der Steuervorrichtung 5, dem Befehlgeber 14, der Uhr 10 und den Zählern 17, 45, 46, 48 beschriebenen Schaltfunktionen ausführt. Im folgenden werden
deshalb lediglich die abweichenden bzw. zusätzlichen Schritte des Programms erläutert.In a variant of the infusion device, not shown, a 4-bit 1-chip microprocessor of the type NEC 7503 with a 4K x 8 ROM program memory and a 224 x 4 RAM read / write memory is provided for controlling the stepping motor 2. A 16 x 8 EEPROM memory is connected to the microprocessor for storing the data that can be input by means of the input device 30 (4 bits are available for the 24 control values and the maximum value). The input-output channels of the processor are linked to the control circuit 7, the measuring mechanism 16, the interface 32, the keys 40, 41, the buzzer 19 and an LCD display corresponding to the display 50. The program written in the ROM program memory in a mask-programmed manner is designed such that the processor essentially carries out the switching functions described above in connection with the control device 5, the command device 14, the clock 10 and the counters 17, 45, 46, 48. The following will be therefore only the deviating or additional steps of the program are explained.
Der Prozessor wird ebenso wie die Steuervorrichtung 5 durch eine zusätzlich zur Batterie 8 für die Ansteuerung 7 vorgesehene, zweite Batterie gespeist. Er hat eine Schaltung, die beim Auswechseln oder einem Spannungsabfall der zweiten Batterie dafür sorgt, dass der Prozessor in einen Stand-by-Betrieb übergeht, in dem die Speicher mit einer Hilfsspannung von der Batterie 8 versorgt werden, damit der Inhalt der Speicherzellen erhalten bleibt. Beim Einsetzen der zweiten Batterie geht der Prozessor in einen Halte- oder Wartezustand (Stop), in dem keine Steuerimpulse an die Ansteuerschaltung 7 gegeben werden. Durch mindestens 4 Sekunden langes Drücken der Taste 40 wird der Prozessor in den Betriebszustand (Run) gesetzt, in welchem er an die Ansteuerschaltung 7 Steuerimpulse gibt, deren Taktfrequenz proportional zu dem zur jeweiligen Uhrzeit (der im Mikroprozessor vorhandenen Uhr) gespeicherten Steuerwert eingestellt wird.The processor, like the control device 5, is powered by a second battery that is provided for the control 7 in addition to the battery 8. It has a circuit which, when the second battery is replaced or a voltage drop, ensures that the processor switches to a standby mode in which the memories are supplied with an auxiliary voltage from the battery 8, so that the contents of the memory cells are retained . When the second battery is inserted, the processor goes into a hold or wait state (stop) in which no control pulses are given to the control circuit 7. By pressing the button 40 for at least 4 seconds, the processor is set to the operating state (Run), in which it gives the control circuit 7 control pulses, the clock frequency of which is set in proportion to the control value stored at the respective time (the clock present in the microprocessor).
Für die Herauf- bzw. Herabsetzung der Infusionsrate (der Taktfrequenz der Steuerimpulse) ist ein Unterprogramm vorgesehen, das im Betriebszustand (Run) des Prozessors durch kurzzeitiges (kürzer als 4 Sekunden) Drücken der Taste 41 aufgerufen wird. Der Befehl zum Herauf- bzw. Herabsetzen der Taktfrequenz wird danach durch mehrmaliges Betätigen der Taste 40 bzw. 41 gegeben, wobei das Unterprogramm zehn Sekunden nach der jeweils letzten Tastenbetätigung mit einem Rückkehrbefehl abgeschlossen wird. (Es werden also nur Tastenbetätigungen berücksichtigt, die in Zeitabständen von weniger als zehn Sekunden aufeinanderfolgen.) Je nach
der Anzahl Betätigungen der Taste 40 bzw. 41 werden mittels des Unterprogramms unterschiedliche Daten in den RAM-Speicher eingeschrieben, die nach Rückkehr in das Hauptprogramm folgendes bewirken:A subroutine is provided for increasing or decreasing the infusion rate (the clock frequency of the control pulses), which is called up in the processor's operating state (Run) by briefly (less than 4 seconds) pressing key 41. The command to increase or decrease the clock frequency is then given by pressing the key 40 or 41 several times, the subroutine being terminated with a return command ten seconds after the last key actuation. (So only button presses that are consecutive at intervals of less than ten seconds are taken into account.) Depending on the number of times the button 40 or 41 is pressed, various data are written into the RAM memory by means of the subroutine, which, after returning to the main program, do the following:
Durch n-maliges Drücken der Taste 40 wird in einer ersten Speicherstelle des RAM-Speichers der Wert n-1 gespeichert, der die Anzahl Volumeneinheiten angibt, welche innert einer Stunde zusätzlich abzugeben sind. Der Wert ist auf 15 begrenzt, beim siebzehnten Drücken der Taste 40 wird der Wert auf 0 zurückgestellt. Der Prozessor hat einen Zähler, der als Timer mit dem Rückkehrbefehl des- Unterprogramms gestartet wird. Das Hauptprogramm ruft periodisch in kurzen Zeitabstanden (z.B. jede Minute) den in der ersten Speicherstelle des RAM gespeicherten Wert ab und erhöht die Taktfrequenz so, dass zusätzlich zum Flüssigkeitsvolumen, das aufgrund der den Uhrzeiten zugeordneten, im EEPROM gespeicherten Steuerwerte abzugeben ist, in der ersten Viertelstunde nach dem Rückkehrbefehl ein Drittel und während der anschliessenden Dreiviertelstunde die restlichen zwei Drittel des durch den abgerufenen Wert angegebenen, zusätzlichen Flüssigkeitsvolumens abgegeben wird. Nach Ablauf der Stunde wird die erste Speicherstelle des RAM auf 0 zurückgesetzt.By pressing the key 40 n times, the value n-1 is stored in a first memory location of the RAM, which indicates the number of volume units which are additionally to be dispensed within one hour. The value is limited to 15; when button 40 is pressed for the seventeenth time, the value is reset to 0. The processor has a counter that is started as a timer with the return command of the subroutine. The main program periodically calls up the value stored in the first memory location of the RAM at short time intervals (e.g. every minute) and increases the clock frequency so that in addition to the liquid volume, which is to be output due to the control values stored in the EEPROM based on the times, the first A quarter of an hour after the return order, and during the subsequent three-quarter hour the remaining two thirds of the additional volume of liquid indicated by the retrieved value. After the hour, the first memory location of the RAM is reset to 0.
Durch Drücken der Taste 41 wird in einer zweiten Speicherstelle des RAM-Speichers der Wert 1 (einmaliges Drücken), 2/3 (zweimaliges Drücken), 1/3 (dreimaliges Drücken) oder 0 (viermaliges Drücken) gespeichert. Beim fünften Tastendruck wird wieder der Wert 1 gespeichert. Das Hauptprogramm ruft den in der zweiten Speicherstelle des RAM gespeicherten Wert ebenfalls periodisch ab und multipliziert die aufgrund des nach
der Uhrzeit jeweils massgebenden, im EEPROM gespeicherten Steuerwerts berechnete Taktfrequenz mit dem abgerufenen Wert, so dass die Taktfrequenz je nach dem abgerufenen Wert beibehalten oder auf 2/3, 1/3 oder 0 herabgesetzt wird. Die Herabsetzung wird während zweier Stunden aufrechterhalten, wobei die herabgesetzte Taktfrequenz nach der Uhrzeit ertsprechend den Steuerwerten ändert. Nach Ablauf der zwei Stunden wird die zweite Speicherstelle auf 1 gesetzt. Es sei noch angemerkt, dass beim Drücken der Taste 40 jeweils die zweite Speicherstelle auf 1 und beim Drücken der Taste 41 jeweils die erste Speicherstelle auf 0 gesetzt wird, damit nicht gleichzeitig Werte für die Herauf- und die Herabsetzung der Infusionsrate gespeichert werden können.Pressing the key 41 stores the value 1 (pressing once), 2/3 (pressing twice), 1/3 (pressing three times) or 0 (pressing four times) in a second memory location of the RAM memory. When the button is pressed a fifth time, the value 1 is saved again. The main program also periodically retrieves the value stored in the second memory location of the RAM and multiplies it based on the the clock frequency, which is the relevant control value stored in the EEPROM, with the retrieved value, so that the clock frequency is maintained or reduced to 2/3, 1/3 or 0 depending on the retrieved value. The reduction is maintained for two hours, the reduced clock frequency changing according to the time in accordance with the control values. After the two hours, the second memory location is set to 1. It should also be noted that when the key 40 is pressed, the second memory location is set to 1 and when the key 41 is pressed, the first memory location is set to 0, so that values for increasing and decreasing the infusion rate cannot be stored at the same time.
Zum Eingeben der Steuerwerte und des Maximalwerts mittels der Eingabevorrichtung 30 in den EEPROM ist der Prozessor in den Halte- oder Wartezustand (Stop) zu schalten, was im Betriebszustand (Run) durch länger als 4 Sekunden dauerndes Drücken der Taste 40 erfolgt.To enter the control values and the maximum value by means of the input device 30 into the EEPROM, the processor is to be put into the stop or waiting state (stop), which is done in the operating state (run) by pressing the key 40 for longer than 4 seconds.
Die LCD-Anzeige des Prozessors zeigt folgendes an: Die Uhrzeit, den gesamten in der Spritzampulle 1 jeweils noch vorhandenen Flüssigkeitsvorrat, die mittels der Taste 41 gewählte Herabsetzung der Infusionsrate (3/3, 2/3, 1/3, 0), die mittels der Taste 41 gewählte Anzahl zusätzlich abzugebender Volumeneinheiten (0, 1, 2, ..., 15) und die Differenz zwischen der letzteren und der davon bereits abgegebenen, zusätzlichen Anzahl Volumeneinheiten.The LCD display of the processor shows the following: the time, the total liquid supply still available in the spray ampoule 1, the reduction in the infusion rate (3/3, 2/3, 1/3, 0) selected by means of the key 41 the number of additional volume units (0, 1, 2, ..., 15) selected by means of the key 41 and the difference between the latter and the additional number of volume units already output therefrom.
Die beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung sind für die Insulinabgabe bestimmt. Selbstverständlich kann das erfindungsgemässe Gerät auch für
die Infusion anderer Flüssigkeiten verwendet werden, wobei erforderlichenfalls auch die Herabsetzung der Infusionsrate begrenzt werden kann, in ensprechender Weise wie bei den obigen Ausführungsbeispielen die Heraufsetzung der Infusionsrate wegen der Gefahr einer Hypoglykämie begrenzt ist.
The two embodiments of the invention described above are intended for insulin delivery. Of course, the device according to the invention can also be used for the infusion of other liquids can be used, and if necessary the reduction in the infusion rate can also be limited, in a manner corresponding to that in the above exemplary embodiments the increase in the infusion rate is limited because of the risk of hypoglycemia.