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Die
Erfindung betrifft einen Infusionstropfenkenner.
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In
vielen Bereichen der klinischen Gesundheitsversorgung werden Infusionssysteme
eingesetzt. Über
ein Infusionssystem wird einem Patienten eine Infusionslösung zugeführt. Diese
dient beispielsweise selbständig
als Therapeutikum oder als Trägerlösung für die Applikation
anderer in ihr gelöster
Medikamente.
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Während der
Infusionstherapie kann es aufgrund verschiedener Ursachen zu einem
Sistieren der ansonsten kontinuierlichen Infusionsabgabe kommen.
Dies kann für
den Patienten gefährliche Folgen
haben.
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Als
beispielhafte Umstände,
welche zum Sistieren der Infusionsabgabe führen können, seien ein Abknicken oder
eine Diskonnektion von Schlauchleitungen, eine vollständige Entleerung
der Infusionsflasche oder eine nicht geöffnete Regelung in der Infusionsleitung
genannt. Als konkreteres Beispiel sei die Möglichkeit erwähnt, dass
beispielweise eine Diskonnektion der Infusionsleitung an einem zentralvenösen Katheter
auftritt, was eine Luftembolie oder eine Blutung aus dem Katheter
zur Folge haben kann.
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Eine
andere bedeutende Anwendung einer Infusionstherapie liegt in ihrer
Verwendung bei der totalen intravenösen Anästhesie (TIVA). Diese moderne
Form der Anästhesie
verwendet sehr starke, jedoch nur kurz wirkende Substanzen und ist
daher auf eine regelmäßige Infusionsrate
angewie sen. Wenn die Infusion unbemerkt stoppt, kann der Patient
innerhalb weniger Minuten aufwachen – auch während einer Operation.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf kostengünstige Weise
zuverlässig
die kontinuierliche Flüssigkeitsabgabe
einer laufenden Infusion zu gewährleisten.
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Diese
Aufgabe löst
ein Infusionstropfenkenner zur automatischen Überwachung einer regelmäßigen Tropfenrate
in einer Tropfkammer eines Infusionssystems.
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Ein
solcher Infusionstropfenkenner ermöglicht es, anhand nur einer
Stelle im gesamten Infusionssystem die kontinuierliche Flüssigkeitsabgabe
zu überwachen.
Dass der Infusionstropfenkenner an der Tropfkammer des Infusionssystems
ansetzt, hat den besonderen Vorteil, dass der Kenner nicht in unmittelbarer
Nähe zum
Patienten angebracht werden muss. Vielmehr verbleibt beispielsweise
bei einer Operation noch der ansonsten übliche Freiraum zum Arbeiten
für das
Operationsteam.
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Der
Infusionstropfenkenner kann bevorzugt eine Kenneinrichtung zum Erfassen
eines in der Tropfkammer fallenden Tropfens aufweisen. Über eine
solche Kenneinrichtung wird es dem Kenner ermöglicht, die fallenden Tropfen
in der Tropfkammer einzeln zu detektieren. Anhand der fallenden
Tropfen ist ein Rückschluss über die
prinzipielle Tätigkeit
der Infusionszuführung
ebenso möglich
wie eine Errechnung der zugeführten
Menge pro Zeit.
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Alternativ
und kumulativ zur Kenneinrichtung wird vorgeschlagen, dass der Infusionstropfenkenner über einen
Zeitdauermesser zum Messen der Zeitdauer ab einem zuletzt gefallenen
Tropfen verfügt. Während eine
lose Kenneinrichtung nur das Herabfallen eines einzelnen Tropfens
erfassen und bestätigen
kann, kann auf diese Weise vorteilhaft die Zeitdauer zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Tropfen gemessen werden. Hierzu muss lediglich
der Zeitdauermesser beim Erkennen eines ersten fallenden Tropfens
gestartet werden und beim Erkennen des darauf folgenden Tropfens
ausgelesen werden. Es wird vorgeschlagen, dass bei jedem Folgetropfen
der Zeitdauermesser zurückgesetzt
wird, damit jeweils neue Messungen der einzelnen Zeitdauern zwischen aufeinanderfolgenden
Tropfen durchgeführt
werden können.
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In
Ergänzung
zum Zeitdauermesser kann der erfindungsgemäße Infusionstropfenkenner bevorzugt
eine Alarmeinrichtung mit einem optischen und/oder akustischen Alarmgeber
aufweisen. Die Alarmeinrichtung ist dazu vorgesehen, das Bedienpersonal
des Infusionssystems über
eine Anomalie der Infusionen automatisch zu informieren, so dass das
Infusionssystem nicht dauernd vom Personal überwacht werden muss.
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Die
Alarmeinrichtung kann Mittel zum Vergleich der Zeitdauer ab einem
zuletzt gefallenen Tropfen mit einer Grenzdauer aufweisen, wobei
die Alarmeinrichtung beim Überschreiten
der Grenzdauer einen Alarmgeber aktiviert. Bei Infusionstherapien sind
bestimmte Infusionsflussraten vorgegeben, die eine entsprechende
Tropfenfrequenz erfordern. Wenn die Tropfen frequenz bekannt ist,
ist somit auch die zulässige
Grenzdauer zwischen zwei fallenden Tropfen bekannt, bei deren Überschreiten
die Infusionstherapie gefährdet
ist. Wenn die Alarmeinrichtung eine tatsächlich gemessene Zeitdauer
zwischen zwei gefallenen Tropfen kennt bzw. erkennt und diese tatsächliche
Dauer mit der maximal zulässigen
Grenzdauer vergleichen kann und weiterhin den Alarmgeber aktivieren
kann, falls die maximal zulässige Grenzdauer überschritten
wird, ist gewährleistet, dass
das Infusionssystem mit der erforderlichen Zuführung der Infusion arbeitet.
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Um
den Infusionstropfenkenner bestmöglich für verschiedene
Einsatzzwecke anpassen zu können,
wird vorgeschlagen, dass dieser eine Grenzdauereinstellung aufweist.
Die Grenzdauereinstellung kann insbesondere verschiedene Grenzdauern vorgegeben
zur Verfügung
stellen, zwischen welchen und/oder über welche hinaus eine Einstellung
der Grenzdauer stufenlos oder in Einstellstufen vorgenommen werden
kann. Für
viele Einsatzzwecke reichen bereits Grenzdauern von 15 Sekunden,
10 Sekunden und 5 Sekunden aus.
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In
der technischen Ausgestaltung des Infusionstropfenkenners hat eine
Kenneinrichtung zum Erfassen eines in der Tropfkammer fallenden
Tropfens bevorzugt einen optischen Sensor. Ein optischer Sensor
ist preisgünstig
herzustellen und arbeitet sehr zuverlässig. Außerdem kann er raum- und energiesparend
in ein kleines Gehäuse
platziert werden.
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Bevorzugt
hat die Kenneinrichtung zusätzlich
eine Lichtquelle. Die Kombination aus optischem Sensor und Lichtquelle
ermöglicht
bereits den Aufbau einer einfachen Lichtschranke mit einem Prüfbereich,
welcher durch den fallenden Tropfen unterbrochen wird. Auf diese
Weise kann bereits mit einem kleinen optischen Sensor – aufgrund
der bekannten Ausrichtung der vorgesehenen Lichtquelle – ein fallender
Tropfen sicher erkannt werden.
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Um
den Infusionstropfenkenner möglichst unabhängig und
handlich auszuführen,
wird vorgeschlagen, dass dieser eine kennerintern angeordnete Energiequelle
zum Speisen einer Kenneinrichtung und/oder zum Betreiben einer Alarmeinrichtung
aufweist. Dies kann beispielsweise eine handelsübliche, bevorzugt wiederaufladbare
Batterie sein.
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Um
einem Betriebsausfall des Infusionstropfenkenners infolge einer
Entladung seiner Energiequelle vorzubeugen, wird eine Einrichtung
zum Prüfen
einer Restladung der Energiequelle vorgeschlagen, bevorzugt in Kombination
mit einem Signalgeber, welcher von der Prüfeinrichtung geschaltet wird, wenn
eine Grenzrestladung der Energiequelle unterschritten wird. Der
Signalgeber kann bevorzugt ein optisches und/oder akustisches Signal
abgeben.
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Es
ist von Vorteil, wenn sich ein Signal des Signalgebers von einem
Alarm des Alarmgebers akustisch und/oder optisch unterscheidet,
um ein unnötiges
Notfallempfinden bei Unterschreiten der Restladung der Energiequelle
zu vermeiden.
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Um
Strom zu sparen, kann der Infusionstropfenkenner über einen
Ein-Aus-Schalter
verfügen.
Bei eingeschaltetem Infusionstropfenkenner kann beispielsweise eine
grüne Leuchtdiode
leuchtend geschaltet sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Infusionstropfenkenners verfügt
dieser über
eine Federklemme zum lösbaren
Befestigen an einer Tropfkammer. Es wurde bereits angeführt, dass
die Tropfkammer einen besonders einfachen Zugang bietet, um die
kontinuierliche Flüssigkeitsabgabe
zu überwachen.
Tropfkammern haben meist eine einheitliche Form, so dass der Infusionstropfenkenner über eine
hierauf abgestimmte Federklemme praktisch auf jede Tropfkammer einfach
aufgeklemmt werden kann. Dabei dient die Klemmkraft dazu, den Infusionstropfenkenner
im Einsatz sicher an der Tropfkammer zu fixieren. Bei Beendigung
des Einsatzes kann der Infusionstropfenkenner durch das Personal
wieder von der Tropfkammer abgenommen werden.
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Es
kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, welche einen Alarmgeber aktiviert,
wenn der Infusionstropfenkenner in eingeschaltetem Zustand von der
Tropfkammer abgenommen wird. Dies kann der Infusionstropfenkenner
beispielsweise dadurch erkennen, dass Federarme der Federklemme
bewegt werden. Auf diese Weise kann es weder zu einem unbeabsichtigten
Abnehmen des Infusionstropfenkenners von der Tropfenkammer vor Einsatzende
kommen noch zu einem unbemerkten Abfallen des Infusionstropfenkenners
von der Tropfkammer, beispielsweise bei einem Defekt in der Federklemme.
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Um
einen sicheren Sitz an einer runden Tropfkammer einfach erreichen
zu können,
wird vorgeschlagen, dass ein Klemmarm kreisabschnittförmig gestaltet
ist.
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Unabhängig von
der konkreten Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung für den Infusionstropfenkenner
an der Tropfkammer wird vorgeschlagen, dass der Infusionstropfenkenner über ein
Kunststoffgehäuse
verfügt,
da er auf diese Weise mit einer besonders geringen Masse ausgestattet
werden kann. Beispielsweise kann das Gehäuse ein Kunststoffspritzteil
sein. Wenn das Gerät
nur ein besonders geringes Gewicht hat, sinkt die Gefahr, dass das Infusionsbesteck
nach dem Aufklemmen des Infusionstropfenkenners auf die Tropfkammer
aus der Infusionsflasche ungewollt herausgezogen wird.
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Der
vorgeschlagene Infusionstropfenkenner schließt die bislang vorhandene Sicherheitslücke bei der
Verabreichung von Infusionen einfach und zuverlässig. Er verhindert unbemerkten
Infusionsstillstand bei diskonnektierten Leitungssystemen und ähnliche Probleme
bei der Infusionstherapie.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung weiter erläutert,
wobei funktional gleiche Bauteile in der Zeichnung gleiche Bezugsziffern tragen
können.
In der Zeichnung zeigen
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1 schematisch
eine Ansicht eines ersten Infusionstropfenkenners mit zwei Klemmarmen
und einem optischen Sensor an einem Gehäuse,
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2 einen
zweiten Infusionstropfenkenner mit einem Klemmarm mit einem Lichtschrankensender
und einem Lichtschrankenempfänger
an einem Gehäuse
und
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3 schematisch
einen an eine Tropfkammer angeklemmten Infusionstropfenkenner.
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Der
erste Infusionstropfenkenner 1 in 1 besteht
im wesentlichen aus dem Gehäuse 2,
zwei Federarmen 3, 4, dem optischen Sensor 5 und
einer elektronischen Schaltung (im Gehäuse 2 angeordnet und
nicht dargestellt).
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Die
elektronische Schaltung im Gehäuse 2 greift
auf den optischen Sensor 5 zu, welcher einen Raum 6 zwischen
den Federarmen 3, 4 überwacht. Die Schaltung verfügt weiterhin über einen
Zeitdauermesser, welcher durch ein Signal von der Kenneinrichtung
auf Null gesetzt und gestartet wird. Der elektronischen Schaltung
ist eine Grenzdauer vorgegeben, bei deren Überschreitung durch den Messwert des
Zeitdauermessers ein akustischer Summer aktiviert wird. Gespeist
wird die elektronische Schaltung von einer im Gehäuse 2 vorgesehenen,
austauschbaren Batterie.
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Die
beiden Federarme 3, 4 sind am Gehäuse 2 in
der Nähe
des optischen Sensors 5 gelenkig gelagert und bei einer
Spreizung durch eine Feder so vorgespannt, dass sie wieder die in 1 eingenommene
Stellung einnehmen. Der Freiraum 6 ist so bemessen, dass
eine übliche
Tropfkammer 30 mit ihrem kreisförmigen Querschnitt eine geringfügig größere Fläche einnimmt,
so dass sich durch Spreizen der Klemmarme 3, 4,
Einsetzen einer Tropfkammer 30 in den Freiraum 6 und
die Federrückstellkräfte freigebendes
Loslassen der Federarme 3, 4 eine geklemmte Fixierung
des Infusionstropfenkenners 1 an der Tropfkammer 30 ergibt.
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Die
runde Gestaltung der Klemmarme 3, 4 sorgt für eine automatische
Zentrierung des optischen Sensors 5 an der Tropfkammer 30.
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Der
zweite Infusionstropfenkenner 20 in 2 hat ein
dem Gehäuse 2 des
ersten Infusionstropfenkenners 1 zumindest ähnliches
Gehäuse
mit einer zumindest ähnlichen
elektronischen Schaltung (ebenfalls nicht dargestellt). Zusätzlich zum
optischen Sensor 5 ist jedoch eine Lichtquelle 21 vorgesehen,
die einen zum optischen Sensor 5 gerichteten Lichtstrahl
werfen kann. In den Freiraum 6 lässt sich abermals die Tropfkammer 30 klemmen.
Hierzu ist ein Klemmarm 4a über einen größeren Winkel
kreisabschnittförmig
erstreckt als die Klemmarme 3, 4 des ersten Infusionstropfenkenners 1,
nämlich über etwa 200 °. Ein zu
leichtes Abgleiten des Infusionstropfenkenners 20 von der
Tropfkammer 30 wird somit verhindert, obwohl nur ein Klemmarm
vorhanden ist.
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Im
Betrieb der Infusionstropfenkenner 1, 20 überwachen
die optischen Sensoren 5 insbesondere eine Mitte des Freiraums 6,
da bei einer üblichen Tropfkammer 30 die
Tropfen im wesentlichen zentral durch einen Tropfraum 31 fallen.
Sie erreichen den Tropfraum 31 durch eine Speisung 32,
wobei die Tropfkammer 30 im allgemeinen exakt vertikal
hängt.
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Falls
von der Speisung 32 durch den Tropfraum 31 und
somit den Erfassungsbereich des optischen Sensors 5 über eine
vorgegebene Grenzdauer von beispielsweise 10 Sekunden hinweg kein
Tropfen fällt,
erkennt dies die elektronische Schaltung anhand ihres Zeitdauermessers
und aktiviert den Summer im Gehäuse 2.
Das Krankenhauspersonal nimmt den Summer wahr und kann augenblicklich
zur Hilfe eilen, um das Infusionssystem wieder zu aktivieren, beispielsweise
durch Entknicken eines geknickten Schlauchs. Eine Vorratsstauung 33 in
der Tropfkammer 30 ermöglicht
es zudem, eine Infusionsflasche (nicht dargestellt) an der Speisung 32 auszuwechseln,
ohne dass die kontinuierliche Abgabe der Infusion unterbrochen werden
muss.