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Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung.
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Einrichtungen zur Bereitstellung von Mischlösungen sind unter anderem aus der Medizintechnik als Compounder bekannt. Zur dosierten Zuführung einzelner Komponenten werden auch bekannte Spritzenpumpen verwendet. Diese bestehen im Wesentlichen aus einem zylindrischen Hohlraum mit einem beweglichen Kolben. Der Zylinder weist eine konusförmige Düse für den Ein- und Austritt einer Flüssigkeit auf. Bei der Spritzenpumpe ist der Kolben an einen translatorisch wirkenden Antrieb gekoppelt. Mit der Bewegung des Kolbens kann Flüssigkeit eingesaugt oder ausgepresst werden.
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Durch die Druckschrift
US 2002/0064880 A1 ist ein Fluidabgabesystem mit einer Vorrichtung zum Steuern der Strömung von Fluiden durch eine Mehrzahl von Ventilen bekannt. Die Strömung kann durch einen Sensor erfasst werden. Die Menge der einzelnen Fluide wird über das Ventil bestimmt, wobei deren Betätigungseinrichtungen an einen Nocken gekoppelt sind.
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Die Druckschrift
EP 0 543 259 A1 beinhaltet ein Mehrfachinfusionssystem zur dosierten, kontinuierlichen, gleichzeitigen Infusion von mehreren Infusions- oder Medikamentenlösungen. Ein Bestandteil ist dabei eine Schwerkraftinfusionseinrichtung, die mit einem Tropfdetektor versehen ist, der nicht weiter ausgeführt ist. Weiterhin sind Druckinfusionsapparate vorgesehen, die Alarmsignale ausgeben können.
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Durch die Druckschrift
EP 0 343 501 A2 ist ein Mehrfachinfusionssystem bekannt, wobei ein Durchflusselement vorgesehen ist, welches bei Erkennen eines Flussstopps die Steuereinrichtung veranlasst, die gesamte Vorrichtung zu deaktivieren. Die Vorrichtung umfasst dabei Behälter, die über jeweils eine Pumpe mit dem Durchflusselement verbunden sind. Die Förderrate wird durch eine Rechen- und Steuereinheit entsprechend einem vorbestimmten Programm geregelt, welches nicht weiter ausgeführt ist.
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Die Druckschrift
US 2004/0 052 154 A1 ist eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung bekannt, bei der zur Dichtebestimmung Ultraschallsensoren eingesetzt werden.
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Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus mehreren Komponenten bestehende Mischlösung einfach bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Vorrichtungen zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass Mischlösungen einfach bereitstellbar sind.
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Dazu weist die Vorrichtung
- – Behälter mit flüssigen Komponenten und damit über erste Leitungen verbundene Fördereinrichtungen für die Komponenten,
- – einen Sammelbehälter für die Mischlösung über zweite Leitungen in Verbindung mit den Fördereinrichtungen,
- – jeweils mindestens vier Ultraschallsensoren als Sender-Detektor-Kombinationen für eine Komponente einer Leitung kreuzweise durchdringende Schallwellen und
- – ein mit den Fördereinrichtungen und den Ultraschallsensoren verbundenen Datenverarbeitungssystem auf.
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Die eingesetzten Ultraschallsensoren sind sowohl Sender als auch Empfänger. Die Zeiten und die Intensitäten der Schallwellen sind damit leicht miteinander und der jeweiligen Komponente zuordenbar. Die Intensitäten können dazu sowohl die des Senders als auch die des Empfängers sein. Darüber hinaus ist das Datenverarbeitungssystem ein aus den Zeiten und den Signalen der Ultraschallsensoren jeweils als Sender und Empfänger den jeweiligen Fluss der Komponente in der Leitung ermittelndes, mit vorbestimmten Mengen der Komponenten vergleichendes und im Ergebnis die jeweilige Fördereinrichtung entsprechend der vorbestimmten Menge der Komponente an der Mischlösung steuerndes Datenverarbeitungssystem.
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Damit steht dem Nutzer eine einfach zu bedienende und universell einsetzbare Vorrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung zur Verfügung. Universell bezieht sich auf der Möglichkeit der leichten Kombinierbarkeit. Die Vorrichtung kann durch ihre Realisierung leicht entsprechend der Anzahl der Komponenten für die Mischlösung realisiert werden. Derartige Mischlösungen können insbesondere Mischlösungen zur parenteralen Ernährung oder Infusionslösungen sein.
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Vorteilhafterweise werden Ultraschallsensoren zur Messung des Flusses der Komponenten an jeder der die Behälter mit den Fördereinrichtungen verbindenden Leitungen verwendet. Als Leitungen können dazu vorteilhafterweise Schlauchleitungen, Rohrstücke oder Kombinationen daraus eingesetzt werden. Die Detektion von fließenden Komponenten vereinfacht sich wesentlich, da die Ultraschallsensoren eingehaust realisiert sind. Fehler aus Verschmutzungen, die bei optischen Systemen zu Fehlmessungen führen können, werden vermieden. Besondere Ausgestaltungen oder Anforderungen an die Leitungen der Komponenten sind nicht notwendig. Damit können bekannte Schlauchleitungen und/oder Rohrstücke insbesondere aus einem Kunststoff als Leitungen für die Komponenten eingesetzt werden. Über den Fluss der Komponenten kann leicht vorbestimmte Mengen und/oder Volumina der Komponenten für die zu realisierende Mischlösung kontrolliert realisiert werden. Damit sind die Komponenten entsprechend ihrer Anteile an der Mischlösung über deren Fluss in der jeweiligen Leitung dem Behälter für die Mischlösung zuführbar. Grundlage sind die aus den Behältern fließenden und zu fördernden Komponenten. Damit können die Mischlösungen leicht genau dosiert werden. Bei Erreichen der Menge aus dem Volumen wird die Förderung der jeweiligen Komponente gestoppt. Die Bestimmung des Flusses der Komponenten gewährleistet eine sichere Herstellung der Mischlösung. Fehler, insbesondere durch das Nichtvorhandensein wenigstens einer der Komponenten hervorgerufen, werden vermieden. Bei Fehlen von Komponenten wird der Herstellungsprozess der Mischlösung gestoppt. In Ergänzung können auch vorteilhafterweise Rückschlagventile eingesetzt werden, für die keine Ansteuerung erforderlich sind. Das können auch Dreiwegeventile sein, die auch leicht durch zwei miteinander verbundene Rückschlagventile realisiert werden können.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 angegeben.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 ein aus den Zeiten und den Signalen der Ultraschallsensoren die jeweilige Viskosität der in der Leitung fließenden Komponente ermittelndes Datenverarbeitungssystem. Damit ergibt sich eine weitere Möglichkeit der Überwachung bei der Realisierung der Mischlösung. Eine mit einer Veränderung der Viskosität einhergehende Veränderung einer Komponente kann leicht während der Zuführung der Komponente ermittelt werden. Die Mischlösung ist in dieser Hinsicht leicht kontrollierbar.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 ein die Differenzen und/oder die Mittelwerte aus den Zeiten und den Signalen der Ultraschallsensoren ermittelndes Datenverarbeitungssystem, wobei daraus die jeweilige Viskosität der in der Leitung fließenden Komponente und/oder der jeweilige in der Leitung fließende Stoff bestimm- und zuordenbar ist. Insbesondere kann damit der der Mischlösung zugeführte Stoff als Komponente vorteilhafterweise kontrolliert werden. Der Behälter und/oder eine mit dem Behälter verbundene Tropfkammer weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 jeweils einen das Vorhandensein der Komponente detektierender Sensor auf. Weiterhin ist der das Vorhandensein der Komponente detektierende Sensor mit dem Datenverarbeitungssystem verbunden, wobei das Datenverarbeitungssystem ein wenigstens das Nichtvorhandensein der Komponente signalisierendes und die zugeordnete Fördereinrichtung stoppendes Datenverarbeitungssystem ist.
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Der das Vorhandensein der Komponente detektierende Sensor ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 vorteilhafterweise ein Ultraschallsensor, wobei die Leitung, die Tropfkammer und/oder der Behälter zwischen dem Ultraschallsender und dem Ultraschallempfänger für ein Durchschallungsverfahren oder die Leitung, die Tropfkammer und/oder der Behälter zwischen entweder den nebeneinander angeordneten Ultraschallsender und Ultraschallempfänger oder einer Kombination aus Ultraschallsender und Ultraschallempfänger und einem Reflektor für Ultraschallwellen für ein Reflexionsschallverfahren angeordnet sind. Der Fluss der Komponente in den Leitungen und das Vorhandensein der Komponente in den Behältern und/oder in den Tropfkammern ist damit einfach und sicher detektierbar. Gleichzeitig kann vorteilhafterweise das Auftreten von Luftblasen erfasst werden, so dass bei deren Auftreten das Herstellen der Mischlösung gestoppt werden kann. Damit sind auch Mischlösungen ohne Luftblasen einfach und sicher bereitstellbar.
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Die Ultraschallsensoren für eine Komponente befinden sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 jeweils in einem ring- oder u-förmigen Halteelement. Diese sind getrennt voneinander fixierbar oder die Halteelemente sind zusammen ein Halter, so dass auch eine kompakte Realisierung gegeben ist.
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Die Fördereinrichtungen sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 angetriebene Spritzenpumpen, die jeweils über ein Ventil mit dem Behälter für die Mischlösung verbunden sind. Mittels Spritzenpumpen sind leicht auch kleinste Mengen förderbar.
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Der Rotor eines Schrittmotors als Antrieb der Spritzenpumpe ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 über eine Gewindespindel und eine Bewegungsmutter auf der Gewindespindel mit dem Kolben der Spritze der Spritzenpumpe gekoppelt, wobei die Gewindespindel ein Bestandteil eines Gestells ist. Eine Einrichtung zur Abstandsmessung ist weiterhin zwischen wenigstens einem Teil des Gestells und der Bewegungsmutter zur Bestimmung der Position der Bewegungsmutter und der daraus resultierenden Position des Kolbens der Spritze der Spritzenpumpe angeordnet. Diese Einrichtung ist darüber hinaus mit dem Datenverarbeitungssystem zusammengeschaltet, so dass das Datenverarbeitungssystem ein das durch die Spritzenpumpe geförderte Volumen der Komponente bestimmendes Datenverarbeitungssystem ist.
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Jeweils auf wenigstens einem Bereich des zylindrischen Hohlraums der Spritze der Spritzenpumpe für die Komponente ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 ein das Vorhandensein der Komponente detektierender Ultraschallsensor angeordnet. Die Ultraschallsensoren der Spritzenpumpen sind weiterhin mit dem Datenverarbeitungssystem zusammengeschaltet. Durch ein Nichtvorhandensein einer zu fördernden Komponente hervorgerufene Fehldosierungen in der Mischlösung werden vermieden.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 mit wenigstens einer Dateneingabeeinrichtung, einem Bildschirm und mindestens einer Schnittstelle verbunden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung,
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2 einen Halter für und damit mit ersten Ultraschallsensoren für den Fluss einer Komponente und zweiten Ultraschallsensoren für das Vorhandensein einer Komponente,
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3 eine Spritzenpumpe mit einem dritten Ultraschallsensor und
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4 eine Einrichtung für mehrere Spritzenpumpen.
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Eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung besteht im Wesentlichen aus Behältern 1 mit flüssigen Komponenten, Fördereinrichtungen 2 für die Komponenten, einem Sammelbehälter 3 für die Mischlösung, Ultraschallsensoren und einem Datenverarbeitungssystem 4.
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Die 1 zeigt eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer aus mehreren Komponenten bestehenden Mischlösung in einer prinzipiellen Darstellung. Die Behälter 1 sind über erste Leitungen 5 mit den Fördereinrichtungen 2 und diese über zweite Leitungen 6 mit dem Sammelbehälter 3 verbunden.
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Die 2 zeigt einen Halter 7 für und damit mit ersten Ultraschallsensoren 8 für den Fluss einer Komponente und zweiten Ultraschallsensoren 9 für das Vorhandensein einer Komponente in einer prinzipiellen Darstellung.
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Mindestens vier Ultraschallsensoren 8 sind als Sender-Detektor-Kombinationen für eine Komponente erste Bestandteile eines Halters 7 zur Erfassung des Flusses der Komponente in der ersten Leitung 5. Diese wird damit kreuzweise von Schallwellen durchdrungen. Diese Ultraschallsensoren 8 sind sowohl Sender als auch Empfänger und damit Detektoren der Schallwellen. Die vier Ultraschallsensoren 8 sind vier erste Ultraschallsensoren 8 einer Vorrichtung. Der Behälter 1 und/oder eine mit dem Behälter 1 verbundene Tropfkammer weist jeweils einen das Vorhandensein der Komponente detektierenden Sensor als zweiten Ultraschallsensor 9 auf. Diese sind die zweiten Bestandteile des Halters 7.
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Die ersten Ultraschallsensoren 8 und die zweiten Ultraschallsensoren 9 sind Bestandteile von Klemmringen, die weiterhin Teile des Halters 7 sind. Weiterhin sind diese mit dem Datenverarbeitungssystem 4 verbunden.
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Das Datenverarbeitungssystem 4 ist ein aus den Zeiten und den Signalen der ersten Ultraschallsensoren 8 den Fluss der Komponente ermittelndes Datenverarbeitungssystem 4. Das erfolgt mittels der Ermittlung der Differenzen und/oder der Mittelwerte aus den Zeiten und den Signalen der ersten Ultraschallsensoren 8. Daraus kann auch die Viskosität der in der Leitung fließenden Komponente und/oder der jeweilige in der Leitung fließende Stoff bestimmt werden. Mittels der zweiten Ultraschallsensoren 9 wird das Vorhandensein der Komponente im Behälter 1 oder einer mit dem Behälter 1 verbundenen Tropfkammer detektiert. Damit wird das Nichtvorhandensein der Komponente über das Datenverarbeitungssystem 4 signalisiert und die zugeordnete Fördereinrichtung gestoppt. Der zweite Ultraschallsensor 9 besteht aus einem Ultraschallsender und einem Ultraschallempfänger für ein Durchschallungsverfahren.
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Die 3 zeigt eine Spritzenpumpe 10 mit einem dritten Ultraschallsensor 11 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die Fördereinrichtungen 2 sind angetriebene Spritzenpumpen 10, die jeweils über ein Ventil mit dem Sammelbehälter 3 für die Mischlösung verbunden sind. Der Rotor eines Schrittmotors als Antrieb der Spritzenpumpe 10 ist dazu über eine Gewindespindel und eine Bewegungsmutter auf der Gewindespindel mit dem Kolben 12 der Spritze der Spritzenpumpe 10 gekoppelt, wobei die Gewindespindel ein Bestandteil eines Gestells ist. Eine derartige Realisierung ist bekannt.
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Ein Bereich des zylindrischen Hohlraums der Spritze der Spritzenpumpe 10 für die Komponente kann einen das Vorhandensein der Komponente detektierenden dritten Ultraschallsensor 11 besitzen. Die Ultraschallsensoren 11 der Spritzenpumpen 10 sind mit dem Datenverarbeitungssystem 4 zusammengeschaltet.
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Die 4 zeigt eine Einrichtung 14 für mehrere Spritzenpumpen 10 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Eine Einrichtung 14 für die Spritzenpumpen 10 weisen die Antriebe und Halteeinrichtungen 13 für die Spritzenpumpen 10 auf.
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Das Datenverarbeitungssystem 4 ist mit wenigstens einer Dateneingabeeinrichtung, einem Bildschirm und mindestens einer Schnittstelle verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälter
- 2
- Fördereinrichtung
- 3
- Sammelbehälter
- 4
- Datenverarbeitungssystem
- 5
- erste Leitung
- 6
- zweite Leitung
- 7
- Halter
- 8
- Ultraschallsensoren
- 9
- detektierender Sensor
- 10
- Spritzenpumpen
- 11
- Ultraschallsensoren
- 12
- Kolben
- 13
- Halteeinrichtung
- 14
- Einrichtung
