DE102018104229B3 - infusion pump - Google Patents

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Abstract

Eine Infusionspumpe umfasst eine Pumpenkomponente (1), die relativ zu einem Pumpenantrieb (2) gelagert ist, der einen die Pumpenkomponente (1) zum Fördern einer Lösung beaufschlagenden Pumpenstößel (46) umfasst, und ein elektronisches Steuermodul (3) zur Ansteuerung des Pumpenantriebs (2), wobei die Pumpenkomponente (1) zumindest ein Aufnahmeteil (4) mit einem Förderkanal (7), der sich einlassseitig und auslassseitig in jeweils einen Schlauchanschluss (5, 6) erstreckt, und eine Pumpenmembran (31) aus einem flexiblen Werkstoff umfasst, die eine Pumpkammer (14) ausbildet.

Figure DE102018104229B3_0000
An infusion pump comprises a pump component (1) which is mounted relative to a pump drive (2), which comprises a pump plunger (46) acting on the pump component (1) for conveying a solution, and an electronic control module (3) for activating the pump drive ( 2), wherein the pump component (1) comprises at least one receiving part (4) with a delivery channel (7) which extends into a respective tube connection (5, 6) on the inlet side and outlet side, and a pump membrane (31) made of a flexible material, which forms a pumping chamber (14).
Figure DE102018104229B3_0000

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Infusionspumpe.The invention relates to an infusion pump.

Die EP 2 446 910 A1 beschreibt eine Membranpumpe mit einem Kassettenteil. Die Membranpumpe, umfasst eine Vorkompressionskammer, zwei Ventilkammern und eine Pumpkammer mit abdeckender Membran. Die einzelnen Kammern sind durch Verbindungskanäle miteinander verbunden. Diese Verbindungskanäle bilden ein von der Peristaltik nicht komprimierbares Restvolumen, mit geometrischen Toleranzen und nicht eindeutig durch die Peristaltik definierten Flüssigkeits-Füllzuständen und Drücken, die das Ansaugverhalten wie auch das Entleeren der Pumpkammer negativ beeinflussen, insbesondere dann, wenn sich Luftblasen dauerhaft in den Verbindungskanälen festsetzen, oder wenn sich Abweichungen der Upstream-und Downstream-Drücke vom Normalzustand einstellen.The EP 2 446 910 A1 describes a diaphragm pump with a cassette part. The membrane pump, includes a Vorkompressionskammer, two valve chambers and a pumping chamber with covering membrane. The individual chambers are interconnected by connecting channels. These connection channels form a non-compressible by the peristaltic residual volume, with geometric tolerances and not clearly defined by the peristaltic liquid filling conditions and pressures that adversely affect the intake and the emptying of the pumping chamber, especially if permanently settle air bubbles in the connecting channels , or if deviations of the upstream and downstream pressures from the normal state adjust.

Darüber hinaus zeigt die Die US 5 378 126 A1 eine Infusionspumpe mit einer Einweg-Kassette mit diversen Eingangs- und Ausgangsventilen, Ventilweichen für die zeitsequenzielle Applikation mehrerer Medikamente und eine Pumpkammer. Die diversen Ventilkammern sind von der eigentlichen Pumpkammer getrennt aber durch Kanäle zwischen den einzelnen Kammern miteinander verbunden. Diese Verbindungskanäle bilden wiederum ein störendes Restvolumen mit ungenügend definierten Füllzuständen und Drücken, womit Nachteile verbunden sind, die zu einem nicht eindeutig definierten effektiven Pumpkammervolumen führen.In addition, the Die shows US 5,378,126 A1 an infusion pump with a disposable cassette with various input and output valves, valve switches for the time sequential application of several drugs and a pumping chamber. The various valve chambers are separated from the actual pumping chamber but connected by channels between the individual chambers. These connection channels in turn form a disturbing residual volume with insufficiently defined filling states and pressures, which is associated with disadvantages which lead to an ambiguously defined effective pumping chamber volume.

Im Weiteren beschreiben die EP 02 88 716 B1 und die DE 43 36 336 A1 jeweils Kassetten für ein Infusionspumpensystem, welche sich aus Hart-Plastikteilen und Membranen zusammensetzen. Die Designs zeigen diverse Einlass- Auslass-Ventile, Pumpkammern und Sensorfenster, die in den Kassetten integriert sind. Die einzelnen Funktionselemente sind wiederum über Flusskanäle miteinander verbunden, die Restvolumina mit Volumentoleranzen und mit undefinierten Füllzuständen und Drücken das Ansaugverhalten und das Kompressionsverhalten und damit die Flussrate der Pumpe verändern.In the following describe the EP 02 88 716 B1 and the DE 43 36 336 A1 each cartridge for an infusion pump system, which are composed of hard plastic parts and membranes. The designs show various inlet / outlet valves, pumping chambers and sensor windows integrated in the cassettes. The individual functional elements are in turn connected to one another via flow channels, the residual volumes with volume tolerances and with undefined filling states and pressures change the intake behavior and the compression behavior and thus the flow rate of the pump.

Aus der Praxis sind Spritzenpumpen und volumetrische Pumpen mit einer Schlauch-Peristaltik bekannt. Spritzenpumpen haben üblicherweise eine Fördergenauigkeit von ± 3 % bei einem Konvidenzintervall von Cl= 95% und volumetrische Pumpen weisen eine Fördergenauigkeit von ± 5 % bei einem Konvidenzintervall von Cl = 95% auf. Aufgrund ihrer Präzision werden Spritzenpumpen bei der Verabreichung potenter Arzneimittel bevorzugt eingesetzt, um eine genaue Dosierung zu erreichen. Volumetrische Pumpen werden bevorzugt für die Verabreichung größerer Volumina medizinischer Flüssigkeiten (e.g. parenterale Ernährung) mit höheren Förderraten eingesetzt, wobei die Förderratengenauigkeit unkritisch ist. Potente Arzneimittel werden auch mit volumetrischen Pumpen verabreicht, wenn vorher eine hinreichende Verdünnung des Arzneimittels erfolgte.In practice, syringe pumps and volumetric pumps with peristaltic tubing are known. Syringe pumps usually have a delivery accuracy of ± 3% with a confidence interval of Cl = 95% and volumetric pumps have a delivery accuracy of ± 5% with a confidence interval of Cl = 95%. Because of their precision, syringe pumps are preferred in administering potent drugs to achieve accurate dosing. Volumetric pumps are preferably used for the administration of larger volumes of medical fluids (e.g., parenteral nutrition) at higher delivery rates, with delivery rate accuracy being uncritical. Potent drugs will also be administered with volumetric pumps if a sufficient dilution of the drug has previously been made.

Spritzenpumpen sind insofern vorteilhaft, als sie eine hohe Fördergenauigkeit unabhängig vom Flüssigkeitsdruck im Infusionsschlauch zwischen Pumpe und Patient aufweisen. Spritzenpumpen verabreichen Arzneimittel in sehr kleinen Bolus-Volumina, indem ein Spritzenkolben in kleinen Schritten verschoben wird, sodass eine annährend kontinuierliche Flussrate und, insbesondere auch in einem kurzen Zeitintervall, eine hohe Förderratengenauigkeit erreichbar sind. Nachteilig ist aber, dass Okklusionen zwischen Pumpe und Patient nur schwer erkennbar sind, da ein entsprechender Drucksensor bei den üblicherweise verwendeten kleinen und relativ steifen Schläuchen nicht integriert ist. Im Weiteren sind Spritzenpumpen insofern nachteilig, als das Arzneimittel vor der Applikation in die Spritze umzufüllen ist und dass ein maximales Fördervolumen aufgrund der Kapazität der vorhandenen Spritzen auf ca. 60 ml beschränkt ist und demzufolge ein relativ häufiger Wechsel erforderlich ist.Syringe pumps are advantageous in that they have a high delivery accuracy regardless of the fluid pressure in the infusion tube between the pump and the patient. Syringe pumps administer drugs in very small bolus volumes by shifting a syringe plunger in small increments, so that an approximately continuous flow rate and, especially in a short time interval, high delivery rate accuracy can be achieved. The disadvantage, however, is that occlusions between the pump and the patient are difficult to recognize, since a corresponding pressure sensor is not integrated in the usually used small and relatively stiff tubes. In addition, syringe pumps are disadvantageous in that the drug is to be filled into the syringe before administration and that a maximum delivery volume is limited to about 60 ml due to the capacity of the existing syringes and therefore a relatively frequent change is required.

Volumetrische Peristaltik-Pumpen sind insofern vorteilhaft, als sie mit relativ einfachen Spikeüberleitsystemen verwendet werden, und deshalb Arzneimittel in Beuteln, Kunststoff- oder Glasflaschen applizierbar sind. Dabei können Arzneimittel oft in ihrer Primärverpackung eingesetzt werden, ohne dass ein Umfüllen erforderlich ist und die Arzneimittel-Präparation ist in dieser Primärverpackung einfach möglich. Volumenbeschränkungen bestehen in der Regel nicht. Mögliche Okklusionen sind relativ leicht erkennbar, weil Drucksensoren mit den relativ großkalibrigen, weichen Infusionsschläuchen kombinierbar sind. Nachteilig bei volumetrischen Peristaltik-Pumpen ist, das relativ große Pumpvolumen pro Pumpzyklus (ca. 100 - 200µL), und dass das Pumpvolumen durch die Pumpen-Peristaltik und dem zugeordneten Pump-Schlauchsegment mechanisch nur relativ ungenau definiert ist und sehr sensibel auf variable Schlauch-Innendrücke vor und hinter der Pumpe reagiert. Insbesondere ist es nicht möglich aufgrund des großen Pumpvolumens pro Zyklus bei kleinen Förderraten einen annährend kontinuierlichen Fluss zu erzeugen. Toleranzen in der Geometrie des Pump-Schlauchsegments (Innen und Außendurchmesser) sowie Längentoleranzen führen zu Stauchungen oder Zugeffekten, wenn das Pump-Schlauchsegment in die Pumpe eingelegt ist. Außerdem wirken sich Toleranzen im Härtegrad des Schlauches und Temperatureinflüsse auf den Schlauch nachteilig auf das effektive Pumpkammervolumen aus. Diese Einflussgrößen reduzieren die Förderratengenauigkeit, sodass diese in der Regel nicht besser als ± 5% ist.Volumetric peristaltic pumps are advantageous in that they are used with relatively simple spike transfer systems, and therefore drugs can be applied in bags, plastic or glass bottles. Drugs can often be used in their primary packaging without the need for transfer and drug preparation is easy in this primary packaging. Volume restrictions usually do not exist. Possible occlusions are relatively easily recognizable, because pressure sensors can be combined with the relatively large-caliber, soft infusion tubes. A disadvantage of volumetric peristaltic pumps, the relatively large pumping volume per pumping cycle (about 100-200μL), and that the pumping volume by the pump peristalsis and the associated pump hose segment is mechanically defined only relatively inaccurate and very sensitive to variable hose Internal pressures before and after the pump reacts. In particular, due to the large pumping volume per cycle, it is not possible to produce an approximately continuous flow at low flow rates. Tolerances in the geometry of the pump tubing segment (inside and outside diameter) as well as length tolerances lead to buckling or pulling effects when the pump tubing segment is inserted into the pump. In addition, tolerances in the degree of hardness of the hose and temperature influences on the hose adversely affect the effective Pump chamber volume off. These factors reduce the delivery rate accuracy so that it is usually not better than ± 5%.

Die WO 2014/207 596 A3 offenbart eine als Schlauchpumpe mit ringförmiger linearer Pumpperistaltik ausgeführte Pumpe, wobei das eigentliche Pumpsegment in einem U-förmigen Profilteil geführt ist. Das erleichtert das Einlegen des Pumpsegmentes in die Pumpe. Es kann aber die Empfindlichkeit der Pumpe auf variable Upstream- und Downstream-Drücke nicht vermeiden. Außerdem muss ein Anti-Free-Flow-Ventil als zusätzliches Teil auf den Schlauch aufgeschoben werden. Der relativ große Abstand der Peristaltik-Stößel zueinander lässt Raum für sich dauerhaft festsetzende Luftblasen, die die FlussratenGenauigkeit verschlechtern.The WO 2014/207 596 A3 discloses a pump designed as a peristaltic pump with an annular linear pump peristaltic pump, wherein the actual pumping segment is guided in a U-shaped profile part. This facilitates the insertion of the pump segment into the pump. However, it can not avoid the sensitivity of the pump to variable upstream and downstream pressures. In addition, an anti-free-flow valve must be pushed as an additional part of the hose. The relatively large distance of the peristaltic plunger to each other leaves room for permanently settling air bubbles, which degrade the flow rate accuracy.

Die in der WO 2015/073 599 A1 beschriebene Pumpe umfasst ein pneumatisch angetriebenes Pumpenmodul in Verbindung mit einer elektrisch/pneumatischen Antriebseinheit. Dieses Konzept ist in seiner Genauigkeit vergleichbar mit den volumetrischen Infusionspumpen. Aufgrund des pneumatischen Antriebes ist seine FlussratenGenauigkeit allerdings empfindlich auf variable Downstream- und Upstream-Drücke in der Infusionsleitung. Deshalb benötigt diese Pumpe ein integriertes Messverfahren für das effektive Pumpvolumen pro Zyklus, um eine Genauigkeit von 5 % (Cl = 95%) zu erreichen. Diese Pumpe ist aufgrund der aufwendigen pneumatischen Komponenten relativ teuer.The in the WO 2015/073 599 A1 described pump includes a pneumatically driven pump module in conjunction with an electric / pneumatic drive unit. This concept is comparable in accuracy to volumetric infusion pumps. However, due to the pneumatic drive, its flow rate accuracy is sensitive to variable upstream and downstream pressures in the infusion line. Therefore, this pump needs an integrated measure of effective pump volume per cycle to achieve 5% accuracy (Cl = 95%). This pump is relatively expensive due to the complex pneumatic components.

Die Pumpe gemäß der US 5 586 868 A1 weist ein Kassetten-Modul bestehend aus einem Hartteil und einer flexiblen Membran auf, wobei Ventile als Lamellen in der Membran integriert sind. Entsprechend der Position und Bewegung eines Pumpstößels liegt in einer Pumpkammer ein Über- oder Unterdruck vor. Entsprechend dieser veränderlichen Druckzustände öffnen und schließen die Lamellen-Ventile. Ein Anti-Free-Flow-Ventil ist als ein manuell bedienbarer Kipphebel ausgeführt. Die Schaltzeitpunkte der Ventile hängen verhältnismäßig stark von den Druckverhältnissen in der Pumpkammer, nicht definierter Anhaftungen der Lamellen an den Wandungen der Ventilstege und von den aktuellen Upstream- und Downstream-Drücken ab, was sich nachteilig auf die Förderratengenauigkeit auswirkt. Nachteilig ist außerdem, dass die Pumpkavität mit ihren Ventil-Stegen eine komplizierte Geometrie aufweist, die mit hoher Wahrscheinlichkeit Luftblasen dauerhaft einfängt, wodurch die Förderratengenauigkeit weitergehend negativ beeinflusst wird. Nachteilig beim Anti-Free-Flow-Ventil ist seine lediglich manuelle Bedienbarkeit. Vergisst der Anwender das Anti-Free-Flow-Ventil zu schließen, wenn die Pumpenkassette aus der Pumpe herausgenommen wird, führt dies zu einer patientengefährdenden Free-Flow-Situation.The pump according to the US 5 586 868 A1 has a cassette module consisting of a hard part and a flexible membrane, wherein valves are integrated as lamellae in the membrane. According to the position and movement of a pump plunger, there is an overpressure or underpressure in a pumping chamber. According to these variable pressure conditions open and close the lamellar valves. An anti-free-flow valve is designed as a manually operated rocker arm. The switching times of the valves depend relatively strongly on the pressure conditions in the pumping chamber, undefined adhesions of the fins on the walls of the valve webs and on the current upstream and downstream pressures, which adversely affects the delivery rate accuracy. Another disadvantage is that the pump cavity with its valve webs has a complicated geometry that traps air bubbles with high probability permanently, whereby the delivery rate accuracy is further negatively affected. A disadvantage of the anti-free-flow valve is its only manual operation. If the user forgets to close the anti-free-flow valve when the pump cassette is removed from the pump, this leads to a patient-endangering free-flow situation.

In der Praxis erwiesen sich die bekannten Infusionspumpen aufgrund ihres komplexen Aufbaus als krankenhaus- oder arztpraxentauglich. Für eine Verwendung in einem mobilen Umfeld sind aber robuste, einfach zu bedienende und sehr kompakte Infusionspumpen notwendig. Mobile Infusionspumpen, die auch außerhalb von Krankenhäusern und Ambulanzen eingesetzt werden, sind etablierte Produkte. Allerdings besteht Verbesserungspotential, die Bedienbarkeit zu vereinfachen und die Pumpengehäuse klein und insbesondere flach auszulegen, so dass die mobile Infusionspumpe in Kleidungsstücken oder Taschen getragen werden kann, um dem Patienten eine weitgehende Beweglichkeit ohne große Beeinträchtigung zu ermöglichten. Dazu gehört auch eine Verlängerung der Autonomiezeiten bevor eine Wiederaufladung der Akkumulatoren notwendig wird. Außerdem wird der Bedarf an mobil einsetzbaren Infusionspumpen mit langer Autonomiezeit zunehmend größer, da Patienten auch nach großen Eingriffen schnell mobil werden sollen.In practice, the known infusion pumps proved due to their complex structure as a hospital or physician practice suitable. For use in a mobile environment, however, robust, easy-to-use and very compact infusion pumps are necessary. Mobile infusion pumps, which are also used outside of hospitals and ambulances, are established products. However, there is room for improvement to simplify operability and to make the pump housings small and particularly flat, so that the mobile infusion pump can be carried in garments or bags to allow the patient a high degree of mobility without great harm. This also includes an extension of the autonomy times before a recharging of the batteries is necessary. In addition, the need for mobile infusion pumps with long autonomy time becomes increasingly larger, as patients should be able to mobilize quickly even after major interventions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Infusionspumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einem einfachen und kostengünstigen sowie robusten und flachem Aufbau eine reproduzierbare Förderrate mit einer relativ großen Genauigkeit aufweist und die dabei auch mobil und mit großer Autonomiezeit einsetzbar ist.The invention has for its object to provide an infusion pump of the type mentioned, which has a reproducible delivery rate with a relatively high accuracy in a simple and inexpensive and robust and flat design and which is also mobile and can be used with great autonomy.

Außerdem soll die erfindungsgemäße Infusionspumpe alle Anwendungen mit dem breiten Spektrum der Patientenpopulation bedienen, bei denen heute entweder eine Spritzenpumpe aufgrund der geforderten Genauigkeit oder eine volumetrisch betriebene Pumpe für die Förderung großer Volumina zum Einsatz kommt. Das erhöht die Auslastung eines Pumpenensembles in einem Krankenhaus, es vereinfacht die Logistik und reduziert damit die Kosten.In addition, the infusion pump according to the invention is intended to serve all applications with the broad spectrum of the patient population in which today either a syringe pump due to the required accuracy or a volumetrically operated pump for the promotion of large volumes is used. This increases the utilization of a pumping unit in a hospital, it simplifies logistics and thus reduces costs.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.According to the invention the object is achieved by the features of the independent claim.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.The subclaims represent advantageous embodiments of the invention.

Die Infusionspumpe umfasst eine Pumpenkomponente , das relativ zu einem Pumpenantrieb gelagert ist, der einen die Pumpenkomponente zum Fördern einer Lösung beaufschlagenden Pumpenstößel umfasst, und ein elektronisches Steuermodul zur Ansteuerung des Pumpenantriebs, wobei die Pumpenkomponente zumindest ein Aufnahmeteil mit einem Förderkanal, der sich einlassseitig und auslassseitig in jeweils einen Schlauchanschluss erstreckt, und eine Pumpenmembran aus einem flexiblen Werkstoff umfasst, die eine Pumpkammer ausbildet, wobei die Pumpenkomponente vom Pumpenantrieb entfernbar ist, und wobei spätestens mit dem Entfernen ein Schließen eines Anti-Free-Flow Ventils erfolgt, das mittels eines dem Pumpenantrieb zugeordneten Aktuators öffenbar ist, um einen Durchfluss für die Lösung freizugeben.The infusion pump includes a pump component supported relative to a pump drive including a pump plunger engaging the pump component for delivering a solution, and an electronic control module for driving the pump drive, the pump component including at least one receiving portion having a delivery channel located on the inlet and outlet sides extends into a respective hose connection, and a pump diaphragm of a flexible material which forms a pumping chamber, wherein the pump component is removable from the pump drive, and wherein at the latest with the removal closing of an anti-free-flow valve takes place, which is openable by means of an actuator associated with the pump drive to release a flow for the solution.

Die Pumpenkomponente kann von dem Pumpenantrieb gelöst und als ein Einwegmodul ausgelegt werden. Insbesondere kann die Pumpenkomponente relativ klein, also im Vergleich mit aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenkomponenten miniaturisiert ausgebildet sein. Die zu verabreichende Lösung wird in einem Vorratsbehälter bereitgestellt und von dem Vorratsbehälter durch einen Schlauch zu dem einlassseitigen Schlauchanschluss in die Pumpenkomponente transportiert. Von der miniaturisierten Pumpenkomponente erfolgt der Transport eines definierten Volumens der Lösung pro Zeiteinheit durch die flexible Pumpkammer und den auslassseitigen Schlauchanschluss über einen weiteren Schlauch zu dem Patienten. Die Verbindung der Schläuche mit den Schlauchanschlüssen kann durch Kleben oder Schweißen, insbesondere mittels eines Laserstrahls, oder kraftschlüssig durch einfaches Aufstecken erfolgen. Das Pumpen der Lösung, also das eigentliche volumetrische Applizieren, ist von der flexiblen Pumpkammer und dem Pumpenantrieb, also von Komponenten der Infusionspumpe, und nicht von dem verwendeten Schlauch abhängig, wodurch sich eine gute Reproduzierbarkeit und Genauigkeit bei der Gabe der Lösung erzielen lässt. Die Pumpenkomponente kann kassettenartig gestaltet sein und ist demnach als separate Einheit leicht handhabbar und mit dem Pumpenantrieb lösbar verbindbar. Die kassettenartige Gestaltung stellt ein korrektes Verbinden der Pumpenkomponente mit dem Pumpenantrieb, beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse sicher. Selbstverständlich kann die Pumpenkomponente derart zu dem Pumpenantrieb gelagert sein, dass gewünschte Freiheitsgrade eingehalten werden. Beispielsweise kann die Lagerung nach Art einer schwimmenden Lagerung ausgeführt werden. Selbstverständlich ist aber auch eine Lagerung mit Fest- und/oder Loslagerstellen möglich und eine feste Einspannung nicht ausgeschlossen. Pumpenkomponente von dem Pumpenantrieb entfernbar, wobei mit dem Entfernen ein Schließen eines Anti-Free-Flow Ventils erfolgt, das mittels eines dem Pumpenantrieb zugeordneten Aktuators erreicht wird, um bei korrekt eingelegter bzw. mit dem Pumpenantrieb und/oder einem gemeinsamen Gehäuse gekoppelter Pumpenkomponente einen Durchfluss für die Lösung freizugeben. Sobald die vorzugsweise miniaturisierte Pumpenkomponente aus der elektronischen Antriebseinheit, die im Wesentlichen den Pumpenantrieb, die Steuerelektronik und eine überwachende Sensorik, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse oder von einer Membran gekapselt, umfasst, herausgenommen wird, schließt das Anti-Free-Flow-Ventil (AFF-Ventil) selbsttätig, um einen ungewollten nicht kontrollierten Arzneimittelfluss zwischen dem Vorratsbehälter und dem Patienten zu verhindern. Das Aufnahmeteil, in dem auf der der Pumpenmembran und damit auch einem Zwischenteil zugewandten Seite der Förderkanal ausgebildet ist, ist aus einem starren Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, gefertigt, um der Pumpenkomponente eine hinreichende Stabilität gegen Verformung zu geben.The pump component can be detached from the pump drive and designed as a disposable module. In particular, the pump component can be designed to be relatively small, ie miniaturized in comparison with pump components known from the prior art. The solution to be administered is provided in a reservoir and transported from the reservoir through a hose to the inlet-side hose port in the pump component. From the miniaturized pump component, the transport of a defined volume of the solution per unit time through the flexible pumping chamber and the outlet-side hose connection via a further hose to the patient. The connection of the hoses with the hose connections can be made by gluing or welding, in particular by means of a laser beam, or non-positively by simply plugging. The pumping of the solution, ie the actual volumetric application, is dependent on the flexible pumping chamber and the pump drive, ie on components of the infusion pump, and not on the tube used, whereby a good reproducibility and accuracy in the administration of the solution can be achieved. The pump component can be designed cassette-like and is therefore easy to handle as a separate unit and detachably connectable to the pump drive. The cartridge-like design ensures correct connection of the pump component with the pump drive, for example in a common housing. Of course, the pump component may be mounted to the pump drive such that desired degrees of freedom are maintained. For example, the storage can be carried out in the manner of a floating storage. Of course, however, a storage with fixed and / or floating bearings is possible and a fixed clamping is not excluded. Removable pump component of the pump drive, wherein the removal is carried out closing of an anti-free-flow valve, which is achieved by means of an actuator associated with the pump drive to flow with correctly inserted or coupled to the pump drive and / or a common housing pump component to release for the solution. As soon as the preferably miniaturized pump component from the electronic drive unit, which essentially comprises the pump drive, the control electronics and a monitoring sensor system, preferably encapsulated in a common housing or enclosed by a membrane, is removed, the anti-free-flow valve (AFF Valve) automatically to prevent unwanted uncontrolled drug flow between the reservoir and the patient. The receiving part, in which on the pump diaphragm and thus also an intermediate part facing side of the delivery channel is formed, made of a rigid material, in particular a plastic, made to give the pump component a sufficient stability against deformation.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Pumpenkomponente, wie nachfolgend näher erläutert, aus einem Aufnahmeteil, einem im Wesentlichen plattenförmigen Zwischenteil, einer Membran und einer Deckplatte. Der Aufbau ist demnach aus den übereinander gestapelten Komponenten stackartig gebildet und wird auch als Stack bezeichnet. Die zuvor erläuterten Bestandteile der Pumpenkomponente sind unter Freilassung bzw. zur Bildung der Förderkanäle miteinander verbunden, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen, insbesondere Laserschweißen.In a preferred embodiment, the pump component, as explained in more detail below, consists of a receiving part, a substantially plate-shaped intermediate part, a membrane and a cover plate. The structure is therefore formed of the stacked components stacked and is also referred to as a stack. The previously described components of the pump component are connected to each other under release or to form the delivery channels, for example by gluing or welding, in particular laser welding.

Das Zwischenteil verschließt die Förderkanäle im darunterliegenden Aufnahmeteil durch eine Nut- und Feder-Verbindung, die geklebt oder verschweißt sein kann. Das Zwischenteil besitzt auf seiner der Pumpenmembran zugewandten Oberseite Kavitäten, die wiederum von der Pumpenmembran, die aus einem flexiblen Werkstoff besteht, beispielsweise einem Silikon, abgedichtet werden. Durch vertikale Verbindungskanäle im Zwischenteil gelangt die Flüssigkeit aus den Förderkanälen des Aufnahmeteils in die Kavitäten des Zwischenteils. Alle wesentlichen in die Pumpenkomponente integrierten Funktionen sind im Zwischenteil und der darüberliegenden Pumpenmembran realisiert. Die Deckplatte dient der mechanischen Fixierung des Stacks, also der gesamten Pumpenkomponente in dem Gehäuse der Infusionspumpe. Die benannten Teile des Stacks bzw. der Pumpenkomponente können eine rechteckige Grundfläche aufweisen und sie können in einem peripheren Rahmen des Aufnahmeteils einliegen.The intermediate part closes the conveyor channels in the underlying receiving part by a tongue and groove connection, which can be glued or welded. The intermediate part has, on its upper side facing the pump membrane, cavities which, in turn, are sealed by the pump membrane, which is made of a flexible material, for example a silicone. Through vertical connection channels in the intermediate part, the liquid from the delivery channels of the receiving part passes into the cavities of the intermediate part. All essential functions integrated in the pump component are realized in the intermediate part and the overlying pump diaphragm. The cover plate is used for mechanical fixation of the stack, so the entire pump component in the housing of the infusion pump. The designated parts of the stack or the pump component may have a rectangular base and they may einliegen in a peripheral frame of the receiving part.

In bevorzugter Ausgestaltung ist die Pumpenmembran im Bereich der Pumpkammer nach außen konvex und nach innen, dem Zwischenteil zugewandt, eben geformt. Das flache Zwischenteil besitzt mehrere Kavitäten, wobei eine der Pumpkammer zugeordnete Kavität bzw. die gemeinsam mit der Pumpenmembran die Pumpkammer bildende Kavität länglich ausgeformt ist bzw. eine elliptische Grundfläche aufweist. Die Kavitäten bilden quasi konkave Wölbungen in dem Zwischenteil. Die Pumpenmembran und die zugeordnete Kavität in dem im Wesentlichen plattenförmigen Zwischenteil bilden die Pumpkammer, wobei die Pumpenmembran gegenüber dem starren Zwischenteil verformbar ist. Alternativ kann selbstverständlich auch die dem Zwischenteil zugewandte Innenfläche der Pumpenmembran konkav geformt und die Oberfläche des Zwischenteils flach oder konkav gestaltet sein, um die Kavität der Pumpkammer zu bilden.In a preferred embodiment, the pump membrane in the region of the pumping chamber convex to the outside and inwardly facing the intermediate part, just shaped. The flat intermediate part has a plurality of cavities, wherein a cavity associated with the pumping chamber or the cavity forming the pumping chamber together with the pumping membrane is elongated or has an elliptical base surface. The cavities form quasi concave curvatures in the intermediate part. The pump diaphragm and the associated cavity in the substantially plate-shaped intermediate part form the pumping chamber, wherein the pump diaphragm is deformable with respect to the rigid intermediate part. Alternatively, of course, the inner surface of the pump diaphragm facing the intermediate part may also be concave-shaped and the surface of the intermediate part may be flat or concave in order to form the cavity of the pumping chamber.

Das Zwischenteil ist im Bereich der Pumpkammer, die unmittelbar auf dem Aufnahmeteil aufliegt, mit einer Einlass- und einer Auslass-Öffnung versehen, die mit den Förderkanälen des Aufnahmeteils korrespondieren. The intermediate part is provided in the region of the pumping chamber, which rests directly on the receiving part, with an inlet and an outlet opening, which correspond to the delivery channels of the receiving part.

Zweckmäßigerweise liegt auf der Pumpenmembran eine Deckplatte auf, die im Bereich der Pumpkammer und den anderen im Zwischenteil ausgebildeten Kavitäten Aussparungen aufweist, in die die konvexe Wölbung der Außenfläche der Pumpenmembran ragt. Die Deckplatte kann eine zu der Pumpenmembran und dem Zwischenteil kongruierende Außenkontur aufweisen und ebenfalls in dem peripheren Rahmen des Aufnahmeteils einliegen. Die Deckplatte ist mit dem Zwischenteil abschnittsweise durch eine Klebung oder Verschweißung fest verbunden. Damit wird der notwendige mechanische Druck auf die dazwischenliegende Pumpenmembran erzeugt, die durch Verpressung und eine geeignete Dichtungsgeometrie um die Kavitäten des Zwischenteils herum diese abdichtet. Insgesamt weist die Pumpenkomponente einen sandwichartigen Aufbau mit einer relativ geringen Anzahl an Einzelteilen auf. Die Flusskanäle und die anderen funktionalen Kavitäten verteilen sich dabei über mehrere Ebenen des Stacks. Alle beweglichen Funktionselemente des Pumpenmoduls sind aber in einer einzigen flexiblen Pumpenmembran vereinigt. Damit ist der mehrschichtige Stack klein, sehr flach und mit geringen Form- und Maßtoleranzen relativ kostengünstig zu fertigen.Conveniently, a cover plate rests on the pump diaphragm, which has recesses in the region of the pumping chamber and the other cavities formed in the intermediate part, into which the convex curvature of the outer surface of the pump diaphragm protrudes. The cover plate may have a congruent to the pump diaphragm and the intermediate part outer contour and also einliegen in the peripheral frame of the receiving part. The cover plate is firmly connected to the intermediate part in sections by gluing or welding. Thus, the necessary mechanical pressure is generated on the intermediate pump membrane, which seals by pressing and a suitable seal geometry around the cavities of the intermediate part around. Overall, the pump component has a sandwich-type construction with a relatively small number of individual parts. The flow channels and the other functional cavities are distributed over several levels of the stack. However, all movable functional elements of the pump module are combined in a single flexible pump membrane. Thus, the multilayer stack is small, very flat and relatively inexpensive to manufacture with low dimensional and dimensional tolerances.

In Ausgestaltung umfasst die Pumpenkomponente eine mechanische oder elektronische Kodierung, die vom dem Pumpenantrieb und/oder dem Steuermodul zum definierten Betreiben der Infusionspumpe erfassbar und/oder dekodierbar ist, um eine vorgegebene Förderrate einzustellen. Die Kodierung/Dekodierung kann beispielsweise mittels Schaltnocken realisiert sein, die entsprechende Schalter beaufschlagen oder mittels eines, bevorzugt berührungslos- auslesbaren elektronischen Bauteils. Hierdurch kann beispielsweise eine Drehzahl eines Motors des Pumpenantriebs oder ein die Pumpenmembran bewegender Hubweg eingestellt werden. In diesem Zusammenhang kann neben einer geeigneten Kodierung der Pumpenkomponente auch ein bedarfs- gerechtes Volumen der Pumpkammer gewählt werden, das beispielsweise zwischen 10 µL und 200 µL, bevorzugt zwischen 15 µL und 150 µL, besonders bevorzugt zwischen 20 µL und 100 µL bemessen ist, so dass sowohl kleine Volumina, die in der Neonatologie mit einer quasikontinuierlichen Förderrate verabreicht werden, als auch relativ große Volumen gefördert und verabreicht werden können, in dem die entsprechende Pumpenkomponente, die selbstverständlich leicht erkennbar gekennzeichnet ist, gewählt und mit dem Pumpenantrieb gekoppelt wird. Durch die Kodierung werden insbesondere Fehler in der Bedienung der Infusionspumpe reduziert.In an embodiment, the pump component comprises a mechanical or electronic coding, which can be detected and / or decoded by the pump drive and / or the control module for defined operation of the infusion pump in order to set a predetermined delivery rate. The coding / decoding can be realized, for example, by means of switching cams which act on corresponding switches or by means of a preferably non-contact-readable electronic component. As a result, for example, a rotational speed of a motor of the pump drive or a stroke moving the pump diaphragm can be adjusted. In this context, in addition to a suitable coding of the pump component and a need-based volume of the pumping chamber can be selected, for example, between 10 .mu.l and 200 .mu.l, preferably between 15 .mu.l and 150 .mu.l, more preferably between 20 .mu.L and 100 .mu.L sized so that both small volumes administered in neonatology at a quasi-continuous delivery rate and relatively large volumes can be delivered and administered by selecting and coupling the corresponding pump component, which of course is easily recognizable, to the pump drive. The coding reduces errors in the operation of the infusion pump in particular.

Zweckmäßigerweise ist ein Pumpenstößel zwischen einem einlassseitigen und einem auslassseitigen Ventilstößel angeordnet. Der Pumpenstößel und die beiden Ventilstößel sind zu einer periodischen, peristaltischen Verformung der Pumpenmembran im Bereich der Pumpkammer mit dem Pumpenantrieb verbunden. Die Pumpkammer ist als eine längliche Kavität ausgelegt. Die Funktionen von Einlass- und Auslass-Ventilen sind in der Pumpkammer integriert, die vertikal ausgerichtete Einlass- und Auslasskanäle aufweist, die durch lokales Herunterdrücken der weichen Pumpenmembran im Bereich der Pumpkammer durch die äußeren Ventilstößel geöffnet und geschlossen werden. Dabei ist die Form der Kavität derart gewählt, dass bei gleichzeitig geschlossenem Eintritts- und Austrittsventil durch die Ventilstößel und einer durch den Pumpstößel erzeugten Vorspannung der Pumpenmembran noch ein effektives Pumpkammervolumen zwischen dem Eintritts- und dem Austrittskanal erhalten bleibt. Das Pumpkammervolumen ist im Wesentlichen durch diese geometrischen Randbedingungen definiert. Förderratenungenauigkeiten sind somit nur durch die geometrischen Toleranzen der Pumpkammer-Kavität im harten Zwischenteil sowie durch Toleranzen der Membrandicke im Bereich des Pumpstößels verursacht. Sonstige Toleranzen der Membrangeometrie, Härtetoleranzen der Membran sowie Temperatureinflüsse auf die Membranhärte wirken sich nur noch unwesentlich auf das effektive Pumpkammervolumen aus.Conveniently, a pump tappet is arranged between an inlet-side and an outlet-side valve tappet. The pump plunger and the two valve tappets are connected to a periodic, peristaltic deformation of the pump diaphragm in the region of the pumping chamber with the pump drive. The pumping chamber is designed as an elongated cavity. The functions of inlet and outlet valves are integrated in the pumping chamber having vertically aligned inlet and outlet ports which are opened and closed by local depression of the soft pump diaphragm in the area of the pumping chamber through the outer valve tappets. In this case, the shape of the cavity is selected such that, while the inlet and outlet valves are closed at the same time, an effective pumping chamber volume between the inlet and outlet channels is still maintained by the valve tappets and a prestressing of the pump membrane generated by the pump tappet. The pumping chamber volume is essentially defined by these geometric boundary conditions. Delivery rate inaccuracies are thus caused only by the geometrical tolerances of the pumping chamber cavity in the hard intermediate part and by tolerances of the membrane thickness in the region of the pump tappet. Other tolerances of the membrane geometry, hardness tolerances of the membrane as well as temperature influences on the membrane hardness only have an insignificant effect on the effective pumping chamber volume.

Das Volumen der Pumpkammer wird mit dem von außen einwirkenden dritten Stößel, dem Pumpenstößel, periodisch verändert, wobei der Hub dieses Pumpenstößels den so genannten Hubraum definiert. Bei der volumetrisch, peristaltisch arbeitenden Infusionspumpe führt eine feste Phasenkopplung zwischen den beiden Ventilstößeln und dem zentralen Pumpenstößel zu einer periodischen, peristaltischen Verformung der Pumpenmembran im Bereich der Pumpkammer. Die Füllung des effektiven Volumens der Pumpkammer wird nach dem Öffnen des Einlassventils und Anheben des Pumpstößels erreicht. Die angesaugte Flüssigkeit in der Pumpkammer wird nach dem Schließen des Einlassventils und dem Öffnen des auslassseitigen Ventils durch den Pumpenstößel aus der Pumpkammer herausgedrückt. Die Stößel haben vorzugsweise eine ebene Kontaktfläche mit der nach außen konvex geformten Membran. Dadurch wird die Peristaltik in Wechselwirkung mit der Membran unempfindlich gegen Lateraltoleranzen des fixierten Pumpenmoduls. Außerdem kann durch eine geeignet gewählte Geometrie der nach außen konvex geformten Membran ein gleichmäßiger Anpressdruck der Membran im Bereich der Pumpkammer erzeugt werden, um einen hinreichend großen Kompressionsdruck in der Pumpkammer zu erzeugen.The volume of the pumping chamber is periodically changed with the third plunger acting from the outside, the pump plunger, wherein the stroke of this pump plunger defines the so-called displacement. In the volumetric, peristaltic infusion pump, a fixed phase coupling between the two valve lifters and the central pump plunger results in a periodic, peristaltic deformation of the pump membrane in the area of the pumping chamber. The filling of the effective volume of the pumping chamber is achieved after opening the inlet valve and lifting the pumping plunger. The sucked liquid in the pumping chamber is pushed out of the pumping chamber by the pump plunger after closing the inlet valve and opening the outlet side valve. The plungers preferably have a flat contact surface with the outwardly convex shaped membrane. As a result, the peristalsis in interaction with the membrane is insensitive to lateral tolerances of the fixed pump module. In addition, a uniform contact pressure of the membrane in the region of the pumping chamber can be generated by a suitably selected geometry of the outwardly convex membrane to a sufficient to generate large compression pressure in the pumping chamber.

Um gemeinsam mit den Ventilstößeln und den entsprechenden Ein- und Auslässen im Bereich der Pumpkammer ein wirksames Einlassventil und Auslassventil zu bilden, weist die Pumpenmembran Materialschwächungen auf. Bedingt durch die Materialschwächungen lässt sich mittels des zugeordneten Ventilstößels ein definierter Abschnitt der konvexen Pumpenmembran in Richtung des Zwischenteils bewegen, um die zugeordnete Einlass- oder Auslassöffnung in dem Zwischenteil zu verschließen.In order to form an effective inlet valve and outlet valve together with the valve tappets and the corresponding inlets and outlets in the area of the pumping chamber, the pump membrane has material weakenings. Due to the weakening of the material, a defined section of the convex pump diaphragm can be moved in the direction of the intermediate part by means of the associated valve tappet in order to close the associated inlet or outlet opening in the intermediate part.

Vorzugsweise sind an dem Pumpenstößel ein Hubweg und eine Betätigungskraft mittels eines Wegerfassungssensors und/oder eines Kraftmesssensors messbar und an dem Steuermodul die Messdaten auswertbar. Aufgrund von Fertigungstoleranzen, insbesondere die Dicke der Pumpenmembran betreffend oder der Tiefe der Pumpenkavität im harten Zwischenteil, können sich Schwankungen im effektiven Volumen der Pumpkammer ergeben, die durch die Aufzeichnung einer Kraft-Wege-Kennlinie erfassbar und korrigierbar sind. Aufgrund der ausgewerteten Sensordaten, die sich auf den Hub des Pumpenstößels und dessen Betätigungskraft beziehen, ist an dem Steuermodul ein Korrekturfaktor des effektiven Pumpkammervolumens für die jeweils eingesetzte Pumpenkomponente, die selbstverständlich aufgrund ihres relativ kostengünstigen Aufbaus auch als eine Einwegkomponente herstellbar ist, errechenbar und dessen Toleranzen korrigierbar.Preferably, a stroke and an actuating force by means of a displacement sensor and / or a force measuring sensor can be measured on the pump tappet and the measured data can be evaluated on the control module. Due to manufacturing tolerances, in particular the thickness of the pump diaphragm concerning or the depth of the pump cavity in the hard intermediate part, fluctuations in the effective volume of the pumping chamber can result, which can be detected and corrected by the recording of a force-displacement curve. Based on the evaluated sensor data, which relate to the stroke of the pump plunger and its actuation force, a correction factor of the effective pumping chamber volume for each pump component used, which is of course also produced as a disposable component due to their relatively inexpensive construction, calculable and its tolerances on the control module correctable.

Nach einer Weiterbildung ist mindestens ein Lufterfassungssensor im Bereich eines der Schlauchanschlüsse angeordnet und zur Auswertung von Sensordaten mit dem Steuermodul gekoppelt. Vorzugsweise umfasst der Lufterfassungssensor einen Piezo-Sensor, dessen eine Schallwelle aussendender Sender und die reflektierten Schallsignale erfassender Empfänger auf derselben Seite angeordnet sind. Der Luftsensor ist im Bereich der zylindrischen Schlauchanschlüsse angeordnet, wobei der Schlauchanschluss eine Aussparung mit einer ebenen Grundfläche aufweist. In dieser Grundfläche kann die Mittelachse des darunterliegenden Flusskanals liegen. Der Piezo-Sensor sendet eine Schallwelle aus, die von der Innenwand des Flusskanals reflektiert wird. Die gewählte Geometrie des Flusskanals wirkt als zylindrischer Schallwellenreflektor, der den reflektierten Schall entlang der Zylinderachse auf den Piezo-Sensor zurück fokussiert. Die-Krümmung des zylindrischen Schallwellenreflektors ist vorzugsweise so gewählt, dass der Fokus auf dem Piezo-Sensor liegt, um die Intensität des empfangenden Schallsignals zu erhöhen. Die empfangenen Schallreflexe ändern ihre Amplitude in Abhängigkeit des aktuellen Füllzustandes im Flusskanal. Luft im Flusskanal erhöht die Schallwellenreflexion an der zylindrischen Innenwand des Flusskanals, Flüssigkeit im Flusskanal vermindert das Reflexionsverhalten. Vorteilhaft ist, dass die Schallwelle die Schlauchwandungen nicht passieren muss, was zusätzliche störende Reflexionen vermeidet. Da der Sender und der Empfänger auf einer Seite des Flusskanals positioniert sind, ist die Pumpenkomponente und deren Anordnung in der Infusionspumpe vereinfacht.According to a development, at least one air detection sensor is arranged in the region of one of the hose connections and coupled to the control module for the evaluation of sensor data. Preferably, the air detection sensor comprises a piezoelectric sensor, whose transmitter transmitting a sound wave and the receiver detecting the reflected sound signals are arranged on the same side. The air sensor is arranged in the region of the cylindrical hose connections, wherein the hose connection has a recess with a flat base. In this base, the central axis of the underlying river channel may lie. The piezo sensor emits a sound wave, which is reflected by the inner wall of the flow channel. The selected geometry of the flow channel acts as a cylindrical sound wave reflector, which focuses the reflected sound along the cylinder axis back to the piezo sensor. The curvature of the cylindrical sound wave reflector is preferably chosen so that the focus is on the piezo sensor in order to increase the intensity of the receiving sound signal. The received sound reflexes change their amplitude as a function of the current filling state in the flow channel. Air in the flow channel increases the sound wave reflection on the cylindrical inner wall of the flow channel, liquid in the flow channel reduces the reflection behavior. It is advantageous that the sound wave does not have to pass the hose walls, which avoids additional disturbing reflections. Since the transmitter and the receiver are positioned on one side of the flow channel, the pump component and its arrangement in the infusion pump is simplified.

In weiterer Ausgestaltung ist mindestens ein Drucksensor mit dem Steuermodul gekoppelt, wobei die Pumpenmembran Druckmembranbereiche aufweist. Bevorzugt sind ein Drucksensor zwischen dem einlassseitigen Schlauchanschluss und der Pumpkammer und ein Drucksensor zwischen der Pumpkammer und dem auslassseitigen Schlauchanschluss angeordnet. Die Druckmembranbereiche stehen im Kontakt mit den Drucksensoren in der elektronischen Antriebseinheit der Infusionspumpe. Der Innendruck der Lösung in der miniaturisierten Pumpenkomponente wird von der Pumpenmembran in den Druckmembranbereichen mit minimalen Informationsverlusten auf den Drucksensor übertragen. Die Empfindlichkeit der Innendruckmessung ist durch die mechanischen Eigenschaften der Pumpenmembran in den Druckmembranbereichen beeinflusst. Der in der Pumpenkomponente herrschende Innendruck soll mit möglichst wenig gespeicherter Verformungsarbeit auf den Drucksensor übertragen werden, um die Empfindlichkeit zu erhöhen. Das Profil der Druckmembranbereiche soll insbesondere auch derart gestaltet sein, dass die Pumpenmembran in den Druckmembranbereichen im Kontakt mit den zugeordneten Drucksensoren immer vorgespannt ist und keinen Nullpunkt mit minimaler Rückstellkraft durchlaufen muss. Herrscht Vorspannung, wird sich die durch die Pumpenmembran übertragene Kraft monoton mit dem Innendruck des Pumpenmoduls verändern. Bei klassischen Schlauchpumpen steht der Drucksensor im Kontakt mit der Schlauchwand des radial wenig elastischen Pumpenschlauchsegmentes, sodass dieser Messansatz wesentlich unempfindlicher und ungenauer ist als die Druckmessung an der elastischen Pumpenmembran.In a further embodiment, at least one pressure sensor is coupled to the control module, the pump diaphragm having pressure membrane areas. Preferably, a pressure sensor between the inlet-side hose connection and the pumping chamber and a pressure sensor between the pumping chamber and the outlet-side hose connection are arranged. The pressure membrane areas are in contact with the pressure sensors in the electronic drive unit of the infusion pump. The internal pressure of the solution in the miniaturized pump component is transferred from the pump membrane in the pressure membrane areas to the pressure sensor with minimal information loss. The sensitivity of the internal pressure measurement is influenced by the mechanical properties of the pump membrane in the pressure membrane areas. The prevailing in the pump component internal pressure should be transferred with the least possible deformation work stored on the pressure sensor to increase the sensitivity. The profile of the pressure membrane areas should in particular also be designed in such a way that the pump membrane in the pressure membrane areas in contact with the associated pressure sensors is always biased and does not have to pass through a zero point with a minimum restoring force. If pretension prevails, the force transmitted through the pump membrane will change monotonically with the internal pressure of the pump module. In classical peristaltic pumps, the pressure sensor is in contact with the hose wall of the radially less elastic pump hose segment, so that this measurement approach is much less sensitive and less accurate than the pressure measurement on the elastic pump diaphragm.

Zweckmäßigerweise umfasst das elektronische Steuermodul mindestens ein Rechnermodul, mindestens ein mit dem Rechnermodul verbundenes Speichermodul und mindestens eine Datenschnittstelle. Demnach ist das Steuermodul zur Ansteuerung des Pumpenantriebs entsprechend über die Schnittstelle vorgegebener Daten geeignet. Die Daten, die beispielsweise das zu applizierende Volumen der Lösung und/oder einen bestimmten Zeitraum, in dem die Infusionspumpe betrieben werden soll, betreffen, können beispielsweise mittels einer geeigneten Eingabeeinheit an der Schnittstelle eingegeben und an dem Steuermodul gespeichert werden.Expediently, the electronic control module comprises at least one computer module, at least one memory module connected to the computer module and at least one data interface. Accordingly, the control module for controlling the pump drive is suitably via the interface of predetermined data suitable. The data relating, for example, to the volume of the solution to be administered and / or a specific period in which the infusion pump is to be operated can be input to the interface, for example by means of a suitable input unit, and stored on the control module.

Der Pumpenantrieb und die Steuerungselektronik sind in einem gemeinsamen Gehäuse installiert, das neben mit der Steuerungselektronik gekoppelter Kontrolleinrichtungen und Einstellvorrichtungen auch mindestens eine Fixiervorrichtung für die Pumpenkomponente aufweist. The pump drive and the control electronics are installed in a common housing, which also has at least one fixing device for the pump component in addition to control electronics and control devices coupled to the control electronics.

Die Pumpenkomponente ist bevorzugt in einer Aufnahme des Gehäuses der Infusionspumpe oder eines entsprechend geformten Deckels lagegenau positioniert und kann beispielsweise durch einen mit einem einfachen Hebel verschließbaren Deckel in seiner Position lagegenau gesichert werden. Damit ist die Pumpenkomponente relativ zur Peristaltik des Antriebes und zu den Sensoren im Gehäuse präzise ausgerichtet. Der Pumpenantrieb ist relativ zum Pumpengehäuse und damit auch relativ zur Pumpenkomponente gefedert montiert, um eine definierte Anpresskraft der Pump- und Ventil-Stößel auf die Membran der Pumpenkomponente zu erreichen. Alle Interaktionen zwischen der Pumpenkomponente und dem Gehäuse können einfach über nur eine Funktionsoberfläche der Pumpenkomponente, nämlich die Deckplatte, erfolgen. Da verschiedene Layer der Pumpenkomponente aus Hartteilen bestehen, ist ein sehr einfaches, vorzugsweise einhändiges, Einlegen der Pumpenkomponente in die Kavität, also die Aufnahme des Pumpengehäuses und gegebenenfalls die Sicherung der Pumpenkomponente in der Aufnahme durch Schließen des Deckels oder eines Verriegelungselementes möglich, wobei auch eine Rasteinrichtung zwischen dem Gehäuse und der Pumpenkomponente wirksam sein kann. Die Pumpenkomponente ist nach Art einer Kassette handhabbar. Ein einhändiges Einlegen der Pumpenkomponente ist einfach möglich und erleichtert insbesondere die Handhabung des Infusionsschlauches unter Einhaltung steriler Bedingungen. Insbesondere ist ein einfaches Auswechseln der Einweg-Pumpenkomponente unter Beibehaltung der übrigen Bauteile der Infusionspumpe sichergestellt, beispielsweise um bezüglich bestimmter Indikationsstellungen eine spezifische, vorzugsweise entsprechend kodierte Pumpenkomponente mit kleinerem Hubvolumen einzusetzen, die auch bei kleinen Förderraten einen quasikontinuierlichen Fluss ermöglicht.The pump component is preferably positioned accurately positioned in a receptacle of the housing of the infusion pump or a correspondingly shaped lid and can be secured in position, for example, by a closable with a simple lever lid in position. Thus, the pump component is precisely aligned relative to the peristaltic drive and to the sensors in the housing. The pump drive is mounted sprung relative to the pump housing and thus also relative to the pump component in order to achieve a defined contact pressure of the pump and valve plunger on the diaphragm of the pump component. All interactions between the pump component and the housing can easily be done via only one functional surface of the pump component, namely the cover plate. Since different layers of the pump component consist of hard parts, is a very simple, preferably one-handed, inserting the pump component into the cavity, so the inclusion of the pump housing and possibly securing the pump component in the receptacle by closing the lid or a locking element possible, with a Locking device between the housing and the pump component can be effective. The pump component can be handled in the manner of a cassette. One-handed insertion of the pump component is easily possible and facilitates in particular the handling of the infusion tube while maintaining sterile conditions. In particular, a simple replacement of the disposable pump component while maintaining the other components of the infusion pump is ensured, for example, to use with respect to certain indications a specific, preferably correspondingly coded pump component with smaller displacement, which allows a quasi-continuous flow even at low flow rates.

Bei den Kontrolleinrichtungen kann es sich um Anzeigen handeln, die den Patienten und/oder einem Arzt optisch und/oder akustisch wahrnehmbare Informationen zum Betrieb der Infusionspumpe liefern. Selbstverständlich kann in dem Gehäuse auch eine Energieversorgung, beispielsweise in Form mindestens eines Akkumulators, vorgesehen sein, die einen autarken und insbesondere auch mobilen Betrieb der Infusionspumpe ermöglicht.The control devices can be displays which provide the patient and / or a doctor with visually and / or acoustically perceptible information about the operation of the infusion pump. Of course, in the housing, a power supply, for example in the form of at least one accumulator, be provided, which allows a self-sufficient and especially mobile operation of the infusion pump.

Mit der Auslegung der Pumpenkomponente in Wechselwirkung mit dem elektronischen Pumpenantrieb ist eine volumetrisch arbeitende Infusionspumpe realisiert, welche eine Flussratengenauigkeit von ± 3 % (Konvidenzintervall 95%) erreicht, was äquivalent zur Genauigkeit von Spritzenpumpen ist. Das Volumen der Pumpkammer ist typischerweise ca. 50 µL und damit etwa um einen Faktor 2-4 kleiner als das Volumen üblicher volumetrischer Schlauchpumpen, wobei es für den Fachmann ersichtlich ist, dass auch ein Volumen insbesondere kleiner 20 µL oder größer 100 µL durch eine entsprechende Anpassung der Pumpkammer mit dem gleichen Hub des Pumpenstößels einstellbar ist. Mit der Infusionspumpe lässt sich eine quasi-kontinuierliche Flussrate erzeugen, und es kann auch eine hohe Förderratengenauigkeit, insbesondere bei kleinen Förderraten und bei kurzen Applikationszeiten, erreicht werden.With the design of the pump component interacting with the electronic pump drive, a volumetric infusion pump is realized which achieves a flow rate accuracy of ± 3% (confidence interval 95%), which is equivalent to the accuracy of syringe pumps. The volume of the pumping chamber is typically about 50 μL and thus about a factor 2 - 4 smaller than the volume of conventional volumetric peristaltic pumps, it being apparent to those skilled in the art that a volume in particular less than 20 μL or greater 100 μL is adjustable by a corresponding adjustment of the pumping chamber with the same stroke of the pump plunger. With the infusion pump, a quasi-continuous flow rate can be generated, and it can also be a high delivery rate accuracy, especially at low flow rates and short application times can be achieved.

Die Pumpkammer-Peristaltik erfordert im Vergleich mit den aus dem Stand der Technik bekannten Schlauchpumpen wesentlich weniger Verformungsarbeit. Dadurch lässt sich die erfinderische Peristaltik mit höheren Zyklusfrequenzen betreiben, als dies bei üblichen Schlauchpumpen möglich ist. Dadurch lassen sich trotz des kleineren Volumens der Pumpkammer auch Förderraten von ca. 1000 - 1500 ml/h einstellen, die vergleichbar sind mit denen klassischer volumetrischer Schlauchpumpen.The pumping chamber peristalsis requires much less deformation work in comparison with the peristaltic pumps known from the prior art. As a result, the inventive peristalsis can be operated at higher cycle frequencies than is possible with conventional peristaltic pumps. As a result, despite the smaller volume of the pumping chamber, delivery rates of about 1000 to 1500 ml / h can be set, which are comparable to those of classical volumetric peristaltic pumps.

Die erfinderische Pumpenkomponente zusammen mit dem elektrischen Pumpenantrieb, der selbstverständlich einen Pumpenmotor und ein zugeordnetes Getriebe umfasst, verbindet die Vorteile der hohen Flussratengenauigkeit von Spritzenpumpen mit der großen Flussratendynamik von volumetrischen Pumpen. Die flache Geometrie der Pumpenkomponente und die dazu notwendigerweise seitlich positionierbare flache Antriebseinheit, nämlich der Pumpenantrieb mit den zugeordneten Bauteilen, ermöglicht es, das äußere Gehäuse der Infusionspumpe sehr flach, insbesondere mit einer Dicke kleiner 50 mm, vorzugsweise kleiner 35 mm und besonders bevorzugt kleiner 25 mm auszulegen, was ergonomische Vorteile bei der Anwendung, beim Transport und insbesondere Verstauen der mobil verwendbaren Infusionspumpe mit sich bringt.The inventive pump component, along with the electric pump drive, which of course includes a pump motor and associated gearbox, combines the advantages of high flow rate accuracy of syringe pumps with the large flow rate dynamics of volumetric pumps. The flat geometry of the pump component and the necessarily laterally positionable flat drive unit, namely the pump drive with the associated components, makes it possible for the outer housing of the infusion pump to be very flat, in particular with a thickness of less than 50 mm, preferably less than 35 mm and particularly preferably less than 25 mm, which provides ergonomic advantages in the application, during transport and in particular stowage of mobile usable infusion pump with it.

Die Energieeffizienz der erfinderischen Pump-Peristaltik aufgrund der Tatsache, dass die Verformung der Pumpenmembran weniger Energie benötigt, als die Verformung eines Schlauches, hat wesentlich höhere Autonomiezeiten der elektronischen Antriebseinheit im Vergleich zu klassischen Spritzen oder volumetrischen Pumpen zur Folge.The energy efficiency of the inventive pumping peristalsis, due to the fact that the deformation of the pumping membrane requires less energy than the deformation of a hose, results in much greater autonomy of the electronic drive unit compared to traditional syringes or volumetric pumps.

Alle wesentlichen Funktionen der Pumpenkomponente, die Drucksensormembranen, die Ventilfunktionen der Pumpkammer, die Pumpkammer und das Anti-Free-Flow-Ventil sind auf einer Membran-Oberfläche, nämlich der Pumpenmembran vereinigt und somit einfach sowie von einer Seite, also einer Funktionsebene, durch die axial beweglichen Aktuatoren und Sensoren in der elektronischen Antriebseinheit, die den Pumpenantrieb und die Steuerelektronik mit zugeordneter Sensorik umfasst, bedienbar.All essential functions of the pump component, the pressure sensor diaphragms, the valve functions of the pumping chamber, the pumping chamber and the anti-free-flow valve are combined on a membrane surface, namely the pump membrane and thus simple and from one side, so a functional level through the axially movable Actuators and sensors in the electronic drive unit, which includes the pump drive and the control electronics with associated sensors, operable.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations. The scope of the invention is defined only by the claims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt:

  • 1 eine schematische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Infusionspumpe,
  • 2 einen Querschnitt durch die 1
  • 3 eine Draufsicht auf den Pumpenantrieb der Infusionspumpe nach 1,
  • 4 eine Seitenansicht der Darstellung nach 3,
  • 5 Darstellungen der Pump-Peristaltik bis 8
  • 9 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie IX-IX nach 1,
  • 10 eine Explosionsdarstellung der Schnittdarstellung gemäß 9,
  • 11 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XI-XI nach 1,
  • 12 eine Explosionsdarstellung der Schnittdarstellung gemäß 11,
  • 13 eine Draufsicht auf eine Deckplatte einer Pumpenkomponente der Infusionspumpe nach 1,
  • 14 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XIV-XIV nach 13,
  • 15 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XV-XV nach 13,
  • 16 eine Draufsicht auf eine Pumpenmembran der Pumpenkomponenten der Infusionspumpe nach 1,
  • 17 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XVII-XVII nach 16,
  • 18 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XV-XV nach 13,
  • 19 eine Draufsicht auf ein Zwischenteil der Pumpenkomponente der Infusionspumpe nach 1,
  • 20 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XX-XX nach 19,
  • 21 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XXI-XXI nach 19,
  • 22 eine Draufsicht auf ein Aufnahmeteil der Pumpenkomponente der Infusionspumpe nach 1,
  • 23 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XXIII-XXIII nach 22,
  • 24 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie XXIV-XXIV nach 22 und
  • 25 eine alternative Teildarstellung der Infusionspumpe nach 2.
It shows:
  • 1 a schematic partial view of an infusion pump according to the invention,
  • 2 a cross section through the 1
  • 3 a plan view of the pump drive of the infusion pump after 1 .
  • 4 a side view of the illustration 3 .
  • 5 Representations of pump peristalsis up 8th
  • 9 a sectional view according to the line IX - IX to 1 .
  • 10 an exploded view of the sectional view according to 9 .
  • 11 a sectional view according to the line XI - XI to 1 .
  • 12 an exploded view of the sectional view according to 11 .
  • 13 a plan view of a cover plate of a pump component of the infusion pump according to 1 .
  • 14 a sectional view according to the line XIV - XIV to 13 .
  • 15 a sectional view according to the line XV -XV after 13 .
  • 16 a plan view of a pump diaphragm of the pump components of the infusion pump according to 1 .
  • 17 a sectional view according to the line XVII - XVII to 16 .
  • 18 a sectional view according to the line XV - XV to 13 .
  • 19 a plan view of an intermediate part of the pump component of the infusion pump according to 1 .
  • 20 a sectional view according to the line XX - XX to 19 .
  • 21 a sectional view according to the line XXI - XXI to 19 .
  • 22 a plan view of a receiving part of the pump component of the infusion pump according to 1 .
  • 23 a sectional view according to the line XXIII - XXIII to 22 .
  • 24 a sectional view according to the line XXIV - XXIV to 22 and
  • 25 an alternative partial view of the infusion pump after 2 ,

Die Infusionspumpe umfasst im Wesentlichen eine miniaturisierte Pumpenkomponente 1, einen Pumpenantrieb 2 und ein Steuermodul 3, die in einem gemeinsamen Gehäuse 63 der Infusionspumpe untergebracht sind.The infusion pump essentially comprises a miniaturized pump component 1 , a pump drive 2 and a control module 3 in a common housing 63 the infusion pump are housed.

Die Pumpenkomponente 1 ist aus mehreren, im Wesentlichen eine rechteckförmige Grundfläche aufweisenden Layern aufgebaut und relativ zu dem Pumpenantrieb 2 derart fixiert, dass die Pumpenkomponente 1 von dem Pumpenantrieb 2 entnehmbar und aus dem Gehäuse entfernbar ist. Beispielsweise kann ein in dem Gehäuse schwenkbarer Deckel 68, der auch als eine Art Haltebügel oder dergleichen ausgebildet sein kann, die Pumpenkomponente 1 lösbar fixieren. Demnach kann die Pumpenkomponente 1 zu einer Einmal-Verwendung unter Beibehaltung der übrigen Komponenten der Infusionspumpe geeignet sein.The pump component 1 is composed of a plurality of layers having a substantially rectangular base area and relative to the pump drive 2 fixed so that the pump component 1 from the pump drive 2 removable and removable from the housing. For example, a lid pivotable in the housing 68 which may also be formed as a kind of headband or the like, the pump component 1 releasably fix. Accordingly, the pump component 1 be suitable for a single use while maintaining the other components of the infusion pump.

Im Einzelnen umfasst die Pumpenkomponente 1 ein aus einem formstabilen und im Wesentlichen starren Material gefertigtes Aufnahmeteil 4 mit einem einlassseitigen Schlauchanschluss 5 und einem auslassseitigen Schlauchanschluss 6. Zwischen den beiden Schlauchanschlüssen 5, 6 verläuft ein Förderkanal 7 für die zu applizierende Lösung. Der Förderkanal 7 ist umfänglich mit einer Nut 66 versehen, die mit einer Feder 8 auf der Unterseite eines Zwischenteils 21 korrespondiert, um durch Klebung oder Schweißung den Förderkanal 7 abzudichten, wobei die Feder im montierten Zustand der Pumpenkomponente 1 in die Nut 66 eingreift. An den einlassseitigen Schlauchanschluss 5 ist ein Ende eines Schlauchs anschließbar, dessen anderes Ende mit einem Vorrat der zu applizierenden Lösung gekoppelt ist. Der auslassseitige Schlauchanschluss 6 ist mit einem Infusionsschlauch für den Patienten zu koppeln. Umfangsseitig ist das Aufnahmeteil 4 in einer Ausführungsform mit einem einseitig erhabenen Rand versehen, um darüber angeordnete Layer auszurichten und abzudichten. Von dem einlassseitigen Schlauchanschluss 5 führt ein umfangsseitig geschlossener erster Abschnitt 9 des Förderkanals 7 zu einem sich senkrecht dazu erstreckenden zweiten Abschnitt 10, der sich stirnseitig ins Freie erstreckt. Im Weiteren sind in einem dritten Abschnitt 11 des Förderkanals 7 ein offener Kanalabschnitt 13 angeordnet, der im Bereich unterhalb der Pumpkammer 14 des Zwischenteils 21 im Bereich des einen Endes der Pumpkammer 14 endet und mit der Einlassöffnung 28 korrespondiert und einen Einlass eines Einlassventils 19 bildet. Eine Senke 67 im Aufnahmeteil 4 gibt Raum, um eine Wölbung 30 der Pumpkammer 14 auf der Unterseite des Zwischenteils 21 aufzunehmen, wodurch die Bauhöhe des Stacks minimiert werden kann. Von dem anderen Ende der Pumpkammer 14 und der Auslassöffnung 29 zum Auslassventil 20 geht ein offener Kanalabschnitt 15 eines vierten Abschnitts 16 des Förderkanals 7 ab, der in eine offene Querschnittsvergrößerung 12 mündet und mit einem vertikalen Durchgang 22a in einer Senke 24 des Zwischenteils 21 korrespondiert. Ein fünfter Kanalabschnitt 17 im Zwischenteil 21 verbindet die vertikalen Durchgänge 22a, 22b in der Senke 24 und mündet in den umgangsseitig geschlossenen sechsten Abschnitt 18 im Aufnahmeteil 4, wobei der sechste Abschnitt 18 des Förderkanals 7 zu dem auslassseitigen Schlauchanschluss 6 führt.Specifically, the pump component includes 1 a made of a dimensionally stable and substantially rigid material receiving part 4 with an inlet-side hose connection 5 and an outlet side hose connection 6 , Between the two hose connections 5 . 6 runs a conveyor channel 7 for the solution to be applied. The conveyor channel 7 is circumferential with a groove 66 provided with a spring 8th on the underside of an intermediate part 21 Corresponds to the conveyor channel by gluing or welding 7 seal, wherein the spring in the assembled state of the pump component 1 in the groove 66 intervenes. To the inlet-side hose connection 5 one end of a hose can be connected, the other end of which is coupled to a supply of the solution to be applied. The outlet side hose connection 6 should be paired with an infusion tube for the patient. The peripheral side is the receiving part 4 provided in one embodiment with a one-sided raised edge to align and seal layers arranged above it. From the inlet-side hose connection 5 leads a circumferentially closed first section 9 of the conveyor channel 7 to a perpendicularly extending second section 10 which extends frontally into the open air. Below are in a third section 11 of the conveyor channel 7 an open channel section 13 arranged in the area below the pumping chamber 14 of the intermediate part 21 in the region of the one end of the pumping chamber 14 ends and with the inlet opening 28 corresponds and an inlet of an inlet valve 19 forms. A sink 67 in the recording section 4 gives room to a vault 30 the pumping chamber 14 on the underside of the intermediate part 21 absorb, whereby the overall height of the stack can be minimized. From the other end of the pumping chamber 14 and the outlet opening 29 to the exhaust valve 20 goes an open channel section 15 a fourth section 16 of the conveyor channel 7 starting in an open cross-sectional enlargement 12 flows and with a vertical passage 22a in a valley 24 of the intermediate part 21 corresponds. A fifth channel section 17 in the middle part 21 connects the vertical passages 22a . 22b in the valley 24 and flows into the sixth closed section 18 in the recording section 4 , the sixth section 18 of the conveyor channel 7 to the outlet side hose connection 6 leads.

Auf dem Aufnahmeteil 4 liegt das ebenfalls rechteckförmige Zwischenteil 21 aus einem starren Kunststoffmaterial abgedichtet auf. Das Zwischenteil 21 weist den sich durch dessen Dicke erstreckenden ersten Durchgang 22a eines Anti-Free-Flow-Ventils 23 auf, das zur Verhinderung eines unbeabsichtigten Flusses der Flüssigkeit durch die Pumpenkomponente 1 zu dem Patienten angeordnet ist, wobei durch den Durchgang 22a die Lösung von dem vierten Abschnitt 16 des Förderkanals 7 in eine Vertiefung 24 und durch den anderen Durchgang 22b des Aufnahmeteils 4 in den sechsten Abschnitt 18 gelangt, sobald das Anti-Free-Flow-Ventil 23 geöffnet ist. Die Vertiefung 24 gibt der darüberliegenden Membran 31 Bewegungsraum, um den mit dieser Membran 31 verbundenen Ventilansatz 36 durch eine von außen einwirkende Kraft im Durchgang 22a axial zu verschieben. Durch die axiale Bewegung des Ventilansatzes 36 wird der Durchgang 22a geöffnet, wenn die Membran 31 mit einem Aktuator in die Vertiefung 24 unter Spannung verformt wird. Sobald die Vorspannung der Membran 31 weggenommen wird, geht die Membran 31 automatisch in ihren entspannten Ausgangszustand zurück, sie hebt sich aus der Vertiefung 24 heraus und verschließt mit dem Ventilansatz 36 den Durchgang 22a. Im Weiteren ist in der Zwischenplatte 21 ein einlassseitiger Durchlass 25, der dem offenen Kanalabschnitt 13 des dritten Abschnitts 11 des Förderkanals 7 zugeordnet ist, und ein auslassseitiger Durchlass 26, der dem offenen Kanalabschnitt 15 des vierten Abschnitts 16 des Förderkanals 7 zugeordnet ist, ausgebildet. Im Bereich der Vertiefung 24 ist auf deren gegenüberliegenden Seite der Zwischenplatte 21 die Feder 8 in Form eines umlaufenden Stegs ausgebildet, die in die Nut 66 des Aufnahmeteils 4 korrespondierend eintaucht, den zugeordneten Kanalabschnitt 15 einschließt und durch Verklebung oder Verschweißung von Nut 66 und Feder 8 abdichtet. Der konkaven Wölbung 30, die Bestandteil der Pumpkammer 14 ist, ist an dem einen Ende ein dem Einlassventil 19 zugeordneter Einlass 28 für die Flüssigkeit und eine dem Auslassventil 20 zugeordneter Auslass 29 zugeordnet, die strömungstechnisch mit dem offenen Kanalabschnitt 13 des dritten Abschnitts 11 des Förderkanals 7 bzw. dem offenen Kanalabschnitt 15 des vierten Abschnitts 16 des Förderkanals 7 in Verbindung stehen.On the receiving part 4 is also the rectangular intermediate part 21 sealed from a rigid plastic material. The intermediate part 21 has the first passage extending through the thickness thereof 22a an anti-free-flow valve 23 on, to prevent inadvertent flow of the liquid through the pump component 1 is arranged to the patient, passing through the passage 22a the solution of the fourth section 16 of the conveyor channel 7 into a depression 24 and through the other passage 22b of the receiving part 4 in the sixth section 18 arrives once the anti-free-flow valve 23 is open. The depression 24 gives the overlying membrane 31 Movement space to the with this membrane 31 connected valve lug 36 by an external force in the passage 22a to move axially. By the axial movement of the valve lug 36 becomes the passage 22a opened when the membrane 31 with an actuator in the recess 24 is deformed under tension. Once the bias of the membrane 31 is taken away, the membrane goes 31 automatically returns to its relaxed initial state, it rises from the depression 24 out and closes with the valve neck 36 the passage 22a , Furthermore, in the intermediate plate 21 an inlet-side passage 25 which is the open channel section 13 of the third section 11 of the conveyor channel 7 is assigned, and an outlet-side passage 26 which is the open channel section 15 of the fourth section 16 of the conveyor channel 7 is assigned trained. In the area of the depression 24 is on the opposite side of the intermediate plate 21 the spring 8th formed in the form of a circumferential ridge, which is in the groove 66 of the receiving part 4 corresponding immersed, the associated channel section 15 includes and by gluing or welding of groove 66 and spring 8th seals. The concave curvature 30 that are part of the pumping chamber 14 is at the one end to the inlet valve 19 assigned inlet 28 for the liquid and an outlet valve 20 associated outlet 29 assigned, the fluidically with the open channel section 13 of the third section 11 of the conveyor channel 7 or the open channel section 15 of the fourth section 16 of the conveyor channel 7 stay in contact.

Eine Pumpenmembran 31 aus einem elastischen Material, beispielsweisen einem Elastomer-Werkstoff, erstreckt sich oberhalb des Zwischenteils 21 und weist eine konvexe Wölbung 32 auf, die Bestandteil der Pumpkammer 14 ist. Die längliche konvexe Wölbung 32 ist mit Materialschwächungen 33 zur Bildung des Einlassventils 19 und des Auslassventils 20 versehen, wobei die endseitigen Abschnitte 34 der Wölbung 32 der Pumpenmembran 31 bei einer Betätigung in Richtung des Zwischenteils 21 abdichtend auf dem jeweils einlassseitigen und auslassseitigen Durchlass 28, 29 zur Auflage kommen, um einen Durchfluss freizugeben oder zu verhindern. Im Weiteren sind in der Pumpenmembran 31 Druckmembranbereiche 35 ausgebildet, die sich oberhalb der einlassseitigen und auslassseitigen Durchlässe 25, 26 erstrecken. Darüber hinaus ist ein Ventilansatz 36 des Anti-Free-Flow-Ventils 23 an der Pumpenmembran 31 ausgeformt, der sich durch den zugeordneten Durchgang 22a in dem Zwischenteil 21 erstreckt und der derart gegen das Zwischenteil 21 vorgespannt ist, dass sein sich konisch vergrößerndes freies Ende auf der dem Aufnahmeteil 4 zugewandten Seite des Zwischenteils 21 den Durchgang 22a abdichtend anliegt. In den Ventilansatz 36 ist eine Öffnung 37 eingelassen.A pump diaphragm 31 made of an elastic material, for example an elastomeric material, extends above the intermediate part 21 and has a convex curvature 32 on, the part of the pumping chamber 14 is. The elongated convex curvature 32 is with material weakening 33 for forming the inlet valve 19 and the exhaust valve 20 provided, wherein the end-side sections 34 the vault 32 the pump diaphragm 31 upon actuation in the direction of the intermediate part 21 sealing on the respective inlet-side and outlet-side passage 28 . 29 come to rest to release or prevent flow. Furthermore, in the pump diaphragm 31 Pressure membrane regions 35 formed above the inlet-side and outlet-side passages 25 . 26 extend. In addition, a valve lug 36 of the anti-free-flow valve 23 at the pump diaphragm 31 formed, extending through the associated passage 22a in the intermediate part 21 extends and the so against the intermediate part 21 is biased that its conically enlarging free end on the receiving part 4 facing side of the intermediate part 21 the passage 22a sealingly applied. In the valve neck 36 is an opening 37 admitted.

Eine auf der Pumpenmembran 31 aufliegende Deckplatte 38 aus einem starren Material weist im Bereich der konvexen Wölbung 32 und der Druckmembranbereiche 35 der Pumpenmembran 31 Durchbrüche 39 auf. Im Weiteren ist ein Ansatz 41 vorgesehen, der in die Öffnung 37 des Ventilansatzes 36 eingreift. Oberhalb des Ansatzes 41 ist die Deckplatte 38 konvex gewölbt und weist in einem zu dem Ansatz 41 benachbarten Bereich eine Vertiefung 40 auf, um den Ansatz 41 federnd zu bewegen. Die konvexe Wölbung 23 in diesem Bereich minimiert Einflüsse von Lateraltoleranzen des nicht näher dargestellten Aktuators, der in einem Gehäuse 63 montiert ist relativ zur Mittelachse des Anti-Free-Flow-Ventils 23 wobei der zugeordnete Aktuator das Anti-Free-Flow-Ventil 23 durch Vorschieben öffnet.One on the pump diaphragm 31 Overlying cover plate 38 made of a rigid material points in the area of the convex curvature 32 and the pressure membrane areas 35 the pump diaphragm 31 breakthroughs 39 on. In the following is an approach 41 provided in the opening 37 of the valve lug 36 intervenes. Above the neck 41 is the cover plate 38 convex and conveys in one to the approach 41 adjacent area a recess 40 on to the approach 41 to move resiliently. The convex curvature 23 In this area minimizes influences of lateral tolerances of the actuator, not shown, in a housing 63 is mounted relative to the central axis of the anti-free-flow valve 23 wherein the associated actuator is the anti-free-flow valve 23 opens by advancing.

Ist die miniaturisierte Pumpenkomponente 1 korrekt in das Gehäuse 63 der Infusionspumpe eingesetzt und zu dem Pumpenantrieb 2 fixiert, dann wird die Deckplatte 38 im Bereich ihrer konvexen Erhebung oberhalb des Ansatzes 41 des Anti-Free-Flow-Ventils 23 durch den starren Aktuator, der Bestandteil des Gehäuses 63 der Infusionspumpe ist, kontaktiert, und in Richtung des Aufnahmeteils 4 verschoben. Dadurch wird der in die Öffnung 37 des Ventilansatzes 36 eingesetzte Ansatz 41 den Ventilansatz 36 zur Freigabe des Durchgangs 22a in Richtung des Aufnahmeteils 4 bewegen und dabei elastisch vorgespannt bleiben. Ist die Pumpenkomponente 1 nicht korrekt in das Gehäuse 63 der Infusionspumpe eingesetzt und zu dem Pumpenantrieb 2 fixiert, oder die Pumpenkomponente 1 ist aus dem Gehäuse 63 entnommen, dann ist das Anti-Free-Flow-Ventil 23 geschlossen und dadurch ein unkontrollierter Fluss der zu applizierenden Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter durch die Pumpenkomponente 1 zu dem Patienten verhindert. In einer weiteren Ausführungsform ist der Aktuator durch einen Motor, der Bestandteil des Antriebes im Gehäuse 63 ist, axial verschiebbar. Erst, wenn die Pumpenkomponente 1 korrekt eingelegt und beispielsweise durch den Deckel 68 des Gehäuses 63 oder einen Haltebügel oder dergleichen gesichert ist, kann die Infusionspumpe gestartet werden. Erst dann fährt der Motor den Aktuator nach vorne und öffnet das Anti-Free-Flow-Ventil 23. Sobald die Infusionspumpe gestoppt wird, fährt der motorbetriebene Aktuator wieder zurück, und das Anti-Free-Flow-Ventil 23 schließt automatisch aufgrund der vorgespannten Pumpenmembran 31. Das vermeidet eine versehentlich auftretende Free Flow Situation beim Einlegen oder Herausnehmen der Pumpenkomponente 1.Is the miniaturized pump component 1 correctly in the housing 63 the infusion pump used and to the pump drive 2 fixed, then the cover plate 38 in the area of their convex elevation above the neck 41 of the anti-free-flow valve 23 through the rigid actuator, which is part of the case 63 the infusion pump is contacted, and in the direction of the receiving part 4 postponed. This will be the opening 37 of the valve lug 36 used approach 41 the valve lug 36 to release the passage 22a in the direction of the receiving part 4 move while remaining elastically biased. Is the pump component 1 not correctly in the housing 63 the infusion pump used and to the pump drive 2 fixed, or the pump component 1 is out of the case 63 taken, then the anti-free-flow valve 23 closed and thereby an uncontrolled flow of the liquid to be applied from the reservoir through the pump component 1 prevented to the patient. In a further embodiment, the actuator is by a motor, which is part of the drive in the housing 63 is axially displaceable. Only when the pump component 1 correctly inserted and, for example, through the lid 68 of the housing 63 or a headband or the like is secured, the infusion pump can be started. Only then does the motor drive the actuator forward and open the anti-free-flow valve 23 , Once the infusion pump is stopped, the motor-driven actuator returns and the anti-free-flow valve 23 closes automatically due to the prestressed pump diaphragm 31 , This avoids an accidental free flow situation when inserting or removing the pump component 1 ,

Der in das Gehäuse 63 eingesetzte Pumpenantrieb 2, zu dem die Pumpenkomponente 1 fixiert ist, umfasst im Wesentlichen einen elektrischen Pumpenmotor 42, der über ein auf Wellen 43 gelagerte Zahnräder 44 umfassendes Getriebe 45 mit einem Pumpenstößel 46 und zwei Ventilstößeln 47, 48 gekoppelt ist. Der Pumpenstößel 46 und die beiden Ventilstößel 47, 48 weisen jeweils einen Stößelkopf 49 auf und sind an einem dem Stößelkopf 49 gegenüberliegenden Stößelfuß 50 schwenkbar an einem Getriebegehäuse 51 gelagert. Eine in dem Getriebegehäuse 51 angeordnete und von dem Pumpenmotor 42 angetriebene Nockenwelle 52 betätigt mit ihren Nocken 53 den Pumpenstößel 46 und die beiden Ventilstößel 47, 48 entgegen der Kraft von Zugfedern 54, die zwischen dem Pumpenstößel 46 und den beiden Ventilstößeln 47, 48 einerseits und dem Getriebegehäuse 51 andererseits eingespannt sind.The in the case 63 used pump drive 2 to which the pump component 1 is fixed, essentially comprises an electric pump motor 42 that one over on waves 43 mounted gears 44 comprehensive transmission 45 with a pump tappet 46 and two valve lifters 47 . 48 is coupled. The pump tappet 46 and the two valve tappets 47 . 48 each have a plunger head 49 on and are at one of the plunger head 49 opposite plunger foot 50 pivotable on a gearbox 51 stored. One in the gearbox 51 arranged and by the pump motor 42 driven camshaft 52 operated with their cams 53 the pump tappet 46 and the two valve tappets 47 . 48 against the force of tension springs 54 between the pump plunger 46 and the two valve tappets 47 . 48 on the one hand and the transmission housing 51 on the other hand are clamped.

Die Nockenwelle 52 erzeugt eine periodische Auf- und Ab-Bewegung der Stößelköpfe 49 mit fester Phasenbeziehung und wohldefinierter Amplitude. Die Stößelköpfe 49 ragen über das Getriebegehäuse 51 ins Freie. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebegehäuse 51 federnd relativ zum Gehäuse 63 und der in der Aufnahme 65 gelagerten Pumpenkomponente 1 gelagert, um Lagetoleranzen des Getriebegehäuses und damit der Stößelköpfe 46, 47,48 relativ zur Pumpenkomponente 1 auszugleichen. Die federnde Lagerung des Getriebegehäuses 51 relativ zu dem Gehäuse 63 kann beispielsweise durch die Anordnung mindestens eines Federelementes 69 auf der der Pumpenkomponente 1 zugewandten Seite und mindestens eines Lagerelementes 70 auf der der Pumpenkomponente 1 abgewandten Seite realisiert sein. Damit ist sichergestellt, dass sich bei korrekt eingelegter und fixierter Pumpenkompenente1 immer mindestens ein Stößelkopf 46, 47, 48 im Bereich der Pumpkammer 14 mit definierter Anpresskraft abstützt. Die Bezugsebene der Peristaltik ist dann durch diesen Stützpunkt im Zwischenteil 21 und der darüberliegenden Membran 31 definiert, und die Pumpperistaltik ist unabhängig von Lagetoleranzen des Pumpenantriebes 2 relativ zur Pumpenkomponente 1.The camshaft 52 generates a periodic up and down movement of the plunger heads 49 with fixed phase relationship and well-defined amplitude. The plunger heads 49 protrude over the gearbox 51 into the open. In a preferred embodiment, the transmission housing 51 resilient relative to the housing 63 and in the recording 65 stored pump component 1 stored to tolerate tolerances of the gear housing and thus the plunger heads 46 . 47 . 48 relative to the pump component 1 compensate. The resilient mounting of the gear housing 51 relative to the housing 63 For example, by the arrangement of at least one spring element 69 on the pump component 1 facing side and at least one bearing element 70 on the pump component 1 be turned away side. This ensures that with correctly inserted and fixed pump components1 always at least one plunger head 46 . 47 . 48 in the area of the pumping chamber 14 supported with a defined contact force. The reference plane of the peristalsis is then through this base in the intermediate part 21 and the overlying membrane 31 defined, and the Pumpperistaltik is independent of position tolerances of the pump drive 2 relative to the pump component 1 ,

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Stößelköpfe 49 bzw. Betätigungsansätze 62 der Stößelköpfe 49 mit einem das Gehäuse 63 abdichtenden, flexiblen Dichtelement 64 verbunden. Dabei ist es vorteilhaft, dass dieses membranartige Dichtelement 64 seitlich an die aus einem harten Material bestehenden Betätigungsansätze 62 der Stößelköpfe 49 fixiert ist. Die harten Betätigungsansätze 62 der Stößelköpfe 49 stehen unmittelbar im Kontakt mit der flexiblen Pumpenmembran 31 der Pumpenkomponente 1. Dadurch ist der Hubweg der Stößelköpfe 49 präzise definiert, was die Förderratengenauigkeit erhöht.In a further preferred embodiment, the plunger heads 49 or actuarial approaches 62 the plunger heads 49 with a the housing 63 sealing, flexible sealing element 64 connected. It is advantageous that this membrane-like sealing element 64 laterally to the existing of a hard material actuation approaches 62 the plunger heads 49 is fixed. The hard approach to action 62 the plunger heads 49 are in direct contact with the flexible pump diaphragm 31 the pump component 1 , As a result, the stroke of the plunger heads 49 precisely defined, which increases the delivery rate accuracy.

Ist die kassettenartige Pumpenkomponente 1 korrekt in das Gehäuse 63 der Infusionspumpe eingesetzt und zu dem Pumpenantrieb 2 mit dem Deckel 68 fixiert, befinden sich die Stößelköpfe 49 im Kontakt mit der Wölbung 30 der Pumpenmembran 31, wobei die Ventilstößel 47, 48 den endseitigen Abschnitten 34 zugeordnet sind und zum einen das Einlassventil 19 und zum anderen das Auslassventil 20 bilden bzw. Bestandteile oder Betätiger des Einlassventil 19 bzw. des Auslassventils 20 sind. Die gefederte Lagerung des Antriebes 2 zusammen mit der peristaltischen Bewegung der drei Stößel 46, 47, 48 bewirken, dass entweder der Ventilstößel 47 oder der Ventilstößel 48 das Einlassventil 19 oder das Auslassventil 20 verschließt, um eine Free-Flow-Situation zu vermeiden.Is the cartridge-type pump component 1 correctly in the housing 63 the infusion pump used and to the pump drive 2 with the lid 68 fixed, are the plunger heads 49 in contact with the vault 30 the pump diaphragm 31 where the valve tappets 47 . 48 the end sections 34 are assigned and on the one hand, the inlet valve 19 and on the other hand, the exhaust valve 20 form or components or actuator of the inlet valve 19 or the exhaust valve 20 are. The sprung storage of the drive 2 along with the peristaltic movement of the three pestles 46 . 47 . 48 cause either the valve lifter 47 or the valve lifter 48 the inlet valve 19 or the outlet valve 20 closes to avoid a free-flow situation.

Zur Überwachung und Steuerung der Pumpenkomponente 1 und des Pumpenantriebs 2 sowie der zu applizierenden Flüssigkeit innerhalb der Pumpenkomponente 1 ist das Steuermodul 3 vorgesehen, das neben einem Rechnermodul 55, mindestens ein Speichermodul 56 und mindestens eine Datenschnittstelle 57 umfasst. Über die Datenschnittstelle 57 lassen sich für die Ansteuerung des Pumpenantriebs 2 relevante Daten übertragen und speichern, die beispielsweise das zu applizierende Volumen der Lösung und/oder einen bestimmten Zeitraum, in dem die Infusionspumpe betrieben werden soll, betreffen, Die Dateneingabe kann mittels einer beliebigen, dem Fachmann bekannten Eingabevorrichtung, beispielsweise in Form einer Tastatur und oder eines Computers, insbesondere eines mobilen Computers, erzeugt, an der Datenschnittstelle 57 eingegeben und an dem Steuermodul 3 gespeichert werden. Alternativ ist es möglich, die Pumpenkomponente 1 mit einer Kodierung zu versehen, die auslesbar oder erfassbar ist, und Informationen für das Steuermodul 3 für die Ansteuerung des Pumpenantriebs 2 bereitstellt, um mit einer bestimmten Pumpenkomponente 1 eine vorgegebene Förderrate zu erzielen, die selbstverständlich abhängig sowohl von der Taktung der Ventilstößel 47, 48 und des Pumpenstößels 46 als auch von der Größe der Pumpkammer 14 ist. For monitoring and controlling the pump component 1 and the pump drive 2 as well as the liquid to be applied within the pump component 1 is the control module 3 provided, in addition to a computer module 55 , at least one memory module 56 and at least one data interface 57 includes. Via the data interface 57 can be used for controlling the pump drive 2 transmit and store relevant data, for example, concern the volume of the solution to be administered and / or a certain period in which the infusion pump is operated, the data input by means of any known to those skilled input device, for example in the form of a keyboard and or a computer, in particular a mobile computer, generated at the data interface 57 entered and on the control module 3 get saved. Alternatively, it is possible to use the pump component 1 be provided with a coding that is readable or detectable, and information for the control module 3 for controlling the pump drive 2 providing to a particular pumping component 1 to achieve a predetermined delivery rate, of course, depending on both the timing of the valve lifter 47 . 48 and the pump plunger 46 as well as the size of the pumping chamber 14 is.

Um eine Kontrollmöglichkeit bereitzustellen, ist das Steuermodul 3 mit Anzeigeelementen 58 verbunden. Die Anzeigeelementen 58 können beispielsweise einen Hinweis auf Betriebszustände der Infusionspumpe, Informationen zu einem applizierten Volumen, zu drücken, Ladezuständen von Akkumulatoren zum mobilen Betrieb der Infusionspumpe und dergleichen liefern.To provide control, the control module is 3 with display elements 58 connected. The display elements 58 For example, it may provide an indication of operating conditions of the infusion pump, information about an applied volume, charge states of batteries for mobile operation of the infusion pump, and the like.

Das Steuermodul 3 steht zur Ist-Datenerfassung und Zustandsauswertung mit einem Lufterfassungssensor 59 im Bereich des einlassseitigen Schlauchanschlusses 5 in Verbindung, wobei der Luftsensor im Bereich der Schlauchanschlüsse lokalisiert ist. Der zylindrische Schlauchanschluss 5 weist eine Aussparung mit einer ebenen Grundfläche auf, auf die einer Lufterfassungssensor 59 montiert ist, in deren Bereich die Mittelachse des Schlauchanschlusses 5 verläuft. Der Lufterfassungssensor 59 umfasst einen Piezo-Sender zum Aussenden eine Schallwelle, die von der Innenwand des Schlauchanschlusses 5 zu einem Empfänger reflektiert wird, wobei die Geometrie des Schlauchanschluss 5 als ein zylindrischer Reflektor wirkt, der den reflektierten Schall entlang der Zylinderachse auf den Empfänger des Lufterfassungssensors 59 zurück fokussiert und somit die Intensität des empfangenden Schallsignals erhöht. Die empfangenen Schallreflexe ändern ihre Amplitude in Abhängigkeit des aktuellen Füllzustandes innerhalb des Schlauchanschlusses 5. Luft im Schlauchanschluss 5 erhöht die Schallwellenreflexion, Flüssigkeit im Schlauchanschluss 5 vermindert das Reflexionsverhalten. Da Sender und Empfänger auf einer Seite des Schlauchanschluss 5 positioniert sind, ist die Anordnung vereinfacht.The control module 3 stands for actual data acquisition and status evaluation with an air detection sensor 59 in the area of the inlet-side hose connection 5 in connection, wherein the air sensor is located in the region of the hose connections. The cylindrical hose connection 5 has a recess with a flat base on which an air detection sensor 59 is mounted, in whose area the central axis of the hose connection 5 runs. The air detection sensor 59 includes a piezo transmitter for emitting a sound wave coming from the inner wall of the hose connector 5 is reflected to a receiver, the geometry of the hose connection 5 acts as a cylindrical reflector, which reflects the reflected sound along the cylinder axis to the receiver of the air detection sensor 59 focused back and thus increases the intensity of the receiving sound signal. The received sound reflexes change their amplitude as a function of the current filling state within the hose connection 5 , Air in the hose connection 5 increases the sound wave reflection, liquid in the hose connection 5 reduces the reflection behavior. Because transmitter and receiver on one side of the hose connection 5 are positioned, the arrangement is simplified.

Im Weiteren sind mit dem Steuermodul 3 gekoppelte Drucksensoren 60 in den Druckmembranbereichen 35 der Pumpenmembran 31 vorgesehen.Furthermore, with the control module 3 coupled pressure sensors 60 in the pressure membrane areas 35 the pump diaphragm 31 intended.

Der Innendruck der Flüssigkeit in der Pumpenkomponente 1 wird von den Druckmembranbereichen 35 der Pumpenmembran 31 mit minimalen Informationsverlusten auf den entsprechenden Drucksensor 60 übertragen, wobei die Empfindlichkeit der Innendruckmessung durch die mechanischen Eigenschaften der Druckmembranbereiche 35 der Pumpenmembran 31 beeinflusst ist. Der Innendruck sollte mit möglichst wenig gespeicherter Verformungsarbeit auf den Drucksensor 60 übertragen werden, wobei die Druckmembranbereiche 35 derart gestaltet sein können, dass die Druckmembranbereiche 35 im Kontakt mit den Drucksensoren 60 vorgespannt sind und keinen Nullpunkt mit minimaler Rückstellkraft durchlaufen müssen.The internal pressure of the liquid in the pump component 1 is from the pressure membrane areas 35 the pump diaphragm 31 with minimal information losses on the corresponding pressure sensor 60 the sensitivity of the internal pressure measurement by the mechanical properties of the pressure membrane areas 35 the pump diaphragm 31 is affected. The internal pressure should be with as little as possible stored deformation work on the pressure sensor 60 be transferred, wherein the pressure membrane areas 35 be designed such that the pressure membrane areas 35 in contact with the pressure sensors 60 are biased and must pass through zero point with minimal restoring force.

Die Pumpkammer 14 ist als längliche Kavität ausgelegt. Die Einlass- und Auslassventile 19, 20 sind in der Pumpkammer 14 integriert. Der Einlass 28 und der Auslass 29 werden durch lokales Herunterdrücken der endseitigen Abschnitte 34 der weichen Pumpenmembran 31 durch die äußere Ventilstößel 47, 48 geöffnet und geschlossen. Wesentlich dabei ist, dass die Form der Pumpkammer 14 so gewählt ist, dass bei gleichzeitig geschlossenem Einlass- und Auslassventil 19, 20 noch ein effektives Volumen zwischen dem Einlass 28 und dem Auslass 29 vorhanden ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Anforderung so gelöst, dass die Basislinie der Pumpkammer 14 zwischen dem Einlass 28 und dem Auslass 29 konkav ausgeformt ist. Das Volumen in der Pumpkammer 14 wird mit dem von außen einwirkenden Pumpenstößel 46 periodisch verändert. Bei der vorliegenden Infusionspumpe handelt es sich um eine volumetrisch, peristaltisch arbeitende Infusionspumpe, bei der eine feste Phasenkopplung zwischen den beiden Ventilstößeln 47, 48 und dem zentralen Pumpenstößel 46 zu einer periodischen, peristaltischen Verformung der Wölbung 30 der Pumpenmembran 31 im Bereich der Pumpkammer 14 führt. Befüllt wird die Pumpkammer 14, indem das Auslassventil 20 geschlossen ist, das Einlassventil 19 offen ist und der Pumpstößel 46 sich von der Pumpkammer 14 entfernt, wobei sich in dem vergrößernden Volumen der Pumpkammer 14 ein Unterdruck entwickelt, der Flüssigkeit in die Pumpkammer 14 einsaugt. Die Füllung des effektiven zu fördernden Volumens wird nach dem Schließen des Einlassventils 19 und dem Öffnen des Auslassventils 20 durch den Pumpenstößel 46 aus der Pumpkammer 14 herausgedrückt.The pumping chamber 14 is designed as an elongated cavity. The intake and exhaust valves 19 . 20 are in the pumping chamber 14 integrated. The inlet 28 and the outlet 29 are done by pushing down the end-side sections locally 34 the soft pump diaphragm 31 through the outer valve lifters 47 . 48 opened and closed. It is essential that the shape of the pumping chamber 14 is chosen so that at the same time closed inlet and outlet valve 19 . 20 another effective volume between the inlet 28 and the outlet 29 is available. In the present embodiment, this requirement is solved such that the baseline of the pumping chamber 14 between the inlet 28 and the outlet 29 is formed concave. The volume in the pumping chamber 14 becomes with the externally acting pump plunger 46 changed periodically. The present infusion pump is a volumetric, peristaltic infusion pump, with a fixed phase coupling between the two valve tappets 47 . 48 and the central pump plunger 46 to a periodic, peristaltic deformation of the curvature 30 the pump diaphragm 31 in the area of the pumping chamber 14 leads. The pumping chamber is filled 14 by removing the exhaust valve 20 is closed, the inlet valve 19 is open and the pump tappet 46 away from the pumping chamber 14 removed, wherein in the increasing volume of the pumping chamber 14 a negative pressure develops, the liquid in the pumping chamber 14 sucks. The filling of the effective volume to be pumped will be after closing the inlet valve 19 and opening the exhaust valve 20 through the pump tappet 46 from the pumping chamber 14 pushed out.

Wesentlich am Mechanismus der Pumpenperistaltik ist auch, dass kein Totvolumen zwischen den Einlass- und Auslassventilen 19, 20 und der effektiven Pumpkammer 14 existiert. Dadurch wird vermieden, dass sich Luftblasen dauerhaft in der Pumpkammer 14 halten können, welche das effektive Pumpkammer-Volumen und damit die Förderratengenauigkeit negativ beeinflussen könnten.Another important feature of the mechanism of pump peristalsis is that there is no dead volume between the intake and exhaust valves 19 . 20 and the effective pumping chamber 14 exist. This avoids that air bubbles permanently in the pumping chamber 14 which could adversely affect the effective pumping chamber volume and thus the delivery rate accuracy.

Wenn die Pumpenmembran 31 durch die Ventilstößel 47, 48 und den Pumpenstößel 46 über deren gesamten Hub-Weg vorgespannt bleibt, insbesondere auch in oberen Umkehrpunkten, ist die effektive Steifigkeit der Pumpenmembran 31 und damit der Pumpkammer 14 erhöht, sodass variable Upstream- und Downstream-Drücke das effektive Pumpkammer-Volumen und damit die Flussratengenauigkeit nicht negativ beeinflussen können. When the pump diaphragm 31 through the valve tappets 47 . 48 and the pump tappet 46 is biased over the entire stroke-way, especially in upper reversal points, the effective stiffness of the pump diaphragm 31 and thus the pumping chamber 14 increases, so that variable upstream and downstream pressures can not adversely affect the effective pumping chamber volume and thus the flow rate accuracy.

Die Pumpenmembran 31 ist auf der Außenseite im Bereich des Ein- und Auslassventils 19, 20 und im zentralen Bereich der Pumpkammer 14 im Kontakt mit den Ventilstößeln 47, 48 und dem Pumpenstößel 46 und in den Druckmembranbereichen 35 konvex profiliert, so dass stirnseitige Betätigungsansätze der Stößelköpfe 49 und die Kontaktflächen der Drucksensoren 60 im Wesentlichen eben ausgelegt werden können. Damit wird der Einfluss von Lateraltoleranzen zwischen den Stößeln 46, 47, 48, des elektronischen Pumpenantriebs 2 und der Einweg-Pumpenkomponente 1 hinsichtlich der Ventil-Funktionen und des effektiven Pumpkammervolumens vermieden, und insbesondere die Flussratengenauigkeit und die Druckmessungen werden durch Lateraltoleranzen nicht negativ beeinflusst. Die konvexe Ausformung der Pumpenmembran 31 ist dabei dergestalt, dass bei Verformung durch die Peristaltik-Stößel 46, 47, 48 es zu einem gleichmäßig verteilten Anpressdruck der Pumpenmembran 31 auf die Innenfläche der konkav ausgeformten Pumpkammer 14 kommt, um statische Downstream-Drücke von bis zu 2 bar zu erzeugen. Das ist vorteilhaft, um die Flussraten-Genauigkeit der Infusionspumpe zu erhalten, wenn durch Strömungswiderstände auftretende Downstream-Drücke bis ca. 1 bar auftreten sollten.The pump diaphragm 31 is on the outside in the area of the inlet and outlet valve 19 . 20 and in the central area of the pumping chamber 14 in contact with the valve lifters 47 . 48 and the pump tappet 46 and in the pressure membrane areas 35 Profiled convex, so that end-side actuation approaches of the plunger heads 49 and the contact surfaces of the pressure sensors 60 essentially can be interpreted just. Thus, the influence of lateral tolerances between the plungers 46 . 47 . 48 , the electronic pump drive 2 and the disposable pump component 1 with regard to the valve functions and the effective pumping chamber volume, and in particular the flow rate accuracy and pressure measurements are not adversely affected by lateral tolerances. The convex shape of the pump diaphragm 31 is such that when deformed by the peristaltic plunger 46 . 47 . 48 it to a uniformly distributed contact pressure of the pump diaphragm 31 on the inner surface of the concave pumping chamber 14 comes to produce static downstream pressures of up to 2 bar. This is advantageous for maintaining the flow rate accuracy of the infusion pump when downstream pressures due to flow resistances should occur to about 1 bar.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.
Pumpenkomponentepump component
2.Second
Pumpenantriebpump drive
3.Third
Steuermodulcontrol module
4.4th
Aufnahmeteilreceiving part
5.5th
Schlauchanschlusshose connection
6.6th
Schlauchanschlusshose connection
7.7th
Förderkanaldelivery channel
8.8th.
Randedge
9.9th
erster Abschnittfirst section
10.10th
zweiter Abschnittsecond part
11.11th
dritter Abschnittthird section
12.12th
QuerschnittsvergrößerungCross-sectional enlargement
13.13th
Kanalabschnittchannel section
14.14th
Pumpkammerpumping chamber
15.15th
Kanalabschnittchannel section
16.16th
vierter Abschnittfourth section
17.17th
fünfter Abschnittfifth section
18.18th
sechster Abschnittsixth section
19.19th
Einlassventilintake valve
20.20th
Auslassventiloutlet valve
21.21st
Zwischenteilintermediate part
22.22nd
Durchgangpassage
23.23rd
Anti-Free-Flow-VentilAnti-free-flow valve
24.24th
Vertiefungdeepening
25.25th
Durchlass passage
26.26th
Durchlasspassage
27.27th
Strömungskanalflow channel
28.28th
Einlassinlet
29.29th
Auslassoutlet
30.30th
Wölbungbulge
31.31st
Pumpenmembranpump diaphragm
32.32nd
Wölbungbulge
33.33rd
Materialschwächungmaterial weakening
34.34th
Abschnittsection
35.35th
DruckmembranbereichPressure membrane area
36.36th
Ventilansatzvalve approach
37.37th
Öffnungopening
38.38th
Deckplattecover plate
39.39th
Durchbruchbreakthrough
40.40th
Vertiefungdeepening
41.41st
Ansatzapproach
42.42nd
Pumpenmotorpump motor
43.43rd
Wellewave
44.44th
Zahnradgear
45.45th
Getriebetransmission
46.46th
Pumpenstößelpump plunger
47.47th
Ventilstößeltappet
48.48th
Ventilstößeltappet
49.49th
Stößelkopfram head
50.50th
StößelfußStößelfuß
51.51st
Getriebegehäusegearbox
52.52nd
Nockenwellecamshaft
53.53rd
Nockecam
54.54th
Zugfedermainspring
55.55th
Rechnermodulcomputer module
56.56th
Speichermodulmemory module
57.57th
DatenschnittstelleData Interface
58.58th
Anzeigeelementdisplay element
59.59th
LufterfassungssensorAir detection sensor
60.60th
Drucksensorpressure sensor
61.61st
Kavitätcavity
62.62nd
Betätigungsansatzactuating extension
63.63rd
Gehäusecasing
64.64th
Dichtelementsealing element
65.65th
Aufnahmeadmission
66.66th
Nutgroove
67.67th
Senkedepression
68.68th
Deckelcover
69.69th
Federelementspring element
70.70th
Lagerelementbearing element

Claims (22)

Infusionspumpe mit einer Pumpenkomponente (1), die relativ zu einem Pumpenantrieb (2) gelagert ist, der einen die Pumpenkomponente (1) zum Fördern einer Lösung beaufschlagenden Pumpenstößel (46) umfasst, und ein elektronisches Steuermodul (3) zur Ansteuerung des Pumpenantriebs (2), wobei die Pumpenkomponente (1) zumindest ein Aufnahmeteil (4) mit einem Förderkanal (7), der sich einlassseitig und auslassseitig in jeweils einen Schlauchanschluss (5, 6) erstreckt, und eine Pumpenmembran (31) aus einem flexiblen Werkstoff umfasst, die eine Pumpkammer (14) ausbildet, wobei die Pumpenkomponente (1) vom Pumpenantrieb (2) entfernbar ist, und wobei spätestens mit dem Entfernen ein Schließen eines Anti-Free-Flow Ventils (23) erfolgt, das mittels eines dem Pumpenantrieb (2) zugeordneten Aktuators öffenbar ist, um einen Durchfluss für die Lösung freizugeben.Infusion pump with a pump component (1) which is mounted relative to a pump drive (2) which comprises a pump plunger (46) acting on the pump component (1) for conveying a solution, and an electronic control module (3) for controlling the pump drive (2 ), wherein the pump component (1) comprises at least one receiving part (4) with a delivery channel (7) which extends on the inlet side and outlet side into a respective hose connection (5, 6), and a pump membrane (31) made of a flexible material which a pumping chamber (14) is formed, wherein the pump component (1) from the pump drive (2) is removable, and wherein no later than the removal closing of an anti-free-flow valve (23) takes place by means of the pump drive (2) Actuator is openable to release a flow for the solution. Infusionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenmembran (31) im Bereich der Pumpkammer (14) konvex geformt und zu einem plattenförmigen Zwischenteil (21), das in dem Bereich der Pumpkammer (14) konkav gewölbt ist, beabstandet ist,After infusion pump Claim 1 characterized in that the pump membrane (31) is convexly shaped in the region of the pumping chamber (14) and is spaced from a plate-shaped intermediate part (21) which is concavely curved in the region of the pumping chamber (14), Infusionspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Wölbung (30) der Pumpenmembran (31) in die dem Zwischenteil (21) entgegengesetzte Richtung weist und die Pumpenmembran (31) im Bereich der Pumpkammer (14) auf der dem Zwischenteil zugewandten Seite (21) eben oder konkav ausgebildet ist.After infusion pump Claim 2 , characterized in that the convex curvature (30) of the pump diaphragm (31) in the direction opposite to the intermediate part (21) direction and the pump diaphragm (31) in the region of the pumping chamber (14) on the intermediate part facing side (21) flat or is concave. Infusionspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (21) mehrere Kavitäten aufweist, wobei die der Pumpkammer (14) zugeordnete Kavität länglich oder elliptisch ausgebildet ist und einen mit Förderkanälen (7) des Aufnahmeteils (4) korrespondieren Einlass (28) und Auslass (29) aufweist.After infusion pump Claim 1 or 2 , characterized in that the intermediate part (21) has a plurality of cavities, the cavity assigned to the pumping chamber (14) being elongate or elliptical and having an inlet (28) and outlet (29) corresponding to conveying channels (7) of the receiving part (4). having. Infusionspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Pumpenmembran (31) eine Deckplatte (38) aufliegt, die zumindest im Bereich der Pumpkammer (14) eine Aussparung aufweist, in die die konvexe Wölbung (32) der Pumpenmembran (31) ragt.After infusion pump Claim 1 or 2 , characterized in that on the pump diaphragm (31) a cover plate (38) rests, which has at least in the region of the pumping chamber (14) has a recess into which the convex curvature (32) of the pump diaphragm (31) protrudes. Infusionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkomponente (1) eine mechanische oder elektronische Kodierung umfasst, die vom Pumpenantrieb (2) und/oder dem Steuermodul (3) zum definierten Betreiben der Infusionspumpe erfassbar und/oder dekodierbar ist, um eine Förderrate einzustellen.After infusion pump Claim 1 , characterized in that the pump component (1) comprises a mechanical or electronic coding detectable by the pump drive (2) and / or the control module (3) for defined operation of the infusion pump and / or decodable to set a delivery rate. Infusionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstößel (46) zwischen einem einlassseitigen und einem auslassseitigen Ventilstößel (47, 48) angeordnet ist.After infusion pump Claim 1 , characterized in that the pump plunger (46) is arranged between an inlet-side and an outlet-side valve plunger (47, 48). Infusionspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstößel (46) und die beiden Ventilstößel (47, 48) zu einer periodischen, peristaltischen Verformung der Pumpenmembran (31) im Bereich der Pumpkammer (14) mit dem Pumpenantrieb (2) verbunden sind.After infusion pump Claim 1 or 2 , characterized in that the pump plunger (46) and the two valve tappets (47, 48) to a periodic, peristaltic deformation of the pump diaphragm (31) in the pump chamber (14) are connected to the pump drive (2). Infusionspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Pumpenstößel (46) ein Hubweg und eine Betätigungskraft mittels eines Wegerfassungssensors und/oder eines Kraftmesssensors messbar und an der Steuerelektronik die Messdaten auswertbar sind.Infusion pump according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that on the pump tappet (46) a stroke and an actuating force by means of a displacement sensor and / or a force measuring sensor can be measured and at the control electronics, the measured data can be evaluated. Infusionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenantrieb (3) in einem geschlossenen Gehäuse (63) unter Freilassung von die Pumpenmembran (31) beaufschlagenden Betätigungsansätzen (62) des Pumpenstößels (46) und der beiden Ventilstößel (47, 48) untergebracht ist.After infusion pump Claim 1 , characterized in that the pump drive (3) in a closed housing (63) with the release of the pump diaphragm (31) acting on actuation lugs (62) of the pump plunger (46) and the two valve tappets (47, 48) is housed. Infusionspumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (63) und den Betätigungsansätzen (62) des Pumpenstößels (46) und der beiden Ventilstößel (47, 48) elastische oder flexible Dichtelemente (64) angeordnet sind.After infusion pump Claim 10 , characterized in that between the housing (63) and the actuating lugs (62) of the pump plunger (46) and the two valve tappets (47, 48) elastic or flexible sealing elements (64) are arranged. Infusionspumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (63) eine Aufnahme (65) für die Pumpenkomponente (1) aufweist.After infusion pump Claim 10 , characterized in that the housing (63) has a receptacle (65) for the pump component (1). Infusionspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenmembran (31) im Bereich der Pumpkammer (14) zur Bildung eines Einlassventils (19) und eines Auslassventils (20) Materialschwächungen (33) aufweist. Infusion pump according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the pump diaphragm (31) in the region of the pumping chamber (14) for forming an inlet valve (19) and an outlet valve (20) material weakenings (33). Infusionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lufterfassungssensor (59) im Bereich eines der Schlauchanschlüsse (5, 6) angeordnet und zur Auswertung von Sensordaten mit der Steuerelektronik gekoppelt ist.After infusion pump Claim 1 , characterized in that at least one air detection sensor (59) in the region of one of the hose connections (5, 6) is arranged and coupled to the evaluation of sensor data with the control electronics. Infusionspumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufterfassungssensor (59) einen Piezo-Sensor umfasst, dessen eine Schallwelle aussendender Empfänger und die reflektierten Schallsignale erfassender Empfänger auf derselben Seite angeordnet sind.After infusion pump Claim 11 , characterized in that the air detection sensor (59) comprises a piezoelectric sensor whose one sound wave emitting receiver and the reflected sound signals detecting receiver are arranged on the same side. Infusionspumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Geometrie des durch den Lufterfassungssensor (59) aufweisenden Schlauchanschluss (5, 6) gebildeten Flusskanal als zylindrischer Schallwellenreflektor wirkt, der den reflektierten Schall entlang der Zylinderachse auf den Piezo-Lufterfassungssensor (59) zurück fokussiert, wobei die Krümmung des zylindrischen Schallwellenreflektors derart gewählt ist, dass der Fokus auf dem Piezo- Lufterfassungssensor (59) liegt.After infusion pump Claim 11 or 12 , characterized in that the flow channel formed by the air inlet sensor (59) has a geometry as a cylindrical sound wave reflector which focuses the reflected sound along the cylinder axis back onto the piezo air detection sensor (59), the curvature of the cylindrical Sound wave reflector is selected such that the focus is on the piezo air detection sensor (59). Infusionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drucksensor (60) mit der Steuerelektronik gekoppelt ist, wobei die Pumpenmembran (31) Druckmembranbereiche (35) aufweist.After infusion pump Claim 1 , characterized in that at least one pressure sensor (60) is coupled to the control electronics, wherein the pump diaphragm (31) pressure membrane regions (35). Infusionspumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (60) zwischen dem einlassseitigen Schlauchanschluss (5) und der Pumpkammer (14) und ein Drucksensor (60) zwischen der Pumpkammer (14) und dem auslassseitigen Schlauchanschluss (6) angeordnet ist.After infusion pump Claim 17 , characterized in that a pressure sensor (60) between the inlet-side hose connection (5) and the pumping chamber (14) and a pressure sensor (60) between the pumping chamber (14) and the outlet-side hose connection (6) is arranged. Infusionspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik mindestens ein Rechnermodul (55), mindestens ein mit dem Rechnermodul (55) verbundenes Speichermodul (56) und mindestens eine Datenschnittstelle (57) umfasst.Infusion pump according to one of Claims 1 to 18 , characterized in that the control electronics at least one computer module (55), at least one connected to the computer module (55) memory module (56) and at least one data interface (57). Infusionspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (63) die Pumpenkomponente (1), den Pumpenantrieb (2) die Steuerungselektronik sowie mit der Steuerungselektronik gekoppelte Kontrolleinrichtungen und Einstellvorrichtungen aufnimmt und mindestens eine Befestigungsvorrichtung aufweist.Infusion pump according to one of Claims 1 to 19 , characterized in that the housing (63) accommodates the pump component (1), the pump drive (2), the control electronics as well as with the control electronics coupled control devices and adjusting devices and at least one fastening device. Infusionspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass alle Funktionen der Pumpenkomponente (1) in einer Pumpenmembran (31) integriert sind und in einer Ebene liegen und von einer Seite der Pumpenkomponente (1) vom Gehäuse (63) bedient oder gelesen werden können.Infusion pump according to one of Claims 1 to 20 , characterized in that all the functions of the pump component (1) are integrated in a pump diaphragm (31) and lie in one plane and can be operated or read from one side of the pump component (1) from the housing (63). Infusionspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Anti-Free-Flow-Ventil (23) in der Pumpenkomponente (1) integriert und durch einfache Vorwärts- und Rückwärtsbewegung eines Aktuators im Kontakt mit der Pumpenkomponente (1) ohne Fixierung mit Elementen der Pumpenkomponente (1) bedienbar ist.Infusion pump according to one of Claims 1 to 21 , characterized in that the anti-free-flow valve (23) in the pump component (1) integrated and operated by simple forward and backward movement of an actuator in contact with the pump component (1) without fixing with elements of the pump component (1) is.
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