DE2145421A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsflusses - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsflusses

Info

Publication number
DE2145421A1
DE2145421A1 DE19712145421 DE2145421A DE2145421A1 DE 2145421 A1 DE2145421 A1 DE 2145421A1 DE 19712145421 DE19712145421 DE 19712145421 DE 2145421 A DE2145421 A DE 2145421A DE 2145421 A1 DE2145421 A1 DE 2145421A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
dripping speed
drip
pulse generator
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712145421
Other languages
English (en)
Other versions
DE2145421C3 (de
DE2145421B2 (de
Inventor
Heinz Werner La Jolla Calif. Georgi (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ivac Medical Systems Inc
Original Assignee
Ivac Medical Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ivac Medical Systems Inc filed Critical Ivac Medical Systems Inc
Publication of DE2145421A1 publication Critical patent/DE2145421A1/de
Publication of DE2145421B2 publication Critical patent/DE2145421B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2145421C3 publication Critical patent/DE2145421C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16886—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body for measuring fluid flow rate, i.e. flowmeters
    • A61M5/1689—Drip counters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S128/00—Surgery
    • Y10S128/13—Infusion monitoring
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7761—Electrically actuated valve

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN MÖNCHEN 2 · THERESIENSTRASSE 33
Dipl.-Ing. MARTIN LICHT Dr. REINHOLD SCHMIDT Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN
München,den Io. September I97I
Ihr Zeichen Unser Zeichen
IVAC CORPORATION
II353 Sorrento Valley Road
San Diego, Calif.
U.S.A.
"Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsflusses"
209831/0464
Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirfsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann
β MDNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: 281202 ■ Telegramm-Adresse: Lipalli/München Bay«r. Vereinsbcnfc Manchen, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Postscheck-Konto: München Nr. 163397
««· BBra. PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT
2U5421
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Durchfluß-Regelrorrichtungen und insbesondere auf ein neuartiges automatisches, selbstregelndes Austropf-Regelsystem hoher Genauigkeit zur parenteralen Verabreichung in der Medizin verwendeter Flüssigkeiten mit sehr verschiedenen Ausflußgeschwindigkeiten.
Bei der üblichen parenteralen Verabreichung von Flüssigkeiten, z.B. Hährlösungen, Blut oder Plasma, an den menschlichen Körper werden gewöhnlich intravenöse Einlaufvorrichtungen verwendet, die aus einer verkehrt aufgehängten Flasche, einem üblicherweise aus Kunststoff hergestellten Binleitungsröhrchen, und einem geeigneten Ventil, a.B. einer Klemme, bestehen und die " ein Eintropfen der Flüssigkeit aus der Flasche in eine unter derselben angebrachte Tropfenkammer mit einer regelbaren Geschwindigkeit ermöglichen. Diese Tropfenkammer ermöglicht es einerseits der Fflegeperson die Auslaufgeschwindigkeit zu beobachten und bildet andrerseits einen Vorratsbehälter für die Flüssigkeit, der das Eindringen von Luft in die zum Patienten führende Leitung verhindert.
Beobachtung der Austropfgeschwindigkeit über eine Tropfenkammer ist ein einfachee Verfahren zur Überwachung der einem Patienten während einer bestimmten Zeit zugeführten Flüssigkeit» doch bedarf dieses Verfahren einer ständigen Überwachung des Austropfens, da entsprechende Maßnahmen bei Erschöpfung des Plüseigkeitevorrats oder bei Veränderung der Austropfgeschwindigkeit getroffen werden Bussen um den Patienten nicht zu gefährden.
So ist es in Krankenhäusern üblich, daß Schwestern periodisch die Auetropfgeachwindigkeit an jeder intravenösen oder parenteralen Verabreichungeeteile kontrollieren. Diese Kontrollen sind seitraubend; Fehler, die schwerwiegende Folgen haben können, werden leicht gemacht; die Zeit, die geschultes Personal! für andere, wichtigere Aufgaben zur Verfügung haben sollte, ist
209131/0464
durch die überwachung reduziert. Sine die Austropfgeschwindigkeit überwachende Schwester benutzt typischerweise eine Uhr zur Bestimmung der während eines bestimmten Zeitintervalls (eine Minute oder mehrere Minuten) austropfenden Flüssigkeitsmenge und berechnet daraus die Zuführungsgeschwindigkeit, z.B. in Kubikzentimeter pro Stunde. Hfenn die berechnete Anlaufgeschwindigkeit stark von der vorgeschriebenen Zuführung sgeschwindigke it abweicht, wird die Klemme auf eine neue Stellung gebracht und damit eine neue Zuführungsgeschwindigkeit eingestellt, die mit den gleichen langwierigen Verfahren festgestellt werden muß.
Diese Messungen, Berechnungen und Änderungen dauern jeweils mehrere Minuten, sodaß bei einer größeren Anzahl von Infusionen ein großer Teil der Gesaratarbeitszeit auf die Überwachung verwendet werden muß. Unter Zeitdruck können dabei Fehler gemacht werden, die nicht nur zu unerwünschten, sondern sogar zu gefährlichen Infusionsgeschwindigkeiten Anlaß geben können.
Daneben birgt die parenterale Verabreichung medizinischer Flüssigkeiten über durch Schwerkraft bewirkte hydrostatische Infusion von Flüssigkeit aus einer über dem Patienten aufgehängten Flasche die Gefahr von Veränderungen der Ausflußgeschwindigkeit infolge Veränderungen des Flüssigkeitsspiegels in der Flasche, Temperaturänderungen, Änderungen des venösen oder arteriellen Drucks, Bewegungen des Patienten und Änderungen der Klemmenstellung oder anderer, an der Zuführungsleitung angebrachter Ventilvorrichtungen. In bestimmten Fällen, so z. B. bei Patienten, die intensiver Pflege bedürfen oder die herzkrank sind oder die starke Drogen verabreicht bekommen, muß die Zulaufgeschwindigkeit genau eingeregelt werden und darf sich nicht über bestimmte Grenzen hinaus ändern. Es ist in diesen Fällen für das Pflegepersonal unerläßlich sofort auf unzulässige Änderungen der Ausflußgeschwindigkeit, Versagen des
209831/0464
2U5A21
Flüssigkeitssystems, oder Erschöpfung des Flüssigkeitsvorrats aufmerksam gemacht zu werden.
Es ist deshalb eines der wichtigsten Probleme für vielbeschäftigtes oder überlastetes Krankenhauspersonal Eintropfgeschwindigkeiten bei der parenteralen Verabreichung medizinischer Flüssigkeiten rasch, zuverlässig und genau festzustellen und einzustellen. In den letzten Jahren sind verschiedene komplizierte, kostspielige elektrische Anzeigesysteme, Tropfenzuflußregler und Infusionspumpen entwickelt worden, um Eintropfgeschwindigkeiten zu überwachen und einzuregeln. Einige dieser Vorrichtungen lösen beim Eintreten gefährlicher Bedingungen einen Alarm aus, sodaß sich Pflegepersonal nicht ständig der überwachung von Infusionen zu widmen braucht. Im allgemeinen ergab sich mit diesen Vorrichtungen ein zufriedenstellendes Arbeiten, doch lassen Zuverlässigkeit und Genauigkeit in vielen Fällen zu wünschen übrig. In einigen bekannten Eintropfreglern wird der Durchlaß von zwei Tropfen statt eines Tropfens beim momentanen öffnen der Zuführungsleitung nicht verhindert, oder die Tropfengröße bleibt nicht über längere Zelten konstant.
Der Bedarf an verhältnismäßig einfachen, zuverlässigen, wirtschaftlichen und genauen Verfahren und Vorrichtungen zur Einreglung und Überwachung des Zuflusses bei der parenteralen Verabreichung medizinischer Flüssigkeiten ist damit unbestrit-
' ten.
Die vorliegende Erfindung schafft ein neues, verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Eintropfgeschwindigkeit bei der parenteralen Verabreichung medizinischer Flüssigkeiten, wobei Frequenz und Breite von Steuerimpulsen, die eine normalerweise geschlossene Zuführungeleitung öffnen, durch ein digitales Steuersystem eingestellt werden, das die Eintropfgeschwindigkeit in einem weiten Bereich
überwacht und einregelt.
Die Frequenz der Steuerimpulse wird in einem rückftihrungslosen System festgelegt, in dem die der gewünschten Durchflußgeschwindigkeit entsprechende Steuerimpulsfrequenz ein relativ hohes, nicht-ganzzahliges Vielfaches der tatsächlichen Austropffrequenz (ausgedrückt in Tropfen pro Minute) ist. Dieses Prinzip ergibt eine erhöhte Reproduzierbarkeit der Tropfengröße und Tropfenform in der austropfenden Flüssigkeit.
Die Austropfgeschwindigkeit wird zusätzlich durch Veränderung der Breite der Steuerimpulse geregelt, d.h., die Zeit, während der die Zuführungsleitung während eines Steuerimpulses geöffnet ist, kann verändert werden. Die Änderung der Breite der Steuerimpulse zur Einstellung der tatsächlichen Austropfgeschwindigkeit geschieht über eine Regelanordnung mit Rückführung.
In einer vorzugsweisen Ausführungεform wird eine in der Zuleitung angebrachte, dieselbe normalerweise sperrende Abklemmvorrichtung mit den von einem Impulsgenerator gelieferten Impulsen betätigt. Die Steuerimpulse dieses Generators haben eine Frequenz, die ein Vielfaches der gewünschten Austropfgeschwindigkeit let. Die Breite jedes Regelimpulses hängt von der Größe der Regelspannung ab, die ihrerseits von einer Speichervorrichtung gesteuert wird. In der Speichervorrichtung werden zwei elektrische Signale verglichen, die der gemessenen und der gewünschten Auetropfgeschwindigkeit proportional sind. Die Differenzspannung wird mit, der richtigen Polarität integriert, um die Regelspannung zu erhüben oder «u erniedrigen. Auf diese Weise wird eine genaue Einregelung der Steuerimpulebreite erzielt und die gewünschte Austropfgeachwindigkeit erhalten.
Die Amplitude der Steuerspannung wird dabei ständig überwacht, sodaß bei die Leistungsfähigkeit des Systems über-
steigenden Auetropfgeschwindigkeiten, wie sie z.B. im Falle eines Lecks auftreten, geeignete Alarinvorrichtungen ausgelöst werden.
Das erfindungsgemäße System zur Regelung der Ausflußgeschwindigkeit ist einfach zu bedienen, dabei aber außergewöhnlich genau und zuverlässig. Die mit Digitalanordnungen erzieibare Genauigkeit in der Einstellung und Aufrechterhaltung der Ausflußgeschwindigkeiten kann über einen großen Werteberelch aufrechterhalten werden, wobei die Bedienungsperson zugleich Aufsohluß über die Zuführungsbedingungen erhält, die eventuell für ^ den Patienten gefährlich sein können. Das erfindungsgemäße System reduziert damit die zeitraubende überwachung und Einstellung von Ausflußgeschwindigkeiten.
Diese und andere Kennzeichen und Ziele der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren, die eine beispielhafte Ausführungsform darstellen.
Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Austropf-Regelsysteme.
Figur 2 ist ein Schaltbild eines Kreises zur Erzeugung von Impulsen veränderlicher Impulsbreite zur Verwendung im erfindungsgemäßen System.
Figur 3 ist schließlich eine graphische Darstellung der Tropfengröße ale Funktion der Impulsfrequenz.
ψ In der folgenden Beschreibung bedeutet "IV*1 intravenöse
Verabreichung von Medikamenten, doch wird diese Anwendung der Erfindung nur als Beispiel angeführt, da das erfindungsgemäße Regelsystem auch für andere Arten der parenteralen Verabreichung geeignet ist. .
Zur Regelung der Austropfgeschwindigkeit muÄ die tatsächliche Außtropfgeschwindigkeit ständig überwacht werden. Ia Falle des in Figur 1 dargestellten Systems geschieht dies mit Hilfe eine β Tropfenfühlers 11 und eines Impulsgenerators 12. Der Fall
209831/0464
jedes Tropfens wird nachgewiesen und dabei eine Folge elektrischer Impulse mit einer Frequenz erzeugt, die der Auetropfgeschwindigkeit direkt proportional ist.
Tropfenfühler 11 überwacht den Tropfenfluß durch eine (nicht dargestellte) Tropfenkammer einer Anordnung zur IV-Verabreichung von Medikamenten und besteht aus einem (nicht dargestellten) Gehäuse und einer in einem festen Abstand von ' einer Photozelle montierten Lichtquelle» die normalerweise Licht auf die Photozelle aufstrahlt. Das Gehäuse wird an der Tropfenkammer derart befestigt, daß die fallenden Tropfen den Lichtstrahl unterbrechen. Das sich dabei ergebende Signal der Photozelle wird an geeignete andere Kreise weitergeleitet, die die Gegenwart eines Tropfens anzeigen. Statt einer Photozelle können im Rahmen der Erfindung andere Vorrichtungen als Tropfenfühler zum Nachweis der fallenden Tropfen verwendet werden.
Beim Impulsgenerator 12 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen an sich bekannten monoetabilen Multivibrator in Eccles-Jordan-Schaltung, der jedes Mal einen Auegangsimpuls mit einer bestimmten Amplitude und Impulsbreite liefert, wenn der Tropfenfühler 11 auf einen Tropfen anspricht. Impulsgenerator 12 liefert eine Folge positiver Impulse, die der gemessenen Tropfengeschwindigkeit proportional iet und die über Leitung 13 dem Speicher 14 zugeführt wird.
Speicher 14 erhält ein zweites Eingangssignal über LeitBB& 15 zugeführt. Das zweite Signal besteht aus einer Folge negativer Impulse, die von dem verstellbaren Impulsgenerator 16 erzeugt werden. Bei Impulsgenerator 16 handelt es sich um einen Generator für Rechteckimpulse veränderlicher Frequenz. Die Frequenz der negativen Impulse wird durch eine (nicht dargestellte) Selektorstufe bestimmt, die die die Ausgangsfrequenz des Impulsgenerator 16 bestimmende Steuerspannung ändert«
Die Folge positiver Impulse von Impulsgenerator 12, die für die gemessene Auetropfgeschwindigkeit charakteristisch ist,
209831/0434
•r-8
2U5421
sowie die Folge negativer Impulse von Generator 16, die die gewünschte Austropfgeschwindigkeit angibt, werden im Speicher 14 miteinander verglichen. Die Differenz zwischen den der gemessenen Au8rtropfgeschwindigkeit und der gewünschten Austropfgeechwindigkeit entsprechenden Signalen wird mit der richtigen Polarität integriert, um die Amplitude der Ausgangsgleichspannung eu erhöhen oder zu erniedrigen, die vom Speicher 14 über Leitung 18 dem Impulsgenerator 19 als Eingangssignal zugeführt wird. Die Breite der Ausgangsimpulse dieses Generators kann wahlweise verändert werden.
Eine Ausführungβform der elektrischen Kreise des Spei-
W chers 14 ist schematisch in Figur 1 innerhalb der gestrichelten Linien angedeutet. Die Folge negativer, von' Impulsgenerator 16 gelieferter Impulse wird über einen strombegrenzenden Widerstand R1 und eine Diode D1 als Eingangssignal dem negativen Kanal eines an sich bekannten Funktionsverstärkers 20 zugeführt, der mit dem Kondensator C1 eine Integrierschaltung bildet, die ihrerseits eine steuernde Gleichspannung als Ausgangsspannung über Leitung 18 abgibt. In ähnlicher Weise wird die Folge positiver, vom Generator 12 erzeugter Impulse über einen strombegrenzenden Widerstand R2 und eine Diode D2 als zusätzliches Eingangssignal dem gleichen negativen Kanal des Verstärkers 20 zugeführt, wie die Folge negv&ver, über Diode D1 ankommender Impulse.
Wenn die gemessene Austropfgeschwindigkeit gleich der gewünschten ist, erscheint das Eingangssignal Null am Verstärker 20, da sich positive und negative Impulse im Mittel gegenseitig aufheben und die über Leitung 18 zugeführt«, steuernde Gleichspannung konstant ist. Falls die gewünschte Austropfgeschwindigkeit größer als die gemessene ist, wird die steuernde Ausgangsspannung positiver, während eich eine negativere Ausgangsspannung ergibt, wenn, die gemessene Austropfgeschwindigkeit größer als die gewünschte ist. Wenn die dem Verstärker 20
209831/0464
2U5421
zugeführten Eingangssignale ausfallen, bleibt die steuernde Gleichspannung des Verstärkers auf dem Wert, den sie vor der Unterbrechung der Eingangssignale hatte.
Figur 2 zeigt als Beispiel elektrische Schaltungen, die die Funktionen des Impulsgenerators 19 mit veränderlicher Impulsbreite ausüben können.
Die Folge negativer, von Impulsgenerator 16 über Leitung 21 zugeführter Impulse wird zunächst mit Kondensator C2 und Widerstand R3 in an sich bekannter Weise differenziert und über Diode D3 ale Auslöseimpuls einem monostabilen Eccles-Jordan Multivibrator zugeführt, der aus Widerständen R4, R5, R6, und R7, dem Kondensator C3, und den Transietoren T1, T2 aufgebaut ist. Widerstand R4 und Kondensator C3 legen die Zeitkonstante dee Multivibrators fest und bestimmen dadurch die Breite dee voh Impulsgenerator 19 abgegebenen Ausgangsimpulses. Die Breite des Ausgangβimpulses hängt von der negativen Spannung ab, mit der Kondensator C3 über Widerstand R4 aufgeladen wird. Damit der monostabile Multivibrator ein Auegangssignal mit veränderlicher Impulsbreite erzeugen kann, ist Widerstand R4 an eine veränderliche Steuerspannung angelegt, statt wie üblich geerdet zu sein. Die veränderliche Steuerspannung 1st dabei die über Leitung 18 zugeführte Ausgangβepannung dea Speichers 14·
Wenn dit über Leitung 18 zugeführte steuernd· Gleichspannung positiver wird, erhöht sich die Impulsbreite dee mono-8tabilen Multivibrators. Ein Absinken der Steuerspannung, d.h. eine zu hohe gemessene Auetropfgeschwindigkeit verringert die Breite des vom monostabilen Multivibrators erzeugten AusgangeimpulseB.
Andere Kreise, die Impulse veränderlicher Breite erzeugen und von der Steuerspannung aus Speicher 14 geregelt werden können, können als Impulsgenerator 19 im Rahmen der Erfindung verwendet werden.
Die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 19 werden über
209831/0484
Leitung 22 ale Auslöseimpulse der Treiberstufe 23 zugeführt, die ihrerseits einen Elektromagneten 24 erregt. Elektromagnet 24 öffnet eine Absperrklemme 25 an der biegsamen Rohrleitung 26 zur intravenösen Einleitung und erlaubt damit Flüseigkeitsfluß. Absperrklemme 25 ist normalerweise durch eine Feder zusammengedrückt und quetscht dabei Rohrleitung 26 ab.
Jeder über Leitung 22 ankommende Ausgangsimpuls führt zu einem öffnen der Absperrklemme 23, sodaß Leitung 26 während der Dauer des erregenden Impulses offen ist. Bei Elektromagnet 24 und Absperrklemme 25 kann es sich um einen von einem Solenoid gesteuerten Ansatz handeln, der normalerweise Leitung P 26 gegen einen starren Block 27 oder dergleichen drückt. Andere, durch die Impulse, die über Leitung 22 vom Impulsgenerator 19 zugeführt werden, steuerbare Absperrvorrichtungen können verwendet werden.
Ee ist ein Kennzeichen der vorliegenden Erfindung zur Aus tropf-Regelung, daß die Frequenz der über Leitungen 15 und 21 von Impulsgenerator 16 ahgebenen Impulse ein verhältnismäßig hohes Vielfaches der gewünschten Austropffrequenz ist. Sie Zweckmäßigkeit dieser Maßnahme wird unter Bezugnahme auf Figur 3 erläutert.
Wenn das Verhältnis der Frequenz der Auslöseimpulse zur Frequenz der tatsächlichen Austropfgeschwindigkeit steigt, nehmen die Verzerrungen der Tropfenform und damit die Schwankungen in der Reproduzierbarkeit des Austropfvorgänge ab. Sie besten Ergebnisse werden erzielt mit einem hohen, nicht-ganzzahligen Verhältnis von Frequenz der Auslöseimpulse zu gewünschter Austropffrequenz, obwohl sich auch §ute Ergebnisse mit einem verhältnismäßig hohen ganzzahligen Verhältnis erzielen lassen. In der vorzugaweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergab das Verhältnis 10,5:1 besonders gute Ergebnisse.
209131/0464
2U5421
Erfindungsgemäß besteht damit jeder durch das intravenöse Einleitungsröhrchen 26 fließende Tropfen aus einer Anzahl miteinander verbundener, kleinerer Tropfen, die ein zusammenhängendes Flüsaigkeitsvolumen bilden. Der eigentliche Tropfen wird dabei stufenweise mit Hilfe der vom Impulsgenerator 19 abgenommenen Impulse aufgebaut. Die Breite dieser Impulse wird in dem Tropfenfühler 11, Impulsgenerator 12 und Speicher 14· enthaltenden Rückführungssystem verändert, um die tatsächliche, gemessene Austropfgeschwindigkeit der gewünschten Austropfgeschwindigkeit, gegeben durch die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 16, anzupassen.
Die strombegrenzenden Widerstände R1 und R2 werden entsprechend den in der Schaltungstechnik üblichen Kriterien gewählt, um eine Kompensation der hohen, über Leitung 15 zugeführten Impulsfrequenz gegenüber öer** Leitung 13 zugeführten Impulsfrequenz zu erzielen. Die Widerstandswerte werden so gewählt, daß der Durchechnittsstrom an der Verbindungsstelle 28 der Dioden D1, D2 vom Frequenzverhältnis unabhängig ist.
Die Auegangespannung vom Speicher 14 wird ferner über Leitung 29 einer geeigneten Anzeige- und Alarmvorrichtung (nicht dargestellt) -zugeführt, die unzulässige Betriebebedingungen anzeigt. Bei zu starkem Ausfluß, dem eine überhöhte Spannung von Speicher 14 entspricht, oder einem Leck in Leitung 26, dem eine ungewöhnlich niedrige Steuerepannung entspricht, wird die Anzeige- und Alarmvorrichtung betätigt, die beispielweise aus Diskriminatorstufen zur wahlweisen Auslösung optischer oder akustischer Warngeber bestehen kann.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäB Erfindung schaffen damit ein seit langem benötigtes, zuverlässig arbeitendes System zur Wahl und Aufrechterhaltung von Austropfgeschwindigkeiten mit digitaler Genauigkeit. Eine einaal gewählte Auetropfgeschwindigkeit ist dabei unabhängig von Tempera-
209831/0464
** 2U5421
turachwankungen, Dellen im Einführungsröhrchen, Änderungen dee arteriellen oder venösen Blutdrucks dea Patienten, und Änderungen in der Höhe der IV-Flasche oder des Flüssigkeitsspiegele In derselben.
Die obige Beschreibung bezog sich auf eine bestimmte Aueftihrungsforni der Erfindung, doch können dem Fachmann sofort verständliche Abänderungen im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden, deren Umfang ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche gegeben ist.
209831/0464

Claims (17)

  1. 44 2U5421
    PATENTANSPRÜCHE
    1,!Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit des Austroprene aus einer biegsamen Rohrleitung* gekennzeichnet durch Abklemmen der Rohrleitung (26) und wiederholtes öffnen derselben, sodaß Flüssigkeit durchfließen kann, wobei die Frequenz, mit der die Rohrleitung (26) geöffnet wird, größer ist ale die gewünschte Austropfgeschwindigkeit.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz, mit der die Rohrleitung (26) geöffnet wird, ein verhältnismäßig hohes Vielfaches der gewünschten Austropffrequenz oder Austropfgeschwindigkeit ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz, mit der die Rohrleitung (26) geöffnet wird, ein ganzzahliges Vielfaches der gewünschten iustropffrequenz ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz, mit der die Rohrleitung (26) geöffnet wird, ein nicht-ganzzahliges Vielfaches der gewünschten Austropffrequenz ist·
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Rohrleitung (26) stattfindende Auetropfen überwacht wird, und daß die Zeitdauer, während der die Rohrleitung (26) geöffnet ist, verändert wird, um die tatsächliche Auetropfgeschwindigkeit an die gewünschte Austropfgeschwindigkeit anzupassen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Öffnungsfrequenz zur tatsächlichen Austropffrequenz 10,5i1 beträgt.
  7. 7. Vorrichtung zur Verwendung in einem System zur parenteralen Verabreichung von Flüssigkeiten durch Eintropfen über eine Rohrleitung (26), gekennzeichnet durch eine Abaperrklernae (25) und Mittel, die die Rohrleitung (26) mit einer Frequenz öffnen, die höher ist als die gewünschte Austropf-
    209831/0494
    2H5421
    frequenz.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7f mit dem Kennzeichen des Anspruchs 2.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, mit dem Kennzeichen des Anspruchs 3.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, mit dem Kennzeichen des Ansprüche 4. .
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklemme (25) das Einführungsröhrchen (26) normalerweise im abgeklemmten Zustand hält, und daß die Mittel zum öffnen des Einführungsröhrchens eine Treiber3tufe (23)
    fe zum wahlweisen öffnen der Absperrklemme sowie ein digitales Rückführungssyatem für die elektrische Erregung der Treiberstufe (23) umfassen.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein digitales RückführungBsystem mit die Auetropfgeschwindigkeit bestimmenden Vorrichtungen (Impulsgenerator 16 mit veränderlicher Frequenz), die ein der gewünschten Austropfgeschwindigkeit proportionales Signal erzeugen; mit den Durchfluß überwachenden Vorrichtungen zum Nachweis der tatsächlichen Austropfgeschwindigkeit; und mit Vorrichtungen, die die gewünschte Austropfgeschwindigkeit mit der wahren Austropfgeschwindigkeit vergleichen (Speicher 14) und daraus die Sauer der Erregung der Absperrklemme (25) über die
    * Treiberstufe (23) ableiten.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator (19) zur Erzeugung von elektrischen Impulsen, die periodisch die Absperrklemme (25) betätigen und ieti Durchfluß durch das Einleitungsröhrchen (26) freigeben} einen Tropfenfühler (11), der ein der tatsächlichen Austropfgeschwindigkeit proportionales Signal erzeugt; und eine Vergleichsvorrichtung (Speicher 14), die die Breite der
    209831/0464
    2U5421
    too Impulsgenerator (19) erzeugten Impulse einregelt.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eineials Vergleichsvorrichtung wirkenden Speicher (14), der vom Eingangssignal und dem Impulsgenerator (16) mit veränderlicher Impulsfrequenz gesteuert wird, die tatsächliche Austropfgeschwindigkeit mit der gewünschten vergleicht, und ein Steuersignal zur Einregelung der Impulsbreite des Impulsgenerators (19) erzeugt.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (14) die Differenz zwischen den zur gewünschten und tatsächlichen Austropfgeschwindigkeit proportionalen Signalen integriert und das Steuersignal entsprechend der durch diese Integration erzeugten Differenzspannung einregelt.
  16. 16. \tzrrichtrag nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das der gemessenen Auetropfgeschwindigkeit proportionale Signal aus einer Impulsfolge mit einer zur gemessenen Austropf geschwindigkeit proportionalen Frequenz besteht.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durchs einen Impulsgenerator (16) mit veränderlicher Frequenz, der die Austropffrequens bestimmt.
    209831/0464
DE2145421A 1970-12-30 1971-09-10 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit des Tropfenflusses durch eine Leitung einer medizinische Flüssigkeiten verabreichenden intravenösen Einrichtung Expired DE2145421C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10266570A 1970-12-30 1970-12-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2145421A1 true DE2145421A1 (de) 1972-07-27
DE2145421B2 DE2145421B2 (de) 1980-06-26
DE2145421C3 DE2145421C3 (de) 1981-03-19

Family

ID=22291024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2145421A Expired DE2145421C3 (de) 1970-12-30 1971-09-10 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit des Tropfenflusses durch eine Leitung einer medizinische Flüssigkeiten verabreichenden intravenösen Einrichtung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3800794A (de)
JP (1) JPS5543780B1 (de)
CA (1) CA986380A (de)
DE (1) DE2145421C3 (de)
FR (1) FR2120648A5 (de)
GB (1) GB1361062A (de)
NL (1) NL7111735A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2533317A1 (de) * 1974-08-12 1976-02-26 Ivac Corp Durchflussregelsystem
DE3344848A1 (de) * 1983-12-12 1985-06-13 "gutta" Gesellschaft für Infusionstechnik mbH, 2000 Hamburg Lufterkennungseinrichtung fuer schwerkraftinfusionsregelgeraete

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3890968A (en) * 1971-06-25 1975-06-24 Sci Systems Inc Fluid flow control means
US4019981A (en) * 1973-10-20 1977-04-26 Klockner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Method and apparatus for the preparation of mineral mixtures on a jig controlled by compressed air
US3986526A (en) * 1974-06-14 1976-10-19 Sun Oil Company Of Pennsylvania Hybrid fluidic and fluid servo controller
DE2513467C3 (de) * 1975-03-26 1979-10-31 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Gerät zur Infusion von Flüssigkeiten in den menschlichen oder tierischen Körper
US4105028A (en) * 1976-10-12 1978-08-08 Sadlier Patricia M Positive control intravenous fluid administration
US4211340A (en) * 1978-08-21 1980-07-08 Shell Oil Company Catalyst regeneration
JPS55129810A (en) * 1979-03-29 1980-10-08 Nissan Motor Co Ltd Control method for on-off electromagnetic valve
DE2913191A1 (de) * 1979-04-02 1980-10-23 Varta Batterie Verfahren zum automatischen nachfuellen von wasser in akkumulatorenbatterien
US4303376A (en) * 1979-07-09 1981-12-01 Baxter Travenol Laboratories, Inc. Flow metering cassette and controller
US4338932A (en) * 1980-11-07 1982-07-13 Ivac Corporation Method and apparatus for fluid flow control
US4389886A (en) * 1981-03-02 1983-06-28 Lutheran General Hospital, Inc. Calibrating unit
JPS5836562A (ja) * 1981-08-28 1983-03-03 テルモ株式会社 点滴量制御装置
JPS58120156U (ja) * 1982-02-10 1983-08-16 東芝テック株式会社 デコレ−タのカ−ボン紙巻取装置
DE3311274A1 (de) * 1982-04-05 1983-10-06 Ipco Corp Infusionsueberwachungsgeraet
US4504263A (en) * 1982-12-22 1985-03-12 Valleylab, Inc. Flow rate monitor with optical sensing chamber
US4469480A (en) * 1983-02-11 1984-09-04 Baxter Travenol Laboratories, Inc. Intermittent drop detecting method and apparatus
US4563173A (en) * 1983-04-19 1986-01-07 National Biomedical Research Foundation Pump-actuated sequencing valve and system
US4626241A (en) * 1985-03-06 1986-12-02 Ivac Corporation Apparatus and method for controlling the parenteral administration of fluids
US5409194A (en) * 1990-04-12 1995-04-25 Crouzet Electromenager Variable flow electrically controlled valve
ES2173091T3 (es) * 1991-12-06 2002-10-16 Edward Teeple Jr Aparato para preparar infusiones intravenosas de anestesia.
US5411482A (en) * 1992-11-02 1995-05-02 Infusion Technologies Corporation Valve system and method for control of an infusion pump
US5232439A (en) * 1992-11-02 1993-08-03 Infusion Technologies Corporation Method for pumping fluid from a flexible, variable geometry reservoir
US5398850A (en) * 1993-08-06 1995-03-21 River Medical, Inc. Gas delivery apparatus for infusion
US5398851A (en) * 1993-08-06 1995-03-21 River Medical, Inc. Liquid delivery device
US5700245A (en) * 1995-07-13 1997-12-23 Winfield Medical Apparatus for the generation of gas pressure for controlled fluid delivery
GB2316773B (en) * 1996-06-12 1999-09-29 Gas Technology Canada Electronic gas regulator
US6929236B1 (en) 2002-04-19 2005-08-16 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus for flow rate control
US6929235B1 (en) 2002-04-19 2005-08-16 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus for flow rate control
US6935190B1 (en) 2002-04-23 2005-08-30 Massachusetts Institute Of Technology Flow rate measurement apparatus
US8197231B2 (en) 2005-07-13 2012-06-12 Purity Solutions Llc Diaphragm pump and related methods
US20100211002A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Davis David L Electromagnetic infusion pump with integral flow monitor
US8197235B2 (en) * 2009-02-18 2012-06-12 Davis David L Infusion pump with integrated permanent magnet
US8353864B2 (en) * 2009-02-18 2013-01-15 Davis David L Low cost disposable infusion pump
US8749393B1 (en) * 2011-02-14 2014-06-10 Control Air Conditioning Corporation Water leak detection and shut-off method and apparatus using differential flow rate sensors
US9610392B2 (en) 2012-06-08 2017-04-04 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Medical fluid cassettes and related systems and methods
US11083842B2 (en) 2016-02-09 2021-08-10 Acist Medical Systems, Inc. Method of operating an injection system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1116548A (en) * 1965-07-22 1968-06-06 Corbin Farnsworth Inc Improved apparatus for dispensing and monitoring the flow of liquids

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US319706A (en) * 1885-06-09 gejest
US3163176A (en) * 1962-03-14 1964-12-29 Barth Engineering And Mfg Comp Apparatus for sensing and controlling fluid flow in the form of discrete free-falling drops
US3197068A (en) * 1964-04-27 1965-07-27 Corbin Farnsworth Inc Apparatus for monitoring the dispensing of liquid
GB1109175A (en) * 1964-08-05 1968-04-10 Decca Ltd Improvements in or relating to drip feed apparatus
DE1541363A1 (de) * 1965-11-23 1969-04-24 Naum Diamant Dosiergeraet fuer Infusionseinrichtungen
US3450153A (en) * 1967-06-26 1969-06-17 Gen Electric Electrical pulse generator and regulator for fluid flow and like control systems
US3601124A (en) * 1968-08-29 1971-08-24 Frank L Petree Fluid flow regulator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1116548A (en) * 1965-07-22 1968-06-06 Corbin Farnsworth Inc Improved apparatus for dispensing and monitoring the flow of liquids

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2533317A1 (de) * 1974-08-12 1976-02-26 Ivac Corp Durchflussregelsystem
DE3344848A1 (de) * 1983-12-12 1985-06-13 "gutta" Gesellschaft für Infusionstechnik mbH, 2000 Hamburg Lufterkennungseinrichtung fuer schwerkraftinfusionsregelgeraete

Also Published As

Publication number Publication date
FR2120648A5 (de) 1972-08-18
NL7111735A (de) 1972-07-04
CA986380A (en) 1976-03-30
US3800794A (en) 1974-04-02
JPS5543780B1 (de) 1980-11-08
DE2145421C3 (de) 1981-03-19
GB1361062A (en) 1974-07-24
DE2145421B2 (de) 1980-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2145421A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsflusses
DE69020832T2 (de) Mit Ultraschall arbeitender Luftmengendetektor für ein Medikamenten-Infusionssystem.
EP2519282B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur überwachung einer extrakorporalen blutbehandlung
DE3882966T2 (de) Verbesserter flussmeter mit druckmessung.
DE69315450T2 (de) Zustandbestimmung einer Flüssigkeitsschlauchleitung
DE3750352T2 (de) Feststellung von Durchflussstörungen bei der parenterale Infusion.
US3736930A (en) Parenteral administration fluid flow control system
DE3486071T2 (de) Ueberwachungsgeraet fuer parentale infusionen und verfahren zur ueberwachung eines eine fluessigkeit paranteral zufuehrenden systems.
DE69026170T2 (de) Selbsttestverfahren für einen Ultraschall-Luftblasen-Detektor
EP1061976B1 (de) Injektor zur applizierung von flüssigkeiten mit einem druckmesssystem
DE3828620C2 (de) Pumpenregeleinrichtung
DE69114073T2 (de) Vorrichtung zum feststellen von luft in flüssigkeitsabgabesystemen.
EP0279028B1 (de) Vorrichtung zur Verabreichung von Flüssigkeit
EP0951308A1 (de) Medikamenten-dosiersystem
DE3215330A1 (de) Infusionsapparat
EP0343501A2 (de) Mehrfachinfusionssystem
DE2533317A1 (de) Durchflussregelsystem
US4338932A (en) Method and apparatus for fluid flow control
DE4201258A1 (de) Perfusionseinrichtung
DE2543185A1 (de) Vorrichtung zum steuern und regeln der foerdermenge eines mediums bei einer peristaltik-pumpe
EP3394441B1 (de) Blutbehandlungsgerät umfassend eine dosierleitung mit einer membranpumpe und einem ventil und verfahren zur dosierung
DE3688077T2 (de) Durchflussfühler.
DE2512942C3 (de)
DE102019105655A1 (de) Extrakorporales Blutleitungsset und Blutbehandlungsmaschine
EP1827536B1 (de) Anordnung zum dosieren von flüssigkeiten

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)