DE2512942C3 - - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur tropfenweisen Infusion einer Infusionsflüsstgkeit in die Venen, Arterien oder unter die Haut des menschlichen Körpers, mit einer von einem Motor angetriebenen, mit einer die Infusionsflüssigkeit enthaltenden Tropfenkammer in Verbindung stehenden peristaltischen Pumpe, wobei in einer mit der Tropfenkammer in Verbindung stehenden Tropfenleitung ein von einem Sollwertgeber eine vorgegebene Impulsfolge aufnehmender und über eine im Steuerstromkreis des Antriebsmotors liegende Überwachungsschaltung mit einer Anzeigevorrichtung in Verbindung stehender photoelektrischer Tropfenfühler angeordnet ist.

Derartige Infusionseinrichtungen dienen dazu, größere Flüssigkeitsmengen, insbesondere eine physiologische Kochsalzlösung, mittels Hohlnadel in Körperorgane, z. B. in die Venen, die Arterien oder unter die Haut eines Menschen, einfließen zu lassen.

Bei einer zum Stande der Technik gehörenden Infusionseinrichiung mit den eingangs bezeichneten Merkmalen (vgl. DT-OS 23 18 655) ist als Überwachungseinrichtung für die Übereinstimmung von Soll- ⁶S und Istwert ein Schalter vorgesehen, der mit dem Steuerstromkreis des Antriebsmotors verbunden ist. Dieser Schalter ist als Endschalter ausgebildet und so geschaltet, daß der Steuerslromkreis des Antriebsmotors unterbrochen wird, wenn die mittels einer Zählvorrichtung vorgegebene Infusionsmenge infundiert worden ist. Dieses bekannte Gerät weist nicht nur einen recht komplizierten Aufbau auf, sondern ist auch nicht, wie das in der Infusionstherapie häufig gewünscht wird, zur tropfenweisen Infusion von Flüssigkeit geeignet, bei der es auch darauf ankommt, die Weiterförderung von Infusionsflüssigkeit in einem Fehlerfall, d. h. beispielsweise bei verstopfter Kanüle, zu verhindern.

Bekannt ist auch eine Infusionseinrichtung, bei der snan zum tropfenweisen Einspeisen der Infusionsflüssigkeit in den menschlichen Körper die Schwerkraft auf die in einer Tropfenkammer enthaltene Lösung einwirken läßt. Obwohl jedoch bei dieser bekannten Einrichtung in der Tropfenleitung ein photoelektronischer Tropfenfühler vorgesehen und in einem zum Auskorrigieren der Differenz zwischen Ist- und Sollwert vorgesehenen Regelkreis geschaltet ist, entspricht die Genauigkeit der Dosierung dieser Einrichtung nicht den therapeutischen Anforderungen, da die Schwerkraft keine hinreichend genaue Tropfenablösung ermöglicht.

Man hat auch schon eine Einrichtung zur Infusion einer Flüssigkeit in den menschlichen Körper verwendet, bei der zur Förderung der Flüssigkeitsmenge eine Rollen- oder peristaltische Pumpe vorgesehen ist. Dabei wird die Drehzahl des Antriebsmotors für die Pumpe in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Sollwert geregelt, der der innerhalb vorbestimmter kleiner Zeitabschnitte zu fördernden Menge entspricht. Die Drehzahl des Antriebsmotors wird dabei auf folgende Weise geändert. Der Sollwert wird mittels des an einen durch einen Handradschalter veränderbaren, von einem elektrischen Strom durchflossenen Widerstand derart bestimmt, daß die an dem Widerstand abgegriffene Spannung direkt oder nach Umwandlung in eine ihr entsprechende Frequenz die Drehzahl des Antriebsmotors bestimmt. Der Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß die Genauigkeit der Dosierung von der Einjustierung des zur Bestimmung des Sollwertes angeordneten veränderbaren Widerstandes und von dem in den Widerstand fließenden elektrischen Strom abhängig ist. Dabei sind in dem in der Praxis häufig vorkommenden Bereich, in dem die Menge der zu infundierenden Flüssigkeit zwischen O und 99 Tropfen/Minute liegt, Fehler bis zu ±5 % nicht zu vermeiden. Für den Steuerstromkreis des Pumpenantriebs werden meist verschiedene Spannungen benötigt. Beim Wechsel des Sollwertes müssen Verzögerungszeiten in Kauf genommen werden. Nachteilig ist auch, daß diese bekannte Einrichtung nicht so auslegbar ist, daß sie von einer Prozeßdatenverarbeitung gesteuert werden kann, wie dies in der Therapie vielfach erwünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur tropfenweisen Infusion einer Infusionsflüssigkeit zu schaffen, die ein hohes Maß an Genauigkeit der Dosierung gewährleistet und die nach einer vorteilhaften Weiterausgestaltung der Erfindung bei hoher Dosierungsgenauigkeit ihre Steuerung mittels einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage erlaubt.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die Tropfenbildung und somit auch die Tropfenfolge abhängig ist von der Viskosität der Infusionsflüssigkeit, und zwar derart, daß bei Verwendung einer peristaltischen Pumpe und bei Verwendung eines Silikonschlauches mit einem Innendurchmesser von 3 mm für die

Zuführung der Infusionsflüssigkeit die Tropfenfolge maximal 99 Tropfen/Minute beträgt, wenn als lnfusionsflüssigkeit eine physiologische Kochsalzlösung verwendet wird.

Hiervon ausgehend wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß als Antrieb ein Schrittmotor verwendet wird, daß das die Pumpenleitung bildende Leitungsstück der Tropfenleitung einen Innendurchmesser aufweist, durch den bei einer vorgegebenen I'umpleistung trotz Förderung einer hinreichenden Menge an Infusionsflüssigkeit die Bildung eines geschlossenen Flüssigkeitsstrahls verhindert wird, daß die von einem Flip-Flop gebildete Überwacnungseinrichtung für die Übereinstimmung von Soll- und Istwert über eine elektronische Torschaltung mit dem Steuerstromkreis des Antriebsmotors verbunden ist und daß die elektronische Torschaltung über eine Frequenzteilerkette mit einem Taktgeber und der Taktgeber über eine andere von dem Sollwertgeber her angesteuerte Frequenzteilerkette mit der Überwachungsschaltung in Verbindung steht.

Dadurch wird erreicht, daß die Drehzahl des Antriebsmotors für die peristaltische Pumpe unverändert bleibt und daß in Abhängigkeit von den über das elektronische Tor dem Steuerstromkreis des Antriebsmotors zugeführten Signalen der Motor nur lauf:, wenn ein Tropfen gefördert werden soll.

Bekannt ist zwar auch eine Infusionseinrichtung, bei der ein Schrittmotor sowie ein in der Infusionsleitung liegendes Leitungsstück, dessen Innendurchmesser bei einer vorgegebenen Flüssigkeitsmenge die Bildung eines geschlossenen Flüssigkeitstrahls verhindert, vorgesehen sind (vgl. US-PS 36 09 379). Bei dieser bekannten Einrichtung ist ein Flip-Flop vorgesehen und über Schalter mit dem Steuerstromkreis des Motors zur Änderung seiner Laufrichtung verbunden. Nachteilig ist, daß zum Betreiben dieser bekannten Einrichtung Änderungen der Laufrichtung des Motors erforderlich sind, so daß es außerdem notwendig ist, eine besondere Schlauchklemmenvorrichtung vorzusehen. Daraus ergibt sich der weitere Nachteil, daß diese bei Stromausfall in der Stellung verbleibt, die sie vor Eintritt des Stromausfalls hatte. Das kann beispielsweise die Einstellung sein, in der ein freier Strahl gebildet wird. Damit wird den Sicherheitsvorschriften nicht hinreichend Rechnung getragen. Nachteilig ist ferner, daß jeweils nach Einsatz der Tropfenkammer die Durchführung einer Niveaukontrolle erforderlich ist.

Aus der DT-OS 20 40 714 ist es auch schon bekannt, bei einem Infusionsgerät eine von einer bistabilen Schaltung gebildete Überwachungseinrichtung für die Übereinstimmung von Soll- und Istwert über eine elektronische Torschaltung mit dem Steuerstromkreis des die Infusionsmenge regelnden Elementes zu verbinden. Dabei ist die elektronische Torschaltung über einen Schalter mit einem die Funktion einer Uhr besitzenden Taktgeber verbunden, der die Schaltung nach Ablauf vorgegebener Zeitabschnitte jeweils in die Arbeitsstellung bringt. Das hat die nachteilige Folge, daß diese Einrichtung nur eine diskontinuierliche Infusion ermöglicht, da der Taktgeber nur dazu dient zu prüfen, ob nach Aktivierung der Überwachungseinrichtung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ein Tropfen fällt oder nicht.

Eine vorteilhafte Weiterausgestaltung der Einrichtung gemäß der Erfindung, die eine hohe Anpassung an hesondere therapeutische Bedingungen ermöglicht, besteht darin, daß der Sollwertgeber über eine mit einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage in Verbindung stehende Weiche mit der Frequenzteilerkette 1 verbunden ist.

In dem in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbild ist ein Ausführungsbeispie! der Schaltung für die Einrichtung gemäß der Erfindung wiedergegeben.

Danach wird von einem zentralen Taktgeber, beispielsweise einem Oszillator mit einer Schwingungsfrequenz f= 100 kHz, die Taktfrequenz an die beiden Frequenzteilerketten t und 2 weitergegeben. Dadurch wird bei einer Einstellung des ebenfalls mit der Frequenzteilerkette 1 verbundenen Sollwertgebers entsprechend einer zwischen 0 und 99 liegenden Tropfenfolge je Minute die vom Taktgeber in die Frequenzteilerkette 1 eingespeiste Frequenz derart herabgesetzt, daß Startbefehle an den Antriebsmotor im Abstand von 60 Sekunden/Sollwert folgerichtig von der der Frequenzteilerkette 1 nachgeschalteten und mit dem Tropfenfühler verbundenen Überwachungsschaltung über das elektronische Tor an den Antriebsmotor weitergegeben werden.

Dazu ist der Sollwertgeber von Hand stufenweise so einstellbar, daß durch sein Einwirken eine Impulsfolge abgegeben wird, die genau der je Minute zu fördernden, zwischen 0 und 99 liegenden Tropfenzahl entspricht. Doch ist selbstverständlich auch eine andere Förderungseinstellung möglich, falls sich dies als notwendig erweisen sollte. Die Überwachungsschaltung wird von einem Flip-Flop gebildet, das derart beschaltet ist, daß es eist nach einer vorgegebenen Zeitspanne, nach der vom Tropfenfühler kein Signal abgegeben wird, wenn also kein Tropfen den Tropfenfühler passiert hat, kippt. Diese Zeitspanne ist abhängig von der maximalen Tropfenfolge. Ausgelöst wird die Impulsabgabe der Überwachungsschaltung von den Impulsen, die sie von der Frequenzteilerkette 1 empfängt.

Als Antriebsmotor für die peristaltische Pumpe wird zweckmäßigerweise ein Schrittmotor benutzt, der vom Sollwertgeber so angesteuert wird, daß durch die angetriebene Pumpe eine der Impulsfolge entsprechende Tropfenfolge gefördert wird.

Sobald nach Ablauf einer vorgegebenen kurzen Zeitspanne nach Abgabe des Startbefehls des Sollwertgebers an den Antriebsmotor ein Tropfen den photoelektronischen Tropfenfühler passiert, wird er von der Überwachungseinrichtung registriert und mittels der nachgeschalteten Anzeige optisch angezeigt. Zugleich wird dadurch das elektronische Tor mit der Wirkung verriegelt, daß der Antriebsmotor anhält. Passiert nun bei einer Tropfenfolge von 99 Tropfen je Minute innerhalb einer in der Überwachungsschaltung vorgegebenen Zeitschranke, die kleiner ist als 60 see/ 99, kein Tropfen den Tropfenfühler, so ist die Überwachungsschaltung so geschaltet, daß von der nachgeschalteten Anzeige ein optisches und/oder akustisches Alarmsignal abgegeben wird. Auf diese Weise wird erkennbar, daß die Infusion, beispielsweise wegen fehlender Infusionsflüssigkeit oder wegen des Verstopfens einer Kanüle, unterbrochen ist. Die Überwachungseinrichtung ist dabei so eingestellt, daß außerdem der Antriebsmotor anhält.

Um zu erreichen, daß die Drehzahl des als Antrieb verwendeten Schrittmotors unterschiedlichen therapeutischen Erfordernissen ohne Schwierigkeiten angepaßt werden kann, ist die Frequenzteilerkette 2 programmierbar ausgebildet. Um auch bei hohen therapeutischen Anforderungen die Dosierungsgenauigkeit einzu-

halten, ist über eine der Frequenzteilerkette 1 vorgeschaltete Weiche ein Anschluß für eine elektronische Datenverarbeitungsanlage vorgesehen. Dadurch wird ermöglicht, daß die Infusion nach einem vorgegebenen Plan steuerbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur tropfenweisen In!' :i einer Infusionsflüssigkeit in die Venen, An en oder unter die Haut des menschlichen Körpers, mit einer von einem Motor angetriebenen, mit einer die Infusionsflüssigkeit enthaltenden Tropfenkammer in Verbindung stehenden peristaltischen Pumpe, wobei in einer mit der Tropfenkammer in Verbindung stehenden Tropfenleitung ein von einem Sollwertgeber eine vorgegebene Impulsfolge aufnehmender und über eine im Steuerstromkreis des Antriebsmotors liegende Überwachungsschaltung mit einer Anzeigevorrichtung in Verbindung stehender photoelektronischer Tropfenfühler angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein Schrittmotor verwendet wird, daß das die Pumpenleitung bildende Leitungsstück der Tropfenleitung einen Innendurchmesser aufweist, durch den bei einer vorgegebenen Pumpleistung trotz Förderung einer hinreichenden Menge an Infusionsflüssigkeit die Bildung eines geschlossenen Flüssigkeitsstrahls verhindert wird, daß die von einem Flip-Flop gebildete Überwachungseinrichtung für die Übereinstimmung von Soll- und Istwert über eine elektronische Torschaltung mit dem Steuerstromkreis des Antriebsmotors verbunden ist und daß die elektronische Torschaltung über eine Frequenzteilerkette (2) mit einem Taktgeber und der Taktgeber über eine andere von dem Sollwertgeber her angesteuerte Frequenzteilerkette (1) mit der Überwachungsschaltung in Verbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber über eine mit einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage in Verbindung stehende Weiche mit der Frequenzteilerkette (1) verbunden ist.