DE3227518C2

DE3227518C2 -

Info

Publication number: DE3227518C2
Application number: DE19823227518
Authority: DE
Inventors: Juergen Prof. Dr.Med. 5800 Hagen De Stoffregen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1987-09-03
Also published as: DE3227518A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Gerät zur geregelten Infusion von Flüssigkeiten gemäß Oberbegriff des An spruchs 1, wie es beispielsweise aus der DE-OS 24 51 424 bekannt ist.

Durch die Zeitschrift "Pharmaceutical Journal", Okt. 21, 1978, S. 367, 368 ist ein unter dem Namen "on demand analgesic computer" ein geführtes Verfahren bekannt geworden, bei dem dem Patienten ein Analgetikum stetig infundiert wird und bei dem der Pa tient die Möglichkeit hat, selbst durch Betätigung eines Bedienungsknopfes zusätzliche Analgetikumdosen zu infun dieren. Gesteuert wird das Verfahren über einen entsprechend programmierten Computer, wobei der Patient in regelmäßigen Zeitabständen über ein laufendes Tonband befragt wird und seine Antwort durch Drücken eines Knopfes an den Rechner weitergeben kann, der daraus den Bedarf an Analgetikum er mittelt. Für eine vorgegebene Zeit wird dabei die infun dierte Dosis mit einer für diese Zeit vorgegebener Maximal dosis verglichen und die Infusion gegebenenfalls automatisch gestoppt. Bei diesem bekannten Verfahren ist nachteilig, daß der Bedarf wesentlich durch die verbale Befragung des Patienten ermittelt wird. Damit wird das Verfahren natür licherweise recht ungenau, und es sind keine reproduzier baren Ergebnisse zu erwarten. Ein entscheidender Nachteil ist dabei, daß über einen längeren Zeitraum die Gefahr einer Überdosierung besteht, die nur durch periodisches Nachregeln per Hand vermeidbar ist.

Bei dem aus der DE 24 51 424 A1 bekannten Gerät zur geregelten Infusion von Flüssigkeiten fördert eine Infusionspumpe die Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter in eine Infusionsleitung. Ein elektrischer Programmgeber steuert eine Steuereinrichtung, deren Steuersignale die Förder leistung der Infusionspumpe entsprechend vorgegebenen In fusionsraten steuert. Im Programmgeber wird der zeitliche Verlauf der Infusionsraten manuell vorprogrammiert. Mit Hilfe einer Zeittaste ist es möglich, eine manuelle Fort schaltung des Programmes bis zu einer gewünschten Programm spalte durchzuführen, um so auf eine andere vorbestimmte Infusionsrate umstellen zu können, die für sich festliegt und nicht änderbar ist.

Die DE 27 41 344 A1 zeigt ebenfalls ein Gerät zur ge regelten Infusion von Flüssigkeiten, das im Prinzip wie das Gerät nach der DE 24 51 424 A1 aufgebaut ist, mit der Ausnahme, daß eine manuelle Fortschaltung des Programmes nicht vorgesehen ist. Die Steuerung der Infusionsrate er folgt bei diesem Gerät über Meßgeräte, die den physiolo gischen Zustand des Patienten erfassen.

Nachteilig ist bei den bekannten Geräten, daß aus dem festgelegten Programm nicht herausgesprungen werden kann. Nachteilig ist insbesondere, daß mit kleinen Infu sionsraten begonnen wird, die dann allmählich stufenweise oder kontinuierlich gesteigert werden, bis eine Infusions sollmenge erreicht ist. Mit Hilfe der bekannten Geräte wird die Wirkungsschwelle somit erst nach längerer Zeit über schritten, wodurch eine Anpassung an die jeweiligen Erfor dernisse recht langsam erfolgt. Außerdem besteht bei solchen steigenden Infusionsraten die Gefahr der Überschreitung der Toxizitätsschwelle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Gerät der eingangs genannten Art so auzubilden, daß die Wirkungsschwelle zur sofortigen Anpassung an die je weiligen Erfordernisse möglichst schnell überschritten wird und die Serumkonzentration so regelbar ist, daß eine Über schreitung der Toxizitätsschwelle sicher verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung gemäß Kenn zeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird die Wirkungs schwelle schnell überschritten, wodurch den jeweiligen therapeutischen Erfordernissen sehr schnell Rechnung ge tragen werden kann, und wird die Serumkonzentration an schließend konstant gehalten, wobei weder die Toxizitäts schwelle überschritten noch die Wirkungsschwelle unter schritten wird. Es werden genaue, reproduzierbare Infusions ergebnisse erzielt. Die Gefahr einer Überdosierung, d. h. Überschreitung der Toxizitätsschwelle ist sicher vermieden, da über eine vorbestimmbare Zeit eine zwangsläufig per Pro gramm einsetzende Verringerung der Dosis auf einen vorgeb baren geringeren oder minimalen Dosiswert vorgesehen ist. Das erfindungsgemäße Gerät ist praktisch für die gesamte intravenöse Therapie mit hochwirksamen Medikamenten ge eignet. Die Erfindung ermöglicht die Realisierung jedes gewünschten Infusionsprofiles.

Durch die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird in besondere Maße der postoperativen Schmerzbehandlung und Analgesie in der Geburtshilfe Rechnungn getragen. Mit Hilfe der manuell betätigbaren Einrichtung ist eine Ände rung der normalerweise per Programm vorgesehenen Infusions rate möglich, und zwar in jedem Infusionsintervall. Per Programm ist nur durch Vorsehen der refraktären Pause da für gesorgt, daß die Toxizitätsschwelle nicht überschritten wird.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung nach Anspruch 3 sind Eingriffsmöglichkeiten auch in das laufende Programm vor gesehen, wodurch das vorgesehene Infusionsprofil laufend an die gegebenen Bedingungen angepaßt werden kann.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen ge kennzeichnet.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Ansicht des erfindungs gemäßen Gerätes,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Gerätes nach Fig. 1,

Fig. 3, 4 und 5 grafische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Gerätes in verschiedenen Betriebsarten,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes.

Gleiche Teile sind in den Figuren der Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 zeigt ein Infusionsgerät 2, das im wesent lichen aus einer Infusionspumpe 4 mit Tropfen- oder Durch flußmengenzähleinrichtung 6 und einem Programm- und Steuer signalgeber 8 besteht, über den die Infusionspumpe über eine elektrische Steuerleitung 10 nach einem austauschbaren oder veränderbaren Programm angetrieben wird. Die Infusionspumpe ist an einem Flüssigkeitsvorratsbehälter 12 angeschlossen und fördert die Flüssigkeit in eine Infusionsleitung 14.

Auf der Frontplatte des Gerätes sind verschiedene Druck tasten 16 zum Voreinstellen verschiedener Parameter für das gewünschte Infusionsprofil angeordnet sowie verschiedene Zähleranzeigen 18 zur Kontrolle des Betriebs des Gerätes. Ein Programmschalter 20 dient zur Umschaltung zwischen einem vollautomatischen Betrieb und einem Betrieb nach Bedarf, bei dem beispielsweise die Möglichkeit besteht, über eine Druck taste 21 die Infusionsrate für eine vorgebbare Zeit zu ändern, d. h. also zusätzliche Infusionsimpulse auszulösen.

Die Fig. 2 zeigt das Infusionsgerät 2 im Blockschalt bild in seinen wesentlichen Bestandteilen. Die Infusions pumpe 4 besteht aus der eigentlichen Pumpe 22, einer Steuer- und Überwachungseinrichtung 24 sowie einem Tropfen- oder Durchflußmengenzähler 26 .

Der Programm- und Steuersignalgeber 8 besteht aus ver schiedenen Funktionseinheiten 28, 30, 32, 34, 36 und 38, die in vorbestimmbarer Weise zusammenarbeiten, um ein be stimmtes Infusionsprofil 40 zu erhalten (Fig. 3 bis 5).

Die Funktionseinheit 28 liefert den ersten Teil des Infusionsprofiles, das sogenannte Plateau 42 mit maximaler Infusionsrate (vgl. Fig. 3 bis 5). Hierzu ist ein auf die gewünschte Flüssigkeitsmenge voreinstellbarer Speicher 44 vorgesehen, dessen Inhalt mit der laufenden in einem Zähler 46 festgehaltenen infundierten Menge in einem Soll-/Istwert vergleicher 48 verglichen wird. Die jeweils gewünschte maxi male Infusionsrate (Tropfen oder Milliliter pro Zeiteinheit) wird in einen Speicher 76 eingegeben, dessen Inhalt über einen normalerweise geschlossenen Schalter 102 in einen Speicher 50 geladen wird, der zur Abspeicherung des jeweils aktuellen Strömungsgeschwindigkeitswertes für die Infusionspumpe 22 dient und dessen Ausgangssignal über die Steuer- und Über wachungseinrichtung 24 die Pumpe 22 entsprechend steuert. Sobald der Istwert den Sollwert erreicht hat, gibt der Ver gleicher 48 ein Steuersignal an die Funktionseinheit 30 ab.

Die Funktionseinheit 30 bestimmt zusammen mit den Funktionseinheiten 32 und 34 das Infusionsprofil in den sich an das Plateau 42 anschließenden Infusionsintervallen I, II, III, IV (vgl. Fig. 3 bis 5). Das Steuersignal des Vergleichers 48 aktiviert die Funktionseinheit 30. Der In halt eines beispielsweise die jeweiligen Flüssigkeitsmengen werte aufeinanderfolgender Intervallstufen I₁-I_n, . . ., IV₁-IV_n (vgl. Fig. 3 bis 4) enthaltenden Speichers 52 wird mit der laufenden Istmenge, die von einem Zähler 54 ermittelt wird, in einem Vergleicher 56 verglichen. Sobald der Istwert den Sollwert erreicht, wird ein Steuersignal an einen Sub trahierer 58 der Funktionseinheit 32 gegeben, welcher vom Inhalt des Speichers 52 einen bestimmten Wert abzieht, der in einem Speicher 60 für Mengenreduzierung abgespeichert ist. Der verringerte Mengenwert wird in einen Zwischenspei cher 52 gegeben und von dort in den Speicher 52 eingeschrie ben. Er stellt den Sollwert für die nächste Stufe des Inter valles, beispielsweise der Stufe I₂ des Intervalls I (vgl. Fig. 3) dar. Es erfolgt wieder der beschriebene Soll-/Ist wertvergleich mit nachfolgender Verringerung des Mengenvor gabewertes für den Speicher 52, bis eine vorbestimmte Stufen zahl erreicht ist. Diese wird in der Funktionseinheit 34 ermittelt, die einen Zähler 64 aufweist, der die Zahl der Subtraktionsvorgänge zählt und dessen Zählerstand laufend mit der in einem Speicher 66 abgespeicherten, dem jeweiligen Intervall entsprechenden vorbestimmten Soll-Stufenzahl in einem Vergleicher 68 verglichen wird. Wird die vorbestimmte Stufenzahl, beispielsweise n erreicht, steuert der Verglei cher 68 Speicher 70, 72 und die Speicher 60 und 66 an.

Der Speicher 70, der Teil der Funktionseinheit 36 ist, enthält die Mengenvorgabewerte für die einzelnen Intervalle, beispielsweise I-IV, die aufeinanderfolgend nach Durchlaufen jedes Intervalles in den Speicher 52 gegeben werden. Der Speicher 60 wird auf einen dem jeweils nächsten Intervall zugeordneten Verringerungswert gesetzt. Der Speicher 72 ent hält Werte (ggf. unterschiedliche), um die die im Speicher 76 abgespeicherten jeweils höchsten Infusionsraten von Inter vall zu Intervall erniedrigt werden sollen. Hierzu ist ein Subtrahierer 74 vorgesehen, dessen Ausgangsgröße, die der Differenz der Inhalte der Speicher 76 und 72 entspricht, wieder in den Speicher 76 gegeben wird und in einem Ver gleicher 78 mit einem minimalen Basis-Strömungsgeschwindig keitswert verglichen wird, der in einem Basiswertspeicher 80 abgespeichert ist.

Ist der im Subtrahierer 74 erhaltene Infusionsraten wert bzw. Strömungsgeschwindigkeitswert größer als der Basis wert, wird der Infusionsratenwert aus dem Speicher 76 in den Speicher 50 als der aktuelle Wert geladen, und zwar über den geschlossenen Schalter 102. Ist er gleich oder kleiner als der Basiswert, wird letzterer in den Speicher 50 geladen, und zwar über einen normalerweise offenen, zwischen den Spei chern 80 und 50 angeordneten Schalter 103, der durch eine Steuereinrichtung 101 umgeschaltet, d. h. geschlossen wird, welche gleichzeitig auch den normalerweise geschlossenen Schalter 102 umschaltet, d. h. öffnet. Die Steuereinrichtung 101 wird vom Vergleicherausgangssignal über eine Leitung 106 betätigt. Der jeweils im Speicher 50 stehende Wert bestimmt die jeweilige Infusionsrate der Infusionspumpe bzw. die je weilige Strömungsgeschwindigkeit der von der Infusionspumpe infundierten Flüssigkeit, wie oben schon erläutert worden ist.

Nach Erreichen des konstanten Basis-Geschwindigkeits wertes und nach Ablauf einer vorbestimmbaren Zeit T, auf die ein Ablauf-Zeitgeber 104 einstellbar ist (vgl. auch Fig. 3 und 5), wird das Infusionsgerät 2 automatisch abgeschaltet.

Da die maximale Infusionsrate bzw. Strömungsgeschwin digkeit, die Flüssigkeitsmengenvorgabe für das Plateau und die einzelnen Intervalle und Intervallstufen sowie die Stu fenzahl pro Intervall praktisch beliebig vorgebbar sind, kann auch jedes gewünschte Infusionsprofil realisiert werden, vgl. hierzu Fig. 3, in der beispielsweise die einzelnen In tervalle unterschiedlich lang und die Intervallstufen von Intervall zu Intervall in der Höhe abnehmen.

Das Infusionsgerät 2 sieht neben der automatischen Be triebsweise, die vorgehend beschrieben worden ist, noch eine sogenannte Infusion nach Bedarf vor, bei der die Möglichkeit besteht, unter bestimmten Voraussetzungen und in bestimmten Grenzen die Infusionsrate zu beeinflussen. Hierzu sind zu sätzlich im wesentlichen die Funktionseinheit 38 und weitere Bauteile der Schaltungsanordnung 36 vorgesehen. Mit Hilfe des Programmschalters 20 wird zunächst von der Automatikbe triebsart auf die Bedarfsbetriebsart umgeschaltet, d. h. der Schalter 20 wird geschlossen. Der Bedarfsbetrieb ist aber erst möglich nach dem Setzen, d. h. Freigeben einer Sperr einrichtung 90, die normalerweise gesperrt ist. Dies erfolgt durch ein Ausgangssignal des Vergleichers 48, also nach Durch laufen des Plateaus 42 , vgl. Fig. 4 und 5. Das Ausgangssignal des Vergleichers 48 wird, da der Schalter 20 geschlossen ist, außerdem der Steuereinrichtung 101 zugeführt, die zur Steue rung des normalerweise geschlossenen Schalters 102, der zwi schen den Speichern 76 und 50 angeordnet ist, und des zwischen den Speichern 80 und 50 angeordneten, im Bedarfsbetrieb normalerweise offenen Schalters 103 vorgesehen ist. Durch das Ausgangssignal des Vergleichers 48 wird über die Steuer einrichtung 101 eine Umschaltung des Schalters 102 in den geöffneten Zustand und des Schalters 103 in den geschlossenen Zustand bewirkt, wodurch von maximaler Infusionsrate (Plateau) auf die Basisinfusionsrate umgeschaltet wird. Über den Druck schalter 21 kann nach Freigabe der Sperreinrichtung 90 ein Speicher 82 angesteuert werden, in dem veränderbare, abruf bare Werte gespeichert sind, die vorgegebenen Flüssigkeits mengen für die einzelnen Intervalle entsprechen, die bei Be darf per Knopfdruck in einer vorgegebenen Zeit zusätzlich in fundiert werden können, wobei die Infusionsrate gleich der aktuellen, dem jeweiligen Infusionsintervall oder der jewei ligen Infusionsintervallstufe zugeordneten Rate ist, die laufend über das oben beschriebene Automatikprogramm er mittelt wird oder gesondert per Programm bestimmt wird, vgl. hierzu die Säulen 83 in den Fig. 4 und 5.

Sobald ein (realer) Druckschalter-Bedarfsimpuls die Sperreinrichtung passiert, wird gleichzeitig mit dem An steuern des Speichers 82 die Steuereinrichtung 101 ange steuert, die eine erneute Umsteuerung der Schalter 102 und 103 bewirkt; d. h. Schalter 102 schließt und Schalter 103 öffnet.

Mit dem Setzen des Speichers 82 läuft ein Zeitglied oder ein Zähler 84 ab, dessen Zeitkonstante oder Zähler stand dem jeweiligen aktuellen Inhalt des Speichers 82 zugeordnet ist. Nach Ablauf des Zeitgliedes oder nach Er reichen des Zählerstandes Null des Zählers wird wiederum die Steuereinrichtung 101 betätigt, die den zwischen Spei cher 80 und Speicher 50 angeordneten Schalter 103 und gleich zeitig den Schalter 102 erneut umschaltet, d. h. der Schalter 103 wird geschlossen und Schalter 102 geöffnet, so daß über den Speicher 80 wieder der Basiswert für die Strömungsge schwindigkeit in den Speicher 50 geladen und die Pumpe 22 entsprechend über die Steuer- und Überwachungseinrichtung 24 gesteuert wird. Gleichzeitig wird ein weiterer Speicher 86 gesetzt, in den veränderbare Werte abrufbar gespeichert sind, die einer Flüssigkeitsmenge für eine nachfolgende sogenannte refraktäre Pause 87 entsprechen, in der mit der Basisinfu sionsrate infundiert wird. Mit Ansteuerung des Speichers 86 wird ein auf die refraktäre Pausenzeit einstellbares Zeit glied oder einstellbarer Zähler 88 angesteuert, das bzw. der abläuft und nach Ablauf bzw. Erreichen des Zählerstandes Null ein Schaltsignal abgibt, das der Sperreinrichtung 90 zuge führt wird.

Nach Ansteuerung des Speichers 82 und der Steuerein richtung 101 wird die Sperreinrichtung 90 wieder in den Sperrzustand geschaltet, damit während der erhöhten Infusion nicht ein weiterer Infusionsvorgang mit erhöhter Infusions rate gestartet werden kann. Erst nach Ablauf der refraktären Pause 87, d. h. nach Ablauf des Zählers 88, wird die Sperr einrichtung durch das Ausgangssignal dieses Zählers wieder in den Durchlaßbetrieb geschaltet.

Ein wirksames Bedarfssignal des Druckschalters 21 steuert gleichzeitig den Speicher 76 an und bewirkt die Übertragung des jeweiligen maximalen Strömungsgeschwindig keitswertes in den Speicher 50 zur entsprechenden Steuerung der Infusionspumpe 22.

Jeder Tastendruck des Schalters 21 wird in einem Zähler 92 und jedes wirksame, den Speicher 82 ansteuernde Bedarfssignal in einem Zähler 94 gezählt. Die Differenz beider Zählerstände wird laufend in einem Vergleicher 96 ermittelt. Das der Differenz entsprechende Ausgangssignal ist ein Maß für ein bestimmtes Defizit. Wenn dieses Defizit einen bestimmten Betrag übersteigt, wird ein Alarmsignal ausgelöst, welches dazu verwendet wird, die refraktären Pau senwerte im Speicher 86 und Zähler 88 manuell oder automa tisch zu korrigieren, d. h. zu verkleinern, um so die Sperr einrichtung 90 wieder schneller in den Durchlaßzustand zu schalten und um damit die praktisch realisierbare Häufigkeit der Bedarfsinfusionsimpulse zu erhöhen.

Nach Ablauf des Bedarfsbetriebs wird der im Speicher 80 abgespeicherte Basis-Strömungsgeschwindigkeitswert über den Vergleicher 78 in den Speicher 76 für den jeweils höchsten Strömungsgeschwindigkeitswert abgespeichert, so daß der Speicher 50 auch bei Freigabe der Sperreinrichtung 90 im Bedarfsfalle nur den Basis-Strömungsgeschwindigkeitswert erhält und die Infusionspumpe 22 dementsprechend auch nur mit der Basisinfusionsrate arbeitet.

Die Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei der eine Infusions maschine 100 über ein vorgegebenes Programm von einem Pro zessor 102 gesteuert wird, der sämtliche Steuersignale er zeugt, die zur Steuerung der Infusionsmaschine nach einem vorgegebenen Infusionsprofil notwendig sind. Das Infusions profil und das notwendige Programm sind in einem Speicher 104 abgespeichert, wobei über eine Eingabeeinheit 106 eine Ände rung des Programmes und des Infusionsprofiles möglich ist. Ein Interface 108 stellt die Verbindung zwischen Infusions maschine und Prozessor sowie zu einer Ausgabeeinheit 110 her, mit der sämtliche angegebenen Daten, die laufenden Werte während des Infusionsvorganges und das Infusionsprofil wie dergebbar sind.

Sämtliche eingesetzten Speicher sind vorzugsweise Schreib-/Lesespeicher. Die Infusion der Flüssigkeit und die Messung der infundierten Menge erfolgt in Tropfen pro Zeit einheit, beispielsweise Tropfen/min. oder in Millimeter pro Zeiteinheit, beispielsweise ml/h.

Es soll nochmals Bezug genommen werden auf die Fig. 3, 4 und 5. Die Fig. 3 zeigt ein vollständiges Infusionsprofil für einen vollautomatischen Infusionsbetrieb ohne Eingriffs möglichkeit über den Bedarfsschalter 21. Es besteht im Prin zip aus dem bereits erwähnten Plateau 42 mit maximaler In fusionsgeschwindigkeit über eine vorbestimmte Zeit t ₁. An dieses Plateau schließen sich je nach Aufgabe mehrere In fusionsintervalle I bis IV mit vorbestimmten Zeiten t ₂ bis t ₅ an, in denen die infundierte Flüssigkeitsmenge stufen weise verringert wird, was beispielsweise durch stufenweise Verringerung der Infusionsrate bzw. Strömungsgeschwindigkeit für gleiche Stufenzeiten pro Intervall erreicht wird. An das letzte Intervall IV schließt sich eine Phase konstanter, minimaler Infusionsgeschwindigkeit (Basiswert) an. Nach Ab lauf einer vorbestimmten Gesamtzeit T wird die Infusion be endet.

Die Fig. 4 zeigt einen Teil eines Infusionsprofils, das im Bedarfsbetrieb, also mit sogenannter Patientenrückkopp lung, d. h. durch manuellen Eingriff, d. h. durch Betätigung des Schalters 21 (Fig. 2) erhalten werden kann. Nach Durch fahren des üblicherweise vorgesehenen Plateaus 42 wird die Infusionsgeschwindigkeit auf den Basiswert abgesenkt. Es besteht dann die Möglichkeit, nach Bedarf in den einzelnen Intervallen über eine vorbestimmte Zeit mit der für das be treffende Intervall vorgesehenen höchsten Infusionsgeschwin digkeit eine vorgegebene Menge an Flüssigkeit (Säule 83) zu sätzlich zu infundieren. Nach jeder solcher zusätzlichen kurzzeitigen Bedarfsinfusion (Infusionsimpuls) ist eine so genannte refraktäre Pause 87 vorgesehen, in der die Infu sionsgeschwindigkeit auf den Basiswert (oder auch Null) ab gesenkt wird und in der keine weitere Bedarfsinfusion, d. h. kein weiterer Infusionsimpuls möglich ist. Erst nach Ablauf dieser refraktären Pause 87 ist wieder eine Bedarfsinfusion möglich. Im zweiten Intervall sind maximale Infusionsge schwindigkeit bzw. Tropf- oder Strömungsgeschwindigkeit pro Bedarfsinfusion und Gesamtmenge verkleinert. Gemäß Fig. 4 erfolgt nach dem Intervall II eine Absenkung auf die Basisinfusionsgeschwindigkeit, so daß hier ein zusätz licher Infusionsimpuls mit höherer Infusionsrate nicht mehr möglich ist.

Die Fig. 5 zeigt ein Infusionsprofil, das im Prinzip dem nach Fig. 4 ähnlich ist; nur ist hier nicht nur eine Verringerung der Infusionsgeschwindigkeit und der Gesamt infusionsmenge von Intervall zu Intervall vorgesehen, sondern in jedem Intervall wird diese Größe bereits im Prinzip wie beim Automatikprogramm nach Fig. 3 stufenweise verringert, so daß praktisch hinsichtlich der maximalen Infusionsge schwindigkeit auch noch für jedes Intervall eine mehrfache Abstufung vorgesehen ist. Diese Abstufung kann sich, wie dargestellt, von Intervall zu Intervall ändern, um beispiels weise eine e-Funktion nachzubilden.

Das oben beschriebene Infusionsgerät kann wie folgt eingesetzt werden:

a) Intraoperativ: Kombinationsnarkose mit kontrollierter Schmerzmittel-Infusion mit Verringerung;
b) postoperative Schmerzbehandlung: Mit kontrollierter Patienten-Eigensteuerung und Verringerung;
c) Schmerzbehandlung in der Geburtshilfe: Im Prinzip wie unter b), und
d) Intensivmedizin: Kontrollierte Infusion von z. B. Strophanthin beim Herzinfarkt mit auto matischer Verringerung über 24 Stunden.

Einige Beispiele zu den Einsatzgebieten sollen nach folgend angegeben werden:

Beispiel 1:

Intraoperativ: 0,2% Tramadol-Lösung, Minimalgeschwin digkeit (Minimaldosis) als konstante Geschwindigkeit von 12 Tropfen/Min., keine refraktäre Pause, Maximalgeschwin digkeit (Maximaldosis) 99 Tropfen/min., Verringerung in dem I. Intervall (I. Verringerungsphase) 20 Tropfen/min., in der II. Verringerungsphase 9 Tropfen/min., Beginn der Verringerung nach 15 Minuten und Dauer der einzelnen Stufen in dem I. und II. Intervall bzw. in der I. und II. Verringe rungsphase 5 Minuten.

Das bedeutet, daß die Dauer der Verringerungsphasen I. und II. zusammen 30 Minuten beträgt und daß danach mit Be ginn der 45. Minute die Infusionsgeschwindigkeit konstant bis Operationsende 12 Tropfen/min., beträgt.

Beispiel 2:

Postoperative Schmerzbehandlung: 0,2% Tramadol, Mini malgeschwindigkeit 6 Tropfen/min., refraktäre Pause 5 Mi nuten, Maximalgeschwindigkeit 99 Tropfen/min. über 2 Minuten (Infusionsimpulsdauer), Verringerung um 20 Tropfen/min., beginnend nach 60 Minuten, Dauer jeder einzelnen Verringe rungsphase (= Intervall) ebenfalls 60 Minuten. Dabei wird die konstante Minimalgeschwindigkeit von 6 Tropfen/min. am Ende der 5. Stunde erreicht, entsprechend 36 mg Tramadol pro Stunden.

Beispiel 3:

Schmerzbehandlung in der Geburtshilfe: Im Prinzip ähn lich wie Beispiel 2.

Beispiel 4:

Intensivmedizin: Ein Patient mit frischem Herzinfarkt benötigt in kürzest möglicher Zeit die sogenannte Sätti gungsdosis (z. B. von Strophanthin) und daran anschließend die Konstanthaltung als sogenannte Erhaltungsdosis. Ein derartiges Programm könnte etwa so aussehen: 1 mg Strophan thin in 500 ml, Minimalgeschwindigkeit 19 Tropfen/min., keine refraktäre Pause, Maximalgeschwindigkeit (Maximal dosis) 99 Tropfen/min., Maximaldosis über eine Laufzeit von 7 Tagen; eine Verringerung von 5 Tropfen/min., beginnend nach 8 Stunden (480 Minuten), Dauer der einzelnen Verringe rungsphase (= Intervall) 60 Minuten. Dann wird nach ingesamt 24 Stunden die konstante Minimalgeschwindigkeit als Erhal tungsdosis erreicht.

Claims

1. Gerät zur geregelten Infusion von Flüssigkeiten, mit einem Flüssigkeitsvorratsbehälter und einer elektrisch angetriebenen Infusionspumpe, die die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in eine Infusionsleitung fördert, mit einem Programm- und Steuersignalgeber, der eine Steuer einrichtung ansteuert, die in den einzelnen Infusions intervallen die Förderleistung der Infusionspumpe ent sprechend vorgegebenen Infusionsraten steuert, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Programm- und Steuersignalgeber (8) eine einem ersten Infusionsintervall (t ₁) zugeordnete erste Ein richtung (28) aufweist, die bei Ansteuerung ein erstes Steuersignal erzeugt, das die Infusionspumpe (22) zur Abgabe einer ersten, die Wirkungsschwelle schnell über steigenden Infusionsmenge mit maximaler Infusionsge schwindigkeit steuert,
- daß der Programm- und Steuersignalgeber (8) eine zweite Einrichtung, bestehend aus drei Baugruppen (30, 32, 34) aufweist, die einer dem ersten Infusionsintervall folgen den Infusionsphase zugeordnet ist und die bei Ansteuerung durch ein das Ende des ersten Infusionsintervalles an zeigendes Signal ein zweites Steuersignal erzeugt, das eine stetige oder stufenweise Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der infundierten Flüssig keit über eine vorgebbare Zeit zur Aufrechterhaltung der Serumkonzentration zwischen Wirkungsschwelle und Toxizitätsschwelle bewirkt, und
- daß eine dritte Einrichtung (36 ) die jeweilige In fusionsrate mit einer vorgegebenen Basisinfusions rate vergleicht und bei Erreichen oder Unterschreiten der Basisinfusionsrate ein drittes Signal erzeugt, das die Infusionspumpe zur Abgabe einer vorbestimmten Infusionsmenge mit der Basisinfusionsrate steuert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine manuell betätigbare Einrich tung (38) zur Änderung der Infusionsrate vorgesehen ist, die bei Betätigung ein Steuersignal erzeugt, welches un mittelbar die Infusionspumpe zur Förderung zusätzlicher Infusionsmengen in dem jeweiligen Intervall steuert und die nach Abfall des Steuersignales ein Sperrsignal erzeugt, das die Infusionspumpe kurzzeitig (refraktäre Pause 87) abschaltet.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Programm- und Steuer signalgeber (8) eine vierte Einrichtung (34) aufweist, die die Länge der einzelnen Infusionsintervalle steuert und überwacht sowie die Strömungsgeschwindigkeit der stufenweise oder stetig zu verringernden, zu infundierenden Flüssigkeitsmenge und die Stufenzahl oder Infusionszeit in den aufeinanderfolgenden Infusionsintervallen auf zu geordnete Vorgabewerte umschaltet.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die manuell betätigbare Einrichtung (38) die Förderung der zusätzlichen Infusionsmenge in vorgebbarer Zeit in Ab hängigkeit von der jeweiligen maximalen Infusionsmenge und der bereits infundierten Menge steuert und die Infusions pumpe auf die Basis-Strömungsgeschwindigkeit nach Infusion dieser Flüssigkeitsmenge umschaltet.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß mit der Erzeugung des Sperrsignales ein die refraktäre Pause definierendes Zeitglied (86, 88) betätigt wird, nach dessen Ablauf das Sperrsignal zurück gesetzt wird.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Einrichtung (28) einen Speicher (44) aufweist, in dem ein einer bei maximaler Strö mungsgeschwindigkeit zu infundierenden maximalen Flüssig keitsanfangsmenge (Plateau 42) entsprechender Sollwert ab gespeichert ist, welcher mit dem in einer Meßeinrichtung (46) laufend gemessenen Istwert der infundierten Flüssigkeits menge in einem Vergleicher (48) verglichen wird, welcher bei Erreichen des Sollwertes durch den Istwert ein Ausgangs signal abgibt, das als Steuersignal der zweiten Einrichtung zugeführt wird.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 6, da durch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung einen ersten Speicher (52) aufweist, in dem ein oder mehrere in dem Plateau ( 42) folgende Infusions intervalle (I, . . . IV) zu infundierende Flüssigkeitsmengen entsprechende, abrufbare Vorgabe-Sollwerte abgespeichert sind, die mit dem in einer Meßeinrichtung (54) laufend ge messenen Istwert der infundierten Flüssigkeitsmenge in einem Vergleicher (56) verglichen wird, welcher bei gleichem Ist- und Sollwert ein Ausgangssignal erzeugt, das einen Sub trahierer (58) ansteuert, dessen einer Eingang zur Übernahme des Vorgabe-Sollwertes mit dem ersten Speicher (52) und dessen anderer Eingang zur Übernahme eines Verringerungswertes mit einem zweiten Speicher (60) verbunden ist und an dessen Aus gang ein Signal erscheint, das dem sich aus Vorgabe-Sollwert und Verringerungswert ergebenden Differenzwert entspricht, welcher in den ersten Speicher (52) geladen wird, und das der vierten Einrichtung (34) zugeführt wird.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Differenzwert vor der Eingabe in den ersten Speicher (52) in einem Zwischenspeicher (62) zwischengespeichert wird.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ausgangssignal des Subtrahierers (58) aufeinanderfolgend die im Speicher (52) gespeicherten Vorgabe-Sollwerte abruft.

10. Gerät nach Anspruch 3, 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die vierte Einrichtung (34) einen Speicher (66) aufweist, in dem ein oder mehrere der Zahl von Subtraktionsvorgängen bzw. der zugeordneten Stufenzahl entsprechende Sollwerte gespeichert sind, wel che mit dem die Subtraktionsvorgänge bzw. Ausgangssignale des Subtrahierers (58) oder Zwischenspeichers (62) anzei genden Ist-Zählerstand eines Zählers (64) in einem Ver gleicher (68) verglichen werden, an dessen Ausgang bei Gleichstand von Ist- und Sollwert ein Ausgangssignal an steht.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ausgangssignal des Vergleichers (68) für das Folgeinfusionsintervall (I, II, III oder IV) die Übertragung eines neuen Vorgabe-Sollwertes aus einem Speicher (70) in den Speicher (52) steuert.

12. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ausgangssignal des Vergleichers ( 68) für das Folgeinfusionsintervall die Aktivierung oder Übertragung eines neuen Verringerungswertes im oder in den Speicher (66) steuert.

13. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die dritte Einrichtung (36) einen Speicher (50) aufweist, in dem ein der jeweils höchsten Strömungs geschwindigkeit entsprechender Signalwert für die Steuerung der Infusionspumpe abgespeichert ist, ferner einen Sub trahierer (74), der vom Ausgangssignal des Vergleichers (56) der zweiten Schaltungsanordnung (30, 32) angesteuert wird, an dessen einem Eingang der Signalwert des Speichers (50) und an dessen anderem Eingang der Ausgang eines Spei chers (72) angeschlossen ist, in dem ein oder mehrere Ver ringerungswerte abgespeichert sind, und an dessen Ausgang ein Signal erscheint, das dem sich aus dem Wert des Spei chers (50) und dem Verringerungswert des Speichers (72) ergebenden Differenzwert entspricht, welcher mit dem in einem Speicher (80) abgespeicherten Basis-Strömungsge schwindigkeitswert in einem Vergleicher (78) verglichen wird, dessen Ausgangssignal die Übertragung des Differenz wertes in dem Speicher (50) steuert, wenn der Differenz wert den Basis-Strömungsgeschwindigkeitswert überschreitet und dessen Ausgangssignal die Übertragung des Basis-Strö mungsgeschwindigkeitswertes in den Speicher (50) steuert, wenn der Differenzwert gleich dem Basis-Strömungsgeschwin digkeitswert ist oder diesen unterschreitet.

14. Gerät nach Anspruch 2 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die manuell betätigbare Einrichtung (38) einen Bedarfsschalter (21) aufweist, dessen bei Betätigung abge gebenes Ausgangssignal über eine Sperreinrichtung (90) eine Einrichtung zur Erhöhung der Flüssigkeits-Strömungsgeschwin digkeit durch die Infusionspumpe (22) ansteuert für einen zusätzlichen Infusionsimpuls.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß die manuell betätigbare Einrichtung (38) einen Speicher (82) aufweist, in dem vorgebbare Bedarfsmengenwerte abgespei chert sind.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Speicher (82) ein Zähler (84) nachgeschaltet ist, dessen Zählerstand auf den jeweils aktuellen Inhalt des Speichers (82) setzbar ist und der bei Ansteuerung des Zählers heruntergezählt wird und der ferner bei Erreichen des Zählerstandes 0 ein Ausgangs signal erzeugt, das den Inhalt des Speichers (80) in den Speicher (50) überträgt und gleichzeitig einen Speicher (86) ansteuert, in dem vorgebbare Pausewerte für eine nachfolgende refraktäre Pause abgespeichert sind und dem ein Ablaufzähler (88) nachgeschaltet ist, dessen Zähler stand auf den Inhalt des Speichers (86) setzbar und herunterzählbar ist und der bei Erreichen des Zählerstandes 0 ein Steuersignal abgibt, das die Sperreinrichtung (90) in den leitenden Zustand schaltet.

17. Gerät nach Anspruch 14 oder 16, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (90) durch das Ausgangssignal des Vergleichers (48) der ersten Schaltungsanordnung (28) in den leitenden Zustand und durch das dem Speicher (82) zugeführte Bedarfssignal des Bedarfsschalters (21) in den nichtleitenden Zustand und durch ein aus dem Automatikbetriebszustand des Infusions gerätes abgeleitetes Signal in einen Dauer-Sperrzustand geschaltet wird.

18. Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedarfsschalter signale des Bedarfsschalters (21) und die von der Sperr einrichtung durchgelassenen Bedarfsschaltersignale in zu geordneten Zählern (92, 94) gezählt werden, deren Zäh lerstände durch einen Vergleicher (96) laufend miteinander verglichen werden, welcher bei Überschreitung einer vor gebbaren Differenz zwischen beiden Zählerständen ein Aus gangssignal zur Ansteuerung einer Warneinrichtung erzeugt.

19. Gerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Programm- und Steuer signalgeber (8) ein programmierbarer Prozessor (102) ist, der nach einem in einem Programmspeicher (104) gespeicher ten, über eine Eingabeeinheit (106) änderbaren Programm die Infusionspumpe (22) steuert und die Infusionsvorgänge überwacht, und daß eine Ausgabeeinheit (110) zur optischen und/oder grafischen Wiedergabe der Eingabedaten, des In fusionsprofils und der laufenden Infusionsdaten vorge sehen ist.