DE3344849A1 - Sicherheitseinrichtung mit stromausfallcharakter fuer infusionsregelgeraete - Google Patents

Description

• Sicherheitseinrichtung mit Stromausfallcharakter für
• 1 nfus i onsregel geräte Bei Infusionsregelgeräten, die nach dem heutigen Stand der Technik mit aufwendigen elektronischen Steuerungen und empfindlicher Mechanik ausgerüstet sind, können Ausfall von elektronischen Bauteilen oder Störungen in der Mechanik eine Oberdosierung der Arzneimittel mit konsequenten Schäden für den Patienten bewirken.
• (Fig. 1) Es ist bekannt, daß die Infusionstherapie so erfolgt: aus einem höher gelegenen Behälter (1) wird eine Lösung, die wirksame Arzneimittel enthält, durch eine Schlauchleitung (2) direkt mittels einer kanüle (3) dem Kreislauf des Patienten zugeführt. Diese Schlauchleitung besteht in der Regel aus einer Tropfkammer (4.), in die die Lösung tropfenweise fließt und einem Regelorgan, normalerweise eine Rollklemme (5), die die Aufgabe hat, durch eine progressive Quetschung des Sunststoffschlauches das Lumen des Schlauches selbst zu verringern, um die Tropfrate und dementsprechend die Fließgeschwindigkeit zu beeinflußen, damit eine exakte Dosierung der in dem Lösungsmittel enthaltenen Arznei erfolgen kann. Diese Anordnung hat sich für die Verabreichung von untergeordneten Lösungen und für kurze Verabreichungszeiten bewährt.
• Wenn aber hochwirksam2 Lösungen oder Langzeitinfusionen verabreicht werden sollen, geniigt diese Anordnung nicht der erforderlichen Genauigkeit. Viele Faktoren beeinflußen die Tropfratengenauigkeit: das Sinken des hydrostatischen Druckes durch das Leerwerden des Behälters, das Fließvermögen des 'suns.stoffrohres (i.d.R. Weich-PVC) an der Quetschstelle in der Rollklernme, tnderungen in der Lage des Patienten und der Scnlauchführung (&~nickstellen), Anderunsen des t.reislaufzustandes des Patienten selbst. Um diese Umstände auszuschalten und eine ausreichende Genauigkeit wahrend der gesamten Infusionszeit zu gewährleisten, sind seit über 10 Jahren elektromechanische Regeleinrichtungen, die schematisch dargestellt erden, in Gebrauch.
• (Fig. 2,3,4,5) An der Tropfkammer wird ein photoelektrisches Tropfenerfassungsgerät (6) angebracht, das die fallenden Tropfen erfa3t und die Ist-Tropfrate feststellt. Durch einen Kodierschalter (7) oder andere dafür geeignete Vorrichtungen, wie z.B. ein Potentiometer oder ein Tastenfeld, wird die Soll-Tropfrate eingestellt. Die Tropfrate kann in weiten Grenzen variieren, normalerweise von 1 - 200 Tropfen/Min. oder, wenn die Elektronik dafür ausgelegt ist, die Tropfen in Volumen zu konvertieren, von 1 bis über 1000 ml/Std. Eine dafür geeignete Elektronik (3) vergleicht den Istwert mit dem Sollwert und erteilt einer mechanischen Regeleinrichtung entsprechende Steuerbefehle, um die Fließgeschwindigkeit zu beeinflußen. Der mechanische Teil eines Infusionsregelgerätes besteht z.E. aus einem Getriebe (in diesem Fall ein Platinengebtriebe) (10), einer Nocke (11) mit einem festen Anschlag (12), einem D-förmiaen Hebel (13), an dem ein Schwert (14) befestigt ist, das den Infusionsschiauch (2) gegen ein festes Widerlager (15) mehr oder weniger quetscht, entsprechend der Lage der Nocke (11), die vom Stellmotor (9) bestimmt wird, einer Zugfeder (16), die ein Anlegen des Hebels (13) an die Nocke (11) unterstützt, einem Mikroschalter (17), der die vordere Endlage des Hebels (13) meldet, einer Trommel (18), die solidarisch auf einer Getriebewelle (22) befestigt ist, dem Ende einer Rollfeder (20), das an der Peripherie der Trommel (18) befestigt ist, während das aufgerollte Ende auf einer freidrehbaren Rolle (19) gelagert ist, einem Relais (21), das im Ruhestrom unterbrechend ist und zwisch dem Stellmotor (9) und der elektronischen Schaltung (8), die die Sicherheitsanforderungen des TOV erfüllt, geschaltet ist.
• Die Funktion ist wie folgt: (Fig. 3,4,5) Bei jedem Einschalten des Gerätes oder auch jeweils vor Beginn jedes Infusionsvorganges wird durch den Stellmotor (9), i.d.R.
• ein Schrittmotor, die Nocke (11) soweit von ihrem festen Anschlag (12) in Richtung "Durchfluß auf" gedreht, bis der Mikroschalter (17), der die Lage des Regelhebels, in diesem Fall der Hebel (13) plus Schwert (14), erkennt, betätigt wird. Wichtig ist, daß der Hebel (13) einen ausreichenden Oberhub inne hat, um den Mikroschalter (17) betätigen zu können, ohne daß ein Durchfluß beginnt, was einfach zu bewältigen ist, da der weiche Schlauch (2) leicht überzuquetschen ist. Ein Zeitglied in der Schaltung (8) überwacht, daß die Betätigung des Mikroschalters (1 innerhalb einer festgelegten Maximalzeit erfolgt. Sollte dies nicht der Fall sein, ist sicherlich ein Fehler im System, wie z.B. eine Verklemmung in der Kinematik, eine Funktionsstörung im Mikroschalter (17). In diesem Fall meldet die elektronische Schaltung (8) "Gerät fehlerhaft", gibt Alarm und unterbindet einen Infusionsbeginn. Während des Vorgangs des Aufdrehens wird die Feder (20), die eine ausreichende Vorspannung hat, um die Nocke (11) bis zum festen Anschlag (12) zurückzudrehen, auf die Trommel (18) aufgewickelt. Bei Betätigung des Mikroschalters (17) unterbricht eine geeignete Einrichtung, wie z.B. ein Sicherheitsrelais (21) mit in Arbeitsstrom geschlossenen Kontakten, die Stromzufuhr zum Stellmotor (9), so daß die Federkraft die Nocke (11) zurückdrehen und der Hebel (13) den Mikroschalter (17) in umgekehrter Richtung betätigen kann.
• Erfolgt dieses nicht innerhalb einer festgelegten Zeit, bedeutet dies, daß die Feder (20) ihre Funktion nicht korrekt ausübt und die Nocke (11) wird motorisch zurückgedreht. Analog zu dem oben Beschriebenen wird ein Alarm signalisiert und ein Infusionsbeginn unterbunden. So werden dynamisch alle Komponenten der Regel- und Sicherheitseinrichtung wie: Gängigkeit des Getriebes, Funktion des Stellmotors, Bruchfreiheit der Rückholfeder, Mikroschalter- und Sicherheitsrelaisfunktion, überprüft und somit die TOV-Anforderungen erfüllt, die eine jeder Zeit von Stromzufuhr unabhängige Sicherheitsschließeinrichtung verlangen.
• Eine weitere Besonderheit des Systems ist folgende: Der Stellmotor (9) arbeitet erfahrungsgemäß nicht kontinuierlich sondern beharrt beim Erreichen des Soll durchfl ußes oft längere Zeit in einer festen Stellung. Um den Stromverbrauch während dieser Zeit zu senken - ein wichtiges Anliegen insbesondere bei batteriebetriebenen Geräten -, wird der Motorstrom durch Takten Vorschalten von Widerständen oder anderen geeigneten Mittel soweit gesenkt, bis das Haltemoment des Stellmotors (9) eben ausreichend ist, um der Federkraft entgegenzuwirken und das System in der Waage gehalten werden kann.
• Anstelle einer Rollfeder (20) können auch andere Federformen zur Anwendung kommen wie Spiralfeder, Schenkelfeder, aufgerollte Spiralfeder oder ähnliches, vorzugsweise mit einer flachen Kennlinie.
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Claims (4)

1. Patentansprüche (12 Sicherheitseinrichtung mit Stromausfallcharakter für Infusionsregelgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgespanntes federndes Element während des motorischen Uffnungsvorganges sich auf einer der Getriebewellen der Regeleinrichtung aufwickelt und beim Entfallen des Motorstroms das Getriebe in die ursprüngliche Lage zurückbringt.
2. 2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise eine auf- und abwickelfähige Blattfeder angewendet wird, wie z.B. eine Roll- oder Spiralfeder.
3. 3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorstrom während der Ruhezeit soweit verringert wird, bis er eben ausreicht, um der Federkraft entgegenzuwirken.
4. 4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorstrom durch ein Relais oder eine andere geeignete Einrichtung unterbrochen werden kann, um die Federkraft rasch wirken zu lassen zu können.