DE3538890C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Regulierung des Durchflusses bei der Schwerkraft-Infusion und -Transfusion mit einem zwischen einem Einlaufkanal und einem Auslaufkanal angeordneten, stufenlos verstellbaren Ventil.

Derartige Vorrichtungen, die heute in Kliniken und Arztpraxen zur Regulierung des Durchflusses der zu verabreichenden Flüssigkeit eingesetzt werden, sind häufig als Rollenklemmen ausgebildet. Aufgrund des Kriechverhaltens des Schlauches sowie der Rollenklemme kann eine genaue Dosierung nach einmaligem Einstellen nicht erreicht werden. Es wird in der Regel eine exponentielle Abnahme der Tropfgeschwindigkeit mit der Zeit beobachtet. Insbesondere ist es schwierig, eine kleine Tropfenrate innerhalb der zulässigen Toleranz über Stunden einzuhalten.

Darüber hinaus wird die Tropfgeschwindigkeit vom venösen Druck des Patienten stark beeinflußt. So kann z. B. durch Aufsetzen des Patienten und damit Anstieg des Venendruckes die Tropfgeschwindigkeit um 50% abnehmen.

Aus der DE 28 53 200 C2 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der zwischen Einlaufkanal und Auslaufkanal eine Schlauchklemme als stufenlos verstellbares Ventil vorgesehen ist. In einer modifizierten Ausführung findet zwischen der Schlauchklemme und der Infusionsnadel eine selektiv einschaltbare Druckerhöhungseinrichtung Verwendung, die einen Druck erzeugt, der über dem durch die Schwerkraft hervorgerufenen Druck im Infusionsschlauch liegt. Diese Druckerhöhungseinrichtung benötigt ein aktives Stellglied zur Erzeugung der Druckerhöhung. Eine Druck- bzw. Durchflußregelung ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich.

In der DE-OS 23 49 996 ist eine Vorrichtung zur Entnahme von Blutproben beschrieben, die bei der Absaugung von Blut aus einer Vene in einen Vakuumbehälter eingesetzt wird. Um einen Rückfluß von Flüssigkeit aus dem Vakuumbehälter zum Patienten zu verhindern, ist die Vorrichtung mit einem Rückschlagventil in Form einer elastischen Scheibe ausgestattet. Diese Vorrichtung kann weder zu Infusions- oder Transfusionszwecken eingesetzt werden, auch ist Durchflußregelung nicht vorgesehen.

Des weiteren ist aus dem DE 79 17 008 U1 ein für den Einbau in das Unterteil einer Tropfkammer vorgesehenes Rückschlagventil bekannt. Eine Durchflußregelung ist mit einem solchen Rückschlagventil funktionsbedingt nicht möglich.

Aus der DE 27 03 163 C2 eine Infusionsregelvorrichtung mit einer auf eine flexible Schlauchleitung einwirkenden peristaltischen Pumpe und einer Strömungsdrossel in dem der Pumpe nachgeordneten Schlauchleitungsabschnitt zu entnehmen. Die Strömungsdrossel dient der Druckerhöhung in diesem Abschnitt und stellt eine Rückverformung der flexiblen Schlauchleitung im Bereich der Pumpe sicher. Auch hierbei ist ein aktives Stellglied erforderlich.

Ausgehend von dem Stand der Technik nach der DE 28 53 200 C2 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß die Sicherheit für den Patienten erhöht wird und ein konstanter Flüssigkeitsstrom zur exakten Dosierung einstellbar und haltbar ist. Die Vorrichtung soll unabhängig vom Schlauch und ebenfalls weitgehend unabhängig vom Venendruck des Patienten arbeiten, so daß die Tropfenrate nach einmaligem Einstellen konstant gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Flüssigkeitsstrom hinter dem Ventil eine verschließbare Drosselstelle vorgesehen ist, die durch eine Membran und die Austrittsöffnung des Auslaufkanals gebildet ist, wobei die andere Seite der Membran mit dem Einlaufkanal verbunden ist, und wobei die Austrittsöffnung einen scharfkantigen Rand aufweist, der einen Ventilsitz für die Membran bildet, die in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Drücke auf beiden Seiten der Membran gegen den Rand oder von diesem weg bewegt wird.

Erfindungsgemäß ist also nicht nur ein Ventil vorhanden, durch das eine stufenlose Regulierung des Durchflusses möglich ist, sondern es ist eine zweite, die Strömung beeinflussende Einrichtung parallel geschaltet, die durch die Membran gebildet wird. Diese Membran steht unter dem Druck sowohl im Einlaufkanal als auch im Auslaufkanal und kann sich daher unter Berücksichtigung dieser Drücke verstellen. Zusammen mit der Austrittsöffnung des Auslaufkanals bildet sie eine Drosselstelle, um unter Berücksichtigung des Venendruckes des Patienten eine Regulierung des Durchflusses dadurch zu erreichen, daß der Druck vor der Austrittsöffnung des Auslaufkanals aufgrund des erhöhten Strömungswiderstandes in der Blutbahn gesteigert und somit die Membran stärker von der Austrittsöffnung abgehoben wird. Die Erhöhung des Venendruckes des Patienten kann damit durch einen verringerten Drosselungseffekt der Membran vor der Austrittsöffnung ausgeglichen werden, wodurch eine konstante Durchflußgeschwindigkeit erzielt werden kann. Eine entsprechend umgekehrte Regulierung erfolgt selbstverständlich bei Verminderung des Venendruckes, und zwar selbsttätig und ohne aktive Stellglieder.

Das Konstanthalten der Tropfenrate der Flüssigkeit wird durch die Kombination einer stabilen Feindosierung und einer Regulierung des Durchflusses beim veränderten Venendruck des Patienten erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 8.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 Schnitte und Draufsichten durch die drei Teile, die in der Fig. 2 auseinandergezogen dargestellt sind;

Fig. 4 einen Schnitt und eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit geschlossenem Ventil;

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung, jedoch mit vollständig geöffnetem Ventil;

Fig. 6 eine den Fig. 4 und 5 entsprechende Darstellung, jedoch mit fast geschlossenem Ventil; und

Fig. 7 eine den Fig. 4 bis 6 entsprechende Darstellung, jedoch mit im Verhältnis zu Fig. 6 etwas weiter geöffnetem Ventil.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht aus drei Hauptbauteilen, einem Oberteil 1, einem Unterteil 2 und einer Scheibe 3. Da das Oberteil 1 im Verhältnis zu den Teilen 2 und 3 durch Verdrehung verstellbar ist, sind diese Teile grundsätzlich zylindrisch aufgebaut.

Das Oberteil 1 weist einen Einlaufkanal 4 und einen Kegel 5 zum Anschließen des oberen Schlauchs auf. Am Boden 6 ist eine exzentrische Stufe 7 mit einem Auge 8 vorhanden. Mit Hilfe von zwei Anschlägen 10 und 11 kann der Drehwinkel begrenzt werden. Der Hinterschnitt 9 ist ein Teil der Schnappverbindung mit dem Unterteil. Durch die Rändelung 12 kann das Oberteil mit der Hand besser gefaßt und gedreht werden.

Das Unterteil 2 ist mit dem Auslaufkanal 13 und mit einem Kegel 14 zum Anschließen an dem unteren Schlauchabschnitt versehen. Der Kanal 16 sorgt für eine Durchflußleitung zu einer Kammer 17. Zwei zylindrische Anschläge 19 und 20 dienen der Fixierung der Scheibe 3. Das Gegenstück 21 für die Anschläge 10 und 11 verhindert das Überdrehen des Oberteils 1. Eine Nase 15 dient der Schnappverbindung mit dem Oberteil. Die Rändelung 21 ermöglicht das Festhalten des Unterteils in der Hand.

Die Scheibe 3 die passend auf dem Unterteil 2 sitzt und eine Ventilöffnung 22 als Verbindungskanal zwischen Ober- und Unterteil aufweist, ist mit einer Kammer 28 versehen, die dem Einlaufkanal 4 zugekehrt ist. Die Scheibe ist aus einem Elastomermaterial hergestellt und weist eine dünne und flexible Membran 23 in ihrem mittleren Abschnitt auf.

Da die Scheibe etwas dicker ist als die vorgesehene Sitzhöhe im Unterteil, dichtet sie mit ihrer Fläche 25 im zusammengebauten Zustand gegen den Boden des Oberteils ab.

Das Oberteil 1 wird mittels der Schnappverbindung (Hinterschnitt 9 und Nase 5) auf dem Unterteil 2 montiert und drehbar gelagert. Das Mitdrehen der Scheibe 3 wird durch negative Öhrchen 26 und 27 der Scheibe und entsprechenden positiven Gegenstücken 19, 20 in dem Unterteil verhindert. Die Ventilöffnung 22 der Scheibe wird damit auch über dem Kanal 16 des Unterteils fixiert. Die Membran 23 der Scheibe teilt den Raum zwischen Oberteil und Unterteil in zwei Kammern 17 und 28.

In Fig. 4 ist die Vorrichtung in Längsschnitt und Querschnitt in geschlossener Stellung dargestellt. In dieser Stellung bedeckt das Auge 8 des Oberteils die Ventilöffnung 22 vollständig und sperrt damit den Durchfluß ab.

Die Dosierung des Durchflusses der Flüssigkeit erfolgt dadurch, daß beim Drehen des Oberteils gegen das Unterteil die exzentrische Stufe 7 am Boden des Oberteils die Ventilöffnung 22 der Scheibe mehr oder weniger bedeckt und damit der Flüssigkeitsstrom eingestellt wird. Dieses wird beim Betrachten der Fig. 4 bis 7 deutlich. Der Flüssigkeitsstrom ist durch Pfeile veranschaulicht.

Die Flüssigkeit läuft durch die Ventilöffnung 22 und den Kanal 16 und tritt dann in die Kammer 17 unter der Membran 23 ein. Solange die Kammer 17 noch nicht mit Flüssigkeit gefüllt ist, liegt die Membran aufgrund des stärkeren hydrostatischen Drucks in der Kammer 28 oberhalb der Membran dicht auf der einen Ventilsitz bildenden Fläche der Austrittsöffnung 18 auf. Die Austrittsöffnung 18 ist hier scharfkantig oder konisch ausgebildet. Weiterhin sind an der Unterseite der Membran Rippen 24 (Fig. 3) vorgesehen, um ein Festhaften der Membran im Bereich der Austrittsöffnung zu verhindern. Der Druck in der Kammer 17 baut sich sukzessiv auf, so daß bei genügendem Druck die Membran angehoben und die Austrittsöffnung freigegeben wird. Ein definierter Strömungswiderstand wird bei definierter Höhendifferenz zwischen Flüssigkeitsbehälter und der den Durchflußregler bildenden Vorrichtung auf diese Weise eingestellt, und die Flüssigkeit kann kontinuierlich durch den Auslaufkanal fließen.

Die Regulierung des Durchflusses beim erhöhten intravasalen Druck (Venendruck) des Patienten erfolgt dadurch, daß der Druck vor der Austrittsöffnung des Auslaufkanals (unter der Membran) aufgrund des erhöhten Strömungswiderstandes in der Blutbahn gesteigert und somit die Membran (23) stärker angehoben wird. Die Erhöhung des Venendruckes des Patienten kann damit durch einen verringerten Drosselungseffekt der Membran vor der Austrittsöffnung ausgeglichen werden, wodurch eine konstante Durchflußgeschwindigkeit erzielt werden kann.

Aus dem Funktionsprinzip des Durchflußreglers läßt sich erkennen, daß eine konstante Durchflußgeschwindigkeit durch Konstanthalten des Gesamtströmungswiderstandes erreicht wird. Beim Einstellen einer bestimmten Tropfenrate entstand nämlich infolge des Drosselungseffektes der Ventilöffnung 22 durch die exzentrische Stufe 7 ein fest definierter Strömungswiderstand. Die Wirkung der Membran 23 vor der Austrittsöffnung 18 des Auslaufkanals stellt den variablen Anteil des Strömungswiderstandes dar. Dieser variable Strömungswiderstand dient zum Ausgleich des erhöhten Venendrucks des Patienten und ermöglicht damit die Regulierung des Durchflusses.

Eine Voraussetzung für die Regulierung des Durchflusses ist, daß die Membran durch die Erhöhung des intravasalen Druckes angehoben werden kann. Außerdem trägt der Unterschied des hydrostatischen Druckes oberhalb und unterhalb der Membran auch zu der Kraft zum Anheben der Membran bei. Für eine Ausführungsform lag das Verhältnis des Durchmessers des Auslaufkanals 13 zum Durchmesser der Kammer 17 zwischen 0,1 bis 0,2. Außer von diesem Verhältnis hängt die optimale Dicke der Membran 23 auch vom Werkstoff der Scheibe ab.

Der Durchflußregler wird in einem definierten Abstand unter der Tropfkammer angebracht. Da die Kraft zum Anheben der Membran von dem Druckunterschied oberhalb und unterhalb der Membran abhängig ist, soll die Tropfenrate unempfindlich gegen die Lageänderung des Patienten sein.

Der Durchflußregler ist von dem Schlauch unabhängig, d. h. die Tropfenrate wird nicht wie bei einer Rollenklemme vom Kriechverhalten des Schlauches beeinflußt.

Mit diesem drehbaren Durchflußregler sind gleichzeitig Möglichkeiten einer präzisen Dosierung und Regulierung des Durchflusses gegeben.

Durchflußraten, die unter 3 Tropfen/min und über 500 ml/h liegen, sind erreichbar.

Durch Verlängerung des Unterteils 2 mit einem genügend langen Stiel kann der Durchflußregler mit einer Hand bedient werden, wobei das Oberteil 1 sich mittels des Daumens und des Zeigefingers drehen läßt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Regulierung des Durchflusses bei der Schwerkraft-Infusion und -Transfusion mit einem zwischen einem Einlaufkanal und einem Auslaufkanal angeordneten, stufenlos verstellbaren Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flüssigkeitsstrom hinter dem Ventil (7, 22) eine verschließbare Drosselstelle vorgesehen ist, die durch eine Membran (23) und die Austrittsöffnung (18) des Auslaufkanals (13) gebildet ist, wobei die andere Seite der Membran mit dem Einlaufkanal (4) verbunden ist und wobei die Austrittsöffnung (18) einen scharfkantigen Rand aufweist, der einen Ventilsitz für die Membran (23) bildet, die in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Drücke auf beiden Seiten der Membran (23) gegen den Rand oder von diesem wegbewegt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos verstellbare Ventil durch eine Exzenterfläche (7) in einem verdrehbaren Oberteil (1) und eine zur Drehachse versetzte, in einem Unterteil (2) ortsfest angeordnete Öffnung (22) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (23) in einer Scheibe (3) ausgebildet ist, die dicht zwischen dem Unterteil (2) und dem relativ zu diesem verdrehbaren Oberteil (1) liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (3) gegen eine relative Drehung zu dem Unterteil (2) gesichert (bei 19, 20; 26; 27) ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal (4) in eine Kammer (28) oberhalb der Membran (23) mündet und die Austrittsöffnung (18) von einer unterhalb der Membran liegenden Kammer (17) umgeben ist, die durch einen Kanal (16) mit der Austrittsseite der Öffnung (22) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Austrittsöffnung (18) zugekehrten Seite der Membran (23) Rippen (24) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (1) eine Rändelung (12) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (2) als Griff zur Einhandverstellung ausgebildet ist.