DE3744749C1 - Pressure infusion apparatus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckinfusionsapparat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein bekannter Druckinfusionsapparat, von dem der Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 ausgeht (DE 81 37 235 U1), weist ein Gehäuse und einen relativ zu dem Gehäuse durch einen Motorantrieb verschiebbaren Schieber auf. An dem Gehäuse ist ein erster Spritzen­ halter angebracht, an dem der Zylinder einer Spritze befestigt werden kann, und an dem Schieber ist ein zweiter Spritzenhalter angebracht, an dem das rück­ wärtige Ende der Kolbenstange der Spritze befestigt werden kann. Wird der Schieber über einen Spindel­ antrieb angetrieben, dann bewegt sich der zweite Spritzenhalter in Richtung auf den ersten Spritzen­ halter, wodurch das in der Spritze befindliche Medi­ kament ausgedrückt wird. Für Endabschaltungen und Not­ abschaltungen ist ein Drucksensor vorgesehen, der mit dem ersten Spritzenhalter gekoppelt ist. Der erste Spritzenhalter kann gegen die Kraft einer Feder relativ zu dem Gehäuse bewegt werden, wenn der Kolben im Spritzenzylinder seine vordere Endstellung erreicht hat oder wenn durch Abknicken der aus dem Spritzenzylinder herausführenden Leitung ein Flüssigkeitsstau im Spritzenzylinder entsteht. Durch die Bewegung des ersten Spritzenhalters wird ein Schalter betätigt, der eine Alarmauslösung und eine Stillsetzung des Antriebs bewirkt. An dem Schieber ist ein Betätigungsorgan in Form eines Drehknopfes angeordnet, durch den die Spindel manuell gedreht werden kann. Dadurch ist eine manuelle Nachstellung des Schiebers zum Entlüften der Spritze und der Infusionsleitung und ein manuelles An­ stellen des Schiebers auf die jeweilige Spritzenlänge möglich. Erfolgt während des Betriebs des Apparats eine Verstellung des Schiebers durch Betätigen des Betäti­ gungsorgans, um einen zusätzlichen Medikamentenbolus zu geben oder auch versehentlich, so wird dies vom Steuer­ system des Druckinfusionsapparats nicht erkannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druck­ infusionsapparat der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei dem manuelle Ver­ stellungen des Schiebers erkannt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Druckinfusionsapparat erkennt der Ausrastdetektor, ob das Betätigungsorgan aus­ gerastet ist, um Verstellungen des Schiebers zu er­ möglichen. Ist das Betätigungsorgan ausgerastet, so schaltet der Ausrastdetektor den Antrieb ab. Ferner kann ein Alarmsignal erzeugt werden, das der Be­ dienungsperson angibt, daß ein manueller Eingriff in den Betrieb des Druckinfusionsapparates erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird für den Ausrastdetektor der gleiche Schalter be­ nutzt wie für einen an dem Schieber vorgesehenen Druck­ sensor und ggf. auch für einen ebenfalls an dem Schieber vorgesehenen Spritzendetektor. Dieser Schalter kann ein berührungsloser Schalter, z.B. eine Licht­ schranke oder ein induktiver Näherungsschalter sein. Durch Verwendung eines einzigen Schalters, der durch mehrere Überwachungselemente ausgelöst werden kann, werden der apparative Aufwand und die Größe des Druck­ infusionsapparates verringert.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht des Druck­ infusionsapparates,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Druck­ infusionsapparat,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des verwendeten Schalters in Form einer Lichtschranke,

Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt des Schiebers und des zweiten Spritzenhalters in der Betriebs­ stellung,

Fig. 5 einen Längsschnitt gemäß Fig. 4, bei nicht ein­ gesetzter Spritze,

Fig. 6 einen Längsschnitt gemäß Fig. 4, bei entriegel­ tem Betätigungsorgan, und

Fig. 7 einen Längsschnitt gemäß Fig. 4 bei Druck­ abschaltung infolge eines zu hohen Kolben­ widerstandes der Spritze.

Der Druckinfusionsapparat weist ein Gerätegehäuse 10 auf, an dem ein erster Spritzenhalter 11 fest an­ gebracht ist. In den Spritzenhalter 11 wird der Flansch 12 des Zylinders 13 einer Spritze 14 eingesetzt. Die Kolbenstange 15 der Spritze 14 weist am Ende einen Flansch 12 a auf, der in den zweiten Spritzenhalter 16 eingesetzt wird, welcher an einem Schieber 17 befestigt ist, der relativ zum Gehäuse 10 linear verschiebbar ist. Zwischen dem Schieber 17 und dem Gehäuse 10 er­ streckt sich ein Faltenbalg 18, der den Spindeltrieb zum Bewegen des Schiebers 17 umschließt. Am Schieber 17 ist ein Betätigungsorgan 19 in Form eines ausrastbaren Drehknopfes angebracht, um den Schieber zusammen mit dem Spritzenhalter 16 manuell bewegen zu können.

Der Antrieb 20 für die Bewegung des Schiebers 17 weist einen am Antriebsgehäuse 28 befestigten Elektromotor 21 auf, dessen Drehkraft über ein Zahnradgetriebe 22 auf ein drehbar im Antriebsgehäuse 28 gelagertes Rohr 23 übertragen wird (Fig. 2). Das Rohr 23 erstreckt sich in Richtung auf den Schieber 17 und an seinem schieber­ seitigen Ende ist eine Spindelmutter 24 befestigt, die über ein (nicht dargestelltes) Kugelumlaufgetriebe mit der Spindel 25 in Eingriff steht. Die Spindel 25 ist eine Kugelgewindespindel. Durch das Zusammenwirken des in der Spindelmutter 24 enthaltenen Kugelumlauf­ getriebes mit der Kugelgewindespindel wird erreicht, daß der Spindeltrieb nahezu reibungsfrei arbeitet und nichtselbsthemmend ist.

Das Herausziehen des Schiebers 17 erfolgt manuell bei ausgerastetem Betätigungsorgan 19. Das Führungsrohr 27 enthält einen (nicht dargestellten) Führungsrohreinsatz aus Kunststoff, in dem das Ende der Spindel 25 im Schieber 17 gelagert ist. Das Führungsrohr 27 ist am Schieber befestigt und erstreckt sich über das Rohr 23. Das Führungsrohr 27 wird von dem rohrförmigen Antriebs­ gehäuse 28 umschlossen. An dem äußeren Ende des An­ triebsgehäuses 28 ist das eine Ende des Faltenbalges 18 befestigt. Das andere Ende des Faltenbalges ist an dem Schieber 17 befestigt.

Wenn der Antrieb 20 das Rohr 23 zusammen mit der Spindelmutter 24 dreht, wird dadurch die Spindel 25 axial verschoben und das Führungsrohr 27 wird teles­ kopisch in das Antriebsgehäuse 28 eingefahren, wodurch der Schieber 17 zusammen mit dem Spritzenhalter 16 be­ wegt wird. Eine Verdrehung des Schiebers 17 wird da­ durch verhindert, daß am gehäuseseitigen Ende des Führungsrohreinsatzes ein radial abstehender Ansatz 29 vorgesehen ist, der durch einen Längsschlitz 30 des Rohres 28 nach außen vorsteht. Durch den Ansatz 29 hin­ durch führt ein flexibles Kabel 31, das außerhalb des Führungsrohrs 27 eine Kabelschleife 32 bildet, welche in das Gehäuse 10 hineinführt. Das Kabel 31 ist mit einer Leitung verbunden, die sich vom Ansatz 29 längs des Führungsrohres 27 bis in den Schieber 17 erstreckt.

Das schieberseitige Ende der Spindel 25 ist als Schaft 34 ausgebildet, auf dem eine mit Ringnuten 36 versehene Hülse 35 sitzt (Fig. 4). Auf der Hülse 35 sitzt die Hülse 37 des Betätigungsorgans 19. Dieses Betätigungs­ organ ist als Drehknopf ausgebildet, der einen seitlich abstehenden Flansch 38 mit stirnseitiger Verzahnung 39 aufweist, welche mit Rastausnehmungen des Schiebers 17 zusammengreift. Die Hülse 37 des Betätigungsorgans 19 wird durch einen Spannring 40 radial zusammengedrückt und gegen die Hülse 35 gepreßt. Der Spannring 40 drückt drei Kugeln 41 in eine der Ringnuten 36, um eine Raste zu bilden, die das Betätigungsorgan 19 relativ zu der Hülse 35 in axialer Richtung fixiert. Durch Ziehen an dem Betätigungsorgan 19 kann dieses relativ zu der Hülse 35 und zur Spindel 25 verschoben werden (Fig. 6), wobei die Kugel 41 von einer Ringnut 36 in die andere Ringnut 36 springt. Dabei gelangt die axiale Verzahnung 39 außer Eingriff mit dem Gehäuse des Schiebers 17 und das Betätigungsorgan 19 kann gedreht werden, um die Spindel 25 manuell zu drehen.

Der zweite Spritzenhalter 16 ist fest mit dem Schieber 17 verbunden, wobei das Gehäuse 42 des Schiebers zu­ gleich das Gehäuse des Spritzenhalters 16 bildet. In diesem Gehäuse ist ein hülsenförmiges Tastelement 43 untergebracht, das längs der Achse einer in den Druck­ infusionsapparat eingesetzten Spritze 14 verschiebbar ist. Das Tastelement 43 wird von einer am Schieber­ gehäuse 42 abgestützten Feder 44 in Richtung auf den ersten Spritzenhalter 11 gedrückt und stößt dabei gegen einen Anschlag. An dem dem Spritzenhalter 11 zu­ gewandten Ende des Tastelementes 43 befindet sich eine Tastkappe 45, die von einer zweiten Feder 46 in Rich­ tung auf den Spritzenhalter 11 gedrückt wird. Die Tast­ kappe 45 ist in der vorderen Öffnung des Tastelements 43 geführt und an einer Stelle ihres Umfangs über einen Stift 47 gelenkig mit dem Rastelement 43 verbunden, so daß sie sich im entlasteten Zustand gemäß Fig. 5 unter dem Druck der Feder 46 schrägstellt. Die Feder 46 ist in einem Becher 48 abgestützt, gegen den die Feder 44 drückt. Die Feder 46 ist wesentlich weicher als die Feder 44. Zwischen dem Umfangsrand der Tastkappe 45 und dem Gehäuse 42 erstreckt sich eine Membran 49 zur Ab­ dichtung des Gehäuseinneren. Vor der Tastkappe 45 ist am Gehäuse 42 eine Gabel 60 vorgesehen, in die das Ende der Kolbenstange 15 so eingesteckt werden kann, daß der Flansch 12 a der Kolbenstange hinter die Zinken der Gabel 60 greift, während das stirnseitige Ende des Flansches sich flach gegen die Tastkappe 45 legt und diese um die Achse 47 herum geradestellt.

In eine seitliche Ausnehmung der Tastkappe 45 greift ein Stift 51 der Schaltfahne 50 ein, die um eine Achse 52 des Tastelements 43 schwenkbar angebracht ist. Eine weitere Schaltfahne 53, die an einem Rand eine Aus­ nehmung 53 a aufweist, ist parallel zur Schaltfahne 50 angeordnet. Die Schaltfahne 53 ist um eine Achse 54 des Gehäuses 42 schwenkbar und sie wird von einem Stift 55 gesteuert, der in eine Umfangsnut der Hülse 37 des Be­ tätigungsorgans 19 eingreift.

Wie Fig. 3 zeigt, bilden die Schaltfahnen 50 und 53 zusammen mit einer Lichtschranke einen berührungslosen Schalter 56. Die am Tastelement 43 befestigte Licht­ schranke 57 besteht aus dem Lichtsender 57 a und dem fotoelektrischen Empfänger 57 b. Im Lichtweg vom Sender 57 a zum Empfänger 57 b sind die Schaltfahnen 50 und 53, die quer zu diesem Lichtweg verschwenkbar sind, an­ geordnet. Die Schaltfahne 50 weist eine Öffnung 50 a auf, und die Schaltfahne 53 eine Ausnehmung 53 a. Wenn sich beide Schaltfahnen 50 und 53 in der Betriebs­ stellung befinden, geht der Lichtweg durch die Öffnung 50 a und die Ausnehmung 53 a hindurch, so daß das Licht auf den Empfänger 57 b fällt. In diesem Fall erzeugt der Schalter 57 ein elektrisches Signal, das über die Leitung 31 zu einer (nicht dargestellten) Steuer­ einrichtung geführt wird und die Einschaltung des Motors 21 ermöglicht. Sowohl die Versorgungsleitungen als auch die Signalleitungen des Schalters 57 b sind mit dem Kabel 31 verbunden.

Das Tastelement 43 bildet zusammen mit dem Schalter 56 den Drucksensor 43, 56; die Tastkappe 45 bildet zusammen mit dem Schalter 56 den Spritzendetektor 45, 56 und die Hülse 37 bildet zusammen mit dem Schalter 56 den Aus­ richtdetektor 37, 56.

Fig. 4 zeigt den Zustand, in dem die Spritze 14 ord­ nungsgemäß in den Druckinfusionsapparat eingesetzt ist. Dabei legt sich der Flansch 12 a der Kolbenstange 15 vollflächig gegen die Tastkappe 45, so daß diese unter Zusammendrückung der Feder 46 geradegestellt wird. Da­ bei wird über den Stift 51 die Schaltfahne 50 um ihre Achse 52 so verschwenkt, daß sich die Öffnung 50 a im Strahlenweg der Lichtschranke 57 befindet. Die Schalt­ fahne 53 befindet sich bei eingedrücktem Betätigungs­ organ 19 außerhalb des Lichtwegs der Lichtschranke 57. In diesem Zustand gelangt also das Licht der Licht­ quelle 57 a zum Empfänger 57 b, so daß die Steuer­ einrichtung den Motor 21 auf Antrieb schalten kann.

Fig. 5 zeigt den Zustand, daß keine Spritze eingelegt ist. Die Tastkappe 45 wird von der Feder 46 um den Stift 47 herum in ihre Schräglage gekippt. Da der Stift 51 an dem dem Stift 47 entgegengesetzten Bereich des Umfangs der Tastkappe 45 angreift, wird die Schaltfahne 50 so verschwenkt, daß ihre Öffnung 50 a aus dem Strahlenweg der Lichtschranke 57 herausgeht und die Schaltfahne den Strahlenweg unterbricht. Der Motor 21 kann in diesem Zustand nicht betrieben werden und ggf. wird ein Alarmsignal erzeugt.

Fig. 6 zeigt den Zustand, daß zur Ermöglichung des manuellen Drehens der Spindel 25 an dem Betätigungs­ organ 19 gezogen wird, um die Axialverzahnung 39 außer Eingriff mit dem Gehäuse 42 zu bringen. Hierdurch wird infolge des Eingriffs des Stiftes 55 in die mit dem Betätigungsorgan 19 verbundene Hülse 37 die Schaltfahne 53 so verschwenkt, daß sie den Strahlenweg der Licht­ schranke 57 blockiert. In diesem Zustand kann das Be­ tätigungsorgan 19 gedreht werden, um die Spindel 25 zu drehen und damit den Schieber 17 zusammen mit dem Spritzenhalter 16 in Längsrichtung der Spritze 14 zu verschieben, jedoch ist dabei der Motor 21 abgeschaltet und ggf. wird ein Alarmsignal erzeugt. Durch die Schaltfahne 53 wird in dem beschriebenen Zustand in jedem Fall der Strahlenweg der Lichtschranke 57 unter­ brochen, unabhängig davon, ob die Schaltfahne 50 diesen Strahlenweg blockiert oder nicht.

Fig. 7 zeigt den Zustand bei der Druckabschaltung, wenn entweder der Kolben der Spritze 14 seine vordere End­ stellung erreicht hat oder der Spritzenausgang blockiert ist, so daß die Flüssigkeit in der Spritze ein weiteres Vorschieben des Kolbens unmöglich macht. Der Flansch 12 a liegt voll an der Tastkappe 45 an, so daß diese sich in gerader Stellung befindet. Die Kraft­ übertragung von der Tastkappe 45 auf das Tastelement 43 erfolgt an den Stellen A und B. Eine an der Rückseite der Tastkappe 45 vorgesehene Hülse 45 a drückt gegen die vordere Stirnseite des Bechers 48, so daß dieser in dem Gehäuse 42 zurückweicht, wenn die Kraft der Kolben­ stange 15 so groß ist, daß sie die Kraft der Feder 44 übersteigt. In diesem Fall weichen Tastkappe 45 und Tastelement 43 gleichermaßen zurück, wodurch die Licht­ schranke 57 über die Schaltfahne 53 bewegt und der Lichtweg blockiert wird.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich, daß der Schalter 56 nur dann ein für den Antrieb des Motors 21 erforderliches Signal erzeugt, wenn 1. die Spritze ord­ nungsgemäß eingelegt ist und der Spritzendetektor 45, 56 angesprochen hat, 2. das Betätigungsorgan 19 im einge­ schobenen Zustand ist und 3. der Ausrastdetektor 37, 56 nicht angesprochen hat und wenn gleichzeitig die Kolbenkraft nicht so groß ist, daß der Drucksensor 43, 56 anspricht.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden diese drei Bedingungen am zweiten Spritzenhalter 16 überwacht und hierzu ist ein einziger Schalter 56 vorgesehen. Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel besteht die Möglichkeit, die drei Überwachungen an dem ersten Spritzenhalter 11 vorzunehmen oder die Überwachungs­ funktionen auf die beiden Spritzenhalter 11 und 16 zu verteilen, wobei verschiedene Schalter für die Über­ wachungsfunktionen vorgesehen sein können. Es ist auch möglich, einen Spritzendetektor und/oder einen Druck­ sensor an jedem der beiden Spritzenhalter vorzusehen.

Claims (5)

1. Druckinfusionsapparat für medizinische Anwendungen, mit
einem Gehäuse (10), das einen ersten Spritzen­ halter (11) aufweist,
einem relativ zum Gehäuse (10) verschiebbaren Schieber (17), der einen zweiten Spritzenhalter (16) aufweist,
einem motorischen Antrieb (20) zum Bewegen des Schiebers (17),
und einem von Hand zu betätigenden Betätigungs­ organ (19), das beim Motorbetrieb eingerastet ist und für Handbetrieb ausrastbar ist, um den Schieber manuell anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausrastdetektor (37, 56) vorgesehen ist, der bei Ausrasten des Betätigungsorgans (19) den Antrieb (20) abschaltet.

2. Druckinfusionsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrastdetektor (37, 56) denselben Schalter (56) betätigt, wie ein eben­ falls an dem Schieber (17) vorgesehener Druck­ sensor (43, 56) und/oder ein an dem Schieber (17) vorgesehener Spritzendetektor (45, 56).

3. Druckinfusionsapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (56) eine Licht­ schranke (57) aufweist, in deren Strahlengang eine von dem Drucksensor und eine von dem Ausrast­ detektor verstellbare Schaltfahne (50, 53) hinein­ ragen können.

4. Druckinfusionsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) eine Spindel (50) treibt, daß das Betäti­ gungsorgan (19) auf dem einen Ende der Spindel (25) axial verschiebbar ist und daß das Betäti­ gungsorgan (19) eine stirnseitige Verzahnung (39) aufweist, welche mit Rastausnehmungen des Schiebers (17) zusammengreift.

5. Druckinfusionsapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (19) eine Hülse (37) aufweist, die radial gegen eine mit dem Ende der Spindel (25) verbundene Hülse (35) drückt, und daß die Hülsen (35, 37) eine Rast­ vorrichtung (36, 40, 41) aufweisen, die zwei ver­ schiedene axiale Raststellungen des Betätigungs­ organs (19) in bezug auf den bewegbaren Schieber (17) zulassen, wobei in einer dieser Raststellun­ gen die stirnseitige Verzahnung (39) des Be­ tätigungsorgans (19) in die Rastausnehmungen des Schiebers (17) eingreift.