DE3832028A1 - Vorrichtung zum entlueften von in medizinischen fluessigkeitssystemen stroemenden fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entlüften von in medizinischen Flüssigkeitssystemen strömenden Flüssigkei­ ten, insbesondere von mittels eines Schwerkraft-Infusionsgerä­ tes zu verabreichenden Infusionslösungen.

Beim Anschließen eines Infusionsgerätes an eine Infusions­ flasche oder beim Wechsel von Infusionsflaschen sowie beim Koppeln von mehreren medizinischen Flüssigkeitssystemen kommt es in der Praxis häufig vor, daß in die Infusionslösungen füh­ renden Leitungen, insbesondere Schlauchleitungen, Luft gelan­ gen kann. Bevor eine Infusion beginnt, muß die Luft wieder vollständig aus den Leitungen entfernt werden. Dies erfolgt durch Entkoppelung des Infusionsgerätes am Patienten. Der Vor­ gang der Entkoppelung zwecks Entlüftung erfordert Zeitaufwand. Um die Sicherheit der Patienten bei einer Infusionstherapie zu gewährleisten, muß die Entkoppelung zwecks Entlüftung mit äu­ ßerster Sorgfalt durchgeführt werden, wodurch sich der Zeit­ aufwand weiter erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der Lufteinschlüsse aus zu verabreichenden Infusionslösungen selbständig entfernbar sind.

Eine zur Lösung dieser Aufgabe geeignete Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine von der Infusions­ lösung durchströmte Hohlkammer, deren Wandung wenigstens einen Durchbruch aufweist, in welchen eine flüssigkeitsdichte, luft­ durchlässige Entlüftungseinheit eingesetzt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in vorteilhafter Wei­ se in das Leitungssystem eines Infusionsgerätes eingesetzt wer­ den. Zweckmäßigerweise wird die Vorrichtung, bezogen auf die Durchflußrichtung, vor dem Durchflußregler, z.B. einer Rollen­ klemme, des Infusionsgerätes in eine Infusionslösung führende Leitung gesetzt. Die aus einer Infusionsflasche zugeführte In­ fusionslösung fließt in die Hohlkammer. In der Hohlkammer sam­ meln sich mitgerissene Luftbläschen. Die angesammelte Luftmen­ ge kann dann unmittelbar durch die flüssigkeitsdichte jedoch luftdurchlässige Entlüftungseinheit, die in einen Durchbruch der Hohlkammer eingesetzt ist, aus der Hohlkammer austreten. Die Infusionslösung wird sodann blasenfrei aus der Hohlkammer abströmen.

Da der Innenraum der Hohlkammer in seinem freien Quer­ schnitt größer ist als der freie Querschnitt der zuführenden Schlauchleitung, wird die Strömungsgeschwindigkeit der der Hohlkammer zugeführten Infusionslösung in der Hohlkammer herab­ gesetzt. Die dadurch beruhigte Strömung der Infusionslösung be­ wirkt in Verbindung mit der strömungsmechanisch erzeugten Druckerhöhung eine optimale Separation der mitgerissenen Luft­ bläschen aus der in der Hohlkammer befindlichen Flüssigkeit und deren Austreibung aus der Hohlkammer durch eine oder mehre­ re Entlüftungseinheiten.

Nach einer Weiterbildung ist die Hohlkammer topfförmig aus­ gebildet und endseitig mit Anschlußstücken versehen, wobei ein erstes Anschlußstück einen aus dem Inneren der Hohlkammer her­ ausgeführten Auslaufkanal und ein zweites Anschlußstück einen in die Hohlkammer einmündenden Einlaufkanal aufweist. Die beid­ seitig mit Anschlußstücken versehene Hohlkammer ist ein kon­ struktiv einfaches Bauteil, das sich relativ kostengünstig her­ stellen läßt. Die topfförmige Hohlkammer wird lediglich beiden­ dig mit den jeweiligen Anschlußstücken verschlossen. An Ablauf­ kanal und Einlaufkanal in den jeweiligen Anschlußstücken kön­ nen außen einfache Verbindungselemente angesetzt oder ange­ formt werden, die ein Anstecken bzw. Verbinden mit z.B. Zufüh­ rungs- bzw. Abführungsschlauch für Infusionslösung ermögli­ chen. Durch einfaches Auftrennen einer Schlauchleitung kann auch jedes in einer Klinik bereits vorhandene Infusionsgerät mit der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung in vorteil­ haft einfacher Weise leicht nachgerüstet werden.

Nach einer anderen Weiterbildung ist die Ausmündung des Einlaufkanals in die Hohlkammer quer zur Längsachse der Hohl­ kammer ausgerichtet. Eine derartige Ausrichtung der Ausmündung des Einlaufkanals hat den Vorteil, daß eine in der Wandung der topfförmig ausgebildeten Hohlkammer befindliche Entlüftungsein­ heit in unmittelbarer Nähe der Ausmündung sitzt, wobei die aus der Ausmündung austretende, in die Hohlkammer strömende Flüs­ sigkeit mit Vorteil direkt gegen die gegenüberliegende Entlüf­ tungseinheit gerichtet sein kann. In der in die Hohlkammer ein­ tretenden Flüssigkeit enthaltene Luftbläschen gelangen dadurch auf kürzestem Wege direkt zur Entlüftungseinheit, und sind aus der Flüssigkeit rasch separiert.

Dabei ist die Anordnung in vorteilhafter Weise derart ge­ troffen, daß der freie Querschnitt der Ausmündung kleiner ist, als der Querschnitt des Einlaufkanals. Die Strömungsgeschwin­ digkeit der im Einlaufkanal strömenden Flüssigkeit wird in der kleinen Ausmündung zunächst erhöht. Beim Übergang von der klei­ nen Ausmündung in die vielfach größere Hohlkammer kommt es dann zu einer erheblichen Verlangsamung der Strömungsgeschwin­ digkeit und somit zu einem erhöhten Druck in der Hohlkammer. Dieser strömungsmechanische Effekt wird durch den kleinen Quer­ schnitt der Ausmündung des Einlaufkanals in die Hohlkammer so­ mit noch weiter erhöht. Der sich dabei einstellende Überdruck gegenüber der Atmosphäre in der Hohlkammer bewirkt ein rasches Austreiben der Luft aus der Hohlkammer und verhindert auch ein Ansaugen der Umgebungsluft durch die Entlüftungseinheit in die Hohlkammer.

Weiterhin zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, daß ein die Ausmündung aufweisender Endabschnitt des Einlaufkanals in die Hohlkammer hineinragt. Zwischen dem in die Hohlkammer hineinragenden Endabschnitt und der Innenwandung der topfför­ migen Hohlkammer ist dadurch ein Ringraum ausgebildet, in dem sich in der einströmenden Flüssigkeit befindliche Luftbläschen sammeln können, um auf kürzestem Wege zu einer Entlüftungsein­ heit zu gelangen, die, in der Wandung der Hohlkammer angeord­ net, mit Vorteil mehr oder weniger direkt gegenüber der im Au­ ßenmantel des Endabschnitts angeordneten Ausmündung des Ein­ laufkanals sitzen kann. Zusätzlich ist der Innenmantel der Hohlkammer in vorteilhafter Weise parallel zum Außenmantel des Endabschnitts des Einlaufkanals ausgerichtet. Die Entlüftungs­ wirkung kann desweiteren noch dadurch gesteigert werden, daß der Außenmantel des Endabschnitts des Einlaufkanals kegelför­ mig ist. Bei der parallelen Anordnung des Innenmantels der Hohlkammer verläuft dieser ebenfalls kegelförmig, so daß sich in dem kegelförmigen Ringraum zwischen Innenmantel der Hohlkam­ mer und Außenmantel des Einlaufkanals ein die Luftbläschen mit verbesserter Wirkung sammelnder konusförmiger Sammelraum befin­ det. Die beschriebene Druckerhöhung in der Hohlkammer treibt die Lufteinschlüsse, sobald sie in den ringförmigen Sammelraum der Hohlkammer eintreten, durch die Entlüftungseinheiten aus.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit besonderem Vorteil im Inneren der Hohlkammer vor der Einmündung des Aus­ laufkanals auch ein Flüssigkeitsfilter angeordnet. Der Flüssig­ keitsfilter hat zunächst den Vorteil, vorhandene Fremdpartikel zurückzuhalten, da er von der zu verabreichenden Infusionslö­ sung zwangsdurchflossen wird, bevor sie die Hohlkammer blasen­ frei und fremdpartikelfrei durch den Auslaufkanals des ersten Anschlußstückes verläßt, um über eine Schlauchleitung zum Pa­ tienten zu fließen. Der Flüssigkeitsfilter hat weiterhin den Vorteil, daß er durch seinen Strömungswiderstand die Flüssig­ keitsströmung in der Hohlkammer in einem bestimmten Maß dros­ selt, wodurch es ebenfalls zu einer entsprechenden Druckerhö­ hung in der Kammer kommt, die eine Entlüftungswirkung fördert.

Jede Entlüftungseinheit umfaßt einen in den zugeordneten Durchbruch eingesetzten Filterhalter, dessen freier Quer­ schnitt durch wenigstens eine im Filter angeordnete Filter­ schicht abgedeckt ist. Zweckmäßigerweise ist die Filterschicht ein hydrophober, bakteriendichter Membranfilter. Als Werkstoff für einen derartigen Filter ist vorzugsweise Polytetrafluor­ ethylen (PTFE) geeignet. Die Filterschicht kann auch aus einer Lage aus einem hydrophobem feinporigen Werkstoff und einer zweiten bakteriendichten Luftfilterlage bestehen. Als Werk­ stoff für die Luftfilterlage ist ein Zellulosenitratfilter oder Zelluloseacetatfilter geeignet. Der Flüssigkeitsfilter zur Ausfilterung von Fremdpartikeln aus der Infusionslösung kann z.B. eine Maschenweite von ca. 15 µm aufweisen, und aus Polyamidfasern bestehen. Ein solcher Flüssigkeitsfilter ist ge­ eignet, Fremdpartikel weitgehend zurückzuhalten. Der Wider­ stand eines solchen Flüssigkeitsfilters ist mit besonderem Vor­ teil höher als der Widerstand der entlüftenden Filterschichten für Luft, insbesondere dann, wenn das Flüssigkeitsfilter von der Flüssigkeit benetzt ist.

Vorzugsweise wird die Vorrichtung, d.h. die Hohlkammer, mit den Anschlußstücken aus transparentem Kunststoff gefer­ tigt, wobei eine besonders einfache Bauausführung sich dadurch auszeichnet, daß ein erstes, den Auslaufkanal aufweisendes Schlauchanschlußstück als Hohlkammerboden und ein zweites, den Einlaufkanal aufweisendes Schlauchanschlußstück als die Hohl­ kammer verschließender Deckel ausgebildet ist. Die stirnseitig an der Hohlkammer befindlichen Anschlußstücke dienen als ein­ fache Steckverbinder zum Ansetzen von Schläuchen, über die In­ fusionslösung zugeführt und abgeführt werden kann. Um die Vor­ richtung aus den Einzelteilen zusammenzufügen, wird zunächst in die Hohlkammer der Flüssigkeitsfilter eingesetzt. Ist das den Auslaufkanal aufweisende Schlauchanschlußstück an die Hohl­ kammer angeformt, wird diese nur noch durch das zweite, den Einlaufkanal aufweisende Anschlußstück verschlossen. Dazu kann das zweite Schlauchanschlußstück beispielsweise mit der Hohl­ kammer verklebt werden. Es können jedoch auch beide Schlauchan­ schlußstücke mit der Hohlkammer verklebt werden, um diese zu verschließen, sobald das Flüssigkeitsfilter in die Hohlkammer eingesetzt ist. Danach können die Durchbrüche in den Wandungen der Hohlkammer mit den entsprechenden Entlüftungseinheiten durch Anbringen der Entlüftungsfilter ausgerüstet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in einer längsgeschnittenen Seitenansicht und

Fig. 2 eine zweite Ausführung der Vorrichtung in einer längsgeschnittenen Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Entlüften von Infusions­ lösungen in einer längsgeschnittenen Seitenansicht. Eine topf­ förmig ausgebildete Hohlkammer 1 weist in ihrer zylindrischen Wandung 2 wenigstens einen Durchbruch 3 auf. Eine Endseite der topfförmigen Hohlkammer ist durch Ausformung zu einem ersten Anschlußstück 4 verschlossen, welches in einen Schlauchan­ schluß 5 ausläuft und einen aus dem Inneren der Hohlkammer herausgeführten Auslaufkanal 6 hat. Auf den Schlauchanschluß 5 kann ein Schlauch zur Abführung von z.B. Infusionslösungen ge­ steckt werden.

Die gegenüberliegende offene Seite der Hohlkammer 1 ist durch ein als Deckel 7 ausgebildetes zweites Anschlußstück 8 verschlossen, welches ebenfalls einen Schlauchanschluß 9 aufweist und einen in die Hohlkammer führenden Einlaufkanal 10 besitzt. Der Einlaufkanal ragt mit einem Endabschnitt 11 kopfähnlich in die Hohlkammer hinein. Eine Ausmündung 12 des Einlaufkanals ist quer zur Längsachse der Hohlkammer ausgerich­ tet, so daß sie sich etwa gegenüber dem Durchbruch 3 in der Wandung 2 der topfförmigen Hohlkammer 1 befindet. In Richtung des Pfeiles 13 durch den Einlaufkanal zuströmende Flüssigkeit, z.B. Infusionslösung, tritt durch die Ausmündung 12 in die Hohlkammer 1 ein. Beim Durchströmen der Flüssigkeit von der kleinen Ausmündung 12 in die vielfach größere Hohlkammer 1 kommt es nach strömungsmechanischem Gesetz zu einer Verlangsa­ mung der Strömungsgeschwindigkeit und somit zu erhöhtem Druck in der Hohlkammer 1. Vor den Auslaufkanal 6 ist in die Hohlkam­ mer ein Flüssigkeitsfilter 14 gesetzt, der zur Ausfilterung von Fremdpartikeln aus der zugeführten Flüssigkeit dient. Durch den Widerstand des Flüssigkeitsfilters 14 wird die Flüs­ sigkeitsströmung ebenfalls im bestimmten Maß gedrosselt, so daß es zu einer weiteren Druckerhöhung in der Hohlkammer 1 kommt. In den Durchbruch 3, der sich in der Wandung 2 der Hohlkammer 1 befindet, ist eine flüssigkeitsdichte luftdurch­ lässige Entlüftungseinheit 15 eingesetzt, die bei diesem Aus­ führungsbeispiel eine Filterschicht aufweist, die aus einer bakteriendichten Luftfilterlage 16, beispielsweise aus Zellu­ losenitrat oder Zelluloseacetat, und einer aus einem hydropho­ ben feinporigen Werkstoff, beispielsweise PTFE, hergestellten Filterlage 17 besteht. Mit 18 ist ein die Lagen 16 und 17 fixierender Filterhalter bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung, wieder in einer längsgeschnittenen Seitenansicht. Gleiche Bau­ teile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der den Einlaufkanal 10 aufweisende Endabschnitt 11′ am Anschlußstück 8 einen kegelförmigen Außen­ mantel 19 auf. Der gegenüberliegende Innenmantel 20 der Wandun­ gen 2′ der Hohlkammer 1 verläuft parallel zum Außenmantel 19, so daß sich ein ebenfalls kegelförmiger Ringraum 21 zwischen dem Endabschnitt und der Innenmantelfläche 20 der Hohlkammer befindet. In diesem Ringraum können sich aus der eintretenden Flüssigkeit zu separierende Luftbläschen optimal sammeln. In der Wandung 2′ sind mehrere Durchbrüche 3 bzw. 3′ angeordnet, in die bei diesem Ausführungsbeispiel Entlüftungseinheiten 15, 15′ eingesetzt sind, die aus einem hydrophoben bakteriendich­ ten Membranfilter 22 bzw. 22′ bestehen. Die hydrophoben bakte­ riendichten Membranfilter können beispielsweise aus Polytetra­ fluorethylen (PTFE) bestehen. Mit 18 bzw. 18′ sind wieder Fil­ terhalter bezeichnet.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Entlüften von in medizinischen Flüssig­ keitssystemen strömenden Flüssigkeiten, insbesondere von mit­ tels eines Schwerkraft-Infusionsgerätes zu verabreichenden In­ fusionslösungen, gekennzeichnet durch eine von der Infusionslösung durchströmte Hohlkammer (1), deren Wandung (2, 2′) wenigstens einen Durchbruch (3, 3′) auf­ weist, in welchen eine flüssigkeitsdichte, luftdurchlässige Entlüftungseinheit (15, 15′) eingesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkammer (1) topfförmig ausgebildet ist und endsei­ tig mit Anschlußstücken (4, 8) versehen ist und daß ein erstes Anschlußstück (4) einen aus dem Inneren der Hohlkammer (1) herausgeführten Ablaufkanal (6) und ein zweites Anschlußstück (8) einen in die Hohlkammer (1) einmündenden Einlaufkanal (10) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung (12) des Einlaufkanals (10) in die Hohlkam­ mer (1) quer zur Längsachse der Hohlkammer (1) ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der Ausmündung (12) kleiner ist als der Querschnitt des Einlaufkanals (10).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Ausmündung (12) aufweisender Endab­ schnitt (11, 11′) des Einlaufkanals (10) in die Hohlkammer (1) hineinragt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innenmantel (20) der Hohlkammer (1) parallel zum Außenmantel (19) des Endabschnitts (11, 11′) des Einlaufkanals (10) ausgerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (19) des Endabschnitts (11′) des Einlauf­ kanals (10) Kegelform aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Inneren der Hohlkammer (1) vor der Einmündung des Auslaufkanals (6) ein Flüssigkeitsfilter (14) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Entlüftungseinheit (15, 15′) ei­ nen in den zugeordneten Durchbruch (3, 3′) eingesetzten Filter­ halter (18, 18′) umfaßt, dessen freier Querschnitt durch wenig­ stens eine im Filterhalter (18, 18′) angeordnete Filterschicht (16, 17, 22, 22′) abgedeckt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht (22, 22′) ein hydrophober bakteriendich­ ter Membranfilter ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für die Filterschicht (22, 22′) Polytetra­ fluorethylen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht aus einer hydrophoben feinporigen Lage (17) und einer bakteriendichten Luftfilterlage (16) besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für die hydrophobe, feinporige Lage (17) Po­ lytetrafluorethylen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfilterlage (16) ein Zellulosenitratfilter oder Zelluloseacetatfilter ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes, den Auslaufkanal (6) aufweisendes Anschlußstück (4) als Schlauchanschluß (5) und als Hohlkammerboden und ein zweites, den Einlaufkanal (10) auf­ weisendes Anschlußstück (8) als Schlauchanschluß (9) und die Hohlkammer (1) verschließender Deckel (7) ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Anschlußstücke (4, 8) mit der Hohlkam­ mer verklebt ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlkammer (1) und Anschlußstücke (4, 8) Kunststoffspritzgußteile aus einem transparenten Kunst­ stoff sind.