DE3832028C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entlüften von flüssigkeitsdurchströmten Leitungen in medizinischen Appa­ raturen, insbesondere in einem Schwerkraft-Infusionsgerät für Infusionslösungen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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 Infusions­ lösungen führenden Leitungen, insbesondere Schlauchlei­ tungen, Luft gelangt. Bevor eine Infusion beginnt, muß die Luft jedoch vollständig aus der Leitung entfernt sein, um sicherzustellen, daß über die Infusionsleitung keine Luft in den Patientenkörper gelangt.

Eine solche Entlüftung der Infusionsleitungen erfolgt ent­ weder durch Entkopplung des Infusionsgerätes vom Patienten oder durch eine Entlüftungseinrichtung. Der Vorgang der Ent­ koppelung zur Entlüftung ist sehr zeitaufwendig und muß mit größter Sorgfalt durchgeführt werden.

Aus der DE-OS 19 49 038 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Diese Einrichtung hat sich in der Praxis nicht bewährt, da sich herausgestellt hat, daß, ins­ besondere bei höherer Strömungsgeschwindigkeit kleinere Gas­ blasen mitgerissen werden und so in die Blutbahn des Patien­ ten gelangen können. Die Einrichtung ist im übrigen nur mit Durchflußrichtung in Schwerkraftrichtung funktionsfähig, was beim Einsatz im medizinischen Bereich ein zusätzliches Risiko darstellt.

Aus der DE 25 40 121 C2 ist eine Einrichtung zur intrave­ nösen Infusion bekannt, bei der die Dosierkammer entlüftet werden kann. Eine Entlüftung von flüssigkeitsdurchströmten Leitungen in medizinischen Apparaturen, insbesondere bei kontinuierlichen Betrieb ist hiermit nicht möglich.

Die DE 31 15 299 C2 beschreibt eine übliche Tropfkammer, die eine Gasabscheidung ebenfalls nur in senkrechter Anord­ nung ermöglicht und zudem bei höheren Durchflußgeschwindig­ keiten nicht mehr zuverlässig arbeitet.

Aus der DE 25 23 013 A1 ist eine Tropfkammer für ein Trans­ fusionsbesteck bekannt. Auch diese Tropfkammer muß stets in senkrechter Anordnung betrieben werden. Die Abfuhr des durch die Flüssigkeit mitgeführten Gases erfolgt über ein Belüf­ tungsventil während des Auffüllens der Tropfkammer. Während der laufenden Transfusion wird über das Belüftungsventil wieder Luft in die Tropfkammer angesaugt, damit ein Druck­ ausgleich erfolgen kann. Hiermit ist eine zuverlässige und selbsttätige Entlüftung nicht zu gewährleisten, im übrigen muß das Lüftungsventil manuell betätigt werden.

Die DE-PS 19 59 679 beschreibt eine Filteranordnung zur Be­ seitigung von Gas aus einer Strömung, die mit zwei Kammern, einer Gaskammer und einer Flüssigkeitskammer sowie einem benetzbaren Filterelement und einem flüssigkeitsabstoßenden porösen Filterelement arbeitet. Die dort beschriebene Einrich­ tung ist baulich sehr aufwendig und hat einen verhältnismäßig hohen Strömungswiderstand, weshalb sie bei vielen Anwendun­ gen nicht einsetzbar ist.

Aus der DE-PS 21 66 050 ist ein Blutfilter bekannt, bei dem eine Entlüftung vorgesehen ist. Dieser Filter ist zu den ein­ gangs geschilderten Zwecken weder vorgesehen noch geeignet.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Einrichtung zum Entlüften von flüssigkeitsdurch­ strömten Leitungen in medizinischen Apparaturen so aus­ zubilden, daß unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine sichere Abfuhr der von der Flüssigkeit mitgeführten Gase unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit gewähr­ leistet wird. In einer Weiterbildung der Erfindung soll dies zudem lageunabhängig erfolgen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Endabschnitt des Einlaufkanals in die Kammer hineinragt und der Endabschnitt eine Ausmündung in die Kammer auf­ weist, die quer zur Längsachse der Kammer ausgerichtet ist.

Dadurch, daß ein die Ausmündung aufweisender Endabschnitt des Einlaufkanals in die Kammer hineinragt, wird zwischen diesem Endabschnitt und der Innenwandung der topfförmigen Kammer ein Ringraum gebildet, in dem sich in einer ein­ strömenden Flüssigkeit befindende Gasbläschen sammeln können, um dann auf kürzestem Wege zu einer Entlüftungs­ einheit zu gelangen, die in der Wandung der Kammer ange­ ordnet und vorzugsweise mehr oder weniger direkt gegenüber der im Außenmantel des Endabschnitts angeordneten Ausmündung des Einlaufkanals sitzt.

Da der Innenraum der Kammer in seinem freien Querschnitt größer ist als der freie Querschnitt der zuführenden Schlauch­ leitung, wird die Strömungsgeschwindigkeit der der Kammer zu­ geführten Infusionslösung in der Kammer herabgesetzt. Die da­ durch beruhigte Strömung der Infusionslösung bewirkt in Ver­ bindung mit der strömungsmechanisch erzeugten Druckerhöhung eine optimale Separation der mitgerissenen Luftbläschen aus der in der Kammer befindlichen Flüssigkeit und deren Austrei­ bung aus der Kammer durch eine oder mehrere Entlüftungsein­ heiten.

In vorteilhafter Weise ist die Einrichtung so ausgebildet, daß der freie Querschnitt der Ausmündung kleiner ist als der Querschnitt des Einlaufkanals. Die Strömungsgeschwindigkeit der im Einlaufkanal strömenden Flüssigkeit wird in der klei­ nen Ausmündung zunächst erhöht. Beim Übergang von der klei­ nen Ausmündung in die vielfach größere Kammer kommt es dann zu einer erheblichen Verlangsamung der Strömungsgeschwindig­ keit und somit zu einem erhöhten Druck in der Kammer. Dieser strömungsmechanische Effekt wird durch den kleinen Querschnitt der Ausmündung des Einlaufkanals in die Kammer somit noch wei­ ter erhöht. Der sich dabei einstellende Überdruck gegenüber der Atmosphäre in der Kammer bewirkt ein rasches Austreiben der Luft aus der Kammer und verhindert auch ein Ansaugen der Umgebungsluft durch die Entlüftungseinheit in die Kammer.

Die rasche Separation von Gas und Flüssigkeit kann dadurch zusätzlich gesteigert werden, daß der Innenmantel der Kammer parallel zum Außenmantel des Endabschnittes des Einlaufkanales ausgerichtet wird. Die Entlüftungswirkung kann noch weiter ge­ steigert werden, wenn der Außenmantel des Endabschnitts des Einlaufkanals kegelförmig ausgebildet ist. Bei der parallelen Anordnung des Innenmantels der Kammer verläuft dieser dann ebenfalls kegelförmig, so daß sich in dem kegelförmigen Ring­ raum zwischen Innenmantel und Kammer und Außenmantel des Ein­ laufkanals ein die Gasbläschen mit verbesserter Wirkung sam­ melnder konusförmiger Sammelraum befindet. Die beschriebene Druckerhöhung in der Kammer treibt die Gaseinschlüsse, sobald sie in den ringförmigen Sammelraum der Kammer eintreten, durch die Entlüftungseinheiten aus.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorteilhaft im In­ neren der Kammer vor der Einmündung des Auslaufkanals auch ein Flüssigkeitsfilter angeordnet. Der Flüssigkeitsfilter hat zunächst den Vorteil, vorhandene Fremdpartikel zurück­ zuhalten, da er von der zu verabreichenden Infusionslösung zwangsdurchflossen wird, bevor sie die Kammer blasenfrei und fremdpartikelfrei durch den Auslaufkanal des ersten An­ schlußstückes verläßt, um über eine Schlauchleitung zum Patienten zu fließen. Der Flüssigkeitsfilter hat weiter­ hin den Vorteil, daß er durch seinen Strömungswiderstand die Flüssigkeitsströmung in der Kammer in einem bestimmten Maß drosselt, wodurch es ebenfalls zu einer entsprechenden Druckerhöhung in der Kammer kommt, die eine Entlüftungswir­ kung fördert.

Jede Entlüftungseinheit umfaßt einen den zugeordneten Durch­ bruch eingesetzten Filterhalter, dessen freier Querschnitt durch wenigstens eine im Filter angeordnete Filterschicht 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 hydrophoben feinporigen Werkstoff und einer zweiten bakteriendichten Luftfilterlage bestehen. Als Werkstoff für die Luftfilterlage ist ein Zellulosenitrat­ filter oder Zelluloseacetatfilter geeignet. Der Flüssigkeits­ filter zur Ausfilterung von Fremdpartikeln aus der Infusions­ lösung kann z. B. eine Maschenweite von ca. 15 µm aufweisen und aus Polyamidfasern bestehen. Ein solcher Flüssigkeits­ filter ist geeignet, Fremdpartikel weitgehend zurückzuhalten. Der Widerstand eines solchen Flüssigkeitsfilters ist mit be­ sonderem Vorteil höher als der Widerstand der entlüftenden Filterschichten für Luft, insbesondere dann, wenn der Flüs­ sigkeitsfilter von der Flüssigkeit benetzt ist.

Die Kammer ist endseitig mit Anschlußstücken versehen, wobei ein erstes Anschlußstück einen aus dem Inneren der Kammer herausgeführten Auslaufkanal und ein zweites Anschlußstück einen in die Kammer einmündenden Einlaufkanal aufweist. Die beiseitig mit Anschlußstücken versehene Kammer ist ein kon­ struktiv einfaches Bauteil, das sich relativ kostengünstig herstellen läßt. Die topfförmige Kammer wird lediglich beidendig mit den jeweiligen Anschlußstücken verschlossen. Am Ablaufkanal und am Einlaufkanal in den jeweiligen An­ schlußstücken können außen einfache Verbindungselemente angesetzt oder angeformt werden, die ein Verbinden mit einem Zuführungs- und einem Abführungsschlauch für In­ fusionslösung ermöglichen. Durch einfaches Auftrennen einer Schlauchleitung kann auch jedes in einer Klinik be­ reits vorhandene Infusionsgerät mit der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung in vorteilhafter einfacher Weise leicht nachgerüstet werden.

Vorzugsweise wird die Kammer mit den Anschlußstücken aus transparentem Kunststoff gefertigt, wobei eine besonders einfache Bauausführung sich dadurch auszeichnet, daß ein erstes, den Auslaufkanal aufweisendes Schlauchanschluß­ stück als Kammerboden und ein zweites, den Einlaufkanal aufweisendes Schlauchanschlußstück als die Kammer ver­ schließender Deckel ausgebildet ist. Die stirnseitig an der Kammer befindlichen Anschlußstücke dienen als einfache Steckverbinder zum Ansetzen von Schläuchen, über die In­ fusionslösung zugeführt und abgeführt werden kann. Um die Einrichtung aus den Einzelteilen zusammenzufügen, wird zunächst in die Kammer der Flüssigkeitsfilter eingesetzt. Ist das den Auslaufkanal aufweisende Schlauchanschlußstück an die Kammer angeformt, wird diese nur noch durch das zweite, den Einlaufkanal aufweisende Anschlußstück verschlossen. Dazu kann das zweite Schlauchanschlußstück beispielsweise mit der Kammer verklebt werden. Es können jedoch auch beide Schlauchanschlußstücke mit der Kammer verklebt werden, um diese zu verschließen, sobald das Flüssigkeitsfilter in die Kammer eingesetzt ist Danach können die Durchbrüche in den Wandungen der Kammer mit den entsprechenden Entlüf­ tungseinheiten durch Anbringen der Entlüftungsfilter ausge­ rüstet werden.

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

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ein­ richtung in einer längsgeschnittenen Seiten­ ansicht und

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

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zum Entlüften von Infusions­ lösungen in einer längsgeschnittenen Seitenansicht. Eine topfförmig ausgebildete Kammer 1 weist in ihrer zylindri­ schen Wandung 2 wenigstens einen Durchbruch 3 auf. Eine Endseite der topfförmigen Kammer ist durch Ausformung zu einem ersten Anschlußstück 4 verschlossen, welches in ei­ nen Schlauchanschluß 5 ausläuft und einen aus dem Inneren der Kammer 1 herausgeführten Auslaufkanal 6 hat. Auf den Schlauchanschluß 5 kann ein Schlauch zur Abführung von z. B. Infusionslösungen gesteckt werden.

Die gegenüberliegende offene Seite der Kammer 1 ist durch ein als Deckel 7 ausgebildetes zweites Anschlußstück 8 verschlossen, welches ebenfalls einen Schlauchanschluß 9 aufweist und einen in die Kammer führenden Einlaufkanal 10 besitzt. Der Einlaufkanal ragt mit einem Endabschnitt 11 kopfähnlich in die Kammer hinein. Eine Ausmündung 12 des Einlaufkanals ist quer zur Längsachse der Kammer ausgerich­ tet, so daß sie sich etwa gegenüber dem Durchbruch 3 in der Wandung 2 der topfförmigen Kammer 1 befindet. In Richtung des Pfeiles 13 durch den Einlaufkanal zuströmende Flüssig­ keit, z. B. Infusionslösung, tritt durch die Ausmündung 12 in die Kammer 1 ein. Beim Durchströmen der Flüssigkeit von der kleinen Ausmündung 12 in die vielfach größere Kammer 1 kommt es nach strömungsmechanischem Gesetz zu einer Ver­ langsamung der Strömungsgeschwindigkeit und somit zu er­ höhtem Druck in der Kammer 1. Vor den Auslaufkanal 6 ist in die Kammer ein Flüssigkeitsfilter 14 gesetzt, der zur Ausfilterung von Fremdpartikeln aus der zugeführten Flüs­ sigkeit dient. Durch den Widerstand des Flüssigkeitsfil­ ters 14 wird die Flüssigkeitsströmung ebenfalls im be­ stimmten Maß gedrosselt, so daß es zu einer weiteren Druck­ erhöhung in der Kammer 1 kommt. In den Durchbruch 3, der sich in der Wandung 2 der Kammer 1 befindet, ist eine flüs­ sigkeitsdichte luftdurchlässige Entlüftungseinheit 15 ein­ gesetzt, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine Filter­ schicht aufweist, die aus einer bakteriendichten Luftfil­ terlage 16, beispielsweise aus Zellulosenitrat oder Zellu­ loseacetat, und einer aus einem hydrophoben 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 Einrichtung, wieder in einer längsgeschnittenen Seitenansicht. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der den Einlaufkanal 10 aufweisende Endabschnitt 11′ am Anschlußstück 8 einen kegel­ förmigen Außenmantel 19 auf. Der gegenüberliegende Innen­ mantel 20 der Wandung 2′ der Kammer 1 verläuft parallel zum Außenmantel 19, so daß sich ein ebenfalls kegelförmiger Ringraum 21 zwischen dem Endabschnitt und der Innenmantel­ fläche 20 der Kammer befindet. In diesem Ringraum können sich aus der eintretenden Flüssigkeit zu separierende Luft­ bläschen optimal sammeln. In der Wandung 2′ sind mehrere Durchbrüche 3 bzw. 3′ angeordnet, in die bei diesem Aus­ führungsbeispiel Entlüftungseinheiten 15, 15′ eingesetzt sind, die aus einem hydrophoben bakteriendichten Membran­ filter 22 bzw. 22′ bestehen. Die hydrophoben bakterien­ dichten Membranfilter können beispielsweise aus Polytetra­ fluorethylen (PTFE) bestehen. Mit 18 bzw. 18′ sind wieder Filterhalter bezeichnet.

Claims (14)

1. Einrichtung zum Entlüften von flüssigkeitsdurchströmten Leitungen in medizinischen Apparaturen, insbesondere in einem Schwerkraft-Infusionsgerät für Infusionslösungen, mit einer von der Flüssigkeit durchströmten Kammer, die an einem Ende ein Anschlußstück mit einem in sie einmün­ denden Einlaufkanal aufweist und deren Wandung wenigstens eine von einer flüssigkeitsdichten, luftdurchlässigen Membran verschlossene Öffnung aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Endabschnitt (11, 11′) des Einlaufka­ nals (10) in die Kammer (1) hineinragt und der Endabschnitt (11, 11′) eine Ausmündung (12) in die Kammer (1) aufweist, die quer zur Längsachse der Kammer (1) ausgerichtet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der Ausmündung (12) kleiner ist als der Querschnitt des Einlaufkanals (10).

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmantelfläche (20) der Kammer (1) parallel zur Außenmantelfläche (19) des Endabschnitts (11, 11′) des Ein­ laufkanals (10) ausgerichtet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (19) des Endabschnitts (11′) des Einlauf­ kanals (10) Kegelform aufweist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Inneren der Kammer (1) vor der Einmündung eines Auslaufkanals (6) ein Flüssigkeits­ filter (14) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Entlüftungseinheit (15, 15′) einen in den zugeordneten Durchbruch (3, 3′) eingesetzten Filterhalter (18, 18′) umfaßt, dessen freier Querschnitt durch wenigstens eine im Filterhalter (18, 18′) angeord­ nete Filterschicht (16, 17, 22, 22′) abgedeckt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht (22, 22′) ein hydrophober bakterien­ dichter Membranfilter ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für die Filterschicht (22, 22′) Polytetra­ fluorethylen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht aus einer hydrophoben feinporigen Lage (17) und einer bakteriendichten Luftfilterlage (16) be­ steht.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für die hydrophobe, feinporige Lage (17) Polytetrafluorethylen ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfilterlage (16) ein Zellulosenitratfilter oder ein Zelluloseacetatfilter hat.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein erstes, den Auslaufkanal (6) aufweisendes Anschlußstück (4) als Schlauchanschluß (5) und als Kammerboden und das zweite, den Einlaufkanal (10) aufweisende Anschlußstück (8) als Schlauchanschluß (9) und die Kammer (1) verschließender Deckel (7) ausgebil­ det ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Anschlußstücke (4, 8) mit der Kammer verklebt ist.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) und die Anschluß­ stücke (4, 8) Kunststoffspritzgußteile aus transparentem Kunststoff sind.