DE3872326T2

DE3872326T2 - Geschlossenes foerdersystem fuer mehrere fluessigkeiten und verfahren.

Info

Publication number: DE3872326T2
Application number: DE8888307268T
Authority: DE
Inventors: Albin Huntley; Kimball J Knowlton; Theodore Liber; Frederic Irwin Orkin; Charles R Smith
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2008-08-06
Also published as: EP0302752A3; EP0473240A2; EP0473240B1; CA1317007C; JP2711861B2; DE3872326D1; ATE77563T1; AU2039488A; AU621829B2; ATE107178T1; CA1319512C; US4925444A; EP0473240A3; JPH01265973A; DE3850267D1; DE3850267T2; EP0302752A2; EP0302752B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Gebiet von Arzneimittelzufuhr- Systemen und -Verfahren. Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen und Verfahren zur kontrollierten Abgabe einer Vielzahl von verschiedenen Fluiden an eine einzige Fluiddurchflußleitung zur Abgabe in vorbestimmten Mengen mit vorbestimmten Raten.

Hintergrund der Erfindung

Die intravenöse bzw. IV-Infusion von verschiedenen Arten von medizinischen Fluiden in Patienten ist zu einem wichtigen Bestandteil der Behandlung vieler verschiedener Krankheiten geworden. Außerdem sind solche Multi-Fluidinfusionsprogramme zu einem wesentlichen Bestandteil der Behandlung von Patienten mit Trauma oder mit Verletzungen infolge eines Unfalls geworden. Solche Patienten erhalten ihre Akutbehandlung häufig auf Intensivstationen. In vielen Anstalten erhalten Patienten mit unterdrückten Immunreaktionen wie etwa Patienten mit Knochenmark- oder anderen Transplantationen ebenfalls über einen beträchtlichen Zeitraum eine Vielzahl von intravenösen Fluiden.
Je nach den ärztlichen Anweisungen werden diese Fluide dem Patienten über einen chirurgisch eingeführten Hauptleitungs- Katheter oder eine periphere Stelle wie etwa einen Arm oder ein Bein des Patienten zugeführt. Wegen des Zustands vieler dieser Patienten ist es besonders kritisch, daß die korrekten Arzneimitteldosierungen mit den korrekten Raten über die bestimmten Zeiträume verabreicht werden. Außerdem werden viele solche Patienten hochanfällig für Infektionen oder können geschwächte oder beschädigte Immunsysteme haben. Es ist daher wichtig, im größtmöglichen Ausmaß das potentielle Eindringen von infektiösen Mitteln in den verabreichten Strom von Fluiden zu minimieren.
Die intravenöse Multi-Fluidinfusion wird beim Stand der Technik so durchgeführt, daß Lösungsbehälter an einem IV-Verabreichungsgestell aufgehängt werden. Das Gestell kann auf Rädern montiert sein, so daß es verfahrbar ist. Eine Anfangslösung wird eingehängt und unter Beachtung aseptischer Techniken mit dem Katheter des Patienten verbunden. Die Schwester oder sonstige Pflegeperson stellt die Durchflußrate durch zeitliche Steuerung der Geschwindigkeit von in eine Tropfkammer fallenden Fluidtropfen ein, während dabei ein Klemmventil manuell verstellt wird.
Um ein zweites Fluid ebenfalls zuzuführen, ohne an dem Patienten eine weitere Injektionsstelle anzubringen, ist eine Fluidstromkupplung, die manchmal als Y-Stelle oder Y- bzw. Dreieckskupplung bezeichnet wird, vorgesehen. Diese Kupplung wird in dem ersten Fluidstrom-Zuführschlauch positioniert. Der zweite Behälter mit Lösung wird in einen nichtbenützten Einlauf der Y-Kupplung gekoppelt. Die Durchflußrate der beiden Lösungen kann mit Hilfe von manuell betätigten Klemmen und Tropfkammern, die jedem Lösungsbehälter zugeordnet sind, und durch Justieren der relativen Höhen der Behälter erneut eingestellt werden.
Wenn eine dritte Lösung benötigt wird, wird eine zweite YKupplung vorgesehen, die in der dem zweiten Fluidbehälter zugeordneten Verabreichungsleitung liegt. Der dritte Fluidbehälter wird in die zweite Y-Kupplung gekoppelt, und die Durchflußraten werden wiederum wie vorher manuell eingestellt.
Es gibt eine Reihe von erkannten Problemen, mit denen die beschriebenen Fluidabgabesysteme behaftet sind. Ein unmittelbares Problem besteht darin, daß die Anwendung der Gravitationsströmung und der Tropfenzählung nicht unbedingt sicherstellt, daß die gewünschten Durchflußraten zum Patienten unterhalten werden oder ausreichend präzise sind. Dieses Problem wird verschärft, wenn der Patient beispielsweise für Röntgenaufnahmen, Computertomographie oder Therapie bewegt werden soll. Eine solche Bewegung ist schwierig und umständlich, wenn gleichzeitig noch Fluid zu verabreichen ist.
Um diese Probleme zu überwinden, ist es inzwischen übliche Praxis, elektrisch angetriebene Infusionspumpen zu verwenden, die so einstellbar sind, daß eine vorbestimmte Fluidmenge durch eine Fluiddurchflußleitung mit einer vorbestimmten Rate gefördert wird. Solche Pumpen sind auch als tragbare Einheiten verwendbar. Normalerweise werden sie unmittelbar am Fluidabgabegestell angeordnet, das selbst wiederum auf Rollen verfahrbar ist. Solche Pumpen sind häufig mit einer batteriegestützten Stromversorgung versehen, so daß sie tragbar sind und bei einem Netzstromausfall für mehrere Stunden ununterbrochen einsatzbereit sind.
Bekannte Systeme sehen keine geeignete automatische Steuerung der verschiedenen zugeführten Substanzen vor. Ferner kann es notwendig sein, eine Vielzahl von Leitungen zwischen dem Patienten und der Vielzahl von Infusionspumpen vorzusehen, um die erforderliche Multi-Medikamenttherapie durchführen zu können.
Ein Schritt in Richtung eines Versuchs, dieses Problem zu lösen, ist in der US-PS 4 512 764 (Wunsch) gezeigt. Das Wunsch-Patent sieht eine Vielzahl von Fluidstrom-Lösungsbehältern vor, die durch ein Fluidstrom-Übertragungsset und ein Set von manuell betätigten Ventilen miteinander verbindbar sind. Der Ausgang des manuell betätigten Ventilsystems ist an eine einzige Fluiddurchflußleitung angeschlossen. Diese Leitung läuft durch eine peristaltische Pumpe und dann weiter zum Patienten. Die manuell betätigten Ventile werden zu verschiedenen Zeiten geöffnet und geschlossen, um die gewünschten Fluide zuzuführen.
Ein weiteres Patent 4 559 036 (Wunsch) zeigt einen computergesteuerten Ventilsatz. Das System dieses späteren Wunsch- Patents umfaßt entweder motorbetätigte oder elektromagnetisch gesteuerte Ventile, die an die Steuereinheit angeschlossen sind. Ferner sieht dieses System einen Steuerzyklus vor, in dem verschiedene Ventile jeweils unabhängig und aufeinanderfolgend für vorbestimmte Zeitintervalle geöffnet werden, um den Strom von verschiedenen Fluiden zu einem Patienten zuzulassen.
Weitere Multi-Fluidinfusionssysteme wurden ebenfalls vorgeschlagen, die verschiedene Arten von elektronischen Steuereinheiten aufweisen. Ein Aspekt jedes solchen Systems ist das Fluidstrom-Abgabeset, das in der Vorrichtung verwendet wird. Einige der bekannten Abgabesets sind relativ komplex und teuer.
Umfangreiche Erfahrungen haben gezeigt, daß sterile, im Gebrauch begrenzte, wegwerfbare Fluidstrom-Übertragungssets kostengünstig sein können. Solche Sets können auch bei der Minimierung der Gefahr sehr wirksam sein, daß infektiöse Mittel dem Patienten ungewollt zugeführt werden. Solche sterilen, gebrauchsmäßig begrenzten Übertragungssets lösen jedoch nicht für sich das Problem der gesteuerten Infusion einer Vielzahl von verschiedenen Fluiden, um einen gewünschten zusammensetzten Fluidstrom zu erzeugen.
Eine bekannte Alternative besteht im Gebrauch einer Vielzahl von Infusionspumpen, die jeweils mit ein oder mehreren Gruppen von Lösungsbehältern verbunden sind. Dabei werden zwei oder mehr Leitungen, die jeweils einer bestimmten Infusionspumpe zugeordnet sind, zum Patienten geführt und aseptisch an den Patienten angeschlossen. Solche Systeme tendieren zu großer Flexibilität und werden am Bett des Patienten zusammengesetzt. Trotzdem ergeben sie ein planlos wirkendes und verwirrendes System und führen zu erheblichen Kontrollproblemen in bezug auf den abgegebenen Fluidstrom.
Aus der Praxis gesehen besteht immer ein Problem bei jeder Anordnung, die eine Vielzahl von IV-Infusionsständern, eine Vielzahl von Pumpen, eine Vielzahl von elektrischen Leitungen und eine Vielzahl von Gruppen von Leitungen, die von den Behältern zu den Pumpen und von dort zum Patienten verlaufen, aufweist. Wenn versucht wird, den Patienten zu bewegen, müssen sämtliche Ständer gemeinsam bewegt werden. Das ist zwar mit einem Ständer nicht allzu schwierig. Es kann auch noch mit zwei Ständern durchgeführt werden. Mit drei Ständern wird es jedoch sehr schwierig.
Es besteht daher ein ständiger Bedarf für ein geschlossenes, relativ tragbares verwirrungsfreies System, das eine vielfache, im wesentlichen gleichzeitige Abgabe einer Vielzahl von verschiedenen sterilen Fluiden unter sterilen Bedingungen erlaubt. Bevorzugt ermöglicht es ein solches System, potentielle Kontaminierungsprobleme dadurch zu verringern, daß die Zahl und Komplexität von Schläuchen und Verbindungselementen, die zur Durchführung der Abgabe der Fluide benötigt werden, verringert ist.
Ein solches System würde bevorzugt die Möglichkeit eröffnen, geplante Medikationen und Fluidstrom-Abgabefolgen vorzubereiten, die über beträchtliche Zeiträume wie etwa 24 Stunden verlaufen würden. Ferner würden solche Systeme bevorzugt Hauptleitungs-Katheter verwenden, um die Zahl der für den Abgabevorgang normalerweise benötigten verschiedenen Veneneinstiche zu verringern oder solche Veneneinstiche entfallen zu lassen.
Außerdem sollte ein solches System die über relativ lange Zeit stattfindende planmäßige Abgabe von Medikamenten wie etwa über einen Zeitraum von 24 Stunden ermöglichen. Außerdem sollte ein solches System das Pflegepersonal einer Institution auf verschiedenartige Weise unterstützen. Die Vielzahl von verschiedenen Infusionspumpen sollte im größtmöglichen Maß verringert werden.
Das System sollte ferner relativ benutzerfreundlich und für eine mit Sorgfalt arbeitende Person einfach bedienbar sein. Außerdem sollte ein solches System das Führen von Aufzeichnungen unterstützen, beispielsweise durch Erstellen von Hardcopy, während es gleichzeitig relativ leise im Gebrauch ist, um eine Störung des Patienten zu vermeiden, und hinsichtlich seiner Funktion unauffällig ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert auf dem Stand der Technik, wie er in Fig. 1A der vorliegenden Beschreibung gezeigt ist, und die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung sind im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführt.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine geschlossene Multi-Fluidabgabevorrichtung vorgesehen, die eine Vielzahl von vorgewählten Fluiden in einer vorgewählten Folge durch ein geschlossenes Fluidstrom-Abgabesystem zu einer Abgabeöffnung fördern kann.
Die Vorrichtung weist eine Vielzahl von verformbaren Fluidstrom-Schläuchen oder -Leitungsteilen auf. Die Schläuche können an einem Ende einen mit einem Dorn versehenen Verbinder zum Einführen in eine Zutrittsöffnung eines Behälters mit intravenösem Fluid aufweisen. Jedes andere Ende der Schläuche trägt einen ausgewählten Verbinder wie etwa einen Luer- Twistlock-Verbinder oder eine hohle Durchstechnadel. Das System weist ein Fluidstrom-Vereinigungsteil auf, in das das zweite Ende jeder der Leitungen gekoppelt ist.
Eine Vielzahl von elektrisch gesteuerten Verschlüssen, von denen jeweils einer jedem Leitungsteil zugeordnet ist, ermöglicht das kontrollierte Zu- und Abschalten des Fluidstroms aus einem jeweiligen Behälter. Das Fluid tritt in das Vereinigungsteil ein und strömt in eine Abgabeleitung. Pumpeinrichtungen sind vorgesehen, um den Fluidstrom zu bewirken und den vereinigten Fluidstrom mit einer steuerbaren Rate abzugeben.
Die elektrisch betätigten Verschlüsse sowie die Pumpeinrichtungen arbeiten in Verbindung mit einer programmierbaren Steuereinheit. Die programmierbare Steuereinheit weist Einrichtungen auf, um ein oder mehr Fluidabgabepläne zu speichern und auszuführen, die sich über einen erheblichen Zeitraum von beispielsweise 24 Stunden erstrecken können, und um die Ein/Aus-Folge der Verschlüsse entsprechend den programmierten Plänen zu steuern.
Ferner enthält die Steuereinheit Informationen in bezug auf die Kompatibilität zwischen Fluiden und Arzneimitteln, die bei der intravenösen Verabreichung von Medikamenten wichtig ist. Die Kompatibilität zwischen verschiedenen bezeichneten Fluiden und den in ihnen enthaltenen Medikamenten kann vor der Aktivierung der planmäßigen Abgabefolgen geprüft werden. Die Steuereinheit stellt ferner Steuerschaltungen zur Verfügung, um Pumpen zu betätigen, um die erforderliche Kombination von Durchflußrate und -volumen, das zu den bezeichneten Zeiten an der Abgabeöffnung abgegeben wird, zu liefern.
Jeder Verschluß steuert den Ein/Aus-Strom von Fluid aus seinem zugeordneten Fluidbehälter. Im Gebrauch aktiviert das System intermittierend ausgewählte Verschlüsse für ausgewählte Zeiträume, um so am Ausgang des Vereinigungsteils eine Vielzahl von nacheinander abgegebenen Fluidmengen aus einer Folge von Fluidbehältern bereitzustellen. Diese Mengen bzw. Quanten mischen sich dann untereinander, während sie durch eine Abgabe-Fluidstromleitung zur Fluidaustrittsöffnung strömen, wodurch in effektiver Weise eine im wesentlichen gleichzeitige Abgabe von Multifluiden erfolgt.
Durch geeignete Verlängerung der Offen- und Schließzeitintervalle von ausgewählten Verschlüssen ist das System in der Lage, die Fluide in einer planmäßigen, nichtmultiplexierenden schrittweisen oder kontinuierlichen Betriebsart abzugeben.
Ferner regelt die Steuereinheit die Betätigung oder zeitliche Steuerung der elektrisch gesteuerten Verschlüsse so, daß während der planmäßigen Änderung der Fluidverabreichung im Lauf einer vorbestimmten Zeitdauer die planmäßige Abgabedurchflußrate in bezug auf die verschiedenen zu liefernden Fluide aufrechterhalten wird und etwaige Fluidstrom-Ubergangszustände aufgrund der Planänderungen minimiert werden können. Übergangszustände werden dadurch minimiert, daß in den vorbestimmten Abgabeplan Ausgleichsphasen eingeschaltet werden.
Die elektrisch betätigten Verschlüsse können als elektromagnetisch betätigte Klemmen implementiert sein. Jede Klemme hat eine eine Vorspannung ausübende mechanische Rückstell/ Fluidabschaltfeder.
Die Klemme kann sich aufgrund eines ersten Pegels von aufgebrachter elektrischer Energie aus einer ersten, einen Fluidstrom blockierenden Stellung in eine zweite, einen Fluidstrom zulassende Stellung bewegen. Die Klemme kann in der zweiten Stellung mit einem niedrigeren Pegel elektrischer Energie gehalten werden, als erforderlich war, um sie in diese Stellung zu bringen, so daß ein Fluidstrom durch die jeweilige Fluidabgabeleitung mit geringem Aufwand an elektrischer Energie ermöglicht ist. Das Vorspannelement ist verfügbar, um die Klemme aufgrund der Entfernung des zweiten Pegels elektrischer Energie sofort in ihre erste, den Fluidstrom blockierende Stellung zurückzubringen.
Es sind elastische Einrichtungen vorgesehen, um die Bewegung der Klemme aufgrund des aufgebrachten ersten Pegels elektrischer Energie elastisch zu verlangsamen und anzuhalten. Dies erlaubt einen geräuschlosen Betrieb der Klemme bei ihrer Bewegung aus einer Schließ- in eine 0ffenstellung. Beim Schließen dämpft der Schlauch den bewegten Teil der Klemme.
Eine Fluidvereinigungseinrichtung ist vorgesehen. Diese Fluidvereinigungseinrichtung weist eine Vielzahl von Fluideintrittsöffnungen auf. Die Fluideintrittsöffnungen können mit einem Luer-Verbinder oder einer durchstoßbaren Scheidewand dicht verschlossen sein. Die durchstoßbare Scheidewand hat eine Dicke in der Größenordnung von 7 mm oder 0,25", um die Halterung von wenigstens zwei eingeführten Fluidabgabenadeln gleichzeitig zu erlauben und sich beim Entfernen einer eingeführten Fluidabgabenadel wieder zu schließen.
Die Fluidvereinigungseinrichtung bildet ein vollständig abgeschlossenes Fluidstrom-Abgabesystem. In Kombination mit bekannten aseptischen Verfahren kann dieses System einen einzigen vereinigten Strom von sterilen intravenösen Fluiden aus einer Vielzahl von Fluidstromquellen zu dem Patienten ermöglichen.
Die Fluidvereinigungseinrichtung kann ferner eine Austrittsöffnung aufweisen, die mit der Fluidstrom-Austrittsleitung gekoppelt ist. Ein freies Ende der Fluidstrom-Austrittsleitung ist wiederum an den Patienten anschließbar.
Eine zusätzliche Öffnung kann vorgesehen sein, um das Verbinden von zwei oder mehr der Fluidvereinigungseinrichtungen miteinander zu ermöglichen, um dadurch die Zahl der Fluidquellen zu erhöhen, die als Eintrittsquellen zu der Fluidstrom-Auslaßleitung verwendet werden können.
Das Fluidstrom-Abgabesystem hat ferner eine Vielzahl von flexiblen Fluidstromabgabeleitungen, und zwar jeweils mit einem Verbinder an einem ersten Ende, der zum Anschluß an eine Fluidstromquelle geeignet ist, wie etwa einen flexiblen Behälter von sterilem intravenösem Fluid, das gegebenenfalls mit Medikamenten vermischt sein kann. An einem zweiten Ende trägt jede Leitung ein zweites Verbindungselement zum Anschluß an das Fluidvereinigungsteil.
Nach dem Zusammenkoppeln bilden die Fluidquellen, die Leitungen und das Fluidvereinigungsteil ein vollständig geschlossenes System, in dem verschiedene Quellen verwendet werden können, um bekannte Mengen von ausgewählten Fluiden bereitzustellen. Diese Fluide können durch das Vereinigungsteil in eine Auslaßöffnung des Vereinigungsteils gelangen.
Mit der Auslaßöffnung des Vereinigungsteils ist eine Auslaßfluidstromleitung verbunden. Die Auslaßleitung kann von einem Typ sein, der an einem freien Ende einen Verbinder hat, der mit einem Katheter eines Patienten verbindbar ist. Das gesamte Fluidstromabgabesystem kann als ein steriles, zum Einmalgebrauch und für einen Patienten bestimmtes Abgabesystem konzipiert sein. Nach einer vorbestimmten Zeit wird das System durch ein weiteres gleichartiges steriles, zum Einmalgebrauch bestimmtes Abgabesystem ersetzt.
Die Auslaßfluidstromleitung kann mit einem durchmesserkleineren Bereich in der Größenordnung von 1,7 mm (0,065") als übrige Schlauchteile versehen sein, die einen Durchmesser in der Größenordnung von 2,5 mm (0,100") haben können. Dieser durchmesserkleine Bereich erlaubt eine präzisere Kontrolle der Volumina von abgegebenen Fluiden.
Ferner wird gemäß der Erfindung ein Verfahren angegeben, wie es in den Ansprüchen 17 und 20 definiert ist.
Der vereinigte Auslaßfluidstrom kann der Auslaßöffnung durch eine Pumpe mit kontrollierter Rate zugeführt werden. Alternativ kann der kombinierte Auslaßfluidstrom durch die Schwerkraft abgegeben werden.
Zahlreiche weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und ihrer Ausführungsbeispiele, aus den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen die Einzelheiten der Erfindung als Teil dieser Beschreibung vollständig offenbart sind.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A ist eine schematische Ansicht eines bekannten, manuell aneinandergeschalteten Multi-Fluidabgabesystems;
Fig. 1B ist ein Satz von Diagrammen des Fluidstroms über der Zeit für das Abgabesystem von Fig. 1A;
Fig. 2 ist eine Perspektivansicht eines Multi-Fluidabgabesystems gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist ein Gesamtblockbild des Fluidstromsystems von Fig. 2;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Einmalsatzes, der mit dem System von Fig. 2 verwendbar ist;
Fig. 5A bis 5E zeigen alternative Formen des Fluidvereinigungsteils des Systems von Fig. 2;
Fig. 5F ist eine vergrößerte teilweise Schnittansicht entlang der Ebene 5F-5F von Fig. 5B;
Fig. 6 ist ein- elektronisches Blockschaltbild des Systems von Fig. 2;
Fig. 7 ist ein detailliertes Blockbild einer elektronischen Verschluß-Schnittstelle in dem System von Fig. 2;
Fig. 8 ist ein elektro-mechanisches Diagramm eines elektrisch betätigten Verschlusses, und zwar teilweise im Schnitt;
Fig. 9A ist ein schematisches Schaltbild einer elektronischen Treiberschaltung zur Verwendung mit dem Verschluß von Fig. 8;
Fig. 9B ist ein Diagramm der an einen Verschluß von der Treiberschaltung von Fig. 9A angelegten Spannung;
Fig. 10A bis 10C sind gemeinsam ein Flußdiagramm, das die Bezeichnung einer Vielzahl von Medikamenten oder Lösungen zeigt, die von dem System von Fig. 2 als Infusion zu verabreichen sind;
Fig. 11A ist eine schematische Darstellung des Systems von Fig. 2, das zur Bereitstellung eines aus drei Komponenten bestehenden Fluidstroms zu einem Patienten verwendet wird;
Fig. 11B ist ein Satz von Diagrammen des Fluidstroms über der Zeit für das System von Fig. 2;
Fig. 11C ist ein Diagramm von Fluidstromquanten über die Zeit, wobei das Multiplexen von Fluiden gemäß der Erfindung gezeigt ist;
Fig. 12 ist im Schnitt eine Ansicht eines Teils eines Auslaßschlauchs, wobei räumlich voneinander beabstandete Quanten verschiedener Fluide gezeigt sind, die von dem System von Fig. 2 abgegeben werden;
Fig. 13A und 13B bilden gemeinsam ein Flußdiagramm der Multiplexmethode gemäß der Erfindung;
Fig. 14A zeigt eine bekannte Vorrichtung zum Einleiten eines zweiten Fluids in einen Strom eines ersten Fluids;
Fig. 14B ist ein Paar von Diagrammen, die die Änderung der Konzentration in Fluiden A und B im dem Schlauchstück 388 von Fig. 14A während des Durchflusses von Fluid B zeigen;
Fig. 15A zeigt ein System zum Vermischen von Fluiden, wobei computergesteuerte Verschlüsse verwendet werden;
Fig. 15B ist ein Paar von Diagrammen, die die Änderung der Konzentration von Fluiden A und B in dem Schlauchstück 90 von Fig. 15A zeigen;
Fig. 16 zeigt die berechneten Vermischungsvolumina für die Systeme der Fig. 14A und 15A während der Zeitintervalle, in denen Fluide A und B in Schlauchteilen 388 bzw. 90 vermischt werden; und
Fig. 17 zeigt einen alternativen Verschlußkopf, der mit den computergesteuerten Verschlüssen gemäß der Erfindung verwendbar ist.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Die vorliegende Erfindung ist zwar in vielen verschiedenen Formen implementierbar, aber in der Zeichnung ist ein bestimmtes Ausführungsbeispiel gezeigt und wird nachstehend im einzelnen erläutert; dabei versteht es sich, daß die vorliegende Offenbarung als eine beispielhafte Implementierung der Prinzipien der Erfindung anzusehen ist und die Erfindung nicht auf das spezielle gezeigte Ausführungsbeispiel beschränken soll.
Um die Beschreibung der Erfindung zu erleichtern, ist in Fig. 1A ein bekanntes Drei-Beutel-Infusionssystem 10 gezeigt. Der gewünschte Plan, nach dem einem Patienten P Fluide zuzuführen sind, ist 20 ml/h für Fluid 1, 20 ml/h für Fluid 2 und 50 ml für Fluid 3, das mit 100 ml/h zuzuführen ist.
Das System 10 umfaßt drei Behälter 12, 14 und 16, von denen jeder eine vorbestimmte Menge von Fluiden 1, 2 bzw. 3 enthält. Die Behälter sind durch flexible Fluidstromleitungen 20, 22 und 24 zusammen mit zwei Y-Kupplungen 26 und 28 und einem Schlauchzwischenstück 30 an eine Fluidstromauslaßleitung 32 angeschlossen. Die Leitung 32 ist über einen Katheter an einen Patienten P gekoppelt.
Jede der Leitungen 20, 22 und 24 enthält eine Infusionspumpe 21, 23 bzw. 25. Jede Pumpe 21, 23 und 25 kann für sich eingestellt werden.
Als ein typisches Beispiel werden die Behälter 12 und 14, die Quellen bzw. Vorräte für Fluide 1 und 2 sind, so eingestellt und betrieben, daß sie in jede Leitung 20, 22 jeweils 20 ml/h von Fluid liefern, so daß in Leitung 32 dem Patienten 40 ml Fluid pro Stunde zugeführt wird. Der Fluidstrom in der Leitung 32, der an den Patienten P abgegeben wird, enthält gleiche Mengen jedes Fluids, wie in dem unteren Diagramm von Fig. 1B gezeigt ist, und zwar zu jeder Zeit abzüglich 30 Minuten.
Das Volumen der Leitung 30 ist ca. 1,5 ml. Das Volumen der Leitung 32 ist ca. 3,0 ml einschließlich des Katheters zum Patienten.
Am 30-Minuten-Punkt wird, ohne daß die Durchflußraten eines der Schlauchteile 20 oder 22 geändert werden, der Schlauchteil 24 geöffnet und auf eine gewünschte gleichbleibende Durchflußrate von 100 ml/h für die Dauer von 30 min eingestellt. Das obere Diagramm von Fig. 1B zeigt den Strom von Fluid 3 in dem Schlauchteil 24. Eine Untersuchung des Fluidstroms in dem Schlauchteil 30, der den zusammengesetzten Strom der Fluide 2 und 3 darstellt, wie es das mittlere Diagramm von Fig. 1B zeigt, zeigt jedoch eine sehr unerwartete und unerwünschte Änderung.
Unmittelbar bei Auslösung des Durchflusses von Fluid 3 springt die Durchflußrate von Fluid 2 in dem Schlauchteil 30, der mit Fluid 2 gefüllt ist, auf 120 ml/h. Diese Rate ist das Sechsfache der gewünschten Durchflußrate des Fluids 2. Diese erheblich größere Durchflußrate von Fluid 2 setzt sich in der Leitung 30 für ungefähr 0,75 min fort. Zu diesem Zeitpunkt fällt die Spitze des Fluids 2 ab, und die Durchflußrate von Fluid 2 kehrt auf ihren vorherigen vorgegebenen Wert von 20 ml/h zurück. Es £st aber zu beachten, daß in Abhängigkeit von dem Inhalt des Behälters 14 die Tatsache, daß Fluid 2 von einer gewünschten Durchflußrate von 20 ml/h auf eine Durchflußrate von 120 ml/h in Leitung 30 gesprungen ist, zu höchst unerwünschten Ergebnissen bei der Therapie des Patienten führen kann.
Anschließend ist bei dem 60-Minuten-Intervall entsprechend der Zeitdauer, nach der das Fluid 3 nominell vollständig verabreicht sein sollte, der Behälter 16 vollständig von Fluid 3 entleert. Die Durchflußrate von Fluid 3 in Leitung 30 fällt dann zwar ab, aber nicht auf Null. Stattdessen fällt die Durchflußrate von Fluid 3, wie das mittlere Diagramm von Fig. 1B zeigt, für ca. 4,5 min auf etwa 17 ml/h ab. Am Ende dieses Zeitraums ist das gesamte Fluid 3 in Leitung 30 in die Leitung 32 abgelaufen. Die Leitung 30 wird wiederum mit Fluid 2 gefüllt.
Das untere Diagramm von Fig. 1B zeigt den Übergangsfluidstrom der Auslaßleitung 32 zum Patienten P. Am 30-Minuten-Punkt, an dem der Strom des Fluids 3 in der Leitung 24 ausgelöst wird, tritt in der Durchflußrate von Fluid 2, das dem Patienten P zugeführt wird, eine Spitze auf. Die Durchflußrate von Fluid 2 springt von der vorgegebenen Rate von 20 ml/h zum Patienten auf ca. 70 ml/h für die Zeit von ca. 1,3 min. Dann springt sie für ca. 0,64 min auf 120 ml/h.
Diese beiden Sprünge repräsentieren mehr als die dreifache bzw. etwa die sechsfache vorgeschriebene Durchflußrate für an den Patienten abzugebendes Fluid 2. In den gleichen beiden Zeitintervallen springt Fluid 1 von einer vorgegebenen Durchflußrate von 20 ml/h auf eine Durchflußrate von ca. 70 ml/h und fällt dann auf eine Durchflußrate von ca. 20 ml/h ab.
Somit hat in den ersten beiden Minuten, in denen das Fluid 3 scheinbar dem Patienten verabreicht wird, überhaupt kein Fluid 3 den Patienten P erreicht. Stattdessen erreicht eine Kombination von Fluiden 1 und 2 in den Leitungen 30 und 32 den Patienten mit Durchflußraten, die wesentlich größer als die für diese beiden Fluide vorgeschriebenen Raten sind. In der restlichen Zeit bis zum 60-Minuten-Punkt werden an den Patienten die Fluide 1, 2 und 3 mit den vorgegebenen und erwarteten Raten von 20 ml/h, 20 ml/h bzw. 100 ml/h abgegeben.
Am 60-Minuten-Punkt hat die Pumpe 25 aufgehört, Fluid 3 aus dem Behälter 16 zu pumpen. Eine Fluidmenge 3 wird jedoch noch immer durch die Schlauchteile 24, 30 und 32 geleitet. Unmittelbar nach dem Abschalten der Pumpe 25 sinkt die Gesamtdurchflußrate in Leitung 32 auf 40 ml/h.
Die Durchflußmenge -von 40 ml/h für einen Zeitraum von ca. 9 min, die in dem unteren Diagramm von Fig. 1B im Bereich 34 gezeigt ist, besteht hauptsächlich aus einem fortgesetzten 1Strom von Fluid 3 aus Leitungen 30 und 32 und sehr wenig Durchfluß von Fluid 1 und Fluid 2. Die fortgesetzte Durchflußrate von Fluid 3 in diesem Zeitintervall liegt in der Größenordnung von 28,6 ml/h. Nach etwa 4,5 min fällt die Durchflußrate von Fluid 3 auf ca. 16,7 ml/h und bleibt für weitere 4,5 min aufs 16,7 ml/h. Erst nach dieser zusätzlichen Zeit kehren die Fluide 1 und 2 auf den vorgeschriebenen gleichbleibenden Wert zurück.
Daher versagt das oben beschriebene System 10 mehrfach in signifikanter Weise bei der Abgabe der gewünschten Fluide mit den vorgeschriebenen Durchflußraten. Es wird angenommen, daß die bisher nicht erfaßten und nichtkompensierten Änderungen der Durchflußmengen infolge von Fluidstrom-Übergangszuständen der Grund für die verschiedensten Artefakte und unerklärlichen Testergebnisse sind, die in der Vergangenheit von Zeit zu Zeit beobachtet wurden. Wenn beispielsweise während des mit dem Pfeil 34 bezeichneten Zeitraums ein Test in bezug auf die Auswirkungen von Fluid 3 auf den Patienten unter der Annahme durchgeführt würde, daß dem Patienten P das Fluid 3 bereits vollständig zugeführt ist, könnten die Testergebnisse fehlerhaft sein. Dieses fehlerhafte Ergebnis könnte darauf zurückzuführen sein, daß Fluid 3 dem Patienten während dieses Zeitintervalls immer noch zuströmt. Tatsächlich fließt Fluid 3 dem Patienten für etwa 7-8 Minuten länger als eigentlich erwartet zu.
Die Tatsache, daß die Fluide 1 und 2 in einem Zeitintervall von 3/4 min in erheblich höheren Raten als vorgeschrieben zugeführt wurden, könnte ebenfalls zu fehlerhaften Testergebnissen führen.
Wenn zwischen der Leitung 32 und dem Katheter C ein Verlängerungssatz verwendet wird, wird dadurch das Schlauchvolumen vergrößert, und die oben angesprochenen Probleme werden noch verstärkt. Wenn das System 10 ohne die Pumpen 21, 23 und 25 verwendet wird, werden die Ergebnisse noch weniger vorhersehbar.
Fig. 2 ist eine Perspektivansicht eines hermetischen Multi-Fluidstromabgabesystems 40 gemäß der Erfindung. Das System 40 ist an einem Gestell 42 gehaltert und in einem Gehäuse 44 untergebracht. Das Gehäuse 44 ist auf einer Vielzahl von Rollen 46 montiert, so daß das System 40 ohne weiteres verfahrbar ist.
An einem oberen Ende 48 des Gestells 42 befindet sich ein gebogenes Tragteil 50. Das Tragteil 50 trägt einen ersten Satz von Aufhängern 52 und einen zweiten Satz von Aufhängern 54. Der Satz von Aufhängern 52 und der Satz von Aufhängern 54 dienen dem Zweck des Aufhängens von flexiblen Lösungsbehältern wie etwa der gezeigten ersten Vielzahl von Lösungsbehältern 56 und der gezeigten zweiten Vielzahl von Lösungsbehältern 58.
Der Lösungsbehälter 56a ist ein Element der Vielzahl von Behältern 56, die nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums wie etwa nach 24 h durch die zweite Vielzahl von Behältern 58 zu ersetzen sind. Normalerweise ist jeweils eine der Vielzahlen von Behältern 56 oder 58 in das System 40 eingeschaltet. Der Doppelsatz von Aufhängern 52, 54 erleichtert das Aufhängen der als Ersatz gedachten zweiten Vielzahl von Behältern, während der erste Satz weiterhin dem Patienten Fluid zuführt.
Unter den Behältern 56 und 58 befindet sich ein allgemein horizontal verlaufender Rahmen 62. Der Rahmen 62 trägt jeweils im Abstand voneinander eine Vielzahl von elektrisch betätigten Klemmen oder Schlauchverschlüssen 64. Jeder der Vielzahl von Schlauchverschlüssen 64 ist einzeln betätigbar, wie noch erläutert wird.
Der Vielzahl von Klemmen 64 ist eine Vielzahl von manuell betätigbaren beleuchtbaren Betätigungselementen 66 zugeordnet. Ein Betätigungselement aus der Vielzahl 66 ist jeweils einem entsprechenden der Vielzahl von Verschlüssen 64 zugeordnet.
Unter dem Rahmen 62 und daran verschiebbar befestigt sind ein erstes und ein zweites Fluidvereinigungselement 70 und 72 angeordnet. Die Elemente 70, 72 können identisch sein, sie brauchen es aber nicht zu sein.
Eine Vielzahl von Fluidstromleitungen 74 und 76 verbindet die Lösungsbehälter 56 oder 58 mit den Fluidvereinigungselementen 70 oder 72. Jedes Element der Vielzahl 74 und der Vielzahl 76 kann aus flexiblem Kunststoff medizinischer Güte, bevorzugt lichtdurchlässig, hergestellt sein.
Jedes Element der Vielzahlen 74 und 76 hat einen ersten Verbinder, etwa einen Dornverbinder, der verwendet werden kann, um die Leitung in Fluidstromverbindung mit einem entsprechenden Fluidbehälter wie etwa 56a zu bringen, und einen zweiten Verbinder an einem zweiten Ende, der verwendet werden kann, um die Leitung in Fluidstromverbindung mit dem Fluidstromvereinigungselement 70 oder 72 zu bringen.
Es ist zu beachten, daß, wie noch im einzelnen beschrieben wird, zwischen der Vielzahl von Behältern 56, der Vielzahl von Leitungselementen 74 und den Vereinigungselementen 70 oder 72 ein hermetisch dichtes Fluidstromsystem gebildet wird. In gleicher Weise ist mit der alternierenden Vielzahl von Fluidbehältern 58, der entsprechenden Vielzahl von Fluiddurchflußleitungen 76 und den Vereinigungselementen 70 und 72 ein hermetisch dichtes System gebildet.
Jedes Vereinigungselement 70 oder 72 ist durch ein Fluidstromauslaßelement 80 bzw. 82 mit einer peristaltischen Pumpe 84 bzw. 86 gekoppelt. Die Pumpen 84 und 86 sind in Fig. 2 mit manuell betätigbaren Bedienfeldern 84A bzw. 86A gezeigt. Solche Bedienfelder sind zwar vorteilhaft, bilden aber keinen Teil der Erfindung. Die Pumpen 84, 86 sind präzise lineare peristaltische Pumpen mit einem Unempfindlichkeitsbereich am Ende jedes Pumpzyklus. Die verwendete Pumpenart ist keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung.
Von den Pumpen 84, 86 gehen Fluidstromauslaßleitungen 90 bzw. 92 ab. Die Auslaßleitungen 90 und 92 enden in einem Luer- Verbinder oder einer Durchstechkanüle und sollen direkt an den Katheter eines Patienten angeschlossen werden. Ein solches Anschließen würde nach üblichen aseptischen Techniken vorgenommen werden. Nach Beendigung des Anschließens ist entweder mit dem Fluidstromauslaßteil 90 oder dem Teil 92 oder beiden ein hermetisches Fluidstromsystem zwischen den Fluidstromquellen 56 oder 58 und dem Patienten P gebildet.
Das System 40 hat ferner ein Display 96, um Status- und Befehlsinformationen für einen Systembediener oder eine Aufsichtsperson anzuzeigen. Informationen können in das System 40 über das Display 96 unter Verwendung des Lichtgriffels eines kombinierten Lichtgriffel- und Strichcode-Lesers 98, der elektrisch an das System 40 angeschlossen ist, eingegeben werden.
Ferner ist mit dem System 40 ein Hardcopy-Drucker 100 verbunden. Der Hardcopy-Drucker 100 ist besonders nützlich zum Erstellen von Hardcopy-Aufzeichnungen von Schemata von Fluiden, die dem Patienten P zugeführt wurden, zur Aufnahme in die Patiententafel oder zum Zweck der Berechnung der Fluidabgabe an den Patienten.
Der Hardcopy-Drucker 100 kann ein SPOOL-Drucker sein, der einen nichtflüchtigen RAM enthält. Das System 40 kann ausgewählte Informationen in den Speicher des Druckers 100 einspulen. Im Normalbetrieb brauchen diese Informationen nicht ausgedruckt zu werden.
Wenn ein vorgewählter Zustand detektiert wird, kann diese Information dann für Analysezwecke ausgedruckt werden.
Fig. 3 ist ein Gesamtblockbild des hermetischen Fluidstromkreises des Systems 40. Jeder der Behälter wie etwa der Behälter 56a ist über eine entsprechende flexible Leitung wie etwa die Leitung 74a durch einen entsprechenden Verschluß wie etwa den Verschluß 64a an das Fluidstromvereinigungselement 70 angeschlossen.
Die Auslaßleitung 80 aus dem Fluidstromvereinigungselement 70 läuft durch die Pumpe 84. Der Auslaß aus der Pumpe 84 durch die Fluidstromauslaßleitung 90 ist dann an den Patienten angeschlossen.
Ein Steuersystem 102 ist mit jedem der Elemente der Vielzahl von elektrisch betätigbaren Verschlüssen 64, mit der Pumpe 84, mit dem Display 96 und mit dem Drucker 100 elektrisch verbunden. Das Steuersystem 102 weist einen Dateneingabe- Ausgabebaustein auf.
Fig. 4 zeigt mehr im einzelnen den Fluidstromkreis des Systems 40. In Fig. 4 ist der Behälter 56a mit dem Schlauchteil 74a verbunden. Der Schlauchteil 74a endet mit einem ersten Ende in einem Dornverbinder 75a. Eine Tropfkammer 77a ist in dem Schlauchteil 74a angeordnet. Der Dornverbinder 75a kann dazu dienen, die Zutrittsöffnung des Behälters 56a zu durchstoßen, und kann in bekannter Weise auch ein steriler Verbinder sein.
Die Tropfkammer 77a ist nützlich, um manuell eine Fluidstromrate aus dem Behälter 56a einzustellen, wenn dies erwünscht sein sollte. Sie soll ferner als Sperre dienen, um den Eintritt von Luft aus dem Behälter 56a in den Schlauchteil 74a zu verhindern, und sie dient ferner als Beobachtungsmöglichkeit, um festzustellen, daß Fluid aus dem Behälter 56a strömt. Der Schlauchteil 74a endet an einem zweiten Ende in einem Verbinder 75b des Typs, der lösbar und hermetisch abdichtbar mit dem Fluidvereinigungselement 70 in Eingriff gelangen kann. Weitere Behälter 56b, 56c oder 56d sind mit dem Vereinigungselement 70 unter Verwendung identischer Schlauchteile verbunden.
Wenn es erwünscht ist, mehr Behälter an das Fluidvereinigungselement 70 anzuschließen, wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann ein zweites Fluidvereinigungselement 70a mit dem Vereinigungselement 70 gekoppelt werden. Diese Kopplung kann mit Hilfe eines Schlauchteils 70b einer bestimmten Länge oder mit Hilfe einer doppelendigen Kanüle 70c erfolgen. Die doppelendige Kanüle 70c kann unter Durchstechen sowohl mit dem Vereinigungselement 70 als auch mit dem Vereinigungselement 70a in Eingriff stehen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin vorzusehen, daß das schlauchfreie Ende des Elements 70 als durchstechbare Scheidewand ausgebildet ist und das Element 70a an einem Ende eine Kanüle hat. Sie können dann miteinander verbunden werden, indem das Ende von 70 mit der Kanüle von 70a durchstoßen wird. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, zwei Nadeln in eine einzige Scheidewand zu stechen. Sie sind so ausgelegt, da sie zwei Nadeln ohne Undichtheiten aufnehmen. Nach diesem Zusammenschalten werden sämtliche Behälter 56a-56g in eine einzige Auslaßschlauchleitung 80 entleert.
Die Schlauchleitung 80 hat einen Abschnitt 80a, der in die Pumpe 84 eingesetzt werden soll, um Fluid mit einer vorbestimmten Rate durchzupressen. Der Schlauchabschnitt 90 enthält eine erste Y-Verzweigung 90a, die dazu verwendbar ist, Luft oder irgendein anderes Fluid aus dem zusammengesetzten Auslaßfluid abzuziehen. Die Auslaßleitung 90 hat ferner eine zweite Y-Verzweigung 90b zum Zweck der Injektion von zusätzlichen Fluiden oder Medikamenten in die Leitung 90 an einer sehr nahe beim Patienten befindlichen Stelle.
Der Schlauchteil 90 hat einen Anschluß 90c, der lösbar mit einem Hauptleitungs-Katheter C verbindbar ist. Diese Art und Positionsbestimmung an einem Patienten stellt keine Einschränkung der Erfindung dar. Der Katheter C ist vorher chirurgisch in den Patienten P eingeführt worden. Da die Y- Verzweigung 90b relativ nahe am Katheter C liegt, werden zusätzliche Fluide oder Medikamente, die durch den Verbinder 90b injiziert werden, innerhalb sehr kurzer Zeit in den Patienten P infundiert.
In dem Fluidstromübertragungssatz von Fig. 4 hat der Schlauchteil 80 einen Nenndurchmesser in der Größenordnung von 2,5 mm (0,100"). Der Schlauchteil 90 hat einen Nenndurchmesser in der Größenordnung von 1,7 mm (0,065"). Der kleinere Durchmesser des Teils 90 minimiert das in dem Satz zwischen der Pumpe wie etwa der Pumpe 84 oder 86 und dem Patienten P vorhandene Fluidvolumen. Wenn die Leitung 90 gespült wird, bedeutet der kleinere Durchmesser, daß weniger Spülflüssigkeit benötigt wird.
Fig. 5A ist eine Perspektivansicht des Fluidstromvereinigungselements 70. Das Vereinigungselement 70 hat einen Gehäuseteil 100, der mit voneinander beabstandeten langen Seiten 100a ausgebildet ist. Die Seiten 100a enden in einem ebenen Abschirmteil 100b. Wie noch deutlich werden wird, bildet beim manuellen Greifen der langen Seitenteile 100a der Abschirmteil 100b einen Schutz für die greifenden Finger des Bedieners.
Die langen Seitenteile 100a enden ferner an einer Endfläche 100c. An der Endfläche 100c sind Befestigungselemente 102 angeordnet. Die Befestigungselemente 102 treten verschiebbar in Langlöcher oder Öffnungen an der Basis des Trägers 62 ein, um das Fluidvereinigungselement 70 lösbar an dem System 40 zu befestigen.
An der schützenden Abschirmung 100b ist eine Vielzahl von abgedichteten Einlaßöffnungen 104a und 104b angeordnet. Jede der Fluideinlaßöffnungen wie etwa eine typische Öfffnung 106 ist mit einem zylindrischen Gehäuse 108 ausgebildet. Das Gehäuse 108 verläuft unter einem Winkel von einem Gehäuse 109 in der Vielzahl 104b.
Eine durchstoßbare Scheidewand 110 ist von dem Gehäuse 108 umgeben. Die Scheidewand 110 besteht aus durchstoßbarem Kautschuk eines Typs, von dem bekannt ist, daß er bei Entnahme einer ihn durchstoßenden Nadel selbstabdichtend ist. Die Scheidewand 110 sorgt fur einen fortlaufenden hermetischen Bereich, durch den sterile Fluide in das Vereinigungselement 70 injizierbar sind.
Die Teile der Vielzahl von Zutrittsöffnungen 104a sind jeweils um eine Drehachse orientiert, die sich unter einem Winkel von 45º zu der Drehachse von Elementen der Vielzahl von Einlaßöffnungen 104b befindet. Zusätzlich sind die Elemente der Vielzahl 104a zwischen den Elementen der Vielzahl 104b versetzt und beabstandet angeordnet.
Jede der Öffnungen in den Vielzahlen 104a und 104b kann mit einer abnehmbaren Kappe 111 verschlossen werden. Die Kappe 111 kann die Scheidewand schützen und sie steril halten. Durch das Abdecken der Öffnungen wird eine kontinuierlich sterile Scheidewand erhalten, wie etwa die Scheidewand 110, die vor dem Gebrauch nicht mit einem Desinfektionsmittel gereinigt zu werden braucht.
Die versetzte und abgewinkelte Orientierung der Öffnungen 104a und 104b dient dem Zweck der leichteren Befestigung der Leitungsteile 74, die in Fig. 4 schematisch gezeigt sind.
Gemäß Fig. 5B definiert das im Schnitt gezeigte Gehäuse 100 eine innere Strömungsbahn 112, die allgemein Kreisquerschnitt hat. Eine Kanüle 114, die an dem Verbinder 75b befestigt ist, kann durch eine sterile Scheidewand wie etwa eine Scheidewand 110 in den Bereich 112 eingeführt werden. Fluid kann dann aus dem Behälter 56a durch den Schlauchteil 74a und in den zentralen Bereich 112 des Vereinigungselements strömen.
Fluid kann dann aus dem Vereinigungselement 70 durch den Schlauchteil 80 zum Patienten strömen. Wie Fig. 5B zeigt, ermöglicht die Verwendung der durchstoßbaren Scheidewand wie etwa der Scheidewand 110 ein kontinuierlich hermetisches System für den Fluidstrom zwischen der Quelle wie etwa dem Behälter 56a und dem Patienten P. Die Entnahme der Kanüle 114 aus der Scheidewand 110 verschließt das Vereinigungselement 70, da der Kautschuk die von der Kanüle 114 gebildete Zutrittsöffnung abdichtet.
Es ist zu beachten, daß das Fluidvereinigungselement 70 ständig für die Aufnahme und den Durchfluß von Fluid offen ist. Das Vereinigungselement 70 hat nicht die Funktion einer Mischkammer. Stattdessen bildet das Vereinigungselement 70 nur eine Vereinigungsstelle, so daß eine Vielzahl von verschiedenen Fluiden aus einer Vielzahl von Lösungsbehältern wie 56a-56d aufeinanderfolgend in den Auslaßschlauch 80 strömen kann.
Die Dicke jeder Scheidewand wie etwa der Scheidewand 110 ist in der Größenordnung von 7 mm (0,25"). Die dicke Scheidewand ergibt beim Einführen der Durchstoßkanüle 114 eine Abstreifwirkung, um dadurch den Eintritt von irgendwelchen kontaminierenden Substanzen in das geschlossene System noch weiter zu blockieren.
Außerdem trägt die Dicke der Scheidewand 110 zwei oder drei eingeführte Kanülen, ohne daß die Scheidewand reißt oder undicht wird. Die zusätzliche Dicke sorgt dafür, daß die Scheidewand 110 mehr als einmal in einem Zeitraum von 24 h durchstochen werden kann und sich trotzdem bei Entnahme der Durchstechkanüle weiterhin wieder dicht verschließt.
Die Abschirmung 100b ist besonders nützlich in Verbindung mit der Einführung der Kanüle 114 in die Scheidewand 110, da die die Kanüle einführende Person die Gehäuseseiten 100a manuell greifen kann, ohne befürchten zu müssen, daß er/sie sich mit der Kanüle 114 sticht, weil zur Einführung der Kanüle durch die dicke Scheidewand 110 ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich ist.
An einem Ende des Gehäuses 100 ist eine Scheidewand 110a befestigt. Die Scheidewand 110a kann dazu dienen, zwei Vereinigungselemente wie etwa 70 und 70a gemäß Fig. 4 miteinander zu verbinden.
Die Dimensionen des Kanals 112 sind in Übereinstimmung mit dem Fluiddurchfluß aus den eingeführten Kanülen in den Auslaßschlauch 80 möglichst klein gemacht. Infolgedessen enthält das Vereinigungselement 70 jederzeit nur ein sehr kleines Fluidvolumen. Dadurch wird das gegenseitige Vermischen von Fluiden in dem Vereinigungselement 70 minimiert.
Es ist zu beachten, daß der Kanal 112 auch mit einem von seinem Kreisquerschnitt verschiedenen Querschnitt ausgebildet sein könnte. Die genaue Gestalt des Kanals 112 stellt keine Einschränkung der Erfindung dar. Außerdem ist zu beachten, daß zwar die Vielzahlen der Injektionsstellen 104a und 104b in Fig. 5A jeweils mit Drehachsen gezeigt sind, die gegeneinander versetzt sind, um den unabhängigen Zugang zu jeder Stelle zu erleichtern, aber die genaue Orientierung der Injektionsstellen in bezug aufeinander stellt ebenfalls keine Einschränkung der Erfindung dar.
Fig. 5c zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel 120 des Vereinigungselements. Das Vereinigungselement 120 ist im Gegensatz zu dem Vereinigungselement 70 mit Luer-Twistlock- Verbindern 122 ausgebildet. Jede der Fluidstromeinlaßleitungen wie etwa die Leitung 124 trägt ein passendes Luer-Verbinderteil 124a, das mit dem dauerhaft an dem Vereinigungselement 120 angeordneten Verbinder 122 in Eingriff bringbar ist. Es ist zu beachten, daß vor dem Verbinden des Schlauchteils 124 mit dem Vereinigungselement 120 der Luer-Verbinder 122 mit einer abnehmbaren Luer -Verschlußkappe abgedichtet ist.
Als Alternative zu dem Luer-Verbinder 124a könnte ein Luer- Verbinder 126 mit einer Scheidewand verwendet werden. In diesem Fall könnte ein Schlauchteil wie etwa der Schlauchteil 74a mit der Durchstoßkanüle 114 verwendet werden. Der Verbinder 126 könnte ebenfalls mit einer abnehmbaren Kappe 127 abgedichtet sein.
Fig. 5D zeigt noch eine andere Abwandlung des Vereinigungselements 70. Ein Schlauchteil 128 ist mit der Strömungsbahn 112 gekoppelt. Ein freies Ende des Schlauchteils 128 trägt einen Dornverbinder 128a. Der Verbinder 128a kann dazu dienen, einen Behälter mit Spüllösung an das Vereinigungselement 70 zu koppeln.
Fig. 5E zeigt noch ein anderes Vereinigungselement 130. Das Vereinigungselement 130 hat ein langes Gehäuse 132 mit einer durchgehenden Strömungsbahn 132. Eine Vielzahl von Öffnungen 134, die jeweils voneinander versetzt angeordnet sind, ist ebenfalls vorgesehen. Eine Abschirmung 136 schützt die Finger eines Bedieners, der eine Kanüle in eine der Öffnungen 134 einführt, und kann außerdem als federartige Platte verwendet werden, um das Befestigen des Vereinigungselements an einem Haltearm zu erleichtern. Der Fußteil 102a ist ein fortlaufender Teil.
Wie Fig. 5F zeigt, kann jede Einlaßöffnung 108 so geformt sein, daß sie Kreisquerschnitt 110b hat. Eine Vielzahl von kapillaren Keilnuten 110c kann um den Umfang des Kreisquerschnitts 110b herum im Abstand voneinander vorgesehen sein. Die Nuten 110c bilden eine Einrichtung für einströmendes Fluid, um die eingeschlossene Luft in den Einlaßöffnungen 108 zu verdrängen bzw. die Einlaßöffnungen vorzubereiten, wenn eine Flüssigkeit erstmals in das System eingeleitet wird.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems 142, das mit dem Fluidabgabesystem 40 verwendbar ist. Das Steuersystem 142 weist eine Hauptprozessor-Systemplatine 144 auf. Die Platine 144 enthält Programmierbare Prozessoren 80C88 und 80C87. Die Systemplatine 144 enthält ferner einen 640 kByte RAM, einen 64 kByte ROM, eine Plotter-Steuereinheit 148 zum Treiben des Monitors 96 und verschiedene Ein-Ausgabe-Kreise. Mit der Hauptpozessor-Systemplatine 144 ist eine Pumpen- und Verschluß-Schnittstelle 999 verbunden.
Die Schnittstelle 999 weist als Sekundärprozessor einen 80C88 0grammierbaren Prozessor 999a auf. Die Schnittstelle 999 hat ferner eine Verschluß- oder Klemmenschnittstelle 999b zusammen mit einem EPROM- und DRAM-Speicher 999c und einem Taktzähler 999d. Die Pumpen- und Verschluß-Schnittstelle 999 hat ferner vier Mikrosteuereinheiten 999e, die mit der Pumpe 84, der Pumpe 86 und zwei fakultativen fernen Pumpen 997 und 998 in Verbindung stehen und ihre Funktion steuern.
Die Verschluß-Schnittstelle 999b ist elektrisch mit der Verschlußtreiberschaltung 152 gekoppelt, die nahe dem Tragrahmen 62 angeordnet ist. Die Schaltung 152 enthält eine Vielzahl von Treiberkreisen wie etwa den Treiberkreis 152a. Jeder Treiberkreis ist einem bestimmten Verschluß wie etwa dem Verschluß 64a zugeordnet.
Jedem Verschluß ist ein Multielement-Lagefühler 67 zugeordnet, der über die Verschluß-Schnittstelle 999b eine Rückführung zum Prozessor 999a durchführt. Die Fühler 67 können Schalter, fotooptische oder andere kontaktlose Lagefühler wie etwa kapazitive oder induktive Fühler sein.
Eine Universalschnittstelle 146 ist mit der Systemplatine 144 durch die Busschnittstelle l46b gekoppelt und stellt Ein/Ausgabekapazität zur Verfügung. Vorgesehen sind eine Strichcode-Mikrosteuereinheit 146a und ihr zugehöriger Lichtgriffel/ Strichcode-Leserstab 98; ein Tongenerator l46e und zugehöriger Lautsprecher 150; ein Strom- und Temperaturmonitor l46f; ein entfernter Schwesternruf- und Warnleuchten-Schaltkreis 146g; eine Modem-Schnittstelle 156; eine Echtzeituhr l46d; ein batteriegestützer RAM mit 4 kB; und eine Zeitüberwachungseinrichtung 146i, um einen Fehler bei der zeitlichen Steuerung zu erfassen. Um zusätzliche Ein-Ausgabe-Übermittlungsmöglichkeiten zu schaffen, weist die Universalschnittstelle 146 eine Multikanal-RS232-Schnittstelle 154 auf.
Strom wird dem System 40 von einer Stromversorgung 160 zugeführt, die von Standard-Wechselstromleitungen gespeist wird und ihrerseits eine 24-Volt-Batterie 162 auflädt, so daß die Einheit 40 auch betrieben werden kann, während sie von einem Ort zu einem anderen transportiert wird. Eine typische Batterie ist dabei eine Eagle Picher CFM24V25AH. Für das System 40 geeignete Batteriespannungen sind ±5 V +6,5 V, ±12 V +24 V, +27,5 V.
Fig. 7 ist ein Blockschema der Schnittstellenschaltung 152, die jedem der Verschlüsse 64 zugeordnet ist. Die Schnitt-Stellenschaltung 152 hat für jeden Verschluß ein Befehlsoder Ausgaberegister 166, einen Rückführungspuffer 168 und Steuerkreise 170. Daten- und Steuersignale werden zwischen der Verschluß-Schnittstelle 999b und der Schnittstellenschaltung 152 über eine Nachrichtenleitung 152b übertragen.
Der Verschlußtreiber 152a wird durch Setzen eines Bits in das Befehlsregister 166 aktiviert. Das gesetzte Bit auf einer Leitung 152c liefert ein Eingangssignal an den Treiber 152a. Das Ausgangssignal des Treibers 152a erregt eine Solenoidwicklung 172, um den entsprechenden Verschluß zu öffnen.
Ein weiteres Bit im Ausgaberegister 166 kann gesetzt werden, um den Verschlußanzeiger 67a ein- und auszuschalten. Das gesetzte Bit auf einer Leitung 152d und ein zugehöriger Pufferantrieb speisen den Anzeiger 67a. Der Anzeiger 67a kann kontinuierlich sein oder erwünschtenfalls blinken.
Rückführungseingaben zu der Schflittstellenschaltung 152 umfassen den manuellen Solenoid-Übersteuerungsschalter 67b und einen Multipol-Dreistellungs-Fühlerschalter 67c. Drücken des Schalters 67b kann eine Aktivierung des Verschlusses 64a bewirken, um einen Schlauchabschnitt zu entfernen oder einzusetzen.
Der Dreistellungs-Fühlerschalter 67c liefert Rückführungssignale an die Schnittstelle in bezug auf den Status des Verschlusses. Der Pol Sl ist normalerweise geschlossen, wenn sich der Verschluß in seiner geschlossenen oder nichtaktivierten Stellung befindet. Der Pol S2 ist normalerweise offen und schließt in einer Zwischenstellung des Verschlusses. Der Pol S3 ist normalerweise geschlossen und zeigt beim Öffnen an, daß der Verschluß vollständig aktiviert und geöffnet ist, um einen Fluiddurchfluß zuzulassen.
Der Solenoidtreiber 152a legt eine geeignete hohe Spannung und einen Strom an, um den Luftspalt zu magnetisieren, wenn die Verschlußspule sich in ihrer ersten oder Schließstellung befindet. Wenn sich die Spule in ihre zweite oder Offenstellung bewegt hat, um einen Fluiddurchfluß zuzulassen, was ca. 25 ms dauert, werden Spannung und Strom zu der Wicklung 172 verringert. Dieser zweite Pegel elektrischer Energie genügt, um den Verschluß in seiner zweiten oder Fluiddurchflußstellung zu halten, minimiert jedoch gleichzeitig ein Aufheizen der Wicklung 172 und die Entladung der Batterie 162.
Wenn die Wicklung 172 entregt wird, drückt eine Schraubenfeder den Verschluß 64a in die Schließstellung, und zwar mit einer Kraft in der Größenordnung von 1,4 kg (4 lbs). Die vom Treiber 152 angelegte Anfangsspannung liegt in der Größenordnung von 16 V.
Fig. 8 zeigt den Aufbau des elektrisch aktivierten Verschlusses 64a. Die übrigen Verschlüsse sind identisch ausgebildet. Der Verschluß 64a weist die elektrisch erregbare Solenoidwicklung 172 auf, die einen beweglichen Anker 174 umgibt. Der Anker 174 ist in eine Richtung 176 unter der Wirkung des von der Wicklung 172 erzeugten Magnetfelds bewegbar, und zwar aus einer ersten, Fluiddurchfluß-Sperrstellung in eine zweite, Fluiddurchflußstellung, die in Fig. 8 gezeigt ist.
Eine Schlauchklemme 174a ist an dem Anker 174 angeordnet. Wenn der Verschluß nicht aktiviert ist1 blockiert die Klemme 174a den Fluiddurchfluß durch das eingeführte Schlauchstück 74a. Eine Betätigungsstange 176a, die ebenfalls an dem Anker 174 angeordnet ist, öffnet und schließt Schaltkontakte S1, S2 und S3 während der Bewegung des Ankers.
Eine Vorspannfeder 178 drückt den Anker 174 zurück in seine erste Stellung, wenn die Wicklung 172 entregt wird. Ein manuell eindrückbarer Knopf 177 ist vorgesehen, um den Anker 174 manuell von dem Schlauch 74a wegzubewegen.
Der Lagefühler 67c ist an einem Haltearm 179a angeordnet, der von dem Gehäuse 179b des Solenoids 64a abgestützt ist. Der Lagefühler 67c ist als eine mechanische Dreikontakt-Schalter einrichtung ausgeführt. Die drei Kontakte S1, S2 und S3 liefern Lageinformation an die Schaltung 152 für verschiedene mögliche Stellungen der Klemme oder des Ankers 174.
Die erste Lage entspricht dem entregten Zustand des Verschlusses 64a, ohne daß irgendein Schlauch eingeführt ist. In diesem Zustand sind S1 und S3 geschlossen, und S2 ist geöffnet. Die zweite Stellung entspricht der in Fig. 8 gezeigten Stellung, wobei der Anker 174 in seine vollständige Offenstellung bewegt ist, um einen Fluiddurchfluß durch den Schlauch 74a zuzulassen. In diesem Zustand sind S1 und S3 geöffnet, und S2 ist geschlossen.
Die dritte Stellung ist eine Teststellung, die zwischen den beiden erstgenannten Stellungen liegt und anzeigt, daß der Anker 174 auf einem Teil der Strecke zwischen seiner ersten oder vollständig geschlossenen Stellung und seiner zweiten, geöffneten Stellung festliegt, wie Fig. 8 zeigt. Das zeigt an, daß sich der Anker 174 nicht in der gewünschten Offen- oder Schließstellung befindet. Dabei ist S1 geöffnet, und S2 und S3 sind geschlossen. Das Vorhandensein eines Schlauchs 74a im Verschluß wird angezeigt, wenn S1 und S2 geöffnet sind, jedoch S3 geschlossen ist.
Der Verschluß 64a hat ferner eine Vielzahl von fluidbeständigen Dichtungen. Eine Membrandichtung 180a, 180b, eine Ringdichtung und Druckband- und O-Dichtringe 180c blockieren den Eintritt von Fluiden in den Verschluß und in seine zugehörigen elektrischen und elektronischen Komponenten, die im Rahmenwerk 62 untergebracht sind.
Der O-Dichtring 180d dient als Schalldämpfer beim Öffnen, wenn der Anker 174 in die Richtung 176 bewegt wird. Der Schlauch 744a dämpft den Anker 174 beim Schließen.
In bezug auf Fig. 9A hat der Solenoid-Treiberkreis 152a einen integrierten Treiberkreis 184, der als eine integrierte Schaltung L295 von SGS-Semiconductor Corporation implementiert sein kann. Ausgänge des Treiberkreises 184 sind über Leitungen 172a und 172b mit der Solenoidwicklung 172 gekoppelt. Der Treiberkreis 152a ist typisch für die in dem System 40 vorgesehenen Treiberkreise. Jeder Treiberkreis ist einem anderen Verschluß zugeordnet.
Das Eingangssignal zum Treiberkreis 184 auf Leitung 152c ist ein 5-Volt- oder Massesignal. Der Treiberkreis 152a erregt die Solenoidwicklung 172, wenn das Eingangssignal auf der Leitung 152c in der Größenordnung von 5 V liegt.
Spannungsteilerwiderstände 186a, 186b und 186c sind an einem Verbindungspunkt 186d zusammengeschaltet unter Bildung eines Bezugsspannungseingangs am Kontaktstift fünf des Schaltkreises 184. An einem Verbindungspunkt 186e bildet der normalerweise geschlossene Kontakt S3 einen Rückführungspfad zu +5 V, außer, wenn sich der Anker 174 in die vollständige Offenstellung bewegt hat.
Eine parallele Widerstandsanordnung mit Widerständen 188a und 188b bildet einen 0,5-Ohm-Stromfühlerwiderstand, der mit der Last reihengeschaltet ist.
Der Treiberstrom für die Solenoidwicklung 172 wird durch den Wert der Spannung am Verbindungspunkt 186d der Treiberschaltung 184 vorgegeben. Da die Parallelwiderstandswerte von 188a und 188b so vorgegeben sind, daß 0,5 Ohm nach Masse gegeben ist, ist die Schaltung 184 so kalibriert, daß sie einen Strom von 2 A zu der Wicklung 172 für jedes Volt Eingangsspannung am Verbindungspunkt 186d liefert.
Die angegebenen Werte der Widerstände 186a, 186b und 186c sind so gewählt, daß 0,6 V am Verbindungspunkt 186d anliegt. Die Treiberschaltung 184 liefert einen Mitnahmestrom von 1,2 A an die Solenoidwicklung 172, bis der Anker 174 seine vollständige Offenstellung erreicht und den Schalterkontakt S3 öffnet. Wenn S3 öffnet, ist die Spannung am Verbindungspunkt 186d durch die Kombination von 186a, 186b und 186c vorgegeben und wird auf 0,2 V verringert. Der Treiberkreis 184 liefert dann einen Haltestrom von 0,4 A, um den Stromverbrauch zu minimieren.
Fig. 9B ist ein Diagramm der Spannung am Solenoid 172 über der Zeit für eine Solenoidwicklung mit 13,5 Ohm. In diesem Fall ist an den Treiberkreis 184 nur 16,2 V der verfügbaren Speisespannung von 24 V angelegt. Die Mitnahme- und Halteströme können durch Ändern der Werte der Widerstände 186a, 186b, 186c sowie der Fühlerwiderstände 188a und 188b verstellt werden. In dem Diagramm von Fig. 9B entspricht die eingezeichnete Zeit dem Zeitpunkt, zu dem der Schalterkontakt S3 öffnet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Energie zur Solenoidwicklung 172 von einem Mitnahmewert auf einen Haltewert verringert.
Die Fig. 10A-10C bilden gemeinsam ein Flußdiagramm, das von einem Bediener initiierbare Funktionen oder Aktionen zeigt, die in Verbindung mit dem System 40 ablaufen können. Wie Fig. 10A in Schritt 200 zeigt, kann auf dem Display 96 ein Hauptmenü angezeigt werden. Vor der Anzeige des Hauptmenüs könnte, falls erwünscht, ein Menü angezeigt werden, um den Lichtgriffel 98 zu kalibrieren. In einer Anlage zu der vorliegenden Beschreibung sind vom Bediener abrufbare Bildschirmanzeigen enthalten.
Das Hauptmenü ist auf Bildschirm 1 gezeigt. Für Referenzzwecke sind Zeilennummern längs der linken Bildschirmseite ausgedruckt. Am oberen Ende des Bildschirms 1 können in Zeile 2 der Name und die Identifikationsnummer (vorher eingegeben) eines Patienten sowie Datum und Uhrzeit angezeigt werden. In Zeile 4 können vorher ausgewählte Pumpen A oder B entsprechend der Pumpe 84 oder 86 in Verbindung mit einem vorher ausgewählten Verschluß sowie eine Fluidabgaberate angezeigt werden.
Zwischen Zeilen 7 und 19 des Bildschirms 1 sind einzelne Aktionen einer Vielzahl von vom Bediener wählbaren Aktionen identifiziert. Beispielsweise kann der Bediener in bezug auf Zeile 7 auf Bildschirm 1 eine Änderung der Pumpgeschwindigkeit wählen. Alternativ könnte der Bediener in Zeile 7 nach dem IV-Plan fragen.
In bezug auf Zeile 9 kann der Bediener die Abläufe für die
IV-Reihenfolge-Eingabe aufrufen oder die Liste von unterbrochenen Reihenfolgen abfragen.
In Zeile 11 kann der Bediener den Ablauf zum Wechsel eines vorhandenen Beutels aufrufen oder nach Patienteninformation fragen.
In Zeile 15 kann der Bediener den Ablauf für vitale Zeichen/ Gewichtseingabe aufrufen oder nach System-IV-Gesamtwerten (Volumen) fragen.
In Zeile 17 kann der Bediener die Abläufe für eine neue Patienteninstallation aufrufen oder nach einer Liste von Rückrufnachrichten fragen.
In Zeile 19 des Bildschirms l kann der Bediener nach einem Index von Bildschirmen und Abläufen fragen oder die Abläufe für Systeminstallationen und -tests aufrufen.
In Zeilen 22 und 24 des Hauptmenüs ist eine Vielzahl von Standardfunktionen vorgesehen, die vom Bediener wählbar sind. Beispielsweise kann der Bediener in Zeile 22 bestimmen, den Systemalarm stummzuschalten (MUTE). Zusätzlich kann der Bediener ein Pumpendisplay (PUMP DISPLAY) des Systems wählen, er kann die Bearbeitung von IV-Anweisungen (EDIT IV ORDERS), die vorher geplant worden sind, oder die Anzeige einer Tastatur-Überlagerung (KEYBOARD overlay) wählen.
In Zeile 24 kann der Bediener eine PAUSE-Funktion implementieren, er kann über die DRUG MASTER Bildschirmsequenz eine Medikamentenbezeichnung wählen, oder er kann eine Hilfe-Anzeige (HELP) wählen. Die Bezeichnung einer Handlung oder einer Funktion wird vom Bediener unter Anwendung des Lichtgriffels 98 durchgeführt.
Es ist zu beachten, daß zwar die hier gezeigten Bildschirme eine Form haben, die zum Ausdruck als Textinformation geeignet ist, daß aber die Erfindung nicht auf diese Bildschirmformate beschränkt ist. Beispielsweise können verschiedene wählbare Handlungen oder Funktionen in invertierter Darstellung angezeigt werden, wenn dies den Dialog mit dem Bediener erleichtern sollte. Ferner ist zu beachten, daß, falls gewünscht, eine gewählte Funktion oder Anzeige einer Handlung vor oder nach der Wahl zum Aufleuchten gebracht werden kann, um eine Sicht-Rückführung zum Bediener darüber, was ausgewählt worden ist, bereitzustellen.
Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der Bediener die neue IV-Folge-Funktion (NEW IV ORDER) in Zeile 22 des Bildschirms 1 gewählt hat, zeigt das System 40 sofort den Bildschirm 2. Fig. 10B zeigt eine Folge von Schritten, die dieser Funktion zugeordnet sind.
Zeile 2 von Bildschirm 2 zeigt wiederum den Namen des Patienten und seine Identifikationsnummer an. Zeilen 22 und 24 zeigen die gleiche Gruppe von Funktionen an, die vorher im Bildschirm 1 in diesen Zeilen angezeigt wurden. Zeile 4 von Bildschirm zeigt die gleiche Pumpen-, Verschluß- und Rateninformationen an wie in Zeile 4 von Bildschirm 1.
Zeile 7 von Bildschirm 2 zeigt die Angabe eines Medikaments/ einer Dosis. Das Medikament Kaliumchlorid mit einer Dosis von 20 MEQ war vorher eingegeben worden. Beim ersten Erscheinen des Bildschirms 2 kann die "DRUG/DOSE"-Markierung mit Blinkanzeige gezeigt werden, um die Ersteingabe zu bezeichnen. Der Bediener kann eine Medikament/Dosis-Eingabe durchführen, indem zuerst eine anzeigbare Tastatur ausgewählt wird. Dies wird erreicht, indem die Tastaturfunktion in Zeile 22 in Schritt 202 gewählt wird. Danach erscheint ein Tastaturbildschirm, und zwar Bildschirm 3, auf dem Display 96.
Die Namen von Medikamenten können eingegeben werden, indem der alphabetische Teil der Tastatur auf Bildschirm 3 in Zeilen 10-14 benützt wird. Der Lichtgriffel wird in Schritt 204 verwendet, um jeden Buchstaben zu wählen. Der Bediener wählt eine Folge von alphabetischen Zeichen, von denen jedes in Zeile 8 von Bildschirm 3 erscheint, nachdem es gewählt worden ist. Zusätzlich kann eine zahlenmäßige Medikamentendosis mit dem Tastenblock an der rechten Seite des Tastaturbildschirms in Einheiten ausgewählt werden, die von den in Zeilen 18 und 20 von Bildschirm 3 angegebenen Einheiten zugeordnet werden.
Nachdem ein Medikament und eine Dosierung eingegeben worden sind, wählt der Bediener in Schritt 206 die ENTER-Funktion in Zeile 17 von Bildschirm 3 unter Verwendung des Lichtgriffels 98. Bei Erfassung einer Wahl der RETURN-Funktion kehrt das System 40 dann zu Bildschirm 2 zurück, wobei die eingegebene Medikamenten- und Dosierungs-Information in Zeilen 7-9 angezeigt wird.
In Schritt 208 kann der Bediener dann eine einer Gruppe von Standardlösungen aus Zeile 10 von Bildschirm 2 auswählen. Zur Unterstützung des Bedieners kann der "SOLUTION"-Bezeichner auch blinken. Nachdem eine Lösung ausgewählt worden ist, kann der "RATE"-Bezeichner vom System 40 zum Blinken veranlaßt werden.
In Schritt 210 kann der Bediener dann die KEYPAD- bzw. Tastenblockfunktion aus Zeile 20 von Bildschirm 2 bezeichnen. Eine Tastenblocküberlagerung, die in Bildschirm 4 gezeigt ist, wird dann auf der rechten Seite der Anzeige 96 gezeigt. Die zahlenmäßige Abgaberate-Information in Zeile 10 von Bildschirm 2 und die Dosierungsvolumen-Information in Zeile 13 von Bildschirm 2 können in Schritt 212 eingegeben werden. Zusätzlich kann der Bediener in bezug auf Zeile 13 von Bildschirm 2 die Gesamtzahl von zu verabreichenden Dosen eingeben.
In Schritt 214 kann der Bediener dann eines aus einer Gruppe von Standardbehälter- oder -beutelvolumina aus Zeile 12 auswählen und aus Zeile 14 die Art der Verwendung bezeichnen. Verwendungsarten können intermittierend bzw. INTER, kontinuierlich bzw. CONT, Spülen bzw. FLUSH, Vene of fenhalten bzw. KVO oder eine kombinierte Spül/Venenoffenhaltefunktion bzw. FLUSH/KVO umfassen.
Wiederum in bezug auf Bildschirm 2 kann der Bediener in Schritt 216 dann Planungsinformationen in Zeile 16 eingeben, um anzugeben, wie oft das Medikament oder die Lösung vorzusehen ist. Die Beendigung der Reihenfolge wird dadurch bezeichnet, daß der Bediener in Schritt 218 in Zeile 20 die Funktion ENTER ORDER auswählt.
Wenn es zu diesem Zeitpunkt erwünscht ist, ein zusätzliches Medikament oder eine zusätzliche Lösung und einen entsprechenden Plan einzugeben, wiederholt der Bediener wiederum unter Benutzung von Bildschirm 2 den obigen Ablauf. Nachdem sämtliche gewünschten Medikamente oder Lösungen bezeichnet worden sind, kann der Bediener in Schritt 220 die Funktion NEXT SCREEN aus Zeile 24 angeben. Dadurch wird dann das System 40 veranlaßt, Bildschirm 5, nämlich den IV-Fluid- Rücklauf- und -Aufbereitungsbildschirm, anzuzeigen.
Im Bildschirm 5 werden in Zeilen 7, 8 und 9 drei eingegebene Arten von Medikamenten und Dosierungen angezeigt. Rechts von den angezeigten Medikamenten befindet sich eine mit "P" bezeichnete Spalte der zugeordneten Pumpen und eine mit "OC" bezeichnete Spalte der zugeordneten Verschlüsse. Fig. 10C zeigt die mit der Benutzung dieses Bildschirms 5 verbundenen Schritte.
Jedes Medikament ist, wie Bildschirm 5 zeigt, derselben Pumpe A zugeordnet worden, die entweder Pumpe 84 oder Pumpe 86 sein kann. Jedes Medikament ist einem jeweils anderen Verschluß zugeordnet worden.
Die Zuordnung von Pumpen und Verschlüssen zu vorher eingegebenen Medikamenten kann vom Bediener durchgeführt werden. Der Bediener ruft in Schritt 230 eine Funktion PUMP/OCCLUDER am rechten Ende der Zeile 7 ab. Wenn das System 40 diesen Abruf erfaßt, wird Bildschirm 6, nämlich ein Tastenblock für die Pumpen- und Verschlußwahl, angezeigt und überlagert die rechte Seite des Bildschirms 5.
Das erste Medikament in Zeile 7 von Bildschirm 5 kann beispielsweise in invertierter Darstellung hervorgehoben werden. Unter Verwendung der Pumpen- und Verschluß-Tastenblocküberlagerung kann eine Pumpe zusammen mit einem Verschluß in Schritt 232 diesem Medikament zugeordnet werden. Unter Anwendung der SCROLL-Funktion in Zeile 20 von Bildschirm 5 kann jedes der Medikamente in Zeilen 8, 9 nacheinander ausgewählt werden. In ähnlicher Weise kann jedes der Medikamente, die in Zeilen 8 und 9 angezeigt sind, dann einer Pumpe und einem Verschluß zugeordnet werden.
In Schritt 234 unterdrückt das System automatisch den Tastenblocküberlagerungs-Bildschirm für Pumpen und Verschlüsse, nachdem die Auswahl beendet ist. Um die Infusion auszulösen, kann der Bediener dann in Schritt 236 die Funktion INSERT TUBING in Zeile 9 von Bildschirm 5 wählen.
Anschließend an die Erfassung durch das System 40, daß die Funktion INSERT TUBING ausgewählt worden ist, beginnt einer der Verschlußanzeiger wie etwa der Anzeiger 67a, der dem Verschluß 64a entspricht, zu blinken. Dadurch wird der Bediener aufgefordert, den Schlauch für das ausgewählte Medikament bzw. die Lösung in diesen Verschluß einzuführen. Das kann dadurch erfolgen, daß der Bediener den Schalter OCCLUDER OPEN/CLOSE drückt, etwa den Schalter 67d. Das System 40 aktiviert dann den entsprechenden Verschluß wie etwa den Verschluß 64a, so daß die Einführung des Schlauchs, der dem ausgewählten Lösungsbehälter zugeordnet ist, in den Verschluß ermöglicht wird.
Ein zweites Drücken des Schalters OCCLUDER OPEN/CLOSE, etwa des Schalters 67d, informiert das System 40, daß der Schlauch im Verschluß angeordnet worden ist, und der Verschluß kann dann desaktiviert werden. Jeder der übrigen Verschlüsse kann aktiviert und mit einem entsprechenden Schlauchstück in gleicher Weise bestückt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die Infusion der planmäßig vorgesehenen Medikamente ausgelöst werden.
Sollte der Bediener die Kompatibilität zwischen den im Bildschirm 5 angegebenen Fluiden und Medikamenten prüfen wollen, bevor die Infusion ausgelöst wird, braucht aus Zeile 19 von Bildschirm 5 nur die Funktion COMPATIBILITY gewählt zu werden.
Das System 40 zeigt dann eine Kompatibilitäts-Zusammenfassung in bezug auf die drei vorher im Bildschirm 5 angegebenen Medikamente an, wie Bildschirm 7 zeigt. In der Kompatibilitätszusammenfassung von Bildschirm 7 sind die drei vorher eingegebenen Medikamente in Zeilen 7, 8 und 9 angegeben.
Nahe der Mitte von Bildschirm 7 ist jedes Medikament, die als Medikament 1, Medikament 2 oder Medikament 3 bezeichnet sind, mit jedem der übrigen beiden Medikamente verglichen. Beispielsweise resultiert entsprechend Zeile 7 ein Vergleich von Kaliumchlorid, Medikament 1, mit Tobramycin, Medikament 2, in der Anzeige einer Markierung "C". Die Markierung "C" bedeutet, daß diese beiden Medikamente kompatibel sind. Andererseits ergibt ein Vergleich von Kaliumchlorid, Medikament 1, mit Flagyl, Medikament 3, eine Inkompatibilität.
Um die Inkompatibilität zwischen Kaliumchlorid und Flagyl zu beseitigen, kann das Kaliumchlorid der einen der beiden Pumpen und das Flagyl der anderen der beiden Pumpen zugeordnet werden. Diese Multipumpenzuordnung ist nahe der rechten Seite von Bildschirm 7 in einer Spalte mit dem Titel "P" gezeigt. Um die Pumpenzuordnung und Verschlußzuordnung zu erleichtern, wird entlang der rechten Seite von Bildschirm 7 ein Pumpen-Verschluß-Tastenblock angezeigt.
Ferner sollte in Bildschirm 7 beachtet werden, daß in Zeile 20 eine FLUSH-Funktion vorgesehen ist. Eine Spülung kann sowohl vor als auch nach der Abgabe irgendeines ausgewählten Medikaments oder Fluids vorgesehen sein.
Hinsichtlich der Kompatibilitätszusammenfassung auf Bildschirm 7 ist zu beachten, daß die Medikamenten- oder Lösungs-Kompatibilitäts- oder -Inkompatibilitätsinformation vorher im nichtflüchtigen Speicher 146c gespeichert werden kann. Dieser Speicher kann von Zeit zu Zeit aktualisiert oder sein Inhalt modifiziert werden in Abhängigkeit von den mit dem System 40 verwendeten Lösungen oder Medikamenten. Eine leere Spalte gibt an, daß keine Information vorhanden ist.
Anschließend an das Auslösen der Infusion kann auf Bildschirm 8 eine Medikationszusammenfassung angezeigt werden. Bildschirm 8 liefert eine Identifikation von planmäßig eingesetzten Medikamenten, beispielsweise in Zeilen 7, 8 und 9. Zusätzlich identifiziert Bildschirm 8 die zugeordneten Pumpen und Verschlüsse zusammen mit einer Angabe der planmäßigen Frequenz der Abgabe des Medikaments oder der Lösung. Im rechten Teil von Bildschirm 8 wird in Abständen von jeweils einer Viertelstunde eine Darstellung von Zeitintervallen von abgegebenen Medikamenten während eines Zeitraums von 24 Stunden angezeigt.
Die SCROLL-Funktionen können verwendet werden, um die Anzeige durch den vollständigen 24-Stunden-Zeitraum zu verschieben.
Wenn eine Hardcopy der Medikationszusammenfassung gewünscht wird, kann der Bediener in Zeile 20 eine Funktion PRINT SUMMARY wählen, die das System 40 veranlaßt, eine Hardcopy der Zusammenfassung zu erstellen.
Es ist auch möglich, daß ein Bediener den Status von planmäßig vorgesehenen Lösungen, die in den Patienten P infundiert werden, in verschiedenen alternativen Formen anzeigt. Beispielsweise liefert das System 40 eine Medikamentenstatusanzeige, Bildschirm 9.
Im Bildschirm 9 ist ein Beispiel eines anderen Satzes von Medikamenten zusammen mit der zugehörigen Lösung gekennzeichnet. Beispielsweise sind in Zeilen 8 und 9 Dopamin und Dextrose als durch den Verschluß 4 abgegeben bezeichnet. Weiter rechts in Zeilen 8 und 9 ist eine Abgaberate bezeichnet sowie ein vorher infundiertes Gesamtvolumen und ein noch zu infundierendes Restvolumen. Vergleichbare Informationen sind für Medikamente und Lösungen vorgesehen, die den übrigen Verschlüssen wie etwa 5, 6 und 7 zugeordnet sind, die derselben Pumpe zugeordnet sind.
Das System 40 kann ferner eine den Gesundheitszustand überwachende Person beim Fluid-Management unterstützen. In dieser Beziehung liefert Bildschirm 11 eine Vorhersage des erwarteten Verbrauchs von Fluidvolumina. Zeile 7 von Bildschirm 11 ermöglicht die Eingabe eines maximalen Fluidvolumens über einen Zeitraum von 24 h.
Zwischen Zeilen 9 und l8 ist eine Anzeige von momentan vorgesehenen Fluidmengen auf der Basis von Zeiträumen von jeweils acht Stunden vorgesehen. Zusätzlich ist eine Anzeige von momentan verfügbaren Fluidmengen vorgesehen, die denjenigen Mengen zufügbar sind, die bereits in jedem Acht- Stunden-Zeitraum vorgesehen sind. Somit liefert Bildschirm 11 Acht-Stunden-Vorhersagen sowie tägliche Gesamtangaben sowohl in bezug auf die Volumina von vorgesehenen Fluiden als auch auf die momentan verfügbaren Volumina von Fluiden.
In der obigen Erläuterung könnte das System 40 in einer Betriebsart arbeiten, bei der jeweils eine Lösung in den Patienten P infundiert werden soll. Beispielsweise sollte in bezug auf Bildschirm 5 Kaliumchlorid kontinuierlich infundiert werden. Tobramycin sollte intermittierend infundiert werden. Während der Infusionszeit von Tobramycin durch den Verschluß 2 ist der Durchfluß von Kaliumchlorid durch den Verschluß blockiert.
Bei einer anderen Betriebsart könnten zwei oder mehr Fluide und Medikamente gleichzeitig in den Patienten P infundiert werden. Beim Stand der Technik werden zur gleichzeitigen Infusion einer Vielzahl von Medikamenten Systeme der in Fig. 1A gezeigten Art mit den in Fig. 1B gezeigten Resultaten eingesetzt.
Fig. 11A zeigt schematisch das System 40, das an einen Patienten P angeschlossen ist, wobei drei Behälter 56a, 56b und 56c mit dem Fluiddurchfluß-Vereinigungselement 70 gekoppelt sind. Gemäß der Erfindung werden die entsprechenden elektrisch aktivierten Verschlüsse 64a, 64b und 64c nacheinander geöffnet bzw. geschlossen, um den Fluiddurchfluß von Impulsen oder Quanten von entsprechenden Fluiden aus den Behältern 56a, 56b und 56c durch die Leitungsteile 74a, 74b und 74c in einer vorbestimmten Folge zuzulassen. In dieser Multiplex- Betriebsart wird in dem Auslaßschlauchteil 90 ein Fluidstrom gebildet, der aus einer Folge von einzelnen Impulsen oder Quanten von Fluiden aus den Behältern 56a, 56b und 56c zusammengesetzt ist.
Die gleiche Reihenfolge von Fluiden soll von dem System 11a abgegeben werden, die vorher mit dem System 10 von Fig. 1A abgegeben werden sollte, also 20 ml/h von Fluid 1, 20 ml/h von Fluid 2 und 50 ml von Fluid 3 mit 100 ml/h.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1b und im Gegensatz zu den Diagrammen der Fig. 1B wird Fluid 3 aus dem Behälter 56c, das in einer Menge von 100 ml dem Patienten über einen Zeitraum von 30 min zuzuführen ist, gemäß dem obersten Diagramm von Fig. 11B ursprünglich am 15-Minuten-Punkt mit einer Durchflußrate von ca. 30 ml/h gestartet. Gleichzeitig sind die Durchflußraten für Fluide aus den Behältern 56a und 56b von jeweils 20 ml/h erheblich auf jeweils ca. 10 ml/h verringert worden. Während des 15-30-Minuten-Intervalls gemäß dem unteren Diagramm von Fig. 11B bleibt der Fluiddurchfluß zum Patienten P mit 20 ml/h von jedem Fluid unverändert.
Am 30-Minuten-Punkt wird die Durchflußmenge für Fluid 3 aus dem Behälter 56c vom System 40 auf 100 ml/h erhöht. Diese Durchflußmenge bleibt erhalten, bis der 55-Minuten-Punkt erreicht ist. Es ist zu beachten, daß die angegebene Folge ebenso wie im Fall der Folge der Fig. 1A und 1B die Abgabe von 100 ml von Fluid 3 an den Patienten P für 30 min verlangt.
Wie das untere Diagramm von Fig. 11B zeigt, entspricht die Abgabe an den Patienten P aus der Leitung 90 100 ml von Fluid 3 für 30 min. Ungeachtet der Tatsache, daß der Strom von Fluid 3 aus dem Behälter 56c am 55-Minuten-Punkt beendet worden ist, läuft der Strom von Fluid 3 zum Patienten P bis zum 60-Minuten-Punkt mit der vorgeschriebenen Durchflußrate weiter. Ferner ist während des Zeitraums von 55-60 min die Durchflußrate der Fluide 1 und 2 für jedes Fluid erheblich auf 70 ml/h erhöht worden, wie das mittlere Diagramm von Fig. 11B zeigt. Die Abgabe der Fluide 1 und 2 an den Patienten P infolge der Multiplexierung des vorliegenden Systems wird jedoch mit einer Rate von 20 ml/h fortgesetzt.
Somit hat das System 40 exakt die vorgeschriebene Fluidkombination abgegeben, und zwar Fluid 1 mit 20 ml/h, Fluid 2 mit 20 ml/h und Fluid 3 mit 100 ml/h für 30 min. Im Gegensatz dazu wird gemäß Fig. lB durch das bekannte Stapelsystem von Fig. 1A ein davon wesentlich verschiedener Fluidstrom an den Patienten abgegeben.
In Verbindung mit der Multiplexier-Betriebsart könnte die detaillierte Sequenz zur Eingabe der verschiedenen Medikamente oder Lösungen die gleiche sein wie der oben erläuterte Ablauf für die vielfache Abgabe von Medikamenten. Das System 40 kann automatisch einer Pumpe zugeordnete Medikamente multiplexieren, wenn ein oder mehr der zugeordneten Medikamente kontinuierlich und ein oder mehr-der Medikamente intermittierend zu infundieren ist. Zusätzlich kann der Pumpe, die das Multiplexieren durchführt, ein Spülvorgang zugeordnet sein.
Um den Status des Multiplexierbetriebs zu prüfen, kann der Bediener Bildschirm 12 aufrufen. In Zeilen 8 und 9 von Bildschirm 12 wird das Medikament Dopamin in der Lösung Dextrose durch den Verschluß 4 mit einer Durchf lußmenge von 30 ml/h infundiert. In Zeilen 11 und 12 von Bildschirm 12 wird das Medikament Aminophyllin in Dextrose durch den Verschluß 5 mit einer Durchflußmenge von 15 ml/h infundiert. In Zeilen 14 und 15 von Bildschirm 12 zeigt das System 40 an, daß das Fluid Heparin in den Patienten durch den Verschluß 6 mit einer Durchflußmenge von 25 ml/h inf undiert wird.
In den Fällen, in denen ein intermittierendes Medikament wie etwa Fluid 3 von Fig. 11A planmäßig während der Multiplexierung von kontinuierlichen Medikamenten wie Fluid 1 und Fluid 2 von Fig. 11A vorgesehen ist, liefert das System 40 automatisch die Vorhersage, wann die Infusion von Fluid 3 ausgelöst oder beendet werden sollte, so daß die Abgabe an den Patienten der vorgegebenen Fluiddurchflußfolge entspricht. Wenn in bezug auf Fig. 11B der 30-Minuten-Zeitraum ein Punkt ist, an dem das Fluid 3 den Patienten mit einer Durchflußmenge von 100 ml/h erreichen sollte, bestimmt vor diesem Zeitraum das System 40 einen Zwischenzeitraum, in dem das Fluid 3 in den Auslaßschlauch 90 fließen kann, der mit dem Patienten verbunden ist. Infolge dieser Vorherbestimmung durch das System 40 beginnt das Fließen des Fluids 3 in dem Zwischenzeitraum vor dem 30-Minuten-Zeitraum. Jedoch erfolgt keine Abgabe von Fluid 3 an den Patienten bis zu dem 30- Minuten-Zeitraum, zu dem das System 40 von seinem ursprünglichen Plan gleicher Mengen von nur Fluid 1 und Fluid 2 auf den erforderlichen Abgabeplan von gleichen Durchflußmengen der Fluide 1 und 2 und einer erheblich größeren Fluiddurchflußmenge von Fluid 3 umschaltet.
Fig. 11C ist ein Diagramm, das die Fluid-Aspekte der Multiplexierung des Systems 40 zeigt. Das Diagramm von Fig. 11C entspricht dem Multiplexierbetrieb in bezug auf die an den Patienten abzugebende Reihenfolge in dem unteren Diagramm von Fig. 11B.
Gemäß Fig. 11C können Fluide 1 und 2 ursprünglich abwechselnd in das Fluidstrom-Vereinigungselement 70 durch jeweilige Verschlüsse für ca. 11,5 s fließen. Während dieser Anfangsphase, die einem Zeitraum von 0 bis ca. 15 min entspricht, besteht ein Gleichgewichtszustand, in dem ein 11,5 s langer Impuls oder Bolus von Fluid 1 in das Vereinigungselement 70 strömen kann. Unmittelbar danach kann ein 11,5 s langer Bolus oder Impuls von Fluid 2 in das Fluidstrom-Vereinigungselement 70 strömen.
Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich während der ersten 15 Minuten in der Anfangsphase des Betriebs des Systems 40. Während dieses Zeitintervalls werden die voneinander beabstandeten Impulse oder Quanten von Fluid 1, die in die Leitung 90 an einer Einlaßöffnung 90 eintreten, räumlich zwischen voneinander beabstandeten Quanten oder Impulsen von Fluid 2 positioniert. Während sich die Quanten der Fluide 1 und 2 durch den Schlauch 90 bewegen, werden sie miteinander vermischt, so daß bei Ankunft an einer Auslaßöffnung 90b am Katheter C des Patienten dem Patienten ein gleichmäßiges Gemisch zugeführt wird, wovon 50 % dem Fluid Nummer 1 und 50 % dem Fluid Nummer 2 entsprechen.
Vor dem 15-Minuten-Punkt hat das System 40 bestimmt, daß es notwendig ist, den Strom von Fluid 3 auszulösen, um Fluidübergangszustände zum Patienten zu minimieren und die angegebenen Fluide mit den erforderlichen Durchflußmengen abzugeben. Während dieser Kompensations- oder Zwischenphase, die etwa vom 15-Minuten-Punkt bis zum 30-Minuten-Punkt verläuft, an dem das Fluid 3 an den Patienten in einer Menge von 100 ml/h abgegeben werden sollte, aktiviert das System 40 sequentiell jeden der Verschlüsse, die den Behältern 56a, 56b und 56c zugeordnet sind. Das Resultat dieser Aktivierung besteht gemäß Fig. 11C darin, weiterhin Fluide 1 und 2 in 11,5-Sekunden-Quanten vorzusehen, aber nach Fluid 2 ein 57,5-Sekunden-Quantum von Fluid 3 durch den Verschluß 54c in das Fluidstrom-Vereinigungselement 70 zu injizieren.
Dieser Drei-Fluid-Multiplexiervorgang wird kontinuierlich vom 15-Minuten-Punkt bis zum 30-Minuten-Punkt wiederholt. Dabei resultiert eine Folge von räumlich beabstandeten Quanten von Fluiden 1, 2 und 3, die in die Leitung 90 an der Einlaßöffnung 90a strömen. Zum Zeitpunkt, zu dem die Folge von Quanten von Fluid 1, die Folge von Quanten von Fluid 2 und die Folge von Quanten von Fluid 3 an der Auslaßöffnung 90b ankommen, sind sie vermischt und ergeben eine zusammengesetzte Fluiddurchfluß-Abgabemenge von 140 ml/h, wobei Fluid 1 in einer Menge von 20 ml/h, Fluid 2 in einer Menge von 20 ml/h und Fluid 3 in einer Menge von 100 ml/h abgegeben werden.
Am 30-Minuten-Punkt schaltet das System 40 wieder um. Am 30- Minuten-Punkt springt die Fluiddurchflußmenge auf 140 ml/h. Zu diesem Zeitpunkt darf Fluid 1 ungefähr für ein Intervall von 3,3 s, Fluid 2 für ein Intervall von 3,3 s und Fluid 3 für ein Intervall von 16,4 s strömen. Diese Folge wird für 25,6 min wiederholt, was einer Zeit von 55,6 min entspricht.
Vor dem 55,6-Minuten-Punkt hat das System 40 vorherbestimmt, daß es notwendig ist, den Strom von Fluid 3 aus dem Behälter 56c zu beenden. Es ist eine zweite Kompensationsphase notwendig. Somit wird zu diesem Zeitpunkt der Verschluß 64c desaktiviert, und der Fluidstrom 3 aus dem Behälter 56c hört auf. Der Fluidstrom aus den Behältern 56a und 56b wird jedoch während des Zeitintervalls zwischen 55,6 und 60 min mit einer Durchflußmenge von 140 ml/h fortgesetzt.
In dieser zweiten Kompensationsphase darf Fluid 1 durch den Verschluß 64a in 3,3-Sekunden-Intervallen strömen. Ebenso darf Fluid 2 durch den Verschluß 64b in 3,3-Sekunden-Intervallen strömen. Während dieser Kompensationsphase dürfen also alternierende Impulse von Fluid 1 und Fluid 2 in das Fluid-Strom-Vereinigungselement 70 eintreten und zur Einlaßöffnung 90a der Leitung 90 ausströmen. Während sich die räumlich voneinander beabstandeten Quanten von Fluid 1, die zwischen den räumlich voneinander beabstandeten Quanten von Fluid 2 liegen, durch die Leitung 90 bewegen, werden sie miteinander vermischt und kommen an der Auslaßöffnung 90b als ein Strom aus 50 % Fluid 1 und 50 % Fluid 2 an.
Zu der dem 60-Minuten-Punkt entsprechenden Zeit fällt die Fluiddurchflußmenge auf 40 ml/h, und Fluide 1 und 2 werden weiterhin sequentiell für Zeitintervalle von jeweils 11,5 s in das FluidStrom-Vereinigungselement 70 injiziert. Das Ergebnis ist dann ein Fluidabgabestrom zum Katheter C mit einer Durchflußmenge von 20 ml/h für jedes Fluid.
Zur weiteren Verdeutlichung des Multiplexiervorgangs zeigt Fig. 12 schematisch eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Fluidquanten des Fluids 1, wobei jedes Quantum eine Kennziffer F1 trägt. Zwischen den Quanten von Fluid 1 bef indet sich eine voneinander beabstandete Folge von Quanten von Fluid 2, die jeweils eine Kennziffer F2 tragen.
Die voneinander beabstandete Folge von Quanten des Fluids 1 und die dazwischen befindliche, voneinander beabstandete Folge von Quanten des Fluids 2 treten an der Einlaßöffnung 90a in den Schlauch 90 ein. Die Quanten werden miteinander vermischt, während sie sich im Schlauch 90 befinden, und an der Auslaßöffnung 90b erhält man einen Fluidstrom mit einer bestimmten Rate, der die Fluide 1 und 2 zu gleichen Anteilen aufweist.
Es ist zu beachten, daß der Vorgang des Vorherbestimmens, wann das System 42 von einer ersten vorbestimmten Durchflußfolge auf eine Zwischen- oder Kompensations-Durchflußfolge und dann zu einer zweiten vorbestimmten Durchflußfolge umschalten sollte, von dem Volumen des Schlauchteils 90 abhängt. Für die Zwecke der nachfolgenden Erläuterung soll der Schlauchabschnitt 90 gleich 10 ml angenommen werden.
Das vorliegende Multiplex-System gleicht effektive Durchflußmengenfehler aus, die auftreten, wenn eine Durchflußmenge einer Lösung geändert wird. Bei Betrieb in der Multiplexbetriebsart kann das System 40 gleichzeitig eine Vielzahl von Medikamenten und Lösungen mit einer Infusionspumpe zuführen.
Die effektive Durchflußmenge jedes Medikaments zu einer bestimmten Zeit ist gleich dem Bruchteil des Medikaments in dem Schlauch, multipliziert mit der Ursprünglichen gesamten (oder Pumpen-) Durchflußmenge. Wenn beispielsweise der Schlauchteil 90 mit einem Gemisch von 1/4 Medikament A und 3/4 Medikament B gefüllt ist und die Pumpenfördermenge 100 ml/h beträgt, dann ist die effektive Durchflußmenge des Medikaments A 25 ml/h und die effektive Durchflußmenge des Medikaments B 75 ml/h.
Im stabilen Zustand ist die effektive Durchflußmenge jedes Medikaments die gleiche wie die gewünschte Durchflußmenge. Die Durchflußmengenfehler treten auf, wenn die Pumpenförderrate zu einer neuen Rate geändert wird, aber die Medikamente in dem Schlauch anteilsmäßig zu den vorhergehenden Raten vermischt werden. Dies führt dazu, daß die effektive Durchflußmenge jedes Medikaments fehlerhaft ist, bis der Schlauch von den mit den neuen Anteilen durchlaufenden Medikamenten durchgespült ist.
Es sei beispielsweise angenommen, daß Medikament A mit 20 ml/h gemeinsam mit Medikament B mit 60 ml/h durchläuft.
Die Gesamtdurchflußmenge ist 20 + 60 = 80 ml/h. Der Schlauch 90 enthält 20/80 = 1/4 A und 60/80 = 3/4 B.
Wenn die Durchflußmenge von A zu 40 ml/h geändert wird, ist die Gesamtdurchflußmenge 40 +60 = 100 ml/h. Die effektiven Durchflußmengen sind nunmehr 1/4 * 100 = 25 ml/h für A und 3/4 * 100 = 75 ml/h für B. Die Fehler sind
100 * (25 - 40)/40 = -37,5 % für A und
100 * (75 - 60)/60 = 25 % für B.
Diese effektiven Durchflußmengenfehler setzen sich fort, bis der Schlauchteil 90 durchgespült ist. Wenn das Schlauchvolumen 10 ml ist, dauert das Durchspülen 10 ml/100 ml/h = 0,1 h = 6 min. Nachdem der Schlauch durchgespült ist, entsprechen 15 die effektiven Durchflußmengen den gewünschten Durchflußmengen.
Zusammenfassend ist zu sagen: Effektive Durchflußmengen (ml/h): Anfangsmenge Übergangsmenge Endmenge Übergangsmengen-Berechnungen: Schlauchgemisch eff. Menge Mengenfehler
Das System 40 bestimmt automatisch eine Zwischen- oder Ausgleichsphase zwischen der Anfangs- und der End-Durchflußmenge und fügt diese Phase ein, wenn die Multiplexfunktion ausgeführt wird. Diese Ausgleichsphase dient dem Zweck, die einzelnen Medikamentenmengen einzustellen, um die Medikamente im Schlauch ordnungsgemäß zu bemessen in Vorbereitung der neuen Durchflußmengen.
Die Ausgleichsphase wird um die Zeit, die zum Durchspülen des Schlauchvolumens notwendig ist, vor der nächsten planmäßigen Durchflußmengenänderung ausgelöst.
Während der Ausgleichsphase werden die einzelnen Medikamentenanteile so eingestellt, daß das gewünschte Medikamentengemisch in dem Schlauch zu Beginn der nächsten geplanten Änderung der Durchflußmenge erhalten wird, und zwar mit einer Gesamt-Durchflußmenge, die gleich der Anfangsdurchflußmenge ist. Das Ergebnis ist, daß die Abgabe zum Patienten P exakt der Vorschrift entspricht.
Die folgende Gleichung bezeichnet die Länge der Ausgleichsoder Zwischenphase D:
D =VOLUMEN DES SCHLAUCHTEILS 90 MOMENTANE FÖRDERMENGE
Der Zeitpunkt, zu dem die Ausgleichs- oder Zwischenphase beginnen sollte, entspricht:
T =ZEITPUNKT, ZU DEM DIE UMGESCHALTETE ABGABE AUFTRETEN SOLLTE -D.
Auf der Grundlage der Länge der Ausgleichs- oder Zwischenphase D kann das System 40 die Zeitdauer einstellen, während der jeder gegebene Verschluß aktiviert wird. Dadurch, daß die ursprüngliche Fluiddurchflußmenge erhalten bleibt, aber die Anteile der einzelnen Fluide verstellt werden, kann der Schlauchteil 90 bis zu dem Zeitpunkt durchgespült werden, zu dem die vorgegebene Durchflußfolge das Eintreten einer Änderung des Fluidstroms zum Patienten verlangt.
Der Multiplexiervorgang ist ein Zwei-Schritt-Vorgang. In bezug auf Fig. 13A führt das System 40 einen ständigen Volumenerzeugungsprozeß aus, der die über einen Zeitraum abzugebende Fluidmenge nach Maßgabe der vorher über den Bildschirm 2 eingegebenen Rate verfolgt. In einem Anfangsschritt 300 werden relative Durchflußmengen für jedes der zuzuführenden Fluide erstellt. In Schritt 302 werden für jedes der Fluide Akkumulatorregister erstellt. Die Akkumulatorregister verfolgen die Fluidmenge, die nach Maßgabe des vorher eingegebenen Abgabeplans abgegeben werden sollte. In Schritt 304 wird ein Grundzeitinkrement bestimmt. In Schritt 306 wartet das System 40 während der Dauer des Grundzeitinkrements. In Schritt 308 wird der Inhalt jedes Akkumulatorregisters aktualisiert. Der aktualisierte Wert jedes Akkumulatorregisters entspricht der Fluidmenge, die über das Grundzeitinkrement mit der relativen Rate durchgeflossen sein sollte.
Nachdem jedes Akkumulatorregister aktualisiert worden ist, um das Gesamtvolumen des jeweiligen Fluids, das abgegeben worden sein sollte, wiederzugeben, springt das System 40 zu Schritt 306 zurück und wartet auf das nächste Zeitinkrement. Der Volumenerzeugungsprozeß fährt fort, Akkumulatorwerte zu aktualisieren, bis neue relative Raten vorgegeben werden.
Nach Fig. 13B verwendet der Prozeß der Steuerung der den jeweiligen abzugebenden Fluiden zugeordneten Verschlüsse die kontinuierlich aktualisierten Werte in jedem Akkumulatorregister. In Schritt 320 wird eine Pumpenkonstante, die dem Volumen pro Umdrehung oder dem Volumen je linearer Bewegung im Fall einer Linearpumpe entspricht, abgerufen. In Schritt 322 wird eines der Akkumulatorregister ausgewählt. In Schritt 324 wird der Inhalt des ausgewählten Akkumulatorregisters durch die Pumpenkonstante dividiert. Dies resultiert in der Zahl der Pumpenumdrehungen, die erforderlich sind, um die durch den Inhalt des Akkumulatorregisters bezeichnete Fluidmenge zu liefern. In Schritt 326 nimmt das System 40 den ganzzahligen Teil der Zahl von Pumpenumdrehungen. In Schritt 328 prüft das System, ob für sämtliche Akkumulatorregister ganzzahlige Teile gebildet worden sind. Wenn mehr gebraucht werden, springt das System zu Schritt 322 zurück.
Wenn für sämtliche Akkumulatorregister des Systems 40 ganzzahlige Teile gebildet worden sind, wählt das System 40 in Schritt 328 einen der ganzzahligen Teile aus. In Schritt 332 öffnet das System 40 einen entsprechenden Verschluß. In Schritt 334 aktiviert das System 40 die Pumpe, etwa die Pumpe 84, für so viele Umdrehungen, wie dem ausgewählten ganzzahligen Wert entspricht. In Schritt 336 wird der offene Verschluß dann geschlossen. In Schritt 338 wird der Wert im entsprechenden Akkumulatorregister um die in Schritt 334 gerade zugeführte Fluidmenge verringert. In Schritt 340 prüft das System 40, ob sämtliche Akkumulatorregister verringert worden sind. Wenn nicht, springt es zu Schritt 330 zurück und wählt einen weiteren ganzzahligen Teil, der einem anderen Akkumulatorregister zugeordnet ist. In diesem Fall springt das System 40 zu Schritt 322 zurück, um ein Akkumulatorregister auszuwählen und den Ablauf zu wiederholen.
Gemäß dem obigen Verfahren wird zugelassen, daß eine Folge von Impulsen oder Quanten jedes der vorbestimmten Fluide in den Einlaß 90a der Ausgabeleitung 90 fließen kann und dann von der Pumpe 84 zum Patienten P gefördert wird. Das obige Verfahren erzeugt die Folgen von Fluidquanten, wie das in Fig. 11C gezeigt und vorher erläutert wurde.
Der Verschluß kann bevorzugt während des Unempfindlichkeits- Intervalls der Pumpe geöffnet und geschlossen werden. Indem die Zeitpunkte, zu denen Verschlüsse geöffnet oder geschlossen werden können, auf diese Weise begrenzt werden, werden nur Fluidquanten gefördert, die ganzen Zahlen von Pumpen-"Umdrehungen" entsprechen.
Es ist zu beachten, daß in bezug auf Bildschirm 2 zwar ein bestimmtes Beispiel eines Medikamenten- oder Lösungs-Plans erläutert wurde, aber Medikamente oder Lösungen können dem System 40 auf verschiedenartige Weise übermittelt werden, ohne daß dies eine Abweichung vom Umfang der Erfindung darstellt. Beispielsweise könnte ein Medikamenten oder Lösungs-Programm durch den Strichcode-Leserteil des Lichtgriffels 98 angegeben werden. Alternativ könnte der gewünschte Plan von Medikamenten und/oder Lösungen dem System 40 über Nachrichtenleitungen durch einen der RS232-Bausteine oder den Modem 156 zugeführt werden. Schließlich könnte das System 40 in seinem Speicher eine Datenbank von Medikamentennamen und Dosierungen enthalten. Die Medikamentennamen und Dosierungen könnten auf dem Display 96 entsprechend einer geeigneten Eingabe durch den Bediener mit dem Lichtgriffel angezeigt werden.
Ferner ist zu beachten, daß über das Display 96 Patienten- Information in das System 40 eingegeben werden kann. Bildschirm 13 zeigt ein Patienteninformations-Eingabebild Mit Hilfe einer solchen Bildschirms kann ein Bediener Informationen eingeben wie etwa den Namen des Patienten in Zeile 7 sowie physische Informationen wie Geschlecht und Alter in Zeile 9, Größe und Gewicht in Zeilen 12 und 14 sowie Allergien in Zeile 16.
Der Drucker 100 kann eine Vielzahl von Hardcopy-Berichten erstellen, die als historische Zusammenfassungen des Zustands des Patienten und der zugeführten Fluide über verschiedene Zeiträume ausgebildet sind. Nur als Beispiel, das keine Einschränkung darstellt, ist als Report 1 ein zusammenfassender ärztlicher Bericht (Physician Summary Report) beigefügt, der auf Anforderung von dem System 40 erstellt werden kann. Zusätzlich zu der Patienten-Identifikationsinformation kann der Bericht Informationen in bezug auf vitale Merkmale, verabreichte Medikamente sowie Vergleiche von Medikamenten mit verschiedenen vitalen Merkmalen enthalten. Zusätzlich zu den oben erläuterten Anwendungen kann das System 40 für eine Vielzahl von verschiedenen Zwecken verwendet werden. Diese umfassen die Uberwachung des Patienten unter Anwendung von invasiven und nichtinvasiven Sensoren. Vitale Merkmale, Temperatur, Atemfrequenz, Drücke und Urinausscheidung könnten überwacht werden. Die gesammelten Informationen können genützt werden, um Medikamentenpumpen ein- oder auszuschalten.
Das System 40 könnte ein Teil eines geschlossenen Rückführungssystems sein, das Medikamentendosierungs-Algorithmen mit Sensoren koppeln könnte, um einen Servomechanismus zu bilden und vorgegebene physische Bedürfnisse zu unterhalten. Spezielle Beispiele umfassen vasoaktive Medikamente für die Blutdruckeinstellung und antibiotische pharmako-kinetische Messungen zur Krankheitskontrolle.
Die Katheter, die heute Medikamente in das Venensystem des Patienten leiten, könnten auch so ausgelegt sein, daß sie aufgrund eines Befehls Blut in ein automatisches Blutuntersuchungssystem neben dem Bett abziehen, um Routinetests wie Insulin-, Blutgas- oder Elektrolyt-Untersuchungen durchzuführen.
Durch Einfügen eines pH-Sensors mit einem Fetalherzfrequenz monitor könnte das System 40 eine fetale Belastung erkennen und automatisch warnen und eine Verringerung von Pitocin oder anderen Medikamenten vom Kontraktionstyp, von denen bekannt ist, daß sie Hyperazidität erzeugen, veranlassen.
Sowohl in der automatischen als auch in der manuellen Betriebsart kann das System 40 zusätzlich zu IV-Medikamenten sehr rasch weitere verabreichte Medikamente, weitere verabreichte Hilfsmittel, weitere verabreichte Nahrungsmittel, die Einsatzdauer von Pflegepersonal am Krankenbett und alle sonstigen Routineaufgaben, die zur Unterstützung der Erstellung fortlaufender Aufzeichnungen am Krankenbett erforderlich sind, berichten, um einen verringerten administrativen und medizinischen Kostenaufwand zu erreichen.
Durch Anwendung der Anpassung von Computerkurven, um die Rate vorherzusagen, mit der ein Pulver, eine Tablette oder ein hochkonzentriertes flüssiges Medikament sich in Standardverdünnern auflöst, könnte das System 40 automatisch einen gleichbleibenden Pegel der Medikamentendosierung des Patienten unterhalten. Heute wird versucht, eine Trägermatrix für Medikamente zu finden, die sich gleichmäßig auflöst; dies wäre bei einer Anpassung der Auflösungskurve an die betroffenen Medikamente nicht notwendig.
Ferner erhält man durch Sammeln von Medikamentendaten und Koppeln derselben mit Sensordaten Diagramme von ärztlichen Trends und von Beziehungen, die einen Einblick in das Ansprechverhalten des Patienten auf Medikamente erlauben und das Patienten-Management unterstützen. Diese Informationen sind sowohl lokal in einem Krankenzimmer als auch entfernt in der Wohnung oder dem Büro des Arztes verfügbar, um ein ein besseres Ansprechen bewirkendes Medikamenten-Management zu erzielen.
Da das System 40 Charakteristiken hat, die dazu tendieren, Sepsis beim Patienten zu vermindern und einen Patientenblutkontakt mit einer zentralen intravenösen bzw. IV-Leitung zu vermindern, können Patienten mit immunsuppressiven Zuständen günstiger behandelt werden. Diese Patienten umfassen solche, die Chemotherapie erhalten, solche mit AIDS, knochenmarktransplantierte und andere Patienten.
Das System 40 könnte auch dazu verwendet werden, die Behandlung von Schmerzen des Patienten zu unterstützen. Durch Hinzufügen eines kleinen Druckknopfs an einer Leitung zum Patienten können schmerzstillende Medikamente in vorbestimmter Menge auf Verlangen des Patienten abgegeben werden. Wenn der Patient hinreichend munter ist, ist das eine bewährte Methode, um die Gesamtmorphiummengen zu verringern und gleichzeitig eine bessere Anpassung an die Bedürfnisse des Patienten zu erreichen. Die heute vorhandenen Systeme sind teuer und platzrauubend. Sie verwenden spezielle autonome Pumpen mit teuren Behältern für Betäubungsmittel. Das System 40 könnte diese Technik stark vereinfachen und gleichzeitig die Kosten erheblich senken.
Die verbesserten Betriebs-Charakteristiken des Systems 40 sind ohne weiteres ersichtlich, wenn es mit einer bekannten Vorrichtung 380 (Fig. 14A) zum Zweck der Einleitung eines zweiten Fluids, und zwar eines Fluids B, in einen Strom eines ersten Fluids, und zwar eines Fluids A, verglichen wird. Das System 380 hat einen Lösungsbehälter 382, der als Quelle des Fluids A dient.
Der Strom des Fluids A aus dem Behälter 382 wird von einem konventionellen Schlauchstück 384 geführt, das eine Tropfkammer 384A aufweisen kann. Das Schlauchstück 384 kann mit einer manuell betätigten Klemme 384b abgeklemmt werden. Das Schlauchstück 384 endet an einer Y-Kupplung 386. Der Ausfluß aus der Y-Kupplung 386 durch ein Schlauchstück 388 führt durch eine konventionelle Infusionspumpe 390 und wird dann dem Patienten mit einer Durchflußmenge zugeführt, die durch die Einstellung der Pumpe 390 bestimmt ist.
Fluid B in einem Behälter 392 fließt aus diesem durch ein Schlauchstück 394 durch eine Tropfkammer 394a und wird von einer manuell betätigten Klemme oder einem Verschluß 394b reguliert. Der Ausfluß aus dem Schlauchstück 394 wird über die Y-Kupplung 386 angeschlossen und kann dann in das Schlauchstück 388 strömen.
Das Zwei-Fluid-System von Fig. 14A wird allgemein in Fällen verwendet, in denen Fluid A einem Patienten zugeführt wird und es erwünscht ist, die Abgabe von Fluid A zum Zweck der Zuführung von Fluid B zu unterbrechen. Normalerweise ist das Volumen des Fluids B im Behälter 392 geringer als das Volumen des Fluids A im Behälter 382.
Um ein zusätzliches Gefälle für das Fluid B vorzusehen, ist es an einem Aufhänger 396 über dem Behälter 382 aufgehängt. Der Behälter 382 wird konventionell mittels eines kurzen metallischen Aufhängers 398 abgesenkt. Wenn der Fluidstrom B aus dem Behälter 392 ausgelöst wird, läuft das Fluid B aufgrund einer Höhendifferenz zwischen den beiden Behältern 382 und 392 durch das Schlauchstück 388 und unterbricht dabei den Strom des Fluids A durch das Schlauchstück 388.
Fig. 14B zeigt ein Paar von Diagrammen, die die Änderung der Konzentration der Fluide A und B im Schlauchstück 388 während des Durchlaufs des Fluids B zeigen. Wie Fig. 14B zeigt, entspricht Fluid A ursprünglich 100 % des Fluids im Schlauchstück 388. Mit dem Beginn des Strömens des Fluids B fällt die Konzentration des Fluids A ab, und die Konzentration von Fluid B steigt in Richtung 100 %. Anschließend, wenn der Behälter 392 entleert ist, beginnt die Konzentration von Fluid B in der Leitung 388 gegen Null abzunehmen, und die Konzentration von Fluid A in der Leitung 388 kehrt zu 100 % zurück.
In Fig. 14B bezeichnen "G" und "S" Meßdatenpunkte. Jeder Bruchteil entsprach 0,4 ml.
In Fig. 14B sind die prozentualen Konzentrationen, während Fluid A durch Fluid B verdrängt wird und Fluid B von Fluid A verdrängt wird, gegenüber Bruchteilzahlen von Fluid in der Leitung 388 aufgetragen. Die Fluidfördermenge in der Leitung 388 ist 120 ml/h. Fluid A könnte beispielsweise Glukose sein, während Fluid B Kochsalzlösung sein könnte.
Fig. 16 zeigt das berechnete Mischvolumen für das System von Fig. 14A während der Zeitintervalle, in denen die Fluide A und B in der Leitung 388 vermischt sind. Während der Anfangsmischphase steigt die Konzentration von Fluid B an. Während der Endmischphase steigt die Konzentration von Fluid A an. Das gesamte berechnete Mischvolumen entspricht 20,2 ml.
Das anfängliche Fluidmischvolumen wurde ausgehend vom ersten Erscheinen von Fluid B und endend mit dem Zeitpunkt, zu dem Fluid A unter 5 % seiner Anfangskonzentration gesunken war, berechnet. Das Fluid-Endmischvolumen wurde in gleicher Weise berechnet.
Bei einer gleichartigen Untersuchung verwendete das System 40 (Fig. 15A) zwei Behälter 56a und 56, die Fluide A und B enthielten und so betrieben wurden, daß sie 120 ml/h abgaben; dabei stellten sich erheblich abweichende Ergebnisse ein. In Fig. 15B sind prozentuale Konzentrationen des Fluids in der Leitung 90 bei Unterbrechung des Fluidstroms A und Umschaltung auf den Fluidstrom B unter Anwendung von computergesteuerten Verschlüssen 64a und 64b gegenüber den Bruchzahlen von Fluid in der Leitung 90 aufgetragen. Wie aus dem Diagramm von Fig. 15B ohne weiteres hervorgeht, steigt die Durchflußkonzentration des Fluids B in Leitung 90 erheblich schneller im System 40 als die Konzentration des Fluids B in Leitung 38 des Systems 380. Infolgedessen beginnt der Empfang des Fluids B durch den Patienten schneller, wenn es mit dem System 40 verabreicht wird, als das bei dem konventionellen bekannten System der Fall ist.
Wie Fig. 16 zeigt, wurde berechnet, daß das Volumen der gemischten Fluide A und B während der Übergangsintervalle, in denen Fluid A in Leitung 90 abnimmt und Fluid B zunimmt, sowie im umgekehrten Fall, wenn Fluid B abnimmt und Fluid A zunimmt, in der Größenordnung von 11,9 ml liegt. Dieser letztgenannte Wert ist etwa die Hälfte des vorher genannten Werts des Mischvolumens bei dem System 380. Somit ist das Volumen der gemischten Fluide A und B im System 40 erheblich kleiner. Dadurch wird die Möglichkeit einer Wechselwirkung zwischen den beiden Fluiden verringert. Außerdem wird eine bessere Steuerung der Abgabe der Fluide an den Patienten erreicht.
Fig. 17 zeigt einen alternativen Verschlußkopf 400, der mit den computergesteuerten Verschlüssen 64 verwendbar ist. Der Verschlußkopf 400 hat einen zylindrischen Solenoidkörperteil 402, der einen inneren Bereich 404 definiert, der teilweise von einer Solenoidwicklung 406 eingenommen wird. Eine Verlängerung 402a ist an den Körperteil 402 angekrimpt.
Im Gehäuse 402 ist zentral und axialverschiebbar ein Solenoid-Anker 408 positioniert. Der Anker 408 ist in Richtung 410 aufgrund von elektrischer Energie, die an die Wicklung 406 angelegt wird, verschiebbar. Eine mit der Feder 178 vergleichbare Druckfeder kann verwendet werden, um den Anker 408 entgegengesetzt zu der Richtung 410 zu verschieben, wenn die Wicklung 406 entregt wird.
Der Anker 408 trägt einen zylindrischen Abstandshalter 412, der in einem scheibenförmigen Kopf 414 endet. Wenn die Solenoidwicklung 406 entregt ist, klemmt der Kopf 414 das Schlauchstück 74a ab, so daß es geschlossen ist.
Der Verschlußkopf 400 trägt ferner ein ortsfest angeordnetes Klemmelement 420. Das Klemmelement 420 endet angrenzend an das Schlauchstück 74a in einem gewölbten Ansatz 422. Wenn sich der Solenoidanker 408 entgegengesetzt zu der Richtung 410 bewegt, drückt das scheibenförmige Klemmelement 414 einen Bereich 424 des Schlauchstücks 74a gegen das gewölbte Element 422, das das Schlauchstück 74a abklemmt und verschließt. Wenn die Wicklung 406 erregt wird, bewegen sich der Anker 408 und das scheibenförmige Element 414 in Richtung 410 von dem Bereich 424 weg, um einen Fluiddurchfluß durch das Schlauchstück 74a zuzulassen.
Eine ringförmige Dichtung 4430 zwischen einer Nut 402b im Gehäuseansatz 402a und einer ringförmigen Nut 4l4a in dem scheibenförmigen Element 414 dichtet den Verschlußkopf gegenüber auftreffenden überlaufenden Fluiden sowie gegenüber Reinigungsfluiden ab, die zum Reinigen der Außenflächen des Systems 40 eingesetzt werden können. Die ringförmige Dichtung 430 könnte aus irgendeinem flexiblen Material bestehen, das gegenüber Fluiden und Reinigungslösungen der Art beständig ist, die normalerweise in einer der Heilung dienenden Umgebung anzutreffen sind.
Es ist zu beachten, daß sich die vorhergehenden Erläuterungen zwar auf die Eingabe von Informationen über das Display 96 mit Hilfe des Lichtgriffelteils des Strichcodeleser/Lichtgriffel-Elements 98 beziehen, aber selbstverständlich können solche Informationen auch direkt von Etiketten oder Dokumenten mit Hilfe des Strichcodeleserteils dieses Elements in willkürlicher Folge eingegeben werden. Beispielsweise wäre es möglich, Aufnahmeformulare oder sonstige Dokumente mit einem Strichcode zu codieren, der in jedem Feld eine Markierung im Strichcodeformat trägt, die angibt, wo die zugehörige Information auf dem entsprechenden Bildschirm einzugeben ist. Ferner wäre es mittels ausgewählter Strichcodezeichen möglich, diverse Funktionen durch den Strichcodeleser aufzurufen, wie das analog mit dem Aufruf solcher Funktionen durch den Lichtgriffel der Fall ist.
Mit Hilfe des Strichcodeleserteils des Elements 98 können also vorgedruckte Daten in einem Strichcodeformat bequem und schnell in das System 40 eingegeben werden. Zusätzlich können Etiketten auf den Lösungsbehältern 56 ebenfalls mit Informationen im Strichcodeformat codiert sein, wobei die jeweiligen Lösungen, Medikamente, Abgaberaten und Volumina bezeichnet sind. Solche Informationen können sämtlich in das System 40 mit dem Strichcodeleserteil des Elements 98 eingegeben werden.
Ferner versteht es sich, daß eine Vielzahl von weiteren Fühlern mit dem System 40 gekoppelt werden kann, um weitere patientenbezogene Daten zu erfassen und aufzuzeichnen. Diese Sensoren könnten beispielsweise, jedoch nicht einschränkend, Blutdrucksensoren, Temperaturfühler und dergleichen umfassen.
Ferner versteht es sich, daß das System 40 auf die verschiedenste Weise betrieben werden kann. Bei einer Betriebsart kann ein Spülfluid wie etwa Kochsalzlösung verwendet werden, um zwei im übrigen inkompatible Fluide voneinander zu trennen. Die Bedingung, daß sich ein Quantum von Spülfluid zwischen voneinander beabstandeten Quanten von inkompatiblen Fluiden befinden soll, kann über den Displaymonitor 96 erfüllt werden.
Als Alternative zur Verwendung einer Flüssigkeit als Spülfluid kann ein Gas wie Luft oder Sauerstoff als Spülfluid eingesetzt werden. In einem solchen Fall wird das gasförmige Spülquantum, das sich zwischen zwei beabstandeten Quanten von inkompatiblen Fluiden befindet, aus dem zum Patienten führenden Schlauchstück 90 unmittelbar vor dem Anschließen an den Katheter C am Ende 9Oc abgezogen. Außerdem versteht es sich, daß es bei Verwendung eines Gases als Spülfluid, um einen Abstand zwischen inkompatiblen Quanten von Flüssigkeiten zu erreichen, auch möglich ist, die Länge jedes Flüssigkeitsquantums präzise zu messen und die Zahl von Quanten, die dem Patienten zuzuführen sind, zwischenzuspeichern, um eine sehr präzise Volumen- und Mengeninformation zu erhalten.
Als weitere Möglichkeit kann Luftdruck als Alternative zu der Pumpe 84 verwendet werden, um die Fluidförderung in der Leitung 90 zum Patienten vorwärtszutreiben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Treibgas in den Schlauch 90 injiziert, wobei es eventuell auch als Spülfluid dient, und das darin befindliche Fluid wird zum Patienten getrieben.
Als weitere Alternative könnte das System 40 auch in einer Schwerkraft-Betriebsart ohne Pumpe eingesetzt werden. Dadurch ergibt sich eine Niederdruckinjektion von Fluid in den Patienten.
Es ist zu beachten, daß mit Hilfe von optischen Systemen und der Verwendung von beabstandeten Gasquanten, die in den Schlauch 90 injiziert werden, eine genaue Bestimmung des Schlauchinnendurchmessers möglich ist, um das Volumen von zugeführtem Fluid noch genauer zu steuern. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Schlauchstück 90, das einen Nenndurchmesser in der Größenordnung von 0,065" haben kann, ein Einmalteil ist, das regelmäßig ausgetauscht wird. Der Ersatzschlauch kann einen Ist-Durchmesser haben, der von dem Durchmesser-Nennwert etwas abweicht. Durch die Anwendung dieses Merkmals der Selbstkalibrierung können solche Durchmesserschwankungen ausgeglichen werden.
Ferner ist zu beachten, daß es bei einer weiteren Ausführungsform möglich ist, zwischen einem Quantum von Flüssigkeit und einem Quantum eines Gases wie Luft zu unterscheiden. Dieser Erkennungsvorgang nützt die Eigenschaft, daß die Transmissions- oder Reflexionseigenschaften einer Flüssigkeit von derjenigen eines Gases verschieden sind. Es ist somit möglich, eine Unterscheidung zu treffen und die An- oder Abwesenheit einer Flüssigkeit oder eines Gases festzustellen. Als Korrelationsmöglichkeit kann eine solche Vorrichtung auch als Luftdetektor zum Zweck der Beseitigung von unerwünschter Luft in Leitung 90 angewandt werden.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang des neuen Erfindungsgedankens abzuweichen. Ferner ist zu beachten, daß hinsichtlich der hier gezeigten speziellen Vorrichtung keinerlei Einschränkung beabsichtigt ist oder angenommen werden kann. Selbstverständlich sollen durch die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen, die im Rahmen der Ansprüche liegen, umfaßt sein.

Claims

1. Multi-Fluidabgabevorrichtung zur Abgabe einer Vielzahl von vorgewählten Fluiden an eine Fluidstromabgabeöffnung (90b), wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Vielzahl von verformbaren Durchflußeinrichtungen (74a, 74b, 74c), um einen Fluidstrom von einer Vielzahl von Fluidstromquellen (56a, 56b, 56c) aufzunehmen;

eine Vielzahl von Durchflußregeleinrichtungen (64a, 64b, 64c), die jeweils so betätigbar sind, daß sie eine entsprechende der verformbaren Durchflußeinrichtungen schließen und öffnen;

eine Vereinigungseinrichtung (70), um den Fluidstrom von ausgewählten der Durchflußeinrichtungen zu vereinigen und einen vereinigten Fluidstrom zu bilden; gekennzeichnet durch:

eine programmierbare Steuereinrichtung (102, 142), die mit jeder der Durchflußregeleinrichtungen (64a, 64b, 64c) gekoppelt ist, um diese selektiv zu betätigen, wobei die programmierbare Steuereinrichtung aufweist:

eine Einrichtung zum Speichern von Informationen, die ausgewählte Fluidstromabgabepläne einschließlich der Fluidart und ausgewählter Abgabeparameter für jede Art enthalten,

eine Einrichtung (999, 166) zum Betätigen der Durchflußregeleinrichtungen derart, daß ausgewählte Fluide nach Maßgabe eines der gespeicherten Abgabepläne in die Vereinigungseinrichtung (70) strömen,

und eine Ausgleichseinrichtung zum Einstellen der Betätigung von ausgewählten der Durchflußregeleinrichtungen, um vorübergehende Fluiddurchflußabweichungen an der Abgabeöffnung (90b) nach Maßgabe der programmierbaren Steuereinrichtung, die von einem zu einem anderen Fluidabgabeplan umschaltet, zu minimieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Einrichtung aufweist, um Informationen bezüglich der Kompatibilität von Fluiden untereinander zu speichern und vor dem Betätigen einer der Durchflußregeleinrichtungen Informationen über die Kompatibilität unter wenigstens zwei der bezeichneten Fluidarten anzuzeigen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die eine Einrichtung (96) aufweist, um einen oder mehrere Fluidstromabgabepläne anzuzeigen und zu bezeichnen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die aufweist: eine Einrichtung (84), um den vereinigten Fluidstrom mit einer einstellbaren Geschwindigkeit zu der Abgabeöffnung (90b) zu pumpen, und eine Einrichtung, um die Pumpeinrichtung nach Maßgabe eines vorbestimmten Abgabeplans zu betätigen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die eine Einrichtung zum Injizieren eines Gases aufweist zum Bewegen und Trennen eines Fluids in ausgewählte Teile des vereinigten Fluidstroms.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Einrichtung (98) aufweist, um einen vorgedruckten Strichcode zu erfassen, der zum Bezeichnen von Informationen verwendbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, die eine Einrichtung zum Erfassen eines Durchmessers eines Schlauch-Abgabeelements (90) für den vereinigten Fluidstrom und zum Selbstkalibrieren der programmierbaren Steuereinrichtung (102, 142) in Abhängigkeit davon aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Einrichtung (100) zum Erzeugen einer ausgewählten Hardcopy aus den Informationen und zum Spoolen von ausgewählten Informationen zu dieser aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die eine Einrichtung aufweist, um im Fall eines teilweisen oder vollständigen Ausfalls des Abgabesystems wenigstens einen Teil der gespoolten Informationen auf die Hardcopy zu übertragen.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Durchflußregeleinrichtung eine Solenoid-Betätigungseinrichtung (172) mit einer einstellbaren Motorantriebseinrichtung aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vereinigungseinrichtung (70) aufweist: ein dichtes Gehäuse (100), das einen langen Fluidvereinigungsbereich (112) definiert, eine Fluidauslaßöffnung (80) und eine Vielzahl von damit gekoppelten dichten Fluideinlaßöffnungen (104a, 104b), wobei die Einlaßöffnungen durchstechbare Verschlußeinrichtungen (110) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Gehäuse (100) eine Einrichtung (70b) aufweist, um ein anderes Gehäuse (70a) daran zu koppen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Einrichtung zum Multiplexen von Quanten von wenigstens zwei der Fluide aufweist, so daß diese Fluide im wesentlichen gleichzeitig nach Maßgabe der bezeichneten Parameter abgegeben werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Einrichtung zum Umsetzen des bezeichneten Abgabeplans in eine zeitlich beabstandete Folge von elektrischen Signalen aufweist, die der Durchflußregeleinrichtung (64a, 64b, 64c) zugeführt werden, so daß eine Folge von physisch beabstandeten Fluidquanten an die Vereinigungseinrichtung (70) abgegeben und darin vermischt wird, um nach Maßgabe des bezeichneten Abgabeplans einen kontinuierlichen Strom daraus zu liefern.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abgabeöffnung (90b) an einen Fluid empfangenden Patienten ankoppelbar ist und eine Rückführungseinrichtung zur Kopplung zwischen dem Patienten und der programmierbaren Steuereinrichtung (102, 142) aufweist, um die Abgabe von wenigstens einem der Fluide nach Maßgabe von erfaßten Rückführungsanzeichen zu regeln.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Einrichtung zum Revidieren von vorher eingegebenen Parametern aufweist.

17. Verfahren zum Vereinigen einer Vielzahl von verschiedenen Fluiden, um einen Abgabefluidstrom mit wenigstens einer ersten Kombination von Parametern von wenigstens ersten und zweiten Fluiden zu bilden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Bezeichnen der ersten Kombination von Parametern;

Vorsehen einer Vielzahl von verschiedenen Fluidquellen;

Entnehmen von ersten und zweiten Fluidmengen alternierend von wenigstens ersten und zweiten der genannten Quellen;

Bilden eines Fluidstroms einer Folge von wenigstens den alternierenden Fluidmengen; und

Vermischen der Mengen von ersten und zweiten Fluiden, um den Abgabefluidstrom zu bilden, der den ersten und zweiten Fluiden entsprechende Parameterkomponenten hat.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Entnehmen alternierender Mengen der Fluide das Injizieren von beabstandeten Quanten eines ausgewählten Gases in den Fluidstrom aufweist, so daß der Abgabestrom gezwungen wird, sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu bewegen.

19. Verfahren nach Anspruch 17, das das Vorsehen einer zweiten Kombination von Fluidparametern und die Vorhersage umfaßt, wann die erste Kombination in eine Zwischenkombination geändert werden sollte, um vorübergehende Fluiddurchflußabweichungen in dem Abgabefluidstrom beim Umschalten von der ersten Parameterkombination zu der zweiten Parameterkombination zu minimieren.

20. Verfahren zum Multiplexen von Fluiden von einer Vielzahl von Quellen in eine einzige Fluiddurchflußleitung (90), um an einem Auslaß (90b) der Fluiddurchflußleitung einen planmäßigen gemischten Fluidstrom abzugeben, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

(a) Auswählen einer Fluidstromquelle (56a, 56b, 56c);

(b) Einschalten des Fluidstroms von der ausgewählten Quelle;

(c) Abziehen einer vorbestimmten Fluidmenge von der ausgewählten Quelle in die Leitung (90);

(d) Ausschalten des Fluidstroms von der ausgewählten Quelle;

(e) Auswählen einer anderen Quelle und Zurückkehren zum obigen Schritt (b) unter gleichzeitigem Vermischen der Fluidstromquanten in der Leitung und Bereitstellen des vorbestimmten, gemischten Fluidstroms am Auslaß der Leitung.

21. Verfahren nach Anspruch 20, das aufweist: Bestimmen einer ausgleichenden Fluidstromfolge, die zwischen ersten und zweiten planmäßigen gemischten Fluidströmen anwendbar ist, um vorübergehende Fluiddurchflußabweichungen am Auslaß der Leitung zu minimieren.

22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei Fluidstromquanten von wenigstens zwei verschiedenen Quellen alternierend in die Fluiddurchflußleitung strömen, die wenigstens anfangs einen Fluidstrom mit diskreten Quanten der zwei Fluidarten bilden, wobei ein Quantum einer Fluidart ein benachbartes Quantum einer verschiedenen Fluidart berührt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, das aufweist: Abziehen wenigstens einiger der Quanten der genannten einen Fluidart, bevor der Fluidstrom an dem Auslaß der Leitung ankommt.

24. Verfahren nach Anspruch 22, das aufweist: Injizieren eines Gases in den Fluidstrom zwischen den genannten Quanten von zwei verschiedenen Fluidarten.