DE60000728T2

DE60000728T2 - Vorrichtung zum erwärmen von iv-flüssigkeit mit detektion der anwesenheit und ausrichtung einer kassette

Info

Publication number: DE60000728T2
Application number: DE60000728T
Authority: DE
Inventors: D. Augustine; Allen Entenman; Rabindranath Maharaji; Hamid Ziaimehr
Original assignee: Augustine Medical Inc
Current assignee: Arizant Healthcare Inc
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: DE60000728D1; US6535689B2; WO2000053246A1; ATE227143T1; EP1159019B1; EP1159019A1; US6775473B2; US20010009610A1; AU3371500A; US20030077079A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zur Erwärmung von intravenöser Flüssigkeit (IV-Flüssigkeit) und insbesondere ein Erwärmungssystem, welches zur Erwärmung von IV-Flüssigkeit vor dem Einführen in einen Körper verwendet wird und noch genauer gesagt ein Erwärmungssystem für IV- Flüssigkeit mit einem Detektor, um die Anwesenheit einer Erwärmungskassette für IV-Flüssigkeit in einer Erwärmungseinheit zu erfassen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Die intravenöse Infusion von Flüssigkeit ist eine oft verwendete klinische Technik. Da die infundierten Flüssigkeiten (auch "IV-Flüssigkeiten" genannt) normalerweise bei kalten Temperaturen gelagert werden, um sie frisch zu halten, müssen sie oft erwärmt werden, bevor sie in einen Körper eingeführt werden. Für die Infusion von Flüssigkeiten in einen Menschen kann es wünschenswert sein, die Temperatur der Flüssigkeit auf eine normale Körperkerntemperatur von ungefähr 37ºC (98,6 F) zu erhöhen. In anderen Fällen mögen andere Temperaturen angezeigt sein. Beispielsweise wird während einer Operation am offenen Herzen die Temperatur des Patienten auf eine hypothermische Stufe gesenkt; die Flüssigkeit muss daher bei der gleichen niedrigeren Temperatur infundiert werden.
Der Stand der Technik, wie beispielsweise US 4,381,510, umfasst Systeme zum Erwärmen von Flüssigkeiten, während sie in einen Körper infundiert werden. Solche Systeme, welche als "Flüssigkeits-Erwärmungs-Systeme" bezeichnet werden können, haben verschiedene Mittel zum Erwärmen von Flüssigkeiten verwendet. Solche Mittel beinhalten das Erwärmen durch Konduktion oder Konvektion, wobei die Hitze durch eine erwärmte Flüssigkeit wie beispielsweise Luft oder von einer elektro-resistiven Quelle wie beispielsweise einer Spule oder Platte zur Verfügung gestellt wird. Es bestehen spezielle Probleme bei jedem dieser Systeme, besonders im klinischen Kontext. Beispielsweise erwärmt ein System zu infundierende Flüssigkeit, indem die Flüssigkeit durch eine erwärmte Flüssigkeit hindurchgeleitet wird. Solche Systeme sind typischerweise schwer, umständlich, erfordern eine häufige Reinigung und können die klinische Umgebung verunreinigen, wo Reinheit von lebenswichtiger Bedeutung ist. Typischerweise verwenden diese Systeme eine Leitung in einer dichten Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser, erwärmen das Wasser und leiten die zu infundierende Flüssigkeit durch die Leitung, wobei sie sich darauf verlassen, dass Hitze durch Konduktion von dem erwärmten Wasser durch die Leitung auf die Flüssigkeit übertragen wird. Solche Systeme sind darauf angewiesen, dass ein Reservoir ein konstantes Volumen von erwärmtem Wasser beinhaltet. Dieses Reservoir kann verunreinigt werden und unerwünschte bakterielle Mittel fördern. Leckage in solchen Systemen sind daher in steriler Umgebung ein besonderes Problem.
In anderen Systemen wird Hitze von einem elektro-resistiven Heizelement auf die Flüssigkeit übertragen, welche sich in einem Wärmetauscheraufbau befindet, welcher einen Flüssigkeitskanal schafft, damit die Flüssigkeit sich bewegen. kann, und einen Leiterkanal, womit thermische Energie von dem Heizelement auf die Flüssigkeit übertragen werden kann. Ein Beispiel ist eine Inline-Vorrichtung zum Erwärmen von Flüssigkeit, welche eine Einfassung beinhaltet, in der sich zumindest ein Heizelement befindet, und eine Kassette, die entfernbar in der Einfassung aufgenommen ist. Die Kassette definiert einen komplexen Flusskanal für die Flüssigkeit. Der Umriss des Flusskanals für die Flüssigkeit ist vorzugsweise präzise in den Heizelementen der Einfassung wiederholt, um die "Verweilzeit" der Flüssigkeit in dem Kanal zu maximieren und so die potentielle Menge von Hitze zu maximieren, die auf die Flüssigkeit übertragen wird, während sie durch den Kanal in der Kassette fließt. Diese Systeme werden als "Trockenhitze-Erwärmungssysteme" bezeichnet. Trockenhitze- Erwärmungssysteme werden an diesem Punkt zum Erwärmen von zu infundierenden Flüssigkeiten bevorzugt. Die erhältlichen Trockenhitze-Erwärmungssysteme tendieren jedoch dazu, aus verschiedenen Gründen nur eine suboptimale Leistung zu zeigen. Die aktuelle klinische Praxis wünscht, einen Fluss für die intravenöse Infusion in einem weiten Bereich von Geschwindigkeiten zur Verfügung zu stellen, von einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um eine Ader offen zu halten (KVO), bis zu 30.000 ml/h. Offensichtlich muss die Übertragung von thermischer Energie auf die Flüssigkeit mit der Flussgeschwindigkeit der Flüssigkeit Schritt halten; der Wärmetransfer muss schnell stattfinden, um eine Flüssigkeit bei einer schnellen Infusion mit hohem Volumen zu erwärmen. Die Geschwindigkeit der Erwärmung muss jedoch vorsichtig an die Geschwindigkeit des Flusses angepasst werden. Ein signifikanter Nachteil der herkömmlichen Trockenhitze- Erwärmungssysteme ist eine fehlende Anpassung zwischen der Geschwindigkeit der Erwärmung und der Geschwindigkeit des Flusses; manchmal wird die Flüssigkeit zu schnell erwärmt, was zu Temperaturen weit oberhalb einer gewünschten Temperatur führt. Ein solches übermäßiges Erwärmen kann Flüssigkeiten, insbesondere Blut, schädigen. Ein übermäßig erwärmtes Blut produziert Hämolyse, die Auflösung von roten Blutkörperchen. Offensichtlich muss das Erwärmungssystem die Geschwindigkeit des Flusses gut an die Geschwindigkeit der Erwärmung anpassen.
Die Anpassung der Flüssigkeitserwärmung an den Fluss hängt von vielen Parametern ab, die dem Aufbau eines einsetzbaren Wärmetauschers eigen sind, der Gestalt des Flusskanals des Wärmetauschers und der Positionierung des Wärmetauschers in der Erwärmungseinheit. Insbesondere kann eine fehlende Übereinstimmung zwischen dem Flusskanal des Wärmetauschers und der entsprechenden Gestalt eines Heizelements zu unerwünschten Temperaturen außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs führen. Beispielsweise mag eine Heizplatte in einer Erwärmungseinheit so aufgebaut sein, dass sie die Geschwindigkeit variiert, bei welcher Hitze zu dem Flusskanal geleitet wird. In dieser Hinsicht mag der Heizer eine größere Menge von Hitze beim Einlass des Flusskanals abgeben als am Auslass. In einem solchen Fall würde eine versehentliche Umkehr des Wärmetauschers in der Erwärmungseinheit ziemlich sicher zu einer unsachgemäßen Erwärmung der Flüssigkeit führen. Wenn die Steuerung der Erwärmungseinheit von einem Wärmesensorelement abhängt, welches an einer bestimmten Stelle bezüglich des Wärmetauschers vorgesehen ist, könnte eine versehentliche Umkehr ebenfalls zu einer fehlerhaften Steuerung der Erwärmungseinheit und einer unsachgemäßen Erwärmung der Flüssigkeit führen. Eine solche Umkehr ist uneingeschränkt möglich im Fall einer Kassette, welche in eine Erwärmungseinheit eingesetzt und daraus entfernt werden kann.
Typischerweise können Trockenhitze-Erwärmungssysteme für Flüssigkeiten oder Fluide, welche hydratisierende Fluide innerhalb eines weiten Temperaturbereichs erwärmen können, mit technisch ausgereifter und kostenintensiver funktioneller und mechanischer Hardware befrachtet sein, um den korrekten Betrieb sicherzustellen. In einem Erwärmungssystem, bei welchem die Ausgestaltung und der Aufbau eines entfernbaren Wärmetauschers präzise optimal an die Ausgestaltung, den Aufbau und die Leitung der Erwärmungseinheit angepasst sind, würde jede Maßnahme, um eine geeignete Orientierung zwischen dem Wärmetauscher und der Erwärmungseinheit sicherzustellen, die Effizienz, Sicherheit und Kosten des Systems verbessern.
Aus der oben erfolgten Diskussion wird deutlich, dass eine Notwendigkeit für ein Inline-System zur Erwärmung von IV- Fluiden mit einem entfernbaren Wärmetauscher und einer Erwärmungseinheit besteht, welches IV-Fluide schnell, effizient und beständig erwärmen kann, ohne das Fluid zu beschädigen, für eine unmittelbare und sichere Verwendung bei einem Patienten. Es ist wichtig, dass ein solches System eine korrekte Ausrichtung zwischen dem Wärmetauscher und Heizelementen in der Erwärmungseinheit garantieren sollte. Diese Erfindung erfüllt diese Anforderungen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Allgemein betrifft die vorliegende Erfindung das Erwärmen eines IV-Fluids während der Infusion in den Körper einer Person oder eines Tieres. Typischerweise wird IV-Fluid (inkl. Blut) bei niedrigen Temperaturen gelagert, um es frisch zu halten. Vor der Verwendung muss es erwärmt werden. Während Notfällen und bestimmten chirurgischen Vorgängen muss das Fluid schnell erwärmt werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, das IV-Fluid in-line zu erwärmen, während es von einem IV-Reservoir zu einer Person fließt.
Diese Erfindung ist ein Erwärmungssystem für intravenöse Fluide (IV-Fluide) mit einer Erwärmungseinheit, welche einen einsetzbaren Wärmetauscher aufnimmt, vorzugsweise als Kassette ausgeführt. Ein Anwesenheits-Erfassungskreis setzt die Erwärmungseinheit außer Betrieb, wenn sich die Kassette nicht an ihrer Stelle befindet, wenn sie inkorrekt eingesetzt ist oder wenn eine inkompatible Kassette anwesend ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erwärmungseinheit eine Einfassung auf, welche eine Heizplattenanordnung lagert. Die Heizplattenanordnung hat eine Einlassöffnung, in welche die Kassette eingesetzt werden kann. Die Heizplattenanordnung beinhaltet eine erste Heizplatte, die auf einer Seite des Einlasses positioniert ist, und eine zweite Heizplatte, die auf einer gegenüberliegenden Seite des Einlasses positioniert ist, so dass, wenn die Kassette in der Erwärmungseinheit positioniert ist, die erste Heizplatte auf einer Seite der Kassette und die zweite Heizplatte auf einer gegenüberliegenden Seite der Kassette positioniert ist. Der Betrieb der Heizplattenanordnung wird ermöglicht als Antwort auf eine Anzeige durch den AnwesenheitsDetektorkreis, dass die Kassette korrekt in den Einlass eingesetzt worden ist. In einem veranschaulichenden Beispiel des Detektorkreis, dass die Kassette korrekt in den Einlass eingesetzt worden ist. In einem veranschaulichenden Beispiel des Detektorkreises befindet sich ein Magnet an oder in der ersten Heizplatte, und ein Sensor ist an oder in der zweiten Heizplatte vorgesehen, so dass er den Magneten erfassen kann, wobei der Magnet und der Sensor durch die Breite des Einlassschlitzes getrennt sind. Ein Anwesenheitsanzeiger ist an einer Kassette vorgesehen, so dass, wenn die Kassette geeignet in die Erwärmungseinheit eingesetzt ist, sich der Anwesenheitsanzeiger zwischen dem Magneten und dem Sensor befindet, den Sensor bezüglich des Magneten deaktiviert und die Erwärmungseinheit aktiviert, die Heizplatten zu betätigen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, welche beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Erwärmungssystem für intravenöse Fluide (IV-Fluide) zeigt, welches System eine Erwärmungseinheit mit einem einsetzbaren Wärmetauscher verwendet, vorzugsweise als Kassette ausgeführt;
Fig. 2 ist eine Explosions-Seitenansicht der Fig. 1, welche Komponenten der Erwärmungseinheit zeigt;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, welche Details eines Bereichs eines Kassette-Detektorschalters zeigt;
Fig. 4 ist eine Explosions-Vorderansicht einer Heizplattenanordnung in Fig. 2, welche Schlitze und Schlauchentlastungen in Heizplatten der Heizplattenanordnung zeigt;
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Fig. 4,
Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 aus Fig. 1, welche einen Längsträger und einen Anwesenheitsanzeiger an dem Wärmetauscher zeigt;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 aus Fig. 2, welche Details des Wärmetauschers zeigt;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers;
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht eines Detektorkreises für die Anwesenheit einer Kassette, welche eine erste Kreisanordnung zeigt, wenn der Anwesenheitsanzeiger nicht mit dem Kreis übereinstimmt; und
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht des Detektorkreises für die Anwesenheit einer Kassette, welche eine zweite Kreisanordnung zeigt, wenn der Anwesenheitsanzeiger mit dem Kreis übereinstimmt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform dieser Erfindung in Form eines Erwärmungssystems für intravenöse Fluide (IV-Fluide) ("System") 100. Das Erwärmungssystem 100 für IV-Fluide beinhaltet eine Erwärmungseinheit 102 und einen Wärmetauscher, vorzugsweise in Form einer Kassette 104. Während der Verwendung wird die Kassette 104 in die Erwärmungseinheit 102 eingesetzt. Nachdem sie eingesetzt ist, erfasst ein Detektor (weiter unten beschrieben) die Anwesenheit und korrekte Orientierung der Kassette 104 in der Erwärmungseinheit 102, was Heizelemente in der Erwärmungseinheit 102 dazu aktiviert, Hitze auf Kassette 104 aufzubringen. Während des Betriebs des Systems 100 ist ein IV-Fluidreservoir, wie beispielsweise ein Beutel, an einer Fluideinlassleitung angebracht, so dass das IV-Fluid in einer Einlassöffnung und durch einen inneren Fluidkanal der Kassette 104 fließen kann. Heizelemente in der Erwärmungseinheit 102 erwärmen das IV-Fluid, während es durch den inneren Fluidkanal der Kassette 104 läuft. Das IV-Fluid verlässt die Kassette 104 durch eine Fluidauslassöffnung und wird für die Verwendung abgegeben. Details des Erwärmungssystems 100 für IV-Fluide werden nun beschrieben.
Wieder mit Bezug auf die Fig. 1, hat das System 100 zumindest zwei Komponenten, nämlich die Erwärmungseinheit 102 und die Kassette 104. Die Erwärmungseinheit 102 hat eine erste (obere) Einfassung 106 und eine zweite (untere) Einfassung 108. Ein Einlassschlitz 110 befindet sich in der Erwärmungseinheit, um die Kassette 104 aufzunehmen. Die Erwärmungseinheit 102 kann auch eine Klemme 112 zum Anbringen der Erwärmungseinheit 102 an einer IV-Haltestange haben, einen Griff 104 zum Tragen, einen Ein/Ausschalter 16 und eine Bläschenfallenaufnahme 118.
Fig. 2 ist eine Explosionsansicht der Fig. 1, welche die erste Einfassung 106 mit dem Griff 114 und die zweite Einfassung 108 zeigt. Zwischen der ersten und der zweiten Einfassung 106, 108 ist eine Heizplattenanordnung 120 angeordnet, welche die Kassette 104 aufnehmen kann. Die Heizplattenanordnung 120 besteht aus einer ersten Heizplatte 122 und einer zweiten Heizplatte 124 mit einer Öffnung zwischen ihnen, welche den Einlassschlitz 110 zur Aufnahme der Kassette 104 bildet. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Heizplatten unter Verwendung von elektrisch resistiven Heizern erwärmt. Die Heizplattenanordnung 120 kann auch andere Heizverfahren, wie beispielsweise Dampfspulen, kondensierende Erwärmungsrohre, Quarzlampen, heiße Luft oder andere äquivalente Heizmöglichkeiten verwenden. Die Heizplattenanordnung 120 beinhaltet auch Komponenten eines Kassetten-Anwendungskreises 126 (in Fig. 9 und 10 gezeigt). In einer in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform weist ein Bereich des Kassettenanwesenheitskreises 126 einen Magneten 128 auf, der an oder in der ersten Platte 122 vorgesehen ist, und einen Sensor 129, der in einem Schlitz 130 in der zweiten Platte 124 vorgesehen ist. Der Betrieb des Kassettenanwesenheitskreises 126 ist unten beschrieben. Eine Steuerung 105 ist auch in der Erwärmungseinheit 102 eingeschlossen, um die Funktionen der Erwärmungseinheit 102 zu überwachen. Die Steuerung 105 steuert die Betriebsstufe und andere Funktionen der Heizplattenanordnung 120. Die Steuerung 105 kann mit dem Ein/Aus-Schalter 116 und dem Kassettenanwesenheitskreis 126 verbunden sein.
In weiteren, weiter unten genauer diskutierten Ausführungsformen kann die Anwesenheit der Kassette durch andere Arten von Schaltern erfasst werden, welche elektrische, Radiofrequenz-, magnetische, optische, Druck- und/oder mechanische Schalter beinhalten, jedoch nicht darauf begrenzt sind. Es wird in Betracht gezogen, dass der Schalter in der Erwärmungseinheit vorgesehen sein und durch die Seitenschienen der Kassette aktiviert werden kann, wenn diese in die Erwärmungseinheit eingesetzt wird. Die Schienen können eine Erhöhung oder Einkerbung entsprechend dem Schalter haben, um ihn zu aktivieren. In einer anderen Ausführungsform kann der Schalter tief innerhalb der Erwärmungseinheit vorgesehen sein, gegenüberliegend der Öffnung, so dass der Schalter aktiviert wird, wenn die Kassette vollständig in die Erwärmungseinheit eingesetzt ist.
Fig. 4 ist eine Explosionsvorderansicht, welche die erste Heizplatte 122 und die zweite Heizplatte 124 der Heizplattenanordnung 120 zeigt. Eine Anzahl von Schlitzen 154 befinden sich in der ersten Heizplatte 122 und werden verwendet, um die Wärmetauscherkassette 104 zu führen und auszurichten, wenn diese in den Einlassschlitz 110 eintritt. Der Einlassschlitz 110 kann sich über die volle Länge der Heizplattenanordnung erstrecken, was einen offenen Kassette möglich macht, um die Reinigung und Wartung der Heizanordnung zu erleichtern. Außerdem sind eine Anzahl von Entlastungen 160 in den Heizplatten 122, 124 ausgebildet, um Platz für IV- Fluid-Einlass- und -Auslassleitungen zu schaffen, wenn die Wärmetauscherkassette 104 in der Erwärmungseinheit 102 angeordnet ist. Fig. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht, welche zu der Heizplattenanordnung 120 hinaufschaut. Die Schlitze 154 sind zu sehen, die sich entlang der Länge der ersten Heizplatte 122 erstrecken. Auch zu sehen ist der Schlitz 130 in der zweiten Heizplatte 124, in welchem der Sensor 129 angeordnet ist. Zusätzlich befinden sich eine Anzahl von Rippen 156 auf beiden Seiten der Heizplatten 122, 124, um die strukturellen und thermischen Eigenschaften der Heizplatten zu verbessern. Ein Thermoelement, RTD, oder eine andere geeignete thermische Detektorvorrichtung 123 kann in zumindest einer der Heizplatten platziert sein, um die Temperatur einer eingesetzten Wärmetauscherkassette zu erfassen. Ein verstärkter Bereich 158 wird für die Klemme 112 verwendet.
Wieder mit Bezug auf Fig. 1 ist die Kassette 104 dargestellt. Die Kassette 104 besteht aus einem Rahmen 132, welcher eine Wärmetauschermembran 134 umgibt. An einem Ende des Rahmens befindet sich ein Griff 150. Entlang der Seiten des Rahmens 132 befinden sich ein Paar von sich erstreckenden Schienen 152. Die Schienen 152 sind so bemessen, dass sie gleitend in die Schlitze 154 der Erwärmungseinheit 102 passen. Fig. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs der Schiene 152, welche einen Anwesenheitsanzeiger 153 zeigt, welcher in Verbindung mit dem Kassettenanwesenheitskreis 126 arbeitet. Der Detektor 153 kann beispielsweise aus einem weich-ferromagnetischen Material sein. Der Rahmen kann aus einem nicht-magnetischen Material sein, welches inert für IV- Fluide ist. Ein solches Material ist ein Vakuum-formbares Plastik, wie beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC). Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht der Wärmetauschermembran 134. Die Wärmetauschermembran 134 besteht aus einer ersten Schicht 136 und einer zweiten Schicht 138, die in einer im wesentlichen kontinuierlichen Naht 140 um ihre Umfänge entlang einer Seite des Rahmens 132 verbunden sind.
Zusätzlich zu ihrer Verbindung durch die Naht 140 können die erste und die zweite Schicht 136, 138 auch an zumindest einer Stelle 142 innerhalb der Naht 140 verbunden sein, so dass ein innerer serpentinenartiger Fluidkanal 144 entsteht (sie Fig. 7 und gestrichelte Linie in Fig. 1). In der bevorzugten Ausführungsform bestehen die erste und die zweite Schicht 136, 138 aus einem nicht-magnetischen, hoch temperaturbeständigen, biokompatiblem thermoplastischen Material, welches der Hitze widerstehen kann, die innerhalb der Erwärmungseinheit 102 erzeugt wird. Die Schichten sind so ausgestaltet, dass die Hitzeübertragungseigenschaften es ermöglichen, dass die Wärmetauscherkassette innerhalb der Fluidtemperatur-Ausgabeparameter des Systems arbeitet. Beispielsweise hat ein flexibles PVC thermoplastisches Material mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke von 10 um (4 mil) eine bekannte thermische Leitfähigkeit, fähig, beständig eine bestimmbare Menge von Hitze an den inneren Fluidkanal zu übertragen. Die Schichten können beispielsweise durch Klebstoff oder thermische Verbindung vereinigt sein. Eine Fluid-Einlassöffnung 144 befindet sich am Anfang des inneren Fluidkanals 144 und ermöglicht den IV-Fluidfluss in den Fluidkanal 144. Am Ende des inneren Fluidkanals 144 befindet sich eine Fluidauslassöffnung 148. Die Fluidauslassöffnung 148 kann auch ein Infrarotthermometer, einen integralen Hitzesensor oder ein Thermoelement zum Erfassen der Fluidtemperatur haben. Andere Hitzesensoren oder Thermoelemente können an anderen Stellen in dem System, wie beispielsweise an der Einlassöffnung 146, vorgesehen sein oder strategisch innerhalb des Fluidkanals 144 angeordnet sein. Die Kassette 104 kann entweder eine Einwegkassette sein oder zwischen den Verwendungen sterilisiert werden.
Fig. 8 zeigt eine Wärmetauscherkassettenanordnung ("Kassettenanordnung") 190, welche die Kassette 104 und eine Anbringeinrichtung beinhaltet. Eine Fluideinlassleitung 162 wird verwendet, um Fluid zu der Wärmetauscheranordnung 134 zu tragen. Ein Ende der Fluideinlassleitung 162 kann an der Fluideinlassöffnung 146 angebracht sein, während das gegenüberliegende Ende einen Luer-Verbinder 164 aufweist, welcher kompatibel ist mit einem Standard IF Blut/Fluidbeutel 165 oder Infusionssatz. Wenn er nicht an einem IV-Beutel angebracht ist, kann ein gelüfteter Deckel 166 an dem Luer 164 angebracht sein. Eine Fluidauslassleitung 168 kann an der Fluidauslassöffnung 148 angebracht sein, wobei das gegenüberliegende Ende einen Luer 170 zur Anbringung an einer Person 171 hat. Wenn dieser nicht so angebracht ist, kann ein belüfteter Deckel 172 an dem Luer 170 platziert sein. Wie es beim Infundieren von IV-Fluiden gängig ist, kann eine Bläschenfalle 174 in der Fluidleitung 168 positioniert sein. Die Bläschenfalle 174 beinhaltet einen. Verbinder 175, eine Entlüftung 176 und einen Entlüftungsdeckel 177. Während die Wärmetauscherkassette 104 in der Erwärmungseinheit 102 positioniert ist, kann die Bläschenfalle 174 in der Bläschenfallenaufnahme 118 gehalten sein. Eine Rollenklemme 178 kann auch an der Fluidauslassleitung 168 vorgesehen sein, um die Flussgeschwindigkeit des IV-Fluids zu steuern. Zusätzlich kann die Fluidauslassleitung 168 eine "Y"- Einspritzstelle 180 für die Einführung von anderen Fluiden oder Medikamenten in den Patienten aufweisen. Klemmschellen 182 können auch verwendet werden, um den IV-Fluidfluss zu steuern.
Die Fig. 9 und 10 zeigen schematische Diagramme eines Kassetten-Detektorkreises 126, welcher Teil der Erwärmungseinheit 102 sein kann. Der Kassetten-Detektorkreis 126 beinhaltet erste Kreiselemente 128 und 129 (schon beschrieben), einen Schaltertreiber D1, einen Abschnitt S1, ein Relais R1, und ein zweites Kreiselement 153 (schon beschrieben). Die ersten Kreiselemente befinden sich in oder an dem Gehäuse der Erwärmungseinheit 102. Das zweite Kreiselement ist an der Kassette 104 angebracht. Die Anwesenheitskreiselemente 128, 129 und 153 arbeiten zusammen, um die Aufnahme der Kassette 104 in der Erwärmungseinheit anzuzeigen. Ein Heizschaltkreis 121 beinhaltet einen Schalter S2, angetrieben durch das Relais R1. Wenn S1 offen ist, ist das Relais R1 inaktiv, und der Schalter S2 ist offen. Wenn der Schalter S1 geschlossen ist, ist das Relais R1 aktiviert und schließt den Schalter S2.
Fig. 9 zeigt den Kassetten-Anwesenheitskreis 126, wenn die Kassette 104 nicht in der Erwärmungseinheit 102 eingesetzt oder nicht richtig darin ausgerichtet ist. Wenn die Kassette 104 sich nicht in der Erwärmungseinheit 102 befindet oder nicht in der richtigen Position, erfasst der Sensor 129 den Magneten 128. Durch Erfassen des Magneten 128 werden die Schalter S1 und S2 durch den Schaltertreiber D1 und das Relais R1 offen gehalten und werden ein Schließen des Heizkreises 121 nicht erlauben, was die Heizanordnung 120 davon abhält, die erste und die zweite Heizplatte 122, 124 zu erwärmen. Damit sich der Kassetten-Detektorkreis 126 schließt, muss der Anwesenheitsanzeiger 153 zwischen den Magneten 128 und dem Sender 129 positioniert sein. Fig. 10 zeigt die Kassette 104, wie sie in der Erwärmungseinheit 102 eingesetzt ist. Wenn der Anwesenheitsanzeiger 153 sich in seiner Position zwischen dem Magneten 128 und dem Sensor 129 befindet, schließen die Schalter S1 und S2, so dass der Heizkreis 121 arbeiten kann und die erste und zweite Heizplatte 122, 124 erwärmen kann. In dem vorliegenden Beispiel ist der Heizkreis 121 mittels einer Wechselstromquelle 186 angetrieben. In dieser Ausgestaltung steuert der Kassetten-Anwesenheitskreis 126 den Betrieb der Erwärmungseinheit durch Schalten von Wechselstromenergie zu der Erwärmungseinheit so, dass die Erwärmungseinheit angetrieben wird, wenn die Kassette 104 richtig eingesetzt ist, und dass die Energie sonst abgeschaltet wird.
Von den Erfindern wird in Betracht gezogen, dass der Detektorkreis auch auf andere Komponenten in dem System einwirken kann. Anstatt den Heizkreis zu aktivieren, kann beispielsweise der Anwesenheitssensor auf ein Steuerrelais einwirken, welches einen thermischen Detektorkreis aktivieren würde, welcher es der Steuerung ermöglicht, den Betrieb der Heizer zu starten. In einer anderen Ausführungsform des Detektorkreises kann das Element 153 ein passives elektromagnetisches Element, wie beispielsweise eine Spule, sein und, der Sensor 129 ein Radiofrequenzsendeempfänger. In diesem Fall wird die Anwesenheit der Kassette durch die Resonanzfrequenz des elektromagnetischen Elements 153 erfasst. Das Element 153 kann auch einen integrierten Schaltkreis mit eingebetteten Daten beinhalten, wobei es, wenn abgefragt durch den Sensor 129, die aufgezeichneten Daten, die sich in dem Schaltkreis 153 befinden, an den Sensor 129 übertragen wird. Der Kassetten-Detektorkreis 126 kann auch aus anderen Arten von Schaltkreisen oder Schaltern bestehen, die in der Technik bekannt sind, wie beispielsweise: ein optischer Schalter, wo die Kassette einen Lichtstrahl unterbricht oder wo eine Öffnung in der Kassette einen Lichtstrahl durchlässt; ein mechanischer Schalter, den die Kassette trifft oder aktiviert, wenn sie richtig in der Erwärmungseinheit eingesetzt ist; oder ändere Arten von elektrischen, magnetischen oder optischen und/oder mechanischen Schaltern.
Der Kassetten-Detektorkreis 126 kann daher als Sicherheitsmaßnahme insofern betrachtet werden, als die Erwärmungseinheit 102 nicht arbeiten kann, ohne dass die Kassette 104 sich in einer vorbestimmten Position befindet. Optional kann ein Alarm 184 mit dem Kassetten-Detektorkreis 126 verbunden sein, um verschiedene Anzeigen während des Betriebs der Erwärmungseinheit 102 zur Verfügung zu stellen.
Beispiele, die den Alarm verursachen können, sind die Anwesenheit oder Abwesenheit der Kassette in der Erwärmungseinheit, die Temperatur der Erwärmungseinheit oder dass das Fluid durch die Steuerung gesetzte Grenzen überschreitet, eine Unterbrechung des Fluidflusses durch die Kassette hindurch oder der Ablauf von Zeitintervallen. Die Kassette 104 kann entweder als Wärmetauscherkassettenanordnung 190 vorgesehen sein (d. h. Wärmetauscherkassette 104 und die in Fig. 8 gezeigte Vorrichtung) oder aus individuellen, für den Benutzer erhältlichen Komponenten montiert sein. Es ist vorgesehen, dass die Einlass- und Auslassöffnungen 146, 148 der Kassette 104 eine solche Größe und Gestalt haben, dass sie mit Standard-Fluidleitungen zusammenpassen, die verwendet werden, um IV-Fluide zuzuführen. Um die Kassettenanordnung 190 zu montieren, wird eine Fluideinlassleitung 162 an der Fluideinlassöffnung 146 der Kassette 104 durch Reibschluss angebracht, mit einem Klebstoff oder durch ein anderes geeignetes Anbringmittel. Das gegenüberliegende Ende der Fluideinlassleitung 162 wird mit einem Luer-Verbinder 164 an einem Standard IV-Beutel 165 angebracht. Eine Fluidauslassleitung 168 ist durch Reibschluss, Klebestoff oder ein anderes Anbringmittel mit der Fluidauslassöffnung 148 verbunden, wobei das gegenüberliegende Ende einen Luer aufweist, welcher mit dem Infusionssystem des Patienten in Verbindung steht. Beide Fluidleitungen bestehen aus einem Standardschlauchmaterial, welches normalerweise für die IV- Fluidzuführung verwendet wird. Optional können die Fluidleitungen mit der Vorrichtung einstückig ausgestaltet sein und herkömmliche Endluer haben, als Schnittstelle mit gängigen Komponente. Die Fluidauslassleitung 168 kann auch eine Bläschenfalle 174, eine Rollenklemme 178 und einen Y- Adapter 180 beinhalten. Zusätzlich können Klemmschellen 182 verwendet werden, um den Fluss des Fluids zu steuern. Die Wärmetauscherkassettenanordnung 190 (d. h. die Wärmetauscherkassette 104 mit der angebrachten Vorrichtung) ist nun fertig für die Verwendung.
Während der Verwendung wird die Kassette 104 in den Einlassschlitz 110 der Erwärmungseinheit 102 eingesetzt. Vor der Aktivierung der Heizelemente in der Erwärmungseinheit 102 muss der Detektorkreis 126 die Anwesenheit der Kassette 104 in der Erwärmungseinheit erfassen, wie sie angezeigt sein kann, wenn der Anwesenheitsanzeiger 153 in der Kassette 104 zwischen dem Magneten 128 und dem Sensor 129 in der Erwärmungseinheit 102 positioniert ist. Wenn verwendet, kann die Bläschenfalle 174 an der Bläschenfallenaufnahme 118 angebracht werden. Der Luer-Verbinder 164 der Fluideinlassleitung wird an dem IV-Fluidbeutel 165 angebracht. Der Luer-Verbinder 170 der Fluidauslassleitung wird an dem Patient 171 angebracht. Die elektronische Steuerung wird mit den gewünschten Fluidtemperatur- Einstellungen programmiert, und das Erwärmungssystem ist fertig für den Betrieb. Relevante Informationen, wie beispielsweise Temperatureinstellungen, die momentane Temperatur, der Ein/Aus-Status, die Anwesenheit der Kassette und weitere für den Betrieb der Einheit notwendige Informationen können durch die Steuerung 105 angezeigt werden. Wenn gewünscht, kann die Erwärmungseinheit 102 an einer IV-Stange oder einer äquivalenten Struktur angebracht werden. Die Erwärmungseinheit 102 kann auch mittels des Griffs 114 getragen oder während der Verwendung auf einem Tisch platziert werden. Wenn die Erwärmungseinheit 102 aktiviert ist, fließt das IV-Fluid von dem IV-Fluidbeutel durch die Fluideinlassleitung 162 und die Einlassöffnung 146 in die Tauschermembran 134. Dabei befindet sich die Tauschermembran 134 zwischen der ersten Heizplatte 122 und der zweiten Heizplatte 124. Wenn das IV-Fluid durch den inneren serpentinenförmigen Fluidkanal 144 fließt, wird es mittels der Heizplatten 122, 124 erwärmt. Das nun erwärmte IV-Fluid verlässt den Kanal durch die Fluidauslassöffnung 148 und die Fluidauslassleitung 168 und kann nun in einen Patienten infundiert werden.
Die Geschwindigkeit der Erwärmung des IV-Fluids kann gemäß verschiedener Verfahren gelenkt werden. In einem Verfahren kann die Fluid-Erwärmungstemperatur unter Verwendung der Steuerung eingestellt werden. Die Steuerung kann mit mehreren Temperatursensoren verbunden sein, die strategisch in der Erwärmungseinheit angeordnet sind. Die Steuerung würde beispielsweise die Ausgangstemperatur des erwärmten IV-Fluids beobachten und die Wärmeplatten 122, 124 entsprechend einstellen, um die Temperatur in einem vorbestimmten Bereich zu halten. Diese Information kann in dem Anzeigefenster 105 der Steuerung zu sehen sein. Gemäß einem anderen Verfahren zur Temperatursteuerung kann der Fluss des IV-Fluids durch die Erwärmungseinheit hindurch eingestellt werden, während die Temperatur der Wärmeplatten 122, 124 konstant gehalten wird. In diesem Verfahren werden, sobald die Erwärmungseinheit angestellt worden ist, die Heizplatten 122, 124 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Die Ausgangstemperatur des erwärmten Fluids an der Auslassöffnung 148 wird durch einen Temperatursensor überwacht, der nahe der Fluidauslassöffnung 148 angeordnet ist, und die Temperatur wird in dem Anzeigefenster 105 angezeigt. Wenn das Fluid wärmer sein soll, wird der Fluidfluss verlangsamt, so dass das Fluid mehr Zeit in dem inneren serpentinenförmigen Fluidkanal 144 zwischen den Heizplatten 122, 124 verbringt. Diese Verlangsamung des Fluids kann erzielt werden unter Verwendung der Rollklemmen 178 oder einer äquivalenten Einrichtung, wie beispielsweise einer automatisierten Flusseinrichtung. Wenn das Fluid zu warm ist, wird der Fluss durch die Einrichtung hindurch beschleunigt, so dass das Fluid weniger Zeit bei der Erwärmung verbringt.
Während die hier offenbarte Erfindung mittels spezifischer Ausführungsformen und deren Anwendungen beschrieben worden ist, könnten verschiedene Modifikationen und Variationen durch Fachleute ausgeführt werden, ohne dass der in den Ansprüchen definierte Bereich der Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Erwärmungssystem (100) für intravenöses Fluid (IV- Fluid), mit einer Erwärmungseinheit (102) mit einem Einlassschlitz (110), und mit einem Wärmetauscher (104), der in dem Einlassschlitz der Erwärmungseinheit aufnehmbar ist, wobei der Wärmetauscher eine Fluideinlassöffnung und eine Fluidauslassöffnung hat, die mit einem inneren Fluidkanal indem Wärmetauscher in Fluidverbindung stehen, gekennzeichnet durch einen Detektor (126), der zwischen der Erwärmungseinheit und dem Wärmetauscher arbeitet, um die Anwesenheit und Orientierung des Wärmetauschers in der Erwärmungseinheit zu erfassen.

2. System nach Anspruch 1, wobei der Detektor (126) ein erstes Schaltkreiselement in der Erwärmungseinheit (102) und ein zweites Schaltkreiselement an dem Wärmetauscher (104) aufweist, wobei das zweite Element mit dem ersten Schaltkreiselement zusammenarbeitet, um ein Signal zu erzeugen, welches einen Zustand zwischen dem Wärmetauscher und der Erwärmungseinheit darstellt.

3. System nach Anspruch 2, weiter mit einem Anzeiger, der mit dem ersten Schaltkreiselement verbunden ist, um eine Anzeige des Zustands auszugeben.

4. System nach Anspruch 3, wobei die Anzeige die Aufnahme des Wärmetauschers (104) in der Erwärmungseinheit (102) zum Inhalt hat.

5. System nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen magnetischen Schalter beinhaltet, der einen Sensor (129) und einen Magneten (128) in der Erwärmungseinheit (102) mit einer Lücke dazwischen aufweist und einen Anwesenheitsanzeiger an dem Wärmetauscher (104), der so bemessen ist, dass er in die Lücke zwischen dem Magneten und dem Sensor hineinpasst.

6. System nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen mechanischen Schalter beinhaltet, der an der Erwärmungseinheit (102) vorgesehen ist, um mit dem Wärmetauscher (104) in Eingriff zu geraten, wenn der Wärmetauscher sich in der Erwärmungseinheit befindet.

7. System nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen elektronischen Schalter beinhaltet, der einen Sensor aufweist, der in der Erwärmungseinheit (102) angeordnet ist, um den Wärmetauscher (104) zu erfassen, wenn der Wärmetauscher sich in der Erwärmungseinheit befindet.

8. System nach Anspruch 1, wobei der Detektor einen Radiofrequenzsendeempfänger in der Erwärmungseinheit (102) und einen passiven Sender in dem Wärmetauscher (104) beinhaltet, um den Wärmetauscher zu erfassen, wenn der Wärmetauscher sich in der Erwärmungseinheit befindet.

9. System nach Anspruch 1, wobei der Wärmetauscher (104) folgendes aufweist einen Rahmen (132) und eine Wärmetauschermembran (134), die an dem Rahmen angebracht ist, eine erste Lage (136) der Wärmetauschermembran und eine zweite Lage (138) der Wärmetauschermembran, die, durch eine im wesentlichen kontinuierliche Naht (140) um den Außenumfang der Lagen herum mit der ersten Lage verbunden ist.

10. System nach Anspruch 9, wobei die erste Lage und die zweite Lage (136, 138) aus einem thermoplastischen Material gemacht sind und durch eine thermische Verbindung verbunden sind.

11. System nach Anspruch 9, wobei die erste Lage (136) mit der zweiten Lage (138) auch an mehreren Stellen innerhalb der im wesentlichen kontinuierlichen Naht verbunden ist, wodurch ein innerer Fluidkanal (144) mit mehreren verbundenen Kanälen ausgeformt ist.

12. System nach Anspruch 11, wobei der innere Fluidkanal (144) eine serpentinenförmige Gestalt hat.

13. System nach Anspruch 9, weiter mit:

einer Fluideinlassöffnung (146) in Fluidverbindung mit einem ersten Ende des inneren Fluidkanals (144);

einer Fluideinlassleitung (162), deren erstes Ende in Fluidverbindung mit der Fluideinlassöffnung und deren zweites Ende mit einem IV-Fluidbehälter verbindbar ist;

einer Fluidauslassöffnung (148) in Fluidverbindung mit einem zweiten Ende des inneren Fluidkanals; und

einer Fluidauslassleitung (168) mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit der Fluidauslassöffnung und einem zweiten Ende verbindbar mit einem Patienten- Infusionssystem (165).

14. System nach Anspruch 9, wobei der Rahmen (132) einen Griff (150) beinhaltet.

15. System nach Anspruch 1, weiter mit Anbringmitteln zur Anbringung der Erwärmungseinheit (102) an einer IV- Haltestange.

16. System nach Anspruch 15, wobei das Anbringmittel eine Klemme ist.

17. System nach Anspruch 1, wobei die Erwärmungseinheit (102) eine erste Heizplatte (122) aufweist, die auf einer Seite des Einlassschlitzes (110) vorgesehen ist, und eine zweite Heizplatte (124), die auf einer gegenüberliegenden Seite des Einlassschlitzes vorgesehen ist.

18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Wärmetauscher (104) ein Einwegkassette ist.

19. System nach Anspruch 1, weiter mit einer Erwärmungseinheitssteuerung (105) und einem Steuerungsanzeigefenster, welches mit der Erwärmungseinheitssteuerung verbunden ist.

20. System nach Anspruch 19, weiter mit einem Thermoelement (123), welches in der Erwärmungseinheit (102) vorgesehen ist.