DE60011839T2

DE60011839T2 - Spritzenpumpe

Info

Publication number: DE60011839T2
Application number: DE60011839T
Authority: DE
Inventors: Anthony Richard Brighton Cobb; Robert James Loughton Tribe
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: EP1049258B1; JP4156773B2; DK1049258T3; GB2350062A; ATE270471T1; EP1049258A3; US6500151B1; CA2307009C; GB0007338D0; NZ503940A; ZA200001741B; GB2350062B; AU762629B2; DE60011839D1; AU2524300A; CA2307009A1; ES2220344T3; GB9909654D0; IL135401A0; IL135401A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Spritzenpumpe von der Art, die beinhaltet einen Mechanismus zum Ineingriffbringen und Antreiben eines Kolbens einer Spritze, und einen Sensormechanismus zum Erfassen der Hülsengröße der Spritze, der Sensormechanismus enthält ein mit der äußeren Oberfläche der Hülse versetzbar in Kontakt bringbares Kontaktelement, eine mit dem Kontaktelement gekoppelte und in Reaktion auf Bewegung des Kontaktelements bewegbare Maske, und eine Reihe einer Vielzahl von optischen Sensoren, die sich parallel zu der Richtung der Bewegung der Maske erstrecken und zum Empfangen von durch die Maske übertragener Strahlung angeordnet sind.
Spritzenpumpen werden zum Verabreichen von Medikamenten an Patienten verwendet. Eine Spritze ist mit der Medikation vorgefüllt und wird mit einem zu dem Patienten reichenden Infusionskabel versehen. Dann wird die Spritze in die Spritzenpumpe eingelegt, welche ein Kraft auf den Kolben der Spritze aufbringt, um die Beimischung von Medikamenten mit einer kontrollierten Rate in das Infusionskabel zu fördern. Der Benutzer gibt Informationen über die Größe der Spritze und die Dosisrate ein, so dass die Pumpe die Antriebsrate für den Kolben berechnen kann, um die Medikation mit einer korrekten Rate abzugeben.
Spritzenpumpen können einen Spritzenhülsensensor enthalten, welcher ein Maß für den Durchmesser der in die Pumpe eingelegten Spritze bereitstellt. Eine Anzeige wird von der Ausgabe des Hülsengrößensensors erhalten, so dass der Benutzer überprüfen kann, ob er die Spritze korrekt identifiziert hat. Die von der SIMS Graseby of Watford, England verkaufte Serie 3000 Spritzenpumpe enthält einen Spritzenhülsensensor mit einem Arm, der in Kontakt mit der Außenseite der Hülse geschwenkt wird. Der Arm ist an eine Maske gekoppelt, die bewegbar zwischen einer Reihe von 5 LEDs und einer Reihe von 5 Fotodioden bewegbar ist. Die Ausgabe der Fotodioden gibt eine Angabe der Position der Maske und folglich der Größe der Hülse der Spritze. Eine derartige Anordnung gibt eine ungefähre Angabe über die Größe der Spritze, ist aber nicht zufriedenstellend genau, um beispielsweise zwischen zwei Spritzen von unterschiedlichen Herstellern mit gleichen äußeren Durchmessern zu unterscheiden.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine alternative Spritzenpumpe bereitzustellen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Spritzenpumpe des oben genannten Typs bereitgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Maske eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Übertragungsbereichen enthält, jeder Übertragungsbereich hat eine unterschiedliche Länge, und dass die Pumpe eine Steuereinheit enthält, die auf die Ausgaben von den Sensoren reagiert, um die Größe der Hülse aus der Kombination der Länge der Reihe der Sensoren, die durch einen der Übertragungsbereiche übertragene Strahlung empfangen, und der Position einer Kante des Übertragungsbereichs zu bestimmen.
Die Übertragungsbereiche sind vorzugsweise transparente Öffnungen in der Maske. Die Pumpe kann eine Strahlungsquelle enthalten, die auf der gleichen Seite der Maske wie die Sensoren angebracht ist. Die Pumpe kann einen Kollimator zum parallel richten der auf die Maske fallenden Strahlung enthalten, beispielsweise einen konkaven Reflektor. Das Kontaktelement ist vorzugsweise an einem Schwenkarm, der um eine Achse parallel zu der Achse der Spritze rotierbar sein kann. Die Maske ist vorzugsweise ein Längsstreifen und die Reihe von Übertragungsbereichen erstreckt sich vorzugsweise entlang der Länge des Streifens. Die Reihe von optischen Sensoren kann durch eine CCD-Anordnung [CCD-Array] bereitgestellt werden. Die Steuereinheit enthält vorzugsweise Informationen über die Hülsengröße von verschiedenen Spritzen, die Steuereinheit stellt eine Ausgabe an eine Anzeige bereit, auf der die Identität der Spritze angezeigt wird.
Eine Spritzenpumpe entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen
1 illustriert die Pumpe schematisch;
2 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Pumpe mit aufgeschnittenem Inneren, um den Spritzenhülsensensor zu zeigen;
3 eine Seitenansicht des Spritzenhülsensensors; und
4 eine Aufrissansicht von einem Ende des Spritzenhülsensensors.
Beginnend unter Bezugnahme auf 1, beinhaltet die Pumpe ein äußeres Gehäuse 1 mit einer Ausnehmung 2 an seiner vorderen Oberfläche, welche so geformt ist, um eine Spritze 3 herkömmlicher Art aufzunehmen und die aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Größen sein kann. Die Spritze 3 beinhaltet eine Medikationsflüssigkeit 4, welche an den Patienten über ein Infusionskabel 5 durch Eindrücken des Kolbens 6 der Spritze abgegeben wird. Die Pumpe hat einen herkömmlichen Antriebsmechanismus 7, der beispielsweise eine durch einen Motor angetriebene Gewindespindel beinhaltet, die mit einem Mechanismus zum Ineingriffbringen des Kopfes 8 des Kolbens 6 gekoppelt ist. Der Antriebsmechanismus 7 wird durch eine Steuereinheit 9 gesteuert, welche Eingaben von einem Tastenfeld 10 oder anderen Benutzereingabemitteln und von einem Spritzenhülsengrößensensormechanismus 20 erhält, der im nachfolgenden detailliert beschrieben wird. Die Steuereinheit 9 stellt ebenso eine Ausgabe für eine Anzeige 11 bereit.
Nun auch unter Bezugnahme auf 2 bis 4, beinhaltet der Spritzenhülsengrößensensormechanismus 20 einen Schwenkarm 21, der an einem Ende an einer Welle (nicht gezeigt) angebracht ist, die sich parallel zu und zu einer Seite der Achse der Spritze 3 erstreckt, so dass der Arm rotierbar um eine Achse parallel zu der Achse der Spritze ist. Das andere Ende des Arms hat einen Kontaktfinger 22, der angeordnet ist um die Außenseite der Hülse der Spritze 3 zu berühren. Die Welle des Mechanismus 20 ist axial mit einem frei rotierbaren Ring 23 verbunden. Eine mit dem Ring 23 verbundene spiralige Feder 24 zwingt ihn derart, so dass der Arm 21 nach unten schwingt, bis sein Finger 22 die Spritzenhülse berührt. Der Ring 23 hat eine Stabaufnahme 25 an der Kante des Rings, die parallel zu der Achse der Rotation des Rings vorspringt. Die Aufnahme 25 sichert ein Ende der Maske 30, die sich im wesentlichen senkrecht zu der Spritzenachse erstreckt. Vorzugsweise wird die Rotation des Arms 21 eine korrespondierende Rotation des Rings 23 und eine lineare Bewegung der Maske 30 entlang ihrer Länge verursachen.
Die Maske 30 umfasst einen steifen Streifen aus undurchsichtigem Material, beispielsweise Metall oder Plastik, der eine Reihe oder Folge von fünf entlang der Länge der Maske voneinander beabstandeten Öffnungen 31 bis 35 hat. Die Öffnungen 31 bis 35 sind von rechteckförmiger Form, jedes hat die gleiche Breite. Wie auch immer, die Längen jeder Öffnung 31 bis 35 entlang der Maske unterscheiden sich voneinander.
Die Maske 30 erstreckt sich längsweise über einen optischen Sensor der Form einer CCD-Anordnung 40[CCD-array]. Die CCD-Anordnung 40 umfasst eine sich entlang ihrer Länge erstreckenden Reihe von 103 individuellen Sensorelementen oder -pixeln 41. Die Länge der Anordnung 40 ist größer als die längste der Öffnungen 31 der Maske 30. Die Ausgabe der Anordnung 40 wird an die Steuereinheit 9 gespeist. Eine LED 42 ist unterhalb und auf einer Seite der Maske angebracht und derart ausgerichtet, um ihre Strahlung aufwärts zu richten. Ein vertikal über der Maske 30 angebrachter konkaver Spiegel 43 ist zum Bestrahlen durch die LED 42 angeordnet. Die optischen Eigenschaften des konkaven Spiegels 43 sind so, dass er ein Strahlungsbündel, das in einer die Länge der Maske 30 enthaltenden Ebene parallel gerichtet ist, vertikal abwärts auf die Maske 30 und folglich auf eines der Pixel 41 der CCD-Anordnung 40, das durch Öffnungen 31 bis 35 der Maske unbedeckt ist, reflektiert. Da die die CCD-Anordnung 40 bestrahlende Strahlung parallel gerichtet ist, ist sichergestellt, dass scharf begrenzte Schatten durch die Kanten der Öffnungen 31 bis 35 erzeugt werden. Die Ausgabe der CCD-Anordnung 40 ist eine Serie von analogen Signalniveaus, wobei jedes den Pegel von Licht darstellt, das auf eines der unterschiedlichen Elemente 41 fällt. Dies wird aus der CCD-Anordnung 40 ausgelesen und an die Steuereinheit 9 gespeist, welche den Pegel auf jedes Element 41 vergleicht, um zu bestimmen, ob das Element durch eine Öffnung 31 bis 35 beleuchtet wird oder durch undurchsichtige Bereiche der Maske 30 beschattet wird oder nicht. Die Steuereinheit 9 führt einen Algorithmus aus, der die Ausgabe der Elemente 41 in Reihe nacheinander ausliest, um zu bestimmen, wo die Dunkelheit zur Helligkeit wechselt und wo sie zurück zur Dunkelheit wechselt. Dies stellt Informationen über die Länge der Öffnung 31 bis 35, durch welche Licht auf die Anordnung 40 fällt, bereit, so dass die spezielle Öffnung über der Anordnung identifiziert werden kann, um eine ungefähre, eindeutige Angabe über die Position der Maske 30 zu geben. Die Position der Begrenzung zwischen den hellen und dunklen Bereichen legt die Kante der Öffnung 31 bis 35 fest und ermöglicht es, die Position der Maske 30 mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Die Bestimmung der Position der Maske 30 durch die Kantenbegrenzung alleine, wie auch immer, würde keine eindeutige Angabe über die Maskenposition geben.
2 zeigt den Arm 21 auf seine maximale Höhe angehoben für Spritzen 3 der größten Größe, und die Maske 30 ist am Ende ihres Wegs gezeigt, mit der längsten der Öffnungen 31 über der Anordnung 40 angeordnet. Für kleinere Spritzen hat der Arm 21 eine niedrigere Position und die Maske wird über die Anordnung zu einer anderen Position gezogen. Die Anordnung wird kalibriert durch Einsetzen von zwei kreisförmigen Stäben an die Stelle der Spritze, die Stäbe haben unterschiedliche, bekannte Durchmesser am jeweils gegenüberliegenden Ende des Bereichs der Spritzengröße. Diese Information kann in einer linearen Gleichung, einer Nachschlagtabelle oder einer Kombination von beiden benutzt werden, um die Größe von Spritzen anderer Durchmesser zu bestimmen. Die Vorderseite des die Spritzenhülse berührenden Fingers 22 ist so profiliert, um die Ausgabe der Anordnung 40 zu Linearisieren.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Messung des Durchmessers von Spritzenhülsen mit einer hohen Genauigkeit, typischerweise um 0,4 mm. Diese Genauigkeit ist ausreichend, um eine Mehrzahl der gängigen Spritzen eindeutig zu identifizieren und ermöglicht es, Spritzen von unterschiedlichen Herstellern voneinander zu unterscheiden, selbst wenn sie die gleiche nominale Kapazität haben. Die Steuereinheit 9 enthält eine Bibliothek verschiedener Spritzen und Informationen über deren Durchmesser. Die Ausgabe der Anordnung 40 wird benutzt, um den Durchmesser der Spritze 3 zu berechnen, und dieser wird mit der Tabelle verglichen, um zu bestimmen, welche Spritze eingesetzt ist. Die Steuereinheit 9 stellt ein Signal an die Ausgabe 11 zum Anzeigen der Identität der eingesetzten Spritze bereit, beispielsweise "Baxter 10 ml", und fordert den Benutzer dazu auf, durch Drücken einer entsprechenden Taste auf dem Tastenfeld 10 zu bestätigen, dass dies korrekt ist. Alternativ kann die Pumpe die Information über die Spritzengröße als Überprüfung der Informationseingabe des Benutzers an die Pumpe verwenden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht verbesserte Sicherheit bei der Benutzung von Spritzenpumpen, da das Risiko geringer ist, dass der Benutzer Details der Spritze falsch eingibt und folglich die Pumpe eine ungeeignete Dosis abgibt.
Vorzugsweise kann die Erfindung in einer Vielzahl unterschiedlicher Wege modifiziert werden, speziell die An der Beleuchtung der Maske. Es ist nicht erforderlich, dass die Maske ein gerader Streifen ist, sie kann gekrümmt sein, falls geeignetere gekrümmte Sensoranordnungen verfügbar sind. Das Maskenelement kann Übertragungsbereiche haben, die durch Reflexionsbereiche anstatt von transparenten Bereichen gebildet werden. Das an die Außenseite der Hülse angreifende Kontaktelement kann linear statt rotierbar bewegbar sein.

Claims

Spritzenpumpe enthaltend einen Mechanismus zum Ineingriffbringen und Antreiben eines Kolbens (6) der Spritze (3), und einen Sensormechanismus (20) zum Erfassen der Hülsengröße der Spritze, der Sensormechanismus (20) enthält ein mit der äußeren Oberfläche der Hülse versetzbar in Kontakt bringbares Kontaktelement (22), eine mit dem Kontaktelement (22) gekoppelte und in Reaktion auf die Bewegung des Kontaktelements bewegbare Maske (30), und eine Reihe (40) einer Vielzahl von optischen Sensoren (41), die zum Empfangen von durch die Maske (30) übertragener Strahlung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske (30) eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Übertragungsbereichen (31 bis 35) enthält, jeder Übertragungsbereich hat eine unterschiedliche Länge, und dass die Pumpe eine Steuereinheit (9) enthält, die auf die Ausgaben von den Sensoren (41) reagiert, um die Größe der Hülse aus der Kombination der Länge der Reihe der Sensoren (41), die durch einen der Übertragungsbereiche (31 bis 35) übertragene Strahlung empfangen, und der Position einer Kante des Übertragungsbereichs zu bestimmen.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsbereiche transparente Öffnungen (31 bis 35) in der Maske (30) sind.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, die eine Strahlungsquelle (42) enthält, die auf der gleichen Seite der Maske (30) wie die Sensoren (41) angebracht ist.
Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine Kollimator (43) zum parallel richten von auf die Maske (30) fallender Strahlung enthält.
Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollimator einen konkaven Reflektor (43) enthält.
Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (22) an einem Schwenkarm (21) ist.
Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (21) um eine sich parallel zu der Achse der Spritze (3) erstreckenden Achse rotierbar ist.
Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske ein Längsstreifen (30) ist, und dass die Reihe von Übertragungsbereichen (31 bis 35) sich entlang der Länge des Streifens erstreckt.
Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihe von optischen Sensoren (41) durch eine CCD-Anordnung [CCD-array] (40) bereitgestellt wird.
Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (9) Informationen über die Hülsengröße unterschiedlicher Spritzen (3) enthält, und dass die Steuereinheit (9) eine Ausgabe an eine Anzeige (11) bereitstellt, auf der die Identität der Spritze (3) angezeigt wird.