DE60035445T2

DE60035445T2 - Kontrollverfahren für peristaltische Pumpe

Info

Publication number: DE60035445T2
Application number: DE60035445T
Authority: DE
Inventors: Abdel Nasser Jhuboo; Jean-Claude Rondelet
Original assignee: Fresenius Vial SAS
Current assignee: Fresenius Vial SAS
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2020-02-19
Also published as: FR2790041B1; EP1031358B1; US6558347B1; ES2288814T3; ATE366593T1; FR2790041A1; DE60035445D1; EP1031358A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Pumpvorrichtung, welche eine Fingerpumpe aufweist, die mit einem elastischen Schlauch ausgestattet ist.
Es ist in der Medizin üblich, Infusionsvorrichtungen zu verwenden, die Tropf genannt werden. Es handelt sich darum, einem Patienten eine Lösung mit einem konstanten, relativ langsamen Durchsatz zu verabreichen. Diese Tropfe sind einerseits aus einem Schlauch, welcher den Behälter, der die Lösung enthält, mit dem Patienten verbindet, und andererseits aus einer volumetrischen Pumpe, die den Durchsatz steuert, gebildet. Für die Sicherheit des Patienten ist es unerlässlich, das Fließen der Lösung entlang der Tropfvorrichtung zu steuern. Dazu ist es üblich, an die Pumpe einen Tropfen-Detektor anzuschließen, der im Allgemeinen aus einem optischen Detektor besteht, der mit der Tropfen-Kammer der Tropfvorrichtung verbunden ist.
Diese Tropfen-Detektoren gewährleisten ein hohes Maß an Sicherheit. Sie ermöglichen zu detektieren:

• Situationen mit einem zu geringen Durchsatz (under-flow), in denen sich kein Tropfen bildet, beispielsweise aufgrund eines Verschlusses des Schlauchs, einer schlechten Positionierung des Schlauchs in der Pumpe oder einer Umkehr der Richtung des Schlauchs in der Pumpe, sowie
• Situationen mit einem zu hohen Durchsatz (over-flow), in denen die Tropfen einem zu schnellen Rhythmus folgen (wobei der normale Rhythmus ungefähr 20 Tropfen pro Minute beträgt) oder so schnell fließen, dass sich ein dünner Faden der Lösung bildet, beispielsweise aufgrund eines Bruchs des Schlauchs, einer schlechten Positionierung des Schlauchs in der Pumpe oder einer Störung der Pumpe.

Diese Tropfen-Detektoren weisen folglich den Nachteil auf, dass sie sehr empfindlich sind und Fehlalarme auslösen. Manchmal ist es ausreichend, dass die Tropfen-Kammer geneigt ist oder dass auf der Wand der Tropfen-Kammer Tröpfchen vorhanden sind, um falsche Informationen zu erzeugen.
Aus der Schrift EP 0 315 312 ist ein Verfahren zum Detektieren einer teilweisen Einschränkung in einem elastischen Schlauch, der eine Flüssigkeitsquelle mit einer Fingerpumpe für intravenöse Injektion verbindet, bekannt. Bei dem Verfahren wird vorgesehen, den Schlauch mit einem der Finger der Pumpe zu verschließen, um in der Pumpe den Druck zu messen, der in dem Schlauch aufwärts des Verschlusses vorhanden ist, und zu bestimmen, ob der Druck einen bestimmten Grenzwert überschreitet und in diesem Fall einen Alarm auszulösen. Das Verfahren ermöglicht, eine eventuelle Einschränkung in dem Schlauch aufwärts des Verschlusspunktes zu detektieren. Es ermöglicht jedoch nicht, eventuelle Einschränkungen abwärts des Verschlusspunktes noch eine eventuelle Störung der Pumpe, insbesondere einen eventuellen Bruch der Auflageplatte der Pumpe, zu detektieren. Es ist nicht möglich, den gesamten Pumpkreislauf zu kontrollieren.
Aus der Schrift US-A-4 840 542 ist ein Verfahren zum Messen des Drucks in einer Kassettenpumpe, die eine Flüssigkeitsquelle mit einem Patienten verbindet, bekannt. Die Pumpe weist einen Eingangsabschnitt, eine Zufuhrkammer, einen Übergangsabschnitt, eine Pumpenkammer und ein Ausgangsabschnitt auf. Sie ist ebenfalls mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Ventil ausgestattet, welche es ermöglichen, jeweils den Eingangsabschnitt, den Übergangsabschnitt und den Ausgangsabschnitt zu verschließen. Ein Pumpenelement mit Blütenblättern wirkt auf die Pumpenkammer, und ein Pumpenelement wirkt auf die Zufuhrkammer. Die beiden Pumpenelemente sind durch eine schwenkbare Stange miteinander verbunden, so dass, wenn eins der Elemente in eine Richtung versetzt wird, das andere in die andere Richtung versetzt wird. Des Weiteren wirken das erste und das zweite Ventil als Tandem: wenn das eine geöffnet ist, ist das andere geschlossen. Eine Zelle detektiert den Druck, der in der Pumpenkammer herrscht. Beim Pumpen ist das zweite Pumpenelement geschlossen, aber das zweite und dritte Ventil bleiben in allererster Linie geschlossen, so dass sich in der Pumpenkammer ein Überdruck bildet. Dieser Überdruck wird gemessen. Entspricht der Überdruck nicht dem erwarteten Wert, wird ein Alarm ausgelöst. Im umgekehrten Fall ist das dritte Ventil geöffnet, so dass die in der Pumpenkammer enthaltene Flüssigkeit zum Patienten geliefert wird. Die Zelle misst weiter den Druck in der Pumpenkammer. Ein Überdruck würde einen Verschluss des Schlauchs abwärts der Pumpe anzeigen. Wenn das zweite Pumpenelement auf der Pumpenkammer aufliegt, zieht sich das erste Pumpenelement zurück, wodurch bewirkt wird, dass die Flüssigkeit in die Zufuhrkammer läuft. Wenn die Pumpe am Ende des Wegs angekommen ist, werden das erste und dritte Ventil geschlossen, wohingegen das zweite Ventil geöffnet wird. Eine schnelle Umkehrbewegung der Pumpenelemente bewirkt den Übergang der Flüssigkeit aus der Zufuhrkammer in die Pumpenkammer, und der Kreislauf kann von Neuem beginnen. Das Verfahren ermöglicht es zu detektieren, dass die Pumpe korrekt beliefert wird, indem abwärts der Pumpe ein Verschluss verursacht wird. Indem die Entwicklung des Drucks in der Pumpe bei Ablassen der Flüssigkeit aus der Pumpenkammer gemessen wird, wird ermöglicht, einen Verschluss abwärts der Pumpe zu detektieren. Im Gegenteil ermöglicht das Verfahren nicht, den gesamten Kreislauf zu kontrollieren. Des Weiteren kann es nicht für eine Pumpe verwendet werden, durch die direkt ein Schlauch führt.
Ziel der Erfindung ist es somit, ein Verfahren zur Steuerung einer Pumpvorrichtung zu entwickeln, welche eine Fingerpumpe aufweist, die mit einem elastischen Schlauch ausgestattet ist, wie sie für Tropfe verwendet werden, welches nicht die Nachteile des bekannten Verfahrens aufweist und in Form eines Tropfen-Detektors verwendet wird.
Dieses Ziel wird mit dem Verfahren gemäß der Erfindung erreicht, bei welchem ein elastischer Schlauch mittels einer Abdichtvorrichtung abgedichtet wird, die abwärts der Pumpe angeordnet ist, dann die Pumpe in Gang gesetzt wird und der momentane Druck P_i in dem Abschnitt des Schlauchs, der sich zwischen der Pumpe und der Abdichtvorrichtung befindet, gemessen wird. Bevor mit der Infusion begonnen wird, wird der Infusionsschlauch abwärts der Pumpe abgedichtet, und die Pumpe arbeitet gegen dieses Hindernis. In dem Abschnitt des Schlauchs, der sich zwischen der Pumpe und dem Verschluss befindet, muss sich ein Überdruck entwickeln, dessen momentaner Wert gemessen wird. Ist die Pumpe fehlerhaft, tritt im Laufe des Pumpvorgangs ein Moment auf, in dem es keine Verschlusszone gibt. In diesem Fall verringert der Überdruck aufgrund eines Rückflusses die Dauer, in der die Verschlusszone wieder auftritt. Dieser Belastungsverlust kann detektiert werden, indem der momentane Druck P_i gemessen wird. Wenn die Pumpe für eine Infusion verwendet wird, bewirkt eine derartige Störung für eine bestimmte Zeit, die sich zyklisch wiederholt, einen nicht gesteuerten Durchsatz der Lösung. Ebenfalls bildet sich im Fall eines Verschlusses des Schlauchs aufwärts der Pumpe, im Fall einer schlechten Positionierung des Schlauchs in der Pumpe oder im Fall einer Umkehr der Richtung des Schlauchs in der Pumpe kein Überdruck.
Gemäß der Erfindung werden die folgenden Schritte durchgeführt:

a) die Pumpe, die auf einen Durchsatz nahe dem maximalen Durchsatz eingestellt ist, führt eine vorbestimmte Anzahl Zyklen von wenigstens gleich 1 aus und wird dann angehalten;
b) es wird ein Alarm ausgelöst, wenn der momentane Druck P_i, der während des gesamten Schritts a) gemessen wird, nicht spätestens am Ende des vorausgegangenen Schritts einen Schwellenwert P₁ erreicht.

Um eine angemessene Kontrolle durchzuführen ist es unerlässlich, dass der vollständige Zyklus der Pumpe kontrolliert wird. Aus Gründen der Sicherheit wird bevorzugt, dass die Pumpe ein wenig mehr als einen Zyklus ausführt, zum Beispiel 1,1 Zyklen. Wenn die Pumpe fehlerhaft ist, ist der Druckanstieg nicht konstant und die Pumpe kann den Schwellenwert am Ende der programmierten Umdrehung nicht erreichen. Der Schwellenwert wird statistisch für jede Art von Pumpe berechnet. Eine andere Entwicklung der Erfindung sieht vor, die folgenden Schritte auszuführen, wenn bei Schritt b) kein Alarm ausgelöst wird:

c) die Pumpe, die auf einen mittleren Durchsatz eingestellt ist, führt eine vorbestimmte Anzahl Zyklen von wenigstens gleich 1 aus und wird dann angehalten;
d) der minimale Druck P_min und der maximale Druck P_max, die bei dem vorausgegangenen Schritt erreicht wurden, werden gemessen;
e) es wird ein Alarm ausgelöst, wenn der minimale Druck P_min und der maximale Druck P_max, die bei Schritt d) bestimmt wurden, nicht die jeweiligen Schwellenwerte P₂ und P₃ erreichen.

Der bei Schritt c) gewählte mittlere Durchsatz ist ein Durchsatz, welcher es ermöglicht, jeden Belastungsverlust zu detektieren, wobei gleichzeitig eine relativ kurze Dauer der Kontrolle (< 10 s) sichergestellt wird.
Eine weitere vorteilhafte Entwicklung des Verfahrens sieht vor, im Laufe eines Schritts f) einen Alarm auszulösen, wenn der momentane Druck P₁ im Laufe von Schritt c) einen Schwellenwert P₄ erreicht. Es handelt sich hierbei darum, die Bildung eines übermäßigen Überdrucks zu detektieren, der in der Lage ist, die Pumpe zu zerstören.
Um die Infusionsvorrichtung wieder in einen normalen Betriebszustand zu bringen, wird im Laufe eines Schritts g) vorgesehen, die Pumpe die gleiche Anzahl Zyklen, die sie bei den vorausgegangenen Schritten ausgeführt hat, in umgekehrter Richtung ausführen zu lassen, dann die Abdichtvorrichtung wieder zu öffnen, wenn am Ende des Verfahrens kein Alarm ausgelöst wurde. Durch diese Vorsichtsmaßnahme wird ermöglicht, dass das Verfahren zur Steuerung sowohl ohne als auch während einer Infusion durchgeführt werden kann. Dies ist ebenfalls erforderlich, falls das Verfahren automatisiert werden muss.
Das Verfahren ist für Fingerpumpen besonders gut geeignet. Es ermöglicht unter anderem, einen eventuellen Bruch der Auflageplatte der Pumpe zu detektieren.
Eine Vorrichtung, die für die Durchführung des Verfahrens zur Steuerung gemäß der Erfindung angewendet wird, weist einen elastischen Schlauch, eine Pumpe, in die der elastische Schlauch eingeführt wird, eine Abdichtvorrichtung, die abwärts der Pumpe angeordnet ist, und einen Druckdetektor, der zwischen der Pumpe und der Abdichtvorrichtung angeordnet ist, auf.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens zur Steuerung einen Druckdetektor auf, der aufwärts der Pumpe angeordnet ist. Dieser zweite Druckdetektor ermöglicht es, einen Verschluss oder einen Bruch des Schlauchs aufwärts der Pumpe sowohl während des Verfahrens zur Steuerung als auch im Laufe der Infusion zu detektieren.
Es entspricht der Erfindung, dass die Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens eine Steuereinheit aufweist, welche es ermöglicht, das Öffnen und Schließen der Abdichtvorrichtung zu steuern, den Durchsatz der Pumpe zu regeln und die Pumpe für die bei den Schritten a) und c) bestimmte Anzahl von Zyklen in Gang zu setzen, die gemessenen Werte des momentanen Drucks P_i für die Schritte b), d), e) und f) zu analysieren, die Pumpe anzuhalten, wenn ein Alarm erzeugt wird, und welche es ermöglicht, die Pumpe die gleiche Anzahl Zyklen, die sie bei den vorausgegangenen Schritten ausgeführt hat, in umgekehrter Richtung ausführen zu lassen. So ausgestattet, kann die Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens automatisch arbeiten. Die Steuereinheit bewirkt das Schließen der Abdichtvorrichtung des Schlauchs, regelt den Durchsatz der Pumpe auf einen Wert nahe dem Maximum, lässt die Pumpe beispielsweise 1,1 Zyklen ausführen, wobei gleichzeitig die von dem Druckdetektor gelieferten Werte analysiert werden. Bei dem zweiten Teil des Verfahrens regelt sie den Durchsatz der Pumpe auf einen mittleren Wert, lässt die Pumpe beispielsweise 1,1 Zyklen ausführen, wobei gleichzeitig die von dem Druckdetektor gelieferten Werte des momentanen Drucks P_i analysiert werden. Diese Steuereinheit löst in dem Fall von Werten außerhalb der Norm Alarme aus. Wenn im Gegensatz dazu die Kontrolle zufriedenstellend ausgefallen ist, lässt sie die Pumpe die gleiche Anzahl Zyklen, die diese bei den vorausgegangenen Schritten ausgeführt hat, in umgekehrter Richtung ausführen, dann wird die Abdichtvorrichtung wieder geöffnet. Es ist möglich, die Steuereinheit so zu programmieren, dass sie das Verfahren zur Steuerung zu Beginn jeder Infusion und gegebenenfalls in deren Verlauf durchführt.
Um die Sicherheit zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, das Einführen des Schlauchs in die Pumpe nur in einer vorbestimmten Richtung zu ermöglichen. Dazu kann der Schlauch mit einer Vorrichtung ausgestattet werden, welche die Form eines Pfeils aufweist, der die Fließrichtung der Flüssigkeit anzeigt, wie beispielsweise die in der Patentanmeldung FR 99 01132 beschriebene Klemme.
Ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden unten beschrieben.
In 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Steuerungsverfahrens gemäß der Erfindung dargestellt;
In 2 ist eine Abdichtvorrichtung dargestellt;
In Diagramm 1 ist der Strom dargestellt, der in dem Motor der Abdichtvorrichtung bei deren Öffnen und Schließen fließt;
In Diagramm 2 sind verschiedene Kurven des momentanen Drucks dargestellt, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung gemessen wird.
Wie in 1 dargestellt ist, ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Steuerung (1) gemäß der Erfindung aus einem elastischen Schlauch (2) gebildet, der in einer Fingerpumpe (3) angeordnet ist, die von einem Motor (4) betätigt wird und mit einer Auflageplatte (5), einer Nockenwelle (6) und Fingern (7) ausgestattet ist. Sie weist ebenfalls eine Abdichtvorrichtung (8), die abwärts der Pumpe (3) angeordnet ist, einen Druckdetektor (9), der zwischen der Pumpe (3) und der Abdichtvorrichtung (8) angeordnet ist, einen zweiten Druckdetektor (10), der aufwärts der Pumpe (3) angeordnet ist, und eine automatische Klemme (11) in Form eines Pfeils auf.
Die Druckdetektoren liefern ein Spannungssignal, das direkt proportional zu dem Druck ist, der in dem Schlauch herrscht. Sie sind auf zwei unterschiedliche Drücke eingestellt, zum Beispiel auf den Druck 0 bar (P_0bar) und auf den Druck 1 bar (P_1bar).
Die Abdichtvorrichtung (8) kann aus einem Gleichstrommotor (21), einem Kopf (22), der mit dem Motor (21) über eine Schraubvorrichtung (23) verbunden ist, gebildet sein, wie in 2 dargestellt ist. Um den Schlauch (2) zu verschließen, dreht der Motor (21) beispielsweise im Uhrzeigersinn, wodurch das Versetzen durch Translation des Kopfs (22) bewirkt wird. Wenn der Schlauch mit dem Kopf (22) gegen das Gehäuse (24) der Abdichtvorrichtung (8) zusammengedrückt ist, ist er abgedichtet. In diesem Augenblick steigt das Moment des Motors an und der Strom in dem Motor steigt proportional an. Der Strom wird gemessen, und wenn er einen Grenzwert erreicht, wird der Motor angehalten. Um den Schlauch zu öffnen, dreht der Motor (21) in umgekehrter Richtung. Ein Gummiring (25), der auf der Schraubvorrichtung (23) am Ende des Wegs des Kopfs (22) angeordnet ist, ist zusammengedrückt, wenn der Kopf (22) vollständig zurückgezogen ist. Der Strom in dem Motor steigt an, und wenn er einen Grenzwert erreicht, wird der Motor angehalten.
Der Motor (21) wird durch eine H-Brücke gesteuert. Wird der Motor in Gang gesetzt, ist der Strom in der Spule beträchtlich und nimmt dann nach ungefähr 100 ms ab. Der Mikroprozessor analysiert den Wert des Stroms und erzeugt einen Alarm, wenn die für die Minderung des Stroms erforderliche Zeit (ts) mehr als 300 ms beträgt, und zeigt eine Störung der Abdichtvorrichtung (8) an. Am Ende des Wegs des Kopfs (22), entweder wenn dieser den elastischen Schlauch (2) in seiner Ausgangsposition zusammendrückt oder wenn er den Gummiring (25) in seiner zurückgezogenen Position zusammendrückt, detektiert der Mikroprozessor erneut einen Stromanstieg und er hält den Motor mit einem Signal on/off an. Wenn die Zeit (ton), die zum Erreichen dieses Stromanstiegs erforderlich ist, 5 s übersteigt, löst der Mikroprozessor einen Alarm aus. Das Verfahren zur Steuerung ist schematisch in Diagramm 1 dargestellt.
Bei der Durchführung des Verfahrens, das in dem hier dargestellten Beispiel beschrieben wird, bewirkt die Steuereinheit, die in 1 nicht dargestellt ist, das Schließen der Abdichtvorrichtung (8). Der in dem Schlauch vorhandene Anfangsdruck P₀ wird von dem Druckdetektor (9) gemessen. Die Pumpe (3) ist auf einen Durchsatz nahe dem maximalen Durchsatz eingestellt, zum Beispiel auf 1000 ml/h, dann wird der Motor für 1,1 Umdrehungen in Gang gesetzt. Dieser Vorgang dauert ungefähr 0,4 s. Der Motor bewirkt das Drehen der Nockenwelle (6), welche die Finger (7) einen nach dem anderen in eine Bewegung senkrechter Translation versetzt. Indem der Schlauch zwischen den Fingern (7) und der Auflageplatte (5) eingeklemmt wird, ruft die Pumpe (3) das Verschieben der Lösung hervor. Der momentane Druck P_i steigt in dem Teil, der sich zwischen der Pumpe (3) und der Abdichtvorrichtung (8) befindet, an. Er wird von dem Druckdetektor (9) gemessen, der ein Spannungssignal erzeugt. Die Steuereinheit für die Vorrichtung zur Durchführung (1) vergleicht den Wert des momentanen Drucks mit einem Schwellenwert. Die folgende Gleichung (A) muss spätestens nach 1,1 Umdrehung erfüllt sein: (Pi – P0) ≥ P1 wobei P1 = Q1 × (P1bar – P0bar) (A)
Der Parameter Q₁ wird statistisch mittels mehrerer Pumpen der gleichen Art ermittelt. Er hat ungefähr die Größenordnung 0,7. Sobald ein vollständiger Zyklus durchgeführt wurde und die Gleichung (A) erfüllt ist, wird der Motor angehalten. Wenn die Gleichung (A) nach 1,1 Umdrehungen des Motors nicht erfüllt ist, löst die Steuereinheit einen Alarm aus und das Verfahren wird gestoppt. Erreicht der Druck nämlich nicht den Schwellenwert, wird dadurch angezeigt, dass die Pumpe nicht fehlerfrei arbeitet. Dies ist der Fall, wenn zum Beispiel die Auflageplatte (5) gebrochen ist oder wenn ein Finger (7) der Pumpe (3) nicht das Verschließen des Schlauchs bewirkt. In diesem Fall fließt die Lösung aufwärts der Pumpe aufgrund des Überdrucks abwärts der Pumpe zurück, wodurch ein Druckabfall bewirkt wird. Der Schwellendruck kann somit nicht vor Ablauf der programmierten 1,1 Umdrehungen erreicht werden.
Wenn der erste Teil des Verfahrens erfolgreich abgeschlossen ist, regelt die Steuereinheit den Durchsatz der Pumpe (3) auf einen mittleren Wert, beispielsweise auf 100 ml/h. Der Motor wird dann für 1,1 Umdrehungen in Gang gesetzt, die Dauer dieses Vorgangs beträgt ungefähr 4 s. Der momentane Druck wird während des gesamten Vorgangs gemessen, und der minimale und maximale Wert werden berechnet. Am Ende des Vorgangs müssen der minimale Wert P_min und der maximale Wert P_max des momentanen Drucks die folgenden Gleichungen (B) und (C) erfüllen: (Pmin – P0) ≥ P2 wobei P2 = Q2 × (P1bar – P0bar) (B) (Pmax – P0) ≥ P3 wobei P3 = Q3 × (P1bar – P0bar) (C)
Der Parameter Q₂ und Q₃ werden statistisch mittels mehrerer Pumpen der gleichen Art ermittelt. Sie haben jeweils ungefähr die Größenordnung 0,6 und 1,2. Wenn eine der beiden Gleichungen nicht erfüllt wird, wird ein Alarm ausgelöst. Wenn nämlich der minimale Wert unter einen Schwellenwert P₂ fällt, wird dadurch ein Belastungsverlust angezeigt. Wird die Schwelle P₃ nicht erreicht, ist es wahrscheinlich, dass die Pumpe (3) während des Vorgangs eine unbemerkt gebliebene Störung eines Verschlusses während des ersten Teils der Steuerung aufgrund der höheren Rotationsgeschwindigkeit des Motors und des geringeren Drucks in dem Schlauch aufgedeckt hat.
Parallel dazu darf der momentane Druck zu keinem Zeitpunkt den Schwellenwert P₄ überschreiten, der einen übermäßigen Überdruck in dem System anzeigt. Wenn die folgende Gleichung (D) erfüllt ist, wird der Motor angehalten und ein Alarm erzeugt: (Pi – P0) ≥ P4 wobei P4 = Q4 ×(P1bar – P0bar) (D)
Der Parameter Q₄ wird statistisch mittels mehrerer Pumpen der gleichen Art ermittelt. Er hat ungefähr die Größenordnung 2,5.
Die unterschiedlichen Kriterien sind in Diagramm 2 zusammengefasst, in welchem ein Beispiel einer Druckkurve für ein System, das keine Störung aufweist, und ein Beispiel einer Druckkurve für ein System mit einer Störung eines Verschlusses dargestellt ist.
Wenn das gesamte Verfahren erfolgreich durchgeführt wurde, lässt die Steuereinheit die Pumpe die gleiche Anzahl Zyklen, die sie bei den vorausgegangenen Schritten ausgeführt hat, in umgekehrter Richtung ausführen, um den Überdruck in dem Abschnitt des Schlauchs (2), der zwischen der Pumpe (3) und der Abdichtvorrichtung (8) angeordnet ist, zu beseitigen, dann wird die Abdichtvorrichtung (8) geöffnet.
Bei der Durchführung des Verfahrens zur Steuerung sowie während der Infusion steuert der Druckdetektor (10), der aufwärts der Pumpe angeordnet ist, den Druck in dem Abschnitt des Schlauchs, der sich zwischen dem Behälter mit der zu verabreichenden Lösung und der Pumpe befindet. Er ermöglicht es, einen Verschluss oder einen Bruch dieses Schlauchabschnitts, die beide durch eine Minderung des Drucks angezeigt werden, zu detektieren.
Da der Schlauch mit einer automatischen Klemme (11) in Form eines Pfeils ausgestattet ist und nur in einer Richtung in das Gehäuse der Pumpe (3) eingesetzt werden kann, ist das Risiko einer umgekehrten Positionierung des Schlauchs (2) in der Pumpe (3) beachtlich reduziert.
Wenn weiterhin die Länge des Schlauchabschnitts zwischen dem letzten Finger (7) der Pumpe (3) und der Abdichtvorrichtung (8) sowie dessen Durchmesser und Elastizität bekannt sind, ermöglicht es das Messen von P_max zu überprüfen, dass der in der Pumpe (3) positionierte Schlauch (2) dem in der Pumpe programmierten Schlauch entspricht.
Wenn die Gleichungen (A), (B) oder (C) nicht erfüllt werden, zeigt dies an

• entweder eine Situation mit einem zu geringen Durchsatz (under-flow), beispielsweise aufgrund eines Verschlusses des Schlauchs aufwärts der Pumpe oder einer schlechten Positionierung des Schlauchs (2) in der Pumpe (3);
• oder eine Situation mit einem zu hohen Durchsatz (over-flow), beispielsweise aufgrund eines fehlerhaften Verschlusses in einem Bereich der Pumpe (3) oder einer schlechten Positionierung des Schlauchs (2) in der Pumpe (3).

Das permanente Messen des Drucks aufwärts und abwärts der Pumpe (3) mittels der Druckdetektoren (9) und (10) ermöglicht es, sogar während einer Infusion einen Verschluss des Schlauchs sowohl zwischen dem Behälter mit der Lösung und der Pumpe als auch zwischen der Pumpe und dem Patienten zu detektieren. Der Bruch des Schlauchs aufwärts der Pumpe wird ebenfalls durch den Druckdetektor (10) detektiert.
Durch das Vorhandensein einer Vorrichtung wie beispielsweise der automatischen Klemme (11) wird eine Umkehr der Richtung des Schlauchs (2) in der Pumpe (3) vermieden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht somit, die gleichen Funktionen wie der Tropfen-Detektor im Stand der Technik zu erfüllen, ohne dessen Nachteile aufzuweisen.

1: Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
2: Elastischer Schlauch
3: Fingerpumpe
4: Motor der Pumpe
5: Auflageplatte der Pumpe
6: Nockenwelle
7: Finger der Pumpe
8: Abdichtvorrichtung des Schlauchs
9: Druckdetektor abwärts der Pumpe
10: Druckdetektor aufwärts der Pumpe
11: automatische Klemme in Form eines Pfeils
21: Motor der Abdichtvorrichtung des Schlauchs
22: Kopf der Abdichtvorrichtung des Schlauchs
23: Schraubvorrichtung
24: Gehäuse der Abdichtvorrichtung des Schlauchs
25: Gummiring

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Pumpvorrichtung, welche eine Fingerpumpe aufweist, die mit einem elastischen Schlauch ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Schlauch (2) mittels einer Abdichtvorrichtung (8) abgedichtet wird, die abwärts der Pumpe (3) angeordnet ist, dann die Pumpe (3) in Gang gesetzt wird und der momentane Druck P_i in dem Abschnitt des Schlauchs (2), der sich zwischen der Pumpe (3) und der Abdichtvorrichtung (8) befindet, gemessen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Schritte ausgeführt werden: a) die Pumpe (3), die auf einen Durchsatz nahe dem maximalen Durchsatz eingestellt ist, führt eine vorbestimmte Anzahl Zyklen von wenigstens gleich 1 aus und wird dann angehalten; b) es wird ein Alarm ausgelöst, wenn der momentane Druck P_i, der während des gesamten Schritts a) gemessen wird, nicht spätestens am Ende des vorausgegangenen Schritts einen Schwellenwert P₁ erreicht.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Schritte ausgeführt werden, wenn bei Schritt b) kein Alarm ausgelöst wird: c) die Pumpe (3), die auf einen mittleren Durchsatz eingestellt ist, führt eine vorbestimmte Anzahl Zyklen von wenigstens gleich 1 aus und wird dann angehalten; d) der minimale Druck P_min und der maximale Druck P_max, die bei dem vorausgegangenen Schritt erreicht wurden, werden gemessen; e) es wird ein Alarm ausgelöst, wenn der minimale Druck P_min und der maximale Druck P_max, die bei Schritt d) bestimmt wurden, nicht die jeweiligen Schwellenwerte P₂ und P₃ erreichen.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt f) ein Alarm ausgelöst wird, wenn der momentane Druck P_i im Laufe von Schritt c) einen Schwellenwert P₄ erreicht.
Verfahren gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt g) die Pumpe (3) die gleiche Anzahl Zyklen, die sie bei den vorausgegangenen Schritten ausgeführt hat, in umgekehrter Richtung ausführt, dann die Abdichtvorrichtung (8) wieder geöffnet wird, wenn am Ende des Verfahrens kein Alarm ausgelöst wurde.
Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen elastischen Schlauch (2), eine Fingerpumpe (3), in welche der elastische Schlauch (2) eingesetzt wird, eine abwärts der Pumpe (3) angeordnete Abdichtvorrichtung (8) und einen Druckdetektor (9) aufweist, der zwischen der Pumpe (3) und der Abdichtvorrichtung (8) angeordnet ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Druckdetektor (10) aufweist, der aufwärts der Pumpe angeordnet ist.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit aufweist, welche die Steuerung des Öffnens und des Schließens der Abdichtvorrichtung (8), das Einstellen des Durchsatzes der Pumpe (3) und das in Gang Setzen der Pumpe (3) während der bei Schritt a) bestimmten Anzahl von Zyklen, die Analyse der gemessenen Werte des momentanen Drucks P_i für Schritt b), das Anhalten der Pumpe (3), wenn ein Alarm erzeugt wird, ermöglicht.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit das Einstellen des Durchsatzes der Pumpe (3) und das in Gang Setzen der Pumpe (3) während der bei Schritt c) bestimmten Anzahl von Zyklen, die Analyse der gemessenen Werte des momentanen Drucks P_i für die Schritte d), e) und f), das Anhalten der Pumpe (3), wenn ein Alarm erzeugt wird, ermöglicht, sowie ermöglicht, dass die Pumpe (3) genauso viele Zyklen in umgekehrter Richtung ausführt, wie sie in den vorausgegangenen Schritten ausgeführt hat.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (2) nur in einer vorbestimmten Richtung in die Pumpe (3) eingesetzt werden kann.