DE60107333T2

DE60107333T2 - Spritzenpumpen

Info

Publication number: DE60107333T2
Application number: DE60107333T
Authority: DE
Inventors: Robert James Loughton Tribe
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 2000-08-16
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: EP1186311A3; AU5798701A; AU779031B2; JP2002136594A; GB0118846D0; GB0020058D0; DE60107333D1; CN1340364A; ATE283080T1; US6966895B2; GB2368526A; GB2368526B; CA2354771A1; EP1186311B1; EP1186311A2; CN1217710C; IL144650A0; US20020045861A1

Description

Diese Erfindung betrifft Spritzenpumpen der Art, die dazu ausgelegt ist, eine Spritze der Art mit einem Tauchkolben, der entlang eines Zylinders beweglich ist, aufzunehmen, wobei die Pumpe ein Tauchkolbenkopf-Stellglied umfasst, das mit einem Elektromotor gekoppelt ist und zum Bewegen des Tauchkolbens entlang des Zylinders betätigbar ist, bis ein Hindernis erfaßt wird, und die Pumpe ein Mittel zum Messen der Drehzahl des Motors umfasst.
Spritzenpumpen werden verwendet, um ein Medikament von einer vorgefüllten Spritze über eine Infusionsleitung zu einem Patienten zu liefern. Die Spritzenpumpe bringt eine Kraft auf den Tauchkolben der Spritze auf, um das Medikament mit einer gesteuerten Geschwindigkeit in die Infusionsleitung zu treiben. Der Kopf des Tauchkolbens steht mit einem Tauchkolbenkopf-Stellglied in Eingriff, das entlang einer Leitspindel, die sich parallel zur Achse der Spritze erstreckt, beweglich ist. Das Kopfstellglied ist von einer äußersten Position an einem Ende der Pumpe, in der es ermöglicht, dass die größte Spritze in die Pumpe eingesetzt wird, wobei ihr Tauchkolben vollständig ausgezogen ist, zu einer äußersten Position am entgegengesetzten Ende der Pumpe, in der es den Tauchkolben der kleinsten Spritze vollständig herabdrückt, beweglich. Es besteht ein Risiko, wenn das Kopfstellglied in seine Einsetzposition zurückbewegt wird, dass das Kopfstellglied die Finger des Benutzers oder andere Objekte zwischen dem Stellglied und dem Pumpengehäuse einklemmen kann.
US 5176502 beschreibt eine Spritzenpumpe mit einem Motor und einem Codierer, der für Geschwindigkeitsregelzwecke verwendet wird. Der Motor wird gestoppt, wenn er durch ein Hindernis angehalten wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Spritzenpumpe und ein Betriebsverfahren bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Spritzenpumpe der vorstehend festgelegten Art bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Mittel zum Erfassen eines Abfalls der Drehzahl des Motors, was auf ein Hindernis für die Bewegung des Kopfstellgliedes hindeutet, und ein Mittel zum Stoppen des Motors als Reaktion auf den Drehzahlabfall umfaßt.
Die Pumpe ist vorzugsweise angeordnet, um Impulse mit einer von der Motordrehzahl abhängigen Frequenz zu erzeugen. Die Pumpe kann angeordnet sein, um den Drehzahlabfall des Motors durch zeitliche Feststellung des Intervalls zwischen den Impulsen zu erfassen, in welchem Fall die Pumpe vorzugsweise angeordnet ist, um eine Information hinsichtlich der minimalen gemessenen Zeit der Intervalle zu speichern und die Zeit von nachfolgenden Intervallen mit dem Minimum zu vergleichen, um festzustellen, ob sie ein vorbestimmtes Vielfaches der minimalen Zeit überschreiten. Die Pumpe umfasst vorzugsweise einen Codierer, der von einer Welle gedreht wird, die mit dem Motor gekoppelt ist, wobei die Impulse vom Codierer abgeleitet werden. Der Codierer ist vorzugsweise ein optischer Codierer. Die Pumpe kann angeordnet sein, um auf die Erfassung eines Hindernisses hin ein Alarmsignal zu erzeugen.
Eine Spritzenpumpe und ihr Betriebsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gilt:
1 ist eine vereinfachte Ansicht der Vorderseite der Pumpe; und
2 ist ein Kurvenbild, das die Wirkung eines Hindernisses für die Bewegung des Tauchkolbenkopf-Stellgliedes auf die Motordrehzahl darstellt.
Die Pumpe umfasst ein äußeres Gehäuse 1 mit einer Aussparung 2 an seiner Vorderfläche, die zum Aufnehmen einer Spritze 3 einer herkömmlichen Art geformt ist. Die Spritze 3 weist eine zylindrische Hülse 30 mit einem Auslass oder einer Nase 31 an ihrem Vorderende und einen Flansch oder einen Griff 32 an ihrem Hinterende auf. Die Nase 31 ist mit einer Infusionsleitung 5 verbunden, so dass eine Medikamentenflüssigkeit in der Spritze 3 über die Infusionsleitung an einen Patienten ausgegeben werden kann, indem der Tauchkolben 35 hineingeschoben wird.
Die Pumpe weist einen Antriebsmechanismus 7, einschließlich einer Leitspindel 8, die von einem Elektroschrittmotor 9 angetrieben wird, auf. Ein Tauchkolbenkopf-Stellglied oder ein Haltemechanismus 10 steht mit dem Kopf 36 des Tauchkolbens 35 in Eingriff und ist entlang der Leitspindel 8 beweglich, wenn sie sich dreht, um den Tauchkolben entlang des Zylinders 30 zu bewegen. Weitere Einzelheiten des Tauchkolbenkopf-Stellgliedes sind in GB 2352637 gegeben. Der Motor 9 wird von einer Steuereinheit 11 angetrieben, die Eingangssignale von einem Tastenfeld 12 oder einem anderen Benutzereingabemittel und von verschiedenen Sensoren (nicht dargestellt) empfängt. Die Steuereinheit 11 liefert auch ein Ausgangssignal zum Anzeigefeld 13. Ein optischer Sensor und eine Codiererscheibe 20, die an der Leitspindel 8 angebracht sind, liefern ein Ausgangssignal zur Steuereinheit 11 zur Verwendung bei der Steuerung der Position und der Bewegungsgeschwindigkeit des Tauchkolbenkopf-Stellgliedes 10. Außerdem verwendet die Steuereinheit 11 das Ausgangssignal aus dem Codierer 20, um ein Hindernis für die Bewegung des Tauchkolbenkopf-Stellgliedes 10 zu erfassen, wenn das Stellglied in Richtung seiner geparkten oder Einsetzposition auf der äußersten rechten Seite der Pumpe zurückbewegt wird.
Das Tauchkolbenkopf-Stellglied 10 wird mit einer relativ schnellen Geschwindigkeit nach hinten in seine Einsetzposition bewegt. Wie in 2 dargestellt, ist zu sehen, dass die Winkelgeschwindigkeit V des Motors 9 (und daher die lineare Geschwindigkeit des Stellgliedes 10) sich anfänglich über die Zeit T schnell beschleunigt und dann relativ konstant wird, wenn sie ihre maximale Geschwindigkeit erreicht. Diese Geschwindigkeit fährt fort, bis das Stellglied 10 eine Position nahe seinem Bewegungsende erreicht, wenn ein Sensor für das Bewegungsende (nicht dargestellt) ausgelöst wird und die Leistung für den Motor 9 beendet wird. Wenn jedoch ein Hindernis für die Bewegung des Stellgliedes 10 vorhanden ist, wie es z. B. durch den Finger eines Benutzers, der versehentlich in der Aussparung 2 auf der rechten Seite des Stellgliedes liegt, verursacht wird, fällt die Motordrehzahl ab, wie durch die gestrichelte Linie in 2 angegeben. Die Steuereinheit 11 erfasst diesen Abfall der Motordrehzahl schnell und reagiert durch Stoppen der Lieferung von Leistung zum Motor 9 und durch Liefern eines Alarmausgangssignals wie z. B. eines hörbaren Alarms von einem Summer (nicht dargestellt) und einer Erklärung auf dem Anzeigefeld 13.
Die Steuereinheit 11 könnte den Abfall der Motordrehzahl durch kontinuierliches Messen des Betrags der Abbremsung des Motors 9 und Reagieren, wenn dieser eine vorbestimmte Grenze überschreitet, erfassen. Es wurde jedoch festgestellt, dass eine bevorzugte Anordnung weniger kompliziert ist. Bei dieser umfasst die Steuereinheit 11 einen Zeitgeber 21, der das Ausgangssignal des Codierers 20 empfängt und die Zeit misst, die zwischen jedem Schritt des Motors abgelaufen ist. Typischerweise macht der Motor 9 200 Schritte pro Umdrehung und die Codiererscheibe 20 sieht eine Auflösung von 2000 Schritten pro Umdrehung vor, so daß der Zeitgeber 21 die Intervalle zwischen Gruppen von 10 Schritten der Codiererscheibe zeitlich feststellt, um die Zeit zwischen jedem Motorschritt zu messen. Der Zeitgeber 21 kann eine diskrete Einheit sein, wie gezeigt, oder die Zeitfeststellungsfunktion kann durch Programmieren eines Prozessors in der Steuereinheit 11 ausgeführt werden. Der Zeitgeber 21 speichert in einem Speicher 22 eine Information hinsichtlich der minimalen Zeit t_min bisher zwischen den Schritten. Wenn jedes nachfolgende Zeitintervall t gemessen wird, vergleicht ein Vergleicher 23 dieses mit der minimalen Zeit t_min im Speicher 22. Wenn t > n t_min, wobei n = 8, stellt die Steuereinheit 11 fest, dass das Kopfstellglied 10 behindert wird, und stoppt die Leistungsversorgung für den Motor 9. Es ist zu erkennen, dass die Erfassungsempfindlichkeit durch Wählen eines anderen Werts für das Vielfache n geändert werden könnte. Ein größerer Wert von n würde die Empfindlichkeit verringern, wohingegen ein kleinerer Wert von n die Empfindlichkeit erhöhen würde.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass die Pumpe schnell ein Hindernis für die Bewegung des Tauchkolbenkopf-Stellgliedes erfasst, wodurch eine Verletzung und eine Beschädigung an der Pumpe ohne den Bedarf für irgendwelche zusätzlichen Sensoren verhindert wird. Es ist zu erkennen, dass die Erfindung nicht auf die Erfassung eines Hindernisses während der Rückwärtsbewegung des Stellgliedes während der Entnahme eingeschränkt ist, sondern dass sie auch oder alternativ ein Hindernis während der Vorwärtsbewegung des Stellgliedes während des Einsetzens erfassen könnte.

Claims

Spritzenpumpe, die dazu ausgelegt ist, eine Spritze (3) der Art mit einem Tauchkolben (35), der entlang eines Zylinders (30) beweglich ist, aufzunehmen, wobei die Pumpe ein Tauchkolbenkopf-Stellglied (10) umfasst, das mit einem Elektromotor (9) gekoppelt ist und zum Bewegen des Tauchkolbens (35) entlang des Zylinders (30) betätigbar ist, bis ein Hindernis erfasst wird, und die Pumpe ein Mittel (20) zum Messen der Drehzahl des Motors umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Mittel (21, 22, 23) zum Erfassen eines Abfalls der Drehzahl des Motors (9), was auf ein Hindernis für die Bewegung des Kopfstellgliedes (10) hindeutet, und ein Mittel (11) zum Stoppen des Motors (9) als Reaktion auf den Drehzahlabfall umfasst.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (20) zum Messen der Drehzahl angeordnet ist, um Impulse mit einer von der Drehzahl des Motors (9) abhängigen Frequenz zu erzeugen.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (21, 22, 23) zum Erfassen des Drehzahlabfalls des Motors (9) das Intervall zwischen den Impulsen zeitlich feststellt.
Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (21, 22, 23) zum Erfassen des Drehzahlabfalls angeordnet ist, um eine Information hinsichtlich der minimalen gemessenen Zeit der Intervalle zu speichern und die Zeit von nachfolgenden Intervallen mit dem Minimum zu vergleichen, um festzustellen, ob sie ein vorbestimmtes Vielfaches der minimalen Zeit überschreiten.
Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe einen Codierer (20) umfasst, der durch eine Welle (8) gedreht wird, die mit dem Motor (9) gekoppelt ist, und dass die Impulse vom Codierer (20) abgeleitet werden.
Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Codierer (20) ein optischer Codierer ist.
Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe angeordnet ist, um auf die Erfassung eines Hindernisses hin ein Alarmsignal zu erzeugen.