EP4054672A1 - Infusionssystem, rotormodul zur verwendung in einem solchen infusionssystem und verfahren zur ermittlung einer durchflussrate einer infusionsflüssigkeit in einem solchen infusionssystem - Google Patents

Infusionssystem, rotormodul zur verwendung in einem solchen infusionssystem und verfahren zur ermittlung einer durchflussrate einer infusionsflüssigkeit in einem solchen infusionssystem

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EP4054672A1
EP4054672A1 EP20801239.3A EP20801239A EP4054672A1 EP 4054672 A1 EP4054672 A1 EP 4054672A1 EP 20801239 A EP20801239 A EP 20801239A EP 4054672 A1 EP4054672 A1 EP 4054672A1
Authority
EP
European Patent Office
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rotor
infusion
flow rate
infusion system
rotational frequency
Prior art date
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Pending
Application number
EP20801239.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael FIEGE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
B Braun Melsungen AG
Original Assignee
B Braun Melsungen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by B Braun Melsungen AG filed Critical B Braun Melsungen AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • A61M5/16886—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body for measuring fluid flow rate, i.e. flowmeters

Definitions

  • Infusion system rotor module for use in such an infusion system and method for determining a flow rate of an infusion liquid in such an infusion system
  • the invention relates to an infusion system, a rotor module for use in such an infusion system, a method for determining a flow rate of an infusion liquid in such an infusion system, and a correspondingly computer-implemented method and associated computer program product.
  • elastomer pumps in which the pump pressure is built up by stretching an elastomer body, the infusion rate being specified by a flow limiter such as a fine capillary.
  • elastomer pumps are usually designed in such a way that an infusion flow rate that is theoretically fixed, predetermined by the design and layout of the system, is applied.
  • common elastomer pumps have flow rate fluctuations with a relatively high tolerance window, since the flow rate can change due to the changes in tension on the elastic liquid reservoir.
  • Other influencing factors on the flow rate in elastomer pumps are, for example, the temperature, the filling quantity, the viscosity of the infusion liquid and the ambient pressure.
  • the user has no way of detecting or influencing a resulting deviation from the theoretically fixed, predetermined flow rate. In the absence of appropriate regulation options, a tolerable flow rate can only be guaranteed under strictly specified framework conditions.
  • the object according to the invention is achieved by an infusion system according to claim 1, a rotor module for use in such an infusion system according to claim 9 and a method for determining a flow rate of an infusion liquid in such an infusion system according to claim 10. Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
  • the invention also provides a computer-implemented method for determining a flow rate of an infusion liquid in an infusion system according to claim 15 and a computer program product for executing the computer-implemented method according to claim 16 is available
  • the infusion system comprises a chamber for receiving an infusion liquid and an infusion line for conveying the infusion liquid out of the chamber, the infusion line comprising at least one rotor module or at least connected at its downstream end to a rotor module whose rotor can be driven by the infusion liquid.
  • the speed of the rotor corresponds to the flow rate of the infusion liquid.
  • the rotor is designed precisely for smaller flow rates in order to be able to be driven at a speed corresponding to the flow rate.
  • the flow rate of the infusion liquid can be determined objectively from the speed of the rotor in conjunction with the inflow cross-section.
  • connection can take place directly or indirectly.
  • An indirect or indirect connection can be particularly advantageous if a change in the flow rate of the infusion liquid is possible via the connection section, for example by interposing further elements, so that the actual flow rate can be determined at a location relevant for the dosage of the infusion.
  • infusion system can be added or integrated on the upstream and / or downstream side of the rotor module, regardless of whether the rotor module is integrated into an infusion line or whether the rotor module is connected to the end of a (possibly “first”) infusion line a further (possibly then "second") infusion line and / or further devices, some of which are specifically described below.
  • the rotor is at least partially visible from the outside through a transparent housing section of the rotor module.
  • the rotational movement of the rotor can be detected and evaluated by an optical detection unit, which will be described later.
  • a marking of the rotor described below, which can be observed in the transparent housing section can be used to determine the flow rate.
  • the speed of the rotor and thus the corresponding flow rate can be displayed by a display that is independent of the transparent housing section, such as a scale, which is connected to the rotor, for example via a transmission.
  • the rotor module can also generate a signal corresponding to the rotor speed, which can be forwarded to a display that is independent of the transparent housing section or to an external system. By forwarding them to an external system, flow rates can be logged and / or warning messages can be issued if specified limit values are exceeded. The latter is particularly advantageous when it cannot be guaranteed that the infusion recipient will be able to react appropriately so that the appropriate care personnel is informed.
  • the rotor has at least one marking which can be observed through the transparent housing section at least while it is passing through the transparent housing section.
  • Such a marking is optically easily perceptible and / or detectable and / or, depending on the speed and configuration, can generate a pattern that corresponds to a predetermined speed or a predetermined speed range. With regard to the latter, if the pattern fails to develop, it can be concluded that the flow rate is insufficient or too high.
  • the chamber is a drip chamber of a gravity system or a drip chamber of a pressure infusion system.
  • the chamber is an infusion reservoir of an elastomer pump.
  • the infusion line has a flow rate reducer, in particular a roller clamp between the infusion reservoir and the rotor module.
  • a corresponding flow rate reducer can be set so that in normal operation it already reduces the flow rate compared to a maximum flow rate to the predetermined value, so that in the event of an impermissible deviation, not only a reduction but also an increase in the flow rate depending on the required correction direction the flow rate reducer can be made.
  • This can be implemented in a simple manner using a roller clamp, with which the relevant users are also very familiar. This is particularly advantageous in the case of elastomer pumps, which otherwise do not have the option of adjusting the flow rate.
  • the infusion line and / or the rotor module comprises a filter and the rotor is arranged downstream of the filter in the downstream direction. Particles can be filtered out of the infusion liquid through the filter. Since the flow behavior of the infusion liquid can change after the particles have been filtered, the flow rate is determined via the speed of the rotor only in the flow path of the filtered infusion liquid.
  • the infusion system comprises an optical detection unit, via which the rotational frequency of the rotor can be detected, in particular can be converted into a flow rate of the infusion liquid and can be displayed and / or stored.
  • the optical detection unit can be designed as a scanner or camera.
  • the optical detection unit is a mobile device such as a smartphone or a tablet (tablet computer), the smartphone or the tablet comprising a correspondingly integrated scanner or a correspondingly integrated camera.
  • the detected speed can be converted using a calculation algorithm, for example by increasing the inflow diameter of the infusion line, or by comparing it with stored table values.
  • the latter can also be designed to transmit signals for converting the rotational speed into a flow rate, for display and / or for storage of the flow rate to a higher-level system.
  • the invention is directed to a rotor module for use in an infusion system described above, wherein the rotor module comprises a connection for connection to an infusion line and the rotor module has a rotor which is arranged such that the infusion liquid via the rotor to a downstream outlet of the Rotor module can be guided.
  • the rotor module can be connected to a conventional infusion system to determine the flow rate of the infusion liquid.
  • the rotor module can be retrofitted.
  • the rotor module can be used as required.
  • the invention is also directed to a method for determining a flow rate of an infusion liquid in an infusion system described above, comprising the steps:
  • the conversion is based on the correlation between the rotational frequency of the rotor and the flow rate of the infusion liquid.
  • the advantages of this procedure arise analogously to the statements relating to the infusion system according to the invention.
  • the rotational frequency of the rotor is recorded via an optical detection unit, in particular a scanner or a camera.
  • the optical detection unit is aligned with the rotor. If the optical detection unit is not part of the rotor module, at least one housing section which is transparent for the optical detection unit and via which the rotational frequency of the rotor can be optically detected is to be provided. The detection of the rotational frequency via the optical detection unit takes place in particular over a predetermined period of time in order not to subject any short-term rotational speed fluctuations that may occur to a snapshot and / or if the rotational speed determination is based on the change in a detection state.
  • the optical detection unit detects the rotational frequency of the rotor via a marking provided on the rotor.
  • the change in position of the marking over a predetermined period of time or a pattern that forms over the marking in connection with the rotational frequency of the rotor can be detected by the optical detection unit.
  • the optical detection unit displays the flow rate of the infusion liquid converted from the rotational frequency of the rotor.
  • the display can also have a different colored background, for example to visualize critical flow rates accordingly in red.
  • the optical detection unit such as a smartphone or tablet, can also be designed to alternatively or additionally send out an acoustic, optical and / or haptic signal.
  • the optical detection unit can also transmit corresponding warning messages and / or messages to external systems.
  • the optical detection unit is mobile and displays operating instructions for the detection process in particular.
  • a mobile optical detection unit such as the smartphone or tablet device already mentioned above, with the respective integrated camera or scanner, enables the optical detection unit to be used flexibly.
  • Smartphones or tablets are already carried by users as standard, so that they can be upgraded in a simple manner by installing a computer program product, which will be described later.
  • the optical acquisition unit can also display operating instructions directly, so that in particular also non-medically trained specialists can directly implement the method according to the invention.
  • the optical detection unit can indicate that its alignment with the rotor was not carried out correctly, that it must be kept steady, that the detection process has ended, or that the detection process must be repeated.
  • the invention is also directed to a computer-implemented method for determining a flow rate of an infusion liquid in an infusion system described above, comprising the steps: - triggering a detection of a rotational frequency of the rotor of the rotor module,
  • the detection can be triggered manually via an input interface or provided in an automated system continuously, at predetermined times or as a function of events.
  • a triggering event can be, for example, the change in the ambient temperature, which, as stated above, can impair the flow rate of the infusion liquid.
  • Another object of the present invention relates to a computer program product which comprises instructions which, when the program is executed, cause the program to execute the computer-implemented method described above.
  • Such a computer program product can be made available, for example, in the form of an app, that is to say a user program, on a smartphone or a tablet.
  • the computer program product can include further program sequences, for example using a test sequence to query the technical requirements of an optical detection unit for sufficient reliability of the detection of the rotational frequency of the rotor and to prevent detection if this is not guaranteed.
  • access restrictions to the method or to parts thereof can be implemented via the computer program product.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an infusion system according to an exemplary first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic view of an infusion system according to an exemplary second embodiment.
  • FIG. 1 The schematic view of an infusion system 1 according to an exemplary first embodiment shown in FIG. 1 shows a chamber 10, which here is a drip chamber 10 of a gravitational or pressure infusion system.
  • a rotor module 20 with a rotor 21 adjoins the infusion line 30.
  • the rotor module 21 is encompassed here by the infusion line 30, but can also be connected downstream of the infusion line 30 in the flow direction of the infusion liquid and connected to it and again on a fluid outlet side, i.e. on the side on which an outlet for the infusion liquid flowing through the rotor module is provided, have a further line or a connection to further components.
  • the rotor module 20 does not have to be connected directly to the infusion line adjoining the drip chamber, but can also form such a connection indirectly via components arranged in between.
  • the rotor module 20 has on one side which allows a view of the axis of rotation of the rotor 21 and / or of a section of the rotor 21 extending radially to the axis of rotation of the rotor 21, i.e. a section in a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor 21, a transparent housing section 22.
  • both the rotor 21 perpendicular to the axis of rotation and the marking 23 can be optically detected via the transparent housing section 22.
  • the marking 23 consists of two vertical marking lines that are in the Cross the axis of rotation. The marking is detected via the optical detection unit 40, designed here as a scanner, and the rotational speed of the rotor is determined via it.
  • the marking lines form a virtual line pattern as a function of the speed, that is to say a line pattern that deviates from the actual marking lines in a state of rest, the speed being derived from the distance between the virtual lines.
  • the change in a position of the marking 23 or a marking line of the marking 23 can be used to determine the rotational speed.
  • the optical detection unit 41 can calculate the current flow rate of the infusion liquid from the rotational speed of the rotor 21.
  • the optical detection unit can also have an input unit, via which predetermined inflow cross-sections A can be selected and / or input, provided that variants can occur.
  • the flow rate converted from the rotational speed is then displayed on the display 41 of the optical detection unit 40.
  • the optical detection unit 40 can also transmit the determined rotational speed and / or the converted flow rate to external display devices and / or storage devices.
  • FIG. 2 shows a schematic view of an infusion system 1 ' according to an exemplary second embodiment of the invention, in which the same reference symbols designate the same or corresponding elements.
  • the chamber 10 ' is an infusion reservoir of an elastomer pump.
  • an infusion line 30, which comprises a flow rate reducer 50, a filter 60 and a rotor module 20, is in turn connected.
  • the determination of the speed of the rotor 21 takes place analogously to the procedure described for the first embodiment.
  • the flow rate reducer 50 which is designed here as a roller clamp, can change the flow rate of the infusion liquid. If, for example, an impermissible deviation of the flow rate over the rotational speed of the rotor 21 is detected, the flow rate can be adapted to a predetermined target value or a permissible range of the flow rate. Correspondingly is located the flow rate reducer in particular upstream of the rotor module 20 in order to be able to check the result of the adjustment.
  • the filter 60 is provided in the detection line in order to filter any particles from the infusion liquid. Accordingly, the rotor module is located downstream of the filter 60 in order to be able to determine the result of the rotational speed and thus the flow rates without the influence of any particles.
  • FIG. 2 shows an optical detection unit 40 ' , which is formed here by a smartphone.
  • the speed of the rotor 21 can be detected via the camera lens of the smartphone.
  • a scanner function of the camera or an image processing program that evaluates a video sequence is used.
  • the display of the smartphone or the optical detection unit 40 ' shows an operating instruction by means of which the user is instructed to keep the smartphone still during the detection process.
  • the display indicates, by means of optical, acoustic or haptic characters, whether the optical detection unit 40 'is kept sufficiently steady.
  • the display can have a green background when the posture is calm, while the color changes from green to red with increasing movement, until, for example, when there is a movement limit value, the measurement is ended or rejected.
  • an acoustic signal or an acoustic signal sequence and / or haptic signals, such as a vibration, which corresponds to a movement of the optical detection unit 40 ′ can also be used as an alternative or in addition.
  • the invention is not restricted to the embodiments described. In principle, details given for various embodiments can also be transferred to other embodiments, provided that they are not mutually exclusive. Even if a scanner was described for the first and second embodiment, it does not have to be designed as a pure scanner unit, but can also be provided via a smartphone, as in FIG. 2, or a tablet. Accordingly, the scanner can also be adapted by a camera or a camera with a Image processing program that is not necessarily restricted to scanner-adapting acquisition methods can be used. Smartphones and tablets with application programs installed on them are a familiar medium for users. For example, in the embodiment shown in FIG. 2, a table (computer) can be used instead of a smartphone. In addition, a process sequence managed via the application program can reduce errors for inexperienced users and generally simplify the process sequence.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Infusionssystem (1, 1´), umfassend: eine Kammer (10, 10´) zur Aufnahme einer Infusionsflüssigkeit sowie eine Infusionsleitung (30) zur Weiterleitung der Infusionsflüssigkeit aus der Kammer (10, 10´), wobei die Infusionsleitung (30) zumindest ein Rotormodul (20) umfasst oder zumindest an ihrem stromabwärtigen Ende an ein Rotormodul (20) angebunden ist, dessen Rotor (21) durch die Infusionsflüssigkeit antreibbar ist.

Description

Infusionssystem, Rotormodul zur Verwendung in einem solchen Infusionssystem und Verfahren zur Ermittlung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit in einem solchen Infusionssystem
Die Erfindung betrifft ein Infusionssystem, ein Rotormodul zur Verwendung in einem solchen Infusionssystem, ein Verfahren zur Ermittlung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit in einem solchen Infusionssystem sowie ein entsprechend computerimplementiertes Verfahren und dazugehöriges Computerprogrammprodukt.
Zur präzisen Steuerung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit werden vielfach elektrische Pumpensysteme mit einer Eingabeschnittstelle eingesetzt. Gerade für mobile Einsatzzwecke sind elektrische Pumpensysteme jedoch nicht einsetzbar und werden auch aufgrund der vergleichsweise hohen Anschaffungskosten zumeist nur für komplexe Infusionsregime herangezogen.
Bei Infusionen, die nicht über elektrische Pumpensysteme gesteuert werden, bei denen eine Durchflussrate direkt an einem Display eingestellt werden kann, bleibt es dem Anwender überlassen, die Durchflussrate, beispielsweise anhand der Tropfenrate in einer Tropfkammer, indirekt abzuschätzen. Hierbei kann es aufgrund subjektiver Wahrnehmungseffekte zu Fehleinschätzungen kommen. Dies begründet sich im Falle der Betrachtung der Tropfenrate in einer Tropfkammer zur vermeintlichen Durchflussratenbestimmung u.a. auch darin, dass die Größe der Tropfen von der Tropfrate, der Temperatur der Infusionslösung, der Gestaltung der Abtropfkante in der Tropfkammer, der Oberflächenspannung der Infusionslösung, der Dichte der Infusionslösung und vom Umgebungsdruck abhängt. Zudem kann insbesondere bei Druckinfusionen keine Tropfenrate mehr in der Tropf kämm er angezeigt werden, da die Durchflussrate so hoch ist, dass sich gar keine Tropfen mehr ausbilden oder zumindest nicht mehr als solche erkennbar sind und nur noch ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom beobachtet werden kann, der keine Durchflussratenabschätzung zulässt.
Eine weitere bekannte Alternative zu elektrischen Pumpensystemen stellen u.a. Elastomerpumpen dar, bei denen der Pumpendruck über die Dehnung eines Elastomerkörpers aufgebaut wird, wobei die Infusionsgeschwindigkeit über einen Flussbegrenzer, wie eine feine Kapillare, vorgegeben wird. Solche Elastomerpumpen sind in der Regel so ausgelegt, dass eine durch das Design und die Auslegung des Systems theoretisch fest vorbestimmte Infusionsdurchflussrate appliziert wird. Dennoch weisen gebräuchliche Elastomerpumpen in der Praxis Durchflussratenschwankungen mit einem relativ hohen Toleranzfenster auf, da sich durch die Spannungsänderungen am elastischen Flüssigkeitsreservoir die Durchflussrate ändern kann. Weitere Einflussfaktoren auf die Durchflussrate bei Elastomerpumpen sind beispielsweise die Temperatur, die Füllmenge, die Viskosität der Infusionsflüssigkeit und der Umgebungsdruck. Der Anwender hat keine Möglichkeit, eine dadurch bedingte Abweichung von der theoretisch fest vorbestimmten Durchflussrate zu detektieren oder zu beeinflussen. Mangels entsprechender Regulierungsmöglichkeiten kann eine tolerierbare Durchflussrate nur unter strikt vorgegebenen Rahmenbedingungen gewährleistet werden.
In Anbetracht der mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Infusionssystem und Verfahren zur Anwendung einer Infusionsflüssigkeit in einem solchen Infusionssystem bereitzustellen, das eine einfache Ermittlung einer Durchflussrate ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Infusionssystem nach Anspruch 1 , ein Rotormodul zur Verwendung in einem solchen Infusionssystem nach Anspruch 9 und ein Verfahren zur Ermittlung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit in einem solchen Infusionssystem nach Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung stellt ferner ein computerimplementiertes Verfahren zur Ermittlung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit in einem Infusionssystem nach Anspruch 15 sowie ein Computerprogramm produkt zur Ausführung des computerimplementierte Verfahrens nach Anspruch 16 zur Verfügung
Erfindungsgemäß umfasst das Infusionssystem eine Kammer zur Aufnahme einer Infusionsflüssigkeit sowie eine Infusionsleitung zur Weiterleitung der Infusionsflüssigkeit aus der Kammer, wobei die Infusionsleitung zumindest ein Rotormodul umfasst oder zumindest an ihrem stromabwärtigen Ende an ein Rotormodul angebunden ist, dessen Rotor durch die Infusionsflüssigkeit antreibbar ist.
Durch die Anordnung des Rotors im Strömungsweg der Infusionsflüssigkeit korrespondiert die Drehzahl des Rotors mit der Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit. Der Rotor ist gerade für kleinere Durchflussraten feinläufig ausgebildet, um mit einer zur Durchflussrate korrespondierenden Drehzahl angetrieben werden zu können. Aus der Drehzahl des Rotors kann in Verbindung mit dem Zuflussquerschnitt objektiv die Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit ermittelt werden.
Sofern das Rotormodul nicht von der Infusionsleitung umfasst, sondern an einem stromabwärtigen Ende der Infusionsleitung angebunden ist, kann eine solche Anbindung mittel- oder unmittelbar erfolgen. Eine mittelbare oder auch indirekte Anbindung kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn über die Anbindungsstrecke, beispielsweise durch Zwischenschaltung weiterer Elemente, eine Änderung der Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit möglich ist, so dass die tatsächliche Durchflussrate an einem für die Dosierung der Infusion relevanten Ort ermittelbar ist. An der stromaufwärtsseitigen und/oder der stromabwärtsseitigen Seite des Rotormoduls, egal ob das Rotormodul in eine Infusionsleitung integriert ist oder ob das Rotormodul am Ende einer (ggf. "ersten") Infusionsleitung angebunden ist, können weitere Elemente des Infusionssystems angefügt oder integriert sein, ggf. eine weitere (ggf. dann "zweite") Infusionsleitung und/oder weitere Einrichtungen, die teilweise nachfolgend besonders beschrieben werden.
Insbesondere ist der Rotor zumindest bereichsweise durch einen transparenten Gehäuseabschnitt des Rotormoduls von außen sichtbar. Hierdurch lässt sich die Drehbewegung des Rotors durch eine später noch beschriebene optische Detektionseinheit erfassen und auswerten. Alternativ oder ergänzend kann eine folgend beschriebene Markierung des Rotors, die im transparenten Gehäuseabschnitt beobachtbar ist, zur Durchflussratenermittlung herangezogen werden. Weiterhin alternativ oder ergänzend kann die Drehzahl des Rotors und damit die dazu korrespondierende Durchflussrate durch eine von dem transparenten Gehäuseabschnitt unabhängige Anzeige, wie eine Skala, die beispielsweise über eine Übersetzung an den Rotor angebunden ist, angezeigt werden. Das Rotormodul kann alternativ oder ergänzend auch ein zur Rotordrehzahl korrespondierendes Signal erzeugen, das ein die vom transparenten Gehäuseabschnitt unabhängige Anzeige oder ein externes System weitergeleitet werden kann. Über die Weiterleitung an ein externes System können Durchflussraten protokolliert und/oder bei Überschreitung vorgegebener Grenzwerte Warnmeldungen ausgegeben werden. Letzteres ist insbesondere dann von Vorteil, wenn nicht gewährleistet werden kann, dass der Infusionsempfänger selbst angemessen reagieren kann, so dass entsprechendes Betreuungspersonal informiert wird.
In einer Weiterbildung weist der Rotor zumindest eine Markierung auf, die durch den transparenten Gehäuseabschnitt zumindest während ihres Durchlaufens des transparenten Gehäuseabschnitts beobachtbar ist.
Eine solche Markierung ist optisch gut wahrnehmbar und/oder detektierbar und/oder kann in Abhängigkeit der Drehzahl und Ausgestaltung ein Muster erzeugen, das einer vorgegebenen Drehzahl oder einem vorgegebenen Drehzahlbereich entspricht. Bezüglich Letzterem kann direkt bei einem Ausbleiben der Ausbildung des Musters auf eine unzureichende oder zu hohe Durchflussrate geschlossen werden.
In einer Ausgestaltung ist die Kammer eine Tropfkammer eines Gravitationssystems oder eine Tropfkammer eines Druckinfusionssystems.
Somit ist es auch bei Gravitions- oder auch bei Druckinfusionspumpen möglich, die Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit über das Rotormodul objektiv zu ermitteln. Insbesondere kann aber auch die subjektive Wahrnehmung in Bezug auf die durch die Tropfkammer beobachtete Tropfrate und daraus abgeleitete Durchflussmenge zur Kontroll- oder Schulungszwecken mit der objektiv ermittelten Durchflussrate abgeglichen werden.
In einer alternativen Ausgestaltung ist die Kammer ein Infusionsreservoir einer Elastomerpumpe.
Hierdurch ist es möglich, das Anwendungsgebiet der Elastomerpumpen auch auf Umgebungen zu erweitern, in denen eine außerhalb vorgegebener Toleranzen liegende Änderung der Durchflussrate möglich ist, da hierauf aufgrund des Bekanntwerdens einer unzulässigen Abweichung reagiert werden kann.
In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Infusionsleitung einen Durchflussratenminderer, insbesondere eine Rollenklemme zwischen dem Infusionsreservoir und dem Rotormodul auf.
Demnach kann ein Anwender nicht nur durch gezielte Einflussnahme auf die Umgebung oder anderweitigen Randbedingungen bei unzulässigen Abweichungen der Tropfrate reagieren, sondern direkt die Durchflussrate anpassen. Ein entsprechender Durchflussratenminderer kann dazu so eingestellt sein, dass er in einem Normalbetrieb bereits die Durchflussrate gegenüber einer maximalen Durchflussrate auf den vorbestimmten Wert mindert, so dass bei einer unzulässigen Abweichung nicht nur eine Verringerung, sondern auch eine Vergrößerung der Durchflussrate in Abhängigkeit der erforderlichen Korrekturrichtung über den Durchflussratenminderer vorgenommen werden kann. Die ist in einfacherWeise über eine Rollenklemme umsetzbar, mit der entsprechende Anwender zudem gut vertraut sind. Dies ist gerade bei Elastomerpumpen von Vorteil, die andernfalls über keine Möglichkeit der Durchflussratenanpassung verfügen.
Insbesondere umfasst die Infusionsleitung und/oder das Rotormodul einen Filter und ist der Rotor dem Filter in stromabwärtiger Richtung nachgelagert. Durch den Filter können Partikel aus der Infusionsflüssigkeit gefiltert werden. Da sich das Strömungsverhalten der Infusionsflüssigkeit nach Filterung der Partikel verändern kann, erfolgt die Ermittlung der Durchflussrate über die Drehzahl des Rotors erst im Strömungsweg der gefilterten Infusionsflüssigkeit.
In einer Weiterbildung umfasst das Infusionssystem eine optische Detektionseinheit, über die die Drehfrequenz des Rotors detektierbar ist, insbesondere in eine Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit konvertierbar und anzeigbar und/oder speicherbar ist.
Die optische Detektionseinheit kann als Scanner oder Kamera ausgebildet sein. Insbesondere ist die optische Detektionseinheit ein mobiles Gerät, wie ein Smartphone oder ein Tablet (Tablet-Computer), wobei das Smartphone oder das Tablet einen entsprechend integrierten Scanner oder eine entsprechend integrierte Kamera umfasst. Die Konvertierung der detektierten Drehzahl kann über einen Berechnungsalgorithmus, beispielsweise unter Flinzunahme des Zuflussdurchmessers der Infusionsleitung, oder durch einen Abgleich mit gespeicherten Tabellenwerten erfolgen. Neben der Anzeige und/oder Speicherung über die optische Detektionseinheit kann diese auch dazu ausgebildet sein, Signale zur Konvertierung der Drehzahl in eine Durchflussrate, zur Anzeige und/oder zur Speicherung der Durchflussrate an ein übergeordnetes System zu übertragen.
Zudem ist die Erfindung auf ein Rotormodul zur Verwendung in einem vorstehend beschriebenen Infusionssystem gerichtet, wobei das Rotormodul einen Anschluss zur Verbindung mit einer Infusionsleitung umfasst und das Rotormodul einen Rotor aufweist, der derart angeordnet ist, dass die Infusionsflüssigkeit über den Rotor zu einem stromabwärtigen Ausgang des Rotormoduls leitbar ist.
Demnach kann das Rotormodul an konventionelle Infusionssystem zur Ermittlung der Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit angebunden werden. Das heißt, das Rotormodul ist nachrüstbar. Zudem kann das Rotormodul bedarfsgerecht eingesetzt werden. Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Ermittlung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit in einem vorstehend beschriebenen Infusionssystem gerichtet, umfassend die Schritte:
- Erfassung einer Drehfrequenz des Rotors des Rotormoduls und
- Konvertierung der erfassten Drehfrequenz des Rotors in eine Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit.
Die Konvertierung basiert auf der Korrelation zwischen der Drehfrequenz des Rotors und der Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit. Die Vorteile dieses Vorgehens ergeben sich analog zu den Ausführungen zum erfindungsgemäßen Infusionssystem.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Erfassung der Drehfrequenz des Rotors über eine optische Detektionseinheit, insbesondere einen Scanner oder eine Kamera.
Die optische Detektionseinheit wird dazu auf den Rotor ausgerichtet. Sofern die optische Detektionseinheit nicht Teil des Rotormoduls ist, ist zumindest ein für die optische Detektionseinheit transparenter Gehäuseabschnitt vorzusehen, über die die Drehfrequenz des Rotors optisch detektiert werden kann. Die Erfassung der Drehfrequenz über die optische Detektionseinheit erfolgt insbesondere über einen vorgegebenen Zeitraum, um eventuell auftretende kurzfristige Drehzahlschwankungen nicht einer Momentaufnahme zu unterziehen und/oder falls die Drehzahlermittlung auf der Änderung eines Erfassungszustands beruht.
Insbesondere erfasst die optische Detektionseinheit die Drehfrequenz des Rotors über eine an dem Rotor vorgesehene Markierung.
Hierbei kann beispielsweise die Positionsänderung der Markierung über einen vorgegebenen Zeitraum oder ein sich über die Markierung in Verbindung mit der Drehfrequenz des Rotors ausbildendes Muster von der optischen Detektionseinheit detektiert werden. In einer Weiterbildung zeigt die optische Detektionseinheit die aus der Drehfrequenz des Rotors konvertierte Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit an.
Die Anzeige kann zudem farblich unterschiedlich hinterlegt sein, um beispielsweise kritische Durchflussraten in Rot entsprechend zu visualisieren. Sofern kritische Durchflussraten detektiert werden, kann die optische Detektionseinheit, wie ein Smartphone oder Tablet, auch dazu ausgebildet sein, alternativ oder ergänzend, ein akustisches, optisches und/oder haptisches Signal auszusenden. Ebenso alternativ oder ergänzend kann die optische Detektionseinheit entsprechende Warnmeldungen und/oder Nachrichten an externe Systeme übermitteln.
In einer Ausgestaltung ist die optische Detektionseinheit mobil und zeigt insbesondere zum Erfassungsvorgang Betriebsanweisungen an.
Eine mobile optischen Detektionseinheit, wie die vorstehend bereits erwähnten Geräte Smartphone oder Tablet mit der jeweils integrierten Kamera oder Scanner, ermöglicht den flexiblen Einsatz der optischen Detektionseinheit. Insbesondere Smartphones oderTablets werden ohnehin bereits standardmäßig von Anwendern mitgeführt, so dass diese über Aufspielen eines später noch beschriebenen Computerprogrammprodukts in einfacherWeise aufrüstbar sind.
Um den Vorgang der Erfassung der Drehfrequenz des Rotors und anderer Verfahrensschritte zu erleichtern, kann die optische Erfassungseinheit zudem direkt Betriebsanweisungen anzeigen, so dass insbesondere auch nicht medizinisch vorgebildetes Fachpersonal das erfindungsgemäße Verfahren direkt umsetzen kann. Beispielsweise kann die optische Detektionseinheit anzeigen, dass ihre Ausrichtung auf den Rotor nicht korrekt ausgeführt wurde, dass sie ruhig gehalten werden muss, dass der Erfassungsvorgang beendet ist oder dass der Erfassungsvorgang wiederholt werden muss.
Die Erfindung ist auch auf ein computerimplementiertes Verfahren zur Ermittlung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit in einem vorstehend beschriebenen Infusionssystem gerichtet, umfassend die Schritte: - Auslösen einer Erfassung einer Drehfrequenz des Rotors des Rotormoduls,
- Konvertierung der erfassten Drehfrequenz des Rotors in eine Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit sowie
- Anzeige und/oder Speicherung der aus der Drehfrequenz des Rotors konvertierten Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit und/oder Weiterleitung an eine externe Anzeigevorrichtung und/oder Speichervorrichtung.
Die Vorteile ergeben sich hier analog zu den vorstehenden Ausführungen zum Verfahren. Das Auslösen der Erfassung kann dabei manuell über eine Eingabeschnittstelle erfolgen oder in einem automatisierten System kontinuierlich, zu vorbestimmten Zeitpunkten oder ereignisabhängig vorgesehen werden. Ein auslösendes Ereignis kann beispielsweise die Änderung einer Umgebungstemperatur sein, die wie eingangs angeführt, die Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit beeinträchtigen kann.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Computerprogrammprodukt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms dieses veranlassen, das vorstehend beschriebene computerimplementierte Verfahren auszuführen.
Ein solches Com puterprogramm produkt kann beispielsweise in Form einer App, also eines Anwenderprogramms, auf einem Smartphone oder einem Tablet zur Verfügung gestellt werden.
Zudem kann das Com puterprogramm produkt weitere Programmsequenzen umfassen, um beispielsweise anhand einer Prüfsequenz die technischen Voraussetzungen einer optischen Detektionseinheit für eine ausreichende Verlässlichkeit der Erfassung der Drehfrequenz des Rotors abzufragen und eine Erfassung zu unterbinden, wenn dies nicht gewährleistet ist. Ebenso können über das Computerprogrammprodukt Zugriffbeschränkungen auf das Verfahren oder auf Teile davon implementiert werden. Merkmale, Zweckmässigkeiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend auch anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Infusionssystems gemäß einer exemplarischen ersten Ausführungsform; sowie
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Infusionssystems gemäß einer exemplarischen zweiten Ausführungsform.
Die in Figur 1 dargestellte schematische Ansicht eines Infusionssystems 1 gemäß einer exemplarischen ersten Ausführungsform zeigt eine Kammer 10, die hier eine Tropfkammer 10 eines Gravitations- oder Druckinfusionssystems ist. In der durch die Pfeile angezeigten Flussrichtung der Infusionsflüssigkeit schließt sich an die Infusionsleitung 30 ein Rotormodul 20 mit einem Rotor 21 an. Das Rotormodul 21 ist hier von der Infusionsleitung 30 umfasst, kann aber auch in Flussrichtung der Infusionsflüssigkeit der Infusionsleitung 30 nachgeschaltet und mit dieser verbunden sein und wiederum auf einer Fluidaustrittsseite, also auf der Seite auf der ein Auslass für die das Rotormodul durchflossene Infusionsflüssigkeit vorgesehen ist, eine weitere Leitung oder einen Anschluss an weitere Komponenten aufweisen. Das Rotormodul 20 muss auch nicht direkt mit der sich an die Tropfkammer anschließende Infusionsleitung verbunden sein, sondern kann eine solche Verbindung auch indirekt über dazwischen angeordnete Komponenten ausbilden.
Das Rotormodul 20 weist auf einer Seite, die eine Ansicht auf die Drehachse des Rotors 21 und/oder auf einen sich zur Drehachse des Rotors 21 radial erstreckenden Abschnitt des Rotors 21 , also einen Abschnitt in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Rotors 21, zulässt, einen transparenten Gehäuseabschnitt 22 auf. In der gezeigten Ausführungsform ist sowohl der Rotor 21 senkrecht zur Drehachse als auch die Markierung 23 über den transparenten Gehäuseabschnitt 22 optisch detektierbar. Die Markierung 23 besteht aus zwei senkrechten Markierungslinien, die sich in der Drehachse kreuzen. Über die optische Detektionseinheit 40, hier als Scanner ausgebildet, wird die Markierung detektiert und darüber die Drehzahl des Rotors ermittelt. Beispielsweise bilden die Markierungslinien in Abhängigkeit der Drehzahl ein virtuelles Linienmuster, also ein von den eigentlichen Markierungslinien in einem Ruhezustand abweichendes Linienmuster aus, wobei die Drehzahl über den Abstand der virtuellen Linien abgeleitet werden kann. Alternativ kann die Änderung einer Position der Markierung 23 oder einer Markierungslinie der Markierung 23 zur Drehzahlermittlung herangezogen werden. Da der Zuflussquerschnitt A bekannt ist, kann die optische Detektionseinheit 41 aus der Drehzahl des Rotors 21 die aktuelle Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit berechnen. Hierzu kann die optische Detektionseinheit auch eine Eingabeeinheit aufweisen, über die vorbestimmte Zuflussquerschnitte A ausgewählt und/oder eingegeben werden können, sofern Varianten auftreten können. Die aus der Drehzahl konvertierte Durchflussrate wird dann in der Anzeige 41 der optischen Detektionseinheit 40 angezeigt. Die optische Detektionseinheit 40 kann die ermittelte Drehzahl und/oder die konvertierte Durchflussrate auch an externe Anzeigevorrichtungen und/oder Speichervorrichtungen übermitteln.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Infusionssystems 1 ' gemäß einer exemplarischen zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der gleiche Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Element bezeichnent. In dieser zweiten Ausführungsform ist die Kammer 10' ein Infusionsreservoir einer Elastomerpumpe. In Flussrichtung der Infusionsflüssigkeit aus der Kammer 10'schließt sich wiederum eine Infusionsleitung 30 an, die einen Durchflussratenminderer 50, einen Filter 60 und ein Rotormodul 20 umfasst. Die Ermittlung der Drehzahl des Rotors 21 erfolgt analog zu der zur ersten Ausführungsform beschriebenen Vorgehensweise.
Der Durchflussratenminderer 50, der hier als Rollenklemme ausgebildet ist, kann die Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit verändern. Wenn beispielsweise eine unzulässige Abweichung der Durchflussrate über die Drehzahl des Rotors 21 detektiert wird, kann die Durchflussrate auf einen vorbestimmten Sollwert oder einen zulässigen Bereich der Durchflussrate angepasst werden. Entsprechend befindet sich der Durchflussmengenminderer insbesondere stromaufwärts des Rotormoduls 20, um das Ergebnis der Anpassung überprüfen zu können.
Der Filter 60 ist in der Detektionsleitung vorgesehen, um eventuelle Partikel aus der Infusionsflüssigkeit zu filtern. Demnach befindet sich das Rotormodul stromabwärts des Filters 60, um das Ergebnis die Drehzahl und somit Durchflussraten ohne den Einfluss durch eventuelle Partikel ermitteln zu können.
Alternativ zur ersten optischen Detektionseinheit 40 in Figur 1 zur ersten Ausführungsform zeigt Figur 2 eine optische Detektionseinheit 40', die hier durch ein Smartphone ausgebildet wird. Wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, kann die Drehzahl des Rotors 21 über die Kameralinse des Smartphones detektiert werden. Hierzu wird eine Scannerfunktion der Kamera oder ein bildverarbeitendes Programm, das beispielsweise eine Videosequenz auswertet, herangezogen. Zugleich zeigt die Anzeige des Smartphones bzw. der optischen Detektionseinheit 40' eine Betriebsanweisung an, über die der Anwender während des Detektionsvorgangs dazu angeleitet wird, das Smartphone ruhig zu halten. Hierzu kann vorgesehen werden, dass die Anzeige durch optische, akustische oder haptische Zeichen angibt, ob die optische Detektionseinheit 40' ausreichend ruhig gehalten wird. Beispielsweise kann die Anzeige bei ruhiger Haltung grün hinterlegt sein, während bei zunehmender Bewegung eine Verfärbung von Grün zu Rot erfolgt, bis beispielsweise bei eines Bewegungsgrenzwerts die Messung beendet oder verworfen wird. Neben optischen Hinweise, können aber auch alternativ oder ergänzend ein akustisches Signal bzw. eine akustische Signalfolge und/oder haptische Signale, wie eine Vibration, die zu einer Bewegung der optischen Detektionseinheit 40' korrespondiert, genutzt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Auch sind zu verschiedenen Ausführungsformen angeführte Einzelheiten grundsätzlich auf andere Ausführungsformen übertragbar, sofern sie sich nicht ausschließen. Auch wenn zur ersten und zweiten Ausführungsform ein Scanner beschrieben wurde, muss dieser nicht als reine Scannereinheit ausgebildet sein, sondern kann auch über ein Smartphone, wie in Figur 2, oder ein Tablet bereitgestellt werden. Entsprechend kann der Scanner auch durch eine Kamera adaptiert oder eine Kamera mit einem Bildverarbeitungsprogramm, das nicht zwingend auf scanneradaptierende Erfassungsverfahren beschränkt ist, verwendet werden. Smartphones und Tablets mit darauf installierten Applikationsprogrammen sind für Anwender ein vertrautes Medium. So kann bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform statt eines Smartphones ein Table(-Computer) verwendet werden Zudem kann eine über das Applikationsprogramm geführte Verfahrensabfolge Fehler für ungeübte Anwender reduzieren und generell den Verfahrensablauf vereinfachen.
Liste der Bezugszeichen
1, V Infusionssystem 10, 10' Kammer 20 Rotormodul
21 Rotor 22 transparenter Gehäuseabschnitt 23 Markierung 30 Infusionsleitung 40, 40' optische Detektionseinheit
41 Anzeige 50 Durchf lussratenm inderer 60 Filter A Zuflussquerschnitt

Claims

Ansprüche
1. Infusionssystem (1, 1 '), umfassend: eine Kammer (10, 10') zur Aufnahme einer Infusionsflüssigkeit sowie eine Infusionsleitung (30) zur Weiterleitung der Infusionsflüssigkeit aus der Kammer (10, 10'), wobei die Infusionsleitung (30) zumindest ein Rotormodul (20) umfasst oder zumindest an ihrem stromabwärtigen Ende an ein Rotormodul (20) angebunden ist, dessen Rotor (21) durch die Infusionsflüssigkeit antreibbar ist.
2. Infusionssystem (1, 1 ') nach Anspruch 1, wobei der Rotor (21) zumindest bereichsweise durch einen transparenten Gehäuseabschnitt (22) des Rotormoduls (20) von außen sichtbar ist.
3. Infusionssystem (1 , 1 ') nach Anspruch 2, wobei der Rotor (21 ) zumindest eine Markierung (23) aufweist, die durch den transparenten Gehäuseabschnitt (22) zumindest während ihres Durchlaufens des transparenten Gehäuseabschnitts (22) beobachtbar ist.
4. Infusionssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kammer (10) eine Tropfkammer eines Gravitationssystems oder eines Druckinfusionssystems ist.
5. Infusionssystem (1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kammer (10') ein Infusionsreservoir einer Elastomerpumpe ist.
6. Infusionssystem (1 ') nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Infusionsleitung (30) einen Durchflussratenminderer (50), insbesondere eine Rollenklemme zwischen dem Infusionsreservoir und dem Rotormodul (20) aufweist.
7. Infusionssystem (1 ') nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Infusionsleitung (30) und/oder das Rotormodul (20) einen Filter (60) umfasst und der Rotor (21) dem Filter (60) in stromabwärtiger Richtung nachgelagert ist.
8. Infusionssystem (1 , 1 ') nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Infusionssystem (1 , 1 ') eine optische Detektionseinheit (40, 40') umfasst, über die die Drehfrequenz des Rotors (21) detektierbar ist, insbesondere in eine Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit konvertierbar und anzeigbar und/oder speicherbar ist.
9. Rotormodul (20) zur Verwendung in einem Infusionssystem (1, 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Rotormodul (20) einen Anschluss zur Verbindung mit einer Infusionsleitung (30) umfasst und das Rotormodul (20) einen Rotor (21) aufweist, der derart angeordnet ist, dass die Infusionsflüssigkeit über den Rotor (21) zu einem stromabwärtigen Ausgang des Rotormoduls (20) leitbar ist.
10. Verfahren zur Ermittlung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit in einem Infusionssystem (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte:
- Erfassung einer Drehfrequenz des Rotors (21) des Rotormoduls (20) und
- Konvertierung der erfassten Drehfrequenz des Rotors (21) in eine Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Erfassung der Drehfrequenz des Rotors (21) über eine optische Detektionseinheit (40, 40'), insbesondere einen Scanner oder eine Kamera, erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die optische Detektionseinheit (40, 40') die Drehfrequenz des Rotors (21) über eine an dem Rotor (21) vorgesehene Markierung (23) erfasst.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die optische Detektionseinheit (40, 40') die aus der Drehfrequenz des Rotors (21) konvertierte Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit anzeigt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die optische Detektionseinheit (40, 40') mobil ist und optional zum Erfassungsvorgang Betriebsanweisungen anzeigt, wobei die mobile optische Detektionseinheit (40') insbesondere in ein Smartphone oder ein Tablet-Computer integriert ist.
15. Computerimplementiertes Verfahren zur Ermittlung einer Durchflussrate einer Infusionsflüssigkeit in einem Infusionssystem (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte: - Auslösen einer Erfassung einer Drehfrequenz des Rotors (21 ) des Rotormoduls (20),
- Konvertierung der erfassten Drehfrequenz des Rotors (21) in eine Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit sowie
- Anzeige und/oder Speicherung der aus der Drehfrequenz des Rotors (21 ) konvertierten Durchflussrate der Infusionsflüssigkeit und/oder Weiterleitung an eine externe Anzeigevorrichtung und/oder Speichervorrichtung.
16. Com puterprogramm produkt umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Pro gramms dieses veranlassen, das computerimplementierte Verfahren gemäß Anspruch 15 auszuführen.
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