WO2003037408A1 - Vorrichtung zum regeln des volumenstroms von infusionsflüssigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zum regeln des volumenstroms von infusionsflüssigkeiten Download PDF

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WO2003037408A1
WO2003037408A1 PCT/EP2002/011967 EP0211967W WO03037408A1 WO 2003037408 A1 WO2003037408 A1 WO 2003037408A1 EP 0211967 W EP0211967 W EP 0211967W WO 03037408 A1 WO03037408 A1 WO 03037408A1
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Franz Durst
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Franz Durst
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    • A61M5/1689—Drip counters

Definitions

  • the invention relates to a device for regulating the volume flow of infusion liquids. It particularly concerns so-called gravitational infusion devices.
  • Such gravitational infusion devices essentially consist of an infusion container holding the infusion liquid, a drip chamber connected to it and a tube leading away from the drip chamber, which is connected to a vein of the patient via a venous catheter.
  • a hose clamp is placed on the hose to adjust the volume flow of the infusion liquid.
  • the hose clamp conventionally consists of a cylinder which is adjustable on a ramp which runs obliquely to the axis of the hose in order to change the flow cross-section of the hose.
  • the volume flow is here depending on the negative pressure created in the infusion device by the blood circulation and on the filling level in the infusion container. It is not constant due to the system. Apart from that, the flow cross-section cannot be kept constant with the conventional hose clamps. It is necessary to have the volume flow checked and adjusted again by nursing staff.
  • a device for adjusting the flow rate for infusion devices is known. It is essentially a needle valve inserted into an infusion tube. A flow cross-section can be set exactly with such a needle valve. However, it is not possible to use the blood circulation and the changing filling level in the infusion to compensate for pressure changes caused by the container. Even with such a needle valve, the supply of an infusion liquid with a constant volume flow cannot be guaranteed.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a device that can be produced as simply and inexpensively as possible should be specified, with which a constant volume flow of an infusion liquid can be ensured.
  • Another object of the invention is to use components which are as conventional as possible or to incorporate them into the device according to the invention.
  • a device for regulating the volume flow of infusion liquids comprising
  • an actuating device with a housing which has a passage extending from an input connection to an output connection and a device for changing the flow cross section of the passage by means of an actuating element, a means for measuring the volume flow of the infusion liquid,
  • control unit which can be electrically connected to the means for measuring the volume flow and to the servomotor for automatically regulating the volume flow by means of the servomotor.
  • the device according to the invention is relatively simple. It can be easily combined with conventional infusion containers, drip chambers, etc. With the automatic control provided according to the invention, the changes in the volume flow occurring in gravitational infusion devices can be kept constant simply and reliably. The device according to the invention also allows a constant supply of extremely low volume flows. The provision of costly to manufacture injection or infusion pumps is no longer necessary.
  • the input and / or output connection of the actuating device can be designed in a conventional manner as a sleeve or socket.
  • the control unit comprises a suitable electrical control circuit in order to keep the volume flow as precisely as possible at a predetermined value.
  • the adjusting element is expediently adjustable by means of an adjusting ring provided on its outside, preferably rotatable coaxially to the axis of the line. Because of its relatively large diameter, such an adjusting ring enables a particularly exact setting of the flow cross section. An easily readable marking can also be attached here.
  • the actuator can, for. B. be connected via a V-belt or a toothed belt with the adjusting ring.
  • the actuator can act as part of a needle valve parallel to the axis of the passage or be adjustable. It is expediently rotatably received in a fine thread in the housing. It can be sealed off from the housing by means of an O-ring.
  • the control element and the input connection are advantageously made in one piece from injection-molded plastic. This saves manufacturing costs.
  • the housing is expediently made in one piece with the outlet connection from injection-molded plastic.
  • the input port can have a seal. It can be an O-ring or a molded plastic lip.
  • the actuating device can be manufactured inexpensively. It can be designed as a disposable part.
  • a transparent drip chamber is provided for connection to the input connection.
  • the drip chamber can be a conventional drip chamber. The provision of such a drip chamber enables visual inspection in a simple manner.
  • the means for measuring the volume flow can have a device for measuring the drops delivered per unit of time from an infusion container into the drip chamber.
  • the measuring device expediently has a light barrier.
  • the light barrier can be accommodated in a further housing designed in the manner of a slotted ring, which can be plugged onto the drip chamber. When plugged in, the light barrier is arranged so that it is interrupted by the drops falling into the drop chamber.
  • the volume flow can be concluded from the number of interruptions measured per unit of time.
  • the device for measuring can also have a display device on which the measured number of drops per unit time can be read. - The number of per unit of time Drops delivered from an infusion container depend in particular on the negative pressure prevailing in the device.
  • a constant number of drops per unit of time usually ensures that the volume flow of the infusion liquid is also constant.
  • the droplets dispensed from the infusion container into the drip chamber per unit of time are measured optically; contact with the infusion liquid is avoided.
  • the proposed measuring device can be used again and again.
  • the means for measuring the volume flow can have a sensor for measuring the volume flow, which is advantageously arranged downstream of the actuating device.
  • the sensor can be provided, but the sensor is preferably additionally provided for the device for measuring.
  • the sensor is expediently a conventional mass flow sensor.
  • Such a sensor enables in particular the exact measurement of the smallest volume flows.
  • such a sensor will be used in particular when the smallest volume flows need to be supplied.
  • the additional provision of the proposed sensor advantageously enables the system to be automatically calibrated continuously. Such a self-calibration ensures the highest possible level of safety, as is required for medical devices. A particularly precise regulation of the volume flow can thus be achieved.
  • the measured values can be adjusted using the control unit e.g. B. telemetrically to remote monitoring devices.
  • the nursing staff e.g. B. set a certain number of drops per unit of time. This number of drops is continuously measured by the measuring device and the measured values are sent to the control unit passed.
  • the control unit regulates the volume flow via the servomotor and the actuating device.
  • control unit has a signal device with which a warning signal can be generated when a predetermined value of the volume flow is exceeded or undershot. In this way, the patient or the nursing staff can immediately recognize that there is a malfunction.
  • the device for measuring the volume flow and the control unit can be designed as a structural unit. However, it is preferred that the device for measuring the volume flow is designed as a disposable part and has a connection for connecting to the control unit. The control unit can be used again and again.
  • the control unit can have evaluation electronics and a unit for transmitting the measured values via remote data transmission to a remote monitoring device. This enables central monitoring of all devices in use in a ward or in a hospital.
  • the proposed device consists of several components. Depending on the requirement profile, these can be combined with one another, in particular with conventional components of a gravitational infusion system.
  • a kit comprising the following components which can be releasably connected to one another by means of a clamp, plug, screw or snap connection is also provided:
  • an adjusting device for adjusting the volume flow a means for measuring the volume flow of the infusion liquid
  • control unit which can be electrically connected to the means for measuring the volume flow and the servomotor for automatically regulating the volume flow by means of the servomotor.
  • the actuator for adjusting the volume flow can, for. B. be designed as a needle valve.
  • a needle valve can have a sleeve as an inlet connection and a socket as an outlet connection. This makes it possible to attach a drop chamber or a hose to the inlet connection by means of a plug connection.
  • a servomotor can be attached to the actuating device by means of a plug or screw connection and connected to an adjusting ring of the needle valve via a V-belt.
  • the means for measuring can be designed so that it can be combined with conventional display devices.
  • the kit also includes a display device on which the measured number of drops per unit time can be read.
  • the proposed device can be easily modified depending on the intended use. It is only necessary to combine the components required for the respective application.
  • Fig. 1 shows an infusion device according to the prior art
  • Fig. 2 shows the number of drops delivered over the
  • Fig. 5 is a cross-sectional view of an actuator
  • Fig. 6 is a schematic representation of a mass flow sensor.
  • a drip chamber 2 is connected to an infusion container 1 which holds the infusion liquid.
  • the drip chamber 2 is connected to the infusion container 1 by means of a hollow needle 3.
  • a hose 4 which is connected to a vein of the patient by means of a venous catheter 5, is connected to an outlet port of the drip chamber 2, which is not shown here.
  • a hose clamp is designated by reference number 6.
  • FIG. 2 shows the number of drops dispensed into the drip chamber 2 over time in the device according to FIG. 1. It can be seen that the number of drops dispensed is not constant over time. The number of drops and thus the amount of infusion liquid increases continuously per unit of time. This is attributed to an undesirable increase in the flow cross section in the area of the hose clamp 6.
  • FIG. 3 shows a device according to the invention.
  • a conventional drip chamber 2 is attached to an infusion container 1.
  • An outlet connection of the drip chamber 2, which cannot be seen here, is connected to an actuating device 7, to the further outlet connection (not shown here) the hose 4 is connected.
  • the adjusting device 7 has an adjusting ring 8 with which a flow cross-section of a passage 15 provided in the adjusting device 7 can be changed.
  • a drop counter 9 is on the housing of the
  • the drop counter 9 has a further housing which is designed in the manner of a slotted ring. The slot width is selected so that the further housing can be plugged onto the drip chamber 2 and is held there by friction.
  • a light barrier (not shown here) is accommodated in the further housing.
  • Downstream of the actuating device 7, a sensor 10 for measuring the volume flow is switched into the hose 4. However, it may also be the case that the sensor 10 is connected directly to an output connection, for example a nozzle.
  • With 11 is denotes an electronic control unit, which is formed in one piece with the sensor 10.
  • a servomotor 12 is also provided, which is connected to the adjusting ring 8 via a V-belt 12a. The electronic control unit 11 receives the signals from the light barrier 9 and the sensor 10.
  • the current volume flow is determined by means of suitable control or evaluation electronics and compared with a predetermined volume flow. In the event of a deviation, the servomotor 12 is appropriately actuated so that the actual volume flow corresponds to the predetermined volume flow
  • the actuating device 7 is shown in cross section in FIG. 5.
  • An adjusting element 13, preferably made of injection-molded plastic, is designed in the manner of an adjusting screw and has an adjusting ring 8.
  • An inlet sleeve 14 is designed to correspond to an outlet connection (not shown here) of a conventional drip chamber 2.
  • a passage 15 extends coaxially from the inlet sleeve 14 and is tapered at the end.
  • a housing 16 is provided with a thread 17 into which the adjusting element 13 is screwed.
  • a needle 18, with which the end of the passage 15 can be closed, is arranged in the housing 16 coaxially to the passage 15.
  • the actuating element 13 is sealed against the housing 16 with an O-ring 19.
  • the lines 20 lead from the housing 16 to an outlet 21, here designed as a sleeve.
  • the outlet 21 can also be designed as a socket.
  • 6 schematically shows the structure of the sensor 10.
  • a heating element 23 is attached to the inner wall of a pipe passage 22.
  • the thermocouples 24 and 25 are expediently arranged at the same distance on the heating element 23.
  • the thermocouples 24 and 25 are expediently arranged at the same distance on the heating element 23.
  • the upstream thermocouple 24 measures a lower temperature than the downstream thermocouple 25. The difference in the measured temperatures is a measure of the flow rate.
  • the sensor 10 can also be part of the actuating device 7. In this case, it is arranged downstream of the control element 13.
  • the sensor 10 can, for example, form an outlet connection of the actuating device 7.
  • the actuating device 7 can be designed together with the sensor 10 as a disposable part.
  • a conventional drip chamber 2 can be plugged with its outlet support into a corresponding sleeve of the actuating device 7.
  • the adjusting device 7 enables the droplet number to be set precisely by means of the adjusting ring 8.
  • the number of drops per unit of time is measured by means of the drop counter 9.
  • the measurement is carried out via a light barrier.
  • the number of drops measured can be displayed to the nursing staff via a display unit (not shown here). This enables a particularly precise adjustment of the number of drops.
  • control unit 11 uses the evaluation electronics specified in the control unit 11, measured values supplied by the drop counter 9 are continuously evaluated for calibration.
  • the volume flow is monitored simultaneously by means of the sensor 10.
  • the control unit 11 controls the servomotor 12 in a suitable manner, so that a constant volume flow is constantly guaranteed. In this way, both small and large volume flows can be kept constant safely and reliably.
  • a warning signal can be emitted by means of the control unit 11 via a display instrument (not shown here) as soon as the volume flow changes in an impermissible manner. It is also possible to send the measured values to remote monitoring devices, e.g. B. monitoring computer to transmit. The use of costly to manufacture injection or infusion pumps is no longer necessary.
  • the proposed device has a modular structure. Depending on requirements, it can be configured quickly and without great technical effort by the nursing staff. Telemetric monitoring of the measured values is possible. This saves personnel expenses. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Volumenstroms von Infusionsflüssigkeiten umfassend eine Stelleinrichtung (7) mit einem Gehäuse (16) mit einem von einem Eingangsanschluss (14) zu einem Ausgangsanschluss (21) sich erstreckenden Durchgang (15), und einer Einrichtung zum Ändern eines Durchflussquerschnitts des Durchgangs (15), welche ein parallel zur Achse des Durchgangs (15) wirkendes Stellelement (13) aufweist, ein Mittel zum Messen des Volumenstroms der Infusionsflüssigkeit, einen Stellmotor (12) zum Betätigen des Stellelements (13), und einer Regeleinheit (11) mit einer Regeleinheit zum automatischen Regeln des Volumenstroms mittels des Stellmotors (12).

Description

Vorrichtung zum Regeln des Volumenstroms von Infusionsflüssigkeiten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Volu- menstroms von Infusionsflüssigkeiten. Sie betrifft insbesondere so genannte gravitative Infusionsvorrichtungen.
Solche gravitativen Infusionsvorrichtungen bestehen im Wesentlichen aus einem die Infusionsflüssigkeit aufnehmenden Infusionsbehälter, einer daran angeschlossenen Tropfkammer und einem von der Tropfkammer wegführenden Schlauch, der über einen Venenkatheter mit einer Vene des Patienten verbunden ist. Auf dem Schlauch ist zur Einstellung des Volumenstroms der Infusionsflüssigkeit eine Schlauchklemme aufgesetzt. Die Schlauchklemme besteht herkömmlicherweise aus einem Zylinder, der auf einer schräg zur Achse des Schlauchs verlaufenden Rampe zur Änderung des Durchflussquerschnitts des Schlauchs verstellbar ist.
Der Volumenstrom ist hier u.a. abhängig von dem in der Infusionsvorrichtung sich durch die Blutzirkulation einstellenden Unterdruck und von der Füllhöhe im Infusionsbehälter. Er ist schon systembedingt nicht konstant . Abgesehen davon kann konstruktionsbedingt mit den herkömmlichen Schlauchklemmen der Durchflussquerschnitt nicht konstant gehalten werden. Es ist erforderlich, den Volumenstrom immer wieder durch Pflegepersonal zu kontrollieren und neu einzustellen.
Aus der DE 42 04 959 AI ist eine Vorrichtung zum Einstellen der Durchflussmenge für Infusionsvorrichtungen bekannt. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um ein in einen Infusionsschlauch eingeschaltetes Nadelventil. Mit einem solchen Nadelventil kann zwar ein Durchflussquerschnitt exakt eingestellt werden. Es ist damit aber nicht möglich, die durch die Blutzirkulation und die sich ändernde Füllhöhe im Infusions- behälter hervorgerufenen Druckänderungen zu kompensieren. Auch mit einem solchen Nadelventil kann eine Zufuhr einer Infusionsflüssigkeit mit einem konstanten Volumenstrom nicht gewährleistet werden.
Wenn einem Patienten eine Infusionsflüssigkeit mit einem konstanten Volumenstrom zugeführt werden muss, ist ein Einsatz von Injektions- oder Infusionspumpen notwendig. Solche Pumpen sind teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine möglichst einfach und kostengünstig herstellbare Vorrichtung angegeben werden, mit der ein konstanter Volumenstrom einer In- fusionsflussigkeit sichergestellt werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, möglichst herkömmliche Komponenten zu benutzen bzw. in die erfindungsgemäße Vorrichtung einzubinden.
Diese Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 14. Sie wird ferner durch einen Kit mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen des Kits ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 16 und 17.
Nach Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Regeln des Volumenstroms von Infusionsflüssigkeiten vorgesehen, umfassend
eine Stelleinrichtung mit einem Gehäuse, das einen von einem Eingangsanschluss zu einem Ausgangsanschluss sich erstreckenden Durchgang und eine Einrichtung zum Ändern des Durchflussquerschnitts des Durchgangs mittels eines Stellelements auf- weist, ein Mittel zum Messen des Volumenstroms der Infusionsflüssigkeit ,
einen Stellmotor zum Betätigen des Stellelements und
eine mit dem Mittel zum Messen des Volumenstroms und mit dem Stellmotor elektrisch verbindbare Regeleinheit zum automatischen Regeln des Volumenstroms mittels des Stellmotors.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist relativ einfach aufgebaut. Sie kann ohne weiteres mit herkömmlichen Infusionsbehältern, Tropfkammern usw. kombiniert werden. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen automatischen Regelung können die bei gravitativen Infusionsvorrichtungen auftretenden Änderungen des Volumenstroms einfach und zuverlässig konstant gehalten werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt auch eine konstante Zuführung äußerst geringer Volumenströme. Das Vorsehen kostenaufwändig herzustellender Injektions- oder Infusionspumpen ist nicht mehr erforderlich. Der Eingangs- und/oder Ausgangsanschluss der Stelleinrichtung kann in herkömmlicher Weise als Muffe oder Stutzen ausgeführt sein. Die Regeleinheit umfasst eine geeignete elektrische Regelschaltung, um den Volumenstrom möglichst exakt auf einem vorgegebenen Wert zu halten.
Zweckmäßigerweise ist das Stellelement mittels eines an seiner Außenseite vorgesehenen, vorzugsweise koaxial zur Achse der Leitung drehbaren, Stellrings einstellbar. Ein solcher Stellring ermöglicht wegen seines relativ großen Durchmessers eine besonders exakte Einstellung des Durchflussquerschnitts. Es kann hier überdies eine einfach ablesbare Markierung angebracht werden. Der Stellmotor kann z. B. über einen Keilriemen oder einen Zahnriemen mit dem Stellring antriebsmäßig verbunden sein. Das Stellelement kann als Bestandteil eines Nadelventils parallel zur Achse des Durchgangs wirken bzw. verstellbar sein. Es ist zweckmäßigerweise drehbar in einem Feingewinde im Gehäuse aufgenommen. Es kann gegenüber dem Gehäuse mittels eines O-Rings abgedichtet sein.
Vorteilhafterweise sind das Stellelement und der Eingangsan- schluss in einstückiger Ausbildung aus spritzgegossenem Kunststoff hergestellt. Das spart Herstellungskosten. Das Gehäuse ist zweckmäßigerweise in einstückiger Ausbildung mit dem Ausgangsanschluss aus spritzgegossenem Kunststoff herge- stellt. Der Eingangsanschluss kann eine Dichtung aufweisen. Dabei kann es sich um eine O-Ring oder eine angespritzte Kunststofflippe handeln. Insgesamt kann die Stelleinrichtung kostengünstig hergestellt werden. Sie kann als Wegwerfteil ausgeführt sein.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist eine transparente Tropfkammer zum Anschluss am Eingangsanschluss vorgesehen. Bei der Tropfkammer kann es sich um eine herkömmliche Tropfkammer handeln. Das Vorsehen einer solchen Tropf- kammer ermöglicht auf einfache Weise eine Sichtkontrolle.
Das Mittel zum Messen des Volumenstroms kann eine Einrichtung zur Messung der pro Zeiteinheit aus einem Infusionsbehälter in die Tropfkammer abgegebenen Tropfen aufweisen. Die Ein- richtung zum Messen weist zweckmäßigerweise eine Lichtschranke auf. Die Lichtschranke kann in einem nach Art eines geschlitzten Rings ausgebildeten weiteren Gehäuse aufgenommen sein, welches auf die Tropfkammer aufsteckbar ist. Die Lichtschranke ist im aufgesteckten Zustand so angeordnet, das sie durch die in die Tropfenkammer fallenden Tropfen jeweils unterbrochen wird. Aus der Anzahl der pro Zeiteinheit gemessenen Unterbrechungen kann auf den Volumenstrom geschlossen werden. Die Einrichtung zum Messen kann ferner eine Anzeigeeinrichtung aufweisen, auf der die gemessene Tropfenzahl pro Zeiteinheit ablesbar ist. - Die Anzahl der pro Zeiteinheit aus einem Infusionsbehälter abgegebenen Tropfen ist insbesondere vom in der Vorrichtung herrschenden Unterdruck abhängig. Eine konstante Tropfenzahl pro Zeiteinheit gewährleistet üblicherweise, dass der Volumenstrom der Infusionsflüssigkeit ebenfalls konstant ist. Die Messung der pro Zeiteinheit vom Infusionsbehälter in die Tropfkammer abgegebenen Tropfen erfolgt optisch; es wird ein Kontakt mit der Infusionsflüssigkeit vermieden. Die vorgeschlagene Einrichtung zum Messen kann immer wieder verwendet werden.
Das Mittel zum Messen des Volumenstroms kann einen Sensor zum Messen des Volumenstroms aufweisen, der vorteilhafterweise stromabwärts der Stelleinrichtung angeordnet ist. Der Sensor kann alternativ zur Einrichtung zum Messen vorgesehen sein, bevorzugterweise ist der Sensor jedoch zusätzlich zur Einrichtung zum Messen vorgesehen. Bei dem Sensor handelt es sich zweckmäßigerweise um einen herkömmlichen Massestromsensor. Ein solcher Sensor ermöglicht insbesondere die exakte Messung kleinster Volumenströme. Neben der oben vorgeschlage- nen Lichtschranke wird ein solcher Sensor insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn eine Zuführung kleinster Volumenströme erforderlich ist. Das zusätzliche Vorsehen des vorgeschlagenen Sensors ermöglicht vorteilhafterweise ständig eine automatische Kalibrierung des Systems. Eine solche Selbst- Kalibrierung gewährleistet ein höchst mögliches Maß an Sicherheit, wie es für medizintechnische Vorrichtungen gefordert wird. Es kann damit eine besonders exakte Regelung des Volumenstroms erreicht werden. Die gemessenen Werte können mittels der Regeleinheit z. B. telemetrisch an entfernte Überwachungseinrichtungen weitergegeben werden.
Zum Applizieren der Infusion wird vom Pflegepersonal z. B. eine bestimmte Tropfenanzahl pro Zeiteinheit eingestellt. Diese Tropfenanzahl wird über die Einrichtung zur Messung ständig gemessen und die Messwerte werden an die Regeleinheit weitergegeben. Die Regeleinheit regelt über den Stellmotor und die Stelleinrichtung den Volumenstrom.
Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal weist die Regeleinheit eine Signaleinrichtung auf, mit der bei Über- oder Unterschreitung eines vorgegebenen Werts des Volumenstroms ein Warnsignal erzeugbar ist. So kann durch den Patienten oder das Pflegepersonal sofort erkannt werden, dass eine Fehlfunk- tion vorliegt .
Die Einrichtung zum Messen des Volumenstroms und die Regeleinheit können als Baueinheit ausgeführt sein. Es ist aber bevorzugt, dass die Einrichtung zum Messen des Volumenstroms als Einwegteil ausgeführt ist und einen Anschluss zum Verbin- den mit der Regeleinheit aufweist. Die Regeleinheit kann immer wieder verwendet werden.
Die Regeleinheit kann eine Auswerteelektronik und Einheit zur Übertragung der gemessenen Werte via Datenfernübertragung an eine entfernte Überwachungseinrichtung aufweisen. Das ermöglicht eine zentrale Überwachung sämtlicher auf einer Station oder in einem Krankenhaus im Einsatz befindlichen Vorrichtungen.
Die vorgeschlagene Vorrichtung besteht aus mehreren Komponenten. Diese können je nach Anforderungsprofil miteinander, insbesondere mit herkömmlichen Bestandteilen eines gravitati- ven Infusionssystems kombiniert werden. - Erfindungsgemäß ist des Weiteren ein Kit umfassend die folgenden mittels einer Klemm-, Steck-, Schraub- oder RastVerbindung miteinander lösbar verbindbaren Komponenten vorgesehen:
eine Stelleinrichtung zum Einstellen des Volumenstroms, ein Mittel zum Messen des Volumenstroms der Infusionsflüssigkeit,
einen Stellmotor zum Betätigen des Stellelements, und
eine mit dem Mittel zum Messen des Volumenstroms und dem Stellmotor elektrisch verbindbare Regeleinheit zum automatischen Regeln des Volumenstroms mittels des Stellmotors.
Die Stelleinrichtung zum Einstellen des Volumenstroms kann z. B. als Nadelventil ausgeführt sein. Selbstverständlich können statt dessen auch andere Ventile verwendet werden, die eine exakte Einstellung eines Durchflussquerschnitts ermöglichen. Ein solches Nadelventil kann als Eingangsanschluss eine Muffe und als Ausgangsanschluss einen Stutzen aufweisen. Damit ist es möglich, mittels einer Steckverbindung eine Tropfenkammer oder einen Schlauch am Eingangsanschluss anzubringen. In gleicher Weise ist es möglich, mittels einer Steckverbindung stromabwärts der Stelleinrichtung einen Schlauch oder einen mit einem korrespondierenden weiteren Eingangsanschluss versehenen Sensor zur Messung des Volumenstroms anzuschließen. In ähnlicher Weise kann mittels einer Steck- oder Schraubverbindung ein Stellmotor an der Stelleinrichtung angebracht und über einen Keilriemen mit einem Stellring des Nadelventils verbunden werden. Eine Lichtschranke zur Messung der pro
Zeiteinheit in die Tropfkammer abgegeben Tropfen kann z. B. auf die Tropfkammer aufgesteckt und dort klemmend gehalten werden. Desgleichen ist es selbstverständlich auch möglich, anstelle der vorgenannten Verbindungen herkömmliche Rast- oder Schraubverbindungen zu verwenden. Die Komponenten sind in jedem Fall so aufeinander abgestimmt, dass eine einfache und schnelle Montage möglich ist.
Das Mittel zum Messen kann so ausgeführt sein, dass es mit herkömmlichen Anzeigevorrichtungen kombinierbar ist. Nach ei- nem weiteren Ausgestaltungsmerkmal umfasst der Kit aber auch eine Anzeigeeinrichtung, auf der die gemessene Tropfenzahl pro Zeiteinheit ablesbar ist.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ist je nach Einsatzzweck einfach modifizierbar. Es müssen lediglich die für den jeweiligen Einsatzzweck erforderlichen Komponenten miteinander kombiniert werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Infusionsvorrichtung nach dem Stand der
Technik,
Fig. 2 die Anzahl der abgegebenen Tropfen über der
Zeit bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine erste erfindungsgemäße Infusionsvorrich- tung,
Fig. 4a, b die Anzahl der Tropfen über der Zeit gemessen bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer Stelleinrichtung und
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Massestromsensors .
In Fig. 1 ist eine Infusionsvorrichtung nach dem Stand der Technik gezeigt. An einem die Infusionsflüssigkeit aufnehmenden Infusionsbehälter 1 ist eine Tropfkammer 2 angeschlossen. Die Tropfkammer 2 ist mittels einer Hohlnadel 3 mit dem Infu- sionsbehälter 1 verbunden. Im Bereich der Hohlnadel 3 ist auch eine in den Infusionsbehälter 1 reichende Luftzufuhröff- nung vorgesehen. An einem hier nicht gezeigten Ausgangsstutzen der Tropfkammer 2 ist ein Schlauch 4 angeschlossen, der mittels eines Venenkatheters 5 mit einer Vene des Patienten verbunden ist. Eine Schlauchklemme ist mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet.
In Fig. 2 ist über der Zeit die Anzahl der in die Tropfkammer 2 abgegebenen Tropfen bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ge- zeigt. Es ist erkennbar, dass die Anzahl der abgegebenen Tropfen bei der Zeit nicht konstant ist. Die Tropfenanzahl und damit auch die Menge an Infusionsflüssigkeit steigt pro Zeiteinheit kontinuierlich an. Das wird auf eine unerwünschte Vergrößerung des Durchflussquerschnitts im Bereich der Schlauchklemme 6 zurückgeführt.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Auch hier ist an einem Infusionsbehälter 1 eine herkömmliche Tropfkammer 2 angebracht. Ein hier nicht erkennbarer Ausgangsstutzen der Tropfkammer 2 ist mit einer Stelleinrichtung 7 verbunden, an deren weiteren Ausgangsstutzen (hier nicht gezeigt) der Schlauch 4 angeschlossen ist. Die Stelleinrichtung 7 weist einen Stellring 8 auf, mit dem ein Durchflussquerschnitt eines in der Stelleinrichtung 7 vorgesehenen Durchgangs 15 än- derbar ist. Ein Tropfenzähler 9 ist auf das Gehäuse der
Tropfkammer 2 aufgesteckt. Der Tropfenzähler 9 weist ein weiteres Gehäuse auf, welches nach Art eines geschlitzten Rings ausgebildet ist. Die Schlitzbreite ist so gewählt, dass das weitere Gehäuse auf die Tropfkammer 2 aufsteckbar ist und dort reibschlüssig gehalten wird. Im weiteren Gehäuse aufgenommen ist eine (hier nicht gezeigte) Lichtschranke. Stromabwärts der Stelleinrichtung 7 ist in den Schlauch 4 ein Sensor 10 zur Messung des Volumenstroms eingeschaltet. Es kann aber auch sein, dass der Sensor 10 unmittelbar an einem Ausgangs- anschluss, z.B. einem Stutzen, angeschlossen ist. Mit 11 ist eine elektronische Regeleinheit bezeichnet, welche in einem Stück mit dem Sensor 10 ausgebildet ist. Ferner ist ein Stellmotor 12 vorgesehen, welcher über einen Keilriemen 12a mit dem Stellring 8 verbunden ist. Die elektronische Regel- einheit 11 empfängt die Signale der Lichtschranke 9 und des Sensors 10. Mittels einer geeigneten Regel- bzw. Auswertelektronik wird der momentane Volumenstrom bestimmt und mit einem vorgegebenen Volumenstrom verglichen. Im Falle einer Abweichung erfolgt eine geeignete Ansteuerung des Stellmotors 12, so dass der tatsächliche Volumenstrom mit dem vorgegebenen Volumenstrom übereinstimmt.
Die Fig. 4 a und b zeigen über der Zeit die Anzahl der in die Tropfkammer 2 abgegebenen Tropfen bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 3. Es wird eine hervorragende Konstanz der Anzahl der pro Zeiteinheit in die Tropfkammer 2 abgegebenen Tropfen erreicht .
In Fig. 5 ist im Querschnitt die Stelleinrichtung 7 gezeigt. Ein, vorzugsweise aus spritzgegossenem Kunststoff hergestelltes, Stellelement 13 ist nach Art einer Stellschraube ausgebildet und weist einen Stellring 8 auf. Eine Eingangsmuffe 14 ist korrespondierend ausgebildet zu einem (hier nicht gezeigten) Ausgangsstutzen einer herkömmlichen Tropfkammer 2. Von der Eingangsmuffe 14 erstreckt sich koaxial ein Durchgang 15, der am Ende verjüngt ist. Ein Gehäuse 16 ist mit einem Gewinde 17 versehen, in welches das Stellelement 13 eingeschraubt ist. Im Gehäuse 16 ist koaxial zum Durchgang 15 eine Nadel 18 angeordnet, mit welcher das Ende des Durchgangs 15 ver- schließbar ist. Mit einem O-Ring 19 ist das Stellelement 13 gegen das Gehäuse 16 abgedichtet. Die Leitungen 20 führen vom Gehäuse 16 zu einem, hier als Muffe ausgebildeten, Ausgang 21. Der Ausgang 21 kann auch als Stutzen ausgebildet sein. Fig. 6 zeigt schematisch den Aufbau des Sensors 10. An der Innenwand eines Rohrdurchgangs 22 ist ein Heizelement 23 angebracht. Stromaufwärts des Heizelements 23 befindet sich ein erstes Thermoelement 24, stromabwärts des Heizelements 23 ei- ne zweites Thermoelement 25. Die Thermoelemente 24 und 25 sind zweckmäßigerweise im selben Abstand am Heizelement 23 angeordnet. Wenn die Flüssigkeit im Rohrdurchgang 22 steht, breitet sich die vom Heizelement 23 erzeugte Wärme gleichmäßig aus. An den Thermoelementen 24 und 25 wird dieselbe Tem- peratur gemessen. Sofern die Flüssigkeit strömt, misst das stromaufwärts angeordnete Thermoelement 24 eine geringere Temperatur als das stromabwärts angeordnete Thermoelement 25. Die Differenz der gemessenen Temperaturen ist ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit .
Der Sensor 10 kann auch Bestandteil der Stelleinrichtung 7 sein. In diesem Fall ist er stromabwärts des Stellelements 13 angeordnet. Der Sensor 10 kann beispielsweise einen Ausgangsstutzen der Stelleinrichtung 7 bilden. In diesem Fall kann die Stelleinrichtung 7 zusammen mit dem Sensor 10 als Einwegteil ausgeführt werden. In ähnlicher Weise ist es auch denkbar, die Regeleinheit 11 und den Stellmotor 12 zu einem einzigen Bauteil zusammenzufassen. Ein solches Bauteil kann über eine geeignete elektromechanische Steckverbindung mit dem je- weiligen Einwegteil verbunden werden.
Die Funktion der gezeigten Vorrichtung ist folgende:
Eine herkömmliche Tropfkammer 2 kann mit ihrem Ausgangsstut- zen in eine korrespondierende Muffe der Stelleinrichtung 7 dichtend gesteckt werden. Die Stelleinrichtung 7 ermöglicht eine genaue Einstellung der Tropfenzahl mittels des Stell- rings 8. Mittels des Tropfenzählers 9 wird die Anzahl der Tropfen pro Zeiteinheit gemessen. Die Messung erfolgt über eine Lichtschranke. Die Anzahl der gemessenen Tropfen kann über eine (hier nicht gezeigte) Anzeigeeinheit dem Pflegepersonal ange- zeigt werden. Damit ist eine besonders genaue Einstellung der Tropfenanzahl möglich.
Mittels der in der Regeleinheit 11 vorgegebenen Auswerteelektronik werden von dem Tropfenzähler 9 gelieferte Messwerte zur Kalibrierung kontinuierlich ausgewertet. Der Volumenstrom wird gleichzeitig mittels des Sensors 10 überwacht. Infolge dessen kann die Vorrichtung selbstkalibrierend ausgeführt sein. Die Regeleinheit 11 steuert den Stellmotor 12 in geeigneter Weise, so dass ständig ein konstanter Volumenstrom ge- währleistet ist . Auf diese Weise können sowohl kleine als große Volumenflüsse sicher und zuverlässig konstant gehalten werden. Mittels der Regeleinheit 11 kann über ein (hier nicht gezeigtes) Anzeigeinstrument ein Warnsignal abgegeben werden, sobald der Volumenstrom sich in unzulässiger Weise ändert. Außerdem ist es möglich, die Messwerte an entfernte Überwachungseinrichtungen, z. B. Überwachungscomputer, zu übertragen. Der Einsatz kostenaufwändig herzustellender Injektionsoder Infusionspumpen ist nicht mehr erforderlich.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ist modular aufgebaut. Sie kann je nach Anforderung schnell und ohne großen technischen Aufwand vom Pflegepersonal konfiguriert werden. Eine teleme- trische Überwachung der gemessenen Werte ist möglich. Das spart Personalaufwand. Bezugszeichenliste
1 Infusionsbehälter
2 Tropf ammer 3 Hohlnadel
4 Schlauch
5 Venenkatheter
6 Schlauchklemme
7 Stelleinrichtung 8 Stellring
9 Tropfenzähler
10 Einrichtung zur Messung des Volumenstroms
11 Regeleinheit
12 Stellmotor 12a Keilriemen
13 Stellelement
14 Eingangsmuffe
15 Durchgang
16 Gehäuse 17 Gewinde
18 Nadel
19 O-Ring 20 Leitung 21 Ausgang 22 Rohrdurchgang
23 Heizelement
24 erstes Thermoelement
25 zweites Thermoelement

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Regeln des Volumenstroms von Infusionsflüssigkeiten umfassend
eine Stelleinrichtung (7) mit einem Gehäuse (16) , das einen von einem Eingangsanschluss (14) zu einem Ausgangsanschluss (21) sich erstreckenden Durchgang (15) und eine Einrichtung (13, 15, 18) zum Ändern eines Durchflussquer- Schnitts des Durchgangs (15) mittels eines Stellelements (13) aufweist,
ein Mittel zum Messen des Volumenstroms der Infusionsflüssigkeit,
einen Stellmotor (12) zum Betätigen des Stellelements (13) , und
eine mit dem Mittel zum Messen des Volumenstroms und mit dem Stellmotor (12) elektrisch verbindbare Regeleinheit zum automatischen Regeln des Volumenstroms mittels des Stellmotors (12) .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stellelement (13) mittels eines an seiner Außenseite vorgesehenen, vorzugsweise koaxial zur Achse des Durchgangs (15) drehbaren, Stellrings (8) einstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Stell- element (13) als Bestandteil eines Nadelventils, parallel zur Achse des Durchgangs (15) wirkt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine transparente Tropfkammer (2) zum Anschließen am Eingangsanschluss (14) vorgesehen ist
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel zum Messen des Volumenstroms eine Einrichtung (9) zum Messen der pro Zeiteinheit aus einem Infusionsbehälter (1) in die Tropfkammer (2) abgegebenen Tropfen aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (9) zum Messen eine Lichtschranke aufweist .
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtschranke in einem nach Art eines geschlitzten Rings ausgebildeten weiteren Gehäuse aufgenommen ist, welches auf die Tropfkammer (2) aufsteckbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (9) zum Messen eine Anzeigeeinrichtung aufweist, auf der die gemessene Tropfenzahl pro Zeiteinheit ablesbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel zum Messen des Volumenstroms einen Sensor
(10) zur Messung des Volumenstroms aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (10) stromabwärts der Stelleinrichtung (7) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regeleinheit (11) eine Signaleinrichtung aufweist, mit der bei Über- oder Unterschreitung eines vorgegebenen Werts des Volumenstroms ein Warnsignal erzeugbar ist .
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von der Einrichtung (9) zum Messen und/oder dem Sensor (10) gelieferte Messwerte zur Kalibrierung der Regeleinheit verwendet werden.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (10) und die Regeleinheit (11) als Baueinheit ausgeführt sind.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (10) als Einwegteil ausgeführt ist und einen Anschluss zum Verbinden mit der Regeleinheit (11) aufweist .
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regeleinheit (11) eine Einheit zur Übertragung der gemessenen Werte via Datenfernübertragung an eine entfernte Überwachungseinrichtung aufweist.
16. Kit umfassend die folgenden mittels einer Klemm-, Steck-, Schraub- oder Rastverbindung miteinander lösbar verbindbaren Komponenten:
eine Stelleinrichtung (7) zum Einstellen des Volumenstroms,
ein Mittel zum Messen des Volumenstroms der Infusionsflüssigkeit ,
einen Stellmotor (12) zum Betätigen des Stellelements (13) , und
eine mit dem zum Messen des Volumenstroms und mit dem Stellmotor (12) elektrisch verbindbare Regeleinheit zum automatischen Regeln des Volumenstroms mittels des Stell - motors (12) .
17. Kit nach Anspruch 15, wobei das Mittel zum Messen eine Einrichtung (9) zum Messen der pro Zeiteinheit aus einem Infusionsbehälter abgegeben Tropfen umfasst .
18. Kit nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Mittel zum Messen einen Sensor (10) zum Messen des Volumenstroms umfasst .
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