WO2005092412A1 - Adapter und pumpeninterface zur druckmessung für eine infusionspumpe - Google Patents

Adapter und pumpeninterface zur druckmessung für eine infusionspumpe Download PDF

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WO2005092412A1
WO2005092412A1 PCT/EP2004/014732 EP2004014732W WO2005092412A1 WO 2005092412 A1 WO2005092412 A1 WO 2005092412A1 EP 2004014732 W EP2004014732 W EP 2004014732W WO 2005092412 A1 WO2005092412 A1 WO 2005092412A1
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WO
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adapter
pump
membrane
plunger
pump interface
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PCT/EP2004/014732
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English (en)
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Inventor
Markus BÜTIKOFER
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Disetronic Licensing Ag
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Publication date
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168—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
    • A61M5/16831—Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies
    • A61M5/16854—Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies by monitoring line pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61M2205/02—General characteristics of the apparatus characterised by a particular materials
    • A61M2205/0244—Micromachined materials, e.g. made from silicon wafers, microelectromechanical systems [MEMS] or comprising nanotechnology

Definitions

  • the invention relates to an adapter and a pump interface for pressure measurement for an infusion pump.
  • the invention relates to an adapter and a pump interface for pressure measurement for an infusion pump, which are used for occlusion detection and / or leak detection.
  • the exact dosage of the product dose administered is of great importance, in particular in the case of dosed administration to humans.
  • the monitoring of the correct product administration is desirable, if not essential.
  • One way of monitoring is to monitor the pressure of the product fluid, since if the mechanical and electronic components of an infusion or injection device are functioning properly, it can be concluded that the product is being administered properly, as long as the fluid pressure maintains a predetermined pressure range. If this is not observed, an occlusion or a leak in the fluid management system can be concluded.
  • Various designs of infusion pumps, as well as various methods for pressure measurements and for occlusion detection / leakage detection are known from the prior art.
  • a method for pressure measurement is known from US-A-4,373,525, the change in the outer diameter of an elastic tube through which a fluid intended for infusion lies is detected.
  • the change in outside diameter is related to the change in fluid pressure in the elastic tube.
  • DE 38 71 721 T2 extends the method known from US-A-4,373,525 to the effect that when a predefined threshold value is exceeded, the infusion pump is stopped within a defined time interval and an alarm signal is triggered.
  • a pressure sensor for infusion lines is known, which is used to determine the media pressure in an elastic hose section.
  • a pressure element acts on a beam fixed on one side, which carries an influencing part at its free end.
  • This influencing part is a core in a coil arrangement, the position of the core changing the frequencies of the voice coils. Numerous measured pressure values are recorded at regular time intervals and then averaging takes place to achieve a representative pressure value.
  • a pressure sensor arrangement which is assigned to a drive device for driving a disposable pump cassette, which has a pressure sensor and a position detection device, the pressure sensor having an elongate, longitudinally movable, rod-shaped part with one end, which is of such a type is configured such that it can contact the pressure detection part of the cassette, the rod-shaped part being designed such that it can move in response to a change in the pressure in the cassette, which further comprises a flexible support for storing the elongated rod-shaped part, which can bend depending on the movement of the rod, and has a position detection device which makes the flexible carrier assignable for monitoring the bending movement of the carrier, characterized in that the flexible carrier has a first a flexible support which is fixedly fixed in the transverse direction of the rod-shaped part and a second flexible support which supports a second end of the elongated rod-shaped part, the first flexible support being arranged between the first and the second end of the rod-shaped part that the bending the first and second
  • a method for monitoring the pressure of a product fluid to be administered in doses during an infusion or injection is known, which is made from a container which is accommodated in a housing or is formed by this, by advancing one in the Received piston container can be poured out.
  • a reaction force exerted by the piston on the housing as a measure of the pressure is measured and fed to a controller for driving the piston.
  • the control compares the measured reaction force with a predefined comparison force and controls the drive of the piston taking into account the comparison result.
  • the comparison force is a target value for the reaction force and a direct target / actual comparison is carried out between the measured reaction force and its target value.
  • the invention further relates to a device which is particularly suitable for carrying out this method.
  • the object of the invention is to provide an adapter and a pump interface for pressure measurement for an infusion pump, with the aid of which pressure measurement or occlusion detection and / or leak detection can be carried out extremely reliably and quickly.
  • the degree of complexity should be significantly reduced, which leads to lower manufacturing costs.
  • An adapter according to the invention for measuring pressure for an infusion pump can, for example, be placed on the infusion pump and comprises a fluid channel and an insert.
  • a liquid active ingredient solution can be used as the fluid, the path of the fluid being determined by the fluid channel.
  • the fluid channel has a connection possibility to an ampoule and a connection possibility to an infusion set.
  • the ampoule is a storage container for the fluid and the infusion set enables the fluid to be infused into a recipient, for example a patient. If the infusion pump and the infusion set function properly, a fluid flows out of the ampoule through the fluid channel to the infusion set, the fluid being pumped from the ampoule to the infusion set or being displaced from the ampoule.
  • the insert of the adapter according to the invention has a surface which is in contact with the fluid channel, for example can form a boundary of the fluid channel.
  • the insert can be made from a single material or from several different materials or composite materials. If the surface of the insert, which is in contact with the fluid channel, is formed by a certain part of the insert, which can be characterized materially or functionally, for example a coating, then this is understood to mean that the insert in contact with the fluid channel according to the invention is.
  • the insert is movable in its entirety or at least partially and can be deflected from a rest position. The rest position is defined as the position in which the insert is when it is not subjected to any force due to the pressure of a fluid.
  • the fluid pressure in the fluid channel is transmitted directly to the insert via its surface, and its surface, which is in contact with the fluid channel, serves as the active surface.
  • the insert can consist of one or more individual parts. These can be rigid or elastic.
  • the fluid channel of an adapter according to the invention preferably has a rigid wall. This rigid wall is advantageous because, in the event of an increase in pressure, the fluid pressure can be better transmitted to the insert or its active surface.
  • elastic walls there is a risk that they could expand excessively when the pressure inside the fluid increases, which could lead to the fluid pressure being delayed or increasing less overall, even though there is already an occlusion or partial blockage. This can prevent a quick and reliable detection of an occlusion.
  • the fluid channel has a chamber.
  • the dimensions of this chamber can differ from the rest of the fluid channel; for example, its cross section can be shorter than that of the rest of the fluid channel. It is advantageous here if the volume of the chamber is kept relatively small. If the overall fluid path is as short as possible or the volume of the entire fluid channel is small, occlusion and / or leakage can be detected particularly quickly and reliably. Accordingly, the chamber must be prevented from having an excessively large dead volume, that is to say that the filling volume of the entire fluid channel is not unduly increased. The smaller a volume, the faster a pressure increase can be detected in it.
  • the insert is arranged in the chamber.
  • the underside of the chamber can be formed by the insert.
  • its surface can be made relatively large and flat in order to optimally take over the fluid pressure with its active surface.
  • the insert comprises a plunger and / or an adapter membrane.
  • the plunger is preferably made of a rigid material
  • the adapter membrane is preferably elastic and preferably has a low intrinsic stiffness.
  • the surface of the insert, which is in contact with the fluid channel, is preferably formed by the plunger.
  • the adapter membrane can with be in contact with the fluid channel. In an advantageous embodiment of the invention, it serves for the elastic mounting of the tappet.
  • the elastically mounted plunger of the insert can be deflected from its rest position, for example, by an increased pressure of the fluid.
  • the adapter membrane can be firmly connected to the adapter in partial areas so that these areas are not deflected. These sub-areas can also perform a sealing function.
  • the tappet is designed as a T-tappet. It therefore has an elongated, e.g. cylindrical part, as well as a wider attachment piece.
  • the T-plunger preferably has symmetry with respect to an axis or point reflection.
  • the center of reflection is preferably on the longitudinal axis of the plunger.
  • the plunger can have rotational symmetry, and it can also have a square or rectangular cross section.
  • the plunger should preferably be designed in such a way that, due to the fluid pressure that is transferred to the surface of the plunger, the T-plunger does not tilt or wedge, but rather that it extends along a e.g. straight axis can move out of its rest position.
  • This axis preferably points in the direction of a pump interface according to the invention.
  • the adapter membrane is approximately U-shaped in cross-section and preferably has an annular circumference around the tappet.
  • the force that acts on the tappet is, for example, directly proportional to the prevailing fluid pressure.
  • the adapter membrane is bent, for example, in a predetermined manner.
  • the adapter membrane is only slightly deformed, ie the pressure energy of the fluid is only converted to a small extent into deformation work. Instead, it is practically completely available for moving the tappet, which enables a more precise determination of the fluid pressure, in particular the adapter membrane is practically not stretched in this embodiment.
  • the adapter membrane can rest along the stretched part of the T-tappet and / or at the same time below the T-piece. It is thus, for example, formed in a ring-shaped manner around a region of the tappet that does not have the maximum diameter of the tappet, as a result of which, for example, a seal can also be realized.
  • the invention relates to a pump interface with a sensor that can be coupled to the insert of an adapter.
  • a coupling can be a mechanical contact, for example.
  • the sensor serves to determine the fluid pressure of a fluid whose corresponding pressure or force effect has been transferred to the insert of an adapter.
  • pressure sensors can be, for example, pressure-sensitive microchips with an integrated bridge circuit. Their small size is advantageous.
  • Pressure sensors can, for example, be provided with a gel in the housing above the die in order to protect the sensitive microchip and to ensure an even distribution of force. They are therefore suitable, for example, for measuring gas and liquid pressures.
  • Some sensors are also spring-loaded in the housing with a soft adhesive. When pressurized, they can dodge to a small extent or change their position, which is advantageous in the case of mechanical contacting by a solid. A stiff, immobile sensor surface is often not available. Care should also be taken to contact the microchip in parallel or even on a small area such as 1 mm 2 .
  • a strain gauge is deformed on a bending beam.
  • Such a strain gauge is installed, for example, in a Wheatstone bridge. A voltage change that is proportional to the force acting can be detected. Because the bending beam is pressed against a base plate or a stop at maximum force, there is little or no risk of destruction due to overload.
  • the pump interface comprises a transmission piece, via which the insert piece of the adapter can be coupled to the sensor, for example mechanically or magnetically.
  • the transmission piece can have a solid or non-solid state of matter. It can be made in one part or in several parts, it can be rigid and / or elastic.
  • the transmission piece can be deflected in whole or in part from a rest period. In the rest position, no external forces act on the transmission piece.
  • the coupling of the transmission piece with the insert piece can take place, for example, in the solid state of aggregation over a surface which ensures the best possible transmission of force from the insert piece of the adapter to the transmission piece. In the case of a point contact, the adjustment should be more precise.
  • the transmission piece comprises a counter tappet and / or a pump membrane.
  • the counter tappet is advantageously made of a rigid material.
  • the pump membrane is preferably elastic and preferably has a low intrinsic stiffness.
  • the counter plunger of the transmission piece can have the same properties and embodiments as the plunger of the insert piece of an adapter according to the invention.
  • the pump membrane of the transfer piece can have the same properties and features as the adapter membrane of the insert piece of an adapter according to the invention.
  • the counter tappet is designed as a dumbbell-shaped counter tappet.
  • the dumbbell-shaped counter plunger has, for example, an elongated e.g. cylindrical part, as well as a wider attachment piece.
  • the counter plunger is symmetrical.
  • the center of symmetry can lie along a longitudinal axis of the counter tappet for the counter tappet.
  • the counter tappet can be rotational symmetry and can be square or have a rectangular cross section.
  • the counter-plunger is preferably designed in such a way that when the force is transmitted from the insert of an adapter to the counter-plunger, no tilting and / or tilting of the counter-plunger occurs, but rather that it can be moved without problems along a predetermined, for example, straight axis.
  • the pump interface is advantageously designed such that the pump membrane ensures the elastic mounting of the counter-plunger.
  • the pump membrane can also be firmly clamped into the pump interface at an edge area. The clamped part of the pump membrane is therefore immovable or cannot be displaced from a rest position like the counter-plunger.
  • the pump interface according to the invention is preferably designed in such a way that the pump diaphragm is U-shaped in cross-section and is designed in a ring shape around the counter-plunger.
  • the U-shape of the cross section or the angled embodiment of the pump membrane means that the pump membrane is practically only bent and not stretched and thus deformed under the action of the counter-plunger connected to it. There is practically no deformation work to be done here, and the entire force acting on the counter-plunger can be used to move the counter-plunger.
  • the pump membrane is designed in a ring shape around a region of the counter-plunger that does not have the maximum diameter of the counter-plunger.
  • the pump interface advantageously has at least one protection against accidental contact to protect the pump diaphragm and / or the sensor against contact. Touching could result in damage to the pump membrane, for example, or the sensor could be damaged.
  • a protection against accidental contact to protect the pump diaphragm is advantageously designed in the form of brackets, so that contact with the pump diaphragm and / or the sensor is preferably prevented while the adapter is being replaced. These brackets can be formed parallel to each other at a certain distance, which, for example, makes contact with a finger impossible. However, you could also cross each other. They can be straight or curved.
  • the senor is on a print and is held by a sensor holder. This facilitates a sufficient and exact fixation of the sensor, so that an optimal pressure measurement or force measurement can be carried out with the sensor.
  • the print can snap into the sensor holder in a defined manner.
  • Other types of fastening are also possible, for example gluing or screwing.
  • the invention relates to a pump with an adapter according to the invention and with a pump interface according to the invention as described above.
  • the pump thus has at least one interchangeable adapter for pressure measurement with a fluid channel and with an insert, the fluid channel being able to connect to a z. B. arranged in a pump ampoule and a connection to an infusion set, and wherein the insert has a surface which is in contact with the fluid channel and which can be deflected from a rest position.
  • the pump has at least one pump interface with a sensor that can be coupled to the insert of an adapter.
  • an ampoule which contains the fluid to be administered can be inserted into the pump.
  • the pump according to the invention comprises a pump device.
  • This pump device includes, for example, a stopper, a threaded rod and a motor.
  • the stopper is advantageously located in the ampoule, for example it forms the bottom of a cylindrical ampoule.
  • the stopper can be moved within the ampoule by means of a threaded rod which is driven by a motor. By moving the stopper in the ampoule, the fluid is pressed out of the ampoule.
  • the fluid channel is advantageously connected to the ampoule via a cannula formed on the fluid channel of the adapter. This cannula can be passed through a septum that closes the ampoule. This ensures a safe and clean connection.
  • the fluid channel is advantageously connected to the infusion set through a luer which is enclosed in the adapter.
  • a luer enables a secure and stable connection of an inherently fragile section of the infusion set to the fluid channel of the adapter.
  • other connection options are also possible.
  • a pump according to the invention advantageously has an adapter membrane and a pump membrane. If the adapter is placed on the pump interface, the adapter membrane and the pump membrane are advantageously slightly prestressed against one another, so that approximately a compensation of the inherent rigidity of the adapter and pump membrane is achieved in the zero position. In the zero position there is a balance of forces.
  • the compensation of the inherent stiffnesses means that when the diaphragm or the parts connecting it, such as insert and transfer piece, move due to an additional external force or an additional external pressure, such as the fluid pressure, these are used entirely to shift the insert or transfer piece can be. No energy is therefore used to overcome the inherent stiffness of the adapter and / or pump membrane.
  • the inherent rigidity of the pump membrane is less or greater than that of the adapter membrane. Accordingly, the preload path of the pump membrane is chosen to be larger or smaller than that of the pump membrane.
  • the invention relates to the use of the adapter for detecting an occlusion and / or a leak.
  • An occlusion refers to a blockage or partial narrowing of the fluid path to an infusion set.
  • the Occlusion is noticeable by an increase in pressure within the fluid channel, and can therefore be detected by an adapter according to the invention and by a pump interface according to the invention as described above by a pressure measurement.
  • An occlusion occurs when the measured fluid pressure exceeds a previously specified target value.
  • Leakage i.e. an undesired loss of fluid product, occurs when the measured fluid pressure falls below a minimum value previously specified in this regard.
  • the invention relates to a method for detecting an occlusion and / or a leak using an adapter according to the invention and using a pump interface as described above.
  • a pressure measurement can be made at any time e.g. be carried out by a single measurement.
  • the time of this individual measurement is advantageously independent of possible interval distributions of a liquid drug.
  • the single measurement enables the immediate detection of a possible occlusion or leak.
  • the method according to the invention thus works extremely quickly and reliably.
  • the invention relates to a further method for detecting an occlusion and / or leak using an adapter according to the invention and using a pump interface according to the invention as described above.
  • the fluid pressure is, in good approximation with respect to the measuring accuracy of the sensor, proportional to the force that presses on the sensor. This can be achieved, for example, by prestressing the adapter membrane and the pump membrane against each other when the adapter is placed on the pump interface in such a way that approximately a compensation of the inherent stiffness of the adapter and pump membrane is achieved.
  • a corresponding proportionality of the fluid pressure to the force that presses on the sensor can also be achieved in that a membrane, which ensures elastic mounting of a tappet, is U-shaped in cross section and has an annular circumference around the tappet.
  • the deflected rigid plunger presses on the sensor.
  • the special shape of the membrane e.g. its U-shaped cross-section or more generally its properties due to its angled structure, ensures that when the tappet moves, the membrane is only bent and is not significantly deformed or stretched. No additional pressure energy is converted into deformation work of the membrane, so that all energy can be used to move the tappet.
  • the direct proportionality of the fluid pressure to the force acting on the sensor is guaranteed.
  • FIG. 1 shows a cross section through an adapter.
  • FIG. 2A shows a perspective cross section through a pump interface
  • 2B is a perspective top view of the pump interface
  • Fig. 6 is a diagram for the compensation of inherent stiffness of two memes
  • Fig. 7 shows a pump with adapter and pump interface.
  • the fluid channel 1 shows a cross section through an adapter 1 according to the invention. It has a fluid channel 2 and an insert 5.
  • the fluid channel 2 has a connection option 3 to an ampoule and a connection option 4 to an infusion set.
  • the connection option 3 to an ampoule comprises a cannula 9
  • the connection option 4 to an infusion set comprises a part 10 of the fluid channel to which a luer is connected with a corresponding luer thread 11.
  • the fluid channel has a chamber 8 to which the insert 5 adjoins on the underside.
  • the fluid channel course shown can be described as follows:
  • the insert 5 comprises a T-plunger 6 and an adapter membrane 7.
  • the adapter membrane 7 is connected to the T-plunger below the T-piece of the T-plunger 6.
  • the adapter membrane 7 ensures the elastic mounting of the T-plunger 6.
  • the adapter membrane 7 has a U-shaped cross-section and is designed to be ring-shaped and sealing around the T-plunger.
  • the T-plunger 6 is rigid, the adapter membrane 7 has a low inherent rigidity. Both are made of plastic.
  • the U-shaped cross section of the adapter membrane 7 and its attachment below the T-piece of the T-plunger 6 allows the T-plunger to deflect downwards perpendicularly to the fluid channel when pressure is exerted by the fluid, with practically all the pressure energy being involved in the movement work of the T- Tappet flows, there is practically no additional deformation work in the adapter membrane 7.
  • a direct proportional relationship results between the fluid pressure in the chamber 8 and the force with which the T-plunger 6 is pressed downward.
  • the pump interface 18 has a sensor 20 which can be coupled to the insert 5 of an adapter 1.
  • the sensor 20 is located on a print 22, the print 22 is held by a sensor holder 23. In this case, the print 22 has been snapped onto the sensor 23.
  • the pump interface 18 has a transmission piece 19.
  • the transmission piece 19 is composed of a counter plunger 21 and a pump membrane 24.
  • the counter plunger 21 has a notch and is made of a rigid material.
  • the pump membrane 24 is elastic and has a relatively low inherent rigidity.
  • the U-shaped pump membrane 24 is designed to run circumferentially around the counter-plunger 21. It engages with the constriction in the counter plunger 21.
  • This embodiment of the pump diaphragm 24 and counter plunger 21 ensures that when a force is transmitted to the counter plunger 21 through the insert 5 of an adapter 1 according to the invention, the force acting is used practically exclusively for the movement of the counter plunger 21; no additional energy is required to the pump diaphragm 24 to perform deformation work.
  • the pump diaphragm 24 and the sensor 20 are protected against contact and / or damage by a touch guard 25.
  • the contact protection 25 is designed in the form of brackets.
  • a first adapter connection rail 32 and a second adapter connection rail 29 are designed in the form of a circular arc.
  • an ampoule shaft sleeve 32 can be seen, into which an ampoule can be screwed.
  • a battery 26 is provided, which is located in a battery well sleeve 28. It is closed by a battery cover 27.
  • FIG. 2B shows a perspective top view of the pump interface 18, which had already been shown in cross-section in FIG. 2A.
  • the top of the counter-plunger 31 can be seen in a circle, which is encircled by the pump membrane 24 in a ring-shaped manner.
  • the first adapter connection rail 32 and the second adapter connection rail 29 can also be clearly seen, the ampoule shaft sleeve 32 can be seen on the left, and the battery cover 27 is shown in a plan view on the right.
  • FIG. 3A shows cross-section the deformation and expansion of a membrane 40a under the action of force 42.
  • the membrane is clamped on the sides 41, otherwise it can move freely under the action of force 42.
  • the result of the action of force 42 can be divided into two components: on the one hand there is a slight deflection 43a of the membrane 40a in the direction of the acting force 42, on the other hand the upper area of the membrane 40a stretched, for the expansion 45 deformation work is to be done.
  • the force required for the deformation work comes from the acting force 42.
  • FIG. 3B shows another situation in which a T-plunger 44 is elastically supported by a membrane 40b.
  • the situation is shown in cross-section.
  • the membrane 40b has a U-shaped cross section. It bears on both sides of the T-plunger 44 below its T-piece 47, or in the three-dimensional view it is formed in a ring around the T-plunger 44.
  • An external force 42 acts on the T-piece 47 of the T-plunger 44.
  • the direction of the force 42 is oriented perpendicular to the surface of the T-piece 47 of the T-plunger 44. Under the action of force 42, the T-plunger 44 is moved downward along the X-axis 46.
  • the membrane 40b with the aid of which the T-plunger 44 is mounted elastically, is practically not stretched here, and no portion of the force 42 is required to apply energy to deform the membrane 40b.
  • the entire force 42 is available for the downward movement 43b of the T-plunger 44.
  • a design according to the rules of FIG. 3b thus enables the fluid pressure to be in good approximation with respect to the measuring accuracy of a sensor, which is proportional to the force that presses on the sensor.
  • both the insert 5 of an adapter 1 according to the invention and the transmission piece 19 of a pump interface 18 according to the invention are equipped with a membrane.
  • the adapter membrane 7 and the pump membrane 24 can have different properties.
  • 5A-C show principle sketches of membranes biased against each other.
  • the forces that occur are indicated by arrows.
  • the upper striped arrows 61a, 61b and 61c each denote a membrane force 1
  • the arrows 62a, 62b and 62c each denote a membrane force 2.
  • Fig. 5A the membrane force 1 61a and the membrane force 2 62a are in equilibrium with each other.
  • the system is in the zero position 60a. In this case, no other external forces act on the system.
  • FIG. 5B in addition to the downward membrane force 1 61b and the upward membrane force 2 62b, an external force 63b is applied which, like the membrane force 62b, is directed upward.
  • the membrane force 61b increases compared to the membrane force 61a in FIG. 5A, the membrane force 2 62b is now smaller than the membrane force 62a in FIG. 5A.
  • the system in FIG. 5B is now deflected from the original zero position 60a, the current zero position 60b is shifted upwards. In this position 60b there is a balance of forces.
  • FIG. 5C shows a downward deflection of the system. It is in the new zero position 60c when there is an external force 63c.
  • the membrane force 1 61c is lower than in the reference case of FIG. 5A, the membrane force 2 62c is, however, greater than the force 62a in Fig. 5A.
  • adapter membrane 7 and the pump membrane 24 are prestressed against each other in such a way that their inherent stiffness is approximately compensated, then in the event of the action of force e.g. A T-plunger 6 on the membrane system ensures that only little force or energy is lost to the system and is removed from the measurement by the sensor.
  • FIG. 6 shows a diagram for the compensation of inherent stiffness of two membranes.
  • a soft membrane was used for the pump membrane 24 and a comparatively harder membrane was used for the adapter membrane 7.
  • the diagram in Fig. 6 shows the resulting forces when the system is deflected up and down from the zero point.
  • the curve belonging to the pump membrane has a relatively small negative slope.
  • the curve of the adapter membrane has a positive slope, which is significantly larger than the slope of the curve of the adapter membrane.
  • the curve of the resultant is drawn and of great interest. It is the force that is required for the deflection according to the resultant that is lost by the measurement of the fluid pressure by the sensor.
  • 7 shows a pump 70 according to the invention with an adapter 1 and a pump interface 18. The adapter 1 is placed on the pump interface 18.
  • An ampoule 71 is inserted into the pump 70. A fluid is pressed out of this by means of a movable plug 72.
  • the plug 72 is coupled to a threaded rod 73 which is moved by a motor 74.
  • the fluid path of the fluid initially runs out of the ampoule 71 into a cannula 9 which is attached to the fluid channel 2 of the adapter 1.
  • the cannula 9 pierces a septum 78, with the aid of which the ampoule 71 has been closed.
  • the fluid path continues through the fluid channel 2 into a chamber 8.
  • the chamber 8 has a relatively small filling volume so that a dead volume is kept as low as possible.
  • connection option 76 for an infusion set
  • this connection option 76 is formed by a Luer, other connections are also possible.
  • the fluid channel 2 is in contact with an insert 5 on the underside.
  • the insert 5 consists of a T-plunger 6 and an adapter membrane 7.
  • the adapter membrane 7 serves for the elastic mounting of the T-plunger 6.
  • the adapter membrane 7 is firmly clamped into the adapter 1 at the edges 80a.
  • the plunger 6 is made of a rigid material, the adapter membrane 7 has low inherent rigidity and a U-shaped cross section.
  • the adapter membrane 7 is formed in a ring-shaped manner around the T-plunger 6 and also fulfills a sealing function.
  • the transmission piece 19 comprises a pump diaphragm 24 and a counter tappet 21.
  • the counter tappet 21 is made of a rigid material and has a constriction 21a.
  • the counter plunger 21 is dumbbell-shaped in this embodiment.
  • the pump diaphragm 24 is in contact with the counter-plunger 21 in the constriction 21a.
  • the pump membrane 24 is formed in a ring-shaped manner around the counter-plunger 21. It serves for the elastic mounting of the counter tappet and is fixed at the ends 80b in the pump interface.
  • the pump membrane 24 has a low inherent rigidity and a U-shaped cross section.
  • the transmission piece 19 or the counter-plunger 21 is in contact with a detector 20a for the detection of occlusions and / or leaks.
  • two protective brackets are attached to the pump interface 18 as protection against contact 25.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Adapter (1) und ein Pumpeninterface (18) zur Druckmessung für eine Infusionspumpe. Insbesondere können hiermit Okklusionen und/oder Leckagen rasch und zuverlässig detektiert werden. Der Erfindungsgemäße Adapter umfasst einen Fluidkanal (2) mit einer Verbindungsmöglichkeit (3) zu einer Ampulle (71) und mit einer Verbindungsmöglichkeit (4) zu einem Infusionsset sowie ein Einsatzstück (5) mit einer Oberfläche, die mit dem Fluidkanal in Kontakt ist, und das aus einer Ruhelage ausgelenkt werden kann. Das Pumpeninterface kann mit dem Einsatzstück des Adapters gekoppelt werden und umfasst einen Sensor (20). Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Adapters und eines erfindungsgemäßen Pumpeninterfaces kann der Fluiddruck mit Hilfe des Sensors derart gemessen werden, dass der Fluiddruck in guter Nährung bezüglich der Messgenauigkeit des Sensors proportional ist zu der Kraft, die auf den Sensor drückt. Dieses Resultat wird durch spezielle Ausführungsformen von Kopplungselementen zwischen dem Fluidkanal und dem Sensor ermöglicht.

Description

Disetronic Licensing AG
Adapter und Pumpeninterface zur Druckmessung für eine Infusionspumpe
Die Erfindimg betrifft einen Adapter und ein Pumpeninterface zur Druckmessung für eine Infusionspumpe. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Adapter und ein Pumpeninterface zur Druckmessung für eine Infusionspumpe, welche zur Okklusionsdetektion und/oder Leckagedetektion verwendet werden.
Bei einer Infusion oder Injektion eines z.B. medizinischen oder pharmazeutischen Pro- duktfluids kommt der exakten Dosierung der dabei verabreichten Produktdosis große Bedeutung zu, insbesondere bei der dosierten Verabreichung an Menschen. Erfolgt die Verabreichung weitestgehend automatisiert, wie beispielsweise in der Insulinbehandlung mit tragbaren Infusionspumpen, so ist die Überwachung der ordnungsgemäßen Produktverabreichung wünschenswert, wenn nicht sogar unerlässlich. Eine Möglichkeit der Überwachung ist die Überwachung des Druckes des Produktfluids, da bei ordnungsgemäßer Funktion der mechanischen und elektronischen Komponenten eines Infusions- oder Injektionsgerätes auf eine ordnungsgemäße Produktverabreichung geschlossen werden kann, solange der Fluiddruck eine vorgegebene Druckspanne einhält. Bei Nichteinhaltung kann auf eine Okklusion oder eine Leckage im Fluidfuhrungssystem geschlossen werden. Leckagen und Okklusionen stellen insbesondere bei der automatisierten Verabreichung von Wirkstofflö- sungen im medizinischen oder tiermedizinischen Bereich wegen der Gefahr des Nichter- kennens oder des zu späten Erkennens ein Risiko dar. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausfuhrungsformen von Infusionspumpen, sowie verschiedene Verfahren für Druckmessungen und für Okklusionsdetektionen / Le- ckagedetektionen bekannt.
Aus US-A-4,373,525 ist ein Verfahren zur Druckmessung bekannt, wobei die Änderung des Außendurchmessers eines elastischen Schlauches, durch den ein zur Infusion bestimmtes Fluid liegt, detektiert wird. Die Änderung des Außendurchmessers wird zur Änderung des Fluiddruckes in dem elastischen Schlauch in Beziehung gesetzt.
In DE 38 71 721 T2 wird das aus US-A-4,373,525 bekannte Verfahren dahingehend erweitert, dass beim Überschreiten eines vordefinierten Schwellwertes innerhalb eines definierten Zeitintervalls die Infusionspumpe gestoppt und ein Alarmsignal ausgelöst wird.
Aus der Offenlegungsschrift DE 39 18 534 AI ist ein Drucksensor für Infusionsleitungen bekannt, der zur Ermittlung des Mediendruckes in einem elastischen Schlauchabschnitt dient. Ein Andrückorgan wirkt auf einen einseitig befestigten Balken, der an seinem freien Ende ein Beeinflussungsteil trägt. Dieses Beeinflussungsteil ist ein Kern in einer Spulenanordnung, wobei die Lage des Kerns die Frequenzen der Schwingspulen verändert. Es werden zahlreiche Druckmesswerte in regelmäßigen Zeitabständen aufgenommen und anschließend erfolgt eine Mittelwertbildung zur Erzielung eines repräsentativen Druckwertes.
Aus dem Europäischen Patent 0 291 727 Bl ist eine Drucksensoranordnung bekannt, welche einer Antriebseinrichtung zum Antreiben einer Einwegpumpkassette zugeordnet ist, welche einen Drucksensor und eine Positionsdetektionseinrichtung aufweist, wobei der Drucksensor ein längliches, in Längsrichtung bewegliches, stabförmiges Teil mit einem Ende aufweist, welches derart ausgelegt ist, dass es das Druckdetektionsteil der Kassette kontaktieren kann, wobei das stabformige Teil derart ausgelegt ist, dass es sich in Abhängigkeit von einer Änderung des Drucks in der Kassette bewegen kann, welche ferner einen flexiblen Träger zur Lagerung des länglichen stabförmigen Teils aufweist, welcher sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Stabes biegen kann, und eine Positionsdetektionseinrichtung aufweist, welche den flexiblen Träger zur Überwachung der Biegebewegung des Trägers zuordenbar macht, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Träger einen ersten flexiblen Träger, welcher fest in Querrichtung des stabformigen Teils angebracht ist, und einen zweiten flexiblen Träger aufweist, welcher ein zweites Ende des länglichen stabformigen Teils stützt, wobei der erste flexible Träger zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des stabformigen Teils angeordnet ist, dass die ersten und zweiten Träger sich in Abhängigkeit von der Bewegimg des stabformigen Teils, bewirkt durch eine Differenz des Drucks in der Kassette biegen, dass die Positionsdetektiereinrichtung einem von den ersten und zweiten Trägern zuordenbar ist, und dass femer eine verstellbare Halteeinrichtung zur Kalibrierung in Abhängigkeit von dem Druck vorgesehen ist.
Aus der Offenlegungsschrift DE 198 40 992 AI ist ein Verfahren zur Überwachung des Druckes eines bei einer Infusion oder Injektion dosiert zu verabreichenden Produktfluids bekannt, welches aus einem Behältnis, das in einem Gehäuse aufgenommen ist oder durch dieses selbst gebildet wird, durch Vorschieben eines in dem Behältnis aufgenommenen Kolbens ausschüttbar ist. Hierbei wird eine als Maß für den Druck dienende, vom Kolben auf das Gehäuse ausgeübte Reaktionskraft gemessen und einer Steuerung für einen Antrieb des Kolbens zugeführt. Die Steuerung vergleicht die gemessene Reaktionskraft mit einer vorgegebenen Vergleichskraft und steuert den Antrieb des Kolbens unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses. Die Vergleichskraft ist ein Sollwert für die Reaktionskraft und es wird ein unmittelbarer Soll/Ist- Vergleich zwischen der gemessenen Reaktionskraft und ihrem Sollwert durchgeführt. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.
Aus dem US Patent 4,277,227 ist eine Infusionspumpe mit Adapter bekannt. Das zu verabreichende Fluid durchströmt hierbei eine nach oben erweiterte Kammer. Im Falle einer Okklusion steigt der Pegelstand in dieser Kammer, es kommt dann zu einem Kontakt des Fluids mit einer elastischen Membran. Diese elastische Membran wird gedehnt und aufgelenkt und bewegt durch die Auslenkung eine Bewegungsvorrichtung, die beispielsweise durch einen Hebelarm ausgebildet ist. Dieser Arm ruft eine drehende Bewegung eines weiteren Elements hervor. Mit der Bewegung dieses weiteren Elementes ist die Position einer Lichtquelle bezüglich einer Fotozelle korrigiert. Fällt nun Licht von der Lichtquelle auf die Fotozelle, so wird durch diese optische Detektion das Überschreiten eines Druckschwellwertes angezeigt und ein Alarm ausgelöst. Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, einen Adapter und ein Pumpeninterface zur Druckmessung für eine Infusionspumpe zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe eine Druckmessung bzw. Okklusionsdetektion und/oder Leckagedetektion äußerst zuverlässig und schnell durchgeführt werden kann. Hierbei soll überdies der Komplexitätsgrad deutlich reduziert werden, was zu günstigeren Herstellungskosten führt.
Ein erfindungsgemäßer Adapter zur Druckmessung für eine Infusionspumpe kann z.B. auf die Infusionspumpe aufgesetzt werden und umfasst einen Fluidkanal und ein Einsatzstück. Als Fluid kann z.B. eine flüssige Wirkstofflösimg verwendet werden, wobei durch den Fluidkanal der Weg des Fluids festgelegt wird. Der Fluidkanal weist eine Verbindungsmöglichkeit zu einer Ampulle und eine Verbindungsmöglichkeit zu einem Infusionsset auf. Die Ampulle ist ein Vorratsbehälter für das Fluid und das Infusionsset ermöglicht eine Infusion des Fluids bei einem Empfänger, beispielsweise einem Patienten. Bei einer einwandfreien Funktion der Infusionspumpe und des Infusionssets strömt also ein Fluid aus der Ampulle heraus durch den Fluidkanal hin zum Infusionsset, wobei das Fluid aus der Ampulle hin zum Infusionsset gepumpt wird oder aus der Ampulle verdrängt wird. Dieser Pumpvorgang kann kontinuierlich oder in Intervallen erfolgen. Das Einsatzstück des erfindungsgemäßen Adapters weist eine Oberfläche auf, die mit dem Fluidkanal in Kontakt ist also z.B. eine Begrenzung des Fluidkanals bilden kann. Das Einsatzstück kann aus einem einzigen Material oder aber aus mehreren verschiedenen Materialien oder Verbundwerkstoffen hergestellt sein. Wird die Oberfläche des Einsatzstückes, die mit dem Fluidkanal in Kontakt ist, von einem bestimmten Teil des Einsatzstückes, das materiell oder funktioneil gekennzeichnet werden kann, gebildet, beispielsweise einer Beschichtung, so wird dies so aufgefasst, dass das Einsatzstück mit dem Fluidkanal erfindungsgemäß in Kontakt ist. Das Einsatzstück ist in seiner Gesamtheit oder zumindest teilweise beweglich und kann aus einer Ruhelage ausgelenkt werden. Als Ruhelage wird hierbei diejenige Position definiert, in der sich das Einsatzstück befindet, wenn es keiner Krafteinwirkung durch den Druck eines Fluides unterliegt. Dem Einsatzstück wird hierbei über seine Oberfläche unmittelbar der Fluiddruck im Fluidkanal übermittelt, und seine Oberfläche, die mit dem Fluidkanal in Kontakt ist, dient hierbei als Wirkfläche. Das Einsatzstück kann aus einem oder aus mehreren Einzelteilen bestehen. Diese können starr oder elastisch ausgebildet sein. Bevorzugt besitzt der Fluidkanal eines erfindungsgemäßen Adapters eine starre Wandung. Diese starre Wandung ist von Vorteil, weil im Falle einer Druckerhöhung der Fluiddruck besser auf das Einsatzstück bzw. dessen Wirkfläche übertragen werden kann. Bei der Verwendung von elastischen Wandungen besteht die Gefahr, dass sich diese bei einer Druckerhöhung innerhalb des Fluids über Gebühr ausdehnen könnten, was dazu führen könnte, dass der Fluiddruck zeitlich verzögert oder insgesamt weniger stark ansteigt, obwohl bereits eine Okklusion oder eine teilweise Verstopfung vorliegt. Dies kann eine rasche und zuverlässige Detektion einer Okklusion verhindern.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Fluidkanal eine Kammer auf. Diese Kammer kann sich in ihren Dimensionierungen von dem übrigen Fluidkanal unterscheiden, beispielsweise kann ihr Querschnitt kürzer sein als der des übrigen Fluidkanals. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Volumen der Kammer relativ klein gehalten wird. Bei einem insgesamt möglichst kurzen Fluidweg bzw. einem geringen Volumen des gesamten Fluidkanals ist eine Okklusion und/oder Leckage besonders rasch und zuverlässig nachzuweisen. Entsprechend gilt es bei der Kammer zu verhindern, dass sie ein zu großes Totvolumen aufweist, also das Füllvolumen des gesamten Fluidkanals nicht unnötig über Gebühr erhöht. Je geringer ein Volumen, desto rascher kann in diesem eine Druckerhöhung nachgewiesen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adapters ist das Einsatzstück in der Kammer angeordnet. Es kann also beispielsweise die Unterseite der Kammer durch das Einsatzstück gebildet werden. Dessen Oberfläche kann in diesem Fall verhältnismäßig groß und flach ausgebildet sein, um möglichst optimal den Fluiddruck mit seiner Wirkfläche zu übernehmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adapters umfasst das Einsatzstück einen Stößel und/oder eine Adaptermembran. Der Stößel ist bevorzugt aus einem starren Material, die Adaptermembran ist bevorzugt elastisch und weist bevorzugt eine geringe Eigensteifigkeit auf. Bevorzugt wird die Oberfläche des Einsatzstückes, die mit dem Fluidkanal in Kontakt ist, von dem Stößel gebildet. Die Adaptermembran kann mit dem Fluidkanal in Kontakt sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dient sie zur elastischen Lagerung des Stößels. Der elastisch gelagerte Stößel des Einsatzstückes kann z.B. durch einen erhöhten Druck des Fluids aus seiner Ruhelage ausgelenkt werden. Die Adaptermembran kann in Teilbereichen fest mit dem Adapter verbunden sein, so dass diese Bereiche nicht ausgelenkt werden. Diese Teilbereiche können auch eine Dichtungsfunktion wahrnehmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stößel als T-Stößel ausgebildet. Er weist also einen gestreckten, z.B. zylindrischen Teil, sowie ein breiteres Aufsatzstück auf.
Bevorzugt weist der T-Stößel eine Symmetrie bezüglich einer Achsen- oder Punktspiegelung auf. Das Spiegelungszentrum liegt hierbei bevorzugt auf der Längsachse des Stößels. Der Stößel kann hierbei Rotationssymmetrie aufweisen, desgleichen kann er einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt besitzen. Bevorzugt soll der Stößel so ausgebildet sein, dass es aufgrund des Fluiddrucks, der auf die Oberfläche des Stößels übertragen wird zu keiner Verkippung oder Verkeilung des T-Stößels kommt, sondern dass sich dieser entlang einer z.B. geraden Achse aus seiner Ruhelage hinausbewegen kann. Bevorzugt weist diese Achse in Richtung eines erfindungsgemäßen Pumpeninterfaces.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Adaptermembran im Querschnitt etwa U-fδrmig und bevorzugt um den Stößel ringförmig umlaufend ausgebildet. Bei einer entsprechend gewinkelten Ausführung der Adaptermembran, wie beispielsweise dem U- formigen Querschnitt, kann eine gute Kraftübertragung auf den Stößel erfolgen. Die Kraft, die auf den Stößel wirkt, ist hierbei z.B. direkt proportional zum herrschenden Fluiddruck. Bei einer Auslenkung des Stößels wird die Adaptermembran z.B. auf eine vorgegebene Art verbogen. Die Adaptermembran wird dabei z.B. nur unwesentlich verformt, d.h. die Druckenergie des Fluids wird nur in geringem Maße in Verformungsarbeit umgewandelt. Stattdessen steht sie praktisch vollständig zur Bewegung des Stößels zur Verfügung, was eine genauere Bestimmung des Fluiddrucks ermöglicht, insbesondere wird die Adaptermembran bei dieser Ausführungsform praktisch nicht gedehnt. Bei einem T-Stößel kann die Adaptermembran entlang des gestreckten Teils des T-Stößels und/oder gleichzeitig unterhalb des T-Stückes anliegen. Sie ist also z.B. um einen Bereich des Stößels, der nicht den maximalen Durchmesser des Stößels aufweist, ringförmig umlaufend ausgebildet, wodurch z.B. auch ein Dichtung realisiert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Pumpeninterface mit einem Sensor, der mit dem Einsatzstück eines Adapters gekoppelt werden kann. Eine Kopplung kann z.B. eine mechanische Kontaktierung sein. Der Sensor dient dazu, den Fluiddruck eines Fluids zu bestimmen, dessen entsprechende Druck- bzw. Kraftwirkung auf das Einsatzstück eines Adapters übertragen worden ist. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Fluiddruck direkt mit einem Sensor aufzunehmen, wie z.B. durch Drucksensoren oder Kraftsensoren. Drucksensoren können z.B. druckempfindliche Mikrochips mit integrierter Brückenschaltung sein. Vorteilhaft ist ihre kleine Baugröße. Drucksensoren können z.B. mit einem Gel im Gehäuse über dem Die versehen werden, um den empfindlichen Mikrochip zu schützen und eine gleichmäßige Kraftverteilung zu gewähren. Sie sind somit z.B. zum Messen von Gas und Flüssigkeitsdrücken geeignet. Einige Sensoren sind zudem mit einem weichen Klebstoff federnd im Gehäuse gelagert. Bei Druckbeaufschlagung können sie in geringem Maße ausweichen, respektive ihre Position verändern, was bei mechanischer Kontaktierung durch einen Festkörper vorteilhaft ist. Eine steife, unbewegliche Sensorfläche ist häufig nicht gegeben. Auch sollte darauf geachtet werden, den Mikrochip parallel bzw. eben auf einer kleinen Fläche wie z.B. 1 mm2 zu kontaktieren.
Bei Dehnungskraftsensoren wird ein Dehnungsmessstreifen auf einem Biegebalken verformt. Ein solcher Dehnungsmessstreifen ist beispielsweise in einer Wheatstonebrücke eingebaut. Es kann eine Spannungsänderung detektiert werden, die proportional zur einwirkenden Kraft ist. Weil der Biegebalken bei maximaler Kraft gegen eine Grundplatte oder einen Anschlag gedrückt wird, besteht die Gefahr der Zerstörung infolge Überlast nicht oder kaum. Je nach Kopplungsform, bzw. je nach Material und Aggregatzustand eines möglichen Kopplungsstückes, empfiehlt es sich, einen entsprechenden Sensor zur erfindungsgemäßen Realisierung des Pumpeninterfaces auszuwählen. Es ist auch möglich, das Einsatzstück eines Adapters direkt mit dem Sensor zu verbinden. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung umfasst das Pumpeninterface ein Ubertragungsstück, über das das Einsatzstück des Adapters mit dem Sensor z.B. mechanisch oder magnetisch gekoppelt werden kann. Das Ubertragungsstück kann einen festen oder nicht festen Aggregatzustand aufweisen. Es kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, es kann starr und/oder elastisch sein. Das Ubertragungsstück kann ganz oder teilweise aus einer Ruhelange ausgelenkt werden. In der Ruhelage wirken auf das Ubertragungsstück keinerlei äußere Kräfte ein. Die Kopplung des Übertragungsstückes mit dem Einsatzstück kann beispielsweise im festen Aggregatzustand über eine Fläche erfolgen, die eine möglichst optimale Kraftübertragung vom Einsatzstück des Adapters auf das Ubertragungsstück gewährleistet. Bei einem punktuellen Kontakt sollte die Justierung genauer sein.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Pumpeninterfaces umfasst das Ubertragungsstück einen Gegenstößel und/oder eine Pumpenmembran. Vorteilhafterweise ist der Gegenstößel aus einem starren Material. Die Pumpenmembran ist bevorzugt elastisch ausgebildet und besitzt bevorzugt eine geringe Eigensteifigkeit.
Grundsätzlich kann der Gegenstößel des Übertragungsstückes die gleichen Eigenschaften und Ausführungsformen aufweisen wie der Stößel des Einsatzstückes eines erfindungsgemäßen Adapters. Grundsätzlich kann die Pumpenmembran des Übertragungsstückes die gleichen Eigenschaften und Merkmale aufweisen wie die Adaptermembran des Einsatzstückes eines erfindungsgemäßen Adapters.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Pumpeninterfaces ist der Gegenstößel als hantelförmiger Gegenstößel ausgebildet. Der hantelformige Gegenstößel verfügt beispielsweise über einen gestreckten z.B. zylinderförmigen Teil, sowie über ein breiteres Aufsatzstück.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gegenstößel symmetrisch ausgebildet. Wie schon beim Stößel eines erfindungsgemäßen Adapters kann beim Gegenstößel das Symmetriezentrum hierbei entlang einer Längsachse des Gegenstößels liegen. Der Gegenstößel kann Rotationssymmetrie und kann einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Bevorzugt ist der Gegenstößel so ausgebildet, dass bei einer Kraftübertragung vom Einsatzstück eines Adapters auf den Gegenstößel keinerlei Verkippungen und/oder Verkantungen des Gegenstößels auftreten, sondern dass dieser problemlos entlang einer vorgegebenen z.B. geraden Achse bewegt werden kann.
Das Pumpeninterface ist vorteilhaft so ausgebildet, dass die Pumpenmembran die elastische Lagerung des Gegenstößels gewährleistet. Analog zur Adaptermembran kann auch die Pumpenmembran an einem Randbereich fest in das Pumpeninterface eingespannt sein. Der eingespannte Teil der Pumpenmembran ist somit unbeweglich bzw. nicht wie der Gegenstößel aus einer Ruhelage verschiebbar.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Pumpeninterface so ausgebildet, dass die Pumpenmembran im Querschnitt U-formig ist und ringförmig um den Gegenstößel umlaufend ausgebildet ist. Die U-Förmigkeit des Querschnitts bzw. die gewinkelte Ausführungsform der Pumpenmembran führt dazu, dass die Pumpenmembran unter Krafteinwirkung auf den mit ihr verbundenen Gegenstößel praktisch nur verbogen und nicht gedehnt und damit verformt wird. Es ist hierbei also praktisch keine Verformungsarbeit zu leisten und die gesamte Kraft, die auf den Gegenstößel einwirkt, kann dazu verwendet werden, den Gegenstößel zu bewegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Pumpeninterfaces ist die Pumpenmembran um einen Bereich des Gegenstößels, der nicht den maximalen Durchmesser des Gegenstößels aufweist, ringförmig ausgebildet. Bei einem konventionellen hanteiförmigen Stößel bedeutet dies beispielsweise, dass die Membran in einer Einkerbung des Gegenstößels angebracht ist.
Vorteilhafterweise weist das Pumpeninterface mindestens einen Berührungsschutz zum Schutz der Pumpenmembran und/oder des Sensors vor Berührungen auf. Durch Berührungen könnten beispielsweise Beschädigungen der Pumpenmembran resultieren oder der Sensor könnte beschädigt werden. Vorteilhafterweise ist ein Berührungsschutz zum Schutz der Pumpenmembran in Form von Bügeln ausgebildet, so dass ein Berühren der Pumpenmembran und/oder des Sensors bevorzugt während des Austauschens des Adapters ausgeschlossen ist. Diese Bügel können parallel zueinander in gewissem Abstand ausgebildet sein, welcher z.B. eine Berührung mit einem Finger unmöglich macht. Sie könnten einander jedoch auch überkreuzen. Sie können gerade oder geschwungen ausgebildet sein.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Pumpeninterfaces befindet sich der Sensor auf einem Print und wird von einem Sensorhalter gehalten. Dies erleichtert eine ausreichende und exakte Fixierung des Sensors, so dass eine optimale Druckmessung bzw. Kraftmessung mit dem Sensor vorgenommen werden kann. Der Print kann beispielsweise auf definierte Art und Weise in den Sensorhalter einschnappen. Auch andere Befestigungsarten sind möglich, beispielsweise Verklebungen oder Verschraubungen.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Pumpe mit einem erfindungsgemäßen Adapter und mit einem erfindungsgemäßen Pumpeninterface wie oben beschrieben. Die Pumpe verfügt also wenigstens über einen austauschbaren Adapter zur Druckmessung mit einem Fluidkanal und mit einem Einsatzstück, wobei der Fluidkanal eine Verbindungsmöglichkeit zu einer z. B. in einer Pumpe angeordneten Ampulle und eine Verbindungsmöglichkeit zu einem Infusionsset aufweist, und wobei das Einsatzstück eine Oberfläche aufweist, die mit dem Fluidkanal in Kontakt ist und das aus einer Ruhelage ausgelenkt werden kann. Weiterhin weist die Pumpe mindestens ein Pumpeninterface mit einem Sensor auf, der mit dem Einsatzstück eines Adapters gekoppelt werden kann.
Erfindungsgemäß kann eine Ampulle in die Pumpe eingesetzt werden, die das zu verabreichende Fluid enthält. Um das zu verabreichende Fluid aus der Ampulle herauszubefordern, umfasst die erfindungsgemäße Pumpe eine Pumpvorrichtung. Diese Pumpvorrichtung umfasst beispielsweise einen Stopfen, eine Gewindestange und einen Motor. Der Stopfen befindet sich vorteilhafterweise in der Ampulle, er bildet beispielsweise den Boden einer zylindrischen Ampulle aus. Der Stopfen kann innerhalb der Ampulle durch eine Gewindestange verschoben werden, die mit Hilfe eines Motors angetrieben wird. Durch das Verschieben des Stopfens in der Ampulle wird das Fluid aus der Ampulle herausgedrückt. Vorteilhafterweise erfolgt die Verbindung des Fluidkanals mit der Ampulle über eine an den Fluidkanal des Adapters ausgebildete Kanüle. Diese Kanüle kann durch ein Septum hindurchgeführt werden, das die Ampulle verschließt. Somit ist eine sichere und saubere Verbindung gewährleistet.
Vorteilhafterweise erfolgt die Verbindung des Fluidkanals mit dem Infusionsset durch einen Luer hindurch, der in den Adapter eingefasst ist. Die Verwendung eines Luers ermöglicht eine sichere und stabile Verbindung eines an sich fragilen Teilstückes des Infusionssets mit dem Fluidkanal des Adapters. Es sind aber auch andere Möglichkeiten zur Kon- nektierung möglich.
Vorteilhafterweise weist eine erfindungsgemäße Pumpe eine Adaptermembran und eine Pumpenmembran auf. Wird der Adapter auf das Pumpeninterface aufgesetzt, so werden vorteilhafterweise die Adaptermembran und die Pumpenmembran leicht gegeneinander vorgespannt, so dass in etwa eine Kompensation der Eigensteifigkeit von Adapter- und Pumpenmembran in der Nulllage erreicht wird. In der Nulllage herrscht Kräftegleichgewicht. Die Kompensation der Eigensteifigkeiten führt dazu, dass bei einer Bewegung der Membrane bzw. der sie verbindenden Teile wie beispielsweise Einsatzstück und Ubertragungsstück aufgrund einer zusätzlichen äußeren Kraft bzw. eines zusätzlichen äußeren Drucks wie dem Fluiddruck diese gänzlich zur Verschiebung des Einsatzstückes bzw. Ü- bertragungsstückes eingesetzt werden kann. Es wird somit keine Energie dazu benutzt, die Eigensteifigkeiten von Adapter- und/oder Pumpenmembran zu überwinden.
Bei einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe ist die Eigensteifigkeit der Pumpenmembran geringer oder größer als die der Adaptermembran. Entsprechend ist der Vorspannweg der Pumpenmembran größer oder kleiner als der der Pumpenmembran gewählt.
Nach einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Verwendung des Adapters zum Detektieren einer Okklusion und/oder einer Leckage. Eine Okklusion bezeichnet eine Verstopfung oder teilweise Verengung des Fluidweges hin zu einem Infusionsset. Die Okklusion macht sich durch eine Druckerhöhung innerhalb des Fluidkanals bemerkbar, und kann somit durch einen erfindungsgemäßen Adapter und durch ein erfindungsgemäßes Pumpeninterface wie oben beschrieben durch eine Druckmessung detektiert werden. Eine Okklusion liegt dann vor, wenn der gemessene Fluiddruck einen vorher spezifizierten Sollwert überschreitet. Eine Leckage, also ein ungewollter Verlust von fluidem Produkt, liegt dann vor, wenn der gemessene Fluiddruck einen diesbezüglich vorher spezifizierten Mindestwert unterschreitet.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Detektie- ren einer Okklusion und/oder einer Leckage mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Adapters und mit Hilfe eines Pumpeninterfaces wie oben beschrieben. Hierbei kann eine Druckmessung zu jedem beliebigen Zeitpunkt z.B. durch eine Einzelmessung vorgenommen werden. Der Zeitpunkt dieser Einzelmessung ist vorteilhaft unabhängig von möglichen Intervallausschüttungen eines Flüssigmedikamentes. Die Einzelmessung ermöglicht das sofortige Feststellen einer möglicherweise vorhandenen Okklusion oder Leckage. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet somit äußerst schnell und zuverlässig.
Gemäß eines weiteren Aspektes bezieht sich die Erfindung auf ein weiteres Verfahren zum Detektieren einer Okklusion und/oder Leckage mit Hilfe eines erfindungsgemaßen Adapters und mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Pumpeninterfaces wie oben beschrieben. Bei diesem Verfahren ist der Fluiddruck in guter Näherung bezüglich der Messgenauigkeit des Sensors proportional zu der Kraft, die auf den Sensor drückt. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die Adaptermembran und die Pumpenmembran beim Aufsetzen des Adapters auf das Pumpeninterface so gegeneinander vorgespannt werden, dass in etwa eine Kompensation der Eigensteifigkeiten von Adapter- und Pumpenmembran erreicht wird. Eine entsprechende Proportionalität des Fluiddruckes zu der Kraft, die auf den Sensor drückt, kann auch dadurch erreicht werden, dass eine Membran, die eine elastische Lagerung eines Stößels gewährleistet, im Querschnitt U-formig und um den Stößel ringförmig umlaufend ausgebildet ist. Hierbei drückt der ausgelenkte starre Stößel auf den Sensor. Die spezielle Form der Membran, z.B. ihr U-fÖrmiger Querschnitt bzw. allgemeiner ihre Eigenschaften aufgrund ihres gewinkelten Aufbaus, sorgt dafür, dass bei einer Bewegung des Stößels die Membran lediglich verbogen und nicht wesentlich verformt oder gedehnt wird. Es wird keine zusätzliche Druckenergie in Verformungsarbeit der Membran umgewandelt, so dass sämtliche Energie zur Verschiebung des Stößels genutzt werden kann. Somit liegt also eine optimale Kraftübertragung vor, die direkte Proportionalität des Fluiddruckes zu der Kraft, die auf den Sensor einwirkt, ist gewährleistet.
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren auf bevorzugte Ausführungsbeispiele eingegangen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Adapter;
Fig. 2A einen perspektivischen Querschnitt durch ein Pumpeninterface;
Fig. 2B eine perspektivische Aufsicht auf das Pumpeninterface;
Fig. 3 A eine Membran im verformten Zustand;
Fig. 3B einen T-Stößel elastisch gelagert durch eine Membran;
Fig. 4 Kennlinien von Eigensteifigkeiten von Membranen;
Fig. 5 A bis 5C Prinzipskizzen von gegeneinander vorgespannten Membranen;
Fig. 6 ein Diagramm zur Kompensation von Eigensteifigkeiten von zwei Mem und
Fig. 7 eine Pumpe mit Adapter und Pumpeninterface.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Adapter 1. Er weist einen Fluidkanal 2 und ein Einsatzstück 5 auf. Der Fluidkanal 2 besitzt eine Verbindungsmöglichkeit 3 zu einer Ampulle sowie eine Verbindungsmöglichkeit 4 zu einem Infusionsset. Die Verbindungsmöglichkeit 3 zu einer Ampulle umfasst eine Kanüle 9, die Verbindungsmöglichkeit 4 zu einem Infusionsset umfasst einen Teil 10 des Fluidkanals, an den ein Luer anschließt mit entsprechendem Luergewinde 11. Der Fluidkanal weist eine Kammer 8 auf, an die das Einsatzstück 5 unterseitig angrenzt. Der dargestellte Fluidkanalverlauf ist wie folgt zu beschreiben:
Vom Ampullenzugang 3 und der Kanüle 9 her in eine zylindrische Kammer 8. Die Kammerhöhe ist sehr eng gehalten, um das Füllvolumen zu minimieren. Durch die Kammer 8 hindurch. Die Unterseite der Kammer 8 wird durch die obere Seite des Einsatzstückes 5 begrenzt, welche als Wirkfläche den Fluiddruck übernimmt. In einem Kanal über die rechte Membranseite. In senkrechtem Kanal entlang einer Wand nach unten, um das Luergewinde 11 zu umgehen. In horizontalem Kanal unten am Lueranschluss 11 vorbei (diese Strecke entspricht dem Radius des Luers). Durch konisches oder zylindrisches Loch nach oben in den Luer.
Das Einsatzstück 5 umfasst einen T-Stößel 6 und eine Adaptermembran 7. Die Adaptermembran 7 ist unterhalb des T-Stückes des T-Stößels 6 mit dem T-Stößel verbunden. Die Adaptermembran 7 sorgt für die elastische Lagerung des T-Stößels 6. Die Adaptermembran 7 weist einen U-fÖrmigen Querschnitt auf und ist um den T-Stößel ringförmig umlaufend und dichtend ausgebildet. In diesem Beispiel ist der T-Stößel 6 starr, die Adaptermembran 7 weist eine geringe Eigensteifigkeit auf. Beide sind aus Kunststoff hergestellt. Der U- f rmige Querschnitt der Adaptermembran 7 und ihre Befestigung unterhalb des T-Stückes des T-Stößels 6 ermöglicht bei Druckbeaufschlagung durch das Fluid eine Auslenkung des T-Stößels senkrecht zum Fluidkanal nach unten, wobei praktisch sämtliche Druckenergie in die Bewegungsarbeit des T-Stößels fließt, es wird bei der Adaptermembran 7 praktisch keine zusätzliche Verformungsarbeit geleistet. Bei einer erfindungsgemäßen Verwendung des Adapters 1 resultiert somit ein direkter proportionaler Zusammenhang zwischen dem Fluiddruck in der Kammer 8 und der Kraft, mit der der T-Stößel 6 nach unten gedrückt wird.
Fig. 2A zeigt einen perspektivischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Pumpeninterface 18. Das Pumpeninterface weist gemäß Anspruch 12 einen Sensor 20 auf, der mit dem Einsatzstück 5 eines Adapters 1 gekoppelt werden kann. Der Sensor 20 befindet sich auf einem Print 22, der Print 22 wird von einem Sensorhalter 23 gehalten. In diesem Fall ist der Print 22 auf dem Sensor 23 durch Einschnappen befestigt worden. Das Pumpeninterface 18 weist ein Ubertragungsstück 19 auf. Das Ubertragungsstück 19 setzt sich aus einem Gegenstößel 21 und einer Pumpenmembran 24 zusammen. Der Gegenstößel 21 weist eine Einkerbung auf und ist aus einem starren Material. Die Pumpenmembran 24 ist elastisch und weist eine relativ geringe Eigensteifigkeit auf. Die U-förmige Pumpenmembran 24 ist um den Gegenstößel 21 umfänglich ringförmig verlaufend ausgebildet. Sie greift an der Einschnürung in den Gegenstößel 21 ein. Diese Ausführungsform von Pumpenmembran 24 und Gegenstößel 21 gewährleistet, dass bei einer Kraftübertragung auf den Gegenstößel 21 durch das Einsatzstück 5 eines erfindungsgemäßen Adapters 1 die einwirkende Kraft praktisch ausschließlich zur Bewegung des Gegenstößels 21 eingesetzt wird, es ist keine zusätzliche Energie notwendig, um bei der Pumpenmembran 24 Verformungsarbeit zu leisten. Die Pumpenmembran 24 und der Sensor 20 werden durch einen Berührungsschutz 25 vor Berührungen und/oder Beschädigungen geschützt. Der Berührungsschutz 25 ist hierbei in Form von Bügeln ausgebildet. Bezüglich der Peripherie des Pumpeninterfaces 18 werden weitere Merkmale in Fig. 2A offenbart. Dargestellt ist das Chassis 31 des Pumpeninterfaces sowie das Kunststoffgehäuse 30. Zum Verbinden des Pumpeninterfaces 18 mit einem entsprechenden Adapter 1 sind eine erste Adapteranschlussschiene 32 und eine zweite Adapteranschlussschiene 29 kreisbogenförmig ausgebildet. Auf der linken Seite des Pumpeninterfaces 18 ist eine Ampullenschachthülse 32 zu erkennen, in die eine Ampulle eingeschraubt werden kann. Auf der rechten Seite des Pumpeninterfaces 18 ist eine Batterie 26 vorgesehen, die sich in einer Batterieschachthülse 28 befindet. Sie wird durch einen Batteriedeckel 27 verschlossen.
Fig. 2B zeigt eine perspektivische Draufsicht auf das Pumpeninterface 18, das bereits in Fig. 2A querschnittlich dargestellt worden war. Bei dieser Draufsicht ist zwischen den beiden Bügeln 25 des Berührungsschutzes kreisförmig die Oberseite des Gegenstößels 31 zu erkennen, der von der Pumpenmembran 24 ringförmig umlaufend eingefasst ist. Deutlich zu erkennen sind auch die erste Adapteranschlussschiene 32 sowie die zweite Adapteranschlussschiene 29. Links erkennt man die Ampullenschachthülse 32, rechts ist in Draufsicht der Batteriedeckel 27 dargestellt.
Fig. 3A zeigt querschnittlich die Verformung und Dehnung einer Membran 40a unter Krafteinwirkung 42. Die Membran ist an den Seiten 41 eingespannt, ansonsten kann sie sich frei unter der Krafteinwirkung 42 bewegen. Das Resultat der Krafteinwirkung 42 lässt sich in zwei Komponenten einteilen: Einerseits kommt es zu einer geringen Auslenkung 43a der Membran 40a in Richtung der einwirkenden Kraft 42, andererseits wird die Ober- fläche der Membran 40a gedehnt, für die Dehnung 45 ist Verformungsarbeit zu leisten. Die für die Verformungsarbeit notwendige Kraft stammt aus der einwirkenden Kraft 42.
Fig. 3B zeigt eine andere Situation, bei der ein T-Stößel 44 durch eine Membran 40b elastisch gelagert ist. Die Situation ist im Querschnitt dargestellt. Die Membran 40b weist einen U-formigen Querschnitt auf. Sie liegt zu beiden Seiten des T-Stößels 44 unterhalb seines T- Stückes 47 an, bzw. ist in der dreidimensionalen Betrachtung um den T-Stößel 44 ringförmig umlaufend ausgebildet. Auf das T-Stück 47 des T-Stößels 44 wirkt eine äußere Kraft 42 ein. Die Richtung der Kraft 42 ist senkrecht zur Oberfläche des T-Stückes 47 des T- Stößels 44 orientiert. Unter der Krafteinwirkung 42 wird der T-Stößel 44 entlang der X- Achse 46 nach unten bewegt. Die Membran 40b, mit deren Hilfe der T-Stößel 44 elastisch gelagert ist, wird hierbei praktisch nicht gedehnt, es wird kein Anteil der Kraft 42 dazu benötigt, Energie für eine Verformung der Membran 40b aufzubringen. Die gesamte Kraft 42 steht für die Abwärtsbewegung 43b des T-Stößels 44 zur Verfügung. Auf die Erfindung bezogen bedeutet dies, dass durch eine Ausbildung des Gegenstückes oder des Übertragungsstückes nach den Regeln, die aus Fig. 3B im Vergleich zu Fig. 3A ersichtlich werden, eine nahezu optimale Aufnahme des Fluiddrucks durch einen T-Stößel 44 gewährleistet ist. Durch eine Konstruktion gemäß den Regeln von Fig. 3b wird es also ermöglicht, dass der Fluiddruck in guter Näherung bezüglich der Messgenauigkeit eines Sensors proportional ist zu der Kraft, die auf den Sensor drückt.
Vorteilhafterweise ist bei der Erfindung sowohl das Einsatzstück 5 eines erfindungsgemäßen Adapters 1 als auch das Ubertragungsstück 19 eines erfindungsgemäßen Pumpeninterfaces 18 mit einer Membran ausgestattet. Die Adaptermembran 7 und die Pumpenmembran 24 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
In Fig. 4 sind beispielhaft zwei Kennlinien von Eigensteifigkeiten von Membranen dargestellt. Die Eigensteifigkeiten können aus der Steigerung der Kurven bestimmt werden. Hierzu ist in beiden Fällen die Kraft, die notwendig ist, um eine bestimmte Auslenkimg zu erzielen, gegenüber einer vorliegenden Auslenkung aufgetragen. Man erkennt, dass die Eigensteifigkeit der Membran, die in dem Diagramm 50 auf der linken Seite gezeigt ist, größenordnungsmäßig nur etwa halb so groß ist wie die Eigensteifigkeit der Membran, die in dem rechten Diagramm 51 aufgetragen ist.
In den beiden Diagrammen 50 und 51 sind jeweils mehrere Kurven dargestellt. Diese Kurven sind jeweils einer Messreihe zuzuordnen. Sie zeigen jeweils eine sehr ähnliche wenn nicht gar identische Charakteristik, die Eigensteifigkeiten von Membranen lassen sich mit guter Genauigkeit reproduzieren.
Beim Aufsetzen eines erfindungsgemäßen Adapters auf ein erfindungsgemäßes Pumpeninterface ist es vorteilhaft, die Adaptermembran 7 und die Pumpenmembran 24 leicht gegeneinander vorzuspannen, um eine sichere Kraftübertragung auf den Sensor zu erhalten.
Fig. 5A-C zeigen Prinzip skizzen von gegeneinander vorgespannten Membranen. Die dabei auftretenden Kräfte sind mit Pfeilen bezeichnet. Die oberen gestreiften Pfeile 61a, 61b und 61c bezeichnen jeweils eine Membrankraft 1, die Pfeile 62a, 62b und 62c bezeichnen jeweils eine Membrankraft 2.
In Fig. 5A sind die Membrankraft 1 61a und die Membrankraft 2 62a miteinander im Gleichgewicht. Das System befindet sich in der Nulllage 60a. In diesem Fall wirken keine weiteren äußeren Kräfte auf das System ein.
In Fig. 5B wird zusätzlich zu der nach unten gerichteten Membrankraft 1 61b und der nach oben gerichteten Membrankraft 2 62b eine äußere Kraft 63b ein, die wie die Membrankraft 62b nach oben gerichtet ist. Dies hat zur Folge, dass sich die Membrankraft 61b verglichen mit der Membrankraft 61a in Fig. 5A vergrößert, die Membrankraft 2 62b ist nun kleiner als die Membrankraft 62a in Fig. 5A. Das System in Fig. 5B ist aus der ursprünglichen Nulllage 60a nun ausgelenkt, die aktuelle Nulllage 60b ist nach oben hin verschoben. In dieser Position 60b herrscht Kräftegleichgewicht.
In Fig. 5C ist eine Auslenkung des Systems in die andere Richtung nach unten gezeigt. Es befindet sich bei äußerer Einwirkung einer Kraft 63c in der neuen Nulllage 60c. Die Membrankraft 1 61c ist geringer als im Referenzfall von Fig. 5A, die Membrankraft 2 62c ist hingegen größer als die Kraft 62a in Fig. 5A. Grundsätzlich gilt also: Wird eine Membran in Richtung ihrer Vorspannung ausgelenkt (sozusagen die Vorspannung erhöht), wächst ihre Kraft auf das System. Eine Auslenkung entgegen der Vorspannung der Membran lässt sie entspannen, ihre Kraft wird geringer.
Grundsätzlich geht es darum, die Adaptermembran 7 und die Pumpenmembran 24 so zueinander vorzuspannen, dass bei einem bestimmten Punkt eine Aufhebung ihrer Eigensteifigkeiten resultiert. Nimmt man an, dass die beiden Membranen unterschiedliche Steifig- keitskennlinien haben, sind auch die für eine Kraftaufhebung notwendigen Vorspannwege anders. Der Punkt, an dem die Kraftaufhebung auftritt, wird Nullpunkt genannt.
Lenkt man das vorgespannte Membransystem vom Nullpunkt nach oben oder unten aus, muss aufgrund der unterschiedlichen Eigensteifigkeiten eine zusätzliche Kraft aufgebracht werden, um das aus dem Gleichgewicht verschobene System wieder auszugleichen.
Werden die Adaptermembran 7 und die Pumpenmembran 24 so gegeneinander vorgespannt, dass in etwa eine Kompensation ihrer Eigensteifigkeiten erreicht wird, so ist im Falle der Krafteinwirkung z.B. eines T-Stößels 6 auf das Membransystem gewährleistet, dass nur wenig Kraft bzw. Energie dem System verloren geht und der Messung mittels des Sensors entzogen wird.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm zur Kompensation von Eigensteifigkeiten von zwei Membranen. Für die Pumpenmembran 24 wurde eine weiche Membran und für die Adaptermembran 7 wurde eine vergleichsweise härtere Membran eingesetzt. Das Diagramm in Fig. 6 zeigt die resultierenden Kräfte, wenn das System aus dem Nullpunkt nach oben und nach unten ausgelenkt wird. Die zur Pumpenmembran gehörige Kurve weist eine verhältnismäßig geringe negative Steigung auf. Die Kurve der Adaptermembran weist eine positive Steigung auf, die dem Betrage nach deutlich größer ist als die Steigung der Kurve der Adaptermembran. Eingezeichnet und von größtem Interesse ist die Kurve der Resultierenden. Die Kraft, die zur Auslenkung gemäß der Resultierenden benötigt wird, ist es, die der Messung des Fluiddruckes durch den Sensor verloren geht. Fig. 7 zeigt eine erflndungsgemäße Pumpe 70 mit einem Adapter 1 und einem Pumpenin- terface 18. Der Adapter 1 ist auf das Pumpeninterface 18 aufgesetzt. In die Pumpe 70 ist eine Ampulle 71 eingesetzt. Aus dieser wird mittels eines bewegbaren Stopfens 72 ein Fluid herausgedrückt. Der Stopfen 72 ist an eine Gewindestange 73 gekoppelt, die von einem Motor 74 bewegt wird. Der Fluidweg des Fluids verläuft zunächst aus der Ampulle 71 heraus in eine Kanüle 9, die an den Fluidkanal 2 des Adapters 1 angesetzt ist. Die Kanüle 9 durchstößt hierbei ein Septum 78, mit dessen Hilfe die Ampulle 71 verschlossen worden ist. Der Fluidweg fuhrt weiter durch den Fluidkanal 2 hinein in eine Kammer 8. Die Kammer 8 weist hierbei ein relativ geringes Füllvolumen auf, damit ein Totvolumen möglichst gering gehalten wird. Anschließend führt der Fluidweg durch den Fluidkanal weiter zu einer Anschlussmöglichkeit 76 für ein Infusionsset, diese Anschlussmöglichkeit 76 wird durch einen Luer gebildet, es sind auch andere Konnektierungen möglich. In der Kammer 8 ist der Fluidkanal 2 unterseitlich mit einem Einsatzstück 5 in Kontakt. Das Einsatzstück 5 besteht aus einem T-Stößel 6 und einer Adaptermembran 7. Die Adaptermembran 7 dient zur elastischen Lagerung des T-Stößels 6. Die Adaptermembran 7 ist an den Rändern 80a fest in den Adapter 1 eingespannt. Der Stößel 6 ist aus einem starren Material, die Adaptermembran 7 weist eine geringe Eigensteifigkeit und einen U-fÖrmigen Querschnitt auf. Die Adaptermembran 7 ist um den T-Stößel 6 ringförmig umschlossen ausgebildet und erfüllt überdies eine Dichtfunktion. An seiner Unterseite ist das Einsatzstück 5 bzw. der T- Stößel 6 mit einem Ubertragungsstück 19 des Pumpeninterfaces 18 in Kontakt. Das Ubertragungsstück 19 umfasst eine Pumpenmembran 24 und einen Gegenstößel 21. Der Gegenstößel 21 ist aus einem starren Material und weist eine Einschnürung 21a auf. Der Gegenstößel 21 ist in diesem Ausführungsbeispiel hanteiförmig ausgebildet. In der Einschnürung 21a ist die Pumpenmembran 24 mit dem Gegenstößel 21 in Kontakt. Die Pumpenmembran 24 ist ringförmig umlaufend um den Gegenstößel 21 ausgebildet. Sie dient zur elastischen Lagerung des Gegenstößels und ist an den Enden 80b im Pumpeninterface fixiert. Die Pumpenmembran 24 weist eine geringe Eigensteifigkeit auf sowie einen U-förmigen Querschnitt. Das Ubertragungsstück 19 bzw. der Gegenstößel 21 ist mit einem Detektor 20a zur Detektion von Okklusionen und/oder Leckagen in Kontakt. Zum Schutz der Pumpenmembran 24 und des Sensors 20 sind auf dem Pumpeninterface 18 zwei Schutzbügel als Berührungsschutz 25 angebracht.

Claims

Patentansprüche
1. Austauschbarer Adapter (1) zur Druckmessung für eine Infusionspumpe (70) mit - einem Fluidkanal (2) mit einer Verbindungsmöglichkeit (3) zu einer Ampulle (71) und mit einer Verbindungsmöglichkeit (4) zu einem Infusionsset, und - einem Einsatzstück (5) mit einer Oberfläche, die mit dem Fluidkanal (2) in Kontakt ist, und das aus einer Ruhelage ausgelenkt werden kann.
2. Adapter gemäß Anspruch 1, bei dem der Fluidkanal (2) eine starre Wandung besitzt.
3. Adapter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluidkanal (2) eine Kammer (8) aufweist.
4. Adapter gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Einsatzstück (5) in der Kammer (8) angeordnet ist.
5. Adapter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einsatzstück (5) einen Stößel (6) und/oder eine Adaptermembran (7) umfasst.
6. Adapter gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Adaptermembran (7) eine elastische Lagerung des Stößels (6) gewährleistet.
7. Adapter gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Adaptermembran eine Dichtfunktion hat.
8. Adapter gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Stößel (6) aus einem starren Material ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Stößel (6) als T-Stößel ausgebildet ist.
10. Adapter gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Stößel (6) achsen- oder punktsymmetrisch ausgebildet ist.
11. Adapter gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Adaptermembran (7) im Querschnitt U-förmig und um den Stößel (6) ringförmig umlaufend ausgebildet ist.
12. Adapter gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Adaptermembran (7) um einen Bereich des Stößels (6), der nicht den maximalen Durchmesser des Stößels (6) aufweist, ringförmig umlaufend ausgebildet ist.
13. Pumpeninterface (18) mit einem Sensor (20), der mit dem Einsatzstück (5) eines A- dapters (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekoppelt werden kann.
14. Pumpeninterface gemäß dem vorhergehenden Anspruch mit einem Ubertragungsstück (19), über das das Einsatzstück (5) des Adapters (1) mit dem Sensor (20) gekoppelt werden kann.
15. Pumpeninterface gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Übertragungs- stück (19) einen Gegenstößel (21) und/oder eine Pumpenmembran (24) umfasst.
16. Pumpeninterface gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Pumpenmembran (24) die elastische Lagerung des Gegenstößels (21) gewährleistet.
17. Pumpeninterface einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei der Gegenstößel (21) aus einem starren Material ist.
18. Pumpeninterface gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem der Gegenstößel (21) eine Einkerbung (34) aufweist.
19. Pumpeninterface gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Gegenstößel (21) symmetrisch bezüglich einer Punktspiegelung ausgebildet ist.
20. Pumpeninterface gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Pumpenmembran (24) im Querschnitt U-förmig ist und ringförmig um den Gegenstößel (21) umlaufend ausgebildet ist.
21. Pumpeninterface gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Pumpenmembran (24) um die Einschnürung des Gegenstößels (21) ringförmig umlaufend ausgebildet ist.
22. Pumpeninterface gemäß einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei an dem Pumpeninter- face (18) mindestens ein Berührungsschutz (25) zum Schutz der Pumpenmembran (24) vor Berührungen angebracht ist.
23. Pumpeninterface gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Berührungsschutz (25) in Form von Bügeln ausgebildet ist, so dass ein Berühren der Pumpenmembran (24) und/oder des Sensors (20) bevorzugt während des Austauschens des Adapters ausgeschlossen ist.
24. Pumpeninterface gemäß einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei sich der Sensor (20) auf einem Print (22) befindet und von einem Sensorhalter (23) gehalten wird.
25. Pumpe mit einem Adapter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und mit einem Pumpeninterface (18) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 24.
26. Pumpe gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verbindung des Fluidkanals (2) mit der Ampulle (71) über eine an dem Fluidkanal (2) des Adapters (1) ausgebildete Kanüle (9) erfolgt, die durch ein Septum (78) hindurch geführt wird, das die Ampulle (71) verschließt.
27. Pumpe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 26, wobei die Verbindung des Fluidkanals (2) mit dem Infusions-Set durch einen Luer (10) hindurch erfolgt, der in den Adapter (1) eingefasst ist.
28. Pumpe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei die Adaptermembran (7) und die Pumpenmembran (24) beim Aufsetzen des Adapters (1) auf das Pumpeninterface (18) leicht gegeneinander vorgespannt werden, so dass in etwa eine Kompensation der Eigensteifigkeiten von Adapter- (7) und Pumpenmembran (24) erreicht wird.
29. Pumpe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei die Eigensteifigkeit der Pumpenmembran (24) geringer ist als die der Adaptermembran (7).
30. Verwendung des Adapters (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und des Pumpeninterfaces (18) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 24 zum Detektieren einer Okklusion und/oder einer Leckage.
31. Verfahren zum Detektieren einer Okklusion und/oder einer Leckage mit einem Adapter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und mit einem Pumpeninterface (18) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 24, wobei mindestens eine Druckmessung zu jedem beliebigen Zeitpunkt, insbesondere unabhängig von Intervall-Ausschüttungen eines Flüssigmedikamentes, vorgenommen wird.
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