WO2013150006A1 - Fluid conveyor device and fluid conveyor method for medical uses - Google Patents

Fluid conveyor device and fluid conveyor method for medical uses Download PDF

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WO2013150006A1
WO2013150006A1 PCT/EP2013/056905 EP2013056905W WO2013150006A1 WO 2013150006 A1 WO2013150006 A1 WO 2013150006A1 EP 2013056905 W EP2013056905 W EP 2013056905W WO 2013150006 A1 WO2013150006 A1 WO 2013150006A1
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fluid
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sensor
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waveform
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PCT/EP2013/056905
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Dominik Niedenzu
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B. Braun Melsungen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a fluid delivery device for one or more medical applications. Furthermore, the invention is directed to a Fiuid complicatedmaschinen for medical applications.
  • fluid conveyors for medical applications have the requirement to be able to recognize safety-critical situations quickly and reliably while at the same time avoiding false alarms.
  • a value from a multiplicity of measured values of a measured variable is usually determined at a specific point in time, e.g. by using a "moving average” and compared to a predetermined threshold.
  • a threshold value which is too close to the initial value quickly leads to false alarms, while a threshold value that is too far away from the initial value, for example, may impermissibly impair the sensitivity or the reaction time to critical situations.
  • Often safety critical situations are characterized by an increase (or decrease) of the measurand, which is significantly faster than that caused by a typical drift of the measurand. Then, typically at a particular point in time, two values are determined from a plurality of measured values of a measured variable, for example by applying a "moving average" (eg at two different times), and the difference between the two values or the ratio of the difference between the two values For example, it can be used to solve the described offset problem and to significantly reduce the drift problem (atypical drifts still apply) Trigger false alarms). If a rapid recognition of an announcing safety-critical situation is to take place, the two values must not be far apart in time. However, then this procedure is not tolerant of short-term, not alarmist outliers. Non-alarming outliers can be caused, for example, by short-term disturbances, for example due to environmental influences such as
  • the invention has for its object to provide a fluid delivery device that allows a meaningful evaluation current delivery conditions.
  • a fluid conveying device is provided, as in
  • Claim 1 is defined, which allows this without the aforementioned disadvantages of known devices.
  • Fluid conveying device designed such that at least four values from the plurality of measured values of the measured variable can be determined by them. With the expression values, in this file, the individual readings themselves or even
  • a sensor waveform can be determined, which is defined, for example, in terms of time, or in terms of space.
  • At least one state such as “undisturbed delivery”, “lack of delivery due to line blockage”, “lack of fluid delivery due to exhaustion of fluid supply” or the like can be assigned to this sensor signal curve, such a state being defined by a polynomial community comprising at least one, preferably The evaluation device can use this polynomial set to determine a polynomial which describes the sensor signal profile, ie approximates it in the best possible way present, this Polynomschar assigned state detected.
  • One, several or all polynomial cohorts can in each case from
  • Polynom partial shares exist, so that the same state can be described by, for example, different polynomial partial shares.
  • Fig. 1 shows an embodiment of an inventive
  • FIG. 2 shows a more detailed block diagram of an exemplary sensor device and evaluation device shown in FIG. 1, FIG.
  • Fig. 4 illustrates an exemplary course of a
  • FIG. 7 shows an exemplary course of an optionally calibrated one
  • FIG. 8 illustrates an exemplary course of a measured variable and an associated sensor signal course
  • FIGS. 9 to 11 illustrate partial polynomials of the same exemplary state
  • FIG. 12 shows a superimposed representation of all polynomial partial shares describing the same exemplary state according to FIGS. 9 to 11, all of which describe the same exemplary state,
  • FIG. 13 illustrates a partial polynomial for another exemplary state.
  • FIG. 14 shows a polynomial family for the same exemplary state as in FIG. 13,
  • FIG. 15 illustrates an example of a sensor waveform and an approximation by a polynomial in a certain time interval, and
  • FIG. 15 illustrates an example of a sensor waveform and an approximation by a polynomial in a certain time interval
  • Fig. 16 illustrates a superimposed representation of a sensor waveform, an associated approximation, and state sets, i. of states
  • the measured variables to be measured can be, for example, a physical or chemical property or state variable.
  • the measured variable may also be, for example, a quantity indirectly related to a physical or chemical to be monitored
  • Property or state variable can be closed.
  • the present invention is preferably directed to a fluid delivery device, in particular for medical applications, wherein the fluid to be delivered can then be, for example, a therapeutic fluid or else a fluid, for example a contrast agent that is neither therapeutic nor
  • the measured variable can be, for example, a pressure or a force, for example, a wall in contact with the fluid, a mass flow, a volumetric flow, a temperature, a density, a viscosity, concentration (for example of the fluid or
  • Fluid components the color of the fluid or fluid components, electrical conductivity, compressibility, brightness, speed of sound in the fluid,
  • the measured variable may also relate to a property of a distribution of the aforementioned examples in the fluid, for example to the velocity distribution over the cross section of the fluid from which
  • the volumetric flow can be determined.
  • the difference of the pressures of two points in a fluid line as a measured variable can be determined.
  • Fluid delivery device has a fluid source 1, a
  • Fluid flow influencing device 5 for example in the form of a
  • Fluid delivery device such as a controllable pump, a sensor device 7 and a fluid sink 2 on.
  • the components 1, 5, 7 and 2 are interconnected by fluid lines 3 in the manner shown.
  • the sensor device 7 can also be connected to the e.g. arranged as a pressure source formed fluid source 1 and e.g. be designed as a force sensor.
  • the force sensor may e.g. attached to a syringe pump drive arm.
  • the sensor device 7 may e.g. be placed as a pressure sensor on the hose wall of the fluid line 3.
  • the reference numeral 4 is in the
  • An arrow 6 denotes the
  • the fluid flow influencing device 5 is arranged downstream of the fluid source 1.
  • the sensor device 7 is provided in the embodiment according to FIG. 1 between the Fluidströmungsbeein.ungs Rhein 5 and the fluid sink 2, but may also be arranged elsewhere, such that they are a measurement of emerging from the fluid source 1 and in the direction of
  • Fluid sink 2 flowing fluid such as its pressure, flow rate, fluid quantity, etc. can sense.
  • an evaluation device 11 which evaluates the sensor signal generated by the sensor device 7 and which reproduces the measured parameter, such as the fluid flow.
  • the sensor device 7 has one or more
  • Sensors 9 the or a sensor signal in the form of a sensor raw signal (10) generates / generate the course and size is evaluated.
  • a filter 12 is provided, which may be a noise filter, for example, but may also be or include a noise filter 13 and / or a calibration filter 14.
  • the filter 12 is preferably used as a noise, Störsignal- and Kalibrierfilter.
  • the filter 12 is arranged at the interface between the sensor device 7 and the evaluation device 11.
  • the filter 12 may also be completely contained in the sensor device 7, or may also be part of the evaluation device 11. Possibly. can also be both in or at the output of the sensor device 7 and in or at the input of the evaluation device 1 1 each have a filter such as a noise filter,
  • Noise filter, calibration filter or the like may be provided, each filtering the raw sensor signal 10 or the sensor signal 15.
  • the evaluation device 1 1 has an evaluation element such as a
  • Microprocessor or microcontroller 27 which evaluates the sensor waveform and for this purpose, if possible, one or more matching polynomial shares or polynomial shares and a the sensor signal waveform approximating polynomial determined from the set of polynomial shares or polynomial shares.
  • the processor 27 can have an approximation device 22, which can be designed, for example, in the sense of a digital signal processor DSP, enables a very rapid, effective signal evaluation, and determines at least one polynomial as an approximation of a sensor signal curve.
  • the results generated by the processor 27 or the approximation device 22 can be stored, for example, in a memory device 21 and / or displayed in a display device 18.
  • the measured variable 8 has the form of a straight line rising up to the time "0", superimposed on a sinusoidal interference signal, starting at the instant 0, a measured value collapse occurs up to approximately the time "300" (in this case
  • Numbers are, for example, a suitable time dimension of, for example, minutes, seconds or milliseconds or another
  • the measured variable course After a slight overshoot, the measured variable course returns to the actual extrapolation expected from the course up to time 0 at the time "600" and subsequently continues to grow at a disproportionately high rate in the short term or further up to the time 600 or 800, an estimate can be made as to whether the course of the measurement variable is a safety-critical disruption or other impairment and whether measures within the meaning of
  • Fig. 3 the time course of the measured variable 8 is plotted.
  • the course of the measured variable 8 does not have to be a chronological progression.
  • the measured variable 8 can also be in the form of, for example, a spatial course, for example in the sense of a cross section through a Fluid flow. In such an embodiment is then in the
  • FIG. 3 Progressive view of FIG. 3 is plotted on the lower horizontal axis not the time, but the location information to illustrate a cross section at a particular time as an example.
  • the spatial profile of a measured variable 8 associated with the fluid in the fluid conveying device may be, for example, the flow profile, e.g. on a section line parallel to the cross section of a fluid line.
  • the airfoil may be, e.g. for cables with a circular cross-section
  • Sensor device 7 measured raw values, hereinafter as
  • Sensor raw signal waveform 10 differs in general from the actual course of the measured variable to be determined 8, which is exemplified in Figure 3. This may, for example, be due to the measurement technique or may be due to the fact that the measurement is due to random errors such as noise and / or systematic errors such as deviations due to
  • Production tolerances of the sensors is influenced, whereby the measurement results may be impaired or distorted.
  • the sensor raw signal 10 can be filtered by the filter 12, for example in the form of a noise filter, such that the
  • the filter 12 such as the noise filter, can be part of the sensor device 7 as specified, for example, in the evaluation device 11, at the interface be provided between the sensor device 7 and the evaluation device 1 1 or can in divided shape in both the sensor device 7 and in the
  • Evaluation device 1 1 and possibly also at the interface between them
  • the filter (noise filter) 12 the noise filter 13 and / or the calibration filter 14 may be provided. According to FIG. 2, these three filter types can be combined to form a common block. Alternatively, however, these filters may also be spatially separated, for example, the noise filter 12 may be arranged between the sensor 9 and the block 10 or following the block 15. Likewise, the calibration filter 14, if provided, be arranged before or after the blocks 10, 12, or 15. This also applies to the position of the noise filter in a similar manner.
  • the optionally provided noise signal filter 13 shown in FIG. 2 may, for example, filter the sensor raw signal 10 or a course of the sensor raw signal 10 already filtered by another filter, such as the filter 12 or 14, such that effects of disturbances, such as known systematic disturbances, which are caused for example by a cyclic noise, can be reduced or eliminated.
  • the filter 12 or 14 filters the sensor raw signal 10 or a course of the sensor raw signal 10 already filtered by another filter, such as the filter 12 or 14, such that effects of disturbances, such as known systematic disturbances, which are caused for example by a cyclic noise, can be reduced or eliminated.
  • the filters 12, 13 and / or 14 can comprise, then the course of the sensor signal 15 shown in FIG. 5 or FIG. 6 or FIG. 7 results.
  • This sensor signal curve 15 can be generated, for example, by filtering and / or scanning synchronized with the interference signal become.
  • FIG. 6 shows the profile of the sensor signal with additional sampling, see the sampling points 15a.
  • a scanning synchronous to an interference signal can be effected, for example, by measuring the sensor only at the desired times (or in other embodiments, for example, location points or the like) or by passing the (possibly filtered) continuous sensor raw signal or sensor signal only with, for example, a fixed sampling frequency is scanned synchronously to the interfering signal and the samples are further processed, or alternatively only those measurements are taken into account, for example, the desired (time) Points closest to or corresponding to the actual samples at the respective (time) points.
  • the time points in the scan may also be, for example, space points.
  • two or more sensors or sensor devices can also be used for scanning.
  • the sampling does not necessarily have to be equidistant, but can also be carried out, for example, with variable time patterns or spatial patterns which change in a known time behavior.
  • an interference signal which is to be filtered out for example, by the interference signal filter 13, it may be an interference signal which as such already belongs to the time profile of the measured variable 8, and may be represented, for example, by a cyclical fluctuation in the volume flow passing through a conveying unit how about an infusion pump of the fluid delivery device is caused.
  • a disturbing signal can also be generated only by the scanning process or measuring process by the sensor device 7, for example caused by a 50 Hz noise.
  • the optionally provided calibration filter 14 can filter the raw sensor signal 10 or also an already filtered raw sensor signal, a sensor signal 15, in such a way that, for example, a systematic offset is eliminated or reduced and / or the signal is scaled.
  • FIG. 7 shows the profile of a calibrated sensor signal 15 as an example. Only the filtered and calibrated measuring points 15a are shown, on the basis of which the further signal processing takes place.
  • the evaluation device 11 at a given time, for example, at the time "800" on the abscissa
  • Example 3 evaluate whether the sensor signal waveform 15 one of, for example, three predetermined states 18 ', 25, 26 can be assigned, and, if so, additionally determine which in Example 3
  • the evaluation device is designed to provide the result, for example in the memory 21 or visually on the display 18.
  • a section of the sensor signal waveform 15 is considered which comprises a minimum of four values, but preferably at least 10 or at least 20 measured values.
  • the respective states are in this case preferably defined by at least one polynomial group (or by partial polynomial groups), as described in US Pat
  • the condition (s) may be e.g. to be a proper operation of the fluid delivery system, a faulty operation of the fluid delivery system or a failure of fluid delivery as examples.
  • a condition may be, for example, a closure (occlusion) of the fluid conduit.
  • Another condition may represent a partial closure of the fluid conduit.
  • Another condition may be the dry up of the fluid source, for example by empty infusion containers.
  • Another condition may represent a temporary dry up of the fluid source.
  • Another condition may represent leakage in the system, not as an interruption of fluid delivery but as an undesirable pressure drop or reduced delivery at the outlet of the system
  • Fluid delivery system for example, cannula
  • Fluid delivery system for example, cannula
  • FIG. 12 The state I discussed below as an example is represented in FIG. 12 by the reference numeral 18 ', which comprises three polynomial partial shares 16, 19, 21', which in turn are reproduced in isolation in FIGS. 9, 10 and 11.
  • the reference numeral 18 ' which comprises three polynomial partial shares 16, 19, 21', which in turn are reproduced in isolation in FIGS. 9, 10 and 11.
  • one of the three polynomial partial shares 16, 19, 21 ' is shown in FIGS. 9 to 11. shown, which represent the state I in their entirety.
  • FIGS. 9 to 11 each also show an approximation of an actually determined one
  • Each polynomial subset comprises a plurality of polynomials, each in the polynomial subset, i. the corresponding "polynomial" lie.
  • Parameter interval set 1 (corresponding partial polynomial 16: Pi):
  • FIG. 9 shows the polynomial subset P116 of the state I 18 '.
  • FIG. 10 shows a parameter interval set 2 of the polynomial partial set P2 (19) and the polynomial 20.
  • this is defined as follows:
  • otj 2 -1.9-10 "3 e [-1.9- 10 ⁇ 3 , -1.9- 10 ⁇ 3 J
  • FIG. 11 illustrates a parameter interval set 3 for the
  • the state I with its three polynomial partial sets Pi, P 2 and P 3 can thus be represented as shown in FIG. 12.
  • a polynomial crowd P4 is illustrated, which is illustrated in FIG. 13 by the reference numeral 23.
  • this polynomial crowd 23 runs, for example, by approximation of
  • the evaluation device 1 1 is thus able to recognize that the approximated sensor signal waveform 24 for
  • Part of polynomial 23 belongs, i. state II (25) is present, for example a partial or complete occlusion.
  • a state III is defined by the fact that the (approximated) sensor signal does not belong to state I or state II, ie the approximated sensor signal waveform does not form part of the state Polynom partial shares 16, 19, 21 'or 23 is.
  • Such a state III can be treated as undefined, for example, so that, for example, an indication, eg "disturbance", can be output.
  • the evaluation device 11 is checked whether a sensor waveform 15 of a polynomial group (or polynomial) and thus the state to which this polynomial group or polynomial group belongs. For this purpose, it is checked whether a polynomial of the polynomial group or partial polynomial considered exists that corresponds well to the sensor signal curve in the observation window (sliding window, with at least four measured values), ie the deviation between the relevant polynomial and the sensor signal course is sufficiently low is and does not exceed a predetermined limit.
  • This limit may be fixed or, for example, also proportional to the amplitude of the waveform, e.g. to 3% or 5% of the value of the waveform.
  • This polynomial is then referred to as approximation 27 'of the sensor waveform 15 and used for further processing.
  • FIG. 15 graphically illustrates the sensor waveform 15 with the samples 15a and the approximation 27 '. Again, on the abscissa is the
  • FIG. 15 shows a superposition of the representations according to FIGS. 12, 14, 15 in order to illustrate the subset of polynomials, the sensor signal profile and the approximating polynomial.
  • the sensor signal profile and the polynomial which best approximates it can be determined, after which it is checked whether this approximating polynomial belongs to one or more of the polynomial groups or partial polynomial groups, and if so, to which polynomial group or polynomial component family.
  • Sensor waveform should not belong to one of the polynomial shares or polynomial shares, reduce the processing cost considerably. If it is detected that the sensor waveform does not become one of the polynomial shares or
  • the processing may then be e.g. be canceled, so that the processing effort is minimized, and it can be a
  • Error message or fault message or even just a warning to be issued e.g. visually by lighting a yellow warning lamp, for example.
  • the sensor waveform is in one or more polynomial crowds associated with the "good” state
  • this may also be visualized, for example on a screen or by lighting a green lamp, for example a dangerous condition is detected, such as too little or a total lack of fluid delivery, since the sensor waveform
  • a different kind of warning can be given by, for example, a red warning light illuminating and / or an audible warning being emitted.
  • Polynomial group or polynomial component i. which distance to the outer boundaries of the polynomial component family is maintained. If it is detected that the approximating polynomial lies, for example, directly in the middle of the associated "polynomial tube", this state is classified as very good or good and, for example, a corresponding statement is stored and / or one
  • Polynomial tube exists. This state can also be registered and visualized, for example, visually or acoustically by a yellow warning lamp, for example, or signaled by a corresponding acoustic or written indication.
  • the feedback on reliability / quality / quality may alternatively or additionally be based on the deviation of the approximating polynomial from the
  • the approximating polynomial should be in the range of 0% to 20% or 80% to 100% of the current polynomial width, ie near or right on the edge of the polynomial set or polynomial set, this condition may be referred to as "yellow”. dangerous "classified and given, for example, a corresponding acoustic, visual or visual display.
  • the speed of approximation of the approximating polynomial to the limits of the polynomial (partial) sharp can be determined and at high
  • the fluid source 1 may for example correspond to an infusion container, which has a
  • Infusion tube as fluid line 3 or fluid flow tube with a device or a patient can be connected as a fluid sink 2.
  • Fluid flow influencing device 5 may be provided in this case, for example, a hose clamp for changing the cross section of the infusion tube and thus to influence the infusion flow. But it can also be used a syringe pump or the like.
  • Fluid flow influencing device 5 may alternatively or additionally also be provided a peristaltic pump or an infusion pump, for example, promotes the tube volume forward by means of peristaltic hose clamps.
  • a pump mechanism pushes a syringe plunger forward.
  • the syringe pump together with syringe together the fluid source 1 and the
  • Fluid flow influencing device 5 5.
  • two or more fluid sources or fluid flow influencing means which are then provided in common for an object to be treated or a patient.
  • two or more syringe pumps may be provided, which are combined on a common hose or fluid line 3 via check valves and two-, three- or multi-way valves.
  • a filter may also be provided in the fluid flow path for mechanical filtering of the fluid streams.
  • the fluid sink 2 such as a patient
  • infusion line leading for example, a 2-lumen catheter may be provided which can open into the bloodstream of the patient.
  • a gravimetric delivery may be provided in which one or more containers (bags) with infusion solution over
  • Infusion lines for example, with adjustable roller clamps and / or a peristaltic pump with, for example, a three-way valve tap to the fluid sink are merged, for example, in the carotid artery of a patient.
  • a bag may be provided, which may be part of a dialysis machine, which as
  • Fluidfluidbeein ungs Pain 5 and may contain, for example, filters and so on. In such a configuration is additionally a
  • Waste container provided, and provided, for example, a 2-lumen catheter, which is inserted into the bloodstream of the patient.
  • a 2-lumen catheter which is inserted into the bloodstream of the patient.
  • the sensor device 7 may in this case be provided on one or more of the hose lines leading to the patient and / or on the hose line leading away from the infusion bag and / or on the hose line leading to the waste container. Again, additional filters may be provided for eg extracorporeal blood treatment.
  • a diabetes implant in which an implant with a cartridge and a needle is provided in the patient.
  • the cartridge may contain a diabetic agent, such as insulin, which is fed via the needle into the patient, which cartridge may also be designed as a metering pump, so that the injected diabetes mean and injection timings are selectively controllable.
  • the cartridge with the diabetes agent serves as the fluid source 1, while the pump of the implant serves as the fluid flow influencing device 5 and the patient functions as a fluid sink 2.
  • the fluid flow between the outlet from the cartridge and the needle end is detected by the sensor device 7.
  • Fluid delivery device and the fluid delivery process according to the invention is an intelligent, dynamic pressure monitoring realized.
  • the pressure of the fluid to be delivered in the infusion line by measuring the force of the syringe plunger plate on the
  • the scaling / calibration of a parameter can be carried out particularly advantageously by the synchronous sampling / filtering, or at least greatly simplified thereby.
  • the goal of pressure monitoring is in this embodiment in Ensuring a constant, steady, uniform and / or undisturbed promotion with the user-selected delivery rate.
  • the embodiment according to the invention can contribute to the fact that relative pressure changes can be detected and classified with regard to their significance, for example with regard to "good delivery rate”, “critical delivery rate”, “insufficient or excessive delivery rate”, “uniform delivery”, “non-uniform delivery”, “Undisturbed conveyance”, “disturbed conveyance”, etc.
  • the pressure monitoring can ensure a steady supply of fluid or indicate deviations therefrom.
  • Piston seal and cylinder despite e.g. Feeding the syringe plunger stuck by a syringe pump (the feed then only leads to a deformation of the piston seal), so that no proper fluid delivery and, for example, no significant increase in pressure in the line before the syringe is achieved. Only when the piston seal breaks, it is possible in this accident, the
  • Embodiments of the fluid delivery device according to the invention and of the fluid delivery method according to the invention offer the advantages that they have Pressure offsets caused by, for example, height differences such as the suspension of an infusion container or different syringe friction forces are tolerant. Furthermore, a measure of the quality of the fluid delivery and the reliability of their assessment is given, for example displayed and / or logged and / or presented in an acoustic form.
  • embodiments of the device according to the invention and of the method according to the invention are tolerant to disturbances such as movements of a patient or tube displacements, so that the number of false alarms is reduced. Furthermore, there are no manual interventions or adjustments,
  • Fluid delivery is significantly disturbed. This is possible by ascertaining and evaluating the position of the polynomial approximating the current sensor signal profile in the associated polynomial tube (partial polynomial) and the magnitude of the deviation between the polynomial and the sensor signal course.
  • the quality classes "excellent”, “very good”, “good”, and “borderline” can be constructed, depending on the position of the approximating polynomial in the associated polynomial tube and the magnitude of the deviation between the polynomial and the sensor waveform. So it is also possible, a certain
  • Embodiments may also take place a pre-alarm in the case of an imminent, but not yet occlusion.
  • a pre-alarm in the case of an imminent, but not yet occlusion.
  • Fluid conveying device can at one or more
  • icons indicating whether the device is off, in idle, an initialization phase may be presented passes through or is in normal operation. Further, it may be possible to visually display predictions indicating, for example, that the apparatus, ie, the fluid delivery device, is moving within a correct range with the correct baseline or shortly thereafter Also, a prediction may be displayed indicating an occlusion is imminent or there is a line leak.
  • Threshold methods in which, for example, only on the basis of moving averages ("sliding averages") or the like is used.
  • Embodiments of the fluid delivery device according to the invention and / or the method according to the invention can be used for automatic infusion.
  • the fluid does not have to be the same fluid throughout, but it is also possible, for example, to use two fluids in one conduit
  • the fluid source does not necessarily have to deliver fluid continuously, but may also have delivery-free intervals without fluid supply.
  • fluid sink for example, a body or a living being considered, but also a collecting container.
  • the fluid source can also be a living being and, if appropriate, the fluid source and the fluid sink can also be connected to one another directly, for example, so that a delivery cycle can be established.
  • the term "fluid flow” here includes all types of flow such as “laminar flow”, “turbulent flow”, “ideal flow”, etc.
  • embodiments of the present invention may include one or more active fluid delivery units, such as automatic pumps, or may also be configured as passive units, for example in the form of roller clamps for manually changing the flow resistance through the hose. Further, it may be regulated components that are designed to keep the flow constant.
  • active fluid delivery units such as automatic pumps
  • passive units for example in the form of roller clamps for manually changing the flow resistance through the hose.
  • it may be regulated components that are designed to keep the flow constant.
  • Device according to the invention and the method according to the invention may also have uncontrolled components for fluid delivery.
  • fluid flow-influencing device can also only influence the flow profile with the volume flow kept constant.
  • flow also means all terms such as flow profile and volume flow, just as it includes sets in which the delivery unit only consists of a constant, defined flow resistance such as a hose, a capillary, etc., so that the flow resistance possibly not at all changeable.
  • the senor or the senor In embodiments of the invention, the sensor or the senor
  • Sensor device 7 may not necessarily be attached to or in the fluid line, but may for example also be positioned on the fluid source, on a syringe pump, etc.
  • the term measured here also refers to the designation of a property which can be determined by measurement, statistical survey, sampling or execution of a random experiment.
  • the force exerted by the fluid pressure on a syringe plunger, or the fluid pressure measured through the tube wall means.
  • the time course of the measured variable is treated, other embodiments may also be adapted to the spatial course of the measured variable, or the
  • Embodiments of the fluid delivery device may be designed for medical and / or therapeutic use.
  • One or more embodiments of the invention thus have a fluid delivery device for medical use, the at least one fluid source for the delivery of at least one fluid, at least one fluid sink for receiving the at least one fluid, at least one fluid conduit to
  • Fluid flow influencing device for influencing the fluid flow in the at least one fluid line, at least one sensor unit for measuring at least one measured variable for describing a physical and / or chemical property or state variable of the fluid, and a
  • Evaluation device and optionally a filter device comprises.
  • Evaluation device is designed to determine from a plurality of measured values at least four values, for example, but also more values of at least 10 or at least 20 values, from which a sensor signal curve can be determined. At least one state can be assigned to the sensor signal profile, wherein the at least one state is defined by at least one polynomial group. By the evaluation is a polynomial of the at least one
  • Polynomial crowd determinable. This polynomial describes the sensor waveform. By the respective polynomial crowd can be detected in a meaningful way, whether the polynomial describing the sensor waveform belongs to the respective polynomial crowd. If this is the case, it is hereby clearly established that the relevant state, such as occlusion, is present, so that if necessary very quickly initiated countermeasures or warnings can be generated.
  • the polynomial preferably represents an approximation of the
  • Deviation between the approximating polynomial and the sensor waveform is below a predetermined threshold associated with the particular state or polynomial constituent portion of the state.
  • the deviation of the approximation may also advantageously be present in the form of a function of the sum of powers of the magnitudes of the differences between the values of the approximating polynomial and the corresponding values of the sensor signal curve.
  • the evaluation device can also determine a plurality of polynomials and associate the sensor signal curve with that state in whose polynomial group the polynomial that contains the least deviation from the polynomial is contained
  • the fluid source and / or the fluid sink and / or the fluid line can also be in several parts or interrupted.
  • a filter device may be provided, for example the filter device 12, 13 and / or 14, which synchronizes to an interference signal
  • synchronous filtering may be performed in which noise filtering, noise filtering and / or calibration filtering is performed in synchronism with the sampling.
  • the filtering effort can be significantly reduced if, for example, only a plurality of measured values and / or
  • Measurement ranges whose width is e.g. may be significantly smaller than a period of the interfering signal, e.g. 1% to 30% or 92% to 100% of this period, in the
  • the "values" are determined / determined / calculated from these measured values or measured value ranges.
  • the evaluation result can be displayed to the user, so that a quality display is realized, from which the "good state” or the state of impending trouble or the like can be determined.
  • the fluid source may be, for example, an implant, a syringe, an infusion container, a medical cartridge or a living being or the like.
  • the fluid line may include as a part, for example, the source, a cannula, a catheter, an infusion line, a transfusion line, a tube, or the like.
  • the fluid may be e.g. to an infusion solution, a
  • Nutritional solution a drug, blood or other liquid act.
  • the destination of the fluid can be as a fluid sink, for example, directly or indirectly a living being or a part of the living being, wherein the fluid may possibly also be intracorporeal be supplied.
  • the senor may be a force, pressure, mass flow, volumetric flow, temperature, density, viscosity, concentration, colorant, conductivity, compressibility, brightness, or spectroscopic Sensor or the like act.
  • the quantities to be measured can be measured here indirectly or else directly depending on the exemplary embodiment.
  • the fluid delivery device can also be designed as a fluid delivery system in which the evaluation device can be part of an infusion pump, a dialysis machine, an insulin pump, an implant and / or an injection pen or can communicate with such a device.
  • the fluid source and the destination, i. the fluid sink agree.
  • Embodiments may also include multiple fluid sources and / or fluid conduits and / or destinations, i. Fluid sinks be present.
  • a plurality of identical, overlapping or different subsystems of fluid sources, fluid line and destination or fluid sink can be connected in series.
  • the fluid delivery unit or fluid flow influencing device may in some embodiments also include the fluid source and / or the fluid conduit and / or the destination, i. include the fluid sink.
  • the force acting on the fluid can by arrangement and / or
  • Destinations or the fluid sink can be generated or influenced.
  • the force acting on the fluid can also be generated or influenced, for example, by gravitational, temperature or pressure gradients between the fluid source and the fluid sink.
  • system components may perform different functions in different steps, and then their assignment to the terms fluid source, fluid line and / or fluid sink may change.
  • the fluid source and / or fluid conduit and / or the fluid sink may spatially and / or functionally overlap.
  • the fluid delivery device may be designed such that it is simultaneously determined whether multiple courses of different physical or chemical properties or state variables of the fluid each correspond to or approximate a predetermined course.
  • One or more embodiments may also be configured to determine from the course of the pressure in the system, i. in the Fluid freshlyvornchtung or in a part of the Fluid thoroughlyvornchtung in one or more defined or known changes in the volume of the device or part of the device, such as compression or decompression, to the amount of existing in the volume considered fluid or part of the fluid, in particular a gas shut down.
  • Fluid supply fluctuations due to trapped air can be reduced or avoided.
  • the ideal gas state equation, the law of Boyle-Mariotte, the Law of Gay-Lussac or the law of Amontons can be consulted to record the amount of gas present in the considered volume.
  • an air bubble detection and / or determination of the volume of an air bubble can be reliably achieved.
  • the fluid conveying device can be designed for a certain time to take measures that encourage a possible operator to act to force or force such as one
  • Device intervention such as a shutdown, a change in the delivery conditions or the like performed.
  • the fluid delivery device may in this case preferably be designed such that it acoustically and / or optically signals the proper and / or improper state and / or operation of the fluid delivery device or makes the associated information accessible in another way, for example by appropriate storage and / or a log expression.
  • the fluid delivery device can also acoustically and / or optically signal the improper state and / or operation of the fluid delivery device or make the associated information accessible, for example by storage or a protocol expression and the like.
  • Embodiments of the fluid delivery device may be configured to output or provide information in addition to the above-mentioned signaling or the information about the proper or improper state and / or operation, the information relating to the validity, ie, the validity of the acoustic and / or optical signaling or the associated information relates. This gives a user even an additional indication of the severity of a detected fault and / or the quality of the detected trouble-free operation of the device, etc.
  • Fluid delivery device may be, for example, a closure (occlusion) or partial closure of the fluid conduit, the temporary or permanent
  • Fluid conveying device act.

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Abstract

The invention relates to a fluid conveyor method and a fluid conveyor device for medical use, comprising at least one fluid source (1), at least one fluid sink (2), at least one fluid conduit (3) through which at least one fluid (4) can be guided from the at least one fluid source (1) to the at least one fluid sink (2), at least one fluid flow influence device (5) by means of which the fluid flow (6) in the at least one fluid conduit (3) can be influenced, at least one sensor device (7) for measuring at least one measurement variable (8) in order to describe a physical and/or chemical property or condition variable of the fluid, and an evaluation device (11) by means of which at least four values can be determined from a plurality of measurement values of the measurement variable (8), from which four values a sensor signal path (15) can be determined. At least one condition, which is defined by at least one polynomial family (28), can be assigned to the sensor signal path. The evaluation device (11) identifies at least one polynomial (27') from the polynomial family (28), which polynomial describes the sensor signal path.

Description

Fluidfördervorrichtunq und Fiuidförderverfahren für medizinische  Fluid delivery device and fluid delivery method for medical
Anwendungen  applications
Die Erfindung betrifft eine Fluidfördervorrichtung für eine oder mehrere medizinische Anwendungen. Weiterhin ist die Erfindung auf ein Fiuidförderverfahren für medizinische Anwendungen gerichtet. The invention relates to a fluid delivery device for one or more medical applications. Furthermore, the invention is directed to a Fiuidförderverfahren for medical applications.
Generell besteht bei Fluidfördervorrichtungen für medizinische Anwendungen die Anforderung, sicherheitskritische Situationen rasch und zuverlässig erkennen zu können bei gleichzeitiger Vermeidung von Fehlalarmen. In general, fluid conveyors for medical applications have the requirement to be able to recognize safety-critical situations quickly and reliably while at the same time avoiding false alarms.
Hierzu wird üblicherweise zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Wert aus einer Vielzahl von Messwerten einer Messgröße ermittelt, z.B. durch Anwendung eines „gleitenden Mittelwert", und mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. For this purpose, a value from a multiplicity of measured values of a measured variable is usually determined at a specific point in time, e.g. by using a "moving average" and compared to a predetermined threshold.
Handelt es sich jedoch beispielsweise um eine offsetbehaftete oder driftende Messgröße, deren Offset bzw. Driftverhalten nicht bekannt oder vorhersagbar ist, ist die Auswahl eines geeigneten Schwellwerts zumeist schwierig bis unmöglich. Ein beispielsweise zu nah am initialen Wert liegender Schwellwert führt schnell zu Fehlalarmen, ein zu weit weg vom initialen Wert liegender Schwellwert mag hingegen die Sensitivität oder die Reaktionszeit auf kritische Situationen unzulässig verschlechtern. However, if, for example, an offset-laden or drifting measured variable whose offset or drift behavior is unknown or predictable, the selection of a suitable threshold value is usually difficult or even impossible. For example, a threshold value which is too close to the initial value quickly leads to false alarms, while a threshold value that is too far away from the initial value, for example, may impermissibly impair the sensitivity or the reaction time to critical situations.
Oft kündigen sich sicherheitskritische Situationen durch einen Anstieg (bzw. Abfall) der Messgröße an, der signifikant schneller ist als jener, der durch einen typischen Drift der Messgröße verursacht wird. Dann werden typischerweise zu einem bestimmten Zeitpunkt zwei Werte aus einer Vielzahl von Messwerten einer Messgröße ermittelt, z.B. durch Anwendung eines„gleitenden Mittelwerts" (z.B. zu zwei verschiedenen Zeitpunkten), und die Differenz der beiden Werte oder das Verhältnis aus der Differenz der beiden Werte zu z.B. ihrem zeitlichen Abstand mit einem Schwellwert verglichen. Hiermit lässt sich das beschriebene Offsetproblem lösen und das Driftproblem deutlich mildern (untypische Drifts mögen nach wie vor Fehlalarme auslösen). Soll eine rasche Erkennung einer sich ankündigenden sicherheitskritischen Situation geschehen, dürfen die beiden Werte zeitlich nicht weit auseinanderliegen. Dann ist dieses Verfahren allerdings nicht tolerant gegen kurzfristige, nicht alarmwürdige Ausreißer. Nicht alarmwürdige Ausreißer können z.B. durch kurzfristige Störungen beispielsweise durch Umgebungseinflüsse wie Often safety critical situations are characterized by an increase (or decrease) of the measurand, which is significantly faster than that caused by a typical drift of the measurand. Then, typically at a particular point in time, two values are determined from a plurality of measured values of a measured variable, for example by applying a "moving average" (eg at two different times), and the difference between the two values or the ratio of the difference between the two values For example, it can be used to solve the described offset problem and to significantly reduce the drift problem (atypical drifts still apply) Trigger false alarms). If a rapid recognition of an announcing safety-critical situation is to take place, the two values must not be far apart in time. However, then this procedure is not tolerant of short-term, not alarmist outliers. Non-alarming outliers can be caused, for example, by short-term disturbances, for example due to environmental influences such as
Erschütterungen entstehen, die nicht zu einer relevanten sicherheitskritischen Vibrations occur that are not relevant to safety
Situation führen. Situation lead.
Die Unzulänglichkeiten der beiden beschriebenen Standardverfahren lassen sich einfach dadurch erklären, dass aus (maximal) zwei Punkten keine Kurvenform (sprich keine höheren Ableitungen) zuverlässig ableitbar ist, zwei Werte verdienen den Namen Sensorsignalverlauf schlichtweg nicht. The shortcomings of the two standard methods described can be explained simply by the fact that no waveform (ie no higher derivatives) can reliably be derived from (maximum) two points, two values simply do not deserve the name sensor signal curve.
In der Praxis kommt oft hinzu, dass der Anwender den/die Schwellwerte selbst, direkt oder indirekt, wählen muss - menschliches Versagen somit eine häufige Fehlerquelle ist. Ausserdem wird dem Anwender im Allgemeinen die Information über die Zuverlässigkeit der Erkennung einer kritischen Situation vorenthalten (da diese auf Basis zweier Werte nicht valide ermittelt werden kann) - dies erschwert die angemessene Reaktion auf z.B. die frühzeitige Vorhersage des möglichen Eintretens einer sicherheitskritischen Situation. In practice, it is often the case that the user has to choose the threshold value himself, directly or indirectly - human error is thus a frequent source of error. Moreover, the user is generally deprived of the information about the reliability of detecting a critical situation (since it can not be validly determined on the basis of two values) - this complicates the appropriate response to e.g. the early prediction of the possible occurrence of a safety-critical situation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fluidfördervorrichtung zu schaffen, die eine aussagestarke Bewertung aktueller Förderverhältnisse erlaubt. The invention has for its object to provide a fluid delivery device that allows a meaningful evaluation current delivery conditions.
Mit der Erfindung ist eine Fluidfördervorrichtung geschaffen, wie sie im With the invention, a fluid conveying device is provided, as in
Patentanspruch 1 definiert ist, die dies ohne die vorgenannten Nachteile bekannter Vorrichtungen ermöglicht. Claim 1 is defined, which allows this without the aforementioned disadvantages of known devices.
Weiterhin ist mit der Erfindung ein Fluidförderverfahren geschaffen, wie es im unabhängigen Verfahrensanspruch 14 angegeben ist, das dies ohne die Furthermore, with the invention, a fluid delivery method is provided, as indicated in the independent method claim 14, this without the
vorgenannten Nachteile bekannter Verfahren ermöglicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. aforementioned disadvantages of known methods allows. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung der In one embodiment of the invention, the evaluation of the
Fluidfördervorrichtung derart ausgebildet, dass durch sie mindestens vier Werte aus der Vielzahl von Messwerten der Messgröße ermittelbar sind. Mit dem Ausdruck Werte können in dieser Akte die einzelnen Messwerte selbst oder auch Fluid conveying device designed such that at least four values from the plurality of measured values of the measured variable can be determined by them. With the expression values, in this file, the individual readings themselves or even
beispielsweise aus Messabschnitten oder z.B. zwei oder drei oder mehr Einzel- Messwerten ermittelte/bestimmte/errechnete Werte gemeint sein. In der Praxis kann die Anzahl der Werte auch beispielsweise mindestens 10, mindestens 20 oder mehr Werte umfassen. Aus diesen Werten ist ein Sensorsignalverlauf ermittelbar, der beispielsweise in zeitlicher Hinsicht, oder auch in räumlicher Hinsicht definiert ist. Diesem Sensorsignalverlauf kann mindestens ein Zustand wie etwa„ungestörte Förderung",„fehlende Förderung aufgrund einer Leitungsblockade",„fehlende Fluidförderung aufgrund Erschöpfung des Fiuidvorrats" oder dergleichen zugeordnet werden. Ein solcher Zustand kann hierbei durch eine Polynomschar definiert sein, die mindestens ein, vorzugsweise eine Vielzahl von Polynomen umfasst und gegebenenfalls auch aus mehreren Polynomteilscharen bestehen kann. Durch die Auswerteeinrichtung kann aus dieser Polynomschar ein Polynom bestimmt werden, das den Sensorsignalverlauf beschreibt, d.h. ggfls. bestmöglich approximiert. Über die Zugehörigkeit dieses Polynoms zu einer jeweiligen Polynomschar wird zugleich ein gerade vorliegender, dieser Polynomschar zugeordneter Zustand, erkannt. for example, from measuring sections or e.g. two or three or more individual measured values determined / certain / calculated values meant. In practice, the number of values may also include, for example, at least 10, at least 20 or more values. From these values, a sensor waveform can be determined, which is defined, for example, in terms of time, or in terms of space. At least one state such as "undisturbed delivery", "lack of delivery due to line blockage", "lack of fluid delivery due to exhaustion of fluid supply" or the like can be assigned to this sensor signal curve, such a state being defined by a polynomial community comprising at least one, preferably The evaluation device can use this polynomial set to determine a polynomial which describes the sensor signal profile, ie approximates it in the best possible way present, this Polynomschar assigned state detected.
Eine, mehrere oder alle Polynomscharen können hierbei jeweils aus One, several or all polynomial cohorts can in each case from
Polynomteilscharen bestehen, so dass derselbe Zustand durch beispielsweise unterschiedlich verlaufende Polynomteilscharen beschrieben werden kann. Polynom partial shares exist, so that the same state can be described by, for example, different polynomial partial shares.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fig. 1 shows an embodiment of an inventive
Fluidfördervorrichtung, Fig. 2 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild einer in Fig. 1 gezeigten beispielhaften Sensoreinrichtung und Auswerteeinrichtung, Fluid handling device, FIG. 2 shows a more detailed block diagram of an exemplary sensor device and evaluation device shown in FIG. 1, FIG.
Fig. 3 zeigt einen beispielhaften Verlauf einer Messgröße, 3 shows an exemplary course of a measured variable,
Fig. 4 veranschaulicht einen als Beispiel dienenden Verlauf eines Fig. 4 illustrates an exemplary course of a
Sensorrohsignals, raw sensor signal,
Fig. 5 veranschaulicht beispielhaft den Verlauf eines Sensorsignals, 5 exemplifies the course of a sensor signal,
Fig. 6 zeigt den beispielhaften Verlauf eines Sensorsignals mit zyklischer Abtastung, 6 shows the exemplary course of a sensor signal with cyclical sampling,
Fig. 7 zeigt einen als Beispiel dienenden Verlauf eines ggf. kalibrierten FIG. 7 shows an exemplary course of an optionally calibrated one
Sensorsignals, Sensor signal,
Fig. 8 veranschaulicht einen beispielhaften Verlauf einer Messgröße und einen zugehörigen Sensorsignalverlauf, FIG. 8 illustrates an exemplary course of a measured variable and an associated sensor signal course, FIG.
Fig. 9 bis 1 1 veranschaulichen Polynomteilscharen desselben beispielhaften Zustands, FIGS. 9 to 11 illustrate partial polynomials of the same exemplary state,
Fig. 12 zeigt eine überlagerte Darstellung aller denselben beispielhaften Zustand beschreibenden Polynomteilscharen gemäß den Figuren 9 bis 1 1 , die alle denselben beispielhaften Zustand beschreiben, FIG. 12 shows a superimposed representation of all polynomial partial shares describing the same exemplary state according to FIGS. 9 to 11, all of which describe the same exemplary state,
Fig. 13 veranschaulicht eine Polynomteilschar für einen anderen beispielhaften Zustand, FIG. 13 illustrates a partial polynomial for another exemplary state. FIG.
Fig. 14 zeigt eine Polynomschar für den gleichen beispielhaften Zustand wie in Fig. 13, Fig. 15 veranschaulicht ein Beispiel für einen Sensorsignalverlauf und eine Approximation durch ein Polynom in einem bestimmten Zeitintervall, und FIG. 14 shows a polynomial family for the same exemplary state as in FIG. 13, FIG. FIG. 15 illustrates an example of a sensor waveform and an approximation by a polynomial in a certain time interval, and FIG
Fig. 16 illustriert eine überlagerte Darstellung eines Sensorsignalverlaufs, einer zugehörigen Approximation und von Zustandsscharen, d.h. von Zustände Fig. 16 illustrates a superimposed representation of a sensor waveform, an associated approximation, and state sets, i. of states
definierenden Polynomscharen oder Polynomteilscharen. defining polynomial shares or polynomial shares.
Allgemein kann es sich bei den zu messenden Messgrößen beispielsweise um eine physikalische oder chemische Eigenschaft oder Zustandsgröße handeln. Die Messgröße kann alternativ aber beispielsweise auch eine Größe sein, über die mittelbar auf eine eigentlich zu überwachende physikalische oder chemische In general, the measured variables to be measured can be, for example, a physical or chemical property or state variable. Alternatively, however, the measured variable may also be, for example, a quantity indirectly related to a physical or chemical to be monitored
Eigenschaft oder Zustandsgröße geschlossen werden kann. Property or state variable can be closed.
Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise auf eine Fluidfördervorrichtung, insbesondere für medizinische Anwendungen gerichtet, wobei das zu fördernde Fluid dann beispielsweise ein therapeutisches Fluid sein kann oder aber auch ein Fluid, beispielsweise ein Kontrastmittel, dass weder zur therapeutischen noch The present invention is preferably directed to a fluid delivery device, in particular for medical applications, wherein the fluid to be delivered can then be, for example, a therapeutic fluid or else a fluid, for example a contrast agent that is neither therapeutic nor
chirurgischen Behandlung gedacht ist, jedoch beispielsweise surgical treatment, however, for example
Untersuchungsaufnahmen bessere Aussagen und Ergebnisse ermöglicht . Examination recordings made better statements and results possible.
Im Folgenden werden einige Beispiele für eine mit einem zu fördernden Fluid in Zusammenhang stehende Messgröße einer erfindungsgemäßen In the following, some examples of a measured variable associated with a fluid to be delivered will be described
Fluidfördervorrichtung beschrieben. Bei der Messgröße kann es sich beispielsweise um einen Druck bzw. eine Kraft, beispielsweise auf eine mit dem Fluid in Kontakt stehende Wandung, einen Massenfluss, einen Volumenstrom, eine Temperatur, eine Dichte, eine Viskosität, Konzentration (beispielsweise des Fluids oder von Fluid conveying device described. The measured variable can be, for example, a pressure or a force, for example, a wall in contact with the fluid, a mass flow, a volumetric flow, a temperature, a density, a viscosity, concentration (for example of the fluid or
Fluidkomponenten), die Farbe des Fluids oder von Fluidkomponenten, elektrische Leitfähigkeit, Kompressibilität, Helligkeit, Schallgeschwindigkeit im Fluid, Fluid components), the color of the fluid or fluid components, electrical conductivity, compressibility, brightness, speed of sound in the fluid,
Wärmekapazität, die (relative) elektrische Permittivität, die (relative) magnetische Permeabilität, den Brechungsindex beispielsweise für eine elektromagnetische Strahlung wie etwa Licht, Resonanzen, z.B. Kernspinresonanzen, Lumineszenzen, Absorptionsverhalten, Reflexionsverhalten, Polarisationsverhalten, beispielsweise bei eingestrahlter elektromagnetischer Strahlung oder Schall und/oder Spektren des Fluids handeln. Die Messgröße kann sich ferner auch auf eine Eigenschaft einer Verteilung der vorgenannten Beispiele im Fluid beziehen, beispielsweise auf die Geschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt des Fluids, aus dem sich Heat capacity, the (relative) electrical permittivity, the (relative) magnetic permeability, the refractive index, for example, for electromagnetic radiation such as light, resonances, such as nuclear magnetic resonance, luminescence, Absorption behavior, reflection behavior, polarization behavior, for example when radiated electromagnetic radiation or sound and / or spectra of the fluid act. The measured variable may also relate to a property of a distribution of the aforementioned examples in the fluid, for example to the velocity distribution over the cross section of the fluid from which
beispielsweise der Volumenstrom ermitteln lässt. Als weiteres Beispiel kann auch die Differenz der Drücke zweier Punkte in einer Fluidleitung als Messgröße for example, the volumetric flow can be determined. As another example, the difference of the pressures of two points in a fluid line as a measured variable
herangezogen werden. be used.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen The illustrated in Fig. 1 embodiment of an inventive
Fluidfördervorrichtung weist eine Fluidquelle 1 , eine Fluid delivery device has a fluid source 1, a
Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5, beispielsweise in Form einer Fluid flow influencing device 5, for example in the form of a
Fluidfördervorrichtung wie etwa einer steuerbaren Pumpe, eine Sensoreinrichtung 7 und eine Fluidsenke 2 auf. Die Komponenten 1 , 5, 7 und 2 sind durch Fluidleitungen 3 in der dargestellten Weise miteinander verbunden. Bei einem anderen Fluid delivery device such as a controllable pump, a sensor device 7 and a fluid sink 2 on. The components 1, 5, 7 and 2 are interconnected by fluid lines 3 in the manner shown. With another
Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung 7 auch an der z.B. als Druckquelle ausgebildeten Fluidquelle 1 angeordnet und z.B. als Kraftsensor ausgebildet sein. Der Kraftsensor kann z.B. an einem Spritzenpumpenantriebsarm angebracht sein. Die Sensoreinrichtung 7 kann z.B. auch als Drucksensor auf die Schlauchwandung der Fluidleitung 3 aufgelegt sein. Mit dem Bezugszeichen 4 ist das in den In the embodiment, the sensor device 7 can also be connected to the e.g. arranged as a pressure source formed fluid source 1 and e.g. be designed as a force sensor. The force sensor may e.g. attached to a syringe pump drive arm. The sensor device 7 may e.g. be placed as a pressure sensor on the hose wall of the fluid line 3. By the reference numeral 4 is in the
Fluidleitungen 3 strömende Fluid bezeichnet. Ein Pfeil 6 bezeichnet die Fluid lines 3 flowing fluid called. An arrow 6 denotes the
Fluidströmung und gibt die Strömungsrichtung innerhalb der Fluidleitungen 3 an. Wie gezeigt, ist die Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5 stromab der Fluidquelle 1 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 7 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zwischen der Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5 und der Fluidsenke 2 vorgesehen, kann aber auch an anderer Stelle angeordnet sein, derart, dass sie eine Messgroesse des aus der Fluidquelle 1 austretenden und in Richtung zur Fluid flow and indicates the flow direction within the fluid conduits 3. As shown, the fluid flow influencing device 5 is arranged downstream of the fluid source 1. The sensor device 7 is provided in the embodiment according to FIG. 1 between the Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5 and the fluid sink 2, but may also be arranged elsewhere, such that they are a measurement of emerging from the fluid source 1 and in the direction of
Fluidsenke 2 strömenden Fluids wie etwa dessen Druck, Strömungsgeschwindigkeit, Fluidmenge etc. sensieren kann. Mit der Sensoreinrichtung 7 ist eine Auswerteeinrichtung 11 verbunden, die das von der Sensoreinrichtung 7 erzeugte, die gemessene Messgröße wie etwa die Fluidströmung wiedergebende, Sensorsignal auswertet. Fluid sink 2 flowing fluid such as its pressure, flow rate, fluid quantity, etc. can sense. Connected to the sensor device 7 is an evaluation device 11 which evaluates the sensor signal generated by the sensor device 7 and which reproduces the measured parameter, such as the fluid flow.
In Fig. 2 sind die Sensoreinrichtung 7 und die Auswerteeinrichtung 11 in größeren Einzelheiten einschließlich ihrer internen Ausgestaltung und gegenseitigen Verschaltung dargestellt. Die Sensoreinrichtung 7 weist einen oder mehrere In Fig. 2, the sensor device 7 and the evaluation device 11 are shown in greater detail including their internal configuration and interconnection. The sensor device 7 has one or more
Sensoren 9 auf, der oder die ein Sensorsignal in Form eines Sensorrohsignals (10) erzeugt/erzeugen, dessen Verlauf und Größe ausgewertet wird. Sensors 9, the or a sensor signal in the form of a sensor raw signal (10) generates / generate the course and size is evaluated.
Weiterhin ist ein Filter 12 vorgesehen, das beispielsweise ein Rauschfilter sein kann, aber auch ein Störsignalfilter 13 und/oder ein Kalibrierfilter 14 sein oder enthalten kann. Das Filter 12 dient vorzugsweise als Rausch-, Störsignal- und Kalibrierfilter. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist das Filter 12 an der Schnittstelle zwischen der Sensoreinrichtung 7 und der Auswerteeinrichtung 1 1 angeordnet. Das Filter 12 kann allerdings auch vollständig in der Sensoreinrichtung 7 enthalten sein, oder kann auch Bestandteil der Auswerteeinrichtung 1 1 sein. Ggf. können auch sowohl in oder am Ausgang der Sensoreinrichtung 7 als auch in oder am Eingang der Auswerteeinrichtung 1 1 jeweils ein Filter wie etwa ein Rauschfilter, Furthermore, a filter 12 is provided, which may be a noise filter, for example, but may also be or include a noise filter 13 and / or a calibration filter 14. The filter 12 is preferably used as a noise, Störsignal- and Kalibrierfilter. In the illustration according to FIG. 2, the filter 12 is arranged at the interface between the sensor device 7 and the evaluation device 11. However, the filter 12 may also be completely contained in the sensor device 7, or may also be part of the evaluation device 11. Possibly. can also be both in or at the output of the sensor device 7 and in or at the input of the evaluation device 1 1 each have a filter such as a noise filter,
Störsignalfilter, Kalibrierfilter oder dergleichen vorgesehen sein, die jeweils das Sensorrohsignal 10 oder das Sensorsignal 15 filtern. Noise filter, calibration filter or the like may be provided, each filtering the raw sensor signal 10 or the sensor signal 15.
Die Auswerteeinrichtung 1 1 weist ein Auswerteelement wie etwa einen The evaluation device 1 1 has an evaluation element such as a
Mikroprozessor oder Mikrokontroller 27 auf, der den Sensorsignalverlauf auswertet und hierzu, falls möglich, eine oder mehrere passende Polynomscharen oder Polynomteilscharen sowie ein den Sensorsignalverlauf annäherndes Polynom aus der Menge der Polynomscharen oder Polynomteilscharen ermittelt. Microprocessor or microcontroller 27, which evaluates the sensor waveform and for this purpose, if possible, one or more matching polynomial shares or polynomial shares and a the sensor signal waveform approximating polynomial determined from the set of polynomial shares or polynomial shares.
Der Prozessor 27 kann ggf. eine Approximationseinrichtung 22 aufweisen, die beispielsweise im Sinne eines digitalen Signalprozessors DSP ausgelegt sein kann, eine sehr rasche, effektive Signalauswertung ermöglicht, und mindestens ein Polynom als Approximation eines Sensorsignalverlaufs ermittelt. Die vom Prozessor 27 oder der Approximationseinrichtung 22 generierten Ergebnisse können beispielsweise in einer Speichereinrichtung 21 gespeichert und/oder in einer Anzeigeeinrichtung 18 zur Anzeige gebracht werden. If necessary, the processor 27 can have an approximation device 22, which can be designed, for example, in the sense of a digital signal processor DSP, enables a very rapid, effective signal evaluation, and determines at least one polynomial as an approximation of a sensor signal curve. The results generated by the processor 27 or the approximation device 22 can be stored, for example, in a memory device 21 and / or displayed in a display device 18.
Im Folgenden werden Beispiele einer Datenaufnahme mittels der The following are examples of data acquisition using the
Sensoreinrichtung 7 gezeigt und hierbei auch eine Messgröße 8 einschließlich ihres Verlaufs erläutert, wie es beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Sensor device 7 shown and this also explains a measured variable 8 including its course, as shown for example in Fig. 3.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten beispielhaften zeitlichen Verlauf der Messgröße 8 ist auf der unteren, horizontalen Skala, d.h. der Abszisse, die Zeitachse aufgetragen, während der tatsächliche Wert, also die aktuelle Größe der Messgröße 8 auf der vertikalen Skala, d.h. der Ordinate, aufgetragen ist. Die Messgröße 8 weist bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel die Form einer bis zu dem Zeitpunkt„0" ansteigenden Gerade, überlagert von einem sinusförmigen Störsignal auf. Ab dem Zeitpunkt 0 tritt ein Messgrößeneinbruch bis zu etwa dem Zeitpunkt "300" (bei diesen In the exemplary time course of the measurand 8 shown in FIG. 3, on the lower horizontal scale, i. the abscissa, the time axis plotted, while the actual value, ie the current size of the measured variable 8 on the vertical scale, i. the ordinate, is applied. 3, the measured variable 8 has the form of a straight line rising up to the time "0", superimposed on a sinusoidal interference signal, starting at the instant 0, a measured value collapse occurs up to approximately the time "300" (in this case
Zahlenangaben handelt es sich um beispielsweise eine geeignete Zeitdimension von beispielsweise Minuten, Sekunden oder Millisekunden oder eine sonstige Numbers are, for example, a suitable time dimension of, for example, minutes, seconds or milliseconds or another
Ordnungszahl wie Samplenummer) auf. Nach einem leichten Überschwinger kehrt der Messgrößenverlauf etwa bei dem Zeitpunkt„600" wieder auf den eigentlich extrapolatorisch aus dem Verlauf bis zum Zeitpunkt 0 zu erwartenden Wert zurück und wächst anschließend kurzfristig überproportional weiter. Bei einem solchen Messgrößenverlauf sollte insbesondere in dem Zeitfenster zwischen 0 und 300 oder auch weiter bis zum Zeitpunkt 600 oder 800 eine Abschätzung getroffen werden, ob es sich bei dem Messgrößenverlauf um eine sicherheitskritische Störung oder anderweitige Beeinträchtigung handelt und ob Maßnahmen im Sinne von Ordinal number such as sample number). After a slight overshoot, the measured variable course returns to the actual extrapolation expected from the course up to time 0 at the time "600" and subsequently continues to grow at a disproportionately high rate in the short term or further up to the time 600 or 800, an estimate can be made as to whether the course of the measurement variable is a safety-critical disruption or other impairment and whether measures within the meaning of
Notaktionen oder einer Alarmgabe ergriffen werden sollten. Emergency actions or an alert should be taken.
In Fig. 3 ist der zeitliche Verlauf der Messgröße 8 aufgetragen. Allgemein muss es sich bei dem Verlauf der Messgröße 8 aber nicht um einen zeitlichen Verlauf handeln. Die Messgröße 8 kann auch in Form beispielsweise eines räumlichen Verlaufs vorliegen, beispielsweise im Sinne eines Querschnitts durch eine Fluidströmung. Bei einer solchen Ausführungsform ist dann bei der In Fig. 3 the time course of the measured variable 8 is plotted. In general, however, the course of the measured variable 8 does not have to be a chronological progression. The measured variable 8 can also be in the form of, for example, a spatial course, for example in the sense of a cross section through a Fluid flow. In such an embodiment is then in the
Verlaufsdarstellung gemäß Fig. 3 auf der unteren, horizontalen Achse nicht die Zeit, sondern die Ortsangabe aufgetragen, um einen Querschnitt zu einem jeweiligen Zeitpunkt als Beispiel zu veranschaulichen. Progressive view of FIG. 3 is plotted on the lower horizontal axis not the time, but the location information to illustrate a cross section at a particular time as an example.
Der räumliche Verlauf einer mit dem Fluid in der Fluidfördervorrichtung im Zusammenhang stehenden Messgröße 8 kann beispielsweise das Strömungsprofil sein, z.B. an einer zum Querschnitt einer Fluidleitung parallelen Schnitt-Linie. Das Strömungsprofil kann, z.B. bei Leitungen mit kreisförmigem Querschnitt The spatial profile of a measured variable 8 associated with the fluid in the fluid conveying device may be, for example, the flow profile, e.g. on a section line parallel to the cross section of a fluid line. The airfoil may be, e.g. for cables with a circular cross-section
beispielsweise als parabolisches Profil vorliegen. for example, as a parabolic profile.
Im Folgenden werden der Sensor 9 und ein als Beispiel in Fig. 4 dargestellter Sensorrohsignalverlauf 10 näher erläutert. In the following, the sensor 9 and a sensor raw signal waveform 10 shown as an example in FIG. 4 are explained in greater detail.
Der in Fig. 4 dargestellte zeitliche Verlauf der von dem Sensor 9 der The illustrated in Fig. 4 time course of the sensor 9 of the
Sensoreinrichtung 7 gemessenen Rohwerte, im Folgenden als Sensor device 7 measured raw values, hereinafter as
Sensorrohsignalverlauf 10 bezeichnet, unterscheidet sich im Allgemeinen von dem tatsächlichen Verlauf der zu bestimmenden Messgröße 8, der in Figur 3 beispielhaft dargestellt ist. Dies kann beispielsweise durch die Messtechnik bedingt sein oder auch daran liegen, dass die Messung durch zufällige Fehler wie etwa Rauschen und/oder systematische Fehler wie etwa Abweichungen aufgrund von Sensor raw signal waveform 10, differs in general from the actual course of the measured variable to be determined 8, which is exemplified in Figure 3. This may, for example, be due to the measurement technique or may be due to the fact that the measurement is due to random errors such as noise and / or systematic errors such as deviations due to
Produktionstoleranzen der Sensoren beeinflusst ist, wodurch die Messergebnisse beeinträchtigt oder verfälscht sein können. Production tolerances of the sensors is influenced, whereby the measurement results may be impaired or distorted.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann das Sensorrohsignal 10 durch das Filter 12, beispielsweise in Form eines Rauschfilters, derart gefiltert werden, dass die As shown in FIG. 2, the sensor raw signal 10 can be filtered by the filter 12, for example in the form of a noise filter, such that the
Auswirkungen von Störungen wie etwa des Signalrauschens beseitigt oder zumindest verringert sind. Durch diese Filterung ergibt sich dann der in Fig. 5 dargestellte Verlauf des (gefilterten) Sensorsignals 15. Das Filter 12 wie etwa das Rauschfilter kann, wie angegeben, beispielsweise Teil der Sensoreinrichtung 7 sein, in der Auswerteeinrichtung 1 1 vorgesehen sein, an der Schnittstelle zwischen der Sensoreinrichtung 7 und der Auswerteeinrichtung 1 1 vorgesehen sein oder kann in aufgeteilter Form sowohl in der Sensoreinrichtung 7 als auch in der Effects of disturbances such as signal noise are eliminated or at least reduced. By this filtering, the course of the (filtered) sensor signal 15 shown in FIG. 5 then results. The filter 12, such as the noise filter, can be part of the sensor device 7 as specified, for example, in the evaluation device 11, at the interface be provided between the sensor device 7 and the evaluation device 1 1 or can in divided shape in both the sensor device 7 and in the
Auswerteeinrichtung 1 1 und ggf. auch an der Schnittstelle zwischen diesen Evaluation device 1 1 and possibly also at the interface between them
Komponenten angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich zum Filter (Rauschfilter) 12 kann das Störsignalfilter 13 und/oder das Kalibrierfilter 14 vorgesehen sein. Gemäß Fig. 2 können diese drei Filtertypen zu einem gemeinsamen Block zusammengefasst werden. Alternativ können diese Filter aber auch räumlich getrennt positioniert sein, beispielsweise das Rauschfilter 12 zwischen dem Sensor 9 und dem Block 10 oder im Anschluss an den Block 15 angeordnet sein. Ebenso kann das Kalibrierfilter 14, sofern vorgesehen, vor oder nach den Blöcken 10, 12, oder 15 angeordnet sein. Dies trifft auch für die Position des Störsignalfilters in gleichartiger Weise zu. Components be arranged. Alternatively or in addition to the filter (noise filter) 12, the noise filter 13 and / or the calibration filter 14 may be provided. According to FIG. 2, these three filter types can be combined to form a common block. Alternatively, however, these filters may also be spatially separated, for example, the noise filter 12 may be arranged between the sensor 9 and the block 10 or following the block 15. Likewise, the calibration filter 14, if provided, be arranged before or after the blocks 10, 12, or 15. This also applies to the position of the noise filter in a similar manner.
Das in Fig. 2 dargestellte, optional vorgesehene Störsignalfilter 13 kann beispielsweise das Sensorrohsignal 10 oder einen bereits durch ein anderes Filter wie etwa das Filter 12 oder 14 gefilterten Verlauf des Sensorrohsignals 10 derart filtern, dass Auswirkungen von Störungen, wie etwa von bekannten systematischen Störungen, die beispielsweise durch ein zyklisches Störsignal hervorgerufen sind, verringert oder beseitigt werden können. Am Ausgang der Filterstufe, die The optionally provided noise signal filter 13 shown in FIG. 2 may, for example, filter the sensor raw signal 10 or a course of the sensor raw signal 10 already filtered by another filter, such as the filter 12 or 14, such that effects of disturbances, such as known systematic disturbances, which are caused for example by a cyclic noise, can be reduced or eliminated. At the output of the filter stage, the
beispielsweise die Filter 12, 13 und/oder 14 umfassen kann, ergibt sich dann der in Fig. 5 oder Fig. 6 oder Figur 7 dargestellte Verlauf des Sensorsignals 15. Dieser Sensorsignalverlauf 15 kann beispielsweise durch ein zum Störsignal synchrones Filtern und/oder Abtasten erzeugt werden. For example, if the filters 12, 13 and / or 14 can comprise, then the course of the sensor signal 15 shown in FIG. 5 or FIG. 6 or FIG. 7 results. This sensor signal curve 15 can be generated, for example, by filtering and / or scanning synchronized with the interference signal become.
In Fig. 6 ist der Verlauf des Sensorsignals mit zusätzlicher Abtastung, siehe die Abtastpunkte 15a, dargestellt. FIG. 6 shows the profile of the sensor signal with additional sampling, see the sampling points 15a.
Eine zu einem Störsignal synchrone Abtastung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Sensor lediglich zu den gewünschten Zeitpunkten (oder in anderen Ausführungsbeispielen z.B. Ortspunkten oder dergleichen) misst oder aber indem das (ggf. gefilterte) kontinuierliche Sensorrohsignal bzw. Sensorsignal lediglich mit z.B. einer festen Abtastfrequenz synchron zum Störsignal abgetastet wird und die Abtastwerte weiterverarbeitet werden, oder alternativ lediglich solche Messungen berücksichtigt werden, die beispielsweise den gewünschten (Zeit-) Punkten am nächsten liegen oder den konkreten Abtastwerten zu den jeweiligen (Zeit-)Punkten entsprechen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann es sich anstelle der Zeit-Punkte bei der Abtastung auch z.B. um Raum-Punkte handeln. A scanning synchronous to an interference signal can be effected, for example, by measuring the sensor only at the desired times (or in other embodiments, for example, location points or the like) or by passing the (possibly filtered) continuous sensor raw signal or sensor signal only with, for example, a fixed sampling frequency is scanned synchronously to the interfering signal and the samples are further processed, or alternatively only those measurements are taken into account, for example, the desired (time) Points closest to or corresponding to the actual samples at the respective (time) points. In another embodiment, instead of the time points in the scan may also be, for example, space points.
Weiterhin können zur Abtastung auch zwei oder mehrere Sensoren oder Sensoreinrichtungen genutzt werden. Ferner muss die Abtastung nicht zwangsläufig äquidistant sein, sondern kann beispielsweise auch mit sich in einem bekannten Zeitverhalten ändernden variablen Zeitmustern oder Ortsmustern durchgeführt werden. Furthermore, two or more sensors or sensor devices can also be used for scanning. Furthermore, the sampling does not necessarily have to be equidistant, but can also be carried out, for example, with variable time patterns or spatial patterns which change in a known time behavior.
Bei einem Störsignal, das beispielsweise durch das Störsignalfilter 13 ausgefiltert werden soll, kann es sich um ein Störsignal handeln, dass als solches bereits zum zeitlichen Verlauf der Messgröße 8 gehört, und kann beispielsweise durch eine zyklische Schwankung im Volumenstrom repräsentiert sein, die durch eine Fördereinheit wie etwa eine Infusionspumpe der Fluidfördervorrichtung hervorgerufen ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein solches Störsignal auch erst durch den Abtastvorgang oder Messvorgang durch die Sensoreinrichtung 7 entstehen, beispielsweise hervorgerufen durch ein 50Hz-Rauschen. In the case of an interference signal which is to be filtered out, for example, by the interference signal filter 13, it may be an interference signal which as such already belongs to the time profile of the measured variable 8, and may be represented, for example, by a cyclical fluctuation in the volume flow passing through a conveying unit how about an infusion pump of the fluid delivery device is caused. As an alternative or in addition, such a disturbing signal can also be generated only by the scanning process or measuring process by the sensor device 7, for example caused by a 50 Hz noise.
Das optional vorgesehene Kalibrierfilter 14 kann das Sensorrohsignal 10 oder auch ein bereits gefiltertes Sensorrohsignal, ein Sensorsignal 15, derart filtern, dass beispielsweise ein systematisches Offset beseitigt oder verringert wird und/oder das Signal skaliert wird. In Fig. 7 ist der Verlauf eines kalibrierten Sensorsignals 15 als Beispiel dargestellt. Hierbei sind lediglich die gefilterten und kalibrierten Messpunkte 15a gezeigt, auf deren Basis die weitere Signalverarbeitung erfolgt. The optionally provided calibration filter 14 can filter the raw sensor signal 10 or also an already filtered raw sensor signal, a sensor signal 15, in such a way that, for example, a systematic offset is eliminated or reduced and / or the signal is scaled. FIG. 7 shows the profile of a calibrated sensor signal 15 as an example. Only the filtered and calibrated measuring points 15a are shown, on the basis of which the further signal processing takes place.
Fig. 8 veranschaulicht eine Überlagerung des Verlaufs der ursprünglichen Messgröße 8 und des zugehörigen Sensorsignalverlaufs 15, der durch die Abfolge von Sensorsignalpunkten 15a repräsentiert ist. 8 illustrates a superimposition of the course of the original measured variable 8 and of the associated sensor signal curve 15, which is represented by the sequence of sensor signal points 15a.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Datenverarbeitung näher erläutert. Bei diesem Beispiel soll die Auswerteeinrichtung 11 zu einem gegebenen Zeitpunkt, beispielsweise zum Zeitpunkt„800" auf der auf der Abszisse In the following, an embodiment of a data processing will be explained in more detail. In this example, the evaluation device 11 at a given time, for example, at the time "800" on the abscissa
aufgetragenen Zeitskala, auswerten, ob dem Sensorsignalverlauf 15 einer von beispielsweise drei vorgegebenen Zuständen 18', 25, 26 zugeordnet werden kann, und, falls dies der Fall ist, zusätzlich feststellen, welcher der im Beispiel 3 applied time scale, evaluate whether the sensor signal waveform 15 one of, for example, three predetermined states 18 ', 25, 26 can be assigned, and, if so, additionally determine which in Example 3
vorgegebenen Zustände 18', 25, 26 aktuell vorliegt. Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgelegt, das Ergebnis bereitzustellen, beispielsweise im Speicher 21 oder auch visuell auf der Anzeige 18. Für diese Auswertung wird jeweils ein Ausschnitt des Sensorsignalverlaufs 15 betrachtet, der minimal vier Werte umfasst, vorzugsweise aber mindestens 10 oder mindestens 20 Messwerte enthält. given states 18 ', 25, 26 currently available. The evaluation device is designed to provide the result, for example in the memory 21 or visually on the display 18. For this evaluation, a section of the sensor signal waveform 15 is considered which comprises a minimum of four values, but preferably at least 10 or at least 20 measured values.
Die jeweiligen Zustände sind hierbei vorzugsweise durch jeweils mindestens eine Polynomschar (bzw. durch Polynomteilscharen), definiert, wie dies im The respective states are in this case preferably defined by at least one polynomial group (or by partial polynomial groups), as described in US Pat
nachfolgenden Beispiel erläutert ist. The following example is explained.
Bei dem oder den Zuständen kann es sich z.B. um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Fluidfördersystems, einen fehlerhaften Betrieb des Fluidfördersystems oder eine Störung der Fluidförderung als Beispiele handeln. Ein Zustand kann beispielsweise ein Verschluss (Okklusion) der Fluidleitung sein. Ein weiterer Zustand kann einen teilweisen Verschluss der Fluidleitung repräsentieren. Ein anderer Zustand kann das Versiegen der Fluidquelle, beispielsweise durch leer gelaufenen Infusionsbehälter sein. Ein weiterer Zustand kann ein temporäres Versiegen der Fluidquelle repräsentieren. Ein anderer Zustand kann eine Leckage im System repräsentieren, die nicht als eine Unterbrechung der Fluidförderung, sondern als unerwünschter Druckabfall oder reduzierte Fördermenge am Ausgang des The condition (s) may be e.g. to be a proper operation of the fluid delivery system, a faulty operation of the fluid delivery system or a failure of fluid delivery as examples. A condition may be, for example, a closure (occlusion) of the fluid conduit. Another condition may represent a partial closure of the fluid conduit. Another condition may be the dry up of the fluid source, for example by empty infusion containers. Another condition may represent a temporary dry up of the fluid source. Another condition may represent leakage in the system, not as an interruption of fluid delivery but as an undesirable pressure drop or reduced delivery at the outlet of the system
Fluidfördersystems (beispielsweise Kanüle) erfasst wird. Fluid delivery system (for example, cannula) is detected.
Der im Folgenden als Beispiel diskutierte Zustand I ist in Fig. 12 mit dem Bezugszeichen 18' repräsentiert, das drei Polynomteilscharen 16, 19, 21 ' umfasst, die ihrerseits wiederum in den Fig. 9, 10 und 11 isoliert wiedergegeben sind. Hierbei ist in den Fig. 9 bis 1 1 jeweils eine der drei Polynomteilscharen 16, 19, 21 ' dargestellt, die in ihrer Gesamtheit den Zustand I repräsentieren. In den Fig.9 bis 11 ist jeweils auch ein einer Approximation eines tatsächlich ermittelten The state I discussed below as an example is represented in FIG. 12 by the reference numeral 18 ', which comprises three polynomial partial shares 16, 19, 21', which in turn are reproduced in isolation in FIGS. 9, 10 and 11. In this case, in each case one of the three polynomial partial shares 16, 19, 21 'is shown in FIGS. 9 to 11. shown, which represent the state I in their entirety. FIGS. 9 to 11 each also show an approximation of an actually determined one
Sensorsignalverlaufs zugeordnetes Polynom dargestellt und mit den Bezugszeichen 17, 20, 22' bezeichnet. Jede Polynomteilschar umfasst hierbei eine Vielzahl von Polynomen, die jeweils in der Polynomteilschar, d.h. dem entsprechenden „Polynomschlauch" liegen. Represented sensor waveform associated polynomial and designated by the reference numerals 17, 20, 22 '. Each polynomial subset comprises a plurality of polynomials, each in the polynomial subset, i. the corresponding "polynomial" lie.
Das der Polynomschar des Zustands I 18' zugrunde liegende Polynom hat den Polynomgrad N = 5:
Figure imgf000015_0001
The polynomial underlying the polynomial set of state I 18 'has the polynomial degree N = 5:
Figure imgf000015_0001
Ferner besteht die die Polynomschar definierende Parameterintervallmenge aus M = 3 Parameterintervallsätzen mit jeweils (2N + 1) = 11 Parameterintervallen, und zwar: Further, the parameter interval set defining the polynomial set consists of M = 3 parameter interval sets each having (2N + 1) = 11 parameter intervals, namely:
Parameterintervallsatz 1 (zugehörige Polynomteilschar 16: Pi): Parameter interval set 1 (corresponding partial polynomial 16: Pi):
- et = ot_3> ! =a_2> ,=a_u = 0 e [0, 0] - et = ot_ 3> ! = a_ 2> , = a_ u = 0 e [0, 0]
'-5, 1 H 1 j e [3500, 3900] ' -5, 1 H 1 each [3500, 3900]
O{ L =-78.3 e [-78.3,-78.3] O {L = -78.3 e [-78.3, -78.3]
«2 <= [0.658, 0.6595] «2 <= [0.658, 0.6595]
«3, 1 =- 1.9Ί0 e [-1.9· 103,-1.9·103] «3, 1 = - 1.9Ί0 e [-1.9 · 10 3 , -1.9 · 10 3 ]
a4 j = 2.3· 10^ e [2.3· 10"6, 2.3· 10"6} o^-io-9^ [-Itf9, -10-9] -
Figure imgf000016_0001
a 4 j = 2.3 · 10 ^ e [2.3 · 10 "6 , 2.3 · 10 " 6 } o ^ -io 9 ^ [-Itf 9 , -10- 9 ] -
Figure imgf000016_0001
Das heißt, dass z.B. folgendes Polynom 17 zur Polynomteilschar P1 gehört: This means, for example, that the following polynomial 17 belongs to the polynomial subset P 1 :
3600-78.3·/,, + 0.6585·/;;- 1.9· 1Ü~V + 2.3· ΙΟ"6·^- Kf9^ 3600-78.3 · / ,, + 0.6585 · / ;; - 1.9 · 1Ü ~ V + 2.3 · ΙΟ "6 · ^ - Kf 9 ^
t P t P P  t P t P P
Fig.9 zeigt die Polynomteilschar P116 des Zustands I 18'. FIG. 9 shows the polynomial subset P116 of the state I 18 '.
In Fig.10 ist ein Parameterintervallsatz 2 der Polynomteilschar P2 (19) und das Polynom 20 gezeigt. Formelmäßig ist dies folgendermaßen definiert: FIG. 10 shows a parameter interval set 2 of the polynomial partial set P2 (19) and the polynomial 20. In terms of formula, this is defined as follows:
Ά-5, 2 = a-4, 2 = a-3, 2 = a-2, 2 =«-1, 2 = 0 e> °1 Ά -5, 2 = a -4, 2 = a -3, 2 = a -2, 2 = «- 1, 2 = 0 e> ° 1
2 e= [5500, 5800 j  2 e = [5500, 5800 y
otj 2 =-78.3 e [-78.3,-78.3] ot j 2 = -78.3 e [-78.3, -78.3]
«2 2 e= [0.651, 0.65151 «2 2 e = [0.651, 0.65151
otj 2=-1.9-10"3 e [-1.9- 10~3, -1.9- 10~3J otj 2 = -1.9-10 "3 e [-1.9- 10 ~ 3 , -1.9- 10 ~ 3 J
a4 2 = 2.3· 10^ e= [2.3· 10"*, 2.3· 10"6] α5 2=-10"y e [ -10-9, -10-9] a 4 2 = 2.3 · 10 ^ e = [2.3 · 10 " *, 2.3 · 10 " 6 ] α 5 2 = -10 "y e [-10 -9 , -10 -9 ]
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
Das heißt, dass z.B. folgendes Polynom 20 zur Polynomteilschar P2 gehört: This means, for example, that the following polynomial 20 belongs to the polynomial subset P 2 :
5700-78.3·.,, 4- 0.6513 - 1.9 10~3-i + 2.3 ΊΟ"6 -ij- 10"9■ 5700-78.3 ·. ,, 4- 0.6513 - 1.9 10 ~ 3 -i + 2.3 ΊΟ "6 -ij- 10 " 9 ■
f P P P  f P P P
Dies ist in Fig.10 mit der Polynomteilschar P2, 19, des Zustands I, 18', dargestellt. This is shown in FIG. 10 with the partial polynomial pair P2, 19, state I, 18 '.
Fig.11 veranschaulicht einen Parameterintervallsatz 3 für die FIG. 11 illustrates a parameter interval set 3 for the
Polynomteilschar P3 (21') des Zustands I und das Polynom 22'. Hierbei gilt: Polynomial subset P3 (21 ') of the state I and the polynomial 22'. Where:
a-5 3 = 3 = α-3 3 = a-2 3 = α-1 3 = ^ e [0, 0] 3 e= [7000, 8000] a-5 3 = 3 = α -3 3 = a -2 3 = α -1 3 = ^ e [0, 0] 3 e = [7000, 8000]
3 =-78.3 e= [-78.3,-78.3] 3 = -78.3 e = [-78.3, -78.3]
3 e [0.66, 0.661] 3 e [0.66, 0.661]
«3 3=-1.9·10"3 e= [— 1.9 · 10~3,—19-10~3 } «3 3 = -1.9 · 10 " 3 e = [- 1.9 · 10 ~ 3 , -19-10 ~ 3 }
a4 3 = 2.3· 10^ e= [2.3· 10"6, 2.3Ί0"6} α5, 3 = KT9 e [ -KT9, -KT9] a 4 3 = 2.3 · 10 ^ e = [2.3 · 10 "6 , 2.3Ί0 " 6 } α 5, 3 = KT 9 e [-KT 9 , -KT 9 ]
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0001
Das heißt, dass z.B. das folgende Polynom 22' zur Polynomteilschar P3 gehört: That is, e.g. the following polynomial 22 'belongs to the polynomial subset P3:
7500 -78.3 ·/ 4- 0.6605 7500 -78.3 · / 4- 0.6605
P - P- 1.9 - 10 3 -t 4- 2.3 · ΙΟ"6 ·^ - Kf P - P- 1.9 - 10 3 -t 4- 2.3 · ΙΟ "6 · ^ - Kf
P P P  P P P
Dies ist in Fig. 11 mit der Polynomteilschar P3 (21 ') des Zustande I (18') graphisch dargestellt. This is shown graphically in FIG. 11 with the polynomial subset P3 (21 ') of state I (18').
Der Zustand I mit seinen drei Polynomteilscharen Pi , P2 und P3 lässt sich somit wie in Fig. 12 gezeigt darstellen. The state I with its three polynomial partial sets Pi, P 2 and P 3 can thus be represented as shown in FIG. 12.
Analog zu den vorstehenden Ausführungen zum Zustand I und den diesen repräsentierenden Polynomteilscharen 16, 19, 21' wird im Folgenden ein anderer Zustand II erläutert, der durch eine einzige Polynomteilschar, d.h. eine Polynomschar P4 repräsentiert ist, die in Fig. 13 mit dem Bezugszeichen 23 veranschaulicht ist. In dieser Polynomschar 23 verläuft ein beispielsweise durch Approximation des Analogous to the above statements on the state I and the polynomial subgroups 16, 19, 21 'representing them, another state II which is represented by a single subset of polynomial, i. a polynomial crowd P4 is illustrated, which is illustrated in FIG. 13 by the reference numeral 23. In this polynomial crowd 23 runs, for example, by approximation of
Sensorsignalverlaufs ermitteltes Polynom 24. Die Auswerteeinrichtung 1 1 ist somit im Stande, zu erkennen, dass der approximierte Sensorsignalverlauf 24 zur The evaluation device 1 1 is thus able to recognize that the approximated sensor signal waveform 24 for
Polynomteilschar 23 gehört, d.h. der Zustand II (25) vorliegt, beispielsweise eine partielle oder vollständige Okklusion. Part of polynomial 23 belongs, i. state II (25) is present, for example a partial or complete occlusion.
In Fig. 14 ist die Polynomschar 25 dargestellt, die für den Zustand II In Fig. 14, the polynomial crowd 25 is shown, which for the state II
repräsentativ ist und bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Polynomteilschar P4, 23, identisch ist. Im Folgenden wird die Erfassung des Zustands II unter Bezugnahme auf die Figuren 13, 14 formelmäßig näher beschrieben: is representative and identical in this embodiment, with the polynomial portion P4, 23. Hereinafter, the detection of the state II will be described in more detail with reference to the figures 13, 14:
Das der Polynomschar des Zustands II (25) zugrundeliegende Polynom hat den Polynomgrad N = 2: The polynomial underlying the polynomial group of state II (25) has the polynomial degree N = 2:
N 2 N 2
fc fc  fc fc
Ferner besteht die die Polynomschar definierende Parameterintervallmenge aus M = 1 Parameterintervallsätzen mit (2N + 1) = 5 Parameterintervallen, und zwar: Further, the parameter interval set defining the polynomial set consists of M = 1 parameter interval sets with (2N + 1) = 5 parameter intervals, namely:
P r metennterv üs tz 1 zugehörige Polynomteüsck r{2 ) : P^ : a-2,4 = a-l,4 = al,4 = 0 G [°. °] o^ 4e [4000,4300] For polynomial fit r {2), which corresponds to that of tz 1: P ^: a-2,4 = a -l, 4 = a l, 4 = 0 G [°. °] o ^ 4 e [4000,4300]
«2 4 e [-0.006,-0.003] «2 4 e [-0.006, -0.003]
4(^)=«0,4+ a2,4'^ 4 (^) = «0,4 + a 2,4 ' ^
Das heißt, dass z.B. das folgende Polynom 24 zur Polynomteilschar P4 gehört: This means that, for example, the following polynomial 24 belongs to the polynomial subset P 4 :
4100-0.004-^ 4100-0.004- ^
Dies ist in Fig.13 mit der Polynomteilschar P4, 23, des Zustands II, 25, und Fig.14 grafisch veranschaulicht. This is illustrated graphically in FIG. 13 with the polynomial subset P4, 23, state II, 25, and FIG.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Zustand III (26) dadurch definiert, dass das (approximierte) Sensorsignal weder zu dem Zustand I noch zu dem Zustand II gehört, d.h. der approximierte Sensorsignalverlauf nicht Teil der Polynomteilscharen 16, 19, 21 ' oder 23 ist. Ein solcher Zustand III kann beispielsweise als Undefiniert behandelt werden, so dass beispielsweise ein Hinweis, z.B.„Störung" ausgegeben werden kann. In the exemplary embodiment illustrated, a state III (26) is defined by the fact that the (approximated) sensor signal does not belong to state I or state II, ie the approximated sensor signal waveform does not form part of the state Polynom partial shares 16, 19, 21 'or 23 is. Such a state III can be treated as undefined, for example, so that, for example, an indication, eg "disturbance", can be output.
In der Auswerteeinrichtung 11 wird überprüft, ob ein Sensorsignalverlauf 15 einer Polynomschar (bzw. Polynomteilschar) und damit dem Zustand, zu dem diese Polynomschar oder Polynomteilschar gehört, zugeordnet werden kann. Hierzu wird geprüft, ob ein Polynom aus der betrachteten Polynomschar oder Polynomteilschar existiert, das den Sensorsignalverlauf in dem Beobachtungsfenster (gleitendes Fenster,„sliding window", mit mindestens vier Messwerten) gut entspricht, d.h. die Abweichung zwischen dem betreffenden Polynom und dem Sensorsignalverlauf ausreichend gering ist und einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet. In the evaluation device 11 is checked whether a sensor waveform 15 of a polynomial group (or polynomial) and thus the state to which this polynomial group or polynomial group belongs. For this purpose, it is checked whether a polynomial of the polynomial group or partial polynomial considered exists that corresponds well to the sensor signal curve in the observation window (sliding window, with at least four measured values), ie the deviation between the relevant polynomial and the sensor signal course is sufficiently low is and does not exceed a predetermined limit.
Dieser Grenzwert kann fest vorgegeben sein oder beispielsweise auch proportional zur Amplitude des Signalverlaufs, z.B. auf 3% oder 5% des Werts des Signalverlaufs, festgelegt sein. This limit may be fixed or, for example, also proportional to the amplitude of the waveform, e.g. to 3% or 5% of the value of the waveform.
Dieses Polynom wird dann als Approximation 27' des Sensorsignalverlaufs 15 bezeichnet und für die weitere Verarbeitung verwendet. This polynomial is then referred to as approximation 27 'of the sensor waveform 15 and used for further processing.
Gibt es verschiedene Polynome, für die das zutrifft, deren Abweichung von dem Sensorsignalverlauf bzw. dem gerade betrachteten Abschnitt gleich oder kleiner als der Grenzwert ist, wird in vorteilhafter, optionaler Ausgestaltung dasjenige dieser verschiedenen Polynome ausgewählt, für das die Abweichung vom If there are different polynomials for which this is the case, whose deviation from the sensor signal curve or the section under consideration is equal to or smaller than the limit value, the one of these different polynomials is selected for an advantageous, optional embodiment, for which the deviation from
Sensorsignalverlauf am geringsten ist. Dieses Polynom wird dann in diesem Sensor waveform is the lowest. This polynomial is then in this
Sonderfall als Approximation 27' des Sensorsignalverlaufs weiter verarbeitet. Special case as approximation 27 'of the sensor signal waveform further processed.
In Fig. 15 ist der Sensorsignalverlauf 15 mit den Abtastwerten 15a und der Approximation 27' grafisch veranschaulicht. Auch hier ist auf der Abszisse die FIG. 15 graphically illustrates the sensor waveform 15 with the samples 15a and the approximation 27 '. Again, on the abscissa is the
Zeitskala aufgetragen, während auf der Ordinate die Werte des Sensorsignals bzw. der Approximation aufgetragen sind. Gemäß Fig. 15 ist der betrachtete Zeitbereich wieder der Zeitabschnitt von 0 bis 800, wobei die Approximation 27' hier ausreichend genau dem tatsächlichen, durch die Werte 15a veranschaulichten Verlauf entspricht. In Fig. 16 ist zur Veranschaulichung der Polynomteilscharen, des Sensorsignalverlaufs und des approximierenden Polynoms eine Überlagerung der Darstellungen gemäß den Figuren 12, 14, 15 dargestellt. Plotted time scale, while on the ordinate the values of the sensor signal or the approximation are plotted. According to FIG. 15, the considered time range is again the time segment from 0 to 800, where the approximation 27 'corresponds here sufficiently precisely to the actual course illustrated by the values 15a. FIG. 16 shows a superposition of the representations according to FIGS. 12, 14, 15 in order to illustrate the subset of polynomials, the sensor signal profile and the approximating polynomial.
Bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel kann zunächst der Sensorsignalverlauf und das diesen bestmöglich approximierende Polynom ermittelt werden, wonach dann geprüft wird, ob dieses approximierende Polynom zu einer oder mehreren der Polynomscharen oder Polynomteilscharen gehört, und wenn ja, zu welcher Polynomschar oder Polynomteilschar. In the exemplary embodiment explained above, first the sensor signal profile and the polynomial which best approximates it can be determined, after which it is checked whether this approximating polynomial belongs to one or more of the polynomial groups or partial polynomial groups, and if so, to which polynomial group or polynomial component family.
Bei einer anderen Ausgestaltung ist es aber auch möglich, zunächst zu überprüfen, ob der Sensorsignalverlauf zu einer oder mehreren der Polynomscharen oder Polynomteilscharen gehört, d.h.„innerhalb" der hierdurch aufgespannten „Polynomschläuche" liegt. Dies kann insbesondere dann, wenn der In another embodiment, however, it is also possible to first check whether the sensor signal waveform belongs to one or more of the polynomial shares or partial polynomial shares, i.e., lies "inside" the "polynomial tubes" which are spanned thereby. This can be especially true if the
Sensorsignalverlauf nicht zu einer der Polynomscharen oder Polynomteilscharen gehören sollte, den Bearbeitungsaufwand erheblich reduzieren. Wenn erkannt wird, dass der Sensorsignalverlauf nicht zu einer der Polynomscharen oder Sensor waveform should not belong to one of the polynomial shares or polynomial shares, reduce the processing cost considerably. If it is detected that the sensor waveform does not become one of the polynomial shares or
Polynomteilscharen entsprechend den jeweils definierten Zuständen, z.B. Zustand I oder Zustand II, gehört, kann die weitere Verarbeitung abgebrochen werden. Es liegt daher mit geringem Aufwand und sehr rasch ein aussagestarkes Ergebnis vor, das beispielsweise angibt, dass der aktuelle Zustand der Fluidförderung z.B. nicht eingeschätzt werden kann. Die Verarbeitung kann daraufhin z.B. abgebrochen werden, so dass der Verarbeitungsaufwand minimiert wird, und es kann eine Polynomial partial sets corresponding to the respectively defined states, e.g. State I or state II, the further processing can be aborted. It is therefore with little effort and very quickly before a meaningful result, which indicates, for example, that the current state of the fluid delivery, for. can not be estimated. The processing may then be e.g. be canceled, so that the processing effort is minimized, and it can be a
Fehlermeldung oder Störmeldung oder auch nur ein Warnhinweis abgegeben werden, z.B. visuell durch Aufleuchten einer beispielsweise gelben Warnlampe. Error message or fault message or even just a warning to be issued, e.g. visually by lighting a yellow warning lamp, for example.
Alternativ ist es möglich, zu prüfen, ob es eine Approximation unter Beachtung der durch die Parameterintervallsätze vorgegebenen Randbedingungen gibt, deren Abweichung unterhalb eines z.B. vorab festgelegten Grenzwerts liegt, beispielsweise analog zu CurveFits mit Constraints. Hierdurch lässt sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit in etlichen Fällen erhöhen, da die Kurve eventuell schneller konvergiert. Alternatively, it is possible to check whether there is an approximation in compliance with the boundary conditions specified by the parameter interval sets, the deviation of which lies below a predefined limit value, for example, analogous to CurveFits with constraints. This allows the Increase processing speed in some cases, as the curve may converge faster.
Wenn andererseits ermittelt wird, dass ein guter Förderzustand vorliegt (der Sensorsignalverlauf liegt in einer oder mehreren, dem Zustand„gut" zugeordneten Polynomscharen), kann dies gleichfalls optisch dargestellt werden, beispielsweise auf einem Bildschirm oder durch das Aufleuchten lassen einer beispielsweise grünen Lampe. Wenn ein gefahrvoller Zustand wie etwa eine zu geringe oder gänzlich unterbleibende Fluidförderung detektiert wird, da der Sensorsignalverlauf On the other hand, if it is determined that there is a good feed state (the sensor waveform is in one or more polynomial crowds associated with the "good" state), this may also be visualized, for example on a screen or by lighting a green lamp, for example a dangerous condition is detected, such as too little or a total lack of fluid delivery, since the sensor waveform
beispielsweise in einer diesem Gefahrenzustand zugeordneten Polynomschar oder Polynomteilschar liegt, kann eine anders geartete Warnung abgegeben werden, indem beispielsweise eine rote Warnleuchte aufleuchtet und/oder eine akustische Warnung ausgegeben wird. If, for example, a polynomial group or polynomial subgroup assigned to this hazardous condition is present, a different kind of warning can be given by, for example, a red warning light illuminating and / or an audible warning being emitted.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, das alle oder einen beliebig wählbaren Teil der vorstehend erläuterten Merkmale der bislang beschriebenen In a further embodiment, all or any arbitrary part of the above-described features of the previously described
Ausführungsbeispiele umfassen kann, ist vorgesehen, zu überprüfen, wo das den Sensorsignalverlauf approximierende Polynom innerhalb der zugehörigen Embodiments may be provided to check where the polynomial approximating the sensor waveform within the associated polynomial
Polynomschar oder Polynomteilschar liegt, d.h. welcher Abstand zu den äußeren Grenzen der Polynomteilschar eingehalten wird. Wenn erkannt wird, dass das approximierende Polynom beispielsweise direkt in der Mitte des zugehörigen „Polynomschlauchs" liegt, wird dieser Zustand als sehr gut oder gut eingestuft und beispielsweise eine entsprechende Aussage gespeichert und/oder eine Polynomial group or polynomial component, i. which distance to the outer boundaries of the polynomial component family is maintained. If it is detected that the approximating polynomial lies, for example, directly in the middle of the associated "polynomial tube", this state is classified as very good or good and, for example, a corresponding statement is stored and / or one
beispielsweise grüne Lampe zum Aufleuchten gebracht. Wenn demgegenüber erkannt wird, dass das approximierende Polynom nahe oder direkt bei den Rändern des zugehörigen Polynomschlauchs liegen sollte, kann eine Warnung abgegeben werden dahingehend, dass das System nahe an seiner ordnungsgemäßen Grenze arbeitet und die Gefahr eines baldigen Verlassens des zugehörigen For example, green lamp lit up. On the other hand, if it is recognized that the approximating polynomial should be near or at the edges of the associated polynomial tube, a warning may be given that the system is operating close to its proper limit and the danger of leaving the associated one soon
Polynomschlauchs besteht. Auch dieser Zustand kann registriert und beispielsweise optisch oder akustisch durch eine beispielsweise gelbe Warnlampe veranschaulicht oder durch eine entsprechende akustische oder schriftliche Anzeige signalisiert werden. Die Rückmeldung zur Zuverlässigkeit/Qualität/Güte kann alternativ oder zusätzlich auf der Abweichung des approximierenden Polynoms vom Polynomial tube exists. This state can also be registered and visualized, for example, visually or acoustically by a yellow warning lamp, for example, or signaled by a corresponding acoustic or written indication. The feedback on reliability / quality / quality may alternatively or additionally be based on the deviation of the approximating polynomial from the
Sensorsignalverlauf basieren. Sensor waveform based.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, zu erfassen, welchen Abstand das den Sensorsignalverlauf approximierende Polynom von den Grenzen der zugehörigen Polynomschar oder Polynomteilschar einhält, wobei beispielsweise eine Situation, bei der das approximierende Polynom im mittleren Bereich von In this exemplary embodiment, it is provided to detect what distance the polynomial approximating the sensor signal profile from the boundaries of the associated polynomial group or polynomial subgroup complies with, for example a situation in which the approximating polynomial is in the middle range of
beispielsweise 40% bis 60% der Polynomschlauchbreite an der betreffenden Stelle liegt, als gut eingestuft wird. Wenn das approximierende Polynom jedoch näher am Rand, beispielsweise in dem Bereich von 20% bis 40% oder 60% bis 80% der aktuellen Schlauchbreite liegen sollte, wird dieser Zustand als Warnzustand For example, 40% to 60% of the polynomial hose width at the site is considered to be good. However, if the approximating polynomial is closer to the edge, for example in the range of 20% to 40% or 60% to 80% of the current hose width, this condition becomes a warning condition
(„gelber") Zustand bezeichnet. Wenn das approximierende Polynom im Bereich von 0% bis 20% oder 80% bis 100% der aktuellen Polynomscharbreite liegen sollte, d.h. nahe oder direkt am Rand der zulässigen Polynomschar oder Polynomteilschar verläuft, kann dieser Zustand als„gefährlich" eingestuft werden und beispielsweise eine entsprechende akustische, optische oder visuelle Anzeige gegeben werden. If the approximating polynomial should be in the range of 0% to 20% or 80% to 100% of the current polynomial width, ie near or right on the edge of the polynomial set or polynomial set, this condition may be referred to as "yellow". dangerous "classified and given, for example, a corresponding acoustic, visual or visual display.
Auch die Geschwindigkeit der Annäherung des approximierenden Polynoms an die Grenzen der Polynom(teil-)schar kann ermittelt werden und bei hoher Also, the speed of approximation of the approximating polynomial to the limits of the polynomial (partial) sharp can be determined and at high
Geschwindigkeit frühzeitig eine Warnung über das bald drohende Verlassen des gewünschten Funktionsbereichs gegeben werden. Speed early warning of the imminent departure of the desired functional area will be given.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Fluidquelle 1 beispielsweise einem Infusionsbehälter entsprechen, der über einen In the embodiments described above, the fluid source 1 may for example correspond to an infusion container, which has a
Infusionsschlauch als Fluidleitung 3 oder Fluidströmungsschlauch mit einem Gerät oder einem Patienten als Fluidsenke 2 verbunden sein kann. Als Infusion tube as fluid line 3 or fluid flow tube with a device or a patient can be connected as a fluid sink 2. When
Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5 kann in diesem Fall beispielsweise eine Schlauchklemme zur Querschnittsveränderung des Infusionsschlauches und damit zur Beeinflussung der Infusionsströmung vorgesehen sein. Es kann aber auch eine Spritzenpumpe oder dergleichen verwendet werden. Als Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5 kann alternativ oder zusätzlich auch eine Schlauchpumpe oder eine Infusionspumpe vorgesehen sein, die beispielsweise das Schlauchvolumen mittels peristaltischer Schlauchklemmen vorwärts fördert. Fluid flow influencing device 5 may be provided in this case, for example, a hose clamp for changing the cross section of the infusion tube and thus to influence the infusion flow. But it can also be used a syringe pump or the like. When Fluid flow influencing device 5 may alternatively or additionally also be provided a peristaltic pump or an infusion pump, for example, promotes the tube volume forward by means of peristaltic hose clamps.
Bei Einsatz einer Spritzenpumpe schiebt beispielsweise eine Pumpenmechanik einen Spritzenkolben vorwärts. Bei diesem Beispiel entspricht die Spritzenpumpe samt Spritze gemeinsam der Fluidquelle 1 und der For example, when using a syringe pump, a pump mechanism pushes a syringe plunger forward. In this example, the syringe pump together with syringe together the fluid source 1 and the
Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5. Fluid flow influencing device 5.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, zwei oder mehrere Fluidquellen oder Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtungen vorzusehen, die dann gemeinsam für ein zu behandelndes Objekt oder einen Patienten vorgesehen sind. Beispielsweise können zwei oder mehr Spritzenpumpen vorgesehen sein, die auf eine gemeinsame Schlauchleitung oder Fluidleitung 3 über Rückschlagventile und Zwei-, Drei- oder Mehrwege-Hähne zusammen geführt sind. Hierbei kann auch ein Filter in der Fluidströmungsbahn zur mechanischen Filterung der Fluidströme vorgesehen sein. Alternativ kann anstelle einer einzigen, zur Fluidsenke 2, wie etwa einem Patienten, führenden Infusionsleitung auch ein beispielsweise 2-lumiger Katheter vorgesehen sein, der in die Blutbahn des Patienten einmünden kann. In another embodiment, it is also possible to provide two or more fluid sources or fluid flow influencing means, which are then provided in common for an object to be treated or a patient. For example, two or more syringe pumps may be provided, which are combined on a common hose or fluid line 3 via check valves and two-, three- or multi-way valves. In this case, a filter may also be provided in the fluid flow path for mechanical filtering of the fluid streams. Alternatively, instead of a single, to the fluid sink 2, such as a patient, infusion line leading, for example, a 2-lumen catheter may be provided which can open into the bloodstream of the patient.
Zusätzlich oder alternativ kann auch eine gravimetrische Förderung vorgesehen sein, bei der ein oder mehrere Behälter (Beutel) mit Infusionslösung über Additionally or alternatively, a gravimetric delivery may be provided in which one or more containers (bags) with infusion solution over
Infusionsleitungen, beispielsweise mit einstellbaren Rollenklemmen und/oder einer Schlauchpumpe mit beispielsweise einem Drei-Wege-Hahnventil zur Fluidsenke zusammengeführt sind, beispielsweise in die Halsschlagader eines Patienten. Infusion lines, for example, with adjustable roller clamps and / or a peristaltic pump with, for example, a three-way valve tap to the fluid sink are merged, for example, in the carotid artery of a patient.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann als Fluidquelle 1 ein Beutel vorgesehen sein, der Bestandteil eines Dialyseapparats sein kann, der als In another embodiment, as the fluid source 1, a bag may be provided, which may be part of a dialysis machine, which as
Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5 fungieren kann und beispielsweise Filter usw. enthalten kann. Bei einer solchen Ausgestaltung ist zusätzlich noch ein Fluidfluidbeeinflussungseinrichtung 5 and may contain, for example, filters and so on. In such a configuration is additionally a
Abfallbehältnis vorgesehen, und ein beispielsweise 2-lumiger Katheter vorgesehen, der in den Blutkreislauf des Patienten eingeführt ist. In diesem Fall sind die Waste container provided, and provided, for example, a 2-lumen catheter, which is inserted into the bloodstream of the patient. In this case, the
Fluidquelle 1 und die Fluidsenke 2 durch dasselbe Objekt gebildet, wobei der Beutel als zweite Fluidquelle dienen kann. Eine solche Gestaltung ist für eine Dialysebehandlung effektiv. Die Sensoreinrichtung 7 kann hierbei an einer oder mehreren der zum Patienten führenden Schlauchleitungen und/oder an der vom Infusionsbeutel wegführenden Schlauchleitung und/oder an der zum Abfallbehältnis führenden Schlauchleitung vorgesehen sein. Auch hier können zusätzliche Filter für z.B. die extrakorporale Blutbehandlung vorgesehen sein. Fluid source 1 and the fluid sink 2 formed by the same object, wherein the bag can serve as a second fluid source. Such a design is effective for dialysis treatment. The sensor device 7 may in this case be provided on one or more of the hose lines leading to the patient and / or on the hose line leading away from the infusion bag and / or on the hose line leading to the waste container. Again, additional filters may be provided for eg extracorporeal blood treatment.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Diabetesimplantat realisiert, bei dem in dem Patienten ein Implantat mit einer Kartusche und einer Nadel vorgesehen ist. Die Kartusche kann ein Diabetesmittel wie etwa Insulin enthalten, das über die Nadel in den Patienten eingespeist wird, wobei die Kartusche auch hier als Dosierpumpe ausgelegt sein kann, so dass die injizierte Diabetesmittelmenge und die Einspritzzeitpunkte wahlweise steuerbar sind. Als Fluidquelle 1 dient hier die Kartusche mit dem Diabetesmittel, während als Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung 5 die Pumpe des Implantats dient und der Patient als Fluidsenke 2 fungiert. In diesem Fall wird die Fluidströmung zwischen dem Austritt aus der Kartusche und dem Nadelende durch die Sensoreinrichtung 7 erfasst. In another embodiment of the present invention, a diabetes implant is implemented in which an implant with a cartridge and a needle is provided in the patient. The cartridge may contain a diabetic agent, such as insulin, which is fed via the needle into the patient, which cartridge may also be designed as a metering pump, so that the injected diabetes mean and injection timings are selectively controllable. Here, the cartridge with the diabetes agent serves as the fluid source 1, while the pump of the implant serves as the fluid flow influencing device 5 and the patient functions as a fluid sink 2. In this case, the fluid flow between the outlet from the cartridge and the needle end is detected by the sensor device 7.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen In a further embodiment of the invention
Fluidfördervorrichtung und des erfindungsgemäßen Fluidförderverfahrens ist eine intelligente, dynamische Drucküberwachung realisiert. Fluid delivery device and the fluid delivery process according to the invention is an intelligent, dynamic pressure monitoring realized.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Druck des zu fördernden Fluids in der Infusionsleitung durch Messung der Kraft der Spritzenkolbenplatte auf den In this embodiment, the pressure of the fluid to be delivered in the infusion line by measuring the force of the syringe plunger plate on the
Antriebsarm einer Spritzenpumpe oder der Kraft auf einen auf die Infusionsleitung gepressten Drucksensor einer Schlauchpumpe oder dergleichen gemessen, besonders vorteilhaft wird dabei ein zu der Antriebseinheit der Pumpe synchron arbeitender Filter eingesetzt, um den Sensorsignalverlauf zu ermitteln. Hierbei kann besonders vorteilhaft die Skalierung/Kalibrierung eines Parameters durch die synchrone Abtastung/Filterung erfolgen oder jedenfalls hierdurch stark vereinfacht werden. Das Ziel der Drucküberwachung besteht bei diesem Ausführungsbeispiel in der Sicherstellung einer konstanten, stetigen, gleichförmigen und/oder ungestörten Förderung mit der durch den Anwender gewählten Förderrate. . Drive arm of a syringe pump or the force measured on a pressed onto the infusion line pressure sensor of a peristaltic pump or the like, particularly advantageous while a synchronous to the drive unit of the pump is used to determine the sensor signal waveform. In this case, the scaling / calibration of a parameter can be carried out particularly advantageously by the synchronous sampling / filtering, or at least greatly simplified thereby. The goal of pressure monitoring is in this embodiment in Ensuring a constant, steady, uniform and / or undisturbed promotion with the user-selected delivery rate. ,
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann dazu beitragen, dass relative Druckveränderungen erfasst und hinsichtlich ihrer Bedeutung klassifiziert werden können, beispielsweise hinsichtlich„gute Förderrate",„kritische Förderrate",„zu geringe oder zu hohe Förderrate",„gleichförmige Förderung",„ungleichförmige Förderung",„ungestörte Förderung",„gestörte Förderung", und dergleichen. In jedem Fall kann durch die Drucküberwachung eine stetige Fluidspeisung sichergestellt werden bzw. Abweichungen hiervon angezeigt werden. The embodiment according to the invention can contribute to the fact that relative pressure changes can be detected and classified with regard to their significance, for example with regard to "good delivery rate", "critical delivery rate", "insufficient or excessive delivery rate", "uniform delivery", "non-uniform delivery", "Undisturbed conveyance", "disturbed conveyance", etc. In any case, the pressure monitoring can ensure a steady supply of fluid or indicate deviations therefrom.
Als Störfälle des Systems kommen Fehlbedienungen, wie etwa eine falsche Orientierung eines Drei-Wege-Hahns oder ähnliches, vergessene oder falsch sitzende Leitungsklemmen oder dergleichen, verdrehte oder gebogene Leitungen oder dergleichen, oder eine rückwärts gerichtete Förderung aufgrund von fehlerhaft angeordneten Leitungen oder dergleichen in Betracht. Hierbei handelt es sich um Fehler, die auch von außen erkennbar sind. Versteckte Fehlerquellen des Systems können durch blockierte Filter oder dergleichen, durch gequetschte Lumina, beispielsweise bei einem Katheter mit mehreren Lumina, verschlossene Incorrect operations such as misorientation of a three-way stopcock or the like, forgotten or misplaced wire terminals or the like, twisted or bent wires or the like, or backward conveyance due to misplaced wires or the like come into consideration as failures of the system , These are errors that are visible from the outside. Hidden sources of error in the system may be occluded by blocked filters or the like, by squeezed lumens, such as a multi-lumen catheter
Rückschlagventile oder durch sonstige Schwächen bedingt sein. Check valves or be caused by other weaknesses.
Auch an der Spritze können Probleme durch Blockaden hervorgerufen werden. Beispielsweise kann der Spritzenkolben aufgrund der Reibung zwischen  Also at the syringe problems can be caused by blockages. For example, the syringe piston due to the friction between
Kolbendichtung und Zylinder trotz z.B. Vorschub des Spritzenkolbens durch eine Spritzenpumpe festsitzen (der Vorschub führt dann lediglich zu einer Deformation der Kolbendichtung), so dass keine ordnungsgemäße Fluidförderung und beispielsweise auch kein signifikanter Druckanstieg in der Leitung vor der Spritze erreicht wird. Erst wenn die Kolbendichtung losbricht , ist es bei diesem Störfall möglich, den Piston seal and cylinder despite e.g. Feeding the syringe plunger stuck by a syringe pump (the feed then only leads to a deformation of the piston seal), so that no proper fluid delivery and, for example, no significant increase in pressure in the line before the syringe is achieved. Only when the piston seal breaks, it is possible in this accident, the
Spritzenkolben effektiv weiter einwärts zu schieben und die Infusion des Fluids zu erzielen. To effectively push syringe plungers inward and to infuse the fluid.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fluidfördervorrichtung und des erfindungsgemäßen Fluidförderverfahrens bieten die Vorteile, dass sie gegenüber Druck-Offsets bedingt durch beispielsweise Höhendifferenzen z.B. der Aufhängung eines Infusionsbehälters oder verschiedene Spritzenreibkräften tolerant sind. Ferner wird ein Maß für die Qualität der Fluidförderung und der Zuverlässigkeit deren Einschätzung gegeben, beispielsweise angezeigt oder/und protokolliert oder/und in akustischer Form dargeboten.. Embodiments of the fluid delivery device according to the invention and of the fluid delivery method according to the invention offer the advantages that they have Pressure offsets caused by, for example, height differences such as the suspension of an infusion container or different syringe friction forces are tolerant. Furthermore, a measure of the quality of the fluid delivery and the reliability of their assessment is given, for example displayed and / or logged and / or presented in an acoustic form.
Weiterhin sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens gegen Störungen wie etwa Bewegungen eines Patienten oder Schlauchverlagerungen tolerant, so dass die Anzahl von Fehlalarmen verringert ist. Ferner sind keine manuellen Eingriffe oder Justierungen, Furthermore, embodiments of the device according to the invention and of the method according to the invention are tolerant to disturbances such as movements of a patient or tube displacements, so that the number of false alarms is reduced. Furthermore, there are no manual interventions or adjustments,
beispielsweise hinsichtlich der Eingabe von Grenzwerten, erforderlich. for example, regarding the entry of limit values required.
Die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fluidfördervorrichtung und des entsprechenden Verfahrens zeichnen sich auch durch rasches The embodiments of the fluid delivery device according to the invention and the corresponding method are also characterized by rapid
Ansprechverhalten, beispielsweise auf kritische Störungen aus, da diese Responses, for example, to critical disturbances, since these
beispielsweise in ihrer Tendenz schon erfasst werden können, bevor die for example, in their tendency already can be detected before the
Fluidförderung signifikant gestört ist. Dies ist durch die Ermittlung und Beurteilung der Lage des den aktuellen Sensorsignalverlauf approximierenden Polynoms in dem zugehörigen Polynomschlauch (Polynomteilschar) und der Größe der Abweichung zwischen Polynom und Sensorsignalverlauf möglich. Fluid delivery is significantly disturbed. This is possible by ascertaining and evaluating the position of the polynomial approximating the current sensor signal profile in the associated polynomial tube (partial polynomial) and the magnitude of the deviation between the polynomial and the sensor signal course.
Es können beispielsweise die Güteklassen„exzellent",„sehr gut",„gut", und „grenzwertig" aufgebaut werden, je nach Lage des approximierenden Polynoms in dem zugehörigen Polynomschlauch und der Größe der Abweichung zwischen Polynom und Sensorsignalverlauf. Damit ist es auch möglich, eine gewisse For example, the quality classes "excellent", "very good", "good", and "borderline" can be constructed, depending on the position of the approximating polynomial in the associated polynomial tube and the magnitude of the deviation between the polynomial and the sensor waveform. So it is also possible, a certain
Vorhersage zu treffen, dahingehend, ob sich die Systembedingungen in Richtung einer Verbesserung oder einer Verschlechterung verändern. Bei manchen Predict whether the system conditions are changing in the direction of improvement or deterioration. For some
Ausführungsbeispielen kann auch ein Voralarm bei einer drohenden, aber noch nicht erfolgten Okklusion stattfinden. Auf einem Anzeigebildschirm der Embodiments may also take place a pre-alarm in the case of an imminent, but not yet occlusion. On a display screen the
erfindungsgemäßen Fluidfördervorrichtung können bei einem oder mehreren Fluid conveying device according to the invention can at one or more
Ausführungsbeispielen beispielsweise Symbole dargestellt werden, die angeben, ob das Gerät ausgeschaltet ist, sich in Ruhephase befindet, eine Initialisierungsphase durchläuft oder sich im Normalbetrieb befindet. Weiterhin können auf der Anzeige „normale" Druckschwankungen oder auch ernsthafte Druckfluktuationen angezeigt werden. Ferner ist es möglich, Vorhersagen optisch anzuzeigen, die beispielsweise angeben, dass sich das Gerät, d.h. die Fluidfördervorrichtung, in einem korrekten Bereich mit korrekter Basislinie bewegt oder diesen in Kürze erreichen wird. Auch kann eine Vorhersage angezeigt werden, dass eine Okklusion droht oder eine Leitungsleckage vorliegt. For example, icons indicating whether the device is off, in idle, an initialization phase may be presented passes through or is in normal operation. Further, it may be possible to visually display predictions indicating, for example, that the apparatus, ie, the fluid delivery device, is moving within a correct range with the correct baseline or shortly thereafter Also, a prediction may be displayed indicating an occlusion is imminent or there is a line leak.
Bei Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Fluidfördervorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit ein statistischer Ansatz für die Signalverarbeitung eingesetzt, bei denen Curve Fits, Splines, Regressionen oder dergleichen zum Einsatz kommen können. Dies stellt einen Unterschied zu In embodiments of the fluid delivery device according to the invention and the method according to the invention thus a statistical approach for signal processing is used in which curve fits, splines, regressions or the like can be used. This makes a difference
Schwellwertmethoden dar, bei dem beispielsweise lediglich auf Basis von gleitenden Mittelwerten („sliding averages") oder dergleichen gearbeitet wird. Threshold methods in which, for example, only on the basis of moving averages ("sliding averages") or the like is used.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fluidfördervorrichtung und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens können für die automatische Infusion eingesetzt werden. Embodiments of the fluid delivery device according to the invention and / or the method according to the invention can be used for automatic infusion.
Bei dem Fluid muss es sich nicht durchgehend um dasselbe Fluid handeln, sondern es ist beispielsweise auch möglich, in einer Leitung Fluid aus zwei The fluid does not have to be the same fluid throughout, but it is also possible, for example, to use two fluids in one conduit
Fluidquellen zu mischen. Auch liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Fluidquelle nicht unbedingt durchgängig Fluid abgeben muss, sondern ggf. auch förderfreie Intervalle ohne Fluidspeisung aufweisen kann. Mix fluid sources. It is also within the scope of the present invention that the fluid source does not necessarily have to deliver fluid continuously, but may also have delivery-free intervals without fluid supply.
Als Fluidsenke kommt beispielsweise ein Körper oder ein Lebewesen in Betracht, jedoch ebenso auch ein Auffangbehältnis. Die Fluidquelle kann auch ein Lebewesen sein, und es können ggf. Fluidquelle und Fluidsenke z.B. auch unmittelbar miteinander verbunden sein, so dass sich ein Förder-Kreislauf einstellen kann. Der Ausdruck„Fluidströmung" umfasst hier alle Strömungsarten wie etwa „laminare Strömung",„turbulente Strömung",„ideale Strömung", usw. As a fluid sink, for example, a body or a living being considered, but also a collecting container. The fluid source can also be a living being and, if appropriate, the fluid source and the fluid sink can also be connected to one another directly, for example, so that a delivery cycle can be established. The term "fluid flow" here includes all types of flow such as "laminar flow", "turbulent flow", "ideal flow", etc.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere aktive Fluidfördereinheiten wie etwa automatische Pumpen enthalten oder aber auch als passive Einheiten, beispielsweise in Form von Rollenklemmen zur manuellen Veränderung des Strömungswiderstands durch den Schlauch ausgelegt sein. Ferner kann es sich um geregelte Komponenten handeln, die dazu ausgelegt sind, die Strömung konstant zu halten. Andere Ausführungsbeispiele der In general, embodiments of the present invention may include one or more active fluid delivery units, such as automatic pumps, or may also be configured as passive units, for example in the form of roller clamps for manually changing the flow resistance through the hose. Further, it may be regulated components that are designed to keep the flow constant. Other embodiments of the
erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch ungeregelte Komponenten für die Fluidförderung aufweisen. Die Device according to the invention and the method according to the invention may also have uncontrolled components for fluid delivery. The
Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung kann bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch lediglich das Strömungsprofil bei konstant gehaltenem Volumenstrom beeinflussen. Mit dem Oberbegriff„Strömung" sind auch alle Begriffe wie etwa Strömungsprofil und Volumenstrom gemeint, ebenso wie damit Sets umfasst sind, bei denen die Fördereinheit lediglich aus einem konstanten, definierten Strömungswiderstand wie etwa einem Schlauch, einer Kapillare etc. besteht, so dass der Strömungswiderstand eventuell gar nicht veränderlich ist. For example, in embodiments of the present invention, fluid flow-influencing device can also only influence the flow profile with the volume flow kept constant. The generic term "flow" also means all terms such as flow profile and volume flow, just as it includes sets in which the delivery unit only consists of a constant, defined flow resistance such as a hose, a capillary, etc., so that the flow resistance possibly not at all changeable.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung muss der Sensor oder die In embodiments of the invention, the sensor or the
Sensoreinrichtung 7 nicht unbedingt an oder in der Fluidleitung angebracht sein, sondern kann beispielsweise auch an der Fluidquelle, an einer Spritzenpumpe usw. positioniert sein. Sensor device 7 may not necessarily be attached to or in the fluid line, but may for example also be positioned on the fluid source, on a syringe pump, etc.
Als Messgröße ist hier beispielsweise auch die Bezeichnung einer Eigenschaft gemeint, die durch Messung, statistische Erhebung, Stichprobenentnahme oder Ausführung eines Zufallsexperiments bestimmt werden kann. Weiterhin ist als Messgröße bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise auch bei Ausführungsbeispielen die durch den Fluiddruck auf einen Spritzenkolben ausgeübte Kraft, oder der durch die Schlauchwandung hindurch gemessene Fluiddruck gemeint. Auch wenn bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der zeitliche Verlauf der Messgröße behandelt ist, können andere Ausführungsbeispiele auch dazu ausgelegt sein, den räumlichen Verlauf der Messgröße, oder die By way of example, the term measured here also refers to the designation of a property which can be determined by measurement, statistical survey, sampling or execution of a random experiment. Furthermore, as a measured variable in the device according to the invention and the method according to the invention, for example also in embodiments, the force exerted by the fluid pressure on a syringe plunger, or the fluid pressure measured through the tube wall, means. Although in the embodiments described above, the time course of the measured variable is treated, other embodiments may also be adapted to the spatial course of the measured variable, or the
Kombination aus dem räumlichen Verlauf und dem zeitlichen Verlauf der Messgröße zu erfassen. Combination of the spatial course and the time course of the measured variable.
Ausführungsbeispiele der Fluidfördervorrichtung können für die medizinische und/oder therapeutische Anwendung ausgelegt sein. Embodiments of the fluid delivery device may be designed for medical and / or therapeutic use.
Ein oder mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen somit eine Fluidfördervorrichtung für die medizinische Anwendung auf, die mindestens eine Fluidquelle für die Abgabe von mindestens einem Fluid, mindestens eine Fluidsenke zur Aufnahme des mindestens einen Fluids, mindestens eine Fluidleitung zur One or more embodiments of the invention thus have a fluid delivery device for medical use, the at least one fluid source for the delivery of at least one fluid, at least one fluid sink for receiving the at least one fluid, at least one fluid conduit to
Führung des mindestens einen Fluids von der mindestens einen Fluidquelle zu der mindestens einen Fluidsenke, mindestens eine Fluidfördereinheit oder Guiding the at least one fluid from the at least one fluid source to the at least one fluid sink, at least one fluid delivery unit or
Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung zur Beeinflussung der Fluidströmung in der mindestens einen Fluidleitung, mindestens eine Sensoreinheit zur Messung von mindestens einer Messgröße zur Beschreibung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft oder Zustandsgröße des Fluids, und eine Fluid flow influencing device for influencing the fluid flow in the at least one fluid line, at least one sensor unit for measuring at least one measured variable for describing a physical and / or chemical property or state variable of the fluid, and a
Auswerteeinrichtung sowie ggf. eine Filtereinrichtung umfasst. Die Evaluation device and optionally a filter device comprises. The
Auswerteeinrichtung ist dazu ausgelegt, aus einer Vielzahl von Messwerten mindestens vier Werte, beispielsweise aber auch mehr Werte von mindestens 10 oder mindestens 20 Werten zu ermitteln, aus denen ein Sensorsignalverlauf ermittelbar ist. Dem Sensorsignalverlauf ist mindestens ein Zustand zuordenbar, wobei der mindestens eine Zustand durch mindestens eine Polynomschar definiert ist. Durch die Auswerteeinrichtung ist ein Polynom aus der mindestens einen Evaluation device is designed to determine from a plurality of measured values at least four values, for example, but also more values of at least 10 or at least 20 values, from which a sensor signal curve can be determined. At least one state can be assigned to the sensor signal profile, wherein the at least one state is defined by at least one polynomial group. By the evaluation is a polynomial of the at least one
Polynomschar bestimmbar. Dieses Polynom beschreibt den Sensorsignalverlauf. Durch die jeweilige Polynomschar kann hierdurch in aussagestarker Weise erkannt werden, ob das den Sensorsignalverlauf beschreibende Polynom zu der jeweiligen Polynomschar gehört. Ist dies der Fall, ist hiermit eindeutig festgestellt, dass der betreffende Zustand, wie beispielsweise Okklusion, vorliegt, so dass ggf. sehr schnell Gegenmaßnahmen eingeleitet oder Warnhinweise generiert werden können. Polynomial crowd determinable. This polynomial describes the sensor waveform. By the respective polynomial crowd can be detected in a meaningful way, whether the polynomial describing the sensor waveform belongs to the respective polynomial crowd. If this is the case, it is hereby clearly established that the relevant state, such as occlusion, is present, so that if necessary very quickly initiated countermeasures or warnings can be generated.
Das Polynom stellt hierbei vorzugsweise eine Approximation des The polynomial preferably represents an approximation of the
Sensorsignalverlaufs dar. Eine Approximation gilt als gegeben, wenn die An approximation is considered given if the
Abweichung zwischen dem approximierenden Polynom und dem Sensorsignalverlauf unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, der dem jeweiligen Zustand oder der zum Zustand gehörigen Polynomteilschar, zugeordnet ist. Deviation between the approximating polynomial and the sensor waveform is below a predetermined threshold associated with the particular state or polynomial constituent portion of the state.
Die Abweichung der Approximation kann hierbei auch vorteilhaft in Form einer Funktion der Summe von Potenzen der Beträge der Differenzen zwischen den Werten des approximierenden Polynoms und den entsprechenden Werten des Sensorsignalverlaufs vorliegen. The deviation of the approximation may also advantageously be present in the form of a function of the sum of powers of the magnitudes of the differences between the values of the approximating polynomial and the corresponding values of the sensor signal curve.
Die Auswerteeinrichtung kann ggf. auch mehrere Polynome ermitteln und dem Sensorsignalverlauf denjenigen Zustand zuordnen, in dessen Polynomschar dasjenige Polynom enthalten ist, das die geringste Abweichung zum If necessary, the evaluation device can also determine a plurality of polynomials and associate the sensor signal curve with that state in whose polynomial group the polynomial that contains the least deviation from the polynomial is contained
Sensorsignalverlauf aufweist. Having sensor waveform.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können die Fluidquelle und/oder die Fluidsenke und/oder die Fluidleitung auch mehrteilig oder unterbrochen vorliegen. In embodiments of the invention, the fluid source and / or the fluid sink and / or the fluid line can also be in several parts or interrupted.
Weiterhin kann eine Filtereinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise die Filtereinrichtung 12, 13 und/oder 14, die eine zu einem Störsignal synchrone Furthermore, a filter device may be provided, for example the filter device 12, 13 and / or 14, which synchronizes to an interference signal
Abtastung des Sensorsignalverlauf oder des Sensorrohsignalverlaufs ausführt. Auch kann eine synchrone Filterung durchgeführt werden, bei der die Rauschfilterung, Störsignalfilterung und/oder Kalibrierungsfilterung synchron zu der Abtastung durchgeführt wird. Hierdurch kann der Filterungsaufwand erheblich verringert werden, wenn beispielsweise lediglich mehrere Messwerte und/oder Scanning the sensor waveform or the Sensorrohsignalverlaufs performs. Also, synchronous filtering may be performed in which noise filtering, noise filtering and / or calibration filtering is performed in synchronism with the sampling. As a result, the filtering effort can be significantly reduced if, for example, only a plurality of measured values and / or
Messwertbereiche, deren Breite z.B. deutlich kleiner sein kann, als eine Periode des Störsignals, z.B. 1 % bis 30% oder 92% bis 100% dieser Periode, in den Measurement ranges whose width is e.g. may be significantly smaller than a period of the interfering signal, e.g. 1% to 30% or 92% to 100% of this period, in the
Filtervorgang eingehen, wohingegen die Filterung für die dazwischen liegenden Bereiche ausgesetzt sein kann. In diesem Fall werden die "Werte" aus diesen Messwerten bzw. Messwertbereichen ermittelt/bestimmt/errechnet. Filtering process, whereas the filtering for the intervening Areas may be exposed. In this case, the "values" are determined / determined / calculated from these measured values or measured value ranges.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Zuverlässigkeit der In embodiments of the invention, the reliability of the
Zuordnung zwischen dem Sensorsignalverlauf und dem Zustand auf der Basis der Abweichung zwischen dem Sensorsignalverlauf und dem approximierenden Polynom bewertet. Das Bewertungsergebnis kann dem Anwender angezeigt werden, so dass eine Qualitätsanzeige realisiert ist, aus der der„Gutzustand" oder der Zustand drohender Störung oder dergleichen ermittelt werden kann. Assignment between the sensor waveform and the state evaluated based on the deviation between the sensor waveform and the approximating polynomial. The evaluation result can be displayed to the user, so that a quality display is realized, from which the "good state" or the state of impending trouble or the like can be determined.
Bei der Fluidquelle kann es sich beispielsweise um ein Implantat, eine Spritze, einen Infusionsbehälter, eine medizinische Kartusche oder ein Lebewesen oder dergleichen handeln. The fluid source may be, for example, an implant, a syringe, an infusion container, a medical cartridge or a living being or the like.
Die Fluidleitung kann als einen Teil beispielsweise die Quelle, eine Kanüle, einen Katheter, eine Infusionsleitung, eine Transfusionsleitung, einen Schlauch oder dergleichen aufweisen. The fluid line may include as a part, for example, the source, a cannula, a catheter, an infusion line, a transfusion line, a tube, or the like.
Bei dem Fluid kann es sich z.B. um eine Infusionslösung, eine The fluid may be e.g. to an infusion solution, a
Ernährungslösung, ein Medikament, Blut oder eine sonstige Flüssigkeit handeln. Der Bestimmungsort des Fluids kann als Fluidsenke beispielsweise mittelbar oder unmittelbar ein Lebewesen oder ein Teil des Lebewesens sein, wobei das Fluid ggf. auch intrakorporal zuführbar sein kann. Nutritional solution, a drug, blood or other liquid act. The destination of the fluid can be as a fluid sink, for example, directly or indirectly a living being or a part of the living being, wherein the fluid may possibly also be intracorporeal be supplied.
Bei einem, mehreren oder allen Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem Sensor um einen Kraft-, Druck-, Massenfluss-, Volumenstrom-, Temperatur-, Dichte-, Viskositäts-, Konzentrations-, Färb-, Leitfähigkeits-, Kompressibilitäts-, Helligkeitsoder spektroskopischen Sensor oder dergleichen handeln. Die zu messenden Größen können hierbei mittelbar oder auch unmittelbar je nach Ausführungsbeispiel gemessen werden. Die Fluidfördervorrichtung kann bei Ausführungsbeispielen auch als Fluidfördersystem ausgelegt sein, bei dem die Auswerteeinrichtung Teil einer Infusionspumpe, eines Dialysegeräts, einer Insulinpumpe, eines Implantats und/oder eines Injektionsstifts sein oder mit einem solchen Gerät kommunizieren kann. In one, several or all embodiments, the sensor may be a force, pressure, mass flow, volumetric flow, temperature, density, viscosity, concentration, colorant, conductivity, compressibility, brightness, or spectroscopic Sensor or the like act. The quantities to be measured can be measured here indirectly or else directly depending on the exemplary embodiment. In embodiments, the fluid delivery device can also be designed as a fluid delivery system in which the evaluation device can be part of an infusion pump, a dialysis machine, an insulin pump, an implant and / or an injection pen or can communicate with such a device.
Bei einem oder mehreren Ausführungsbeispielen können die Fluidquelle und der Bestimmungsort, d.h. die Fluidsenke übereinstimmen. Bei einigen In one or more embodiments, the fluid source and the destination, i. the fluid sink agree. For some
Ausführungsbeispielen können auch mehrere Fluidquellen und/oder Fluidleitungen und/oder Bestimmungsorte, d.h. Fluidsenken vorhanden sein. Embodiments may also include multiple fluid sources and / or fluid conduits and / or destinations, i. Fluid sinks be present.
Bei einem oder mehreren Ausführungsbeispielen können mehrere gleiche, sich überlappende oder verschiedene Teilsysteme aus Fluidquellen, Fluidleitung und Bestimmungsort oder Fluidsenke hintereinander geschaltet sein. In one or more exemplary embodiments, a plurality of identical, overlapping or different subsystems of fluid sources, fluid line and destination or fluid sink can be connected in series.
Die Fluidfördereinheit oder Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung kann bei manchen Ausführungsbeispielen auch die Fluidquelle und/oder die Fluidleitung und/oder den Bestimmungsort, d.h. die Fluidsenke umfassen. The fluid delivery unit or fluid flow influencing device may in some embodiments also include the fluid source and / or the fluid conduit and / or the destination, i. include the fluid sink.
Die auf das Fluid wirkende Kraft kann durch Anordnung und/oder The force acting on the fluid can by arrangement and / or
Dimensionierung der Fluidquelle und/oder der Fluidleitung und/oder des Dimensioning of the fluid source and / or the fluid line and / or the
Bestimmungsorts bzw. der Fluidsenke erzeugt oder beeinflusst werden. Destinations or the fluid sink can be generated or influenced.
Die auf das Fluid wirkende Kraft kann ferner beispielsweise durch Gravitations-, Temperatur- oder Druckgradienten zwischen der Fluidquelle und der Fluidsenke erzeugt oder beeinflusst werden. The force acting on the fluid can also be generated or influenced, for example, by gravitational, temperature or pressure gradients between the fluid source and the fluid sink.
Bei manchen Ausführungsbeispielen können die Systemkomponenten in verschiedenen Arbeitsschritten verschiedene Funktionen erfüllen, wobei sich dann auch deren Zuordnung zu den Begrifflichkeiten Fluidquelle, Fluidleitung und/oder Fluidsenke ändern kann. Bei manchen Ausführungsbeispielen können sich die Fluidquelle und/oder Fluidleitung und/oder die Fluidsenke räumlich und/oder funktional überlappen. In some embodiments, the system components may perform different functions in different steps, and then their assignment to the terms fluid source, fluid line and / or fluid sink may change. In some embodiments, the fluid source and / or fluid conduit and / or the fluid sink may spatially and / or functionally overlap.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Fluidfördereinrichtung derart ausgelegt sein, dass gleichzeitig ermittelt wird, ob mehrere Verläufe verschiedener physikalischer oder chemischer Eigenschaften oder Zustandsgrößen des Fluids jeweils einem vorgegebenen Verlauf entsprechen oder diesen approximieren. In some embodiments, the fluid delivery device may be designed such that it is simultaneously determined whether multiple courses of different physical or chemical properties or state variables of the fluid each correspond to or approximate a predetermined course.
Ein oder mehrere Ausführungsbeispiele können auch dazu ausgelegt sein, aus dem Verlauf des Drucks im System, d.h. in der Fluidfördervornchtung oder in einem Teil der Fluidfördervornchtung bei einer oder mehreren definierten oder bekannten Änderungen des Volumens der Vorrichtung oder eines Teils der Vorrichtung, beispielsweise Kompression oder Dekompression, auf die Menge eines im betrachteten Volumen vorhandenen Fluids oder Teil des Fluids, insbesondere eines Gases zu schließen. One or more embodiments may also be configured to determine from the course of the pressure in the system, i. in the Fluidfördervornchtung or in a part of the Fluidfördervornchtung in one or more defined or known changes in the volume of the device or part of the device, such as compression or decompression, to the amount of existing in the volume considered fluid or part of the fluid, in particular a gas shut down.
Dadurch lassen sich beispielsweise Aussagen über im System unabsichtlich oder absichtlich eingeschlossene Luftblasen treffen. Wenn erkannt wird, dass die Gasmenge einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, kann eine geeignete Maßnahme wie etwa eine Entlüftung durchgeführt werden. Damit können As a result, statements about unintentionally or deliberately trapped air bubbles in the system can be made, for example. If it is detected that the amount of gas exceeds a predetermined limit, a suitable measure such as a vent can be performed. With that you can
Fluidförderschwankungen, bedingt durch eingeschlossene Luft, reduziert oder vermieden werden. Fluid supply fluctuations due to trapped air, can be reduced or avoided.
Zur Erfassung der Menge des im betrachteten Volumen vorhandenen Gases kann beispielsweise die Zustandsgieichung idealer Gase, das Gesetz von Boyle- Mariotte, das Gesetz von Gay-Lussac oder das Gesetz von Amontons zu Rate gezogen werden. Hierdurch lässt sich zuverlässig eine Luftblasendetektion oder/und Bestimmung des Volumens einer Luftblase erreichen. For example, the ideal gas state equation, the law of Boyle-Mariotte, the Law of Gay-Lussac or the law of Amontons can be consulted to record the amount of gas present in the considered volume. As a result, an air bubble detection and / or determination of the volume of an air bubble can be reliably achieved.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, die zum Sensorsignalverlauf zugehörige Approximation (nächstkommendes Polynom) mit der kleinsten Abweichung zu ermitteln. Wenn dem Sensorsignalverlauf jedoch kein vorgegebener Verlauf im Sinne einer Polynomschar zugeordnet werden kann und damit auch der Zustand nicht detektierbar ist, da das approximierende Polynom keiner Polynomschar zuzurechnen ist, kann die Fluidfördervorrichtung dazu ausgelegt sein, für eine gewisse Zeit auf Maßnahmen, die einen möglichen Bediener zu einer Handlung ermutigen, nötigen oder zwingen wie beispielsweise eine In exemplary embodiments of the invention, it may further be provided to determine the approximation (closest to the polynomial) associated with the sensor signal profile with the smallest deviation. However, if the sensor waveform If no predefined course can be assigned in the sense of a polynomial group and thus the state can not be detected because the approximating polynomial can not be attributed to a polynomial group, the fluid conveying device can be designed for a certain time to take measures that encourage a possible operator to act to force or force such as one
Notabschaltung und Notfallbehebung, zu verzichten. Es wird in diesem Fall somit nicht sofort ein Alarm oder eine sonstige Maßnahme getroffen, sondern es wird für ein vorgegebenes Zeitintervall ab dem Eintreten dieser Situation ohne Maßnahmen zugewartet, ob die Fluidfördervorrichtung selbsttätig wieder in einen bewertbaren Zustand zurück findet. Erst wenn dieses Zeitintervall ohne Wiederherstellung eines bekannten Zustands abläuft, wird nachfolgend eine Handlungsaufforderung beispielsweise in akustischer oder optischer Form ausgegeben und/oder ein Emergency shutdown and emergency repair, to dispense. Thus, an alarm or other measure is not immediately taken in this case, but it is waited for a given time interval from the occurrence of this situation without action, whether the fluid delivery device automatically finds itself back into an assessable state. Only when this time interval expires without the restoration of a known state, an action request is subsequently issued and / or entered, for example in acoustic or optical form
Geräteeingriff wie etwa eine Abschaltung, eine Veränderung der Förderbedingungen oder dergleichen durchgeführt. Device intervention such as a shutdown, a change in the delivery conditions or the like performed.
Vorteilhaft gibt es mindestens einen vorgegebenen Verlauf des Sensorsignals, der dem ordnungsgemäßen Zustand und/oder Betrieb der Fluidfördervorrichtung entspricht. Weiterhin kann es auch mindestens einen weiteren vorgegebenen Verlauf des Sensorsignals geben, der einem nicht ordnungsgemäßen Zustand und/oder Betrieb der Fluidfördervorrichtung entspricht. Die Fluidfördervorrichtung kann hierbei vorzugsweise derart ausgelegt sein, dass sie den ordnungsgemäßen und/oder den nicht ordnungsgemäßen Zustand und/oder Betrieb der Fluidfördervorrichtung akustisch und/oder optisch signalisiert bzw. die zugehörige Information in anderer Weise zugänglich macht, beispielsweise durch entsprechende Speicherung und/oder einen Protokollausdruck. Advantageously, there is at least one predetermined course of the sensor signal that corresponds to the proper state and / or operation of the fluid delivery device. Furthermore, there may also be at least one further predetermined course of the sensor signal, which corresponds to an improper state and / or operation of the fluid delivery device. The fluid delivery device may in this case preferably be designed such that it acoustically and / or optically signals the proper and / or improper state and / or operation of the fluid delivery device or makes the associated information accessible in another way, for example by appropriate storage and / or a log expression.
Alternativ oder zusätzlich kann die Fluidfördervorrichtung auch den nicht ordnungsgemäßen Zustand und/oder Betrieb der Fluidfördervorrichtung akustisch und/oder optisch signalisieren bzw. die zugehörige Information zugänglich machen, beispielsweise durch Speicherung oder einen Protokollausdruck und dergleichen. Ausführungsbeispiele der Fluidfördervorrichtung können dazu ausgelegt sein, zusätzlich zu der vorstehend genannten Signalisierung bzw. der Information über den ordnungsgemäßen bzw. den nicht ordnungsgemäßen Zustand und/oder Betrieb eine Information auszugeben oder bereitzustellen, oder zugänglich zu machen, wobei sich die Information auf die Validität, d.h. die Aussagekraft der akustischen und/oder optischen Signalisierung bzw. der zugehörigen Information bezieht. Damit erhält ein Verwender noch eine zusätzliche Güteangabe über die Schwere einer festgestellten Störung und/oder über die Güte der festgestellten störungsfreien Arbeitsweise der Vorrichtung, usw. Alternatively or additionally, the fluid delivery device can also acoustically and / or optically signal the improper state and / or operation of the fluid delivery device or make the associated information accessible, for example by storage or a protocol expression and the like. Embodiments of the fluid delivery device may be configured to output or provide information in addition to the above-mentioned signaling or the information about the proper or improper state and / or operation, the information relating to the validity, ie, the validity of the acoustic and / or optical signaling or the associated information relates. This gives a user even an additional indication of the severity of a detected fault and / or the quality of the detected trouble-free operation of the device, etc.
Bei dem nicht ordnungsgemäßen Zustand und/oder Betrieb der In the event of improper condition and / or operation of the
Fluidfördervorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Verschluss (Okklusion) oder teilweisen Verschluss der Fluidleitung, das temporäre oder dauerhafte Fluid delivery device may be, for example, a closure (occlusion) or partial closure of the fluid conduit, the temporary or permanent
Versiegen der Fluidquelle und/oder um eine Leckage im System, d.h. in der Failure of the fluid source and / or leakage in the system, i. in the
Fluidfördervorrichtung, handeln. Fluid conveying device, act.
Alle vorstehend genannten Merkmale können jeweils einzeln oder in beliebiger gegenseitiger Kombination die Erfindung repräsentieren und in dieser Form auch beansprucht werden. All the above-mentioned features can each represent the invention individually or in any mutual combination and can also be claimed in this form.
Im Rahmen der Erfindung liegt weiterhin ein Computerprogrammprodukt, das Codes enthält, durch die ein Prozessor zur Ausführung eines, mehrerer oder aller Schritte des vorstehend erläuterten Verfahrens und/oder des Verfahrens nach einem der Verfahrensansprüche veranlassbar ist. In the context of the invention, furthermore, there is a computer program product which contains codes, by means of which a processor for executing one, several or all steps of the above-explained method and / or the method according to one of the method claims can be initiated.

Claims

Patentansprüche claims
1. Fluidfördervorrichtung für eine medizinische Anwendung, mit 1. Fluid delivery device for a medical application, with
mindestens einer Fluidqueiie (1 ), die derart ausgebildet ist, dass durch sie mindestens ein Fluid (4) abgebbar ist,  at least one fluid component (1) which is designed such that at least one fluid (4) can be discharged through it,
mindestens einer Fluidsenke (2), die derart ausgebildet ist, dass durch sie mindestens ein Fluid (4) aufnehmbar ist,  at least one fluid sink (2), which is designed such that at least one fluid (4) can be accommodated by it,
mindestens einer Fluidleitung (3), die derart ausgebildet ist, dass durch sie mindestens ein Fluid (4) von der mindestens einen Fluidqueiie (1 ) zu der mindestens einen Fluidsenke (2) leitbar ist,  at least one fluid line (3), which is designed such that at least one fluid (4) can be conducted through it by the at least one fluid line (1) to the at least one fluid sink (2),
mindestens einer Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung (5), die dazu ausgelegt ist, die Fluidströmung (6) in der mindestens einen Fluidleitung (3) zu beeinflussen,  at least one fluid flow influencing device (5) which is designed to influence the fluid flow (6) in the at least one fluid line (3),
mindestens einer Sensoreinrichtung (7), die dazu ausgelegt ist, mindestens eine Messgröße (8) zur Beschreibung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft oder Zustandsgröße des Fluids zu messen, und  at least one sensor device (7), which is designed to measure at least one measured variable (8) for describing a physical and / or chemical property or state variable of the fluid, and
einer Auswerteeinrichtung (11 ), die dazu ausgelegt ist, aus einer Vielzahl von Messwerten der Messgröße (8) mindestens vier Werte zu ermitteln, aus denen ein Sensorsignalverlauf (15) ermittelbar ist, dem mindestens ein Zustand zuordenbar ist, wobei der mindestens eine Zustand durch mindestens eine Polynomschar (28) definiert ist,  an evaluation device (11), which is designed to determine from a plurality of measured values of the measured variable (8) at least four values, from which a sensor signal waveform (15) can be determined to which at least one state can be assigned, wherein the at least one state at least one polynomial group (28) is defined,
wobei die Auswerteeinrichtung (11 ) dazu ausgelegt ist, mindestens ein Polynom (27') aus der Polynomschar (28) zu bestimmen, wobei das mindestens eine Polynom (27') den Sensorsignalverlauf beschreibt.  wherein the evaluation device (11) is designed to determine at least one polynomial (27 ') from the polynomial group (28), wherein the at least one polynomial (27') describes the sensor signal profile.
2. Fluidfördervorrichtung nach Anspruch 1 , bei der die Polynomschar aus M Polynomteilscharen besteht, wobei eine Polynomteilschar durch eine (2N+1 ) elementige Menge von offenen, halboffenen oder geschlossenen Parameterintervallen definiert ist und die m-te Polynomteilschar aus allen PolynomenThe fluid delivery apparatus of claim 1, wherein the polynomial group consists of M polynomial subgroups, a subset of polynomial being defined by a (2N + 1) elementary set of open, half-open or closed parameter intervals, and the m-th polynomial subset of all polynomials
N-ten Grades /^( ) = ΣΪ ak ·{ϊ besteht, deren Parameter ak m alle in dem jeweils zugehörigen Parameterintervall ]bk>m, ek>m[ liegen. Nth degree / ^ () = ΣΪ a k · { ϊ, whose parameters a km are all in the respective associated parameter interval] b k> m , e k> m [.
3. Fluidfördervorrichtung nach Anspruch 2, wobei es sich bei der Menge von Parameterintervaiien im Wesentlichen um eine (3xM)-elementige Menge ^»] , [/)„„. , £'„„.] // /(/[/),„. , £·, ,„]} DZW um deren offene oder halboffene Entsprechungen, oder t()] ]~ 00 . 00 [wul [h ] m , eL J} DZW deren offene oder halboffene Entsprechungen handelt. 3. fluid handling device according to claim 2, wherein "^ in the amount of Parameterintervaiien essentially a (3xM) -elementige amount"], [/) ". , £ '"".] // / ( / [/ ) , ". , £ · "]} DZW to their open or semi-open equivalents, or t ()]] ~ 00th 00 [wul [h ] m , e L J} DZW whose open or half-open correspondences.
4. Fluidfördervorrichtung nach Anspruch 2, wobei es sich bei der Menge von Parameterintervallen im Wesentlichen um eine (3xM)-elementige Menge i r ».· · <'- i »J · V\<.„.· ''., i<n( [ 0]} fozw ;jeren offene oder halboffene Entsprechungen, oder \.„ c ].,„] }~ °° · °° [»»ί/ [0]} bzw. deren offene oder halboffene Entsprechungen handelt. 4. fluid handling device according to claim 2, wherein -elementige in the set of parameter intervals essentially a (3xM) Quantity ir »· <■. '-.. I» J * V \ <"''i.<n ([0]} fo tw j older open or semi-open matches or \ "c]."]} ~ °° · °° [ »» ί / [0]} or their open or semi-open. Correspondences acts.
5. Fluidfördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine Polynom eine Approximation des Sensorsignalverlaufs darstellt. 5. Fluid delivery device according to one of the preceding claims, wherein the at least one polynomial represents an approximation of the sensor signal waveform.
6. Fluidfördervorrichtung nach Anspruch 5, die dazu ausgelegt ist, die Abweichung der Approximation, d.h. des mindestens einen Polynoms, von dem Sensorsignalverlauf zu ermitteln und das mindestens eine Polynom lediglich dann als Approximation zu akzeptieren, wenn die Abweichung unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, wobei der Grenzwert einem jeweiligen Zustand oder einer diesem zugehörigen Polynomteilschar zugeordnet bzw. von diesem abhängig sein kann. 6. A fluid delivery device according to claim 5, adapted to measure the deviation of the approximation, i. of the at least one polynomial to determine from the sensor waveform and to accept the at least one polynomial as an approximation only if the deviation is below a predetermined threshold, the threshold may be associated with or dependent on a respective state or polynomial constituent associated therewith ,
7. Fluidfördervorrichtung nach Anspruch 6, die dazu ausgelegt ist, die Abweichung der Approximation als Funktion oder auf der Basis der Summe von Potenzen der Beträge der Differenzen zwischen den Werten der Approximation und den entsprechenden Werten des Sensorsignalverlaufs zu ermitteln. 7. The fluid delivery apparatus of claim 6, configured to determine the deviation of the approximation as a function or based on the sum of powers of the magnitudes of the differences between the values of the approximation and the corresponding values of the sensor waveform.
8. Fluidfördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Auswerteeinrichtung (1 1 ) dazu ausgelegt ist, mehrere Polynome zu ermitteln und dem Sensorsignalverlauf den Zustand zuzuordnen, in dessen Polynomschar dasjenige Polynom enthalten ist, das die geringste Abweichung zum8. Fluid delivery device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device (1 1) is adapted to determine a plurality of polynomials and assign the sensor waveform to the state in its polynomial cohort that polynomial is included that has the least deviation from the
Sensorsignalverlauf aufweist. Having sensor waveform.
9. Fluidfördervorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, eine zu einem Störsignal synchrone Abtastung der Messgröße (8) oder eines Sensorrohsignals (10) oder des Sensorsignalverlaufs (15) und/oder eine zu einem Störsignal synchrone Filterung des Sensorrohsignals oder eines Sensorsignalverlaufs durchzuführen. 9. fluid delivery device, in particular according to one of the preceding claims, which is adapted to a disturbance to a synchronous sampling of the measured variable (8) or a Sensorrohsignals (10) or the sensor signal waveform (15) and / or synchronous to a disturbance filtering of the Sensorrohsignals or a sensor waveform.
10. Fluidfördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, die Zuverlässigkeit der Zuordnung zwischen dem Sensorsignalverlauf und dem Zustand und/oder die Qualität eines Zustands und/oder dessen Detektion auf der Basis einer eventuell vorhandenen Abweichung zu bewerten und dem Anwender mitzuteilen, beispielsweise in Form einer Anzeige. 10. The fluid delivery device according to claim 1, which is designed to evaluate the reliability of the association between the sensor signal course and the state and / or the quality of a state and / or its detection on the basis of a possibly existing deviation and to inform the user, for example in the form of an advertisement.
1 1 . Fluidfördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem, mehreren oder allen der nachfolgenden Merkmale: 1 1. A fluid delivery device according to any one of the preceding claims, having one or more or all of the following features:
die Fluidquelle ist eine Spritze oder ein Infusionsbehälter;  the fluid source is a syringe or infusion container;
das Fluid ist eine Infusionslösung, eine Ernährungslösung, ein Medikament oder Blut;  the fluid is an infusion solution, a nutritional solution, a drug or blood;
die Fluidsenke ist ein Lebewesen oder ein Teil eines Lebewesens;  the fluid sink is a living being or a part of a living being;
das Fluid ist intrakorporal zuführbar.  The fluid can be delivered intracorporeally.
12. Fluidfördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Fluid delivery device according to one of the preceding claims,
wobei die Sensoreinrichtung (7) einen Kraftsensor oder einen Drucksensor umfasst und optional an einer Kolbenstange, optional einer Kolbenstangenplatte, einer Spritze oder an der Wandung einer Infusionsleitung angeordnet ist  wherein the sensor device (7) comprises a force sensor or a pressure sensor and is optionally arranged on a piston rod, optionally a piston rod plate, a syringe or on the wall of an infusion line
13. Fluidfördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Auswerteeinrichtung (1 1 ) als Teil einer Infusionspumpe ausgebildet ist oder mit einer solchen in Kommunikation steht. 13. Fluid delivery device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device (1 1) is formed as part of an infusion pump or is in communication with such.
14. Fluidförderverfahren für die medizinische Anwendung, bei dem mindestens ein Fluid (4) von mindestens einer Fluidquelle (1 ) zu mindestens einer Fluidsenke (2) durch mindestens eine Fluidleitung (3) leitbar ist, 14. A fluid delivery method for medical use, in which at least one fluid (4) can be conducted from at least one fluid source (1) to at least one fluid sink (2) through at least one fluid line (3),
wobei die Fluidströmung (6) in der mindestens einen Fluidleitung (3) durch eine Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung (5) beeinflussbar ist und mindestens eine Messgröße (8) zur Beschreibung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft oder Zustandsgröße des Fluids durch eine Sensoreinrichtung (7) gemessen wird,  wherein the fluid flow (6) in the at least one fluid line (3) by a Fluidströmungsbeeinflussungseinrichtung (5) can be influenced and at least one measured variable (8) for describing a physical and / or chemical property or state variable of the fluid by a sensor device (7) is measured .
wobei aus einer Vielzahl von Messwerten der Messgröße (8) mindestens vier Werte ermittelt werden, aus denen ein Sensorsignalverlauf (15) ermittelt wird, dem mindestens ein Zustand zugeordnet wird oder ist,  wherein at least four values are determined from a multiplicity of measured values of the measured variable (8) from which a sensor signal course (15) is determined, to which at least one state is assigned or is assigned,
wobei der Zustand (18') durch eine Polynomschar (28) definiert ist, und mindestens ein Polynom (27') aus der Polynomschar (28) bestimmt wird, das den Sensorsignalverlauf beschreibt.  wherein the state (18 ') is defined by a polynomial group (28) and at least one polynomial (27') is determined from the polynomial group (28) describing the sensor waveform.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Polynomschar aus M Polynomteilscharen besteht, wobei eine Polynomteilschar durch eine (2N+1 ) elementige Menge von offenen, halboffenen oder geschlossenen Parameterintervallen definiert ist und die m-te Polynomteilschar aus allen Polynomen15. The method of claim 14, wherein the polynomial set consists of M polynomial subgroups, where a polynomial subset is defined by a (2N + 1) elementary set of open, half-open or closed parameter intervals and the m-th polynomial subset of all polynomials
N-ten Grades / / ) = X, ak m - ή besteht, deren Parameter ak m alle in dem jeweils zugehörigen Parameterintervall ]bk m, ek m[ liegen. Nth degree / / ) = X, a km - ή, whose parameters a km are all in the respectively associated parameter interval] b km , e km [lie.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem eine zu einem Störsignal synchrone Abtastung der Messgröße (8) oder eines Sensorrohsignals (10) oder des Sensorsignalverlaufs (15) und/oder eine zu einem Störsignal synchrone Filterung des Sensorrohsignals oder eines Sensorsignalverlaufs durchgeführt wird. 16. The method according to claim 14 or 15, wherein a synchronous to a disturbance signal sampling of the measured variable (8) or a Sensorrohsignals (10) or the sensor waveform (15) and / or to a disturbance signal synchronous filtering of Sensorrohsignals or a sensor waveform is performed ,
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Zuverlässigkeit der Zuordnung zwischen dem Sensorsignalverlauf und dem Zustand auf der Basis der Abweichung zwischen dem Sensorsignalverlauf und einem approximierenden Polynom (27') bewertet und ggf. dem Anwender angezeigt oder in anderer Weise zur Kenntnis gebracht wird. 17. The method according to any one of the preceding claims 14 to 16, wherein the reliability of the association between the sensor waveform and the state based on the deviation between the sensor waveform and an approximating polynomial (27 ') evaluated and possibly displayed to the user or otherwise brought to the knowledge.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem 18. The method according to any one of claims 14 to 17, wherein
das mindestens eine Polynom eine Approximation des Sensorsignalverlaufs darstellt,  the at least one polynomial represents an approximation of the sensor waveform,
die Abweichung der Approximation, d.h. des mindestens einen Polynoms, von dem Sensorsignalverlauf ermittelt wird, und  the deviation of the approximation, i. the at least one polynomial, is determined by the sensor waveform, and
das mindestens eine Polynom lediglich dann als Approximation akzeptiert wird, wenn die Abweichung unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, wobei der Grenzwert einem jeweiligen Zustand oder einer diesem zugehörigen Polynomteilschar zugeordnet bzw. von diesem abhängig sein kann.  the at least one polynomial is only accepted as an approximation if the deviation is below a predetermined limit value, wherein the limit value can be assigned to or dependent on a respective state or a polynomial subset associated therewith.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Abweichung der Approximation als Funktion oder auf der Basis der Summe von Potenzen der Beträge der Differenzen zwischen den Werten der Approximation und den entsprechenden Werten des Sensorsignalverlaufs ermittelt wird. 19. The method of claim 18, wherein the deviation of the approximation is determined as a function or based on the sum of powers of the magnitudes of the differences between the values of the approximation and the corresponding values of the sensor waveform.
20. Computerprogrammprodukt, das Codes enthält, durch die ein Prozessor zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 14 bis 19 veranlassbar ist. Computer program product containing codes, by which a processor for carrying out the method according to one of claims 14 to 19 can be initiated.
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