DE2829215A1

DE2829215A1 - Medizinische infusionsvorrichtung mit pumpe

Info

Publication number: DE2829215A1
Application number: DE19782829215
Authority: DE
Inventors: Jal Sohrab Jassawalla
Original assignee: Andros Inc
Current assignee: Andros Inc
Priority date: 1977-07-05
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1979-01-25
Also published as: GB2065789A; CA1127491A; GB2000833A; ES471363A1; IT7850154A0; FR2396553A1; AU532562B2; IT1107478B; BR7804303A; GB2065789B; US4199307A; AU3775178A; MX146278A; FR2396553B1; JPS5445993A; GB2000833B

Description

Anm.: ANDROS INCORPORATED Berkeley (Calif.), V. St. A.

Medizinische Infusionsvorrichtung mit Pumpe

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L .

Medizinische Infusionsvorrichtung mit Pumpe

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf medizinische Infusionsvorrichtungen. Sie betrifft insbesondere eine verbesserte medizinische Infusionsvorrichtung sowie eine verbesserte Pumpe und Kassette zur Verwendung bei dieser Vorrichtung.

Medizinische Infusionsvorrichtungen für die Verabreichung von Flüssigkeiten oder halbfesten Stoffen an einen Patienten sind in verschiedenen Ausführungsformen nach dem Stand der Technik bekannt und in Krankenhäusern bzw. Kliniken in aller Welt verbreitet im Gebrauch. Solche Vorrichtungen werden üblicherweise für intravenöse oder intraarterielle Verabreichungen von Glukoselösungen und Blutplasma, für die Infusion von Medikamenten sowie für die enterale Verabreichung von Flüssigkeiten und halbfesten Stoffen benützt. Typischerweise erfolgt dabei die Verabreichung in geregelter, dosierter Menge nach Bedarf des Patienten, während im Fall von Medikamenten deren Konzentration bei der Verabreichung geregelt wird.

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Eine häufig verwendete Art von Infusionsvorrichtungen für die intravenöse Verabreichung von Flüssigkeiten besteht aus einem Flüssigkeitsbehälter, einer Tropfkammer und einer verstellbaren Klemme in der von der Tropfkammer zur Nadel, die in eine Vene eingeführt ist, führenden Leitung. Der Flüssigkeitsbehälter in Form einer Flasche ist gegenüber dem Patienten in einer erhöhten Stellung aufgehängt, wobei sich die Tropfkammer typischerweise unmittelbar darunter befindet. Die durchsichtigen Wände der Tropfkammer erlauben in Verbindung mit einem in der Tropfkammer enthaltenen festen Volumen an Luft eine visuelle Bestimmung der Tropfgeschwindigkeit, die ihrerseits mittels der Schlauchklemme justierbar ist. Wenn die verabreichte Flüssigkeit an der Klemmstelle des Schlauchs vorbeisickert, fällt der Luftdruck in der Tropfkammer ab, wodurch die Bildung und Trennung eines Tropfens von der Spitze des dünnen, in die Tropfkammer hineinreichenden und mit der Flasche verbundenen Rohrs begünstigt wird. Derartige Vorrichtungen können entweder für sich allein verwendet werden, oder die Tropfkammer kann in Verbindung mit einem anderen Dosier- oder Fördermechanismus eingesetzt werden, so daß die durch Sichtprüfung überwachte Tropfrate

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als tiberprüf ungs faktor zur Bestätigung der einwandfreien Arbeitsweise der Fördervorrichtung herangezogen werden kann.

Eine andere Art einer medizinischen Infusionsvorrichtung ist die bekannte medizinische Spritze. Eine derartige Vorrichtung umfaßt bekanntlich einen hohlen Zylinder, welcher die zu injizierende Flüssigkeit enthält. Der Inhalt des Zylinders wird durch eine Nadel oder einen Katheder mittels eines Kolbens ausgespritzt, welcher im Zylinder passend so verschiebbar geführt ist, daß er dessen Innenvolumen von einem größten auf einen kleinsten Wert zu reduzieren vermag. Bestimmte Arten automatischer medizinischer Infusionsvorrichtungen wenden derartige Spritzeneinrichtungen zum Austreiben der Flüssigkeit in den Patienten an. Derartige Pumpen sind jedoch typischerweise kostenaufwendig und schwierig zu steuern und nachzufüllen.

Eine andere derartige Vorrichtung verwendet eine sogenannte Peristaltikpumpe. Solche Pumpen sind gekennzeichnet durch ein Stück eines flexiblen Schlauches, der in Kreisbogenform zwischen einem statorähnlichen bzw. feststehenden Element und

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einer Rotoranordnung angeordnet ist. Letztere ist mit einer Anzahl von Rollen versehen, die bei der Drehung der Rotoranordnung den Schlauch an aufeinanderfolgenden Stellen zusammendrücken und die betreffende Quetschstelle jeweils vorverschieben, so daß die im Schlauch enthaltende Flüssigkeit mit einer durch die Drehzahl des Rotors bestimmten Geschwindigkeit im Schlauch weitergefördert wird. Der Drehantrieb solcher Vorrichtungen erfolgt typischerweise durch irgendeine Motor-Getriebeanordnung, um auf diese Weise die gewünschte niedrige Förderleistung mit der niedrigen Drehzahl des Rotors zu erreichen. Derartige Pumpen bieten den Vorteil, daß sie in der Flussigkeitsstromungsstrecke ein wegwerfbares bzw. einmal verwendbares Element enthalten, weil das in der Pumpe befindliche Schlauchstück nach einmaliger Benutzung ausgewechselt werden kann. Im Prinzip bieten diese Pumpen auch den weiteren Vorteil der Gewährleistung niedriger und variabler Strömungsmengen aufgrund einer Zwangsverdrängung der Flüssigkeit. In der Praxis zeichnen sich derartige Vorrichtungen jedoch im allgemeinen durch mangelhafte Genauigkeit und schlechte Reproduzierbarkeit aus. Außerdem sind sie mit dem Nachteil behaftet, daß sie mechanisch komplex aufgebaut sind

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und einen erheblichen Leistungsbedarf besitzen, so daß sie ziemlich kostenaufwendig sind und nur schwierig mit Batterien betrieben werden können.

Eine andere Pumpenausführungsform beruht auf einer begrenzten Zwangsverdrängung durch schnelle Änderung des Volumens einer Pumpenkammer bei Verwendung von Einlaß- und Auslaß-Rückschlagventilen. Derartige Pumpen bieten einen gewissen Vorteil dahingehend, daß sie speziell so ausgebildet sein können, daß sie keine Luft fördern, wodurch ein automatisches Abstellen der Pumpe dann gewährleistet wird, wenn der zu injizierende Flüssigkeitsvorrat erschöpft ist. Solche Pumpen können außerdem irgendeine elektromagnetische Vorrichtung verwenden, die eine Impulsquelle zur Gewährleistung einer veränderbaren Impulsfrequenz und damit zur Änderung der Pumpen-Förderleistung bildet. Wesentlicher ist dabei jedoch, daß derartige Pumpen eine auswechselbare Kassette aufweisen können, welche die Pumpenkammer bzw. den Pumpenraum bildet, und die für jeden Patienten bzw. jede Flüssigkeitsart ausgetauscht werden kann. Auf diese Weise lassen sich ohne weiteres Sterilität gewährleisten und Verunreinigungsübertragungen leicht vermeiden.

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Pumpen dieser Art besitzen jedoch ebenfalls verschiedene Nachteile. Insbesondere sind die auswechselbaren Kassetten für solche Pumpen häufig verhältnismäßig teuer, und sie müssen aus einer vergleichsweise großen Zahl von mit engen Toleranzen gefertigten Teilen hergestellt werden. Neben Bauteilen, wie Schraubenfedern und präzise gefertigten Teile für Rückschlagventile, enthalten derartige Pumpen manchmal Metallteile, die vor Korrosion, Ätzung und anderen nachteiligen Erscheinungen geschützt werden müssen, die zu einer Lösung in den zu injizierenden Stoffen führen können.

Noch eine andere, gewissermaßen einer Peristaltikpumpe ähnelnde Pumpenausführungsform ist eine solche, bei welcher eine Leitung mit einer solchen Frequenz verengt und geöffnet wird, daß sich die gewünschte Förderleistung ergibt. Eine solche Pumpe ist z. B. in der US-PS 2 105 200 dargestellt und beschrieben. Pumpen dieser Art gewährleisten jedoch häufig für viele Einsatzzwecke keine ausreichende Genauigkeit, und sie sind außerdem schwierig zu steuern, zu reinigen und nachzufüllen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde,

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eine verbesserte medizinische Infusionsvorrichtung zu schaffen.

Im Zuge dieser Aufgabe bezweckt die Erfindung auch die Schaffung einer verbesserten Pumpe für eine solche Infusionsvorrichtung.

Weiterhin soll mit der Erfindung auch eine verbesserte Kassette zur Verwendung bei einer solchen medizinische Infusionsvorrichtung geschaffen werden, die billig herzustellen, vergleichsweise einfach zu betreiben und höchst zuverlässig ist.

Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer medizinischen Infusionsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene, schematische perspektivische Darstellung einer Kassette sowie von Teilen der Pumpe der Vorrichtung nach Figur 1,

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Figuren 3 und 4 schematische Schnittansichten zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Pumpenabschnitte gemäß Figur 2,

Figur 5 eine graphische Darstellung der Arbeitsweise der Nockenantriebseinrichtung gemäß Figur 3,

Figur 6 eine Aufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform einer Kassete mit Abschnitten der Pumpe bei der Vorrichtung gemäß Figur 2 und

Figur 7 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Figur 6.

Ganz allgemein umfaßt die in Figur 1 dargestellte medizinische Infusionsvorrichtung gemäß der Erfindung einen stromaufseitigen Schlauchabschnitt 11, der mit einem Flüssigkeitsvorrat 12 in Verbindung steht. Ein stromabseitiger bzw. nachgeschalteter Abschnitt 13 ist auf zweckmäßige Weise zur Verabreichung einer Flüssigkeit bzw. eines halbfesten Stoffes an einen Patienten 14 angeschlossen. Eine Pumpe 15 fördert Flüssigkeit vom stromaufseitigen Schlauch-Abschnitt

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zum stromabseitigen Schlauch-Abschnitt 13. Gemäß Figur 3 enthält die Pumpe eine Einrichtung 16 zur Halterung einer sich zwischen den beiden Schlauch-Abschnitten erstreckenden Leitung 17. Weiterhin sind Mittel 21 zum selektiven Verengen bzw. Zusammendrücken und öffnen der Leitung 17 an über ihre Länge verteilten Stellen in solcher Reihenfolge vorgesehen, daß die Flüssigkeit durch die Leitung gefördert wird. Die Leitung umfaßt eine auswechselbare Kassette bzw. einen steifen Abschnitt 18, der ein steifes Gehäuse mit einem Fenster 19 bildet. Eine sich quer über das Fenster erstreckende, biegsame bzw. elastische Membran 20 ist für den Durchtritt des jeweiligen geförderten flüssigen oder halbflüssigen Stoffes undurchlässig. Ein Teil der Drossel- oder Verengungseinrichtung greift an der Membran an, wobei er zur Steuerung der Förderwirkung schrittweise angetrieben wird.

In Figur. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als intravenöses Verabreichungssystem zur Verabreichung von Flüssigkeit von einem entsprechenden Behälter bzw. Vorrat 12 an einen Patienten 14 dargestellt. Die Flüssigkeitsverabreichung erfolgt dabei intravenös über einen geeigneten Katheter 23, der mit

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dem stromabseitigen Schlauchabschnitt 13 der Vorrichtung verbunden ist. Der Katheter wird in an sich bekannter Weise mittels eines Klebstreifens 25 am Arm des Patienten 14 festgehalten. Der Flüssigkeitsbehälter 12 kann eine herkömmliche, an einem Ständer 27 aufgehängte Intravenösverabreichungsflasche sein. Am unteren Teil der Flasche 12 ist eine Tropfkammer 29 angebracht, die von herkömmlicher Konstruktion sein kann. Unter oder an der Tropfkammer kann ein Alarmgeber 31 für den Flaschen-Leerzustand angeordnet sein, um vollständige Entleerung des Behälters 12 zu signalisieren. Der Inhalt der Flasche 12 strömt durch den oberen bzw. stromaufseitigen Schlauch-Abschnitt 11 der Verabreichungsvorrichtung, welcher bei der dargestellten Ausführungsform ein flexibler Schlauch sein kann.

Obgleich die Flasche 12 in einem gegenüber dem Patienten 14 in erhöhter Lage am Ständer 21 aufgehängten Zustand dargestellt ist, wie es für zahlreiche Intravenösinfusionsvorrichtungen typisch ist, ist eine solche Anordnung der Flasche der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht kritisch, weil die Flüssigkeit durch die Zwangsförderwirkung der Pumpe 15 zum Patienten gefördert wird. Gemäß

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Figur 1 kann sich die Pumpe 15 zweckmäßig in einem Gehäuse 33 befinden, das mit Regelelementen, u. a. in Form eines Drehknopfes 25, einer Belüftung 37 zur Kühlung der inneren Bauteile versehen ist. Die auf einem Krankenbettischchen 39 oder dergleichen aufgestellte Pumpe 15 ist zwischen den stromaufseitigen Abschnitt 11 und den stromabseitigen Abschnitt 13 der Schlauchleitung eingeschaltet. Anschlüsse 41 bilden den Einlaß und Auslaß zum bzw. vom Gehäuse 33 für die beiden Schlauchabschnitte 11 und 13.

In Figur 2 ist der Innenaufbau eines Abschnittes der Pumpe 15 in schematischer perspektivischer Darstellung veranschaulicht. Ein steifer Abschnitt 18 des Schlauches bzw. der Leitung bildet einen leicht auswechselbaren, steifen Gehäuseteil bzw. eine Kassette für die Pumpe. Dieser steife Abschnitt 18 wird im Gehäuse 33 der Pumpe 15 mit Hilfe geeigneter, nicht dargestellter Befestigungselemente gehalten. Der stromaufseitige Schlauchabschnitt 11 (Figur 1) der Vorrichtung ist mittels einer geeigneten Kupplungsmanschette 105 mit dem steifen Abschnitt 18 verbunden, der aus einem steifen Werkstoff bzw. einem Kunststoff besteht. Auf ähnliche Weise ist der stromabseitige Schlauch-Abschnitt 13

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(Figur 1) der Vorrichtung mittels einer ähnlichen Kupplungsmanschette 107 an den Leitungsabschnitt 18 angeschlossen. Ein im Leitungsabschnitt 18 ausgeschnittenes Fenster 19 besitzt eine solche Größe, daß die noch näher zu beschreibende Verengungs- bzw. Drosseleinrichtung durch das Fenster hindurch in den Leitungsabschnitt 18 einzutreten vermag. Eine das Fenster 19 abdeckende äußere Manschette 111 aus einem flexiblen, nachgiebigen Material ist auf die Außenfläche des Leitungsabschnitts 18 aufgezogen. Die Manschette 111 besteht aus einem für das zu injizierende Material undurchlässigen Werkstoff, so daß sie über dem Fenster 19 eine flexible Membran 20 bildet, über welche die noch zu beschreibende Verengungs- bzw. Drosseleinrichtung das Innenvolumen des steifen Leitungsabschnitts 18 zu verändern vermag. Die ebenfalls aus einem flexiblen Werkstoff bestehende!Manschetten 105 und 107 sind auf nachstehend zu beschreibende Verengungs- bzw. Drosselelemente ausgerichtet.

Wie erwähnt, dienen die Drosselelemente 21 zum sequenziellen Verengen und öffnen der Leitung 17 und 18 in solcher Reihenfolge, daß die in der Leitung enthaltene Flüssigkeit vom stromaufseitigen

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Abschnitt 11 zum stromabseitigen Abschnitt 13 der Förderanlage bzw. der Verabreichungsvorrichtung gepumpt wird. Obgleich verschiedenartige Einrichtungen zum Andrücken an die Leitung 17 auf die noch zu beschreibende Weise verwendet werden können, umfaßt diese auch als Pumpeinrichtung 22 zu bezeichnende Drosseleinrichtung 21 gemäß den Figuren 3 und 4 drei bewegbare Elemente 63, 65 und 67. Das bewegbare Element 63 besteht dabei aus einem länglichen Bolzen, der durch geeignete, nicht dargestellte Mittel verschiebbar geführt ist. Ebenso besteht das zweite bewegbare Element 65 aus einem langgestreckten Bolzen, der auf nicht dargestellte Weise verschiebbar geführt ist. Die Elemente 63 und 65 greifen mit abgerundeten Enden an den betreffenden Manschetten 105 bzw. 107 an; sie sind dabei bezüglich Form und Große jeweils an eine runde Ausnehmung in der Trageinrichtung 16 angepaßt, wodurch gewährleistet wird, daß die Manschetten an den beiden Stellen, an denen die bewegbaren Elemente 63 und 65 an ihnen angreifen, vollständig abgeklemmt werden.

Das dritte bewegbare Element 67 besteht aus einem länglichen Bolzen, der ebenfalls auf nicht dargestellte Weise verschiebbar geführt ist. Das Element

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67 beaufschlagt die Membran 20 über dem Fenster 19 im steifen Abschnitt bzw. der Kassette 18. Bei der Vorwärtsbewegung des Elements 67 wird die Membran auf die in Figur 4 gezeigte Weise nach innen verformt, wodurch das Volumen des steifen Leitungsabschnitts 18 verkleinert wird.

Zur Bewegung der bewegbaren Elemente 63 und 65 in der gewünschten Reihenfolge sind die vom Schlauchabschnitt 19 abgewandten Enden der Elemente mit nicht dargestellten Kurvenfühlern bzw. Nockenstößeln versehen, die federnd gegen die Umfangsflache je eines zugeordneten Nockens 91, 93 bzw. vorbelastet sind. Die Nocken 91, 93 und 95 sind auf einer Nockenwelle 97 montiert, die von einem Antriebsmotor 103 angetrieben wird. Bei diesem Antriebsmotor handelt es sich um einen Schrittschaltmotor, der eine schrittweise Drehung der Welle und somit eine schrittweise Bewegung und Steuerung der Elemente 63, 65 und 67 bewirkt.

In Figur 3 befindet sich das zweite bewegbare Element 65 in einer Position, in welcher es die Manschette 107 verengt bzw. abklemmt. Durch den Fallstrom bzw. Falldruck der Flüssigkeit im stromaufsei tigen Schlauchabschnitt bzw. den durch das

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Zurückziehen des Elements 67 erzeugten Sog füllt sich der steife Leitungsabschnitt 18 bis zum Element 65 mit Flüssigkeit. Bei dem in Figur 4 dargestellten Förderhub wird das bewegbare Element 65 zum völligen öffnen der Manschette 107 zurückgezogen, während das erste Element 63 die Manschette 105 stromauf des Elements 67 zusammendrückt. Bei der Einwärtsverschiebung des bewegbaren Elements 67 verkleinert sich das Volumen des steifen Leitungsabschnitts 18, so daß zumindest ein Teil des Leitungsinhalts zum stromabseitigen Abschnitt der Förderanlage ausgetrieben wird. Die Strecke bzw. der Hub, über den sich das Element 67 bewegt, bestimmt das Verdrängungsvolumen beim Förderhub. Die Ansaug- und Förderhübe erfolgen aufeinanderfolgend und sich wiederholend entsprechend der Drehung der Nockenwelle sowie der Konfiguration der Nocken 91, 93 und 95.

Figur 5 veranschaulicht in graphischer Darstellung die Bewegung in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Nockenwelle für die drei bewegbaren Elemente 63, 65 und 67. Am linken Rand bzw. in der O°-Stellung gemäß der graphischen Darstellung ist das stromauf seitige bewegbare Element 63 vorgeschoben, während die Elemente 65 und 67 die Leitung öffnen bzw.

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zurückgezogen sind. Durch die Verschiebung des Elements 67 aus der voll öffnenden Stellung in die Quetsch- bzw. Schließstellung wird zumindest ein Teil des Inhalts des steifen Lextungsabschnxtts 18 zwischen den Elementen 63 und 65 verlagert. Im Anschluß an diese Bewegung verlagert sich das Element 65 in die Schließstellung, in welcher es den stromabseitigen Abschnitt des steifen Lextungsabschnxtts 18 verschließt. Sobald dies erfolgt ist, verschiebt sich das Element 63, ebenso wie das Element 67, in die Offenstellung, so daß sich der Schlauch- bzw. Leitungsabschnitt wiederum fül-

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len kann. Zwischen 180 und 270 (Drehwinkel) bewegt sich das stromaufseitige Element 63 aus der Offenstellung in die Schließstellung, während sich das stromabseitige Element 65 zwischen 270° und 360° in die Offenstellung verlagert. Hierauf befindet sich der Mechanismus in der Ausgangsstellung für die Durchführung des nächsten, bei 0 beginnenden Verdrängungs- bzw. Förderhubs.

In den Figuren 6 und 7 ist eine andere Ausführungsform des steifen Lextungsabschnxtts bzw. der Kassette der Pumpe dargestellt. Der im folgenden auch als Kammer bezeichnete steife Leitungsabschnitt 18

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besitzt eine flachgedrückte Form, die eine scheibenförmige Pumpenkammer bildet. Das Fenster 19 ist kreisförmig und die Membran 20' wird durch eine das Fenster überspannende Membran gebildet. Die Membran kann materialeinheitlich an der steifen Kammer oder an einem Teil derselben angeformt oder aber getrennt hergestellt und auf geeignete Weise an der Kammer angebracht sein. An der steifen Kammer 18' sind Einlaß- und Auslaßöffnungen 113 bzw. 115 angeformt, an denen flexible Manschetten 105' bzw. 107' angebracht sind.

Im Betrieb arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung typischerweise mit einem Höchstdruck von 1,4 bar. Entsprechend diesem Druck wird die "Steifheit" des steifen Leitungsabschnitts bzw. der Kammer 18 gewählt. Vorzugsweise greift das bewegbare Element 67 über seinen gesamten Hub hinweg an der Membran 20 an, so daß die Membran ständig mit einer leichten Einwärtskraft beaufschlagt ist. Zur Gewährleistung zufriedenstellender Genauigkeit ufaßt der unabgestützte bzw. berührungsfreie Bereich der Membran höchstens 75 % der gesamten Membran-?, bzw. Fensterfläche.

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Anstelle des dargestellten Nockenantriebs können auch andere Einrichtungen zur Betätigung der Drosseleinrichtung verwendet werden, beispielsweise eine Schraubspindel. Die schrittweise Steuerung der Membranbewegung ist jedoch für die Gewährleistung genügender Genauigkeit und zufriedenstellender Steuerung bedeutsam. Durch entsprechende Auslegung kann das für jeden Betätigungsschritt gewünschte Verdrängüngsvolumen gewählt werden. In diesem Fall ist dann eine Digitalsteuerung mit Hilfe handelsüblicher und vergleichsweise billiger Mikrorechnerchips ohne weiteres möglich. Die Funktion, wie Strömungsmenge bzw. Durchsatzmenge, Gesamtfördervolumen und Strömungsfehlerüberwachung, können ohne weiteres nach bekannter Digitaltechnik verarbeitet werden.

Im Normalfall ist es vorteilhaft, die Anordnung so auszulegen, daß die Rücklauf- bzw. Füllhübe unabhängig von Fördermenge und -volumen jeweils von gleicher Dauer sind. Die Strömung kann also dann vergleichmäßigt werden, wenn.das Element 67 im Vergleich zu seinem Einwärts- bzw. Förderhub ziemlich schnell zurückgezogen wird. Eine solche Arbeitsweise ist mit Digitaleinrichtungen ohne weiteres erzielbar.

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Die Größe der Auslaß- bzw. Einlaßöffnungen gegenüber der Membran- oder Fenstergröße ist ebenfalls von Bedeutung. Wenn Einlaß- und Auslaßöffnungen zu groß sind, wird die Rücksaugwirkung so groß, daß sie die Genauigkeit nachteilig beeinflußt. Aus diesem Grund besitzen Einlaß- und Auslaßöffnung vorteilhaft eine Querschnittsfläche von höchstens dem 0,3-fachen der Membran- oder Fensterfläche.

Die erfindungsgemäße medizinische Infusionsvorrichtung bietet im Vergleich zu den bisher bekannten Konstruktionen verschiedene bedeutsame Vorteile. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nämlich in der Flüssigkeitsförderanlage und mithin in der Kassette keine Ventile zur Steuerung der Förderwirkung vorgesehen, wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung erheblich verbessert wird, was zu einer Vereinfachung der Fertigung und somit zu einer Kostensenkung beiträgt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können für die Manschetten 105 und 107 beliebige, ausreichend feste flexible Schlauchmaterialien verwendet werden, die ohne weiteres ausgewechselt werden können, weil sie billig sind. Durch entsprechende Auslegung der Nocken und entsprechende Wahl der Größe der bewegbaren Drosselelemente lassen sich

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einwandfrei konstante Strömungsmengen bis hinab zu sehr kleinen Durchsatzmengen erzielen.

Selbstverständlich sind dem Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen der vorstehend dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

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Claims

Patentansprüche

j Pumpe zur Verwendung bei einer medizinischen Infusionsvorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten oder halbfesten Stoffen von einem stromaufseitigen Abschnitt der Infusionsvorrichtung zu einem stromabseitigen Abschnitt derselben, gekennzeichnet durch eine Leitung (17), durch eine Einrichtung (16) zur Halterung der Leitung zwischen den stromaufseitigen und den stromabseitigen Abschnitten (11, 13) der Vorrichtung, durch ein erstes Drosselelement (21) zum selektiven Verengen bzw. Drosseln und öffnen der Leitung (17) an einer ersten Stelle, durch ein zweites Drosselelement (21) zum selektiven Verengen und Öffnen der Leitung (1) an einer zweiten, von der ersten Stelle Abstand besitzenden Stelle, durch ein drittes Drosselelement (21) zum selektiven Verengen der Leitung an einer dritten Stelle- derselben zwischen erstem und zweitem Drosselelement, um ein vorbestimmtes Volumen in der Leitung zu verdrängen, und durch eine Einrichtung zur Betätigung der Drosselelemente in solcher Reihenfolge, daß Flüssigkeiten oder halbflüssige Stoffe durch die Leitung gefördert werden, sowie dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung einen zwischen

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erste und zweite Drosselstelle eingeschalteten, eine Pumpenkammer bildenden steifen Abschnitt (18) aufweist, der mit einem Fenster (19) versehen ist, daß sich über das Fenster eine flexible, für die geförderten Flüssigkeiten oder halbflüssigen Stoffe undurchlässige Membran (20) erstreckt, an welcher das dritte Drosselelement 21 angreift, und daß die Betätigungseinrichtung einen Antrieb zur Hervorbringung einer schrittweisen Bewegung des dritten Drosselelementes zur schrittweisen Steuerung der Förderung der genannten Flüssigkeiten oder halbflüssigen Stoffe aufweist.
2. Pumpe nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steife Abschnitt der Leitung eine praktisch rohr- bzw. schlauchförmige Gestalt besitzt.
3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der steife Abschnitt der Leitung eine im wesentlichen abgeflachte Form besitzt, die eine scheibenförmige Pumpenkammer festlegt.
4. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht vom dritten Drosselelement beaufschlagte Fläche der Membran weniger als etwa 75 %

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der Gesamtfläche der das Fenster überspannenden Membran beträgt.
5. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trag- oder Halterungseinrichtung eine langgestreckte Nut zur Aufnahme der flexiblen Leitung aufweist.
6. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine drehbare Welle, drei auf dieser Welle montierte und mit den drei Drosselelementen zusammenwirkende Nocken sowie einen Schrittschaltmotor für den Antrieb der Welle aufweist.
7. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran zum Teil durch eine vergleichsweise flexible Manschette gebildet ist, die koaxial zum steifen Abschnitt angeordnet ist und sich über das darin vorgesehene Fenster erstreckt, wobei die Membran den sich über das Fenster erstreckenden Teil der flexiblen Manschette umfaßt.
8. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an erster und zweiter Drosselstelle der Leitung jeweils ein flexibler Schlauch vorgesehen ist, der mit dem steifen Abschnitt der Leitung verbunden ist.

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9. Medizinische Infusionsvorrichtung zur Förderung von Strömungsmittel von einem entsprechendem Vorrat zu einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen stromaufseitigen und einen stromabseitigen Schlauch-Abschnitt (11, 13), eine sich zwischen diesen beiden Abschnitten erstreckende Leitung (17) und eine Pumpe (15) zur Förderung von Strömungsmittel durch die Leitung (17) vom stromaufseitigen zum stromabseitigen Abschnitt (11, 13) aufweist, daß die Pumpe (15) eine Einrichtung (16) zur Halterung der Leitung umfaßt, daß ein erstes Drosselelement (21) zur selektiven Verengung der Öffnung der Leitung an einer ersten Stelle, ein zweites Drosselelement (21) zur selektiven Drosselung und Öffnung der Leitung an einer zweiten, von der ersten Stelle Abstand besitzenden Stelle und ein zwischen erstem und zweitem Drosselelement (21) angeordnetes drittes Drosselelement (21) zum selektiven Drosseln und Öffnen der Leitung (17) einer dritten Stelle, ein vorbestimmtes Strömungsmittelvolumen in der Leitung verdrängen, und weiterhin eine Einrichtung zur Betätigung der drei Drosselelemente (21) in solcher Sequenz bzw. Reihenfolge vorgesehen sind, daß das Strömungsmittel in Form von Flüssigkeit oder eines

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halbfesten Stoffs in der Leitung gefördert wird, daß die Leitung einen zwischen erster und dritter Stelle angeordneten, eine Pumpenkammer bildenden, steifen Abschnitt (18) umfaßt, der mit einem Fenster (19) versehen ist, daß sich über das Fenster eine flexible, für die geförderten Flüssigkeiten oder halbflüssigen Stoffe undurchlässige Membran (20) erstreckt, an welcher das dritte Drosselelement (21) angreift, und daß die Antriebseinrichtung Mittel zur Hervorbringung einer stufenweisen bzw. schrittweisen Bewegung des dritten Drosselelementes zur schrittweisen Förderung der Flüssigkeiten oder halbflüssigen Stoffe aufweist.
10. Pumpe zur Verwendung bei einer medizinischen Infusionsvorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten oder halbfesten Stoffen von einem stromaufseitigen Abschnitt der Infusionsvorrichtung zu einem stromabseitigen Abschnitt derselben, dadurch gekennzeichnet, daß ein schrittweise bewegbares, hin- und hergehendes Pendelelement zur Änderung des Volumens einer Pumpenkammer und eine auswechselbare, eine Pumpenkammer bildende Kassette (18) vorgesehen sind, daß die Kassette ein steifes, eine Kammer bildendes Gehäuse mit Einlaß- und Auslaß-

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öffnungen (113, 115) aufweist, die ohne Ventile mit der Kammer in Verbindung stehen, daß das steife Gehäuse mit einem Fenster (19) versehen ist, daß sich über das Fenster eine flexible, für das geförderte Flüssigkeiten oder halbflüssigen Stoffe undurchlässige Membran (20) erstreckt, und daß die Membran mit dem Pendelelement in Berührung bringbar ist, wenn sich die Kassette in einer Betriebsstellung in der Pumpe befindet, wobei durch Bewegung des Pendelelements das Volumen der Kammer veränderbar ist.
11. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das steife Gehäuse eine im wesentlichen rohr- bzw. schlauchförmige Gestalt besitzt.
12. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das steife Gehäuse eine im wesentlichen flache Form besitzt und einen scheibenförmigen Pumpenraum festlegt.
13. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche von Einlaß- und Auslaßöffnung jeweils höchstens etwa das 0,3-fache der Querschnittsfläche des Fensters beträgt.

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14. Auswechselbare Pumpenkassette zur Verwendung bei einer Pumpe für eine medizinische Infusionsvorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten oder halbfesten Stoffen von einem stromaufseitigen Abschnitt der Infusionsvorrichtung zu einem stromabseitigen Abschnitt derselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkassette ein steifes, eine Pumpenkammer bildendes Gehäuse, eine ohne Ventile mit der Pumpenkammer in Verbindung stehende Einlaßöffnung und eine ebenfalls ohne Ventile mit der Pumpenkammer kommunizierende Auslaßöffnung aufweist, daß Einlaß- und Auslaßöffnung mit Mitteln zum Anschließen an den stromaufseitigen bzw. den stromabseitigen Abschnitt der medizinischen Infusionsvorrichtung
versehen sind, daß das Gehäuse mit einem Fenster versehen ist, daß sich über das Fenster eine für die geförderten Flüssigkeiten oder halbflüssigen Stoffe undurchlässige, flexible Membran erstreckt, und

daß Einlaß- und Auslaßöffnung jeweils eine Querschnittsfläche entsprechend weniger als dem 0,3-fachen der Querschnittsfläche- des Fensters besitzen.
15. Pumpenkassette nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das steife Gehäuse eine im wesent-

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lichen rohr- bzw. schlauchförmige Form besitzt.
16. Pumpenkassette nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das steife Gehäuse im wesentlichen flach ausgebildet ist, und einen scheibenförmigen Pumpenraum festlegt.

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