DE3882362T2

DE3882362T2 - Behälterseitiger Okklusionsdetektor für eine Medikamenteninfusionsvorrichtung.

Info

Publication number: DE3882362T2
Application number: DE88311352T
Authority: DE
Inventors: James L Henke; Son Hoang Hong; John B Slate
Original assignee: Pacesetter Infusion Ltd
Current assignee: Ivac Medical Systems Inc
Priority date: 1988-05-10
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2008-12-01
Also published as: EP0341364B1; JPH01300962A; US4950235A; DE3882362D1; CA1319066C; JP2732534B2; EP0341364A2; EP0341364A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System zur Feststellung einer Okklusion in einer Fluidleitung und insbesondere auf ein System zur Feststellung von Okklusionen auf der Einlaß- oder Behälterseite einer Einmal-Kassette, die eine Fluidpumpe und eine Druckmembran enthält und zum Anbringen auf und zum Gebrauch mit der Hauptpumpeneinheit eines ärztlichen Infusionssystems vorgesehen ist.
In der Vergangenheit gab es zwei Haupttechniken, die zur Verabreichung von Arzneimitteln, die einem Patienten nicht oral zugeführt werden können, eingesetzt wurden. Bei der ersten derartigen Technik erfolgt dies durch eine Injektion oder Einspritzung unter Benutzung einer Spritze und einer Nadel, womit dem Patienten eine hohe Dosierung in relativ langen Intervallen verabreicht wird. Diese Technik ist nicht immer zufriedenstellend, insbesondere wenn die verabfolgte Arznei möglicherweise letal ist, zu negativen Nebeneffekten bei Verabreichung in einer hohen Dosierung führt oder mehr oder weniger kontinuierlich verabreicht werden muß, um die gewünschte therapeutische Wirkung zu erzielen. Dieses Problem führt dazu, daß kleinere Injektionen in kürzeren Intervallen gegeben werden, eine Kompromißlösung, die nicht zu befriedigenden Ergebnissen führt.
Bei der zweiten Technik wird dem Patienten ein kontinuierlicher Arzneimittelfluß verabreicht, üblicherweise durch eine IV (Intravenös-) Flasche. Medikamente können auch durch ein IV (Intravenös-) System verabreicht werden, bei dem eine Injektion in ein kompliziertes Gewirr von intravenös eingeführten Rohren, Schläuchen und anderem Zubehör ausgeführt wird. Unter Benutzung von Tropfenzählern zum Abmessen der Menge an verabreichter Flüssigkeitsmasse werden viele Medikamente letztendlich in einer hohen Dosierung durch eine Injektion in die intravenös eingeführten Leitungen verabreicht, obwohl die Medikamente durch die Flüssigkeitsmasse etwas verdünnt werden können.
Als eine Alternative zu diesen zwei Techniken der Verabreichung von Medikamenten an einen Patienten führte die relativ junge Ergänzung durch Medikamenten-Infusionspumpen zu einer willkommenen Verbesserung. Medikamenten-Infusionspumpen werden benutzt, um Arzneimittel einem Patienten in kleinen, abgemessenen Dosen in kurzen Intervallen oder, alternativ im Fall einiger Geräte, mit einer niedrigen, aber im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit einzugeben. Die Infusionspumpen-Therapie kann elektronisch gesteuert werden, um genaue, abgemessene Dosen in exakt bestimmten Intervallen zu verabfolgen, wodurch eine günstige, abgestufte Medikamenten-Infusion in den Patienten möglich ist. Auf diese Weise kann die Infusionspumpe einen natürlichen Vorgang imitieren, wodurch eine chemische Ausgewogenheit genauer gehalten wird, indem auf einer kontinuierlichen Zeitbasis gearbeitet wird.
Eine der Anforderungen an ein Medikamenten-Infusionssystem wird durch den wichtigen konstruktiven Gesichtspunkt der Einmal-Benutzbarkeit vorgegeben. Da der Bereich des Gerätes, durch den das Medikament gepumpt wird, steril sein muß, werden in den meisten Einsatzfällen einer modernen Medikamentinfusions-Apparatur einige Teile der Apparatur nur einmal benutzt und dann weggeworfen, typischerweise in regelmäßigen Zeitabständen, wie z. B. einmal täglich. Es ist daher wünschenswert, den Fluidpumpen-Teil des Infusionspumpengerätes als Wegwerfteil auszulegen, wobei die Fluidpumpe als eine anmontierbare Kassette ausgebildet ist, die preisgünstig in ihrer Konstruktion und einfach an der Hauptpumpeneinheit anbringbar ist
Es ist natürlich wünschenswert, eine Einmal-Kassette von einfacher Bauart zur Verfügung zu haben, um die Kosten ihrer Konstruktion zu minimieren, wobei nur die minimale, für ihre Konstruktion notwendige Anzahl von Teilen eingesetzt wird. Die Kassettengestaltung sollte für Massenproduktion geeignet sein und außerdem zu einer einheitlichen Kassette führen, die in der Lage ist, flüssige Medikamente oder andere therapeutische Fluide mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu verabreichen. Die Kassette sollte mehr als nur eine Fluidpumpe enthalten; andere Elemente, die früher in Peripheriegeräten angebracht waren, sollten in der Kassette enthalten sein.
Es ist ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung, im Fall einer Okklusion im von der Pumpe in der Einweg-Kassette stromaufwärts führenden Fluidweg zwischen dem Fluidspeicher (-behälter) und der Kassette einen Alarm auszulösen. Das Okklusions-Feststellungssystem sollte integral in der Kombination Hauptpumpeneinheit/Einmal-Kassette enthalten und nicht ein stromaufwärts gelegener Zusatzdetektor sein. Ein behälterseitiger Okklusionsdetektor sollte eine Anzahl von Vorteilen zeigen und eine Reihe von Anforderungen erfüllen, die zur Verbesserung der Betriebssicherheit des Gesamtsystem s notwendig sind. Im speziellen sollte das behälterseitige Okklusions-Feststellungssystem der vorliegenden Erfindung rasch auf behälterseitige Okklusionen ansprechen.
Solche Situationen treten meistens auf, wenn eine Rollenklammer versehentlich nach dem Einrichten oder dem manuellen Gebrauch des Einmal-Fluidweges geschlossen bleibt. Andere Fälle behälterseitiger Okklusionen schließen das Benutzen einer Infusionsanlage mit nicht belüfteter Tropfkammer auf einer nicht belüfteten Flasche oder den Versuch ein, aus einer leeren Spritze zuzuführen. Schnelles Ansprechen ist erforderlich, um einen Ausfall der Pumpe beim Zuführen von Arznei zum Patienten zu vermeiden, was bei einer längeren Zeitspanne ungünstige Folgen für den Patienten haben könnte.
Bei den meisten Infusionssystemen wird ein Tropfenfühler verwendet, der an der Tropfkammer angeordnet ist, um behälterseitige Okklusionen festzustellen. Jedoch sind solche Fühler für einen Einsatz bei ambulanten Verhältnissen nicht zweckmäßig, weil häufige Fehlalarme auftreten, da die besondere Eigenart des Systems dieses für durch Bewegung oder Antrieb des Fühlers ausgelöste Fehlalarme äußerst anfällig macht. Tropfenfühler sind auch nicht beliebt, weil sie Störzeichen in das System bringen und leicht zerbrechen. Ferner ist ein Tropfenfühler nicht für Infusionen verwendbar, bei denen eine Spritze als der Arzneibehälter benutzt wird. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Alarmsystem zur Verfügung zu stellen, das behälterseitige Okklusionen feststellen kann und dabei mit einer Konstruktion arbeitet, die keinen Tropfenfühler erfordert und die den Gebrauch von Spritzen als Quelle für das zu infundierende Fluid zuläßt.
Das System zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion der vorliegenden Erfindung sollte auch das Auftreten von Fehlalarmen minimieren, aber gleichzeitig muß es genau und wirksam einen Alarm im Fall wahrer Okklusionen auslösen. Das System der vorliegenden Erfindung sollte ferner Flexibilität in der Zulassung einer Verwendung von Fluiden mit sehr unterschiedlichen Fluidviskositäten zeigen, da einige Infusionsmittel mehr Druck zum Pumpen als andere erfordern.
Die vielleicht wichtigste Eignung eines Systems zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion besteht darin, einen Alarm in einer minimalen Zeit seit Beginn einer Okklusion zu erzeugen. Diese Anforderung muß für alle Geschwindigkeiten bestehenbleiben, mit denen Fluid infundiert werden kann, und das System der vorliegenden Erfindung sollte einen hohen Grad an Präzision und Genauigkeit unter allen Betriebsbedingungen und bei allen Betriebs-Fließgeschwindigkeiten bieten. Ferner sollte das Okklusions-Feststellungssystem der vorliegenden Erfindung im Betrieb wenig Energie erfordern, um Energie zu sparen und die Batterielebensdauer zu verlängern.
Das Okklusions-Feststellungssystem der vorliegenden Erfindung sollte eine Konstruktion aufweisen, mit der es wirtschaftlich mit bekannten Systemen konkurrieren kann. Es sollte alle diese Ziele in einer Weise erreichen, die alle Vorteile an Einfachheit im Gebrauch, Verläßlichkeit, Haltbarkeit und Betriebssicherheit beibehält, ohne irgendeinen relativen Nachteil mit sich zu bringen.
In der US-A-46 42 098 ist ein System zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion zum Gebrauch in einem Medikamenten-Infusionssystem mit einer Einmal-Kassette beschrieben, die auf einer Hauptpumpeneinheit befestigt ist und die eine in ihr zum Zuführen eines Fluids aus einer Fluidquelle angeordnete Pumpe enthält, mit einem in der Hauptpumpeneinheit angebrachten Motor zum Antrieb der Pumpe, ferner mit Mitteln, um während des Füllhubes der Pumpe einen Parameter zu überwachen, der auf die Anwesenheit oder das Fehlen einer behälterseitigen Okklusion in der Fluidleitung hinweist, wobei die Überwachungsmittel als Ausgangssignal einen für den Parameter charakteristischen CSOD-Wert liefern, sowie mit Mitteln zum Vergleichen des CSOD-Wertes mit einem vorgewähltem Alarm-Schwellwert, wobei diese Vergleichsmittel einen Alarm auslösen, wenn der CSOD-Wert den vorgewählten Alarmwert überschreitet.
Erfindungsgemäß ist solch ein System zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion gekennzeichnet durch ein System zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion zum Gebrauch in einem Medikamenten-Infusionssystem mit einer Einmal-Kassette, die auf einer Hauptpumpeneinheit befestigt ist und die eine in ihr zum Zuführen eines Fluids aus einer Fluidquelle angeordnete Pumpe enthält, mit einem in der Hauptpumpeneinheit angebrachten Motor zum Antrieb der Pumpe, ferner mit Mitteln, um während des Füllhubes der Pumpe einen Parameter zu überwachen, der auf die Anwesenheit oder das Fehlen einer behälterseitigen Okklusion in der Fluidleitung hinweist, wobei die Überwachungsmittel als Ausgangssignal einen für einen Parameter charakteristischen CSOD-Wert liefern, sowie mit Mitteln zum Vergleichen des CSOD-Wertes mit einem vorgewählten Alarm-Schwellwert, wobei die Vergleichsmittel einen Alarm auslösen, wenn der CSOD-Wert den vorgewählten Alarmwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter Motorstrom ist und daß die Überwachungsmittel einen Integrator umfassen, der eine Motorstrom-Integration während des Füllhubes durchführt.
Vorzugsweise benutzt der Integrator das erste Integral des Motorstromes zum Erzeugen des CSOD-Wertes. Bevorzugt integriert der Integrator zusätzlich zum Integrieren von Motorstrom während des Füllhubes auch während einer den Füllhub folgenden Zeitspanne, aber vor dem Förder- bzw. Zuführhub. In einer bevorzugten Ausführungsform hält der Integrator den CSOD-Wert während des Zuführhubes, damit der CSOD-Wert abgefragt werden kann, und wird der Integrator vor dem folgenden Füllhub wahlweise wieder zurückgestellt.
Mit Vorzug weisen die Überwachungsmittel zusätzlich einen Analog-Digital-Umsetzer zum Umsetzen des CSOD-Wertes in ein digitales Signal und wahlweise einen mit dem Motor in Reihe geschalteten Nebenschlußwiderstand, über den der Eingang zum Integrator erfolgt, und wahlweise Mittel zum Eichen des Systems auf, die als ein Ausgangssignal den vorgewählten Alarm-Schwellwert liefern. Vorteilhafterweise ist der vorgewählte Schwellwert der unter Verwendung einer Testkassette ohne Kassettenreibung gemessene, mit einem konstanten Faktor von 1,5 bis 3,0, zum Beispiel 2, multiplizierte CSOD-Wert. Die Eichmittel können Minimal- und Maximalgrenzen für den vorgewählten Schwellwert liefern, z. B. eine Minimalgrenze von 42 und eine Maximalgrenze von 80.
Der Motor kann durch periodische Impulse angetrieben werden, die entweder bei einer niedriger gesteuerten Antriebsspannung beispielsweise ungefähr 5 Volt oder bei einer höher gesteuerten Antriebsspannung beispielsweise ungefähr 13 Volt betragen, wobei die höhere Spannung bei höheren Fließgeschwindigkeiten eingesetzt wird. Das System sollte natürlich Mittel zur Erzeugung eines Alarms als Antwort darauf enthalten, daß die Vergleichsmittel feststellen, daß der CSOD-Wert den vorgewählten Alarm-Schwellwert überschreitet.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zum Feststellen einer behälterseitigen Okklusion in einem Medikamenten-Infusionssystem mit einer Einmal-Kassette, die auf einer Hauptpumpeneinheit befestigt ist und eine Pumpe zum Zuführen eines Fluids aus einer Fluidquelle zu einem Patienten sowie einen Motor zum Antrieb der Pumpe enthält, mit den Schritten: Überwachung eines Parameters während des Füllhubes der Pumpe, wobei der Parameter auf die Anwesenheit oder das Fehlen einer behälterseitigen Okklusion in der Fluidleitung hinweist, Bereitstellen eines für den Parameter charakteristischen Ausgangssignals als CSOD-Wert, Vergleichen des CSOD-Wertes mit einem vorgewählten Alarm- Schwellwert sowie Auslösen eines Alarms, wenn der CSOD-Wert den vorgewählten Alarm- Schwellwert überschreitet, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß als Parameter der Motorstrom gewählt wird und der Überwachungsvorgang ein Integrieren des Motorstroms während des Füllhubes umfaßt.
Die Nachteile und Grenzen des oben diskutierten Standes der Technik werden durch die vorliegende Erfindung überwunden. Durch diese Erfindung wird eine Wegwerf-Kassette mit nur sieben Komponenten beschrieben. Die Kassette macht Gebrauch von einer äußerst genauen und zuverlässigen Kolben-Fluidpumpe und aktiven Einlaß- und Auslaßventilen, um eine beispiellose Einfachheit und Genauigkeit im Betrieb zu erzeugen. In der Kassette ist ein Blasenabscheider enthalten, um in das System eingeführte Luftblasen zu entfernen, und ein Blasendetektor wird eingesetzt, um sicherzustellen, daß einem Patienten zugeführtes Fluid wirklich blasenfrei ist. Die Kassette enthält auch eine Druckmembran, um den Druck der Auslaßleitung fühlen zu können.
Die Kolbenpumpe und die Ventile in der Kassette werden durch ein motorbetriebenes, mechanisches Antriebssystem in der Hauptpumpeneinheit angetrieben. Es gibt im wesentlichen vier Phasen beim Betrieb der Pumpe und der Ventile, wobei die vier Phasen beim Betrieb des Systems wiederholt werden. Es gibt eine Zuführphase, in der die Förderung von Voll bis Leer (oder nahezu Leer) abnimmt, während der das Auslaßventil offen und das Einlaßventil geschlossen bleibt. Die Zuführphase wird von einer Phase zur Umstellung des Ventils auf Füllen gefolgt, bei der das Auslaßventil geschlossen und dann das Einlaßventil geöffnet wird. Als nächstes gibt es eine Füllphase, in der die Pumpenförderung von Null (oder nahezu Null) bis Voll zunimmt, während der das Einlaßventil offen und das Auslaßventil geschlossen bleibt. Schließlich gibt es eine Phase zur Umstellung des Ventils auf Zuführen, in der das Einlaßventil geschlossen und das Auslaßventil geöffnet wird.
Die Arbeitsweise des Steuersystems für die Fluidzuführung und das Überwachungssystem sind in der gleichzeitig anhängigen europäischen Anmeldung Nr. 319 267-A des Anmelders beschrieben und werden durch Bezugnahme hier miteinbezogen. Ein Bereich von Fluidzuführungsgeschwindigkeiten wird durch periodisches Aussenden von Impulsen, deren Längen für das Erzielen der gewählten Fluidzuführungsgeschwindigkeit ausgewählt sind, an den Antriebsmotor während der Zuführphase erreicht. Die Anzahl an Impulsen in einer einzigen Zuführphase ist umgekehrt proportional zur Fluid-Fließgeschwindigkeit. Am Ende der Zuführphase arbeitet der Motor mit im wesentlichen voller Geschwindigkeit, um die Phase zur Umstellung des Ventils auf Füllen, die Füllphase und die Phase zur Umstellung des Ventils auf Zuführen in Vorbereitung auf eine weitere Zuführphase schnell auszuführen.
Die mittlere Fluid-Fließgeschwindigkeit der Pumpe wird beim oder nahe beim Sollwert für die Geschwindigkeit durch einen digitalen Rückkopplungsregler gehalten, der eine geschlossene Rückkopplungsregelung zur genauen Regulierung verwendet. Dieser gleicht Unterschiede in den Lastparametern aus, die durch Antriebs- und Kassettenreibung, Trägheit und Fluid-Gegendruck erzeugt werden. In gleichmäßigen Zeitabständen berechnet der Regler den Motorspannungsbereich auf der Basis einer Rückkopplung von einem Kodierer. Zwei verschiedene Impuls-Amplitudenstufen werden verwendet, um einen Bereich an mittleren Fluid-Fließgeschwindigkeiten von 0,1 bis 999 ml/hr (Milliliter pro Stunde) zu liefern, wobei die Kassette ein Hubvolumen von 80 Mikroliter aufweist.
Der Antriebswellen-Kodierer liefert die zum Betrieb der Pumpe notwendige Information bezüglich: 1) einer Ausgangsstellung, 2) einer Marke für den Zuführungshub, 3) inkrementaler Zuführungsmarken und 4) einer Bremsmarke am Ende des Auffülltakts. Bei sehr niedrigen Fluid-Fließgeschwindigkeiten ist es erforderlich, den Motor am Ende des Auffülltakts anzuhalten. Dies erfolgt durch Kurzschließen der Motorwicklungen während einer Bremsperiode.
Das System zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion der vorliegenden Erfindung enthält drei Schritte, nämlich Überwachen der Betriebsmerkmale des Motors während der Füllphase, Bestimmen, ob die Betriebsmerkmale des Motors eine behälterseitige Okklusion anzeigen oder nicht, und Erzeugen eines Alarms, falls eine behälterseitige Okklusion festgestellt ist. Diese drei Schritte umfassen den Überblick über die vorliegende Erfindung, wobei die spezifischen Details und die bevorzugte, Ausführungsform das strukturelle Gerüst liefern, durch welches das System der vorliegenden Erfindung funktioniert.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das überwachte Betriebsmerkmal des Motors der Motorstrom. Wenn eine behälterseitige Okklusion auftritt, verringert der Füllvorgang der Kassettenpumpe den Druck in der behälterseitigen Rohrleitung, was zu einem größeren Lastdrehmoment und folglich zu einem Ansteigen des Motorstroms und zu einer Reduzierung der Motordrehzahl führt. Elektronik im Gerät integriert den Motorstrom über die Zeitspanne, die zum Füllen der Pumpkammer gebraucht wird, wodurch ein Betriebsmerkmal des Motors zur Verfügung gestellt wird, das äußerst unempfindlich gegen Störungen ist. Der integrierte Motorstrom kann dann in ein digitales Signal umgesetzt und abgefragt werden.
Das abgefragte digitale Signal wird sodann mit einem Schwellwert verglichen, der während eines Eichdurchlaufs des Systems eingestellt werden kann. Falls das abgefragte digitale Signal kleiner als der geeichte Schwellwert ist, hat das System an diesem Punkt bestimmt, daß eine Okklusion in der behälterseitigen Fluidversorgung nicht vorhanden ist. Falls das abgefragte digitale Signal größer als der geeichte oder gleich dem geeichten Schwellwert ist, hat das System bestimmt, daß eine Okklusion in der behälterseitigen Fluidversorgung tatsächlich vorhanden ist. Das System der bevorzugten Ausführungsform wird dann sichtbare und hörbare Alarmsignale abgeben.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt eine zusätzliche Konstruktionsfeinheit ein, damit das System über einen weiten Bereich an Fluidzuführungsgeschwindigkeiten effektiv funktionieren kann. Bei höheren Zuführungsgeschwindigkeiten wird es erforderlich sein, daß der Motor mit einer höheren Drehzahl arbeitet. Diese höhere Motordrehzahl kann zum Auftreten von Kavitation führen (Ziehen von Luft aus der Lösung), was dann ein Signalverhältnis für den integrierten Strom nach sich zieht, das für eine verläßliche Unterscheidung zwischen dem offenen und dem verstopften Zustand zu klein ist.
Daher wird, wenn das System mit höheren Geschwindigkeiten betrieben wird, die Steuerschaltung den Motor periodisch während eines Fülltakts mit einer niedrigeren Geschwindigkeit betreiben. Zum Beispiel kann der Motor bei allen fünf vollständigen Arbeitsfolgen einmal während eines Fülltakts verlangsamt werden. Das gewählte Intervall ist ein Kompromiß zwischen dem Vorsehen einer angemessenen Alarm-Ansprechzeit (was es erfordert, so oft wie möglich abzufragen) und dem Beibehalten der Fähigkeit, Fluid bei hohen Fließgeschwindigkeiten und unter Maximallast genau zu pumpen. Das System zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion der vorliegenden Erfindung erzeugt dadurch einen Alarm im Fall einer Okklusion in der Fluidleitung stromaufwärts der Pumpe in der Einmal-Kassette zwischen dem Fluidspeicher (-behälter) und der Kassette. Das Okklusions-Feststellungssystem ist in der Kombination Einmal- Kassette/Hauptpumpeneinheit integriert enthalten und ist kein stromaufwärts gelegener Zusatzdetektor. Der Detektor zeigt eine Reihe von Vorteilen und erfüllt die oben stehenden Anforderungen, die zur Verbesserung der Betriebssicherheit des Gesamtsystems notwendig sind; dieses spricht schnell auf behälterseitige Okklusionen an.
Das Feststellungssystem der vorliegenden Erfindung erfordert keinen Tropfenfühler und läßt den Einsatz von Spritzen als Quelle für zu infundierendes Fluid zu. Das System der vorliegenden Erfindung minimiert das Auftreten von Fehlalarmen, während es im Fall wahrer Okklusionen genau und wirksam einen Alarm abgibt. Das System zeigt auch Flexibilität bei der Verwendung von Fluiden mit sehr unterschiedlichen Fluidviskositäten. Das Feststellungssystem der vorliegenden Erfindung kann einen Alarm in einer Minimalzeit ab Beginn einer Okklusion erzeugen. Es kann diese Anforderung bei allen Geschwindigkeiten erfüllen, bei denen Fluid infundiert werden kann, und bietet einen hohen Grad an Präzision und Genauigkeit unter allen Betriebsbedingungen. Es benötigt zum Betrieb auch wenig Energie, spart daher Energie und verlängert die Batterielebensdauer. Das System weist eine Konstruktion auf, mit der es wirtschaftlich mit bekannten Systemen konkurrieren kann. Es erreicht alle oben genannten Ziele in einer Weise, die alle Vorteile an Einfachheit in Gebrauch, Verläßlichkeit, Haltbarkeit und Betriebssicherheit beibehält, ohne irgendeinen relativen Nachteil mit sich zu bringen, was das System zu einer äußerst wünschenswerten Alternative zu derzeit verfügbaren Systemen macht.
Die Erfindung kann auf verschiedenerlei Weise in die Praxis umgesetzt werden und einige Ausführungsbeispiele sollen nun beispielshalber mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden: In dieser Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird ein gleichbleibendes Richtungssystem benutzt, in dem vorne, hinten, oben, unten, links und rechts mit Bezug auf die Betriebslage der Kassette und der Hauptpumpeneinheit mit Blickrichtung von der Vorderseite der Hauptpumpeneinheit aus verwendet werden. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Einmal-Kassettenkörper, der die meisten der Fluidwege durch die Kassette zeigt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Einmal-Kassettenkörper, wie er in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 eine (umgedrehte) Rückansicht des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist;
Fig. 4 eine Untenansicht des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist;
Fig. 5 eine (umgedrehte) Ansicht der rechten Seite des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist;
Fig. 6 eine Ansicht der linken Seite des in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Kassettenkörpers;
Fig. 7 eine teilweise weggeschnittene Ansicht von der Vorderseite des in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Kassettenkörpers her gesehen, wobei der Blasenabscheider dargestellt ist, der zum Entfernen von Luftblasen aus dem der Kassette zugeführten Fluid dient;
Fig. 8 eine teilweise weggeschnittene (umgedrehte) Ansicht von der rechten Seite des Kassettenkörpers her, der in den Fig. 1 bis 6 dargestellt ist, wobei der Zylinder der in der Kassette enthaltenen Fluidpumpe dargestellt ist;
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Ventilmembran, die zum Abdichten der Kanäle auf der oberen Fläche des Kassettenkörpersaus Fig. 1 eingesetzt ist;
Fig. 10 eine Untenansicht der Ventilmembran aus Fig. 9;
Fig. 11 einen Vertikalschnitt durch die Ventilmembran aus den Fig. 9 und 10, von der Rückseite her gesehen;
Fig. 12 eine teilweise weggeschnittene Ansicht der Ventilmembran aus den Fig. 9 und 10, von der rechten Seite her gesehen;
Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Ventilmembran-Halter, der zum Halten der Ventilmembran aus den Fig. 9 bis 12 eingesetzt ist;
Fig. 14 eine Untenansicht des Ventilmembran-Halters aus Fig. 13;
Fig. 15 eine Rückansicht des Ventilmembran-Halters aus den Fig. 13 und 14;
Fig. 16 eine Vorderansicht des Ventilmembran-Halters aus den Fig. 13 bis 15;
Fig. 17 eine Ansicht der rechten Seite des Ventilmembran-Halters aus den Fig. 13 bis 16;
Fig. 18 eine Ansicht der linken Seite des Ventilmembran-Halters aus den Fig. 13 bis 17;
Fig. 19 einen Vertikalschnitt durch den Ventilmembran-Halter aus den Fig. 13 bis 18, von vorne gesehen;
Fig. 20 eine teilweise geschnittene Ansicht des Ventilmembran-Halters aus den Fig. 13 bis 19, von der linken Seite her gesehen;
Fig. 21 eine teilweise geschnittene Ansicht des Ventilmembran-Halters aus den Fig. 13 bis 20, von der rechten Seite her gesehen;
Fig. 22 eine Draufsicht auf eine Blasenkammer-Kappe;
Fig. 23 eine Untenansicht der in Fig. 22 dargestellten Blasenkammer-Kappe;
Fig. 24 eine Ansicht der linken Seite der Blasenkammer-Kappe aus den Fig. 22 und 23;
Fig. 25 eine Schnittansicht der Blasenkammer-Kappe aus den Fig. 22 bis 24, von der Rückseite her gesehen;
Fig. 26 eine (umgedrehte) Schnittansicht der Blasenkammer-Kappe aus den Fig. 22 bis 24, von der rechten Seite her gesehen;
Fig. 27 eine Draufsicht auf eine Gleitraste, die sowohl zum Verriegeln der Kassette in ihrer Stellung auf einer Hauptpumpeneinheit, als auch zum Abklemmen der intravenös eingeführten Auslaßleitung vor dem Einsetzen auf der Hauptpumpeneinheit eingesetzt wird;
Fig. 28 eine Ansicht der rechten Seite der Gleitraste aus Fig. 27;
Fig. 29 eine Untenansicht der Gleitraste aus den Fig. 27 und 28;
Fig. 30 eine Rückansicht der Gleitraste aus den Fig. 27 bis 29;
Fig. 31 eine Vorderansicht der Gleitraste aus den Fig. 27 bis 30;
Fig. 32 eine (umgedrehte) Schnittansicht der Gleitraste aus den Fig. 27 bis 31, von der linken Seite her gesehen;
Fig. 33 eine Seitenansicht der Kolbenkappe und der Manschettendichtung, die als ein Kolben und als eine Dichtung gegen Bakterien wirken;
Fig. 34 eine Draufsicht auf die Kolbenkappe und Manschettendichtung aus Fig. 33;
Fig. 35 eine Untenansicht der Kolbenkappe und Manschettendichtung aus den Fig. 33 und 34;
Fig. 36 einen Vertikalschnitt durch die Kolbenkappe und Manschettendichtung aus den Fig. 33 bis 35;
Fig. 37 eine Rückansicht eines Kolbens zum Einführen in die Kolbenkappe und Manschettendichtung aus den Fig. 33 bis 36;
Fig. 38 eine Vorderansicht des Kolbens aus Fig. 37;
Fig. 39 eine Draufsicht auf den Kolben aus den Fig. 37 bis 38;
Fig. 40 eine Ansicht der linken Seite des Kolbens aus den Fig. 37 bis 39;
Fig. 41 eine Untenansicht des Kolbens aus den Fig. 37 bis 40;
Fig. 42 eine (umgedrehte) Schnittdarstellung des Kolbens aus den Fig. 37 bis 41, von der rechten Seite her gesehen;
Fig. 43 eine Draufsicht auf eine unter Verwendung der Komponenten aus den Fig. 1 bis 42 zusammengesetzten Kassette, wobei sich die Gleitraste in der Schließstellung befindet;
Fig. 44 eine Untenansicht der zusammengesetzten Kassette aus Fig. 43;
Fig. 45 eine Vorderansicht der zusammengesetzten Kassette aus den Fig. 43 und 44;
Fig. 46 eine (umgedrehte) Rückansicht der zusammengesetzten Kassette aus den Figuren 43 bis 45;
Fig. 47 eine Ansicht der linken Seite der zusammengesetzten Kassette aus den Fig. 43 bis 46;
Fig. 48 eine Ansicht der rechten Seite der zusammengesetzten Kassette aus den Fig. 43 bis 47;
Fig. 49 eine Ansicht der linken Seite des zum Halten und Betätigen des Kolbens eingesetzten Rastkopfes;
Fig. 50 eine Ansicht der rechten Seite des Rastkopfes aus Fig. 49;
Fig. 51 eine Untenansicht des Rastkopfes aus den Fig. 49 und 50;
Fig. 52 eine Draufsicht auf den Rastkopf aus den Fig. 49 bis 51;
Fig. 53 eine Schnittansicht des Rastkopfes aus den Fig. 49 bis 52, von der rechten Seite her gesehen;
Fig. 54 eine Ansicht der rechten Seite des Feder-Halters zur Befestigung im Rastkopf aus den Fig. 49 bis 52;
Fig. 55 eine Vorderansicht des Feder-Halters aus Fig. 54;
Fig. 56 eine Ansicht der linken Seite der Rastklaue zur Befestigung am Rastkopf aus den Fig. 49 bis 52;
Fig. 57 eine Untenansicht der Rastklaue aus Fig. 56;
Fig. 58 eine Rückansicht der Rastklaue aus den Fig. 56 und 57;
Fig. 59 eine Ansicht der linken Seite der Klauen-Baugruppe in der Offenstellung, wobei die Klauen-Baugruppe aus dem Rastkopf gemäß den Fig. 49 bis 52, dem Feder-Halter gemäß den Fig. 54 und 55, der Rastklaue gemäß den Fig. 56 bis 58, einer Rastfeder und Stiften zur Befestigung der verschiedenen Komponenten aneinander zusammengesetzt ist;
Fig. 60 eine Untenansicht der Klauen-Baugruppe gemäß Fig. 59, wobei die Klauen-Baugruppe in der Offenstellung gezeigt ist;
Fig. 61 eine Ansicht der linken Seite der Klauen-Baugruppe gemäß den Fig. 59 und 60, wobei die Klauen-Baugruppe in der Schließstellung (und in der Offenstellung strichpunktiert) dargestellt ist;
Fig. 62 eine Untenansicht des Grundgestells der Hauptpumpeneinheit;
Fig. 63 eine Vorderansicht des Grundgestells der Hauptpumpeneinheit gemäß Fig. 62;
Fig. 64 eine Draufsicht auf das Grundgestell der Hauptpumpeneinheit gemäß den Fig. 62 und 63;
Fig. 65 eine (umgedrehte) Rückansicht des Grundgestells der Hauptpumpeneinheit aus den Fig. 62 bis 64;
Fig. 66 eine Untenansicht der zur Positionierung der Kassette aus den Fig. 43 bis 48 auf der Hauptpumpeneinheit eingesetzten Kassettenführung;
Fig. 67 eine Draufsicht auf die Kassettenführung aus Fig. 66;
Fig. 68 eine Vorderansicht der Kassettenführung aus den Fig. 66 und 67;
Fig. 69 eine Ansicht der rechten Seite der Kassettenführung gemäß den Fig. 66 bis 68;
Fig. 70 eine Seitenansicht der Pumpenstange, auf der die Klauen-Baugruppe aus den Figuren 59 bis 61 befestigt ist;
Fig. 71 eine Ansicht der rechten Seite des Gleitverschlusses zum Halten der Kassette aus den Fig. 43 bis 48 in ihrer Lage auf der Hauptpumpeneinheit;
Fig. 72 eine Untenansicht des Gleitverschlusses gemäß Fig. 71;
Fig. 73 eine (umgedrehte) Ansicht der linken Seite des Gleitverschlusses aus den Fig. 71 und 72, wobei die Schräge dargestellt ist, die zur Reflexion des Lichtstrahls aus der optischen Lichtquelle weg vom optischen Lichtsensor eingesetzt wird, wenn sich der Gleitverschluß in der Offenstellung befindet;
Fig. 74 eine Draufsicht auf den Gleitverschluß aus den Fig. 71 bis 73, wobei die Reflexionsfläche dargestellt ist, die zur Reflexion des Lichtstrahls aus der optischen Lichtquelle zum optischen Lichtsensor eingesetzt wird, wenn sich der Gleitverschluß in der Schließstellung befindet;
Fig. 75 eine Vorderansicht des Gleitverschlusses nach den Fig. 71 bis 74;
Fig. 76 eine Rückansicht des Gleitverschlusses gemäß den Fig. 71 bis 75, wobei die geneigte Fläche dargestellt ist, die zur Reflexion des Lichtstrahls weg vom entsprechenden Sensor eingesetzt wird, wenn sich der Gleitverschluß in der Offenstellung befindet;
Fig. 77 eine Seitenansicht der Antriebsmodulnocke, die sowohl zum Antrieb der Pumpe durch die Pumpenstange, die in Fig. 70 dargestellt ist, wie auch zum Antrieb der Ventil- Betätigungselemente eingesetzt wird;
Fig. 78 eine Seitenansicht der Antriebsmodulnocke, um 900 gegenüber der Darstellung aus Fig. 77 gedreht;
Fig. 79 eine Untenansicht der Antriebsmodulnocke aus den Fig. 77 und 78;
Fig. 80 ein Diagramm zur Darstellung der Stellungen des Einlaß- und des Auslaßventils und der Pumpenförderung, aufgetragen über der Winkelstellung der Antriebsmodulnocke, wie sie in den Fig. 77 bis 79 gezeigt ist;
Fig. 81 eine Vorderansicht der Antriebs-Baugruppe mit der Motor-/Nockenhalterung, dem Motor, der Antriebsmodulnocke aus den Fig. 77 bis 79 sowie der Stellungscodierer- Baugruppe;
Fig. 82 eine Draufsicht auf die Motor-/Nockenhalterung, die in der Antriebs-Baugruppe aus Fig. 81 enthalten ist;
Fig. 83 eine Draufsicht auf eine der Betätigungselemente-Führungen, die dazu eingesetzt werden, um die Ventil-Betätigungselemente für eine Kassette zu führen und in Position zu halten;
Fig. 84 eine Seitenansicht der Betätigungselemente-Führung gemäß Fig. 83;
Fig. 85 eine Vorderansicht eines Ventil-Betätigungselementes;
Fig. 86 eine Seitenansicht des Ventil-Betätigungselementes aus Fig. 85;
Fig. 87 eine Untenansicht des Ventil-Betätigungselementes aus den Fig. 85 und 86;
Fig. 88 eine Draufsicht auf einen Druckwandler;
Fig. 89 eine Seitenansicht des Druckwandlers, der in Fig. 88 dargestellt ist;
Fig. 90 eine Untenansicht des Druckwandlers aus den Fig. 88 und 89;
Fig. 91 eine Vorderansicht eines optischen Sensormoduls;
Fig. 92 eine Seitenansicht des optischen Sensormoduls aus Fig. 91;
Fig. 93 eine Draufsicht auf den optischen Sensormodul aus den Fig. 91 und 92;
Fig. 94 eine Untenansicht des optischen Sensormoduls aus den Fig. 91 bis 93, wobei das Paar optische Quelle/optischer Sensor zur Feststellung der Schließstellung des Gleitverschlusses dargestellt ist;
Fig. 95 einen Schnitt längs der Linie 95-95 in Fig. 91, wobei die optischen Quellen zum Detektieren der Kassetten-Identifizierungsbits dargestellt sind;
Fig. 96 einen Schnitt längs Linie 96-96 in Fig. 91, wobei die optischen Sensoren zum Detektieren der Kassetten-Identifizierungsbits und das Paar optische Quelle/optischer Sensor zum Detektieren von Luftblasen in der Fluidleitung dargestellt sind;
Fig. 97 eine Untenansicht der elastomeren Dichtung für Ventil-Betätigungselemente, die zum Vorspannen der Ventil-Betätigungselemente in eine Hochstellung eingesetzt wird;
Fig. 98 einen Schnitt durch die Dichtung für Ventil-Betätigungselemente gemäß Fig. 97;
Fig. 99 eine Untenansicht des Grundgestells der Hauptpumpeneinheit, auf dem-die verschiedenen Komponenten für eine Pumpe befestigt sind, wobei sich der Gleitverschluß in der Offenstellung befindet und zur Aufnahme einer Kassette bereit ist;
Fig. 100 eine Untenansicht des Grundgestells der Hauptpumpeneinheit aus Fig. 99, wobei sich der Gleitverschluß in der Schließstellung befindet, wie dies der Fall ist, wenn eine Kassette auf der Hauptpumpeneinheit angebracht und verriegelt wäre;
Fig. 101 eine Draufsicht auf die Kassette aus den Fig. 43 bis 49 in deren eingesetzter Stellung in ihrer relativen Lage zum optischen Sensormodul, wobei alle anderen Teile der Übersichtlichkeit halber entfernt sind;
Fig. 102 eine Seitenansicht der Kassette und des optischen Sensormoduls aus Fig. 101;
Fig. 103 einen Schnitt durch die Kassette und den optischen Sensormodul aus den Figuren 101 und 102, wobei ein Kassetten-Identifizierungszeichen mit einem logischen Wert Null dargestellt ist;
Fig. 104 einen Schnitt durch die Kassette und den optischen Sensormodul aus den Figuren 101 und 102, wobei ein Kassetten-Identifizierungszeichen mit einem logischen Wert Eins dargestellt ist;
Fig. 105 einen Schnitt längs der Linie 105-105 in Fig. 99, wobei der Gleitverschluß in der Offenstellung über dem Kassette-in-Stellung-Sensor des optischen Sensormoduls dargestellt ist;
Fig. 106 einen Schnitt längs der Linie 106-106 in Fig. 105, wobei dargestellt ist, wie die geneigte Fläche den Lichtstrahl vom Kassette-in-Stellung-Sensor weg reflektiert;
Fig. 107 einen Schnitt längs der Linie 107-107 in Fig. 100, wobei der Gleitverschluß in der Schließstellung über dem Kassette-in-Stellung-Sensor des optischen Sensormoduls dargestellt ist und der Lichtstrahl zurück auf den Kassette-in-Stellung-Sensor reflektiert wird;
Fig. 108 einen Schnitt durch die Kassette und den optischen Sensormodul aus den Figuren 101 und 102, wobei die Einrichtung zur Feststellung von Luft in der Leitung in der bevorzugten Ausführungsform dargestellt ist;
Fig. 109 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 108, wobei aber eine erste alternative Einrichtung zur Feststellung von Luft in der Leitung dargestellt ist;
Fig. 110 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 108, wobei aber eine zweite alternative Einrichtung zur Feststellung von Luft in der Leitung dargestellt ist;
Fig. 111 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 108, wobei aber eine dritte alternative Einrichtung zur Feststellung von Luft in der Leitung dargestellt ist;
Fig. 112 eine Seitenansicht des Grundgestells der Hauptpumpeneinheit, teilweise im Schnitt, wobei die verschiedenen Komponenten für eine Pumpe auf ihm befestigt sind und eine Kassette angebracht sowie die Pumpenantriebskette dargestellt ist;
Fig. 113 einen Vertikalschnitt durch die Pumpe und Ventile, wobei der Anfang des Fülltakts dargestellt ist;
Fig. 114 einen Vertikalschnitt durch die Pumpe und Ventile, wobei der Anfang des Pumptakts dargestellt ist;
Fig. 115 einen Vertikalschnitt durch das Druckplateau, die Druckmembran und den Druckwandler;
Fig. 116 einen zweiten Vertikalschnitt durch das Druckplateau, die Druckmembran und den Druckwandler, unter einem rechten Winkel gegenüber Fig. 115.
Fig. 117 ein Diagramm, das die verschiedenen Phasen des Pumptakts darstellt;
Fig. 118 ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus des Fluid-Zuführungssystems;
Fig. 119 ein schematisches Blockdiagramm des Systems der vorliegenden Erfindung zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion;
Fig. 120 ein Schaltbild des Motors und des Integrators des in Fig. 119 dargestellten Systems;
Fig. 121 ein Diagramm, das über den Pumptakt hinweg die bevorzugten Werte der Steuersignale, die in der Schaltung der Fig. 120 verwendet werden, zeigt;
Fig. 122 ein Diagramm, das über den Pumptakt hinweg alternative Werte der Steuersignale zeigt, die in der Schaltung der Fig. 120 verwendet werden, und
Fig. 123 ein Flußdiagramm, das den Betrieb des Okklusions-Feststellungssystems der vorliegenden Erfindung illustriert.

Die Kassette

Die bevorzugte Ausführungsform der Kassette nach der vorliegenden Erfindung umfaßt alle oben beschriebenen Merkmale in einer einzigen, kompakten, aus sieben Teilen gebildeten Einmal-Kassette. Vor einer Erläuterung des Aufbaus und der Betriebsweise der Kassette ist es vorteilhaft, den Aufbau und die Anordnung der sieben in der Kassette enthaltenen Komponenten darzustellen. Die erste dieser Komponenten und diejenige, um die herum die anderen sechs Komponenten angeordnet werden, ist ein Kassettenkörper 100, der in den Fig. 1 bis 8 dargestellt ist. Der Kassettenkörper 100 umfaßt einen oberen Flächenbereich 102, der im wesentlichen flach ist und eine Reihe von an seiner Oberseite (Fig. 1) angeordneten Erhebungen und Vertiefungen aufweist. Der obere Flächenbereich 102 ist genügend dick, um die oben erwähnten Vertiefungen aufzunehmen, von denen einige Strömungskanäle sind, die weiter unten dargestellt werden.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 ist ein Blasenabscheider 104 an der vorderen rechten Ecke des Kassettenkörpers 100 unterhalb des oberen Flächenbereiches 102 angeordnet. Der Blasenabscheider 104 weist einen im wesentlichen viereckigen Querschnitt auf (Fig. 4). Er umfaßt eine Blasenkammer 106, die am unteren Ende offen und am oberen Ende durch die Unterseite des oberen Flächenbereiches 102 des Kassettenkörpers 100 verschlossen ist.
Ein Siphonrohr 108 ist in der Blasenkammer 106 angeordnet; das Siphonrohr 108 weist eine Bohrung 110 auf, die vom unteren Ende der Blasenkammer 106 auf die Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 des Kassettenkörpers 100 führt.
Hinter dem Blasenabscheider 104 ist unter dem oberen Flächenbereich 102 des Kassettenkörpers 100 an dessen rechter Seite ein Pumpenzylinder 112 angeordnet (Fig. 2 bis 5, 8). Der Pumpenzylinder 112 erstreckt sich nicht so weit nach unten wie der Blasenabscheider 104. Der Pumpenzylinder 112 ist an seinem unteren Ende offen und zur Aufnahme eines Kolbens, der weiter unten dargestellt wird, angeordnet und ausgebildet. Die innere Ausgestaltung des Pumpenzylinders 112 weist eine Bohrung 114 mit einem Hauptdurchmesser auf, wobei eine im Durchmesser größere Bohrung 116 nahe des unteren Endes des Pumpenzylinders 112 angeordnet ist. Das Innere des unteren Endes des Pumpenzylinders 112 unter der im Durchmesser größeren Bohrung 116 und auch der Bereich unmittelbar zwischen der im Durchmesser größeren Bohrung 116 und der Bohrung 114 mit dem Hauptdurchmesser laufen beide konisch zu, um das Einführen des Kolbens zu erleichtern. Das obere Ende der Bohrung 114 mit dem Hauptdurchmesser endet in einer kegelstumpfförmigen, im Durchmesser kleineren Öffnung 118, die zur Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 des Kassettenkörpers 100 führt. Die im Durchmesser kleinere Öffnung 118 läuft konisch zu, wobei sich der kleinere Durchmesser an der Spitze befindet.
Von der Rückseite der Außenseite des Blasenabscheiders 104 aus und dem Pumpenzylinder 112 zugewandt erstrecken sich zwei Kolben-Haltefinger 120 und 122 (Fig. 2 und 4), die Schlitze ausbilden. Die durch die beiden Kolben-Haltefinger 120 und 122 ausgebildeten Schlitze sind einander zugewandt und am unteren Ende offen, um gleitend ein flaches Teil aufzunehmen, das zwischen die zwei Kolben-Haltefinger 120 und 122 paßt. Die zwei Kolben-Haltefinger 120 und 122 erstrecken sich von der Unterseite des oberen Flächenbereiches 102 des Kassettenkörpers 100 bis zu einer Stelle zwischen dem unteren Ende des Pumpenzylinders 112 und dem unteren Ende des Blasenabscheiders 104.
Ebenfalls von der Unterseite des oberen Flächenbereiches 102 des Kassettenkörpers 100 aus verlaufen zwei Rasten-Stützfinger 124 und 126 (Fig. 1 bis 4 und 7). Der Rasten- Stützfinger 124 erstreckt sich von der linken Seite des oberen Flächenbereiches 102 nach unten und am unteren Ende etwas nach rechts, um im Querschnitt eine L-Form auszubilden. Der Rasten-Stützfinger 124 verläuft weiter als der obere Flächenbereich 102 zur Vorderseite des Kassettenkörpers 100 und endet etwa bei zwei Dritteln der Strecke in Richtung auf die Rückseite des oberen Flächenbereichs 102 des Kassettenkörpers 100.
Der Rasten-Stützfinger 126 erstreckt sich von der Unterseite des oberen Flächenbereiches 102 des Kassettenkörpers 100 nach unten, wobei die linke Seite des Blasenabscheiders 104 einen Abschnitt des Rasten-Stützfingers 126 ausbildet. Am unteren Ende erstreckt sich der Rasten-Stützfinger 126 etwas nach links, um im Querschnitt eine nach rückwärts gerichtete L-Form auszubilden. Der Rasten-Stützfinger 126 verläuft parallel zum Rasten- Stützfinger 124 und weist eine gleiche Tiefe auf (Fig. 4). Die Rasten-Stützfinger 124 und 126 werden gemeinsam die Gleitraste halten, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Die in der Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 des Kassettenkörpers 100 angeordneten Kanäle sollen nun mit vorrangigem Bezug auf Fig. 1 beschrieben werden. Diese Kanäle sind alle an der Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 offen und weisen einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt auf, da sie in die Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 eingelassen sind. Ein erster Kanal 128 steht an einem Ende mit der Bohrung 110 im Siphonrohr 108 des Blasenabscheiders 104 in Verbindung und verläuft zur Rückseite des oberen Flächenbereiches 102 bis zu einer Stelle rechts von der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 des Pumpenzylinders 112.
Ein zylindrisches Druckplateau 130, das bei Blickrichtung von oben im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist, erstreckt sich oberhalb des oberen Flächenbereiches 102 etwas links von der Mitte. Die Oberseite des Druckplateaus 130 ist flach, wobei ein Kanal 132 quer über diese flache Oberseite verläuft. Der Kanal 132 verläuft von der Fünf-Uhr-Position zur Elf-Uhr-Position, bei Blickrichtung von oben in Fig. 1, wobei die Rückseite des Kassettenkörpers bei 12 Uhr liegt. Der Kanal 132 ist im Querschnitt auch in Fig. 115 dargestellt und in einer Schnittdarstellung in Fig. 116. Die Tiefe des Kanals 132 in der Fläche des Druckplateaus 130 ist nicht ganz so groß wie die Höhe, mit der sich das Druckplateau 130 über den oberen Flächenbereich 102 des Kassettenkörpers 100 erstreckt, wobei der Kanal 132 allmählich tiefer wird mit einem weichen Übergang an den Rändern des Druckplateaus 130 zum Einlauf in den oberen Flächenbereich 102 des Kassettenkörpers 100 (Fig. 116).
Ein zweiter Kanal 134 in der Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 beginnt an einer Stelle links von der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 des Pumpenzylinders 112 und verläuft zur Vorderseite des oberen Flächenbereiches 102 etwa oberhalb des Rasten- Stützfingers 126. Der zweite Kanal 134 verläuft dann nach links, um an das in der Fünf- Uhr-Position angeordnete Ende des Kanals 132 unter Ausbildung einer Strömungsverbindung anzuschließen. Ein dritter Kanal 136 in der Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 beginnt an dem an der Elf-Uhr-Position liegenden Ende des Kanals 132 und verläuft zur Rückseite und zur linken Seite des Kassettenkörpers 100.
Am Ende des dritten Kanals 136 ist ein eingelassener Linsenbereich 138 vorhanden, der zum Sammeln und zum Reflektieren von Licht verwendet wird, um vor ihm vorbeifließende Luftblasen zu detektieren. Der eingelassene Linsenbereich 138 ist auch in die Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 des Kassettenkörpers 100 eingelassen, um dadurch ein Vorbeifließen von Fluid zuzulassen. Der eingelassene Linsenbereich 138 ist Teil der Vorrichtung, die den Gegenstand einer gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung bildet. Ein vierter Kanal 140 in der Oberseite des oberen Flächenbereiches 102 beginnt an der anderen Seite des eingelassenen Linsenbereiches 138 ab dem dritten Kanal 136 und verläuft von der linken Seite und der Rückseite des Kassettenkörpers 100 nach vorne und rechts um das Druckplateau 130 herum zu einer Stelle, die bei ungefähr sieben Uhr auf dem Druckplateau 130 liegt. Es sollte beachtet werden, daß der vierte Kanal 140 in einem Abstand vom Druckplateau 130 angeordnet ist, um Dichtmittel dazwischen anbringen zu können.
Das Ende des vierten Kanals 140 liegt bezüglich des Druckplateaus 130 an der Sieben- Uhr-Position in einer Öffnung 142, die durch den oberen Flächenbereich 102 hindurch verläuft (Fig. 1). Unterhalb des oberen Flächenbereiches 102 konzentrisch um die Öffnung 142 herum ist ein Zylinder 144 zur Befestigung eines Auslaßschlauches angeordnet (Fig. 3 und 4), der in Strömungsverbindung mit der Öffnung 142 steht. Der Zylinder 144 zur Befestigung des Auslaßschlauches erstreckt sich von der Unterseite des oberen Flächenbereiches 102 abwärts zu einer Stelle oberhalb der parallel zum oberen Flächenbereich 102 des Kassettenkörpers 100 verlaufenden Abschnitte der Rasten-Stützfinger 124 und 126. Eine Halterippe 145 verläuft von der Vorderseite des Zylinders 144 zur Befestigung des Auslaßschlauches nach rechts.
Oben auf der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 ist ein leicht erhöhter Rand 146 angeordnet (Fig. 1 und 2), der vollständig den ersten Kanal 129, die im Durchmesser kleinere Öffnung 118, den zweiten Kanal 134, das Druckplateau 130, den dritten Kanal 136, den eingelassenen Linsenbereich 138 sowie den vierten Kanal 140 umgibt. Der leicht erhöhte Rand 146, der für Dichtzwecke dient, umschließt eng die Ränder aller dieser Teile auf dem Kassettenkörper 100 mit der Ausnahme, daß er von den Abschnitten des ersten Kanals 128 und des zweiten Kanals 134, die nahe der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 liegen, und von dieser selbst mit Abstand verläuft.
Die Form des Randes 146 um die im Durchmesser kleinere Öffnung 118 herum ist im wesentlichen rechtwinklig, wobei seine längeren Seiten vorne und hinten sowie mit einem Abstand von der Ventilmembran 170 und seine kürzeren Seiten rechts vom Abschnitt des ersten Kanals 128, der nahe der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 liegt sowie links vom Abschnitt des zweiten Kanals 134, der nahe der im Durchmesser kleineren. Öffnung 118 liegt, angeordnet sind. Das Rechteck ist nur an den Stellen unterbrochen, wo der erste und der zweite Kanal 128, 134 zur Vorderseite des Kassettenkörpers 100 durchlaufen.
Der Rand 146 weist einen Abschnitt 147 auf, der zwischen dem Abschnitt des ersten Kanals 128, der nahe der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 liegt und dieser selbst angeordnet ist, wobei der Abschnitt 147 zwischen den zwei längeren Seiten des Rechtecks verläuft. Er weist ferner einen anderen Abschnitt 149 auf, der zwischen dem Abschnitt des zweiten Kanals 134, der nahe der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 liegt und dieser selbst angeordnet ist, wobei der Abschnitt 149 zwischen den zwei längeren Seiten des Rechtecks verläuft. Der Rand 146 ist ebenfalls in einem Abstand von den Rändern des Druckplateaus 130 und den unmittelbar in der Nähe des Druckplateaus 130 liegenden Abschnitten des zweiten Kanals 134 sowie des dritten Kanals 136 angeordnet.
Hinten an der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 sind drei Kassetten-Identifizierungszeichen 148, 150 und 152 angebracht. Das erste und dritte Kassetten- Identifizierungszeichen 148 und 152 sind kleine, massive Zylinder, die von der Oberseite der oberen Fläche 102 nach oben ragen (Fig. 1 und 3).
Das zweite Kassetten-Identifizierungszeichen 150 ist ein Prisma, das in die Unterseite der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 eingeschnitten ist (Fig. 4). Das erste, zweite und dritte Zeichen 148, 150 und 152 sind Gegenstand einer gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung. Es wird darauf hingewiesen, daß die Zeichen 148, 150 und 152 beliebig angeordnet oder gestaltet sein können und für unterschiedliche Kenncodes eingesetzt werden, um bis zu acht unterschiedliche Kassetten zu identifizieren. Zusätzliche Identifizierungsbits können auch verwendet werden, wenn mehr als acht unterschiedliche Kassetten benutzt werden sollen. Falls redundante Codes gewünscht werden, ermöglichen die drei Bits natürlich die Verwendung von weniger als acht unterschiedlichen Kassetten.
Den Aufbau des Kassettenkörpers 100 vervollständigen fünf Hohlzylinder 154, 156, 158, 160 und 162, die von der Oberseite der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 vorstehen, sowie eine Öffnung 161 und ein Schlitz 164, die in der Oberseite der oberen Fläche 102 angeordnet sind, ferner ein Schlitz 166, der in der Oberseite des Rasten-Stützfingers 124 angebracht ist. Vier der Hohlzylinder 154, 156, 158 und 160 sind um das Druckplateau 130 herum angeordnet, wobei der fünfte Hohlzylinder 162 links von der Öffnung 110 über dem Blasenabscheider 104 vorgesehen ist. Die Öffnung 161 liegt in der Oberseite der oberen Fläche 102 vor dem und rechts vom Mittelpunkt des Druckplateaus 130. Der Schlitz 164 ist auf der Oberseite der oberen Fläche 102 nahe der Rückseite und der rechten Seite angebracht. Der Schlitz 166 ist in der Oberseite des Rasten-Stützfingers 124 nahe der Vorderseite des Kassettenkörpers 100 ausgebildet.
Es wird Bezug genommen auf die Fig. 9 bis 12, in denen eine Ventilmembran 170 dargestellt ist, die so angeordnet und gestaltet ist, daß sie über die Oberseite der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 paßt. Die Ventilmembran 170 ist aus flexiblem, elastischem Material hergestellt, wie z. B. medizinisch einsetzbarem Silikongummi. Die Härte des für die Ventilmembran 170 eingesetzten Werkstoffs würde zwischen dreißig und fünfzig, gemessen auf der Shore-A-Skala, betragen, wobei die bevorzugte Ausführungsform eine Härte von ungefähr fünfunddreißig aufweist. Die Ventilmembran 170 hat drei Hauptfunktionen, deren erste darin besteht, die Oberseiten des ersten, zweiten, dritten und vierten Kanals 128, 134, 136 bzw. 140 abzudichten. Entsprechend ist die Hauptfläche der Ventilmembran 170 flach und so bemessen, daß sie über den ersten, zweiten, dritten und vierten Kanal 128, 134, 136 bzw. 140 und auch über den gesamten leicht erhöhten Rand 146 paßt. Der flache Bereich der Ventilmembran 170 weist drei Öffnungen 172, 174 und 176 sowie eine Nut 175 auf, um die Hohlzylinder 156, 160 und 162 bzw. einen in die Öffnung 161 (Fig. 1) passenden Stift aufzunehmen und um die Ventilmembran 170 in richtiger Stellung über der Oberseite der oberen Fläche 102 auszurichten. Es sei darauf verwiesen, daß die Ventilmembran 170 nicht notwendigerweise die beiden anderen Hohlzylinder 154, 158 umschließt.
Die zweite Hauptfunktion der Ventilmembran 170 ist es, sowohl ein Einlaßventil zwischen dem ersten Kanal 128 und der Öffnung 118 mit dem kleinsten Durchmesser, die zum Pumpenzylinder 112 führt, sowie ein Auslaßventil zwischen der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 und dem zweiten Kanal 134 zu schaffen. Um diese Funktion zu erfüllen, weist die Ventilmembran 170 einen im wesentlichen rechtwinkligen Kuppelbereich 178 (Fig. 9 bis 12) auf, der einen Hohlraum 180 in der Unterseite der Ventilmembran 170 ausbildet. Wenn die Ventilmembran 170 in richtiger Lage auf der Oberseite der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 angebracht ist, befindet sich der Hohlraum 180 gerade innerhalb des rechtwinkligen Bereiches des leicht erhöhten Randes 146 um die Öffnung 118 mit dem kleineren Durchmesser herum, die zum Pumpenzylinder 112 führt.
Der Hohlraum 180 steht daher in Strömungsverbindung mit dem ersten Kanal 128, der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 und dem zweiten Kanal 134. Vor dem Einsetzen der Kassette auf der Hauptpumpeneinheit ermöglicht es der Hohlraum 180, daß der offene Fluidweg die Inbetriebnahme der Kassette erleichtert, wobei sämtliche Luft aus dem System entfernt wird. Sobald die Kassette in Betrieb genommen ist, kann sie auf die Hauptpumpeneinheit aufgesteckt werden, und der Hohlraum 180 kommt mit Betätigungselementen für Ventile in Kontakt, um ein freies Fließen durch die Kassette hindurch zu verhindern. Durch Verwendung eines Betätigungselementes für das Einlaßventil zum Andrücken des Kuppelbereichs 178 auf den Abschnitt 147 des leicht erhöhten Randes 146 wird der Fluidstrom zwischen dem ersten Kanal 128 und der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 blockiert, aber ein Fließen zwischen der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 und dem zweiten Kanal 134 nicht beeinflußt. In gleicher Weise wird durch Verwendung eines Betätigungselementes für das Auslaßventil zum Andrücken des Kuppelbereichs 178 auf den Abschnitt 149 des leicht erhöhten Randes 146 ein Fließen zwischen der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 und dem zweiten Kanal 134 blockiert, aber ein Fließen zwischen dem ersten Kanal 128 und der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 nicht beeinflußt. Um die Vorderseite und die seitlichen Teile des Kuppelbereiches 178 auf der Oberseite der Ventilmembran 170 herum verläuft in einem Abstand zu diesen eine U-förmige Rippe 181, deren Schenkel zur Rückseite der Ventilmembran 170 verlaufen (Fig. 9).
Die dritte Hauptfunktion der Ventilmembran 170 besteht darin, eine Druckmembran zu schaffen, die zur Überwachung des Fluid-Auslaßdruckes eingesetzt werden kann. Dementsprechend weist die Ventilmembran 170 eine Druckmembran 182 auf, die auf einem oberen zylindrischen Abschnitt 184 aufliegt, der wiederum auf einem unteren zylindrischen Abschnitt 186 sitzt, welcher sich oberhalb der Fläche der Ventilmembran 170 erstreckt. Die zylindrischen Abschnitte 184 und 186 haben denselben Innendurchmesser, aber der untere zylindrische Abschnitt 186 weist einen größeren Außendurchmesser auf. Auf diese Weise steht ein Teil der Oberseite des unteren zylindrischen Abschnittes 186 um das untere Ende des oberen zylindrischen Abschnittes 184 herum über und erzeugt eine Lippe 188. In der bevorzugten Ausführungsform kann die Druckmembran 182 leicht gewölbt sein, wie in Fig. 11 zu sehen ist.
Wendet man sich nun den Fig. 13 bis 23 zu, so ist dort eine Haltekappe 190 dargestellt, die über die Ventilmembran 170 paßt, nachdem diese auf der Oberseite der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 angebracht ist. Die Haltekappe 190 deckt auf diese Weise die Oberseite des Kassettenkörpers 100 ab, wobei die Ventilmembran 170 zwischen der Haltekappe 190 und dem Kassettenkörper 100 dichtend gehalten wird. Die Haltekappe 190 weist daher denselben Hauptumriß wie der Kassettenkörper 100 auf, aus einer Blickrichtung von oben (Fig. 12) gesehen. An der Unterseite der Haltekappe 190 (Fig. 14) sind sechs Stifte 192, 194, 196, 198, 200 und 199 angeordnet, die durch die Hohlzylinder 154, 156, 158, 160 und 162 bzw. durch die Öffnung 161 im Kassettenkörper 100 aufgenommen werden sollen, um die Haltekappe auf dem Kassettenkörper 100 auszurichten. An der Unterseite der Haltekappe 190 sind ebenfalls ein Vorsprung 202, der vom Schlitz 164 aufgenommen werden soll, sowie ein Vorsprung 204 zur Aufnahme vom Schlitz 166 angeordnet.
Die Haltekappe 190 weist drei durch sie hindurchlaufende Öffnungen 206, 208 sowie 210 auf, die so angeordnet sind, daß sie mit der Lage des ersten, zweiten und dritten Kassetten-Identifizierungszeichens 148, 150 und 152 übereinstimmen. Die Größe der drei Öffnungen 206, 208 und 210 ist ausreichend, um die kleinen, massiven Zylinder aufzunehmen, die das erste und dritte Kassetten-Identifizierungszeichen 148, 152 darstellen.
In der Haltekappe 190 ist eine rechteckige Öffnung 212 (Fig. 13, 14, 19 und 20) zur Plazierung über dem Kuppelbereich 178 auf der Ventilmembran 170 angeordnet. Die rechteckige Öffnung 212 ist etwas größer als der Kuppelbereich 178, um jedes Verschließen des durch den Kuppelbereich 178 ausgebildeten Hohlraums 180 zu vermeiden, wenn die Haltekappe 190 über der Ventilmembran 170 und dem Kassettenkörper 100 angebracht wird. Der Kuppelbereich 178 der Ventilmembran 170 ragt deshalb durch die rechteckige Öffnung 212 in der Haltekappe 190 vor. An der Unterseite der Haltekappe 190 ist um die rechteckige Öffnung 212 herum eine U-förmige Nut 214 (Fig. 14) angeordnet, die zur Aufnahme der U-förmigen erhöhten Rippe 181 auf der Ventilmembran 170 ausgelegt ist.
In der Haltekappe 190 ist auch eine Kreisöffnung 216 (Fig. 13 und 14) angeordnet, deren Durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des oberen zylindrischen Abschnittes 184 auf der Ventilmembran 170 ist, damit der obere zylindrische Abschnitt 184 und die Druckmembran 182 von der Kreisöffnung 216 aus in die Haltekappe 190 vorragen können. Der Durchmesser der Kreisöffnung 216 ist kleiner als der Außendurchmesser des unteren zylindrischen Abschnittes 186; auf der Unterseite der Haltekappe 190 ist, konzentrisch um die Kreisöffnung 216 herum angeordnet, eine zylindrische Vertiefung 218 vorgesehen, die zur Aufnahme des unteren zylindrischen Abschnittes 186 dient. In der zylindrischen Vertiefung 218 ist ein kreisförmiger erhöhter Wulst 220 (Fig. 14, 19 und 21) angeordnet, um zum Abdichten der zusammengesetzten Kassette beizutragen.
Die Haltekappe 190 weist einen Vorderrand 222 (Fig. 16), einen Rückrand 224 (Fig. 15) sowie einen linken (Fig. 18) und rechten (Fig. 17) Seitenrand 226 bzw. 228 auf. Die Ränder 222, 224, 226 und 228 berühren die Oberseite der oberen Fläche 102, wenn die Haltekappe 190 auf den Kassettenkörper 100 aufgesetzt ist, wobei die Ventilmembran 170 dazwischen angebracht ist. Die Haltekappe 190 ist am Kassettenkörper 100 in der bevorzugten Ausführungsform durch Ultraschallschweißen befestigt aber Klebemittel oder andere, aus dem Stand der Technik bekannte Verbindungstechniken können ebenfalls eingesetzt werden.
Zunächst sei auf die Fig. 22 bis 26 Bezug genommen, in denen eine Blasenkammer- Kappe 230 dargestellt ist, die über dem offenen unteren Ende des Blasenabscheiders 104 angebracht ist. Das untere Ende der Kappe 230 ist genauso groß wie der Außenrand des unteren Endes des Blasenabscheiders 104 und weist unten einen Vorsprung 232 (Fig. 22 bis 24) auf, der zur Rückseite der Kassette hin über den hinteren Rand des Blasenabscheiders 104 hinaus vorsteht. Die Kappe 230 hat einen rechteckigen Wandbereich 234, der vom unteren Ende unter Ausbildung eines rechteckigen Raumes verläuft und so ausgelegt ist, daß er in die Blasenkammer 106 hineinpaßt.
An der Vorderseite und an der linken Seite des rechteckigen Wandbereiches 234 ist ein Einlaßzylinder 236 mit einer Einlaßöffnung 238 angeordnet, der sich vom unteren Ende der Blasenkammer-Kappe 230 nach oben erstreckt. Die Einlaßöffnung 238 verläuft durch das untere Ende der Blasenkammer-Kappe 230 und ist zur Aufnahme eines Schlauchstückes von unten ausgelegt. Die Kappe 230 ist am unteren Ende des Blasenabscheiders 104 im Kassettenkörper 100 in der bevorzugten Ausführungsform durch Ultraschallschweißen befestigt aber Klebemittel oder andere, aus dem Stand der Technik bekannte Verbindungstechniken können ebenfalls eingesetzt werden.
Wenn die Blasenkammer-Kappe 230 am Blasenabscheider 104 befestigt ist, ragt der Einlaßzylinder 236 wenigstens bis zur halben Höhe der Blasenkammer 106 hoch, und das Siphonrohr 108 zieht von seinem unteren, im Raum innerhalb des rechteckigen Wandbereiches 234 der Blasenkammer-Kappe 230 angebrachten Ende Fluid. Ein Fachmann erkennt sogleich, daß Fluid in die Blasenkammer 106 durch die Einlaßöffnung 238 im Einlaßzylinder 236 nahe dem oberen Ende des Siphonrohrs 108 eintritt, wobei alle Luftblasen oberhalb des Niveaus in der Nähe des Bodens der Blasenkammer 106 gehalten werden, bei dem Fluid durch das Siphonrohr 108 von der Blasenkammer 106 abgezogen wird.
Die Fig. 27 bis 32 zeigen eine Gleitraste 240, die zwei Hauptfunktionen in der Kassette erfüllt. Die Gleitraste 240 dient als erstes zum Einrasten der Kassette in richtiger Lage an der Hauptpumpeneinheit. Sie dient auch zum Absperren des Fluidflusses durch die Kassette, wenn diese nicht eingesetzt ist; ein Schließen der Gleitraste 240 zum Verriegeln der Kassette in der richtigen Lage auf der Hauptpumpeneinheit ermöglicht gleichzeitig auch das Fließen von Fluid durch die Kassette. Die Gleitraste 240 gleitet von der Vorderseite des Kassettenkörpers 100 zwischen die Rasten-Stützfinger 124 und 126.
Das Gleitraste 240 weist einen im wesentlichen rechtwinkligen, flachen Vorderbereich 242 auf, dessen Höhe gleich der des Kassettenkörpers 100 ist, wenn Haltekappe 190 und Blasenkammer-Kappe 230 aufgesetzt sind, und dessen Breite gleich dem Abstand zwischen der linken Seite des Blasenabscheiders 104 und der linken Seite des Kassettenkörpers 100 ist. Aus der Rückseite des Vorderbereiches 242 an der oberen linken bzw. rechten Ecke sind zwei kleine Nuten 244 und 246 herausgearbeitet.
Von der Rückseite des Vorderbereiches 242 aus, bei etwa drei Viertel der Länge von oben, verläuft ein horizontaler unterer Abschnitt 248, dessen Ränder sich direkt unter den nächsten Rändern der kleinen Nuten 244 und 246 befinden. Ein umgedrehter, abgewinkelter oder L-förmiger Bereich 250 erstreckt sich vom Innenrand der kleinen Nut 244 an der Oberseite der Gleitraste 240 nach unten bis zum unteren Abschnitt 248. In ähnlicher Weise verläuft ein umgedrehter nach hinten abgewinkelter oder L-förmiger Bereich 252 (Fig. 27 und 28) zum Innenrand der kleinen Nut 246 an der Oberseite der Gleitraste 240 bis nach unten zum unteren Abschnitt 248.
Mit einem Abstand von der linken Seite des unteren Abschnitts 248 und der linken Seite des Schenkels des L-förmigen Bereichs 250 nach außen ist eine linke Gleitwand 254 vorgesehen. Gleicherweise mit Abstand von der rechten Seite des unteren Abschnitts 248 und der rechten Seite des Schenkels des L-förmigen Bereichs 252 nach außen ist eine rechte Gleitwand 256 angebracht (Fig. 28 und 30). Die rechte und die linke Gleitwand 254 und 256 sind etwas oberhalb der Unterseite des unteren Abschnitts 248 angeordnet und weisen eine geeignete Höhe zum Eingriff mit den Rasten-Stützfingern 124 bzw. 126 auf.
Im unteren Abschnitt 248 ist eine längliche, tropfenförmige Öffnung angeordnet, deren breiterer Bereich zur Vorderseite der Gleitraste 240 und deren langgestreckter schmalerer Bereich zur Rückseite weist. Wenn die Gleitraste 240 in die Rasten-Stützfinger 124 und 126 am Kassettenkörper 100 eingesetzt ist-und die Gleitraste 240 vollständig in Richtung auf die Rückseite des Kassettenkörpers 100 gedrückt wird, befindet sich der breitere Bereich der Öffnung 258 in Ausrichtung mit der Öffnung 142 im Zylinder 144 zur Befestigung des Auslaßschlauches (Fig. 4), damit ein von der Öffnung 142 wegführender Schlauchabschnitt (nicht dargestellt) offen bleiben kann. Wenn die Gleitraste 240 aus der Vorderseite des Kassettenkörpers 100 herausgezogen wird, wird der Schlauchabschnitt (nicht dargestellt) durch den schmaleren Bereich der Öffnung 258 abgeklemmt.
Entscheidend ist, daß die Gestaltung und Anordnung der länglichen, tropfenförmigen Öffnung 258 sicherstellt, daß die Gleitraste 240 mit der Hauptpumpeneinheit in Eingriff kommt, bevor der Schlauch geöffnet wird und Fluid durch die Kassette fließen kann. Gleichermaßen muß der Schlauch abgeklemmt und der Fluidweg durch die Kassette geschlossen sein, bevor die Gleitraste 240 die Kassette von der Hauptpumpeneinheit freigibt. Weiterhin ist die Werkstoffauswahl für die Gleitraste 240 wichtig, wobei mit einem geschmierten Werkstoff der Abklemmvorgang ohne Beschädigung des Schlauches (nicht dargestellt) durchgeführt werden kann. Beispiele solcher Werkstoffe sind mit Silikon oder Teflon imprägnierte Azetale, wie z. B. Delren.
An der Rückseite der Gleitraste 240 ist auf der Innenseite der rechten Gleitwand 256 an deren unterem Ende ein Vorsprung 257 vorhanden (Fig. 27, 30 und 32), durch den die Hauptpumpeneinheit mit der Kassette bei geschlossener Gleitraste in Eingriff gebracht werden kann. An der Oberseite des unteren Abschnitts 248 rechts von der Öffnung 258 ist ein kleiner keilförmiger Haltevorsprung 259 angeordnet (Fig. 27, 30 und 32). Der Haltevorsprung 259 wirkt mit dem unteren Ende der Halterippe 145 zusammen, um zu verhindern, daß die Gleitraste 240 ungehindert entfernt wegen kann, sobald sie im Kassettenkörper 100 eingesetzt ist. Wird die Gleitraste 240 aus der Vorderseite des Kassettenkörpers 100 heraus zurückgezogen, so daß sich der breitere Bereich der Öffnung 258 in Ausrichtung mit der Öffnung 142 im Zylinder 144 zur Befestigung des Auslaßschlauches befindet, kommt der Haltevorsprung 259 mit dem leicht erhöhten Rand 146 in Eingriff, wodurch verhindert wird, daß die Gleitraste 240 weiter herausgezogen wird.
Betrachtet man nun die Fig. 33 bis 36, so ist dort eine einstückige Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 zum Einsatz auf dem und im Pumpenzylinder 112 (Fig. 3 und 8) dargestellt. Die Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 ist einteilig ausgebildet und aus flexiblem, elastischem Werkstoff hergestellt, wie z. B. Silastik (Silikongummi) oder medizinisch einsetzbarem Naturgummi. Naturgummi kann zur Minimierung von Reibung eingesetzt werden, da es manchmal zu einem Festhaften der Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 aus Silikongummi im Pumpenzylinder 112 kommen kann. Mit Teflon imprägniertes Silastik oder einige andere geschützte, weithin verfügbare Formeln können dieses Problem überwinden. Zusätzlich kann die Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 vor dem Einbau in den Pumpenzylinder 112 mit Silikonöl geschmiert werden. Der Vorteil der Verwendung von Silastik besteht darin, daß es durch Bestrahlung sterilisiert werden kann, während Naturgummi durch den Einsatz eines Gases, wie z. B. Ethylenoxid, sterilisiert werden muß. Weiterhin weist Silastik bessere Verschleißeigenschaften als Naturgummi auf, weshalb es die bevorzugte Wahl darstellt.
Die Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 weist einen allgemein mit 262 gekennzeichneten Kolbenkappenbereich und einen unteren Dichtbereich mit einer Halteschürze 264 und einer dünnen Rolldichtung 266 auf. Der Kolbenkappenabschnitt 262 umfaßt oben einen hohlen Zylinderabschnitt 268 mit einem erweiterten, abgerundeten Kolbenkappenkopf 270. Der Kolbenkappenkopf 270 weist einen in etwa teilelliptischen Querschnitt auf, wobei die Außenumfangsfläche der Seiten eine dynamische Dichtung in der Hauptdurchmesser-Bohrung 114 des Pumpenzylinders 112 bildet. Die annähernd elliptische Gestalt des Kolbenkappenkopfes 270 liegt satt am oberen Ende der Hauptdurchmesser-Bohrung 114 des Pumpenzylinders 112 an. Von der Spitze des Kolbenkappenkopfes 270 aus erstreckt sich in der Mitte ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 272, dessen größerer Durchmesser am unteren Ende liegt. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 272 sitzt satt in der im Durchmesser kleineren Öffnung des Pumpenzylinders 112.
Der hohle Zylinderabschnitt 268 und der Kolbenkappenkopf 270 bilden gemeinsam einen geschlossenen Abschluß der Kolbenkappe und Manschettendichtung 260, die einen Kolben aufnimmt, was weiter unten beschrieben wird. Der hohle Zylinderabschnitt 268 weist einen im Durchmesser kleineren Abschnitt 274 auf, der mit einem Abstand vom Ende des Kolbenkappenkopfes 270 angeordnet ist, um Haltemittel zum Halten des Kolbens im Abschnitt 268 zwischen dem Kolbenkappenkopf 270 und dem im Durchmesser kleineren Abschnitt 274 auszubilden.
Die Halteschürze 264 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und zum satten Anliegen um die Außenumfangsfläche des Pumpenzylinders 112 herum ausgebildet. Vor dem Einbau und bei entspannter Anordnung der Kolbenkappe und der Manschettendichtung 260, wie in den Fig. 33 bis 36 dargestellt, ist die Halteschürze 264 ungefähr um den hohlen Zylinderabschnitt 268 herum angeordnet. Die Halteschürze 264 weist einen genügend kleinen Innendurchmesser auf, um sie in richtiger Stellung um den Pumpenzylinder 112 herum zu halten, ohne daß sie sich bewegt wenn sich der Kolbenkappenbereich 262 bewegt.
Um den Innenumfang der Halteschürze 264 herum ist eine gewundene Bahn 276 vorgesehen, die von einem Ende der Halteschürze 264 zum anderen führt. Die gewundene Bahn 276 ist zur Sterilisation der zusammengesetzten Kassette erforderlich, wodurch das sterilisierende Gas den Bereich zwischen der Innenseite des Pumpenzylinders 112 und der Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 sterilisieren kann, der geschlossen sein würde und unsterilisiert bleiben könnte, wenn die gewundene Bahn 276 nicht vorhanden wäre.
Zusätzlich ermöglicht die gewundene Bahn 276, da das sterilisierende Gas heiß ist und eine Abkühlung nach dem Sterilisiervorgang schnell erfolgt, einen schnellen Druckausgleich, was sonst nicht möglich wäre. In der bevorzugten Ausführungsform ist die gewundene Bahn 276 als eine Reihe von Windungen in der Innenumfangsfläche der Halteschürze 264 ausgebildet.
Der Aufbau der Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 wird durch eine Rolldichtung 266 vervollständigt, die von einem Abschnitt gebildet wird, der als Rotationsteil um die Achse der Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 herum ausgebildet ist, um einem U, das einen ersten Schenkel am Radius des hohlen Zylinderabschnittes 268 und einen zweiten Schenkel am Radius der Halteschürze 264 aufweist, wobei die Oberseite des ersten Schenkels des U am unteren Ende des hohlen Zylinderabschnitts 268 und das obere Ende des zweiten Schenkels des U am unteren Ende der Halteschürze 264 befestigt ist. Wenn die Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 eingebaut ist und der Kolbenkappenbereich 262 sich in der Bohrung 114 mit dem Hauptdurchmesser im Pumpenzylinder 112 hinein- und herausbewegt, variiert die Länge der Schenkel des U, wobei ein Schenkel kürzer wird, während der andere Schenkel länger wird. In diesem Fall stellt die Rolldichtung 266 genau das dar, was ihr Name impliziert - eine Dichtung zwischen dem Kolbenkappenbereich 262 und der Halteschürze 264, die dann rollt, wenn der Kolbenkappenbereich 262 sich bewegt.
Die Fig. 37 bis 42 zeigen eine Kolben-Baugruppe 280, die den Kolbenkappenbereich 262 der Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 im Pumpenzylinder 112 antreibt. Die Kolben-Baugruppe 280 weist eine horizontale rechteckige Grundplatte 282 auf, die direkt hinter der Blasenkammer-Kappe 230 angeordnet ist, wenn der Kolbenkappenbereich 262 vollständig in den Pumpenzylinder 112 eingesetzt ist. Die rechteckige Grundplatte 282 ist mit einer Nut 284 an ihrem Vorderrand versehen, die etwas größer als der Vorsprung 232 in der Blasenkammer-Kappe 230 (Fig. 23) ist.
Vom Vorderrand der rechteckigen Grundplatte 282 erstreckt sich links von der Nut 284 ein Steg 286 und rechts von der Nut 284 ein Steg 288 nach oben. Am oberen Ende der Stege 286 und 288 ist ein sich vertikal erstreckender rechteckiger Abschnitt 290 vorhanden. Der rechteckige Abschnitt 290 und die oberen Bereich der Stege 286 und 288 dienen zur Einführung zwischen die Kolben-Haltefinger 120 und 122 im Kassettenkörper 100 (Fig. 4).
Die Oberseite des rechteckigen Abschnittes 290 berührt die Unterseite der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100, um die Aufwärtsbewegung der Kolben-Baugruppe 280 zu begrenzen, wobei die rechteckige Grundplatte 282 ungefähr auf gleicher Höhe mit der am unteren Ende des Blasenabscheiders 104 des Kassettenkörpers 100 angebrachten Blasenkammer-Kappe 230 ist, wenn sich die Kolben-Baugruppe 280 in ihrer höchsten Stellung befindet. Das untere Ende des rechteckigen Abschnittes 290 berührt den Vorsprung 232 auf der Blasenkammer-Kappe 230, wenn die Kolben-Baugruppe 280, der Kolbenkopf 296 sowie der Kolbenkappenbereich 262 voll aus dem Pumpenzylinder 112 ausgefahren sind.
Eine zylindrische Kolbenstange 292 verläuft von der rechtwinkligen Grundplatte 282 aus an einer mittigen Stelle in der Nähe des hinteren Randes aufwärts. Am oberen Ende der Kolbenstange 292 ist ein zylindrischer Abschnitt 294 mit verringertem Durchmesser und oberhalb desselben ein zylindrischer Kolbenkopf 296 vorhanden. Der Durchmesser des Kolbenkopfes 296 ist größer als der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 294 mit verringertem Durchmesser und die Spitze des Kolbenkopfes 296 weist in der bevorzugten Ausgestaltung abgerundete Kanten auf. Der Kolbenkopf 296 ist so ausgebildet, daß er im Abschnitt des hohlen Zylinderabschnittes 268 zwischen dem im Durchmesser kleineren Abschnitt 274 und dem Kolbenkappenkopf 270 im Kolbenkappenbereich 262 (Fig. 36) aufgenommen werden kann. Der Zylinderabschnitt 294 mit verringertem Durchmesser ist derart ausgebildet, daß er in dem im Durchmesser kleineren Abschnitt 274 des Kolbenkappenbereiches 262 aufgenommen werden kann.
Die Spitze des Kolbenkopfes 296 liegt etwas oberhalb der Oberseite des rechtwinkligen Abschnitts 290 und wenn sich die Kolben-Baugruppe 280 in ihrer obersten Stellung befindet, hat der Kolbenkopf 296 den Kolbenkappenkopf 270 und den darauf befindlichen kegelstumpfförmigen Abschnitt 272 (Fig. 36) zur Spitze des Pumpenzylinders 112 bzw. in die im Durchmesser kleinere Öffnung 118 (Fig. 8) gebracht, so daß jeder freie Raum innerhalb des Pumpenzylinders 112 und innerhalb der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 vollständig beseitigt ist.
Zwei erhabene Wülste 298 und 300 vervollständigen die Ausbildung der Kolben-Baugruppe 280, wobei der erhabene Wulst 298 auf der Oberseite der rechteckigen Grundplatte 282 auf der linken Seite der Kolbenstange 292 und der erhabene Wulst 300 in ähnlicher Weise auf der rechten Seite angeordnet ist. Beide erhabenen Wülste 298 und 300 verlaufen von der Kolbenstange 292 seitwärts zu den Seiten der rechteckigen Grundplatte 282. Die erhabenen Wülste 298 und 300 werden zur Zentrierung der Kolben-Baugruppe 280 relativ zu den Klauen der zum Antrieb der Kolben-Baugruppe 280 eingesetzten Hauptpumpeneinheit benutzt und dienen auch zum Halten der Kolben-Baugruppe 280 in den Klauen.
Der Zusammenbau und die Gestaltung der Kassette wird nun mit Bezug auf die zusammengebaute, in den Fig. 43 bis 48 dargestellte Kassette 302 und mit Bezug auf andere Figuren, die gesondert in der Beschreibung erwähnt werden, erläutert. Die Ventilmembran 170 ist über der Oberseite der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 angebracht, wobei die Öffnungen 172, 174 und 176 über den Hohlzylindern 156, 160 bzw. 162 liegen. Die Haltekappe 190 ist dann über der Ventilmembran 170 und dem Kassettenkörper 100 angeordnet und wird durch Ultraschallschweißen in Lage befestigt. Obwohl eine Klebedichtung benutzt werden kann, ist die Gewährleistung eines dauerhaft hermetisch dichten Verschlusses, der bei der Bauweise der Kassette 302 erforderlich ist, schwieriger.
Der Schritt eines festen Anbringens der Haltekappe 190 auf dem Kassettenkörper 100 führt zum Aufbringen einer Vorspannung auf die Ventilmembran 170 (Fig. 9), wodurch diese in bestimmten Bereichen zusammengedrückt wird, insbesondere über dem leicht erhöhten Rand 146 auf der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100. Dieses führt zu hervorragenden Dichteigenschaften und umschließt die verschiedenen, in der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 angeordneten Kanäle. Der erste Kanal 128 wird durch die Ventilmembran 170 umschlossen und steht an einem Ende mit der Öffnung 110 und am anderen Ende mit dem Bereich zwischen dem Hohlraum 180 und der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 in Verbindung. Der zweite Kanal 134 steht auch mit dem Bereich zwischen dem Hohlraum 180 und der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 an einem Ende in Verbindung, wobei sein anderes Ende mit einem Ende des Kanals 132 im Druckplateau 130 in Verbindung steht.
Die Druckmembran 182 ist oberhalb der Fläche des Druckplateaus 130 (Fig. 115 und 116) angeordnet, wobei ein Zwischenraum zwischen den Seitenkanten des Druckplateaus 130 und den Innenumfangsflächen des oberen Zylinderabschnittes 184 und des unteren Zylinderabschnittes 186 freigelassen wird. Dadurch kann die Druckmembran 182 ziemlich flexibel sein, was ein wesentliches Konstruktionsmerkmal für den korrekten Betrieb der Drucküberwachungseinrichtung ist. Es ist daher einsehbar, daß die Strömungsfläche zwischen dem zweiten Kanal 134 und dem dritten Kanal 136 nicht nur in der Fläche des Kanals 132 besteht, sondern auch in der Fläche zwischen der Druckmembran 182 und dem Druckplateau 130, wie auch in der Fläche um die Seitenkanten des Druckplateaus 130 herum, nahe dem oberen Zylinderabschnitt 184 und dem unteren Zylinderabschnitt 186.
Der dritte Kanal 136 (Fig. 1) wird auch von der Ventilmembran 170 (Fig. 9) umfaßt und steht an einem Ende mit dem Kanal 132 und am anderen Ende mit dem eingelassenen Linsenbereich 138 in Verbindung. Der vierte Kanal 140 wird durch die Ventilmembran 170 umschlossen und steht an einem Ende mit dem eingelassenen Linsenbereich 138 und am anderen Ende mit der Öffnung 142 in Verbindung.
Als nächstes wird die Blasenkammer-Kappe 230 auf das untere Ende der Blasenkammer 106 gesetzt, wie in Fig. 44 dargestellt, und durch Ultraschallversiegelung am Kassettenkörper 100 befestigt. Der Kolbenkappenbereich 262 der Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 (Fig. 36) wird in die Hauptdurchmesser-Bohrung 114 des Pumpenzylinders 112 eingesetzt und zu deren oberen Ende gedrückt. Gleichzeitig wird die Halteschürze 264 über der Außenseite des Pumpenzylinders 112 angeordnet und ihre Außenfläche zu der in den Fig. 46 bis 48 dargestellten Lage hinaufbewegt, die nahe dem oberen Ende der Außenfläche des Pumpenzylinders 112 ist. Als nächstes wird der Kolbenkopf 296 der Kolben-Baugruppe 280 (Fig. 37 und 40) in den hohlen Zylinderabschnitt 268 der Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 eingesetzt und über den im Durchmesser kleineren Abschnitt 274 hinaus gedrückt, bis er einschnappt, wobei er gegen die Unterseite des Kolbenkappenkopfes 270 anliegt.
Die Gleitraste 240 wird sodann in Eingriff mit dem Kassettenkörper 100 gebracht, was durch Gleiten der linken Gleitwand 254 in den Rasten-Stützfinger 124 (auf seiner rechten Seite) und durch Gleiten der rechten Gleitwand 256 in den Rasten-Stützfinger 126 (auf seiner linken Seite) bewerkstelligt wird. Die Gleitraste 240 wird dann vollständig eingeschoben, um den breiteren Bereich der länglichen tropfenförmigen Öffnung 258 mit dem Zylinder 144 zur Befestigung des Auslaßschlauches auszurichten. Ein Einlaßschlauch 304 wird durch Klebung an der Innenumfangsfläche der Einlaßöffnung 238 in der Blasenkammer-Kappe 230 befestigt und steht mit der Blasenkammer 106 in Strömungsverbindung. Ein Auslaßschlauch 306, der durch den weiteren Bereich der Öffnung 258 verläuft, wird durch Klebung an der Innenumfangsfläche des Zylinders 144 zur Befestigung des Auslaßschlauches im Kassettenkörper 100 befestigt und steht mit dem vierten Kanal 140 über die Öffnung 142 in Strömungsverbindung.
Der Einlaßschlauch 304 und der Auslaßschlauch 306 sind in den Figuren nur teilweise dargestellt; an ihren jeweiligen, nicht an die zusammengebaute Kassette 302 angeschlossenen Enden können sie Verbindungsarmaturen aufweisen, wie z. B. standardisierte Luer-Verbindungsteile (nicht dargestellt), die im Stand der Technik gut bekannt sind. Die zur Befestigung des Einlaßschlauches 304 und des Auslaßschlauches 306 an der zusammengebauten Kassette 302 eingesetzten Kleber stellen ebenfalls eine aus dem Stand der Technik gut bekannte Technologie dar. Zum Beispiel können Kleber wie Cyclohexanon, Dichlormethan oder Tetrahydrofuran (THF) verwendet werden.

Die Hauptpumpeneinheit

Die bevorzugte Ausführungsform der Hauptpumpeneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Reihe von Komponenten zum Halten, Einrasten und Antrieb der oben beschriebenen Kassette 302 auf. Zunächst wird auf die Fig. 49 bis 53 Bezug genommen, in denen ein Rastkopf 310 dargestellt ist, der zum Ergreifen der erhabenen Wulste 298 und 300 auf der Kolben-Baugruppe 280 (Fig. 37) eingesetzt wird. Von der Vorderseite des Rastkopfes 310 aus verlaufen an dessen Oberseite eine linke Klaue 312 und eine rechte Klaue 314. Die linke und die rechte Klaue 312 und 314 weisen an ihrer Unterseite gekrümmte Vertiefungen zur Aufnahme der erhabenen Wulste 298 bzw. 300 (Fig. 37) auf. Ein Zwischenraum zwischen der linken Klaue 312 und der rechten Klaue 314 ermöglicht es, daß sie die Kolbenstange 292 aufnehmen können.
In der Oberseite des Rastkopfes 310 ist eine zylindrische Öffnung 316 angeordnet und zur Aufnahme einer Stange eingerichtet, auf welcher der Rastkopf 310 befestigt ist. Eine Gewindeöffnung 318 in der Rückseite des Rastkopfes 310 steht mit der zylindrischen Öffnung 316 in Verbindung und dient zur Aufnahme von Verriegelungsmitteln zum Verriegeln einer Stange in der zylindrischen Öffnung 316. Durch den Rastkopf 310 verläuft von rechts nach links eine Öffnung 320 in der Nähe des unteren Endes auf der Rückseite.
In der Vorderseite des Rastkopfes 310 ist am unteren Ende in der Mitte eine Nut 322 ausgebildet, die einen linken Seitenabschnitt 324 und einen rechten Seitenabschnitt 326 formt. In den Seitenabschnitten 324 bzw. 32ß sind zueinander ausgerichtete Öffnungen 328 und 330 vorgesehen. Zusätzlich weist der die linke Klaue 312 enthaltende Abschnitt des Rastkopfes 310 einen erhöhten, nach oben und hinten gewandten Rand 327 und einen erhöhten, nach unten und vorne gewandten Rand 329 auf. Der die rechte Klaue 314 enthaltende Abschnitt des Rastkopfes 310 ist mit einem erhöhten, nach unten und vorne gewandten Rand 331 versehen. Die erhöhten Ränder 327, 329 und 331 werden zur Begrenzung der Bewegung der Rastklaue benutzt, wie dies weiter unten beschrieben wird.
In den Fig. 54 und 55 ist ein Federsitz 332 dargestellt, der so ausgebildet ist, daß er in die Nut 322 im Rastkopf 310 paßt. Der Federsitz 332 weist eine Öffnung 334 auf, die durch ihn von links nach rechts verläuft und etwas größer als die Öffnungen 328 und 330 im Rastkopf 310 ist. Der Federsitz 332 ist ferner mit einem zylindrischen Abschnitt 336 versehen, der von der Vorderseite aus verläuft.
Die Fig. 56 bis 58 zeigen eine Rastklaue 340, welche die Unterseite der rechtwinkligen Grundplatte 282 der Kolben-Baugruppe 280 (Fig. 37) ergreift und die linke und rechte Klaue 312 und 314 des Rastkopfes 310 (Fig. 51) in Kontakt mit den erhabenen Wülsten 298 und 300 hält. Die Rastklaue 340 weist einen vorderen Klauenabschnitt 342 auf, der etwa so breit ist wie die linke und rechte Klaue 312 und 314 des Rastkopfes 310. Der Klauenabschnitt 342 berührt die Unterseite der rechtwinkligen Grundplatte 282 der Kolben- Baugruppe 280.
Vom Klauenabschnitt 342 erstreckt sich nach hinten ein linker Arm 344 und ein rechter Arm 346. Der linke Arm 344 weist eine vom Klauenabschnitt 342 entfernt liegende Öffnung 348 (nicht dargestellt) auf, während der rechte Arm 346 mit einer vom Klauenabschnitt 342 entfernt liegenden Öffnung 350 versehen ist. Die Öffnungen 348 und 350 sind etwas kleiner im Durchmesser als die Öffnung 320 im Rastkopf 310 (Fig. 49 und 50).
Von dem vom Klauenabschnitt 342 abgewandten Ende des rechten Arms 346 verläuft unter etwa 600 ein Betätigungsarm 352 nach oben, an dessen nicht am rechten Arm 346 befestigten Ende ein Verbindungsstift 354 vorgesehen ist, der sich nach rechts erstreckt. Die Ausbildung der Rastklaue 340 vervollständigt eine zylindrische Vertiefung 356 in der Rückseite des Klauenabschnitts 342, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 336 des Federsitzes 332 ist (Fig. 55).
Es wird nun auf die Fig. 59 und 61 Bezug genommen, in denen der Aufbau der Klauen- Baugruppe 360 aus dem Rastkopf 310, dem Federsitz 332 sowie der Rastklaue 340 dargestellt ist. Der Federsitz 332 paßt in die Nut 322 und zwischen die rechte und linke Klaue 312, 314 des Rastkopfes 310. Ein Stift 362 wird durch die Öffnung 328 im Seitenabschnitt 324, durch die Öffnung 334 im Federsitz 332 und durch die Öffnung 330 im Seitenabschnitt 326 gesteckt. Der Stift 362 ist für einen festen Sitz in den Öffnungen 328 und 330 ausgelegt, wodurch er in seiner Lage gehalten wird und sich der Federsitz 332 um ihn drehen kann.
Die Rastklaue 340 ist unter Benutzung eines Stiftes 364 auf dem Rastkopf 310 befestigt, wobei die linke und die rechte Klaue 312, 314 des Rastkopfes 310 dem Klauenabschnitt 342 der Rastklaue 340 zugewandt sind. Der Stift 364 wird durch die Öffnung 320 im Rastkopf 310 und die Öffnung 350 im rechten Arm 346 eingesetzt und ist für einen festen Sitz in den Öffnungen 348 und 350 ausgelegt wodurch er in seiner Lage gehalten wird und sich die Rastklaue 340 um ihn drehen kann.
Eine Feder 366 ist mit einem auf dem zylindrischen Abschnitt 336 befestigten Ende am Federsitz 322 und mit ihrem anderen in der zylindrischen Vertiefung 356 befestigten Ende in der Rastklaue 340 angeordnet. Die Feder 366 spannt die Rastklaue 340 entweder in die in Fig. 59 dargestellte Offenstellung, in welcher der Klauenabschnitt 342 von den Klauen 312 und 314 des Rastkopfes 310 entfernt ist, oder in die in Fig. 61 dargestellte Schließstellung vor, in welcher der Klauenabschnitt 342 der Rastklaue 340 fest an die Klauen 312 und 314 herangedrückt wird. Die Bewegung der Rastklaue 340 bezüglich des Rastkopfes 310 ist in beiden Richtungen begrenzt, nämlich bis zu der in Fig. 59 dargestellten Stellung, dadurch, daß der Betätigungsarm 352 den erhöhten Rand 327 berührt, und bis zu der in Fig. 61 dargestellten Stellung, dadurch, daß der rechte Arm 346 den erhöhten Rand 329 und der linke Arm 344 den erhöhten Rand 331 berührt.
Wenn die zusammengesetzte Kassette 302 eingebaut ist, wird die Bewegung der Rastklaue 340 bis zur Stellung aus Fig. 61 auch durch das Vorhandensein der Kolben-Baugruppe 280 begrenzt, wobei die rechteckige Grundplatte 282 durch die Klauen-Baugruppe 360 ergriffen wird. Es sei erwähnt, daß durch Bewegen des Stiftes 354 nach vorne oder nach hinten die Rastklaue 340 geöffnet bzw. geschlossen werden kann.
In den Fig. 62 bis 65 ist ein Grundgestell 370 für die Hauptpumpeneinheit dargestellt, das zur Befestigung dreier unabhängiger Pumpeneinheiten mit drei Antriebsmechanismen ausgelegt ist, in die drei zusammengebaute Einmal- bzw. Wegwerfkassetten 302 eingebaut werden können. Die zusammengebauten Kassetten 302 werden an der Unterseite des in Fig. 62 dargestellten Pumpengrundgestells 370 befestigt, wobei die Motoren und die Antriebskette eingebaut werden, indem sie an der Oberseite des Pumpengrundgestells 370 (Fig. 64) in einem Gehäuse (nicht dargestellt) montiert werden.
An dem Pumpengrundgestell 370 sind drei Paare von abgewinkelten Segmenten 372 und 374, 376 und 378 sowie 380 und 382 angeordnet, wobei jedes derselben 372/374, 376/378, 380/382 zwischen sich zwei einander zugewandte Kanäle ausbildet. In der bevorzugten Ausführungsform sind die abgewinkelten Segmente von der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 nahe der Vorderseite etwas abgewinkelt, um einen Nockeneffekt zu erzielen, wenn eine zusammengebaute Kassette 302 eingesetzt und die Gleitraste 240 geschlossen wird. Insbesondere bildet das abgewinkelte Segment 372 einen dem abgewinkelten Segment 374 zugewandten Kanal und das abgewinkelte Segment 374 einen dem abgewinkelten Segment 372 zugewandten Kanal aus. Das abgewinkelte Segment 376 bildet einen dem abgewinkelten Segment 378 zugewandten Kanal und das abgewinkelte Segment 378 einen dem abgewinkelten Segment 376 zugewandten Kanal aus. Schließlich bildet das abgewinkelte Segment 380 einen dem abgewinkelten Segment 382 zugewandten Kanal und das abgewinkelte Segment 382 einen dem abgewinkelten Segment 380 zugewandten Kanal aus.
Jedes Paar abgewinkelter Segmente 372/374, 376/378, 380/382 stellt Mittel auf der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 dar, in die eine zusammengebaute Kassette 302 sicher eingerastet werden kann. Die Bereiche 250 und 252 in Form eines umgedrehten L in der Gleitraste 240 (Fig. 29 und 30) der zusammengebauten Kassette 302 können an einem der Paare der abgewinkelten Segmente 372/374, 376/378 und 380/382 befestigt werden. Wenn die Gleitraste 240 von der Vorderseite der zusammengesetzten Kassette 302 weggezogen wird, wird eine Fläche zwischen dem Vorderbereich 242 der Gleitraste 240 und der oberen Vorderseite des Kassettenkörpers 100 und der Haltekappe 190 geöffnet, so daß die Oberseite der zusammengebauten Kassette 302 über einem der Winkelsegmente-Paare 372/374, 376/378, 380/382 angebracht werden kann.
Beispielshalber sei angenommen, daß die zusammengebaute Kassette 302 in der ersten Position (der Position am linken Ende des Pumpengrundgestells 370) auf dem ersten Winkelsegmente-Paar 372/374 befestigt werden soll. Die Oberseite der zusammengebauten Kassette 302, die von der Haltekappe 190 (Fig. 43) gebildet wird, kommt mit der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 in Berührung (Fig. 62). Damit die zusammengebaute Kassette 302 eingesetzt werden kann, wird die Gleitraste 240 vollständig von der Vorderseite der zusammengebauten Kassette 302 zurückgezogen, wodurch die offene Fläche zwischen dem Vorderbereich 242 der Gleitraste 240 und dem oberen Vorderabschnitt der zusammengebauten Kassette 302 (gebildet vom Kassettenkörper 100 und der Halteplatte 190), der dem Vorderbereich 242 der Gleitraste 240 zugewandt ist, freigegeben wird.
Die Oberseite der zusammengebauten Kassette 302 wird dann gegen die Unterseite des Pumpengrundgestells 370 angelegt, wobei das erste Winkelsegmente-Paar 372/374 in den Bereich zwischen dem Vorderabschnitt 242 der Gleitraste 240 und dem oberen Vorderabschnitt der zusammengebauten Kassette 302 eingeführt wird. Die Gleitraste 240 wird dann nach vorne in den Kassettenkörper 100 gedrückt, wobei der wie ein umgedrehtes L geformte Bereich 250 der Gleitraste 240 in Eingriff mit dem abgewinkelten Segment 372 und der wie ein umgedrehtes, nach hinten gewandtes L geformte Bereich 252 der Gleitraste 240 in Eingriff mit dem abgewinkelten Segment 374 gleitet. Die zusammengebaute Kassette 302 wird so in ihrer Lage auf der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 gehalten, bis die Gleitraste 240 wieder zurückgezogen und dadurch die zusammengebaute Kassette 302 freigegeben wird.
Von der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 steht eine Anzahl von Teilen vor, die zur Positionierung und Ausrichtung der zusammengebauten Kassetten 302 in der ersten (linkes Ende des Pumpengrundgestells 370), zweiten (Mitte) sowie dritten (rechtes Ende) Position auf dem Pumpengrundgestell 370 verwendet werden. Drei linke seitliche Haltewände 384, 386 und 388 stehen von der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 an solchen Stellen vor, daß sie den hinteren oberen linken Seitenbereich von zusammengebauten Kassetten 302 in richtiger Lage in der ersten bzw. zweiten bzw. dritten Position halten. Gleichermaßen stehen drei rechte seitliche Haltewände 390, 392 und 394 von der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 an solchen Stellen vor, daß sie den hinteren oberen rechten Bereich von zusammengebauten Kassetten 302 in richtiger Lage in der ersten bzw. zweiten bzw. dritten Position halten.
Zusätzliche Halte- und Positioniermittel für das Einsetzen der zusammengebauten Kassetten 302 in die erste, zweite und dritte Position sind für die obere rechte hintere Ecke der zusammengebauten Kassetten 302 durch drei Haltewände 396, 398 bzw. 400 für rechte Ecken vorgesehen. Die drei Haltewände 396, 398, 400 für rechte Ecken sind, von unten gesehen, L-förmig ausgebildet, (Fig. 62), und halten und positionieren die Rückseite der zusammengebauten Kassetten 302 hinter den Pumpenzylindern 112 (Fig. 4) und einen Bereich der rechten Seite der zusammengebauten Kassetten 302 in der Nähe des Pumpenzylinders 112. Es sei angemerkt, daß die drei rechten seitlichen Haltewände 390, 392 und 394 sowie die drei Haltewände 396, 398 und 400 für rechte Ecken gemeinsam eine durchgehende Halte- und Positioniereinrichtung für die zusammengebauten Kassetten 302 in der ersten, zweiten bzw. dritten Position ausbilden.
Eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 402 ist in der Nähe der Rückseite in dem erhöhten Material ausgebildet, das die linke seitliche Haltewand 384 ausbildet. Ein einziger Abschnitt von erhöhtem Material bildet die rechte seitliche Haltewand 390, die Haltewand 396 für eine rechte Ecke sowie die linke seitliche Haltewand 386 aus. In diesem Abschnitt von erhöhtem Material ist nahe der Rückseite eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 404 auf der linken Seite in der Nähe der rechten seitlichen Haltewand 390 und eine mit einem Gewinde 406 versehene Bohrung auf der rechten Seite in der Nähe der linken seitlichen Haltewand 386 ausgebildet. In ähnlicher Weise bildet ein einziger Abschnitt von erhöhtem Material die rechte seitliche Haltewand 392, die Haltewand 398 für eine rechte Ecke sowie die linke seitliche Haltewand 388 aus und weist entsprechende Bohrungen 408 und 410 links bzw. rechts auf. Schließlich bildet ein einziges Element von erhöhtem Material die rechte seitliche Haltewand 394 sowie die Haltewand 400 für eine rechte Ecke aus und weist eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 412 auf der Rückseite nahe der rechten seitlichen Haltewand 394 auf.
Im Abschnitt von erhöhtem Material, das die Haltewände 390, 396 und 386 ausbildet, ist nahe der Formgebung, wo die rechte seitliche Haltewand 390 und die Haltewand 396 für eine rechte Ecke aufeinandertreffen, eine Bohrung 414 vorhanden, die durch die Dicke des Pumpengrundgestells 370 hindurch verläuft. Eine ähnliche Bohrung 416 ist in dem Abschnitt von erhöhtem Material ausgebildet, das die Haltewände 392 und 388 ausbildet. Im Abschnitt von erhöhtem Material, das die rechte seitliche Haltewand 394 und die Haltewand 400 für eine Ecke ausbildet, ist nahe der Ecke, wo diese Wände aufeinandertreffen, eine Bohrung 418 ausgebildet, die durch die Dicke des Pumpengrundgestells 370 hindurch verläuft.
Wenn eine zusammengebaute Kassette 302 in der ersten, zweiten und dritten Position eingesetzt und befestigt ist, decken sich die Öffnungen 414, 416 bzw. 418 direkt mit den Kolbenstangen 292 der zusammengebauten Kassetten 302 (Fig. 46). Die Öffnungen 414, 416 und 418 werden zur Befestigung der Antriebsstangen eingesetzt, die mit den zum Antrieb der Kolben-Baugruppe 280 eingesetzten Klauen-Baugruppen 360 (Fig. 59 bis 61) verbunden sind.
Zwischen der linken seitlichen Haltewand 384 und der rechten seitlichen Haltewand 390 ist eine längliche rechteckige Vertiefung 420 in der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 angeordnet. Ähnlich ist zwischen der linken seitlichen Haltewand 386 und der rechten seitlichen Haltewand 392 eine längliche rechteckige Vertiefung 422 und zwischen der linken seitlichen Haltewand 388 und der rechten seitlichen Haltewand 394 eine längliche rechteckige Vertiefung 424 vorgesehen. Während die rechteckigen Vertiefungen 420, 422, 424 sich nicht durch das Pumpengrundgestell 370 hindurch erstrecken, sind ovale Öffnungen 426, 428 und 430, die kleiner als die rechteckigen Vertiefungen 420, 422, 424 sind, in den rechteckigen Vertiefungen 420, 422 bzw. 424 angebracht und verlaufen durch die Oberseite des Pumpengrundgestells 370 hindurch.
Die rechteckigen Vertiefungen 420, 422 und 424 nehmen Sensormodule auf und die ovalen Öffnungen 426, 428 und 430 ermöglichen es, daß Drähte der Sensormodule durch das Pumpengrundgestell 370 verlaufen können. Wenn die zusammengebauten Kassetten 302 in der ersten, zweiten und dritten Position eingesetzt und befestigt sind, befinden sich die hintersten Teile der oberen Bereiche der zusammengebauten Kassetten 302 unter den rechteckigen Vertiefungen 420, 422 und 424.
Vor der Haltewand 396 für eine rechte Ecke ist auf der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 eine kreisförmige Vertiefung 432 ausgebildet. Ähnliche kreisförmige Vertiefungen 434 und 436 sind in der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 vor den Haltewänden 398 und 400 für rechte Ecken angebracht. Während die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 sich nicht durch das Pumpengrundgestell 370 hindurch erstrecken, sind rechteckige Öffnungen 438, 440 und 442, die kleiner als die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 sind, in den kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 bzw. 436 vorgesehen und verlaufen durch die Oberseite des Pumpengrundgestells 370 hindurch.
Die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 werden zur Aufnahme von Führungen für Betätigungselemente von Ventilen eingesetzt, und die rechteckigen Öffnungen 438, 440 und 442 ermöglichen es, daß die Betätigungselemente für Ventile durch das Pumpengrundgestell 370 hindurch verlaufen und die Führungen der Betätigungselemente für Ventile ausgerichtet werden können. Wenn die zusammengebauten Kassetten 302 in der ersten, zweiten und dritten Position angebracht und befestigt sind, stimmen die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 bzw. 436 genau mit der Lage der Kuppelbereiche 178 auf der Ventilmembran 170 in den zusammengebauten Kassetten 302 (Fig. 43) überein.
Links von der kreisförmigen Vertiefung 432 und vor der rechteckigen Vertiefung 420 ist eine kreisförmige Vertiefung 444 in der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 vorhanden. Ähnlich sind links von der kreisförmigen Vertiefung 434 und vor der rechteckigen Vertiefung 422 eine kreisförmige Vertiefung 446 und links von der kreisförmigen Vertiefung 436 und vor der rechteckigen Vertiefung 424 eine kreisförmige Vertiefung 448 angeordnet. Während die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446, 448 sich nicht durch das Pumpengrundgestell 370 hindurch erstrecken, sind zylindrische Öffnungen 450, 452 und 454 von kleinerem Durchmesser als die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 in den kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 bzw. 448 vorgesehen und verlaufen durchgehend bis zur Oberseite des Pumpengrundgestells 370.
Die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 werden zur Aufnahme von Druckwandlern eingesetzt und die zylindrischen Öffnungen 450, 452 und 454 ermöglichen es, daß Drähte der Druckwandler durch das Pumpengrundgestell 370 hindurch verlaufen können. Wenn die zusammengebauten Kassetten 302 in der ersten, zweiten und dritten Position angeordnet und befestigt sind, stimmen die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 bzw. 448 mit der Lage der Druckmembranen 182 der Ventilmembranen 170 in den zusammengebauten Kassetten 302 (Fig. 43) überein.
Von der Oberseite des Pumpengrundgestells 370 ragen eine Anzahl von erhöhten Elementen vor, in denen Gewindebohrungen zum Haltern der Antriebs-Baugruppe angebracht sind. Ein zylindrischer, erhöhter Abschnitt 456 ist links von der zylindrischen Öffnung 450, ein sich seitlich erstreckender, im wesentlichen ovaler erhöhter Abschnitt 458 zwischen der rechteckigen Öffnung 438 und der zylindrischen Öffnung 452 und ein zweiter, sich seitlich erstreckender, im wesentlichen ovaler erhöhter Abschnitt 460 zwischen der rechteckigen Öffnung 440 und der zylindrischen Öffnung 454 angeordnet. Weiterhin sind zwei zylindrische erhöhte Abschnitte 462 und 464 rechts von der rechteckigen Öffnung 442 angebracht und seitlich mit den hintersten bzw. vordersten Teilen der ovalen erhöhten Abschnitte 458 und 460 ausgerichtet.
Im zylindrischen erhöhten Abschnitt 456 ist eine Gewindebohrung 466 ausgebildet. Im ovalen erhöhten Abschnitt 458 sind eine Gewindebohrung 468 in der Nähe der Rückseite, eine Gewindebohrung 470 in der Nähe der Vorderseite sowie eine mittige Gewindebohrung 472 angeordnet. In ähnlicher Weise umfaßt der ovale erhöhte Abschnitt 460 eine Gewindebohrung 474 in der Nähe der Rückseite, eine Gewindebohrung 476 in der Nähe der Vorderseite sowie eine mittige Gewindebohrung 478. Die zylindrischen erhöhten Abschnitte 462 und 464 weisen Gewindebohrungen 480 bzw. 482 auf.
Die durch das Pumpengrundgestell 370 verlaufenden Öffnungen 414 und 416 und 418 enden in erhöhten Abschnitten 484, 486 bzw. 488, die aus der Oberseite des Pumpengrundgestells 370 herausragen und die jeweiligen Öffnungen umgeben. Vom erhöhten Abschnitt 484 aus erstrecken sich hinter der Öffnung 414 auf der linken Seite ein Führungsfinger 490 und auf der rechten Seite ein Führungsfinger 492 nach oben. Die Führungsfinger 490 und 492 laufen parallel und bilden zwischen sich einen Zwischenraum aus. Ähnliche Führungsfinger-Paare 494/496 und 498/500 verlaufen vom erhöhten Abschnitt 486 hinter der Öffnung 416 und vom erhöhten Abschnitt 488 hinter der Öffnung 418 nach oben.
Die Fig. 66 bis 69 zeigen eine Kassettenführung 510, die dazu benutzt wird, das Einsetzen der zusammengebauten Kassette 302 in die richtige Lage zum Einrasten am Pumpengrundgestell 370 zu führen. Auf ihrer Rückseite weist die Kassettenführung 510 rechts eine Öffnung 512 und links eine Öffnung 514 auf. Die Öffnung 512 ist zu einer der Gewindebohrungen 404, 408 oder 412 (Fig. 62) ausgerichtet, während die Öffnung 514 zu einer der Gewindebohrungen 402, 406 oder 410 ausgerichtet ist, um die Kassettenführung 510 entweder in der ersten, zweiten oder dritten Position anzubringen.
Die Oberseite (Fig. 66) der Kassettenführung 510 weist eine rechteckige Vertiefung 516 auf, deren Größe den rechteckigen Vertiefungen 420, 422 und 424 im Pumpengrundgestell 370 entspricht. Die Sensormodule werden zwischen den rechteckigen Vertiefungen 516 in den Kassettenführungen 510 und den rechteckigen Vertiefungen 420, 422 und 424 im Pumpengrundgestell 370 aufgenommen. Die rechte Seite dieser rechteckigen Vertiefung 516 ist über eine rechteckige Öffnung 518 in der Kassettenführung 510 offen (Fig. 67).
Eine Fläche 520 unten an der Kassettenführung 510 unmittelbar vor der rechteckigen Öffnung 518 und eine Fläche 522 unmittelbar rechts und hinter der rechteckigen Öffnung 518 sind nach oben von der Unterseite 524 der Kassettenführung 510 aus abgesetzt. An der vorderen rechten Ecke der rechteckigen Öffnung 518 erstreckt sich ein quadratischer Abschnitt 528 nach unten bis zum Niveau der Bodenfläche 524 der Kassettenführung 510. Unmittelbar vor dem quadratischen Abschnitt 528 ist eine dünne rechteckige Schiene 530 angeordnet, die von der rechten Seite der Kassettenführung 510 aus verläuft. Die dünne rechteckige Schiene 530 endet mit ihrem vorderen Ende in einem Sperrabschnitt 532.
Das vordere Ende der Kassettenführung 510 weist eine abgerundete Nut 534 auf, die so angeordnet ist, daß sie den am Kassettenkörper 100 (Fig. 4) befindlichen Zylinder 144 zur Befestigung des Auslaßschlauches aufnimmt, wenn die Kassettenführung 510 auf dem Pumpengrundgestell 370 angebracht ist. Wenn die Kassettenführung 510 auf dem Pumpengrundgestell 370 angebracht ist, paßt der hinterste Abschnitt der zusammengebauten Kassette 302 zwischen die Kassettenführung 510 und die Unterseite des Pumpengrundgestells 370. Dementsprechend hilft die Kassettenführung 510, zusammen mit den verschiedenen Haltewänden an der Unterseite des Pumpengrundgestells 370, beim Einsetzen der zusammengebauten Kassetten 302 in die für das Einrasten richtige Position.
Fig. 70 zeigt eine Pumpenstange 540, die im wesentlichen zylindrisch ist. Nahe dem oberen Ende der Pumpenstange 540 ist an der Vorderseite ein Mitnehmerrad 542 drehbar um eine kurze Achse 544, die rechtwinklig von der Pumpenstange 540 vorragt, befestigt. Auf der Rückseite der Pumpenstange 540 ist an derselben Stelle ein Ausrichtrad 546 drehbar um eine kurze Achse 548, die senkrecht von der Pumpenstange 540 gegenüber der kurzen Achse 544 vorragt angebracht Nahe dem unteren Ende ist auf der Rückseite der Pumpenstange 540 eine konische Vertiefung 550 vorhanden, die zur Befestigung der Klauen-Baugruppe 360 (Fig. 59 bis 61) an der Pumpenstange 540 dient.
Die Fig. 71 bis 76 zeigen einen Gleitblockierer 560 zum Einbau auf der dünnen rechteckigen Schiene 530 der Kassettenführung 510 (Fig. 67). Der Gleitblockierer 560 weist einen U-förmigen Gleitkanal 562 auf seiner Vorderseite auf, wobei der offene Bereich des U nach links gewandt ist und sich von vorne nach hinten erstreckt. Auf der anderen Seite des Gleitkanals 562 (die den Boden des U bildet) ist eine rechteckige Nut 564 nahe der Vorderseite angeordnet, die von der Ober- zur Unterseite des Gleitkanals 562 verläuft und nach rechts gewandt ist.
Von der Rückseite des Gleitkanals 562 verläuft unten ein dünner rechteckiger Verbindungsabschnitt 566 nach hinten, der deutlich vom Schenkel des U an der Unterseite des Gleitkanals 562 absteht. Am hinteren Rand des Abschnitts 566 ist ein U-förmiger Kanal 568 angebracht, wobei der offene Bereich des U nach rechts gewandt ist und von oben nach unten verläuft. Das obere Ende des vorderen Schenkels des U des U-förmigen Kanals 568 ist am Abschnitt 566 befestigt. Es ist zu erkennen, daß die Oberseite des rechteckigen Verbindungsabschnitts 566 und das obere Ende des U-förmigen Kanals 568 und ebenfalls die Innenfläche des untersten Schenkels des Gleitkanals 562 in einer Ebene liegen.
Die obere linke Kante des U-förmigen Kanals 568 ist bei 570 abgeschrägt. Die Schräge 570 dient als ein Lichtreflektor, wie später in Verbindung mit der Beschreibung des Mechanismus zum Einrasten der zusammengebauten Kassette 302 deutlich wird.
Die Fig. 77 bis 79 zeigen eine im wesentlichen zylindrische Antriebsmodulnocke 580. Die Antriebsmodulnocke 580 weist eine sie durchsetzende mittige Bohrung 582 zur Befestigung der Nocke 580 an einer Welle (nicht dargestellt) auf. Die Nocke 580 umfaßt Öffnungen 584 und 586, durch die Mittel eingesetzt werden können, um sie in Position auf einer Welle zu halten. In der Nähe des unteren Endes der Nocke 580 ist eine Nut 588 um ihren Außenumfang herum angeordnet. Die Nut 588 nimmt einen Antriebsriemen auf, der die Nocke 580 rotierend antreibt.
Oberhalb und etwas von der Nut 588 entfernt ist eine allgemein mit 590 bezeichnete Haltenut vorgesehen, die in der Oberfläche der Antriebsmodulnocke 580 ausgebildet ist und um deren Umfang herum verläuft. Die Haltenut 590 weist eine im wesentlichen gleichmäßige Weite und Tiefe bezüglich der Oberfläche der Nocke 580 auf, variiert aber in ihrer Entfernung vom oberen Nockenende. Wie am besten in Fig. 77 zu sehen ist, ist der Abschnitt der Haltenut 590, der dem oberen Ende der Nocke 580 am nächsten ist, ungefähr einhundertachtzig Grad zu dem Abschnitt der Haltenut versetzt, der vom oberen Ende der Nocke 580 am weitesten entfernt ist. Es ist klar, daß ein nicht drehendes Teil mit einem Abschnitt, der mit der Haltenut 590 in Eingriff steht, hin- und hergehend angetrieben wird, wenn die Antriebsmodulnocke 580 verdreht wird.
Eine allgemein mit 592 gekennzeichnete Nockenfläche ist am Boden der Antriebsmodulnocke 580 um deren Außendurchmesser herum ausgebildet. Die Nockenfläche 592 verläuft in einem Abschnitt 593 tiefer als im anderen Abschnitt 595, wie dies am besten wieder in Fig. 77 dargestellt ist. Es ist für Fachleute offensichtlich, daß ein oder mehrere nicht drehende, an der Nockenfläche 592 anliegende Teile hin- und hergehend angetrieben werden, wenn sich die Antriebsmodulnocke 580 dreht.
Die Anordnungen der Haltenut 590 und der Nockenfläche 592 zueinander sind graphisch in Fig. 80 dargestellt, in der gezeigt wird, wie drei durch die Antriebsmodulnocke 580 angetriebene Teile arbeiten, wenn die Antriebsmodulnocke 580 eine Drehung über einen Takt von dreihundertsechzig Grad ausführt. Die Haltenut 590 wird zum Antrieb eines Pumpenteils eingesetzt, das Fluid von einer Quelle ansaugt, um die Pumpenkammer durch einen Ansaughub zu füllen, und das Fluid mit einem Pumphub hinauspumpt. Die Nockenfläche 592 wird zum Antrieb zweier Ventile eingesetzt, nämlich eines Einlaßventils und eines Auslaßventils, die durch Abschnitte der Nockenfläche 592 betätigt werden, die um ungefähr einhundertachtzig Grad versetzt sind. Es ist sofort erkennbar, daß es sich bei den angetriebenen Pumpen und den angetriebenen Ventilen um die der zusammengebauten Kassette 302 handelt.
Das Diagramm der Pumpenförderung in Fig. 80 zeigt, daß es einen Fülltakt, bei dem die Förderung von Null (oder nahezu Null) bis Voll ansteigt und einen Pumptakt gibt, bei dem die Förderung von Voll bis Leer (oder nahezu Leer) abnimmt. Die Haltenut 590 weist zwei ebene Abschnitte auf, die den ebenen Abschnitten des Diagramms der Pumpenförderung entsprechen. Eine der ebenen Abschnitte 594 ist der Abschnitt der Haltenut 590, der dem oberen Ende am nächsten ist, und dieser ebene Abschnitt 594 entspricht dem Abschnitt Null-Förderung des Pumpenförderungs-Diagramms.
Bei dem anderen ebenen Abschnitt 596 handelt es sich um den Abschnitt der Haltenut 590, der dem unteren Ende am nächsten liegt und dieser ebene Abschnitt 596 entspricht dem Abschnitt für volle Förderung des Pumpenförderungs-Diagramms.
Bei den Abschnitten der Haltenut 590, die zwischen den ebenen Abschnitten 594 und 596 angeordnet sind, handelt es sich um einen positiven Abschnitt 598, der dem Abschnitt für wachsende Förderung des Pumpenförderungs-Diagramms entspricht, und einen negativen Abschnitt 600, der dem Abschnitt für abnehmende Förderung des Pumpenförderungs-Diagramms entspricht. Es sei erwähnt, daß die ebenen Abschnitte 594 und 596 weitgehend ausreichen, um eine vollständige Ventilbewegung während der ebenen Abschnitte des Pumpenförderungs-Diagramms zuzulassen. In der bevorzugten Ausführungsform spiegelt jeder der ebenen Abschnitte 594 und 596 ungefähr eine Sechzig-Grad-Drehbewegung wider, während der positive und der negative Abschnitt 598 und 600 ungefähr einer Einhundertundzwanzig-Grad-Drehbewegung entsprechen.
Die Nockenfläche 592 der Antriebsmodulnocke 580 wird nun anhand der Diagramme des Einlaß- und des Auslaßventils in Fig. 80 beschrieben. Zuerst ist zu bemerken, daß die Diagramme für das Einlaß- und das Auslaßventil identisch, aber um einhundertachtzig Grad zueinander versetzt angeordnet sind. Wie später in Verbindung mit der Beschreibung der Betätigungselemente für die Ventile und der Führung für die Betätigungselemente der Ventile deutlich wird, werden sowohl das Einlaß- als auch das Auslaßventil durch die Nockenfläche 592 angetrieben, aber durch Punkte auf der Nockenfläche, die um einhundertachtzig Grad auseinanderliegen.
Der tiefere Abschnitt 593 der Nockenfläche 592 entspricht den Schließstellungen sowohl des Einlaß- wie auch des Auslaßventils, während der höhere Abschnitt 595 der Nockenfläche 592 den Offenstellungen der Ventile entspricht. Jede Ventilbewegung wird vollständig in den Zeitabschnitten durchgeführt, in denen die Pumpenförderung konstant bleibt. In der bevorzugten Ausführungsform, bei der die Pumpenförderung während zweier Sechzig- Grad-Perioden konstant ist und während zweier Einhundertzwanzig-Grad-Perioden entweder steigt oder abnimmt, wird jede Ventilbewegung während der zwei Sechzig-Grad-Perioden ausgeführt
Zusätzlich ist zu jeder beliebigen Zeit wenigstens ein Ventil geschlossen, um ein freies Fließen durch die zusammengebaute Kassette 302 zu verhindern. Es ist daher klar, daß die Periode, während der das Einlaß- und das Auslaßventil zwischen der vollständig offenen und geschlossenen Stellung wechseln, auf dreißig Grad oder weniger in der bevorzugten Ausführungsform begrenzt ist. Während jeder der Sechzig-Grad-Perioden, während denen die Pumpenförderung konstant ist, schließt das offene Ventil und nur dann kann das andere Ventil, das geschlossen ist, öffnen.
Fig. 81 zeigt eine Antriebsmodul-Baugruppe 602 mit der oben erläuterten Antriebsmodulnocke 580. Die verschiedenen in Fig. 81 beschriebenen Teile werden auf einem Antriebsmodul-Grundgestell 604 befestigt, das wiederum auf einer der drei Pumppositionen auf der Oberseite des Pumpengrundgestells 370 befestigt wird. Wie in Fig. 82 gezeigt weist das Antriebsmodul-Grundgestell 604 eine Öffnung 605 auf der linken Seite und zwei Öffnungen 607 und 609 auf der rechten Seite auf. Die Öffnungen 605, 607 und 609 werden zur Befestigung der Antriebsmodul-Baugruppe 602 auf dem Pumpengrundgestell 370 eingesetzt.
Zum Antrieb des Systems wird ein Gleichstrommotor 606 mit eisenfreiem Kern eingesetzt. Der Motor 606 weist typischerweise eine eingebaute Untersetzungsgetriebeeinheit auf, um seine Abtriebsdrehzahl zu verringern. Der Motor 606 ist auf der Oberseite des Antriebsmodul-Grundgestells 604 auf einer Seite befestigt, wobei die Abtriebswelle sich durch das Antriebsmodul-Grundgestell 604 hindurch erstreckt. Auf der Abtriebswelle ist eine Antriebsrolle 608 befestigt und wird so vom Motor 606 angetrieben.
Eine Einwegkupplung 610 ist auf der Oberseite des Antriebsmodul-Grundgestells 604 auf der anderen Seite befestigt. Solche Einrichtungen sind im Handel erhältlich und als Gleichstrom-Freilaufkupplungen oder -Überholkupplungen bekannt. Die Einwegkupplung 610 trägt eine drehbare Antriebswelle 612, welche beide Enden der Antriebswelle 612 von der Einwegkupplung 610 wegragen. Die Einwegkupplung 610 ermöglicht der Antriebswelle 612 in nur eine Richtung zu drehen; in der bevorzugten Ausgestaltungsform erfolgt die Drehung von oben gesehen im Uhrzeigersinn. Die Antriebsmodulnocke 580 ist am unteren Ende der Antriebswelle 612, das aus der Einwegkupplung 610 vorragt, befestigt. Ein Antriebsriemen 613 wird auf der Antriebsrolle 608 und in der Nut 588 der Antriebsmodulnocke 580 angebracht. Der Motor 606 treibt dadurch die Antriebsmodulnocke 580 und die Antriebswelle 612 an.
Ein inkrementaler Winkelpositions-Sensor 614 ist fest oberhalb der Einwegkupplung 610 eingebaut. Eine Sensorscheibe 616 ist fest am oberen Ende der Antriebswelle 612 angebaut und dreht sich mit dieser und der Antriebsmodulnocke 580. Der Positionssensor 614 wird zur Beschaffung von Rückkopplungsinformationen über die inkrementale und absolute Winkelposition eingesetzt, um den Antriebsmechanismus und die Kassette zu steuern. In der bevorzugten Ausführungsform sollte der Positionssensor 614 auch Richtungen feststellen können.
Die Fig. 85 bis 87 zeigen ein durch die Antriebsmodulnocke 580 angetriebenes Ventil- Betätigungselement 620. Dieses Ventil-Betätigungselement 620 weist einen dünnen, im wesentlichen rechtwinkligen Abschnitt 622 mit einem kreisförmigen Lager 624 auf, das drehbar in der Nähe der Oberseite befestigt ist. Der kreisförmige Außendurchmesser des Lagers 624 steht etwas über das obere Ende des rechtwinkligen Abschnitts 622 hinaus. Beim Lager 624 handelt es sich um den Abschnitt des Ventil-Betätigungselementes 620, der mit der Nockenfläche 592 der Antriebsmodulnocke 580 in Kontakt ist.
Der rechtwinklige Abschnitt 622 des Ventil-Betätigungselementes 620 ist an seinen Kanten, wie allgemein mit 625 gekennzeichnet, abgeschrägt und weist eine kleine Nut 626, 628 in seinen beiden seitlichen Wänden an einer Stelle oberhalb des unteren Endes auf. Die kleinen Nuten 626 und 628 nehmen Mittel auf, um das Betätigungselement 620 für ein Ventil in Position zu halten, sobald das Betätigungselement eingebaut ist; dieses wird weiter unten in Verbindung mit der Beschreibung des Zusammenbaus der Hauptpumpeneinheit deutlich.
Die Fig. 83 und 84 zeigen eine Führung 630 für Ventil-Betätigungselemente, die Paare von Ventil-Betätigungselementen 620 führt und in Position hält. Der obere Abschnitt 632 der Führung 630 für Ventil-Betätigungselemente ist mit einem rechteckigen Querschnitt und der untere Abschnitt 634 mit einem kreisförmigen Querschnitt versehen. Sowohl durch den oberen als auch durch den unteren Abschnitt 632, 634 verlaufen vertikal zwei rechteckige Öffnungen 636 und 638, die jeweils so ausgelegt sind, daß der rechtwinklige Abschnitt 622 eines Betätigungselementes 620 eines Ventils frei darin gleiten kann.
Eine Führung 630 für Ventil-Betätigungselemente wird an jeder Pumpenposition auf dem Pumpengrundgestell 370 angebracht. In der ersten Pumpenposition wird der quadratische obere Abschnitt 632 der Führung 630 für Ventil-Betätigungselemente in der quadratischen Öffnung 438 auf dem Pumpengrundgestell 370 und der kreisförmige untere Abschnitt 634 der Führung 630 für Ventil-Betätigungselemente in der kreisförmigen Vertiefung 432 auf dem Pumpengrundgestell 370 angebracht. In der zweiten Pumpenposition wird der quadratische obere Abschnitt 632 in der quadratischen Öffnung 440 und der kreisförmige untere Abschnitt 634 in der kreisförmigen Vertiefung 434 angeordnet. In der dritten Pumpenposition befindet sich der quadratische obere Abschnitt 632 in der quadratischen Öffnung 442 und der kreisförmige untere Abschnitt 634 in der kreisförmigen Vertiefung 436.
Die Fig. 88 bis 90 zeigen einen Druckwandler 660, wie ein solcher auf dem Pumpengrundgestell 370 in jeder Pumpenposition in den kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 vorgesehen wird. Der Druckwandler 660 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und mit einer umlaufenden Nut 662 versehen. Dies Nut 662 nimmt einen elastomeren O- Ring (nicht dargestellt) auf, der die Druckwandler 660 in den kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 hält und auch eine Fluiddichtung ausbildet. Oben auf dem Druckwandler 660 ist ein quadratisches Segment 664 angeordnet, in dem sich der eigentliche Wandler befindet, wobei das quadratische Segment 664 in den zylindrischen Öffnungen 450, 452 und 454 aufgenommen wird. Vom quadratischen Segment 664 aus führen einige Leitungen 666 nach oben.
Die Fig. 91 bis 96 zeigen einen optischen Sensormodul 670. Dieser optische Sensormodul 670 weist einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt mit einem breiteren rechteckigen Flansch 672 oben auf dem rechtwinkligen Abschnitt und einem im wesentlichen ovalen Abschnitt 674 oberhalb des rechteckigen Flansches 672 auf. Aus der Oberseite des ovalen Abschnitts 674 ragen eine flexible Leitung oder ein Kabel 676 heraus. Um den Umfang des ovalen Abschnitts 674 herum ist eine Nut 678 angeordnet, die den ovalen Abschnitt 674 des optischen Sensormoduls 670 in den ovalen Öffnungen 426, 428 oder 430 hält. Der rechteckige Flansch 672 des optischen Sensormoduls 670 paßt in die rechteckigen Vertiefungen 420, 422 oder 424 in der ersten, zweiten bzw. dritten Pumpenposition.
Der rechteckige Abschnitt des optischen Sensormoduls 670 weist auf seiner Vorderseite unmittelbar unter dem rechteckigen Flansch 672 eine Nut 680 auf, die den hintersten Bereich der zusammengebaute Kassette 302 aufnimmt. Die Unterseite des rechteckigen Abschnitts des optischen Sensormoduls 670 ist mit einer optischen Lichtquelle 682 und einem optischen Lichtsensor 684 an Stellen in der Nähe und gleich weit von der rechten Seite entfernt versehen. Die optische Lichtquelle 682 und der optische Lichtsensor 684 stellen fest, wann sich der Gleitblockierer 560 in seiner Schließposition befindet, wie dies weiter unten noch beschrieben wird.
In der nach unten gerichteten oberen Fläche der Nut 680 im optischen Sensormodul 670 sind drei optische Lichtquellen 686, 688 und 690 vorgesehen, die in einer Linie von links nach rechts angeordnet sind. Unmittelbar unter den drei optischen Lichtquellen 686, 688 und 690 sind auf der nach oben gerichteten unteren Fläche der Nut 680 nahe der rechten Seite drei optische Lichtsensoren 692, 694 und 696 vorhanden, die ebenfalls in einer Linie von links nach rechts angebracht sind. Die drei optischen Lichtquellen 686, 688 und 690 und die drei optischen Lichtsensoren 692, 694 und 696 werden zur Ausbildung der drei Kassetten-Identifizierungsbits eingesetzt, wie dies weiter unten noch beschrieben wird.
Ebenfalls auf der unteren Fläche der Nut 680 sind zur linken Seite hin eine optische Lichtquelle 698 und vor der optischen Lichtquelle 698 ein optischer Lichtsensor 700 angeordnet. Die optische Lichtquelle 698 und der optische Lichtsensor 700 werden dazu benutzt, das Vorhandensein (oder das Fehlen) einer Luftblase in der Fluidleitung in der Kassette zu detektieren. Die Anordnung der optischen Lichtquelle 698 und des optischen Lichtsensors 700 entspricht, wie in Fig. 96 dargestellt, der bevorzugten Ausführungsform, wobei die Betriebsweise dieser bevorzugten Ausführungsform wie auch die Ausgestaltung und die Beschreibung der Betriebsweise verschiedener alternativer Ausführungsformen weiter unten beschrieben werden.
Die Fig. 97 und 98 zeigen eine Dichtung 650 für Ventil-Betätigungselemente, die eine Fluiddichtung ausbildet und, noch wichtiger, die Ventil-Betätigungselemente 620 (Fig. 85 bis 87) in einer aufgerichteten Stellung hält, wobei deren Lager 624 gegen den tieferen Abschnitt 593 der Antriebsmodulnocke 580 anliegen. Der Außenumfang der Dichtungen 650 für die Ventil-Betätigungselemente ist so groß gewählt, daß diese mit Reibsitz in den kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 unter den Führungen 630 für die Ventil- Betätigungselemente gehalten werden können. In den Außendurchmesser der Dichtungen 650 für die Ventil-Betätigungselemente kann ein (nicht gezeigter) Metallring eingeformt sein, um deren Halt in den kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 zu verbessern.
Zwei Öffnungen 652 und 654 mit rechteckiger Form sind in der Dichtung 650 für die Ventil- Betätigungselemente angeordnet, um die Enden des rechteckigen Abschnitts 622 der Ventil-Betätigungselemente 620 aufzunehmen. Die Längen der Öffnungen 652 und 654 sind kürzer als die Breite des rechteckigen Abschnittes 622 der Ventil-Betätigungselemente 620, wobei die kleinen Nuten 626 und 628 im rechteckigen Abschnitt 622 in jedem Fall das Ende einer der Öffnungen 652 und 654 erfassen. Es ist offensichtlich, daß die kleinen Nuten 626 und 628 der Ventil-Betätigungselemente 620 mit den Öffnungen 652 und 654 in der Dichtung 650 für die Ventil-Betätigungselemente in Eingriff kommen, wodurch die Dichtung 650 für Ventil-Betätigungselemente eine Vorspannung auf die Ventil-Betätigungselemente 620 ausüben kann. Wie weiter unten dargestellt, ist die durch die Dichtung 650 für die Ventil-Betätigungselemente auf diese ausgeübte Vorspannung nach oben gerichtet, wobei die Ventil-Betätigungselemente 620 gegen den tieferen Abschnitt 593 der Antriebsmodulnocke 580 gedrückt werden.
In den vorstehenden Abhandlungen der verschiedenen Teile der Hauptpumpeneinheit wurden die Funktion und die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Teilen kurz dargestellt. Bevor zur Betriebsweise der Hauptpumpeneinheit und der zusammengebauten Kassette 302 übergegangen wird, ist eine kurze Darstellung des Zusammenbaus der Hauptpumpeneinheit angebracht. Diese Darstellung bezieht sich spezifisch auf die Fig. 62 bis 65 (das Pumpengrundgestell 370), Fig. 99 und Fig. 112 sowie auf andere Figuren, die gesondert bei der Darstellung angeführt werden.
Ein Pumpenstangenlager 640 wird sowohl auf der Oberseite wie auch auf der Unterseite jeder der Öffnungen 414, 416, 418 im Pumpengrundgestell 370 angebracht. Die Pumpenstangenlager 640 (Fig. 112) sind im wesentlichen zylindrisch ausgeführt und mit einer zylindrischen Bohrung versehen. In der bevorzugten Ausführungsform haben die Lager 640 an einem Ende einen Kragen 641 und passen von oben und von unten mit einem Festsitz in die Öffnungen 414, 416 und 418, um diese in Position zu halten. Die Pumpenstangenlager 640 sind vorzugsweise aus einem Werkstoff mit geringer Reibung hergestellt, wie z. B. aus Teflon, damit sich die Pumpenstangen 540 frei bewegen können. Es ist auch offensichtlich, daß ein einziges Lager in jeder der Öffnungen 414, 416, 418 eingesetzt werden kann, das sich durch die Öffnungen 414, 416, 418 über deren gesamte Länge erstreckt.
Als nächstes werden die Führungen 630 für Ventil-Betätigungselemente (Fig. 83 und 84) von der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 aus in die kreisförmige Vertiefung 432 und die quadratische Öffnung 438 in der ersten Pumpenposition, in die kreisförmige Vertiefung 434 und die quadratische Öffnung 440 in der zweiten Pumpenposition sowie in die kreisförmige Vertiefung 436 und die quadratische Öffnung 442 in der dritten Pumpenposition eingebaut. Wenn die Führungen 630 für die Ventil-Betätigungselemente eingebaut sind, läßt die Unterseite jeder Führung 630 für die Ventil-Betätigungselemente einen Bereich der entsprechenden kreisförmigen Vertiefung 432, 434 und 436 von der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 aus offen. Die Dichtungen 650 für die Ventil-Betätigungselemente (Fig. 97 und 98) werden später in die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 unter die Führungen 630 für die Ventil-Betätigungselemente eingesetzt.
Der nächste Schritt bei diesem Zusammenbau ist der Einbau der zwei Sensormodule. Die Druckwandler 660 (Fig. 88 bis 90) werden von der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 aus in die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446, 448 eingebracht. Die Druckwandler 660 sind im wesentlichen zylindrisch, wobei O-Ringe in den Nuten 662 dicht in die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446, 448 passen und die Unterseiten der Druckwandler mit der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 um die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 herum in einer Ebene liegen. Die Oberseite des zylindrischen Abschnitts der Druckwandler 660 liegt gegen die zylindrischen Öffnungen 450, 452 und 454 im Pumpengrundgestell 370 an. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, ist eine dünne Membran, vorzugsweise anhaftend, über die Unterseite des Druckwandlers 660 und den umschließenden Abschnitt der Unterseite des Pumpen-Grundgestells 370 gespannt. Diese dünne Membran schützt den Druckwandler 660 vor Fluiden, die unbeabsichtigt oder zufällig mit der Vorrichtung in Kontakt kommen können.
In die rechteckigen Vertiefungen 420, 422 und 416 des Pumpengrundgestells 370 werden optische Sensor-Baugruppen 670 (Fig. 91 bis 96) eingebaut, die in die ovalen Öffnungen 426, 428 und 430 passen. Die optischen Sensormodule 670 werden durch den Druck von O-Ringen, die sich in den Nuten 678 in den optischen Sensormodulen 670 befinden, und durch die Kassettenführungen 510 in Position gehalten.
Der nächste Schritt beim Zusammenbau der mechanischen Komponenten der Hauptpumpeneinheit auf dem Pumpengrundgestell 370 ist der Einbau der Kassettenführung 510 (Fig. 66 bis 69) und des Gleitblockierers 560 (Fig. 72 bis 76). Der Gleitblockierer 560 wird auf der Kassettenführung 510 angebracht, indem der Abschnitt des Gleitblockierers 560, in dem die Unterseite des Gleitkanals 562 vorliegt in die rechteckige Öffnung 518 in der Kassettenführung 510 von oben eingesetzt wird, wobei der rechteckige Verbindungsabschnitt 566 des Gleitblockierers 560 über den auf der Rückseite der Kassettenführung 510 liegenden Abschnitt der Fläche 522 verläuft. Dadurch wird das Innere des U-förmigen Gleitkanals 562 des Gleitblockierers 560 mit dem hinteren Ende der dünnen rechtwinkligen Schiene 530 an der Kassettenführung 510 ausgerichtet. Der Gleitblockierer 560 wird sodann bezüglich der Kassettenführung 510 nach vorne bewegt, wobei das Innere des Gleitkanals 562 auf der dünnen rechtwinkligen Schiene 530 sitzt, bis der Sperrabschnitt der Kassettenführung 510 vom Gleitblockierer 560 berührt wird.
Die Kassettenführungen 510 können dann zusammen mit den Gleitblockierern 560 in den drei Pumpenpositionen auf dem Pumpengrundgestell 370 befestigt werden, an denen bereits der optische Sensormodul 670 vorliegt, wobei zwei (nicht gezeigte) Schrauben verwendet werden. In der ersten Pumpenposition wird eine Schraube durch die Öffnung 514 in der Kassettenführung 510 in die Gewindebohrung 402 im Pumpengrundgestell 370 und eine zweite Schraube durch die Öffnung 512 in der Kassettenführung 510 in die Gewindebohrung 404 im Pumpengrundgestell 370 eingesetzt. In der zweiten Position werden Schrauben durch die Öffnungen 514 und 512 in die Gewindebohrungen 406 bzw. 408 und in der dritten Pumpenposition durch die Öffnungen 514 und 512 in die Gewindebohrungen 410 bzw. 412 eingesetzt. Als Beispiel werden in Fig. 99 die Kassettenführung 510 und der Gleitblockierer 560 gezeigt, die in der ersten Pumpenposition montiert sind.
Sodann werden die Pumpenstangen 540 in die Pumpenstangenlager 640 eingesetzt, die vorher in die Öffnungen 414, 416 und 418 eingebaut wurden. Die Enden der Pumpenstangen 540, welche die konische Vertiefung 550 enthalten, werden von oben durch die Pumpenstangenlager 640 eingebracht, wobei das Ausrichtrad 546 zwischen einem der drei Führungsfinger-Paare angeordnet wird, nämlich den Führungsfingern 490 und 492 für die erste Pumpenposition, den Führungsfingern 494 und 496 für die zweite Pumpenposition und den Führungsfingern 498 und 500 für die dritte Pumpenposition. In Fig. 112 ist die in der ersten Pumpenposition eingebaute Pumpenstange 540 dargestellt.
Die Ventilbetätigungselemente 620 werden als nächstes eingebaut, wobei jeweils ein Paar von Ventil-Betätigungselementen 620 in jeder Pumpenposition vorgesehen wird. Die unteren Enden der Ventil-Betätigungselemente 620, welche die abgeschrägten Kanten 625 aufweisen, werden durch die Oberseiten der Führungen 630 für die Ventil-Betätigungselemente eingeführt, wobei ein Paar von Ventil-Betätigungselementen 620 in jeder der drei Führungen 630 für die Ventil-Betätigungselemente eingebaut wird. Das Paar von Ventil- Betätigungselementen 620 wird jeweils durch die Öffnungen 636 und 638 in die Führungen 630 für die Ventil-Betätigungselemente eingesetzt, wobei die Lager 624 an jedem Betätigungselement 620 voneinander abgewendet angebracht sind.
Es ist offensichtlich, daß die rechteckigen Abschnitte 622 der Ventil-Betätigungselemente 620 durch die Öffnungen 636 und 638 in den Führungen 630 für die Ventil-Betätigungselemente nach unten verlaufen. Wie oben ausgeführt, wird in jeder der drei Pumpenpositionen eine Dichtung 650 für die Ventil-Betätigungselemente eingesetzt, die jeweils von der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 aus in die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 unter die Führungen 630 für die Ventil-Betätigungselemente eingebaut wird. Der Außenumfang der Dichtungen 650 für die Ventil-Betätigungselemente hält sie mit Reibungssitz in der kreisförmigen Vertiefung 432, 434 und 436.
Die unteren Enden der rechteckigen Abschnitte 622 jedes Paares von Ventil-Betätigungselementen 620 erstrecken sich durch die Öffnungen 652 und 654 in der jeweiligen Dichtung 650 für die Ventil-Betätigungselemente nach unten. Die kleinen Nuten 626 und 628 in einem Ventil-Betätigungselement 620 werden in der Öffnung 652 in der Dichtung 650 für die Ventil-Betätigungselemente gehalten, und das andere Ventil-Betätigungselement 620 wird in ähnlicher Weise in der Öffnung 654 gehalten. Wie in den Fig. 113 und 114 dargestellt, drücken die Dichtungen 650 die Ventil-Betätigungselemente 620 in Richtung nach oben. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel stehen die unteren Enden der Ventil-Betätigungselemente 620, welche die abgeschrägten Kanten 625 aufweisen, etwas aus der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 um die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 herum hervor, sogar wenn sich die Ventil-Betätigungselemente 620 in ihrer Offenstellung befinden. Zum Beispiel können sie in ihrer Offenstellung ungefähr dreißig Tausendstel eines Inch (0,8 mm) und in ihrer Schließstellung siebzig Tausendstel eines Inch (1,8 mm) vorstehen.
Diese nach oben gerichtete Vorspannung der Ventil-Betätigungselemente 620 ist sowohl für ein ungehindertes Einsetzen der zusammengebauten Kassetten 302 als auch für das Halten der Ventil-Betätigungselemente 620 in einer oberen Stellung wesentlich, wobei deren Lager 624 gegen den tieferen Abschnitt 593 der Abtriebsmodulnocke 580 anliegen. Die Dichtungen 650 für die Ventil-Betätigungselemente dienen dementsprechend zur Ausbildung einer Fluiddichtung wie auch zur Vorspannung der Ventil-Betätigungselemente 620 in die beschriebene obere Lage.
Der nächste Schritt beim Zusammenbau der Hauptpumpeneinheit ist der Anbau einer Antriebsmodul-Baugruppe 602 (Fig. 81) bei jeder der frei Pumpenpositionen auf dem Pumpengrundgestell 370. In der ersten Pumpenposition wird die Antriebsmodul-Baugruppe 602 oberhalb der Oberseite des Pumpengrundgestells 370 durch den zylindrischen erhöhten Abschnitt 456 und durch den ovalen erhöhten Abschnitt 458 getragen. Drei (nicht gezeigte) Schrauben werden zur Befestigung der Antriebsmodul-Baugruppe 602 in der ersten Pumpenposition eingesetzt, wobei die erste Schraube durch die Öffnung 605 im Antriebsmodul- Grundgestell 604 in die Gewindebohrung 466 im Pumpengrundgestell 370, die zweite durch die Öffnung 607 im Antriebsmodul-Grundgestell 604 in die Gewindebohrung 468 im Pumpengrundgestell 370 und eine dritte durch die Öffnung 609 im Antriebsmodul-Grundgestell 604 in die Gewindebohrung 470 im Pumpengrundgestell 370 eingebracht wird. In der ersten Pumpenposition wird die Antriebsmodulnocke 580 direkt oberhalb der rechteckigen Öffnung 438 im Pumpengrundgestell 370 gehalten, wobei die Führung 630 für die Ventil-Betätigungselemente und die beiden Ventil-Betätigungselemente 620 in der ersten Pumpenposition angeordnet sind.
In der zweiten Pumpenposition wird die Antriebsmodul-Baugruppe 602 oberhalb der Oberseite des Pumpengrundgestells 370 durch den ovalen erhöhten Abschnitt 458 und den ovalen erhöhten Abschnitt 460 getragen. Drei Schrauben (nicht dargestellt) werden zur Befestigung der Antriebsmodul-Baugruppe 602 in der zweiten Pumpenposition verwendet, wobei die erste Schraube durch die Öffnung 605 in die Gewindebohrung 472 im Pumpengrundgestell 370, die zweite durch die Öffnung 607 in die Gewindebohrung 474 und die dritte durch die Öffnung 609 in die Gewindebohrung 476 eingesetzt wird. In der zweiten Pumpenposition wird die Antriebsmodulnocke 580 direkt oberhalb der rechteckigen Öffnung 440 im Pumpengrundgestell 370 gehalten, wobei die Führung 630 für die Ventil- Betätigungselemente und die beiden Ventil-Betätigungselemente 620 in der zweiten Pumpenposition angeordnet sind.
In der dritten Pumpenlage wird die Antriebsmodul-Baugruppe 602 oberhalb der Oberseite des Pumpengrundgestells 370 durch den ovalen erhöhten Abschnitt 460, den zylindrischen erhöhten Abschnitt 462 und den zylindrisch erhöhten Abschnitt 464 getragen. Zur Befestigung der Antriebsmodul-Baugruppe 602 werden wiederum drei Schrauben (nicht dargestellt) in der dritten Pumpenlage eingesetzt, wobei die erste Schraube durch die Öffnung 605 in die Gewindebohrung 478, die zweite durch die Öffnung 607 in die Gewindebohrung 480 und die dritte durch die Öffnung 609 im Antriebsmodul-Grundgestell 604 in die Gewindebohrung 482 eingesetzt wird. In der dritten Pumpenlage wird die Antriebsmodulnocke 580 direkt oberhalb der rechteckigen Öffnung 442 im Pumpengrundgestell 370 gehalten, wobei die Führung 630 für die Ventil-Betätigungselemente und die zwei Ventil- Betätigungselemente 620 in der dritten Pumpenlage vorliegen.
Die letzte einzubauende Komponente ist die Klauen-Baugruppe 360 (Fig. 59 bis 61) wobei jeweils eine Klauen-Baugruppe 360 in jeder der drei Pumpenlagen eingesetzt wird und mit dem unteren Ende der Pumpenstangen 540, die in den Öffnungen 414, 416 und 418 angeordnet sind, in Eingriff steht. Das untere Ende der Pumpenstange 540 mit seiner konischen Vertiefung 550 wird in die zylindrische Öffnung 316 im Rastkopf 310 der Klauen- Baugruppe 360 eingeführt. In die Gewindebohrung 318 im Rastkopf 310 und in die konische Vertiefung 550 der Pumpenstange 540 wird eine (nicht gezeigte) Halteschraube eingeschraubt, um die Klauen-Baugruppe 360 am unteren Ende der Pumpenstange 540 in Position zu halten.
Die Lage der eingebauten Klauen-Baugruppe 360 ist in Fig. 99 dargestellt, wobei sich der Gleitblockierer 560 und die Rastklaue 340 in ihrer Offenstellung befinden. Der Verbindungsstift 354 an der Rastklaue 340 ist im U-förmigen Kanal 568 des Gleitblockierers 560 angeordnet und eine Bewegung des Gleitblockierers 560 verursacht dementsprechend auch eine Bewegung der Rastklaue 340. Wenn der Gleitblockierer 560 in vorderster Stellung ist, wie dies Fig. 99 zeigt, befindet sich die Rastklaue 340 in ihrer Offenstellung, wobei der Klauenabschnitt 342 der Rastklaue 340 von der rechten Klaue 314 des Rastkopfes 310 entfernt ist. Wird der Gleitblockierer 560 zur Rückseite des Pumpengrundgestells 370 gedrückt, wie dies Fig. 100 zeigt, befindet sich die Rastklaue 340 in ihrer Schließstellung, wobei der Klauenabschnitt 342 der Rastklaue 340 dicht bei der rechten Klaue 314 des Rastkopfes 310 liegt.
Damit ist die Darstellung des Zusammenbaus der Hauptpumpeneinheit mit drei Pumpenpositionen abgeschlossen. Es liegt natürlich im Bereich der Erfindung, eine Hauptpumpeneinheit mit einer abweichenden Anzahl von Pumpenpositionen einzusetzen.
Nunmehr sollen der Einbau der zusammengesetzten Kassette 302 in der ersten Pumpenposition und die Betriebsweise der Vorrichtung zum Pumpen von Fluid und zur Erfüllung der anderen zugehörigen Funktionen beschrieben werden. Die Betriebsweise der beiden anderen Pumpenpositionen ist mit der Betriebsweise der ersten, nachstehend beschriebenen Pumpenfunktion identisch.
Wenn die Gleitraste 240 vollständig von der Vorderseite der zusammengebauten Kassette 302 (Fig. 43 bis 48) weg zurückgezogen wird, schließt der weitere Bereich der länglichen tropfenförmigen Öffnung 258 in der Gleitraste 240 den Auslaßschlauch 306, wodurch verhindert wird, daß Fluid durch die zusammengesetzte Kassette 302 fließen kann. Der Einlaßschlauch 304 ist mit einer Fluidquelle, wie z. B. einem Beutel (nicht dargestellt) zur intravenösen Behandlung, und der Auslaßschlauch 306 mit einer Fluidzuführungsvorrichtung, wie z. B. einem Injektionsset (nicht dargestellt), verbunden, deren Gebrauch in der Fachwelt gut bekannt ist. Die Gleitraste 240 wird zusammen mit jedem anderen Verschluß in der Leitung vom Beutel für intravenöse Behandlung geöffnet, und Fluid füllt die Leitungen, die zusammengebaute Kassette 302 und das Injektionsset. Durch Klopfen auf die zusammengebaute Kassette 302 oder durch Schütteln derselben entweichen sämtliche restlichen Luftblasen durch die Leitung. Die Gleitraste 240 wird sodann zurückgezogen und der Auslaßschlauch 306 geschlossen, wonach sich das System in einem betriebsfertigen Zustand befindet und dabei die zusammengebaute Kassette 302 fertig zum Anbringen auf der Hauptpumpeneinheit ist.
Wenn die Gleitraste 240 zurückgezogen ist, bleibt eine Öffnung zwischen dem Vorderbereich 242 der Gleitraste 240 und dem vorderen oberen Bereich der zusammengebauten Kassette 302 (die vom Kassettenkörper 100 und der Haltekappe 190 gebildet wird), der dem Vorderbereich 242 der Gleitraste 240 zugewandt ist, frei. In diesem Beispiel, bei dem die zusammengebaute Kassette 302 an der ersten Position eingebaut ist, nimmt die Öffnung zwischen dem Vorderbereich 242 der Gleitraste 240 und dem vorderen oberen Bereich der zusammengebauten Kassette 302 das erste Paar abgewinkelter Segmente 372 und 374 auf, wenn die zusammengebaute Kassette 302 eingesetzt ist. Die Oberseite der zusammengebauten Kassette 302, die von der Haltekappe 190 (Fig. 43) gebildet wird, liegt an der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 (Fig. 62) an.
Vor dem Anbringen der zusammengebauten Kassette 302 an der Hauptpumpeneinheit muß der Gleitblockierer 560 in vorderster Stellung sein, wobei die Rastklaue 340 vom Rastkopf 310 weg geöffnet ist, wie dies vorstehend erläutert und in Fig. 99 gezeigt ist. Weiterhin sollte sich die Klauen-Baugruppe 360 in ihrer obersten Stellung befinden, was dadurch erreicht werden kann, daß der Motor 606 zum Antrieb der Antriebsmodulnocke 580 eingesetzt wird, um die Klauen-Baugruppe 360 unter Einsatz des Positionssensors 614 in diese Stellung zu bringen.
Der hinterste Rand der zusammengebauten Kassette 302 wird nach oben gekippt, wodurch er dann an der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 zwischen dem Druckwandler 660 (der in einer Ebene mit der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 montiert ist) und der Oberseite der Kassettenführung 510 anliegt. Der hinterste Bereich der Oberseite der zusammengebauten Kassette 302 wird zur Rückseite des Pumpengrundgestells 370 hin in eine Position zwischen der linken seitlichen Haltewand 384 auf der linken und der rechten seitlichen Haltewand 390 auf der rechten Seite geschoben, wobei der äußerste Teil des hintersten Bereiches der Oberseite der zusammengebauten Kassette 302 in die Nut 680 im optischen Sensormodul 670 paßt. Die obere rechte hintere Ecke der zusammengebauten Kassette 302 wird durch die Haltewand 396 für eine rechte Ecke in Position gehalten, die den rückwärtigen Teil der zusammengebauten Kassette 302 hinter dem Pumpenzylinder 112 und den Abschnitt der rechten Seite der zusammengebauten Kassette 302, der in der Nähe des Pumpenzylinders 112 liegt, berührt.
Wenn die zusammengebaute Kassette 302 vollständig nach hinten in Stellung geschoben wird, wird ihre Vorderseite nach oben gegen die Unterseite des Pumpengrundgestells 370 gekippt, wobei das erste Paar abgewinkelter Segmente 372 und 374 auf der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 in den Bereich zwischen dem Vorderabschnitt 242 der Gleitraste 240 und dem vorderen oberen Abschnitt der zusammengebauten Kassette 302 eingreift. Die Gleitraste 240 wird sodann in den Kassettenkörper 100 geschoben, wobei der Abschnitt 250 der Gleitraste 240 in Form eines umgedrehten L gleitend mit dem abgewinkelten Segment 372 und der Abschnitt 252 der Gleitraste 240 in Form eines umgedrehten, nach hinten gewandten L gleitend mit dem abgewinkelten Segment 374 in Eingriff kommt. Die zusammengebaute Kassette 302 wird auf diese Weise an der Unterseite des Pumpengrundgestells 370 in Lage gehalten, bis die Gleitraste 240 wieder zurückgezogen und dadurch die zusammengebaute Kassette 302 freigegeben wird.
Gleichzeitig wird der Auslaßschlauch 306 geöffnet, aber Fluid fließt nicht durch den Auslaßschlauch 306, da sich wenigstens eines der Ventil-Betätigungselemente 620 zu jedem beliebigen Zeitpunkt in seiner untersten Stellung befindet, was ein freies Fließen durch die zusammengebaute Kassette 302 immer dann verhindert, wenn diese auf der Hauptpumpeneinheit angebracht ist. Es sei auch bemerkt, daß in dieser anfänglichen Einbaustellung der Kolbenkappenabschnitt 262 an der äußersten Spitze des Pumpenzylinders 112 angeordnet ist
Es ist offensichtlich, wie oben beschrieben, daß die Antriebsmodulnocke 580 sowohl das Hin- und Hergehen der Kolben-Baugruppe 280, als auch die Bewegung der Ventil-Betätigungselemente 620A und 620B (Fig. 112) bewirkt. Die Bewegung der Kolben-Baugruppe 280 und der Ventil-Betätigungselemente 620A und 620B entsprechen den Diagramm-Darstellungen aus Fig. 80, wobei die anfängliche Einbaustellung grob der Null-Grad-Lage in den Diagramm-Darstellungen entspricht. In dieser Stellung befinden sich sowohl das Betätigungselement 620A für das Einlaßventil als auch das Betätigungselement 620B für das Auslaßventil in ihren Schließstellungen.
Es sei auch erwähnt, daß die Offenstellungen des Betätigungselements 620A für das Einlaßventil und des Betätigungselements 620B für das Auslaßventil deren obersten Stellungen und die Schließstellungen deren untersten Stellungen sind. Wenn sowohl das Betätigungselement 620A für das Einlaßventil, wie auch das Betätigungselement für das Auslaßventil 620B sich nicht gleichzeitig in Stellung auf dem Kuppelbereich 178 der Ventilmembran 170 der zusammengebauten Kassette 302 befinden, würde der Bereich, der den ersten Kanal 128, die im Durchmesser kleinere Öffnung 118 zum Pumpenzylinder 112 und den zweiten Kanal 134 umfaßt, vollständig offen sein und ein unbehindertes Strömen von Fluid ermöglichen.
Wenn das Betätigungselement 620A für das Einlaßventil in seiner Schließ- oder untersten Stellung ist, wird der Teil des Kuppelbereichs 178, der zwischen dem ersten Kanal 128 und der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 angeordnet ist, nach unten auf den Abschnitt des leicht erhöhten Randes 146 zwischen dem ersten Kanal 128 und der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 gedrückt, wodurch verhindert wird, daß Fluid zwischen dem ersten Kanal 128 und der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 strömen kann. Diese Stellung des Betätigungselementes 620A für das Einlaßventil wird als seine Schließstellung bezeichnet.
Ähnlich wird, wenn sich das Betätigungselement 620B für das Auslaßventil in seiner Schließ- oder untersten Stellung befindet, der Teil des Kuppelbereichs 178, der zwischen der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 und dem zweiten Kanal 134 angeordnet ist, nach unten auf den Abschnitt des leicht erhöhten Randes 146 zwischen der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 und dem zweiten Kanal 134 gedrückt, wodurch verhindert wird, daß Fluid zwischen der im Durchmesser kleineren Öffnung 118 und dem zweiten Kanal 134 strömen kann. Diese Stellung des Betätigungselements 620B für das Auslaßventil wird als seine Offenstellung bezeichnet.
Der Motor 606 beginnt, die Antriebsmodulnocke 580 anzutreiben, wodurch das Betätigungselement 620A für das Einlaßventil öffnet, dabei aber das Betätigungselement 620B für das Auslaßventil geschlossen bleibt, wie dies in Fig. 113 dargestellt ist. Da die Antriebsmodulnocke 580 durch den Motor 606 weiter gedreht wird, wird der Kolbenkappenabschnitt 262 nach unten in den Pumpenzylinder 112 gezogen, wodurch Fluid von der (nicht dargestellten) Fluidquelle durch den Einlaßschlauch 304, den Blasenabscheider 104 und den ersten Kanal 128 in den Pumpenzylinder 112 angesaugt wird. Sobald der Pumpenzylinder 112 gefüllt ist, wird das Betätigungselement 620A für das Einlaßventil geschlossen. Nur wenn das Betätigungselement 620A für das Einlaßventil vollständig geschlossen ist, wird das Betätigungselement 620B für das Auslaßventil geöffnet. Fig. 114 zeigt das System mit geöffnetem Betätigungselement 620B für das Auslaßventil, noch bevor irgendein Fluid herausgepumpt ist. Die Hauptpumpeneinheit spricht auf ein elektronisches Steuersystem (nicht gezeigt) an, welches das System bedient. Dieses elektronische, vorzugsweise auf Mikroprozessoren basierende Steuersystem kann entweder, wie aus dem Stand der Technik bekannt, konventionell ausgeführt oder auch in unterschiedlicher Weise ausgelegt sein, um die einzigartige mechanische Konstruktion des hier beschriebenen Systems zu verbessern.
Das Pumpen des Fluids erfolgt dadurch, daß der Motor 606 die Antriebsmodulnocke 580 in Drehung versetzt, um den Kolbenkappenabschnitt 262 im Zylinder nach oben zu bewegen, wodurch Fluid aus dem Zylinder 112 und aus der zusammengebauten Kassette 302 durch den Auslaßschlauch 306, von dem aus es dem Patienten durch das Injektionsset (nicht dargestellt) zugeführt wird, herausgedrückt wird. Fachleuten ist es klar, daß das System Fluid mit jeder gewünschten Geschwindigkeit pumpen kann, indem der Motor 606 mit jeder vorgegebenen Geschwindigkeit betrieben werden kann. Zudem liegt durch den Einsatz des Positionssensors 614 ein Rückkopplungssignal vor, das die exakte Stellung der Antriebsmodulnocke 580 und der Kolben-Baugruppe 280 anzeigt, wodurch genau angezeigt wird, wieviel Fluid mit der Vorrichtung gepumpt wurde.
Wie vorstehend erwähnt, befindet sich der hinterste Bereich der zusammengebauten Kassette 302 in der Nut 680 des optischen Sensormoduls 670, wenn die Kassette an der Hauptpumpeneinheit installiert ist. Dies ist in den Fig. 101 und 102 dargestellt, die ausschließlich die zusammengebaute Kassette 302 und den optischen Sensormodul 670 zeigen. In manchen Situationen kann es wünschenswert sein, mehrere unterschiedliche Typen von zusammengebauten Kassetten 302 bei dem hier beschriebenen System einzusetzen. Zum Beispiel können unterschiedliche Kassetten unterschiedliche Hubvolumina erfordern, um unterschiedliche Strömungsbereiche vorzusehen, oder unterschiedliche Armaturen am Einlaßschlauch 304 und/oder am Auslaßschlauch 306 der Kassetten bedingen. So können Kassetten für spezielle Anwendungen, wie z. B. Kassetten mit interner Pumpe, Kassetten zur kontinuierlichen arteriovenösen Blutfiltration (CAVH), Kassetten zur kontinuierlichen Entnahme von Blutproben oder Kassetten zur Autotransfusion, hergestellt werden.
Der Einsatz einer falschen Kassette kann ein hohe Maß an Gefahr darstellen, weshalb es verständlich ist, daß es äußerst wünschenswert ist, die speziell eingesetzte Kassette zu identifizieren. Dies kann durch die Verwendung von drei Kassetten-Identifizierungszeichen 148, 150 und 152 erreicht werden. Dadurch, daß jedes dieser Zeichen als Binärbit gebildet wird, lassen sich bis zu 8 unterschiedliche Codes erzeugen. Wenn eine redundante Codierung zur Gewährleistung eines fehlerfreien Betriebs eingesetzt wird, können drei unterschiedliche Kassetten identifiziert werden. Weiterhin kann auch das Fehlen einer Kassette festgestellt werden. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel sind das erste und dritte Kassetten-Identifizierungszeichen 148 und 152 von einem ersten Typ (passend als logische EINS identifiziert), während das zweite Kassetten-Identifizierungszeichen 150 von einem zweiten Typ ist (passend als logische NULL identifiziert).
Wenn die zusammengebaute Kassette 302 eingesetzt ist, wobei ihr hinterster Bereich in der Nut 680 des optischen Sensormoduls 670 angeordnet ist, ist das erste Zeichen 148 mit dem ersten Sensorelementen-Paar ausgerichtet, nämlich mit der optischen Lichtquelle 686 und dem optischen Lichtsensor 692. Ähnlich ist das zweite Zeichen 150 mit dem zweiten Sensorelementen-Paar, nämlich der optischen Lichtquelle 688 und dem optischen Lichtsensor 694, ausgerichtet. Gleichermaßen ist auch das dritte Zeichen 152 mit dem dritten Sensorelementen-Paar, nämlich der optischen Lichtquelle 690 und dem optischen Lichtsensor 696, ausgerichtet
Das zweite Kassetten-Identifizierungszeichen 150 (logische NULL) und das zweite Sensorelementen-Paar sind in Fig. 103 dargestellt. Licht aus der optischen Lichtquelle 688 scheint durch die Öffnung 208 in der Haltekappe 190 und auf den Kassettenkörper 100, wo es durch das zweite Kassetten-Identifizierungszeichen 150, das ein umgedrehtes, in den Boden der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 eingeformtes V umfaßt, zerstreut wird. Es können auch verschiedene Prismenausbildungen zur Streuung des Lichts eingesetzt werden, so daß es nicht den optischen Lichtsensor 694 erreicht, was zu einer vom optischen Lichtsensor 694 abgegebenen logischen Null führt. Das umgedrehte V könnte in der Oberseite der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 eingeformt sein, während andere Alternativen die Verwendung von Farbe oder einigen anderen physikalischen Sperrmitteln anstatt einer Streulinse oder das wahlweise Ausbilden oder Nichtausbilden einer oder mehrerer der Öffnungen 206, 208 und 210 in der Haltekappe 190 (Fig. 13 und 14) umfassen.
Das dritte Kassetten-Identifizierungszeichen 152 (eine logische EINS wie das erste, hier nicht dargestellte Kassetten-Identifizierungszeichen 148) und das dritte Sensorelementen- Paar sind in Fig. 104 dargestellt. Licht aus der optischen Lichtquelle 690 scheint durch die Öffnung 210 in der Haltekappe 190 und auf das dritte Kassetten-Identifizierungszeichen 152 auf dem Kassettenkörper 100. Das dritte Kassetten-Identifizierungszeichen 152 ist ein zylindrischer Vorsprung, der von der oberen Fläche 102 des Kassettenkörpers 100 nach oben ragt und als Lichtleiter wirkt, um das Licht zum optischen Lichtsensor 696 zu leiten, wodurch dieser eine logische EINS als Ausgangssignal erzeugt. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Kassettenkörper 100 aus einem klaren Kunststoffmaterial hergestellt, damit das erste Kassetten-Identifizierungszeichen 148 und das dritte Kassetten-Identifizierungszeichen 152 das Licht leiten können. Ebenfalls werden in der bevorzugten Ausführungsform, wenn keine Kassette 302 eingesetzt ist, alle drei Ausgangssignale logische EINSEN, und dieses Signal wird verwendet, um anzuzeigen, daß keine Kassette oder daß die Kassette 302 nicht richtig eingesetzt ist.
Es ist daher offensichtlich, daß die Verwendung der drei Kassetten-Identifizierungszeichen 148, 150 und 152 die Erzeugung von drei digitalen Kassetten-Identifizierungszeichen ermöglicht, die vom optischen Sensormodul 670 dem Mikroprozessor (nicht dargestellt) zugeleitet werden, um den speziell eingesetzten Kassettentyp zu identifizieren. Durch die Verwendung dieses Kassetten-Identifizierungssystems kann der unsachgemäße Gebrauch einer eingesetzten Kassette und/oder das unkorrekte Einsetzen einer Kassette verhindert werden.
Es ist ferner wünschenswert, eine Anzeige dafür zu schaffen, daß die zusammengebaute Kassette 302 richtig auf der Hauptpumpeneinheit montiert ist, wobei der Rastmechanismus korrekt geschlossen ist. Dies ist der Fall, wenn der Gleitblockierer 560 vollständig gegen die Rückseite der Kassettenführung 510 gedrückt ist. Das wird dadurch erreicht, daß die Gleitraste 240 vollständig in die zusammengebaute Kassette 302 eingeschoben wird, wobei der Vorsprung 257 auf der Gleitraste 240 in die Nut 564 auf dem Gleitblockierer 560 eingreift, um diesen zurückzudrücken, wodurch auch die Klauen-Baugruppe 360 auf der Kolben-Baugruppe 280 eingerastet wird.
Eine Einrastanzeige wird durch die Verwendung der optischen Lichtquelle 682 und des optischen Lichtsensors 684 an der Unterseite des optischen Sensormoduls 670 erreicht. Wenn der Gleitblockierer 560 sich in seiner Lade- oder vorderen Stellung befindet, wie dies in Fig. 99 dargestellt ist, ist die Schräge 570 auf dem Gleitblockierer 560 in der Nähe der optischen Lichtquelle 682 und des optischen Lichtsensors 684 auf der Unterseite des optischen Sensormoduls 670, wie das in den Fig. 105 und 106 dargestellt ist. Die vorhandene Schräge 570 reflektiert das von der optischen Lichtquelle 682 kommende Licht nach rechts, weg vom optischen Lichtsensor 684, wodurch ein Signal verhindert wird, das eine geschlossene Raste anzeigt. Wenn der Gleitblockierer 560 vollständig in seine Schließ- oder hinterste Stellung zurückgeschoben ist, was Fig. 100 zeigt, ist die Schräge 570 auf dem Gleitblockierer 560 nicht in der Nähe der optischen Lichtquelle 682 und des optischen Lichtsensors 684, wie aus Fig. 107 zu ersehen ist. Vielmehr reflektiert eine reflektierende Fläche 567, die auf der flachen Unterseite des rechteckigen Verbindungsabschnitts 566 des Gleitblockierers 560 angebracht ist, Licht von der optischen Lichtquelle 682 in den optischen Lichtsensor 684, wodurch ein Signal, das eine geschlossene Raste anzeigt erzeugt wird. Die reflektierende Fläche 567 wirkt wie ein Spiegel und kann als ein Folienabschnitt ausgebildet sein, der in den rechteckigen Verbindungsabschnitt 566 warm eingepreßt oder über Kleber an der Unterseite des rechteckigen Verbindungsabschnitts 566 befestigt ist.
Eine weitere Bestätigung, daß der Gleitblockierer 560 sich in seiner geschlossenen Stellung befindet, wenn die zusammengebaute Kassette an ihrem Platz ist, kann durch Prüfung der Kassetten-Identifizierungszeichen, wie oben beschrieben, erhalten werden. Um eine absolut positive Bestätigung dafür abzugeben, daß eine Kassette korrekt eingesetzt ist und sich der Gleitblockierer 560 in der Schließstellung befindet, sind bei der bevorzugten Ausführungsform korrekte Signale sowohl vom optischen Lichtsensor 684, als auch von den optischen Lichtsensoren 692, 694 und 696 erforderlich.
Eine der wesentlichen Funktionen des Systems ist es, die Feststellung von Luft in der Fluidleitung des Systems zu ermöglichen. Das System zur Feststellung von Luft in der Leitung (AILD) der bevorzugten Ausführungsform ist in Fig. 108 dargestellt und umfaßt den eingelassenen Linsenbereich 138 in der zusammengebauten Kassette 302 und ein Sensorelementen-Paar, nämlich die optische Lichtquelle 698 und den optischen Lichtsensor 700 im optischen Sensormodul 670. Der eingelassene Linsenbereich 138 ist eine optische Beobachtungsfläche im Fluidweg durch die zusammengebaute Kassette 302 und ist in der bevorzugten, in Fig. 108 dargestellten Ausführungsform als ein umgedrehtes Prisma ausgeführt. Der eingelassene Linsenbereich 138 in dieser und anderen Ausführungsformen weist auch eine allgemein mit 697 gekennzeichnete Fokussierlinse auf. Die optische Lichtquelle 698 und der optische Lichtsensor 700 sind beide im optischen Sensormodul 670 unterhalb des in der eingesetzten Kassette 302 eingelassenen prismenförmigen Linsenbereiches 138 befestigt.
Die Optik des Systems aus Fig. 108 macht von den Eigenschaften des Lichts beim Übertritt von einem Medium in ein weniger dichtes Medium Gebrauch und stellt eine "rückreflektierende" Anordnung dar. Wenn Luft im Fluidkanal vorhanden ist, folgt das Licht aus der optischen Lichtquelle 698 dem in Fig. 108 dargestellten Weg, wobei es eine vollständige innere Reflexion an den Oberflächen des eingelassenen prismenförmigen Linsenabschnitts 138 erfährt, so daß es nach unten zum optischen Lichtsensor 700 gelenkt wird. Sogar wenn die oberen Flächen des eingelassenen prismenförmigen Linsenbereichs 138 mit einem Flüssigkeitsfilm benetzt sind, tritt immer noch eine totale innere Reflexion ein. Wenn im Kanal Flüssigkeit vorhanden ist, tritt das Licht unter einem Brechungswinkel durch den eingelassenen prismenförmigen Linsenbereich 138 hindurch in die Flüssigkeit ein. Wenn die Flüssigkeit klar ist, tritt das Licht durch die Flüssigkeit hindurch, wo es entweder von der Ventilmembran 170 oder der Haltekappe 190 absorbiert wird, oder es tritt sowohl durch die Ventilmembran 170 als auch die Haltekappe 190 hindurch. Dementsprechend kann die Ventilmembran 170 klar, lichtabsorbierend oder lichtstreuend sein, wobei nicht genug Licht zum optischen Lichtsensor 700 zurückgeleitet wird, um ein Signal als Anzeige für Luft im Fluidweg zu erzeugen. Wenn die Ventilmembran 170 klar ist, dann kann die Haltekappe 190 klar, lichtabsorbierend oder lichtstreuend sein, wodurch wiederum nicht genug Licht zum optischen Lichtsensor 700 zurückgeleitet wird, um ein Signal als Anzeige für Luft im Fluidweg zu erzeugen. Wenn die Flüssigkeit trübe ist, absorbiert sie Licht. In jedem Fall kehrt kein Licht zum Fotodetektor zurück. Geringe, eventuell auftretende Lichtreflexionen sind klein, verglichen mit dem Fall, daß Luft vorhanden ist.
Die Anforderungen an den Werkstoff bei der in Fig. 108 dargestellten bevorzugten Ausführungsform bestehen darin, daß der Kassettenkörper 100 aus einem durchsichtigen (klaren) Material hergestellt ist und daß die Ventilmembran 170 aus einem Werkstoff besteht, der durchsichtig, lichtabsorbierend ist oder wirksam Licht streut. Wenn die Ventilmembran 170 durchsichtig ist, muß die Haltekappe 190 aus einem Werkstoff bestehen, der durchsichtig, lichtabsorbierend oder wirksam lichtstreuend ist. Zusammenfassend ist der Fluidkanal in der zusammengebauten Kassette 302 so ausgebildet, daß bei im Fluidkanal vorhandener Luft von der optischen Lichtquelle 698 ausgesandtes Licht vom optischen Lichtsensor 700 detektiert wird. Wenn Flüssigkeit im Fluidkanal vorhanden ist, wird wenig oder kein Licht detektiert, unabhängig von der Durchsichtigkeit oder dem Grad der Trübe der Flüssigkeit. Für Fachleute ist es daher klar, daß Luftblasen in der Leitung mit der oben beschriebenen Einrichtung leicht festgestellt werden können.
Es gibt drei alternative Ausführungsformen zu der in Fig. 108 dargestellten Anordnung. In einer ersten (Fig. 109) wird eine reflektierende Fläche 702 auf der Wand der Nut 680 gegenüber der optischen Lichtquelle 698 und dem optischen Lichtsensor 700 angebracht. Der eingelassene Linsenbereich 138 ist bei dieser Ausführungsform V-förmig ausgebildet, wobei das Licht von der Unterseite des V ausgestrahlt wird. Die Werkstoffe des Kassettenkörpers 100, der Ventilmembran 170 und der Haltekappe 190 sind alle durchsichtig (klar). Wenn sich eine durchsichtige Flüssigkeit im Fluidweg befindet, tritt das Licht aus der optischen Lichtquelle 698 unter einem Brechungswinkel bis zur reflektierenden Fläche 702 hindurch und kehrt zum optischen Lichtsensor 700 zurück, was ein deutliches Signal ergibt. Ist Luft im Fluidweg vorhanden, wird das Licht aus der optischen Lichtquelle 698 vom eingelassenen Linsenabschnitt 138 wegreflektiert, ohne ihn zu durchqueren, wodurch es den optischen Lichtsensor 700 nicht erreicht. Wenn jedoch Lipide im Flüssigkeitsweg enthalten sind, tritt das Licht unter einem Brechungswinkel durch den eingelassenen Linsenbereich 138 hindurch und wird von den Lipiden absorbiert, wodurch ein Signal zur Anzeige von Luft im Fluidweg abgegeben wird. Es ist daher offensichtlich, daß die Anordnung gemäß Fig. 109 nur zum Gebrauch bei klaren Flüssigkeiten geeignet ist.
Fig. 110 zeigt eine weitere Variante mit einem V-förmigen Kanal, wobei das untere Ende des V flach ist. Licht wird von der optischen Lichtquelle 698, die in diesem Fall in der oberen Wand der Nut 680 direkt gegenüber dem optischen Lichtsensor 700 an der unteren Wand der Nut 680 befestigt ist, ausgesandt. Die Werkstoffe des Kassettenkörpers 100, der Ventilmembran 170 und der Haltekappe 190 sind wiederum durchsichtig. Es ist sogleich erkennbar, daß das vom optischen Lichtsensor 700 empfangene Signal beim Vorhandensein von Lipiden im Fluidweg schwach und bei durchsichtigen Flüssigkeiten im Fluidweg stark ist. Wenn Luft im Fluidweg vorhanden ist, wird etwas Licht von den Seiten des V wegreflektiert und erreicht den optischen Lichtsensor 700 nicht, während etwas Licht das flache untere Ende des V durchquert und auf den optischen Lichtsensor 700 fällt. Dementsprechend wird bei Luft ein mittelstarkes Signal empfangen. Das System nach Figur 110 ist entsprechend ein Dreistufensystem und nicht digital.
Fig. 111 zeigt eine dritte Variante mit einem V-förmig eingelassenen Linsenbereich 138, wobei Licht von der Oberseite des V ankommt. In dieser Ausführungsform sind die optische Lichtquelle 698 und der optische Lichtsensor 700 in der oberen Wand der Nut 680 statt in der unteren Wand eingebaut. Die Werkstoffe für Kassettenkörper 100, der Ventilmembran 170 und Haltekappe 190 sind wiederum alle durchsichtig. Das vom optischen Lichtsensor 700 empfangene Signal ist bei Luft im Fluidweg stark, da Licht von den Flächen des V reflektiert wird, und ist schwach bei durchsichtiger Flüssigkeit im Fluidweg, da Licht durch das V hindurchgeleitet wird, und ist im wesentlichen mittelstark bei im Fluidweg enthaltenen Lipiden. Das System gemäß Fig. 111 ist ein Dreistufensystem ähnlich dem System aus Fig. 110, wobei aber die Optik des Systems aus Fig. 110 besser als die Optik des Systems aus Fig. 111 ist.
Die Fig. 115 und 116 stellen die Betriebsweise des Druckwandlersystems dar. Die Druckmembran 182 berührt die flache Unterseite des Druckwandlers 660. Daneben berührt die Druckmembran 182 das Druckplateau 130 weder auf dessen Oberseite, noch an dessen Seiten, wodurch die Bewegungen der Druckmembran 182 äußerst genau und empfindlich werden.
Der Druckwandler 660 weist eine dünne Membran 710 aus rostfreiem Stahl an seinem unteren Ende auf. Diese Membran 710 wird an ihren Rändern durch ein Gehäuse 712 aus rostfreiem Stahl gehalten, das einen zum quadratischen Segment 664 führenden Kanal 714 enthält. Das quadratische Segment 664 enthält ein Sensorelement (im Detail nicht dargestellt), das mit dem Kanal 714 in Verbindung steht und als eine Einrichtung 716 vom Typ einer standardisierten piezoresistiven Silizium-Wheatstonebrücke ausgebildet ist. Der Kanal 714 ist mit Silikonöl gefüllt, um den Druck auf die Membran 719 an die piezoresistive Einrichtung 716 weiterzugeben.
Für Fachleute ist erkennbar, daß der Fluiddruck innerhalb der zusammengebauten Kassette 302 durch die Druckmembran 182 und die Membran 710 an das Silikonöl im Kanal 714 und dadurch an die piezoresistive Einrichtung 716 weitergeleitet wird, was zu einer elektrischen Anzeige des Druckes über die Leitungen 666 führt. Entsprechend kann der Druck gemessen werden, um eine Anzeige für eine nachgeschaltete Verstopfung, das Pumpen oder für den Fluiddruck usw. zu erhalten.
Wie bereits erwähnt, ist die Arbeitsweise des Steuersystems für die Fluidzuführung in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nr. 319 267 vollständig beschrieben. Fig. 117 zeigt die Pumpfolge des Systems im Betrieb. Es gibt vier Phasen in der Wirkungsweise der Pumpe und der Ventile, die sich beim Betrieb des Systems wiederholen. Es gibt eine Zuführphase, in der die Förderung von Voll bis Leer (oder nahezu Leer) abnimmt, während der das Auslaßventil offen und das Einlaßventil geschlossen bleibt. Die Zuführphase wird von einer Phase zur Umstellung des Ventils auf Füllen gefolgt, in der das Auslaßventil geschlossen und dann das Einlaßventil geöffnet wird. Dann kommt eine Füllphase, in der die Pumpenförderung von Null (oder nahezu Null) bis Voll ansteigt, während der das Einlaßventil offen und das Auslaßventil geschlossen bleibt. Schließlich gibt es eine Phase zur Umstellung des Ventils auf Zuführen, in der das Einlaßventil geschlossen und dann das Auslaßventil geöffnet wird.
Als nächstes wird auf Fig. 118 Bezug genommen, in der ein schematisches Blockdiagramm in einer Übersicht die Funktionsweise des Systems darstellt. Ein Geschwindigkeits- Steuersignal wird einem proportional-integral wirkenden Regler 800 zugeleitet, der ein digitaler Regler mit Rückkopplung ist. Der proportional-integral wirkende Regler 800 leitet ein Ausgangssignal einem Motorimpulsgenerator 802 zu, der seinerseits einen Gleichstrommotor und Getriebe 804 (dies ist der Motor 606, der eine eingebaute Untersetzungsgetriebeeinheit aufweist) antreibt. Ein Kodierer 806 (welcher der inkrementale Winkelpositions-Sensor 614 und die Sensorscheibe 616 ist) liefert durch eine Positionsabtastschaltung 808 dem proportional-integral wirkenden Regler 800 Rückkopplungsinformation.
Der Gleichstrommotor und die Getriebe 804 treiben eine Nocke 810 (welche die Antriebsmodulnocke 580 ist) an, die ein Einlaßventil-Betätigungselement 812, ein Kolben- Betätigungselement 814 und ein Auslaßventil-Betätigungselement 816 antreibt. Das Einlaßventil-Betätigungselement 812 treibt ein Einlaßventil 818, das Kolben-Betätigungselement 814 einen Kolben in einem Zylinder mit einer Kolbenkappe (auf die alle gemeinsam mit 820 Bezug genommen wird) und das Auslaßventil-Betätigungselement 816 ein Auslaßventil 822 an. Diese Komponenten sind in dem Abschnitt der Beschreibung klar beschrieben, der sich auf den Aufbau der Kassette und der oben erläuterten Antriebskette bezieht.
Der proportional-integral wirkende Regler 800 wird dadurch dazu benutzt, die mittlere Fluid-Fließgeschwindigkeit des Systems beim oder nahe dem Sollwert des Geschwindigkeits-Steuersignals zu halten, wobei eine geschlossene Regelung mit stehenden Rückkopplung zur genauen Regulierung verwendet wird. Dies gleicht Unterschiede von Lastparametern aus, die durch Antriebs- und Kassettenreibung, Trägheit sowie Fluid-Gegendruck erzeugt werden. Ein Bereich von Fluid-Zuführungsgeschwindigkeiten wird erzielt, indem periodisch (alle 3 Sekunden in der bevorzugten Ausführungsform) vom Motorimpulsgenerator 802 Impulse mit Längen ausgesendet werden, die zum Erzielen der gewählten Fluid- Zuführungsgeschwindigkeit während der Zuführungsphase ausgewählt wurden. Die gewählte Zeitspanne darf nicht zu lang sein, sonst kann der Strom dem pulsierenden Verabreichen von Pillen merklicher Größe ähneln. Sie darf auch nicht zu kurz sein, um eine übermäßige Abnutzung des Motors zu vermeiden. Eine Spanne von drei Sekunden scheint diesen beiden Kriterien zu genügen.
In den gleichmäßigen Zeitabständen berechnet der proportional-integral wirkende Regler 800 die Impulslänge der Motorspannung auf der Grundlage der Rückkopplung vom Kodierer 806. Es werden zwei verschiedene Impuls-Amplitudenstufen eingesetzt, um einen Bereich mit mittleren Fluid-Fließgeschwindigkeiten von 0,1 bis 999 ml/hr zu schaffen, wobei die Kassette ein Hubvolumen von 80 Mikroliter aufweist. In der bevorzugten Ausführungsform betragen diese Spannungen 5,0 Volt und 13 Volt, wobei die höhere Spannung eine viel höhere Betriebsgeschwindigkeit bewirkt. Am Ende der Zuführphase arbeiten der Gleichstrommotor und die Getriebe 804 im wesentlichen mit Höchstgeschwindigkeit, um schnell die Phase zum Umstellen des Ventils auf Füllen, die Füllphase und die Phase zum Umstellen des Ventils auf Zuführen in Vorbereitung auf eine weitere Zuführphase auszuführen.
Der Kodierer 806 liefert die zum Betrieb der Pumpe notwendige Information bezüglich: 1) einer Ausgangsstellung (gezeigt in Fig. 117), 2) Marken für den Zuführhub (bei denen es sich um auf dem Kodierer 806 befindliche Marken für die inkrementale Position beim Zuführhub handelt), 3) Marken für die inkrementale Zuführung (bei denen es sich um Quadranten-Anzeigen vom Kodierer 806 beim Zuführhub handelt), und 4) einer Bremsmarke am Ende des Auffülltaktes. Bei sehr kleinen Fluid-Fließgeschwindigkeiten ist es notwendig, den Gleichstrommotor und die Getriebe 804 am Ende des Auffülltaktes anzuhalten. Dies wird durch Kurzschließen der Wicklungen des Motors (der mit 804A bezeichnet sein soll) während einer Bremsperiode am Ende der Phase zur Umstellung des Ventils auf Zuführen erreicht, wie in Fig. 117 gezeigt ist.
Da es vorteilhaft ist, einen Parameter zu überwachen, der sich als Antwort auf eine behälterseitige Okklusion ändert, wird bei der vorliegenden Erfindung ein Parameter benutzt, der dem zum Betrieb der Pumpe verwendeten Motor 804A zugeordnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform basiert ein Alarm bei der Feststellung einer behälterseitigen Okklusion (CSOD) auf der Änderung des Motorstromes, da es sich herausgestellt hat, daß der Motorstrom den genauesten und vorteilhaftesten Feststellungsmechanismus darstellt, um schnell das Vorhandensein einer stromaufwärtigen Okklusion in der Fluid- Versorgungsleitung anzuzeigen. Wenn eine behälterseitige Okklusion auftritt, reduziert der Füllvorgang der Kassettenpumpe den Druck in der behälterseitigen Rohrleitung, was zu einem größeren Lastmoment und deshalb zu einem Anstieg von Motorstrom und zu einer Verringerung der Motordrehzahl führt.
Der Motorstrom ist Impulsspitzen unterworfen, die eingeleitet werden durch Kommutierung (infolge der Bürsten) und andere durchschlagende Signalunregelmäßigkeiten, wie z. B. eine hohe Belastung während des Ventilbetriebs, die aufgrund einer Systemtoleranzen-Überlagerung in der Kassette und im Antrieb auftreten und ihrerseits große Stromspitzen erzeugen kann. Das System der vorliegenden Erfindung verwendet das Integral von Motorstrom während des Auffüllens, um ein sauberes Signal zu erhalten, das eine ausgezeichnete Anzeige für das Vorhandensein einer stromaufwärtigen Okklusion in der Fluidleitung liefert. Die Integration ist ein Tiefpaßfiltervorgang und schwächt daher solche Übergänge, die sich sonst als unerwünschte Störung zeigen. Das Stromintegral zeigt größere Empfindlichkeit als andere Meßgrößen, da das Integrationsintervall eine Funktion der Drehzahl ist, die ihrerseits eine Funktion der Belastung ist. Bei einer behälterseitigen Okklusion nimmt die Drehzahl ab, was das Integrationsintervall und das Stromintegral vergrößert.
Das Signal wird während des Fülltakts erhalten, der den Abschnitt zwischen 180 Grad und 300 Grad in Fig. 117 darstellt. Es sollte beachtet werden, daß das Signal, falls eine solche Vorgehensweise notwendig ist, während des Fülltakts und auch während des folgenden Takts zur Umstellung des Ventils auf Zuführen gewonnen werden kann, wobei immer noch eine ausgezeichnete Anzeige für das Vorhandensein einer stromaufwärtigen Okklusion in der Fluidleitung geliefert wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 119 wird ein Spannungssignal, das den Motorstrom darstellt, vom Motor 804A unter Benutzung eines Sensors 829 erhalten und einem Integrator 830 zugeleitet. Der Integrator 830 wird eingesetzt, um Motorstrom über die Zeitspanne, die zum Füllen der Pumpkammer benötigt wird (oder alternativ über die Zeitspanne, die zum Füllen der Pumpkammer und zum Vorbereiten der Ventile zum Zuführen benötigt wird), zu integrieren. Das Ausgangssignal vom Integrator 830 wird einem Analog-Digital-Umsetzer 832 zugeleitet, dessen Ausgangssignal an Eichschaltungen 834 und an einen Komparator 836 angelegt wird. Dieses Signal aus dem Integrator 830 wird der CSOD-Wert genannt.
Die Eichschaltung 834 wird benutzt, um den Komparator 836 mit einem Alarm-Schwellwert zu versorgen, der durch die Eichschaltung 834 aufgrund der Anfangseichung des Systems berechnet wird. Eine Eichung ist notwendig, da verschiedene Systemkomponenten eine deutliche Variabilität in der Größe des Basismotorstroms und dessen zugehörigen Integrator-Ausgangssignals sowie der Veränderungen, die durch eine behälterseitige Okklusion hervorgerufen werden, verursachen können. Zu den Faktoren, die zu dieser Variabilität beitragen, gehören Toleranzen bei der Motor-Magnetisierung, beim Gerätewiderstand, bei der Antriebsreibung, beim Verstärker-Versatz bzw. -Offset, bei der Verstärkung des Abfragewiderstands und des Integrators sowie bei der Ausgangsspannung der Energieversorgung. Die Kassette 302 bringt aufgrund von Unterschieden bei der Kassettenreibung und bei der Belastung für das Schließen des Ventils ebenfalls Variabilität in das Stromsignal.
Die Variabilität aller Faktoren mit Ausnahme derjenigen, die durch die verwendete individuelle Kassette 302 und die Verstärkung der Elektronik eingebracht werden, kann durch Eichung ausgeglichen werden. Der Alarm-Schwellwert kann dann unter Berücksichtigung von Faktoren, die nicht über Eichung korrigiert werden können, gewählt werden. Die Eichung wird durchgeführt, indem der Motor kontinuierlich für ungefähr 30 Sekunden betrieben wird, wobei ein 5-Volt-Signal benutzt und der mittlere CSOD-Wert des integrierten Strom bestimmt wird, auf den als Uoffset Bezug genommen wird. Eine Kassette, deren Kolbenkappe und Manschettendichtung 260 entfernt worden ist, um Kassettenreibung zu vermeiden, wird während der Eichung eingesetzt. Die Einflüsse des Faktors, der durch die Individualität jeder Kassette eingebracht wird, können durch die Wahl eines Schmiermittels und durch sorgfältige Kontrolle von Fertigungsgrößen minimiert werden. Ähnlich können die Einflüsse des Faktors, den die Verstärkung der Elektronik mit sich bringt, durch Verwendung hochwertiger Komponenten mit sehr kleinen Toleranzen minimiert werden.
Der Alarm-Schwellwert wird dann für Uoffset durch einen Faktor von 1,5 bis 3,0 (2,0 in der bevorzugten Ausführungsform) und durch Festlegen von Minimal- und Maximalgrenzen für den Vorgang bestimmt. Die Minimalgrenze beträgt ungefähr 42 Einheiten (1 Milliampere Sekunde ist gleich 10 Einheiten), und die Maximalgrenze beträgt ungefähr 80 Einheiten.
Falls der Alarm-Schwellwert, der durch Multiplizieren von Uoffset mit 2,0 bestimmt wird, kleiner als 42 Einheiten ist, wird daher der Alarm-Schwellwert, der von der Eichschaltung 834 dem Komparator 836 zugeleitet wird, 42 Einheiten sein. In ähnlicher Weise wird, falls der Alarm-Schwellwert, der durch Multiplizieren von Uoffset mit 2,0 bestimmt wird, größer als 80 Einheiten ist, der Alarm-Schwellwert, der von der Eichschaltung 834 zum Komparator 836 geleitet wird, 80 Einheiten sein. Im übrigen wird der Alarm-Schwellwert, der von der Eichschaltung 834 an den Komparator 836 gegeben wird, der Alarm-Schwellwert sein, der durch Multiplizieren von Uoffset mit 2,0 bestimmt wird.
Beim Betrieb des Systems wird, falls der CSOD-Wert, der vom Integrator 830 durch den Analog-Digital-Umsetzer 832 dem Komparator 836 zugeleitet wird, größer als der Alarm- Schwellwert ist, der von der Eichschaltung 834 zum Komparator 836 gegeben wird, ein Signal vom Komparator 836 zur Alarmschaltung 838 gesendet, um einen Alarm auslösen zu lassen, der das Vorhandensein einer behälterseitigen Okklusion anzeigt. Die Alarmschaltung wird vorzugsweise sowohl einen optischen als auch einen akustischen Alarm abgeben, obwohl jeder als der alleinige Alarm verwendet werden könnte.
Während des Zuführtakts hält das System der vorliegenden Erfindung den CSOD-Wert, der das Ausgangssignal des Integrators 830 ist, konstant. Signale vom Kodierer 806 (Fig. 117) werden zur Steuerung des Integratormodus (Integrieren, Halten, Rücksetzen) verwendet. Eine Haltefunktion ist erforderlich, um ein Abfragen während des Zuführtakts zuzulassen, und der Integrator 830 erfüllt diese Funktion in geeigneter Weise.
Eine vereinfachte Schaltung zur Ausführung der Integrationsfunktion, ist in Fig. 120 gezeigt. Ein 1-Ohm-Nebenschlußwiderstand 840 für Strom wird zum Abfragen des Motorstroms verwendet, wobei das abgefragte Signal an den positiven Eingang eines elektronischen Integrators 842 angelegt wird. Ein 0,01-Mikrofarad-Kondensator 844 wird parallel zum negativen Eingang und zum Ausgang des elektronischen Integrators 842 angeordnet. Zwei Übertragungs-Gateschalter 846 und 848 steuern den Integratorbetrieb auf der Basis von Signalen vom Sensor 802 (Fig. 118). Der Eingang des ersten Übertragungs- Gateschalters 846 ist mit dem positiven Eingang des elektronischen Integrators 842 verbunden. Der NULL-Ausgang des ersten Übertragungs-Gateschalters 846 ist mit dem Eingang des zweiten Übertragungs-Schalters 848 verbunden, während der EINS-Ausgang des ersten Übertragungs-Gateschalters 846 nicht mit der Schaltung verbunden ist. Der EINS-Ausgang des zweiten Übertragungs-Gateschalters 848 ist mit dem Ausgang des elektronischen Integrators 842 verbunden und der NULL-Ausgang des zweiten Übertragungs-Gateschalters 848 ist an einer Seite eines 100-Ohm-Widerstands 850 angeschlossen, dessen andere Seite mit Erde verbunden ist. Das Ausgangssignal vom elektronischen Integrator 842 ist der CSOD-Wert.
Wenn DEL EINS ist, hält der elektronische Integrator 842, was das Ausgangssignal (der CSOD-Wert) vorher auch immer gewesen ist, und der Wert von HOMEA ist unerheblich.
Wenn DEL NULL ist (d. h. beim Auffüllen), wird der elektronische Integrator 842 entweder zurückgestellt, wenn HOMEA EINS ist, oder er integriert, falls HOMEA NULL ist. Das Ausgangssignal des elektronischen Integrators 842 wird durch den Wert des Nebenschlußwiderstands 840, die RC-Zeitkonstante des elektronischen Integrators 842, den Verstärker- Offset, die Motordrehzahl (welche die Kodierer-Einstellung und folglich die Integrations- Zeitspanne bestimmt) und natürlich durch den Motorstrom Im bestimmt. Annehmbare Werte für die verschiedenen Komponenten sind in Fig. 120 gezeigt. Das System wird das Integrator-Ausgangssignal (den CSOD-Wert) über den A/D-Umsetzer periodisch abfragen, wenn der elektronische Integrator 842 im Halte-Modus ist.
In Fig. 121 sind bevorzugte Werte für HOMEA und DEL für Winkelpositionen angegeben, die dem Diagramm in Fig. 117 entsprechen. Alternative Werte sind in Fig. 122 für Zwecke der Erläuterung angegeben. Zunächst kann der Motorstrom, wie vorstehend ausgeführt, sowohl über die Füllphase wie auch über die Phase zur Umstellung des Ventils auf Zuführen integriert werden und die Werte von HOMEA und DEL in Fig. 122 bewerkstelligen dies. Außerdem ist, wie oben bemerkt, der Wert von HOMEA unerheblich, wenn DEL EINS ist. HOMEA, schließlich, muß nur während des letzten Abschnitts der Phase zur Umstellung des Ventils auf Füllen (120 bis 180 Grad) EINS sein, um den elektronischen Integrator 842 vor der Füllphase zurückzustellen.
Das System der bevorzugten Ausführungsform wird auch die Stellung des Pumpmechanismus in 60-Millisekunden-Intervallen überwachen. Diese Abfragerate wurde gewählt, um zu gewährleisten, daß wenigstens eine Abfrage pro Auffülltakt bei der höchsten Motordrehzahl (300-360 RPM) erhalten wird. Wenn eine Pumpe aktiv Fluid infundiert und die Pumpe in einen Zuführtakt eingetreten ist, wird das Ausgangssignal des Integrators 830 unter Verwendung des A/D-Umsetzers 832 abgefragt. Dieser abgefragte CSOD-Wert wird vom Komparator 836 mit dem Alarm-Schwellwert verglichen, der durch den CSOD-Eichvorgang bestimmt und in der Eichschaltung 834 gespeichert wurde. Falls der abgefragte CSOD-Wert größer als der Alarm-Schwellwert ist, bestimmt das System, daß eine behälterseitige Okklusion vorhanden ist, und ertönt ein Alarm.
Das Erhalten eines Motorstrom-Signals, das zwischen offenen und verstopften Leitungen unterscheidet, erfordert es eine sorgfältige Kontrolle des Motors 804A. Zwei Spannungen, 5 Volt und 13 Volt, werden verwendet, um den Drehzahlbereich zu erzeugen, der zum Pumpen mit Geschwindigkeiten von 0,1 bis 999 ml/hr erforderlich ist, wobei 13 Volt für den höheren Bereich von Fließgeschwindigkeiten eingesetzt werden. Beim 5-Volt-Betrieb beträgt das Signal während einer Okklusion ungefähr das Doppelte des Signals, wenn aus einer offenen Leitung gepumpt wird. Bei 13 Volt arbeitet jedoch der Motor 804A mit einer höheren Drehzahl, was Hohlsog verursachen kann. Dieses führt zu einem integrierten Stromsignal, das zu klein ist (d. h. das integrierte Signal ist zeitmäßig zu kurz und der Anstieg an Strom zu gering, um verläßlicher zwischen den offenen und den verstopften Zuständen unterscheiden zu können.
Daher treibt bei Pumpgeschwindigkeiten, bei denen ein 13-Volt-Betrieb erforderlich ist, das System der vorliegenden Erfindung den Motor periodisch mit 5 Volt über einen vollständigen Auffülltakt an, und mißt das integrierte Stromsignal U. Dieser 5-Volt-Auffülltakt wird bei jedem 5.Motor-Impuls einmal benutzt, was ein Intervall ist, das gewählt wurde, um eine angemessene Alarm-Antwortzeit zu schaffen, ohne die Fähigkeit zu gefährden, die Drehzahl bei hohen Geschwindigkeiten und unter Maximallast genau zu halten. Der Impuls beträgt 5 Volt für eine Zeitspanne, die lang genug ist, um den Motor über einen vollständigen Auffülltakt anzutreiben, und steigt dann auf 13 Volt, um den Impuls auszugleichen. Wenn diese hybride Antriebsspannung verwendet wird, muß die durch den Rückkopplungsregler bestimmte Impulslänge verlängert werden, um sowohl das Abschließen eines vollen Auffüllens bei 5 Volt als auch das Beibehalten einer genauen sowie stabilen Geschwindigkeitssteuerung unter hohen Abgabedrücken zu gewährleisten.
Eine Formel zur Berechnung der Impulslänge der hybriden Spannung ist unten angegeben:
wobei Np die berechnete Position im Zuführungstakt (von 0 bis 160 Kodierzählungen, wobei 0 der Anfang des Zuführungstakts und 160 das Ende ist), Nc der in Kodierzählungen (d. h. um geformt von ml/h) ausgedrückte Steuerwert für die Geschwindigkeitssteuerung, U&sub1;&sub3; die durch den Regler bei der aktuellen Abfragezeitspanne berechnete Impulslänge und g die Verstärkung ist. Ein typischer Wert für Nc ist das 1,667-fache der Geschwindigkeit (basierend auf einem Hubvolumen von 80 Mikroliter, 160 Zählungen pro Zuführungstakt und einer Steuerungszeitspanne von drei Sekunden, und die Verstärkung g beträgt normalerweise 2,0.
Falls der Motorlauf beginnt, wenn der Pumpmechanismus im Fülltakt ist, muß der CSOD- Wert während des folgenden Zuführungshubes ignoriert werden. Dieses wird gemacht, um Artefakte aufgrund einer Integration der Offset-Spannung zu vermeiden, die sogar vorhanden ist, wenn kein Motor läuft.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf Fig. 123 wird aufgrund des Beginns einer Infusion oder einer Änderung der Infusionsrate eine gesteuerte Antriebsspannung in Abhängigkeit von dem in das System eingegebenen Steuerwert für die Rate berechnet. Dementsprechend wird der Motor 804A mit einer Grundstufe von entweder 5 oder 13 Volt betrieben, abhängig von der gewünschten Infusionsrate. Die gesteuerte Antriebsspannung wird sowohl für den Auffüll- wie auch für den Zuführungstakt verwendet. Ein Zähler im System beginnt mit einem Wert 1. Ein Takt aus einer Prüfung der gesteuerten Antriebsspannung durch das Aufbringen eines Impulses wird während jeder Steuerungs-Zeitspanne (alle 3 Sekunden in der bevorzugten Ausführungsform) durchgeführt.
Wie oben erwähnt, werden zur Steigerung der Empfindlichkeit des Systems alle CSOD- Werte gelesen, wenn der Motor 804A durch einen vollständigen Auffülltakt mit einer Antriebsspannung von 5 Volt gefahren ist. Dieses wirft kein Problem auf, falls die gewünschte Antriebsspannung 5 Volt ist, da jeder Auffülltakt zum Überwachen des CSOD-Signals benutzt werden kann. In diesem Fall wird, wenn die gesteuerte Antriebsspannung geprüft und als 5 Volt befunden wurde, die Motorspannung auf 5 Volt eingestellt und der 5-Volt-Impuls mit der gewünschten Länge auf den Motor 804A aufgebracht. Immer wenn das Ende eines Fülltakts festgestellt wird, wird der CSOD-Wert abgelesen, weicher der Beendigung des Fülltakts folgt während der Integrator 830 im Haltemodus ist. Nach der Beendigung des 5- Volt-Impulses kehrt das System zur Prüfung der gesteuerten Antriebsspannung zurück, wobei die Reihenfolge, dem Motor 804A einen weiteren Impuls zu geben, begonnen werden kann.
Falls die Antriebsspannung 13 Volt beträgt, ist es notwendig, periodisch einen vollständigen Auffülltakt mit 5 Volt durchführen zu lassen. Dazu wird der Zähler benötigt. In der bevorzugten Ausführungsform wird das System gezwungen, jeden fünften Zyklus mit 5 Volt zu durchlaufen. Im Anfahrzustand wird der zweite Takt verwendet, um einen 5-Volt-Auffülltakt zu erhalten (darum wurde der Zähler ursprünglich auf 1 eingestellt). Wenn die gesteuerte Antriebsspannung geprüft und als 13 Volt befunden wurde, wird die Motorspannung auf 13 Volt eingestellt. Der Zähler wird geprüft, um zu sehen, ob er gleich 1 ist (in diesem Fall wird ein 5-Volt-Auffülltakt angeordnet).
Falls der Zähler nicht gleich 1 ist, ist kein Eingreifen erforderlich, um einen 5-Volt-Auffülltakt zu erzwingen. Der 13-Volt-Impuls mit der gewünschten Länge wird auf den Motor 804A aufgebracht. Nach der Beendigung des 13-Volt-Impulses, wird der Zähler um 1 verringert, und das System kehrt zur Prüfung der gesteuerten Antriebsspannung zurück, wobei die Reihenfolge, dem Motor 804A einen weiteren Impuls zu geben, begonnen werden kann. Es ist offensichtlich, daß, da der Zähler bei 1 beginnt, nur ein vollständiger 13-Volt-Impuls abgegeben werden kann; wenn der Zähler heruntergezählt ist, ist er gleich 1, was einen 5- Volt-Auffülltakt erzwingt.
Falls bei der Prüfung zur Bestimmung, ob der Zähler gleich 0 ist, bestimmt wird, daß der Zähler tatsächlich 1 ist, muß ein vollständiger 5-Volt-Fülltakt durchgeführt werden. Die Motorantriebsspannung wird sofort auf 5 Volt gesetzt und der 5-Volt-Impuls wird auf den Motor 804A aufgebracht Falls die Pumpe zu dieser Zeit im Zuführungstakt ist, fährt das System fort. Falls die Pumpe derzeit nicht im Zuführungstakt ist, wird das System mit dem Weitermachen warten, bis das Ende eines Fülltakts festgestellt ist (um zu gewährleisten, daß ein vollständiger Fülltakt mit 5 Volt durchgeführt ist).
Mit dem Fortfahren wird das System das Ende eines Fülltakts suchen. Aufgrund des Feststellens des Endes eines Fülltakts wird der CSOD-Wert abgelesen, welcher der Beendigung des Fülltakts folgt, während der Integrator 830 sich im Haltemodus befindet. So wird ein vollständiger, mit 5 Volt betriebener Fülltakt überwacht. An diesem Punkt wird die Motorspannung auf 13 Volt gesetzt, um den Impuls zu vervollständigen, und der Zähler auf 4 eingestellt (um zu veranlassen, daß jeder fünfte Takt mit 5 Volt über einen vollständigen Fülltakt betrieben wird).
Die oben angegebene Formel zur Berechnung der Impulslänge der hybriden Spannung wird verwendet, um zu bestimmen, wie weit der Pumpmechanismus im Zuführungstakt ist, und um die Motorimpulslänge anzupassen, die durch die (zum Steuern der Pumpgeschwindigkeit) verwendete Regelrückkopplung berechnet wurde, damit gewährleistet ist, daß die Impulslänge ausreichend groß ist, den Pumpmechanismus vollständig durch den Zuführungs- und den Auffülltakt hindurch zu betätigen. Wenn dieser Ausgleich nicht gemacht würde, würde die Impulslänge berechnet werden, als ob 13 Volt als Antriebsspannung benutzt würden. Da die Antriebsspannung zeitweise auf 5 Volt reduziert wurde, könnte der Mechanismus nicht in den Auffülltakt hinein angetrieben werden, damit ein CSOD-Wert gemessen werden kann. Ferner könnte ein nicht ausgeglichener Impuls zu unerwünschten Geschwindigkeitsoszillationen führen, da das geringe Ansprechen auf den 5-Volt-/13-Volt-Hybridimpuls sonst ein Ansteigen des nächsten Impulses, der 13 Volt wäre, veranlassen und damit zu einer übermäßigen Bewegung führen würde.

Claims

1. System zur Feststellung einer behälterseitigen Okklusion zum Gebrauch in einem Medikamenten-Infusionssystem mit einer Einmal-Kassette, die auf einer Hauptpumpeneinheit befestigt ist und die eine in ihr zum Zuführen eines Fluids aus einer Fluidquelle angeordnete Pumpe enthält, mit einem in der Hauptpumpeneinheit angebrachten Motor (804A) zum Antrieb der Pumpe, ferner mit Mitteln (829), um während des Füllhubes der Pumpe einen Parameter zu überwachen, der auf die Anwesenheit oder das Fehlen einer behälterseitigen Okklusion in der Fluidleitung hinweist, wobei die Überwachungsmittel als Ausgangssignal einen für den Parameter charakteristischen CSOD-Wert liefern, sowie mit Mitteln zum Vergleichen (836) des CSOD-Wertes mit einem vorgewählten Alarm-Schwellert, wobei diese Vergleichsmittel (836) einen Alarm auslösen, wenn der CSOD-Wert den vorgewählten Alarmwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter der Motorstrom ist und daß die Überwachungsmittel einen Integrator (830) umfassen, der eine Motorstrom-Integration während des Füllhubes durchführt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (830) das erste Integral des Motorstromes zum Erzeugen des CSOD-Wertes benutzt.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (830) die Motorstrom-Integration auch während einer dem Füllhub folgenden Zeitspanne, aber vor dem Zuführhub, durchführt.

4. System nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (830) den CSOD-Wert während des Zuführhubes hält, damit der CSOD-Wert abgefragt werden kann, und daß der Integrator (830) vor dem folgenden Füllhub wahlweise wieder zurückgestellt wird.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsmittel zusätzlich einen Analog-Digital-Umsetzer (832) zum Umsetzen des CSOD-Wertes in ein digitales Signal und wahlweise einen mit dem Motor (804A) in Reihe geschalteten Nebenschlußwiderstand (840), über den der Eingang zum Integrator (830) erfolgt, und wahlweise Mittel zum Eichen (834) des Systems aufweisen, die (834) als ein Ausgangssignal den vorgewählten Alarm-Schwellwert liefern.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte Schwellwert der unter Verwendung einer Testkassette ohne Kassettenreibung gemessene, mit einem konstanten Faktor von 1,5 bis 3,0, zum Beispiel 2, multiplizierte CSOD-Wert ist.

7. System nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichmittel (834) Minimal- und Maximalgrenzen für den vorgewählten Schwellwert liefern, z. B. eine Minimalgrenze von 42 und eine Maximalgrenze von 80.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor durch periodische Impulse angetrieben wird, die entweder, bei einer niedriger gesteuerten Antriebsspannung beispielsweise ungefähr 5 Volt oder bei einer höher gesteuerten Antriebsspannung beispielsweise ungefähr 13 Volt betragen, wobei die höhere Spannung bei höheren Fließgeschwindigkeiten eingesetzt wird.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der CSOD-Wert nach jedem Füllhub erfaßt wird, wenn der Motor mit der niedriger gesteuerten Antriebsspannung angetrieben wird, und bevorzugt einmal während jeder Zeitspanne erfaßt wird, in der eine vorbestimmte Anzahl von periodischen Impulsen, z. B. fünf, auftritt, wenn der Motor mit der gesteuerten Antriebsspannung angetrieben wird.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Anfangsinfusion mit der höheren Spannung der CSOD-Wert während des zweiten periodischen Impulses erfaßt wird.

11. System nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der CSOD-Wert während eines periodischen Impulses erfaßt werden soll, die Antriebsspannung auf den tieferen Wert abgesenkt wird, bis die Pumpe durch einen vollständigen Füllhub gefahren ist, wonach die Antriebsspannung wieder auf den höheren Wert zurückgebracht wird, wobei ein periodischer Impuls, der sowohl die tiefere Antriebsspannung wie auch die höhere Antriebsspannung einschließt, als ein hybrider Spannungsimpuls bezeichnet wird.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines hybriden Spannungsimpulses nach der Formel

berechnet wird, wobei Np die berechnete Position im Zuführungstakt (von 0 bis 160 Kodierzählungen, wobei 0 der Anfang des Zuführungstakts und das Ende ist), Nc der in Kodierzählungen (d. h. umgeformt von M/mlh) ausgedrückte Steuerwert für die Geschwindigkeitssteuerung, U&sub1;&sub3; die durch den Regler bei der aktuellen Abfragezeitspanne berechneten Impulslänge und g die Verstärkung ist.

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines Alarms (838) als Antwort darauf, daß die Vergleichsmittel (836) feststellen, daß der CSOD-Wert den vorgewählten Alarm-Schwellwert überschreitet.

14. Verfahren zum Feststellen einer behälterseitigen Okklusion in einem Medikamenten- Infusionssystem mit einer Einmal-Kassette, die auf einer Hauptpumpeneinheit befestigt ist und eine Pumpe zum Zuführen eines Fluids auf einer Fluidquelle zu einem Patienten sowie einen Motor (804a) zum Antrieb der Pumpe aufweist, mit den Schritten: Überwachung eines Parameters während des Füllhubes der Pumpe, wobei der Parameter auf die Anwesenheit oder das Fehlen einer behälterseitigen Okklusion in der Fluidleitung hinweist, Bereitstellen eines für den Parameter charakteristischen Ausgangssignals als CSOD-Wert, Vergleichen des CSOD-Wertes mit dem vorgewählten Alarm-Schwellwert sowie Auslösen eines Alarms, wenn der CSOD-Wert den vorgewählten Alarm-Schwellwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter Motorstrom ist und der Überwachungsvorgang ein Integrieren des Motorstroms während des Füllhubes umfaßt.