DE69117325T2

DE69117325T2 - Mit Ultraschall arbeitender Luftmengendetektor für ein Medikamenten-Infusionssystem

Info

Publication number: DE69117325T2
Application number: DE69117325T
Authority: DE
Inventors: Paul Anthony Koenig
Original assignee: Ivac Medical Systems Inc
Current assignee: CareFusion 303 Inc
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1991-04-15
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2011-04-16
Also published as: CA2039807A1; EP0453211A1; JP3236308B2; JPH04224763A; DE69117325D1; EP0453211B1; CA2039807C; US5176631A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Ultraschallsystem zum Detektieren des Vorhandenseins von mitgeführter Luft in einer Flüssigkeitsleitung, und insbesondere auf ein System, welches feststellt, wenn eine Schwellenzählung von eingeschlossener Luft auftritt, wobei ein Alarm nur ertönt, wenn diese Schwellenzählung vorhanden ist, so daß eingeschlossene Luft detektiert wird, wohingegen Fehlalarme vermieden werden.
In der Vergangenheit hat es zwei primäre Verfahren gegeben, welche verwendet wurden, um Medikamente zuzuführen, die nicht über den Mund eines Patienten eingenommen werden. Das erste dieser Verfahren geht über eine Injektion oder einen Schuß unter Verwendung einer Spritze und einer Nadel, welche eine große Dosis in relativ seltenen Intervallen einem Patienten zuführt. Dieses Verfahren ist nicht immer befriedigend, insbesondere wenn das Medikament, das verabreicht wird, potentiell lethal ist und negative Nebenwirkungen mit sich bringt, wenn es in einer großen Dosis verabreicht wird, oder das mehr oder weniger stetig verabreicht werden muß, um die gewünschte therapeutische Wirkung zu erzielen. Dieses Problem führt dazu, daß kleinere Injektionen in häufigeren Intervallen abgegeben werden, und daß ein Kompromiß geschlossen wird, der keine befriedigenden Ergebnisse liefert.
Das zweite Verfahren beinhaltet die Handhabung eines stetigen Flusses eines Medikamentes zu einem Patienten, typischerweise über eine IV-Flasche. Ein Medikament kann ebenfalls durch ein IV-System zugeführt werden, wobei eine Einspritzung vorgenommen wird in ein komplexes System von IV- Röhren, -Schläuchen und anderen Paraphernalia. Mit der Verwendung von Tropfenzählern als Messer für die Menge der abgegebenen Hauptflüssigkeit kommt am Ende dazu, daß viele Medikamente schließlich in einer großen Dosis durch Einspritzung in die IV-Leitungen zugeführt werden, obwohl die Medikamente bis zu einem gewissen Grad in der Trägerhauptflüssigkeit gelöst sind.
Als eine Alternative für diese beiden Verfahren der Handhabung von Medikamenten für einen Patienten ist die relativ neue Einbeziehung von Infusionspumpen für Medikamente als eine begrüßenswerte Verbesserung aufgekommen. Infusionspumpen für Medikamente werden verwendet, um Medikamente für einen Patienten in kleinen, abgemessenen Dosen in häufigen Intervallen zu handhaben, oder alternativ in den Fällen bei manchen Vorrichtungen mit einer niedrigen, aber im wesentlichen stetigen Geschwindigkeit. Die Infusionspumpentherapie kann elektronisch gesteuert werden, um genaue, abgemessene Dosen in genau bestimmten Intervallen zuzuführen, wodurch eine vorteilhafte allmähliche Infusion des Medikaments zu dem Patienten geschaffen wird. In dieser Weise ist die Fusionspumpe in der Lage, den natürlichen Vorgang nachzuahmen, bei welchem die chemischen Gleichgewichte genauer beibehalten werden durch den Betrieb auf einer stetigen Zeitbasis.
Eine der Anforderungen eines Medikamenteninfusionssystems wird diktiert durch die wichtige Konstruktionsüberlegung der Wegwerfbarkeit. Da der Teil der Vorrichtung, durch welchen das Medikament gepumpt wird, steril sein muß, sind in den meisten Anwendungen der modemen Medikamenteninfusionsausrüstungen einige Teile der Vorrichtung nur für die einmalige Verwendung und werden dann weggeworfen, typischerweise in regelmäßigen Abständen von einem Tag. Es ist daher wünschenswert, daß der Flüssigkeitspumpenteil der Infusionspumpenvorrichtung wegwerfbar ist, wobei die Flüssigkeitspumpe als eine anfügbare Kassette gestaltet ist, welche einen preisgünstigen Aufbau aufweist und welche leicht auf der Hauptpumpeneinheit angebracht werden kann.
Es ist klarerweise wünschenswert, eine einfache, wegwerfbare Kassetteneinrichtung zu haben, um die Kosten für ihren Aufbau zu minimieren, wobei eine minimale Anzahl von notwendigen Teilen in ihrer Konstruktion verwendet wird. Der Aufbau der Kassette sollte für die Massenproduktion geeignet sein und sollte eine einheitliche Kassette ergeben, welche in der Lage ist, flüssige Medikamente oder andere therapeutische Flüssigkeit mit einem hohen Grad an Genauigkeit zuzuführen. Die Kassette sollte mehr als nur eine Flüssigkeitspumpe enthalten; andere Merkmale, die früher in peripheren Einrichtungen vorgesehen waren, sollten ebenfalls von der Kassette umfaßt werden.
Ein solches System ist in korrespondierenden Anmeldungen des gegenwärtigen Anmelders unter den Nr. EP-A-321120, EP-A- 319269, EP-A-319279, EP-A-319278, EP-A-319276, EP-A-320168, EP-A-319273, EP-A-319274, EP-A-319268, EP-A-319277, EP-A- 319275, EP-A-341346, EP-A-346548, EP-A-319272 und EP-A-319267 offenbart.
Eine wesentliche Funktion eines Medikamenteninfusionssystems ist die Vermeidung der Infusion einer Flüssigkeit, die mehr als eine minimale Menge an Luftblasen enthält. Obwohl Schritte unternommen werden können, um die Möglichkeit von Luftblasen zu minimieren, welche in der Flüssigkeit, die einem Patienten infudiert wird, enthalten sein, ist es wesentlich, die Flüssigkeitsleitung zu überwachen, bevor sie den Patienten erreicht, um die Luftblasen, die in der zu infudierenden Flüssigkeit verbleiben, zu detektieren. Die Detektierung von Luftblasen in allen Flüssigkeiten, welche infudiert werden, ist daher ein kritisches Konstruktionserfordemis.
Ein Typ von System, welcher Luft in der Leitung detektieren kann, ist ein optisches Detektorsystem, welches Gegenstand von EP-A-319277 ist. Ein anderer Typ von System für die Detektierung von Luft in der Leitung ist ein Ultraschallsystem, welches Gegenstand der EP-A-419094 ist, die zum Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ gehört, und die eng mit der vorliegenden Anmeldung verwandt ist.
Ultraschalldetektoren für Luft-in-Leitung verwenden einen Ultraschallsender, der an einer Seite eine Flüssigkeitsleitung angeordnet ist, und einen Ultraschallempfänger, der an der anderen Seite der Flüssigkeitsleitung vorgesehen ist. Flüssigkeit ist ein guter Leiter für Ultraschallenergie, wohingegen Luft oder Schaum es nicht ist. Wenn daher eine Luftblase in der Flüssigkeitsleitung zwischen dem Sender und dem Empfänger ist, dann wird die Signalstärke deutlich ver mindert, und die Anwesenheit der Luftblase wird angezeigt. Die Ultraschalldetektoren für Luft-in-der-Leitung sind in der Lage, selbst sehr kleine Luftblasen in der Flüssigkeitsleitung zu detektieren.
Für die meisten Patienten ist es nicht schädlich, solche kleinen Mengen von Luft intravenös zu pumpen. Tatsächlich sind nur sehr wenige Patienten nicht in der Lage, etwa Luft, die in ihr Venensystem eingeführt wird, zu tolerieren, wie beispielsweise Neonaten, Paediatrike und andere Patienten mit septalen Schäden. In solchen Fällen, wo selbst sehr kleine Blasen schädlich sein können, müssen Luftbeseitigungsfilter verwendet werden. Außer bei der Infusion von Flüssigkeit in diese Patienten oder bei der Durchführung von intraarterieller Infusion, wird die Einführung von sehr kleinen Mengen von Luft nicht als besonders schädlich angesehen.
Daher ist es für ein Ultraschall-Luft-in-Leitung-Detektorsystem wünschenswert, wenn es nur bei der Anwesenheit von erheblicher Luft in der Flüssigkeitsleitung alarmiert. Fehleralarme, welche häufig in einigen Pumpenkonstruktionen auftreten aufgrund der praktischen Unvermeidbarkeit von kleinen Blasen, sind zu vermeiden.
In der verwandten EP-A-419094 wird ein Ultraschalldetektor für Luft-in-Leitung verwendet, um alle Luftblasen zu detektieren, die in der Flüssigkeitsleitung enthalten sind, wobei eine wegwerfbare Kassette gegeben ist, die eine Flüssigkeitspumpe enthält. Ein Signal von dem Luft-in-Leitung-Detektor zeigt entweder die Anwesenheit oder Abwesenheit von Luftblasen in Teilen des Flüssigkeitsweges, der von dem Ultraschallsensor abgedeckt wird, an. Das System arbeitet so, daß die gegenwärtige Anzeige des Vorhandenseins oder der Abwesenheit von Luftblasen zusammen mit einer Vorgeschichte der Anwesenheit von Luftblasen während eines "Fensters" ausgewertet wird und bestimmt wird, ob hinreichend genug Luftblasen vorhanden sind, um einen Alarm auszulösen und die Pumpe abzuschalten.
Das Fenster umfaßt ein Volumen, das geringer ist, als das Gesamtvolumen der Auslaßröhre, um einen Alarm und ein Pumpenabschalten zu ermöglichen, bevor Luft den Patienten erreichen kann. Wenn während des Pumpens der letzten Fenstervolumenmenge, die an dem Ultraschallsensor vorbeigelaufen ist, weniger als ein Schwellenwert an Luft auftritt, dann ist es dem System gestattet, den Betrieb fortzusetzen. Wenn andererseits die Schwelle der Luftmenge detektiert wurde während des Pumpens der letzten Fenstervolumenmenge, dann wird das System abgeschaltet und ein Alarm ertönt.
Das System erinnert sich automatisch an das Luftvolumen, währenddessen die Luft in dem Fenster enthalten ist. Wenn die Luft über das Fenster hinaus gepumpt wurde, dann ist sie automatisch "vergessen", da sie nicht länger in dem Fenster liegt. Auf diese Weise ist das System in der Lage, das Pumpen der Flüssigkeit fortzusetzen, selbst wenn eine winzige Menge von Luft in der gepumpten Flüssigkeit enthalten ist, wodurch Fehlalarme vermieden werden. Jedoch ist die Schwelle niedrig genug angesetzt, so daß jede signifikante Menge von Luft sofort detektiert wird und entsprechend reagiert wird.
Eine Analyse der Betriebsbedingungen einer Infusionsausrüstung zeigt, daß es vier mögliche Bedingungen bezüglich der Anwesenheit von Luft in der Infusionsvorrichtung gibt. Erstens, wenn das Infusionsgerät voreingestellt und verwendet wird, und es keine Konstruktionsdefekte in dem Infusionsgerät gibt, dann gibt es keine signifikante Menge von Luft. In der klinischen Verwendung ist zu erwarten, daß das Infusionssystem keinen Alarm erzeugt, der die Anwesenheit von Luft in dem System unter diesen Umständen erzeugt (keine Fehlalarme). Das System, das in der EP-A-419094 offenbart ist, vollführt unter dieser ersten Bedingung eine bewundemswerte Arbeit.
Zweitens kann die enthaltene Flüssigkeit leer sein und das Infusionsgerät trocken laufen. In der klinischen Verwendung muß der Detektor für die Luft in der Leitung des Infusionssystems die Luft detektieren und das Pumpen anhalten, bevor die Luft den Patienten erreichen kann. Die Detektierung einer so großen Menge von Luft ist eine Sicherheitsfunktion, die in den meisten Systemen vorhanden ist; um ein zuverlässiges Infusionssystem zu sein, muß das System immer Alarm ausllsen unter der Bedingung, daß der Behälter leer ist. Auch hier leistet das System, das in der EP-A-419094 offenbart ist, eine ausgezeichnete Arbeit.
Die dritte mögliche Bedingung liegt vor, wenn eine einzige Blase in das Infusionssystem eingeführt wird. Diese einzige Blase von ausreichender Größe muß detektiert werden von dem Infusionssystem und muß zu einem Abschalten des Pumpsystems führen. Zwar muß das Infusionssystem in solchen Situationen arbeiten, doch werden diese typischerweise nicht bei klinischen Anwendungen angetroffen. Auch dafür leistet das System, das in der EP-A-419094 offenbart ist, eine ausgezeichnete Arbeit.
Schließlich liegt die vierte Bedingung dann vor, wenn Luft in der Flüssigkeit, welche durch das Infusionssystem gepumpt wird, mitgeführt wird. In dieser Situation enthält die Infusionsröhre zwischen der Infusionspumpe und dem Patienten eine Mischung aus Luft und Flüssigkeit. Typischerweise liegen kleine Blasen von 10 bis 50 µl in der Röhre vor, die durch relativ große Volumen von Flüssigkeit voneinander getrennt sind. Zwar ist jede einzelne der Blasen kein Anlaß zur Beunruhigung, doch kann das kumulierte Luftvolumen ausreichend sein, um einen Alarm und eine Unterbrechung des Pumpens zu rechtfertigen.
Diese Situation tritt allgemein bei einem kleinen Leck in dem Flüssigkeitsweg auf. Beispielsweise kann eine solche Situation veranlaßt werden durch ein Nadelstichloch in der Flüssigkeitsröhre, einem Riß an einer Y-Stelle, einem Leck in einer Kassette aufgrund einer fehlerhaften Ultraschallabdichtung oder einer leckenden Kapseldichtung. Zuvor bekannte Detektionssysteme für Luft-in-Leitung sind nicht in der Lage, mitgeführte Luft in der Flüssigkeitsleitung genau zu detektieren. Selbst das System, das in der EP-A-419094 offenbart ist, leistet keine gute Arbeit für die Detektierung von mitgeführter Luft; wenn das System darauf eingestellt ist, mitgeführte Luft genau zu detektieren, dann erzeugt es eine nicht hinzunehmende Anzahl von Fehlalarme.
Typischerweise neigt das Krankenhauspersonal dazu, diese Alarme für winzige Mengen von Luft als Fehlalarme anzusehen, da sie eher häufig auftreten aufgrund der praktischen Unvermeidbarkeit von kleinen Blasen. Wenn in der Tat eine hohe Anzahl von Fehlalarme auftritt, dann wird die Vorrichtung wahrscheinlich als weniger wünschenswert angesehen, als ein konkurrierendes Gerät mit einem minderwertigen Detektorsystem für Luft-in-Leitung, das nicht so oft Alarme auslöst.
Es ist daher die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Luft-in-Leitung-Detektorsystem anzugeben, das mitgeführte Luft in der Flüssigkeitsleitung genau detektiert. Das System sollte nicht zu Fehlalarmen neigen aufgrund der Anwesenheit einer winzigen Luft, die in dem Flüssigkeitsweg detektiert wird. Das Detektorsystem wird Luft-in-Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung muß in der Lage sein, selbst sehr kleine Luftblasen in der Flüssigkeitsleitung in einer wegwerfbaren Kassette nahe des Ausgangsendes der Kassette zu detektieren, nachdem der Pumpenvorgang ausgeführt wurde, selbst wenn diese Blasen durch relativ große Flüssigkeitsvolumen voneinander getrennt sind. Zudem muß das System gemäß der vorliegenden Erfindung auf intelligente Art und Weise unterscheiden zwischen einer Situation, in welcher nur isolierte mitgeführte Luftblasen vorhanden sind, und der Situation, wenn eine beträchtliche Gesamtmenge von mitgeführter Luft in der Flüssigkeitsleitung vorhanden ist, wobei in dem ersteren Fall kein Alarm ausgelöst werden soll, wohingegen in dem zweiten Fall immer Alarm ausgelöst werden soll.
Verschiedene andere zusätzliche Merkmale sind wünschenswert in dem Aufbau einer Kassette und der Hauptpumpeneinheit, die das Luft-in-Leitung-Detektorsystem bilden. Beispiele solcher Merkmale ist die Fähigkeit, Luftblasen zu detektieren, unabhängig davon, ob die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in der Kassette schnell oder langsam ist, und die Fähigkeit, Luft in der Flüssigkeitsleitung zu detektieren, selbst wenn das Innere der Flüssigkeitsleitung mit Flüssigkeit beschichtet bleibt. Das System sollte in der Lage sein, genau und effektiv Luftlbasen in jedem Typ von Flüssigkeit, der infundiert wird, zu detektieren, unabhängig davon, ob die Flüssigkeit klar oder undurchsichtig ist, wie es der Fall für lipide Lösungen ist.
Das System sollte alle diese Aufgaben in einer Weise lösen, welche die Vorteile der Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Sicherheit des Betriebes beibehält und verstärkt. Das System gemäß der Erfindung sollte alle diese Vorteile ergeben und die Nachteile des Standes der Technik überwinden, ohne irgendwelche relativen Nachteile mit sich zu bringen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Erfassen des Vorhandenseins einer erheblichen Menge von eingeschlossener Luft in einer Flüssigkeit, die durch einen Flüssigkeitsdurchgang hindurchtritt, vorgesehen mit einem Sensor, der neben dem Flüssigkeitsdurchgang angeordnet ist, um ein "Luft-in-der-Leitung"-Ausgangssignal zu erzeugen, das anzeigt, ob gegenwärtig Luft oder Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsdurchgang an der von dem Sensor überwachten stelle vorhanden ist, und mit einer Monitoreinrichtung zum Überwachen des durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpten Volumens, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung, die auf das "Luft-in-der-Leitung"-Ausgangssignal und das Volumen der Luft anspricht, das in jedem einer Reihe von Fenstern von wenigstens einem vorgegebenen Volumen enthalten ist, welches durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpt wird, wobei die Bestimmungseinrichtung als Ausgang einen numerischen Wert für jedes Fenster liefert, der charakterisiert, in welchem einer Vielzahl von Bereichen das in jedem Fenster vorhandene Luftvolumen enthalten ist, eine Recheneinrichtung zum Berechnen der Summe der numerischen Werte, die jedes der wenigstens ein Fenster charakaterisieren, wobei N eine vorgegebene Zahl ist, und durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Alarmsignals, wenn die Summe der numerischen Werte von der Rechnereinrichtung, die jedes der wenigstens N Fenster charakterisieren, gleich oder größer als ein vorgewählter Schwellenwert ist.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist, daß er ein System zum Detektieren des Vorhandenseins einer erheblichen Menge von eingeschlossener Luft in einer Flüssigkeit, die durch einen Flüssigkeitsdurchgang hindurchtritt, angibt, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung des Luftvolumens, das in jedem einer Folge von Fenstern von wenigstens einem vorgegebenen Volumen, das durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpt wird, enthalten ist, wobei die Bestimmungseinrichtung als Ausgang einen numerischen, ganzzahligen Wert für jedes Fenster liefert, der charakterisiert, in welcher einer Vielzahl von Bereichen das in dem Fenster enthaltene Luftvolumen enthalten ist, eine Recheneinrichtung zum Berechnen der Summe der numerischen Werte, die jedes der wenigstens N Fenster charakterisiert, wobei N eine gegebene Zahl ist, und ein Einrichtung zur Erzeugung eines Alarmsignals, wenn die Summe der numerischen Werte, die jedes der wenigstens N Fenster charaktisiert, von der Recheneinrichtung gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Erfassen der Anwesenheit einer erheblichen Menge von eingeschlossener Luft in einer Flüssigkeit gegeben, die durch ein Flüssigkeitsdurchgang hindurchtritt, welches umfaßt, daß ein "Luft-in-der-Leitung"-Ausgangssignal, welches anzeigt, ob gegenwärtig Luft oder Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsdurchgang an einer bestimmten Stelle vorhanden ist, mit einem Ultraschallsensor erzeugt wird, der neben dem Flüssigkeitsdurchgang an der bestimmten Stelle angeordnet ist, daß das Volumen überwacht wird, das durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpt wird, und daß ein Volumenausgangssignal erzeugt wird, das das gepumpte Volumen anzeigt, wobei das Verfahren ferner umfaßt, daß aus dem "Luft-in-der-Leitung"-Ausgangssignal und dem Volumenausgangssignal das Volumen bestimmt wird, die in jedem einer Abfolge von Fenstern von wenigstens einem vorgegebenen Volumen, durch das durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpt wird, vorhanden ist, und daß ein numerischer Wert als Ausgangswert für jedes Fenster erzeugt wird, der charakterisiert, in welchem einer Vielzahl von Bereichen das Volumen der in jedem Fenster vorhandenen Luft fällt, und daß berechnet wird, ob die Summe der numerischen Werte, die jedes der wenigstens N Fenster charakterisieren, von der Recheneinrichtung gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Vorzugsweise umfaßt der Sensor ein Sender zum Übertragen eines Ultraschallsignals, das an den Flüssigkeitsdurchgang angelegt wird, und einen Empfänger, um zu erfassen, ob das Ultraschallsignal durch den Flüssigkeitsdurchgang hindurchtritt, und um das "Luft-in-der-Leitung"-Signal zu liefern, das die gegenwärtige Anwesenheit von Flüssigkeit oder Luft in dem Flüssigkeitsdurchgang an der von dem Ultraschallsensor überwachten Stelle anzeigt. Vorzugsweise umfaßt der Sender einen ersten Ultraschallwandler, der auf einer Seite des Flüssigkeitsdurchgangs liegt, und eine Antriebseinrichtung zum Antreiben des Ultraschallsensors, um Ultraschallschwingungen zu erzeugen, die auf die eine Seite des Flüssigkeitsdurchgangs übertragen werden, und einen zweiten Ultraschallwandler, der auf der anderen Seite des Flüssigkeitsdurchgangs liegt, wobei die Ultraschallschwingungen, die durch den Flüssigkeitsdurchgang hindurchtreten, von dem zweiten Ultraschallwandler empfangen werden, wenn sich Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsdurchgang befindet, wobei Ultraschallschwingungen im wesentlichen nicht durch den Flüssigkeitsdurchgang hindurchtreten und nicht von dem zweiten Ultraschallwandler empfangen werden, wenn eine Luftblase sich in dem Flüssigkeitsdurchgang befindet, wobei der Empfänger ferner eine Einrichtung aufweist, um die von dem zweiten Wandler empfangenen Ultraschallschwingungen zu erfassen und das "Luft-in-der-Leitung"-Ausgangssignal zu erzeugen, das anzeigt, ob gegenwärtig Luft oder Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsdurchgang zwischen dem ersten oder zweiten Wandler vorhanden ist. Vorzugsweise weist der erste und der zweite Ultraschallwandler eine Resonanzfrequenz auf, und die Antriebseinrichtung erzeugt ein Schwingungssignal, das von einer ersten Frequenz zu einer zweiten Frequenz durchläuft, wobei die Resonanzfrequenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz liegt.
Die Detektoreinrichtung kann einen Verstärker umfassen, zum Verstärken eines elektrischen Signals, das von dem zweiten Ultraschallwandler erzeugt wird, einen Gleichrichter zum Gleichrichten des verstärkten elektrischen Signals, das von dem zweiten Ultraschallwandler erzeugt wird, und einen ersten Vergleicher, zum Erzeugen eines ersten Vergleicherausgangssignals, wenn das gleichgerichtete, verstärkte elektrische Signal, das von dem zweiten Ultraschallwandler erzeugt wird, einen ersten Schwellenwert übersteigt. Die Antreibseinrichtung kann periodisch arbeiten, um den ersten Ultraschallwandler anzutreiben, um Ultraschallschwingungen, vorzugsweise in einem 1/8-Arbeitstakt zu erzeugen. Vorzugsweise arbeitet die Antriebseinrichtung bei einer Frequenz, die genügend hoch ist, um sicherzustellen, daß eine Luftblase selbst bei der höchstmöglichen Flüssigkeitsgeschwindigkeit durch den Flüssigkeitsdurchgang umfaßt wird, beispielsweise bei einer Frequenz von 750 Hz.
Vorzugsweise umfaßt das System eine Kolbenpumpe, um Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsdurchgang zu pumpen, und eine Einrichtung zum Antreiben der Pumpe, wobei die Monitoreinrichtung ein Kodierer zur Erzeugung einer Positionsinformation, die die Position der Kolbenpumpe beschreibt, und ein Dekoder zum Dekodieren der Positionsinformation aufweist, um festzustellen, wieviel Volumen von einer ersten Stelle der Positionsinformation zu einer zweiten Stelle der Positionsinformation gepumpt worden ist. Das System kann weiterhin eine Einrichtung zur Messung des Drucks in dem Flüssigkeitsdurchgang und eine Einrichtung zum Modifizieren des Volumens, das von dem Dekoder entsprechend dem gemessenen Druck in dem Flüssigkeitsdurchgang festgestellt wird, um das Volumenausgangssignal zu erzeugen; und eine Einrichtung zur Auswahl der Größe des vorgegebenen Volumens von einer Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten.
Vorzugsweise ist die Größe des vorgegebenen Volumens erheblich geringer als das Volumen des Flüssigkeitsdurchgangs von der Stelle, die von dem Ultraschallsensor überwacht wird, bis zu dem Patienten, und beträgt beispielsweise ungefähr zwischen 100 ml und 300 ml. Am geeignetsten ist es, wenn das zweite vorbestimmte Volumen zwischen einem 1/12 und einem 1/6 der Größe des letzten vorbestimmten Volumens liegt, und vorzugsweise 1/6 der Größe des letzten vorbestimmten Volumens beträgt.
Auf diese Weise werden Fehlalarme aufgrund winziger Mengen von Luft, die für die meisten Patienten nicht gefährlich sind, vermieden, wodurch lästige Alarme aufgrund unbedeutender Mengen von mitgeführter Luft, die den Patienten erreicht, vermieden wird. Das System bleibt in der Lage, selbst sehr kleine Luftblasen zu detektieren und genau zu bestimmen, wenn diese kleinen Blasen zusammen eine beträchtliche Menge von mitgeführter Luft darstellen, die es erforderlich macht, daß ein Alarm ausgelöst wird. Folglich wird ein ausgezeichnetes Detektorsystem für mitgeführte Luft geschaffen, das den Durchgang unbedeutenden Mengen von mitgeführten Luftblasen erlaubt, doch das Alarm auslöst, wenn es eine beträchtliche Menge von mitgeführter Luft in der Flüssigkeitsleitung gibt.
Es kann daher begrüßt werden, daß die vorliegende Erfindung ein Detektorsystem für Luft in der Leitung angibt, welches mitgeführte Luft in der Flüssigkeitsleitung genau detektiert. Das System der Erfindung neigt nicht zu Fehlalarmen bei der Anwesenheit einer winzigen Menge von Luft, die in dem Flüssigkeitsweg detektiert wird. Das Detektorsystem für Luft in der Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, selbst sehr kleine Luftblasen in der Flüssigkeitsleitung einer wegwerfbaren Kassette nahe dem Ausgangsende der Kassette zu detektieren, nachdem der Pumpvorgang ausgeführt wurde, selbst wenn relativ große Volumen an Flüssigkeit dazwischenliegen. Das System der Erfindung unterscheidet auf intelligente Art und Weise zwischen einer Situation, in welcher isolierte mitgeführte Luftblasen vorhanden sind, und einer Situation, wenn eine beträchtliche Menge von Luft in der Flüssigkeitsleitung ist, wobei in dem vorangegangenen Fall kein Alarm ausgelöst wird und immer Alarm ausgelöst wird in dem letzteren Fall.
Verschiedene andere zusätzliche Merkmale sind in dem Detektorsytem für Luft-in-der-Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten. Beispiele dieser Merkmale ist die Fähigkeit, Luftblasen zu detektieren, unabhängig davon, ob die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in der Kassette schnell oder langsam ist, und die Fähigkeit, Luft in der Flüssigkeitsleitung zu detektieren, selbst wenn das Innere der Flüssigkeitsleitung mit einer Flüssigkeit beschichtet bleibt. Das System ist in der Lage, genau und effizient Luftblasen in jedem Typ von Flüssigkeit, der infundiert werden kann, zu detektieren, gleichgültig, ob die Flüssigkeit klar oder undurchsichtig ist.
Das System führt alle diese Aufgaben in einer Weise aus, welche die Vorteile der Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Betriebssicherheit, die zu einem Ultraschalldetektor gehören, beibehält und verstärkt. Das System gemäß der Erfindung liefert alle diese Vorteile und überwindet die Begrenzungen des Standes der Technik, ohne irgendwelche relativen Nachteile mit sich zu bringen. Alle diese Vorteile der Erfindung führen zu einem überlegenen Medikamenteninfusionssystem mit einer Anzahl von Vorteilen, welche das System zu einer hochgradig begehrenswerten Alternative zu den gegenwärtig erhältlichen Systemen macht.
Die Erfindung kann in der Praxis auf verschiedene Weisen durchgeführt werden, und einige Ausführungsformen werden nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In dieser Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird ein einheitlich ausgerichtetes System verwendet, in welcher Vorderseite, Hinterseite, oben, unten, links und rechts in Bezug auf die Betriebsstellung der Kassette und der Hauptpumpeneinheit eingegeben sind, wenn sie von der Vorderseite der Hauptpumpeneinheit betrachtet werden. In den begleitenden Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine Aufsicht auf einen wegwerfbaren Kassettenkörper, der den größten Teil des Flüssigkeitsweges durch die Kassette zeigt;
Fig. 2 ist eine Aufsicht auf einen wegwerfbaren Kassettenkörper, der in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine hervorgehobene rückseitige (invertierte) Ansicht des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist;
Fig. 4 ist eine Bodenansicht des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist;
Fig. 5 ist eine rechte Seitenansicht (invertiert) des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist;
Fig. 6 ist eine Linksseitenansicht des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist;
Fig. 7 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht von der Vorderseite des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 bis 6 gezeigt ist, wobei eine Blasenfalle gezeigt ist, die verwendet wird, um Luftblasen aus der zur Kassette zugeführten Flüssigkeit zu entfernen;
Fig. 8 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht von der rechten Seite (invertiert) des Kassettenkörpers, der in den Fig. 1 bis 6 gezeigt ist, wobei der Zylinder der Flüssigkeitspumpe gezeigt ist, die in der Kassette enthalten ist;
Fig. 9 ist eine Aufsicht auf eine Ventilmembrane, die verwendet wird, um die Durchgänge auf der oberen Fläche des Kassettenkörpers, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, abzudichten;
Fig. 10 ist eine Bodenansicht der Ventilmembrane, die in Fig. 9 gezeigt ist;
Fig. 11 ist ein vertikaler Schnitt durch die Ventilmembrane, die in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, gesehen von der Rückseite;
Fig. 12 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht von der rechten Seite der Ventilmembrane, die in Fig. 9 und 10 gezeigt ist;
Fig. 13 ist eine Aufsicht auf ein Ventilmembranrückhalter, der verwendet wird, um die Ventilmembrane, die in den Fig. 9 bis 12 gezeigt ist, zurückzuhalten;
Fig. 14 ist eine Bodenansicht des Ventilmembranrückhalters, der in Fig. 13 gezeigt ist;
Fig. 15 ist eine rückseitige hervorgehobene Ansicht des Ventilmembranrückhalters, der in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist;
Fig. 16 ist eine vordere hervorgehobene Ansicht des Ventilmembranrückhalters, der in den Fig. 13 bis 15 gezeigt ist
Fig. 17 ist eine rechte Seitenansicht des Ventilmembranrückhalters, der in den Fig. 13 bis 16 gezeigt ist;
Fig. 18 ist eine linke Seitenansicht des Ventilmembranrückhalters, der in den Fig. 13 bis 17 gezeigt ist;
Fig. 19 ist ein vertikaler Schnitt durch den Ventilmembranrückhalter, der in den Fig. 13 bis 18 gezeigt ist, gesehen von der Vorderseite;
Fig. 20 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht von der linken Seite des Ventilmembranrückhalters, der in den Fig. 13 bis 19 gezeigt ist;
Fig. 21 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht von der rechten Seite des Ventilmembranrückhalters, der in den Fig. 13 bis 20 gezeigt ist;
Fig. 22 ist eine Aufsicht auf eine Blasenkammerabdeckung;
Fig. 23 ist eine Bodenansicht der Blasenkammerabdeckung, die in Fig. 22 gezeigt ist;
Fig. 24 ist eine linke Seitenansicht der Blasenkammerabdeckung, die in den Fig. 22 bis 24 gezeigt ist;
Fig. 26 ist eine aufgeschnittene Ansicht (invertiert) von der rechten Seite der Blasenkammerabdeckung, die in den Fig. 22 bis 24 gezeigt ist;
Fig. 27 ist eine Aufsicht auf eine Gleitverriegelung, die verwendet wird, um sowohl die Kassette an ihrem Platz auf der Hauptpumpeneinheit zu verriegeln, und um die IV-Auslaßleitung vor der Installation der Hauptpumpeneinheit abzuklemmen;
Fig. 28 ist eine rechte Seitenansicht der Gleitverriegelung, die in der Fig. 27 gezeigt ist;
Fig. 29 ist ein Bodenansicht der Gleitverriegelung, die in den Fig. 27 und 28 gezeigt ist;
Fig. 30 ist eine rechte Seitenansicht der Gleitverriegelung, die in den Fig. 27 bis 29 gezeigt ist;
Fig. 31 ist eine vordere hervorgehobene Ansicht der Gleitverriegelung, die in den Fig. 27 bis 30 gezeigt ist;
Fig. 32 ist eine aufgeschnittene Ansicht (invertiert) von der linken Seite der Gleitverriegelung, die in den Fig. 27 bis 31 gezeigt ist;
Fig. 33 ist eine Seitenansicht der Kolbenabdeckung und der Manschettendichtung, die sowohl als ein Kolben wie auch als bakterielle Dichtung wirken;
Fig. 34 ist eine Ansicht von oben auf die Kolbenabdeckung und die Manschettendichtung, die in Fig. 33 gezeigt sind;
Fig. 35 ist eine Ansicht von unten auf die Kolbenabdeckung und die Manschettendichtung, die in den Fig. 33 und 34 gezeigt sind;
Fig. 36 ist ein vertikaler Schnitt durch die Kolbenabdeckung und die Manschettendichtung, die in den Fig. 33 bis 35 gezeigt sind;
Fig. 37 ist eine rückseitige Ansicht eines Kolbens vor dem Einsetzen in die Kolbenabdeckung und die Manschettendichtung, die in den Fig. 33 bis 36 gezeigt sind;
Fig. 38 ist eine Vorderansicht des Kolbens, der in der Fig. 37 gezeigt ist;
Fig. 39 ist eine Aufsicht auf den Kolben, der in den Fig. 37 und 38 gezeigt ist;
Fig. 40 ist eine linke Seitenansicht des Kolbens, der in den Fig. 37 bis 39 gezeigt ist;
Fig. 41 ist eine Bodenansicht des Kolbens, der in den Fig. 37 bis 40 gezeigt ist;
Fig. 42 ist eine aufgeschnittene Ansicht (invertiert) von der rechten Seite des Kolbens, der in den Fig. 37 bis 41 gezeigt ist;
Fig. 43 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf einen Röhrenadapter zur Installation in der Auslaßröhre unter der Gleitverriegelung;
Fig. 44 ist eine Schnittansicht des Röhrenadapters, der in Fig. 43 gezeigt ist;
Fig. 45 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf die zusammengebaute Kassette unter Verwendung der Komponenten, die in den Fig. 1 bis 44 gezeigt sind, wobei die Gleitverriegelung in der offenen Stellung ist;
Fig. 46 ist eine Bodenansicht der zusammengebauten Kassette, die in Fig. 45 gezeigt ist, wobei der Röhrenadapter aus Gründen der Klarheit entfernt ist und die Gleitverriegelung in der offenen Stellung ist;
Fig. 47 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf die zusammengebaute Kassette, die in den Fig. 45 und 46 gezeigt ist, wobei die Gleitverriegelung in der geschlossenen Stellung ist;
Fig. 48 ist eine Bodenansicht der zusammengebauten Kassette, die in den Fig. 45 bis 47 gezeigt ist, wobei der Röhrenadapter entfernt ist aus Gründen der Klarheit und die Gleitverriegelung in der geschlossenen Stellung ist;
Fig. 49 ist eine linke Seitenansicht des Verriegelungskopfes, der zum Aufnehmen und Betätigen des Kolbens verwendet wird;
Fig. 50 ist eine rechte Seitenansicht des Verriegelungskopfes, der in Fig. 49 gezeigt ist;
Fig. 51 ist eine Bodenansicht des Verriegelungskopfes, der in den Fig. 49 und 50 gezeigt ist;
Fig. 52 ist eine Aufsicht auf den Verriegelungskopf, der in den Fig. 49 bis 51 gezeigt ist;
Fig. 53 ist eine aufgeschnittene Ansicht von der rechten Seite des Verriegelungskopfes, der in den Fig. 49 bis 52 gezeigt ist;
Fig. 54 ist eine rechte Seitenansicht eines Federrückhalters, der in dem Verriegelungskopf angebracht wird, der in den Fig. 49 bis 52 gezeigt ist;
Fig. 55 ist eine Vorderansicht des Federrückhalters, der in der Fig. 54 gezeigt ist;
Fig. 56 ist eine linke Seitenansicht der Verriegelungsklemme, die an dem Verriegelungskopf, welcher in den Fig. 49 bis 52 gezeigt ist, angebracht wird;
Fig. 57 ist eine Bodenansicht der Verriegelungsklemme, die in der Fig. 56 gezeigt ist;
Fig. 58 ist eine rückseitige Ansicht der Verriegelungsklemme, die in den Fig. 56 und 57 gezeigt ist;
Fig. 59 ist eine linke Seitenansicht des Klemmenaufbaus in der offenen Stellung, wobei der Klemmenaufbau den Verriegelungskopf umfaßt, der in den Fig. 49 bis 52 gezeigt ist, den Federrückhalter, der in den Fig. 54 und 55 gezeigt ist, die Verriegelungsklemme, die in den Fig. 56 bis 58 gezeigt ist, eine Verriegelungsfeder und Stifte, um die verschiedenen Komponenten zusammenzuhalten;
Fig. 60 ist eine Bodenansicht des Klemmenaufbaus, der in der Fig. 59 gezeigt ist, wobei der Klemmaufbau in der offenen Stellung gezeigt ist;
Fig. 61 ist eine linke Seitenansicht des Klemmaufbaus, der in den Fig. 59 und 60 gezeigt ist, wobei der Klemmaufbau in der offenen Stellung gezeigt ist (und in der geschlossenen Stellung in gestrichelten Linien);
Fig. 62 ist eine Bodenaufsicht auf das Hauptpumpengehäuse;
Fig. 63 ist eine Vorderansicht auf das Hauptpumpengehäuse, das in Fig. 62 gezeigt ist;
Fig. 64 ist eine Aufsicht auf das Hauptpumpengehäuse, das in den Fig. 62 und 63 gezeigt ist;
Fig. 65 ist eine rückseitige Ansicht (invertiert) auf das Hauptpumpengehäuse, das in den Fig. 62 bis 64 gezeigt ist;
Fig. 66 ist eine perspektivische Ansicht auf die Kassettenführung, die verwendet wird, um die Kassette der Fig. 45 bis 48 auf der Hauptpumpeneinheit zu positionieren;
Fig. 67 ist eine Querschnittsansicht auf die Kassettenführung, die in Fig. 66 gezeigt ist;
Fig. 68 ist eine Aufsicht auf die Kassettenführung, die in den Fig. 66 und 67 gezeigt ist;
Fig. 69 ist eine Bodenansicht auf die Kassettenführung, die in den Fig. 66 bis 68 gezeigt ist;
Fig. 70 ist eine Seitenansicht auf die Pumpenwelle, auf welche der Klemmenaufbau, der in den Fig. 59 bis 61 gezeigt ist, angebracht ist;
Fig. 71 ist eine rechte Seitenansicht des Gleitverschlusses, der verwendet wird, um die Kassette, welche in den Fig. 43 bis 48 gezeigt ist, in der Stellung auf der Hauptpumpeneinheit zu halten;
Fig. 72 ist eine Bodenansicht des Gleitverschlusses, der in der Fig. 71 gezeigt ist;
Fig. 73 ist eine linke Seitenansicht (invertiert) des Gleitverschlusses, der in den Fig. 71 und 72 gezeigt ist, wobei die Blende gezeigt ist, die verwendet wird, um den Lichtstrahl von der optischen Lichtquelle weg von dem optischen Lichtsensor zu reflektieren, wenn der Gleitverschluß in der offenen Stellung ist;
Fig. 74 ist eine Aufsicht auf den Gleitverschluß, der in den Fig. 71 bis 73 gezeigt ist, wobei die reflektierende Oberfläche, welche zur Reflektion des Lichtstrahls von der optischen Lichtquelle auf den optischen Lichtsensor gezeigt ist, wenn der Gleitverschluß in seiner geschlossenen Stellung ist;
Fig. 75 ist eine Vorderansicht des Gleitverschlusses, der in den Fig. 71 bis 74 gezeigt ist;
Fig. 76 ist eine rückseitige Ansicht des Gleitverschlusses, der in den Fig. 71 bis 75 gezeigt ist, wobei die geneigte Oberfläche gezeigt ist, welche verwendet wird, um den Lichtstrahl weg von dem entsprechenden Sensor zu reflektieren, wenn der Gleitverschluß in der offenen Stellung ist;
Fig. 77 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf das obere Sensorgehäuse;
Fig. 78 ist ein vertikaler Schnitt durch das obere Sensorgehäuse, das in Fig. 77 gezeigt ist;
Fig. 79 ist eine Aufsicht auf das obere Sensorgehäuse, das in den Fig. 77 und 78 gezeigt ist;
Fig. 80 ist eine Bodenaufsicht auf das obere Sensorgehäuse, das in den Fig. 77 bis 79 gezeigt ist;
Fig. 81 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf das untere Sensorgehäuse;
Fig. 82 ist ein vertikaler Schnitt durch das untere Sensorgehäuse, das in Fig. 81 gezeigt ist;
Fig. 83 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf das untere Sensorgehäuse, das in den Fig. 81 und 82 gezeigt ist;
Fig. 83A ist eine Bodenansicht auf das untere Sensorgehäuse, das in den Fig. 81 bis 83 gezeigt ist;
Fig. 84 ist eine Aufsicht auf ein Teil eines Leitungsschaltkreises, der verwendet wird, um eine elektrische Schnittstelle mit einem Paar von Ultraschallwandlern zu bilden;
Fig. 85 ist eine teilweise hervorgehobene perspektivische Ansicht, die zeigt, wie die Ultraschallwandler an dem Leitungsschaltkreis angebracht sind, unter Verwendung eines Übertragungsbandes;
Fig. 85A ist eine teilweise hervorgehobene perspektivische Ansicht, die eine alternative Ausführungsform zeigt, in welcher Teile des Leitungsschaltkreises und des leitenden Übertragungsbandes auf den Rückseiten der Ultraschallwandleröffnungen hierdurch aufweisen;
Fig. 86 ist eine perspektivische Ansicht von unten, die den Aufbau von Fig. 85 zeigt, der auf dem oberen Sensorgehäuse angebracht ist;
Fig. 87 ist eine perspektivische Ansicht von unten, die ein Miniaturschaltkreisbrett zeigt, das auf dem Leitungsschaltkreis des Aufbaus von Fig. 86 angebracht ist;
Fig. 88 ist eine vordere hervorgehobene Ansicht eines optischen Sensormoduls;
Fig. 89 ist eine hervorgehobene Seitenansicht des optischen Sensormoduls, das in Fig. 88 gezeigt ist;
Fig. 90 ist eine Aufsicht auf das optische Sensormodul, das in den Fig. 88 und 89 gezeigt ist;
Fig. 91 ist eine vordere Ansicht auf ein Ventilbetätiger;
Fig. 92 ist eine Seitenansicht auf den Ventilbetätiger, der in Fig. 91 gezeigt ist;
Fig. 93 ist eine Bodenansicht auf den Ventilbetätiger, der in den Fig. 91 und 92 gezeigt ist;
Fig. 94 ist eine Aufsicht auf eine der Betätigerführungen, die verwendet werden, um die Ventilbetätiger für eine Kassette zu führen und zurückzuhalten;
Fig. 95 ist eine Seitenansicht auf die Betätigerführung, welche in Fig. 94 gezeigt ist;
Fig. 96 ist eine Aufsicht auf einen Druckwandler;
Fig. 97 ist eine Seitenansicht auf den Druckwandler, der in Fig. 96 gezeigt ist;
Fig. 98 ist eine Bodenansicht auf den Druckwandler, der in Fig. 96 gezeigt ist;
Fig. 99 ist eine Bodenansicht auf die elastomerische Ventilbetätigerdichtung, welche verwendet wird, um die Ventilbetätiger in eine Aufwärtsstellung vorzuspannen;
Fig. 100 ist eine aufgeschnittene Ansicht der Ventilbetätigerdichtung, welche in Fig. 99 gezeigt ist;
Fig. 101 ist eine perspektivische Ansicht des Hauptpumpeneinheitsgehäuses, wobei die verschiedenen Komponenten für eine Pumpe darauf angebracht sind;
Fig. 102 ist eine Bodenansicht des Hauptpumpeneinheitsgehäuses mit den verschiedenen Komponenten für eine Pumpe darauf angebracht, wobei der Gleitverschluß in der offenen Stellung bereit ist, die Kassette aufzunehmen;
Fig. 103 ist eine Bodenansicht des Hauptpumpeneinheitsgehäuses, das in Fig. 102 gezeigt ist, wobei der Gleitverschluß in der geschlossenen Stellung ist, wie er es sein würde, wenn eine Kassette eingebracht wäre und auf der Hauptpumpeneinheit verriegelt wäre;
Fig. 104 ist eine Seitenansicht, die eine Kassette in der Stellung zeigt, in welcher sie auf der Hauptpumpeneinheit angebracht wird;
Fig. 105 ist eine Seitenansicht, die die Kassette zeigt, wie sie an der Hauptpumpeneinheit angreift, wobei der Röhrenadapter in der erweiterten Vertiefung im Boden des Sensorgehäuses eingreift, um die Auslaßröhre in Eingriff mit den Ultraschallwandlern zu ziehen;
Fig. 106 ist eine Seitenansicht, die die Kassette voll installiert auf der Hauptpumpeneinheit zeigt, wobei die Gleitverrriegelung geschlossen ist, und die Auslaßröhre in vollem Eingriff zwischen den Ultraschallwandlern in dem Sensorgehäuse steht;
Fig. 107 ist ein Blockdiagramm des gesamten Betriebssystems der Infusionspumpe gemäß der vorliegenden Erfindung, das den Ultraschalldetektor für Luft-in-Leitung zeigt und einen Selbsttest dafür;
Fig. 108 ist ein schematisches Diagramm des Sendeschaltkreises für das Ultraschalldetektorsystem für Luft-inder-Leitung für alle drei Kanäle;
Fig. 109 ist ein Blockdiagramm des Empfängerschaltkreises für einen Kanal, wobei der Schaltkreis ein Ausgangssignal aufweist;
Fig. 110 ist ein schematisches Diagramm des Verarbeitungsschaltkreises, der verwendet wird, um das Ausgangssignal von dem Empfängerschaltkreis zu verarbeiten, um ein AILD-Ausgangssignal für jeden Kanal und ein Unterbrechungssignal erzeugt, das eine Änderung in dem Zustand des AILD-Ausgangssignals für ein der drei Kanäle anzeigt;
Fig. 111 zeigt verschiedene Wellenformen, die von dem Schaltkreis der Fig. 108, 109 und 110 erzeugt wird;
Fig. 112 ist ein vereinfachtes Flußdiagramm, das den Betrieb des Detektorüberwachungssystems für mitgeführte Luftin-Leitung zeigt.
Die Kassette: Die bevorzugte Ausführungsform der Kassette gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt alle die Merkmale, die oben beschrieben wurden, in einer einzigen kompakten wegwerfbaren Kassette, die aus sieben Teilen aufgebaut ist. Die Grundkonstruktion und der Betrieb der Kassette ist Gegenstand der EP-A-319 278 des vorliegenden Anmelders Mit Bezug auf die Fig. 43 und 44 ist ein Röhrenadapter 301 gezeigt, der zwischen einer Auslaßröhre 306, die sich von der zusammengebauten Kassette 302 erstreckt, und einer Zufuhrröhre 303, die zum Patienten führt, angeordnet ist. Der Röhrenadapter 301 ist im wesentlichen zylindrisch und ist hohl im ganzen, wodurch es möglich wird, daß die Einlaßröhre 306 und die Auslaröhre 303 hierin eingesetzt wird. Die Einlaßröhre 306 und die Auslaßröhre 303 sind in der bevorzugten Ausführungsform haftend an den Röhrenadapter 301 befestigt. Am oberen Ende des Röhrenadapters 301 ist ein äußerer verjüngter Abschnitt 305 vorgesehen, der einen zunehmend kleineren Außendurchmesser aufweist, je mehr er sich dem oberen Ende nähert. Unter dem verjüngten Abschnitt 305 ist ein radial nach außen sich erstreckender Flansch 307 angebracht.
Der Aufbau und die Konfiguration der Kassette werden nun mit Bezug auf eine zusammengebaute Kassette 302 beschrieben, die in den Fig. 45 bis 48 gezeigt ist.
Eine Einlaßröhre 304 ist haftend an dem Innendurchmesser einer Einlaßöffnung 238 in der Blasenkammerabdeckung 230 in Flüssigkeitsverbindung mit einer Blasenkammer 106 vorgesehen. Eine Auslaßröhre 306 erstreckt sich durch den breiteren Abschnitt der Öffnung 258 und ist haftend an dem Innendurchmesser eines Auslaßröhrenhaltezylinders 144 in dem Kassettenkörper 100 befestigt.
Der Röhrenadapter 301 ist verbunden mit dem äußeren Ende der Auslaßröhre 306 und die Zufuhrröhre 303 ist ebenfalls an dem Röhrenadapter 301 befestigt. Die Einlaßröhre 304 und die Auslaßröhre 306 sind in den Figuren nur teilweise gezeigt; an ihren jeweiligen Enden, die nicht mit der zusammengebauten Kassette 302 verbunden sind, können Verbinder vorgesehen werden, wie beispielsweise Standardverbinder (nicht gezeigt), die im Stand der Technik wohlbekannt sind. Die Haftmittel, welche verwendet werden, um die Einlaßröhre 304 und die Auslaßröhre 306 an der zusammengebauten Kassette 302 zu befestigen, sind ebenfalls im Stand der Technik gut bekannt. Beispielsweise können Haftmittel, wie Cyclohexanon, Methylendichlorid oder Tetrahydrofurion (THF), verwendet werden.
Die Hauptpumpeneinheit: Die bevorzugte Ausführungsform der Hauptpumpeneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Anzahl von Komponenten, die zum Halten, Verriegeln und Antreiben der oben beschriebenen Kassette 302 verwendet werden.
In den Fig. 62 bis 65 ist das Hauptpumpeneinheitsgehäuse 370 gezeigt, welches so ausgelegt ist, daß es drei unabhängige Pumpeneinheiten anbringen kann, einschließlich von drei Antriebsmechanismen, in welche drei wegwerfbare zusammengebaute Kassetten 302 vorgesehen werden können. Die zusammengebauten Kassetten 302 sind auf der Bodenseite des Pumpengehäuses 370, das in Fig. 62 gezeigt ist, angebracht, wobei die Motoren und Getriebe auf der Oberseite des Pumpengehäuses 370 (Fig. 64) in einem Gehäuse (nicht gezeigt) vorgesehen sind.
An dem Pumpengehäuse 370 sind drei Paare von Winkelsegmenten 372 und 374, 376 und 378 und 380 und 382 angebracht. Jedes Paar von Winkelseumenten 372/374, 376/378, 380/382 definiert zwei sich gegenüberliegende Kanäle dazwischen. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Winkelsegmente leicht von der Bodenseite des Pumpengehäuses 370 nahe der Vorderseite abgewinkelt, um einen Nockeneffekt zu haben, wenn die zusammengebaute Kassette 302 installiert ist und die Gleitverriegelung 240 geschlossen ist. Insbesondere definiert das Winkelsegment 372 einen Kanal, der dem Winkelseument 374 gegenüberliegt, und das Winkelsegment 374 definiert einen Kanal, der dem Winkelsegment 372 gegenüberliegt Das Winkelsegment 376 definiert einen Kanal, der dem Winkelseument 378 gegenüberliegt und das Winkelsegment 378 definiert einen Kanal, der dem Winkelsegment 376 gegenüberliegt Schließlich definiert das Winkelsegment 380 einen Kanal, der dem Winkelsegment 382 gegenüberliegt, und das Winkelsegment 382 definiert einen Kanal, der dem Winkelsegment 380 gegenüberliegt Jedes Paar von Winkelseument 372/374, 376/378, 380/382 ergibt eine Einrichtung auf dem Boden des Pumpengehäuses 370, damit eine zusammengebaute Kassette 302 sicher darauf verriegelt werden kann. Die umgekehrten L-förmigen Bereiche 250 und 252 in der Gleitverriegelung 240 (Fig. 29 und 30) der zusammengebauten Kassette 302 können an einem der Paare von Winkelsegmenten 372/274, 376/378 und 380/382 angebracht werden. Wenn die Gleitverriegelung 240 zurückgezogen ist von der Vorderseite der zusammengebauten Kassette 302, dann wird ein Bereich zwischen dem Vorderteil 242 der Gleitverriegelung 240 und dem oberen Frontteil des Kassettenkörpers 100 und der Rückhalterabdeckung 190 geöf fent, wodurch das obere der zusammengebauten Kassette 302 über einem der Paare von Winkelseumenten 372/374, 376/378, 380/382 angeordnet werden kann.
Als Beispiel wird angenommen, daß die zusammengebaute Kassette 302 in der ersten Stellung angebracht wird (der Stellung an dem linken Ende des Pumpengehäuses 370) auf dem ersten Paar von Winkelsegmenten 372/374. Die obere Fläche der Winkelkassette 302, die die Rückhalteabdeckung 190 (Fig. 43) ist, kommt in Kontakt mit dem Boden des Pumpengehäuses 370 (Fig. 62). Damit die zusammengebaute Kassette 302 installiert werden kann, wird die Gleitverriegelung 240 vollständig zurückgezogen von der Vorderseite der zusammengebauten Kassette 302, wodurch der offene Bereich zwischen dem Vorderteil 342 der Gleitverriegelung 240 und dem vorderen Oberteil der zusammengebauten Kassette 302 (bestehend aus dem Kassettenkörper 100 und der Rückhalteabdeckung 190) gegenüber dem Vorderteil 242 der Gleitverriegelung 240 offen bleibt.
Das Obere der zusammengebauten Kassette 302 wird dann gegen den Boden des Pumpengehäuses 370 angeordnet, wobei das erste Paar von Winkelsegmenten 372/374 in dem Bereich zwischen dem Vorderteil 242 der Gleitverriegelung 240 und dem vorderen Oberteil der zusammengebauten Kassette 302 eingepadt wird. Die Gleitverriegelung 240 wird dann nach vorne in den Kassettenkörper 100 geschoben, wodurch der umgekehrte L-förmige Bereich 250 der Gleitverriegelung 240 in Eingriff mit dem Winkelseument 372 kommt, und der umgekehrte rückwärtige L-förmige Teil 252 der Gleitverriegelung 240 in Eingriff mit dem Winkelseument 374 kommt. Die zusammengebaute Kassette 302 wird dann in Stellung gehalten auf dem Boden des Pumpengehäuses 370, bis die Gleitverriegelung 240 wieder zurückgezogen wird, wodurch die zusammengebaute Kassette 302 gelöst wird.
Vom Boden des Pumpengehäuses 370 stehen eine Anzahl von Komponenten hervor, die verwendet werden, um die zusammengebaute Kassette 302 in der ersten (linkshändiges Ende der Pumpenkassette 370), zweiten (zwischen) und dritten (rechtshändiges Ende) Stellung auf dem Pumpengehäuse 370 zu positionieren und auszurichten. Drei linke laterale Trägerwände 384, 386 und 388 stehen vom Boden des Pumpengehäuses 370 an Stellen hervor, um das rückteilige obere linke Teil der zusammengebauten Kassette 302 in der richtigen Stellung in der ersten, zweiten und dritten Stellung jeweils zu halten. In ähnlicher Weise stehen drei rechte laterale Trägerwände 390, 392 und 394 vom Boden des Pumpengehäuses 370 an Stellen hervor, um das rückseitige obere rechte Teil der zusammengebauten Kassette 302 in den geeigneten Stellungen in der ersten, zweiten und dritten Position jeweils zu halten.
Zusätzlicher Halt und Positionierung für die Installation der zusammengebauten Kassetten 302 in die erste, zweite und dritte Stellung werden durch die obere rechte rückseitige Ecke der zusammengebauten Kassetten 302 durch drei rechte Eckstützwände 396, 398 und 400 gegeben. Die drei rechten Eckstützwände 396, 398, 400 sind L-förmig, wenn sie von unten betrachtet werden (Fig. 62), und halten und positionieren die Rückseite der zusammengebauten Kassetten 302 hinter dem Pumpenzylinder 112 (Fig. 4) und einem Bereich auf der rechten Seite der zusammengebauten Kassetten 302 nahe den Pumpenzylindern 112. Man beachte, daß die drei rechten lateralen Stützwände 390, 392 und 394 und die drei rechten Eckstützwände 396, 398 und 400 zusammen einen stetigen Halt und Positionieren für die zusammengebauten Kassetten 302 in der ersten, zweiten bzw. dritten Stellung ergeben.
Zwischen der linken lateralen Stützwand 384 und der rechten lateralen Stützwand 390 ist eine longitudinale rechtwinklige Vertiefung 420 in der Bodenfläche des Pumpengehäuses 370 vorgesehen. In ähnlicher Weise ist zwischen der linken lateralen Stützwand 386 und der rechten lateralen Stützwand 392 eine longitudinale rechtwinklige Vertiefung 422 vorgesehen, und zwischen der linken lateralen Stützwand 384 und der rechten lateralen Stützwand 390 ist eine longitudinale rechtwinklige Vertiefung 424 vorgesehen. Die rechtwinkligen Vertiefungen 420, 422, 424 erstrecken sich nicht durch das Pumpengehäuse 370 und ovale Öffnungen 426, 428 und 430, die kleiner sind als die rechtwinkligen Vertiefungen 420, 422, 424 sind in den rechtwinkligen Vertiefungen 420, 422 bzw. 424 angeordnet und erstrecken sich durch die obere Seite des Pumpengehäuses 370. Die rechtwinkligen Vertiefungen 420, 422 und 424 nehmen Sensormodule auf und die ovalen Öffnungen 426, 428, 430 erlauben es, daß Drähte von den Sensormodulen sich durch das Pumpengehäuse 370 erstrecken. Wenn die zusammengebauten Kassetten 320 positioniert und angebracht sind in der ersten, zweiten und dritten Position, dann sind die rückseitigen Teile der oberen Bereiche der zusammengebauten Kassetten 302 unterhalb der rechtwinkligen Vertiefungen 420, 422 und 424 angeordnet. Hinter der ovalen Öffnung 426, 428, 430 sind jeweils rechtwinklige Öffnungen 427, 429 bzw. 431 vorgesehen. Die rechtwinkligen Öffnungen 427, 429 und 431 erlauben es, daß Drähte von den Ultraschallsensoren sich durch das Pumpengehäuse 370 erstrecken.
Auf der Vorderseite der rechten Eckstützwand 396 ist eine kreisförmige Vertiefung 432 in der Bodenfläche des Pumpengehäuses 370 vorgesehen.
Ähnliche kreisförmige Vertiefungen 434 und 436 sind in der Bodenfläche des Pumpengehäuses 370 auf der Vorderseite der rechten Eckstützwände 398 und 400 vorgesehen. Die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 erstrecken sich nicht durch das Pumpengehäuse 370, wohingegen quadratische Öffnungen 438, 440 und 442, die kleiner sind als die kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 in den kreisförmigen Vertiefungen 432, 434 und 436 vorgesehen sind, und sich durch die Oberseite des Pumpengehäuses 370 erstrecken.
Links von der kreisförmigen Vertiefung 432 und auf der Vorderseite der rechtwinkligen Vertiefung 420 ist eine kreisförmige Vertiefung 444 in der Bodenfläche des Pumpengehäuses 370 vorgesehen. In ähnlicher Weise ist links von der kreisförmigen Vertiefung 434 und vor der rechtwinkligen Vertiefung 422 eine kreisförmige Vertiefung 446 vorgesehen und links von der kreisförmigen Vertiefung 436 und auf der Vorderseite der rechtwinkligen Vertiefung 424 ist eine kreisförmige Vertiefung 448 vorgesehen. Die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446, 448 erstrecken sich nicht durch das Pumpengehäuse 370, wohingegen die zylindrischen Öffnungen 450, 452 und 454 mit einem kleineren Durchmesser, als die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448, in den kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 vorgesehen sind und sich durch die obere Seite des Pumpengehäuses 370 erstrecken.
Die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 werden verwendet, um die Druckwandler aufzunehmen, und die zylindrischen Öffnungen 450, 452 und 454 erlauben es, daß Drähte von den Druckwandlern sich durch das Pumpengehäuse 370 erstrecken.
Das vordere Ende der Kassettenführung 510 weist eine gerundete Kerbung 534 auf, welche vorgesehen ist, um den Auslaßröhrenhaltzylinder 144 auf dem Kassettenkörper 100 (Fig. 4) aufzunehmen, wenn die Kassettenführung 510 auf dem Pumpengehäuse 370 installiert ist. Wenn die Kassettenführung 510 auf dem Pumpengehäuse 370 installiert ist, dann paßt der rückseitige Teil der zusammengebauten Kassette 302 zwischen die Kassettenführung 510 und dem Boden des Pumpengehäuses 370. Entsprechend hilft die Kassettenführung 510, zusammen mit den verschiedenen Stützwänden auf dem Boden des Pumpengehäuses 370, bei der Installation der zusammengebauten Kassetten 302 in der richtigen Stellung für die Verriegelung.
Von der Oberfläche 524 erstreckt sich ein hohles unteres Segment 511 nach unten mit einer Hervorstehung 513, die sich gegen die Vorderseite erstreckt. Wenn die zusammengebaute Kassette 302 installiert ist, dann ist der horizontale Bodenteil 248 der Gleitverriegelung 240 zwischen der Oberfläche 524 und der Hervorstehung 513 angeordnet. Das untere Segment 511 ist hohl, um das Ultraschallsensorgehäuse aufzunehmen, wie weiter unten noch deutlich wird. Der hohle Kamin 515 ist zwischen der Rückseite der Kassettenführung 510 angeordnet und befindet sich in Verbindung mit dem Inneren des unteren Segmentes 511. Wenn die Kassettenführung 510 auf dem Pumpengehäuse 370 installiert ist, dann steht das Innere des hohlen Kamins 515 in Verbindung mit einer der rechtwinkligen Öffnungen 427, 429, 431, wodurch die Drähte von den Ultraschallsensoren sich hierdurch erstrecken können.
Das Stromversorgungsmodul zum Antreiben der Pumpeneinheit wird nicht ausführlich beschrieben, da es nicht eng verwandt ist mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Für eine vollständige Beschreibung des Aufbaus des Stromversorgungsmoduls wird EP-A-319 277 oben zitiert und hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Die Fig. 77 bis 80 zeigen ein oberes Ultraschallgehäuse 800. Das obere Ultraschallgehäuse 800 ist hohl und ist am Boden offen. Die obere Fläche des oberen Ultraschallgehäuses 800 hat U-förmige Kanten 802 und eine gerade Kante 804, wobei eine rechtwinklige Öffnung 806 dazwischen in der oberen Fläche vorgesehen ist. Die U-förmige Kante 802 und die geradlinige Kante 804 sind so bemessen, daß sie in das untere Segment 511 der Kassettenführung 510 passen (Fig. 69).
In der Vorderseite des oberen Ultraschallgehäuses 800 ist eine Ausnehmung 808 vorgesehen zum Aufnehmen der Auslaßröhre 306 der zusammengebauten Kassette 302. Die Ausnehmung 808 ist mehr tief als breit und hat einen trichterförmigen Eingang, wodurch die Auslaßröhre 306 leicht in die Ausnehmung 808 geführt werden kann. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Breite der Ausnehmung 808 kleiner als der äußere Durchmesser der Auslaßröhre 306, so daß, wenn die Auslaßröhre 306 in die Ausnehmung 80 eingebracht wird, diese etwas deformiert wird.
Das Innere des oberen Ultraschallgehäuses 800 kann in drei Bereichen gedacht werden, wobei jeweils eine auf jeder Seite der Ausnehmung 808 liegt und ein dritter Bereich den Teil des oberen Ultraschallgehäuses 800 darstellt, in welchem sich die Ausnehmung 808 nicht erstreckt. Die ersten zwei Bereiche sind Stellen, in welche Ultraschallwandler (nicht gezeigt) vorgesehen werden, und der dritte Bereich ist die Stelle eines Miniaturschaltkreisbrettes (nicht gezeigt). Mit Bezug insbesondere auf Fig. 80 ist der erste Bereich vorne und auf der rechten Seite des oberen Ultraschallgehäuses 800 begrenzt durch eine Wand 810 auf der rechten Seite der Ausnehmung 808. Der zweite Bereich vorne und auf der linken Seite des oberen Ultraschallgehäuses 800 ist begrenzt durch eine Wand 812 auf der linken Seite der Ausnehmung 808.
Die Fig. 81 bis 83 zeigen ein unteres Ultraschallgehäuse 814, das auf dem Boden des oberen Ultraschallgehäuses 800 angebracht wird. Wie das obere Ultraschallgehäuse 800 ist auch das untere Ultraschallgehäuse 814 hohl, doch ist das untere Ultraschallgehäuse 814 nach oben offen. Der Frontteil des unteren Ultraschallgehäuses 814 (der Teil, welcher unter dem ersten der zwei Bereiche in dem oberen Ultraschallgehäuse 800 liegt) ist flach, wohingegen der rückwärtige Teil des unteren Ultraschallgehäuses 814 tiefer ist. Das untere Ultraschallgehäuse 814 hat eine Ausnehmung 816, welche unter der Ausnehmung 808 in dem oberen Ultraschallgehäuse 800 vorgesehen ist, wenn das untere Ultraschallgehäuse 814 auf dem oberen Ultraschallgehäuse 800 angebracht ist. Die Ausnehmung 816 hat ebenfalls einen trichterförmigen Eingang, wie die Ausnehmung 808.
Unter dem Bereich des unteren Ultraschallgehäuses 814 mit der Ausnehmung 816 ist eine vertiefte Fläche 818 vorgesehen. Die vertiefte Fläche 816 ist an beiden Seiten links und rechts der Ausnehmung 816 vorgesehen. In der bevorzugten Ausführungsform hat die vertiefte Fläche 818 eine kegelstumpfförmige Form, wie man am besten aus den Fig. 83 und 83A erkennen kann. Die kegelstumpfförmige vertiefte Fläche 818 ist leicht beabstandet von der Vorderseite des unteren Ultraschallgehäuses 814. Am Boden und an der Vorderseite des Ultraschallgehäuses 814 auf jeder Seite der Ausnehmung 816 sind zwei Rampen 820 und 822 vorgesehen, welche gegen die kegelstumpf förmige vertiefte Fläche 818 geneigt sind.
Die vertiefte Fläche 818 und die zwei Rampen 820 und 822 sind so gestaltet, daß sie den verjüngten Teil 305 des Röhrenadapters 301 (Fig. 43) ergreifen und festhalten. Entsprechend ist die Größe der vertieften Fläche 818 im wesentlichen gleich zur Größe des verjüngten Teils 305 des Röhrenadapters 301. Die zwei Rampen 820 und 822 sind angeordnet, wie es in Fig. 83A gezeigt ist, um den verjüngten Teil 305 des Röhrenadapters 301 von einer Position auf den zwei Rampen 820 und 822 zu einer Position in Kontakt mit der vertieften Fläche 818 zu ziehen. Dieser Vorgang des Eingriffs des verjüngten Teils 305 des Röhrenadapters 301 mit der vertieften Fläche 818 wird ausführlich unten diskutiert.
Fig. 84 zeigt ein Teil eines zweistückigen Leitungsschaltkreises 824 und 825. Der Leitungsschaltkreis 824 kann ein gerader Grundteil mit vier orthogonalen sich erstreckenden Seitenarmen umfassen. Ein freigelegtes kreisförmiges Leitungspad 826, 828, 830, 832 ist am Ende von jedem der vier Arme vorgesehen. Eine Reihe von vier Anschlüssen 834, 836, 838, 840 ist auf dem Leitungsschaltkreis 824 an dem Grundteil nahe seines Zentrums angeordnet. Die Leitungspads 826, 828, 830, 832 sind elektrisch mit den Anschlüssen 834, 836, 838, 840 durch die Leiter 850, 852, 854 bzw. 856 verbunden.
Der Leitungsschaltkreis 825 ist ein langes Schwanzsegment mit vier Anschlüssen 842, 844, 846 und 848 an dem Ende nahe des Leitungsschaltkreises 824. Der Grundteil des Leitungsschaltkreises 824 und des Leitungsschaltkreises 825 sind näher zueinander angeordnet und bilden auf diese Weise praktisch ein "T". Vier weitere Leiter 858, 860, 862 und 864 sind in dem Leitungsschaltkreis 825 vorgesehen. Die Leiter 858, 860, 862 und 864 sind elektrisch verbunden mit den Anschlüssen 842, 844, 846 bzw. 848. Ein Fachmann wird begrüßen, daß die Leiter 850, 852, 854 und 856 und die Leiter 858, 860, 862 und 864 elektrisch an beiden Seiten isoliert sind.
Fig. 85 zeigt den Aufbau von zwei Ultraschallwandlern 866 und 868 auf dem Leitungsschaltkreis 824. Die Wandler 866 und 868 sind typische Keramik-Ultraschallwandler. In einem typischen bekannten Aufbau von Ultraschallwandlern wird Löten verwendet, wobei die Gefahr einer möglichen Beschädigung der Keramik-Ultraschallwandler besteht. Die vorliegende Erfindung verwendet stattdessen ein leitendes passendes Übertragungsband, welches auf beiden Seiten haftend ist und elektrisch leitend ist. Solche leitenden Übertragungsbänder sind kommerziell erhältlich von 3M unter der Produktidentifikationsnummer 9703. Ein scheibenförmiges Segment des leitenden Übertragungsbandes 870 sichert sowohl das Leiterpad 826 an einer Seite des Ultraschallwandlers 866 und stellt einen elektrischen Kontakt zwischen dem Leiterband 826 und einer Seite des Ultraschallwandlers 866 her.
In ähnlicher Weise wird ein scheibenförmiges Segment des leitenden Übertragungsbandes 872 angeordnet zwischen dem Leiterpad 828 und der anderen Seite (Vorderseite) des Ultraschallwandlers 866. Das scheibenförmige Segment des leitenden Übertragungsbandes 874 ist zwischen dem Leiterpad 830 und einer Seite (Vorderseite) des Ultraschallwandlers 868 vorgesehen. Das scheibenförmige Segment des leitenden Übertragungsbandes 876 ist angeordnet zwischen dem Leitungspad 832 und der anderen Seite (Rückseite) des Ultraschallwandlers 868. Auf diese Weise werden die Ultraschallwandler 866 und 868 zusammengebaut und elektrisch mit dem Leitungsschaltkreis 824 verbunden.
Die scheibenförmigen Segmente des leitenden Übertragungsbandes 870, 872, 874 und 876 werden in der bevorzugten Ausführungsform verwendet. Anstelle der Verwendung des leitenden Übertragungsbandes kann auch leitendes Epoxy verwendet werden, obwohl das leitende Übertragungsband bevorzugt wird.
Mit Bezug als nächstes auf Fig. 86, werden die Ultraschallwandler 866 und 868 in das obere Ultraschallgehäuse 800 eingefügt. Der Teil des Leitungsschaltkreises 824 auf der Seite des Leitungspads 828 gegenüber dem Ultraschallwandler 866 ist haftend an der Wand 812 befestigt, wodurch der Ultraschallwandler 866 an der Wand 812 gesichert ist. In ähnlicher Weise ist der Teil des Leitungsschaltkreises 824 auf der Seite des Leitungspads 830 gegenüber dem Ultraschallwandler 868 haftend an der Wand 810 befestigt, wodurch der Ultraschallwandler 868 an der Wand 810 gesichert ist. Das verwendete Haftmittel ist vorzugsweise ein elastomerisches Haftmittel, welches in einer dünnen Schicht ohne Luftblasen aufgetragen werden kann. Ein solches Haftmittel ist das Black Max- Haftmittel. Ein kleiner Block von Schaum 878 wird verwendet, um gegen den Ultraschallwandler 866 und die damit verbundenen befestigiten Teile des Leitungsschaltkreises 824 zu lagern. Ähnlich wird ein kleiner Schaumblock 880 verwendet, um gegen den Ultraschallwandler 868 und die damit verbundenen befestigten Teile des Leitungsschaltkreises 824 zu lagern.
Der Leitungsschaltkreis 825 wird durch die rechtwinklige Öffnung 806 in das obere Ultraschallgehäuse 800 geführt. Die Leiter 858, 860, 862 und 864 sind elektrisch mit einem Verbinder 882 verbunden. Ein kleines gedrucktes Schaltkreisbrett 884 mit verschiedenen Komponenten (Fig. 87) ist elektrisch mit den Anschlüssen 834, 836, 838 und 840 (Fig. 84) des Leitungsschaltkreises 824 und den Anschlüssen 842, 844, 846 und 848 auf dem Leitungsschaltkreis 825 verbunden. Das gedruckte Schaltkreisbrett 884 ruht dann in dem dritten Bereich in dem oberen Ultraschallgehäuse 800, wie es gezeigt ist.
In einer alternativen Ausführungsform, die in Fig. 85A gezeigt ist, gibt es Öffnungen in den Leitungspads und den scheibenförmigen Segmenten des leitenden Übertragungsbandes, das an den Rückseiten von jedem der Ultraschallwandler 866 und 868 vorgesehen ist. Auf diese Weise umfassen das Leitungspad 826 und das Segment 870 jeweils eine Öffnung, die sich durch die Rückseite des Ultraschallwandlers 866 erstreckt. In ähnlicher Weise umfassen das Leitungspad 832 und das Segment 876 eine Öffnung, die sich durch die Rückseite des Ultraschallwandlers 868 erstreckt. Die Öffnungen erlauben es, daß die Ultraschallwandler 866 und 868 freier verkabelt werden kann, und die Stärke des Ausgangssignals wird durch diese Öffnungen ungefähr verdoppelt.
Die Öffnungen in den Leitungspads 826 und 832 und in den scheibenförmigen Segmenten des leitenden Übertragungsbandes 870 und 876 sind mittig angeordnet. Die Durchmesser der Ultraschallwandler 866 und 868 und die Durchmesser der Leitungspads 826, 828, 830 und 832 betragen ungefähr 0,21 Inch (5,3 mm). In der bevorzugten Ausführungsform betragen die Durchmesser der Öffnungen in den Leitungspads 826 und 832 und in den Segmenten 870 und 876 ungefähr 0,125 Inch (3,2 mm). Die Größe der Öffnungen wird diktiert einerseits durch den Wunsch, eine Verbindung mit niedrigem Widerstand zu erhalten, und andererseits durch den Wunsch, dem Betrag der Flexion in den Ultraschallwandlern 866 und 868 zu maximieren.
Die Fig. 96 bis 98 zeigen einen Druckwandler 660. Ein Druckwandler 660 wird in dem Pumpengehäuse 370 in jeder Pumpstellung in den kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 installiert. Der Druckwandler 660 ist im wesentlichen zylindrisch mit einer Rille 662, die um den Umfang des Druckwandlers 660 vorgesehen ist. Die Rille 662 nimmt einen elastomerischen O-Ring auf, welcher sowohl die Druckwandler 660 in den kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 zurückhält, wie auch eine Flüssigkeitsdichtung ergibt. Oben auf dem Druckwandler 660 ist ein quadratisches Segment 664 vorgesehen, in welchen der gegenwärtige Wandler vorgesehen ist. Das quadratische Segment 664 wird in den zylindrischen Öffnungen 450, 452 und 454 aufgenommen. Von dem quadratischen Segment 664 erstrecken sich mehrere Leitungen 666.
Die Druckwandler 660 (Fig. 96 bis 98) werden auf dem Boden des Pumpengehäuses 370 in den kreisförmigen Vertiefungen 444, 446, 448 installiert. Die Druckwandler 660 sind im wesentlichen zylindrisch mit O-Ringen in den Rillen 662, welche bündig in die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 448 passen, wobei ihre Bodenflächen mit der Bodenfläche des Pumpengehäuses 370 um die kreisförmigen Vertiefungen 444, 446 und 448 bündig abschließen. Die obere Fläche des zylindrischen Teils der Druckwandler 660 paßt gegen die zylindrischen Öffnungen 450, 452 und 454 in dem Pumpengehäuse 370. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann eine dünne Membran haftend über dem Boden der Druckwandler 660 und den umgebenden Teil der Bodenfläche des Pumpengehäuses 370 vorgesehen werden. Diese dünne Membran schützt den Druckwandler 660 vor Flüssigkeiten, welche nachteilig oder zufällig in Kontakt mit der Vorrichtung geraten können.
Das obere ultraschallgehäuse 800 und seine damit verbundenen Komponenten, die in Fig. 87 gezeigt sind, werden dann bedeckt durch Anbringen des unteren Ultraschallgehäuses 814. In der bevorzugten Ausführungsform kann eine der drei Herstellungsverfahren verwendet, um das obere Ultraschallgehäuse 800 und das untere Ultraschallgehäuse 814 zusammenzufügen. Sie können haftend aneinander befestigt werden; sie können durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden werden; oder ein Gußmaterial kann verwendet werden, um das Innere der beiden Komponenten auszufüllen, wodurch ein Gußaufbau hergestellt wird. Das obere Ultraschallgehäuse 800 wird dann haftend an der Kassettenführung 510 befestigt, wobei der Leitungsschaltkreis 825 sich durch den Kamin 515 der Kassettenführung 510 erstreckt. Die U-förmige Kante 802 und die die geradlinige Kante 804 passen in das Innere des unteren Segmentes 511 der Kassettenführung 510 und das Haftmittel befestigt das obere Ultraschallgehäuse an der Kassettenführung 510.
Die Kassettenführung 510 zusammen mit der Gleitverriegelung 560 kann dann in eine der drei Pumpstellungen auf dem Pumpengehäuse 370 vorgesehen werden. In der ersten Pumpstellung wird der Leitungsschaltkreis 825, welcher sich durch den Kamin 515 der Kassettenführung 510 erstreckt, durch einen rechtwinklige Öffnung 427 in dem Pumpengehäuse 370 eingeführt. Eine Schraube wird in die Öffnung 514 in der Kassettenführung 510 in die gewindeversehene Öffnung 402 in dem Pumpengehäuse 370 eingeführt, und eine zweite Schraube wird durch die Öffnung 512 in der Kassettenführung 510 in die gewindeversehene Öffnung 404 in dem Pumpengehäuse 370 eingeführt.
In der zweiten Pumpstellung wird der Leitungsschaltkreis 825, der sich durch den Kamin 515 der Kassettenführung 510 erstreckt, durch die rechtwinklige Öffnung 429 in dem Pumpengehäuse 370 geführt. Eine Schraube wird durch die Öffnung 514 in der Kassettenführung 510 in die gewindeversehene Öffnung 406 in dem Pumpengehäuse 370 eingeführt, und eine zweite Schraube wird durch die Öffnung 512 in der Kassettenführung 510 in die gewindeversehene Öffnung 408 in dem Pumpengehäuse 370 eingeführt. In der dritten Pumpstellung wird der Leitungsschaltkreis 825, welcher sich durch den Kamin 515 der Kassettenführung 510 erstreckt, durch die rechtwinklige Öffnung 431 in dem Pumpengehäuse 370 geführt. Eine Schraube wird durch die Öffnung 514 in der Kassettenführung 510 eingeführt in die gewindeversehene Öffnung 410 in dem Pumpengehäuse 370, und eine zweite Schraube wird eingeführt durch die Öffnung 512 in der Kassettenführung 510 in die gewindeversehene Öffnung 412 in dem Pumpengehäuse 370. Als Beispiel ist die Kassettenführung 510 und der Gleitverschluß 516 gezeigt in der ersten Pumpstellung in Fig. 101.
Die Installation der zusammengebauten Kassette 302 in der ersten Pumpstellung wird nun beschrieben. Die Installation der zusammengebauten Kassette in den anderen zwei Pumpstellungen ist identisch zur Installation in der ersten Pumpstellung.
Wenn die Gleitverriegelung 240 zurückgezogen ist von der Vorderseite der zusammengebauten Kassette 302 (Fig. 45 und 46), dann schließt der breitere Teil der länglichen, tropfenförmigen Öffnung 258 in der Gleitverriegelung 240 die Röhre 306, wodurch verhindert wird, daß Flüssigkeit durch die zusammengebaute Kassette 302 schließt. Die Einlaßröhre 304 ist verbunden mit einer Flüssigkeitsquelle, wie beispielsweise einem IV-Beutel (nicht gezeigt), und die Zufuhrröhre 303 ist mit einer Flüssigkeitszufuhreinrichtung, wie beispielsweise einer Spritze (nicht gezeigt), verbunden, deren Gebrauch im Stand der Technik wohl bekannt ist. Die Gleitverriegelung 240 ist geöffnet zusammen mit jedem anderen Verschluß in der IV-Beutelleitung und Flüssigkeit füllt die Leitungen, die zusammengebaute Kassette 302 und die Spritze. Durch Beklopfen oder Schütteln der zusammengebauten Kassette 302 können verbleibende Luftblasen durch die Leitung herausfließen. Die Gleitverriegelung 240 wird dann zurückgezogen, und die Auslaßröhre 306 geschlossen, und das System befindet sich in einer Anlaufbedingung, wobei die zusammengebaute Kassette 302 bereit ist, auf der Hauptpumpeneinheit installiert zu werden.
Wenn die Gleitverriegelung 240 zurückgezogen ist, verbleibt eine Öffnung zwischen dem Vorderteil 242 der Gleitverriegelung 240 und dem vorderen oberen Teil der zusammengebauten Kassette 302 (bestehend aus dem Kassettenkörper 100 und der Rückhalteabdeckung 190) gegenüber dem Vorderteil 242 der Gleitverriegelung 240. Wo in diesem Beispiel die zusammengebaute Kassette 302 in der ersten Stellung anzubringen ist, nimmt die Öffnung zwischen dem vorderen Teil 242 der Gleitverriegelung 240 und dem vorderen oberen Teil der zusammengebauten Kassette 302 das erste Paar von abgewinkelten Segmenten 372 und 374 auf, wenn die zusammengebaute Kassette 302 installiert wird. Die obere Fläche der zusammengebauten Kassette 302, die die Rückhalteabdeckung 190 (Fig. 43) umfaßt, stößt gegen den Boden des Pumpengehäuses 370 (Fig. 62).
Vor der Installation der zusammengebauten Kassette 302 in der Hauptpumpeneinheit muß der Gleitverschluß 560 vollständig vorwärts sein, wobei die Verriegelungsklemme 340 weg von dem Verriegelungskopf 310 geöffnet ist, wie zuvor schon erwähnt wurde und in Fig. 99 gezeigt ist. Weiterhin sollte der Klemmenaufbau 360 in seiner vollständigen Aufwärtsstellung sein.
Mit Bezug nun zu Fig. 104, ist der rückseitige Rand der zusammengebauten Kassette 302 aufwärts gedreht vor der ersten Pumpstellung. Die abgewinkelte Stellung des Röhrenadapters 301 sollte ebenso beachtet werden. Der rückseitige Rand des oberen Teils der zusammengebauten Kassette 302 wird dann gegen den Boden des Pumpengehäuses 370 zwischen dem Druckwandler 660 (der bündig mit dem Boden des Pumpengehäuses 370 vorgesehen ist) und der oberen Seite der Kassettenführung 510 angeordnet, wie in Fig. 105 gezeigt ist. Wenn die zusammengebaute Kassette 302 positioniert ist, dann beginnt die Auslaßröhre 306 sich in die trichterförmigen Öffnungen der Ausnehmungen 808 und 816 in dem oberen Ultraschallgehäuse 800 bzw. dem unteren Ultraschallgehäuse 814 zu bewegen. Gleichzeitig kommt der obere Bereich des verjüngten Teils 305 des Röhrenadapters 301 in Kontakt mit den Rampen 820 und 822 auf dem unteren Ultraschallgehäuse 814, wie in Fig. 105 gezeigt ist. Dieser Eingriff ist schlüssig, da die Rampgen 820 und 822 den verjüngten Teil 305 des Röhrenadapters 301 rückwärts gegen die vertiefte Fläche 818 zwingt.
Der rückwärtige Teil des oberen Bereichs der zusammengebauten Kassette 302 gleitet in Richtung der Rückseite des Pumpengehäuses 370 in die Stellung zwischen der linken lateralen Stützwand 384 auf der linksseitigen und rechtsseitigen Stützwand 390 an der rechten Seite.
Wenn diese Bewegung der zusammengebauten Kassette 302 rückwärts in Eingriff mit der Hauptpumpeneinheit auftritt, dann wird die Auslaßröhre 306 weiter in die Ausnehmungen 808 und 816 in dem oberen und unteren Ultraschallgehäuse 800 bzs. 814 gezogen. Der verjüngte Teil 305 des Röhrenadapters 301 gleitet zurück in die vertiefte Fläche 818, wie in Fig. 106 gezeigt ist. Auf diese Weise führt die Installation der zusammengebauten Kassette 302 in der Hauptpumpeneinheit automatisch zum Eingriff der Auslaßröhre 306 in die Stellung zwischen den Ultraschallwandlern 866 und 868. Die Auslaßröhre 305 ist leicht deformiert in den Ausnehmungen 808 und 816, da die Breite der Ausnehmungen 808 und 816 kleiner ist als der äußere Durchmesser der Auslaßröhre 306. Dies stellt einen guten Kontakt der Auslaßröhre 306 mit den Wänden 810 und 812 in dem oberen Ultraschallgehäuse 800 und somit einen guten Kontakt mit den Ultraschallwandlern 866 und 868 sicher.
Wenn die zusammengebaute Kassette 302 vollständig in die Stellung zurückgezogen ist, dann ist die Vorderseite der zusammengebauten Kassette 302 aufwärts gedreht gegen den Boden des Pumpengehäuses 370, wodurch die Auslaßröhre 306 leicht gedehnt wird. An diesem Punkt geht das erste Paar von Winkelsegmenten 372 und 374 auf dem Boden des Pumpengehäuses 370 in den Bereich zwischen dem Vorderteil 242 der Gleitverriegelung 240 und dem vorderen oberen Teil der zusammengebauten Kas sette 302. Die Gleitverriegelung 240 kann dann in den Kassettenkörper 100 gedrückt werden, wie in Fig. 106 gezeigt ist, wodurch der umgekehrt L-förmige Teil 250 der Gleitverriege lung 240 in Eingriff mit dem Winkelsegment 372 kommt, und der umgekehrte rückwärtige L-förmige Teil 252 der Gleitverriegelung 240 in Angriff mit dem Winkelsegment 374 kommt. Die zusammengebaute Kassette 302 wird auf diese Weise in der Stellung auf dem Boden des Pumpengehäuses 370 gehalten, bis die Gleitverriegelung 240 wieder zurückgezogen wird, wodurch die zusammengebaute Kassette 302 gelöst wird.
Gleichzeitig wird die Auslaßröhre 306 geöffnet, doch fließt keine Flüssigkeit durch die Auslaßröhre 306, bis mindestens eine der Ventilbetätiger 620 in seiner vollständigen Abwärtsstellung bei einer gegebenen Zeit ist, wodurch ein freies Fließen durch die zusammengebaute Kassette 302 verhindert wird, wenn die zusammengebaute Kassette 302 auf der Hauptpumpeneinheit installiert wird.
Der Pumpbetrieb des Systems wird nicht vollständig beschrieben. Stattdessen wird für eine vollständige Beschreibung des Pumpbetriebs auf die EP-A-319 277 verwiesen.
Der Detektor für Luft-in-der-Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ein Paar von Ultraschallwandlern 866 und 868 (Fig. 86), um die Anwesenheit von Luft in der Auslaßröhre 306 der zusammengebauten Kassette 302 (Fig. 106) zu detektieren. Das Grundprinzip des Betriebes ist einfach: Flüssigkeiten übertragen leicht Ultraschallenergie, wohingegen Luft oder Schaum ein schwacher Leiter für Ultraschallenergie ist, in der Praxis mehrere Größenordnungen schwächer als Flüssigkeiten. In der Diskussion des Betriebes des Systems wird angenommen, daß der Ultraschallwandler 866 der Sender ist und der Ultraschallwandler 868 der Empfänger ist. Wenn der Ultraschallwandler 866 angetrieben wird durch ein Oszillationssignal bei einer Resonanzfrequenz, dann vibriert er bei dieser Frequenz. Wenn die Antriebsfrequenz von der Resonanzfrequenz wegbewegt, dann vermindert sich die Vibration auf einen sehr kleinen Betrag in einem gewissen Abstand von der Resonanzfrequenz. Folglich ist die Stärke der Vibrationen auf einem Maximum bei der Resonanzfrequenz und nimmt ab, wenn die Antriebsfrequenz sich entweder höher oder niedriger als die Resonanzfrequenz bewegt.
Damit das System optimal funktioniert, sollten die Ultraschallwandler 866 und 868 ungefähr die gleiche Resonanzfrequenz aufweisen. Die Vibrationen von dem Ultraschallwandler 866 werden durch ein Segment der Röhre an den Ultraschallwandler 868 übertragen, wo sie einen Ausgang von dem Ultraschallwandler 868 erzeugen, der proportional der Stärke der Vibrationen, welche von dem Ultraschallwandler 868 empfangen werden, ist. Wenn es eine gute Leitung der Vibrationen zwischen den Ultraschallwandlern 866 und 868 gibt, dann ist der Ausgang des Wandlers 868 ähnlich zum Resonanzeingangssignal, das zum Antreiben des Ultraschallwandlers 866 verwendet wird.
Wenn Ultraschallvibrationen erzeugt werden durch den Wandler 866, dann müssen sie durch das Auslaßrohr 306 gehen, um den Wandler 868 zu erreichen. Wenn die Auslaßröhre 306 Flüssigkeit an der Stelle zwischen den Ultraschallwandlern 866 und 868 enthält, dann gehen die Ultraschallvibrationen leicht hindurch. Wenn andererseits Luft in der Auslaßröhre 306 an der Stelle zwischen den Wandlern 866 und 868 ist, dann werden die Ultraschallvibrationen stark gedämpft, und ein viel kleineres Signal (zwei Größenordnungen niedriger) wird detektiert.
Eine vereinfachte Übersicht des Betriebes des gesamten Pumpsystems ist in Fig. 107 gezeigt. Das Pumpensteuersystem 886 wird verwendet, um ein Stromversorgungsmodul 888 anzutreiben, welches seinerseits eine Pumpe 890 betreibt. Ein Kodierer 892 wird verwendet, um eine Positionsinformation von dem Stromversorgungsmodul 888 zu liefern, wobei diese Positionsinformation sowohl die Position der Pumpe 890 (welche in dem vorliegenden System eine Pumpe des Kolbentyps ist, die in der zusammengebauten Kassette 302 Vorgesehen ist), wie auch die Flüssigkeitsmenge anzeigt, die durch die Pumpe 890 gepumpt wird. Die Pumpe 890 pumpt Flüssigkeit von einem Flüssigkeitseingang durch einen Druckwandler 894 und dann durch einen Ultraschalldetektor für Luft-in-Leitung(air-in-line)- Detektor (AILD) 896 zu einem Flüssigkeitsausgang.
Der Kodierer 892 liefert einen kodierten Ausgang, welcher dem Pumpensteuersystem 886 als Rückkopplungssignal zugeführt wird. Der Druckwandler 894 liefert ein Druckausgangssignal, welches dem Pumpensteuersystem 886 zugeführt wird zur Verwendung in der Überwachung des Drucks, um einen Zustand mit verstopfter Leitung zu detektieren. Das AILD-Schema, das von dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat drei zusätzliche Komponenten, nämlich ein AILD-Monitorsystem 898, ein mitgeführtes AILD-Monitorsystem 899 und ein Selbsttestsystem 900. Der Ultrschall-AILD 896 liefert zwei Signale an das AILD-Monitorsystem 898, das mitgeführte AILD-Monitorsystem 899 und das Selbsttestsystem 900, insbesondere ein Unterbrechungssignal und ein AILD-Ausgangssignal. Das Wesen dieser zwei Signale wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unten deutlich.
Das AILD-Monitorsystem 898 wird verwendet, um die Signale von dem Ultraschall-AILD 896 zu überwachen, um festzustellen, wenn der Zustand eines leeren Behälters aufritt oder wenn es eine relativ große Anzahl von Luftblasen in der Flüssigkeitsleitung gibt. Das AILD-Monitorsystem 898 ist vollständig beschrieben und beansprucht in der EP-A-419 094. Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung, das mitgeführte AILD- Monitorsystem 899, wird verwendet, um festzustellen, wenn eine beträchtliche Menge von mitgeführter Luft durch die Leitung während des Durchgangs vor dem Sensor mitgeführt wird. Wenn es eine beträchtliche Menge an mitgeführter Luft in der Flüssigkeitsleitung gibt, dann ertönt ein Alarm und das Pumpen der Flüssigkeit wird angehalten. In der bevorzugten Ausführungsform ist das mitgeführte AILD-Monitorsystem 899 eine Verbesserung des Systems unter Verwendung des AILD-Monitorsystems 898 der EP-A-419 094. Aus der Beschreibung unten wird der Fachmann verstehen, wie das mitgeführte AILD-Monitorsystem 899 betrieben wird und wie es modifiziert werden kann, um alleine betrieben zu werden.
Das Selbsttestsystem 900 wird periodisch verwendet, um sicherzustellen, daß der Ultraschall-AILD 896 richtig funktioniert und keine falsche Sicherheit gibt, daß Flüssigkeit in der Leitung ist, wenn in der Tat Luft in der Leitung vorhanden ist. Das Selbsttestsystem 900 funktioniert durch Liefern eines Testsignals an den Ultraschall-AILD 896, wodurch veranlaßt wird, daß er während des Selbsttests bei einer Frequenz läuft, die nicht die Resonanzfrequenz ist. Auf diese Weise sollte während des Selbsttestvorgangs ein Signal erzeugt werden, welches ansonsten die Anwesenheit von Luft-inder-Leitung anzeigt. Das Erzeugen eines Luft-in-Leitung-Signals während des Selbsttestvorgangs ist eine Anzeige, daß das System richtig funktioniert.
Mit Bezug als nächstes auf Fig. 108 wird ein Taktgeber mit einer Betriebsfrequenz von 3,072 MHZ verwendet, um den Senderschaltkreis anzutreiben. Das Taktsignal wird einem Arbeitstaktgenerator 902 zugeführt, welcher einen 166 us-Tiefpuls alle 1,33 ms (750 Hz) erzeugt. Die 750 Hz-Geschwindigkeit wird gewählt, so daß hinreichend oft eine Blase detektiert wird, selbst bei den höchsten Fließgeschwindigkeiten durch die Auslaßröhre 306. Der Puls liegt somit auf einem 1/8-Arbeitstakt, welcher verwendet wird, um Energie in dem System sparen. Der Ausgangspulszug des Arbeitstaktgenerators 902 wird zugeführt als Unterdrückungseingang für einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 904.
Der Ausgangspulszug von dem Arbeitstaktgenerator 902 wird ebenfalls als ein Eingang an einem Inverter 906 zugeführt. Der Ausgangs des Inverters 906 wird einer Seite eines Widerstands 908 zugeführt, wobei die andere Seite mit dem VCO-Eingangspins des VCO 904 verbunden ist. Ein Kondensator 910 ist mit einer Seite des VCO-Eingangspins des VCO 904 verbunden, und die andere Seite ist geerdet. Der Widerstand 908 und der Kondensator 910 wirken als ein RC-Integrator, um die invertierte Unterdrückungswellenform zu integrieren. Die Unterdrückungswellenform, die von dem VCO 904 geliefert wird, und die VCO-Eingangswellenform, die dem VCO 904 zugeführt wird, sind in Fig. 111 erläutert.
Der Ausgang des VCO 904 hat eine variable Frequenz, von einer niedrigen Frequenz zu einer hohen Frequenz läuft. Die Resonanzfrequenz der Ultraschallwandler 866 und 868 beträgt nominal 1,8 MHZ. Wenn die Ultraschallwandler 866 und 868 keine Hochpräzisionsgeräte sind, können die Resonanzfrequenzen in gewissem Maße variieren und können auch über eine Zeitperiode leicht unterschiedlich sein. Folglich wird der VCO 904 verwendet, um eine variable Frequenz zu erzeugen, die beispielsweise von 1,3 MHZ bis 2,3 MHZ läuft, wobei dieses Band mit Sicherheit die Resonanzfrequenz der Ultraschallwand 866 und 868 umfaßt. Dieser Lauf wird erzeugt von dem 1/8-Arbeitstakt, wie er in Fig. 111 gezeigt ist, wodurch Energie gespart wird, die für den VCO 904 erforderlich ist, wohingegen der Lauf bei einer 750 Hz-Frequenz wiederholt wird, um Blasen selbst bei der schnellsten Fließgeschwindigkeit zu detektieren.
Mit Bezug erneut auf Fig. 108 wird der Ausgang des VCO 904 an einer Eingangsseite der drei Einzelpol-Doppelweichenschalter 912a, 912b, 912c angelegt. Die andere Seite dieser Schalter 912a, 912b, 912c ist direkt mit dem 3,072 MHZ-Takt verbunden. Die Ausgänge der Schalter 912a, 912b und 912c können auf diese Weise geschaltet werden zwischen dem Ausgang des VCO 904 und dem 3,072 MHZ-Takt. Normalerweise sind die Ausgänge der Schalter 912a, 912b, 912c verbunden mit dem Ausgang des VCO 904. Nur wenn der Selbsttest durchgeführt wird, werden die Ausgänge der Schalter 912a, 912b, 912c mit dem 3,072 MHZ-Taktsignal verbunden.
Die Ausgänge der Schalter 912a, 912b, 912c sind verbunden mit der Eingangsseite der drei Inverter 914a, 914b bzw. 914c. Die Ausgänge der drei Inverter 914a, 914b, 914c sind verbunden mit den Eingängen der drei Puffer 916a, 916b bzw. 916c. Die drei Puffer 916a, 916b, 916c sind jeweils enthalten auf einem der gedruckten Schaltkreisbretter 884 (Fig. 878), die für diese drei Kanäle verwendet werden. Die Ausgänge der drei Puffer sind verbunden mit einer Seite der drei (einer für jeden Kanal) Ultraschallwandler 866A, 8668 bzw. 866C. Die andere Seite der drei Ultraschallwandler 866A, 8668, 866C ist geerdet.
Erneut mit Bezug auf Fig. 111 zusätzlich zu Fig. 108 wird deutlich, daß die drei Ultraschallwandler 866A, 866B, 866C durch die Lauffrequenz von 1,3 MHZ bis 2,3 MHZ in einem 1/8-Arbeitszyklus alle 1,33 ms (750 Hz) angeregt werden. Das ist häufig genug, so daß selbst bei der maximalen Pumpgeschwindigkeit nur eine kleine Flüssigkeitsmenge durch die Stelle des Paares der Ultraschallwandler zwischen aufeinanderfolgenden Ultraschallübertragungen hindurchlaufen kann. Der 1/8-Arbeitstakt spart Energie, die sowohl von dem VCO 904 wie auch von den drei Ultraschallwandlern 866A, 866B, 866C gebraucht wird.
Fig. 109 erläutert den Empfängerschaltkreis, der für einen der drei Kanäle verwendet wird, wobei die anderen zwei Kanäle identische Schaltkreise verwenden. Der empfangende Wandler für den ersten Kanal ist der Ultraschallwandler 866A, dessen Ausgang einem Kaskode-Vorverstärker 918A zugeführt wird. Der Ausgang des Kaskode-Vorverstärkers 918A ist ein Signal, dessen Stärke bei der Resonanzfrequenz zunimmt, wenn Flüssigkeit vorhanden ist, und folglich eine dreieckige einhüllende hat, wie es in Fig. 111 gezeigt ist. Der Ausgang des Kaskode-Vorverstärkers 918A wird einem Detektor/Gleichrichter 920A zugeführt, dessen Ausgang der Gleichrichterausgang ist, welcher in Fig. 111 gezeigt ist.
Der Ausgang des Detektors/Gleichrichters 920A wird einem ersten Komparator 922A zugeführt, welcher die Wellenform erzeugt, die in Fig. 111 gezeigt ist, wenn die einhüllende von dem Detektor/Gleichrichter 920A unterhalb einer Schwelle liegt. Der Ausgang von dem ersten Komparator 922A wird einem RC-Zeitgeber/zweiten Detektor 924A zugeführt, welcher den Ausgang von dem ersten Komparator 922A integriert, wie in Fig. 111 gezeigt ist. Der integrierte Ausgang wird jedesmal zurückgesetzt, wenn ein Signal von dem Ultraschallwandler 868A, das über der Schwelle des ersten Komparators 922A liegt. Wenn es Luft in der Leitung gibt, wird das integrierte Signal nicht zurückgesetzt, wodurch es die Schwelle des zweiten Komparators erreicht. An diesem Punkt geht der Ausgang des Sensor-A-Schaltkreises tiefer.
Zusammengefaßt, wenn es Flüssigkeit in der Auslaßröhre 306 gibt, dann empfängt der Ultraschallwandler 868A ein starkes Signal, und ein hoher Sensor-A-Ausgang wird gegeben, was die Anwesenheit von Flüssigkeit in der Auslaßröhre 306 anzeigt. Wenn es Luft in der Auslaßröhre 306 gibt, dann empfängt der Ultraschallwandler 868A ein schwaches Signal, und ein niedriger Sensor-A-Ausgang wird gegeben, was die Anwesenheit von Luft in der Auslaßröhre 306 anzeigt. Eine Schaltung, identisch zu der, die in Fig. 109 gezeigt ist, wird für die beiden anderen Kanäle verwendet.
Fig. 110 zeigt eine zusätzliche Verarbeitungsschaltung, die verwendet wird, um zwei Signale zu erhalten, welche von dem AILD-Monitorsystem 898 und dem Selbsttestsystem 900 von Fig. 107 verwendet wird. Der Sensor-A-Ausgang wird dem D-Eingang eines Latch 924A zugeführt, dessen Ausgang der AILD-Ausgang A ist. Der AILD-Ausgang A liegt tief, wenn es Flüssigkeit in der Auslaßröhre 306 gibt, und hoch, wenn es Luft in der Ausgangsröhre 306 gibt. Der AILD-Ausgang A wird einem Flankendetektor 926A zugeführt (wobei ein möglicher Schaltkreis dafür gezeigt ist), dessen Ausgang ein Kanal-A-Flankensignal ist, das eine ansteigende oder fallende Flanke in dem AILD-Ausgang A anzeigt. Wann immer daher eine Luft/Flüssigkeitsschnittstelle detektiert wird, erzeugt der Flankendetektor 928A ein Ausgangssignal.
Die anderen zwei Kanäle verwenden ähnliche Schaltungen, um entsprechende Signale zu erzeugen. Auf diese Weise wird ein AILD-Ausgang und ein Kanal-B-Flankensignal durch die Schaltung für Kanal B erzeugt. Ahnlich wird ein AILD-Ausgang C und ein Kanal-C-Flankensignal durch die Schaltung für Kanal C erzeugt.
Das Kanal-A-Flankensignal, das Kanal-B-Flankensignal und das Kanal-C-Flankensignal werden einem ODER-Gatter 930 zugeführt. Der Ausgang des ODER-Gatters 930 liegt hoch, wenn eine der drei Eingänge hoch ist. Wann immer daher eine Flanke in einem der Ausgänge AILD-Ausgang A, AILD-Ausgang B oder AILD Ausgang C vorliegt, dann ist der Ausgang des ODER-Gatters 930 hoch. Der Ausgang des ODER-Gatters 930 wird verwendet, um ein Latch 932 hoch einzuklinken, um ein Unterbrechungssignal AILD IRQ zu erzeugen. Dieses Unterbrechungssignal zeigt an, daß eine Zustandsänderung von einem der Ausgänge AILD-Ausgang A, AILD-Ausgang B oder AILD-Ausgang C aufgetreten ist.
Auf diese Weise erzeugt die Schaltung von Fig. 110 zwei Signale. Das erste Signal zeigt die Anwesenheit von Luft oder Flüssigkeit in der Auslaßröhre 306 eines Kanals an, und das zweite Signal zeigt eine Zustandsänderung in einem dieser drei Kanäle an. Das erste Signal umfaßt folglich die Signale AILD-Ausgang A, AILD-Ausgang B oder AILD-Ausgang C, wohingegen das zweite Signal das Unterbrechungssignal AILD IRQ ist. Für den Rest der Erklärung des Betriebes des Systems wird nur der erste Kanal (Kanal A) diskutiert. Der Betrieb der zwei anderen Kanäle (Kanal B und C) ist identisch zum Betrieb des ersten Kanals.
Vor einer Diskussion des Betriebes des AILD- Monitorsystems 898 wird das Konzept der Steuerung der Luftmenge, die in einen Patienten gepumpt werden kann, zunächst diskutiert. Zunächst muß beachtet werden, daß es nicht schädlich ist, eine kleine Menge Luft intravenös in viele Patienten zu pumpen; tatsächlich sind viele Medikamente nicht entgast und enthalten Luft, die kleine Blasen bildet. Einige Patienten (die von geringer Zahl sind) können die Einführung von Luft in ihr Venensystem nicht tolerieren, wie beispielsweise Neonate, Pediatriken und andere Patienten mit septalen Defekten. Außer bei der Infundierung von Flüssigkeit in diese Patienten oder bei der intraarteriellen Infusion wird die Einführung von sehr kleinen Mengen Luft als nicht besonders schädlich angesehen. Der betreuende Arzt hat zudem die Option der Verwendung von Luftbeseitigungsfiltern für solche Patienten.
Ein anderes Problem, das bei der Überwachung von Luft in der Flüssigkeitsleitung zu einem Patienten angetroffen wird, ist, daß es nicht erwünscht ist, zu viele Alarms aufgrund extrem kleiner Mengen von Luft, die in den meisten Patienten infundiert wird, zu haben. Das Personal in den meisten Krankenhäusern neigt dazu, diese häufigen Alarme als lästige Alarme zu empfinden, welche nicht erwünscht sind und keinen sinnvollen Zweck haben. Daher ist der wahre Zweck eines AILD- Systems, die Verhinderung von unangemessen großen, potentiell gefährlichen Mengen von Luft, die in einen Patienten gepumpt wird. Es ist daher notwendig, für das AILD-System, daß es erlaubt, daß etwas Luft hindurchläuft, ohne daß Alarm gegeben wird, da ansonsten eine große Anzahl von Fehlalarmen auftritt. Das AILD-System muß immer Alarm geben bei einer gewissen Schwelle, die hoch genug angesetzt werden muß, um Fehlalarme zu vermeiden, die aber niedrig genug liegen muß, um stetig eine Luftmenge zu detektieren, welche vorhanden ist und die eine entfernte Bedrohung für die Gesundheit des Patienten darstellen könnte. Dieses Ziel kann durch Verwendung des Fensterkonzepts erreicht werden.
Das Fensterkonzept, das in der EP-A-419 094 eingeführt ist, besteht darin, daß der Durchgang von Luftblasen in dem unmittelbar vorangegangenen voreingestellten Flüssigkeitsvolumen gespeichert wird. Solch ein Fenster wird verwendet, um die Luftmenge zu überwachen, welche in der zuletzt zurückliegenden Menge eines bestimmen Volumens, das in den Patienten gepumpt wurde, enthalten war. Beispielsweise in den letzten zwei Millilitern von gepumptem Volumen kann weniger als 100 Mikroliter Luft enthalten sein, ohne daß Alarm gegeben wird. Sobald 100 Mikroliter an Luft in den letzten zwei Millilitern von gepumptem Volumen enthalten sind, wird Alarm gegeben. Dies kann als ein "Vergessensfaktor" angesehen werden, in welchem alle Luftblasen, die vor den letzten zwei Millilitern an gepumptem Volumen gepumpt wurden, von dem System vergessen werden.
Das Fenstersystem, das sowohl in der EP-A-419 094 und in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, verwendet zwei Informationsstücke, um festzustellen, ob das System gerade Luft gepumpt hat oder Flüssigkeit in der unmittelbar vorangegangenen Zeitdauer seit dem letzten vorangegangenen Aktualisieren. Zunächst detektiert der Sensor, ob gegenwärtig Luft in der Leitung an der Sensorstelle vorliegt. Das zweite Informationsstück besagt, ob in der unmittelbar vorangegangenen Zeitdauer, in welcher die Information gesammelt wurde, Luft oder Flüssigkeit an der Sensorstelle war. Diese zweite Information zeigt folglich an, ob die gegenwärtig detektierte Luftblase eine Fortsetzung einer Luftblase ist, die früher begonnen hat, oder ob sie der vorangehende Rand einer neuen Luftblase ist. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob das System gerade Flüssigkeit oder Luft in dem unmittelbar vorangehenden Zeitintervall seit der letzten Aktualisierung gepumpt hat.
Wenn beispielsweise das gegenwärtige Auslesen des Sensors Luft in der Leitung anzeigt, und das unmittelbar vorangegangene Auslesen ebenfalls Luft war, dann liegt in der gegenwärtigen Zeit die Fortsetzung einer Luftblase in der Leitung vor. Wenn die gegenwärtige Auslesung des Sensors Luft in der Leitung anzeigt, und die unmittelbar vorangehende Auslesung Flüssigkeit war, dann wird der vorangehende Rand einer Luftblase detektiert. Wenn die gegenwärtige Auslesung des Sensors Flüssigkeit in der Leitung anzeigt, und die unmittelbar vorangehende Auslesung Luft war, dann wird das nachlaufende Ende einer Luftblase detektiert. Wenn die gegenwärtige Auslesung des Sensors Flüssigkeit in der Leitung anzeigt, und die unmittelbar vorangegangene Auslesung ebenfalls Flüssigkeit war, dann liegt in der gegenwärtigen Zeit ein fortgesetztes Segment an Flüssigkeit in der Leitung vor.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine Anzahl von kleinen Fenstern anstelle eines einzigen fixierten Fensters. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Fenstervolumen mit 1 Millimeter gewählt, was eine relativ kleine Menge ist, die es erlaubt, eine Anzahl von Fenstern zwischen dem Ultraschalldetektor und dem Ende der Röhre, die mit dem Patieten verbunden ist, zu überwachen. Wie dem Fachmann verständlich sein wird, können ebenso auch andere Volumen verwendet werden. Zudem ist in der vorliegenden Ausführungsform die Anforderung enthalten, daß ein Fenster damit enden muß, daß Flüssigkeit in der Leitung detektiert wird. Wenn in der Zeit, in der das Fenstervolumen 1 Milliliter erreicht, Luft in der Leitung ist, dann wird das Fenster erweitert, bis Flüssigkeit detektiert wird.
Dieser Schritt ist unternommen worden, weil das AILD-Monitorsystem 899 für mitgeführte Luft nicht darauf ausgelegt ist, große Luftblasen oder die Anwesenheit des Zustandes eines leeren Behälters zu detektieren, sondem die Anwesenheit von mitgeführter Luft in der Flüssigkeitsleitung detektieren soll. Das AILD-Monitorsystem 898 der verwandten Anmeldung detektiert leere Behälter und große Blasen. Es ist zu beachten, daß wenn das mitgeführte AILD-Monitorsystem 899 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird als das einzige Luft- Detektorsystem, dann sollte die Fenstergröße nicht ausgedehnt werden.
In der bevorzugten Ausführungsform muß die vorbestimmte Anzahl von Fenstern, die in einer Analyse überwacht werden, hinreichend groß sein, um eine gute Probe zu erhalten, und muß hinreichend klein sein, um eine hinreichende Empfindlichkeit zu bekommen. Es kann festgestellt werden, daß zwischen 8 und 60 Fenstern die Grenzen darstellen, welche ein effektives System erhalten, wobei die bevorzugten Ausführungsformen zwischen 12 und 50 Fenster verwenden. Die optimale Antwort scheint man zu erhalten, wenn ungefähr 20 Fenster verwendet werden.
Das System funktioniert so, daß das Luftvolumen, welches in jedem der Anzahl von Fenstern enthalten ist, untersucht wird, und ein geradzahliger Wert jedem Fenster zugeordnet wird, in Abhängigkeit von dem Luftvolumen, das in dem Fenster detektiert wird. Es werden ganzzahlige Werte verwendet, um die Berechnungen zu vereinfachen. In der bevorzugten Ausführungsform wird der ganzzahlige Wert als Gewichtsfaktor in nicht-linearer Weise verwendet. Die ganzen Zahlen, die jedem Fenster zugeordnet werden, können somit nicht-lineare Gewichtsfaktoren sein, welche logarithmisch sind, was der Fall für die bevorzugte Ausführungsform ist.
Da es klar ist, daß sehr kleine Mengen an Luft keine unsichere Bedingung darstellen, haben sie den ganzzahligen Wert erhalten. In der bevorzugten Ausführungsform werden 0 bis 2,5 Mikroliter Luft in einem Fenster mit dem ganzzahligen Wert 0 zugeordnet. Wenn 2,5 bis zu einschließlich 10 Mikroliter Luft in einem Fenster detektiert werden, dann wird dem Fenster der ganzzahlige Wert 1 zugeordnet. Wenn mehr als 10 bis zu einschließlich 50 Mikroliter Luft in einem Fenster detektiert werden, dann wird dem Fenster der ganzzahlige Wert 2 zugeordnet. Wenn schließlich mehr als 50 Mikroliter Luft in einem Fenster detektiert werden, dann wird dem Fenster der ganzzahlige Wert 3 zugeordnet.
Wenn das System betrieben wird, dann werden die ganzzahligen Werte, die der vorbestimmten Anzahl von Fenstern zugeordnet werden, aufaddiert und mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen, um festzustellen, ob oder ob nicht hinreichend viele mitgeführte Luftblasen vorhanden sind, um einen Alarm auszulösen und das Pumpen abzustellen. Beispielsweise in einem System unter Verwendung von 20 Fenstern werden die ganzzahligen Werte der letzten 20 Fenster aufaddiert. Das System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet somit ein "zuerst ein, zuerst aus"-Bewegungs-Fenstersystem. Nachdem 20 Fenster geliefert wurden, wird der ganzzahlige Wert des ältesten Fensters vergessen und ein ganzzahliger Wert eines neuen Fensters jedes Mal zugegeben, wenn ein neues Fenstervolumen abgeschlossen ist.
Die Summe der ganzen Zahlen für die 20 Fenster wird mit einer vorbestimmten Schwellenzahl verglichen. In dem hier verwendeten Beispiel von 20 Fenstern von 1 ml oder größer ist der vorbestimmte Schwellenwert der bevorzugten Ausführungsform zwischen 5 und 30. Die Zahl muß hoch genug sein, damit sie über dem Rauschpegel des Systems liegt, doch muß sie hinreichend klein sein, um beträchtliche Menge von mitgeführter Luft zu detektieren. Durch Einstellend es vorbestimmten Schwellenwerts über einem minimalen Wert ist das System in der Lage, das Pumpen der Flüssigkeit fortzusetzen, selbst wenn eine winzige Menge von mitgeführter Luft in der zu pumpenden Flüssigkeit enthalten ist, wodurch Fehlalarms vermieden werden. Jedoch ist der vorgewählte Schwellenwert hoch genug anzusetzen, so daß jede bedeutende Menge an mitgeführter Luft schnell detektiert und darauf reagiert wird. Eine optimale Zahl, die sich herausgestellt hat, liegt bei ungefähr 15.
Wenn während des Pumpens der letzten 20 Fenster (oder weniger) die Summe der ganzzahligen Werte kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert 15 ist, dann setzt das System den Betrieb fort. Wenn andererseits die Summe der ganzzahligen Werte gleich oder größer dem vorbestimmten Schwellenwert von 15 während des Pumpens der letzten 20 Fenster ist, dann schaltet das System ab und ein Alarm ertönt. In dem Fall eines Anlaufzustandes, wenn die Summe der ganzzahligen Werte den vorbestimmten Schwellenwert von 15 in weniger als 20 Fenstern erreicht, würde das System abschalten und ein Alarm würde ertönen. Wenn es gewünscht wird, kann das System so eingestellt werden, daß nur ein Alarm ertönt, aber nicht abgeschaltet wird.
Es ist erneut zu beachten, daß das in dem Beispiel beschriebene System ausgelegt ist, nur mitgeführte Luft zu detektieren. Als solches ist es derart gestaltet, daß es in Verbindung mit dem System der verwandten Anmeldung betrieben werden kann. Wenn andererseits es das einzige Luftdetektorsystem ist, kann die Fenstergröße auf 1 ml beschränkt werden, und der vorgewählte Schwellenwert so gewählt werden, daß er gerade über dem Rauschpegel liegt, d.h. bei 6 bis 10 anstelle bei 15.
Auf diese Weise erlaubt das System gemäß der vorliegenden Erfindung die Vermeidung von Fehlalarmen aufgrund unbedeutender Mengen von mitgeführter Luft, die dem Patienten erreicht. Das System stellt jedoch fest, wenn die mitgeführten Blasen kumulativ eine beträchtliche Menge von mitgeführter Luft darstellen, die ein Alarm erforderlich machen. Auf diese Weise wird ein ausgezeichnetes Detektorsystem für mitgeführte Luft angegeben, welches den Durchgang von unbedeutenden Mengen von mitgeführten Luftblasen erlaubt, das aber Alarm gibt, wenn eine beträchtliche Menge an mitgeführter Luft in der Flüssigkeits leitung vorhanden ist.
Der Betrieb des mitgeführten AILD-Monitorsystems 899 wird nun mit Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 112 diskutiert. Der Betrieb ist ein kreislaufförmiger, der mit einer hohen Frequenz sich wiederholt und in Block 934 beginnt. Das hier diskutierte System ist ein Drei-Kanal-System, wobei nur der Betrieb des ersten Kanals (Kanal A) diskutiert wird; der Betrieb der beiden anderen Kanäle (Kanal B und C) ist identisch. In Block 934 wird festgestellt, ob ein Unterbrechungssignal AILD IRQ erzeugt wurde. Wenn kein Unterbrechungssignal erzeugt wurde, dann geht der Betrieb zu Block 936 weiter. Wenn ein Unterbrechungssignal erzeugt wurde, dann wird der Latch 932 (Fig. 110) zurückgesetzt durch ein AILD IRQ CLR-Signal auf Pin C. Der Betrieb geht dann weiter zu Block 939.
Im Block 936 wird festgestellt, ob das Ende eines Zufuhrschubes in der Pumpe 890 (Fig. 107) erreicht worden ist. Wenn das Ende eines Zufuhrschubes nicht erreicht wurde, dann kehrt der Betrieb zurück zu Block 934. Wenn das Ende eines Zufuhrschubes erreicht wurde, dann geht der Betrieb weiter zu Block 939. Es ist ersichtlich, daß die Kette von Ereignissen, die an Block 939 beginnt, initiiert wird, entweder wenn ein Unterbrechungssignal erzeugt wird oder wenn das Ende eines Zufuhrschubes erreicht wurde.
In Block 939 werden drei Vorgänge durchgeführt. Zunächst wird der AILD-Ausgang gelesen; für Kanal A wird der AILD-Ausgang A gelesen. Dadurch wird angezeigt, wieviel Volumen gepumpt wurde, seit das letzte Mal dieser Vorgang aufgetreten ist. Dann wird der Druckausgang (für Kanal A) gelesen. Dieser kann verwendet werden, um das gepumpte Volumen zu normieren, unter Verwendung des Bolyle-Gesetzes (P&sub1;*V&sub1;=P&sub2;*V&sub2;).
Dann wird in Block 944 festgestellt, ob der AILD-Ausgang A anzeigt, daß gegenwärtig Luft in der Leitung an der Stelle des Sensors ist. Das ist das erste Stück in Information, das oben erwähnt wurde, und es erlaubt dem System, in einen von zwei Zweigen zu verzweigen, in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Bestimmung.
Wenn es gegenwärtig Luft in dem Bereich der Flüssigkeitsleitung gibt, wo der Sensor angeordnet ist, dann bewegt sich das System zu Block 946; wenn gegenwärtig keine Luft in dem Bereich der Flüssigkeitsleitung ist, wo der Sensor angeordnet ist, dann bewegt sich das System zu Block 948. Die Vorgänge, welche dem Block 946 folgen, hängen somit von der Feststellung ab, ob gegenwärtig Luft in der Röhre an der Stelle des Sensors vorhanden ist. Ähnlich hängen die Vorgänge, die dem Block 948 folgen, von der Feststellung ab, ob keine Luft in der Röhre an der Stelle des Sensors vorhanden ist. In jedem Fall muß das zweite Informationsstück, ob in dem unmittelbar vorangegangenen Zeitabschnitt, in welchem die Information gesammelt wurde, Luft oder Flüssigkeit an der Stelle des Sensors vorhanden war, ausgewertet werden für jede der zwei Möglichkeiten in dem Blöcken 946 und 948.
Zunächst wird in Block 946 bestimmt, ob in dem unmittelbar vorangegangenen Zyklus, währenddessen die Information gesammelt wurde, Luft oder Flüssigkeit an der Stelle des Sensors vorhanden war. Wenn festgestellt wurde, daß Luft in der Röhre an der Stelle des Sensors zur Zeit des nächsten vorangegangenen Aktualisierens vorhanden war, dann bewegt sich das System zu Block 950. Wenn andererseits festgestellt wird, daß keine Luft in der Röhre anstelle des Sensors zur Zeit der nächsten vorangegangenen Aktualisierung vorhanden war, dann bewegt sich das System zu Block 952.
Folglich wird der Block 950 erreicht, wenn das gegenwärtige Auslesen des Sensors anzeigt, daß Luft in der Leitung ist, und das vorangegangene Auslesen ebenfalls anzeigt, daß Luft in der Leitung war. In diesem Fall liegt eine Luftblase in der Leitung vor, welche sich bis zum vorangegangenen Auslesen des Sensors erstreckt und die immer noch existiert. Folglich wird in Block 950 das zusätzliche Volumen der Luftblase zwischen der Zeit des vorgangenen Sensorauslesens und der gegenwärtigen Zeit berechnet. Dann wird in Block 954 das Fenster aktualisiert, um die gesamte Menge an Luftblasen in dem Fenster und das gesamte Volumen des Fensters zu berechnen.
Da in der bevorzugten Ausführungsform ein Fenster nicht auf einer Luftblase enden kann, bewegt sich das System zurück zu Block 934. Man beachte, daß wenn ein Fenster auf einer Luftblase enden könnte, die Sequenz stattdessen zu Block 955 gehen würde, dessen Vorgang später diskutiert wird.
Block 952 wird erreicht, wenn das gegenwärtige Sensorauslesen Luft in der Leitung anzeigt, und das vorangegangene Auslesen die Anwesenheit von Flüssigkeit in der Leitung anzeigt. In diesem Fall liegt eine Luftblase in der Leitung vor, die in dem vorangegangenen Sensorauslesen nicht existiert hat, sondem gerade begonnen hat (das beginnende Ende der Blase wurde detektiert). Folglich wird in Block 952 das zusätzliche Volumen der Flüssigkeit zwischen der Zeit des vorangegangenen Sensorauslösens bis zum Beginn der Blase berechnet. Dann wird im Block 956 das Fenster aktualisiert, um das gesamte Luft des Fensters zu berechnen.
Im Block 958 wird die Fensterinformation umgeschaltet, um anzuzeigen, daß die gegenwärtige Information, die bald die nächste vorangegangene Aktualisierung wird, die Anwesenheit von Luft anzeigt. Wenn daher das nächste Mal das System durch diese Schleife läuft, zeigt das zweite Informationsstück an, daß in der vorangegangenen Aktualisierung Luft in der Röhre vorhanden war.
Da in der bevorzugten Ausführungsform ein Fenster nicht auf einer Luftblase enden kann, bewegt sich das System zurück zu Block 934. Man beachte, wenn ein Fenster auf einer Luftblase enden könnte, würde die Abfolge stattdessen zu Block 955 gehen, dessen Vorgang später diskutiert wird.
Wenn alternativ gegenwärtig keine Luft in der Leitung in Block 944 vorliegt, dann bewegt sich das System zu Block 948. In Block 948 wird festgestellt, ob in dem unmittelbar vorangegangenen Zeitabschnitt, in welchem Information gesammelt wurde, Luft oder Flüssigkeit an der Stelle des Sensors vorhanden war. Wenn festgestellt wird, daß Luft in der Röhre an der Stelle des Sensors zur Zeit der nächsten vorangegangenen Aktualisierung vorhanden war, dann bewegt sich das System zu Block 964. Wenn andererseits festgestellt wird, daß keine Luft in der Röhre an der Stelle des Sensors zur Zeit der nächsten vorangegangenen Aktualisierung vorhanden war, dann bewegt sich das System zu Block 966.
Folglich wird der Block 964 erreicht, wenn das gegenwärtige Sensorauslesen anzeigt, daß gegenwärtig keine Luft in der Leitung ist, und das unmittelbar vorangegangene Auslesen anzeigt, daß Luft in der Leitung vorhanden war. In diesem Fall gab es eine Luftblase in der Leitung, welche zur Zeit des vorangegangenen Sensorauslesens existierte, doch die geendet hat (das nachfolgende Ende einer Luftblase wurde detektiert). Folglich wird im Block 964 das zusätzliche Volumen der Gasblase zwischen der Zeit des nächsten vorangegangenen Sensorauslesens und dem Endpunkt in der gegenwärtigen Zeit berechnet. Dann wird im Block 968 das Fenster aktualisiert, um das gesamte Volumen der Luftblasen in dem Fenster und das gesamte Volumen des Fensters zu bestimmen.
In Block 972 wird die Fensterinformation umgeschaltet, um anzuzeigen, daß die gegenwärtige Information, die bald zu der nächsten vorangegangenen Aktualisierung wird, die Anwesenheit von Luft anzeigt. Wenn folglich das nächste Mal das System sich durch die Schleife bewegt, dann zeigt das zweite Informationsstück an, daß bei der vorangegangenen Aktualisierung keine Luft in der Röhre vorhanden war. Die Sequenz bewegt sich dann zu Block 955, deren Vorgang später diskutiert wird.
Der Block 966 wird erreicht, wenn das gegenwärtige Sensorauslesen anzeigt, daß keine Luft in der Leitung ist, und das vorangegangene Auslesen ebenfalls anzeigt, daß Flüssigkeit in der Leitung vorhanden war. In diesem Fall hat es Flüssigkeit in der Leitung gegeben, von der Zeit des unmittelbar vorangegangenen Auslesens bis zur Gegenwart. Folglich wird im Block 966 das zusätzliche Volumen an Flüssigkeit zwischen der Zeit des vorangegangenen Sensorauslösens bis zum Beginn der Blase berechnet. Dann wird im Block 970 das Fenster aktualisiert, um das gesamte Volumen des Fensters zu berechnen.
Die Sequenz bewegt sich dann weiter zu Block 965, dessen Betrieb nun beschrieben wird. In Block 955 wird festgestellt, ob das Fenstervolumen die Größe von 1 ml, die hier verwendet wird, erreicht hat oder überschritten hat. Wenn das Volumen des Fensters 1 ml erreicht hat, dann bewegt sich das System zu Block 957. Wenn das Volumen des Fensters 1 ml nicht erreicht hat, dann bewegt sich das System zurück zu Block 934.
In Block 957 wird ein ganzzahliger Wert dem Fenster zugeordnet. Wie oben erwähnt wurde, wird in der bevorzugten Ausführungsforrn von 0 bis 2,5 µl Luft in einem Fenster ein ganzzahliger Wert 0 zugeordnet. Wenn mehr als 2,5 bis zu einschließlich 10 µl Luft in einem Fenster detektiert werden, dann wird dem Fenster der ganzzahlige Wert 1 zugeordnet. Wenn über 10 bis einschließlich 5 µl Luft in einem Fenster detektiert werden, dann wird dem Fenster ein ganzzahliger Wert 2 zugeordnet. Wenn schließlich über 50 µl Luft in einem Fenster detektiert werden, dann wird dem Fenster der ganzzahlige Wert 3 zugeordnet.
Das System bewegt sich dann zu Block 959, in welchem die ganzzahligen Werte für die letzten Fenster aufsummiert werden. In dem hier verwendeten Beispiel werden die ganzzahligen Werte der letzten 20 Fenster aufsummiert. Das System bewegt sich dann zu Block 960, in welchem die Summe der ganzzahligen Werte für die letzten 20 Fenster gegenüber dem vorbestimmten Schwellenwert, der optimal 15 ist, kontrolliert wird. Wenn während des Pumpens der letzten 20 Fenster die Summe der ganzzahligen Werte kleiner als der vorgewählte Schwellenwert ist, der optimalerweise 15 beträgt, dann kehrt das System zurück zu Block 934. Wenn andererseits die Summe der ganzzahligen Werte gleich oder größer dem vorgewählten Schwellenwert von 15 während des Pumpens der letzten 20 Fenster ist, dann bewegt sich das System zu Block 962 und ein Alarm wird ausgelöst und das Pumpen der Flüssigkeit durch das System wird angehalten.
Es muß beachtet werden, daß das Flußdiagramm von Fig. 112 ein sehr vereinfachtes Beispiel wiedergibt, wie das System ausgeführt werden kann, um die Fensterfunktion durchzuführen. Der Fachmann wird sofort die hinter diesem Vorgang liegenden Prinzipien verstehen und wird in der Lage sein, sie in einer Vielzahl von Wegen zu implementieren. Die Vorteile dieses Verfahrens sind offensichtlich; das Pumpen einer großen Menge von Luft in den Patienten wird vermieden, wohingegen das Auftreten von Fehlalarmen ebenso vermieden wird.
Aus der obigen Diskussion des gesamten Systems ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung ein einzigartiger Luft-in-Leitungs-Detektorsystem angibt, welches mitgeführte Luft in dem Leitungsweg genau detektiert. Das System neigt nicht zu Fehlalarmen aufgrund der Anwesenheit von winzigen Mengen von Luft, die in dem Flüssigkeitsweg detektiert wird. Das Ultraschall-Detektorsystem für Luft-in-der-Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, selbst sehr kleine Luftblasen in der Flüssigkeitsleitung einer wegwerfbaren Kassette nahe seines Ausgangsendes zu detektieren, nachdem der Pumpvorgang durchgeführt wurde, selbst wenn große Flüssigkeitsvolumen dazwischen liegen. Das System gemäß der Erfindung unterscheidet in intelligente Art und Weise zwischen einer Situation, in welcher isolierte mitgeführte Luftblasen vorhanden sind, und einer Situation, in welcher eine beträchtliche Gesamtmenge von mitgeführter Luft in der Flüssigkeitsleitung vorhanden ist, wobei in dem vorangegangenen Fall kein Alarm ausgelöst wird, und in dem letzteren Fall immer Alarm ausgelöst wird.
Beispiele von anderen zusätzlichen Merkmalen, die in dem Detektorsystem für Luft-in-der-Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, ist die Fähigkeit, Luftblasen zu detektieren, unabhängig davon, ob die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit in der Kassette schnell oder langsam ist, und die Fähigkeit, Luft in der Flüssigkeitsleitung zu detektieren, selbst wenn das Innere der Flüssigkeitsleitung mit Flüssigkeit beschichtet bleibt. Das System ist in der Lage, genau und effizient Luftblasen in jedem Typ von Flüssigkeit, der infundiert werden kann, zu detektieren, unabhängig davon, ob die Flüssigkeit klar oder undurchsichtig ist.
Das System löst alle diese Aufgaben in einer Weise, welche die Vorteile der Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Sicherheit des Betriebes, wie er bei Ultraschalldetektoren vorliegt, beibehält und verstärkt. Das System gemäß der Erfindung liefert alle diese Vorteile und überwindet die Nachteile des Standes der Technik, ohne daß irgendwelche relativen Nachteile eingeführt werden. Die Erfindung führt daher zu einem überlegenen Medikamenten-Infusionssystem mit einer Anzahl von Vorteilen, die das System zu einer hochgradigen wünschenswerten Alternative zu den bisher verfügbaren Systemen macht.

Claims

1. System zum Erfassen des Vorhandenseins einer erheblichen Menge von eingeschlossener Luft in einer Flüssigkeit, die durch einen Flüssigkeitsdurchgang (306) hindurchtritt, mit einem Sensor (896), der neben dem Flüssigkeitsdurchgang (306) angeordnet ist, um ein "Luft- in-der-Leitung"-Ausgangssignal zu erzeugen, das anzeigt, ob gegenwärtig Luft oder Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsdurchgang (306) an der von dem Sensor überwachten Stelle vorhanden ist, und mit einer Monitoreinrichtung (898) zum Überwachen des durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpten Volumens, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung, die auf das "Luft in der Leitung"-Ausgangssignal und das Volumen der Luft anspricht, das in jedem einer Reihe von Fenstern von wenigstens einem vorgegebenen Volumen enthalten ist, welches durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpt wird, wobei die Bestimmungseinrichtung als Ausgang einen numerischen Wert für jedes Fenster liefert, der charakterisiert, in welchem einer Vielzahl von Bereichen das in jedem Fenster vorhandene Luftvolumen enthalten ist, eine Recheneinrichtung zum Berechnen der Summe der numerischen Werte, die jedes der wenigstens N Fenster charakterisieren, wobei N eine vorgegebene Zahl ist, und durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Alarmsignals (962), wenn die Summe der numerischen Werte von der Recheneinrichtung, die jedes der wenigstens N Fenster charakterisieren, gleich oder größer als ein vorgewählter Schwellenwert ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Ultraschallsensor ist, der einen Sender (866) zum Übertragen eines Ultraschallsignales, das an den Flüssigkeitsdurchgang (306) angelegt wird, und einen Empfänger aufweist, um zu erfassen, ob das Ultraschallsignal durch den Strömungsmitteldurchgang (306) hindurchtritt und um das "Luft-in-der-Leitung"-Signal zu liefern, das die gegenwärtige Anwesenheit von Flüssigkeit oder Luft in dem Strömungsmitteldurchgang an der von dem Ultraschallsensor überwachten Stelle anzeigt.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender einen ersten Ultraschallwandler (866), der auf einer Seite des Strömungsmitteldurchgangs liegt und eine Antriebseinrichtung (904) zum Antreiben des Ultraschallsensors (866) aufweist, um Ultraschallschwingungen zu erzeugen, die auf die eine Seite des Strömungsmitteldurchgangs (306) übertragen werden, und daß der Empfänger einen zweiten Ultraschallwandler (868), der auf der anderen Seite des Strömungsmitteldurchgangs (306) liegt, aufweist, wobei die Ultraschallschwingungen, die durch den Strömungsmitteldurchgang hindurchtreten, von dem zweiten Ultraschallwandler (868) empfangen werden, wenn sich Flüssigkeit in dem Strömungsmitteldurchgang befindet, wobei Ultraschallschwingungen im wesentlichen nicht durch den Strömungsmitteldurchgang hindurchtreten und nicht von dem zweiten Ultraschallwandler empfangen werden, wenn eine Luftblase sich in dem Strömungsmitteldurchgang befindet, wobei der Empfänger ferner eine Einrichtung aufweist, um die von dem zweiten Wandler empfangenen Ultraschallschwingungen zu erfassen und das "Luft-in-der- Leitung"-Ausgangssignal zu erzeugen, das anzeigt, ob gegenwärtig Luft oder Flüssigkeit in dem Strömungsmitteldurchgang zwischen dem ersten oder zweiten Wandler vorhanden ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Ultraschallwandler (866, 868) eine Resonanzfrequenz aufweisen, und daß die Antriebseinrichtung (904) ein Schwingungssignal erzeugt, das von einer ersten Frequenz zu einer zweiten Frequenz durchläuft, wobei die Resonanzfrequenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz liegt.

5. System nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen Verstärker (918A) zum Verstärken eines elektrischen Signals, das von dem zweiten Ultraschallwandler (868) erzeugt wird, einen Gleichrichter (920A) zum Gleichrichten des verstärkten elektrischen Signals, das von dem zweiten Ultraschallwandler erzeugt wird, und einen ersten Vergleicher (922A) zum Erzeugen eines ersten Vergleicherausgangssignales aufweist, wenn das gleichgerichtete, verstärkte elektrische Signal, das von dem zweiten Ultraschallwandler erzeugt wird, einen ersten Schwellenwert übersteigt.

6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (904) periodisch arbeitet, um den ersten Ultraschallwandler (866) anzutreiben, um Ultraschallschwingungen, vorzugsweise in einem Eins/Achtel-Arbeitstakt, zu erzeugen.

7. System nach einem der Ansprüche 3 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (904) bei einer Frequenz arbeitet, die genügend hoch ist, um sicherzustellen, daß eine Luftblase selbst bei der höchstmöglichen Strömungsmittelgeschwindigkeit durch den Strömungsmitteldurchgang (306) erfaßt wird, beispielsweise bei einer Frequenz von etwa 750 Hz.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine Kolbenpumpe (890), um Strömungsmittel durch den Strömungsmitteldurchgang (306) zu pumpen, und eine Einrichtung (888) zum Antreiben der Pumpe aufweist, und daß die Monitoreinrichtung einen Kodierer (892) zur Erzeugung einer Positionsinformation, die die Position der Kolbenpumpe (890) beschreibt, und einen Dekoder (898) zum Dekodieren der Positionsinformation aufweist, um festzustellen, wieviel Volumen von einer ersten Stelle der Positionsinformation zu einer zweiten Stelle der Positionsinformation gepumpt worden ist.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine Einrichtung zur Messung des Druckes (894) in dem Strömungsmitteldurchgang und eine Einrichtung (898) aufweist, um das Volumen zu modifizieren, das von dem Decoder entsprechend dem gemessenen Druck in dem Strömungsmitteldurchgang festgestellt wird, um das Volumenausgangssignal zu erzeugen.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Auswahl der Größe des vorgegebenen Volumens von einer Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten.

11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des vorgegebenen Volumens erheblich geringer als das Volumen des Strömungsmitteldurchgangs von der Stelle, die von dem Ultraschallsensor überwacht wird, bis zu dem Patienten und beispielsweise etwa 1 Milliliter beträgt.

12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Alarmsignals (962) ein hörbares oder sichtbares Alarmsignal liefert und den Pumpenbetrieb durch den Strömungsmitteldurchgang (306) abschaltet.

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Fenster an einem Zeitpunkt endet, wenn das "Luft-in-der-Leitung"-Signal die Anwesenheit von Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsdurchgang anzeigt.

14. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fenstern, die weniger als eine vorgegebene Menge an Luft enthalten, ein numerischer Wert von 0 zugeordnet wird, und/oder Fenstern, die mehr als eine vorgegebene Menge an Luft haben, ein einziger numerischer Wert zugeordnet wird.

15. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die numerischen Werte, die jedes der Fenster charakterisieren, ganze Zahlen sind.

16. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewählte Schwellenwertzahl zwischen 5 und 30 liegt und vorzugsweise 15 oder etwa 6 oder 7 ist.

17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß N zwischen 8 und 60, vorzugsweise zwischen 12 und 50, beispielsweise etwa 20 ist.

18. System nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des vorgebenen Volumens etwa 1 Milliliter beträgt; daß Fenstern mit 2,5 Mikroliter Luft oder weniger ein numerischer Wert von zugeordnet wird; daß Fenstern mit über 2,5 bis zu einschließlich 10 Mikroliter Luft ein numerischer Wert von 1 zugeordnet wird; daß Fenster mit über 10 bis zu einschließlich 50 Mikroliter Luft ein numerischer Wert von 2 zugeordnet wird; daß Fenstern mit mehr als 50 Mikroliter Luft ein numerischer Wert von 3 zugeordnet wird.

19. System zur Erfassung der Anwesenheit einer erheblichen Menge enthaltener Luft in einer Flüssigkeit, die durch einen Flüssigkeitsdurchgang (306) hindurchtritt, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung des Luftvolumens, das in jedem einer Folge von Fenstern von wenigstens einem vorgegebenen Volumen, das durch den Strömungsmitteldurchgang gepumpt wird, enthalten ist, wobei die Bestimmungseinrichtung als Ausgang einen numerischen, ganzzahligen Wert für jedes Fenster liefert, der charakterisiert, in welchem einer Vielzahl von Bereichen das in dem Fenster enthaltene Luftvolumen enthalten ist, eine Recheneinrichtung, zum Berechnen der Summe der numerischen Werte, die jedes der wenigstens N Fenster charakterisiert, wobei N eine gegebene Zahl ist, und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Alarrnsignals (962), wenn die Summe der numerischen Werte, die jedes der wenigstens N Fenster charakterisiert, von der Recheneinrichtung gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.

20. Verfahren zum Erfassen der Anwesenheit einer erheblichen Menge von eingeschlossener Luft in einer Flüssigkeit, die durch einen Flüssigkeitsdurchgang hindurchtritt, welches umfaßt, daß ein "Luft-in-der-Leitung"- Ausgangssignal, welches anzeigt, ob gegenwärtig Luft oder Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsdurchgang an einer bestimmten Stelle vorhanden ist, mit einem Ultraschallsensor erzeugt wird, der neben dem Flüssigkeitsdurchgang an der bestimmten Stelle angeordnet ist, daß das Volumen überwacht wird, das durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpt wird, und daß ein Volumenausgangssignal erzeugt wird, das das gepumpte Volumen anzeigt, wobei das Verfahren ferner umfaßt, daß aus dem "Luft-in-der-Leitung"-Ausgangssignal und dem Volumenausgangs-Signal das Volumen der Luft bestimmt wird, die in jedem einer Abfolge von Fenstern von wenigstens einem vorgegebenen Volumen, durch das durch den Flüssigkeitsdurchgang gepumpt wird, vorhanden ist, und daß ein numerischer Wert als Ausgang für jedes Fenster erzeugt wird, der charakterisiert, in welchem einer Vielzahl von Bereichen das Volumen der in jedem Fenster vorhandenen Luft fällt, und daß berechnet wird, ob die Summe der numerischen Werte, die jedes der wenigstens N Fenster charakterisieren, von der Recheneinrichtung gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.