DE3705357A1 - Vorrichtung zur verabreichung von fluessigkeit - Google Patents
Vorrichtung zur verabreichung von fluessigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur parenteralen Verab
reichung von Flüssigkeit sowie ein Rückschlag-Ventil zur Ver
wendung in einer derartigen Vorrichtung.
Bei der parenteralen Ernährung eines Patienten werden die Nähr
stoffe unter Umgehung des Magen/Darm-Traktes direkt in eine Ve
ne gegeben. Neben Nährstoffen können auf diese Weise auch kon
tinuierlich Arzneimittel in den Blutkreislauf gebracht werden.
Vorrichtungen für die parenterale Verabreichung von Flüssigkei
ten weisen im allgemeinen eine Vorratsflasche für die Flüssig
keit auf, aus welcher die Flüssigkeit dosiert über einen ela
stischen Schlauch zu einer Injektionsnadel geführt wird, die
direkt in eine Vene mündet. Die Förderung der Flüssigkeit durch
den Schlauch erfolgt über eine Pumpe und/oder die Schwerkraft
der Flüssigkeit.
Vorrichtungen zur parenteralen Verabreichung von Flüssigkeiten
müssen zum Schutz des Patienten hohen Sicherheitsanforderungen
genügen. Insbesondere muß unter allen Umständen gewährleistet
sein, daß die Förderrate, also die dem Patienten pro Zeitein
heit verabreichte Flüssigkeitsmenge, welche üblicherweise in
Volumen pro Zeiteinheit oder Tropfen pro Zeiteinheit angegeben
wird, einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet. Eine
den Grenzwert überschreitende Mehrförderung könnte tödlich
sein. Daneben darf auf keinen Fall Luft in die Vene des Patien
ten gelangen.
Herkömmliche Vorrichtungen zur parenteralen Verabreichung von
Flüssigkeiten weisen deshalb einen hohen Aufwand an Sicher
heitseinrichtungen auf. Die Sicherheitseinrichtungen betreffen
in erster Linie die sogenannten "ersten Fehler". Unter einem
"ersten Fehler" wird das Versagen eines Schutz- oder Überwa
chungssystems verstanden, das zu einer unmittelbaren Gefahr für
die Sicherheit des Patienten werden kann.
Dringt Luft in den Zuführschlauch, so muß die Vorrichtung
innerhalb einer Zeitspanne die Förderung von Flüssigkeit in die
Vene einstellen, die kürzer ist als die Zeitspanne, in der die
Luft zur Injektionsnadel gelangt. Die Zeitspanne vom Zeitpunkt
des Auftretens eines Fehlers, wie z.B. das Eindringen von Luft
in den Schlauch, bis zum Eintreten des sicheren Zustandes, also
z.B. der Beendigung der Förderung, wird "Fehlerreaktionszeit"
genannt. Die Fehlerreaktionszeit muß in jedem Fall so kurz
sein, daß eine Gefährdung des Patienten bei Auftreten des Feh
lers ausgeschlossen ist.
Zur Vermeidung von Luft-Förderung sind im Stand der Technik
Luftsensoren bekannt, die Alarm geben, sobald Luft im zum Pa
tienten führenden Schlauch auftritt. Ultraschalleinrichtungen
und Lichtschranken sind als Luftsensoren bekannt. Diese Vor
richtungen sind relativ aufwendig und haben überdies den Nach
teil, daß sie nur "diagnostizieren", also nicht positiv das
Eintreten von Luft verhindern, und somit die Verfügbarkeit der
Vorrichtung nicht verbessern.
Besonders beim Einsatz einer Förder-Pumpe im Zuführschlauch
tritt das Problem des Lufteintritts in den Schlauch auf. Solche
Pumpen sind z.B. aus der DE-PS 31 38 267 bekannt. In ihnen wer
den Silikon-Schläuche eingesetzt, wobei allerdings das Silikon
für Luft permeabel ist, so daß dann, wenn der Druck im Inneren
des Schlauches kleiner ist als der Druck in der umgebenden Luft
(Atmosphäre), Gase in das Schlauchinnere eindringen können, was
die bereits geschilderten fatalen Folgen hätte.
Bei bekannten Vorrichtungen zur parenteralen Verabreichung von
Flüssigkeiten kann ein Unterdruck im von der Förder-Pumpe be
aufschlagten Silikonschlauch durch zwei Ursachen bedingt sein:
Zum einen kann bei einer Okklusion des Schlauches im Bereich
der Pumpe die abwärts in Richtung auf den Patienten "hängende"
Flüssigkeitssäule einen Unterdruck, insbesondere im oberen Teil
des Schlauches unmittelbar unterhalb der Okklusionsstelle er
zeugen und zum anderen kann es in bestimmten Arbeitsphasen der
Pumpe, auf die hier nicht näher eingegangen zu werden braucht,
jeweils kurzzeitig periodisch zu einem Unterdruck im Silikon
schlauch stromab der Pumpe kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
parenteralen Verabreichung von Flüssigkeit mit einer die Flüs
sigkeit durch einen elastischen Schlauch zum Patienten fördern
den Pumpe zu schaffen, bei der gewährleistet ist, daß keine
Luft in den Schlauch eintritt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß stromab
der Pumpe ein Ventil im Schlauch angeordnet ist, das in Patien
tenrichtung unter einem Druck öffnet, der so groß ist, daß der
Druck im Schlauch vor dem Ventil zumindest annähernd so groß
ist, wie der äußere Luftdruck.
Somit kann es bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht
vorkommen, daß der Druck im Inneren des Schlauches entweder
durch den Sog einer "hängenden Flüssigkeitssäule" oder bestimm
te Arbeitsphasen der Pumpe, in denen kurzzeitig die Pumpe gegen
die Förderrichtung ansaugt, kleiner ist als der Stickstoff-Par
tialdruck der den Schlauch umgebenden Atmosphäre. Ein Eindrin
gen von Gasen in den Schlauch ist somit positiv ausgeschlossen,
da im Silikon-Schlauchsegment bis zum Ventil immer ein hinrei
chend großer Druck herrscht.
Auch wird durch das erfindungsgemäße Ventil der sogenannte
"free-flow" (das freie Durchlaufen der Flüssigkeit durch den
Schlauch in die Vene) verhindert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge
sehen, daß am Ventil zumindest zwei unterschiedliche Öffnungs
drucke einstellbar sind, wobei das Ventil bei Einsatz mit einer
Förder-Pumpe mit dieser derart mechanisch zwangsgekoppelt ist,
daß der höhere Öffnungsdruck wirksam ist. Ein solches Rück
schlag-Ventil gemäß der Erfindung hat somit zwei unterschied
liche Funktionen: Wird das Ventil zusammen mit einer Pumpe ein
gesetzt, so bewirkt der Zusammenbau von Ventil und Pumpe, daß
automatisch aufgrund einer mechanischen Zwangskoppelung der zu
sammengebauten Teile der höhere Öffnungsdruck des Ventils ein
gestellt ist. Zum anderen ist ein derartiges Ventil auch ohne
Pumpe verwendbar, wobei automatisch der niedrigere Öffnungs
druck eingestellt ist, so daß das Ventil ersatzweise auch in
einer schwerkraftgespeisten Vorrichtung (also ohne Pumpe) ein
setzbar ist.
Das durch die Erfindung bereitgestellte Ventil ist auch unab
hängig vom vorstehend beschriebenen Einsatz bei der parentera
len Verabreichung von Flüssigkeiten für andere medizinische
Zwecke einsetzbar und zeichnet sich durch einen einfachen
Aufbau und damit eine kostengünstige Herstellung sowie eine
hohe Funktionssicherheit aus. Das Ventil ermöglicht die Ein
stellung von extrem kleinen Öffnungsdrucken.
Aus der EP 01 82 045 ist zwar ein Rückschlag-Ventil bekannt, mit
dem sehr kleine Öffnungsdrucke möglich sind, doch wird dort die
elastische Membran auf ihrer vom Ventilsitz abgekehrten Seite
von zwei Dornen beaufschlagt. Die Herstellung eines mit zwei
Dornen versehenen Ventilteiles ist aufwendig und überdies er
fordert der Ventil-Aufbau gemäß der EP 1 82 045 eine zweilagige
Membran.
Das erfindungsgemäße Rückschlag-Ventil, bei dem die Membran auf
ihrer vom Ventilsitz abgekehrten Seite zumindest annähernd zen
trisch von einem einzigen Dorn beaufschlagt ist, zeichnet sich
dadurch aus, daß in jedem Betriebszustand (also bei offenem
oder geschlossenem Ventil) immer eine Zwei-Punkt-Lagerung ge
währleistet ist, so daß keine radiale Verschiebung der Membran
möglich ist. Die Membran bleibt also zentriert und kann nicht
mit den sie radial umgebenden Wandungen in Eingriff kommen, was
zu Reibung und Funktionsbeeinträchtigungen führen könnte.
Das erfindungsgemäße Rückschlag-Ventil gewährleistet auch bei
geringsten Druckdifferenzen im Bereich von wenigen Zentimetern
Wassersäule ein einwandfreies Funktionieren sowohl bezüglich
der Öffnungsfunktion als auch bezüglich der Schließfunktion.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Rückschlag-Ventils ist
vorgesehen, daß der zentrale Dorn axial verschiebbar ist, so
daß die Vorspannung der Membran und damit der Öffnungsdruck des
Ventils veränderbar ist.
Es ist auch möglich, zwischen dem Dorn und der Membran eine
Führung vorzusehen, beispielsweise in Form eines axialen
Stiftes auf der Membran, der axial in eine Ausnehmung des
Dornes eindringt, so daß ein Verrutschen der Membran in
radialer Richtung positiv ausgeschlossen ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur parenteralen Verab
reichung von Flüssigkeit;
Fig. 2 ein bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetztes
Rückschlag-Ventil, das mit einer Pumpe gekoppelt ist;
Fig. 3 ein Ventil gemäß Fig. 2, welches ohne Pumpe eingesetzt
wird und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rückschlag-
Ventils.
Fig. 1 zeigt eine Flasche 10, in der eine zu verabreichende
Flüssigkeit, wie ein Nährmittel oder eine Arznei, enthalten
ist. Mit einem Tropfensensor 12 herkömmlicher Bauart wird die
Förderrate überwacht. Mittels eines elastischen Schlauches 14
aus PVC wird die Flüssigkeit im wesentlichen vertikal abwärts,
also in Richtung der Schwerkraft, zur Pumpe 18 geführt. Das
durch die Pumpe 18 führende Schlauchsegment 16 ist im Unter
schied zum Schlauch 14 aus Silikon. Stromab der Pumpe 18 ist
ein Rückschlag-Ventil 20 angeordnet, welches weiter unten näher
beschrieben werden wird. An das Rückschlag-Ventil 20 schließt
ein weiterer Schlauch 22 an, der wie der Schlauch 14 aus PVC
besteht und in Richtung des Pfeiles 24 zum Patienten (nicht ge
zeigt) führt. Bis auf das Ventil 20 ist die in Fig. 1 gezeigte
Vorrichtung von herkömmlicher Art.
Fig. 2 zeigt das in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendete
Ventil 20 im Detail. Die Strömungsrichtung der Flüssigkeit
durch das Ventil 20 ist durch den Pfeil 26 angedeutet.
Am Schlauchsegmentanschluß 28 ist stromauf das Schlauchsegment
16 aus Silikon angeschlossen (in Fig. 2 nicht gezeigt, siehe
Fig. 1).
In Fig. 2 ist mit dem Bezugszeichen 30 und durch horizontale
Schraffur ein Teil 30 der Pumpe 18 angedeutet. In dieses Teil
30 der Pumpe 18 wird das Ventil 20 gemäß Fig. 2 eingeschoben.
Mittels eines Schlauchanschlusses 32 wird der in Fig. 1 mit dem
Bezugszeichen 22 versehene PVC-Schlauch an das Ventil 20 ange
schlossen.
Einzelheiten des Ventils 20 sind den Fig. 2 und 3 zu entnehmen,
wobei Fig. 2 das Ventil in mit dem Pumpenteil 30 mechanisch ge
koppeltem Zustand zeigt, während Fig. 3 das Ventil in einem Zu
stand zeigt, in dem es ohne Pumpe einsetzbar ist.
Ein Schiebering 34 ist axial verschiebbar und befindet sich bei
dem in Fig. 2 gezeigten Zustand in einer oberen Stellung. Eine
das Öffnungs- und Schließorgan des Ventils bildende Membran 36
aus Silikon wird zentrisch von einem Dorn 38 beaufschlagt. Der
Öffnungsdruck des Ventils 20 wird durch die Elastizität der
Membran 36 bestimmt. Übersteigt die Druckdifferenz in Richtung
des Pfeiles 26 an der Membran 36 deren Andrückkraft gegen den
Ventilsitz 52, so verbiegt sich die Membran 36 aus der in Fig.
2 gezeigten Schließstellung heraus nach unten und öffnet einen
Durchlaß über den Kanal 40 in das Schlauchanschlußstück 32.
Beim in Fig. 2 gezeigten Einbauzustand in das Pumpenteil 30 ist
ein Balg 42 des Ventils 20 notwendig aufgrund einer formschlüs
sigen Anpassung an das Pumpenteil 30 in der gespreizten Stel
lung, in welcher der Dorn 38 im Vergleich mit dem in Fig. 3
gezeigten Zustand axial in Richtung auf die Membran 36 verscho
ben ist und die Membran mit einer größeren Kraft gegen den Ven
tilsitz 52 drückt, so daß der Öffnungsdruck des Ventils beim in
Fig. 2 gezeigten Zustand größer ist als beim Zustand gemäß
Fig. 3.
Neben dem Balg 42 ist auch der Schiebering 34 derart form
schlüssig in das Pumpenteil 30 eingepaßt, daß er den Balg 42 in
die Spreizlage freigibt. Der Schiebering 34 stößt dabei oben
gegen einen Flansch 46 des Schlauchsegmentanschlusses 28, wel
cher seinerseits zwischen dem Schiebering 34 und einem Anschlag
48 des Pumpenteiles 30 eingeklemmt ist.
Am oberen Teil des Schlauchsegmentanschlusses 28 ist eine Aus
nehmung 54 vorgesehen, in welcher das aufgeschobene Silikon-
Schlauchsegment 16 mittels eines Sicherungsringes befestigbar
ist.
Beim in Fig. 3 gezeigten Zustand des Ventils 20 sichert der
Schiebering 34 die Streckstellung des Balges 42, wodurch der
Dorn 38 in Richtung der Ventilachse 50 abwärts geschoben ist
und die Andrückkraft der Membran 36 gegen den Ventilsitz 52 im
Vergleich mit der in Fig. 2 gezeigten Stellung verringert ist.
Im in Fig. 3 gezeigten Zustand kann das Ventil 20 bei der
parenteralen Verabreichung von Flüssigkeit ohne Verwendung
einer Pumpe 18 verwendet werden, wobei die Flüssigkeit nur
durch ihre eigene Schwerkraft gefördert wird.
Fig. 4 zeigt ein Rückschlag-Ventil, das sich durch eine einfa
che Bauweise und hohe Funktionszuverlässigkeit auszeichnet. Dem
Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 3 entsprechende Bau
teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das in Fig. 4
gezeigte Rückschlag-Ventil weist ein Oberteil 60 und ein Unter
teil 62 auf. Am Oberteil 60 ist der ringförmige Ventilsitz 52
ausgeformt, während am Unterteil 62 der Dorn 38 ausgebildet
ist. Mittels eines Flansches 64 des Unterteiles 62 und eines
Vorsprunges 66 am Oberteil 60 sind die beiden Teile paßgenau
ineinandergefügt. Sowohl im Schließzustand als auch im Öff
nungszustand ist gewährleistet, daß die Membran 36 auf zwei
radial beabstandeten Punkten gelagert ist, so daß eine radiale
Verschiebung der Membran in Richtung auf die benachbarten Wände
vermieden ist. Beim in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist
zusätzlich zu dieser Sicherung der Membran noch ein Stift 68
auf der Membran 36 vorgesehen, welcher in eine komplementäre
Ausnehmung im Dorn 38 eingreift und so die Membran 36 zuverläs
sig zentriert.
Das in Fig. 4 gezeigte Ventil ist allgemein für medizinische
Zwecke verwendbar, insbesondere für die Verabreichung von Flüs
sigkeiten.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur parenteralen Verabreichung von Flüssig
keit mit einer die Flüssigkeit durch einen elastischen Schlauch
(14, 16, 22) zum Patienten fördernden Pumpe (18),
dadurch gekennzeichnet,
daß stromab der Pumpe (18) ein Ventil (20) im Schlauch (16, 22)
angeordnet ist, das in Patientenrichtung (24) unter einem Druck
öffnet, der so groß ist, daß der Druck im Schlauch vor dem Ven
til mindestens so groß ist, wie der äußere Luftdruck.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Ventil (20) zumindest zwei unterschiedliche Öff
nungsdrucke einstellbar sind, wobei das Ventil bei Einsatz mit
der Pumpe (18) mit dieser derart mechanisch gekoppelt ist, daß
der höhere Öffnungsdruck wirksam ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (20) eine gegen seine Öffnungsrichtung vorge
spannte, elastische Membran (36) aufweist, wobei der Öffnungs
druck in Abhängigkeit von der Vorspannung variierbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (36) plättchenförmig ist und im Schließzustand
des Ventils (20) auf einem kreisförmigen Ventilsitz (52) auf
liegt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (36) auf ihrer vom Ventilsitz (52) abgekehrten
Seite zumindest annähernd zentrisch von einem Dorn (38) beauf
schlagt ist, der längs der Ventilachse (50) verschiebbar und in
verschiedenen Stellungen arretierbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (36) von dem Dorn (38) mittels einer Führung in
zentrischer Lage gehalten wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (36) einstückig aus Silikon besteht.
8. Rückschlag-Ventil für einen Schlauch zur Verabreichung
von Flüssigkeit mit einer elastischen, plättchenförmigen Mem
bran (36), die in Richtung auf einen Ventilsitz (52) vorge
spannt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (36) auf ihrer vom Ventilsitz (52) abgekehrten
Seite zumindest annähernd zentrisch von einem einzigen Dorn
(38) beaufschlagt ist.
9. Rückschlag-Ventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn (38) axial verschiebbar ist, so daß die Vorspan
nung der Membran (36) veränderbar ist.
10. Rückschlag-Ventil nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (36) von dem Dorn (38) in bezug auf den Ventil
sitz (52) zentrisch gehalten ist.
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