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Die
Erfindung betrifft Einrichtungen und Verfahren zum Steuern der Strömung durch
eine Intravenöse
Leitung und zum Verhindern einer freien Strömung von Infusionsflüssigkeit
durch die Leitung, wenn die Leitung und insbesondere eine in der
Leitung angeordnete Kassette aus einer Steuereinheit entfernt wird,
die mit der Kassette zusammenarbeitet.
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Die
US-A-4 927 411 offenbart eine Kassette zum Steuern der Strömung intravenöser Flüssigkeiten.
Die Kassette weist ein manuell drehbares Ventilrad für die Strömungssteuerung
auf, das auch manuell oder durch ein Gelenk herausgezogen oder eingedrückt werden
kann, um den Strömungspfad
zu öffnen
oder zu verschließen.
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In
der US-A-5 364 364 kann ein Reaktionsarm auf einer Tür, welche
eine IV-Kassette innerhalb eines Gehäuses hält, einen Handgriff auf einem
Kassettenventil betätigen,
so dass das Ventil automatisch geschlossen wird, wenn die Tür geöffnet wird, um
die Kassette zu entfernen.
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Die
Erfindung ist in dem beigefügten
unabhängigen
Anspruch bestimmt, auf den nun Bezug genommen werden soll. Zudem
kann man bevorzugte Merkmale in den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen finden.
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Die
Erfindung zielt auf ein Durchfluss-Steuerungssystem für eine intravenöse Leitung
ab, die eine abnehmbare Kassette aufnimmt, die in der intravenöse Leitung
angeordnet ist. Das System verhindert den freien Durchfluss von
Infusionsflüssigkeit
durch die. Kassette, wenn diese aus dem System entfernt wird. Das
System enthält
eine Steuereinheit, die ein Gehäuse
aufweist, das eine Aufnahmefläche
hat, gegen welche die Kassette gedrückt wird.
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Das
Gehäuse
weist eine Tür
oder eine ähnliche
Anordnung auf, welche die Kassette bei geschlossener Tür gegen
die Aufnahmefläche
drückt und
welche bei geöffneter
Türvorrichtung
die Entnahme der Kassette erlaubt. Ein Mechanismus zum Öffnen der
Tür, bevorzugt
ein drehbarer Griff, bewirkt bei Betätigung des Mechanismus (z.
B. beim Drehen des Griffs) das Öffnen
der Tür.
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Die
Steuereinheit enthält
Mittel zum Drehen eines drehbaren Steuerventils auf der Kassette,
damit die Fluidströmung
durch die Kassette einstellbar begrenzt wird. Das Drehmittel enthält bevorzugt
einen Schrittmotor und ein Übertragungsglied,
das in das Steuerventil eingreifen und ein Drehmoment vom Motor
auf das Steuerventil übertragen
kann. Das Übertragungsglied
und bevorzugt auch der Schrittmotor sind beweglich in der Steuereinheit
montiert, so dass sie sich aus einer ersten Position, in der das Steuerventil
eingreifen kann, in eine zweite Position bewegen können, in
der sich das Übertragungsglied vom
Steuerventil gelöst
hat.
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Ein
Motorentkoppelungsmittel bewegt zumindest das Übertragungsglied und bevorzugt
auch den Schrittmotor aus der ersten Position in die zweite Position,
und zwar wenn der Türöffnungsmechanismus
betätigt
wird, die Kassette jedoch noch gegen die Aufnahmefläche gedrückt wird.
Bevorzugt enthält das
Motorentkoppelungsmittel einen Knopf auf dem Griff des Türöffnungsmechanismus.
Durch das Drücken
des Knopfs werden das Übertragungsglied
und der Schrittmotor in die zweite Position bewegt. Das Motorentkoppelungsmittel
ist bevorzugt mit dem Türöffnungsmechanismus
verbunden, so dass der Griff zum vollständigen Öffnen der Tür nicht ausreichend weit gedreht
werden kann, solange der Knopf nicht gedrückt ist.
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Das
System enthält
auch einen mit dem Türöffnungsmechanismus
verbundenen Absperrmechanismus, der, wenn der Türöffnungsmechanismus betätigt wird,
während
die Kassette noch gegen die Aufnahmefläche gedrückt wird, in das Steuerventil
der Kassette eingreift und das Steuerventil in seine geschlossene
Position dreht. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst der Absperrmechanismus
ein Zahnrad, das in den Außenrand
des Steuerrads des Steuerventils eingreifen kann. Hat sich die Drehvorrichtung
vom Steuerventil gelöst,
so wird dieses Zahnrad durch die Drehung des Griffs gedreht, damit es
das Steuerventil in seine geschlossene Position dreht.
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Die
Türöffnungsmechanismen
arbeiten bevorzugt in der folgenden Weise:
zuerst wird der
Knopf des Motorentkoppelungsmittel gedrückt, wodurch (I) bewirkt wird,
dass sich das Übertragungsglied
von der Kassette löst,
(II) dass der Absperrmechanismus in den Türöffnungsmechanismus eingreift,
und (III) dass der Griff gedreht werden kann (in der Weise, die
in den beiden folgenden Schritten beschrieben ist);
nun kann
der Griff gedreht werden, damit das Zahnrad des Absperrmechanismus
veranlasst wird, das Steuerventil der Kassette in die geschlossene
Position zu drehen;
und
anschließend wird der Griff weiter
gedreht, damit sich die Tür öffnet.
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In
einer Ausführungsform
drückt
ein Benutzer, der die Tür öffnen und
die Kassette entfernen will, den Knopf. In einer anderen Ausführungsform enthält der Griff
einen Nocken, der den Knopf automatisch drückt, wenn man den Griff dreht.
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Das
Motorentkoppelungsmittel enthält
bevorzugt eine Vorrichtung, welche die Drehvorrichtung in der zweiten
Position hält,
während
der Griff zum Öffnen
der Tür
gedreht wird. Bevorzugt wird der Drehvorrichtung jedoch gestattet,
nach dem vollständigen Öffnen der
Türvorrichtung
in die erste Position zurückzukehren.
Dies erreicht man bevorzugt durch den Gebrauch erster und zweiter
komplementärer Nasen,
wobei die erste Nase am Griff befestigt ist und sich mit diesem
dreht, und die zweite Nase am Knopf befestigt ist und sich mit diesem
bewegt, so dass (i) zu Beginn des Türöffnungsvorgangs die erste und
die zweite Nase in komplementärem
Eingriff stehen, (ii) beim Drücken
des Knopfs die erste und die zweite Nase voneinander gelöst werden,
und (iii) beim Drehen des Griffs zum Öffnen der Tür die erste Nase gegen die
zweite Nase verdreht wird, so dass die Nasen einander kreuzend gegenüberliegen.
Die erste Nase und die zweite Nase sind so geformt, dass bei vollständig geöffneter
Tür die
erste Nase und die zweite Nase in den gegenseitigen komplementären Eingriff zurückkehren,
damit die Drehvorrichtung in die erste Position zurückkehren
kann.
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Bevorzugt
hat das drehbare Ventil der Kassette ein Steuerrad mit ersten und
zweiten Eingreifvorrichtungen. In die erste Eingreifvorrichtung
kann das Zahnrad des Absperrmechanismus eingreifen. Die erste Eingreifvorrichtung
enthält
zahlreiche Zähne,
die eng aneinander angeordnet und gleichmäßig am Umfang des Steuerrads
verteilt sind, jedoch mit Ausnahme eines Sektors am Umfang, der
keine Zähne
besitzt. In die zweite Eingreifvorrichtung kann das Übertragungsglied
der Drehvorrichtung eingreifen. Der zahnlose Sektor am Rand des
Steuerrads ist so angeordnet, dass sich in der vollständig geschlossenen
Position des Ventils der zahnlose Sektor in der Nähe des Zahnrads
des Absperrmechanismus befindet. Dadurch dreht der Absperrmechanismus
das Steuerrad nicht mehr weiter, nachdem das Ventil vollständig geschlossen
ist.
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Weitere
neuartige Ausführungsformen
des Steuerventils umfassen den Gebrauch alternativer Stromversorgungen
und eine Kommunikation zwischen zahlreichen Steuereinheiten, damit
man mehrere Leitungen kontrollieren kann, die zum gleichen Patienten
führen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Steuereinheit eine Wechselstromvorrichtung, die Wechselstrom
aus einer Steckdose aufnimmt und den Wechselstrom in Gleichstrom
umsetzt, der dem Gehäuse
der Steuereinheit über
ein erstes Kabel zugeführt
wird, das Gleichstrom überträgt. Die
Steuereinheit enthält
zudem eine Gleichstromvorrichtung, die Gleichstrom von einer zweiten Steuereinheit
aufnimmt, die am gleichen Ständer
befestigt ist. Dabei ist die zweite Steuereinheit mit einer Steckdose
verbunden, und die Gleichstromvorrichtung enthält ein zweites Kabel, das Gleichstrom überträgt. Das
zweite Kabel kann zusätzliche
Adern enthalten, die elektrische Signale zwischen den Steuereinheiten übertragen.
Die Steuereinheit enthält
bevorzugt auch eine interne Batterievorrichtung, die Gleichstrom
liefert, falls die Wechselstromvorrichtung von der Steckdose getrennt
wird. Die interne Batterievorrichtung befindet sich innerhalb des
Gehäuses.
Die Steuereinheit enthält
auch eine externe Batterieaufnahmevorrichtung, die es erlaubt, einen externen
Batteriesatz außen
am Gehäuse
anzubringen, damit die Steuereinheit anstelle der Wechselstromversorgung
aus der Steckdose und der internen Batterievorrichtung mit Energie
versorgt wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1A eine
perspektivische Ansicht der Steuereinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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1B einen
Aufriss einer Kassette, die in der Steuereinheit in 1 verwendbar
ist, und insbesondere die Vorderseite der Kassette, die an der Aufnahmefläche der
Steuereinheit befestigt ist;
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2A den
Mechanismus einer Steuereinheit gemäß einer anderen Ausführungsform
der Steuereinheit während
des normalen Betriebs;
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2B die
Position des Griffs in der Steuereinheit in 2A während des
normalen Betriebs;
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3A die
Position des Mechanismus nach dem ersten Schritt des Öffnens,
der Tür
der Steuereinheit von 2A;
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3B die
Position des Griffs in der Steuereinheit in 3A;
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3C das
Steuerrad einer Kassette von der Kassettenrückseite, wobei sich das Rad
in der Absperrposition befindet;
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4A die
Position des Mechanismus nachdem die Tür der Einheit in 2A vollständig geöffnet ist;
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4B die
Position des Griffs in der Steuereinheit in 4A;
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5A den
Mechanismus der Steuereinheit von 1 während des
Normalbetriebs;
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5B die
Position des Griffs der Steuereinheit von 5A während des
Normalbetriebs;
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6A die
Position des Mechanismus nach dem ersten Türöffnungsschritt der Steuereinheit
in 5A;
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6B die
Position des Griffs in der Steuereinheit von 6A;
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7A die
Position des Mechanismus, nachdem die Tür in der Steuereinheit von 5A vollständig geöffnet worden
ist;
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7B die
Position des Griffs in der Steuereinheit von 7A;
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8A die
Position des Mechanismus, wenn die Tür der Steuereinheit von 5A bereit zum
Schließen
ist;
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8B die
Position des Griffs in der Steuereinheit in 8A;
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9 eine
perspektivische Ansicht einer Steuereinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung von hinten; und
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10 mehrere
Steuereinheiten des in 9 dargestellten Typs an einem
Infusionsständer montiert.
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Ausführliche Beschreibung besonderer
Ausführungsformen
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1A zeigt
eine Steuereinheit gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung. Die Steuereinheit nimmt eine Kassette in einer Tür 102 auf,
die durch das Drehen des Griffs 101 zum Gehäuse 104 der
Steuereinheit hinbewegt bzw. von diesem wegbewegt werden kann. Die
Tür 102 bewegt
sich bevorzugt geradlinig, d. h. sie bleibt parallel zur Seitenwand 16,
und sie dreht sich nicht, wie dies bei der Montage in Gelenken der
Fall wäre.
Die Kassette 15 ist in einer intravenösen Leitung montiert, die von
einer Fluidquelle zu einem Patienten führt. Die Tür 102 der Steuereinheit
drückt
die Kassette 15 im geschlossenen Zustand gegen eine Aufnahmefläche der Steuereinheit,
die bevorzugt Mittel zum Betätigen
der Membranventile 6, 7 auf der Kassette enthält, sowie Mittel
zum Erkennen von Luftblasen in einer Druckleitkammer 50 der
Kassette und zum Messen der Menge an Infusionsflüssigkeit in der Druckleitkammer.
Die Steuereinheit enthält
eine Benutzerschnittstelle 103, die eine Tastatur und eine
Anzeige umfasst. Medizinisches Personal, das die Steuereinheit verwendet,
kann damit die gewünschte
Durchflussrate programmieren und die Strömung zum Patienten überwachen.
Die Steuereinheit enthält
auch zwei Mechanismen zum Drehen eines Steuerrads 20 eines
Ventils in der Kassette 15. Ein Mechanismus greift bevorzugt
in Rippen 281 auf dem Steuerrad 20 ein und kontrolliert
die Position des Rads während des
Normalbetriebs mit einem Schrittmotor. Der andere Mechanismus greift
bevorzugt bei geöffneter Tür 102 der
Steuereinheit in den Umfang 29 des Rads 20 ein.
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Solange
die Tür 102 die
Kassette 15 gegen die Aufnahmefläche drückt, kann die Steuereinheit die
Membranventile 6, 7 und das Steuerrad 20 betätigen, damit
der Durchfluss durch die Kassette exakt reguliert wird: Beim Entfernen
der Kassette 15 ist es wichtig, dass der Durchfluss durch
die Kassette automatisch gesperrt wird, damit dem Patienten nicht
versehentlich eine große
Menge Infusionsflüssigkeit
injiziert wird, bevor das medizinische Personal das Steuerrad 20 zum
Schließen
des Steuerventils in der Kassette drehen kann. Es ist häufig erwünscht, als ein
Merkmal des Türöffnungsmechanismus,
der in der bevorzugten Ausführungsform
ein Griff 101 ist, einen Mechanismus zu haben, der ein
versehentliches Öffnen
der Tür
verhindert.
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2A zeigt
Mechanismen, die bei geöffneter
Tür 102 den
freien Durchfluss von Infusionsflüssigkeit zum Patienten verhindern
und die eine versehentliche Betätigung
des Griffs 101 zum Öffnen
der Tür 102 unterbinden.
Während
des normalen Pumpbetriebs der Steuereinheit, in dem die Kassette 15 gegen
die Aufnahmefläche
der Seitenwand 16 der Steuereinheit gedrückt wird,
wird die Position des Steuerrads 20 und damit der Durchflusswiderstand durch
das Absperr-Steuerventil der Kassette von einem Schrittmotor 35 kontrolliert,
der über
ein Übertragungsglied 36 Drehmoment
auf das Steuerrad 20 überträgt. Das Übertragungsglied 36 hat
ein gezahntes Ende, das in die Rippen 281 auf dem Steuerrad 20 eingreift.
Das Steuerrad 20 kann eine vorstehende Spitze bzw. Spitzen
aufweisen, die von der Steuereinheit erfasst werden können und
die Position des Steuerrads anzeigen. Ein Absperrzahnrad 54 greift
in den Umfang 29 des Steuerrads 20 ein, der bevorzugt mit
Zähnen
versehen ist (siehe 3C), damit der Eingriff zwischen
dem Zahnrad 54 und dem Rad 20 besser ist. Während des
normalen Pumpbetriebs der Steuereinheit kontrolliert oder stört dieses
Absperrzahnrad 54 die Bewegung des Steuerrads 20 nicht; es
arbeitet nur während
des Öffnungsvorgangs
der Tür 102.
Das Absperrzahnrad 54 ist mit einer Absperrwelle 53 verbunden,
die ihrerseits mit einem Endantriebszahnrad 52 verbunden
ist. Während
des Pumpens steht das Endantriebszahnrad 52 nicht im Eingriff
mit irgendeinem anderen Zahnrad (außer über die Welle 53),
so dass das Absperrzahnrad 54, die Absperrwelle 53 und
das Endantriebszahnrad 52 vom Steuerrad (das selbst vom
Schrittmotor 35 gedreht wird) gedreht werden, ohne dass
sie der Drehung des Steuerrads 20 irgendeinen wesentlichen Widerstand
entgegensetzen.
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2B zeigt
eine Seitenansicht der Steuereinheit und der Position des Griffs 101,
und zwar für den
Fall, dass die Tür
geschlossen ist und sich die Steuereinheit im normalen Pumpbetrieb
befindet. Die Kassette ist hinter der Tür 102 montiert (die
Stücke der
mit der Kassette verbundenen intravenösen Leitung wären normalerweise
beim Eintritt in die Oberseite und beim Austritt aus der Unterseite
der Tür 102 zu
sehen) und wird gegen die Aufnahmefläche der Seitenwand 16 des
Gehäuses 104 der
Steuereinheit gedrückt.
Der Pfeil 17 zeigt die Ansicht in den Abbildungen, welche
die inneren Mechanismen der Steuereinheit darstellen (2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A und 8A).
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3A zeigt
die Auswirkung des ersten Schritts beim Öffnen der Tür 102 der Steuereinheit zum
Entfernen der Kassette. Für
diesen Schritt ist es erforderlich, dass der Benutzer den Knopf 30 drückt. Normalerweise
drückt
die Feder 37 den Knopf nach links (siehe 2A).
Die Bewegung des Knopfs 30 nach rechts bewirkt, dass sich
die Knopfachse 31 ebenfalls nach rechts bewegt. Die Knopfachse 31 ist mit
einer beweglichen Montageplatte 34 verbunden, an der der
Motor 35 und das gezahnte Übertragungsglied 36 befestigt
sind. Die Knopfachse 31 kann sich bezüglich der beweglichen Montageplatte 34 drehen, und
sie kann die Platte 34 nach rechts (oder links) bewegen,
indem sie die Platte 34 zwischen der hervorstehenden Nase 43 und
der Buchse 46 hält,
die beide fest an der Knopfachse 31 montiert sein können. Damit
bewegen sich die Platte 34, der Motor 35 und das Übertragungsglied 36 mit
dem Drücken
des Knopfs ebenfalls nach rechts, und das Übertragungsglied löst sich
dadurch vom Steuerrad 20. Ist der Motor 35 vom
Steuerrad 20 gelöst,
so kann der Motor 35 nicht verhindern, dass das Absperrzahnrad
das Steuerrad 20 dreht.
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Mit
der beweglichen Montageplatte 34 sind ein erstes und ein
zweites Zwischenrad 50 und 51 drehbar verbunden.
Durch das Drücken
des Knopfs 30 bewegen sich diese Zwischenräder 50, 51 ebenfalls
nach rechts, wodurch das zweite Zwischenrad 51 in das Endantriebszahnrad 52 einrückt. Das
erste und das zweite Zwischenrad 50, 51 sind fest
miteinander verbunden. Da das erste Zwischenrad 50 mit dem
Hauptzahnrad 41 im Eingriff steht, das über die Griffwelle 40 am
Griff 101 befestigt ist, ist das Absperrzahnrad 54 indirekt
mit dem Griff 101 verbunden, und zwar über die Absperrwelle 53,
das Endantriebszahnrad 52, das zweite Zwischenrad 51,
das erste Zwischenrad 50, das Hauptzahnrad 41 und
die Griffwelle 40.
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Das
Drücken
des Knopfs 30 trennt auch die ausgesparte Nase 42 und
die hervorstehende komplementäre
Nase 43. Die hervorstehende Nase 43 ist wie angegeben
mit der Knopfachse 31 verbunden und bewegt sich damit beim
Drücken
des Knopfs 30 nach rechts. Die Knopfachse 31 weist
zwei Stifte 32 auf (einer davon ist nicht sichtbar). Einer
der Stifte 32 wird normalerweise durch eine federbelastete
Klinke 44 (siehe 2A) daran
gehindert, sich nach unten zu bewegen. Diese Anordnung verhindert,
dass der Knopf 30 und damit die Knopfachse 31 und
die hervorstehende Nase 43 im Uhrzeigersinn (Öffnungsrichtung)
gedreht werden, siehe 2B.
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Greifen
die hervorstehende Nase 43 und die ausgesparte Nase 42 wie
in 2A dargestellt ineinander ein, so wird auch verhindert,
dass sich die ausgesparte Nase 42 dreht. Da die ausgesparte
Nase 42 mit der Griffwelle 40 verbunden ist, die
ihrerseits mit dem Griff 101 verbunden ist, wird verhindert,
dass sich der Griff 101 im Uhrzeigersinn (Öffnungsrichtung)
dreht, solange sich die ausgesparte Nase 42 und die hervorstehende
Nase 43 im Eingriff befinden. Man kann einen nicht dargestellten
Anschlag dazu verwenden, den Griff 101 an einer weiteren
Drehung im Gegenuhrzeigersinn (Schließrichtung) zu hindern, nachdem
sich der Griff in der geschlossenen Position, siehe 2B,
befindet. Dadurch erlaubt das Drücken
des Knopfs 30, dass der Griff 101 im Uhrzeigersinn
gedreht wird und dadurch die Tür 102 öffnet. Sind
die ausgesparte Nase 42 und die hervorstehende Nase 43 voneinander
gelöst,
so wird der Stift 32 in einen Schlitz 33 gepresst,
damit verhindert wird, dass sich der Knopf 30 und – wichtiger – die hervorstehende
Nase 43 in irgendeiner Richtung drehen, so dass die hervorstehende
Nase 43 und die ausgesparte Nase 42 an einer passenden
Stelle im weiteren Ablauf wieder in Eingriff gebracht werden können.
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An
dieser Stelle im Ablauf ist der Knopf 30 bereits gedrückt, der
Griff 101 ist jedoch noch nicht gedreht worden, so dass,
siehe 3B, die Position des Griffs
genau die Position in 2B ist. Jedoch gilt nun an diesem
Punkt: (i) der Griff 101 kann im Uhrzeigersinn (Öffnungsrichtung)
bewegt werden, (ii) das Übertragungsglied 36 und
damit der Schrittmotor 35 sind vom Steuerrad 20 gelöst, und
(iii) das Absperrzahnrad 54 befindet sich (dies wird im
Weiteren besprochen) im direkten Eingriff mit dem Griff 101,
so dass bei einer nun folgenden Drehung des Griffs 101 im
Uhrzeigersinn das Steuerrad 20 in seine geschlossene Position
gedreht wird.
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Der
Griff 101 ist wie angegeben mit der Griffwelle 40 verbunden,
die hohl ist, so dass sie die Knopfachse 31 aufnehmen kann.
Die Griffwelle 40 hat eine Nut 47 um ihren Umfang
herum. In dieser Nut 47 liegt ein Stift (nicht dargestellt)
auf der Tür 102.
Diese Nut ist so geformt, dass die Tür nicht bewegt wird, solange
der Griff 101 und seine Welle 40 um einen bestimmten
Betrag, beispielsweise 80°,
gedreht werden. Anschließend,
beispielsweise für
die folgenden 100° der
Bewegung des Griffs 101, wird die Tür geöffnet. (Bevorzugt hat die Griffwelle 40 zwei identischen
Nuten an gegenüberliegenden
Seiten der Welle 40, um ein weicheres Öffnen der Tür 102 sicherzustellen.)
Während
dieser ersten 80° der
Bewegung wird das Steuerrad 20 in die Absperrposition gedreht.
Wie angegeben ist an diesem Punkt des Türöffnungsvorgangs der Griff 101 indirekt
mit dem Absperrzahnrad verbunden (über die Griffwelle 40, das
Hauptzahnrad 41, die Zwischenräder 50, 51,
das Endantriebszahnrad 52 und die Absperrwelle 53),
so dass das Drehen des Griffs 101 an dieser Stelle des Türöffnungsvorgangs
zur Drehung des Steuerrads 20 führt.
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Um
sicherzustellen, dass das Absperrzahnrad 54 nicht versucht,
das Steuerrad 20 weiterzudrehen, nachdem das mit dem Kassettenabsperrventil verbundene
Steuerrad 20 geschlossen ist, bleibt ein Sektor 92 am
Umfang 29 des Steuerrads ohne Zähne, siehe 3C.
Ist das Absperrventil vollständig geschlossen,
so befindet sich dieser zahnlose Sektor 92 an der Position,
an der sich das Absperrzahnrad befindet. Damit löst sich das Absperrzahnrad 54 aus dem
Eingriff in das Steuerrad 20, wenn das Absperrventil geschlossen
ist, weil sich keine Zähne
mehr auf dem Umfang des Steu errads befinden, sobald die geschlossene
Position erreicht ist. Ein freier Durchfluss von Infusionsflüssigkeit
zum Patienten wird verhindert, weil das Absperrventil in der Kassette 15 geschlossen
wird, bevor man die Kassette 15 aus der Steuereinheit entnehmen
kann.
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Nachdem
das Steuerrad 20 in die Absperrposition (dies sollte in
der dargestellten Ausführungsform
nicht mehr als 72° benötigen, und
zwar auch dann, wenn das Absperrventil ursprünglich in einer vollständig geöffneten
Position war) gebracht und der Griff um die anfänglichen 80° (zur Sicherheit werden zusätzlich 8° zugefügt) gedreht
ist, erreicht der abgeschrägte
Teil der Nut 47 (oder der Nuten) der Griffwelle den Stift
(oder die Stifte), der mit der Tür
verbunden ist (in den Abbildungen nicht dargestellt) und bewirkt,
dass sich die Tür 102 öffnet. Der
abgeschrägte Teil
der Nuten 47 erstreckt sich bevorzugt über einen großen Sektor
(in der dargestellten Ausführungsform beträgt er 100☐),
um sicherzustellen, dass sich die Tür sanft öffnet, ohne dass ein großes Drehmoment auf
den Griff 101 ausgeübt
werden muss. Diese Bewegung bewegt die Tür 102 in der dargestellten
Ausführungsform
um ungefähr
9,5 × 10–3 m
bis 12,7 × 10–3 m
(ungefähr
drei Achtel Zoll bis 0,5 Zoll) nach links.
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Während dieser
180°-Türöffnungsbewegung des
Griffs 101 im Uhrzeigersinn werden die hervorstehende Nase 43 und
die ausgesparte Nase 42 gegeneinander verdreht. Genauer
gesagt wird die ausgesparte Nase 42 gedreht, und die hervorstehende Nase 43 bleibt
in ihrer Position. Wurden diese beiden komplementären Nasen
aus ihrer gegenseitigen Ausgangslage gedreht, so kreuzen die beiden
Nasen einander, und der Knopf 30 bleibt auch dann gedrückt, wenn
der Benutzer keinen Druck (Daumendruck) mehr auf den Knopf 30 ausübt. Noch
wichtiger ist, dass das Übertragungsglied 36 des
Motors vom Steuerrad 20 gelöst bleibt und dass das Absperrzahnrad 54 im
indirekten Eingriff mit dem Griff 101 bleibt.
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Ist
der Griff 101 vollständig
um 180° gedreht, siehe 4B,
so kehren die beiden Nasen 42 und 43 in einen
komplementären
Zustand zurück,
und der Knopf 30 kann damit in seine Ausgangsposition nach links
zurückschnappen,
siehe 4A. Dieses Zurückspringen
des Knopfs 30 nach links bewirkt, dass sich der Motor 35 und
das Übertragungsglied 36 nach
links bewegen, d. h. zurück
in ihre Ausgangsposition, und dass das Absperrzahnrad 54 seinen
indirekten Eingriff in den Griff 101 verliert (weil sich
das Endantriebszahnrad 52 vom zweiten Zwischenrad 51 löst). Befindet
sich der Griff 101 in der in 4B dargestellten
Position, so kann man die Kassette 15 von der Steuereinheit
abnehmen.
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Die
Kassette 15 (die gleiche Kassette oder eine andere Kassette)
kann wieder hinter der Tür 102 der
Steuereinheit eingesetzt werden, wenn sie sich in der in 4A und 4B dargestellten
Position befindet. Um die Tür 102 zu
schließen
und die Kassette 15 gegen die Aufnahmefläche der
Seitenwand 16 zu drücken
braucht man den Griff 101 nur im Gegenuhrzeigersinn zu
drehen. Der Knopf 30 und seine Achse 31 drehen
sich mit dem Griff 101 und seiner Welle 40. Die
federbelastete Klinke 44 erlaubt eine Drehung der Knopfachse 31 im
Gegenuhrzeigersinn, und zwar ohne dass der Knopf 30 gedrückt werden
muss. Damit kann sich die Griffwelle 40 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn
drehen, obwohl die komplementären hervorstehenden
und ausgesparten Nasen 43, 42 (die jeweils an
der Knopfachse 31 und der Griffwelle 40 befestigt
sind) im Eingriff stehen.
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In
der Ausführungsform
der Steuereinheit in 1A ist für den Benutzer kein Knopf sichtbar.
In 5A, die den Mechanismus der Ausführungsform in 1A in
der normalen geschlossenen Position zeigt, kann man sehen, dass
ein Knopf 30 innerhalb der Nabe des Griffs 101 vorhanden
ist. Die Nabe des Griffs besitzt eine hervorstehende Nockenfläche 60, und
der Knopf 30 besitzt eine ausgesparte Nockenfläche 61.
Wird der Griff 101 zuerst aus seiner geschlossenen Ausgangsposition,
siehe 5B, in die Position in 6B gedreht,
so drückt
der Nocken 60 des Griffs den Knopf 30 nach rechts,
siehe 6A (die zu der Griffposition
in 6B gehört).
Diese Bewegung wirkt so, als würde
der Knopf in der Ausführungsform
der Steuereinheit in 2A gedrückt werden. Man kann sehen,
dass die Positionen der Mechanismen rechts der Seitenwand 16 in 6A praktisch
den Positionen der adäquaten
Mechanismen rechts der Seitenwand 16 in der Ausführungsform
in 3A gleichen. (In ähnlicher Weise kann man sehen,
dass die Mechanismen rechts der Seitenwand 16 in der vollständig geschlossenen
Position in 5A praktisch mit den Positionen
der adäquaten Mechanismen
rechts der Seitenwand 16 in 2A identisch
sind, die die Steuereinheit ebenfalls in der vollständig geschlossenen
Position darstellt.)
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Wie
angegeben zeigen 5A und 5B die
Positionen der Mechanismen und des Griffs 101 für den normalen
Pumpbetrieb der Steuereinheit. Zum Entfernen der Kassette 15 dreht
der Benutzer, anstatt wie in der Ausführungsform in 2A einen Knopf
zu drücken
und dann den Griff zu drehen, einfach nur den Griff. Damit weist
die Ausführungsform in 5A das
Merkmal der Ausführungsform
in 2A, das das versehentliche Öffnen der Tür verhindert, nicht auf. Andererseits
ist die Ausführungsform
in 5A viel einfacher und schneller zu benutzen, und
sie kann daher besser geeignet sein, falls man die Wahrscheinlichkeit
einer versehentlichen Öffnung
sehr gering einschätzt
und insbesondere falls man die Fähigkeit
zum raschen und wirksamen Entfernen und Wechseln von Infusionsleitungen,
beispielsweise in Notsituationen, als wichtiger betrachtet.
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In
der Ausführungsform
in 5A ist der Griff 101 nicht fest mit der
Griffwelle 40 verbunden. Statt dessen kann sich der Griff 101 ausreichend
drehen, so dass er den Nocken 60 veranlasst, den Knopf 30 zu
betätigen,
bevor der Griff einen Punkt erreicht, an dem er in die Griffwelle 40 eingreift.
Wird der Griff 101 aus der in 5B dargestellten
Position in die in 6B abgebildete Position gedreht,
so dreht sich die Griffwelle 40 nicht. Sie kann sich auch
gar nicht drehen, den bis der Griff die in 6B dargestellte Position
erreicht, befindet sich die ausgesparte Nase 42 noch im
komplementären
Eingriff mit der hervorstehenden Nase 43. Diese wird ihrerseits
von der federbelasteten Klinke 44, die den Stift 32 hält, an einer Bewegung
in der Öffnungsrichtung
(Uhrzeigersinn) gehindert. Erreicht der Griff 101 die Position
in 6B, so wird der Knopf 30 nach rechts
gedrückt und
löst dabei
die hervorstehende Nase 43 und die ausgesparte Nase 42.
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In
der in 6B dargestellten Griffposition und
der zugehörigen
Mechanismusposition in 6A gilt: (i) die Griffwelle 40 kann
nun in der Öffnungsrichtung
(Uhrzeigersinn) bewegt werden, (ii) das Übertragungsglied 36 und
der Schrittmotor 35 sind vom Steuerrad 20 gelöst, so dass
der Motor das Steuerrad 20 nicht festhalten kann, und (iii)
das Absperrzahnrad 54 steht im indirekten Eingriff mit
dem Griff 101. Wird nun der Griff 101 im Uhrzeigersinn
gedreht, so wird das Steuerrad 20 in seine geschlossene
Position gedreht (damit ist der interne Mechanismus der Steuereinheit
in der gleichen Position wie der in 3A dargestellte
interne Mechanismus). Wird der Griff 101 in die in 7B dargestellte
Position gedreht, so hat das Absperrzahnrad 54 das Steuerrad 20 bereits
in die Sperrposition gedreht (damit wird der freie Durchfluss unterbunden),
und die Tür 102 wird
geöffnet
(d. h. nach links bewegt). Die Kassette 15 kann nun von
der Aufnahmefläche
an der Seitenwand 16 der Steuereinheit abgenommen werden.
Die hervorstehende Nase 43 und die ausgesparte Nase 42 sind
jedoch nicht ausgerichtet. Die Nasen 42, 43 haben
eine Ausrichtstellung durchlaufen, während der Griff aus der Position
in 6B in die Position in 7B gedreht
worden ist. Da der Nocken 60 des Griffs den Knopf 30 jedoch
weiterhin nach rechts gedrückt
hat, konnten die Nasen 42, 43 nicht ineinander
eingreifen. Durch das Zurückdrehen des
Griffs in Gegenuhrzeigersinn in die in 8B gezeigte
Position werden die Nasen 42, 43 ausgerichtet.
Die Nockenflächen 60, 61 des
Griffs werden ebenfalls ausgerichtet und rasten dadurch ineinander ein.
Somit können
die Nasen 42, 43 ebenfalls eingreifen. In dieser
Position kann erneut eine Kassette 15 in die Tür 102 der
Steuereinheit eingesetzt werden. Der Griff 101 kann weiter
im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, um die Tür 102 zu schließen und
die Kassette 15 gegen die Aufnahmefläche der Seitenwand 16 zu
drücken.
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Die
Steuereinheit benötigt
natürlich
eine Stromversorgung, welche die erforderliche Energie zum Betätigen der
Membranventile 6, 7 auf der Kassette liefert (in 1B dargestellt),
um Luftblasen in der Druckleitkammer 50 der Kassette zu
finden, und zum Messen und Kontrollieren der Menge an Infusionsflüssigkeit,
die zum Patienten gepumpt wird, und für die Energie, die zum Betrieb
des Motors 35 erforderlich ist. In herkömmlichen Pumpeinheiten werden starke
Kabel für
die Verbindung mit einer Wechselstrom-Steckdose verwendet. Sie enthalten
auch eine interne Batterie, damit die Einheit beim Ausstecken aus
der Wechselstrom-Steckdose weiterarbeiten kann. Herkömmliche
Pumpeinheiten enthalten auch die Fähigkeit zur Verkettung, d.
h. man kann sie an einer benachbarten Einheit anstecken, die entweder mit
einer Wechselstrom-Steckdose verbunden ist oder mit noch einer weiteren
Einheit, wobei die Kette an einem gewissen Punkt mit einer Wechselstrom-Steckdose
verbunden ist. Das Verketten der Wechselstromversorgung ist sehr
bequem, da es häufig
erforderlich ist, mehrere Pumpeinheiten am gleichen Infusionsständer zu
montieren und damit den Fluss durch mehrere Infusionsleitungen zum gleichen
Patienten zu kontrollieren.
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9 zeigt
ein bevorzugtes neuartiges Stromversorgungssystem für die Steuereinheit
der Erfindung. Anstatt ein starkes Wechselstrom-Versorgungskabel
zu verwenden wird in der Einheit ein Wechselstrom-Gleichstrom-Steckernetzteil 81 verwendet,
das Steckkontakte für
den Anschluss an die Wechselstrom-Steckdose aufweist. Das Netzteil 81, das
einen Spannungserniedrigungs-Transformator enthält, wird mit einem dünnen Gleichstromkabel 82 mit
dem Gehäuse 104 der
Einheit verbunden. Damit vermeidet man den Einsatz sperriger Wechselstrom-Netzkabel.
Die Einheit umfasst auch ein zweites Gleichstromkabel 84 mit
einem Gleichstromstecker 87, der eine zweite Einheit mit
Strom versorgt. Zu beiden Kabeln 82, 84 gehören Aufnahmen 83, 85, die
das Kabel halten, wenn es nicht verwendet wird. Auf dem Gehäuse 104 befindet
sich auch eine Befestigungsvorrichtung 86, die das Netzteil 81 hält, wenn es
nicht benutzt wird. Die Steuereinheit enthält auch eine Steckdose 88 für einen
Gleichstromstecker, um damit die Gleichstromversorgung einer anderen
Einheit zu übernehmen.
Innerhalb des Gehäuses 104 befindet
sich eine interne Batterie, so dass die Einheit auch dann arbeiten
kann, wenn das Netzteil 81 nicht mit einer Steckdose verbunden
ist und ihr Stecker 88 nicht an eine weitere Einheit angeschlossen
ist. Die interne Batterie wird stets aufgeladen, wenn die Einheit
mit einer Steckdose verbunden ist, und zwar entweder direkt oder über eine
andere Einheit; die interne Batterie kann sich jedoch trotzdem entladen.
Um in einer solchen Situation, in der eine Wechselstrom-Steckdose nicht erreichbar
ist, eine Notversorgung herzustellen, umfasst die Einheit zudem
einen Stecker 93 für
einen externen Batteriesatz. In einem bevorzugten Verfahren zum
Gebrauch der Einheit bleibt ein externer Batteriesatz an den Stecker 93 angeschlossen,
und die interne Batterie wird nur in Notfällen benutzt. Ist der externe
Batteriesatz entladen und eine Wechselstrom-Steckdose nicht erreichbar, so
kann man den externen Batteriesatz entfernen und durch einen vollständig geladenen
Batteriesatz ersetzen. Während
des Auswechselns der externen Batteriesätze übernimmt der interne Batteriesatz
zwischenzeitlich die Versorgung.
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Die
Rückseite
des Gehäuses 104 der
Einheit enthält
eine Befestigungsvorrichtung 91 für den Ständer, mit der man die Einheit
an einem Infusionsständer
montieren kann. 10 zeigt drei Einheiten an einem
Infusionsständer 90 befestigt.
Die untere Einheit bezieht ihre Versorgung über das Kabel 82 aus ihrem
Netzteil 81, das in eine Wechselstrom-Steckdose eingesteckt
ist. Führt
man den Gleichstromstecker 87 der unteren Einheit in die
Steckdose 88 der mittleren Einheit ein, so liefert das
zweite Kabel 84 der unteren Einheit die Stromversorgung
für die
mittlere Einheit. Führt
man den Gleichstromstecker 87 der mittleren Einheit in
die Steckdose 88 der oberen Einheit ein, so liefert das
zweite Kabel 84 der mittleren Einheit in vergleichbarer
Weise die Stromversorgung für
die obere Einheit. Da der Gleichstromstecker der oberen Einheit
nicht verwendet wird, kann man ihn und sein Kabel auf einer Aufnahme
ablegen, die unter einem Deckel 89 verborgen sein kann.
Die Netzteile 81 der mittleren Einheit und der oberen Einheit
werden nicht verwendet und daher an der Seite des Gehäuses 104 abgelegt,
die eine ähnliche
Befestigungsvorrichtung hat wie die Befestigungsvorrichtung 86 an
der unteren Einheit. Man kann auch andere Formen der Befestigungsvorrichtung 86 verwenden,
z. B. die Befestigungsvorrichtung, die üblicherweise unter der Bezeichnung "Klettverschluss" angeboten wird.
Man kann auch andere Formen der Aufnahmen 83, 85 verwenden,
z. B. federbelastete Aufwickelvorrichtungen, die ein Kabel automatisch
in das Gehäuse 104 einziehen
können,
so dass nur noch das Netzteil 81 oder der Gleichstromstecker 87 sichtbar
sind.
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Die
Verkettungskabel 84 können
zusätzliche Adern
enthalten, die der Übermittlung
von Information zwischen den Einheiten dienen. Dieses Merkmal ist
wichtig, falls der Patient eine Medikamententherapie benötigt, bei
der mehrere Arzneien oder andere Fluide in einer ganz bestimmten
Folge verabreicht werden sollten. Dieses Merkmal ist auch dann sinnvoll,
wenn das medizinische Personal sämtliche
Information über
die dem Patienten verabreichte Infusionsflüssigkeit herunterladen will,
z. B. Menge und Zeit eines jeden Fluids. Dieses Herunterladen kann über den
Zugriff auf eine einzige Einheit erfolgen, die Zugang zu den Informationen
in den anderen Einheiten hat; man braucht nicht auf jede Einheit
getrennt zuzugreifen. Dieses Merkmal ist auch nützlich, wenn man mehrere Einheiten
gleichzeitig mit Programmcode versorgen will, beispielsweise wenn
die Einheiten mit einem neuen Medikamenten-Zufuhrprotokoll programmiert
werden sollen, oder auch beim Hersteller, wenn ein Programm gleichzeitig
in mehrere Einheiten geladen werden soll.
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Die
Erfindung ist anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden.
Fachleute wissen, dass man verschiedene Änderungen und Abwandlungen
vornehmen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, der
in den folgenden Ansprüchen
bestimmt ist.