DE69530474T2 - Spritzeninfusionspumpe mit sensor für den spritzenkolben - Google Patents
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Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Infusionspumpe vom Injektionspumpentyp zur Abgabe von flüssigen Medikamenten an einen Patienten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Infusionspumpe vom Injektionspumpentyp, die einen Sensor hat, um die Position und die Festlegung eines Spritzenkolbens zu detektieren.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Infusionspumpen vom Injektionsspritzentyp werden im Bereich der Medizin zur Verabreichung von Medikamenten an Patienten verwendet. Infusionspumpen vom Injektionsspritzentyp bieten die Möglichkeit, Medikamente über einen längeren Zeitraum automatisch zu verabreichen. Patientenerhalten also eine gewünschte Medikamentverabreichungsrate. Ferner steht medizinisches Personal zur Verfügung, um sich anderen Aufgaben zu widmen, anstattwiederholt und manuell Medikamente zu verabreichen.
- Im allgemeinen sind Infusionspumpen im Bereich der Medizin recht gut bekannt. Typische Infusionspumpen vom Injektionsspritzentyp verwenden eine Standardspritze, die mit einem flüssigen Medikament vorgefüllt ist. Die vorgefüllte Spritze wird an der Infusionspumpe vom Injektionsspritzentyp angebracht, um das Fluid automatisch abzugeben. Die automatische Abgabe des Fluids erfolgt durch Steuerung des Einführens des Spritzenkolbens in den Spritzenzylinder.
- Zur Steuerung der Einführung des Spritzenkolbens ist es erwünscht, die Position des Spritzenkolbens in bezug auf den Spritzenzylinder zu bestimmen. Außerdem ist es erwünscht, die Festlegung des Spritzenkolbens in der Spritzenkolben-Antriebseinrichtung zu detektieren, wenn die Spritze an der Infusionspumpe vom Injektionsspritzentyp geladen wird.
- Herkömmliche Infusionspumpen detektieren die Position des Spritzenkolbens. In der Vergangenheit sind beispielsweise lineare Potentiometer, Drehpotentiometer und optische Flügeltechniken angewandt worden. Bestehende Infusionspumpen detektieren die Festlegung des Spritzenkolbens.
- Bekannte Einrichtungen ermöglichen separat das Erfassen der Kolbenposition und das Erfassen der Kolbenfestlegung, wie beispielsweise gemäß dem US-Patent Nr. 5 254 096. Außerdem verwenden einige bekannte Einrichtungen eine elektrische Verbindung, um den Spritzenkolbentreiber zu bewegen.
- Um mit einem sich bewegenden Teil eine elektrische Verbindung herzustellen, verwenden diese Einrichtungen beispielsweise elektrische Gleitkontakte oder freie Drähte. Daher besteht ein Bedarf, bestehende Infusionspumpen zu verbessern, indem die Funktionen des Erfassens der Spritzenkoloenposition und -festlegung vereinfacht und kombiniert werden.
- Die vorliegende Erfindung befriedigt diesen Bedarf, bestehende Infusionspumpen zu verbessern. Die vorliegende Erfindung kombiniert die beiden Funktionen des Erfassens der Position des Spritzenkolbens und der Festlegung desselben. Außerdem eliminiert die vorliegende Erfindung elektrische Kontakte zwischen sich bewegenden Teilen der Antriebseinrichtung. Die vorliegende Erfindung vereinfacht somit die Infusionspumpenkonstruktion, verringert den Platzbedarf und senkt potentiell die Herstellungskosten.
- Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Verbesserung von Infusionspumpen vom Injektionsspritzentyp.
- Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Erfassung und Bestimmung der Position des Spritzenkolbens.
- Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Erfassung der Festlegung des Spritzenkolbens.
- Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Kombination der Funktionen des Erfassens der Position des Spritzenkolbens und des Erfassens der Festlegung des Kolbens.
- Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Eliminierung elektrischer Kontakte zwischen sich bewegenden Teilen der Spritzenkolben-Antriebseinrichtung.
- Weitere Vorteile und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und die Ansprüchen.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung gibt eine Infusionspumpe zur Abgabe von Fluid aus einer Spritze an, die einen Zylinder und einen Kolben hat, der gleitbar in den Zylinder eingesetzt ist. Die Infusionspumpe weist ein Gehäuse auf, das eine Halterung hat, die den Zylinder haltert. Ein Spritzentreiber ist an dem Gehäuse bewegbar derart angebracht, daß der Spritzentreiber an dem Kolben anliegt, um den Kolben in den Zylinder zu schieben.
- Ein Sensor ist vorgesehen, um sowohl die Position des Kolbens relativ zu dem Zylinder als auch die Festlegung des Kolbens in dem Spritzentreiber zu erfassen. Eine Steuerschaltung ist mit dem Sensor elektrisch verbunden, um die Festlegung und Position des Kolbens zu bestimmen. Die Steuerschaltung steuert die Bewegung des Kolbens in dem Zylinder und steuert damit die Abgabe des Fluids aus der Spritze.
- Der Sensor weist ein Potentiometer auf, das an dem Gehäuse angebracht und mit der Steuerschaltung elektrisch verbunden ist. Der Sensor weist ferner einen Schleifkontakt auf, der von dem Spritzentreiber gehaltert ist. Der Schleifkontakt kontaktiert das Potentiometer funktionsmäßig so, daß die Steuerschaltung ein Ausgangssignal von dem Potentiometer empfängt, um die Position des Kolbens und die Festlegung des Spritzentreibers in dem Kolben zu bestimmen.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Perspektivansicht einer Infusionspumpe vom Injektionsspritzentyp, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. -
2 ist eine Perspektivansicht eines Spritzentreibers der Infusionspumpe vom Injektionsspritzentyp gemäß1 . -
3 ist eine Perspektivansicht, die einen Schleifkontakt gemäß2 im einzelnen zeigt. -
4 ist eine Ansicht des Schleifkontakts gemäß3 , die den Schleifkontakt in Kontakt mit einem Potentiometer zeigt. -
5 ist eine Ansicht des Schleifkontakts gemäß3 , die den Schleifkontakt nicht in Kontakt mit einem Potentiometer zeigt. -
6 ist eine schematische Darstellung eines Bereichs der elektrischen Steuerschaltung zum Erfassen der Position und Festlegung des Spritzenkolbens in der Infusionspumpe vom Injektionsspritzentyp gemäß1 . -
7 ist Perspektivansicht eines Schlittens des Spritzentreibers. -
8 ist eine Unteransicht des Schlittens gemäß7 . -
9 ist eine Perspektivansicht eines Kolbensitzes des Spritzentreibers gemäß2 . -
10 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Spritzentreibers, die den Spritzentreiber bei nicht geladener Spritze zeigt. -
11 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Spritzentreibers, die den Spritzentreiber bei geladener Spritze zeigt. -
12 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Spritzentreibers, die den Spritzentreiber in einer Spritzenladeposition zeigt. -
13 ist eine Unteransicht einen Schleifkontaktfeder des Spritzentreibers gemäß10 . -
14 ist eine Seitenansicht einer Schleifkontaktfeder des Spritzentreibers gemäß10 . -
15 ist eine Draufsicht auf eine Schleifkontaktfeder des Spritzentreibers gemäß10 . - GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung kann zwar in vielen verschiedenen Formen ausgebildet sein; es werden jedoch die bevorzugten Ausführungsformen in dieser Beschreibung erläutert und in den beigefügten Zeichnungen gezeigt. Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beispielhaft, und der Umfang der Erfindung ist nicht nur auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt.
-
1 zeigt eine Infusionspumpe10 vom Injektionsspritzentyp, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Die Infusionspumpe10 vom Injektionsspritzentyp weist ein Gehäuse12 , einen Bildschirm14 und ein Bedienfeld16 auf. Geeignete Steuerschaltungen und eine Spritzenantriebseinrichtung (nicht gezeigt) sind in dem Gehäuse12 enthalten. - Der Bildschirm
14 und das Bedienfeld16 dienen dazu, die Infusionspumpe10 einzurichten und zu betätigen. Für die Zwecke der Beschreibung ist in1 die Infusionspumpe10 vom Injektionspumpentyp in einer im wesentlichen vertikalen Orientierung gezeigt; die Infusionspumpe10 vom Injektionsspritzentyp kann jedoch in jeder Orientierung positioniert sein. - Eine Spritzenzylinderhalterung
18 ist an einer Seite 13 des Gehäuse12 angebracht. Ein bewegbarer Spritzentreiber20 springt von dem Gehäuse12 an der gleichen Seite 13 vor. Der Spritzentreiber20 ist mit einem Schlitten54 (der Schlitten54 ist in7 gezeigt) der in dem Gehäuse12 enthaltenen Antriebseinrichtung derart in Gleiteingriff, daß der Spritzentreiber20 von der Seite 13 und dem Schlitten54 weg nach außen gleiten kann. - Der Schliten
54 , der in7 gezeigt ist, hat ein Paar von Gleitschienen56 , die mit in2 gezeigten Schienenschlitzen31 des Spritzentreibers20 in Gleiteingriff sind. Wie1 zeigt, bewegt die Antriebseinrichtung den Spritzentreiber20 in einer linearen Richtung entlang der Seite 13 und relativ zu der Halterung18 . - Wie
1 zeigt, ist eine Spritze22 an der Infusionspumpe10 geladen. Die Spritze22 ist eine typische Spritze, die einen Spritzenzylinder24 und einen Spritzenkolben26 hat. Der Spritzenkolben26 weist ferner eine Endkappe28 auf, die an dem Ende des Kolbens26 , das von dem Zylinder24 am weitesten entfernt ist, angeordnet ist. - Die Halterung
18 ist mit dem Spritzenzylinder24 in Eingriff, um den Spritzenzylinder24 sicher in seiner Position zu halten. Der Spritzentreiber20 ist mit der Endkappe28 in Eingriff, um den Spritzenkolben26 sicher zu halten, wie nachstehend beschrieben wird. -
2 zeigt den Spritzentreiber20 im einzelnen. Der Spritzentreiber20 weist einen Spritzentreiberkörper30 und einen Kolbensitz32 auf, der mit dem Treiberkörper30 in Gleiteingriff ist. Der Treiberkörper30 hat ein Paar von Schienenschlitzen31 für den Gleiteingriff mit dem Schlitten54 und dem Kolbensitz32 . - Der Treiberkörper
30 gleitet von der Seite 13 und dem Kolbensitz32 weg nach außen, während der Kolbensitz32 nicht von dem Schlitten54 oder der Seite 13 weg gleitet. Wie die2 und9 zeigen, ist der Kolbensitz32 so ausgebildet, daß er den Spritzenkolben26 und insbesondere die Kolbenendkappe28 abstützt. Der Kolbensitz32 hat eine Festlegewand33 , eine Vorschubwand35 und Gleitschienen37 . - Die Festlegewand
33 liegt gemeinsam mit einem noch zu beschreibenden Kolbenklemmelement34 an dem Spritzentreiber20 an der Endkappe28 an, um den Kolben26 in dem Kolbensitz32 sicher festzulegen. Die Vorschubwand35 liegt an der Endkappe28 an, um den Spritzenkolben26 in den Spritzenzylinder24 zu schieben. Die Gleitschienen37 sind mit den Schienenschlitzen31 des Treiberkörpers30 in Gleiteingriff. - Wie
2 zeigt, ist ein Kolbenklemmelement34 mit dem Treiberkörper30 verbunden und liegt dem Kolbensitz32 gegenüber. Der Treiberkörper30 und das Kolbenklemmelement34 werden von dem Kolbensitz32 weg bewegt, um die Positionierung des Spritzenkoibens26 in dem Kolbensitz32 zu ermöglichen. Der Treiberkörper30 und insbesondere das Kolbenklemmelement34 werden in Kontakt mit dem Spritzenkolben26 bewegt, um den Spritzenkolben26 in dem Kolbensitz32 sicher zu halten. - Bevorzugt ist das Kolbenklemmelement
34 zu dem Kolbensitz32 hin und gegen den Spritzenkolben26 vorgespannt. Beispielsweise kann eine Feder58 , die in10 symbolisch gezeigt ist, das Kolbenklemmelement34 zu dem Kolbensitz32 hin vorspannen. Bevorzugt ist die Feder58 eine Feder mit konstanter Kraft. - Wie
2 zeigt, besitzt der Spritzentreiberkörper30 zwei Schlitze36 in gegenüberliegenden Seitenwänden. In2 ist nur ein Schlitz36 gezeigt. Ein Zapfen38 ist in den Schlitzen36 positioniert und gleitet entlang den Schlitzen36 , wenn der Treiberkörper30 von der Seite 13 und dem Schlitten54 weg oder zu diesen zurück bewegt wird. Wie die2 und3 zeigen, ist ein Hebel40 mit dem Zapfen38 innerhalb des Treiberkörpers30 verbunden. Der Hebel40 bewegt den Zapfen38 , wenn der Zapfen38 entlang den Schlitzen36 gleitet. - Der Hebel
40 dreht sich in Abhängigkeit von der Position des Zapfens38 in den Schlitzen36 um einen Zapfen39 , wie nachstehend in Bezug auf5 beschrieben wird. Ein Nocken42 ist mit dem Hebel40 drehbar verbunden. Ein Schleifkontakt44 ist an dem Nocken42 angebracht, so daß sich der Schleifkontakt44 in Verbindung mit dem Nocken42 dreht. - Der Schlitz
36 hat einen oberen Abschnitt36a , einen mittleren Abschnitt36b und einen unteren Abschnitt36c . Der Zapfen38 ist in dem oberen Abschnitt36a positioniert, wenn das Kolbenklemmelement34 in die Nähe des Kolbensitzes32 vorgespannt ist, beispielsweise wenn der Spritzenkolben26 nicht in dem Kolbensitz32 positioniert ist. In dieser Position ist die Infusionspumpe10 in einem Zustand, in dem die Spritze nicht geladen ist, wie die5 und10 zeigen. - Der Zapfen
38 ist in dem mittleren Abschnitt36b positioniert, wenn das Kolbenklemmelement34 gegen die Kolbenendkappe28 vorgespannt und der Spritzen kolben26 in dem Kolbensitz32 festgelegt ist. In dieser Position ist die Infusinspumpe10 in einem Zustand ist, in dem die Spritze geladen ist, wie die4 und11 zeigen. - Der Zapfen
38 ist in dem unteren Abschnitt36c positioniert, wenn der Treiberkörper30 und das Kolbenklemmelement34 von dem Kolbensitz32 weg bewegt werden, um eine Spritze22 an der Infusionspumpe10 zu laden. In dieser Position ist die Infusionspumpe10 in einer Spritzenladeposition, wie die5 und12 zeigen. - Wie
2 zeigt, ist ein lineares Potentiometer46 an dem Gehäuse12 angebracht. Das lineare Potentiometer46 kann ein handelsübliches Potentiometer der Membrantypkonstruktion sein, beispielsweise sind Potentiometer von Spectra Symbol, Salt Lake City, Utah, erhältlich. Bevorzugt ist das lineare Potentiometer46 an dem Gehäuse12 an der Innenseite der Seite 13 angebracht. Das lineare Potentiometer46 ist entlang der Bewegungslinie des Spritzentreiber20 positioniert. - Wenn auf das lineare Potentiometer
46 eine Punkt-Kraft aufgebracht wird, berühren sich die beiden Membranen des linearen Potentiometers46 an diesem Punkt und stellen eine elektrische Verbindung her. Die Steuerschaltung der Infusionspumpe10 ist mit dem linearen Potentiometer46 elektrisch verbunden. Durch Anwendung von Spannungstreibertechniken kann also der Ort der Punkt-Kraft bestimmt werden. - Wenn die Spritze
22 ordnungsgemäß an der Infusionspumpe10 geladen ist, kontaktiert der Spritzenkolben26 den Kolbensitz32 , wie die1 und2 zeigen. das Kolbenklemmelement34 ist zu dem Kolbensitz32 hin vorgespannt und legt den Spritzenkolben26 in dem Kolbensitz32 fest. Wenn der Spritzenkolben26 ordnungsgemäß in dem Kolbensitz32 festgelegt ist, dann ist der Zapfen38 in dem mittleren Abschnitt36b des Schlitzes36 positioniert, so daß der Schleifkontakt44 das lineare Potentiometer46 funktionsmäßig kontaktiert, wie die4 und11 zeigen. - Wenn sich der Spritzentreiber
20 entlang seiner Bewegungsbahn bewegt, bewegt sich der Schleifkontakt44 entlang einer entsprechenden Bewegungsbahn unter gleichzeitigem Kontakt mit dem Linearen Potentiometer46 . Der Schleifkontakt44 erzeugt also die oben erläuterte Punkt-Kraft, die auf das lineare Potentiometer46 aufgebracht wird. -
5 zeigt den Schleifkontakt44 nicht in Kontakt mit dem linearen Potentiometer46 . Wenn der Spritzenkolben26 nicht auf dem Kolbensitz32 positioniert ist, legt das Kolbenklemmelement34 den Spritzenkolben26 nicht ordnungsgemäß fest. Gleichermaßen legt das Kolbenklemmelement34 dann, wenn der Spritzenkolben26 nicht ordnungsgemäß auf dem Kolbensitz32 positioniert ist, den Spritzenkolben26 nicht ordnungsgemäß fest. - Beispielsweise kann sich das Kolbenklemmelement
34 in Abhängigkeit von der Position des Spritzenkolbens26 zu nahe zu dem Kolbensitz32 oder zu weit weg davon bewegen. Der Zapfen38 gleitet zu dem oberen Abschnitt36a des Schlitzes36 , wenn das Kolbenklemmelement34 zu nahe dem Kolbensitz32 ist, und der Zapfen38 gleitet zu dem unteren Abschnit36c des Schlitzes36 , wenn das Kolbenklemmelement34 von dem Kolbensitz32 zu weit entfernt ist. - Wenn der Zapfen
38 entweder in dem oberen Abschnitt36a oder in dem unteren Abschnitt36c positioniert ist, dreht sich der Hebel40 um den Zapfen39 , so daß der Schleifkontakt44 das lineare Potentiometer46 nicht kontaktiert. -
10 zeigt den Spritzentreiber20 bei nichtgeladener Spritze. Das Kolbenklemmelement34 ist nahe dem Kolbensitz32 positioniert, und der Zapfen38 ist in dem oberen Abschnitt36a des Schlitzes36 positioniert. Der Schleifkontakt44 ist also mit dem Potentiometer46 nicht in Kontakt. Wie10 zeigt, weist der Schleifkontakt44 eine Schleifkontaktfeder60 und eine Schleifkontaktfederhalterung62 auf, die Gleitschienen64 hat. Die Gleitschienen64 , die wie in10 gezeigt orientiert sind, gleiten vertikal in Schienenführungen66 des Schlittens54 , die in8 gezeigt sind. - Wie die
7 und10 zeigen; ist der Hebel40 mit dem Schlitten54 drehbar verbunden. Ein den Hebel40 durchsetzendes Loch65 ist mit den Löchern55 in den gegenüberliegenden Schlittenwänden57 koaxial ausgefluchtet. Ein Paar von Schrauben oder Zapfen (nicht gezeigt) ist durch die Löcher55 in den Schlittenwänden57 hindurch und in das Loch65 in dem Hebel40 derart eingesetzt, daß der Hebel40 zwischen den Schlittenwänden57 positioniert ist. - Während sich der Zapfen
38 in den oberen Abschnitt36a des Schlitzes36 bewegt, dreht sich der Hebel40 um die Schrauben in dem Loch65 , bewegt sich eine Kontaktstelle68 von der Schleifkontaktfederhalterung62 weg, gleitet die Schleifkontaktfederhalterung62 von dem Potentiometer46 weg und bewegt sich der Schleifkontakt44 von dem Potentiometer46 weg, wie10 zeigt. Der vorstehend beschriebene Nocken42 ist mit dem Hebel40 integral und dreht sich somit nicht relativ zu dem Hebel40 . - Die
13 ,14 und15 zeigen eine Unteransicht, eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht der Schleifkontaktfeder60 . Die Schleifkontaktfeder60 weist eine Basis70 , einen Potentiometerkontakt72 und ein Paar von Armen74 auf. Die Basis70 befestigt die Schleifkontaktfeder60 an der Schleifkontaktfederhalterung62 . Der Potentiometerkontakt72 erzeugt den Punktkraft-Kontakt an dem Potentiometer46 . - Die Arme
74 kontaktieren die Seite 13 des Gehäuses12 , um den Potentiometerkontakt72 von dem Potentiometer46 weg vorzuspannen. Wenn also der Zapfen38 in dem mittleren Abschnitt36b des Schlitzes36 ist, bringt also die Drehung des Hebels40 eine Hebekraft auf die Schleifkontaktfederhalterung62 auf, die ausreicht, um die Vorspannkraft der Arme74 zu überwinden. -
11 zeigt den Spritzentreiber20 von10 bei geladener Spritze. Der Spritzenkolben26 ist in dem Kolbenklemmelement34 und dem Kolbensitz32 ordnungsgemäß festgelegt. Der Zapfen38 ist in dem mittleren Abschnitt36b des Schlitzes36 positioniert. Der Schleifkontakt44 ist also mit dem Potentiometer46 in Kontakt. - Während sich der Zapfen
38 in den mittleren Abschnitt36b des Schlitzes36 bewegt, dreht sich der Hebel40 um die Schrauben in dem Loch65 . Der Nebel40 kontaktiert die Schleifkontaktfederhalterung62 an der Kontaktstelle68 und schiebt die Schleifkontaktfederhalterung62 zu dem Potentiometer46 hin. Die Schleifkontaktfederhalterung62 bewegt die Schleifkontaktfeder60 in Kontakt mit dem Potentiometer46 . -
12 zeigt den Spritzentreiber70 von10 in einer Spritzenladeposition. Der Treiberkörper30 und das Kolbenklemmelement34 sind von dem Kolbensitz32 weg geschoben worden. Der Zapfen38 ist also in dem unteren Abschnitt36c des Schlitzes36 positioniert, und die Schleifkontaktfeder60 bewegt sich von dem Potentiometer46 weg, wie es in bezug auf10 beschrieben ist. - Im Betrieb der Infusionspumpe 10 wird eine Spritze
22 ordnungsgemäß an der Infusionspumpe10 geladen, indem der Treiberkörper20 und das Kolbenklemmelement34 von dem Gehäuse12 und dem Kolbensitz32 weg geschoben werden, wie12 zeigt. Die ordnungsgemäß geladene Spritze22 ist in11 gezeigt. - Während sich der Spritzentreiber
20 entlang seiner Bewegungsbahn bewegt, erzeugt der Schleifkontakt44 eine entsprechende Punkt-Kraft, die sich entlang dem linearen Potentiometer46 bewegt. Durch eine an das lineare Potentiometer46 angelegte Spannung bestimmt die Steuerschaltung sowohl, daß der Schleifkontakt44 das Potentiometer46 kontaktiert, als auch die Position des Schleifkontakts44 . - Auf diese Weise erfaßt die Infusionspumpe
10 die ordnungsgemäße Festlegung des Spritzenkoibens26 in denn Kolbensitz32 und bestimmt die Position des Spritzenkolbens26 . Die Infusionspumpe10 nutzt diese Information bei ihrem Betrieb. Beispielsweise ermöglicht es diese Information der Infusionspumpe10 zu bestimmen, wieviel Fluid in der Spritze22 verblieben ist und gibt einen geeigneten Alarm ab. - Die Infusionspumpe
10 kann diese Information auch dazu verwenden, den Spritzentreiber20 mit einer gewünschten Rate zu bewegen. Die Erfassung der Festlegung des Spritzenkolbens26 und die Bestimmung der Position des Spritzenkolbens26 werden ohne eine elektrische Verbindung mit einem sich bewegenden Teil der Infusionspumpe10 ausgeführt. - Wenn jedoch die Spritze
22 nicht oder nicht ordnungsgemäß an der Infusionspumpe10 geladen ist, kontaktiert der Schleifkontakt44 das lineare Potentiometer46 nicht, wie in10 gezeigt ist. Durch an das lineare Potentiometer46 angelegte Spannung bestimmt die Steuerschaltung, daß der Schleifkontakt44 das Potentiometer46 nicht kontaktiert, Auf diese Weise erfaßt die Infusionspumpe10 , daß der Spritzenkolben26 in dem Kolbensitz32 nicht ordnungsgemäß festgelegt ist. Somit hindert die Infusionspumpe10 den Spritzentreiber20 daran, sich zu bewegen, so daß die Spritze22 das flüssige Medikament nicht abgibt. -
6 ist eine schematische Darstellung eines Bereichs der elektrischen Steuerschaltung zum Erfassen der Position und der Festlegung des Spritzenkolbens26 . Die Steuerschaltung von6 ist mit einer (nicht gezeigten) zusätzlichen Steuerschaltung der Infusionspumpe10 elektrisch verbunden. Wie vorstehend erläutert, kontaktiert der Schleifkontakt44 das lineare Potentiometer46 an einem Punkt, wenn die Spritze22 ordnungsgemäß an der Infusionspumpe10 geladen ist. - der Kontaktpunkt bewegt sich entlang dem linearen Potentiometer
46 , während sich der Schleifkontakt44 entlang der Bewegungslinie des Spritzentreibers20 bewegt. Das lineare Potentiometer46 ist auch mit einem Widerstand48 elektrisch verbunden. Der Widerstand48 ist mit einem Spannungsteiler50 elektrisch, verbunden. - Während des Betriebs der Infusionspumpe
10 wird eine Erregungsspannung an das lineare Potentiometer46 angelegt. Wenn der Schleifkontakt44 das lineare Potentiometer46 kontaktiert, gibt der Spannungsteiler ein Ausgangssignal ab. Das Ausgangssignal dient dazu, die Festlegung und die Position des Spritzenkolbens26 zu bestimmen. - Wenn sich der Schleifkontakt
44 von dem linearen Potentiometer46 weg bewegt, wäre ohne den Widerstand48 das Ausgangssignal des Spannungsteilers50 undefiniert und nicht vorhersagbar. Der Widerstand48 zwingt den Ausgang auf ungefähr 0 V, wenn der Schleifkontakt44 von dem linearen Potentiometer46 weg bewegt wird. - Das Ausgangssignal des Spannungsteilers 50 kann im Bereich zwischen 0 V und der Erregungsspannung liegen. Üblicherweise befindet sich der Spritzentreiber
20 dem Ende seiner Bewegung umso näher, je niedriger die Spannung des Ausgangssignals des Spannungsteilers50 ist. Das lineare Potentiometer46 ist signifikant länger als die Bewegungslänge des Spritzentreibers20 und des Schleifkontakts44 . Dies gewährleistet, daß dann, wenn der Spritzentreiber20 das Ende seiner Bewegung erreicht, das Ausgangssignal des Spannungsteilers50 signifikant höher 0 V ist. - Die Steuerschaitung der Infusionspumpe
10 ist so ausgebildet, daß sie zwischen nominell 0 V, was aus einem angehobenen Schleifkontakt44 resultiert, und den Zwischenspannungen unterscheidet, die normalerweise bei einem Spannungsteiler50 vorliegen, wenn der Schleifkontakt44 das lineare Potentiometer46 kontaktiert. - Wenn die Ausgangspannung des Spannungsteilers
50 ungefähr 0 V ist und die Infusionspumpe10 versucht zu infundieren, hält die Infusionspumpe10 an, und ein Alarm ertönt, um den Bediener zu warnen, daß der Spritzenkolben26 nicht richtig positioniert ist. Wenn die Ausgangsspannung des Spannungsteilers50 einen Zwischenwert hat, wird die Abgabe zugelassen. - Bei anderen Ausführungsformen der Infusionspumpe
10 wird das lineare Potentiometer46 vom Membrantyp eventuell nicht verwendet. Beispielsweise ist ein Luftpotentiometer an der Infusionspumpe10 angebracht. Der Schleifkontakt44 und das Luftpotentiometer sind mit der Steuerschaltung elektrisch verbunden. Wenn der Schleifkontakt44 das Luftpotentiometer kontaktiert, ist eine elektrische Verbindung hergestellt. Wenn sich der Schleifkontakt44 von dem Luftpotentiometer weg bewegt, wird die elektrische Verbindung unterbrochen. - Die Infusionspumpe
10 ist für den Gebrauch unterschiedlich großer Spritzen22 ausgebildet. Die Spritzenzylinderhalterung18 , der Kolbensitz32 und das Kolbenklemmelement34 sind so geformt und bemessen, daß sie unterschiedlich große Spritzen22 aufnehmen. Typischerweise bestimmen der Durchmesser und die Länge des Spritzenzylinders24 die Größe der Spritze22 . - Die Spritzenzylinderhalterung
18 , der Kolbensitz32 und das Kolbenklemmelement34 sind so bemessen, daß sie verschiedene Durchmesser und Längen von Spritzen22 aufnehmen. Die Festlegewand33 und die Vorschubwand35 des Kolbensitzes32 sind ausreichend groß, um unterschiedlich große Spritzenkolben-Endkappen28 sicher zu halten. - Gleichermaßen ist auch das Kolbenklemmelement
34 ausreichend groß, um an unterschiedlich großen Endkappen28 sicher anzuliegen. Die mittleren Abschnitte36b der Schlitze36 sind ausreichend lang, um den Zapfen38 aufzunehmen, wenn unterschiedlich große Endkappen28 in dem Kolbensitz32 festgelegt werden. Ferner ist die Steuerschaltung imstande, die Abgabe von Medikamenten aus unterschiedlich großen Spritzen22 zu steuern. - Es sind zwar die bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden; es können jedoch zahlreiche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Claims (16)
- Infusionspumpe zur Abgabe von Fluid aus einer Spritze, wobei die Spritze einen Zylinder mit einem Kolben hat, der gleitbar in den Zylinder eingesetzt ist, und wobei die Infusionspumpe folgendes aufweist: – ein Gehäuse, das eine Halterung hat, die den Zylinder haltert; – einen Spritzentreiber in bewegbarem Kontakt mit dem Gehäuse, wobei der Spritzentreiber an dem Kolben anliegt, um den Kolben in den Zylinder zu schieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Infusionspumpe ferner folgendes aufweist: einen mit dem Gehäuse und dem Spritzentreiber verbundenen Sensor, um sowohl die Position des Kolbens relativ zu dem Zylinder als auch die Anlage des Spritzentreibers an dem Kolben zu erfassen; und eine Steuerschaltung, die mit dem Sensor elektrisch verbunden ist, um die Bewegung des Spritzentreibers und damit die Abgabe des Fluids aus der Spritze zu steuern.
- Infusionspumpe nach Anspruch 1, wobei der Sensor folgendes aufweist: ein Potentiometer, das an dem Gehäuse angebracht und mit der Steuerschaltung elektrisch verbunden ist; und einen Schleifkontakt, der von dem Spritzentreiber gehaltert ist, wobei der Schleifkontakt das Potentiometer funktionsmäßig so kontaktiert, daß die Steuerschaltung ein Ausgangssignal von dem Potentiometer empfängt, um die Position des Kolbens und die Anlage des Spritzentreibers an dem Kol-ben zu bestimmen.
- Infusionspumpe nach Anspruch 2, wobei der Spritzentreiber einen Schlitz bildet und die Infusionspumpe ferner folgendes aufweist: einen Kolbensitz, der mit dem Spritzentreiber in gleitbarem Eingriff ist, wobei der Kolbensitz zur Abstützung des Kolbens ausgebildet ist; ein Kolbenklemmelement, das an dem Spritzentreiber angebracht ist, wobei das Kolbenklemmelement mit dem Kolben in Eingriff ist, wenn der Kolben an dem Kolbensitz abgestützt ist; eine an dem Spritzentreiber angebrachte Einrichtung zum Vorspannen des Kolbenklemmelernents gegen den Kolben; und einen Zapfen, der gleitbar in dem Schlitz positioniert ist, wobei der Zapfen in dem Schlitz gleitet, wenn der Spritzentreiber relativ zu dem Kolbensitz gleitet, und wobei der Zapfen mit dem Schleifkontakt gekoppelt ist, so daß sich der Schleifkontakt relativ zu der Bewegung des Kolbenklemmelements in Kontakt oder außer Kontakt mit dem Potentiometer bewegt.
- Infusionspumpe nach Anspruch 3, die ferner folgendes aufweist: einen Hebel, der drehbar mit dem Zapfen verbunden ist; und einen mit dem Hebel verbundenen Nocken, wobei der Nocken den Schleifkontakt abstützt.
- Infusionspumpe nach Anspruch 2, wobei der Schleifkontakt mit dem Potentiometer in Kontakt ist, wenn der Spritzentreiber ordnungsgemäß an dem Kolben anliegt, und wobei sich der Schleifkontakt außer Kontakt mit dem Potentiometer bewegt, wenn die Spritze nicht an der Infusionspumpe geladen ist, und wobei sich der Schleifkontakt außer Kontakt mit dem Potentiometer bewegt, wenn der Spritzentreiber nicht ordnungsgemäß an dem Kolben anliegt.
- Infusionspumpe nach Anspruch 2, wobei der Schleifkontakt mit dem Potentiometer in Kontakt ist, wenn die Infusionspumpe sich in einem geladenen Zustand befindet, und wobei, sich der Schleifkontakt außer Kontakt mit dem Potentiometer bewegt, wenn sich die Infusionspumpe in einem nichtgeladenen Zustand befindet und wenn sich die Infusionspumpe in einer Ladeposition befindet.
- Infusionspumpe nach Anspruch 2, wobei sich der Schleifkontakt entlang einer Länge des Potentiometers bewegt, während sich der Spritzentreiber entlang dem Gehäuse bewegt.
- Infusionspumpe nach Anspruch 7, wobei das Potentiometer länger als die Bewegungslänge des Schleifkontakts ist.
- Infusionspumpe nach Anspruch 2, wobei das Potentiometer ein Potentiometer vom Membrantyp ist.
- Infusionspumpe nach Anspruch 2, wobei der Schleifkontakt mit der Steuerschaltung elektrisch verbunden ist und der Schleifkontakt mit dem Potentiometer in elektrischen Kontakt gelangt.
- Infusionspumpe nach Anspruch 1, wobei der Sensor folgendes aufweist: ein lineares Potentiometer, wobei an das lineare Potentiometer eine Erregungsspannung angelegt ist; einen Schleifkontakt, der mit dem linearen Potentiometer an einem Kontaktpunkt in Kontakt gelangt, wenn der Kolben in einem Kolbensitz festgelegt ist, wobei sich der Kontaktpunkt entlang dem linearen Poten- tiometer bewegt, während der Kolben in dem Zylinder gleitet; und ein Ausgangssignal von dem linearen Potentiometer, wobei das Ausgangs- signal die Festlegung des Kolbens in dem Kolbensitz und die Position des Kolbens anzeigt.
- Infusionspumpe nach Anspruch 11, wobei der Schleifkontakt von dem linearen Potentiometer weg beabstandet ist, wenn der Kolben nicht in dem Kolbensitz festgelegt ist.
- Infusionspumpe nach Anspruch 12, wobei der Kolbensitz an einem Gleiten gehindert wird, wenn sich der Schleifkontakt weg von dem linearen Potentiometer beabstandet ist.
- Infusionspumpe nach Anspruch 11, wobei der Sensor ferner folgendes aufweist: einen Widerstand, der mit dem linearen Potentiometer elektrisch verbunden ist; und einen Spannungsteiler, der mit dem Widerstand elektrisch verbunden ist, wobei der Spannungsteiler ein Teilerausgangssignal hat, das in dem Bereich zwischen einer Minimalspannung und der Erregungsspannung liegt.
- Infusionspumpe nach Anspruch 14, wobei das Teilerausgangssignal am Ende der Spritzenkolbeneinführung in den Spritzenzylinder größer als 0 V ist.
- Infusionspumpe nach Anspruch 14, wobei das Teilerausgangssignal ungefähr 0 V ist, wenn der Schleifkontakt weg von dem linearen Potentiometer beabstandet ist.
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