專利名稱：用于輸送藥用流體的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于輸送流體、優(yōu)選地用于輸送藥用流體的設(shè)備，包 括至少一個(gè)設(shè)計(jì)成容積式泵的泵和至少一個(gè)控制該泵運(yùn)轉(zhuǎn)的控制單元。
背景技術(shù)：
已知容積式泵應(yīng)用于例如醫(yī)療工程領(lǐng)域的許多領(lǐng)域中。例如已知透析 機(jī)，其中通過容積式泵的幫助制備透析液。在這樣的透析機(jī)中，透析液由
超純水(反滲透水(RO water))和包含所需的電解質(zhì)及其它成分的一種 或多種濃縮物制備。超純水和濃縮物以適當(dāng)?shù)谋嚷驶旌?。超純水與濃縮物 之間的混合比例如能夠?yàn)榇蠹s34: l或44: 1。當(dāng)然也可想到其它比率。
濃縮物的輸送常常借助于以限定的沖程體積運(yùn)轉(zhuǎn)的隔膜泵執(zhí)行。從DE 28 38 414已知具有用于輸送濃縮物的隔膜泵的透析機(jī)。在該文獻(xiàn)中已知的 機(jī)器中，超純7JC在穿過減壓閥時(shí)與濃縮物混合。濃縮物的輸送與平衡設(shè)備 的致動同步實(shí)現(xiàn)，使得平衡設(shè)備的每個(gè)循環(huán)分別執(zhí)行泵的一個(gè)循環(huán)或限定 數(shù)量的循環(huán)。
在現(xiàn)有技術(shù)的透析機(jī)中，透析液常常以離散的份、即以所謂批次的形 式制備。待輸送的濃縮物的量不是恒定的，而是能夠因濃縮物的不同而變 化或者才艮據(jù)待執(zhí)行的治療變化。因此，在不同的濃縮物的情況下，常常出 現(xiàn)濃縮物不需要完全以相同的量輸送，而是輸送體積能夠明顯不同。例如 可想到的是在30ml的批次體積的情況下，輸送體積的范圍從200nl延續(xù)到 2200nl。
容積式泵具有輸送的準(zhǔn)確度輸送體積的問題。當(dāng)對于一個(gè)批次使用具 有輸送體積地沖程時(shí)，獲得特別高的準(zhǔn)確度，這對應(yīng)于每沖程最大可能分 配體積或者至少近似地對應(yīng)于每沖程最大可能分配體積。
從現(xiàn)有技術(shù)已知的隔膜泵的示例在圖2中以縱截面示出。泵包括隔膜 20，該隔膜20在一側(cè)限定泵的輸送空間并且其運(yùn)動導(dǎo)致流體的輸送。隔膜 10的運(yùn)動通過具有步進(jìn)電機(jī)的偏心驅(qū)動器20實(shí)現(xiàn)。連桿22與隔膜10連接并將偏心驅(qū)動器20的運(yùn)動轉(zhuǎn)化成隔膜IO的運(yùn)動。附圖標(biāo)記30標(biāo)識泵殼， 其包括傳動殼和用螺釘連接到該傳動殼的泵頭，其還包括控制輸送空間的 填充和排空的閥。在圖2中，用附圖標(biāo)記40標(biāo)識所述閥中的一個(gè)閥。
圖l示出了圖2所示泵的泵特性。在此示出的實(shí)施方式中，泵具有的 尺寸為使得其每沖程能夠輸送大約1200^1的最大值。在該泵中，通過泵的 單獨(dú)校準(zhǔn)能夠容易地實(shí)現(xiàn)以大約600^1的輸送體積開始的1%的所需準(zhǔn)確 度。但是關(guān)于準(zhǔn)確度，200nl至600nl的較低范圍證明是更成問題的，200^1 與300nl之間的范圍對干濃縮物的使用尤其重要。由于對輸入和輸出壓力 以及對現(xiàn)有時(shí)間漂移的依賴，所以也不能通過更好的校準(zhǔn)在該范圍中實(shí)現(xiàn) 準(zhǔn)確度。
這導(dǎo)致尤其對于小的輸送體積需要特殊的泵以確保準(zhǔn)確度的問題，這 將涉及較高的設(shè)備費(fèi)用的缺點(diǎn)。
例如從EP160 272已知具有多個(gè)濃縮泵的透析機(jī)。所述濃縮泵中的一 個(gè)濃縮泵用于提供基本透析液，該透析液的離子濃度完全地為治療所需。 第二濃縮泵實(shí)現(xiàn)透析液的離子濃度到個(gè)體需求的適應(yīng)，這能夠依患者不同
而變化。
從WO 99/30756已知透析機(jī)的容積式泵，其將濃縮物從容器輸送到混 合點(diǎn)。 一旦容器中的填充高度降到指定高度以下，就通it^目同結(jié)構(gòu)的輸送 泵用超出指定高度的濃縮物填充該容器。用這種方法，確保在泵排空容器 的操作時(shí)，總;UL射信號，該信號當(dāng)高度降到指定填充高度以下時(shí)產(chǎn)生。 該信號啟動泵填充容器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種如上所述的設(shè)備，使得在較小設(shè)備費(fèi)用的情 況下，流體的精確劑量在小的輸送體積的情況下也變得可能。
該目的通過具有權(quán)利要求l的特征的設(shè)備解決。因此，提供一種泵， 其能夠由控制單元致動，4吏得該泵為了排出期望的輸送體積，在第一運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)下的單個(gè)吸入沖程期間吸入的體積超過期望的輸送體積，并且通過執(zhí) 行多個(gè)部分輸送沖程以小于吸入體積的部分體積的形式的 一份一份地排 出吸入體積。從而本發(fā)明在于，為了輸送特定的體積，在吸入沖程期間吸 入較大的體積。在吸入時(shí)，該體積優(yōu)選地通過關(guān)閉入口閥限制。由于較大的吸入體積，所以獲得高的準(zhǔn)確度。當(dāng)完成吸入沖程時(shí)，吸入的體積一份 一份地排出，并且優(yōu)選地意圖是部分體積至少近似地對應(yīng)于期望的輸送體 積。
部分體積中系統(tǒng)差異必要時(shí)能夠通過泵軟件校正。也可想到附加的校 準(zhǔn)，以便提供部分體積的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)是，部分體積平均以高的準(zhǔn)確度接近期望的輸送體 積或?qū)?yīng)于理想情形中的期望的輸送體積。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)是從屬權(quán)利要求的主題。
泵能夠是任何類型的容積式泵、例如隔膜泵或活塞泵。
特別有利地，泵能夠由控制單元致動，使得在吸入沖程期間吸入的體積超過期望的輸送體積，吸入體積處于泵的每沖程最大輸送體積的0.5到 l.0倍的范圍中。如上所述，當(dāng)吸入體積相當(dāng)靠近最大輸送體積時(shí)獲得特別 高的準(zhǔn)確度。因此在本發(fā)明的另一方面中，提供泵能夠由控制單元致動， 使得在吸入沖程期間吸入的體積超過期望的輸送體積，吸入體積至少近似 對應(yīng)于泵的最大輸送體積。
如果要提供完全相同或大致相同的部分體積，如例如當(dāng)泵用于輸送制 備透析液的濃縮物的情形那樣，能夠提出，泵能夠由控制單元致動，使得 排出的部分體積完全相同或大致相同。
在吸入沖程期間吸入的體積與在每個(gè)部分沖程期間排出的部分體積的 比率能夠是隨意的。在一個(gè)方面中，吸入體積與排出的部分體積的比率為 大約10: l或更低。因此，可想到例如部分體積相當(dāng)于吸入體積的二分之 一或三分之一，即在執(zhí)行下一個(gè)吸入沖程之前實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或三個(gè)輸送沖程。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的設(shè)備總是在所述第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中在吸入沖程期間的吸入體積被分成多個(gè)部分體積。此外，可想到本發(fā)明的一個(gè)方面，其中泵能夠在第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中吸入的 體積不分成部分體積，而是在一個(gè)輸送沖程期間排出在吸入沖程期間吸入 的體積。
能夠提出，泵能夠由控制單元致動，使得通過控制單元進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 的選擇取決于期望的輸送體積。
如上所述，尤其當(dāng)要輸i^目對小的體積時(shí)能夠獲得輸送中的不準(zhǔn)確度。因此，本發(fā)明的另一方面在于泵能夠由控制單元致動，使得第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定于較小的期望輸送體積，而在一個(gè)輸送沖程中排出吸入體積的第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定于較大的期望輸送體積。
可想到的是泵能夠由控制單元致動，使得當(dāng)期望輸送體積不多于泵的每沖程最大輸送體積的二分之一、三分之一或四分之一時(shí)，設(shè)定為第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述設(shè)備的應(yīng)用，所述設(shè)備用于輸送制備透析液的濃縮物。
可想到的是在透析機(jī)中制備透析液，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備形成透析機(jī)的一部分。可替代地，設(shè)備可能不是透析機(jī)的一部分，并且濃縮物或與濃縮物形成的透析液借助于設(shè)備輸送到透析機(jī)。
本發(fā)明還涉及一種具有根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述設(shè)備的透析機(jī)。如上所述，尤其當(dāng)至少一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中采用批次模式時(shí)使用本發(fā)明的設(shè)備。如果在透析機(jī)中使用該設(shè)備，證明有利的是在該情況下每個(gè)批次包含精確的劑量常常不是重要的。從具有RO水的濃縮物的混合點(diǎn)直到透析器，存在另外的部件，例如混合室、平衡室、無菌過濾器和透析器本身，在它們的體積中能夠混合各個(gè)批次。此外，較小的傳導(dǎo)變化是容許的。重 要的是，確保平均在確定數(shù)量(例如4)的批次上的精確劑量，如在這種 情況下。
本發(fā)明的透析機(jī)能夠包括用于容納制備透析液的濃縮物的濃縮物容器，其中設(shè)備的容積式泵在吸入側(cè)與濃縮物容器連接。在加壓側(cè)，優(yōu)選地設(shè)有輸送的濃縮物與超純水混合的混合點(diǎn)。
本發(fā)明還涉及一種用于輸送流體、優(yōu)選地用于輸送藥用流體的方法，其中流體由設(shè)計(jì)成容積式泵的泵輸送，其中該泵在第一運(yùn)轉(zhuǎn)才莫式下的吸入沖程期間吸入的體積超過期望的輸送體積，并且通過執(zhí)行多個(gè)部分輸送沖 程以小于吸入體積的部分體積的形式一份一份地排出吸入體積。
該方法的有利方面是從屬權(quán)利要求的主題。特別有利地，在吸入沖程期間吸入的超過期望輸送體積的體積對應(yīng)于泵的每沖程最大輸送體積、或 相當(dāng)靠近該泵的每沖程最大輸送體積。


將參考以下示出的實(shí)施方式詳細(xì)說明本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1示出了隔膜泵的泵特性(輸送體積對比步進(jìn)的數(shù)量)；
圖2示出了隔膜泵的截面圖；并且
圖3示出了在200μl與300μ1的范圍中使用本發(fā)明的誤差特性。
具體實(shí)施例方式
圖3示出了隔膜泵的誤差特性，該隔膜泵具有每沖程1200μl的最大輸送體積。曲線的變化示出了根據(jù)以μl為單位的期望輸送體積的以μl為單 位的輸送體積與期望輸送體積的偏差。等誤差直線示出了輸送體積與期望 的輸送體積的1%的偏差，用于上偏差(+1%)和下偏差(-1%)。
圖3顯示了在較大的期望輸送體積的情況下，實(shí)際值與期望值的偏差 比較小，從而輸送的準(zhǔn)確度是令人滿意的。
圖3還示出了尤其在600μl以下的范圍中獲得的不準(zhǔn)確的輸送。在此 獲得的準(zhǔn)確度位于+ 1 %的等誤差直線的范圍內(nèi)。
在200μl以下和300μl以上的期望輸送體積范圍中，吸入的體積在單 個(gè)輸送沖程中排出，這對應(yīng)于泵的上述第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在200μl與300μl 之間的范圍中，泵以第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，即在該范圍中，采用本發(fā)明的輸 送原理。圖3中標(biāo)識的術(shù)語"多體積(multivolume )，，說明，為了在200μ1 與300μl之間排出期望的輸送體積，在吸入沖程期間，不吸入所迷值的體 積、而是吸入例如1200μl的較大體積，然后吸入的體積以多個(gè)部分體積的 形式排出。為了在200μl與300μ1之間的范圍中的輸送，每次吸入四倍的 體積并且以四個(gè)部分體積輸送。
當(dāng)然還可想到的是在達(dá)到300μl的范圍中，根據(jù)期望的輸送體積輸送 可變數(shù)量的部分體積?？上氲降氖窃谄谕妮斔腕w積達(dá)到200μl的情況下， 在吸入沖程期間吸入六倍期望輸送體積并且吸入的體積以六個(gè)部分體積 的形式排出。在201μl與240μl之間的范圍中，能夠提出，在吸入沖程期間吸入五倍期望輸送體積并且吸入的體積以五個(gè)部分體積的形式排出。在 241μl與300μl之間的范圍中，能夠提出，在吸入沖程期間吸入四倍輸送體 積并且吸入的體積以四個(gè)部分體積的形式排出。
也能夠提出，超出300^1范圍的這樣等級?？上氲降氖窃趶?01jU至 400^1的區(qū)間中1、三倍體積，在401^1至600^1的范圍中^UV兩倍體積并 且分別以三個(gè)或兩個(gè)部分體積的形式排出。從600nl起，能夠提出，吸入 的體積對應(yīng)于期望的輸送體積，并且吸入的體積在一個(gè)輸送沖程中排出。
當(dāng)然也已經(jīng)想到的是從300nl起，吸入的體積對應(yīng)于期望的輸送體積， 并且在一個(gè)輸送沖程中排出吸入的體積。
由于比較大的吸入體積，如在圖3中通過在縱坐標(biāo)上繪制的實(shí)際值與 期望值之間的偏差非常小的事實(shí)顯示的那樣，所以在200fd與300^1之間 的"多體積范圍"提供極好的輸送準(zhǔn)確度。這提供如下優(yōu)點(diǎn)能夠使用單 個(gè)泵輸送不同的體積，并因此還用于輸送不同的濃縮物，在整個(gè)期望的輸 送范圍中可實(shí)現(xiàn)非常好的準(zhǔn)確度。
權(quán)利要求
1.一種用于輸送流體、優(yōu)選地用于輸送藥用流體的設(shè)備，包括至少一個(gè)設(shè)計(jì)成容積式泵的泵和至少一個(gè)控制所述泵運(yùn)轉(zhuǎn)的控制單元，其特征在于，所述泵能夠由所述控制單元致動，使得所述泵為了排出期望的輸送體積，在第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的吸入沖程期間吸入的體積超過所述期望的輸送體積，并且通過執(zhí)行多個(gè)部分輸送沖程以小于吸入體積的部分體積的形式一份一份地排出所述吸入體積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵是隔膜泵或活塞泵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵能夠由所述 控制單元致動，使得在吸入沖程期間所述吸入的體積超過所述期望的輸送 體積，所述吸入的體積處于所述泵的每沖程最大輸送體積的0.5到1.0倍的 范圍中。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵能夠 由所述控制單元致動，使得在吸入沖程期間所述吸入的體積超過所述期望 的輸送體積，所述吸入的體積對應(yīng)于所述泵的每沖程最大輸送體積。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵能夠 由所述控制單元致動，使得所述排出的部分體積完全相同或大致相同。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在吸入沖程 期間所述吸入的體積與排出的部分體積的比率為大約10: 1或更低。
7. 根據(jù)前i^5L利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵能夠 在第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，在所述第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中吸入沖程期間所吸入的體 積不分成部分體積。
8.根據(jù)權(quán)利要求7和根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特 征在于，所述泵能夠由所述控制單元致動，使得通過所述控制單元進(jìn)行的 所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的選擇取決于所述期望的輸送體積。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵能夠由所述控制 單元致動，使得所述第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定于較小的期望輸送體積，而所述第 二運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定于較大的期望輸送體積。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵能夠由所述控 制單元致動，使得當(dāng)所述期望輸送體積不多于所述泵的每沖程最大輸送體 積的二分之一、三分之一或四分之一時(shí)，設(shè)定為所述第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
11. 一種才艮據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述設(shè)備的應(yīng)用，用于輸送制 備透析液的濃縮物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的應(yīng)用，其特征在于，所述透析液在透析機(jī) 中制備，所述設(shè)備形成所述透析機(jī)的一部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的應(yīng)用，其特征在于，所述設(shè)備不是所述透 析機(jī)的一部分，并且所述濃縮物或由所述濃縮物形成的透析液借助于所述 i殳備輸送到所述透析機(jī)。
14. 一種透析機(jī)，具有根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的透析機(jī)，其特征在于，所述透析機(jī)包括用 于容納制備透析液的濃縮物的濃縮物容器，并且所述設(shè)備的所述泵在^V 側(cè)與所述濃縮物容器連接。
16. —種用于輸送流體、優(yōu)選地用于輸送藥用流體的方法，其中所述 流體由設(shè)計(jì)成容積式泵的泵輸送，其特征在于，為了排出期望的輸送體積，所述泵在第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的 吸入沖程期間吸入的體積超過所述期望的輸送體積，并且通過執(zhí)行多個(gè)部 分輸送沖程以小于吸入體積的部分體積的形式 一份一份地排出所述吸入 體積。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在吸入沖程期間所述 吸入的體積超過所述期望的輸送體積，所述吸入的體積處于所述泵的每沖 程最大輸送體積的0.5到1.0倍的范圍中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，在吸入沖程期 間所述吸入的體積超過所述期望的輸送體積，所述吸入的體積對應(yīng)于所述 泵的每沖程最大輸送體積。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 排出的部分體積完全相同或大致相同。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在吸 入沖程期間所述吸入的體積與排出的部分體積的比率為大約10:1或更低。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第 二運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，所述泵在一個(gè)輸送沖程中排出在吸入沖程期間吸入的所述 體積。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21和根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，根據(jù)所述期望的輸送體積選擇所述泵的所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在較小的期望輸送體 積的情況下，所述泵在其第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，而在較大的期望輸送體積 的情況下，所述泵在其第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述期望輸送體積 不多于所述泵的每沖程最大輸送體積的二分之一、三分之一或四分之一 時(shí)，所述泵在其第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于輸送流體、優(yōu)選地用于輸送藥用流體的設(shè)備，所述設(shè)備包括至少一個(gè)設(shè)計(jì)成容積式泵的泵和至少一個(gè)控制所述泵運(yùn)轉(zhuǎn)的控制單元，其中所述泵能夠由所述控制單元致動，使得所述泵為了排出期望的輸送體積，在第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的吸入沖程期間吸入的體積超過所述期望的輸送體積，并且通過執(zhí)行多個(gè)部分輸送沖程以小于吸入體積的部分體積的形式一份一份地排出所述吸入體積。本發(fā)明還涉及所述設(shè)備在透析技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
文檔編號F04B13/00GK101203675SQ200680018037
公開日2008年6月18日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者彼得·伊姆霍夫, 阿爾弗雷德·加格爾 申請人:弗雷森紐斯醫(yī)療護(hù)理德國有限責(zé)任公司