专利名称：用于输送药用流体的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于输送流体、优选地用于输送药用流体的设备，包 括至少一个设计成容积式泵的泵和至少一个控制该泵运转的控制单元。
背景技术：
已知容积式泵应用于例如医疗工程领域的许多领域中。例如已知透析 机，其中通过容积式泵的帮助制备透析液。在这样的透析机中，透析液由
超纯水(反渗透水(RO water))和包含所需的电解质及其它成分的一种 或多种浓缩物制备。超纯水和浓缩物以适当的比率混合。超纯水与浓缩物 之间的混合比例如能够为大约34: l或44: 1。当然也可想到其它比率。
浓缩物的输送常常借助于以限定的冲程体积运转的隔膜泵执行。从DE 28 38 414已知具有用于输送浓缩物的隔膜泵的透析机。在该文献中已知的 机器中，超纯7JC在穿过减压阀时与浓缩物混合。浓缩物的输送与平衡设备 的致动同步实现，使得平衡设备的每个循环分别执行泵的一个循环或限定 数量的循环。
在现有技术的透析机中，透析液常常以离散的份、即以所谓批次的形 式制备。待输送的浓缩物的量不是恒定的，而是能够因浓缩物的不同而变 化或者才艮据待执行的治疗变化。因此，在不同的浓缩物的情况下，常常出 现浓缩物不需要完全以相同的量输送，而是输送体积能够明显不同。例如 可想到的是在30ml的批次体积的情况下，输送体积的范围从200nl延续到 2200nl。
容积式泵具有输送的准确度输送体积的问题。当对于一个批次使用具 有输送体积地沖程时，获得特别高的准确度，这对应于每冲程最大可能分 配体积或者至少近似地对应于每冲程最大可能分配体积。
从现有技术已知的隔膜泵的示例在图2中以纵截面示出。泵包括隔膜 20，该隔膜20在一侧限定泵的输送空间并且其运动导致流体的输送。隔膜 10的运动通过具有步进电机的偏心驱动器20实现。连杆22与隔膜10连接并将偏心驱动器20的运动转化成隔膜IO的运动。附图标记30标识泵壳， 其包括传动壳和用螺钉连接到该传动壳的泵头，其还包括控制输送空间的 填充和排空的阀。在图2中，用附图标记40标识所述阀中的一个阀。
图l示出了图2所示泵的泵特性。在此示出的实施方式中，泵具有的 尺寸为使得其每冲程能够输送大约1200^1的最大值。在该泵中，通过泵的 单独校准能够容易地实现以大约600^1的输送体积开始的1%的所需准确 度。但是关于准确度，200nl至600nl的较低范围证明是更成问题的，200^1 与300nl之间的范围对干浓缩物的使用尤其重要。由于对输入和输出压力 以及对现有时间漂移的依赖，所以也不能通过更好的校准在该范围中实现 准确度。
这导致尤其对于小的输送体积需要特殊的泵以确保准确度的问题，这 将涉及较高的设备费用的缺点。
例如从EP160 272已知具有多个浓缩泵的透析机。所述浓缩泵中的一 个浓缩泵用于提供基本透析液，该透析液的离子浓度完全地为治疗所需。 第二浓缩泵实现透析液的离子浓度到个体需求的适应，这能够依患者不同
而变化。
从WO 99/30756已知透析机的容积式泵，其将浓缩物从容器输送到混 合点。 一旦容器中的填充高度降到指定高度以下，就通it^目同结构的输送 泵用超出指定高度的浓缩物填充该容器。用这种方法，确保在泵排空容器 的操作时，总;UL射信号，该信号当高度降到指定填充高度以下时产生。 该信号启动泵填充容器。
发明内容
本发明的目的是研制一种如上所述的设备，使得在较小设备费用的情 况下，流体的精确剂量在小的输送体积的情况下也变得可能。
该目的通过具有权利要求l的特征的设备解决。因此，提供一种泵， 其能够由控制单元致动，4吏得该泵为了排出期望的输送体积，在第一运转 状态下的单个吸入冲程期间吸入的体积超过期望的输送体积，并且通过执 行多个部分输送冲程以小于吸入体积的部分体积的形式的 一份一份地排 出吸入体积。从而本发明在于，为了输送特定的体积，在吸入冲程期间吸 入较大的体积。在吸入时，该体积优选地通过关闭入口阀限制。由于较大的吸入体积，所以获得高的准确度。当完成吸入冲程时，吸入的体积一份 一份地排出，并且优选地意图是部分体积至少近似地对应于期望的输送体 积。
部分体积中系统差异必要时能够通过泵软件校正。也可想到附加的校 准，以便提供部分体积的准确度。
本发明的本质优点是，部分体积平均以高的准确度接近期望的输送体 积或对应于理想情形中的期望的输送体积。
本发明的其它优点是从属权利要求的主题。
泵能够是任何类型的容积式泵、例如隔膜泵或活塞泵。
特别有利地，泵能够由控制单元致动，使得在吸入冲程期间吸入的体积超过期望的输送体积，吸入体积处于泵的每冲程最大输送体积的0.5到 l.0倍的范围中。如上所述，当吸入体积相当靠近最大输送体积时获得特别 高的准确度。因此在本发明的另一方面中，提供泵能够由控制单元致动， 使得在吸入冲程期间吸入的体积超过期望的输送体积，吸入体积至少近似 对应于泵的最大输送体积。
如果要提供完全相同或大致相同的部分体积，如例如当泵用于输送制 备透析液的浓缩物的情形那样，能够提出，泵能够由控制单元致动，使得 排出的部分体积完全相同或大致相同。
在吸入沖程期间吸入的体积与在每个部分沖程期间排出的部分体积的 比率能够是随意的。在一个方面中，吸入体积与排出的部分体积的比率为 大约10: l或更低。因此，可想到例如部分体积相当于吸入体积的二分之 一或三分之一，即在执行下一个吸入沖程之前实现两个或三个输送冲程。
在本发明的一个实施方式中，本发明的设备总是在所述第一运转状态 下运转，其中在吸入沖程期间的吸入体积被分成多个部分体积。此外，可想到本发明的一个方面，其中泵能够在第二运转状态下运转，其中吸入的 体积不分成部分体积，而是在一个输送冲程期间排出在吸入冲程期间吸入 的体积。
能够提出，泵能够由控制单元致动，使得通过控制单元进行运转状态 的选择取决于期望的输送体积。
如上所述，尤其当要输i^目对小的体积时能够获得输送中的不准确度。因此，本发明的另一方面在于泵能够由控制单元致动，使得第一运转状态设定于较小的期望输送体积，而在一个输送冲程中排出吸入体积的第二运转状态设定于较大的期望输送体积。
可想到的是泵能够由控制单元致动，使得当期望输送体积不多于泵的每冲程最大输送体积的二分之一、三分之一或四分之一时，设定为第一运转状态。
本发明还涉及一种根据权利要求1至10中任一项所述设备的应用，所述设备用于输送制备透析液的浓缩物。
可想到的是在透析机中制备透析液，根据本发明的设备形成透析机的一部分。可替代地，设备可能不是透析机的一部分，并且浓缩物或与浓缩物形成的透析液借助于设备输送到透析机。
本发明还涉及一种具有根据权利要求1至10中任一项所述设备的透析机。如上所述，尤其当至少一个运转状态中采用批次模式时使用本发明的设备。如果在透析机中使用该设备，证明有利的是在该情况下每个批次包含精确的剂量常常不是重要的。从具有RO水的浓缩物的混合点直到透析器，存在另外的部件，例如混合室、平衡室、无菌过滤器和透析器本身，在它们的体积中能够混合各个批次。此外，较小的传导变化是容许的。重 要的是，确保平均在确定数量(例如4)的批次上的精确剂量，如在这种 情况下。
本发明的透析机能够包括用于容纳制备透析液的浓缩物的浓缩物容器，其中设备的容积式泵在吸入侧与浓缩物容器连接。在加压侧，优选地设有输送的浓缩物与超纯水混合的混合点。
本发明还涉及一种用于输送流体、优选地用于输送药用流体的方法，其中流体由设计成容积式泵的泵输送，其中该泵在第一运转才莫式下的吸入沖程期间吸入的体积超过期望的输送体积，并且通过执行多个部分输送冲 程以小于吸入体积的部分体积的形式一份一份地排出吸入体积。
该方法的有利方面是从属权利要求的主题。特别有利地，在吸入冲程期间吸入的超过期望输送体积的体积对应于泵的每冲程最大输送体积、或 相当靠近该泵的每冲程最大输送体积。
将参考以下示出的实施方式详细说明本发明的其它细节和优点，其中
图1示出了隔膜泵的泵特性(输送体积对比步进的数量)；
图2示出了隔膜泵的截面图；并且
图3示出了在200μl与300μ1的范围中使用本发明的误差特性。
具体实施例方式
图3示出了隔膜泵的误差特性，该隔膜泵具有每沖程1200μl的最大输送体积。曲线的变化示出了根据以μl为单位的期望输送体积的以μl为单 位的输送体积与期望输送体积的偏差。等误差直线示出了输送体积与期望 的输送体积的1%的偏差，用于上偏差(+1%)和下偏差(-1%)。
图3显示了在较大的期望输送体积的情况下，实际值与期望值的偏差 比较小，从而输送的准确度是令人满意的。
图3还示出了尤其在600μl以下的范围中获得的不准确的输送。在此 获得的准确度位于+ 1 %的等误差直线的范围内。
在200μl以下和300μl以上的期望输送体积范围中，吸入的体积在单 个输送沖程中排出，这对应于泵的上述第二运转状态。在200μl与300μl 之间的范围中，泵以第一运转状态运转，即在该范围中，采用本发明的输 送原理。图3中标识的术语"多体积(multivolume )，，说明，为了在200μ1 与300μl之间排出期望的输送体积，在吸入冲程期间，不吸入所迷值的体 积、而是吸入例如1200μl的较大体积，然后吸入的体积以多个部分体积的 形式排出。为了在200μl与300μ1之间的范围中的输送，每次吸入四倍的 体积并且以四个部分体积输送。
当然还可想到的是在达到300μl的范围中，根据期望的输送体积输送 可变数量的部分体积。可想到的是在期望的输送体积达到200μl的情况下， 在吸入冲程期间吸入六倍期望输送体积并且吸入的体积以六个部分体积 的形式排出。在201μl与240μl之间的范围中，能够提出，在吸入冲程期间吸入五倍期望输送体积并且吸入的体积以五个部分体积的形式排出。在 241μl与300μl之间的范围中，能够提出，在吸入冲程期间吸入四倍输送体 积并且吸入的体积以四个部分体积的形式排出。
也能够提出，超出300^1范围的这样等级。可想到的是在从301jU至 400^1的区间中1、三倍体积，在401^1至600^1的范围中^UV两倍体积并 且分别以三个或两个部分体积的形式排出。从600nl起，能够提出，吸入 的体积对应于期望的输送体积，并且吸入的体积在一个输送冲程中排出。
当然也已经想到的是从300nl起，吸入的体积对应于期望的输送体积， 并且在一个输送冲程中排出吸入的体积。
由于比较大的吸入体积，如在图3中通过在纵坐标上绘制的实际值与 期望值之间的偏差非常小的事实显示的那样，所以在200fd与300^1之间 的"多体积范围"提供极好的输送准确度。这提供如下优点能够使用单 个泵输送不同的体积，并因此还用于输送不同的浓缩物，在整个期望的输 送范围中可实现非常好的准确度。
权利要求
1.一种用于输送流体、优选地用于输送药用流体的设备，包括至少一个设计成容积式泵的泵和至少一个控制所述泵运转的控制单元，其特征在于，所述泵能够由所述控制单元致动，使得所述泵为了排出期望的输送体积，在第一运转状态下的吸入冲程期间吸入的体积超过所述期望的输送体积，并且通过执行多个部分输送冲程以小于吸入体积的部分体积的形式一份一份地排出所述吸入体积。
2. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述泵是隔膜泵或活塞泵。
3. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述泵能够由所述 控制单元致动，使得在吸入冲程期间所述吸入的体积超过所述期望的输送 体积，所述吸入的体积处于所述泵的每冲程最大输送体积的0.5到1.0倍的 范围中。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述泵能够 由所述控制单元致动，使得在吸入冲程期间所述吸入的体积超过所述期望 的输送体积，所述吸入的体积对应于所述泵的每冲程最大输送体积。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述泵能够 由所述控制单元致动，使得所述排出的部分体积完全相同或大致相同。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在吸入冲程 期间所述吸入的体积与排出的部分体积的比率为大约10: 1或更低。
7. 根据前i^5L利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述泵能够 在第二运转状态下运转，在所述第二运转状态中吸入冲程期间所吸入的体 积不分成部分体积。
8.根据权利要求7和根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特 征在于，所述泵能够由所述控制单元致动，使得通过所述控制单元进行的 所述运转状态的选择取决于所述期望的输送体积。
9. 根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述泵能够由所述控制 单元致动，使得所述第一运转状态设定于较小的期望输送体积，而所述第 二运转状态设定于较大的期望输送体积。
10. 根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述泵能够由所述控 制单元致动，使得当所述期望输送体积不多于所述泵的每沖程最大输送体 积的二分之一、三分之一或四分之一时，设定为所述第一运转状态。
11. 一种才艮据权利要求1至10中任一项所述设备的应用，用于输送制 备透析液的浓缩物。
12. 根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述透析液在透析机 中制备，所述设备形成所述透析机的一部分。
13. 根据权利要求ll所述的应用，其特征在于，所述设备不是所述透 析机的一部分，并且所述浓缩物或由所述浓缩物形成的透析液借助于所述 i殳备输送到所述透析机。
14. 一种透析机，具有根据权利要求1至10中任一项所述的设备。
15. 根据权利要求14所述的透析机，其特征在于，所述透析机包括用 于容纳制备透析液的浓缩物的浓缩物容器，并且所述设备的所述泵在^V 侧与所述浓缩物容器连接。
16. —种用于输送流体、优选地用于输送药用流体的方法，其中所述 流体由设计成容积式泵的泵输送，其特征在于，为了排出期望的输送体积，所述泵在第一运转状态下的 吸入冲程期间吸入的体积超过所述期望的输送体积，并且通过执行多个部 分输送冲程以小于吸入体积的部分体积的形式 一份一份地排出所述吸入 体积。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在吸入冲程期间所述 吸入的体积超过所述期望的输送体积，所述吸入的体积处于所述泵的每冲 程最大输送体积的0.5到1.0倍的范围中。
18. 根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，在吸入冲程期 间所述吸入的体积超过所述期望的输送体积，所述吸入的体积对应于所述 泵的每沖程最大输送体积。
19. 根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述 排出的部分体积完全相同或大致相同。
20. 根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其特征在于，在吸 入冲程期间所述吸入的体积与排出的部分体积的比率为大约10:1或更低。
21. 根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，在第 二运转状态下，所述泵在一个输送冲程中排出在吸入冲程期间吸入的所述 体积。
22. 根据权利要求21和根据权利要求16至20中任一项所述的方法， 其特征在于，根据所述期望的输送体积选择所述泵的所述运转状态。
23. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在较小的期望输送体 积的情况下，所述泵在其第一运转状态下运转，而在较大的期望输送体积 的情况下，所述泵在其第二运转状态下运转。
24. 根据权利要求23所述的方法，其特征在于，当所述期望输送体积 不多于所述泵的每冲程最大输送体积的二分之一、三分之一或四分之一 时，所述泵在其第一运转状态下运转。
全文摘要
本发明涉及一种用于输送流体、优选地用于输送药用流体的设备，所述设备包括至少一个设计成容积式泵的泵和至少一个控制所述泵运转的控制单元，其中所述泵能够由所述控制单元致动，使得所述泵为了排出期望的输送体积，在第一运转状态下的吸入冲程期间吸入的体积超过所述期望的输送体积，并且通过执行多个部分输送冲程以小于吸入体积的部分体积的形式一份一份地排出所述吸入体积。本发明还涉及所述设备在透析技术领域中的应用。
文档编号F04B13/00GK101203675SQ200680018037
公开日2008年6月18日 申请日期2006年5月26日 优先权日2005年5月27日
发明者彼得·伊姆霍夫, 阿尔弗雷德·加格尔 申请人:弗雷森纽斯医疗护理德国有限责任公司