CH692570A5 - Vorrichtung zur Überwachung einer Kathetereinrichtung. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung einer Kathetereinrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. 



  Ein Katheter ist bekannterweise ein röhrenförmiges Instrument zur Einführung in Hohlorgane, und zwar zum Beispiel zwecks Entleerung, Spülung, für das Einbringen von Nahrung und/oder Medikamenten. Der Katheter ist starr oder elastisch, ein- oder mehrläufig, evtl. mit Längenmarken versehen und röntgendicht oder -negativ. Er wird nach Verwendungszweck bezeichnet, z.B. Blasenkatheter, Harnleiterkatheter, Herzkatheter, Gefässkatheter, Trachialkatheter, Bronchialkatheter. Der Katheter bildet mit den zu seiner Anwendung notwendigen Mitteln, z.B. mit einem Infusionsgerät, eine funktionsfähige Einrichtung zur Einbringung oder Entnahme von Flüssigkeit. Vorliegend sind mit dem Begriff Kathetereinrichtung alle bekannten Einrichtungen mit einem oder mehreren Kathetern und den zugehörigen Kanülen, Anschlüssen, Verbindungen, Leitungen, Regulierventilen usw. gemeint. 



  Die Erfindung betrifft also medizinische Einrichtungen, die eine Flüssigkeit von einem Reservoir über einen Katheter in den Körper eines Patienten oder etwas unter Verwendung eines Katheters aus dem Körper strömen lassen. Dabei kann der Katheter ebenso ein peripherer wie ein Zentralvenenkatheter sein. Solche Kathetereinrichtungen sollten auf ihre Funktion überwacht werden, da verschiedene Zwischenfälle die ordnungsgemässe Flüssigkeitszufuhr vom Reservoir zum Zielort oder die Flüssigkeitsabfuhr beeinträchtigen oder unterbrechen können, wie etwa Risse, Schnitte oder Knicke des als Leitung dienenden Schlauches zwischen dem Reservoir und dem Patienten, Luftblasen in diesem Schlauch oder das Wegreissen desselben oder des Katheters vom Patienten.

   Bis jetzt wird die nötige Überwachung im Rahmen der üblichen Pflege durch das Spitalpersonal gewährleistet; es gibt aber Situationen, in denen es zu Störungen der Katheterfunktion kommen kann, welche zu spät entdeckt werden. Um die mögliche Störung sofort zu entdecken, wurden schon einige Patente erteilt. In der Patentschrift DE-A 4 018 254 wird ein Strömungswächter offenbart. Bei Flüssigkeitsstillstand wird ein Alarm ausgelöst. In den Schriften EP-A 0 248 719 und WO 8 901 796 werden optische Luftblasenerkennungssysteme vorgestellt. Oder in EP 0 335 385 wird auf Grund der Verformung der Leitung der Druck bestimmt. Die vorgestellten Systeme decken oben genannte Fehler gar nicht oder nur teilweise ab. 



  Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden und die rechtzeitige Behebung einer Katheterfehlfunktion durch das Personal zu ermöglichen bzw. das Personal zu entlasten und die Kontrolle der Kathetereinrichtung insbesonders nachts zu vereinfachen. 



  Zu diesem Zweck ist die Erfindung wie im unabhängigen Anspruch beschrieben definiert. Eine Katheterüberwachung, insbesondere Langzeitüberwachung, mittels einer Automatik erlaubt es, das Pflegepersonal bei einer Störung der Flüssigkeitszufuhr zu alarmieren. 



  Im Folgenden soll die Erfindung durch die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt: 
 
   Fig. 1 das Prinzipschema einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 
   Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm für die Schaltungen zur Impedanzmessung in Fig. 1, 
   Fig. 3 das Prinzipschema einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, 
   Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm für eine Schaltung zur Impedanzmessung in Fig. 3, und 
   Fig. 5 eine grob schematisch dargestellte Ausführungsform eines Teils der Leitung einer Kathetereinrichtung. 
 



  Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Anlage zur Überwachung eines mit 1 bezeichneten peripheren Katheters, wobei in diesem Beispiel eine Flüssigkeitszufuhr zum Patienten erfolgt. Der Katheter wird über eine Leitung 4 mit einer in einem Behälter 2 aufbewahrten Flüssigkeit 3 gespiesen. Die Leitung 4 besteht in der Regel aus einem elektrisch isolierenden Gummi- oder Kunststoff-Schlauch, der für die Bequemlichkeit des Patienten möglichst dünn und biegsam ist und daher relativ leicht knicken oder einreissen kann, wodurch die Flüssigkeitszufuhr beeinträchtigt oder unterbrochen werden kann.

   Die Buchstaben Q, P und R bezeichnen drei elektrische Kontaktstellen, von denen die erste Q nahe beim Reservoir und damit im Bereich des einen Endes der Leitung liegt, die zweite P nahe der Eintrittsstelle im Körper und somit im Bereich des anderen Endes der Leitung 4 liegt und die dritte R von einer Elektrode 10 gebildet wird, die irgendwo am, z.B. als Hautoberflächenelektrode, oder im Körper angebracht ist. Prinzipiell könnte eine Beeinträchtigung der Flüssigkeitszufuhr zum Patienten anhand einer einzigen Widerstandsmessung zwischen den Stellen Q und R festgestellt werden. In der Regel ist jedoch, insbesondere beim Einträufeln einer physiologischen Salzlösung, der Widerstand zwischen P und Q von Widerstand zwischen P und R sehr verschieden.

   Ausserdem ist die Wirkung der zu erwartenden Störungen in beiden Fällen verschieden: ein Herausreissen des Katheters 1 oder seiner Zuführung bringt den Widerstand zwischen P und R praktisch auf unendlich, während ein Knick in der Leitung 4 oder die Anwesenheit von Luftblasen in dieser nur eine endliche Änderung des Widerstandes zwischen P und Q bewirkt. Wie praktische Versuche bestätigt haben, ist es daher vorteilhafter, den Widerstand über jede der beiden Strecken P-Q und P-R durch eine eigene, den elektrischen Parametern der Strecke angepasste Schaltung zu überwachen. Zu diesem Zweck sind die Schaltungen 7 und 11 vorgesehen. Erstere ist mit einer in der Nähe der Stelle Q befindlichen Elektrode 5 sowie mit einer in der Nähe der Stelle P dieser Leitung befindlichen Elektrode 6 verbunden.

   Beide Elektroden stehen in Kontakt mit der in der Leitung enthaltenen Flüssigkeit, und die Schaltung 7 kann in bekannter Weise einen Strom zwischen den Elektroden 5 und 6 fliessen lassen, und die dafür erforderliche Spannung überwachen, wie weiter unten im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben. Um auch über längere Zeiträume einen Elektrolyse-Effekt zu vermeiden, wird man vorzugsweise Wechselstrom verwenden, wobei ebenfalls bevorzugt ein konstanter Strom, also ein Wechselstrom mit konstanter Amplitude, verwendet wird, und die Schaltung ist eingerichtet, um über ihrem Ausgang 8 ein Alarmsignal auszusenden, wenn die zwischen den Stellen P und Q gemessene Impedanz einen vorbestimmten Wert übersteigt oder ausserhalb eines vorbestimmten Intervalles liegt. In analoger Weise überwacht die Schaltung 11 die Impedanz zwischen den Elektroden 6 und 10 an den Stellen P und R.

   Die beiden Schaltungen können verschieden eingestellt respektive aufgebaut sein, um sie, in einer dem Fachmann bekannten Weise den zu überwachenden Impedanzen und ihren Änderungen, optimal anzupassen. An Stelle einer Hautelektrode 10 könnte auch ein zweiter Katheter als Messabgriff dienen. 



  Die Ausgangssignale der Schaltungen 7 und 11 werden über ein ODER-Tor 15 einer (nicht gezeigten) Alarmanlage zugeführt, um ein Alarmsignal auszulösen, sobald die Impedanz einen über eine den beiden Strecken P-Q und P-R unerlaubten Wert annimmt. Um Fehlalarme zu vermeiden, kann eine oder können beide Schaltungen eingerichtet sein, um nur dann ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Impedanzwert bzw. das zugelassene Impedanzintervall während mehr als einer einstellbaren minimalen Zeit dauer (im Bereich von Sekunden) überschritten bzw. verlassen wird. 



  Fig. 2 zeigt als Beispiel ein Schaltungsschema, das für die Schaltungen 7 und 11 verwendet werden kann, wenn diese je eine Konstantstromquelle und einen Spannungsdetektor aufweisen. Diese Schaltung weist einen Oszillator 30 auf, der eine stabilisierte Wechselstromquelle 31 speist, deren Ausgang sowohl mit der Elektrode 5 der Überwachungsanlage (siehe Fig. 1) wie mit dem Eingang eines hochohmigen Vorverstärkers 32 verbunden ist. Diesem ist ein Bandpassfilter 33 nachgeschaltet, dessen Ausgangssignal über einen Verstärker 34 einer Einheit 35 zugeführt wird, die den Spitze-zu-Spitze-Wert des Signales bestimmt und eine entsprechende Gleichspannung erzeugt, die an den einen Eingang eines Komparators 37 angelegt wird.

   Der andere Eingang dieses Komparators erhält eine Schwellwertspannung von einer einstellbaren Spannungsquelle 36 und liefert dann ein Ausgangssignal, wenn die von der Einheit 35 erhaltene Gleichspannung die Schwellwert-Spannung übersteigt. Dieses Ausgangssignal wird einer von einem Oszillator 38 getakteten Zeit- und Halte-Schaltung 39 zugeführt, welche durch ein Rücksetzsignal zurückgesetzt werden kann und an ihrem Ausgang ein Alarmsignal erzeugt, wenn sie vom Komparator 37 ein längeres als eine vorbestimmte Minimaldauer von beispielsweise 1 Sekunde dauerndes Signal erhält. Mit der einstellbaren Spannungsquelle 36 ist somit der detektierte Spannungswert bzw. Impedanzwert einstellbar bzw. vorbestimmbar, ab welchem auf eine Funktionsstörung der Kathetereinrichtung geschlossen wird und ein Alarm erzeugt wird. 



  Fig. 3 zeigt schematisch eine bevorzugte Form einer erfindungsgemässen Anlage zur Überwachung der Speisung eines mit 21 bezeichneten Zentralvenenkatheters, wobei Elemente, welche dieselbe Funktion wie in Fig. 1 ausführen, dieselben Bezugsziffern tragen. Wie in Fig. 1 wird der Katheter über eine biegsame Leitung 4 mit einer Flüssigkeit 3 aus einem Behälter 2 gespiesen, und die mit den Buchstaben Q und R bezeichneten zweite und dritte Kontaktstellen liegen gleich wie in jener Figur.

   Da jedoch der Katheter 21 tief in den mit 22 bezeichneten (nur sehr schematisch angedeuteten) Körper des Patienten eindringt, kann die erste Kontaktstelle irgendeine Lage zwischen einer Stelle P1, nahe dem Eintrittsort des Katheters in den Körper des Patienten, und einer mit P2 bezeichneten Stelle nahe dem Ende des Katheters einnehmen, sofern die entsprechende Elektrode jeweils den Flüssigkeitsstrom berührt. Die mit Px bezeichnete Lage wird von der beabsichtigten Anwendung abhängen, unter anderem davon, ob die Überwachung des Einsetzvorganges des Katheters oder eine langzeitige Überwachung seines ordnungsgemässen Funktionierens im Vordergrund steht. In der Regel wird das letzte Stück der elektrischen Zuleitung zur Elektrode entweder aus einer im Inneren des Katheters verlaufenden, isolierten Leitung bestehen oder in einer isolierenden Wandung desselben eingebettet sein.

   In beiden Fällen ragt das als Elektrode wirkende, blanke Teil der Zuleitung an der gewählten Kontaktstelle in den Flüssigkeitsstrom hinein. Es kann aber auch eine weitere, in Fig. 3 skizzierte Ausführungsform verwendet werden, bei der sich die Kontaktstelle zwischen der während des Einsetzens des Katheters vorteilhaften Position P2 nahe der Extremität desselben, und der für die Dauerüberwachung günstigeren Position P1 nahe des Einführungsortes des Katheters verschieben lässt. Zu diesem Zweck besitzt die Elektrode, wie in Fig. 3 angedeutet, eine isolierte, im Katheter hin und her verschiebbare, hinreichend biegsame Zuleitung, deren rückwärtiges Ende durch eine abgedichtete \ffnung seitlich aus dem Katheter oder die ihn speisende Leitung austritt.

   Die Lage der am Ende der isolierenden Zuleitung befindlichen Elektrode kann dann wunschgemäss in einem mit Px bezeichneten, zwischen den Stellen P1 und P2 liegenden Punkt positioniert werden. Wie im vorangehenden Beispiel sind zwei getrennte Schaltungen vorgesehen, um die Impedanzen zwischen den Stellen Px und Q respektive Px und R zu überwachen. Während die Schaltung 7 gleich aufgebaut ist, wie die entsprechende Schaltung 7 der Fig. 1, umfasst die Schaltung 11 min  nur einen Spannungsdetektor, dessen Aufbau anhand der Fig. 4 kurz erläutert werden soll. Dies bietet den Vorteil, dass keine zusätzlichen Ströme in Herznähe fliessen; zudem kann das mit dem Schlagen des Herzens verknüpfte elektrische Signal verwendet werden. 



  In Fig. 4 ist das Schaltschema eines Spannungsdetektors skizziert, wie er etwa für die Schaltung 11 min  verwendet werden kann. Die zu überwachende Spannung wird über einen Adapter 42 eingespiesen, dessen Ausgang über einen Bandpassfilter 43 und einem diesen nachgeschalteten Verstärker 44 eine Einheit 45 speist, die den Spitze-zu-Spitze-Wert des eingehenden Signales bestimmt und eine entsprechende Gleichspannung erzeugt. Von da an ist der Aufbau der Schaltung im Prinzip derselbe, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben. Besagte Gleichspannung wird an einem Eingang eines Komparators 47 angelegt, dessen anderer Eingang eine Schwellwert-Spannung von einer einstellbaren Spannungsquelle 46 erhält und einer dann ein Signal sendet, wenn die von der Einheit 45 erhaltene Gleichspannung die Schwellwert-Spannung übersteigt.

   Wie im vorangehenden Beispiel erzeugt die durch einen Oszillator 48 getaktete Zeit- und Halteschaltung 49 ein Alarmsignal, wenn sie während mehr als einer vorbestimmten Zeitdauer ein Signal vom Komparator 47 erhält. 



  Es können die Schaltungen 7 und 11 respektive 11 min  natürlich durch andere, dem Fachmann bekannte Vorrichtungen ersetzt werden, welche die betreffenden Impedanzen in passender Weise messen. 



  Grundsätzlich auf dieselbe Weise wie geschildert kann eine Drainagekathetereinrichtung überwacht werden, welche Flüssigkeit aus dem Körper abführt. Auch bei Operationen am stillgelegten Herzen, bei welchen der Blutkreislauf über eine körperexterne Pumpe aufrechter halten wird und der Blutstrom vom Körper zur Pumpe und von der Pumpe zum Körper über eine Kathetereinrichtung erfolgt, ist die Katheterüberwachung gemäss der vorliegenden Erfindung einsetzbar. Dabei wird insbesonders die Möglichkeit der Erkennung von Luftblasen im Flüssigkeits- bzw. Blutstrom nützlich sein. 



  Bei der Verwendung von Leitungen 4 mit relativ grossem Durchmesser von z.B. 5 mm und je nach der Art der Flüssigkeit, ist es für die Detektion von kleinen Luftblasen vorteilhaft, wenn die Überwachungsvorrichtung so ausgeführt wird, dass ein Teil der gesamten Leitung 4, z.B. des Infusionsschlauches oder eines Schlauches der bereits erwähnten Pumpe, mit einer Verengung geringeren Durchmessers, von z.B. 1-3 mm, versehen wird. Fig. 5 zeigt ein entsprechendes Zwischenstück 4 min mit geringerem Leitungsdurchmesser als die Leitung 4. Das Zwischenstück ist mit Adaptern 19 in die Leitung 4 eingesetzt und bewirkt eine grössere elektrische Impedanzänderung in der Leitung auf Grund von Luftblasen 17 in der Flüssigkeit 18 und damit eine bessere Erkennung der Luftblasen durch die Überwachungsvorrichtung.

   Natürlich ist die dargestellte Ausführungsform nur als Beispiel zu verstehen und die Modifikation kann auch durch eine andere Konstruktionsweise, z.B. durch eine entsprechende Ausgestaltung oder Beschichtung der Leitungsinnenwand der Leitung 4 selber oder mit einem von aussen auf die Leitung wirkenden Element durch Quetschung derselben erzeugt werden. In den Fig. 1 und 3 ist die Anordnung als Verengung 4 min schematisch angedeutet. 



  Die Überwachung des Schlauches 4 und damit der Kathetereinrichtung kann an Stelle der bevorzugten vorstehend beschriebenen elektrischen Überwachung auch mit anderen Mitteln realisiert werden. So kann z.B. ein Kunststoffschlauch und/oder die Flüssigkeit als Lichtleiter wirken, sodass an der Stelle Q eingekoppeltes Licht an der Stelle P detektierbar ist oder umgekehrt. Entsprechende Einkopplungs- und Detektorelemente sind handelsüb lich. Auf diese Weise kann durch Auswertung des detektierten Lichtes ein Unterbruch, ein Knick oder auch eine undichte Stelle des Schlauches erkannt werden und ein Alarm ausgelöst werden. Ferner kann der Schlauch und die Flüssigkeit als Schall-Leiter, z.B. für Ultraschall-Signale, wirken, welche z.B. bei Q eingekoppelt und bei P ausgekoppelt werden und aus welchen ebenfalls eine Fehlfunktion des Schlauches ermittelbar ist.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Überwachung einer an einem Patienten anschliessbaren Kathetereinrichtung (1-4), welche mindestens einen Katheter (1) und eine an diesen anschliessbare Leitung (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Übertragung und Überwachung eines optischen, akustischen oder elektrischen Signals zwischen einer ersten Stelle (Q) im Bereich des einen Endes der Leitung (4) in oder an dieser und mindestens einer zweiten Stelle (P; P1, Px, P2) im Bereich des anderen Endes der Leitung in oder an dieser und/oder einer am oder im Patienten befindlichen dritten Stelle (R) ausgestaltet ist, um durch die Überwachung eine Funktionsstörung der Leitung oder in der Leitung oder des Katheters festzustellen und ein Alarmsignal auszulösen.

2.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Signal zwischen der von einer ersten Elektrode (5) gebildeten ersten Stelle (Q) und der von einer zweiten Elektrode (6) gebildeten zweiten Stelle (P) übertragbar und überwachbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Signal zwischen der von einer zweiten Elektrode (6) gebildeten zweiten Stelle (P) und der von einer dritten Elektrode (10) gebildeten dritten Stelle (R) übertragbar und überwachbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Signal zwischen der von einer ersten Elektrode (5) gebildeten ersten Stelle (Q) und der von einer dritten Elektrode (10) gebildeten dritten Stelle (R) übertragbar und überwachbar ist.

5.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Schaltung (7) umfasst, um die Impedanz zwischen der von einer ersten Elektrode (5) gebildeten ersten Stelle (Q) und der von einer zweiten Elektrode (6) gebildeten zweiten Stelle (P) zu mes sen, und um ein erstes Alarmsignal zu erzeugen, wenn diese Impedanz einen vorbestimmten Wert übersteigt oder einen vorbestimmten Wertebereich verlässt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite Schaltung (11, 11 min ) umfasst, um die Impedanz zwischen der von einer zweiten Elektrode (6) gebildeten zweiten Stelle (P) und der von einer dritten Elektrode (10) gebildeten dritten Stelle (R) zu messen, und um ein zweites Alarmsignal zu erzeugen, wenn diese Impedanz einen vorbestimmten Wert übersteigt oder einen vorbestimmten Wertebereich verlässt.

7.

Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, gekennzeichnet durch ein das erste und das zweite Alarmsignal empfangende ODER-Tor (15), an dessen Ausgang eine Alarmvorrichtung angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3 oder 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (6) bezüglich des Katheters (1) in Längsrichtung verschiebbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in der Leitung (4) wirksame Verengung oder Modifikation der Leitungsinnenwand für den Flüssigkeitsdurchgang.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3 oder 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (6) in einer Wandung des Katheters (1) angeordnet ist.