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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erkennung von Flüssigkeit
für eine Vorrichtung zur Überwachung eines Zugangs
zu einem Patienten, insbesondere zur Überwachung des arteriellen
und/oder venösen Gefäßzugangs bei einer
extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung. Darüber hinaus
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Überwachung
eines Zugangs zu einem Patienten, insbesondere zur Überwachung
eines Gefäßzugangs bei einer extrakorporalen Blutbehandlung,
wobei die Überwachungsvorrichtung über eine Vorrichtung
zur Erkennung von Blut verfügt. Des Weiteren betrifft die Erfindung
eine extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung mit einer Vorrichtung
zur Überwachung des arteriellen und/oder venösen
Gefäßzugangs sowie ein Verfahren zum Überwachen
eines Zugangs zu einem Patienten, insbesondere zum Überwachen
des arteriellen und/oder venösen Gefäßzugangs
bei einer extrakorporalen Blutbehandlung.
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Auf
dem Gebiet der Medizintechnik sind Einrichtungen bekannt, mit denen über
eine Schlauchleitung Patienten Flüssigkeiten entnommen
oder Flüssigkeiten Patienten zugeführt werden
können. Dabei erfolgt der Zugang zu dem Patienten im Allgemeinen mit
einem Katheter zum Einführen in Körperorgane oder
einer Kanüle oder Nadel zum Punktieren von Gefäßen.
Während der Untersuchung oder Behandlung ist ein ordnungsgemäßer
Zugang zu dem Patienten sicherzustellen. Daher ist es erforderlich,
den Patientenzugang zu überwachen.
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Ein
Anwendungsfall mit besonders hohen Anforderungen an die Sicherheit
der Überwachung des Gefäßzugangs stellt
die extrakorporale Blutbehandlung dar, bei der über eine
arterielle Schlauchleitung, die eine arterielle Punktionskanüle
(Nadel) aufweist, Blut von dem Patienten abgeführt, das
Blut durch einen Dialysator geleitet wird und über eine
venöse Blutleitung, die eine venöse Punktionskanüle (Nadel)
aufweist, dem Patienten wieder zugeführt wird. Dabei besteht
trotz regelmäßiger Überwachung des Patientenzugangs
durch das Krankenhauspersonal grundsätzlich die Gefahr,
dass eine Punktionskanüle unbemerkt aus dem Blutgefäß des
Patienten herausrutscht oder sogar beide Punktionskanülen aus
dem Blutgefäß des Patienten herausrutschen. Während
das Herausrutschen der arteriellen Kanüle mit dem Ansaugen
von Luft in die arterielle Schlauchleitung verbunden ist, das aufgrund
einer maschinenseitigen Luftdetektion sofort zu einem akustischen und/oder
optischen Alarm und zur Unterbrechung der Behandlung führt,
ist das Herausrutschen der venösen Kanüle und
der damit gefürchtete Freifluss des Bluts in die Umgebung
nicht ohne weiteres zu detektieren. Wenn das Herausrutschen der
venösen Nadel aber nicht sofort erkannt wird, kann der
Patient verbluten.
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Im
Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, die zur Erkennung
eines fehlerhaften Gefäßzugangs die Lage der arteriellen
und/oder venösen Kanüle überwachen, um
das Herausrutschen der Kanüle aus dem Gefäß erkennen
zu können.
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Die
US-A-5 578 003 beschreibt
eine Sicherheitsvorrichtung für eine Blut-, Wundsekret-
oder infusionsführende Schlauchleitung, die auf eine relative
Positionsänderung der Schlauchleitung reagiert.
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Aus
der
DE 199 53 068
A1 ist eine mechanische Sicherheitsvorrichtung bekannt,
die an der Blutleitung einer Dialysemaschine befestigt werden kann.
Die bekannte Sicherheitsvorrichtung verfügt über
elastisch vorgespannte Klemmbacken, die von einem am Körper
des Patienten fixierten Sperrriegel in der geöffneten Position
gehalten werden. Bei einer Lageänderung der Blutleitung
reißen die Sperrriegel ab, so dass die Klemmbacken den
Schlauch abklemmen.
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Des
Weiteren sind Vorrichtungen zur Überwachung eines Gefäßzugangs
bekannt, die auf einer Überwachung des venösen
und/oder arteriellen Drucks im extrakorporalen Blutkreislauf beruhen.
Die
WO 97/10013 beispielsweise
beschreibt eine auf der Überwachung des Drucks im extrakorporalen
Kreislauf beruhende Überwachungsvorrichtung. Ein Vorteil
dieser Überwachungsvorrichtungen liegt darin, dass ein
patientenseitiger Sensor nicht erforderlich ist. Allerdings besteht
die Gefahr, dass nur das vollständige Herausrutschen der
Kanüle erkannt werden kann, nicht aber Sickerblutungen
infolge einer partiellen Dislokation der Kanüle. Auch können
mangelhaft geschlossene Luer-Lock-Konnektoren nicht mit ausreichender
Sicherheit detektiert werden.
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Neben
den oben beschriebenen Vorrichtungen sind Überwachungsvorrichtungen
bekannt, die das an der Punktionsstelle austretende Blut erkennen.
Die
WO 2006/8866
A1 und
WO
99/24145 A1 beispielsweise beschreiben Vorrichtungen zur Überwachung
eines Zugangs zu einem Patienten, die über einen feuchtigkeitsempfindlichen
Sensor verfügen, der das an der Punktionsstelle austretende
Blut erkennt. Auch aus der
US
6 445 304 B1 ist ein Feuchtigkeitssensor zur Erkennung
von Blutungen bekannt.
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Die
US 2002/198483 A1 beschreibt
einen Feuchtigkeitssensor zur Detektion von Blut an einer Punktionsstelle
bei einer extrakorporalen Blutbehandlung. Bei dem Sensor handelt
es sich um einen konduktiven Sensor, der mit einer Gleich- oder
Wechselspannungsquelle elektrisch verbunden wird, wobei der Spannungsabfall
zwischen den beiden leitenden Elektroden gemessen wird. Als Alternative
zu einem konduktiven Sensor wird ein kapazitiver Sensor vorgeschlagen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, die Punktionsstelle aus Gründen
der Sterilität mit einer sterilen Barriere, beispielsweise
einem sterilen Pad abzudecken, auf das der konduktive oder kapazitive Feuchtigkeitssensor
aufgelegt wird.
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Zur
Erkennung von Feuchtigkeit oder einer Flüssigkeit sind
im Stand der Technik auch magneto-elastische Sensoren bekannt.
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Der
Artikel „Wireless Magnetoelastic Resonance Sensors:
A Critical Review" aus Sensors 2002, 2, 294–313,
ISSN 1424–8220 beschreibt einen magneto-elastischen
Sensor zur Erkennung von Feuchtigkeit oder einer Flüssigkeit.
Der Artikel befasst sich mit den theoretischen Grundlagen eines
derartigen Sensors. In dem Artikel wird beschrieben, dass die Resonanzfrequenz
des magneto-elastischen Sensors mit der Zunahme der ihn umgebenden
Feuchtigkeit abnimmt. Darüber hinaus werden Apparaturen beschrieben,
mit denen die Änderung der Resonanzfrequenz aufgrund einer Änderung
der Feuchtigkeit gemessen werden kann.
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Aus
der
US 7 176 344 B2 ist
der Einsatz eines magneto-elastischen Sensors in einem Hygieneprodukt,
insbesondere einer Windel bekannt. Die
US 7 176 344 B2 befasst
sich aber nicht mit dem Problem der Überwachung eines Gefäßzugangs
zu einem Patienten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Gefäßzugang
zu einem Patienten, insbesondere einen arteriellen und/oder venösen
Gefäßzugang auf einfache Weise mit hoher Zuverlässigkeit
zu überwachen, wobei nicht nur das Herausrutschen, sondern
auch ein nicht ordnungsgemäßer Sitz der Punktionskanüle
sicher erkannt werden kann.
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Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
1, 4, 6, 11 und 12. Vorteilhafte Ausführungsformen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung von
Flüssigkeit für eine Vorrichtung zur Überwachung
eines Zugangs zu dem Patienten ist als ein magneto-elastischer Feuchtigkeitssensor ausgebildet,
der in ein saugfähiges Material eingebettet ist, das auf
die Punktionsstelle aufgelegt wird.
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Für
den Fall, dass aus der Punktionsstelle und/oder der Punktionskanüle
Infusionslösung und/oder Blut austreten sollte, kann der
nicht ordnungsgemäße Sitz der Punktionskanüle
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sicher erkannt
werden.
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Das
saugfähige Material mit dem eingebetteten magneto-elastischen
Feuchtigkeitssensor kann wie konventionelles Verbandmaterial oder
eine Mullbinde auf die Punktionsstelle aufgelegt werden. Von Vorteil
ist, dass mit der Verwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gleichsam die Anforderungen der Krankenhaushygiene bei
der Dialyse erfüllt werden, die von der Kommission für
Krankenhaushygiene und Infektionsprävention gestellt werden,
da die Punktionsstelle mit dem Auflegen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung steril abgedeckt wird. Dabei ist vorauszusetzen, dass
das saugfähige Material der erfindungsgemäßen
Vorrichtung steril ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung kann als zur einmaligen
Verwendung bestimmter Artikel in großen Stückzahlen
kostengünstig zur Verfügung gestellt und wie konventionelles
Verbandmaterial zur Vermeidung von Infektionen an Punktionsstellen
gehandhabt werden. Insofern erfordert die Überwachung des
Patientenzugangs keine zusätzlichen Maßnahmen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung von
Flüssigkeit verfügt vorzugsweise über Mittel
zur Befestigung des saugfähigen Materials am Patienten.
Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel als Mittel ausgebildet,
mit denen das saugfähige Material an der Haut des Patienten
haftend befestigt werden kann. Hierzu können beispielsweise
konventionelle Pflaster oder dergleichen Verwendung finden. Vorzugsweise
verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung
aber über einen Haftstreifen oder dergleichen, der an der
Seite des saugfähigen Materials angebracht ist, mit dem
die erfindungsgemäße Vorrichtung an der Punktionsstelle
auf die Haut des Patienten aufgelegt wird.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform weist das Pad eine ringförmige
oder U-förmige Form auf, so dass die Punktionsstelle vom
Pad teilweise oder vollständig umrandet, aber nicht verdeckt
wird und somit sichtbar bleibt. Es kann zusätzlich eine
sterile transparente Abdeckung zur Bedeckung der einsehbaren Punktionsstelle
vorgesehen sein. Bei der Ausführungsform eines U-förmigen
Pads kann in einem oder in beiden Schenkeln jeweils ein magneto-elastischer
Feuchtigkeitssensor vorhanden sein. Ein ringförmiges Pad
kann an einer Stelle durch einen schmalen Schlitz unterbrochen ausgeführt
sein, so dass das Pad auch nach bereits erfolgter Punktion um die
Punktionsstelle herum platziert werden kann. Ein ringförmiges
Pad kann mit einem oder mehreren Sensoren bestückt sein.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung von
Flüssigkeit ist für eine Vorrichtung zur Überwachung
eines Patientenzugangs, insbesondere des arteriellen und/oder venösen
Gefäßzugangs bei einer extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung
bestimmt. Die Vorrichtung zur Überwachung des Gefäßzugangs,
mit der die Vorrichtung zur Erkennung von Flüssigkeit zusammenwirkt,
verfügt über eine Messeinheit zur Messung der
Resonanzfrequenz des magneto-elastischen Sensors und eine Auswerteinheit
zum Vergleichen der gemessenen Resonanzfrequenz mit einem vorgegebenen
Referenzwert.
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Für
den Fall, dass die Differenz zwischen der gemessenen Resonanzfrequenz
und dem vorgegebenen Referenzwert größer als ein
vorgegebener Grenzwert ist, erzeugt die Auswerteinheit ein Steuer- und/oder
Alarmsignal, das einen fehlerhaften Patientenzugang signalisiert.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung
des arteriellen und/oder venösen Gefäßzugangs
kann eine separate Baugruppe bilden. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung jedoch Bestandteil der extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung.
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Wenn
die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung
des Gefäßzugangs Bestandteil der extrakorporalen
Blutbehandlungsvorrichtung ist, kann die Überwachungsvorrichtung
von den Komponenten Gebrauch machen, die in der Blutbehandlungsvorrichtung
bereits vorhanden sind. Hierzu zählen insbesondere die
zentrale Steuer- und Recheneinheit der Blutbehandlungsvorrichtung,
die beispielsweise über einem Mikroprozessor verfügt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass
bei der Erzeugung eines Steuer- und/oder Alarmsignals die Blutbehandlung
unterbrochen und/oder ein Alarm gegeben wird. Zur Unterbrechung
der Blutbehandlung wird vorzugsweise die Blutpumpe angehalten, die
in der Blutbehandlungsvorrichtung zum Fördern von Blut
durch den extrakorporalen Blutkreislauf vorhanden ist. Darüber
hinaus wird vorzugsweise das Absperrorgan geschlossen, das in der
Blutbehandlungsvorrichtung im extrakorporalen Blutkreislauf ebenfalls
angeordnet ist. Es kann beispielsweise die arterielle und/oder die
venöse Klemme des extrakorporalen Blutkreislaufs geschlossen
werden.
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Zur
Bestimmung der Resonanzfrequenz des magneto-elastischen Sensors
sind im Stand der Technik verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt.
Diesbezüglich wird insbesondere auf den Artikel Artikel „Wireless
Magnetoelastic Resonance Sensors: A Critical Review" aus
Sensors 2002, 2, 294–313, ISSN 1424–8220 verwiesen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mittels
einer Erregerspule an der Punktionsstelle ein magnetisches Wechselfeld
erzeugt, wobei die Antwort des magneto-elastischen Sensors auf das
magnetische Wechselfeld mit einer Detektorspule empfangen wird.
Da die Signalübertragung zur Auswertung drahtlos erfolgt,
können Leitungen entfallen, die innerhalb des saugfähigen
Materials vorzusehen wären. Dadurch wird die Herstellung der
aus dem magneto-elastischen Feuchtigkeitssensor und dem saugfähigen
Material bestehenden Einheit, die als Pad oder dergleichen ausgebildet
sein kann, wesentlich vereinfacht.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 Die
wesentlichen Komponenten einer Hämodialysevorrichtung zusammen
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung
des Patientenzugangs in stark vereinfachter schematischer Darstellung,
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2 einen
Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Erkennung von Flüssigkeit für die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Überwachung des Patientenzugangs,
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3 eine
Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Erkennung von Flüssigkeit von unten,
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4 die
wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Überwachung des Patientenzugangs und
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5 die
auf einer Punktionsstelle aufliegende erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Erkennung von Flüssigkeit.
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1 zeigt
die wesentlichen Komponenten einer Hämodialysevorrichtung,
die über eine Vorrichtung zur Überwachung des
venösen und/oder arteriellen Gefäßzugangs
verfügt. Die Hämodialysevorrichtung weist einen
Dialysator 1 auf, der durch eine semipermeable Membran 2 in
eine Blutkammer 3 und eine Dialysierflüssigkeitskammer 4 unterteilt
ist. An eine Arterie des Patienten ist mittels einer arteriellen
Punktionskanüle 5 eine arterielle Schlauchleitung 6 angeschlossen,
die zu dem Einlass der Blutkammer 3 des Dialysators führt.
Von dem Auslass der Blutkammer 3 des Dialysators geht eine
venöse Schlauchleitung 7 ab, die mittels einer
venösen Punktionskanüle 8 an einer Vene
des Patienten angeschlossen ist. Die arterielle Schlauchleitung 6 ist
in eine okkludierende Blutpumpe 9 eingelegt, die das Blut
im extrakorporalen Blutkreislauf I fördert.
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Der
Dialysierflüssigkeitskreislauf II der Hämodialysevorrichtung
umfasst eine Dialysierflüssigkeitsquelle 10, an
der eine Dialysierflüssigkeitszuführleitung 11 angeschlossen
ist, die zu dem Einlass der Dialysierflüssigkeitskammer 4 des
Dialysators führt. Von dem Auslass der Dialysierflüssigkeitskammer 4 des
Dialysators 1 geht eine Dialysierflüssigkeitsabführleitung 12 ab,
die zu einem Auslass 13 führt. In die Dialysierflüssigkeitsabführleitung 12 ist eine
Dialysierflüssigkeitspumpe 14 geschaltet.
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Die
Steuerung der Dialysevorrichtung übernimmt eine zentrale
Steuereinheit 15, die über Steuerleitungen 16, 17 die
Blut- und Dialysierflüssigkeitspumpe 9, 14 ansteuert.
Die zentrale Steuereinheit 15 ist über eine Datenleitung 18 mit
einer Alarmeinheit 19 verbunden, die bei einem Störfall
einen optischen und/oder akustischen Alarm gibt.
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Stromab
der Blutkammer 3 des Dialysators befindet sich an der venösen
Schlauchleitung 7 eine elektro-magnetisch betätigbare
venöse Schlauchklemme 20, die über eine
weitere Steuerleitung 21 von der zentralen Steuereinheit 15 geschlossen
wird, wenn ein fehlerhafter Gefäßzugang festgestellt
wird, beispielsweise nach dem vollständigen Herausrutschen
der Kanüle aus dem Gefäß oder einer partiellen
Dislokation der Kanüle, die zu einem Blutaustritt führt.
Eine elektro-magnetisch betätigbare arterielle Schlauchklemme 40,
die über eine weitere Steuerleitung 41 von der
zentralen Steuereinheit 15 geschlossen wird, wenn ein fehlerhafter
Gefäßzugang festgestellt wird, befindet sich stromauf
der Blutkammer 3 des Dialysators an der arteriellen Schlauchleitung 6.
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Zur Überwachung
des Gefäßzugangs ist eine Vorrichtung 22 vorgesehen,
die nachfolgend noch im Einzelnen beschrieben wird. Die Vorrichtung 22 zur Überwachung
des Gefäßzugangs kann Bestandteil der Blutbehandlungsvorrichtung
sein oder eine separate Baugruppe bilden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Überwachungsvorrichtung 22 insofern Bestandteil
der Dialysevorrichtung, als die Überwachungsvorrichtung
von verschiedenen Komponenten Gebrauch macht, die in der Dialysevorrichtung
ohnehin vorhanden sind, beispielsweise Teile der zentralen Steuereinheit 15 (Mikroprozessor) oder
der Alarmeinheit 19.
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Die
Vorrichtung 22 zur Überwachung des Gefäßzugangs
verfügt über eine Vorrichtung 23 zur Erkennung
von Flüssigkeit, die auf die Punktionsstelle aufgelegt
wird. Nachfolgend wird die Vorrichtung 23 zur Erkennung
von Flüssigkeit unter Bezugnahme auf die 2 und 3 im
Einzelnen beschrieben.
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Die
Vorrichtung 23 zur Erkennung von Flüssigkeit weist
einen magneto-elastischen Feuchtigkeitssensor 24 auf, der
als flexibler flacher Streifen ausgebildet ist.
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Da
ein magneto-elastischer Feuchtigkeitssensor als solcher zum Stand
der Technik gehört, wird der Feuchtigkeitssensor nicht
im Einzelnen beschrieben. Ein derartiger Feuchtigkeitssensor ist
beispielsweise in dem Artikel „Wireless Magnetoelastic Resonance
Sensors: A Critical Review" aus Sensors 2002, 2, 294–313,
ISSN 1424–8220 beschrieben, auf den zum Zwecke
der Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Der
magneto-elastische Feuchtigkeitssensor 24 ist in ein saugfähiges
Material 25 vollständig eingebettet. Das saugfähige
Material 25 besteht aus einer im Wesentlichen rechteckförmigen
oberen Lage 25A und einer im Wesentlichen rechteckförmigen
unteren Lage 25B gleicher Abmessungen. Zwischen der oberen
und unteren Lage 25A, 25B, die eine Einheit bilden,
wird der Feuchtigkeitssensor 24 vollständig umschlossen.
Die 2 und 3 zeigen einen Schnitt durch
das saugfähige Material mit dem Feuchtigkeitssensor sowie
eine Unteransicht des saugfähigen Materials mit dem Sensor.
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An
der Unterseite ist das saugfähige Material mit einem umlaufenden
Haftstreifen 26 versehen, mit dem das saugfähige
Material mit dem Feuchtigkeitssensor, das nachfolgend auch als Pad
bezeichnet wird, auf der Haut des Patienten an der Punktionsstelle
festgeklebt wird. Der Haftstreifen 26 sollte zwar fest
an der Haut des Patienten haften, sich aber leicht abziehen lassen.
Es können anstelle eines umlaufenden Haftstreifens auch
mehrere Haftstreifen vorgesehen sein.
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Das
Pad stellt einen zur einmaligen Verwendung bestimmte Artikel dar,
der in einer Folienverpackung 26 steril verpackt zur Verfügung
gestellt werden kann.
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4 zeigt
die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung zur Überwachung
des Gefäßzugangs. Die Vorrichtung zur Überwachung
des Gefäßzugangs 22 verfügt über
eine Messeinheit 27 zur Messung der Resonanzfrequenz des
magneto-elastischen Feuchtigkeitssensors 24, der in das
sterile saugfähige Material 25 eingebettet ist.
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Die
Frequenz f der Grundschwingung des magneto-elastischen Sensors in
Form eines quaderförmigen Streifens der Länge
L beträgt:
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Dabei
ist ES der Elastizitätsmodul, ρS die Dichte und σ die Poisson-Zahl
(Querkontraktionszahl) des Streifenmaterials. Eine zusätzliche
Massenbelegung Δm des Sensors kann durch eine Änderung
des Dichte ρS beschrieben werden
und führt näherungsweise zu folgender Frequenzänderung.
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Die
Messeinheit 27 zur Erfassung der Frequenzänderung
verfügt über eine Erregerspule 28 und
eine Detektorspule 29 sowie einen Funktionsgenerator 30,
einen Lock-in-Verstärker 31 und eine Auswerteinheit 32. Über
elektrische Verbindungsleitungen 33 und 34 sowie 35 und 36,
die in 4 nur andeutungsweise dargestellt sind, ist der
Funktionsgenerator 30 mit der Erregerspule 28,
der Lock-in-Verstärker 31 mit der Detektorspule 29 und die
Auswerteinheit 32 einerseits mit dem Funktionsgenerator 30 und
andererseits mit dem Lock-in-Verstärker verbunden. Die
Auswerteinheit 32 kann ein konventioneller Computer (Mikroprozessor)
sein, der auch Bestandteil der zentralen Steuereinheit 15 der Dialysevorrichtung
sein kann.
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Der
Funktionsgenerator 30 erzeugt eine Wechselspannung mit
konstanter Amplitude und Frequenz, wodurch die Erregerspule ein
magnetisches Wechselfeld erzeugt, das den Feuchtigkeitssensor 24 durchdringt.
Die Detektorspule 29 misst die Antwort des Feuchtigkeitssensors
auf das magnetische Wechselfeld. Die Frequenz der vom Funktionsgenerator
erzeugten Wechselspannung wird nun verändert, wobei die
Antwort des Feuchtigkeitssensors mit der Erregerspule und dem Lock-in-Verstärker
gemessen und verstärkt wird. Während die Frequenz des
Wechselspannungssignals verändert wird, bestimmt die Auswerteinheit 32 die
Frequenz, bei der die Amplitude des mit der Detektorspule 29 detektierten
Signals am größten ist. Diese Frequenz entspricht
der Resonanzfrequenz des Feuchtigkeitssensors 24.
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Die
gemessene Resonanzfrequenz des Feuchtigkeitssensors 24 wird
in der Auswerteinheit 32 mit einem vorgegebenen Referenzwert
verglichen. Wenn der Betrag der Differenz zwischen der gemessenen
Resonanzfrequenz und dem vorgegebenen Referenzwert größer
als ein vorgegebener Grenzwert ist, erzeugt die Auswerteinheit 32 ein Steuer-
und/oder Alarmsignal. Der Referenzwert kann auf bekannte Weise aus
den gegebenen Sensordaten gemäß Gleichung (1)
berechnet werden. Dabei werden allerdings fertigungsbedingte Schwankungen
der Sensoreigenschaften nicht berücksichtigt. Es kann deshalb
sinnvoll sein, den Referenzwert durch eine Probemessung, z. B. bei
der Inbetriebnahme des Sensors, zu messen und den Messwert als Referenzwert
zu hinterlegen.
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Die
Detektion von Blut an der Punktionsstelle basiert darauf, dass sich
bei der Benetzung des magneto-elastischen Feuchtigkeitssensors 24 mit Feuchtigkeit
(Flüssigkeit) die Resonanzfrequenz des magneto-elastischen
Feuchtigkeitssensors 24 verändert. Dabei sinkt
die Resonanzfrequenz mit zunehmender Feuchtigkeit. Wenn Blut an
der Punktionsstelle austritt, wird die Differenz zwischen der gemessenen
Resonanzfrequenz und dem vorgegebenen Referenzwert größer
als ein vorgegebener Grenzwert. Dabei ist der vorgegebene Referenzwert
für die Resonanzfrequenz ein Wert, der angenommen wird, wenn
der Feuchtigkeitssensor trocken ist oder nur einer geringen Feuchtigkeit
ausgesetzt ist.
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Da
der Feuchtigkeitssensor in dem saugfähigen Material eingebettet
ist, wird der Effekt der Änderung der Frequenz infolge
der Änderung der Feuchtigkeit erheblich verstärkt,
so dass die Signalauswertung noch einfacher und sicherer ist.
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5 zeigt
den Bereich der Punktionsstelle 37, an dem die Haut 38 des
Patienten mit einer Punktionskanüle 39 durchstochen
ist. Auf die Punktionsstelle 37 wird das Pad 23 aufgelegt,
so dass die Punktionsstelle steril abgedeckt ist. Dabei haftet das Pad 23 mittels
des Haftstreifens 26 an der Haut des Patienten. Nach der
Blutbehandlung wird das Pad wieder abgezogen und die Kanüle
aus dem Gefäß herausgezogen.
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Die
Auswerteinheit 32 der Vorrichtung 22 zur Überwachung
des Gefäßzugangs ist über eine Leitung 36 mit
der zentralen Steuereinheit 15 der Dialysevorrichtung verbunden.
Wenn die Überwachungsvorrichtung einen fehlerhaften Gefäßzugang,
d. h. das Austreten von Blut an der Punktionsstelle erkennt, empfängt
die zentrale Steuereinheit 15 der Dialysevorrichtung das
Steuer- und/oder Alarmsignal der Überwachungsvorrichtung.
Dann schließt die Steuereinheit 15 das elektro-magnetisch
betätigbare Absperrorgan 20 in der venösen
Schlauchleitung 7 und hält die Blutpumpe 9 in
der arteriellen Schlauchleitung 6 an. Damit ist die extrakorporale
Blutbehandlung unterbrochen, so dass ein weiterer Freifluss des Bluts
aus der venösen Nadel nicht möglich ist.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel, bei dem die nur andeutungsweise
dargestellte Überwachungsvorrichtung 22 über
eine venöse und eine arterielle Vorrichtung 23, 23' zur Erkennung
von Blut verfügt, um sowohl den venösen als auch
den arteriellen Gefäßzugang überwachen
zu können.
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Aufgrund
der Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Viskosität
der Flüssigkeit, kann zwischen verschiedenen Flüssigkeiten
unterschieden werden, beispielsweise zwischen an der Punktionsstelle
austretendem Blut oder einer Feuchtigkeitszunahme infolge von Schweiß.
Durch gezielte Festlegung des Grenzwertes kann also ein Fehlalarm
ausgeschlossen werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform wird der Feuchtigkeitssensor 24 beschichtet.
Es kann eine Beschichtung vorgesehen sein, die mit Blut reagiert,
so dass sich die Eigenschaften des Bluts verändern. Vorzugsweise
ist eine Beschichtung vorgesehen, die das Blut koaguliert. Die Beschichtung
kann ein Enzym enthalten, das Blut koaguliert. Es kann aber auch
eine Säure oder eine Base in der Beschichtung enthalten
sein, die Bluteiweiße, wie z. B. Albumin denaturiert.
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Zur
weiteren sicheren Unterscheidung zwischen einem Blutaustritt und
einer Feuchtigkeitszunahme, die nicht auf einen Blutaustritt zurückzuführen
ist, können bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
in dem saugfähigen Material 25 des Pads 23 auch
zwei oder mehr als zwei magneto-elastische Feuchtigkeitssensoren
eingebettet sein, die sich in ihren elektrischen Eigenschaften insbesondere
der Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Feuchtigkeit,
unterscheiden.
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Beispielsweise
können zwei magneto-elastische Sensoren mit unterschiedlicher
Oberflächenrauhigkeit vorgesehen sein, um aus der Differenz
der jeweiligen Resonanzfrequenzen der beiden Sensoren zur Unterscheidung
zwischen unterschiedlichen Ereignissen, die Dichte und Viskosität
der Flüssigkeit zu bestimmen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Erregerspule 28 und
die Detektorspule 29 in einer Dialyseliege oder in einen
Dialysestuhl integriert. Anstelle getrennter Spulen 28 und 30 kann
aber auch eine kombinierte Erreger- und Detektorspule vorgesehen
sein, die in die Liege oder den Stuhl integriert sein kann. Bei
einer Dialyseliege sind die Erregerspule 28 und die Detektorspule 29 oder
die kombinierte Erreger- und Detektorspule vorzugsweise in der Liegefläche
der Dialyseliege integriert. Bei einem Dialysestuhl sind die Erregerspule
und die Detektorspule oder die kombinierte Erreger- und Detektorspule
vorzugsweise in der Armlehne integriert.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform wird die Funktion der Erregerspule
und der Detektorspule mit nur einer Spule realisiert, die die Funktion
beider Spulen erfüllt.
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Die
elektrische Verbindung zwischen Erregerspule 28 und Detektorspule 29 einerseits
und der Blutbehandlungsmaschine andererseits kann durch Kabel erfolgen.
Es ist aber auch möglich, eine drahtlose Verbindung, z.
B. eine Funkverbindung zwischen den Spulen einerseits und der Blutbehandlungsmaschine
andererseits vorzusehen. Vorzugsweise weist die Einheit von Erregerspule
und Detektorspule eine eigene Stromversorgung, z. B. eine Batterie
auf, so dass elektrische Leitungen zu einem Netzteil entfallen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5578003
A [0005]
- - DE 19953068 A1 [0006]
- - WO 97/10013 [0007]
- - WO 2006/8866 A1 [0008]
- - WO 99/24145 A1 [0008]
- - US 6445304 B1 [0008]
- - US 2002/198483 A1 [0009]
- - US 7176344 B2 [0012, 0012]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - „Wireless
Magnetoelastic Resonance Sensors: A Critical Review” aus
Sensors 2002, 2, 294–313, ISSN 1424–8220 [0011]
- - „Wireless Magnetoelastic Resonance Sensors: A Critical
Review” aus Sensors 2002, 2, 294–313, ISSN 1424–8220 [0026]
- - „Wireless Magnetoelastic Resonance Sensors: A Critical
Review” aus Sensors 2002, 2, 294–313, ISSN 1424–8220 [0042]
