DE102011018604A1 - System for a freely adjustable medicine infuser for utilizing in strong magnetic fields, such as magnetic resonance imaging, works without electronic or electromechanical components and is completely made of non-magnetic materials - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für die Medikamenten- bzw. Flüssigkeitsinfusion bei Patienten (human oder veterinär) in einer stark magnetischem Umgebung, wie es z. B. bei einer kernspintomographischen Untersuchung (MRT) der Fall ist.The present invention relates to a system for the drug or liquid infusion in patients (human or veterinary) in a highly magnetic environment, as z. B. in a magnetic resonance imaging (MRI) is the case.
Medikamente müssen in diesem Fall dem Patient im Gegensatz zu den bei der diagnostischen Bildgebung auch verwendeten Kontrastmittel, die mittels Hochdruckinjektoren appliziert werden, dauerhaft und konstant über einen langen Zeitraum und mit relativ geringen Flussraten zugeführt werden. Bei der Kontrastmittelapplikation werden in der Regel Kochsalz und Kontrastmittel zugeführt mit Flussraten von 1 mL pro Sekunde bis zu 10 mL pro Sekunde. Bei der in dieser Anmeldung beschriebenen Medikamenteninfusion werden dagegen nur bis zu maximal 10 mL pro Minute appliziert, in der Regel sogar deutlich weniger.In this case, drugs must be supplied to the patient permanently and consistently over a long period of time and at relatively low flow rates, in contrast to the contrast media also used in diagnostic imaging, which are administered by means of high-pressure injectors. For contrast agent administration, saline and contrast media are usually supplied at flow rates of 1 mL per second up to 10 mL per second. In the case of the medication infusion described in this application, on the other hand, only up to a maximum of 10 mL per minute is applied, generally even significantly less.
Das beschriebene System zur Medikamenteninfusion verfügt über kein Computersystem zur Steuerung der Flussrate und kann ohne externe elektrische Versorgung auskommen. Das Gesamtsystem wird aus komplett nicht-magnetischen Materialien hergestellt und ist deswegen völlig unempfindlich gegen magnetische Felder und wird von diesen auch nicht angezogen.The described drug infusion system has no computer system for controlling the flow rate and can do without external electrical power. The whole system is made of completely non-magnetic materials and is therefore completely insensitive to magnetic fields and is not attracted to them.
Durch das Fehlen von elektrischen und elektromagnetischen Komponenten ist es zudem völlig unempfindlich gegen hochfrequente elektromagnetische Felder und verursacht auch keine Störungen auf Seiten einer empfindlichen Empfangselektronik, wie das bei der Kernspintomographie der Fall ist.Due to the absence of electrical and electromagnetic components, it is also completely insensitive to high-frequency electromagnetic fields and also does not cause any interference on the part of sensitive receiving electronics, as is the case with magnetic resonance tomography.
Die Flussrate des Systems kann dabei frei eingestellt wenden mit Genauigkeiten um 0.1 mL pro Stunde für einen konstanten Flussratenbereich von 1 mL pro Stunde bis 1.000 mL pro Stunde. Wobei diese Werte nur als Anhaltswerte dienen sollen.The flow rate of the system can be freely adjusted with accuracies of 0.1 mL per hour for a constant flow rate range of 1 mL per hour to 1,000 mL per hour. These values should only serve as reference values.
Das ganze System verbindet ein Medikametenzuführsystem basierend auf der Osmoseregulation, wobei ein Potentialgradient an einer semipermeablen Membran einstellbar ist und so die unterscheidlichen Flussraten eingestellt wenden können, mit einem Patientenzuführsystem, welches den Austausch von einzelnen Stücken ermöglicht, um die Patientenhygiene aufrecht zu erhalten und es zudem ermöglicht andere nicht magnetisch kompatible Infusoren einzubinden bzw. auszutauschen, in Verbindung mit nicht magnetischen Komponenten und einer nicht elektromagnetisch anfälligen und störenden Steuerung.The whole system combines a drug delivery system based on osmosis regulation, with a potential gradient on a semipermeable membrane being adjustable to allow for differential flow rates, with a patient delivery system that allows replacement of individual pieces to maintain patient hygiene and also allows other non-magnetically compatible Infusoren integrate or exchange, in conjunction with non-magnetic components and a non-electromagnetic susceptible and disturbing control.
Dadurch ist es möglich Patienten, die eine konstante Medikamentenzufuhr benötigen, auch in sehr starken Magnetfeldern, wie das bei der Kernspintomographie der Fall ist, zu untersuchen ohne Gefahr zu laufen, dass das System vom Magnetfeld angezogen wird und so Schäden bzw. Verletzungen verursachen kann.This makes it possible for patients who require a constant drug delivery, even in very strong magnetic fields, as is the case with magnetic resonance imaging to investigate without running the risk that the system is attracted to the magnetic field and can cause damage or injury.
Ein zusätzliches Problem, der Durchführung von strombehafteten oder signalverarbeitenden Leitungen durch die hochfrequent abgeschirmte Raumkabine, fällt bei der vorgestellten Lösung nicht an, da keine elektrischen Bauteile am Medikamenteninfusor verwendet werden bzw. eventuelle elektrisch verwendete Komponenten über handelsübliche Gleichstrombatterien betrieben werden können.An additional problem, the implementation of current-carrying or signal processing lines through the high-frequency shielded cabin, does not apply in the proposed solution, since no electrical components are used on Medikamenteninfusor or any electrically used components can be operated on commercial DC batteries.
Beschreibung Stand der TechnikDescription of the prior art
Für die Anmeldung herangezogene Patentschriften
Der gegenwärtige Stand der Technik (wie in den Schriften
Diese Systeme sind nicht vollständig a-magnetisch und verfügen über mehr oder weniger komplexe elektronische Steuerungssysteme und Komponenten. Alle gegenwärtig auf dem Markt befindlichen Systeme müssen deswegen ausserhalb des Hauptmagnetfeldes aufgestellt werden und sind nur bis zum Einsatz bis maximal 1.000 G bis 2.000 G (0,1 Tesla–0,2 Tesla) zugelassen.These systems are not completely a-magnetic and have more or less complex electronic control systems and components. For this reason, all systems currently on the market must be set up outside the main magnetic field and are only permitted for use up to a maximum of 1,000 G to 2,000 G (0.1 Tesla-0.2 Tesla).
Die kernspintomograhischen Systeme arbeiten aber in der Regel mit Magnetfeldern von 3.000 G bis 30.000 G (0,3 Tesla–3 Tesla), was zur Folge hat, dass diese Anlagen nur in einem gewissen Abstand zum Magnet betrieben werden können. Zudem sind die elektronischen Bauteile anfällig gegenüber den hochfrequenten elektromagnetischen Feldern des Kernspintomographen und können Ihrerseits durch die eigenen Felder Störinformationen bei der kernspintomographischen Untersuchung verursachen.However, the nuclear magnetic resonance systems generally work with magnetic fields of 3,000 G to 30,000 G (0.3 Tesla-3 Tesla), with the result that these systems can only be operated at a certain distance from the magnet. In addition, the electronic components are susceptible to the high-frequency electromagnetic fields of the magnetic resonance tomograph and can cause your own fields by clutter information in the nuclear magnetic resonance tomography examination.
Diese Probleme soll die vorliegende Erfindung vermeiden.These problems are to avoid the present invention.
Die vorliegende Erfindung betrifft also ein System zur Infusion von Medikamenten bzw. Flüssigkeiten unter starken magnetischen Feldern ohne die oben angeführten Nachteile. The present invention thus relates to a system for the infusion of drugs or liquids under strong magnetic fields without the above-mentioned disadvantages.
In dem vorgeschlagenen System wird ein Pumpmechanismus basierend auf der Osmoseregulation (wie in der Schrift
Durch diese Bauweise kann der Medikamenteninfusor praktisch direkt neben der Injektionsstelle am Patienten platziert werden und mit dem Patienten zusammen in das starke Magnetfeld geschoben werden.This construction allows the medicine infuser to be placed almost directly next to the injection site on the patient and pushed together with the patient into the strong magnetic field.
Neben der Tatsache, dass sich der Weg des Medikaments vom Speicherort bis zum Patienten dramatisch gegenüber dem gegenwärtigen Stand der Technik verkürzt, wird auch sichergestellt, dass keine für den Patienten und das Bedienpersonal gefährliche Situation eintritt bei dem das System vom starken Magnetfeld angezogen wird.In addition to the fact that the path of the drug from the place of storage to the patient dramatically shortens compared to the current state of the art, it also ensures that there is no dangerous situation for the patient and the operating personnel in which the system is attracted by the strong magnetic field.
Das Grundsystem benötigt keine elektrische Versorgung, um die Medikamenteninfusion mit der gewünschten Flussrate durchzuführen, da die Medikamentenzufuhr über die Einstellung eines Potentialgradienten einer semipermeablen Membran eingestellt wird (kann mechanisch erfolgen) und durch den physikalischen Prozess der Osmoseregulation dem Patienten zugeführt wird.The basic system does not require electrical power to perform the drug infusion at the desired flow rate because the drug delivery is adjusted by the adjustment of a potential gradient of a semipermeable membrane (can be mechanical) and delivered to the patient through the physical process of osmosis regulation.
Es kann allerdings Sinn machen das System mit einer Gleichspannungsversorgung auszurüsten, um Warnmitteilungen an das Bedienpersonal (z. B. Venenverstopfung, Infusionsfehler, u. a.) zu übermitteln. Dies kann mit einer handelsüblichen Batterie erfolgen und hat keinen Einfluss auf die oben beschriebenen Eigenschaften.It may, however, make sense to equip the system with a DC power supply to send warning messages to the operator (eg, venous obstruction, infusion errors, etc.). This can be done with a commercially available battery and has no influence on the properties described above.
Das System kann auch so ausgeführt werden, dass das Hauptsystem nach einer bestimmten Anzahl von Infusionen nicht mehr funktioniert, um unsachgemässe Nutzung zum Wohle des Patienten zu verhindern.The system may also be designed so that the main system stops functioning after a certain number of infusions to prevent improper use for the benefit of the patient.
Das jeweilige Patientenzuführsystem muss dabei selbstverständlich bei jedem neuen Patienten ausgetauscht werden.Of course, the respective patient supply system must be exchanged with each new patient.
Zudem kann es Sinn machen ein austauschbares Leitungsmodul im Hauptsystem vorzusehen, welches nach einer erfolgten Applikation zur Anwendung kommt, um eine Kontamination von verschiedenen Medikamenten zu vermeiden.In addition, it may make sense to provide a replaceable line module in the main system, which is used after a successful application to avoid contamination of various drugs.
Natürlich können mehrere Medikamenteninfusoren parallel geschaltet werden, um dem Patienten gleichzeitig mehrere Medikamente mit unterschiedlichen Flussraten zuführen zu können. Of course, multiple drug infusors can be switched in parallel to allow the patient to simultaneously deliver multiple drugs at different flow rates.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- hochfrequent abgeschirmter Raum um einen Kernspintomographen (optional)High-frequency shielded room around a magnetic resonance tomograph (optional)
- 22
- Kernspintomograph (Magnet) mit horizontaler oder vertikaler Feldrichtung in der Regel zwischen 3.000 G und 30.000 G (0,3 Tesla–3 Tesla) in Ausnahmen auch deutlich höherMagnetic resonance tomograph (magnet) with horizontal or vertical field direction usually between 3.000 G and 30.000 G (0.3 Tesla-3 Tesla) in exceptions also significantly higher
- 33
- Patient (human oder veterinär)Patient (human or veterinary)
- 44
- Medikamenteninfusor basierend auf Osmoseregulation mit einerMedicated infuser based on osmosis regulation with one
- 55
- semipermeablen Membrane und Einstellmechanismus für die Flussrate durch Änderung des Potentialgradientensemipermeable membrane and flow rate adjustment mechanism by changing the potential gradient
- 66
- Leitungssystem des Hauptsystems (optional austauschbar)Line system of the main system (optional exchangeable)
- 77
- Füllbehälter für MedikamenteFilling container for medication
- 88th
- Warnlampe bei Fehlfunktion (optional)Warning lamp in case of malfunction (optional)
- 99
- Lautsprecher bei Fehlfunktion (optional)Speaker in case of malfunction (optional)
- 1010
-
Ventile zum Anschluss der Patientenleitungen (
11 ) bzw. der Leitungen zum Füllbehälter (12 ) und dem parallelen Anschluß von mehreren MedikamenteninfusorenValves for connecting patient cables (11 ) or the lines to the filling container (12 ) and the parallel connection of several drug infusors - 1111
-
austauschbare Leitung zum Patienten (
3 )replaceable line to the patient (3 ) - 1212
-
austauschbare Leitung zum Füllbehälter (
7 )replaceable line to the filling container (7 ) - 1313
-
Verbindungsstücke bei Parallelbetrieb mehrerer Medikamenteninfusoren (
4 )Connectors in parallel operation of several drug infusors (4 )
Zeichnung 1/
Zeichnung 2/
In der
ProblembeschreibungProblem Description
Gegenwärtig verwendete Systeme zur Medikamenteninfusion in starken Magnetfeldern sind aufgrund der verwendeten Materialien und elektromechanischen Komponenten nicht wirklich voll kompatibel und einsetzbar in hohen Magnetfeldern (> 5.000 G, 0.5 Tesla), wie dies unter anderem bei der Kernspintomographie der Fall ist.Currently used drug infusion systems in strong magnetic fields are not truly fully compatible due to the materials and electromechanical components used and can be used in high magnetic fields (> 5,000 G, 0.5 Tesla), as is the case with magnetic resonance imaging, among others.
Die Systeme können nicht direkt neben dem Patienten oder direkt im Zentrum des Magnetfeldes betrieben werden.The systems can not be operated directly next to the patient or directly in the center of the magnetic field.
Dadurch besteht immer ein Sicherheitsrisiko beim Betrieb dieser Systeme für den Patienten, aber auch für das Magnetsystem.As a result, there is always a safety risk in the operation of these systems for the patient, but also for the magnet system.
Zudem benötigen die gegenwärtig verwendeten Systeme alle eine Stromversorgung für den Betrieb des Zuführmechanismuses und der Kontrollfunktionen, welches einerseits durch die von einem Kernspintomographen emittierten elektromagnetischen Felder beeinflusst werden kann, welches aber andererseits in der Betriebsfunktion auch eigene elektromagnetische Felder und Signale erzeugen kann, die von der empfindlichen Empfangselektronik des Kernspintomographen aufgenommen werden können und so zu Falschinformationen in dem erstellten diagnostischen Bild führen können.In addition, the systems currently used all require a power supply for the operation of the feeding mechanism and the control functions, which on the one hand can be influenced by the electromagnetic fields emitted by a magnetic resonance tomograph, but on the other hand in the operating function can also generate their own electromagnetic fields and signals, which sensitive receiving electronics of the magnetic resonance tomograph can be recorded and thus can lead to false information in the created diagnostic image.
Zudem sind diese Anlagen aufgrund Ihrer Bauweise relativ teuer.In addition, these systems are relatively expensive due to their design.
Es wäre also insgesamt ideal ein relativ preisgünstiges System, vielleicht sogar eine Art Verbrauchsmaterial für die individuelle Medikamenteninfusion zu haben, welche völlig unempfindlich gegenüber magnetischen und elektromagnetischen Feldern reagiert und zudem ohne eigene Stromversorgung auskommt bzw. ohne Komponenten auskommt, die eigene elektromagnetsiche Felder oder Signale erzeugen.So, overall, it would be ideal to have a relatively low-cost system, perhaps even a kind of consumable for the individual drug infusion, which is completely insensitive to magnetic and electromagnetic fields and also does not need its own power supply or manages without components that generate their own electromagnetic fields or signals ,
Das beschriebene System erfüllt diese Anforderungen, indem ein Pumpmechanismus basierend auf der Osmoseregulation und vollständig hergestellt aus nicht-magnetischen Materialien mit einem nicht elektromagnetischen Einstellsystem und einem Schlauch- und Zuführsystem kombiniert wird, welches weder anfällig gegen magnetische oder elektrische Felder ist, noch selbst elektrische oder magnetische Felder beeinflussen kann, was gerade bei der Anwendung in derThe described system fulfills these requirements by combining a pump mechanism based on osmosis regulation and made entirely of non-magnetic materials with a non-electromagnetic adjustment system and a hose and feed system which is not susceptible to magnetic or electric fields, nor even electric or electric Magnetic fields can affect what happens when using in the
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |