DE102018122846A1 - Infusion system and method for temperature control - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (1) und Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Infusats, umfassend einen Eingangsanschluss (110) für das Infusat, ein Dosiergerät (200) stromabwärts des Eingangsanschlusses (110) zum Steuern der Infusionsgeschwindigkeit, eine Temperaturanpassungsvorrichtung (300) stromabwärts des Eingangsanschlusses (110) zum Kühlen und/oder Erhitzen des Infusats, eine Einheit (400) zur Steuerung der Temperatur des an einen Patienten abgegebenen Infusats, wobei der durchschnittliche Temperaturgradient pro Volumenstrom des Infusats zwischen dem Ausgang der Temperaturanpassungsvorrichtung (300) und einem proximalen Ende (390) weniger als 4 K * 250 ml / h, vorzugsweise weniger als 2 K * 250 ml / h beträgt. Das Gerät (1) ist für den Einsatz bei niedrigen Durchflussmengen vorgesehen, wie z.B. höchstens 8000 ml/h und mindestens 50 ml/h, vorzugsweise ca. 250 ml/h.An apparatus (1) and method for controlling the temperature of an infusate, comprising an infusate input port (110), a dosing device (200) downstream of the infusion velocity input port (110), a temperature adjusting device (300) downstream of the input port (110). for cooling and / or heating the infusate, a unit (400) for controlling the temperature of the infusate delivered to a patient, the average temperature gradient per infusate volume flow between the outlet of the temperature adjusting device (300) and a proximal end (390) being less than 4 K * 250 ml / h, preferably less than 2 K * 250 ml / h. The device (1) is intended for use at low flow rates, e.g. at most 8000 ml / h and at least 50 ml / h, preferably about 250 ml / h.
Description
Feldfield
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Temperiereinrichtung zum Einstellen und/oder Halten der Temperatur eines Körpers auf einen definierten Wert.The present invention relates to a tempering device for adjusting and / or maintaining the temperature of a body to a defined value.
Hintergrundbackground
Unterkühlung wird üblicherweise als Zustand bezeichnet, bei dem die Kerntemperatur des Körpers unter die für den normalen Stoffwechsel und die Körperfunktionen erforderliche Temperatur fällt. Diese wird allgemein mit weniger als 35,0 °C (95,0 °F) angenommen. Charakteristische Symptome sind temperaturabhängig. Gezieltes Temperaturmanagement (TTM), früher bekannt als therapeutische Hypothermie oder schützende Hypothermie, ist eine aktive Behandlung, die versucht, eine bestimmte Körpertemperatur in einer Person für eine bestimmte Zeitdauer zu erreichen und aufrechtzuerhalten, um den Heilungsprozess zu verbessern. Dies geschieht in dem Versuch, das Risiko von Gewebeverletzungen durch mangelnde Durchblutung zu reduzieren. Perioden schlechter Durchblutung können auf einen Herzstillstand oder die Verstopfung einer Arterie durch ein Gerinnsel, wie sie bei einem Schlaganfall auftreten kann, zurückzuführen sein. Gezieltes Temperaturmanagement verbessert das Überleben und die Gehirnfunktion nach einer Reanimation nach einem Herzstillstand. Der Nachweis unterstützt die Anwendung nach ROSC (Rückkehr der Spontanzirkulation) nach einem Herzstillstand. Gezieltes Temperaturmanagement nach einer traumatischen Hirnverletzung zeigt gemischte Ergebnisse mit einigen Studien, die Vorteile für das Überleben und die Gehirnfunktion zeigen, während andere keinen klaren Nutzen zeigen. Während mit einigen Komplikationen verbunden, sind diese im Allgemeinen mild. Gezieltes Temperaturmanagement kann Gehirnschäden vorteilhaft verhindern, indem es unter anderem den Sauerstoffbedarf des Gehirns senkt, die Produktion von Neurotransmittern wie Glutamat reduziert und freie Radikale, die das Gehirn schädigen könnten, reduziert. Die Absenkung der Körpertemperatur kann durch den Einsatz von Kühldecken, Kühlhelmen, Kühlkathetern, Eispackungen und Eiswasserspülung erreicht werden.Hypothermia is commonly referred to as a condition in which the body's core temperature falls below the temperature required for normal metabolism and bodily functions. This is generally assumed to be less than 35.0 ° C (95.0 ° F). Characteristic symptoms are temperature-dependent. Targeted temperature management (TTM), formerly known as therapeutic hypothermia or protective hypothermia, is an active treatment that attempts to reach and maintain a particular body temperature in a person for a certain period of time to improve the healing process. This is done in an attempt to reduce the risk of tissue injury due to lack of blood flow. Periods of poor circulation may be due to a cardiac arrest or blockage of an artery by a clot, such as occurs in a stroke. Targeted temperature management improves survival and brain function after resuscitation after cardiac arrest. The evidence supports the use of ROSC (return of spontaneous circulation) after cardiac arrest. Targeted temperature management after traumatic brain injury shows mixed results with some studies showing benefits for survival and brain function, while others show no clear benefit. While associated with some complications, these are generally mild. Targeted temperature management can help prevent brain damage by, among other things, lowering brain oxygen demand, reducing the production of neurotransmitters such as glutamate, and reducing free radicals that could damage the brain. The lowering of body temperature can be achieved through the use of chilled ceilings, cooling helmets, cooling catheters, ice packs and ice-water rinsing.
Medizinische Ereignisse, die durch gezieltes Temperaturmanagement wirksam behandelt werden können, lassen sich in fünf Hauptkategorien einteilen: neonatale Enzephalopathie, Herzstillstand, ischämischer Schlaganfall, traumatische Hirn- oder Rückenmarksverletzungen ohne Fieber und Fieber, z.B. neurogenes Fieber nach Hirntrauma.Medical events that can be effectively treated by targeted temperature management fall into five main categories: neonatal encephalopathy, cardiac arrest, ischemic stroke, traumatic brain or spinal cord injury without fever and fever, e.g. neurogenic fever after brain trauma.
Ein reines Heizgerät wird von Smiths Medical unter der Marke „Hotline“ hergestellt. Dieses Gerät erwärmt eine Infusion von der Umgebungstemperatur auf maximal 42°C, bietet jedoch weder eine aktive Durchflusszufuhr noch eine Rückkopplung durch die Körpertemperatur.A pure heater is manufactured by Smiths Medical under the brand name "Hotline". This device heats infusion from ambient temperature to a maximum of 42 ° C, but provides no active flow or body temperature feedback.
Zusammenfassung Summary
Das Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist die Bereitstellung einer alternativen oder verbesserten Normothermie-, Hypothermie- und/oder Hyperthermievorrichtung oder -system und -methode für Infusionsflüssigkeiten.The problem underlying the present invention is to provide an alternative or improved normothermia, hypothermia and / or hyperthermia device and system and method for infusion fluids.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung und Methode zur Temperierung der Körpertemperatur eines Patienten für einen weiten Bereich von Durchflussmengen bereitzustellen, insbesondere bei niedrigen Durchflussmengen eines Infusats.The object of the present invention is to provide an improved apparatus and method for controlling the body temperature of a patient for a wide range of flow rates, especially at low flow rates of an infusate.
Dieses Ziel wird durch den Gegenstand entsprechend den jeweiligen Ansprüchen erreicht.This object is achieved by the subject matter according to the respective claims.
Die meisten, wenn nicht alle gängigen Temperiergeräte von Infusaten liefern eine hohe Menge an temperierter Flüssigkeit, meist eine NaCI-Lösung. Die Erwärmung einer solchen Lösung ist in einem weiten Anwendungsbereich bekannt und scheint keinen großen Aufwand zu verursachen. Die Erwärmung ist ein einfacher Prozess und kann sehr nah am Patienten durchgeführt werden.Most, if not all, common tempering devices of infusates supply a high amount of tempered liquid, usually a NaCl solution. The heating of such a solution is known in a wide range of applications and does not seem to cause much effort. Warming is a simple process and can be done very close to the patient.
Die Kühlung ist jedoch weitaus komplizierter, wie es dem Fachmann bekannt ist. Die Kühlung ist ein Prozess, der je nach verwendeter Methode auch eine Erwärmung erfordert. Dabei gibt das Linde-Verfahren ein komprimiertes Gas auf Normaldruck ab und sorgt so für einen Kühleffekt an die Umgebung. Das Normaldruckgas muss später aus der Kühlkammer herausgeführt und wieder verdichtet werden. Diese Verdichtung liefert notwendigerweise Wärme an die umgebenden Medien.However, the cooling is much more complicated, as is known in the art. Cooling is a process that also requires heating, depending on the method used. The Linde process releases a compressed gas to normal pressure, thus ensuring a cooling effect on the environment. The normal pressure gas must later be led out of the cooling chamber and recompressed. This compression necessarily supplies heat to the surrounding media.
Bei hohen Durchflussmengen kann durch eine gute Isolierung des Rohres vom Ausgang des Temperiergerätes zum Gehäuse eine niedrige Temperatur erreicht werden. Bei geringen Durchflussmengen kann eine gute Isolierung jedoch nicht ausreichen. Das Temperiergerät muss neben dem Patienten positioniert werden, was meist ungünstig oder gar nicht anwendbar ist, da mehrere Instrumente um die dem Patienten nächstgelegenen Positionen konkurrieren.At high flow rates can be achieved by a good insulation of the pipe from the outlet of the temperature control unit to the housing a low temperature. At low flow rates, however, good insulation may not be enough. The temperature control unit must be positioned next to the patient, which is usually unfavorable or even not applicable, since several instruments compete for the positions closest to the patient.
In einigen Fällen kann ein Gerät zwar für niedrige Durchflussmengen optimiert werden, aber es muss in der Lage sein, höhere, sogar höchste Durchflussmengen nach dem Dafürhalten des Arztes zu verarbeiten.In some cases, while a device may be optimized for low flow rates, it must be able to handle higher, even highest, flow rates as the physician deems appropriate.
Neben dem Linde-Verfahren kann unter anderem auch ein Peltier-Verfahren eingesetzt werden. Darüber hinaus kann ein magnetokalorischer Effekt genutzt werden, der im Vergleich zur herkömmlichen Gaskompressionskühlung sicherer, leiser, kompakter, und umweltfreundlicher ist, da keine schädlichen, ozonabbauenden Kühlmittelgase verwendet werden. Darüber hinaus kann das Absorberprinzip und auch eine geeignete Kombination der anderen genannten Verfahren sein.In addition to the Linde method, among other things, a Peltier method can be used. In addition, a magnetocaloric effect can be used that is safer, quieter, more compact, and more environmentally friendly compared to conventional gas compression refrigeration because it does not use harmful ozone-depleting refrigerant gases. In addition, the absorber principle and also a suitable combination of the other mentioned methods may be.
Neu hinzugekommen sind auch laserbasierte Systeme, die damit in die Aufzählung der anwendbaren Heiz- und/oder Kühlverfahren im Anwendungsbereich einbezogen werden.Also new are laser-based systems, which are included in the list of applicable heating and / or cooling methods in the field of application.
Das Gerät kann wahlweise unabhängig vom Körper eines Menschen oder Tieres betrieben werden. Das Infusat wird dann im Gerät nur zu Simulationszwecken und/oder zu Trainingszwecken temperiert.The device can optionally be operated independently of the body of a human or animal. The infusate is then tempered in the device only for simulation purposes and / or for training purposes.
Eingeführt wird eine Vorrichtung zur Steuerung der Temperatur eines Infusats, die einen Eingangsanschluss für das Infusat, eine Dosierpumpe und/oder ein Dosierventil stromabwärts des Eingangsanschlusses zur Steuerung der Infusionsrate, eine Temperaturanpassungsvorrichtung stromabwärts des Eingangsanschlusses zur Kühlung und/oder Erwärmung des Infusats und eine Einheit zur Steuerung der Temperatur des an einen Patienten gelieferten Infusats umfasst. Dieses Gerät kann so optimiert werden, dass es eine im Wesentlichen gleichbleibend niedrige Infusionsrate liefert, so dass die temperierte Infusion nur die absolute Temperatur vom Ausgang des Temperiergeräts zum Patienten ändert.An apparatus for controlling the temperature of an infusate, comprising an infusate input port, a metering pump and / or a metering valve downstream of the infusion rate input port, a temperature adjusting device downstream of the input port for cooling and / or heating the infusate and a unit for administering the infusate Controlling the temperature of the infusate delivered to a patient. This device can be optimized to deliver a substantially consistently low infusion rate, such that the temperature-controlled infusion changes only the absolute temperature from the outlet of the temperature control device to the patient.
Eine so geringe Änderung der absoluten Temperatur soll weniger als 4 K * 250 ml / h betragen, am meisten bevorzugt höchstens 2 K * 250 ml / h.Such a small change in the absolute temperature should be less than 4 K * 250 ml / h, most preferably at most 2 K * 250 ml / h.
Das Infusat kann aus einem Raumtemperatur- oder Temperierbehälter stammen und/oder von einem externen Temperiergerät geliefert werden. Jede andere Quelle des Infusats kann verwendet werden. Im Anschluss an den Eingangsanschluss kann ein Dosiergerät eingesetzt werden, das eine definierte oder vordefinierte Menge an zu temperierendem Infusat liefert. Ein solches Dosiergerät kann eine einfache Tropfinfusionseinstellung sein. Es kann aber auch eine aktive Messpumpe und/oder ein einstellbares Dosierventil zur Förderung der erforderlichen Infusionsmenge aufweisen. Der gesamte Apparat ist so ausgelegt, dass er eher einen im Wesentlichen konstanten Infusionsstrom liefert und weniger oder eine Stoßinfusion.The infusate can come from a room temperature or temperature control and / or be supplied by an external temperature control. Any other source of the infusate can be used. Following the input connection, a dosing device can be used, which supplies a defined or predefined amount of infusate to be tempered. Such a dosing device may be a simple drip infusion setting. But it can also be an active metering pump and / or an adjustable metering valve for Promote the required infusion amount. The entire apparatus is designed to deliver a substantially constant infusion current and less or a burst infusion.
Weiterhin kann ein Temperaturanpassungsgerät eingesetzt werden, dass die definierte oder vordefinierte Temperatur an das Infusat anpassen kann. Es können verschiedene Temperaturanpassungsgeräte mit unterschiedlichen Methoden eingesetzt werden. Auch eine Kombination von Temperaturanpassungsgeräten ist möglich.Furthermore, a temperature adjustment device can be used that can adapt the defined or predefined temperature to the infusate. Different temperature adjustment devices can be used with different methods. A combination of temperature adjustment devices is also possible.
Um die Kontrolle über den gesamten Prozess zu behalten, kann eine Einheit eingesetzt werden, die eine Vielzahl von Funktionen ausführen kann, wie z.B. das Empfangen von Vorgabewerten für die Temperatur, Messwerte von Temperaturen aus verschiedenen Messpunkten und/oder das Auslösen von Steuer- und/oder Lenkfunktionen. Es kann auch angepasst werden, um Daten anzuzeigen, Daten an entfernte Geräte zu übertragen und/oder Werte auszudrucken, sei es als Einzelwerte und/oder Kurven, um den Verlauf einer Behandlung zu dokumentieren.In order to keep control of the whole process, a unit can be used which can perform a variety of functions, such as e.g. the reception of default values for the temperature, measurements of temperatures from different measuring points and / or the triggering of control and / or steering functions. It can also be customized to display data, transfer data to remote devices, and / or print values, whether as individual values and / or curves, to document the course of a treatment.
Das proximale Ende des Gerätes kann so nah am Patienten positioniert werden, dass der Temperaturgradient zwischen dem proximalen Ende des Gerätes und dem Eintritt in ein Applikationsgerät, wie eine Nadel, durch Isoliermaßnahmen bestimmt werden kann. Normalerweise neigen Isolations- oder Dämmstoffe dazu, sich der Umgebungstemperatur anzupassen, wenn sie über einen längeren Zeitraum betrachtet werden. Bei den bevorzugten niedrigen Durchflussraten, wie in den Ansprüchen angegeben, kann es daher erforderlich sein, dass das proximale Ende des Geräts in der Nähe des Patienten liegt.The proximal end of the device can be positioned so close to the patient that the temperature gradient between the proximal end of the device and entry into an application device, such as a needle, can be determined by isolation. Typically, insulation or insulation tends to adapt to the ambient temperature when viewed over a longer period of time. Therefore, at the preferred low flow rates as stated in the claims, it may be necessary for the proximal end of the device to be near the patient.
Das Gerät kann für Infusionsraten von maximal 8000 ml/h bis mindestens 50 ml/h konfiguriert werden, wobei in der Praxis ein Wert von ca. 250 ml/h als anwendbar angesehen werden kann. Je höher die Rate des abgegebenen Infusats, desto höher kann die Energie zur Temperierung des Infusats angenommen werden. Je niedriger die Rate, desto kritischer kann die Isolierung des Rohres vom Ausgang des Temperaturanpassungsgerätes zum Patienten angenommen werden.The device can be configured for infusion rates of a maximum of 8000 ml / h to at least 50 ml / h, whereby in practice a value of approx. 250 ml / h can be considered as applicable. The higher the rate of the delivered infusate, the higher the energy for controlling the temperature of the infusate can be assumed. The lower the rate, the more critically the isolation of the tube from the outlet of the temperature modifier to the patient can be assumed.
Das Gerät kann das Infusat in der Regel bei einer Temperatur von ca. 4°C abgeben; der Behandler kann jedoch andere Temperaturen als anwendbar empfinden; daher kann das Gerät so konfiguriert werden, dass es das Infusat je nach Anwendung in einem Bereich zwischen über -1°C und unter 42°C abgibt.The device can deliver the infusate usually at a temperature of about 4 ° C; however, the practitioner may experience different temperatures than applicable; therefore, the device can be configured to deliver the infusate between -1 ° C and below 42 ° C, depending on the application.
Die Steuerung des Infusionsprozesses kann an eine Vielzahl von Parametern angepasst werden, wie z.B. die Erfassung der Körpertemperatur
Das Gerät kann außerdem so konfiguriert werden, dass es Daten wie vordefinierte Werte, Echtzeitwerte und Fehlermeldungen auf unterschiedliche Art und Weise ausgibt und/oder aufnimmt. Solche Werte können die sofortige Anzeige für den Anwender sein, um einen Überblick über den Status des Gerätes zu haben. Eine andere Möglichkeit ist die Speicherung und/oder Übertragung der Messdaten, der Steuersignale und/oder der vorgegebenen Daten an ein externes Gerät, entweder in Form von Sofortdaten oder als Kurve über den gesamten Behandlungszeitraum, Teile davon aus einer Kombination der Daten.The device can also be configured to output and / or record data such as predefined values, real-time values, and error messages in a variety of ways. Such values may be the immediate indication to the user to have an overview of the status of the device. Another possibility is the storage and / or transmission of the measurement data, the control signals and / or the predetermined data to an external device, either in the form of immediate data or as a curve over the entire treatment period, parts of a combination of the data.
Ein bedeutender, zu überwachender Wert kann die tatsächliche Temperatur eines Patienten
Weiterhin kann eines der Eingangssignale die Temperatur des Infusats in der Nähe des Eingangsanschlusss
Ein weiteres vorzugsweise ermitteltes Signal kann die Temperatur am Ausgang
Die CPU kann außerdem so konfiguriert werden, dass sie eine Vielzahl von Ausgangssignalen liefert, z.B. ein Signal
In einer Ausführung kann das Infusat durch ein fluidisches Gerät temperiert werden. Das Infusat fließt (oder wird gepumpt) durch ein erstes Lumen eines Rohres. Ein zweites Lumen umgibt im Wesentlichen das erste Lumen. Im zweiten Lumen zirkuliert ein Gas oder eine Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf. Das Gas oder die Flüssigkeit wird durch ein aktives Gerät distal der Temperaturaustauscheinheit temperiert. Das Gas oder die Flüssigkeit strömt vorzugsweise in die entgegengesetzte Richtung als das Infusat und kann so eine Gegenstromvorrichtung bilden. In einer Ausführung kann ein drittes Lumen enthalten sein, um das Gas oder die Flüssigkeit an einen geeigneten Ort zu transportieren. Weitere Bestimmungen können den Abbildungen entnommen werden.In one embodiment, the infusate can be tempered by a fluidic device. The infusate flows (or is pumped) through a first lumen of a tube. A second lumen substantially surrounds the first lumen. In the second lumen, a gas or liquid circulates in a closed circuit. The gas or liquid is tempered by an active device distal to the temperature exchange unit. The gas or liquid preferably flows in the opposite direction than the infusate and may thus form a countercurrent device. In one embodiment, a third lumen may be included to transport the gas or liquid to a suitable location. Further determinations can be found in the illustrations.
Die Lumina können im Wesentlichen konzentrisch angeordnet werden. Es können aber auch andere Konfigurationen verwendet werden, wie z.B. Mehrlumenrohre in jeder bekannten Form, wie sie dem Fachmann bekannt sind.The lumens can be arranged substantially concentrically. However, other configurations may also be used, e.g. Multi-lumen tubes in any known form, as known to those skilled in the art.
In einer Ausführung kann ein Peltierelement angepasst werden, um das Infusat zu temperieren, wobei das Peltierelement von der CPU gesteuert wird, wie an anderer Stelle in diesem Zusammenfassung und in der Beschreibung der Abbildungen beschrieben.In one embodiment, a Peltier element may be adjusted to temper the infusate, with the Peltier element controlled by the CPU, as described elsewhere in this summary and in the description of the drawings.
In einer weiteren Ausführung kann das Infusat selbst dazu verwendet werden, die zweite Seite des Peltierelements zu temperieren. Wenn man bedenkt, dass das Infusat gekühlt werden soll, kann der erste Strom des Infusats durch ein Rohr fließen, das von der Kühlseite des Peltierelements temperiert wird. Ein zweiter Strom des Infusats, der durch ein Verteilventil stromaufwärts getrennt werden kann, wird zur Erwärmungsseite des Peltierelements geleitet. So kann die vom Peltierelement erzeugte Wärme dem zweiten Strom des Infusats zugeführt werden. Der zweite Strom des Infusats kann in einen Ausguss ausgegossen oder in einem Behälter gesammelt werden. Der zweite Strom des Infusates kann aber auch in den Eingangsanschluss zurückgespeist und somit recycelt werden. Der zweite Strom des Infusates kann gegen die Umgebungstemperatur unisoliert werden. Bei den geringen Durchflussmengen kann die Temperatur geringfügig höher sein als die Umgebungstemperatur und somit das Infusat nicht wesentlich erwärmen.In a further embodiment, the infusate itself can be used to temper the second side of the Peltier element. Considering that the infusate should be cooled, the first stream of infusate can flow through a tube that is tempered by the cooling side of the Peltier element. A second stream of the infusate, which may be separated upstream by a distribution valve, is directed to the heating side of the Peltier element. Thus, the heat generated by the Peltier element can be supplied to the second stream of the infusate. The second stream of infusate may be poured into a spout or collected in a container. The second stream of the infusate can also be fed back into the input connection and thus recycled. The second stream of the infusate can be isolated from the ambient temperature. At low flow rates, the temperature may be slightly higher than the ambient temperature and thus not significantly heat the infusate.
Soll das Infusat nicht gekühlt, sondern erwärmt werden, so umfasst die obige Beschreibung auch die gegenteiligen Definitionen, d.h. Erwärmung statt Kühlung und Kühlung statt Erwärmung. Die kalte Seite der Peltierelemente kann in diesem Fall durch die warme Seite ersetzt werden und umgekehrt.If the infusate is not cooled, but heated, the above description also includes the opposite definitions, i. Heating instead of cooling and cooling instead of heating. The cold side of the Peltier elements can be replaced in this case by the warm side and vice versa.
In einer weiteren Ausführung kann die zweite Seite des Peltierelements, im Folgenden auch als warme Seite bezeichnet, durch einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf rückgekühlt werden. Das Gerät kann in diesem Fall aus einer Umwälzpumpe und einem zweiten Kühl- und/oder Wärmeelement bestehen. Wie bereits erwähnt, können solche Elemente eine breite Palette von Temperaturanpassungsmethoden nutzen.In a further embodiment, the second side of the Peltier element, also referred to below as the warm side, can be recooled by a closed liquid circuit. The device may in this case consist of a circulation pump and a second cooling and / or heating element. As already mentioned, such elements can use a wide range of temperature adjustment methods.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur eines Infusats vorgestellt, das die folgenden Schritte umfassen kann: Zuführen des Infusats an einer Eingangsöffnung für das Infusat, Dosieren der Infusionsrate durch eine Dosierpumpe und/oder ein Dosierventil, Kühlen und/oder Erhitzen des Infusats durch eine Temperaturanpassungsvorrichtung und Steuern der Temperatur des Infusats, das einem Patienten durch eine Einheit zugeführt wird. Diese Methode soll eine Temperaturänderung des Infusionsgutes zwischen dem Austritt des Gerätes und dem Eintritt in den Patienten verhindern und darf 4 K * 250 ml / h, vorzugsweise 2 K * 250 ml / h, nicht überschreiten.Also provided is a method of controlling the temperature of an infusate, which may include the steps of: delivering the infusate to an infusion inlet, dosing the rate of infusion by a metering pump and / or a metering valve, cooling and / or heating the infusate Temperature adjusting device and controlling the temperature of the infusate, which is supplied to a patient by a unit. This method is intended to prevent a temperature change of the infusion material between the outlet of the device and the entry into the patient and may not exceed 4 K * 250 ml / h, preferably 2 K * 250 ml / h.
Das Verfahren umfasst ferner die Schritte der Abgabe einer Menge des Infusats von höchstens 8000 ml/h, vorzugsweise höchstens 1000 ml/h, vorzugsweise höchstens 300 ml/h, am meisten bevorzugt etwa 250 ml/h und mindestens 50 ml/h, vorzugsweise mindestens 100 ml/h.The method further comprises the steps of delivering an amount of the infusate of at most 8000 ml / h, preferably at most 1000 ml / h, preferably at most 300 ml / h, most preferably about 250 ml / h and at least 50 ml / h, preferably at least 100 ml / h.
Der Wert der Temperaturänderung bei einem bestimmten Durchfluss kann zwischen 4 K und weniger als 2 K liegen, normiert auf einen Durchfluss von 250 ml/h, d.h. der effiziente Temperaturgradient kann wie folgt abgelesen werden:
Allen angegebenen Werten ist gemeinsam, dass sie bei im Wesentlichen gleichen Wärmedurchgangskoeffizienten angewendet werden können. Weiterhin kann die Umgebungstemperatur und die Temperatur des Infusats am Eintrittspunkt in das Gerät im Bereich von 0°C bis 30°C angenommen werden. In diesen Bereichen kann eine im Wesentlichen lineare Beziehung angenommen und gleichzeitig die Steuerung des Gerätes verbessert und vereinfacht werden.All stated values have in common that they can be used with essentially the same heat transfer coefficients. Furthermore, the ambient temperature and the temperature of the infusate at the entry point into the device can be assumed to be in the range of 0 ° C to 30 ° C. In these areas, a substantially linear relationship can be assumed and at the same time the control of the device can be improved and simplified.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Temperaturanpassungsgerät ein Mehrlumenrohr verwendet, um die Infusionstemperatur an einen definierten Wert anzupassen.1 shows an embodiment in which the temperature adjustment device uses a multi-lumen tube to adjust the infusion temperature to a defined value. -
2 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Temperaturanpassungseinrichtung ein Peltierelement verwendet, wobei die erste Seite die Temperatur des ersten Stroms des Infusats verändert, während ein zweiter Strom des Infusats die zweite Seite des Peltierelements temperiert.2 shows a further embodiment in which the temperature adjusting device uses a Peltier element, wherein the first side changes the temperature of the first stream of the infusate, while a second stream of infusate tempered the second side of the Peltier element. -
3 zeigt eine Ausführung, bei der die Rücktemperierung der Temperaturanpassungseinrichtung durch einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf erfolgt.3 shows an embodiment in which the back temperature of the temperature adjusting device is effected by a closed liquid circuit.
Beschreibung der verschiedenen AusführungenDescription of the different versions
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Abbildungen beschrieben. Diese Beispiele dienen dem besseren Verständnis der Erfindung, ohne ihren Anwendungsbereich einzuschränken.Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. These examples serve to better understand the invention without limiting its scope.
In der folgenden Beschreibung wird eine Reihe von Funktionen und/oder Schritten beschrieben. Der Fachmann wird verstehen, dass die Reihenfolge der Funktionen und Schritte für die resultierende Konfiguration und deren Wirkung nicht entscheidend ist, es sei denn, der Kontext erfordert dies. Weiterhin wird dem Fachmann klar, dass unabhängig von der Reihenfolge der Merkmale und Schritte, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Zeitverzögerungen zwischen den Schritten, zwischen einigen oder allen der beschriebenen Schritte vorhanden sein kann. Alle im Zusammenhang mit den Geräteansprüchen beschriebenen und beanspruchten Merkmale gelten auch für die Verfahrensansprüche und sind als entsprechende Verfahrensschritte zu verstehen und umgekehrt.The following description describes a number of functions and / or steps. One skilled in the art will understand that the order of functions and steps are not critical to the resulting configuration and effect unless the context requires it. Further, it will be apparent to those skilled in the art, that regardless of the order of features and steps, the presence or absence of time delays between steps may be present between some or all of the described steps. All features described and claimed in connection with the device claims also apply to the method claims and are to be understood as corresponding method steps and vice versa.
Der Begriff „und/oder“ bezieht sich auf jede einzelne Alternative oder jede Art von Kombination der aufgeführten Alternativen. Ein „und/oder“ vor dem letzten Mitglied einer Liste von Alternativen ist als zwischen den einzelnen Mitgliedern der Liste zu verstehen.The term "and / or" refers to any single alternative or combination of the alternatives listed. A "and / or" before the last member of a list of alternatives is to be understood as between the individual members of the list.
Wie hierin verwendet, auch in den Ansprüchen, sind einzelne Formen von Begriffen so auszulegen, dass sie auch die Pluralform einschließen und umgekehrt, sofern der Kontext nichts anderes anzeigt. Daher ist zu beachten, dass die Singularformen „a“, „an“ und „the“, wie sie hier verwendet werden, mehrere Verweise enthalten, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt.As used herein, and also in the claims, individual forms of terms are to be construed to include the plural form and vice versa, unless the context indicates otherwise. Therefore, it should be noted that the singular forms "a", "an" and "the" as used herein contain multiple references unless the context clearly dictates otherwise.
Die Begriffe „umfassen“, „einschließlich“, „haben“ und „enthalten“ und ihre Variationen sind in der Beschreibung und den Ansprüchen als „einschließlich, aber nicht beschränkt auf” zu verstehen und sollen andere Komponenten nicht ausschließen.The terms "comprise," "including," "have," and "contain," and their variations are to be understood in the specification and claims to be "inclusive, but not limited to," and are not intended to exclude other components.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die genauen Begriffe, Merkmale, Werte und Bereiche usw., wenn diese Begriffe, Merkmale, Werte und Bereiche usw. in Verbindung mit Begriffen wie etwa, um, im Allgemeinen, im Wesentlichen, im Wesentlichen, zumindest usw. verwendet werden (d.h. „etwa 3“ soll auch genau 3 oder „im Wesentlichen konstant“ soll auch genau 3 umfassen).The present invention also includes the precise terms, features, values, and ranges, etc., when using such terms, features, values, and ranges, etc., in conjunction with terms such as, for example, generally, substantially, substantially, at least, and so on (ie "about 3" should also be exactly 3 or "substantially constant" should also include exactly 3).
Der Begriff „mindestens eine“ ist als „eine oder mehrere“ zu verstehen und umfasst daher beide Ausführungsformen, die eine oder mehrere Komponenten enthalten. Außerdem haben abhängige Ansprüche, die sich auf unabhängige Ansprüche beziehen, die Merkmale mit „mindestens einem“ beschreiben, die gleiche Bedeutung, sowohl wenn das Merkmal als „das“ als auch „das mindestens eine“ bezeichnet wird. Der Begriff „circa“ umfasst auch „exakt“. The term "at least one" is to be understood as "one or more" and therefore includes both embodiments that contain one or more components. In addition, dependent claims that relate to independent claims describing features as "at least one" have the same meaning, both when the feature is referred to as "that" and "the at least one." The term "circa" also includes "exact".
Es wird anerkannt, dass Abweichungen von den vorgenannten Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden können, während sie noch in den Anwendungsbereich der Erfindung fallen. Alternative Merkmale, die dem gleichen, gleichwertigen oder ähnlichen Zweck dienen, können die in der Spezifikation angegebenen Merkmale ersetzen, sofern nicht anders angegeben. Sofern nicht anders angegeben, stellt jedes offenbarte Merkmal ein Beispiel für eine generische Reihe gleichwertiger oder ähnlicher Merkmale dar.It is recognized that departures from the foregoing embodiments of the invention may be made while still falling within the scope of the invention. Alternative features serving the same, equivalent or similar purpose may substitute the features specified in the specification, unless otherwise specified. Unless otherwise stated, each feature disclosed is an example of a generic series of equivalent or similar features.
Die Verwendung einer beispielhaften Sprache, wie „z.B.“, „wie“, „beispielsweise“ und dergleichen, dient lediglich der besseren Veranschaulichung der Erfindung und weist nicht auf eine Beschränkung des Erfindungsumfangs hin, es sei denn, dies wird behauptet. Alle in der Spezifikation beschriebenen Schritte können in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig durchgeführt werden, es sei denn, der Kontext weist eindeutig auf etwas anderes hin.The use of an exemplary language, such as "for example," "such," "for example," and the like, is merely illustrative of the invention and does not purport to be limited to the scope of the invention unless it is contended. All steps described in the specification can be performed in any order or concurrently, unless the context clearly indicates something else.
Alle in der Spezifikation angegebenen Merkmale und/oder Schritte können in beliebiger Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen, bei denen sich zumindest einige der Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen. Insbesondere sind die bevorzugten Merkmale der Erfindung auf alle Aspekte der Erfindung anwendbar und können in beliebiger Kombination verwendet werden.All features and / or steps specified in the specification may be combined in any combination, except combinations in which at least some of the features and / or steps are mutually exclusive. In particular, the preferred features of the invention are applicable to all aspects of the invention and may be used in any combination.
Die gleichen Referenzziffern, die für verschiedene Ausführungsformen verwendet werden, dienen dazu, Teile oder Merkmale verschiedener Ausführungsformen mit gleicher oder ähnlicher Funktion zu identifizieren. Falls die gleichen Referenznummern in anderen Ausführungsformen nicht identifiziert werden, bedeutet dies keinesfalls, dass die entsprechenden, durch diese Referenznummern bezeichneten Merkmale nicht vorhanden sind.The same reference numerals used for various embodiments serve to identify parts or features of various embodiments having the same or similar function. If the same reference numbers are not identified in other embodiments, this in no way means that the corresponding features designated by these reference numbers are not present.
Ein Peltier-Element oder eine Peltier-Methode ist, wenn auf sie Bezug genommen wird, gegenüber dem Seebeck-Element oder dem Seebeck-Effekt zu verstehen. Die Abkürzung TEC für thermoelektrische Kühler wird häufig verwendet. Zu beachten ist, dass neben dem „Kühler“ auch eine Erwärmung durchgeführt werden kann.A Peltier element or a Peltier method, when referred to, is understood to mean the Seebeck element or the Seebeck effect. The abbreviation TEC for thermoelectric coolers is often used. It should be noted that in addition to the "cooler" and a warming can be performed.
Ein „definierter Wert“ soll einen Wert darstellen, den das Gerät oder ein Teil des Gerätes liefern soll. Ist ein Wert „definiert“, bedeutet dies, dass das Gerät alle Maßnahmen durchführen muss, um sicherzustellen, dass der gewünschte Wert erreicht wird. Eine „definierte Temperatur“ bedeutet z.B., dass das Gerät das Infusat auf den Wert temperieren soll, der durch mindestens eine der folgenden Bedingungen definiert ist: Erwärmen, Kühlen oder Halten. Ein „vordefinierter Wert“ ist ein zuvor definierter Wert, der vom Gerät als Standard verwendet wird. Die Anwender können vordefinierte Werte jederzeit nach bestem Wissen und Gewissen ändern. Die definierten Werte können auch als vordefinierte Werte z.B. für bestimmte Anwendungen, als Kühlung bei einer Hypothermiebehandlung oder als Erwärmung bei einer Hyperthermiebehandlung nach Wahl des Behandlers definiert werden.A "defined value" is intended to represent a value that the device or a part of the device should deliver. If a value is "defined", this means that the device must take all measures to ensure that the desired value is reached. For example, a "defined temperature" means that the device is to temper the infusate to the value defined by at least one of the following conditions: heating, cooling, or holding. A "predefined value" is a previously defined value used by the device as default. Users can change predefined values at any time to the best of their knowledge and belief. The defined values may also be predefined values e.g. be defined for certain applications, as cooling in a hypothermia treatment or as heating in a hyperthermia treatment at the choice of the practitioner.
Der Ausdruck „proximal“ soll einen Ort näher am Patienten anzeigen, während der Ausdruck „distal“ den Teil eines Gerätes anzeigt, der weiter vom Patienten entfernt ist.The term "proximal" is intended to indicate a location closer to the patient, while the term "distal" indicates the portion of a device further from the patient.
Hypothermie-Behandlung ist definiert als die Behandlung eines Patienten, die eine niedrigere Körpertemperatur als normal erfordert. Die Hyperthermie-Behandlung ist eine Behandlung, bei der die Körpertemperatur um einen gewünschten Wert erhöht wird. Die Normothermie-Behandlung ist definiert als eine Behandlung eines Patienten, die eine wesentlich stabilere Temperierung auf normalem Niveau erfordert.Hypothermia treatment is defined as the treatment of a patient who requires a lower body temperature than normal. Hyperthermia treatment is a treatment that raises body temperature by a desired amount. Normothermia treatment is defined as a treatment of a patient requiring much more stable temperature control at normal levels.
Das Gerät ist definiert als der Apparat zwischen der Eingangsöffnung und dem Eingang des Infusionsgeräts zu einem Applikationsgerät, wie z.B. einer in einen Patienten einzusetzenden Nadel, einem Infusionsport, einem (zentralen) Venenkatheter und ähnlichem.The device is defined as the device between the entrance port and the infusion device entrance to an application device, such as an applicator. a needle to be inserted into a patient, an infusion port, a (central) venous catheter, and the like.
Die Begriffe „Dosierung“ mit all ihren Ableitungen sollen gleichbedeutend mit „Portionierung“ und deren Ableitungen verstanden werden, ebenso umgekehrt.The terms "dosage" with all its derivatives are to be understood as synonymous with "portioning" and their derivatives, and vice versa.
Referenznummern und Buchstaben, die eingeklammert in den Ansprüchen erscheinen, die in den Ausführungsformen beschriebenen und in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten Merkmale identifizieren, werden dem Leser als Hilfsmittel zur Veranschaulichung der beanspruchten Angelegenheit zur Verfügung gestellt. Die Aufnahme solcher Kennungen und Buchstaben ist nicht so auszulegen, dass sie den Umfang der Ansprüche einschränkt. Reference numerals and letters appearing in the claims, which identify features described in the embodiments and illustrated in the accompanying drawings, are provided to the reader as an aid to illustrating the claimed subject matter. The inclusion of such identifiers and letters is not to be construed to limit the scope of the claims.
Beschreibung der FigurenDescription of the figures
Ein Temperaturfühler kann kurz nach dem Eintritt in das Gerät über den Eingangsanschluss
Die Flüssigkeit, die über den Eingangsanschluss
Das Dosiergerät
Das Temperaturanpassungsgerät
Am proximalen Ende
Die CPU
Ein weiteres Eingangssignal an die CPU
Ein I/O-Gerät 490 kann in das Gehäuse der Einheit
Das nicht näher dargestellte Mehrlumenrohr kann nach folgenden Regeln gebaut werden: Der Temperaturaustausch zwischen dem Teil, in dem das Infusat geleitet wird, und dem Teil der temperierten Flüssigkeit sollte oder muss hoch sein, d.h. das Material muss gasdicht sein und auch Wärme in hohem Maße leiten. Gleichzeitig muss das Infusionslumen gegen Wärmeaustausch mit der Umgebungstemperatur geschützt werden.The multi-lumen tube (not shown) can be constructed according to the following rules: The temperature exchange between the part in which the infusate is passed and the part of the temperature-controlled fluid should or must be high, ie. The material must be gas-tight and also conduct heat to a high degree. At the same time, the infusion lumen must be protected against heat exchange with the ambient temperature.
Ein Temperaturfühler kann kurz nach dem Eintritt in das Gerät über den Eingangsanschluss
Die Flüssigkeit, die über den Eingangsanschluss
Das Dosiergerät
Die Temperaturanpassungseinrichtung
Der zweite Strom wird auf die zweite Seite des Peltierelements
Das Temperaturanpassungsgerät
Die CPU
Ein weiteres Eingangssignal an die CPU
Ein I/O-Gerät
Nicht dargestellt ist eine Signalleitung von der CPU
Ein Temperaturfühler kann kurz nach dem Eintritt in das Gerät über den Eingangsanschluss
Die Flüssigkeit, die über den Eingangsanschluss
Das Dosiergerät
Die Temperaturanpassungseinrichtung
Die Temperaturanpassungseinrichtung
Die zweite Seite des Peltierelements
Diese zweite Seite des Peltierelements
Der Temperaturmanipulator
Die CPU
Ein weiteres Eingangssignal an die CPU
Ein I/O-Gerät
Nicht dargestellt ist eine Signalleitung von der CPU
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 8480648 B1 [0004]US 8480648 B1 [0004]
- EP 2698182 A1 [0005]EP 2698182 A1 [0005]
- WO 2017055449 A1 [0007]WO 2017055449 A1 [0007]
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