DE1810802A1 - Dosiervorrichtungen fuer Infusionen - Google Patents

Description

Dr. med. G. Metz n. September 1968

Freiburg i. Br.
Tivolistr. 16

Dosiervorrichtungen für Infusionen

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines empfindlichen Gaszählers an der Luftzufuhr einer Infusionsflasche zur.-genauen Dosierung und Registrierung der. Flüssigkeitszufuhr, ^! (| sowie spezielle Luftschläuche und Ventile, die beim Anstieg ' des Venendrucks eine Unterbrechung der Infusion bewirken.

Außerdem werden auch direkte Volumenmesser für Infusionen und ein mit einer bestimmten Luftmenge zu füllender Beutel an der Luftzufuhr der Infusion angegeben, dessen Inhalt die einlaufende Infusionsgesamtmenge begrenzt.

Die Infusionsbehandlung, d. h. eine parenterale Zufuhr von Blut und Blutersatzmitteln, sowie Elektrolyt- und Nährlösungen, soll entweder ein ausreichendes Blutvolumen, d. h. zumindest die NormovolämiB, wiederherstellen oder/ erhalten, oder als parenterale Ernährung Wasser, Elektrolyse und Nähr- ^ stoffe zuführen. Außerdem ermöglicht eine Infusion im Be- darfsfall auch eine kontinuierlichere Verabfolgung von Medikamenten.

Beim herz- und kreislaufgesunden Erwachsenen kann die erforderliche Menge an Blutersatzmitteln oder Blut zur Auffüllung des Kreislaufes bei Blut-, Plasma·- oder sonatigen Flüssigkeitsverlusten sowohl am Rückgang der klinischen Sehocksymptome, als auch an Hand des Blutdrucks, der ITrinausscheidung oder einer direkten Blutvolumenbestimmung ermittelt werden, und auch zur Festsetzung der notwendigen

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Flüssigkeitszufuhr bei der parenter&len Ernährung genügt in diesem Fall-,unter gleichzeitiger Beachtung der Urinausscheidung, der klinischen Zeichen und des Körpergewichtes, die Kenntnis des Normbedarfs, da ein herz- und kreislaufgesunder Erwachsener sowohl einen Blutverlust von 2o$, d. h. von ca. 1 1, als, auch eine entsprechende "Überinfu-•sion" durch Anpassung des Gefäßsystems kompensiert. Dagegen kann ein Patient mit verminderter cardialer Leistung bei ungenügender Wiederherstellung des. ursprünglichen Blutvolumensu. U. schnell wieder in den Schockzustand zurückfallen, während andererseits schon eine XJberinfusion geringen Ausmaßen zu einer Stauung im kleinen Kreislauf mit den Folgen eines Lungenödems und Versagens des rechten Herzens führen kann.

Noch exakter aber muß die Flüssigkeitszufuhr bei Kindern, und insbesondere bei Kleinkindern und Säuglingen, bemessen werden, da bei ihnen, in Anbetracht ihres relativ höheren Flüssigkeitsumsatzes und des entsprechend kleineren Blutvolumens, für ein Zuviel oder Zuwenig an Infusion eine noch geringere Toleranzgrenze- besteht. Allerdings kommt es hierbei nicht ausschließlich auf die Mengendosierung, sondern meist auch auf eine möglichst gleichmäßige, zeitliche Verteilung des Infusionsvolumens an, .

Aus diesen Gründen werden vor allem in- der Kinderchirurgie mechanische Vorrichtungen zur Infusionsdosierung verwendet, die als Kolben- öder Eollen-Schlauchpumpen durch Regulierung ihres elektrischen Antriebs sowohl eine Dosierung der Gesamtmenge als auch des Zuflußes pro Zeiteinheit ermöglichen. Zu nennen sind außerdem auch die sog. Mikro-Tropfkammern in Verbindung mit normalen Infusionsflaschen, die durch Verkleinerung der Tropf en und. Erhöhung der Tfcopfenzahl eine genauere Berechnung des Durchflusses gestatten.

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Da die Infusionspumpen jedoch auf Grund ihres technischen Aufwandes praktisch nur im Operationssaal und auf den Wachstationen zur Anwendung kommen, erfolgt die Dosierung der Infusionsgeschwindigkeit auf Station fast ausschließlich nach dem Tropfenzähl-Verfahren, d. h. nach einer indirekten Methode, die zudem keine Sicherheit gegen ein plötzlich schnelleres Einlaufen der Infusion, wie z. B. durch Änderung der Nadellage, oder gegen ein Überschreiten der festgesetzten Infusionsmenge ergibt, die üblicherweise lediglich durch eine Pflastermarkierung an der Infusionsflasche selbst gekennzeichnet wird.

Zur Infusionsdosierung nach dem Venendruck wurde von SCHAEFFER dagegen ein Transfusionsautomat angegeben, der die Flüssigkeitszufuhr,bei Anstieg des Venendrucks über eine zuvor eingestellte Markierung hinaus, mit Hilfe einer Lichtschranke und einer Magnetklemme unterbricht4 doch erscheint auch dieses Gerät, abgesehen von der Schwierigkeit, den Venendruck durch ein Steigrohr an der strömenden Infusion selbst zu messen, zumindest für den täglichen Gebrauch auf den Krankenstationen zu aufwendig.

Zur Dosierung des Durchflusses pro Zeiteinheit werden deshalb sowohl vereinfachte Transfusionspumpen und Kammervolumeter im System als auch eine indirekte Mengen- und Zuflußdosierung vorgeschlagen, während zur Unterbrechung der Infusion bei ansteigendem Venendruck oder nach Einlaufen einer bestimmten Menge einige einfache technische lösungen angegeben werden.

So könnten z. B. an Stelle der aufwendigen, bisherigen Kolben- und Rollenpumpen auspreßbare, vorsterilisierte Einmal-Plastikschläuche Verwendung finden, die zwischen zwei entweder elektrisch oder durch Federkraft angetrie-

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benen Rollen mit einstellbarer Geschwindigkeit ausgepreßt werden, wobei die exakte Führung des Schlauches nach Art einer Filmrolle durch eine entsprechende Perforation der seitlich überstehenden Ränder erzielt werden kann«,

Ein solcher Plastikbehälter läßt sich jedoch auch auf pneumatische oder hydraulische Weise dosierbar ausdrükken, indem er z. B«, in einen starren Behälter eingehängt und durch Einbringen von Luft oder Flüssigkeit A bei einstellbarem Zustrom ausgepreßt wird»

Bei der Regulierung des Infusionsvolumens nach dem Venendruck ist dagegen zu berücksichtigen, daß der wiederholt gemessene Venendruck zwar bei der parenteralen Ernährung einen brauchbaren Maßstab ergibt, in der Schocktherapie jedoch nur als grobes Infusionsregulativ angesehen werden kann, weil der periphere Venendruck in diesen Fällen meist zu hohe Werte anzeigt.

Abb. 1 zeigt deshalb eine Magnetklemme a, die die Infusion beim Ansteigen der Flüssigkeit im Steigrohr b dadurch unterbricht, daß die Luft im oberen Teil c des ™ Steigrohrs zusammengepreßt, die Membran d dabei eingedrückt,und somit, entsprechend den Wasserstandsreglern nach dem Druckwächter-Prinzip, ein Kontakt geschlossen wird.

In Abb. 2 wird der Venendruck dagegen über eine gesonderte Kanüle a gemessen, um die durch die Infusionsströmung bedingten Fehlerquellen auszuschließen. Der Verschluß des Infusionsschlauches erfolgt hier nicht elektrisch, sondern durch eine kleine Gummiblase b, die sich bei steigendem Venendruck durch Kompression der darüber-

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liegenden Luftsäule füllt, wodurch sie in den Infusionsschlauch hineinragt und die öffnung c durch das Gewicht der Infusions-Flüssigkeitssäule nach Art eines Kugelbzw. Klappenventils verschlossen hält. Die Steigröhren in Abb, 1 und 2 zur Messung des Venendrucks haben außerdem eine seitliche öffnung, die nach dem Messen des anfänglichen Venendrucks verschlossen wird.

Einfacher noch läßt sich ein Infusionsstopp bei ansteigendem Venendruck jedoch durch Verwendung eines langen Schlauches a als Luftzufuhr der Infusionsflasche erzie- M len (Abb. 3)» falls dieser weitlumig und mit Flüssigkeit gefüllt ist, so daß die Luft entsprechend der Länge des Schlauches gegen einen variablen Widerstand hindurchperlen muß. Liegt die untere Schlauchbiegung b dabei nur um einige Zentimeter über der Grenze, bei der die Infusion nicht mehr fließt, bzw. der hydrostatische Druck der Infusion nur einige Zentimeter über dem peripheren Venendruck, so führt ein Anstieg des Venendrucks zu einer Unterbrechung der langsam fließenden Infusion, weil dann beide Systeme kommunizierende Gefäße bilden, deren hydrostatischer Druck sich ausgeglichen hat. Allerdings fließt eine solche Infusion auf Grund des geringen M Druckunterschiedes nur sehr langsam, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß die Höhe der unteren Schlauchbiegung beim Stillstand der Infusion nicht den tatsächlichen Venendruck anzeigt, sondern entsprechend dem Druckgradienten, &·- h. Druckverlust durch die innere Reibung der Flüssigkeit im Schlauchsystem, höher liegt.

Die indirekte Bestimmung des Durchflusses nach der Tropfenzahl läßt sich dagegen, (Abb. 4), in einfacher Weise durch eine direkte Volumenanzeige ersetzen, indem sich

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ζ. B. ein verformbares Beutelchen a mit bekanntem Volumen jeweils langsam füllt und dann über ein Heberrohr b_s entsprechend dem Prinzip der Pipettenwäscher, rasch in einen zweiten, elastischen Behälter ausfließt. Allerdings kann auch hierbei der gewünschte Durchfluß pro Zeiteinheit nicht sofort, sondern wie bisher erst nach mehrfachen Korrekturen der Schlauchklemme eingestellt werden. ,

Die Strömung der Infusion könnte jedoch auch durch eine direkte Volumenmessung nach dem Kammer-Prinzip, d„ h„ durch wechselweises Auffüllen und Entleeren einer oder mehrerer Kammern in festsetzbaren Zeitabständen reguliert werden (Abb. 5): So z. B. an Hand eines horizontalen, an einer Seite abkippbaren Schlauchstückes a, das durch abwechselndes Öffnen und Schließen der an den Enden sitzenden Magnetklemmen b gefüllt und entleert wird, wobei die zeitliche Verzögerung der Entleerung durch einen Quecksilber-Kippschalter c bewirkt werden könnte, dessen Quecksilber durch eine entsprechende Öffnung d nur langsam und mit der gewünschten Verzögerung in den abgekippten Teil fließt. Ein derartiger Quecksilber-Schalter wäre selbst zur Verwendung im Operationssaal geeignet, weil die Kontaktfunken gegenüber etwaigen explosiven Narkosegasgemi@chen in der Umgebung durch die Glasrohre getrennt sind.

Die Volumenmessung ließe sich in herkömmlicher Weise auch mit einem rotierenden Kammerzähler, oder, wie in Abb. 6 gezeigt, zwei elastischen Behältern a auf einer bei b drehbaren Wippe ausführen, die sich erst bei Vollfüllung entsprechend dem Heberprinzip, oder durch ein verstärktes Kippmoment, auf Grund einer entsprechenden

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Gefäßform entleeren, wobei die zeitliche Verzögerung, wie bei den Quecksilber-Kippschaltern, ebenfalls durch wechselweises, verlangsamtes Hin- und Herströmen einer Flüssigkeit in einem Behälter unterhalb des Wippenbalkens bewirkt werden könnte.

Allerdings haben alle direkten .Volumenmessungen nach dem Kammerprinzip den Nachteil, daß sie entweder eine elektrische Steuerung erfordern, oder bei Selbst-Steuerung, abgesehen von dem technischen Aufwand, der für einen einmaligen Gebrauch zu hoch erscheint, entsprechend dem Gewicht und der Viskosität der einzelnen Infusionsflüssigkeiten beträchtliche Abweichungen ergeben könnten, wobei auch noch die Möglichkeit einer mechanischen Schädigung des Transfusionsblutes durch Ventile oder andere bewegte Teile hinzukommt. Aus dem gleichen Grund ließe sich auch eine, auf eine bestimmte Durchströmung,geeichte Kapillare selbst bei gleichem hydrostatischen Druck nur für jeweils eine Art von Infusionsflüssigkeit verwenden.

Die genannten Schwierigkeiten der direkten Volumenmessung lassen sich jedoch ohne weiteres umgehen, wenn nicht Menge und Zufluß der-Infusionsflüssigkeit selbst, sondern der zum Ausgleich des Unterdrucks in der Flasche nachströmenden Luft gemessen werden, da diese mit der ausgeflossenen Infusionsmenge volumengleich ist, so daß sich die Möglichkeit ergibt, durch Messung und Dosierung der Luftzufuhr (Abb. 7) niit einem entsprechend empfindlichen Gaszähler a am Luftschlauch b der Infusion, sowohl eine exakte Festsetzung der Strömungsgeschwindigkeit vorzunehmen als auch die eingeflossene Gesamtmenge auf einem Zählwerk c abzulesen. Als Gaszähler kommen dafür vor allem die sog. nassen Kammer-Gaszähler nach dem Prinzip der ORQSSLEY-Trommel in Betracht, oder Strömungsmesser, bei denen die Druckdifferenz zu beiden Seiten einer oder zweier Kapillare (Abb.8)

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beim Durchströmen an der Verschiebung einer Flüssigkeits- säule angezeigt wird, da sie sich, im Gegensatz zu den in der Anaesthesie verwendeten Gasmessern, dia lediglich die Druckdifferenz zu beiden Seiten einer Einengung messen, auch für einen geringen Gasstrom eignen. Außerdem könnte eine solche Gasuhr noch mit einer einstellbaren Sperre versehen werden, die die Zufuhr nach dem Einlaufen eines bestimmten Infusionsvolumens unterbricht·

Das gleiche läßt sich in einfacher Weise aber auch dadurch erreichen, (Abb. 9)» daß an der Luftzufuhr einer Infusionsflasche entweder eine leicht gängige, paraffinierte Glasspritze a , oder, (Abb. ίο), ein Plastikbeutel a mit durchstechbarem Gummistopfen angehängt wird, die beide mit jeweils soviel Luft gefüllt werden, als Infusionsflüssigkeit einlaufen soll.

EU A. PASK, "Lancet'«'

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Claims (3)

1. Patentansprüche:

   Dosiervorrichtungen für Infusionen gekennzeichnet dadurch:

   1») Daß ein mit Infusionsflüssigkeit gefüllter, länglicher Plastikbeutel mit Inhaltsgraduierung, zwischen zwei Walzen, die. elektrisch oder mechanisch angetrieben werden, mit regulierbarer Geschwindigkeit ausgedrückt wird·
2. 2.) Daß ein mit Infusionsflüssigkeit gefüllter Plastikbeutel in einem starren, luftdicht abschließenden Gefäß eingehängt ist, das mit Flüssigkeit oder einem Gas unter Überdruck aufgefüllt wird, deren meßbarer Zustrom die gleiche Menge Infusionsflüssigkeit aus dem Beutel verdrängt.
3. 3.) Daß der Zufluß einer Infusion durch wechselweise» Auffüllen und Entleeren von Kammern sichtbar gemacht oder reguliert wird, wobei die Sichtanzeige nach dem Heberprinzip durch Entleerung eines elastischen Beutels über ein Heberrohr bei Vollfüllung, und dia.Mengendosierung mittels einstellbarer-, zeitlicher Ver> zögerung entweder eines herkömmlichen, rotierenden Kammerzählers oder eines Kippzählers alt auskippbaren, jedoch nicht rotierenden Kammern erfolgt, deren Entleerung durch Strömungsverzögernng in einem Quecksilber-Kippschalter zur Steuerung von Magnetklemmen, oder, durch Strömungsverzögerung einer anderen flüssigkeit, die sich ebenfalls in einem Gefäß befindet, das duroh das wechselweise Auffüllen und. Entleeren gekippt wird, zeitlich regulierbar ist.

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   4#) Daß die Einstellung der Infusionsgesamtmenge-, sowie deren Zufluß pro Zeiteinheit, durch einen drosselbaren Gaszähler: an der Luftzufuhr- der Infusionsflasche- erfolgt, der außerdem ein Zählwerk mit einstellbarer.· Sperre aufweist.·

   5») Daß die. Begrenzung der Infusionsgesamtmenge durch einen voiLumenvariäblen, luftdiakten Behälter an der Luftzufuhr erfolgt, der jeweils mit soviel Luft aufgefüllt wird-, als? Infusion einlaufen soll®