DE1879384U

DE1879384U - INTRACORPORAL ELECTRO-MICROMANOMETER.

Info

Publication number: DE1879384U
Application number: DE1963SC033622
Authority: DE
Inventors: Harry Dr Med Schaeffer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-04-29
Filing date: 1963-04-29
Publication date: 1963-09-19

Description

Prof.Dr.H.SdiMftKiProf.Dr.H.SdiMftKi BAD NAUHEI* A'"BAD NAUHEI * A '"

Beschreibung. Description .

Gegenstand der Erfindung ist einThe invention is a

intrakorporales Elektro-Mikromanometerintracorporeal electro-micromanometer _tt

d.h. ein für die Anwendung im Körperinneren bestimmtes Druckmessgerät so kleiner Dimensionen (Aussendurchraesser 1,2 mm), dass es in arterielle und Y«nBmm Blutgefässe, ins Gewebe und vor allem an der Spitze eines Herzkatheters befestigt in das Herz eingeführt werden kann und an Ort und Stelle den Blutdruck bzw. den Gewebsdruck zu messen und fortlaufend zu registrieren erlaubt· That is, a pressure measuring device intended for use inside the body of such small dimensions (outer diameter 1.2 mm) that it can be inserted into arterial and Y «nBmm blood vessels, into tissue and, above all, attached to the tip of a cardiac catheter, into the heart and in place and place to measure the blood pressure or the tissue pressure and to register continuously allowed

Solche Druckmessungen und Registrierungen in Herz und Gefässen sind heute in Physiologie und klinischer Medizin alltägliche Massnahmen. In der überwiegenden Zahl der Fälle werden sie heute so vorgenommen, dass ein flüssigkeitsgefüllter Katheter mit endständiger Öffnung bis zur Messtelle (z.B. in die rechte Herzkammer) vorgeschoben wird· Die hier herrschenden Druckschwankungej werden durch den Katheter zu einem mit dem äusseren Katheterende verbundenen, also ausserhalb des Körpers befindlichen Druckmessgerät (extrakorporales Manometer) fortgeleitet und von diesem mittels elektrischerTransmission registriert·Such pressure measurements and registrations in the heart and blood vessels are commonplace in physiology and clinical medicine today Activities. In the vast majority of cases today, they will made in such a way that a fluid-filled catheter with a terminal opening up to the measuring point (e.g. in the right ventricle) is advanced · The pressure fluctuations prevailing herej are connected to the outer end of the catheter, i.e. located outside the body, through the catheter (extracorporeal manometer) and registered by this by means of electrical transmission

Diesem Verfahren der extrakorporalen Registrierung haften 2 Mängel an: 1«) Die Fortleitung der Druckschwankungen in der langen Flüssigkeitssäule des Katheters führt zu hoher Dämpfung und damit zu so starker Herabsetzung der Eigenfrequenz des Registriersystems, dass höherfrequente Druckschwankungen nicht mehr getreu wiedergegeben werden. 2.) Die herzbedingten Schleuderbewegungen des Katheterendes erzeugen Entstellungen der Druckkurven· Beide Vorgänge erschweren die Deutung und damit die diagnostische Verwertung der gewonnenen Kurven*Adhere to this procedure of extracorporeal registration 2 deficiencies in: 1 «) The transmission of pressure fluctuations in the long column of liquid of the catheter leads to high attenuation and thus to such a great reduction in the natural frequency of the registration system that higher-frequency pressure fluctuations are not reproduced more faithfully. 2.) The heart-induced slingshot movements the end of the catheter produce distortions of the pressure curves · Both processes make the interpretation difficult and thus the diagnostic evaluation of the curves obtained *

Man ist daher schon seit Jahren bestrebt, Manometer so klein zu bauen, dass sie beim Menschen an der Spitze eines Katheters befestigt in Herz- und Blutgefässe eingeführt werden können. (tfetterer-Sonde 19^3» Verbesserung durch Gauer 1950«For years, efforts have therefore been made to build pressure gauges so small that they are attached to the tip of a catheter in humans attached to the heart and blood vessels. (tfetterer probe 19 ^ 3 "Improvement by Gauer 1950"

Telco-Manometer 195^ u.e.). Nur diese Technik gestattet physikalisch einwandfreie Druckkurven zu schreiben·Telco manometer 195 ^ u.e.). Only this technique is allowed to write physically perfect pressure curves

Es gelang, den äuBBermn Durchmesser des Manometers bis auf 2,7 Bot herabzusetzen (Telco-Manometer). Solche Manometersenden können mit Erfolg beim Erwachsenen und grösseren Kindern angewendet werden, nicht aber beim Kleinkind und Säugling« Gerade bei letzteren hat aber die exakte Druckregistrierung besondere Wichtigkeit im Hinblick auf die Diagnostik der angeborenen Herzfehler *It was possible to reduce the outer diameter of the manometer to 2.7 bot (Telco manometer). Such pressure gauge ends can be used successfully on adults and older children, but not on toddlers and infants.

Die bisher bekannten Manometer sind auch zu gross, um in kleinere Blutgefässe mittels Punktionsnadel direkt eingeführt su werden· Druckmessungen in mittleren und kleineren Venen konnten daher bis jetzt nur mittels extrakorporaler Manometer ausgeführt werden· Dabei musste die mit der Körperlage wechselnde hydrostatische Druckkomponente berücksichtigt werden, wodurch u.U. erhebliche Messfehler eingeführt wurden«The previously known manometers are also too large to be inserted directly into smaller blood vessels using a puncture needle.Therefore , up to now, pressure measurements in medium-sized and smaller veins could only be carried out using extracorporeal manometers possibly significant measurement errors were introduced «

Schllesslich besteht ein Bedürfnis, für Forschung»- wie für praktisch-diagnostische Zwecke, an der Herzkatheter-Spitz« neben dem Manometer noch ein zweites Messgerät, etwa zur Registrierung der Qt-Sättigung des Blutes, anzubringen, um am gleichen Ort zwei Messgrössen aufzuzeichnen* Auch dies ist bei der Grosse der bisher bekannten Manometer unmöglich«Finally, there is a need for research "- as for practical diagnostic purposes, on the heart catheter tip" In addition to the manometer, a second measuring device, e.g. for registering the Qt saturation of the blood, can be attached to the to record two measured values at the same location * This is also possible with the size of the previously known pressure gauges impossible "

Aus den genannten Gründen ergab sich die Aufgabe, ein Manometer von so kleinen Dimensionen zu bauen, dassFor the reasons mentioned, the task arose to build a pressure gauge so small that

1.) ein mit solchem Manometer ausgestatteter Herzkatheter selbst beim Kleinkind und Säugling ins Herz eingeführt werden kann»1.) a cardiac catheter equipped with such a manometer can even be inserted into the heart of toddlers and babies »

2·) ein Herzkatheter für Erwachsene an seiner Spitze neben dem Manometer noch ein zweites evtl. sogar drittes Registriergerät enthalten kann«2) a cardiac catheter for adults at its tip next to the manometer and a second and possibly even third recording device may contain «

3.) dieses Manometer in der Spitze einer Punktionsnadel direkt in eine Vene oder Arterie mittleren Kalibers eingeführt werden kann·3.) this manometer in the tip of a puncture needle can be inserted directly into a medium-caliber vein or artery

Neben der genannten Forderung nach möglichst kleinen Dimensionen des Manometers sollte eine zweite Forderung ver-In addition to the mentioned requirement for the smallest possible dimensions of the pressure gauge, a second requirement should be

wirklicht werden, nämlich die nach Lagestabilität und Beschleunigungsstabilität des Manometer«· Denn nur diese Eigenschaften gestatten Kurven zu schreiben, die von Entstellungen frei sind· Die bekannten extrakorporalen Manometer (z.B. Statham-Element) sind keineswegs lagestabil, geschweige denn beschleunigungsstabil. Sie ändern ihre Anzeige bereits» wenn sie aus der horizontalen in «ine mehr vertikale Lage gebracht werden· Die oben genannten an dmf Herzkatheterspitze angebrachten Manometer, die nach de« induktiven Prinzip arbeiten, verhalten sich in dieser Hinsicht «war erheblich günstiger, sind aber auch nicht völlig beschleunigungsstabil, da sie einen elastisch aufgehängten Eisenkern enthalten, der in Schwingungen gerät, wenn er ein« Beschleunigung oder Beschleunigungskomponente in der Sichtung seiner Längsachse erfährt. Dadurch kann die Druck·* anzeige verfälscht werden«become real, namely those according to the positional stability and acceleration stability of the manometer «· Because only these properties allow curves to be written that are free from distortions · The known extracorporeal manometers (e.g. Statham element) are by no means positionally stable, let alone acceleration stable. They already change their display "when they are moved from the horizontal to a more vertical position. The above-mentioned manometers attached to the dmf cardiac catheter tip, which work according to the inductive principle, behave in this regard" were considerably cheaper, but they are also not completely stable to acceleration because they contain an elastically suspended iron core which starts to vibrate when it experiences an acceleration or acceleration component in the sighting of its longitudinal axis. This can falsify the pressure * * display «

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird in folgendem in zwei verschiedenem Ausführungen dargestellt: Beide arbeiten nach dem Elektrolyt-ViderStandsprinzip: Druckänderungen erzeugen Widerstandsänderungen in mi.nmr Elektrolyt strombahn.The solution of the problem is shown in the following different in two versions: Both operate on the electrolyte ViderStandsprinzip: pressure changes produce changes in resistance in mi.nmr electrolytic current track.

Dieses Prinzip 1st bereits mehrfach für Tierversuche zur Konstruktion von Elektromanometern benutzt worden {Grünbaum I898, Garten I916, Schütz 1931, Wagner 1931/1932, Wagner u. Piper 1951). Trotzdem die Manometersonde von Wagner und Piper einen Durch« messer von nur 3,7 Km erreichte, kam sie doch für die Anwendung am Menschen noch nicht in Frage·This principle is already used several times for animal experiments Construction of electromanometers has been used {Grünbaum I898, Garten I916, Schütz 1931, Wagner 1931/1932, Wagner and Piper 1951). Despite the fact that Wagner and Piper's manometer probe was only 3.7 km in diameter, it was used not yet in question on humans

!.Ausführung (Abb. 1 -5)»! .Design (Fig. 1 -5) »

Die elastische Gegenkraft des Manometers wird nicht, wie üblich, von einer das Manometer nach aussen abschliessenden Membran geliefert, mtmdmrn von einem sehr dünnwandigen Kapillar-Rohr X aus Glas oder Metall von elliptische« Querschnitt« Bi» gross· Achse der Ellipse 1st er* 0,75 em, die klein» Achse 0,4 mm lang. Die Rohrlänge beträgt er. 6 mm, das inner« Ende ist geschlossen, das äussere Ende offen und steht mit der atmosphärische: Luft in Verbindung* Seine Oberfläche ist platiniert, die dünneThe elastic counterforce of the manometer is not, as usual, supplied by a membrane that seals the manometer from the outside, but by a very thin-walled capillary tube X made of glass or metal of elliptical "cross-section " Bi " large axis of the ellipse is * 0 , 75 em, the small »axis 0.4 mm long. The pipe length is he. 6 mm, the inner end is closed, the outer end is open and is in contact with atmospheric air * Its surface is platinum-plated, the thin one

Platinschicht nit Platinmohr überzogen· Zu beiden. Seiten, des elliptischen Rohres verläuft parallel zu seiner Längsachse je mi.n Platindraht 2 von 0,1 mm Durchmesser, ebenfalls mit Platinmohr überzogen. Beide Drähte sind nur an den Enden des Rohres isoliert auf dieses aufgekittet, ihr Abstand von Rohr beträgt beiderseits 0,03 ~ 0,05 *■»· Sie bilden die stromführenden Elektroden und setzen sieh daher nach aus sen fort* Da das Rohr an den Kittetellen versteift ist, S0 ist die Lage der beiden Elektroden-Drähte unveränderlich und unabhängig vom herrschenden Druck.Platinum layer covered with platinum black · To both. Sides, of the elliptical tube runs parallel to its longitudinal axis each with platinum wire 2 0.1 mm in diameter, also covered with platinum black. Both wires are only insulated and cemented to the ends of the pipe, their distance from the pipe is 0.03 ~ 0.05 on both sides * ■ »· They form the current-carrying electrodes and therefore continue to look outwards * Since the pipe is connected to the Kittetellen is stiffened, S0 the position of the two electrode wires is unchangeable and independent of the prevailing pressure.

Das Rohr alt den beiden Elektroden-Drähten bildet den eigentlichen Druckreaseptor. Dieser ist nahe seinem aus s er en Ende in das lackisolierte Metallrohr 3 axial eingekittet (bei 4). Letztere« ist 1 mm weit, von 0,1 met Wandstärke« Seine Lange entspricht der Länge des Druckrezeptors· Es ist nach vorn durch die riehtkraftfreie, etwas nach aussen vorgewölbte Membran 5 aus Silikon-Kautschuk abgeschlossen,, sein Innenraum luftblasenfrei nit einer Elektrolytlösung von geringer Leitfähigkeit und niedrigem Temperatur-Koeffizienten (Magnanini«Lösung) gefüllt« Die Erhaltung ihrer Form verdankt die dünne Kautschukmembran ausschlieselich der Flüssigkeit«füllung.The tube old the two electrode wires forms the actual pressure receptor. This is axially cemented near its end in the enamel-insulated metal tube 3 (at 4). The latter "is 1 mm wide, with a wall thickness of 0.1 meters." Its length corresponds to the length of the pressure receptor low conductivity and low temperature coefficient (Magnanini solution) filled "The thin rubber membrane owes its shape to the liquid" filling alone.

Den Abschluss ssur Blutbahn hin bildet der Kunststoff ring 6« Hier erfolgt die Druckübertragung durch die schlaffe Kautschuk» membran hindurch auf das Innere des Manometers«The plastic ring 6 "forms the end of the bloodstream. Here the pressure is transmitted through the slack rubber »membrane to the inside of the manometer«

Die Wirkungsweise ist aus den Querschnitten Abb« 3,4,5 entsprechend A-B (Abb. Z) ersichtlich« Man erkennt (in ver~ grossertem Masstab) in der Mitte das elliptische Rohr, zu beiden Seiten die filektrodendrähte. Der Strom fliesst von einem Elektrodendraht über die Elektrolytlösung zur leitenden Aussenschicht des. Rohres 1, von da über den Elektrolyten zur anderen Elektrode weiter« Abb« 3 zeigt die Querschnittsform des Rohres bei Atmosphärendruck.Mit steigendem Überdruck wird die Ellipse abgeflacht {Abb· 5)? die grosse Achse nimmt zu auf Kosten der kleinen Achse. Damit wächst der Abstand des Rohres von den feststehenden Elektroden^, entsprechend steigt der Elektrolyt-The mode of operation can be seen in the cross-sections Fig. 3, 4, 5 corresponding to AB (Fig. Z) . You can see (on a larger scale) the elliptical tube in the middle and the electrode wires on both sides. The current flows from an electrode wire via the electrolyte solution to the conductive outer layer of the tube 1, from there via the electrolyte to the other electrode «Fig. 3 shows the cross-sectional shape of the tube at atmospheric pressure. With increasing overpressure, the ellipse is flattened {Fig · 5) ? the major axis increases at the expense of the minor axis. This increases the distance between the pipe and the stationary electrodes ^, and the electrolyte increases accordingly.

wideretand der Anordnung. Das Umgekehrte erfolgt bei Unterdruck: Die Ellipse nähert sieh der Kreisform, die Abstände des Rohrs von den Elektroden, werden kleiner, der Elektrolytwiderstand der Anordnung sinkt (Abb· 4)·resisted the order. The opposite happens with negative pressure: the ellipse approaches the circular shape, the distances between the tube and the electrodes become smaller, the electrolyte resistance of the arrangement decreases (Fig.4)

Pie 2 * Ausführungsfort»Pie 2 * execution continuation »

besitzt das gleiche Aussenrohr und die gleiche Elektrolytfüllung, jedoch einen andersartigen Druckrezeptor im Inneren. Fig· β zeigt seinen Längsschnitt, Abb« 7 (in vergrößertem Mass tab > den Querschnitt« Man erkennt, dass ein längsgeschlitztes Doppelrohr ? vorliegt. Aus äusserst dünnem Glas gefertigt, beträgt die Länge 6 mm, der Aussendurchmesaer 0,8 mm» Die beiden Spaltränder £ des Doppelrohres sind platlniert und mit Platinmohr überzogen« An Jeden Spaltrand 1st ein feiner Kupferdraht $ angelötet, der nach aussen führt und als Stromzuführung dient« An dem de« Blutstrom zugekehrten Endm bei 10 ist der Spalt zwischen Aussen* und Innenteil des Doppelrohres geschlossen, am anderen Ende neben der Einkittstelle bei 11 mündet es frei nach aussen«has the same outer tube and the same electrolyte filling, but a different type of pressure receptor inside. Fig. Β shows its longitudinal section, Fig. 7 (on an enlarged scale tab> the cross section “You can see that there is a longitudinally slit double tube?” Made of extremely thin glass, the length is 6 mm, the outer diameter 0.8 mm ”The two gap edges £ of the double tube are platlniert and platinum black coated "at every gap edge 1st a fine copper wire $ soldered, which leads to the outside and as a power supply" to serve the de «bloodstream facing ENDM at 10 the gap between outer * and the inner part of the double pipe is closed , at the other end next to the cementing point at 11 it flows freely outwards «

Am Querschnitt des Doppelrohres erkennt man leicht, dass modifiziertes Bourdon-Rohr vorliegt· Denkt man sich zahlreiche kleine Bourdon-Röhren seitlich aneinandergelegt und ihre Hohlräume 2u einem gemeinsamen Hohlraum verschmolzen, so erhält man den vorliegenden Druckreaktor. Demgemäss biegt sich das Doppelrohr bei Überdruck so zusammen, dass sich die platinierten Spaltränder einander nähern« Bei Unterdruck entfernen sie sich von einander« Die Abstandsänderung wird durch die Widerstandsänderung der Elektrolytlösung gemessen«From the cross-section of the double tube you can easily see that there is a modified Bourdon tube · If you think of many small Bourdon tubes placed side by side and their cavities fused into a common cavity, one obtains the present pressure reactor. Accordingly, when there is overpressure, the double pipe bends so that the platinum-plated gap edges approach one another. When there is underpressure, they move away from each other «The change in distance is measured by the change in resistance of the electrolyte solution«

Die Reaeptorrohre beider Ausführungeformen können auch an beiden Enden verschlossen und luftleer gemacht werden» Man erhält dann absolute Drucke· Für das Manometer am Ende d&m Herzkath£eters ergibt sich hierbei der Vorteil, dass ein besonderer Luftkanal ie Katheter fortfällt.The Reaeptorrohre both Ausführungeformen can also closed at both ends and be evacuated "then obtains absolute Prints · For the pressure gauge at the end of d & m Heart Kath £ eters results here in the advantage that a special air duct falls away he catheter.

Veiter besteht die Möglichkeit, das Manometer statt mit Elektrolytlösung mit einer nichtleitenden Flüssigkeit zu füllen und die Formänderungen der Reaseptorrohre kapazitiv zu regle tr i er en ·Veiter has the option of filling the manometer with a non-conductive liquid instead of electrolyte solution and capacitively regulating the changes in shape of the Reaseptor tubes.

Di· Registrierung der Slektrolyt-itfiderstandsänderungen erfolgt in bekannter Weise mittels Brückenschaltung, Speisung mit Wechseletront von 5000 - 6000 Hz, Verstärker und Oecillographen von hoher Eigenfrequenz. Zur Temperaturkompensation dient ein ähnlich gebauter, jedoch druckunempfindlicher Elektrolytwideretand gleicher Gröeeenordnung im benachbarten Brückenzweig.The changes in the electrolyte resistance are registered in a known manner by means of a bridge circuit, supply with Wechseletront from 5000 - 6000 Hz, amplifier and oecillograph of high natural frequency. A similarly built, but pressure-insensitive electrolyte resistor is used for temperature compensation same order of magnitude in the neighboring branch of the bridge.

Die beschriebenen Blektrolyt-Videretands-Manoineter zeigen von - 100 bis <f 300 Torr drucklineare Ausschläge* Der Innere Widerstand liegt bei er· ÖOO-n~. Ihr Verschiebungsvolumen ist außerordentlich gering: 0,0076 war pro 100 Torr· Entsprechend der minimalen Masse des schwingenden Körpers ist die Eigenfrequenz sehr hoch: sie übersteigt 3000 Hz· Die Empfindlichkeit ist für physiologische und klinische Zwecke voll ausreichend und vom Grade dmr Verstärkung abhängig·The lead-electrolyte videretands pressure gauges described show pressure-linear deflections from -100 to <f 300 Torr * The internal resistance is er · OOO-n ~. Your shift volume is extremely low: 0.0076 was per 100 Torr · In accordance with the minimum mass of the vibrating body, the natural frequency is very high: it exceeds 3000 Hz · Sensitivity is fully sufficient for physiological and clinical purposes and depending on the degree dmr reinforcement ·

Der wesentliche Fortschritt des neuen Manometers gegenüber den schon bekannten liegt darin, dass es dank seiner Kleinheit (Aussendurehmesser 1,2 mm) sowie setiner Lagestabilität und BeschleunigungsstabilitätThe main advance of the new pressure gauge compared to the already known ones is that, thanks to its small size (Outside diameter 1.2 mm) as well as setiner positional stability and Acceleration stability

1.) die Registrierung physikalisch einwandfreier Kurven in Herz und Gefässen auch beim Kleinkind gestattet·1.) The registration of physically perfect curves in the heart and blood vessels is also permitted in toddlers

2·) die Möglichkeit schafft, an der Spitze des Erwachsenen-Herzkatheters zwei oder mehr Messgrössen an genau gleicher Stelle KU registrieren·2 ·) creates the possibility of being at the tip of the adult cardiac catheter two or more measured quantities of exactly the same Register position KU

3·) durch Anbringung eines zweiten Manometers im Verlauf des Herzkatheters, etwa einige Zentimeter oberhalb des Spitzenmanometers, in 2 Herzabschnitten {z.B. in Vorhof und Kammer) gleichzeitig physikalisch einwandfreie Druckmessungen vorzunehmen erlaubt.3) by attaching a second manometer in the course of the cardiac catheter, about a few centimeters above the tip manometer, in 2 heart segments {e.g. in the atrium and ventricle) to take physically perfect pressure measurements at the same time permitted.

4·) An der Spitze einer Punktionsnadel in Blutgefässe mittleren Kalibers und in Gewebe eingeführt werden kann und dort Druckmessungen ohne Berücksichtigung der hydrostatischen Druck·· komponente durchführen lässt«4 ·) At the tip of a puncture needle into blood vessels medium caliber and can be introduced into tissue and there pressure measurements without taking into account the hydrostatic pressure component can be carried out "

Claims

Sch 33 622/42 k Gbm Prof, Dr, H. Schaeffer shooters sayings

1. Intracorporeal pressure measuring device that is intended for use within the human and animal body according to the electrolyte resistance principle, characterized in that inside a metal tube (3), which is a few millimeters long and is closed on one side, with a clear width of about 1 mm, which is filled with an electrolyte solution and attached to its the other end is closed with a slack rubber membrane (5), a very thin-walled elastic capillary tube (1) made of cast or metal with a platinum-coated surface and an elliptical cross-section arranged axially iat _t w9h »atA one end is closed, while its other end is free to the outside opens and on both sides of which 2 parallel platinum wires (2) are fixed immovably at a very small distance, which serve as electrodes.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in place of the capillary tube of elliptical cross-section with the two platinum wire electrodes a double-walled, longitudinally slit capillary tube made of glass (7) occurs, both of which are split edges (δ) dttBch platinum coatings are made conductive and serve as electrodes.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that that the capillary tubes do not open freely to the outside, but closed on both sides and evacuated are made.