DE19514237C2 - Verfahren zum Messen des Füllstandes einer implantierbaren Infusionspumpe sowie Ultraschall-Meßgerät zum Durchführen des Verfahrens und implantierbare Infusionspumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Füllstandes einer implantierbaren Infusionspumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Ultraschall- Meßgerät sowie eine Infusionspumpe, die zur Durchfüh­ rung des Verfahrens geeignet ausgebildet ist.

Bei implantierbaren Infusionspumpen, wie sie beispiels­ weise aus der DE 26 04 113 C2 bekannt sind, ist es er­ wünscht, die Menge des in der implantierten Infu­ sionspumpe noch vorhandenen Medikaments mit einer hohen Genauigkeit erfassen zu können. Dies ist zum einen für die Feststellung von Bedeutung, ob ein Nachfüllen er­ forderlich ist, zum anderen aber kann ein regelmäßiges Messen des Füllstandes auch eine Aussage über die Funk­ tion der Pumpe geben.

Die Bestimmung des Durchmessers eines im medizinischen Bereich eingesetzten Pumpenschlauches ist Gegenstand der DE 38 42 404 A1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Messung des jeweiligen Füllstandes einer im­ plantierten Infusionspumpe sowie ein zugehöriges Ultraschall-Meßgerät und eine zur Durchführung des Ver­ fahrens geeignete implantierbare Infusionspumpe zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe das Verfahren be­ treffend durch die im Anspruch 1 angebenen Merkmale ge­ löst, das Ultraschall-Meßgerät betreffend durch die Merkmale des Anspruchs 2 und die implantierbare Infusionspumpe betreffend durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst. Die Unteransprüche 4 und 5 gegeben vorteilhafte Ausgestaltungen der Infu­ sionspumpe an.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht, und

Fig. 2 einen Graph, der die Intensität des reflek­ tierten Schallimpulses über die Zeit wieder­ gibt.

Die implantierbare Infusionspumpe ist mit einem Gehäuse 10 versehen, das ein ein einen Dampfdruck erzeugendes Treibmittel aufnehmender Treibmittelraum 12 und einen ein Medikament aufnehmenden Medikamentenraum ausbildet. Weiter ist eine die Abgabe des Medikaments dosierende, zu einem im Körper des Patienten mündenden Katheder 16 führende Drosselstrecke 18 vorgesehen. Bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel ist der Treibmittelraum 12 als Balg 20 ausgebildet (wobei alternativ auch auch der Medikamentenraum 14 als Balg ausgebildet sein könnte). Die Grundfläche 22 des Balges 20 ist an dem Gehäuse fixiert, die andere Grundfläche 30 des Balges 20 bewegt sich mit fortscheitender Abgabe des Medikaments von der fixierten Grundfläche 22 weg (bei der alternativen Aus­ führungsform, bei der der Balg das Medikament aufnimmt, bewegt sich die Grundfläche mit fortschreitender Abgabe des Medikaments zu der fixierten Grundfläche hin).

Die bewegliche Grundfläche 30 des Balges 20 ist exakt zentrisch mit einer Ringscheibe 26 belegt, die aus ei­ nem Ultraschall reflektierenden Material besteht. Um die Höhe des Balges 20 - und damit den Füllstand der Infusionspumpe - zu messen, wird mittels einer Ultra­ schallsendersensor-Baugruppe 28 ein Ultraschallimpuls in Richtung der Bewegung des Balges 20 von außerhalb des Körpers des Patienten aufgegeben. Die Laufzeit der von der Ringscheibe 26 auf der beweglichen Grundfläche 30 des Balges 20 reflektierten Ultraschallimpulses wird gemessen. Weiter wird die Laufzeit der von der Refe­ renzfläche 24 auf der Grundfläche 22 reflektierten Ultraschallimpulses, der durch die Ausnehmung 32 in der Ringscheibe 26 gewandert ist, gemessen. Sodann wird die Differenz zwischen den beiden Laufzeiten gebildet und die jeweilige Höhe des Balges aus der Differenz der beiden Laufzeiten errechnet. Der jeweilige Füllstand ergibt sich bei einer Ausbildung des Treibmittelraums als Balg aus dem Produkt der Höhe des Balges mit dessen mittlerer Fläche, bei einer Ausbildung des Treibmittel­ raums als Balg aus der Subtraktion dieses Volumens von dem Gesamtvolumen der Infusionspumpe.

Der in Fig. 2 gezeigte Verlauf der Intensität der Schallantwort zeigt ein erstes Maximum, das den Ort der Ringscheibe wiedergibt. Diese Schallantwort ist relativ breit, da die bewegliche Grundfläche dazu neigt, sich ein wenig schräg zu stellen. Die ansteigende Flanke dieser Schallantwort ist auf die zu dem Schallsensor hin geneigte, die abfallende Flanke dieser Schallant­ wort stammt von der von dem Schallsensor weg geneigten Fläche der Ringscheibe. Der Ort der Mitte der bewegli­ chen Ringscheibe 26, anhand dessen das Volumen zu be­ rechnen ist, entspricht mit ausreichender Genauigkeit der Mitte zwischen diesen beiden Flanken. Dieser wird ermittelt, indem die Laufzeit bis zu der ansteigenden Flanke und die Laufzeit bis zu der abfallenden Flanke addiert und die Summe sodann halbiert wird.

Dagegen wird die Schallantwort von der Referenzfläche nur ein kurzer Peak sein.

Parallaxefehler werden dadurch ausgeschlossen, das von der ortsfesten Grundfläche 22 nur ein wieder durch die Ausnehmung 32 in der Ringscheibe 26 zurück reflektier­ ter Schallimpuls aufgenommen wird. Nur bei einer exakt senkrechten Ausrichtung kommt überhaupt eine solche zweite Schallantwort, ohne die die Differenzbildung nicht möglich ist.

Bei Verwendung eines Ultraschallimpulses von beispiels­ weise 500 MHZ beträgt die Wellenlänge des Ultraschall­ impulses 0,6 µm. Auch wenn einige vollständige Schwin­ gungen erforderlich sind, um die Ultraschallantwort zu kennen, ist eine Genauigkeit von wenigen µm erreichbar. Da der Gesamthub des Balges mehrere 1.000 µm beträgt, ermöglicht das hier vorgeschlagene Verfahren eine Meß­ genauigkeit in der Größenordnung von 1 Promille. D.h., daß bei einer Infusionspumpe, die ein Füllvolumen auf­ nimmt, das für 100 Tage ausreichend ist, die Funktions­ fähigkeit der Pumpe in Zeitabständen von wenigen Stun­ den nachgewiesen werden kann.

Um etwaige Schwingungen der beweglichen Grundfläche des Balgs auszugleichen, kann die Messung mehrfach unmit­ telbar nacheinander durchgeführt und der Mittelwert über eine eine solche Vielzahl von Messungen ausgerech­ net und ausgegeben werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Messen des Füllstandes einer implan­ tierbaren Infusionspumpe, die mit einem Gehäuse (10)′ in dem ein ein einen Dampfdruck erzeugendes Treibmittel aufnehmender Treibmittelraum (12) und ein ein Medika­ ment aufnehmender Medikamentenraum (14) ausgebildet sind, wobei wenigstens entweder der Treibmittelraum (12) oder der Medikamentenraum (14) als Balg (20) ausge­ bildet ist, dessen eine Grundfläche (22) an dem Gehäuse (10) fixiert ist und dessen andere Grundfläche (30) sich mit fortschreitender Abgabe des Medikaments hin zu bzw. weg von der fixierten Grundfläche (22) bewegt, versehen ist, gekennzeichnet durch Aufprägen eines Ultraschall­ impulses in Richtung der Bewegung des Balges (20) durch die Haut des Patienten hindurch, Erfassen des von der beweglichen Grundfläche (30) des Balges (20) reflek­ tierten Ultraschallimpulses und des von einer ortsfe­ sten Referenzfläche (22, 24) reflektierten Ultraschall­ impulses, Bilden der Differenz zwischen den beiden Laufzeiten und Berechnen der jeweiligen Höhe des Balges aus der Differenz der beiden Laufzeiten.

2. Ultraschall-Meßgerät zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ultraschallsendersensor-Baugruppe (28), deren Ultra­ schallsender einen Ultraschallimpuls in Richtung der Bewegung des Balges (20) aussendet und deren Ultra­ schallsensor die reflektierten Ultraschallimpulse er­ faßt, eine Einrichtung zum Messen der Laufzeit des von der beweglichen Grundfläche (30) des Balges (20) ref­ lektierten Ultraschallimpulses und der Laufzeit des von der Referenzfläche (22, 24) reflektierten Ultraschall­ impulses und einer Einrichtung zum Bilden der Differenz zwischen den beiden Laufzeiten und Berechnen der jewei­ ligen Höhe des Balges (20) aus der Differenz der beiden Laufzeiten.

3. Implantierbare Infusionspumpe mit einem Gehäuse (10), in dem ein ein einen Dampfdruck erzeugendes Treibmittel aufnehmender Treibmittelraum (12) und ein ein Medikament aufnehmender Medikamentenraum (14) aus­ gebildet sind, wobei wenigstens entweder der Treibmit­ telraum (12) oder der Medikamentenraum (14) als Balg (20) ausgebildet ist, dessen eine Grundfläche (22) an dem Gehäuse (10) fixiert ist und dessen andere Grundfläche (30) sich mit fortschreitender Abgabe des Medikaments hin zu bzw. weg von der fixierten Grundfläche (22) be­ wegt, dadurch gekennzeichnet, daß die be­ wegliche Grundfläche (30) des Balgs (20) und eine orts­ feste Referenzfläche (22, 24) der Infusionspumpe aus einem Ultraschall reflektierenden Material bestehen oder mit einem solchen Material (26, 24) belegt sind.

4. Implantierbare Infusionspumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzfläche die mit der Bodenfläche der Infusionspumpe verbundene Grundflä­ che (22) des Balges (20) ist.

5. Infusionspumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die bewegliche Grundfläche (30) des Balges (20) exakt zentrisch mit einer mit einer zentra­ len Ausnehmung (32) versehenen Ringscheibe (26) aus einem Ultraschall reflektierenden Material belegt ist.