DE19654724A1 - Lösbare Verbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Verbindung für die Anwendung in der Medizintechnik gemäß der im Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Derartige lösbare Verbindungen sind in der Medizintech­ nik schon seit längerem bekannt und werden unter an­ derem dafür verwendet, einen Katheter mit Infusionsbe­ hältern, Druckmeßeinrichtungen zur Messung des Drucks der Körperflüssigkeit eines Patienten oder ähnliches zu verbinden. Das körpernahe Verbindungsteil der lösbaren Verbindung ist dabei an den Flüssigkeit enthaltenden Katheter angeschlossen und das körperferne Verbindungs­ teil an Flüssigkeitsschläuche, an einen Meßdom mit Druckwandler, an Infusionsbehältnisse oder ähnliches.

Durch den Anschluß des körperfernen Verbindungsteils an einen Meßdom zur direkten Messung von Körperflüssigkeit wird der Druckwandler über eine Flüssigkeitssäule eines venös oder arteriell gelegten Katheters und dem ent­ sprechenden Schlauch- und Verbindungssystem mit Flüs­ sigkeitsdruck beaufschlagt. Der extrakorporal angeord­ nete Druckwandler wandelt Druckänderungen in der Flüs­ sigkeit des Katheters und somit der Körperflüssigkeit eines Patienten in elektrische Meßsignale um, die einer Auswerte- und Anzeigeeinheit zugeführt werden. Darüber kann dann der Druck und die Druckänderung in der Kör­ perflüssigkeit bestimmt werden.

Um eine Verfälschung der Meßergebnisse zu vermeiden, muß der Druckwandler an einem Referenzpunkt plaziert werden, der in Höhe der Katheterspitze, beispielsweise in der mittleren Herzhöhe, liegt.

Als Meßdome werden Einwegdome verwendet, die nach Ge­ brauch entsorgt werden müssen.

Bei dieser Meßanordnung ist es schwierig, den Druck­ wandler in Höhe der Katheterspitze zu halten, da dieser mit dem Meßdom in einer Haltevorrichtung ortsfest neben dem Patienten angeordnet ist. Ändert sich die Lage des Patienten, beispielsweise richtet sich der Patient aus einer Liegeposition in eine aufrechte Position auf, so stimmt der Referenzpunkt nicht mehr und es kommt zu ei­ ner Verfälschung des Meßergebnisses.

Dies ist insbesondere bei der Ventrikel-Messung von Nachteil, da dort der Druck in einem Bereich von 8 bis 10 mm Hg liegt und sich somit Lageänderungen des Pa­ tienten gravierend auf das Meßergebnis auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Verbindung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß deren Anwendungsbereich vergrößert und auch eine diese lös­ bare Verbindung enthaltende Meßanordnung zur direkten Messung von Körperflüssigkeit vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Ober­ begriffsmerkmalen gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich innerhalb der gattungsgemäßen lösbaren Verbindung Druckwandler auf einfache Weise anordnen lassen und eine kompakte, kleinbauende Baueinheit gebildet werden kann. Da zum Anlegen und Betrieb des Katheters in der Regel sowieso Steckverbindungen benötigt werden, kann erfindungsgemäß durch Anordnen eines Druckwandlers in dem körperfernen Verbindungsteil die Meßanordnung zur direkten Messung von Körperflüssigkeit ohne weiteres vereinfacht werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die lösbare Verbindung einen körperfernen männlichen Ver­ bindungsteil und einen körpernahen weiblichen Verbin­ dungsteil auf, wodurch sich einfache Anordnungsmöglich­ keiten für den Druckwandler in der lösbaren Verbindung ergeben.

Beispielsweise ist der Druckwandler nach einer Ausfüh­ rungsform konzentrisch im männlichen Verbindungsteil und insbesondere im Bereich seines freien Endes ange­ ordnet und greift in den weiblichen Verbindungsteil ein. Die Flüssigkeit kann dann unabhängig von der Win­ kellage in Bezug auf die Achse des männlichen Verbin­ dungsteils ungehindert am Druckwandler anliegen.

Um den Druckwandler entfernt von der mechanischen Ver­ bindung zwischen dem männlichen Verbindungsteil und dem weiblichen Verbindungsteil anzuordnen und somit nega­ tive Einflüsse aufgrund mechanischer Belastung auf die lösbare Verbindung und somit auf das Meßergebnis zu vermeiden, ist der männliche Verbindungsteil durch ein den Druckwandler beinhaltenden Stift in den weiblichen Verbindungsteil hineinverlängert. Der Druckwandler kann dann ohne mit einer Schutzschicht versehen, unmittelbar an der Oberfläche des Stiftes angeordnet werden, wo­ durch die Meßgenauigkeit verbessert wird.

Eine Autoklavierbarkeit der lösbaren Verbindung mitsamt dem Katheter, also der gesamten Meßanordnung, wird durch das Verwenden von geeigneten Werkstoffen und die Konstruktion nach der Erfindung ermöglicht. Dafür ist auch zwischen dem Stift und dem männlichen Verbindungs­ teil eine Zugentlastungs- und Fixierschicht, insbeson­ dere aus Silikon, vorgesehen. Die Autoklavierbarkeit gewährleistet eine hohe Verfügbarkeit der ganzen Meßan­ ordnung einschließlich der lösbaren Verbindung. Zudem wird durch die Autoklavierbarkeit erreicht, daß alle Teile wiederverwendet werden können. Es fällt somit kein Abfall an.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung bil­ det der Druckwandler zumindest einen Teil der Stirnflä­ che des männlichen Verbindungsteils. Auch hier wird in jeder Drehwinkellage des körperfernen Verbindungsteils eine ungehinderte Druckbeaufschlagung des Druckwandlers mit Druckflüssigkeit gewährleistet.

In der Medizintechnik haben sich Luer-Lock-Verbindungen bewährt. Zweckmäßigerweise ist daher eine Luer-Lock- Verbindung nach der Erfindung ausgebildet.

Da der Druckwandler temperaturempfindlich ist, muß die­ ser auf Temperaturänderung hin abgeglichen werden. Die­ ser Abgleich wird in einem separaten Gehäuse durchge­ führt. Der Druckwandler ist dann vollständig tempera­ turkompensiert. Das körperferne Verbindungsteil ist da­ her mit einem Gehäuse zum Abgleich und zur Kompensation der elektrischen Meßsignale verbunden.

Um die Übertragung der elektrischen Meßsignale vom kör­ perfernen Verbindungsteil zum Gehäuse nicht durch me­ chanische Belastungen zu beeinträchtigen, ist das kör­ perferne Verbindungsteil über eine mechanische Verbin­ dung und eine elektrische Verbindung mit dem Gehäuse verbunden.

Durch die kompakte, kleinbauende lösbare Verbindung mit einem Druckwandler ist nunmehr eine körpernahe Anord­ nung in Höhe des Ausgangs des Katheters aus dem Körper, insbesondere benachbart hierzu, ohne weiteres möglich. Beispielsweise kann die lösbare Verbindung durch ein Heftpflaster benachbart zum Ausgang des Katheters aus dem Körper an diesen fixiert werden.

Als Druckwandler wird vor allem ein Piezokristall ver­ wendet.

Vor jeder Messung ist ein Nullabgleich durchzuführen und dieser gegebenenfalls während einer längeren Meß­ phase zu wiederholen. Dafür muß vor der Messung mit dem Druckwandler ein Druckausgleich mit der umgebenden At­ mosphäre erreicht werden, wofür ein Dreiwegehahn vorge­ sehen ist. Bei Druckausgleich wird die Nullpunktanzeige überprüft und gegebenenfalls nachgestellt. Der Dreiwe­ gehahn wird geschlossen und an den Katheter für den Meßvorgang angeschlossen. Es ist daher von Vorteil, das körperferne Verbindungsteil der lösbaren Verbindung nach der Erfindung an einen körpernahen Dreiwegehahn anzuschließen. Dabei ist das körpernahe Verbindungsteil Teil dieses Dreiwegehahns oder eines T-Stücks.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausfüh­ rungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht im Schnitt ei­ ner lösbaren Verbindung gemäß einer ersten Aus­ führungsform nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht im Schnitt ei­ ner lösbaren Verbindung gemäß einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht im Schnitt ei­ ner lösbaren Verbindung gemäß einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein körperfernes Verbindungsteil 10 einer lösbaren Verbindung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Schnitt dargestellt. Bei dem körper­ fernen Verbindungsteil 10 handelt es sich um den männ­ lichen Verbindungsteil einer Luer-Lock-Verbindung.

Luer-Lock-Verbindungen sind Steck-/Schraubverbindungen, bei denen das männliche Verbindungsteil 10 in ein weib­ liches hier nicht dargestelltes Verbindungsteil ein­ greift.

In einem zylindrischen Gehäuse 12 des körperfernen Ver­ bindungsteils 10 ist dabei ein hohlzylindrischer Stift 14 koaxial im Gehäuse 12 angeordnet, der sich in beide Richtungen der freien Enden des zylindrischen Gehäuses 12 über dieses Gehäuse 12 hinaus erstreckt. Der Stift 14 bildet den männlichen Teil des körperfernen Verbin­ dungsteils 10 der Luer-Lock-Verbindung.

Das hier nicht dargestellte weibliche körpernahe Ver­ bindungsteil der Luer-Lock-Verbindung ist an das männ­ liche körperferne Verbindungsteil 10 entsprechend ange­ paßt.

Das Gehäuse 12 weist von seinem körpernahen Ende ausge­ hend eine zylindrische, koaxial im Gehäuse 12 angeord­ nete Ausnehmung 16 auf, durch die sich koaxial der Stift 14 erstreckt. Die Ausnehmung 16 ist zum körperna­ hen Ende des Gehäuses 12 hin offen.

In dem hohlzylindrischen Stift 14 ist eine sogenannte Mikrosonde 18 eingebracht, die aus einem stiftartigen Stahlgehäuse 20 mit einem kleinen Fenster seitlich an dem körpernahen Ende des Stahlgehäuses 20 besteht. In dem kleinen Fenster ist ein Druckwandler 22 zur direk­ ten Druckmessung von Körperflüssigkeiten eingebracht.

Die Mikrosonde 18 ragt über beide freien Enden des zy­ lindrischen Stiftes 14 hinaus.

Zum dichtenden Abschluß zwischen der Mikrosonde 18 und dem hohlzylindrischen Stift 14 ist dazwischen Zugent­ lastungs- und Fixiermaterial eingebracht. Das Zugent­ lastungs- und Fixiermaterial wird durch einen die Mi­ krosonde 18 umgreifenden Silikonschlauch 24 gebildet.

Der Silikonschlauch 24 ragt über das körperferne freie Ende des hohlzylindrischen Stiftes 14 hinaus und dient als Zugentlastung für eine an das körperferne Verbin­ dungsteil 10 angeschlossene elektrische Leitung 26 so­ wie zum dichtenden Abschluß zwischen dem Stift 14 und der Mikrosonde 18. Dadurch wird unter anderem die Auto­ klavierbarkeit des männlichen Verbindungsteils ermög­ licht.

Das körpernahe freie Ende der Mikrosonde 18 mit dem Druckwandler 22 ragt, wie erwähnt, in das körpernahe, weibliche, hier nicht dargestellte Verbindungsteil hin­ ein. Dieses körpernahe Verbindungsteil ist Teil eines Dreiwegehahns, der an einen Katheter angeschlossen ist. Über den mit Flüssigkeit gefüllten Katheter kann die Druckmessung von Körperflüssigkeit eines Patienten er­ folgen.

Der Druck der Körperflüssigkeit wird durch die Flüssig­ keit im Katheter auf den Druckwandler 22 übertragen.

Der Druckwandler 22 besteht bevorzugt aus einem Piezo­ kristall, der Druckänderungen in elektrische Signale umsetzt. Die elektrischen Meßsignale werden von dem Druckwandler 22 über eine elektrische Leitung 26 zu ei­ nem Gehäuse 28 zum Abgleich und zur Kompensation der elektrischen Signale übertragen.

Bei dem Druckwandler 22, der, wie oben erwähnt, auf piezoresistiver Basis arbeitet, wird der physikalische Effekt ausgenützt, daß Halbleiter unter Druck ihren spezifischen Widerstand ändern. Um sehr kleine und hochpräzise Drucksensoren zu erhalten, werden diese Wi­ derstände direkt in ein Halbleitermaterial eindiffun­ diert. Als Druckmembran für den Druckwandler 22 dient dabei einkristallines Halbleitermaterial.

Dadurch gelingt es die Druckübertragung direkt in eine Widerstandsänderung umzuwandeln.

Zur Erhöhung der Empfindlichkeit werden vier Halblei­ terwiderstände zu einer Wheatstonschen Brücke verbun­ den. Bei allen realen Brückenschaltungen erhält man bei der unabgeglichenen Brücke eine Nullpunktspannung - Offset -. Diese Nullpunktspannung ändert sich in Abhän­ gigkeit der Temperatur - Offsetdrift -. Wird ein nicht abgeglichener Sensor beispielsweise von 20°C auf 38°C erwärmt, liefert dieser Sensor eine elektrische Spannung, ohne daß auf ihn Druck ausgeübt wurde.

Ein weiteres Problem beim nicht abgeglichenen Sensor ist die unterschiedliche Empfindlichkeit, die aus Fer­ tigungstoleranzen resultiert. Dies erschwert die Mes­ sung reproduzierbarer Werte, da für jeden Sensor ein Abgleich und eine Kompensation durchgeführt werden muß.

Der erwähnte Abgleich und die Kompensation werden in dem zugeordneten Gehäuse 28 durchgeführt, so daß der Druckwandler 22 vollständig kompensiert und abgeglichen ist.

Das Gehäuse 28 ist mit einem mehrpoligen Anschluß 30 versehen, an den ein isoliertes elektrisches Kabel zur Übertragung der Meßsignale zu einer Meßanzeigevorrich­ tung, wie einem Monitor, oder zu einem Aufzeichnungsge­ rät anschließbar ist.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt und zeigt ebenfalls ein körperfernes Verbindungsteil 10 einer Luer-Lock-Verbindung. Dieses körperferne Verbindungsteil 10 ist ähnlich dem körper­ fernen Verbindungsteil 10 der ersten Ausführungsform aufgebaut, so daß für gleiche Bauteile die gleichen Be­ zugszeichen verwendet werden.

Der Stift 14 ragt jedoch nicht über das körperferne Ende des Gehäuses 12 hinaus, sondern schließt bündig mit diesem ab.

Desweiteren ist keine Mikrosonde 18 vorgesehen. Viel­ mehr ist der Druckwandler 22 direkt auf die Stirnseite des Stiftes 14 aufgebracht und bildet einen Teil die­ ser. Der Druckwandler 22 ist über eine Silikonklebever­ bindung in den Stift 14 eingegossen. Über eine elektri­ sche Leitung 26 ist der Druckwandler 22 mit dem Gehäuse 28 verbunden, das mit einem mehrpoligen Stecker 30 ver­ sehen ist.

Das körperferne Verbindungsteil 10 der Luer-Lock-Ver­ bindung ist unmittelbar an das Kalibriergehäuse 28 an­ geschlossen.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt, die im wesentlichen der zweiten Aus­ führungsform entspricht. Lediglich ist das körperferne Verbindungsteil 10 mechanisch über ein die elektrische Leitung umgreifendes Kabel 27 mit dem Gehäuse 28 ver­ bunden, wobei an dem körperfernen Verbindungsteil 10 eine Zugentlastung 29 angeordnet ist, wodurch ein dichtes Verbinden mit dem Gehäuse 12 ermöglicht wird.

In den anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausfüh­ rungsformen ist der Druckwandler koaxial zum männlichen Verbindungsteil 10 angeordnet.

Die Erfindung zeichnet sich durch ihre kompakte, klein­ bauende Ausführung einer lösbaren Verbindung aus, die insbesondere mit einem Dreiwegehahn verbunden und Teil der Meßordnung zur direkten Druckmessung von Körper­ flüssigkeit ist.

Durch diese kompakte Ausführung kann der Druckwandler 22 ohne weiteres in Höhe der Katheterspitze benachbart zum Ausgang des Katheters unmittelbar am Patienten an­ geordnet werden, so daß es bei Änderungen der Lage des Patienten zu keiner Meßverfälschung und nicht zwangs­ läufig zu einer Änderung des Referenzpunktes des Druck­ wandlers 22 zur Katheterspitze kommt.

Dieser Effekt ist insbesondere bei der Ventrikel-Druck­ messung von Vorteil, da hier Drücke in einem Bereich von 8 bis 10 mm Hg auftreten.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin durch die geringe Artefaktanfälligkeit aus, da vor allem die bisher üb­ lichen größeren Wassersäulen der Meßanordnung wegfal­ len. Eine Verfälschung des Meßergebnisses durch Bewegen der Wassersäulen ist nun kaum mehr möglich.

Bezugszeichenliste

20 Stahlgehäuse
22 Druckwandler
24 Silikonschlauch
26 elektrische Leitung
27 Kabel
28 Gehäuse
29 Zugentlastung
30 mehrpoliger Anschluß

Claims (13)

1. Lösbare Verbindung für die Anwendung in der Me­ dizintechnik mit einem körpernahen Verbindungs­ teil, der an einen Flüssigkeit enthaltenden Ka­ theter angeschlossen ist, und einem korrespon­ dierenden körperfernen Verbindungsteil (10), dadurch gekennzeichnet, daß in dem körperfernen Verbindungsteil (10) ein Druckwandler (22) zur direkten Druckmessung von Körperflüssigkeit an­ geordnet ist, der Druckänderungen der Flüssig­ keit im Katheter in elektrische Meßsignale um­ setzt.

2. Lösbare Verbindung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch einen körperfernen männlichen Verbindungsteil (10) und einen körpernahen weiblichen Verbindungsteil.

3. Lösbare Verbindung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druckwandler (22) als Teil des männlichen Verbindungsteils (10) im Bereich seines freien Endes angeordnet ist und in den weiblichen Verbindungsteil eingreift.

4. Lösbare Verbindung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druckwandler (22) koaxial im männlichen Verbindungsteil (10) angeordnet ist.

5. Lösbare Verbindung nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der männliche Verbin­ dungsteil (10) durch ein den Druckwandler bein­ haltenden Stift (18) in den weiblichen Verbin­ dungsteil hinein verlängert ist.

6. Lösbare Verbindung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Stift (18) und dem männlichen Verbindungsteil (10) eine Zug­ entlastungs- und Fixierschicht, insbesondere aus Silikon, vorgesehen ist.

7. Lösbare Verbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ wandler (22) zumindest einen Teil der Stirnflä­ che des männlichen Verbindungsteils (10) bil­ det.

8. Lösbare Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Luer-Lock- Verbindung.

9. Lösbare Verbindung nach einem der verangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kör­ perferne Verbindungsteil (10) mit einem Gehäuse (28) zum Abgleich und zur Kompensation der elektrischen Meßsignale verbunden ist.

10. Lösbare Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kör­ perferne Verbindungsteil (10) über eine mecha­ nische und eine elektrische Verbindung (26) mit dem Gehäuse (28) verbunden ist.

11. Lösbare Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine körpernahe Anordnung in Höhe des Ausgangs des Katheters aus dem Körper, insbesondere benachbart hierzu.

12. Lösbare Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Piezokri­ stall als Druckwandler (22).

13. Lösbare Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kör­ pernahe Verbindungsteil Teil eines Dreiwege­ hahns oder T-Stücks ist.