DE202011108838U1 - Drug Infusor for use in highly magnetic environments - Google Patents

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Abstract

System für einen frei einstellbaren Medikamenteninfusor (4) zur Anwendung in starken Magnetfeldern, wie zum Beispiel der Kernspintomographie dadurch gekennzeichnet, dass es ohne elektronische oder elektromechanische Komponenten funktioniert.System for a freely adjustable drug infusor (4) for use in strong magnetic fields, such as magnetic resonance tomography, characterized in that it works without electronic or electromechanical components.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für die Medikamenten- bzw. Flüssigkeitsinfusion bei Patienten (human oder veterinär) in einer stark magnetischem Umgebung, wie es z. B. bei einer kernspintomographischen Untersuchung (MRT) der Fall ist.The present invention relates to a system for the drug or liquid infusion in patients (human or veterinary) in a highly magnetic environment, as z. B. in a magnetic resonance imaging (MRI) is the case.

Medikamente müssen in diesem Fall dem Patient im Gegensatz zu den bei der diagnostischen Bildgebung auch verwendeten Kontrastmittel, die mittels Hochdruckinjektoren appliziert werden, dauerhaft und konstant über einen langen Zeitraum und mit relativ geringen Flussraten zugeführt werden. Bei der Kontrastmittelapplikation werden in der Regel Kochsalz und Kontrastmittel zugeführt mit Flussraten von 1 mL pro Sekunde bis zu 10 mL pro Sekunde. Bei der in dieser Anmeldung beschriebenen Medikamenteninfusion werden dagegen nur bis zu maximal 10 mL pro Minute appliziert, in der Regel sogar deutlich weniger.In this case, drugs must be supplied to the patient permanently and consistently over a long period of time and at relatively low flow rates, in contrast to the contrast media also used in diagnostic imaging, which are administered by means of high-pressure injectors. For contrast agent administration, saline and contrast media are usually supplied at flow rates of 1 mL per second up to 10 mL per second. In the case of the medication infusion described in this application, on the other hand, only up to a maximum of 10 mL per minute is applied, generally even significantly less.

Das beschriebene System zur Medikamenteninfusion verfügt über kein Computersystem zur Steuerung der Flussrate und kann ohne externe elektrische Versorgung auskommen. Das Gesamtsystem wird aus komplett nicht-magnetischen Materialien hergestellt und ist deswegen völlig unempfindlich gegen magnetische Felder und wird von diesen auch nicht angezogen.The described drug infusion system has no computer system for controlling the flow rate and can do without external electrical power. The whole system is made of completely non-magnetic materials and is therefore completely insensitive to magnetic fields and is not attracted to them.

Problembeschreibung und LösungsansatzProblem description and solution approach

Gegenwärtig verwendete Systeme zur Medikamenteninfusion in starken Magnetfeldern sind aufgrund der verwendeten Materialien und elektromechanischen Komponenten nicht wirklich voll kompatibel und einsetzbar in hohen Magnetfeldern (> 5.000 G, 0.5 Tesla), wie dies unter anderem bei der Kernspintomographie der Fall ist.Currently used drug infusion systems in strong magnetic fields are not really fully compatible due to the materials and electromechanical components used and can be used in high magnetic fields (> 5,000 G, 0.5 Tesla), as is the case with magnetic resonance imaging.

Die Systeme können nicht direkt neben dem Patienten oder direkt im Zentrum des Magnetfeldes betrieben werden.The systems can not be operated directly next to the patient or directly in the center of the magnetic field.

Dadurch besteht immer ein Sicherheitsrisiko beim Betrieb dieser Systeme für den Patienten, aber auch für das Magnetsystem.As a result, there is always a safety risk in the operation of these systems for the patient, but also for the magnet system.

Zudem benötigen die gegenwärtig verwendeten Systeme alle eine Stromversorgung für den Betrieb des Zuführmechanismuses und der Kontrollfunktionen, welches einerseits durch die von einem Kernspintomographen emittierten elektromagnetischen Felder beeinflusst werden kann, welches aber andererseits in der Betriebsfunktion auch eigene elektromagnetische Felder und Signale erzeugen kann, die von der empfindlichen Empfangselektronik des Kernspintomographen aufgenommen werden können und so zu Falschinformationen in dem erstellten diagnostischen Bild führen können.In addition, the systems currently used all require a power supply for the operation of the feeding mechanism and the control functions, which on the one hand can be influenced by the electromagnetic fields emitted by a magnetic resonance tomograph, but on the other hand in the operating function can also generate their own electromagnetic fields and signals, which sensitive receiving electronics of the magnetic resonance tomograph can be recorded and thus can lead to false information in the created diagnostic image.

Zudem sind diese Anlagen aufgrund Ihrer Bauweise relativ teuer.In addition, these systems are relatively expensive due to their design.

Es wäre also insgesamt ideal ein relativ preisgünstiges System, vielleicht sogar eine Art Verbrauchsmaterial für die individuelle Medikamenteninfusion zu haben, welche völlig unempfindlich gegenüber magnetischen und elektromagnetischen Feldern reagiert und zudem ohne eigene Stromversorgung auskommt bzw. ohne Komponenten auskommt, die eigene elektromagnetsiche Felder oder Signale erzeugen.So, overall, it would be ideal to have a relatively low-cost system, perhaps even a kind of consumable for individual drug infusion, which is completely insensitive to magnetic and electromagnetic fields, and does not need its own power supply or components that generate their own electromagnetic fields or signals ,

Das beschriebene System erfüllt diese Anforderungen, indem ein Pumpmechanismus basierend auf der Osmoseregulation und vollständig hergestellt aus nicht-magnetischen Materialien mit einem nicht elektromagnetischen Einstellsystem und einem Schlauch- und Zuführsystem kombiniert wird, welches weder anfällig gegen magnetische oder elektrische Felder ist, noch selbst elektrische oder magnetische Felder beeinflussen kann, was gerade bei der Anwendung in der Kernspintomographie von großer Bedeutung ist.The described system fulfills these requirements by combining a pumping mechanism based on osmosis regulation and completely made of non-magnetic materials with a non-electromagnetic adjustment system and a hose and feed system which is not susceptible to magnetic or electric fields, nor even electric or electric magnetic fields, which is of great importance in magnetic resonance tomography applications.

Beschreibung Stand der TechnikDescription of the prior art

Für die Anmeldung herangezogene Patentschriften

  • EP 000001530440B1
  • WO 002007058951A8
  • DE 000060133526T2
  • EP 000002060286B1
  • DE 102007003609A1
Patents used for the application
  • EP 000001530440B1
  • WO 002007058951A8
  • DE 000060133526T2
  • EP 000002060286B1
  • DE 102007003609A1

Der gegenwärtige Stand der Technik (wie in den Schriften EP 1530440B1 , WO 2007058951A8 und DE 60133526T2 offenbart) sieht eine konstante Medikamenteninfusion bei der Kernspintomographie mit komplizierten Pumpsystemen vor, die alle elektrisch oder elektromechanisch oder elektrohydraulisch aufgebaut sind bzw. betrieben werden.The current state of the art (as in the scriptures EP 1530440B1 . WO 2007058951A8 and DE 60133526T2 discloses) provides for constant drug infusion in magnetic resonance imaging with complex pumping systems, all of which are electrically or electromechanically or electro-hydraulically constructed.

Diese Systeme sind nicht vollständig a-magnetisch und verfügen über mehr oder weniger komplexe elektronische Steuerungssysteme und Komponenten. Alle gegenwärtig auf dem Markt befindlichen Systeme müssen deswegen ausserhalb des Hauptmagnetfeldes aufgestellt werden und sind nur bis zum Einsatz bis maximal 1.000 G bis 2.000 G (0,1 Tesla–0,2 Tesla) zugelassen.These systems are not completely a-magnetic and have more or less complex electronic control systems and components. For this reason, all systems currently on the market must be set up outside the main magnetic field and are only permitted for use up to a maximum of 1,000 G to 2,000 G (0.1 Tesla-0.2 Tesla).

Die kernspintomograhischen Systeme arbeiten aber in der Regel mit Magnetfeldern von 3.000 G bis 30.000 G (0,3 Tesla–3 Tesla), was zur Folge hat, dass diese Anlagen nur in einem gewissen Abstand zum Magnet betrieben werden können. Zudem sind die elektronischen Bauteile anfällig gegenüber den hochfrequenten elektromagnetischen Feldern des Kernspintomographen und können Ihrerseits durch die eigenen Felder Stärinformationen bei der kernspintomographischen Untersuchung verursachen.However, the nuclear magnetic resonance systems generally work with magnetic fields of 3,000 G to 30,000 G (0.3 Tesla-3 Tesla), with the result that these systems can only be operated at a certain distance from the magnet. In addition, the electronic components are susceptible to the high-frequency electromagnetic fields of the magnetic resonance tomograph and can in turn cause by their own fields strength information in the nuclear magnetic resonance tomography examination.

Diese Probleme soll die vorliegende Erfindung vermeiden.These problems are to avoid the present invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft also ein System zur Infusion von Medikamenten bzw. Flüssigkeiten unter starken magnetischen Feldern ohne die oben angeführten Nachteile.The present invention thus relates to a system for the infusion of drugs or liquids under strong magnetic fields without the above-mentioned disadvantages.

In dem vorgeschlagenen System wird ein Pumpmechanismus basierend auf der Osmoseregulation (wie in der Schrift EP2060286B1 aufgezeigt) und vollständig hergestellt aus nicht-magnetischen Materialien mit einem nicht elektromagnetischen Einstellsystem und einem Schlauch- und Zuführsystem kombiniert (siehe auch DE 102007003609A1 ), welches weder anfällig gegen magnetische oder elektrische Felder ist, noch selbst elektrische oder magnetische Felder beeinflussen kann, was gerade bei der Anwendung in der Kernspintomographie von grosser Bedeutung ist.In the proposed system, a pumping mechanism based on osmosis regulation (as in Scripture EP2060286B1 shown) and completely made of non-magnetic materials combined with a non-electromagnetic adjustment system and a hose and feed system (see also DE 102007003609A1 ), which is neither susceptible to magnetic or electric fields, nor can affect even electric or magnetic fields, which is of great importance especially in the application in magnetic resonance tomography.

Durch diese Bauweise kann der Medikamenteninfusor praktisch direkt neben der Injektionsstelle am Patienten platziert werden und mit dem Patienten zusammen in das starke Magnetfeld geschoben werden.This construction allows the medicine infuser to be placed almost directly next to the injection site on the patient and pushed together with the patient into the strong magnetic field.

Neben der Tatsache, dass sich der Weg des Medikaments vom Speicherort bis zum Patienten dramatisch gegenüber dem gegenwärtigen Stand der Technik verkürzt, wird auch sichergestellt, dass keine für den Patienten und das Bedienpersonal gefährliche Situation eintritt bei dem das System vom starken Magnetfeld angezogen wird.In addition to the fact that the path of the drug from the place of storage to the patient is dramatically shorter than the current state of the art, it also ensures that there is no dangerous situation for the patient and the operator when the system is attracted by the strong magnetic field.

Das Grundsystem benötigt keine elektrische Versorgung, um die Medikamenteninfusion mit der gewünschten Flussrate durchzuführen, da die Medikamentenzufuhr über die Einstellung eines Potentialgradienten einer semipermeablen Membran eingestellt wird (kann mechanisch erfolgen) und durch den physikalischen Prozess der Osmoseregulation dem Patienten zugeführt wird.The basic system does not require electrical power to perform the drug infusion at the desired flow rate because the drug delivery is adjusted by the adjustment of a potential gradient of a semipermeable membrane (can be mechanical) and delivered to the patient through the physical process of osmosis regulation.

Es kann allerdings Sinn machen das System mit einer Gleichspannungsversorgung auszurüsten, um Warnmitteilungen an das Bedienpersonal (z. B. Venenverstopfung, Infusionsfehler, u. a.) zu übermitteln. Dies kann mit einer handelsüblichen Batterie erfolgen und hat keinen Einfluss auf die oben beschriebenen Eigenschaften.It may, however, make sense to equip the system with a DC power supply to send warning messages to the operator (eg, venous obstruction, infusion errors, etc.). This can be done with a commercially available battery and has no influence on the properties described above.

Das System kann auch so ausgeführt werden, dass das Hauptsystem nach einer bestimmten Anzahl von Infusionen nicht mehr funktioniert, um unsachgemässe Nutzung zum Wohle des Patienten zu verhindern.The system may also be designed so that the main system stops functioning after a certain number of infusions to prevent improper use for the benefit of the patient.

Das jeweilige Patientenzuführsystem muss dabei selbstverständlich bei jedem neuen Patienten ausgetauscht werden.Of course, the respective patient supply system must be exchanged with each new patient.

Zudem kann es Sinn machen ein austauschbares Leitungsmodul im Hauptsystem vorzusehen, welches nach einer erfolgten Applikation zur Anwendung kommt, um eine Kontamination von verschiedenen Medikamenten zu vermeiden.In addition, it may make sense to provide a replaceable line module in the main system, which is used after a successful application to avoid contamination of various drugs.

Natürlich können mehrere Medikamenteninfusoren parallel geschaltet werden, um dem Patienten gleichzeitig mehrere Medikamente mit unterschiedlichen Flussraten zuführen zu können.Of course, multiple drug infusors can be switched in parallel to allow the patient to simultaneously deliver multiple drugs at different flow rates.

Figurenliste und BeschreibungCharacter list and description

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
hochfrequent abgeschirmter Raum um einen Kernspintomographen (optional)High-frequency shielded room around a magnetic resonance tomograph (optional)
22
Kernspintomograph (Magnet) mit horizontaler oder vertikaler Feldrichtung in der Regel zwischen 3.000 G und 30.000 G (0,3 Tesla–3 Tesla) in Ausnahmen auch deutlich höherMagnetic resonance tomograph (magnet) with horizontal or vertical field direction usually between 3.000 G and 30.000 G (0.3 Tesla-3 Tesla) in exceptions also significantly higher
33
Patient (human oder veterinär)Patient (human or veterinary)
44
Medikamenteninfusor basierend auf Osmoseregulation mit einerMedicated infuser based on osmosis regulation with one
55
semipermeablen Membrane und Einstellmechanismus für die Flussrate durch Änderung des Potentialgradientensemipermeable membrane and flow rate adjustment mechanism by changing the potential gradient
66
Leitungssystem des Hauptsystems (optional austauschbar)Line system of the main system (optional exchangeable)
77
Füllbehälter für MedikamenteFilling container for medication
88th
Warnlampe bei Fehlfunktion (optional)Warning lamp in case of malfunction (optional)
99
Lautsprecher bei Fehlfunktion (optional)Speaker in case of malfunction (optional)
1010
Ventile zum Anschluss der Patientenleitungen (11) bzw. der Leitungen zum Füllbehälter (12) und dem parallelen Anschluß von mehreren MedikamenteninfusorenValves for connecting patient cables ( 11 ) or the lines to the filling container ( 12 ) and the parallel connection of several drug infusors
1111
austauschbare Leitung zum Patienten (3)replaceable line to the patient ( 3 )
1212
austauschbare Leitung zum Füllbehälter (7)replaceable line to the filling container ( 7 )
1313
Verbindungsstücke bei Parallelbetrieb mehrerer Medikamenteninfusoren (4)Connectors in parallel operation of several drug infusors ( 4 )

Zeichnung 1/1: Medikamenteninfusor (4) im Magnetfeld neben dem Patienten (3)Drawing 1 / 1 : Medication Infuser ( 4 ) in the magnetic field next to the patient ( 3 )

Zeichnung 2/2: Medikamenteninfusor im Detail und eine eventuelle Parallelschaltung von mehreren Medikamenteninfusoren (4) Drawing 2 / 2 : Medicine infuser in detail and a possible parallel connection of several drug infusors ( 4 )

In der 1 wird die schematische Anordnung des Gesamtaufbaus gezeigt. Ein Kernspintomographiesystem, dargestellt ist nur der bildgebende Magnet mit einem vertikal oder horizontal Feld (2), optional installiert in einem hochfrequent abgeschirmten Raum (1), indem sich der Patient (3) auf dem Patientenbett im Magnetfeld des Magneten (2) befindet. Das vorgschlagene Medikamenteninfusionssystem (4) befindet sich direkt neben dem Patienten im Hauptmagnetfeld und wird über einen Füllbehälter (7) mit den zu applizierenden Medikamenten oder Flüssigkeiten versorgt.In the 1 the schematic arrangement of the overall structure is shown. One Magnetic resonance tomography system, shown is only the imaging magnet with a vertical or horizontal field ( 2 ), optionally installed in a high-frequency shielded room ( 1 ) by the patient ( 3 ) on the patient bed in the magnetic field of the magnet ( 2 ) is located. The proposed drug infusion system ( 4 ) is located directly next to the patient in the main magnetic field and is fed via a filling container ( 7 ) supplied with the drugs or liquids to be administered.

2 zeigt die Detaildarstellung des Medikamenteninfusionssystems (4), bei dem eine anzuwendende Flussrate eingestellt werden kann, indem man den Potentialgradienten einer semipermeablen Membran verändert (5), die das Medikament dann basierend auf dem physikalischen Prinzip des Osmoseausgleichs von einem Medikamentenbehälter (7) über das Leitungssystem des Füllbehälters (12) und das Leitungssystem des Hauptsystems (6) und entsprechenden Ventilen (10) zur Patientenleitung (11) und nachfolgend in den Patienten (3) appliziert. Über parralele Leitungsstücke (13) und weitere Ventile (10) kann ein weiterer Medikamenteninfusor (4) parallel geschaltet werden, der nach dem gleichen Prinzip aus einem anderen Medikamentenbehälter (7) ein weiteres Medikament zum Patienten (3) führt. 2 shows the detailed representation of the drug infusion system ( 4 ), in which a flow rate to be used can be adjusted by changing the potential gradient of a semipermeable membrane ( 5 ), which then determines the drug based on the physical principle of osmotic balance of a drug container ( 7 ) via the conduit system of the filling container ( 12 ) and the management system of the main system ( 6 ) and corresponding valves ( 10 ) to the patient management ( 11 ) and subsequently in the patient ( 3 ) applied. Via parralelt line pieces ( 13 ) and other valves ( 10 ), another drug infuser ( 4 ) are connected in parallel, which according to the same principle from another drug container ( 7 ) another drug to the patient ( 3 ) leads.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 000001530440 B1 [0011] EP 000001530440 B1 [0011]
  • WO 002007058951 A8 [0011] WO 002007058951 A8 [0011]
  • DE 000060133526 T2 [0011] DE 000060133526 T2 [0011]
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  • DE 102007003609 A1 [0011, 0017] DE 102007003609 A1 [0011, 0017]
  • EP 1530440 B1 [0012] EP 1530440 B1 [0012]
  • WO 2007058951 A8 [0012] WO 2007058951 A8 [0012]
  • DE 60133526 T2 [0012] DE 60133526 T2 [0012]
  • EP 2060286 B1 [0017] EP 2060286 B1 [0017]

Claims (10)

System für einen frei einstellbaren Medikamenteninfusor (4) zur Anwendung in starken Magnetfeldern, wie zum Beispiel der Kernspintomographie dadurch gekennzeichnet, dass es ohne elektronische oder elektromechanische Komponenten funktioniert.System for a freely adjustable drug infuser ( 4 ) for use in strong magnetic fields, such as magnetic resonance imaging, characterized in that it functions without electronic or electromechanical components. System nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es zudem komplett aus nicht-magnetischen Materialien gefertigt wird.System according to claim 1, characterized in that it is also made entirely of non-magnetic materials. System nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das System völlig unbeeinflusst von externen magnetischen Feldern von um die 100.000 G (10 Tesla) arbeiten kann und auch direkt in diese Feldern platziert werden kann ohne Funktionsbeeinträchtigung.System according to claim 1 and 2, characterized in that the system can operate completely unaffected by external magnetic fields of around 100,000 G (10 Tesla) and can also be placed directly in these fields without detrimental effect. System nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass es auch von externen elektromagnetischen Störfeldern in seiner Funktionsweise nicht beeinflusst wird.System according to claim 1 to 3, characterized in that it is not affected by external electromagnetic interference fields in its operation. System nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass es keine eigenen elektromagnetischen Felder generiert.System according to claim 1 to 4, characterized in that it does not generate its own electromagnetic fields. System nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Infusionsmechanismus durch Einstellung eines Potentialgradienten an einer semipermeablen Membrane erfolgt und so durch die Osmoseregulation eine variabel einstellbare, aber konstante Flussrate erzielt wird.System according to claim characterized in that the infusion mechanism takes place by setting a potential gradient on a semipermeable membrane and so by the osmosis regulation a variably adjustable, but constant flow rate is achieved. System dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Füllbehälter (7) über austauschbare Verbindungssysteme (12) an das Leitungssystem des Hauptsystems (6) und damit an das Hauptsystem (4) angeschlossen werden können. Zur Sicherheit und einfachen Umsetzung dienen dabei die Ventile (10).System characterized in that different filling containers ( 7 ) via exchangeable connection systems ( 12 ) to the management system of the main system ( 6 ) and thus to the main system ( 4 ) can be connected. For safety and ease of implementation, the valves ( 10 ). System dadurch gekennzeichnet, dass die Patienten (3) über austauschbare Verbindungssysteme (11) an das Leitungssystem (6) des Hauptsystem (4) und damit an das Hauptsystem angeschlossen werden können. Zur Sicherheit und einfachen Umsetzung dienen dabei die Ventile (10).System characterized in that the patients ( 3 ) via exchangeable connection systems ( 11 ) to the piping system ( 6 ) of the main system ( 4 ) and thus can be connected to the main system. For safety and ease of implementation, the valves ( 10 ). System nach Anspruch 1–7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Warnmechanismus basierend auf optischen oder akustischen Signalen bei Fehlfunktionen integriert sein kann.System according to claim 1-7, characterized in that a warning mechanism based on optical or acoustic signals can be integrated in case of malfunction. System nach Anspruch 1–6 dadurch gekennzeichnet, dass es keine elektrischen oder mechanischen Verbindungen durch einen hochfrequent abgeschirmten Raum (2) benötigt.System according to claims 1-6, characterized in that there are no electrical or mechanical connections through a high-frequency shielded room ( 2 ) needed.
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