DE2350175C2

DE2350175C2 - Druckmeßanordnung

Info

Publication number: DE2350175C2
Application number: DE2350175A
Authority: DE
Inventors: Hervé Eaubonne Val d'Oise Durand; Théo Lausanne Grandjean
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-10-11
Filing date: 1973-10-05
Publication date: 1982-12-02
Also published as: BE805894A; DE2350175A1; GB1444423A; FR2155689A5; CH577303A5; US3893451A; IT995700B

Description

Die Erfindung geht aus von einer Druckmeßanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 niedergelegten Art

Eine solche Druckmeßanordnung, deren eigentliches Druckmeßgerät im allgemeinen einen den Druck in ein elektrisches Signal umformenden Meßwandler, eine elektrische Meß- und Verstärkerschaltung sowie eine Anzeigevorrichtung umfaßt, wird immer dann eingesetzt, wenn es nicht möglieh odeF wünschenswert ist, den Meßwandler unmittelbar an den Ort zu bringen, an dem der zu messende Druck herrscht Dies ist insbesondere bei den im Bereich der Human- und Tiermedizin häufig als Diagnosehilfe eingesetzten Messungen des intravaskulären und intrakardialen Blutdruckes sowie des Rückgrats- oder Nierendrucks usw. der Fall.

Bei der intravaskulären oder intrakardialen Blut

druckmessung wird die leitungsförmige, flüssigkeitsgefüllte Druckaufnahmesonde von einem Katheter gebildet, dessen vorderes Ende an den Ort des zu messenden Drucks vorgeschoben wird und dessen Lumen mit einer s physiologischen Lösung gefüllt ist Die am Mündungsort des Katheterlumens auftretenden Druckschwankungen werden von der nichtkompressiblen Lösung an das distale Ende des Katheters übertragen, von wo sie über eine ebenfalls mit der physiologischen Lösung gefüllten,

ίο schlauch- oder rohrförmigen DruckUbertragungsleitung zum Meßwandler des Druckmeßgerätes weitergeleitet werden, da es im allgemeinen nicht möglich ist, das Druckmeßgerät so nahe an den zu untersuchenden Patienten bzw. das Tier heranzubringen, daß das distale

:s Ende des Katheters unmittelbar angeschlossen werden kann.

Nun hat sich aber gezeigt, daß die zu messenden Druckschwankungen während der Übertragung zum Meßwandler aufgrund von Eigenresonanzerscheinun gen innerhalb des Katheters und der Druckübertra gungsleitung erhebliche Verzerrungen erleiden. Die Eigenresunanzfrequenzen der meisten Katheter liegen etwa zwischen 15 Hz und 60 Hz. Wenn die zu messenden Druckphänomene bei einer Frequenz auftreten, die nahe bei einer dieser Resonanzfrequenzen liegt, erleiden sie während ihrer Übertragung eine Fehlverstärkung, die 400% überschreiten kann. Sogar -bei Drucksignalen, die mit viel niedrigeren Frequenzen aufeinander folgen, wie etwa im kardiovaskulären System, kann man eine Fehlverstärkung bemerken, die zu nicht vernachlässigbaren Meßfehlern führt, deren Größe mangels geeigneter Bewertungsmittel nicht bestimmbar ist

Zur Vermeidung dieser Verzerrungen und Fehlmessungen ist es aus der DE-GM-Schrift 71 28 284 bekannt, bei einer Druckmeßvorrichtung der eingangs genannten Art die Eingangs- und/oder Ausgangsimpedanz der gesamten, hier auch den Katheter umfassenden Druck-Übertragungsanordnung an die Quelleninipedanz und/oder die Verbraucherimpedanz anzupassen. Zur Anpassung der Eingangsirrtpedan^ des Katheters an die Quellenimpedanz ist es dabei bekannt, den Innendurchmesser der Katheterspitze über eine vorgegebene Länge gegenüber dem Innendurchmesser des übrigen Katheters zu verengen.

Immer dann aber, wenn die Quellenimpedanz des Generators merklich von 0 verschieden ist, wie dies beispielsweise bei den besonders interessanten Messungen des intravaskulären Blutdrucks der Fall ist, kann die Eingangsimpedanz der Katheterspitze nicht so angepaßt werden, daß es zu keinen störenden Eigenresonanzerscheinungen kommt

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Druckmeßanordnung für intrakorporale Druckmessung zu schaffen, bei der unabhängig von der Quellen- und Lastimpedanz des Generators bzw. des Meßwandlers der verzerrende und zu Meßfehlern führend«; Einfluß von F.igenresonanzerscheinungen des aus Druckaufnahmesonde und Druckübertragungsleitung bestehenden Druckübertragungs- systems beseitigt ist

Bei der erfindungsgemäßen Druckmeßanordnung befindet sich also der verengte Abschnitt des Druckübertragungssystems immer in der zwischen das distale Ende der Druckaufnahmesonde, beispielsweise des Ka theters und den Meßwandler eingefügten Drucküber tragungsleitung, d. h. niemals an dem an den Ort des zu messenden Drucks vorgeschobenen Ende des Katheters. Dieser völlig anderen geometrischen Anordnung des

verengten Abschnittes entspricht auch eiue ganz andere Funktionsweise. Aus der Erkenntnis heraus, daß nämlich eine Impedanzanpassung in jedem Fall gesondert vorzunehmen und daher schwierig und darüber hinaus in manchen Fällen völlig unmöglich ist, wird beim Erfindungsgegenstand auf eine solche Impedanzanpassung am Eingangs- und Ausgangsende des aus Druckauinid.-mesonde und Druckübertragungsleitung bestehenden Druckübertragungssystems völlig verzichtet Statt dessen wird durch dac Einfügen eines verengten Abschnittes in die Druckübertragungsleitung dafür gesorgt, daß nicht ein-i einzciae Eigenresonanzfrequenz auftritt Da nämlich der Flüssigkeitsdurchfluß, die Fortpflanzung der Druckwellen und die Entstehung von Resonanzwellen in Rohren mit einem kieinen Durchmesser komplexe Erscheinungen sind, die insbesondere dem Reynoldschen Gesetz und dem Hagen-Poiseuilleschen Gesetz unterliegen, hängen die Resonanz- oder Dämpfungsfrequenzen von der Länge des Rohres und insbesondere von der vierten Potenz des Innendurchmessers desselben ab. Da der Katheter, den der Arzt oder Tierarzt für eine bestimmte Untersuchung braucht, besondere und im allgemeinen unabänderliche Eigenschaften aufweist, wird die Druckübertragungsleitung dazu verwendet, die Resonanzfrequenzen mittels einer Reihe von Leitungsstücken, deren Einzel-Resonanzfrequenzen gegeneinander verschoben sind, zu unterdrücken. Auf diese Weise können bei einer erfindungsgemäßen Druckmeßanordnung die Drucksignale vom Meßort zum Meßwandler mit einem Minimum an Verzerrungen übertragen werdea

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Druckmeßanordnung ist darin zu sehen, daß sie in der Lage ist, Verfälschungen auszufiltern, die bei einer Kardiokatheterung durch mechanische Erschütterungen hervorgerufen werden, die der Katheter infolge der Herz- und Herzklappenbewegungen erleidet

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen niedergelegt

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

F i g. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Druckübertragungsrohrs;

F i g. 2 eine Teilansicht des Rohrs im Axialschnitt;

F i g. 3 eine Ansicht im Querschnitt nach Linie HI-HI der Fig.2;

F i g. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform, bei der das Drucküberu-agungsrohr aus zwei Teilstücken mit verschieden großem Querschnitt besteht, die im Längsshin aneinander gesetzt sind; und

F i g. 6 eine Ansicht im Querschnitt nach Linie VI-VI von F i g. 5.

Beim Ausführungsbeispiel nach F ι g. 1 bis 3 besteht das erfindungsgemäße Druckübertragungsrohr aus einem einzigen Rohr bzw. Schlauch 1, dessen Länge 30—300 cm beträgt Der Innendurchmesser desselben liegt zwischen 0,5 und 2,5 mm

Nützlicherweise besteht dieses Rohr z. B. aus Polyethylen, Polyamid, PVC oder dergl. An einem Ende ist das Rohr mit einem Verbindungsstück 2 versehen zum Anschluß an einen Katheter, der dazu bestimmt ist, in eine Körperhöhle eines Menschen oder Tiers eingeführt zu werden. Am entgegengesetzten, distalen Ende trägt das Rohr ein weiteres Verbindungsstück zum Anschluß an einen Transduktor oder ein Meßgerät

Das Druckübenragur.gsiohr weist eine Verengung 3 auf, wo sein Innendurchmesser uns 10% his P5% verringert ist Wenn z. B. der Inruiwiufshu*··^" -H<?s ΪΙο.ι,ί 1 .m ailgemeinen 1,5 mm beträgt, so isl der Iiinenduru-iimftLjer sn der Verengungsstelle auf 0,6 mm reduziert Die Länge der Verengung ist sehr gering und beträgt nicht mehr ab 5 bis 50 mm. Es sei bemerkt, daß alt Verengung im ersten Drittel der Rohrlänge vom Anschlußstück 2 aus vorgesehen ist, das zur Verbindung mit dem Katheter dient Die Resonanzfrequenzen, die ausgefiltert werden sollen, haben nämlich immer eine höhere Frequenz als die 3. oberwelle.

Wie aus F i g. 2 und 3 ersichtlich ist, kann die Verengung 3 nützlicherweise dadurch gebildet werden, daß man ein Außenrohrstück auf das Rohr 1 aufschiebt und es an Ort und Stelle mit einer Reduziermaschine einzieht Das Rohrstück 4 kann z. B. aus rostfreiem Stahl, Kup'er oder Aluminium bestehen.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 bis 5 besteht das erfindungsgemäße Druckübertragungsrohr aus zwei Rohrteilen unterschiedlichen Innendurrhmessers, ^und zwar aus dem Rohrteil la, dessen Innendurchmesser 0,5—2,5 mm beträgt und einem zweiten Rohrteil \b mit einem um 10%—85% kleineren Innendurchmesser. An seinem freien Ende ist das Rohrteil la mit einem Verbindungsstück 2 zum Anschluß an einen Katheter versehen. Das »reie Ende des anderen Rohrteils \b ist mit einem Verbindungsstück versehen, mit dem es an einen Transduktor oder ein Meßgerät angeschlossen werden kann. Eventuell kann das erste Rohrteil la eine Verengung 3a aufweisen, ähnlicher Art wie die Verengung 3 der Ausfuhrungsform nach F i g. 1 und 2.

Die beiden Rohr- bzw. Schlauchteile la und 16 sind in Längsrichtung aneinandergereiht und mit einem Verbindungsglied verbunden, das im allgemeinen mit der Bezugsziffer 5 bezeichnet ist

Das Verbindungsglied enthält ein Metallrohr 6, dessen Innendurchmesser dank seiner Verjüngung einerseits dem Innendurchmesser des Rohrteils la und andererseits dem Rohrteil \b genau angepaßt ist, da es von größter Bedeutung ist, rauhe Stellen zu vermeiden, die sogar winzige Luftblasen zurückhalten könnten. Das Rohr6 kann, ebenso wie das Rohrstück 4, aus rostfreiem Stahl, Aluminium oder dergl. hergestellt werden.

Schließlich bemerkt man bei 8 ein Teil, das so hergestellt werden kann, daß man es um die Enden der Rohrteile la und \b und das Rohr 6, das die Enden verbindet, herumformt Dieses Teil ist nur dazu bestimmt diesen Bereich des Druckübertragungsrohrs zu verstärken und so einen zufälligen Bruch an dieser Stelle zu vermeiden. Die nachstehend beschriebenen Anwendungsbeispiele sollen dem besseren Verständnis der Erfindung dienen:

1. Anwendungsbeispiel

Das Problem war, ein Druckübertragungsrohr von 180 cm Länge herzut-idie;., das dafür gedacht ist, an einen klassischen K'.theU./, den Coumand-Katheter Nr. 5 F-SW von 125 cm Länge und 0,66 mm Innendurchmesser angeschlossen zu werden. Das in den physiologischen Frequtfi: ;en verzerrungslose Druckübevtragungsrohr wurde durch Verbindung der Enden eines Rohrs von 100cm Läng 'jrr'. 0,5 mm Innendurchmesser und eines ztveiten Rohrs vor· 80 cn Länge und 1,2 in. ·. Innendurchmesser erhalten. Die Verbindung der beider Rohrenden wui'de hergestellt, wie dies in F i g. 5 bei 5 ge-

zeigt ist. Eine genauere Beschreibung der Verbindungsstücke an den freien Rohrenden erübrigt sich, da es sich um Teile laufender Fabrikation handelt, die jeder Katheterfabrikant kennt.

2. Anwendungsbeispiel

Das Problem war, ein Druckübertragungsrohr von 150 cm Länge herzustellen, das dazu bestimmt ist, an einen Katheter von 125 cm Länge und 0,9 mm Innendurchmesser — bekannt unter dem Namen Flexo-Pulmocath Nr. 13 angeschlossen zu werden. Das Druckübertragungsrohr wurde, der Erfindung entsprechend, durch die Verbindung der Enden eines Polyamidrohr.s von 100 cm Länge und 0,5 mm Innendurchmesser und eines zweiten Polyamidrohrs von 50 cm Länge und 1,3 mm Innendurchmesser erhalten.

3. Anwendungsbeispiel

Das Problem war, ein 180 cm langes Drucküberiragungsrohr herzustellen, das dazu bestimmt ist, an einen Flexo-Pulmocath-Katheter Nr. 13 von 125 cm Länge und 0,9 mm Innendurchmesser angeschlossen zu werden. Das Druckübertragungsrohr wurde, der Erfindung entsprechend, durch die Verbindung der Enden eines Rohrs von 90 cm Länge und 0,5 mm Innendurchmesser und eines zweiten Rohrs von 90 cm Länge und 1,2 mm Innendurchmesser erhalten.

In der Praxis können im allgemeinen, unter Berücksichtigung der Resonanzfrequenzen der gebräuchlichen Katheter mit Innendurchmessern zwischen 0,5 mm und 2,0 mm, die Rohre bzw. Schläuche oder Rohr- bzw. Schlauchteile, die das erfindungsgemäße Druckübertragungsrohr bilden, Innendurchmesser zwischen 0,5 mm und 2,0 mm aufweisen. Dabei müssen Innendurchmesser und Länge der Rohre oder Rohrteile je nach dem auszurüstenden Katheter unter Berücksichtigung der oberwähnten Gesetze gewählt werden.

Die Vorrichtung kann in allen Fällen angewandt werden, wo der Druck einer Höhle beobachtet oder aufgezeichnet werden soll, wie etwa interkardialen, intravaskulären, intrarachidialen, amniotischen oder peritonealen Druck, sowie Blut- und Nierendruck, usw. Sie ist ebenso auf dem Oebiet der Medizin und der Tierheilkunde anwendbar wie in allen Laboratorien und für alle Forschungen.

Ihr eigentlichstes Anwendungsgebiet ist jedoch die Aufzeichnung des intravaskulären und intrakardialen Blutdrucks.

Selbstverständlich fallen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Dmckübertragungsrohre bzw. Anschiuürohre mit verschiedenen Innendurchmessern, mit oder ohne Verengerungs- oder Erweiterungszonen, deren Aneinanderfügung die Herstellung eines Kompositrohrs bzw. -schlauchs mit ungleichmäßigem Innendurchmesser ermöglicht.

Ebenso fallen in den Rahmen der Erfindung Druckübertragungsrohre, die aus Rohr bzw. Schlauchteilen bestehen, deren zur Längsachse senkrechte Querschnitte nicht kreisrund sind sondern eine andere Form aufwehen.

Schließlich umfaßt die Erfindung auch ein Druckübertragimgsrohr aus einem Rohr bzw. Schlauch mit einem sich verjüngenden oder veränderlichen Innendurchmesser. Dies ist bei der Herstellung mit Hilfe ei'.ier Strangpresse mit beweglicher Spritzform und Spritzdorn erzielbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmeßanordnung für intrakorporale Druckmessung, mit einer leitungsförmigen flüssigkeitsgefüllten Druckaufnahmesonde, die mit ihrem einen Ende an den Ort des zu messenden Drucks einführbar ist, mit einer Druckmeßvorrichtung und mit einer das andere Ende der Druckaufnahmesonde mit der Druckmeßvorrichtung verbindenden, flüssigkeitsgefüllten Druckübertragungsleitung, d a -durch gekennzeichnet, daß die Druckübertragungsleitung (1) wenigstens einen verengten Abschnitt (3; 3a, ib) aufweist, dessen Innendurchmesser um 10% bis 85% kleiner ist als der Innendurchmesser des Restes der Druckübertragungsleitung (1).

2. Druckmeßanoiüiiang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verengte Abschnitt (3; 3a) eine geringe Länge aufweist und innerhalb des sich an die Verbindungsstelle (2) der Druckübertragungsleitung (1) mit der Druckaufnahmesonde anschließenden Drittels der Länge der Druckübertragungsleitung (1) liegt

3. Druckmeßanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verengte Abschnitt (3; 3a) mit Hilfe eines auf die Druckübertragungsleitung (1) aufgeschobenen Rohrstücks (4) erzeugt ist, das nach dem Aufschieben an Ort und Stelle in seinem Durchmesser reduziert wurde.

4. Druckmeßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeknnet, daß der verengte Abschnitt (IZj) sich über einen wesentliche--'. Teil, höchstens jedoch ³/₄ der Gesamtlänge rter Druckübertragungsleitung (la, ib) erstreckt

5. Druckmeßanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckübertragungsleitung aus zwei Leitungsstücken (la, Ib) mit unterschiedlichem Innendurchmesser zusammengesetzt ist

6. Druckmeßanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das eine Leitungsstück (la) einen Innendurchmesser von 1 mm bis 1,5 mm und das andere Leitungsstück Oft) einen Innendurchmesser von 03 mm bis 03 mm besitzt und

daß das Leitungsstück (la) mit dem größeren Innendurchmesser einen verengten Abschnitt (3a) geringer Länge aufweist